含氟芳香族化合物及其制造方法
【专利摘要】下述式(2-1)或式(2-2)所示的含氟芳香族化合物及该化合物的制造方法。[R为氢原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子数1～12的烷基或可以具有取代基的一价芳香族基团，Rf1和Rf2为碳原子数1～12的含氟烷基，Rf1和Rf2可以相同也可以不同，m为1以上的整数，n为0以上的整数，m+n为1以上且5以下的整数]。
【专利说明】含氟芳香族化合物及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可应用于有机半导体材料的新的含氟芳香族化合物及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 以有机化合物作为半导体材料的有机半导体元件与以往的使用硅等无机半导体 材料的半导体元件相比，更容易加工，因此可望实现价格低的器件。另外，有机化合物的半 导体材料从结构上而言较柔软，因此，通过与塑料衬底组合使用，可望实现柔性的显示器等 器件。
[0003] 有机半导体的加工工艺已知有利用蒸镀的干法工艺以及涂布、印刷、喷墨等使用 有机溶剂的湿法工艺。现有的有机半导体材料对有机溶剂的溶解性低，难以应用湿法工艺， 因此广泛使用干法工艺。另一方面，湿法工艺容易且廉价，是环境负荷小的制造工艺。
[0004] 对于有机半导体材料要求提高载流子迁移率。作为用于提高有机半导体材料的 载流子迁移率的方法，尚未建立有效的方法，但认为重要的是增强分子间相互作用和控制 分子的排列。作为稠合多环类化合物的并苯化合物利用平面结构使共轭体系扩展，并具有 由η堆叠产生的较强的分子间相互作用，因此，已经尝试了将其作为有机半导体材料使用 (非专利文献1)。
[0005] 并苯化合物是指具有苯环以线性稠合而得到的骨架的化合物。并苯化合物与聚乙 炔等相比，理论带隙小，作为有机半导体材料可望发挥优良的功能，并且环数越增加，越能 够期待其功能。另外，具有利用取代基使导电性发生变化的可能性。
[0006] 对于不具有取代基的并苯化合物而言，随着环数增加，对有机溶剂的溶解性降低。 因此，难以对并苯化合物应用湿法工艺，溶剂、温度条件等的选择范围也非常窄。
[0007] 提出了通过在并苯骨架中引入烷基等取代基而使对有机溶剂的亲和性增加、从而 也能够应用于湿法工艺的并苯化合物（专利文献1)。
[0008] 专利文献2中公开了通过使用重金属的偶联反应来制造具有全氟烷基的蒽的方 法。作为该化合物，公开了在6位和13位上取代有C8F17-的蒽。专利文献2的制造方法 使用了卤素取代的并苯化合物与全氟烷基碘化物在重金属（Cu)存在下进行的偶联反应， 因此合成繁杂。另外，有机半导体材料要求具有高纯度，因此，在受到重金属污染的情况下， 需要大量劳动来进行超高纯度化（升华纯化等）。
[0009] 为了避免该问题，考虑不使用重金属偶联反应而直接对芳香族类应用多氟烷基 化。虽然有对苯类进行全氟烷基化的报道，但到目前为止还没有对并苯化合物进行全氟烷 基化的报道（专利文献3和非专利文献2)。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :日本特开2007-13097号公报
[0013] 专利文献2 :国际公开第2011/022678号
[0014] 专利文献3 :美国专利第3271441号说明书
[0015] 非专利文献
[0016] 非专利文献 1 :D. J. Gundlach, S. F. Nelson, Τ· Ν· Jachson et al.，Appl. Phys. Lett. , (2002), 80, 2925.
[0017] 非专利文献 2 :Anna Bravo et al. , J. Org. Chem. , (1997), 62, 7128.
【发明内容】
[0018] 发明所要解决的问题
[0019] 如上所述，期望具有高载流子迁移率的现有的有机半导体材料对溶剂的溶解性 低，主要通过干法工艺得到。另外，虽然提出了通过使用重金属的方法得到具有多氟烷基的 蒽的方法，但存在重金属残留的问题。
[0020] 本发明提供能够应用于干法工艺和湿法工艺中的任意一种工艺、而且作为具有高 载流子迁移率的有机半导体材料有用的化合物。
[0021] 具体而言，提供对低极性溶剂也可溶并且可以期待由较强的分子间相互作用实现 高载流子迁移率的并苯化合物。另外，提供作为载流子迁移率降低的原因之一的重金属污 染少的并苯化合物及其制造方法。
[0022] 用于解决问题的手段
[0023] 本发明人完成了本发明，其涉及重金属的污染少、对低极性溶剂也可溶的特定结 构的含氟芳香族化合物及其制造方法。
[0024] gp，本发明涉及以下内容。
[0025] < 1 >-种含氟芳香族化合物，其选自下述式（2-1)所示的化合物和式（2-2)所 示的化合物，
[0026]
【权利要求】
1. 一种含氟芳香族化合物，其选自下述式（2-1)所示的化合物和式（2-2)所示的化合 物，
R为氢原子、可以具有取代基的碳原子数1?12的烷基或可以具有取代基的一价芳香 族基团， Rf\和Rf2为可以具有取代基的碳原子数1?12的含氟烷基，Rf\和Rf2可以相同也可 以不同， m为1以上的整数，η为0以上的整数，m+n为1以上且5以下的整数， 其中，不包括如下情况： 式（2-2)中，当m = η = 1时，Rf\和Rf2均为CF3的情况和Rf\和Rf2均为nC 8F17的情 况；以及当m = η = 2时，RA和Rf2均为nC8F17的情况。
2. 如权利要求1所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（2-1)中，Rf\为碳原子数1? 6的全氟烧基。
3. 如权利要求1所述的含氟芳香族化合物，其中， 所述R为氢原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子数2?12的烷基或可以具有 取代基的一价芳香族基团， 所述RfjP 1^2可以相同也可以不同，Rf\为可以具有取代基的碳原子数1?12的含氟 烷基，Rf2为可以具有取代基的碳原子数4?7的含氟烷基。
4. 如权利要求1或2所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（2-2)中，1^1和1^2可以 相同也可以不同，Rf\为碳原子数1?12的全氟烷基，Rf 2为碳原子数4?7的全氟烷基。
5. 如权利要求1或3所述的含氟芳香族化合物，其中， 所述式（2-1)所示的化合物为下述（3-1)所示的化合物， 所述式（2-2)所示的化合物为下述（3-2)所示的化合物，
Rf\、Rf2和R表示与上述相同的含义。
6. 如权利要求5所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（3-2)中，1^和1^2可以相同 也可以不同，Rf\为碳原子数1?12的全氟烷基，Rf 2为碳原子数4?7的全氟烷基。
7. 如权利要求1或3所述的含氟芳香族化合物，其中， 所述式（2-1)所示的化合物为下述（4-1)所示的化合物， 所述式（2-2)所示的化合物为下述（4-2)所示的化合物，
Rf\和Rf2表示与上述相同的含义。
8. 如权利要求7所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（4-2)中，1^和1^2可以相同 也可以不同，Rf\为碳原子数4?7的全氟烷基，Rf 2为碳原子数1?12的全氟烷基。
9. 一种有机半导体材料，其含有权利要求1?8中任一项所述的含氟芳香族化合物。
10. -种有机半导体薄膜，其含有权利要求9所述的有机半导体用材料。
11. 一种有机半导体元件，其具备衬底和权利要求10所述的有机半导体薄膜。
12. -种晶体管，其具备栅极、电介质层、源极、漏极和半导体层，所述半导体层由权利 要求10所述的有机半导体薄膜构成。
13. -种含氟芳香族化合物的制造方法，其中，在含卤素溶剂中，在硫代硫酸盐的存在 下，使下述式（1)所示的化合物与式RfA所示的化合物在光照射下反应，接着进行加热，由 此得到下述式（2-1)所示的含氟芳香族化合物，
R为氢原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子数2?12的烷基或可以具有取代 基的一价芳香族基团， Rf\为碳原子数1?12的含氟烷基， &表示碘原子或溴原子， m为1以上的整数，η为0以上的整数，m+n为1以上且5以下的整数。
14. 下述式（2-2)所示的含氟芳香族化合物的制造方法，其中，在含卤素溶剂中，在硫 代硫酸盐的存在下，使下述式（1-1)所示的化合物与式RfA所示的化合物在光照射下反 应，由此得到下述式（1-Γ)所示的化合物，接着，对该式（1-Γ)所示的化合物进行加热，由 此得到下述式（2-1-1)所示的含氟芳香族化合物，接着，得到该式（2-1-1)所示的化合物， 接着，在含卤素溶剂中，在硫代硫酸盐的存在下，使该式（2-1-1)所示的化合物与式Rf2X2所 示的化合物在光照射下反应，并进行加热，
Rf\和Rf2为可以具有取代基的碳原子数1?12的含氟烷基，Rf\和Rf2可以相同也可 以不同， &和X2表示碘原子或溴原子，可以相同也可以不同， m为1以上的整数，η为0以上的整数，m+n为1以上且5以下的整数。
15. -种有机半导体材料，其含有权利要求1?8中任一项所述的含氟芳香族化合物， 并且，Ni、Cu、Zn和Pd金属的含量各自为1质量ppm以下，所述金属的总含量为10质量ppm 以下。
16. -种有机半导体材料，其含有选自下述式（2-1)所示的化合物和下述式（2-2)所示 的化合物中的至少一种含氟芳香族化合物，并且，Ni、Cu、Zn和Pd金属的含量各自为1质量 ppm以下,所述金属的总含量为10质量ppm以下，
R为氢原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子数2?12的烷基或可以具有取代 基的一价芳香族基团， Rf\和Rf2为可以具有取代基的碳原子数1?12的含氟烷基，Rf\和Rf2可以相同也可 以不同， m为1以上的整数，η为0以上的整数，m+n为1以上且5以下的整数。
17. -种下述式（1-Γ )所示的化合物，
Rf\为可以具有取代基的碳原子数1?12的含氟烷基， m为1以上的整数，η为0以上的整数，m+n为1以上且5以下的整数。
【文档编号】H01L29/786GK104114522SQ201380009916
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年2月14日 优先权日:2012年2月17日
【发明者】矢岛知子, 山本今日子 申请人:旭硝子株式会社