有机化合物、其制造方法、含有其的有机半导体材料及含有其的有机晶体管与流程

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有机化合物、其制造方法、含有其的有机半导体材料及含有其的有机晶体管与流程

本发明涉及二萘并噻吩衍生物、其制造方法、含有其的有机半导体材料、含有其的有机半导体墨及含有其的有机晶体管。



背景技术:

以往,将非晶硅、多晶硅作为材料使用的薄膜晶体管(tft)被广泛用作液晶显示装置、有机el显示装置等开关元件。但是,由于使用了这些硅材料的晶体管的制作中所使用的cvd装置昂贵,因此大型的晶体管集成电路的制造会导致制造成本增大。另外,由于硅材料在高温下成膜,因此从耐热性的问题出发,使用塑料基板的下一代型柔性显示装置不能展开。为了解决此问题,提出了沟道(半导体层)中使用有机半导体材料代替硅半导体材料的有机晶体管。

通过将有机半导体材料墨化,能够在低温下印刷成膜,因此可期待不需要大规模的制造设备、而且也可以应用于缺乏耐热性的塑料基板、在柔性电子器件中的应用。进而,虽然这些有机半导体材料当初存在“与硅半导体材料相比,半导体特性(迁移率)低,因此晶体管的响应速度变缓慢,难以实用化”这样的问题,但近年来开始开发超过非晶硅的迁移率的材料。

例如,专利文献1中公开了,具有二萘并[2,3-b:2’,3’-f]噻吩并[3,2-b]噻吩骨架的化合物在真空蒸镀膜中显示出4.0cm2/vs的迁移率;专利文献2~3中公开了,二萘并[2,3‐b:2’,3’-d]噻吩(以下,简记为二萘并噻吩)衍生物在通过边缘铸造法成膜的单晶薄膜中显示出11cm2/vs这样高的迁移率;非专利文献1中公开了,虽然2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩在通过双喷墨法制作的单晶膜中特性的波动大,但显示出最大30cm2/vs这样高的迁移率;专利文献4中公开了,苯基取代的萘并二硫属化合物显示出0.7cm2/vs的迁移率;专利文献5~6中公开了,显现高序液晶相的化合物在高序液晶相经由的薄膜中显示出5.7cm2/vs的迁移率。这样,相继有超过非晶硅的迁移率(0.5cm2/vs)的显示出半导体特性的有机半导体材料的报告。

这样有机半导体的迁移率虽然提高,但未达到实用化。这是因为,公开的这些迁移率使将基于边缘铸造法、双喷墨法的单晶膜、基于真空蒸镀法的薄膜、基于旋转涂布法的薄膜等通过提供均质的块的成膜法制作的膜用于半导体层而评价的,在整个喷墨法、喷嘴印刷法等实用的印刷法中的、通过墨液滴的滴加(滴铸)和其干燥制作的多晶膜形成的半导体层中,会发生特性的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2012/115236号

专利文献2:国际公开第2013/125599号

专利文献3:日本特开2007-197400号

专利文献4:国际公开第2010/058692号

专利文献5:国际公开第2012/121393号

专利文献6:国际公开第2014/038708号

非专利文献

非专利文献1:nature、2011年、475卷、364页



技术实现要素:

发明要解决的问题

以往的有机半导体材料由于缺乏在溶剂中的溶解性,因此难以调整墨,因此,在整个印刷中的湿式成膜中存在问题。另外,关于具有溶剂溶解性的材料,也在湿式成膜时产生分子排列的无序、或者一部分结晶化等在均质膜的制作中存在问题,为了得到高的迁移率,需要实用化中有困难的成膜方法、烦杂的后成膜工艺(退火处理等)。

因此,本发明的问题在于,提供在溶剂中的溶解性优异、即使不经由复杂的工艺也容易(即,仅滴加墨液滴、使其干燥)地生产出呈现高迁移率的膜的化合物、及使用其的有机半导体材料,进而,还在于提供能够简便地制作实用的构成的有机晶体管的有机半导体墨。

用于解决问题的方案

本发明人为了实现前述目的,反复认真研究,发现具有特定的取代基位置结构的二萘并噻吩的溶剂溶解性优异,因此具有作为有机半导体墨的适应性,进而,不需要烦杂的处理,即使为简便且实用的湿式成膜法(即,仅“滴加墨液滴、使其干燥”的方法),也能生产出高迁移率的有机半导体膜,从而完成了本发明。

即,本发明由以下的项目构成。

1.一种二萘并噻吩衍生物的制造方法,其是通式(d)所示的二萘并噻吩衍生物的制造方法,所述制造方法具有以下(i)及(ii)的工序,

((i)第一工序,使通式(a)所示的萘酚衍生物和通式(b)所示的萘硫酚衍生物在酸存在下脱水缩合,制造通式(c)所示的硫醚衍生物;

(ii)第二工序,通过前述硫醚衍生物(c)在过渡金属的盐或过渡金属的络合物存在下的脱氢化反应,制造二萘并噻吩衍生物(d)。)

(各式中,r1~r12表示氢原子、或任意取代基。)

2.根据1.所述的制造方法,其中,前述r1~r12为氢原子、非环式或环式的碳原子数1~20的烷基(该烷基中的-ch2-任选以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-r’c=cr’-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr’-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子可以被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r’表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。)。)、卤素基团、芳香族基团(该芳香族基团任选被非环式或环式的碳原子数1~20的烷基、卤素基团、芳香族基团、或腈基取代,该烷基中的-ch2-任选以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-cr”=cr”-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr”-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子任选被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r”表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。)。)、硝基、或腈基;

3.根据1.或2.所述的制造方法,其中,对于前述r1~r12,r1与r12彼此相同或不同,r2与r11彼此相同或不同,r3与r10彼此相同或不同,r4与r9彼此相同或不同,r5与r8彼此相同或不同,r6与r7彼此相同或不同,r1与r12、r2与r11、r3与r10、r4与r9、r5与r8、r6与r7这6组的组合中,至少一个组合彼此不同;

4.一种通式(e)所示的二萘并噻吩衍生物(其中,不包括化合物(e-a)、化合物(e-b)、化合物(e-c)、化合物(e-d)、化合物(e-e)、化合物(e-f)、化合物(e-g)、化合物(e-h)、化合物(e-i)、化合物(e-j)、化合物(e-k)、及化合物(e-l)。),

(式中,r21~r32为氢原子、或任意取代基,r21与r32彼此相同或不同,r22与r31彼此相同或不同,r23与r30彼此相同或不同,r24与r29彼此相同或不同,r25与r28彼此相同或不同,r26与r27彼此相同或不同,r21与r32、r22与r31、r23与r30、r24与r29、r25与r28、r26与r27这6组的组合中,至少一个组合彼此不同。)

(alk1及alk2表示碳原子数1~30的直链烷基。)

(ac表示乙酰基,t表示任意取代基。)

5.根据4.所述的二萘并噻吩衍生物,其中,前述r21~r32为氢原子、非环式或环式的碳原子数1~20的烷基(该烷基中的-ch2-任选以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-r’c=cr’-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr’-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子任选被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r’表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。)。)、卤素基团、芳香族基团(该芳香族基团任选被非环式或环式的碳原子数1~20的烷基、卤素基团、芳香族基团、或腈基取代,该烷基中的-ch2-任选以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-cr”=cr”-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr”-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子任选被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r”表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。)。)、硝基、或腈基;

6.根据4.或5.所述的二萘并噻吩衍生物,其中,前述r21~r32为氢原子、氟原子(氟基)、非环式或环式的碳原子数1~20的烷基、ph-c≡c*(ph表示任选被取代的苯基、*表示键合位置。)、或th-c≡c*(th表示任选被取代的噻吩基、*表示键合位置。);

7.根据4.~6.所述的二萘并噻吩衍生物,其中,前述取代基的6组的组合(r21与r32、r22与r31、r23与r30、r24与r29、r25与r28、r26与r27)当中,至少一个组合彼此不同,并且除其以外的组合彼此相同且为氢原子;

8.根据4.~6.所述的二萘并噻吩衍生物,其中,前述取代基的6组的组合(r21与r32、r22与r31、r23与r30、r24与r29、r25与r28、r26与r27)当中,r21与r32、r22与r31、r25与r28、r26与r27均相同且为氢原子,r23与r30彼此相同或不同,r24与r29彼此相同或不同,r23与r30、r24与r29这2组的组合中,至少一个组合彼此不同;

9.一种有机半导体材料,其含有4.~8.中任一项所述的二萘并噻吩衍生物;

10.一种有机半导体墨,其含有9.所述的有机半导体材料;

11.一种有机半导体膜,其含有9.所述的有机半导体材料;

12.一种有机半导体元件,其含有9.所述的有机半导体材料;

13.一种有机晶体管,其含有9.所述的有机半导体材料。

发明的效果

根据本发明,能够提供在溶剂中的溶解性优异、通过简便且实用的湿式成膜法(即,仅“滴加墨液滴、使其干燥”的方法)生产出高迁移率的有机半导体膜的、具有特定的取代基位置结构的二萘并噻吩化合物、该二萘并噻吩化合物的制造方法、含有该化合物的有机半导体材料、含有该化合物的有机半导体墨、及含有该化合物的有机晶体管。

附图说明

图1为底栅底接触型(bc型)晶体管的示意图。

图2为底栅顶接触型(tc型)晶体管的示意图。

具体实施方式

(二萘并噻吩衍生物的制造方法)

对本发明的二萘并噻吩衍生物的制造方法进行说明。

本发明的制造方法的方案如下。

(各式中,r1~r12表示氢原子、或任意取代基。)

此处,本发明的制造方法的通式(a)、(b)、(c)、(d)所示的化合物的取代基r1~r12可以相同或不同,可以使用公知惯用的任意取代基(其中,在后述的制造工序(i)或(ii)中不成为反应活性部的取代基)作为芳香族化合物的取代基。作为其具体例,可列举出:

氢原子(包括氕、氘及氚)、

非环式或环式的碳原子数1~20的烷基(该烷基中的-ch2-任选以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-r’c=cr’-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr’-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子任选被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r’表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。))、

