[發明專利]一種固相結晶性能有機半導體材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201911274117.8
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN112961178A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 李明亮;李碩;王國治;魏峰
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08;H01L51/30
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發明公開了一種固相結晶性能有機半導體材料及其制備方法，屬于新型有機半導體材料和器件研究領域。該具有固相結晶性能有機半導體材料，由具有固相結晶性能的功能分子制成，將功能分子的溶液旋涂在基底表面，室溫放置，晶體從薄膜中長出，得到有機晶體；所述的功能分子為5,5?二苯基?二苯并噻咯，包含共軛基團和功能基團，其中共軛基團是二苯并噻咯，功能基團是苯基。在保證有機半導體材料電子學性能的同時，有效避免了目前硅電子器件制備工藝中大量使用的有機溶劑與有機材料接觸會改變分子排布從而影響性能的問題，為有機半導體材料與無定型硅材料生產工藝的結合提供契機。

技術領域

本發明公開了一種具有固相結晶性能的有機半導體材料及其制備方法，利用固相結晶獲得的分子晶體形貌進行有機電子學器件制備，屬于有機電子學領域，特別是新型有機半導體材料和器件研究領域。

背景技術

有機半導體晶體材料有設計性強、器件性能突出等特點，在柔性電子學、可穿戴設備研制諸多領域有廣泛的應用前景。但是目前以無定型硅為核心的半導體生產工藝中大量使用光刻等生產工藝，這些生產工藝中使用的有機溶劑會破壞有機半導體材料的分子排布，影響有機半導體晶體材料性能，因此有機半導體生產工藝與現有半導體生產工藝不能兼容，導致有機半導體材料發展緩慢，已不能滿足生產和應用需求。

發明內容

本發明提出一種具有固相結晶性能的有機半導體材料，并利用這種材料固相結晶形成的形貌進行電子學器件制備，通過調節分子共軛基團和功能基團關系，設計并合成具有室溫下固相結晶性能的有機半導體功能材料，利用微晶結構進行有機電子器件構建。該方法具有后處理簡單，成本低，半導體性能高，材料設計性強等特點，具有巨大的發展潛力和廣闊的市場應用前景。

一種具有固相結晶性能有機半導體材料，由具有固相結晶性能的功能分子制成，將所述功能分子的溶液旋涂在基底表面，室溫放置培養晶體，晶體從薄膜中長出，得到有機晶體；所述的功能分子為5,5-二苯基-二苯并噻咯，包含共軛基團和功能基團，其中共軛基團是二苯并噻咯，功能基團是苯基。

5,5-二苯基-二苯并噻咯的結構式為：

一種具有固相結晶性能有機半導體材料的制備方法，包括如下步驟：將所述的具有固相結晶性能的功能分子與有機溶劑混合，配制得到功能分子溶液，旋涂在基底表面，室溫放置培養晶體，晶體從薄膜中長出，得到固相結晶形成的晶體。

上述方法中，采用的有機溶劑包括但不限于氯仿、四氫呋喃、二氯甲烷。所述的功能分子溶液的濃度為0.5-20mg/mL。

上述方法中，所述的旋涂轉速為2000-5000r/min。涂層的厚度為10nm-50μm。

上述方法中，所述的基底包括但不限于硅片、云母和石英。

上述方法中，所述的室溫是指20-40攝氏度，放置時間為1-36小時。

功能分子5,5-二苯基-二苯并噻咯在制備有機半導體材料及有機電子器件中的應用：由功能分子5,5-二苯基-二苯并噻咯可制備得到具有固相結晶性能有機半導體材料，該有機半導體材料可以用于制備有機電子器件，特別是高性能有機柔性電子器件。

本發明設計并合成一種具有固相結晶的功能分子，將功能分子的溶液旋涂在基底表面，室溫放置直到有機晶體從旋涂獲得的薄膜中長出，制備電極獲得有機電子器件，并進行電學測量。在固相結晶形成的晶體形貌上制備電極，電極制備方法包含但不限于貼金膜法、熱蒸鍍法、磁控濺射法等。