CN1823027A - 双(2－并苯基)乙炔半导体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了可用作有机半导体的双(2－并苯基)乙炔化合物。所述化合物用作OTFT中的活性层时，可显示出与并五苯相当的器件特性，例如电荷－载体迁移率和电流开/关比。本发明还描述了包含至少一种本发明化合物的半导体器件；以及包含诸如薄膜晶体管或晶体管阵列和场致发光灯的半导体器件的制品。

Description

双(2-并苯基)乙炔半导体
发明领域
本发明涉及用作半导体的有机化合物，另一方面，本发明涉及包含所述化合物的器件，以及制造包含所述化合物的器件的方法。
发明背景
常规而言，无机硅和砷化镓半导体、二氧化硅绝缘体及诸如铝和铜的金属支配着半导体工业。但近来，对采用有机薄膜晶体管(OTFT)的研究力度正在增加，其用作基于无机材料组的常规器件的替代。使用有机材料除具有其他益处外，其可降低电子器件的制造成本，可大面积应用，并使得可采用用于显示器底板或集成电路的柔性电路支撑。
已将多种材料认定作为有机半导体，最常见的是实例为并四苯和并五苯的稠合并苯，包含噻吩或芴单元的寡聚材料，以及诸如区域规则性聚(3-烷基噻吩)的聚合材料。尽管聚合物可由溶液进行涂覆，但其器件性能差于高真空蒸气沉积法制得的良序薄膜。对基于并五苯的晶体管，已有报道高达3.3cm2V-1s-1的正电荷载体迁移率(p型)(Kelley，T.W.；Boardman，L.D；Dunbar，T.D.；Muyres，D.V.；Pellerite，M.；Smith，T.P.J.Phys.Chem.B2003，107，5877-5881)，高于108的开/关电流比(Knipp，D.；Street，R.A.；Vlkel，A.；Ho，J.J.Appl.Phys.2003，93，347-355)，以及低于0.5V的亚阈值电压(Klauk，H.；Halik，M.；Zschieschang，U.；Schmid，G.；Radlik，W.；Weber，W.J.Appl.Phys.2002，92，5259-5263)。这些数值与基于无定形硅的器件的数值相当，或者优于后者。
但是，仍存在一些领域，其中作为替换性选择的半导体材料能够提供改进之处。器件的结构、材料的选择和衬底的粗糙度均影响到器件的性能。在基于并五苯的器件中，这些差异部分导致了一些多晶型体的存在。对各多晶型体或结晶相而言，并五苯分子的排列或结构序列均不相同，该结构序列决定了器件的电子性能。并五苯所采用的结晶相依赖于晶体形成的过程和条件。由并五苯形成的薄膜可通过暴露于诸如异丙醇、丙酮或乙醇的溶剂而转化成容积相(例如参见Gundlach等，Appl.Phys.Lett.，2000，74(22)3302.)。另外，并五苯的长期氧化性和热稳定性尚不知晓，基于并五苯的半导体器件的寿命也不知晓。对于有机半导体的应用而言，合成和纯化的容易度是必须考虑的另一因素。最后，对于特定的应用很可能需要有具有一系列物理和化学性质的不同有机半导体材料。
发明概述
鉴于前述，本发明人意识到对于提供稳定和可重现性电学特性的新型有机半导体存在需求。
简言之，本申请公开了用作有机半导体的双(2-并苯基)乙炔化合物。已经发现，当将上述化合物用作OTFT中的活性层时，其显示出与并五苯相当的器件特性，如电荷载体迁移率和电流开/关比。本发明的化合物能可靠地制得，并在远低于其分解点的温度下通过梯度升华而纯化至半导体级别。
由此，对于提供有用器件性能和稳定性、并且对于无定形硅或基于并五苯的器件是可行的替换性选择的新型半导体领域而言，本申请公开的化合物满足了其需求。
本申请还公开了包含至少一种本发明化合物的半导体器件；以及包含所述半导体器件的制品。例如，特别优选的器件包括薄膜晶体管或晶体管阵列，以及场致发光灯。
如此处所用“层”指的是采用诸如溶液涂覆法或蒸气沉积法由前体化合物形成于衬底上的任何层。术语“层”包括特定用于半导体工业的层，例如“阻挡层”、“介电层”、“绝缘层”和“导电层”。(术语“层”与半导体工业中频繁使用的术语“膜”是同义的)。术语“层”也包括半导体技术之外的技术领域中的层，例如玻璃上的涂层。此处所用的“介电层”或“闸电介质”是指具有相对高介电常数的层(或膜)。
附图简述
图1是实施例2的差分扫描量热图。
图2是实施例4的吸收和发射光谱数据。
图3是实施例5的原子力显微照片的数字图象。
图4是实施例3的X-射线衍射数据。
图5是实施例6的转移曲线。
发明详述
实施例
本文公开的双(2-并苯基)乙炔化合物用作有机半导体。所述化合物具有如下的通式：
Figure A20048002033200081
其中各Ac基独立地选自萘(Np)、蒽(An)或并四苯(Tet)。通过并苯环的2位将Ac单元偶合至中央的乙炔化物单元。末端环，即距乙炔化物远侧的环，可被取代或未取代，优选为未取代。若被取代，则优选为对称取代，尽管意识到非对称性类似物可提供相同的用途。
通常对带有稠合芳环体系的化合物给出编号顺序，其中对仅属于一个环的成员的各碳原子进行编号(例如参见James E.Banks，NAMING ORGANIC COMPOUNDS：A PROGRAMMEDINTRODUCTION TO ORGANIC CHEMISTRY，Saunders CollegePublishing，124页，PA(1976).)。如下示出了对并苯通常所采用的编号顺序。
如前指出，乙炔化物部分连接至并苯环系的2-位。并苯可在萘环的5-、6-、7-或8-位，或者在蒽环的5-、6-、7-或8-位，或者在萘环的7-、8-、9-或10-位被进一步取代。本发明的取代并苯化合物可包含至少一个选自给电子取代基、卤素取代基及其组合的取代基。若并苯在末端环处被取代，则优选该取代导致对称性取代，即萘或蒽环的6-位，或者并四苯的8-位。一个或两个并苯环均可被取代。
若存在取代基，则各取代基独立地选自烷基、烷氧基、硫烷氧基、卤素原子及其组合。更优选地，各取代基独立地为烷基、烷氧基或其组合。最优选地，各取代基独立地是烷基。有用的烷基、烷氧基和硫烷氧基可包括，例如C1-C18烷基、烷氧基和硫烷氧基。本发明至少一些末端环取代的化合物比并五苯更易溶于有机溶剂中，因而对于经济的溶液沉积处理方法而言，其是更好的侯选物。
由于合成的相对容易性，因而双(2-并苯基)乙炔化合物的末端环最优选为未取代。
优选的化合物包括，例如：双(2-萘基)乙炔、双(2-蒽基)乙炔和双(2-并四苯基)乙炔，如上所述，所述优选化合物可被取代，但优选为未取代。
化合物的制备：
通过2-氯或2-溴并苯与双(三烷基甲锡烷基)乙炔的Stille偶合，可制备双(2-并苯基)乙炔化合物。所述Stille偶合可按A.F.Littke等，J.American Chem Soc.，第124卷，第6343-6348页的描述进行。关于反应条件的其他信息可参见Farina，V.；Krishnamurthy，V.，OrganicReactions；Paquette，L.A.，Ed.；John Wiley& Sons，Inc.，1997；第50卷，第1-652页。通过真空升华可将产物纯化至半导体级别。
可采用其他合成方案来制造双(2-并苯基)乙炔。例如，已有采用钯催化的Suzuki偶合，用以偶合2-溴蒽(见Ito，K.；Suzuki，T.；Sakamoto，Y.；Kubota，D.；Inoue，Y.；Sato，F；Tokito，S.Angew.Chem.，Int.Ed.2003，42，1159-1162)。最近发表了有机半导体合成方法的综述(见Katz，H.E.；Bao，Z.；Gilat，S.L.Acc.Chem.Res.2001，34，359-369)。
通过末端环取代的2-氯或2-溴并苯，例如2-卤代-6-烷基萘或蒽，或者2-卤代-8-烷基并四苯，与双(三烷基甲锡烷基)乙炔的Stille偶合，可制备末端环取代的双(2-并苯基)乙炔化合物。末端环取代的2-氯或2-溴并苯可通过本领域内的已知方法制得，可参考本申请人的待决申请U.S.S.N.10/256,616中所述的合成方案，公布号为U.S.2003-0105365。
2Ac-X
Figure A20048002033200111
其中
Figure A20048002033200113
且X＝Br或Cl
所述公开的化合物可用作半导体器件中的半导体层。尽管存在许多类型的半导体器件，但对所有半导体器件而言其共同的一点是存在一种或更多种半导体材料。半导体器件的描述例如参见S.M.Sze，Physics of Semiconductor Devices，第2版，John Wiley & Sons，NewYork(1981)。此类器件包括整流器、晶体管(存在许多类型，包括p-n-p，n-p-n，及薄膜晶体管)、发光半导体器件(例如有机发光二极管)、光电导体、限流器、热敏电阻、p-n接头、场效应二极管、肖特基(Schottky)二极管，以及本领域内已知的其他器件。在各半导体器件中，均将半导体材料与一种或多种金属或绝缘体相结合，从而形成器件。可通过已知方法制备或制造半导体器件，所述已知方法例如PeterVan Zant在 Microchip Fabrication，第4版，McGraw-Hill，NewYork(2000)中所描述。
电子器件包括诸如以下的元件：晶体管、晶体管阵列、二极管、电容器、嵌入式电容器，及用以形成电路的电阻器。电子器件还包括执行电子功能的电路阵列。此类阵列或集成电路的实例有放大器、接收器、变送器、反相器和振荡器。
此类器件和阵列的应用包括射频识别器件(RFID)、智能卡、灯、显示器等。本发明不受器件类型的限制。特别优选的器件类型包括薄膜晶体管。
薄膜晶体管(TFT)作为特别有用的晶体管器件类型，其通常包括闸电极、闸电极上的闸电介质、靠近闸电介质的源电极和漏电极，以及靠近闸电介质并靠近源电极和漏电极的半导体层(例如参见S.M.Sze， Physics of Semiconductor Devices，第2版，John Wiley & Sons，第492页，New York(1981))。可将这些元件以各种结构进行组装。更特别地，有机薄膜晶体管(OTFT)带有有机半导体层。
通常，在制造、试验和/或使用过程中由衬底支撑OTFT。任选地，所述衬底可为OTFT提供电功能。可用的衬底材料包括有机和无机材料。例如，衬底可包含无机玻璃、陶瓷箔、聚合材料(例如丙烯酸类、环氧类、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酮、聚(氧-1，4-亚苯基氧-1，4-亚苯基羰基-1，4-亚苯基)(有时称为聚(醚醚酮)或PEEK)、聚降冰片烯、聚苯醚、聚萘二羧酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、填充聚合材料(例如纤维增强塑料(FRP))，以及涂覆或未涂覆的金属箔。
闸电极可以是有用的任意电导材料。例如，闸电极可包含掺杂硅，或者诸如铝、铬、金、银、镍、钯、铂、钽和钛的金属。也可使用电导聚合物，例如聚苯胺或聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT：PSS)。另外可使用合金、上述材料的组合及多层上述材料。在某些OTFT中，相同的材料可提供闸电极功能，同时还可提供衬底的支撑功能。例如，掺杂硅可起到闸电极和支撑OTFT的功能。
闸电介质通常设置于闸电极上。该闸电介质将闸电极与其余的OTFT  器件电绝缘。能用于闸电介质的材料可包含，例如无机电绝缘材料或聚合电介质。
能用于闸电介质的材料的具体实例包括锶酸盐(strontiates)、钽酸盐、钛酸盐、锆酸盐、氧化铝、氧化硅、氧化钽、氧化钛、氮化硅、钛酸钡、钛酸钡锶、钛酸锆酸钡、硒化锌和硫化锌。另外可采用合金、上述材料的组合及多层上述材料用于闸电介质。
替换性地，闸电介质可包含有机聚合电介质。已有许多有机聚合物被认定作为介电材料。此类有机聚合物包括聚酰亚胺、聚对亚苯基二甲基C、交联苯并环丁烯和氰乙基普鲁兰糖。例如参见C.D.Sheraw等，“用于高性能有机薄膜晶体管的旋涂聚合物闸电介质”(“Spin-onpolymer gate dielectric for high performance organic thin film transistors”)，Materials Research Society Symposium Proceedings v 558.MaterialsResearch Society，Warrendale，PA，USA，403-408页(2000)；美国专利号6,265,243(Katz)；及美国专利号5,347,144(Garnier)。
优选的有机聚合电介质包含带有氰基官能部分及对整个聚合物提供相对高介电常数的部分的聚合物，所述部分可相同或不同。聚合物可以是均聚物或共聚物。共聚物为由两种或多种不同单体制得的聚合物，其包括三元共聚物、四元共聚物等等。单体可结合形成无规、嵌段、多嵌段共聚物，以及诸多其他的结构排列。
此类聚合电介质可以是具有如下通式重复单元、基本非氟化的有机聚合物：
和
其中：各R1独立地为H、芳基(包括芳烷基和烷芳基)、Cl、Br、I，或包括可交联基的有机基团(即一个或多个可交联基团)；各R2独立地为H、芳基(包括芳烷基和烷芳基)或R4；各R3独立地为H或甲基；各R5为芳环上的取代基，其独立地为烷基、卤素或R4；n＝0-3；各R4独立地为包括至少一个CN基且对每一CN基具有约30至约200分子量的有机基团；前提是聚合物中至少一个重复单元包括R4。优选地，至少一个R1包括可交联基。两个重复单元可以相同，从而形成均聚物。对于某些实施方案，所述基本非氟化的介电聚合物是交联的。此类聚合物公开于本申请人于5/8/2003提交的待决申请U.S.S.N.10/434,377中。
源电极和漏电极通过闸电介质与闸电极隔开，同时有机半导体层可位于源电极和漏电极的上面或下面。源/漏电极可以是可使用的任意电导材料。可使用的材料包括上述用于闸电极的大部分材料，例如铝、钡、钙、铬、金、银、镍、钯、铂、钛、聚苯胺、PEDOT：PSS和其他电导材料，其合金、其组合及多层所述材料。部分上述材料适合用于n型半导体材料，其他适合用于p型半导体材料，这是本领域的公知技术。
可由任何有用方法提供薄膜电极(即闸电极、源电极和漏电极)，所述方法例如物理蒸气沉积(例如热蒸发或溅射)或喷墨印刷。此类电极的图案化可通过已知方法来完成，所述已知方法例如掩蔽法、加法照相平版印刷法、减法照相平版印刷法、印刷法、微接触印刷法和图案涂覆法。
制备薄膜晶体管或集成电路的一种特别有用的方法是通过柔性、可再定位的聚合孔眼掩模用以产生集成电路或集成电路元件。该技术涉及通过许多聚合孔眼掩模将材料按顺序进行沉积，所述孔眼掩模由定义电路的层或部分层的图案形成。在一些实施方案中，可仅采用孔眼掩模沉积技术产生电路，而无需通常用于形成集成电路图案的任意蚀刻或照相平版印刷步骤。该技术可特别用于产生诸如液晶显示器的电子显示器用电路元件，或者诸如射频识别(RFID)电路的低成本集成电路。另外，该技术可有利地用于包括有机半导体的集成电路的制造，所述有机半导体通常不与照相平版印刷法或其他湿法过程相容。
在各实施方案中，用图案形成的不同可再定位孔眼掩模，例如柔性孔眼掩模、自立孔眼掩模和聚合孔眼掩模，可用于定义集成电路的层或部分层。可再定位聚合孔眼掩模可具有约5-50微米或约15-35微米的厚度。孔眼掩模中的各沉积孔眼的厚度可低于约1000微米、低于约50微米、低于约20微米、低于约10微米、甚至低于约5微米。这些尺寸的孔眼特别益于产生集成电路用的小电路元件。此外，沉积孔眼之间的一个或多个间隙可低于约1000微米，低于约50微米，低于约20微米或低于约10微米，这也有益于产生小电路元件。同样，还描述了包括宽度大于约1厘米、25厘米、100厘米或甚至500厘米的图案的孔眼掩模。具有此类宽度的图案可益于在更大的表面积上产生各种电路，如后将有更详细描述。在一些实施方案中，可通过可再定位聚合孔眼掩模将层沉积于衬底上。
可采用各种激光烧蚀技术，用以促进具有沉积孔眼图案的聚合孔眼掩模的生成。另外，拉伸技术和其他技术可用来促进柔性聚合孔眼掩模的对齐。此外，可采用控制孔眼掩模中流挂的方法，在包括沿较大宽度延伸的图案的掩模中，采用该方法特别有益。
孔眼掩模可提供诸多优点。例如，孔眼掩模可促进采用沉积方法的相对较小电路元件的生成。孔眼掩模可促进电路元件宽度低于约1000微米、低于约50微米、低于约20微米、低于约10微米或甚至低于约5微米。同样，孔眼掩模可促进覆盖较大面积(例如10平方厘米、50平方厘米、1平方米或更大面积)的相对较大电路图案的产生，所述相对较大电路图案在某些情况下具有如上所述的相对较小宽度的电路元件。另外，孔眼掩模可减少与电路制造相关的成本，对于有机半导体的情况，其甚至可改进器件性能。可采用比其他方法更快捷且更廉价的激光烧蚀方法生成聚合孔眼掩模。同样，廉价的聚合材料使得聚合掩模用后即可弃去，尽管也描述了可重复使用的实施方案。
另外，聚合材料适合用磁性材料进行浸渍。在该情况下，可使用磁性材料来减少掩模中的流挂，如下文中所述。此外，聚合材料通常是可拉伸的，这使得掩模可被拉伸，从而减少流挂或者使掩模对齐。
进一步详述可参见本申请人的待决申请U.S.S.N.10/19699，发布号为03-0094959-A1。
本发明进一步提供了薄膜晶体管，其包含置于所述有机半导体与闸电介质之间的表面处理层。表面处理层可选自非氟化的聚合层、自组装的单层或者硅氧烷聚合层。表面处理层为有机薄膜晶体管提供了优于现有器件的一种或多种改进，包括诸如阈值电压、半阈值斜率、开/关比及电荷-载体迁移率的性能改进。另外，采用表面处理层可实现至少一种性能例如电荷-载体迁移率的较大改进，同时保持其他OTFT性能处于所希望的范围内。由本发明提供的器件性能的改进使得能以更简易加工条件生产出比不带有表面处理层的OTFT具有更高运行速度的复杂电路。该表面处理层还使得能生产出与具有极小特征的器件具有相当性能的更大电路元件。具有更大特征尺寸的器件由于不需要昂贵的精密图案化方法，因而更为廉价。
任意已知的薄膜晶体管结构均可与表面处理层一道使用。例如，源和漏电极可靠近闸电介质，并使有机半导体层位于源和漏电极之上，或者可将有机半导体层置于源与漏电极和闸电介质之间。在各实施方案中，薄膜晶体管可包括位于有机半导体层和闸电介质之间的表面处理层。
在一个实施方案中，本发明提供了有机薄膜晶体管(OTFT)，其包含置于本发明闸电介质和有机半导体层之间基本非氟化的聚合层，所述基本非氟化的聚合层具有低于约400的厚度。
在一个实施方案中，本发明提供了OTFT的制造方法，其包含提供衬底，在所述衬底上形成闸电极，在闸电极上形成闸电介质，在闸电介质和有机半导体层之间施用基本非氟化的聚合层(厚度低于约400)，将有机半导体层沉积于聚合层附近，并将源电极和漏电极沉积于有机半导体层临近处。本发明还提供了包含多个OTFT的集成电路。
聚合的表面处理层具有低于约400埃()的最大厚度，更优选低于约200，最优选低于约100。聚合的表面处理层通常具有至少约5的厚度，更优选至少约10。可通过诸如椭圆偏振光谱法的已知方法确定厚度。
聚合的表面处理层可选自诸多选择。例如，可采用厚度处于上述范围的基本非氟化的聚合层。在本文献中，“基本非氟化”是指聚合层中低于约5％(更优选低于约1％，甚至更优选0％)的碳原子带有氟取代基。
如此处所用，“取代”是指被取代基所替代，所述取代基不会干扰OTFT的期望性能。合适取代基的实例包括卤素(例如Cl、Br、I)、氰基、C1-C20脂族基、芳基和芳烷基，等等。如本文中所使用，“杂原子”是指诸如O、P、S、N和Si的非碳原子。
所述聚合层可包含带有如下通式共聚单元的聚合物：
其中通式I的量占所述共聚单元的约50％-100％，通式II的量占所述共聚单元的约0％-50％。
在上述通式中，各R1和R2独立地包含选自如下的基团：氢；C1-C20脂族基；氯；溴；羧基；酰氧基；腈；酰氨基；烷氧基；烷氧羰基；芳氧基；氯化脂族基；溴化脂族基；C6-C20芳基；C7-C20芳烷基；羟基(当R1和X不同时)；以及其组合，所述R1和R2可包含一个或多个杂原子和/或一个或多个官能团。各X独立地包含能够结合至闸电介质的官能团。另外，至少两个R1、R2和/或X基团的任意组合可合起来形成单环或多环基、脂族基或芳族基。
R1和/或R2的特定选择包括选自如下的基团：氢，可为直链或支链、饱和或不饱和的C1-C20脂族基；C6-C20芳基；以及还可包含直链或支链、饱和或不饱和片段的C7-C20芳烷基。具体的聚合物可衍生自诸如以下的前体单体：(甲基)丙烯酸甲酯，直链或支链C2-C18脂族基或者(甲基)丙烯酸芳烷酯，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯腈，(甲基)丙烯酸2-羟乙酯，氯乙烯，乙酸乙烯酯，乙烯，直链或支链C3-C18α-烯烃，异戊二烯，氯丁二烯，1，3-丁二烯，富马酸二乙酯，乙酸烯丙酯，甲基乙烯基酮，以及苯乙烯。
能够结合至闸电介质的官能团包括已知能与选定的闸电介质形成化学键的基团。X基团的特定选择包括-PO3R2或-OPO3R2，其中各R独立地是氢或者C1-C12脂族基或者C6-C18芳基或芳烷基；-SO3H；烷氧基甲硅烷基；氯甲硅烷基；乙酰氧基甲硅烷基；苯并三唑基(-C6H4N3)；-CONHOH；-COOH；-OH；-SH；-COSH；-COSeH；-C5H4N；-SeH；-NC；氨基；及氧膦基。苯并三唑基包括，例如苯并三唑基羰氧基(-OC(＝O)C6H4N3)，苯并三唑基氧(-O-C6H4N3)，以及苯并三唑基氨基(-NH-C6H4N3)。特别优选的基团包括-PO3H2，-OPO3H2和三甲氧基甲硅烷基。
至少两个R1、R2和/或X基团的组合可合起来形成可为脂族或芳族的环或多环。具体实例有并入共聚单体的共聚物，所述共聚单体例如降冰片烯和取代降冰片烯、马来酸酐、苊和衣康酸酐。同样可使用的有通过乙烯基型聚合作用可形成交联网络的聚合物与共聚物，包括衍生自二乙烯基苯的物质，以及衍生自(甲基)丙烯酸酯的肉桂酸酯。
由此，具有通式I及任选的通式II共聚单元的聚合层包括广范围的材料。其具体实例包括均聚物如聚苯乙烯、聚(1-己烯)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苊、聚乙烯基萘、聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯，以及衍生自α-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯的均聚物。在上述均聚物实例中，所述聚合层包含0％的通式II共聚单元。
优选的聚合层由具有苯乙烯共聚单元的聚合物构成。苯乙烯共聚单元包括衍生自苯乙烯和取代苯乙烯的单元，例如α-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-(膦酰基甲基)苯乙烯和二乙烯基苯。
诸如嵌段、无规和交替的共聚物也可用于本发明所述的聚合层中。有用的共聚物包含通式I和任选的通式II的共聚单元。优选实例包括至少两种选自如下的不同单体的共聚物：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯。其他优选实例包括具有通式II单元的材料。可用于形成通式II单元的单体具体实例包括乙烯基膦酸，以及其他含膦酸的共聚单体，如4-(膦酰基甲基)苯乙烯，和含三烷氧基硅烷的共聚单体，例如甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯。优选实例包括苯乙烯和乙烯基膦酸的各种共聚物，苯乙烯和其他含膦酸共聚单体的共聚物，苯乙烯和含膦酸酯共聚单体的共聚物，苯乙烯和含磷酸酯共聚单体的共聚物，苯乙烯和4-(膦酰基甲基)苯乙烯的共聚体，苯乙烯和甲基丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯的共聚物，苯乙烯和含甲硅烷基共聚单体的共聚物。