卤素基团、芳香族基团(该芳香族基团任选被非环式或环式的碳原子数1~20的烷基、卤素基团、芳香族基团、或腈基取代,该烷基中的-ch2-任选以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-cr”=cr”-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr”-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子任选被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r”表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。))、硝基、或腈基等,但不限定于这些。需要说明的是,作为前述烷基、卤素基团、芳香族基团的具体例,可列举出与后述的本发明的化合物(二萘并噻吩衍生物)的取代基同样的基团。

关于取代基的位置结构,利用后述本制造方法的特征,在“r1与r12相同或不同,r2与r11相同或不同,r3与r10相同或不同,r4与r9相同或不同,r5与r8相同或不同,r6与r7相同或不同,r1与r12、r2与r11、r3与r10、r4与r9、r5与r8、r6与r7这6组的组合中,至少一个组合彼此不同”时,是适当的。

本发明的二萘并噻吩衍生物的制造方法的特征在于,包括如下工序:

(i)第一工序,使通式(a)所示的萘酚衍生物和通式(b)所示的萘硫酚衍生物在酸存在下脱水缩合,制造通式(c)所示的硫醚衍生物;

(ii)第二工序,通过前述硫醚衍生物(c)在过渡金属的盐或过渡金属的络合物存在下的脱氢化反应,制造二萘并噻吩衍生物(d)。

公知惯用的二萘并噻吩衍生物的制造方法(专利文献2)由于使用在300℃下的反应等过激的条件,因此能够导入的取代基种类有限制,另外需要多阶段的合成,因此收率也低。进而,该方法中,在该方法的性质上、关于取代基的位置结构,仅能够制造r1与r12相同、r2与r11相同、r3与r10相同、r4与r9相同、r5与r8相同、并且r6与r7相同的衍生物。与此相对,本制造方法中,由于反应条件温和、而且工序数少,因此可以使用的取代基种类的范围宽,收率也高。进而,本制造方法中,能够制作“r1与r12相同或不同,r2与r11相同或不同,r3与r10相同或不同,r4与r9相同或不同,r5与r8相同或不同,r6与r7相同或不同,r1与r12、r2与r11、r3与r10、r4与r9、r5与r8、r6与r7这6组的组合中,至少一个组合彼此不同”这样的二萘并噻吩衍生物。这样的衍生物如后所述,因溶剂溶解性优异而具有作为有机半导体墨的适应性,进而聚集性被控制,因此能够通过简便且实用的湿式成膜法(即,仅“滴加墨液滴、使其干燥”的方法)生产出高半导体特性(迁移率)的有机半导体膜。

首先,对第一工序进行说明。

第一工序中,使萘酚衍生物(a)和萘硫酚衍生物(b)在酸存在下脱水缩合,制成硫醚衍生物(c)。

萘酚衍生物(a)也多数为市售品,也容易获得。另外,也可以根据日本特开昭61-115039等中记载的、将萘磺化后使萘磺酸与碱金属氢氧化物熔解的方法而合成。

萘硫酚衍生物(b)也多数为市售品,也容易获得。另外,也可以根据europeanjournaloforganicchemistry833-845(2010)等中记载的、使萘酚与二甲基硫代氨基甲酰氯缩合而制成o-硫代氨基甲酸酯后,热重排为s-硫代氨基甲酸酯,最后进行水解的方法来合成。

萘硫酚衍生物(b)相对于萘酚衍生物(a)的用量摩尔比通常为0.1~10、优选为0.2~5、更优选为0.4~2.5。

作为该反应中使用的酸,只要显示酸性就没有特别限定,可列举出:无机酸、磺酸、金属(或半金属)的盐、金属(或半金属)的络合物、固体酸等。

作为具体的无机酸,可列举出:盐酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸、硝酸、硫酸、磷酸、硼酸、多聚磷酸、氟硫酸、氯硫酸、磷钨酸等杂多酸等。

前述无机酸中,优选盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、多聚磷酸、氟硫酸、氯硫酸,为了进一步提高反应性,进一步优选硫酸、磷酸、多磷酸、氟硫酸。

作为具体的磺酸,可列举出:

甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸、戊烷磺酸、己烷磺酸、庚烷磺酸、辛烷磺酸、壬烷磺酸、癸烷磺酸等烷基磺酸;

三氟甲烷磺酸、全氟乙烷磺酸、全氟丙烷磺酸、全氟丁烷磺酸、全氟戊烷磺酸、全氟己烷磺酸、全氟庚烷磺酸、全氟辛烷磺酸、全氟壬烷磺酸、全氟癸烷磺酸等氟化烷基磺酸;

苯磺酸、萘磺酸、吡啶磺酸、噻吩磺酸、对甲苯磺酸、对苯乙烯磺酸、二甲苯磺酸等可以被烷基取代的芳基磺酸;等。

前述磺酸中,优选甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸、戊烷磺酸、己烷磺酸、三氟甲烷磺酸、全氟乙烷磺酸、全氟丙烷磺酸、全氟丁烷磺酸、全氟戊烷磺酸、全氟己烷磺酸、苯磺酸、萘磺酸、对甲苯磺酸、对苯乙烯磺酸、二甲苯磺酸,

为了进一步提高反应性,进一步优选甲烷磺酸、乙烷磺酸、三氟甲烷磺酸、全氟乙烷磺酸、全氟丙烷磺酸、全氟丁烷磺酸。

金属(或半金属)的盐、金属(或半金属)的络合物是指:

be、b、al、si、p、s、ti、v、fe、zn、ga、ge、as、se、zr、nb、mo、cd、in、sn、sb、te、yb、hf、ta、w、hg、tl、pb、bi、u等元素或po、seo、vo等氧-元素结合体与、

氟化氢、氯化氢、氢溴酸、碘化氢、高氯酸、硝酸、硫酸、磷酸、氟硫酸、氯硫酸、四氟硼酸、六氟磷酸等无机酸、烷基磺酸、可以被卤化的烷基磺酸、芳基磺酸、可以具有烷基侧链的芳基磺酸、膦酸、羧酸、可以被卤化的羧酸等酸性化合物的盐或络合物,

具体而言,可列举出:

三氟化硼、三氯化硼、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼二甲基硫醚络合物、

氟化铝、氯化铝、溴化铝、高氯酸铝、硝酸铝、硫酸铝、甲烷磺酸铝、三氟甲烷磺酸铝、对甲苯磺酸铝、乙酸铝、三氟乙酸铝等铝的盐或络合物;

氟化钪(iii)、氯化钪(iii)、溴化钪(iii)、高氯酸钪(iii)、硝酸钪(iii)、硫酸钪(iii)、甲烷磺酸钪(iii)、三氟甲烷磺酸钪(iii)、对甲苯磺酸钪(iii)、乙酸钪(iii)、三氟乙酸钪(iii)等钪(iii)的盐或络合物;

氟化铁(iii)、氯化铁(iii)、溴化铁(iii)、高氯酸铁(iii)、硝酸铁(iii)、硫酸铁(iii)、甲烷磺酸铁(iii)、三氟甲烷磺酸铁(iii)、对甲苯磺酸铁(iii)、乙酸铁(iii)、三氟乙酸铁(iii)等铁(iii)的盐或络合物;

氟化锌、氯化锌、溴化锌、高氯酸锌、硝酸锌、硫酸锌、甲烷磺酸锌、三氟甲烷磺酸锌、对甲苯磺酸锌、乙酸锌、三氟乙酸锌等锌(ii)的盐或络合物;

氟化锆(iv)、氯化锆(iv)、溴化锆(iv)、高氯酸锆(iv)、硝酸锆(iv)、硫酸锆(iv)、甲烷磺酸锆(iv)、三氟甲烷磺酸锆(iv)、对甲苯磺酸锆(iv)、乙酸锆(iv)、三氟乙酸锆(iv)等锆(iv)的盐或络合物;

氟化铟(iii)、氯化铟(iii)、溴化铟(iii)、高氯酸铟(iii)、硝酸铟(iii)、硫酸铟(iii)、甲烷磺酸铟(iii)、三氟甲烷磺酸铟(iii)、对甲苯磺酸铟(iii)、乙酸铟(iii)、三氟乙酸铟(iii)等铟(iii)的盐或络合物;

氟化铋(iii)、氯化铋(iii)、溴化铋(iii)、高氯酸铋(iii)、硝酸铋(iii)、硫酸铋(iii)、甲烷磺酸铋(iii)、三氟甲烷磺酸铋(iii)、对甲苯磺酸铋(iii)、乙酸铋(iii)、三氟乙酸铋(iii)等铋(iii)的盐或络合物;

氯化锡(iv)、氯化锑(v)、氯化碲(iv)、溴化碲(iv)、氯化钼(vi)、四氯化钛(iv)、四氯化钒(iv)等。

前述当中,

优选三氟化硼、三氯化硼、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼二甲基硫醚络合物、氟化铝、氯化铝、溴化铝、高氯酸铝、硝酸铝、硫酸铝、甲烷磺酸铝、三氟甲烷磺酸铝、对甲苯磺酸铝、乙酸铝、三氟乙酸铝、氟化铁(iii)、氯化铁(iii)、溴化铁(iii)、高氯酸铁(iii)、硝酸铁(iii)、硫酸铁(iii)、甲烷磺酸铁(iii)、三氟甲烷磺酸铁(iii)、对甲苯磺酸铁(iii)、乙酸铁(iii)、三氟乙酸铁(iii)、氟化锌、氯化锌、溴化锌、高氯酸锌、硝酸锌、硫酸锌、甲烷磺酸锌、三氟甲烷磺酸锌、对甲苯磺酸锌、乙酸锌、三氟乙酸锌、氟化铟(iii)、氯化铟(iii)、溴化铟(iii)、高氯酸铟(iii)、硝酸铟(iii)、硫酸铟(iii)、甲烷磺酸铟(iii)、三氟甲烷磺酸铟(iii)、对甲苯磺酸铟(iii)、乙酸铟(iii)、三氟乙酸铟(iii)、氟化铋(iii)、氯化铋(iii)、溴化铋(iii)、高氯酸铋(iii)、硝酸铋(iii)、硫酸铋(iii)、甲烷磺酸铋(iii)、三氟甲烷磺酸铋(iii)、对甲苯磺酸铋(iii)、乙酸铋(iii)、三氟乙酸铋(iii)、氯化锡(iv)、氯化钼(vi)。

