反應性介晶型電荷輸運化合物制造技術

本發明專利技術涉及具有電荷輸運性能的新型反應性介晶化合物，該化合物包含至少兩個噻吩基團，涉及它們用作半導體或電荷輸運材料，用于光學、電－光學或電子器件，例如液晶顯示器，光學膜，用于薄膜晶體管液晶顯示器的有機場效應晶體管（ＦＥＴ或ＯＦＥＴ），和集成電路器件如ＲＦＩＤ標簽，平板顯示器中的電致發光器件中，和用于光電伏打和傳感器器件中的用途，和涉及包含所述反應性介晶型電荷輸運化合物的場效應晶體管、發光器件或ＩＤ標簽。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及具有電荷輸運性能的新型反應性介晶(mesogenic)化合物，該化合物包含至少兩個噻吩基團。本專利技術進一步涉及它們用作半導體或電荷輸運材料，用于光學、電-光學或電子器件，例如液晶顯示器、光學膜、用于薄膜晶體管液晶顯示器的有機場效應晶體管(FET或OFET)，和集成電路器件如RFID標簽，平板顯示器中的電致發光器件中，和用于光電伏打和傳感器器件中的用途。本專利技術進一步涉及包含反應性介晶型電荷輸運化合物的場效應晶體管、發光器件或ID標簽。背景和現有技術有機材料近來已顯示有作為有機基薄膜晶體管和有機場效應晶體管中的活性層的前景。這樣的器件在智能卡，安全標記和平板顯示器中的切換元件中具有潛在的應用。如果有機材料可以從溶液中沉積，則設想有機材料具有相對于它們的硅類似物的顯著的成本優點，由于這能夠實現快速的大面積制造途徑。器件的特性原則上基于半導材料的電荷載子遷移率和電流開/關比，故理想的半導體應當在關閉狀態下具有低電導率，結合有高電荷載子遷移率(＞1×10-3cm2V-1s-1)。此外，由于氧化導致降低的器件特性，所以重要的是半導材料對于氧化是相對穩定的，即它具有高電離電勢。已表明為用于OFET的有效p型半導體的已知化合物是并五苯。當通過真空沉積而沉積為薄膜形式時，它顯示為具有超過1cm2V-1s-1的載子遷移率，同時具有大于106的非常的高電流開/關比。然而，真空沉積是不適于大面積膜制造的昂貴加工技術。已報道規則聚(3-己基噻吩)的電荷載子遷移率為1×10-5至4.5×10-2cm2V-1s-1，但具有10至103的相當低的電流開/關比。通常，聚(3-烷基噻吩)顯示改進的溶解度和能夠以溶液形式加工以制造大面積膜。然而，聚(3-烷基噻吩)具有相對低的電離電勢和對于在空氣中摻雜是敏感的。本專利技術的目的是提供用于用作半導體或電荷輸運材料的新型有機材料，它們容易合成，具有高電荷遷移率和良好的加工性能。材料應當可容易地加工以形成用于半導體器件中的薄且大面積的膜。另一個目的是擴展本領域技術人員可利用的半導材料的儲備庫。從如下描述，本專利技術的其它目的對本領域技術人員是立即顯然的。發現，可以通過提供根據本專利技術的反應性介晶化合物達到以上目的。它們由中心介晶核，該介晶核包含兩個或更多個噻吩環，和任選地一個或多個亞苯基環，該亞苯基環與噻吩環一起形成共軛體系，該介晶核任選地通過間隔基團連接到一個或多個反應性基團上。所述化合物可誘導或增強液晶相或它們自身是液晶。它們可以在其介晶相(mesophase)下取向并且可聚合基團可以原位聚合或交聯以形成高有序度的聚合物膜，因此得到具有高穩定性和高電荷載子遷移率的改進半導體材料。本專利技術的另一方面涉及從根據本專利技術的反應性介晶化合物獲得的液晶聚合物，特別是液晶側鏈聚合物，它們然后進一步，例如從溶液加工為用于半導體器件中的薄層。用于半導應用的反應性介晶化合物描述于WO 03/006468 A2，EP 1275 650 A2，EP 1 275 652 A2，EP 1 279 690 A1，EP 1 279691 A1，EP 1 279 689 A2，EP 1 284 258 A2，EP 1 318 185 A1，EP 1 300 430A1，EP 1 357 163 A1，EP 1 398 336 A1，和描述于I.McCulloch等人，J.Mater.Chem.2003，第13卷，第2436-2444頁。