并苯化合物;
[0037] 其中,所述半導體層復合于所述介電層上,所述介電層復合于所述基板上:或者所 述介電層復合于所述半導體層上,所述半導體層復合于所述基板上。
[0038] 所述半導體層是將通式(1)所示的可溶性并苯化合物由有機溶劑溶解,而后經退 火、沉積電極,即得到半導體層。
[0039] 所述有機溶劑為三氯甲烷、三氯乙烷、氯苯、二氯苯、三氯苯、氯代甲苯、甲苯、二甲 苯、苯甲醚、四氫萘或三甲苯。
[0040] 作為上述烷基,可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、 正戊基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷 基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基等。
[0041] 作為上述鹵代烷基,例如可舉出氯甲基、1-氯乙基、2-氯乙基、2-氯異丁基、 1, 2- 一氣乙基、1, 3- 一氣異丙基、2, 3- 一氣-叔丁基、1, 2, 3-二氣丙基、1, 2, 3-二漠丙基、 鵬甲基、1_鵬乙基、2-鵬乙基、2-鵬異丁基、1, 2- _鵬乙基、1, 3-_鵬異丙基、2, 3- _鵬-叔 丁基、1,2, 3-三碘丙基、氟甲苯、1-氟甲基、2-氟甲基、2-氟異丁苯、1,2-二氟乙基、二氟甲 基、三氟甲基、五氟乙基、全氟異丙基、全氟丁基、全氟環己基等。
[0042] 上述烷氧基為0Y1所表示的基團,Y1可舉出與上述烷基中說明的基團相同的例子, 上述鹵代烷氧基是-0Y2所表示的基團,Y2可舉出與上述鹵代烷基中說明的基團相同的例 子。
[0043] 上述烷硫基是-SY1所表示的基團,Y1可舉出與上述烷基中說明的基團相同的例 子,上述鹵代烷硫基是-SY2所表示的基團,Y2可舉出與上述鹵代烷基中說明的基團相同的 例子。
[0044] 上述烷基磺酰基是-SOW1所表示的基團,Y 1可舉出與上述烷基中說明的基團同樣 的例子,上述鹵代烷基磺酰基為所-so2Y2所表示的基團,Y2可舉出與上述鹵代烷基中說明 的基團相同的例子。
[0045] 以下,舉出本發明的有機薄膜晶體管用化合物的具體例,本發明不限定于下述化 合物。
[0046] 需要說明的是,在晶體管之類的電子器件中,通過使用高純度的材料可以得到電 場效應遷移率或開/關比高的器件。因此根據需要,優選通過柱色譜、重結晶、蒸餾、升華等 方法進行精制。優選可以將這些精制方法反復使用,或將過個方法組合,由此來提高純度。 進而。作為精制的最終工序,優選將升華精制至少重復2次以上。優選通過上述方法得到的 HPLC測定的純度為90%以上的材料,進一步優選使用95%以上的材料,特別優選使用99% 以上的材料,由此可以提高有機薄膜晶體管的電場效應遷移率或開關電流比,可以發揮材 料本來所特有的性能。
[0047] 本發明的有機半導體材料可作為旋涂用材料來使用。
[0048] 本發明還提供了一種有機薄膜晶體管,包括基板、設置有柵極的介電層和兩端分 別設置有漏電極和源電極的半導體層,所述半導體層包含上述所述的可溶性并噻吩衍生 物;其中,所述半導體層復合于所述介電層上,所述介電層復合于所述基板上:或者所述介 電層復合于所述半導體層上,所述半導體層復合于所述基板上。
[0049] 本發明中,所述有機薄膜晶體管(0TFT)包括基板。所述基本為本領域常用的基 本,可以是硅片、玻璃或塑料薄片。對于制備柔性器件,所述有機薄膜晶體管常采用塑料基 板,如聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonate)或聚酰亞胺(polyimide)等材料。本 發明對所述基板的厚度沒有特殊限制,一般為10微米~10毫米,對于柔性塑料基板,其厚 度優選為50微米~5毫米,對于硅片的硬質基板,其厚度優選為0. 5毫米~10毫米。
