聚合物有机半导体组合物的制作方法_4

文档序号:9732268阅读:来源:国知局
的差的堆积(填充,packing)。半导体分子的差的堆积可对于半导体层的电 荷迁移率是有害的。溶剂可W未受控制的方式(即没有时间限制)完全主动地蒸发,或者可 控制条件W控制蒸发速率。为了使差的堆积最小化,可在通过覆盖所沉积的层而降低蒸发 速率的同时将溶剂蒸发。运样的条件可导致具有相对高的结晶度的半导体层。
[0142] 在除去期望量的溶剂W形成半导体层之后,所述半导体层可通过暴露于热或溶剂 蒸气,即,通过热退火或溶剂退火而退火。
[0143] 所述半导体层的电荷迁移率值可使用本领域技术人员已知的任何标准方法、例如 J.A卵l.I^ys.,1994,Volume 75,page 7954和W0 2005/055248中公开的技术、优选通过W0 2005/055248中描述的那些测量。
[0144] 优选地,本发明的有机半导体层为具有3.4-8的在1000化下的电容率的半导体层。 在优选实施方式中,所述层具有4.0-7、更优选4.0-6.5、还更优选4.0-6和甚至更优选3.4-4.5的在1000化下的电容率。
[014引电子器件
[0146] 本发明另外提供包含根据本发明的有机半导体组合物的电子器件。在本发明的第 一方面中,所述电子器件可包括运样的有机半导体组合物:其包括包含至少一种具有式(A) 的BXBX单体单元、至少一种具有式(B)的单体单元和至少一种具有式(C)的单体单元的混合 物的PAHC。所述组合物可例如W半导体层或膜的形式使用。另外,本发明优选提供包含根据 本发明的有机半导体层的电子器件。
[0147] 所述层或膜的厚度可为0.02-20微米、0.2-20微米、优选0.05-10微米、优选0.5-10 微米、0.05-5微米、甚至更优选0.5-5微米、还更优选0.5-2微米、和更优选0.02-1微米。
[0148] 所述电子器件可没有限制地包括有机场效应晶体管(0FET)、有机发光二极管 (0LED)、光电探测器、有机光伏(0PV)电池、传感器、激光器、存储元件和逻辑电路。
[0149] 本发明的示例性的电子器件可通过上述有机半导体组合物在基底上的溶液沉积 制造。
【具体实施方式】
[0150] 总则
[0151] 对于本发明中使用的杂并苯单体,虽然展示了一种异构体,但本发明适用于纯的 顺式异构体、纯的反式异构体、W及顺式和反式异构体的混合物。
[0152] 设及数值X的术语"约"意指例如x± 10%。
[015引词语"基本上"不排除"完全",例如,"基本上不會'Y的组合物可完全不含Y。在必要 时,词语"基本上"可从本发明的定义中省略。
[0154] 如本文中所使用的聚合物材料(包括单体或大分子材料)的"分子量"指的是数均 分子量,除非另外具体说明或除非测试条件指示其它情况。
[0155] ' η '代表整数且为聚合物中的规定单体的重复单元的数量。
[0156] "聚合物"意指通过使一种或多种单体、大分子和/或低聚物聚合和/或交联而形成 并具有两个或更多个重复单元的材料。
[0157] 如本文中所使用的,术语"烷基"基团指的是直链或支化的饱和的单价控基,其具 有如所指示的碳原子数。作为非限制性实例,合适的烷基包括甲基、乙基、丙基、正下基、叔 下基、异下基和十二烷基。
[0158] 如本文中所使用的,术语"烷氧基"基团没有限制地包括甲氧基、乙氧基、2-甲氧基 乙氧基、叔下氧基等。
[0159] 如本文中所使用的,术语"氨基"基团没有限制地包括二甲基氨基、甲基氨基、甲基 苯基氨基、苯基氨基等。
[0160] 术语"碳基"指的是如下的任何单价或多价有机基团部分:其包含至少一个碳原 子,另外不具有任何非碳原子(-C = C),或者任选地与至少一个非碳原子例如N、0、S、P、SI、 Se、As、Te或Ge组合(例如幾基等)。
[0161] 术语"控"基表示额外地含有一个或多个Η原子并任选地含有一个或多个杂原子的 碳基。
[0162] 包含3个或更多个碳原子的碳基或控基可为直链的、支化的和/或环状的,包括螺 和/或稠环。
[0163] 优选的碳基或控基包括:烷基、烷氧基、烷基幾基、烷基幾基氧基、烷氧基幾基氧 基,其各自为任选地取代的且具有1-40个、优选1-18个碳原子;W及任选地取代的具有6-40、优选6-18个碳原子的芳基、芳基衍生物或芳氧基;W及烷基芳氧基、芳基幾基、芳氧基幾 基、芳基幾基氧基和芳氧基幾基氧基,其各自为任选地取代的并具有7-40个、更优选7-25个 碳原子。
[0164] 碳基或控基可为饱和或不饱和的无环基团、或饱和或不饱和的环状基团。不饱和 的无环或环状基团是优选的,尤其是締基和烘基(尤其是乙烘基)。
[0165] 在本发明的多并苯中,对于化-Ri4等的在所述打-C40碳基或控基上的任选的取代基 优选选自:甲娃烷基、横基、横酷基、甲酯基、氨基、亚氨基、次氨基(次氮基)、琉基、氯基、硝 基、面素、Cl-4烷基、C6-12芳基、Cl-4烷氧基、径基和/或其所有化学上可能的组合。在运些任选 的取代基之中更优选的是甲娃烷基和C6-12芳基,且最优选的是甲娃烷基。
[0166] "取代的烷基"指的是在其上具有一个或多个取代基的烷基,其中所述一个或多个 取代基各自包括单独地含有一个或多个不同于碳和氨的原子的单价部分(例如,面素例如 F)或者含有一个或多个不同于碳和氨的原子与碳原子(例如,氯基)和/或氨原子(例如,径 基或簇酸基)组合的单价部分。
[0167] "締基"指的是作为締控的基团的单价基团,所述締控是具有至少一个碳-碳双键 的控。締基可为直链的、支化的、环状的、或其组合,且典型地含有2-30个碳原子。在一些实 施方式中,締基含有2-20、2-14、2-10、4-10、4-8、2-8、2-6、或2-4个碳原子。示例性的締基包 括,但不限于,乙締基、丙締基和下締基。
[0168] "取代的締基"指的是具有(i) 一个或多个C-C双键和(ii)在其上具有一个或多个 取代基的締基,其中所述一个或多个取代基各自包括单独地含有一个或多个不同于碳和氨 的原子的单价部分(例如,面素例如F)或者含有一个或多个不同于碳和氨的原子与碳原子 (例如,氯基)和/或氨原子(例如,径基或簇酸基)组合的单价部分。
[0169] "环烷基"指的是作为如下的环结构的基团的单价基团:所述环结构由在所述环结 构中的3个或更多个碳原子组成(即,在所述环结构中仅有碳原子且所述环结构的碳原子之 一为所述基团)。
[0170] "取代的环烷基"指的是在其上具有一个或多个取代基的环烷基,其中所述一个或 多个取代基各自包括含有一个或多个原子的单价部分(例如,面素例如F、烷基、氯基、径基、 或簇酸基)。
[0171] "环烷基亚烷基"指的是作为如下的环结构的单价基团:所述环结构由在所述环结 构中的3个或更多个碳原子组成(即,在所述环中仅有碳原子),其中所述环结构连接到无环 的烷基(典型地,1-3个碳原子,更典型地,1个碳原子)且所述无环的烷基的碳原子之一为所 述基团。"取代的环烷基亚烷基"指的是在其上具有一个或多个取代基的环烷基亚烷基,其 中所述一个或多个取代基各自包括含有一个或多个原子的单价部分(例如,面素例如F、烧 基、氯基、径基、或簇酸基)。
[0172] "芳基"指的是作为芳族碳环化合物的基团的单价基团。芳基可具有一个芳族环或 可包括连接或稠合到芳族环的最高达5个碳环结构。另外的环结构可为芳族的、非芳族的、 或其组合。优选的芳基的实例包括,但不限于,苯基、2-甲苯基、3-甲苯基、4-甲苯基、联苯 基、4-苯氧基苯基、4-氣苯基、3-甲醋基苯基、4-甲醋基苯基、Ξ联苯基(ter地enyl)、蔥基、 糞基、起基、蔥酿基、菲基、蔥基、巧基、巧基、和巧基。
[0173] "取代的芳基"指的是在环结构上具有一个或多个取代基的芳基,其中所述一个或 多个取代基各自包括含有一个或多个原子的单价部分(例如,面素例如F、烷基、氯基、径基、 或簇酸基)。
[0174] "芳基亚烷基"指的是作为如下的芳族环结构的单价基团,所述芳族环结构由在所 述环结构中的6-10个碳原子组成(即,在所述环结构中仅有碳原子),其中所述芳族环结构 连接到具有一个或多个碳原子(典型地,1-3个碳原子、更典型地1个碳原子)的无环的烷基, 且所述无环的烷基的碳之一为所述基团。
[0175] "取代的芳基亚烷基"指的是在其上具有一个或多个取代基的芳基亚烷基,其中所 述一个或多个取代基各自包括含有一个或多个原子的单价部分(例如,面素例如F、烷基、氯 基、径基、或簇酸基)。
[0176] "乙酷基"指的是具有式-C(0)C出的单价基团。
[0Π 7]"杂环"指的是运样的饱和的、部分饱和的或不饱和的环结构:其在环结构中包含 0、N、S和Se的至少一个。
[0178] "取代的杂环"指的是具有键合到环结构的一个或多个成员的一个或多个取代基 的杂环,其中所述一个或多个取代基各自包括含有一个或多个原子的单价部分(例如,面素 例如F、烷基、氯基、径基、或簇酸基)。
[0179] "碳环"指的是运样的饱和的、部分饱和的或不饱和的环结构:其在环结构中仅包 含碳。
