含氟芳香族化合物及其制造方法
【專利摘要】下述式(2-1)或式(2-2)所示的含氟芳香族化合物及該化合物的制造方法。[R為氫原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子數(shù)1～12的烷基或可以具有取代基的一價芳香族基團(tuán)，Rf1和Rf2為碳原子數(shù)1～12的含氟烷基，Rf1和Rf2可以相同也可以不同，m為1以上的整數(shù)，n為0以上的整數(shù)，m+n為1以上且5以下的整數(shù)]。
【專利說明】含氟芳香族化合物及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可應(yīng)用于有機(jī)半導(dǎo)體材料的新的含氟芳香族化合物及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 以有機(jī)化合物作為半導(dǎo)體材料的有機(jī)半導(dǎo)體元件與以往的使用硅等無機(jī)半導(dǎo)體 材料的半導(dǎo)體元件相比，更容易加工，因此可望實現(xiàn)價格低的器件。另外，有機(jī)化合物的半 導(dǎo)體材料從結(jié)構(gòu)上而言較柔軟，因此，通過與塑料襯底組合使用，可望實現(xiàn)柔性的顯示器等 器件。
[0003] 有機(jī)半導(dǎo)體的加工工藝已知有利用蒸鍍的干法工藝以及涂布、印刷、噴墨等使用 有機(jī)溶劑的濕法工藝。現(xiàn)有的有機(jī)半導(dǎo)體材料對有機(jī)溶劑的溶解性低，難以應(yīng)用濕法工藝， 因此廣泛使用干法工藝。另一方面，濕法工藝容易且廉價，是環(huán)境負(fù)荷小的制造工藝。
[0004] 對于有機(jī)半導(dǎo)體材料要求提高載流子遷移率。作為用于提高有機(jī)半導(dǎo)體材料的 載流子遷移率的方法，尚未建立有效的方法，但認(rèn)為重要的是增強(qiáng)分子間相互作用和控制 分子的排列。作為稠合多環(huán)類化合物的并苯化合物利用平面結(jié)構(gòu)使共軛體系擴(kuò)展，并具有 由η堆疊產(chǎn)生的較強(qiáng)的分子間相互作用，因此，已經(jīng)嘗試了將其作為有機(jī)半導(dǎo)體材料使用 (非專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 并苯化合物是指具有苯環(huán)以線性稠合而得到的骨架的化合物。并苯化合物與聚乙 炔等相比，理論帶隙小，作為有機(jī)半導(dǎo)體材料可望發(fā)揮優(yōu)良的功能，并且環(huán)數(shù)越增加，越能 夠期待其功能。另外，具有利用取代基使導(dǎo)電性發(fā)生變化的可能性。
[0006] 對于不具有取代基的并苯化合物而言，隨著環(huán)數(shù)增加，對有機(jī)溶劑的溶解性降低。 因此，難以對并苯化合物應(yīng)用濕法工藝，溶劑、溫度條件等的選擇范圍也非常窄。
[0007] 提出了通過在并苯骨架中引入烷基等取代基而使對有機(jī)溶劑的親和性增加、從而 也能夠應(yīng)用于濕法工藝的并苯化合物（專利文獻(xiàn)1)。
[0008] 專利文獻(xiàn)2中公開了通過使用重金屬的偶聯(lián)反應(yīng)來制造具有全氟烷基的蒽的方 法。作為該化合物，公開了在6位和13位上取代有C8F17-的蒽。專利文獻(xiàn)2的制造方法 使用了鹵素取代的并苯化合物與全氟烷基碘化物在重金屬（Cu)存在下進(jìn)行的偶聯(lián)反應(yīng)， 因此合成繁雜。另外，有機(jī)半導(dǎo)體材料要求具有高純度，因此，在受到重金屬污染的情況下， 需要大量勞動來進(jìn)行超高純度化（升華純化等）。
[0009] 為了避免該問題，考慮不使用重金屬偶聯(lián)反應(yīng)而直接對芳香族類應(yīng)用多氟烷基 化。雖然有對苯類進(jìn)行全氟烷基化的報道，但到目前為止還沒有對并苯化合物進(jìn)行全氟烷 基化的報道（專利文獻(xiàn)3和非專利文獻(xiàn)2)。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2007-13097號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :國際公開第2011/022678號
[0014] 專利文獻(xiàn)3 :美國專利第3271441號說明書
[0015] 非專利文獻(xiàn)
[0016] 非專利文獻(xiàn) 1 :D. J. Gundlach, S. F. Nelson, Τ· Ν· Jachson et al.，Appl. Phys. Lett. , (2002), 80, 2925.
[0017] 非專利文獻(xiàn) 2 :Anna Bravo et al. , J. Org. Chem. , (1997), 62, 7128.


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明所要解決的問題
[0019] 如上所述，期望具有高載流子遷移率的現(xiàn)有的有機(jī)半導(dǎo)體材料對溶劑的溶解性 低，主要通過干法工藝得到。另外，雖然提出了通過使用重金屬的方法得到具有多氟烷基的 蒽的方法，但存在重金屬殘留的問題。
[0020] 本發(fā)明提供能夠應(yīng)用于干法工藝和濕法工藝中的任意一種工藝、而且作為具有高 載流子遷移率的有機(jī)半導(dǎo)體材料有用的化合物。
[0021] 具體而言，提供對低極性溶劑也可溶并且可以期待由較強(qiáng)的分子間相互作用實現(xiàn) 高載流子遷移率的并苯化合物。另外，提供作為載流子遷移率降低的原因之一的重金屬污 染少的并苯化合物及其制造方法。
[0022] 用于解決問題的手段
[0023] 本發(fā)明人完成了本發(fā)明，其涉及重金屬的污染少、對低極性溶劑也可溶的特定結(jié) 構(gòu)的含氟芳香族化合物及其制造方法。
[0024] gp，本發(fā)明涉及以下內(nèi)容。
[0025] < 1 >-種含氟芳香族化合物，其選自下述式（2-1)所示的化合物和式（2-2)所 示的化合物，
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種含氟芳香族化合物，其選自下述式（2-1)所示的化合物和式（2-2)所示的化合 物，
R為氫原子、可以具有取代基的碳原子數(shù)1?12的烷基或可以具有取代基的一價芳香 族基團(tuán)， Rf\和Rf2為可以具有取代基的碳原子數(shù)1?12的含氟烷基，Rf\和Rf2可以相同也可 以不同， m為1以上的整數(shù)，η為0以上的整數(shù)，m+n為1以上且5以下的整數(shù)， 其中，不包括如下情況： 式（2-2)中，當(dāng)m = η = 1時，Rf\和Rf2均為CF3的情況和Rf\和Rf2均為nC 8F17的情 況；以及當(dāng)m = η = 2時，RA和Rf2均為nC8F17的情況。
2. 如權(quán)利要求1所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（2-1)中，Rf\為碳原子數(shù)1? 6的全氟燒基。
3. 如權(quán)利要求1所述的含氟芳香族化合物，其中， 所述R為氫原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子數(shù)2?12的烷基或可以具有 取代基的一價芳香族基團(tuán)， 所述RfjP 1^2可以相同也可以不同，Rf\為可以具有取代基的碳原子數(shù)1?12的含氟 烷基，Rf2為可以具有取代基的碳原子數(shù)4?7的含氟烷基。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（2-2)中，1^1和1^2可以 相同也可以不同，Rf\為碳原子數(shù)1?12的全氟烷基，Rf 2為碳原子數(shù)4?7的全氟烷基。
5. 如權(quán)利要求1或3所述的含氟芳香族化合物，其中， 所述式（2-1)所示的化合物為下述（3-1)所示的化合物， 所述式（2-2)所示的化合物為下述（3-2)所示的化合物，
Rf\、Rf2和R表示與上述相同的含義。
6. 如權(quán)利要求5所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（3-2)中，1^和1^2可以相同 也可以不同，Rf\為碳原子數(shù)1?12的全氟烷基，Rf 2為碳原子數(shù)4?7的全氟烷基。
7. 如權(quán)利要求1或3所述的含氟芳香族化合物，其中， 所述式（2-1)所示的化合物為下述（4-1)所示的化合物， 所述式（2-2)所示的化合物為下述（4-2)所示的化合物，
Rf\和Rf2表示與上述相同的含義。
