TWI542591B - 四氮雜靴二蒽化合物及其作為ｎ－型半導體之用途 - Google Patents
四氮雜靴二蒽化合物及其作為ｎ－型半導體之用途 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI542591B TWI542591B TW101107231A TW101107231A TWI542591B TW I542591 B TWI542591 B TW I542591B TW 101107231 A TW101107231 A TW 101107231A TW 101107231 A TW101107231 A TW 101107231A TW I542591 B TWI542591 B TW I542591B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- compound
- group
- alkyl
- thin film
- substrate
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 53
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 34
- -1 diterpene compound Chemical class 0.000 claims description 29
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 28
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims description 16
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 15
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 13
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- CEJLBZWIKQJOAT-UHFFFAOYSA-N dichloroisocyanuric acid Chemical group ClN1C(=O)NC(=O)N(Cl)C1=O CEJLBZWIKQJOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 8
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229930004069 diterpene Natural products 0.000 claims description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012320 chlorinating reagent Substances 0.000 claims description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000004765 (C1-C4) haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910000071 diazene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000005915 C6-C14 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 2
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 42
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 16
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 15
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 10
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 10
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 8
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 8
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 7
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002508 contact lithography Methods 0.000 description 5
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ODJQKYXPKWQWNK-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Thiobispropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCSCCC(O)=O ODJQKYXPKWQWNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-SVYQBANQSA-N deuterated tetrahydrofuran Substances [2H]C1([2H])OC([2H])([2H])C([2H])([2H])C1([2H])[2H] WYURNTSHIVDZCO-SVYQBANQSA-N 0.000 description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 4
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 4
- SGTNSNPWRIOYBX-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-{[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethyl](methyl)amino}-2-(propan-2-yl)pentanenitrile Chemical compound C1=C(OC)C(OC)=CC=C1CCN(C)CCCC(C#N)(C(C)C)C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 SGTNSNPWRIOYBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical group 0.000 description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical compound BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 3
- 235000019439 ethyl acetate Nutrition 0.000 description 3
- QVDYYQXUNAQSNI-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;pentane Chemical compound CCCCC.CCOC(C)=O QVDYYQXUNAQSNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 3
- 238000007649 pad printing Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 125000002098 pyridazinyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- KZPYGQFFRCFCPP-UHFFFAOYSA-N 1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene Chemical compound [Fe+2].C1=CC=C[C-]1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=C[C-]1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 KZPYGQFFRCFCPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000022 bacteriostatic agent Substances 0.000 description 2
- 125000005841 biaryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1 BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004141 diterpene derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene-acid Natural products C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000923 (C1-C30) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003161 (C1-C6) alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000171 (C1-C6) haloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006708 (C5-C14) heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dimethyhydrazine Chemical compound CN(C)N RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzoxazole Chemical group C1=CC=C2OC=NC2=C1 BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[2,3-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=C1C=CS2 YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical compound CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001622 2-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C([H])=C(*)C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000648001 Anolis alumina Species 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical class [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIXBJQRMVLPDCA-UHFFFAOYSA-N