TW201315753A - 有機半導體化合物與電絕緣的無定形聚合物的摻合物,彼之製法與裝置 - Google Patents
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Abstract
在此揭露了選定的多種有機半導體化合物與一電絕緣的無定形聚合物基質材料的摻合物,該等摻合物可用於包括場效應電晶體在內的有機電子裝置中。該有機半導體化合物可以具有2,500或更小的分子量並且可以是一萘嵌苯化合物(rylene compound),如包含一橋聯部分的萘二醯亞胺化合物。橋聯部分的例子包括四嗪和二噻吩並吡咯。該電絕緣的聚合物可以是有機聚合物,如聚苯乙烯或其衍生物。儘管與一絕緣聚合物摻合,但遷移率仍然很高。觀察到了良好的濕氣和氧氣穩定性。
Description
在此揭露了選定的多種有機半導體化合物與一電絕緣的無定形聚合物基質材料的摻合物,該等摻合物可用於包括場效應電晶體在內的有機電子裝置中。該有機半導體化合物可以具有2,500或更小的分子量並且可以是一萘嵌苯化合物(rylene compound),如包含一橋聯部分的萘二醯亞胺化合物。橋聯部分的例子包括四嗪和二噻吩並吡咯。該電絕緣的聚合物可以是有機聚合物,如聚苯乙烯或其衍生物。儘管與一絕緣聚合物摻合,但遷移率仍然很高。觀察到了良好的濕氣和氧氣穩定性。
有機半導體係可以用於例如像電晶體、發光裝置、光伏裝置以及感測器等裝置中的電子材料的重要實例。特別重要的實施方式包括可以使用諸如噴墨印刷的方法由溶液進行加工的有機半導體。這種有機半導體的形態學也是一重要的方面,因為這可以幫助確定諸如遷移率等重要參數。對空氣(包括氧氣和濕氣)的穩定性以及熱穩定性係另外的重要特徵。
一些有機半導體可以具有主要傳導正電荷(電洞)的特徵,而其他的有機半導體可以具有主要傳導負電荷(電子)的特徵。仍進一步地,一些有機半導體可以是雙極性材料,既能夠傳導正電荷又能傳導負電荷。總體上,關於
正電荷傳輸材料所知曉的要比負電荷傳輸材料遠遠更多。
一本綜述著作係Shirota and Kageyama,Chem.Rev.,2007,107,953-1010。
存在著一種需要來開發更好的有機半導體材料,特別是傳導電子的那些。需要多種特性如溶解度、穩定性和良好的遷移率的一平衡。在電晶體、包括場效應電晶體中,良好的性能係特別重要的,包括諸如遷移率、電流開關比、閾值電壓的參數。此外,存在著能夠使用柔性基底的需要。
在此描述的實施方式包括例如化合物、組合物、裝置、以及製備和使用它們的方法。
一實施方式提供了例如一半導體摻合物,該摻合物包括至少一種電絕緣的且無定形的有機聚合物以及至少一種具有低於2,500的分子量、由以下化學式(I)表示的有機半導體化合物:
其中:C1和C2部分係獨立地選自由2至10個稠合苯環組成的多環烴部分,其中所述苯環彼此獨立地是未取代的或被一或多個拉電子基團所取代;A1、A2、A3以及A4獨立地選自氫原子、增溶基團及其混合物;並且hAr係一橋聯部分,該橋聯部分由從1至5個稠合在一起的和/或藉由至少一個單鍵、-CH=CH-鍵、或-C≡C-鍵互聯的環組成,所述環獨立地選自烴環和雜環的環,並且所述環彼此獨立地是未取代的或被一或多個增溶基團或拉電子基團所取代。
在其他實施方式中,C1和C2部分係獨立地選自未取代的萘、未取代的苝、未取代的蔻、被一或多個拉電子基團所取代的萘、被一或多個拉電子基團所取代的苝、以及被一或多個拉電子基團所取代的蔻。
在其他實施方式中,(i)該等拉電子基團如果存在的話是彼此獨立地選自氰基、C1-C30醯基、鹵基、C1-C30全鹵碳基(perhalogenocarbyls)、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比為至少0.50的C1-C30部分鹵化的烴基、以及它們的混合物,並且(ii)該等增溶基團如果存在的話是彼此獨立地選自C1-C30烴基、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比低於0.50的C1-C30部分鹵化的烴基、以及它們的混合物。
在其他實施方式中,A1、A2、A3和A4獨立地是C2-C15烷基。
在其他實施方式中,hAr由以下項表示:
其中i)“a”係整數1、2、3或4;ii)每個X和X’獨立地選自O、S、Se或NR6,其中R6係C1-C30有機基團,該有機基團獨立地選自可隨意地被一或多個氟基、氰基、烷基、烷氧基所取代的直鏈的、支鏈的、或環狀的烷基、氟烷基、芳基、雜芳基、烷基-芳基、以及烷基-雜芳基基團;iii)每個Y、Y’、Y”和Y’’’獨立地選自N和CR7,其中R7係氫、氟基或C1-C30有機基團,該有機基團獨立地選自氰基,可隨意地被一或多個氟化物、氰基、烷基、烷氧基所取代的直鏈的、支鏈
的、或環狀的烷基、全氟烷基、烷氧基、全氟烷氧基、芳基、雜芳基、烷基-芳基、以及烷基-雜芳基基團;iv)每個Z和Z’獨立地選自O、S、Se、C(R8)2、Si(R8)2、NR8、(CO)、(CO)2或C=C(CN)2,其中R8係C1-C30有機基團,該有機基團獨立地選自可隨意地被一或多個氟基、氰基、烷基、烷氧基所取代的直鏈的、支鏈的、或環狀的烷基、全氟烷基、芳基、雜芳基、烷基-芳基、以及烷基-雜芳基基團。
在其他實施方式中,該有機半導體化合物由以下項表示:
其中每個R獨立地選自氫原子和拉電子基團,其中每個A是獨立地選自氫原子和增溶基團。
在其他實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物以及該有機半導體在一共同有機溶劑或溶劑混合物中是可溶的。
在其他實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物係選自
以下的均聚物或共聚物:攜帶有一可隨意地取代的芳基或環烷基的乙烯單體的聚合物、聚丙烯酸烷基酯、聚烷基丙烯酸烷基酯、聚氯乙烯、聚異丁烯、雜排聚丙烯、胺甲酸、聚苯醚、聚亞芳基、聚碳酸酯、聚(芳醚碸)、以及聚醚醯亞胺。
在其他實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物的多於50 mol.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R*:-CR a R b -CR c φ-
其中Ra、Rb和Rc獨立地選自氫原子、鹵素原子、以及C1-C30有機基團,並且φ係可隨意地取代的苯基。
在其他實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物係一具有以下化學式的重複單元R*的均聚物:-CH 2 -C(CH 3 )φ-
在其他實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物具有至少5,000的數均聚合度,如使用聚苯乙烯校定標準物藉由GPC測定的。
其他實施方式提供了排除
與聚(α-甲基苯乙烯)的摻合物。
其他實施方式提供了
與聚(α-甲基苯乙烯)的摻合物。
在其他實施方式中,該半導體有機化合物的wt.%係從約10 wt.%至約90 wt.%,並且該電絕緣的無定形聚合物的wt.%係從約10 wt.%至約90 wt.%。
在其他實施方式中,該摻合物不含摻雜劑。
其他實施方式提供了一種用於製備該半導體摻合物的方法,該方法包括將該有機半導體化合物與該無定形聚合物在至少一種共同溶劑的存在下進行混合並且形成一具有按重量計至少1%的固體含量的溶液。
其他實施方式提供了使用該半導體摻合物來在基底上進行薄膜的溶液沉積的方法。
其他實施方式提供了使用該半導體摻合物藉由噴墨印刷進行圖案化薄膜的溶液沉積的方法。
其他實施方式提供了一有機半導體薄膜,其中,該電絕緣的無定形聚合物形成了該聚合物的基質並且該有機半導體化合物與該基質至少部分地被相分離。
其他實施方式提供了一電子裝置,該電子裝置係一場
效應電晶體、有機發光二極體、光檢測器、感測器、光伏電池或記憶裝置並且包括如在此描述的半導體摻合物、或藉由在此描述的方法所製備的半導體摻合物、或藉由在此描述的方法所沉積的薄膜、或在此描述的薄膜。
其他實施方式提供了一具有高於10-2 cm2/V.sec的電子遷移率、包括一有機半導體層的n通道場效應電晶體,該有機半導體層包括如在此描述的該等摻合物、或藉由在此描述的方法所製備的摻合物、或藉由在此描述的方法所沉積的薄膜、或如在此描述的薄膜,其中,該電絕緣的無定形聚合物具有小於10-6 cm2/V.sec的場效應電子遷移率,並且該有機半導體化合物具有至少10-2cm2/V.sec的場效應電子遷移率。
至少一個實施方式的至少一個優點包括對於製備有機電子裝置(包括有機場效應電晶體)而言良好的溶液加工,包括更大規模的製造工藝。至少一些實施方式的至少一個另外的優點包括良好的遷移率,包括電子傳輸遷移率,甚至在與實質性量值的聚合物摻合時。至少一些實施方式的至少一個另外的優點包括良好的材料穩定性。
在此提及的所有參考文件都藉由引用以其全部內容結合在此。
如在此描述的,對摻合物和電晶體的說明和舉例還描
述在2011年10月5日提交的PCT申請PCT/US2011/054989中。
有機半導體材料和應用(包括電晶體和場效應電晶體)描述在Bao,Locklin,Organic Field-Effect Transistors,CRC Press,2007中,特別注意低191-202頁以及對“N-通道有機半導體”(包括醯亞胺化合物)的說明。
與聚合物摻合的半導體也描述在Hwang等,J.Mater.Chem.,2012,22,5531中。
有機半導體與無定形聚合物的摻合物的摻雜描述在2011年12月30提交的美國臨時序號61/582,037中。
有機半導體,包括雙極性的和電子傳輸的有機半導體,是本領域已知的。
該等有機半導體可以具有例如2,500 g/mol或更小、或2,000 g/mol或更小、或1,500 g/mol或更小、或1,000 g/mol或更小的分子量。替代地,該等半導體可以具有例如500 g/mol至2,500 g/mol、或750 g/mol至2,000 g/mol的分子量。
有機半導體可以包括一或多個萘嵌苯部分,包括兩個或更多個萘嵌苯部分,並且萘嵌苯部分係本領域已知的。在另一實施方式中,電子傳輸的有機半導體包括至少兩個相同的並且藉由一橋聯部分所連接的萘嵌苯部分。
在另一實施方式中,該有機半導體化合物由以下項表
示:Ry1-hAr-Ry2,
其中Ry1和Ry2各自彼此獨立地代表一萘嵌苯部分,並且hAr係一橋聯部分,該橋聯部分代表一單鍵或代表含有至少一個芳基或雜芳基環的一個部分。
一實施方式提供了例如至少一種具有低於2,500的分子量、由以下化學式(I)表示的半導體化合物:
其中:
該等C1和C2部分係獨立地選自由2至10個稠合苯環組成的多環烴部分,其中所述苯環彼此獨立地是未取代的或被一或多個拉電子基團所取代,A1、A2、A3以及A4在每次出現時獨立地選自氫原子、增溶基團及其混合物,並且hAr係一橋聯部分,該橋聯部分由從1至5個稠合在一起的和/或藉由至少一個單鍵、-CH=CH-鍵、或-C≡C-鍵互聯的環組成,所述環獨立地選自烴環和雜環的環,並且
所述環彼此獨立地是未取代的或被一或多個增溶基團或拉電子基團所取代。
在其他實施方式中,每個©(C1或C2)獨立地選自未取代的萘、未取代的苝、未取代的蔻、被一或多個拉電子基團所取代的萘、被一或多個拉電子基團所取代的苝、以及被一或多個拉電子基團所取代的蔻。
在一實施方式中,(i)該等一價的拉電子基團如果存在的話是彼此獨立地選自氰基、C1-C30醯基、鹵基、C1-C30全鹵碳基、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比為至少0.50的C1-C30部分鹵化的烴基、以及它們的混合物,並且(ii)該等一價的增溶基團如果存在的話是彼此獨立地選自C1-C30烴基、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比低於0.50的C1-C30部分鹵化的烴基、以及它們的混合物。
在一實施方式中,A1、A2、A3和A4在每次出現時是C2-C15烷基。
這種類型的化合物包括以下這種:
其中hAr係包括至少一個芳基或雜芳基環的一橋聯部
分並且每個末端的萘嵌苯係一種萘二醯亞胺化合物(如在2011年4月15日提交的美國臨時申請序號61/475,888中描述的)。R2、R3和R4基團典型地是獨立地選自用於NDI基團的環碳原子的末端取代基。它們可以是例如氫或拉電子基團。R2、R3和R4基團可以獨立地選自氫、鹵化物或C1-C30、C1-C20或C1-C12有機基團,例如像獨立地選自氰基,被一或多個氟基、氰基、烷基、烷氧基所取代的直鏈的、支鏈的、或環狀的烷基、氟烷基、芳基、雜芳基、烷基-芳基、芳基-雜芳基以及烷基-雜芳基基團。可以使用R2、R3和R4基團的變體來“調諧”該等NDI基團的電子特徵、連同溶解性、溶液可加工性、以及最終得到的化合物的固態特性。
每個R1和R1’基團可以是對於在此描述的NDI基團的氮原子獨立地選擇的末端取代基有機基團,但在許多實施方式中,R1和R1’可以是相同的末端基團。可以使用R1和/或R1’基團的變體來“調諧”該等NDI或PDI基團的電子特徵、連同溶解性、溶液可加工性、以及最終得到的低聚化合物的固態特性。R1和R1’潛在地可以是在一含該等化合物的OFET裝置的運行條件下化學上、熱致地、以及電化學上穩定的有機基團,但通常是選自可隨意地被一或多個鹵化物、氰基、烷基或烷氧基基團所取代的直鏈的、支鏈的或環狀的烷基、芳基、雜芳基、烷基-芳基、或烷基-雜芳基。在許多實施方式中,R1和R1’可以是直鏈的、支鏈的或環狀的烷基或全氟烷基基團。
該橋聯部分hAr可以由以下該等中的一項表示:
其中i)每個X和X’獨立地選自O、S、Se、或NR6,其中R6係一末端有機基團;ii)每個Y、Y’、Y”和Y’’’獨立地選自N和CR7,其中R7係氫、鹵化物、或一末端有機基團;iii)每個Z和Z”獨立地選自O、S、Se、C(R8)2、Si(R8)2、NR8、(CO)、(CO)2或C=C(CN)2,其中R8係一末端有機基團。
具體地,可以使用包括四嗪或二噻吩並吡咯部分的橋聯基團,如在下面的工作實例中所例示的。該等橋聯基團
還可以包括四嗪和噻吩部分的一組合,如在下面的工作實例中展示的。
在一實施方式中,該萘嵌苯部分可以由以下通式II表示:
其中,©(如II中展示的C2)係由2至20個稠合苯環組成的一個多環烴部分,該等苯環可隨意地被一或多個一價的拉電子基團所取代;並且A3和A4獨立地選自氫原子、一價的增溶基團以及它們的混合物。化學式II中展示的結構可以是一價的,並且對於該分子的剩餘部分的一價連接位元點可以藉由合成可獲得性來調整。
基團©可以係例如萘、苝、蔻、以及它們的混合物,並且可以可隨意地被一或多個一價的拉電子基團所取代。
該萘嵌苯基團可以例如由通式III、通式IV、通式V、通式VI以及它們的混合物表示:
其中m=0、1或2;m’=0、1或2;m”=0、1或2;m’’’=0、1或2;並且其中X在每次出現時獨立地選自氫原子、一價的拉電子基團以及它們的混合物。這個Y結構
可以例如獨立地選自氫原子、一價的增溶基團及其混合物。化學式III、IV、V和VI中展示的結構可以是一價的,並且對於該分子的剩餘部分的一價連接位元點可以基於合成可獲得性來調整。
在一實施方式中,該萘嵌苯可以由m=0的通式III表示,如具有化學式VII的基團:
其中Y’代表一個一價的增溶基團。結構VII可以是一價的並且被連接到該hAr基團上,並且這種一價連接位點可以基於合成可獲得性來調整。
其他萘嵌苯實施方式可以由以下化學式VIII、化學式IX、化學式X、和/或化學式XI表示:
其中X’係一個一價的拉電子基團並且Y’係一個一價的增溶基團或氫。結構VIII、IX、X和XI可以是一價的並且基於合成可獲得性以多種方式連接到一hAr基團上。
該等一價的拉電子基團可以彼此獨立地選自例如氰基、C1-C60醯基、鹵基、C1-C60全鹵碳基、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比為至少0.50的C1-C60部分鹵化的烴基、以及它們的混合物。
在另一實施方式中,該多環烴部分沒有被任何一價的拉電子基團取代。
該等一價的增溶基團可以是彼此獨立地選自例如C1-C60烴基、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比低於0.50的C1-C60部分鹵化的烴基、以及它們的混合物。
基團Y在每次出現時可以是一個一價的增溶基團,當該化合物被溶解在25℃的選自氯仿、氯苯和THF的一溶劑中時,與一種與所述化合物相同(除了在這次出現時的一價增溶基團被氫原子代替之外)的一參照化合物的溶解
度相比,該增溶基團將該化合物的溶解度增大了至少10%。
在一實施方式中,Y在每次出現時是C2-C30烷基。
電絕緣的且無定形的聚合物係本領域已知的並且可以與該有機半導體化合物進行摻合。例如,實例可以在WO 2005/055248或美國專利公開2007/0102696(Avecia)中找到;還請參見WO 03/030278。聚合物可以是均聚物或共聚物。
該聚合物的無定形性質可以藉由熟習該項技術者已知的任何合適的技術進行評估。通常,是藉由差示掃描熱量法使用例如一Universal V3.7A Instruments DSC熱量計進行測量。為此目的,最初先用校準試樣來檢查該熱量計係恰當標度的。然後,將有待檢驗其無定形性質的聚合物進行以下加熱/冷卻循環:首次加熱係以10℃/min的速率從室溫(約23℃)直至Tmax℃,然後以20℃/min的速率從Tmax℃冷卻至室溫,然後二次加熱係以10℃/min的速率從室溫直至Tmax℃。不是無定形的半晶質聚合物一般呈現了一吸熱的一階轉變,這種轉變作為DSC掃描結果上的一負值峰出現,而無定形聚合物一般不或基本上不呈現作為DSC掃描結果上的峰出現的吸熱的一階轉變。雖然在某些情況下可以檢測到一小峰,但熔化焓應該小於例如30 J/g或者小於20 J/g或者小於10 J/g。
該等電絕緣的有機聚合物總體上是本領域已知的並且應該不含或基本上不含載流子。例如,它們可以顯示<10-6 cm2/V.sec的場效應載流子遷移率。此外,電導率值σ可以小於10-6 S/cm或小於10-8 S/cm。
此外,該電絕緣的聚合物可以是一介電材料並且可以具有低的電容率,在1,000 Hz下為3.3或更小。該聚合物基質較佳的是具有在1,000 Hz下小於3.0、更佳的是為2.9或更小的電容率。較佳的是,該有機基質具有在1,000 Hz下大於1.7的電容率。尤其佳的是該基質的電容率係在從2.0到2.9的範圍內。不希望受任何具體的理論束縛,據信有可能,使用具有在1,000 Hz下大於3.3的電容率的基質可以導致電子裝置例如OFET中的OSC層遷移率的降低。此外,高電容率的基質還可以導致該裝置的電流磁滯增大,這係不希望的。
以下描述了無定形聚合物的實例,包括均聚物和共聚物:
(1)攜帶有一可隨意地取代的芳基或環烷基基團的乙烯單體的聚合物:總體上,該等聚合物的多於50 wt.%的重複單元係具有以下一或多種化學式的重複單元R:-CR1R2-CR3A-其中:R1、R2和R3獨立地代表氫原子、鹵素原子或烷基基團,並且A代表一可隨意地取代的芳基或可隨意地取代的環烷基基團。R1、R2和R3優先選自氫原子和甲基
基團。非常較佳的是,R1和R2代表氫原子。非常較佳的是,R3代表氫原子或甲基基團。
基團A較佳的是代表苯基、萘基、對聯苯基、或C4-C8環烷基,如環己基。還更佳的是,A代表苯基或環己基。
基團A可以代表一未取代的芳基基團或一未取代的環烷基基團。替代地,該芳基基團或該脂環族基團可以被至少一個取代基團所取代。該取代基團有利地是選自:(s-1)烷基、(s-2)環烷基、(s-3)芳基、(s-4)烷芳基、(s-5)芳烷基、(s-6)鏈烯基、(s-7)鹵素,基團(s-1)、(s-2)、(s-3)、(s-4)、(s-5)和(s-6)的部分鹵化的同系物(s-8),以及基團(s-1)、(s-2)、(s-3)、(s-4)、(s-5)和(s-6)的全鹵化的同系物(s-9)。
用聚苯乙烯、特別是用聚苯乙烯均聚物可以獲得良好的結果。該聚苯乙烯可以是其中多於50 wt.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R*的一均聚物或共聚物:-CH2-CHφ-其中φ代表一個苯基。
用聚(α-甲基)苯乙烯、特別是用聚(α-甲基)苯乙烯均聚物也可以獲得良好的結果。聚(α-甲基)苯乙烯旨在表示其中多於50 wt.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R**的一均聚物或共聚物:-CH2-C(CH3)φ-其中φ代表一個苯基。
此外,可以使用聚乙烯基環己烷,特別是聚乙烯基環己烷均聚物。聚乙烯基環己烷可以是其中多於50 wt.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R***的任何均聚物或共聚物:-CH2-CH(c-hex)-其中(c-hex)代表一個環己基。
(2)聚丙烯酸烷基酯和聚烷基丙烯酸烷基酯
在該等聚合物之中,可以提及例如聚丙烯酸甲酯均聚物和共聚物、聚丙烯酸(正丁基)酯均聚物和共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯均聚物和共聚物、以及聚甲基丙烯酸(正丁基)酯均聚物和共聚物。
(3)聚氯乙烯均聚物和共聚物。
(4)聚異丁烯
(5)雜排的聚丙烯。
(6)胺甲酸均聚物和共聚物。
(7)聚苯醚,均聚物和共聚物。
(8)聚亞芳基均聚物和共聚物,特別是聚亞苯基均聚物和共聚物,非常特別地是扭結的剛棒聚亞苯基。
聚亞芳基可以是其中多於50 wt.%的重複單元係重複單元R1的任何聚合物,其中:(a)該等重複單元R1具有一或多種由可隨意地取代的亞芳基基團組成的化學式,並且(b)組成了該等重複單元R1的該等可隨意地取代的亞芳基基團的兩個末端各自藉由一直接的C-C連接而連接到兩個其他的可隨意地取代的亞芳基基團上。
該等可隨意地取代的亞芳基基團的兩個末端各自藉由經一直接的C-C連接而連接至兩個其他的可隨意地取代的亞芳基基團上這一事實係重複單元R1的必要特徵;因此,如果存在於聚亞芳基中,其兩個末端中的至少一個連接到了一除亞芳基基團之外的基團上的亞芳基重複單元,諸如以下的亞苯基重複單元φ1、φ2以及φ2’:-O-φ1-S(=O)2-,-O-φ2-φ2’-O-不是本發明的意義內的重複單元R1。
該可隨意地取代的亞芳基基團優先選自可隨意地取代的亞苯基,即,該聚亞芳基係聚亞苯基;該聚亞苯基較佳的是包括可隨意地取代的對亞苯基重複單元以及可隨意地取代的間亞苯基重複單元。所包含的可隨意地取代的亞芳基基團可以是未取代的;替代地,該可隨意地取代的亞芳基基團可以被至少一個取代基團所取代。該取代基團有利地是一增溶基團。增溶基團係增大該聚亞芳基在至少一種有機溶劑中(特別是在二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酸三醯胺、苯、四氫呋喃、以及二甲氧基乙烷中的至少一種中)的溶解度的一基團。該取代基團還有利地是增大該聚亞芳基的易熔性的一基團,即它降低了其玻璃化轉變溫度及其熔體黏度。較佳的是,該一價取代基團係選自烴基酮類[-C(=O)-R,其中R係一烴基基團]以及烴氧基烴基酮類[C(=O)-R1-O-R2,其中R1係一個二價烴基團並且R2係一烴基基團],所述烴基酮類和烴氧基烴基酮
類本身是未取代的或被以上列出的一價取代基團中的至少一個所取代。
該聚亞芳基還可以是如下一扭結的剛棒聚亞苯基共聚物,其中基本上全部的(若不是全部的話)重複單元係由被一增溶基團(如苯酮基團)所取代的對亞苯基與未取代的間亞苯基的混合物組成,其中對亞苯基:間亞苯基的莫耳比係從10:90到70:30、較佳的是從25:75至65:35、更佳的是從35:65至60:40、還更佳的是從45:55到55:45、並且最佳的是約50:50。這樣一扭結的剛棒聚亞苯基共聚物係從蘇威特種聚合物公司(Solvay Specialty Polymers)作為PrimoSpire® PR-250聚亞苯基可商購的。
該聚亞芳基總體上具有大於1,000、較佳的是大於10,000的數均分子量。另一方面,其數均分子量總體上低於100,000。一聚亞芳基的數均分子量有利地是藉由以下方式測定的:(1)藉由凝膠滲透色譜法(GPC)使用聚苯乙烯校定標準物來測量該聚亞芳基的“相對”數均分子量,然後(2)將這樣測得的“相對”數均分子量除以一因數2。如此進行是因為:是聚亞芳基專家的熟習該項技術者知道,它們的藉由GPC測量的“相對”數均分子量總體上偏離了約2倍的因數;在以上提及的所有分子量下限和上限中均已經考慮到了這個校準因數。
(9)聚碳酸酯均聚物和共聚物,特別是芳香族聚碳酸酯均聚物和共聚物。
聚碳酸酯可以指代其中多於50 wt.%的重複單元係包括至少一個碳酸酯基團(-O-C(=O)-O-)的重複單元R2的任何聚合物,而芳香族聚碳酸酯旨在表示其中多於50 wt.%的重複單元係除了該至少一個碳酸酯基團(-O-C(=O)-O-)之外進一步包括至少一個可隨意地取代的亞芳基基團的重複單元R2的任何聚合物。該可隨意地取代的亞芳基優先選自可隨意地取代的亞苯基以及可隨意地取代的亞萘基。所包含的可隨意地取代的亞芳基基團可以是未取代的;替代地,該可隨意地取代的亞芳基基團可以被至少一個取代基團所取代。該取代基團有利地是選自:(s-1)烷基、(s-2)環烷基、(s-3)芳基、(s-4)烷芳基、(s-5)芳烷基、(s-6)鏈烯基、(s-7)鹵素,基團(s-1)、(s-2)、(s-3)、(s-4)、(s-5)和(s-6)的部分鹵化的同系物(s-8),以及基團(s-1)、(s-2)、(s-3)、(s-4)、(s-5)和(s-6)的全鹵化的同系物(s-9)。重複單元R2可以選自藉由碳酸二苯酯與至少一種芳香族二醇的縮聚反應可獲得的重複單元:φ-O-C(=O)-O-φ+HO-ρ-OH → -φ-O-C(=O)-O-φ-O-ρ-O- 碳酸二苯酯+二醇 → 重複單元R2其中φ係苯基並且ρ係C6-C50二價基團。
重複單元R2較佳的是藉由碳醯氯與至少一種芳香族二醇的縮聚反應可獲得的:Cl-C(=O)-Cl+OH-ρ-OH → -O-C(=O)-O-ρ- 碳醯氯+二醇 → 重複單元R2
其中ρ可以是例如C6-C50二價基團。
適合的聚碳酸酯係市場上可獲得的。例如,LEXAN®104聚碳酸酯係一種雙酚A聚碳酸酯,從通用電氣公司(General Electric)可商購。也可以使用一支鏈的聚碳酸酯,例如從拜耳材料科技公司(Bayer Material Science LLC)可商購的Makrolon 1239。
(10)聚(芳醚碸),包括均聚物和共聚物。
聚(芳醚碸)可以是如下的任何聚合物:其中多於50 wt%的重複單元係包含至少一個亞芳基基團、至少一個醚基團(-O-)以及至少一個碸基團[-S(=O)2-]的具有一或多種化學式的重複單元R3。某些較佳的聚(芳醚碸)係熟習該項技術者已知的,如“聚苯碸”(PPSU)、“聚醚醚碸”(PES)以及“聚碸”(PSU)。
可以使用一種聚苯碸(PPSU),這係如下的任何聚合物、包括均聚物和共聚物:其中大於50 wt.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R3’:
聚醚碸(PESU)可以是其中多於50 wt.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R3”的任何聚合物:
可以使用PESU均聚物和共聚物。
聚碸(PSU),有時稱為雙酚A聚碸,是其中多於50 wt.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R3”’的任何聚合物:
可以使用PSU均聚物和共聚物。
存在如下的聚合物:其中多於50 wt.%的重複單元係包含至少一個醚基團(-O-)和至少一個醯亞胺基團的重複單元R4,例如
和/或處於其醯胺酸的形式
芳香族聚醚醯亞胺可能是較佳的。在芳香族聚醚醯亞胺中,重複單元R4進一步包含至少一個可隨意地取代的
亞芳基基團,如未取代的對亞苯基。使用如下聚合物可以獲得良好的結果,例如其重複單位具有以下化學式:
或
和/或其兩種對應的醯胺酸的形式。這樣的聚合物分別從MITSUI作為AURUM®、並且從SABIC作為ULTEM®是可商購的。
在一實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物係選自:乙烯苯基的可隨意地取代的均聚物和共聚物、丙烯酸烷基酯的均聚物和共聚物、乙烯與二環降冰片烯的共聚物、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸。
在一實施方式中,該聚合物係在至少一種有機溶劑中可溶的有機聚合物,該有機溶劑包括該有機半導體化合物也可溶於其中的一溶劑或溶劑混合物(一共同溶劑或溶劑混合物)。
在一實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物的多於50 mol.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R*:
-CR a R b -CR c φ-
其中Ra、Rb和Rc獨立地選自氫原子、鹵素原子、以及C1-C30有機基團,並且φ係可隨意地取代的苯基。
在一實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物係一具有以下化學式的重複單元R*的均聚物:-CH 2 -C(CH 3 )φ-
在一實施方式中,該電絕緣的無定形聚合物具有至少5,000的數均聚合度,如使用聚苯乙烯校定標準物藉由GPC測定的。
一適當的聚合物基質的實例係聚苯乙烯以及聚苯乙烯的衍生物,如聚(α-烷基苯乙烯)。在下面給出另外的例子。
較佳的是該聚合物基質正常地包含共軛鍵(尤其是共軛雙鍵)和/或芳環。
該聚合物基質較佳的是應該能夠形成一薄膜,更佳的是形成柔性薄膜。適當地可以使用苯乙烯與α-甲基苯乙烯的聚合物,例如包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯和丁二烯的共聚物。
用於本發明中的具有低電容率的基質具有極少的永久偶極子,否則可能導致分子位元點能量的雜排則波動。該電容率(介電常數)可以藉由ASTM D150試驗方法來測定。
還較佳的是使用如下的基質,該等基質具有的溶解度參數具有低的極性和氫鍵結合貢獻,因為這種類型的材料具有低的永久偶極子。該等三維的溶解度參數包括:分散
性、極性、以及氫鍵結合的分量(C.M.Hansen,Ind.Eng.and Chem.,Prod.Res.and Devl.,9,No 3,p 282.,1970)。該等參數可以靠經驗確定或者從已知的莫耳基團貢獻計算得到,如描述在《溶解度參數及其他內聚力參數手冊(Handbook of Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters)》中,A.F.M.Barton編輯,CRC Press,1991。在這本出版物中還列出了許多已知聚合物的溶解度參數。
希望的是該基質的電容率極少地依賴於頻率。這對於非極性的材料是典型的。
可以根據其取代基團的電容率來選擇聚合物和/或共聚物作為這種基質。適合使用的一列低極性的基質包括例如聚烯烴類,包括例如聚苯乙烯、2,5聚(α-甲基苯乙烯)、2,6聚(α-乙烯基萘)、以及類似物。
包含以上聚合物的重複單元的共聚物也適合作為基質。共聚物提供了改進與半導體的相容性、改變最終的層組合物的形態學和/或玻璃化轉變溫度的可能性。雜排的或嵌段的共聚物均可以使用。還有可能添加一些更加極性的單體組分,只要整個組合物仍然極性低。
用於該有機半導體層的配方中的較佳的絕緣基質包括聚(α-甲基苯乙烯)、聚肉桂酸乙烯酯、聚(4-乙烯聯苯基)以及聚(4-甲基苯乙烯)。
玻璃化轉變溫度在本領域內是已知的。例如,參見(1)“Glass Transition Temperatures of Polymers,”
Andrews,Grulke,Polymer Handbook,4th Ed.,VI-193-VI-253,和(2)Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,Vol.2,“Glass Transition,”655-677(Bicerano)。該聚合物可以具有例如高於25℃或高於50℃或高於75℃的玻璃化轉變溫度。對於該玻璃化轉變溫度不存在具體的上限,但該聚合物可以具有小於約200℃或小於約150℃或小於125℃的玻璃化轉變溫度。
若希望的話,可以排除在2001年10月5日提交的PCT申請PCT/US2011/054989中描述的實施方式。例如,在一些實施方式中,該摻合物不包括:
與聚(α-甲基苯乙烯);或在其他實施方式中,該摻合物不包括:
與聚(α-甲基苯乙烯)。
在該摻合物中該電絕緣的無定形聚合物以及該有機半導體化合物的量值可以對於具體的材料、加工條件以及應用需要而改變。例如,該聚合物或有機半導體化合物各自的量值可以是10 wt%至90 wt.%、或20 wt.%至80 wt.%、或25 wt.%至75 wt.%、或30 wt.%至70 wt.%、或40 wt.%至60 wt.%。
如在下面的工作實例中展示的,該摻合物可以具有與該有機化合物的遷移率相比至少一樣高或甚至更高的遷移率。例如,該摻合物的遷移率可以是例如該有機化合物的遷移率的至少50%、或者至少75%、或至少90%。在某些情況下,該摻合物的遷移率可以是例如該有機化合物的遷移率的約25%或更小、或者約10%或更小。
若希望的話可以使用摻雜劑,但在一實施方式中,該摻合物基本上不含或完全不含摻雜劑。例如,摻雜劑的量
可以小於1 wt.%、或小於0.1 wt.%、或小於0.01 wt%或小於0.001 wt.%。
不受理論的束縛,有可能的是該有機半導體化合物豎直地分離、自身排序、和/或結晶。例如,參見Hwang等,J.Mater.Chem.,2012,22,5531以及其中描述的表徵方法。
用於將多種組分摻合的方法係本領域已知的並且可以將至少一種電子傳輸的半導體與至少一種聚合物基質材料進行混合。例如,可以將該有機半導體化合物溶解在一溶劑中;也可以將該電絕緣的無定形聚合物溶解在一溶劑中,並且可以將該等溶液進行混合。
一實施方式提供了一用於製備根據在此描述的任何一個實施方式所述的半導體摻合物的方法,該方法包括將該有機半導體化合物與該電絕緣的無定形聚合物在至少一種共同溶劑的存在下進行混合並且形成一具有至少1%(例如像按重量計1%至按重量計10%)的固體含量的溶液。
該等摻合物組合物可以與一或多種溶劑進行配混而形成一墨料。
溶劑的例子包括有機溶劑,包括鹵化的溶劑以及未鹵化的溶劑在內。例子包括1,4-二氧六環、1,1,1,2-四氯乙烷、二氯苯、以及均三甲苯-四氫化萘。
該墨料中的固體濃度可以是例如至少1 mg/mL、或至少10 mg/mL、或至少100 mg/mL、或至少200 mg/mL。
可以藉由本領域已知的方法將墨料沉積到剛性和/或柔性的基底上。可以使用聚合物或塑膠基底,包括玻璃體的或柔性的聚合物。
若希望的話,可以進行圖案化。可以進行噴墨印刷。
有機電子裝置係本領域已知的並且包括電晶體(包括場效應電晶體和含電晶體的電路)、OLED、光伏裝置以及感測器。
一裝置的例子係頂閘極OFET。
因此,一些實施方式提供了一電子裝置,該電子裝置係一場效應電晶體、有機發光二極體、光檢測器、感測器、光伏電池或記憶裝置,並且包括如在此描述的半導體摻合物。
其他實施方式提供了例如一具有高於10-2 cm2/V.sec的電子遷移率、包括一有機半導體層的n通道場效應電晶體,該有機半導體層包括如在此描述的該等摻合物,其中該電絕緣的無定形聚合物具有小於10-6 cm2/V.sec的場效應電子遷移率,並且該有機半導體化合物具有至少10-2
cm2/V.sec的場效應電子遷移率。
在以下非限制性的工作實例中提供了另外的實施方式。
這種化合物的製備可以在2011年4月15日提交的美國臨時申請61/475,888中找到。
在玻璃基底上製造具有底觸點和頂閘極結構的OFET(科寧公司(Corning),Eagle 2000)。通過一蔭罩用熱蒸發來沉積Au(50 nm)底觸點源極/汲極。在該等基底上用二氯苯(20 mg/mL)所製備的溶液藉由旋塗而形成DRR-IV-209n和DRR-IV-209n/聚苯乙烯(PS)(Mw 390 kDa)摻合物(1:1的比率)的有機半導體層,以500 rpm進行10秒並以2,000 rpm進行20秒。然後,將樣品在填
充N2的乾燥箱中於120℃進行10分鐘的退火。使用CYTOP(45 nm)/Al2O3(50 nm)層作為頂閘極的介電體。CYTOP溶液(CTL-809M)係購自旭硝子公司(Asahi Glass),濃度為9 wt.%。為了沉積該等45 nm厚的CYTOP層,將原溶液用其溶劑(CT-solv.180)稀釋以具有1:3.5的溶液:溶劑比。藉由3000 rpm下60秒的旋轉流延沉積該等45 nm厚的CYTOP層。將該等CYTOP(45 nm)薄膜在100℃退火20分鐘。所有的旋塗和退火過程都在填充N2的乾燥箱中進行。然後,使用來自劍橋奈米技術公司(Cambridge Nanotech Inc.)的Savannah 100 ALD系統將該等Al2O3介電薄膜(50 nm)沉積在該CYTOP層的頂部。在110℃使用三甲基鋁[Al(CH3)3]和H2O蒸汽的交替暴露以約0.1 nm每個週期的沉積速率來使薄膜生長。最後,通過一蔭罩用熱蒸發來沉積Al(150 nm)閘極。
在圖1中展示了該裝置。
該等OFET的電學表徵在一填充N2的乾燥箱中進行(O2、H2O<0.1 ppm)。OFET的電流-電壓(I-V)特徵用一Agilent E5272A源/監測單元來測量。飽和狀況下的場效應遷移率由汲極電流|汲極電流(I DS ))| 1/2 對比V GS 的曲線的斜率藉由標準的薄膜電晶體方程來計算:
其中C in 係閘極介電體的每單位面積的電容[F/cm2],並且W(寬度)和L(長度)係由該電晶體的源極/汲極限定的半導體通道的尺寸。
測量了傳遞特徵。W/L=2,550微米/180微米。VDS=15 V。
測量了輸出特徵。W/L=2,550微米/180微米。VGS=0至15 V。步進=3 V。
這種化合物的製備可以在2011年12月22日提交的美國臨時申請61/579,608中找到。
在玻璃基底上製造具有底觸點和頂閘極結構的OFET(科寧公司(Corning),Eagle 2000)。通過一蔭罩用熱蒸發來沉積Au(50 nm)底觸點源極/汲極。在該等基底上用四氯乙烷(15 mg/mL)所製備的溶液藉由旋塗而形成LEP-III-055e與LEP-III-055e/聚苯乙烯(PS)(Mw 390 kDa)摻合物(1:1的比率)的有機半導體層,以500 rpm進行10秒並以2,000 rpm進行20秒。然後,將樣品在填充N2的乾燥箱中於100℃進行10分鐘的退火。使用CYTOP(45 nm)/Al2O3(50 nm)層作為頂閘極的介電體。CYTOP溶液(CTL-809M)係購自旭硝子公司(Asahi Glass),濃度為9 wt.%。為了沉積該等45 nm厚的CYTOP層,將原溶液用其溶劑(CT-solv.180)稀釋以具有1:3.5的溶液:溶劑比。藉由3000 rpm下60秒的旋轉流延沉積該等45 nm厚的CYTOP層。將該等CYTOP(45 nm)薄膜在100℃退火20分鐘。所有的旋塗和退火過程都
在填充N2的乾燥箱中進行。然後,使用來自劍橋奈米技術公司(Cambridge Nanotech Inc.)的Savannah 100 ALD系統將該等Al2O3介電薄膜(50 nm)沉積在該CYTOP層的頂部。在110℃使用三甲基鋁[Al(CH3)3]和H2O蒸汽的交替暴露以約0.1 nm每個週期的沉積速率來使薄膜生長。最後,通過一蔭罩用熱蒸發來沉積Al(150 nm)閘極。
該裝置基本上與圖1中所示的裝置類似,除了半導體組分不同。
該等OFET的電學表徵在一填充N2的乾燥箱中進行(O2、H2O<0.1 ppm)。OFET的電流-電壓(I-V)特徵用一Agilent E5272A源/監測單元來測量。飽和狀況下的場效應遷移率由汲極電流|汲極電流(I DS )| 1/2 對比V GS 的曲線的斜率藉由標準的薄膜電晶體公式來計算:
其中C in 係閘極介電體的每單
位面積的電容[F/cm2],並且W(寬度)和L(長度)係由該電晶體的源極/汲極限定的半導體通道的尺寸。
測量了傳遞特徵。W/L=2,550微米/180微米。VDS=15 V。
測量了輸出特徵。W/L=2,550微米/180微米。VGS=0至15 V。步進=3 V。
這種化合物的製備可以在2011年4月15日提交的美國臨時申請61/475,888中找到。
在玻璃基底上製造具有底觸點和頂閘極結構的OFET(科寧公司(Corning),Eagle 2000)。通過一蔭罩用熱蒸發來沉積Au(50 nm)底觸點源極/汲極。在該等基底上用二氯苯(30 mg/mL)所製備的溶液藉由旋塗而形成LEH-III-119a與LEH-III-119a/聚(α-甲基苯乙烯)(PαMS)(Mw 100 kDa)摻合物(1:1的比率)的有機半導體層,
以500 rpm進行10秒並以2,000 rpm進行20秒。然後,將樣品在填充N2的乾燥箱中於100℃進行15分鐘的退火。使用CYTOP(45 nm)/Al2O3(50 nm)層作為頂閘極的介電體。CYTOP溶液(CTL-809M)係購自旭硝子公司(Asahi Glass),濃度為9 wt.%。為了沉積該等45 nm厚的CYTOP層,將原溶液用其溶劑(CT-solv.180)稀釋以具有1:3.5的溶液:溶劑比。藉由3000 rpm下60秒的旋轉流延沉積該等45 nm厚的CYTOP層。將該等CYTOP(45 nm)薄膜在100℃退火20分鐘。所有的旋塗和退火過程都在填充N2的乾燥箱中進行。然後,使用來自劍橋奈米技術公司(Cambridge Nanotech Inc.)的Savannah 100 ALD系統將該等Al2O3介電薄膜(50 nm)沉積在該CYTOP層的頂部。在110℃使用三甲基鋁[Al(CH3)3]和H2O蒸汽的交替暴露以約0.1 nm每個週期的沉積速率來使薄膜生長。最後,通過一蔭罩用熱蒸發來沉積Al(150 nm)閘極。
該裝置基本上與圖1中所示的裝置類似,除了半導體組分不同。
該等OFET的電學表徵在一填充N2的乾燥箱中進行(O2、H2O<0.1 ppm)。OFET的電流-電壓(I-V)特徵用一Agilent E5272A源/監測單元來測量。飽和狀況下的場效應遷移率由汲極電流|汲極電流(I DS )| 1/2 對比V GS 的
曲線的斜率藉由標準的薄膜電晶體公式來計算:
其中C in 係閘極介電體的每單位面積的電容[F/cm2],並且W(寬度)和L(長度)係由該電晶體的源極/汲極限定的半導體通道的尺寸。
測量了傳遞特徵,n-模式。W/L=6,050微米/180微米。VDS=25 V。VTH=14.1 V。μ=0.8 cm2/Vs。
測量了輸出特徵,n-模式。W/L=6,050微米/180微米。VGS=0至25 V。步進=2.5 V。
測量了傳遞特徵,p-模式。VDS=-25 V。W/L=6,050微米/180微米。VTH=-11.7 V。μ=6.3×10-3 cm2/Vs。
測量了輸出特徵,p-模式。W/L=6,050微米/180微米。VGS=0至-25 V。步進=2.5 V。
還進行了穩定性試驗,獲得了以下結果:
圖1展示了在工作實例1中描述的一電晶體實施方式的截面視圖。
Claims (21)
- 一種半導體摻合物,包括至少一種電絕緣的且無定形的有機聚合物以及至少一種具有低於2,500的分子量、由以下化學式(I)表示的有機半導體化合物:
- 如申請專利範圍第1項之半導體摻合物,其中,C1 和C2部分係獨立地選自未取代的萘、未取代的苝、未取代的蔻、被一或多個拉電子基團所取代的萘、被一或多個拉電子基團所取代的苝、以及被一或多個拉電子基團所取代的蔻。
- 如申請專利範圍第1或2項之半導體摻合物,其中:(i)該等拉電子基團如果存在的話是彼此獨立地選自氰基、C1-C30醯基、鹵基、C1-C30全鹵碳基(perhalogenocarbyls)、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比為至少0.50的C1-C30部分鹵化的烴基、以及它們的混合物,並且(ii)該等增溶基團如果存在的話是彼此獨立地選自C1-C30烴基、具有的鹵素原子與氫原子之莫耳比低於0.50的C1-C30部分鹵化的烴基、以及它們的混合物。
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,A1、A2、A3和A4獨立地是C2-C15烷基。
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,hAr由以下項表示:
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,該有機半導體化合物由以下項表示:
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,該電絕緣的無定形聚合物以及該有機半導體在一共同(common)有機溶劑或溶劑混合物中是可溶的。
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,該電絕緣的無定形聚合物係選自以下的均聚物或共聚物:攜帶有一可隨意地取代的芳基或環烷基的乙烯單體的聚合物、聚丙烯酸烷基酯、聚烷基丙烯酸烷基酯、聚氯乙烯、聚異丁烯、雜排聚丙烯、胺甲酸、聚苯醚、聚亞芳基 、聚碳酸酯、聚(芳醚碸)、以及聚醚醯亞胺。
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,該電絕緣的無定形聚合物的多於50 mol.%的重複單元係具有以下化學式的重複單元R*:-CR a R b -CR c φ-其中Ra、Rb和Rc獨立地選自氫原子、鹵素原子、以及C1-C30有機基團,並且φ係可隨意地取代的苯基。
- 如申請專利範圍第9項之半導體摻合物,其中,該電絕緣的無定形聚合物係一具有以下化學式的重複單元R*的均聚物:-CH2-C(CH3)φ-。
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,該電絕緣的無定形聚合物具有至少5,000的數均聚合度,其係使用聚苯乙烯校定標準物藉由GPC測定的。
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,係排除
- 如以上申請專利範圍中除申請專利範圍第1項外的任一項之半導體摻合物,其係
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,其中,該半導體有機化合物的wt.%係從約10 wt.%至約90 wt.%,並且該電絕緣的無定形聚合物的wt.%係從約10 wt.%至約90 wt.%。
- 如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物,該摻合物不含摻雜劑。
- 一種用於製備如以上申請專利範圍中任一項之半導體摻合物之方法,包括將該有機半導體化合物與該無定形聚合物在至少一種共同溶劑的存在下進行混合並且形成一具有按重量計至少1%的固體含量的溶液。
- 一種在基底上進行薄膜的溶液沉積之方法,其使用如以上申請專利範圍第1-15項中任一項之半導體摻合物或者藉由如申請專利範圍第16項之方法製備的半導體。
- 一種藉由噴墨印刷進行圖案化薄膜的溶液沉積之方法,其使用如申請專利範圍第1-15項中任一項之半導體摻合物或者藉由申請專利範圍第16項之方法製備的半導體摻合物。
- 如申請專利範圍第17或18項之有機半導體薄膜 ,其中,該電絕緣的無定形聚合物形成了該聚合物的基質並且該有機半導體化合物與該基質至少部分地被相分離。
- 一種電子裝置,該電子裝置係一場效應電晶體、有機發光二極體、光檢測器、感測器、光伏電池或記憶裝置並且包括如以上申請專利範圍第1-15項中任一項之半導體摻合物或藉由如申請專利範圍第16項的方法所製備的半導體摻合物、或藉由如申請專利範圍第17或18項的方法所沉積的薄膜、或如申請專利範圍第19項的薄膜。
- 一種n通道場效應電晶體,具有高於10-2 cm2/V.sec的電子遷移率,其包括一有機半導體層,該有機半導體層包括如申請專利範圍第1-15項中任一項之摻合物、或藉由申請專利範圍第16項的方法所製備的摻合物、或藉由如申請專利範圍第17或18項的方法所沉積的薄膜、或如申請專利範圍第19項的薄膜,其中,該電絕緣的無定形聚合物具有小於10-6 cm2/V.sec的場效應電子遷移率,並且該有機半導體化合物具有至少10-2 cm2/V.sec的場效應電子遷移率。
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PCT/US2011/054989 WO2012048048A1 (en) | 2010-10-07 | 2011-10-05 | Field-effect transistor and manufacturing process thereof |
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TW101112313A TW201315753A (zh) | 2011-10-05 | 2012-04-06 | 有機半導體化合物與電絕緣的無定形聚合物的摻合物,彼之製法與裝置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108470830A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-31 | 湖北大学 | 一种有机无机杂化薄膜晶体管及其制备方法 |
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2012
- 2012-04-06 TW TW101112313A patent/TW201315753A/zh unknown
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CN108470830A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-31 | 湖北大学 | 一种有机无机杂化薄膜晶体管及其制备方法 |
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