有機(jī)半導(dǎo)體配制劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案一般涉及用于有機(jī)電子器件的并且更具體地是在有機(jī)場(chǎng) 效應(yīng)晶體管中的有機(jī)半導(dǎo)體層的配制劑，涉及由這樣的配制劑制備的有機(jī)半導(dǎo)體層，以及 涉及包含這樣的有機(jī)半導(dǎo)體層的有機(jī)電子器件和有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0002] 背景
[0003] 近年來存在著對(duì)有機(jī)電子（0E)器件，例如用于顯示器件或邏輯功能（capable)電 路的背板的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（0FET)，和有機(jī)光伏（0PV)器件增長(zhǎng)的興趣。常規(guī)的0FET具 有柵電極，由電介質(zhì)材料（也被稱為"電介質(zhì)"或"柵極電介質(zhì)"）制成的柵極絕緣體層，源 和漏電極，由有機(jī)半導(dǎo)體（0SC)材料制成的半導(dǎo)體層，以及經(jīng)常是在上述層之上以保護(hù)它 們免受環(huán)境影響和/或來自隨后器件制造步驟的損壞的鈍化層。
[0004] 對(duì)于0E器件，可溶液加工的0SC層是特別需要的。0SC材料應(yīng)是基于溶液的，并 應(yīng)適合于基于溶液的沉積方法，如旋涂、縫模涂布和刮刀涂布，或者更寬的區(qū)域印刷方法， 如柔性版印刷、凹版印刷和絲網(wǎng)印刷。在這種溶液加工的層中使用的0SC材料的關(guān)鍵要求 是0SC溶劑對(duì)下器件層的正交性，和0SC對(duì)0SC以上和以下提供的器件層例如柵極電介質(zhì) 層或鈍化層良好的粘合性。
[0005] 帕利靈（聚（對(duì)二甲苯））是在0E器件例如0FET的電介質(zhì)或鈍化層中通常使用 的電介質(zhì)材料。帕利靈是可商購(gòu)的電介質(zhì)，當(dāng)被沉積在基板上時(shí)其由蒸氣化的對(duì)二甲苯單 體聚合。帕利靈的優(yōu)點(diǎn)是其相對(duì)簡(jiǎn)單的加工，導(dǎo)致得到高度純和均勻的薄膜，其是優(yōu)異的化 學(xué)阻隔層，即熱穩(wěn)定又UV穩(wěn)定。
[0006] 然而，帕利靈對(duì)于通常使用的可溶液加工的0SC組合物的粘合性通常非常低。
[0007] 因此，希望提供用于制備0E器件中的0SC層的溶液可加工0SC配制劑，其對(duì)于在 這種器件的電介質(zhì)層或鈍化層中使用的帕利靈層顯示了改進(jìn)的粘合性。
[0008] 概述
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案涉及包含有機(jī)半導(dǎo)體（0SC)和具有一種或多種反應(yīng)性側(cè) 基的多環(huán)烯烴聚合物的配制劑，所述配制劑任選包含溶劑。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案涉及通過使用前述配制劑獲得的0SC層。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案涉及由前述配制劑制備0SC層的方法。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案涉及包含通過使用包含溶劑、0SC和具有一種或多種 反應(yīng)性側(cè)基的多環(huán)烯烴聚合物的配制劑獲得的0SC層的有機(jī)電子（0E)器件，所述0E器件 進(jìn)一步包含通過將對(duì)二甲苯氣相沉積至所述0SC層上獲得的電介質(zhì)層或鈍化層。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案還涉及制造0E器件的方法，包括通過使用前述0SC配 制劑提供0SC層以及提供通過將對(duì)二甲苯氣相沉積到所述0SC層上獲得的電介質(zhì)層或鈍化 層。
[0014] 前述0E器件例如為有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（0FET)，包括有機(jī)薄膜晶體管（0TFT)，有機(jī) 發(fā)光二極管（0LED)，有機(jī)光電探測(cè)器（0PD)或有機(jī)光伏（0PV)器件。對(duì)于0FET，這種器件 包括頂柵0FET或底柵0FET二者。
[0015] 本發(fā)明的實(shí)施方案還涉及含有上下文所述的0E器件的產(chǎn)品或組件。這樣的產(chǎn)品 或組件為集成電路（1C)，射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽，含有RFID標(biāo)簽的安全標(biāo)記或安全器件，平 板顯示器（FPD)，F(xiàn)PD的背板，F(xiàn)PD的背光，電子照相器件，電子照相記錄器件，有機(jī)存儲(chǔ)器 件，壓力傳感器，光學(xué)傳感器，化學(xué)傳感器，生物傳感器或生物芯片。
[0016] 附圖的簡(jiǎn)要說明
[0017] 以下參照下列附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明頂柵0FET器件實(shí)施方案的圖示；
[0019] 圖2是根據(jù)本發(fā)明底柵0FET器件實(shí)施方案的圖示；
[0020] 圖3a是實(shí)施例1的頂柵0FET器件的傳輸曲線；
[0021] 圖3b描述了在電應(yīng)力前后實(shí)施例1的頂柵0FET器件的傳輸特性；
