DE10234188B4

DE10234188B4 - Oktupolare Moleküle als organische Halbleiter

Info

Publication number: DE10234188B4
Application number: DE10234188A
Authority: DE
Inventors: Marcus Halik; Hagen Klauk; Günter Schmid
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2022-07-27
Also published as: EP1575932A2; TW200403238A; DE10234188A1; WO2004013122A2; WO2004013122A3

Abstract

Oktupolare Verbindungen der nachfolgenden allgemeinen Formel, wobei die oktupolaren Moleküle in Form von Stapeln oder Molekülclustern vorliegen:

wobei für X gilt: CH oder N;
wobei für Y gilt: CH;
wobei für Z gilt: S;
wobei für n gilt: n = 2 – 6;
wobei für m gilt: m = 0;
für R₁ gilt: ein n-Alkyl-, n-Fluoralkyl- und/oder
n-Perfluoralkylrest;
für R₂ gilt: H;
für R₃ gilt: H und/oder Halogen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue oktupolare Verbindungen sowie deren Herstellung und Verwendung als organische Halbleiter und insbesondere für organische Feldeffekttransistoren.
Die Mobilitäten von Ladungsträgern in organischen Halbleitern liegen derzeit bei maximal 1-2 cm²/Vs. Die maximale Arbeitsfrequenz von Transistoren und damit der elektronischen Schaltung wird durch die Mobilität der Ladungsträger (Löcher oder Elektronen) begrenzt. Zwar sind Mobilitäten in der Größenordung von 10⁰cm²/Vs für Treiberanwendungen bei der Herstellung von TFT-Aktiv-Matrix-Displays ausreichend, Hochfrequenzanwendungen scheiden jedoch im allgemeinen aus.
Eine drahtlose Informationsübertragung (RF-ID Systeme) kann aus technischen Gründen nur oberhalb einer bestimmten Mindestfrequenz erfolgen. In Systemen, die direkt aus dem elektromagnetischen Wechselfeld gespeist werden und damit auch keine eigene Spannungsversorgung besitzen, sind die Trägerfrequenzen 125 kHz bzw. 13,56 MHz weit verbreitet. Anwendungsgebiete sind die Identifikations- und Kennzeichnungstechnologie (Smart Cards, Ident-Tags (Barcode-Ersatz), elektronische Briefmarke etc.).
Einerseits sind Produkte, die einen siliziumbasierten Chip enthalten, für viele Anwendungen zu teuer. Beispielsweise kommt für die Kennzeichnung von Lebensmitteln (Preis, Verfallsdatum etc.) ein siliziumbasiertes Ident-Tag nicht in Betracht.
Polymere bzw. organische Halbleiter bieten anderseits das Potential, dass billige Drucktechniken zu ihrer Strukturierung und Applikation eingesetzt werden können. Allerdings sind für die oben diskutierten Anwendungen die Mobilitäten der Ladungsträger in diesen Materialien zu gering.
Bisher wurden Verfahren entwickelt, um die halbleitenden Moleküle (beispielsweise Pentazen, Oligothiophene) möglichst geordnet, beispielweise durch Vakuumsublimation, aufzubringen. Ein geordnetes Abscheiden des organischen Halbleiter führt zu einer Erhöhung der Kristallinität des Halbleitermaterial und senkt durch eine verbesserte π-π-Überlappung zwischen den Molekülen bzw. den Seitenketten die Energiebarriere [1]. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um Moleküle mit linearer Struktur.
Eine Substitution der halbleitenden Moleküleinheiten durch sperrige Gruppen führt zur Ausbildung von flüssigkristallinähnlichen Domänen bei der Abscheidung des organischen Halbleiters aus der Flüssig- oder Gasphase [2].
Im Bereich der Polymere wurden Syntheseverfahren entwickelt, bei denen eine möglichst hohe Regioregularität durch den Einsatz asymmetrischer Monomere erreicht wird [3].
In [4] sind verschiedene oktupolare Oligothienylverbindungen beschrieben. Diese weisen aber eine nur relativ geringe Ladungsträgerbeweglichkeit auf, um als organische Halbleiter vorteilhaft eingesetzt werden zu können und sind zum Großteil nicht reversibel oxidierbar bzw. reduzierbar.
Kotha et al. offenbaren in Synlett 1999, 10, Seiten 1621-1623, sternförmige Thiophenderivate, die jedoch eine schlechte Ladungsträgermobilität aufweisen.
In dieser Erfindung werden neuartige Verbindungen für Anwendungen als organische Halbleiter beschrieben. Die molekulare Struktur dieser Verbindungen ermöglicht eine hohe Mobilität der Ladungsträger in entsprechend präparierten Filmen.
Gemäß Anspruch 1 werden oktupolare Verbindungen mit der nachfolgenden allgemeinen Formel bereitgestellt:
wobei für X gilt: CH oder N;
wobei für Y gilt: CH;
wobei für Z gilt: S;
wobei für n gilt: n = 2 – 6;
wobei für m gilt: m = 0;
für R₁ gilt: n-Alkyl, n-Fluoralkyl, n-Perfluoralkyl;
für R₂ gilt: H;
für R₃ gilt: H und/oder Halogen.
In der vorliegenden Erfindung ist m = 0, so daß die erfindungsgemäße Verbindung aus einem zentralen Benzol oder Triazin und fünfgliedrigen ungesättigten Ringen in den Seitenketten aufgebaut ist.
Bevorzugt ist weiterhin, daß n = 3 – 6. Dies ist insbesondere bevorzugt, wenn m = 0 ist.
Z ist erfindungsgemäß gleich S.
X ist erfindungsgemäß gleich CH oder N. Beide Möglichkeiten sind für die Verbindungen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen geeignet.
Y ist erfindungsgemäß CH.
Der Rest R₁ befindet sich bei den erfindungsgemäßen Verbindungen an dem der Gruppe Z benachbarten Kohlenstoffatom. Dies ist wichtig, damit die erfindungsgemäßen Verbindungen stabil und reversibel oxidierbar sind und somit zur Verwendung als organische Halbleiter besser geeignet sind.
Wenn R₁ n-Alkyl, n-Fluoralkyl, n-Perfluoralkyl ist, beträgt die Anzahl der C-Atome in der Alkylkette bevorzugt 2-8 Kohlenstoffatome.
Die erfindungsgemäßen Reste für R₁ können bevorzugt teil- oder perfluoriert, d.h. vollständig fluoriert, sein. Bevorzugt ist eine Perfluorierung. Unter Fluorierung ist erfindungsgemäß zu verstehen, daß H-Atome durch ein oder mehrere Fluorreste erstzt sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist R₁ ein n-Alkyl-, n-Fluoralkyl- und/oder n-Perfluoralkylrest, R₁ 2-8, Kohlenstoffatome aufweist. Besonders bevorzugt ist auch, wenn R₁ ein Ethyl und/oder Hexylrest ist. Wenn R₁ eine der genannten n-Alkyl, n-Fluoralkyl- und/oder n-Perfluoralkylreste ist, sind die erfindungsgemäßen Verbindungen stabiler und besser reversibel oxidierbar. Hinsichtlich der Verwendung für organische Feldeffekttransistoren wurden mit derartigen Verbindungen besonders gute Ergebnisse erzielt. In diesen Fällen ist vermutlich die Organisation der Moleküle nach Aufbringen auf ein Substrat besser, so dass eine bessere Ladungsträgerbeweglichkeit erreicht wird. Dies ist z.B. nicht der Fall, wenn R₁ = H, Halogen oder S-Alkyl ist, daher sind für R₁ erfindungsgemäß die Reste H, Halogen oder S-Alkyl nicht vorgesehen.
R₂ ist ein H.
Die nachfolgenden Verbindungen haben sich für die vorliegende Erfindung als besonders bevorzugt herausgestellt: 1,3,5-Tris[5-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen]benzen
1,3,5-Tris[5-(5'-hexyl)-2,2'-bithienyl]-benzen
1,3,5-Tris[-(5'''-ethyl)-2,2':5',2'':5'',2'''-quartthiophen]benzen
2,4,6-Tris-[5-(5'-ethyl)-2,2'-bithienyl]-1,3,5-triazin
2,4,6-Tris-[5-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen]-1,3,5-triazin
Die oktopularen Moleküle der vorliegenden Erfindung liegen in Form von Stapeln oder Molekülclustern vor. In dieser Form können sie intramolekular miteinander Wechselwirken und Ladungen mit hoher Mobilität übertragen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Verbindungen der nachfolgenden Formel:
wobei für X gilt: CH oder N;
wobei für Y gilt: CH;
wobei für Z gilt: S;
wobei für n gilt: n = 2 – 6;
wobei für m gilt: m = 0;
für R₁ gilt: n-Alkyl, n-Fluoralkyl, n-Perfluoralkyl;
für R₂ gilt: H;
für R₃ gilt: H und/oder Halogen;
als organische Halbleiter verwendet werden. Dabei sind bzgl. weiterer Ausgestaltungen und bevorzugter Verwendungen die Reste X, Y, Z, n, m, R₁, R₂ und R₃ wie oben definiert.
Es ist sowohl eine Verwendung als p-Halbleiter, als auch als n-Halbleiter bevorzugt. Diese Verbindungen können bevorzugt in Transistoren, bevorzugter in Feldeffekt-Transistoren, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, wie bspw. in Lit. [4] (dreifache Ketolisierung und Dehydratisierung von drei Äquivalenten Acetyl-aromatischer Moleküle mit Tetrachlorsilan-Ethanol (1:1)), [5] (Aryl-Aryl-Kupplung) und [6] (Aryl-Aryl-Kupplung), beschrieben. Erfindungsgemäße Triazinverbindungen können z.B. durch nukleophile Substitution der entsprechenden Lithiumsalze mit Cyanurchlorid hergestellt werden.
In der vorliegenden Erfindung wird auf die folgenden Figuren Bezug genommen.
1a zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Verbindung, bei der die Seitenketten durch Rechtecke symbolisiert sind.
1b zeigt schematisch einen Stapel mehrerer der in 1a dargestellten Moleküle sowie mögliche Wege für den intermolekularen Ladungstransport und intramolekulare Wechselwirkungswege zwischen verschiedenen Molekülteilen.
2 zeigt schematisch intermolekulare Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Molekülstapeln.
3a zeigt eine Ausgangskennlinienschar eines Transitors der Verbindung 4, prozessiert nach Bsp. 9.
3b zeigt Durchgangskennlinien eines Transitors der Verbindung 4, prozessiert nach Bsp. 9.
Ausführliche Beschreibung
Bei den erfindungsgemäßen Materialien wird die Ladungsträgermobilität in entsprechend präparierten Filmen dadurch erreicht, dass die Moleküle so aufgebaut sind, dass an einem zentralen aromatischen oder heteroaromatischen Ring, Seitenketten – bestehend aus konjugierten heteroaromatischen Systemen – in direkter Konjugation angebracht sind, so dass das Gesamtmolekül eine oktupolare Struktur erhält. Diese oktupolare Struktur ermöglicht eine effektive π-π-Wechselwirkung der Moleküle untereinander in der Weise, das eine Stapelung mehrerer Moleküle entlang einer gedachten Achse (zentraler Ring) erfolgen kann und verschiedene dieser Stapel durch Verzahnung der Seitenketten miteinander Wechselwirken können. Die elektronischen Eigenschaften der Materialien werden sowohl durch die Anordung der Moleküle in einer Schicht als auch durch das Moleküldesign bestimmt. Hierfür ist die Art der Seitenketten und des zentralen Ringes, der elektronisch mit den Seitenketten gekoppelt ist und im Idealfall eine Verstärkung der Effekte im Vergleich zu isoliert betrachteten Seitenketten bewirkt, wichtig.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung bieten verschiedene Vorteile:

1. Die Mobilität der Ladungsträger gegenüber vergleichbaren isoliert betrachteten Seitenketten wird erheblich verbessert.
2. Die Materialien sind aufgrund ihrer Struktur gut löslich in konventionellen Lösungsmitteln und eignen sich daher für preiswerte Applikationstechniken wie Drucken, Coaten etc.
3. Die Materialien lassen sich wahlweise auch verdampfen.
4. Die Synthese der Materialien ist vergleichsweise einfach.
5. Es lassen sich Materialien mit einer großen strukturellen Variationsbreite herstellen.
6. Es lassen sich sowohl p-Halbleiter als auch n-Halbleiter darstellen.

Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind als organische Halbleiter verwendbar, wobei eine Verwendung als n- und p-Halbleiter möglich ist. Insbesondere sind die Verbindungen der vorliegenden Erfindung in elektronischen Bauelementen wie Transistoren, bevorzugt Feldeffekttransistoren, verwendbar. Als Anwendungsmöglichkeiten kommen insbesondere Identifikations- und Kennzeichnungschips in Smart Cards, Ident-Tags (als Barcode-Ersatz) in Frage.
Dabei zeichnen sich die erfindungsgemäßen Materialien durch eine hohe Mobilität der Ladungsträger in einem entsprechend präparierten Film aus. Dies beruht auf der Struktur der erfindungsgemäßen Verbindungen und ihrer Anordung zueinander in einer Schicht, welche idealerweise eine Stapelung der Moleküle darstellt, wobei die Einzelmoleküle mit ihren Nachbarn im Stapel elektronisch wechselwirken (vgl. 1b). Diese Wechselwirkung ist bei dieser Molekülklasse deutlich effektiver als bei vergleichbaren linear gebauten organischen Halbleitern, sofern diese keine einkristalline Struktur aufweisen. Des weiteren gewährleistet die elektronische Wechselwirkung der einzelnen Molekülfragmente (zentraler Ring, Seitenketten) untereinander eine Vergrößerung des π-Systems des Moleküls mit dem Effekt, dass mit relativ kurzen Seitenketten, welche chemisch wesentlich leichter und preiswerter zugänglich sind, höhere Mobilitäten erzielt werden können als mit Molekülen, die aus einer linearen Verknüpfung zweier vergleichbarer Seitenkettenfragmente zugänglich sind.
Die effektive Wechselwirkung verschiedener Stapel oder Molekülcluster untereinander (Verzahnung – 2) ermöglicht einen guten Ladungstransport durch Übertragen der Ladung von einem Stapel auf einen anderen. Somit kann der Ladungstransport auch über längere Distanzen (1-100 μm) wie sie als Gatelängen in organischen Feldeffekt-Transitoren üblich sind erfolgen, ohne dass eine direkte Konjugation mittels chemischer Bindung wie in konjugierten Polymeren nötig ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert, die den Umfang der Erfindung jedoch nicht beschränken. Beispiele Beispiel 1: 1,3,5-Tris[5-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen]benzen (1)
Verbindung (1) läßt sich nach mindestens zwei alternativen Routen darstellen:

a) Trimerisierung von 2-Acetyl-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen mittels Siliziumtetrachlorid in Toluen/EtOH als Lösungsmittel analog Literatur [4]
b) Aryl-Aryl-Kupplung von 1,3,5-Tris[2-(5-bromo)-thiophen]benzen [4] mit 2-Tributylstannyl-(5'-ethyl)-2,2'-bithiophen mittels Pd⁰-Katalysator in THF analog Literatur [5].

In beiden Fällen erfolgt die Reinigung, säulenchromatographisch über Kieselgel mit n-Hexan/CH₂Cl₂ (1:1) als Eluent (Rf = 0,8) zum gleichen Produkt.
¹H-NMR(CDCl3) : δ [ppm] = 1.33 (9H, t, CH₃); 2.83 (6H, q, CH₂); 6.70 (6H, dd, CH, J₁ = 3.5 Hz, J₂ = 1.1 Hz); 6.99 (6H, d, CH, J = 3.6 Hz); 7.01 (6H, d, CH, J = 4 Hz); 7.11 (6H, d, CH, J = 4 Hz); 7.16 (6H, d, CH, J = 3.6 Hz); 7.33 (6H, d, CH, J = 4 Hz); 7.67 (3H, s, CH) Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel) : 1,3,5-Tris[5-(2,2'-bithienyl)]benzen (2)
Verbindung (2) wurde nach Literaturvorschrift [4] hergestellt und entspricht einer der dort offenbarten Verbindungen. Die Reinigung erfolgte säulenchromatographisch mit n-Hexan/CH₂Cl₂ als Eluent (Rf = 0,9). m.p. = 135°C (Lit. [4] = 136°C) Beispiel 3: 1,3,5-Tris[5-(5'-hexyl)-2,2'-bithienyl]-benzen (3)
Verbindung (3) läßt sich nach mindestens zwei alternativen Routen darstellen:

a) Trimerisierung von 2-Acetyl-(5'-hexyl)-2,2'-bithiophen mittles Siliziumtetrachlorid in Toluen/EtOH als Lösungsmittel analog Literatur [4]
b) Aryl-Aryl-Kupplung von 1,3,5-Tris[2-(5-bromo)-thiophen]benzen [4] mit 2-[(5-hexyl-thienyl)]-magnesiumbromid mittels Ni^II-Katalysator in THF analog Literatur [6].

In beiden Fällen erfolgt die Reinigung säulenchromatographisch über Kieselgel mit n-Hexan/CH₂Cl₂ (4:1) als Eluent (Rf = 0,6) zum gleichen Produkt.
¹H-NMR(CDCl3): δ [ppm] = 0.88 (9H, t, CH₃); 1.30-1.36 (18H, m, CH₂); 1.66 (6H, tt, CH₂); 2.77 (6H, t, CH₂); 6.69 (6H, dd, CH, J₁ = 3.6 Hz, J₂ = 1.2 Hz); 7.04 (6H, d, J = 3.8 Hz, CH), 7.18 (6H, d, J = 3.9 Hz, CH), 7.23 (6H, d, J = 3.9 Hz, CH); 7.31 (6H, d, J = 3.8 Hz, CH); 7.69 (3H, s, CH). Beispiel 4: 1,3,5-Tris[-(5'''-ethyl)-2,2':5',2'':5'',2'''-quartthiophen]benzen (4)
Verbindung (4) wurde durch Aryl-Aryl-Kupplung von 1,3,5-Tris[2-(5-bromo)-thiophen]benzen [4] mit 2-Tributylstannyl-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen mittels Pd⁰-Katalysator in THF analog Literatur [5].
Die Reinigung erfolgt säulenchromatographisch über Kieselgel mit n-Hexan/CH₂Cl₂ (1:1) als Eluent (Rf = 0,8).
¹H-NMR(CDCl3): δ [ppm] = 1.35 (9H, t, CH₃); 2.84 (6H, q, CH₂); 6.81 (6H, dd, CH, J₁ = 3.4 Hz, J₂ = 1.2 Hz); 6.98 (6H, d, J = 3.6 Hz, CH); 7.01 (6H, d, J = 3.9 Hz, CH); 7.03 (6H, d, J = 3.9 Hz, CH); 7.05 (6H, d, J = 3.9 Hz, CH); 7.16 (6H, d, J = 3.8 Hz, CH); 7.25 (6H, d, J = 3.9 Hz, CH); 7.34 (6H, d, J = 3.9 Hz, CH); 7.69 (3H, s, CH). Beispiel 5: 2,4,6-Tris-[5-(5'-ethyl)-2,2'-bithienyl]-1,3,5-triazin (5)
Verbindung (5) wurde durch nukleophile aromatische Substitution von 2-[(5'-ethyl)-2,2'-bithienyl]-lithiumsalz mit Cyanurchlorid in THF dargestellt. Die Reinigung erfolgt säulenchromatographisch über Kieselgel mit n-Hexan/CH₂Cl₂ (1 : 1) als Eluent (Rf = 0,8). Beispiel 6: 2,4,6-Tris-[5-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen]-1,3,5-triazin (6)
Verbindung (6) wurde durch nukleophile aromatische Substitution von 2-[(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthienyl]-lithiumsalz mit Cyanurchlorid in THF dargestellt. Die Reinigung erfolgt säulenchromatographisch über Kieselgel mit n-Hexan/CH₂Cl₂ (1 : 1) als Eluent (Rf = 0,75).
Beispiel 7: Herstellung einer Substratlösung
Als Lösungsmittel zur Schichtpräparation eigenen sich prinzipiell alle organischen Lösungsmittel, deren Siedepunkt kleiner als die Zersetzungstemperatur der Verbindungen 1-6 ist und in denen diese eine Löslichkeit von mindestens 0,1 Masseprozent haben, z. B. Chloroform, Dichlormethan, THF, Aceton, Cyclohexanon, Ethylacetat, Toluen, Kresol, γ-Butyrolacton, NMP, DMF.
100 mg einer unter Beispiel 1-6 beschriebenen Verbindung wurden in 10 g Chloroform gelöst, indem die Mischung beider Komponenten in einem abgeschlossenen Probenglas auf einer Rüttelapparatur für 1 Stunde geschüttelt wurde. Anschließend wurde die Lösung mittels einer Druckfiltration in ein ausgedampftes Probenglas (Filtergröße 0,2 μm) partikelfrei gemacht.
Beispiel 8: Filmpräparation (Schleudertechnik)
Auf ein geeignetes Substrat, auf dem zuvor Transistoren und/oder Schaltungsstrukturen definiert wurden (z.B. Si-Wafer, Glas oder flexible Folie) wurde eine wie unter Beispiel 7 präparierte Lösung aufgeschleudert (1000-5000 rpm, 20s, Stickstoffatmosphäre). Anschließend wurde das Substrat für 2 Minuten bei 80°C unter Schutzgas getrocknet.
Beispiel 9: Filmpräparation (Aufdampfen)
Eine Verbindung (Beispiele 1-6) wurde unter Hochvakuum (10^–6 – 10^–7 torr) mittels Verdampfer auf ein Substrat, wie unter Bsp. 15, gedampft. Die Verdampfungszeiten und Substrattemperaturen richteten sich hierbei nach den Eigenschaften der Verbindungen und der gewünschten Schichtdicke.
Beispiel 10: Filmpräparation (Drucken)
Auf ein geeignetes Substrat wird eine, wie unter Beispiel 7 präparierte Lösung mit entsprechenden Additiven, mittels geeigneter Schablone in einer Siebdruckmaschine gedruckt und anschließend bei 80°C getrocknet.
Beispiel 11: Messung der Ladungsträger-Beweglichkeiten

Ein wie unter Bsp. 8-10 prozessierter Feldeffekttransistor, bestehend aus Gate-Elektrode, Gate-Dielektrikum, und Metall oder Polymer-Source- und Drain-Kontakten wird auf einem analytischen Prober mittels Metallspitzen kontaktiert. Unter Verwendung eines elektrischen Parameter-Messgerätes (z.B. Agilent 4156) wird eine Transistorkennlinie gemessen. Aus den Kennlinien wird die Ladungsträgerbeweglichkeit berechnet. Für Verbindungen der Beispiele 1-6 wurden Ladungsträgerbeweglichkeiten zwischen 10^–2 und 10^–1 cm²/Vs bestimmt, welche in Tabelle 1 dargestellt sind. Tabelle 1: Ladungsträgermobilitäten der Beispiele 1-6.

