CN104245783A - 用于有机电子器件的堤岸结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多环烯烃聚合物在有机电子器件中作为结构限定材料的用途,例如在这些器件的隔板、绝缘结构或堤岸结构中,且进一步涉及包含该多环烯烃聚合物堤岸结构的有机电子器件,且涉及制备该多环烯烃聚合物堤岸结构和有机电子器件的方法。

Description

用于有机电子器件的堤岸结构
技术领域
本发明一般性地涉及多环烯烃聚合物作为结构限定材料在有机电子器件中的用途,且更具体地涉及该器件的隔板、绝缘结构或堤岸结构(bank structures)和涉及包括这些结构的有机电子器件,涉及制备这些结构的方法和包括这些结构的有机电子器件。
背景技术
为了改善有机电子(OE)器件,如有机场效应晶体管(OFET)或有机发光二极管(OLED)的性能,希望能够从溶液沉积各个功能层,例如半导体层,到衬底的具体的限定位置上。
堤岸结构,及形成它们的方法,已知用于限定衬底上的限定位置。例如,US2007/0023837A1,WO2008/117395A1,EP1933393A1,GB2458454A,GB2462845A,US2003/017360A1,US2007/190673A1,WO2007/023272A1和WO2009/077738A1各自及共同地代表性公开了这样的已知结构和方法。然而,尽管存在这些公开内容,没有一个提供与喷墨印刷或光刻法兼容的制备方法或材料,或者公开可用而没有有害的反应性或迁移性化学品或方法的溶液可处理材料。
因此,期望提供用于形成与喷墨印刷或光刻法相容的堤岸结构的结构限定材料,该结构限定材料基本上不含前述有害的反应性或迁移性化学品。另外,期望提供采用同时与喷墨印刷或光刻法相容且不需要使用诸如卤代碳反应性离子蚀刻的过程的方法来形成该堤岸结构的方法。进一步的,又期望提供使用该期望的结构限定材料和结构形成方法制备的OE器件。
本发明的一个目的是提供满足这些要求的用于堤岸结构中的结构限定材料。另一个目的是提供不含污染物,残余的工艺化学品和光催化剂残余物的结构限定材料。另一个目的是提供制备该堤岸结构的改进方法。另一个目的是提供包括该堤岸结构的改进的OE器件。从以下描述内容,本领域技术人员能立刻明了其他目的。
本发明者已经发现这些目的能够通过提供根据本发明和下文中所请求保护的堤岸结构,制备其的方法和包括在其中的结构限定材料来实现。本发明进一步涉及OE器件和运用溶液处理法来制备所述OE器件的方法,和用于制备其中的堤岸结构的基于多环烯烃聚合物的新的结构限定聚合物。发现使用多环烯烃聚合物作为结构限定材料提供了若干优点。这些聚合物结合了由非氟化的环境友好溶剂进行处理与应用UV固化过程的可能性,以及也能通过标准方法如喷墨印刷或柔性版印刷进行涂覆。此外,这些聚合物的处理和固化不需要诸如光催化剂的光活性添加剂,从而可以于固化的结构中避免由该添加剂的光反应所导致的杂质。
本发明也提出针对堤岸结构的单个层方法,同时针对疏水性和UV敏感性提供材料设计的灵活性,和实现调整结构限定材料的溶解度曲线。
发明概述
本发明涉及包括一个或多个限定结构如隔板、绝缘结构或堤岸结构的有机电子器件,其中所述限定结构包含多环烯烃聚合物。
本发明进一步涉及在有机电子器件例如在该器件的隔板、绝缘结构或堤岸结构中用作结构限定材料的多环烯烃聚合物。
本发明进一步涉及在有机电子器件中的限定结构,如绝缘结构或堤岸结构,其中所述限定结构包含多环烯烃聚合物。
本发明进一步涉及堤岸结构在有机电子器件中的用途,其中所述堤岸结构包含多环烯烃聚合物。
所述有机电子器件,例如有机场效应晶体管(OFET),包括有机薄膜晶体管(OTFT)、有机发光二极管(OLED)或有机光伏(OPV)器件,特别是顶栅型OFET或底栅型OFET。
本发明进一步涉及包括如上下文所述的有机电子器件的产品或组件。该产品或组件优选是集成电路(IC)、射频识别(RFID)标签、包含RFID标签的安全标记或安全器件、平板显示器(FPD)、FPD的背板、FPD的背光、电子照相器件、电子照相记录器件、有机存储器件、传感器、生物传感器或生物芯片。
本发明进一步涉及制备包含有一种或多种下述堤岸结构的有机电子器件,如顶栅型OFET或底栅型OFET的方法。
附图说明
参考以下附图,在下文论述本发明的具体实施方式。
图1为根据本发明的底栅型OFET器件的示意图;
图2为根据本发明的顶栅型OFET器件的示意图;
图3为实施例1,2和4的OFET器件中的堤岸结构形式的示意图;
图4为实施例3的OFET器件中的堤岸结构形式的示意图;
图5为实施例1的底栅型OFET器件的转换曲线;
图6为实施例2的底栅型OFET器件的转换曲线;
图7为实施例3的底栅型OFET器件的转换曲线;
图8为对比例1的底栅型OFET器件的转换曲线;
图9为实施例4的顶栅型OFET器件的转换曲线;
图10为对比例2的顶栅型OFET器件的转换曲线;
图11a和11b为实施例5的OLED器件制备中使用的光图案化的堤岸结构的图像;
图12a和12b显示印刷到实施例5的OLED器件中的光图案化的堤岸结构中的OLED油墨的显微镜照片。
图13为实施例6的OLED器件制备中使用的喷墨图案化的堤岸结构的图像;
图14为印刷到实施例6的OLED器件中的光图案化的堤岸结构中的OLED油墨的显微镜照片。
发明详述
如本文所用,术语“有机场效晶体管(OFET)”应理解为包括已知为有机薄膜晶体管(OTFT)的这类器件的子类别。
此外,术语“介电”和“绝缘”理解为可互换使用。因此提及绝缘材料或层也包含介电材料或层且反之亦然。此外,如本文所用,术语“有机电子器件”应理解为包含术语“有机半导体器件”以及该器件的一些特定的实施方式,如上文定义的OFET。
如本文所用,术语“正交”和“正交性”应理解为指化学正交性。例如,正交溶剂指的是当用于在先前沉积的层上沉积溶解于其中的材料层时不会溶解所述先前沉积层的溶剂。
如本文所用,术语“绝缘结构”及“堤岸结构”应理解为图案化的结构,例如图案化的层,其提供在位于下层的衬底上并在所述衬底上限定出特定结构,如阱,该特殊结构能被诸如半导体或电介质的功能材料填充。图案化的结构包括结构限定材料,选择该材料使所述图案化结构和所述衬底之间产生表面能对比差异。通常衬底有较高的表面能而图案化结构有较低的表面能。衬底是例如电子器件的功能化层,如电极,半导体层或介电层。绝缘或堤岸结构通过利用液体溶液倾向于移动并粘附至较高表面能的区域(比如衬底)的趋势,被用于更容易地限定例如电子器件中半导体的经溶液处理的薄膜的活性区域。通过将液体局限在指定区域,可按需要在特定器件应用中形成薄膜。这提供了一些好处,例如,在OFET中有机半导体的限定的区域改善了断开状态的电流(off-state current)。应理解,术语“堤岸结构”和“绝缘结构”可互换使用。因此,提及堤岸结构时包括绝缘结构。
如本文所用,术语“聚合物”应理解为包含一个或多个不同类型重复单元(分子的最小的结构单元)的主链的分子和包括通常已知的术语“寡聚物”,“共聚物”,“均聚物”等。此外,可以理解术语“聚合物”除聚合物自身外,还包括参与合成该聚合物的引发剂、催化剂和其他元素的残余物,其中所述残余物理解为不共价键地结合入其中。此外,通常在后聚合纯化过程中被除去的该残余物和其他元素,通常与聚合物混合或共混杂,从而使得当聚合物在容器之间或在溶剂或分散介质间转移时它们通常与聚合物保持在一起。
如本文所用,术语“聚合物组合物”指至少一种聚合物和一种或多种加入该至少一种聚合物以提供或调整该聚合物组合物和/或其中的至少一种聚合物的特定性质的其他材料。应理解,聚合物组合物为携带聚合物到衬底上以使得在其上形成层或结构的媒介物。示例性的材料包括但不限于溶剂、抗氧化剂、光引发剂、光敏剂、交联部分或试剂、反应性稀释剂、酸清除剂、流平剂和粘附促进剂。此外,应理解聚合物组合物除上文提到的示例性材料外,也可以包括两种或更多种聚合物的共混物。
如本文中定义,术语“多环烯烃”,“多环状烯烃”和“降冰片烯型”可以互换使用且指可加成聚合的单体,或所得的重复单元,包括至少一个降冰片烯部分,诸如以下所示结构A1或A2的降冰片烯部分。最简单的降冰片烯型或多环状烯烃单体双环[2.2.1]庚-2-烯(A1)通常被称为降冰片烯。
然而,本文所用术语“降冰片烯型单体”或“降冰片烯型重复单元”,应理解为不仅指降冰片烯自身也指任何取代的降冰片烯,或其取代或未取代的高级环状衍生物,例如如下所示的结构B1和B2,其中m为大于0的整数。
通过用侧基取代降冰片烯型单体,由此形成的聚合物的性质可以剪裁以满足个别应用的需求。已开发以聚合功能化降冰片烯型单体的过程及方法展示出针对该单体不同部分和基团的突出的灵活性和容许性。除了具有特定侧基的单体聚合之外,具有多种不同官能团的单体可以被无规聚合以形成最终的材料,其中所使用的单体的种类和比例决定所得聚合物的总体性质。
如本文所用,“烃基”指的是包含每个碳被一个或多个氢原子合适地取代的碳主链的自由基或基团。术语“卤代烃基”指一个或多个氢原子(但不是全部)已经被卤素(F、Cl、Br或I)代替的烃基。术语“全卤代碳基”指的是每个氢原子已经被卤素代替的烃基。烃基的非限制性实例包括,但不限于C1-C25烷基,C2-C24烯基,C2-C24炔基,C5-C25环烷基,C6-C24芳基或C7-C24芳烷基。代表性烷基包括但不限于甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,戊基,新戊基,己基,庚基,辛基,壬基,癸基及十二烷基。代表性烯基包括但不限于乙烯基,丙烯基,丁烯基和己烯基。代表性的炔基包括但不限于乙炔基,1-丙炔基,2-丙炔基,1-丁炔基,和2-丁炔基。代表性的环烷基包括但不限于环戊基,环己基,和环辛基取代基。代表性芳基包括但不限于苯基,联苯基,萘基,和蒽基。代表性芳烷基包括但不限于苄基,苯乙基和苯丁基。
