TWI606052B - 有機薄膜電晶體、化合物及其應用 - Google Patents
有機薄膜電晶體、化合物及其應用 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI606052B TWI606052B TW103104073A TW103104073A TWI606052B TW I606052 B TWI606052 B TW I606052B TW 103104073 A TW103104073 A TW 103104073A TW 103104073 A TW103104073 A TW 103104073A TW I606052 B TWI606052 B TW I606052B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- formula
- group
- represented
- substituted
- unsubstituted
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 163
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 128
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 141
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 140
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 138
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 112
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 77
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 66
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 64
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 claims description 46
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 44
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 35
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 27
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 claims description 22
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 21
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 claims description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 20
- LDTPBVHJWHHFOP-UHFFFAOYSA-N O1C=CC2=C1C=CC=C2.C2=CC=CC=1C3=CC=CC=C3CC21 Chemical group O1C=CC2=C1C=CC=C2.C2=CC=CC=1C3=CC=CC=C3CC21 LDTPBVHJWHHFOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims description 19
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims description 19
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 14
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 13
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- GELOMLPDGLEYQD-UHFFFAOYSA-N C1=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12.S1C=CC2=C1C=CC=C2 Chemical compound C1=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12.S1C=CC2=C1C=CC=C2 GELOMLPDGLEYQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000005577 anthracene group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000002816 methylsulfanyl group Chemical group [H]C([H])([H])S[*] 0.000 claims description 3
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 claims 4
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 62
- 239000010408 film Substances 0.000 description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 description 43
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 25
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 23
- -1 benzofuran fluorene compound Chemical class 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- QJZNVTOZUAXDCL-UHFFFAOYSA-N 12H-fluoreno[2,1-b][1]benzothiole Chemical compound C1=CC=C2C(=C1)CC1=C2C=CC2=C1C1=CC=CC=C1S2 QJZNVTOZUAXDCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 11
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 9
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 9
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 8
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 6
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 5
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 5
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 4
- IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N benzofuran Natural products C1=CC=C2OC=CC2=C1 IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine group Chemical group NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 4
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FANCTJAFZSYTIS-IQUVVAJASA-N (1r,3s,5z)-5-[(2e)-2-[(1r,3as,7ar)-7a-methyl-1-[(2r)-4-(phenylsulfonimidoyl)butan-2-yl]-2,3,3a,5,6,7-hexahydro-1h-inden-4-ylidene]ethylidene]-4-methylidenecyclohexane-1,3-diol Chemical compound C([C@@H](C)[C@@H]1[C@]2(CCCC(/[C@@H]2CC1)=C\C=C\1C([C@@H](O)C[C@H](O)C/1)=C)C)CS(=N)(=O)C1=CC=CC=C1 FANCTJAFZSYTIS-IQUVVAJASA-N 0.000 description 3
- QZSOEOINMAIQSE-UHFFFAOYSA-N 1h-[1]benzothiolo[2,3-g]indole Chemical compound C1=CC=C2C3=C(NC=C4)C4=CC=C3SC2=C1 QZSOEOINMAIQSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QLVGHFBUSGYCCG-UHFFFAOYSA-N 2-amino-n-(1-cyano-2-phenylethyl)acetamide Chemical compound NCC(=O)NC(C#N)CC1=CC=CC=C1 QLVGHFBUSGYCCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- OSVHLUXLWQLPIY-KBAYOESNSA-N butyl 2-[(6aR,9R,10aR)-1-hydroxy-9-(hydroxymethyl)-6,6-dimethyl-6a,7,8,9,10,10a-hexahydrobenzo[c]chromen-3-yl]-2-methylpropanoate Chemical compound C(CCC)OC(C(C)(C)C1=CC(=C2[C@H]3[C@H](C(OC2=C1)(C)C)CC[C@H](C3)CO)O)=O OSVHLUXLWQLPIY-KBAYOESNSA-N 0.000 description 3
- 229940125796 compound 3d Drugs 0.000 description 3
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 3
- 230000008571 general function Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 3
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 3
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 3
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-methylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BWGRDBSNKQABCB-UHFFFAOYSA-N 4,4-difluoro-N-[3-[3-(3-methyl-5-propan-2-yl-1,2,4-triazol-4-yl)-8-azabicyclo[3.2.1]octan-8-yl]-1-thiophen-2-ylpropyl]cyclohexane-1-carboxamide Chemical compound CC(C)C1=NN=C(C)N1C1CC2CCC(C1)N2CCC(NC(=O)C1CCC(F)(F)CC1)C1=CC=CS1 BWGRDBSNKQABCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004057 DFT-B3LYP calculation Methods 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 2
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 229920002382 photo conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 2
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- VNFWTIYUKDMAOP-UHFFFAOYSA-N sphos Chemical group COC1=CC=CC(OC)=C1C1=CC=CC=C1P(C1CCCCC1)C1CCCCC1 VNFWTIYUKDMAOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 125000004426 substituted alkynyl group Chemical group 0.000 description 2
