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Title:
INDUCED LAYER MATERIAL FOR PREPARING NON-PLANAR METAL PHTHALOCYANINE WEAK EPITAXY GROWTH THIN FILM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/075932
Kind Code:
A1
Abstract:
An induced layer material for preparing non-planar metal phthalocyanine weak epitaxy growth thin film is disclosed. The said induced layer material is obtained through replacing benzene rings in the middle of sexiphenyl with aromatic conjugated groups and can get the effect of inducing the weak epitaxy growth of non-planar metal phthalocyanine.

Inventors:
YAN DONGHANG (CN)
GENG YANHOU (CN)
TIAN HONGKUN (CN)
PAN FENG (CN)
HUANG LIZHEN (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/001174
Publication Date:
June 30, 2011
Filing Date:
August 03, 2010
Export Citation:
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Assignee:
SHANGHAI CASAIL DISPLAY TECHNOLOGY LTD (CN)
YAN DONGHANG (CN)
GENG YANHOU (CN)
TIAN HONGKUN (CN)
PAN FENG (CN)
HUANG LIZHEN (CN)
International Classes:
C07C15/14; C07D495/04; C07C15/30; C07D333/10; C07D333/76; H01B1/12
Foreign References:
CN101562230A2009-10-21
Other References:
NOH YONGYOUNG ET AL.: "Organic Field Effect Transistors Based on Biphenyl, Fluorene nd-Capped Fused Bithiophene Oligomers", CHEM. MATER., vol. 17, no. 15, 2005, pages 3861 - 3870, XP055090111, DOI: doi:10.1021/cm0504889
WANG HAIBO ET AL.: "High Mobility Vanadyl-Phthalocyanine Polycrystalline Films for Organic Field-Effect Transistors", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 90, 2007, pages 253510 - 1-253510-3, XP012095425
WANG HAIBO, ADV. MATER., vol. 19, 2007, pages 2168 - 2171
WANG TONG, J. PHY. CHEM. B, vol. 112, 2008, pages 6786 - 6792
WANG HAIBO, APPL. PHYS. LETT., vol. 90, 2007, pages 253510
CHEM. MATER., vol. 17, 2005, pages 3861 - 3870
J. HETEROCYD. CHEM., vol. 37, 2000, pages 281 - 286
J. HETEROCYCL. CHEM., vol. 40, 2003, pages 845 - 850
ORG. BIOMOL. CHEM., vol. 2, 2004, pages 452 - 454
CHEM. COMMUN., 2006, pages 3498 - 3500
J. MATER. CHEM., vol. 9, 1999, pages 2095 - 2101
J. ORG. CHEM., vol. 59, 1994, pages 3077 - 3081
J. PHYS. CHEM. B, vol. 105, 2001, pages 8845 - 8860
J. ORG. CHEM., vol. 60, 1995, pages 6813 - 6819
J. CHEM. SOC., PERKIN. TRANS. 1, vol. 15, 1997, pages 3465 - 3470
J. CHEM. SOC., 1937, pages 1359
J. ORGANOMET. CHEM., vol. 598, 2000, pages 127 - 135
See also references of EP 2518075A4
Attorney, Agent or Firm:
EVERBRIGHT LAW FIRM (CN)
上海市光大律师事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一类用于非平面金属酞菁弱外延生长薄膜的诱导层材料, 其 特征在于所述的诱导层材料具有如下结构通式: (通式 I)

通式 I中的 Ar为芳香共轭基团, 包括以下结构:

通式 I中的 1^为氢原子 (H) 或氟原子 (F), R2为氢原子 (H) 或氟原子 (F)。 按照 和 化学结构的不同, 符合通式 I的新型诱导层材料的 分子结构可分为以下三种类型: ( Rf R^H, 并且不包含 Ar为 (5) 的结构; (2) H, R2=F;