本文所用术语“卤代烃基”包括以上提及的烃基部分,但其中存在一定程度的卤化,其从至少一个氢原子被卤原子所代替(如氟代甲基)到烃基上的所有氢原子已经被卤原子代替(如三氟甲基或全氟甲基),也称为全卤代。例如,本发明的具体实施方式中可用的卤代烷基可以是部分或全卤化的式CaX2a+1的烷基,其中X独立地是卤素或氢以及a选自1到25的整数。在一些实施方式中,每个X独立地选自氢,氯,氟,溴和/或碘。在其他实施方式中,每个X独立地是氢或氟。因此,代表性的卤代烃基和全卤代碳基例如是前述示例性的烃基,其中适合数目的氢原子各自被卤原子替代。
此外,术语“烃基”,“卤代烃基”和“全卤代烃基”的定义包括其中一个或多个碳原子被独立地选自O,N,P或Si的杂原子代替的部分。该含杂原子的部分可被称为,例如“杂原子-烃基”或“杂烃基”,尤其包括醚,环氧化物,缩水甘油醚,醇,羧酸,酯,马来酰亚胺,胺,亚胺,酰胺,酚,酰胺基-酚,硅烷,硅氧烷,膦,膦氧化物,次亚膦酸酯,亚膦酸酯,亚磷酸酯,膦酸酯,次膦酸酯和磷酸酯。
其他示例性烃基、卤代烃基和全卤代烃基,包含杂原子的,包括但不限于-(CH2)n-Ar-(CH2)n-C(CF3)2-OH,-(CH2)n-Ar-(CH2)n-OCH2C(CF3)2-OH,-(CH2)n-C(CF3)2-OH,-((CH2)i-O-)k-(CH2)-C(CF3)2-OH,-(CH2)n-C(CF3)(CH3)-OH,-(CH2)n-C(O)NHR*,-(CH2)n-C(O)CI,-(CH2)n-C(O)OR*,-(CH2)n-OR*,-(CH2)n-OC(O)R*和-(CH2)n-C(O)R*,
其中,n独立地表示0至12的整数,i为2,3或4,k为1,2或3,Ar为芳基,例如苯基,和R*独立地表示氢、C1-C11烷基、C1-C11卤代或全卤代烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C5-C12环烷基、C6-C14芳基、C6-C14卤代或全卤代的芳基、C7-C14芳烷基或卤代或全卤代的C7-C14芳烷基。
示例性的全卤代烷基包括但不限于三氟甲基,三氯甲基,-C2F5,-C3F7,-C4F9,-C6F13,-C7F15和-C11F23。示例性的卤代或全卤代的芳基和芳烷基包括但不限于具有式-(CH2)x-C6FyH5-y和-(CH2)x-C6FyH4-y-pCzFqH2z+1-q的基团,其中x,y,q和z分别独立选自0至5、0至5、0至9和1至4的整数。具体的,该示例性的卤代或全卤代芳基包括但不限于五氯苯基,五氟苯基,五氟苄基,4-三氟甲基苄基,五氟苯乙基,五氟苯丙基及五氟苯丁基。
本发明堤岸结构中所用的多环烯烃聚合物优选为降冰片烯型聚合物。
在本发明的优选实施方式中,降冰片烯型聚合物结合了两种或更多种不同类型的重复单元。
在本发明的另一个优选实施方式中,降冰片烯型聚合物结合了一种或更多种不同类型的重复单元,其中至少一个该类型的重复单元包括具有一定潜在程度的侧链可交联的基团或部分。“潜在”指该基团在环境条件或聚合物初始形成时不交联,而在该反应被特定的引发时才交联,例如光化辐射或热引发。通过例如向聚合反应混合物中提供一种或多种包含该侧链可交联基团的降冰片烯型单体,如取代或未取代的马来酰亚胺或包含侧链基团的马来酰亚胺,并引起它们聚合,而将该潜在可交联基团并入聚合物主链中。优选的可交联基团包括含有取代或未取代的马来酰亚胺部分,环氧部分,乙烯基部分,乙炔部分,茚基部分,肉桂酸酯部分或香豆素部分的基团,更优选选自3-单烷基-或3,4-二烷基马来酰亚胺、环氧基、乙烯基、乙炔、肉桂酸酯、茚基或香豆素基团的基团。
在另一个优选实施方式中,降冰片烯型聚合物包括一种或多种不同类型的式I的重复单元
其中Z选自-CH2-,-CH2-CH2-或-O-,m是0至5的整数,R1,R2,R3和R4各自独立地选自H,C1至C25的烃基,C1至C25的卤代烃基或者C1至C25的全卤代碳基。
式I的重复单元由对应的式Ia的降冰片烯型单体形成,其中Z,m和R1-4如上所定义:
在式I和Ia的重复单元和单体中,优选Z是-CH2-和m是0、1或2,在另一个优选实施方式中,Z是-CH2-和m是0或1,且在又一个优选实施方式中,Z是-CH2-和m是0。
在另一个优选实施方式中,堤岸结构包含聚合物组合物,该组合物包含单一的降冰片烯型聚合物或两种或更多种不同的降冰片烯型聚合物的共混物。如果该聚合物组合物的实施方式包含单一降冰片烯型聚合物,则该聚合物可为均聚物,即仅包含一种重复单元的聚合物,或者是共聚物,即包含两种或更多种不同类型重复单元的聚合物。如果该聚合物组合物实施方式包含不同聚合物的共混物,则“不同”理解为共混的聚合物各自包含至少一种类型的重复单元或重复单元的组合,该重复单元与其他共混的聚合物的任一个不同。
在另一个本发明的优选实施方式中,聚合物组合物是两种或更多种不同降冰片烯型聚合物的共混物,其中每个聚合物包含一种或多种不同类型的式I的重复单元
其中Z选自-CH2-,-CH2-CH2-或-O-,m是0至5的整数,R1,R2,R3,R4各自独立地选自H、C1-C25烃基、C1-C25卤代烃基或C1-C25全卤代碳基。
能方便地剪裁本发明的聚合物和聚合物组合物的具体实施方式以为许多特定的应用各自提供一系列不同的特性。也就是说,具有一些不同类型的侧链基团的降冰片烯型单体的不同组合能被聚合以提供降冰片烯型聚合物,其具有控制特性尤其如柔韧性、粘附性、介电常数和有机溶剂中溶解度的性质。例如,改变侧链烷基长度能控制聚合物模数和玻璃态转化温度(Tg)。再者,选自马来酰亚胺、肉桂酸酯、香豆素、酐、醇、酯和环氧官能团的侧链基团能用于促进交联和调整溶解性。极性官能团、环氧基和三乙氧基甲硅烷基基团能用于提供在相邻器件层中对金属、硅和氧化物的粘附性。氟化基团,例如能被用于有效地调整表面能、介电常数和影响溶液相对其他材料的正交性。
因此,本发明的进一步优选实施方式中,尤其是对于其中R1-4中只有一个不是H的那些实施方式,R1-4中一个或多个为卤化或全卤化的芳基或芳烷基,包括但不限于式-(CH2)x-C6FyH5-y和-(CH2)x-C6FyH4-y-pCzFqH2z+1-q的那些,其中x,y,q和z各自独立地分别为选自0-5、0-5、0-9、1-4的整数,“p”表示对位。特别的,这些式包括但不限于三氟甲基、三氯甲基、-C2F5、-C3F7、-C4F9、-C6F13、-C7F15、-C11F23、五氯苯基、五氟苯基、五氟苄基、4-三氟甲基苄基、五氟苯乙基、五氟苯丙基和五氟苯丁基。
又进一步地,本发明的一些优选的实施方式,尤其对于其中R1-4只有一个不是H的那些实施方式而言,包括不是H的极性基团,该基团具有末端羟基、羧基或低聚亚乙基氧基部分,例如末端羟烷基、烷基羰氧基(例如乙酰基)、羟基-低聚亚乙基氧基、烷氧基-低聚亚乙基氧基或烷基羰氧基-低聚亚乙基氧基部分,其中“低聚亚乙基氧基”理解为-(CH2CH2O)s-且s为1、2或3;例如其中s为3的1-(双环[2.2.1]庚-5-烯-2-基)-2,5,8,11-四氧杂十二烷(NBTODD),和其中s为2的5-((2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯(NBTON)。
进一步地,本发明的其它优选实施方式,尤其对于其中R1-4只有一个不是H的那些实施方式而言,包含不是H的基团,该基团是有侧链甲硅烷基的基团,例如-(CH2)n-SiR9 3表示的甲硅烷基,其中n是0-12的整数,R9各自独立地表示选自氯、氟、溴和碘的卤素,直链或支链的(C1-C20)烷基,直链或支链的(C1-C20)烷氧基,取代或未取代的(C6-C20)芳氧基,直链或支链的(C1-C20)烷基羰氧基;直链或支链的(C1-C20)二烷基酰胺基;取代或未取代的(C6-C20)二芳基酰胺基;取代或未取代的(C1-C20)烷基芳基酰胺基。
又进一步地,就其中R1-4只有一个不是H和其中R5-8只有一个不是H的实施方式而言,优选的实施方式包括光反应性或可交联的基团。优选的光反应性或可交联基团包括键接部分L和官能部分F。优选L表示或包括选自C1-C12烷基、芳烷基、芳基或杂原子类似物的基团。进一步优选F表示或包括马来酰亚胺、3-单烷基-或3,4-二烷基马来酰亚胺、环氧基、乙烯基、乙炔、肉桂酸酯、茚基或香豆素部分中的一种或多种,其能够进行交联或2+2交联反应。
如本文所用,词组“光反应性和/或可交联”,当用于描述某些侧链基团时,理解为对光化辐射具有反应性并且因为该反应性而进入交联反应的基团,或者对光化辐射不具有反应性但是在交联活化剂存在下能进入交联反应的基团。
优选的重复单元包含式I所代表的侧链光反应性或可交联的基团,其在降冰片烯型单体聚合中形成,该单体包括但不限于选自以下结构式的那些:
其中n是1-8的整数,Q1和Q2各自独立的选自-H或-CH3,和R′是-H或-OCH3
进一步优选,如上所述的式I的重复单元衍生自一种或多种以下结构式1至5表示的降冰片烯单体:
对以上结构式1-5而言,m是0-3的整数,A是选自(CZ2)n、(CH2)n-(CH=CH)p-(CH2)n、(CH2)n-O-(CH2)n、(CH2)n-C6Q4-(CH2)n的连接性间隔基或桥接基团,且就结构式1而言,A还另外选自(CH2)n-O和C(O)-O;R选自H、CZ3、(CZ2)nCZ3、OH、O-(O)CCH3、(CH2CH2O)nCH3、(CH2)n-C6Q5、肉桂酸酯或对-甲氧基-肉桂酸酯、香豆素、苯基-3-茚、环氧化物、C≡C-Si(C2H5)3或C≡C-Si(i-C2H5)3;n各自独立地是0-12的整数,p是1-6的整数,C6Q4和C6Q5表示Q取代的苯,Q独立地是H、F、CH3、CF3或OCH3,Z独立地是H或F,前提为-A-R不包含-O-O-(过氧)键,和R″独立地是H或CH3
上述式I的进一步优选的重复单元由一个或多个降冰片烯型单体形成,该单体包括但不限于选自以下结构式的组:
其中“Me”为甲基,“Et”为乙基,“OMe-p”为对-甲氧基,“Ph”和“C6H5”为苯基,“C6H4”为亚苯基,“C6F5”为五氟苯基,子式9和11中“OAc”为乙酸酯,子式25中“PFAc”为-OC(O)-C7F15,且针对以上具有亚甲基桥接基(CH2共价地同时与降冰片烯环和官能团相连)的各子式,包括但不限于11-14、16、18、19和55,应理解亚甲基桥接基可以被共价键或如式20中的-(CH2)b-替换,且b为1-6的整数。
应进一步注意,当提供以上55个具体例子时,根据本发明实施方式的其他单体包括式Ia表示的单体,其中R1,R2,R3和R4的至少一个是烃基、卤代烃基和全卤代碳基,包括杂原子,其包括-(CH2)n-Ar-(CH2)n-C(CF3)2-OH、-(CH2)n-Ar-(CH2)n-OCH2C(CF3)2-OH、-(CH2)n-C(CF3)2-OH、-((CH2)i-O-)k-(CH2)-C(CF3)2-OH、-(CH2)n-C(CF3)(CH3)-OH、(CH2)n-C(O)NHR*、(CH2)n-C(O)C1、-(CH2)n-C(O)OR*、(CH2)n-OR*、-(CH2)n-OC(O)R*和-(CH2)n-C(O)R*,其中n独立地表示0-12的整数,i是2、3或4,k是1、2或3,Ar是芳基例如苯基,R*独立地表示氢、C1-C11烷基、C1-C11卤代或全卤代烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C5-C12环烷基、C6-C14芳基、C6-C14卤代或全卤代芳基、C7-C14芳烷基或者卤代或全卤代的C7-C14芳烷基。示例性的全卤代烷基包括但不限于三氟甲基,三氯甲基,-C2F5,-C3F7,-C4F9,-C7F15和-C11F23。示例性的卤代或全卤代芳基和芳烷基包括但不限于具有式-(CH2)x-C6FyH5-y和-(CH2)x-C6FyH4-y-pCzFqH2z+1-q的基团,其中x、y、q和z各自独立地分别选自0-5、0-5、0-9和1-4的整数。具体地,该示例性的卤代或全卤代的芳基包括但不限于五氯苯基,五氟苯基,五氟苄基,4-三氟甲基苄基,五氟苯乙基,五氟苯丙基和五氟苯丁基。
虽然示出的式I和Ia以及以上各子式和通式没有指明任何立体化学性,但应注意除非另外指明,各单体通常是作为非对映异构体混合物获得的,其在转化为重复单元时仍然保留其构型。由于该非对映异构体混合物的外消旋-和内消旋-异构体可能有轻微不同的性质,所以应进一步理解本发明的优选实施方式通过采用富含外消旋-或内消旋-异构体的异构体混合物或者基本上纯的有利异构体来利用这种不同。
本发明的另一个优选实施方式涉及式I的聚合物,其包括重复单元,其中R1-4之一例如R1,是上述氟化或全氟化的烷基、芳基或芳烷基且其余R1-4为H。优选,R1选自上述子式15-26(NBC4F9,NBCH2C6F5,NBC6F5,NBCH2C6H3F2,NBCH2C6H4CF3,NBa1ky1C6F5,FPCNB,FHCNB,FOCHNB,FPCHNB,C8PFAcNB,PPVENB)之一,以及更优选选自子式16,17,18,19,20或26(NBCH2C6F5,NBC6F5,NBCH2C6H3F2,NBCH2C6H4CF3,NBa1ky1C6F5或PPVENB)。
本发明的又一优选实施方式涉及式I的聚合物,其具有重复单元,其中R1-4中的一个,例如R1,是上述光反应性或可交联的基团以及其余的R1-4是H。优选,R1是以上子式27-50任一所示的基团,更优选是子式34,35,36,37和38(DMMIMeNB,DMMIEtNB,DMMIPrNB,DMMIBuNB和DMMIHxNB)中所示的。
本发明的又一个优选实施方式涉及式I的聚合物,其具有重复单元,其中R1-4中的一个,例如R1,是具有如上所述的羟基、羧基、乙酰氧基或低聚亚乙基氧基部分的极性基团且其余R1-4是H。优选R1是以上子式9-14任一所示的基团,且更优选子式9(MeOAcNB)所示的基团。
本发明的又一优选实施方式涉及具有选自上述氟化重复单元的第一类型重复单元,和选自同样如上所述的可交联重复单元的第二类型重复单元的聚合物。优选的该实施方式的聚合物包括具有选自子式15-26,更优选子式15、16、17、18、19、20和26(NBC4F9,NBCH2C6F5,NBC6F5,NBCH2C6H3F2,NBCH2C6H4CF3,NBa1ky1C6F5,和PPVENB)的第一类型重复单元和选自子式34、35、36、37和38(DMMIMeNB,DMMIEtNB,DMMIPrNB,DMMIBuNB和DMMIHxNB)的第二类型重复单元的聚合物。
本发明的又一优选实施方式涉及这样的聚合物,该聚合物具有选自上述氟化重复单元的第一类型重复单元,选自上述可交联重复单元的第二类型重复单元,和选自上述极性重复单元的第三类型重复单元。该实施方式的优选聚合物包括具有子式9(MeOAcNB)的第一重复单元,选自子式34、35、36、37或38(DMMIMeNB,DMMIEtNB,DMMIPrNB,DMMIBuNB和DMMIHxNB)的第二类型重复单元和选自子式16(NBCH2C6F5)的第三类型重复单元的聚合物。
本发明的又一个优选实施方式涉及包含三种以上根据式I的不同类型重复单元的聚合物。本发明的又一优选实施方式涉及具有根据式I的第一类型重复单元的第一聚合物与具有至少第一类型重复单元与不同于第一类型重复单元的根据式I的第二类型重复单元的第二聚合物的聚合物共混物。或者,该聚合物共混物能包含与具有二种或更多种不同类型的根据式I的重复单元的替代第一聚合物混合的前述第二聚合物。进一步优选地,该聚合物共混物能包含与包含三种不同类型的根据式I的重复单元的替代第二聚合物混合的前述替代第一聚合物。
本发明的又一优选实施方式涉及具有第一及第二不同类型的式I重复单元的聚合物,其中所述第一与第二类型重复单元的比例为95∶5到5∶95。在另一优选实施方式中,所述第一与第二类型重复单元的比例为80∶20到20∶80。在又一优选实施方式中,所述第一与第二类型重复单元的比例为60∶40到40∶60。在又一优选实施方式中,所述第一与第二类型重复单元的比例为55∶45到45∶55。
适合且优选的降冰片烯单体,聚合物和它们的合成方法的示例在本文中提供,且可参见US5468819,US6538087,US2006/0020068A1,US2007/0066775A1,US2008/0194740A1,PCT/EP2011/004281,US系列号No.13/223784,PCT/EP2011/004282和US系列号No.13/223884,其相关内容以引用方式并入本申请中。例如,示例性的使用第VIII族过渡金属催化剂的聚合方法在前述US2006/0020068A1中有描述。
本发明的聚合物实施方式具有适于其使用的重均分子量(Mw)。一般而言,发现Mw5000-500,000适用于一些实施方式,但就其它实施方式而言,其它的Mw范围可能是有利的。例如,在一个优选实施方式中,聚合物具有至少30,000的Mw,而在又一个优选实施方式中,聚合物具有至少60,000的Mw。在又一个优选实施方式中,聚合物Mw的上限是400,000,而在再一个优选实施方式中,聚合物Mw的上限是250,000。应理解,因为合适的Mw与自其衍生的固化聚合物、膜、层或结构中所期望的物理性质成函数关系,故这是一种设计选择并且由此以上提供的范围中的任何Mw都在本发明范围之内。
本发明一个优选实施方式中,可交联或交联的多环烯烃聚合物用作堤岸结构材料或其组分。已经发现,这样的可交联或交联聚合物可用于改善一种或多种选自栅介电层和电子器件的结构完整性、耐久性、机械强度和耐溶剂性的性质。极适合和优选的可交联的聚合物是例如具有一种或多种式I的重复单元的那些,其中R1-4的一个或多个是可交联基团,优选由选自子式27-50的单体形成的单元。
为进行交联,假如该聚合物包括热可交联基团,则在沉积之后,该聚合物被曝露于例如X-射线、UV或可见光辐射的电子束或电磁(光化)辐射,或被加热。例如,可采用光化辐射用11nm-700nm,例如200-700nm的波长对聚合物成像。用于曝光的光化辐射的剂量通常为25-15000mJ/cm2。适合的辐射源包括汞,汞/氙,汞/卤素和氙灯,氩或氙激光源,x-射线。该曝露于光化辐射会导致曝露区域内的交联。虽然可提供其它重复单元的交联侧链基团,但该交联通常由包含马来酰亚胺侧链基团的重复单元提供,也就是说,R1至R4中一个是取代或未取代的马来酰亚胺部分。如果期望采用马来酰亚胺基的光吸收带之外的波长的光源,则可添加辐射敏感的光敏剂。如果聚合物含有热可交联基团,则可任选地添加引发剂去引发交联反应,例如在交联反应不被热引发的情况下。
在一个优选实施方式中,堤岸结构在曝光后于70℃-130℃下烘烤,例如时长1-10分钟。曝光后烘烤可用于进一步促进聚合物曝光部分中可交联部分的交联。
在又一优选的实施方式中,可交联聚合物组合物包含防止自发交联和改善聚合物组合物保存期的稳定剂材料或部分。合适的稳定剂是抗氧化剂,例如儿茶酚或苯酚衍生物,该衍生物任选地在酚OH基的邻位含有一个或多个大体积烷基基团,例如叔丁基。
为了改善个别器件组件的处理,包括功能层和堤岸结构,及电子器件的完整性,希望缩短处理所需时间同时保持或改善所形成的组件的物理性质。如果后续的组件和形成该组件所用溶剂是正交的且因此不互相溶解,这一点可以保持。在难以获得该正交性时,交联(通常UV交联)第一组件使该第一组件相对于第二组件的聚合物组成是不溶的,这会防止任一组件对其它组件的性质的影响。
缩短处理所需时间可通过例如调整涂覆过程实现,而减少UV交联所需时间可通过化学调整聚合物或改变工艺二者来实现。
然而,聚合物的化学修饰是有限的,因为UV敏感性涉及聚合物的某些性质,并且例如对于提高的UV敏感性的变化可能会较低溶解度。改变工艺,例如运用更高功率的UV,会提高产生臭氧气氛的可能性并导致聚合物电介质表面不期望的改变。
因此,在本发明的一个优选实施方式中,聚合物组合物包含一种或多种交联剂添加剂。该添加剂包含两个或更多个官能团,该官能团能与用于形成堤岸结构的多环烯烃聚合物的侧链可交联基团反应。可理解,运用该交联剂添加剂也会促进前述聚合物的交联。
通过曝露于UV辐射下的交联是优选的。
使用交联剂可促进通过使用成影像曝露于合适的UV辐射的波长和剂量来图案化堤岸结构的能力。
交联剂的可交联基团优选自马来酰亚胺、3-单烷基-马来酰亚胺、3,4-二烷基马来酰亚胺、环氧基、乙烯基、乙炔、茚基、肉桂酸酯或香豆素基团,或包含取代或未取代的马来酰亚胺部分、环氧部分、乙烯基部分、乙炔部分、茚基部分、肉桂酸酯部分或香豆素部分的基团。
交联剂非常优选选自式III1或III2
P-A″X′-A″-P    III1
H4-cC(A″-P)c    III2
其中,X′是O、S、NH或单键,A″是单键或连接基、间隔基或桥接基团,其选自(CZ2)n、(CH2)n-(CH=CH)p-(CH2)n、(CH2)n-O-(CH2)n、(CH2)n-C6Q10-(CH2)n和C(O),其中n各自独立地是0-12的整数,p是1-6的整数,Z独立地是H或F,C6Q10是Q取代的环己基,Q独立地是H、F、CH3、CF3或OCH3,P是可交联基团,和c是2、3或4,并且在式III1中X′和两个基团A″中至少一个不是单键。
P优选自马来酰亚胺、3-单烷基-马来酰亚胺、3,4-二烷基马来酰亚胺、环氧基、乙烯基、乙炔、茚基、肉桂酸酯或香豆素基团,或包含取代或未取代的马来酰亚胺部分、环氧部分、乙烯基部分、乙炔部分、茚基部分、肉桂酸酯部分或香豆素部分。
合适和优选的式III1化合物选自式C1:
其中R10和R11彼此独立地是H或C1-C6烷基,且A″如式III1中定义。在本发明的一个优选实施方式中,交联剂选自DMMI-丁基-DMMI,DMMI-戊基-DMMI和DMMI-己基-DMMI,其中“DMMI”是3,4-二甲基马来酰亚胺。
间隔基团A″优选表示直链C1-C30亚烷基或支链C3-C30亚烷基或环状C5-C30亚烷基,它们每个是未取代的或由F、Cl、Br、I或CN单或多取代的,其中任选地一个或多个非相邻的CH2基团在每种情况下彼此独立地被-O-,-S-,-NH-,-NR18-,-SiR18R19-,-C(O)-,-C(O)O-,-OC(O)-,-OC(O)-O-,-S-C(O)-,-C(O)-S-,-CH=CH-或-C≡C-如此代替,使得O和/或S原子彼此不直接连接,R18和R19彼此独立地是H、甲基、乙基或C3-C12直链或支链烷基基团。
优选基团A″是-(CH2)r-、-(CH2CH2O)s-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-或-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR18R19-O)r-,其中r是2-12的整数,s是1、2或3且R18和R19如前述定义。
进一步优选基团A″选自亚甲基,亚乙基,亚丙基,亚丁基,亚戊基,亚己基,亚庚基,亚辛基,亚壬基,亚癸基,亚十一烷基,亚十二烷基,亚十八烷基,亚乙基氧基亚乙基,亚甲基氧基亚丁基,亚乙基-硫代亚乙基,亚乙基-N-甲基-亚氨基亚乙基,1-甲基亚烷基,亚乙烯基,亚丙烯基和亚丁烯基。
如式C1的那些的交联剂合成例如公开于US3622321。
在另一个优选实施方式中,聚合物组合物包括可交联的多环烯烃聚合物和反应性粘附促进剂。反应性粘附促进剂包含第一官能团,其是可与其上提供有堤岸结构的衬底相互作用(例如化学键接)的表面活性基团,和第二官能团,其能通过或不通过形成化学键而与多环烯烃聚合物相互作用,例如通过与多环烯烃聚合物中的侧链可交联基团交联。当提供堤岸结构或其它功能层时,尤其是如果采用光刻法,则可采用粘附促进剂。
优选的粘附促进剂是式IV的化合物
G1-A″-G2    IV
其中G1是表面活性基团,优选硅烷或硅氮烷基,A″是单键或优选如上式III1定义的连接基、间隔基或桥接基团,且G2是可交联基团,优选如上式III1中定义的,或G2是针对多环烯烃聚合物的非反应性促相容基团。如本文所用,术语“促相容”理解为表面活性剂或有利于形成通常不混溶的聚合物的均匀共混物的基团。例如,如果多环烯烃聚合物包含卤化或全卤化部分,如在单体15-26中那样,则促相容基团G2可选自卤化或全卤化烷基、芳基或芳烷基。
G1优选是式-SiR12R13R14的基团,或式-NH-SiR12R13R14的基团,其中R12,R13和R14各自独立地选自卤素、硅氮烷、C1-C12-烷氧基、C1-C12-烷氨基、任选取代的C5-C20-芳氧基和任选取代的C2-C20-杂芳氧基,且其中R12,R13和R14中一个或两个也可表示C1-C12-烷基、任选取代的C5-C20-芳基或任选取代的C2-C20-杂芳基。
G2优选是可交联基团,其选自马来酰亚胺、3-单烷基-马来酰亚胺、3,4-二烷基马来酰亚胺、环氧基、乙烯基、乙炔基、茚基、肉桂酸酯或香豆素基团,或包含取代或未取代的马来酰亚胺部分、环氧部分、乙烯基部分、乙炔基部分、茚基部分、肉桂酸酯部分或香豆素基团部分。
在另一个优选实施方式中,G2是非反应性的促相容基团,选自C1-C11卤代或全卤代的烷基、C6-C14卤代或全卤代芳基或卤代或全卤代C7-C14芳烷基,更优选C1-C11烷基、C6-C14芳基或C7-C14芳烷基,它们每个是氟化或全氟化的,最优选是-C4F9、-(CH2)b-C6F5、-CH2C6F2、-CH2-C2F5、-CH2CH2-C4F9、-CH2-(CF2)3-CF2H、-CH2CF2CF2H、-C7F15或CF2CFHOC3F7,其中b是1-6的整数。
A″优选选自(CZ2)n、(CH2)n-(CH=CH)p-(CH2)n、(CH2)n-O、(CH2)n-O-(CH2)n、(CH2)n-C6Q4-(CH2)n、(CH2)n-C6Q10-(CH2)n和C(O)-O,其中每个n独立地是0-12的整数,p是1-6的整数,Z独立地是H或F,C6Q4是Q取代的苯基,C6Q10是Q取代的环己基,Q独立地是H、F、CH3、CF3或OCH3
合适和优选的式IV的化合物选自式A1:
其中,R12、R13、R14、和A″如上述定义,且R10和R11各自独立地是H或C1-C6烷基基团。特别优选的是DMMI-丙基-Si(OEt)3、DMMI-丁基-Si(OEt)3、DMMI-丁基-Si(OMe)3、DMMI-己基-Si(OMe)3,其中“DMMI”指3,4-二甲基马来酰亚胺。
前述聚合物和聚合物组合物用于在有机电子器件中形成堤岸结构。本发明的堤岸结构可用于多种有机电子OE器件中,特别是OFET和OLED中,其中他们通常设于电极(在OFET中)周围或在电极(在OLED中)上。
包含多环烯烃聚合物的堤岸结构允许OE器件(特别是OFET和OLED)的时间、成本和材料有效地进行制造,大规模地采用有机半导体(OSC)材料和有机介电材料。
有利的,本发明的堤岸结构可用作单层结构。因此,在本发明的优选实施方式中,堤岸结构形成作为包含上下文所述的多环烯烃聚合物或多环烯烃聚合物共混物的单个层。
进一步有利地,可剪裁根据本发明的堤岸结构中所用的多环烯烃聚合物以克服先前已知的堤岸结构材料中观察到的缺陷,如受限的可加工性和受限的在有机溶剂中的溶解性。因此,多环烯烃聚合物显示出聚合物性质的良好可调性,如它们在有机溶剂中的溶解性,且允许结合疏水性和UV敏感性的灵活的材料设计。特别是它们可从未经氟化的环境友好的溶剂进行处理,可通过UV固化过程交联,且能通过喷墨印刷或柔性版印刷的标准方法而沉积。
因此,本发明的优选实施方式中,该堤岸结构包括含有由氟化基团代表的疏水部分和由侧链可交联基团代表的UV敏感部分的多环烯烃聚合物。
本发明的堤岸结构通过加法处理(additiVe processing)来提供,例如使用印刷技术如喷墨印刷、柔性凸版印刷(flexographic printing)或凹版印刷自聚合物溶液印刷堤岸结构,接着移除溶剂和任选地通过例如UV曝光固化聚合物。
或者,本发明的堤岸结构可通过减法处理(substractiveprocessing)来提供,例如通过光刻法类处理。例如,在旋涂和干燥之后,涂覆材料曝露于UV辐射下例如负型抗蚀剂,且接着利用溶剂显影获得图案化结构,该图案化结构随后可通过UV曝光固化以增进交联。