为了进一步提高反应性,进一步优选为三氟甲烷磺酸铝、三氟乙酸铝、三氟甲烷磺酸铁(iii)、三氟乙酸铁(iii)、甲烷磺酸锌、三氟甲烷磺酸锌、甲烷磺酸铟(iii)、三氟甲烷磺酸铟(iii)、甲烷磺酸铋(iii)、三氟甲烷磺酸铋(iii)。

为了进一步提高反应性,特别优选为三氟甲烷磺酸铝、三氟甲烷磺酸铁(iii)、三氟甲烷磺酸铟(iii)、三氟甲烷磺酸铋(iii)。

作为具体的固体酸,为

二氧化硅、α-氧化铝等氧化物;

二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化钛、沸石、氧化铝-氧化钛、氧化钛-氧化锌、二氧化硅-氧化锌、氧化钛-氧化锆、二氧化硅-钼等非晶质或结晶质复合系金属氧化物;

将液体磷酸催化剂等液体酸吸附固定化于无机质载体而成的固定化酸;等。

前述的固体酸中,

优选二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化钛、沸石。

对这些固体酸催化剂的大小、形状等没有特别限定,通常,使用粉粒状的,其粒径优选为10μm~10mm。特别是为了提高反应效率,优选多孔且实质表面积(反应液接触面积)大者。

这些酸催化剂可以单独使用或组合使用2种以上,其用量相对于萘酚衍生物(a)为0.001~10当量,优选为0.005~5当量、更优选为0.01~2.5当量。

作为反应温度,只要是能获得硫醚衍生物(c)的条件就没有特别限制,为0~250℃、优选为25~200℃、更优选为40~150℃。

作为反应时间,只要是能获得硫醚衍生物(c)的条件,就没有特别限制,为10分钟~72小时、优选为30分钟~48小时、更优选为1~24小时。

作为溶剂,只要对反应为非活性就没有特别限制,例如可列举出:乙醚、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二甲氧基乙烷、二丁醚等醚溶剂;

乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸戊酯等酯溶剂;

正己烷、庚烷、辛烷、环己烷、环戊烷等脂肪族烃溶剂;

二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤素系溶剂;

甲苯、苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;

n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮等酰胺溶剂;

二甲基亚砜、环丁砜等含硫溶剂;

乙腈、戊腈、苯甲腈等腈溶剂;

乙酸、丙酸、丁酸等羧酸溶剂;

等,这些溶剂可以单独使用或组合使用2种以上。

在本发明的第一工序中,伴着反应的进行而产生的水可以不被去除,但也可以使用迪安-斯达克榻的装置、蒸馏塔等,连续地去除到体系外,也可以加入硫酸钠、硫酸镁、沸石等脱水剂而去除。

作为反应气氛,也可以在空气中进行,但优选在氮气或氩气气氛中实施。

第一工序中得到的硫醚衍生物(c)可以进行适宜纯化。作为纯化方法,没有特别限定,例如可列举出柱色谱法、重结晶、升华纯化等。

接着,对第二工序进行说明。

第二工序中,通过硫醚衍生物(c)在过渡金属的盐或过渡金属的络合物存在下的脱氢化反应制成作为目标化合物的二萘并噻吩衍生物(d)。

该反应中使用的过渡金属为,第一过渡元素sc到zn、第二过渡元素y到cd、及第三过渡元素la到hg的金属。

前述过渡金属中,

优选铁、钴、镍、铜、钼、钌、铑、钯、锇、铱、铂、金,

为了进一步提高反应性,

进一步优选为镍、钼、钌、铑、钯、铱、铂、金、

为了更进一步提高反应性,特别优选钌、钯、铂。

作为过渡金属的盐或过渡金属的络合物,可列举出:前述过渡金属与、

水、氟化氢、氯化氢、氢溴酸、碘化氢、高氯酸、硝酸、硫酸、磷酸、氟硫酸、氯硫酸、四氟硼酸、六氟磷酸、磷钨酸等杂多酸、烷基磺酸、可以被卤化的烷基磺酸、芳基磺酸、可以具有烷基侧链的芳基磺酸、膦酸、羧酸、可以被卤化的羧酸等酸性化合物;

烯烃、炔烃、胺、膦、胂、n-杂环卡宾、二苄叉丙酮、乙酰丙酮、一氧化碳、腈、salen等配体;

的盐或络合物。

若具体例示出上述的进一步优选的过渡金属的盐或过渡金属的络合物,则可列举出:

四(三苯基膦)钯(0)、三(二苄叉丙酮)二钯(0)、双(二苄叉丙酮)钯(0)、双[1,2-双(二苯基膦基)乙烷]钯(0)、双(三叔丁基膦)钯(0)、双(三环己基膦)钯(0)、双[二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦]钯(0)、氢氧化钯(ii)、硝酸钯(ii)、二氯苄基双(三苯基膦)钯(ii)、双(三苯基膦)二氯化钯(ii)、氯化烯丙基钯(ii)二聚物、双(乙腈)二氯化钯(ii)、双(苯甲腈)二氯化钯(ii)、乙酸双(三苯基膦)钯(ii)、三氟乙酸双(三苯基膦)钯(ii)、(顺,顺-1,5-环辛烷二烯)二氯化钯(ii)、乙酸钯(ii)、三氟乙酸钯(ii)、特戊酸钯(ii)、双(三氟甲烷磺酸)四(乙腈)钯(ii)、乙酰丙酮钯(ii)、氯化钯(ii)、溴化钯(ii)、四氯钯(ii)酸钠、二氯2,5-降冰片二烯钯(ii)、硝酸(乙二胺)钯(ii)、[9,9-二甲基-4,5-双(二苯基膦基)呫吨]二氯化钯(ii)、(1,5-环辛二烯)二氯化钯(ii)、二-μ-氯双[5-羟基-2-[1-(羟基亚氨基)乙基]苯基]钯(ii)二聚物、二氯[二叔丁基(氯)膦]钯(ii)二聚物、氯[(三叔丁基膦)-2-(2-氨基联苯)]钯(ii)、双(三邻甲苯基膦)二氯化钯(ii)、双(甲基二苯基膦)二氯化钯(ii)、钯/碳、钯/氧化铝、钯/碳酸钡、钯/硫酸钡等钯盐或络合物;

顺式双(2,2’-联吡啶)二氯化钌(ii)二水合物、[(r)-2,2’-双(二苯基膦基)-1,1’-联萘基]二氯化钌(ii)、三(三苯基膦)羰基(二氢)钌(ii)、氯代亚硝酰[n,n’-双(3,5-二叔丁基亚水杨基)-1,1,2,2-四甲基乙二胺酸]钌(iv)、氯代(五甲基环戊二烯基)钌(ii)四聚体、对伞花烃二氯化钌(ii)二聚体、1-羟基四苯基环戊二烯(四苯基-2,4-环戊二烯-1-酮)-μ-氢四羰基二钌(ii)、氯化钌(iii)、对伞花烃氯化钌(ii)、氯代亚硝酰钌(ii)一水合物、十二羰基三钌(0)、三(2,4-戊二酮酸)钌(iii)、三(三苯基膦)二氯化钌(ii)、钌/碳等钌盐或络合物、

四(三苯基膦)铂(0)、双(三-叔丁基膦)铂(0)、氯化铂(ii)、乙酰丙酮铂(ii)、顺式-二氨基(1,1-环丁烷二羧酸)铂(ii)、二氯顺式二氨铂(ii)、二氯(1,5-环辛二烯)铂(ii)、(反式-1,2-环己烷二胺)草酸铂(ii)等铂盐或络合物。

前述过渡金属的盐或过渡金属的络合物可以单独使用或组合使用2种以上,其用量只要为能获得二萘并噻吩(d)的范围就没有特别限制,相对于硫醚(c)为0.001~10当量,优选为0.005~5当量、更优选为0.01~2.5当量。

进而,为了促进脱氢反应,可以组合使用配体。

作为配体,例如可列举出:三甲基膦、三乙基膦、三正丁基膦、三叔丁基膦、三环己基膦、三苯基膦、三(邻甲苯基)膦等单齿膦系配体;双(二苯基膦基)甲烷、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、2,2’-双(二苯基膦基)-1,1’-联萘、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁等二齿膦系配体;等。

前述配体可以单独使用或组合使用2种以上,其用量只要是能获得二萘并噻吩(d)的范围就没有特别限制,例如,相对于前述过渡金属的盐或过渡金属的络合物为1~20当量,优选为1~10当量、更优选为1~5当量。

为了促进脱氢反应,可以组合使用氧化剂。

作为氧化剂,例如可列举出:过乙酸、过氧化氢、双氧水、尿素·过氧化氢、oxone、过碳酸钠、过硼酸钠、过硼酸钾、过氧二硫酸二钾、过硫酸四丁基铵、3-氯过氧苯甲酸、二甲基二氧杂环丙烷、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰等过氧化物;

次氯酸钠、亚氯酸钠、溴酸钾、过碘酸钠、次氯酸叔丁酯等高氧化度卤化物;

氧、臭氧、氟、氯、溴、一氧化氮、一氧化二氮等氧化性气体;

三氧化铬、二氧化锰、乙酸锰(iii)、高锰酸钾、二铬酸钾、五氧化二钒(v)、三异丙氧基氧化钒(v)、硝酸铈(iv)铵、乙酸铅(iv)、氧化锇(viii)等高氧化度金属化合物;

氟化银、氯化银、溴化银、碘化银、氧化银、碳酸银、氰化银、硫酸银、硝酸银、乙酸银、三氟乙酸银、特戊酸银、乳酸银、环己烷丁酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银、四氟硼酸银等银(i)化合物、

氟化铜(ii)、氯化铜(ii)、溴化铜(ii)、碘化铜(ii)、氧化铜(ii)、碳酸铜(ii)、氰化铜(ii)、硫酸铜(ii)、硝酸铜(ii)、乙酸铜(ii)、三氟乙酸铜(ii)、特戊酸铜(ii)、乳酸铜(ii)、环己烷丁酸铜(ii)、甲烷磺酸铜(ii)、三氟甲烷磺酸铜(ii)、四氟硼酸铜(ii)等铜(ii)化合物;

