[发明专利]可光固化聚合物电介质及其制备方法和用途

说明书

本申请是申请日为2009年11月20日，申请号为200980146851.4，发明名称为“可光固化聚合物电介质及其制备方法和用途”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用 

本申请要求2008年11月24日提交的美国临时申请序列号61/117,404的优先权和权益，其公开内容作为参考整体引入本文中。 

引言 

下一代电子器件的开发基于有机材料、柔性基材和低成本溶液加工。在大多数有机电子器件中的关键组件是在薄膜晶体管中用作栅极绝缘体的聚合物介电层，其为任何电子电路的关键组成部件。该聚合物介电层可通过经由溶液相方法如旋涂或印刷使电绝缘(即介电)聚合物溶液沉积而形成于栅极触点(对于底栅晶体管结构)或半导体层(对于顶栅晶体管结构)上。为了产生牢固的不溶性介电材料，通常要求交联步骤。 

交联介电薄膜可通过辐照(即光固化)、化学引发剂或热处理(即退火)而制备。光固化是有利的，因为其可容易地实施且可避免化学引发剂或长期加热，它们均可能破坏薄膜均匀性。几种产生电流的可光固化材料的局限在于需要高能量光如短波长UV射线和长期暴露以获得充分固化。然而，由于许多聚合物骨架和交联单元可吸收短波长UV光，因此使用这些可光固化材料可能导致介电薄膜的低效固化。因此，有利的是开发可以在更长波长下交联的聚合物介电材料，这将导致介电层的固化更快和更深。 

因此，本领域需要可光固化的聚合物介电组合物，其可使用更长波长的紫外光交联。更一般的是本领域还需要可提供可溶液加工的介电薄膜的聚合物组合物，所述介电薄膜优选对空气和/或水分稳定、与不同栅极和/或半导体材料相容且显示出低漏电流密度。 

概述 

鉴于上述情况，本教导提供了电绝缘(即介电)聚合物、基于聚合物的 介电组合物(例如配制剂)和材料(例如膜)，以及可解决现有技术的各种缺陷和短处，包括上述那些缺陷和短处的相关器件。 

本教导在一个方面提供了可用于制备介电材料的各种聚合物和包括那些聚合物的组合物。在其他所需性能中，本教导的聚合物可在常规有机溶剂中可溶，但在发生交联，例如光交联之后可能变得在相同溶剂中不溶，这导致某些加工优点。更具体而言，本教导提供了在其侧基中具有可交联官能团，例如可光交联官能团的聚合物，从而使该聚合物例如在辐照暴露时可交联。交联官能团可允许形成致密的交联聚合物基体。本教导的光敏聚合物及其交联产物可具有优异的电绝缘性能，这可使其能够用作电介质。在某些实施方案中，该光敏聚合物及其交联产物可在2MV/cm的电场下具有小于或等于约1×10^-8A/cm²的漏电流密度。 

本教导的聚合物可具有含香豆素的侧基，其中该含香豆素的侧基可由下式表示： 

其中R¹、R²、R³、L和b如本文所定义。 

在某些实施方案中，该聚合物可为基于乙烯基苯酚单体的均聚物或共聚物。例如，本发明聚合物的某些实施方案可由下式表示： 

其中x和x′独立地为实数；x+x′=1；x>0；0≤x′<1；n为大于2的整数(例 如10-1,000)；并且R¹、R²、R³、R⁶、R⁷、R⁸、R⁸′、Q和b如本文所定义。在某些实施方案中，本发明聚合物可具有下式： 

其中x、x′、x″独立地为实数；x+x′+x″=1；x、x″>0；0≤x′<1；n为大于2的整数(例如10-1,000)；并且R¹、R²、R³、R⁶、R⁷、R⁸、R⁸′、R⁸″、Q、W″和b如本文所定义。例如，-O-Q-W″可为酚基的羟基衍生物。 

在特定实施方案中，本发明聚合物可为包含侧基-L-W和任选的侧基-L-W′的共聚物且可具有下式：