KR101975091B1 - 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법 - Google Patents

비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101975091B1
KR101975091B1 KR1020167026432A KR20167026432A KR101975091B1 KR 101975091 B1 KR101975091 B1 KR 101975091B1 KR 1020167026432 A KR1020167026432 A KR 1020167026432A KR 20167026432 A KR20167026432 A KR 20167026432A KR 101975091 B1 KR101975091 B1 KR 101975091B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon atoms
general formula
alkyl group
condition
substituted
Prior art date
Application number
KR1020167026432A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160127074A (ko
Inventor
히로아키 츠야마
기미아츠 노무라
요시히사 우사미
마사토시 유모토
데츠 기타무라
마사시 고야나기
데츠야 와타나베
도시히로 오카모토
준이치 다케야
Original Assignee
후지필름 가부시키가이샤
고쿠리츠다이가쿠호우진 도쿄다이가쿠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지필름 가부시키가이샤, 고쿠리츠다이가쿠호우진 도쿄다이가쿠 filed Critical 후지필름 가부시키가이샤
Publication of KR20160127074A publication Critical patent/KR20160127074A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101975091B1 publication Critical patent/KR101975091B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • H01L51/0074
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/12Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D495/14Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00Other synthetic dyes of known constitution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24Electrically-conducting paints
    • H01L51/0558
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40Organic transistors
    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/484Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the channel regions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/15Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating characterised by the solvent used
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 캐리어 이동도가 높은(일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며, 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 되는); 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법이다.

Description

비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법{COATING SOLUTION FOR NON-EMISSIVE ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE, ORGANIC TRANSISTOR, COMPOUND, ORGANIC SEMICONDUCTOR MATERIAL FOR NON-EMISSIVE ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE, MATERIAL FOR ORGANIC TRANSISTOR, METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC TRANSISTOR, AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM}
본 발명은, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법에 관한 것이다. 자세하게는, 본 발명은, 티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜 골격 구조를 갖는 화합물과, 티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜 골격 구조를 갖는 화합물을 이용하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 반도체 재료를 이용한 디바이스는, 종래의 실리콘 등의 무기 반도체 재료를 이용한 디바이스와 비교하여, 다양한 우위성이 전망되고 있기 때문에, 높은 관심을 모으고 있다. 유기 반도체 재료를 이용한 디바이스의 예로서는, 유기 반도체 재료를 광전 변환 재료로서 이용한 유기 박막 태양 전지나 고체 촬상 소자 등의 광전 변환 소자나, 비발광성(본 명세서 중, "비발광성"이란, 실온, 대기하 0.1mW/cm2의 전류 밀도로 디바이스에 전류를 흘려보낸 경우에, 1lm/W 이하의 발광 효율인 것을 말한다. 비발광성 유기 반도체 디바이스라고 하면, 유기 전계 발광 소자 등의 발광성 유기 반도체 디바이스를 제외한 유기 반도체 디바이스를 의미함)의 유기 트랜지스터(유기 박막 트랜지스터라고 불리는 경우도 있음)를 들 수 있다. 유기 반도체 재료를 이용한 디바이스는, 무기 반도체 재료를 이용한 디바이스와 비교하여 저온, 저코스트로 대면적의 소자를 제작할 수 있는 가능성이 있다. 또한 분자 구조를 변화시킴으로써 용이하게 재료 특성을 변화시키는 것이 가능하기 때문에 재료의 베리에이션이 풍부하고, 무기 반도체 재료로는 이룰 수 없었던 기능이나 소자를 실현할 수 있다.
유기 트랜지스터 재료로서는, 축합환을 갖는 화합물을 반도체 활성층에 이용함으로써, 캐리어 이동도를 높이고, 트랜지스터 성능을 높이는 것이 검토되고 있다.
여기에서, 유기 트랜지스터용 재료로서, 티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜(이하, TBBT라고도 함) 구조를 내부에 갖는 화합물이 알려져 있다. 예를 들면, 비특허문헌 1은, 티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜에 탄소수 6의 알킬기가 치환된 화합물 C6-TBBT나, 탄소수 12의 알킬기가 치환된 화합물 C12-TBBT의 합성 방법과 물성으로서, 흡수·발광 스펙트럼, CV(사이클릭 볼탐메트리)를 개시하고 있다. 또한, 비특허문헌 1에는, 유기 트랜지스터에 대한 응용은 비특허문헌 1의 인트로덕션부에 기재가 있지만, 용액의 흡수·발광 스펙트럼이나 산화 환원 전위를 측정하고 있을 뿐이며, 막의 형성이나, 막으로서의 물성, 캐리어 이동도 등의 유기 트랜지스터 특성 평가 등의 기재는 없었다.
비특허문헌 1: Tetrahedron 66(2010) 8778~8784
이와 같은 상황하, 본 발명자들이 비특허문헌 1에 기재된 화합물을 이용한 유기 트랜지스터에 대하여 검토한바, TBBT 구조를 내부에 갖는 화합물을 이용하여 산화 환원 전위나 흡수·발광 스펙트럼을 측정하기 위한 용액을 그대로 이용하여 도포막을 형성시켜도 캐리어 이동도를 높게 할 수 없는 것을 알 수 있었다. 이로 인하여, 캐리어 이동도의 개선이 요구되는 것을 알 수 있었다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 캐리어 이동도가 높은 유기 트랜지스터를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행한 결과, 티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜(이하, TBBT라고도 함) 구조를 내부에 갖는 골격에 대하여, 특정의 치환기를 치환시킴으로써, 캐리어 이동도가 높은 유기 트랜지스터가 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.
상기 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단인 본 발명은, 이하의 구성을 갖는다.
[1] 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액;
일반식 (2)
[화학식 1]
Figure 112016092574727-pct00001
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[2] [1]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 A: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
를 나타내고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다;
조건 B: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다;
조건 C: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다;
조건 D: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
[3] [2]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 A: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
를 나타내고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[4] [3]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기
를 나타내는 것이 바람직하고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[5] [3] 또는 [4]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환기로 치환된 탄소수 3~15의 직쇄 알킬기인 것이 바람직하다.
[6] [2]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 B를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 B: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다.
[7] [2]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 C를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 C: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다.
[8] [7]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환기로 치환된 탄소수 1 또는 2의 알킬기인 것이 바람직하다.
[9] [2]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 D를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 D: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
[10] [9]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11은 무치환의 직쇄의 알킬기이며, R12는 R11과는 다른 치환 또는 무치환의 직쇄 또는 분기 알킬기인 것이 바람직하다.
[11] [10]에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 각각 독립적으로 무치환의 직쇄의 알킬기이며, R11과 R12는 서로 다른 구조인 것이 바람직하다.
[12] 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 반도체 활성층에 포함하는 유기 트랜지스터;
일반식 (2)
[화학식 2]
Figure 112016092574727-pct00002
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[13] [12]에 기재된 유기 트랜지스터는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 A: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
를 나타내고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[14] 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물로서,
하기 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 화합물;
일반식 (2)
[화학식 3]
Figure 112016092574727-pct00003
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다;
조건 A: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
를 나타내고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다;
조건 B: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다;
조건 C: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다;
조건 D: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
[15] [14]에 기재된 화합물은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 A: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
를 나타내고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[16] [14] 또는 [15]에 기재된 화합물을 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료.
[17] [14] 또는 [15]에 기재된 화합물을 함유하는 유기 트랜지스터용 재료.
[18] [14] 또는 [15]에 기재된 화합물을 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액.
[19] [14] 또는 [15]에 기재된 화합물을 반도체 활성층에 포함하는 유기 트랜지스터.
[20] [1] 내지 [11] 및 [18] 중 어느 하나에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액을 기판 상에 도포하여, 건조시킴으로써 반도체 활성층을 제작하는 공정을 포함하는 유기 트랜지스터의 제조 방법.
[21] 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하는 도포액을,
기판 A와, 기판 A에 고착되어 있지 않은 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서,
기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 적하하고,
적하한 도포액을 서서히 건조시킴으로써 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 결정을 석출시켜 반도체 활성층을 형성하는, 유기 반도체막의 제조 방법;
단, 기판 A와 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 한, 도포액을 적하 또는 건조시킬 때에 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시켜도 되고, 움직여도 된다;
일반식 (2)
[화학식 4]
Figure 112016092574727-pct00004
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[22] [14] 또는 [15]에 기재된 화합물을 용매에 용해한 도포액을,
기판 A와, 기판 A에 고착되어 있지 않은 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서,
기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 적하하고,
적하한 도포액을 서서히 건조시킴으로써 [14] 또는 [15]에 기재된 화합물의 결정을 석출시켜 반도체 활성층을 형성하는, 유기 반도체막의 제조 방법;
단, 기판 A와 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 한, 도포액을 적하 또는 건조시킬 때에 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시켜도 되고, 움직여도 된다.
[101] [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 비점 100℃ 이상의 용매가 비할로젠계 용매인 것이 바람직하다.
[102] [1] 내지 [11] 및 [18] 중 어느 하나에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 농도가 0.4질량% 이상인 것이 바람직하다.
[103] [1] 내지 [11] 및 [18] 중 어느 하나에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 2종 이상 포함하는 것이 바람직하다.
[104] [1] 내지 [11] 및 [18] 중 어느 하나에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 점도가 10mPa·s 이상인 것이 바람직하다.
[105] [1] 내지 [11] 및 [18] 중 어느 하나에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다.
[106] 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 도포막.
일반식 (2)
[화학식 5]
Figure 112016092574727-pct00005
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
[107] [14] 또는 [15]에 기재된 화합물을 포함하는 도포막.
본 발명에 의하면, 캐리어 이동도가 높은 유기 트랜지스터를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에서 FET 특성 측정용 기판으로서 제조한 유기 트랜지스터의 일례의 구조의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에서 FET 특성 측정용 기판으로서 제조한 유기 트랜지스터의 구조의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3은, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 일례를 나타내는 개략도이다. 자세하게는, 기판 A와, 기판 A에 고착되어 있지 않은 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태를 유지하면서, 기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 도포액을 적하하고, 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시켜 적하한 도포액을 서서히 건조시키는 양태의 개략도이다.
도 4는, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 다른 일례를 나타내는 개략도이다. 자세하게는, 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서, 기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 도포액을 적하하고, 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시켜 적하한 도포액을 서서히 건조시키는 양태의 개략도이다.
도 5는, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 다른 일례를 나타내는 개략도이다. 자세하게는, 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서, 기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 도포액을 적하하고, 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 움직여 적하한 도포액을 서서히 건조시키는 양태의 개략도이다.
도 6은, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에 이용되는 기판 A와 부재 B의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하에 있어서, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 대표적인 실시형태나 구체예에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는 "~" 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 발명에 있어서, 각 일반식의 설명에 있어서 특별히 구별되지 않고 이용되고 있는 경우에 있어서의 수소 원자는 동위체(중수소 원자 등)도 포함하고 있는 것을 나타낸다. 또한, 치환기를 구성하는 원자는, 그 동위체도 포함하고 있는 것을 나타낸다.
[비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액·유기 트랜지스터·화합물]
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액의 제1 양태는, 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함한다;
일반식 (2)
[화학식 6]
Figure 112016092574727-pct00006
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액의 제2 양태는, 후술하는 본 발명의 화합물을 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액이다.
본 발명의 유기 트랜지스터의 제1 양태는, 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 반도체 활성층에 포함한다.
일반식 (2)
[화학식 7]
Figure 112016092574727-pct00007
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며, 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
또한, 본 발명의 유기 트랜지스터의 제1 양태는, 반도체 활성층이 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하고 있어도 되고, 반도체 활성층이 일반식 (2)로 나타나는 화합물(단, 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 화합물을 제외함)과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하고 있어도 된다.
또, 본 발명의 유기 트랜지스터의 제1 양태는, 반도체 활성층이 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하는 액으로 제조되어 이루어지는 것이 바람직하고, 반도체 활성층이 일반식 (2)로 나타나는 화합물(단, 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 화합물을 제외함)과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하는 액으로 제조되어 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 유기 트랜지스터의 제2 양태는, 후술하는 본 발명의 화합물을 반도체 활성층에 포함하는 유기 트랜지스터이다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 유기 트랜지스터는, 캐리어 이동도가 높다. 또, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 캐리어 이동도가 높은 본 발명의 유기 트랜지스터를 제공할 수 있다. 어떠한 이론에 구애되는 것도 아니지만, 제1 양태에서는, 특정의 치환기를 갖는 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 이용하면, 이유는 상세하게 판명되어 있지 않지만(용해성이 향상되는 등의 영향도 있다고 생각됨), 캐리어 이동도가 높은 유기 트랜지스터가 얻어진다고 생각할 수 있다. 제1 양태에서는, 제막 시의 건조를 지연시키기 위하여 추가로 고비점 용매를 이용하는 것이 바람직하고, 특히 반도체 활성층이 일반식 (2)로 나타나는 화합물(단, 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 화합물을 제외함)을 이용하는 경우에 캐리어 이동도가 높은 유기 트랜지스터를 보다 얻기 쉬워진다. 또, 제2 양태에서는, 특정의 치환기를 갖는 후술하는 본 발명의 화합물을 이용하면, 이유는 상세하게 판명되어 있지 않지만(용해성이 향상되는 등의 영향도 있다고 생각됨), 캐리어 이동도가 높은 유기 트랜지스터가 얻어진다고 생각할 수 있다.
또한, 유기 EL(Electro Luminescence) 소자 재료로서 유용한 것이, 곧 유기 트랜지스터용 반도체 재료로서 유용하다고는 할 수 없다. 이는, 유기 EL 소자와 유기 트랜지스터에서는, 유기 화합물에 요구되는 특성이 상이하기 때문이다. 유기 EL 소자를 구동하려면 10-3cm2/Vs 정도의 이동도가 있으면 충분하고, 유기 EL 특성 향상에는 전하 수송성보다 오히려 발광 효율을 높이는 것이 중요하며, 발광 효율이 높고, 면내에서의 발광이 균일한 소자가 요구되고 있다. 통상, 결정성이 높은(이동도가 높은) 유기 화합물은, 면내의 전계 강도 불균일, 발광 불균일, 발광 퀀치 등, 발광 결함을 발생시키는 원인이 되기 때문에, 유기 EL 소자용 재료는 결정성을 낮게 하여, 어모퍼스성이 높은 재료(낮은 이동도)가 요망된다. 한편, 유기 트랜지스터용 반도체 재료에서는, 요구되는 이동도가 현격히 높기 때문에, 분자의 배열 질서가 높고, 결정성이 높은 유기 화합물이 요구되고 있다. 또, 높은 이동도 발현을 위하여, π 공액 평면은 기판에 대하여 직립하고 있는 것이 바람직하다.