氟化铁(ii)、氯化铁(ii)、溴化铁(ii)、碘化铁(ii)、氧化铁(ii)、碳酸铁(ii)、氰化铁(ii)、硫酸铁(ii)、硝酸铁(ii)、乙酸铁(ii)、三氟乙酸铁(ii)、特戊酸铁(ii)、乳酸铁(ii)、环己烷丁酸铁(ii)、甲烷磺酸铁(ii)、三氟甲烷磺酸铁(ii)、四氟硼酸铁(ii)等铁(ii)化合物;

氟化铁(iii)、氯化铁(iii)、溴化铁(iii)、碘化铁(iii)、氧化铁(iii)、碳酸铁(iii)、氰化铁(iii)、硫酸铁(iii)、硝酸铁(iii)、乙酸铁(iii)、三氟乙酸铁(iii)、特戊酸铁(iii)、乳酸铁(iii)、环己烷丁酸铁(iii)、甲烷磺酸铁(iii)、三氟甲烷磺酸铁(iii)、四氟硼酸铁(iii)等等铜(iii)化合物;

苯醌、蒽醌、2-(环己基亚磺酰基)-苯醌、2-(苯基亚磺酰基)-苯醌、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌、氯苯醌、邻四氯苯醌等醌衍生物;等,

优选为过乙酸、过氧化氢、双氧水、尿素·过氧化氢、过氧二硫酸二钾、oxone、过硫酸四丁基铵、三氧化铬、二氧化锰、乙酸锰(iii)、硝酸铈(iv)铵、3-氯过苯甲酸、氧、氟化银、氯化银、溴化银、碘化银、氧化银、碳酸银、氰化银、硫酸银、硝酸银、乙酸银、三氟乙酸银、特戊酸银、乳酸银、环己烷丁酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银、四氟硼酸银、氟化铜(ii)、氯化铜(ii)、溴化铜(ii)、碘化铜(ii)、氧化铜(ii)、碳酸铜(ii)、氰化铜(ii)、硫酸铜(ii)、硝酸铜(ii)、乙酸铜(ii)、三氟乙酸铜(ii)、特戊酸铜(ii)、乳酸铜(ii)、环己烷丁酸铜(ii)、甲烷磺酸铜(ii)、三氟甲烷磺酸铜(ii)、四氟硼酸铜(ii)、氟化铁(ii)、氯化铁(ii)、溴化铁(ii)、碘化铁(ii)、氧化铁(ii)、碳酸铁(ii)、氰化铁(ii)、硫酸铁(ii)、硝酸铁(ii)、乙酸铁(ii)、三氟乙酸铁(ii)、特戊酸铁(ii)、乳酸铁(ii)、环己烷丁酸铁(ii)、甲烷磺酸铁(ii)、三氟甲烷磺酸铁(ii)、四氟硼酸铁(ii),

更优选为氧、氟化银、氯化银、溴化银、碘化银、氧化银、碳酸银、氰化银、硫酸银、硝酸银、乙酸银、三氟乙酸银、特戊酸银、乳酸银、环己烷丁酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银、四氟硼酸银,

进而更优选为氧、硝酸银、乙酸银、三氟乙酸银、特戊酸银、乳酸银、环己烷丁酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银、四氟硼酸银,

特别优选为氧、乙酸银、三氟乙酸银、特戊酸银、乳酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银。

前述氧化剂可以单独使用或组合使用2种以上,其用量只要是能够获得二萘并噻吩(d)的范围就没有特别限制,相对于硫醚(c)为1~100当量,优选为1~20当量、更优选为1~10当量。

为了促进脱氢反应,也可以组合使用羧酸。

作为羧酸,例如可列举出:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、正十七烷酸、硬脂酸、特戊酸、2,2-二甲基丁酸、1-甲基-1-环己烷羧酸、2-苯基异丁酸等饱和脂肪族羧酸;

油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸等不饱和脂肪族羧酸;

氟乙酸、三氟乙酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸等经卤化的饱和脂肪族羧酸;

苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、水杨酸、没食子酸、苯六甲酸、肉桂酸等芳香族羧酸;

草酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、戊二酸、粘康酸、己二酸、壬二酸、2,5-噻吩二羧酸、对苯二甲酸、2,5-吡嗪二羧酸、2,6-萘二羧酸、4,4’-联苯二羧酸、偶氮苯二羧酸、苯-1,2,4-三羧酸、苯-1,3,5-三苯甲酸、苯-1,2,4,5-四羧酸、萘-2,3,6,7-四羧酸、萘-1,4,5,8-四羧酸、联苯-3,5,3’,5’-四羧酸及2-氨基对苯二甲酸、2-硝基对苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、2-氯对苯二甲酸、2-溴对苯二甲酸、2,5-二羟基对苯二甲酸、四氟对苯二甲酸、2,5-二羧基对苯二甲酸、二甲基-4,4’-联苯二羧酸、四甲基-4,4’-联苯二羧酸、二羧基-4,4’-联苯二羧酸、2,5-吡嗪二羧酸、2,5-二全氟对苯二甲酸、偶氮苯-4,4’-二羧酸、3,3’-二氯偶氮苯-4,4’-二羧酸、3,3’-二羟基偶氮苯-4,4’-二羧酸、3,3’-二全氟偶氮苯-4,4’-二羧酸、3,5,3’,5’-偶氮苯四羧酸、2,5-二甲基对苯二甲酸等多元羧酸;

优选为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、正十七烷酸、硬脂酸、特戊酸、2,2-二甲基丁酸、1-甲基-1-环己烷羧酸、2-苯基异丁酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、氟乙酸、三氟乙酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、水杨酸、没食子酸、苯六甲酸、肉桂酸,

更优选为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、正十七烷酸、硬脂酸、特戊酸、2,2-二甲基丁酸、1-甲基-1-环己烷羧酸、2-苯基异丁酸、氟乙酸、三氟乙酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸,

进而更进一步优选为乙酸、丙酸、特戊酸、2,2-二甲基丁酸、1-甲基-1-环己烷羧酸、三氟乙酸、三氯乙酸。

前述羧酸可以单独使用或组合使用2种以上,其用量只要是能获得二萘并噻吩(d)的范围就没有特别限制,相对于过渡金属的盐或络合物为1~1000当量,优选为1~500当量、更优选为1~100当量。

为了促进脱氢反应,可以组合使用碱。

作为碱,例如可列举出:碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯等碳酸盐;

磷酸钠、磷酸二钠、磷酸三钠、磷酸钾、磷酸钙、磷酸氢二铵等磷酸盐;

氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯等氢氧化物、氟化钾、氟化铯、四丁基铵氟化物等氟化物;

甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾等醇盐;

三甲基胺、三乙基胺、三丁基胺、二异丙基乙基胺、n-甲基吗啉、n-甲基吡咯烷、n-甲基哌啶、1,8-二氮杂-二环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4-二氮杂-二环[2.2.2]辛烷等叔胺;

吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、丙基吡啶、丁基吡啶、叔丁基吡啶那样的2,3-二甲基吡啶、2,4-二甲基吡啶、2,5-二甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、3,5-二甲基吡啶、2-甲基-5-乙基-吡啶、2,6-二异丙基吡啶、2,6-二叔丁基吡啶等吡啶衍生物;

优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钠、磷酸二钠、磷酸三钠、磷酸钾、磷酸钙、磷酸氢二铵、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氟化钾、氟化铯、四丁基铵氟化物、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、三甲基胺、三乙基胺、三丁基胺、二异丙基乙基胺、n-甲基吗啉、n-甲基吡咯烷、n-甲基哌啶、1,8-二氮杂-二环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4-二氮杂-二环[2.2.2]辛烷、

更优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钠、磷酸二钠、磷酸三钠、磷酸钾、磷酸钙、磷酸氢二铵、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、

氟化钾、氟化铯、四丁基铵氟化物等氟化物、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、

特别优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、

磷酸钠、磷酸二钠、磷酸三钠、磷酸钾、磷酸钙、磷酸氢二铵、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯。

前述碱可以单独使用或组合使用2种以上,其用量只要是能获得二萘并噻吩(d)的范围就没有特别限制,相对于硫醚(c)为1~100当量,优选为1~20当量,更优选为1~10当量。

作为反应温度,只要是能获得二萘并噻吩衍生物(d)的条件就不特别限制,为0~250℃,优选为10~200℃、更优选为25~160℃。

作为反应时间,只要是能获得二萘并噻吩衍生物(d)的条件就没有特别限制,为10分钟~72小时,优选为30分钟~48小时、更优选为1~24小时。

对于溶剂,即使不使用也没关系。使用溶剂的情况下,只要对反应为非活性就没有特别限制,例如可列举出:乙醚、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二甲氧基乙烷、二丁醚等醚溶剂;

乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸戊酯等酯溶剂;

正己烷、庚烷、辛烷、环己烷、环戊烷等脂肪族烃溶剂;

二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤化溶剂;

甲苯、苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;

n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮等酰胺溶剂;

二甲基亚砜、环丁砜等含硫溶剂;

乙腈、戊腈、苯甲腈等腈溶剂;

乙酸、丙酸、丁酸等羧酸溶剂;等,

这些溶剂可以单独使用或组合使用2种以上。

作为反应气氛,可以为空气、氧气、氮气、氩气、二氧化碳等,没有特别限制,氧化剂使用氧的情况下,可以在空气或氧气下进行。

第二工序中得到的二萘并噻吩衍生物(d)可以进行适宜纯化。作为纯化方法,没有特别限定,例如可列举出基于柱色谱法、重结晶、升华纯化的方法。

(二萘并噻吩衍生物)

以下,对本发明的二萘并噻吩衍生物进行说明。

本发明的二萘并噻吩衍生物为通式(e)所示的化合物。但是,不包括化合物(e-a)、化合物(e-b)、化合物(e-c)、化合物(e-d)、化合物(e-e)、化合物(e-f)、化合物(e-g)、化合物(e-h)、化合物(e-i)、化合物(e-j)、化合物(e-k)、及化合物(e-l)。