本发明的优选实施方式中,在有机电子器件中提供包含多环烯烃聚合物的堤岸结构以使他们覆盖一个或多个电极,例如OFET中的源电极和漏电极,且限定阱或阱图案,该阱或阱图案中沉积功能层如有机半导体层,从而使得该堤岸结构与所述电极和所述功能层接触。例如,在包含被隔开以限定位于其间的沟道区域的源电极和漏电极的OFET中,堤岸结构经沉积覆盖于源电极和漏电极上,且经图案化使得其限定延伸于沟道区域上的阱。在沟道区域中提供有机半导体层,使得堤岸结构接触源电极和漏电极和有机半导体层。
本发明的优选实施方式涉及提供堤岸结构的方法,包括以下步骤:将堤岸结构材料的溶液旋涂或以其它方式沉积在衬底上形成薄膜。然后利用掩模校准器通过光掩模将该薄膜曝露于UV辐射。然后,薄膜经过显影而留下经曝光的堤岸结构材料的图案,用有机溶剂洗涤以除去未固化材料,并且干燥。然后堤岸结构材料由UV辐射全面照射(flood-illuminated)。
本发明的又一优选实施方式涉及一种有机电子器件,其包含如上下文所述的多环烯烃聚合物或聚合物组合物,或通过利用如上下文所述的多环烯烃聚合物或聚合物组合物获得。该有机电子器件尤其包括有机场效应晶体管(OFET),有机薄膜晶体管(OTFT),其可为顶栅型或底栅型晶体管,有机发光二极管(OLED)或有机光伏(OPV)器件。例如,通过使用根据本发明的聚合物或聚合物组合物制备得到的顶栅型和底栅型晶体管示意性地如图1和2所示。
关于图1,其提供了根据本发明优选实施方式的示意性和简化表示的底栅型FET器件。该FET器件包括衬底(1),栅电极(2),用作栅绝缘的介电层(3),被位于其间的沟道区域(7)隔开的源电极和漏电极(4),被图案化而使得它们限定了延伸于沟道区域(7)上的阱(8)的第一和第二堤岸结构(5a,5b),以及提供在沟道区域(7)内的OSC层(6),其中堤岸结构(5a,5b)衍生自如上下文所述的多环烯烃聚合物或聚合物组合物。
本发明的又一实施方式涉及制备底栅型FET器件的方法,例如图1中所示,其中
a)形成所示衬底(1)上的栅电极(2),
b)沉积介电材料层(3)到栅电极(2)上,
c)于介电层(3)上形成源电极和漏电极(4)使得他们被位于其间的沟道区域(7)隔开,
d)通过沉积包含多环烯烃聚合物,或包含含有多环烯烃聚合物的聚合物组合物的堤岸结构材料于源电极和漏电极(4)上形成堤岸结构(5a,5b),由此限定延伸于沟道区域(7)上的阱(8),
e)在由堤岸结构(5a,5b)形成的阱(8)中和在源电极和漏电极(4)上沉积半导体材料层(6)。
关于图2,其提供了根据本发明又一优选实施方式的示意性和简化表示的顶栅型FET器件。该FET器件包括衬底(1),被位于其间的沟道区域(未显示)隔开的源电极和漏电极(4),被图案化以使得它们限定了延伸于沟道区域上的阱(8)的第一和第二堤岸结构(5a,5b),提供在沟道区域(7)内的OSC层(6),用作栅绝缘体的介电层(3),和栅电极(2),其中堤岸结构(5a,5b)衍生自如上下文所述的多环烯烃聚合物或聚合物组合物。
本发明的又一实施方式涉及制备顶栅型FET器件的方法,例如图2中所示,其中
a)形成衬底(1)上的源电极和漏电极(4)使得他们被位于其间的沟道区域隔开,
b)通过沉积包含多环烯烃聚合物,或包含多环烯烃聚合物的聚合物组合物的堤岸结构材料于源电极和漏电极(4)上形成堤岸结构(5a,5b),由此限定延伸于沟道区域上的阱(8),
c)将半导体材料层(6)沉积在由堤岸结构(5a,5b)形成的阱(8)中和源电极和漏电极(4)上,
d)沉积介电材料层(3)到半导体层(6)上,
e)在介电层(3)上形成栅电极(2)。
例如,通过溅射法将电极(2,4)施用到衬底或介电层(3)上,且通过蚀刻和/或平版印刷法图案化可以将其图案化。通过溶液处理过程,例如在印刷过程中,干燥和任选地固化可以将堤岸结构(5a,5b)施用为期望的形状,或者通过平版印刷方法可以将它们施用和图案化至所需的形状。通过涂覆或印刷过程可以施用OSC层(6)和介电层(3)。
用于沉积多环烯烃聚合物的溶剂在沉积堤岸结构上或其间的有机半导体之前被移除,或者,如果包括图案化步骤,则在所述图案化堤岸结构之前。
在根据本发明的优选实施方式中,使用溶液处理技术(如果这些技术可行)进行沉积和/或形成FET和OFET的层和结构。例如,材料的配制剂或组合物,通常指包含一种或多种有机溶剂的溶液,可利用包括但不限于以下的优选技术:浸涂,狭缝模具涂布,旋涂,喷墨印刷,凸版印刷(letter-press printing),丝网印刷,刮刀涂布,辊印刷,反向辊印刷,平版胶印印刷,柔性凸版印刷,卷筒纸印刷,喷涂,刷涂或移印,接着蒸发用以形成该溶液的溶剂来沉积或形成。例如,有机半导体材料,堤岸结构材料和有机介电材料可以各自通过旋涂,柔性凸版印刷和喷墨印刷技术以适合于器件形成的顺序沉积或形成。
在本发明的优选实施方式中,该聚合物组合物除了一种或多种多环烯烃聚合物之外还包含浇注或印刷溶剂,和任选地一种或多种选自交联剂、粘附促进剂、反应性溶剂、稳定剂、UV敏感剂和热敏剂的添加剂。
溶剂优选选自但不限于有机酮如甲基乙基酮(MEK)、甲基正戊基酮(2-庚酮,MAK)、癸酮、3-癸酮、环己酮和,醚例如丁基苯醚、4-甲基苯甲醚及芳族烃例如环己基苯,或其混合物。优选,堤岸结构材料在溶剂中的浓度为1-30wt%,尽管其它浓度也可适用。已发现具有高沸点的有机酮溶剂在采用喷墨印刷及柔性凸版印刷技术的情况下是特别适合和优选的溶剂。
根据本发明的OFET实施方式优选采用由如WO03/052841所公开的具有介电常数ε为3.0或更小的介电材料(“栅电介质”)(“低k电介质”)构成的栅介电层(3)。在一些优选实施方式中,ε范围是1.3-3.0,已发现优选1.7-3.0的范围是合适的,而在其他优选实施方式中,范围2.0-3.0是合适的。在根据本发明的其它优选的OFET实施方式中,已经发现介电常数范围2.5-3.0或2.0-2.6是合适的。
在本发明的优选OFET实施方式中,其采用如上所述的低k栅介电材料,对于栅介电层该材料典型地是有机氟聚合物。合适的氟聚合物包括,例如高溶解性全氟聚合物,如来自市售CYTOPTM系列(AsahiGlass),系列(DuPont)或者系列(购自Solvay)的那些。CYTOP聚合物记载于″Modern Fluoroplastics″,John Scheris编辑,John Wiley&Sons Ltd.,1997,Chapter:″PerfluoropolymersObtained by Cyclopolymerisation″,N.Sugiyama,第541页起的内容中。Teflon AF记载于″Modern Fluoroplastics″,John Scheris编辑,John Wiley&Sons Ltd.,1997,Chapter:″Teflon AF amorphousfluoropolymers″by P.R.Resnick,第397页起的内容中。Hyflon AD记载于“High Performance Perfluoropolymer Films and Membranes”V.Arcella et.al.,Ann.N.Y.Acad.Sci.984,第226-244页(2003)中。
电子器件的其它组件或功能层,如衬底、栅电极和源电极和漏电极可选自标准材料,且可通过标准方法制备和应用到器件中。该组件和层的合适的材料和制备方法对本领域技术人员来说是已知的且在文献中有所描述。示例性的沉积方法包括前述的液体涂布法和化学气相沉积法(CVD)或物理气相沉积法。
大体来说,功能层的厚度,例如栅电介质或半导体层,在本发明的一些优选的电子器件实施方式中是0.001(单层情况下)至10μm;在其它优选实施方式中,该厚度范围为0.001至1μm,在另外优选的实施方式中该范围为5nm至500nm,但是其它厚度或厚度范围也是可以考虑的并因此属于本发明的范畴。
不同的衬底可用于制造本发明的电子器件实施方式。例如,玻璃或聚合物材料最常使用。优选的聚合物材料包括但不限于醇酸树脂,烯丙酯,苯并环丁烯,丁二烯-苯乙烯,纤维素,乙酸纤维素,环氧化物,环氧聚合物,乙烯-三氟氯乙烯共聚物,乙烯-四氟乙烯共聚物,玻璃纤维增强的塑料,碳氟聚合物,六氟丙烯偏二氟乙烯共聚物,高密度聚乙烯,聚对二甲苯,聚酰胺,聚酰亚胺,芳族聚酰胺,聚二甲基硅氧烷,聚醚砜,聚乙烯,聚萘二甲酸乙二酯,聚对苯二甲酸乙二酯,聚酮,聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚砜,聚四氟乙烯,聚氨酯,聚氯乙烯,聚环烯烃,硅酮橡胶和硅酮,其中已发现聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚环烯烃及聚萘二甲酸乙二酯材料最为适合。另外,就本发明的一些实施方式而言,衬底可为任何适合的材料,例如涂覆有一种或多种以上列举材料的塑料、金属或玻璃材料。可理解在形成该衬底时,可利用诸如挤出、拉伸、摩擦或光化学技术的方法以提供用于器件制备的均匀表面以及提供有机半导体材料的预校准以提高其中载流子迁移率。
根据本发明的OFET器件实施方式的栅电极、源电极和漏电极可通过液体涂布,例如喷射涂布、浸渍涂布、卷筒涂布、旋转涂布,或藉由真空沉积法包括但不限于物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)或热蒸发方法来沉积或形成。合适的电极材料和沉积方法对本领域技术人员来说是已知的。合适的电极材料包括但不限于无机或有机的材料,或二者的复合物。示例性的电极材料包括聚苯胺、聚吡咯、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)(PEDOT)或掺杂的共轭聚合物,还有石墨或诸如Au、Ag、Cu、Al、Ni或其混合物的金属颗粒的分散液或糊状物以及经溅射涂布或蒸镀的金属,诸如Cu、Cr、Pt/Pd、Ag、Au或金属氧化物如氧化铟锡(ITO),掺杂F的ITO或掺杂Al的ZnO。也可使用有机金属前体且自液相进行沉积。