P(O)(O)=O.OC(C)C Chemical compound P(O)(O)=O.OC(C)C RIXBJQRMVLPDCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000641 acridinyl group Chemical group C1(=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 125000002178 anthracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 150000007860 aryl ester derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- MXMZCLLIUQEKSN-UHFFFAOYSA-N benzimidazoline Chemical compound C1=CC=C2NCNC2=C1 MXMZCLLIUQEKSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004604 benzisothiazolyl group Chemical group S1N=C(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004603 benzisoxazolyl group Chemical group O1N=C(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002047 benzodioxolyl group Chemical group O1OC(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000000499 benzofuranyl group Chemical group O1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000001164 benzothiazolyl group Chemical group S1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004196 benzothienyl group Chemical group S1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000003354 benzotriazolyl group Chemical group N1N=NC2=C1C=CC=C2* 0.000 description 1
- 125000004541 benzoxazolyl group Chemical group O1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 150000001804 chlorine Chemical class 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N diazene Chemical compound N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004639 dihydroindenyl group Chemical group C1(CCC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002168 ethanoic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004612 furopyridinyl group Chemical group O1C(=CC2=C1C=CC=N2)* 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical class [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005945 imidazopyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 125000001977 isobenzofuranyl group Chemical group C=1(OC=C2C=CC=CC12)* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- JMMWKPVZQRWMSS-UHFFFAOYSA-N isopropanol acetate Natural products CC(C)OC(C)=O JMMWKPVZQRWMSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940011051 isopropyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 125000002183 isoquinolinyl group Chemical group C1(=NC=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000001786 isothiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N isovaleric acid Chemical compound CC(C)CC(O)=O GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000842 isoxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 125000001715 oxadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002971 oxazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N para-benzoquinone Natural products O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYHOHFDYWMPGJY-UHFFFAOYSA-N pentafluorobenzoyl chloride Chemical class FC1=C(F)C(F)=C(C(Cl)=O)C(F)=C1F MYHOHFDYWMPGJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000538 pentafluorophenyl group Chemical group FC1=C(F)C(F)=C(*)C(F)=C1F 0.000 description 1
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N pentamethylene Natural products C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 125000005561 phenanthryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000286 phenylethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004344 phenylpropyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 229920001291 polyvinyl halide Polymers 0.000 description 1
- 125000003373 pyrazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- ILVXOBCQQYKLDS-UHFFFAOYSA-N pyridine N-oxide Chemical compound [O-][N+]1=CC=CC=C1 ILVXOBCQQYKLDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002294 quinazolinyl group Chemical group N1=C(N=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000005493 quinolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 1
- 125000001567 quinoxalinyl group Chemical group N1=C(C=NC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001712 tetrahydronaphthyl group Chemical group C1(CCCC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000003831 tetrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 125000001113 thiadiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000335 thiazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004588 thienopyridyl group Chemical group S1C(=CC2=C1C=CC=N2)* 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- UMHFSEWKWORSLP-UHFFFAOYSA-N thiophene 1,1-dioxide Chemical compound O=S1(=O)C=CC=C1 UMHFSEWKWORSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWRYDHOHXNQTSK-UHFFFAOYSA-N thiophene oxide Chemical compound O=S1C=CC=C1 LWRYDHOHXNQTSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001425 triazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- GKASDNZWUGIAMG-UHFFFAOYSA-N triethyl orthoformate Chemical compound CCOC(OCC)OCC GKASDNZWUGIAMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
- C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D487/06—Peri-condensed systems
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/464—Lateral top-gate IGFETs comprising only a single gate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