(式中,r21~r32为氢原子、或任意取代基,r21与r32相同或不同,r22与r31相同或不同,r23与r30相同或不同,r24与r29相同或不同,r25与r28相同或不同,r26与r27相同或不同,r21与r32、r22与r31、r23与r30、r24与r29、r25与r28、r26与r27这6组的组合中,至少一个组合彼此不同。)

(alk1及alk2表示碳原子数1~30的直链烷基。)

本发明的化合物的特征在于,前述取代基的6组的组合中,至少一个组合不同。前述6组的组合各自相同时(即,r21与r32相同、r22与r31相同、r23与r30相同、r24与r29相同、r25与r28相同、并且r26与r27相同),分子的对称性呈c2v,对称性变高,结晶性提高。因此,聚集能过度地提高,通过溶液(墨)滴加(滴铸)和其干燥制作的多晶膜的膜质下降(通常大的晶粒析出,膜的均质性变低),半导体特性降低。另一方面,本发明的化合物由于对称性低,因此聚集能被适度地控制,通过溶液(墨)滴加(滴铸)和其干燥制作的多晶膜的膜质高,因此,半导体特性高。

从这样的观点出发,作为取代基的位置结构,优选的是,r21与r32、r22与r31、r23与r30、r24与r29、r25与r28、r26与r27这6组的组合中,至少一个组合彼此不同,并且除其以外的组合彼此相同且为氢原子。

进而为了获得高迁移率的化合物,特别优选的是,r21与r32、r22与r31、r23与r30、r24与r29、r25与r28、r26与r27这6组的组合中,r21与r32、r22与r31、r25与r28、r26与r27均相同且为氢原子,r23与r30相同或不同,r24与r29相同或不同,r23与r30、r24与r29这2组的组合中,至少一个组合彼此不同。

接着,对本发明的化合物的取代基进行说明。

作为本发明的通式(e)所示的化合物的取代基r21~r32,只要是作为芳香族化合物的取代基公知惯用的取代基就可以没有限制地使用,例如可列举出:

选自非环式或环式的碳原子数1~20的烷基(该烷基中的-ch2-可以以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-r’c=cr’-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr’-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子可以被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r’表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。))、卤素基团、芳香族基团(该芳香族基团可以被非环式或环式的碳原子数1~20的烷基、卤素基团、芳香族基团、或腈基取代,该烷基中的-ch2-可以以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-cr”=cr”-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr”-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子可以被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r”表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。))、硝基、或腈基的基团。

具体而言,非环式或环式的碳原子数1~20的烷基(该烷基中的-ch2-可以以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-r’c=cr’-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr’-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子可以被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r’表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。))为:(a-1)碳原子数1~20的直链或支链烷基、(a-2)碳数3~20的脂环式烷基、(a-3)碳原子数1~19的烷氧基、(a-4)碳原子数2~19的烷氧基烷基、(a-5)碳原子数2~20的烯基、(a-6)碳原子数2~20的烷酰基、(a-7)碳原子数3~20的烷酰基烷基、(a-8)碳原子数2~20的烷氧基羰基、(a-9)碳原子数2~20的烷酰氧基、(a-10)碳原子数1~19的烷基磺胺酰基、(a-11)碳原子数2~19的烷基磺胺酰基烷基、(a-12)碳原子数1~19的烷基磺酰基、(a-13)碳原子数2~19的烷基磺酰基烷基、(a-14)碳原子数1~19的烷基亚磺酰基、(a-15)碳原子数2~19的烷基亚磺酰基烷基、(a-16)碳原子数1~19的烷基氨基、(a-17)碳原子数2~19的烷基氨基烷基、(a-18)碳原子数2~20的炔基、(a-19)被可以具有取代基的芳香族烃基取代的炔基或被可以具有取代基的杂芳香族基团取代的炔基。

前述(a-1)~(a-19)中,从提高本发明的化合物的成膜性和迁移率的观点出发,优选(a-1)碳原子数1~20的直链或支链烷基、(a-2)碳数3~20的脂环式烷基、(a-3)碳原子数1~19的烷氧基、(a-4)碳原子数2~19的烷氧基烷基、(a-5)碳原子数2~20的烯基、(a-10)碳原子数1~19的烷基磺胺酰基、(a-11)碳原子数2~19的烷基磺胺酰基烷基、(a-18)碳原子数2~20的炔基、或(a-19)被可以具有取代基的芳香族烃基取代的炔基或被可以具有取代基的杂芳香族基团取代的炔基,进而为了得到高迁移率的化合物,特别优选(a-1)碳原子数1~20的直链或支链烷基、(a-4)碳原子数2~19的烷氧基烷基、或(a-19)被可以具有取代基的芳香族烃基取代的炔基或被可以具有取代基的杂芳香族基团取代的炔基。

作为(a-1)的具体例,可列举出:甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正二十烷基等直链烷基;

异丙基、异丁基、异戊基、新戊基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、1-甲基己基、环己基甲基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、3-乙基庚基、2-丙基戊基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、3,5,5-三甲基己基、1-甲基癸基、1-己基庚基等支链烷基;

环戊基、环己基、4-甲基环己基、环庚基、环辛基等环状烷基;等。

作为(a-4)的具体例,可列举出:2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-正丙氧基乙基、2-异丙氧基乙基、2-正丁氧基乙基、2-正己氧基乙基、2-(2’-乙基丁氧基)乙基、2-正庚氧基乙基、2-正辛氧基乙基、2-(2’-乙基己氧基)乙基、2-正癸氧基乙基、2-正十二烷氧基乙基、2-正十四烷氧基乙基、2-环己氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、3-乙氧基丙基、3-正丙氧基丙基、3-异丙氧基丙基、3-正丁氧基丙基、3-正戊氧基丙基、3-正己氧基丙基、3-(2’-乙基丁氧基)丙基、3-正辛氧基丙基、3-(2’-乙基己氧基)丙基、3-正癸氧基丙基、3-正十二烷氧基丙基、3-正十四烷氧基丙基、3-环己氧基丙基、4-甲氧基丁基、4-乙氧基丁基、4-正丙氧基丁基、4-异丙氧基丁基、4-正丁氧基丁基、4-正己氧基丁基、4-正辛氧基丁基、4-正癸氧基丁基、4-正十二烷氧基丁基、5-甲氧基戊基、5-乙氧基戊基、5-正丙氧基戊基、5-正戊氧基戊基、6-甲氧基己基、6-乙氧基己基、6-异丙氧基己基、6-正丁氧基己基、6-正己氧基己基、6-正癸氧基己基、4-甲氧基环己基、7-甲氧基庚基、7-乙氧基庚基、7-异丙氧基庚基、8-甲氧基辛基、8-乙氧基辛基、9-甲氧基壬基、9-乙氧基壬基、10-甲氧基癸基、10-乙氧基癸基、10-正丁氧基癸基、11-甲氧基十一烷基、12-甲氧基十二烷基、12-乙氧基十二烷基、12-异丙氧基十二烷基、14-甲氧基十四烷基、环己氧基乙基、环己氧基丙基;等。

作为(a-19)的具体例,可列举出:通式(a-19-1)所示的、被可以具有取代基的苯基取代的乙炔基、或通式(a-19-2)所示的、被可以具有取代基的噻吩基取代的乙炔基。作为前述取代基的具体例,可列举出碳原子数1~20的直链或支链烷基。

(ra19表示任意取代基。)

具体而言,前述卤素基团为氟基(氟原子)、氯基(氯原子)、溴基(溴原子)、碘基(碘原子)。

前述卤素基团中,从提高本发明的化合物的成膜性和迁移率的观点出发,优选氟基及氯基,进而为了得到高迁移率的化合物,特别优选氟基。

具体而言,前述芳香族基团(该芳香族基团可以被非环式或环式的碳原子数1~20的烷基、卤素基团、芳香族基团、或腈基取代,该烷基中的-ch2-可以以氧原子、硫原子及氮原子各自不直接键合的方式被-o-、-cr”=cr”-、-co-、-oco-、-coo-、-s-、-so2-、-so-、-nh-、-nr”-或-c≡c-取代,该烷基中的氢原子可以被芳香族基团、卤素基团、或腈基取代(其中,r”表示碳原子数1~20的非环式或环式烷基。))为:(b-1)无取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-2)卤代芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-3)芳香族烃基或杂芳香族基团以单键连结的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-4)腈化芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-5)碳原子数1~20的直链或支链烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-6)碳数3~20的脂环式烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-7)碳原子数1~19的烷氧基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-8)碳原子数2~19的烷氧基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-9)碳原子数2~20的烯基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-10)碳原子数2~20的烷酰基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-11)碳原子数3~20的烷酰基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-12)碳原子数2~20的烷氧基羰基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-13)碳原子数2~20的烷酰氧基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-14)碳原子数1~19的烷基磺胺酰基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-15)碳原子数2~19的烷基磺胺酰基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-16)碳原子数1~19的烷基磺酰基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-17)碳原子数2~19的烷基磺酰基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-18)碳原子数1~19的烷基亚磺酰基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-19)碳原子数2~19的烷基亚磺酰基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-20)碳原子数1~19的烷基氨基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-21)碳原子数2~19的烷基氨基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-22)碳原子数2~20的炔基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团。

前述(b-1)~(b-22)中,从提高本发明的化合物的成膜性和迁移率的观点出发,优选(b-1)无取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-2)卤代芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-3)芳香族烃基或杂芳香族基团以单键连结的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-5)碳原子数1~20的直链或支链烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-6)碳数1~20的脂环式烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-7)碳原子数1~19的烷氧基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-8)碳原子数2~19的烷氧基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-9)碳原子数2~20的烯基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-14)碳原子数1~19的烷基磺胺酰基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-15)碳原子数2~19的烷基磺胺酰基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-20)碳原子数1~19的烷基氨基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-21)碳原子数2~19的烷基氨基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-22)碳原子数2~20的炔基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团,

进而为了得到高迁移率的化合物,特别优选(b-1)无取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-2)卤化芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-3)芳香族烃基或杂芳香族基团以单键连结的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-5)碳原子数1~20的直链或支链烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-6)碳数1~20的脂环式烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-7)碳原子数1~19的烷氧基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团、(b-8)碳原子数2~19的烷氧基烷基取代的芳香族烃基或杂芳香族基团。

作为(b-1)的具体例,可列举出:苯基、萘基、甘菊环基(azulenyl)、苊基、蒽基、菲基、萘并萘基、芴基、芘基、稠二萘基(chrysenyl)、苝基等、无取代的碳数6~24的单环或多环式芳香族烃基;

吡咯基、吲哚基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、苯并呋喃基、三唑基、苯并三唑基、苯并噻吩基、吡唑基、中氮茚基、喹啉基、异喹啉基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吲哚满基、噻唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、噻二嗪基、噁二唑基、苯并喹啉基、噻二唑基、吡咯并噻唑基、吡咯并哒嗪基、四唑基、噁唑基等、无取代的5元环或6元环的杂芳香族基团、该杂芳香族基团与其它芳香族基团缩合而成的多环式杂芳香族基团;等。

作为(b-2)的具体例,可列举出:4-氟苯基、2,6-氟苯基、4-氯苯基、2,3,4,5,6-全氟苯基、氟吡啶基、氟吲哚基等、前述芳香族烃基或杂芳香族基团被氟基、氯基、溴基、碘基等卤素基团取代的基团等。

作为(b-3)的具体例,可列举出:联苯基、三联苯基、联萘基、联吡啶基、联噻吩基、三联噻吩基、四噻吩基、五联噻吩基、六联噻吩基、呋喃基苯基、噻吩基苯基等。

作为(b-5)的具体例,可列举出:甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、正丁基苯基、叔丁基苯基、正戊基苯基、正己基苯基、正庚基苯基、正辛基苯基、2-乙基己基苯基、正癸基苯基、硬脂基苯基、5-甲基噻吩基、5-己基噻吩基、5-癸基噻吩基、5-硬脂基噻吩基等。

作为(b-6)的具体例,可列举出:环己基苯基、4-甲基环己基苯基、4-乙基环己基苯基等。

作为(b-7)的具体例,可列举出:甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、异丙氧基苯基、丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、癸氧基苯基、十二烷氧基苯基、硬脂氧基苯基等。

作为(b-8)的具体例,可列举出:4-(2-乙氧基乙基)苯基、4-(2-正己氧基乙基)苯基、4-(2-正庚氧基乙基)苯基、4-(2-正十四烷氧基乙基)苯基、4-(2-环己氧基乙基)苯基、4-(12-乙氧基十二烷基)苯基、4-(环己氧基乙基)苯基、5-(2-乙氧基乙基)噻吩基、5-(2-正十四烷氧基乙基)噻吩基、5-(2-环己氧基乙基)噻吩基、5-(12-乙氧基十二烷基)噻吩基等。

以下,示出本发明的化合物的具体例,但本发明中使用的化合物不限定于这些。

(有机半导体材料·墨)

本发明的化合物可以作为以有机半导体元件为用途的有机半导体材料来使用。为了将本发明的化合物作为有机半导体使用,通常在膜形态(有机半导体膜或有机半导体层)下使用。在膜的形成时,可以通过真空蒸镀等公知惯用的干式成膜法来形成,但优选通过能实现低温成膜、生产率优异的湿式成膜法(涂工法或印刷法)来形成,因此,本发明的化合物即有机半导体材料优选作为墨使用。为了制备墨,将本发明的化合物溶解于溶剂。另外,为了赋予墨特性(印刷适应性),也可以在不损害半导体特性的范围内添加氟系、硅系等流平剂、及聚苯乙烯、丙烯酸类树脂、高分子系有机半导体化合物等高分子化合物作为粘度调节剂。

对于使用的溶剂,可以使用任意种,另外,也可以混合使用2种以上溶剂。具体而言,可列举出正己烷、正辛烷、正癸烷、正十二烷等脂肪族系溶剂;

环己烷等脂环式系溶剂;

苯、甲苯、异丙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、对伞花烃、均三甲苯、苯甲醚、2-甲基苯甲醚、3-甲基苯甲醚、4-甲基苯甲醚、2,5-二甲基苯甲醚、3,5-二甲氧基甲苯、2,4-二甲基苯甲醚、苯乙醚、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、1,5-二甲基四氢化萘、正丙基苯、正丁基苯、正戊基苯、1,3,5-三乙基苯、1,3-二甲氧基苯、2,5-二乙氧基苯、氯苯、邻二氯苯、三氯苯等芳香族系溶剂;

四氢呋喃、二噁烷、乙二醇二乙醚、苯甲醚、苄基乙基醚、乙基苯基醚、二苯基醚、甲基叔丁基醚等醚系溶剂;

乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙基溶纤剂、丙二醇甲基醚乙酸酯等酯系溶剂;

甲醇、乙醇、异丙醇等醇系溶剂;

丙酮、甲乙酮、环己酮、2-己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮系溶剂;

其他二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二乙基甲酰胺等,但不限定于这些。

作为制备的液体组合物中的本发明的化合物的浓度,优选为0.01~20重量%、进一步优选为0.1~10重量%。

另外,对于本发明的有机半导体墨,根据用途,除了本发明的化合物以外,还可以包含其它有机半导体材料,即供电子性材料、电子接收性材料、电子输送性材料、空穴传输性材料、发光材料、光吸收材料等。作为这样的材料,例如可列举出:表现出半导体性质的π共轭系高分子、表现出半导体性质的非π共轭系高分子、低分子系有机半导体化合物等。

本发明的有机半导体墨可生产出分子构型的秩序性高、均质的有机半导体膜。因此,得到的有机半导体膜能表现高的迁移率。另外,为了得到分子构型的秩序性高的膜,不必进行特殊的印刷成膜、热退火等特別的处理,仅通过滴加并干燥该墨也能得到高迁移率的有机半导体膜。

(有机半导体元件)

接着,对本发明的有机半导体元件进行说明。本发明的有机半导体元件是活性层部(半导体层)中含有本发明化合物的有机半导体元件。

作为有机半导体元件的具体例,可列举出:二极管;存储器;光电二极管、太阳能电池、受光元件等光电转换元件;场效应型晶体管、静电感应型晶体管、双极晶体管等晶体管;有机el、发光晶体管等发光元件;温度传感器、化学传感器、气体传感器、湿度传感器、放射线传感器、生物传感器、血液传感器、免疫传感器、人工视网膜、味觉传感器、压力传感器等传感器类;rfid等逻辑电路单元等,但不限定于这些。

其中,对于本发明的化合物,作为有机半导体材料,具有1cm2/vs以上的高的迁移率,因此在有机晶体管或发光元件中的应用特别有用。

(有机晶体管)

下面对含有本发明的化合物的有机晶体管进行说明。

有机晶体管通常具有源电极、漏电极、栅电极、栅极绝缘层、及有机半导体层,根据各电极、各层的配置而有各种类型有机晶体管,但本发明的化合物及有机半导体材料对有机晶体管的种类没有特别限定,也可以用于任意有机晶体管。关于有机晶体管的种类,可以参照aldrich公司的材料科学的基础第6号“有机晶体管的基础”等。

若以图1中示出的底栅底接触型作为一例进行详细说明,则1为基板、2为栅电极、3为栅极绝缘层、4为有机半导体层、5为源电极、6为漏电极。

此处,对于底栅底接触型(以下,bc型),关于耐热性、耐候性、耐溶剂性,从将比其它元件形成用材料(电极材料用金属、栅极绝缘材料用树脂)差的有机半导体材料在元件制作工艺中最后处理的方面出发,是更实用的结构。另一方面,bc型与底栅顶接触型(以下,tc型)相比,有元件特性差的倾向(aldrich公司的材料科学的基础第6号“有机晶体管的基础”2.2节)。

对于本发明的化合物的特征,公知惯用的有机半导体材料用化合物在tc型下显示出高特性,在bc型下未再现其特性,而如后所述,在bc型中也具有1cm2/vs以上的高的迁移率。这是因为,本发明的化合物仅通过滴加墨液滴、使其干燥而以适当的聚集力形成赋予高迁移率的多晶膜。

基板可以使用玻璃、树脂,为了获得柔性的tft,可以使用玻璃制片、树脂制片、塑料薄膜等。其中,使用树脂制片、塑料薄膜时,不仅能实现柔性,而且能够实现轻量化,能够提高可移动性,并且能够提高对冲击的耐性,因此是适当的。作为材料,例如可列举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚醚砜(pes)、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯(pc)、三乙酸纤维素(tac)、乙酸丙酸纤维素(cap)等。

栅电极、源电极、及漏电极的电极材料只要是导电性材料,就没有特别限定,可以使用铂、金、银、镍、铬、铜、铁、锡、氧化锡、锑、氧化铟·锡(ito)、氟掺杂氧化锌、碳、石墨、玻璃碳、银糊剂、碳糊剂、锂、铍、钠、镁、钾、钙、钪、钛、锰、锆、镓、铌、钠、钠-钾合金、镁、锂、铝、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝混合物、锂/铝混合物等。进而,也可以适当地使用通过掺杂等提高了导电率的公知惯用的导电性高分子,例如导电性聚苯胺、导电性聚吡咯、导电性多噻吩、聚乙烯二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸的络合物(pedot/pss)等。

作为电极的形成方法,有如下方法:用公知惯用的光刻法、剥离法使以上述材料作为原料、使用蒸镀、溅射等方法而形成的导电性薄膜在电极上形成图案的方法;或通过热转印或喷墨等使抗蚀剂在前述导电性薄膜上进行图案化成膜,然后进行蚀刻的方法。另外,可以通过直接喷墨将导电性高分子的溶液或分散液、或导电性微颗粒的分散液图案化,也可以涂布导电性高分子的溶液或分散液、或导电性微颗粒的分散液或糊剂,将如此得到的涂布膜通过光刻、激光烧蚀等进行图案化。进而,也可以使用通过丝网印刷法、胶版印刷法、凹版胶印法、凸版印刷法、凸版反转印刷法、微接触印刷法等各种印刷法将导电性高分子的溶液或分散液、或导电性微颗粒的分散液或糊剂图案化的方法。

栅极绝缘层可以适当地使用由聚对二甲苯、聚苯乙烯、丙烯酸类树脂、聚酯树脂等热塑性树脂;环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂等热固性树脂;uv固化性树脂等形成的有机薄膜,进而也可以使用由氧化硅膜等形成的无机薄膜。

栅极绝缘层例如可以通过旋转涂布法、滴铸法、流延涂布法、浸渍法、模涂法、刮刀法(doctorblademethod)、线棒涂布法、棒涂布法、逆转涂布法、气刀涂布法(airdoctorcoatmethod)、刮刀涂布法(bladecoatmethod)、气刀涂布法(airknifecoatmethod)、辊涂法、挤压涂布法、浸渗涂布法、转送辊涂布法、吻式涂布法、狭缝涂布法、喷涂法、静电涂布法、超声波喷涂法、分注法、喷墨法、丝网印刷法、照相凹版印刷法、胶版印刷法、凹版胶印法、凸版印刷法、凸版反转印刷法、微接触印刷法等公知惯用的湿式成膜方法来制作,也可以根据需要通过光刻法图案化成所需的形状。

有机半导体层可以使用本发明的化合物通过真空蒸镀法等公知惯用的干式成膜法进行成膜,优选使用前述本发明的墨通过印刷等湿式成膜法进行成膜。对有机半导体层的膜厚没有特别限定,通常为0.5nm~1μm,优选为2nm~250nm。

另外,对于有机半导体层,可以出于实现提高结晶性、提高半导体特性等目的而根据需要在成膜后实施退火。退火的温度优选50~200℃、进一步优选为70~200℃,时间优选10分钟~12小时、更优选1小时~10小时、进一步优选为30分钟~10小时。

作为成膜方法,例如可列举出:旋转涂布法、滴铸法、流延涂布法、浸渍法、模涂法、刮刀法、线棒涂布法、棒涂布法、逆转涂布法、气刀涂布法、刮刀涂布法、气刀涂布法、辊涂法、挤压涂布法、浸渗涂布法、转送辊涂布法、吻式涂布法、狭缝涂布法、喷涂法、静电涂布法、超声波喷涂法、分注法、喷墨法、丝网印刷法、照相凹版印刷法、胶版印刷法、凹版胶印法、凸版印刷法、凸版反转印刷法、微接触印刷法等公知惯用的湿式成膜方法。

本发明的有机晶体管可以适当地作为构成显示装置的像素的开关用晶体管、信号驱动器电路元件、存储器电路元件、信号处理电路元件等而使用。作为显示装置的例子,可列举出:液晶显示装置、分散型液晶显示装置、电泳型显示装置、颗粒旋转型表示元件、电致显示装置、有机el显示装置、电子纸等。

实施例

以下,通过实施例进一步详细地说明本发明,但本发明不限定于这些。

(实施例1)<化合物(1)的制造>

在氩气气氛下、向2-溴-7-羟基萘80.0g(359mmol)、碳酸钾149g(1.08mol)中加入干燥丙酮500ml,在室温下进行搅拌。滴加碘甲烷44.9ml(720mmol)后,进行2小时回流。将反应混合物冷却至室温,加入水250ml。对丙酮进行减压蒸馏去除,进而加入水750ml并搅拌10分钟。对产生的白色沉淀进行过滤,用水1.5l对滤集物进行清洗。对所得白色固体进行干燥,从而得到2-溴-7-甲氧基萘71.8g(收率为84.4%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ7.89(d,j=hz,1h),δ7.69(d,j=9.3hz,1h),δ7.62(s,j=9.0hz,6h),δ7.40(dd,j=1.8hz,8.4hz,1h),δ7.14(dd,j=2.4hz,9.0hz,1h),δ7.02(s,j=2.4hz,1h).

在氩气气氛下、向2-溴-7-甲氧基萘5.42g(21.1mmol)、二氯[1,3-双(二苯基膦基)丙烷]镍(ii)0.259g(1.05mmol)中加入干燥四氢呋喃20ml,在-78℃下搅拌。向反应液中滴加正己基溴化镁的2m醚溶液11.6ml(23.2mmol)后,缓慢升温至室温。进行1小时回流后,冷却至室温。向反应液中缓慢滴加水5ml后,通过硅藻土过滤去除固体成分。用硫酸镁对滤液进行干燥、将溶剂蒸馏去除。用硅胶柱色谱法(己烷/氯仿=7/3)对所得粗产物进行分离纯化,得到2-己基-7-甲氧基萘4.55g(收率为82.1%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ87.70-7.67(m,2h),δ7.51(s,1h),δ7.20-7.17(m,1h),δ7.08-7.06(m,2h),δ3.91(s,3h),δ2.74(t,j=7.5hz,3h),δ1.75-1.64(m,2h),δ1.42-1.24(m,6h),δ0.93-0.86(m,3h).

在氩气气氛下、向2-己基-7-甲氧基萘4.00g(16.5mmol)中加入干燥二氯甲烷20ml,在-78℃下进行搅拌。向反应液中滴加三溴化硼的1m二氯甲烷溶液28ml(28mmol)后,升温至室温并搅拌1小时。向再次冷却至-78℃的反应液中加入水使反应停止。加入ch2cl250ml,进行水洗后,用硫酸镁对有机相进行干燥、将溶剂蒸馏去除,由此得到2-己基-7-羟基萘3.53g(收率为91.8%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ7.71-7.66(m,2h),δ7.44(s,1h),δ7.17(dd,j=1.5hz,8.4hz,1h),δ7.08(d,j=2.7hz,1h),δ7.02(dd,j=2.7hz,8.7hz,1h),δ4.20-4.00(br,1h),δ3.80(s,3h),δ2.73(s,j=7.5hz,2h),δ1.68-1.62(m,2h),δ1.41-1.22(m,6h),δ0.90-0.86(m,3h).

在氩气气氛下、向2-己基-7-羟基萘1.00g(4.38mmol)、2-萘硫酚0.701g(4.38mmol)、三氟甲烷磺酸铋(iii)0.144g(0.219mmol)中加入1,2-二氯乙烷8.8ml,在80℃下搅拌16小时。将反应液浓缩,通过硅胶柱色谱法(环己烷)对所得粗产物进行分离纯化,得到7-己基-2,2’-联萘基硫醚1.36g(收率为83.8%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ7.85-7.72(m,7h),δ7.47-7.23(m,6h),δ2.74(t,j=7.4hz,2h),δ1.70-1.63(m,2h),δ1.38-1.28(m,6h),δ0.88(t,j=6.9hz,3h).

向7-己基-2,2’-联萘基硫醚0.500g(1.35mmol)、三氟乙酸钯(ii)0.0449g(0.135mmol)、乙酸银0.901g(5.40mmol)、碳酸钾0.187g(1.35mmol)中加入特戊酸2.7ml,在110℃下搅拌16小时。用氯仿稀释反应液,进行硅藻土过滤。将滤液浓缩,通过硅胶柱色谱法(己烷)对所得粗产物进行分离纯化,由此得到作为化合物(1)的3-己基二萘并[2,3-b:2’,3’-d]噻吩0.280mg(收率为55.9%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.70(s,1h),δ8.68(s,1h),δ8.22(s,1h),δ8.15(s,1h),δ8.06-8.03(m,1h),δ7.98-7.96(m,1h),δ7.92-7.89(m,1h),δ7.67(s,1h),δ7.54-7.51(m,2h),δ7.38(dd,j=1.5hz,8.4hz,1h),δ2.82(t,j=7.2hz,2h),δ1.76-1.70(m,2h),δ1.36-1.24(m,6h),δ0.90(t,j=6.6hz,3h).

<有机晶体管的制造>

使用金属掩模、通过真空蒸镀法使铝在玻璃基板(相当于图1的1)上以约30nm的厚度成膜,从而形成栅电极(相当于图1的2)。此处,使用parylene蒸镀装置(labcoterpds2010、parylenejapank.k.制),以二氯二对二甲苯(dpx-c、parylenejapank.k.制)为原料,通过化学气相沉积(cvd)法制作聚对氯二甲苯(parylenec)薄膜(厚度500nm)(相当于图1的3),进而,通过真空蒸镀法,使由金薄膜(厚度40nm)形成的源/漏电极形成图案(相当于图1的5和6。将沟道长l(源电极-漏电极间隔)设为75μm、将沟道宽度w设为5.0mm)。接着,将这样得到的基板在五氟苯硫酚的0.1%乙醇溶液中浸渍1小时后,通过氮吹扫进行干燥,将前述化合物(1)的0.4%对二甲苯溶液(有机半导体墨)的液滴0.1μl滴铸(滴加)到前述源/漏电极之间后,通过自然浓缩使其干固,由此形成由前述化合物(1)形成的有机半导体层(相当于图1的4)(通过有机半导体溶液(墨)液滴的滴加(滴铸)和其干燥而形成有机半导体层)。

<半导体特性(迁移率)的评价>

对这样得到的有机晶体管,评价半导体特性(迁移率)。对于半导体特性(迁移率),将源电极接地,在对漏电极施加-80v的状态下,使用数字万用表(smu237、keithley公司制),边对栅电极由0至-80v扫描施加电压(vg),边测定在漏电极中流动的电流(id),由id-vg的斜率用(式1)来求出。单位为cm2/v·s。

id=(w/2l)·c·μ·(vg-vt)2(式1)

(式中,w表示沟道宽度、l表示沟道长、μ表示迁移率、c表示评价栅极绝缘层的单位面积的电容量、vt表示阈值电压)

将评价结果示于表1。

(实施例2)

<化合物(2)的制造>

在实施例1中,将正己基溴化镁变更为正辛基溴化镁,除此以外,根据实施例1,得到化合物(2)(收率为64.3%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.69(s,1h),δ8.67(s,1h),δ8.21(s,1h),δ8.14(s,1h),δ8.09-8.04(m,1h),δ8.03-7.98(m,1h),δ7.91-7.89(m,1h),δ7.66(s,1h),δ7.56-7.48(m,2h),δ7.38(dd,j=1.5hz,8.4hz,1h),δ2.82(t,j=7.2hz,2h),δ1.77-1.69(m,2h),δ1.36-1.24(m,10h),δ0.88(t,j=6.6hz,3h).

