用于有机薄膜晶体管的可光图案化的有机半导体（OSC）聚合物制造技术

提供了用于有机薄膜晶体管的可光图案化的有机半导体(OSC)聚合物。一种聚合物掺混物，其包括至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，使得所述至少一种OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯‑稠合噻吩聚合材料，其中，所述稠合噻吩是β取代的。

【技术实现步骤摘要】
用于有机薄膜晶体管的可光图案化的有机半导体(OSC)聚合物背景
本公开涉及用作有机薄膜晶体管(OTFT)的半导体层的可光图案化的有机半导体(OSC)聚合物。
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过程，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。传统的无机TFT装置阵列制造技术常依赖于光刻法作为图案化工艺。然而，光刻法在图案转移或光致抗蚀剂移除期间常涉及苛刻的氧(O2)等离子体，以及涉及侵蚀性显影溶剂，它们可以严重地损坏OSC层并导致装置性能显著下降。本公开涉及改进的可光图案化的有机半导体聚合物，以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：至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，其中，所述至少一种OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯-稠合噻吩聚合材料，其中，所述稠合噻吩是β取代的。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种OSC聚合物包含第一部分和第二部分，其中，第一部分或第二部分中的至少一者包含至少一个可UV固化的侧链。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一个可UV固化的侧链包含以下中的至少一种：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、查耳酮、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一个可UV固化的侧链包括查耳酮、肉桂酸酯、香豆素或其组合中的至少一种。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，聚合物掺混物还包含：至少一种交联剂，其中，所述至少一种交联剂包含以下中的至少一种：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、查耳酮、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，聚合物掺混物还包含：至少一种交联剂，其中，所述至少一种交联剂包括查耳酮、肉桂酸酯、香豆素或其组合中的至少一种。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，聚合物掺混物还包含：至少一种交联剂，其选自：或其组合。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，所述至少一种光敏剂选自：或其组合。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，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，所述至少一种OSC聚合物包含式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。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，对于第一部分，R5和R7是氢并且R6和R8是取代或未取代的C4或更高级烯基。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，对于第一部分和第二部分，R5和R7是氢并且R6和R8是取代或未取代的C4或更高级烯基。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，R5、R6、R7和R8中的至少一种包含丙烯酸酯、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、查耳酮、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，R5、R6、R7和R8中的至少一种包括查耳酮、肉桂酸酯、香豆素或其组合。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，R1、R2、R3和R4中的至少一种包含丙烯酸酯、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、查耳酮、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，R1、R2、R3和R4中的至少一种包括查耳酮、肉桂酸酯、香豆素或其组合。在一些实施方式中，一种聚合物掺混物包含：至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，其中，所述至少一种OSC聚合物包含式7的结构：其中，在式7中：受体1和受体2各自是吸电子基团；供体1和供体2是给电子基团；a和b独立地为大于或等于1的整数；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，其中：(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)R1或R2中的一种以及R3或R4中的一种独立地与受体1和受体2连接；(v)R5或R6中的一种以及R7或R8中的一种独立地与供体1和供体2连接；以及(vi)所述至少一种OSC聚合物的分子量大于10,000。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，受体1和受体2独立地选自下组：其中，A和B可以独立地为S或O中的任一种，并且T是供体1或供体2中的至少一者的连接端基。在可与任何其他方面或实施方式组合的一个方面中，供体1和供体2独立地选自包含以下物质的组：噻吩、苯、稠合噻吩或其组合。在可与任何其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物掺混物，其包含：/n至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，/n其中，所述至少一种OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯-稠合噻吩聚合材料，其中，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：
至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，
其中，所述至少一种OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯-稠合噻吩聚合材料，其中，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，所述至少一种OSC聚合物包含第一部分和第二部分，其中，第一部分或第二部分中的至少一者包含至少一个可UV固化的侧链。


3.如权利要求2所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一个可UV固化的侧链包含以下中的至少一种：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、查耳酮、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。


4.如权利要求3所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一个可UV固化的侧链包括查耳酮、肉桂酸酯、香豆素或其组合中的至少一种。


5.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其还包括：至少一种交联剂，其中，所述至少一种交联剂包含以下中的至少一种：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、查耳酮、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。


6.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其还包括：至少一种交联剂，其中，所述至少一种交联剂包括查耳酮、肉桂酸酯、香豆素或其组合中的至少一种。


7.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其还包括：至少一种交联剂，其选自：






或其组合。


8.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种光敏剂选自：






或其组合。


9.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。


10.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种OSC聚合物包含式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中的任何一种是氢，则R5、R6、R7或R8均不为氢；
iii.如果R5、R6、R7或R8中的任何一种是氢，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中的任何一者为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。


11.如权利要求10所述的聚合物掺混物，其中，对于第一部分，R5和R7是氢并且R6和R8是取代或未取代的C4或更高级烯基。


12.如权利要求10所述的聚合物掺混物，其中，对于第一部分和第二部分，R5和R7是氢并且R6和R8是取代或未取代的C4或更高级烯基。


13.如权利要求10所述的聚合物掺混物，其中，R5、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺明谦，李鑫，李阳，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