[0050] 所述有機薄膜晶體管包括介電層,其設置有柵極。所述柵極由導電材料形成,可以 是金屬薄膜、導電聚合物薄膜、由導電墨水或導電膠形成的導電薄膜或基板自身如重摻雜 的硅片。其中,所述金屬薄膜可以是鋁、金、銀、鉻或氧化銦錫(ΙΤ0);所述導電聚合物薄膜 可以是聚(苯乙烯磺酸鹽)摻雜的聚(3,4-二氧乙烷噻吩)(PED0T :PSS);所述導電墨水可 以是碳黑(carbon black);所述導電膠可以是銀膠(silver colloid)。所述柵極的厚度可 根據所用材料而定,對于由金屬薄膜形成的柵極,其厚度一般為10納米~1〇〇納米;對于由 導電聚合物形成的柵極,其厚度一般為〇. 5微米~10微米。
[0051] 所述介電層通常由無機材料、有機聚合物或有機聚合物和無機材料雜化材料的薄 膜形成。其中,所述無機材料為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、鈦酸鋇、鎬酸鋇或五氧化二鉭;所 述有機聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙 烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)或聚酰亞胺。所述介電層的厚度依賴于所用材料的介電常數,一般 為10納米~500納米。
[0052] 本發明可以采用修飾劑選擇性地所述介電層進行修飾,以形成修飾層,來改變 介電層與半導體層間的界面性質,有益于提高有機薄膜晶體管器件的性能。所述修飾 劑包括含硅化合物、含磷酸化合物和高介電常數聚合物等。其中,所述含硅化合物可與 介電層上得自由羥基發生化學反應,廣泛應用于介電層的自組裝單層(slef-assemble monolayer)修飾;常用的含硅化合物包括十八烷基三氯硅烷(0DTS)、苯基三氯硅烷和含 氟烷基三氯硅烷等,具體的含硅化合物修飾劑和修飾方法可參考應用物理雜質(J. Appl. Phys.,2004, 96, 6431-6438)的相關描述。所述含磷酸化合物也可應用于介電層的自 組裝單層修飾;常用的含磷酸化合物包括碳鏈長度12~16的磷酸和苯基取代的磷酸 等,具體的含磷酸化合物修飾劑和修飾方法可參考物理化學雜志B輯(J. Phys. Chem. B,2003, 107,5877-5881)的相關描述。所述高介電常數聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)或聚酰亞胺 等,具體的種類可參考先進材料雜志(Adv. Mater.,2005, 17, 1705-1725)的相關描述。
[0053] 所述有機薄膜晶體管包括半導體層,其兩端分別設置有漏電極和源電極。所述源 電極和所述漏電極均可以采用與所述柵極相同的材料,但要保證電極材料與半導體層材料 間有小的接觸電阻。本發明對所述漏電極和所述源電極的厚度等沒有特殊限制,其厚度優 選為40納米~100納米,形成的導電溝道的寬長比優選為30。
[0054] 所述半導體層包含上文所述的具有式(I )結構的可溶性并噻吩衍生物,所述可 溶性并噻吩衍生物在有機溶劑中具有較好的溶解性,采用溶液法很容易加工成膜,從而能 簡化有機薄膜晶體管的制備方法。例如,相對于并三噻吩,本發明具有式(I )結構的可溶 性并噻吩衍生物的溶解性至少有100%的提高。在本發明中,所述有機溶劑可以為三氯甲 烷、三氯乙烷、氯苯、二氯苯、三氯苯、氯代甲苯、甲苯、二甲苯、苯甲醚、四氫萘或三甲苯。其 中,三氯甲烷、三氯乙烷、氯苯、二氯苯、三氯苯或氯代甲苯等屬于氯代溶劑,所述可溶性并 噻吩衍生物在甲苯溶劑中的溶解度一般為0. 05wt %~5wt %。
[0055] 同時,所述可溶性并噻吩衍生物能提高有機薄膜晶體管的載流子遷移率,利于應 用。所述半導體層優選還包含聚合物,即所述可溶性并噻吩衍生物與聚合物共混形成半導 體層。所述聚合物包括含三芳胺聚合物(poly(triarylamine))、聚咔唑、聚荷、聚噻吩、聚乙 烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯基苯酚和聚碳酸酯等。
[0056] 在本發明中,半導體層的制備方法優選具體為:將所述可溶性并噻吩衍生物配成 溶液后制備薄膜,經退火、沉積電極,得到半導體層。
[0057] 在本發明中,所述可溶性并噻吩衍生物配成溶液后制備薄膜的加工技術 包括旋涂(spin-coating)、浸涂(dip-coating)、...