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N thianaphthalene Natural products C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N trichloro(octadecyl)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](Cl)(Cl)Cl PYJJCSYBSYXGQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dimethyhydrazine Chemical compound CN(C)N RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORPVVAKYSXQCJI-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-2-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1Br ORPVVAKYSXQCJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTPZTKBRUCILQD-UHFFFAOYSA-N 1-methylimidazolidin-2-one Chemical compound CN1CCNC1=O JTPZTKBRUCILQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQIMJOXSDVGEBU-UHFFFAOYSA-N 6-bromo-1-benzothiophene Chemical compound BrC1=CC=C2C=CSC2=C1 OQIMJOXSDVGEBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N Dimethyl sulfide Chemical class CSC QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100030361 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) pph-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 1
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001665 Poly-4-vinylphenol Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005194 alkoxycarbonyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004644 alkyl sulfinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004656 alkyl sulfonylamino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 1
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002490 anilino group Chemical group [H]N(*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 125000005162 aryl oxy carbonyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005161 aryl oxy carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005135 aryl sulfinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004657 aryl sulfonyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005200 aryloxy carbonyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N benzyl chloride Chemical compound ClCC1=CC=CC=C1 KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001602 bicycloalkyls Chemical group 0.000 description 1
- 125000005619 boric acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001951 carbamoylamino group Chemical group C(N)(=O)N* 0.000 description 1
- 229950005499 carbon tetrachloride Drugs 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIOQZVSQGTUSAI-NJFSPNSNSA-N decane Chemical group CCCCCCCCC[14CH3] DIOQZVSQGTUSAI-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 125000006612 decyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 125000000717 hydrazino group Chemical group [H]N([*])N([H])[H] 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N lithium butane Chemical compound [Li+].CCC[CH2-] DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N n-Butyllithium Substances [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- UMIPWJGWASORKV-UHFFFAOYSA-N oct-1-yne Chemical compound CCCCCCC#C UMIPWJGWASORKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L palladium(ii) acetate Chemical compound [Pd+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 125000001476 phosphono group Chemical group [H]OP(*)(=O)O[H] 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 1
- 229920003251 poly(α-methylstyrene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 125000002568 propynyl group Chemical group [*]C#CC([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 150000004060 quinone imines Chemical class 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000005017 substituted alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- RSPCKAHMRANGJZ-UHFFFAOYSA-N thiohydroxylamine Chemical group SN RSPCKAHMRANGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N trimethyl borate Chemical compound COB(OC)OC WRECIMRULFAWHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
- C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D491/04—Ortho-condensed systems
- C07D491/044—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
- C07D491/048—Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
- C07D495/02—Heterocyclic 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 two hetero rings
- C07D495/04—Ortho-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B57/00—Other synthetic dyes of known constitution
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/655—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only sulfur as heteroatom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/656—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/484—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the channel regions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Description
本發明是有關於一種有機薄膜電晶體、有機半導體薄膜及有機半導體材料等。詳細而言，本發明是有關於具有苯并噻吩并吲哚(benzothienoindole)或苯并呋喃并吲哚結構的化合物、含有該化合物的有機薄膜電晶體、含有該化合物的非發光性有機半導體元件用有機半導體材料、含有該化合物的有機薄膜電晶體用材料、含有該化合物的非發光性有機半導體元件用塗佈溶液、含有該化合物的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜。
使用有機半導體材料的元件與現有的使用矽等無機半導體材料的元件相比而言，預計有各種各樣的優勢，因此得到高度的關注。使用有機半導體材料的元件的例子可列舉使用有機半導體材料作為光電轉換材料的有機薄膜太陽電池或固體攝影元件等光電轉換元件、或非發光性的有機電晶體。使用有機半導體材料的元件具有與使用無機半導體材料的元件相比而言，可低溫、低成本地製作大面積的元件的可能性。進一步可藉由使分子結構
變化而容易地使材料特性變化，因此材料的變化(variation)豐富，可實現無機半導體材料所無法獲得的功能或元件。
其中，需求有機薄膜電晶體、有機半導體薄膜及有機半導體材料。於專利文獻1及專利文獻2中記載了將具有苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚結構的苯并雜環(heteroacene)的2聚體用於有機電晶體中的方法，記載了可提供具有高的載子遷移率、大的電流開/關比，且保存穩定性優異的有機電晶體。
另一方面，具有苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚結構的化合物亦可用於有機電激發光元件、有機光電轉換元件、有機薄膜太陽電池等中。例如，於專利文獻3中記載了具有苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚結構，且具有丁基、芳基或雜芳基等作為N原子上的取代基的化合物，且記載了在作為有機電激發光(亦稱為有機EL或有機電場發光)元件的主體材料而使用時，可提供改善元件的發光效率、充分確保驅動穩定性的有機EL元件。然而，於專利文獻3中並未記載將此種結構的化合物用於有機薄膜電晶體中。
於專利文獻4中，記載了具有苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚結構，且具有己基作為N原子上的取代基的化合物，且記載了可提供具有高的轉換效率、耐久性高的有機光電轉換元件、太陽電池、光感測器陣列。
而且，於專利文獻5中，記載了具有丁基、己基、苯基、蒽基、芘基、噻吩基(thienyl group)等作為N原子上的取代基的苯
并噻吩并吲哚衍生物，且記載了對於光或氧、熱穩定，在有機薄膜太陽電池中使用時顯示高效率的光電轉換特性的化合物。於專利文獻5的實施例中，僅僅對具有苯基或蒽基作為N原子上的取代基的苯并噻吩并吲哚衍生物研究了諸特性。
然而，於專利文獻4及專利文獻5中，並未記載將該些結構的化合物用於有機薄膜電晶體中。
另外，於非專利文獻1中記載了具有苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚結構，具有甲基作為N原子上的取代基，於側鏈具有-CO2C2H5基的化合物。於非專利文獻1中記載了該化合物可於以有機感光體為代表的光導電材料等中使用。
[專利文獻1]日本專利特開2009-182034號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-177644號公報
[專利文獻3]國際公開WO2012/035934號
[專利文獻4]國際公開WO2010/041687號
[專利文獻5]日本專利特開2010-270084號公報
[非專利文獻1]「有機化學期刊(Journal of Organic Chemistry)」，58(19)，5209-20(1993)
如專利文獻3所記載，自先前便已知包含芳香族雜環的
多環縮合化合物可用作有機EL元件材料。然而，用作有機EL元件材料者並不能說直接用作有機薄膜電晶體用半導體材料。其原因在於：於有機EL元件與有機薄膜電晶體中，對有機化合物所要求的特性不同。在有機EL元件中，通常需要在薄膜的膜厚方向(通常為數nm~數100nm)上傳輸電荷，相對於此，在有機薄膜電晶體中需要在薄膜面方向的電極間(通常為數μm~數100μm)長距離地傳輸電荷(載子)。因此，所要求的載子遷移率格外高。因此，有機薄膜電晶體用半導體材料要求分子的排列秩序高、結晶性高的有機化合物。而且，為了表現出高的載子遷移率，較佳的是π共軛平面相對於基板而言直立。另一方面，於有機EL元件中，為了提高發光效率而要求發光效率高、於面內的發光均一的元件。通常情況下，結晶性高的有機化合物成為產生面內的電場強度不均一、發光不均一、發光淬滅等發光缺陷的原因，因此有機EL元件用材料期望使結晶性變低、非晶質性高的材料。因此，即使將構成有機EL元件材料的有機化合物直接轉用於有機半導體材料中，亦不能直接獲得良好的電晶體特性。
於專利文獻1中所記載的苯并雜環的2聚體難以獲得顯示出高遷移率的魚骨(herringbone)結構，無法獲得高的載子遷移率。於專利文獻1或專利文獻2的實施例中雖然記載了比較高的遷移率，但根據本發明者等人的研究可知：若將所記載的化合物用於BC元件(底部接觸(bottom contact)元件的略稱)中，則為1×10-3cm/V．s左右的低遷移率。而且，根據本發明者等人的
