JP5089986B2

Organic semiconducting layer formulations comprising polyacenes and organic binder polymers

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Expired 25 November 2024, 1.8 years ago.

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25 claims: 23 independent, 2 dependent

  1. 1
    1,000Hzで3.3以下の誘電率εを有する有機結合剤、および化合物群8または9、またはそれらの異性体から選択されるポリアセン化合物 からなり、任意に溶媒を含む有 機半導体層用処方物であって、ここで化合物群8は、式8:で表され、式中、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 8 、R 9 、R 1 0 およびR 11 は 、それぞれ独立して、同一または異なっていてもよく、それぞれ独立して、水素;任意に置換されたC 1 ~C 40 のカルビルまたはヒドロカルビル基 、またはハロ基(Cl、Br、F)であり、 R 15 、R 16 およびR 17 が、C 1 ~C 4 アルキルであり、 ;および式中、R 1 およびR 2 、R 2 およびR 3 、R 3 およびR 4 、R 8 およびR 9 、R 9 およびR 10 、R 10 およびR 1 1 の それぞれの組は、独立して、C 4 ~C 40 の飽和または不飽和の環を形成するように互いに架橋されていてもよく、飽和または不飽和の環は、酸素原子、硫黄原子、式-N(Ra)-(式中、Raは、水素原子または炭化水素基)で示される基が介在していてもよい、;および式中、Aは、ケイ 素で あり、化合物群9は、式9 式中、R 2 、R 3 、R 7 、R 8 は 、それぞれ独立して、同一または異なっていてもよく、それぞれ独立して、水素;任意に置換されたC 1 ~C 40 のカルビルまたはヒドロカルビル基;任意に置換されたC 1 ~C 40 のアルコキシ基;任意に置換されたC 6 ~C 40 のアリールオキシ基;任意に置換されたC 7 ~C 40 のアルキルアリールオキシ基;任意に置換されたC 2 ~C 40 のアルコキシカルボニル基;任意に置換されたC 7 ~C 40 のアリールオキシカルボニル基;シアノ基(-CN);カルバモイル基 (-C(=O)NH 2 );ハロホルミル基(-C(=O)-X、式中、Xは、ハロゲン原子を示す。);ホルミル基(-C(=O)-H);イソシアノ基;イソシアネート基;チオシアネート基またはチオイソシアネート基;任意に置換されたアミノ基;ヒドロキシ基;ニトロ基;CF 3 基;ハロ基(Cl、Br、F);または任意に置換されたシリル基であり 、 R 15 、R 16 およびR 17 が、C 1 ~C 4 アルキルであり、 ;および式中、R 2 およびR 3 、R 7 およびR 8 は 、C 4 ~C 40 の飽和または不飽和の環を形成するように互いに架橋されていてもよく、飽和または不飽和の環は、酸素原子、硫黄原子、式-N(Ra)-(式中、Raは、水素原子または炭化水素基)で示される基が介在していてもよい、;および式中、Aは、ケイ 素で ある、 で表され、ポリアセン化合物の結合剤に対する比率が、重量比で、20:1~1:20である、 前記有機半導体層用処方物。
  2. 2
    任意に置換されたC 1 ~C 40 のヒドロカルビル基が、飽和または不飽和のまたは非環式基または飽和または不飽和の環式基である、請求項1に記載の有機半導体層用処方物。
  3. 3
    C 1 ~C 40 のカルビルまたはヒドロカルビル基の任意の置換基が、シリル、スルホ、スルホニル、ホルミル、アミノ、イミノ、ニトリロ、メルカプト、シアノ、ニトロ、ハロ、C 1 ~C 4 アルキル、C 6 ~C 12 アリール、C 1 ~C 4 アルコキシおよびヒドロキシからなる群から選択される、請求項1または2に記載の有機半導体層用処方物。
  4. 4
    式8中の1または2以上のR 2 、R 3 、R 9 およびR 10 が、C 1 ~C 10 アルキルである、請求項1~ 3 のいずれか1項に記載の有機半導体層用処方物。
  5. 5
    式8中の1または2以上のR 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 8 、R 9 、R 10 およびR 11 が、Fである、請求項1~ 3 のいずれか1項に記載の有機半導体層用処方物。
  6. 6
    式8中のR 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 8 、R 9 、R 10 およびR 11 が、それぞれHである、請求項1~ 3 のいずれか1項に記載の有機半導体層用処方物。
  7. 7
    ポリアセン化合物が、式1 の6, 13-ビス(トリイソプロピルシリルエチニル)ペンタセンである、請求項1~ 6 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  8. 8
    ポリアセン化合物が、式2:の2,3,9,10-テトラメチル6,13-ビス(トリイソプロピルシリルエチニル)ペンタセンである、請求項1~ 6 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  9. 9
    式3:式中、nおよびmは、ぞれぞれ独立して、0、1、2、3または4である、のポリアセン化合物である、請求項1~ 6 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  10. 10
