DE102012201975B4

DE102012201975B4 - Elektronische Vorrichtung

Info

Publication number: DE102012201975B4
Application number: DE102012201975.8A
Authority: DE
Inventors: Anthony Wigglesworth; Yiliang Wu; Ping Liu
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2032-02-11
Also published as: KR101934455B1; JP2012169616A; DE102012201975A1; US20120205630A1; KR20120092052A; US9123902B2

Abstract

Elektronische Vorrichtung mit einer Halbleiterschicht, wobei die Halbleiterschicht eine Thiaxanthenothiaxanthenverbindung der Formel (I) enthält:

worin R₁ bis R₁₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Alkoxygruppe, einer Alkylthiogruppe, einer Alkenylgruppe, einer substituierten Alkenylgruppe, einer Ethinylgruppe, einer substituierten Ethinylgruppe, einer Arylgruppe, einer substituierten Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, einer substituier-ten Heteroarylgruppe, einer Trialkylsilylgruppe, einer Fluorkohlenwasserstoffgruppe, einer Cyanogruppe und einem Halogenatom; wobei der Halbleiter der Formel (I) zu mehr als 50% kristallin oder flüssigkristallin ist,
und wobei die Halbleiterschicht weiterhin ein Polymerbindemittel umfasst,
und wobei die elektronische Vorrichtung weiterhin eine dielektrische Schicht mit einer modifizierten Oberfläche umfasst, wobei die Halbleiterschicht in direktem Kontakt mit der modifizierten Oberfläche ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dünnschichttransistoren (TFTs) und/oder andere elektronische Vorrichtungen, die eine Halbleiterschicht umfassen. Die Halbleiterschicht wird aus einer Halbleiterzusammensetzung hergestellt, die im Folgenden beschrieben wird. Wenn die Zusammensetzung in der Halbleiterschicht einer Vorrichtung verwendet wird, können eine hohe Beweglichkeit und eine hervorragende Haltbarkeit erzielt werden.
TFTs umfassen gewöhnlich ein Substrat, auf dem eine elektrisch leitfähige Gateelektrode, Source- und Drainelektroden, eine elektrisch isolierende Gatedielektrikumsschicht, welche die Gateelektrode von den Source- und Drainelektroden trennt, und eine Halbleiterschicht, welche sich in Kontakt mit der Gatedielektrikumsschicht befindet und die Source- und Drainelektroden überbrückt, aufgebracht sind. Die Leistungsfähigkeit von TFTs kann durch die Feldeffektbeweglichkeit und das On/Off-Stromverhältnis des ganzen Transistors bestimmt werden. Eine hohe Beweglichkeit und ein hohes On/Off-Stromverhältnis sind erwünscht.
Organische Dünnschichttransistoren (OTFTs) können in Anwendungen eingesetzt werden, wie beispielsweise Radio Frequency Identification (RFID) Tags und Backplaneschaltkreisen für Displays, wie zum Beispiel Beschilderungs-, Lese- und Flüssigkristalldisplays, bei denen hohe Schaltgeschwindigkeiten und/oder hohe Dichten nicht notwendig sind. Sie haben auch vorteilhafte mechanische Eigenschaften; sie sind zum Beispiel physikalisch kompakt, leicht und flexibel.
US 2009/0289248 A1 beschreibt Dioxoanthanthreneverbindungen, die in Halbleitervorrichtungen verwendet werden. Dabei wird mindestens eines der Wasserstoffatome in den Positionen 3 und 9 der Verbindung 6,12-Dioxaanthanthren durch einen anderen Substituenten ersetzt. US 2010/0013381 A1 beschreibt organische Halbleiter und deren Verwendung in organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen, insbesondere in blau emittierenden Vorrichtungen. Die darin offenbarten Verbindungen werden als Hostmaterial oder Dotierstoff in der emittierenden Schicht oder auch in einer Loch- oder Elektronentransportschicht verwendet. US 5,281,498 A offenbart ein elektrolumineszierendes Element, umfassend eine Anode, eine Kathode und, dazwischen angeordnet, eine organische lumineszierende Schicht. In dem Element haben die Komponenten der Lumineszenzschicht spezifische Oxidationspotential- und Reduktionspotentialbeziehungen. Das Element emittiert Licht in Reaktion auf elektrische Signale.
Organische Dünnschichttransistoren können kostengünstig unter Anwendung von Mustererzeugungs- und Abscheidungsprozessen, bei denen Lösungen verwendet werden, hergestellt werden, und Beispiele für solche Verfahren umfassen ein Schleuderbeschichtungsverfahren; ein Lösungsgießverfahren; ein Eintauchbeschichtungsverfahren; ein Druckverfahren, bei dem eine Schablone beziehungsweise ein Sieb verwendet wird; ein Flexodruckverfahren; ein Tiefdruckverfahren; ein Offsetdruckverfahren; ein Tintenstrahldruckverfahren, ein Mikrokontaktdruckverfahren und dergleichen. Damit diese Prozesse, bei denen Lösungen verwendet werden, zur Herstellung von Dünnschichttransistorschaltkreisen verwendet werden können, müssen in Lösung verarbeitbare Materialien verwendet werden. Organische oder polymere Halbleiter, die unter Verwendung von Lösungen hergestellt wurden, haben jedoch eine begrenzte Löslichkeit, sind an Luft nicht beständig und haben insbesondere eine unzureichende Feldeffektbeweglichkeit. Diese Nachteile sind teilweise auf die schlechten Schichtbildungseigenschaften kleiner Moleküle zurückzuführen.
Es besteht deshalb ein Bedarf an Halbleiterverbindungen, welche die Herstellung einer Halbleiterschicht mit einer hohen Feldeffektbeweglichkeit ermöglichen, die an Luft beständig sind und die gut löslich sind.
