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JP2007088016A - Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, organic thin-film transistor, and organic electroluminescent element - Google Patents

Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, organic thin-film transistor, and organic electroluminescent element Download PDF

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JP2007088016A
JP2007088016A JP2005271711A JP2005271711A JP2007088016A JP 2007088016 A JP2007088016 A JP 2007088016A JP 2005271711 A JP2005271711 A JP 2005271711A JP 2005271711 A JP2005271711 A JP 2005271711A JP 2007088016 A JP2007088016 A JP 2007088016A
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organic
ring
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organic semiconductor
semiconductor material
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Application number
JP2005271711A
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Rie Katakura
利恵 片倉
Yasushi Okubo
康 大久保
Hidekane Ozeki
秀謙 尾関
Hiroshi Kita
弘志 北
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Konica Minolta Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable an organic semiconductor film to be formed by coating an organic semiconductor material having improved solvent solubility, to provide an organic semiconductor device and an organic thin-film transistor, having high carrier mobility, by using the obtained organic semiconductor film, and to provide an organic EL element having the device or the transistor. <P>SOLUTION: The organic semiconductor material contains a compound expressed by an expression (1). In the expression (1), A indicates a fused aromatic hydrocarbon ring or fused aromatic heterocycle, where at least two rings are condensed, and Ar<SB>1</SB>-Ar<SB>4</SB>indicate an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle each; R<SB>1</SB>-R<SB>8</SB>indicate a hydrogen atom, a halogen atom, or substituent each, or may be connected together to form a ring; n indicates 0 or 1; a and b indicate an integer of 0-3 each; and a and b satisfy 1≤(a+b). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機半導体材料、有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。   The present invention relates to an organic semiconductor material, an organic semiconductor film, an organic semiconductor device, an organic thin film transistor, and an organic electroluminescence element.

情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、さらに情報化の進展に伴い、従来、紙媒体で提供されていた情報が電子化される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。   With the widespread use of information terminals, there is an increasing need for flat panel displays as computer displays. In addition, with the progress of computerization, information that has been provided in paper media has been increasingly digitized. As a mobile display medium that is thin, light, and portable, electronic paper or digital paper can be used. The need for is increasing.

一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子(TFT素子)を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらTFT素子を形成し、液晶、有機EL素子等が封止されている。   In general, in a flat panel display device, a display medium is formed using elements utilizing liquid crystal, organic EL (organic electroluminescence), electrophoresis, or the like. In such display media, a technique using an active drive element (TFT element) as an image drive element has become mainstream in order to ensure uniformity of screen brightness, screen rewrite speed, and the like. For example, in a normal computer display, these TFT elements are formed on a glass substrate, and liquid crystal, organic EL elements, etc. are sealed.

ここでTFT素子には主にa−Si(アモルファスシリコン)、p−Si(ポリシリコン)等の半導体を用いることができ、これらのSi半導体(必要に応じて金属膜も)を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでTFT素子が製造される。こうしたTFT素子の製造には通常、スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。   Here, semiconductors such as a-Si (amorphous silicon) and p-Si (polysilicon) can be mainly used for the TFT element, and these Si semiconductors (and metal films as necessary) are formed into a multilayer structure. The TFT element is manufactured by sequentially forming the drain and gate electrodes on the substrate. The manufacture of such a TFT element usually requires sputtering or other vacuum manufacturing processes.

しかしながら、このようなTFT素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、TFT素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、p型、n型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のSi半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされる等、設備の変更が容易ではない。   However, in the manufacture of such a TFT element, the vacuum system manufacturing process including the vacuum chamber must be repeated many times to form each layer, and the apparatus cost and running cost have become enormous. . For example, in a TFT element, it is usually necessary to repeat processes such as vacuum deposition, dope, photolithography, development, etc. many times to form each layer, and the element is formed on a substrate through tens of steps. Yes. As for the semiconductor portion that is the key to the switching operation, a plurality of types of semiconductor layers such as p-type and n-type are stacked. In such a conventional manufacturing method using a Si semiconductor, it is not easy to change the equipment, for example, a design change of a manufacturing apparatus such as a vacuum chamber is required in response to the need for a large display screen.

また、このような従来からのSi材料を用いたTFT素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを用いざるをえず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたTFT素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にTFT素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携行用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。   In addition, since the formation of such a conventional TFT element using a Si material includes a process at a high temperature, the substrate material is restricted to be a material that can withstand the process temperature. Therefore, in practice, glass must be used, and when the above-described thin display such as electronic paper or digital paper is configured using such a conventionally known TFT element, the display is heavy and flexible. Products that may break due to chipping or dropping impact. These characteristics resulting from the formation of TFT elements on a glass substrate are undesirable in satisfying the need for an easy-to-carry-type thin display accompanying the progress of computerization.

一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機EL素子用の電荷輸送性材料のほか、有機レーザー発振素子(例えば、非特許文献1参照。)や、有機薄膜トランジスタ素子(有機TFT素子)(例えば非特許文献2参照。)への応用が期待されている。   On the other hand, in recent years, organic semiconductor materials have been energetically studied as organic compounds having high charge transport properties. In addition to the charge transport material for organic EL elements, these compounds can be used for organic laser oscillation elements (see, for example, Non-Patent Document 1) and organic thin-film transistor elements (organic TFT elements) (for example, see Non-Patent Document 2). The application of is expected.

これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、さらにはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。これらの低温プロセスによる製造は、従来のSi系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、従って前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも例えばTFT素子を形成できる可能性がある。透明樹脂基板上にTFT素子を形成し、そのTFT素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない(もしくは非常に割れにくい)ディスプレイとすることができるであろう。   If these organic semiconductor devices can be realized, there is a possibility of obtaining a semiconductor that can be made into a solution by simplifying the manufacturing process by vacuum or low-pressure deposition at a relatively low temperature and further improving the molecular structure appropriately. It is conceivable that the organic semiconductor solution is made into an ink and manufactured by a printing method including an ink jet method. Manufacturing by these low-temperature processes has been considered impossible for conventional Si-based semiconductor materials, but there is a possibility for devices using organic semiconductors, so the above-mentioned restrictions on substrate heat resistance are relaxed. For example, a TFT element may be formed on the transparent resin substrate. If a TFT element is formed on a transparent resin substrate and the display material can be driven by the TFT element, the display is lighter and more flexible than conventional ones, and will not crack even if dropped (or very difficult to break) It could be a display.

しかしながら、こうしたTFT素子を実現するための有機半導体としてこれまでに検討されてきたのは、ペンタセンやテトラセン等のアセン類(例えば、特許文献1参照。)、鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類、ペリレンやそのテトラカルボン酸誘導体といった低分子化合物(例えば、特許文献2参照。)や、α−チエニールもしくはセクシチオフェンと呼ばれるチオフェン6量体を代表例とする芳香族オリゴマー(例えば、特許文献3参照。)、ナフタレン、アントラセンに5員の芳香族複素環が対称に縮合した化合物(例えば、特許文献4参照。)、モノ、オリゴ及びポリジチエノピリジン(例えば、特許文献5参照。)、更には、ポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−p−フェニレンビニレンといった共役高分子等限られた種類の化合物(例えば、非特許文献1〜3参照。)でしかなく、高いキャリア移動度を示す新規な電荷輸送性材料を用いた半導体性組成物の開発が待望されていた。   However, organic semiconductors for realizing such TFT elements have been studied so far such as acenes such as pentacene and tetracene (for example, see Patent Document 1), phthalocyanines containing lead phthalocyanine, perylene and its Low molecular weight compounds such as tetracarboxylic acid derivatives (see, for example, Patent Document 2), aromatic oligomers typically represented by thiophene hexamers called α-thienyl or sexualthiophene (see, for example, Patent Document 3), and naphthalene. , A compound in which a 5-membered aromatic heterocycle is condensed symmetrically to anthracene (for example, see Patent Document 4), mono-, oligo- and polydithienopyridine (for example, see Patent Document 5), polythiophene, polythienylene. Conjugated polymers such as vinylene and poly-p-phenylene vinylene Limited number of compounds (e.g., see Non-Patent Documents 1 to 3.) Have only in the development of the semiconductor composition using the novel charge-transporting material showing high carrier mobility has been awaited.

また、特開2003−292588号公報、米国特許出願公開第2003/136958号明細書、同2003/160230号明細書、同2003/164495号明細書では「マイクロエレクトロニクス用の集積回路論理素子にポリマーTFTを用いると、その機械的耐久性が大きく向上し、その使用可能寿命が長くなる。しかし、半導体ポリチオフェン類の多くは、周囲の酸素によって酸化的にドープされ、導電率が増大してしまうため空気に触れると安定ではないと考えられる。この結果、これらの材料から製造したデバイスのオフ電流は大きくなり、そのため電流オン/オフ比は小さくなる。   In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-292588, US Patent Application Publication Nos. 2003/136958, 2003/160230, and 2003/164495, “integrated circuit logic element for microelectronics and polymer TFT However, most of the semiconductor polythiophenes are oxidatively doped with ambient oxygen, which increases the electrical conductivity because of their increased electrical durability. As a result, the off-state current of devices made from these materials is large, and therefore the current on / off ratio is small.