먼저, 후술하는 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 도포액으로서도 이용할 수 있는, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액에 대하여 설명한다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액의 제1 양태와 제2 양태에 대하여, 정리하여 이하에 설명한다.
<일반식 (2)로 나타나는 화합물>
하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물에 대하여 설명한다.
일반식 (2)
[화학식 8]
Figure 112016092574727-pct00008
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며, 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
일반식 (2)로 나타나는 화합물의 구조의 바람직한 양태에 대하여 설명한다.
일반식 (2) 중, R11 및 R12가 나타내는 알킬기는, 특별히 제한은 없지만, 탄소수 1~30의 알킬기가 바람직하며, 직쇄여도 되고, 분기여도 되며, 환상이어도 된다. 일반식 (2) 중, R11 및 R12가 나타내는 알킬기는, 총 탄소수 3~30이고, 또한 탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기, 탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기, 탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는 탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기인 것이 보다 바람직하다. R11 및 R12가 나타내는 알킬기의 특히 바람직한 범위는, 후술하는 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 범위와 동일하다.
일반식 (2) 중, R11 및 R12가 나타내는 알켄일기는, 특별히 제한은 없지만, 탄소수 2~30의 알켄일기가 바람직하고, 탄소수 3~18의 알켄일기가 보다 바람직하며, 탄소수 5~13의 알켄일기가 특히 바람직하다.
일반식 (2) 중, R11 및 R12가 나타내는 알카인일기는, 특별히 제한은 없지만, 탄소수 2~30의 알카인일기가 바람직하고, 탄소수 3~18의 알카인일기가 보다 바람직하며, 탄소수 5~13의 알카인일기가 특히 바람직하다.
일반식 (2) 중, R11 및 R12가 나타내는 알콕시기는, 특별히 제한은 없지만, 탄소수 1~30의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 3~18의 알콕시기가 보다 바람직하며, 탄소수 5~13의 알콕시기가 특히 바람직하다.
상술한 일반식 (2)로 나타나는 화합물은, R11 및 R12가 알킬기인 것이 바람직하다.
일반식 (2) 중, R11 및 R12가 나타내는 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기가 치환기를 더 갖는 경우, 이 치환기로서는 특별히 제한은 없지만, 할로젠 원자, 알켄일기(에텐일기, 1-펜텐일기, 1-헵탄일기, 사이클로알켄일기, 바이사이클로알켄일기 등을 포함함), 알카인일기(1-펜타인일기, 트라이메틸실릴에타인일기, 트라이에틸실릴에타인일기, 트라이-i-프로필실릴에타인일기, 2-p-프로필페닐에타인일기 등을 포함함), 아릴기(페닐기, 나프틸기, p-펜틸페닐기, 3,4-다이펜틸페닐기, p-헵톡시페닐기, 3,4-다이헵톡시페닐기의 탄소수 6~20의 아릴기 등을 포함함), 복소환기(헤테로환기라고 해도 된다. 2-헥실퓨란일기 등을 포함함), 사이아노기, 하이드록실기, 나이트로기, 아실기(헥산오일기, 벤조일기 등을 포함함), 알콕시기(뷰톡시기 등을 포함함), 아릴옥시기(페녹시기 등을 포함함), 실릴옥시기, 헤테로환 옥시기, 아실옥시기, 카바모일옥시기, 아미노기(아닐리노기를 포함함), 아실아미노기, 아미노카보닐아미노기(유레이도기를 포함함), 알콕시 및 아릴옥시카보닐아미노기, 알킬 및 아릴설폰일아미노기, 머캅토기, 알킬 및 아릴싸이오기(메틸싸이오기, 옥틸싸이오기 등을 포함함), 헤테로환 싸이오기, 설파모일기, 설포기, 알킬 및 아릴설핀일기, 알킬 및 아릴설폰일기, 알킬 및 아릴옥시카보닐기, 카바모일기, 아릴 및 헤테로환 아조기, 이미드기, 포스피노기, 포스핀일기, 포스핀일옥시기, 포스핀일아미노기, 포스포노기, 실릴기(다이트라이메틸실록시메틸뷰톡시기 등), 하이드라지노기, 유레이도기, 보론산기(-B(OH)2), 포스페이트기(-OPO(OH)2), 설페이트기(-OSO3H), 그 외의 공지의 치환기를 들 수 있다. 이들 중에서, 할로젠 원자, 알콕시기, 아실옥시기, 알킬옥시카보닐기가 특히 바람직하고, 할로젠 원자, 알콕시기가 가장 바람직하다.
또, 이들 치환기는, 상기 치환기를 더 갖고 있어도 된다.
상술한 일반식 (2)로 나타나는 화합물은, 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 되고, 할로젠 원자로서는, 불소 원자가 바람직하다. 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 치환되는 할로젠 원자의 개수는 0~6개인 것이 바람직하고, 0~4개인 것이 보다 바람직하며, 0~2개인 것이 특히 바람직하고, 0개인 것이 보다 특히 바람직하다.
또한, 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자 이외의 치환기가 치환된 경우도, 일반식 (2) 중의 방향족 부분이 무치환인 경우 또는 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환된 경우와 마찬가지로 고캐리어 이동도의 유기 트랜지스터가 얻어져, 일반식 (2)로 나타나는 화합물에 고용해성 등의 기능을 부여하는 것이 가능하다.
상술한 일반식 (2)로 나타나는 화합물은, 일반식 (2) 중의 R11 또는 R12가 치환되어 있는 싸이오펜환 부분에 R11 및 R12 이외의 치환기가 더 치환된 경우도, R11 또는 R12가 치환되어 있는 싸이오펜환 부분이 무치환인 경우와 마찬가지로 고캐리어 이동도의 유기 트랜지스터가 얻어져, 일반식 (2)로 나타나는 화합물에 고용해성 등의 기능을 부여하는 것이 가능하다.
(본 발명의 화합물)
본 발명에서는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 것이 바람직하다;
조건 A: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
를 나타내고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다;
조건 B: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다;
조건 C: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다;
조건 D: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 화합물은 신규 화합물로서, 본 발명의 화합물이라고 한다. 즉, 본 발명의 화합물은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물로서, 하기 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는 화합물이다. 본 발명의 화합물은, 본 발명의 유기 트랜지스터에 있어서, 후술하는 반도체 활성층에 포함된다. 즉, 본 발명의 화합물은, 유기 트랜지스터용 재료로서 이용할 수 있다.
특히, Tetrahedron 66(2010) 8778~8784에 기재되어 있는 티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜에 탄소수 6의 알킬기가 치환된 화합물 C6-TBBT나, 탄소수 12의 알킬기가 치환된 화합물 C12-TBBT에 대하여, 본 발명의 화합물을 반도체 활성층에 포함함으로써, 본 발명의 유기 트랜지스터 중에서도 보다 캐리어 이동도가 높아진다.
어떠한 이유에 구애되는 것도 아니지만, 이 이유로서 본 발명자들은 이하의 이유를 생각한다. 본 발명의 화합물이 충족시키는 특정 알킬쇄장, 또는 형상을 선택함으로써, 분자간의 궤도의 겹쳐짐이 커짐으로써, 본 발명의 유기 트랜지스터 중에서도 보다 캐리어 이동도를 높일 수 있다.
이하, 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 바람직한 양태인 조건 A, 조건 B, 조건 C 및 조건 D에 대하여 설명한다.
(조건 A)
본 발명에서는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A를 충족시키는 것이 보다 바람직하다;
조건 A: 일반식 (2) 중,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
를 나타내고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
R11 및 R12가 나타내는 탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기로서는, 탄소수 8 또는 10의 직쇄 알킬기인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 10의 직쇄 알킬기인 것이 특히 바람직하다. 상기 범위의 장쇄 알킬기인 것, 특히 장쇄의 직쇄 알킬기인 것이, 분자의 직선성이 높아져, 캐리어 이동도를 높이는 관점에서 바람직하다.
R11 및 R12가 나타내는 탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기는, 탄소수 5~15이며 탄소수가 홀수인 무치환 직쇄 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 7~13이며 탄소수가 홀수인 무치환 직쇄 알킬기인 것이 보다 바람직하며, 탄소수 9 또는 11의 무치환 직쇄 알킬기인 것이 특히 바람직하다.
R11 및 R12는 직쇄 알킬기인 것이, 분자의 직선성이 높아져, 캐리어 이동도를 높이는 관점에서 바람직하다. 한편, 유기 용매에 대한 용해도를 높이는 관점에서는 R11 및 R12가 분지 알킬기여도 된다.
R11 및 R12가 탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는 탄소수 3~18의 치환의 분기 알킬기인 경우의 치환기로서는, 특별히 한정은 없지만, 할로젠 원자, 알켄일기(에텐일기, 1-펜텐일기, 1-헵탄일기, 사이클로알켄일기, 바이사이클로알켄일기 등을 포함함), 알카인일기(1-펜타인일기, 트라이메틸실릴에타인일기, 트라이에틸실릴에타인일기, 트라이-i-프로필실릴에타인일기, 2-p-프로필페닐에타인일기 등을 포함함), 아릴기(페닐기, 나프틸기, p-펜틸페닐기, 3,4-다이펜틸페닐기, p-헵톡시페닐기, 3,4-다이헵톡시페닐기의 탄소수 6~20의 아릴기 등을 포함함), 복소환기(헤테로환기라고 해도 된다. 2-헥실퓨란일기 등을 포함함), 사이아노기, 하이드록실기, 나이트로기, 아실기(헥산오일기, 벤조일기 등을 포함함), 알콕시기(뷰톡시기 등을 포함함), 아릴옥시기(페녹시기 등을 포함함), 실릴옥시기, 헤테로환 옥시기, 아실옥시기, 카바모일옥시기, 아미노기(아닐리노기를 포함함), 아실아미노기, 아미노카보닐아미노기(유레이도기를 포함함), 알콕시 및 아릴옥시카보닐아미노기, 알킬 및 아릴설폰일아미노기, 머캅토기, 알킬 및 아릴싸이오기(메틸싸이오기, 옥틸싸이오기 등을 포함함), 헤테로환 싸이오기, 설파모일기, 설포기, 알킬 및 아릴설핀일기, 알킬 및 아릴설폰일기, 알킬 및 아릴옥시카보닐기, 카바모일기, 아릴 및 헤테로환 아조기, 이미드기, 포스피노기, 포스핀일기, 포스핀일옥시기, 포스핀일아미노기, 포스포노기, 실릴기(다이트라이메틸실록시메틸뷰톡시기 등), 하이드라지노기, 유레이도기, 보론산기(-B(OH)2), 포스페이트기(-OPO(OH)2), 설페이트기(-OSO3H), 그 외의 공지의 치환기를 들 수 있다.
또, 이들 치환기는, 상기 치환기를 더 갖고 있어도 된다.
이들 중에서도, 취할 수 있는 치환기로서, 할로젠 원자, 아릴기, 알켄일기, 알카인일기, 복소환기, 알콕시기, 알킬싸이오기, 아실옥시기, 아릴옥시기, 알킬옥시카보닐기가 바람직하고, 불소 원자, 탄소수 6~20의 아릴기, 탄소수 2~12의 알켄일기(1-알켄일기인 것이 바람직함), 탄소수 2~12의 알카인일기, 탄소수 1~11의 알콕시기, 아실옥시기, 탄소수 1~12의 알킬싸이오기, 알킬옥시카보닐기가 보다 바람직하며, 할로젠 원자, 알콕시기, 아실옥시기, 알킬옥시카보닐기가 특히 바람직하고, 할로젠 원자, 알콕시기가 가장 바람직하다.
또한, R11 및 R12가 불소 원자로 치환된 알킬기인 경우는, 알킬기의 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환되어 있어도 되고, 전체가 불소 원자로 치환되어 퍼플루오로알킬기를 형성해도 된다.
단, R11 및 R12는 무치환의 직쇄 알킬기 또는 분기 알킬기인 것이 바람직하다.
R11 및 R12가 탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기인 경우, 탄소수 3~13의 치환의 직쇄 알킬기가 바람직하고, 탄소수 3~11의 치환의 직쇄 알킬기가 보다 바람직하며, 탄소수 5~11의 치환의 직쇄 알킬기가 특히 바람직하고, 탄소수 7~11의 치환의 직쇄 알킬기가 보다 특히 바람직하다.
R11 및 R12가 탄소수 3~18의 치환의 분기 알킬기인 경우, 탄소수 3~15의 치환의 분기 알킬기가 바람직하고, 탄소수 3~13의 치환의 분기 알킬기가 보다 바람직하며, 탄소수 3~11의 치환의 분기 알킬기가 특히 바람직하고, 탄소수 7~11의 치환의 분기 알킬기가 보다 특히 바람직하다.
또, R11 및 R12가 치환기를 갖는 직쇄 알킬기 또는 분기 알킬기인 경우, 직쇄 알킬기 중의 인접하지 않는 -CH2-기, 혹은 분기 알킬기 중의 인접하지 않는 -CH2-기, 3가의 3급 탄소 원자 연결기 또는 4가의 4급 탄소 원자 연결기는, 각각 독립적으로 다른 원자 연결기에 치환되어 있어도 된다. 이 경우의 다른 원자 연결기로서는, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -COS-, -SCO-, -NRCO- 또는 -CONR-(R은 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기) 등을 들 수 있다.