研究可知：使用專利文獻2中所記載的苯并雜環的2聚體的有機薄膜電晶體在反覆驅動的情況下，臨界電壓的變化變大。臨界電壓的變化若變大，則存在作為電晶體的可靠性降低，無法長時間使用的問題，此種反覆驅動後的臨界電壓變化是迄今為止所未知的問題。
專利文獻3或專利文獻4中所記載的於N原子上具有丁基或己基等取代基的苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚化合物，由於在N原子上具有體積大的取代基而造成分子間距離變廣，無法獲得充分的最高佔據分子軌道(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)的重疊，無法獲得高的載子遷移率。而且，於專利文獻3或專利文獻4中並無在有機電晶體中使用的例子，本發明者等人使用專利文獻3中所記載的化合物而製造有機薄膜電晶體，結果載子遷移率低，且反覆驅動後的臨界電壓變化大；使用專利文獻4中所記載的化合物而製造有機薄膜電晶體，結果載子遷移率低，可知均無法獲得充分的電晶體特性。
專利文獻5中所記載的於N原子上具有體積大的芳基的取代基的苯并噻吩并吲哚化合物，由於在N原子上具有體積大的取代基而造成分子間距離變廣，無法獲得充分的HOMO的重疊，無法獲得高的載子遷移率。而且，於專利文獻5中並無在有機電晶體中使用的例子，本發明者等人使用專利文獻5中所記載的化合物而製造有機薄膜電晶體，結果載子遷移率低，可知無法獲得充分的電晶體特性。
因此，本發明者等人為了解決此種現有技術的課題而進行了研究。本發明所欲解決的課題是提供載子遷移率高、反覆驅動後的臨界電壓變化小的有機薄膜電晶體。
為了解決上述課題而進行了認真的研究，結果本發明者等人發現：於具有苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚結構的化合物中導入魚骨狀的促進分子配向的取代基，藉此而形成結晶性高、有利於載子傳輸的有機薄膜。由於N原子未經取代或具有體積並不大的取代基，因此此種化合物的分子間距離並不過於變廣，獲得充分的HOMO的重疊，從而獲得高的載子遷移率。
另外，本發明者等人發現於半導體活性層中使用有具有特定結構取代基的苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚衍生物的有機薄膜電晶體，反覆驅動後的臨界電壓變化亦小，從而完成本發明。
用以解決上述課題的具體手段的本發明具有以下的構成。
[1]一種有機薄膜電晶體，其特徵在於：於半導體活性層中包含下述通式(1)所表示的化合物；
{(於通式(1)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原
子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1~R8分別獨立地表示氫原子或取代基；其中，R1~R8中的至少1個是下述通式(W)所表示的取代基；)-L-R 通式(W)
(於通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基；R表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於R所表示的經取代或未經取代的烷基，在L以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在L以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，R表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與R鄰接的L為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置；通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)}。
[2]如[1]所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是上述R2、R3、R6及R7中的至少1個是上述通式(W)所表示的取代基。
[3]如[1]所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是上述通式(1)所表示的化合物是下述通式(2-1)或通式(2-2)所表示的化合物；通式(2-1)
(於通式(2-1)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1、R2及R4~R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R7並非-La-Ra所表示的取代基；La表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Ra表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於Ra所表示的經取代或未經取代的烷基，在La以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在La以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，Ra表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Ra鄰接的La為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(2-2)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1~R6及R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R3並非-Lb-Rb所表示的取代基；Lb表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Rb表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於Rb所表示的經取代或未經取代的烷基，在Lb以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在Lb以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，Rb表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Rb鄰接的Lb為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置；通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)。
[4]如[1]所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是上述通式(1)所表示的化合物是下述通式(3)所表示的化合物；
(於通式(3)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1、R2、R4~R6及R8分別獨立地表示氫原子或取代基，Lc及Ld分別獨立地表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Rc及Rd分別獨立地表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於Rc或Rd所表示的經取代或未經取代的烷基，在Lc或Ld以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在Lc或Ld以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，Rc及Rd表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Rc或Rd鄰接的Lc或Ld為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置；通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)。
[5]如[3]或[4]所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Z為氫原子、碳數為2以下的經取代或未經取代的烷基、碳數為2以下的經取代或未經取代的炔基、碳數為2以下的經取代或未經取代的烯基、或碳數為2以下的經取代或未經取代的醯基。
[6]如[3]~[5]中任一項所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，R1、R4、R5及R8分別獨立為氫原子、氟原子、碳數為1~3的經取代或未經
取代的烷基、碳數為2~3的經取代或未經取代的炔基、碳數為2~3的經取代或未經取代的烯基、碳數為1~2的經取代或未經取代的烷氧基、或經取代或未經取代的甲硫基。
[7]如[3]~[6]中任一項所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均為上述通式(L-1)~通式(L-3)、通式(L-10)、通式(L-11)或通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基。
[8]如[3]~[7]中任一項所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均分別獨立為上述通式(L-1)或通式(L-10)的任意通式所表示的2價連結基。
[9]如[3]~[8]中任一項所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Ra、Rb、Rc及Rd均分別獨立為經取代或未經取代的烷基。
[10]如[3]所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是於上述通式(2-1)或通式(2-2)中，Ra及Rb分別獨立為分支烷基；或者上述La及Lb分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價連結基，且該通式(L-1)所表示的2價連結基中的至少1個R'表示烷基。
[11]如[4]所述之有機薄膜電晶體，其中，較佳的是於上述通式(3)中，Rc及Rd分別獨立為直鏈烷基(其中，在上述Lc及Ld
分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價連結基的情況下，該通式(L-1)所表示的2價連結基中的R'均表示氫原子)。
[12]一種化合物，其特徵在於：以下述通式(1)而表示；
{(於通式(1)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1~R8分別獨立地表示氫原子或取代基；其中，R1~R8中的至少1個是下述通式(W)所表示的取代基；)-L-R 通式(W)
(於通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基；R表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經
取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於R所表示的經取代或未經取代的烷基，在L以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在L以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，R表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與R鄰接的L為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置；通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)}。
[13]如[12]所述之化合物，其中，較佳的是上述R2、R3、R6
及R7中的至少1個是上述通式(W)所表示的取代基。
[14]如[12]所述之化合物，其中，較佳的是上述通式(1)所表示的化合物是下述通式(2-1)或通式(2-2)所表示的化合物；
(於通式(2-1)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1、R2及R4~R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R7並非-La-Ra所表示的取代基；La表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Ra表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於Ra所表示的經取代或未經取代的烷基，在La以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在La以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，Ra表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Ra鄰接的La為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(2-2)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1~R6及R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R3並非-Lb-Rb所表示的取代基；Lb表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Rb表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於Rb所表示的經取代或未經取代的烷基，在Lb以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在Lb以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，Rb表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Rb鄰接的Lb為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置；通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)。
