高分子半导体制造技术

一种式（Ⅰ）的高分子半导体，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独立地为共轭的二价部分；ａ为１至约１０的整数；并且ｎ为２至约５，０００的整数。所得高分子半导体适于在有机薄膜晶体管中使用。

【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)中使用的组合物和方法。本专利技术还涉及使用所述组合物和方 法制成的构件或层，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 和电子显示装置的基本构件。使用当前主流硅技术的TFT电路对于一些 应用来说可能成本过高，特别是对于其中高切换速度并非必需的大面积 的电子装置，例如显示器的底板开关电路(例如活性基质液晶监视器或 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，以及需要对环境进行严格控制的复杂的高温、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 械性能例如结构紧凑、重量轻而且柔韧的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。可通过至少三种性质来检测性能 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。阔值电 压与为使电流流动而需要施加于栅极的偏压有关。通常，希望阈值电压 尽可能接近于零(0)。虽然对p型半导体材料进行了广泛的研究，但对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 气敏感性并且难于合成，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，已将吸电子基例如氟烷基、氰基、酰基或酰亚5胺基施于一些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，或者既为n型也为p型半导体材料。实施方案中公开了一种式(I)的高分子半导体其中X独立地选自S、 Se、 O和NR，其中R独立地选自氩、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l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<formula>formula see original document page 6</formula>
技术实现思路
式(I)<formula>formula see original document page 7</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，共轭的二价部分Ar可被烷基、被取代的烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基、卤素、-CN、- 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4.5eV或更小的LUMO。在一些实施方案中，Ar可为<formula>formula see original document page 7</formula>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。在另一些实施方案中公开了一种式(I)的高分子半导体<formula>formula see original document page 7</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独立地选自<formula>formula see original document page 8</formula>a为1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通过本方法制得的半导体层和/或薄膜晶体管。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筒要描述，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1为本专利技术TFT的第一个示例性实施方案。图2为本专利技术TFT的第二个示例性实施方案。图3为本专利技术TFT的第三个示例性实施方案。图4为本专利技术TFT的笫四个示例性实施方案。具体实施例方式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。所述附图仅为方便和易于说明本专利技术的示意图，因此，并不意在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。虽然此处栅极30被描绘为处于基底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设置在源极50和漏极和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。OTFT IO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设置于介电层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3说明了第三个OTFT实施方案或构型。OTFT 10含有一个同时用作栅极并与介电层40相接触的基底20。半导体层70设置于介电层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。OTFT 10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设置在源极50和漏极60之上和之间。介电层40在半导体层70的顶部。栅极30在介电层40的顶部并且不接触半导体层70。任选的界面层80位于介电层40和半导体层70之间。实施方案中公开了一种式(I)的高分子半导体其中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独立地为共轭的二价部分；a为本文档来自技高网...

【技术保护点】
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独立地为共轭的二价部分；　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 12/1931521.一种式(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独立地为共轭的二价部分；a为1至约10的整数；并且n为2至约5,000的整数。2. 权利要求1的高分子半导体，其中每一个X为O。3. 权利要求l的高分子半导体，其中每一个Ar为选自以下的共 扼的二价部分及其结合，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、囟素、-CN或-N02外围取代。4.权利要求1的高分子半导体，其中Ar为其中A为具有1至约20个碳原子...

【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[]