本發明係關於四氮雜靴二蒽化合物及其作為n-型半導體之用途。
近期在基於有機之發光二極體(OLED)、光伏裝置(OPV)及場效電晶體(OFET)中之發展已在有機電子領域製造許多機會。此領域中之一挑戰為開發具有環境穩定性電子傳輸(n-型)有機半導體之薄膜裝置，該等電子傳輸有機半導體具有高遷移率。有機n-型材料之效能及穩定性明顯落後於其p-型對應物。推進有機n-型材料之技術的一些挑戰包括其對環境條件(例如空氣)之易損性及溶液可加工性。舉例而言，此等材料宜溶於常用溶劑中以使其可調配於墨水中供廉價印刷製程之用。
最常用之空氣穩定性n-型有機半導體包括全氟化銅酞菁(CuF16Pc)、氟醯基寡聚噻吩(例如DFCO-4TCO)、N,N'-氟碳取代之萘二亞胺(例如NDI-F、NDI-XF)、氰基取代之苝二亞胺(例如PDI-FCN2)及氰基取代之萘二亞胺(例如NDI-8CN2)。參見例如Bao等人，(1998),J.Am.Chem.Soc,120：207-208；de Oteyza等人，(2005),Appl.Phys.Lett,87：183504；Schön等人，(2000),Adv Mater.12：1539-1542；Ye等人，(2005),Appl.Phys.Lett.,86：253505；Yoon等人，(2006),J.Am.Chem.Soc,128：12851-12869；Tong等人，(2006),J.Phys.Chem.B.,110：17406-17413；Yuan等
人，(2004),Thin Solid Films,450：316-319；Yoon等人，(2005),J.Am.Chem.Soc,127：1348-1349；Katz等人，(2000),J.Am.Chem.Soc,122：7787-7792；Katz等人，(2000),Nature(London),404：478-481；Katz等人(2001),Chem.Phys.Chem.,3：167-172；Jung等人，(2006),Appl.Phys.Lett,88：183102；Yoo等人，(2006),IEEE Electron Device Lett,27：737-739；Jones等人，(2004),Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.,43：6363-6366；及Jones等人，(2007),J.Am.Chem.Soc,129：15259-15278。
因此，鑒於該技術在可藉由高通量捲盤式製造生產的廉價及大面積有機電子裝置中有潛在應用，故而該技術需要新穎有機n-型半導體化合物，尤其是具有適宜特性(諸如空氣穩定性、高電荷傳輸效率及於常用溶劑中之良好溶解性)之n-型半導體化合物。
無核心取代之四氮雜靴二蒽描述於以下中：a)T.Riehm,Disser-tation,Universität Heidelberg,2008；b)T.Riehm,G.De Paoli,A.E.Konradsson,L.De Cola,H.Wadepohl,L H.Gade,Chem.-Eur.J.2007, 13,7317；及c)S.C.Martens,T.Riehm,S.Geib,H.Wadepohl及L.H.Gade,J.Org.Chem.2011,76,609-617。
鑒於上述內容，本發明之一目標為提供可用作有機半導體之化合物及可解決當前技術之各種缺點及缺陷(包括上文所概述之缺點及缺陷)的相關材料、組合物、複合物及/
或裝置。
該目標係藉由式I之四氮雜靴二蒽化合物實現：
其中：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8在每次出現時獨立地選自H、Cl及Br，其限制條件為R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8中之至少一者為Cl或Br，R9、R10在每次出現時獨立地選自H、C1-30烷基、C1-30鹵烷基、C6-14芳基、具有5至14個環原子之雜芳基及C7-20芳基烷基，其中芳基、雜芳基及芳基烷基可視情況經一或多個以下基團取代：鹵素、C1-4鹵烷基、-CN、-NO2、-CHO、-COOH、-CONH2、-CO(C1-14烷基)、-COO(C1-14烷基)、-CONHC(C1-14烷基)及-CON(C1-14烷基)2基團。
已發現本發明之核心鹵化四氮雜靴二蒽化合物具有半導體活性。由此等化合物製備之材料展現意外特性。已發現本發明化合物在場效裝置(例如薄膜電晶體)中可具有高載流子遷移率及/或良好電流調節特徵。另外，已發現，與
相關代表性化合物相比，本發明化合物可具有某些加工優勢，諸如為獲得溶液可加工性之較佳溶解性及/或在環境條件下之良好穩定性(例如空氣穩定性)。此外，化合物可用其他組分包埋以用於多種基於半導體之裝置中。
R9及R10可為C1-30烷基。如本文所用之「烷基」係指直鏈或分支鏈飽和烴基。烷基之實例包括甲基、乙基、丙基(例如正丙基及異丙基)、丁基(例如正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基)、戊基(例如正戊基、異戊基、新戊基)及己基(例如正己基)。烷基可具有1至30個碳原子，例如1至20個碳原子(亦即C1-20烷基)。低碳烷基通常具有至多4個碳原子。低碳烷基之實例包括甲基、乙基、丙基(例如正丙基及異丙基)及丁基(例如正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基)。
R9及R10可為C1-30鹵烷基。如本文所用之「鹵烷基」係指具有一或多個鹵素取代基之烷基。鹵烷基可具有1至30個碳原子，例如1至10個碳原子(亦即C1-10鹵烷基)。鹵烷基之實例包括CF3、C2F5、CHF2、CH2F、CCl3、CHCl2、CH2Cl、C2Cl5及其類似基團。全鹵烷基(亦即所有氫原子均經鹵素原子置換之烷基，例如CF3及C2F5)包括於「鹵烷基」之定義內。舉例而言，C1-20鹵烷基可具有式-CaH2a+1-bXb，其中X在每次出現時為F、Cl、Br或I，a為在1至20範圍內之整數，且b為在1至41範圍內之整數，其限制條件為b不大於2a+1。
較佳鹵烷基為C1-6鹵烷基，尤其C1-4鹵烷基。尤其較佳
為含有一或多個氟取代基之鹵烷基。特定鹵烷基之實例為-CF3、-C2F5、-C3F7、-C4F9及-CH2C3F7。
R9及R10可為具有6至14個碳原子之芳基。如本文所用之「芳基」係指芳族單環烴環系統或兩個或兩個以上芳族烴環稠合在一起或至少一個芳族單環烴環與一或多個環烷基及/或環雜烷基環稠合的多環系統。僅具有芳族碳環之芳基之實例包括(但不限於)苯基、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基及類似基團。至少一個芳族碳環與一或多個環烷基或環雜烷基環稠合的多環系統之實例尤其包括環戊烷之苯并衍生物(亦即二氫茚基，其為5,6-雙環環烷基/芳族環系統)、環己烷(亦即四氫萘基，其為6,6-雙環環烷基/芳族環系統)、咪唑啉(亦即苯并咪唑啉基，其為5,6-雙環環雜烷基/芳族環系統)及哌喃(亦即烯基，其為6,6-雙環環雜烷基/芳族環系統)。芳基之其他實例包括(但不限於)苯并二氧雜環己烷基、苯并間二氧雜環戊烯基、烷基、吲哚啉基及其類似基團。在某些實施例中，芳基為經另一芳基取代之芳基且可稱作聯芳基。聯芳基之實例為聯苯基及聯三苯基。在某些實施例中，芳基為苯基。
R9及R10可為經一或多個、例如1至5個獨立地選自以下之吸電子基團取代的如上文所定義之芳基：鹵素、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-CO2(C1-14烷基)、-CHO、C1-C14烷基磺醯基、C6-14芳基磺醯基、磺酸C1-14烷酯或-C6-14芳酯基、-CONH(C1-14烷基)及-CON(C1-14烷基)2。在一些較佳實施例中，吸電子基團為鹵素、-COO(C1-14烷基)、-CN、
-NO2、-CF3或-OCF3。在某些實施例中，吸電子基團為F、Cl、Br、I或-CN。
在某些實施例中，芳基為經1至5個鹵素原子取代之苯基。在一些較佳實施例中，R9、R10為經1至5個F原子取代之苯基。在一些實施例中，芳基經全鹵化，亦即所有氫原子均經鹵素原子、尤其F原子置換。一個較佳全鹵化芳基為五氟苯基。
R9及R10可為具有7至20個碳原子之芳基烷基。結合於芳基烷基中之芳基可為具有6至14個碳原子且如本文中所定義之(視情況經取代之)芳基，其經由伸烷基、一般C1-6伸烷基鍵聯於四氮雜芘核心上。芳基烷基之實例為苯甲基、苯基乙基及苯基丙基。
R9及R10可為經一或多個選自鹵素、-COO(C1-14烷基)、-CN、-NO2、-CF3或-OCF3之吸電子基團取代的芳基烷基。在某些實施例中，吸電子基團為F、Cl、Br、I或-CN，尤其是F。芳基烷基可經全鹵化，亦即所有氫原子均經鹵素原子、尤其F原子置換。
R9及R10可為具有5至14個環原子之雜芳基。如本文所用之「雜芳基」係指含有至少一個選自O、N、S、Si及Se之環雜原子的芳族單環系統或環系統中存在的至少一個環為芳族環且含有至少一個環雜原子的多環系統。多環雜芳基包括兩個或兩個以上稠合在一起之雜芳基環及與一或多個芳族碳環、非芳族碳環及/或非芳族環雜烷基環稠合之單環雜芳基環。雜芳基總共可具有5至14個環原子(例如5-14
員雜芳基)且含有1-5個環雜原子。雜芳基可在任何雜原子或碳原子處連接於指定化學結構，從而產生穩定結構。一般而言，雜芳基環不含有O-O、S-S或S-O鍵。然而，雜芳基中之一或多個N或S原子可經氧化(例如吡啶N-氧化物、噻吩S-氧化物、噻吩S,S-二氧化物)。雜芳基之實例包括例如如下所示之5員或6員單環及5-6員雙環系統：
其中T為O、S、NH、N-烷基、N-芳基、N-(芳基烷基)(例如N-苯甲基)、SiH2、SiH-(烷基)、Si(烷基)2、SiH-(芳基烷基)、Si-(芳基烷基)2或Si(烷基)(芳基烷基)。雜芳基之實例包括吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、嘧啶基、噠嗪基、吡嗪基、三唑基、四唑基、吡唑基、咪唑基、異噻唑基、噻唑基、噻二唑基、異噁唑基、噁唑基、噁二唑基、吲哚基、異吲哚基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、喹啉基、2-甲基喹啉基、異喹啉基、喹喏啉基、喹唑啉基、苯并三唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并異噻唑基、苯并異噁唑基、苯并噁二唑基、苯并噁唑基、啉基、1H-吲唑
基、2H-吲唑基、吲嗪基、異苯并呋喃基、啶基、呔嗪基、喋啶基、嘌呤基、噁唑并吡啶基、噻唑并吡啶基、咪唑并吡啶基、呋喃并吡啶基、噻吩并吡啶基、吡啶并嘧啶基、吡啶并哌嗪基、吡啶并噠嗪基、噻吩并噻唑基、噻吩并噁唑基、噻吩并咪唑基及其類似基團。雜芳基之其他實例包括(但不限於)4,5,6,7-四氫吲哚基、四氫喹啉基、苯并噻吩并吡啶基、苯并呋喃并吡啶基及其類似基團。在一些實施例中，雜芳基可如本文所揭示經取代。
氯或溴取代之四氮雜芘可藉由使用氯化劑或溴化劑氯化或溴化式(II)之四氮雜芘獲得。
在一個較佳實施例中，R1、R2、R3及R4為Cl或Br。四鹵化四氮雜靴二蒽可根據反應流程a使用N,N'-二氯異三聚氰酸作為氯化劑且使用N,N'-二溴異三聚氰酸作為溴化劑自式(II)之四氮雜芘獲得：
溴化四氮雜靴二蒽亦可藉由使用分子溴之濃硫酸溶液作為溴化劑獲得。
可分別添加FeCl3及FeBr3作為催化劑。
式(II)之2,7-取代之四氮雜芘可根據反應流程b藉由使4,9-二胺基苝醌-3,10-二亞胺(III)與含有殘基R9或R10之羧酸氯化物反應獲得：
具有多種不同R9之式(II)化合物之合成描述於以下中：a)T.Riehm,Dissertation,Universität Heidelberg,2008；b)T.
