可光固化聚合物电介质及其制备方法和用途技术

技术编号:9643424 阅读:125 留言:0更新日期:2014-02-07 03:11
公开了基于聚合物的介电组合物(例如配制剂)以及材料(例如膜)和相关器件。该聚合物通常包括可光交联的侧基;例如,该聚合物可以包括一个或多个含香豆素的侧基。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了基于聚合物的介电组合物(例如配制剂)以及材料(例如膜)和相关器件。该聚合物通常包括可光交联的侧基;例如,该聚合物可以包括一个或多个含香豆素的侧基。【专利说明】本申请是申请日为2009年11月20日,申请号为200980146851.4,专利技术名称为“”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2008年11月24日提交的美国临时申请序列号61/117,404的优先权和权益,其公开内容作为參考整体引入本文中。引言下一代电子器件的开发基于有机材料、柔性基材和低成本溶液加工。在大多数有机电子器件中的关键组件是在薄膜晶体管中用作栅极绝缘体的聚合物介电层,其为任何电子电路的关键组成部件。该聚合物介电层可通过经由溶液相方法如旋涂或印刷使电绝缘(即介电)聚合物溶液沉积而形成于栅极触点(对于底栅晶体管结构)或半导体层(对于顶栅晶体管结构)上。为了产生牢固的不溶性介电材料,通常要求交联步骤。交联介电薄膜可通过辐照(即光固化)、化学引发剂或热处理(即退火)而制备。光固化是有利的,因为其可容易地实施且可避免化学引发剂或长期加热,它们均可能破坏薄膜均匀性。几种产生电流的可光固化材料的局限在于需要高能量光如短波长UV射线和长期暴露以获得充分固化。然而,由于许多聚合物骨架和交联单元可吸收短波长UV光,因此使用这些可光固化材料可能导致介电薄膜的低效固化。因此,有利的是开发可以在更长波长下交联的聚合物介电材料,这将导致介电层的固化更快和更深。因此,本领域需要可光固化的聚合物介电组合物,其可使用更长波长的紫外光交联。更一般的是本领域还需要可提供可溶液加工的介电薄膜的聚合物组合物,所述介电薄膜优选对空气和/或水分稳定、与不同栅极和/或半导体材料相容且显示出低漏电流密度。概述鉴于上述情况,本教导提供了电绝缘(即介电)聚合物、基于聚合物的介电组合物(例如配制剂)和材料(例如膜),以及可解决现有技术的各种缺陷和短处,包括上述那些缺陷和短处的相关器件。本教导在ー个方面提供了可用于制备介电材料的各种聚合物和包括那些聚合物的组合物。在其他所需性能中,本教导的聚合物可在常规有机溶剂中可溶,但在发生交联,例如光交联之后可能变得在相同溶剂中不溶,这导致某些加工优点。更具体而言,本教导提供了在其侧基中具有可交联官能团,例如可光交联官能团的聚合物,从而使该聚合物例如在辐照暴露时可交联。交联官能团可允许形成致密的交联聚合物基体。本教导的光敏聚合物及其交联产物可具有优异的电绝缘性能,这可使其能够用作电介质。在某些实施方案中,该光敏聚合物及其交联产物可在2MV/cm的电场下具有小于或等于约1X10_8A/Cm2的漏电流密度。本教导的聚合物可具有含香豆素的侧基,其中该含香豆素的侧基可由下式表示:【权利要求】1.ー种薄膜晶体管器件,包含: 介电层; 半导体层; 栅电极; 源电极;和 漏电极; 其中所述介电层沉积在所述半导体层和所述栅电极之间;并且所述源电极和所述漏电极与所述半导体层接触,以及 其中所述介电层包含聚合物薄膜,所述聚合物薄膜包含含有重复单元的聚合物,所述重复单元具有包含任选取代的香豆素-6-基结构部分的侧基。2.权利要求1的器件,其中所述任选取代的香豆素-6-基结构部分具有下式: 3.权利要求2的器件,其中R1和R2相互独立地选自H、F、-CN和CF3。4.权利要求2的器件,其中R3在每次出现时独立地选自卤素、0H、-CN、(V6烷基、C^6卤代烷基和Ci_6烷氧基。5.权利要求1的器件,其中所述聚合物选自乙烯基聚合物、硅氧烷聚合物、聚马来酰亚胺、聚乙烯胺及其共聚物并且包含具有包含任选取代的香豆素-6-基结构部分的侧基的重复单元。6.权利要求1的器件,其中所述聚合物为选自聚苯乙烯、聚乙烯基苯酚、聚乙烯醇、聚こ酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物的乙烯基聚合物并且包含具有包含任选取代的香豆素-6-基结构部分的侧基的重复单元。7.权利要求1的器件,其中所述聚合物包含一个或多个选自下式的重复单元: 8.权利要求1的器件,其中所述聚合物包含一个或多个选自下式的重复单元: 9.权利要求1的器件,其中所述聚合物的特征在于ー种或多种选自如下的性能:介电常数为约1.1至约5.0 ;玻璃化转变温度(Tg)为约100°C至约200°C ;在选自茴香醚、二甲苯、环戊酮、环己烷和环己酮的溶剂中的溶解度大于约0.lmg/mL;最大吸收波长范围为约250nm至约500nm ;以及分子量为约10,OOODa至约100,OOODa010.权利要求1的器件,构造成顶栅器件结构且包含位于所述介电层和所述半导体层之间的中间层。【文档编号】H01L51/30GK103560206SQ201310529741【公开日】2014年2月5日 申请日期:2009年11月20日 优先权日:2008年11月24日【专利技术者】J·奎因, 颜河, 郑焱, C·纽曼, S·A·克勒, A·法凯蒂, T·布赖纳 申请人:巴斯夫欧洲公司, 破立纪元有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管器件,包含:介电层;半导体层;栅电极;源电极;和漏电极;其中所述介电层沉积在所述半导体层和所述栅电极之间;并且所述源电极和所述漏电极与所述半导体层接触,以及其中所述介电层包含聚合物薄膜,所述聚合物薄膜包含含有重复单元的聚合物,所述重复单元具有包含任选取代的香豆素?6?基结构部分的侧基。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·奎因颜河郑焱C·纽曼S·A·克勒A·法凯蒂T·布赖纳
申请(专利权)人:巴斯夫欧洲公司破立纪元有限公司
类型:发明
国别省市:

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