Die vorliegende Erfindung stellt bereit:

(1) Eine elektronische Vorrichtung mit einer Halbleiterschicht, wobei die Halbleiterschicht eine Thiaxanthenothiaxanthenverbindung der Formel (I) enthält:
worin R₁ bis R₁₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Alkoxygruppe, einer Alkylthiogruppe, einer Alkenylgruppe, einer substituierten Alkenylgruppe, einer Ethinylgruppe, einer substituierten Ethinylgruppe, einer Arylgruppe, einer substituierten Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, einer substituierten Heteroarylgruppe, einer Trialkylsilylgruppe, einer Fluorkohlenwasserstoffgruppe, einer Cyanogruppe und einem Halogenatom; wobei der Halbleiter der Formel (I) zu mehr als 50% kristallin oder flüssigkristallin ist, wobei die Halbleiterschicht weiterhin ein Polymerbindemittel umfasst, und wobei die elektronische Vorrichtung weiterhin eine dielektrische Schicht mit einer modifizierten Oberfläche umfasst, wobei die Halbleiterschicht in direktem Kontakt mit der modifizierten Oberfläche ist.
(2) Eine elektronische Vorrichtung gemäß Punkt (1), wobei das Polymerbindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Poly(α-methylstyrol), Poly(4-methylstyrol), Poly(α-methylstyrol-co-vinyltoluol), Poly(styrolblock-butadien-block-styrol), Poly(styrol-block-isopren-block-styrol), Poly(vinyltoluol), Poly(vinylnaphthalin), Poly(vinylpyridin), Terpenharzen, Poly(styrol-co-2,4-dimethylstyrol), Poly(chlorstyrol), Poly(styrol-co-α-methylstyrol), Poly(styrol-co-butadien), Polycarbazol, Polytriarylaminen, Poly(N-vinylcarbazol), Polythiophenen und Gemischen davon.

Die Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung mit einer Halbleiterschicht, die eine Thiaxanthenothiaxanthenverbindung der Formel (I) enthält:

worin R₁ bis R₁₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Alkoxygruppe, einer Alkylthiogruppe, einer Alkenylgruppe, einer substituierten Alkenylgruppe, einer Ethinylgruppe, einer substituierten Ethinylgruppe, einer Arylgruppe, einer substituierten Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, einer substituierten Heteroarylgruppe, einer Trialkylsilylgruppe, einer Fluorkohlenwasserstoffgruppe, einer Cyanogruppe und einem Halogenatom; wobei der Halbleiter der Formel (I) zu mehr als 50% kristallin oder flüssigkristallin ist.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens einer der Reste R₁ bis R₁₀ kein Wasserstoffatom. Mindestens einer der Reste R₁ bis R₁₀ kann ein Halogenatom sein.
Die Halbleiterschicht umfasst weiterhin ein Polymerbindemittel. Das Polymerbinde-mittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Poly(α-methylstyrol), Poly(4-methylstyrol), Poly(a-methylstyrol-co-vinyltoluol), Poly(styrolblock-butadien-block-styrol), Poly(styrol-block-isopren-block-styrol), Poly(vinyl-toluol), Poly(vinylnaphthalin), Poly(vinylpyridin), Terpenharzen, Poly(styrol-co-2,4-dimethyl-styrol), Poly(chlorstyrol), Poly(styrol-co-α-methylstyrol), Poly(styrol-co-butadien), Poly-carbazol, Polytriarylaminen, Poly(N-vinylcarbazol), Polythiophenen und Gemischen davon.
Das Gewichtsverhältnis von Thiaxanthenothiaxanthenverbindung zu Polymerbindemittel kann im Bereich von 5:1 bis 2:3 liegen.
Die elektronische Vorrichtung kann ein Feldeffekttransistor sein.
Die elektronische Vorrichtung umfasst weiterhin eine dielektrische Schicht. Die dielektrische Schicht hat eine modifizierte Oberfläche. Die Halbleiterschicht ist in direktem Kontakt mit der modifizierten Oberfläche angeordnet. Es ist bevorzugt, dass die modifizierte Oberfläche mit einer Organosilanverbindung modifiziert wurde.

Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Dünnschichttransistors entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Dünnschichttransistors entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Dünnschichttransistors entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Dünnschichttransistors entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Die 5 ist ein farbiges Molekülmodell, das die Gleichgewichtsgeometrie und die Kristallstruktur von 2,8-Dihexylthiaxanthenothiaxanthen zeigt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung mit einer Halbleiterschicht, wobei die Halbleiterschicht eine Thiaxanthenothiaxanthenverbindung, die hier beschrieben wird, enthält. Die Verbindung hat eine gute Löslichkeit. Eine Zusammensetzung, welche ein Polymerbindemittel und die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung enthält, wird hier ebenfalls beschrieben. Eine Halbleiterschicht, die unter Verwendung der Zusammensetzung hergestellt wurde, ist an Luft sehr beständig und hat eine hohe Beweglichkeit. Die Halbleiterzusammensetzung kann zur Herstellung von Schichten in elektronischen Vorrichtungen, wie beispielsweise Dünnschichttransistoren (TFTs), verwendet werden.
Die 1 zeigt einen TFT (bottom-gate bottom-contact Konfiguration) entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der TFT 10 umfasst das Substrat 20, welches in Kontakt mit der Gateelektrode 30 und der Gatedielektrikumsschicht 40 angeordnet ist. Die Gateelektrode 30 ist in dieser Ausführungsform in einer Vertiefung des Substrats 20 angeordnet, aber die Gateelektrode kann auch auf dem Substrat angeordnet werden. Es ist notwendig, dass die Gatedielektrikumsschicht 40 die Gateelektrode 30 von der Sourceelektrode 50, der Drainelektrode 60 und der Halbleiterschicht 70 trennt. Die Halbleiterschicht 70 erstreckt sich über und zwischen den Source- und Drainelektroden 50 und 60. Der Halbleiter hat eine Kanallänge 80 zwischen den Source- und Drainelektroden 50 und 60.
Die 2 zeigt einen TFT (bottom-gate top-contact Konfiguration) entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Der TFT 10 umfasst das Substrat 20, welches in Kontakt mit der Gateelektrode 30 und der Gatedielektrikumsschicht 40 angeordnet ist. Die Halbleiterschicht 70 ist auf der Gatedielektrikumsschicht 40 angeordnet und trenn diese von den Source- und Drainelektroden 50 und 60.
