[发明专利]具有半导体特性的化合物及相关组合物和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月12日提交的美国临时专利申请序列号61/533,785的优先权和权益，将其披露内容通过引用以其全文结合于此。

背景

有机光电子装置，如有机薄膜晶体管(OTFT)、有机发光二极管(OLED)、有机发光晶体管(OLET)、可印刷电路、有机光伏装置、电容器及传感器，是使用小分子或聚合物半导体作为其有源组件制造的。为了实现高速性能和有效操作，理想的情形是这些基于有机半导体的装置中的p型和n型半导体材料都在环境条件下展现高电荷载流子迁移率(μ)和稳定性，并且可以按一种有成本效益的方式进行加工。

因此，本领域持续需要新的有机半导体，特别是具有良好稳定性、加工特性和/或在环境条件中的电荷输运特征的那些。

概述

根据前述，本传授内容涉及新的半导电化合物，这些化合物可以展现如在环境条件下的良好电荷输运特征、化学稳定性、低温可加工性、在常用溶剂中的较大溶解性及加工通用性等特性。结果是，并入本发明化合物作为半导体层的半导体装置，如薄膜晶体管和发光晶体管，可以在环境条件下具有高性能，例如，显示较大电子迁移率、低阈电压及高电流通断比中的一种或多种。

在不同实施例中，本传授内容提供了具有化学式I的化合物：

其中：

X选自S、O及CH＝CH；

Y选自S、O及CH＝CH；

Z是H或CHR¹R¹'；

R¹、R¹'、R²及R²'独立地选自一个直链C_1-40烷基、一个直链C_2-40烯基及一个直链C_1-40卤烷基；并且

m在每次出现时独立地选自0、1、2、3及4。

本传授内容还提供了制备半导体材料的方法，以及并入了在此披露的化合物和半导体材料的不同组合物、复合物及装置。

本传授内容的前述以及其他特征和优势将从以下图式、说明、实例及权利要求书得到更全面的了解。

附图简要说明

应该理解的是，以下描述的附图只是用于图示的目的。这些附图未必按比例，并且重点一般放在图示本传授内容的原理上。这些附图不打算以任何方式限制本传授内容的范围。

图1图示了薄膜晶体管的四种不同配置：底栅极顶接触(a)、底栅极底接触(b)、顶栅极底接触(c)及顶栅极顶接触(d)；这些配置各自可以用于并入本传授内容的化合物。

图2绘示了基于2,9-1MP-DNTT的OTFT装置(顶栅极底接触)在不同通道长度(L)下的代表性转移曲线。

图3绘示了基于2,9-1MP-DNTT的OTFT装置(底栅极底接触，L＝10μm)的代表性转移曲线。

详细说明

在本说明书通篇，当组合物被描述为具有、包括或包含特定组分时，或当方法被描述为具有、包括或包含特定方法步骤时，预期本传授内容的组合物也基本上由或由所叙述的组分组成，并且本传授内容的方法也基本上由或由所叙述的方法步骤组成。

在本申请中，当提到一种要素或组分包括在所叙述的要素或组分清单中和/或选自该清单时，应该理解的是，该要素或组分可以是所叙述的要素或组分中的任一种，或可以选自由两个或更多种所叙述的要素或组分组成的群组。另外，应该理解的是，在不背离在此明确或暗含的本传授内容的精神和范围的情况下，可以将在此描述的组合物、设备或方法的要素和/或特征以多种方式组合。

除非另外确切地陈述，否则术语“包括(include)”、“包括了(includes)”、“包括着(including)”“具有(have)”、“具有了(has)”或“具有着(having)”的使用一般应该理解成是开放性和非限制性的。

除非另外确切地陈述，否则在此单数的使用包括复数(并且反之亦然)。此外，除非另外确切地陈述，否则在数值前面使用术语“约”时，本传授内容还包括该特定的数值本身。如在此所使用的，术语“约”是指偏离标称值±10％。