组合物以及生产有机电子器件的方法

著录项
  • CN201180025340.4
  • 20110428
  • CN102906216A
  • 20130130
  • 默克专利股份有限公司
  • P·E·梅;M·詹姆斯;P·维尔兹乔维克;S·贝恩;P·C·布鲁克斯;E·克;L·维坦;D·斯帕罗;M·冈萨尔夫斯-米斯奇维兹
  • H01L51/00
  • H01L51/00 C09K11/06 H05B33/10

  • 德国达姆施塔特
  • 德国,DE
  • 20100527 EP10005495.6
  • 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
  • 邓毅
  • 20110428 PCT/EP2011/002128
  • 20111201 WO/2011/147523
  • 20121122
摘要
本发明涉及包含有机半导体(OSC)和一种或者多种有机溶剂的新型组合物。该组合物包含在25℃下低于15mPas的粘度并且溶剂的沸点为至多400℃。此外,本发明描述了这些组合物作为油墨用于生产有机电子(OE)器件、尤其是有机光伏(OPV)电池和OLED器件的用途,涉及使用新型组合物生产OE器件的方法,并涉及由此方法和组合物生产的OE器件、OLED器件和OPV电池。
权利要求

1.包含一种或多种有机半导体化合物(OSC)和一种或多种有机 溶剂的组合物,特征在于所述组合物具有在25℃下低于15mPas的粘 度并且溶剂的沸点为至多400℃。

2.根据权利要求1的组合物,特征在于所述组合物具有在25℃ 下为0.5mPas至9.5mPas的范围内的粘度。

3.根据权利要求1或2的组合物,特征在于所述组合物是溶液。

4.根据权利要求1至3的一项或多项的组合物,特征在于所述组 合物具有22mN/m至50mN/m的表面张力。

5.根据权利要求1至4的一项或多项的组合物,特征在于所述有 机溶剂包含H d为17.0至23.2MPa 0.5、H p为0.2至12.5MPa 0.5和H h为 0.0至20.0MPa 0.5的汉森溶解度参数。

6.根据权利要求5的组合物,特征在于所述有机溶剂的汉森溶解 度参数H d为17.0MPa 0.5至23.2MPa 0.5,H p为0.2至10.5MPa 0.5,并且 H h为0.0至5.0MPa 0.5。

7.根据权利要求1至6的一项或多项的组合物,特征在于所述有 机溶剂包含一种或多种芳族和/或杂芳族化合物。

8.根据权利要求7的组合物,特征在于所述有机溶剂包含一种或 多种芳族烃化合物。

9.根据权利要求8的组合物,特征在于所述芳族烃化合物包含环 烷基。

10.根据权利要求8的组合物,特征在于所述芳族烃化合物包含 具有1至8个碳原子的烷基。

11.根据权利要求1至10的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机溶剂或者溶剂共混物是芳族烃化合物的混合物。

12.根据权利要求1至11的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机溶剂具有至少为130℃的沸点。

13.根据权利要求1至12的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机溶剂是具有不同沸点的化合物的混合物,并且具有最低沸点的化 合物的沸点比具有最高沸点的化合物的沸点至少低10℃。

14.根据权利要求1至13的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机溶剂是具有不同沸点的化合物的混合物,并且具有最低沸点的化 合物的沸点比具有最高沸点的化合物的沸点至多低100℃。

15.根据权利要求1至14的一项或多项的组合物,特征在于所述 组合物包含至少80wt%的所述有机溶剂。

16.根据权利要求1至15的一项或多项的组合物,特征在于所述 溶剂包含至少为1.5的分配比log P。

17.根据权利要求1至16的一项或多项的组合物,特征在于所述 组合物包含至少一种惰性粘结剂。

18.根据权利要求17的组合物,特征在于所述惰性粘结剂是包含 衍生自苯乙烯单体和/或烯烃的重复单元的聚合物。

19.根据权利要求17或18的组合物,特征在于所述惰性粘结剂 是包含至少80wt%衍生自苯乙烯单体和/或烯烃的重复单元的聚合物。

20.根据权利要求17至19的一项或多项的组合物,特征在于所 述惰性粘结剂是重均分子量为至少200,000g/mol的聚合物。

30.根据权利要求17至29的一项或多项的组合物,特征在于所 述半导体化合物与所述惰性粘结剂的重量比为5:1至1:1。

21.根据权利要求1至20的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机半导体化合物是有机发光材料和/或电荷传输材料。

22.根据权利要求1至21的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机半导体化合物具有5000g/mol或更低的分子量。

23.根据权利要求1至22的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机半导体化合物是选自下式的化合物

其中

n是>1的整数,优选10至1,000,

R每次出现时相同或不同地表示H,F,Cl,Br,I,CN,具有1 到40个C原子的直链、支化或环状的烷基,其中一个或多个C原子任 选地被O、S、O‑CO、CO‑O、O‑CO‑O、CR 0=CR 0或C≡C以O‑和/或S‑原 子不直接彼此相连接的方式代替,并且其中一个或多个H原子任选地 被F、Cl、Br、I或CN代替,或者表示具有4到20个环原子的未取代 的或被一个或多个非芳族的基团R s取代的芳基或杂芳基,并且其中一 个或多个基团R还可以彼此和/或与它们所连接的环形成单或多环的 脂肪族或芳族环体系,

R s每次出现时相同或不同地表示F,Cl,Br,I,CN,Sn(R 00) 3,Si(R 00) 3 或B(R 00) 2,具有1至25个碳原子的直链、支化或者环状烷基,其中一 个或多个C原子任选地被O、S、O‑CO、CO‑O、O‑CO‑O、CR 0=CR 0或C≡ C以O‑和/或S‑原子不直接彼此相连接的方式代替,并且其中一个或 多个H原子任选地被F、Cl、Br、I或CN代替,或者R s表示具有4到 20个环原子的未取代的或被一个或多个非芳族的基团R s取代的芳基 或杂芳基,并且其中一个或多个基团R s还可以与彼此和/或与R形成 环体系,

R 0每次出现时相同或不同地表示H、F、Cl、CN、具有1至12个C 原子的烷基或者具有4至10个环原子的芳基或者杂芳基,

R 00每次出现时相同或不同地表示H或者具有1至20个C原子的 脂肪族或者芳族烃基,其中两个基团R 00还可以与它们所连接的杂原子 (Sn、Si或者B)一起形成环,

r是0、1、2、3或4,

s是0、1、2、3、4或5。

24.根据权利要求1至22的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机半导体化合物是下式的化合物

其中R 1、R 2、R 3、R 4、R 7、R 8、R 9、R 10、R 15、R 16、R 17各自独立地相 同或不同并且各自独立地表示:H,任选取代的C 1‑C 40碳基或者烃基, 任选取代的C 1‑C 40烷氧基,任选取代的C 6‑C 40芳氧基,任选取代的C 7‑C 40 烷基芳氧基,任选取代的C 2‑C 40烷氧基羰基,任选取代的C 7‑C 40芳氧基 羰基,氰基(‑CN),氨基甲酰基(‑C(=O)NH 2),卤代甲酰基(‑C(=O)‑X, 其中X代表卤素原子),甲酰基(‑C(=O)‑H),异氰基,异氰酸酯基,硫 氰酸酯基或者硫代异氰酸酯基,任选取代的氨基,羟基,硝基,CF 3 基,卤素基团(Cl、Br、F),或者任选取代的甲硅烷基,并且A代表硅 或者锗,和

其中独立地R 1与R 2、R 2与R 3、R 3与R 4、R 7与R 8、R 8与R 9、R 9与R 10、 R 15与R 16以及R 16与R 17中的每一对任选地彼此交叉桥接以形成C 4‑C 40饱 和或者不饱和的环,所述饱和或者不饱和的环任选地被氧原子、硫原 子或者式‑N(R a)‑的基团插入,其中R a是氢原子或者烃基,或者任选被 取代,以及

其中所述多并苯骨架的一个或多个碳原子任选被选自N、P、As、 O、S、Se和Te的杂原子取代。

25.根据权利要求1至22的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机半导体化合物是下式的化合物

其中

Y 1和Y 2之一表示‑CH=或者=CH‑,且另一个表示‑X‑,

Y 3和Y 4之一表示‑CH=或者=CH‑,且另一个表示‑X‑,

X是‑O‑、‑S‑、‑Se‑或者‑NR″′‑,

R′是H、F、Cl、Br、I、CN、具有1至20个C原子并且任选地氟 化或者全氟化的直链或者支化烷基或者烷氧基,任选氟化或者全氟化 的具有6至30个C原子的芳基,或者CO 2R″″,且其中R″″为H, 任选氟化的具有1至20个C原子的烷基或任选氟化的具有2至30个 碳原子的芳基,

R″在多次出现的情况下彼此独立地是具有1至20个、优选1至 8个碳原子的环状、直链或支化的烷基或者烷氧基,或者具有2‑30个 碳原子的芳基,所有这些任选地被氟化或者全氟化,

R″′是H或者具有1至10个碳原子的环状、直链或者支化的烷基,

m是0或者1,

o是0或者1。

26.根据权利要求1至22的一项或多项的组合物,特征在于所述 有机半导体化合物是有机发磷光的化合物,其发光并且另外含有至少 一种具有原子序数大于38的原子。

27.根据权利要求26的组合物,特征在于所述发磷光的化合物是 式(1)至(4)的化合物:

式(1)          式(2)

式(3)               式(4)

其中

DCy每次出现时相同或者不同地是含有至少一个供体原子的环状 基团,所述供体原子优选氮、以卡宾形式的碳或者磷,环状基团经由 所述供体原子键接到金属上,并且所述环状基团又可以带有一个或多 个取代基R 18;基团DCy和CCy经由共价键彼此连接;

CCy每次出现时相同或者不同地是含有碳原子的环状基团,环状 基团经由所述碳原子键接到金属上,并且所述环状基团又可以带有一 个或多个取代基R 18;

A每次出现时相同或者不同地是单阴离子的双齿螯合配位体,优 选二酮配位体;

R 18每次出现时相同或者不同,并且为F,Cl,Br,I,NO 2,CN, 具有1至20个碳原子的直链、支化或环状的烷基或者烷氧基,其中一 个或多个不相邻的CH 2基团可以被‑O‑、‑S‑、‑NR 19‑、‑CONR 19‑、‑CO‑O‑、 ‑C=O‑、‑CH=CH‑或者‑C≡C‑代替,并且其中一个或多个氢原子可以被F 代替,或者具有4至14个碳原子的芳基或杂芳基并且其可以被一个或 多个非芳族的R 18基团取代,并且在相同环上或者在两个不同环上的多 个取代基R 18又可以一起形成单或多环的脂肪族或者芳族环体系;和

R 19每次出现时相同或者不同,并且为具有1至20个碳原子的直 链、支化或环状的烷基或者烷氧基,其中一个或多个不相邻的CH 2基 团可以被‑O‑、‑S‑、‑CO‑O‑、‑C=O‑、‑CH=CH‑或者‑C≡C‑代替,并且 其中一个或多个氢原子可以被F代替,或者具有4至14个碳原子的芳 基或杂芳基并且其可以被一个或多个非芳族的R 18基团取代。

28.根据权利要求1至27的一项或多项的组合物,特征在于所述 组合物包含主体材料。

29.根据权利要求1至28的一项或多项的组合物,特征在于所述 组合物包含0.1‑5wt%的有机半导体化合物。

31.根据权利要求1至30的一项或多项的组合物,特征在于所述 组合物包含至少一种润湿剂。

32.根据权利要求31的组合物,特征在于所述润湿剂是挥发性的 并且不能与所述半导体化合物发生化学反应。

33.根据权利要求1至32的一项或多项的组合物作为用于生产 OE器件的涂料或者印刷油墨的用途。

34.生产有机电子(OE)器件的方法,包含步骤

a)将根据权利要求1至32的一项或多项的组合物沉积在基材上 以形成膜或者层,

b)除去溶剂。

35.根据权利要求34的方法,特征在于通过凹版印刷、刮刀涂布、 辊筒印刷、反向辊印刷、柔性版印刷、卷筒印刷施加根据权利要求1 至32的一项所述的组合物。

36.根据权利要求34或35的方法,特征在于印刷装置的单元蚀 刻是4cm 3/m 2至18cm 3/m 2。

37.根据权利要求34至36的一项或多项的方法,特征在于印刷 速度是100m/分钟或者更低。

38.根据权利要求34或35的方法,特征在于其上施加根据权利要 求1至32的一项或多项的组合物的表面具有25至130mN m ‑1的表面能。

39.根据权利要求34至38的一项或多项的方法,特征在于在溶 剂的沸点以下完成溶剂的蒸发。

40.由根据权利要求1至32的一项或多项的组合物生产的或者根 据权利要求34至39的一项或多项的方法生产的OE器件。

41.根据权利要求40的OE器件,特征在于它是有机发光二极管 (OLED)、有机场效应晶体管(OFET)或者有机光伏(OPV)器件。

42.根据权利要求40的OE器件,特征在于它包含顶栅设计。

43.根据权利要求40的OE器件,特征在于它包含底栅设计。

说明书

组合物以及生产有机电子器件的方法

技术领域

本发明涉及包含有机半导体化合物(OSC)的新型组合物,涉及它 们作为导电油墨用于生产有机电子(OE)器件、尤其是有机光伏(OPV) 电池、有机场效应晶体管(OFET)和OLED器件的用途,涉及使用新型 组合物生产OE器件的方法,并涉及由此方法和组合物生产的OE器件 和OPV电池。