本发明中可用的一类共聚物包括乙烯、丙烯和高级α-烯烃的烃类烯烃均聚物及共聚物。此类烯烃可以通式-CH2CHR-表示，其中R是氢或C1-C10(优选C1-C6)脂族基。共聚物可包含一种或多种与此类烯烃可共聚合的烯类不饱和共聚单体。此类烯类不饱和共聚单体包括乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯；丙烯酸和α-烷基丙烯酸及其烷基酯、酰胺、腈，例如甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈；乙烯基芳族化合物，例如苯乙烯和乙烯基萘；马来酸和富马酸的酸酐与烷基酯；乙烯基烷基醚；乙烯基吡啶；N-乙烯基咔唑；和二烯，例如1，3-丁二烯。
可用于本发明的聚合物还可通过引入官能团而制备。这可通过采用各种材料而提供，所述各种材料通常指的是官能引发剂、官能链转移剂或官能链终止剂。此类材料的实例包括磷酰氯、巯丙基三烷氧基硅烷、氯三烷氧基硅烷和四氯硅烷。这些物质的引入通常在聚合物链的末端或中点处引入官能团。采用此类反应剂制得的有用聚合物的实例包括α-(三乙氧基甲硅烷基)丙基硫聚苯乙烯，和ω-(膦酸)聚苯乙烯。
聚合物表面处理层可衍生自开环聚合作用。在该实施方案中可采用多种单体。合适单体的实例包括环醚、环酰胺、环胺、环状硫化物和无机环化合物如氯化磷腈。此类材料中聚合物的重复单元通过类似于单体中的键而连接，但被重排从而得到直链而非环链。此类聚合作用可通过各种机制而进行。一种具体类型的开环聚合是开环置换聚合，或称ROMP。可以此方式聚合的合适单体包括降冰片烯、C4-C10环烯烃及C4-C10环状非共轭二烯。此类ROMP单体可被一个或多个C1-C20直链或支链脂族基、芳族基或芳烷基取代，上述任一取代基均可包括一个或多个杂原子。如已所知，脂族基可以是饱和的，或可含有一个或多个碳-碳多键，而芳烷基则同时包含脂族和芳族结构。本发明该方面可用的具体材料包括直链或支链C1-C18烷基取代的降冰片烯，三烷氧基甲硅烷基取代的降冰片烯，5-降冰片烯-2-羧酸的酯，2-膦酰基-5-降冰片烯的酯，1，4-环辛二烯，及二环戊二烯。
聚合表面处理层可衍生自单体前体、单体和包含芳族官能片段的寡聚体。此类聚合材料可见于芳族热固类物质中。优选的芳族热固类物质是聚亚芳基，例如聚亚苯基和聚萘。此类聚亚芳基包括含杂原子的聚合物，例如聚亚芳基醚。聚亚芳基可通过各种途径制得。制备聚亚芳基组合物的一种有用方法是对电介质施用合适的单体或寡聚前体，随后通过暴露于能源从而将上述材料聚合，例如通过加热或辐射而进行。优选类别的寡聚体是由环戊二酮和乙炔取代材料构成的低分子量芳族热固性组合物。其分子量足够低以至能进行寡聚物的旋转涂布。此类材料市售的有Dow Chemical Co.，Midland，MI的SiLKTM树脂。SiLKTM树脂的更详细描述见于”Development of a Low-Dielectric-Constant Polymer for the Fabrication of Integrated Circuit Interconnect”，Martin，J.P.等，Adv.Mater.2000，12(23)，1769-1778和该文中的参考文献，以及美国专利5,956,679和6,288,188。可将SiLKTM树脂可旋涂至表面上，随后加热固化而形成不溶性聚亚芳基膜。
其他有用的寡聚组合物是曝露于能源时发生交联而形成聚萘的多官能邻苯基乙炔基取代的芳族单体，所述能源尤其是热辐射。形成芳族热固性聚合物的单体前体类的其他实例包括：肉桂酸酯、二乙烯基苯、二乙炔、苯并环丁烯及其取代衍生物。
其他优选的聚亚芳基类有聚对亚苯基二甲基(即聚对苯二甲基聚合物)和聚芴。聚对亚苯基二甲基是对苯二甲基反应单体由其蒸气吸附至表面上同时发生聚合作用制得的半结晶聚合物。单体的蒸气沉积及其聚合作用导致形成保形至有效不带针孔的衬底表面的均一厚度薄膜。有用的聚对亚苯基二甲基包括聚对亚苯基二甲基N、聚对亚苯基二甲基C和聚对亚苯基二甲基D。
另一方面，可用于表面处理层的聚合物与共聚物室温下基本上是非极性的玻璃状固体。优选地，所述聚合物包含80摩尔％或更高的烷基、芳基或芳烷基单体单元，其中所述单体单元基本上不含杂原子。聚合物带有低于约20摩尔％的含杂原子的单体单元(更优选地低于约10摩尔％)。此外，所述聚合物以块测量时优选具有至少约25℃的玻璃化转变温度(Tg)，更优选至少约50℃，最优选至少约100℃。此类聚合物的实例包括如上所述的许多聚合物，包括直链和热固性材料。具体实例包括聚苯乙烯、聚芴、聚降冰片烯、聚苊，和其烷基取代的衍生物，以及官能化的共聚物。另外，可采用两种或多种聚合或共聚材料的共混物。
另一方面，本发明的OTFT带有基本非氟化的聚合层，所述聚合层厚度低于约400，并且该OTFT的电荷载体迁移率比缺少聚合层的类似OTFT高至少50％。在本发明的另一方面，OTFT具有的电荷载体迁移率比缺少聚合层的类似OTFT高至少0.02cm2/Vs，优选至少0.10cm2/Vs，更优选至少1.0cm2/Vs。在本文献中，所有电荷载体迁移率均为室温值。
能用于表面处理层中的聚合物与共聚物可通过任意已知方法制备，例如诸如上述单体的自由基、开环、阴离子、阳离子或配位聚合作用。也可通过随后的反应引入官能团，从而对聚合物进行改性。
聚合表面处理层通过任意已知方法设置于闸电介质之上。例如，可通过涂覆过程提供聚合表面处理层，所述涂覆方法例如喷雾、旋转、浸渍、刀涂、凹版印刷、微接触印刷、喷墨印刷、冲压、转移印刷和蒸气沉积。可通过溶剂基或无溶剂的方法将聚合表面处理层提供于闸电介质之上。当前对聚合层的优选途径包括溶剂基方法。当将聚合表面处理层前体溶液置于闸电介质之上时，通过与所含材料相容的方法除去溶剂，例如通过加热除去。