従って、これらの材料の多くは、材料加工とデバイス製造の間に環境酸素を排除して酸化的ドーピングを起こさない、あるいは最小とするよう厳重に予防処置をとらなければならないという問題点がある。   Therefore, many of these materials have the problem that strict precautions must be taken to eliminate or minimize oxidative doping by eliminating environmental oxygen during material processing and device fabrication.

上記のような予防措置は製造コストを押し上げるため、特に大面積デバイスのための、アモルファスシリコン技術に代わる経済的な技術としてのある種のポリマーTFTの魅力が削がれてしまう。これら及びその他の欠点は、本発明の実施の形態において回避され、あるいは最小となる。従って、酸素に対して強い抵抗性を有し、比較的高い電流ONN/OFF比を示すエレクトロニックデバイスが望まれている」との記載があり、その解決手段が種々提案されている(例えば、特許文献6、7及び8参照)が、改善のレベルは満足できるものではなく、さらなる改良が望まれている。   Such precautionary measures increase manufacturing costs, which can reduce the attractiveness of certain polymer TFTs as an economical alternative to amorphous silicon technology, especially for large area devices. These and other disadvantages are avoided or minimized in embodiments of the present invention. Therefore, an electronic device having a strong resistance to oxygen and having a relatively high current ONN / OFF ratio is desired, "and various solutions have been proposed (for example, patents). References 6, 7 and 8) are not satisfactory in the level of improvement, and further improvements are desired.

一方、有機半導体材料としてよく知られている、従来公知のペンタセンは、分子間凝集力が強いため高い結晶性を有しており、このため、高いキャリア移動度と優れた半導体デバイス特性を発現することが報告されている。   On the other hand, conventionally known pentacene, which is well known as an organic semiconductor material, has high crystallinity due to its strong intermolecular cohesive force, and thus exhibits high carrier mobility and excellent semiconductor device characteristics. It has been reported.

上記ようなすぐれた半導体特性を示す背景としては、ペンタセン分子が規則的に配列することが知られている。しかしながら、ペンタセンは有機溶媒に対して不溶、もしくは難溶のために、塗布による膜の形成が難しいという問題点があった。   As a background showing such excellent semiconductor properties, it is known that pentacene molecules are regularly arranged. However, since pentacene is insoluble or hardly soluble in an organic solvent, there is a problem that it is difficult to form a film by coating.

この問題を解決するために、ペンタセンの分散液を高い温度で加熱し、塗布により膜を作製した例(例えば、非特許文献4参照。)が報告されているが、作製時に溶液や基板を加熱するといった作業が煩雑である点や、環境負荷が大きく人体への安全性が懸念されるハロゲン系溶媒が使用されているといった課題があった。   In order to solve this problem, an example in which a pentacene dispersion is heated at a high temperature and a film is formed by coating (for example, see Non-Patent Document 4) has been reported. There are problems such as the fact that the work is complicated and the use of a halogen-based solvent, which has a large environmental load and is concerned about safety to the human body.

また、ペンタセンに置換基を導入した化合物が提案(例えば、非特許文献6参照。)されており、これらの中にはトルエンのような比較的揮発性の高い溶媒に溶けるものもあるが、塗布膜のキャリア移動度は不十分な値にとどまっており、溶解性とキャリア移動度の両立にはまだ課題を有している。また、そのon/off比については開示がない。   Further, compounds in which a substituent is introduced into pentacene have been proposed (see, for example, Non-Patent Document 6), and some of these compounds are soluble in a relatively highly volatile solvent such as toluene. The carrier mobility of the film remains at an insufficient value, and there is still a problem in achieving both solubility and carrier mobility. Moreover, there is no disclosure regarding the on / off ratio.

また、最近では溶解性の高いアセン類であるルブレンの単結晶によって非常に高い移動度が報告されているが(例えば、非特許文献5参照。)、溶液キャストで成膜したルブレンの膜はこのような単結晶構造を取らず、十分な移動度は得られていない。   Recently, a very high mobility has been reported by a single crystal of rubrene, which is a highly soluble acene (see, for example, Non-Patent Document 5). Such a single crystal structure is not taken and sufficient mobility is not obtained.

さらに、これらルブレンやペンタセン等のアセン系の化合物においては溶媒溶解性以外にも、空気によって容易に酸化されエンドペルオキシドのような酸化体や二量体などへの転化を起こしやすいという大きな問題点がある。このような酸化や二量体化は電界効果トランジスタとしての性能を大きく劣化してしまうことが知られており、溶液での保存安定性や、塗布膜の安定性についてはいまだ解決すべき課題が残されている。   Furthermore, in addition to solvent solubility, these acene compounds such as rubrene and pentacene have a major problem that they are easily oxidized by air and easily converted into oxidants and dimers such as endoperoxides. is there. Such oxidation and dimerization are known to greatly degrade the performance as a field effect transistor, and there are still problems to be solved regarding the storage stability in solution and the stability of the coating film. It is left.

この課題に対し、溶媒溶解性が高く酸化に対して比較的安定なアセン系化合物の例として、ペンタセンの6、13位をシリルエチニル基で置換した一部の化合物が、塗布膜の安定性が良いとの報告がされている(例えば、非特許文献7〜10参照。)。   In response to this problem, as an example of an acene compound having high solvent solubility and relatively stable against oxidation, some compounds in which the 6th and 13th positions of pentacene are substituted with silylethynyl groups have improved coating film stability. It is reported that it is good (see, for example, Non-Patent Documents 7 to 10).

しかしながら、これらの報告においては、文章中において酸化に対する安定性が向上したと定性的な性状を述べているのみであり、いまだ実用に耐えうる程度の安定性は得られていない。
特開平5−55568号公報 特開平5−190877号公報 特開平8−264805号公報 特開平11−195790号公報 特開2003−155289号公報 特開2003−261655号公報 特開2003−264327号公報 特開2003−268083号公報 『サイエンス』(Science)誌289巻、599ページ(2000) 『ネイチャー』(Nature)誌403巻、521ページ(2000) 『アドバンスド・マテリアル』(Advanced Material)誌、2002年、第2号、99ページ Proc.ICSM−2004 Science,2004,303,5664,1644−1646 国際公開第03/028125号パンフレット Org.Lett.,vol.4(2002),15ページ J.Am.Chem.Soc.,vol.127(2005),p4986 J.Am.Chem.Soc.,vol.123(2001),p9486 米国特許第6690029号明細書
However, these reports only describe the qualitative properties in the text that the stability against oxidation has been improved, and the stability to the extent that it can withstand practical use has not yet been obtained.
JP-A-5-55568 Japanese Patent Laid-Open No. 5-190877 JP-A-8-264805 JP-A-11-195790 JP 2003-155289 A JP 2003-261655 A JP 2003-264327 A JP 2003-268083 A “Science” 289, 599 (2000) “Nature” 403, 521 (2000) Advanced Material, 2002, No. 2, page 99 Proc. ICSM-2004 Science, 2004, 303, 5664, 1644-1646. International Publication No. 03/028125 Pamphlet Org. Lett. , Vol. 4 (2002), 15 pages J. et al. Am. Chem. Soc. , Vol. 127 (2005), p4986 J. et al. Am. Chem. Soc. , Vol. 123 (2001), p9486 US Pat. No. 6690029 Specification

本発明の目的は、溶剤溶解性が向上した有機半導体材料を提供し、該有機半導体材料を塗布することによって有機半導体膜が形成可能であり、得られた有機半導体膜を用いて、キャリア移動度が高い、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ及び、該デバイスまたは該トランジスタを具備する有機EL素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide an organic semiconductor material having improved solvent solubility, and an organic semiconductor film can be formed by applying the organic semiconductor material. Using the obtained organic semiconductor film, carrier mobility can be formed. An organic semiconductor device, an organic thin film transistor, and an organic EL element including the device or the transistor are provided.

本発明の上記目的は下記の構成1〜12により達成された。   The above object of the present invention has been achieved by the following constitutions 1-12.

(1)
下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
(1)
An organic semiconductor material comprising a compound represented by the following general formula (1):

Figure 2007088016
Figure 2007088016

〔式中、Aは少なくとも2つの環が縮合した、縮合芳香族炭化水素環または縮合芳香族複素環を表し、Ar1〜Ar4は、各々芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。R1〜R8は、各々水素原子、ハロゲン原子または置換基を表し、また、各々連結して環を形成してもよい。nは0または1を表す。a及びbは、各々0〜3の整数を表し、且つ、該a、該bは、下記関係式(1)を満たす。〕
関係式(1)
1≦(a+b)
(2)
前記a、bが、下記関係式(2)を満たすことを特徴とする前記(1)に記載の有機半導体材料。
[Wherein, A represents a condensed aromatic hydrocarbon ring or a condensed aromatic heterocyclic ring in which at least two rings are condensed, and Ar 1 to Ar 4 each represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. R 1 to R 8 each represent a hydrogen atom, a halogen atom or a substituent, and may be connected to each other to form a ring. n represents 0 or 1. a and b each represent an integer of 0 to 3, and a and b satisfy the following relational expression (1). ]
Relational expression (1)
1 ≦ (a + b)
(2)
Said a and b satisfy | fill the following relational expression (2), The organic-semiconductor material as described in said (1) characterized by the above-mentioned.

