半导体稠合噻吩聚合物油墨制剂制造技术

一种制剂，其包含选自化学式(I)、(II)的二酮基吡咯并吡咯(DPP)和稠合噻吩共聚物结构的聚合物，或其组合，或其盐，含量为0.1-5重量％，以制剂的总重计：分别为(I)和(II)，其中m是1-2的整数，n是4-80的整数，X和Y独立地选自二价杂芳基，例如噻吩，R1、R2、R3和R4分别是如本文所定义的亚烃基取代基；所述制剂还包含第一溶剂，其选自环脂族，含量为2-98重量％；以及第二溶剂，其选自芳族，含量为98-2重量％。还揭示了所揭示的制剂的制造方法和使用方法，例如用于电子器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体稠合噻吩聚合物油墨制剂本申请要求2012年8月27日提交的美国申请第61/693488号的优先权，其全文通过引用结合于此。本文所述的任何出版物或专利文献的全文内容通过参考结合于本文。相关申请交叉参考本申请还涉及共同拥有和转让的，He,M等人的题为“稠合噻吩、制备稠合噻吩的方法及其应用(FUSEDTHIOPHENES,METHODSFORMAKINGFUSEDTHIOPHENES,ANDUSESTHEREOF)”的美国专利第7,705,108号；He,M等人于2010年5月17日提交的题为“制备有机半导体器件的方法(METHODOFMAKINGANORGANICSEMICONDUCTORDEVICE)”的美国专利申请第12/781291号；以及He,M等人于2010年5月27日提交的题为“聚合物稠合噻吩半导体制剂(POLYMERICFUSEDTHIOPHENESEMICONDUCTORFORMULATION)”的美国专利申请第61/349,079号，现为美国专利公开20110291054，但是本申请没有要求这些相关申请的优先权。
技术介绍
本专利技术一般地涉及包含半导体聚合物的可印刷的油墨制剂。
技术实现思路
本专利技术提供了包含半导体聚合物的制剂，所述制剂适合制备电子器件，例如薄膜晶体管(TFT)和OFET。本专利技术提供有机半导体制剂，其包含有机半导体，更具体为稠合噻吩二酮基吡咯并吡咯(DPP)共聚物的溶液。所揭示的制剂可具有较低的粘度性质，这使得制剂对于某些可印刷油墨应用是具有吸引力的。本专利技术提供用于低粘度油墨组合物的制剂和沉积方法。所揭示的制剂可具有较低的粘度性质，这使得制剂对于某些可印刷油墨应用是具有吸引力的。本专利技术提供了制剂制造方法以及在制造电子组件或电子器件中使用制剂的方法。本专利技术提供了制造和使用有机半导体制剂的方法，所述有机半导体制剂包含一种或多种有机半导体化合物的溶液。本专利技术提供了一种溶液，所述溶液包含选定的溶剂混合物结合一种或多种有机半导体化合物。所揭示的溶剂的组合，该溶剂具有至少一种芳族组分和至少一种非芳族组分，具有长的储存寿命。在制剂的储存寿命期间，粘度没有显著增加，这意味着几乎没有或者没有出现凝胶或沉淀，并且制剂在合适的时间框架内保持可用。一种或多种有机半导体化合物可以是例如，如本文所定义的稠合噻吩二酮基吡咯并吡咯基共聚物以及类似化合物。本专利技术提供制剂和制剂的制造和使用方法，其中，所述制剂不在实践时间间隔期间形成凝胶，例如，当储存在室温下，储存例如约2-7天，3-14天或者更多。油墨制剂凝胶化的时间高度取决于有机半导体化合物的浓度。对于5mg/mL的样品浓度，最长有效的、没有胶凝的制剂是甲苯和萘烷的组合，溶液寿命大于14天。对于3mg/mL的样品浓度，某些其他溶剂组合持续超过14天，包括甲苯和萘烷的组合。这些制剂随时间会具有增加的凝胶含量，但是没有完全凝胶。对于更低的样品浓度，例如1mg/mL，可以选择溶剂组合以完全避免制剂沉淀，因为许多组合可以持续远超2周而没有可观察的粘度变化。本专利技术提供了如下化学式(I)和(II)，它们是代表性的两种相关的通式共聚物结构，所述共聚物结构由二酮基吡咯并吡咯(DPP)和稠合噻吩单体构成：分别是(I)和(II)，其中m是1-2的整数，n是4-80的整数，以及R1、R2、R3和R4分别是亚烃基取代基，其独立地选自下组：饱和或不饱和、直链或支链、取代或未取代的(C10-20)亚烃基，其被饱和或不饱和的环状(C3-10)亚烃基进一步取代。二酮基吡咯并吡咯(DPP)和稠合噻吩共聚物的一个具体结构是如下式(III)：其中n是6-60的整数，Mn约为15000-20000，Mw约为40000-60000。本文所用的“PTDC16DPPTDC17FT4”是化学式(III)的聚合物结构的简写或编码标识，从右到左的顺序表示：“P”是由至少一个“T”或者噻吩单元构成的聚合物，“DC16DPP”是具有两个C16H33基团的N,N’-取代基的二酮基吡咯并吡咯(DPP)，“T”是间插的噻吩，DC17FT4是具有四个稠合环(FT4)并具有两个C17H35基团或链作为β-取代或者FT4部分的β位置上的稠合噻吩。附图简要说明在本专利技术的实施方式中：图1提供表示表1所列的实验结果图。图2提供表示表2所列的实验结果图。图3提供表示表3所列的实验结果图。图4提供表示表4所列的实验结果图。图5提供表示表5所列的实验结果图。