Die 3 zeigt einen TFT (bottom-gate bottom-contact Konfiguration) entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Der TFT 10 umfasst das Substrat 20, das auch als Gateelektrode dient und das in Kontakt mit der Gatedielektrikumsschicht 40 angeordnet ist. Die Sourceelektrode 50, die Drainelektrode 60 und die Halbleiterschicht 70 sind auf der Gatedielektrikumsschicht 40 angeordnet.
Die 4 zeigt einen TFT (top-gate top-contact Konfiguration) entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Der TFT 10 umfasst das Substrat 20, das in Kontakt mit der Sourceelektrode 50, der Drainelektrode 60 und der Halbleiterschicht 70 angeordnet ist. Die Halbleiterschicht 70 erstreckt sich über und zwischen den Source- und Drainelektroden 50 und 60. Die Gatedielektrikumsschicht 40 ist auf der Halbleiterschicht 70 angeordnet Die Gateelektrode 30 ist auf der Gatedielektrikumsschicht 40 angeordnet und wird durch diese von der Halbleiterschicht 70 getrennt.
Die erfindungsgemäß in der Halbleiterschicht enthaltene Thiaxanthenothiaxanthenverbindung wird durch die Formel (I) dargestellt:
worin R₁ bis R₁₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Alkoxygruppe, einer Alkylthiogruppe, einer Alkenylgruppe, einer substituierten Alkenylgruppe, einer Ethinylgruppe, einer substituierten Ethinylgruppe, einer Arylgruppe, einer substituierten Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, einer substituierten Heteroarylgruppe, einer Trialkylsilylgruppe, einer Fluorkohlenwasserstoffgruppe, einer Cyanogruppe und einem Halogenatom. Die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung kann auch als „Thioxanthenothioxanthenverbindung“ bezeichnet werden.
Im Folgenden wird eine Thiaxanthenothiaxanthenverbindung, in der R₁ bis R₁₀ Wasserstoffatome sind (das heißt die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung hat keine Substituenten), auch mit „TXTX“ abgekürzt. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens einer der Reste R₁ bis R₁₀ kein Wasserstoffatom. Die Verbindung der Formel (I) kann auch als „2,8-disubstituiertes Thiaxanthenothiaxanthen“ bezeichnet werden, wenn weder R₂ noch R₇ ein Wasserstoffatom ist. Der Halbleiter der Formel (I) könnte in diesem Fall auch als „2,8-disubstituiertes TXTX“ bezeichnet werden.
Der Ausdruck „Alkylgruppe“, der hier verwendet wird, bedeutet eine Gruppe, die nur aus Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen besteht und die gesättigt ist. Die Alkylgruppe kann eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Gruppe sein.
Der Ausdruck „Alkenylgruppe“, der hier verwendet wird, bedeutet eine Gruppe, die nur aus Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen besteht und die mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthält, die nicht Teil einer Aryl- oder Heteroarylstruktur ist. Die Alkenylgruppe kann eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Gruppe sein.
Der Ausdruck „Arylgruppe“, der hier verwendet wird, bedeutet eine aromatische Gruppe, die nur aus Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen besteht. Wenn eine bestimmte Anzahl an Kohlenstoffatomen für eine Arylgruppe angegeben ist, umfasst diese Anzahl nicht die Anzahl an Kohlenstoffatomen in den Substituenten der Arylgruppe. Der Ausdruck „Arylgruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen“ bezieht sich folglich auf die Anzahl an Kohlenstoffatomen im aromatischen System; dieser Ausdruck umfasst zum Beispiel eine Phenylgruppe (6 Kohlenstoffatome) oder eine Naphthylgruppe (10 Kohlenstoffatome), und eine Methylphenylgruppe, die insgesamt 7 Kohlenstoffatome enthält, ist definitionsgemäß eine Arylgruppe mit 6 Kohlenstoffatomen.
Der Ausdruck „Heteroarylgruppe“, der hier verwendet wird, bedeutet eine aromatische Gruppe, die Kohlenstoffatome, Wasserstoffatome und mindestens ein Heteroatom enthält. Die Kohlenstoffatome und die Heteroatome sind Bestandteile eines Rings der Gruppe. Das mindestens eine Heteroatom kann O, S oder N sein. Beispiele für die Heteroarylgruppen umfassen eine Thienylgruppe (eine aromatische Gruppe der Formel -C₄H₃S, die durch Entfernen eines Wasserstoffatoms aus Thiophen gebildet wurde) und eine Pyridinylgruppe. Wenn eine bestimmte Anzahl an Kohlenstoffatomen für eine Heteroarylgruppe angegeben ist, umfasst diese Anzahl nicht die Anzahl an Kohlenstoffatomen in den Substituenten der Heteroarylgruppe.
Der Ausdruck „Ethinyigruppe“, der hier verwendet wird, bezeichnet eine Gruppe der Formel -C≡C-H.
Der Ausdruck „Alkoxygruppe“, der hier verwendet wird, bedeutet eine Gruppe, die eine Alkylgruppe umfasst, die an ein Sauerstoffatom gebunden ist; die Alkoxygruppe wird durch die Formel -O-C_nH_2n+1 dargestellt.
Der Ausdruck „Alkylthiogruppe“, der hier verwendet wird, bedeutet eine Gruppe, die eine Alkylgruppe umfasst, die an ein Schwefelatom gebunden ist; die Alkylthiogruppe wird durch die Formel -S-CnH_2n+1 dargestellt.
Der Ausdruck „Trialkylsilylgruppe‟, der hier verwendet wird, bedeutet eine Gruppe mit einem vierwertigen Siliciumatom, an das drei Alkylgruppen gebunden sind; die Trialkylsilylgruppe wird durch die Formel -Si(R)₃ dargestellt. Die drei Alkylgruppen können gleich oder verschieden sein. Die drei Alkylgruppen können substituiert sein.
Der Ausdruck „Fluorkohlenwasserstoffgruppe“, der hier verwendet wird, bedeutet eine Gruppe, die nur Fluoratome, Wasserstoffatome und Kohlenstoffatome enthält. Die Gruppe enthält mindestens ein Fluoratom. Die Fluorkohlenwasserstoffgruppe kann eine geradkettige oder verzweigte Gruppe sein und ist gewöhnlich gesättigt.
Der Ausdruck „substituiert“, der hier verwendet wird, bedeutet, dass mindestens ein Wasserstoffatom der genannten Gruppe durch ein anderes Atom oder eine Gruppe ersetzt ist, und Beispiele für die Substituenten umfassen ein Halogenatom sowie die Gruppen -CN, -NO₂, -COOH und -SO₃H, Ein Beispiel für eine substituierte Alkylgruppe ist eine Halogenalkylgruppe, in der mindestens ein Wasserstoffatom der Alkylgruppe durch ein Halogenatom, wie zum Beispiel ein Fluoratom, ein Chloratom, ein lodatom oder ein Bromatom, ersetzt ist. Eine Perhalogenalkylgruppe ist eine Alkylgruppe, in der alle Wasserstoffatome durch Halogenatome ersetzt sind. Eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Ethinylgruppe kann mit den zuvor genannten Substituenten substituiert sein, oder mit einer Arylgruppe oder einer Heteroarylgruppe. Beispiele für substituierte Alkenylgruppen umfassen eine Phenylethenylgruppe (-CH=CH-C₆H₅). Beispiele für eine substituiert Ethinylgruppe umfassen eine Phenylethinylgruppe (-CH=CH-C₆H₅). Eine Arylgruppe oder eine Heteroarylgruppe kann auch mit einer Alkylgruppe oder einer Alkoxygruppe substituiert sein. Beispiele für substituierte Arylgruppen umfassen eine Methylphenylgruppe und eine Methoxyphenylgruppe. Beispiele für substituierte Heteroarylgruppen umfassen eine 3-Hexylthiophen-2,5-diylgruppe.
Die Alkyl- und Alkoxygruppen enthalten jeweils unabhängig voneinander bevorzugt 1 bis 30 Kohlenstoffatome. Die Arylgruppe enthält bevorzugt 6 bis 30 Kohlenstoffatome.
Die Reste R₁ bis R₁₀ können, wie zuvor beschrieben wurde, gleich oder verschieden sein. Es ist bevorzugt, dass mindestens einer der Reste R₁ bis R₁₀ kein Wasserstoffatom ist. Der mindestens eine Rest, der kein Wasserstoffatom ist, ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Alkenylgruppe, einer substituierten Alkenylgruppe, einer Ethinylgruppe, einer substituierten Ethinylgruppe, einer Arylgruppe, einer substituierten Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, einer substituierten Heteroarylgruppe und einem Halogenatom. Es ist bevorzugt, dass der mindestens eine Rest, der kein Wasserstoffatom ist, ein Halogenatom ist. Es ist besonders bevorzugt, dass zwei der Reste R₁ bis R₁₀ keine Wasserstoffatome sind.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung sind R₁, R₃ bis R₆ und R₈ bis R₁₀ Wasserstoffatome. Die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung wird in diesem Fall durch die folgende Formel (II) dargestellt:
worin R₂ und R₇ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Alkoxygruppe, einer Alkylthiogruppe, einer Alkenylgruppe, einer substituierten Alkenylgruppe, einer Ethinylgruppe, einer substituierten Ethinylgruppe, einer Arylgruppe, einer substituierten Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, einer substituierten Heteroarylgruppe, einer Trialkylsilylgruppe, einer Fluorkohlenwasserstoffgruppe, einer Cyanogruppe und einem Halogenatom.
Wenn weder R₂ noch R₇ Wasserstoffatome sind, kann die Verbindung der Formel (II) auch als 2,8-disubstituiertes Thiaxanthenothiaxanthen bezeichnet werden. Die Halbleiterverbindung der Formel (II) kann auch als 2,8-disubstituiertes TXTX bezeichnet werden.
Die Verbindung der Formel (I) ist im Wesentlichen kristallin oder flüssigkristallin. Es ist bevorzugt, dass die Verbindung oder die Halbleiterschicht, die unter Verwendung der Verbindung hergestellt wurde, eine Kristallinität von mehr als etwa 50% hat. Es ist besonders bevorzugt, dass die Verbindung oder die Halbleiterschicht eine Kristallinität von mehr als etwa 80% oder von mehr als etwa 90% hat. Die Kristallinität der Halbleiterschicht kann unter Anwendung bekannter Verfahren, wie beispielsweise mittels Röntgenbeugungsanalyse, bestimmt werden.
Der Ausdruck „flüssigkristallin“, der hier verwendet wird, bezieht sich auf Verbindungen, die mindestens zwei Schmelzpunkte haben. Die Phasenübergangstemperaturen können unter Anwendung bekannter Verfahren bestimmt werden, wie beispielsweise mittels Differenzkalorimetrie (DSC). Im Gegensatz dazu haben kristalline Verbindungen nur einen Schmelzpunkt.
Die erfindungsgemäße Thiaxanthenothiaxanthenverbindung hat bevorzugt einen Bandabstand von etwa 1,8 bis etwa 3,2 eV. Dieser Bandabstand bedeutet, dass die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung eine verbesserte Beständigkeit an Luft hat, verglichen mit der eines Halbleiters auf der Basis von Pentacen. Die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung ist kristallin oder flüssigkristallin.
Ein Verfahren zum Herstellen der Thiaxanthenothiaxanthenverbindung der Formel (II) beginnt gewöhnlich mit der Herstellung der TXTX-Verbindung. Danach können die Wasserstoffatome in den 2- und/oder 8-Positionen der TXTX-Verbindung substituiert werden, um 2-monosubstituierte TXTX-Verbindungen, 8-monosubstituierte TXTX-Verbindungen und/oder 2,8-disubstituierte TXTX-Verbindungen herzustellen.
Eine Verbindung mit einem TXTX-Kern kann unter Anwendung von mindestens zwei Verfahren hergestellt werden. Bei einem ersten Verfahren wird 1,1'-Binaphthalin-2,2'-dithiol 1 in Gegenwart von Cu(lI) einer doppelten Ringschlussreaktion unterworfen, um die Verbindung mit einem TXTX-Kern herzustellen. Diese Reaktion ist im Folgenden angegeben:
Bei einem zweiten Verfahren wird 1,1'-Binaphthalin-2,2'-dithiol 1 durch Methylierung und nachfolgende Oxidation mit Wasserstoffperoxid in 2,2'-Bis(methylsulfinyl)-1,1'-binaphthalin 2 umgewandelt. Diese Reaktion ist im Folgenden angegeben:
Das 2,2'-Bis(methylsulfinyl)-1,1'-binaphthalin 2 wird dann durch elektrophilen Ringschluss in Gegenwart von Trifluormethansulfonsäure und nachfolgende Demethylierung in die TXTX-Verbindung umgewandelt. Diese Reaktion ist im Folgenden angegeben:
Die TXTX-Verbindung kann danach in den Positionen 2 und/oder 8 unter Anwendung bekannter Verfahren substituiert werden. Im Folgenden werden zwei Substitutionsverfahren beschrieben.
Bei einem ersten Verfahren wird ein zweistufiges Verfahren angewandt, um eine 2,8-Dialkyl-substituierte TXTX-Verbindung aus der entsprechenden TXTX-Verbindung herzustellen. In einem ersten Schritt wird die TXTX-Verbindung einer Friedel-Crafts-Acylierung unterworfen, wobei die 2,8-Diacyl-substituierte TXTX-Verbindung 3 erhalten wird. Diese Reaktion ist im Folgenden angegeben:
In einem zweiten Schritt wird die 2,8-Diacyl-substituierte TXTX-Verbindung 3 einer Wolfe-Kishner-Reduktion unterworfen, wobei die 2,8-Dialkyl-substituierte TXTX-Verbindung 4 erhalten wird. Diese Reaktion ist im Folgenden angegeben:
Bei einem zweiten Verfahren wird eine 2,8-Diaryl-substituierte TXTX-Verbindung hergestellt. In der beispielhaften Reaktion ist die Arylgruppe eine Phenylgruppe. Zuerst wird die TXTX-Verbindung bromiert, um die 2,8-dibromierte TXTX-Verbindung 5 herzustellen:
Die 2,8-dibromierte TXTX-Verbindung 5 wird dann einer Kreuzkupplungsreaktion in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, wie beispielsweise einer Suzuki-Miyaura-Kupplungsreaktion, unterworfen, wobei die folgende 2,8-Diaryl-substituierte TXTX-Verbindung 6 erhalten wird:
Die 5 zeigt ein farbiges Molekülmodell von 2,8-Dihexyl-TXTX, das heißt einer Verbindung der Formel (I), in der R₁ und R₂ Hexylgruppen sind. Das Modell zeigt die Gleichgewichtsgeometrie und die Kristallstruktur der Verbindung. Das Modell wurde in Materials Studio 5.0 unter Verwendung von DMol3 Package und der Kristallstrukturvorhersage erhalten, wobei das Polymorph-Modul verwendet wurde. Es wird davon ausgegangen, dass die Schwefelheteroatome die Beständigkeit beziehungsweise Haltbarkeit der Verbindung verbessern, dass der ausgedehnte Heteroacenkern die Orbitalüberlappung verbessert und dass die Substitution in den 2- und 8-Positionen zu einer verbesserten Löslichkeit und zu einer erhöhten Festkörper-Packung führt. Solche Verbindungen sind an Luft beständig, zeichnen sich durch eine gute Löslichkeit aus und ermöglichen eine hohe Feldeffektbeweglichkeit. Elektronische Vorrichtungen mit einer Halbleiterschicht, welche diese Verbindungen enthält, können kostengünstig unter Umgebungsbedingungen hergestellt werden.
Der Halbleiter mit kleiner Molekülgröße kann als solcher unzureichende Schichtbildungseigenschaften haben, was auf die kristallinen oder flüssigkristallinen Eigenschaften der Verbindung zurückgeführt werden kann. Die Halbleiterzu-sammensetzung umfasst ebenfalls ein Polymerbindemittel. wodurch die Herstellung einer gleichförmigen Schicht ermöglicht wird, was zu einer deutlichen Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Vorrichtung führt. Das Polymerbindemittel bildet eine Matrix, in der die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung dispergiert ist.
Das Polymerbindemittel für die Halbleiterzusammensetzung kann jedes geeignete Polymer sein. Das Polymer kann ein amorphes Polymer sein. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung hat das amorphe Polymer eine Glasübergangstemperatur, die niedriger als die Schmelztemperatur des Halbleiters mit kleiner Molekülgröße der Formel (I) ist. Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat das amorphe Polymer eine Glasübergangstemperatur, die höher als die Schmelztemperatur des Halbleiters mit kleiner Molekülgröße ist. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung hat das Polymer eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 4,5, bevorzugt von weniger als 3,5 und besonders bevorzugt von weniger als 3,0, gemessen bei 60 Hz und bei Raumtemperatur. Das Polymer kann eine Verbindung sein, die nur Atome enthält, ausgewählt aus C, H, F, Cl und N. Es ist bevorzugt, dass das Polymer ein Polymer mit einer geringen Polarität ist, wie zum Beispiel ein Kohlenwasserstoffpolymer oder ein Fluorkohlenstoffpolymer ohne polare Gruppen. Polystyrol ist ein Beispiel für ein amorphes Polymer und hat eine Dielektrizitätskonstante von etwa 2,6. Beispiele für andere Polymere mit einer geringen Polarität umfassen Fluorpolyarylether, Polyparylen, Poly(vinyltoluol), Poly(α-methylstyrol), Poly(α-vinylnaphthalin), Polyethylen, Polypropylen, Polyisopren, Poly(tetrafluorethylen), Poly(chlortrifluorethylen), Poly(2-methyl-1,3-butadien), Poly(cyclohexylmethacrylat), Poly(chlorstyrol), Poly(4-methylstyrol), Poly(vinylcyclohexan), Polyphenylen, Poly-p-phenylvinylidene, Poly(arylenether), Polyisobutylen, Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether), Poly[1,1-(2-methylpropan)bis(4-phenyl)carbonat], Poly(α,α,α',α'-tetrafluor-p-xylylen), fluorierte Polyimide, Poly(ethylen/tetrafluorethylen), Poly(ethylen/chlortrifluorethylen), fluorierte Ethylen/Propylen-Copolymere, Poly(styrol-co-α-methylstyrol), Poly(styrol/butadien), Poly(styrol/2,4-dimethylstyrol), CYTOP, Poly(propylen-co-1-buten), Poly(styrol-co-vinyltoluol), Poly(styrol-block-butadien-blockstyrol), Poly(styrol-block-isopren-block-styrol), Terpenharze, Poly(N-vinylcarbazol), Polycarbazol, Polytriarylamin und dergleichen.