단, R11 및 R12는, 직쇄 알킬기 중의 인접하지 않는 -CH2-기, 혹은 분기 알킬기 중의 인접하지 않는 -CH2-기, 3가의 3급 탄소 원자 연결기 또는 4가의 4급 탄소 원자 연결기가 다른 원자 연결기에 치환되어 있지 않은 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 일반식 (2)로 나타나고, 조건 A를 충족시키는 화합물 중에서도, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기
를 나타내는 것이 바람직하고,
일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
본 발명에서는, 일반식 (2)로 나타나고, 조건 A를 충족시키는 화합물 중에서도, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한
에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환기로 치환된 탄소수 3~15의 직쇄 알킬기인 것이 바람직하다.
에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환되는 치환기로서는, R11 및 R12가 취할 수 있는 치환기를 들 수 있고, 그 중에서도 알킬기가 바람직하며, 직쇄 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환되는 치환기의 탄소수는 1~10인 것이 바람직하고, 1~5인 것이 보다 바람직하며, 2~5인 것이 특히 바람직하다.
(조건 B)
본 발명에서는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 B를 충족시키는 것이 보다 바람직하다;
조건 B: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다.
(조건 C)
본 발명에서는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 C를 충족시키는 것이 보다 바람직하다;
조건 C: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다.
조건 C를 충족시키는 것 중에서도, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환기로 치환된 탄소수 1 또는 2의 알킬기인 것이 바람직하다.
에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환되는 치환기로서는, R11 및 R12가 취할 수 있는 치환기를 들 수 있고, 그 중에서도 알킬기가 바람직하며, 직쇄 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환되는 치환기의 탄소수는 1~10인 것이 바람직하고, 1~5인 것이 보다 바람직하며, 2~5인 것이 특히 바람직하다.
(조건 D)
본 발명에서는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 D를 충족시키는 것이 보다 바람직하다;
조건 D: 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
조건 D를 충족시키는 것 중에서도, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11은 무치환의 직쇄의 알킬기이며, R12는 R11과는 다른 치환 또는 무치환의 직쇄 또는 분기 알킬기인 것이 바람직하다. 그 중에서도, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 각각 독립적으로 무치환의 직쇄의 알킬기이며, R11과 R12는 서로 다른 구조인 것이 바람직하다.
R11 및 R12의 총 탄소수는, 각각 독립적으로 3~30인 것이 바람직하고, 7~30인 것이 보다 바람직하며, 7~20인 것이 특히 바람직하고, 7~15인 것이 보다 특히 바람직하며, 7~11인 것이 더 보다 특히 바람직하고, 9~11인 것이 더 특히 보다 특히 바람직하다. R11 및 R12의 총 탄소수는, 각각 독립적으로 상기 범위의 하한값 이상이면, 캐리어 이동도가 높아진다. R11 및 R12의 총 탄소수가 상기 범위의 상한값 이하이면, 유기 용매에 대한 용해성이 높아진다.
상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 본 발명에서 이용할 수 있는 일반식 (2)로 나타나는 화합물은, 이들 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다. 또한, 하기 표 1 및 표 2 중의 R11 및 R12는, 일반식 (2) 중의 R11 및 R12를 나타낸다.
[표 1]
Figure 112016092574727-pct00009
[표 2]
Figure 112016092574727-pct00010
[화학식 9-1]
Figure 112016092574727-pct00011
[화학식 9-2]
Figure 112016092574727-pct00012
상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물은, 분자량이 3000 이하인 것이 바람직하고, 2000 이하인 것이 보다 바람직하며, 1000 이하인 것이 더 바람직하고, 850 이하인 것이 특히 바람직하다. 분자량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 용매에 대한 용해성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
한편, 막의 막질 안정성의 관점에서는, 분자량은 250 이상인 것이 바람직하고, 300 이상인 것이 보다 바람직하며, 350 이상인 것이 더 바람직하다.
일반식 (2)로 나타나는 화합물은, Tetrahedron 66(2010) 8778~8784에 기재된 방법 또는 후술하는 실시예에 기재된 방법을 참고로 합성할 수 있다.
일반식 (2)로 나타나는 화합물의 합성에 있어서, 어떠한 반응 조건을 이용해도 된다. 반응 용매로서는, 어떠한 용매를 이용해도 된다. 또, 환 형성 반응 촉진을 위하여, 산 또는 염기를 이용하는 것이 바람직하고, 특히 산을 이용하는 것이 바람직하다. 최적의 반응 조건은, 목적으로 하는 화합물의 구조에 따라 상이하지만, 상기 문헌에 기재된 구체적인 반응 조건 또는 후술하는 실시예에 기재된 방법을 참고로 설정할 수 있다.
각종 치환기를 갖는 합성 중간체는 공지의 반응을 조합하여 합성할 수 있다. 또, 각 치환기는 어느 중간체의 단계에서 도입해도 된다. 중간체의 합성 후에는, 칼럼 크로마토그래피, 재결정 등에 의한 정제를 행한 후, 승화 정제에 의하여 정제하는 것이 바람직하다. 승화 정제에 의하여, 유기 불순물을 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 무기염이나 잔류 용매 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
<용매>
용액 프로세스를 이용하여 기판 상에 성막하는 경우, 층을 형성하는 재료를 적당한 유기 용매(예를 들면, 헥세인, 옥테인, 데케인, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 에틸벤젠, 아밀벤젠, 데칼린, 1-메틸나프탈렌, 1-에틸나프탈렌, 1,6-다이메틸나프탈렌, 테트랄린 등의 탄화 수소계 용매, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온, 아세토페논, 프로피오페논, 뷰티로페논, α-테트랄론, β-테트랄론 등의 케톤계 용매, 예를 들면 다이클로로메테인, 클로로폼, 테트라클로로메테인, 다이클로로에테인, 트라이클로로에테인, 테트라클로로에테인, 클로로벤젠, 1,2-다이클로로벤젠, 1,2,4-트라이클로로벤젠, 클로로톨루엔, 1-플루오로나프탈렌 등의 할로젠화 탄화 수소계 용매, 피리딘, 피콜린, 퀴놀린, 싸이오펜, 3-뷰틸싸이오펜, 티에노[2,3-b]싸이오펜 등의 복소환계 용매, 2-클로로싸이오펜, 3-클로로싸이오펜, 2,5-다이클로로싸이오펜, 3,4-다이클로로싸이오펜, 2-브로모싸이오펜, 3-브로모싸이오펜, 2,3-다이브로모싸이오펜, 2,4-다이브로모싸이오펜, 2,5-다이브로모싸이오펜, 3,4-다이브로모싸이오펜, 3,4-다이클로로-1,2,5-싸이아다이아졸 등의 할로젠화 복소환계 용매, 예를 들면 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸, 아세트산 아밀, 아세트산-2-에틸헥실, γ-뷰티로락톤, 아세트산 페닐 등의 에스터계 용매, 예를 들면 메탄올, 프로판올, 뷰탄올, 펜탄올, 헥산올, 사이클로헥산올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 에틸렌글라이콜 등의 알코올계 용매, 예를 들면 다이뷰틸에터, 테트라하이드로퓨란, 다이옥세인, 다이메톡시에테인, 아니솔, 에톡시벤젠, 프로폭시벤젠, 아이소프로폭시벤젠, 뷰톡시벤젠, 2-메틸아니솔, 3-메틸아니솔, 4-메틸아니솔, 4-에틸아니솔, 다이메틸아니솔(2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5-, 3,6- 중 어느 하나), 1,4-벤조다이옥세인, 2,3-다이하이드로벤조퓨란, 프탈란, 크로메인, 아이소크로메인 등의 에터계 용매, 예를 들면 N,N-다이메틸폼아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드, 1-메틸-2-피롤리돈, 1-메틸-2-이미다졸리딘온, 1,3-다이메틸-2-이미다졸리딘온 등의 아마이드·이미드계 용매, 다이메틸설폭사이드 등의 설폭사이드계 용매, 인산 트라이메틸 등의 인산 에스터계 용매, 아세토나이트릴, 벤조나이트릴 등의 나이트릴계 용매, 나이트로메테인, 나이트로벤젠 등의 나이트로계 용매 및/또는 물에 용해, 또는 분산시켜 도포액으로 하고, 각종 도포법에 따라 막을 형성할 수 있다. 용매는 단독으로 이용해도 되고, 복수 조합하여 이용해도 된다. 이들 중에서도, 탄화 수소계 용매, 케톤계 용매, 할로젠화 탄화 수소계 용매, 복소환계 용매, 할로젠화 복소환계 용매 또는 에터계 용매가 바람직하고, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 아밀벤젠, 테트랄린, 아세토페논, 프로피오페논, 뷰티로페논, α-테트랄론, 다이클로로벤젠, 아니솔, 에톡시벤젠, 프로폭시벤젠, 아이소프로폭시벤젠, 뷰톡시벤젠, 2-메틸아니솔, 3-메틸아니솔, 4-메틸아니솔, 2,3-다이하이드로벤조퓨란, 프탈란, 크로메인, 아이소크로메인, 1-플루오로나프탈렌, 3-클로로싸이오펜, 2,5-다이브로모싸이오펜이 보다 바람직하며, 톨루엔, 자일렌, 테트랄린, 아세토페논, 프로피오페논, 뷰티로페논, α-테트랄론, 아니솔, 에톡시벤젠, 프로폭시벤젠, 뷰톡시벤젠, 2-메틸아니솔, 3-메틸아니솔, 4-메틸아니솔, 2,3-다이하이드로벤조퓨란, 프탈란, 크로메인, 아이소크로메인, 1-플루오로나프탈렌, 3-클로로싸이오펜, 2,5-다이브로모싸이오펜이 특히 바람직하다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액의 제1 양태에서는, 이들 용매 중에서도 비점 100℃ 이상의 용매를 이용한다. 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액의 제1 양태는, 비점 100℃ 이상의 용매를 포함함으로써, 막질이 양호한 점과 면적이 큰 결정을 얻을 수 있다는 이점이 있어, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에 적합하게 이용된다.
또, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액의 제2 양태에서도, 비점 100℃ 이상의 용매를 이용하는 것이 동일한 관점에서 바람직하다.
이러한 관점에서는 비점 100℃ 이상의 용매가, 비점 150℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 비점 175℃ 이상인 것이 더 바람직하며, 비점 200℃ 이상인 것이 특히 바람직하다.
또, 비점 100℃ 이상의 용매가 비할로젠계 용매인 것이 환경 부하나 사람에 대한 독성의 관점에서 특히 바람직하다.
도포액 중의 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 농도는, 바람직하게는, 0.005~5질량%, 보다 바람직하게는 0.01~3질량%, 특히 바람직하게는 0.1~2질량%이다. 이 범위로 함으로써, 임의의 두께의 막을 형성하기 쉽다. 또한, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 농도가 0.4질량% 이상인 것이 결정 사이즈가 큰 도포막을 형성시키기 쉬워 특히 바람직하다. 또한, Tetrahedron 66 (2010) 8778~8784에서는, 산화 환원 전위나 발광·흡수를 측정하기 위한 저농도의 용액이 기재되어 있지만, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액의 농도가 높은 것이 상술한 관점에서 바람직하다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하고, 폴리머 바인더를 함유하지 않는 양태도 바람직하다.
또, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 폴리머 바인더를 함유해도 된다. 이 경우, 층을 형성하는 재료와 폴리머 바인더를 상술한 적당한 용매에 용해시키거나, 또는 분산시켜 도포액으로 하고, 각종 도포법에 따라 막을 형성할 수 있다. 폴리머 바인더로서는, 후술한 것에서 선택할 수 있다.
비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 폴리머를 포함하는 것이 형성되는 도포막의 막질 균일성의 관점에서 바람직하다.
비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 1종만 포함해도 되고, 2종 이상 포함해도 된다. 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 2종 이상 포함하는 것이 도포액의 보관 안정성(보관 중의 결정 석출 억제)의 관점에서 바람직하다.
비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 점도가 10mPa·s 이상인 것이 각종 인쇄 적성의 관점에서 바람직하다.
비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액은, 계면활성제, 산화 방지제, 결정화 제어제, 결정 배향 제어제 등 폴리머 바인더 이외의 첨가제를 함유해도 된다.
계면활성제의 예로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리옥시에틸렌알킬에터류, 폴리옥시에틸렌알킬알릴에터류, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록 코폴리머류, 소비탄 지방산 에스터류, 폴리옥시에틸렌 소비탄 지방산 에스터 등의 비이온계 계면활성제, 메가팍 F171, F176(다이닛폰 잉크 가가쿠 고교제)이나 플루오라드 FC430(스미토모 3M제)이나 서피놀 E1004(아사히 가라스제), OMNOVA사제의 PF656 및 PF6320 등의 불소계 계면활성제, 폴리실록세인 폴리머 KP-341(신에쓰 가가쿠 고교(주)제), KF-410(신에쓰 가가쿠 고교(주)제), KF-412(신에쓰 가가쿠 고교(주)제), KF-96-100cs(신에쓰 가가쿠 고교(주)제), BYK-322(BYK사제), BYK-323(BYK사제) 등의 오가노실록세인 폴리머를 들 수 있다.
계면활성제의 함유량은, 도포액 중, 약 0.001~약 1질량%인 것이 바람직하다.
예를 들면, 산화 방지제로서는, 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 및 황계 산화 방지제 등을 들 수 있다.
페놀계 산화 방지제의 구체예로서는, 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀, n-옥타데실-3-(3',5'-다이-t-뷰틸-4'-하이드록시페닐)프로피오네이트, 테트라키스〔메틸렌-3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트〕메테인, 트리스(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시벤질)아이소사이아누레이트, 4,4'-뷰틸리덴비스-(3-메틸-6-t-뷰틸페놀), 트라이에틸렌글라이콜-비스〔3-(3-t-뷰틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트〕, 3,9-비스{2-〔3-(3-t-뷰틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피온일옥시〕-1,1-다이메틸에틸}-2,4,8,10-테트라옥사스파이로〔5,5〕운데케인 등을 들 수 있다.