然而，未公開根據本專利技術的化合物。術語的定義術語′液晶或介晶材料′或′液晶或介晶化合物′應當表示包含一個或多個棒形、板形或盤形介晶基團，即能夠誘導液晶相行為的基團的材料或化合物。具有棒形或板形基團的液晶化合物在本領域中也稱為′calamitic′液晶。具有盤形基團的液晶化合物也在本領域中稱為′discotic′液晶。所以包含介晶基團的化合物或材料自身不必須具有液晶相。也可能的是，它們僅在與其它化合物的混合物中，或當將介晶化合物或材料或其混合物聚合時才顯示液晶相行為。術語′反應性基團′或′反應性化合物′意指能夠參與聚合反應，如從不飽和官能度的自由基或離子型聚合，或聚加成或縮聚反應的化合物或基團，以及能夠例如在聚合物相似轉變(polymerana loguous)反應中由縮合或加成反應接枝到反應性聚合物主鏈上的化合物或基團。術語′膜′包括自支持膜，即自立式膜，該膜顯示或多或少地突出的機械穩定性和柔韌性，以及在支持底材上或在兩個底材之間的涂層或層。專利技術概述本專利技術涉及通式I的化合物P-Sp-X-A1-(Z1-A2)m-RI其中P是可聚合的或反應性基團，Sp是間隔基團或單鍵，X是連接基團或單鍵，A1和A2彼此獨立地是1，4-亞苯基或噻吩-2，5-二基，它們都任選地被一個或多個基團R1取代，R1具有R的含義之一，Z1彼此獨立地是-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-O-CO-NR0-、-NR0-CO-O-、-NR0-CO-NR0-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-CH＝CR0-、-CY1＝CY2-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH或單鍵，R0和R00彼此獨立地是H或1-12個C原子的烷基，Y1和Y2彼此獨立地是H、F、Cl或CN，R是H、鹵素、CN、NO2、NCS、SF5、Sn(R′)3、SiR′R″R、1-30個C原子的直鏈、支化或環狀烷基，該烷基是未取代的、由F、Cl、Br、I或CN單或多取代的并且其中一個或多個非相鄰的CH2基團任選地在每種情況下彼此獨立地由-O-、-S-、-NH-、-NR0-、-SiR′R″-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CO-NR0-、-NR0-CO-、-O-CO-NR0-、-NR0-CO-O-、-NR0-CO-NR0-、-S-CO-、-CO-S-、-CY1＝CY2-或-C≡C-以O和/或S原子不直接彼此連接的方式替代，芳族或雜芳族基團，或P-Sp-X，R′，R″和R彼此獨立地是1-12個C原子的烷基，和m是1、2、3、4或5，條件是a)A1和A2中至少兩個表示任選取代的噻吩-2，5-二基，b)A1和A2不同于 其中R2是R1或-C≡C-R1和基團R1彼此獨立地具有以上給出的R的含義之一，和c)排除這樣的化合物，其中A1-(Z1-A2)m是 和R是P-Sp-X。本專利技術也涉及通式I的化合物用作半導體或電荷輸運材料，特別地用于光學、電-光學或電子器件中，例如用于作為集成電路元件的場效應晶體管中，用作平板顯示器應用中的薄膜晶體管或RFID標簽，或用于有機發光二極管(OLED)應用如電致發光顯示器或平板顯示器的背光燈的半導元件中，用于光電伏打或傳感器器件，或用作用于液晶顯示器、光學膜或其它光學或電光學器件的光調制元件的用途。本專利技術也涉及，例如作為集成電路的元件，作為平板顯示器應用中的薄膜晶體管，或在RFID標簽中的場效應晶體管，其包含根據本專利技術的一種或多種化合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