[15]如[12]所述之化合物，其中，較佳的是上述通式(1)所表示的化合物是下述通式(3)所表示的化合物；
(於通式(3)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基；R1、R2、R4~R6及R8分別獨立地表示氫原子或取代基，Lc及Ld分別獨立地表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Rc及Rd分別獨立地表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基；其中，至於Rc或Rd所表示的經取代或未經取代的烷基，在Lc或Ld以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在Lc或Ld以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上；而且，Rc及Rd表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Rc或Rd鄰接的Lc或Ld為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置；通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)。
[16]如[14]或[15]所述之化合物，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Z為氫原子、碳數為2以下的經取代或未經取代的烷基、碳數為2以下的經取代或未經取代的炔基、碳數為2以下的經取代或未經取代的烯基、或碳數為2以下的經取代或未經取代的醯基。
[17]如[14]~[16]中任一項所述之化合物，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，R1、R4、R5及R8分別獨立為氫原子、氟原子、碳數為1~3的經取代或未經取代的
烷基、碳數為2~3的經取代或未經取代的炔基、碳數為2~3的經取代或未經取代的烯基、碳數為1~2的經取代或未經取代的烷氧基、或經取代或未經取代的甲硫基。
[18]如[14]~[17]中任一項所述之化合物，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均為上述通式(L-1)~通式(L-3)、通式(L-10)、通式(L-11)或通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基。
[19]如[14]~[18]中任一項所述之化合物，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均分別獨立為上述通式(L-1)或通式(L-10)的任意通式所表示的2價連結基。
[20]如[14]~[19]中任一項所述之化合物，其中，較佳的是於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Ra、Rb、Rc及Rd均分別獨立為經取代或未經取代的烷基。
[21]如[14]所述之化合物，其中，較佳的是於上述通式(2-1)或通式(2-2)中，Ra及Rb分別獨立為分支烷基；或者上述La及Lb為上述通式(L-1)所表示的2價連結基，且該通式(L-1)所表示的2價連結基中的至少1個R'表示烷基。
[22]如[15]所述之化合物，其中，較佳的是於上述通式(3)中，Rc及Rd分別獨立為直鏈烷基(其中，在上述Lc及Ld分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價連結基的情況下，該通式(L-1)
所表示的2價連結基中的R'均表示氫原子)。
[23]一種非發光性有機半導體元件用有機半導體材料，其特徵在於含有如[12]~[22]中任一項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
[24]一種有機薄膜電晶體用材料，其特徵在於含有如[12]~[22]中任一項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
[25]一種非發光性有機半導體元件用塗佈溶液，其特徵在於含有如[12]~[22]中任一項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
[26]一種非發光性有機半導體元件用塗佈溶液，其特徵在於含有如[12]~[22]中任一項所述之上述通式(1)所表示的化合物與聚合物黏合劑。
[27]一種非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜，其特徵在於含有如[12]~[22]中任一項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
[28]一種非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜，其特徵在於含有如[12]~[22]中任一項所述之上述通式(1)所表示的化合物與聚合物黏合劑。
[29]如[27]或[28]所述之非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜，其中，較佳的是藉由溶液塗佈法而製作。
藉由本發明可提供載子遷移率高、反覆驅動後的臨界電壓變化小的有機薄膜電晶體。
11、31‧‧‧基板
12、15a、15b、32、34a、34b‧‧‧電極
13、33‧‧‧絕緣體層
14、35‧‧‧半導體活性層(有機物層、有機半導體層)
圖1是表示本發明的有機薄膜電晶體的一例的結構的剖面的概略圖。
圖2是表示在本發明的實施例中作為場效電晶體(Field-Effect Transistor，FET)特性測定用基板而製造的有機薄膜電晶體的結構的剖面的概略圖。
於以下中，對本發明加以詳細說明。以下所記載的構成要件的說明是基於代表性實施方式或具體例而成，但本發明並不限定於此種實施方式。另外，於本說明書中，使用「~」而表示的數值範圍表示包含「~」前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
於本發明中，於各通式的說明中並無特別區別地使用的情況下的氫原子表示亦包含同位素(氘原子等)。另外，構成取代基的原子表示亦包含其同位素。
[有機薄膜電晶體]
本發明的有機薄膜電晶體的特徵在於在半導體活性層中包含下述通式(1)所表示的化合物。
通式(1)
{(於通式(1)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基。R1~R8分別獨立地表示氫原子或取代基。其中，R1~R8中的至少1個是下述通式(W)所表示的取代基。)
-L-R 通式(W)
(於通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基。R表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基。其中，至於R所表示的經取代或未經取代的烷基，在L以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在L以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上。而且，R表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與R鄰接的L為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置。通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2。通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)}
藉由此種構成，本發明的有機薄膜電晶體的載子遷移率高，反覆驅動後的臨界電壓變化小。
上述通式(1)所表示的化合物由於R1~R8中的至少1個具有由上述通式(W)所表示的取代基，因此就材料的溶液製程適合性及膜中的分子排列的觀點而言較佳，可獲得形成結晶性高、有利於載子傳輸的有機薄膜的半導體材料。藉此可獲得載子遷移率高的有機薄膜電晶體。另外，進一步可提高可應用於有機薄膜
電晶體中的有機薄膜的製造效率，可抑制製造成本，薄膜的化學、物理穩定性亦提高。
另一方面，為了使反覆驅動後的臨界電壓變化小，需要有機半導體材料的化學穩定性(特別是耐空氣氧化性、氧化還原穩定性)、薄膜狀態的熱穩定性、空氣或水分難以進入的高的膜密度、電荷難以停留的缺陷少的膜質等。上述通式(1)所表示的化合物滿足該些要求，因此認為反覆驅動後的臨界電壓變化小。亦即，反覆驅動後的臨界電壓變化小的本發明的有機薄膜電晶體的半導體活性層具有高的化學穩定性或膜密度等，即使經過長時間亦可作為電晶體而有效地發揮功能。
使用上述通式(1)所表示的化合物的有機半導體材料採用在有機薄膜的膜中適於載子傳輸的魚骨結構，容易形成二維的軌道重疊(魚骨結構有利於載子傳輸的現象例如在「先進材料(Adv.Mater.)」2011，23，4347-4370等中有所記載)。藉此，本發明的化合物可實現良質的膜質與高的載子遷移率，成為可於有機薄膜電晶體中較佳地使用者。
以下，對本發明的化合物或本發明的有機薄膜電晶體等的較佳的形態加以說明。
<通式(1)所表示的化合物>
本發明的化合物的特徵在於以下述通式(1)而表示。本發明的化合物於本發明的有機薄膜電晶體中包含於後述的半導體活性層中。亦即，本發明的化合物可用作有機薄膜電晶體用材料。
{(於通式(1)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基。R1~R8分別獨立地表示氫原子或取代基。其中，R1~R8中的至少1個是下述通式(W)所表示的取代基。)
-L-R 通式(W)
(於通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基。R表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基。其中，至於R所表示的經取代或未經取代的烷基，在L以下述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在L以下述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上。而且，R表示經取代或未經取代
的三烷基矽烷基僅限於與R鄰接的L為下述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況)
(於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置。通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2。通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基)}
於通式(1)中，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基。此處，所謂取代基Z的分子長度是指自苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚結構的N-Z鍵中的N原子至取代基Z的末端的長度。結構最佳化計算可使用密度泛函數法(高斯(Gaussian)03(美國高斯公司)/基底函數：6-31G*、交換相關
泛函數：B3LYP/LANL2DZ)而進行。於通式(1)中，Z較佳的是自N原子至末端的長度為1.0Å~3.7Å的取代基，更佳的是1.0Å~2.2Å的取代基。另外，作為代表性的取代基的分子長度，丙基為4.6Å、吡咯基為4.6Å、丙炔基為4.5Å、丙烯基為4.6Å、乙氧基為4.5Å、甲硫基為3.7Å、乙烯基為3.4Å、乙基為3.5Å、乙炔基為3.6Å、甲氧基為3.3Å、甲基為2.1Å、氫原子為1.0Å。
於通式(1)中，Z較佳的是氫原子、碳數為2以下的經取代或未經取代的烷基、碳數為2以下的經取代或未經取代的炔基、碳數為2以下的經取代或未經取代的烯基、碳數為2以下的經取代或未經取代的醯基，更佳的是氫原子、碳數為2以下的經取代或未經取代的烷基，特佳的是氫原子。
在Z表示碳數為2以下的經取代的烷基的情況下，該烷基所可採用的取代基可列舉氰基、氟原子、氘原子等，較佳的是氰基。Z所表示的經取代的烷基的碳數較佳的是1。Z所表示的碳數為2以下的經取代或未經取代的烷基較佳的是甲基、乙基，更佳的是甲基。
在Z表示碳數為2以下的經取代的炔基的情況下，該炔基可採用的取代基可列舉氘原子等。Z所表示的碳數為2以下的經取代或未經取代的炔基可列舉乙炔基、經氘原子取代的乙炔基，較佳的是乙炔基。
在Z表示碳數為2以下的經取代的烯基的情況下，該烯基可採用的取代基可列舉氘原子等。Z所表示的碳數為2以下的經取
代或未經取代的烯基可列舉乙烯基、經氘原子取代的乙烯基，較佳的是乙烯基。
在Z表示碳數為2以下的經取代的醯基的情況下，該醯基所可採用的取代基可列舉氟原子等。Z所表示的碳數為2以下的經取代或未經取代的醯基可列舉甲醯基、乙醯基、經氟原子取代的乙醯基，較佳的是甲醯基。
於通式(1)中，R1~R8分別獨立地表示氫原子或取代基。其中，R1~R8中的至少1個是下述通式(W)所表示的取代基。
上述通式(1)所表示的化合物亦可具有上述通式(W)所表示的取代基以外的其他取代基。
上述通式(1)的R1~R8可採用的取代基可列舉鹵素原子、烷基(包含環烷基、雙環烷基、三環烷基)、烯基(包含環烯基、雙環烯基)、炔基、芳基、雜環基(亦可稱為heterocyclic group)、氰基、羥基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、矽烷氧基(silyloxy group)、雜環氧基、醯氧基、胺甲醯氧基(carbamoyloxy group)、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、胺基(包含苯胺基)、銨基、醯基胺基、胺基羰基胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、胺磺醯胺基、烷基磺醯基胺基及芳基磺醯基胺基、巰基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、胺磺醯基、磺基、烷基亞磺醯基及芳基亞磺醯基、烷基磺醯基及芳基磺醯基、醯基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、胺甲醯基、芳基偶氮基及雜環偶氮基、醯亞胺基、膦基、氧膦基
(phosphinyl)、氧膦基氧基(phosphinyloxy)、氧膦基胺基、膦醯基(phosphono)、矽烷基、肼基(hydrazino group)、脲基(ureido group)、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸根基(-OPO(OH)2)、硫酸根基(-OSO3H)、其他公知的取代基。
