JP2008239987A - Dendrimer and organic semiconductor using the same - Google Patents
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、末端にキャリア輸送性を有する基を有するデンドリマーに関する。さらに本発明は、該デンドリマー化合物を用いた有機半導体薄膜、有機半導体素子および有機薄膜トランジスタに関する。 The present invention relates to a dendrimer having a group having carrier transportability at the terminal. The present invention further relates to an organic semiconductor thin film, an organic semiconductor element, and an organic thin film transistor using the dendrimer compound.
従来より、半導体デバイスに用いられてきた無機半導体材料のシリコンは、その薄膜形成において、高温プロセスと高真空プロセスが必須である。高温プロセスを要することから、シリコンをプラスチック基板上等に薄膜形成することができないため、半導体デバイスを組み込んだ製品に対して、可とう性を付与したり、軽量化を達成することができない。また、高真空プロセスを要することから、半導体デバイスを組み込んだ製品の大面積化と低コスト化が困難である。 Conventionally, silicon, which is an inorganic semiconductor material used for semiconductor devices, requires a high-temperature process and a high-vacuum process in forming a thin film. Since a high-temperature process is required, silicon cannot be formed into a thin film on a plastic substrate or the like, so that flexibility cannot be imparted to a product incorporating a semiconductor device or weight reduction cannot be achieved. Moreover, since a high vacuum process is required, it is difficult to increase the area and cost of a product incorporating a semiconductor device.
そこで、近年、有機半導体材料を用いた有機半導体デバイスに関する研究が活発に行われている。有機半導体デバイスとしては、具体的には、有機薄膜トランジスタ、有機薄膜光電変換デバイス、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)デバイス等が挙げられる。これら有機半導体材料は、無機半導体材料に比べて、作製プロセス温度を著しく低減できるため、プラスチック基板上等に形成することが可能となる。さらに、溶媒への溶解性が大きく、かつ、良好な成膜性を有する有機半導体に対しては、真空プロセスを要さない塗布法、例えば、インクジェット装置等を用いて薄膜形成ができるため、大面積化と低コスト化とが可能となる。 In recent years, research on organic semiconductor devices using organic semiconductor materials has been actively conducted. Specific examples of the organic semiconductor device include an organic thin film transistor, an organic thin film photoelectric conversion device, and an organic electroluminescence (organic EL) device. Since these organic semiconductor materials can significantly reduce the manufacturing process temperature as compared with inorganic semiconductor materials, they can be formed on a plastic substrate or the like. Furthermore, a thin film can be formed using a coating method that does not require a vacuum process, such as an ink jet apparatus, for an organic semiconductor having high solubility in a solvent and good film formability. Area reduction and cost reduction are possible.
このように、有機半導体材料は、無機半導体材料と比べて、大面積化、可とう性、軽量化、低コスト化等の点で有利であるため、これらの特性を生かした有機半導体製品への応用が盛んに行われている。例えば、情報タグ、電子人工皮膚シートやシート型スキャナー等の大面積センサー、液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイ(電子ペーパー)および有機ELパネル等のディスプレイなどへの応用である。 As described above, organic semiconductor materials are advantageous in terms of large area, flexibility, weight reduction, cost reduction, and the like compared to inorganic semiconductor materials. Applications are actively being made. For example, it is applied to displays such as information tags, large area sensors such as electronic artificial skin sheets and sheet type scanners, liquid crystal displays, electrophoretic displays (electronic paper), and organic EL panels.
有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタに要求される主な素子特性は、以下の通りである。
(1)オンオフ比が大きく、オフ電流が小さい。
Main element characteristics required for an organic thin film transistor using an organic semiconductor material are as follows.
(1) The on / off ratio is large and the off current is small.
(2)駆動電圧が低い(閾値電圧が低く、オン電流が大きい。)
(3)遮断周波数が高い。
(4)有機薄膜トランジスタの特性のバラツキが小さい。
(2) Low drive voltage (low threshold voltage and high on-current)
(3) The cut-off frequency is high.
(4) The variation in characteristics of the organic thin film transistor is small.
(5)大気下で安定に動作し経時的劣化が小さい。
これらの素子特性を満足するために、有機半導体材料に要求される特性は、以下の通りである。
(5) Operates stably in the atmosphere and has little deterioration over time.
In order to satisfy these device characteristics, the characteristics required for the organic semiconductor material are as follows.
(i)電界効果移動度(μ)が高い。
(ii)成膜性が優れており、薄膜形成プロセスが容易である。
(iii)酸素および水分に対して耐性があり大気下で安定である。
(I) Field effect mobility (μ) is high.
(Ii) Excellent film formability and easy thin film formation process.
(Iii) Resistant to oxygen and moisture and stable in the atmosphere.
特に、(i)の電界効果移動度(μ)が大きいことが大前提となる。この観点から、近年、アモルファスシリコンに匹敵する電界効果移動度を有する有機半導体材料が次々に報告されている。また、(ii)に関して、有機半導体膜の成膜工程において、真空蒸着では
なく、塗布成膜できることが重要である。そのためには、溶媒への溶解性が良好であることと、成膜性が良好であることとが必須となる。
In particular, it is a major premise that the field effect mobility (μ) of (i) is large. From this viewpoint, in recent years, organic semiconductor materials having field effect mobility comparable to amorphous silicon have been reported one after another. Regarding (ii), it is important that the film formation process of the organic semiconductor film can be formed by coating rather than vacuum deposition. For this purpose, it is essential that the solubility in a solvent is good and the film formability is good.
有機半導体材料は、低分子系(オリゴマーも含む)と高分子系に大別される。低分子系有機半導体材料としては、例えば、ペンタセンを用いた有機FET(Field Effect Transistor:電界効果型トランジスタ)が作製されており、高い移動度が報告されている(非特許文献1参照)。 Organic semiconductor materials are roughly classified into low molecular weight systems (including oligomers) and high molecular weight systems. As a low molecular weight organic semiconductor material, for example, an organic FET (Field Effect Transistor) using pentacene has been manufactured, and high mobility has been reported (see Non-Patent Document 1).
しかしながら、有機半導体層のペンタセンは、真空蒸着法で形成されるため、大面積化、可とう性、軽量化および低コスト化の観点で不利である。また、真空蒸着法を用いずに、トリクロロベンゼンの希薄溶液中でペンタセン結晶を形成させる方法(特許文献1参照)も提案されているが、製造方法が難しく安定な素子を得るには至っていない。これら低分子系有機半導体材料は、高結晶化状態の均一な膜を安定に作製するのが困難であり、結晶相の結晶粒界がそのままFET素子のバラツキを誘引する。結晶化度が高いと、塗布法を用いた際に良好な成膜性を得るのが困難となる。 However, pentacene, which is an organic semiconductor layer, is disadvantageous in terms of large area, flexibility, weight reduction, and cost reduction because it is formed by a vacuum deposition method. In addition, a method of forming pentacene crystals in a dilute solution of trichlorobenzene without using a vacuum deposition method has been proposed (see Patent Document 1), but a manufacturing method is difficult and a stable element has not yet been obtained. These low molecular weight organic semiconductor materials are difficult to stably produce a uniform film in a highly crystallized state, and the crystal grain boundary of the crystal phase directly induces variations in FET elements. When the degree of crystallinity is high, it is difficult to obtain good film formability when using a coating method.
そこで、この結晶粒界の影響がなく、かつ有機溶媒に可溶な低分系有機半導体材料として、液晶性を利用した液晶有機半導体が提案されている(非特許文献2参照)。液晶有機半導体は、公知の方法を利用した配向制御によってさらに移動度を高くすることができる。しかしながら、一般的に、液晶有機半導体は液晶相を示す温度範囲が室温より高いため、室温下では結晶状態となる。 Thus, a liquid crystal organic semiconductor utilizing liquid crystallinity has been proposed as a low-fraction organic semiconductor material that is not affected by the grain boundaries and is soluble in an organic solvent (see Non-Patent Document 2). The mobility of the liquid crystal organic semiconductor can be further increased by orientation control using a known method. However, in general, a liquid crystal organic semiconductor has a crystalline state at room temperature because the temperature range in which a liquid crystal phase is exhibited is higher than room temperature.
そのため、液晶相を示す温度範囲下では結晶粒界の影響を受けることなく安定なキャリア輸送性を示すものの、室温下では成膜性が悪く安定なキャリア輸送性を示さない(非特許文献3参照)。また、移動度の値も不十分である。一方、移動度が高い液晶有機半導体を得るためには、大きいπ共役系を有する分子構造を導入する必要が生じるため、液晶相を示す温度範囲の下限値はますます上昇する傾向にあり、良好な成膜性と室温下で安定したキャリア輸送性を付与するに至らない。 Therefore, although it exhibits stable carrier transportability without being affected by crystal grain boundaries in the temperature range showing the liquid crystal phase, the film formability is poor at room temperature and does not exhibit stable carrier transportability (see Non-Patent Document 3). ). Also, the mobility value is insufficient. On the other hand, in order to obtain a liquid crystal organic semiconductor with high mobility, it is necessary to introduce a molecular structure having a large π-conjugated system. Therefore, the lower limit value of the temperature range indicating the liquid crystal phase tends to increase more and better. Film forming property and stable carrier transport property at room temperature cannot be provided.
このように、塗布成膜を用いることができ、かつ室温下でバラツキのない安定した特性を有する有機トランジスタを得ることは困難であった。
高分子系有機半導体材料としては、ポリチオフェンを用いた有機FETが開示されている(特許文献2参照)。該有機FETは、溶液塗布で容易に薄膜形成できるという点で成膜性に優れているものの、十分なFET特性を得るには至っていない。
Thus, it has been difficult to obtain an organic transistor that can be used for coating film formation and has stable characteristics without variations at room temperature.
An organic FET using polythiophene is disclosed as a polymer organic semiconductor material (see Patent Document 2). The organic FET is excellent in film formability in that it can be easily formed into a thin film by solution coating, but has not yet achieved sufficient FET characteristics.
また、近年、成膜性に優れ、かつ良好なFET特性を有する高分子系有機半導体材料として、デンドリマーやハイパーブランチ構造を有する超分岐高分子化合物が検討されている(特許文献3〜7参照)。これらは、非晶質であり、有機溶媒に可溶であり、機能性基を末端に導入することができるという特徴を有する。しかしながら、移動度の値が不充分であり、更に、配向制御が困難であったり、配向制御を必要としない等方的な伝導性を示す構造を有していたりするため、移動度の改善が見込めない。 In recent years, hyperbranched polymer compounds having dendrimers and hyperbranched structures have been studied as polymer organic semiconductor materials having excellent film forming properties and good FET characteristics (see Patent Documents 3 to 7). . These are amorphous, soluble in an organic solvent, and have a feature that a functional group can be introduced at the terminal. However, the mobility value is insufficient, and furthermore, it is difficult to control the orientation, or because it has a structure showing isotropic conductivity that does not require the orientation control, the mobility is improved. I can't expect.
このように、有機半導体材料は低分系と高分子系を含めて多くの開発がなされているものの、未だ種々の特性を十分に満足する有機半導体材料の開発には至っていない。
上述したように、従来の液晶性を有する液晶有機半導体化合物は、一般的に液晶相を示す温度範囲の下限値が室温より高く、室温下では結晶状態を示す。液晶温度範囲では安定なキャリア輸送特性を示すが、結晶状態では結晶粒界の影響により安定なキャリア輸送性を示さない。そのため、このような液晶有機半導体を利用した有機トランジスタは、室温を含めた広い温度範囲でスイッチング特性を示さないという問題があった。 As described above, the conventional liquid crystal organic semiconductor compound having liquid crystallinity generally has a lower limit of the temperature range showing a liquid crystal phase higher than room temperature, and shows a crystalline state at room temperature. Although it exhibits stable carrier transport characteristics in the liquid crystal temperature range, it does not exhibit stable carrier transport properties due to the influence of crystal grain boundaries in the crystalline state. Therefore, an organic transistor using such a liquid crystal organic semiconductor has a problem that it does not exhibit switching characteristics over a wide temperature range including room temperature.
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく、例えば溶媒への溶解性が良好であり、かつ液晶温度範囲における安定で高いキャリア輸送性を維持しながら、室温を含めた広い温度範囲で、(1)液晶相を発現する構造、もしくは(2)結晶化度を下げる構造を有し、塗布法により良好な成膜性を有する有機半導体材料を提供することを課題としている。 Therefore, in order to solve such problems, the present invention, for example, has good solubility in a solvent and maintains a stable and high carrier transportability in a liquid crystal temperature range, and in a wide temperature range including room temperature. It is an object of the present invention to provide an organic semiconductor material that has (1) a structure that exhibits a liquid crystal phase, or (2) a structure that lowers the degree of crystallinity, and has good film forming properties by a coating method.
また、本発明の有機半導体材料を用いることで、例えば素子のバラツキを低減し、かつ良好なスイッチング特性を有する有機トランジスタを提供することを課題としている。 Another object of the present invention is to provide an organic transistor having good switching characteristics, for example, by reducing variation in elements by using the organic semiconductor material of the present invention.
本発明者らは、柔軟な分子構造のコアとビルディングブロックを有するポリアルキレンデンドリマーの末端に特定の基を導入したデンドリマーによって、上述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a dendrimer in which a specific group is introduced at the terminal of a polyalkylene dendrimer having a flexible molecular structure core and a building block, and have completed the present invention.
すなわち、本発明のデンドリマーは、ポリアルキレンイミンデンドリマーから誘導され、少なくとも一部の末端基が式(B1)〜(B5)で表される基からなる群より選択される基であることを特徴としている。 That is, the dendrimer of the present invention is derived from a polyalkyleneimine dendrimer, and is characterized in that at least a part of the end groups is a group selected from the group consisting of groups represented by formulas (B1) to (B5). Yes.
ルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルであり、Y1が炭素数1から20のアル
キルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルである場合には、直鎖アルキルまたは分岐アルキルのいずれかであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−S−
、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、基中の炭素はSiで置き換えられてもよい。
, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C≡C—, and carbon in the group may be replaced with Si.
Z1は炭素数1から30のアルキレンであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−CO−、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、Z2、Z3およびZ4は独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C
−、−CH2−O−、−O−CH2−、−COO−、または−OCO−であり、Z5および
Z6は独立して単結合または−C≡C−であり、Z7およびZ8は独立して単結合、−CO
−、−O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2−O−、−O−CH2−、−COO−、または−OCO−である。
Z 1 is alkylene having 1 to 30 carbon atoms, and at least one —CH 2 — in the group is —CO—, —O—, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C ≡C— may be substituted, Z 2 , Z 3 and Z 4 are independently a single bond, —CH═CH—, —C≡C
—, —CH 2 —O—, —O—CH 2 —, —COO—, or —OCO—, wherein Z 5 and Z 6 are independently a single bond or —C≡C—, Z 7 and Z 8 is independently a single bond, —CO
—, —O—, —CH═CH—, —C≡C—, —CH 2 —O—, —O—CH 2 —, —COO—, or —OCO—.
A1、A2、A3およびA4は独立して単結合、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−ピリミジン、2,5−ピリジン、2,6−ベンゾチアゾール、または2,5−オキサジアゾールである(ただし、A1、A2、A3およびA4
のうち、少なくとも3つは独立して、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−ピリミジン、2,5−ピリジン、または2,5−オキサジアゾールである)。
A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-pyrimidine, 2,5-pyridine, 2,6-benzothiazole or 2,5-oxadiazole (provided that A 1 , A 2 , A 3 and A 4
Of which at least three are independently 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-pyrimidine, 2,5-pyridine, or 2,5-oxadiazole).
A5およびA7は独立して単結合、1,4−フェニレンまたは2,5−チオフェンであり、A6は1,4−フェニレンまたは2,6−ナフタレンであり、A8およびA9は独立して
単結合、1,4−フェニレンまたは2,5−チオフェンであり、A10、A11、A12、A13およびA14は独立して単結合、縮合チオフェン、2,5−チオフェン、2,2’−ジチオフェン、チアゾロチアゾール、フルオレン、カルバゾール、または1,4−フェニレンである(ただし、A10、A11、A12、A13およびA14のうち、少なくとも1つは独立して、縮合チオフェン、チアゾロチアゾール、フルオレン、またはカルバゾールである)。
A 5 and A 7 are independently a single bond, 1,4-phenylene or 2,5-thiophene, A 6 is 1,4-phenylene or 2,6-naphthalene, and A 8 and A 9 are independently Single bond, 1,4-phenylene or 2,5-thiophene, and A 10 , A 11 , A 12 , A 13 and A 14 are independently a single bond, fused thiophene, 2,5-thiophene, 2 , 2′-dithiophene, thiazolothiazole, fluorene, carbazole, or 1,4-phenylene (wherein at least one of A 10 , A 11 , A 12 , A 13 and A 14 is independently Fused thiophene, thiazolothiazole, fluorene, or carbazole).
pは1から5の整数である。また、式(B1)〜(B5)において、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−チオフェン、縮合チオフェン、フルオレンおよびカルバゾールの側方位の少なくとも1つの水素は、ハロゲン、シアノ、炭素数1から20のア
ルキル、または炭素数1から20のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく、炭素数1から20のアルキルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルで置き換えられる場合は、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−S−、−CH=CH−または−
C≡C−で置き換えられてもよい。
p is an integer of 1 to 5. In the formulas (B1) to (B5), at least one hydrogen in the side orientation of 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-thiophene, condensed thiophene, fluorene, and carbazole is halogen, cyano, It may be substituted with alkyl having 1 to 20 carbon atoms, or alkyl halide having 1 to 20 carbon atoms, and when substituted with alkyl having 1 to 20 carbon atoms or alkyl halide having 1 to 20 carbon atoms, At least one —CH 2 — represents —O—, —S—, —CH═CH— or —.
C≡C— may be substituted.
また、前記式(B1)〜(B5)中、Y1が炭素数1から20の直鎖または分岐のアル
キルであり(ただし、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−O
CO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよい)、Z2からZ8が単結合であってもよい。
In the formulas (B1) to (B5), Y 1 is a linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms (provided that at least one —CH 2 — in the group is —O—, — COO-, -O
CO—, —CH═CH— or —C≡C— may be substituted), and Z 2 to Z 8 may be a single bond.
さらに、本発明のデンドリマーは、ポリアルキレンイミンデンドリマーから誘導され、少なくとも一部の末端基が式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)または(B5−c)で表される基からなる群より選択される基であるのが好ましい。 Furthermore, the dendrimer of the present invention is derived from a polyalkyleneimine dendrimer, and at least some of the end groups are represented by the formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3 A group selected from the group consisting of groups represented by -b), (B4-a), (B4-b), (B5-a), (B5-b) or (B5-c); preferable.
ゲン、または炭素数1から20のアルキルであり、Y2が炭素数1から20のアルキルで
ある場合には、直鎖アルキルまたは分岐アルキルのいずれかであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C
−で置き換えられていてもよい。
Z1は炭素数1から30のアルキレンであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−CO−、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよい。
It may be replaced with-.
Z 1 is alkylene having 1 to 30 carbon atoms, and at least one —CH 2 — in the group is —CO—, —O—, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C It may be replaced with ≡C-.
A15およびA16は独立して単結合、1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニル、または2,6−ナフタレンである(ただし、A15およびA16の両方が単結合である場合、ならびにA15およびA16の両方が4,4’−ビフェニルの場合を除く);
A17、A18、A19およびA20は独立して単結合または1,4−フェニレンであり、A21およびA22は独立して1,4−フェニレン、2,5−チオフェンまたは2,2’−ビチオフェンである;A23およびA24は独立して単結合、2,5−チオフェン、または1,4−フェニレンである。
A 15 and A 16 are each independently a single bond, 1,4-phenylene, 4,4′-biphenyl, or 2,6-naphthalene (provided that both A 15 and A 16 are single bonds, And A 15 and A 16 are both 4,4′-biphenyl);
A 17 , A 18 , A 19 and A 20 are independently a single bond or 1,4-phenylene, and A 21 and A 22 are independently 1,4-phenylene, 2,5-thiophene or 2,2 '-Bithiophene; A 23 and A 24 are independently a single bond, 2,5-thiophene, or 1,4-phenylene.
qは3から7の整数である。
また、式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)および(B5−c)において、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、4,4’−ビフェニルおよび2,5−チオフェンの側方位の少なくとも1つの水素は、ハロゲン、メチルまたはエチルで置き換えられていてもよい。
q is an integer of 3 to 7.
Also, the formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), (B4-b), (B5-a) , (B5-b) and (B5-c), at least one hydrogen in the side orientation of 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 4,4′-biphenyl and 2,5-thiophene is halogen, It may be replaced with methyl or ethyl.
さらに、前記式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)および(B5−c)中、Y2が炭素数1から20の直鎖または分岐のアルキルであり(ただし、基中の少なくと
も1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡
C−で置き換えられていてもよい)、A15が単結合であり、A16が1,4−フェニレンであり、A17およびA18が単結合であり、A19およびA20が単結合であり、A21およびA22が2,2’−ビチオフェンであり、A23およびA24は独立して単結合または2,5−チオフェンであってもよい。
Further, the formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), (B4-b), (B5-a) ), (B5-b) and (B5-c), Y 2 is linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms (provided that at least one —CH 2 — in the group is —O— , -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡
C 15 may be substituted), A 15 is a single bond, A 16 is 1,4-phenylene, A 17 and A 18 are single bonds, and A 19 and A 20 are single bonds. Yes, A 21 and A 22 may be 2,2′-bithiophene, and A 23 and A 24 may independently be a single bond or 2,5-thiophene.
前記ポリアルキレンイミンデンドリマーは、良好な成膜性および合成の容易さの観点から、ポリプロピレンイミンデンドリマーであるのが好ましく、世代数が0〜5であるのが望ましい。更に好ましい世代数は0〜3であり、特に好ましい世代数は1と2である。 The polyalkyleneimine dendrimer is preferably a polypropyleneimine dendrimer and preferably has a generation number of 0 to 5 from the viewpoint of good film formability and ease of synthesis. Further, the preferred number of generations is 0 to 3, and the particularly preferred number of generations is 1 and 2.
また、本発明のデンドリマーは、塗布法を用いた良好な成膜性と高い移動度の観点から、液晶相(中間相)を有するのが好ましい。さらに好ましくは、室温(25℃)において液晶相を示すのが好ましい。特に好ましくは該液晶相がスメクチック相であるのが好ましい。 Moreover, it is preferable that the dendrimer of this invention has a liquid crystal phase (intermediate phase) from a viewpoint of the favorable film formability using the apply | coating method, and high mobility. More preferably, it exhibits a liquid crystal phase at room temperature (25 ° C.). It is particularly preferable that the liquid crystal phase is a smectic phase.
本発明の有機半導体は、上記デンドリマーを用いたもの、または磁場を利用することによって配向性を増したものであることを特徴としており、さらに本発明の有機トランジスタは、該有機半導体を用いたものであることを特徴としている。 The organic semiconductor of the present invention is characterized by using the above-mentioned dendrimer or having increased orientation by using a magnetic field, and the organic transistor of the present invention uses the organic semiconductor. It is characterized by being.
本発明のデンドリマーは、柔軟な分子構造のコアとビルディングブロックを有するポリアルキレンイミンデンドリマーの末端に良好なキャリア輸送性を有する特定の基が導入されているので、室温を含めた広い温度範囲で安定なキャリア輸送性が得られるとともに高い移動度を有する。 The dendrimer of the present invention is stable in a wide temperature range including room temperature because a specific group having good carrier transportability is introduced at the terminal of the polyalkyleneimine dendrimer having a flexible molecular structure core and building block. Excellent carrier transportability and high mobility.
また、本発明のデンドリマーを用いれば、塗布法による良好な成膜性を有する有機半導体層および有機トランジスタ(液晶有機半導体)を提供することができる。
さらに、本発明のデンドリマーを用いれば、有機半導体層の成膜工程において、外場(電場、磁場)を利用することによって容易に配向制御することができるので、移動度をより向上させることができる。
Moreover, if the dendrimer of this invention is used, the organic-semiconductor layer and organic transistor (liquid crystal organic semiconductor) which have the favorable film-forming property by the apply | coating method can be provided.
Furthermore, if the dendrimer of the present invention is used, the orientation can be easily controlled by using an external field (electric field, magnetic field) in the organic semiconductor layer deposition step, so that the mobility can be further improved. .
次に、本発明について具体的に説明する。
本発明のデンドリマーは、ポリアルキレンイミンデンドリマーから誘導され、少なくとも一部の末端基が式(B1)〜(B5)で表される基からなる群より選択される基であることを特徴としている。
Next, the present invention will be specifically described.
The dendrimer of the present invention is derived from a polyalkyleneimine dendrimer and is characterized in that at least a part of the end groups is a group selected from the group consisting of groups represented by formulas (B1) to (B5).
なお、本明細書において、前記ポリアルキレンイミンデンドリマーの末端基に導入されるこれら特定の基を「メソゲン基」ともいう。 In the present specification, these specific groups introduced into the terminal group of the polyalkyleneimine dendrimer are also referred to as “mesogen groups”.
ルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルであり、Y1が炭素数1から20のアル
キルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルである場合には、直鎖アルキルまたは分岐アルキルのいずれかであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−S−
、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、基中の炭素はSiで置き換えられてもよい。
, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C≡C—, and carbon in the group may be replaced with Si.
好ましいY1は、良好な配向性、広い液晶相温度範囲および信頼性の観点から、炭素数
1から20のアルキルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルが好ましい。ここで、Y1は、直鎖アルキルまたは分岐アルキルのいずれかでよく、また、基中の少なくとも
1つの−CH2−は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、また
は−C≡C−で置き換えられていてもよく、基中の炭素はSiで置き換えられてもよい。さらに好ましいY1は、炭素数5から20のアルキルまたは炭素数5から20のハロゲン
化アルキルである。ここで、Y1は、直鎖アルキルであり、また、基中の少なくとも1つ
の−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−
で置き換えられていてもよい。
Preferred Y 1 is preferably an alkyl having 1 to 20 carbon atoms or an alkyl halide having 1 to 20 carbon atoms from the viewpoint of good orientation, a wide liquid crystal phase temperature range and reliability. Here, Y 1 may be either linear alkyl or branched alkyl, and at least one —CH 2 — in the group is —O—, —S—, —COO—, —OCO—, — CH═CH— or —C≡C— may be substituted, and carbon in the group may be substituted with Si. Further preferred Y 1 is alkyl having 5 to 20 carbons or alkyl halide having 5 to 20 carbons. Here, Y 1 is a linear alkyl, and at least one —CH 2 — in the group is —O—, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C≡C. −
It may be replaced with.
Z1は炭素数1から30のアルキレンであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−CO−、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、Z2、Z3およびZ4は独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C
−、−CH2−O−、−O−CH2−、−COO−、または−OCO−であり、Z5および
Z6は独立して単結合または−C≡C−であり、Z7およびZ8は独立して単結合、−CO
−、−O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2−O−、−O−CH2−、−COO−、または−OCO−である。好ましいZ1は、高い移動度を維持する観点から、すなわち
、メソゲン基間の相互作用を保持する観点から、炭素数5以上のアルキレンが好ましい。
Z 1 is alkylene having 1 to 30 carbon atoms, and at least one —CH 2 — in the group is —CO—, —O—, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C ≡C— may be substituted, Z 2 , Z 3 and Z 4 are independently a single bond, —CH═CH—, —C≡C
—, —CH 2 —O—, —O—CH 2 —, —COO—, or —OCO—, wherein Z 5 and Z 6 are independently a single bond or —C≡C—, Z 7 and Z 8 is independently a single bond, —CO
—, —O—, —CH═CH—, —C≡C—, —CH 2 —O—, —O—CH 2 —, —COO—, or —OCO—. Z 1 is preferably alkylene having 5 or more carbon atoms from the viewpoint of maintaining high mobility, that is, from the viewpoint of maintaining the interaction between mesogenic groups.
さらに好ましくは炭素数10以上のアルキレンである。なかでも合成の容易さの観点から、基中の1つの−CH2−は、−CO−で置き換えられているアルキレンが好ましい。
好ましいZ2、Z3およびZ4は、高い移動度の観点から、独立して単結合、−C≡C−で
ある。
More preferred is alkylene having 10 or more carbon atoms. Among these, from the viewpoint of ease of synthesis, one —CH 2 — in the group is preferably alkylene substituted with —CO—.
Desirable Z 2 , Z 3 and Z 4 are independently a single bond, —C≡C—, from the viewpoint of high mobility.
さらに好ましいZ2、Z3およびZ4は、単結合である。好ましいZ5およびZ6は、高い
移動度の観点から、単結合である。好ましいZ7およびZ8は、高い移動度の観点から、独立して単結合、または−C≡C−である。さらに好ましいZ7およびZ8は、単結合である。
Further preferred Z 2 , Z 3 and Z 4 are single bonds. Preferred Z 5 and Z 6 are single bonds from the viewpoint of high mobility. Desirable Z 7 and Z 8 are independently a single bond or —C≡C— from the viewpoint of high mobility. Further preferred Z 7 and Z 8 are a single bond.
A1、A2、A3およびA4は独立して単結合、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−ピリミジン、2,5−ピリジン、2,6−ベンゾチアゾール、または2,5−オキサジアゾールである(ただし、A1、A2、A3およびA4
のうち、少なくとも3つは独立して、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−ピリミジン、2,5−ピリジン、または2,5−オキサジアゾールである)。好ましい
A1、A2、A3およびA4は、高い移動度、広い液晶相温度範囲および信頼性の観点から、独立して単結合、1,4−フェニレン、または2,6−ナフタレンである。
A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-pyrimidine, 2,5-pyridine, 2,6-benzothiazole or 2,5-oxadiazole (provided that A 1 , A 2 , A 3 and A 4
Of which at least three are independently 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-pyrimidine, 2,5-pyridine, or 2,5-oxadiazole). Desirable A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independently a single bond, 1,4-phenylene or 2,6-naphthalene from the viewpoints of high mobility, a wide liquid crystal phase temperature range and reliability. .
A5およびA7は独立して単結合、1,4−フェニレンまたは2,5−チオフェンであり、A6は1,4−フェニレンまたは2,6−ナフタレンであり、A8およびA9は独立して
単結合、1,4−フェニレンまたは2,5−チオフェンであり、A10、A11、A12、A13およびA14は独立して単結合、縮合チオフェン、2,5−チオフェン、2,2’−ジチオフェン、チアゾロチアゾール、フルオレン、カルバゾール、1,4−フェニレンである(ただし、A10、A11、A12、A13およびA14のうち、少なくとも1つは独立して、縮合チオフェン、チアゾロチアゾール、フルオレン、またはカルバゾールである)。
A 5 and A 7 are independently a single bond, 1,4-phenylene or 2,5-thiophene, A 6 is 1,4-phenylene or 2,6-naphthalene, and A 8 and A 9 are independently Single bond, 1,4-phenylene or 2,5-thiophene, and A 10 , A 11 , A 12 , A 13 and A 14 are independently a single bond, fused thiophene, 2,5-thiophene, 2 , 2'-dithiophene, thiazolothiazole, fluorene, carbazole, 1,4-phenylene (provided, however, that a 10, a 11, a 12 , a 13 and a 14, at least one independently, condensation Thiophene, thiazolothiazole, fluorene, or carbazole).
高い移動度および広い液晶温度範囲の観点から、A10、A11、A12、A13およびA14のうち、少なくとも1つが独立して縮合チオフェンまたはチアゾロチアゾールであるのが好ましい。縮合チオフェンとして、チエノチオフェンまたはジチエノチオフェンが好ましい。特に好ましい縮合チオフェンはチエノチオフェンである。 From the viewpoint of high mobility and a wide liquid crystal temperature range, at least one of A 10 , A 11 , A 12 , A 13 and A 14 is preferably condensed thiophene or thiazolothiazole. As the condensed thiophene, thienothiophene or dithienothiophene is preferable. A particularly preferred fused thiophene is thienothiophene.
pは1から5の整数である。
また、式(B1)〜(B5)において、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−チオフェン、縮合チオフェン、フルオレンおよびカルバゾールの側方位の少なくとも1つの水素は、ハロゲン、シアノ、炭素数1から20のアルキル、または炭素数1から20のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく、炭素数1から20のアルキルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルで置き換えられる場合は、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−S−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられても
よい。
p is an integer of 1 to 5.
In the formulas (B1) to (B5), at least one hydrogen in the side orientation of 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-thiophene, condensed thiophene, fluorene, and carbazole is halogen, cyano, It may be substituted with alkyl having 1 to 20 carbon atoms, or alkyl halide having 1 to 20 carbon atoms, and when substituted with alkyl having 1 to 20 carbon atoms or alkyl halide having 1 to 20 carbon atoms, At least one of —CH 2 — may be replaced by —O—, —S—, —CH═CH— or —C≡C—.
この場合には、高い信頼性、広い液晶相温度範囲および液晶相温度範囲の下限値を下げる等の観点から、好ましい置換基として、ハロゲン、炭素数1から20のアルキルまたは炭素数1から20のアルコキシが挙げられる。さらに好ましい置換基は、フッ素、あるいは炭素数1から5のアルキルまたはアルコキシである。特に好ましい置換基は、メチルまたはエチルである。 In this case, from the viewpoints of high reliability, a wide liquid crystal phase temperature range and a lower limit of the liquid crystal phase temperature range, etc., preferred substituents are halogen, alkyl having 1 to 20 carbons, or alkyl having 1 to 20 carbons. Alkoxy is mentioned. Further preferred substituents are fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons or alkoxy. Particularly preferred substituents are methyl or ethyl.
本発明のデンドリマーは、ポリアルキレンイミンデンドリマーから誘導されるが、該ポリアルキレンイミンデンドリマーは、柔軟な分子構造のコアとビルディングブロックを有
しているため、ポリアミドアミンデンドリマーやカルボシランデンドリマーから誘導されるデンドリマーと比較して、メソゲン基間の相互作用を保持し易い。したがって、該ポリアルキレンイミンデンドリマーの末端に導入された前記特定の基と相まって、液晶性の発現のし易さに著しく優れているとともに、室温を含めた広い温度範囲で安定なキャリア輸送性および高い移動度を保持することができる。
The dendrimers of the present invention are derived from polyalkyleneimine dendrimers, which are derived from polyamidoamine dendrimers and carbosilane dendrimers because they have a flexible molecular core and building blocks. Compared to dendrimers, the interaction between mesogenic groups is easily retained. Therefore, in combination with the specific group introduced at the terminal of the polyalkyleneimine dendrimer, the liquid crystallinity is remarkably easily expressed, and stable carrier transportability and high in a wide temperature range including room temperature. Mobility can be maintained.