2、 按照权利要求 1 所述的诱导层材料, 其特征还在于所述的诱 导层材料具有如下结构: 2,7—二 (4一联苯基) 一菲 (BPPh), 2,7 一二 (4一联苯基) 一硫芴(BPBTB), 2,6-- (4一联苯基) 一苯并 [l,2-b:4,5-b']二噻吩 (BPTBT), 2,5—二 (4一联苯基) — [3,2-b]并二 噻吩 (BPTT), 5,5"—二 (4-联苯基) 一 2,2':5',2"—三噻吩 (BP3T), 5,5"' - H ( 4-联苯基) 一 2,2':5',2":5",2" '—四噻吩 ( BP4T ), 1,1':4',1":4",1'":4'",1"":4"",1'"":4'"",1 """:4""",1'"""—八联苯 ( ;8P), 2,5 -— (4_ 1,Γ:4',Γ'—三联苯基) 一噻吩 (3ΡΤ) , 5,5'-— (4— 1,Γ:4',Γ'—三联苯基)一 2,2'_二噻吩 (3Ρ2Τ), 2,5—二 (4— 1,1':4',1" 一三联苯基) 一 [3,2-b]并二噻吩 (3PTT), 2,7- - (4一 4 '一氟代联苯 基) —菲 (F2-BPPh ), 2,7—二 (4 _ 4'—氟代联苯基) 一硫芴 ( F2-BPBTB) , 2,6-— (4一 4 '一氟代联苯基) —苯并 [l,2-b:4,5-b'] 二噻吩 (F2-BPTBT), 2,5—二 (4一4'_氟代联苯基) 一 [3,2-6]并二 噻吩 (F2-BPTT) , 5,5 '—二 (4一 4'—氟代联苯基) 一 2,2'—二噻吩 (F2-BP2T) , 5,5"-— (4_4'—氟代联苯基) 一 2,2':5',2"—三噻吩 (F2-BP3T), 5,5'"—二(4— 4'一氟代联苯基)一 2,2':5',2":5'',2" '—四 噻 吩 ( F2-BP4T ) , 4,4""' — 二 ( 4 — 氟 苯 基 ) 一 1,Γ:4',Γ':4'',Γ'':4''',Γ''':4'''',Γ'"'—六联苯(F2-/?8P), 2,5—二(4—4" —氟代一 1,Γ:4',Γ'一三联苯基) 一噻吩 (F2-3PT), 5,5'—二 (4一 4" —氟代— 1,Γ:4',Γ'—三联苯基) 一 2,2'—二噻吩 (F2-3P2T), 2,5—二 ( 4 _ 4" _氟代— 1,Γ:4',Γ'一三联苯基) ― [3,2-b]并二噻吩 (F2-3PTT), 2,7—二 (4_3',5'—二氟代联苯基) —菲 (F4-BPPh), 2,7-— (4— 3',5'—二氟代联苯基)—硫芴(F4-BPBTB), 2,6—二(4 一 3',5 '—二氟代联苯基) —苯并 [l,2-b:4,5-b']二噻吩 (F4-BPTBT) , 2,5-— (4_3',5 '—二氟代联苯基) 一 [3,2-b]并二噻吩 (F4-BPTT), 5,5'-- (4一 3',5'—二氟代联苯基) 一 2,2'—二噻吩 (F4-BP2T), 5,5" —二 (4— 3',5'—二氟代联苯基) 一 2,2':5',2"—三噻吩 (F4-BP3T), 5,5"'—二 ( 4一 3',5'—二氟代联苯基) 一 2,2':5',2":5'',2'"—四噻吩 ( F4-BP4T ) , 4,4""' 一 二 ( 3,5 — 二 氟 代 苯 基 ) 一 1,Γ:4',Γ':4",Γ':4"',Γ''':4'''',Γ''''一六联苯(F4- 8P),2,5—二(4一 3",5〃 —二氟代— 1,Γ:4',Γ—三联苯基)一噻吩(F4-3PT),5,5'—二(4— 3",5〃 一二氟代一 1,Γ:4',Γ'一三联苯基) 一2,2'—二噻吩 (F4-3P2T) 或 2,5 一二 (4一 3",5"—二氟代— 1,Γ:4',Γ'—三联苯基) 一 [3,2-6]并二噻吩 (F4-3PTT) 中的任何一种。

3、 一类用于非平面金属酞菁弱外延生长薄膜的诱导层材料, 其 特征在于所述的诱导层材料具有如下结构: 5, 5'"—二苯基一 2,2':5',2'':5",2'"—四噻吩 ( Ρ4Τ ) , 5, 5'" -— ( 4一氟苯基) - 2,2':5',2":5'',2'"_四噻吩 (F2-P4T), 5, 5'"—二 (3,5—二氟苯基) ― 2,2':5',2'':5",2" '—四噻吩 (F4-P4T)。