背景技术

当生产OLED器件时,通常使用印刷技术如喷墨印刷、卷对卷印刷 (roll to roll printing)、狭缝染料涂布(slot dye coating) 或者凹版印刷来施涂活性层。基于大部分目前用作发射材料和/或电荷 传输材料的有机化合物的低溶解度,这些技术需要使用高含量的溶剂。

为了改进成膜能力和流变性能,可以使用粘结剂。对于具有小分 子量的发光材料和/或电荷传输材料或者具有低分子量的聚合物来说, 尤其需要这些添加剂。

文献WO 2009/109273描述了包含特定溶剂以实现特性粘度的组合 物。常规的用于印刷应用如喷墨印刷、柔性版印刷或者凹版印刷的组 合物需要添加剂以增加油墨粘度和改进成膜性。

现有技术提供了有用的组合物以加工低分子量有机发光和电荷传 输材料。然而,改进OLED层的性能如效率、使用寿命和对氧化或水的 敏感度是长久的期望。

此外,组合物应当能够允许低成本和简易的印刷方法。印刷方法 应当允许高速的高品质印刷。

因此,期望具有改进的包含OSC的组合物,其适合于生产OE器件, 尤其是薄膜晶体管、二极管、OLED显示器和OPV电池,其允许制造具 有高性能、长寿命和对水或者氧化低敏感度的高效率OE器件。本发明 的一个目的是提供此类改进的组合物。另一个目的是提供由此类组合 物生产OE器件的改进的方法。另一个目的是提供由此类组合物和方法 得到的改进的OE器件。进一步的目的从以下的描述中对本领域技术人 员来说是立即显而易见的。

令人吃惊地,已经发现通过提供如在本申请中要求保护的方法、 材料和器件,尤其是通过提供使用本发明的组合物生产OE器件的方法 可以实现这些目的,并且可以解决上述提及的问题。

此外,文献WO 2009/109273描述了包含特定溶剂以实现特性粘度 的组合物。

发明概述

本发明涉及包含一种或多种有机半导体化合物(OSC)和一种或多 种有机溶剂的组合物,特征在于所述组合物包含在25℃低于15mPas 的粘度并且溶剂的沸点至多为400℃。

本发明进一步涉及如上下文所描述的组合物作为涂料或者印刷油 墨的用途,优选用于生产刚性或者柔性OE器件,特别是用于薄膜晶体 管、二极管、OLED器件和刚性或柔性有机光伏(OPV)电池和器件的, 优选通过柔性版印刷或者凹版印刷。

本发明进一步涉及生产有机电子(OE)器件的方法,包含步骤:

a)将如上下文所描述的组合物沉积在基材上形成膜或者层,优选 通过涂布或者印刷,非常优选通过柔性版印刷或者凹版印刷

b)除去溶剂。

本发明进一步涉及由如上下文所描述的组合物和/或通过如上下 文所描述的方法生产的OE器件。

OE器件包括但不限于有机场效应晶体管(OFET)、集成电路(IC)、 薄膜晶体管(TFT)、无线电频率识别(RFID)标签、有机发光二极管 (OLED)、有机发光晶体管(OLET)、电致发光显示器、有机光伏(OPV) 电池、有机太阳能电池(O‑SC)、柔性OPV和O‑SC、有机激光二极管 (O‑激光)、有机集成电路(O‑IC)、照明器件、感应器件、电极材 料、光导体、光检测器、电子照相记录器件、电容器、电荷注入层、 肖特基二极管、平面化层(planarising layer)、抗静电膜、导电基 底、导电图案、光导体、电子照相器件、有机记忆器件、生物传感器 和生物芯片。

根据优选的实施方式,本发明提供有机发光二极管(OLED)。OLED 器件例如可以用于照明,用于医用照明目的,作为信号装置、作为标 识器件和用在显示器中。显示器可以使用无源矩阵驱动、整体矩阵寻 址或者有源矩阵驱动来寻址。透明的OLED可以通过使用光学透明的电 极制造。通过使用柔性基底可以得到柔性OLED。

本发明的组合物、方法和器件在OE器件及其产品的效率方面提供 了令人吃惊的提高。出乎意料地,可以提高OE器件的性能、寿命和 效率,如果这些器件是通过使用本发明的组合物得到的话。此外,令 人吃惊地发现这些组合物适合于印刷技术,尤其是柔性版和凹版印刷。 此外,本发明的组合物提供了惊人的高水平成膜性。尤其地,可以提 高均匀性和成膜品质。除此以外,本发明允许更好的多层器件的印刷。

此外,所述组合物允许低成本和简易印刷方法。印刷方法允许高 速的高品质印刷。

发明详述

本发明的组合物具有在25℃下小于15、更优选小于13、特别是 小于11和最优选小于10mPas的粘度。优选地,组合物的粘度范围为 0.5至9.5mPas,特别是1至9mPas和更优选1.5至8.5mPas。根 据本发明的再一方面,粘度优选位于2至6mPas范围内。在25℃的 温度下通过在由TA Instruments制造的AR‑G2流变仪上进行测量来测 定粘度。这是使用平行板几何尺寸测量。

组合物的粘度可以通过使用合适量的合适的溶剂和其它添加剂来 实现。

因此,本发明的组合物包含至少一种具有在25℃下低于15mPas 的粘度并且沸点至多为400℃的有机溶剂。

在使用的压力下、非常优选在大气压下(1013hPa),所述溶剂 具有<400℃、特别地≤350℃、更优选≤300℃、最优选≤250℃的沸 点或者升华温度。还可以通过施加热和/或减小的压力来加速蒸发。

进一步优选在大气压下(1013hPa),溶剂的沸点或者溶剂共混 物的最低沸点溶剂的沸点为至少130℃,更优选至少150℃。

根据本发明的特定的实施方式,组合物可以包含具有不同沸点的 有机化合物的混合物作为溶剂,并且具有最低沸点的化合物的沸点比 具有最高沸点的化合物的沸点至少低10℃。

此外,组合物可以包含具有不同沸点的有机化合物的混合物作为 溶剂,并且具有最低沸点的化合物的沸点比具有最高沸点的化合物的 沸点至多低100℃。

化合物或者溶剂的分配比log P(在文献中还称为“分配系数”) 由等式(1)给出

log P=log([A]oct/[A]aq)           (1)

其中[A]oct是化合物或者溶剂在辛醇中的浓度,[A]aq是化合物或 者溶剂在水中的浓度。

(参见IUPAC Compendium of Chemical Terminology,Electronic  version,http://goldbook.iupac.org/P04440.html,PAC 1993,65, 2385,and C.Hansch,Acc.Chem.Res.2,232,(1969))。

在包含两种或更多溶剂的溶剂共混物的情况下,共混物的分配比 定义为共混物中含有的所有溶剂的分配比的加权平均(log P)w,如等 式(2)所给出的

<mrow> <msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>log</mi> <mi>P</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>w</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>w</mi> <mi>i</mi> </msub> <mi>log</mi> <msub> <mi>P</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

n是溶剂的数目,log Pi是溶剂共混物中单个溶剂的log P值, 并且wi是溶剂共混物中所述溶剂的重量份数(浓度以%重量/100表 示)。

log P值通过测量在等体积的水和辛醇的稀溶液平衡之后在各相 中的浓度(例如通过GC、HPLC、UV/vis等)来测量。对于粗略估计, log P可以使用由Cambridge Soft.生产和销售的“Chem Bio Draw  Ultra version 11.0(2007)”软件通过分子计算来计算,除非另有说 明。

根据本发明优选的实施方式,溶剂的分配比的对数log P或者溶 剂共混物的分配比的加权平均(log P)W为>1.5,更优选>2且最优选 >2.5。优选这些值涉及各个溶剂的计算的log P。

溶剂一般可以选自满足上述物理标准的任何化学种类,包括但不 限于脂肪族或芳族的烃、胺类、硫醇类、酰胺类、酯类、醚类、聚醚、 醇类、二醇和多元醇。优选地,溶剂包含至少一种芳族和/或杂芳族的 化合物。

合适的和优选的溶剂包括例如芳族烃(例如卤化芳族化合物)和 具有包含1至8个碳原子、更优选1至6个碳原子的烷基的芳族烃, 尤其是甲苯、二甲基苯(xylene)、三甲基苯和甲基萘;以及具有环 烷基的芳族烃化合物,尤其是环戊基苯和环己基苯。

根据本发明进一步的实施方式,可以使用包含杂原子的芳族化合 物,如酯类、醚类、腈类或者酰胺。优选地,这些化合物包括芳族烷 氧基化合物如3‑甲基苯甲醚、2‑异丙基苯甲醚、5‑甲氧基茚满、2‑乙 氧基萘,芳族酯如苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯。此外,优选在芳环上具 有至少一个O、N或者S原子的杂芳族化合物。这些化合物包括例如 2‑溴‑3‑(溴甲基)噻吩、2‑甲基吲哚、6‑甲基喹啉和噻吩。

溶剂可以作为两种、三种或者更多种的混合物使用。

用芳族烃化合物的混合物可以实现惊人的改进。优选地,所述混 合物可以包含至少一种具有包含1至8个碳原子的烷基的芳族烃和至 少一种具有环烷基的芳族烃化合物。

优选的有机溶剂可以包含Hd为17.0至23.2MPa0.5、Hp为0.2至 12.5MPa0.5并且Hh为0.0至20.0MPa0.5的汉森溶解度参数。更优选的 有机溶剂包含的汉森溶解度参数Hd为17.0至23.2MPa0.5,Hp为0.2 至10.5MPa0.5和Hh为0.0至5.0MPa0.5

特别有用的有机溶剂包含22至50mN/m的表面张力,尤其是25 至40mN/m且更优选28至37mN/m。

根据本发明特定的方面,可以使用具有不同表面张力的溶剂的混 合物。优选地,所述混合物可以包含至少一种具有至多35mN/m、尤 其是至多30mN/m的表面张力的溶剂,以及至少一种具有至少30、尤 其是至少32mN/m的表面张力的溶剂,并且表面张力的差至少为1 mN/m,更优选至少2mN/m。

表面张力可以使用FTA(First Ten Angstrom)125接触角角度 测量器在25℃下测量。从如由Roger P.Woodward,Ph.D.“Surface  Tension Measurements Using the Drop Shape Method”公开的First  Ten Angstrom(第一个十埃)可获得该方法的详细描述。优选,可以 使用悬滴法确定表面张力。

为了进行粗略估算,所述表面张力可以通过在Hansen Solubility  Parameters:A User’s Handbook,第二版,C.M.Hansen(2007), Taylor and Francis Group,LLC(HSPiP手册)中详述的公式,使用 汉森溶解度参数计算。

表面张力=0.0146×(2.28×δHd2+δHp2+δHh2)×MVol0.2

其中:

Hd指分散贡献值

Hp指极性贡献值

Hh指氢键贡献值

MVol指摩尔体积。

汉森溶解度参数可以根据如Hanson和Abbot等提供的Practice (HSPiP)program(第二版)中的汉森溶解度参数测定。表1中提供了 合适的溶剂、它们的汉森溶解度参数、它们的表面张力和它们的沸点。

表1:有用溶剂的汉森溶解度参数

Hd指分散贡献值

Hp指极性贡献值

Hh指氢键贡献值

本发明的组合物包含至少一种有机半导体化合物(OSC)。所述 OSC化合物可以选自本领域技术人员熟知的和描述于文献中的标准材 料。所述OSC可以是单体化合物(与聚合物或大分子相比较也被称为 “小分子”)、聚合物化合物或含有一种或多种选自单体化合物和聚 合物化合物的任一或两者的化合物的混合物、分散体或共混物。

在本发明的一个优选实施方式中,所述OSC选自单体化合物,其 中它更容易实现显著的结晶度变化。

根据本发明的一个方面,所述OSC优选是共轭的芳族分子,并优 选含有至少三个可以是稠合或未稠合的芳族环。未稠合的环例如通过 连接基团、单键或螺键接而连接。优选的单体OSC化合物含有一个或 多个选自5‑、6‑或7‑元芳族环的环,和更优选仅含有5‑或6‑元芳族 环。所述材料可以是单体、低聚物或聚合物,包括混合物、分散体和 共混物。

每一个芳族环任选含有一个或多个选自Se、Te、P、Si、B、As、 N、O或S,优选选自N、O或S的杂原子。

所述芳族环可以任选被如下基团取代:烷基,烷氧基,多烷氧基, 硫代烷基,酰基,芳基或取代的芳基基团,卤素特别是氟,氰基,硝 基或任选取代的仲或叔烷基胺或由‑N(Rx)(Ry)表示的芳基胺,其中Rx 和Ry彼此独立地表示H、任选取代的烷基、任选取代的芳基、烷氧基 或多烷氧基基团。如果Rx和/或Ry表示烷基或芳基,则这些可以任选 被氟化。

优选的环是任选稠合的,或任选利用共轭的连接基团例如 ‑C(T1)=C(T2)‑、‑C≡C‑、‑N(Rz)‑、‑N=N‑、‑(Rz)C=N‑、‑N=C(Rz)‑连接, 其中T1和T2彼此独立地表示H、Cl、F、‑C≡N‑或低级烷基基团,优选 C1‑4烷基基团,和Rz表示H、任选取代的烷基或任选取代的芳基。如果 Rz是烷基或芳基,则这些可以任选被氟化。

优选的OSC化合物包括小分子(即单体化合物)、聚合物、低聚 物及其衍生物,其选自稠合的芳族烃例如并四苯、 (chrysene)、 并五苯、芘、苝、六苯并苯或上述化合物的可溶性的取代衍生物;低 聚对位取代的亚苯基,例如对四联苯(p‑4P)、对五联苯(p‑5P)、 对六联苯(p‑6P)或上述化合物的可溶性的取代衍生物;共轭烃聚合 物,例如多并苯,聚亚苯基,聚(亚苯基亚乙烯基),聚芴,聚茚并芴, 包括这些共轭烃聚合物的低聚物;共轭杂环聚合物,例如聚(3‑取代噻 吩),聚(3,4‑二取代噻吩),聚硒吩,聚(3‑取代硒吩),聚(3,4‑二取 代硒吩),聚苯并噻吩,聚异硫茚(polyisothianapthene),聚(N‑ 取代吡咯),聚(3‑取代吡咯),聚(3,4‑二取代吡咯),聚呋喃、聚吡啶、 聚‑1,3,4‑噁二唑,聚异硫茚,聚(N‑取代苯胺),聚(2‑取代苯胺),聚 (3‑取代苯胺),聚(2,3‑二取代苯胺),聚薁(polyazulene),聚芘聚苯 并呋喃;聚吲哚,聚哒嗪,聚三芳基胺,例如任选取代的聚三苯基胺; 吡唑啉化合物;联苯胺化合物;茋化合物;三嗪;取代的金属或无金 属的卟吩,酞菁,氟代酞菁,萘酞菁或氟代萘酞菁;C60和C70富勒烯 或其衍生物;N,N’‑二烷基、取代的二烷基、二芳基或取代的二芳基 ‑1,4,5,8‑萘四甲酰基二酰亚胺和氟代衍生物;N,N’‑二烷基、取代二 烷基、二芳基或取代二芳基3,4,9,10‑苝四甲酰基二酰亚胺;红菲绕 啉;联苯醌;1,3,4‑噁二唑;11,11,12,12‑四氰基萘并‑2,6‑醌二甲烷; α,α′‑双(二噻吩并[3,2‑b:2′,3′‑d]噻吩);2,8‑二烷基、取代二烷 基、二芳基或取代二芳基双噻吩蒽;2,2’‑二苯并[1,2‑b:4,5‑b’] 二噻吩。优选的化合物是上述列表中的那些和其可溶的衍生物。

尤其优选的OSC材料是取代的多并苯,例如6,13‑双(三烷基甲硅 烷基乙炔基)并五苯或其衍生物,例如5,11‑双(三烷基甲硅烷基乙炔 基)双噻吩蒽,如在例如US 6,690,029、WO 2005/055248A1或 WO2008/107089A1中描述的。此外优选的OSC材料是聚(3‑取代噻吩), 非常优选聚(3‑烷基噻吩)(P3AT),其中所述烷基基团优选是直链的 并优选具有1至12个、最优选4至10个C原子,例如聚(3‑己基噻吩)。

特别优选的聚合的OSC化合物是包含一个或多个选自如下重复单 元的聚合物或共聚物:噻吩‑2,5‑二基,3‑取代的噻吩‑2,5‑二基,任 选取代的噻吩并[2,3‑b]噻吩‑2,5‑二基,任选取代的噻吩并[3,2‑b] 噻吩‑2,5‑二基,硒吩‑2,5‑二基,3‑取代硒吩‑2,5‑二基,任选取代的 茚并芴,任选取代的菲和任选被取代的三芳基胺。

根据本发明的组合物可以包含0.01至20wt%、优选0.1至15wt%、 更优选0.2至10wt%和最优选0.25至5wt%的OSC材料或相应的共混物。 百分比数据涉及100%的溶剂或溶剂混合物。所述组合物可以包含一 种或多于一种,优选1、2、3或多于三种的OSC化合物。

此处使用的有机半导体化合物或者是纯组分或者是两种或更多种 组分的混合物,其中至少一种必须具有半导体性能。然而,在使用混 合物的情况下,没有必要每一组分都具有半导体性能。因此,例如, 惰性低分子量化合物可以与半导体聚合物一起使用。用作惰性基质或 粘结剂的非导电聚合物同样可以与一种或多种低分子量化合物或另外 的具有半导体性能的聚合物一起使用。为了本申请的目的,可能混和 的非导电组分被认为是指电光学非活性的、惰性的、钝态的化合物。

优选聚合物有机半导体的溶液,其任选包含其它的混和的物质。 所述聚合物有机半导体的分子量Mw优选大于10,000g/mol,更优选为 50,000至2,000,000g/mol和最优选为100,000至1,000,000g/mol。

为了本发明的目的,聚合物有机半导体被认为是指特别是(i)取代 的聚对亚芳基亚乙烯基(PAV),如在EP 0443861、WO 94/20589、WO 98/27136、EP 1025183、WO 99/24526、DE 19953806和EP0964045中 公开的,它们在有机溶剂中是可溶的,(ii)取代的聚芴(PF),如在 EP 0842208、WO 00/22027、WO 00/22026、DE 19846767、WO 00/46321、 WO 99/54385和WO 00155927中公开的,它们在有机溶剂中是可溶的, (iii)取代的聚螺二芴(PSF),如在EP 0707020、WO 96/17036、WO 97/20877、WO 97/31048、WO 97/39045和WO 031020790中公开的,它 们在有机溶剂中是可溶的,(iv)取代的聚对苯撑(PPP)或聚亚联苯基, 如在WO 92/18552、WO 95/07955、EP0690086、EP 0699699和WO 03/099901中公开的,它们在有机溶剂中是可溶的,(v)取代的聚二氢 菲(PDHP),如在WO 05/014689中公开的,它们在有机溶剂中是可溶 的,(vi)取代的聚反式茚并芴和聚顺式茚并芴(PIF),如在WO 04/041901和WO 04/113412中公开的,它们在有机溶剂中是可溶的, (vii)取代的聚菲,如在DE 102004020298中公开的,它们在有机溶剂 中是可溶的,(viii)取代的聚噻吩(PT),如在EP 1028136和WO 95/05937中公开的,它们在有机溶剂中是可溶的,(ix)聚吡啶(PPy), 如在T.Yamamoto等人J.Am.Chem.Soc.1994,116,4832中公开 的,它们在有机溶剂中是可溶的,(x)聚吡咯,如在V.Gelling等人的 Polym.Prepr.2000,41,1770中公开的,它们在有机溶剂中是可溶的, (xi)具有得自类别(i)至(x)的两种或多种结构单元的取代的、可溶共 聚物,如在例如WO 02/077060中描述的,(xii)共轭聚合物,如在 Proc.of ICSM′98,Part I&II(见:Synth.Met 1999,101/102) 中公开的,它们在有机溶剂中是可溶的,(xiii)取代和未取代的聚乙 烯基咔唑(PVK),如在R.C.Penwell等人的J.Polym.Sci.,Macromol  Rev.1978,13,63‑160中公开的,(xiv)取代和未取代的三芳基胺聚 合物,如在例如JP 2000/072722中公开的,(xv)取代和未取代的聚亚 甲硅烷基和聚亚甲锗烷基,如在例如M.A.Abkowitz和M.Stolka, Synth.Met.1996,78,333中公开的,和(xvi)含有磷光单元的可溶聚 合物,如在例如EP 1245659、WO 03/001616、WO 03/018653、WO  03/022908、WO 03/080687、EP 1311138、WO 031102109、WO 04/003105、 WO 04/015025、DE 102004032527和以上已经引用的一些文献中所公 开的。

根据本发明其它的实施方式,所述有机半导体化合物优选具有 5000g/mol或更小的分子量,优选2000g/mol或更小的分子量。

根据本发明的特定的实施方式,所述OSC例如可以用作OFET半导 体沟道中的有源沟道材料,或作为有机整流二极管的层元件。

在OFET器件情况下,如果OFET层含有作为有源沟道材料的OSC, 则它可以是n‑或p‑型OSC。该半导体沟道也可以是两种或更多种同类 型即n‑或p‑型任一种的OSC化合物的复合物。此外,p‑型沟道OSC 化合物例如可以与n‑型OSC化合物混合以实现OSC层的掺杂效果。也 可以使用多层的半导体。例如,所述OSC在接近绝缘体交界面处可以 是本征的,另外紧接着所述本征层能够涂覆高度掺杂的区域。

优选的OSC化合物的FET迁移率大于1×10‑5cm2V‑1s‑1,更优选大 于1×10‑2cm2V‑1s‑1

特别优选的聚合OSC化合物选自式P1‑P7:

其中

n是>1的整数,优选10至1,000,

R每次出现时相同或不同地表示H,F,Cl,Br,I,CN,具有1 到40个C原子的直链、支化或环状烷基,其中一个或多个C原子任选 地被O、S、O‑CO、CO‑O、O‑CO‑O、CR0=CR0或C≡C以O‑和/或S‑原子 不直接彼此相连接的方式代替,并且其中一个或多个H原子任选地被 F、Cl、Br、I或CN代替,或者表示具有4到20个环原子的未取代的 或被一个或多个非芳族的基团Rs取代的芳基或杂芳基,并且其中一个 或多个基团R还可以彼此和/或与它们所连接的环形成单或多环的脂 肪族或芳族环体系,

Rs每次出现时相同或不同地表示F,Cl,Br,I,CN,Sn(R00)3,Si(R00)3 或B(R00)2,具有1至25个碳原子的直链、支化或者环状烷基,其中一 个或多个C原子任选地被O、S、O‑CO、CO‑O、O‑CO‑O、CR0=CR0或C≡ C以O‑和/或S‑原子不直接彼此相连接的方式代替,并且其中一个或 多个H原子任选地被F、Cl、Br、I或CN代替,或者Rs表示具有4到 20个环原子的未取代的或被一个或多个非芳族的基团Rs取代的芳基 或杂芳基,并且其中一个或多个基团Rs还可以与彼此和/或与R形成 环体系,

R0每次出现时相同或不同地表示H、F、Cl、CN、具有1至12个C 原子的烷基或者具有4至10个环原子的芳基或者杂芳基,

R00每次出现时相同或不同地表示H或者具有1至20个C原子的 脂肪族或者芳族烃基,其中两个R00还可以与它们所连接的杂原子(Sn、 Si或者B)一起形成环,

r是0、1、2、3或4,

s是0、1、2、3、4或5。

其中在式P1‑P5中的R优选不是H。

尤其优选的单体OSC化合物选自取代的寡并苯,例如并五苯、并 四苯或蒽,或其杂环衍生物,如双(三烷基甲硅烷基乙炔基)寡并苯或 双(三烷基甲硅烷基乙炔基)杂并苯,如在例如US 6,690,029、 WO2005/055248A1或US 7,385,221中公开的。

特别优选的单体OSC化合物选自式M1(多并苯):

其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12每个可以 相同或不同,其独立地代表:H,任选取代的C1‑C40碳基或者烃基;任 选取代的C1‑C40烷氧基;任选取代的C6‑C40芳氧基;任选取代的C7‑C40 烷基芳氧基;任选取代的C2‑C40烷氧基羰基;任选取代的C7‑C40芳氧基 羰基;氰基(‑CN);氨基甲酰基(‑C(=O)NH2);卤代甲酰基(‑C(=O)‑X, 其中X代表卤素原子);甲酰基(‑C(=O)‑H);异氰基;异氰酸酯基;硫 氰酸酯基或者硫代异氰酸酯;任选取代的氨基;羟基;硝基;CF3基; 卤素基团(Cl、Br、F);或者任选取代的甲硅烷基;和

其中独立地R1与R2、R2与R3、R3与R4、R7与R8、R8与R9、R9与R10 中的每一对任选地彼此交叉桥接以形成C4‑C40饱和或者不饱和的环, 所述饱和或者不饱和的环可以被氧原子、硫原子或者式‑N(Ra)‑的基团 插入,其中Ra是氢原子或者任选取代的烃基,或者可以任选被取代的; 以及

其中所述多并苯骨架的一个或多个碳原子任选被选自N、P、As、 O、S、Se和Te的杂原子取代。

其中位于所述多并苯相邻环位置上的取代基R1‑R12的任何两个或 更多个可以独立地一起任选构成另外的任选被O、S或‑N(Ra)插入的 C4‑C40饱和或不饱和的环,其中Ra如以上定义,或稠合到所述多并苯 上的芳族环体系;和

其中n是0、1、2、3或4,优选n是0、1或2,最优选n是0 或2,意思是所述多并苯化合物是并五苯化合物(如果n=2)或“假并 五苯”化合物(如果n=0)。

非常优选的是式M1a的化合物(取代的并五苯):

其中R1、R2、R3、R4、R7、R8、R9、R10、R15、R16、R17各自独立地相 同或不同并且各自独立地表示:H,任选取代的C1‑C40碳基或者烃基, 任选取代的C1‑C40烷氧基,任选取代的C6‑C40芳氧基,任选取代的C7‑C40 烷基芳氧基,任选取代的C2‑C40烷氧基羰基,任选取代的C7‑C40芳氧基 羰基,氰基(‑CN),氨基甲酰基(‑C(=O)NH2),卤代甲酰基(‑C(=O)‑X, 其中X代表卤素原子),甲酰基(‑C(=O)‑H),异氰基,异氰酸酯基,硫 氰酸酯基或者硫代异氰酸酯,任选取代的氨基,羟基,硝基,CF3基, 卤素基团(Cl、Br、F),或者任选取代的甲硅烷基,并且A代表硅或者 锗;并且

其中独立地R1与R2、R2与R3、R3与R4、R7与R8、R8与R9、R9与R10、 R15与R16以及R16与R17中的每一对任选地彼此交叉桥接以形成C4‑C40饱 和或者不饱和的环,所述饱和或者不饱和的环任选地被氧原子、硫原 子或者式‑N(Ra)‑的基团插入,其中Ra是氢原子或者烃基,或者任选被 取代的;以及

其中所述多并苯骨架的一个或多个碳原子任选被选自N、P、As、 O、S、Se和Te的杂原子取代。

另外优选的是式M1b的化合物(取代的杂并苯):

其中R2、R3、R8、R9、R15、R16、R17每一个独立地是相同的或不同的, 且每一个独立地代表:H;任选取代的C1‑C40碳基或烃基基团;任选取 代的C1‑C40烷氧基基团;任选取代的C6‑C40芳氧基基团;任选取代的 C7‑C40烷基芳氧基基团;任选取代的C2‑C40烷氧基羰基基团;任选取代 的C7‑C40芳氧基羰基基团;氰基基团(‑CN);氨基甲酰基基团 (‑C(=O)NH2);卤代甲酰基基团(‑C(=O)‑X,其中X代表卤素原子); 甲酰基基团(‑C(=O)‑H);异氰基基团;异氰酸酯基团;硫氰酸酯基 团或硫代异氰酸酯基团;任选取代的氨基基团;羟基基团;硝基基团; CF3基团;卤素基团(Cl、Br、F);或任选取代的甲硅烷基基团;和 A代表硅或锗;和

其中独立地R2和R3、R8和R9、R15和R16以及R16和R17中每一对任选 彼此交叉桥接形成C4‑C40饱和或不饱和环,所述饱和或不饱和环任选 被氧原子、硫原子或式‑N(Ra)‑基团插入,其中Ra是氢原子或烃基团, 和其任选被取代;和

其中所述多并苯骨架的一个或多个碳原子任选被选自N、P、As、 O、S、Se和Te的杂原子取代。

尤其优选的是子式M1b的化合物,其中R2和R3以及R8和R9中的 至少一对彼此交叉桥接形成被氧原子、硫原子或式‑N(Ra)‑基团插入的 C4‑C40饱和或不饱和的环,其中Ra是氢原子或烃基团,和其任选被取 代。

尤其优选的是子式M1b1的化合物(甲硅烷基乙炔化的杂并苯):

其中

Y1和Y2之一表示‑CH=或者=CH‑,且另一个表示‑X‑,

Y3和Y4之一表示‑CH=或者=CH‑,且另一个表示‑X‑,

X是‑O‑、‑S‑、‑Se‑或者‑NR″′‑,

R′是H,F,Cl,Br,I,CN,具有1至20个、优选1至8个C原 子并且任选地氟化或者全氟化的直链或者支化的烷基或者烷氧基,任 选氟化或者全氟化的具有6至30个C原子的芳基,优选C6F5或者 CO2R″″,其中R″″为H,任选氟化的具有1至20个C原子的烷基, 或者任选氟化的具有2至30个、优选5至20个碳原子的芳基,

R″在多次出现的情况下彼此独立地是具有1至20个、优选1至 8个碳原子的环状、直链或支化的烷基或者烷氧基,或者具有2‑30个 碳原子的芳基,所有这些任选地被氟化或者全氟化,SiR″3优选为三 烷基甲硅烷基,

R″′是H或者具有1至10个碳原子的环状、直链或者支化的烷基, 优选H,

m是0或者1,

o是0或者1。

尤其优选的是式M1b1的化合物,其中m和o是0,和/或X是S, 和/或R′是F。

在优选实施方式中,提供了子式M1b1的化合物,并且其作为下式 的反式和顺式异构体的混合物使用,

其中X、R、R′、R″、m和o彼此独立具有式M1b1中给出的含义 之一,或上下文中给出的优选含义之一,X优选是S,m和o优选是0。

如上下文所使用的术语“碳基”表示任何的一价或多价的包括至 少一个碳原子的有机基团部分,其或者不含有任何的非碳原子(例如 ‑C≡C‑)或任选结合有至少一个非碳原子例如N、O、S、P、Si、Se、 As、Te或Ge(例如羰基等)。术语“烃基”表示另外包含一个或多个 H原子且任选包含一个或多个杂原子如N、O、S、P、Si、Se、As、Te 或Ge的碳基基团。

包括3个或更多个碳原子的链的碳基或烃基基团,也可以是直链、 支化和/或环状的,包括螺环和/或稠环。

优选的碳基和烃基基团包括烷基,烷氧基,烷基羰基,烷氧基羰 基,烷基羰基氧基和烷氧基羰基氧基,它们每一个是任选被取代的, 且具有1至40个、优选1至25个、更优选1至18个C原子,此外还 有任选取代的具有6至40个、优选6至25个C原子的芳基或芳氧基, 此外还有烷基芳氧基,芳基羰基,芳氧基羰基,芳基羰基氧基和芳氧 基羰基氧基,它们每一个是任选被取代的且具有6至40个、优选7 至40个C原子,其中所有的这些基团任选含有一个或多个杂原子,所 述杂原子尤其是选自N、O、S、P、Si、Se、As、Te和Ge。

所述碳基或烃基基团可以是饱和或不饱和的非环基团,或者饱和 或不饱和的环状基团。不饱和非环的或环状基团是优选的,尤其是芳 基、烯基和炔基基团(尤其是乙炔基)。如果所述C1‑C40碳基或烃基 基团是非环的,则所述基团可以是直链或支化的。所述C1‑C40碳基或 烃基基团例如包括:C1‑C40烷基基团、C2‑C40烯基基团、C2‑C40炔基基团、 C3‑C40烯丙基基团、C4‑C40烷二烯基基团、C4‑C40多烯基基团、C6‑C18芳 基基团、C6‑C40烷基芳基基团、C6‑C40芳基烷基基团、C4‑C40环烷基基团、 C4‑C40环烯基基团等。在上述基团之中优选的分别是C1‑C20烷基基团、 C2‑C20烯基基团、C2‑C20炔基基团、C3‑C20烯丙基基团、C4‑C20烷二烯基 基团、C6‑C12芳基基团和C4‑C20多烯基基团。同样包括的是具有碳原子 的基团和具有杂原子的基团的组合,例如用甲硅烷基基团、优选三烷 基甲硅烷基基团取代的炔基基团、优选乙炔基。

芳基和杂芳基优选表示具有最高达25个C原子的单、双或三环的 芳族或杂芳族基团,其也可以包括稠环,并且任选被一个或多个基团 L取代,其中L是卤素或具有1至12个C原子的烷基、烷氧基、烷基 羰基或烷氧基羰基基团,其中一个或多个H原子可被F或Cl代替。

尤其优选的芳基和杂芳基基团是苯基,其中另外地一个或多个CH 基团可被N代替,萘,噻吩,硒吩,噻吩并噻吩,二噻吩并噻吩,芴 和噁唑,它们全部可以是未取代的、被以上定义的L单或多取代的。

上述式和子式中尤其优选的取代基R、Rs和R1‑17选自具有1至20 个C原子的直链、支化或环状的烷基,它们是未取代的或者被F、Cl、 Br或I单或多取代的,和其中一个或多个非相邻的CH2基团在每种情 况下彼此独立地任选被‑O‑、‑S‑、‑NRb、‑SiRbRc、‑CX1=CX2‑或‑C≡C‑ 以使O和/或S原子彼此不直接连接的方式代替,或者表示任选取代的 优选具有1至30个C原子的芳基或杂芳基,其中Rb和Rc彼此独立地 是H或具有1至12个C原子的烷基,和X1与X2彼此独立地是H、F、 Cl或CN。

R15‑17和R″优选是相同或不同的基团,其选自C1‑C40‑烷基基团, 优选C1‑C4‑烷基,最优选甲基、乙基、正丙基或异丙基,C6‑C40‑芳基 基团,优选苯基,C6‑C40‑芳基烷基基团,C1‑C40‑烷氧基基团,或C6‑C40‑ 芳基烷氧基基团,其中所有的这些基团是任选例如被一个或多个卤素 原子取代的。优选地,R15‑17和R″每一个独立地选自任选取代的C1‑12‑ 烷基,更优选C1‑4‑烷基,最优选C1‑3‑烷基,例如异丙基,和任选取代 的C6‑10‑芳基,优选苯基。另外优选的是式‑SiR15R16的甲硅烷基基团, 其中R15定义如上,和R16与硅原子一起形成环状的甲硅烷基烷基基团, 其优选具有1至8个C原子。

在一个优选实施方式中,所有的R15‑17或所有R″都是相同的基团, 例如相同的任选取代的烷基基团,如在三异丙基甲硅烷基中。非常优 选所有的R15‑17或所有的R″都是相同的任选取代的C1‑10、更优选C1‑4、 最优选C1‑3烷基基团。在这种情况下优选的烷基基团是异丙基。

优选的基团‑SiR15R16R17和SiR″3包括但不限于三甲基甲硅烷基、 三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、二甲基乙基甲硅烷基、二乙基甲 基甲硅烷基、二甲基丙基甲硅烷基、二甲基异丙基甲硅烷基、二丙基 甲基甲硅烷基、二异丙基甲基甲硅烷基、二丙基乙基甲硅烷基、二异 丙基乙基甲硅烷基、二乙基异丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三 甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基异丙 基甲硅烷基、二异丙基苯基甲硅烷基、二苯基乙基甲硅烷基、二乙基 苯基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、三苯氧基甲硅烷基、二甲基甲 氧基甲硅烷基、二甲基苯氧基甲硅烷基、甲基甲氧基苯基甲硅烷基等, 其中所述烷基、芳基或烷氧基基团是任选被取代的。

根据本发明的优选实施方式,所述OSC材料是有机发光材料和/ 或电荷传输材料。所述有机发光材料和电荷传输材料可以选自本领域 技术人员熟知和描述于文献中的标准材料。根据本申请的有机发光材 料是指具有λmax在400至700nm范围的发光的材料。

合适的磷光化合物特别是在合适的激发时发光、优选在可见光区 发光的化合物,且其另外包含至少一种原子序数大于20、优选大于38 但小于84、更优选大于56但小于80的原子。使用的磷光发光体优选 是含有铜、钼、钨、铼、钌、锇、铑、铱、钯、铂、银、金或者铕的 化合物,特别是含有铱或铂的化合物。

特别优选的有机磷光化合物是式(1)至(4)的化合物:

式(1)              式(2)

式(3)              式(4)

其中

DCy每次出现时相同或者不同地是含有至少一个供体(donor)原 子的环状基团,所述供体原子优选氮、以卡宾形式的碳或者磷,环状 基团经由所述供体原子键接到金属上,并且所述体原子又可以带有一 个或多个取代基R18,基团DCy和CCy经由共价键彼此连接,

CCy每次出现时相同或者不同地是含有碳原子的环状基团,环状 基团经由所述碳原子键接到金属上并且所述碳原子又可以带有一个或 多个取代基R18

A每次出现时相同或者不同地是单阴离子、双齿螯合配位体,优 选二酮配位体,

R18每次出现时相同或者不同,并且为F,Cl,Br,I,NO2,CN, 具有1至20个碳原子的直链、支化或环状烷基或者烷氧基,其中一个 或多个不相邻的CH2可以被‑O‑、‑S‑、‑NR19‑、‑CONR19‑、‑CO‑O‑、‑C=O‑、 ‑CH=CH‑或者‑C≡C‑代替,并且其中一个或多个氢原子可以被F代替, 或者具有4至14个碳原子并且可以被一个或多个非芳族的R18基团取 代的芳基或杂芳基,并且在相同环上或者在两个不同环上的多个取代 基R18又可以一起形成单环或多环的脂肪族或者芳族的环体系,并且

R19每次出现时相同或者不同,并且为具有1至20个碳原子的直 链、支化或环状的烷基或者烷氧基,其中一个或多个不相邻的CH2基 团可以被‑O‑、‑S‑、‑CO‑O‑、‑C=O‑、‑CH=CH‑或者‑C≡C‑代替,并且 其中一个或多个氢原子可以被F代替,或者具有4至14个碳原子并且 可以被一个或多个非芳族的R18基团取代的芳基或杂芳基。

