[發(fā)明專利]半導體組合物及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910293881.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN111808270A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮林潤;劉哲;沙希·烏爾維什·潘迪亞;邁克爾·詹姆斯·西姆斯;西蒙·多米尼克·奧吉爾
• 申請（專利權(quán)）人: 紐多維有限公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C09D165/00;C09D7/63;H01L51/05
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 牛利民;張奎燕

本發(fā)明公開了一種半導體組合物，該半導體組合物包含半導體材料及半導體粘合劑聚合物，該半導體粘合劑聚合物為新型高k粘合劑聚合物，當其與半導體材料結(jié)合使用時，可以得到低至90Ohm.cm的接觸電阻(寬度歸一化)的高遷移率OTFT器件；并且，還可以保證當OTFT由長溝道到短溝道顯著變化時，器件的遷移率的僅有小幅降低，從而改善了電路和其他器件的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及但不限于有機半導體層制劑，具體地，涉及半導體組合物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機薄膜晶體管(OTFT)器件可以通過溶液打印或涂布工藝在塑料基板上于較低制程溫度(例如低于120℃)下制造。因此，它們非常適合需要柔性電子的應(yīng)用，例如塑料基板上的柔性或可折疊顯示器。與真空工藝相比，溶液法制程和打印可以實現(xiàn)低成本制造。高電荷遷移率OTFT在一系列電子器件中是理想的功能單元，可用于需要快速開關(guān)和高電流驅(qū)動的場景。在具有小溝道長度的OTFT器件中實現(xiàn)高電荷載流子遷移率也是非常重要的，因為這樣的器件可以提高開關(guān)速度并增加電流驅(qū)動能力。當溝道長度小于10μm時，基于現(xiàn)有的有機半導體材料和制劑的器件電荷遷移率顯著降低。這通常被稱為“短溝道效應(yīng)”。現(xiàn)有公開技術(shù)，諸如專利WO2012160383A1中的制劑給出了高k半導體粘合劑材料與多并苯小分子半導體的結(jié)合使用實例。雖然實現(xiàn)了高性能，但長溝道器件(102μm)和較短溝道器件(6μm)之間的遷移率降低了20％甚至更多。專利EP11823548公開了與C8-BTBT和TIPS小分子半導體結(jié)合使用的各種三芳基胺聚合物粘合劑，在100μm溝道長度的器件中證明了良好的電學性能，并且證明該組合物具有一定熱穩(wěn)定性。專利WO2007082584公開了使用具有小分子半導體的粘合劑作為改善OTFT器件中的短溝道性能的方法。雖然專利證明了使用優(yōu)選的粘合劑有所改善，但具有短溝道(10μm)的器件的移遷移率比具有長溝道(100μm)的器件低30％。為了最大化OTFT器件中的溝道長度工程的益處，就需要改進現(xiàn)有的材料配方，使的短溝道長度OTFT器件中的遷移率的降低最小化。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N半導體聚合物的組合物，該半導體組合物包含半導體材料及半導體粘合劑聚合物，該半導體粘合劑聚合物為新型高k粘合劑聚合物，當其與半導體材料結(jié)合使用時，可以得到低于150至90Ohm.cm的接觸電阻(寬度歸一化)的高遷移率OTFT器件；或者，還可以保證當OTFT由長溝道到短溝道顯著變化(例如縮小6-7倍)時，器件的遷移率的僅有小幅降低(例如在縮小縮小6-7倍時，遷移率的降低不超過8％，優(yōu)選地不超過6％)，從而改善了電路和其他器件的性能。

優(yōu)選的高k粘合劑聚合物為式(I)、式(VII)、式(VIII)、式(IXa)、或式(IXb)的聚合物，其為聚三芳基胺的共聚物。共聚物為由兩種或更多種不同單體制備的那些聚合物且包括三元共聚物、四元共聚物及類似物。單體可結(jié)合以形成無規(guī)共聚物、嵌段共聚物(blockcopolymer)或嵌段共聚物(segmented copolymer)以及任何種類的其它結(jié)構(gòu)布置。

R^x獨立地為氫、優(yōu)選地具有1至10個碳原子的烷基、優(yōu)選地具有1至10個碳原子的烷氧基、鹵素、硝基或R^y；其中各R^y獨立地為氰基(CN)或包括至少一個CN基團的有機基團，條件為三芳基胺聚合物中的至少一個重復(fù)單元且優(yōu)選地至少30％的重復(fù)單元包括R^y基團且指數(shù)(j+k+l)的總和至少為1。聚合物中應(yīng)存在足夠的R^y基團以確保其在1000Hz下的電容率大于3.4。應(yīng)了解，式(I)、式(VII)、式(VIII)、式(IXa)、或式(IXb)中的所有重復(fù)單元中的R^x基團可以不相同。