Riehm,G.De Paoli,A.E.Konradsson,L.De Cola,H.Wadepohl,L.H.Gade,Chem.-Eur.J.2007, 13,7317；及c)S.C.Martens,T.Riehm,S.Geib,H.Wadepohl及L.H.Gade,J.Org.Chem.2011,76,609-617。
適合羧酸酐為例如五氟苯甲酸氯化物及含有全氟烷基且具有1至6個碳原子之全氟烷羧酸氯化物。
化合物(III)可如a)L.H.Gade,C.H.Galka,K.W.Hellmann,R.M.Williams,L.De Cola,I.J.Scown,M.McPartlin,Chem.-Eur.J.2002, 8,3732中所述合成。
芳基取代之四氮雜芘可藉由使用相應芳基酸(諸如苯基酸)取代氯或溴自氯或溴取代之四氮雜芘獲得。
因為本文所揭示之化合物可溶於常用溶劑中，所以本發明可在製造諸如薄膜半導體、場效裝置、有機發光二極體(OLED)、有機光伏裝置、光偵測器、電容器及感測器之電學裝置中提供加工優勢。如本文所用，在至少1 mg化合物可溶解於1 mL溶劑中時認為化合物可溶於溶劑中。常用有機溶劑之實例包括石油醚；乙腈；芳族烴類，諸如苯、甲苯、二甲苯及均三甲苯；酮類，諸如丙酮及甲基乙基酮；醚類，諸如四氫呋喃、二噁烷、雙(2-甲氧基乙基)醚、乙醚、二異丙醚及第三丁基甲醚；醇類，諸如甲醇、乙醇、丁醇及異丙醇；脂族烴類，諸如己烷；乙酸酯，諸如乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸異丙酯及乙酸丁酯；醯胺類，諸如二甲基甲醯胺及二甲基乙醯胺；亞碸類，諸如二甲亞碸；鹵化脂族及芳族烴類，諸如
二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氯苯、二氯苯及三氯苯；及環狀溶劑，諸如環戊酮、環己酮及2-甲基吡咯啶酮。
因此，本發明另外提供包括一或多種本文所揭示之化合物溶解或分散於液體介質(例如有機溶劑、水或離子液體或其組合)中的組合物。在一些實施例中，組合物可另外包括一或多種獨立地選自以下之添加劑：清潔劑、分散劑、黏合劑、相容劑、固化劑、引發劑、保濕劑、消泡劑、濕潤劑、pH值調節劑、殺生物劑及抑菌劑。舉例而言，可包括界面活性劑及/或其他聚合物(例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚-α-甲基苯乙烯、聚異丁烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及其類似物)作為分散劑、黏合劑、相容劑及/或消泡劑。在一些實施例中，該等組合物可包括一或多種本文所揭示之化合物，舉例而言，兩種或兩種以上不同本發明化合物可溶解於有機溶劑中以製備沈積用組合物。在某些實施例中，組合物可包括兩種或兩種以上區位異構體。另外，應瞭解，本文所述之裝置亦可包含一或多種本發明化合物，例如本文所述之兩種或兩種以上區位異構體。
各種沈積技術(包括各種溶液加工技術)可用於製備有機電子裝置。舉例而言，大部分印刷電子裝置技術集中於噴墨印刷，主要是因為此技術對特徵位置及多層重合提供較大控制。噴墨印刷為非接觸式製程，其提供之益處為無需預成形之母板(與接觸式印刷技術相比)以及對墨水噴射之數位控制，藉此提供按需滴墨印刷(drop-on-demand
print)。微分配法(Micro dispensing)為另一種非接觸式印刷法。然而，接觸式印刷技術具有極適用於極快速捲軸式加工之關鍵優勢。例示性接觸式印刷技術包括(但不限於)網版印刷、凹版印刷、平版印刷、彈性凸版印刷、微影印刷、移印及微接觸印刷。如本文所用之「印刷」包括非接觸式製程，例如噴墨印刷、微分配法及其類似方法；及接觸式製程，例如網版印刷、凹版印刷、平版印刷、彈性凸版印刷、微影印刷、移印、微接觸印刷及其類似方法。其他溶液加工技術包括例如旋塗、滴鑄(drop-casting)、分區澆鑄(zone casting)、浸塗、刮塗或噴灑。另外，沈積步驟可藉由真空氣相沈積法進行。
因此，本發明另外提供製備半導體材料之方法。該等方法可包括：製備包括一或多種本文所揭示之化合物溶解或分散於液體介質(諸如溶劑或溶劑之混合物)中的組合物，及使組合物沈積於基板上以提供包括一或多種本文所揭示之化合物的半導體材料(例如薄膜半導體)。在各個實施例中，液體介質可為有機溶劑、無機溶劑(諸如水)或其組合。在一些實施例中，組合物可另外包括一或多種獨立地選自以下之添加劑：黏度調節劑、清潔劑、分散劑、黏合劑、相容劑、固化劑、引發劑、保濕劑、消泡劑、濕潤劑、pH值調節劑、殺生物劑及抑菌劑。舉例而言，可包括界面活性劑及/或聚合物(例如聚苯乙烯、聚乙烯、聚-α-甲基苯乙烯、聚異丁烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及其類似物)作為分散劑、黏合劑、相容劑及/或消泡劑。在一些
實施例中，沈積步驟可藉由印刷(包括噴墨印刷及各種接觸式印刷技術(例如網版印刷、凹版印刷、平版印刷、移印、微影印刷、彈性凸版印刷及微接觸印刷))進行。在其他實施例中，沈積步驟可藉由旋塗、滴鑄、分區澆鑄、浸塗、刮塗或噴灑進行。
利用本文所揭示之化合物及半導體材料的各種製造物品(包括電子裝置、光學裝置及光電子裝置，諸如場效電晶體(例如薄膜電晶體)、光伏裝置、有機發光二極體(OLED)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)、互補反相器、D正反器、整流器及環形振盪器)以及其製備方法亦屬於本發明之範疇。
因此，本發明提供製造物品，諸如本文所述之各種裝置，其包括具有本發明之半導體材料、基板組分及/或介電組分的複合物。基板組分可選自如下材料，包括摻雜矽、氧化銦錫(ITO)、塗有ITO之玻璃、塗有ITO之聚醯亞胺或其他塑膠、單獨或塗佈於聚合物或其他基板上之鋁或其他金屬、摻雜聚噻吩或其他聚合物及其類似物。介電組分可由以下製備：無機介電材料(諸如各種氧化物(例如SiO2、Al2O3、HfO2)、有機介電材料(諸如各種聚合材料(例如聚碳酸酯、聚酯、聚苯乙烯、聚鹵乙烯、聚丙烯酸酯))及自組裝超晶格/自組裝奈米介電(SAS/SAND)材料(例如Yoon,M-H.等人，PNAS,102(13)：4678-4682(2005)中所述，該文獻之全部揭示內容以引用的方式併入本文中)以及混合有機/無機介電材料(例如美國專利申請案第
