用于有机薄膜晶体管的可光图案化的杂型有机半导体聚合物制造技术

一种聚合物掺混物，其包含至少一种有机半导体(OSC)聚合物，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，所述稠合噻吩是β取代的，所述至少一种OSC聚合物具有第一部分和第二部分，并且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。

【技术实现步骤摘要】
用于有机薄膜晶体管的可光图案化的杂型有机半导体聚合物背景1.
本公开涉及作为有机薄膜晶体管(OTFT)中的半导体层的可光图案化的杂型有机半导体聚合物。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。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。本公开提出了得到改进的可光图案化的杂型有机半导体聚合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：至少一种有机半导体(OSC)聚合物，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，并且其中，所述至少一种OSC聚合物包括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。在可与任意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(silylhydride)、抑素、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，仅第一部分包含至少一个可UV固化的侧链。在可与任意其他方面或实施方式组合的一个方面中，第一部分和第二部分均包含至少一个可UV固化的侧链。在可与任意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、抑素、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，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，所述至少一种光引发剂存在的量在0.1重量％至5.0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，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。在可与任意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为氢，且R6和R8为取代或未取代的C4或更高级烯基。在可与任意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为氢，且R6和R8为取代或未取代的C4或更高级烯基。在可与任意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、抑素、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，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、抑素、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，所述至少一个可UV固化的侧链包括以下中的至少一种：(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(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，/n其中，所述至少一种有机半导体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，并且/n其中，所述至少一种有机半导体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。/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，
其中，所述至少一种有机半导体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，并且
其中，所述至少一种有机半导体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。


2.如权利要求1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、抑素、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，其中，仅第一部分包含至少一个可UV固化的侧链。


4.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，第一部分和第二部分均包含所述至少一个可UV固化的侧链。


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、抑素、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。


7.如权利要求6所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种光引发剂存在的量在0.1重量％至5.0重量％的范围内。


8.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。


9.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一种有机半导体聚合物包含式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。


10.如权利要求9所述的聚合物掺混物，其中，对于第一部分，R5和R7为氢，且R6和R8为取代或未取代的C4或更高级烯基。


11.如权利要求9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为氢，且R6和R8为取代或未取代的C4或更高级烯基。


12.如权利要求9所述的聚合物掺混物，其中，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、抑素、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。


13.如权利要求9所述的聚合物掺混物，其中，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、抑素、肉桂酸酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。


14.如权利要求1所述的聚合物掺混物，其中，所述至少一个可UV固化的侧链包括以下中的至少一种：
(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。


15.如权利要求6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。


16.如权利要求6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。


17.如权利要求6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(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓华云，贺明谦，李阳，钮渭钧，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