用于有机薄膜晶体管的可UV图案化的聚合物掺混物制造技术

一种杂型有机半导体(OSC)聚合物，其包含二酮基吡咯并吡咯(DPP)‑稠合噻吩聚合材料，使得：所述DPP‑稠合噻吩聚合材料包含第一线性烷基取代的DPP部分和第二支化烷基取代的DPP部分，所述杂型OSC聚合物包含重复单元，所述重复单元同时具有第一线性烷基取代的DPP部分和第二支化烷基取代的DPP部分，并且所述稠合噻吩是β取代的。

UV patternable polymer blends for organic thin film transistors

【技术实现步骤摘要】
用于有机薄膜晶体管的可UV图案化的聚合物掺混物背景1.
本公开涉及作为有机薄膜晶体管(OTFT)中的半导体层的可UV图案化的有机半导体(OSC)聚合物掺混物。2.
技术介绍
有机薄膜晶体管(OTFT)作为常规硅基技术的替代选择已引起广泛关注，常规硅基技术需要高温和高真空沉积工艺，以及复杂的光刻图案化方法。半导体(即，有机半导体，OSC)层是OTFT中的一种重要部件，其可有效影响装置的性能。常规OTFT装置常包含具有聚合物的OSC层，所述聚合物具有导致胶凝、膜颗粒和低再现性的结构。本公开提出了得到改进的可UV图案化的OSC聚合物掺混物及其用于有机薄膜晶体管的OSC层的用途。
技术实现思路
在一些实施方式中，一种聚合物掺混物包含：至少一种杂型(cross-bred)有机半导体(OSC)聚合物和至少一种交联剂，其中：所述至少一种杂型OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯(DPP)-稠合噻吩聚合材料，所述DPP-稠合噻吩聚合材料包含第一线性烷基取代的DPP部分和第二支化烷基取代的DPP部分，并且所述稠合噻吩是β取代的。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述交联剂包括以下至少一种：丙烯酸酯、环氧化物、氧杂环丁烷、烯、炔、叠氮化物、硫醇、烯丙氧基硅烷、酚、酐、胺、氰酸酯、异氰酸酯、甲硅烷基氢化物、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述聚合物掺混物还包含：至少一种光引发剂，其中，所述至少一种光引发剂存在的量在0.1重量％至10重量％的范围内。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述聚合物掺混物还包含：抗氧化剂、润滑剂、增容剂、流平剂或成核剂中的至少一种，其存在的量在0.05重量％至5重量％的范围内。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述第一线性烷基取代的DPP部分和第二支化烷基取代的DPP部分可以独立地包含式1或式2的重复单元，或者其盐、异构体或类似物：其中，在式1和式2中：m为大于或等于1的整数；n为0、1或2；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8可以独立地为氢、取代或未取代的C4或更高级烷基、取代或未取代的C4或更高级烯基、取代或未取代的C4或更高级炔基、或者C5或更高级的环烷基；a、b、c和d独立地为大于或等于3的整数；e和f为大于或等于零的整数；X和Y独立地为共价键、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的稠合芳基或稠合杂芳基、炔或烯；并且A和B可以独立地为S或O中的任一种，条件是：(i)至少R1或R2中的一种；R3或R4中的一种；R5或R6中的一种；以及R7或R8中的一种是取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、或者环烷基；(ii)如果R1、R2、R3或R4中的任意一种是氢，则R5、R6、R7或R8均不为氢；(iii)如果R5、R6、R7或R8中的任意一种是氢，则R1、R2、R3或R4均不为氢；(iv)e和f不可同时为0；(v)如果e或f中的任意一者为0，则c和d独立地为大于或等于5的整数；以及(vi)所述聚合物具有分子量，其中，聚合物的分子量大于10,000。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种交联剂包括以下至少一种：(A)选自以下的聚合物：其中n是大于或等于2的整数，或者(B)选自以下的小分子：或者，(C)其组合。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种光引发剂包括至少一种自由基光引发剂。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种光引发剂包括至少一种阳离子光引发剂。