Das Gewichtsverhältnis von Thiaxanthenothiaxanthenverbindung zu Polymerbindemittel kann im Bereich von 5:1 bis 2:3 liegen.
Die Halbleiterzusammensetzung kann weiterhin ein Lösungsmittel enthalten, in dem die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung und das Polymerbindemittel löslich sind. Beispiele für geeignete Lösungsmittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen chlorierte Lösungsmittel, wie beispielsweise Chlorbenzol, Chlortoluol, Dichlorbenzol, Dichlorethan und dergleichen; Alkohole und Diole, wie beispielsweise Propanol, Butanol, Hexanol, Hexandiol und dergleichen; Kohlenwasserstoffe oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Hexan, Heptan, Toluol, Xylol, Mesitylen, Ethylbenzol und dergleichen; Ketone, wie beispielsweise Aceton, Methylethylketon und dergleichen; Acetate, wie beispielsweise Ethylacetat; Pyridin; Tetrahydrofuran; Dioxan; und dergleichen.
Die Halbleiterzusammensetzung, welche die Thiaxanthenothiaxanthenverbindung und das Polymerbindemittel enthält, kann eine Viskosität im Bereich von etwa 1,5 Zentipoise (cps) bis etwa 100 cps oder im Bereich von etwa 2 cps bis etwa 20 cps haben.
Die Halbleiterschicht der elektronischen Vorrichtung kann unter Anwendung bekannter Verfahren hergestellt werden. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird die Halbleiterschicht unter Anwendung eines Verfahrens hergestellt, bei dem eine Lösung der Bestandteile aufgebracht wird. Beispiele für solche Verfahren umfassen ein Schleuderbeschichtungsverfahren; ein Verfahren, bei dem eine Klinge zum Beschichten verwendet wird; ein Verfahren, bei dem ein Stab zum Beschichten verwendet wird; ein Eintauchbeschichtungsverfahren; ein Druckverfahren, bei dem eine Schablone beziehungsweise ein Sieb verwendet wird; ein Tintenstrahldruckverfahren; ein Verfahren, bei dem ein Stempel verwendet wird; ein Tiefdruckverfahren; ein Flexodruckverfahren; und dergleichen.
Die Halbleiterschicht, die unter Verwendung der Halbleiterzusammensetzung hergestellt wurde, kann eine Tiefe von etwa 5 nm bis etwa 1000 nm, wie zum Beispiel etwa 20 nm bis etwa 100 nm, haben. Die Halbleiterschicht kann die Source- und Drainelektroden vollständig überdecken; diese Ausführungsform der Erfindung ist in den 1 und 4 gezeigt.
Die Leistungsfähigkeit eines TFT kann durch die Beweglichkeit bestimmt werden. Die Beweglichkeit wird in der Einheit cm²/V·s gemessen; eine hohe Beweglichkeit ist erwünscht. Ein TFT, der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Halbleiterzusammensetzung hergestellt wurde, hat gewöhnlich eine Feldeffektbeweglichkeit von mindestens etwa 0,01 cm²/V·s. Der erfindungsgemäße TFT hat gewöhnlich ein On/Off-Stromverhältnis von mindestens etwa 10³.
Ein Dünnschichttransistor umfasst gewöhnlich ein Substrat, eine optionale Gateelektrode, Sourceelektrode, Drainelektrode und eine dielektrische Schicht, sowie eine Halbleiterschicht.
Beispiele für die Substratmaterialien umfassen Silicium, Glasplatten und Kunststofffilme oder -folien. Für flexible Vorrichtungen können Kunststoffsubstrate, wie zum Beispiel Polyester-, Polycarbonat- oder Polyimidfolien und dergleichen, verwendet werden. Die Dicke des Substrats liegt bevorzugt im Beriech von etwa 10 µm bis mehr als 10 mm und besonders bevorzugt im Bereich von etwa 50 µm bis etwa 100 µm, insbesondere bei flexiblen Kunststoffsubstraten, und besonders bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10 mm bei starren Substraten, wie beispielsweise Glas oder Silicium.
Die dielektrische Schicht ist gewöhnlich eine Schicht aus einem anorganischen Material, eine organische Polymerschicht oder eine Schicht, die sowohl organische als auch anorganische Materialien enthält. Beispiele für geeignete anorganische Materialien für die dielektrische Schicht umfassen Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid, Bariumtitanat, Bariumzirkoniumtitanat und dergleichen. Beispiele für geeignete organische Polymere umfassen Polyester, Polycarbonate, Poly(vinylphenol), Polyimide, Polystyrol, Polymethacrylate, Polyacrylate, Epoxyharze und dergleichen. Die Dicke der dielektrischen Schicht hängt von der Dielektrizitätskonstante des verwendeten Materials ab und kann zum Beispiel im Bereich von etwa 10 nm bis etwa 500 nm liegen. Die dielektrische Schicht kann eine Leitfähigkeit von weniger als etwa 10^-12 Siemens pro Zentimeter (S/cm) haben. Die dielektrische Schicht kann unter Anwendung bekannter Verfahren hergestellt werden, wie zum Beispiel unter Anwendung der Verfahren, die für die Herstellung der Gateelektrode beschrieben wurden.
Die Oberfläche der dielektrischen Schicht wird mit einem Modifizierungsmittel modifiziert. Beispiele für geeignete Modifizierungsmittel umfassen Organosilanverbindungen, wie beispielsweise Hexamethyldisilazan (HMDS), Octyltrichlorsilan (OTS-8), Octadecyltrichlorsilan (ODTS-18) und Phenyltrichlorsilan (PTS). Die Halbleiterschicht wird in direktem Kontakt mit dieser modifizierten Oberfläche der dielektrischen Schicht angeordnet. Der Kontakt kann vollständig oder partiell sein. Diese oberflächliche Modifikation führt zu einer Grenzschicht zwischen der dielektrischen Schicht und der Halbleiterschicht.