関係式(2)
2≦(a+b)
(3)
前記一般式(1)で表される化合物の重量平均分子量が、250〜10,000の範囲であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の有機半導体材料。
Relational expression (2)
2 ≦ (a + b)
(3)
The organic semiconductor material as described in (1) or (2) above, wherein the compound represented by the general formula (1) has a weight average molecular weight in the range of 250 to 10,000.

(4)
下記一般式(2)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
(4)
An organic semiconductor material comprising a compound represented by the following general formula (2):

Figure 2007088016
Figure 2007088016

〔式中、Ar1〜Ar7は、各々芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、R1〜R15は、各々水素原子、ハロゲン原子または置換基を表し、また各々連結して環を形成しても良い。nは0または1を表す。a及びbは、各々0〜3の整数を表し、且つ、該a、該bは下記の関係式(1)を満たし、c及びdは、各々0〜5の整数を表し、且つ、該c、該dは下記の関係式(3)を満たす。〕
関係式(1)
1≦(a+b)
関係式(3)
1≦(c+d)
(5)
前記a、b、c、dが、下記関係式(4)及び関係式(5)を満たすことを特徴とする前記4に記載の有機半導体材料。
[In the formula, Ar 1 to Ar 7 each represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle, R 1 to R 15 each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a substituent, and each ring is linked to each other to form a ring. May be formed. n represents 0 or 1. a and b each represent an integer of 0 to 3, and a and b satisfy the following relational expression (1), c and d each represent an integer of 0 to 5 and c , D satisfies the following relational expression (3). ]
Relational expression (1)
1 ≦ (a + b)
Relational expression (3)
1 ≦ (c + d)
(5)
5. The organic semiconductor material as described in 4 above, wherein a, b, c and d satisfy the following relational expressions (4) and (5).

関係式(4)
2≦(a+b)
関係式(5)
2≦(c+d)
(6)
前記一般式(2)で表される化合物の重量平均分子量が250〜10000の範囲であることを特徴とする前記(4)または(5)に記載の有機半導体材料。
Relational expression (4)
2 ≦ (a + b)
Relational expression (5)
2 ≦ (c + d)
(6)
The organic semiconductor material as described in (4) or (5) above, wherein the compound represented by the general formula (2) has a weight average molecular weight in the range of 250 to 10,000.

(7)
前記Ar1〜Ar7が、各々芳香族炭化水素環を表すことを特徴とする前記(4)〜(6)のいずれか1項に記載の有機半導体材料。
(7)
Said Ar < 1 > -Ar < 7 > respectively represents an aromatic hydrocarbon ring, The organic-semiconductor material of any one of said (4)-(6) characterized by the above-mentioned.

(8)
前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体膜。
(8)
An organic semiconductor film comprising the organic semiconductor material according to any one of (1) to (7).

(9)
前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、調製された溶液を塗布・乾燥する工程を経て、形成されたことを特徴とする有機半導体膜。
(9)
An organic semiconductor film formed by dissolving the organic semiconductor material according to any one of (1) to (7) in an organic solvent, and applying and drying the prepared solution. .

(10)
前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
(10)
An organic semiconductor device using the organic semiconductor material according to any one of (1) to (7).

(11)
前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の有機半導体材料を半導体層に用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
(11)
An organic thin film transistor using the organic semiconductor material according to any one of (1) to (7) in a semiconductor layer.

(12)
前記(10)に記載の有機半導体デバイスまたは前記(11)に記載の有機薄膜トランジスタを具備することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(12)
An organic electroluminescence element comprising the organic semiconductor device according to (10) or the organic thin film transistor according to (11).

本発明により、溶剤溶解性が向上した有機半導体材料を提供し、該有機半導体材料を塗布することによって有機半導体膜が形成可能であり、得られた有機半導体膜を用いて、キャリア移動度が高い、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ及び、該デバイスまたは該トランジスタを具備する有機EL素子を提供することが出来た。   According to the present invention, an organic semiconductor material with improved solvent solubility is provided, and an organic semiconductor film can be formed by applying the organic semiconductor material. Using the obtained organic semiconductor film, carrier mobility is high. It was possible to provide an organic semiconductor device, an organic thin film transistor, and an organic EL device including the device or the transistor.

本発明の有機半導体材料においては、請求項1〜5のいずれか1項に規定される構成を用いることにより、薄膜トランジスタ用途に有用な有機半導体膜を得ることが出来る。また、該有機半導体膜を用いて作製した有機薄膜トランジスタ(有機TFTともいう)は、キャリア移動度が高く、良好なON/OFF特性を示す等、優れたトランジスタ特性を示すことがわかった。また、有機TFTを具備した有機エレクトロルミネッセンス素子は、良好な発光特性を示すことが判った。   In the organic semiconductor material of the present invention, an organic semiconductor film useful for thin film transistor applications can be obtained by using the configuration defined in any one of claims 1 to 5. In addition, it was found that an organic thin film transistor (also referred to as an organic TFT) manufactured using the organic semiconductor film has excellent transistor characteristics such as high carrier mobility and good ON / OFF characteristics. Moreover, it turned out that the organic electroluminescent element provided with organic TFT shows a favorable light emission characteristic.

以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。   Hereinafter, details of each component according to the present invention will be sequentially described.

《有機半導体材料》
本発明の有機半導体材料について説明する。
《Organic semiconductor material》
The organic semiconductor material of the present invention will be described.

従来公知の有機半導体材料としては、ペンタセンに代表されるアセン類などのように、芳香環が2環以上直線的に縮合した化合物は高移動度材料としてよく知られている。しかし、縮合環数の多い芳香環は分子間凝集力が強く、そのため溶媒溶解性が低く溶液を用いたプロセスに適用することが難しい。   As a conventionally known organic semiconductor material, a compound in which two or more aromatic rings are linearly condensed, such as acenes represented by pentacene, is well known as a high mobility material. However, aromatic rings with a large number of condensed rings have strong intermolecular cohesive force, and therefore have low solvent solubility and are difficult to apply to a process using a solution.

本発明者等は、ペンタセンに代表されるアセン類の特性である高移動度材料としての特性を持たせながら、且つ、溶媒溶解性の良好な化合物の探索を種々検討した結果、2環以上が縮合した芳香環が直接連結しており、連結した各々の芳香環は立体障害のため互いのπ平面が同一平面内からずれ、角度をもってねじれているという、このようなねじれ構造を分子内に存在させ、立体障害を大きくすることにより酸素の物理的な付加を抑制し酸化に対する安定性を向上させ、且つ、化合物同士の分子間凝集力を抑えることにより、化合物の溶媒溶解性は大きく向上し、且つ、多数の環が縮合した芳香環を部分構造として持たせることにより、移動度が高く、塗布法(溶液プロセスともいう)で酸化に対する安定性の高い有機薄膜トランジスタを形成可能な有機半導体材料を提供することができることを見出したものである。   As a result of various investigations for searching for a compound having good solvent solubility while having the characteristics as a high mobility material which is a characteristic of acenes typified by pentacene, the present inventors have more than two rings. Condensed aromatic rings are directly linked, and each linked aromatic ring has such a twisted structure in the molecule that the π planes of each are displaced from the same plane due to steric hindrance and twisted at an angle. By suppressing the physical addition of oxygen by increasing steric hindrance and improving the stability against oxidation, and by suppressing the intermolecular cohesion between the compounds, the solvent solubility of the compound is greatly improved, In addition, by providing an aromatic ring having a condensed many rings as a partial structure, an organic thin film transistor having high mobility and high stability against oxidation by a coating method (also called a solution process) can be obtained. It has been found that it is possible to provide a formed acceptable organic semiconductor material.

ここで、本発明における芳香環とは、特に記載がない場合、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環を示す。芳香族炭化水素環、芳香族複素環については、後で詳細に説明する。   Here, the aromatic ring in the present invention refers to an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring unless otherwise specified. The aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocyclic ring will be described in detail later.

《一般式(1)で表される化合物》
本発明に係る一般式(1)で表される化合物について説明する。
<< Compound Represented by Formula (1) >>
The compound represented by the general formula (1) according to the present invention will be described.

本発明の有機半導体材料は、一般式(1)で表される化合物を含有することが特徴であり、前記一般式(1)で表される化合物が少なくとも主成分として含まれていることが特徴である。ここで、主成分とは有機半導体材料の総質量の50質量%以上含まれていることを示す。もちろん、一般式(1)で表される化合物が、本発明の有機半導体材料において、100質量%の含有量で含まれていてもよい。   The organic semiconductor material of the present invention is characterized by containing a compound represented by the general formula (1), and is characterized by containing at least the compound represented by the general formula (1) as a main component. It is. Here, the main component means that 50% by mass or more of the total mass of the organic semiconductor material is contained. Of course, the compound represented by the general formula (1) may be contained in the organic semiconductor material of the present invention at a content of 100% by mass.

