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1、(10)申请公布号 CN 103044445 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103044445 A *CN103044445A* (21)申请号 201210392746.2 (22)申请日 2012.10.16 13/274,484 2011.10.17 US C07D 495/14(2006.01) H01L 51/30(2006.01) (71)申请人 施乐公司 地址 美国纽约 (72)发明人 吴贻良 A维格勒斯沃斯 其他发明人请求不公开姓名 (74)专利代理机构 北京北翔知识产权代理有限 公司 11285 代理人 侯婧 钟守期 (54) 发明名称 非对称二苯并二噻。
2、吩并噻吩化合物 (57) 摘要 本发明涉及非对称二苯并二噻吩并噻吩化合 物。具体而言, 本文公开了一种式 (I) 的不对称半 导体化合物, 其中 R1和 R2如说明书所述。该化合 物可用于电子器件 (例如薄膜晶体管) 的半导体层 。包括该化合物的器件显示出高的迁移率和优异 的稳定性。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 17 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 17 页 附图 2 页 1/2 页 2 1. 一种具有式 (I) 结构的半导体化合物 : 式 (I) 其中R1和R2各自独立地选自。
3、烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素 ; m 为 R1侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 2. 权利要求 1 的半导体化合物, 其中该半导体化合物具有式 (II) 结构 : 式 (II) 其中 m 和 n 独立地为 0 至 4 的整数。 3. 权利要求 1 的半导体化合物, 其中 R1和 R2独立地为烷基。 4. 权利要求 1 的半导体化合物, 其中 m 和 n 为 1。 5. 权利。
4、要求 1 的半导体化合物, 其中该半导体化合物具有式 (III) 结构 : 式 (III) 其中R3和R4独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取代芳 基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素。 6. 权利要求 5 的半导体化合物, 其中 R3和 R4相同并且选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代 烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取代芳基、 杂芳基和取代杂芳基。 7. 一种半导体组合物, 其包括 : 聚合物粘合剂 ; 和 式 (I) 的半导体化合物 : 权 利 要 求 书 CN 103044445 A 2 2/2 页 3。
5、 式 (I) 其中R1和R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素 ; m 为 R1侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 8. 权利要求 7 的半导体组合物, 其中该半导体化合物具有式 (II) 结构 : 式 (II) 其中 m 和 n 独立地为 0 至 4 的整数。 9. 权利要求 7 的半导体组合物, 其中 m 和 n 为 1。 10. 一种电子器件, 其包括半导体层,。
6、 该半导体层包括式 (I) 的半导体化合物 : 式 (I) 其中R1和R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素 ; m 为 R1侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 权 利 要 求 书 CN 103044445 A 3 1/17 页 4 非对称二苯并二噻吩并噻吩化合物 技术领域 0001 本公开涉及可提供高的电性能、 可溶、 并且是空气稳定的半导体化合物。 这种化合 物可。