有机半导体(OSC)层可为n型或p型OSC,其可以通过PVD、CVD或溶剂沉积法进行沉积。有效的OSC展现出大于1x10-5cm2V-1s-1的FET迁移率。
本发明的OSC实施方式可为其中OSC用作活性沟道材料的OFET,其中OSC用作电荷载流子材料的OPV器件,或其中OSC是该二极管的层元件的有机整流二极管(ORD)。这些实施方式的OSC可通过任何前述沉积方法进行沉积,但是因为它们一般以毯状覆盖层的形式沉积或形成,所以通常采用溶剂涂覆的法例如喷射涂布,浸渍涂布,卷筒涂布或旋转涂布,或印刷方法例如喷墨印刷、柔性版印刷或凹版印刷,以允许环境温度处理。然而,OSC可被任何液体涂布技术沉积,如喷墨沉积或通过PVD或CVD技术。
对于一些优选的OFET实施方式,形成的半导体层可为两种或更多种相同或不同类的半导体的复合物。例如,p型OSC材料可(例如)与n型材料混合以达到层掺杂效果。在本发明的一些优选实施方式中,使用多层半导体层。例如,本征半导体可沉积在接近栅电介质界面处且可另外在邻近该本征层处涂覆高度掺杂的区域。
用于根据本发明的电子器件实施方式的OSC材料可为任何共轭分子,例如优选包含两个或更多个芳环,非常优选至少三个芳环的芳族分子。在本发明的一些优选的实施方式中,OSC包含选自5-,6-或7-元芳环的芳环,而于其它优选实施方式中,OSC包含选自5-或6-元芳环的芳环。OSC材料可为单体、寡聚物或聚合物,包括一种或多种单体、寡聚物或聚合物的混合物、分散体或共混物。
OSC的每个芳环任选地包含一个或多个选自Se、Te、P、Si、B、As、N、O或S,通常选自N、O或S的杂原子。此外,芳环可任选地被烷基、烷氧基、聚烷氧基、硫代烷基、酰基、芳基或取代芳基、卤素取代,其中通常使用氟、氰基、硝基或任选取代的由-N(R15)(R16)表示的仲或叔的烷胺或芳胺(其中R15和R16各自独立地表示H、任选取代的烷基或任选取代的芳基),烷氧基或聚烷氧基。此外,在R15和R16是烷基或芳基的情况下,它们可任选地被氟化。
前述的芳环可为稠环或与诸如-C(T1)=C(T2)-、-C≡C-、-N(R″′)-、-N=N-、(R″′)=N-、-N=C(R″′)-的共轭键接基团键接,其中T1和T2各自独立地表示H、Cl、F、-C≡N或诸如C1-4烷基地低级烷基;R″′表示H、任选取代的烷基或任选取代的芳基。此外,当R″′是烷基或芳基时,其可被氟化。
在本发明的一些优选的OE器件实施方式中,可使用的OSC材料包括化合物、寡聚物和化合物的衍生物,其选自由以下组成的组:共轭烃聚合物如聚并苯,聚亚苯基,聚(亚苯基乙烯),聚芴,包括这些共轭烃聚合物的寡聚物;稠合芳族烃,如并四苯,,并五苯,芘,苝,六苯并苯,或这些的可溶性取代衍生物;寡聚的对位取代的亚苯基,如p-联四苯(p-4P),p-联五苯(p-5P),p-联六苯(p-6P),或这些的可溶性取代衍生物;共轭杂环聚合物,如聚(3-取代的噻吩),聚(3,4-二取代的噻吩),任选取代的聚噻吩并[2,3-b]噻吩,任选取代的聚噻吩并[3,2-b]噻吩,聚(3-取代的硒吩),聚苯并噻吩,聚异硫茚,聚(N-取代的吡咯),聚(3-取代的吡咯),聚(3,4-二取代的吡咯),聚呋喃,聚吡啶,聚-1,3,4-噁二唑,聚(N-取代的苯胺),聚(2-取代的苯胺),聚(3-取代的苯胺),聚(2,3-二取代的苯胺),聚薁,聚芘;吡唑啉化合物;聚硒吩;聚苯并呋喃;聚吲哚;聚哒嗪;联苯胺化合物;茋化合物;三嗪;取代的金属络合或无金属的卟吩,酞菁,氟化酞菁,萘酞菁或氟化萘酞菁;C60及C70富勒烯;N,N′-二烷基,取代的二烷基,二芳基或取代的二芳基-1,4,5,8-萘四羧酸二酰亚胺及氟衍生物;N,N′-二烷基,取代的二烷基,二芳基或取代的二芳基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺;红菲咯啉;二苯酚合苯醌;1,3,4-噁二唑;11,11,12,12-四氰基萘并-2,6-醌二甲烷;α,α′-双(二噻吩并[3,2-b2′,3′-d]噻吩);2,8-二烷基,取代的二烷基,二芳基或取代的二芳基蒽二噻吩;2,2′-二苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩。如果期望OSC的液体沉积技术,则选自以上清单的化合物和其衍生物限于溶于适宜溶剂或溶剂混合物中的那些。
此外,本发明的一些优选实施方式中,OSC材料为包含一种或多种选自噻吩-2,5-二基,3-取代噻吩-2,5-二基,任选取代的噻吩并[2,3-b]噻吩-2,5-二基,任选取代的噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二基,硒吩-2,5-二基,或3-取代的硒吩-2,5-二基的重复单元的聚合物或共聚物。
进一步优选的p型OSC是包含电子受体和电子供体单元的共聚物。优选实施方式的优选共聚物是例如包含优选被一个或多个如上定义的基团R所4,8-二取代的苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-2,5-二基单元,且进一步包含一种或多种选自组A及组B的芳基或杂芳基单元,优选包含至少一种组A的单元和至少一种组B的单元的共聚物,其中组A由具有电子供体性质的芳基或杂芳基组成且组B由具有电子受体性质的芳基或杂芳基组成,且优选地,
组A由以下组成:硒吩-2,5-二基,噻吩-2,5-二基,噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二基,噻吩并[2,3-b]噻吩-2,5-二基,硒吩并[3,2-b]硒吩-2,5-二基,硒吩并[2,3-b]硒吩-2,5-二基,硒吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二基,硒吩并[2,3-b]噻吩-2,5-二基,苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-2,6-二基,2,2-二噻吩,2,2-二硒吩,二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻咯-5,5-二基,4H-环戊[2,1-b:3,4-b′]二噻吩-2,6-二基,2,7-二-噻吩-2-基-咔唑,2,7-二-噻吩-2-基-芴,茚并[1,2-b:5,6-b′]二噻吩-2,7-二基,苯并[1″,2″:4,5;4″,5″:4′,5′]双(噻咯并[3,2-b:3′,2′-b′]噻吩)-2,7-二基,和2,7-二-噻吩-2-基-茚并[1,2-b:5,6-b′]二噻吩,2,7-二-噻吩-2-基-苯并[1″,2″:4,5;4″,5″:4′,5′]双(噻咯并[3,2-b:3′,2′-b′]噻吩)-2,7-二基和2,7-二-噻吩-2-基-菲并[1,10,9,8-c,d,e,f,g]咔唑,它们全部任选地被一个或多个、优选一个或两个如上定义的基团R所取代。
组B由以下组成:苯并[2,1,3]噻二唑-4,7-二基,5,6-二烷基-苯并[2,1,3]噻二唑-4,7-二基,5,6-二烷氧基苯并[2,1,3]噻二唑-4,7-二基,苯并[2,1,3]硒二唑-4,7-二基,5,6-二烷氧基-苯并[2,1,3]硒二唑-4,7-二基,苯并[1,2,5]噻二唑-4,7-二基,苯并[1,2,5]硒二唑-4,7-二基,苯并[2,1,3]噁二唑-4,7-二基,5,6-二烷氧基苯并[2,1,3]噁二唑-4,7-二基,2H-苯并三唑-4,7-二基,2,3-二氰基-1,4-亚苯基,2,5-二氰基,1,4-亚苯基,2,3-二氟-1,4-亚苯基,2,5-二氟-1,4-亚苯基,2,3,5,6-四氟-1,4-亚苯基,3,4-二氟噻吩-2,5-二基,噻吩并[3,4-b]吡嗪-2,5-二基,喹喔啉-5,8-二基,噻吩并[3,4-b]噻吩-4,6-二基,噻吩并[3,4-b]噻吩-6,4-二基,和3,6-吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮,它们都任选地被一个或多个、优选一个或两个如上定义的R基团取代。
在本发明的其它优选实施方式中,OSC材料是取代的寡并苯,诸如并五苯、并四苯或蒽,或其杂环衍生物。例如在US6690029或WO2005/055248A1或US7385221中公开的双(三烷基甲硅烷基乙炔基)寡并苯或双(三烷基甲硅烷基乙炔基)杂并苯也适用。
如WO2005/055248A1中所述,在适宜且需要调整流变特性的情况下,本发明的一些实施方式采用了包含一种或多种有机粘结剂的OSC组合物。
该粘结剂通常为聚合物,可包含绝缘粘结剂或半导体粘结剂或其混合物,它们在本文中称为有机粘结剂,聚合物粘结剂或简单称为粘结剂。
本发明的优选粘结剂为低电容率的材料,即具有电容率ε为3.3或更低的那些。该有机粘结剂优选具有3.0或更低、更优选2.9或更低的电容率ε。优选有机粘结剂电容率ε为1.7或更高。特别优选粘结剂的电容率范围为2.0-2.9。尽管不希望受任何特定理论约束,据信使用电容率ε大于3.3的粘结剂可导致电子器件(例如OFET)中OSC层迁移率减小。此外,高电容率粘结剂可导致器件电流滞后增加,这是不希望的。
合适的有机粘结剂的例子包括聚苯乙烯,或苯乙烯与α-甲基苯乙烯的聚合物或共聚物,或可适宜使用包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯和丁二烯的共聚物。US2007/0102696A1中公开了其它适合粘结剂的例子。
在一类优选实施方式中,有机粘结剂是至少95%的原子、优选至少98%的原子和最优选所有原子选自H、F和C原子的那些。
粘结剂优选能形成膜,更优选柔性膜。
粘结剂也可选自可交联粘结剂,如丙烯酸酯、环氧化物、乙烯基醚、及硫醇烯(thiolene),优选具有较低电容率,更优选为3.3或更低。粘结剂也可为介晶或液晶。
在另一个优选实施方式中,粘结剂是半导体粘结剂,其包含共轭键,尤其是共轭双键和/或芳环。合适和优选的粘结剂为例如在US6630566中公开的聚三芳基胺。
粘结剂与OSC之比通常为以重量计20∶1至1∶20,优选10∶1至1∶10,更优选5∶1至1∶5,又更优选3∶1至1∶3,进一步优选2∶1至1∶2,尤其为1∶1。已发现将式I化合物在粘结剂中稀释对电荷迁移率几乎无或无不利影响,这与现有技术预期的相反。
除非本文清楚另有指明,否则如本文所用术语的复数形式应解释为包括单数形式,反之亦然。
应了解可对本发明前述实施方式做改变,但仍属于本发明的范畴。除非另外规定,说明书中公开的各特征可由服务于相同、等同或类似目的替代特征代替。因此,除非另外规定,公开的各特征为一般系列的等同或类似特征的一个实例。
说明书中公开的所有特征可以任何组合方式组合,除了其中至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合。特别的,本发明的特征应用于本发明的所有方面且可以任何组合方式使用。同样地,可分开(不以组合方式)使用以非必需组合方式描述的特征。
现将参考以下实施例更详细地描述本发明,其仅是示例性且不限制本发明的范围。
除非另外规定,上下文中百分比为重量百分比且温度以摄氏度(℃)表示。介电常数ε(“电容率”)值指在20℃和1000Hz下获得的值。
实施例1-3:在底栅型有机晶体管器件中的堤岸结构聚合物
在70℃下,将Corning Eagle XG的玻璃衬底在3%Decon90中超声处理30min,用水洗涤两次然后在MeOH中超声处理,接着在旋转式涂布机上通过旋转除去而干燥。然后通过荫罩将30nm铝层热蒸镀到衬底上以形成栅电极。依据描述(获自Merck KGaA,Darmstadt,德国)涂覆和处理电介质。带有栅电极和电介质的衬底接着用于分别制备如下文所述的实施例1,2或3中的底栅型OFET器件。
实施例1
将30nm厚度的银的源和漏电极通过荫罩热蒸镀到衬底上,产生长度L=50μm和宽度W=1000μm的沟道。
接着将NBC4F9和DMMIBuNB按共聚单体比例52/48的Mw为83400的共聚物的于MAK中的15%溶液在1500rpm下旋转涂布到衬底上,产生厚度为500nm的薄膜。
接着利用KarlSuss掩模校准器通过掩模在365nm下照射衬底8s。该膜的未曝光部分具有直径1.1mm的环状,其位于如图3示意性说明的相对源/漏电极的位置。
然后使图案在混合物THF-IPA(1∶1)中显影1分钟,用IPA洗涤且通过旋转干燥法干燥。接着在365nm下全面照射(11mW/cm2)衬底1分钟。
在产生堤岸结构后,用表面处理配制剂(Merck KGaA,Darmstadt,德国)处理衬底1min,用异丙醇洗涤且在旋转涂布机上通过旋转除去干燥。接着在以上处理之后将OSC配制剂(Merck KGaA,Darmstadt,德国)旋转涂布到衬底上,接着在热板上于100℃下退火1min。
底栅型OFET器件的转移特性如图5所示。可看出断开状态下漏电流很小。
实施例2
将NBC4F9和DMMIBuNB按照共聚单体比例36/64的Mw为118000的共聚物于MAK中的15%溶液在1500rpm下旋转涂布到衬底上,产生厚度为500nm的薄膜。
接着利用KarlSuss掩模校准器通过掩模在365nm下照射衬底8s。该膜的未曝光部分具有直径1.1mm的环状,其位于如图3示意性说明的相对于源/漏电极的位置。
然后使图案在混合物THF-IPA(1∶1)中显影1分钟,用IPA洗涤且通过旋转干燥法干燥。接着在365nm下全面照射(11mW/cm2)衬底1分钟。
在产生堤岸结构后,将30nm厚度的银的源和漏电极通过荫罩热蒸镀到衬底上,产生长度L=50μm和宽度W=1000μm的沟道。
用表面处理配制剂处理衬底1min,用异丙醇洗涤且在旋转涂布机上通过旋转除去而干燥。接着在以上处理之后将OSC配制剂旋转涂布到衬底上,接着在热板上于100℃下退火1min。
底栅型OFET器件的转移特性如图6所示。可看出断开状态下漏电流很小。
实施例3
将30nm厚度的银的源和漏电极通过荫罩被热蒸镀到衬底上,产生长度L=50μm和宽度W=1000μm的沟道。
将NBC4F9和DMMIBuNB按共聚单体比例36/64的Mw为118000的共聚物于癸酮中的7.5%溶液通过Diamatix喷墨印刷机喷射到加热至50℃的衬底上,产生如图4示意性说明的相对于源电极/漏电极的位置的图案。然后在365nm下全面照射(11mW/cm2)该衬底1min。
在产生堤岸结构后,将OSC配制剂在上述处理后旋转涂布到衬底上,接着在热板上于100℃下退火1min。
底栅型OFET器件的转移特性如图7所示。可看出断开状态下漏电流很小。
比较例1
底栅型OFET器件如实施例1描述的制备,但不含堤岸结构。
底栅型OFET器件的转移特性如图8所示。可看出断开状态下漏电流比采用堤岸结构的器件明显要高。
实施例4:顶栅型有机晶体管器件中的堤岸结构聚合物
顶栅型OFET如下制备。在70℃下,将Corning1737玻璃的衬底在3%Decon90中超声处理30min,用水洗涤两次然后在MeOH中超声处理,接着于旋转式涂布机上通过旋转除去而干燥。30nm厚度的金的源和漏电极通过荫罩被热蒸镀到衬底上,产生长度L=50μm和宽度W=1000μm的沟道。用表面处理配制剂处理衬底1min,用异丙醇洗涤且在旋转涂布机上通过旋转除去而干燥。
接着将NBC4F9和DMMIBuNB按照共聚单体比例44/56的Mw为83200的共聚物于MAK中的15%溶液在1500rpm下旋转涂布以产生厚度为500nm的薄膜。
接着利用KarlSuss掩模校准器通过掩模在365nm下照射衬底1s。该膜的未曝光部分具有直径1.1mm的环状,其位于如图3示意性说明的相对于源/漏电极的位置。
然后使图案在环己酮中显影1分钟,用IPA洗涤且通过旋转干燥来干燥。
在产生堤岸结构后,将OSC配制剂旋转涂布到衬底上,接着在热板上于100℃下退火1min。接着,电介质(Merck KGaA,Darmstadt,德国)被旋转涂布,并在热板上于100℃下退火2min。接着利用荫罩蒸镀银作为栅电极。
底栅型OFET器件的转移特性如图9所示。可看出断开状态下漏电流很小。
比较例2
顶栅型OFET器件如实施例4所述制备,但不含堤岸结构。
底栅型OFET器件的转移特性如图10所示。可看出断开状态下漏电流比采用堤岸结构的器件明显要高。
实施例5:OLED器件中的光图案化堤岸结构聚合物材料
该评估中使用DMMIMeNB和PPVENB的共聚物,单体比为54/46,Mw=49000。
共聚物的溶液通过以20%浓度(w/w)将其溶解在MAK中来制备。以共聚物的1.5%(w/w)来添加光引发剂CPTX(1-氯-4-丙氧基-9H-噻吨-9-酮,购自Aldrich)。将所得溶液用0.45μ过滤器过滤。
在施用光刻胶之前,将玻璃衬底(Corning XG glass)于甲醇中50℃下超声处理5分钟来清洁。通过使压缩空气流过和接着将其于150℃下置于热板上5分钟而对衬底进行干燥。
随后共聚物溶液在旋转速度1000rpm下被旋转涂覆到玻璃衬底上持续30秒。然后该涂覆的衬底在热板上在120℃下焙烤20秒。接着将衬底置于掩模校准器中并利用365nm滤光器将其曝光至UV光中持续10秒。所得结构通过在无搅拌下将片材浸入第一2-庚酮中70秒而显影,接着将其移除且以1000rpm速度旋转干燥30秒。用PGMEA作为显影剂重复该过程。
其中方形尺寸为2mm x 2mm的光刻胶图像如图11a所示。
其中像素尺寸为250μ x 75μ的光刻胶图像如图11b所示。
使用Dimatix DMP2800系列喷墨印刷机将油墨TSG-003(由MerckKGaA提供)印刷至该像素中。使用LCP(液晶聚合物)料盒,喷墨条件为:喷嘴温度25℃,压盘温度35℃,液滴间距15μ。
图12a和12b显示了利用UV光源获得的显微镜照片。可以看到获得了良好的膜形成,并且油墨包含在像素化的结构中。也观察到油墨不润湿堤岸结构材料。
实施例6:OLED器件中喷墨图案化堤岸结构聚合物材料
该评估使用共聚单体比为64/36的DMMIBuNB和NBC4F9的共聚物,Mw为102000。
共聚物溶液通过将其以浓度7.5%(w/w)溶解于3-癸酮中制备。该材料不需要引发剂。所得溶液采用0.45μ过滤器来过滤。
在施用光刻胶前,将ITO涂覆玻璃衬底采用3%的Decon90溶液超声处理10分钟来清洁,超声处理后用水洗涤6次且再在水中超声处理5分钟,接着干燥衬底并在甲醇中超声处理5分钟;所有超声处理在60℃下进行。通过使压缩空气流过和接着于150℃将其置于热板上5分钟对衬底进行干燥。
将共聚物溶液采用Dimatix DMP2800系列喷墨印刷机印刷至清洁后的衬底上。采用LCP(液晶聚合物)料盒,喷墨条件为:喷嘴温度25℃,压盘温度60℃,液滴间距30μ。其后将材料施用365nm UV灯固化持续1分钟。
