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新規複素環化合物及びそれを含む有機薄膜 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P150012364
掲載日 2015年10月16日
出願番号 特願2014-044441
公開番号 特開2014-196290
出願日 平成26年3月6日(2014.3.6)
公開日 平成26年10月16日(2014.10.16)
優先権データ
  • 特願2013-044941 (2013.3.7) JP
発明者
  • 芝原 文利
  • 村井 利昭
出願人
  • 国立大学法人岐阜大学
発明の名称 新規複素環化合物及びそれを含む有機薄膜 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明は、分子の骨格に、より高いHOMOとより低いLUMOを有する新規な有機化合物を提供することである。
【解決手段】式(A)で表される構造を有する化合物。
【化1】



[式中、Xは硫黄、セレン、テルルのいずれかであり、R、Rは、同一または異なって、炭素数1~12の直鎖状のアルキル基、炭素数3~25の分岐状または環状のアルキル基、単環または多環の1価の有機分子基から選択される基(但し、各基はさらに、ハロゲン、ヒドロキシ、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロ低級アルキルから選択される一種以上の置換基で置換されていても良い。)を示している。]

【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


薄膜トランジスタは、スイッチング素子や増幅素子として広く利用されており、典型的には半導体としてアモルファスシリコンを、ゲート絶縁体として酸化シリコン或いは窒化シリコンを用いている。アモルファスシリコンを用いて成膜するには、プラズマCVDなどの比較的コストのかかる装置と、高温下で行われるので基板材料が限定されてしまうという課題がある。



これに対して、高温での処理を必要としない有機材料を用いた研究開発が行われている。一例として、ペンタセン、チオフェン又はこれらのオリゴマーやポリマーを利用したものが知られている。これらの化合物はアモルファスシリコンに匹敵する高い電荷移動度を有するが、その特性を発揮するには化合物を高度に精製する必要があるなど、必ずしも実用面において優れているわけではなかった。



また、有機溶媒に対する溶解度を高めてキャスト成形を容易にしたセクシチオフェン誘導体を用いたもの(特許文献1)、優れたキャリア移動度を有し、かつ安定性に優れたベンゾビスビスベンゾチオフェン誘導体を用いたもの(特許文献2)、高温保存した場合でも電界効果移動度の安定性に優れ、かつ応答速度が大きい非晶質有機化合物を用いたもの(特許文献3)、低バンドギャップ、優れた電荷移動度を有するチオフェンを含むポリマーを用いたもの(特許文献4)など、いずれも新規な構造を有する有機化合物の提案がなされている。これらの提案はそれぞれの目的とする性能を有するものとして今後の実用化が大いに期待されている。



ところで、トランジスタは、正孔を伝導する半導体材料で構成されるp型半導体と、電子を伝導する半導体材料で構成されるn型半導体に分類することができる。p型トランジスタ素子は効率よく正孔を受容し伝導する半導体材料を選択し、効率よく半導体材料に正孔を注入し半導体材料から正孔を受容する材料をソース電極およびドレイン電極に選択することによって形成でき、電極のフェルミ準位と半導体材料の最高被占軌道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital:電子に占有されている最もエネルギーの高い分子軌道)の整合をうまくとることによって、正孔の注入および受容を向上させることができる。またn型のトランジスタ素子は、電子を効率よく受容、伝導するために、半導体材料の最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital:電子に占有されていない最もエネルギーの低い分子軌道)のエネルギー準位と電極のフェルミ準位との整合を図ることによって電子の注入および受容を向上させることができる。



従って、有機化合物を用いて半導体材料とする際には置換基による影響ではなく、分子骨格自体の性質として、より高いHOMOとより低いLUMOが達成できれば、キャリア輸送を鍵とする材料に適した化合物を提供することができる。

産業上の利用分野


本発明は複素環化合物に係わり、特にビスチアゾールが縮合環化した新規化合物、およびそれを含む有機薄膜に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
式(A)で表される構造を有する化合物。
【化1】


[式中、Xは式(i)~式(ix)で表される基から選択される基を示し、
、Rは、同一または異なって、炭素数1~12の直鎖状のアルキル基、炭素数3~25の分岐状または環状のアルキル基、単環または多環の1価の有機分子基から選択される基(但し、各基はさらに、ハロゲン、ヒドロキシ、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロ低級アルキルから選択される一種以上の置換基で置換されていても良い。)を示している。]
【化2】



【請求項2】
式(A)で表される化合物を含む有機薄膜。

【請求項3】
請求項2記載の有機薄膜を備える有機薄膜素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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