有机半导体组合物制造技术

有机半导体组合物，包含有机半导体(OSC)材料以及粘合剂，该粘合剂是包含1至4个取代的或未取代的具有式26的螺双芴部分的螺双芴化合物。

Organic semiconductor composition

The organic semiconductor composition comprises an organic semiconductor (OSC) material and an adhesive that comprises 1 to 4 substituted or unsubstituted spiro fluorene compounds having formula 26, spiro fluorene moieties.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及有机半导体组合物及其用于制造有机电子装置的用途。近年来，为了以较低的成本生产电子装置，有机半导体材料已经是深入研究和开发工作的主题。将有机半导体材料用于制造有机场效应晶体管、有机发光二极管、光电检测器、有机光伏装置、传感器、存储元件，仅列出几个实例。这些有机半导体材料以薄层的形式典型地存在于所述电子装置中。该有机半导体层的改进的电荷迁移率以及改进的稳定性和完整性是在制造所述装置中成功使用有机半导体材料的有待实现的重要因素。对于有机场效应晶体管装置，溶液可处理的有机半导体层是特别感兴趣的。这些有机半导体材料应该是基于溶液的并且基于溶液的沉积方法(像旋涂、狭缝型模涂以及刮刀涂覆)或印刷法(如柔性和丝网印刷)将是希望的。这些应用的关键要求是该有机半导体层与下层以及与沉积在该有机半导体层之上的层的良好的粘附性。改进该层的稳定性及其在装置中的完整性的一种方式是将该有机半导体材料包括在有机粘合剂中。聚合物粘合剂一般与溶液加工的有机半导体材料一起用于提高有机场效应晶体管的性能或者改进有机半导体配制品的可加工性。例如在US2004/38,459和WO2005/55,248中描述了相应的组合物。WO2007/82,584披露了包含栅电极、源电极和漏电极以及此外在该源电极与该漏电极之间提供的有机半导体材料的电子部件或装置，该有机半导体材料包含一种或多种有机半导体化合物以及有机粘合剂，该有机粘合剂优选地选自聚芳胺、聚芴、聚茚并芴、聚螺双芴、聚硅烷、聚噻吩、上述聚合物中的一种的共聚物以及聚芳胺-丁二烯共聚物。W02014/008971披露了包含有机半导体层的有机电子装置，该有机半导体层包含有机半导体以及有机粘合剂，其中该有机粘合剂包含以下的化合物，该化合物包含一种或多种选自下式的二价单元根据此文献的权利要求2，该有机粘合剂可以是衍生自以上示出的第一式的小分子，其中m是1、2或3。WO2012/164,282披露了包含多并苯化合物和有机粘合剂的有机半导体组合物，其中该有机粘合剂是在1000Hz下具有在3.4与8.0之间的电容率的半导体粘合剂。在此文献中描述的粘合剂都是聚合物。然而，含有常用的聚合物粘合剂的半导体组合物在某些应用中具有一些缺点，例如像与可供使用的顶涂层(像栅极介电层或钝化层)的弱的粘附性。对于开发并且提供具有改进的性能并且克服以上提及的缺点、用于有机电子装置的制造的有机半导体组合物存在持续的需要。因此，本专利技术的目的是提供对于制造有机电子装置(例如有机场效应晶体管)有用的新颖的并且改进的有机半导体组合物。这一目的通过根据权利要求1所述的有机半导体组合物得到实现。本专利技术的优选实施例被阐述于从属权利要求和下文的详细说明中。根据本专利技术的有机半导体组合物包含作为组分a)的有机半导体材料。可以在本专利技术中使用的优选的有机半导体材料具有至少0.001cm2/Vs、优选地至少0.1cm2/Vs、甚至更优选地大于1cm2/Vscm的场效应迁移率。在此所提及的迁移率优选地使用场效应晶体管在饱和模式中测定。在此技术中，对于每个固定的栅极电压VGS，增加漏极-源极电压VDS直到电流Io饱和。接着，将此饱和电流的平方根相对于栅极电压绘图并且测量斜率msat。然后迁移率是μ＝msat22L/WCi其中L和W是沟道的长度和宽度并且Ci是每单位面积的栅极绝缘体电容。然而，原则上可以使用任何种类的半导体有机材料，具有1500道尔顿或更少、优选地1000道尔顿或更少并且最优选地800道尔顿或更少的分子量的小分子有机半导体是总体上有利的。根据优选的实施例，选择该有机半导体使得当使用溶液涂覆法时它显示出高的结晶趋势。关于本专利技术的组合物中的有机导电材料的结构不存在特定的限制并且因此技术人员可以基于其专业知识和用到的特定的应用环境选择该有机半导体。示例性的小分子有机半导体选自具有下式的化合物其中Ar1至Ar7在每次出现时是相同或不同的并且各自独立地选自由单环芳香环和单环杂芳基芳香环组成的组，其中Ar1至Ar7中的至少一个被至少一个取代基X取代，该至少一个取代基在每次出现时可以是相同的或不同的并且选自由以下各项组成的组：未取代的或取代的直链的、支链的或环状的具有从1至50个碳原子的烷基，具有从1至50个碳原子的烷氧基，具有从6至40个碳原子的芳氧基，具有从7至40个碳原子的烷基芳氧基，具有从2至40个碳原子的烷氧基羰基，具有从7至40个碳原子的芳氧基羰基，可以是未取代的或被一个或两个具有从1至20个碳原子、其中每一个可以是相同的或不同的烷基取代的氨基，酰胺基，可以是未取代的或被一个、两个或三个具有从1至20个碳原子的烷基取代的甲硅烷基，可以是未取代的或被一个、两个或三个具有从1至20个碳原子的烷基取代的甲硅烷基乙炔基，具有从2至20个碳原子的烯基，氨基甲酰基，卤代甲酰基，甲酰基，氰基，异氰基，异氰酸酯基，硫代氰酸酯基，硫代异氰酸酯基，OH，硝基，氰基，具有1至20个碳原子的卤烷基，并且其中Ar1、Ar2和Ar3可以各自任选地稠合到一个或多个另外的单环芳香环或杂芳香环。根据优选的实施例，Ar1至Ar7中的至少一个包含5至7元杂芳基，该杂芳基含有从1至3个硫原子、氧原子、硒原子和/或氮原子。在还另一个实施例中，Ar1至Ar7独立地选自苯基和噻吩并且Ar1至Ar7中的至少一个是噻吩。可以在本专利技术的组合物中使用的根据以上通式的第一组小分子有机半导体是寡和多并苯。并苯或多并苯是一类有机化合物并且具体是由线性稠合的苯环构成的环状芳香烃，即具有通式(6)的骨架该骨架可以被如以上定义的取代基X在任何位置取代。在此组的优选的化合物中，n是在从1至4范围内的整数。其中n为1的并五苯化合物已经在许多用于制造有机电子装置的应用中使用。合适的并五苯化合物的示例性代表由式(7)至(14)表示其中X’，在每次出现时可以是相同的或不同的，是氢或者具有如以上对于X定义的含义，其前提是至少一个取代基X’不同于氢，并且其中A是碳、硅或锗，优选地硅或锗。在这种情况下在该原子A上的取代基X’优选地是具有从1至20、优选地从1至12并且甚至更优选地1至8个碳原子的烷基或烷氧基。另一组合适的并苯是带有三个而不是五个稠合的苯环的具有式(14)的化合物的类似物，即蒽的衍生物。对应于式3的化合物的还另一个组由式(15)表示其中再次X’和A是如以上定义的并且在每次出现时可以是相同或不同的，并且其中Y选自由S、NH、NX’或Se组成的组，优选地选自S或Se。在这种情况下在该原子A上的取代基X’优选地是具有从1至20、更优选地从1至12并且甚至更优选地从1至8个碳原子的烷基或烷氧基并且NX’中的取代基X’是具有从1至12、更优选地从1至8个碳原子的烷基。作为本专利技术中的有机半导体优选的具有通式(2)的另一组化合物是具有通式(16)的化合物其中Y是如以上对于式(15)定义的并且这些化合物可以在该环体系的任何碳原子上带有如以上定义的取代基X’。本专利技术的组合物中的还另一组优选的有机半导体是具有以下通式的呋喃或噻吩V-形有机半导体材料其中T是氧或硫原子并且X’，在每次出现时可以是相同或不同的，可以具有如以上定义的含义。代表性实例是其中T优选地是氧。此结构的优选的化合物以及其合成已经本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机半导体组合物，包含有机半导体(OSC)材料a)以及粘合剂b)，该粘合剂是包含1至4个取代的或未取代的具有式(26)的螺双芴部分的螺双芴化合物

