CN117222235A - 用于有机薄膜晶体管（otft）的伪均质可光图案化的半导体聚合物掺混物 - Google Patents

用于有机薄膜晶体管（otft）的伪均质可光图案化的半导体聚合物掺混物 Download PDF

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Abstract

提供了用于有机薄膜晶体管(OTFT)的伪均质可光图案化的半导体聚合物掺混物。一种半导体装置，其包括至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，使得所述至少一种OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯‑稠合噻吩聚合物材料，其中，所述稠合噻吩是β取代的。

Description

用于有机薄膜晶体管(OTFT)的伪均质可光图案化的半导体聚 合物掺混物
技术领域
本公开涉及用于有机薄膜晶体管(OTFT)的伪均质可光图案化的半导体聚合物掺混物。
背景技术
有机薄膜晶体管(OTFT)作为常规硅基技术的替代选择已引起广泛关注，常规硅基技术需要高温和高真空沉积工艺，以及复杂的光刻图案化方法。半导体(即，有机半导体，OSC)层是OTFT中的一种重要部件，其可有效影响装置的性能。
传统的无机TFT装置阵列制造技术常依赖于光刻法作为图案化工艺。然而，光刻法在图案转移或光致抗蚀剂移除期间常涉及苛刻的氧(O2)等离子体，以及涉及侵蚀性显影溶剂，它们可能严重地损坏OSC层并导致装置性能显著下降。
本公开提出了改进的伪均质可光图案化的半导体聚合物掺混物及其用于有机薄膜晶体管的OSC层的用途。
发明内容
在实施方式中，一种半导体装置，其包括至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，其中，该至少一种OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯-稠合噻吩聚合材料，其中，所述稠合噻吩是β取代的。
在可与任何其他方面或实施方式组合的方面中，该至少一种OSC聚合物包括第一OSC聚合物和第二OSC聚合物。在可与任何其他方面或实施方式组合的方面中，第一OSC聚合物和第二OSC聚合物具有相同的共轭骨架。在可与任何其他方面或实施方式组合的方面中，第一OSC聚合物与第二OSC聚合物的重量比为4:1至1:4。在可与任何其他方面或实施方式组合的方面中，半导体装置包括至少0.40cm2V-1s-1的各向同性电荷迁移率。在可与任何其他方面或实施方式组合的方面中，所述半导体装置包括底栅底接触(BGBC)构造的有机薄膜晶体管(OTFT)阵列。
附图说明
结合附图，通过以下具体实施方式能够更完整地理解本公开，其中：
图1根据实施方式，例示了半导体聚合物PTDPPTFT4-zC的聚合物结构，x和y是DPP单体的相对摩尔比。
图2根据实施方式，例示了甲基丙烯酸酯官能化的半导体聚合物X-190401和烷基侧链半导体聚合物C255的聚合物结构。
图3根据实施方式，例示了SP-2和PTDPPTFT4-5C的对比度曲线。
图4A-4C根据实施方式，例示了SP-2的线状图案的光学显微(OM)图像，并且图4D-4F例示了PTDPPTFT4-5C的线状图案的OM图像。比例尺为5μm。
图5A根据实施方式，例示了SP-2的块状图案的原子力显微(AFM)图像，并且图5B例示了PTDPPTFT4-5C的块状图案的AFM图像。比例尺为2.5μm。
图6根据实施方式，例示了肉桂酸盐/酯-DPP比值对SP-2和PTDPPTFT4-zC的电荷迁移率的影响。
图7根据实施方式，例示了SP-2/50和PTDPPTFT4-5C的加工和环境稳定性。
图8根据实施方式，例示了分别具有1μm、5μm、10μm、20μm和50μm的增加的沟道宽度的五(5)个同心圆OTFT阵列。比例尺为5mm。
图9A根据实施方式，例示了在各种沟道宽度下的SP-2/50的电荷迁移率，并且图9B根据实施方式，例示了SP-2/50的OM图，其中，沟道方向垂直于离心力。比例尺为500μm。
图10A根据实施方式，例示了在各种沟道宽度下的SP-1的电荷迁移率，并且图10B根据实施方式，例示了SP-1的OM图，其中，沟道方向垂直于离心力。比例尺为500μm。
图11A根据实施方式例示了在沟道方向垂直于离心力的情况下，在各种沟道宽度下的SP-2/50的电荷迁移率，图11B根据实施方式例示了在沟道方向平行于离心力的情况下，在各种沟道宽度下的SP-2/50的电荷迁移率。
图12根据实施方式，例示了底栅底接触(BGBC)的OTFT中的宽度为0.9μm的光图案化的SP-2/50线的OM图像。比例尺为20μm。
图13A和13B根据实施方式，例示了PTDPPTFT4-5C(图13A)和SP-2/50(图13B)的透射电子显微(TEM)图像。比例尺为100nm。
图14A和14B根据实施方式，例示了PTDPPTFT4-5C(图14A)和SP-2(图14B)的分子聚集体的示意图。
图15根据实施方式，例示了具有高至106个单元/cm2的高装置密度的BGBC构造的OTFT阵列的光学显微(OM)图像。光图案化的SP-2/50具有小至0.8μm的线宽。比例尺为20μm。
图16A-16F根据实施方式，例示了缩小规模的OTFT(图16A,16B),PMOS反相器(图16C,16D)和三级环形振荡器(图16E,16F)的OM图像。图16A、16C和16E是原始装置，而图16B、16D和16F是缩小装置。
图17A-17C根据实施方式，例示了缩小规模的OTFT(图17A)，PMOS反相器(图17B)和三级环形振荡器(图17C)的电学性能。红线(深色线)是原始装置，而绿线(浅色线)是缩小装置。
图18根据实施方式，例示了C255/X-190401掺混物(新鲜溶液)的UV图案的OM图像(左)以及C255/X-190401掺混物(在室温下老化7天的溶液)的UV图案的OM图像(右)。
图19A-19E例示了传统的利用光致抗蚀剂对有机半导体材料进行图案化的技术。
图20A-20C例示了根据实施方式所述的有机半导体材料的图案化技术。
图21例示了根据一些实施方式所述的示例性OTFT装置。
图22例示了根据一些实施方式所述的示例性OTFT装置。
具体实施方式
现在将对示于附图中的示例性实施方式进行详细说明。在附图中尽可能得使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。附图中的部件不一定按比例绘制，而是重点在于说明示例性实施方式的原理。应理解的是，本申请不限于说明书中阐述的或附图中例示的细节或方法学。还应理解的是，用辞仅是为了描述目的，而不应被认为是限制性的。
此外，在本说明书中列出的任何实施例都是说明性的而不是限制性的，并且仅列出了要求保护的本发明的诸多可能的实施方式中的一些实施方式。对各种条件和参数进行其他适当的修改和调整在本领域中是常见的，并且对于本领域的技术人员来说是显而易见的，其属于本公开的精神和范围内。
定义
术语“肉桂酸盐/酯”是指肉桂酸的盐或酯，所述肉桂酸是具有式C6H5CH＝CHCOOH的有机化合物。肉桂酸和肉桂酸盐/酯均被归为不饱和羧酸类。肉桂酸盐/酯可以以顺式和反式异构体出现。
术语“查耳酮”是指形成各种重要的生物化合物的中心核心结构的芳族酮和烯酮，其统称为查耳酮或查耳酮类。查耳酮的实例包括苄叉苯乙酮、苯基苯乙烯基酮、亚苄基乙酰苯、β-苯基苯丙烯酮、γ-氧代-α,γ-二苯基-α-丙烯和α-苯基-β-苯甲酰乙烯。
术语“香豆素”(即，2H-苯并吡喃-2-酮)是指具有式C9H6O2的芳族有机化合物。其是两个相邻氢原子被类似内酯的链-O-替代，从而形成与苯环共用两个碳的第二六元杂环的苯分子。其可以归为苯并吡喃酮化学类别，并且被认为是内酯。
术语“芳烯”是指与芳基直接键合的烯基。
术语“烷基”是指具有1至40个碳原子的单价支化或未支化的饱和烃链。该术语通过如下基团来示例，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、正己基、正庚基、正辛基、正癸基、或十四烷基等。烷基可以是取代或未取代的。
术语“取代烷基”是指：(1)具有1、2、3、4或5个取代基，通常是1至3个取代基的如上定义的烷基，所述取代基选自下组：烯基、炔基、烷氧基、芳烷基、醛、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰卤、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、酯、杂芳硫基、杂环硫基、羟基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨基羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基、硫代烷基、乙烯基醚。除非定义有另外限制，否则所有的取代基还可以任选地被1、2或3个选自下述的取代基取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨基羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2；或者(2)被1-10个独立选自氧、硫和NRa的原子断开的如上文定义的烷基，其中，Ra选自氢、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。任选地，所有取代基还可以被烷基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基或-S(O)nRSO取代，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n为0、1或2；或者(3)既具有如上定义的1、2、3、4或5个取代基又同时被如上定义的1-10个原子断开的如上定义的烷基。例如，烷基可以是烷基羟基，其中烷基中的任意的氢原子被羟基基团取代。
本文定义的术语“烷基”还包括环烷基。本文所用的术语“环烷基”是由至少三个碳原子(在一些实施方式中由3至20个碳原子)组成的具有单环或多稠环的非芳族的基于碳的环(即，碳环)。单环的环烷基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等。多个环的环烷基的实例包括但不限于金刚烷基、双环[2.2.1]庚烷、1,3,3-三甲基双环[2.2.1]庚-2-基、(2,3,3-三甲基双环[2.2.1]庚-2-基)，或者与芳基稠合的碳环基团，例如1,2-二氢化茚等。术语环烷基还包括杂环烷基，其中，环的碳原子中的至少一个碳原子被杂原子取代，所述杂原子例如但不限于氮、氧、硫或磷。
术语“未取代的烷基”在本文中定义为仅由碳和氢组成的烷基。
术语“酰基”表示基团–C(O)RCO，其中RCO为氢、任选取代的烷基、任选取代的环烷基、任选取代的杂环基、任选取代的芳基以及任选取代的杂芳基。
本文所用的术语“芳基”为任意的基于碳的芳族基团(即，芳族碳环)，例如具有单环(如苯基)或多环(如联苯)或多稠环(稠合环)(如萘基或蒽基)的基于碳的芳族基团。这些芳基可以包括但不限于苯、萘、苯基等。
术语“芳基”还包括“杂芳基”，其意为衍生自以下的基团：具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15个碳原子并且在至少一个环内具有1、2、3或4个选自氧、氮、硫和磷的杂原子的芳族环基(即，完全不饱和的)。换言之，杂芳基是由至少三个碳原子组成，并且在芳族环基团内包含至少一个杂原子的芳族环。这种杂芳基可以具有单环(例如吡啶基或呋喃基)或多稠环(例如中氮茚基、苯并噻唑基或苯并噻吩基)。杂芳基的实例包括但不限于以下：[1,2,4]噁二唑、[1,3,4]噁二唑、[1,2,4]噻二唑、[1,3,4]噻二唑、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、中氮茚、异吲哚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、2,3-二氮杂萘、萘基吡啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、菲咯啉、异噻唑、吩嗪、异噁唑、吩噁嗪、吩噻嗪、咪唑烷、咪唑啉、三唑、噁唑、噻唑、1,5-二氮杂萘等，以及含氮杂芳基化合物的N-氧化物和N-烷氧基衍生物，例如吡啶-N-氧化物衍生物。
除非杂芳基取代基的定义有另外限制，否则所述杂芳基可以任选地被1至5个取代基(通常为1至3个取代基)取代，所述取代基选自下组：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、杂芳硫基、杂环硫基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨基羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1-3个选自以下的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
芳基可以是取代或未取代的。除非芳基取代基的定义有另外限制，否则所述芳基可以任选地被1至5个取代基(通常为1至3个取代基)取代，所述取代基选自下组：烷基、烯基、炔基、烷氧基、醛、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、酯、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、杂芳硫基、杂环硫基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1-3个选自以下的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。在一些实施方式中，术语“芳基”限于具有3至30个碳原子的取代或未取代的芳环和杂芳环。
本文所用的术语“芳烷基”是具有与芳基共价连接的如本文所定义烷基或亚烷基的芳基。芳烷基的一个实例是苄基。“任选取代的芳烷基”是指与任选取代的烷基或亚烷基共价连接的任选取代的芳基。这种芳烷基的实例有：苄基、苯乙基、3-(4-甲氧基苯基)丙基等。
术语“杂芳烷基”是指与亚烷基共价连接的杂芳基，其中杂芳基和亚烷基如本文所定义。“任选取代的杂芳烷基”是指与任选取代的亚烷基共价连接的任选取代的杂芳基。这种杂芳烷基的实例有：3-吡啶甲基、喹啉-8-基乙基、4-甲氧基噻唑-2-基丙基等。
术语“烯基”是指通常具有2至40个碳原子，更通常具有2至10个碳原子，甚至更通常具有2至6个碳原子，并且具有1-6个(通常是1个)双键(乙烯基)的支化或未支化的不饱和烃基的单价基团。一般的烯基包括乙烯基(ethenyl或vinyl，-CH＝CH2)、1-丙烯基或烯丙基(-CH2CH＝CH2)、异丙烯基(-C(CH3)＝CH2)、双环[2.2.1]庚烯等。当烯基与氮连接时，双键不能位于氮的α位。
术语“取代烯基”是指具有1、2、3、4或5个取代基，通常是1、2或3个取代基的如上所定义的烯基，所述取代基选自下组：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、杂芳硫基、杂环硫基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨基羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1、2或3个选自下述的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨基羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“环烯基”指具有单环或多稠环，并且在环结构中具有至少一个双键的3至20个碳原子的碳环基团。
术语“炔基”是指通常具有2至40个碳原子，更通常具有2至10个碳原子，甚至更通常具有2至6个碳原子，并且具有至少1个，(通常是1-6个)乙炔(三键)不饱和位点的不饱和烃的单价基团。一般的炔基包括乙炔基(–C≡CH)、炔丙基(或丙-1-炔-3-基，–CH2C≡CH)等。当炔基与氮连接时，三键不能位于氮的α位。
术语“取代炔基”是指具有1、2、3、4或5个取代基，通常是1、2或3个取代基的如上所定义的炔基，所述取代基选自下组：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、杂芳硫基、杂环硫基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨基羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1、2或3个选自下述的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨基羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“亚烷基”定义为具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个碳原子，通常是1-10个碳原子，更通常是1、2、3、4、5或6个碳原子的支化或未支化的饱和烃链的二价基团。该术语由以下基团来示例，例如亚甲基(–CH2–)、亚乙基(–CH2CH2–)、亚丙基异构体(例如–CH2CH2CH2–和–CH(CH3)CH2–)等。