Die Gateelektrode besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material. Diese Elektrode kann eine dünne Metallschicht, eine leitfähige Polymerschicht, eine Schicht aus einer leitfähigen Tinte oder Paste, oder das Substrat selbst, wie beispielsweise hochdotiertes Silicium, sein. Beispiele für die Materialien, die für die Herstellung der Gateelektrode verwendet werden können, umfassen Aluminium, Gold, Silber, Chrom, Indiumzinnoxid, leitfähige Polymere, wie beispielsweise mit Polystyrolsulfonat dotiertes Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (PSS-PEDOT), und leitfähige Tinten/Pasten, die Ruß/Graphit umfassen. Die Gateelektrode kann durch Vakuumaufdampfen, durch Sputtern von Metallen oder leitfähigen Metalloxiden, durch einen gewöhnlichen Lithografieprozess und Ätzen, mit einem CVD-Verfahren, durch Schleuderbeschichten, durch Gießen oder Aufdrucken, oder unter Anwendung eines anderen Abscheidungsverfahrens hergestellt werden. Die Dicke der Gateelektrode liegt bei Metallschichten zum Beispiel im Bereich von etwa 10 bis etwa 200 nm und bei leitfähigen Polymeren zum Beispiel im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 µm. Beispiele für die Materialien, die für die Herstellung der Source- und Drainelektroden verwendet werden können, umfassen die Materialien, die für die Herstellung der Gateelektrode verwendet werden können, wie zum Beispiel Aluminium, Gold, Silber, Chrom, Zink, Indium, leitfähige Metalloxide, wie beispielsweise Zinkgalliumoxid, Indiumzinnoxid oder Indiumantimonoxid, leitfähige Polymere und leitfähige Tinten. Die Dicke der Source- und Drainelektroden liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 40 nm bis etwa 1 µm und bevorzugt im Bereich von etwa 100 bis etwa 400 nm.
Typische Materialien, die für die Herstellung der Source- und Drainelektroden verwendet werden können, umfassen die Materialien, die für die Herstellung der Gateelektrode verwendet werden können, wie zum Beispiel Gold, Silber, Nickel, Aluminium, Platin, leitfähige Polymere und leitfähige Tinten. Bevorzugte Elektrodenmaterialien umfassen solche, die einen geringen Kontaktwiderstand zum Halbleiter haben. Die Dicke der Elektroden liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 40 nm bis etwa 1 µm und bevorzugt im Bereich von etwa 100 bis etwa 400 nm. Die erfindungsgemäßen OTFT-Vorrichtungen enthalten einen Halbleiterkanal. Die Halbleiterkanalbreite liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 5 µm bis etwa 5 mm und bevorzugt im Bereich von etwa 100 µm bis etwa 1 mm. Die Halbleiterkanallänge liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 1 µm bis etwa 1 mm und bevorzugt im Bereich von etwa 5 µm bis etwa 100 µm.
Die Sourceelektrode wird geerdet und eine Vorspannung von zum Beispiel etwa 0 V bis etwa 80 V wird an die Drainelektrode angelegt, um die Ladungsträger zu sammeln, die durch den Halbleiterkanal transportiert wurden, wenn beispielsweise eine Spannung von etwa +10 V bis etwa -80 V an die Gateelektrode angelegt wurde. Die Elektroden können unter Anwendung bekannter Verfahren aufgebracht oder abgeschieden werden.
Auf dem TFT kann gegebenenfalls eine Schutzschicht aufgebracht werden, um die Vorrichtung vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Licht, Sauerstoff oder Feuchtigkeit und dergleichen, welche die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigen können, zu schützen. Solche Schutzschichten sind bekannt und können einfache Polymerschichten sein.
Die verschiedenen Bestandteile des organischen Dünnschichttransistors können in einer beliebigen geeigneten Anordnung auf dem Substrat aufgebracht werden. Die Gateelektrode und die Halbleiterschicht sollten jedoch beide in Kontakt mit der Gatedielektrikumsschicht angeordnet werden, und die Source- und Drainelektroden sollten beide in Kontakt mit der Halbleiterschicht angeordnet werden. Der Ausdruck „in einer beliebigen geeigneten Anordnung“ bedeutet, dass die Bestandteile nacheinander oder gleichzeitig aufgebracht werden können. Die Sourceelektrode und die Drainelektrode können zum Beispiel gleichzeitig oder nacheinander aufgebracht werden. Der Ausdruck „auf dem Substrat“ bezieht sich auch auf die verschiedenen Schichten und Bestandteile, die bereits auf dem Substrat aufgebracht wurden und die eine Grundlage oder ein Träger für weitere Schichten und Bestandteile sein können. Mit anderen Worten, alle Bestandteile sind auf dem Substrat angeordnet, obwohl nicht alle Bestandteile in direktem Kontakt mit dem Substrat angeordnet sein müssen. Beispielsweise sind sowohl die dielektrische Schicht als auch die Halbleiterschicht auf dem Substrat angeordnet, obwohl sich eine Schicht näher am Substrat befindet als die andere. Der erhaltene TFT zeichnet sich durch eine gute Beweglichkeit und durch ein gutes On/Off-Stromverhältnis aus.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen genauer beschrieben.
Beispiele
Thioxantheno[2,1,9,8-klmna]thioxanthen wurde über folgende chemische Reaktionen hergestellt.
Zuerst wurde [1,1'-Binaphthalin]-2,2'-dithiol auf die folgende Weise hergestellt:
[1,1'-Binaphthalin]-2,2'-diyl-bis(dimethylcarbamothioat) wurde in zwei Schritten entsprechend dem Verfahren hergestellt, das in der Veröffentlichung „Preparation of Enantiomerically Pure 1,1'-Binaphthalene-2,2'diol and 1,1'-Binaphthalene-2,2'dithiol'', J. Org. Chem. 1993, 58, 1748-1750 beschrieben wird.