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(2)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。

将结果示于表1。

(实施例3)

<化合物(3)的制造>

在实施例1中,将正己基溴化镁变更为正癸基溴化镁,除此以外,根据实施例1,得到目标化合物(3)(收率为53.2%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.69(s,1h),δ8.67(s,1h),δ8.21(s,1h),δ8.15(s,1h),δ8.06-8.03(m,1h),δ7.99-7.96(m,1h),δ7.92-7.90(m,1h),δ7.66(s,1h),δ7.54-7.49(m,2h),δ7.38(dd,j=1.5hz,7.8hz,1h),δ2.82(t,j=7.8hz,2h),δ1.77-1.69(m,2h),δ1.42-1.18(m,14h),δ0.88(t,j=6.6hz,3h).

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(3)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。将结果示于表1。

(实施例4)

<化合物(4)的制造>

在实施例1中,将2-溴-7-羟基萘变更为2-溴-6-羟基萘,除此以外,根据实施例1,得到化合物(4)(收率为44.6%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.70(s,1h),δ8.66(s,1h),δ8.22(s,1h),δ8.18(s,1h),δ8.07-8.04(m,1h),δ7.92-7.90(m,1h),δ7.84-7.81(m,2h),δ7.56-7.49(m,2h),δ7.40(dd,j=1.7hz,8.3hz,1h),δ2.83(t,j=7.2hz,2h),δ1.78-1.70(m,2h),δ1.42-1.28(m,6h),δ0.90(t,j=6.6hz,3h).

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(4)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。将结果示于表1。

(实施例5)

<化合物(5)的制造>

在氩气气氛下、向2-溴-7-羟基萘15.0g(67.2mmol)中加入干燥dmf60ml,在0℃下进行搅拌。向反应液中加入50%氢化钠9.68g(202mmol)后,在室温下进行30分钟搅拌。向反应液中加入二甲基硫代氨基甲酰氯24.9g(202mmol)后,在80℃下进行30分钟搅拌。向反应液中加入甲醇直到发泡停止,然后通过硅胶柱色谱法(己烷/乙酸乙酯=90/10)进行分离纯化,得到o-(7-溴萘-2-基)n,n-二甲基硫代氨基甲酸酯7.36g(收率为35.3%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ7.96(s,1h),δ7.82(d,j=8.7hz,1h),δ7.71(d,j=8.4hz,1h),δ7.53(dd,j=1.8hz,8.7hz,1h),δ7.41(d,j=2.4hz,1h),7.26(dd,j=2.4hz,9.0hz,1h),δ3.48(s,3h),δ3.40(s,3h).

在氩气气氛下、向o-(7-溴萘-2-基)n,n-二甲基硫代氨基甲酸酯7.30g(23.5mmol)中加入二苯基醚30ml,在260℃下加热1.5小时。通过硅胶柱色谱法(己烷/乙酸乙酯=80/20)将反应混合物分离,得到粗产物7.4g。在氩气气氛下、向粗产物7.4g、氢氧化钾11.0g(195mmol)中加入甲醇300ml,进行3小时回流。将溶剂蒸馏去除,向所得油状液体中加入水300ml,冷却至0℃后,加入浓盐酸,对产生的白色固体进行过滤,用水500ml进行清洗。将所得白色固体干燥,由此得到7-溴-2-萘硫酚5.22g(收率为92.8%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ7.84(m,1h),δ7.73-7.61(m,3h),δ7.45(dd,j=1.8hz,8.7hz,1h),δ7.33(dd,j=1.8hz,8.7hz,1h),δ3.62(s,1h).

在氩气气氛下、向2-己基-7-羟基萘0.202g(0.876mmol)、7-溴-2-萘硫酚0.215g(0.897mmol)、三氟甲烷磺酸铋(iii)0.0290g(0.044mmol)中加入1,2-二氯乙烷1.7ml,在80℃下搅拌16小时。将反应液浓缩,通过硅胶柱色谱法(环己烷)对所得粗产物进行分离纯化,得到7-溴-7’-己基-2,2’-联萘基硫醚0.306g(收率为77.7%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ7.86(s,1h),δ7.82(d,j=1.8hz,1h),δ7.76-7.61(m,5h),δ7.52-7.46(m,2h),δ7.40-7.32(m,3h),δ2.74(t,j=7.5hz,2h),δ1.73-1.62(m,2h),δ1.41-1.25(m,6h),δ0.88(t,j=6.9hz,3h).

向7-溴-7’-己基-2,2’-联萘基硫醚2.40g(5.34mmol)、三氟乙酸钯(ii)0.178g(0.534mmol)、乙酸银(i)3.57g(21.4mmol)、碳酸钾0.738g(5.34mmol)中加入特戊酸11ml,在110℃下搅拌16小时。用氯仿稀释反应液,进行硅藻土过滤。将滤液浓缩,通过硅胶柱色谱法(己烷)对所得粗产物进行分离纯化,由此得到3-溴-9-己基二萘并[2,3-b:2’,3’-d]噻吩0.603mg(收率为25.2%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.64(s,1h),δ8.61(s,1h),δ8.13(s,1h),δ8.09(s,1h),δ8.04(d,j=1.5hz,1h),δ7.95(d,j=8.4hz,1h),δ7.89(d,j=8.7hz,1h),δ7.65(s,1h),δ7.56(dd,j=1.8hz,9.0hz,1h),δ7.38(dd,j=1.8hz,8.4hz,1h),δ2.81(t,j=7.5hz,2h),δ1.49-1.68(m,2h),δ1.38-1.26(m,6h),δ0.90(t,j=6.9hz,3h).

在氩气气氛下、向3-溴-9-己基二萘并[2,3-b:2’,3’-d]噻吩0.097g(0.22mmol)、二氯双(苯甲腈)钯(ii)0.0051g(0.013mmol)、碘化铜(i)0.0017g(0.0089mmol)中加入干燥thf0.22ml、二异丙基胺0.037ml、叔丁基膦的1.5m甲苯溶液0.019ml(0.029mmol),在室温下进行搅拌。向反应液中滴加1-乙炔基-4-戊基苯0.046ml(0.27mmol)后,在60℃下搅拌8小时。

向反应液中加入chcl350ml进行水洗后,用硫酸镁对有机相进行干燥,对溶剂进行蒸馏去除。用硅胶柱色谱法(环己烷)对所得粗产物进行分离纯化,由此得到作为化合物(5)的3-己基-9-((4-戊基苯基)乙炔基)二萘并[2,3-b:2’,3’-d]噻吩0.043mg(收率为37%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.68(s,1h),δ8.65(s,1h),δ8.18(s,1h),δ8.15(s,1h),δ8.09(s,1h),δ8.02-7.96(m,2h),δ7.67(s,1h),δ7.60(dd,j=1.5hz,8.4hz,1h),δ7.51(d,j=8.1hz,2h),δ7.39(dd,j=1.8hz,8.4hz,1h),δ7.20(d,j=8.1hz,2h),δ2.82(t,j=7.2hz,2h),δ2.64(t,j=7.8hz,2h),δ1.77-1.61(m,4h),δ1.43-1.27(m,10h),δ0.93-0.87(m,6h).

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(5)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。将结果示于表1。

(实施例6)

<化合物(6)的制造方法>

在实施例5中,将1-乙炔基-4-戊基苯变更为1-乙炔基-4-辛基苯,除此以外,根据实施例5,得到化合物(6)(收率为33%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.66(s,1h),δ8.65(s,1h),δ8.17(s,1h),δ8.14(s,1h),δ8.09(s,1h),δ8.01-7.95(m,2h),δ7.66(s,1h),δ7.61(dd,j=1.5hz,8.5hz,1h),δ7.51(d,j=8.1hz,2h),δ7.40(dd,j=1.8hz,8.5hz,1h),δ7.20(d,j=8.1hz,2h),δ2.82(t,j=7.2hz,2h),δ2.64(t,j=7.8hz,2h),δ1.79-1.58(m,4h),δ1.43-1.28(m,16h),δ0.92-0.87(m,6h).

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(6)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。将结果示于表1。

(实施例7)

<化合物(7)的制造方法>

在实施例5中,将1-乙炔基-4-戊基苯变更为2-乙炔基-5-甲基噻吩,除此以外,根据实施例5,得到化合物(7)(收率为36.8%)。

1hnmr(300mhz,cdcl3):δ8.66(s,1h),δ8.65(s,1h),δ8.17(s,1h),δ8.14(s,1h),δ8.07(s,1h),δ8.01-7.96(m,2h),δ7.67(s,1h),δ7.57(d,8.4hz,1h),δ7.39(d,j=8.4hz,1h),δ7.15(d,j=2.4hz,1h),δ6.70(d,j=2.4hz,1h),δ2.82(t,j=7.5hz,2h),δ2.52(s,3h),δ1.76-1.70(m,2h),δ1.44-1.28(m,6h),δ0.93-0.87(m,3h).

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(7)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。将结果示于表1。

(比较例1)

<化合物(179)的制造方法>

根据国际公开第2013/125599号小册子中记载的的合成方法,得到通式(179)所示的化合物。

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(179)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。将结果示于表1。

(比较例2)

<化合物(180)的制造方法>

在比较例1中,将2-己基-7-甲氧基萘变更为2-癸基-7-甲氧基萘,除此以外,根据比较例1,得到通式(180)所示的化合物。

<有机晶体管的制造及半导体特性(迁移率)的评价>

使用化合物(180)代替化合物(1),除此以外,与实施例1同样地操作,实施有机晶体管的制造、半导体特性(迁移率)的评价。将结果示于表1。

[表1]

由表1可明确,本发明的化合物的溶剂溶解性优异,即使不经由复杂的工艺,通过简便的湿式成膜法(即,滴加溶液(墨)液滴、使其干燥)也能够形成半导体特性(迁移率)高的晶体管。另一方面,对于比较例1、2中示出的公知惯用的化合物,在这样的简便的成膜法中不能表现出高的迁移率。根据以上明确,如前所述,本发明的化合物具有实用上优选的性能,比公知惯用的化合物优异。因此,明确了,能够生产出本发明的化合物的、本发明的制造方法比公知惯用的制造方法优异。

产业上的可利用性

本发明的化合物可以用作有机半导体材料,可以应用于将本发明的化合物作为有机半导体层使用的有机晶体管。

附图标记说明

1:基板、2:栅电极、3:栅极绝缘层、4:有机半导体层、5:源电极、6:漏电极。

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