官能化杂并苯和由其产生的电子器件制造技术

本发明专利技术公开了一种电子器件，如包含例如通式（Ⅰ）的半导体的薄膜晶体管，其中Ｒ表示烷基、烷氧基、芳基、杂芳基或合适的烃；每个Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］独立地是氢（Ｈ）、合适的烃、含杂原子的基团或卤素；Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］独立地是合适的烃、含杂原子的基团或卤素；ｘ和ｙ表示基团的数目；Ｚ表示硫、氧、硒或ＮＲ′，其中Ｒ′是氢、烷基或芳基；并且ｎ和ｍ表示重复单元的数目。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容总体上涉及聚合物及其用途。更具体地，本公开内容在实施方案中涉及一类由例如烷基乙炔基或烷基芳基乙炔基和在此举例说明的其它合适基团官能化的杂并苯，并且该组件可以选择作为有机电子器件如薄膜晶体管中可溶液加工和基本上稳定的信道半导体。
技术介绍
存在采用在此举例说明的聚合物，如官能化杂并苯制造的具有优异溶剂溶解度的所需电子器件，如薄膜晶体管，TFT，其可以是可溶液加工的；和具有机械耐用性和结构柔性的器件，这对于在塑料基材上制造柔性TFT可能是高度需要的。柔性TFT能够实现具有结构柔性和机械耐用性特性的电子器件的设计。塑料基材与官能化杂并苯组分的一起使用可将传统刚性硅TFT转变成机械更耐用和结构柔性的TFT设计。这对大面积器件如大面积图像传感器、电子纸和其它显示介质有特别的价值。同样，选择官能化杂并苯TFT用于低端微电子集成电路逻辑元件，如智能卡、射频识别(RFID)标记和记忆/存储器件可增强它们的机械耐用性和因此它们的使用寿命。相信许多半导体材料当暴露于空气时是不稳定的，因为它们由环境氧气氧化掺杂，导致增加的电导率。结果是对于由这些材料制造的器件的大切断电流和因此低的电流开/关比。因此，采用许多这种材料，通常在材料加工和器件制造期间采取严格的预防措施以排除环境氧以避免或最小化氧化掺杂。这些预防措施增加制造成本，因此抵消某些半导体TFT作为无定形硅技术的经济替代的吸引力，特别是对于大面积器件。在本公开内容的实施方案中避免或最小化这些和其它缺点。由在此举例说明的聚合物，如官能化杂并苯制造的TFT在功能和结构上可以比常规硅技术更为需要，在于它们可提供机械耐用性、同时也避免真空沉积、结构柔性和能够直接引入到器件的有源介质上的可能性，因此提高对于运输性的器件致密度。采用真空沉积，对于大面积格式难以获得一致的薄膜质量。聚合物TFT，如由立体规则组分，例如立体规则聚(3-烷基噻吩-2，5-二基)由溶液工艺制造的那些尽管提供了一定的迁移率，但受限于它们在空气中氧化掺杂的倾向。对于实用的低成本TFT设计，因此有价值的是具有既稳定又可溶液加工的半导体材料，并且其中其性能不受环境氧的消极影响，例如采用聚(3-烷基噻吩-2，5-二基)产生的TFT对空气非常敏感。从这些材料制造的TFT在环境条件下通常显示非常大的切断电流、非常低的电流开/关比，并且它们的性能特性快速劣化。
技术实现思路
在此公开如下实施方案。方案1.一种包括半导材料的电子器件，该半导材料包含通式(I)的组分 其中R表示烷基、烷氧基、芳基、杂芳基或合适的烃；每个R1和R2独立地是氢(H)、合适的烃、含杂原子的基团或卤素；R3和R4独立地是合适的烃、含杂原子的基团或卤素；x和y表示基团的数目；Z表示硫、氧、硒或NR′，其中R′是氢、烷基或芳基；并且n和m表示重复单元的数目。方案2.根据方案1的器件，其中R是带有约6-约48个碳原子的芳基。方案3.根据方案1的器件，其中R是带有约1-约25个碳原子的烷基，和其中两个五元杂芳族部分在反式位置、在顺式位置、或在顺式和反式两个位置。方案4.根据方案1的器件，其中R是带有约7-约37个碳原子的杂芳基。方案5.根据方案1的器件，其中R1和R2的至少一个是氢。方案6.根据方案1的器件，其中R1和R2的至少一个是烷基的烃。方案7.根据方案1的器件，其中R1和R2的至少一个是芳基的烃。方案8.根据方案1的器件，其中R1和R2的至少一个是卤素. 方案9.根据方案1的器件，其中R1和R2的至少一个是氰基或硝基。方案10.根据方案1的器件，其中R3和R4的至少一个是烷基的烃。方案11.根据方案1的器件，其中R3和R4的至少一个是芳基。方案12.根据方案1的器件，其中所述含杂原子的基团是二烷基胺、二芳基胺、烷氧基、三烷基甲硅烷基或三芳基甲硅烷基。方案13.根据方案1的器件，其中所述含杂原子的基团是噻吩基、吡啶基、三烷基甲硅烷基，三芳基甲硅烷基或烷氧基烷氧基芳基。方案14.根据方案1的器件，其中R1、R2、R3、R4和R5的至少一个是烷基。方案15.根据方案1的器件，其中Z是硫、氧或硒。方案16.根据方案1的器件，其中Z是NR′，其中R′是烷基或芳基。方案17.根据方案1的器件，其中m是0-约3的数字。方案18.根据方案1的器件，其中m是2。方案19.根据方案1的器件，其中m是1。方案20.根据方案1的器件，其中n是0-约3的数字。方案21.根据方案1的器件，其中n是1或2。方案22.根据方案1的器件，其中x是0-约12的数字。方案23.根据方案1的器件，其中x是0-约6，0-约4，或0-约2的数字。