페놀계 산화 방지제의 시판품으로서는, 이르가녹스 1010, 이르가녹스 1035, 이르가녹스 1076, 이르가녹스 1135, 이르가녹스 245, 이르가녹스 259, 이르가녹스 295, 및 이르가녹스 3114(이상, 모두 BASF사제), 아데카스타브 AO-20, 아데카스타브 AO-30, 아데카스타브 AO-40, 아데카스타브 AO-50, 아데카스타브 AO-60, 아데카스타브 AO-70, 아데카스타브 AO-80, 아데카스타브 AO-90, 및 아데카스타브 AO-330(이상, 모두 ADEKA사제), 스미라이저 BHT, 스미라이저 BP-101, 스미라이저 GA-80, 스미라이저 MDP-S, 스미라이저 BBM-S, 스미라이저 GM, 스미라이저 GS(F), 및 스미라이저 GP(이상, 모두 스미토모 가가쿠 고교사제), HOSTANOX O10, HOSTANOX O16, HOSTANOX O14, 및 HOSTANOX O3(이상, 모두 클라리언트사제), 안테지 BHT, 안테지 W-300, 안테지 W-400, 및 안테지 W-500(이상, 모두 가와구치 가가쿠 고교사제)과, SEENOX 224M, 및 SEENOX 326M(이상, 모두 시프로 가세이사제), 요시녹스 BHT, 요시녹스 BB, 토미녹스 TT, 토미녹스 917(이상, 모두 요시토미 세이야쿠(주)제), TTHP(도레이(주)제) 등을 들 수 있다.
인계 산화 방지제의 구체예로서는, 트리스노닐페닐포스파이트, 트리스(2,4-다이-t-뷰틸페닐)포스파이트, 다이스테아릴펜타에리트리톨다이포스파이트, 비스(2,4-다이-t-뷰틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트, 비스(2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-다이-t-뷰틸페닐)옥틸포스파이트, 테트라키스(2,4-다이-t-뷰틸페닐)-4,4-바이페닐렌다이포스포나이트 등을 들 수 있다. 인계 산화 방지제의 시판품으로서는, 아데카스타브 1178(아사히 덴카(주)제), 스미라이저 TNP(스미토모 가가쿠(주)제), JP-135(조호쿠 가가쿠(주)제), 아데카스타브 2112(아사히 덴카(주)제), JPP-2000(조호쿠 가가쿠(주)제), Weston 618(GE사제), 아데카스타브 PEP-24G(아사히 덴카(주)제), 아데카스타브 PEP-36(아사히 덴카(주)제), 아데카스타브 HP-10(아사히 덴카(주)제), SandstabP-EPQ(샌드(주)제), 포스파이트 168(치바·스페셜티·케미컬즈(주)제) 등을 들 수 있다.
황계 산화 방지제의 구체예로서는, 다이라우릴-3,3'-싸이오다이프로피오네이트, 다이미리스틸-3,3'-싸이오다이프로피오네이트, 다이스테아릴-3,3'-싸이오다이프로피오네이트, 펜타에리트리톨테트라키스(3-라우릴싸이오프로피오네이트) 등을 들 수 있다. 황계 산화 방지제의 시판품으로서는, 스미라이저 TPL(스미토모 가가쿠(주)제), 요시녹스 DLTP(요시토미 세이야쿠(주)제), 안티옥스 L(니혼 유시(주)제), 스미라이저 TPM(스미토모 가가쿠(주)제), 요시녹스 DMTP(요시토미 세이야쿠(주)제), 안티옥스 M(니혼 유시(주)제), 스미라이저 TPS(스미토모 가가쿠(주)제), 요시녹스 DSTP(요시토미 세이야쿠(주)제), 안티옥스 S(니혼 유시(주)제), 아데카스타브 AO-412S(아사히 덴카(주)제), SEENOX 412S(시프로 가세이(주)제), 스미라이저 TDP(스미토모 가가쿠(주)제) 등을 들 수 있다.
산화 방지제의 함유량은, 도포액 중, 약 0.01~약 5질량%인 것이 바람직하다.
<유기 트랜지스터의 구조>
본 발명의 유기 트랜지스터의 제1 양태는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 반도체 활성층에 포함한다.
본 발명의 유기 트랜지스터의 제2 양태는, 본 발명의 화합물을 반도체 활성층에 포함한다.
즉, 본 발명의 유기 트랜지스터는, 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함하는 반도체 활성층을 갖는다.
본 발명의 유기 트랜지스터는, 반도체 활성층 이외에 그 외의 층을 더 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 유기 트랜지스터는, 유기 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)로서 이용되는 것이 바람직하고, 게이트-채널 간이 절연되어 있는 절연 게이트형 FET로서 이용되는 것이 보다 바람직하다.
이하, 본 발명의 유기 트랜지스터의 바람직한 구조의 양태에 대하여, 도면을 이용하여 자세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 양태에 한정되는 것은 아니다.
(적층 구조)
유기 전계 효과 트랜지스터의 적층 구조로서는 특별히 제한은 없고, 공지의 다양한 구조의 것으로 할 수 있다.
본 발명의 유기 트랜지스터의 구조의 일례로서는, 최하층의 기판의 상면에, 전극, 절연체층, 반도체 활성층(유기 반도체층), 2개의 전극을 순서대로 배치한 구조(보텀 게이트·톱 콘택트형)를 들 수 있다. 이 구조에서는, 최하층의 기판의 상면의 전극은 기판의 일부에 마련되고, 절연체층은, 전극 이외의 부분에서 기판과 접하도록 배치된다. 또, 반도체 활성층의 상면에 마련되는 2개의 전극은, 서로 격리되어 배치된다.
보텀 게이트·톱 콘택트형 소자의 구성을 도 1에 나타낸다. 도 1은, 본 발명의 유기 트랜지스터의 일례의 구조의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 1의 유기 트랜지스터는, 최하층에 기판(11)을 배치하고, 또 상면의 일부에 전극(12)을 마련하며, 추가로 전극(12)을 덮고, 또한 전극(12) 이외의 부분에서 기판(11)과 접하도록 절연체층(13)을 마련하고 있다. 또한 절연체층(13)의 상면에 반도체 활성층(14)을 마련하고, 그 상면의 일부에 2개의 전극(15a와 15b)을 격리하여 배치하고 있다.
도 1에 나타낸 유기 트랜지스터는, 전극(12)이 게이트이며, 전극(15a)과 전극(15b)은 각각 드레인 또는 소스이다. 또, 도 1에 나타낸 유기 트랜지스터는, 드레인-소스 간의 전류 통로인 채널과, 게이트의 사이가 절연되어 있는 절연 게이트형 FET이다.
본 발명의 유기 트랜지스터의 구조의 일례로서는, 보텀 게이트·보텀 콘택트형 소자를 들 수 있다.
보텀 게이트·보텀 콘택트형 소자의 구성을 도 2에 나타낸다. 도 2는 본 발명의 실시예에서 FET 특성 측정용 기판으로서 제조한 유기 트랜지스터의 구조의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 2의 유기 트랜지스터는, 최하층에 기판(31)을 배치하고, 그 상면의 일부에 전극(32)을 마련하며, 추가로 전극(32)을 덮고, 또한 전극(32) 이외의 부분에서 기판(31)과 접하도록 절연체층(33)을 마련하고 있다. 또한 절연체층(33)의 상면에 반도체 활성층(35)을 마련하고, 전극(34a와 34b)이 반도체 활성층(35)의 하부에 있다.
도 2에 나타낸 유기 트랜지스터는, 전극(32)이 게이트이며, 전극(34a)과 전극(34b)은 각각 드레인 또는 소스이다. 또, 도 2에 나타낸 유기 트랜지스터는, 드레인-소스 간의 전류 통로인 채널과, 게이트의 사이가 절연되어 있는 절연 게이트형 FET이다.
본 발명의 유기 트랜지스터의 구조로서는, 그 외에, 절연체, 게이트 전극이 반도체 활성층의 상부에 있는 톱 게이트·톱 콘택트형 소자나, 톱 게이트·보텀 콘택트형 소자도 바람직하게 이용할 수 있다.
(두께)
본 발명의 유기 트랜지스터는, 보다 얇은 트랜지스터로 할 필요가 있는 경우에는, 예를 들면 트랜지스터 전체의 두께를 0.1~0.5μm로 하는 것이 바람직하다.
(밀봉)
유기 트랜지스터 소자를 대기나 수분으로부터 차단하고, 유기 트랜지스터 소자의 보존성을 높이기 위하여, 유기 트랜지스터 소자 전체를 금속의 밀봉 캔이나 유리, 질화 규소 등의 무기 재료, 파릴렌 등의 고분자 재료나, 저분자 재료 등으로 밀봉해도 된다.
이하, 본 발명의 유기 트랜지스터의 각 층의 바람직한 양태에 대하여 설명하는데, 본 발명은 이들 양태에 한정되는 것은 아니다.
<기판>
(재료)
본 발명의 유기 트랜지스터는, 기판을 포함하는 것이 바람직하다.
기판의 재료로서는 특별히 제한은 없고, 공지의 재료를 이용할 수 있으며, 예를 들면 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스터 필름, 사이클로올레핀 폴리머 필름, 폴리카보네이트 필름, 트라이아세틸셀룰로스(TAC) 필름, 폴리이미드 필름, 및 이들 폴리머 필름을 극박 유리에 첩합한 것, 세라믹, 실리콘, 석영, 유리 등을 들 수 있고, 실리콘이 바람직하다.
<전극>
(재료)
본 발명의 유기 트랜지스터는, 전극을 포함하는 것이 바람직하다.
전극의 구성 재료로서는, 예를 들면 Cr, Al, Ta, Mo, Nb, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, In, Ni 혹은 Nd 등의 금속 재료나 이들의 합금 재료, 혹은 카본 재료, 도전성 고분자 등의 이미 알려진 도전성 재료이면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다.
(두께)
전극의 두께는 특별히 제한은 없지만, 10~50nm로 하는 것이 바람직하다.
게이트 폭(또는 채널 폭) W와 게이트 길이(또는 채널 길이) L에 특별히 제한은 없지만, 이들의 비 W/L이 10 이상인 것이 바람직하고, 20 이상인 것이 보다 바람직하다.
<억셉터>
(재료)
본 발명의 유기 트랜지스터는, 캐리어 주입을 촉진하기 위한 억셉터를 포함하는 것이 바람직하다. 재료로서는 공지의 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라사이아노퀴노다이메테인(F4-TCNQ) 등을 바람직하게 들 수 있다.
(두께)
억셉터의 두께는 특별히 제한은 없지만, 5nm 이하로 하는 것이 바람직하다.
<절연층>
(재료)
절연층을 구성하는 재료는 필요한 절연 효과가 얻어지면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 이산화 규소, 질화 규소, PTFE(polytetrafluoroethylene), CYTOP(사이톱) 등의 불소 폴리머계 절연 재료, 폴리에스터 절연 재료, 폴리카보네이트 절연 재료, 아크릴 폴리머계 절연 재료, 에폭시 수지계 절연 재료, 폴리이미드 절연 재료, 폴리바이닐페놀 수지계 절연 재료, 폴리파라자일릴렌 수지계 절연 재료 등을 들 수 있다.
절연층의 상면은 표면 처리가 이루어져 있어도 되고, 예를 들면 이산화 규소 표면을 헥사메틸다이실라제인(HMDS)이나 옥타데실트라이클로로실레인(OTS)이나 β-펜에틸트라이메톡시실레인의 도포에 의하여 표면 처리한 절연층을 바람직하게 이용할 수 있으며, β-펜에틸트라이메톡시실레인의 도포에 의하여 표면 처리한 절연층을 보다 바람직하게 이용할 수 있다.
(두께)
절연층의 두께에 특별히 제한은 없지만, 박막화가 요구되는 경우에는 두께를 10~500nm로 하는 것이 바람직하고, 20~200nm로 하는 것이 보다 바람직하며, 50~200nm로 하는 것이 특히 바람직하다.
<반도체 활성층>
(재료)
본 발명의 유기 트랜지스터는, 반도체 활성층이 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 포함한다.
반도체 활성층은, 일반식 (2)로 나타나는 화합물에 더하여 후술하는 폴리머 바인더(폴리머 또는 바인더라고도 불림)가 더 포함된 층이어도 된다. 또, 성막 시의 잔류 용매가 포함되어 있어도 된다.
반도체 활성층 중에 있어서의 폴리머 바인더의 함유량은, 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 0~95질량%의 범위 내에서 이용되고, 보다 바람직하게는 10~90질량%의 범위 내에서 이용되며, 더 바람직하게는 20~80질량%의 범위 내에서 이용되고, 특히 바람직하게는 30~70질량%의 범위 내에서 이용된다.
(두께)
반도체 활성층의 두께에 특별히 제한은 없지만, 박막화가 요구되는 경우에는 두께를 10~400nm로 하는 것이 바람직하고, 10~200nm로 하는 것이 보다 바람직하며, 10~100nm로 하는 것이 특히 바람직하다.
[유기 트랜지스터의 제조 방법]
본 발명의 유기 트랜지스터의 제조 방법은, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액을 기판 상에 도포하고, 건조시킴으로써 반도체 활성층을 제작하는 공정을 포함한다.
본 발명의 유기 트랜지스터의 제조 방법은, 후술하는 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법을 포함하고 있어도 되고, 포함하지 않아도 된다.
먼저, 본 발명의 유기 트랜지스터의 제조 방법 중, 일반적인 방법에 대하여 설명한다.
(성막 방법)
본 발명의 유기 트랜지스터의 제조 방법에서는, 본 발명의 화합물, 혹은 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 기판 상에 성막하는 방법은 어떠한 방법이어도 된다.
성막 시, 기판을 가열 또는 냉각해도 되고, 기판의 온도를 변화시킴으로써 막질이나 막중에서의 분자의 패킹을 제어하는 것이 가능하다. 기판의 온도로서는 특별히 제한은 없지만, 0℃에서 200℃의 사이인 것이 바람직하고, 15℃~120℃의 사이인 것이 보다 바람직하며, 20℃~100℃의 사이인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 화합물, 혹은 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 기판 상에 성막할 때, 진공 프로세스 혹은 용액 프로세스에 따라 성막하는 것이 가능하고, 어느 것도 바람직하다.