7、用于薄膜晶体管 (TFT) 和 / 或其他包括半导体层的电子器件。本文还公开了制备这种 化合物和使用它们的方法。 背景技术 0002 TFT 通常由衬底上的以下物质组成 : 导电栅电极、 源电极和漏电极、 分隔所述栅电 极与源电极和漏电极的电绝缘栅介电层和与所述栅介电层接触并桥接源电极和漏电极的 半导体层。其性能可由整个晶体管的场效应迁移率 ( 也称为载流子迁移率 ) 和通电 / 断电 比来确定。希望得到高迁移率和高通电 / 断电比。 0003 有机薄膜晶体管 (OTFT) 可用于一些应用, 例如射频识别 (RFID) 标签和显示器 ( 例如标识牌、 阅读器和液晶显示器 ) 的底板切换电路, 。
8、其中高切换速度和 / 或高密度不是 必要的。其还具有吸引人的机械性能, 例如外形小巧、 轻质和柔性。 0004 有机薄膜晶体管可以通过使用低成本的基于溶液的图案化和沉积技术制作, 例如 旋涂法、 溶液浇铸法、 浸涂法、 刻版 / 丝网印刷法、 苯胺印刷法、 凹版印刷法、 胶版印刷法、 喷 墨印刷法、 微接触印刷法等。 为了能够在制作薄膜晶体管电路时使用这些基于溶液的方法, 需要可溶液加工的材料。 然而, 通过溶液加工形成的有机或聚合物半导体具有溶解度有限、 空气敏感性、 尤其是低的场效应迁移率的倾向。希望开发能克服这些挑战的新的化合物。 发明内容 0005 在多个实施方案中公开了可用于电子器件。
9、的半导体化合物。 这些化合物为非对称 或不对称的二苯并二噻吩并噻吩或二萘并二噻吩并噻吩。 0006 在一些实施方案中公开了一种具有式 (I) 结构的半导体化合物 : 0007 0008 其中 R1和 R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基(CN)和卤素 ; m为R1侧链的数目并 且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 0009 在更具体的实施方案中, 所述半导体化合物可以具有式 (II) 结构 : 0。
10、010 说 明 书 CN 103044445 A 4 2/17 页 5 0011 其中 R1和 R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素 ; m 为 R1侧链的数目 并且为 0 至 4 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 4 的整数 ; 当 p 和 q 均为 0 时获得式 (II) 结构。该化合物也可以称作二苯并 d, d 二噻吩并 2, 3-b : 2 , 3 -b 噻吩。 0012 在某些实施方案中, R1和 R2相同。在其他实施方案中, R1和 R2。
11、独立地为烷基。 0013 在另外的实施方案中, m 和 n 相同。具体而言, m 和 n 可以均为 1。 0014 所述半导体化合物可以具有式 (III) 结构 : 0015 0016 其中R3和R4独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素。 0017 在具体的实施方案中, R3和 R4相同并且选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔 基、 取代炔基、 芳基、 取代芳基、 杂芳基和取代杂芳基。 0018 在一些实施方案中还公开了一种半导体组合物, 其包括聚合物粘合剂, 和。
12、式 (I) 的半导体化合物 : 0019 0020 其中 R1和 R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基(CN)和卤素 ; m为R1侧链的数目并 且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 0021 所述聚合物粘合剂可以为基于苯乙烯的聚合物, 或为基于芳胺的聚合物, 或为选 自本文进一步讨论的聚合物的聚合物粘合剂。 说 明 书 CN 103044445 A 5 3/17 页 6 0022 半导体化合物与聚。
13、合物粘合剂的重量比可为 5 1 至约 2 3。 0023 还公开了一种包括半导体层的电子器件, 该半导体层包括式 (I) 的半导体化合 物 : 0024 0025 其中R1和R2独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素 ; m 为 R1侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 0026 所述半导体层还可以包括聚合物粘合剂。 0027 本公开还提供以下优选实施方案 : 0028 1. 。
14、一种具有式 (I) 结构的半导体化合物 : 0029 0030 其中 R1和 R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基(CN)和卤素 ; m为R1侧链的数目并 且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 0031 2. 实施方案 1 的半导体化合物, 其中该半导体化合物具有式 (II) 结构 : 0032 0033 其中 m 和 n 独立地为 0 至 4 的整数。 0034 3. 实施方案 1 的半导体化合。
15、物, 其中 R1和 R2独立地为烷基。 说 明 书 CN 103044445 A 6 4/17 页 7 0035 4. 实施方案 1 的半导体化合物, 其中 m 和 n 为 1。 0036 5. 实施方案 1 的半导体化合物, 其中该半导体化合物具有式 (III) 结构 : 0037 0038 其中R3和R4独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素。 0039 6. 实施方案 5 的半导体化合物, 其中 R3和 R4相同并且选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取。
16、代炔基、 芳基、 取代芳基、 杂芳基和取代杂芳基。 0040 7. 一种半导体组合物, 其包括 : 0041 聚合物粘合剂 ; 和 0042 式 (I) 的半导体化合物 : 0043 0044 其中 R1和 R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基(CN)和卤素 ; m为R1侧链的数目并 且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 0045 8. 实施方案 7 的半导体组合物, 其中该半导体化合物具有式 (。
17、II) 结构 : 0046 0047 其中 m 和 n 独立地为 0 至 4 的整数。 0048 9. 实施方案 7 的半导体组合物, 其中 m 和 n 为 1。 0049 10. 实施方案 7 的半导体组合物, 其中该半导体组合物具有式 (III) 结构 : 0050 说 明 书 CN 103044445 A 7 5/17 页 8 0051 其中R3和R4独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素。 0052 11. 实施方案 10 的半导体组合物, 其中 R3和 R4相同并且。
18、选自烷基、 取代烷基、 烯 基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取代芳基、 杂芳基和取代杂芳基。 0053 12. 实施方案 7 的半导体组合物, 其中聚合物粘合剂选自 : 氟代聚芳醚、 聚 ( 对亚 二甲苯 )、 聚 ( 乙烯基甲苯 )、 聚 (- 甲基苯乙烯 )、 聚 (- 乙烯基萘 )、 聚乙烯、 聚丙烯、 聚异戊二烯、 聚 ( 四氟乙烯 )、 聚 ( 氯三氟乙烯 )、 聚 (2- 甲基 -1, 3- 丁二烯 )、 聚 ( 环己基 甲基丙烯酸酯 )、 聚 ( 氯苯乙烯 )、 聚 (4- 甲基苯乙烯 )、 聚 ( 乙烯基环己烷 )、 聚亚苯基、 聚对苯基亚乙烯基、 聚 ( 亚芳醚。
19、 )、 聚异丁烯、 聚 (2, 6- 二甲基 -1, 4- 亚苯基醚 )、 聚 1, 1-(2- 甲基丙烷 ) 二 -(4- 苯基 ) 碳酸酯 、 聚 (- - - 四氟对亚二甲苯 )、 氟化聚 酰亚胺、 聚 ( 乙烯 / 四氟乙烯 )、 聚 ( 乙烯 / 氯三氟乙烯 )、 氟化乙烯 / 丙烯共聚物、 聚 ( 苯 乙烯 - 共 - 甲基苯乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 / 丁二烯 )、 聚 ( 苯乙烯 /2, 4- 二甲基苯乙烯 )、 CYTOP、 聚 ( 丙烯 - 共 -1- 丁烯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 共 - 乙烯基甲苯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 丁二 烯 - 嵌段 - 苯乙烯 。
20、)、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 异戊二烯 - 嵌段 - 苯乙烯 )、 萜烯树脂、 聚 (N- 乙 烯基咔唑 )、 聚咔唑和聚三芳基胺。 0054 13. 实施方案 7 的半导体组合物, 其中聚合物粘合剂为基于苯乙烯的聚合物或基 于芳基胺的聚合物。 0055 14. 实施方案 7 的半导体组合物, 其中半导体化合物与聚合物粘合剂的重量比为 5 1 至约 2 3。 0056 15. 一种电子器件, 其包括半导体层, 该半导体层包括式 (I) 的半导体化合物 : 0057 0058 其中 R1和 R2各自独立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 。
21、杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基(CN)和卤素 ; m为R1侧链的数目并 且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; 并且 p 和 q 独立地为 0 或 1。 0059 16. 实施方案 15 的电子器件, 其中半导体化合物具有式 (II) 结构 : 0060 说 明 书 CN 103044445 A 8 6/17 页 9 0061 其中 m 和 n 独立地为 0 至 4 的整数。 0062 17. 实施方案 15 的电子器件, 其中该电子器件具有式 (III) 结构 : 0063 0064 其中R3和R4独立地选自烷基、 取代烷基、 烯。
22、基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素。 0065 18. 实施方案 17 的电子器件, 其中 R3和 R4相同并且选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取 代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取代芳基、 杂芳基和取代杂芳基。 0066 19. 实施方案 15 的电子器件, 其中半导体层还包括聚合物粘合剂。 0067 20. 实施方案 19 的电子器件, 其中聚合物粘合剂选自 : 氟代聚芳醚、 聚 ( 对亚二甲 苯 )、 聚 ( 乙烯基甲苯 )、 聚 (- 甲基苯乙烯 )、 聚 (- 乙烯基萘 )、 聚乙烯、 。
23、聚丙烯、 聚异戊 二烯、 聚 ( 四氟乙烯 )、 聚 ( 氯三氟乙烯 )、 聚 (2- 甲基 -1, 3- 丁二烯 )、 聚 ( 环己基甲基丙烯 酸酯)、 聚(氯苯乙烯)、 聚(4-甲基苯乙烯)、 聚(乙烯基环己烷)、 聚亚苯基、 聚对苯基亚乙 烯基、 聚 ( 亚芳醚 )、 聚异丁烯、 聚 (2, 6- 二甲基 -1, 4- 亚苯基醚 )、 聚 1, 1-(2- 甲基丙烷 ) 二 -(4- 苯基 ) 碳酸酯 、 聚 (- - - 四氟对亚二甲苯 )、 氟化聚酰亚胺、 聚 ( 乙烯 / 四氟乙烯 )、 聚 ( 乙烯 / 氯三氟乙烯 )、 氟化乙烯 / 丙烯共聚物、 聚 ( 苯乙烯 - 共 - 甲。
24、 基苯乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 / 丁二烯 )、 聚 ( 苯乙烯 /2, 4- 二甲基苯乙烯 )、 CYTOP、 聚 ( 丙 烯 - 共 -1- 丁烯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 共 - 乙烯基甲苯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 丁二烯 - 嵌段 - 苯 乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 异戊二烯 - 嵌段 - 苯乙烯 )、 萜烯树脂、 聚 (N- 乙烯基咔唑 )、 聚 咔唑和聚三芳基胺。 0068 下面更具体地公开本文的这些和其他的非限制性特征。 附图说明 0069 本专利或申请文件包括至少一幅彩色附图。 提出请求并且支付必要费用后可以由 官方提供具有彩色附图的本专利或专利申请。
25、公开的副本。 0070 以下为附图简要说明, 用于解释本文公开的示例性实施方案而非对其进行限制。 0071 图 1 为本公开 TFT 的第一个实施方案的示意图。 0072 图 2 为本公开 TFT 的第二个实施方案的示意图。 0073 图 3 为本公开 TFT 的第三个实施方案的示意图。 说 明 书 CN 103044445 A 9 7/17 页 10 0074 图 4 为本公开 TFT 的第四个实施方案的示意图。 0075 图 5 示出了使用分子模型技术计算的二烷基取代的二苯并二噻吩并噻吩的平衡 几何形状和晶体结构的彩色模型。 0076 图 6 示出了使用分子模型技术计算的二烷基取代的二萘并。
26、二噻吩并噻吩的平衡 几何形状和晶体结构的彩色模型。 具体实施方式 0077 通过参考附图, 可更彻底地理解本文公开的组件、 方法和装置。 这些图只是基于方 便并容易地说明本文公开的内容而作的图示, 因此并非意欲给出所述器件或其组件的相对 大小和尺寸和 / 或限定或限制示例性实施方案的范围。 0078 虽然为了清楚的目的在以下说明书中使用了特定的术语, 但这些术语仅意在指明 在附图中为了示例说明而选的实施方案的具体结构, 而非限定或限制本发明的范围。在附 图和以下的说明书中, 应理解为相似的数字标记表示相似功能的组件。 0079 连同数量使用的修饰语 “约” 包括所述数值在内并具有上下文中所指的。
27、含义 ( 例 如, 其至少包括与具体数量的测量相关的误差程度 )。当修饰语 “约” 用于范围的上下文时, 还应看作其公开了由两个端点的绝对数值限定的范围。例如, 范围 “约 2 至约 10” 还公开了 范围 “2 至 10” 。 0080 本文所用的术语 “包括” 要求述及的组件存在, 并允许其他组件存在。术语 “包括” 应解释为包含术语 “由 . 组成” , 后者只允许述及的组件和可能由制备该组件所产生的任 意杂质存在。 0081 术语 “室温” 指的是 20至 25范围的温度。 0082 本公开涉及本文公开的半导体化合物。还公开了包括该半导体化合物的组合物。 包括该半导体化合物的半导体层在。
28、空气中非常稳定并且具有高的迁移率。 这些半导体化合 物可以用于电子器件, 例如薄膜晶体管 (TFT)。 0083 图 1 示例说明了本公开的底 - 栅底接触式 (bottom-gatebottom-contact)TFT 构 造。TFT10 包括衬底 20 和与之接触的栅电极 30 以及栅介电层 40。这里描绘的栅电极 30 在衬底 20 内的凹陷中, 但该栅电极也可位于衬底的上方。重要的是所述栅介电层 40 将栅 电极 30 与源电极 50、 漏电极 60 和半导体层 70 分隔开。所述半导体层 70 漫过源电极 50 和 漏电极 60 并位于其之间。该半导体在源电极 50 和漏电极 60 。
29、之间具有一段沟道长度 80。 0084 图 2 示例说明了本发明的另一个底 - 栅顶接触式 (bottom-gatetop-contact)TFT 构造。TFT10 包括衬底 20 和与之接触的栅电极 30 以及栅介电层 40。半导体层 70 置于该 栅介电层 40 的上方并将其与源电极 50 和漏电极 60 分隔开。 0085 图 3 示例说明了本发明的底 - 栅底接触式 (bottom-gatebottom-contact)TFT 构 造。TFT10 包括衬底 20, 其也作为栅电极并与栅介电层 40 接触。源电极 50、 漏电极 60 和半 导体层 70 置于该栅介电层 40 的上方。 。
30、0086 图 4 示例说明了本发明的顶 - 栅顶接触式 (top-gate top-contact)TFT 构造。 TFT10 包括衬底 20 和与之接触的源电极 50、 漏电极 60 和半导体层 70。所述半导体层 70 漫 过源电极 50 和漏电极 60 并位于其之间。栅介电层 40 在半导体层 70 的上方。栅电极 30 在栅介电层 40 的上方且不与半导体层 70 接触。 说 明 书 CN 103044445 A 10 8/17 页 11 0087 在更具体的实施方案中, 本公开的半导体化合物具有式 (I) 结构 : 0088 0089 其中 R1和 R2各自独立地选自烷基、 取代烷基。
31、、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基(CN)和卤素 ; m为R1侧链的数目并 且为 0 至 6 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 6 的整数 ; p 和 q 独立地为 0 或 1。p 值 和 q 值决定所述化合物是包括苯环还是包括萘环。式 (I) 化合物为二芳基 d, d 二噻吩 并 2, 3-b ; 2 , 3 -b 噻吩, 并且在本文中也可以称为 “DADTT” 。 0090 在更具体的实施方案中, 本公开的半导体化合物具有式 (II) 结构 : 0091 0092 其中 R1和 R2各自独立地选。
32、自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基(CN)和卤素 ; m为R1侧链的数目并 且为 0 至 4 的整数 ; n 为 R2侧链的数目并且为 0 至 4 的整数 ; 式 (II) 化合物为二苯并 d, d 二噻吩并 2, 3-b : 2 , 3 -b 噻吩, 并且在本文中也可以称为 “DBDTT” 。 0093 术语 “烷基” 指的是这样的完全由碳原子和氢原子组成的基团, 其是完全饱和的并 且具有式 -CnH2n+1。烷基基团可以为直链的、 支链的或环状的。 0094 术语 “烯基” 指的是这样的完全由。
33、碳原子和氢原子组成的基团, 其包含至少一个不 是芳基或杂芳基结构一部分的碳碳双键。烯基基团可以是直链的、 支链的或环状的。 0095 术语 “炔基” 指的是这样的完全由碳原子和氢原子组成的基团, 其含有至少一个碳 碳三键。炔基基团可以是直链的、 支链的或环状的。 0096 术语 “芳基” 指的是完全由碳原子和氢原子组成的芳族基团。当连同碳原子的个 数范围描述芳基时, 不应将其解释为包括被取代的芳族基团。例如, 短语 “含有 6 至 10 个碳 原子的芳基” 应该被解释为只是指苯基 (6 个碳原子 ) 或萘基 (10 个碳原子 ), 而不应该被 解释为包括甲基苯基 (7 个碳原子 )。 0097。
34、 术语 “杂芳基” 指的是由碳原子、 氢原子和一个或多个杂原子组成的芳族基团。所 述碳原子和杂原子存在于所述基团的环状环或骨架中。所述杂原子选自 O、 S 和 N。示例性 杂芳基基团包括噻吩基和吡啶基。 说 明 书 CN 103044445 A 11 9/17 页 12 0098 术语 “烷氧基” 指的是连接至氧原子的烷基基团, 即 -O-CnH2n+1。 0099 术语 “烷硫基” 指的是连接至硫原子的烷基基团, 即 -S-CnH2n+1。 0100 术语 “被取代的” 指的是所述基团中的至少一个氢原子被另一个官能团取代, 所述 官能团如卤素、 -CN、 -NO2、 -COOH 和 -SO3。
35、H。示例性的被取代的烷基基团为全卤代烷基基团, 其中烷基基团中的一个或多个氢原子被卤素原子 ( 如氟、 氯、 溴和碘 ) 替代。除了上述的官 能团之外, 芳基基团或杂芳基基团也可以被烷基或烷氧基或烷硫基取代。示例性的被取代 的芳基包括甲基苯基和甲氧基苯基。示例性的被取代的杂芳基基团包括十二烷基噻吩基。 0101 通常, 烷基基团、 烷氧基基团和烷硫基基团各自独立地包括1至30个碳原子, 包括 约 4 至约 16 个碳原子。类似地, 芳基基团独立地包括 6 至 30 个碳原子。杂芳基基团独立 地包括 4 至 30 个碳原子。在具体的实施方案中, 芳基和杂芳基基团被具有约 3 至约 16 个 碳原。
36、子的烷基基团取代。 0102 在一些实施方案中, 所述半导体化合物具有大于 2.3eV 的高的带隙。该较大的带 隙通常指的是与基于并五苯的半导体相比, 所述半导体化合物在空气中具有更好的稳定 性。所述半导体化合物具有结晶或液晶结构。 0103 在式 (I) 和式 (II) 的某些具体的实施方案中, R1和 R2为相同的侧链, m 1、 并且 n 1。在其他具体的实施方案中, R1和 R2为烷基。在式 (I) 的具体的实施方案中, p 和 q 相同 ( 即均为 0 或均为 1)。 0104 在更具体的实施方案中, 所述半导体化合物具有式 (III) 结构 : 0105 0106 其中R3和R4独。
37、立地选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳基、 取 代芳基、 杂芳基、 取代杂芳基、 烷氧基、 烷硫基、 氰基 (CN) 和卤素。此处, 存在两个 R 侧链, 其 位于 2 位和 7 位。 0107 在某些具体的实施方案中, R3和 R4相同并且选自烷基、 烯基、 炔基、 和芳基。在其 他的实施方案中, R3和 R4相同并且选自烷基、 取代烷基、 烯基、 取代烯基、 炔基、 取代炔基、 芳 基、 取代芳基、 杂芳基和取代杂芳基。 0108 可以使用本领域已知的多种方法来制备本文所述的半导体化合物。例如, 路线 1 示出了第一种方法。这种方法以市售可得的 3- 溴代苯。
38、并噻吩 1 为原料, 其可以与烷基锂试 剂进行锂 - 卤素交换反应, 然后与无水氯化锌进行金属转移反应。然后该锌阴离子 2 可区 域选择性地在更活泼的 2 位上与 2, 3- 二溴代苯并噻吩 3 进行 Negishi 交叉偶联反应。然 后该中间体 4 可用烷基锂试剂转化为二价阴离子并用亲电硫源例如二苯磺酰硫醚终止以 形成 DADTT 核 5 的第三个噻吩环。 0109 说 明 书 CN 103044445 A 12 10/17 页 13 0110 路线 1 0111 路线 2 示出了将烷基取代基加成至 DADTT 核, 其在此处作为 DBDTT 核 5 示出。首 先, DBDTT 核 5 在三。
39、氯化铝存在下与取代的酰基氯反应以形成二酮基 DBDTT6。然后, 该二酮 基 DBDTT6 在氢氧化钾的二乙二醇溶液存在下通过使用肼的改动的 Wolff-Kishner 还原而 脱氧。 这样形成二烷基DBDTT7。 可以使用多于一种的酰基氯以获得具有两个或更多个不同 R 侧链的化合物。 0112 0113 路线 2 0114 可以通过用溴首先溴化 DBDTT 核 5 而加成芳基取代基。然后中间体溴化化合物 8 可以使用标准钯催化的交叉偶联技术而丙烯酸酯化。路线 3 使用 Suzuki-Miyaura 偶合作 说 明 书 CN 103044445 A 13 11/17 页 14 为代表性的示例,。
40、 与硼络合物9反应以形成二芳基DBDTT10。 可以使用不仅是硼络合物以获 得具有两个或更多个不同芳基侧链的化合物。 0115 0116 路线 3 0117 所述半导体化合物本身具有差的成膜性, 这归咎于其结晶或液晶的性质。 因此, 半 导体层通常由包括所述半导体化合物和聚合物粘合剂的半导体组合物形成, 所述聚合物粘 合剂可以实现均匀成膜, 显著提高器件性能。聚合物粘合剂可以被认为是形成了半导体化 合物分散于其中的基体。 0118 可以使用任何合适的聚合物作为半导体组合物的聚合物粘合剂。 在某些实施方案 中, 聚合物为非晶态聚合物。非晶态聚合物可具有低于半导体化合物的熔点温度的玻璃化 转变温度。
41、。在其他实施方案中, 非晶态聚合物具有高于半导体化合物的熔点温度的玻璃化 转变温度。 在一些实施方案中, 聚合物在室温下在60Hz测得的介电常数小于4.5, 优选小于 3.5, 包括小于3.0。 在一些实施方案中, 聚合物选自仅含有C、 H、 F、 Cl或N原子的聚合物。 在 某些实施方案中, 聚合物为弱极性聚合物, 例如碳氢聚合物或不含任何极性基团的碳氟聚 合物。 例如, 聚苯乙烯是非晶态聚合物并且介电常数为约2.6。 一系列其他弱极性聚合物包 括但不限于以下 : 氟代聚芳醚、 聚(对亚二甲苯)、 聚(乙烯基甲苯)、 聚(-甲基苯乙烯)、 聚 (- 乙烯基萘 )、 聚乙烯、 聚丙烯、 聚异戊。
42、二烯、 聚 ( 四氟乙烯 )、 聚 ( 氯三氟乙烯 )、 聚 (2-甲基-1, 3-丁二烯)、 聚(环己基甲基丙烯酸酯)、 聚(氯苯乙烯)、 聚(4-甲基苯乙烯)、 聚 ( 乙烯基环己烷 )、 聚亚苯基、 聚对苯基亚乙烯基、 聚 ( 亚芳醚 )、 聚异丁烯、 聚 (2, 6- 二甲 基-1, 4-亚苯醚)、 聚1, 1-(2-甲基丙烷)二-(4-苯基)碳酸盐、 聚(- - -四 氟对亚二甲苯 )、 氟化聚酰亚胺、 聚 ( 乙烯 / 四氟乙烯 )、 聚 ( 乙烯 / 氯三氟乙烯 )、 氟化乙 烯 / 丙烯共聚物、 聚 ( 苯乙烯 - 共 - 甲基苯乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 / 丁二烯 )、 聚。
43、 ( 苯乙烯 /2, 4- 二甲基苯乙烯 )、 CYTOP、 聚 ( 丙烯 - 共 -1- 丁烯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 共 - 乙烯基甲苯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 丁二烯 - 嵌段 - 苯乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 异戊二烯 - 嵌段 - 苯乙 烯 )、 萜烯树脂、 聚 (N- 乙烯基咔唑 )、 聚咔唑、 聚三芳基胺等。 0119 在特定的实施方案中, 聚合物粘合剂为基于苯乙烯的聚合物。基于苯乙烯的聚合 物包括衍生自式 (a) 苯乙烯单体的重复单元 : 0120 说 明 书 CN 103044445 A 14 12/17 页 15 0121 其中 Rg、 Rh、 。
44、Rj和 Rk独立地选自氢、 卤素和 C1-C20烷基 ; n 为 0 至 5 的整数。该苯乙 烯单体可以为苯乙烯 (Rg、 Rh和 Rj全为氢, n 0)、 - 甲基苯乙烯 (Rg为甲基, Rh和 Rj为 氢, n 0)、 或 4- 甲基苯乙烯 (Rg、 Rh和 Rj全为氢, n 1, Rk为 4 位上的甲基 )。术语 “基 于苯乙烯的聚合物” 旨在既包括均聚物又包括共聚物。术语 “共聚物” 旨在包括无规和嵌段 共聚物。 0122 在其他特定的实施方案中, 聚合物粘合剂为基于芳基胺的聚合物。基于芳基胺的 聚合物具有衍生自具有式 (b)、 式 (c) 或式 (d) 结构的单体的重复单元 : 01。
45、23 说 明 书 CN 103044445 A 15 13/17 页 16 0124 其中 Rm、 Rn、 Rp、 Rq和 Rr独立地选自氢、 卤素、 C1-C20烷基和芳基 ; p 和 q 独立地为 0 至 5 的整数 ; 并且 Rw选自 C1-C20烷基、 芳基和取代芳基。术语 “基于芳基胺的” 聚合物旨 在包括聚 (N- 乙烯基咔唑 )、 聚咔唑和基于三芳基胺的聚合物。 0125 在具体的实施方案中, 基于苯乙烯的聚合物和基于芳基胺的聚合物包括苯乙烯、 聚(-甲基苯乙烯)、 聚(4-甲基苯乙烯)、 聚(乙烯基甲苯)、 聚(-甲基苯乙烯-共-乙 烯基甲苯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 -。
46、 丁二烯 - 嵌段 - 苯乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 嵌段 - 异戊二 烯 - 嵌段 - 苯乙烯 )、 萜烯树脂、 聚 ( 苯乙烯 - 共 -2, 4- 二甲基苯乙烯 )、 聚 ( 氯代苯乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 - 共 - 甲基苯乙烯 )、 聚 ( 苯乙烯 / 丁二烯 )、 聚 (N- 乙烯基咔唑 )、 聚咔唑和 聚三芳基胺。应注意在所述半导体组合物中可以使用一种或多种聚合物粘合剂。 0126 通常, 聚合物粘合剂的重均分子量可为约 10,000 至约 2,000,000, 包括约 40,000 至约1,000,000。 在更具体的实施方案中, 聚合物粘合剂为基于苯乙烯的聚合物。 在特。
47、定的 实施方案中, 基于苯乙烯的聚合物的重均分子量为约 40,000 至约 2,000,000。在某些实施 方案中, 基于苯乙烯的聚合物的分子量为约100,000至约1,000,000。 在一个优选的实施方 案中, 聚合物粘合剂为重均分子量为约 40,000 至约 2,000,000 的聚苯乙烯、 聚 (- 甲基苯 乙烯 ) 或聚 (4- 甲基苯乙烯 )。 0127 式 (I) 半导体化合物与聚合物粘合剂的重量比可为约 99 1 至约 1 3, 包括约 10 1 至约 1 2、 约 5 1 至约 2 3、 或约 3 2 至约 3 4。在某些实施方案中, 式 (I) 半导体化合物与聚合物粘合剂的。
48、重量比为约 1 1。 0128 半导体组合物还可包括半导体化合物和聚合物粘合剂可溶于其中的溶剂。 在溶液 中使用的示例性溶剂可包括氯化溶剂, 例如氯苯、 氯甲苯、 二氯苯、 二氯乙烷、 氯仿、 三氯苯 等 ; 醇类和二醇类, 例如丙醇、 丁醇、 己醇、 己二醇等 ; 烃或芳族烃, 例如己烷、 庚烷、 甲苯、 十 氢化萘、 二甲苯、 乙基苯、 四氢化萘、 甲基萘、 均三甲苯、 三甲基苯等 ; 酮类, 例如丙酮、 甲乙酮 等 ; 乙酸酯类, 例如乙酸乙酯 ; 吡啶、 四氢呋喃等。 0129 半导体化合物和聚合物粘合剂为半导体组合物的约 0.05 至约 20 重量, 包括约 半导体组合物的约 0.1 至约 10 重量、 或半导体组合物的约 0.1 至约 1.0 重量。 0130 在一些实施方案中, 包括半导体化合物和聚合物粘合剂的半导体组合物的粘度可 以为约 1.5 厘泊 (cps) 至约 100 厘泊 (cps), 包括约 2 至约 20cps。使用高分子量的聚合物 粘合剂会增加半导体组合物的粘度。从而其在使用溶液沉积技术 ( 例如喷墨印刷法和旋涂 法 ) 时将有助于形成均匀半导体层。 0131 因为底 - 栅 TFT 通常更。