本发明专利技术实施例公开了一种酞菁化合物及有机薄膜晶体管，本发明专利技术向酞菁核周边的四个苯环上各引入一个烷基起到改善溶解性的作用；并且，四个烷基位于非外围位置，可以将烷基对酞菁核在薄膜中的排列方式的影响降到最低，以实现高的场效应迁移率；此外，中心配体金属原子钛或钒能够调节四烷基取代酞菁的电子结构，烷基、中心配体金属原子的协同效应调控四烷基取代酞菁薄膜的堆积方式，使有机薄膜晶体管的半导体层中酞菁分子的刚性平面垂直于基板排列。本发明专利技术提供的酞菁化合物丰富了酞菁化合物的种类，并获得具有较高迁移率的有机薄膜晶体管。实验结果表明，本发明专利技术提供的有机薄膜晶体管中的半导体层的载流子迁移率达到０．２ｃｍ２／Ｖ.ｓ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机半导体材料
，更具体地说，涉及一种酞菁化合物及有机薄膜晶体管。
技术介绍
近年来，随着有机薄膜晶体管、集成电路和传感器等技术的发展，高迁移率有机共 轭半导体材料的研究和开发异常活跃。酞菁化合物由于具有独特的化学结构、物理性质 和电子结构，在高迁移率有机共轭半导体材料中得到广泛应用。专利号为5，969，376的 美国专利文献公开了一种采用平面的金属酞菁(酞菁铜(CuPc)，酞菁锌(ZnPc)或酞菁锡 (SnPc))作为半导体层的ρ-沟道有机薄膜晶体管，其载流子迁移率为l(T3Cm7V*S ；美国化 学会志(J. Am. Chem. Soc.，1998，120，207-208.)报道了采用平面的金属酞菁(十六氟代金 属酞菁(F16MPc),十六氯代酞菁铁(Cl16FePc)或八氰基取代酞菁铜((CN)8CuPc))作为半导 体层的η-沟道有机薄膜晶体管；应用物理快报(App 1. Phys. Lett.，2006，89，163516.)报 道了采用平面的金属酞菁(十六氯代酞菁铜(Cl16CuPc))的η-沟道有机薄膜晶体管，其载 流子迁移率为0. OlcmVV · s ；申请号为02129458. 5的中国专利文献公开了采用非平面的 金属酞菁(酞菁氧钛(TiOPc)或酞菁氧钒(VOPc))的ρ-沟道有机薄膜晶体管；申请号为 200710055258. 1的中国专利文献公开了采用轴向取代酞菁的有机薄膜晶体管，其载流子迁 移率为 l(T3cm2/V .s ；应用物理快报(App 1. Phys. Lett.，2007，90，253510.)报道了采用 VOPc 的P-沟道有机薄膜晶体管。上述文献中报道的酞菁化合物由于不含烷基、烷氧基等致溶取代基，因此在有机 溶剂中溶解性很差，在制备有机薄膜晶体管时需采用真空蒸镀的方法，但是，由于真空蒸镀 方法复杂、条件苛刻、成本高，采用溶液加工的方法制备有机薄膜晶体管中的半导体层是有 机电子器件发展的趋势。因此，开发可溶性酞菁半导体材料，通过溶液加工方法来制备有机 薄膜晶体管中的半导体层非常重要，是目前高迁移率有机半导体研发的主要方向。在单核酞菁的周边或轴向引入亲油或亲水取代基，从而使其具有一定的油溶性或 水溶性，可以改善酞菁化合物的溶解性。例如，日本专利文献JP2004149752、JP2008303383 和 JP2009218369，世界专利文献 W02008/037695，美国专利文献 US5, 932，72UUS5, 506, 708 和中国专利文献CN200810050658. 8都公开报道了含多种取代基的可溶性酞菁化合物。常 见的亲油取代基包括烷氧基、苯氧基和烷基巯基。其中，烷氧基是研究最多的取代基，例如， 中国专利申请文献CN1816552A，美国专利申请文献US2007225491，日本专利JP1033036和 世界专利申请文献W02008/037695都公开报道了四烷氧基取代的酞菁化合物，但是，在酞 菁核的苯环上引入烷氧基会导致酞菁分子的刚性平面倾向于平行于基板排列，不利于该类 化合物作为半导体材料应用于有机薄膜晶体管(材料化学杂志J. Mater. Chem.，2001，11， 423和日本化学会通报Bulletin of the Chemical Society of Japan，2003，76，781.)。目 前，在各种亲油取代基中，关于烷基取代的酞菁化合物的公开报道较少。可溶性酞菁化合物分为四取代酞菁化合物和八取代酞菁化合物，其中，在取代基相同的情况下，四取代酞菁化合物的溶解性好于八取代酞菁化合物。四取代酞菁化合物 按取代位置的不同可分为两类，外围四取代酞菁化合物(peripheral tetra-substituted phthalocyanines)，即2 (3)，9 (10)，16 (17)，23 (24)-四取代酞菁化合物和非外围四 取代駄善化合物(non-peripheral tetra-substituted phthalocyanines),艮口 1 (4), 8(11)，15(18)，22 (25)-四取代酞菁化合物(见专著 Phthalocyanine Materials Synthesis, Structure and Function, 1998, Cambridge University Press.)。申请号为 200810050658. 8的中国专利文献公开了外围四烷基取代酞菁氧钒或酞菁氧钛在有机薄膜 晶体管中的应用，该文献中提到通过溶液加工的方法可以制备酞菁分子的刚性平面垂直于 基板排列的有机半导体薄膜，其载流子迁移率为0. OlcmVV · S。因此，本专利技术人考虑，进一 步研究四烷基取代位置的差异对酞菁化合物性能的影响，丰富酞菁化合物的种类，进而获 得具有较高载流子迁移率的有机薄膜晶体管。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种酞菁化合物及有机薄膜晶体 管，制备的有机薄膜晶体管具有较高的载流子迁移率。本专利技术提供一种如式(I)所示的酞菁化合物，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种如式（Ⅰ）所示的酞菁化合物，＊＊＊式（Ⅰ），其中，Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］为相同的烷基；Ｒ↓［１］在１或４位中的任一位置；Ｒ↓［２］在８或１１位中的任一位置；Ｒ↓［３］在１５或１８位中的任一位置；Ｒ↓［４］在２２或２５位中的任一位置；Ｍ为钛或钒。
【技术特征摘要】
1 一 种如式(I)所示的酞菁化合物，2.根据权利要求1所述的酞菁化合物，其特征在于，所述烷基为直链烷基或支化链的焼基。3.根据权利要求2所述的酞菁化合物，其特征在于，所述直链烷基为C4 C18的直链烷基。4.根据权利要求3所述的酞菁化合物，其特征在于，所述直链烷基为己基。5.根据权利要求1所述的酞菁化合物，其特征在于，具有如式(II)、式(III)、式(IV) 或式⑴所示的结构6.一种有机薄膜晶体管，其特征在于，半导体...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿延候，田洪坤，董少强，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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