該些中較佳的是鹵素原子、烷基及芳基，更佳的是氟原子、碳數為1~3的烷基、苯基。
上述通式(1)所表示的化合物中，R1~R8中的上述通式(W)所表示的取代基以外的其他取代基的個數較佳的是0~4，更佳的是0~2，特佳的是0。
其次，對上述通式(W)所表示的取代基加以說明。
於上述通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上下述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基。
於通式(L-1)~通式(L-12)中，波線部分表示與苯并噻吩并吲哚、苯并呋喃并吲哚骨架的鍵結位置。通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2。通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'分別獨立地表示氫原子或取代基。
在上述L形成通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的連結基的情況下，通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基的鍵結數較佳的是2~4，更佳的是2或3，特佳的是2。特別是於上述通式(L-10)~通式(L-12)中，*與R之間進一步插入通式(L-1)~通式(L-12)的任意者，上述L亦可形成通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的連結基。於本發明中，較佳的是L並不形成通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2
價連結基鍵結而成的連結基，亦即較佳的是L為通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基。
通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的取代基R'可列舉作為上述通式(1)的R1~R8所可採用的上述其他取代基而例示的基。
通式(L-1)中的R'較佳的是分別獨立為氫原子、碳數為1~8的經取代或未經取代的烷基，更佳的是碳數為1~6的未經取代的烷基，特佳的是碳數為1~3的未經取代的烷基。通式(L-1)中所含的4個R'中，取代基的個數較佳的是0~3，更佳的是0~2，進而更佳的是0或1，特佳的是0。通式(L-1)中所含的4個R'具有取代基的情況下，較佳的是與通式(L-1)中的*鄰接的碳原子具有取代基。
通式(L-2)中的R'較佳的是分別獨立為氫原子、碳數為1以上的經取代或未經取代的烷基，更佳的是氫原子、碳數為1~4的經取代或未經取代的烷基，特佳的是氫原子。
通式(L-10)、通式(L-11)及通式(L-12)中的R'較佳的是分別獨立為氫原子、碳數為1以上的經取代或未經取代的烷基、碳數為2以上的經取代或未經取代的烯基、碳數為2以上的經取代或未經取代的炔基、碳數為1以上的經取代或未經取代的烷氧基，更佳的是氫原子、碳數為1~12的經取代或未經取代的烷基、碳數為2~12的經取代或未經取代的烯基、碳數為2~12的經取代或未經取代的炔基、碳數為1~12的經取代或未經取代的烷氧
基，特佳的是氫原子。
通式(L-10)中的m表示4，通式(L-11)及通式(L-12)中的m表示2。
L較佳的是單鍵、通式(L-1)~通式(L-4)、通式(L-6)、通式(L-10)、通式(L-11)或通式(L-12)所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基的任意者，更佳的是通式(L-1)~通式(L-4)、通式(L-6)、通式(L-10)或通式(L-12)所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基的任意者，特佳的是通式(L-1)~通式(L-3)、通式(L-10)、通式(L-11)或通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基的任意者，自載子傳輸性的觀點考慮進一步特佳的是通式(L-1)或通式(L-10)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基，自化學穩定性、載子傳輸性的觀點考慮更進一步特佳的是通式(L-1)或通式(L-10)的任意通式所表示的2價連結基。
於上述通式(W)中，R表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯基的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基。其中，至於R所表示的經取代或未經取代的烷基，在L以上述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在L以上述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上。於上述通式(W)
中，該些中較佳的是R為經取代或未經取代的烷基。而且，R表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與R鄰接的L為上述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況。
在上述通式(W)中的R為經取代或未經取代的烷基的情況下，L為通式(L-1)時的該烷基的碳數為2以上，較佳的是碳數為2~12，自提高載子遷移率的觀點考慮更佳的是碳數為3~10。
在上述通式(W)中的R為經取代或未經取代的烷基的情況下，L為通式(L-2)或通式(L-3)時的該烷基的碳數為2以上，較佳的是碳數為2~12，自提高載子遷移率的觀點考慮更佳的是碳數為3~10，自進一步提高載子遷移率的觀點考慮特佳的是碳數4~9。
在上述通式(W)中的R為經取代或未經取代的烷基的情況下，L為通式(L-4)~通式(L-12)時的該烷基的碳數為4以上，較佳的是碳數為4~12，自提高載子遷移率的觀點考慮更佳的是碳數為6~12。
另外，在L表示2個以上通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基的情況下，上述R所表示的經取代或未經取代的烷基的碳數的較佳範圍由與R鄰接的通式(L-1)~通式(L-12)的種類而定。
上述通式(1)所表示的化合物在上述通式(W)所表示的基包含烷基的情況下，若L及R的合計的烷基的碳數為4以上則載
子遷移率變高，若L及R的合計的烷基的主鏈的碳數為4以上則載子遷移率進一步變高。
R所可採用的烷基可為直鏈、分支、環狀的任意者，較佳的是直鏈烷基。R為具有取代基的烷基的情況下，該取代基可列舉鹵素原子等，較佳的是氟原子。另外，在R為具有氟原子的烷基的情況下，該烷基的氫原子亦可均被氟原子取代而形成全氟烷基。
上述通式(W)中的R為氧乙烯基的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基的情況下，R所表示的「低聚氧乙烯基」在本說明書中是指-(CH2CH2)vOY所表示的基(氧乙烯單元的重複數v表示2以上的整數，末端的Y表示氫原子或取代基)。另外，在低聚氧乙烯基的末端的Y為氫原子的情況下，成為羥基。氧乙烯單元的重複數v較佳的是2~4，更佳的是2~3。較佳的是低聚氧乙烯基的末端的羥基被密封，亦即Y表示取代基。在這種情況下，較佳的是羥基經碳數為1~3的烷基密封，亦即Y為碳數為1~3的烷基，更佳的是Y為甲基或乙基，特佳的是甲基。
在上述通式(W)中的R為矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基的情況下，矽氧烷單元的重複數較佳的是2~4，更佳的是2~3。而且，較佳的是於Si原子上鍵結有氫原子或烷基。於Si原子上鍵結有烷基的情況下，烷基的碳數較佳的是1~3，例如較佳的是鍵結有甲基或乙基。於Si原子上可鍵結相同的烷基，亦可鍵結不同的烷基或氫原子。而且，構成低聚矽氧烷基的矽氧烷單元可全部相同亦可不同，較佳的是全部相同。
僅限於與R鄰接的L為上述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況，上述通式(W)中的R可採用經取代或未經取代的三烷基矽烷基。在上述通式(W)中的R為經取代或未經取代的三烷基矽烷基的情況下，與Si原子鍵結的烷基的碳數較佳的是1~3，例如較佳的是鍵結有甲基或乙基或異丙基。於Si原子上可鍵結相同的烷基，亦可鍵結不同的烷基。在R為具有取代基的三烷基矽烷基的情況下，該取代基並無特別限制。
上述通式(1)所表示的化合物中，R1~R8中上述通式(W)所表示的取代基的個數較佳的是1~4，更佳的是1~2。
於本發明中，於上述通式(1)中，自兼顧溶解性及載子遷移率的觀點考慮，較佳的是上述R2、R3、R6及R7中的至少1個是上述通式(W)所表示的取代基。另外，自兼顧溶解性及載子遷移率的觀點考慮，更佳的是R2或R3的任意者、及R6或R7的任意者的1處或2處被取代。
作為上述通式(1)中的取代位置，該些位置較佳的原因在於：自化合物的化學穩定性優異、HOMO能階、分子於膜中的堆疊(packing)的觀點考慮亦適宜。特別是於上述通式(1)中，藉由使R2或R3的任意者、及R6或R7的任意者的1處或2處為取代基，可獲得高的載子濃度。
於本發明中，自提高溶解度、提高載子遷移率的觀點考慮，上述通式(1)所表示的化合物較佳的是下述通式(2-1)、下述通式(2-2)或下述通式(3)所表示的化合物。
於以下中，順次對通式(2-1)、通式(2-2)及通式(3)的較佳範圍加以說明。另外，於以下通式(2-1)、通式(2-2)及通式(3)的說明中的通式(L-1)~通式(L-12)中，*分別獨立地表示與通式(L-1)~通式(L-12)所鄰接的Ra、Rb、Rc及Rd的任意者的鍵結位置。
於通式(2-1)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基。R1、R2及R4~R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R7並非-La-Ra所表示的取代基。La表示上述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上上述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Ra表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基。其中，至於Ra所表示的經取代或未經取代的烷基，在La以上述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以
上，在La以上述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上。而且，Ra表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Ra鄰接的La為上述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況。
於上述通式(2-1)中，Z的較佳範圍與上述通式(1)中的Z的較佳範圍相同。
於上述通式(2-1)中，R1、R2及R4~R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R7並非-La-Ra所表示的取代基。於上述通式(2-1)中，R1、R2及R4~R8所表示的取代基的較佳範圍與上述通式(1)中R1~R8所表示的上述通式(W)所表示的取代基以外的其他取代基的較佳範圍相同。
於上述通式(2-1)中，La的較佳範圍與上述通式(W)中的L的較佳範圍相同。
於上述通式(2-1)中，Ra的較佳範圍與上述通式(W)中的R的較佳範圍相同。
該些中，自上述通式(2-1)所表示的化合物分子彼此之間的堆疊變良好(多個分子變得容易反轉而與鄰接的分子配向)、提高魚骨結構的結晶性的觀點考慮，較佳的是於上述通式(2-1)中，Ra為分支烷基；或者上述La為上述通式(L-1)所表示的2價連結基，且該通式(L-1)所表示的2價連結基中的至少1個R'表示烷基。
於通式(2-2)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基。R1~R6及R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R3並非-Lb-Rb所表示的取代基。Lb表示上述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上上述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Rb表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基。其中，至於Rb所表示的經取代或未經取代的烷基，在Lb以上述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在Lb以上述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上。而且，Rb表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Rb鄰接的Lb為上述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況。
於上述通式(2-2)中，Z的較佳範圍與上述通式(1)中的Z的較佳範圍相同。
於上述通式(2-2)中，R1~R6及R8分別獨立地表示氫原子或取代基，但R3並非-Lb-Rb所表示的取代基。於上述通式(2-2)
中，R1~R6及R8所表示的取代基的較佳範圍與上述通式(1)中R1~R8所表示的上述通式(W)所表示的取代基以外的其他取代基的較佳範圍相同。
於上述通式(2-2)中，Lb的較佳範圍與上述通式(W)中的L的較佳範圍相同。
於上述通式(2-2)中，Rb的較佳範圍與上述通式(W)中的R的較佳範圍相同。
該些中，自上述通式(2-2)所表示的化合物分子彼此之間的堆疊變良好(多個分子變得容易反轉而與鄰接的分子配向)、提高魚骨結構的結晶性的觀點考慮，較佳的是於上述通式(2-2)中，Rb為分支烷基；或者上述Lb為上述通式(L-1)所表示的2價連結基，且該通式(L-1)所表示的2價連結基中的至少1個R'表示烷基。
於通式(3)中，X表示S原子或O原子，Z表示自N原子至末端的長度為3.7Å以下的取代基。R1、R2、R4~R6及R8