具体实施方式下面参考附图(如果有的话)详细描述本专利技术的各种实施方式。对各种实施方式的参考不限制本专利技术的范围，本专利技术范围仅受所附权利要求书的范围的限制。此外，在本说明书中列出的任何实施例都不是限制性的，且仅列出要求保护的本专利技术的诸多可能的实施方式中的一些实施方式。定义“FTx”或类似缩写可指稠合噻吩化合物、其可聚合单体及其聚合物，其中x是整数，表示稠合噻吩环或者稠合成单个核单元的环单元的数目，例如FT2在核单元中具有两个稠合环，FT3在核单元中具有三个稠合环，FT4在核单元中具有四个稠合环，FT5在核单元中具有五个稠合环，以及类似的在核单元中有更多稠合环的更高级指称。“烃”、“烃基”、“亚烃基(hydrocarbylene)”、“烃氧基”和类似术语通常指的是单价如-R或二价如-R-部分，可包括例如烷基烃，芳族或芳基烃，烷基取代的芳基烃，烷氧基取代的芳基烃，杂烷基烃，杂芳族或杂芳基烃，烷基取代的杂芳基烃，烷氧基取代的杂芳基烃，以及类似的烃部分，如本文所述。“环”、“环状”、“环状的”或类似术语一般指至少一个连续封闭原子环或链，可包括例如饱和脂环类、不饱和脂环类、芳香类、杂芳香类(杂芳基)以及类似的环类或其组合，包括单环、双环、三环及类似的常规指称。“烷基”包括直链烷基、支化烷基和环烷基。“取代烷基”或“任选取代的烷基”是指烷基取代基，它包括例如直链烷基、支化烷基或环烷基，包含1-4个选自下面的任选取代基，例如：羟基(-OH)、卤素、氨基(-NH2或-NR2)、硝基(-NO2)、酰基(-C(＝O)R)、烷基磺酰基(-S(＝O)2R)、烷氧基(-OR)、(C3-10)环烷基及类似的取代基，其中R是烃基、芳基、Het或类似部分，诸如具有1到约10个碳原子的单价烷基或二价亚烷基。例如，羟基取代的烷基可以是结构式为-CH2-CH(OH)-CH2-的2-羟基取代的亚丙基，烷氧基取代的烷基可以是结构式为-CH2-CH2-O-CH3的2-甲氧基取代的乙基，氨基取代的烷基可以是结构式为-CH(NR2)-CH3的1-二烷基氨基取代的乙基，低聚-(氧化烯)、聚-(氧化烯)或聚-(环氧烷)取代的烷基的部分结构式可以为例如-(R-O)x-，其中x可以是例如1到约50，1到约20，以及类似取代的氧化烯取代基，例如结构式为-(CR5-CHR5-O)x-，其中R5是氢或者取代或未取代的(C1-8)烃基，例如烷基，x是1到约50的整数。“芳基”包括一价或二价苯基基团，或者邻位稠合的双环碳环基团，它包含约9-20个环原子，其中至少一个环是芳环。芳基(Ar)可以包括取代的芳基，例如包含1-5个取代基的苯基，所述取代基是例如烷基、烷氧基、卤素和类似的取代基。“Het”包括四元-(4)、五元-(5)、六元-(6)或七本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制剂，所述制剂包含：有机半导体聚合物，其选自化学式(I)、(II)的二酮基吡咯并吡咯(DPP)和稠合噻吩共聚物结构，或其组合，或其盐，其含量为0.1‑5重量％，以制剂的总重计：分别是(I)和(II)，其中m是1‑2的整数，n是4‑80的整数，X和Y独立地选自二价杂芳基，R1、R2、R3和R4分别是单价(C20‑50)亚烃基取代基，其独立地选自下组：饱和或不饱和、直链或支链、取代或未取代的亚烃基，其被单价或二价、饱和或不饱和的环状或非环状(C3‑10)亚烃基进一步取代，第一溶剂，其选自环状脂族，含量为2‑98重量％，以制剂的总重计；以及第二溶剂，其选自芳族，含量为98‑2重量％，以制剂的总重计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.27 US 61/693,4881.一种制剂，所述制剂包含：有机半导体聚合物，其选自化学式(I)、(II)的二酮基吡咯并吡咯(DPP)和稠合噻吩共聚物结构，或其组合，或其盐，其含量为0.1-5重量％，以制剂的总重计：分别是(I)和(II)，其中m是1-2的整数，n是4-80的整数，X和Y独立地选自二价杂芳基，R1、R2、R3和R4分别是单价C20-50亚烃基取代基，其独立地选自下组：饱和或不饱和、直链或支链、取代或未取代的亚烃基，其被单价或二价、饱和或不饱和的环状或非环状C3-10亚烃基进一步取代，第一环脂族溶剂，其选自：环辛烷、二环己基、甲基环己烷或其混合物，含量为2-98重量％，以制剂的总重计；以及第二芳族溶剂，其选自：甲苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、三甲苯、四氢化萘或其混合物，含量为98-2重量％，以制剂的总重计，并且第一环脂族溶剂与第二芳族溶剂的重量比为75:25至25:75。2.如权利要求1所述的制剂，其特征在于，化学式(II)的有机半导体聚合物是如下化学式(III)的二酮基吡咯并吡咯(DPP)和稠合噻吩共聚物结构：其中n是4-60的整数。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺明谦，J·R·马修斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US