8. 如權(quán)利要求7所述的含氟芳香族化合物，其中，所述式（4-2)中，1^和1^2可以相同 也可以不同，Rf\為碳原子數(shù)4?7的全氟烷基，Rf 2為碳原子數(shù)1?12的全氟烷基。
9. 一種有機(jī)半導(dǎo)體材料，其含有權(quán)利要求1?8中任一項所述的含氟芳香族化合物。
10. -種有機(jī)半導(dǎo)體薄膜，其含有權(quán)利要求9所述的有機(jī)半導(dǎo)體用材料。
11. 一種有機(jī)半導(dǎo)體元件，其具備襯底和權(quán)利要求10所述的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜。
12. -種晶體管，其具備柵極、電介質(zhì)層、源極、漏極和半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層由權(quán)利 要求10所述的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成。
13. -種含氟芳香族化合物的制造方法，其中，在含鹵素溶劑中，在硫代硫酸鹽的存在 下，使下述式（1)所示的化合物與式RfA所示的化合物在光照射下反應(yīng)，接著進(jìn)行加熱，由 此得到下述式（2-1)所示的含氟芳香族化合物，
R為氫原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子數(shù)2?12的烷基或可以具有取代 基的一價芳香族基團(tuán)， Rf\為碳原子數(shù)1?12的含氟烷基， &表示碘原子或溴原子， m為1以上的整數(shù)，η為0以上的整數(shù)，m+n為1以上且5以下的整數(shù)。
14. 下述式（2-2)所示的含氟芳香族化合物的制造方法，其中，在含鹵素溶劑中，在硫 代硫酸鹽的存在下，使下述式（1-1)所示的化合物與式RfA所示的化合物在光照射下反 應(yīng)，由此得到下述式（1-Γ)所示的化合物，接著，對該式（1-Γ)所示的化合物進(jìn)行加熱，由 此得到下述式（2-1-1)所示的含氟芳香族化合物，接著，得到該式（2-1-1)所示的化合物， 接著，在含鹵素溶劑中，在硫代硫酸鹽的存在下，使該式（2-1-1)所示的化合物與式Rf2X2所 示的化合物在光照射下反應(yīng)，并進(jìn)行加熱，
Rf\和Rf2為可以具有取代基的碳原子數(shù)1?12的含氟烷基，Rf\和Rf2可以相同也可 以不同， &和X2表示碘原子或溴原子，可以相同也可以不同， m為1以上的整數(shù)，η為0以上的整數(shù)，m+n為1以上且5以下的整數(shù)。
15. -種有機(jī)半導(dǎo)體材料，其含有權(quán)利要求1?8中任一項所述的含氟芳香族化合物， 并且，Ni、Cu、Zn和Pd金屬的含量各自為1質(zhì)量ppm以下，所述金屬的總含量為10質(zhì)量ppm 以下。
16. -種有機(jī)半導(dǎo)體材料，其含有選自下述式（2-1)所示的化合物和下述式（2-2)所示 的化合物中的至少一種含氟芳香族化合物，并且，Ni、Cu、Zn和Pd金屬的含量各自為1質(zhì)量 ppm以下,所述金屬的總含量為10質(zhì)量ppm以下，
R為氫原子、可以具有氟原子以外的取代基的碳原子數(shù)2?12的烷基或可以具有取代 基的一價芳香族基團(tuán)， Rf\和Rf2為可以具有取代基的碳原子數(shù)1?12的含氟烷基，Rf\和Rf2可以相同也可 以不同， m為1以上的整數(shù)，η為0以上的整數(shù)，m+n為1以上且5以下的整數(shù)。
17. -種下述式（1-Γ )所示的化合物，
Rf\為可以具有取代基的碳原子數(shù)1?12的含氟烷基， m為1以上的整數(shù)，η為0以上的整數(shù)，m+n為1以上且5以下的整數(shù)。
【文檔編號】H01L29/786GK104114522SQ201380009916
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月17日
【發(fā)明者】矢島知子, 山本今日子 申請人:旭硝子株式會社