Dann wurde eine Lösung von [1,1'-Binaphthalin]-2,2'-diyl-bis(dimethylcarbamothioat) (2,00 g; 4,3 mMol) in einem 1:1-Gemisch von THF (20 ml) und MeOH (20 ml) mit einer Lösung von KOH (2,42 g; 43 mMol) in entionisiertem Wasser (20 ml) behandelt Die Umsetzung wurde bei 60 °C unter einer Argon-Inertgasatmosphäre durchgeführt. Nach 24 Stunden wurde die Heizquelle entfernt und das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Gemisch wurde tropfenweise mit Eisessig (3,0 ml) versetzt. Das rohe Reaktionsgemisch wurde dann mit CH₂Cl₂ (3x75 ml) extrahiert. Die CH₂Cl₂-Schichten wurden vereint, mit Kochsalzlösung (50 ml) gewaschen, getrocknet (MgSO4₎, filtriert und unter Verwendung eines Rotationsverdampfers zur Trockene aufkonzentriert. Das erhaltene Produkt war ein schaumartiger Feststoff und wurde ohne eine weitere Reinigung verwendet. Die Struktur wurde mittels ¹H NMR-Spektroskopie bestätigt.
Dann wurde 2,2'-Bis(methylthio)-1,1'-binaphthalin hergestellt, wie im Folgenden angegeben:
Eine Lösung von rohem [1,1'-Binaphthalin]-2,2'-dithiol (1,4 g; 4,3 mMol) in einem 1:1-Gemisch von CH₂Cl₂ (20 ml) und Et₃N (20 ml) wurde unter einer Argon-Inertgasatmosphäre auf 0 °C abgekühlt. Das Gemisch wurde tropfenweise mit lodmethan (1,4 ml; 22 mMol) behandelt. Nach 5 Minuten wurde das Kühlbad entfernt und das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur gerührt. Nach 18 Stunden wurde das rohe Reaktionsgemisch filtriert, um das bei der Umsetzung gebildete Salz zu entfernen, und dann unter Verwendung eines Rotationsverdampfers aufkonzentriert. Das Rohprodukt wurde mittels Säulenchromatographie auf Kieselgel (Eluent: ein 9:1-Gemisch von Ethylacetat und Hexan) gereinigt. Das Produkt wurde als weißlicher Feststoff isoliert und die Struktur wurde mittels ¹H NMR-Spektroskopie bestätigt.
Dann wurde 2,2'-Bis(methylsulfinyl)-1,1'-b1naphthalin hergestellt, wie im Folgenden angegeben:
Eine Lösung von 2,2'-Bis(methylthio)-1,1'-binaphthalin (0,59 g: 1,7 mMol) in Eisessig (20 ml) wurde mit einer 35%igen Wasserstoffperoxidlösung (0,41 g; 4,3 mMol) behandelt und bei Raumtemperatur gerührt. Nach 5 Stunden wurde das Reaktionsgemisch mit Wasser (25 ml) gekühlt. Das rohe Reaktionsgemisch wurde mit Ethylacetat (3x50 ml) extrahiert. Die Ethylacetatschichten wurden vereint, mit Kochsalzlösung (50 ml) gewaschen, getrocknet (MgSO₄), filtriert und unter Verwendung eines Rotationsverdampfers zur Trockene aufkonzentriert. Das erhaltene Produkt war ein schaumartiger Feststoff und wurde ohne eine weitere Reinigung verwendet. Die Struktur wurde mittels ¹H NMR-Spektroskopie bestätigt.
Zuletzt wurde Thioxantheno[2,1.9,8-klmna]thioxanthen hergestellt, wie Im Folgenden angegeben:
Trifluormethansulfonsäure (2,9 ml; 1,4 mMol) und 2,2'-Bis(methylsulfinyl)-1,1'-binaphthalin (0,53 g; 1,4 mMol) wurden miteinander vermischt und 24 Stunden lang unter einer Argon-Inertgasatmosphäre gerührt. Die Reaktionslösung wurde dann vorsichtig tropfenweise zu einem Gemisch aus Wasser (80 ml) und Pyridin (10 ml) gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf 100 °C erwärmt. Nach 1 Stunde wurde der rote Niederschlag abfiltriert und mit Wasser und Ethanol gewaschen. Die Struktur von Thioxantheno[2,1,9,8-klmna]thioxanthen wurde mittels ¹H NMR-Spektroskopie bestätigt.

Claims

Elektronische Vorrichtung mit einer Halbleiterschicht, wobei die Halbleiterschicht eine Thiaxanthenothiaxanthenverbindung der Formel (I) enthält:
worin R₁ bis R₁₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Alkoxygruppe, einer Alkylthiogruppe, einer Alkenylgruppe, einer substituierten Alkenylgruppe, einer Ethinylgruppe, einer substituierten Ethinylgruppe, einer Arylgruppe, einer substituierten Arylgruppe, einer Heteroarylgruppe, einer substituier-ten Heteroarylgruppe, einer Trialkylsilylgruppe, einer Fluorkohlenwasserstoffgruppe, einer Cyanogruppe und einem Halogenatom; wobei der Halbleiter der Formel (I) zu mehr als 50% kristallin oder flüssigkristallin ist, und wobei die Halbleiterschicht weiterhin ein Polymerbindemittel umfasst, und wobei die elektronische Vorrichtung weiterhin eine dielektrische Schicht mit einer modifizierten Oberfläche umfasst, wobei die Halbleiterschicht in direktem Kontakt mit der modifizierten Oberfläche ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Polymerbindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Poly(a-methylstyrol), Poly(4-methylstyrol), Poly(a-methylstyrol-co-vinyltoluol), Poly(styrol-block-butadien-block-styrol), Poly(styrol-block-isopren-block-styrol), Poly(vinyltoluol), Poly(vinylnaphthalin), Poly(vinylpyridin), Terpenharzen, Poly(styrol-co-2,4-dimethylstyrol), Poly(chlorstyrol), Poly(styrol-co-α-methylstyrol), Poly(styrol-co-butadien), Polycarbazol, Polytriarylaminen, Poly(N-vinylcarbazol), Polythiophenen und Gemischen davon.