11/642,504號中所述，該案之全部揭示內容以引用的方式併入本文中)。在一些實施例中，介電組分可包括美國專利申請案第11/315,076號、第60/816,952號及第60/861,308號中所述之交聯聚合物摻合物，各案之全部揭示內容均以引用的方式併入本文中。複合物亦可包括一或多個電接點。源電極、汲電極及閘電極之適合材料包括金屬(例如Au、Al、Ni、Cu)、透明導電氧化物(例如ITO、IZO、ZITO、GZO、GIO、GITO)及導電聚合物(例如聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT：PSS)、聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy))。本文所述之複合物中的一或多者可併入各種有機電子、光學及光電子裝置內，該等裝置係諸如有機薄膜電晶體(OTFT)，特定言之係有機場效電晶體(OFET)以及感測器、電容器、單極電路、互補電路(例如反相電路)及其類似物。
因此，本發明之一態樣係關於製造併有本發明半導體材料之有機場效電晶體之方法。本發明之半導體材料可用於製造各種類型之有機場效電晶體，包括頂閘極頂接觸電容器結構、頂閘極底接觸電容器結構、底閘極頂接觸電容器結構及底閘極底接觸電容器結構。
在某些實施例中，可使用SiO2作為介電層，以頂接觸幾何結構，用本發明化合物在摻雜矽基板上製造OTFT裝置。在特定實施例中，可在室溫或高溫下藉由真空氣相沈積來沈積併有至少一種本發明化合物之活性半導體層。在其他實施例中，可藉由基於溶液之製程(例如旋塗或噴印)
塗覆併有至少一種本發明化合物之活性半導體層。對於頂接觸裝置而言，金屬接點可使用蔽蔭遮罩在膜頂部上圖案化。
在某些實施例中，可使用聚合物作為介電層，以頂閘極底接觸幾何結構，用本發明化合物在塑膠箔上製造OTFT裝置。在特定實施例中，可在室溫或高溫下沈積併有至少一種本發明化合物之活性半導體層。在其他實施例中，可藉由本文所述之旋塗或印刷塗覆併有至少一種本發明化合物之活性半導體層。閘極及源極/汲極接點可由Au、其他金屬或導電聚合物製成且藉由氣相沈積及/或印刷來沈積。
本發明化合物適用之其他製造物品為光伏裝置或太陽電池。本發明化合物可展現寬的光學吸收譜及/或正偏移極大之還原電位，使得其適用於該等應用。因此，本文所述化合物可在光伏設計中用作n-型半導體，其包括形成p-n接面之相鄰p-型半導體材料。該等化合物可呈薄膜半導體形式，其可為沈積於基板上的薄膜半導體之複合物。在該等裝置中利用本發明化合物係屬於熟練技術人員之知識範圍內。
因此，本發明之另一態樣係關於製造併有一或多種本發明半導體材料之有機發光電晶體、有機發光二極體(OLED)或有機光伏裝置的方法。
提供以下實例以進一步說明本發明且有利於瞭解本發明，且無論如何並不意欲限制本發明。
藉由在催化量之甲酸存在下用原甲酸三乙酯處理DPDI來製備母化合物1,3,8,10-四氮雜靴二蒽且藉由在高真空中昇華來純化。元素分析與其分子式C22H10N4一致。黃棕色化合物僅微溶於有機溶劑中，但易溶解於H2SO4中。藉由1H及13C NMR光譜法表徵N-氘化四陽離子(N-deuterated tetracation)溶液。藉由在三乙胺之THF溶液存在下用相應羧酸氯化物或酸酐(2莫耳當量)或在回流下在硝基苯中用大量過量酸氯化物或酸酐處理DPDI輕易獲得2,9-二取代之衍生物。
在黑暗中向100 mg(0.3 mmol)四氮雜靴二蒽於10 ml濃硫酸中之溶液中添加360 mg(1.8 mmol)二氯異三聚氰酸，且在100℃下攪拌反應混合物7天。冷卻反應混合物至室溫，傾於冰上且用NaOH水溶液中和。過濾沈澱物，用水洗滌且用二氯甲烷重複萃取直至溶液無色。在真空中移除溶劑，使殘餘物自THF再結晶，用戊烷洗滌且在真空中乾燥。分離出呈赭色固體狀之產物，產率為16%(23 mg，0.05 mmol)。
1 H-NMR(399.89 MHz,CDCl3,295 K)：δ=10.33(s,2H,C1H),9.86(s,4H,C3H)。
向2,9-二取代之四氮雜靴二蒽於濃硫酸中之溶液中添加二氯異三聚氰酸(DIC)，且在35℃下攪拌反應混合物3天。冷卻反應混合物至室溫，將洋紅色反應混合物傾於冰上且用水洗滌沈澱物。用二氯甲烷萃取沈澱物，直至溶液無色。在真空中移除溶劑，使殘餘物自THF再結晶，用戊烷洗滌且在真空中乾燥。
根據通用程序，使110 mg(0.24 mmol)2,9-雙(三氟甲基)-1,3,8,10-四氮雜靴二蒽於10 ml濃硫酸中之溶液與260 mg(1.3 mol)DIC反應。獲得呈橙色固體狀之產物，產率為55%(80 mg，0.13 mmol)。
1 H-NMR(399.89 MHz,CDCl3,295 K)：δ=9.95(s,4H,CH)。
19 F-NMR(376.27 MHz,CDCl3,295 K)δ=-68.42(s,6F)。
根據通用程序，使80 mg(0.14 mmol)2,9-雙(五氟乙基)-1,3,8,10-四氮雜靴二蒽於10 ml濃硫酸中之溶液與145 mg(0.73 mmol)DIC反應。獲得呈紅色固體狀之產物，產率
為43%(42 mg，0.06 mmol)。
1 H-NMR(600.13 MHz,CDCl3,295 K)：δ=9.95(s,4H,CH)。
19 F-NMR(376.27 MHz,CDCl3,295 K)δ=-81.4(s,6F,CF3),-114.9(s,4F,CF2)。
根據通用實驗程序，使70 mg(0.11 mmol)2,9-雙(七氟丙基)-4,7,11,14-四氯-1,3,8,10,-四氮雜靴二蒽於10 ml濃硫酸中之溶液與120 mg(0.61 mmol)DIC反應。獲得呈橙色固體狀之產物，產率為66%(55 mg，0.07 mmol)。
1 H-NMR(399.89 MHz,d8-THF,295 K)：δ=10.47(s,4H,CH)。
19 F-NMR(376.27 MHz,d8-THF,295 K)δ=-80.9(t,6F,3 J FF =9.2 Hz,CF3),-113.6(四重峰，4F,3 J FF =9.1 Hz,CF2),-126.0(s,4F,CF2)。
