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TW200904848A - Fluorine-containing polycyclic aromatic compound, fluorine-containing polymer, organic thin film and organic thin film element - Google Patents

Fluorine-containing polycyclic aromatic compound, fluorine-containing polymer, organic thin film and organic thin film element Download PDF

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TW200904848A
TW200904848A TW097108091A TW97108091A TW200904848A TW 200904848 A TW200904848 A TW 200904848A TW 097108091 A TW097108091 A TW 097108091A TW 97108091 A TW97108091 A TW 97108091A TW 200904848 A TW200904848 A TW 200904848A
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TW
Taiwan
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group
organic
fluorine
represented
formula
Prior art date
Application number
TW097108091A
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English (en)
Inventor
Yutaka Ie
Yoshio Aso
Masashi Nitani
Masato Ueda
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co filed Critical Sumitomo Chemical Co
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Description

200904848 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於含氟之多環芳香族化合物、含氟之聚合 物、有機薄膜及有機薄膜元件。 【先前技術】 含有具有電子輸送性或電洞輸送性之有機材料之薄膜 雖期待應用於有機薄膜電晶體、有機太陽能電池、光感測 器等有機薄膜元件,但相較於有機P型半導體(顯示電洞 輸送性),有機η型半導體(顯示電子輸送性)較難以獲得 ,故對有機η型半導体之開發進行各種檢討。 導入氟烷基之π共軛化合物由於電子受容性增加,而 爲預見可展現有機η型半導體等之電子輸送性材料之化合 物。由該觀點觀之,近年來對於噻吩環中導入氟烷基之化 合物進行積極探討(專利文獻1〜4)。 一方面,爲了提高分子構造之平面性,而對具有經交 聯構造之聚噻吩或梯型之芴進行各種探討(非專利文獻1、 2及專利文獻5)。 又,已對平面性高的五并苯經氟化之四氟五并苯等作 爲有機η型半導體方面進行探討(專利文獻6)。 . 專利文獻1 :美國專利申請公開號第2 0 0 4 /1 8 6 2 6 6號說 明書 專利文獻2 :美國專利申請公開號第2004/1 83 068號說 明書 -6- 200904848 專利文獻3 :國際公開第2003 /0 1 0778號短册 專利文獻4 :歐洲專利申請公開號第1 2 7 9 6 8 9號說明書 專利文獻5 :日本特開2004-339516號公報 專利文獻6:日本特開2005-235923號公報 非專利文獻 1 : Paolo Coppo 等人,J.Mat.Commun. 2002 ,12(9),2597 非專利文獻 2: Jacob, Josemon 等人 ’ J.American Chem.Soc.2004,126(22),6987 【發明內容】 [本發明欲解決之問題] 然而,上述公知之材料,作爲有機η型半導體之性能 尙難謂爲充分,而要求有電子輸送性進一步提高之有機η 型半導體。 因此,本發明之目的在於提供一種電子輸送性優異而 可作爲有機η型半導體加以利用之新穎化合物及新穎聚合 物。本發明又一目的係提供一種含有該新穎化合物及/或 新穎聚合物之有機薄膜,以及具有該有機薄膜之有機薄膜 元件。 [用以解決問題之手段] 爲達到上述目的,本發明提供一種以下列通式(I)表 示之含氟多環芳香族化合物。 200904848 [化1]
式(I)中,Ar1及Ar2各獨立,表示碳數6以上之芳香族 烴基或碳數4以上之雜環基,r1、R2、R3及R4各獨立,表 示氫原子、鹵素原子或i價基,R5及R6各獨立,表示氫原 子或亦可經取代基取代之1價有機基(其中該1價有機基係 選自烷基、烷氧基、醯基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、 芳基烷氧基及雜環基,而該1價有機基中,包含取代基之 全部氫原子之至少一者亦可經氟原子取代)’ Si及t!各獨 立表示2以上之整數,惟,R5及R6中至少一者爲包含取代 基之全部氫原子之至少一個經氟原子取代之上述1價有機 基,又,複數存在之R5可相同亦可不同,複數存在之R6 可相同亦可不同。 再者,Ar1爲碳數6以上之芳香族烴基時,式(I)中包圍 「Ar1」記號所成之環其全體係形成碳數6以上之芳香族烴 基(於Ar2亦同),若Ar1爲碳數4以上之雜環基,則式(1)中 包圍「Ar1」記號所成之環其全體係形成碳數4以上之雜環 基(於Ar2亦同)。 又,s 1及11之値可依據下列般加以考量。於A r1爲碳 數6以上之芳香族烴基之情況下,假定s】爲0時則計算與該 基中碳原子鍵結之氫原子總數。若該値爲N 1 a n,則成爲 -8- 200904848 S ! =N 1 a !,(於Ar 1爲碳數4以上之雜環基之情況下亦相同)° 又,當Ar2爲碳數6以上之芳香族烴之情況下,假設爲0 時則計算與該基中之碳原子鍵結之氫原子總數。若該値爲 1^13||,則成爲11=\1131|(人1'2於碳數4以上之雜環基之情況 下亦相同)。因此,Si及4値可依據與碳數6以上之芳香族 烴基或碳數4以上之雜環基之碳原子鍵結之氫原子數一槪 決定。 本發明另提供一種含有具有以下列通式(ΙΠ)表示之重 複單位之含氟聚合物: [化2]
…(III) 式(III)中,Ar1及Ar2各獨立,表示碳數6以上之芳香 族烴基或碳數4以上之雜環基,R1、R2、R3及R4各獨立, 表示氫原子、鹵素原子或1價基,R5及R6各獨立,表示氫 原子或亦可經取代基取代之1價有機基(其中該1價有機基 係選自烷基、烷氧基 '醯基、芳基、芳基氧基、芳基烷基 、芳基烷氧基及雜環基,而該1價有機基中,包含取代基 之全部氫原子之至少一者亦可經氟原子取代),52及^各 獨立表示1以上之整數,又,當32爲2以上時,複數存在之 -9- 200904848 r5可相同亦可不同,t2爲2以上時,複數存在之R6可相同 亦可不同° 又,若Ar1爲碳數6以上之芳香族烴基,則式(III)中包 圍「Ar1」記號所成之環全體形成碳數6以上之芳香族烴基 (Ar2亦相同)’若爲碳數4以上之雜環基’則式(III)中 包圍「Ar1」記號所成環全體形成碳數4以上之雜環基(Ar2 亦相同)。 又,52及t2値可如下般加以考量。Ar1爲碳數6以上之 芳香族烴基之情況下’假設S 2爲0時計算與該基中之碳原 子鍵結之氫原子總數。若該値爲N 2 a 1 1 ’則成爲S 2 =N 2 a ! 1 (Ar 1於碳數爲4以上之雜環基之情況下亦相同)。又’當 Ar2爲碳數6以上之芳香族烴基之情況下,假設t2爲0時計 算與該基中之碳原子鍵結之氫原子總數。若該値爲M2a|| ,則成爲t2 = M2an(Ar2於碳數4以上之雜環基之情況下亦 相同)。因此,S2及t2之値可由碳數6以上之芳香族烴基或 碳原子數4以上之雜環基之碳原子鍵結之氫原子數一槪決 定。 具備該骨架之含氟多環芳香族化合物及含氟聚合物爲 環彼此間之π共軛平面性良好且藉由導入氟原子可呈現出 充分低之LUMO,因此可利用作爲電子輸送性優異之有機 η型半導體。又,此等含氟多環芳香族化合物及含氟之聚 合物由於化學性安定,於有機溶劑中之溶解性優異,因此 可用此等形成薄膜,可製造性能優異之有機薄膜元件。 本發明進一步提供一種含有上述含氟多環芳香族化合 -10- 200904848 物及/或含氟聚合物之有機薄膜,以及具備該有機薄膜之 有機薄膜元件。 如此之有機薄膜及有機薄膜元件因爲含有本發明之含 氟多環芳香族化合物或含氟聚合物,因此具有相當低的 LUMO,顯示優異之電子輸送性。 [發明效果] 依據本發明,提供一種可利用作爲電子輸送性優異之 有機η型半導體之新穎含氟多環芳香族化合物及新穎含氟 聚合物。又,本發明可提供一種含有該含氟多環芳香族化 合物或含氟聚合物之有機薄膜,以及具備該有機薄膜之有 機薄膜元件。又,由於上述含氟多環芳香族化合物及含氟 聚合物之電子輸送性優異,故具備上述有機薄膜之有機薄 膜電晶體通常顯示出良好之Id-Vg特性,有機薄膜太陽能 電池通常顯示出優異之電壓·電流特性,光感測器通常顯 示出良好之光電流與暗電流比。 【實施方式】 以下,依據情況參照附圖詳細說明本發明之較佳實施 形態。有,相同元件賦予相同符號,因此省略重複之說明 。又,上下左右之位置關係並沒有特別限制,以圖式中所 示之位置關係爲準。又,圖式之尺寸比例並不限於圖式所 示之比例。 本發明之含氟多環芳香族化合物具有以上述通式(I) -11 - 200904848 表示之構造。 上述通式(I)中,Ar1及Ar2各獨立表示碳數6以上之芳 香族烴基或碳數4以上之雜環基’亦可以1或複數個任意取 代基取代,R1、R2、r3及R4各獨立表示氫原子、鹵素原 子或1價基。R5及R6各獨立表示氫原子或1價有機基,該 有機基亦可以1或複數個任意取代基取代,包含取代基之 全部氫原子之至少1者亦可經氟原子取代。惟,R 5及R 6之 至少一者爲包含取代基之全部氫原子之至少一者經氣原子 取代之上述1價有機基。又’該有機基較好爲烷基、院氧 基、醯基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、芳基烷氧基及1 價雜環基。sj 4各獨立爲2以上之整數。又,Ari& Ar2 可相同亦可不同,就製造上之容易性而言,較好Ari及 Ar2爲相同。另外’複數存在之R5可相同亦可不同,複數 存在之R6可相同亦可不同。 又,以上述通式(I)表示之化合物較好爲以下列通式 (Π)表示之化合物。
上述通式(II)中,R1、R2、R3、R4、R5及R6與上述定 義相同’ Z及Z各獨爲以下式(i)〜(ix)表不之基之任— -12- 200904848 者。其中’ R5及R6之至少一者爲包含取代基之全部氫原 子之至少一者經氟原子取代之上述1價有機基。又,R7、 R8、R9及R1G各獨立表示氫原子、鹵素原子或1價基,R7 與R8亦可彼此結合形成環。又,以下式(ii)表示之基亦可 左右反轉, [化4] •⑼ …间(v) || …{vi} Ο(viii) 、Te〆…(ix} 又,本發明之含氟聚合物具有以上述通式(III)表示之 重複單位。亦即,本發明之含氟聚合物具有1個以上之以 上述通式(ΠΙ)表示之重複單位(例如以下列所述通式(IV) 表示之重複單位),較好2個以上,亦可具有其他重複單位 。含氟聚合物中’當R1、R2、r3及R4以複數個存在時, 此等分別可相同亦可不同。又,就製造上之容易性而言’ 複數存在之Ri、R2、R3及R4各較好爲相同。 上述通式(III)中,Ar1及 A r2各獨立表示碳數6以上之 芳香族烴基或碳數4以上之雜環基’亦可以1或複數個任意 •Ο.
R R7 'R8…⑴
…(iv) 、s· (νϋ)
Se- -13- 200904848 取代基取代,R1、R2、R3及R4各獨立表示氫原子、鹵素 原子或1價基。R5及R6各獨立表示氫原子或1價有機基, 該有機基亦可以1或複數個任意取代基取代,包含取代基 之全部氫原子之至少1者亦可經氟原子取代。該有機基較 好爲烷基、烷氧基、醯基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、 芳基烷氧基及1價雜環基。S2& t2各獨立表示1以上之整數 。又’ Ar1及Ar2可相同亦可不同,但就製造上之容易性而 言’較好Ar1及Ar2爲相同。又,於52爲2以上之情況下, 複數存在之R5可相同亦可不同,於4爲2以上之情況下, 複數存在之R6可相同亦可不同。 以上述通式(III)表示之重複單位較好爲以下列通式 (IV)表示之重複單位。由於具有該等重複單位,因此可利 用作爲電子輸送性特別優異之有機η型半導體。
上述通式(IV)中,R1、R2、R3、R4、R5及R6與上述定 義相同,Ζ1及Ζ2各獨立爲以上述式(i)〜(ix)表示之基之任 —者。R7、R8、R9及R1()各獨立表示氫原子、鹵素原子或 1價基,R7與R8亦可彼此結合形成環。另外,以上式(ii) 表示之基亦可左右反轉, -14- 200904848 本發明之含氟聚合物每一分子中亦可具有不同之複數 種重複單位作爲以上述通式(ΠΙ)表示之重複單位’亦可僅 具有一種重複單位,但就製造上之容易性考量,較好具有 一種重複單位。 本發明之含氟聚合物較好具有至少一個以上述通式 (III)表示之重複單位、及至少一個與上述通式(III)表示之 重複單位不同之以下列通式(V)表示之重複單位,更好具 有至少一個以上述通式(III)表示之重複單位及至少一個以 下列通式(VI)表示之重複單位。藉由如此構成,使得溶解 性、機械的、熱或電子特性之可變化範圍變廣。又,下列 通式(V)中’ Ar3表示2價芳香族烴基或2價雜環基(該等基 亦可經取代基取代)。以通式(ΙΠ)表示之重複單位(較好爲 以上5Φ 5S式(IV)表示之重複單位)與以通式(v)表示之重複 IMi 爲以下列通式(VI)表示之重複單位)之比率較好 爲相對於前者100莫耳’後者爲1〇〜1〇〇〇莫耳,更好相對於 則者100莫耳,後者爲25〜4〇〇莫耳,最好相對於前者1〇〇莫 耳’後者爲50〜2 00莫耳。 [化6] (V) -4- Ar3-^ M ^況中’ Ar3較宣爲以下列通式(VI)表示之基。由 方、具有此重複單位’變成可控制溶解性或電子特性。式中 ’ Z與2或Z2相同或不同,爲以上述式(i)〜(ix)表示之基 -15- 200904848 之任一者。又,R11及R12各獨立表示氫原子、鹵素原子或 1價基’ R11與Ri2亦可彼此鍵結形成環。其中’ R7、R8、 R9及R1Q與上述定義相同。 [化7] R11 R12
…(VI} 通式(I)中,以Ar1表示之碳數6以上之芳香族烴基較 好爲自碳數6以上之苯環或縮合環移除(2 + Sl)個氫原子之 殘留原子團’以Ar2表示之碳數6以上之芳香族烴基較好 爲自碳數6以上之苯環或縮合環移除(2 + ti)個氫原子之殘留 原子團。又’通式(III)中,以Ar1表示之碳數6以上之芳香 族烴基較好爲自碳數6以上之苯環或縮合環移除(3 + s2)個 氫原子之殘留原子團’以Ar2表示之碳數6以上之芳香族 烴基較好爲自碳數6以上之苯環或縮合環移除(3+t2)個氫原 子之殘留原子團。上述所有基之碳數通常爲6〜60,較好爲 6〜2 0。至於縮合環列舉有例如萘環、蒽環、芘環、菲環、 芴環。再者’芳香族烴基上亦可具有取代基。此處,芳香 族烴基之碳數不包含取代基之碳數。而且,至於取代基可 舉例有鹵素原子、飽和或不飽和烴基、芳基、烷氧基、芳 基氧基、1價雜環基、胺基、硝基、氰基。 通式(I)中’以Ar表不之碳數4以上之雜環基較好爲 自雜環式化合物移除(2 + s〇個氫原子之殘留原子團,以 -16- 200904848
Ar2表示之碳數4以上之雜環基較好爲自雜環式化合物移除 (2 + t〇個氫原子之殘留原子團。又,通式(in)中,以Ar1 表示之碳數4以上之雜環基較好爲自雜環式化合物移除 (3 + s2)個氫原子之殘留原子團,以Ar2表示之碳數4以上之 雜環基較好爲自雜環式化合物移除(3+t2)個氫原子之殘留 原子團。上述所有基之碳數通常爲4~60,較好爲4〜20。而 且’雜環基上亦可具有取代基,雜環基之碳數不包含取代 基之碳數。再者,至於取代基可舉例有鹵素原子、飽和或 不飽和烴基、芳基、烷氧基、芳基氧基、1價雜環基、胺 基、硝基、氰基。 以Ar3表示之2價芳香族烴基較好爲自苯環或縮合環 移除2個氫原子之殘留原子團,通常碳數爲6~60,較好爲 6〜20。至於縮合環,舉例爲萘環、蒽環、四并苯、五并苯 、芘環、茈環、芴環。此等中最佳者爲自苯環或芴環移除 2個氫原子之殘留原子團。再者,芳香族烴基上亦可具有 取代基。此處,2價芳香族烴基之碳數不包含取代基之碳 數。再者’取代基可舉例有鹵素原子、飽和或不飽和烴基 、芳基、烷氧基、芳基氧基、1價雜環基、胺基、硝基、 氰基。 又,以Ar3表示之2價雜環基較好爲自雜環式化合物 移除2個氫原子之殘留原子團,碳數通常爲4〜60,較好爲 4~20。至於上述之雜環式化合物,可舉例爲噻吩環、噻吩 并噻吩環、二噻吩并噻吩環等噻吩環之2〜6個縮環化合物 ’噻唑環、吡咯環、吡啶環、嘧啶環、哌啶環、三嗪環, -17- 200904848 較好爲噻吩環、噻吩并噻吩環、二噻吩并噻吩環等噻吩環 之2〜6個縮環化合物。又’ 2價雜環基上亦可具有取代基, 且2價雜環基之碳數不包含取代基之碳數。再者,取代基 可舉例有鹵素原子、飽和或不飽和烴基、芳基、烷氧基、 芳基氧基、1價雜環基、胺基、硝基、氰基。 此處,雜環式化合物爲具有環式構造之有機化合物中 ,構成環之元素除碳原子外亦可在環內含有氧、硫、氮、 隣、硼、砂等雜原子者。 通式(Π)及(IV)中之 Z1及 Z2較好爲以例如上述式 ⑴〜(V)表示之基之任一者表示者,較好以式(i)、(iii)、 〇)之任一者表示者,最好爲以式(i)表示者。通式(VI)中 之Z3較好爲例如以上述式(i)〜(v)表示之基之任一者表示 者,更好爲以式(i)、(iii)、(v)之任一者表示者,最好爲 以式(v)表示者。噻吩環、呋喃環及吡略環,尤其是噻吩 環顯示出特徵之電氣性質,因此可發揮各種電氣特性。 式(i)、(ii)及(iii),以及通式(I)、(II)、(III)、(IV)及 (VI)中’ R1〜R4及R7〜分別獨立表示氫原子、鹵素原子 或1價基’ R7與R8之間以及R11與R12之間亦可形成環。 作爲R1〜R4以及R7〜之1價基較好爲直鏈狀或分支 狀低分子鏈、1價環狀基(該環狀基可爲單環亦可爲縮合環 、可爲碳環亦可爲雜環、可爲飽和亦可爲不飽和,可具有 亦可不具有取代基)。1價基可爲推電子基亦可爲拉電子基 〇 又’作爲R1〜R4及R7~R12之1價基更好爲直鏈或分支 -18- 200904848 狀低分子鏈(一般爲碳數1〜20者)、環構成原子數3〜6〇之1 價環狀基(該環狀基可爲單環亦可爲縮合環、可爲碳環亦 可爲雜環、可爲飽和亦可爲不飽和,可具有亦可不具有取 代基)、飽和或不飽和烴基、羥基、烷氧基、烷醯基氧基 、胺基、氧基胺基、烷基胺基、二烷基胺基、烷醯基胺基 、氰基、硝基、磺基、經1個以上之鹵素原子取代之烷基 、烷氧基磺醯基(其中,該烷基亦可經丨個以上之鹵素原子 取代)、烷基磺醯基(其中,該烷基亦可經1個以上之鹵素 原子取代)、胺磺醯基、烷基胺磺醯基、羧基、胺基甲醯 基、烷基胺基甲醯基、烷醯基、或烷氧基羰基。 又’本說明書中之鹵素原子可舉例爲氟原子、氯原子 、溴原子及蛾原子。 又,烷基並無限制,可舉例爲例如甲基、乙基、正丙 基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基及第三丁基等, 其結構中含有烷基之基(例如烷氧基、烷基胺基、烷氧基 羰基等)亦相同。至於烷基,較好爲碳數丨〜2之烷基,更 好爲碳數1〜10之烷基。 不飽和烴基並無限制,可舉例爲例如乙烯基、丨_丙烯 基、稀丙基、炔丙基、異丙烯基、丨_丁烯基及2_ 丁烯基等 。較佳之不飽和烴基可舉例爲乙烯基。 院醯基並無特別限制,可舉例爲例如甲醯基、乙醯基 、丙醯基、異丁酿基、戊醯基及異戊醯基等,構造中含有 烷醯基之基(烷醯基氧基、烷醯基胺基等)亦同。又,碳數 1之院醯基係指甲醯基’其構造中含有烷醯基之基亦同。 -19- 200904848 較佳之烷醯基舉例爲甲醯基、乙醒基。 