有机半导体溶液制造技术

本发明专利技术涉及有机半导体溶液及其在电子元件生产中的用途。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机半导体溶液及其在电子工业中的应用。在许多最广义上被称为电子工业的一部分应用中，有机半导体作为有源元件(即，功能材料)的使用已经成为现实或被期望在不久的将来成为现实。因此，基于有机化合物的电荷转移材料(作为基于三芳基胺的规则空穴转移材料)已经在复印机中应用多年了。特殊的半导体有机化合物的使用正被引入市场，例如用在有机或聚合场致发光器件中，其中一些特殊的半导体有机化合物能在光谱的可见区发光。有机电荷转移层在诸如有机集成电路(有机IC)和有机太阳电池等领域中的应用，至少在研究阶段已经取得充分长足的进展，期待在未来几年内被引入市场。如有机固态激光二极管和有机光电探测器的实施例所示，上述化合物的应用也有很大的其它可能性，但通常只被认为是上述方法的改进。在这些现代应用中的某些领域，已经取得很大的成就，但是，取决于应用领域，对技术改进仍有巨大的需求。有机场致发光器件及其个别元件，即有机发光二极管(OLED)已经引入市场，如购自Pioneer的具有“有机显示器”的市售车载无线电。即使是高分子量的变体(聚合发光二极管，PLED)，其引入市场也是指日可待。然而，目前仍需要重大的改进以使这些显示器真正地具有竞争力或优于目前统治市场的液晶显示器(LCD)。PLED的通用结构在WO 90/13148中有所描述。其它实施方案，诸如被动矩阵寻址和主动矩阵寻址在下述参考文献中说明。开发基于PLED的全色显示器成为一个突出的主要课题。为获得这种全色显示器，有必要开发能使三种基色(红、绿、蓝(RGB))被物理分离地施用的涂布方法。由于聚合物以溶液的形式被施用，印刷方法为本文所选方法。由于现有的可操作性、可实现的分辨力和广泛的可变性，目前的工作主要集中在喷墨印刷(IJP)。然而，其它印刷方法，诸如胶版印刷、转印法或照相凹版印刷在原则上也可适用。用于生产PLED和相应的显示器的喷墨印刷工艺在现有技术文献中多次被描述。最近的现有技术文献描述如下EP-A-0880303首次描述了用于生产PLED的IJP的原理和使用。根据EP-A-0880303，“有机发光材料”的溶液或相应前体的溶液通过IJP被施用到光刻法制备的含有隔板和阳极的基材上。通过这种方法，采用不同类型的溶液能产生不同的彩色像素。这一专利申请倾向于介绍原理，而不提供有关如何在实践中实施该方法的技术细节和在该方法中遇到的待解决的问题。EP-A-1083775(即，WO 00/59267)首次指出了与通过IJP生产有机膜所用溶液相关的各种问题。这些问题之外的问题和解决这些问题的可能出发点在未公开的专利申请DE 10111633.0中有所描述。这两个申请作为参考被引入本专利申请。EP-A-1083775在附附图说明图1和2描述了主动矩阵聚合物LED(AM-PLED)的生产细节，其在实践中可导致各种问题。本文提及的细节在EP-A-989778中有更详尽的解释。不同的像素(像元)通过边沿(bank)(隔离层)彼此分开。这些隔离层如同AM-LCD显示器生产中的标准隔离层，包括例如聚酰亚胺。自然也可使用其它的聚合物，诸如聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。所有这些材料可通过溶解方法被施用并随后被光构建。这些边沿材料通常具有相对极性，即，例如，从这些存储体将导电聚合物(例如，聚噻吩衍生物如PEDOT或聚苯胺衍生物如PANI)的分散体或溶液输送到实际提供的像素中是相当困难的。当进行全表面涂布(例如通过旋涂法)和当采用提供分辨力的印刷方法例如喷墨印刷时，如果液滴不能精确地击中像素，上述困难确实存在。在这种情况下，由于强极性表面，则存储体被全部或部分润湿，因此活性材料在隔离层上干燥，因此如果可以的话，其能实现大部分实际功能。类似的情况也适用于有机半导体的极性较低的溶液，即，发光聚合物溶液。这时，又出现另外的问题，当像素没有被完全覆盖时，以后的阴极材料汽相淀积会导致阴极和阳极或导电合物接触，引起短路。为解决这一问题，已进行各种尝试以减少存储体的表面能。这通常通过用CF4等离子体处理来实现(例如，参考EP-A-1083775)，该处理产生未精确定义并含有极大量CF3、CF2和CF基团的稳定表面。所述表面能因此可通过处理时间和密度来调节(参考EP-A-989778信息)。目前发现这种处理有助于把有机导体的极性溶液或分散体(参见上文)完全引入所提供的像素内。然而，与EP-A-989778所述相反，有机半导体的较低极性溶液通过这种表面处理只得到部分帮助，即在涂布干燥过程中到达存储体材料上的部分溶液以及因此不适于实际用途的问题继续发生。这会导致许多严重缺陷1.涂布方法不可靠。可产生这样的像素，即，像素即使含有活性材料，其也只含有极少的活性材料，这导致这些像素失效。与此相关的问题是，即使在具有100,000像素的大VDU的情况下，仅仅少数个别像素的失效也会产生视觉副作用，并因此产生不能满足规格的产品。2.如果要克服问题1，为确保每个像素中存在足够的活性材料，会导致控制费用显著增加或活性材料的消耗显著增加。因此，对最后提及问题的技术方案有很大的兴趣。这是本专利技术的一个目的。因此，本专利技术的一个目的是提供有机半导体溶液，当其被施用到含有已处理隔离层的基材上时不会润湿或几乎不润湿所述隔离层，并且实际上完全流入(例如像素)之间的空间内。本文的限制条件是由这些溶液生产的层的使用性质至少与由常规溶液生产的层的使用性质一样好。有机半导体溶液，特别是用于生产PLED的有机半导体溶液在上述专利申请EP-A-1083775和DE10111633.0以及EP-A-1103590中有所描述。这些有机半导体溶液通常包含一种或多种有机溶剂和一种或多种有机半导体。EP-A-1083775提到的有机溶剂具体是其沸点优选高于200℃和具有以下特征的高沸点芳香溶剂它们是在侧链或链中含有至少三个碳原子的苯衍生物。在提及的专利申请中，据述诸如1，2，3，4-四氢化萘、环己基苯、十二烷基苯等溶剂是优选的。相似地，EP-A-1103590报道了通常具有低于500Pa(5mbar)、优选低于250Pa(2.5mbar)蒸汽压(在涂布法的温度下)的溶剂，并且再次描述了被大部分(高度)取代的芳香溶剂或溶剂混合物。另一方面，DE10111633.0指出含有至少两种不同溶剂的溶剂混合物，其中一种溶剂的沸点范围为140-200℃。通常，本文所述溶剂混合物同样也主要包含有机溶剂，诸如二甲苯、取代二甲苯、苯甲醚、取代苯甲醚、苯甲腈、取代苯甲腈及杂环有机溶剂，诸如二甲基吡啶。有机半导体原则上不受任何限制。然而，例如在DE10111633.0中，提供了这些半导体的以下其它细节根据本专利技术，可使用低分子量有机半导体和聚合有机半导体。对于本文的目的，有机半导体是作为固体或粘结层的有机化合物或有机金属化合物，其具有半导电性质，即，其中在导带和价带之间的能隙为0.1-4eV。本专利技术溶液使用的有机半导体的实施例是基于三芳基胺(Proc.SPIE-Int.Soc.Opt.Eng.，1997，3148卷，306-312页)、三(8-羟基喹啉)铝(Appl.Phys.Lett.，2000，76卷(1期)，115-117页)、并五苯(Science，2000，287卷(5455本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机半导体溶液，其特征在于含有一种或多种添加剂。

【技术特征摘要】
DE 2001-7-21 10135640.41.一种有机半导体溶液，其特征在于含有一种或多种添加剂。2.如权利要求1所述的溶液，其中至少一种添加剂是含有杂原子硅、锗和/或F的有机化合物，表面活性剂或两亲物。3.如权利要求1或2所述的溶液，其中至少一种添加剂是含有机硅氧烷的化合物。4.如权利要求3所述的溶液，其中含有机硅氧烷的化合物包含一个或多个-O-Si-R1R2基团，其中R1、R2相同或不同并分别为H，直链、支链或环状C1-C12烷基，其中一个或多个非相邻碳原子也可被O或S代替，且一个或多个H原子可被F代替，或者为可被一个或多个取代基R3取代的C2-C14芳基或杂芳基；R3相同或不同并分别为直链、支链或环状C1-C12烷基或烷氧基，其中一个或多个非相邻碳原子也可被O或S代替，且一个或多个H原子可被F代替，或者分别为F或Cl。5.如权利要求3或4所述的溶液，其特征在于含有机硅氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡贝特施普赖特泽，苏珊霍因，凯文特雷彻，尼尔塔兰特，斯蒂芬耶茨，贝弗利布朗，
申请(专利权)人：科文有机半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]