CN110326122A - 有机晶体管 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及有机晶体管，其包括：源电极；漏电极；栅电极；绝缘层；以及具有一个或更多个层的有机半导体层，其中所述有机半导体层中的一个或更多个层包含由式1表示的化合物。

Description

有机晶体管
技术领域
本申请要求于2017年9月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0119598号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及有机晶体管。
背景技术
薄膜形式的场效应晶体管(FET)由源电极、漏电极、栅电极、绝缘层和半导体层构成，近来，对其中将有机材料(例如单分子、聚合物和低聚物)应用于半导体层的有机晶体管的关注日益增加。
在有机材料中，用于溶液法的单分子可以应用于柔性基底，可以经受低温过程，并且可以应用于大面积，从而改善可加工性和经济可行性。此外，与聚合物相比，用于溶液法的单分子没有批次间的差异，因此当其应用于半导体层时有利于商业化。
同时，有机晶体管的结构可以根据栅电极的位置而具有顶栅结构或底栅结构，并且底栅结构可以根据源电极/漏电极是设置在半导体层之上还是之下而分为顶接触结构或底接触结构。
顶栅结构在性能方面可以是有利的，因为其中半导体层与源电极和漏电极接触的面积相对大，并且顶栅结构在空气稳定性方面可以是有利的，因为顶电极施加在半导体层上。
可以在电荷迁移率、开/关比等方面评估有机晶体管的性能，并且需要开发高性能有机半导体以改善有机晶体管的性能。
发明内容
技术问题
本说明书提供了有机晶体管。
技术方案
本说明书的一个示例性实施方案提供了有机晶体管，其包括：源电极；漏电极；栅电极；绝缘层；以及具有一个或更多个层的有机半导体层，
其中有机半导体层中的一个或更多个层包含由下式1表示的化合物：
[式1]
在式1中，
Ra和Rb彼此相同或不同，并且各自独立地为充当电子受体的基团，
Y1至Y5彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
Y6和Y7彼此不同，并且各自独立地为直接键、CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
a为0或1，
当a为0时，Y6为直接键，以及Y7为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
当a为1时，Y7为直接键，以及Y6为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
n和m各自为0至5的整数，
当n和m各自为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同，以及
R1、R2、R11至R14、R和R’彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。
有益效果
根据本说明书的一个示例性实施方案的有机晶体管表现出高的电荷迁移率和性能，原因是向有机半导体层施加有由于通过向烷基链中引入硫(S)所引起的分子内硫族元素-硫族元素相互作用而具有改善的结晶性的化合物。
根据本说明书的一个示例性实施方案的有机晶体管表现出双极性特性。
附图说明
图1至4是示出根据本发明的一个示例性实施方案的有机晶体管的图。
图5是示出化合物A-2的MS谱的图。
图6是示出化合物1的MS谱的图。
图7是示出化合物1的UV测量结果的图。
图8是示出化合物1的DSC测量结果的图。
图9是示出化合物1的GIWAXS测量结果的图。
图10是示出化合物1的AFM测量结果的图。
图11是示出化合物B-2的MS谱的图。
图12是示出化合物B-3的MS谱的图。
图13是示出化合物2的MS谱的图。
图14是示出化合物2的UV测量结果的图。
图15是示出化合物2的DSC测量结果的图。
图16是示出化合物2的GIWAXS测量结果的图。
图17是示出化合物2的AFM测量结果的图。
图18是示出化合物1和2的CV测量结果的图。
图19至22是示出根据本说明书的一个示例性实施方案的有机晶体管的特性评估的图。
10：基底
20：栅电极
30：绝缘层
40：源电极
50：漏电极
60：有机半导体层
具体实施方式
在下文中，将详细地描述本说明书。
本说明书提供了有机晶体管，其包括包含由式1表示的化合物的有机半导体层。更具体地，本说明书提供了有机晶体管，其包括：源电极；漏电极；栅电极；绝缘层；以及具有一个或更多个层的有机半导体层，其中有机半导体层中的一个或更多个层包含由式1表示的化合物。
所述化合物由于向烷基链中引入有硫而在应用于器件时表现出高的电荷迁移率，因此其结晶性由于分子内硫族元素-硫族元素相互作用而得以改善，因此所述化合物表现出器件的性能得以改善的效果。
此外，所述化合物表现出强的吸电子特性，因此在应用于器件时可以表现出双极性特性。