一般式(1)において、Aで表される少なくとも2つの環が縮合した縮合芳香族炭化水素環としては、例えば、ナフタレン環、アズレン環、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘプタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。   In the general formula (1), examples of the condensed aromatic hydrocarbon ring in which at least two rings represented by A are condensed include a naphthalene ring, an azulene ring, a naphthacene ring, an anthracene ring, a tetracene ring, a pentacene ring, and a heptacene ring. , Hexacene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, benzopyrene ring, benzoazulene ring, chrysene ring, benzochrysene ring, acenaphthene ring, acenaphthylene ring, triphenylene ring, coronene ring, benzocoronene ring, hexabenzocoronene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, Examples include a fluoranthene ring, a perylene ring, a naphthoperylene ring, a pentabenzoperylene ring, a benzoperylene ring, a pentaphen ring, a picene ring, a pyranthrene ring, a coronene ring, a naphthocoronene ring, an ovalene ring, and an anthrathrene ring.

一般式(1)において、Aは少なくとも2つの環が縮合した縮合芳香族複素環としては、窒素原子、硫黄原子または酸素原子のいずれかが環を構成する原子群に含まれるものが好ましく、えば、ベンゾイミダゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、チエノチオフェン環、ジチエノベンゼン環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す)、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環(ナフトチオフェン環)等が挙げられる。   In the general formula (1), A is preferably a condensed aromatic heterocycle in which at least two rings are condensed, and any one of a nitrogen atom, a sulfur atom, and an oxygen atom is included in the atomic group constituting the ring. , Benzimidazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, thienothiophene ring, dithienobenzene ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, acridine ring, benzoquinoline ring , Phenazine ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, carboline ring, cyclazine ring, kindlin ring, tepenidine ring, quinindrine ring, triphenodithiazine ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, dia Zacarbazole (Any one of the carbon atoms constituting the carboline ring is replaced with a nitrogen atom), phenanthroline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, benzodifuran ring, benzodithiophene ring, naphthodifuran ring Naphthodithiophene ring, anthrafuran ring, anthradifuran ring, anthrathiophene ring, anthradithiophene ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, thiophanthrene ring (naphthothiophene ring) and the like.

上記の縮合芳香族炭化水素環、縮合芳香族複素環のいずれも、後述する、一般式(1)において、R1〜R8で各々表される置換基を有していてもよい。 Any of the above condensed aromatic hydrocarbon ring and condensed aromatic heterocyclic ring may have a substituent represented by each of R 1 to R 8 in the general formula (1) described later.

一般式(1)において、Aで表される縮合芳香族炭化水素環または縮合芳香族複素環の中でも、好ましく用いられるのは、前記Aが、6員環のみから構成される、縮合芳香族炭化水素環または縮合芳香族複素環環を表す場合、または、前記Aが縮合芳香族炭化水素環を表す場合が好ましい。   In the general formula (1), among the condensed aromatic hydrocarbon rings or condensed aromatic heterocycles represented by A, it is preferable that the A is composed of only a 6-membered ring. The case where it represents a hydrogen ring or a condensed aromatic heterocyclic ring, or the case where A represents a condensed aromatic hydrocarbon ring is preferred.

一般式(1)において、Ar1〜Ar4で各々表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。更に、前記芳香族炭化水素環は、後述する、一般式(1)において、R1〜R8で各々表される置換基を有していてもよい。 In the general formula (1), examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by Ar 1 to Ar 4 include benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene. Ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene And a ring, a pyrene ring, a pyranthrene ring, and an anthraanthrene ring. Further, the aromatic hydrocarbon ring may have a substituent represented by each of R 1 to R 8 in the general formula (1) described later.

一般式(1)において、Ar1〜Ar4で各々表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。更に、前記芳香族複素環は、後述する一般式(1)において、R1〜R8で各々表される置換基を有していてもよい。 In the general formula (1), examples of the aromatic heterocycle represented by Ar 1 to Ar 4 include a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, Triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, indazole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, cinnoline ring , Quinoline ring, isoquinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (showing a ring in which one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom) Etc. Furthermore, the aromatic heterocyclic ring may have a substituent represented by each of R 1 to R 8 in the general formula (1) described later.

ここで、本発明に係る芳香族複素環は、環の構成原子(構成元素ともいう)として、窒素原子、硫黄原子、リン原子、セレン原子、テルル原子等を含んでいてよいが、窒素原子、硫黄原子または酸素原子のいずれかが環を構成する原子群に含まれるものが好ましい。   Here, the aromatic heterocyclic ring according to the present invention may contain a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a selenium atom, a tellurium atom, etc. as a ring constituent atom (also referred to as a constituent element). Those in which either a sulfur atom or an oxygen atom is included in the atomic group constituting the ring are preferable.

一般式(1)において、R1〜R8で各々表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。 In the general formula (1), examples of the substituent represented by R 1 to R 8 include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, Octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (eg, ethynyl) Group, propargyl group, etc.), aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (eg, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl) Group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, carbazolyl group, carboliyl Group, a diazacarbazolyl group (in which one of carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), a phthalazinyl group, etc.), a heterocyclic group (for example, a pyrrolidyl group, Imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (for example, Cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group) Etc.), cycloalkyl Thio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyl) Oxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butyl) Aminosulfonyl, hexylaminosulfonyl, cyclohexylaminosulfonyl, octylaminosulfonyl, dodecylaminosulfonyl, phenylaminosulfonyl, naphth Ruaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group) , Phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.) Amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, Rohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethyl) Aminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group Group), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octyl) Luureido group, dodecylureido group, phenylureido group naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecyl) Sulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group) Etc.), arylsulfonyl group or heteroarylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group) Group), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc. ), Halogen atoms (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), fluorinated hydrocarbon groups (for example, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, Examples thereof include a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, and a silyl group (for example, a trimethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a triphenylsilyl group, and a phenyldiethylsilyl group).

これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。   These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.

一般式(1)において、a及びbは、上記の関係式(1)を満たすが、好ましくは、上記の関係式(2)を満たすことである。   In the general formula (1), a and b satisfy the above relational expression (1), but preferably satisfy the above relational expression (2).

上記の一般式(1)で表される化合物の中でも、更に好ましく用いられるは、上記一般式(2)で表される化合物である。   Among the compounds represented by the above general formula (1), the compound represented by the above general formula (2) is more preferably used.

《一般式(2)で表される化合物》
本発明に係る一般式(2)で表される化合物について説明する。
<< Compound Represented by Formula (2) >>
The compound represented by the general formula (2) according to the present invention will be described.

一般式(2)において、Ar1〜Ar7で、各々表される芳香族炭化水素環は、一般式(1)において、Ar1〜Ar4で各々表される芳香族炭化水素環と同義である。 In the general formula (2), the aromatic hydrocarbon rings each represented by Ar 1 to Ar 7 have the same meaning as the aromatic hydrocarbon rings represented by Ar 1 to Ar 4 in the general formula (1). is there.

一般式(2)において、Ar1〜Ar7は、各々表される芳香族複素環は、一般式(1)において、Ar1〜Ar4で各々表される芳香族複素環と同義である。 In General Formula (2), each of Ar 1 to Ar 7 is the same as the aromatic heterocycle represented by Ar 1 to Ar 4 in General Formula (1).

一般式(2)において、R1〜R15で各々表される置換基は、一般式(1)において、R1〜R8で、各々表される置換基と同義である。 In the general formula (2), the substituents represented by R 1 to R 15 have the same meanings as the substituents represented by R 1 to R 8 in the general formula (1).

(一般式(1)または一般式(2)で表される化合物の重量平均分子量)
本発明に係る一般式(1)または一般式(2)で表される化合物の分子量は、各々重量平均分子量が、250〜10,000の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、250〜5,000の範囲である。更に、本発明に係る、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比率(分子量分布)は、2以下であることが好ましい。
(Weight average molecular weight of the compound represented by the general formula (1) or the general formula (2))
The molecular weight of the compound represented by the general formula (1) or the general formula (2) according to the present invention is preferably such that the weight average molecular weight is in the range of 250 to 10,000, more preferably 250 to 5. , 000. Furthermore, the ratio (molecular weight distribution) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) according to the present invention is preferably 2 or less.

本発明の有機半導体化合物の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)の測定は、THF(テトラヒドロフラン)をカラム溶媒として用いるGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて分子量測定を行う。   The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the organic semiconductor compound of the present invention are measured using GPC (gel permeation chromatography) using THF (tetrahydrofuran) as a column solvent.