图13显示经喷墨的堤岸结构的图像,壁宽度约250μ且内部像素尺寸为约1mm x 1mm,由于线并非始终并在一起而在各堤岸的壁之间形成小孔,故图案由各个正方形构成。可在光致发光图像中观察到此效果。
施用Dimatix DMP2800系列喷墨印刷机将油墨TSG-003(由MerckKGaA提供)印刷至该像素中。使用LCP(液晶聚合物)料盒,喷墨条件为:喷嘴温度25℃,压盘温度25℃,液滴间距15μ。
图14显示利用UV光源获得的显微镜照片。可见印刷的堤岸结构包括油墨阱和看到均匀膜形成。由于印刷方形,在该方形间存在堤岸结构材料不相会从而在相邻像素间形成小岛的区域,这些可作为方形间的白点看到。

Claims (29)

1.有机电子器件,包括一种或多种堤岸结构,其中所述堤岸结构包含多环烯烃聚合物。
2.根据权利要求1所述的有机电子器件,其中所述多环烯烃聚合物是降冰片烯型聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的有机电子器件,其中所述多环烯烃聚合物包含两种或更多种不同类型的重复单元。
4.根据权利要求1-3中一项或多项所述的有机电子器件,其中所述多环烯烃聚合物包含具有可交联侧链基团的第一类型重复单元。
5.根据权利要求4所述的有机电子器件,其中所述可交联侧链基团是潜在可交联基团。
6.根据权利要求5所述的有机电子器件,其中所述可交联侧链基团包含取代或未取代的马来酰亚胺部分、环氧部分、乙烯基部分、乙炔部分、茚基部分、肉桂酸酯部分或香豆素部分。
7.根据权利要求6所述的有机电子器件,其中具有可交联侧链基团的第一类型重复单元在聚合期间衍生自以下单体之一:
其中n为1-8的整数,Q1和Q2各彼此独立地是-H或-CH3,且R′是-H或者-OCH3
8.根据权利要求1-7中一项或多项所述的有机电子器件,其中所述多环烯烃聚合物包含一种或多种不同类型的式I重复单元
其中Z选自-CH2-、-CH2-CH2-或-O-,m是0-5的整数,R1、R2、R3和R4每个独立地选自H、C1-C25烃基、C1-C25卤代烃基或C1-C25全卤代碳基。
9.根据权利要求8所述的有机电子器件,其中所述多环烯烃聚合物包含一种或多种不同类型的由独立地选自下式的降冰片烯型单体形成的重复单元:
其中b是1-6的整数。
10.根据权利要求8或9所述的有机电子器件,其中所述多环烯烃聚合物包含一种或多种不同类型的由独立地选自下式的降冰片烯型单体形成的重复单元:
11.根据权利要求1-10中一项或多项所述的有机电子器件,其中所述堤岸结构包含两种或更多种具有一种或多种不同类型的式I重复单元的不同多环烯烃聚合物,
其中Z选自-CH2-、-CH2-CH2或-O-,m是0-5的整数,R1、R2、R3和R4每个独立地选自H、C1-C25烃基、C1-C25卤代烃基或C1-C25全卤代碳基。
12.根据权利要求1-11中一项或多项所述的有机电子器件,其中堤岸结构衍生自包含溶剂、交联剂、任选反应性的溶剂、稳定剂、UV敏感剂、粘附促进剂和热敏剂的一种或多种的聚合物组合物。
13.根据权利要求12所述的有机电子器件,其中所述聚合物组合物包含选自式III1或III2的化合物
P-A″-X′-A″-P   III1
H4-cC(A″-P)c   III2
其中X′是O、S、NH或单键,A″是单键或选自(CZ2)n、(CH2)n-(CH=CH)p-(CH2)n、(CH2)n-O-(CH2)n、(CH2)n-C6Q10-(CH2)n和C(O)的连接基团、间隔基或桥接基团,n各自独立地是0-12的整数,p是1-6的整数,Z独立地是H或F,C6Q10是Q取代的环己基,Q独立地是H、F、CH3、CF3或OCH3,P是权利要求5中定义的可交联基团,且c是2、3或4,且其中在式III1中X′和两个基团A″中至少一个不是单键。
14.根据权利要求13所述的有机电子器件,其中式III1的化合物选自式C1
其中R10和R11彼此独立地是H或C1-C6烷基且A″如权利要求13中所定义。
15.根据权利要求12-16中一项或多项所述的有机电子器件,其中所述聚合物组合物包含式IV的化合物
G-A″-P   IV
其中G1是表面活性基团,A″是单键或连接基、间隔基或桥接基团,G2是可交联基团或非反应性促相容基团。
16.根据权利要求15所述的有机电子器件,其中G1是式-SiR12R13R14的表面活性基团,或者式-NH-SiR12R13R14的基团,其中R12、R13和R14各自独立地选自卤素、硅氮烷、C1-C12-烷氧基、C1-C12-烷氨基、任选取代的C5-C20-芳氧基和任选取代的C2-C20-杂芳氧基,且其中R12、R13和R14中一个或两个也可表示C1-C12-烷基、任选取代的C5-C20-芳基或任选取代的C2-C20-杂芳基,
G2是选自马来酰亚胺、3-单烷基-马来酰亚胺、3,4-二烷基马来酰亚胺、环氧基、乙烯基、乙酰基、茚基、肉桂酸酯或香豆素基团的可交联基团,或包含取代或未取代的马来酰亚胺部分、环氧基部分、乙烯基部分、乙炔部分、茚基部分、肉桂酸酯部分或香豆素部分且
A″是单键或选自(CZ2)n、(CH2)n-(CH=CH)p-(CH2)n、(CH2)n-O、(CH2)n-O-(CH2)n、(CH2)n-C6Q4-(CH2)n、(CH2)n-C6Q10-(CH2)n和C(O)-O的连接基、间隔基或桥接基团,其中每个n独立地是0-12的整数,p是1-6的整数,Z独立地是H或F,C6Q4是Q取代的苯基,C6Q10是Q取代的环己基,Q独立地是H、F、CH3、CF3或OCH3
17.根据权利要求16所述的有机电子器件,其中式IV的化合物选自式A1:
其中R12、R13、R14和A″如权利要求16中定义,且R10和R11各自独立地是H或C1-C6烷基。
18.根据权利要求1-17中一项或多项所述的有机电子器件,其是有机场效应晶体管(OFET),有机薄膜晶体管(OTFT),有机发光二极管(OLED)或有机光伏(OPV)器件。
19.根据权利要求18所述的有机电子器件,其是顶栅型OFET或底栅型OFET。
20.根据权利要求1-19中一项或多项所述的有机电子器件,其包含一个或多个被隔开以限定位于其间的沟道区域的电极,并且提供堤岸结构使它们位于所述电极上面且限定其中沉积有机半导体层的阱或阱的图案,从而使得堤岸结构与所述电极和所述有机半导体层接触。
21.根据权利要求18-20中一项或多项所述的有机电子器件,其包含衬底(1),栅电极(2),作为栅绝缘体的介电层(3),被位于其间的沟道区域(7)隔开的源电极和漏电极(4),被图案化以使它们限定了延伸于沟道区域(7)上的阱(8)的第一和第二堤岸结构(5a,5b),和提供在沟道区域(7)内的OSC层(6),其中该堤岸结构(5a,5b)衍生自权利要求1-17中一项或多项定义的多环烯烃聚合物或聚合物组合物。
22.制备根据权利要求21所述的电子器件的方法,其包含以下步骤:
a)在衬底(1)上形成栅电极(2),
b)在栅电极(2)上沉积介电材料层(3),
c)在介电层(3)上形成源电极和漏电极(4)使得它们被位于其间的沟道区域(7)隔开,
d)通过在源电极和漏电极(4)上沉积根据权利要求1-17中一项或多项定义的包含多环烯烃聚合物或聚合物组合物的堤岸结构材料形成堤岸结构(5a,5b),从而定义了延伸于沟道区域(7)上的阱(8),
e)将半导体材料层(6)沉积在由堤岸结构(5a,5b)形成的阱(8)中和源电极和漏电极(4)上。
23.根据权利要求18-2O中一项或多项所述的有机电子器件,其包含衬底(1),被位于其间的沟道区域(未显示)隔开的源电极和漏电极(4),被图案化以使得它们限定了延伸于沟道区域上的阱(8)的第一和第二堤岸结构(5a,5b),提供在沟道区域(7)中的OSC层(6),作为栅绝缘体的介电层(3),和栅电极(2),其中所述堤岸结构(5a,5b)衍生自权利要求1-17中一项或多项所定义的多环烯烃聚合物或聚合物组合物。
24.制备根据权利要求23所述的电子器件的方法,其包含以下步骤:
a)在衬底(1)上形成源电极和漏电极(4)使得它们被位于其间的沟道区域所隔开,
b)通过在源电极和漏电极(4)上沉积包含如权利要求1-16中一项或多项定义的多环烯烃聚合物或聚合物组合物的堤岸结构材料形成堤岸结构(5a,5b),由此限定延伸于沟道区域上的阱(8),
c)在由堤岸结构(5a,5b)形成的阱(8)中和源电极和漏电极(4)上沉积半导体材料层(6),
d)在半导体层(6)上沉积介电材料层(3),
e)在介电层(3)上形成栅电极(2)。
25.根据权利要求1-24中一项或多项所述的有机电子器件或方法,其中所述堤岸结构形成为包含多环烯烃聚合物的单层。
26.包含根据权利要求1-21,23或25的一项或多项所述的有机电子器件的产品或组件,其是集成电路(IC)、射频识别(RFID)标签、包含RFID标签的安全标记或安全器件、平板显示器(FPD)、FPD的背板、FPD的背光、电子照相器件、电子照相记录器件、有机存储器件、传感器、生物传感器或生物芯片。
27.在有机电子器件中的堤岸结构,其中所述堤岸结构包含如权利要求1-11中一项或多项定义的多环烯烃聚合物或衍生自如权利要求12-17中一项或多项定义的聚合物组合物。
28.根据权利要求27所述的堤岸结构,其中所述有机电子器件是有机场效应晶体管(OFET)、有机薄膜晶体管(OTFT)、有机发光二极管(OLED)或有机光伏(OPV)器件。
29.如权利要求1-11中一项或多项定义的多环烯烃聚合物的用途,用作在有机电子器件的绝缘结构或堤岸结构中的结构限定材料。
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