通常，在逆变器的情况下，需要彼此连接其中电子和空穴各自流动的两个有机晶体管以构成电路。因此，需要提供各自涂覆有表现出N型特性的材料和表现出P型特性的材料的两个有机晶体管，以实现逆变器。相比之下，根据本说明书的一个示例性实施方案，由于所述化合物具有表现出N型特性和P型特性二者的双极性特性，因此通过仅使用一种材料可以实现逆变器。也就是说，根据本说明书的一个示例性实施方案的有机晶体管通过在有机半导体层中包含所述化合物可以实现逆变器。因此，仅需涂覆一种材料来实现逆变器，使得该过程与逆变器的一般制造方法相比是简单的。
在本说明书中，当一部分“包括”一个构成要素时，除非另有具体描述，否则这并不意指排除另外的构成要素，而是意指还可以包括另外的构成要素。
在本说明书中，当一个构件设置在另一构件“上”时，这不仅包括一个构件与另一构件接触的情况，而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。
在本说明书中，意指与另外的取代基、单体或结合部分键合的位点。
本说明书中的取代基的实例将在下面进行描述，但不限于此。
术语“取代”意指与化合物的碳原子键合的氢原子变成另外的取代基，并且取代的位置没有限制，只要该位置是氢原子被取代的位置即取代基可以取代的位置即可，并且当两个或更多个取代基取代时，这两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。
在本说明书中，术语“经取代或未经取代的”意指经选自以下的一个或两个或更多个取代基取代：氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羰基；酯基；羟基；烷基；环烷基；烷氧基；芳氧基；烷基硫基；芳基硫基；烷基磺酰基；芳基磺酰基；烯基；甲硅烷基；硅氧烷基；硼基；胺基；芳基膦基；氧化膦基；芳基；和杂环基，或者经所例举的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代，或者不具有取代基。例如，“两个或更多个取代基连接的取代基”可以为联苯基。即，联苯基也可以为芳基，并且可以解释为两个苯基连接的取代基。
在本说明书中，卤素基团可以为氟、氯、溴或碘。
在本说明书中，烷基可以是直链的或支化的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。其具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、2-乙基己基、2-乙基丁基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2,6-二甲基辛烷等，但不限于此。
在本说明书中，环烷基没有特别限制，但优选具有3至30个碳原子，并且其具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。
在本说明书中，芳基可以为单环或多环的。
当芳基为单环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为6至30。单环芳基的具体实例包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。
当芳基为多环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为10至30。多环芳基的具体实例包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、基、芴基等，但不限于此。
在本说明书中，芴基可以是经取代的，并且相邻取代基可以彼此键合以形成环。
在本说明书中，杂环基包含一个或更多个除碳之外的原子，即一个或更多个杂原子，并且具体地，杂原子可以包括选自O、N、Se、S等中的一个或更多个原子。其碳原子数没有特别限制，但优选为2至30，并且杂环基可以是单环或多环的。杂环基的实例包括：噻吩基、咪唑基、噻唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吲哚基、咔唑基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基(菲咯啉)、噻唑基、异唑基、二唑基、噻二唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等，但不限于此。
在本说明书的一个示例性实施方案中，式1可以由下式2或3表示。
[式2]
[式3]
在式2或3中，
Y6和Y7彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，以及
Ra、Rb、Y1至Y5、R1、R2、R11至R14、R和R’与式1中限定的那些相同。
在本说明书的一个示例性实施方案中，式3可以由下式1-1或1-2表示：
[式1-1]
[式1-2]
在式1-1或1-2中，
Y6为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，以及
Ra、Rb、Y1至Y5、R1、R2、R11至R14、R和R’与式1中限定的那些相同。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R1和R2为氢。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Ra和Rb彼此相同或不同，并且各自为以下结构中的任一者：