具体的には、測定試料を1mgに対してTHF(脱気処理を行ったものを用いる)を1ml加え、室温下にてマグネチックスターラーを用いて撹拌を行い、充分に溶解させる。ついで、ポアサイズ0.45μm〜0.50μmのメンブランフィルターで処理した後に、GPC装置に注入する。   Specifically, 1 ml of THF (using a degassed sample) is added to 1 mg of a measurement sample, and the sample is stirred using a magnetic stirrer at room temperature to be sufficiently dissolved. Next, after processing with a membrane filter having a pore size of 0.45 μm to 0.50 μm, it is injected into the GPC apparatus.

GPCの測定条件は、40℃にてカラムを安定化させ、THFを毎分1mlの流速で流し、1mg/mlの濃度の試料を約100μl注入して測定する。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わせて使用することが好ましい。例えば、昭和電工社製のShodex GPC KF−801、802、803、804、805、806、807の組合せや、東ソー社製のTSKgelG1000H、G2000H、G3000H、G4000H、G5000H、G6000H、G7000H、TSK guard columnの組合せなどをあげることができる。   The measurement conditions of GPC are measured by stabilizing the column at 40 ° C., flowing THF at a flow rate of 1 ml / min, and injecting about 100 μl of a sample having a concentration of 1 mg / ml. As the column, it is preferable to use a combination of commercially available polystyrene gel columns. For example, Shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 manufactured by Showa Denko KK, TSKgel G1000H, G2000H, G3000H, G4000H, G5000H, G6000H, G7000H, TSK guard column manufactured by Tosoh Corporation Combinations can be given.

検出器としては、屈折率検出器(RI検出器)、あるいはUV検出器が好ましく用いられる。試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成した検量線を用いて算出する。検量線作成用のポリスチレンとしては10点程度用いることが好ましい。   As the detector, a refractive index detector (RI detector) or a UV detector is preferably used. In the measurement of the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated using a calibration curve created using monodisperse polystyrene standard particles. About 10 points are preferably used as polystyrene for preparing a calibration curve.

本発明では、下記の測定条件にて分子量測定を行った。   In the present invention, the molecular weight was measured under the following measurement conditions.

(測定条件)
装置:HLC−8020(東ソー社製)
カラム:GMHXLx2,G2000HXLx1
検出器:RI及び/またはUV
溶出液流速:1.0ml/分
試料濃度:0.01g/20ml
試料量:100μl
検量線:標準ポリスチレンにて作成
本発明の有機半導体材料に係る一般式(1)または一般式(2)で表される化合物は、例えばJ.Am.Chem.Soc.,64,1253(1942)を参照して合成することができる。
(Measurement condition)
Apparatus: HLC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: GMHXLx2, G2000HXLx1
Detector: RI and / or UV
Eluent flow rate: 1.0 ml / min Sample concentration: 0.01 g / 20 ml
Sample volume: 100 μl
Calibration curve: prepared with standard polystyrene The compound represented by the general formula (1) or the general formula (2) relating to the organic semiconductor material of the present invention is, for example, J. Org. Am. Chem. Soc. 64, 1253 (1942).

以下、本発明に係る一般式(1)または一般式(2)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, although the specific example of a compound represented by General formula (1) or General formula (2) based on this invention is shown, this invention is not limited to these.

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《有機半導体膜》
本発明に係る有機半導体膜について説明する。
<Organic semiconductor film>
The organic semiconductor film according to the present invention will be described.

本発明の有機半導体材料は適当な有機溶媒(後述する)と混合し、溶液または分散液として用いることができる。   The organic semiconductor material of the present invention can be mixed with an appropriate organic solvent (described later) and used as a solution or dispersion.

本発明の有機半導体材料を含有する溶液を用いて有機半導体膜を作製する場合、使用する有機溶媒は何を用いても構わず、また2種以上の有機溶媒を混合して用いてもよいが、好ましくは非ハロゲン系の溶媒を1種以上含んでおり、より好ましくは非ハロゲン系の溶媒のみで構成されていることが望ましい。   When producing an organic semiconductor film using a solution containing the organic semiconductor material of the present invention, any organic solvent may be used, or two or more organic solvents may be mixed and used. Preferably, it contains at least one non-halogen solvent, and more preferably only non-halogen solvent.

《室温で溶液または分散液》
本発明の有機半導体膜は、本発明の有機半導体材料を下記に示す有機溶媒と混合して調製した、室温で溶液または分散液を用いて膜形成する工程を経て作製されることが好ましい。ここで、室温で溶液または分散液とは、有機半導体材料と有機溶媒とを10℃〜80℃の条件下で混合した時に、溶液または分散液が形成されることが好ましく、分散液とは、有機半導体材料が粒子状に分散された状態を表すが、分散液中に、有機半導体材料が部分的溶解している状態も含まれる。
<< Solution or dispersion at room temperature >>
The organic semiconductor film of the present invention is preferably produced through a step of forming a film using a solution or a dispersion at room temperature, prepared by mixing the organic semiconductor material of the present invention with the organic solvent shown below. Here, the solution or dispersion at room temperature preferably forms a solution or dispersion when the organic semiconductor material and the organic solvent are mixed under conditions of 10 ° C. to 80 ° C. Although the organic semiconductor material represents a state where the organic semiconductor material is dispersed in the form of particles, a state where the organic semiconductor material is partially dissolved in the dispersion is also included.

また、分散液の一態様としては、例えば、80℃の温度条件下では溶解し、溶液を形成するが、室温(通常25℃前後の温度を示す)に戻すと有機半導体材料の粒子、凝集体、析出物等が有機溶媒中に分散されている状態等を挙げることが出来る。   Further, as one embodiment of the dispersion, for example, it dissolves under a temperature condition of 80 ° C. to form a solution, but when returned to room temperature (usually showing a temperature of about 25 ° C.), particles or aggregates of organic semiconductor material And a state in which precipitates are dispersed in an organic solvent.

(有機溶媒)
上記の溶液または分散液の調製に用いる有機溶媒としては、特に制限はなく、単一溶媒でも混合溶媒でもよいが、好ましくは、非ハロゲン系溶媒が用いられる。本発明に用いられる非ハロゲン系溶媒としては、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族系、シクロヘキサンなどの脂環式系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジエチルエーテル、アニソール、ベンジルエチルエーテル、エチルフェニルエーテル、ジフェニルエーテル、メチル−t−ブチルエーテル等のエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、エチルセロソルブ等のエステル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン系溶媒、その他ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチルホルムアミド、1,3−ジオキソラン等が挙げられる。
(Organic solvent)
There is no restriction | limiting in particular as an organic solvent used for preparation of said solution or dispersion liquid, Although a single solvent or a mixed solvent may be sufficient, Preferably, a non-halogen-type solvent is used. Non-halogen solvents used in the present invention include aliphatic solvents such as hexane and octane, alicyclic solvents such as cyclohexane, aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, tetrahydrofuran, dioxane, and ethylene glycol diethyl ether. , Ether solvents such as anisole, benzyl ethyl ether, ethyl phenyl ether, diphenyl ether, and methyl-t-butyl ether, ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, and ethyl cellosolve, alcohol solvents such as methanol, ethanol, and isopropanol, acetone , Ketone solvents such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-hexanone, 2-heptanone and 3-heptanone, other dimethylformamide, dimethylsulfoxide, diethylformamide, 1,3- Oxolane, and the like.

また、併用される有機溶剤は、特に制限されるものではないが、好ましいものとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ピロリドン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、β−メトキシプロピオン酸メチル、β−エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、ヘキサン、リモネン、シクロヘキサンなどが挙げられる。これらの有機溶媒は2種類以上を組合せて用いることもできる。   Further, the organic solvent used in combination is not particularly limited, but preferred examples include methanol, ethanol, isopropanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, Examples include methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl β-methoxypropionate, ethyl β-ethoxypropionate, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, xylene, hexane, limonene, cyclohexane, etc. It is done. Two or more of these organic solvents can be used in combination.

また、エステル系溶剤としては、オキシイソ酪酸アルキルエステル等を用いてもよく、オキシイソ酪酸エステルとしては、α−メトキシイソ酪酸メチル、α−メトキシイソ酪酸エチル、α−エトキシイソ酪酸メチル、α−エトキシイソ酪酸エチルなどのα−アルコキシイソ酪酸アルキルエステル;β−メトキシイソ酪酸メチル、β−メトキシイソ酪酸エチル、β−エトキシイソ酪酸メチル、β−エトキシイソ酪酸エチルなどのβ−アルコキシイソ酪酸アルキルエステル;およびα−ヒドロキシイソ酪酸メチル、α−ヒドロキシイソ酪酸エチルなどのα−ヒドロキシイソ酪酸アルキルエステルが挙げられ、特にα−メトキシイソ酪酸メチル、β−メトキシイソ酪酸メチル、β−エトキシイソ酪酸メチルまたはα−ヒドロキシイソ酪酸メチル等を用いることができる。   Further, as the ester solvent, oxyisobutyric acid alkyl ester or the like may be used, and as oxyisobutyric acid ester, α-methoxyisobutyrate methyl, α-methoxyisobutyrate ethyl, α-ethoxyisobutyrate methyl, α-ethoxyisobutyrate ethyl, etc. α-alkoxyisobutyric acid alkyl esters; β-alkoxyisobutyric acid alkyl esters such as methyl β-methoxyisobutyrate, ethyl β-methoxyisobutyrate, methyl β-ethoxyisobutyrate, ethyl β-ethoxyisobutyrate; and methyl α-hydroxyisobutyrate, α Α-hydroxyisobutyric acid alkyl esters such as ethyl-hydroxyisobutyrate, and in particular, methyl α-methoxyisobutyrate, methyl β-methoxyisobutyrate, methyl β-ethoxyisobutyrate or methyl α-hydroxyisobutyrate may be used. it can.