    化合物群9のペンタセン化合物が、化合物群9a:式中、R 19 およびR 20 は、同一の置換基であり、任意に置換されたC 1 ~C 40 のカルビルまたはヒドロカルビルである、で表される化合物およびそれらの異性体である、請求項1~ 6 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  11. 11
    有機結合 剤が 、3.0未満の1,000Hzでの誘電率を有する、請求項1~ 10 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  12. 12
    有機結合剤が、1.7より大きい1,000Hzでの誘電率を有する、請求項 11 に記載の有機半導体層用処方物。
  13. 13
    有機結合剤が、絶縁結合剤である、請求項1~ 12 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  14. 14
    絶縁結合剤が、ポリスチレン、ポリ(α-メチルスチレン)、ポリ(α-ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリエチレン、シス-ポリブタジエン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリ-(4-メチル-1-ペンテン)、ポリ(4-メチルスチレン)、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)、ポリ(2-メチル-1,3-ブタジレン)、ポリ(p-キシレン)、ポリ(α-α-α’-α’テトラフルオロ-p-キシレン)、ポリ〔1,1-(2-メチルプロパン)ビス(4-フェニル)カーボネート〕、ポリ(シクロヘキシルメタクリレ―ト)、ポリ(クロロスチレン)、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンエーテル)、ポリイソブチレン、ポリ(ビニルシクロヘキサン)、ポリ桂皮酸ビニル、ポリ(4-ビニルビフェニル)、ポリ(エチレン/テトラフルオロエチレン)、ポリ(エチレン/クロロトリフルオロエチレン)、フッ素化エチレン/プロピレンコポリマー、ポリスチレン-コ-α―メチルスチレン、エチレン/エチルアクリレートコポリマー、ポリ(スチレン/10%ブタジエン)、ポリ(スチレン/15%ブタジエン)、ポリ(スチレン/2,4-ジメチルスチレン)およびエチレンおよびノルボルネンコポリマーからなる群から選択される、請求項 13 に記載の有機半導体層用処方物。
  15. 15
    有機結合剤が、半導体結合剤である、請求項1~ 12 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  16. 16
    半導体結合剤が、少なくとも1500~2000の数平均分子量(Mn)を含む、請求項 15 に記載の有機半導体層用処方物。
  17. 17
    半導体結合剤が、ポリ(9-ビニルカルバゾール)またはPTAA1から選択され、ここでPTAA1は、式(18) 式中、n=10.7およびMn=3100である、で表されるトリアリールアミンである、請求項 15 または 16 に記載の有機半導体層用処方物。
  18. 18
    ポリアセン化合物が、有機結合剤が溶解できる溶媒に溶解可能である、 請求項1~17のいずれか1項に 記載の有機半導体層用処方物。
  19. 19
    溶媒が、CH 2 Cl 2 、CHCl 3 、モノクロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン、アニソール、モルホリン、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、1,4-ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、エチルアセテート、n-ブチルアセテート, ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラリン、デカリンおよび/またはそれらの混合物から選択される、請求項 1~18 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  20. 20
    0.1~10重量%の固形分を含み、ここで固形分が、 式中、a=ポリアセンの質量、b=結合剤の質量およびc=溶媒の質量である、で表される、請求項1~ 19 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物。
  21. 21
    (i)基板にポリアセン化合物、有機結合 剤ま たはその前駆体および任意に溶媒を含む混合物の液体層を積層し、および(ii)液体層から有機半導体層である固体層を形成することを含む、請求項1~ 20 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物の製造方法。
  22. 22
    請求項 21 に記載の方法によって形成される有機半導体層。
  23. 23
    請求項1~ 20 のいずれか 1項 に記載の有機半導体層用処方物または請求項 22 に記載の有機半導体層を含む、電子デバイス。
  24. 24
    電界効果トランジスタ(FET)、有機発光ダイオード(OLED)、光検出器、化学検出器、光電池(PVs)、 キャパシタセンサー、論理回路、ディスプレイまたはメモリデバイスを含む、請求項 23 に記載の電子デバイス。
  25. 25
    ソース電極、ドレイン電極、およびソースおよびドレイン電極をつなぐ有機半導体チャンネルを含み、ここで有機半導体チャンネルは、請求項 22 に記載の有機半導体層を含む、電界効果トランジスタ(FET)。
Independent claims25