진공 프로세스에 따른 성막의 구체적인 예로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 분자 빔 에피택시(MBE)법 등의 물리 기상 성장법 혹은 플라즈마 중합 등의 화학 기상 증착(CVD)법을 들 수 있고, 진공 증착법을 이용하는 것이 특히 바람직하다.
용액 프로세스에 따른 성막이란, 여기에서는 유기 화합물을 용해시킬 수 있는 용매 중에 용해시키고, 그 용액을 이용하여 성막하는 방법을 가리킨다. 구체적으로는, 드롭 캐스트법, 캐스트법, 딥 코트법, 다이 코터법, 롤 코터법, 바 코터법, 스핀 코트법 등의 도포법, 잉크젯법, 스크린 인쇄법, 그라비어 인쇄법, 플렉소그래피 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 마이크로 콘택트 인쇄법 등의 각종 인쇄법, Langmuir-Blodgett(LB)법 등의 통상의 방법을 이용할 수 있고, 드롭 캐스트법, 캐스트법, 스핀 코트법, 잉크젯법, 그라비어 인쇄법, 플렉소그래피 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 마이크로 콘택트 인쇄법을 이용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막은, 용액 도포법에 따라 제작된 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막이 폴리머 바인더를 함유하는 경우, 층을 형성하는 재료와 폴리머 바인더를 적당한 용매에 용해시키거나, 또는 분산시켜 도포액으로 하고, 각종 도포법에 따라 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 유기 트랜지스터의 제조 방법 중에서도 보다 바람직한 양태인, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법을 포함하는 방법에 대하여 설명한다.
[유기 반도체막의 제조 방법]
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 제1 양태는, 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하는 도포액을,
기판 A와, 기판 A에 고착되어 있지 않은 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서,
기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 적하하고,
적하한 도포액을 서서히 건조시킴으로써 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 결정을 석출시켜 반도체 활성층을 형성한다;
단, 기판 A와 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 한, 도포액을 적하 또는 건조시킬 때에 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시켜도 되고, 움직여도 된다;
일반식 (2)
[화학식 10]
Figure 112016092574727-pct00013
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며, 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 제2 양태는, 본 발명의 화합물을 용매에 용해한 도포액을,
기판 A와, 기판 A에 고착되어 있지 않은 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서,
기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 적하하고,
적하한 도포액을 서서히 건조시킴으로써 본 발명의 화합물의 결정을 석출시켜 반도체 활성층을 형성한다;
단, 기판 A와 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 한, 도포액을 적하 또는 건조시킬 때에 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시켜도 되고, 움직여도 된다.
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 제1 양태와 제2 양태에 대하여, 정리하여 이하에 설명한다.
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 바람직한 양태를, 도면을 토대로 설명한다.
도 3은, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3(A)는, 도포액(부호 41)을 기판 A(부호 42) 상에 적하하기 전의 상태이며, 기판 A(부호 42)와, 기판 A(부호 42)에 고착되어 있지 않은 부재 B(부호 43)의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태를 유지하고 있다.
다음으로, 도 3(B)는, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A(부호 42)의 면내의 일부에 도포액(부호 41)을 적하한 상태를 나타낸다.
그 후, 도 3(C)는, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)의 위치 관계를 정지시켜, 적하한 도포액(부호 41)을 서서히 건조시키는 양태의 개략도이다. 도포액(부호 41)은 막두께가 얇아진 양단부로부터 건조되어 가, 결정화됨으로써, 사이즈가 큰 결정을 얻을 수 있다.
도 4는, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 다른 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4(A)는, 도포액(부호 41)을 기판 A(부호 42) 상에 적하하기 전의 상태이며, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)를 접촉시킨 상태를 유지하고 있다.
다음으로, 도 4(B1)은, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A(부호 42)의 면내의 일부에 도포액(부호 41)을 적하한 상태를 나타낸다. 도 4(B1)의 상하 방향(Y축 방향)에서 본 도면이, 도 4(B2)가 된다. 도 4(B2)에 의하면, 기판 A(부호 42)의 면내의 일부에 도포액(부호 41)이 적하된 것을 보다 알 수 있다.
그 후, 도 4(C)는, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)의 위치 관계를 정지시켜, 적하한 도포액(부호 41)을 서서히 건조시키는 양태의 개략도이다. 도포액(부호 41)은 막두께가 얇아진 양단부로부터 건조되어 가, 결정화됨으로써, 사이즈가 큰 결정을 얻을 수 있다.
도 3의 양태와 도 4의 양태를 비교하면, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 도 4의 양태가, 막질의 관점과, 유지하는 기구가 불필요하여, 부재 B(부호 43)와 기판 A(부호 42)의 거리를 정밀하게 유지할 수 있는 점에서 바람직하다.
도 5는, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법의 다른 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5(A)는, 도포액(부호 41)을 기판 A(부호 42) 상에 적하하기 전의 상태이며, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)를 접촉시킨 상태를 유지하고 있다.
다음으로, 도 5(B)는, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A(부호 42)의 면내의 일부에 도포액(부호 41)을 적하한 상태를 나타낸다.
그 후, 도 5(C)는, 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)의 위치 관계를 움직여, 적하한 도포액을 서서히 건조시키는 양태의 개략도이다. 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에서는, 기판 A와 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 한, 도포액을 적하 또는 건조시킬 때에 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시켜도 되고, 움직여도 된다. 도 5(C)와 같이 도포액(부호 41)은 기판 A(부호 42)와 부재 B(부호 43)의 위치 관계를 좌표의 -X 방향으로 움직이게 함으로써, 부재 B(부호 43)로부터 먼 쪽(좌표의 +X 방향)의 단부로부터 건조되어 가, 결정화됨으로써, 사이즈가 큰 결정을 얻을 수 있다.
도 5의 양태와 도 4의 양태를 비교하면, 도 4의 양태가, 막질의 관점과, 큰 면적의 결정을 얻기 쉽다는 관점에서 바람직하다.
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에 이용되는 기판 A로서는, 본 발명의 유기 트랜지스터의 기판으로서 이용되는 것을 들 수 있고, 본 발명의 유기 트랜지스터의 기판 상에 절연층이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에 이용되는 부재 B로서는, 특별히 제한은 없지만, 부재 B의 재질이 유리; 석영; 실리콘; 테플론(등록 상표), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 플라스틱인 것이 바람직하고, 유리인 것이 보다 바람직하다.
부재 B(부호 43)의 사이즈(예를 들면 도 4(B2) 중에 있어서의, 부재 B(부호 43)의 X축 방향과 Y축 방향의 길이)로서는 특별히 제한은 없지만, 부재 B(부호 43)의 한 변의 길이의 하한값이 기판 A(부호 42)의 한 변의 길이의 0.1% 이상인 것이 바람직하고, 1% 이상인 것이 보다 바람직하며, 10% 이상인 것이 특히 바람직하고, 20% 이상인 것이 보다 특히 바람직하다. 또, 부재 B(부호 43)의 한 변의 길이의 상한값이 기판 A(부호 42)의 한 변의 길이의 80% 이하인 것이 바람직하고, 70% 이하인 것이 보다 바람직하며, 50% 이하인 것이 특히 바람직하다.
부재 B(부호 43)의 높이(예를 들면 도 4(B1) 중에 있어서의, 부재 B(부호 43)의 Z축 방향의 길이)로서는 특별히 제한은 없지만, 부재 B(부호 43)의 높이가, 1~50mm인 것이 바람직하고, 5~20mm인 것이 보다 바람직하다.
도 6에는 기판 A와 부재 B의 개략도를 나타냈다. 도 6 중의 d는, 도 4(B2) 중의 x축 방향의 부재 B의 길이를 나타낸다. 도 6 중의 w는, 도 4(B2) 중의 y축 방향의 부재 B의 길이를 나타낸다. 도 6 중의 h는, 도 4(B1) 중의 z축 방향의 부재 B의 길이를 나타낸다. 도 6에 나타낸 부재 B에 있어서, h/d가 0.01~10인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1~5인 것이, 넘어지지 않는다는 관점에서 바람직하다. w/d는 1~1000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~100인 것이, 결정이 발생하는 영역이 넓어진다는 관점에서 바람직하다.
(성막 방법)
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법은, 성막 시, 기판을 가열 또는 냉각해도 되고, 기판의 온도를 변화시킴으로써 막질이나 막중에서의 분자의 패킹을 제어하는 것이 가능하다. 기판의 온도로서는 특별히 제한은 없지만, 0℃에서 200℃의 사이인 것이 바람직하고, 15℃~100℃의 사이인 것이 보다 바람직하며, 20℃~95℃의 사이인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 화합물을 기판 상에 성막할 때, 용액 프로세스에 따라 성막한다.
용액 프로세스에 따른 성막이란, 여기에서는 유기 화합물을 용해시킬 수 있는 용매 중에 용해시키고, 그 용액을 이용하여 성막하는 방법을 가리킨다. 구체적으로는, 드롭 캐스트법, 잉크젯법, 스크린 인쇄법, 그라비어 인쇄법, 플렉소그래피 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 마이크로 콘택트 인쇄법 등의 각종 인쇄법 등의 통상의 방법을 이용할 수 있고, 드롭 캐스트법, 잉크젯법, 그라비어 인쇄법, 플렉소그래피 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 마이크로 콘택트 인쇄법을 이용하는 것이 바람직하며, 플렉소그래피 인쇄법, 마이크로 콘택트 인쇄법, 잉크젯법을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에서는, 도포액을, 기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 적하한다.
도포액을 적하할 때, 도포액을 한 방울 적하하거나, 두 방울 이상 적하하는 경우는 한 방울씩 적하하는 것이, 기판 A 상에서 도포액의 막두께가 얇은 부분이 발생하기 쉬워, 도포액의 단부로부터 건조가 진행되기 쉽기 때문에, 바람직하다.
도포액을 적하하는 경우, 도포액 한 방울의 용량은 0.01~0.2ml인 것이 바람직하고, 0.02~0.1ml인 것이 보다 바람직하다.
도포액을, 기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 기판 A의 면내의 일부에 적하함으로써, 도포액의 단부에 있어서의 막두께를 얇게 할 수 있다.
도포액의 기판 A에 대한 접촉각은 0~90°인 것이 바람직하고, 10~80°인 것이 보다 바람직하다.
도포액과 부재 B는 메니스커스를 형성하고 있는 것이 바람직하고, 오목 형상의 메니스커스를 형성하고 있는 것이 막질의 관점에서 보다 바람직하다.
일반적으로, 용액 프로세스에서 성막하기 위해서는, 상기에서 예를 든 용매 등에 재료가 용해되는 것이 필요하지만, 단순히 용해되는 것만으로는 불충분하다. 통상, 진공 프로세스에서 성막하는 재료이더라도, 용매에 소정 정도 용해시킬 수 있다. 그러나, 용액 프로세스에서는, 재료를 용매에 용해시켜 도포한 후에, 용매가 증발하여 막이 형성되는 과정이 있고, 용액 프로세스 성막에 적합하지 않은 재료는 결정성이 높은 것이 많기 때문에, 이 과정에서 부적절하게 결정화(응집)해 버려 양호한 막을 형성시키는 것이 곤란하다고 종래에는 생각되어졌다. 이에 대하여, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에 의하면, 결정을 석출시키면서, 유기 반도체막을 형성할 수 있다.
(건조)
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에서는, 적하한 도포액을 서서히 건조시킴으로써 본 발명의 화합물, 혹은 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 결정을 석출시켜 반도체 활성층을 형성한다.
가열한 기판 A 상에서, 자연 건조시킨 후에, 감압 건조하는 것이 막질의 관점에서 바람직하다.
자연 건조 시의 기판 A의 온도는, 20~100℃인 것이 바람직하고, 50~80℃인 것이 보다 바람직하다.
자연 건조 시간은 0.5~20시간인 것이 바람직하고, 1~10시간인 것이 보다 바람직하다.
감압 건조 시의 온도는, 20~100℃인 것이 바람직하고, 40~80℃인 것이 보다 바람직하다.
감압 건조 시간은 1~20시간인 것이 바람직하고, 2~10시간인 것이 보다 바람직하다.
감압 건조 시의 압력은, 10-6~10-2Pa인 것이 바람직하고, 10-5~10-3Pa인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법에서는, 본 발명의 화합물, 혹은 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 결정을 석출시킨다. 결정이 석출되었는지 여부는, 편광 현미경에 의한 관찰에 의하여 확인할 수 있다.
[비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료]
본 발명은, 본 발명의 화합물을 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료에도 관한 것이다.
(비발광성 유기 반도체 디바이스)
또한, 본 명세서에 있어서, "비발광성 유기 반도체 디바이스"란, 발광하는 것을 목적으로 하지 않는 디바이스를 의미한다. 특히 "비발광성 유기 반도체 디바이스"란, 가시광을 발광하는 것을 목적으로 하지 않는 디바이스를 의미한다. 비발광성 유기 반도체 디바이스는, 막의 층 구조를 갖는 일렉트로닉스 요소를 이용한 비발광성 유기 반도체 디바이스로 하는 것이 바람직하다. 비발광성 유기 반도체 디바이스에는, 유기 트랜지스터, 유기 광전 변환 소자(광 센서 용도의 고체 촬상 소자, 에너지 변환 용도의 태양 전지 등), 가스 센서, 유기 정류 소자, 유기 인버터, 정보 기록 소자 등이 포함된다. 유기 광전 변환 소자는 광 센서 용도(고체 촬상 소자), 에너지 변환 용도(태양 전지) 중 어느 것에도 이용할 수 있다. 바람직하게는, 유기 광전 변환 소자, 유기 트랜지스터이며, 더 바람직하게는 유기 트랜지스터이다. 즉, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료는, 상술한 바와 같이 유기 트랜지스터용 재료인 것이 바람직하다.
(유기 반도체 재료)
본 명세서에 있어서, "유기 반도체 재료"란, 반도체의 특성을 나타내는 유기 재료이다. 무기 재료로 이루어지는 반도체와 마찬가지로, 정공을 캐리어로 하여 전도하는 p형(홀 수송성) 유기 반도체 재료와, 전자를 캐리어로 하여 전도하는 n형(전자 수송성) 유기 반도체 재료가 있다.