[0180] "取代的碳环"指的是具有键合到环结构的一个或多个成员的一个或多个取代基 的碳环,其中所述一个或多个取代基各自包括含有一个或多个原子的单价部分(例如,面素 例如F、烷基、氯基、径基、或簇酸基)。
[0181] "酸基"指的是-Ra-0-化基团,其中Ra为支化或未支化的亚烷基、亚芳基、亚烧芳基 或亚芳烷基控,且化为支化或未支化的烷基、芳基、烧芳基或芳烷基控。
[0182] "取代的酸基"指的是在其上具有一个或多个取代基的酸基,其中所述一个或多个 取代基各自包括单独地含有一个或多个不同于碳和氨的原子的单价部分(例如,面素例如 F)或者含有一个或多个不同于碳和氨的原子与碳原子(例如,氯基)和/或氨原子(例如,径 基或簇酸基)组合的单价部分。
[0183] 除非另外定义,"取代基"或"任选的取代基"优选选自面素(I、Br、Cl、F)、CN、M)2、 NH2、-C00H 和 OH。
[0184] 术语"极化基团"指的是连接到基团的一个或多个取代基(其可为元素或化学基 团),其中所述元素或化学基团在电负性方面与它化学结合至的基团具有显著差异。运导致 电子密度的扰动(与未经取代的基团相比),引起永久偶极子的形成。永久偶极子的存在引 起化合物的介电常数(要不然称为相对电容率)的增加。
【附图说明】
[0185] 图巧底栅/顶接触(BG/TC)有机薄膜晶体管(0TFT)的图
[0186] 图2为底栅/底接触(BG/BC)的图
[0187] 图3为顶栅/顶接触(TG/TCK0TFT)的图
[0188] 图4为顶栅/底接触(TG/BC) (0TFT的图
[0189] 标记-A:基底;B:栅电极;C:介电层;D:半导体层;E:源电极;F:栅电极 阳I90] 本发明的实施例
[0191]本发明的下列实施例仅是示例性的且不应被视为限制本发明的范围。 巧192] 聚合物粘结剂的电容率(电容)的测量
[0193] 在玻璃基底上制造 W保护环完成的36个电容器的阵列。通过保护环目视消除在测 量中来自在电极边缘处的弥散(边缘,打inging)和杂散电容的误差(参见ASTM D150)。
[0194] 通过常规的光刻法W及经瓣射的5皿Ti和50皿Au层的湿法蚀刻将底接触(包括 保护环)图案化。通过经保护的电极的半径确定各电容器的面积0.1257cm 2。由在甲苯中5重 量%的溶液旋涂聚合物粘结剂巧OOrpm 20秒),随后将其在热板上在100°C下干燥2分钟W 提供至少25化m厚的层。使用Dektak 150轮廓曲线仪和Dimension V化noMan AFM(两者都 来自Veeco,Plainview NY)两者在邻近于各电容器的点处测量聚合物粘结剂层的精确厚 度。运些测量在测量样品电容之后进行。经由通过荫罩的A1的热蒸发限定50nm厚的顶接触。
[0195] 通过使用Agilent 4284A精密LCR测试仪和探针台向样品Wlk化的频率施加正弦 电压(lOOmVp-p)进行电容测量。将正被测量的样品放置在经遮光的试验箱中W确保来自外 部环境的最小影响。
[0196] 在各组测量之前,使用开路和短路程序对所述LCR测试仪抵偿该测试仪和测试夹 具的电容。由测量结果使用如下关系式确定粘结剂的相对电容率:
[0197] C=eXe〇X(A/d)。
[0198] 其中C为样品电容(法拉第),A为面积(m2),d为涂层厚度(m),e为相对电容率,且ε。 为自由空间的电容率且取作8.8854 X 1 (ri2F/m。
[0199] 作为参比样品,测试具有1皿厚度的聚苯乙締样品(Mw~350,000)。在10,000化下 聚苯乙締参比物的经测量和计算的介电常数为ε = 2.55,其与所报道的值(ε~2.5)良好地 相符,参见J.R.Wunsch,Polystyrene-Synthesis .Production 曰nd Applic曰tions ,R曰pr曰 Review Repo;rts,2000,Vol皿e 10,No.4,page 32。 巧200] 顶栅/底接触(TGBOOTFT的制造方法
[0201 ]将层叠到玻璃载体上的阳N基底用5nm Ti和50nm Au层瓣射涂覆。使用光刻法和化 学蚀刻方法将所述金属层图案化W形成具有4μπι-100皿的沟道长度和500皿-15mm的宽度的 源/漏电极。将基底置于DMS0浴中W除去光刻胶,然后在超纯水中清洗。在于氮气流中干燥 之后,将基底在热板上在ll〇°C下干燥30分钟。
[020引在冷却之后,将Au电极浸在五氣苯硫醇于异丙醇中的lOmM溶液中。在1分钟之后, 通过Wl
...
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1