本発明のデンドリマーにおける前記特定の末端基は、大きいπ共役を有する棒状のメソゲン基であり、優れた液晶性を示す。
前記式(B1)〜(B5)の好ましい例として、たとえば、式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)または(B5−c)が挙げられる。
The specific end group in the dendrimer of the present invention is a rod-shaped mesogen group having a large π conjugation and exhibits excellent liquid crystallinity.
Preferred examples of the formulas (B1) to (B5) include, for example, formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4- a), (B4-b), (B5-a), (B5-b) or (B5-c).
ゲン、または炭素数1から20のアルキルであり、Y2が炭素数1から20のアルキルで
ある場合には、直鎖アルキルまたは分岐アルキルのいずれかであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C
−で置き換えられていてもよい。
It may be replaced with-.
Z1は式(B1)〜(B5)におけるZ1と同義である。
A15およびA16は独立して単結合、1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニル、または2,6−ナフタレンである(ただし、A15およびA16の両方が単結合である場合、なら
びにA15およびA16の両方が4,4’−ビフェニルの場合を除く)。A17、A18、A19およびA20は独立して単結合、または1,4−フェニレンであり、A21およびA22は独立して1,4−フェニレン、2,5−チオフェンまたは2,2’−ビチオフェンである;A23およびA24は独立して単結合、2,5−チオフェン、または1,4−フェニレンである。
Z 1 has the same meaning as Z 1 in the formula (B1) ~ (B5).
A 15 and A 16 are each independently a single bond, 1,4-phenylene, 4,4′-biphenyl, or 2,6-naphthalene (provided that both A 15 and A 16 are single bonds, and unless both of a 15 and a 16 is a 4,4'-biphenyl). A 17 , A 18 , A 19 and A 20 are each independently a single bond or 1,4-phenylene, and A 21 and A 22 are independently 1,4-phenylene, 2,5-thiophene or 2, 2′-bithiophene; A 23 and A 24 are independently a single bond, 2,5-thiophene, or 1,4-phenylene.
また、式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)および(B5−c)において、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、4,4’−ビフェニルおよび2,5−チオフェンの側方位の少なくとも1つの水素は、ハロゲン、メチルまたはエチルで置き換えられていてもよい。 Also, the formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), (B4-b), (B5-a) , (B5-b) and (B5-c), at least one hydrogen in the side orientation of 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 4,4′-biphenyl and 2,5-thiophene is halogen, It may be replaced with methyl or ethyl.
さらに、前記式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)および(B5−c)中、Y2が炭素数1から20の直鎖または分岐のアルキルであり(ただし、基中の少なくと
も1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡
C−で置き換えられていてもよい)、A15が単結合であり、A16が1,4−フェニレンであり、A17およびA18が単結合であり、A19およびA20が1,4−フェニレンであり、A21およびA22が2,2’−ビチオフェンであり、A23およびA24が独立して単結合または2,5−チオフェンであるのが好ましい。
Further, the formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), (B4-b), (B5-a) ), (B5-b) and (B5-c), Y 2 is linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms (provided that at least one —CH 2 — in the group is —O— , -COO-, -OCO-, -CH = CH- or -C≡
C 15 may be substituted), A 15 is a single bond, A 16 is 1,4-phenylene, A 17 and A 18 are single bonds, and A 19 and A 20 are 1,4. -Phenylene, A 21 and A 22 are preferably 2,2′-bithiophene, and A 23 and A 24 are independently a single bond or 2,5-thiophene.
前記式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)および(B5−c)中、式(B1−a)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)または(B4−b)が好ましく、式(B1−a)、(B2−a)、(B4−b)がより好ましい。 Formula (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), (B4-b), (B5-a), In (B5-b) and (B5-c), the formula (B1-a), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a) or (B4-b) is Formulas (B1-a), (B2-a), and (B4-b) are more preferable.
前記式(B1)、(B2)、(B3)、(B4)、(B5)、(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)および(B5−c)として、より具体的には、たとえば、式(B1−1)〜(B5−10)が挙げられる。これらの中でも、高い移動度および良好な成膜性の観点から、式(B1−1)〜(B1−6)、式(B2−1)〜(B2−4)、式(B3−1)、式(B3−2)、式(B4−1)〜式(B4−9)が好ましい。 Formulas (B1), (B2), (B3), (B4), (B5), (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b) ), (B4-a), (B4-b), (B5-a), (B5-b) and (B5-c), more specifically, for example, the formulas (B1-1) to (B5) -10). Among these, from the viewpoint of high mobility and good film formability, the formulas (B1-1) to (B1-6), the formulas (B2-1) to (B2-4), the formula (B3-1), Formula (B3-2) and formula (B4-1) to formula (B4-9) are preferable.
さらに、末端基の100%が上記特定の基(メソゲン基)で修飾されているのが特に好
ましい。また、本発明の有機半導体は、全ての末端基が前記特定の基で修飾されたデンドリマーと、一部の末端基が修飾されたデンドリマーとの混合物を用いてもよい。末端基の修飾率は、H1−NMRおよび元素分析によって確認することができる。
Furthermore, it is particularly preferable that 100% of the end groups are modified with the specific group (mesogenic group). In addition, the organic semiconductor of the present invention may use a mixture of a dendrimer in which all terminal groups are modified with the specific group and a dendrimer in which some terminal groups are modified. The modification rate of the terminal group can be confirmed by H 1 -NMR and elemental analysis.
さらに、本発明のデンドリマーは、柔軟な分子構造のコアとビルディングブロックを有するポリアルキレンイミンデンドリマーから誘導されるため、得られるデンドリマーの世代数の制御を容易に行うことができる。第0世代、第1世代、第2世代および第3世代のポリプロピレンイミンデンドリマーの例を以下に示す。以下の例は、NH2−(CH2)4
−NH2(1,4−ジアミノブタン)を第0世代の中心構造としているが、該中心構造は
、NH2−(CH2)n−NH2(nは1〜20の整数)であればよい。
Furthermore, since the dendrimer of the present invention is derived from a polyalkyleneimine dendrimer having a flexible molecular structure core and a building block, the number of generations of the resulting dendrimer can be easily controlled. Examples of 0th generation, 1st generation, 2nd generation and 3rd generation polypropylene imine dendrimers are shown below. The following example is NH 2 — (CH 2 ) 4.
—NH 2 (1,4-diaminobutane) is the 0th generation central structure, and the central structure is NH 2 — (CH 2 ) n —NH 2 (where n is an integer of 1 to 20). Good.
なお、本明細書において、「本発明のデンドリマー」とは、第0世代のデンドリマーをも含む広義の意味である。
本発明に用いられるポリアルキレンイミンデンドリマーとしては、特に制限はないが、合成の容易性と高いキャリア輸送性の観点から、ポリプロピレンイミンデンドリマーが好ましい。これらのイミンデンドリマーは、公知の方法、たとえば、特許文献5に記載の方法で合成してもよく、また上市のものを用いてもよい。
In the present specification, the “dendrimer of the present invention” has a broad meaning including a 0th generation dendrimer.
The polyalkyleneimine dendrimer used in the present invention is not particularly limited, but a polypropyleneimine dendrimer is preferable from the viewpoint of easy synthesis and high carrier transportability. These imine dendrimers may be synthesized by a known method, for example, the method described in
上市のものとしては、例えば、アルドリッチ社製DAB−Am−4(ポリプロピレンイミンテトラミンデンドリマー:[−CH2CH2N(CH2CH2CH2NH2)2]2:世代数=1)、DAB−Am−8(ポリプロピレンイミンオクタミンデンドリマー:[−CH2
CH2N[(CH2)3N[(CH2)3NH2]2]2]2:世代数=2)、DAB−Am−1
6(ポリプロピレンイミンヘキサデカミンデンドリマー:[−CH2CH2N[(CH2)3N[(CH2)3N[(CH2)3NH2]2]2]2]2:世代数=3)またはDAB−Am−
64(ポリプロピレンイミンテトラヘキサコンタミンデンドリマー:[−CH2CH2N[(CH2)3N[(CH2)3N[(CH2)3N[(CH2)3N[(CH2)3NH2]2]2]2]2]2]2:世代数=5)等を用いることができる。
For example, DAB-Am-4 (polypropyleneiminetetramine dendrimer: [—CH 2 CH 2 N (CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ) 2 ] 2 : generation number = 1), DAB manufactured by Aldrich -am-8 (polypropylene imine octa Min dendrimer: [- CH 2
CH 2 N [(CH 2) 3 N [(CH 2) 3 NH 2] 2] 2] 2: Generation Number = 2), DAB-Am- 1
6 (polypropylenimine hexadecamine dendrimer: [—CH 2 CH 2 N [(CH 2 ) 3 N [(CH 2 ) 3 N [(CH 2 ) 3 NH 2 ] 2 ] 2 ] 2 ] 2 : number of generations = 3) or DAB-Am-
64 (polypropyleneimine tetra hexa contaminant emissions Dendrimer: [- CH 2 CH 2 N [(CH 2) 3 N [(CH 2) 3 N [(CH 2) 3 N [(CH 2) 3 N [(CH 2) 3 NH 2 ] 2 ] 2 ] 2 ] 2 ] 2 ] 2 : number of generations = 5) and the like can be used.
本発明のデンドリマーは、これらポリアルキレンイミンデンドリマー末端のNH2基の
Hを前記特定の基で置換することによって得られる。
多官能性アミン化合物であるポリプロピレンイミンデンドリマー末端の修飾には、アクリル酸エステル誘導体を用いる。すなわち、前記多官能性アミン化合物とアクリル酸エステル誘導体を有機溶媒中で反応させることにより、本発明のデンドリマーを得ることができる。
The dendrimer of the present invention can be obtained by substituting H of the NH 2 group at the terminal of these polyalkyleneimine dendrimers with the specific group.
An acrylic ester derivative is used for modification of the end of the polypropyleneimine dendrimer, which is a polyfunctional amine compound. That is, the dendrimer of the present invention can be obtained by reacting the polyfunctional amine compound with an acrylate derivative in an organic solvent.
多官能性アミン化合物とアクリル酸エステルとの反応比は、好ましくはアミン化合物1
モルに対してアクリル酸エステル1.0〜3.0モル、より好ましくは1.1〜1.5モルである。反応溶剤としては、これらの溶剤として従来公知のものを用いることができる。
The reaction ratio between the polyfunctional amine compound and the acrylate is preferably an amine compound 1
It is 1.0-3.0 mol of acrylic acid ester with respect to mol, More preferably, it is 1.1-1.5 mol. As the reaction solvent, conventionally known solvents can be used as these solvents.
具体的にはテトラクロロエチレン、1,2−ジクロロエタンまたはクロロホルムなどのハロゲン化炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンまたはシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフランまたはジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、トルエンまたはキシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドまたはN,N−ジメチルアセトアミド等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。 Specifically, halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethylene, 1,2-dichloroethane or chloroform, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone or cyclohexanone, cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran or dioxane, toluene or xylene, etc. Examples include an aprotic polar solvent such as an aromatic hydrocarbon solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide. These may be used alone or in combination of two or more.
反応温度としては、好ましくは−50℃〜150℃、より好ましくは25℃〜80℃である。この温度範囲であると、反応速度が低下するおそれがなく、かつ多官能アミン化合物や液晶性アクリル酸エステル誘導体の安定性を保持することができる。末端基の置換の確認は、未反応アミンの1H−NMRを測定することによって行うことができる。本発明
のデンドリマーは、上述したとおり、末端基の全てが完全に置き換えられていなくてもよい。
The reaction temperature is preferably −50 ° C. to 150 ° C., more preferably 25 ° C. to 80 ° C. Within this temperature range, there is no fear that the reaction rate will decrease, and the stability of the polyfunctional amine compound or the liquid crystalline acrylate derivative can be maintained. Confirmation of the substitution of the terminal group can be performed by measuring 1 H-NMR of the unreacted amine. As described above, in the dendrimer of the present invention, all of the end groups may not be completely replaced.
本発明のデンドリマーは、柔軟な分子構造のコアとビルディングブロックを有したポリアルキレンイミンデンドリマーから誘導されるため、該ポリアルキレンイミンデンドリマーの末端に導入された前記特定の基と相まって、塗布法で良好な成膜性を有し、かつ高移動度を有することができる。良好な成膜性を有するためには、室温で結晶性を下げること、および溶媒への良好な溶解性を保持することが必要である。特に、室温で液晶相を有するのが好ましい。 Since the dendrimer of the present invention is derived from a polyalkyleneimine dendrimer having a flexible molecular structure core and building block, it is excellent in the coating method in combination with the specific group introduced at the terminal of the polyalkyleneimine dendrimer. Film forming property and high mobility. In order to have good film formability, it is necessary to lower the crystallinity at room temperature and to maintain good solubility in a solvent. In particular, it preferably has a liquid crystal phase at room temperature.
なお、本明細書において、「室温」とは25℃を意味する。
本発明のデンドリマーが液晶性を保持できる温度範囲とは、通常0〜100℃、好ましくは−20〜150℃、より好ましくは−40〜200℃である。このように、本発明のデンドリマーは室温を含めた広い温度範囲で優れた液晶性を保持することができるため、室温下においても充分に安定なキャリア輸送性および高い移動度を有することができるとともに、高温プロセスを要しない塗布成膜法を用いることにより、容易に薄膜形成を行うことができる。ただし、本発明のデンドリマーは、室温で結晶化せず良好な成膜性を有するため、必ずしも室温で液晶相を示さなくてもよい。
In this specification, “room temperature” means 25 ° C.
The temperature range in which the dendrimer of the present invention can maintain liquid crystallinity is usually 0 to 100 ° C, preferably -20 to 150 ° C, more preferably -40 to 200 ° C. As described above, since the dendrimer of the present invention can maintain excellent liquid crystallinity over a wide temperature range including room temperature, it can have sufficiently stable carrier transportability and high mobility even at room temperature. By using a coating film forming method that does not require a high temperature process, it is possible to easily form a thin film. However, since the dendrimer of the present invention does not crystallize at room temperature and has good film forming properties, it does not necessarily show a liquid crystal phase at room temperature.
なお、移動度には、TOF(Time of Flight)法による移動度(μTOF
:単位cm2/V・s)、および有機FET素子により求められる移動度(μFET:単位cm2/V・s)があり、μTOFが高いほど、μFETを高くすることができる。
The mobility is determined by the mobility (μ TOF ) according to the TOF (Time of Flight) method.
: Unit cm 2 / V · s), and mobility obtained by organic FET element (mu FET unit: cm 2 / V · s) may, as mu TOF is high, it is possible to increase the mu FET.
移動度(μTOF)は、TOF測定用セルの電極間の電圧を(V)、電極間距離をd、光
電流の波形から算出した膜厚中を横切る時間をTrとし、下記式(i)により求められる。
The mobility (μ TOF ) is expressed by the following formula (i) where the voltage between electrodes of the TOF measurement cell is (V), the distance between the electrodes is d, and the time traversing the film thickness calculated from the photocurrent waveform is Tr. Is required.
μTOF=d2 / (V・Tr) ・・・(i)
また、移動度(μFET)は、ドレイン電圧(VD)を固定し、ゲート電圧(VG)を変化
させることによって得られる伝達特性の曲線を用いて、下記式(ii)により求められる。
μ TOF = d 2 / (V · Tr) (i)
The mobility (μ FET ) is obtained by the following equation (ii) using a transfer characteristic curve obtained by fixing the drain voltage (V D ) and changing the gate voltage (V G ).
、Lはチャネル長、Wはチャネル幅、VTHは閾値電圧である。
本発明のデンドリマーが示す移動度(μTOF)は、通常10-3cm2/V・s以上、好ましくは10-2cm2/V・s以上であり、特に好ましくは10-1cm2/V・s以上である。上限値は特に限定されないが、通常10cm2/V・s以下である。また、移動度(μFET)は、移動度(μTOF)が大きいほど大きくなり、通常10-3cm2/V・s以上、好ましくは10-2cm2/V・s以上であり、特に好ましくは10-1cm2/V・s以上である。上限値は特に限定されないが、通常10cm2/V・s以下である。このように、本発
明のデンドリマーは、μTOFおよびμFETともに高い移動度を示すため、有機半導体材料として大変有用である。
The mobility (μ TOF ) exhibited by the dendrimer of the present invention is usually 10 −3 cm 2 / V · s or higher, preferably 10 −2 cm 2 / V · s or higher, particularly preferably 10 −1 cm 2 / V · s. V · s or more. Although an upper limit is not specifically limited, Usually, it is 10 cm < 2 > / V * s or less. The mobility (μ FET ) increases as the mobility (μ TOF ) increases, and is usually 10 −3 cm 2 / V · s or more, preferably 10 −2 cm 2 / V · s or more. Preferably, it is 10 −1 cm 2 / V · s or more. Although an upper limit is not specifically limited, Usually, it is 10 cm < 2 > / V * s or less. Thus, since the dendrimer of the present invention exhibits high mobility in both μ TOF and μ FET , it is very useful as an organic semiconductor material.
前記ポリアルキレンイミンデンドリマーの末端に導入された前記特定の基は、いわゆるメソゲン基と呼ばれるものである。「メソゲン基」とは、結晶相と非晶相の間に位置づけられる分子配向秩序性を有する中間相(液晶相)を示す基の総称である。中間相は、ネマチック液晶相、コレステリック液晶相、スメクチック液晶相、異方性柔粘性結晶相、光学的等方性液晶相およびディスコチック液晶相等に分類される(液晶便覧:液晶便覧編集委員会編)。 The specific group introduced at the terminal of the polyalkyleneimine dendrimer is a so-called mesogenic group. The “mesogenic group” is a general term for groups showing an intermediate phase (liquid crystal phase) having a molecular orientation order positioned between a crystalline phase and an amorphous phase. The intermediate phase is classified into a nematic liquid crystal phase, a cholesteric liquid crystal phase, a smectic liquid crystal phase, an anisotropic plastic crystal phase, an optically isotropic liquid crystal phase, a discotic liquid crystal phase, and the like (Liquid Crystal Handbook: Edited by Liquid Crystal Handbook Editorial Committee).
これらの中でも、秩序度が高いほど移動度が大きくなるため、特にスメクチック液晶相と異方性柔粘性結晶相が好ましいことが知られている。本発明のデンドリマーは、前記特定の基の種類により種々の液晶相を構成し得るが、分子配向秩序性が増すほど移動度が高くなるため、ネマチック液晶相よりスメクチック液晶相を示すものが好ましい。さらに、スメクチック液晶の中でも、例えば、SmE、SmH>SmB、SmG>SmB、SmF>SmA、SmCの順に好ましい。本発明のデンドリマーを用いれば、室温下においても良好な成膜性を有するため、優れたキャリア輸送性および移動度を有する有機半導体層および有機トランジスタを製造することができる。 Among these, since the mobility increases as the degree of order increases, it is known that a smectic liquid crystal phase and an anisotropic plastic crystal phase are particularly preferable. The dendrimer of the present invention can form various liquid crystal phases depending on the type of the specific group. However, since the mobility increases as the molecular alignment order increases, the dendrimer preferably exhibits a smectic liquid crystal phase rather than a nematic liquid crystal phase. Further, among smectic liquid crystals, for example, SmE, SmH> SmB, SmG> SmB, SmF> SmA, and SmC are preferable in this order. If the dendrimer of the present invention is used, since it has good film forming properties even at room temperature, an organic semiconductor layer and an organic transistor having excellent carrier transportability and mobility can be produced.
有機半導体層の形成方法には、公知の種々の成膜方法を適用することができる。具体的には、たとえば、本発明のデンドリマーを溶媒に溶解した溶液を用いることによって、スピンコート法、インクジェット法、キャスティング法、ディッピング法等のいずれの方法をも採用して成膜することができる。溶媒としては、極性溶媒および無極性溶媒のいずれを用いてもよい。 Various known film forming methods can be applied to the method for forming the organic semiconductor layer. Specifically, for example, by using a solution in which the dendrimer of the present invention is dissolved in a solvent, a film can be formed using any method such as a spin coating method, an ink jet method, a casting method, a dipping method, and the like. . As the solvent, either a polar solvent or a nonpolar solvent may be used.
具体的な溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、シクロヘキシルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンまたはトリクロロベンゼン等が挙げられる。溶媒の温度および基板の温度を制御することによって、更に良好な薄膜を形成することもできる。また、溶媒に溶解せず、本発明の化合物を直接加熱して溶融することによって、薄膜を形成することもできる。薄膜は、良好なFET素子特性を得る観点から、水分や酸素の影響ができるだけ少ない環境下において作製するのが好ましい。 Specific examples of the solvent include chloroform, dichloromethane, trichloromethane, toluene, xylene, tetrahydrofuran, cyclohexylbenzene, chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene. By controlling the temperature of the solvent and the temperature of the substrate, an even better thin film can be formed. Moreover, a thin film can also be formed by melt | dissolving the compound of this invention directly by heating, without melt | dissolving in a solvent. The thin film is preferably produced in an environment where the influence of moisture and oxygen is as small as possible from the viewpoint of obtaining good FET element characteristics.
本発明のデンドリマーを用いることにより得られる有機半導体層を構成要素とし、たとえば、整流機能または信号処理機能を有する素子として用いれば、他の半導体性を有する有機物または無機物と組み合わせることによって、整流素子または電流駆動型のトランジ
スタ、スイッチング動作を行うサイリスタ・トライアック・ダイアックなどの素子を構成することができる。また、液晶表示素子または電子ペーパーのような表示素子としても好適に用いることができる。
When the organic semiconductor layer obtained by using the dendrimer of the present invention is used as a constituent element, for example, as an element having a rectifying function or a signal processing function, by combining with an organic or inorganic substance having other semiconductor properties, An element such as a current-driven transistor or a thyristor, triac, or diac that performs a switching operation can be configured. Further, it can also be suitably used as a display element such as a liquid crystal display element or electronic paper.
また、本発明のデンドリマーを用いることにより得られる有機半導体層を用いて、有機FET素子を構成することもできる。有機FET素子は、一般的に、ガラスやプラスチック等の支持基板、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、ゲート絶縁膜および有機半導体層からなり、ゲート電極に印加する電圧を制御することによって、ゲート絶縁膜上の有機半導体層にキャリアを誘起し、ソース電極とドレイン電極に流れる電流を制御し、スイッチング動作を行う。有機FET素子には、ボトムゲート−ボトムコンタクト型、ボトムゲート−トップコンタクト型およびトップゲート型等があり、いずれを採用してもよい。 Moreover, an organic FET element can also be comprised using the organic-semiconductor layer obtained by using the dendrimer of this invention. An organic FET element is generally composed of a supporting substrate such as glass or plastic, a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a gate insulating film, and an organic semiconductor layer, and controls the voltage applied to the gate electrode to control the gate insulation. Carriers are induced in the organic semiconductor layer on the film, and a current flowing through the source electrode and the drain electrode is controlled to perform a switching operation. The organic FET element includes a bottom gate-bottom contact type, a bottom gate-top contact type, and a top gate type, and any of them may be adopted.
ゲート電極の材料としては、たとえば、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pt、In、Ni、Nd、Cr、ポリシリコン、アモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウムまたはインジウム錫化合物(Indium Tin Oxide:ITO)等の無機材料、またはドープされた導電性高分子等の有機材料が挙げられ、いずれを用いてもよい。また、ゲート絶縁層の材料としては、SiO2、SiN、Ta2O5またはAl2O3等の無機材料、ポリイミド、ポリカーボネートまたはポリパラキシリレン等の高分子材
料を採用することができる。
As a material of the gate electrode, for example, Al, Ta, Mo, Nb, Cu, Ag, Au, Pt, In, Ni, Nd, Cr, polysilicon, amorphous silicon, tin oxide, indium oxide, or indium tin compound ( An inorganic material such as Indium Tin Oxide (ITO) or an organic material such as a doped conductive polymer may be used, and any of them may be used. As a material for the gate insulating layer, an inorganic material such as SiO 2 , SiN, Ta 2 O 5 or Al 2 O 3 , or a polymer material such as polyimide, polycarbonate or polyparaxylylene can be employed.
ゲート絶縁膜の表面は、公知の表面処理、たとえば、HMDS処理(ヘキサメチルジシラザン処理)を行って、分子配向をコントロールすることができる。ソース電極およびドレイン電極の材料としては、ゲート電極と同種の材料を用いることができ、ゲート電極の材料と同じであっても異なっていてもよく、異種材料を積層してもよい。また、キャリアの注入効率を上げるために、これらの電極に表面処理を施してもよい。 The surface of the gate insulating film can be subjected to a known surface treatment such as HMDS treatment (hexamethyldisilazane treatment) to control the molecular orientation. As a material for the source electrode and the drain electrode, the same kind of material as that for the gate electrode can be used. The material may be the same as or different from the material for the gate electrode, or different kinds of materials may be stacked. In order to increase the carrier injection efficiency, these electrodes may be subjected to surface treatment.
さらに、本発明のデンドリマーを用いれば、磁場または電場を利用して配向制御することができる。配向制御の対象は、TOF用セル、または有機FET素子のいずれであってもよい。具体的には、本発明のデンドリマーが等方相を示すまで温度を上げ、等方相を示した状態で磁場を印加し、温度降下時間を制御しながら液晶相を経由して室温まで降温することによって、前記特定の基(メソゲン基)の長軸方向の大部分を磁場と平行にすることができる。TOF(Time of flight)用セル、または有機FET素子の面の法線方向と磁場の印加方向は任意に設定できるため、任意の方向に配向制御することができる。また、電極を形成して電場を利用した外場によっても同様の効果が得られる。 Furthermore, if the dendrimer of the present invention is used, the orientation can be controlled using a magnetic field or an electric field. The target of orientation control may be either a TOF cell or an organic FET element. Specifically, the temperature is increased until the dendrimer of the present invention exhibits an isotropic phase, a magnetic field is applied in a state of exhibiting the isotropic phase, and the temperature is decreased to room temperature via the liquid crystal phase while controlling the temperature drop time. Accordingly, most of the specific group (mesogen group) in the major axis direction can be parallel to the magnetic field. Since the normal direction of the surface of the TOF (Time of Flight) cell or the surface of the organic FET element and the application direction of the magnetic field can be set arbitrarily, the orientation can be controlled in any direction. The same effect can be obtained by an external field using an electric field by forming an electrode.
これらの効果については、たとえば、TOF用セルの場合、クロスニコルの偏光板にセルを挟持し、組織およびそのサイズの観察結果、およびX線回折の結果により確認することができる。また、有機FET素子の場合、AFM(原子間力顕微鏡)またはSEM(走査型電子顕微鏡)による観察結果、およびX線回折の結果により確認することができる。 For example, in the case of a cell for TOF, these effects can be confirmed by sandwiching the cell between crossed Nicol polarizing plates and observing the structure and its size and the result of X-ray diffraction. Further, in the case of an organic FET element, it can be confirmed by the observation result by AFM (atomic force microscope) or SEM (scanning electron microscope) and the result of X-ray diffraction.
したがって、本発明のデンドリマーを用いれば、前記特定の基の大部分が磁場方向に配向した有機半導体層を得ることができ、これを利用することによって、更に高い移動度を有する有機半導体および有機トランジスタを実現することができる。 Therefore, if the dendrimer of the present invention is used, an organic semiconductor layer in which most of the specific group is oriented in the magnetic field direction can be obtained. By using this, an organic semiconductor and an organic transistor having higher mobility can be obtained. Can be realized.
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。本発明はこれら実施例によってなんら限定されない。
各特性値の測定・算出および化合物の同定は下記の方法にしたがった。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. The present invention is not limited by these examples.
Measurement / calculation of each characteristic value and identification of the compound were performed according to the following methods.
(1)相転移系列の評価:
相転移系列は、DSC(Differential scanning calorimetry:示差走査熱量測定)、およびホットステージ付き偏光顕微鏡を用いた光学組織観察の双方の結果により決定した。評価開始温度を−40℃とし、温度上昇および温度下降速度を10℃/minとした。また、液晶相状態の高次の構造解析にはX線回折を利
用した。
(1) Evaluation of phase transition series:
The phase transition series was determined by the results of both DSC (Differential scanning calorimetry) and optical structure observation using a polarizing microscope with a hot stage. The evaluation start temperature was −40 ° C., and the temperature increase / decrease rate was 10 ° C./min. In addition, X-ray diffraction was used for higher-order structural analysis of the liquid crystal phase state.
(2)TOF(Time of Flight)法による移動度(μTOF)の測定:
本発明のデンドリマーをクロロホルムに1wt%の濃度で溶解し、スピンコートして乾燥させ、等方相まで加温し、次いで徐冷することによって有機半導体層を得た。TOF測定用のセルは、20μmの厚みを有する前記有機半導体層を、ITO(Indium Tin Oxide)電極を有するガラス基板で挟んだ構成とした。
(2) Measurement of mobility (μ TOF ) by TOF (Time of Flight) method:
The dendrimer of the present invention was dissolved in chloroform at a concentration of 1 wt%, spin-coated and dried, heated to an isotropic phase, and then gradually cooled to obtain an organic semiconductor layer. The cell for TOF measurement was configured such that the organic semiconductor layer having a thickness of 20 μm was sandwiched between glass substrates having ITO (Indium Tin Oxide) electrodes.
なお、これらの電極はキャリア種と有機半導体膜の仕事関数によって適宜、別種の電極材料を選択することができる。このTOF測定用セルの電極間に、電圧(V)を印加した状態でパルス光を照射し、光キャリアを生成し、キャリア輸送による電流値の変化を電圧に変換することによって、光電流をオシロスコープで計測した。パルス光には窒素レーザー(波長が337nm、パルス幅が5ns)を用いた。温度を変えてμTOFを測定する場
合は、メトラーにTOF測定用セルを挟持することによって測定した。μTOFは上記式(
i)により算出した。
In addition, as for these electrodes, another type of electrode material can be appropriately selected depending on the carrier type and the work function of the organic semiconductor film. By irradiating pulsed light with the voltage (V) applied between the electrodes of the TOF measurement cell, generating a photocarrier, and converting the change in the current value due to carrier transport into a voltage, the photocurrent is converted into an oscilloscope. Measured with. Nitrogen laser (wavelength: 337 nm, pulse width: 5 ns) was used for the pulsed light. When measuring μTOF at different temperatures, the measurement was performed by sandwiching a TOF measurement cell between the METTLER. μ TOF is the above formula (
Calculated by i).
(3)有機FET素子の作製と素子パラメーターの測定:
絶縁膜としてSiO2(膜厚は500nm)、ゲート電極としてn型Siウエハ(株式
会社セミテック製)を用い、ソース電極およびドレイン電極として、Cr(5nm)上にAu(50nm)をメタルマスクを利用して真空蒸着法により形成し、本発明のデンドリマーをクロロホルムに1wt%の濃度で溶解し、キャスティング法により有機半導体膜を形成してボトムコンタクト型の有機FET素子を作製した。
(3) Preparation of organic FET device and measurement of device parameters:
Use SiO 2 (thickness: 500 nm) as the insulating film, n-type Si wafer (manufactured by Semitec Co., Ltd.) as the gate electrode, and Au (50 nm) on Cr (5 nm) as the source and drain electrodes using a metal mask Then, the dendrimer of the present invention was dissolved in chloroform at a concentration of 1 wt%, and an organic semiconductor film was formed by casting to produce a bottom contact type organic FET device.
チャネル長(L)は、240μm、チャネル幅(W)は1.2mmであった。測定温度は室温(25℃)とした。
《移動度(μFET)と閾値電圧(VTH)の測定》
半導体パラメーターアナライザー(4140B:HEWLETT PACKARD)を用いて、ドレイン電圧(VD=−50V)を固定し、ゲート電圧(VG)を+20Vから−100Vまで1V刻みで変化させることによって、伝達特性の評価を行った。この伝達特性の曲線から上記式(ii)により、移動度(μFET)および閾値電圧(VTH)を算出した
。
The channel length (L) was 240 μm and the channel width (W) was 1.2 mm. The measurement temperature was room temperature (25 ° C.).
< Measurement of mobility ( μFET ) and threshold voltage ( VTH )>
Using a semiconductor parameter analyzer (4140B: HEWLETT PACKARD), the drain voltage (V D = −50V) is fixed, and the gate voltage (V G ) is changed from + 20V to −100V in increments of 1V to evaluate the transfer characteristics. Went. From this transfer characteristic curve, the mobility (μ FET ) and the threshold voltage (V TH ) were calculated by the above equation (ii).
《オンオフ比の算出》
上述の条件にて測定された伝達特性から、IDの最大値(ID max)と最小値(ID min)
を計測し、その比であるID max/ID minをオンオフ比として算出した。
<Calculation of on / off ratio>
From the measured transfer characteristics in the above conditions, the maximum value of I D (I D max) and minimum value (I D min)
Was calculated and the ratio I D max / I D min was calculated as the on / off ratio.
(4)合成化合物の同定
合成化合物の同定は、核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)(使用機器:FT−NM
R JMN−EX270(JEOL(株)製)、溶媒:CDCl3)の測定および元素分
析によって行った。
(4) Identification of Synthetic Compound The synthetic compound is identified by nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) (equipment used: FT-NM).
R JMN-EX270 (manufactured by JEOL Co., Ltd.), solvent: CDCl 3 ) measurement and elemental analysis were performed.
[実施例1]
<デンドリマー(1a)の合成>
[Example 1]
<Synthesis of Dendrimer (1a)>
窒素雰囲気下において、6−ブロモ−2−ナフトール(4.22g、18.9mmol:関東化学(株)製)と水酸化カリウム(1.26g、22.6mmol)をエタノール
(鹿一級)に溶解し、78℃で15分間攪拌した後、室温まで冷却し、エタノールに溶かした12−ブロモ−1−ドデカノール(アルドリッチ製)を滴下し、再び78℃にして、24時間攪拌した。反応終了後、エタノールを留去してクロロホルムに溶解し、希塩酸で中和した後、蒸留水で洗浄した。さらに、硫酸マグネシウムで脱水し、クロロホルムを留去した。クロロホルムとn−ヘキサンで再結晶を行い、収率66.1%で白色固体を得た。
窒素雰囲気下において、1−ブロモ−4−n−オクチルベンゼン(5g、18.6mmol:東京化成工業製)をテトラヒドロフラン(136mL)に溶解し、クールニクスを用いて−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(9.6mL、25.0mmol:n−ヘキサン溶液、2.6mol/L、関東化学(株)製)を加えた後、氷浴において0℃にし、1時間攪拌した後、再び−78℃にした。
2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(5.88mL、29.1mmol:アルドリッチ製)を加え、室温において24時間攪拌した。反応後、テトラヒドロフランを留去し、クロロホルムに溶解し、ブラインで洗浄した。カラムクロマトグラフィー(クロロホルム:n−ヘキサン=1:2)にて精製を行い、無色透明の液体1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2,ジオキサボロラン)−4−n−オクチルベンゼンを収率98.0%で得た。 2-Isopropoxy-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (5.88 mL, 29.1 mmol: manufactured by Aldrich) was added and stirred at room temperature for 24 hours. After the reaction, tetrahydrofuran was distilled off, dissolved in chloroform, and washed with brine. Purification by column chromatography (chloroform: n-hexane = 1: 2) gave a colorless and transparent liquid 1- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2, dioxaborolane) -4-n. -Octylbenzene was obtained in a yield of 98.0%.
窒素雰囲気下において、12−(6−ブロモ−ナフタレン−2−イロキシ)−ドデカン−1−オール(3.77g、10.0mmol)と1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2,ジオキサボロラン)−4−n−オクチルベンゼン(3.16g、10.0mmol)をテトラヒドロフラン(110mL)に溶解し、炭酸カリウム水溶液(151mmol、蒸留水108mLと炭酸カリウム20.9g)とテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.468g、0.405mmol:関東化学(株)製)を加え、60℃で24時間攪拌した。
反応終了後、不純物を濾別し、テトラヒドロフランを留去した。さらに、エタノールに溶解し、1規定の希塩酸(塩酸:蒸留水=1:10)に加えた。エタノールを留去し、クロロホルムで抽出、蒸留水で洗浄した。硫酸マグネシウムで脱水した後、クロロホルムを留去した。クロロホルムとn−ヘキサンで再結晶を行い、収率60.5%で白色固体を得た。 After completion of the reaction, impurities were filtered off and tetrahydrofuran was distilled off. Further, it was dissolved in ethanol and added to 1N dilute hydrochloric acid (hydrochloric acid: distilled water = 1: 10). Ethanol was distilled off, extracted with chloroform and washed with distilled water. After dehydration with magnesium sulfate, chloroform was distilled off. Recrystallization was performed with chloroform and n-hexane to obtain a white solid with a yield of 60.5%.
窒素雰囲気下において、2−(4−オクチルフェニル)−6−ドデシルオキシナフトール(1.03g、2.00mmol)をジクロロメタンに溶解し、トリエチルアミン(0.558mL、4.00mmol:関東化学(株)製)を加え、氷浴で30分間攪拌した。
アクリル酸クロイド(0.324mL、4.00mmol:関東化学(株)製)とジクロロメタンとを混合し、滴下ロートを用いて滴下し、0℃のまま12時間攪拌した。反応終了後、不純物を濾別し、ジクロロメタンを留去した。クロロホルムに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液、希塩酸、蒸留水の順で洗浄した。硫酸マグネシウムで脱水し、クロロホルムを留去した。カラムクロマトグラフィー(クロロホルム:n−ヘキサン=4:3)で精製し、収率92.2%で白色の固体を得た。 Acrylic acid croid (0.324 mL, 4.00 mmol: manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and dichloromethane were mixed and added dropwise using a dropping funnel, followed by stirring at 0 ° C. for 12 hours. After completion of the reaction, impurities were filtered off and dichloromethane was distilled off. It melt | dissolved in chloroform and wash | cleaned in order of sodium hydroxide aqueous solution, dilute hydrochloric acid, and distilled water. After dehydration with magnesium sulfate, chloroform was distilled off. Purification by column chromatography (chloroform: n-hexane = 4: 3) gave a white solid in a yield of 92.2%.
{6.9〜7.9ppm(10H,Benzene)、5.8,6.1,6.4ppm(3H,AcrylH)、4.05,4.15ppm(4H,OH-CH2)、1.29〜2.65ppm(34H,AlkylH)、2.35ppm(4H,OC-CH2)、0.96ppm(3H),CH3}。
{6.9~7.9ppm (10H, Benzene), 5.8,6.1,6.4ppm (3H, AcrylH), 4.05,4.15ppm (4H, OH-CH 2), 1.29 ~2.65ppm (34H, AlkylH), 2.35ppm (4H, OC-CH 2), 0.96ppm (3H), CH 3}.
(V) 2−(4−オクチルフェニル)−6−アクリロイルドデシルオキシナフタレン
とポリプロピレンイミンデンドリマーの合成
窒素雰囲気下において、2−(4−オクチルフェニル)−6−アクリロイルドデシルオキシナフタレン(200mg、0.350mmol)に、テトラヒドロフラン(0.8mL)に溶解させた世代数2のポリプロピレンイミンデンドリマー(アルドリッチ製)を加え、45℃で二週間攪拌した。反応終了後、クロロホルムを加えてメタノールを注加した。沈殿物を吸引濾過し、クロロホルム、メタノールを留去した。充分に乾燥させた後、できるだけ少量のクロロホルムに溶解させ、メタノールに注加した。沈殿物を吸引濾過した後、クロロホルム、メタノールを留去し、クリーム色の固体を得た。
(V) Synthesis of 2- (4-octylphenyl) -6-acryloyldodecyloxynaphthalene and polypropyleneimine dendrimer Under nitrogen atmosphere, 2- (4-octylphenyl) -6-acryloyldecyloxynaphthalene (200 mg, 0.350 mmol) ) Was added
{6.83〜7.86ppm(160H,Benzene)、3.94,4.04,4.08(
96H,O-CH2)、2.75ppm(32H,OC-C-CH2)、2.36ppm(52H,N-CH2)、2.35ppm(32H,OC-CH2)、1.57,1.71ppm(96H,O-C-CH2)、1.49ppm(28H,N-C-CH2)、1.29,1.33ppm(416H,AlkylH)、0.96ppm(48H,CH3)}。
{6.83 to 7.86 ppm (160H, Benzene), 3.94, 4.04, 4.08 (
96H, O—CH 2 ), 2.75 ppm (32H, OC—C—CH 2 ), 2.36 ppm (52H, N—CH 2 ), 2.35 ppm (32H, OC—CH 2 ), 1.57, 1.71ppm (96H, OC-CH 2 ), 1.49ppm (28H, NC-CH 2), 1.29,1.33ppm (416H, AlkylH), 0.96ppm (48H, CH 3)}.
さらに、元素分析の結果、理論値(C:78.31%、H:9.41%、N:1.97%)に対して、実測値(C:79.33%、H:9.81%、N:1.92%)となり、上記目的物が合成されたことを確認した。 Furthermore, as a result of elemental analysis, actual values (C: 79.33%, H: 9.81) were compared with theoretical values (C: 78.31%, H: 9.41%, N: 1.97%). %, N: 1.92%), confirming the synthesis of the target product.
《相転移系列の評価》
評価開始温度を−40℃とし、得られたデンドリマー(1a)の相転移系列を評価した結果、低温から室温を含めた広い温度範囲でSmE相を示し、昇温過程では、91.6℃でSmE相からSmB相に相転移し、111℃でSmB相からSmA相に相転移し、126℃でSmA相から等方相に相転移した。
<< Evaluation of phase transition series >>
As a result of evaluating the phase transition series of the obtained dendrimer (1a) at an evaluation start temperature of −40 ° C., the SmE phase was exhibited in a wide temperature range from low temperature to room temperature. The phase transition from SmE phase to SmB phase, phase transition from SmB phase to SmA phase at 111 ° C., and phase transition from SmA phase to isotropic phase at 126 ° C.
降温過程では、119℃で等方相からSmA相に相転移し、105℃でSmA相からSmB相に相転移し、86.6℃でSmB相からSmX相に相転移し、68.5℃でSmX相からSmE相に相転移した。デンドリマー(1a)は、室温下でSmE相を示し、低温領域まで結晶化しなかった。これより、本発明のデンドリマー(1a)は、液晶相温度範囲が室温まで拡大し(室温下でSmE相)、結晶化されないことがわかった。 In the temperature lowering process, the phase transition from the isotropic phase to the SmA phase at 119 ° C., the phase transition from the SmA phase to the SmB phase at 105 ° C., the phase transition from the SmB phase to the SmX phase at 86.6 ° C., and 68.5 ° C. Phase transition from SmX phase to SmE phase. Dendrimer (1a) showed an SmE phase at room temperature and did not crystallize to a low temperature region. From this, it was found that the dendrimer (1a) of the present invention has a liquid crystal phase temperature range expanded to room temperature (SmE phase at room temperature) and is not crystallized.
《TOF法による移動度の測定》
TOF測定用セルを上述の方法により作製し、本発明のデンドリマー(1a)を用いて室温(25℃)下における移動度の測定を行った結果、成膜性が良好であり、移動度は、μTOF(25℃)=2.0×10-3cm2 / V・sとなった。
<< Measurement of mobility by TOF method >>
A cell for TOF measurement was prepared by the above-described method, and the mobility was measured at room temperature (25 ° C.) using the dendrimer (1a) of the present invention. As a result, the film formability was good. μ TOF (25 ° C.) = 2.0 × 10 −3 cm 2 / V · s.
これにより、本発明のデンドリマー(1a)は、液晶相温度範囲の下限値が低く、室温下で液晶状態(SmE相)を実現することができ、室温下でも結晶粒界が存在せず、成膜性が良好であるため高い移動度を保持できることがわかった。 As a result, the dendrimer (1a) of the present invention has a low lower limit of the liquid crystal phase temperature range, can realize a liquid crystal state (SmE phase) at room temperature, has no crystal grain boundary even at room temperature, It was found that high mobility can be maintained because of good film properties.
《外場を利用した配向制御》
上記TOF用セルに対して磁場を利用して配向制御を行った。用いた装置の構成(電磁石:TM−WV8615 MRC−156)を図3に示す。セラミックヒーター16によって、一旦、等方相まで加熱して5分間保持した後、TOF測定用セルの面に対して平行に磁場10(2.4テスラ)を印加しながら、降温速度0.1℃/minにて室温まで冷却した。
《Orientation control using external field》
Orientation control was performed on the TOF cell using a magnetic field. The configuration of the apparatus used (electromagnet: TM-WV8615 MRC-156) is shown in FIG. The
光学組織を偏光顕微鏡で観察した結果、磁場を印加しない場合と比べて、配向性が良好になったことが確認された。磁場を印加しながら作製した有機半導体層の移動度を室温下で測定した結果、μTOF=3.1×10-3cm2 / V・sであった。これにより、本発明
のデンドリマー(1a)のメソゲン基の大部分を磁場方向に配向させた有機半導体層とすることで、さらに移動度の値を高くできることがわかった。
As a result of observing the optical structure with a polarizing microscope, it was confirmed that the orientation was better than when no magnetic field was applied. As a result of measuring the mobility of the organic semiconductor layer produced while applying a magnetic field at room temperature, it was μ TOF = 3.1 × 10 −3 cm 2 / V · s. Thus, it was found that the mobility value can be further increased by forming an organic semiconductor layer in which most of the mesogenic groups of the dendrimer (1a) of the present invention are oriented in the magnetic field direction.
《有機FET素子の作製と素子パラメーターの測定》
上述の方法に従って、本発明のデンドリマー(1a)を有機半導体層として有機FET素子を作製し、室温下でμFETを評価した結果、μFET=1.2×10-3cm2 / V・s、オンオフ比=8×103、VTH=−40Vであった。
<< Production of organic FET elements and measurement of element parameters >>
According to the above-mentioned method, an organic FET element was produced using the dendrimer (1a) of the present invention as an organic semiconductor layer, and μ FET was evaluated at room temperature. As a result, μ FET = 1.2 × 10 −3 cm 2 / V · s. On-off ratio = 8 × 10 3 and V TH = −40V.
[比較例1]
《相転移系列の評価》
下記式(2a)で表される液晶有機半導体材料(Polymer Preprints,Japan Vol.50.No12(2001)2879−2880)を合成し、評価開始温度を−40℃として、相転移系列を評価した。その結果、室温下で結晶相を示し、昇温過程で、79.4℃で結晶相からSmB相に相転移し、101℃でSmB相からSmA相に相転移し、121.4℃でSmA相から等方相に相転移した。
[Comparative Example 1]
<< Evaluation of phase transition series >>
A liquid crystal organic semiconductor material (Polymer Preprints, Japan Vol. 50. No12 (2001) 2879-2880) represented by the following formula (2a) was synthesized, and the evaluation start temperature was set to −40 ° C., and the phase transition series was evaluated. As a result, a crystalline phase was exhibited at room temperature, and during the heating process, the phase transitioned from the crystalline phase to the SmB phase at 79.4 ° C., the phase transition from the SmB phase to the SmA phase at 101 ° C. Phase transition from phase to isotropic phase.
TOF測定用セルを実施例1と同様の方法で作製し、25℃と90℃で評価を行った。上述したように25℃では結晶状態であり、90℃ではSmB相であった。結果を以下に示す。
A cell for measuring TOF was produced in the same manner as in Example 1 and evaluated at 25 ° C. and 90 ° C. As described above, it was in a crystalline state at 25 ° C., and was an SmB phase at 90 ° C. The results are shown below.
μTOF(25℃)では室温で結晶相を示すため成膜性が悪く、キャリア輸送を示す波
形が観測されなかった。
μTOF(90℃)=1.8×10-3cm2/Vs
これらの結果より、液晶相であるSmB相では良好なキャリア(ホール)輸送性を示すものの、室温(25℃)下では成膜性が悪く、結晶粒界の影響が大きすぎるため、キャリ
ア輸送性が消失したことがわかる。実施例1の評価結果を表1に示す。
In μ TOF (25 ° C.), since the crystalline phase was exhibited at room temperature, the film forming property was poor, and a waveform indicating carrier transport was not observed.
μ TOF (90 ° C.) = 1.8 × 10 −3 cm 2 / Vs
From these results, although the SmB phase, which is a liquid crystal phase, shows good carrier (hole) transportability, the film formability is poor at room temperature (25 ° C.), and the influence of crystal grain boundaries is too great. It can be seen that disappeared. The evaluation results of Example 1 are shown in Table 1.
<本発明のデンドリマー(1b)の合成>
<Synthesis of Dendrimer (1b) of the Present Invention>
窒素雰囲気下において、6−ブロモ−2−ナフトール(4.22g、18.9mmol:関東化学(株)製)と水酸化カリウム(1.26g、22.6mmol)をエタノール(鹿一級)に溶解し、78℃で15分間攪拌した。室温まで冷却し、エタノールに溶かした12−ブロモ−1−ドデカノール(アルドリッチ製)を滴下し、再び78℃にして、24時間攪拌した。反応終了後、エタノールを留去してクロロホルムに溶解し、希塩酸で中和し、その後、蒸留水で洗浄した。硫酸マグネシウムで脱水し、クロロホルムを留去した。クロロホルムとn−ヘキサンで再結晶を行い、収率98.0%で白色固体を得た。
窒素雰囲気下において、4−ブロモ−3−メチルフェノール(5.00g、26.7mmol:関東化学(株)製)と水酸化カリウム(1.79g、31.9mmol)をエタノール(20mL)に溶解し、78℃で15分間攪拌した。室温に戻し、エタノールに溶解させた8−ブロモ−1−オクタン(5.16g、26.7mmol:アルドリッチ製)を滴下し、78℃で24時間攪拌した。
反応終了後エタノールを留去し、クロロホルムに溶解させ、希塩酸で中和した後、蒸留水で洗浄した。硫酸マグネシウムで脱水し、クロロホルムを留去した。収率91.6%で
白色の固体を得た。
After completion of the reaction, ethanol was distilled off, dissolved in chloroform, neutralized with dilute hydrochloric acid, and washed with distilled water. After dehydration with magnesium sulfate, chloroform was distilled off. A white solid was obtained in a yield of 91.6%.
2−メチル−4−n−オクチルオキシベンゼンの合成
窒素雰囲気下において、1−ブロモ−2−メチル−4−オクチルオキシ−ベンゼン(5.57g、18.6mmol)をテトラヒドロフラン(136mL)に溶解し、クールニクスを用いて−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(9.6mL、25.0mmol:n−ヘキサン溶液、2.6mol/L、関東化学(株)製)を加えた。氷浴において0℃にし、1時間攪拌した後、再び−78℃にした。2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(5.88mL、29.1mmol:アルドリッチ製)を加え、室温において24時間攪拌した。
Synthesis of 2-methyl-4-n-octyloxybenzene In a nitrogen atmosphere, 1-bromo-2-methyl-4-octyloxy-benzene (5.57 g, 18.6 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran (136 mL). The mixture was cooled to −78 ° C. using COOLNICS, and n-butyllithium (9.6 mL, 25.0 mmol: n-hexane solution, 2.6 mol / L, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added. The mixture was brought to 0 ° C. in an ice bath, stirred for 1 hour, and then brought to −78 ° C. again. 2-Isopropoxy-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (5.88 mL, 29.1 mmol: manufactured by Aldrich) was added and stirred at room temperature for 24 hours.
反応終了後、テトラヒドロフランを留去し、クロロホルムに溶解させ、ブラインで洗浄した。カラムクロマトグラフィー(クロロホルム:n−ヘキサン=1:2)にて精製を行い、収率87.6%で、無色透明の液体1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2,ジオキサボロラン)−2−メチル−4−n−オクチルオキシベンゼンを得た。 After completion of the reaction, tetrahydrofuran was distilled off, dissolved in chloroform, and washed with brine. Purification was performed by column chromatography (chloroform: n-hexane = 1: 2), and the yield of 87.6% was obtained as a colorless and transparent liquid 1- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,3). 2, Dioxaborolane) -2-methyl-4-n-octyloxybenzene was obtained.
窒素雰囲気下において、12−(6−ブロモ−ナフタレン−2−イロキシ)−ドデカン−1−オール(4.07g、10.0mmol)と1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2,ジオキサボロラン)−2−メチル−4−n−オクチルオキシベンゼン(3.46g、10.0mmol)をテトラヒドロフラン(110mL)に溶解し、炭酸カリウム水溶液(151mmol、蒸留水108mLと炭酸カリウム20.9g)とテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.468g、0.405mmol:関東化学(株)製)とを加え、60℃で24時間攪拌した。
反応終了後、不純物を濾別し、テトラヒドロフランを留去した。エタノールに溶解させ、1規定の希塩酸(塩酸:蒸留水=1:10)に加えた。エタノールを留去し、クロロホルムで抽出、蒸留水で洗浄した。硫酸マグネシウムで脱水した後、クロロホルムを留去した。クロロホルムとn−ヘキサンで再結晶を行い、収率57.4%で白色の固体2−(2−メチル−4−オクチルオキシフェニル)−6−ドデシルオキシナフトールを得た。 After completion of the reaction, impurities were filtered off and tetrahydrofuran was distilled off. It was dissolved in ethanol and added to 1N dilute hydrochloric acid (hydrochloric acid: distilled water = 1: 10). Ethanol was distilled off, extracted with chloroform and washed with distilled water. After dehydration with magnesium sulfate, chloroform was distilled off. Recrystallization from chloroform and n-hexane gave white solid 2- (2-methyl-4-octyloxyphenyl) -6-dodecyloxynaphthol in a yield of 57.4%.
窒素雰囲気下において、2−(2−メチル−4−オクチルオキシフェニル)−6−ドデシルオキシナフトール(1.09g、2.00mmol)をジクロロメタンに溶解し、トリエチルアミン(0.558mL、4.00mmol:関東化学(株)製)を加え、氷浴で30分間攪拌した。アクリル酸クロイド(関東化学(株)製)とジクロロメタンとを混合し、滴下ロートを用いて滴下し、0℃のまま12時間攪拌した。
反応終了後、不純物を濾別し、ジクロロメタンを留去した。クロロホルムに溶解し、水酸化ナトリウム水溶液、希塩酸、蒸留水の順にこれらを用いて洗浄した。硫酸マグネシウムで脱水し、クロロホルムを留去した。カラムクロマトグラフィー(クロロホルム:n−ヘキサン=4:3)で精製し、収率31.4%で白色の固体2−(2−メチル−4−オクチルオキシフェニル)−6−アクリロイルドデシルオキシナフタレンを得た。 After completion of the reaction, impurities were filtered off and dichloromethane was distilled off. It melt | dissolved in chloroform and wash | cleaned using these in order of sodium hydroxide aqueous solution, dilute hydrochloric acid, and distilled water. After dehydration with magnesium sulfate, chloroform was distilled off. Purification by column chromatography (chloroform: n-hexane = 4: 3) gave white solid 2- (2-methyl-4-octyloxyphenyl) -6-acryloyldodecyloxynaphthalene in a yield of 31.4%. It was.
{6.63〜7.9ppm(9H,Benzene)、5.80,6.05,6.43(3H,AcrylH)、3.53,3.94,4.04ppm(6H,O-CH2)、2.35ppm(3H,Benzene-CH3)、1.29〜1.71ppm(32H,AlkylH)、0.96ppm(3
H,C-CH3)}。
{6.63 to 7.9 ppm (9H, Benzene), 5.80, 6.05, 6.43 (3H, AcrylH), 3.53, 3.94, 4.04 ppm (6H, O—CH 2 ) 2.35 ppm (3H, Benzene-CH 3 ), 1.29 to 1.71 ppm (32H, AlkylH), 0.96 ppm (3
H, C-CH 3)} .
(VI) 2−(2−メチル−4−オクチルオキシフェニル)−6−アクリロイルドデシルオキシナフタレンとポリプロピレンイミンデンドリマーの合成
窒素雰囲気下において、2−(2−メチル−4−オクチルオキシフェニル)−6−アクリロイルドデシルオキシナフタレン(210.3mg、0.350mmol)に、テトラヒドロフラン(0.8mL)に溶解した第2世代のポリプロピレンイミンデンドリマー(5.6mg、0.00723mmol:アルドリッチ製)を加え、45℃で二週間攪拌した。
(VI) Synthesis of 2- (2-methyl-4-octyloxyphenyl) -6-acryloyl decyloxynaphthalene and polypropyleneimine dendrimer In a nitrogen atmosphere, 2- (2-methyl-4-octyloxyphenyl) -6 To acryloyl decyloxynaphthalene (210.3 mg, 0.350 mmol) was added a second generation polypropylene imine dendrimer (5.6 mg, 0.00723 mmol: manufactured by Aldrich) dissolved in tetrahydrofuran (0.8 mL). Stir for a week.
反応終了後、クロロホルムを加えてメタノールに注加した。沈殿物を吸引濾過し、クロロホルム、メタノールを留去した。充分に乾燥させた後、できるだけ少量のクロロホルムに溶解させ、メタノールに注加した。沈殿物を吸引濾過した後、クロロホルム、メタノールを留去し、クリーム色の固体を得た。 After completion of the reaction, chloroform was added and poured into methanol. The precipitate was suction filtered and chloroform and methanol were distilled off. After sufficiently drying, it was dissolved in as little chloroform as possible and poured into methanol. After the precipitate was suction filtered, chloroform and methanol were distilled off to obtain a cream colored solid.
{6.63〜7.66ppm(144H,Benzene)、3.94,4.04,4.08p
pm(96H,O-CH2)、2.75ppm(32H,OC-C-CH2)、2.36ppm(52
H,N-CH2)、2.35ppm(80H,Benzene-CH3,OC-CH2)1.57,1.71ppm(96H,O-C-CH2)、1.49ppm(28H,N-C-CH2)、1.29,1.33ppm(416H,AlkoxyH)、0.96ppm(48H,CH3)}。
{6.63-7.66 ppm (144H, Benzene), 3.94, 4.04, 4.08p
pm (96H, O—CH 2 ), 2.75 ppm (32H, OC—C—CH 2 ), 2.36 ppm (52
H, N-CH 2 ), 2.35 ppm (80H, Benzene-CH 3 , OC-CH 2 ) 1.57, 1.71 ppm (96H, OC-CH 2 ), 1.49 ppm (28H, NC-CH 2) ), 1.29,1.33ppm (416H, AlkoxyH) , 0.96ppm (48H, CH 3)}.
さらに、元素分析の結果、理論値(C:78.47%、H:9.52%、N:1.93%)に対して、実測値(C:78.56%、H:9.70%、N:2.00%)となり、上記目的物が合成されたことを確認した。 Furthermore, as a result of elemental analysis, actual values (C: 78.56%, H: 9.70) were compared with theoretical values (C: 78.47%, H: 9.52%, N: 1.93%). %, N: 2.00%), and it was confirmed that the target product was synthesized.
《相転移系列の評価》
評価開始温度を−40℃とし、得られたデンドリマー(1b)の相転移系列を評価した結果、低温(−5℃)から室温を含めた広い温度範囲でスメクチック相を示し、昇温過程では、36.2℃でSmE相からSmX相に相転移し、42.2℃でSmX相からSmA相に相転移し、64.7℃でSmA相から等方相に相転移した。降温過程では、61.2℃で等方相からSmA相に相転移し、−5℃でガラス状態に転移した。
<< Evaluation of phase transition series >>
As a result of evaluating the phase transition series of the obtained dendrimer (1b) at an evaluation start temperature of −40 ° C., the smectic phase was exhibited in a wide temperature range including low temperature (−5 ° C.) to room temperature. The phase transition from the SmE phase to the SmX phase at 36.2 ° C., the phase transition from the SmX phase to the SmA phase at 42.2 ° C., and the phase transition from the SmA phase to the isotropic phase at 64.7 ° C. In the temperature lowering process, the phase transitioned from the isotropic phase to the SmA phase at 61.2 ° C., and into the glass state at −5 ° C.
その結果、本発明のデンドリマー(1b)が室温下でSm相を示すことを確認した。
《TOF法による移動度の測定》
実施例1と同様の方法に従って、本発明のデンドリマー(1b)の移動度を測定した結果、成膜性が良好でありμTOF(25℃)=4.7×10-3cm2/V・sと高い値を示し
た。
As a result, it was confirmed that the dendrimer (1b) of the present invention exhibited an Sm phase at room temperature.
<< Measurement of mobility by TOF method >>
The mobility of the dendrimer (1b) of the present invention was measured according to the same method as in Example 1. As a result, the film forming property was good and μ TOF (25 ° C.) = 4.7 × 10 −3 cm 2 / V · The value was as high as s.
《外場を利用した配向制御》
実施例1と同様の方法に従って、上記TOF用セルに対して磁場を利用して配向制御を行った。光学組織を偏光顕微鏡で観察した結果、磁場を印加しない場合と比べて、配向性が良好になったことが確認された。磁場を印加しながら作製した有機半導体層の移動度を室温下で測定した結果、μTOF(25℃)=5.5×10-3cm2 / V・sとなり、さら
に移動度の値を高くすることができた。実施例2の評価結果を表2に示す。
《Orientation control using external field》
According to the same method as in Example 1, the TOF cell was subjected to orientation control using a magnetic field. As a result of observing the optical structure with a polarizing microscope, it was confirmed that the orientation was better than when no magnetic field was applied. As a result of measuring the mobility of the organic semiconductor layer produced while applying a magnetic field at room temperature, μ TOF (25 ° C.) = 5.5 × 10 −3 cm 2 / V · s, and the mobility value is further increased. We were able to. The evaluation results of Example 2 are shown in Table 2.
<本発明のデンドリマー(1c)の合成>
ポリプロピレンイミンデンドリマーの末端基となる式(1c)におけるMを、WO2006/022040号公報に記載の方法で合成した以外は、実施例1と同様の方法に従い、式(1c)で表される本発明のデンドリマー(1c)を得た。
<Synthesis of Dendrimer (1c) of the Present Invention>
The present invention represented by the formula (1c) according to the same method as in Example 1 except that M in the formula (1c) serving as the terminal group of the polypropyleneimine dendrimer was synthesized by the method described in WO2006 / 022040. The dendrimer (1c) was obtained.
実施例1と同様の方法に従って、本発明のデンドリマー(1c)の移動度の測定を行った結果、室温下で液晶相を示し、良好な成膜性を有し、μTOF(25℃)=1.0×10-2cm2 / V・sと高い値を示した。
The mobility of the dendrimer (1c) of the present invention was measured according to the same method as in Example 1. As a result, it showed a liquid crystal phase at room temperature, had good film formability, and μ TOF (25 ° C.) = A high value of 1.0 × 10 −2 cm 2 / V · s was shown.
[比較例2]
下記式(2b)で表される液晶有機半導体材料(Chem.Commun.,2005,5337−5339,K.Oikawa,Y.Shimizu)を合成し、評価開始温度を−40℃として相転移系列の評価を行った結果、室温で結晶相であり、昇温過程において、47.5℃で結晶相から中間相(M3)に相転移し、71.4℃で中間相(M3)から中間相(M2)に相転移し、87℃で中間相(M2)から中間相(M1)に相転移し、146℃で中間相(M1)から等方相に相転移した。
[Comparative Example 2]
A liquid crystal organic semiconductor material (Chem. Commun., 2005, 5337-5339, K. Oikawa, Y. Shimizu) represented by the following formula (2b) was synthesized, and evaluation of the phase transition series was performed at an evaluation start temperature of −40 ° C. As a result, it was a crystalline phase at room temperature, and during the temperature rising process, the phase transitioned from the crystalline phase to the intermediate phase (M3) at 47.5 ° C., and from the intermediate phase (M3) to the intermediate phase (M2) at 71.4 ° C. ), The phase transition from the intermediate phase (M2) to the intermediate phase (M1) at 87 ° C., and the phase transition from the intermediate phase (M1) to the isotropic phase at 146 ° C.
次いでTOF法を用いた室温(25℃)下での移動度を測定した結果、成膜性が悪く、μTOF(25℃)ではキャリア輸送を示す波形が観測されなかった。 Next, as a result of measuring the mobility at room temperature (25 ° C.) using the TOF method, the film formability was poor, and a waveform indicating carrier transport was not observed at μ TOF (25 ° C.).
<本発明のデンドリマー(1d)の合成>
ポリプロピレンイミンデンドリマーの末端基となる式(1d)におけるMを、特開2005−142526号公報に記載の方法で合成したした以外は、実施例1と同様の方法に従い、式(1d)で表される本発明のデンドリマー(1d)を得た。
<Synthesis of Dendrimer (1d) of the Present Invention>
According to the same method as in Example 1 except that M in the formula (1d) serving as the terminal group of the polypropyleneimine dendrimer was synthesized by the method described in JP-A-2005-142526, it was represented by the formula (1d). The dendrimer (1d) of the present invention was obtained.
実施例1と同様の方法に従って、本発明のデンドリマー(1d)の移動度の測定を行った結果、室温下で液晶相を示し、良好な成膜性を有するためμTOF(25℃)=5.1×
10-2cm2 / V・sと高い値を示した。
The mobility of the dendrimer (1d) of the present invention was measured according to the same method as in Example 1, and as a result, it showed a liquid crystal phase at room temperature and had good film formability, so that μ TOF (25 ° C.) = 5 .1x
The value was as high as 10 −2 cm 2 / V · s.
[比較例3]
下記式(2c)で表される液晶有機半導体材料(第53回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集、p1408)を合成し、評価開始温度を−40℃として相転移系列の評価を行った結果、室温で結晶相であり、昇温過程において、92.4℃で結晶相から中間相(M)に相転移し、181℃で中間相(M)から等方相に相転移した。
[Comparative Example 3]
A liquid crystal organic semiconductor material represented by the following formula (2c) (53rd Applied Physics Related Conference Lecture Proceedings, p1408) was synthesized, and the phase transition series was evaluated at an evaluation start temperature of −40 ° C. As a result, it was a crystalline phase at room temperature, and during the temperature rising process, the phase transitioned from the crystalline phase to the intermediate phase (M) at 92.4 ° C., and from the intermediate phase (M) to the isotropic phase at 181 ° C.
次いでTOF法を用いた室温(25℃)下での移動度μTOF(25℃)を測定した結果
、室温で結晶相であるため成膜性が悪く、キャリア輸送を示す波形が観測されなかった。
Next, as a result of measuring the mobility μ TOF (25 ° C.) at room temperature (25 ° C.) using the TOF method, the film formation was poor because it was a crystalline phase at room temperature, and a waveform indicating carrier transport was not observed. .
<本発明のデンドリマー(0e)、(1e)、(0f)、(1f)の合成>
<Synthesis of Dendrimer (0e), (1e), (0f), (1f) of the Present Invention>
再び、−78℃に冷却して、塩化トリブチルスズ(東京化成社製、10g、30.7mmol)を加
えた。室温に戻して一晩攪拌した。その混合物に水を加え、有機物をジクロロメタンで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去して、目的物の粗製体を得た。精製は真空蒸留によって行った。
Again, it cooled to -78 degreeC and the tributyltin chloride (The Tokyo Chemical Industry company make, 10 g, 30.7 mmol) was added. It returned to room temperature and stirred overnight. Water was added to the mixture and the organics were extracted with dichloromethane. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off to obtain a crude product of the desired product. Purification was performed by vacuum distillation.
化合物(2)(1g、2.19mmol)、5−ブロモ−2,2'−ビチオフェン(Aldrich, 0.5g、2.04mmol)の脱水ジメチルホルムアミド混合物(20ml)を窒素気流に30分間にさらした。そこにビス(トリフェニルフォスフィン)パラジウム(II) ジクロライド(東京化成社
製、20mg、0.03mmol)、トリフェニルフォスフィン(和光純薬社製、26mg、0.1mmol
)を加え、100℃で20時間攪拌した。室温に冷却後、水を加え、有機層をジクロロメタン
で抽出した。ジクロロメタン溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。カラム精製、再結晶を行って、目的物(3)を得た。
A dehydrated dimethylformamide mixture (20 ml) of compound (2) (1 g, 2.19 mmol), 5-bromo-2,2′-bithiophene (Aldrich, 0.5 g, 2.04 mmol) was exposed to a stream of nitrogen for 30 minutes. Bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 20 mg, 0.03 mmol), triphenylphosphine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 26 mg, 0.1 mmol)
) And stirred at 100 ° C. for 20 hours. After cooling to room temperature, water was added and the organic layer was extracted with dichloromethane. After the dichloromethane solution was dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off. Column purification and recrystallization were performed to obtain the desired product (3).
窒素雰囲気下、(3) (0.9g, 2.8mmol)の脱水THF溶液(100ml)に、−78℃で2.77M n-BuLi(関東化学社製、1.1ml, 3.0mmol)を滴下した。室温に戻し、30分間攪拌して、再び−78℃に冷却し、6−ブロモヘキシルオキシ−tert−ブチルジメチルシラン(Aldrich,0.84g, 2.8mmol)を加えた。室温に戻し、さらに2時間攪拌した。水を加えて反応をとめた後、有機層をジクロロメタンで抽出した。有機層をブラインで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。カラム精製、再結晶を行って、目的物(4)を得た。 Under a nitrogen atmosphere, 2.77M n-BuLi (manufactured by Kanto Chemical Co., 1.1 ml, 3.0 mmol) was added dropwise to a dehydrated THF solution (100 ml) of (3) (0.9 g, 2.8 mmol) at -78 ° C. The mixture was returned to room temperature, stirred for 30 minutes, cooled to −78 ° C., and 6-bromohexyloxy-tert-butyldimethylsilane (Aldrich, 0.84 g, 2.8 mmol) was added. It returned to room temperature and stirred for further 2 hours. After adding water to stop the reaction, the organic layer was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with brine and dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off. Column purification and recrystallization were performed to obtain the desired product (4).
窒素雰囲気下、粗製物(4) (1.0g, 1.8mmol)の脱水THF溶液(5ml)に、1.0Mテトラブチルアンモニウムフルオライド(Aldrich,14ml, 14mmol)を加え、室温で24時間攪拌した。水を加えて、反応をとめ、有機層を酢酸エチルで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。展開溶媒に酢酸エチルを用いて、カラム精製した後、ヘキサンで再結晶して目的物(5)を得た。 Under a nitrogen atmosphere, 1.0 M tetrabutylammonium fluoride (Aldrich, 14 ml, 14 mmol) was added to a dehydrated THF solution (5 ml) of the crude product (4) (1.0 g, 1.8 mmol) and stirred at room temperature for 24 hours. Water was added to stop the reaction, and the organic layer was extracted with ethyl acetate. After the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off. The column was purified using ethyl acetate as a developing solvent, and then recrystallized from hexane to obtain the desired product (5).
窒素雰囲気下、(5)(0.56g,1.3mmol)、トリエチルアミン(和光純薬製、0.26g,2.6mmol)を溶かしたジクロロメタン溶液(30ml)に、0℃でアクロイルクロライドのジクロロ
メタン溶液(10ml)を加え、その温度で12時間攪拌した。水を加え、反応を止めた後、ジクロロメタンで有機層を抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。カラム精製をって目的物(6)を得た。
Under a nitrogen atmosphere, a solution of acroyl chloride in dichloromethane (10 ml) at 0 ° C in a dichloromethane solution (30 ml) in which (5) (0.56 g, 1.3 mmol) and triethylamine (0.26 g, 2.6 mmol) were dissolved. And stirred at that temperature for 12 hours. Water was added to stop the reaction, and the organic layer was extracted with dichloromethane. After the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off. Column purification yielded the desired product (6).
化合物(6)(1g, 2.0mmol),1,3-ジアミノプロパン(関東化学製, 18 mg, 0.25mmol) を
窒素雰囲気下、脱水THF中、2 週間還流を行った。反応終了後、THF を留去して、粗製物
を粉末として得た。得られた固体を少量のクロロホルムに溶かし、n-ヘキサンを加え、目的物(0e)を再沈殿させた。この操作を、アクリル基のNMRピークが消えるまで繰り返
した。
Compound (6) (1 g, 2.0 mmol) and 1,3-diaminopropane (manufactured by Kanto Kagaku, 18 mg, 0.25 mmol) were refluxed in dehydrated THF for 2 weeks under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, THF was distilled off to obtain a crude product as a powder. The obtained solid was dissolved in a small amount of chloroform, n-hexane was added, and the target product (0e) was reprecipitated. This operation was repeated until the NMR peak of the acrylic group disappeared.
化合物(6)(1g, 2.0mmol)、およびポリプロピレンイミンデンドリマー第1 世代 (PPID G1.0)(Aldrich, 40 mg, 0.13mmol)を窒素雰囲気下で脱水THF中、2 週間還流を行った。反応終了後、THF を留去して、粗製物を粉末として得た。得られた固体を少量のクロロホルムに溶かし、n-ヘキサンを加え、目的物(1e)を再沈殿させた。この操作を、アクリル基
のNMRピークが消えるまで繰り返した。
Compound (6) (1 g, 2.0 mmol) and polypropyleneimine dendrimer first generation (PPID G1.0) (Aldrich, 40 mg, 0.13 mmol) were refluxed in dehydrated THF for 2 weeks under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, THF was distilled off to obtain a crude product as a powder. The obtained solid was dissolved in a small amount of chloroform, n-hexane was added, and the target product (1e) was reprecipitated. This operation was repeated until the NMR peak of the acrylic group disappeared.
窒素雰囲気下、(3) (1.0g, 3.0mmol)の脱水ジメチルホルムアミド溶液(30ml)に、ゆっくりとN−ブロモスクシンイミド(関東化学社製、0.53g,3.0mmol)を滴下した。室温
に戻し、十時間攪拌した。水を加えて反応をとめた後、有機層をジクロロメタンで抽出した。有機層をブラインで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。カラムクロマトグラフィーを用いて精製を行って目的物(9)を得た。
Under a nitrogen atmosphere, N-bromosuccinimide (manufactured by Kanto Chemical Co., 0.53 g, 3.0 mmol) was slowly added dropwise to a dehydrated dimethylformamide solution (30 ml) of (3) (1.0 g, 3.0 mmol). It returned to room temperature and stirred for 10 hours. After adding water to stop the reaction, the organic layer was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with brine and dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off. Purification was performed using column chromatography to obtain the desired product (9).
窒素雰囲気下、化合物(9)(1.0g, 2.4mmol)、2−チオフェンボロン酸(東京化成工
業製、0.31g, 2.4mmol)、および炭酸セシウム(関東化学製、1g)をジエチレングリコ
ールジメチルエーテル50mlに加え、窒素気流に30分間にさらした。この混合物に、テトラキス(トリフェニルフォスフォニウム)パラジウム(東京化成工業製、0.1g, 0.09mmol)を加え、85℃で数時間攪拌した。室温に戻した反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液(100ml)に注ぎ、沈殿物をろ過した。沈殿物を真空乾燥後、カラム精製を行って目的
物(10)を得た。
Under a nitrogen atmosphere, compound (9) (1.0 g, 2.4 mmol), 2-thiopheneboronic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry, 0.31 g, 2.4 mmol), and cesium carbonate (manufactured by Kanto Chemical, 1 g) are added to 50 ml of diethylene glycol dimethyl ether. And exposed to a nitrogen stream for 30 minutes. Tetrakis (triphenylphosphonium) palladium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.1 g, 0.09 mmol) was added to this mixture, and the mixture was stirred at 85 ° C. for several hours. The reaction mixture returned to room temperature was poured into a saturated aqueous ammonium chloride solution (100 ml), and the precipitate was filtered. The precipitate was vacuum-dried and purified by column purification to obtain the desired product (10).
窒素雰囲気下、(10) (1.16g, 2.8mmol)の脱水THF溶液(100ml)に、−78℃で2.77M n-BuLi(関東化学社製、1.1ml, 3.0mmol)を滴下した。室温に戻し、30分間攪拌した。
再び−78℃に冷却し、6−ブロモヘキシルオキシ−tert−ブチルジメチルシラン(Aldrich,0.84g, 2.8mmol)を加えた。室温に戻し、2時間攪拌し、水を加えて反応をとめた後、有機層をジクロロメタンで抽出した。有機層をブラインで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。得られた粗製物をカラム精製して目的物(11)を得た。
Under a nitrogen atmosphere, 2.77M n-BuLi (manufactured by Kanto Chemical Co., 1.1 ml, 3.0 mmol) was added dropwise to a dehydrated THF solution (100 ml) of (10) (1.16 g, 2.8 mmol) at −78 ° C. It returned to room temperature and stirred for 30 minutes.
The mixture was cooled again to −78 ° C., and 6-bromohexyloxy-tert-butyldimethylsilane (Aldrich, 0.84 g, 2.8 mmol) was added. After returning to room temperature and stirring for 2 hours and adding water to stop the reaction, the organic layer was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with brine and dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off. The obtained crude product was purified by column to obtain the desired product (11).
窒素雰囲気下、粗製物(11) (1.13g, 1.8mmol)の脱水THF溶液(5ml)に、1.0Mテトラ
ブチルアンモニウムフルオライド(Aldrich,14ml, 14mmol)を加え、室温で24時間攪拌した。水を加え、反応をとめ、有機層を酢酸エチルで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。得られた粗製物をカラム精製して目的物(12)を得た。
Under a nitrogen atmosphere, 1.0 M tetrabutylammonium fluoride (Aldrich, 14 ml, 14 mmol) was added to a dehydrated THF solution (5 ml) of the crude product (11) (1.13 g, 1.8 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Water was added to stop the reaction, and the organic layer was extracted with ethyl acetate. After the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off. The obtained crude product was purified by column to obtain the desired product (12).
窒素雰囲気下、(12)(0.67g,1.3mmol)、トリエチルアミン(和光純薬製、0.26g,2.6mmol)を溶かしたジクロロメタン溶液(30ml)に、0℃でアクロイルクロライドのジクロ
ロメタン溶液(10ml)を加え、その温度で12時間攪拌した。水を加え、反応を止めた後、ジクロロメタンで有機層を抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。得られた粗製物をカラム精製して目的物(13)を得た。
Under nitrogen atmosphere, dichloromethane solution (30 ml) in which (12) (0.67 g, 1.3 mmol) and triethylamine (0.26 g, 2.6 mmol) were dissolved in a solution of acroyl chloride in dichloromethane (10 ml) at 0 ° C. And stirred at that temperature for 12 hours. Water was added to stop the reaction, and the organic layer was extracted with dichloromethane. After the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off. The obtained crude product was purified by column to obtain the desired product (13).
化合物(13)(1.13g, 2.0mmol)、および1,3-ジアミノプロパン(関東化学製, 18 mg, 0.25mmol) を窒素雰囲気下で脱水THF中、2 週間還流を行った。反応終了後、THF を留去し
て、粗製物を粉末として得た。得られた固体を少量のクロロホルムに溶かし、n-ヘキサンを加え、目的物(0f)を再沈殿させた。この操作を、アクリル基のNMRピークが消える
まで繰り返した。
Compound (13) (1.13 g, 2.0 mmol) and 1,3-diaminopropane (manufactured by Kanto Chemical, 18 mg, 0.25 mmol) were refluxed in dehydrated THF for 2 weeks under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, THF was distilled off to obtain a crude product as a powder. The obtained solid was dissolved in a small amount of chloroform, and n-hexane was added to reprecipitate the target product (0f). This operation was repeated until the NMR peak of the acrylic group disappeared.
化合物(13)(1.13g, 2.0mmol)、およびポリプロピレンイミンデンドリマー第1 世代 (PPID G1.0)(Aldrich, 40 mg, 0.13mmol)を窒素雰囲気下で脱水THF中、2 週間還流を行っ
た。反応終了後、THF を留去して、粗製物を粉末として得た。得られた固体を少量のクロロホルムに溶かし、n-ヘキサンを加え、目的物(1f)を再沈殿させた。この操作を、アク
リル基のNMRピークが消えるまで繰り返した。
Compound (13) (1.13 g, 2.0 mmol) and polypropyleneimine dendrimer first generation (PPID G1.0) (Aldrich, 40 mg, 0.13 mmol) were refluxed in dehydrated THF for 2 weeks under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, THF was distilled off to obtain a crude product as a powder. The obtained solid was dissolved in a small amount of chloroform, n-hexane was added, and the target product (1f) was reprecipitated. This operation was repeated until the NMR peak of the acrylic group disappeared.
実施例1と同様の方法に従って、本発明のデンドリマー(0e)、(1e)、(0f)および(1f)の移動度の測定を行った結果、それぞれ、μTOF(25℃)=4.5×10-3cm2 / V・s、6.1×10-3cm2 / V・s、8.5×10-3cm2 / V・s、1.0×10-2cm2 / V・sと高い値を示した。
According to the same method as in Example 1, the mobility of the dendrimers (0e), (1e), (0f) and (1f) of the present invention was measured. As a result, μ TOF (25 ° C.) = 4.5 × 10 −3 cm 2 / V · s, 6.1 × 10 −3 cm 2 / V · s, 8.5 × 10 −3 cm 2 / V · s, 1.0 × 10 −2 cm 2 / V -It showed a high value with s.
[比較例4]
下記式(2d)で表される液晶有機半導体材料(J.Mater.Chem.,2003,13,197−202)を合成し、評価開始温度を−40℃として相転移系列の評価を行った結果、室温で結晶相であり、昇温過程において、54.1℃で結晶相からSmF相に相転移し、84.3℃でSmF相から等方相に相転移した。
[Comparative Example 4]
Results of synthesizing a liquid crystal organic semiconductor material (J. Mater. Chem., 2003, 13, 197-202) represented by the following formula (2d) and evaluating the phase transition series at an evaluation start temperature of −40 ° C. The crystal phase was at room temperature, and during the temperature rising process, the phase transitioned from the crystal phase to the SmF phase at 54.1 ° C., and the phase transition from the SmF phase to the isotropic phase at 84.3 ° C.
次いでTOF法を用いた室温(25℃)下での移動度を測定した結果、室温で結晶であるため成膜性が悪く、キャリア輸送性を示す波形は観察されなかった。 Next, as a result of measuring the mobility at room temperature (25 ° C.) using the TOF method, film formation was poor because it was a crystal at room temperature, and a waveform indicating carrier transportability was not observed.
<本発明のデンドリマー(1g)の合成>
<Synthesis of Dendrimer (1 g) of the Present Invention>
得られた化合物の構造を1H−NMRスペクトルで確認した。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ7.93 (d, J=8.6Hz,1H), 7.89(d, J=7.8Hz,1H), 7.46(t, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
The structure of the obtained compound was confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ7.93 (d, J = 8.6Hz, 1H), 7.89 (d, J = 7.8Hz, 1H), 7.46 (t, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
化合物(2)(1.0g, 4.2mmol)を脱水ジクロロメタン(100ml)に加え、アセトン/ドライ
アイスバスを用いて−20℃まで冷却した。そこに、塩化アルミニウム(和光純薬製、1.9g, 14.2mmol)を加え、一時間攪拌した。さらに、−78℃まで温度まで冷却し、そこにオクタノイルクロライド(東京化成製、1.1g, 6.7mmol)を加え、その温度で1時間攪拌した。
1時間後、室温に戻し、さらに四時間攪拌した。反応後、水を加え、反応を完全に終了さ
せた。有機物(9)をクロロホルムで抽出した。抽出した溶液は、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧乾固させた。得られた固体を、トルエンを展開溶媒に用い、カラム精製を行った。収率64%で目的物(3)を得た。
Compound (2) (1.0 g, 4.2 mmol) was added to dehydrated dichloromethane (100 ml) and cooled to −20 ° C. using an acetone / dry ice bath. Aluminum chloride (Wako Pure Chemicals, 1.9 g, 14.2 mmol) was added thereto, and the mixture was stirred for 1 hour. Furthermore, it cooled to -78 degreeC to temperature, and octanoyl chloride (product made from Tokyo Chemical Industry, 1.1g, 6.7mmol) was added there, and it stirred at the temperature for 1 hour.
After 1 hour, the mixture was returned to room temperature and stirred for another 4 hours. After the reaction, water was added to complete the reaction. Organic matter (9) was extracted with chloroform. The extracted solution was dried over magnesium sulfate and then dried under reduced pressure. The obtained solid was subjected to column purification using toluene as a developing solvent. The target product (3) was obtained with a yield of 64%.
得られた化合物の構造を1H−NMRスペクトルで確認した。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.09 (d, J=1.5Hz,2H), 7.91(d, J=8.1Hz,2H), 7.69(d, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
The structure of the obtained compound was confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ8.09 (d, J = 1.5Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1Hz, 2H), 7.69 (d, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
化合物(3)(1.0g, 2.7mmol)、ヒドラジン一水和物(東京化成製、1.0g,20mmol)、水酸化カリウム(和光純薬製、0.5g,8.91mmol)の混合物を110℃で45分間攪拌した。その
後、温度を200℃まで温度を上げ、さらに五時間攪拌した。室温に冷却した後、固体をろ
過し、メタノールで洗浄した。固体を乾燥させた後、展開溶媒として、ヘキサン/トルエ
ンを用い、カラムクロマトグラフィーによって精製を行い、収率90%で目的物(4)を得た。
A mixture of compound (3) (1.0 g, 2.7 mmol), hydrazine monohydrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry, 1.0 g, 20 mmol) and potassium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 0.5 g, 8.91 mmol) was heated at 110 ° C. Stir for minutes. Thereafter, the temperature was raised to 200 ° C. and further stirred for 5 hours. After cooling to room temperature, the solid was filtered and washed with methanol. After drying the solid, purification was performed by column chromatography using hexane / toluene as a developing solvent, and the target product (4) was obtained in a yield of 90%.
得られた化合物の構造を1H−NMRスペクトルで確認した。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.09 (d, J=1.5Hz,2H), 7.91(d, J=8.1Hz,2H), 7.69(d, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
The structure of the obtained compound was confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ8.09 (d, J = 1.5Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1Hz, 2H), 7.69 (d, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
窒素雰囲気下、(4) (1.0g, 2.8mmol)の脱水THF溶液(100ml)に、−78℃で2.77M n-BuLi(関東化学社製、1.1ml, 3.0mmol)を滴下した。室温に戻し、30分間攪拌して再び−78℃に冷却し、6−ブロモヘキシルオキシ−tert−ブチルジメチルシラン(Aldrich,0.84g, 2.8mmol)を加えた。室温に戻し、2時間攪拌した。水を加えて反応をとめた後、有機層をジクロロメタンで抽出した。有機層をブラインで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾固させた。得られた粗製物(5)は精製せずに、そのまま次の反応に用いた。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.09 (d, J=1.5Hz,2H), 7.91(d, J=8.1Hz,2H), 7.69(d, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
Under a nitrogen atmosphere, 2.77M n-BuLi (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., 1.1 ml, 3.0 mmol) was added dropwise to a dehydrated THF solution (100 ml) of (4) (1.0 g, 2.8 mmol) at −78 ° C. The mixture was returned to room temperature, stirred for 30 minutes, cooled again to −78 ° C., and 6-bromohexyloxy-tert-butyldimethylsilane (Aldrich, 0.84 g, 2.8 mmol) was added. It returned to room temperature and stirred for 2 hours. After adding water to stop the reaction, the organic layer was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and dried. The obtained crude product (5) was used in the next reaction without purification.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ8.09 (d, J = 1.5Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1Hz, 2H), 7.69 (d, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
窒素雰囲気下、粗製物(5) (1.0g, 1.8mmol)の脱水THF溶液(5ml)に、1.0Mテトラブチルアンモニウムフルオライド(Aldrich,14ml, 14mmol)を加え、室温で24時間攪拌した。水を加え、反応をとめ、有機層を酢酸エチルで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、乾固させる。展開溶媒に酢酸エチルを用いて、カラム精製した後、ヘキサンで再結晶して収率80%で目的物(6)を得た。得られた化合物の構造を1H−NMR
スペクトルで確認した。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.09 (d, J=1.5Hz,2H), 7.91(d, J=8.1Hz,2H), 7.69(d, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
Under a nitrogen atmosphere, 1.0 M tetrabutylammonium fluoride (Aldrich, 14 ml, 14 mmol) was added to a dehydrated THF solution (5 ml) of the crude product (5) (1.0 g, 1.8 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Water was added to stop the reaction, and the organic layer was extracted with ethyl acetate. The organic layer is dried over anhydrous magnesium sulfate and then dried. Column purification using ethyl acetate as a developing solvent was followed by recrystallization from hexane to obtain the desired product (6) in a yield of 80%. The structure of the obtained compound was analyzed by 1 H-NMR.
The spectrum was confirmed.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ8.09 (d, J = 1.5Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1Hz, 2H), 7.69 (d, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
窒素雰囲気下、(6)(0.59g,1.3mmol)、トリエチルアミン(和光純薬製、0.26g,2.6mmol)を溶かしたジクロロメタン溶液(30ml)に、0℃でアクロイルクロクロライドのジク
ロロメタン溶液(10ml)を加え、その温度で12時間攪拌した。水を加え、反応を止めた後、ジクロロメタンで有機層を抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、乾固させる。展開溶媒としてトルエンを用いて、カラム精製を行って収率36%で目的物(
7)を得た。得られた化合物の構造を1H−NMRスペクトルで確認した。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.09 (d, J=1.5Hz,2H), 7.91(d, J=8.1Hz,2H), 7.69(d, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
Under a nitrogen atmosphere, dichloromethane solution (30 ml) in which (6) (0.59 g, 1.3 mmol) and triethylamine (manufactured by Wako Pure Chemicals, 0.26 g, 2.6 mmol) are dissolved in dichloromethane solution (10 ml at 0 ° C). ) And stirred at that temperature for 12 hours. Water was added to stop the reaction, and the organic layer was extracted with dichloromethane. The organic layer is dried over anhydrous magnesium sulfate and then dried. Column purification was performed using toluene as a developing solvent, and the target product (
7) was obtained. The structure of the obtained compound was confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ8.09 (d, J = 1.5Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1Hz, 2H), 7.69 (d, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
化合物(7)(1g, 2.0mmol),1,3-ジアミノプロパン(関東化学製, 18 mg, 0.25mmol) を
窒素雰囲気下で脱水THF中、2 週間還流を行った。反応終了後、THF を留去して、粗製物
を粉末として得た。得られた固体を少量のクロロホルムに溶かし、n-ヘキサンを加え、目的物(7)を再沈殿させた。この操作を、アクリル基のNMRピークが消えるまで繰り返した。得られた化合物の構造を1H−NMRスペクトルで確認した。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.09 (d, J=1.5Hz,2H), 7.91(d, J=8.1Hz,2H), 7.69(d, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
Compound (7) (1 g, 2.0 mmol) and 1,3-diaminopropane (manufactured by Kanto Chemical, 18 mg, 0.25 mmol) were refluxed in dehydrated THF for 2 weeks under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, THF was distilled off to obtain a crude product as a powder. The obtained solid was dissolved in a small amount of chloroform, and n-hexane was added to reprecipitate the target product (7). This operation was repeated until the NMR peak of the acrylic group disappeared. The structure of the obtained compound was confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ8.09 (d, J = 1.5Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1Hz, 2H), 7.69 (d, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
化合物(7)(1g, 2.0mmol)、およびポリプロピレンイミンデンドリマー第1 世代 (PPID G1.0)(Aldrich, 40 mg, 0.13mmol)を窒素雰囲気下で脱水THF中、2 週間還流を行った。反応終了後、THF を留去して、粗製物を粉末として得た。得られた固体を少量のクロロホルムに溶かし、n-ヘキサンを加え、目的物(1g)を再沈殿させた。この操作を、アクリル基のNMRピークが消えるまで繰り返した。得られた化合物の構造を1H−NMRスペクト
ルで確認した。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.09 (d, J=1.5Hz,2H), 7.91(d, J=8.1Hz,2H), 7.69(d, J=1.5Hz,2H), δ: 0.18 (s, 18H, CH3)。
Compound (7) (1 g, 2.0 mmol) and polypropyleneimine dendrimer first generation (PPID G1.0) (Aldrich, 40 mg, 0.13 mmol) were refluxed in dehydrated THF for 2 weeks under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, THF was distilled off to obtain a crude product as a powder. The obtained solid was dissolved in a small amount of chloroform, n-hexane was added, and the target product (1 g) was reprecipitated. This operation was repeated until the NMR peak of the acrylic group disappeared. The structure of the obtained compound was confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 HNMR (500MHz, CDCl 3 ) δ8.09 (d, J = 1.5Hz, 2H), 7.91 (d, J = 8.1Hz, 2H), 7.69 (d, J = 1.5Hz, 2H), δ: 0.18 ( s, 18H, CH 3).
実施例1と同様の方法に従って、本発明のデンドリマー(1g)の移動度を測定した結果、塗布法による成膜性が良好でありμTOF(25℃)=1.1×10-2cm2/V・sと
高い値を示した。
The mobility of the dendrimer (1 g) of the present invention was measured according to the same method as in Example 1. As a result, the film-forming property by the coating method was good, and μ TOF (25 ° C.) = 1.1 × 10 −2 cm 2 A high value of / V · s was shown.
[実施例7]
<本発明のデンドリマー(1h)の合成>
ポリプロピレンイミンデンドリマーの末端基となる式(1h)におけるMを、特開2006−339474号公報に記載の方法で合成した以外は、実施例1と同様の方法に従い、式(1h)で表される本発明のデンドリマー(1h)を得ることができた。該デンドリマーも良好な成膜性と高い移動度を示すことができるものと予想される。
[Example 7]
<Synthesis of Dendrimer (1h) of the Present Invention>
It is represented by the formula (1h) according to the same method as in Example 1 except that M in the formula (1h) serving as the terminal group of the polypropyleneimine dendrimer was synthesized by the method described in JP-A-2006-339474. The dendrimer (1h) of the present invention could be obtained. The dendrimer is also expected to show good film formability and high mobility.
10 磁場
12 試料
14 ITO
16 セラミックヒーター
10
16 Ceramic heater
Claims (16)
ルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルであり、Y1が炭素数1から20のアル
キルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルである場合には、直鎖アルキルまたは分岐アルキルのいずれかであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−S−
、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、基中の炭素はSiで置き換えられてもよい;
Z1は炭素数1から30のアルキレンであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−CO−、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよく、Z2、Z3およびZ4は独立して単結合、−CH=CH−、−C≡C
−、−CH2−O−、−O−CH2−、−COO−、または−OCO−であり、Z5および
Z6は独立して単結合または−C≡C−であり、Z7およびZ8は独立して単結合、−CO
−、−O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2−O−、−O−CH2−、−COO−、または−OCO−である;
A1、A2、A3およびA4は独立して単結合、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−ピリミジン、2,5−ピリジン、2,6−ベンゾチアゾール、または2,5−オキサジアゾールである(ただし、A1、A2、A3およびA4
のうち、少なくとも3つは独立して、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−ピリミジン、2,5−ピリジン、または2,5−オキサジアゾールである);
A5およびA7は独立して単結合、1,4−フェニレンまたは2,5−チオフェンであり、A6は1,4−フェニレンまたは2,6−ナフタレンであり、A8およびA9は独立して単
結合、1,4−フェニレンまたは2,5−チオフェンであり、A10、A11、A12、A13およびA14は独立して単結合、縮合チオフェン、2,5−チオフェン、2,2’−ジチオフェン、チアゾロチアゾール、フルオレン、カルバゾール、または1,4−フェニレンである(ただし、A10、A11、A12、A13およびA14のうち、少なくとも1つは独立して、縮合チオフェン、チアゾロチアゾール、フルオレン、またはカルバゾールである);
pは1から5の整数である。また、式(B1)〜(B5)において、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、2,5−チオフェン、縮合チオフェン、フルオレンおよびカルバゾールの側方位の少なくとも1つの水素は、ハロゲン、シアノ、炭素数1から20のア
ルキル、または炭素数1から20のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく、炭素数1から20のアルキルまたは炭素数1から20のハロゲン化アルキルで置き換えられる場合は、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−S−、−CH=CH−または−
C≡C−で置き換えられてもよい。)。 A dendrimer derived from a polyalkyleneimine dendrimer, wherein at least some of the terminal groups are groups selected from the group consisting of groups represented by formulas (B1) to (B5)
, -COO-, -OCO-, -CH = CH-, or -C≡C-, and the carbon in the group may be replaced by Si;
Z 1 is alkylene having 1 to 30 carbon atoms, and at least one —CH 2 — in the group is —CO—, —O—, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C ≡C— may be substituted, Z 2 , Z 3 and Z 4 are independently a single bond, —CH═CH—, —C≡C
—, —CH 2 —O—, —O—CH 2 —, —COO—, or —OCO—, wherein Z 5 and Z 6 are independently a single bond or —C≡C—, Z 7 and Z 8 is independently a single bond, —CO
—, —O—, —CH═CH—, —C≡C—, —CH 2 —O—, —O—CH 2 —, —COO—, or —OCO—;
A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are each independently a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-pyrimidine, 2,5-pyridine, 2,6-benzothiazole or 2,5-oxadiazole (provided that A 1 , A 2 , A 3 and A 4
Of which at least three are independently 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-pyrimidine, 2,5-pyridine, or 2,5-oxadiazole);
A 5 and A 7 are independently a single bond, 1,4-phenylene or 2,5-thiophene, A 6 is 1,4-phenylene or 2,6-naphthalene, and A 8 and A 9 are independently Single bond, 1,4-phenylene or 2,5-thiophene, and A 10 , A 11 , A 12 , A 13 and A 14 are independently a single bond, fused thiophene, 2,5-thiophene, 2 , 2′-dithiophene, thiazolothiazole, fluorene, carbazole, or 1,4-phenylene (wherein at least one of A 10 , A 11 , A 12 , A 13 and A 14 is independently Condensed thiophene, thiazolothiazole, fluorene or carbazole);
p is an integer of 1 to 5. In the formulas (B1) to (B5), at least one hydrogen in the side orientation of 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 2,5-thiophene, condensed thiophene, fluorene, and carbazole is halogen, cyano, It may be substituted with alkyl having 1 to 20 carbon atoms, or alkyl halide having 1 to 20 carbon atoms, and when substituted with alkyl having 1 to 20 carbon atoms or alkyl halide having 1 to 20 carbon atoms, At least one —CH 2 — represents —O—, —S—, —CH═CH— or —.
C≡C— may be substituted. ).
あり(ただし、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−
、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよい)、Z2からZ8が単結合
である請求項1に記載のデンドリマー。 In the formulas (B1) to (B5), Y 1 is a linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms (provided that at least one —CH 2 — in the group is —O—, —COO—). , -OCO-
, -CH = CH- or -C≡C-), Z 2 to Z 8 are single bonds.
ゲン、または炭素数1から20のアルキルであり、Y2が炭素数1から20のアルキルで
ある場合には、直鎖アルキルまたは分岐アルキルのいずれかであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C
−で置き換えられていてもよい;
Z1は炭素数1から30のアルキレンであり、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−CO−、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられていてもよい;
A15およびA16は独立して単結合、1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニル、また
は2,6−ナフタレンである(ただし、A15およびA16の両方が単結合である場合、ならびにA15およびA16の両方が4,4’−ビフェニルの場合を除く);
A17、A18、A19およびA20は独立して単結合、または1,4−フェニレンであり、A21およびA22は独立して1,4−フェニレン、2,5−チオフェン、または2,2’−ビチオフェンであり、A23およびA24は独立して単結合、2,5−チオフェン、または1,4−フェニレンである;
qは3から7の整数である;
また、式(B1−a)、(B1−b)、(B2−a)、(B3−a)、(B3−b)、(B4−a)、(B4−b)、(B5−a)、(B5−b)および(B5−c)において、1,4−フェニレン、2,6−ナフタレン、4,4’−ビフェニルおよび2,5−チオフェンの側方位の少なくとも1つの水素は、ハロゲン、メチルまたはエチルで置き換えられてもよい。)。 Formulas (B1) to (B5) of the end groups are represented by formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), The dendrimer according to claim 1, which is a group represented by (B4-b), (B5-a), (B5-b) or (B5-c);
May be replaced by-;
Z 1 is alkylene having 1 to 30 carbon atoms, and at least one —CH 2 — in the group is —CO—, —O—, —COO—, —OCO—, —CH═CH—, or —C May be replaced by ≡C-;
A 15 and A 16 are each independently a single bond, 1,4-phenylene, 4,4′-biphenyl, or 2,6-naphthalene (provided that both A 15 and A 16 are single bonds, And A 15 and A 16 are both 4,4′-biphenyl);
A 17 , A 18 , A 19 and A 20 are independently a single bond or 1,4-phenylene, and A 21 and A 22 are independently 1,4-phenylene, 2,5-thiophene, or 2 , 2′-bithiophene, and A 23 and A 24 are independently a single bond, 2,5-thiophene, or 1,4-phenylene;
q is an integer from 3 to 7;
Also, the formulas (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), (B4-b), (B5-a) , (B5-b) and (B5-c), at least one hydrogen in the side orientation of 1,4-phenylene, 2,6-naphthalene, 4,4′-biphenyl and 2,5-thiophene is halogen, May be replaced with methyl or ethyl. ).
炭素数1から20の直鎖または分岐のアルキルであり(ただし、基中の少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置
き換えられていてもよい)、A15が単結合であり、A16が1,4−フェニレンであり、A17およびA18が単結合であり、A19およびA20が単結合であり、A21およびA22が2,2’−ビチオフェンであり、A23およびA24が独立して単結合または2,5−チオフェンである請求項3に記載のデンドリマー。 Formula (B1-a), (B1-b), (B2-a), (B3-a), (B3-b), (B4-a), (B4-b), (B5-a), In (B5-b) and (B5-c), Y 2 is linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms (provided that at least one —CH 2 — in the group is —O—, — COO—, —OCO—, —CH═CH— or —C≡C— may be substituted), A 15 is a single bond, A 16 is 1,4-phenylene, A 17 and A 18 is a single bond, A 19 and A 20 are single bonds, A 21 and A 22 are 2,2′-bithiophene, and A 23 and A 24 are independently a single bond or 2,5-thiophene. The dendrimer according to claim 3.
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