[发明专利]新型聚三芳基胺及其用途

说明书

本发明公开了一种新型聚三芳基胺，当该新型聚三芳基胺用作半导体粘合剂，用于有机薄膜晶体管时，该半导体粘合剂聚合物为新型高k粘合剂聚合物，当其与半导体材料结合使用时，可以得到低至90Ohm.cm的接触电阻(宽度归一化)的高迁移率OTFT器件；并且，还保证当OTFT由长沟道到短沟道显著变化时，器件的迁移率的仅有小幅降低，从而改善了电路和其他器件的性能。

技术领域

本发明涉及但不限于半导体材料技术领域，特别是涉及一种新型聚三芳基胺及其用途。

背景技术

有机薄膜晶体管(OTFT)器件可以通过溶液打印或涂布工艺在塑料基板上于较低制程温度(例如低于120℃)下制造。因此，它们非常适合需要柔性电子的应用，例如塑料基板上的柔性或可折叠显示器。与真空工艺相比，溶液法制程和打印可以实现低成本制造。高电荷迁移率OTFT在一系列电子器件中是理想的功能单元，可用于需要快速开关和高电流驱动的场景。在具有小沟道长度的OTFT器件中实现高电荷载流子迁移率也是非常重要的，因为这样的器件可以提高开关速度并增加电流驱动能力。当沟道长度小于10μm时，基于现有的有机半导体材料和制剂的器件电荷迁移率显著降低。这通常被称为“短沟道效应”。现有公开技术，诸如专利WO2012160383中的制剂给出了高k半导体粘合剂材料与多并苯小分子半导体的结合使用实例。虽然实现了高性能，但长沟道器件(102μm)和较短沟道器件(6μm)之间的迁移率降低了20％甚至更多。专利EP11823548公开了与C8-BTBT和TIPS小分子半导体结合使用的各种三芳基胺聚合物粘合剂，在100μm沟道长度的器件中证明了良好的电学性能，并且证明该组合物具有一定热稳定性。专利WO2007082584A1公开了使用具有小分子半导体的粘合剂作为改善OTFT器件中的短沟道性能的方法。虽然专利证明了使用优选的粘合剂有所改善，但具有短沟道(10μm)的器件的移迁移率比具有长沟道(100μm)的器件低30％。为了最大化OTFT器件中的沟道长度工程的益处，就需要改进现有的材料制剂，使的短沟道长度OTFT器件中的迁移率的降低最小化。

发明内容

本申请提供了新型聚三芳基胺，当该新型聚三芳基胺用作半导体粘合剂时，用于包含其中源极及漏极由半导体组合物桥联的有机薄膜晶体管(该半导体组合物包含半导体材料及半导体粘合剂聚合物)时，该半导体粘合剂聚合物为新型高k粘合剂聚合物，当其与半导体材料结合使用时，可以得到低于150至90Ohm.cm的接触电阻(宽度归一化)的高迁移率OTFT器件；或者，还可以保证当OTFT由长沟道到短沟道显著变化(例如缩小6-7倍)时，器件的迁移率的仅有小幅降低(例如在缩小缩小6-7倍时，迁移率的降低不超过8％，优选地不超过6％)，从而改善了电路和其他器件的性能。

优选的高k粘合剂聚合物为式(I)、式(VII)、式(VIII)、式(IXa)、或式(IXb)的聚合物，其为聚三芳基胺的共聚物。共聚物为由两种或更多种不同单体制备的那些聚合物且包括三元共聚物、四元共聚物及类似物。单体可结合以形成无规共聚物、嵌段共聚物(blockcopolymer)或嵌段共聚物(segmented copolymer)以及任何种类的其它结构布置。

R^x独立地为氢、优选地具有1至10个碳原子的烷基、优选地具有1至10个碳原子的烷氧基、卤素、硝基或R^y；其中各R^y独立地为氰基(CN)或包括至少一个CN基团的有机基团，条件为三芳基胺聚合物中的至少一个重复单元且优选地至少30％的重复单元包括R^y基团且指数(j+k+l)的总和至少为1。聚合物中应存在足够的R^y基团以确保其在1000Hz下的电容率大于3.4。应了解，式(I)、式(VII)、式(VIII)、式(IXa)、或式(IXb)中的所有重复单元中的R^x基团可以不相同。