分別獨立地表示氫原子或取代基，Lc及Ld分別獨立地表示上述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上上述通式(L-1)~通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基鍵結而成的2價連結基，Rc及Rd分別獨立地表示經取代或未經取代的烷基、氧乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧乙烯基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或經取代或未經取代的三烷基矽烷基。其中，至於Rc或Rd所表示的經取代或未經取代的烷基，在Lc或Ld以上述通式(L-1)~通式(L-3)而表示的情況下碳數為2以上，在Lc或Ld以上述通式(L-4)~通式(L-12)而表示的情況下碳數為4以上。而且，Rc及Rd表示經取代或未經取代的三烷基矽烷基僅限於與Rc或Rd鄰接的Lc或Ld為上述通式(L-3)所表示的2價連結基的情況。
於上述通式(3)中，Z的較佳範圍與上述通式(1)中的Z的較佳範圍相同。
於上述通式(3)中，R1、R2、R4~R6及R8的較佳範圍與上述通式(1)中R1~R8所表示的上述通式(W)所表示的取代基以外的其他取代基的較佳範圍相同。
於上述通式(3)中，Lc及Ld的較佳範圍與上述通式(W)中的L的較佳範圍相同。而且，Lc及Ld可相同亦可不同，較佳的是相互相同。
於上述通式(3)中，Rc及Rd的較佳範圍與上述通式(W)中的R的較佳範圍相同。而且，Rc及Rd可相同亦可不同，較佳的
是相互相同。
該些中，自上述通式(3)所表示的化合物分子彼此之間的堆疊變良好(並不反轉地於相同朝向上並列而變得容易配向)、提高魚骨結構的結晶性的觀點考慮，較佳的是於上述通式(3)中，Rc及Rd分別獨立為直鏈烷基(其中，在上述Lc及Ld分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價連結基的情況下，該通式(L-1)所表示的2價連結基中的R'均表示氫原子)。
將上述通式(1)所表示的化合物的具體例表示於以下，但本發明中所可使用的通式(1)所表示的化合物並不由該些具體例而限定性地解釋。
上述通式(1)所表示的化合物的分子量較佳的是3000以下，更佳的是2000以下，進一步更佳的是1000以下，特佳的是850以下。藉由將分子量設為上述上限值以下，可提高於溶劑中的溶解性因此較佳。
另一方面，自薄膜的膜質穩定性的觀點考慮，分子量較佳的是400以上，更佳的是450以上，進一步更佳的是500以上。
上述通式(1)所表示的化合物可組合日本專利特開2010-270084號公報、日本專利特開2009-182034號公報、日本專利特開2010-177644號公報、WO2012/035934號公報中所記載的方法、其他公知的反應而合成。
於苯并噻吩并吲哚環或苯并呋喃并吲哚環形成反應中，可使用任意的反應條件。反應溶劑可使用任意的溶劑。而且，為了促進環形成反應，較佳的是使用酸或鹼，特佳的是使用鹼。最適合的反應條件因目標的苯并噻吩并吲哚或苯并呋喃并吲哚衍生物的結構而異，可參考上述文獻中所記載的具體的反應條件而設定。
具有各種取代基的合成中間體可組合公知的反應而合成。而且，各取代基可於任意的中間體的階段導入。於中間體的合成後，較佳的是進行利用管柱層析法(column chromatography)、再結晶等的純化，然後藉由昇華純化而進行純化。藉由昇華純化，不僅僅可分離有機雜質，亦可將無機鹽或殘留溶劑等有效地除去。
<有機薄膜電晶體的結構>
本發明的有機薄膜電晶體包含含有上述通式(1)所表示的化合物的半導體活性層。
本發明的有機薄膜電晶體除了上述半導體活性層以外亦可進一步包含其他層。
本發明的有機薄膜電晶體較佳的是作為有機場效電晶體(Field Effect Transistor，FET)而使用，更佳的是作為閘極-通道間絕緣的絕緣閘極型FET而使用。
以下，使用圖式對本發明的有機薄膜電晶體的較佳的結構的形態加以詳細說明，但本發明並不限定於該些形態。
(積層結構)
有機場效電晶體的積層結構並無特別限制，可設為公知的各種結構。
本發明的有機薄膜電晶體的結構的一例，可列舉於最下層的基板的上表面順次配置有電極、絕緣體層、半導體活性層(有機半導體層)、2個電極的結構(底閘極-頂部接觸型)。於該結構中，最下層的基板的上表面的電極設於基板的一部分上，絕緣體層以於電極以外的部分與基板相接的方式進行配置。而且，於半導體活性層的上表面所設的2個電極相互隔離地進行配置。
將底閘極-頂部接觸型元件的構成表示於圖1中。圖1是表示本發明的有機薄膜電晶體的一例的結構的剖面的概略圖。圖1的有機薄膜電晶體於最下層配置基板11，於其上表面的一部分設置電極12，進一步以覆蓋該電極12、且於電極12以外的部分與基板11相接的方式設有絕緣體層13。進一步於絕緣體層13的上表面設置半導體活性層14，於該上表面的一部分隔離地配置有2個電極15a與電極15b。
圖1中所示的有機薄膜電晶體中，電極12是閘極，電極15a
與電極15b分別為汲極或源極。而且，圖1中所示的有機薄膜電晶體是作為汲極-源極間的電流通路的通道與閘極之間絕緣的絕緣閘極型FET。
本發明的有機薄膜電晶體的結構的一例可列舉底閘極-底部接觸型元件。
將底閘極-底部接觸型元件的構成示於圖2中。圖2是表示於本發明的實施例中作為FET特性測定用基板而製造的有機薄膜電晶體的結構的剖面的概略圖。圖2的有機薄膜電晶體於最下層配置基板31，於其上表面的一部分設置電極32，進一步以覆蓋該電極32、且於電極32以外的部分與基板31相接的方式設有絕緣體層33。進一步於絕緣體層33的上表面設置半導體活性層35，電極34a與電極34b位於半導體活性層35的下部。
圖2中所示的有機薄膜電晶體中，電極32是閘極，電極34a與電極34b分別為汲極或源極。而且，圖2中所示的有機薄膜電晶體是作為汲極-源極間的電流通路的通道與閘極之間絕緣的絕緣閘極型FET。
作為本發明的有機薄膜電晶體的結構，除此以外亦可較佳地使用絕緣體、閘極電極位於有機半導體層的上部的頂閘極-頂部接觸型元件或頂閘極-底部接觸型元件。
(厚度)
本發明的有機薄膜電晶體在需要設為更薄的電晶體的情況下，例如較佳的是將電晶體全體的厚度設為0.1μm~0.5μm。
(密封)
為了將有機薄膜電晶體元件與大氣或水分隔絕，提高有機薄膜電晶體元件的保存性，亦可藉由金屬密封罐或玻璃、氮化矽等無機材料、聚對二甲苯(parylene)等高分子材料、或低分子材料等對有機薄膜電晶體元件全體進行密封。
以下，對本發明的有機薄膜電晶體的各層的較佳的形態加以說明，但本發明並不限定於該些形態。
<基板>
(材料)
較佳的是本發明的有機薄膜電晶體包含基板。
上述基板的材料並無特別限制，可使用公知的材料，例如可列舉聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯膜、環烯烴聚合物膜、聚碳酸酯膜、三乙酸纖維素(Triacetyl cellulose，TAC)膜、聚醯亞胺膜、以及於極薄玻璃上貼合有該些聚合物膜者、陶瓷、矽、石英、玻璃等，較佳的是矽。
<電極>
(材料)
較佳的是本發明的有機薄膜電晶體包含電極。
上述電極的構成材料例如若為Cr、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、In、Ni或Nd等金屬材料或者該些的合金材料、或者碳材料、導電性高分子等已知的導電性材料，則可並無特別限制地使用。
(厚度)
電極的厚度並無特別限制，較佳的是設為10nm~50nm。
閘極寬度(或通道寬度)W與閘極長度(或通道長度)L並無特別限制，較佳的是該些的比W/L為10以上，更佳的是20以上。
<絕緣層>
(材料)
構成絕緣層的材料若獲得必要的絕緣效果則並無特別限制，例如可列舉二氧化矽、氮化矽、PTFE、CYTOP等氟聚合物系絕緣材料、聚酯絕緣材料、聚碳酸酯絕緣材料、丙烯酸聚合物系絕緣材料、環氧樹脂系絕緣材料、聚醯亞胺絕緣材料、聚乙烯酚樹脂系絕緣材料、聚對二甲苯樹脂系絕緣材料等。
絕緣層的上表面亦可進行表面處理，例如可較佳地使用藉由塗佈六甲基二矽氮烷(hexamethyldisilazane，HMDS)或十八烷基三氯矽烷(octadecyl trichlorosilane，OTS)而對二氧化矽表面進行了表面處理的絕緣層。
(厚度)
絕緣層的厚度並無特別限制，於要求薄膜化的情況下，較佳的是將厚度設為10nm~400nm，更佳的是設為20nm~200nm，特佳的是設為50nm~200nm。
<半導體活性層>
(材料)
本發明的有機薄膜電晶體的特徵在於：上述半導體活性層包含上述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物。
上述半導體活性層可為包含本發明的化合物的層，亦可為除了本發明的化合物以外進一步包含後述的聚合物黏合劑的層。而且，亦可包含成膜時的殘留溶劑。
上述半導體活性層中的上述聚合物黏合劑的含量並無特別限制，較佳的是於0質量%~95質量%的範圍內使用，更佳的是於10質量%~90質量%的範圍內使用，進一步更佳的是於20質量%~80質量%的範圍內使用，特佳的是於30質量%~70質量%的範圍內使用。
(厚度)
半導體活性層的厚度並無特別限制，在要求薄膜化的情況下，較佳的是將厚度設為10nm~400nm，更佳的是設為10nm~200nm，特佳的是設為10nm~100nm。
[非發光性有機半導體元件用有機半導體材料]
本發明亦有關於含有上述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物的非發光性有機半導體元件用有機半導體材料。
(非發光性有機半導體元件)
另外，於本說明書中，所謂「非發光性有機半導體元件」是表示並不以發光為目的之元件。非發光性有機半導體元件較佳的是使用具有薄膜的層結構的電子設備元件的非發光性有機半導體元件。非發光性有機半導體元件包含有機薄膜電晶體、有機光電
轉換元件(光感測器用途的固體攝影元件、能量轉換用途的太陽電池等)、氣體感測器、有機整流元件、有機逆變器(organic inverter)、資訊記錄元件等。有機光電轉換元件亦可於光感測器用途(固體攝影元件)、能量轉換用途(太陽電池)的任意用途中使用。較佳的是有機光電轉換元件、有機薄膜電晶體，更佳的是有機薄膜電晶體。亦即，本發明的非發光性有機半導體元件用有機半導體材料較佳的是如上所述的有機薄膜電晶體用材料。
(有機半導體材料)
於本說明書中，所謂「有機半導體材料」是指顯示半導體特性的有機材料。與包含無機材料的半導體同樣地具有將電洞作為載子而進行傳導的p型(電洞(hole)傳輸性)有機半導體、將電子作為載子而進行傳導的n型(電子傳輸性)有機半導體。
本發明的化合物可用作p型有機半導體材料、n型有機半導體材料的任意者，更佳的是用作p型。有機半導體中的載子的流動容易性以載子遷移率μ而表示。較佳的是載子遷移率μ高者，較佳的是5×10-3cm2/Vs以上，更佳的是1×10-2cm2/Vs以上，特佳的是5×10-2cm2/Vs以上，進一步特佳的是1×10-1cm2/Vs以上，更進一步特佳的是5×10-1cm2/Vs以上，更進一步特佳的是1cm2/Vs以上。載子遷移率μ可藉由製作場效電晶體(FET)元件時的特性或飛行時間測量(Time Of Flight，TOF)法而求出。
[非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜]
(材料)
本發明亦有關於含有上述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜。
本發明的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜亦較佳的是含有上述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物，且不含聚合物黏合劑的形態。
而且，本發明的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜亦可含有上述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物與聚合物黏合劑。
上述聚合物黏合劑可列舉聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯(polyarylate)、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、聚矽氧烷、聚碸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、纖維素、聚乙烯、聚丙烯等絕緣性聚合物、及該些的共聚物、聚乙烯咔唑、聚矽烷等光傳導性聚合物、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚對苯乙炔(polyparaphenylene vinylene)等導電性聚合物、半導體聚合物。
上述聚合物黏合劑可單獨使用，或者亦可多種併用。
而且，有機半導體材料與上述聚合物黏合劑可均一地混合，亦可一部分或全部相分離，自電荷遷移率的觀點考慮，於膜中於膜厚方向上有機半導體與黏合劑相分離的結構，由於黏合劑並不妨礙有機半導體的電荷遷移而最佳。
若考慮薄膜的機械強度，則較佳的是玻璃轉移溫度高的聚合物黏合劑；若考慮電荷遷移率，則較佳的是不含極性基的結構的聚合物黏合劑或光傳導性聚合物、導電性聚合物。
聚合物黏合劑的使用量並無特別限制，於本發明的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜中較佳的是於0質量%~95質量%的範圍內使用，更佳的是於10質量%~90質量%的範圍內使用，進一步更佳的是於20質量%~80質量%的範圍內使用，特佳的是於30質量%~70質量%的範圍內使用。
另外，於本發明中，藉由使化合物採用上述結構，可獲得膜質良好的有機薄膜。具體而言，本發明中所得的化合物的結晶性良好，因此可獲得充分的膜厚，所得的本發明的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜成為品質良好者。
(成膜方法)
將本發明的化合物成膜於基板上的方法可為任意的方法。
於成膜時，可對基板進行加熱或冷卻，亦可藉由使基板的溫度變化而控制膜質或分子於膜中的堆疊。基板的溫度並無特別限制，較佳的是於0℃至200℃之間，更佳的是於15℃~100℃之間，特佳的是於20℃~95℃之間。
於基板上使本發明的化合物成膜時，可藉由真空製程或溶液製程而成膜，任意者均較佳。
利用真空製程的成膜的具體例可列舉真空沈積法、濺鍍法、離子鍍法、分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy，MBE)法等物理氣相沈積法或電漿聚合等化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法，特佳的是使用真空沈積法。
所謂利用溶液製程的成膜，此處是指溶解於可溶解有機
化合物的溶劑中，使用該溶液而進行成膜的方法。具體而言可使用澆鑄法、浸塗法、模塗佈機法、輥塗機法、棒式塗佈機法、旋塗法等塗佈法、噴墨法、絲網印刷法、凹板印刷法、柔版印刷法、平板印刷法、微觸印刷法等各種印刷法、朗謬-布洛傑(Langmuir-Blodgett，LB)法等通常的方法，特佳的是使用澆鑄法、旋塗法、噴墨法、凹板印刷法、柔版印刷法、平板印刷法、微觸印刷法。
