[发明专利]含氧族元素的有机化合物、有机半导体材料、有机半导体膜和有机电力场效应晶体管

说明书

本发明提供一种具有优异的载流子迁移率的新型的含氧族元素的有机半导体化合物。其为由下式(1a)或式(1b)表示的化合物，[化学式1]在式(1a)和(1b)中，X表示S、O或Se，并且R¹分别独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、芳基、芳烷基、吡啶基、呋喃基、噻吩基或噻唑基。

技术领域

本发明涉及含氧族元素的有机化合物。本发明还涉及有机半导体材料、有机半导体膜和有机电力场效应晶体管。

背景技术

有机半导体的电性能一直比诸如硅的无机半导体的电性能差，但是近来，具有优异电性能的材料正在被开发，并且关于晶体状态和载流子迁移率的研究也有所进展。有机半导体的涂覆技术与常规用于无机半导体的真空技术相比具有成本低，环境负荷低和可用于大面积化使用的优点。此外，由于可以在近于室温的条件下制造，因此也可以通过用于塑料基板的印刷技术进行成膜。因此，有机半导体有希望成为硅半导体后的新一代半导体应用于下一代电子设备。

作为半导体膜的特征，无论对于无机半导体膜还是有机半导体膜，提高载流子迁移率一直是重要的课题，作为有机半导体，在经过大量的开发和研究之后，人们发现并五苯、并四苯等多并苯化合物是具有高迁移率的有机半导体。然而，多并苯化合物是一种难以在工业上使用的材料群，因为它们通常对光和氧化不稳定。因此，为了提高化学稳定性，许多将氧族元素例如硫或硒引入并苯骨架的一部分而得到的化合物正在被探讨研究，例如Dibenzoth ienothiophene以及Dinaphthothienothiophene等。

在专利文献1(国际公开第2014/136827号)中，以具有优异的热稳定性和化学稳定性、具有半导体特性(高载流子迁移率)，且在溶剂中具有高溶解度的有机化合物为目标，提出了由以下化学式表示的具有N形分子结构的含氧族元素的有机化合物。

[化学式1]

在式(1)中，X分别独立地为氧、硫或硒；m为0或1；两个n相互独立地为0或1；R¹至R³分别独立地为氢、氟，具有1至20个碳原子的烷基、芳基、吡啶基、呋喃基、噻吩基或噻唑基，所述烷基中的至少一个氢可以被氟取代，所述芳基、吡啶基、呋喃基、噻吩基和噻唑基环上的至少一个氢可以被选自氟和具有1～10个碳原子的烷基中的至少一种取代；

但是，

(i)当m＝0时，所有的R¹至R³不能都是氢；

(ii)当m为0，且n都为0时，或者m为0，且2个n中一个为0且另一个为1时，不能有“2个X均为硫，且所有R³同时为同一原子或基团”；

(iii)当m为0且n都为1时，所有的R³不能同时为同一原子或基团，并且R³中的至少一个为氢。

专利文献2(日本特开2013-197193号公报)公开了一种易于合成，化学和物理上稳定并且表现出高载流子迁移率的有机半导体化合物。

[化学式2]

在式(1)中，X是氧，硫或硒。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开第2014/136827号

[专利文献2]日本特开第2013-197193号

发明内容

本发明所要解决的技术问题