术语“取代亚烷基”是指：(1)具有1、2、3、4或5个取代基的如上定义的亚烷基，所述取代基选自下组：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、杂芳硫基、杂环硫基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨基羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基。除非定义另外限制，否则所有取代基可以任选地被1、2或3个选自以下的取代基进一步取代，所述取代基选自：烷基、羧基、羧基烷基、氨基羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和-S(O)nRSO，其中，RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2；或者(2)被1-20个独立地选自氧、硫和NRa–的原子断开的如上定义的亚烷基，其中Ra选自氢、任选取代的烷基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环基，或选自羰基、羧酸酯、羧酰胺和磺酰基的基团；或者(3)既具有1、2、3、4或5个如上定义的取代基，又同时被1-20个如上定义的原子中断的如上定义的亚烷基。取代亚烷基的实例为氯亚甲基(–CH(Cl)–)、氨基亚乙基(–CH(NH2)CH2–)、甲氨基亚乙基(–CH(NHMe)CH2–)、2-羧基亚丙基异构体(–CH2CH(CO2H)CH2–)、乙氧基乙基(–CH2CH2O–CH2CH2–)、乙基甲基氨基乙基(–CH2CH2N(CH3)CH2CH2–)等。
术语“烷氧基”是指基团R–O–，其中R是任选取代的烷基或任选取代的环烷基，或者R是基团–Y–Z，其中Y是任选取代的亚烷基，并且Z是任选取代的烯基、任选取代的炔基或任选取代的环烯基，其中，烷基、烯基、炔基、环烷基和环烯基如本文所定义。通常的烷氧基是任选取代的烷基–O–，例如，包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、正己氧基、1,2-二甲基丁氧基、三氟甲氧基等。
术语“烷硫基”是指基团RS–S–，其中RS如关于烷氧基所定义。
术语“氨羰基”是指基团–C(O)NRNRN，其中，每个RN独立地为氢、烷基、芳基、杂芳基、杂环基，或者两个RN基团连接形成杂环基(例如吗啉代)。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1-3个选自以下的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“酰氨基”是指基团–NRNCOC(O)R，其中，每个RNCO独立地为氢、烷基、芳基、杂芳基或杂环基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1-3个选自以下的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“酰氧基”是指基团–O(O)C-烷基、–O(O)C-环烷基、–O(O)C-芳基、–O(O)C-杂芳基和–O(O)C-杂环基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被烷基、羧基、羧基烷基、氨基羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO进一步取代，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“芳氧基”指芳基–O–基团，其中，芳基如上文定义，并且其包括同样如上文定义的任选取代的芳基。
术语“杂芳氧基”是指杂芳基–O–基团。
术语“氨基”是指–NH2基团。
术语“取代的氨基”是指基团–NRwRw，其中每个Rw独立地选自下组：氢、烷基、环烷基、羧基烷基(例如苄氧羰基)、芳基、杂芳基和杂环基，条件是两个Rw基团不同时为氢或基团–Y–Z，其中Y是任选取代的亚烷基，并且Z是烯基、环烯基或炔基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1-3个选自以下的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“羧基”是指–C(O)OH基团。术语“羧基烷基”是指基团–C(O)O–烷基或–C(O)O–环烷基，其中烷基和环烷基如本文所定义，并且其可以任选地被烷基、烯基、炔基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO进一步取代，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“取代环烷基”或“取代环烯基”是指具有1、2、3、4或5个取代基，通常是1、2或3个取代基的环烷基或环烯基，所述取代基选自下组：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、杂芳硫基、杂环硫基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨基羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1、2或3个选自下述的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨基羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“共轭基团”被定义为线性、支化或环基团或者其组合，其中，基团中的原子的p轨道通过电子离域连接，并且其中所述结构可以被描述成含有交替的单键和双键或三键，并且还可以含有孤对电子、自由基或碳正离子。共轭环基团可同时包括芳族基团和非芳族基团，并且可包括多环基团或杂环基团，例如二酮基吡咯并吡咯。理想地，共轭基团以某种方式结合使得与它们连接的各噻吩部分之间的共轭继续。在一些实施方式中，“共轭基团”限于具有3至30个碳原子的共轭基团。
术语“卤素”、“卤代”或“卤化物”可互换，并且是指氟、溴、氯和碘。
术语“杂环基”是指具有单环或多稠环，并且在环内具有1至40个碳原子和1至10个杂原子(通常是1、2、3或4个杂原子)的饱和或部分不饱和单价基团，所述杂原子选自氮、硫、磷和/或氧。杂环基可以具有单环或多稠环，并且包括四氢呋喃基、吗啉代、哌啶基、哌嗪并、二氢吡啶并等。
除非杂环基取代基的定义有另外限制，否则所述杂环基可以任选地被1、2、3、4或5个取代基(通常为1、2或3个取代基)取代，所述取代基选自下组：烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、环烯基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、氨羰基、烷氧基羰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫代羰基、羧基、羧基烷基、芳硫基、杂芳硫基、杂环硫基、硫醇、烷硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、氨基磺酰基、氨基羰基氨基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO–烷基、-SO–芳基、-SO–杂芳基、-SO2–烷基、-SO2–芳基和-SO2–杂芳基。除非定义有另外限制，否则所有的取代基可以任选地被1-3个选自以下的取代基进一步取代：烷基、羧基、羧基烷基、氨羰基、羟基、烷氧基、卤素、CF3、氨基、取代氨基、氰基和–S(O)nRSO，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基，并且n是0、1或2。
术语“硫醇”是指–SH基团。术语“取代烷硫基”是指–S–取代烷基基团。术语“芳硫基”是指芳基–S–基团，其中芳基如上所定义。术语“杂芳硫基”是指–S–杂芳基基团，其中杂芳基如上文所定义，其包含如上文所定义的任选取代的杂芳基。
术语“亚砜”是指–S(O)RSO基团，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基。术语“取代亚砜”是指–S(O)RSO基团，其中RSO是如本文所定义的取代烷基、取代芳基或取代杂芳基。术语“砜”是指–S(O)2RSO基团，其中RSO是烷基、芳基或杂芳基。术语“取代砜”是指–S(O)2RSO基团，其中RSO是如本文所定义的取代烷基、取代芳基或取代杂芳基。
术语“酮基”是指–C(O)–基团。术语“硫代羰基”是指–C(S)–基团。
如本文中所使用的，术语“室温”是20℃至25℃。
公开的化合物、组合物以及组分可用于所公开的方法和组合物，可与所公开的方法和组合物结合使用，可用于制备所公开的组合物，或者是所公开的方法的产物。在本文中公开了这些材料和其他材料，应理解的是，当公开了这些材料的组合、子集、相互作用、组等而未明确地具体公开这些化合物的每个不同的单独组合和共同组合以及排列时，在本文中具体设想和描述了它们中的每一种情况。因此，如果公开了一类分子A、B和C且公开了一类分子D、E和F和组合形式的分子A-D的实例，那么即使没有单独地陈述每一个，也可单独地和共同地构想每一个。因此，在本实例中，具体设想了以下组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F中的每一个，并且应认为以上这些都是由A、B和C；D、E和F；以及实例组合A-D的内容公开的。同样，也具体设想并公开了上述的任何子集或这些子集的组合。因此，例如，具体设想了A-E、B-F和C-E的亚组，并应认为这些亚组是从A、B和C；D、E和F；以及示例性组合A-D的公开内容中公开的。这种概念适用于本公开的所有方面，包括但不限于，制造和使用公开的组合物的方法中的各步骤。因此，如果存在可进行的多个附加步骤，应当理解可通过所公开方法的任一特定实施方式或实施方式的组合来进行这些附加步骤中的每一个步骤，而且可具体设想每一个这样的组合且应当认为它是公开的。
除非具体指出有相反含义，一个组分的重量百分比以包含该组分的制剂或组合物的总重量为基准。
作为功能性材料的有机半导体可以用于各种应用，例如，包括，印刷电子器件、有机晶体管[包括有机薄膜晶体管(OTFT)和有机场效应晶体管(OFET)]、有机发光二极管(OLED)、有机集成电路、有机太阳能电池和一次性传感器。有机晶体管可以用于许多应用，包括智能卡、安全标签和平板显示器的底板。相比于无机半导体(例如硅)，有机半导体可以显著降低成本。从溶液中沉积出OSC能够获得快速、大面积的制造路线，例如各种印刷方法和卷到卷工艺。
由于有机薄膜晶体管的制造工艺不如常规硅基技术那么复杂，因此，有机薄膜晶体管特别令人感兴趣。例如，OTFT一般依赖低温沉积和溶液加工，当其与半导体共轭聚合物一起使用时可实现有价值的技术属性，例如与简单的书写印刷(write printing)技术、一般的低成本制造方法和挠性塑料基材相兼容。OTFT的其他潜在应用包括挠性电子纸、传感器、存储装置[例如，射频识别卡(RFID)]、用于供应链管理的远程可控智能标签、大面积挠性显示器和智能卡。
对于所有有机装置和大多数集成有机电路，图案化的半导体层相比于连续的层总得提供了两个益处。第一，OTFT中的图案化的有源层减少或消除了相邻装置之间的寄生电路(串扰)，因而得到了改进的导通/截止比，这是影响模拟应用中的对比率以及数字应用中的噪声水平的显著优点。当各装置共享共用栅极时，通过该共用栅极的泄漏电流显著，因此图案化甚至更加重要。第二，图案化的半导体膜从无源区域移除材料以用于光路或沉积后续的功能层。
不幸的是，用于无机半导体的常规光刻技术不可应用于大多数有机半导体，因为暴露于光致抗蚀剂和显影剂/剥离剂造成了对有源层和OTFT不可避免的损伤，由此显著降低了它们的电学和光学性质。除了光刻技术以外，还有许多努力来致力于开发新型的用于有机半导体的图案化方法。喷墨印刷和纳米压印光刻是最有前途的技术；但是，喷墨印刷受到图案分辨率有限且处理速度慢的困扰。对于在大面积基材上的高度集成电路，该缺点尤其严重。纳米压印的分辨率可达到高至<100nm；然而，该工艺是多步骤且耗时的。另外，其仍是实验室规模的工艺，缺少成熟的商业设备来实现低成本和自动化大量生产。此外，对于通过连续溶液沉积有机层制造的电子装置，喷墨印刷和纳米压印方法均遭受图案化层的抗化学/溶剂性差的问题，这导致装置性能变差，可靠性和再现性差。
对于半导体行业，高产出、可靠且得到充分证实的制造方法对于商业上的成功至关重要。因此，尽管已经开发了用于有机半导体的各种图案化方法(如上所述)，但是从未停止在材料和工艺开发方面做出努力以使有机半导体可与确立已久的光刻技术相容。
先前已经开发了由可UV交联的丙烯酸酯交联剂和半导体聚合物组成的可UV图案化的掺混物。该半导体光致抗蚀剂(称为SP-1)以高图案化分辨率，优异的抗化学性，出色的电性能和高至105个单元/cm2的高OTFT集成密度为特征。SP-1的实例包括但不限于转让给康宁股份有限公司的题为“UV PATTERNABLE POLYMER BLENDS FOR ORGANIC THIN-FILMTRANSISTORS(用于有机薄膜晶体管的可UV图案化的聚合物掺混物)”的第2021/0341838A1号美国公开中所述的那些，该文献通过引用全文纳入本文。然而，随着沟道宽度减小到低于10μm，SP-1的亚微米相分离结构(>150nm)导致了不尽如人意的装置间均匀性和急剧降低的电荷迁移率。
在SP-1之前，其他可UV图案化的半导体聚合物包括共轭骨架四噻吩-二酮基吡咯并吡咯(FT4-DPP)，其在DPP部分上设计有各种UV敏感性侧链。合成了五官能化DPP单体，并且通过常规的Still(斯蒂尔)反应将其结合到FT4-DPP半导体聚合物中。根据反应机理，将可UV图案化的FT4-DPP聚合物分成三类：丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯DPP的自由基交联，香豆素/肉桂酸盐/酯DPP的[2+2]环加成，以及t-Boc DPP(叔丁氧羰基DPP)的脱保护方案。然而，基于侧链官能化的可光交联的半导体聚合物在光刻图案化OTFT方面仅获得了有限的成功，这是由于它们的低图案化分辨率，不令人满意的电学性能和差的环境稳定性的缘故。另外，虽然可实现具有高电荷迁移率和亚微米分辨率的结晶有机半导体的图案化，但是由于结构各向异性导致的差的装置间均匀性妨碍了它们的工业应用。
全光刻有机电子器件的小型化和集成需要具有高效图案分辨率(EPR)的可靠半导体光致抗蚀剂。EPR定义为清楚地区分两个相邻特征图案，同时保持不妥协和一致的电学性能的临界尺寸。以等于或低于EPR来制造的半导体光致抗蚀剂可生产精确的图案并具有可预测性的电学特征，这保证了电路设计和制造可行性。目前没有可光交联的有机半导体聚合物或半导体光致抗蚀剂能够实现低于10μm的EPR，这对全光刻有机电子器件进一步减小装置尺寸和提高集成密度是一个巨大的障碍。
有机半导体(OSC)聚合物
OSC聚合物可以用于生产有机半导体装置。在实例中，聚合物掺混物包括有机半导体聚合物。在实例中，OSC聚合物具有完全共轭的主骨架。在实例中，OSC是二酮基吡咯并吡咯(DPP)稠合噻吩聚合材料。在实例中，稠合噻吩是β取代的。该OSC可以同时含有稠合噻吩和二酮基吡咯并吡咯单元。在实例中，OSC用于OTFT应用。例如，OSC聚合物可以包含式1或式2的重复单元、或者其盐、异构体或类似物：
其中，在式1和式2中：m是大于或等于1的整数；n是0、1或2；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8可以独立地为氢，取代或未取代的C4或更高级烷基，取代或未取代的C4或更高级烯基，取代或未取代的C4或更高级炔基，或者C5或更高级环烷基；a、b、c和d独立地为大于或等于3的整数；e和f为大于或等于0的整数；X和Y独立地为共价键，任选取代的芳基，任选取代的杂芳基，任选取代的稠合芳基或稠合杂芳基，炔或烯；并且A和B可以独立地为S或O中的任一者，条件是：(i)至少R1或R2中的一种；R3或R4中的一种；R5或R6中的一种；以及R7或R8中的一种是取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、或者环烷基；(ii)如果R1、R2、R3或R4中的任意一种是氢，则R5、R6、R7或R8均不为氢；(iii)如果R5、R6、R7或R8中的任意一种是氢，则R1、R2、R3或R4均不为氢；(iv)e和f不可同时为0；(v)如果e或f中的任意一者为0，则c和d独立地为大于或等于5的整数；以及(iv)所述聚合物具有分子量，其中，所述聚合物的分子量大于10,000。
在实施方式中，式1或式2定义的OSC聚合物能够在相对较低的温度下进行简单的晶体管制造，这对于获得大面积、机械挠性电子器件是尤为重要的。β取代的OSC聚合物也可有助于提高溶解度。
在实例中，OSC聚合物可以包含第一部分和第二部分，使得第一部分或第二部分中的至少一者包含至少一个可UV固化的侧链。在实例中，所述至少一个可UV固化的侧链包含以下中的至少一种：丙烯酸酯、环氧化物、氧杂环丁烷、烯、炔、叠氮化物、硫醇、烯丙氧基硅烷、酚、酐、胺、氰酸酯、异氰酸酯、甲硅烷基氢化物、查耳酮、肉桂酸盐/酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在实例中，仅第一部分包含所述至少一个可UV固化的侧链。在实例中，仅第二部分包含所述至少一个可UV固化的侧链。在实例中，第一部分和第二部分均包含所述至少一个可UV固化的侧链。
在实例中，例如当第一部分包含所述至少一个可UV固化的侧链时，第二部分包含式3-6的重复单元或其盐、异构体或类似物。在实例中，例如当第二部分包含所述至少一个可UV固化的侧链时，第一部分包含式3-6的重复单元或其盐、异构体或类似物。在实例中，在第一部分中，R5和R7是氢并且R6和R8是取代或未取代的C4或更高级烯基，并且第二部分包含式3-6的重复单元或其盐、异构体或类似物。在实例中，在第一部分和第二部分中，R5和R7是氢并且R6和R8是取代或未取代的C4或更高级烯基。在实例中，R5、R6、R7和R8中的至少一种包含：丙烯酸酯、环氧化物、氧杂环丁烷、烯、炔、叠氮化物、硫醇、烯丙氧基硅烷、酚、酐、胺、氰酸酯、异氰酸酯、甲硅烷基氢化物、查耳酮、肉桂酸盐/酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在实例中，R1、R2、R3和R4中的至少一种包含：丙烯酸酯、环氧化物、氧杂环丁烷、烯、炔、叠氮化物、硫醇、烯丙氧基硅烷、酚、酐、胺、氰酸酯、异氰酸酯、甲硅烷基氢化物、查耳酮、肉桂酸盐/酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。
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在一些实例中，所述至少一个可UV固化的侧链包括至少一个烷基链并且该烷基链被可通过[2+2]/[4+2]机理UV交联的官能团封端(例如，肉桂酸盐/酯、香豆素和查耳酮)。
在实例中，OSC的溶解度为0.5mg/mL、1mg/mL、2mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、20mg/mL、25mg/mL、30mg/mL、35mg/mL、40mg/mL，或者这些端点中的任何两个端点限定的任何范围，或者其中的任何数值。在实例中，OSC在室温下的溶解度为1mg/mL或更高。
在实例中，OSC的空穴迁移率为0.1cm2V-1s-1、0.25cm2V-1s-1、0.5cm2V-1s-1、0.75cm2V-1s-1、1cm2V-1s-1、2cm2V-1s-1、3cm2V-1s-1、4cm2V-1s-1、5cm2V-1s-1、10cm2V-1s-1、15cm2V-1s-1、20cm2V-1s-1、25cm2V-1s-1、30cm2V-1s-1、35cm2V-1s-1、40cm2V-1s-1，或者这些端点中的任意两个端点限定的任何范围，或者其中的任何数值。所述空穴迁移率可以等于或大于这些数值中的任意数值。在实例中，OSC的空穴迁移率为1cm2V-1s-1至4cm2V-1s-1。在实例中，OSC的空穴迁移率为2cm2V-1s-1。在实例中，OSC的空穴迁移率为2cm2V-1s-1或更高。
在实例中，OSC聚合物的导通/截止比大于104。在实例中，OSC聚合物的导通/截止比大于106。
在实例中，OSC聚合物在薄膜晶体管装置中的阈值电压为-20V、-15V、-10V、-5V、-4V、-3V、-2V、-1V、0V、1V、2V、3V、4V、5V、10V、15V、20V，或这些端点中的任何两个端点限定的任何范围，或者其中的任何数值。在实例中，OSC聚合物在薄膜晶体管装置中的阈值电压在1V至3V的范围内。在实例中，OSC聚合物在薄膜晶体管装置中的阈值电压为2V。
本文公开的OSC聚合物(例如具有至少一个可UV固化的侧链)能够进行直接UV交联和图案化，从而实现改进了的图案化效果和OFET装置性能。例如，相比于常规的光刻法(图19A-19E中所述)，可直接UV固化的杂型OSC聚合物将图案化加工步骤的数目减少到仅两步(例如，图20A-20C)。由于本文公开的杂型OSC聚合物的固有的可UV图案化的能力，因此不需要一些传统的加工步骤，例如，用可相容的光致抗蚀剂涂覆，对活性材料进行蚀刻，以及抗蚀剂剥离。这种制造步骤的减少直接有益于避免装置性能下降，这是因为避免了抗蚀剂涂覆期间的潜在的有害溶剂接触以及避免了侵蚀性等离子体蚀刻气氛。另外，步骤的减少也可以显著降低制造成本、设备投入，并且缩短OTFT制造的制造周期。
所公开的具有至少一个可UV固化的侧链的杂型OSC聚合物由于共价键交联，因此不具有相分离问题，并且具有更强的耐溶剂性。因此，它们更易于加工，使得可溶液加工的OSC薄膜具有更佳的重现性。本文公开的杂型OSC聚合物的化学和物理性质可通过控制不同单体之间的比值而高度可调。使用所公开的具有所述至少一个可UV固化的侧链的杂型OSC聚合物来形成的交联OSC聚合物网络有助于高温下的聚合物链排列，从而为由其制造的OTFT装置提供更高的耐温性，以及更长的装置寿命和更高的耐候性。
交联剂
在一些实例中，聚合物掺混物包含至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种交联剂，使得所述交联剂包括以下至少一种：丙烯酸酯、环氧化物、氧杂环丁烷、烯、炔、叠氮化物、硫醇、烯丙氧基硅烷、酚、酐、胺、氰酸酯、异氰酸酯、甲硅烷基氢化物、查耳酮、肉桂酸盐/酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。在实例中，所述至少一种交联剂包含C＝C键、硫醇、氧杂环丁烷、卤化物、叠氮化物或其组合。
在实例中，所述交联剂可以是与OSC聚合物反应的小分子或聚合物，取决于交联剂分子中存在的官能部分，所述反应通过一种反应机理或多种反应机理的组合进行。例如，包含硫醇基的交联剂可以通过硫醇-烯点击化学与OSC聚合物中的双键反应。在实例中，包含乙烯基的交联剂可以通过加成反应与OSC聚合物中的双键反应。在实例中，(包含硫醇、乙烯基等或其组合的)交联剂可以与OSC聚合物的侧链中包含的可交联官能团反应。例如，这些包含丙烯酸酯、环氧化物、氧杂环丁烷、烯、炔、叠氮化物、硫醇、烯丙氧基硅烷、酚、酐、胺、氰酸酯、异氰酸酯、甲硅烷基氢化物、查耳酮、肉桂酸盐/酯、香豆素、氟硫酸酯、甲硅烷基醚或其组合。
在可与任何其他方面或实施方式组合的方面中，所述至少一种交联剂包括以下至少一种：
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表1
光敏剂
在实例中，聚合物掺混物包含至少一种OSC聚合物、至少一种交联剂和至少一种光敏剂。在实例中，聚合物掺混物包含至少一种OSC聚合物和至少一种光敏剂。
光敏剂是在光化学过程中能够使另一个分子发生化学变化的分子，并且其可以用于光聚合、光交联和光降解聚合物化学反应。光敏剂还用于在有机分子中产生三线激发态以用于光催化、光子上转换和光动力治疗。从功能上，光敏剂吸收紫外(UV)或可见电磁辐射，并且将这些能量传递给可能电离的相邻分子。另外，光敏剂通常具有大的离域π体系，其降低了HOMO轨道的能量。
在实例中，所述至少一种光敏剂可以包括具有下表2所示的化学结构的那些：
表2
添加剂
在实例中，聚合物掺混物包含至少一种OSC聚合物、至少一种交联剂、至少一种光敏剂和至少一种添加剂，例如抗氧化剂(即，氧抑制剂)、润滑剂、增容剂、流平剂、成核剂或其组合。在实例中，氧抑制剂包括酚、硫醇、胺、醚、亚磷酸酯、有机膦、羟胺或其组合。在实例中，聚合物掺混物包含至少一种OSC聚合物、至少一种光敏剂和至少一种添加剂。
聚合物掺混物
在实例中，包含OSC聚合物的装置的性能可以通过使OSC聚合物与交联剂掺混得到改进。在实例中，在溶剂中将OSC聚合物与交联剂掺混。在实例中，所述溶剂为氯仿、甲乙酮、甲苯、二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,3,4-四氢化萘、萘、氯萘或其组合。在实例中，可以使用不止一种溶剂的混合物。
在实例中，所述至少一种OSC聚合物以下述量存在：1重量％、或2重量％、或3重量％、或5重量％、或10重量％、或15重量％、或20重量％、或25重量％、或30重量％、或35重量％、或40重量％、或50重量％、或60重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％、或95重量％、或99重量％，或者以这些端点中的任意两个端点限定的任意范围的量存在。在实例中，所述至少一种交联剂以下述量存在：0.1重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.5重量％、或0.8重量％、或1重量％、或2重量％、或3重量％、或5重量％、或10重量％、或15重量％、或20重量％、或25重量％、或30重量％、或35重量％、或40重量％、或45重量％、或50重量％、或55重量％、或60重量％、或65重量％、或70重量％、或75重量％、或80重量％、或85重量％、或90重量％、或95重量％、或99重量％，或者以这些端点中的任意两个端点限定的任意范围的量存在。在实例中，所述至少一种光敏剂以下述量存在：0.1重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或0.6重量％、或0.7重量％、或0.8重量％、或0.9重量％、或1重量％、或1.5重量％、或2重量％、或2.5重量％、或3重量％、或3.5重量％、或4重量％、或4.5重量％、或5重量％、或6重量％、或7重量％、或8重量％、或9重量％、或10重量％，或者以这些端点中的任何两个端点限定的任何范围的量存在。在实例中，所述至少一种抗氧化剂、润滑剂、增容剂、流平剂或成核剂各自可以独立地以下述量存在：0.05重量％、或0.1重量％、或0.2重量％、或0.3重量％、或0.4重量％、或0.5重量％、或0.6重量％、或0.7重量％、或0.8重量％、或0.9重量％、或1重量％、或1.5重量％、或2重量％、或2.5重量％、或3重量％、或3.5重量％、或4重量％、或4.5重量％、或5重量％，或者以这些端点中的任意两个端点限定的任意范围的量存在。
在实例中，所述掺混物由本文所述的OSC聚合物组成。在实例中，所述掺混物包括以下至少两种：本文所述的OSC聚合物、交联剂、光敏剂和添加剂。在实例中，所述掺混物包括以下至少三种：本文所述的OSC聚合物、交联剂、光敏剂和添加剂。在实例中，所述掺混物包括以下全部：本文所述的OSC聚合物、交联剂、光敏剂和添加剂。
OTFT装置制造
使用OTFT装置的应用要求对有机半导体材料进行图案化以防止不期望的高截止电流以及相邻装置之间的串扰。如上所述，光刻法是半导体装置制造中的一种常见的图案化技术。然而，光刻法在图案转移或光致抗蚀剂移除期间常涉及苛刻的O2等离子体，以及涉及侵蚀性显影溶剂，它们可能严重地损坏OSC层并导致OTFT装置性能显著下降。换言之，当将共轭有机材料暴露于光时，这些材料往往降解，并且用于光刻法的化学物质对有机薄膜晶体管可具有不利影响。因此，使用光刻法对有机半导体材料进行图案化是不实用的。
图19A-19E例示了传统的利用光致抗蚀剂对有机半导体材料进行图案化的技术100。在第一步中(图19A)，将掺混的OSC聚合物薄膜104沉积在基材102上方，随后在图19B中，将光致抗蚀剂层106沉积在薄膜104上。任选地，可以对薄膜104进行热退火。可以使用本领域已知的方法(例如旋涂)进行光致抗蚀剂沉积。例如，通过将固体组分溶解在溶剂中而将光致抗蚀剂转变成液体形式，将液体形式的光致抗蚀剂倒到基材上，然后使其在转盘上高速旋转以产生所需的膜。随后，可以使得到的抗蚀剂膜经受后施加烘烤工艺(即，软性烘烤或预烘烤)以在移除过量溶剂时干燥光致抗蚀剂。
在图19C的步骤中，将光致抗蚀剂层106暴露于穿过母图案的UV光112，从而形成光致抗蚀剂层106的交联程度更高的部分110，所述母图案被称为光掩膜108，其定位在离光致抗蚀剂层106一定距离处。暴露于UV光的作用在于改变光致抗蚀剂在后续的显影剂溶剂溶液中的溶解度以在基材顶部上形成图案。在显影之前，可以使抗蚀剂层经受后暴露烘烤。在图19D的步骤中，光致抗蚀剂层的图案116通过减成蚀刻114(即，O2等离子体干法蚀刻)而被转移到薄膜104中。经过图案化的光致抗蚀剂层116“抵抗”蚀刻，并且保护由光致抗蚀剂覆盖的材料。当蚀刻完成时，剥离光致抗蚀剂[例如使用有机溶液或无机溶液以及干法(等离子体)剥离]，从而留下被蚀刻到薄膜层中的所需图案118。
然而，如上所述，传统的光刻工艺的各个方面(例如图案转移期间的苛刻的O2等离子体以及侵蚀性光致抗蚀剂显影溶剂和/或剥离溶剂)可能严重地损坏OSC层并导致装置性能显著下降。
图20A-20C例示了根据实施方式所述的有机半导体掺混物的图案化技术200。在第一步中(图20A)，将掺混的OSC聚合物薄膜204沉积在基材202上方。任选地，可以对薄膜204进行热退火。在实施方式中，沉积包括下述中的至少一种：旋涂；浸涂；喷涂；电沉积；弯月面涂覆；等离子体沉积；以及辊涂、幕涂和挤出涂覆。薄膜204被制备成如上所述的聚合物掺混物，其包含至少一种有机半导体(OSC)聚合物，以及任选地，至少一种交联剂、至少一种光敏剂和至少一种添加剂。
在实例中，所述掺混包括：将所述至少一种OSC聚合物溶于第一有机溶剂中以形成第一溶液；将所述至少一种交联剂溶于第二有机溶剂中以形成第二溶液；以及将至少一种光敏剂溶于第三有机溶剂中以形成第三溶液；并且以任何合适的顺序将第一溶液、第二溶液和第三溶液合并以形成聚合物掺混物。在实例中，可以同时合并第一溶液、第二溶液和第三溶液。在实例中，可以在单一有机溶剂中一起制备所述至少一种OSC聚合物、至少一种交联剂和至少一种光敏剂。聚合物掺混物中的每种组分的重量组成如上文所述来提供。
在实例中，在掺混的OSC聚合物薄膜沉积在基材上方之后，并且在将该薄膜暴露于UV光之前，可以在50℃至200℃范围内的温度下对该薄膜加热10秒至10分钟范围内的时间，以移除过量溶剂。
在第二步(图20B)中，将薄膜204暴露于穿过光掩膜206的UV光208，以形成薄膜204的交联程度更高的部分210。在实例中，所述暴露包括：将薄膜暴露于能量在10mJ/cm2至600mJ/cm2范围内(例如400mJ/cm2)的UV光，暴露1秒至60秒范围内(例如10秒)的时间。在实例中，UV光的能量可以在300mJ/cm2至500mJ/cm2的范围内，并且操作时间可以在5秒至20秒的范围内。类似于图19A-19E所述的光致抗蚀剂的功能，暴露于UV光的作用在于改变薄膜在后续的显影剂溶剂溶液中的溶解度以在基材顶部上形成图案。
在图20C的步骤中，当光暴露完成时，使用预定溶剂212剥离未暴露于UV光208的薄膜204的部分，从而留下到薄膜层中的所需图案214。换言之，在溶剂中对交联程度更高的部分210显影，以移除薄膜204的未图案化区域。在实例中，显影包括：将薄膜的未图案化区域暴露于某种溶剂中，暴露10秒至10分钟范围内的时间，所述溶剂包括：氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2,4-三氯苯、二氧杂环己烷、对二甲苯、间二甲苯、甲苯、环戊酮、环己酮、乳酸甲酯、2-丁酮、2-戊酮、3-戊酮、2-庚酮、3-庚酮、苯甲醚、1,3,5-三甲基苯、十氢化萘、丁基苯、环辛烷、1,2,3,4-四氢化萘、氯仿或其组合。在实例中，显影剂溶液包括氯苯、对二甲苯、二氧杂环己烷或其组合。
在实例中，在溶剂中对图案化的薄膜进行显影以移除薄膜的未图案化区域后，可以在50℃至200℃范围内的温度下对该薄膜加热10秒至30分钟范围内的时间。
随后，通过如下步骤可以完成OTFT装置，所述步骤为：在基材上方形成栅电极；在基材上方形成栅极电介质层；在栅极电介质层上方形成图案化源电极和漏电极；在栅极电介质层上方形成有机半导体有源层；以及在图案化的有机半导体有源层上方形成绝缘体层。(图21和22)。
实施例
通过以下实施例进一步阐述本文所述的实施方式。
除非另有说明，否则所有的实验操作在通风橱中进行。
实施例1——SP-2的组成
SP-2包括至少两种半导体聚合物PTDPPTFT4-0C和PTDPPTFT4-10C以及光敏剂(Irgacure ITX,BASF公司)。在实施例中，光敏剂是来自表2的P1(CAS号5495-84-1)。PTDPPTFT4-0C和PTDPPTFT4-10C以1:1的重量比溶于氯苯(CB)以获得伪均质掺混溶液，其中，聚合物浓度为10mg ml-1。在光刻之前，向上述掺混溶液中添加ITX(3重量％的半导体聚合物)。
第一对照样品包括PTDPPTFT4-5C和3重量％的光敏剂。
第二对照样品是包含重量比为1:1的PTDPPTFT4-0C和丙烯酸酯交联剂(三[2-(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯)的改性SP-1聚合物。
图1例示了半导体聚合物PTDPPTFT4-zC的聚合物结构，其中，x和y是DPP单体、所示的SP-2、第一对照、第二对照的相对摩尔比。
实施例2——OTFT的制造
n型重掺杂的Si晶片连同300nm SiO2层(比电容COX＝11nF cm-2)分别用作底栅电极和电介质层。为了制造BGBC结构的OTFT，通过光刻过程(使用S1813光致抗蚀剂)在原始SiO2/Si基材上热蒸发5/60nm厚的Cr/Ag层作为底S/D电极。用剥离器(Remover PG，MicroChem公司)剥离后，用去离子(DI)水和乙醇清洗带有S/D电极的基材，然后用100W功率的空气等离子体处理30秒。在真空烘箱中在120℃的温度下用十八烷基三氯硅烷(OTS)处理刚清洁的基材，形成OTS自组装单层，然后依次在庚烷、乙醇和氯仿中进行超声处理，以移除多余的OTS分子。最后，通过旋涂在刚处理的基材上沉积10mg ml-1SP-2溶液。
通过Microwriter ML3激光直写光刻机(Durham Magneto Optics有限公司)实现光刻。下面描述用于SP-2的简化光刻过程：在130℃下预烘烤旋涂的膜2分钟，然后通过掩模对准器(385nm UV光源)以预定的暴露剂量(1200～2800mJ cm-2)暴露。随后，将刚暴露的膜浸泡在氯苯(CB)中30秒，同时振荡。最后，进行170℃下后烘烤10分钟以完成光刻。为了制造BGTC结构的OTFT，使用类似的过程，不同之处在于在S/D电极之前制造半导体层。
实施例3——OTFT阵列和电路
为了制造掩埋的栅电极，在金属沉积(5/25nm Cr/Au)之前，用10％HF蚀刻涂覆有图案化光致抗蚀剂S1813(Microposit)的SiO2/Si晶片20秒。使用可光交联的丙烯酸酯树脂作为有机电介质，其包括77重量％的丙烯酸乙酯(EA)，10重量％的甲基丙烯酸2-(乙磺酰基)乙酯，10重量％的三[2-(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯，1重量％的硫醇添加剂[三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)]，和2重量％的光引发剂[二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦(TPO)]。
通过以3000rpm的转速旋涂30秒，在栅电极上沉积丙烯酸酯树脂，随后预烘烤(80℃,2分钟)以稳定膜的品质。在预烘烤之后，将膜暴露于385nm UV光，并且剂量为1200mJcm-2，通过在丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)下显影15秒获得图案。随后，通过光刻过程和热蒸发，图案化出5/60nm厚的Cr/Ag S/D电极。通过上述简化的光刻过程，使用SP-2/50图案化半导体沟道。除了热蒸发外，包括光刻、退火和旋涂在内的所有过程均在周围大气下进行。
实施例4——甲基丙烯酸酯官能化的半导体聚合物X-190401和烷基侧链半导体聚 合物C255的UV图案化
以10mg/mL的浓度将X-190401和C255(1:1的重量比)溶于氯苯中。在60℃下搅拌混合溶液过夜。在室温下向溶液中加入3重量％的光引发剂TPO。混合后，以合适的速度将溶液旋涂在玻璃上并持续预定的时间。接着，在80℃下预烘烤由C255和X-190401组成的涂层，接着在具有400mJ/cm2的365nm UV汞灯下进行UV暴露。随后，使涂层在1,3,5-三甲苯中显影30秒，随后通过空气枪立即干燥。
实施例5——表征
SP-2证明比可UV交联的肉桂酸盐/酯官能化的半导体聚合物具有更好的图案化性能。
基于图3的溶解度曲线来评估SP-2的灵敏度(S)和对比度(γ)。图3例示了SP-2和PTDPPTFT4-5C的对比度曲线。γ通过方程(1)来计算：
γ＝[log(D100/D0)]-1 (1)
其中，D100和D0分别对应于完全反应(D100)和初始反应(D0)的暴露剂量。对比度是在光致抗蚀剂材料的暴露之前和之后，化学物质的溶解度的变化率。D50定义为灵敏度。对比度(γ)是使用方程(1)计算的数值并且绘制于图3。如图3所示，SP-2和PTDPPTFT4-5C具有负性光致抗蚀剂的典型特征。随着暴露剂量增加，膜厚度以很好的线性增加。PTDPPTFT4-5C的γ(高至1.40)和SP-2的γ(高至1.31)大于1。相比于PTDPPTFT4-5C(1361mJ cm-2)，SP-2具有更小的灵敏度(924mJcm-2)。在图3中，灵敏度是与等于0.5的y轴值(相对残余厚度)相对应的x轴值(暴露剂量)。
图4A-4C例示了SP-2的线状图案的OM图像，并且图4D-4F例示了PTDPPTFT4-5C的线状图案的OM图像(比例尺为5μm)。图5A例示了SP-2的块状图案的AFM图像，并且图5B例示了PTDPPTFT4-5C的块状图案的AFM图像(比例尺为2.5μm)。图4A-4C和5A证明了SP-2用于线状和块状图案的出色的光刻性能。图案边缘清晰并且统计学最小线宽低至0.8μm，接近掩模对准器的分辨率极限。对于PTDPPTFT4-5C，垂直方向上的线形图案在显影后明显变形(图4D-4F)，并且发现块形阵列图案具有不均匀的表面和模糊边缘(图5B)。
包含1:1重量比的PTDPPTFT4-0C和PTDPPTFT4-10C的SP-2展现出在迁移率与图案 化性能之间有最佳的平衡。
图6例示了内桂酸盐/酯-DPP比值对SP-2(绿色/浅色)和PTDPPTFT4-zC(红色/深色)的电荷迁移率的影响。
通过底栅底接触(BGBC)结构的OTFT装置来评估SP-2的电学性能。为了改善装置性能，用十八烷基三氯硅烷(OTS)的自组装单层来对SiO2/Si晶片进行改性。对于可UV交联的半导体聚合物PTDPPTFT4-zC，随着肉桂酸盐/酯-DPP的比值增加，迁移率从0.63cm2V-1s-1线性下降到0.09cm2V-1s-1(图6)。PTDPPTFT4-5C(～0.3cm2V-1s-1)仍是PTDPPTFT4-0C的迁移率的约50％。
相较之下，用重量比分别为4:1、2:1、1:1、1:2和1:4的PTDPPTFT4-0C和PTDPPTFT4-10C制备五种伪均质半导体光致抗蚀剂SP-2。SP-2的迁移率仅略微下降，直到1:1的重量比的点(即50％肉桂酸盐/酯-DPP含量)，其中，SP-2的平均迁移率为0.55cm2V-1s-1，这等于PTDPPTFT4-0C的迁移率的88.7％。
随着PTDPPTFT4-10C的重量比进一步增加，迁移率迅速下降。值得注意的是，PTDPPTFT4-0C和PTDPPTFT4-10C的重量比为1:1的SP-2展现出在迁移率与图案化性能之间有最佳的平衡，而发现包含更少PTDPPTFT4-10C的SP-2在显影后易在基材上留下残余物，而更高的PTDPPTFT4-10C比值导致迅速变差的电荷迁移率。在以下描述中，SP-2/50具体指包含1:1重量比的PTDPPTFT4-0C和PTDPPTFT4-10C的掺混物。
SP-2展现出出色的加工和环境稳定性
图7例示了SP-2/50和PTDPPTFT4-5C的加工和环境稳定性。在UV暴露后，SP-2的迁移率从0.53cm2V-1s-1增加到0.72cm2V-1s-1，然后在显影后(浸泡在氯苯中30秒)下降到0.55cm2V-1s-1，并且在显影剂中浸泡100分钟后几乎保持不变。相较之下，PTDPPTFT4-5C的迁移率在整个光刻过程中从0.340cm2V-1s-1逐渐下降到0.305cm2V-1s-1,0.173cm2V-1s-1和0.151cm2V-1s-1，显示出明显下降53％。
SP-2的电荷迁移率与沟道宽度无关
图8例示了从中心到外周，分别具有1μm、5μm、10μm、20μm和50μm的增加的沟道宽度的五(5)个同心圆OTFT阵列(比例尺为5mm)。每个阵列包括十二(12)个窄沟道装置，并且宽度与长度比为1:3。已经确定，随着沟道宽度减小，平均迁移率几乎保持不变(～0.4cm2V-1s-1)。图9A例示了在各种沟道宽度下的SP-2/50的电荷迁移率，并且图9B例示了SP-2/50的光学显微(OM)图，其中，沟道方向垂直于离心力(比例尺为500μm)。迁移率分布仍是窄的(即，相比于图10A中的SP-1)，即便对于1μm的最小沟道宽度(图9A)也如此。图10A例示了在各种沟道宽度下的SP-1的电荷迁移率，并且图10B例示了SP-1的OM图，其中，沟道方向垂直于离心力(比例尺为500μm)。相较之下，随着沟道宽度变得更小，SP-1的迁移率逐渐下降，伴随着逐渐加宽的迁移率分布(图10A)。尤其是在1μm沟道宽度的情况中，装置显示出巨大的迁移率变化并且具有16.7％的相对较高的失效率。
SP-2的电荷迁移率与离心方向无关。
图11A例示了在沟道方向垂直于离心力的情况下，在各种沟道宽度下的SP-2/50的电荷迁移率，图11B例示了在沟道方向平行于离心力的情况下，在各种沟道宽度下的SP-2/50的电荷迁移率。如图11A和11B所示，SP-2/50的电荷迁移率对沟道方向不敏感，例如，沟道方向垂直或平行于离心力的装置展现出极类似的电荷迁移率和窄的分布，表明各向同性的短程聚集是SP-2的主导分子排序模式。沟道方向是截流子从源极到漏极的运输方向。基于PTDPPTFT4的半导体聚合物通常是半晶体结构。此处，SP-2/50C具有较低的结晶并具有较小的域尺寸，这对应于短程聚集。在沉积期间，这些小晶粒随机取向，形成了各向同性的短程聚集。除了上述结晶区域之外，半导体薄膜也具有非晶区域。因此，各向同性短程聚集是SP-2的主要分子排序模式。
图12证明了减小到亚微米规模的极佳的图案化分辨率。
SP-2的均匀且伪均质形貌
图13A和13B例示了PTDPPTFT4-5C(图13A)和SP-2/50(图13B)的透射电子显微(TEM)图像。该附图清楚地证明了显影后的PTDPPTFT4-5C具有束状聚集和大至100nm的缺陷，而显影后的SP-2/50以均匀、有序和无定形结构为特征。缺陷限制了载流子的移动，导致阈值电压改变以及载流子迁移率减小。在这之中，迁移率是最关键的装置性能指标。缺少缺陷或有序结构有益于载流子的运输，得到更高的迁移率。
图14A和14B例示了PTDPPTFT4-5C(图14A)和SP-2/50(图14B)的聚集结构。PTDPPTFT4-5C的交联侧链严重破坏了相邻分子之间的共轭骨架的有序堆叠。SP-2/50具有交联相和导电相，而交联相对导电相的聚集没有影响。结果，SP-2/50在小区域内保持有序聚集。
缩小规模制造具有改进的电学性能和更低的功率消耗的有机装置
得益于高效的图案化分辨率(EPR)，SP-2能够实现接近亚微米规模的有机装置的缩小规模制造。通过全光刻，制造了两种尺寸的OTFT、P沟道金属氧化物半导体(PMOS)反相器和3级环形振荡器(RO)。图15例示了具有高至106个单元/cm2的高装置密度的BGBC构造的OTFT阵列的光学显微(OM)图像。光图案化的SP-2/50具有小至0.8μm的线宽(比例尺为20μm)。图16A-16F例示了缩小规模的OTFT(图16A,16B)，PMOS反相器(图16C,16D)和三级环形振荡器(图16E,16F)的OM图像。图16A、16C和16E是原始装置，而图16B、16D和16F是缩小装置。
图17A-17C例示了缩小规模的OTFT(图17A)，PMOS反相器(图17B)和三级环形振荡器(图17C)的电学性能。红线(深色线)是原始装置，而绿线(浅色线)是缩小装置。缩小的OTFT(5×3μm,L×W)在-30V下操作，该电压仅是原始装置(50×30μm,L×W)的供应电压的一半，并且其保持了几乎相同的导通状态电流，因此，实现了50％的截止功率消耗。另外，其亚阈值斜率(7V dec-1)比原始装置的(9V dec-1)小，这对应于更快的导通-截止切换。以这种方式，缩小的反相器以20的更高增益更快地转化电信号。原始RO仅可在60V下工作并且具有～1Hz的低振荡频率。相较之下，缩小的RO可在30V下工作并且振荡频率为～100Hz，高两个数量级。
甲基丙烯酸酯官能化的半导体聚合物X-190401和烷基侧链半导体聚合物C255的 UV图案化
图18例示了C255/X-190401掺混物(新鲜溶液)的UV图案的OM图像(左)以及C255/X-190401掺混物(在室温下老化7天的溶液)的UV图案的OM图像(右)。X-190401和C255掺混物在具有400mJ/cm2的365nm UV汞灯下UV图案化。图案具有清晰边缘并具有约20nm的均匀厚度。7天老化溶液可提供边缘清晰的UV图案，并且膜厚度增加到约50nm。换言之，图18证明了除了肉桂酸盐/酯官能团的[2+2]机理外，该方法也可适用于自由基交联机理(X-190401)。
实施例6——OTFT装置的一般制造程序
在实施例中，可如下所述形成底栅底接触OTFT装置：将金(Au)或银(Ag)栅电极图案化到基材上，随后将电介质旋涂到基材上并进行处理以获得栅极电介质层。在对Au或Ag源电极和漏电极进行图案化后，可以通过本文所述的图案化材料和方法将OSC层形成到10nm至200nm的厚度。最后，设置绝缘体层。图21示出了所形成的OTFT装置的一个实例。
在另一个实例中，可如下所述形成底栅底接触OTFT装置：将金(Au)或银(Ag)栅电极图案化到基材上，随后将电介质旋涂到基材上并进行处理以获得栅极电介质层。在形成OSC层后，在其上图案化Au或Ag源电极和漏电极。最后，设置绝缘体层。图22示出了所形成的OTFT装置的一个实例。
有机半导体(OSC)聚合物、交联剂、光引发剂、添加剂、聚合物掺混物和装置制造方法的实例包括但不限于题为UV PATTERNABLE POLYMER BLENDS FOR ORGANIC THIN-FILMTRANSISTORS(用于有机薄膜晶体管的可UV图案化的聚合物掺混物)的第2022/0006016A1号美国公开，题为PHOTO-PATTERNABLE CROSS-BRED ORGANIC SEMICONDUCTOR POLYMERS FORORGANIC THIN-FILM TRANSISTORS(用于有机薄膜晶体管的可光图案化的杂型有机半导体聚合物)的第17/440387号的美国申请，以及题为PHOTO-PATTERNABLE ORGANICSEMICONDUCTOR(OSC)POLYMERS FOR ORGANIC THIN-FILM TRANSISTOR(用于有机薄膜晶体管的可光图案化的有机半导体(OSC)聚合物)的第2021/0367153A1号的美国申请中所述的那些，所述文献各自被转让给康宁股份有限公司，并且通过引用全文纳入本文。
因此，如本文所提出的，公开了得到改进的伪均质可光图案化的半导体聚合物掺混物及其用于有机薄膜晶体管的OSC层的用途。
包含两种相同的共轭骨架的半导体聚合物的半导体光致抗蚀剂SP-2能够同时实现亚微米的EPR，优异的装置间均匀性，以及非常优异的各向同性电荷迁移率(～0.55cm2V- 1s-1)而与沟道宽度和加工条件无关。这些有希望的性质可以归因于SP-2的伪均质结构，其特征在于低至～10nm尺寸的微观相分离，以及通过自限制排序效应增强的各向同性短程聚集。伪均质结构的定义意为复合材料的相分离尺寸极小，使得它们的均匀性接近为均质材料。在复合材料沉积期间，在不同种类的结晶域的生长之间存在竞争关系，显示出互相抑制，因此，形成了不那么有序的结晶域。结果，随着沟道宽度从50μm减小到1μm，基于光图案化的SP-2的OTFT保持了几乎不变的电荷迁移率。将沟道宽度进一步减小到0.8μm提供了装置密度高达106个单元/cm2的OTFT阵列，其比SP-1的高一个数量级。另外，SP-2还用于制造低功率消耗、高性能的有机集成电路，例如反相器和环形振荡器。
优点
相比于亚微米(>150nm)相分离的SP-1，SP-2的相分离规模小一个数量级。因此，该伪均质掺混物实现了光图案化的OTFT的目前为止最窄的0.8μm沟道宽度，以及高至106个单元/cm2的最高的晶体管集成密度。
SP-2的强的短程各向同性聚集和弱的远程结晶度和取向使得在高电荷迁移率和各向同性装置性能之间实现了良好平衡，它们独立于沟道宽度和旋涂的离心力。
如本文所使用的，术语“大约”、“约”、“基本上”和类似术语旨在具有与本公开主题所涉及的领域中的普通技术人员通常及可接受的用法相一致的广泛含义。审阅本公开的本领域技术人员应当理解，这些术语旨在允许对所述及要求保护的某些特征进行描述而不是将这些特征的范围限制于所提供的精确数值范围。因此，这些术语应被解释为表示所述及要求保护的主题的非实质性或微小的修改或变更被认为是在所附权利要求书中所述的本发明的范围内。
如本文中所使用的，“任选的”或“任选地”等旨在表示随后描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的实例及不发生的实例。除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其对应的定冠词“该(所述)”表示至少一(个/种)，或者一(个/种)或多(个/种)。
本文提及的元件位置(例如，“顶”、“底”、“上方”、“下方”等)仅用于描述附图中各个元件的取向。应理解的是，各个元件的取向可以根据其他示例性实施方式而有所不同，并且这种改变旨在涵盖在本公开的范围内。
对于本文中使用的基本上任何的复数和/或单数术语，本领域技术人员可以适当地从复数转换为单数形式和/或从单数转换为复数形式，只要其适用于上下文和/或应用。为了清楚起见，可以在本文中明确说明各种单数/复数排列。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离所要求保护的主题的精神或范围的情况下进行各种修改和变动。因此，所要求保护的主题不受所附权利要求书及其等同形式以外的任何内容所限。

Claims (6)

1.一种半导体装置，其包括：
至少一种有机半导体(OSC)聚合物和至少一种光敏剂，
其中，所述至少一种OSC聚合物是二酮基吡咯并吡咯-稠合噻吩聚合物材料，其中，所述稠合噻吩是β取代的。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，该至少一种OSC聚合物包括第一OSC聚合物和第二OSC聚合物。
3.如权利要求2所述的半导体装置，其中，第一OSC聚合物和第二OSC聚合物具有相同的共轭骨架。
4.如权利要求2所述的半导体装置，其中，第一OSC聚合物与第二OSC聚合物的重量比为4:1至1:4。
5.如权利要求4所述的半导体装置，其包括至少0.40cm2V-1s-1的各向同性电荷迁移率。
6.如权利要求1所述的半导体装置，其包括底栅底接触(BGBC)构造的有机薄膜晶体管(OTFT)阵列。
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