估计的薄 膜的电离电位为5.OeV，则与无取代DNTT的5. 4eV相比降低，而且与非对称直链烷基体是相 同的，由此也暗示了存在分子间相互作用。
[0177] 另外，将2-2-EH-DNTT薄膜的面外X射线衍射结果示于图2 (C)。由面外X射线衍 射观测的峰暗示了是将分子长轴立在基板面上定向而成的晶体结构，估计的层间距离也为 26埃，与也包含烷基在内的分子长轴的长度相对应。
[0178](晶体管元件的制作、评价）
[0179] 用上述溶解性良好的2-2-EH-DNTT和2, 9-EH-DNTT制作底注式晶体管元件，并评 价特性。
[0180] 将作为栅电极、具有200nm厚的硅氧化膜、以高浓度掺杂了的n-型硅基板充分洗 涤后，将n-型硅基板的硅氧化膜表面用全氟癸基三乙氧基硅烷（FDTS)进行硅烷处理。
[0181] 将2-2-EH-DNTT溶解在三氯甲烷中制备0. 3g/L的溶液，经膜过滤器过滤后，在进 行了上述表面处理的n-型硅基板上由旋涂法制作约100nm厚的2-2-EH-DNTT薄膜。
[0182] 对该薄膜在氮气氛下以200°C加热30分钟。
[0183] 在2-2-EH-DNTT薄膜上真空蒸镀金，形成源电极和漏极电极。这样制作成槽长为 50ym、槽宽为1. 5_的底注式?顶接触型晶体管元件。以下将该晶体管元件记成晶体管元 件 2-2-H1-DNTT。
[0184] 另外，用2, 9-EH-DNTT与上述同样地进行，制作底注式?顶接触型晶体管元件。以 下，将该晶体管元件记成晶体管元件2, 9-EH-DNTT。
[0185]用2-2-EH-DNTT，对于制作而成的晶体管元件2-2-EH-DNTT，使栅电压Vg以 20~-60V、源?漏极间电压Vd以0~-60V变化测定晶体管特性。将传递特性示于图3 (A)， 输出特性示于图3(B)。由这些特性计算出迀移率为0. 3cm2/Vs。
[0186] 另一方面，对于晶体管元件2, 9-EH-DNTT，也与上述同样地尝试对晶体管特性进行 测定，但对于晶体管元件2, 9-EH-DNTT，完全没有应答，可知不作为晶体管而起作用。由上述 2, 9-EH-DNTT薄膜的物性解析，可得两个乙基己基立体体积大，因此，妨碍紧密的分子充填， 显著减少分子间相互作用。由此也证实了晶体管元件2, 9-EH-DNTT没有应答，S卩，注入到薄 膜内的载流子不能迀移。
[0187] (2_(3_乙基庚基）二萘并[2,3_b:2'，3' -f]噻吩并[2,3_b]噻吩（以下为 2-3-EH-DNTT)的合成）
[0188] 用3-乙基庚基溴化镁代替2-乙基己基溴化镁，除此之外，依次与上述化合物1的 合成、化合物2的合成、化合物3的合成、化合物4的合成、化合物5的合成、2-2-EH-DNTT的 合成同样地进行，合成2-3-EH-DNTT。
[0189][化学式 16]
[0190]
[0191] 将得到得2-3-EH-DNTT的测定数据示于下面。
[0192] mp>300°C；
[0193] 匪R(500MHz，CDC13)S〇? 90(t，J= 7. 2Hz，3H)，0?92(t，J= 6. 6Hz，3H), 1. 25-1. 43(m, 9H), 1. 67-1. 73(m, 2H), 2. 80(t,J= 8. 4Hz, 2H), 7. 40 (dd,J= 8. 8and 1. 5Hz, 1H), 7. 52 (d,J= 6. 7Hz, 1H), 7. 53 (d,J= 6. 4Hz, 1H), 7. 71 (s, 1H), 7. 94-7. 97 (m, 1H) ,7. 96 (d,J= 8. 8Hz, 1H), 8. 03-8. 05 (m, 1H), 8. 33 (s, 1H), 8. 35 (s, 1H), 8. 36 (s, 1H), 8. 43(s,1H)；
[0194] 13C-NMR(126MHz，CDC13)11.0，14.2,23.3,26.2,29.2,33.1，33.8,35.2,39.0，120. 1 (x3)，120. 2, 121. 9, 122. 0, 122. 5, 122. 6, 125. 5, 125. 6, 125. 8 (x2)，126. 0 (x2)，127. 5, 127 .7, 127. 8, 128. 4, 128. 5, 130. 2, 131. 6, 131. 7, 132. 0, 132. 1, 132. 7, 133. 5, 134. 2, 141. 0, 14 1. 1, 141. 4(x2)；
[0195]EI-MS(70eV)m/z4 6 6 (M+) ;HR-MS(APCI)m/zcalcdfor C31H31S2[M+H]+467. 18617,found467. 18637 ；Anal.CalcdforC31H30S2C；79. 78,H；6. 48% . Found.C；79. 97,H；6. 46% .
[0196](溶解度的评价）
[0197] 使2-3-EH-DNTT溶解于室温的三氯甲烷中，测定溶解度。2-3-EH-DNTT的溶解度为 0? 67g/L，比2-2-EH-DNTT(0. 43g/L)良好。
[0198] (晶体管元件的制作、评价）
[0199] 用2-3-EH-DNTT制作底注式?顶接触型晶体管元件，评价特性。
[0200] 将作为栅电极、具有200nm厚的硅氧化膜、以高浓度掺杂了的n-型硅基板充分洗 涤。
[0201] 将2-3-EH-DNTT溶解在三氯甲烷中制备0. 3g/L的溶液，经膜过滤器过滤后，在进 行了上述表面处理的n-型硅基板上由旋涂法制作约100nm厚的2-3-EH-DNTT薄膜。
[0202] 对该薄膜在氮气氛下以100°C加热30分钟。
[0203] 在2-3-EH-DNTT薄膜上真空蒸镀金，形成源电极和漏极电极。这样制作槽长 40ym、槽幅3mm的底注式?顶接触型晶体管元件（Untreated元件）。
[0204] 另外，n-型硅基板洗涤后，将硅氧化膜表面用1，1，1，3, 3, 3-六甲基二硅氮烷 (HMDS)进行硅烷处理，与上述同样地制作底注式?顶接触型晶体管元件（HMDS处理元件）。
[0205] 另外，n-型硅基板洗涤后，将硅氧化膜表面用八癸基三氯硅烷（0DTS)进行硅烷处 理，与上述同样地制作底注式?顶接触型晶体管元件（0DTS处理元件）。
[0206] 另外，n-型硅基板洗涤后、将硅氧化膜表面用辛基三氯硅烷（0TS)进行硅烷处理， 与上述同样地制作底注式?顶接触型体管元件（0TS处理元件）。
[0207] 对于制作成的各个晶体管元件，使栅电压\以20~-60V、源?漏极间电压Vd& 0~-60V变化测定晶体管特性。将各自的晶体管元件的载流子迀移率（y[cn^r1^])、临 界电压（Vth[V])、开关比（1。"/。")示于表2。另外，将基板用0DTS进行硅烷处理制作而成的 晶体管元件的传递特性示于图4(A)、输出特性示于图4(B)。应予说明，晶体管元件分别制 作15个以上，表2中的载流子迀移率表示其平均値和最高値（括弧内）。
[0208] [表 2]
[0209]
[0210] 由2-3-EH-DNTT制作成的晶体管元件中，与晶体管元件2-2-EH-DNTT相比，载流子 迀移率提高。特别是对于对基板进行0DTS处理制作而成的0DTS元件，载流子迀移率最高， 为1. 6cm2/Vs(平均：1. 02cm2/Vs)，显示出良好的晶体管特性。认为这是由于乙基庚基的侧 链乙基远离DNTT骨架，从而骨格分子间相互作用提高。
[0211] 由以上结果认为，如式1表示的化合物那样仅在一个萘上导入支链烷基的分子设 计是为了满足在有机溶剂中的溶解性和晶体管两者特性而必不可少的。
[0212] 应予说明，本发明可以不脱离本发明的范围地进行各种各样的实施方式和变形。 另外，上述实施方式用于对本发明进行说明，而不是限定本发明的范围。
[0213] 本申请基于在2013年1月22日申请的日本国专利申请2013-9153号、在2013年 8月27日申请的日本国专利申请2013-175678号。将日本国专利申请2013-9153号、日本 国专利申请2013-175678号的说明书、专利权利要求、附图全部作为参照援引到本说明书 中。
[0214] 产业上的利用
[0215] 如上所述，本发明所涉及的溶液工艺用有机半导体材料在溶剂中的溶解性优异， 因此，可以利用涂布法等溶液工艺形成有机半导体层，因此，可以用于制造场效应晶体管等 半导体装置。
【主权项】
1. 一种溶液工艺用有机半导体材料，其特征在于，包含式1表示的化合物，式1中，Y1和Y2分别独立地为硫属原子，R1和R2-个为支链烷基、另一个为氢。2. 根据权利要求1所述的溶液工艺用有机半导体材料，其中，所述支链烷基的主链为 C3以上。3. 根据权利要求2所述的溶液工艺用有机半导体材料，其中，所述支链烷基的主链为 C6以上。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的溶液工艺用有机半导体材料，其中，支链烷基的 侧链为C2以上。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的溶液工艺用有机半导体材料，其中，所述支链烷 基的侧链键合于主链2位以上的碳。6. 根据权利要求5所述的溶液工艺用有机半导体材料，其中，所述支链烷基的侧链键 合于主链3位以上的碳。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的溶液工艺用有机半导体材料，其中，所述Y1和 Y2为硫原子或硒原子。8. -种有机半导体设备，其特征在于，包含权利要求1~7中任一项所述的溶液工艺用 有机半导体材料。
【专利摘要】溶液工艺用有机半导体材料以式1表示。式1中，Y1和Y2分别独立地为硫属原子，R1和R2一个为支链烷基、另一个为氢。
【IPC分类】H01L51/30, C07D495/04, H01L29/786, H01L51/40, H01L51/05, H01L21/336
【公开号】CN104956508
【申请号】CN201480005535
【发明人】泷宫和男
【申请人】日本化药株式会社
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年1月22日
【公告号】WO2014115749A1