[0022] 圖4a是實(shí)施例2的頂柵0FET器件的傳輸曲線；
[0023] 圖4b描述了在電應(yīng)力前后實(shí)施例2的頂柵0FET器件的傳輸特性。
[0024] 發(fā)明詳述
[0025] 如本文所用的，術(shù)語"有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（0FET) "將理解為包括已知稱為"有機(jī)薄 膜晶體管（0TFT)"的這樣的器件的子類。
[0026] 此外，將理解的是，術(shù)語"電介質(zhì)"和"絕緣"在本文可互換使用。因而提及絕緣材 料或?qū)邮前娊橘|(zhì)材料或?qū)印４送?，如本文所用的，術(shù)語"有機(jī)電子器件"將理解為包括 術(shù)語"有機(jī)半導(dǎo)體器件"和這種器件的幾個(gè)具體實(shí)施方案例如如上所定義的0FET。
[0027] 應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語"帕利靈"和"聚（對(duì)二甲苯）"在本文可互換使用。因此提及帕利 靈是包括聚（對(duì)二甲苯），反之亦然。帕利靈是一系列化學(xué)氣相沉積的聚（對(duì)二甲苯）的總 稱商品名。帕利靈通常由如下結(jié)構(gòu)的對(duì)二甲苯中間體的化學(xué)氣相沉積制備
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 配制劑，其包含有機(jī)半導(dǎo)體（OSC)和包含一個(gè)或多個(gè)側(cè)基反應(yīng)性基團(tuán)的多環(huán)烯烴聚 合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的配制劑，其中反應(yīng)性基團(tuán)包含羥基部分或烯烴部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的配制劑，其中多環(huán)烯烴聚合物是具有一種或多種不同類型的 式I的重復(fù)單元的降冰片烯類型聚合物
其中Z選自-CH2-、-CH2-CH2-或-0-，m為0-5的整數(shù)，R 1、R2、R3和R4的每個(gè)獨(dú)立地選 自H，（^至C 25的烴基，C 1至C 25的鹵代烴基或C 1至C 25的全鹵代烴基，和其中在至少一種重 復(fù)單元中，RH的一個(gè)或多個(gè)表示或包含反應(yīng)性基團(tuán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑，其中多環(huán)烯烴聚合物包含一種或多種選 自下式的重復(fù)單元 、
其中Y是具有1-20個(gè)C原子的烷基或烷氧基，或具有2-20個(gè)C原子的烷基羰基，η是 0-8的整數(shù)，a和b彼此獨(dú)立地為0-7的整數(shù)，其中a+b < 7,以及c和d彼此獨(dú)立地為0或 1〇
5.根據(jù)權(quán)利要求4的配制劑，其中多環(huán)烯烴聚合物包含一種或多種選自下式的重復(fù)單 元
其中nl為0、1、2、3、4或5, a和b彼此獨(dú)立地為0-7的整數(shù)，和其中a+b彡7。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑，其中多環(huán)烯烴聚合物包含一種或多種選 自下式的重復(fù)單元
7. 根據(jù)權(quán)利要求4、5或6的配制劑，其中多環(huán)烯烴聚合物包含一種或多種選自權(quán)利要 求4和5所定義的式Pl至P5或式Pla至P4a的第一不同類型的重復(fù)單元，和一種或多種 選自權(quán)利要求6所定義的式1-10的式I的第二不同類型的重復(fù)單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑，其中OSC包含小分子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的配制劑，其中OSC包含任選被兩個(gè)或更多個(gè)烷基甲硅烷基乙炔基 取代的低聚并苯。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑，進(jìn)一步包含一種或多種有機(jī)溶劑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的配制劑，其中有機(jī)溶劑選自環(huán)己烯、均三甲苯、二甲苯、二乙基 苯、茚滿和四氫化萘。
12. 通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-11的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑獲得的OSC層。
13. 制備OSC層的方法，包括將根據(jù)權(quán)利要求1-11的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑沉積在基板 上，和在配制劑包含溶劑的情況下移除溶劑。
14. 包含OSC層的有機(jī)電子（OE)器件，所述OSC層是通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-11的一 項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑獲得，所述OE器件進(jìn)一步包含通過將對(duì)二甲苯氣相沉積在所述OSC層上 獲得的電介質(zhì)層或鈍化層。
15. 制造根據(jù)權(quán)利要求14的OE器件的方法，包括通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-11的一項(xiàng) 或多項(xiàng)的配制劑提供OSC層，和提供通過將對(duì)二甲苯氣相沉積在所述OSC層獲得的電介質(zhì) 層或鈍化層。
16. 制造根據(jù)權(quán)利要求14的OE器件的方法，包括： a) 將根據(jù)權(quán)利要求1-11的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑沉積在基板上以形成OSC層， b) 在配制劑包含溶劑的情況下移除溶劑， c) 任選地將OSC層退火， d) 通過氣相沉積將對(duì)二甲苯的層沉積在OSC層上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14的有機(jī)電子器件，其是有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET)、有機(jī)薄膜晶體 管（OTFT)、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED)、或有機(jī)光伏（OPV)器件，或有機(jī)光電探測(cè)器（OPD)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的有機(jī)電子器件，其是頂柵OFET或底柵0FET。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的頂柵0FET，其包含基板（1)，源電極和漏電極（2a，2b)，通過使 用根據(jù)權(quán)利要求1-10的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑獲得的OSC層（3)，包含聚（對(duì)二甲苯）并且 作為柵絕緣體的電介質(zhì)層（4)，和柵電極（5)。
20. 制造根據(jù)權(quán)利要求19的OFET的方法，其包括： A) 在基板（1)上形成源電極和漏電極（2a，2b)， B) 在源電極和漏電極（2a，2b)上由根據(jù)權(quán)利要求1-11的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑形成 OSC 層（3)， C) 通過將對(duì)二甲苯氣相沉積在OSC層（3)上形成電介質(zhì)層（4)， D) 在電介質(zhì)層（4)上形成柵電極（5)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18的底柵0FET，其包含基板（1)，柵電極（5)，充當(dāng)柵絕緣體的電介 質(zhì)層（4)，源電極和漏電極（2a，2b)，通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-10的一項(xiàng)或多項(xiàng)的配制劑獲 得的OSC層（3)，和包含聚（對(duì)二甲苯）的鈍化層（6)。
22. 制造根據(jù)權(quán)利要求21的OFET的方法，其包括： A) 在基板（1)上形成柵電極（5)， B) 在基板⑴和柵電極（5)上形成電介質(zhì)層（4)， C) 在電介質(zhì)層（4)上形成源電極和漏電極（2a，2b)， D) 在源電極和漏電極（2a，2b)和電介質(zhì)層（4)上由根據(jù)權(quán)利要求1-11的一項(xiàng)或多項(xiàng) 的配制劑形成OSC層（3)， E)通過將對(duì)二甲苯氣相沉積在OSC層（3)上形成鈍化層（6)。
23.包含根據(jù)權(quán)利要求14、17、18、19和21的一項(xiàng)或多項(xiàng)的OE器件的產(chǎn)品或組件，其 是集成電路（1C)，射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽，含有RFID標(biāo)簽的安全標(biāo)記或安全器件，平板顯示 器（FPD)，F(xiàn)H)的背板，F(xiàn)PD的背光，電子照相器件，電子照相記錄器件，有機(jī)存儲(chǔ)器件，壓力 傳感器，光學(xué)傳感器，化學(xué)傳感器，生物傳感器或生物芯片。
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案一般涉及用于有機(jī)電子器件的并且更具體地是在有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的有機(jī)半導(dǎo)體層的配制劑，涉及由這樣的配制劑制備的有機(jī)半導(dǎo)體層，以及涉及包含這樣的有機(jī)半導(dǎo)體層的有機(jī)電子器件和有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
【IPC分類】H01L51-00, C08G61-08, C07C13-42, C07C13-43
【公開號(hào)】CN104685649
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380048734
【發(fā)明人】P·維日霍維克, P·米希凱維奇, 陳莉惠, R·賓塔德, P·C·布魯克斯, L·F·羅茲, H·A·伯貢
【申請(qǐng)人】默克專利股份有限公司, 普羅米魯斯有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年9月5日
【公告號(hào)】EP2898551A1, US20150243914, WO2014044359A1