制造表面改性的聚合物膜的方法以及制作包含该表面改性的聚合物膜的有机电子器件的方法技术

公开了一种制造表面改性的聚合物膜的方法，所述方法包括通过在具有光致酸产生剂的情况下使聚合物膜经受光照射和表面处理，在所述聚合物膜的表面上形成羟基基团(‑OH)。使用光致酸产生剂可将羟基基团(‑OH)引入聚合物膜，从而在不损害所述聚合物膜的情况下对该聚合物膜的表面进行改性。此外，能够使包含该表面改性的聚合物膜的有机电子器件在电特性和稳定性方面得到改善。

Method for manufacturing surface modified polymer film and method for manufacturing organic electronic devices containing the surface modified polymer film

【技术实现步骤摘要】
制造表面改性的聚合物膜的方法以及制作包含该表面改性的聚合物膜的有机电子器件的方法
本专利技术涉及制造表面改性的聚合物膜的方法以及制作包含该表面改性的聚合物膜的有机电子器件的方法。更具体地，本专利技术涉及制造表面改性的聚合物膜的方法，在所述方法中使用光致酸产生剂(photoacidgenerator)将羟基基团(-OH)引入所述聚合物膜，从而在不损害所述聚合物膜的情况下使该聚合物膜的表面改性；本专利技术还涉及制作包含该表面改性的聚合物膜的有机电子器件的方法。
技术介绍
通常，用于有机薄膜晶体管的绝缘膜由无机材料(例如二氧化硅(SiO2)等)或有机材料(例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)等)形成。绝缘体能够与有机半导体形成界面，因此有机半导体的结晶度和形状等可根据绝缘体的界面性质而变化，这在最终的有机薄膜晶体管的器件特性中被认为是关键。对于制作能够在低功率下运行的柔性/可拉伸有机晶体管而言，使用了具有极性的柔性/弹性聚合物的栅极绝缘膜是必不可少的。然而，由于其亲水性的表面性质，具有极性的聚合物绝缘膜抑制有机半导体薄膜的生长，为了防止此类抑制，聚合物绝缘膜需要额外的表面处理。通常，在二氧化硅(SiO2)(作为无机绝缘膜)的情况中，已经报道了使用自组装单层(SAM)技术在膜表面上引入烷基硅烷的许多技术(Adv.Mater.2006，18，719；J.Appl.Phys.2004，96，6431；Langmuir，1994，10，3607；Langmuir，1991，7，2236；J.Am.Chem.Soc.1998，110，6136)。当以这种方式引入烷基硅烷时，绝缘膜的表面平整度得到改善，此外，其表面上引入了烷基链，由此亲水性表面变为疏水性表面，从而增加了与有机半导体(如疏水性并五苯)的粘结性(bondability)，并引起有机半导体的高结晶度，最终改善了晶体管特性。为了施加自组装单层，聚合物栅极绝缘膜的表面上应当存在用于与自组装单层分子共价结合的羟基基团(-OH)。用于在绝缘膜的表面上形成羟基基团的常规技术可包括氧等离子体处理、UV-臭氧处理等，它们不适于制作下一代基于聚合物绝缘膜的柔性/可拉伸电子器件。这些方法破坏了软聚合物绝缘膜的分子连接，从而导致致命缺陷，例如低密度和高表面粗糙度。因此，绝缘体层的电阻隔性质可能降低，并且可能形成粗糙表面，从而使器件稳定性、可靠性和整体性能劣化。以解决此类问题为目标，可使用强酸(如硫酸或硝酸)进行表面处理，但是因为在其实际使用时可能导致非常低的安全性，并且因为难以控制表面处理的程度，这些表面处理是不利的。因此，需要一种在不损害聚合物栅极绝缘膜的情况下通过化学结合将疏水性材料引入具有柔性/弹性性质的聚合物栅极绝缘膜的表面的方法，从而对表面性质进行改性，最终改善与有机半导体的粘结性以及晶体管特性。
技术实现思路
因此，考虑到相关领域中遇到的问题而做出了本专利技术，并且本专利技术旨在提供制造表面改性的聚合物膜的方法，在该方法中使用光致酸产生剂将羟基基团(-OH)引入聚合物膜，从而在不损害所述聚合物膜的情况下使该聚合物膜的表面改性。此外，本专利技术旨在提供使用通过上述方法获得的表面改性的聚合物膜来制作有机电子器件的方法，所述有机电子器件具有改善的电特性和稳定性。因此，本专利技术的一个方面提供了制造表面改性的聚合物膜的方法，所述方法包括：(a)通过在具有光致酸产生剂的情况下使聚合物膜经受光照射和表面处理，在所述聚合物膜的表面上形成羟基基团(-OH)。在步骤(a)之后，本专利技术的方法还可包括：(b)在具有羟基基团的聚合物膜的表面上形成自组装单层(SAM)。在步骤(a)之前，本专利技术的方法还可包括：(a’)使聚合物膜的表面经受UV光照射和臭氧处理。在步骤(a)之前，聚合物膜可通过旋涂、浸涂和喷涂中的任一种工艺制造。聚合物膜可包含选自如下中的至少一种：聚(乙烯醇)、聚(4-乙烯基苯酚)、聚(氯乙烯)、聚异戊二烯、聚(氯丁二烯)(PCP)、聚(丙烯腈-丁二烯)、聚(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-丁二烯)、聚丙烯酰胺、尼龙、聚(乙酸乙烯酯)、聚(顺丁二烯)、聚(1-萘二甲酸乙烯酯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氨酯、聚(己二酰己二胺)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(苯乙烯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚(偏氟乙烯)、聚(叔丁基苯乙烯)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚(丙烯腈)、聚(甲醛)、聚(甲基丙烯酸环己酯)和CYTOP(环化透明光学聚合物，CyclizedTransparentOpticalPolymer)。光致酸产生剂可包括选自如下中的至少一种：三苯基锍三氟甲磺酸盐(triphenylsulfoniumtriflate，TPS)、(4-叔丁基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐((4-tert-butylphenyl)diphenylsulfoniumtriflate)、(4-氟苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐((4-fluorophenyl)diphenylsulfoniumtriflate)、N-羟基萘酰亚胺三氟甲磺酸盐(N-hydroxynaphthalimidetriflate，NHN)、三(4-叔丁基苯基)锍三氟甲磺酸盐(tris(4-tert-butylphenyl)sulfoniumtriflate)、双(4-叔丁基苯基)碘鎓全氟-1-丁磺酸盐(bis(4-tert-butylphenyl)iodoniumperfluoro-1-butanesulfonate)和Boc-甲氧基苯基二苯基锍三氟甲磺酸盐(Boc-methoxyphenyldiphenylsulfoniumtriflate)。自组装单层(SAM)可包含选自如下中的至少一种：氨基丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、甲基三氯硅烷、辛基三氯硅烷(OTS)、十二烷基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、三氯(1H,1H,2H,2H-全氟辛基)硅烷、五氟苯基三氯硅烷、五氟苯基丙基-三氯硅烷、3-氨基异丙基三乙氧基硅烷、甲氧基硅烷、氯甲基(二甲基)甲氧基硅烷、(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷、二甲基(3-氯丙基)甲氧基硅烷、二乙氧基(异丁基)甲氧基硅烷、甲氧基(二甲基)十八烷基硅烷、辛基膦酸、十四烷基膦酸、癸基膦酸、十八烷基膦酸、1-十二烷硫醇、辛硫醇和己酸。在本文中，步骤(b)可在-30℃至60℃下进行。在本文中，步骤(b)可在-20℃至30℃下进行。在本文中，步骤(b)可在-10℃至10℃下进行。本专利技术的另一方面提供了通过上述方法制造的表面改性的聚合物膜。本专利技术的又一方面提供了制作有机电子器件的方法，所述方法包括：在基底上形成包含聚合物膜的栅极绝缘层；以及在所述栅极绝缘层上形成包含有机半导体的有源层、源电极和漏电极，其中，形成包含聚合物膜的栅极绝缘层包括(a)通过在具有光致酸产生剂的情况下使所述聚合物膜经受光照射和表面处理，在所述聚合物膜的表面上形成羟基基团(-OH)；以及(b)在具有羟基基团的聚合物膜的表面上形成自组装单层(SAM)。有机电子器件可为选自有机薄膜晶体管、有机太阳能电池和有机发光二极管中的任一种。有机电子器件可为有机薄膜晶体管。基底可为柔性基底。柔性基底可包含选自聚酰亚胺、聚萘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造表面改性的聚合物膜的方法，所述方法包括：(a)通过在具有光致酸产生剂的情况下使聚合物膜经受光照射和表面处理，在所述聚合物膜的表面上形成羟基基团(‑OH)。