根據通用實驗程序，使35 mg(0.05 mmol)2,9-雙(九氟丁基)-1,3,8,10-四氮雜靴二蒽於5 ml濃硫酸中之溶液與52 mg(0.26 mmol)DIC反應。獲得呈橙色固體狀之產物，產率為40%(18 mg，0.02 mmol)。
1 H-NMR(600.13 MHz,d8-THF,295 K)：δ=10.43(s,4H,CH)。
19 F-NMR(376.27 MHz,d8-THF,295 K)δ=-81.8(m,6F,CF3),-112.8(m,4F,CF2),-122.2(m,4F,CF2),-125.9(m,4F,CF2)。
根據通用程序，使85 mg(0.13 mmmol)2,9-雙(2,3,4,5,6-五氟苯基)-1,3,8,10-四氮雜靴二蒽於10 ml濃硫酸中之溶液與260 mg(1.3 mmol)DIC反應。獲得呈黃色固體狀之產物，產率為85%(88 mg，0.11 mmol)。
1 H-NMR(399.89 MHz,CDCl3,295 K)：
δ=9.89(s,4H,CH)。
19 F-NMR(376.27 MHz,CDCl3,295 K)δ=-142.0(m,4F),-151.6(m,2F),-161.1(m,4F)。
向經烘乾之Schlenk管中供應100 mg(0.1 mmol)2,9-雙-七氟丙基-4,7,11,14-四溴-1,3,8,10-四氮雜靴二蒽、0.6 mmol相應苯基酸衍生物、7.3 mg(0.01 mmol)Pd(dppf)Cl2及228 mg(0.7 mmol)Cs2CO3，排空且用氬氣填充三次。添加25 ml純(abs.)1,4-二噁烷且在101℃下攪拌所得混合物48小時。隨後，將反應混合物直接分散於矽藻土上且藉由管柱層析(戊烷-乙酸乙酯，2：1)純化，得到呈固體狀之產物。
產量：803 mg(1.02 mmol，51%)
1H NMR(600.13 MHz,THF-d8)：δ=10.67(s,4H)。
19F NMR(376.23 MHz,THF-d8)：δ=-68.76(s,6F,CF3)。
產量：1320 mg(1.50 mmol，75%)
1H NMR(600.13 MHz,THF-d8)：δ=10.68(s,4H)。
19F NMR(376.23 MHz,THF-d8)：δ=-82.32(m,6F,CF3),-115.24(m,4F,CF2)。
產量：971 mg(0.97 mmol，50%)
1H NMR(600.13 MHz,THF-d8)：δ=10.68(s,4H)。
19F NMR(376.23 MHz,THF-d8)：δ=-80.93(t,6F,3 J FF =9.1 Hz,CF3),-113.60(m,4F,CF2),-125.98(m,4F,CF2)。
產量：1476 mg(1.36 mmol，69%)
1H NMR(600.13 MHz,THF-d8)：δ=10.65(s,4H)。
19F NMR(376.23 MHz,THF-d8)：δ=-81.77(t,6F,3 J FF =10.0 Hz,CF3),-112.79(m,4F,CF2),-122.19(m,4F,CF2),-125.87(m,4F,CF2)
向經烘乾之Schlenk管中供應100 mg(0.1 mmol)2,9-雙-七氟丙基-4,7,11,14-四溴-1,3,8,10-四氮雜靴二蒽、0.6 mmol相應苯基酸衍生物、7.3 mg(0.01 mmol)Pd(dppf)Cl2及228 mg(0.7 mmol)Cs2CO3，排空且用氬氣填充三次。添加25 ml純1,4-二噁烷且在101℃下攪拌所得混合物48小時。隨後，將反應混合物直接分散於矽藻土上且藉由管柱層析(戊烷-乙酸乙酯，2：1)純化，得到呈固體狀之產物。
將經烘乾之Schlenk管置於手套箱中且向其中供應100 mg(0.1 mmol)2,9-雙-七氟丙基-4,7,11,14-四溴-1,3,8,10-四氮雜靴二蒽、200 mg(0.8 mmol)芘酸、10 mg(0.01 mmol)Pd2(dba)3、2 mg(0.015 mmol)P(tBu)3及325 mg(1.0 mmol)Cs2CO3。添加25 ml純1,4-二噁烷且在101℃下攪拌所得混合物48小時。隨後，將反應混合物直接分散於矽藻土上且藉由管柱層析(戊烷-乙酸乙酯，2：1)純化，得到呈深綠色固體狀之產物。
產量：49 mg(0.03 mmol，30%)深綠色固體。
1H NMR(600.13 MHz,THF-d8)：δ=10.63(m,4H,CH),8.51-7.97(m,36H,C芘H)。19F NMR(376.23 MHz,THF-d8)：δ=-81.21(t,6F, 3 J FF =9.2 Hz,CF3),-114.00(m,4F,CF2),-126.27(m,4F,CF2)。
圖1展示使用基板A且具有薄膜介電層之TFT的組態。
圖2展示使用基板B且具有厚膜介電層之TFT的組態。
使用高度摻雜之p-型矽(100)晶圓(1)(0.01-0.02 Ω．cm)作為基板A。使用具有100 nm厚的熱生長SiO2層(2)(電容34 nF/cm2)之高度摻雜p-型矽(100)晶圓(1)(0.005-0.02 Ω．cm)作為基板B。
30 nm厚之鋁層(2)藉由在2×10-6毫巴(mbar)之壓力下且以1 nm/s之蒸發速率於Leybold UNIVEX 300真空蒸發器中自
鎢線熱蒸發而沈積於基板A上。藉由於Oxford反應性離子蝕刻器(RIE，氧流速：30 sccm，壓力：10毫托(mTorr)，電漿功率：200 W，電漿持續時間30秒)中短暫暴露於氧電漿來氧化鋁層之表面，隨後將基板浸入膦酸之2-丙醇溶液(1 mMol C14H29PO(OH)2[TDPA]溶液或1 mMol C7F15C11H22PO(OH)2[FODPA]溶液)中且置於溶液中1小時，從而在氧化鋁表面(3a)上形成膦酸分子之自組裝單層(SAM)(3b)。將基板自溶液中取出且用純2-丙醇沖洗，在氮氣流中乾燥且置於100℃溫度下之加熱板上10分鐘。在C14H29PO(OH)2之情況下，基板A上AlOx/SAM閘極介電層之總電容為810 nF/cm2，且在C7F15C11H22PO(OH)2之情況下為710 nF/cm2。