本發明的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜較佳的是藉由溶液塗佈法而製作。而且，於本發明的非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜含有聚合物黏合劑的情況下，較佳的是使形成層的材料與聚合物黏合劑溶解或分散於適當的溶劑中而製成塗佈液，藉由各種塗佈法而形成。
以下，對可於利用溶液製程的成膜中所使用的本發明的非發光性有機半導體元件用塗佈溶液加以說明。
[非發光性有機半導體元件用塗佈溶液]
本發明亦有關於含有上述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物的非發光性有機半導體元件用塗佈溶液。
於使用溶液製程而於基板上成膜的情況下，可使形成層的材料溶解或分散於適當的有機溶劑(例如己烷、辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、均三甲苯(mesitylene)、乙基苯、十氫萘(decalin)、1-甲基萘等烴系溶劑，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑，例如二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、二氯乙烷、
三氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、二氯苯、氯甲苯等鹵代烴系溶劑，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等酯系溶劑，例如甲醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、環己醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、乙二醇等醇系溶劑，例如二丁醚、四氫呋喃、二噁烷、苯甲醚等醚系溶劑，例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、1-甲基-2-吡咯啶酮、1-甲基-2-咪唑啶酮等醯胺‧醯亞胺系溶劑，二甲基亞碸等亞碸系溶劑，乙腈等腈系溶劑)及/或水中而製成塗佈液，藉由各種塗佈法而形成薄膜。溶劑可單獨使用，亦可多種組合使用。該些中較佳的是烴系溶劑、鹵代烴系溶劑或醚系溶劑，更佳的是甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氫萘、二氯苯或苯甲醚，特佳的是甲苯、二甲苯、四氫萘、苯甲醚。該塗佈液中的通式(1)所表示的化合物的濃度較佳的是0.1質量%~80質量%，更佳的是0.1質量%~10質量%，藉此可形成任意厚度的膜。
為了藉由溶液製程而進行成膜，必須於上述所列舉的溶劑等中溶解材料，但僅僅溶解並不夠。通常情況下，即使是藉由真空製程而進行成膜的材料，亦可某種程度地溶解於溶劑中。然而，於溶液製程中，使材料溶解於溶劑中而進行塗佈後，存在溶劑蒸發而形成薄膜的過程，不適於溶液製程成膜的材料多為結晶性高者，因此於該過程中不適宜地結晶化(凝聚)而難以形成良好的薄膜。通式(1)所表示的化合物於難以產生此種結晶化(凝聚)的方面而言亦優異。
本發明的非發光性有機半導體元件用塗佈溶液包含上
述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物，且不含聚合物黏合劑的形態亦較佳。
而且，本發明的非發光性有機半導體元件用塗佈溶液亦可含有上述通式(1)所表示的化合物、亦即本發明的化合物與聚合物黏合劑。在這種情況下，可使形成層的材料與聚合物黏合劑溶解或分散於前述適當的溶劑中而製成塗佈液，藉由各種塗佈法而形成薄膜。聚合物黏合劑可選自上述聚合物黏合劑。
以下列舉實施例與比較例對本發明的特徵加以更具體的說明。以下的實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等只要不偏離本發明的主旨則可適宜變更。因此，本發明的範圍並不由以下所示之具體例而限定性地解釋。
[實施例1]
<合成例1>化合物3的合成
依照以下的流程所示的具體的合成順序而合成作為通式(1)所表示的化合物的化合物3。
(化合物3a的合成)
將6-溴苯并[b]噻吩(奧德里奇(Aldrich)公司製造)(3g)、1-辛炔(3.1g)、PdCl2(PPh3)2(1g)、碘化銅(I)(0.53g)的哌啶溶液(60ml)在氮氣環境下、55℃下進行4小時的攪拌。將反應液注加至乙酸乙酯/水=1/1中進行矽藻土過濾。藉由1N鹽酸水溶液使所得的濾液的水層為酸性，進行分液操作。將有機層以食鹽水加以清洗，用硫酸鎂使其乾燥後，於減壓下進行濃縮。對濃縮殘渣進行矽膠管柱層析純化，藉此獲得化合物3a(3.2g)。
(化合物3b的合成)
於高壓釜中放入化合物3a(3.0g)、10質量%Pd/C(2.6g)、異丙醇(35ml)，於氫氣5大氣壓下、50℃下進行3小時的攪拌。對反應液進行矽藻土過濾，於減壓下對所得的濾液進行濃縮。對濃縮殘渣進行矽膠管柱層析純化，藉此獲得化合物3b(2.8g)。
(化合物3c的合成)
於化合物3b(2.0g)的THF溶液(100ml)中，於-78℃下滴加1.6當量濃度(N)n-BuLi/正己烷溶液(6.1ml)。進行1小時的攪拌後滴加三甲氧基硼烷(1.7g)，於室溫下進行1小時的攪拌。將反應液注加至乙酸乙酯/1N鹽酸水溶液=1/1中，將有機層以食鹽水加以清洗，以硫酸鎂加以乾燥後，於減壓下進行濃縮。對濃縮殘渣進行矽膠管柱層析純化，藉此獲得化合物3c(1.7g)。
(化合物3d的合成)
於化合物3c(1g)、2-溴硝基苯(0.6g)、2-二環己基膦基-2',6'-二甲氧基聯苯(SPhos)(0.15g)、碳酸鈉(0.95g)中加入1,2-二甲氧基乙烷(12ml)及水(3ml)，於其中添加乙酸鈀(20mg)後，於氮氣環境下一面加熱回流一面進行2小時的攪拌。對反應液進行矽藻土過濾，加入水後進行分液操作。將有機層以食鹽水加以清洗，以硫酸鎂加以乾燥後，於減壓下進行濃縮。對濃縮殘渣進行矽膠管柱層析純化，藉此獲得化合物3d(0.86g)。
(化合物3的合成)
將化合物3d(0.8g)、三苯基膦(6.1g)於氮氣環境下、180℃下進行4小時的攪拌。對反應混合物進行矽膠管柱層析純化，藉此獲得化合物3(0.54g)。另外，所得的化合物的鑑定可藉由元素分析、核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)及質譜(Mass Spectrum)而進行。以下表示藉由1H-NMR鑑定化合物3的結構的結果。
1H-NMR(DMSO-d6)：12.05(1H),8.00(1H),7.81(1H),7.76(1H),7.56(1H),7.33(1H),7.27(1H),7.15(1H),2.74(2H),1.66(2H),1.31-1.24(10H),0.86(3H)
其他通式(1)所表示的化合物亦可與化合物3同樣地合成。
以下表示藉由1H-NMR鑑定化合物1的結構的結果。
1H-NMR(DMSO-d6)：12.04(1H),8.01(1H),7.80(1H),7.76(1H),7.55(1H),7.35(1H),7.30(1H),7.15(1H),2.71(2H),1.65
(2H),1.31-1.23(4H),0.85(3H)
以下表示藉由1H-NMR鑑定化合物9的結構的結果。
1H-NMR(CDCl3)：11.86(1H),7.91(1H),7.80(1H),7.61(1H),7.33(1H),7.30(1H),6.97(1H),2.71(4H),1.64(4H),1.31-1.24(20H),0.85(6H)
以下表示藉由1H-NMR鑑定化合物81的結構的結果。
1H-NMR(DMSO-d6)：12.04(1H),8.00(1H),7.82(1H),7.74(1H),7.57(1H),7.33(1H),7.27(1H),7.13(1H),2.72(2H),1.66(2H),1.35-1.20(16H),0.86(3H)
依照各公報中所記載的方法而合成比較元件的半導體活性層(有機半導體層)中所使用的比較化合物1~比較化合物9。以下表示比較化合物1~比較化合物9的結構。
<元件製作、評價>
元件製作中所使用的材料均進行昇華純化，藉由高效液相層析法(東曹(Tosoh)TSKgel ODS-100Z)而確認純度(254nm的吸收強度面積比)為99.5%以上。
[實施例2]
<藉由化合物單獨形成半導體活性層(有機半導體層)>
將本發明的化合物或比較化合物(各1mg)與甲苯(1mL)加以混合而加熱至100℃而成者作為非發光性有機半導體元件用塗佈溶液。將該塗佈溶液澆鑄在於氮氣環境下加熱至90℃的FET
特性測定用基板上，藉此而形成非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜，獲得FET特性測定用的實施例1的有機薄膜電晶體元件。作為FET特性測定用基板，使用配置為梳型的鉻/金作為源極及汲極電極(閘極寬度W=100mm、閘極長度L=100μm)、包含SiO2(膜厚為200nm)作為絕緣膜的底閘極-底部接觸結構的矽基板(於圖2中表示結構的概略圖)。
實施例2的有機薄膜電晶體元件的FET特性是使用連接有半自動探測器(矢量半導體公司(Vector Semiconductor Co.,Ltd.)製造、AX-2000)的半導體參數分析儀(安捷倫(Agilent)公司製造、4156C)，於常壓、氮氣環境下就載子遷移率、反覆驅動後的臨界電壓變化的觀點進行評價。
將所得的結果表示於下述表1中。
(a)載子遷移率
於各有機薄膜電晶體元件(FET元件)的源電極-汲電極之間施加-80V的電壓，使閘極電壓於20V~-100V的範圍內變化，使用表示汲極電流Id的式Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)2(式中，L為閘極長度、W為閘極寬度、Ci為絕緣層的每單位面積的電容、Vg為閘極電壓、Vth為臨界電壓)而算出載子遷移率μ。另外，關於載子遷移率低於1×10-5cm2/Vs者，特性過低，因此並不進行後文的(b)反覆驅動後的臨界電壓變化的評價。
(b)反覆驅動後的臨界電壓變化
於各有機薄膜電晶體元件(FET元件)的源電極-汲電極之間
施加-80V的電壓，使閘極電壓於+20V~-100V的範圍內反覆100次而進行與(a)同樣的測定，藉由以下3個階段評價反覆驅動前的臨界電壓V前與反覆驅動後的臨界電壓V後的差(｜V後-V前｜)。其值越小則元件的反覆驅動穩定性越高而較佳。於實用上而言，較佳的是反覆驅動後的臨界電壓變化為A評價。
A：｜V後-V前｜≦5V
B：5V<｜V後-V前｜≦10V
C：｜V後-V前｜>10V
(c)取代基Z的分子長度
所謂取代基Z的分子長度是指自苯并噻吩并吲哚結構或苯并呋喃并吲哚結構的N-Z鍵中的N原子至取代基Z的末端的長度。結構最佳化計算可使用密度泛函數法(高斯(Gaussian)03(美國高斯公司)/基底函數：6-31G*、交換相關泛函數：B3LYP/LANL2DZ)而進行。
(d)結晶結構
另行藉由良溶劑/不良溶劑法使各元件製作中所使用的有機半導體化合物單晶成長，藉由使用布魯克(Bruker)公司製造的APEX2的X射線結晶結構繞射而調查魚骨結構的有無。「A」表示魚骨結構，「B」表示其他結構。
根據上述表1可知：本發明的化合物採用魚骨結構，使用該些化合物的有機薄膜電晶體元件的載子遷移率高、反覆驅動後的臨界電壓變化小。因此可知本發明的化合物可作為非發光性有機半導體元件用有機半導體材料而較佳地使用。
另一方面，比較化合物1~比較化合物9並不採用魚骨結構，使用該些化合物的有機薄膜電晶體元件的載子遷移率低、且反覆驅動後的臨界電壓變化大。
[實施例3]
<與黏合劑一同使用化合物而形成半導體活性層(有機半導體層)>
使用將本發明的化合物或比較化合物(各1mg)、PαMS(聚(α-甲基苯乙烯)、Mw=300,000)、奧德里奇(Aldrich)公司製造)1mg、甲苯(1mL)加以混合，加熱至100℃而成者用作塗佈溶液，除此以外與實施例2同樣地進行而製作FET特性測定用有機薄膜電晶體元件，進行與實施例2同樣的評價。
將所得的結果表示於下述表2中。
根據上述表2可知：與黏合劑一同使用本發明的化合物而形成半導體活性層的有機薄膜電晶體元件的載子遷移率高，反覆驅動後的臨界電壓變化小。因此可知本發明的化合物可作為非發光性有機半導體元件用有機半導體材料而較佳地使用。
另一方面，與黏合劑一同使用比較化合物1~比較化合物9而形成半導體活性層的有機薄膜電晶體元件的載子遷移率低。而且，與黏合劑一同使用比較化合物8及比較化合物9而形成半導體活性層的有機薄膜電晶體元件的反覆驅動後的臨界電壓變化亦大。
另外，關於實施例3中所得的各有機薄膜電晶體元件，
進行光學顯微鏡觀察，結果可知使用PαMS作為黏合劑的薄膜均是膜的平滑性、均一性非常高。
根據以上可知：於比較元件中以黏合劑與比較化合物的複合系統形成半導體活性層的情況下，載子遷移率變得非常低，相對於此，於本發明的有機薄膜電晶體元件中，於與黏合劑一同使用本發明的化合物而形成半導體活性層的情況下，可獲得顯示出良好的載子遷移率，反覆驅動後的臨界電壓變化小、膜的平滑性、均一性非常高的元件。
[實施例4]
<形成半導體活性層(有機半導體層)>
使用包含SiO2(膜厚為370nm)作為閘極絕緣膜的矽晶圓，藉由辛基三氯矽烷進行表面處理。
將使本發明的化合物或比較化合物(各1mg)與甲苯(1mL)加以混合而加熱至100℃而成者作為非發光性有機半導體元件用塗佈溶液。將該塗佈溶液澆鑄於在氮氣環境下加熱至90℃的藉由辛基三氯矽烷進行表面處理的矽晶圓上，藉此形成非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜。
進一步使用遮罩於該薄膜表面蒸鍍金，藉此製作源極及汲極電極，獲得閘極寬度W=5mm、閘極長度L=80μm的底閘極-頂部接觸結構的有機薄膜電晶體元件(於圖1中表示結構的概略圖)。
實施例4的有機薄膜電晶體元件的FET特性是使用連接有半自動探測器(矢量半導體公司製造、AX-2000)的半導體參數分析
儀(安捷倫公司製造、4156C)，於常壓、氮氣環境下就載子遷移率、反覆驅動後的臨界電壓變化的觀點進行評價。
將所得的結果表示於下述表3中。
根據上述表3可知：使用本發明的化合物的有機薄膜電晶體元件的載子遷移率高，反覆驅動後的臨界電壓變化小。因此可知本發明的化合物可作為非發光性有機半導體元件用有機半導體材料而較佳地使用。
另一方面，使用比較化合物1、比較化合物4~比較化合物7的有機薄膜電晶體元件的載子遷移率低。使用比較化合物2~比較化合物6、比較化合物8、比較化合物9的有機薄膜電晶體元件的反覆驅動後的臨界電壓變化大。