【技术特征摘要】
2017.12.12 KR 10-2017-01703311.一种制造表面改性的聚合物膜的方法，所述方法包括：(a)通过在具有光致酸产生剂的情况下使聚合物膜经受光照射和表面处理，在所述聚合物膜的表面上形成羟基基团(-OH)。2.如权利要求1所述的方法，在步骤(a)之后，所述方法还包括：(b)在具有羟基基团的所述聚合物膜的表面上形成自组装单层(SAM)。3.如权利要求1所述的方法，在步骤(a)之前，所述方法还包括：(a’)使所述聚合物膜的表面经受UV光照射和臭氧处理。4.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(a)之前，所述聚合物膜通过旋涂、浸涂和喷涂中的任一种工艺制造。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物膜包含选自如下中的至少一种：聚(乙烯醇)、聚(4-乙烯基苯酚)、聚(氯乙烯)、聚异戊二烯、聚(氯丁二烯)(PCP)、聚(丙烯腈-丁二烯)、聚(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-丁二烯)、聚丙烯酰胺、尼龙、聚(乙酸乙烯酯)、聚(顺丁二烯)、聚(1-萘二甲酸乙烯酯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氨酯、聚(己二酰己二胺)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(苯乙烯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚(偏氟乙烯)、聚(叔丁基苯乙烯)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚(丙烯腈)、聚(甲醛)、聚(甲基丙烯酸环己酯)、以及CYTOP(环化透明光学聚合物)。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述光致酸产生剂包括选自如下中的至少一种：三苯基锍三氟甲磺酸盐(TPS)、(4-叔丁基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-氟苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、N-羟基萘酰亚胺三氟甲磺酸盐(NHN)、三(4-叔丁基苯基)锍三氟甲磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓全氟-1-丁磺酸盐以及Boc-甲氧基苯基二苯基锍三氟甲磺酸盐。7.如权利要求2所述的方法，其中，所述自组装单层(SAM)包含选自如下中的至少一种：氨基丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、甲基三氯硅烷、辛基三氯硅烷(OTS)、十二烷基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、三氯(1H,1H,2H,2H-全氟辛基)硅烷、五氟苯基三氯硅烷、五氟苯基丙基-三氯硅烷、3-氨基异丙基三乙氧基硅烷、甲氧基硅烷、氯甲基(二甲基)甲氧基硅烷、(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷、二甲基(3-氯丙基)甲氧基硅烷、二乙氧基(异丁基)甲氧基硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵吉元，金镇成，姜普锡，
申请(专利权)人：纳米基盘柔软电子素子研究团，浦项工科大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR