[go: up one dir, main page]

TW200946609A - Organic semiconductor formulation - Google Patents

Organic semiconductor formulation Download PDF

Info

Publication number
TW200946609A
TW200946609A TW098107003A TW98107003A TW200946609A TW 200946609 A TW200946609 A TW 200946609A TW 098107003 A TW098107003 A TW 098107003A TW 98107003 A TW98107003 A TW 98107003A TW 200946609 A TW200946609 A TW 200946609A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
solvent
group
organic
blend
compound
Prior art date
Application number
TW098107003A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI482825B (zh
Inventor
Mark James
Philip Edward May
Original Assignee
Merck Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent Gmbh filed Critical Merck Patent Gmbh
Publication of TW200946609A publication Critical patent/TW200946609A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI482825B publication Critical patent/TWI482825B/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/52Electrically conductive inks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/15Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating characterised by the solvent used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/322Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed
    • C08G2261/3223Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed containing one or more sulfur atoms as the only heteroatom, e.g. thiophene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90Applications
    • C08G2261/91Photovoltaic applications
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90Applications
    • C08G2261/92TFT applications
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40Organic transistors
    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50Photovoltaic [PV] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/20Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
    • H10K85/211Fullerenes, e.g. C60
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/311Phthalocyanine
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/623Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing five rings, e.g. pentacene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Description

200946609 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種製備一包含一有機半導體(OSC)及一 或多種有機溶劑之調配物之方法;藉由此方法獲得之新穎 調配物;其作為用於製備有機電子(0E)裝置的塗佈或印刷 油墨之用途,該等有機電子(OE)裝置尤其為有機場效應電 • 晶體(0FET)及有機光電(〇PV)電池;一種使用該等新穎調 配物製備OE裝置之方法;及自此方法或自該等新穎調配 參 物製備之OE裝置。 【先前技術】 當製備OE裝置(如OFET電池或OPV電池)或有機發光裝 置(如有機發光二極體(OLED)),尤其可撓性裝置時,通常 使用塗佈或印刷技術以塗覆OSC材料層。先前技術中迄今 為止所使用之用於OE裝置之製備的印刷調配物通常為基 於溶液的,包含芳族或脂族有機溶劑且趨向於具有低黏 度。儘管此方法完全適用於旋塗及喷墨印刷(Up)製造方 法’最近存在對使用傳統印刷技術(如彈性凸版印刷或凹 版印刷)以製造裝置之增長之興趣。此需要不同類型之調 . 配物,尤其關於溶劑及可選添加劑(如黏度增強劑)之選 擇。 許多印刷方法使用具有中等黏度(通常自1〇 ^至⑺⑼ cP)之調配物,包括用於彈性凸版印刷及凹版印刷之油 墨,以及用於熱噴射IJP、靜電IJp、軟微影術及其變體, 或微壓印之油墨。然而,對於有效印刷⑽材料而言,存 137651.doc 200946609 在若干限制。 此存在僅僅it由單一溶劑或混合揮發性溶劑與功能 材料之組合,或伴以最小程度添加額外黏度調節劑或黏合 劑來獲得用於印刷之正確流體性質的需要。此通常導致如 (例如)來自四氫化萘或二甲苯溶液等之具有小於1〇 cP之黏 度的調配物。彈性凸版印刷及凹版印刷通常要求黏度大於 · 10 CP以獲得良好印刷品質’且通常使用具有25 cP-100 cp . 知*圍内或甚至高至5000 cp之黏度的調配物。 通常優先選擇活性材料之溶液。舉例而言,具有以上提 ❹ 及之範圍中之黏度的高黏度多元醇不溶解或不與所關注之 典型OSC材料相容’此歸因於此等材料之親水性。此外, 其通常與基材及製造方法之其他部分不相容。 然而’常用黏度調節劑(例如如二氧化石夕、黏土等之無 機物,或極高Mw聚合物、多元醇等等)將有用溶劑之黏度 提咼至大於10 cp,在另一方面又趨向於破壞〇E裝置效 能。此外’二氧化矽及黏土可不利地影響低剪流,致使油 墨不適合用於IJ、凹版及彈性凸版印刷。 ❹ 通常需要低黏度(小於10 cP)(例如)以用於旋塗及標準up 技術’而通常需要高黏度(大於1 〇〇〇 cp)(例如)以用於絲網 印刷、平版印刷等。 ’ US 6,541,300揭示製備用於OE裝置之OSC薄膜的方法, ' 其藉由將Ο S C材料與多組份溶劑摻合物摻合且將所得混合 物塗覆至基材。據主張與使用多組份溶劑摻合物中之僅一 種溶劑產生之OSC薄膜或包括此OSC薄膜之OE裝置相比, 137651.doc 200946609 藉由使用溶劑摻合物而獲得之osc薄膜具有較高移動性且 所得OE裝置具有較高開/關率。然而,所主張之方法之特 徵僅在於其所要之結果,亦即,較高移動性及較高開/關 率’而非在於如何可達成此結果之手段。詳言之,該文獻 不為熟習此項技術者提供如何選擇合適溶劑以達成可工作 調配物之明確指導。該文獻僅提及溶劑摻合物之溶劑應具 有自0.1至1.0之組合極性(((^),其中該組合極性由下式表 示 η Φιη = Σ^'^* i~\ 其中n為〉谷劑之數目’(j^為極性且Xi為溶劑換合物中單一溶 劑之莫耳分數。然而,除此參數外,該文獻不提供與〇sc 化合物之選擇及最佳適用於所選〇SC化合物之溶劑之選擇 相關的任何限制或指導。儘管該文獻揭示一系列〇sc化合 物(包括聚合物及小分子)及具有自低至高值之極性的一系 列溶劑’但並不清楚是否所有此等溶劑將容易地溶解所揭 ® 不之OSC化合物。然而,已知當溶劑不溶解〇sc材料時, 所得混合物通常不適用於0SC薄膜及0E裝置之製備,因為 严 所得〇SC薄膜之形態將劣化,此將不利地影響0E裝置效 . 能。因此,鑒於US 6,541,300之教示,仍需要大量努力以 發現如此文獻中所揭示之用於給定〇sc材料的合適溶劑。 WO 03/069959 A1揭示藉由使用複合溶液之濕膜方法形 成之用於電致發光(EL)裝置之〇SC薄膜。藉由將至少兩種 有機化合物溶解於混合有機溶劑中來製備複合溶液,該混 137651.doc 200946609 合有機溶劑包括關於有機化合物具有不同揮發性及不同溶 解性的至少兩種有機溶劑。又,該文獻揭示一較大系列可 月色溶劑及有機化合物,但不提供如何可關於給定有機化合 物選擇合適溶劑之明確指導。替代地,其僅說明具有不同 揮發性之至少兩種有機溶劑之選擇可視有機化合物之性質 而定。 EP 1 416 069 A1揭示包含多并苯作為〇sc材料之〇3(:元 件。該文獻進一步提及多并苯可溶解於溶劑中,且可使用 兩個或兩個以上溶劑之組合。然而,除一系列標準溶劑 外’未優先選擇任何特定溶劑或溶劑組合,且未關於合適 溶劑之選擇提供特定指導。 WO 2005/041322 A1揭示用於OE裝置之包含至少一有機 聚合物、一第一溶劑及一第二溶劑之有機聚合物溶液,其 中第一溶劑具有較低溶解性及比第二溶劑快之蒸發速率, 且第二溶劑具有極低溶解性。亦主張藉由將溶液沈積於電 極上且使其乾燥而製造〇£裝置之方法。主張歸因於溶劑 之不同溶解性及蒸發速率,形成大體上均勻之聚合物層。 然而,未給出溶劑性質之特定值或參數範圍,其中溶劑性 質之特定值或參數範圍可充當合適溶劑之選擇之基礎。 EP 1 122 793 A2揭示自包含有機£1^材料及疏水性有機溶 劑或/合劑混合物之油墨製造之有機發光裝置,其中溶劑在 至皿下具有至多5重量%之水之溶解能力。然而,此值適 用於先别技術中已知的幾乎所有〇LED溶劑且因此未構成 真正限制。其進一步提及油墨應具有不超過5000 CP之黏 137651.doc 200946609 度’較佳為不超過100 cP。然而,不存在關於如何選摆牲 定溶劑以達成此等值之指導。此使得合適溶劑之 秋 困難^尤其當在不使㈣揮發性增稠劑之情況下試圖製備 具有尚黏度之稀小分子溶液時。
WO 03/053707 A2揭示可絲網印刷之虹聚合物油墨,其 包含可溶解之EL材料、具有靴與細。c之間㈣點的^ 機溶劑及用以保持高於50 cP之黏度的黏度增強劑。有機 溶劑應較佳具有8.8與10.0(cal/cm3严之間的溶解性參數。 此文獻中所提及之黏度調節劑中之大多數者為聚合物或無 機顆粒,如(例如)第9或第1〇頁中所揭示。其他所報告者為 濃度自1%至20%之「凝膠阻滯劑」之用途,其亦可為市售 產品,用以減少溶劑蒸發及改良油墨穩定性及加工性能。 然而,如此文獻中所提議之加工添加劑之用途在用於〇e 裝置之製備的osc印刷油墨中並非總為理想的,因為在移 除>谷劑後,此等加工添加劑將留存於〇sc層中,其於OSC 層中可不利地影響或甚至破壞裝置之效能。相反,更佳為 使得在乾燥後僅純活性osc材料留存於osc層中,無任何 加工添加劑。因此,除活性osc材料外,油墨應較佳僅含 有揮發性組份。 因此仍然存在對提供適用於0E裝置(尤其為0FET及0PV 電池)之製造的osc材料之改良之調配物及油墨的方法的需 要,其中該方法允許溶劑之廣泛但精確之選擇,該等溶劑 具有合適黏度且不會不利地影響裝置之效能及使用壽命。 本發明之一目的在於提供此方法。另一目的在於提供自此 137651.doc 200946609 方法可獲得之經改良之OSC調配物。另一目的在於提供自 此等OSC調配物可獲得之經改良之〇E裝置。其他目的為熟 習此項技術者自以下描述可立即顯見的。 本發明之發明者已發現可藉由如本發明中所主張之提供 OSC調配物之方法來達成此等目的,且解決以上所提及之 問題。詳言之’本發明之發明者已發現藉由根據溶劑或;容 劑摻合物之分配比率(1〇g P)及諸如黏度及沸點之其他參數 來選擇合適溶劑或溶劑摻合物以製備〇 s C調配物之方法。 已發現藉由此等參數之特定範圍内之溶劑之適當選擇,有 可能提供改良之OSC調配物’其中溶劑在適用程度下溶解 OE化合物且仍然具有適用於所要求之印刷或塗佈技術之 黏度。因為關於純溶劑定義參數,亦即,無任何非揮發性 添加劑,熟習此項技術者可較容易地選擇合適溶劑及製備 OSC塗佈或印刷油墨’無需使用(例如)增祠劑以調整黏 度。若需要,自此等溶劑製得之塗佈或印刷油墨亦可藉由 較低黏度溶劑來稀釋以根據需要調節黏度。儘管不必^需 要使用黏度增強或改質添加劑,但其可少量地添加以便$ 〇 會不利地影響裝置效能。 【發明内容】 本發明係關於製備0SC調配物之方法,其包含將有機半 ' 導體(OSC)化合物溶解於溶劑或包含兩個或兩個以上溶齊| - 之溶劑摻合物中的步驟’其中選擇該等溶劍使得其滿足以 下條件: 溶劑之分配比率log P或溶劑掺合物之分配比率之加權平 137651.doc 200946609 均值(log P)w(無任何添加劑)大於1.5, /谷劑或浴劑摻合物之黏度(無任何添加劑)在它下大於 10 cP,且 ' 溶劑之沸點溫度或在溶劑摻合物情況下溶劑摻合物之最 尚沸點溶劑之沸點溫度(無任何添加劑)在丨托之壓力下小於 400。。。 . 本發明進一步係關於藉由此方法可獲得或獲得之調配 物。 ❹ 纟發明進-步係關於包含0Sc化合物及有機溶劑或兩個 或兩個以上有機溶劑之溶劑摻合物的調配物,其特徵在於 溶劑之分配比率log P或溶劑摻合物之分配比率之加權平 均值(log P)w(無任何添加劑)大於15, 溶劑或溶劑摻合物之黏度(無任何添加劑)在25<>c下大於 10 cP,且 溶劑或溶劑摻合物之沸點溫度(無任何添加劑)在丨托之 壓力下小於400°C。 ® 本發明進一步係關於如上文及下文所描述之調配物作為 塗佈或印刷油墨及/或用於0E裝置之製備的用途,尤其為 用於OFET及0PV電池,極較佳為用於此等類型之可撓性 裝置。 本發明進一步係關於製備有機電子(0E)裝置之方法,其 包含以下步驟 a) 將如上文及下文所描述之調配物沈積於基材上, b) 移除溶劑,例如藉由蒸發。 本發明進一步係關於自調配物及/或藉由如上文及下文 J37651.doc 200946609 所描述之方法製備之0]E裝置。 〇E裝置包括(不限於)有機場效應電晶體(OFET)、積體電 路(ic)、薄膜電晶體(TFT)、射頻識別(rfid)標籤、有機發 光一極體(OLED)、有機發光電晶體(〇LET)、電致發光顯 示器、有機光電(〇PV)電池、有機太陽能電池(〇_sc)、^ 撓性0PV及Ο-SC、有機雷射二極體(〇_雷射)、有機積體電 路(〇-IC)、照明裝置、感應器裝置、電極材料、光導體、 光偵測器、電子照相記錄裝置、電容器、電荷注入層、肖 特基二極體(Schottky diode)、平坦化層、抗靜電薄膜、導 電基材、#電圖案、光導體、電子照相裝置、有機記愧體 裝置、生物感應器及生物晶片。 【實施方式】 術語及定義 除非上下文中另有明確說明,否則本文中術語之複數形 式當用於本文中時應視為包括單數形式,且反之亦然。 遍及本說明書之實施方式及申請專利範圍,詞「包含」 及「含有」及該等詞之變化形式(例如,包含之現在分^ 「comprising」及單數形式「comprises」)意謂「包括但不 限於」且不欲(及不)排除其他組份。 術語「聚合物」包括均聚物及共聚物,例如,統計共聚 物、父替共聚物或欣丰又共聚物。此外,如下文中所使用之 術§§·「聚合物」亦包括樹枝狀聚合物,其通常為由盆上以 規則方式添加有其他支鏈單體,從而產生樹狀結構的多官 能核心基團組成之支鍵巨分子化合物,如(例如)M. Fischer 及F. V6gtle ’ jng隱 C/z飢,加u 1999,%,885 中所 137651.doc -10- 200946609 描述。 術語「共輕聚合物」意謂在其骨架(或主鏈)中主要含有 具有SP2-雜化作用(或視情況地sp_雜化作用)之c原子之聚 合物,亦可由雜原子替代該等c原子,使得一心軌道跨越 , 插入σ-鍵而與另―兀-軌道相互作用成為可能。在最簡單的
If況下,此例如為具有交替碳_碳(或碳_雜原子)單及多(例 • 如’雙或參)鍵之骨架m括具有諸如1,3-伸苯基之單 7G的聚口物。「主要地」在此方面意謂具有可導致共概受 Φ爿干擾之自然(天然地)存在之缺陷的聚合物仍然視為共輛 聚合物。此含義亦包括其中骨架包含(例如)如芳基胺類、 芳基膦類及7或某些雜環(亦即,經由N-、〇_、1>_或8_原子 之共軛物)及/或金屬有機錯合物(亦即,經由金屬原子之共 軛物)之單元的聚合物。術語「共軛鍵聯 兩個由具…化作用或SP_雜化作用之c原; 組成之環(通常為芳環)的基團。亦參看「IUPAC Compendium of Chemical terminology, Electronic version j 〇 ® ㈣另有說明’否則分子量給定為數量平均分子量队或 重量平均分子#Mw,且除非另有說明,否則藉由凝膠渗 透層析法(GPC)相對於聚苯乙烯標準測定該等分子量。 =合度(η)意謂數量平均聚合度,除非另有說明,否則 給定為η=Μη/Μυ,其中Mu為單一重複單元之分子量。 「小分子」意謂單體,亦即,非聚合化合物。 除非另有說明,否則固體之百分比為重量百分比(「重 篁%」)’液體(如在溶劑混合物中)之百分比或比率為體積 百分比(「體積0/〇」),且温度以攝氏溫度(。〇給出,「室溫 137651.doc 200946609 (RT)」意謂25°C,「b.p.」意謂沸點,「大氣壓力」意謂760 托或 1013 hPa。 術語「揮發性」意謂在OSC材料已沈積於基材或OE裝置 上後,在不顯著損害OSC材料或裝置之條件下(如溫度及/ 或減小之壓力)可藉由蒸發而自OSC材料移除之化合物或添 加劑。較佳此意謂添加劑在所使用之壓力下(極佳為在大 氣壓力(1013 hPa)下)具有小於300°C之沸點或昇華溫度, 更佳為小於等於135°C,最佳為小於等於120°C。術語「非 揮發性」意謂在以上所描述之含義中不為揮發性之化合物 或添加劑。 化合物或溶劑之分配比率log P(在文獻中亦稱為「分配 係數」)由式(1)給出 log P=log ([A]〇ct/[A]aq) (1) 其中[Α]_為辛醇中化合物或溶劑之濃度且[八“為水中化 合物或溶劑之濃度。 (參看 IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Electronic version,http://goldbook.iupac.org/P04440.html, PAC 1993,<55,2385,及 C. Hansch,Acc. Chem. Res. 2, 232,(1969))。 在溶劑摻合物(其包含兩種或兩種以上溶劑)之情況下, 摻合物之分配比率定義為掺合物中所含有之所有溶劑之分 配比率之加權平均值(log P)w,如式(2)所給出 (log P)w=^w,log^ (2) /=1 137651.doc -12- 200946609 其中n為溶劑之數目,1〇gpi為溶劑摻合物中單-溶劑之log 值且W,為,备劑摻合物中該溶劑之重量分數(由重量/1 〇〇 獲得之以%為單位的濃度)。 除非另有說明,否則藉由在相等體積之水及辛料平衡 稀溶液後量測每-相中之濃度來量測心P值(例如藉由 GC、肌C、UV/vis等),或替代地使用由Cambridge Soft. 生產及市售之「Chem Bi〇 Draw u 〇版本(2〇〇7)」 之軟體藉由分子計算來計算1〇g p。 除非另有說明’否則藉由平行板旋轉黏度計或流變計 (TA儀器)於500 s·1之剪切速率下量測黏度值。 除非另有說明,否則使用FTA表面張力儀器藉由滴形分 析來量測表面張力值。 除非另有說明,否則以上及以下所有物理性質及值參照 25°C之溫度。 ' 根據本發明之方法允許識別特定溶劑及溶劑摻合物(較 佳選自有機溶劑),該等溶劑及溶劑摻合物在適用程度下 溶解OSC化合物且在室溫下(25t)具有適用於印刷方法之 fe圍中之黏度,較佳於自10 cPi7〇〇❶之範圍中,更佳自 10 cP至 630 cP 〇 若需要,可接著藉由較低黏度溶劑來稀釋由此等溶劑製 得之油墨以根據需要調節黏度’只要整體溶劑摻合物之黏 度大於10 cP。 調配物之關鍵參數如下: -劑或溶劑摻合物(無任何添加劑)在2 5 下具有大於1 〇 137651.doc -13· 200946609 之黏度,且 -溶劑(或在溶劑摻合物之情況下該溶劑摻合物之最高沸 點溶劑)在1托下具有小於4〇〇°c之沸點,且 -溶劑之分配比率之對數l〇g p或溶劑摻合物之分配比率之 加權平均值(log P)w大於.1.5,如由Cambridge Soft·生產 及市售之「Chem Bi〇 Draw Ultra 11.0版本(2007)」軟體 所計算,且 -較佳為OSC化合物以自0.005至50重量%之濃度溶解於溶 劑或溶劑摻合.物中。 為增強調配物之性質,視情況地添加以下添加劑中之一 或多者: a) —或多種黏度增強劑’較佳為以其不會不利地影響裝置 效能之濃度, b) —或多種界面活性劑, c) 改變所印刷之調配物之物理性質、電氣性質或穩定性的 一或多種聚合物。 黏度增強劑a)之濃度較佳相對於osc化合物之量為〇 〇〇 i 至200重量%。較佳添加一或多種聚合物作為黏度增強劑 以進一步提高黏度。合適及較佳聚合物係選自由有機溶劑 可溶性聚合物所組成之群,如(例如聚乙烯、低Mw 聚丙烯之均聚物或共聚物、其他烴骨架聚合物、聚丁二 烯、聚乙烯及氧化丙烯、聚苯乙烯、α甲基聚苯乙烯、聯 合增稠劑、如(諸如)Sept〇n® 4〇99(可自 Kuraray America
Inc.購得)之Sept〇n⑧聚合物、聚三芳基胺或仍 137651-doc •14- 200946609 2007/0102696 A1中所揭示之用作黏合劑之聚合物。 界面活性劑b)之濃度較佳相對於全部組合物為自〇〇〇1至 1.0重量%,極佳為自0.05至0.5重量%。此等界面活性劑之 主要目的在於降低溶液之表面能以允許改良之潤濕。合適 及較佳界面活性劑包括(不限於)彼等選自由碳氟化合物、 氟改質產物、基於聚矽氧之產物、炔二醇及聚丙烯酸酯, 或如醇烷氧基化物之其他產物所組成之群者。此等界面活 性劑中之許多者為市售的’例如名為「Flu〇r @」(來自
Cytonics)、「Zonyl ®」(來自 Dow)、「Byk ®」(來自 Byk Chemie/Altana)、「Teg〇 ®」(來自 Tego/Evonik)或「Surfynol ®」 (來自Air Products)。碳氟化合物界面活性劑之實例包括 (不限於)Fluor N361或362、Zonyl FSG(氟化f基丙烯酸酯 聚合物)、Zonyl FSN100(乙氧基化非離子氟界面活性劑)及 其類似者。氟改質界面活性劑之實例為Byk 388(氟改質聚 丙烯酸酯)、Byk 340(聚合氟界面活性劑)及其類似者。基 於聚石夕氧之界面活性劑之實例包括(不限於)Teg〇 Wet 270(聚驗矽氧烷共聚物)、Tego Wet KL245(聚醚石夕氧院共 聚物)、Tego Twin 4000(基於矽氧烷之雙子界面活性劑)、 Byk 307(聚醚改質二甲基聚矽氧烷共聚物)、Byk 31〇(聚醋 改質二曱基聚石夕氧烧)、Byk 331(聚喊改質二甲基聚石夕氧烧 共聚物)及其類似者。炔二醇之實例包括(不限於)Surfyn〇1 104及其類似者。聚丙烯酸酯界面活性劑之實例包括(不限 於)Byk 361 N及其類似者。其他產物之實例包括(不限 於)Byk Dynwet 800(醇烷氧基化物)及其類似者。 137651 .doc -15- 200946609 改變物理性質之聚合物c)之濃度較佳相對於〇sc化合物 之量為0.001至200重量%。較佳為此等聚合物係選自與以 上所k及之黏度增強劑a)相同之聚合物之群。 調配物亦可為「熱熔」型油墨,亦即,其在喷射或印刷 溫度下為液體,但在室溫下為固體。 車又佳為溶劑能夠在大氣壓力或減小之壓力(降至1 〇-7托) - 及/或視需要加熱(高至500。〇下蒸發或昇華以大體上不留 · 下殘餘物。溶劑之沸點或溶劑摻合物之最高沸點溶劑之沸 點在1托下且較佳在大氣壓力下小於40(rc、更佳為在❹ 下且較佳在大氣壓力下小於30(rc,或較佳為在2〇托下小 於 200°C。 進步較佳為洛劑之彿點或溶劑摻合物之最低沸點溶劑 之沸點在大氣壓力下大於等M13〇〇c且更佳為大於13〇艺。 若在25°C下溶劑為液體,則在25°C下溶劑之黏度大於10 在25°C下溶劑摻合物之黏度大於1〇 cp。較佳為溶劑或 /合劑掺合物在25 C下具有大於15 cP之黏度,更佳為在25 下大於20 CP ’最佳為在25°c下大於5〇 cp。 ❹ 溶劑之分配比率(log P),或溶劑摻合物之分配比率之加 權平均值之計算值(log P)w大於15,更佳為大於2且最佳為 大於2.5。較佳為此等值係關於每一溶鈉之所計算之1〇莒 P 〇 較佳為溶劑或溶劑摻合物(無任何添加 於⑽因/公分且小於8。達因/公分,更佳為大 分且小於60達因/公分。 137651.doc -16 - 200946609 根據本發明之調配物或油墨可用以藉由諸如彈性凸版印 刷、凹版印刷、喷墨印刷、微觸印刷、軟微影、塵印等之 塗佈或印刷方法而將如OSC化合物之功能材料塗覆至基材 或塗覆於裝置上。最佳為油墨用於彈性凸版印刷、凹版或 墨噴印刷。 所印刷之特徵之大小可在自分別約丨微米或甚至更小之 直徑之線或點至若干平方公尺(較佳自1〇微米至1平方公尺)
❹ 之範圍之大面積之間變動0所印刷之〇SC層之厚度最佳為 自 50至 300 nm。 視情況地,調配物包含增加調配物之黏度的一或多種添 加劑(黏度增強劑)。舉例而言,視情況地添加少量(較佳相 對於OSC化合物之量為o.oou重量%)__或多種聚合物 以進一步提高黏度。合適及較佳聚合物包括(例如)聚笨乙 烯、如(諸如)Septon® 4099(可自Ku_y入咖如—講得)
Septon®忒合物、聚三芳基胺等或us 谓搬696 幻中所揭示之用作黏合劑之聚合物。然而,較佳為調配物 不含有除⑽化合物外的㈣非揮發性添加劑。 β 1 1AM上選自滿足以±所提及之物理準則的任何化 學種類,包括但不限於,脂族或芳族烴、胺、硫醇、酿 -聚趟、醇、二醇及多元醇。合適及較佳溶劑 2 (例如)1-環己基H各咬_ (N-環己基-吼略唆酮卜諸 如0_、m-或p-二甲苯之甲 + 甲基化本、如α-萜品醇、薄荷醇或 葛缕酵之萜類化合物、如 ,_ 十虱化-2-萘紛或1,2,3,4-四氳化- 1-萘酚之萘酚,及如3 X 4甲基%己醇或2,5-二曱基環己 137651.(j〇c -17· 200946609 醇之甲基化脂環醇。 具有高黏度之較佳溶劑包括(例如)十氫化_2_萘酚及 1,2,3,4-四氫化-i_萘酚。可用作豨釋劑之具有低黏度之合 適溶劑包括(例如)如〇·、m_4p·二甲苯、四氫化萘及十氫 化萘之甲基化笨。 尤其較佳為包含選自高黏度群之一或多種溶劑及選自低 黏度群之一或多種溶劑的溶劑摻合物。由在25下具有大 於10 cP ’較佳大於5〇 cp且小於1〇〇〇〇 cp,較佳小於5〇〇〇
cP之黏度之溶劑所組成的高黏度群包括(但不限於)如十葡 化-2-萘酚及ι,2,3,4-四氫化萘酚之溶劑。由在25〇c下具 有大於0.25 cp,較佳大於〇 5 cp且小於1〇 cp之黏度之溶截 所組成的低黏度群包括(但不限於)諸如四氫化萘、十氫化 蔡及甲基化笨(如(例如)〇-、m-或p-二甲苯)之溶劑。
最佳為具有自5/95至镇〇之比率之二元摻合物〇_二甲 苯/十氫化萘酚,此外具有自25/75至50/50之比率之二元 摻合物四氫化_,2,3,4_四氫化+蔡⑲,此外具有自 至50/50之比率(所有比率以重量%給出)之二元摻合物十氫 :萘’十氫化萘紛’尤其為實例1之表It所展示之二元 推合物。 OSC化合物可係選自為熟習此項技術者所 描述之標準材料。 OSC化合物可為含 V nQr,/u Λ 芏少―個方環之任何共軛芳j :有=:含有5員、6員或7員芳環,且Μ 或貝方環。村料可為包括現合物、分散液及夺 137651.doc -1S- 200946609 物之單體、寡聚物或聚合物。 芳環中之每—者視情況地含有選自Se、Te、P、Si、B、 As、N、〇或S之一或多個雜原子,較佳選自n、〇或s。 方裱可視情況地由烷基、烷氧基、聚烷氧基、硫代烷 : 基、醯基、芳基或經取代之芳基、鹵素(特定言之,氟)、 氛基、確基或由*N(Rx)(Ry)表示之視情況經取代之第二或 第三烷基胺或芳基胺取代,其中Rx及…彼此獨立地表示 H、視情況經取代之烷基、視情況經取代之芳基、烷氧基 或聚烷氧基。在RX及/或Ry表示烷基或芳基之情況下,此 等可為視情況經氟化的。 可為視情況經稠合的或可以諸如_c(Tl)=c(T2)、' -N(RZ)-、·Ν=Ν…(RZ)C=N_、_N=C(RZ)·之共軛鍵聯 基團鍵聯,其中Τι及T2彼此獨立地表示Η、α、F、_CsN_ 或低碳烷基,較佳為Cl 4烷基,且RZ表示H、視情況經取 代之烷基或視情況經取代之芳基。在RZ為烷基或芳基之情 0 況下’此等可為視情況經氟化的。 較佳OSC化合物包括小分子(亦即,單體化合物)、聚合 物、寡聚物及其衍生物,其選自:共軛烴聚合物,諸如多 并苯、聚伸苯基、聚(伸苯基伸乙烯基)、聚苐,包括彼等 . 共輛烴聚合物之募聚物;諸如并四苯、藶、并五苯、祐、 花、六苯并苯或此等基團之可溶解之經取代之衍生物的縮 合芳烴;諸如p-聯四苯(p_4P)、p_聯五苯(p-5P)、ρ·聯六苯 (Ρ-6Ρ)或此等基團之可溶解之經取代之衍生物的經寡聚對 位取代之伸苯基;諸如聚(3_經取代之D塞吩)、聚(3,4_經雙 137651.doc -19- 200946609 取代之嗟吩)、聚苯并嗔吩、聚異硫知、聚(N-經取代之β比 咯)、聚(3-經取代之吡咯)、聚(3,4-經雙取代之吡咯)、聚 呋喃、聚吡啶、聚-1,3,4-噁二°坐、聚異硫茚、聚(Ν-經取代 之苯胺)、聚(2-經取代之苯胺)、聚(3_經取代之苯胺)、聚 (2,3-經雙取代之苯胺)、聚甘菊環、聚芘之共軛雜環聚合 物;吡唑啉化合物;聚硒吩;聚苯并呋喃;聚吲哚;聚噠 嗪;聯苯胺化合物;芪化合物;三嗪;經取代之金屬或無 金屬σ卜吩、酿菁、氟酜菁、萘駄·菁或IL萘欧菁;C6G及C70 芙或其衍生物;二烷基、經取代之二烷基、二芳基或 經取代之二芳基-1,4,5,8-萘四甲酸二亞胺及氟代衍生物; 二烷基、·經取代之二烷基、二芳基或經取代之二芳 基- 3,4,9,10 -A四曱酿一亞胺,紅在繞淋;二苯盼合苯g昆;· 1,3,4-°惡一唾,11,11,12,12 -四氰基萘-2,6 -〇若二甲烧;α,α’_ 雙(二噻吩并[3,2-b2’,3’-d]噻吩);2,8-二烷基、經取代之二 烧基、二芳基或經取代之二芳基雙噻吩蒽;2,2'-二苯并 [l,2-b:4,5-b']二噻吩。較佳化合物為可溶解之來自以上清 單之彼等及其衍生物。 較佳OSC化合物為小分子(亦即,單體化合物)。 尤其較佳osc化合物為經取代之多并苯,諸如6,13雙 (二曱基矽烷基乙炔基)并五苯或其衍生物,如(例如)us 6,690,029 或 US 2007/0102696 A1 中所描述。 其他較佳OSC化合物為聚(3_經取代之嘆吩),極較佳聚 (3烧基塞力)(P3 AT),其中烧基較佳為直鍵且較佳具有^至 12,最佳為4至10個(:原子,例如聚㈠·己基噻吩)。 137651.doc 200946609 特定言之,較佳OSC化合物係選自式1(多并苯):
I 其中 R1、R、R3、R4、R5、R6、r7、r8、r9、r1〇、 ' Rl2中之每一者(其可為相同或不同的)獨立地表示氫;視情 況經取代之q-Cw二價碳基或烴基;視情況經取代之〇丨_ m C4〇烷氧基;視情況經取代之^{扣芳氧基;視情況經取代 之C7-C4〇烷基芳氧基;視情況經取代之C2_C4G烷氧羰基; 視情況經取代之CVCw芳氧基羰基;氰基(_CN);胺曱醯基 (-C(=0)NH2) ; _甲醯基(_C(=〇)_x,其中χ表示ώ素原 子广曱醯基(-C(=〇)-H);異氰基;異氰酸酯基;硫氰酸酯 基或硫異氰酸酯基;視情況地經取代之胺基;羥基;硝 基,CF3基,鹵基(CM、Br、F);或視情況經取代之矽烷基 或炔基矽烧基;且 β 其中R1 及 R2、R2 及 R3、r>R4、Rw、rir9、义9及 R10中之每一對獨立地視情況地形成交聯橋以形成C4_C4〇飽 和或非飽和環,該飽和或非飽和環可由氧原子、硫原子或 . 一式-N(R )-基團(其中Ra為氫原子或視情況經取代之烴基) 插入,或可視情況經取代;且 其中多并苯骨架之碳原子中之一或多者可視情況地由選 自N、P、As、〇、S、以及丁6之雜原子取代;且 其中獨立地,定位於多并苯之鄰近環位置上之取代基 137651.doc -21- 200946609 R -R 2中之任何兩個或兩個以上取代基可(共同)視情況地 組成稠合至多并苯之由〇、8或_N(Ra)(其中Ra為如以上所 疋義)視情況插入之另一(:4-(:4〇飽和或非飽和環或芳環系 統;且 1或2,最佳η為0或 其中η為0、1、2、3或4,較佳!!為〇、 2,意謂多并苯化合物為并五苯化合物(若n=2)或「偽并五 苯」化合物(若n=0)。 式I之極較佳化合物為子式I丨之彼等(經取代之并五苯):
其中 Rl、R2、R3、R4、R7、R8、R9、Rl〇、r15、r16、r17 各自獨立地為相同或不同的且各自獨立地表示:H ;視情 況經取代之C^-Cw二價碳基或烴基;視情況經取代之c!-C4〇烷氧基;視情況經取代iC6_C4。芳氧基;視情況經取代 之C^-Cw烷基芳氧基;視情況經取代之<:2_(:4()烷氧羰基; 視情況經取代2C7-C4()芳氧基羰基;氰基(-CN);胺曱醯基 (-C(=0)NH2);鹵甲醯基(-C(=0)-X ’其中X表示鹵素原 子);甲醯基(-C(=0)-H);異氰基;異氰酸酯基;硫氰酸酯 基或硫異氰酸酯基;視情況經取代之胺基;羥基;硝基; J37651.doc -22- 200946609 CF3基;鹵基(ci、Br、F);或視情況經取代之矽烷基;且 A表示碎或鍺;且 其中 Rl 及 r2、R2及 R3、R3及 R4、R7及 R8、R8及 R9、R9及 R10、R15及R16、Ri6及Ri7中之每一對獨立地視情況地互相 形成交聯橋以形成C4_C4Q飽和或非飽和環,該飽和或非飽 和環由氧原子、硫原子或式_N(Ra)_基團(其中Ra&氫原子 或煙基)插入’或可視情況經取代;且
❹ 其中多并苯骨架之碳原子中之一或多者可視情況地由選 自N、P、As、〇、s、Se及Te之雜原子取代, 其特徵在於 a#1、R2 ' R3、R4、R7、r8、r9 ' Rl〇 中之至少一者為視 It況經取代之C^-C:4❶二價碳基或烴基;視情況經取代之c广 C4〇烷氧基;視情況經取代之CcCw#氧基;視情況經取代 之CrC4。烷基芳氧基;視情況經取代之C2_C4G烷氧羰基; 視情況經取代之(VC:4。芳氧基羰基;氰基(_CN);胺甲趨基 (-c(=〇)NH2) ; - f酿基(_c(哪χ,其中乂表示㈣原 子)甲酿基(C( 〇)-H),異氰基;異氰酸g旨基;硫氛酸醋 基或硫異氰酸酯基;視情況經取代之胺基;羥基;硝 基;CF3基;齒基(ChBr、F);或視情況經取代之石夕烷 基,及/或 、r、r4、r7ar8、r\r9、r^r1〇 中之至少-對互相形成交聯橋以形成LA。飽和或非飽和 環’該飽和或非飽和環由氧原子、硫原子或式_N(Ra)_基團 (其中Ra為氫原子或烴基)插入,或可視情況經取代。 137651.doc -23· 200946609 弋之其他較佳化合物為子式12之彼等(經取代之雜并 苯):
12 其中R2、R3、R、r9、Ri、R"各自獨立地為相同或 不同的且各自獨立地表示:Η ;視情況經取代之Ci_C4〇二 價碳基或烴基;視情況經取代之(^^⑼烷氧基;視情況經 取代之C6-C4G芳氧基;視情況經取代之C7-C4〇烷基芳氧 基;視情況經取代之C^C:4。烷氧羰基;視情況經取代之匕_ C40芳氧基羰基;氰基(_CN);胺甲醯基(_c(=〇)NH2);鹵甲 醯基(-c(=0)-x,其中X表示_素原子);甲醯基(_c( = 〇)· Η);異氰基;異氰酸酯基;硫氰酸酯基或硫異氰酸酯基; 視情況經取代之胺基;羥基;硝基;CF3* ; _基(α、 Br、F);或視情況經取代之矽烷基;且八表示矽或鍺;且 其中R及R、R8及R9、R15及R〗6、R】6及r17中之每一對 獨立地視情況地互相形成交聯橋以形成C4_C4G飽和或非飽 和環,該飽和或非飽和環視情況由氧原子、硫原子或式 -N(Ra)-基團(其中R&為氫原子或烴基)插入,且視情況經取 代;且 137651.doc -24- 200946609 其中多并苯骨架之碳原子中之一或多者視情況地由選自 N、P、As、0、S、Se及Te之雜原子取代, 其特徵在於 R2及R3,以及R8及R9中之至少一對互相形成交聯橋以形 成C4-C4〇飽和或非飽和環,該飽和或非飽和環由氧原子、 硫原子或式-N(Ra)-基團(其中Ra為氫原子或煙基)插入,且 視情況經取代。 ❹ 式I之其他較佳化合物為子式13之彼等(經矽烷基乙炔化 之雜并苯)··
SiF^
其中
Y1及Y2中之一者表示_CH=或=CH_且另一者表示_χ_, Υ3及Υ4中之一者表示_CH=或=CH_且另一者表示χ-, X為-Ο-、-S-、-Se-或-nr,"-, R為(在多次出現之情況下彼此獨立地)具有丨至川個,較佳 1至8個C原子之環狀、直鏈或支鏈烧基或燒氧基,或且有 2-30個C原子之芳基,料烧基或燒氧基或芳基中之料 者視情況地經氟化或全氟化,其中叫較佳為三炫基錢 基, R1為H、F、Cl、Br、I、CN、且古 i s 〇 rw 具有1至20個,較佳1至8個c 137651.doc •25· 200946609 原子且視情驗氟化或全氟化之直鏈或支㈣基或炫氧 基、具有6至30個C原子之視情況經氟化或全氟化之芳基, 較佳為C6F5或C02R,,,其中R"為H、具有原子之 視情況經氟化之烧基,或具有2至3〇個,較佳5至2〇虹原 子之視情況經氟化之芳基, R,"為H或具有1至1_原子之環狀、直鏈或支鏈烧基,較 佳為Η, m為0或1, 〇為0或1, 其限制條件為若X為S,則R,不為氫。 尤其較佳為其中„^n為〇,及/或乂“,及㈣,為F之式 13之化合物。 上文及下文所使用之術語「二價碳基」表示包含至少— 個碳原子之任何單價或多價有機基團部分,其無任何非碳 原子(如(例如)-c^c-),或視情況與至少一個諸如N、〇、 s、p、Si、Se、As、Te或Ge之非碳原子結合(例如羰基 等術語「烴基」表示額外含有_或多個H原子且視情況 含有一或多個如(例如)N、〇、S、p、Si、Se、As、心或 Ge之雜原子的二價碳基。 一 包含三個或三個以上C原子之鏈的二價碳基或烴基亦可 為直鏈、支鏈及/或環狀,包括螺環及/或稠環。 較佳二價碳基及烴基包括烧基、垸氧基、絲幾基、燒 氧羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基,其中之每—者為視 情況經取代的且具有丨至牝個,較佳丨至25個,極較佳^至 137651.doc -26- 200946609 18個C原子,此外具有6至4〇個,較佳6至25個c原子之視 情況經取代之芳基或芳氧基’此外烧基芳氧基、芳基幾 基、芳氧基幾基、芳基幾氧基及芳氧基叛氧基,其中之每 一者為視情況經取代的且具有6至4()個,較佳7至4〇虹原 + ’其中所有此等基團視情況地含有-或多個雜原子,尤 其選自 N、0、S、P、Si、Se、As、TdGe。 二價碳基或烴基可為鮮或錢和非環狀基團或飽和 《非飽和環狀基團。非飽和非環狀或環狀基團為較佳的, 尤其芳基、烯基及块基(尤其為乙块基)。ΜΑ。二價碳 基或基為非環狀時,該基團可為直鍵或支鍵。⑽二 價碳基或烴基包括(例如)Cl_c4〇貌基、C2_c4〇稀基、C2_C40 炔基、p-c4。埽丙基、c4_c4Q烧基二稀基、‘㈣基、 c6-c18芳基、C6_C40燒基芳基、C6_c4〇芳基烷基、C4_c糾環 烷基、C4-C4〇環烯基,及其類似者。前述基團中之較佳者 分別為院基、c2_c2〇婦基、C2_C2〇快基、c3_C2〇婦丙 φ 基、C4-C20烷基二烯基、C6_C〗2芳基及cvc:2◦聚烯基。亦包 括具有碳原子之基團與具有雜原子之基團的組合,如(例 如)炔基、較佳為乙缺S,其藉由石夕烧基(較佳為三烧基矽 氧基)取代。 - 方基及雜芳基較佳地表示具有多達25個c原子、亦可能 包含稠合環且視情況用一或多個基團[取代之單環、雙環 或三環芳族或雜芳族基團’其中L為鹵素或具有!至12個碳 原子之烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基,其中一或 多個Η原子可由F或C1置換。 137651.doc •27- 200946609 尤其較佳之芳基及雜芳基為苯基,其中此外一或多個 土團可由N、萘、D塞吩、砸吩嘆吩、二嗟吩并嗟吩、第 及噁唑置換,全卹·一 邛了為未經取代的 '經如上文所定義之 L單取代或多取代的。 式1及/、子式中,Rl "較佳表示具有1至20個C原子之直 :、支鏈或環狀烷基’其為未經取代的或由FHW 單取代或夕取代的,且其中一或多個非相鄰cH2基團視情 況在母凊况下互相獨立地由_〇_、_s_、·nr*3-、_;§丨W〇_ 、-cxkcx2-或_c^c_以〇及/或s原子不彼此直接鍵聯之方 式置換,或表示較佳具有1至30個(:原子之視情況經取代之 芳基或雜芳基’其中R〇及rgQ彼此獨立地為H或具有1至12 個C原子之烷基,且χι及χ2彼此獨立地為H、f、a或。 若R中之一者為烧基或院氧基,亦即當末端ch2基團 由-〇-置換時,則此可為直鏈或支鏈的。其較佳為直鏈, 具有2至8個碳原子且因此較佳為乙基、丙基、丁基、戊 基、己基、庚基、辛基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧 基、己氧基、庚氧基或辛氧基’此外例如甲基、壬基、癸 基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、壬氧 基、癸氧基、Η氧基、十二氧基、十三氧基或十四氧 基。尤其較佳為正己基及正十二基。 若R1·17中之一者為其中一或多個CH2基團由_CH=cH_置 換之烷基,則此烷基可為直鏈或支鏈的。其較佳為直鍵, 具有2至12個C原子,且因此較佳為乙烯基;丙_ι_烯基或 丙-2-稀基;丁-1-烯基、丁-2-稀基或丁-3-烯基;戊_1_稀 137651.doc -28· 200946609 基、戊-2-埽基、戊稀基或戍冰稀基;己小稀基、己·2_ 烯基己-3-婦基、己_4_稀基或己_5_婦基;庚小稀基、 ^-2:基、庚_3_稀基 '庚_4_稀基、庚j烯基或庚各婦 基,辛小烯基、辛七稀基、辛I烯基、辛_4_稀基、辛_5_ 稀基、辛_6_烯基或辛_7舊;壬^基、壬 ΓΓ、壬_基、壬领基、壬—壬-7-婦基 基壬八^基’癸小缚基、癸士稀基、癸I稀基、癸-4-烯 t _烯基、癸_6_縣、癸_7·烯基、癸_8烯基或癸_9_ 2 小烯基、十一 ·2·稀基、十--稀基、十--心 嫌其丄 婦基、十一 _6-婦基H-稀基、十一-8_ 2I其 基或十一 I烯基;十二-稀基、十二_ 烯二3_烯基、十二·4_烯基、十二-5-烯基、十二_ 二基、十二-7-稀基、十二_8_烯基、十二领基、十二_ 二J基。縣可包含具有―_構型之 Ο 中之—者為氧雜烧基(亦即,其中— CH2基團由-2、,則較佳地為(例如)直鍵2-氧雜丙基(=甲氧基曱 ί雜戊基乙广基甲基)或3·氧雜丁基(=2·甲氧基乙基);2_ '土 _氧雜戊基或4·氧雜戊基;2-氧雜己基、3負 雜己基、4-氧雜P m & 2軋雜己基、3-氧 庚A u 雜己基;2_氧雜庚基、3·氧雜 二V氧雜庚基、5-氧雜庚基或6·氧雜庚基;2-氧雜辛 基、3-氧雜辛基、4_氧 〒 或7-氧雜辛辛基、5·㈣辛基、6氧雜辛基_ 5_氧=广雜壬基、3_氧雜壬基、4-氧雜壬基、 ” 補壬基、7·氧雜壬基或8_氧雜壬基;或 137651.doc -29- 200946609 2-氧雜癸基、3·氧雜癸基、4_氧雜癸基、5_氧雜 氧^癸基7、7_氧雜癸基、8_氧雜癸基或9_氧雜癸基/ _ 若R1”中之一者為硫烷基,亦即其中—⑶2基團由_s_置 ',則其較佳為直鏈硫甲基(_SCH3)、^硫乙基(挪 叫^硫丙基卜SCH2CH2CH3)1 (石危丁基硫戊2 =)、^(硫己基)、Η硫庚基)、W硫辛基)、w硫壬基)、 -(硫癸基)、1_(硫十一基)或〖_( _ 2 卞—基),其中較佳置換 鄰近經sp雜化之乙烯基碳原子之CH2基團。 若汉1-17中之一者為氟烧基,則其較佳為直鏈全氟烧基 CiF2i+〗(其中鸲上至^之整數),尤其為cf3、4匕、qh、 cj9、c5Fll、c6Fl3、c7Fi54C8Fi7,極較佳為c6F丨3。3 7 極較佳11丨_”係選自視情況經—或多個氟原子取代之Q c20烧基、Cl-C2()稀基、Cl_C20块基、Ci_c2〇烧氧基、Ci_c2〇 ι·代烷基CVC20石夕燒基、(^-(:2。胺基或(^-〇:2。氟烧基,尤 其選自縣、炔基、烧氧基、硫代烧基或氟燒基,其所有 者為直鏈且具有1至12個,較佳5至12個(:原子,最佳為戊 基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基或十二基。 -cxkcx2-較佳為_CH=CH_、_CF=CF_或·CH=C(CN)_。 R 較佳為選自C丨烧基(較佳為C丨-C4烧基,最佳為 曱基、乙基、正丙基或異丙基)、C6_C4〇芳基(較佳為苯 基)、CVCw芳基烷基、氧基或c6_C4〇芳基烷氧基 之相同或不同基團,其中所有此等基團視情況經(例如)一 或多個鹵素原子取代。較佳地,Rl5-!7各自獨立地選自視 情況經取代之C】-!2烷基,更佳Cm烷基,最佳Cw烷基(例 137651.d〇( -30- 200946609 如異丙基);及視情況經取代之C6_1()芳基,較佳苯基。其 他較佳者為式-SiR15R16之矽烷基,其中尺6與^原子形成環 狀矽烷基烷基,較佳具有1至8個C原子。 在一較佳實施例中,R15·17為相同基團,例如相同(視情 況盤取代的)烧基’如三異丙基石夕烧基中。極較佳RlW7為 相同的視情況經取代之Cl_1Q、更佳Cw、最佳Cl-3烷基。在 此狀況下較佳烷基為異丙基。 較佳基團-SiR15R16R17包括(不限於)三曱基矽烷基、三乙 基矽烷基、三丙基矽烷基、二曱基乙基矽烷基、二乙基甲 基矽烷基、二曱基丙基矽烷基、二甲基異丙基矽烷基、二 丙基甲基矽烷基、二異丙基甲基矽烷基、二丙基乙基矽燒 基、二異丙基乙基矽烷基、二乙基異丙基矽烷基、三異丙 基矽烷基、三曱氧基矽烷基、三乙氧基矽烷基、三苯基矽 烧基、一本基異丙基石夕炫基、二異丙基苯基石夕烧基、二苯 基乙基矽烷基、二乙基苯基矽烷基、二苯基曱基矽烷基、 三苯氧基矽烷基、二甲基甲氧基矽烷基、二甲基苯氧基矽 烧基、甲基曱氧基苯基矽烷基等等,其中烷基、芳基或烷 乳基為視情況經取代的。 視情況地’ OSC調配物包含一或多種有機黏合劑,較佳 為聚合黏合劑(如(例如)US 2007/0102696 A1中所描述)以調 節流變性質,較佳以重量計黏合劑與OSC化合物之比例為 自 20:1至 1:20,較佳 1〇:1至 1:1〇,更佳 5:1至 1:5。 調配物中OSC化合物之總濃度較佳自〇.1重量%至1〇重量 °/〇 ’更佳自0.5重量%至5重量。/(^調配物可包含一種或一種 137651.doc -31- 200946609 以上,較佳1、2、3或超過三種OSC化合物。 根據本發明之調配物可額外包含一或多種其他組份,如 (例如)表面活性化合物、潤滑劑、潤濕劑、分散劑、疏水 劑、黏著劑、流動改良劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑(其 可為反應性或非反應性的)、助劑、著色劑、染料或顏 料、敏化劑、穩定劑、奈米粒子或抑制劑。然而,此等其 - 他組份不應具氧化性或以其他方式能夠與〇sc化學地反應 或對於OSC具有電捧雜效應。 在製備OE裝置之方法中,osc層沈積於基材上,接著移 ❹ 除溶劑及所存在之任何揮發性導電性添加劑。較佳藉由如 上文及下文所描述之塗佈或印刷技術而自本發明之調配物 沈積OSC層。 基材可為適用於OE裝置之製備的任何基材,或亦可為 OE裝置或其部分。合適及較佳基材為(例如)聚對苯二甲酸 乙二醋(PET)、聚萘二甲酸乙二醋(pEN)、聚醯亞胺或平坦 化之矽玻璃之可撓性薄膜。 較佳精由蒸發達成溶#!及任何揮發性添加劑之移除,例 〇 如將經沈積之層曝露^高溫及/或降低之壓力,較佳在50 至135°C下。 osc層之厚度較佳自1〇奈米至5〇微米、更佳自2時米至 5微米,甚至更佳自50奈米至1微米,最佳自50奈米至綱 奈米。 除上文及下文所“述之材料及方法外’可自標準材料及 祛準方法製備OE裝置及其組件,該等標準材料及標準方 137651.doc •32· 200946609 法為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。 尤其較佳之OE裝置為OFET。根據本發明之較佳〇FET& 含以下組件: -選擇性地一基板(1), -一閘電極(2), -一包含介電質之絕緣體層(3), -源電極及汲電極(4), --OSC層(5)。 圖1例示性及示意性地描繪根據本發明之底閘極(BG)、 底接觸(BC)0FET裝置,其包含基材(1)、閘電極(2)'介電 層(3)、源電極及汲電極(4),及〇sc層(5)。 此裝置可藉由包含以下步驟之方法製備:在基材⑴上 塗覆閘電極(2),在閘電極(2)及基材(1)之頂部塗覆介電層 (3) ’在介電層(3)之頂部塗覆源電極及沒電極(4),及在電 極(4)及介電層(3)之頂部塗覆〇8(;:層(5)。 圖2例示性及示意性地描繪根據本發明之頂閑極 (TG)OFET裝置,其包含基材⑴、源電極及汲電極(4), OSC層(5)、介電層(3)及閘電極(2)。 此裝置可藉由包含以下步驟之方法製備:在基材⑴上 塗覆源電極及汲電極(4),在電極(4)及基材(1)之頂部塗覆 OSC層(5),在〇SC層(5)之頂部塗覆介電層(3),及在介電 層(3)之頂部塗覆閘電極(2卜 在用於OPV電池之調配物的狀況中,調配物較佳包含或 含有P型半導體及!!型半導體,或受體及供體材料,更佳大 137651.doc •33- 200946609 體上由P型半導體及!!型半導體,或受體及供體材料組成, 極佳僅由p型半導體及n型半導體,或受體及供體材料組 成此類型之較佳材料為聚(3 -經取代之嘆吩)或Ρ3 AT與C6〇 或Go芙或改質之C6〇分子(如pCBM [(6 6)·苯基c6i 丁酸甲 酯])的摻合物或混合物,如(例如)w〇 94/ 〇5〇45 Αι中所揭 示其中P3 AT與芙之比率以重量計較佳為自2:1至u,更 - 佳為以重量計自1.2:1至1:丨.2。 圖3及圖4例示性及示意性地描繪根據本發明之典型及較 佳OPV裝置[亦參看編如矸等人,Appl phys Lett 89, 233517 (2006)] 〇 ’ ❽ 圖3中所展示之OPV裝置較佳包含: -低功函數電極(1)(例如’金屬’諸如銘),及高功函數電 極(2)(例如,ιτο),低功函數電極及高功函數電極中之 一者為透明的, -位於電極(1,2)之間的包含電洞傳遞材料及電子傳遞材 料(較佳選自〇SC材料)之層(3)(亦稱為「活性層」)丨活 /·生層可存在為雙層或兩個相異層或卩及η型半導體之摻&
物或混合物, > ° U -位於活性層(3)與高功函數電極(2)之間的(例如)包含 PED〇T:PSS(聚(3,4_伸乙二氧基π塞吩):聚(苯乙稀^ 醋))之摻合物的可選導電聚合物層⑷,以修改高功函& 電極之功函數以提供用於電洞之歐姆接觸, 低功函數電極⑴的面對活性層⑺之側面上的可選塗層 (5)(例如,LiF之塗層)’以提供用於電子之歐姆接觸。 137651.doc -34- 200946609 圖4中所展示之反向〇PV裝置較佳包含: 低功函數電極⑴(例如,金屬,諸如金),及高功函數電 極⑽例如’ IT0),低功函數電極及高功函數電極中之 一者為透明的, 位於電極(1,2)之間的包含電洞傳遞材料及電子傳遞材 料(較佳選自OSC材料)之層(3)(亦稱為「活性層」),·活 性層可存在為雙層或兩個相異層或山型半導體之擦合 物或混合物, / 位於活性層(3)與低功函數電極⑴之間的(例如)包含 ped〇t:pss之摻合物的可選導電聚合物層⑷,以提供 用於電子之歐姆接觸,
力函數電極(2)的面對活性層(3)之侧面上的可選塗層 ()(1如Tl〇x之塗層),以提供用於電洞之歐姆接觸。 電洞傳遞聚合物為(例如)聚嘆吩。電子傳遞材料為(例 如)諸如氧化辞或砸化鑛之無機材料,或諸如芙衍生物(如 (例如)PCBM)或聚合物之有機材料(參看(例如心物,κ. .及McGehee,M. D. CTzem.紙⑽ 2〇〇4,,4533)。若 又層為摻α物,則可選退火步驟可為必彡頁的以最佳化裝置 效能。 應瞭解,本發明之上述實施例可進行改變而仍屬於本發 月之範疇。本說明書中所揭示之每一特徵,除非另有說 月否則可經滿足相同、等效或類似目的之替代性特徵置 換因此,除非另有說明,否則所揭示之每—特徵僅為― 般系列之等效或類似特徵之—實例。 137651.doc -35· 200946609 本說明書中所揭示之全部縣外了。人认 等特徵及η牛“ 合為任何組合,除該 或步驟中之至少某些互斥的組合之外十 二’:發明之較佳特徵適用於本發明之所有態樣且可以: 何,.且σ形式使用。類似地, 分別使用(不以組合形式)。非基本組合中之特徵可 的如上所述之多種特徵,尤其為該等較佳實施例中 、、徵’本身具有創造性,且並非僅作為本發明之實 施例之一部分。附加於或替代目前主張之本發明之任何方 面,可為此等特徵尋求獨立保護。
參考以下實例更詳細地描述本發明,該等實例僅為 例示性的且並未限制本發明之範疇。 … 實例1 於如表1中所展示之根據本發明之溶劑及溶劑摻合物中 製備有機半導體化合物八之調配物。表1中之溶劑及溶劑摻 合物具有小於1.5之經計算之1〇gP或(1〇gp)wi以大於〇]重 量%之濃度容易地溶解化合物A。 化合物A為以下異構體之混合物
化5物A及其製備揭示於s. Subramanian, J. Anthony等 137651.doc -36- 200946609 人,J. Am. Chem. Soc. 2008,130,2706-2707 中(包括支援 資訊)。 表1
編 號 溶劑或油墨描述[重量%] 黏度” [cP] log P2)或 (l〇gP)w3) B.p./Max. b.p., 單位。C 1 α_萜品醇 36.5 (31°〇 2.6209 218 2 1%(Α)於α-萜品醇中 32.3 2.6209 218 3 1%(Α)於1-環己基-2-吡咯啶酮中 10.6 2.103 284 4 0·5°Λ(Α)於薄荷醇中 76.4 3.233 212 5 十氫-2-萘酚 630 2.699 109於14托下 6 0·5%(Α)於十氫-2-萘酚中 514 2.699 109於14托下 7 2%鄰二甲苯98%十氫-2-萘酚 396 2.708 8 5%鄰二甲苯95%十氫-2-萘酚 231 2.721 9 10%鄰二甲苯90%十氫-2-萘酚 124 2.743 10 15%鄰二甲苯85%十氫-2-萘酚 82.7 2.765 11 20%鄰二甲苯80%十氫-2-萘酚 52.7 2.787 12 25%鄰二曱苯75%十氫-2-萘酚 34.9 2.809 13 3 0%鄰二曱苯70%十氫-2-萘酚 30.3 2.831 14 40%鄰二曱苯60%十氫-2-萘酚 20.8 2.875 15 鄰二曱苯 0.76 3.14 144 16 Ν-環己基-吡咯啶酮 10.4 2.103 284 17 3-曱基環己醇 22.9 1.786 163 18 葛縷醇 2.749 226 19 1,2,3,4-四氫-1-萘酚 192 1.777 102於2托下 20 2,5-二甲基環己醇 25 2.305 176 21 4-曱基環己醇 37 1.786 170 22 25%四氫化萘,75% 1,2,3,4-四氫-1-萘酚 25 2.261 23 35%四氫化萘,65% 1,2,3,4-四氫-1-萘酚 13.5 2.455 24 40%四氫化萘,60% 1,2,3,4-四氫小 萘酚 11.0 2.552 25 50%四氫化萘,50% 1,2,3,4-四氫-1-萘酚 7.0 2.746 26 四氫化萘 2.0 3.714 207 27 25%十氫化萘,75%十氫-2-萘酚 48 3.203 28 50%十氫化萘,50%十氫-2-萘酚 10 3.742 29 十氫化萘 2.3 4.786 187 n除非另有說明,否則均於25°C下 137651.doc -37· 200946609 2) 於針對單一溶劑 3) 於針對溶劑摻合物 比較實例1 於表2所展示之溶劑(沸點均小於400°C)中製備有機半導 體化合物A之調配物。所有此等溶劑中化合物A之溶解性 小於0.1重量%。此展示與實例1中所展示之彼等相比,表2 之具有小於1.5之log P及較高自然黏度之溶劑為用於OSC 化合物之不良溶劑。 編號 溶劑或油墨描述 黏度υ[εΡ] l〇gP (A)4)之溶解性 C1 乙二醇 17.13 -1.369 否 C2 1,2,3-丙三醇 934 -1.538 否 C3 之-口比洛唆明 13.4 -0.16 否 C4 乙醇胺 19.33 -1.295 否 C5 三乙醇胺 607.7 -1.226 否 C6 二乙醇胺 577 -1.463 否 C7 丙二醇 43.22 -1.037 否 C8 三丙二醇 55.05 -0.513 否 C9 N-(2-羥乙基-2-»比咯啶酮) 58.4 -0.261 否 C10 環戊醇 10.3 0.788 否 C11 環己醇 54.5 1.267 否 C12 苯曱醇 5.5 1.104 否 υ於25°C下 4)於20°C下 實例2 藉由根據本發明之油墨之彈性凸版印刷製備底閘極、底 接觸OFET裝置。 將基材 PEN(Q 65FA,自 DuPont Teijin Films購得)切割為 小塊,其略微大於閘極遮罩。接著藉由將基材塊於甲醇中 超音波處理歷時2分鐘,藉由曱醇清洗且藉由壓縮空氣乾 137651.doc -38· 200946609 燥來將其清潔。將閘極遮罩置放於經清潔之基材且使用蒸 發器以塗佈3 0 nm厚度之鋁以用作閘電極。 將增黏劑 Lisicon™ Μ 〇〇9(自 Merck KgaA,Darmstadt, Germany購得)以1500 rpm歷時10 s旋塗於基材及A1閘電極 上,在加熱板上於120°C下靜置20 s且接著藉由丙2-醇以 1500 rpm歷時10 s清洗。 接著將介電質材料Lisicon™ D180(自Merck KgaA ’ Darmstadt,Germany購得)之溶液以1500 rpm歷時30 s旋塗 於先前層之頂部,接著將基材於加熱板上120°C下靜置1分 鐘且接著在254 nm UV燈下靜置30 s。接著,將其於加熱 板上120°C下靜置3分鐘。 接著使用反應性清洗溶液Lisicon™ M008(自Merck KgaA,Darmstadt,Germany購得)覆蓋基材歷時1分鐘且使 用THF清洗。接著使用反應性清洗溶液LisiconTM M001 (自 Merck KgaA,Darmstadt,Germany購得)覆蓋基材歷時 鐘且使用丙-2-醇清洗。接著將源極遮罩及汲極遮罩置放於 介電質塗佈之基材上,且將Au電極蒸鍍於介電層上。 藉由將2%化合物(A)溶解於40%鄰二曱苯及60%十氫化_ 2-萘酚(參看表1中之編號14)來配製OSC油墨。藉由FLEXI PROOF 100彈性凸版印刷機將此OSC油墨印刷於介電層及 Au電極上’其係使用由複數個印刷面積經量測為5 cmx5cm、1 cmxl cm、5 mmx5 mm 及 2 mmx2 mm 之正方形 塊組成之加壓輥。所用條件為:網紋輥:55 L/cm篩網, 體積:18.09 cm3/m2,印刷速度:30,網紋壓力:5〇,加 137651.doc -39- 200946609 壓輥壓力:90。 接著使用Agi〗ent 4155C半導體參數分析器進行裝置效能 之分析’其係量測隨閘極電壓而變之源極電流及汲極電流 及閘極電流(電晶體特性)。藉由已知方法計算電荷載流子 移動性,如(例如)US 2007/0102696 A1中所揭示。 裝置之電晶體特性及線性及飽和移動性描繪於圖5中。 裝置具有高移動性(線性0.1 Cm2/Vs,飽和0.3 cm2/Vs)及良 好開/關率(105)。 資料展示可使用彈性凸版印刷技術來印刷根據本發明之 油墨,且亦可產生顯示高移動性及良好開/關率之工作電 晶體裝置。 【圖式簡單說明】 圖1例示性及示意性地描緣根據本發明之底閘極〇FET之 結構; 圖2例示性及示意性地描繪根據本發明之頂閘極〇FET之 結構; 圖3例示性及示意性地描繪根據本發明之〇pv裝置之結 構; 圖4例示性及示意性地描繪根據本發明之反向〇pv裝置 之結構;及 圖5展示根據實例2之OFET裝置之效能。 【主要元件符號說明】 1 基材/低功函數電極 2 閘電極/南功函數電極 137651.doc -40· 200946609 3 介電層/活性層 4 源電極及汲電極/導電聚合物層 5 OSC層/可選塗層
137651.doc -41 -

Claims (1)

  1. 200946609 七、申清專利範圍: 一種製備調配物之方法,其包含將有機半導體(0SC)化 合物溶解於溶劑或包含兩種或兩種以上溶劑之溶劑摻合 物中之步驟,其中該等溶劑係經選擇使得其滿足以下條 件: 在無任何添加劑的情況下,該溶劑之分配比率1〇g P, 或該溶劑摻合物之分配比率之加權平均值(log p)w大於 1.5,且 在無任何添加劑的情況下,該溶劑或該溶劑摻合物之 黏度在25°C下大於l〇cP,且 在無任何添加劑的情況下,該溶劑之沸點溫度,或在 溶劑摻合物的情況下該溶劑摻合物之最高沸點溶劑之沸 點溫度在1托之壓力下小於4〇〇。〇。 2. 如請求項1之方法’其特徵在於該〇8(:化合物以〇 〇〇5重 量至5 0重篁%之濃度溶解於該溶劑或溶劑摻合物中。 3. 參 如叫求項1或2之方法’其特徵在於該溶劑之沸點,或該 溶劑掺合物之最低沸點溶劑之沸點在大氣壓力下大於 130°C。 如請求項1或2之方法’其特徵在於該溶劑或溶劑摻合物 之黏度在25t:下大於50 cP。 5.如凊求項1或2之方法’其特徵在於該溶劑之i〇g p,或該 溶劑推合物之加權平均值log Pw大於2 5。 6 ·如凊求項1或2之方法,其特徵在於在無任何添加劑的情 況下’該溶劑或溶劑摻合物之表面張力大於丨5達因/公分 137651.doc 200946609 且小於80達因/公分。 7.如請求項1或2之方法,其特徵在於該等OSC化合物係選 自經取代之多并苯或聚(3-取代之噻吩)。 8.如請求項1或2之方法,其特徵在於該等〇sc化合物係選 為式13 SiR3
    SiR. 其中 Y1及Y2中之一者表示-CH=或=CH-且另一者表示·χ_, Y3及Y4中之一者表示_CH=或=CH-且另一者表示_χ_, X為-Ο-、-S-、-Se-或-NR'"_, R在多次出現的情況下彼此獨立為具有j至2〇個,較佳】 至8個C原子之環狀、直鏈或支鏈烷基或烷氧基,或具有 2-30個C原子之芳基,其中該等烧基或烧氧基或芳基皆 視情況經氟化或全氣化,其中Ml較佳為三烷基矽烷 基, R’為H; F; C1 ; Br; I; CN;具有u2〇個、較佳⑴個 C原子且視情況經氟化或全氟化之直鏈或支鏈烷基或烷 氧基;具有6至30個C原子之視情況經敦化或全氟化之芳 基’較佳為C6F5;或C〇2R,,,其中r,^h、具有工至別個 C原子之視情況經氟化之烷基或具有2至3〇個,較佳$至 137651.doc 200946609 20個C原子之視情況經氟化之芳基, R·"為Η或具有丨至⑺個c原子之環狀、直鏈或支鏈烷基, 較佳為Η, m為0或1, 〇為0或1, 其限制條件為若X為S,則R,不為氫。 9. 一種藉由如請求項丨至8中任一項之方法可獲得的調配 物,其包含OSC化合物及溶劑或包含兩種或兩種以上溶 劑之溶劑摻合物,其特徵在於: 在無任何添加劑的情況下,該溶劑之分配比率c i〇g p,或該溶劑摻合物之加權平均值(c log p)w大於15, 在無任何添加劑的情況下,該溶劑或該溶劑摻合物之 黏度在25°C下大於i〇cp,且 在無任何添加劑的情況下,該溶劑或該溶劑摻合物之 彿點在1托下小於4 〇 〇。 10. —種如請求項9之調配物作為塗佈或印刷油墨及/或用於 製備OE裝置之用途。 11. 一種包含如請求項9之調配物之〇E裝置。 12. 如請求項U2〇E裝置,其特徵在於其係選自有機場效應 電晶體(〇FET)、積體電路(1C)、薄膜電晶體(TFT)、射頻 識別(RFID)標籤、有機發光二極體(〇LED)、有機發光電 晶體(0LET)、電致發光顯示器、有機光電(〇pv)電池、 有機太陽能電池(〇_SC)、可撓性〇pv及Ο-SC、有機雷射 一極體(Ο-雷射)、有機積體電路(〇_IC)、照明裝置、感 137651.doc 200946609 應器裝置、電極材料、光導體、光偵測器、電子照相記 錄裝置、電容器、電荷注入層、肖特基二極體(Schottky diode)、平坦化層、抗靜電薄膜、導電基材、導電圖 案、光導體、電子照相裝置、有機記憶體裝置、生物感 應器及生物晶片。 137651.doc
TW098107003A 2008-03-06 2009-03-04 有機半導體調配物 TWI482825B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08004121 2008-03-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200946609A true TW200946609A (en) 2009-11-16
TWI482825B TWI482825B (zh) 2015-05-01

Family

ID=40435065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098107003A TWI482825B (zh) 2008-03-06 2009-03-04 有機半導體調配物

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8758649B2 (zh)
EP (1) EP2248200B1 (zh)
JP (1) JP5745278B2 (zh)
KR (3) KR101932806B1 (zh)
CN (1) CN101960633B (zh)
TW (1) TWI482825B (zh)
WO (1) WO2009109273A1 (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6514640B1 (en) * 1996-04-23 2003-02-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Cathode materials for secondary (rechargeable) lithium batteries
US8920679B2 (en) * 2009-05-29 2014-12-30 3M Innovative Properties Co. Fluorinated silylethynyl pentacene compounds and compositions and methods of making and using the same
WO2011076324A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Merck Patent Gmbh Compositions comprising organic semiconducting compounds
EP2517274B1 (en) 2009-12-23 2017-05-24 Merck Patent GmbH Compositions comprising polymeric binders
JP5554114B2 (ja) * 2010-03-29 2014-07-23 富士フイルム株式会社 活性放射線硬化型インクジェット用インク組成物、印刷物、印刷物の製造方法、印刷物成形体、及び印刷物成形体の製造方法
WO2011128034A1 (en) * 2010-04-12 2011-10-20 Merck Patent Gmbh Composition having improved performance
EP2559079B1 (en) * 2010-04-12 2020-04-01 Merck Patent GmbH Composition and method for preparation of organic electronic devices
GB2479793A (en) * 2010-04-23 2011-10-26 Cambridge Display Tech Ltd Organic semiconductor compounds and devices
US9206352B2 (en) 2010-05-27 2015-12-08 Merck Patent Gmbh Formulation and method for preparation of organic electronic devices
EP2614068A1 (en) * 2010-09-10 2013-07-17 Merck Patent GmbH Anthra[2,3-b:7,6b']dithiophene derivatives and their use as organic semiconductors
CN103430343A (zh) * 2011-03-31 2013-12-04 出光兴产株式会社 有机薄膜太阳能电池及有机薄膜太阳能电池模块
WO2014174053A1 (fr) * 2013-04-24 2014-10-30 Rhodia Operations Procede de preparation de revetements photovoltaiques organiques de morphologie controlee
JP2015165529A (ja) * 2014-02-28 2015-09-17 セイコーエプソン株式会社 有機半導体膜の製造方法、有機半導体膜、薄膜トランジスタ、アクティブマトリクス装置、電気光学装置および電子機器
US9865816B2 (en) 2014-03-17 2018-01-09 Joled Inc. Solution for forming function layer contained in organic light emitting element and method for manufacturing organic light emitting element
WO2016027218A1 (en) 2014-08-18 2016-02-25 Basf Se Process for preparing crystalline organic semiconductor material
US10020185B2 (en) 2014-10-07 2018-07-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for forming silica layer, silica layer, and electronic device
EP3021373A1 (en) 2014-11-14 2016-05-18 E.T.C. S.r.l. Display containing improved pixel architectures
JP6638186B2 (ja) * 2014-12-02 2020-01-29 セイコーエプソン株式会社 成膜用インクおよび成膜方法
KR101837971B1 (ko) 2014-12-19 2018-03-13 삼성에스디아이 주식회사 실리카계 막 형성용 조성물, 실리카계 막, 및 전자 디바이스
KR101833800B1 (ko) 2014-12-19 2018-03-02 삼성에스디아이 주식회사 실리카계 막 형성용 조성물, 실리카계 막의 제조방법 및 상기 실리카계 막을 포함하는 전자 소자
KR20170014946A (ko) * 2015-07-31 2017-02-08 삼성에스디아이 주식회사 실리카 막 형성용 조성물, 실리카 막의 제조방법 및 실리카 막
JP6733156B2 (ja) * 2015-11-27 2020-07-29 東ソー株式会社 有機半導体層形成用溶液、有機半導体層、および有機薄膜トランジスタ
WO2017102061A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Merck Patent Gmbh Ink composition of an organic functional material
CN108878651B (zh) * 2017-05-09 2019-09-27 中国科学院化学研究所 2,6-二(2-萘基)蒽在制备场效应晶体管中的应用
US11283023B2 (en) 2017-06-08 2022-03-22 Corning Incorporated Doping of other polymers into organic semi-conducting polymers
CN108539018A (zh) * 2018-01-24 2018-09-14 重庆大学 一种基于普适绝缘层的ofet管驱动及其制备方法
US12245492B2 (en) * 2019-03-28 2025-03-04 Raynergy Tek Incorporation Organic semiconductor formulation
KR102729446B1 (ko) * 2021-08-06 2024-11-13 (주)이녹스첨단소재 유기발광소자의 봉지재용 열경화성 액상 조성물

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020001026A1 (en) 2000-02-01 2002-01-03 Nobuyuki Ishikawa Production of organic luminescence device
JP4683772B2 (ja) * 2001-06-15 2011-05-18 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置の作製方法
CN100334263C (zh) 2001-08-09 2007-08-29 旭化成株式会社 有机半导体元件
EP1456036B1 (en) 2001-12-20 2008-07-16 Add-Vision, Inc. Screen printable electroluminescent polymer ink
US6541300B1 (en) 2002-01-28 2003-04-01 Motorola, Inc. Semiconductor film and process for its preparation
KR20020025918A (ko) 2002-02-15 2002-04-04 박병주 습식 공정으로 제작된 유기 반도체 디바이스 및 유기전계발광 소자
WO2004106458A1 (en) * 2003-05-21 2004-12-09 Dow Global Technologies Inc. Blend of viscosity modifier and luminescent compound
US20050067949A1 (en) 2003-09-30 2005-03-31 Sriram Natarajan Solvent mixtures for an organic electronic device
EP1808866A1 (en) * 2003-11-28 2007-07-18 Merck Patent GmbH Organic semiconducting layer formulations comprising polyacenes and organic binder polymers
US20060022174A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-02 General Electric Company Electroactive chemical composition and method of coating
GB0417036D0 (en) * 2004-07-30 2004-09-01 Avecia Ltd Compounds, compositions and devices
JP4431461B2 (ja) 2004-08-09 2010-03-17 オプトレックス株式会社 表示装置の製造方法
JP2005328030A (ja) 2005-02-09 2005-11-24 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体デバイス作製用インク、及びそれを用いた半導体デバイスの作製方法
JP2007204721A (ja) 2006-02-06 2007-08-16 Fuji Xerox Co Ltd 高分子有機電子材料の処理方法、高分子有機電子材料の製造方法、有機電界発光素子、電子写真用有機感光体、画像形成装置、有機半導体トランジスタ素子およびその製造方法、並びに半導体装置
JP5194468B2 (ja) 2006-03-07 2013-05-08 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機薄膜トランジスタの製造方法及び有機薄膜トランジスタ
JP2007294718A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Konica Minolta Holdings Inc 有機半導体膜及び有機薄膜トランジスタ
US20090256142A1 (en) * 2006-08-08 2009-10-15 Konica Minolta Holdings, Inc. Organic thin film transistor and method for manufacturing same
JP5320282B2 (ja) * 2007-02-28 2013-10-23 出光興産株式会社 有機el材料含有溶液、有機el薄膜形成方法、有機el薄膜を含む有機el素子および有機elディスプレイパネル製造方法
CN101828280B (zh) * 2007-10-18 2013-03-27 默克专利股份有限公司 导电配制剂
WO2011076324A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 Merck Patent Gmbh Compositions comprising organic semiconducting compounds
US9206352B2 (en) * 2010-05-27 2015-12-08 Merck Patent Gmbh Formulation and method for preparation of organic electronic devices

Also Published As

Publication number Publication date
TWI482825B (zh) 2015-05-01
KR101570891B1 (ko) 2015-11-20
JP5745278B2 (ja) 2015-07-08
KR20100138997A (ko) 2010-12-31
JP2011515835A (ja) 2011-05-19
US20110006265A1 (en) 2011-01-13
KR20160124918A (ko) 2016-10-28
WO2009109273A1 (en) 2009-09-11
EP2248200B1 (en) 2013-08-21
CN101960633B (zh) 2014-12-10
US8758649B2 (en) 2014-06-24
KR101932806B1 (ko) 2018-12-27
KR20150093856A (ko) 2015-08-18
EP2248200A1 (en) 2010-11-10
CN101960633A (zh) 2011-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200946609A (en) Organic semiconductor formulation
TWI523885B (zh) 製備有機電子裝置之調配物及方法
EP3433884B1 (en) Diazirine containing organic electronic compositions and device thereof
US20040188672A1 (en) Solutions of organic semiconductors
TW201144367A (en) Compositions comprising organic semiconducting compounds
TW200819475A (en) Copolymers of indenofluorene and thiophene
JP5562516B2 (ja) 有機半導性配合体
CN102844902A (zh) 用于制备有机电子器件的组合物和方法
JP2015029020A (ja) 有機半導体層形成用溶液、有機半導体層および有機薄膜トランジスタ
KR20120006562A (ko) 수성을 비수성 용매로 대체하는 방법
US9954173B2 (en) Organic semiconducting formulation
JP2011040751A (ja) 半導体組成物
CN109314187B (zh) 用于光活性层的溶剂共混物
JP2023008032A (ja) 共役系高分子、成膜用組成物、有機薄膜、ならびに有機半導体素子
CN104725784B (zh) 导电复合物、其制造方法以及包括其的产品
TW201508014A (zh) 有機半導體組成物