在一个实施方案中，在设置聚合层之前将源和漏电极沉积于闸电介质的附近处。然后施用聚合表面处理层。包含聚合物的层完成后，将有机半导体层沉积于源和漏电极之上及临近闸电介质的聚合层之上。在沉积半导体之前，可将沉积于闸电介质之上用以提供聚合层的材料进行洗涤，从而使源和漏电极基本上不含聚合层。即，源和漏电极上存在的聚合层低于约5，更优选低于1，最优选不含聚合层。
关于聚合层的进一步详述可参见本申请人的待决申请U.S.S.N10/012654。
表面处理层也可包含厚度低于约400的基本为硅氧烷的聚合层，所述硅氧烷聚合层置于OTFT内闸电介质与有机半导体层之间。聚合表面处理层包含基本非氟化的聚合物，所述聚合物具有如下通式的共聚单元：
Figure A20048002033200231
其中各R独立地包含选自如下的基团：氢、C1-C20脂族基、C4-C20脂环族基、芳烷基或芳基以及其组合，所述R可含有一个或多个杂原子和/或一个或多个官能团。如本文献中所用，“杂原子”表示非碳原子如O、P、S、N和Si。在本文献中，“基本非氟化”表示聚合层中低于约5％(更优选低于约1％，甚至更优选为0％)的碳带有氟取代基。
本发明的聚合表面处理层最大厚度低于约400埃()，更优选低于约200，最优选低于约100。本发明的聚合层通常厚度至少约5，更优选至少约10。所述厚度可通过已知方法例如椭圆偏振光谱法确定。
对R基团的特定选择包括，例如甲基、苯基、2-苯乙基、C2-C18脂族基，以及含有官能团的部分，其包括但不限于羟基、乙烯基、5-己烯基、氢、氯、3-(甲基)丙烯醛基氧丙基、3-巯丙基、3-缩水甘油氧基丙基、2-(3，4-环氧环己基)乙基、3-氨丙基、3-乙酰氧基丙基、3-氯丙基、3-羧丙基、3-氰基丙基、氯苯基、C1-C6 2-(二烷基膦酰基)乙基。
有用的聚合材料的实例包括聚二甲基硅氧烷、聚(二甲基硅氧烷-共-二苯基硅氧烷)、聚(甲基苯基硅氧烷-共-二苯基硅氧烷)和聚(二甲基硅氧烷-共-甲基苯基硅氧烷)。
本发明实践中可用的硅氧烷聚合物可通过本领域技术人员熟悉的诸多方法中的任一种制得，其包括，例如阴离子、缩合或者开环聚合。本发明中可用的硅氧烷聚合物还可通过引入官能端基或官能侧基而制得。这可通过采用官能单体、官能引发剂或官能链终止剂而完成，例如，采用氯三烷氧基硅烷终止阴离子聚合的聚二有机硅氧烷。也可通过对现有的硅氧烷聚合物进行改性而制得，例如使烯烃官能的聚二有机硅氧烷与诸如三氯硅烷的硅烷反应。
尽管本发明强调使用直链聚二有机硅氧烷，其中硅氧烷聚合物中的各单元均衍生自双官能前体，但对于引入少量衍生自三官能或四官能前体的硅氧烷单元，对其的使用认为是处于本发明范围之内的。衍生自三官能或四官能的硅氧烷单元的数量不应超出聚合物中硅氧烷单元总平均数量的约10％，更优选约5％或更低。
可用的聚合材料可另外包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含与衍生自烯属不饱和单体的共聚单元的嵌段物相连接的通式(I)嵌段，所述烯属不饱和单体例如苯乙烯、丁二烯或异戊二烯。另外，可使用两种或多种聚合或共聚材料的共混物。
另一方面，本发明提供了OTFT的制造方法，包含提供衬底，在衬底上形成闸电极，在闸电极上形成闸电介质，施用置于闸电介质和有机半导体层之间厚度低于约400的基本非氟化聚合层，将本发明的有机半导体层沉积于聚合表面处理层附近，将源电极和漏电极沉积于有机半导体层附近。本发明还提供包含OTFT的集成电路。
表面处理层还可包含置于闸电介质和有机半导体层之间的自组装单层，所述单层是闸电介质与自组装单层前体之间的反应产物，所述前体包含具有如下通式的组合物：
X-Y-Zn，
其中X是H或CH3；
Y是直链或支链C5-C50脂族或环脂族连接基，或者是包含芳基的直链或支链C8-C50基团，或者是C3-C44脂族或环脂族连接基团；
Z选自-PO3H2，-OPO3H2，苯并三唑基(-C6H4N3)，羰氧基苯并三唑(-OC(＝O)C6H4N3)，氧苯并三唑(-O-C6H4N3)，氨基苯并三唑(-NH-C6H4N3)，-CONHOH，-COOH，-OH，-SH，-COSH，-COSeH，-C5H4N，-SeH，-SO3H，-NC，-SiCl(CH3)2，-SiCl2CH3，氨基和氧膦基；n为1、2或3，前提是当Z是-SiCl(CH3)2或-SiCl2CH3时n＝1。
另一方面，本发明提供了薄膜晶体管的制造方法，其包含的步骤有：提供衬底，在衬底上设置闸电极材料，在闸电极材料上设置闸电介质，在闸电介质附近设置自组装单层(SAM)，所述单层是闸电介质与自组装单层前体之间的反应产物，在所述单层附近设置有机半导体层，并在有机半导体层附近设置源电极和漏电极。所述前体如上述有机薄膜晶体管制品中述及。本发明还提供了包含有机薄膜晶体管制品的集成电路。
自组装单层前体提供了形成于靶表面上的自组装膜的分子，所述自组装膜通常为单层膜。自组装薄膜的制备方法通常为：将相关衬底于自组装前体的稀溶液中进行涂覆，或将其暴露于含有前体的蒸气相中，并进行膜的形成。前体分子在衬底上形成通常有序分子膜。一旦成形，该膜即不再重新溶解于其从中沉积出的溶剂中。
通常，对于本发明的单层前体而言，形成与单层成形无关的交联的材料是不期望的，所述交联可与对闸电介质的吸附或结合反应相竞争。但对于带有有效结合至闸电介质的官能团并带有SAM成形后可形成交联的其他基团的材料则可使用。
此处，任意闸电介质与自组装单层前体内的官能团之间的反应优选为结合作用(例如共价或离子)。此处，自组装单层是指属于约5埃至约30埃厚的单分子层。
在优选实施方案中，Y可以是各自可为直链或支链的饱和脂族基、不饱和脂族基、饱和环脂族基和不饱和环脂族基或其组合。单层前体可包含通式CH3(CH2)PO3H2的组合物，其中m是4-21的整数。
单层前体的特定实例包括1-膦酰基辛烷、1-膦酰基己烷、1-膦酰基十六烷和1-膦酰基-3，7，11，15-四甲基十六烷。
本发明实践中可用的一类支链烃单层前体的一个成员是1-膦酰基-3，7，11，15-四甲基十六烷。该类别的其他成员包括1-膦酰基-2-乙基己烷、1-膦酰基-2，4，4-三甲基戊烷和1-膦酰基-3，5，5-三甲基己烷。1-膦酰基-3，7，11，15-四甲基十六烷可由市售烯丙醇前体制得，通过还原烯烃双键，将醇转化成对应的溴化物，然后将溴化物转化成对应的膦酸而完成。更特别地，可通过将3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯-1-醇还原至3，7，11，15-四甲基-1-十六烷醇，将3，7，11，15-四甲基-1-十六烷醇转化为1-溴-3，7，11，15-四甲基十六烷，然后将1-溴-3，7，11，15-四甲基十六烷转化得到1-膦酰基-3，7，11，15-四甲基十六烷。上述合成转化均采用本领域技术人员熟悉的材料与方法完成。也可采用3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯-1-醇以外的其他起始材料及除上述外的其他单个反应顺序来合成1-膦酰基-3，7，11，15-四甲基十六烷，以及该类支链烃单层前体的其他成员，特别例述的单层前体和制备方法不应解释为是不适当的限制。
本发明的化合物可单独或组合用作OTFT(或其他半导体器件)的有机半导体层。所述层可由任意可使用的方法提供，例如蒸气沉积和印刷技术。
本发明的化合物可用于包含多个OTFT的集成电路中，及各种电子制品中。此类制品包括，例如射频鉴定(RFID)标签，柔韧性显示器(例如用于个人电脑、移动电话或手持器件)的底板，智能卡，存储器件，等等。
实施例
如下通过实施例进一步阐明本发明的目的和优点，但下述实施例中列举的特定材料及其用量以及其他条件和细节不应解释为是对本发明的不适当限制。
2-溴蒽的合成
对1L的3颈烧瓶安装蒸馏头并以N2清空。向该体系中装填入2-溴蒽醌(29.0g，101mmol)，环己醇(350mL)和三仲丁醇铝(140mL，550mmol)。将混合物加热，馏出物被收集时成为深琥珀色，直至罐内温度为162℃。反应在160℃加热16h，然后冷却至室温。将混合物与四氢呋喃(100mL)混合并倾入至2L过滤器玻璃料上，用以分离黑色固体。以6M HCl(100mL)将固体在玻璃料上搅拌，然后进一步以水(500mL)洗涤。将灰色粗产物过夜风干。在120℃的源温度下，固体通过真空梯度升华(压力～5×10-5托)进一步纯化，从而得到12.6g(48％)白色产物。DSC数据：峰温度220℃(ΔH＝126Jg-1.IR(KBr，仅有强吸收)：892，741，474cm-1.1H NMR(500MHz，d6-Me2SO，内部TMS).δ7.56(m，6线，6-H，8-H)，7.60(dd，J＝2.0，9.0Hz，7-H)，8.09(m，1-H，3-H，4-H)，8.39(‘d’，J＝1Hz，9-H)，8.57(s，5-H)，8.63(s，10-H).
2-氯并四苯的合成
对500mL的2颈圆底烧瓶安装蒸馏头和接收器，并在氮氛围下装入2-氯-5，12-并四苯醌(11.5g，39.4mmol)、环己醇(100mL)和A1(O-sec-Bu)3(50mL)。在约115℃的罐温度下将混合物加热直至馏出物收集于接收器中。继续进行蒸馏直至深橘色混合物的温度达162℃，然后于159℃对溶液加热36h。将混合物冷却至50℃，并加入相同体积的干THF，然后将其加热至80℃并搅拌。将热混合物倾入10-20μm玻璃料上，从而分离出亮橘色固体，所述亮橘色固体以水(150mL)、5％HCl(150mL)和另外的水(150mL)洗涤。将滤液与另一些水和浓HCl混合，搅拌，并使其静置过夜。使固体风干数小时从而得到5.04g材料。通过高度真空(压力～10-5托)梯度升华于130-150℃进行纯化，从而得到4.0g荧光橘色产物。将另外收获的原料从上述滤液中分离出，升华后得到另外的1.37g产物。净收率52％。DSC(20℃/min)：361℃(ΔH＝96Jg-1，分解).EIMS：262([M]+，100％)，226([M-HCl]+，23％).对C18H11Cl的分析计算：C，82.3；H，4.22.观察值：C，82.5；H，4.27。
实施例1
双(2-蒽基)乙炔
双(三-正丁基甲锡烷基)乙炔得自Frontier Scientific.Pd2(dba)3、P(t-Bu)3(10重量％，于己烷中)和CsF(99.9％)购自Strem，。将CsF研磨至微细粉末，并于80℃在真空下过夜干燥。用钠蒸馏甲苯，并在Straus烧瓶中隔绝空气保护贮存。在氮氛围下采用标准Schlenk技术实施操作。将Pd2(dba)3(19mg，0.021mmol，.5％mol)、CsF(1.42g，9.33mmol，2.2当量)、PhMe(20mL)、2-溴蒽(1.09g，4.24mmol)，双(三丁基甲锡烷基)乙炔(1.29g，2.13mmol)和P(t-Bu)3(0.15mL，0.052mmol，1.2％)顺序装入250mL容器中，并将混合物室温搅拌过夜从而得到处于琥珀色溶液中的微橘色ppt。将固体在过滤器玻璃料上分离，以水洗涤并风干。在225-275℃的源温度下，通过高真空梯度升华纯化橘色粗产物，从而得到444mg(55％)亮黄色产物。EIMS：378([M]+，100％)，189([M]2+，19％).DSC(20℃/min)：378℃(ΔH＝3.2Jg-1)，389℃(ΔH＝57Jg-1)；由于分解，最后的吸热线之后紧跟的是尖锐放热线。CHCl3中的激发光谱(在418nm处监测荧光发射)：λmax(归一化强度)，284(0.80)，308(0.51)，320(1.0)。荧光光谱(CHCl3中的350nm激发)：λmax(归一化强度)，418(1.0)，438(0.82)。对C30H18的分析计算：C，95.2；H，4.79。观察值：C，95.3；H，4.98。
实施例2
通过差分扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究双(2-蒽基)乙炔的热属性。TGA数据显示约370℃附近开始分解。差分扫描量热数据图示于图1中。所述数据为在氮氛围下将材料以20℃/min从0℃加热至400℃采集而得。双(2-蒽基)乙炔在约389℃熔融；相改变伴随分解，其证据为随后的放热线。在高真空下，双(2-蒽基)乙炔可在约225℃或远低于材料分解点的温度下升华。
实施例3
涂布于3种不同衬底(SiO2，Al2O3和涂覆有100聚(α-甲基苯乙烯)的Al2O3[AMS-Al2O3])上的双(2-蒽基)乙炔的X射线衍射图案(Cu Kα辐射)示于图4中。各样品均产生出一系列(0，0，1)层线，其间隔和强度大致上不依赖于衬底类型。21.4的间隔对应于延长的分子长度，其表明分子取向垂直于衬底平面。该分子间排列使得当TFT处于开启状态时，通过活性通道具有良好的电荷传送。膜的有序性质可从窄而强的反射线明显看出。
实施例4
采用双(2-蒽基)-乙炔的氯仿溶液进行的光学分光镜测量示于图2中。最大吸收和最大发射波长列于实施例1中。从最大吸收波长的低能量侧，可计算得到约3.8eV的带隙，尽管低水平的吸收向外延伸至425nm。该材料的高带隙与诸如并五苯(2.1eV)相比，在要求更长寿命和更稳定电学性能的应用中是有利的。
实施例5
以0.5/秒速率真空沉积于Al2O3衬底上的双(2-蒽基)乙炔的原子力显微图象示于图3中，所述衬底涂布有聚(α-甲基苯乙烯)。聚合物表面处理层与半导体层的厚度分别为约300和100。晶体的尺寸处于1-2μm。在沉积过程中晶体尺寸和质量可随衬底温度而明显改变，这在本领域内已很确定。在半导体材料的沉积过程中并未努力控制衬底温度。
实施例6
采用HP半导体参数分析仪(HP Semiconductor Parameter Analyzer)通过如下方法测定TFT特性：扫描闸电压Vg(+10V至-40V)，使漏电压Vd保持恒定在-40V。线性拟合至Id 1/2-Vg轨迹，从而得出饱和迁移率与阈值电压(Vt)，线性拟合至Id-Vg轨迹，从而计算出亚阈值斜率(S)和电流开/关比。对实施例5中所述制造的双(2-蒽基)乙炔TFT，图5示出了环境条件下所得的其代表性器件轨迹。该样品的数据为μsat＝1.1cm2/Vs，Vt＝-21V，S＝1.1V/10(decade)，Ion/Ioff＝4.4×105。

Claims (15)

1.如下通式的双(2-并苯基)乙炔化合物：
其中各并苯(Ac)基独立地选自萘、蒽或并四苯。
2.权利要求1的化合物，其中各Ac基均相同，并选自萘、蒽或并四苯。
3.权利要求1的化合物，其中至少一个末端并苯基被取代。
4.权利要求1的化合物，其中两个末端并苯基均被取代。
5.权利要求3或4的化合物，其选自6-取代的萘环、6-取代的蒽环或8-取代的并四苯环。
6.权利要求3、4或5的化合物，其中所述取代基选自烷基、烷氧基、硫烷氧基和卤素取代基。
7.一种半导体器件，其包含至少一种权利要求1的化合物作为半导体。
8.权利要求7的器件，其中所述器件是有机薄膜晶体管，包含置于闸电介质和半导体层之间的表面处理层，其中所述表面处理层选自自组装单层、非氟化聚合物层或硅氧烷聚合物层。
9.权利要求8的器件，其中非氟化聚合物层包含选自如下的材料：
a)衍生自单体前体、单体和包含芳族官能片段的寡聚体的聚合层；
b)衍生自开环聚合作用的聚合层；
c)包含具有如下通式共聚单元的聚合物的聚合层：
Figure A2004800203320003C1
其中通式I的量占所述共聚单元的约50％-100％，通式II的量占所述共聚单元的约0％-50％；
其中各R1和R2独立地包含选自如下的基团：氢；C1-C20脂族基；氯；溴；羧基；酰氧基；腈；酰氨基；烷氧基；烷氧羰基；芳氧基；氯化脂族基；溴化脂族基；C6-C20芳基；C7-C20芳烷基；羟基，当包含不同的R1和X基时；以及其组合，所述R1和R2可包含一个或多个杂原子和/或一个或多个官能团；各X独立地包含能够结合至闸电介质的官能团；并且，
至少两个R1、R2和/或X基团的任意组合可合起来形成单环或多环脂族基、芳族基或多环芳族基；
d)其组合。
10.权利要求8的器件，其中所述硅氧烷聚合物层包含具有如下通式的共聚单元的聚合物：
其中各R独立地包含选自如下的基团：氢、C1-C20脂族基、C4-C20脂环族基、芳烷基或芳基以及其组合，所述R可含有一个或多个杂原子和/或一个或多个官能团。
11.权利要求8的器件，其中所述表面处理层包含置于闸电介质和有机半导体层之间的自组装单层，所述单层是闸电介质与自组装单层前体之间的反应产物，所述前体包含如下通式的组合物：
                 X-Y-Zn，
其中X是H或CH3；
Y是直链或支链C5-C50脂族或环脂族连接基团，或者是包含芳基的直链或支链C8-C50基团，以及C3-C44脂族或环脂族连接基团；
Z选自-PO3H2，-OPO3H2，苯并三唑基(-C6H4N3)，羰氧基苯并三唑(-OC(＝O)C6H4N3)，氧苯并三唑(-O-C6H4N3)，氨基苯并三唑(-NH-C6H4N3)，-CONHOH，-COOH，-OH，-SH，-COSH，-COSeH，-C5H4N，-SeH，-SO3H，-NC，-SiCl(CH3)2，-SiCl2CH3，氨基和氧膦基；和
n为1、2或3，前提是当Z是-SiCl(CH3)2或-SiCl2CH3时n＝1。
12.一种有机薄膜晶体管的制造方法，其包含：
a)提供衬底；
b)在所述衬底上沉积闸电极材料；
c)在闸电极材料上沉积闸电介质；
d)将包含权利要求1的所述双(2-并苯基)乙炔的有机半导体层沉积于聚合层附近；
e)将源电极和漏电极设置于有机半导体层附近处。
13.权利要求12的方法，进一步包含在闸电介质和有机半导体层之间设置表面处理层的步骤，其中所述表面处理层选自自组装单层、非氟化聚合物层或硅氧烷聚合物层。
14.权利要求12的方法，其中所述层通过一种或多种聚合孔眼掩模进行沉积。
15.权利要求14的方法，其中所述孔眼掩模是可再定位的。
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