在这些结构中，
c为1至4的整数，
当c为2或更大时，两个或更多个括号中结构彼此相同或不同，以及
R20至R23彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R20至R23彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R20至R23彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；或者经取代或未经取代的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R20为经取代或未经取代的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R20为经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R20为经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R20为经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R20为具有1至10个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R21至R23各自为氢。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Ra和Rb各自为以及R23和c与以上描述的那些相同。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Ra和Rb各自为以及R23为氢。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Ra和Rb各自为以及R20与以上描述的那个相同。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Ra和Rb各自为以及R20为具有1至10个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Ra和Rb各自为以及R20为乙基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，式1可以由下式1-11至1-16中的任一者表示。
[式1-11]
[式1-12]
[式1-13]
[式1-14]
[式1-15]
[式1-16]
在式1-11至1-16中，
Y6和Y7彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，以及
Y1至Y5、R11至R14、R和R’与式1中限定的那些相同。
在本说明书的一个示例性实施方案中，Y1至Y7各自为S。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷基；或者经取代或未经取代的芳基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的具有1至10个碳原子的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代有烷基的芳基取代的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代有烷基的苯基取代的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代有己基的苯基取代的烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代有己基的苯基取代的甲基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14彼此相同或不同，并且各自独立地为具有1至10个碳原子的直链或支化烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14各自为2-乙基己基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，R11至R14各自为2,6-二甲基辛烷基。
在本说明书的一个示例性实施方案中，式1由以下结构中的任一者表示。
在本说明书的一个示例性实施方案中，有机晶体管可以具有顶栅结构。具体地，可以首先在基底10上形成源电极40和漏电极50，然后可以顺序形成有机半导体层60、绝缘层30和栅电极20。图1示出了该有机晶体管的结构。
在本说明书的一个示例性实施方案中，有机晶体管可以具有底栅结构中的底接触结构。具体地，可以在基底10上顺序形成栅电极20和绝缘层30，然后可以在绝缘层30上形成源电极40和漏电极50，最后，可以在源电极40和漏电极50上形成有机半导体层60。图2和3示出了该有机晶体管的结构。
在本说明书的一个示例性实施方案中，有机晶体管可以具有底栅结构中的顶接触结构。具体地，可以在基底10上顺序形成栅电极20和绝缘层30，然后可以在绝缘层30上形成有机半导体层60，最后，可以在有机半导体层60上形成源电极40和漏电极50。图4示出了该有机晶体管的结构。
