專利名稱：含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔?、有機半導(dǎo)體材料和有機電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型的含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锖褪褂昧嗽摶衔锏挠袡C電子器件，還涉及利用了該化合物作為有機半導(dǎo)體材料的發(fā)光元件、薄膜晶體管、光生伏打元件。近年來，使用了有機化合物作為半導(dǎo)體材料的有機電子元件獲得了顯著的發(fā)展。作為其代表性的應(yīng)用例，可列舉作為下一代的平板顯示器受到期待的有機電致發(fā)光元件(有機EL元件)、由于能夠采用印刷等低成本工藝制造在顯示器的像素驅(qū)動用等中使用的薄膜晶體管或能夠應(yīng)對柔性基板而受到關(guān)注的有機薄膜晶體管(有機TFT)、作為輕質(zhì)并且柔性的電源的光生伏打元件(有機薄膜太陽能電池)。一般地，對于使用無機半導(dǎo)體材料的硅的半導(dǎo)體元件，在其薄膜形成中，高溫工藝和高真空工藝是必需的。由于需要高溫工藝，因此不能將硅在塑料基板上等形成薄膜，因此對于組裝了半導(dǎo)體元件的制品，賦予可撓性或進行輕質(zhì)化困難。此外，由于需要高真空工藝，因此組裝了半導(dǎo)體元件的制品的大面積化和低成本化困難。有機化合物與無機物硅相比，加工容易，因此通過使用有機化合物作為半導(dǎo)體材料，期待著實現(xiàn)低價格的器件。此外，關(guān)于使用了有機化合物的半導(dǎo)體器件，由于能夠在低溫下制造器件，因此能夠應(yīng)用包含塑料基板的多種多樣的基板。此外，有機化合物的半導(dǎo)體材料，由于構(gòu)造上柔軟，因此通過將塑料基板和有機化合物的半導(dǎo)體材料組合使用，期待著向發(fā)揮了這些特性的有機半導(dǎo)體制品的應(yīng)用，例如實現(xiàn)有機EL板和電子紙等的柔性的顯示器、液晶顯示器、信息標(biāo)簽、電子人工皮膚片材、片型掃描儀等的大面積傳感器等的器件。對于用于這樣的有機電子器 件的有機半導(dǎo)體材料，要求有機EL兀件的發(fā)光效率的高效率化、長壽命化和低驅(qū)動電壓化、有機TFT元件的低閾值電壓化、用于開關(guān)速度提高等的電荷遷移率的提聞、有機薄I旲太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率提聞。例如，有機EL元件用材料中，為了提高發(fā)光效率，承擔(dān)發(fā)光層中的電荷傳輸?shù)闹黧w材料變得重要。作為主體材料提出的代表性的材料，可列舉專利文獻I中介紹的咔唑化合物的4，4’-雙(9-咔唑基)聯(lián)苯(以下稱為CBP)和非專利文獻I中介紹的1，3-二咔唑基苯(以下稱為mCP)。CBP作為以三(2-苯基吡啶)銥絡(luò)合物(以下稱為Ir (ppy)3)為代表的綠色磷光發(fā)光材料的主體材料使用的情況下，在容易使空穴流過、難以使電子流過的特性上，使電荷注入平衡崩潰，過剩的空穴向電子傳輸層側(cè)流出，結(jié)果來自Ir (ppy)3的發(fā)光效率下降。另一方面，mCP作為以雙[2- (4，6-二氟苯基)卩比啶-N、C2’](吡啶甲酰合)銥絡(luò)合物(以下稱為FIrpic)為代表的藍色磷光發(fā)光材料的主體材料使用的情況下，顯示比較良好的發(fā)光特性，特別地，但從耐久性的觀點出發(fā)，在實用上不能滿足。這樣，在有機EL元件中為了獲得高發(fā)光效率，在兩種電荷(空穴.電子)注入傳輸特性上取得平衡的主體材料是必要的。此外，希望電化學(xué)上穩(wěn)定，具有高耐熱性，而且具有優(yōu)異的無定形穩(wěn)定性的化合物，要求進一步的改進。此外，有機TFT元件用材料中，近年來，報道了具有與無定形硅匹敵的電荷傳輸性的有機半導(dǎo)體材料。例如，對于非專利文獻2中介紹的將作為5個苯環(huán)以直線狀稠合的烴系并苯型多環(huán)芳香族分子的并五苯用作有機半導(dǎo)體材料的有機TFT，報道了與無定形硅相當(dāng)?shù)碾姾蛇w移率。但是，將并五苯用作有機TFT的有機半導(dǎo)體材料的情況下，有機半導(dǎo)體薄膜層由于采用超高真空下的蒸鍍法形成，從大面積化、可撓性、輕質(zhì)化和低成本化的觀點出發(fā)是不利的。