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种光引发剂包括：1-羟基-环己基-苯基-酮(184)；2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮(369)；二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TPO)；2-异丙基噻吨酮(ITX)；1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮2-(O-苯甲酰肟)(HRCURE-OXE01)；2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(BDK)；过氧化苯甲酰(BPO)；羟基苯乙酮(HAP)；2-羟基-2-甲基苯基丙酮(1173)；2-甲基-4'-(甲硫基)-2-吗啉代苯丙酮(907)；2-苄基-2-(二甲氨基)-4'-吗啉代丙基苯基甲酮(IHT-PI910)；4-(二甲氨基)苯甲酸乙酯(EDB)；o-苯甲酰苯甲酸甲酯(OMBB)；双-(2,6-二甲氧基苯甲酰)-苯基氧化膦(BAPO)；4-苯甲酰-4’甲基二苯基硫醚(BMS)；二苯甲酮(BP)；1-氯-4-丙氧基噻吨酮(CPTX)；氯噻吨酮(CTX)；2,2-二乙氧基苯乙酮(DEAP)；二乙基噻吨酮(DETX)；苯甲酸2-二甲氨基乙酯(DMB)；2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)；2-乙基蒽醌(2-EA)；对-N,N-二甲基-二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB)；二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯(EHA)；4,4-双-(二乙氨基)-二苯甲酮(EMK)；甲基二苯甲酮(MBF)；4-甲基二苯甲酮(MBP)；米蚩酮(MK)；2-甲基-1-[4(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙酮(1)(MMMP)；4-苯基二苯甲酮(PBZ)；2,4,6-三甲基-苯甲酰-乙氧基苯基氧化膦(TEPO)；双(4-叔丁基苯基)碘鎓全氟-1-丁磺酸盐；双(4-叔丁基苯基)碘鎓对甲苯磺酸盐；双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐；叔丁氧羰基甲氧基苯基二苯基锍三氟甲磺酸盐；(4-叔丁基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐；二苯基碘鎓六氟磷酸盐；二苯基碘鎓硝酸盐；二苯基碘鎓对甲苯磺酸盐；二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐；(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酯；N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二羧酰亚胺全氟-1-丁磺酸酯；(4-碘苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐；(4-甲氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐；2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪；(4-甲硫基苯基)甲基苯基锍三氟甲磺酸盐；1-萘基二苯基锍三氟甲磺酸盐；(4-苯氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐；(4-苯硫基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐；在碳酸丙烯酯中以50重量％混合的三芳基锍六氟锑酸盐；在碳酸丙烯酯中以50重量％混合的三芳基锍六氟磷酸盐；三苯基锍全氟-1-丁磺酸盐；三苯基锍三氟甲磺酸盐；三(4-叔丁基苯基)锍全氟-1-丁磺酸盐；三(4-叔丁基苯基)锍三氟甲磺酸盐；芳基重氮盐；二芳基碘鎓盐；三芳基锍盐；芳基二茂铁鎓盐；或者其组合。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种交联剂包括C＝C键、硫醇、氧杂环丁烷、卤化物、叠氮化物或其组合。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种杂型OSC聚合物包含重复单元，所述重复单元具有：第一线性烷基取代的DPP部分、第二支化的烷基取代的DPP部分以及至少一个稠合噻吩。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物掺混物，其包含：/n至少一种杂型有机半导体(OSC)聚合物和至少一种交联剂，/n其中：/n所述至少一种杂型OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯(DPP)-稠合噻吩聚合材料，/n所述DPP-稠合噻吩聚合材料包含第一线性烷基取代的DPP部分和第二支化烷基取代的DPP部分，并且/n所述稠合噻吩是β取代的。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚合物掺混物，其包含：
至少一种杂型有机半导体(OSC)聚合物和至少一种交联剂，
其中：
所述至少一种杂型OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯(DPP)-稠合噻吩聚合材料，
所述DPP-稠合噻吩聚合材料包含第一线性烷基取代的DPP部分和第二支化烷基取代的DPP部分，并且
所述稠合噻吩是β取代的。