約8 nm厚之Al2O3層(3a)藉由在Cambridge NanoTech Savannah中原子層沈積而沈積於基板B上(在250℃之基板溫度下80個循環)。藉由於Oxford反應性離子蝕刻器(RIE，氧流速：30 sccm，壓力：10毫托，電漿功率：200 W，電漿持續時間30秒)中短暫暴露於氧電漿來活化氧化鋁層之表面，隨後將基板浸入膦酸之2-丙醇溶液(1 mMol C14H29PO(OH)2[TDPA]溶液或1 mMol C7F15C11H22PO(OH)2[FODPA]溶液)中且置於溶液中1小時，從而在氧化鋁表面上形成膦酸分子之自組裝單層(SAM)(3b)。將基板自溶液中取出且用純2-丙醇沖洗，在氮氣流中乾燥且置於100℃溫度下之加熱板上10分鐘。基板B上SiO2/AlOx/SAM閘極介電層之總電容為32 nF/cm2(與膦酸之選擇無關)。
TDPA處理之基板上水之接觸角為108°，且FOD-PA處理
之基板上為118°。
30 nm厚之有機半導體膜(4)係藉由在2×10-6毫巴之壓力下且以0.3 nm/s之蒸發速率於Leybold UNIVEX 300真空蒸發器中自鉬舟熱昇華而沈積。對於源極接點(5)及汲極接點(6)，30 nm金係在2×10-6毫巴之壓力下且以0.3 nm/s之蒸發速率在Leybold UNIVEX 300真空蒸發器中自鎢舟穿過蔽蔭遮罩蒸發。電晶體之通道長度(L)係在10 μm至100 μm範圍內，且通道寬度(W)係在50 μm至1000 μm範圍內。為能夠接觸矽晶圓之背側，將晶圓(其亦充當電晶體之閘電極)在背側上刻劃且用銀墨水塗佈。
在Micromanipulator 6200探針台上使用Agilent 4156C半導體參數分析儀量測電晶體之電特徵。所有量測均在室溫下在空氣中執行。探針藉由使其小心地降至金接點之頂部而與電晶體之源極及汲極接點接觸。在量測期間閘電極經由置放有晶圓之金屬基板固持器接觸。
為獲得轉移曲線，將汲極-源極電壓(VDS)保持在3 V(在基板A之情況下)或40 V(在基板B之情況下)下。閘極-源極電壓VGS以中等速度以0.03 V之步長自0至3 V掃掠(基板A)或以0.4 V之步長自0至40 V掃掠(基板B)且返回。在飽和區自(ID)1/2與VGS之曲線的斜率提取電荷載流子遷移率。
為獲得輸出特徵，汲極-源極電壓(VDS)以中等速度以0.03 V之步長自0至3 V掃掠(基板A)且以0.4 V之步長自0至40 V掃掠(基板B)，同時保持閘極-源極電壓VGS在多達8個不同電壓(例如在基板A之情況下0、0.5、1、1.5、2、
2.5、3 V，或在基板B之情況下0、10、20、30、40 V)下。結果概括於表1中。
圖3、圖4、圖5展示實例6之化合物在具有薄閘極介電層之TFT(基板A)中的輸出特徵及轉移曲線。在圖3中，將汲極電流(A)對閘極-源極電壓(V)繪圖。在圖4中，將電子遷移率(cm2/Vs)對閘極-源極電壓(V)繪圖。汲極-源極電壓為3.0 V。在圖5中，將汲極電流(A)對汲極-源極電壓(V)繪圖。閘極-源極電壓為3.0 V(最上面之曲線)、2.7 V、2.4 V、2.1 V及1.8 V(最下面之曲線)。
圖6、圖7、圖8、圖9展示實例6之化合物在具有厚閘極介電層之TFT(基板B)中的輸出特徵、轉移曲線及長期穩定性。在圖6中，將汲極電流(A)對閘極-源極電壓(V)繪圖。在圖7中，將電子遷移率(cm2/Vs)對閘極-源極電壓(V)繪圖。汲極-源極電壓為40 V。在圖8中，將汲極電流(A)對汲極-源極電壓(V)繪圖。閘極-源極電壓為40 V(最上面之曲線)、35 V、30 V及25 V(最下面之曲線)。在圖9中，將電子遷移率(cm2/Vs)對暴露於空氣之時間(天)繪圖。
表1提供在特定基板溫度(Tsub)下，在具有薄(基板A)及厚(基板B)閘極介電層下，在對於SAM使用C14H29PO(OH)2[TDPA]之情況下，於環境空氣中量測的實例6、9a、9b及9c之化合物的場效遷移率(μ)及開/關比(Ion/Ioff)。
1‧‧‧晶圓
2‧‧‧SiO2層/鋁層
3a‧‧‧氧化鋁表面/Al2O3層
3b‧‧‧自組裝單層(SAM)
4‧‧‧有機半導體膜
5‧‧‧源極接點
6‧‧‧汲極接點
圖1展示使用基板A且具有薄膜介電層之TFT的組態。
圖2展示使用基板B且具有厚膜介電層之TFT的組態。
圖3展示實例6之化合物在具有薄閘極介電層之TFT(基板A)中，將汲極電流(A)對閘極-源極電壓(V)繪圖。
圖4展示實例6之化合物在具有薄閘極介電層之TFT(基板A)中，將電子遷移率(cm2/Vs)對閘極-源極電壓(V)繪圖，汲極-源極電壓為3.0 V。
圖5展示實例6之化合物在具有薄閘極介電層之TFT(基板A)中，將汲極電流(A)對汲極-源極電壓(V)繪圖，閘極-源極電壓為3.0 V(最上面之曲線)、2.7 V、2.4 V、2.1 V及1.8 V(最下面之曲線)。
圖6展示實例6之化合物在具有厚閘極介電層之TFT(基板B)中，將汲極電流(A)對閘極-源極電壓(V)繪圖。
圖7展示實例6之化合物在具有厚閘極介電層之TFT(基板B)中，將電子遷移率(cm2/Vs)對閘極-源極電壓(V)繪圖，汲極-源極電壓為40 V。
圖8展示實例6之化合物在具有厚閘極介電層之TFT(基板B)中，將汲極電流(A)對汲極-源極電壓(V)繪圖，閘極-源極電壓為40 V(最上面之曲線)、35 V、30 V及25 V(最下面
之曲線)。
圖9展示實例6之化合物在具有厚閘極介電層之TFT(基板B)中，將電子遷移率(cm2/Vs)對暴露於空氣之時間(天)繪圖。
Claims (16)
- 一種式(I)之四氮雜靴二蒽化合物，
- 如請求項1之化合物，其中R5、R6、R7及R8為H。
- 如請求項1之化合物，其中R1、R2、R3及R4為Cl。
- 如請求項1之化合物，其中R1、R2、R3及R4為Br。
- 如請求項1之化合物，其中R9及R10為C1-10鹵烷基。
- 如請求項5之化合物，其中R9及R10為C1-6全氟烷基。
- 如請求項1至4中任一項之化合物，其中R9及R10為C6-14芳基或C7-20芳基烷基，其各自經一或多個鹵素原子取代。
- 如請求項7之化合物，其中R9及R10為經1至5個氟原子取代之苯基。
- 一種製備如請求項1之式(I)化合物之方法，其包含使用氯化劑或溴化劑使式(II)之四氮雜靴二蒽氯化或溴化之步驟
- 如請求項9之方法，其中R1、R2、R3及R4為Cl或Br，且R5、R6、R7、R8為H，且該氯化劑為N,N'-二氯異三聚氰酸，且該溴化劑為N,N'-二溴異三聚氰酸。