方案24.根据方案1的器件，其中y是0-约12的数字。方案25.根据方案1的器件，其中y是0-约4，0-约2的数字或0。方案26.根据方案1的器件，其中R是带有6-约36个碳原子的芳基；R1和R2是氢；和m＝n＝1；x＝y＝0；或其中m＝n＝2；x＝y＝0。方案27.一种薄膜晶体管器件，由如下部分构成基材、栅电极、栅电介质层、源电极和漏电极及与源/漏电极和栅电介质层接触的由如下通式的组分组成的半导体层 其中R表示烃；每个R1和R2独立地是氢(H)、合适的烃、含杂原子的基团或卤素；R3和R4独立地是合适的烃、含杂原子的基团或卤素；x和y表示基团的数目；Z表示硫、氧、硒或NR′，其中R′是氢、烷基或芳基；并且m和n表示环的数目。方案28.根据方案27的器件，其中烷基和所述烃是乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基或二十烷基。方案29.根据方案27的器件，其中芳基和所述烃是苯基、甲苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一烷基苯基、十二烷基苯基、十三烷基苯基、十四烷基苯基、十五烷基苯基、十六烷基苯基、十七烷基苯基、十八烷基苯基、萘基、甲基萘基、乙基萘基、丙基萘基、丁基萘基、戊基萘基、己基萘基、庚基萘基、辛基萘基、壬基萘基、癸基萘基、十一烷基萘基、十二烷基萘基、蒽基、甲基蒽基、乙基蒽基、丙基蒽基、丁基蒽基、戊基蒽基、辛基蒽基、壬基蒽基、癸基蒽基、十一烷基蒽基或十二烷基蒽基。方案30.根据方案27的器件，其中杂芳基是噻吩基、甲基噻吩基、乙基噻吩基、丙基噻吩基、丁基噻吩基、己基噻吩基、庚基噻吩基、辛基噻吩基、壬基噻吩基、癸基噻吩基、十一烷基噻吩基、十二烷基噻吩基、二硫代苯基、甲基二硫代苯基、乙基二硫代苯基、丙基二硫代苯基、丙基二硫代苯基、丁基二硫代苯基、戊基二硫代苯基、己基二硫代苯基、庚基二硫代苯基、辛基二硫代苯基、壬基二硫代苯基、癸基二硫代苯基、十一烷基二硫代苯基、十二烷基二硫代苯基、吡啶基、甲基吡啶基、乙基吡啶基、丙基吡啶基、丁基吡啶基、戊基吡啶基、己基吡啶基、庚基吡啶基、辛基吡啶基、壬基吡啶基、癸基吡啶基、十一烷基吡啶基、十二烷基吡啶基、噻唑基、甲基噻唑基、乙基噻唑基、丙基噻唑基、丁基噻唑基、戊基噻唑基、己基噻唑基、庚基噻唑基、辛基噻唑基、壬基噻唑基、癸基噻唑基、十一烷基噻唑基或十二烷基噻唑基。方案31.一种薄膜晶体管，由如下部分构成基材、栅电极、栅电介质层、源电极、漏电极和如下通式/结构的官能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括半导材料的电子器件，该半导材料包含通式（Ⅰ）的组分：　　　　＊＊＊　　（Ⅰ）　　　　其中Ｒ表示烷基、烷氧基、芳基、杂芳基或合适的烃；每个Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］独立地是氢、合适的烃、含杂原子的基团或卤素；Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］独立地是合适的烃、含杂原子的基团或卤素；ｘ和ｙ表示基团的数目；Ｚ表示硫、氧、硒或ＮＲ′，其中Ｒ′是氢、烷基或芳基；并且ｎ和ｍ表示重复单元的数目。

【技术特征摘要】
US 2006-4-6 11/3989811.一种包括半导材料的电子器件，该半导材料包含通式(I)的组分 其中R表示烷基、烷氧基、芳基、杂芳基或合适的烃；每个R1和R2独立地是氢、合适的烃、含杂原子的基团或卤素；R3和R4独立地是合适的烃、含杂原子的基团或卤素；x和y表示基团的数目；Z表示硫、氧、硒或NR′，其中R′是氢、烷基或芳基；并且n和m表示重复单元的数目。2.根据权利要求1的器件，其中R1和R2的至少一个是氢；R1和R2的至少一个是烷基的烃；R1和R2的至少一个是芳基的烃；R1和R2的至少一个是卤素；R1和R2的至少一个是氰基或硝基；R3和R4的至少一个是烷基的烃；或其中R3和R4的至少一个是芳基的烃。3.根据权利要求1的器件，其中m是0-约3的数字；其中m是2；其中m是1；其中n是0-约3的数字；其中x是0-约12的数字；和其中y是0-约12的数字。4.一种薄膜晶体管，由如下部分构成基材、栅电极、栅电介质层、源电极和漏电极及与源/漏电极和栅电介质层接触的由如下通式的组分构成的半导体层 其中R表示烃；每个R1和R2独立地是氢、合适的烃、含杂原子的基团或卤素；R3和R4独立地是合适的烃、含杂原子的基团或卤素；x和y表示基团的数目；Z表示硫、氧、硒或NR′，其中R′是氢、烷基或芳基；并且n和m表示重复单元的数目。5.根据权利要求4的薄膜晶体管，其中芳基和所述烃是苯基、甲苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一烷基苯基、十二烷基苯基、十三烷基苯基、十四烷基苯基、十五烷基苯基、十六烷基苯基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y李，Y吴，BS翁，P刘，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]