《有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ(有機TFTともいう)》
本発明の有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ(本願では、有機TFTともいう)について説明する。
<< Organic semiconductor device, organic thin film transistor (also called organic TFT) >>
The organic semiconductor device and organic thin film transistor (also referred to as organic TFT in the present application) of the present invention will be described.

本発明の有機半導体材料は、有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ(有機TFT)等の半導体層に用いられることにより、良好に駆動する有機半導体デバイス、有機TFTを提供することができる。   The organic semiconductor material of the present invention can be used for a semiconductor layer such as an organic semiconductor film, an organic semiconductor device, and an organic thin film transistor (organic TFT), thereby providing an organic semiconductor device and an organic TFT that are driven well.

有機TFT(有機薄膜トランジスタ)は、支持体上に、半導体層として有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、支持体上にまずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別される。   An organic TFT (organic thin film transistor) has a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel as a semiconductor layer on a support, and a top gate type having a gate electrode via a gate insulating layer thereon, A bottom gate type having a gate electrode on a support and having a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel through a gate insulating layer is roughly classified.

本発明の有機半導体材料を有機TFTの半導体層に設置するには、真空蒸着により基板上に設置することもできるが、適切な溶剤に溶解し必要に応じ添加剤を加えて調製した溶液をキャストコート、スピンコート、印刷、インクジェット法、アブレーション法等によって基板上に設置するのが好ましい。   In order to install the organic semiconductor material of the present invention on the semiconductor layer of the organic TFT, it can be installed on the substrate by vacuum deposition, but a solution prepared by dissolving in an appropriate solvent and adding additives as necessary is cast. It is preferable to install on the substrate by coating, spin coating, printing, ink jet method, ablation method or the like.

この場合、本発明に係る有機半導体化合物を溶解する溶剤は、該有機半導体化合物を溶解して適切な濃度の溶液が調製できるものであれば格別の制限はないが、具体的にはジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、トルエン、o−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、m−クレゾール等の芳香族系溶媒、N−メチルピロリドン、2硫化炭素等を挙げることができる。これらの溶媒のうち、非ハロゲン系溶媒を含む溶媒が好ましく、非ハロゲン系溶媒で構成することが好ましい。   In this case, the solvent for dissolving the organic semiconductor compound according to the present invention is not particularly limited as long as the organic semiconductor compound can be dissolved to prepare a solution with an appropriate concentration. Chain ether solvents such as diisopropyl ether, cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, alkyl halide solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane, toluene, o-dichlorobenzene And aromatic solvents such as nitrobenzene and m-cresol, N-methylpyrrolidone, carbon disulfide and the like. Of these solvents, a solvent containing a non-halogen solvent is preferable, and a non-halogen solvent is preferable.

本発明において、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウム/アルミニウム混合物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ITOおよび炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。   In the present invention, the material for forming the source electrode, the drain electrode and the gate electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium , Palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide / antimony, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon Paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, aluminum, magnesi A copper / gold mixture, a magnesium / silver mixture, a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide mixture, a lithium / aluminum mixture, etc., in particular, platinum, gold, silver, copper, aluminum, indium, ITO and carbon are preferred. Alternatively, known conductive polymers whose conductivity is improved by doping or the like, for example, conductive polyaniline, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid, and the like are also preferably used. Among them, those having low electrical resistance at the contact surface with the semiconductor layer are preferable.

電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。更に導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。   As a method for forming an electrode, a method for forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method, using a conductive thin film formed by a method such as vapor deposition or sputtering using the above as a raw material, or a metal foil such as aluminum or copper There is a method of etching using a resist by thermal transfer, ink jet or the like. Alternatively, a conductive polymer solution or dispersion, or a conductive fine particle dispersion may be directly patterned by ink jetting, or may be formed from a coating film by lithography or laser ablation. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste, or the like by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, or screen printing can also be used.

ゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。   Various insulating films can be used as the gate insulating layer, and an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is particularly preferable. Inorganic oxides include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples thereof include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and yttrium trioxide. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。   Examples of the method for forming the film include a vacuum process, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method, and a spray process. Wet processes such as coating methods, spin coating methods, blade coating methods, dip coating methods, casting methods, roll coating methods, bar coating methods, die coating methods, and other wet processes such as printing and ink jet patterning methods, etc. Can be used depending on the material.

ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えば、アルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。   The wet process is a method of applying and drying a liquid in which fine particles of inorganic oxide are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required, or an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method in which a solution of an alkoxide body is applied and dried is used. Among these, the atmospheric pressure plasma method and the sol-gel method are preferable.

大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平11−61406号公報、同11−133205号公報、特開2000−121804号公報、同2000−147209号公報、同2000−185362号公報等に記載されている(以下、大気圧プラズマ法とも称する)。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。   The method for forming an insulating film by plasma film formation under atmospheric pressure is a process in which a reactive gas is discharged under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure to excite reactive gas to form a thin film on a substrate. The method is described in JP-A-11-61406, JP-A-11-133205, JP-A-2000-121804, JP-A-2000-147209, JP-A-2000-185362 (hereinafter referred to as atmospheric pressure). Also called plasma method). Accordingly, a highly functional thin film can be formed with high productivity.

また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることもできる。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に50nm〜3μm、好ましくは100nm〜1μmである。   In addition, as the organic compound film, polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, photo radical polymerization type, photo cation polymerization type photo curable resin, or a copolymer containing an acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolac resin, Also, cyanoethyl pullulan or the like can be used. As the method for forming the organic compound film, the wet process is preferable. An inorganic oxide film and an organic oxide film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.

また、支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えば、プラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。   Moreover, a support body is comprised with glass or a flexible resin-made sheet | seat, for example, a plastic film can be used as a sheet | seat. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC). And a film made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), or the like. Thus, by using a plastic film, the weight can be reduced as compared with the case of using a glass substrate, the portability can be improved, and the resistance to impact can be improved.

以下に、本発明に係る有機半導体化合物を用いて形成された有機薄膜を用いた有機薄膜トランジスタ(有機TFT)について説明する。   Below, the organic thin-film transistor (organic TFT) using the organic thin film formed using the organic-semiconductor compound concerning this invention is demonstrated.

図1は、本発明に係る有機TFTの構成例を示す図である。同図(a)は、支持体6上に金属箔等によりソース電極2、ドレイン電極3を形成し、両電極間に本発明の有機薄膜トランジスタ材料からなる有機半導体層1を形成し、その上に絶縁層5を形成し、更にその上にゲート電極4を形成して電界効果トランジスタを形成したものである。同図(b)は、有機半導体層1を、(a)では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。(c)は、支持体6上に先ずコート法等を用いて、有機半導体層1を形成し、その後ソース電極2、ドレイン電極3、絶縁層5、ゲート電極4を形成したものを表す。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an organic TFT according to the present invention. In FIG. 2A, a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on a support 6 by a metal foil or the like, an organic semiconductor layer 1 made of the organic thin film transistor material of the present invention is formed between the two electrodes, and on that, An insulating layer 5 is formed, and a gate electrode 4 is further formed thereon to form a field effect transistor. FIG. 2B shows the organic semiconductor layer 1 formed between the electrodes in FIG. 1A so as to cover the entire surface of the electrode and the support using a coating method or the like. (C) shows that the organic semiconductor layer 1 is first formed on the support 6 by using a coating method or the like, and then the source electrode 2, the drain electrode 3, the insulating layer 5, and the gate electrode 4 are formed.

同図(d)は、支持体6上にゲート電極4を金属箔等で形成した後、絶縁層5を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極2及びドレイン電極3を形成し、該電極間に本発明の有機薄膜トランジスタ材料により形成された有機半導体層1を形成する。その他同図(e)、(f)に示すような構成を取ることもできる。   In FIG. 4D, after forming the gate electrode 4 on the support 6 with a metal foil or the like, the insulating layer 5 is formed, and the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed on the metal foil or the like on the insulating layer 5. An organic semiconductor layer 1 made of the organic thin film transistor material of the present invention is formed between the electrodes. In addition, the configuration as shown in FIGS.

図2は、有機TFTシートの概略等価回路図の1例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic equivalent circuit diagram of an organic TFT sheet.