Description:
用于非平面金属酞菁弱外延生长薄膜的诱导层 材料

技术领域

本发明涉及用于制备非平面金属酞菁弱外延生 长薄膜的诱导层 说

材料。

背景技术

近年来, 具有高载流子迁移率性质的有机半导体材料的 发 异常 书

活跃, 在信息显示、 集成电路、 光伏电池和传感器等方面显示出广阔 的应用前景。 王海波等 (先进材料杂志, ^ v. M fl ter., 2007, 19, 2168-2171. ) 首次报道了一种在非晶衬底上制备盘状有机半 导体多晶 薄膜的方法一弱外延生长 (Weak Epitaxy Growth), 所制备出的多晶 薄膜表现出单晶水平的载流子迁移率性能。弱 外延生长的原理是在非 晶的衬底上先制备一层具有高度有序排列的有 机超薄膜作为诱导层 ( induced layer) , 盘状有机半导体分子在诱导层上取向成核, 逐渐生 长形成晶畴尺寸大、晶畴内取向度高和多晶畴 融合性好的高品质多晶 薄膜。 王彤等 (物理化学杂志 B辑, Phy. Chem. B, 2008, 112, 6786-6792. ) 报道了平面金属酞菁在六联苯诱导层上的弱外 延生长行 为,平面金属酞菁在单分子诱导层上表现出两 个取向的无公度外延生 长和一个取向的有公度外延生长,在双分子诱 导层上表现出一个取向 的有公度外延生长,这些生长习性与外延晶体 和诱导层之间的晶格失 配度有密切关系。王海波等(应用物理快报, ^ σ /. Phys. Lett" 2007, 90, 253510. ) 报道了非平面金属酞菁类的酞菁氧钒在六联苯 诱导层上的 弱外延生长现象, 它们之间表现出无公度外延关系。非平面金属 酞菁 的晶胞参数和晶胞类型与平面金属酞菁之间存 在显著差异,它们在六 联苯诱导层上的弱外延生长习性发生了显著的 变化, 晶格匹配困难。 为了获得高品质的非平面金属酞菁类有机半导 体弱外延多晶薄膜,就 需要开发与之晶格匹配的新型诱导层材料。 发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明的目的是提 供一系列新型诱导 层材料, 适合诱导非平面金属酞菁的弱外延生长。

本发明的原理是用芳香共轭基团(芳香稠环化 合物或芳香环数目 为 2— 4的含苯环和噻吩环的齐聚物) 替换六联苯中间的苯环, 用氟 原子取代六联苯两端苯环上的氢原子,进而通 过改变芳香共轭基团的 尺寸大小或线性程度, 以及变化两端苯环的极性, 最终实现分子之间 相互作用的调节, 使其 (001)晶面的晶胞参数与六联苯 (001)晶面的晶 胞参数之间产生差异,达到能够与非平面金属 酞菁晶胞参数匹配的效 果。 新型诱导层材料的分子结构具有如下通式:

通式 I中的 Ar为芳香共轭基团, 包括以下结构:

通式 I和 II中的!^为氢原子 (H) 或氟原子 (F), R 2 为氢原子 (H) 或氟原子 (F)。

按照 和 R 2 化学结构的不同, 符合通式 I的新型诱导层材料的 分子结构可分为以下三种类型:

类型一: = =Η, 具体化学结构, 化合物名称和英文缩写列于 表 1。

1

类型二: R^F, R 2 =H, 具体化学结构, 化合物名称和英文缩写 列于表 2。

5,5 "—二 (4一4'—氟代联苯基) _2,2':5',2'':5",2'"—四噻吩 (F2-BP4T)

4,4""'- —二 (4一氟苯基) _ 1,1':4',Γ:4'',Γ'':4〃', '':4'"',Γ'"'一六联苯 (F2-/78P)

2,5—二 (4_4"_氟代一 1,Γ:4',Γ'—三联苯基) 一噻吩 (F2-3PT)

5,5'- -二 (4— 4"—氟代一1,1':4',1"—三联苯基) _2,2'_二噻吩 (F2-3P2T)

2,5——二 (4一4"一氟代一1,1':4',1 "—三联苯基) 一[3,2-6]并二噻吩 (F2-3PTT) 类型三: R^ H, R 2 =F ; 具体化学结构, 化合物名称和英文缩写 列于表 3。

表 1中的 ΒΡΤΤ, ΒΡ3Τ, ΒΡ4Τ和 8Ρ按照己公开的技术方案制 备,具体如下: ΒΡΤΤ (材料化学, Chem. Mater., 2005, 17, 3861-3870. ) , BP3T (杂环化学杂志, J. Heterocycl. Chem., 2000, 37, 281-286. ) , BP4T (杂环化学杂志, J. Heterocycl. Chem., 2003, 40, 845-850. ) 和 SV (有机及生物分子化学, Org. Biomol. Chem., 2004, 2, 452-454. )。 BPPh, BPBTB和 BPTBT可以通过 Suzuki偶联反应得到, 所涉及 的反应中间体为工业产品或按照已公开的技术 方案制备,具体如下:

4一联苯硼酸为工业产品, 2,7—二溴菲(化学通讯, Chem. Commun" 2006, 3498-3500. ) , 2,7—二溴硫芴(材料化学杂志, 丄 Mater. Chem., 1999, 9, 2095-2101. ) , 2,6—二碘一苯并 [1,2-6:4,5-6']二噻吩 (有机化 学杂志, 丄 Org. Chem., 1994, 59, 3077-3081.)。 3PT, 3Ρ2Τ和 3ΡΤΤ 可以通过 Stille偶联反应得到,所涉及的反应中间体按照 己公开的技 术方案制备, 具体如下: 4一溴一 1,Γ:4',1"一三联苯(物理化学杂志 Β辑, J. Phys. Chem. B, 2001, 105, 8845-8860. ) , 2,5-二 (三丁基锡 基)噻吩和 5,5'-二(三丁基锡基) -2,2 '—二噻吩(有机化学杂志, 丄 Org. Chem., 1995, 60, 6813-6819.), 2,5-二 (三丁基锡) -[3,2-6]并二 噻吩(化学会志, 帕尔金汇刊,第 I辑, J. Chem. Soc, Perkin. Trans. 1, 1997, 15, 3465-3470. ) o

表 2中所列化合物的制备涉及到关键中间体 4一溴一 4'一氟代联 苯, 按照已公开的技术方案 (化学会志, 丄 Chem. Soc. , 1937, 1359 ) 制备。 如下图所示, 利用 4一溴一 4'一氟代联苯与金属镁反应可制得 相应的格式试剂, 在将其与硼酸三甲酯反应, 最后经稀盐酸酸化, 可 制得 4'一氟代联苯一 4一硼酸。

F2-BPPh, F2-BPBTB, F2-BPTBT的制备方法与 BPPh, BPBTB, BPTBT的制备方法相同, 只需用 4'一氟代联苯— 4一硼酸代替 4—联 苯硼酸即可。 F2-BPTT, F2-BP2T, F2-BP3T可以通过 4—溴一 4'_ 氟代联苯分别与 2,5-二 (三丁基锡) -[3,2-b]并二噻吩, 5,5'-二 (三丁 基锡基) -2,2'—二噻吩和 5,5"-二 (三丁基锡基) -2,2':5',2"—三噻吩 (有机化学杂志, J. Org. Chem., 1995, 60, 6813-6819. )进行 Stille偶 联反应得到。 F2-BP4T的制备过程如下图所示, 4一溴一 4'一氟代联 苯与噻吩的格式试剂发生 Kumada偶联反应得到 2—(4一 4'一氟代联 苯基)噻吩, 其与 NBS发生溴代反应得到 5—溴一 2— (4一 4'一氟代 联苯基)噻吩。最后将 5—溴一 2—(4一 4 '一氟代联苯基)噻吩与 5,5'- 二(三丁基锡基 )-2,2'—二噻吩进行 Stille偶联反应即可得到 F2-BP4T。

-^ s -^-Sn(Bu) 3

¥2-pSP 的制备过程如下图所示: 4'一氟代联苯一 4—硼酸与 4,4'一二 溴联苯 (工业品) 进行 Suzuki 偶联反应得到 4一溴一 4'"一氟一 1 , 1 ' : 4',Γ' : 4'', Γ"一并四联苯, 该产物经升华提纯后, 通过 Yamamoto偶联反应得到 F2-/?8P。

F2-3PT, F2-3P2T和 F2-3PTT的制备方法为 4'一氟代联苯— 4一硼 酸与对溴碘苯(工业品)进行 Suzuki偶联反应得到 4一溴一 4"一氟一 1 ,Γ:4',Γ'一三联苯 (如下图所示) , 其分别与 2,5-二 (三丁基锡基) 噻吩, 5,5'-二(三丁基锡基)-2,2'—二噻吩和 2,5-二(三丁基锡) -[3,2-b] 并二噻吩进行 Stille偶联反应分别得到相应的 F2-3PT, F2-3P2T和 F2-3PTT。 表 3中所列化合物的制备涉及到关键中间体 4一溴一 3',5'—二氟 代联苯, 如下图所示, 按照己公开的技术方案 (有机金属化学杂志, J. Organomet. Chem., 2000, 598, 127-135. ), 3,5—二氟溴苯(工业品) 与金属镁反应可制得相应的格式试剂, 再将其与硼酸三甲酯反应, 最 后经稀盐酸酸化, 就可制得 3,5—二氟苯硼酸, 其与对溴碘苯 (工业 品) 进行 Suzuki偶联反应得到 4一溴一 3',5'—二氟代联苯。

按照上面提供的 4'一氟代联苯一 4一硼酸的制备方法,用 4一溴一 3',5' 一二氟代联苯替代 4一溴一 4'一氟代联苯, 即可获得 3',5'—二氟代联 苯一 4一硼酸。 鉴于表 2和表 3中所列化合物的结构差异为 4一氟苯 基和 3,5—二氟代苯基, 在已有 4一溴一 3',5'—二氟代联苯和 3',5'—二 氟代联苯一 4一硼酸的前提下, 按照表 2中所列化合物的合成方法, 很容易制备表 3中的所有化合物。

符合通式 Π 的新型诱导层材料的具体化学结构, 化合物名称和 英文縮写列于表 4。

表 4

-二 一 2,2':5',2":5'',2'" _四噻吩 ( P4T )

( 4一氟苯基) — 2,2':5',2":5",2'"—四噻吩 ( F2-P4T )

P4T, F2- P4T和 F4- P4T的制备过程如下图所示: 溴苯或对溴 氟苯或 3,5—二氟溴苯与噻吩的格式试剂进行 Kumada偶联反应, 得 到 2—苯基噻吩或 2— (4一氟苯基)噻吩或 2— (3,5—二氟苯基)噻 吩, 将它们分别与 NBS反应, 得到相应的溴代产物 2—溴一 5—苯基 噻吩或 2—溴一 5— (4一氟苯基) 噻吩或 2—溴一 5— (3,5—二氟苯 基) 噻吩, 将上述溴代产物分别与 5,5'-二 (三丁基锡基) -2,2'—二噻 吩进行 Stille偶联反应, 最终得到 P4T或 F2- P4T或 F4- P4T。

上述的所有诱导层材料经真空升华得到最终的 纯品。 附图说明

图 la为 BPTT诱导层薄膜的原子力显微镜图片, 图 lb为 VOPc 在 BPTT诱导层薄膜上生长薄膜的原子力显微镜图 ,图 lc为 VOPc 在 BPTT 诱导层薄膜上生长薄膜的选区电子衍射图。 其中, 取向一 VOPc(-2-12)晶面衍射点与 BPTT(200)晶面衍射点共格, 为有公度外 延关系; 取向二 VOPc与 BPTT为无公度外延关系。

图 2a为 PbPc在 BPTT诱导层薄膜上生长薄膜的原子力显微镜图 片,图 2b为 PbPc在 BPTT诱导层薄膜上生长薄膜的选区电子衍射图 其中, 取向一 PbPc 与 BPTT 为有公度外延关系; 取向二和取向三 PbPc与 BPTT为无公度外延关系。