在本说明书的一个示例性实施方案中，绝缘层设置成与有机半导体层接触。
在本说明书的一个示例性实施方案中，源电极和漏电极以预定间隔设置成彼此不接触。
在本说明书的一个示例性实施方案中，源电极和漏电极设置成与其上有机半导体层与绝缘层接触的表面所相对的表面部分地接触。
本说明书的有机晶体管可以通过本领域已知的材料和方法制造，不同之处在于有机半导体层中的一个或更多个层包含式1的化合物。
当有机晶体管包括复数个有机半导体层时，有机半导体层可以由相同材料或不同材料形成。
在本说明书的一个示例性实施方案中，有机半导体层设置为单层。在这种情况下，设置为单层的有机半导体层包含所述化合物。
在本说明书中，基底10可以由诸如玻璃的透明基底、硅基底或塑料形成。作为塑料基底材料，可以使用选自以下的一者或更多者：聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酰纤维素(TAC)和醋酸丙酸纤维素(CAP)。优选地，可以使用UV可以透过的透明基底如玻璃。
在本说明书中，栅电极20可以为图案形式，但是形式不限于此。栅电极20可以由选自以下的任一者形成：金(Au)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、铝合金(Al合金)、钼(Mo)和钼合金(Mo合金)。
在本说明书中，栅电极20可以通过使用选自以下的方法来形成：光刻法、胶版印刷法、丝网印刷法、喷墨印刷法、热沉积法和利用荫罩(shadow mask)的方法，但是方法不限于此。
栅电极20的厚度可以为10nm至300nm，优选为10nm至50nm。
在本说明书中，绝缘层30由有机绝缘膜或无机绝缘膜的单层膜或多层膜构成，或者由有机-无机混合膜构成。作为无机绝缘膜，可以使用选自以下的任一种或复数种：硅氧化物膜、硅氮化物膜、Al2O3、Ta2O5、BST和PZT。作为有机绝缘膜，可以使用选自以下的任一种或复数种：CYTOPTM、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、基于酚的聚合物、丙烯酸类聚合物、基于酰亚胺的聚合物(例如聚酰亚胺)、基于芳基醚的聚合物、基于酰胺的聚合物、基于氟的聚合物、基于对二甲苯的聚合物、基于乙烯醇的聚合物和聚对二甲苯，但有机绝缘膜不限于此。
在本说明书中，绝缘层30可以通过溶液法形成，并且可以通过旋涂、棒涂、狭缝模涂覆、刮涂等施加至大面积上。优选地，绝缘层可以通过旋涂形成，但是形成方法不限于此。在形成绝缘层时，可以通过在100℃至150℃下进行热处理30分钟或更长时间来使所用的溶剂完全蒸发。
在本说明书中，源电极40和漏电极50可以由导电材料组成，并且导电材料的实例包括碳、铝、钒、铬、铜、锌、银、金、镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、锡、铅、钕、铂、镍、类似金属，及其合金；p型掺杂硅或n型掺杂硅；氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、类似氧化锡、和基于氧化锡铟的配合物化合物；氧化物和金属的组合，例如ZnO:Al和SnO2:Sb；导电聚合物，例如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩]、聚吡咯和聚苯胺；等等，但不限于此。
在本说明书中，有机半导体层60可以通过溶液法形成。在这种情况下，有机半导体层60通常可以通过旋涂、棒涂、狭缝模涂覆、刮涂、喷墨涂覆等施加至大面积上，但施加方法不限于此。
在本说明书中，当在基底10上形成源电极和漏电极50时，源电极40和漏电极50可以通过使用热沉积法形成，但是形成方法不限于此，并且源电极40和漏电极50可以通过本领域公知的其他方法形成。在这种情况下，源电极40与漏电极50之间的间隔通常具有2μm至数百μm的沟道长度，并且沟道宽度可以是沟道长度的10倍至1,000倍。源电极40和漏电极50通常由金和镍制造，但也可以使用其他电极，例如银、铜和钼。
在本说明书中，当在有机半导体层60上形成源电极40和漏电极50时，源电极40和漏电极50可以通过使用光蚀刻法或荫罩法来形成，但形成方法不限于此，并且源电极40和漏电极50可以通过本领域公知的其他方法形成。
在本说明书的一个示例性实施方案中，通过向栅电极施加负电压，然后测量在源电极与漏电极之间流动的电流来确定P型特性。当表现出P型特性时，如果向栅电极施加负电压，则空穴在有机半导体层中移动。
在本说明书的一个示例性实施方案中，通过向栅电极施加正电压，然后测量在源电极与漏电极之间流动的电流来确定N型特性。当表现出N型特性时，如果向栅电极施加正电压，则电子在有机半导体层中移动。发明实施方式
在下文中，将参照用于具体描述本说明书的实施例详细描述本说明书。然而，根据本说明书的实施例可以以各种形式进行修改，并且不应理解为本说明书的范围受限于以下详细描述的实施例。本说明书的实施例是为了向本领域普通技术人员更全面地说明本说明书而提供。
制备例1.化合物1的生产
(1)化合物A-2的生产