有機TFTシート10はマトリクス配置された多数の有機TFT11を有する。7は各TFT11のゲートバスラインであり、8は各TFT11のソースバスラインである。各TFT11のソース電極には、出力素子12が接続され、この出力素子12は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。画素電極は光センサの入力電極として用いてもよい。図示の例では、出力素子として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。13は蓄積コンデンサ、14は垂直駆動回路、15は水平駆動回路である。   The organic TFT sheet 10 has a large number of organic TFTs 11 arranged in a matrix. 7 is a gate bus line of each TFT 11, and 8 is a source bus line of each TFT 11. An output element 12 is connected to the source electrode of each TFT 11, and the output element 12 is, for example, a liquid crystal or an electrophoretic element, and constitutes a pixel in the display device. The pixel electrode may be used as an input electrode of the photosensor. In the illustrated example, a liquid crystal as an output element is shown by an equivalent circuit composed of a resistor and a capacitor. 13 is a storage capacitor, 14 is a vertical drive circuit, and 15 is a horizontal drive circuit.

また、本発明の有機半導体材料を用いた有機TFTは、SID2005, session49−1,2,3で紹介されている技術に適用できる。   In addition, the organic TFT using the organic semiconductor material of the present invention can be applied to the technology introduced in SID2005, sessions 49-1, 2 and 3.

以下、技術適用の一例として、本発明の有機TFTを具備している有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)について記載する。   Hereinafter, as an example of the technology application, an organic electroluminescence element (organic EL element) including the organic TFT of the present invention will be described.

《有機EL素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)》
本発明の有機半導体デバイスまたは有機薄膜トランジスタは、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子ともいう)に具備することができ、本発明の有機EL素子は、例えば、陽極と陰極との間に有機EL層(有機化合物層ともいう)が挟まれた状態のものが挙げられるが、これらの構成としては、従来公知の層構成、有機EL層の材料等を用いて作製することが出来る。例えば、Nature,395巻,151〜154頁の文献等が参照出来る。
<< Organic EL element (Organic electroluminescence element) >>
The organic semiconductor device or the organic thin film transistor of the present invention can be provided in an organic electroluminescence element (also referred to as an organic EL element). The organic EL element of the present invention has, for example, an organic EL layer (between an anode and a cathode) The organic compound layer) may be sandwiched between them, and these structures can be prepared using a conventionally known layer structure, a material of an organic EL layer, or the like. For example, the literature etc. of Nature, 395 volumes, 151-154 pages can be referred.

本発明の有機EL素子を発光(例えば、表示装置、照明装置等に適用)させるにあたっては、高い発光輝度を得、且つ、発光寿命が長い等の効果を得る観点から、本発明の有機半導体デバイスまたは、本発明の有機薄膜トランジスタを具備していることが好ましい。   In light emitting the organic EL element of the present invention (for example, applied to a display device, a lighting device, etc.), the organic semiconductor device of the present invention is obtained from the viewpoint of obtaining high light emission luminance and a long light emission lifetime. Or it is preferable to have the organic thin-film transistor of this invention.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。ここで、実施例に用いる、比較用の有機半導体材料(有機半導体化合物ともいう)の構造式を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these. Here, structural formulas of comparative organic semiconductor materials (also referred to as organic semiconductor compounds) used in the examples are shown below.

Figure 2007088016
Figure 2007088016

実施例1
《有機薄膜トランジスタ1の作製》:比較例
ゲート電極としての比抵抗0.01Ω・cmのSiウェハーに、厚さ2000Åの熱酸化膜を形成してゲート絶縁層とした後、オクタデシルトリクロロシランによる表面処理を行った。
Example 1
<< Preparation of Organic Thin-Film Transistor 1 >>: Comparative Example After forming a 2000 mm thick thermal oxide film on a Si wafer having a specific resistance of 0.01 Ω · cm as a gate electrode to form a gate insulating layer, surface treatment with octadecyltrichlorosilane Went.

このような表面処理を行ったSiウェハー上に、比較化合物(1)(ペンタセン、アルドリッチ社製市販試薬を昇華精製して用いた)を窒素雰囲気下で窒素を30分間バブリングしたトルエンに対して0.5質量%の濃度で溶解させ、窒素雰囲気下でスピンコート塗布(回転数2500rpm、15秒)し、自然乾燥することによりキャスト膜を形成して、窒素雰囲気下で50℃、30分間の熱処理を施した。   On a Si wafer subjected to such a surface treatment, the comparative compound (1) (pentacene, used by sublimation purification of a commercial reagent manufactured by Aldrich) was used in a nitrogen atmosphere for 0 minutes with respect to toluene bubbled with nitrogen for 30 minutes. , Dissolved at a concentration of 5% by mass, spin-coated under a nitrogen atmosphere (rotation speed: 2500 rpm, 15 seconds), naturally dried to form a cast film, and heat-treated at 50 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere Was given.

さらに、この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着してソースおよびドレイン電極を形成した。ソースおよびドレイン電極は幅100μm、厚さ200nmで、チャネル幅W=3mm、チャネル長L=20μmの有機薄膜トランジスタ1を作製した。   Furthermore, gold was deposited on the surface of this film using a mask to form source and drain electrodes. An organic thin film transistor 1 having a width of 100 μm, a thickness of 200 nm, a channel width W = 3 mm, and a channel length L = 20 μm was prepared.

《有機薄膜トランジスタ2の作製》:比較例
有機薄膜トランジスタ1の作製において、比較化合物1を比較化合物2に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ2を作製し、下記の半導体特性の評価を行った。
<< Preparation of Organic Thin Film Transistor 2 >>: Comparative Example An organic thin film transistor 2 was prepared in the same manner as in the preparation of the organic thin film transistor 1 except that the comparative compound 1 was changed to the comparative compound 2, and the following semiconductor characteristics were evaluated.

尚、比較化合物2(2,3,9,10−テトラヘキシルペンタセン)は、Organic Letters、vol.2(2000),p85に記載の方法で合成した。   Comparative compound 2 (2,3,9,10-tetrahexylpentacene) is described in Organic Letters, vol. 2 (2000), p85.

《有機薄膜トランジスタ3の作製》:比較例
有機薄膜トランジスタ1の作製において、比較化合物1を比較化合物3(ルブレン、アルドリッチ社製市販試薬を昇華精製して用いた)に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ3を作製した。
<< Preparation of Organic Thin-Film Transistor 3 >>: Comparative Example In the preparation of the organic thin-film transistor 1, the organic compound was prepared in the same manner except that the comparative compound 1 was changed to the comparative compound 3 (rubberene, a commercially available reagent manufactured by Aldrich). A thin film transistor 3 was produced.

《有機薄膜トランジスタ4の作製》:比較例
有機薄膜トランジスタ1の作製において、比較化合物1を比較化合物4に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ4を作製した。
<< Preparation of Organic Thin Film Transistor 4 >> Comparative Example An organic thin film transistor 4 was prepared in the same manner as in the preparation of the organic thin film transistor 1 except that the comparative compound 1 was changed to the comparative compound 4.

尚、比較化合物4は、J.Am.Chem.Soc.,vol.123(2001),p9486,supporting informationに記載の方法で合成した。   Comparative compound 4 was prepared according to J.M. Am. Chem. Soc. , Vol. 123 (2001), p9486, supporting information.

《有機薄膜トランジスタ5〜15の作製》:本発明
有機薄膜トランジスタ1の作製において、比較化合物1の代わりに、表1に記載の本発明の有機半導体材料に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ5〜15を作製した。
<< Preparation of Organic Thin Film Transistors 5 to 15 >>: Present Invention In the preparation of the organic thin film transistor 1, the organic thin film transistors 5 to 5 were prepared in the same manner except that the organic semiconductor material of the present invention shown in Table 1 was used instead of the comparative compound 1. 15 was produced.

《キャリア移動度及びON/OFF値の評価》
得られた有機薄膜トランジスタ1〜15について、各素子のキャリア移動度とON/OFF値を、素子作成直後に測定した。尚、本発明では、I−V特性の飽和領域からキャリア移動度を求め、さらに、ドレインバイアス−50Vとし、ゲートバイアス−50V及び0Vにしたときのドレイン電流値の比率からON/OFF比を求めた。
<< Evaluation of carrier mobility and ON / OFF value >>
About the obtained organic thin-film transistors 1-15, the carrier mobility and ON / OFF value of each element were measured immediately after element preparation. In the present invention, the carrier mobility is obtained from the saturation region of the IV characteristic, and the ON / OFF ratio is obtained from the ratio of the drain current values when the drain bias is −50 V and the gate bias is −50 V and 0 V. It was.

また、同様の評価を、各素子を40℃、90%RHの環境室に48時間投入したのち、キャリア移動度・ON/OFF比の再測定を行った。   In the same evaluation, each element was placed in an environmental chamber at 40 ° C. and 90% RH for 48 hours, and then the carrier mobility / ON / OFF ratio was measured again.

得られた結果を表1に示す。   The obtained results are shown in Table 1.