图 3a为 TiOPc在 BPTT诱导层薄膜上生长薄膜的原子力显微镜 图片, 图 3b为 TiOPc在 BPTT诱导层薄膜上生长薄膜的选区电子衍 射图。 其中, 取向一 TiOPc与 BPTT为有公度外延关系; 取向二和 取向三 TiOPc与 BPTT为无公度外延关系。

图 4a为 SnPc在 BPTT诱导层薄膜上生长薄膜的原子力显微镜图 片,图 4b为 SnPc在 BPTT诱导层薄膜上生长薄膜的选区电子衍射图 SnPc与 BPTT为有公度外延关系。

图 5a为 F2-BP4T诱导层薄膜的原子力显微镜图片,图 5b为 PbPc 在 F2-BP4T诱导层薄膜上生长薄膜的原子力显微镜 片, 图 5c为 PbPc在 F2-BP4T诱导层薄膜上生长薄膜的选区电子衍射 。 其中, 取向一 PbPc与 F2-BP4T为有公度外延关系; 取向二和取向三 PbPc 与 F2-BP4T为无公度外延关系。

图 6a为 VOPc在 F2-BP4T诱导层薄膜上生长薄膜的原子力显微 镜图片, 图 6b为 VOPc在 F2-BP4T诱导层薄膜上生长薄膜的选区电 子衍射图, 取向一、 取向二和取向三 VOPc与 F2-BP4T均为无公度 外延关系。

图 7a为 TiOPc在 F2-BP4T诱导层薄膜上生长薄膜的原子力显微 镜图片,图 7b为 TiOPc在 F2-BP4T诱导层薄膜上生长薄膜的选区电 子衍射图, TiOPc与 F2-BP4T为无公度外延关系。 具体实施方式

下面结合实施例进一步描述本发明 实施例:

实验所用康宁 7059玻璃基板是商业产品, 经过清洗后使用。 实 验所用非平面金属酞菁是商业产品, 经过升华纯化后使用。实验所用 诱导层材料经过升华纯化后使用。

首先, 在康宁 7059玻璃基板上采用化学气相沉积方法生长厚 约 300纳米的氮化硅。然后, 采用分子气相沉积方法在氮化硅表面沉 积 1一 3个分子层厚度的诱导层薄膜, 真空度为 10" 4 帕, 基板温度约 230°C。 最后, 在诱导层上连续沉积一层非平面金属酞菁, 真空度和 基板温度与制备诱导层相同。

图 la为 1个分子层厚度的 2,5—二(4一联苯基)一 [3,2-b]并二噻 吩 (BPTT) 薄膜的原子力显微镜图像, 薄膜表面平滑, 适合有机半 导体层的外延生长。 图 lb为酞菁氧钒 (VOPc) 在图 la表面生长 20 纳米厚度薄膜的原子力显微镜图像, VOPc分子层台阶明显, 是典型 的层状生长模式的薄膜。 图 lc为图 lb的选区电子衍射图, VOPc在 BPTT上表现出两种取向关系。 其中, 取向一 VOPc(-2-12)晶面衍射 点与 BPT1X200)晶面衍射点共格, 为有公度外延关系; 取向二 VOPc 与 BPTT为无公度外延关系。

图 2a是为酞菁铅 (PbPc) 在图 la表面生长 20纳米厚度薄膜的 原子力显微镜图像, PbPc 分子层台阶明显, 是典型的层状生长模式 的薄膜。 图 2b为图 2a的选区电子衍射图, PbPc在 BPTT上表现出 三种取向关系。 其中, 取向一 PbPc与 BPTT为有公度外延关系; 取 向二和取向三 PbPc与 BPTT为无公度外延关系。

图 3a是为酞菁氧钛(TiOPc)在图 la表面生长 20纳米厚度薄膜 的原子力显微镜图像, TiOPc分子层台阶明显, 是典型的层状生长模 式的薄膜。 图 3b为图 3a的选区电子衍射图, TiOPc在 BPTT上表现 出三种取向关系。其中, 取向一 TiOPc与 BPTT为有公度外延关系; 取向二和取向三 TiOPc与 BPTT为无公度外延关系。

图 4a是为酞菁锡 (SnPc) 在图 la表面生长 20纳米厚度薄膜的 原子力显微镜图像, SnPc 分子层台阶明显, 是典型的层状生长模式 的薄膜。 图 4b为图 4a的选区电子衍射图, SnPc在 BPTT上表现出 为无公度外延关系。

图 5a为 1 个分子层厚度的 5,5'"—二 (4一 4'一氟代联苯基) 一 2,2':5',2'':5'',2'"—四噻吩 (F2-BP4T) 薄膜的原子力显微镜图像, 薄 膜表面平滑, 适合有机半导体层的外延生长。 图 5b为酞菁铅(PbPc) 在图 5a表面生长 20纳米厚度薄膜的原子力显微镜图像, PbPc分子 层台阶明显, 是典型的层状生长模式的薄膜。 图 5c为图 5b的选区电 子衍射图, PbPc在 F2-BP4T上表现出三种取向关系。 其中, 取向一 PbPc 与 F2-BP4T 为有公度外延关系; 取向二和取向三 PbPc 与 F2-BP4T为无公度外延关系。

图 6a为酞菁氧钒 ( VOPc) 在图 5a表面生长 20纳米厚度薄膜的 原子力显微镜图像, VOPc分子层台阶明显, 是典型的层状生长模式 的薄膜。 图 6b为图 6a的选区电子衍射图, VOPc在 F2-BP4T上表现 出三种取向关系, 均为无公度外延关系。

图 7a为酞菁氧钛(TiOPc)在图 5a表面生长 20纳米厚度薄膜的 原子力显微镜图像, TiOPc分子层台阶明显, 是典型的层状生长模式 的薄膜。 图 7b为图 7a的选区电子衍射图, TiOPc与 F2-BP4T为无 公度外延关系。

诱导层分子 2,7—二 (4—联苯基) —菲 (BPPh), 2,7-- (4 —联苯基)一硫芴(BPBTB),2,6—二(4—联苯 )一苯并 [l,2-b:4,5-6'] 二噻吩(BPTBT), 2,5—二(4—联苯基)一[3,2-6]并二噻吩(BPTT), 5,5"-— (4-联苯基) 一2,2':5',2"—三噻吩 (BP3T), 5,5'"—二 (4- 联 苯 基 ) 一 2,2':5',2":5'',2'" — 四 噻 吩 ( BP4T ) , 1 :4', '·4", ":4"',1"":4"", ""·4'"",1""":4""",1'"""―八联苯 ( 8Ρ), 2,5—二 (4_1,Γ:4',Γ'—三联苯基) —噻吩 (3ΡΤ), 5,5'—二 (4_ 1,Γ:4', 一三联苯基) _2,2'—二噻吩 (3Ρ2Τ), 2,5-— (4— 1,1':4',Γ' 一三联苯基)一 [3,2-b]并二噻吩(3PTT), 2,7-- (4一 4'一氟代联苯 基) 一菲 (F2-BPPh), 2,7—二 (4_4'—氟代联苯基) —硫芴 (F2-BPBTB), 2,6-— (4_4'_氟代联苯基) 一苯并 [l,2-b:4,5- ] 二噻吩 (F2-BPTBT), 2,5—二 (4_4'_氟代联苯基) —[3,2-b]并二 噻吩 (F2-BPTT), 5,5'—二 (4— 4'_氟代联苯基) 一2,2'—二噻吩 (F2-BP2T), 5,5"—二 (4_4'—氟代联苯基) 一 2,2':5',2"—三噻吩 (F2-BP3T), 5,5'"—二(4_4'_氟代联苯基) _2,2':5',2":5'',2'"_四 噻 吩 ( F2-BP4T ) , 4,4""' 一 二 ( 4 一 氟 苯 基 ) 一 1,Γ:4',Γ':4'',Γ'':4''',Γ'':4'"',Γ'''—六联苯 (¥2-pSY), 2,5—二 (4-4" —氟代一 1,Γ:4',Γ'—三联苯基) 一噻吩 (F2-3PT), 5,5'-- (4-4" —氟代一 1,Γ:4',Γ'—三联苯基) 一 2,2 '—二噻吩 (F2-3P2T), 2,5—二 ( 4一 4"一氟代一 1,Γ:4',Γ'一三联苯基) 一 [3,2-6]并二噻吩 (F2-3PTT), 2,7—二 (4— 3',5'—二氟代联苯基) 一菲 (F4-BPPh), 2,7—二(4— 3',5'—二氟代联苯基)—硫芴(F4-BPBTB), 2,6—二(4 — 3',5'—二氟代联苯基) —苯并 [1,2-6:4,5-6']二噻吩 (F4-BPTBT), 2,5—二 (4一3',5'—二氟代联苯基) _[3,2-6]并二噻吩 (F4-BPTT), 5,5'—二(4— 3',5'—二氟代联苯基)一2,2'—二噻吩(F4-BP2T), 5,5" —二 (4一 3',5'—二氟代联苯基) 一2,2':5',2"_三噻吩 (Γ4-ΒΡ3Τ), 5,5'"—二 ( 4一 3',5'—二氟代联苯基) _ 2,2':5',2":5",2" '—四噻吩 ( F4-BP4T ) , 4,4""' — 二 ( 3,5 — 二 氟 代 苯 基 ) ― 1,Γ:4',Γ':4'',Γ'':4''',Γ'':4'''',Γ'"'—六联苯 (F4- ?8P),2,5—二(4— 3",5" —二氟代一 1,Γ:4',Γ—三联苯基)一噻吩(F4-3PT),5,5 '—二(4_3",5" 一二氟代一 1,Γ:4',Γ一三联苯基) 一 2,2'—二噻吩 (F4-3P2T), 2,5- 二 ( 4一 3",5"—二氟代一 1,Γ:4',Γ'一三联苯基) — [3,2-6]并二噻吩 (F4-3PTT), 5, 5'"_二苯基 _2,2':5',2":5'',2'"—四噻吩(Ρ4Τ), 5, 5'" 一二 (4一氟苯基) _2,2':5',2'':5",2'"—四噻吩 (F2-P4T) 和 5, 5"'_ 二 (3,5—二氟苯基) — 2,2':5',2":5'',2'"—四噻吩 (F4-P4T)与非平面 金属酞菁的外延关系列于表 5中。

无公度外延 有公度外延

PbPc

无公度外延

SnPc 无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延 有公度外延

BP3T TiOPc

无公度外延 有公度外延

PbPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

BP4T

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

P8P

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

3PT

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

3P2T VOPc

无公度外延 有公度外延

PbPc

无公度外延

3PTT 有公度外延

VOPc

无公度外延

TiOPc 有公度外延 无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F2-BPPh

有公度外延

PbPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F2-BPBTB

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

F2-BPTT VOPc

无公度外延 有公度外延

PbPc

无公度外延 无公度外延

VOPc

有公度外延 有公度外延

TiOPc

无公度外延

F2-BP2T

有公度外延

PbPc

无公度外延 有公度外延

SnPc

无公度外延 有公度外延

TiOPc

无公度外延

F2-BP3T

无公度外延

VOPc

有公度外延

F2-BP4T 无公度外延

PbPc 有公度外延 无公度外延

VOPc

有公度外延 无公度外延

TiOPc

有公度外延 无公度外延

VOPc

有公度外延

¥2-pS

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F2-3PT

TiOPc 有公度外延 无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F2-3P2T

有公度外延

PbPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F2-3PTT

有公度外延

SnPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-BPPh

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-BPBTB

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-BPTBT

有公度外延

PbPc

无公度外延

F4-BPTT VOPc 无公度外延 有公度外延 无公度外延

TiOPc

有公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-BP2T

有公度外延

PbPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-BP3T

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-BP4T

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4- 8P

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-3PT

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-3P2T

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

VOPc

无公度外延

F4-3PTT

有公度外延

TiOPc

无公度外延 有公度外延

TiOPc

无公度外延

有公度外延

P4T PbPc

无公度外延

有公度外延

VOPc

无公度外延

有公度外延

VOPc

无公度外延

有公度外延

F2-P4T TiOPc

无公度外延

有公度外延

PbPc

无公度外延

有公度外延

TiOPc

无公度外延

F4-P4T

有公度外延

VOPc

无公度外延 本发明不限于上述实施例。一般来说, 本专利所公开的用于弱取 向外延生长的诱导层材料可以用于其他有机半 导体元件中,形成二维 和三维的集成器件中的元件。这些集成器件可 能应用在集成电路、有 源矩阵显示、传感器和光伏电池方面。使用基 于本发明的电子元件容 易大面积加工制备。