此外，專利文獻2中，也提出了不采用真空蒸鍍法而在鄰-二氯苯的稀溶液中形成并五苯結(jié)晶的方法，但制造方法難，尚未得到穩(wěn)定的元件。對于并五苯這樣的烴系并苯型多環(huán)芳香族分子，氧化穩(wěn)定性低也作為課題列舉出。此外，有機薄膜太陽能電池，最初，用使用了部花青色素等的單層膜進行了研究，但通過形成具有傳輸電子的P層和傳輸空穴的η層的多層膜,發(fā)現(xiàn)從光輸入到電輸出的轉(zhuǎn)換效率(光電轉(zhuǎn)換效率)提高，以后多層膜成為了主流。在最初進行多層膜的研究時使用的材料，作為P層，為銅酞菁(CuPc)，作為η層，為茈酰亞胺類(PTCBI)。另一方面，對于使用了高分子的有機薄膜太陽能電池，主要進行了使用導(dǎo)電性高分子作為P層的材料，使用富勒烯(C60)衍生物作為η材料，將它們混合，進行熱處理，從而誘發(fā)微觀層分離、增加雜界面、提高光電轉(zhuǎn)換效率這樣的所謂異質(zhì)接合構(gòu)造的研究。其中使用的材料系，主要地，作為P層的材料，為聚-3-己基噻吩(Ρ3ΗΤ)，作為η層的材料，為C60衍生物(PCBM)。這樣，對于有機薄膜太陽能電池，各層的材料從初期時開始沒有太大的進展，依然使用著酞菁衍生物、茈酰亞胺衍生物、C60衍生物。因此，為了提高光電轉(zhuǎn)換效率，熱切希望替代這些現(xiàn)有的材料的新型的材料的開發(fā)。例如，專利文獻3中，公開了使用了具有熒蒽骨格的化合物的有機薄膜太陽能電池，但沒有給予滿意的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，作為使用了與本發(fā)明關(guān)聯(lián)的化合物的有機電子器件，專利文獻4和5中公開了使用了以下所示的具有在[3，2-b]稠合的苯并硫?qū)僭夭⒈讲⒘驅(qū)僭夭⒎夜羌艿幕衔锏挠袡CEL元件。但是，它們并沒有公開在[2，3-b]稠合的含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锛捌溆杏眯浴?br> 權(quán)利要求
1.通式(I)所示的含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锖驅(qū)僭氐姆枷阕寤衔?br> 2.權(quán)利要求1所述的含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锖驅(qū)僭氐姆枷阕寤衔?，其中，通?I)中，X各自獨立地為氧或硫。
3.權(quán)利要求2所述的含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锖驅(qū)僭氐姆枷阕寤衔?，其中，通?I)中，2個X相同。
4.有機半導(dǎo)體材料，其特征在于，包含權(quán)利要求1-3的任一項所述的化合物。
5.有機半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，包含權(quán)利要求4所述的有機半導(dǎo)體材料。
6.有機電子器件，其特征在于，包含權(quán)利要求4所述的有機半導(dǎo)體材料。
7.權(quán)利要求6所述的有機電子器件，其中，有機電子器件是從發(fā)光元件、薄膜晶體管和光生伏打元件光生伏打元件中選擇的任意一個。
8.權(quán)利要求7 所 述的有機電子器件，其中，上述發(fā)光元件是有機電致發(fā)光元件。
全文摘要
本發(fā)明提供新型的含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锖驅(qū)僭氐姆枷阕寤衔锖褪褂昧嗽摶衔锏挠袡C電子器件。該化合物是下述式(1)所示的含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锖驅(qū)僭氐姆枷阕寤衔?。利用了該含硫?qū)僭氐姆枷阕寤衔锖驅(qū)僭氐姆枷阕寤衔锏挠袡C電子器件中有有機EL元件、有機TFT元件和光生伏打元件光生伏打元件等。式(1)中，X表示氧、硫或硒，A表示烷基、環(huán)烷基、烯基、炔基、芳香族烴基、芳香族雜環(huán)基或氨基，n各自獨立地表示0～2的整數(shù)，2個n之和為1～4。
文檔編號C09K11/06GK103189380SQ20118004929
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者須田充, 甲斐孝弘, 松本惠 申請人:新日鐵住金化學(xué)株式會社