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.12 EP 14197724.91.有机半导体组合物，包含有机半导体(OSC)材料a)以及粘合剂b)，该粘合剂是包含1至4个取代的或未取代的具有式(26)的螺双芴部分的螺双芴化合物2.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中该螺双芴化合物具有1500道尔顿或更少的分子量。3.根据权利要求1或2中任一项所述的有机半导体组合物，其另外包含一种或多种有机溶剂。4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机半导体组合物，其中该粘合剂b)具有至少120℃的玻璃化转变温度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机半导体组合物，其中该螺双芴化合物是3-取代的9，9’-螺双芴化合物。6.根据权利要求1至5中任一项所述的有机半导体组合物，其中该有机半导体材料具有至少0.001cm2/Vs的场效应迁移率。7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机半导体组合物，其中该有机半导体是具有1500Da或更少的分子量的小分子。8.根据权利要求1至7中任一项所述的有机半导体组合物，其中该SBF化合物具有-5.1eV或更低的HOMO能级。9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机半导体组合物，其中有机半导体与粘合剂的重量比是从1∶99至99∶1。10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机半导体组合物，其中该有机半导体材料选自具有下式的化合物[0024]其中Ar1至Ar7在每次出现时是相同或不同的并且各自独立地选自由单环芳香环和单环杂芳基芳香环组成的组，其中Ar1至Ar7中的至少一个被至少一个取代基X取代，该至少一个取代基在每次出现时可以是相同的或不同的并且选自由以下各项组成的组：未取代的或取代的直链的、支链的或环状的具有从1至50个碳原子的烷基，具有从1至50个碳原子的烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：J莫努里，M芬诺尔，JR卡耶，JP卡蒂纳，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE