CN102227483A - 有机半导体 - Google Patents

有机半导体 Download PDF

Info

Publication number
CN102227483A
CN102227483A CN2009801474106A CN200980147410A CN102227483A CN 102227483 A CN102227483 A CN 102227483A CN 2009801474106 A CN2009801474106 A CN 2009801474106A CN 200980147410 A CN200980147410 A CN 200980147410A CN 102227483 A CN102227483 A CN 102227483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound
alkyl
oligomeric compound
silyl
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801474106A
Other languages
English (en)
Inventor
T·朱贝里
S·朱贝里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cambridge Display Technology Ltd
Original Assignee
Cambridge Display Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cambridge Display Technology Ltd filed Critical Cambridge Display Technology Ltd
Publication of CN102227483A publication Critical patent/CN102227483A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/126—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • H10K71/135—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10—Definition of the polymer structure
    • C08G2261/22—Molecular weight
    • C08G2261/226—Oligomers, i.e. up to 10 repeat units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/324—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed
    • C08G2261/3243—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed containing one or more sulfur atoms as the only heteroatom, e.g. benzothiophene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90—Applications
    • C08G2261/92—TFT applications
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/14—Macromolecular compounds
    • C09K2211/1408—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1416—Condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/14—Macromolecular compounds
    • C09K2211/1441—Heterocyclic
    • C09K2211/1458—Heterocyclic containing sulfur as the only heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

用于形成有机薄膜晶体管的可溶的低聚化合物具有包含两个或更多个稠合噻吩残基的重复单元。该重复单元包含式(I)或(II)的结构。该化合物可以包括两个或更多个包含溶剂化基团的末端基团。该材料的溶液可以用于通过喷墨印刷形成薄膜晶体管。

Description

有机半导体
技术领域
本发明总体上涉及有机半导体，并且具体地涉及用于形成薄膜晶体管的一部分的有机半导体。
背景技术
晶体管可分为两个主要类型：双极结晶体管和场效应晶体管。两种类型均具有包括三个电极的共同结构，其具有在沟道区中设置于其间的半导体材料。双极结晶体管的三个电极称为发射极、集电极和基极，而在场效应晶体管中，三个电极称为源极、漏极和栅极。由于在发射极和集电极之间的电流通过在基极和发射极之间流动的电流进行控制，因此双极结晶体管可描述为电流操作器件。相反，由于源极和漏极之间流动的电流通过栅极和源极之间的电压进行控制，因此场效应晶体管可描述为电压操作器件。
根据是否包括分别传导正电荷载流子(空穴)或负电荷载流子(电子)的半导体材料，晶体管也可分成p型和n型。半导体材料可根据其接收、传导和给予电荷的能力进行选择。半导体材料接收、传导和给予空穴或电子的能力可通过将材料掺杂而增强。
例如，p型晶体管器件可通过选择在接收、传导和给予空穴方面有效的半导体材料，以及选择在从该半导体材料接收和注入空穴方面有效的源极和漏极材料而形成。电极中费米能级与半导体材料的HOMO能级的良好能级匹配能增强空穴注入和接收。相反，n型晶体管器件可通过选择在接收、传导和给予电子方面有效的半导体材料，和选择在向该半导体材料注入电子和自该半导体材料接收电子方面有效的源极和漏极材料而形成。电极中费米能级与半导体材料的LUMO能级的良好能级匹配能增强电子注入和接收。
晶体管可通过将组分沉积成薄膜以形成薄膜晶体管(TFT)来形成。当有机材料用作这种器件中的半导体材料时，其称为有机薄膜晶体管(OTFT)。
OTFT可以通过低成本、低温方法如溶液处理进行制造。而且，OTFT与柔性塑料基片兼容，提供了在卷对卷(roll-to-roll)工艺中在柔性基片上大规模制造OTFT的前景。
参见图1，底栅有机薄膜晶体管(0TFT)的一般结构包括沉积于基片10上的栅极12。介电材料的绝缘层11沉积于栅极12上方，并且源极和漏极13、14沉积于介电材料的绝缘层11的上方。源极和漏极13、14间隔开，以在其间限定位于栅极12上方的沟道区。有机半导体(OSC)材料15沉积于沟道区中以连接源极和漏极13、14。OSC材料15可以至少部分地在源极和漏极13、14的上方延伸。
或者，已知在有机薄膜晶体管的顶部上提供栅极以形成所谓的顶栅有机薄膜晶体管。在这样的结构中，源极和漏极沉积于基片上并间隔开，以在其间限定沟道区。有机半导体材料层沉积于沟道区中以连接源极和漏极，并可以至少部分地在源极和漏极上方延伸。介电材料的绝缘层沉积于有机半导体材料上方，并也可以至少部分地在源极和漏极上方延伸。栅极沉积于绝缘层上方并位于沟道区上方。
可在刚性或柔性基片上制造有机薄膜晶体管。刚性基片可选自玻璃或硅，柔性基片可包括薄的玻璃或塑料，如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)PEN、聚碳酸酯和聚酰亚胺。
用于本发明化合物的示例性溶剂包括被一个或多个烷基或卤素基团取代的苯，例如甲苯、二甲苯；以及萘满。优选的溶液沉积技术包括旋涂和喷墨印刷。其他溶液沉积技术包括浸涂、辊印和丝网印刷。
限定在源极和漏极之间的沟道长度可最高达500微米，但是优选该长度小于200微米，更优选小于100微米，最优选小于20微米。
栅极可选自宽范围的导电材料，例如金属(例如金)或金属化合物(例如氧化铟锡)。或者，导电聚合物可沉积为栅极。这种导电聚合物可使用例如旋涂或喷墨印刷技术以及上述其他溶液沉积技术从溶液沉积。
绝缘层包含介电材料，该介电材料选自具有高电阻率的绝缘材料。电介质的介电常数k典型为大约2-3，尽管具有高k值的材料是所希望的，因为OTFT可获得的电容与k成正比，并且漏极电流ID与电容成正比。因而，为了以低工作电压来获得高漏极电流，具有在沟道区内的薄电介质层的OTFT是优选的。
介电材料可以是有机的或无机的。优选的无机材料包括SiO2、SiNx和旋涂玻璃(SOG)。优选的有机材料一般为聚合物并且包括绝缘聚合物，例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、丙烯酸酯类例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及苯并环丁烷(BCB)(可从Dow Corning公司购得)。绝缘层可以由材料的混合物形成或者包括多层结构。
介电材料可以通过本领域已知的热蒸发、真空处理或层合技术来沉积。或者，可以使用例如旋涂或喷墨印刷技术以及以上所讨论的其它溶液沉积技术将介电材料从溶液沉积。
如果将介电材料由溶液沉积到有机半导体上，则不应当引起有机半导体的溶解。类似地，如果将有机半导体由溶液沉积到介电材料上，则介电材料不应当被溶解。避免该溶解的技术包括：使用正交溶剂，例如使用不溶解在下层的溶剂用于沉积最上层；以及将在下层交联。
绝缘层的厚度优选小于2微米，更优选为小于500nm。
有机半导体是一类具有大范围共轭的π体系的有机分子，该π体系允许电子的移动。
有机半导体的性能通常通过其“电荷迁移率”(cm2V-1s-1)的测量进行评价，该迁移率可以涉及空穴或电子的迁移率。该测量涉及载荷子对跨材料施加的电场的漂移速度。
具有相对较高的迁移率的有机半导体往往是包含下述化合物的有机半导体：该化合物能够固态下形成π-π叠置。然而，使化合物形成这样的π-π叠置所需的提高的共轭水平也导致半导体的带隙以及稳定性的降低，导致差的性能差的稳定性。此外，这些化合物高度不溶，这对合成造成特别的问题，并使得其在有效的晶体管生产方法例如喷墨印刷中的使用变得不可能——参见例如San Miguel等，Org.Lett.2007，Vol.9No.6p.10051008。
本发明旨在通过提供有机半导体材料而解决这些问题，所述有机半导体材料将改善的迁移率和稳定性(例如对大气氧化的稳定性)与实现有效的晶体管生产所需的溶解性相结合。
发明内容
本发明的第一方面涉及用于形成有机薄膜晶体管的可溶的低聚化合物，该化合物具有包含两个或更多个稠合噻吩残基的重复单元。
该重复单元可以例如包含以下结构
并且可以通过α位或者通过β位纳入低聚骨架中。
优选地，该化合物包含两个或更多个末端基团，该末端基团包含溶剂化(solvating)基团例如平面溶剂化基团。在一些实施方案中，该溶剂化基团选自具有1至20个碳原子的任选取代的直链、支化或环状烷基链，烷氧基，氨基，酰氨基，甲硅烷基，烯基，烷基和烷基甲硅烷基，优选烷基或烷基甲硅烷基。一种优选的烷基甲硅烷基增溶基团包含三烷基甲硅烷基乙炔。
作为补充或者作为替代，一个或多个稠合噻吩残基可以被平面溶剂化基团取代。优选地，该平面溶剂化基团选自以上所列基团。
优选地，半导体化合物包含选自以下之一的结构：
Figure BDA0000064177270000042
Figure BDA0000064177270000051
其中R单独地(如在以上第一种结构中)或者与其它基团组合(例如，如以上第二种结构中所示，与氧组合)形成溶剂化基团。R选自具有1至20个碳原子的任选取代的直链、支化或环状烷基链，烷氧基，氨基，酰氨基，甲硅烷基，烯基，烷基和烷基甲硅烷基，优选烷基或烷基甲硅烷基。R优选为烷基。
第二方面，本发明涉及包含本文中所述的低聚化合物的可印刷溶液。
优选地，该溶液以至少0.05molL-1，优选至少0.5molL-1，更优选至少1molL-1的浓度包含该低聚化合物。
第三方面，本发明涉及包含本文中所述的低聚化合物的有机半导体器件。
第四方面，本发明涉及包含本文中所述的半导体材料的薄膜晶体管。
第五方面，本发明涉及包含本文中所述的薄膜晶体管的电子器件。
第六方面，本发明涉及薄膜晶体管的制造方法，该方法包括将本文中所述的溶液喷墨印刷。
附图说明
下面将以仅为示例的方式参照附图说明本发明的实施方案，在图中：
图1是根据现有技术的底栅有机薄膜晶体管的一般结构的示意图。
图2是根据本发明一种实施方案包含在公共基片上制造的有机薄膜晶体管和相邻的有机发光器件的像素的示意图。
图3是根据本发明一种实施方案与有机发光器件呈叠置关系制造的有机薄膜晶体管的示意图。
具体实施方式
在整个以下说明中，将用类似的附图标记指代类似的部分。
根据本发明的实施方案的有机半导体可以按如下所述合成。
例如，以下所示的化合物1(一种噻吩并噻吩的可溶二聚体)
Figure BDA0000064177270000061
可以根据以下方法合成：
中间体I：
Figure BDA0000064177270000062
在-78℃下在氮气下将正丁基锂(51ml，0.14mol，2.5M于己烷中)滴加到噻吩并噻吩(20g，0.14mol)在THF(310ml)中的溶液中。在该温度下搅拌1小时后，滴加辛基溴(24.9ml，0.14mol)并使反应混合物过夜温热至室温。然后将混合物倒入水中，用二乙醚萃取，干燥(MgSO4)，过滤并在减压下浓缩。将粗残留物蒸馏以除去过量的溴化物并将残余物通过柱色谱纯化(硅胶，己烷)，得到澄清油状的产物(15g，42.5％)。
化合物I
Figure BDA0000064177270000071
在0℃下在氮气下将二异丙基氨基锂(21.8ml，39.3mmol，1.8M于四氢呋喃中)滴加到中间体I(9.87g，39.2mmol)在THF中的溶液中。在该温度下搅拌1小时后，分批加入氯化铜(II)粉末(5.32g，39.2mmol)，并使反应混合物过夜温热至室温。将其用水骤停，用二氯甲烷稀释并通过C盐(celite)过滤以除去铜残余物。将有机相用水和盐水洗涤，干燥(MgSO4)并在减压下浓缩。通过柱色谱纯化(硅胶，四氢呋喃)然后升华得到黄色固体状的产物(582mg，5％，(在10-6Torr下，255℃))。
例如，以下所示的化合物II和III
可以根据用于合成化合物I的类似方法合成。
然后将化合物I、II或III溶解于甲苯、二甲苯、萘满或氯仿中以形成浓度约1-2mol L-1的溶液。将该溶液喷墨印刷以提供有效的有机半导体(OSC)。
根据本发明的实施方案的有机半导体具有宽范围的可能应用。一种这样的应用是纳入有机薄膜晶体管(OTFT)中以驱动光学器件中、优选有机光学器件中的像素。该光学器件的实例包括光响应器件，特别是光电探测器，和发光器件，特别是有机发光器件。OTFT特别适合用于有源矩阵有机发光器件，例如用于显示器中。
图2示出了包括制作于公共基片104上的有机薄膜晶体管100和相邻的有机发光器件(OLED)102的像素。OTFT 100包括栅极106、电介质层108、分别标示为110和112的源极和漏极，以及OSC层114。该OLED 102包括阳极116、阴极118以及设置于阳极116和阴极118之间的电致发光层120。其它层可以位于阳极116和阴极118之间，例如电荷传输层、电荷注入层或电荷阻挡层。在图2的实施方案中，阴极材料118的层延伸横过OTFT100和OLED 102两者，并且提供绝缘层122以使阴极层118与OSC层114电隔离。该OTFT 100和OLED 102的活性区域由公共围堰材料限定，该围堰材料通过在基片104上沉积光致抗蚀剂层124并将其图案化以在基片上限定OTFT 100和OLED 102区域而形成。
在图2中，漏极112直接连接至有机发光器件102的阳极116以使有机发光器件102在发光和非发光状态之间切换。
在图3所示的替代配置中，有机薄膜晶体管200可以与有机发光器件202呈叠置关系来制作。在这样的实施方案中，有机薄膜晶体管202如上文所述按顶栅或底栅配置来构建。如图2的实施方案那样，OTFT 200和OLED202的活性区域由光致抗蚀剂的图案化层124限定，但是在这种叠置配置中，存在两个分离的围堰层124——一个用于OLED 202而一个用于OTFT200。将平面化层204(也称为钝化层)沉积于OTFT 200上方。示例性的钝化层204包括BCBs和聚对二甲苯(parylenes)。有机发光器件202被制作于钝化层204上方，并且有机发光器件202的阳极116由穿过钝化层204和围堰层124的导电通孔(conductive via)206电连接至OTFT 200的漏极112。
应当理解，包含OTFT和光学活性区域(例如发光区域或感光区域)的像素电路可以包括另外的元件。特别地，图2和3的OLED像素电路除了所示的驱动晶体管外将通常包括至少另一晶体管，以及至少一个电容。应当理解，在此描述的有机发光器件可以是顶部或底部发光器件。也就是说，这些器件可以通过器件的阳极侧或阴极侧发光。在透明器件中，阳极和阴极两者都是透明的。应当理解，透明阴极器件不必具有透明的阳极(当然，除非想要完全透明的器件)，因此用于底部发光器件的透明阳极可以用反射材料层例如铝层来代替或补充。
透明阴极对于有源矩阵器件特别有利，因为在这种器件中通过透明阳极的发光会至少部分地被位于发光像素之下的OTFT驱动电路阻挡，这可以从图3所示的实施方案中看出。
栅极、源极和漏极的厚度可在5-200nm的范围内，但是典型地通过例如原子力显微镜(AFM)所测量的为50nm。
在器件结构中可包括其他层。例如，除了在栅极、源极或漏极上提供自组装单层(SAM)，可以在基片、绝缘层和有机半导体材料上提供一个以便在需要的情况下提高结晶度、降低接触电阻、修复表面特性和提高粘附性。特别是，可以为沟道区中的电介质表面提供包含结合区和有机区的单层以改善器件性能，例如通过改善有机半导体的形貌(特别是聚合物的配向和结晶度)以及覆盖电荷陷阱，特别是对于高k值的电介质表面。用于这种单层的示例性材料包括具有长烷基链的氯硅烷或者烷氧基硅烷，例如十八烷基三氯硅烷。
实施例1：将使用化合物I作为活性层的有机场效应晶体管制作成底触点器件。使用2％的氯苯或氯仿溶液制备器件，将该溶液通过0.45微米过滤器过滤，并以1000rp/1sec acc旋涂60秒，在100℃下在热板上干燥5分钟，并使用金属块(metal block)冷却1分钟。
本领域技术人员无疑可以得到很多其他有效的替代方案。将会理解，本发明不限于所述的实施方案，并且涵盖位于附带的权利要求范围内的、对于本领域技术人员而言显而易见的变化。

Claims (15)

1.用于形成有机薄膜晶体管的可溶的低聚化合物，该化合物具有包含两个或更多个稠合噻吩残基的重复单元。
2.根据权利要求1的低聚化合物，其中该重复单元包含以下结构：
Figure FDA0000064177260000011
3.根据权利要求1的低聚化合物，其中该重复单元包含以下结构：
Figure FDA0000064177260000012
4.根据权利要求1、2或3任一项的低聚化合物，其中该化合物包含两个或更多个末端基团，该末端基团包含溶剂化基团。
5.根据权利要求4的低聚化合物，其中该溶剂化基团选自具有1至20个碳原子的任选取代的直链、支化或环状烷基链，烷氧基，氨基，酰氨基，甲硅烷基，烯基，烷基和烷基甲硅烷基，优选烷基或烷基甲硅烷基，各个溶剂化基团可以进一步任选地被取代。
6.根据以上权利要求任一项的低聚化合物，其中一个或多个稠合噻吩残基可以被平面溶剂化基团取代。
7.根据以上权利要求任一项的低聚化合物，其中该化合物在选自单烷基苯或多烷基苯例如甲苯、二甲苯、萘满和/或氯仿的溶剂中具有超过0.05molL-1的溶解度。
8.可印刷溶液，其包含根据以上权利要求任一项的低聚化合物。
9.根据权利要求8的可印刷溶液，其中该低聚化合物具有大于或等于1.0mol L-1的浓度。
10.有机半导体材料，其包含根据权利要求1至7任一项的低聚化合物，该化合物包含选自以下的结构：
Figure FDA0000064177260000013
Figure FDA0000064177260000021
Figure FDA0000064177260000031
其中R选自具有1至20个碳原子的任选取代的直链、支化或环状烷基链，烷氧基，氨基，酰氨基，甲硅烷基，烯基，烷基和烷基甲硅烷基，优选烷基或烷基甲硅烷基。
11.根据权利要求10的有机半导体材料，其具有至少10-3cm2V-1s-1的迁移率。
12.薄膜晶体管，其包含根据权利要求10或11的半导体材料。
13.电子器件，其包含根据权利要求12的薄膜晶体管。
14.薄膜晶体管的制造方法，其包括将根据权利要求8或9的溶液施加到基片上，并使该溶液固化。
15.根据权利要求14的方法，其中该施加步骤包括将该溶液喷墨印刷到基片上。
CN2009801474106A 2008-11-28 2009-11-27 有机半导体 Pending CN102227483A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0821705.1A GB2467293B (en) 2008-11-28 2008-11-28 Organic semiconductors
GB0821705.1 2008-11-28
PCT/GB2009/002738 WO2010061178A1 (en) 2008-11-28 2009-11-27 Organic semiconductors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102227483A true CN102227483A (zh) 2011-10-26

Family

ID=40230942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801474106A Pending CN102227483A (zh) 2008-11-28 2009-11-27 有机半导体

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8680138B2 (zh)
JP (1) JP2012510455A (zh)
KR (1) KR20110105784A (zh)
CN (1) CN102227483A (zh)
DE (1) DE112009003502T5 (zh)
GB (1) GB2467293B (zh)
WO (1) WO2010061178A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103946275A (zh) * 2011-10-31 2014-07-23 康宁股份有限公司 稠合噻吩，稠合噻吩的制备方法及其使用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101678670B1 (ko) * 2010-01-22 2016-12-07 삼성전자주식회사 박막트랜지스터 및 어레이 박막트랜지스터의 제조방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999012989A1 (en) * 1997-09-05 1999-03-18 Cambridge Display Technology Ltd. Compounds for electronic devices
US20030021912A1 (en) * 2001-07-09 2003-01-30 Merck Patent Gmbh Thienothiophene derivatives
US20030042471A1 (en) * 2001-08-17 2003-03-06 Merck Patent Gmbh Conjugated copolymers of dithienothiophene with vinylene or acetylene
US20040230021A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-18 Mark Giles Mono-, oligo- and polymers comprising dithienothiophene and aryl groups
WO2005111045A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 Merck Patent Gmbh MONO-, OLIGO- AND POLYTHIENO[3,2-b]THIOPHENES
WO2006031893A2 (en) * 2004-09-14 2006-03-23 Corning Incorporated Fused thiophenes, methods for making fused thiophenes, and uses thereof
EP1993105A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic semiconductor polymer having liquid crystal properties, organic active layer, organic thin film transistor, and electronic device including the same, and methods of fabricating the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1964980A (zh) * 2004-06-09 2007-05-16 默克专利股份有限公司 可聚合的噻吩并[3,2－b]噻吩
JP2007067263A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Konica Minolta Holdings Inc 有機半導体材料、有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタ
US7919573B2 (en) * 2005-11-16 2011-04-05 Xerox Corporation Polymer having thieno[3,2-b] thiophene moieties
US8049205B2 (en) * 2006-04-06 2011-11-01 Xerox Corporation Poly(alkynylthiophene)s and electronic devices generated therefrom
JP5499422B2 (ja) * 2006-06-28 2014-05-21 コニカミノルタ株式会社 有機半導体材料、有機半導体膜、有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜トランジスタの製造方法
WO2008047896A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Transistor à effet de champ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999012989A1 (en) * 1997-09-05 1999-03-18 Cambridge Display Technology Ltd. Compounds for electronic devices
US20030021912A1 (en) * 2001-07-09 2003-01-30 Merck Patent Gmbh Thienothiophene derivatives
US20030042471A1 (en) * 2001-08-17 2003-03-06 Merck Patent Gmbh Conjugated copolymers of dithienothiophene with vinylene or acetylene
US20040230021A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-18 Mark Giles Mono-, oligo- and polymers comprising dithienothiophene and aryl groups
WO2005111045A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 Merck Patent Gmbh MONO-, OLIGO- AND POLYTHIENO[3,2-b]THIOPHENES
CN1956988A (zh) * 2004-05-18 2007-05-02 默克专利股份有限公司 单体、低聚和聚噻吩并[3,2－b]噻吩
WO2006031893A2 (en) * 2004-09-14 2006-03-23 Corning Incorporated Fused thiophenes, methods for making fused thiophenes, and uses thereof
EP1993105A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic semiconductor polymer having liquid crystal properties, organic active layer, organic thin film transistor, and electronic device including the same, and methods of fabricating the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.J.MORRISON等: "Preparation of Bis(dithienothiophene) Derivatives for Organic Thin Film Transistors", 《SYNTHETIC METALS》 *
SHUAI WANG等: "Solvent effects and multiple aggregate states in high-mobility organic field-effect transistors based on poly(bithiophene-alt-thienothiophene)", 《APPLIED PHYSICS LETTERS》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103946275A (zh) * 2011-10-31 2014-07-23 康宁股份有限公司 稠合噻吩，稠合噻吩的制备方法及其使用

Also Published As

Publication number Publication date
DE112009003502T5 (de) 2012-05-24
GB0821705D0 (en) 2008-12-31
JP2012510455A (ja) 2012-05-10
GB2467293B (en) 2013-07-10
US20110233535A1 (en) 2011-09-29
GB2467293A (en) 2010-07-28
US8680138B2 (en) 2014-03-25
KR20110105784A (ko) 2011-09-27
WO2010061178A1 (en) 2010-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101788329B1 (ko) 유기 반도체
EP3524610B1 (en) Organic semiconductors
US9187493B2 (en) Heterocyclic compound and use thereof
US9564604B2 (en) Fused polycyclic aromatic compounds, organic semiconductor material and thin film including the same, and method for producing an organic semiconductor device
CN102144312A (zh) 使用激光诱导热转移印刷工艺制造有机薄膜晶体管的方法
CN102844903B (zh) 有机半导体
KR20150120388A (ko) 신규 축합 다환 방향족 화합물 및 이의 용도
CN102227483A (zh) 有机半导体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20111026