通式Ⅰ的化合物Ｐ－Ｓｐ－Ｘ－Ａ↑［１］－（Ｚ↑［１］－Ａ↑［２］）↓［ｍ］－ＲⅠ其中Ｐ是可聚合的或反應性基團，Ｓｐ是間隔基團或單鍵，Ｘ是連接基團或單鍵，Ａ↑［１］和Ａ↑［２］彼此獨立地是１，４－亞苯基或噻吩－２，５－二基，它任選地由一個或多個基團Ｒ↑［１］取代，其中Ａ↑［１］和Ａ↑［２］中的至少兩個是任選取代的噻吩－２，５－二基，Ｒ↑［１］具有Ｒ的含義之一，Ｚ↑［１］和Ｚ↑［２］彼此獨立地是－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－、－ＣＯ－ＮＲ↑［０］－、－ＮＲ↑［０］－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－ＮＲ↑［０］－、－ＮＲ↑［０］－ＣＯ－Ｏ－、－ＮＲ↑［０］－ＣＯ－ＮＲ↑［０］－、－ＯＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］Ｏ－、－ＳＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］Ｓ－、－ＣＦ↓［２］Ｏ－、－ＯＣＦ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］Ｓ－、－ＳＣＦ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ↓［２］ＣＦ↓［２］－、－ＣＦ↓［２］ＣＦ↓［２］－、－ＣＨ＝Ｎ－、－Ｎ＝ＣＨ－、－Ｎ＝Ｎ－、－ＣＨ＝ＣＲ↑［０］－、－ＣＹ↑［１］＝ＣＹ↑［２］－、－Ｃ≡Ｃ－、－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－或單鍵，Ｒ↑［０］和Ｒ↑［００］彼此獨立地是Ｈ或１－１２個Ｃ原子的烷基，Ｙ↑［１］和Ｙ↑［２］彼此獨立地是Ｈ、Ｆ、Ｃｌ或ＣＮ，Ｒ是Ｈ、鹵素、ＣＮ、ＮＯ↓［２］、ＮＣＳ、ＳＦ↓［５］、Ｓｎ（Ｒ′）↓［３］、ＳｉＲ′Ｒ″Ｒ″′、１－３０個Ｃ原子的直鏈、支化或環狀烷基，該烷基是未取代的、由Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ或ＣＮ單或多取代的，并且其中一個或多個非相鄰的ＣＨ↓［２］基團任選地在每種情況下彼此獨立地由－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－、－ＮＲ↑［０］－、－ＳｉＲ′Ｒ″－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－、－ＣＯ－ＮＲ↑［０］－、－ＮＲ↑［０］－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－ＮＲ↑［０］－、－ＮＲ↑［０］－ＣＯ－Ｏ－、－ＮＲ↑［０］－ＣＯ－ＮＲ↑［０］－、－Ｓ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｓ－、－ＣＹ↑［１］＝ＣＹ↑［２］－或－Ｃ≡Ｃ－以Ｏ和／或Ｓ原子不直接彼此連接的方式替代，芳族或雜芳族基團，或Ｐ－Ｓｐ－Ｘ，Ｒ′、Ｒ″和Ｒ″′彼此獨立地是１－１２個Ｃ原子的烷基，和ｍ是１、２、３、４或５，條件是ａ）Ａ↑［１］和Ａ↑［２］中的至少兩個表示任選取代的噻吩－２，５－二基，ｂ）Ａ↑［１］和Ａ↑［２］不同于＊＊＊其中Ｒ↑［２］是...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M黑奈，張衛民，S蒂爾奈，D施帕羅韋，M什庫諾夫，I麥卡洛克，
申請(專利權)人：默克專利股份有限公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]