- 如請求項9之方法，其中該四氮雜靴二蒽(II)係藉由使4,9-二胺基苝醌-3,10-二亞胺(III)
- 一種薄膜半導體，其包含一或多種如請求項1至8中任一項之化合物。
- 一種場效電晶體裝置，其包含如請求項12之薄膜半導體。
- 一種光伏裝置，其包含如請求項12之薄膜半導體。
- 一種有機發光二極體裝置，其包含如請求項12之薄膜半導體。
- 一種單極或互補電路裝置，其包含如請求項12之薄膜半導體。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP11158306A EP2521195A1 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Tetraazaperopyrene compounds and their use as n-type semiconductors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201245206A TW201245206A (en) | 2012-11-16 |
| TWI542591B true TWI542591B (zh) | 2016-07-21 |
Family
ID=44351746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101107231A TWI542591B (zh) | 2011-03-15 | 2012-03-03 | 四氮雜靴二蒽化合物及其作為ｎ－型半導體之用途 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2521195A1 (zh) |
| TW (1) | TWI542591B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110759835B (zh) * | 2018-12-06 | 2023-05-30 | 广州华睿光电材料有限公司 | 苝醌类有机化合物及其应用 |
| CN115043856B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-07-04 | 陕西师范大学 | 芘稠环核类非富勒烯有机小分子受体材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US315076A (en) | 1885-04-07 | Setts | ||
| US642504A (en) | 1897-12-04 | 1900-01-30 | Raymond G Sykes | Grave-vault. |
| DE19641689A1 (de) * | 1996-10-10 | 1998-04-16 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von 1,8-Diaminonaphthalinen und ihrer Derivate der 2,3-Dihydroperimidine |
| KR101702487B1 (ko) * | 2008-06-06 | 2017-02-06 | 바스프 에스이 | 염소화 나프탈렌테트라카르복실산 유도체, 이의 제조 방법 및 유기 전자 장치에서의 그 용도 |
-
2011
- 2011-03-15 EP EP11158306A patent/EP2521195A1/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-03-03 TW TW101107231A patent/TWI542591B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201245206A (en) | 2012-11-16 |
| EP2521195A1 (en) | 2012-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5523351B2 (ja) | ペリレン半導体並びにその製造方法及び使用 | |
| JP6025748B2 (ja) | チオシアネート又はイソチオシアネートで置換したナフタレンジイミド及びリレンジイミド化合物、並びにｎ−タイプ半導体としてのそれらの使用 | |
| JP2010510228A (ja) | ジイミド系半導体材料およびジイミド系半導体材料を調製する方法 | |
| JP2010510228A5 (zh) | ||
| KR20170042358A (ko) | 액체 매질을 포함하는 유기 반도체 조성물 | |
| TWI674266B (zh) | 有機化合物及其用途 | |
| US8901300B2 (en) | Tetraazapyrene compounds and their use as N-type semiconductors | |
| JP5984855B2 (ja) | テトラアザペロピレン化合物及びそのｎ型半導体としての使用 | |
| TWI580020B (zh) | 以苝為基質之半導體及其製備方法與用途 | |
| Um et al. | High-performance organic semiconductors for thin-film transistors based on 2, 7-divinyl [1] benzothieno [3, 2-b] benzothiophene | |
| TWI542591B (zh) | 四氮雜靴二蒽化合物及其作為ｎ－型半導體之用途 | |
| EP2489668A1 (en) | Tetraazapyrene compounds and their use as n-type semiconductors | |
| US20120074394A1 (en) | Polycyclic Aromatic Molecular Semiconductors and Related Compositions and Devices | |
| TWI519534B (zh) | 經氰硫基或異氰硫基取代之萘二醯亞胺化合物及其作為ｎ－型半導體之用途 |