含有高分子半导体的电子装置制造方法及图纸

一种含有式（Ⅰ）的高分子半导体的电子装置，其中Ｘ独立地选自Ｓ、Ｓｅ、Ｏ和ＮＲ，其中Ｒ独立地选自氢、烷基、被取代的烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和－ＣＮ；Ａｒ独立地为共轭二价部分；ａ为１至约１０的整数；并且ｎ为２至约５，０００的整数。该电子装置可为有机薄膜晶体管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术在多个实施方案中涉及适于在电子装置例如薄膜晶体管(TFT)中4吏用的组合物和方法。本专利技术还涉及4吏用所述组合物 和方法制备的构件或层，以及含有所述材料的电子装置。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT)是现代电子设备包括例如传感器、图像扫 描器和电子显示装置中的基本构件。使用当前主流硅技术的TFT电 路对于某些应用来说成本可能太高，特别是对于大面积的电子装置， 例如其中无需高切换速度的显示器的底板开关电路(例如活性基质 液晶监控器或电视机)。基于硅的TFT电路的高成本主要是由于使 用了资金密集型硅生产设备以及需要在严格控制的环境下进行复杂 的高温、高真空光刻制造方法。通常希望制备不仅具有低得多的生 产成本而且具有吸引人的机械性能例如结构致密、重量轻且柔韧的 TFT。有机薄膜晶体管(OTFT)可适于那些不需要高切换速度或高 密度的应用。TFT通常由一个支承基底、三个电传导电极(栅极、源极和漏 极)、 一个沟道半导体层和一个将栅极与半导体层分开的电绝缘栅 介电层组成。改进已知TFT的性能让人期待。可通过至少三个特性来检测性 能迁移率、开/关电流比以及阈值电压。迁移率以cm2/V.s为单位 测量；较高的迁移率是合乎需要的。较高的开/关电流比也是合乎需 要的。阈值电压与为使电流流动而需要向栅极施加的偏压有关。通 常，希望尽可能使阈值电压接近于零(0)。虽然对p型半导体材料进行了广泛的研究，但是对n型半导体 材料的关注却很少。具有高的电子迁移率和空气稳定性的n型有机 半导体，尤其是可溶液加工的n-型半导体，由于同p型半导体相比 具有空气敏感性和难于合成性，因此很稀少。由于n型半导体传输电子而非空穴，因此它们需要一个低的最低未占分子轨道(LUMO) 能级。为实现低LUMO能级，将吸电子基例如氟烷基、氰基、酰基 或酰亚胺基施加于一些n型有机半导体上。但是，这些吸电子基只 可用作共轭核例如并苯、酞菁和低聚噻吩上的取代基或侧链，并且 本身不可用作构成直链n型高分子半导体的共轭二价连接基。大多 数报道的高迁移率空气稳定的n型半导体为小分子化合物并且其只 可使用昂贵的真空沉积技术进行加工来实现最大化性能。本专利技术在多个实施方案中涉及高分子半导体和具有一个含该高 分子半导体的半导体层的电子装置，例如薄膜晶体管。所述高分子半导体为在空气中稳定并且具有高迁移率的n型半导体材料，或同为n型和p型半导体材料。实施方案中公开了一种含半导体层的电子装置，所述半导体层含有一种式(I)的高分子半导体<formula>formula see original document page 11</formula>其中X独立地选自S、 Se、 O和NR，其中R独立地选自氢、烷 基、被取代的烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和-CN; Ar独立 地为共轭二价部分；a为1至约10的整数；并且n为2至约5,000的整数。每一个Ar为选自以下的共轭二价部分
技术实现思路
<formula>formula see original document page 11</formula><formula>formula see original document page 12</formula>其中R，独立地选自氢、烷基、被取代的烷基、芳基、被取代的 芳基、杂芳基、-CN等，或其混合。在具体的实施方案中，R，为烷基。 如果合适，所述共轭二价部分Ar可被烷基、被取代的烷基、芳基、 被取代的芳基、杂芳基、囟素、-CN、 -1\02等或其混合取代一次、两 次或多次。所述高分子半导体相对于真空可具有3.5 eV或更小、或4.0 eV或 更小、或4.5 eV或更小的LUMO。 在一些实施方案中，Ar可为其中R为具有1至约18个碳原子的烷基，或具有约5至约20个碳原子的芳基或杂芳基。在其他实施方案中，电子装置中的半导体层含有一种式(I)的高分子半导体<formula>formula see original document page 12</formula>其中X独立地选自S、 Se、 O和NR,其中R独立地选自氢、烷 基、被取代的烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和-CN;每一个Ar部分独立地选自 R' R、<formula>formula see original document page 13</formula>其中R，独立地选自氢、烷基、被取代的烷基、芳基、被取代的 芳基、杂芳基和-CN; a为l至约10的整数；并且n为2至约5，000 的整数。在进一步的实施方案中还包括该半导体层和/或通过本方法制得 的薄膜晶体管。本专利技术的示例性实施方案的这些及其他非限制性特征在下文进 行更具体的描述。附图说明以下为附图的简要说明，所述附图的给出仅是为了说明本专利技术公 开的示例性实施方案，而不是为了对其进行限制。 图l为本专利技术的TFT的第一个示例性实施方案。 图2为本专利技术的TFT的第二个示例性实施方案。 图3为本专利技术的TFT的第三个示例性实施方案。 图4为本专利技术的TFT的第四个示例性实施方案。参照附图可更全面地理解本专利技术公开的构件、方法和装置。所迷 附图只是为方便和易于说明本专利技术改进之处的示意图，因此，并不意 欲指明本专利技术的装置或构件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例 性实施方案的范围。虽然在以下描述中为清楚起见而使用了特定术语，但是这些术语 仅意在指代为在附图中进行示例说明而选择的实施方案的具体结构， 并不意在限定或限制本专利技术的范围。在以下的附图和下文描述中，应具体实施例方式13理解的是，相同的附图标记指代相同功能的构件。本专利技术涉及式(I)的高分子半导体，其在下文进一步描述。所 述高分子半导体特别适于在电子装置例如薄膜晶体管或有机薄膜晶体管(OTFT)的半导体层中使用。所述晶体管可具有多种不同的构 型。图l说明了第一个OTFT实施方案或构型。OTFT10含有一个 与栅极30和介电层40相接触的基底20。虽然此处将栅极30描绘为 处于基底20中，但这并不是必需的。但是，介电层40将栅极30与 源极50、漏极60和半导体层70分开则是较重要的。源极50接触半 导体层70。漏极60也接触半导体层70。半导体层70配置在源极50 和漏极60之上和之间。任选的界面层80位于介电层40和半导体层 70之间。图2说明了第二个OTFT实施方案或构型。OTFT10含有一个 与栅极30和介电层40相接触的基底20。半导体层70配置于介电 层40的上部或顶部并将介电层40与源极50和漏极60分开。 <壬选 的界面层80位于介电层40和半导体层70之间。图3说明了第三个OTFT实施方案或构型。OTFT10含有一个 还用作栅极并与介电层40接触的基底20。半导体层70配置于介电 层40的上部或顶部并将介电层40与源极50和漏极60分开。任选 的界面层80位于介电层40和半导体层70之间。图4说明了第四个OTFT实施方案或构型。OTFT10含有一个 与源极50、漏极60和半导体层70相接触的基底20。半导体层70 配置在源极50和漏极60之上和之间。介电层40在半导体层7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有半导体层的电子装置，其中所述半导体层含有一种式（Ⅰ）的高分子半导体：　＊＊＊　式（Ⅰ）　其中Ｘ独立地选自Ｓ、Ｓｅ、Ｏ和ＮＲ，其中Ｒ独立地选自氢、烷基、被取代的烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和－ＣＮ；　Ａｒ独立地 为共轭二价部分；　ａ为１至约１０的整数；并且　ｎ为２至约５，０００的整数。

【技术特征摘要】
US 2008-8-18 12/1931891.一种含有半导体层的电子装置，其中所述半导体层含有一种式(I)的高分子半导体式(I)其中X独立地选自S、Se、O和NR，其中R独立地选自氢、烷基、被取代的烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和-CN；Ar独立地为共轭二价部分；a为1至约10的整数；并且n为2至约5,000的整数。2. —种含有半导体层的电子装置，其中所述半导体层含有一种 式(I)的高分子半导体式(I)其中X独立地选自S、 Se、 O和NR，其中R独立地选自氢、烷 基、被取代的烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和-CN; 每一个Ar独立地选自其中R，独立地选自氢、烷基、被取代的烷基、芳基、被取代的 芳基、杂芳基和-CN;a为l至约IO的整数；并且 n为2至约5,000的整数。式(I)'N iR'3. 权利要求1或2的电子装置，其中X独立地选自S和O。4. 权利要求l的电子装置，其中每一个Ar为选自以下的共轭二 价部分及其结合，其中R，独立地选自氢、烷基、被取代的烷基、芳基、被 取代的芳基、杂芳基或-CN;并且所述二价部分可被烷基、被取代的 烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基、卤素、-CN或-N02外围取代。5. 权利要求1的电子装置，其中所述高分子半导体具有4.5 eV 或更小、或4.0eV或更小、或3.5eV或更小的LUMO。6. 权利要求1的电子装置，其中所述高分子半导体为i...

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