在多个基团R18之间形成环体系意思是,在基团DCy和CCy之间也 可以存在桥连基团。

此外,在多个基团R18之间形成环体系意思是在两个或三个配体 CCy‑DCy之间或在一个或两个配体CCy‑DCy与配体A之间也可以存在 桥连基团,得到多齿的或多足的配体体系。

如上所述的发射体的例子公开在申请WO 00/70655、WO 01/41512、 WO 02/02714、WO 02/15645、EP 1191613、EP 1191612、EP1191614、 WO 04/081017、WO 05/033244、WO 05/042550、WO 05/113563、WO 06/008069、WO 06/061182、WO 06/081973和DE 102008027005中。 一般说来,如现有技术中用于磷光OLED的和如在有机电致发光领域中 的本领域技术人员知晓的所有磷光络合物都是适当的,且本领域技术 人员能够在无需创造性劳动的条件下使用其它的磷光化合物。特别是, 本领域技术人员知晓哪些磷光络合物发射出哪种发光颜的光。

优选的磷光化合物的例子显示于下表中。

优选的掺杂剂选自单苯乙烯基胺、二苯乙烯基胺、三苯乙烯基胺、 四苯乙烯基胺、苯乙烯基膦、苯乙烯基醚和芳基胺类。单苯乙烯基胺 被认为是指含有一个取代或未取代苯乙烯基基团和至少一种胺(优选 芳族胺)的化合物。二苯乙烯基胺被认为是指含有两个取代或未取代的 苯乙烯基基团和至少一种胺(优选芳族胺)的化合物。三苯乙烯基胺被 认为是指含有三个取代或未取代的苯乙烯基基团和至少一种胺(优选 芳族胺)的化合物。四苯乙烯基胺被认为是指含有四个取代或未取代的 苯乙烯基基团和至少一种胺(优选芳族胺)的化合物。所述苯乙烯基基 团特别优选是茋,其也可以被进一步取代。类似于胺,定义相应的膦 和醚。为了本发明的目的,芳基胺或芳族胺被认为是指含有直接地键 合到氮上的三个取代或未取代的芳族或杂芳族环体系的化合物。这些 芳族或者杂芳族环体系中的至少一个优选是稠环体系,其特别优选具 有至少14个芳族环原子。其优选的例子是芳族蒽胺、芳族蒽二胺、芳 族芘胺、芳族芘二胺、芳族 胺或者芳族 二胺。芳族蒽胺被认为是 指其中一个二芳基氨基基团直接键接到蒽基团(优选在9‑位)的化合 物。芳族蒽二胺被认为是指其中两个二芳基氨基基团直接键接到蒽基 团(优选在9,10‑位)的化合物。与其类似地定义芳族芘胺、芘二胺、胺和 二胺,其中所述二芳基氨基基团优选在1‑位或在1,6‑位键合 到芘上。其它优选的掺杂剂选自茚并芴胺或者茚并芴二胺,例如根据 WO 06/122630,苯并茚并芴胺或者苯并茚并芴二胺,例如根据WO 08/006449,和二苯并茚并芴胺或者二苯并茚并芴二胺,例如根据WO 07/140847。来自苯乙烯基胺类的掺杂剂例子是取代或者未取代的三茋 胺,或者描述于WO06/000388、WO 06/058737、WO 06/000389、WO  07/065549和WO07/115610中的掺杂剂。此外,优选公开在DE 102008035413中的稠合的烃。

此外,适当的掺杂剂是以下表中描绘的结构和这些结构的衍生物, 它们公开在JP 06/001973、WO 04/047499、WO 06/098080、WO07/065678、 US 2005/0260442和WO 04/092111中。

在发射层混合物中的掺杂剂的比例为0.1至50.0vol.%,优选 为0.5至20.0vol.%,特别优选为1.0至10.0vol.%。相应地,主 体材料的比例为50.0至99.9vol.%,优选为80.0至99.5vol.%, 特别优选为90.0至99.0vol.%。

用于该目的合适的主体材料是来自不同类物质的材料。优选的主 体材料选自如下类别:低聚亚芳基(例如根据EP 676461的2,2′,7,7′‑ 四苯基螺二芴,或二萘基蒽),特别是含稠合芳族基团的低聚亚芳基、 低聚亚芳基亚乙烯基(例如根据EP 676461的DPVBi或螺‑DPVBi), 多足的金属络合物(例如根据WO 04/081017的);空穴传导化合物(例 如根据WO 04/058911的),电子传导化合物,特别是酮、氧化膦、亚 砜等(例如根据WO 05/084081和WO 05/084082的),阻转异构体(例 如根据WO 06/048268的),硼酸衍生物(例如根据WO 06/117052的), 或苯并蒽(例如根据WO 08/145239的)。此外,适合的主体材料也是 上面描述的本发明的苯并[c]菲化合物。除本发明的化合物之外,特别 优选的主体材料选自如下的类别:含萘、蒽、苯并蒽和/或芘或者这些 化合物的阻转异构体的低聚亚芳基,低聚亚芳基亚乙烯基,酮,氧化 膦和亚砜。除了本发明的苯并[c]菲化合物之外,非常特别优选的主体 材料选自含蒽、苯并蒽和/或芘的低聚亚芳基类,或这些化合物的阻转 异构体。为了本发明的目的,低聚亚芳基旨在被认为是指其中至少三 个芳基或亚芳基基团彼此键合的化合物。

此外,适合的主体材料例如是以下表中描绘的材料,和这些材料 的衍生物,如公开在WO 04/018587、WO 08/006449、US 5935721、US 2005/0181232、JP 2000/273056、EP 681019、US 2004/0247937和 US 2005/0211958中的。

为了本发明的目的,空穴注入层是与阳极直接相邻的层。为了本 发明的目的,空穴传输层是位于空穴注入层和发射层之间的层。它们 可以优选用电子受体化合物掺杂,例如用F4‑TCNQ或如EP1476881或 EP 1596445中描述的化合物掺杂。

除了本发明的材料之外,可用于本发明有机电致发光器件的空穴 注入或空穴传输层,或电子注入或电子传输层中的适宜的电荷传输材 料例如是在Y.Shirota等人在Chem.Rev.2007,107(4),953‑1010 中公开的化合物,或根据现有技术用于这些层中的其它材料。

可用于本发明电致发光器件的空穴传输或空穴注入层中的优选的 空穴传输材料的例子是茚并芴胺和衍生物(例如根据WO 06/122630 或WO 06/100896的),如公开在EP 1661888中的胺衍生物,六氮杂 苯并菲衍生物(例如根据WO 01/049806的),含有稠合芳族基团的胺 衍生物(例如根据US 5,061,569的),如公开在WO 95/09147中的胺 衍生物,单苯并茚并芴胺(例如根据WO 08/006449的)或二苯并茚并 芴胺(例如根据WO 07/140847的)。适当的空穴传输和空穴注入材料 此外是以上描绘的化合物的衍生物,如在JP 2001/226331、EP 676461、 EP650955、WO 01/049806、US 4780536、WO 98/30071、EP 891121、 EP 1661888、JP 2006/253445、EP 650955、WO 06/073054和US5061569 中所公开的。

适合的空穴传输或空穴注入材料还例如是下表中指出的材料。

可用于根据本发明电致发光器件中的适合的电子传输或电子注入 材料例如是在下表中指出的材料。适当的电子传输和电子注入材料此 外是以上描绘的化合物的衍生物,如在JP 2000/053957、WO  03/060956、WO 04/028217和WO 04/080975中所公开的。

用于本发明化合物的适当的基体材料是酮、氧化膦、亚砜和砜, 例如根据WO 04/013080、WO 04/093207、WO 06/005627或DE 102008033943的,三芳基胺,咔唑衍生物,例如CBP(N,N‑二咔唑基 联苯)或咔唑衍生物,其公开在WO 05/039246、US 2005/0069729、 JP 2004/288381、EP 1205527或WO 08/086851中,吲哚并咔唑衍生 物,例如根据WO 07/063754或WO 08/056746的,氮杂咔唑,例如根 据EP 1617710、EP 1617711、EP 1731584、JP 2005/347160的,双 极性基体材料,例如根据WO 07/137725的,硅烷,例如根据 WO05/111172的,氮杂硼杂环戊烯(azaboroles)或硼酸酯,例如根 据WO 06/117052的,三嗪衍生物,例如根据DE 102008036982、WO 07/063754或WO 08/056746的,或锌络合物,例如根据DE 102007053771的。

根据优选的实施方式,有机半导体化合物(OSC)优选具有至多 5000g/mol的分子量,优选至多2000g/mol,尤其至多1500g/mol 且更优选至多1000g/mol。

根据本发明特定的实施方式,组合物可以包含0.1至10wt%、优 选0.25至5wt%、更优选0.5至4wt%的发射材料和/或电荷传输材料。

此外,同样优选非导电的电学惰性聚合物(基质聚合物;惰性聚 合物粘结剂)的溶液,所述电学惰性聚合物包含混和的低分子量、低 聚、树枝状、直链或支化和/或聚合的有机和/或有机金属半导体。优 选地,所述组合物可以包含0.1至10wt%、更优选0.25至5wt%、最 优选0.3至3wt%的惰性聚合物粘结剂。

任选地,所述OSC组合物包含一种或多种有机粘结剂,优选聚合 物粘结剂,以调节流变性质,如在例如WO 2005/055248 A1中所描述 的,特别是在1,000Hz下具有3.3或更小的低介电常数(ε)的有机粘 结剂,非常优选粘结剂与OSC化合物的重量比为20:1至1:20、优选 10:1至1:10、尤其优选5:1至1:5、更优选1:1至1:5。

优选地,聚合物粘结剂包含1000至15,000,000g/mol、尤其是 1500至12,000,000g/mol且最优选1500至10,000,000g/mol的重 均分子量。采用重均分子量为至少10,000g/mol、优选至少200,000 g/mol、尤其至少300,000g/mol且更优选至少500,000g/mol的聚 合物可以实现令人吃惊的效果。根据本发明非常优选的方面,聚合物 可以优选具有至少1,000,000g/mol且更优选至少2,000,000g/mol 的重均分子量。

作为惰性粘结剂有用的聚合物可以优选具有至多20,000,000 g/mol、更优选至多12,000,000g/mol并且最优选至多7,000,000 g/mol的重均分子量。

特别地,聚合物可以具有1.0至10.0、更优选1.01至5.0并且 最优选1.02至3的多分散指数Mw/Mn。采用优选的具有1.03至2.0、 尤其是1.04至1.5并且更优选1.05至1.2的多分散指数Mw/Mn的聚合 物可以实现惊人的改进。

根据本发明特定的方面,聚合物粘结剂可以具有多模态分子量分 布。优选地,聚合物可以具有如使用GPC可测定的2、3、4或者更多 个分子量分布的极大值。

所述粘结剂例如选自聚苯乙烯、聚(α‑甲基苯乙烯)、聚肉桂酸乙 烯酯、聚(4‑乙烯基联苯)或聚(4‑甲基苯乙烯)。聚合物粘结剂优选包 含由苯乙烯和/或烯烃衍生的重复单元。优选的粘结剂可以包含至少 80wt%、尤其是90wt%并且更优选99wt%的衍生自苯乙烯单体和/或烯烃 的重复单元。

所述粘结剂也可以是例如选自聚芳基胺、聚芴、聚噻吩、聚螺二 芴、取代的聚亚乙烯基亚苯基、聚咔唑或聚茋、或其共聚物的半导体 粘结剂。

根据本发明优选的实施方式,惰性粘结剂是玻璃化转变温度在‑70 至160℃、更优选0至150℃、尤其是50至140℃并且最优选70至130℃ 的聚合物。玻璃化转变温度可以由测量聚合物的DSC(DIN EN ISO 11357,加热速率10℃/分钟)来测定。

通常,聚合物粘结剂在如上下文所描述的本发明组合物的溶剂中 可分散或者可溶解。优选地,聚合物粘结剂在有机溶剂中可溶并且聚 合物粘结剂在溶剂中的溶解度为至少1g/l、尤其至少5g/l并且更 优选至少10g/l。

根据本发明特定的实施方式,组合物可以包含0.05至10wt%、优 选0.1至5wt%并且更优选0.15至3wt%的聚合物粘结剂。通过使用包 含优选0.2至1wt%、更优选0.25至0.6wt%和最优选0.3至0.5wt%的 聚合物粘结剂的组合物,可以实现惊人的改进。

通过在组合物中以低含量使用高分子量粘结剂可以实现惊人的改 进。使用该方法可得到具有优异的印刷品质的令人吃惊地有效的器件。

半导体化合物与惰性粘结剂的重量比优选30:1至1:30,特别是 20:1至1:5并且更优选5:1至1:1。

根据特定的实施方式,聚合物粘结剂优选包含衍生自苯乙烯和/ 或烯烃的重复单元。优选的聚合物粘结剂可以包含至少80wt%、尤其 是90wt%并且更优选99wt%的衍生自苯乙烯单体和/或烯烃的重复单 元。

苯乙烯单体是本领域已知的。这些单体包括苯乙烯、在侧链具有 烷基取代基的取代的苯乙烯如α‑甲基苯乙烯和α‑乙基苯乙烯、在环 上用烷基取代基取代的苯乙烯如乙烯基甲苯和对甲基苯乙烯、卤代苯 乙烯如一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三溴苯乙烯和四溴苯乙烯。

烯烃是由氢和碳原子组成的单体。这些单体包括乙烯、丙烯、丁 烯、异戊二烯和1,3‑丁二烯。

根据本发明特定的方面,聚合物粘结剂是重均分子量优选为至少 100,000g/mol、尤其是至少200,000、尤其至少300,000g/mol和更 优选至少500,000g/mol的聚苯乙烯。根据本发明非常优选的方面, 聚苯乙烯可以优选具有至少1,000,000g/mol并且更优选至少 2,000,000g/mol的重均分子量。

作为惰性粘结剂有用的聚苯乙烯优选具有至多20,000,000 g/mol、更优选至多12,000,000g/mol并且最优选至多7,000,000 g/mol的重均分子量。

根据本发明的组合物可以另外包括一种或多种其它组分,例如表 面活性的化合物、润滑剂、导电添加剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、 流动改进剂、消泡剂、脱气剂、反应性或非反应性的稀释剂、助剂、 着剂、染料或颜料、敏化剂、稳定剂、纳米粒子或抑制剂。然而, 这些其它组分不应该是氧化的,或者不应该能够与所述OSC发生化学 反应,或对所述OSC具有电学掺杂效应。

用挥发性润湿剂可以实现惊人的改进。上下文中使用的术语“挥 发性”意思是在所述有机半导体已经被沉积在OE器件基底上之后,在 不显著地损害这些材料或所述OE器件的(如温度和/或减小的压力) 条件下,所述试剂能够从所述有机半导体材料通过蒸发除去。优选这 是指所述润湿剂在使用的压力下,非常优选在大气压力(1013hPa) 下,具有<350℃、更优选≤300℃、最优选≤250℃的沸点或升华温度。 蒸发也可以例如通过施加热和/或减小的压力而加速。优选,所述润湿 剂不能够与OSC化合物发生化学反应。特别是,它们选自对于OSC材 料不具有持久掺杂影响(例如通过氧化或者与OSC材料发生化学反应) 的化合物。因此,所述组合物优选不应该含有添加剂,例如通过形成 离子产物与OSC材料反应的氧化剂或质子酸或路易斯酸。

通过包含具有类似沸点的挥发性组分的组合物能够实现令人惊讶 的效果。优选,润湿剂和有机溶剂的沸点差为‑50℃至50℃、更优选 ‑30℃至30℃并且最优选为‑20℃至20℃。

优选的润湿剂是非芳族化合物。另外优选地,润湿剂是非离子化 合物。特别有用的润湿剂包含至多35mN/m、尤其是至多30mN/m、更 优选至多25mN/m的表面张力。表面张力可以在25℃下使用FTA(第 一个十埃)125接触角角度测量仪来测定。从如由Roger P.Woodward, Ph.D.发表的“Surface Tension Measurements Using the Drop Shape  Method”中的First Ten Angstrom(第一个十埃)可获得该方法的详 细描述。优选,可以使用悬滴法确定表面张力。

根据本发明特定的方面,有机溶剂和润湿剂的表面张力差优选至 少为1mN/m、尤其是至少5mN/m并且更优选至少为10mN/m。

通过包含分子量至少100g/mol、尤其是至少150g/mol、优选至少 180g/mol、更优选至少200g/mol的润湿剂能够实现料想不到的改进。

适当的和优选的润湿剂不发生氧化,或者不与OSC材料发生化学 反应,其选自硅氧烷、烷烃、胺、烯烃、炔烃、醇和/或这些化合物的 卤代衍生物。此外,可以使用氟代醚、氟代酯和/或氟代酮。更优选, 这些化合物选自具有6至20个碳原子、尤其是8至16个碳原子的甲 基硅氧烷;C7‑C14烷烃,C7‑C14烯烃,C7‑C14炔烃,具有7至14个碳原 子的醇,具有7至14个碳原子的氟代醚,具有7至14个碳原子的氟 代酯和具有7至14个碳原子的氟代酮。最优选的润湿剂是具有8至 14个碳原子的甲基硅氧烷。

有用的和优选的具有7至14个碳原子的烷烃包括庚烷、辛烷、壬 烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、3‑甲基庚烷、4‑乙基 庚烷、5‑丙基癸烷、三甲基环己烷和十氢化萘。

具有7至14个碳原子的卤代烷烃包括1‑氯庚烷、1,2‑二氯辛烷、 四氟辛烷、十氟十二烷、全氟壬烷、1,1,1‑三氟甲基癸烷和全氟甲基 十氢化萘。

具有7至14个碳原子的有用和优选的烯烃包括庚烯、辛烯、壬烯、 1‑癸烯、4‑癸烯、十一碳烯、十二碳烯、十三碳烯、十四碳烯、3‑甲 基庚烯、4‑乙基庚烯、5‑丙基癸烯和三甲基环己烯。

具有7至14个碳原子的卤代烯烃包括1,2‑二氯辛烯、四氟辛烯、 十氟十二碳烯、全氟壬烯和1,1,1‑三氟甲基癸烯。

具有7至14个碳原子的有用和优选的炔烃包括辛炔、壬炔、1‑ 癸炔、4‑癸炔、十二碳炔、十四碳炔、3‑甲基庚炔、4‑乙基庚炔、5‑ 丙基癸炔和三甲基环己炔。

具有7至14个碳原子的卤代炔烃包括1,2‑二氯辛炔、四氟辛炔、 十氟十二碳炔、全氟壬炔和1,1,1‑三氟甲基癸炔。

具有7至14个碳原子的有用和优选的烷醇包括庚醇、辛醇、壬醇、 癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、3‑甲基庚醇、3,5‑ 二甲基‑1‑己炔‑3‑醇、4‑乙基庚醇、5‑丙基癸醇、三甲基环己醇和羟 基十氢化萘。

具有7至14个碳原子的卤代烷醇包括1‑氯庚醇、1,2‑二氯辛醇、 四氟辛醇、十氟十二烷醇、全氟壬醇、1,1,1‑三氟甲基癸醇和2‑三氟 甲基‑1‑羟基十氢化萘。

具有7至14个碳原子的有用和优选的氟代醚包括3‑乙氧基 ‑1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6十二氟‑2‑三氟甲基‑己烷、3‑丙氧基 ‑1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6十二氟‑2‑三氟甲基‑己烷和3‑丙氧基 ‑1,1,1,2,3,4,4,5,5,5十氟‑2‑三氟甲基‑戊烷。

具有7至14个碳原子的有用和优选的氟代酯包括 3‑(1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6十二氟‑2‑三氟甲基‑己基)乙酸酯和 3‑(1,1,1,2,3,4,4,5,5,5十氟‑2‑三氟甲基‑戊基)丙酸酯。

具有7至14个碳原子的有用和优选的氟代酮包括 3‑(1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6十二氟‑2‑三氟甲基‑己基)乙基酮和 3‑(1,1,1,2,3,4,4,5,5,5十氟‑2‑三氟甲基‑戊基)丙基酮。

有用和优选的硅氧烷包括六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十 甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷和十四甲基六硅氧烷。

优选地,所述组合物可以包含至多5重量%、尤其是至多3重量% 的润湿添加剂。更优选,所述组合物包含0.01至4重量%、尤其是优 选0.1至1重量%的润湿剂。

根据本发明的组合物可以设计为乳液、分散体或溶液形式的。优 选,本发明组合物是不包含显著量第二相的溶液(均匀混合物)。

本发明的组合物能够用于制备有机电子(OE)器件,例如晶体管 如OFET,或有机光伏(OPV)器件如二极管或太阳能电池,或有机发 光二极管(OLED)。

尤其优选的OE器件是OFET。根据本发明优选的OFET包括以下组 件:

‑任选地,基底(1),

‑栅电极(2),

‑包含介电材料的绝缘层(3),

‑OSC层(4),

‑源和漏电极(5),

‑任选地,一个或多个保护或钝化层(6)。

图1A举例并示意地描述根据本发明典型的底栅(BG)、顶部接触 (TC)OFET器件,其包含基底(1)、栅电极(2)、介电材料层(3)(也 被称为栅绝缘体层)、OSC层(4)、源和漏(S/D)电极(5)以及任选的 钝化或保护层(6)。

图1A的器件能够通过包括如下步骤的方法制备:在基底(1)上沉 积栅电极(2),在栅电极(2)和基底(1)顶部沉积介电层(3),在介电层 (3)顶部沉积OSC层(4),在OSC层(4)顶部沉积S/D电极(5),和任选 地在S/D电极(5)和OSC层(4)顶部沉积钝化或保护层(6)。

图1B举例并示意地描述根据本发明典型的底栅(BG)、底部接触 (BC)OFET器件,其包含基底(1)、栅电极(2)、介电层(3)、S/D电极 (5)、OSC层(4)以及任选的钝化或保护层(6)。

图1B的器件能够通过包括如下步骤的方法制备:在基底(1)上沉 积栅电极(2),在栅电极(2)和基底(1)顶部沉积介电层(3),在介电层 (3)顶部沉积S/D电极(5),在S/D电极(4)和介电层(3)顶部沉积OSC 层(4),和任选地在OSC层(4)顶部沉积钝化或保护层(6)。

图2举例并示意地描述根据本发明的顶栅(TG)OFET器件,其包 含基底(1)、源和漏电极(5)、OSC层(4)、介电层(3)和栅电极(2)以及 任选的钝化或保护层(6)。

图2的器件能够通过包括如下步骤的方法制备:在基底(1)上沉积 S/D电极(5),在S/D电极(4)和基底(1)顶部沉积OSC层(4),在OSC 层(4)顶部沉积介电层(3),在介电层(3)顶部沉积栅电极(2),和任选 地在栅电极(2)和介电层(3)顶部沉积钝化或保护层(6)。

描述于图1A、1B和2中的器件中的钝化或保护层(6)的目的是保 护OSC层和S/D或栅电极免受随后在其上提供的其它层或器件的影响, 和/或使其免受环境影响。

如由图1A、1B和2中双箭头表示的在源和漏电极(5)之间的距离 是沟道区域。

在组合物用于OPV电池的情况下,所述组合物优选包含或含有p‑ 型半导体和n‑型半导体或受体和供体材料,更优选基本上由它们组 成、非常优选仅由它们组成。优选的该类型材料是例如在WO 94/05045 A1中公开的聚(3‑取代噻吩)或P3AT与C60或C70富勒烯或改性C60分子 如PCBM[(6,6)苯基C61‑丁酸甲酯]的共混物或混合物,其中优选P3AT 与富勒烯的重量比例为2:1至1:2,更优选为1.2:1至1:1.2。

图3和图4举例并示意地描述根据本发明的典型的和优选的OPV 器件[也参见Waldauf等人,Appl.Phys.Lett.89,233517(2006)]。

如图3所示的OPV器件优选包括:

‑低功函数电极(31)(例如金属,如铝),和高功函数电极(32) (例如ITO),其中一个是透明的,

‑层(33)(也被称为“活性(active)层”),包含空穴传输材料和 电子传输材料,优选选自OSC材料,其位于电极(31,32)之间;该活性 层能够例如作为双层(bilayer)或两个分别的层存在,或作为p和n 型半导体的共混物或混合物存在,

‑任选的导电聚合物层(34),例如包含PEDOT:PSS(聚(3,4‑亚乙 基二氧基噻吩)∶聚(苯乙烯基磺酸酯))的共混物,其位于活性层(33) 和高功函数电极(32)之间,以改善高功函数电极的功函数,从而提供 空穴的欧姆接触,

‑在面对活性层(33)的低功函数电极(31)侧上的任选的涂层(35) (例如LiF),以提供电子的欧姆接触。

如图4所示的倒置型OPV器件优选包括:

‑低功函数电极(41)(例如金属,如金),和高功函数电极(42) (例如ITO),其中一个是透明的,

‑层(43)(也被称为“活性层”),包含空穴传输材料和电子传输 材料,优选选自OSC材料,其位于电极(41,42)之间;该活性层能够例 如作为双层(bilayer)或两个分别的层存在,或作为p和n型半导体的 共混物或混合物存在,

‑任选的导电聚合物层(44),例如包括PEDOT:PSS的共混物,其位 于活性层(43)和低功函数电极(41)之间以提供电子的欧姆接触,

‑在面对活性层(43)的高功函数电极(42)侧上的任选的涂层(45) (例如TiOx),以提供空穴的欧姆接触。

本发明的OPV器件通常包括p‑型(电子供体)半导体和n‑型(电 子受体)半导体。所述p‑型半导体例如是聚合物如聚(3‑烷基噻吩) (P3AT)、优选聚(3‑己基噻吩)(P3HT),或者另一选自如以上列出 的优选的聚合和单体的OSC材料。所述n‑型半导体可以是无机材料, 例如氧化锌或硒化镉,或有机材料例如富勒烯衍生物,例如(6,6)‑苯 基‑丁酸甲酯衍生化的桥亚甲基C60富勒烯,也被称为“PCBM”或 “C60PCBM”,例如在G.Yu,J.Gao,J.C.Hummelen,F.Wudl,A.J. Heeger,Science 1995,270卷,从1789页起的内容中公开的并具有 以下显示的结构,或与例如C70富勒烯基团(C70PCBM)结构类似的化合 物,或聚合物(例如见Coakley,K.M.和McGehee,M.D.Chem.Mater. 2004,16,4533)。

该类型优选的材料是聚合物如P3HT或另一种选自以上列出组中 的聚合物与C60或C70富勒烯或改性富勒烯如PCBM的共混物或混合物。 优选的,聚合物:富勒烯重量比为2:1至1:2、更优选为1.2:1至1:1.2、 最优选1:1。对于共混的混合物,任选的退火步骤可能是必要的以最 优化共混物的形态并因此最优化OPV器件的性能。

在制备OE器件的过程期间,将OSC层沉积在基底上,随后除去溶 剂以及任何存在的一种或多种挥发性添加剂,以形成膜或层。

各种基底可以用于制造OE器件,例如玻璃,ITO涂覆的玻璃,含 有包括PEDOT、PANI等预涂层的ITO玻璃,或塑料,优选塑料材料, 例子包括醇酸树脂、烯丙基酯、苯并环丁烯、丁二烯‑苯乙烯、纤维素、 醋酸纤维素、环氧化物、环氧聚合物、乙烯‑氯代三氟乙烯、乙烯‑四 氟乙烯、玻璃纤维增强的塑料、碳氟聚合物、六氟丙烯偏二氟乙烯共 聚物、高密度聚乙烯、聚对二甲苯基、聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳酰胺、 聚二甲基硅氧烷、聚醚砜、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二 甲酸乙二醇酯、聚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚砜、 聚四氟乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、硅酮橡胶、硅氧烷、含有ITO的柔 性膜或其它的导电层和阻挡层例如Vitex膜。

优选的基底材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚萘二甲 酸乙二醇酯。所述基底可以是任何的涂有上述材料的塑料材料、金属 或玻璃。所述基底优选应该是均匀的以确保良好的图案限定。也可以 通过挤出、拉伸、摩擦或通过光化学技术均匀地预先校正所述基底, 以引起有机半导体取向从而提高载流子迁移率。

所述电极可以通过液体涂覆,例如喷雾、浸渍、卷筒(web)或旋转 涂覆,或通过真空沉积或气相沉积方法而沉积。适当的电极材料和沉 积方法是本领域技术人员熟知的。适当的电极材料包括但不限于无机 或有机材料,或两者的复合物。适当的导体或电极材料的例子包括聚 苯胺、聚吡咯、PEDOT或掺杂的共轭聚合物,另外还有石墨分散体或 石墨糊,或金属例如Au、Ag、Cu、Al、Ni或它们混合物的颗粒,以及 溅射涂覆或蒸发的金属例如Cu、Cr、Pt/Pd或金属氧化物例如铟锡氧 化物(ITO)。也可以使用从液相中沉积的有机金属前体。

优选地,根据本发明的组合物施加在其表面上的基底包含在130 至25mNm‑1范围内、更优选在115至30mNm‑1范围内的表面能,所述的 表面能通过测量至少2种溶剂,例如水和二的接触角确定,但 也能够使用其它的溶剂。通常使用接触角角度测量仪例如FTA 1000, 在20‑25℃的温度(室温和标准大气压力)下测定这些数据,然后使 用各种数学模型,通常Owens‑Wendt几何平均值或Wu氏调和平均值组 合2种溶剂的接触角。优选使用Owens‑Wendt方法。

Owens‑Wendt公式

<mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>cos</mi> <mi>&theta;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>&gamma;</mi> <mi>LV</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>2</mn> <msqrt> <mn></mn> </msqrt> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <msup> <mi>&gamma;</mi> <mi>D</mi> </msup> <mi>SV</mi> </msub> <msub> <msup> <mi>&gamma;</mi> <mi>D</mi> </msup> <mi>LV</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <msqrt> <mn></mn> </msqrt> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <msup> <mi>&gamma;</mi> <mi>P</mi> </msup> <mi>SV</mi> </msub> <msub> <msup> <mi>&gamma;</mi> <mi>P</mi> </msup> <mi>LV</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

Wu氏调和平均值公式

(1+cosθ)γLV=4{γDSVγDLV/(γDSVDLV)+γPSVγPLV/(γPSVPLV)}

可以通过本领域技术人员熟知的和描述于文献中的标准方法沉积 OSC层。适当的和优选的沉积方法包括液体涂覆和印刷技术。非常优 选的沉积方法包括,但不限于浸涂、旋涂、喷涂、气溶胶喷射、喷墨 印刷、喷嘴印刷、凹版印刷、刮刀涂布、辊涂、反向辊印刷、柔性版 印刷、卷筒印刷、喷涂、浸涂、幕涂、吻合涂覆(kiss coating)、迈 尔棒涂布、双滚隙进料涂覆、网纹辊(anilox)涂布、刮涂法或狭缝涂 覆。优选,利用凹版印刷、刮刀涂布、辊涂、反向辊印刷、柔性版印 刷、卷筒印刷、网纹辊涂布施加OSC层。优选的是凹版和柔性版印刷 和这些印刷方法的变化方案。这些包括但并不限于微凹版印刷、逆向 凹版印刷、间接凹版印刷(offset gravure)、逆向辊印刷等。可以使 用在平台和更常规的“在圆形面(on the round)”构造中的卷筒进纸 (web fed)(辊到辊)和单张进纸(sheetfed)。

对于柔性版印刷,网纹辊可以或者是铬合金钢或者是陶瓷,优选 陶瓷。单元蚀刻(cell etch)能够在2cm3/m2至120cm3/m2之间变化、 但最优选在3cm3/m2至20cm3/m2之间变化并且最优选在4cm3/m2至18 cm3/m2之间变化,然而,干燥膜厚度基于所述组合物中活性材料的浓 度和转移特性而变化。

本领域技术人员可以改造该单元(cell)构造,即,形状、深度、 单元壁连接,实现最佳的印刷结果。

对于凹版印刷,优选使用铬合金钢,但这不排除其它材料。雕版 要求大致是对于柔性版印刷要求的50%,因为少一个转移过程包括在 内。

取决于压机类型和构造,速度可以显著地变化,对于平台印刷, 印刷速度通常非常缓慢,通常为100毫米/分钟或更小。对于辊到辊式 印刷,速度能够超过500米/分钟。

根据特定的方面,绝缘体层能够沉积在基底上以实现根据本发明 的特定类型的OE。优选,所述绝缘体层通过溶液处理沉积,非常优选 使用任选在一种或多种有机溶剂中是任选可交联的介电材料的溶液。 优选,用于沉积所述介电材料的溶剂与用于沉积OSC材料的溶剂互不 相关,反之亦然。

当将旋涂用作沉积方法时,例如以1000至2000rpm旋转OSC或介 电材料一段时间例如30秒以产生典型的层厚度为0.5至1.5μm的层。 在旋涂之后,在升高的温度下加热膜以除去所有残留的挥发性溶剂。

如果使用可交联的电介质,优选在沉积之后通过暴露于电子束或 电磁(光化)辐射线例如X‑射线、UV或可见光辐射进行交联。例如, 可以使用波长为50nm至700nm、优选200至450nm、最优选300至400nm 的光化辐射。适当的辐射剂量通常为25至3,000mJ/cm2。适当的辐射 源包括汞、汞/氙、汞/卤素和氙灯,氩或氙激光源,X‑射线或电子束。 暴露于光化辐射会在暴露区域中引起介电材料的可交联基团发生交联 反应。例如同样可以使用波长在可交联基团吸收谱带外的光源,并给 可交联的材料添加辐射敏感的光敏剂。

任选,将所述介电材料层在暴露于辐射之后退火,例如在70℃至 130℃的温度下,退火例如1至30分钟、优选1至10分钟的时间。在 升高的温度下的退火步骤可用于完成通过使介电材料可交联的基团暴 露于光辐射而引发的交联反应。

优选通过蒸发,例如通过使沉积的层暴露于高温和/或减小的压力 下,优选在‑50℃至300℃、更优选20℃至250℃下,以除去溶剂和任 何挥发性的一种或多种添加剂。根据本发明特定的方面,所述一种或 多种溶剂和任何的挥发性添加剂能够在减小的压力下蒸发。优选,大 气压力下或减小的压力下,对于溶剂蒸发的压力范围为10‑3mbar至 1bar、尤其是10‑2mbar至100mbar、更优选0.1mbar至10mbar。此外, 优选可以在低于溶剂沸点下蒸发溶剂。

干燥OSC层的厚度优选为1nm至50μm、尤其是2至1000nm、更 优选3至500nm。优选的包含有机发光材料和/或电荷传输材料的层可 以具有在2至150nm范围内的厚度。

除了对于上下文所述的材料和方法,OE器件和其组件能够从本领 域技术人员已知的和在文献中描述的标准材料和标准方法制备。

应理解能够对本发明前述的实施方式进行改变,而仍落在本发明 的范围内。在说明书中公开的每一个特征,除非另有说明,可被用于 相同、等同或类似目的的可选特征代替。因此,除非另有说明,每一 个公开的特征仅是等同或类似特征的上位系列的一个实例。

在该说明书中公开的所有特征能够以任何的组合结合,除了其中 这种特征和/或步骤的至少某些是互相排斥的组合。特别是,本发明的 优选特征适用于本发明所有的方面,并可以用于任何的组合。同样, 描述于非必要组合中的特征可以分开地(不以组合形式)使用。

应理解如上所述的许多特征,特别是优选实施方式的许多特征, 凭它们自身的因素是有创造性的,而非仅仅作为本发明实施方式的一 部分。除当前要求的任何发明之外或当前要求任何发明的可选替代方 案,可以寻求对这些特征独立的保护。

除非上下文另外清楚地指出,如本发明中使用的术语的复数形式 被理解为包括单数形式,反之亦然。

遍及该说明书的描述和权利要求,单词“包含”和“含有”和该 单词的变体,例如“包括”和“具有”是指“包括但不限于”,而并 非旨在(和不)排除其它的成分。

术语“聚合物”包括均聚物和共聚物,例如统计学、交替或嵌段 的共聚物。另外,如以下使用的术语“聚合物”同样也包括低聚物和 树枝体。树枝体通常是支化的大分子化合物,其由多官能的核基团组 成,其它的支化单体以规则的方式附加在核基团上而得到树状结构, 例如在M.Fischer和F. Angew.Chem.,Int.Ed.1999, 38,885中所描述的。

术语“共轭聚合物”是指聚合物在其骨架(或主链)中主要含有 具有sp2‑杂化或任选sp‑杂化的C原子,所述C原子同样可以被杂原 子代替,使一个π轨道与另一π轨道相互作用横越插入的σ‑键。例如 在最简单的情况下,这是具有交替的碳‑碳(或碳‑杂原子)单和多(例 如双或三)键的骨架,但确实也包括具有像1,3‑亚苯基的单元的聚合 物。在这一点上“主要”是指具有天然(自发)存在的缺陷(其可能 导致共轭中断)的聚合物仍被认为是共轭聚合物。同样在该含义中包 括如下的聚合物,其中骨架例如包含像芳基胺、芳基膦和/或某些杂环 化合物(即,通过N‑、O‑、P‑或S‑原子共轭)和/或金属有机络合物 (即,通过金属原子共轭)的单元。术语“共轭连接基团”是指连接 由具有sp2‑杂化或sp‑杂化的C原子或杂原子组成的两个环(通常为 芳族环)的基团。也参见“IUPAC Compendium of Chemical  terminology,电子版”。

除非另有说明,分子量作为数均分子量Mn或重均分子量Mw给出, 除非另有说明,其通过凝胶渗透谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物 来确定。

聚合度(n)是指数均聚合度,除非另有说明,作为n=Mn/MU给出, 其中MU是单个重复单元的分子量。

术语“小分子”是指单体的,即,非聚合的化合物。

除非另有说明,固体的百分比是重量百分比(“wt.%”),液体 的百分比或比率(像例如在溶剂混合物中)是体积百分比(“vol.%”), 所有的温度以摄氏度(℃)给出。

除非另有说明,以百分比或ppm给出的混合物组分的浓度或比例 与包括溶剂的整个组合物相关。

现在将参考以下实施例更详细地描述本发明,所述的实施例仅是 例示性的,而非限制本发明的范围。

使用描述于现有技术中并为本领域普通技术人员熟知的已知技术 和标准设备实施如上下文所述的所有的工艺步骤。

实施例

实施例1(小分子,柔性版印刷的,顶栅)

化合物A是下列异构体的混合物

化合物A和其制备公开在S.Subramanian,J.Anthony等人,J.Am. Chem.Soc.2008,130,2706‑2707中(包括辅助信息)。

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。用等离子臭氧清洗基 底1分钟。利用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得)SAM 处理来处理电极,其通过从异丙醇中旋涂并且在加热板上在100℃下 蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A和0.4份350000Mw的聚苯乙烯溶解在 78.4份的环己基苯和19.6份的均三甲苯中,并通过0.2μm的PTFE 筒式过滤器过滤该溶液而制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为2.2cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃下进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述PEN膜上的源漏电极的阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫(flexo mat),以80 m/min的速度运行。然后将印刷的OSC层在70℃下退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物LisiconTM D139 (9%的固体,可从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层顶部上以使得它覆盖存在的源漏电极结构的方 式蒸发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图5中。

实施例2(小分子,柔性版印刷的,顶栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。利用等离子臭氧清洗 基底1分钟。利用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,其通过从异丙醇中旋涂并且在加热板上在100℃ 下蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.3份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.7份350 000Mw的聚苯乙烯溶解在78.4份的环己基苯和19.6份的均三甲苯中, 并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液而制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为2.3cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃下进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述PEN膜上的源漏电极的阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃下退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物LisiconTM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层顶部上以使得它覆盖存在的源漏电极结构的方 式蒸发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图6中。

实施例3(小分子,柔性版印刷的,顶栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。利用等离子臭氧清洁 基底1分钟。利用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,其通过从异丙醇中旋涂并且在加热板上在100℃ 下蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.3份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.7份350 000Mw的聚苯乙烯溶解在58.8份的环己基苯和39.2份的均三甲苯中, 并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为1.6cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃下进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃下退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物LisiconTM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层之上以它覆盖存在的源漏电极结构的方式蒸发 40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图7中。

实施例4(小分子,凹版印刷的,顶栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。用500W氩等离子体 清洗基底1分钟。利用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获 得)SAM处理处理电极,其通过从异丙醇中旋涂并且在加热板上在 100℃下蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.4份350000 Mw的聚苯乙烯溶解在78.4份的环己基苯和19.6份的邻二甲苯中,并 通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为2.23cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃下进行。

然后将OSC组合物凹版印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极 阵列上的宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100印刷机通过使以90 m/min的速度运行的8cm3/m2负荷的网纹辊(anilox)直接接触PEN基 底进行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物LisiconTM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层顶部上以使得它覆盖存在的源漏极结构的方式 蒸发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图8中。

实施例5(小分子,柔性版印刷的,底栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA(PEN)膜(可以从DuPont  Teijin Flims获得)3分钟,然后用甲醇漂洗。在PEN基底顶部上蒸 发大约40nm厚的金栅电极。在金栅电极顶部上旋涂D206介电层(从 Merck Chemicals商业获得),以1500rpm的旋转速度30秒,在120℃ 退火1分钟,然后在UV光(302nm)下UV固化5分钟。蒸发大约40nm 厚的金源漏电极。用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,其通过从异丙醇中旋涂然后用IPA漂洗,并在 加热板上在100℃下旋转干燥蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.4份6000 000Mw的聚苯乙烯溶解在均三甲苯中,并通过0.2μm的PTFE筒式过 滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为3.6cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃下进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜的源漏电极阵列上 的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷,采 用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度运 行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图9中。

实施例6(小分子,柔性版印刷的,底栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA(PEN)膜(可以从DuPont  Teijin Flims获得)3分钟,然后用甲醇漂洗。在PEN基底顶部上蒸 发大约40nm厚的金栅电极。在金栅电极上面旋涂D206介电层(从 Merck Chemicals商业获得),以1500rpm的旋转速度30秒;在120℃ 退火1分钟,然后在UV光(302nm)下UV固化5分钟。蒸发大约40nm 厚的金源漏电极。用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,其通过从异丙醇中旋涂然后用IPA漂洗,并在 加热板上在100℃下旋转干燥蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.4份6000 000Mw的聚苯乙烯溶解在环己基苯/均三甲苯的1:1的共混物中,并 通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为5.6cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃进行。

然后将OSC组合物凹版印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极 阵列上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印 刷,采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min 的速度运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图10中。

实施例7(聚合物,柔性版印刷的,顶栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。利用等离子臭氧清洗 基底1分钟。利用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,其通过从甲氧基丙醇中旋涂并且在加热板上在 100℃下蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1%的包含具有以下结构的菲单元并且重均分子量为 78,000的聚合物溶解在均三甲苯中,并通过0.2μm的PTFE筒式过滤 器过滤该溶液而制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为6.1cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物LisiconTM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层顶部上以使得它覆盖存在的源漏极结构的方式 蒸发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图11中。

实施例8(小分子,柔性版印刷的,底栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA(PEN)膜(可以从DuPont  Teijin Flims获得)3分钟,然后用甲醇漂洗。在PEN基底顶部上蒸 发大约40nm厚的金栅电极。在金栅电极顶部上旋涂D206介电层(从 Merck Chemicals商业获得),以1500rpm的旋转速度30秒;在120℃ 退火1分钟,然后在UV光(302nm)下UV固化5分钟。蒸发大约40nm 厚的金源漏电极。用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,其通过从异丙醇中旋涂然后用IPA漂洗,并在 加热板上在100℃下旋转干燥蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.4份6000 000Mw的聚苯乙烯溶解在环己基苯中,并通过0.2μm的PTFE筒式过 滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为6.5cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃下退火3分钟。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图12中。

实施例9(小分子,凹版印刷的,底栅,均三甲苯/CHB)

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA(PEN)膜(可以从DuPont  Teijin Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。在PEN基底上蒸发大 约50nm厚的金栅电极。在金栅电极顶部上旋涂D206介电层(从Merck  Chemicals商业获得),以1500rpm的旋转速度30秒,在100℃下退 火10分钟,然后在UV光(306nm)下UV固化5分钟。蒸发大约60nm 厚的金源漏电极。用M001(从Merck Chemicals商业获得)SAM处理 来对电极通过覆盖1分钟进行处理,然后旋涂以除去过量的M001,然 后用IPA漂洗,并在加热板上在100℃下旋转干燥蒸发1分钟除去过 量物而进行。

通过将1.6份化合物A和0.4份6000000Mw的聚苯乙烯溶解在 环己基苯/均三甲苯(1:1)中,并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过 滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为5.6cP。粘度在10sec‑1 至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度,所有 测量在25℃下进行。

然后使用CP 90‑100‑13Sauerressig实验室打样机印刷OSC组合 物。凹印滚筒具有许多单元深度以实现不同的体积(volumes)。网纹 辊是6.8ml/m2。将刮刀与凹印滚筒接触,将组合物置于刮刀和凹印滚 筒之间的辊隙中,然后手工旋转。然后将印刷头缓慢拉到基底。然后 将印刷的OSC层在70℃退火(强制空气)4分钟。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图13中。

实施例10(小分子,凹版印刷的,顶栅)

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。用1000W氧等离子体 清洗基底1分钟。用M001(从Merck Chemicals商业获得)SAM处理 来处理电极,通过沉积膜并离开1分钟,然后旋转掉过量物并且在加 热板上在100℃下蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A和0.4份6000000Mw的聚苯乙烯溶解在 环己基苯/均三甲苯(1:1)中,并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过 滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为5.6cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃下进行。

然后使用CP 90‑100‑13Sauerressig实验室打样机印刷OSC组合 物。凹印滚筒具有许多单元深度以实现不同的体积。将刮刀与凹印滚 筒接触,将组合物置于刮刀和凹印滚筒之间的辊隙中,然后手工旋转。 然后将印刷头缓慢拉到基底。然后将印刷的OSC层在70℃退火(强制 空气)4分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物D139(9%的固体, 从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在70℃下退火3分钟然 后在100℃下1分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层之上以使得它覆盖存在的源漏极结构的方式蒸 发50nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图14中。

实施例11(小分子,柔性版印刷,顶栅,在二甲氧基甲苯中)

按照如下制备OFET器件:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。用等离子体臭氧清洗 基底1分钟。用Lisicon TM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,通过从异丙醇旋涂并且在加热板上在100℃下蒸 发1分钟除去过量物进行。

通过将1.0份化合物A(如在实施例1中所提及的)和1.0份PTAA 溶解在二甲氧基甲苯中,并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶 液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为5.0cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物Lisicon TM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层之上以使得它覆盖存在的源漏极结构的方式蒸 发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性描绘在图15a中,线性和饱和迁移率描绘在图15b中。

实施例12(小分子,柔性版印刷的,顶栅,在异满中)

按照如下制备OFET器件:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。用等离子体臭氧清洗 基底1分钟。用Lisicon TM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,通过从异丙醇旋涂并且在加热板上在100℃下蒸 发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.0份化合物A(如在实施例1中所提及的)和1.0份三芳基胺(PTAA)溶解在异满95份和1‑甲基萘3份中,并通过0.2 μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为5.3cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物Lisicon TM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层之上以使得它覆盖存在的源漏极结构的方式蒸 发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图16中。

实施例13(小分子,柔性版印刷的,顶栅,在萘满中)

按照如下制备OFET器件:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。用等离子体臭氧清洗 基底1分钟。用Lisicon TM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,通过从异丙醇旋涂并且在加热板上在100℃下蒸 发1分钟除去过量物来进行。

通过将1.0份化合物A(如在实施例1中所提及的)和1.0份PTAA 溶解在萘满中,并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC 组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为2.9cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物LisiconTM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层顶部上以使得它覆盖存在的源漏极结构的方式 蒸发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性描绘在图17a中,线性和饱和迁移率描绘在图17b中。

实施例14(小分子,柔性版印刷的,顶栅,丁基苯基醚)

按照如下制备OFET器件:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA膜(可以从DuPont Teijin  Flims获得)2分钟,然后用甲醇漂洗。以20μm宽×1000μm长的平 行板几何结构体蒸发大约60nm厚的金源漏电极。用等离子体臭氧清洗 基底1分钟。用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得)SAM 处理来处理电极,通过从异丙醇旋涂并且在加热板上在100℃下蒸发1 分钟除去过量物进行。

通过将1.6份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.4份重 均分子量低于10,000g/mol的聚(α)甲基苯乙烯溶解在丁基苯基醚 中,并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为1.6cP。粘度在10 sec‑1至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度, 所有测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

在所述器件上的OSC层顶部上旋涂氟代聚合物LisiconTM D139 (9%的固体,从Merck Chemicals商业获得)的介电层,并在100℃ 下退火2分钟,得到厚大约1μm的干燥介电膜。

最后,在该介电层之上以使得它覆盖存在的源漏极结构的方式蒸 发40nm厚的金栅电极阵列。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图18中。

实施例15(小分子,柔性版印刷的,底栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA(PEN)膜(可以从DuPont  Teijin Flims获得)3分钟,然后用甲醇漂洗。在PEN基底顶部上蒸 发大约40nm厚的金栅电极。在金栅电极顶部上面旋转D206介电层(从 Merck Chemicals商业获得),以1500rpm的旋转速度30秒;在120℃ 退火1分钟,然后在UV光(302nm)下UV固化5分钟。蒸发大约40nm 厚的金源漏电极。以LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,其通过从异丙醇中旋涂然后用IPA漂洗,并在 加热板上在100℃下旋转干燥蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.4份6000 000Mw的聚苯乙烯溶解在环己基苯/均三甲苯以60/40的共混物中, 并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为8cP。粘度在10sec‑1 至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度,所有 测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图19中。

实施例16(小分子,柔性版印刷的,底栅)

OFET器件按照如下制备:

在超声波甲醇浴中洗涤Teonex Q65FA(PEN)膜(可以从DuPont  Teijin Flims获得)3分钟,然后用甲醇漂洗。在PEN基底顶部上蒸 发大约40nm厚的金栅电极。在金栅电极上面旋涂D206介电层(从 Merck Chemicals商业获得),以1500rpm的旋转速度30秒;在120℃ 退火1分钟,然后在UV光(302nm)下UV固化5分钟。蒸发大约40nm 厚的金源漏电极。用LisiconTM M001(从Merck Chemicals商业获得) SAM处理来处理电极,通过从异丙醇中旋涂然后用IPA漂洗,并在加 热板上在100℃旋转干燥下蒸发1分钟除去过量物而进行。

通过将1.6份化合物A(如在实施例1中所提及的)和0.5份6000 000Mw的聚苯乙烯溶解在环己基苯/均三甲苯以60:40的共混物中, 并通过0.2μm的PTFE筒式过滤器过滤该溶液制备OSC组合物。

使用AR G‑2流变仪ex TA仪器测量粘度为10cP。粘度在10sec‑1 至1000sec‑1的剪切速率下测量,使用牛顿拟合方程外推粘度,所有 测量在25℃进行。

然后将OSC组合物印刷成在如上所述的PEN膜上的源漏电极阵列 上的5×5cm宽的面积单元,使用RK Flexiproof 100柔性版印刷, 采用8cm3/m2负荷的网纹辊和Cyrel HiQS柔印垫,以80m/min的速度 运行。然后将印刷的OSC层在70℃退火3分钟。

通过使用Keithley 4200实施OFET器件的传输和应力测量。晶体 管的传输特性以及线性和饱和迁移率描绘在图20中。

本文发布于:2024-09-24 17:10:59,感谢您对本站的认可!

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