MÉTODO PARA PRODUCIR TRANSISTORES ORGÁNICOS DE EFECTO DE CAMPO.

Método para producir transistores orgánicos de efecto de campo Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se relaciona con un método para producir un transistor orgánico de efecto de campo Descripción del estado del arte relacionado En el campo de la microelectrónica hay una necesidad constante por desarrollar elementos cada vez más pequeños para dispositivos que pueden ser reproducidos en forma conveniente y económica con el porcentaje de fracaso más bajo posible. Los circuitos integrados digitales modernos se basan en transistores de efecto de campo (FET), que confían en un campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los transistores orgánicos de efecto de campo (OFET) permiten la producción de sustratos flexibles o irrompibles para circuitos integrados que tienen grandes áreas de actividad. Como los OFET permiten la producción de circuitos complejos, tienen una gran área de aplicaciones potenciales (por ejemplo en circuitos de excitación de pantallas de pixeles). Los métodos para la fabricación de circuitos integrados (IC) son bien conocidos en el arte, por ejemplo por medio de técnicas litográficas. DE-A-32 35 526 divulga diimidas perileno-3,4,9,10-tetracarboxílicas, que están sustituidas sobre el núcleo de perileno con al menos un grupo seleccionado de entre grupos alcoxi, alquiltio, ariloxi, ariltio, =SO2 y -SO2-R. Además, pueden estar sustituidas sobre el núcleo de perileno con al menos un grupo cloro o bromo. DE-A-34 34 059 divulga diimidas perilenotetracarboxílicas cloradas preparadas por medio de cloración de diimidas perilenotetracarboxílicas con cloruro de sulfurilo en un líquido orgánico inerte en presencia de un catalizador. El núcleo de perileno tiene 2, 3, 4 ó 5 ó 6 grupos cloro. Los sustituyentes de los átomos de nitrógeno de la diimidas son, independientemente entre sí, ya sea a) un alquilo C1 - C18 de cadena recta o ramificada que está sustituido o no por ciano, hidroxilo, cicloalquilo, alquilcarboniloxi, alquenilcarboniloxi o cicloalquilcarboniloxi y en el cual la cadena de alquilo puede también estar interrumpida por O o S, o b) cicloalquilo C5 - C18, que está sustituido o no por alquilo, carboalcoxi o trifluorometilo. DE-A-195 47 209 divulga dianhídridos perileno-3,4,9,10-tetracarboxílicos 1,7-disustituidos y ácidos perileno-3,4,9,10tetracarboxílicos donde los sustituyentes se seleccionan de entre ariloxi, ariltio, hetariloxi o hetariltio sustituidos o no sustituidos. También se divulgan diimidas 1,7-dibromoperileno-3,4,9,10-tetracarboxílicas como intermediaras para estos compuestos. US 5.986.099 divulga diimidas cuaterilenotetracarboxílicas sustituidas, en donde el núcleo aromático puede tener hasta 12 sustituyentes, entre otros halógeno. US 2005/0222416 A1 divulga diimidas terilentetracarboxílicas 1,6,9,14-tetrasustituidas en donde los sustituyentes son entre otros bromo. DE-A-101 48 172 describe diimidas naftaleno-1,4,5,8-tetracarboxílicas 2,6-sustituidas fluorescentes, en donde los sustituyentes son independientemente hidrógeno, halógeno, amino, -NHR o -OR, siendo al menos uno de los sustituyentes diferente de hidrógeno o halógeno. También se divulgan diimidas 2,6-dicloro-naftaleno-1,4,5,8tetracarboxílicas y diimida 2,6-dibromo-naftaleno-1,4,5,8-tetracarboxílica que se emplean como intermediarias. Las diimidas naftaleno-1,4,5,8-tetracarboxílicas divulgadas se utilizan entre otros como colorantes fluorescentes y colorantes láser. H. Langhals y S. Kirner divulgan en Eur. J. Org. Chem. 2000, 365 - 380 colorantes fluorescentes sobre la base de bisimidas perilenotetracarboxílicas de núcleo ampliado. El único compuesto concreto sustituido con halógeno divulgado es 1-bromo-N, N-bis(1-hexilheptil)-perileno-3,4,9,10-bis(dicarboximida). H. Tian divulga en Tet. Let. 46, 2005, 4443 - 4447 la bromación de perilenotetracarboxílico bisanhídrido que produce el derivado tetrabromado. Con relación a la correspondiente tetrabromodiimida no se describe aislamiento y caracterización. D. Zhu divulga en Org. Let. 2006, 8, 5, 867 la correspondiente tetrabromoperilenodiimida con sustituyentes etilhexilo. 2 E07728760 31-10-2011 Ninguna de las referencias anteriormente citadas en la literatura describe el uso de derivados de ácidos rileno tetracarboxílicos como semiconductores orgánicos de tipo n para la producción de los OFET. M. J. Ahrens, M. J. Fuller y M. R. Wasielewski, Chem. Mater. 2003, 15, páginas 2684 - 2686, divulga perileno-3,4dicarboximidas cianuradas y perileno-3,4,9,10-bis(dicarboximida) como oxidantes cromóforos superficiales para fotónicos y electrónicos orgánicos. B. A. Jones et al., Angew. Chem. 2004, 116, páginas 6523 - 6526, describes diciano-perileno-3,4,9,10-bis (dicarboximidas) como semiconductores de tipo n estables al aire de alta movilidad. US 2005/0176970 A1 divulga el uso de perileno-3,4-dicarboximidas y perileno-3,4,9,10-bis(dicarboximida) con uno o más unidades estructurales que quitan electrones o grupos como semiconductores de tipo n. Los compuestos con 10 sustituyentes de bromo sobre el núcleo de perileno se emplean únicamente como intermediarios en la síntesis de las moléculas objetivo.   Los compuestos empleados como semiconductores de tipo n de acuerdo con los tres últimos documentos mencionados de la literatura no tienen sustituyentes halógeno. ChemPhysChem 2004, 5, 137 - 140 describe estudios sobre propiedades estructurales, electroquímicas y de transporte de carga de bisimidas de perileno sustituidas con cuatro cloros de la fórmula donde R = n-C12H25, 4-(n-C12H25)C6H4, 2,6-(i-C3H7)2C6H3. Este documento no enseña un método para la producción de los OFET. J. Mater. Chem., 2005, 15, 1270 - 1276 (Wuerthner, Muellen et al.), reporta un incremento en el tiempo de vida del portador de carga en un derivado de bisimida de perileno de cristal líquido por sustitución del núcleo aromático con cloro. El derivado de bisimida de perileno empleado tiene la siguiente estructura 3 E07728760 31-10-2011   Este documento tampoco enseña un método para la producción de los OFET. US 2005/0017237 describe dispositivos electrónicos que incluyen una capa semiconductora con base en compuestos del tipo rileno. El único ejemplo concreto de un transistor de película fina incluye una diimida perilenotetracarboxílica con núcleo aromático no sustituido. US 2003/0181721 A1 (Wuerthner) divulga diimidas perilenotetracarboxílicas tetrasustituidas de la fórmula donde R 1 , R 2 , R 3 y R 4 son independientemente hidrógeno, cloro, bromo, ariloxi sustituido o no sustituido, ariltio, arilamino, hetariloxi o hetariltio, R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 y R 10 son independientemente hidrógeno o alquilo, alcoxi o alquiltio de cadena larga con la condición de que al menos cuatro de estos radicales no sean hidrógeno. También se menciona en términos muy generales que tales perilimidas son útiles para aplicaciones electrónicas, optoelectrónicas y fotónicas tales como materiales para transporte de carga en diodos luminiscentes y diodos fotovoltaicos, fotoconductores y transistores. Este documento tampoco enseña un método para la producción de los OFET. Los únicos compuestos sustituidos con halógeno concretos divulgados tienen núcleos aromáticos sustituidos por cuatro radicales cloro o cuatro radicales bromo y se utilizan únicamente como intermediarios en la síntesis de las moléculas objetivo. 4 E07728760 31-10-2011 D. Schlettwein et al comparan en Organic Electronics 5 (2004), 237 - 249 las propiedades eléctricas de películas finas de 1,6,7,12-tetracloro-N,N-dimetilperileno-3,4,9,10-biscarboximida preparadas por medio de deposición física de vapor con aquellas del correspondiente compuesto no clorado. La conductividad específica de las películas finas del sustrato no clorado es aproximadamente 100 veces más alta que aquella del compuesto no clorado. DE 195 47 210 divulga dianhídridos de perileno-3,4,9,10-tetracarboxílicos 1,7-disustituidos y ácidos perileno- 3,4,9,10-tetracarboxílicos donde los sustituyentes están enlazados a través de un grupo espaciador 1,2-etileno, 1,2etenileno o 1,2-etinileno. Resumen de la invención La invención provee un método para la producción de un transistor orgánico de efecto de campo, que comprende las etapas de: a) proveer un sustrato que contiene una estructura de compuerta , un electrodo fuente y un electrodo de drenaje localizados sobre el sustrato, y b) aplicar un compuesto semiconductor orgánico tipo n al área del sustrato donde la estructura de compuerta , el electrodo fuente y el electrodo de drenaje están localizados, en donde el compuesto semiconductor orgánico tipo n se selecciona de los compuestos de la fórmula I en donde R 1 , R 2 , R 3 and R 4 son independientemente hidrógeno, cloro o bromo, con la condición de que al menos uno de estos radicales no sea hidrógeno.... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir un transistor orgánico de efecto de campo, que comprende las etapas de: a) proveer un sustrato que contiene una estructura de compuerta, un electrodo fuente y un electrodo de drenaje localizados sobre el sustrato, y b) aplicar un compuesto semiconductor orgánico tipo n al área del sustrato donde la estructura de compuerta, el electrodo fuente y el electrodo de drenaje están localizados, caracterizado porque el compuesto orgánico semiconductor de tipo n se selecciona de los compuestos de la fórmula I en donde R 1 , R 2 , R 3 and R 4 son independientemente hidrógeno, cloro o bromo, con la condición de que al menos uno de estos radicales no sea hidrógeno. Y 1 es NR a , en donde R a es hidrógeno, Y 2 es NR b , en donde R b es hidrógeno, Z 1 , Z 2 , Z 3 y Z 4 son O. 2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en donde 1, 2, 3, ó 4 de los residuos R 1 , R 2 , R 3 y R 4 son cloro. 3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en donde R 1 , R 2 , R 3 y R 4 son cloro. 4. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en donde 1, 2, 3, ó 4 de los residuos R 1 , R 2 , R 3 y R 4 son bromo. 5. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en donde R 1 , R 2 , R 3 y R 4 son bromo. 6. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en donde el compuesto I se selecciona de entre los compuestos de las fórmulas: 19 E07728760 31-10-2011   7. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el compuesto orgánico semiconductor de la fórmula I se emplea en la forma de cristales. 8. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se emplea un compuesto orgánico semiconductor de la fórmula I que resulta de la purificación por sublimación, transporte físico de vapor, recristalización a partir de disolventes orgánicos o de ácido sulfúrico o una combinación de dos o más de estos métodos. E07728760 31-10-2011   21 E07728760 31-10-2011   22 E07728760 31-10-2011   23 E07728760 31-10-2011   24 E07728760 31-10-2011   E07728760 31-10-2011   26 E07728760 31-10-2011