본 발명의 화합물은 p형 유기 반도체 재료, n형 유기 반도체 재료 중 어느 것으로서 이용해도 되지만, p형으로서 이용하는 것이 보다 바람직하다. 유기 반도체 중의 캐리어의 유동 용이성은 캐리어 이동도 μ로 나타난다. 캐리어 이동도 μ는 높은 것이 좋고, 1×10-2cm2/Vs 이상인 것이 바람직하며, 1×10-1cm2/Vs 이상인 것이 보다 바람직하고, 3×10-1cm2/Vs 이상인 것이 특히 바람직하며, 5×10-1cm2/Vs 이상인 것이 보다 특히 바람직하고, 1cm2/Vs 이상인 것이 보다 특히 더 바람직하다. 캐리어 이동도 μ는 전계 효과 트랜지스터(FET) 소자를 제작했을 때의 특성이나 비행 시간 계측(Time-of-Flight; TOF)법에 의하여 구할 수 있다.
[비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막]
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막의 제1 양태는, 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 폴리머 바인더를 함유하는 것이 바람직하다.
일반식 (2)
[화학식 11]
Figure 112016092574727-pct00014
일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 알카인일기 또는 알콕시기를 나타내고, 치환기를 갖고 있어도 되며, 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막의 제2 양태는, 본 발명의 화합물을 함유한다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막은, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법으로 제조된 것이 바람직하다.
(재료)
본 발명은, 후술하는 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 폴리머 바인더를 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막의 제1 양태에도 관한 것이다.
본 발명은, 본 발명의 화합물을 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막의 제2 양태에도 관한 것이다.
본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막의 제2 양태는, 본 발명의 화합물을 함유하고, 폴리머 바인더를 함유하지 않는 양태도 바람직하다.
또, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막의 제2 양태는, 본 발명의 화합물과 폴리머 바인더를 함유해도 된다.
폴리머 바인더로서는, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리유레테인, 폴리실록세인, 폴리설폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 셀룰로스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 절연성 폴리머, 및 이들의 공중합체, 에틸렌-프로필렌 고무, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔 고무, 수소화된 나이트릴 고무, 불소 고무, 퍼플루오로 엘라스토머, 테트라플루오로에틸렌프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-다이엔 공중합체, 스타이렌-뷰타다이엔 고무, 폴리클로로프렌, 폴리네오프렌, 뷰틸 고무, 메틸·페닐실리콘 수지, 메틸·페닐바이닐·실리콘 수지, 메틸·바이닐·실리콘 수지, 플루오로실리콘 수지, 아크릴 고무, 에틸렌아크릴 고무, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 클로로폴리에틸렌, 에피클로로하이드린 공중합체, 폴리아이소프렌-천연 고무 공중합체, 폴리아이소프렌 고무, 스타이렌-아이소프렌 블록 공중합체, 폴리에스터유레테인 공중합체, 폴리에터유레테인 공중합체, 폴리에터에스터 열가소성 엘라스토머 및 폴리뷰타다이엔 고무 등의 고무 또는 열가소성 엘라스토머, 폴리바이닐카바졸, 폴리실레인 등의 광전도성 폴리머, 폴리싸이오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리파라페닐렌바이닐렌 등의 도전성 폴리머, 및 예를 들면 Chemistry of Materials, 2014, 26, 647. 등에 기재된 반도체 폴리머를 들 수 있다.
폴리머 바인더는, 단독으로 사용해도 되고, 혹은 복수 병용해도 된다.
또, 유기 반도체 재료와 폴리머 바인더는 균일하게 혼합되어 있어도 되고, 일부 또는 전부가 상분리되어 있어도 되지만, 전하 이동도의 관점에서는, 막중에서 막두께 방향으로 유기 반도체와 바인더가 상분리된 구조가, 바인더가 유기 반도체의 전하 이동을 방해하지 않아 가장 바람직하다.
막의 기계적 강도를 고려하면 유리 전이 온도가 높은 폴리머 바인더가 바람직하지만, 막에 플렉시빌리티를 부여하는 목적에서는 유리 전이 온도가 낮은 폴리머 바인더가 바람직하다. 전하 이동도를 고려하면 극성기를 포함하지 않는 구조의 폴리머 바인더나 반도체 폴리머가 바람직하다.
폴리머 바인더의 사용량은, 특별히 제한은 없지만, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막 중, 바람직하게는 0~95질량%의 범위 내에서 이용되고, 보다 바람직하게는 10~90질량%의 범위 내에서 이용되며, 더 바람직하게는 20~80질량%의 범위 내에서 이용되고, 특히 바람직하게는 30~70질량%의 범위 내에서 이용된다.
또한, 본 발명에서는, 본 발명의 화합물, 혹은 일반식 (2)로 나타나는 화합물이 상술한 구조를 취함으로써, 막질이 양호한 유기막을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 화합물, 혹은 일반식 (2)로 나타나는 화합물은, 결정성이 양호하기 때문에, 충분한 막두께를 얻을 수 있어, 얻어진 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막은 양질의 것이 된다.
또한, 본 발명의 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막은, 본 발명의 유기 반도체막의 제조 방법으로 제조된 경우, 막질이 양호한 유기막이 된다.
실시예
이하에 실시예와 비교예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
표 1 또는 표 2에 기재된 화합물을 합성했다.
<합성법>
본 발명의 유기 트랜지스터에 이용하는 하기 구조의 화합물 1은 하기에 나타내는 합성법에 따라 합성했다.
[화학식 12]
Figure 112016092574727-pct00015
(중간체 1의 합성)
테트라메틸피페리딘(TMP) 3.93ml에 테트라하이드로퓨란 23.1ml를 첨가하여 -78℃에서 교반하고, n-뷰틸리튬(1.6M 헥세인 용액)을 13.8ml 첨가한 후에 0℃로 온도를 올려 1시간 교반하여, 리튬 시약을 조제했다.
J. Org. Chem. 2005, 70, 4502에 기재되어 있는 합성법에 따라 합성한 공지 재료인 티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜 2.969g(10mmol)에 대하여 테트라하이드로퓨란 100ml를 첨가하여 -78℃에서 교반하고, 상기의 리튬 시약을, 캐뉼러를 이용하여 -78℃에서 적하했다. 반응액을 2시간 후 -98℃로 냉각하고, 다이브로모다이클로로에테인 9.76g(30mmol)을 테트라하이드로퓨란 30ml에 용해시킨 용액을, 캐뉼러를 이용하여 적하했다. 그 후, 반응액을 -98℃에서 실온까지 서서히 승온시켜, 15시간 교반했다. 반응액을 0℃로 냉각하고 나서 물을 첨가하여, 침전물을 여과 분리했다. 여과 분리된 고체를 1,1,2,2-테트라클로로에테인으로 재결정하여, 옅은 주황색 고체인 목적의 화합물(중간체 1) 3.95g(8.70mmol)을 얻었다. 얻어진 화합물은 1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance)에 의하여 동정했다.
1H-NMR
(tetrachloroethane-d2, 400MHz) δ: 7.46(2H, s), 8.12(2H, s), 8.45(2H, s)
[화학식 13]
Figure 112016092574727-pct00016
(화합물 1의 합성)
데실마그네슘 브로마이드(1.0mol/L 다이에틸에터 용액)를 4.8ml(4.80mmol) 첨가하고, 0℃로 냉각한 데에 염화 아연(II)(1.0mol/L 테트라하이드로퓨란 용액)를 4.8ml(4.80mmol) 적하하여, 유기 아연 시약을 조제했다. 중간체 1을 545mg(1.20mmol), [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]다이클로로팔라듐(II)를 49mg(0.06mmol), 톨루엔을 12ml 첨가한 계에 상기 유기 아연 시약을 첨가하여, 실온에서 20분간 교반한 후에 70℃로 가열하여 15시간 교반했다. 반응 종료 후 실온까지 냉각하고, 메탄올을 50ml 첨가하여 석출한 고체를 여과 분리했다. 고체를 가열한 O-다이클로로벤젠에 용해시키고, 뜨거운 채로 셀라이트 및 실리카젤에 통과시켜, 가열한 O-다이클로로벤젠으로 용리시켰다. 용액을 에바포레이터로 농축한 후에, 가열한 O-다이클로로벤젠으로부터 재결정하여 백색 고체인 목적의 화합물 1을 440mg(0.763mmol) 얻었다.
화합물 1의 구조는, 1H-NMR에 의하여 동정했다. 그 결과를 이하에 나타낸다.
1H-NMR
(tetrachloroethane-d2, 400MHz) δ: 0.82(6H, t, J=7.2Hz), 1.21-1.37(28H, m), 1.71(4H, quin, J=7.4Hz), 2.88(4H, t, J=7.6Hz), 7.09(2H, s), 8.11(2H, s), 8.39(2H, s)
화합물 4의 합성(합성법과 NMR)
데실마그네슘 브로마이드(1.0M 다이에틸에터 용액)를 뷰틸마그네슘 클로라이드(1.0M 테트라하이드로퓨란 용액)로 변경하는 것 이외에는 화합물 1과 동일하게 하여 화합물 4를 합성했다.
화합물 4의 구조는, 1H-NMR에 의하여 동정했다. 그 결과를 이하에 나타낸다.
1H-NMR
(CDCl3, 400MHz) δ: 0.98(6H, t, 7.2Hz), 1.41-1.50(4H, m), 1.72-1.81(4H, m), 2.94(4H, t, 7.0Hz), 7.13(2H, s), 8.15(2H, s), 8.44(2H, s)ppm.
화합물 5의 합성
데실마그네슘 브로마이드(1.0M 다이에틸에터 용액)를 펜틸마그네슘 브로마이드(1.0M 테트라하이드로퓨란 용액)로 변경하는 것 이외에는 화합물 1과 동일하게 하여 화합물 5를 합성했다.
화합물 5의 구조는, 1H-NMR에 의하여 동정했다. 그 결과를 이하에 나타낸다.
1H-NMR
(CDCl3, 400MHz) δ: 0.93(6H, t, 7.3Hz), 1.37-1.55(8H, m), 1.75-1.83(4H, m), 2.94(t, 7.0Hz), 7.13(2H, s), 8.15(2H, s), 8.44(2H, s)ppm.
화합물 6을 Tetrahedron 66 (2010) 8778~8784에 따라 합성했다.
화합물 6
[화학식 14]
Figure 112016092574727-pct00017
화합물 11의 합성
데실마그네슘 브로마이드(1.0M 다이에틸에터 용액)를 6-메틸옥틸 브로마이드(1.0M 테트라하이드로퓨란 용액)로 변경하는 것 이외에는 화합물 1과 동일하게 하여 화합물 11을 합성했다.
화합물 11의 구조는, 1H-NMR에 의하여 동정했다. 그 결과를 이하에 나타낸다.
1H-NMR
(CDCl3, 400MHz) δ: 0.84-0.88(12H, m), 1.08-1.17(4H, m), 1.30-1.44(14H, m), 1.75-1.83(4H, m), 2.94(4H, t, 7.1Hz), 7.13(2H, s), 8.15(2H, s), 8.44(2H, s)ppm.
화합물 18의 합성(합성법과 NMR)
[화학식 15]
Figure 112016092574727-pct00018
중간체 1(300mg, 0.66mmol), 2-(2-뷰톡시에틸)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인(452mg, 1.98mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0)(Pd2(dba)3)(30mg, 0.033mmol), 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이아이소프로폭시바이페닐(RuPhos)(61mg, 0.132mmol), t-뷰톡시나트륨(381mg, 4.00mmol), 톨루엔 7mL, 순수 7mL를 혼합하여, 80℃에서 2.5시간 교반했다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 클로로폼, 순수를 이용하여 분액을 행했다. 유기층을 감압 증류에 의하여 농축한 후, 칼럼 크로마토그래피(실리카젤, 헥세인:아세트산 에틸=3:1, 헥세인:아세트산 에틸=2:1, 헥세인:아세트산 에틸=1:1로 순차 전개)에 의하여 정제하여, 백색 고체의 화합물 18을 140mg(0.282mmol) 얻었다.
얻어진 화합물은 1H-NMR에 의하여 동정했다.
1H-NMR
(CDCl3, 400MHz) δ: 0.94(6H, t, 7.3Hz), 1.36-1.46(4H, m), 1.58-1.65(4H, m), 3.20(4H, t, 7.1Hz), 3.51(4H, t, 7.0Hz), 3.51(4H, t, 7.0Hz), 3. 77(4H, t, 7.2Hz), 7.20(2H, s), 8.15(2H, s), 8.46(2H, s)ppm.
화합물 20의 합성
데실마그네슘 브로마이드(1.0M 다이에틸에터 용액)를 4-뷰톡시뷰틸마그네슘 브로마이드(1.0M THF 용액)로 변경하는 것 이외에는 화합물 1과 동일하게 하여 화합물 20을 합성했다.
화합물 20의 구조는, 1H-NMR에 의하여 동정했다. 그 결과를 이하에 나타낸다.
1H-NMR
(CDCl3, 400MHz) δ: 0.93(6H, t, 7.4Hz), 1.34-1.43(4H, m), 1.53-1.60(4H, m), 1.68-1.75(4H, m), 1.83-1.91(4H, m), 2.97(4H, t, 7.3Hz), 3.42(4H, t, 7.0Hz), 3.47(4H, t, 7.0Hz)ppm.
화합물 29의 합성
[화학식 16]
Figure 112016092574727-pct00019
(중간체 2의 합성)
테트라메틸피페리딘(TMP), n-뷰틸리튬, 다이브로모다이클로로에테인의 사용량을 모두 절반으로 하는 것 이외에는 중간체 1의 합성과 동일하게 하여 중간체 2를 합성했다.
[화학식 17]
Figure 112016092574727-pct00020
(중간체 3의 합성)
중간체 1을 중간체 2로 변경하고, 유기 아연 시약 및 [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]다이클로로팔라듐(II)의 당량을 절반으로 하는 것 이외에는 화합물 4의 합성과 동일하게 하여 중간체 3을 합성했다.
[화학식 18]
Figure 112016092574727-pct00021
(중간체 4의 합성)
티에노[3,2-f:4,5-f']비스[1]벤조싸이오펜 대신에 중간체 3을 이용하는 것 이외에는 중간체 2의 합성과 동일하게 하여 중간체 4를 합성했다.
[화학식 19]
Figure 112016092574727-pct00022
중간체 1을 중간체 4로 변경하고, 유기 아연 시약 및 [1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센]다이클로로팔라듐(II)의 당량을 절반으로 하는 것 이외에는 화합물 5의 합성과 동일하게 하여 화합물 29를 합성했다.
화합물 29의 구조는, 1H-NMR에 의하여 동정했다. 그 결과를 이하에 나타낸다.
1H-NMR
(CDCl3, 400MHz) δ: 0.92(3H, t, 7.2Hz), 0.98(3H, t, 7.2Hz), 1.38-1.52(6H, m), 1.73-1.82(4H, m), 2.92-2.97(4H, m), 7.13(2H, s), 8.15(2H, s), 8.44(2H, s)ppm.
[비교 화합물의 합성]
하기 구조의 비교 화합물 1은 J. Org. Chem. 2005, 70, 4502에 기재되어 있는 합성법에 따라 합성했다.
[화학식 20]
Figure 112016092574727-pct00023
하기 비교 화합물 2~6은 각각, 일본 공개특허공보 2013-235903호, CN102206225A, WO2011/126225호, 일본 공개특허공보 2009-302463호, 일본 공개특허공보 2010-177642호를 참고로 합성했다. 비교 화합물 2 및 3에 대해서는 GPC(Gel Permeation Chromatography) 측정의 결과, 중량 평균 분자량 Mw(weight-average molecular weight)는 40000이었다.
[화학식 21]
Figure 112016092574727-pct00024
[실시예 1-1~1-8 및 비교 소자 1-1~1-4]
<소자 제작·평가>
소자 제작에 이용한 재료는, 고속 액체 크로마토그래피에 의하여 순도(254nm의 흡수 강도 면적비)가 99.0% 이상인 것을 확인했다.
화합물 단독으로 반도체 활성층(유기 반도체막)을 형성했다.
하기 표에 기재된 화합물 또는 비교 화합물 1~4 중 어느 하나를 아니솔을 용매로 하여 용해시킨 0.1질량% 용액을 조제하고, 50℃로 가열한 것을, 유기 반도체 디바이스용 도포액(도포액이라고도 함)으로 했다.
소자 1-1~1-8 및 비교 소자 1-1~1-4에서는, 도 4에 기재된 방법에 따라 유기 반도체막의 형성을 실시했다. 또한, 1-1~1-8은, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8과 동의이며, 지번(枝番)을 "~"를 이용하여 나타내는 경우도 마찬가지이다. 상세를 이하에 나타낸다.
n형 실리콘 기판(0.4mm 두께)의 표면에, SiO2의 열산화막 200nm를 형성한, 25mm×25mm 기판을 기판 A로서 사용했다. 기판 A의 열산화막의 표면은, UV-오존 세정한 후, β-펜에틸트라이메톡시실레인 처리를 행했다.
기판 A의 β-펜에틸트라이메톡시실레인 처리면 상에, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이 기판 A의 중앙부에, 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태가 되도록 두었다. 부재 B는 유리제로, 세로 10mm×가로 2mm×높이 5mm인 것을 이용하고, 도 4(A)의 좌우 방향(X축 방향)이 부재 B의 가로 방향이며, 도 4(A)의 상하 방향(Z축 방향)이 부재 B의 높이 방향이고, 도 4(B2)의 상하 방향(Y축 방향)이 부재 B의 세로 방향이다.
기판을 50℃로 가열하고, 여기에 상기 방법으로 조제한 도포액 한 방울(약 0.05ml)을, 피펫을 이용하여, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이 기판 A와 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 부재 B의 측부로부터 떨어뜨린바, 도 4(B1) 및 도 4(B2)에 나타내는 바와 같이 기판 A의 표면 내의 일부에 도포액은 적하되었다. 부재 B와의 계면에 있어서는 오목 형상의 메니스커스를 형성하고 있었다.
도 4(C)에 나타내는 바와 같이, 기판 A와 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서, 또 기판 A와 부재 B의 위치 관계를 정지시킨 상태에서, 도포액을 자연 건조시켰다. 그 후 60℃에서 8시간, 10-3MPa의 압력하에서 감압 건조시킴으로써 하기 표에 기재된 화합물 또는 비교 화합물 1~4 중 어느 하나의 결정을 석출시켜, 유기 반도체막을 형성했다. 결정이 석출되었는지 여부는, 편광 현미경에 의한 관찰에 의하여 확인했다.
얻어진 유기 반도체막을 반도체 활성층으로서 이용하고, 또한 마스크를 부착하여 전하 주입 억셉터로서 F4-TCNQ 1nm와 금 전극 40nm를 각각 증착함으로써 FET 특성 측정용의 보텀 게이트·톱 콘택트형의 유기 트랜지스터 소자를 얻었다. 얻어진 유기 트랜지스터 소자를 소자 1-1~1-4 및 비교 소자 1-1~1-4로 했다. 소자 1-1~1-8 및 비교 소자 1-1~1-4를 실시예 1-1~1-8 및 비교예 1~4의 유기 트랜지스터 소자로 했다.
<평가>
소자 1-1~1-8 및 비교 소자 1-1~1-4의 유기 트랜지스터 소자의 FET 특성은, 세미 오토 프로버(벡터 세미콘제, AX-2000)를 접속한 반도체 파라미터 애널라이저(Agilent제, 4156C)를 이용하여 상압·대기하에서 평가했다.
얻어진 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
(a) 캐리어 이동도
각 유기 트랜지스터 소자(FET 소자)의 소스 전극-드레인 전극 간에 -80V의 전압을 인가하여, 게이트 전압을 20V~-100V의 범위로 변화시키고, 드레인 전류 Id를 나타내는 식 Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)2(식 중, L은 게이트 길이, w는 게이트 폭, Ci는 절연층의 단위 면적당의 용량, Vg는 게이트 전압, Vth는 임계값 전압)을 이용하여 캐리어 이동도 μ를 산출했다.
[표 3]
Figure 112016092574727-pct00025
상기 표 3으로부터, 본 발명의 소자 1-1~1-8의 유기 트랜지스터 소자는, 캐리어 이동도가 높아 유기 반도체 재료로서 바람직하게 이용되는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교 화합물 1~4를 유기 반도체 재료로서 반도체 활성층에 이용한 비교 소자 1-1~1-4의 유기 트랜지스터 소자는, 캐리어 이동도가 낮은 것을 알 수 있었다.
[실시예 2-1~2-14 및 비교예 2-1~2-3]
실시예 2-1~2-14 및 비교예 2-1~2-3에서는 보텀 게이트·보텀 콘택트형의 유기 트랜지스터 소자를 제작했다. 상세를 하기에 나타낸다.
화합물 1의 0.1질량% 아니솔 용액을 100℃로 가열한 것을 유기 반도체 디바이스용 도포액으로 하고, 질소 분위기하, 90℃로 가열한 FET 특성 측정용 기판 상에 캐스트함으로써 비발광성 유기 트랜지스터 소자 2-1을 얻었다. FET 특성 측정용 기판으로서는, 소스 및 드레인 전극으로서 빗형으로 배치된 크로뮴/금(게이트 폭 W=100mm, 게이트 길이 L=100μm), 절연막으로서 SiO2(막두께 200nm)를 구비한 보텀 게이트·보텀 콘택트 구조의 실리콘 기판을 이용했다. 얻어진 유기 트랜지스터 소자를 소자 2-1로 했다. 소자 2-1을 실시예 2-1의 유기 트랜지스터 소자로 했다.
소자 2-1의 유기 트랜지스터 소자의 제작에 있어서, 화합물 1 대신에 표 2에 기재된 화합물, 또는 비교 화합물 중 어느 하나를 이용한 것 이외에는 소자 2-1과 동일하게 하여, 소자 2-2~2-14, 비교 소자 2-1~2-3을 제작했다. 또한, 소자 2-6은 화합물 4와 화합물 5를 각각 0.05질량%씩의 농도가 되도록 혼합한 것이다.
<평가>
소자 2-2~2-14 및 비교 소자 2-1~2-3의 유기 트랜지스터 소자의 FET 특성을, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 평가했다. 그 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure 112016092574727-pct00026
상기 표 4로부터, 본 발명의 소자 2-2~2-14의 유기 트랜지스터 소자는, 캐리어 이동도가 높아 유기 반도체 재료로서 바람직하게 이용되는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교 화합물 1, 2 및 6을 유기 반도체 재료로서 반도체 활성층에 이용한 비교 소자 2-1~2-3의 유기 트랜지스터 소자는, 캐리어 이동도가 낮은 것을 알 수 있었다.
[실시예 3-1~3-29 및 비교예 3-1~3-5]
유리 기판(이글 XG: 코닝사제) 상에, 게이트 전극이 되는 Al을 증착했다(두께: 50nm). 그 위에 게이트 절연막 형성용 조성물(폴리바이닐페놀/멜라민=1질량부/1질량부의 PGMEA(프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트) 용액(고형분 농도: 2질량%))을 스핀 코트하여, 150℃에서 60분간 베이크를 행함으로써 막두께 400nm의 게이트 절연막을 형성했다. 그 위에 은 잉크(H-1, 미쓰비시 머티리얼(주)제)를 잉크젯 장치 DMP-2831(후지필름 다이마틱스사제)을 이용하여 소스 전극 및 드레인 전극 형상(채널 길이 40μm, 채널 폭 200μm)으로 묘화했다. 그 후 오븐에서 180℃, 30분 베이크를 행하고, 소결하여, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성함으로써 TFT(Thin Film Transistor) 특성 평가용 소자 기판을 얻었다.
TFT 특성 평가용 소자 기판 상에, 하기 표 5에 기재된 각 유기 반도체 디바이스용 도포액(유기 반도체 재료(0.50질량%), 폴리머(0.025질량%) 및 톨루엔)을 드롭 캐스트한 후, 핫플레이트 상에서 100℃ 10분간 건조함으로써 유기 반도체층을 형성하여, 보텀 게이트·보텀 콘택트형의 유기 트랜지스터 소자를 얻었다. 얻어진 유기 트랜지스터 소자를 소자 3-1~3-29 및 비교 소자 3-1~3-5로 했다. 소자 3-1~3-29 및 비교 소자 3-1~3-5를 실시예 3-1~3-29 및 비교 소자 3-1~3-5의 유기 트랜지스터 소자로 했다. 하기 표 중, F8T2는 [Poly[(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)-alt-2,2'-bithiophene]-5,5'-diyl)]](Aldrich사제, Mn>20000), PMMA는 Polymethyl methacrylate(Aldrich사제, Mw~15000), PαMS는 Poly(α-methylstyrene)(Aldrich사제, Mw=43700), PS는 Polystyrene(Aldrich사제, Mw=2000000)을 나타낸다.
<평가>
소자 3-1~3-29 및 비교 소자 3-1~3-5의 유기 트랜지스터 소자의 FET 특성을, 실시예 1과 동일한 방법으로 평가했다. 그 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
[표 5]
Figure 112016094241483-pct00041
상기 표 5로부터, 본 발명의 소자 3-1~3-29의 유기 트랜지스터 소자는, 캐리어 이동도가 높아 유기 반도체 재료로서 바람직하게 이용되는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교 화합물 1, 2, 4~6을 유기 반도체 재료로서 반도체 활성층에 이용한 비교 소자 3-1~3-5의 유기 트랜지스터 소자는, 캐리어 이동도가 낮은 것을 알 수 있었다.
[실시예 4-2~4-4 및 4-6~4-8]
<인쇄법에 의한 TFT 소자 제작예>
-잉크젯법-
유기 반도체 디바이스용 도포액(표 6에 기재된 유기 반도체 화합물, 폴리머(바인더), 용매, 농도)을, 실시예 3-1에서 제조한 TFT 특성 평가용 소자 기판 상에 잉크젯법에 의하여 코팅함으로써 유기 반도체막을 형성하여, 유기 트랜지스터 소자를 얻었다. 잉크젯 장치로서는, DPP2831(후지필름 그래픽 시스템즈(주)제), 10pL 헤드를 이용하여, 토출 주파수 2Hz, 도트 간 피치 20μm로 솔리드막을 형성했다. 그 후 70℃에서 1시간 건조함으로써, 유기 반도체층을 제작했다.
-플렉소 인쇄법-
유기 반도체 디바이스용 도포액(표 6에 기재된 유기 반도체 화합물, 폴리머(바인더), 용매, 농도, 및 계면활성제로서 BYK-323(BYK사제) 0.05질량%)을, 실시예 3-1에서 제조한 TFT 특성 평가용 소자 기판 상에 플렉소 인쇄법에 의하여 코팅함으로써 유기 반도체막을 형성하여, 유기 트랜지스터 소자를 얻었다. 인쇄 장치로서, 플렉소 적성 시험기 F1(아이지티·테스팅 시스템즈(주)제)을 이용하고, 플렉소 수지판으로서, AFP DSH 1.70%(아사히 가세이(주)제)/솔리드 이미지를 이용했다. 플렉소 수지판과 TFT 특성 평가용 소자 기판의 사이의 압력은, 60N, 반송 속도 0.4m/초로 인쇄를 행한 후, 그대로, 40℃하 실온에서 2시간 건조함으로써, 유기 반도체층을 제작하여, 보텀 게이트·보텀 콘택트형의 유기 트랜지스터 소자를 얻었다. 얻어진 유기 트랜지스터 소자를 소자 4-2~4-4 및 4-6~4-8로 했다. 소자 4-2~4-4 및 4-6~4-8을 실시예 4-2~4-4 및 4-6~4-8의 유기 트랜지스터 소자로 했다. 또한, 소자 4-6~4-8에서 잉크로서 이용한 것은 모두 점도가 10mPa·s 이상이었다.
[표 6]
Figure 112016092574727-pct00028
이상과 같이 표 6으로부터, 잉크젯법이나 플렉소 인쇄법에 의하여 성막한 경우도 캐리어 이동도가 높아, 유기 반도체 재료로서 바람직하게 이용되는 특성이 양호한 유기 트랜지스터 소자가 얻어졌다.
11 기판
12 전극
13 절연체층
14 반도체 활성층(유기물층, 유기 반도체층)
15a, 15b 전극
31 기판
32 전극
33 절연체층
34a, 34b 전극
35 반도체 활성층(유기물층, 유기 반도체층)
41 도포액
42 기판 A
43 부재 B

Claims (22)

  1. 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하고,
    상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액;
    일반식 (2)
    [화학식 1]
    Figure 112018093577026-pct00029

    조건 A: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로
    탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
    탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
    를 나타내고,
    일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다;
    조건 B: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다;
    조건 C: 상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다;
    조건 D: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A를 충족시키는, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액;
    조건 A: 상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로
    탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
    탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
    를 나타내고,
    상기 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로
    탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기
    를 나타내고,
    상기 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 되는, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환기로 치환된 탄소수 3~15의 직쇄 알킬기인, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 B를 충족시키는, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액;
    조건 B: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 C를 충족시키는, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액;
    조건 C: 상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로 에터 구조 또는 에스터 결합을 통하여 치환기로 치환된 탄소수 1 또는 2의 알킬기인, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 D를 충족시키는, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액;
    조건 D: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11은 무치환의 직쇄의 알킬기이며, R12는 R11과는 다른 치환 또는 무치환의 직쇄 또는 분기 알킬기인, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 각각 독립적으로 무치환의 직쇄의 알킬기이며, R11과 R12는 서로 다른 구조인, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액.
  12. 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물을 반도체 활성층에 포함하고,
    상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A를 충족시키는, 유기 트랜지스터;
    일반식 (2)
    [화학식 2]
    Figure 112018093577026-pct00030

    조건 A: 상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로
    탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
    탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
    를 나타내고,
    상기 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
  13. 삭제
  14. 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물로서,
    하기 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는, 화합물;
    일반식 (2)
    [화학식 3]
    Figure 112018093577026-pct00031

    조건 A: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로
    탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
    탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
    를 나타내고,
    일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다;
    조건 B: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다;
    조건 C: 상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다;
    조건 D: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A를 충족시키는, 화합물;
    조건 A: 상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로
    탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
    탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
    를 나타내고,
    상기 일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 기재된 화합물을 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료.
  17. 청구항 14 또는 청구항 15에 기재된 화합물을 함유하는 유기 트랜지스터용 재료.
  18. 청구항 14 또는 청구항 15에 기재된 화합물을 함유하는 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액.
  19. 청구항 14 또는 청구항 15에 기재된 화합물을 반도체 활성층에 포함하는 유기 트랜지스터.
  20. 청구항 1 및 3 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액을 기판 상에 도포하고, 건조시킴으로써 반도체 활성층을 제작하는 공정을 포함하는 유기 트랜지스터의 제조 방법.
  21. 하기 일반식 (2)로 나타나는 화합물과 비점 100℃ 이상의 용매를 포함하는 도포액을,
    기판 A와, 상기 기판 A에 고착되어 있지 않은 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 상기 기판 A와 상기 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서,
    상기 기판 A와 상기 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 상기 기판 A의 면내의 일부에 적하하고,
    적하한 상기 도포액을 건조시킴으로써 상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물의 결정을 석출시켜 반도체 활성층을 형성하고, 상기 일반식 (2)로 나타나는 화합물이, 하기 조건 A, 조건 B, 조건 C 또는 조건 D를 충족시키는, 유기 반도체막의 제조 방법;
    단, 상기 기판 A와 상기 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 상기 기판 A와 상기 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 한, 상기 도포액을 적하 또는 건조시킬 때에 상기 기판 A와 상기 부재 B의 위치 관계를 정지시켜도 되고, 움직여도 된다;
    일반식 (2)
    [화학식 4]
    Figure 112018093577026-pct00032

    조건 A: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로
    탄소수 8~10이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15이며 탄소수가 홀수인 무치환의 직쇄 알킬기,
    탄소수 3~15의 치환의 직쇄 알킬기 또는
    탄소수 3~18의 치환 혹은 무치환의 분기 알킬기
    를 나타내고,
    일반식 (2) 중의 방향족 부분에 할로젠 원자가 치환되어도 된다;
    조건 B: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수가 2~4이며 탄소수가 짝수인 무치환의 직쇄 알킬기를 나타낸다;
    조건 C: 상기 일반식 (2) 중,
    R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소수 1 또는 2의 치환의 알킬기이다;
    조건 D: 상기 일반식 (2) 중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 총 탄소수 3~30이고, 또한 R11 및 R12는 서로 다른 구조이다.
  22. 청구항 14 또는 청구항 15에 기재된 화합물을 용매에 용해한 도포액을,
    기판 A와, 상기 기판 A에 고착되어 있지 않은 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 상기 기판 A와 상기 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하면서,
    상기 기판 A와 상기 부재 B의 양쪽 모두에 접하도록 상기 기판 A의 면내의 일부에 적하하고,
    적하한 상기 도포액을 건조시킴으로써 청구항 14 또는 청구항 15에 기재된 화합물의 결정을 석출시켜 반도체 활성층을 형성하는, 유기 반도체막의 제조 방법;
    단, 상기 기판 A와 상기 부재 B의 거리를 일정한 거리로 유지한 상태, 또는 상기 기판 A와 상기 부재 B를 접촉시킨 상태를 유지하고 있는 한, 상기 도포액을 적하 또는 건조시킬 때에 상기 기판 A와 상기 부재 B의 위치 관계를 정지시켜도 되고, 움직여도 된다.
KR1020167026432A 2014-03-26 2015-03-26 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법 KR101975091B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-063112 2014-03-26
JP2014063112 2014-03-26
JP2015049035A JP6246150B2 (ja) 2014-03-26 2015-03-12 非発光性有機半導体デバイス用塗布液、有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、有機トランジスタの製造方法および有機半導体膜の製造方法の提供
JPJP-P-2015-049035 2015-03-12
PCT/JP2015/059298 WO2015147130A1 (ja) 2014-03-26 2015-03-26 非発光性有機半導体デバイス用塗布液、有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、有機トランジスタの製造方法および有機半導体膜の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160127074A KR20160127074A (ko) 2016-11-02
KR101975091B1 true KR101975091B1 (ko) 2019-05-03

Family

ID=54195637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167026432A KR101975091B1 (ko) 2014-03-26 2015-03-26 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (3) US10115911B2 (ko)
EP (1) EP3125298B1 (ko)
JP (1) JP6246150B2 (ko)
KR (1) KR101975091B1 (ko)
CN (1) CN106165105B (ko)
TW (1) TWI689512B (ko)
WO (1) WO2015147130A1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015076334A1 (ja) 2013-11-21 2015-05-28 株式会社ニコン トランジスタの製造方法およびトランジスタ
JP6082927B2 (ja) * 2014-03-26 2017-02-22 富士フイルム株式会社 有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、非発光性有機半導体デバイス用塗布液、有機トランジスタの製造方法、有機半導体膜の製造方法、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜、有機半導体材料の合成方法
JP6179930B2 (ja) 2014-08-29 2017-08-16 国立大学法人 東京大学 半導体膜の製造方法、半導体膜及び電界効果トランジスタ
JP6274529B2 (ja) * 2015-02-09 2018-02-07 富士フイルム株式会社 有機半導体素子及びその製造方法、有機半導体膜形成用組成物、並びに、有機半導体膜の製造方法
US20190006603A1 (en) * 2015-12-22 2019-01-03 Daicel Corporation Composition for manufacturing organic semiconductor device
JP6678515B2 (ja) * 2016-05-26 2020-04-08 国立大学法人九州大学 化合物、組成物、および有機半導体デバイス
KR102345789B1 (ko) * 2016-06-09 2022-01-03 주식회사 다이셀 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물
JP6676181B2 (ja) 2016-09-29 2020-04-08 富士フイルム株式会社 微結晶有機半導体膜、有機半導体トランジスタ、及び有機半導体トランジスタの製造方法
WO2018061821A1 (ja) 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 有機半導体膜形成用組成物、有機半導体膜及びその製造方法、並びに、有機半導体素子
JP7083106B2 (ja) * 2017-02-28 2022-06-10 国立研究開発法人理化学研究所 有機半導体組成物及びその用途
US11486595B2 (en) 2017-10-17 2022-11-01 Swegon Operations Ab Defrosting cycle control
WO2019193953A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 富士フイルム株式会社 有機半導体素子、組成物、化合物を精製する方法およびそれらの応用
JP7039414B2 (ja) * 2018-07-26 2022-03-22 株式会社東芝 放射線検出素子の作製方法および放射線検出素子
JP7158485B2 (ja) 2018-08-24 2022-10-21 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、および、有機薄膜トランジスタの製造方法
EP3848977A4 (en) 2018-09-03 2021-11-03 FUJIFILM Corporation ORGANIC THIN-LAYER TRANSISTOR AND PROCESS FOR MANUFACTURING ORGANIC THIN-LAYER TRANSISTOR
WO2020158408A1 (ja) 2019-02-01 2020-08-06 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタおよび有機薄膜トランジスタの製造方法
JP7085030B2 (ja) 2019-02-08 2022-06-15 富士フイルム株式会社 有機半導体薄膜の製造方法
CN110635036B (zh) * 2019-09-26 2022-12-09 金宏气体股份有限公司 以羰基硫和氮气作为掺杂剂的有机场效应晶体管制备工艺
CN110707215B (zh) * 2019-09-26 2022-12-09 金宏气体股份有限公司 以羰基硫和氨气作为掺杂剂的有机场效应晶体管制备工艺
CN110649159B (zh) * 2019-09-30 2023-01-06 金宏气体股份有限公司 以羰基硫作为电极改性剂的有机场效应晶体管制备工艺
CN110649158B (zh) * 2019-09-30 2022-12-09 金宏气体股份有限公司 以羰基硫作为界面改性剂的有机场效应晶体管制备工艺
JPWO2021177417A1 (ko) * 2020-03-04 2021-09-10
CN111551587A (zh) * 2020-04-13 2020-08-18 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 气体传感器及其制备方法和调控气体传感器性能的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013235903A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Fujifilm Corp 有機薄膜太陽電池、これに用いられる組成物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5092269B2 (ja) 2006-04-26 2012-12-05 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機半導体薄膜および有機半導体デバイスの製造方法
JP5334465B2 (ja) 2008-06-17 2013-11-06 山本化成株式会社 有機トランジスタ
JP5410107B2 (ja) 2009-02-02 2014-02-05 山本化成株式会社 有機トランジスタ
FR2945900B1 (fr) 2009-05-19 2012-10-26 Schneider Toshiba Inverter Europe Sas Convertisseur de puissance utilisant un redresseur a transistors normalement fermes.
WO2011040155A1 (ja) 2009-10-02 2011-04-07 国立大学法人大阪大学 有機半導体膜の製造方法および有機半導体膜アレイ
KR20110113297A (ko) 2010-04-09 2011-10-17 다우어드밴스드디스플레이머티리얼 유한회사 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
CN102206225B (zh) 2011-04-08 2013-07-24 中国科学院长春应用化学研究所 聚合物半导体材料和有机薄膜晶体管
JP5891956B2 (ja) 2011-09-14 2016-03-23 株式会社デンソー 有機半導体装置の製造方法
EP2671880B1 (en) * 2012-06-05 2015-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd Fused polycyclic heteroaromatic compound, organic thin film including compound and electronic device including organic thin film
JP5896935B2 (ja) 2012-08-27 2016-03-30 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
JP5896863B2 (ja) 2012-08-27 2016-03-30 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013235903A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Fujifilm Corp 有機薄膜太陽電池、これに用いられる組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. Wex 외, "End-capping of conjugated thiophene-benzene aromatic systems", Tetrahedron, 66, 8778-8784, 2010*

Also Published As

Publication number Publication date
US10276806B2 (en) 2019-04-30
CN106165105A (zh) 2016-11-23
US10115911B2 (en) 2018-10-30
TWI689512B (zh) 2020-04-01
US20190074452A1 (en) 2019-03-07
JP6246150B2 (ja) 2017-12-13
CN106165105B (zh) 2019-07-09
WO2015147130A1 (ja) 2015-10-01
US10270044B2 (en) 2019-04-23
TW201546078A (zh) 2015-12-16
JP2015195361A (ja) 2015-11-05
US20170012220A1 (en) 2017-01-12
KR20160127074A (ko) 2016-11-02
EP3125298A1 (en) 2017-02-01
EP3125298A4 (en) 2017-03-29
US20180226589A1 (en) 2018-08-09
EP3125298B1 (en) 2022-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101975091B1 (ko) 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 유기 트랜지스터의 제조 방법 및 유기 반도체막의 제조 방법
KR101886547B1 (ko) 유기 트랜지스터, 화합물, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체 재료, 유기 트랜지스터용 재료, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 도포액, 유기 트랜지스터의 제조 방법, 유기 반도체막의 제조 방법, 비발광성 유기 반도체 디바이스용 유기 반도체막, 유기 반도체 재료의 합성 방법
JP5975834B2 (ja) 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
WO2014061465A1 (ja) 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
WO2014148614A1 (ja) 有機薄膜トランジスタ
JP5897050B2 (ja) 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
WO2014119713A1 (ja) 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
JP6091445B2 (ja) 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料
JP2016146435A (ja) 有機半導体素子及びその製造方法、有機半導体膜形成用組成物、並びに、有機半導体膜の製造方法
JP6543320B2 (ja) 非発光性有機半導体デバイス用塗布液、有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、有機トランジスタの製造方法および有機半導体膜の製造方法の提供
WO2015098604A1 (ja) 有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜
WO2015016343A1 (ja) 有機トランジスタ、有機半導体膜および有機半導体材料ならびにそれらの応用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right