一般情況下，由於與電極的接觸較佳的是頂部接觸元件，因此與底部接觸元件(實施例2或實施例3)相比較而言，頂部接觸元件(實施例4)存在遷移率變得高出接近1個數量級的傾向。比較元件20及比較元件21的遷移率比較高，但此為頂部接觸元件的結果，與以相同的頂部接觸元件構成進行評價的本發明的化合物相差近1個數量級。
11‧‧‧基板
12、15a、15b‧‧‧電極
13‧‧‧絕緣體層
14‧‧‧半導體活性層(有機物層、有機半導體層)
Claims (25)
- 一種有機薄膜電晶體，其特徵在於：於半導體活性層中包含下述通式(1)所表示的化合物；
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，上述R2、R3、R6及R7中的至少1個是上述通式(W)所表示的取代基。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Z為氫原子、碳數為2以下的經取代或未經取代的烷基、碳數為2以下的經取代或未經取代的炔基、碳數為2以下的經取代或未經取代的烯基、或 碳數為2以下的經取代或未經取代的醯基。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，R1、R4、R5及R8分別獨立為氫原子、氟原子、碳數為1~3的經取代或未經取代的烷基、碳數為2~3的經取代或未經取代的炔基、碳數為2~3的經取代或未經取代的烯基、碳數為1~2的經取代或未經取代的烷氧基、或經取代或未經取代的甲硫基。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均為上述通式(L-1)~通式(L-3)、通式(L-10)、通式(L-11)或通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均分別獨立為上述通式(L-1)或通式(L-10)的任意通式所表示的2價連結基。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Ra、Rb、Rc及Rd均分別獨立為經取代或未經取代的烷基。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，於上述通式(2-1)或通式(2-2)中，Ra及Rb分別獨立為分支烷基；或者上述La及Lb分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價 連結基，且上述通式(L-1)所表示的2價連結基中的至少1個R'表示烷基。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其中，於上述通式(3)中，Rc及Rd分別獨立為直鏈烷基(其中，在上述Lc及Ld分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價連結基的情況下，上述通式(L-1)所表示的2價連結基中的R'均表示氫原子)。
- 一種化合物，其特徵在於：以下述通式(1)而表示；
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，上述R2、R3、R6及R7中的至少1個是上述通式(W)所表示的取代基。
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Z為氫原子、碳數為2以 下的經取代或未經取代的烷基、碳數為2以下的經取代或未經取代的炔基、碳數為2以下的經取代或未經取代的烯基、或碳數為2以下的經取代或未經取代的醯基。
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，R1、R4、R5及R8分別獨立為氫原子、氟原子、碳數為1~3的經取代或未經取代的烷基、碳數為2~3的經取代或未經取代的炔基、碳數為2~3的經取代或未經取代的烯基、碳數為1~2的經取代或未經取代的烷氧基、或經取代或未經取代的甲硫基。
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均為上述通式(L-1)~通式(L-3)、通式(L-10)、通式(L-11)或通式(L-12)的任意通式所表示的2價連結基，或2個以上該些2價連結基鍵結而成的2價連結基。
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，La、Lb、Lc及Ld均分別獨立為上述通式(L-1)或通式(L-10)的任意通式所表示的2價連結基。
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，於上述通式(2-1)、通式(2-2)或通式(3)中，Ra、Rb、Rc及Rd均分別獨立為經取代或未經取代的烷基。
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，於上述通 式(2-1)或通式(2-2)中，Ra及Rb分別獨立為分支烷基；或者上述La及Lb分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價連結基，且上述通式(L-1)所表示的2價連結基中的至少1個R'表示烷基。
- 如申請專利範圍第10項所述之化合物，其中，於上述通式(3)中，Rc及Rd分別獨立為直鏈烷基(其中，在上述Lc及Ld分別獨立為上述通式(L-1)所表示的2價連結基的情況下，上述通式(L-1)所表示的2價連結基中的R'均表示氫原子)。
- 一種非發光性有機半導體元件用有機半導體材料，其特徵在於：含有如申請專利範圍第10項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
- 一種有機薄膜電晶體用材料，其特徵在於：含有如申請專利範圍第10項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
- 一種非發光性有機半導體元件用塗佈溶液，其特徵在於：含有如申請專利範圍第10項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
- 一種非發光性有機半導體元件用塗佈溶液，其特徵在於：含有如申請專利範圍第10項所述之上述通式(1)所表示的化合物與聚合物黏合劑。
- 一種非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜，其特徵在於：含有如申請專利範圍第10項所述之上述通式(1)所表示的化合物。
- 一種非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜，其特徵在於：含有如申請專利範圍第10項所述之上述通式(1)所表示的化合物與聚合物黏合劑。
- 如申請專利範圍第23項或第24項所述之非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜，其中，藉由溶液塗佈法而製作。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013022484 | 2013-02-07 | ||
| JP2014020141A JP6091445B2 (ja) | 2013-02-07 | 2014-02-05 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201434844A TW201434844A (zh) | 2014-09-16 |
| TWI606052B true TWI606052B (zh) | 2017-11-21 |
Family
ID=51299804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103104073A TWI606052B (zh) | 2013-02-07 | 2014-02-07 | 有機薄膜電晶體、化合物及其應用 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150340625A1 (zh) |
| JP (1) | JP6091445B2 (zh) |
| TW (1) | TWI606052B (zh) |
| WO (1) | WO2014123214A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6243054B2 (ja) * | 2014-09-29 | 2017-12-06 | 富士フイルム株式会社 | 有機半導体組成物、及び、有機半導体素子 |
| WO2016052254A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 富士フイルム株式会社 | 有機半導体膜形成用組成物、並びに、有機半導体素子及びその製造方法 |
| JP6363496B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2018-07-25 | 富士フイルム株式会社 | 有機半導体インク、有機半導体膜、並びに、有機半導体素子及びその製造方法 |
| JP6444002B2 (ja) * | 2015-01-19 | 2018-12-26 | 富士フイルム株式会社 | 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1135393A2 (en) * | 1998-12-04 | 2001-09-26 | American Home Products Corporation | Substituted benzofuranoindoles and indenoindoles as novel potassium channel openers |
| US20030227014A1 (en) * | 2002-06-11 | 2003-12-11 | Xerox Corporation. | Process for forming semiconductor layer of micro-and nano-electronic devices |
| JP5780624B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2015-09-16 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 縮環化合物の製造方法、及び新規化合物 |
| TWI510488B (zh) * | 2010-09-13 | 2015-12-01 | Nippon Steel & Sumikin Chem Co | Organic electroluminescent elements |
-
2014
- 2014-02-05 JP JP2014020141A patent/JP6091445B2/ja active Active
- 2014-02-07 TW TW103104073A patent/TWI606052B/zh active
- 2014-02-07 WO PCT/JP2014/052868 patent/WO2014123214A1/ja active Application Filing
-
2015
- 2015-08-04 US US14/817,842 patent/US20150340625A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20150340625A1 (en) | 2015-11-26 |
| WO2014123214A1 (ja) | 2014-08-14 |
| TW201434844A (zh) | 2014-09-16 |
| JP2014170928A (ja) | 2014-09-18 |
| JP6091445B2 (ja) | 2017-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI573797B (zh) | 有機薄膜電晶體、有機半導體薄膜、有機半導體材料、有機薄膜電晶體用材料、非發光性有機半導體元件用塗佈溶液及化合物 | |
| CN106104833B (zh) | 晶体管、半导体膜、半导体材料及它们的制造或合成方法、化合物、晶体管用材料、涂布液 | |
| TWI594983B (zh) | 有機薄膜電晶體、萘并雙苯并呋喃化合物、非發光性有機半導體元件用塗佈溶液、有機半導體薄膜、有機薄膜電晶體用材料及有機半導體材料 | |
| TWI609067B (zh) | 有機薄膜電晶體、化合物、非發光性有機半導體元件用有機半導體材料、有機薄膜電晶體用材料、非發光性有機半導體元件用塗佈溶液以及非發光性有機半導體元件用有機半導體薄膜 | |
| TWI606053B (zh) | 有機薄膜電晶體、化合物、有機半導體薄膜、有機半導體材料、有機薄膜電晶體用材料及有機半導體元件用塗佈溶液 | |
| JP6061886B2 (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 | |
| TWI594981B (zh) | 有機薄膜電晶體、化合物及其應用 | |
| JP5940104B2 (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 | |
| TWI606052B (zh) | 有機薄膜電晶體、化合物及其應用 | |
| 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 | |
| TWI627176B (zh) | 有機電晶體、雜稠環化合物、非發光性有機半導體元件用有機半導體材料、有機電晶體用材料、非發光性有機半導體元件用塗布溶液、非發光性有機半導體元件用有機半導體膜及非發光性有機半導體元件用有機半導體膜的製造方法 | |
| TWI643368B (zh) | 有機電晶體、化合物、非發光性有機半導體元件用有機半導體材料、有機電晶體用材料、非發光性有機半導體元件用塗佈溶液以及非發光性有機半導體元件用有機半導體膜 | |
| WO2015105059A1 (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および非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜 | |
| WO2015111605A1 (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 | |
| TWI623583B (zh) | 有機膜電晶體、有機半導體膜、有機半導體材料及其應用 | |
| JP6159188B2 (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 | |
| JP6184234B2 (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 |