[发明专利]含噻唑环合成物、聚合物、有源层、晶体管、器件及制法

说明书

优先权声明

此非临时申请按照35 U.S.C.§119要求于2007年1月24日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.2007-0007500的优先权，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

示例性的具体实施方案涉及含有噻唑环的合成物、含有该合成物的有机半导体聚合物、含有该有机半导体聚合物的有机有源层、含有该有机有源层的有机薄膜晶体管(OTFT)、包含该OTFT的电子器件以及其制备方法。其它示例性的具体实施方案涉及包含噻唑环结构的合成物，其在聚合物主链上除了显示p-型半导体性能的噻吩以及显示n-型半导体性能的噻唑环外还包含显示p-型半导体性能的杂亚芳基或亚芳基，从而当应用于有机薄膜晶体管时显示出增加的载流子迁移率以及降低的阻断漏电流，还涉及包含该合成物的有机半导体聚合物、包含该有机半导体聚合物的有机有源层、包含该有机有源层的OTFT、包含该OTFT的电子器件、以及其制备方法。

背景技术

有机薄膜晶体管(OTFT)可以包括基板、栅电极、绝缘层、源/漏电极以及沟道层，并且可以为底部接触(BC)型或者顶部接触(TC)型。底部接触(BC)型可以在源/漏电极上形成沟道层，并且顶部接触(TC)型可以具有在沟道层上通过掩膜沉积形成的金属电极。

OTFT的沟道层通常由无机半导体材料，例如，硅酮(Si)制成。然而，使用这种无机基材料可为在经济上不利的，并且可需要高温-高真空工艺。因此，根据显示器的放大、成本降低以及软化要求，无机基材料已经被有机基材料所替代。

对用于OTFT沟道层的有机半导体材料的研究正在进行，并且已经报导了使用这种材料的晶体管的性能。已经研究的小分子或低聚物有机半导体材料的代表性实例可以包括部花青(melocyanine)、酞菁(pthalocyanine)、二萘嵌苯、并五苯、C60和/或噻吩低聚物，并且现有技术显示通过使用并五苯晶体，有机半导体材料显示出约3.2～5.0cm²/Vs或更高的增加的载流子迁移率。进一步，通过使用低聚噻吩衍生物，约0.01-0.1cm²/Vs的增加的载流子迁移率以及电流开/关比是可能的。然而，上述技术主要依靠真空工艺形成薄膜。

对于使用基于噻吩的聚合物作为聚合材料的OTFT已有许多报导。这种OTFT没有显示出如同使用相对小分子材料一样的改善性能，但是其优点在于，可以通过溶液法，例如印刷技术，以降低的成本来处理相对大的面积。通过使用F8T2聚噻吩材料实验上制备的聚合物OTFT器件可以显示出约0.01-0.02cm²/Vs的载流子迁移率。如上所述，虽然有机半导体聚合材料显示出比并五苯(其是相对小分子材料)相对低的TFT器件性能，例如载流子迁移率，但是这种材料的优点在于，其不需要增加的操作频率并且可以经济地用于TFT制造中。

然而，为了使OTFT商品化，重要的参数例如增加的电流开/关比以及载流子迁移率必须令人满意。应当尽可能减少在阻断(关闭)状态下的漏电流。

现有技术公开了n-型无机半导体材料和p-型有机半导体材料的组合作为有源层改善了OTFT器件的参数。然而，由于该方法与现有的要求沉积的基于硅酮的TFT方法没有区别，所以其在大规模生产方面仍然是相对困难的。现有技术还教导了通过使用区域规则性(regioregular)聚(3-己基噻吩)(P3HT)制备的载流子迁移率为约0.01-0.04cm²/VS的OTFT器件。然而，因为典型的区域规则性聚(3-己基噻吩)(P3HT)显示出约0.01cm²/Vs的相对增加的载流子迁移率，但是由于其增加的阻断漏电流(约10^-9A或更高)，它的电流开/关比低于400，所以其在电气器件中的应用可受到限制。

发明内容

因此，鉴于上述现有技术的问题，已进行了示例性的实施方案，并且这些示例性的实施方案提供用于OTFT的有机半导体聚合物中的合成物，其在聚合物主链中除了显示p-型半导体性能的噻吩以及显示n-型半导体性能的噻唑环之外，还包含显示p-型半导体性能的杂亚芳基或亚芳基，从而显示出增加的载流子迁移率以及降低的阻断漏电流。

示例性的实施方案还提供含有该合成物的有机半导体聚合物、含有该有机半导体聚合物的有机有源层、通过使用该有机半导体聚合材料作为有机有源层满足增加的载流子迁移率以及降低的阻断漏电流两者的条件的含有该有机半导体聚合物的有机薄膜晶体管(OTFT)、含有该OTFT的电子器件、以及制备它们的方法。