将1.49mL磷酰氯(POCl3)(16mmol)添加至1.55mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(20mmol)中，并将所得混合物在0℃下搅拌60分钟以制备混合溶液。将其中化合物A-1(1.53mmol)溶解在20mL二氯乙烷(DCE)中的溶液添加至制备的混合溶液中，并将所得混合物在100℃下搅拌48小时。搅拌之后，向其中添加1M氢氧化钠(NaOH)，并将所得混合物搅拌1小时以进行中和。此后，产物用二氯甲烷萃取，萃取物用无水硫酸镁(MgSO4)干燥，并蒸发。在减压下除去溶剂之后，通过快速色谱法(己烷:氯仿＝4:1)使用己烷和氯仿作为洗脱液来将剩余物纯化，以获得1.066g化合物A-2(产率：67.3％)。
图5是示出化合物A-2的MS谱的图。
(2)化合物1的生产
在氮气(N2)气氛下，将2mL吡啶添加至其中化合物A-2(0.725g，0.7mmol)和化合物C-1(0.68g，3.5mmol)混合在40mL氯仿(CHCl3)中的溶液中。在将该混合溶液在氮气气氛下回流24小时之后，产物用二氯甲烷(CH2Cl2)萃取，并用水洗涤。除去溶剂之后，将剩余物通过氯甲烷(MC)/甲醇重结晶，通过使用硅胶柱的色谱法使用己烷、丙酮、乙酸乙酯和氯仿(CHCl3)作为洗脱液来将产物纯化。将产生的固体通过氯仿重结晶。此后，产物用甲醇洗涤并在真空条件下干燥，以获得905mg化合物1(产率：93％)。
图6是示出化合物1的MS谱的图。
图7是示出化合物1的UV测量结果的图。
在图7中，(a)是溶液状态的化合物1的UV数据，(b)是膜状态的化合物1的UV数据，以及(c)是在膜状态下经历110℃下的热处理10分钟之后通过测量化合物1所获得的UV数据。
溶液状态意指化合物1溶解在氯仿溶液中，以及膜状态意指将该溶液旋涂然后干燥以形成膜状态。
图8是示出化合物1的DSC测量结果的图。
图9是示出化合物1的GIWAXS测量结果的图。
图10是示出化合物1的AFM测量结果的图。
制备例2.化合物2的生产
(1)化合物B-2的生产
在将4.13g(43mmol)叔丁醇钠(NaOC(CH3)3)添加至100mL其中溶解有化合物B-1(2.5g，9.4mmol)的四氢呋喃(THF)中，向其中添加总计2.58mL二硫化碳(CS2)(43mmol)持续1小时。此后，向其中添加8.89mL(50mmol)2-乙基己基溴，并将所得混合物搅拌24小时。反应之后，通过向其中添加氢氧化铵(NH4OH)终止反应，并将所得产物用二氯甲烷(DCM)萃取，然后用水洗涤三次。通过使用硅胶柱的色谱法使用己烷作为洗脱液来将产物纯化，以获得3.63g红色油形式的化合物B-2(产率，45％)。
图11是示出化合物B-2的MS谱的图。
(2)化合物B-3的生产
将4mL磷酰氯(POCl3)(43mmol)添加至N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(55mmol)中，并将所得混合物在0℃下搅拌60分钟以制备混合溶液。将其中化合物B-2(4.19mmol)溶解在40mL二氯乙烷(DCE)中的溶液添加至制备的混合溶液中，并将所得混合物在100℃下搅拌48小时。搅拌之后，向其中添加1M氢氧化钠(NaOH)，并将所得混合物搅拌1小时以进行中和。此后，产物用二氯甲烷萃取，萃取物用无水硫酸镁(MgSO4)干燥，并蒸发。在减压下除去溶剂之后，通过快速色谱法(己烷:氯仿＝4:1)使用己烷和氯仿作为洗脱液来将剩余物纯化，以获得2.47g化合物B-3(产率：64％)。
图12是示出化合物B-3的MS谱的图。
(3)化合物2的生产
在氮气(N2)气氛下，将2mL吡啶添加至其中化合物B-3(0.44g，0.48mmol)和化合物C-1(0.93g，4.8mmol)混合在30mL氯仿(CHCl3)中的溶液中。在将该混合溶液在氮气气氛下回流24小时之后，产物用二氯甲烷(CH2Cl2)萃取，并用水洗涤。除去溶剂之后，将剩余物通过氯甲烷(MC)/甲醇重结晶，通过使用硅胶柱的色谱法使用己烷、乙酸乙酯和氯仿(CHCl3)作为洗脱液来将产物纯化。将产生的固体通过氯仿重结晶。此后，产物用甲醇洗涤并在真空条件下干燥，以获得550mg化合物2(产率：90％)。
图13是示出化合物2的MS谱的图。
图14是示出化合物2的UV测量结果的图。
图15是示出化合物2的DSC测量结果的图。
图16是示出化合物2的GIWAXS测量结果的图。
图17是示出化合物2的AFM测量结果的图。
图18是示出化合物1和2的CV测量结果的图。
比较例1
在化合物2的生产过程期间，为了在化合物B-3与化合物C-1之间添加连接基团，尝试了Stille反应，但是由于催化剂因引入化合物B-3的烷基中的S而中毒，未发生聚合反应。
实施例1
通过使用光刻法在经洗涤的玻璃基底上形成金/镍(Au/Ni)(13nm/3nm)的源电极和漏电极。用丙酮、蒸馏水和异丙醇洗涤其上形成有源电极和漏电极的基底，然后在110℃下干燥1小时。将经干燥的基底用UV/臭氧处理30分钟，然后放入手套箱中。将其中化合物1以3mg/mL的浓度溶解在氯苯中的溶液以1500rpm旋涂在放入手套箱中的基底上，并在110℃下对基底进行热处理10分钟。此后，以2000rpm在其上旋涂CYTOP(Asahi Glass Co.,Ltd.制造)，并在90℃下对基底进行热处理1小时，从而形成绝缘层。在绝缘层上热沉积(热蒸镀)铝(Al)至具有50nm的厚度，从而形成栅电极。
实施例2
以与实施例1中相同的方式制造有机晶体管，不同之处在于，在实施例1中的制造方法中，旋涂化合物1并在150℃下进行热处理10分钟。
实施例3
以与实施例1中相同的方式制造有机晶体管，不同之处在于，在实施例1中的制造方法中，旋涂化合物1并在200℃下进行热处理10分钟。
实施例4
以与实施例1中相同的方式制造有机晶体管，不同之处在于，在实施例1中的制造方法中，旋涂化合物1并在250℃下进行热处理10分钟。
实施例5
以与实施例1中相同的方式制造有机晶体管，不同之处在于，在实施例1中的制造方法中，使用化合物2代替化合物1。
实施例6
以与实施例2中相同的方式制造有机晶体管，不同之处在于，在实施例2中的制造方法中，使用化合物2代替化合物1。
实施例7
以与实施例3中相同的方式制造有机晶体管，不同之处在于，在实施例3中的制造方法中，使用化合物2代替化合物1。
实施例8
以与实施例4中相同的方式制造有机晶体管，不同之处在于，在实施例4中的制造方法中，使用化合物2代替化合物1。
比较例2
尝试通过使用制备例2(1)中生产的化合物B-2制造有机晶体管，但由于化合物B-2呈表现出粘性的状态，无法制造膜，使得无法制造有机晶体管。
表1示出了实施例1至8中制造的有机晶体管的特性。
[表1]
在表1中，μ和Vth分别意指电荷迁移率和阈值电压。
图19至22是示出根据本说明书的一个示例性实施方案的有机晶体管的特性评估的图。
具体地，图19是示出实施例3和4的P型转移曲线结果的图，图20是示出实施例3和4的N型转移曲线结果的图，图21是示出实施例5至8的P型转移曲线结果的图，以及图22是示出实施例5至8的N型转移曲线结果的图。

Claims (8)

1.一种有机晶体管，包括：
源电极；
漏电极；
栅电极；
绝缘层；以及
具有一个或更多个层的有机半导体层，
其中所述有机半导体层中的一个或更多个层包含由下式1表示的化合物：
[式1]
在式1中，
Ra和Rb彼此相同或不同，并且各自独立地为充当电子受体的基团，
Y1至Y5彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
Y6和Y7彼此不同，并且各自独立地为直接键、CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
a为0或1，
当a为0时，Y6为直接键，以及Y7为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
当a为1时，Y7为直接键，以及Y6为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，
n和m各自为0至5的整数，
当n和m各自为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同，以及
R1、R2、R11至R14、R和R’彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。
2.根据权利要求1所述的有机晶体管，其中式1由式2或3表示：
[式2]
[式3]
在式2或3中，
Y6和Y7彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，以及
Ra、Rb、Y1至Y5、R1、R2、R11至R14、R和R’与式1中限定的那些相同。
3.根据权利要求2所述的有机晶体管，其中式3由下式1-1或1-2表示：
[式1-1]
[式1-2]
在式1-1或1-2中，
Y6为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，以及
Ra、Rb、Y1至Y5、R1、R2、R11至R14、R和R’与式1中限定的那些相同。
4.根据权利要求1所述的有机晶体管，其中Ra和Rb彼此相同或不同，并且各自为以下结构中的任一者：
在所述结构中，
c为1至4的整数，
当c为2或更大时，两个或更多个括号中结构彼此相同或不同，以及
R20至R23彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。
5.根据权利要求1所述的有机晶体管，其中R1和R2为氢。
6.根据权利要求1所述的有机晶体管，其中式1由下式1-11至1-16中的任一者表示：
[式1-11]
[式1-12]
[式1-13]
[式1-14]
[式1-15]
[式1-16]
在式1-11至1-16中，
Y6和Y7彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR’、NR、O、SiRR’、PR、S、GeRR’、Se或Te，以及
Y1至Y5、R11至R14、R和R’与式1中限定的那些相同。
7.根据权利要求1所述的有机晶体管，其中Y1至Y5为S。
8.根据权利要求1所述的有机晶体管，其中式1由以下结构中的任一者表示：
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