通式(I)、(II)、(III)、(IV)中,…及r2以鹵素原子爲 最佳,且以氟原子爲最佳,藉此,成爲適用於作爲有機n 型半導體之有機薄膜元件之薄膜材料者。尤其,本發明之 含氟多環方香族化合物及含氟聚合物利用導入氟原子不僅 僅使LUMO位階降低,就對有機溶劑之溶解度之提高、 π共範平面性之保持等觀點觀之,可期待作爲有機半導體 之性能提升且有助於降低製造成本。本發明之有機薄膜元 件因含有上述含氟多環芳香族化合物或含氟聚合物,故可 獲得高的性能。 通式(I)、(II)、(III)、(IV)中’ Rl R4較好爲氫原子 、氟原子、烷基或烷氧基,更好各獨立爲氫原子或氟原子 〇 通式(I)、(II)、(III)、(IV)中,115及R6較好各獨立爲 氫原子、丨兀基、丨兀氧基、酿基、經取代或未經取代之芳基 、經取代或未經取代之芳基氧基、經取代或未經取代之芳 基ίπ基、經取代或未經取代之芳基垸氧基、經取代或未經 取代之1價雜環基。取代基可舉例爲鹵素原子、院基、氣 太兀基、院氧基、氣院氧基、乙酸基、氣乙醒基、推電子其 或拉電子基,較好爲鹵素原子、氟烷基、氟烷氧基、氣乙 醯基、拉電子基。 上述通式⑴或(II)中之R5及R6至少一個必須爲包含 取代基之基的一個以上之氫原子經氟原子取代。由於具有 此等基,LUMO位階之降低及對有機溶劑之溶解度得以提 -20- 200904848 升。由電子輸送性變高之觀點觀之,R5及R6中至少—者 最好爲氟烷基、氟烷氧基、氟芳基、經氟烷基取代之芳基 、經氟烷氧基取代之芳基、經氟烷基取代之雜環基或經氟 烷氧基取代之1價雜環基’ R5及R6最好兩者均爲氟烷基、 氟烷氧基、氟芳基、經氟烷基取代之芳基、經氟烷氧基取 代之芳基、經氟烷基取代之1價雜環基或經氟烷氧基取代 之1價雜環基。 本發明之含氟聚合物若含有以通式(III)或(IV)表示之 重複單位’則亦可含有2種類以上之以通式(111)或(IV)表 示之重複單位。又’除了以通式(III)或(IV)表示之重複單 位以外’亦可含有以通式(V)或(VI)表示之重複單位,亦 可含有2種類以上之以通式(V)或(VI)表示之重複單位。 本發明之含氟聚合物較好具有上述通式(ΠΙ)或(IV)表 示之重複單位與上述通式(V)或(IV)表示之重複單位鄰接 之構造。以通式(III)或(IV)表示之重複單位與以通式(v) 或(VI)表示之重複單位鄰接之情況下,鄰接之芳香環或雜 環彼此間之兩面角度變小’分子內之平面性易於提高,使 分子內之7Γ共轭擴大’又’ LUMO位階亦變低,因此電子 輸送性提局。此處,兩面角定義爲包含以通式(111)或(IV) 表示之芳香族環或雜環之平面與包含與其相鄰鍵結之芳香 環或雜環之平面間所成之角度,爲0度以上90度以下。以 上述通式(III)或(IV)表示之重複單位與以上述通式(¥)或 (VI)表示之重複單位鄰接之情況下,兩面角通常爲〇〜45度 ’典型爲0〜4〇度,更典型爲〇〜3〇度。 -21 - 200904848 圖I2爲表不以通式(IV)表示之重複單位之環與以通式 (VI)表示之重複單位之環構成之兩面角之圖。二面角於圖 12中意味c^c^-c5所形成之面與cLcS-C6所形成之面構成 之角。 又本發明之3每聚合物’就提局電子輸送性之觀點 觀之,較好爲以下列通式(VIII)、(IX)或(χ)表示者:
此處,Z1、Z2、Z3、R1、R2、R3、r4、r5、r6、Rll -22- 200904848 及R_12與上述意義相同。又,複數存在之情況下,Z1、Z' 、z3、R1、R2、R3、R4、R5、R6、Rl1 及 Rl2各可相同亦可 不同。m表示2~5〇〇之整數’較好爲2〜100之整數’更好爲 3〜20之整數。n表示1~5〇〇之整數,較好爲1〜100之整數’ 更好爲2〜20之整數。P表示1~500之整數’較好爲1〜100之 整數,更好爲1~1〇之整數。此等中,最好Z1、Z2及2:3全 部爲式(i),且R1及R2爲氟素原子者。 又,含氟聚合物之末端基具有聚合活性基之情況下’ 其可作爲含氟聚合物之前驅物使用。此情況下’含氟聚合 物較好於分子內具有2個聚合活性基。至於聚合活性基可 列舉爲鹵素原子、院基磺酸酯基、芳基磺酸醋基、芳基院 基磺酸酯基、烷基甲錫烷基、芳基甲錫烷基、芳基烷基甲 錫烷基、硼酸酯殘基、硫鐵甲基、鐃甲基、磷酸酯基甲基 、單鹵化甲基、硼酸殘基、甲醯基或乙烯基,較好爲鹵素 原子、烷基甲錫烷基、硼酸酯殘基。此處,硼酸殘基表示 於硼原子上取代有羥基之基,硼酸酯殘基表示硼原子上取 帶有烷基氧基之基。硼酸酯殘基爲以下列式(α )~( <5 )例示 者: [化 11] 〇ch3 ((a) xoch3 -23- 200904848 [化 12] .OC2H5 —\ (^) 〇c2h5
(r ) [化 14]
又,使用本發明之含氟聚合物作爲有機薄膜之情況下 ,若於末端基中就此殘留有聚合活性基,由於用於元件時 之特性或耐久性有降低之可能性,故亦可以安定基加以保 護。 至於末端基舉例爲氫原子、氟原子、烷基、烷氧基、 醯基、胺基酮基、芳基、1價雜環基(該等基上鍵結之氫原 子之一部份或全部亦可取代爲氟原子)、以及推電子基或 拉電子基。就電子輸送性之觀點觀之,較好爲氟烷基、氟 烷氧基、氟芳基或拉電子基,更好氫原子全部經氟原子取 代之基’例如全氟烷基、全氟烷氧基、全氟苯基。又,亦 較好爲具有主鏈共軛結構與連續共軛鍵結者,舉例爲例如 介以碳-碳鍵與芳基或1價雜環基鍵結之構造。 -24- 200904848 本發明之含氟聚合物中,最佳爲例如以下列通式 (1)〜(5)表示者: [化 15]
5) 200904848 [化 19]
此處’ R13及R14表示末端基,其可相同亦可不同 述列舉有末端基’較好爲氟烷基,更好爲全氟烷基 、R16、R17及R18各獨立表示氫原子或任意之取代基 好爲烷基、烷氧基或芳基,更好爲烷基。含氟之聚合 複數存在R15、R16、R17及R18時,該等可相同亦可不 又,就製造之容易性而言,複數存在之r15、r16、] R18較好各爲相同。又’ R1、R2、R3、R4、R5及R6與 意義相同。q可依據使用含氟聚合物之有機薄膜形成 適當選擇。若含氟聚合物具有昇華性,則可使用真空 法等氣相成長法製造有機薄膜,該情況下,q較好爲 ’更好爲2〜10,又更好爲2〜5。另一方面,當使用於 溶劑中溶解含氟聚合物之溶液之塗佈方法製造有機薄 ’ q較好爲3~500’更好爲6〜300,又更好爲20〜2 00。 塗佈成膜時之膜均一性觀點觀之,含氟聚合物換算成 烯之數平均分子量較好爲lxl〇3~lxl〇8,更好爲lxl( 1 06。 本發明之含氟多環芳香族化合物及含氟聚合物之 例可舉例如下者: ,上 。R15 ,較 物中 同。 η 上述 方法 蒸鍍 1〜1 0 有機 膜時 就以 苯乙 具體 -26- 200904848
[化 20] F、 F
F F
[化 21]
[化 23]
[化 24]
-27- 200904848 [化 26]
[化 27]
CeF 13 [化 28]
[化 29]
13
[化 31]
-28- 200904848
[化 33]
本發明之含氟多環芳香族化合物或含氟聚合物之製造 方法並沒有特別限制,而可藉任何方法製造,但較好藉下 列說明之製造方法製造。 首先’說明本發明含氟多環芳香族化合物之製造方法 。以上述通式(I)表不之含氣多環方香族化合物可藉由包 含使用以下列通式(V 11)表示之化合物做爲前驅物,使該 前驅物與氟化劑反應之氟化步驟之製造方法製造。亦即, 以上述通式(I)表不之化合物可藉由使用下列通式(VII)表 不之化合物做爲則驅物,以與Organic Reactions vol.35. P-3 1 5 ( 1 98 8 ) Chap.3 “以DAST之氟化”中所述使醇氟化之 方法般’使用包含使上述前驅物與氟化劑反應之步驟之製 造方法製造。作爲該反應步驟之一例,可舉例有下列反應 式(a)中所示之自化合物(6)轉化成化合物(7)之轉化步驟。 -29- • (VII) • (VII)200904848 [化 34]
又上述通, 2 , 4 、(VII)中,Ar】、Ar2、R3、R4 ' r5、r6、s 、t,係與上述相间也主 Λ7主一与庙2 ^ q Ν思我’ V表不氫原子、鹵素原子或1價 基。
又,以上述通式(I)表示之本發明含氟多環芳香族化 合物中,R及R2爲氟原子之化合物較好藉由下列方法製 造:包含使用以下列通式(b)表示之化合物做爲前驅物, 使該前驅物在鹵陽離子離子產生劑存在下,與氟化物離子 源反應之步驟之製造方法;包含使與Ar1及Ar2鍵結之氫 原子鹵化之步驟之製造方法;包含使鹵素原子與下列通式 (c)反應之步驟之方法。作爲該反應步驟之一例,可舉例 有下列步驟·於下列反應式(d)中所示之自化合物(8)轉化 成化合物(9)、化合物(1 1 )、化合物(1 2)之轉化步驟,或自 -30- 200904848 化合物(8)轉化成化合物(1 〇)、化合物(〗2)之轉化步驟。 [化 36] X Y 〇3
又通式(b)中,Ar1及Ar2各獨立表示碳數6以上之芳香 族烴基或碳數4以上之雜環基’…及R4各獨立爲氫原子、 鹵素原子或1價基。X及Y各獨立表示烷基硫基(此處’ X 及Y亦可連結烷基部份形成伸烷二硫基,X及Y亦可成 爲一體與所結合之碳原子一起形成硫代羰基。 [化 37]
Rx-W 又上述式(c)中,Rx表示以通式(1)表示之R5或r6,W 爲聚合活性基, -31 - 200904848 [化 38]
NBS FH-Py
(8) (9) • (d) CH2Cli Phl(OCOCF9)2 «2 CCI4
以上述通式(b)表示之化合物作爲前驅物之上述反應 步驟之反應條件並沒有特別限制’例如可參考自烷基磺酸 基(烷基硫基)等轉化爲氟基之習知轉化反應之條件(例如 ,參考特開平6- 1 3 5 869號公報等)加以適當選擇。以下爲 具體說明。 上述反應步驟中之上述鹵陽離子產生劑可適當使用習 知者,可舉例有例如1,3-二溴-5,5-二甲基乙內醯脲(DBH) 、N-溴琥珀醯亞胺(NBS)、N-溴乙醯胺(NBA)、2,4,4,6-四 -32- 200904848 溴-2,5-環己二烯嗣、N-碘琥珀醯亞胺(N IS)等。上述鹵陽 離子產生劑之使用量並沒有特別限制,例如換算爲鹵陽離 子爲3當量至大爲過量之範圍,且就反應效率及成本之觀 點而言,較好爲例如3 ~5當量。 上述氟化物離子源較好爲例如氟化氫、氟化氫與胺之 錯合物、氟化氫與吡啶之錯合物、二氫三氟化四級銨、或 二氫三氟化四級鍈,此等可單獨使用亦可2種以上倂用。 較適用之氟化物離子源可舉例有例如(氟化氫)9/吡啶錯合 物。又,上述氟化物離子源之使用量並沒有特別限制,例 如較好爲換算成氟化物離子爲3當量至大爲過量之範圍, 且就反應效率及成本之觀點而言,較好爲3〜5當量。 又,上述之胺可舉例有例如吡啶等之含氮環式化合物 ,三乙胺、二異丙基乙胺等烷基胺等。又,二氫三氟化四 級銨及二氫三氟化四級鐃並沒有特別限制,可適當使用習 知之化合物,至於二氫三氟化四級銨舉例爲例如以下列通 式(XI)表示之化合物,至於二氫三氟化四級辚可舉例爲例 如以下列通式(XII)表示之化合物, R I9r20r2,r22n + h2f3' …(XI) R2 3r24r25r26p + h2f3' …(XII) 上述通式(XI)及(XII)中,R19、R20、R21' R22、R23、 R24、R25及R26各獨立表示烷基、芳基、苯基等烴基。至 於以通式(XI)表示之二氫三氟四級銨,可舉例有例如二氫 -33- 200904848 三氟化四甲基銨、二氫三氟化四乙基銨、二氫三氟化四丁 基銨(TBAH2F3)、二氫三氟化苄基三甲基銨、二氫三氟化 苄基三乙基銨、二氫三氟化十四烷基三甲基銨等。此等可 自例如5 0%氫氟酸、氟化鉀及氟化四級銨而輕易的合成(例 如,參照 Bull. Soc. Chim. Fr.,9 1 0( 1 986 )等)。又,以上述 通式(XII)表示之二氫三氟化四級鱗,可舉例有例如二氫三 氟化四甲基鱗、二氫三氟化四乙基鱗、二氫三氟化四丁基 鱗、二氫三氟化苄基三甲基鱗、二氫三氟化苄基三乙基鱗 、二氫三氟化乙醯基三甲基鱗等。 又,上述反應步驟中,亦可視需要適當使用溶劑。上 述溶劑並沒有特別限制,較好爲儘可能不妨礙目標反應者 ,可舉例爲例如己烷等脂肪族烴,苯、甲苯等芳香族烴, 乙腈等腈類,二乙醚、四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷等醚 類,二氯甲烷、1,2 -二氯乙烷、四氯化碳等鹵化溶劑等。 此等可單獨使用亦可2種以上合倂使用。較佳之溶劑舉例 爲例如二氯甲烷。 反應溫度及反應時間並沒有特別限制,可考量前驅物 種類適當選擇。又’上述反應溫度較好爲-1 0 01至1 0 〇 °C 之範圍。 藉由上述本發明之製造方法,可簡便且高效率的製造 在過去相當困難之以氟烷基交聯之環狀化合物,特別是含 有以二氟烷基交聯之三聯苯構造之化合物。又,本發明之 製造步驟中之氟化反應,可使用便宜且處理上容易之氟化 試劑進行氟化。 -34- 200904848 使用本發明之含氟多環芳香族化合物作爲有機薄膜元 件用之材料時,由於其純度會影響元件之特性,因此所製 造之化合物較好經蒸餾、昇華純化、再結晶等方法進行純 化處理。 上述製造方法中之反應條件、反應試劑等,亦可適當 選擇上述列舉以外者。又,以上述通式(I)表示之本發明 含氟多環芳香族化合物,如上述,較好藉由上述製造方法 製造’但並不限定於此等,亦可以任何方法製造。 接著’說明本發明含氟聚合物之製造方法。本發明之 含氟聚合物可以下列通式(XIII)〜(XVI)表示之化合物作爲原 料’藉由使該等化合物反應而製造。 [化 39] R1 F t>3 ( R6)〇
[化 40] R\ / R3
[化 41] (XV) W1— Ar3 ——W2 -35- ·* (xvi) ·* (xvi)200904848 [化 42] R11 R12 W 八 z3 W2 上述通式(XIII)〜(XVI)中 ’ Ar1、Ar2、Ar3、Z1、Z2、Z3 、:Ri、R2、R3、R4、R5、R6、Rii、Ri2、㈠及卜與上述意 義相同。W1及W2分別獨立表示鹵素原子、烷基磺酸酯基 '芳基磺酸酯基 '芳基烷基磺酸酯基、烷基甲錫烷基、芳 基甲錫烷基、芳基烷基甲錫烷基、硼酸酯殘基、硫鑰甲基 、鍈甲基、磷酸酯基甲基、單鹵化甲基、硼酸殘基、甲醯 基或乙烯基。 就以通式(XIII)〜(XVI)表示之化合物之合成上之反應之 角度觀之,W1及W2較好分別獨立爲鹵素原子、烷基磺酸 酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、烷基甲錫烷基 、硼酸酯殘基或硼酸殘基。 又,用於製造本發明之含氟聚合物之反應方法,可列 舉爲例如使用Wittig反應之方法、使用Heck反應之方法 、使用 Horner-Wadsworth-Emmons 反應之方法、使用 Knoevenagel反應之方法、使用Suzuki偶合反應之方法、 使用Grignard反應之方法、使用stille反應之方法、使 用N i (0)觸媒之方法、使用F e C 13等氧化劑之方法、使用電 化學性氧化反應之方法、或者利用具有適當離去基之中間 物化合物之分解方法等。 此等之中’由構造之控制方面觀之,較好爲使用 -36- 200904848
Wittig反應之方法、使用Heck反應之方法、使用Horner-Wadsworth- Emmons 反應之方法、使用 Knoevenagel 反應 之方法、使用Suzuki偶合反應之方法 '使用Grignard反 應之方法、使用Stille反應之方法、及使用Ni(0)觸媒之 方法。再者,就原料之取得與反應操作之簡便方面觀之, 較好爲使用Suzuki偶合反應之方法、使用Grignard反應 之方法、使用Stille反應之方法、使用Ni(0)觸媒之方法 〇 單體(以上述通式(XIII)〜(XVI))表示之化合物)可視需要 溶解於有機溶劑中,例如使用鹼或適當觸媒,在有機溶劑 之熔點以上沸點以下進行反應。 至於有機溶劑,雖視所用化合物或反應而異,但通常 爲了抑制副反應,較好使所用之溶劑進行充分脫氧處理, 在惰性氣體環境下進行反應。又,同樣地,較好進行脫水 處理(但是,於s u z u k i偶合反應般之與水之兩相系反應之 情況時,則未必)。 爲使反應進行,可添加適宜鹼或適宜觸媒。該鹼或觸 媒係視所用之反應加以選擇。該鹼或觸媒較好爲可充分溶 解於反應所用之溶劑中者。 使用本發明之含氟聚合物作爲有機薄膜元件用材料之 情況下,因爲其純度會影響元件之特性,因此反應前之單 體較好經蒸餾、昇華純化、再結晶等方法純化後再進行聚 合。又含氟聚合物經合成後,較好經再沉澱純化、層析等 之純化處理。 -37- 200904848 反應中所用之溶劑可舉例有戊烷、己烷、庚烷、辛烷 、環己烷等飽和烴,苯、甲苯、乙基苯、二甲苯等不飽和 烴,四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊 烷、溴戊烷、氯己烷、溴己烷、氯環己烷、溴環己烷等鹵 化飽和烴,氯苯、二氯苯、三氯苯等鹵化不飽和烴,甲醇 、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、第三丁基醇等醇類,甲酸 、乙酸、丙酸等羧酸類,二甲基醚、二乙基醚、甲基-第 三丁基醚、四氫呋喃、四氫吡喃、二噁烷等醚類,鹽酸、 氫溴酸、氫氟酸、硫酸、硝酸等無機酸等。上述溶劑可單 獨使用一種或合倂兩種以上使用。 反應後,例如可藉水終止反應後以有機溶劑萃取,餾 除溶劑等通常之後處理而獲得。生成物之單離及純化可藉 層析而分離或藉再結晶等方法進行。 ' 以下說明本發明之有機薄膜。本發明之有機薄膜爲含 有本發明之含氟多環芳香族化合物及/或含氟聚合物(以下 稱爲「本發明之含氟化合物」)者。 有機薄膜之薄膜厚度通常爲lnm〜ΙΟΟμιη左右,較好 爲 2nm〜l〇〇〇nm,更好爲 5nm〜500nm,最好爲 20nm~200nm 〇 有機薄膜可爲單獨含有1種類之本發明含氟化合物者 ,又可爲含有2種類以上之本發明含氟化合物者。又,爲 了提升有機薄膜之電子輸送性或電洞輸送性,亦可混合使 用本發明含氟化合物以外之具有電子送性或電洞輸送性之 低分子化合物或高分子化合物。 -38- 200904848 至於電洞輸送性材料,可使用公知者 啦哩啉衍生物、芳基胺衍生物、二苯乙烯 二胺衍生物、寡聚噻吩及其衍生物、聚乙 生物、聚砂院及其衍生物、於側鏈及主鏈 聚砂氧院衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚 '聚啦咯及其衍生物、聚伸芳基伸乙烯基 聚伸噻吩基伸乙烯基及其衍生物等;至於 可使用公知之材料,可舉例爲例如噁二唑 甲院及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌 醌及其衍生物、四氰蒽醌二甲烷及其衍生 一本基一氰基乙稀及其衍生物、二苯醌衍 啉及其衍生物之金屬錯合物、聚喹啉及其 啉及其衍生物、聚芴及其衍生物、c60等 生物等。 又’本發明之有機薄膜,爲了於有機 收光而產生電荷,故亦可含有電荷產生材 料可使用公知之材料,可列舉爲偶氮化合 重氮化合物及其衍生物、無金屬酞菁化合 金屬酞菁化合物及其衍生物、茈化合物及 醌系化合物及其衍生物、Squarylium化合 azulenium化合物及其衍生物、thiapyryl 衍生物、C 6 0等富勒烯類及其衍生物。 再者,本發明之有機薄膜亦可含有爲 必要之材料。可列舉爲例如,用以使藉由 ,可舉例爲例如 衍生物、三芳基 烯基咔唑及其衍 具有芳香族胺之 噻吩及其衍生物 及其衍生物、或 電子輸送性材料 衍生物、蒽醌二 及其衍生物、蒽 物、芴衍生物、 生物及8-羥基喹 衍生物、聚喹噁 富勒烯類及其衍 薄膜中藉由所吸 料。電荷產生材 物及其衍生物、 物及其衍生物、 其衍生物、多環 物及其衍生物、 ium化合物及其 展現各種機能所 吸收光產生電荷 -39- 200904848 之機能增感之增感劑、用以增加安定性之安定劑、用以吸 收UV光之UV吸收劑等。 又,本發明之有機薄膜,爲了提高機械特性,亦可含 有除本發明之含氟化合物以外之高分子化合物材料作爲高 分子黏結劑。高分子黏結劑較好爲不會過度阻礙電子輸送 性或電洞輸送性者,又較好使用對可見光吸收不強者。 該等高分子黏結劑可舉例爲聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯 胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚(對-伸苯基亞乙烯 )及其衍生物、聚(2,5-伸噻吩基亞乙烯)及其衍生物、聚碳 酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚矽氧烷等。 本發明之有機薄膜之製造方法並無限制,可舉例爲例 如自含有本發明之含氟化合物、視需要混合之電子輸送性 材料或電洞輸送性材料、高分子黏結劑之溶液成膜之方法 。又’本發明之含氟化合物具有昇華性之情況下,亦可藉 由真空蒸鍍法形成薄膜。 自溶液成膜中所用之溶劑,只要可溶解本發明之含氟 化合物及混合之電子輸送性材料或電洞輸送性材料、高分 子黏結劑者,則無任何限制。 自溶液使本發明之有機薄膜成膜時所用之溶劑,可舉 例爲甲苯、二甲苯、三甲基苯、四氫化萘、十氫萘、雙環 己基、正丁基苯、第二丁基苯、第三丁基苯等不飽和烴系 溶劑,四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、氯丁烷、 溴丁烷、氯戊烷、溴戊烷 '氯己烷、溴己烷、氯環己烷、 -40- 200904848 溴環己烷等鹵化飽和烴系溶劑,氯苯、二氯苯 鹵化不飽和烴系溶劑,四氫呋喃' 四氫卩比喃等 。雖然取決於本發明之含氟化合物之構造及分 但通常爲可於該等溶劑中溶解0. 1重量%以上者 由溶液成膜可使用旋轉塗佈法、澆鑄法、 法、凹版塗佈法、棒塗佈法、滾筒塗佈法、金 、浸塗法、噴塗法、篩網塗佈法 '柔版印刷法 法、噴墨印刷法、點膠印刷法、噴嘴塗佈法及 等塗佈法,且較好使用旋轉塗佈法、柔版印刷 刷法、點膠印刷法、噴嘴塗佈法及毛細塗佈法 製造本發明有機薄膜之步驟亦可包含使本 化合物定向之步驟。藉由該步驟使含氟化合物 薄膜因主鏈分子或側鏈分子並排於同一方向, 電子移動度或電洞移動度。 至於使含氟化合物定向之方法,可使用已 定向方法之方法。其中,摩擦法、光定向法、 步施加應力法)或拉升塗佈法爲簡便且有用而 定向方法,較好爲摩擦法、剪切法。 本發明之有機薄膜由於具有電子輸送性或 ,因此自電極注入電子或電洞,或藉由控制因 生之電荷的輸送,而可用於有機薄膜電晶體、 電池、光感測器等各種有機薄膜元件中。當在 膜元件中使用本發明之有機薄膜時,爲了使電 電洞輸送性更進而提高,較好使用藉定向處理 、三氯苯等 醚類溶劑等 子量而定, 〇 微凹版塗佈 屬線塗佈法 、膠版印刷 毛細塗佈法 法、噴墨印 〇 發明之含氟 定向之有機 因此可改善 知作爲液晶 剪切法(逐 可利用作爲 電洞輸送性 光吸收所產 有機太陽能 該等有機薄 子輸送性或 而定向者。 -41 - 200904848 接著說明本發明有機薄膜之有機薄膜電晶體之應用。 有機薄膜電晶體,只要爲具有源極電極及汲極電極、成爲 其等間之電流通路之包含本發明之含氟化合物之有機薄膜 層(活性層)、控制通過電流通路之電流量之閘極電極之構 造即可,可舉例有電場效型、靜電介電型等。 電場效型有機薄膜電晶體較好爲具備有源極電極及汲 極電極、成爲其等間之電流通路之包含本發明之含氟化合 物之有機薄膜層(活性層)、控制通過電流通路之電流量之 閘極電極、以及配置在活性層與閘極電極間之絕緣層。尤 其,較好是源極電極及汲極電極與含有本發明含氟化合物 之有機薄膜層(活性層)鄰接設置者,進而較好進而以夾持 與該有機薄膜層鄰接之絕緣層之方式設置閘極電極。 靜電介電型有機薄膜電晶體具有源極電極與汲極電極 、成爲其等間之電流通路之含有本發明含氟化合物之有機 薄膜層、以及控制通過電流通路之電流量之閘極電極,較 好該閘極電極係設置於有機薄膜層中。特別是,較好源極 電極、汲極電極及設置於有機薄膜層中之閘極電極係與含 本發明含氟聚合物之有機薄膜層鄰接設置。至於閘極電極 之構造,若爲形成自源極電極流向汲極電極之電流通路, 且控制施加至閘極電極且以電壓流過電流通路之電流量之 構造較好,可舉例例如被覆型電極。 圖1爲有關第1實施形態之有機薄膜電晶體(電場效型 有機薄膜電晶體)之模式剖面圖。圖1中所示之有機薄膜電 晶體10 0具備有基板1、於基板1上以特定間隔形成之源極 -42- 200904848 電極5及汲極電極6、以被覆源極電極5及汲極電極6之方式 形成於基板1上之活性層2、形成於活性層2上之絕緣層3、 被覆在該源極電極5與汲極電極6之間之絕緣層3之區域之 方式,形成在絕緣層3上之閘極電極4。 圖2爲有關第2實施形態之有機薄膜電晶體(電場效型 有機薄膜電晶體)之模式剖面圖。圖2中所示之有機薄膜電 晶體1 1 〇具備有基板1、形成於基板1上之源極電極5、以被 覆源極電極5之方式形成於基板1上之活性層2、與源極電 極5具有特定間隔之形成於活性層2上之汲極電極6、形成 在活性層2及汲極電極6上之絕緣層3、被覆在該源極電極5 與汲極電極6之間之絕緣層3之區域之方式,形成在絕緣層 3上之閘極電極4。 圖3爲有關第3實施形態之有機薄膜電晶體(電場效型 有機薄膜電晶體)之模式剖面圖。圖3中所示之有機薄膜電 晶體1 2 0具備有基板1、形成於基板1上之閘極電極4、以被 覆聞極電極4之方式形成於基板1上之絕緣層3、以被覆一 部份之形成在閘極電極4下部之絕緣層3的區域之方式以特 定間隔形成在絕緣層3上之源極電極5及汲極電極6、被覆 源極電極5及汲極電極6之一部份的方式形成在絕緣層3上 之活性層2。 圖4爲有關第4實施形態之有機薄膜電晶體(電場效型 有機薄膜電晶體)之模式剖面圖。圖4中所示之有機薄膜電 晶體1 3 0具備有基板1、形成於基板1上之閘極電極4、以被 覆閘極電極4之方式形成於基板1上之絕緣層3、以被覆一 -43- 200904848 部份之形成在閘極電極4下部之絕緣層3之區域之方式形成 在絕緣層3上之源極電極5、及以被覆一部份源極電極5之 方式形成在絕緣層3上之活性層2、以被覆一部份之形成在 閘極電極4下部之活性層2之區域之方式以與源極電極5具 有特定間隔形成在絕緣層3上之汲極電極6。 圖5爲有關第5實施形態之有機薄膜電晶體(電場效型 有機薄膜電晶體)之模式剖面圖。圖5中所示之有機薄膜電 晶體140具備有基板1、形成於基板1上之源極電極5、形成 於源極電極5上之活性層2、以具有特定間隔複數形成在活 性層2上之閘極電極4、以被覆閘極電極4全部之方式形成 於活性層2上之活性層2a(構成活性層2a之材料可與活性層 2相同亦可不同)、形成於活性層2a上之汲極電極6。 圖6爲有關第6實施形態之有機薄膜電晶體(電場效型 有機薄膜電晶體)之模式剖面圖。圖6中所示之有機薄膜電 晶體1 5 0具備有基板1、形成於基板1上之活性層2、以具有 特定間隔形成在活性層2上之源極電極5以及汲極電極6、 以一部份被覆源極電極5及汲極電極6之方式形成於活性層 2上之絕緣層3、以被覆形成於源極電極5下部之絕緣層3之 區域以及形成於汲極電極6下部之絕緣層3之區域的各一部 份之方式形成於絕緣層3上之閘極電極4。 圖7爲有關第7實施形態之有機薄膜電晶體(電場效型 有機薄膜電晶體)之模式剖面圖。圖7中所示之有機薄膜電 晶體1 60具備有基板1、形成於基板1上之閘極電極4、以被 覆閘極電極4之方式形成於基板1上之絕緣層3、以被覆形 -44 - 200904848 成於閘極電極4下部之絕緣層3之區域的方式形成之活性層 2、以一部份被覆形成於閘極電極4下部之活性層2之區域 的方式形成於絕緣層3上之源極電極5、以一部份被覆形成 於閘極電極4下部之活性層2之區域的方式以與源極電極5 具有特定間隔地形成於絕緣層3上之汲極電極6。 有關第1至第7實施形態之有機薄膜電晶體中,活性層 2及/或活性層2a含有本發明之含氟化合物,而成爲源極電 極5與汲極電極6間之電流通路(通道)。又,閘極電極4藉 由施加電壓而控制通過活性層2及/或活性層2a之電流通路 (通道)之電流量。 此種電場效型有機薄膜電晶體可藉由公知方法,例如 藉特開平5 - 1 1 0069號公報所記載之方法製造。又,靜電介 電型有機薄膜電晶體可藉由公知方法例如藉特開2004-006476號公報所記載之方法製造。 至於基板1,只要不阻礙作爲有機薄膜電晶體之特性 ,則無任何限制,可使用玻璃基板或撓性基板或塑膠基板 〇 形成活性層2之際,使用有機溶劑可溶性化合物於製 造上非常有利而較好,故使用上述說明之本發明之有機薄 膜製造方法,可形成成爲活性層2之有機薄膜。 至於與活性層鄰接之絕緣層3,若爲電絕緣性高之材 料則無特別限制,可使用公知者。可舉例有例如Si 〇x、 SiNx、TkO5、聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚乙烯酚、有機玻 璃、光阻劑等。由低電壓化之觀點觀之,較好爲介電率高 -45 - 200904848 的材料。 於絕緣層3上形成活性層2時,爲了改善絕緣層3與活 性層2之界面特性,亦可以矽烷偶合劑等之表面處理劑處 理絕緣層3表面而予以表面改質後’於其上形成活性層2。 至於表面處理劑,可舉例有長鏈烷基氯矽烷類、長鏈烷基 烷氧基矽烷類、氟化烷基氯矽烷類、氟化烷基烷氧基矽烷 類、六甲基二矽氮烷等之矽烷基胺基化合物等。以表面處 理劑處理之前,絕緣層表面亦可以臭氧UV、02電漿進行 處理。 有機薄膜電晶體製作後,爲了保護元件而較好在有機 薄膜電晶體上形成保護膜。藉此,有機薄膜電晶體可與大 氣隔絕,可抑制有機薄膜電晶體之特性降低。又,藉由保 護膜可降低在有機薄膜電晶體上形成驅動之顯示裝置的步 驟所造成之影響。 至於保護膜之形成方法,舉例有以U V硬化樹脂、熱 硬化樹脂或無機之SiONx膜等覆蓋之方法等。爲了有效 進行與大氣之隔絕,在製作有機薄膜電晶體之後形成保護 膜之前之步驟,較好在不暴露至大氣中進行(例如於乾燥 之氮氣環境中、於真空中)。 接著’對本發明有機薄膜於太陽能電池之應用加以說 明。 圖8爲有關實施形態之太陽能電池之模式剖面圖。圖8 所示之太陽能電池200具備有基板1、形成於基板1上之第1 電極7a、形成於第1電極7a上之由含有本發明含氟化合物 -46- 200904848 之有機薄膜所構成之活性層2、及形成於活性層2上之第2 電極7b。 本實施形態有關之太陽能電池中,第1電極7a及第2 電極7b之一者使用透明或半透明電極。至於電極材料, 可使用鋁、金、銀、銅、鹼金屬、鹼土金屬類金屬等之金 屬或其半透明膜、透明導電膜。爲了獲得高的開放電壓, 作爲各電極較好以使功函數之差異大的方式加以選擇。活 性層2(有機薄膜)中爲了提高光感度而可添加使用電荷產 生劑、增感劑等。作爲基板1,可使用矽基板、玻璃基板 、塑膠基板等。 其次,對本發明之有機薄膜於光感測器之應用加以說 明。 圖9爲有關第1實施形態之光感測器之模式剖面圖。圖 9所示之光感測器3 00具備有基板1、形成於基板1上之第1 電極7a、形成於第1電極7a上之由含有本發明含氟化合物 之有機薄膜所構成之活性層2、形成於活性層2上之電荷產 生層8、以及形成於電荷產生層8上之第2電極7b。 圖1 0爲有關第2實施形態之光感測器之模式剖面圖。 圖1 〇所示之光感測器3 1 0具備有基板1、形成於基板1上之 第1電極7a、形成於第1電極7a上之電荷產生層8、形成於 電荷產生層8上之由含有本發明含氟化合物之有機薄膜所 構成之活性層2、形成於活性層2上之第2電極7b。 圖1 1爲有關第3實施形態之光感測器之模式剖面圖。 圖11所示之光感測器3 20具備有基板1、形成於基板1上之 -47- 200904848 第1電極7a、形成於第1電極7a上之由含有本發明含氟化 合物之有機薄膜所構成之活性層2、形成於活性層2上之第 2電極7b。 第1至第3實施形態有關之光感測器中,第丨電極7a及 第2電極7b之一者使用透明或半透明電極。電荷產生層8 爲吸收光而產生電荷之層。至於電極材料,可使用鋁、金 、銀、銅、鹼金屬、鹼土金屬類金屬等之金屬或其半透明 膜、透明導電膜。活性層2(有機薄膜)中爲了提高光感度 而可添加使用電荷產生劑、增感劑等。作爲基板1,可使 用矽基板、玻璃基板、塑膠基板等。 實施例 以下,基於實施例及比較例具體說明本發明,但本發 明不以任何方式限定於下列實施例者。 (測定條件等) 核磁共振(NMR)光譜係使用JEOL(日本電子股份有限 公司)製造之商品名JMNJTOdH測定時270MHz),或同一 公司製造之商品名JMNLA-600(19F測定時600MHz)測定。 化學位移係以百萬分率(ppm)表示。內部標準Oppm係使用 四甲基矽烷(TMS)。偶合常數(J)係以赫茲表示,簡寫s、d 、t、q、m及br分別表示單峰(singlet)、雙重峰(doublet) 、三重峰(triplet)、四重峰(quartet)、多重峰(multiplet)及 寬峰(broad)。另外,質量分析(MS)係使用島津股份有限 -48- 200904848
公司製作所製造之GCMS-QP5050A(商品名),電子離子化 (EI)法係藉由直接試料導入(DI)法測定。管柱層析分離中 之矽膠係使用關東化學股份有限公司製造之商品名 Silicagel 60N (40~50微米)。全部化學物質均爲試藥級,購自和光純藥 工業股份有限公司、東京化成工業股份有限公司、關東化 學股份有限公司、Nacalai Tesque股份有限公司,日本 Sigma Aldrich股份有限公司或Daikin化成品股份有限公 司 ° 循環伏安法係使用BAS股份有限公司(BAS公司)製 造之商品名「CV-50W」作爲測定裝置,工作電極係使用 B AS公司製造之Pt電極,相對電極係使用Pt線,參考電 極係使用 Ag線予以測定。該測定時之掃描速度爲 100mV/sec,掃描電位範圍爲-2.8V〜1.6V。還原電位及氧 化電位之測定係使1 X 1 〇_ 3 m ο 1 / L之化合物及聚合物, O.lmol/L之四丁基銨六氟磷酸鹽(TBAPF6)完全溶於單氟 苯溶劑中而測定。 參考合成例1 <化合物A之合成> 將茚滿并[l,2-b]芴-6,12 -二酮(2.23克,7.91毫莫耳)、 三氟化硼-乙酸錯合物(5.94克,3 1.6毫莫耳)、乙二硫醇 (2.98毫克’ 31.6笔莫耳)、氣仿(50毫升)注入梨型瓶中之 後’於9 0 °C下反應。1 2小時後’加水且以氯仿萃取。有機 -49- 200904848 相以硫酸鎂乾燥且減壓濃縮。固體以乙醚洗滌,獲得白色 固態標的物0.41克’產率99%)(化合物A)。 TLC Rf=0.3(己烷:氯仿=2:1); h-NMR (270MHz,CDC13) :(5 7.90(s,2H),7.65(m ’ 4H),7.33(m,4H),3.70(s, 8H) ; GC-MS(DI) : m/z = 434(M + ) [化 43]
參考合成例2 <化合物B之合成> 於加熱乾燥之三頸瓶中加入N-碘琥珀醯亞胺(6.00克 ,26.7毫莫耳)且以氮氣替換後,添加二氯甲烷(5〇毫升)。 使反應溶液冷卻至-78 °C ’滴加氟化氫·吡啶(1〇毫升)。於-78°(:下攪拌30分鐘後,滴加含化合物人(1.50克’3.45毫莫 耳)之二氯甲烷溶液毫升)。在-78 °C下攪拌4小時後’升 溫至室溫,再攪拌2小時。使反應溶液通過鹼性氧化鋁管 柱。經減壓濃縮後,以矽膠管柱層析(己烷/氯仿)進行純化 ,獲得白色固態標的物(1.01克,產率95%)(化合物B)。 TLCRf=〇.7(己烷:氯仿= 2:1); W-NMRPTOMHz’ CDC13): 占 7.81(s,2H), 7-63(t,4H ’ J = 8.2Hz) ’ 7.52(t ’ 2H ’ J = 7.3Hz) ; GC-MS(EI) J = 6.9Hz) , 7.41(t , 2H ’ -50- 200904848 m/z = 326(M + ) [化 44]
參考合成例3 <化合物C之合成> 將化合物8(718毫克,2.20毫莫耳)、四氯化碳(40毫 升)注入梨型瓶中之後,添加[雙(三氟乙醯氧基)碘]苯 (1.23克,4.87毫莫耳)、碘(1 97克,4 78毫莫耳)且於室溫 下反應。1 7小時後’添加硫代硫酸鈉水溶液,以氯仿萃取 後’有機相以硫酸鎂乾燥。經減壓濃縮後,以甲醇、己烷 、丙酮洗淨固體’獲得黃白色固態標的物(1.20克’產率 94%)(化合物C)。 TLCRf=〇.5(己烷:氯仿= 4:1); 'H-NMRPTOMHz,CDC13): (5 7.97(s,2H),7.85(d,2H,J = 8.0Hz),7.77(s ’ 2H), 7.34(d - 2H > J-8.0Hz) ; GC-MS(EI) : ra/z = 5 7 8(M + ) ° [化 45〕
-51 - 200904848 參考合成例4 <化合物D之合成> 於加熱乾燥之梨型瓶中加入化合物C (3 1 8毫克’ 0 · 5 5 毫莫耳)、四氫呋喃(26毫升)。以氮氣置換,冷卻至-78 °C 後添加正丁基鋰(1.6M己烷溶液’ 0.80毫升,1.43毫莫耳) 使之反應。1小時後,於-7 8 °C下添加氯化三丁基錫(5 0 0毫 克,1.54毫莫耳)且升溫至室溫。1小時後,加水且以乙酸 乙酯萃取。有機相以硫酸鎂乾燥並經減壓濃縮。以GPC( 氯仿)進行純化,獲得淡黃色液態標的物(2 74毫克,產率 55%)(化合物D)。 TLC Rf=〇.8(己烷);(5 7.78(s,2H),7.73(s,2H),7.60(d ,2H,J = 7_lHz),7.54(d,2H,J = 7.1Hz),1.33(m,54H) ;MS(MALDI-TOF,l,8,9-三羥基蒽基質):m/z = 903·l(M + ,計算値904.4)。 [化 46]
SnBu3
Bu3Sn
實施例I <化合物E之合成> 於經加熱乾燥之加蓋試驗管中注入化合物c (5 〇毫克 ,〇·〇9毫莫耳)、4-氟苯基硼酸(38毫克,0.27毫莫耳)、肆( 三苯基膦)鈀(〇)(1〇毫克’ 0.009毫莫耳)、碳酸鈉(29毫克 -52- 200904848 ,0,27毫莫耳)、1,2-二甲氧基乙烷(2毫升)、水(0.5毫升) 後,以氮氣置換且於8〇°C下反應。24小時後’加水且以氯 仿萃取。有機相以硫酸鎂乾燥並經減壓濃縮,以矽膠管柱 (氯仿)進行純化,獲得白色固態標的物(3 2毫克’產率 3 7%)(化合物E)。 TLC Rf=0.3(己烷·氯仿);】H-NMR(270MHz ’ CDC13) : (5 8.22(m,2H),7.84(m,2H),7.69(s,2H) ’ 7.61(m ’ 2H) ;GC-MS(DI): m/z二514(M + )。 [化 47]
實施例2 <化合物F之合成> 於經加熱乾燥之加蓋試驗管中注入化合物C(50毫克 ,0.087毫莫耳)、五氟苯基硼酸(45毫克,0.21毫莫耳)、 肆(三苯基膦)鈀(〇)(7毫克,0.006毫莫耳)、氧化銀(1)(25 毫克,0.10毫莫耳)、氟化鉋(120毫克,0.790毫莫耳)、 1,2_二甲氧基乙烷(3毫升)後,以氮氣置換且於70 °C下反應 。6 0小時後,加水且以氯仿萃取。有機相以硫酸鎂乾燥並 經減壓濃縮,以矽膠管柱(己烷/氯仿)進行純化,獲得淡黃 色固態標的物(35毫克,產率62%)(化合物卩)。 TLC Rf=〇.2(氯仿);j-NMRGYOMHz,CDC13) : 5 7.89(s -53- 200904848 ,2H),7.75(d,2H,J = 7.8Hz),7.7 3(s,2H),7.60(d, 2H,J:7.8Hz) ; GC-MS(DI) : m/z = 6 5 8 (M + )。 [化 48]
實施例3 <化合物G之合成> 於經加熱乾燥之加蓋試驗管中注入化合物D(2 74毫克 ,0.3 03毫莫耳)、4-乙醯基苯基硼酸(3 06毫克,1.21毫莫 耳)、肆(三苯基膦)鈀(0)(35毫克,0.0 10毫莫耳)、甲苯(15 毫升)後,以氮氣置換且於120°C下反應。42小時後,過濾 收取固體且以甲醇洗淨。以昇華進行純化,獲得黃色固態 標的物(139毫克,產率60%)(化合物G)。 1 H-NMR(400MHz ' CDC13) : δ 8 . 1 8 (m,4 Η ),7 · 8 3 (m, 12Η) ; GC-MS(DI) : m/z = 670(M + )。 [化 49]
實施例4 -54- 200904848 <有機薄膜元件A之製備及太陽能電池特性之平價> 使用實施例1中合成之化合物E及聚_3_己基噻吩 (P3HT,Aldrich製造),分調整爲2.0重量°/〇之鄰-二氯苯 溶液,以0.2微米之薄膜過濾器過濾。使化合物E之溶液 與P 3 Η T之溶液以1 : 1之體積比混合,成爲混合塗佈液。藉 由濺射法於玻璃基板上塗佈厚度150nm之ΙΤΟ膜,使用上 述混合塗佈液,以旋轉塗佈形成厚度70nm之有機薄膜。 於所得有機薄膜上以真空蒸鑛法,蒸鍍約4nm之氟化鋰, 接著蒸著7〇nm之鋁。接著,於其上以UV硬化樹脂與玻 璃板接著密封,製備使用化合物E及P3HT之有機薄膜元 件 A。所得有機薄膜元件 A使用太陽光模擬器照射 AM1.5(100mW/Cm2)之模擬太陽光,測定電壓-電流特性, 獲得短路電流2 0 μ A/Cm2、開放電壓〇 · 7 5 V之太陽能電池特 性。 實施例5 <光感測器之評價> 使用實施例4中製備之有機薄膜元件a,測定照射200 lx之白光時之光電流與未照射時之暗電流,獲得在印加電 壓-0.5 V下之光電流與暗電流之電流比2 _丨χ〗〇 2,確認可作 爲光感測器而作用。 實施例6 <有機薄膜元件B之製備與太陽能電池特性之評價> -55- 200904848 與實施例4同樣,但使用實施例2中合成之化合物F取 代化合物E,使用化合物F與P3HT製備有機薄膜元件B 。所得有機薄膜元件 B使用太陽光模擬器照射 AM1.5(100mW/cm2)之模擬太陽光,測定電壓-電流特性, 獲得短路電流3hA/cm2、開放電壓1.08V之太陽能電池特 性。 實施例7 <光感測器之評價> 使用實施例6中製備之有機薄膜元件B,測定照射200 lx之白光時之光電流與未照射時之暗電流,獲得在施加電 壓-0.5V下之光電流與暗電流之電流比1 ·ΐχΐ〇2,確認可作 爲光感測器而作用。 實施例8 <有機薄膜元件C之製備與太陽能電池特性之評價> 與實施例4同樣,但使用實施例3中合成之化合物g 取代化合物E,使用化合物G與P3HT製備有機薄膜元件 C。所得有機薄膜元件 C使用太陽光模擬器照射 Α Μ 1 _ 5 (1 0 0 m W / c m2)之模擬太陽光,測定電壓-電流特性, 獲得短路電流64pA/cm2、開放電壓1.08V之太陽能電池特 性。 實施例9 -56- 200904848 <光感測器之評價> 使用實施例8中製備之有機薄膜元件C ’測定照射200 lx之白光時之光電流與未照射時之暗電流’獲得在施加電 壓-0.5 V下之光電流與暗電流之電流比2.3 x 1 0 2 ’確認可作 爲光感測器而作用。 實施例1 〇 <有機薄膜元件D之製備與太陽能電池特性之評價> 準備於成爲閘極電極之以高濃度摻雜之n —型矽基板 表面上,藉熱氧化形成有氧化矽膜作爲絕緣層之基板’浸 漬於50°C之六甲基二矽氮烷(HMDS)中’對氧化矽膜表面 進行處理。接著,於該經表面處理之基板上’藉真空蒸鍍 法,堆積化合物G之有機薄膜。其次,於該有機薄膜上 ,通過遮蔽掩模蒸鍍Au,形成源極電極及汲極電極,製 造有機薄膜元件D。對所得之有機薄膜元件D,藉由測定 真空中使閘極電壓V G、源極-汲極間電壓V s D變化之電晶 體特性,獲得良好的Id-Vg特性。 產業利用性 本發明之含氟多環芳香族化合物、含氟聚合物、有機 薄膜及有機薄膜元件可使用作爲有機薄膜電晶體、有機太 陽能電池、光感測器等。 【圖式簡單說明】 -57- 200904848 圖1爲有關第1實施形態之有機薄膜電晶體之模式剖面 圖。 圖2爲有關第2實施形態之有機薄膜電晶體之模式剖面 圖。 .圖3爲有關第3實施形態之有機薄膜電晶體之模式剖面 圖。 圖4爲有關第4實施形態之有機薄膜電晶體之模式剖面 圖。 圖5爲有關第5實施形態之有機薄膜電晶體之模式剖面 圖。 圖6爲有關第6實施形態之有機薄膜電晶體之模式剖面 圖。 圖7爲有關第7實施形態之有機薄膜電晶體之模式剖面 圖。 圖8爲有關實施形態之太陽能電池之模式剖面圖。 圖9爲有關第1實施形態之光感測器之模式剖面圖。 圖1 0爲有關第2實施形態之光感測器之模式剖面圖。 圖1 1爲有關第3實施形態之光感測器之模式剖面圖。 圖1 2表示以通式(IV)表示之重複單位之環與以通式 (VI)表示之重複單位之環構成之兩面角之圖。 【主要元件符號說明】 1 :基板 2 :活性層 -58- 200904848 3 :絕緣層 4 :閘極電極 5 :源極電極 6 :漏極電極 7 a :第1種電極 7 b :第2種電極 8 :電荷產生層 1 〇〇 :有關第1實施形態之有機薄膜電晶體 1 1 〇 :有關第2實施形態之有機薄膜電晶體 120 :有關第3實施形態之有機薄膜電晶體 1 30 :有關第4實施形態之有機薄膜電晶體 140 :有關第5實施形態之有機薄膜電晶體 150 :有關第6實施形態之有機薄膜電晶體 1 60 :有關第7實施形態之有機薄膜電晶體 200 :有關實施形態之太陽能電池 3 00 :有關第1實施形態之光感測器 3 1 0 :有關第2實施形態之光感測器 3 20 :有關第3實施形態之光感測器 -59-

Claims (1)

  1. 200904848 十、申請專利範圍 1· 一種以下列通式(I)表示之含氟多環 [化1]
    [式⑴中, Ar1及Ar2各獨立,表示碳數6以上之 數4以上之雜環基, R1、R2、R3及R4各獨立,表示氫原」 價基, R5及R6各獨立,表示氫原子或亦可) 價有機基(其中該1價有機基係選自烷基' 芳基、芳基氧基、芳基烷基、芳基烷氧基 1價有機基中’包含取代基之全部氫原子 經氟原子取代), Si及t!各獨立表示2以上之整數, 惟,R5及R6中至少—者爲包含取代 之至少一個經氟原子取代之上述1價有機g 又,複數存在之R5可相同亦可不同 可相同亦可不同]。 2 ·如申請專利範圍第1項之含氟多環 -60- 芳香族化合物, …(I) 芳香族烴基或碳 F、鹵素原子或1 淫取代基取代之1 烷氧基、醯基、 及雜環基,而該 之至少一者亦可 基之全部氫原子 6, ,複數存在之R6 芳香族化合物, 200904848 其中上述通式(I)表示之化合物爲下列通式(II)表示之化合 物:
    [武(II)中, Rl、R2、R3、R4、r6與上述定義相同, z1及Z2各獨立’表示以下列式(i)〜(ix)表示之基之任 〜者, 惟’ R5及R0中至少一者爲包含取代基之全部氫原子 少一個經氟原子取代之上述1價有機基, 又,R7、R8、R9及R1Q各獨立表示氫原子、鹵素原子 或1價基,R7與R8亦可彼此結合形成環,進而以下式(ii) 之基亦可左右反轉]: [化3]
    Ο …(iv)
    ··* (V)
    -61 - (vi) 200904848 // %ο ο ·· (Vii)
    *· (viii)
    * * * (ix) 3 ·如申阳專利範圍第2項之含氟多環芳香族化合物, 其中上述Z1及上述Z2爲以上述式⑴表示之基。 4.如申請專利範圍第1至3項中任一項之含氟多環芳香 族化合物,其中上述Rl及上述R2爲氟原子。 5 —種具有以下列通式(HI)表示之重複單位之含氟聚 合物,
    [式(III)中, Ar>及Ar2各獨立,表示碳數6以上之芳香族烴基或碳 數4以上之雜環基’ Rl、R4各獨立,表示氫原子、«素原子或1 價基, 一- 一 R5及R6各獨立’表示氫原子或亦可經取代基取代之1 細由機基係达自丨兀基、丨兀氧基、醯某、芳某 價有機基(該1價有機 κ基方基 、芳其氧基、芳基烷基、芳基烷氧基及雜環基,而該1價 -62- 200904848 有機基中,包含取代基之全部氫原子至少一個亦可經氟原 子取代), 32及t2各獨立表示1以上之整數, 又,S2爲2以上時,複數存在之R5可相同亦可不同, t2爲2以上時’複數存在之R6可相同亦可不同]。 6 ·如申請專利範圍第5項之含氟聚合物,其中以上述 通式(III)表示之重複單位爲以下述通式(IV)表示之重複單 位:
    [式(IV)中, R1、R2、R3、R4、R5及 如,、、 -、上述定義相同, Z1及Z2各獨立’表示以下 4 1式(1)~(1X)表不之基之任 者, R各獨立表示氫原子、鹵素原子或1 R7、R8、R9 及 價基, 以下式(Π)表示之 R與R亦可彼此結合形成環 且 基亦可左右反轉]: -63 - 200904848
    7. 如申請專利範圍第6項之含氟聚合物,其中上述Z1 及上述Z2爲以上述式⑴表示之基。 8. 如申請專利範圍第5至7項中任一項之含氟聚合物, 其具有以上述通式(III)表示之重複單位之至少一者及以下 列通式(V)表示之重複單位之至少一者, [化7] _{— Ar3 —]— - - - ( V ) [式(V)中,Ar3表示2價芳香族烴基或2價雜環基(此等基亦 可經取代基取代)]。 9. 如申請專利範圍第8項之含氟聚合物,其中上述Ar3 爲以下列通式(VI)表示之基: -64- (VI)200904848 R11 R12 [化8]
    Z3
    [式(VI)中, R11及R12各獨立,表示氫原子、鹵素原子或1價基, Z3表示以下式(i卜(ix)表示之基之任一者,惟R11與R12亦 可彼此結合形成環, R7、R8、R9及R1C)各獨立表示氫原子 '鹵素原子或1 價基, R7與R8亦可彼此結合形成環,且,以下式(ii)表示之 基亦可左右反轉]: [化9] …(i) 产从 R9 *** (Π) (iii) R1 o s’ 7 o so \/ V Π (v s s = o se •MB ! * Te 10.如申請專利範圍第9項之含氟聚合物,其中上述z3 -65- 200904848 爲以上式(V)表示之基。 1 1 .如申請專利範圍第5至〗〇項中任一項之含氟聚合物 ’其中上述R1及上述R2爲氟原子。 12.—種有機薄膜’其含有申請專利範圍第1至4項中 任一項之含氟多環芳香族化合物及/或申請專利範圍第5至 1 1項中任一項之含氟聚合物。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之有機薄膜,其係藉由真 空蒸鍍法、旋轉塗佈法、噴墨印刷法、點膠(dispenser)印 刷法、柔版印刷法、噴嘴塗佈法或毛細印刷法所形成者。 1 4 . 一種有機薄膜元件,其具備有申請專利範圍第i 2 或1 3項之有機薄膜。 1 5 . —種有機薄膜電晶體,其具備有源極電極及汲極 電極、在該等電極間之成爲電流通路之有機半導體層、及 控制通過上述電流通路之電流量之閘極電極,其中上述有 機半導體層具有申請專利範圍第12或13項之有機薄膜。 1 6. —種有機太陽能電池,其具有申請專利範圍第i 2 或1 3項之有機薄膜。 1 7 . —種光感測器’其具有申請專利範圍第1 2或1 3 項之有機薄膜。 -66-
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