新型化合物及有機半導體材料的製作方法
2023-09-16 10:46:35 1
專利名稱：新型化合物及有機半導體材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及新型化合物以及有機半導體材料。
背景技術：
有機電晶體等有機半導體裝置，期待應用於電子紙、大畫面平板顯示器等新一代技術。有機電晶體由有機半導體活性層、基板、絕緣層、電極等多種部件構成。其中，有機半導體活性層具有承擔載流子傳輸的重要作用。電晶體的特性很大取決於構成該有機半導體活性層的有機材料的載流子傳輸能力。作為有機電晶體用的有機半導體材料，公開了並五苯、二萘並噻吩並噻吩、吲哚並[3，2-b]咔唑等多環稠環化合物、低聚物或聚合物類的材料等各種有機化合物(J.Appl. Phys. 2002，92，5259; J. Am. Chem. Soc. 2004，126，13859 ； Science 1998，280，1741. ； J. Am. Chem. Soc. 200 7，129，2224 ； J. Am. Chem. Soc. 2005，127, 614 ； J. Am. Chem. Soc. 2007，129，9125)。
發明內容
本發明的目的在於，提供作為有機電晶體用的有機半導體材料有用的新型化合物、其製備方法、含有該化合物的有機半導體材料、有機薄膜和有機電晶體。本申請涉及以下的發明。[1]式(1)所示的化合物，
權利要求
1.式(1)所示的化合物，
2.如權利要求1所述的化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為芳環、雜環、被取代基iii取代的芳環、被取代基iv取代的芳環、被取代基iii取代的雜環、被取代基iv取代的雜環、滷原子取代芳環或滷原子取代雜環，取代基iii為選自下述Q組中的取代基，取代基iv為被氟原子取代的選自下述Q組中的取代基，Q組由烷基、烷氧基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷氧基取代雜芳基、烷基取代雜芳基、烯基、炔基、烷硫基、烷基羰基、烷氧基羰基、(三烷基)甲矽烷基和(二烷基)氨基構成。
3.如權利要求2所述的化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、被取代基iii 取代的苯環、被取代基iv取代的苯環、滷原子取代苯環、萘環、被取代基iii取代的萘環、被取代基iv取代的萘環、滷原子取代萘環、苯並[b]噻吩環、被取代基iii取代的苯並[b]噻吩環、被取代基iv取代的苯並[b]噻吩環、滷原子取代苯並[b]噻吩環、苯並[b]呋喃環、 被取代基iii取代的苯並[b]呋喃環、被取代基iv取代的苯並[b]呋喃環或滷原子取代苯並[b]呋喃環。
4.如權利要求2所述的化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、被取代基iii 取代的苯環、被取代基iv取代的苯環或滷原子取代苯環。
5.如權利要求1所述的化合物，其中，環結構C為苯環、被取代基iii取代的苯環、被取代基iv取代的苯環、滷原子取代苯環、噻吩並[3，2-b]噻吩環、苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二噻吩環、被取代基iii取代的苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二噻吩環、被取代基iv取代的苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二噻吩環、滷原子取代苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二噻吩環、苯並 [1，2-b:4, 5-b』] 二呋喃環、被取代基iii取代的苯並[1，2-b:4, 5-b』] 二呋喃環、被取代基 iv取代的苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二呋喃環或滷原子取代苯並[l，2-b:4，5_b』 ] 二呋喃環，取代基iii為選自下述Q組中的取代基，取代基iv為被氟原子取代的選自下述Q組中的取代基，Q組由烷基、烷氧基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷氧基取代雜芳基、烷基取代雜芳基、烯基、炔基、烷硫基、烷基羰基、烷氧基羰基、(三烷基)甲矽烷基和(二烷基)氨基構
6.如權利要求5所述的化合物，其中，環結構C為苯環、被取代基iii取代的苯環、被取代基iv取代的苯環、滷原子取代苯環或噻吩並[3，2-b]噻吩環。
7.如權利要求1所述的化合物，其中，W和X中的任意一方為N-(R5)，另一方為硫、氧、 (R1)-C-(R2)或(R3)-Si-(R4)，Z 與 W 相同，Y 與 X 相同。
8.如權利要求1所述的化合物，其中，W和X中的任意一方為N-(R5)，另一方為硫原子或氧原子，Z與W相同，Y與X相同。
9.如權利要求1所述的化合物，其中，R1> R2> R3> R4和R5獨立地為氫原子、碳原子數為 1 30的烷基、碳原子數為1 30的氟烷基、苯基、被碳原子數為1 30的烷基取代的苯基、被碳原子數為1 30的氟烷基取代的苯基、被碳原子數為1 30的烷氧基取代的苯基、 被碳原子數為1 30的氟烷氧基取代的苯基、噻吩基、被碳原子數為1 30的烷基取代的噻吩基或被碳原子數為1 30的氟烷基取代的噻吩基。
10.如權利要求1所述的化合物，其中，R5為碳原子數為1 20的烷基、碳原子數為 1 20的氟烷基、苯基、被碳原子數為1 20的烷基取代的苯基、被碳原子數為1 20的氟烷基取代的苯基或被碳原子數為1 20的烷氧基取代的苯基。
11.如權利要求1所述的化合物，其中，環結構A、環結構B和環結構C獨立地為苯環、 被取代基iii取代的苯環或滷原子取代苯環，X與Y相同、為N-(R5)，W與Z相同、為硫原子或氧原子，取代基iii為選自下述Q組中的取代基，Q組由烷基、烷氧基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷氧基取代雜芳基、烷基取代雜芳基、烯基、炔基、烷硫基、烷基羰基、烷氧基羰基、(三烷基)甲矽烷基和(二烷基)氨基構成。
12.如權利要求1所述的化合物，其中，環結構A、環結構B和環結構C獨立地為苯環、 被取代基iii取代的苯環或滷原子取代苯環，X與Y相同、為硫原子或氧原子，W與Z相同、 為 N-(R5)，取代基iii為選自下述Q組中的取代基，Q組由烷基、烷氧基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷氧基取代雜芳基、烷基取代雜芳基、烯基、炔基、烷硫基、烷基羰基、烷氧基羰基、(三烷基)甲矽烷基和(二烷基)氨基構成。
13.如權利要求2所述的化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、被取代基iii取代的苯環或滷原子取代苯環，環結構C為噻吩並[3，2-b]噻吩環，X與Y相同、為 N- (R5)，W與Z相同、為硫原子或氧原子。
14.如權利要求2所述的化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、被取代基 iii取代的苯環或滷原子取代苯環，環結構C為噻吩並[3，2-b]噻吩環，X與Y相同、為硫原子或氧原子，W與Z相同、為N-(R5)。
15.如權利要求1所述的化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、被取代基 iii取代的苯環或滷原子取代苯環，環結構C為苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二噻吩環、被取代基 iii取代的苯並[l，2-b:4，5-b』] 二噻吩環、滷原子取代苯並[l，2_b:4，5_b』] 二噻吩環、苯並[1，2-b:4，5-b』 ] 二呋喃環、被取代基iii取代的苯並[1，2-b:4，5-b』 ] 二呋喃環或滷原子取代苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二呋喃環，X與Y相同、為N-(R5)，W與Z相同、為硫原子或氧原子，取代基iii為選自下述Q組中的取代基，Q組由烷基、烷氧基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷氧基取代雜芳基、烷基取代雜芳基、烯基、炔基、烷硫基、烷基羰基、烷氧基羰基、(三烷基)甲矽烷基和(二烷基)氨基構成。
16.如權利要求1所述的化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、被取代基 iii取代的苯環或滷原子取代苯環，環結構C為苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二噻吩環、被取代基 iii取代的苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二噻吩環、滷原子取代苯並[l，2_b:4，5_b』 ] 二噻吩環、 苯並[1，2-b:4, 5-b』 ] 二呋喃環、被取代基iii取代的苯並[1，2-b:4, 5-b』 ] 二呋喃環或滷原子取代苯並[l，2-b:4，5-b』 ] 二呋喃環，X與Y相同、為硫原子或氧原子，W與Z相同、為 N-(Rs),取代基iii為選自下述Q組中的取代基，Q組由烷基、烷氧基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷氧基取代雜芳基、烷基取代雜芳基、烯基、炔基、烷硫基、烷基羰基、烷氧基羰基、(三烷基)甲矽烷基和(二烷基)氨基構成。
17.權利要求1所述的化合物的製備方法，含有進行式( 或式C3)所示的四滷化合物與R5_NH2(式中，R5與權利要求1相同)的反應的步驟，
18.如權利要求17所述的製備方法，其中，R6、R7>R8和R9獨立地表示溴或碘。
19.如權利要求17或18所述的製備方法，其中，X』、Y』、W』和Ζ』獨立地為硫原子或氧原子。
20.如權利要求17 19中任意一項所述的製備方法，其中，R5為碳原子數為1 20 的烷基、碳原子數為1 20的氟烷基、苯基、被碳原子數為1 20的烷基取代的苯基、被碳原子數為1 20的氟烷基取代的苯基或被碳原子數為1 20的烷氧基取代的苯基。
21.式(2)所示的四滷化合物，
22.如權利要求21所述的四滷化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、萘環、 噻吩環、苯並噻吩環、呋喃環或苯並呋喃環。
23.式(3)所示的四滷化合物，
24.如權利要求23所述的四滷化合物，其中，環結構A和環結構B獨立地為苯環、萘環、 噻吩環、苯並噻吩環、呋喃環或苯並呋喃環。
25.式( 所示的四滷化合物的製備方法，含有進行式(4)所示的化合物與滷化劑的反應的步驟，
26.如權利要求25所述的製備方法，其中，R10和R11獨立地表示氫、溴或碘原子，R10和 R11中的至少1個為氫原子。
27.如權利要求25所述的製備方法，其中，W』和Z』獨立地為硫原子或氧原子。
28.式C3)所示的四滷化合物的製備方法，含有進行式( 所示的化合物與滷化劑的反應的步驟，
29.如權利要求觀所述的製備方法，其中，R12和R13獨立地表示氫、溴或碘原子，R12和 R13中的至少1個為氫原子。
30.如權利要求觀或四所述的製備方法，其中，X』和Y』獨立地為硫原子或氧原子。
31.有機半導體裝置，其含有權利要求1所述的化合物。
32.導電性薄膜，其含有權利要求1所述的化合物。
33.發光性薄膜，其含有權利要求1所述的化合物。
34.有機半導體薄膜，其含有權利要求1所述的化合物。
35.如權利要求34所述的有機半導體薄膜，其中，載流子遷移率為10—6cm2/Vs以上。
36.有機電晶體，其具有權利要求34或35所述的有機半導體薄膜。
37.發光元件，其具有權利要求33所述的發光性薄膜。
全文摘要
式(1)所示的化合物(式中，環結構A和環結構B獨立地表示可以被取代的芳環或可以被取代的雜環，環結構C表示可以被取代的苯環、雜環並[3,2-b]雜環或可以被取代的苯並[1,2-b:4,5-b』]二雜環，W、X、Y和Z獨立地表示硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、SO2、(R1)-C-(R2)、(R3)-Si-(R4)或N-(R5)，W、X、Y和Z中的至少任意1個為N-(R5)，R1、R2、R3、R4和R5獨立地表示氫原子、取代基i、取代基ii、可以被滷原子取代的芳基或可以被滷原子取代的雜芳基，取代基i為選自下述組P中的基團，取代基ii為被取代的選自下述組P中的基團，組P由烷基、烷氧基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基和烷基取代雜芳基構成)。
文檔編號C07D495/04GK102209720SQ200980144369
公開日2011年10月5日 申請日期2009年9月7日 優先權日2008年9月8日
發明者吉川榮二, 宮田康生 申請人:住友化學株式會社