Verbindung	Filmpräparation	μ[cm²/Vs]	Filmpräparation	μ[cm²/Vs]
1	Bsp. 8	0,04	Bsp. 9	0,3
2	Bsp. 8	0,0005	Bsp. 9	0,006
3	Bsp. 8	0,02	Bsp. 9	0,1
4	Bsp. 8	0,05	Bsp. 9	0,4
5	Bsp. 8	0,01	Bsp. 9	0,09
6	Bsp. 8	0,05	Bsp. 9	0,15

Tabelle 1 zeigt, dass die Ladungsträgerbeweglichkeit der Verbindung (4) deutlich geringer ist als die der erfindungsgemäßen Verbindungen. Überdies wurde beobachtet, dass Feldeffekttransistoren und andere „Devices" innerhalb von Stunden degradieren und eine nur geringe Redox-Stabilität aufweisen, während die Feldeffekttransistoren und Devices mit den erfindungsgemäßen Verbindungen über Wochen stabil sind.
Literatur:

[1] D. J. Gundlach, C. C. Kuo, S. F. Nelson, and T. N. Jackson 57th Annual Device Research Conference Digest, S. 164-165, Juni 1999. H.E.Katz et al. Nature, Vol. 404, 2000, 478.
[2] P. Bäuerle et al, Synthetic Metals, 101, 1999, 544; Adv. Mater. 4, 1992, 102.
[3] Z. Boa et al, Macromol. Symp. 2000, 1180. M.M. Bouman et al, Adv. Mater. 7, 1995, 385.
[4] F. Cherioux et al. Adv. Funct. Mater. 11/4, 2001, 305-309.
[5] H.E. Katz et al, Chem. Mater. 10, 1998, 457-459.
[6] R.D. McCullough et al, J. Org. Chem. 58, 1993, 904-912.

Claims

Oktupolare Verbindungen der nachfolgenden allgemeinen Formel, wobei die oktupolaren Moleküle in Form von Stapeln oder Molekülclustern vorliegen:
wobei für X gilt: CH oder N; wobei für Y gilt: CH; wobei für Z gilt: S; wobei für n gilt: n = 2 – 6; wobei für m gilt: m = 0; für R₁ gilt: ein n-Alkyl-, n-Fluoralkyl- und/oder n-Perfluoralkylrest; für R₂ gilt: H; für R₃ gilt: H und/oder Halogen.
Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass n = 3 – 6.
Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass R₁ 2-8 Kohlenstoffatome aufweist.
Verbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgewählt aus der nachfolgenden Gruppe: 1,3,5-Tris[5-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen]benzen
1,3,5-Tris[5-(5'-hexyl)-2,2'-bithienyl]-benzen
1,3,5-Tris[-(5'''-ethyl)-2,2':5',2'':5'',2'''-quartthiophen]benzen
2,4,6-Tris-[5-(5'-ethyl)-2,2'-bithienyl]-1,3,5-triazin
2,4,6-Tris-[5-(5''-ethyl)-2,2':5',2''-terthiophen]-1,3,5-triazin
Verwendung von oktupolaren Verbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die oktupolaren Verbindungen in Form von Stapeln oder Molekülclustern vorliegen, als organischer Halbleiter.
Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter ein p-Halbleiter oder n-Halbleiter ist.
Verwendung nach Anspruch 5 oder 6 in Transistoren.
Verwendung nach Anspruch 7 in Feldeffekt-Transistoren.