2.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，所述交联剂包括以下至少一种：丙烯酸酯、环氧化物、氧杂环丁烷、烯、炔、叠氮化物、硫醇、烯丙氧基硅烷、酚、酐、胺、氰酸酯、异氰酸酯、甲硅烷基氢化物、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。


3.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其还包含：
至少一种光引发剂，其中，所述至少一种光引发剂存在的量在0.1重量％至10重量％的范围内。


4.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其还包括：
抗氧化剂、润滑剂、增容剂、流平剂或成核剂中的至少一种，其存在的量在0.05重量％至5重量％的范围内。


5.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，所述第一线性烷基取代的DPP部分和第二支化烷基取代的DPP部分可以独立地包含式1或式2的重复单元，或者其盐、异构体或类似物：



其中，在式1和式2中：
m为大于或等于1的整数；
n是0、1或2；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8可以独立地为氢、取代或未取代的C4或更高级烷基、取代或未取代的C4或更高级烯基、取代或未取代的C4或更高级炔基、或者C5或更高级的环烷基；
a、b、c和d独立地为大于或等于3的整数；
e和f为大于或等于零的整数；
X和Y独立地为共价键、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的稠合芳基或稠合杂芳基、炔或者烯；并且
A和B可以独立地为S或O中的任意一种，条件是：
i.至少R1或R2中的一种；R3或R4中的一种；R5或R6中的一种；以及R7或R8中的一种是取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、或者环烷基；
ii.如果R1、R2、R3或R4中的任意一种是氢，则R5、R6、R7或R8均不为氢；
iii.如果R5、R6、R7或R8中的任意一种是氢，则R1、R2、R3或R4均不为氢；
iv.e和f不能同时为0；
v.如果e或f中的任意一者为0，则c和d独立地为大于或等于5的整数；以及
vi.所述聚合物具有分子量，其中，聚合物的分子量大于10,000。


6.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种交联剂包括以下至少一种：
(A)选自以下的聚合物：



其中，n是大于或等于2的整数，或者
(B)选自以下的小分子：


















或者，
(C)它们的组合。


7.如权利要求3所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种光引发剂包括至少一种自由基光引发剂。


8.如权利要求3所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种光引发剂包括至少一种阳离子光引发剂。


9.如权利要求3所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种光引发剂包括：1-羟基-环己基-苯基-酮(184)；2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮(369)；二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TPO)；2-异丙基噻吨酮(ITX)；1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮2-(O-苯甲酰肟)(HRCURE-OXE01)；2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(BDK)；过氧化苯甲酰(BPO)；羟基苯乙酮(HAP)；2-羟基-2-甲基苯基丙酮(1173)；2-甲基-4'-(甲硫基)-2-吗啉代苯丙酮(907)；2-苄基-2-(二甲氨基)-4'-吗啉代丙基苯基甲酮(IHT-PI910)；4-(二甲氨基)苯甲酸乙酯(EDB)；o-苯甲酰苯甲酸甲酯(OMBB)；双-(2,6-二甲氧基苯甲酰)-苯基氧化膦(BAPO)；4-苯甲酰-4’甲基二苯基硫醚(BMS)；二苯甲酮(BP)；1-氯-4-丙氧基噻吨酮(CPTX)；氯噻吨酮(CTX)；2,2-二乙氧基苯乙酮(DEAP)；二乙基噻吨酮(DETX)；苯甲酸2-二甲氨基乙酯(DMB)；2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)；2-乙基蒽醌(2-EA)；对-N,N-二甲基-二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB)；二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯(EHA)；4,4-双-(二乙氨基)-二苯甲酮(EMK)；甲基二苯甲酮(MBF)；4-甲基二苯甲酮(MBP)；米蚩酮(MK)；2-甲基-1-[4(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙酮(1)(MMMP)；4-苯基二苯甲酮(PBZ)；2,4,6-三甲基-苯甲酰-乙氧基苯基氧化膦(TEPO)；双(4-叔丁基苯基)碘鎓全氟-1-丁磺酸盐；双(4-叔丁基苯基)碘鎓对甲苯磺酸盐；双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓华云，贺明谦，李鑫，李阳，钮渭钧，A·L·华莱士，王宏祥，
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