Figure 2007088016
Figure 2007088016

表1から、比較の有機薄膜トランジスタと比べて、本発明の有機薄膜トランジスタ5〜15は、作製直後においてキャリア移動度・ON/OFF比ともに優れた特性を示し、かつ、耐久試験後においても移動度が10-2以上の数値を示し、且つ、ON/OFF比も105以上であり,経時劣化が少なく高い耐久性を併せ持つということが分かる。 From Table 1, compared with the comparative organic thin film transistor, the organic thin film transistors 5 to 15 of the present invention exhibit excellent characteristics in both carrier mobility and ON / OFF ratio immediately after fabrication, and the mobility is also after the durability test. It shows a numerical value of 10 −2 or more and an ON / OFF ratio of 10 5 or more, with little deterioration over time and high durability.

実施例2
《有機EL素子の作製》
有機EL素子の作製は、Nature,395巻,151〜154頁に記載の方法を参考にして、図3に示したような封止構造を有するトップエミッション型の有機EL素子を作製した。尚、図3において、101は基板、102aは陽極、102bは有機EL層(具体的には、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等が含まれる)、102cは陰極を示し、陽極102a、有機EL層102b、陰極102cにより、発光素子102が形成されている。103は封止膜を示す。尚、本発明の有機EL素子は、ボトムエミッション型でもトップエミッション型のどちらでもよい。
Example 2
<< Production of organic EL element >>
The organic EL element was produced by referring to the method described in Nature, Vol. 395, pages 151 to 154, and producing a top emission type organic EL element having a sealing structure as shown in FIG. 3, 101 is a substrate, 102a is an anode, 102b is an organic EL layer (specifically, an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, etc. are included), 102c is a cathode, and an anode 102a The light emitting element 102 is formed by the organic EL layer 102b and the cathode 102c. Reference numeral 103 denotes a sealing film. The organic EL element of the present invention may be either a bottom emission type or a top emission type.

本発明の有機EL素子と本発明の有機薄膜トランジスタ(ここで、本発明の有機薄膜トランジスタは、スイッチングトランジスタや駆動トランジスタ等として用いられる)を組み合わせて、アクティブマトリクス型の発光素子を作製したが、その場合は、例えば、図4に示すように、ガラス基板601上にTFT602(有機薄膜トランジスタ602でもよい)が形成されている基板を用いる態様が一例として挙げられる。ここで、TFT602の作製方法は公知のTFTの作製方法が参照できる。勿論、TFTとしては、従来公知のトップゲート型TFTであってもボトムゲート型TFTであっても構わない。   The organic EL element of the present invention and the organic thin film transistor of the present invention (herein, the organic thin film transistor of the present invention is used as a switching transistor, a driving transistor, etc.) were produced to produce an active matrix light emitting element. For example, as shown in FIG. 4, a mode in which a substrate in which a TFT 602 (or an organic thin film transistor 602 may be formed) is formed on a glass substrate 601 is used as an example. Here, a known TFT manufacturing method can be referred to for the TFT 602 manufacturing method. Of course, the TFT may be a conventionally known top gate TFT or bottom gate TFT.

上記で作製した有機EL素子は、単色、フルカラー、白色等の種々の発光形態において、良好な発光特性を示した。   The organic EL device produced above showed good light emission characteristics in various light emission forms such as single color, full color, and white.

本発明に係る有機TFTの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the organic TFT which concerns on this invention. 本発明の有機TFTの概略等価回路図の1例である。It is an example of the schematic equivalent circuit schematic of the organic TFT of this invention. 封止構造を有する有機EL素子の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the organic EL element which has a sealing structure. 有機EL素子に用いる、TFTを有する基板の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the board | substrate which has TFT used for an organic EL element.

符号の説明Explanation of symbols

1 有機半導体層
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 絶縁層
6 支持体
7 ゲートバスライン
8 ソースバスライン
10 有機TFTシート
11 有機TFT
12 出力素子
13 蓄積コンデンサ
14 垂直駆動回路
15 水平駆動回路
101、201 基板
102 有機EL素子
102a、202 陽極
102b 有機EL層
102c、204 陰極
103 封止膜
205 駆動用素子
206 正孔輸送層
207 発光層
208 電子輸送層
601 基板
602 TFT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic-semiconductor layer 2 Source electrode 3 Drain electrode 4 Gate electrode 5 Insulating layer 6 Support body 7 Gate bus line 8 Source bus line 10 Organic TFT sheet 11 Organic TFT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Output element 13 Storage capacitor 14 Vertical drive circuit 15 Horizontal drive circuit 101, 201 Substrate 102 Organic EL element 102a, 202 Anode 102b Organic EL layer 102c, 204 Cathode 103 Sealing film 205 Drive element 206 Hole transport layer 207 Light emitting layer 208 Electron transport layer 601 Substrate 602 TFT

Claims (12)

下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
Figure 2007088016
〔式中、Aは少なくとも2つの環が縮合した、縮合芳香族炭化水素環または縮合芳香族複素環を表し、Ar1〜Ar4は、各々芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。R1〜R8は、各々水素原子、ハロゲン原子または置換基を表し、また、各々連結して環を形成してもよい。nは0または1を表す。a及びbは、各々0〜3の整数を表し、且つ、該a、該bは、下記関係式(1)を満たす。〕
関係式(1)
1≦(a+b)
An organic semiconductor material comprising a compound represented by the following general formula (1):
Figure 2007088016
[Wherein, A represents a condensed aromatic hydrocarbon ring or a condensed aromatic heterocyclic ring in which at least two rings are condensed, and Ar 1 to Ar 4 each represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. R 1 to R 8 each represent a hydrogen atom, a halogen atom or a substituent, and may be connected to each other to form a ring. n represents 0 or 1. a and b each represent an integer of 0 to 3, and a and b satisfy the following relational expression (1). ]
Relational expression (1)
1 ≦ (a + b)
前記a、bが、下記関係式(2)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料。
関係式(2)
2≦(a+b)
The organic semiconductor material according to claim 1, wherein a and b satisfy the following relational expression (2).
Relational expression (2)
2 ≦ (a + b)
前記一般式(1)で表される化合物の重量平均分子量が、250〜10,000の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機半導体材料。 The organic semiconductor material according to claim 1 or 2, wherein the compound represented by the general formula (1) has a weight average molecular weight in the range of 250 to 10,000. 下記一般式(2)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
Figure 2007088016
〔式中、Ar1〜Ar7は、各々芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、R1〜R15は、各々水素原子、ハロゲン原子または置換基を表し、また各々連結して環を形成しても良い。nは0または1を表す。a及びbは、各々0〜3の整数を表し、且つ、該a、該bは下記の関係式(1)を満たし、c及びdは、各々0〜5の整数を表し、且つ、該c、該dは下記の関係式(3)を満たす。〕
関係式(1)
1≦(a+b)
関係式(3)
1≦(c+d)
An organic semiconductor material comprising a compound represented by the following general formula (2):
Figure 2007088016
[In the formula, Ar 1 to Ar 7 each represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle, R 1 to R 15 each represents a hydrogen atom, a halogen atom or a substituent, and each ring is linked to each other to form a ring. May be formed. n represents 0 or 1. a and b each represent an integer of 0 to 3, and a and b satisfy the following relational expression (1), c and d each represent an integer of 0 to 5 and c , D satisfies the following relational expression (3). ]
Relational expression (1)
1 ≦ (a + b)
Relational expression (3)
1 ≦ (c + d)
前記a、b、c、dが、下記関係式(4)及び関係式(5)を満たすことを特徴とする請求項4に記載の有機半導体材料。
関係式(4)
2≦(a+b)
関係式(5)
2≦(c+d)
The organic semiconductor material according to claim 4, wherein the a, b, c, and d satisfy the following relational expressions (4) and (5).
Relational expression (4)
2 ≦ (a + b)
Relational expression (5)
2 ≦ (c + d)
前記一般式(2)で表される化合物の重量平均分子量が250〜10000の範囲であることを特徴とする請求項4または5に記載の有機半導体材料。 The organic semiconductor material according to claim 4 or 5, wherein the compound represented by the general formula (2) has a weight average molecular weight in the range of 250 to 10,000. 前記Ar1〜Ar7が、各々芳香族炭化水素環を表すことを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の有機半導体材料。 The organic semiconductor material according to claim 4, wherein each of Ar 1 to Ar 7 represents an aromatic hydrocarbon ring. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体膜。 An organic semiconductor film comprising the organic semiconductor material according to claim 1. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、調製された溶液を塗布・乾燥する工程を経て、形成されたことを特徴とする有機半導体膜。 An organic semiconductor film formed by dissolving the organic semiconductor material according to any one of claims 1 to 7 in an organic solvent, and applying and drying the prepared solution. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。 The organic-semiconductor device using the organic-semiconductor material of any one of Claims 1-7. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を半導体層に用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 An organic thin film transistor, wherein the organic semiconductor material according to claim 1 is used for a semiconductor layer. 請求項10に記載の有機半導体デバイスまたは請求項11に記載の有機薄膜トランジスタを具備することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescent element comprising the organic semiconductor device according to claim 10 or the organic thin film transistor according to claim 11.
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