形成有机半导体层图案的方法转让专利

申请号 : CN200610092596.8

文献号 : CN1881644B

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发明人 : 朴钟辰卢泰用金明淑李晟熏郑银贞申东雨夫龙淳

申请人 : 三星显示有限公司

摘要 :

本发明提供一种施主衬底及利用该施主衬底形成有机半导体层图案的方法。在该方法中,利用具有可热分解取代基的有机半导体前体,通过湿法形成施主衬底。施主衬底中的有机半导体前体衬底以图案的方式转移至受主衬底并加热,由此转变成有机半导体。从而,得到有机半导体层图案。该方法可用于制备各种器件,如OLED和OTFT。通过湿法而不是通过沉积,可以形成低分子量的有机半导体层图案。因而,利用该方法可以低成本方便地制备平板显示器件。

权利要求 :

1.一种用于形成有机半导体层的施主衬底,该施主衬底包括:

基底;及

转移层,其包含位于基底上面的具有可热分解的取代基的有机半导体前体,其中通过热分解,在转移过程中,所述有机半导体前体形成低分子量的有机半导体。

2.根据权利要求1的施主衬底,其中当发生热分解时,所述具有可热分解的取代基的有机半导体前体形成至少一种选自下列的材料:戊省;丁省;蒽;萘;低聚噻吩,包括α-4-噻吩、α-5-噻吩和α-6-噻吩,及其衍生物;噻吩并苯及其衍生物;六噻吩及其衍生物;寡聚亚苯基及其衍生物;亚噻吩亚乙烯基及其衍生物;苝及其衍生物;二氧硼杂因及其衍生物;红荧烯及其衍生物;蔻及其衍生物;苝四羧酸二酰亚胺及其衍生物;苝四羧酸二酐及其衍生物;萘的寡省及其衍生物;任选包含金属的酞菁,及其衍生物;醌二甲烷及其衍生物;苯均四酸二酐及其衍生物;以及苯均四酸二酰亚胺及其衍生物。

3.根据权利要求2的施主衬底,其中所述具有可热分解的取代基的有机半导体前体在热分解时形成戊省。

4.根据权利要求3的施主衬底,其中所述具有可热分解的取代基的有机半导体前体为选自下列中的至少一种:N-亚磺酰基取代的戊省,以及下面式(2)至式(5)的化合物:式中R1和R2各自独立地为具有1~40个碳的烷基,具有4~40个碳的环烷基,具有

1~40个碳的烷氧基,具有6~40个碳的芳基,具有6~40个碳的芳氧基,具有2~40个碳的链烯基,具有7~40个碳的烷基芳基,具有7~40个碳的芳基烷基,具有8~40个碳的芳基链烯基,或者具有2~40个碳的炔基;R3和R4各自独立地为具有4~40个碳的烷基,具有3~40个碳的甲硅烷基,或者具有3~40个碳的甲硅烷氧基;X1,X2,X3和X4各自独立地为氢或卤原子,并且不同时为氢原子;及R为取代基,其选自由N-亚磺酰胺基取代的戊省的衍生物以及式(2)至式(4)所示的化合物构成的组。

5.根据权利要求1的施主衬底,其中所述可热分解的取代基为选自下列中的至少一种:具有3~40个碳的酯基,具有3~40个碳的叔丁基酯基,具有3~40个碳的叔丁基甲硅烷基,及N-亚磺酰胺基。

6.根据权利要求1的施主衬底,进一步包括选自下列中的至少一层:光-热转换层,锚定层,底漆层,耐热润滑剂层,中间层,脱模剂层,及胶层。

7.一种形成有机半导体层图案的方法,该方法包括:

(a)通过将具有可热分解的取代基的有机半导体前体溶解于溶剂中,制备有机半导体前体溶液,其中通过热分解,在转移过程中,所述有机半导体前体形成低分子量的有机半导体;

(b)通过在基底上均匀涂布有机半导体前体溶液和干燥该溶液,形成转移层,由此得到施主衬底;及(c)布置得自操作(b)中的施主衬底以与受主衬底接触,并施加能源至施主衬底以将转移层转移至受主衬底,由此得到有机半导体层图案。

8.根据权利要求7的方法,还包括对转移至受主衬底的有机半导体层图案进行热处理。

9.根据权利要求8的方法,其中所述热处理在100~250℃的温度下进行0.5~30分钟。

10.根据权利要求7的方法,其中当发生热分解时,所述具有可热分解的取代基的有机半导体前体形成至少一种选自下列的材料:戊省;丁省;蒽;萘;低聚噻吩及其衍生物;噻吩并苯及其衍生物;六噻吩及其衍生物;寡聚亚苯基及其衍生物;亚噻吩亚乙烯基及其衍生物;苝及其衍生物;二氧硼杂因及其衍生物;红荧烯及其衍生物;蔻及其衍生物;苝四羧酸二酰亚胺及其衍生物;苝四羧酸二酐及其衍生物;萘的寡省及其衍生物;任选包含金属的酞菁及其衍生物;醌二甲烷及其衍生物;苯均四酸二酐及其衍生物;以及苯均四酸二酰亚胺及其衍生物。

11.根据权利要求10的方法,其中所述具有可热分解的取代基的有机半导体前体在热分解时形成戊省。

12.根据权利要求11的方法,其中所述具有可热分解的取代基的有机半导体前体为选自下列中的至少一种:N-亚磺酰基取代的戊省,以及下面式(2)至式(5)的化合物:式中R1和R2各自独立地为具有1~40个碳的烷基,具有4~40个碳的环烷基,具有

1~40个碳的烷氧基,具有6~40个碳的芳基,具有6~40个碳的芳氧基,具有2~40个碳的链烯基,具有7~40个碳的烷基芳基,具有7~40个碳的芳基烷基,具有8~40个碳的芳基链烯基,或者具有2~40个碳的炔基;R3和R4各自独立地为具有4~40个碳的烷基,具有3~40个碳的甲硅烷基,或者具有3~40个碳的甲硅烷氧基;X1,X2,X3和X4各自独立地为氢或卤原子,并且不同时为氢原子;及R为取代基,其选自由N-亚磺酰胺基取代的戊省的衍生物以及式(2)至式(4)所示的化合物构成的组。

13.根据权利要求7的方法,其中所述可热分解的取代基为选自下列中的至少一种:具有3~40个碳的酯基,具有3~40个碳的叔丁基酯基,具有3~40个碳的叔丁基甲硅烷基,及N-亚磺酰胺基。

14.根据权利要求7的方法,其中在操作(c)中施加给施主衬底的能源为热、光、压力和电中的一种。

15.根据权利要求7的方法,还包括在所述基底上涂布选自下列中的至少一层:光-热转换层,锚定层,底漆层,耐热润滑剂层,中间层,脱模剂层,及胶层。

16.根据权利要求7的方法,其中所述有机半导体层图案为选自下列中的至少一种:有机发光二极管显示器件的电子注入层,电子迁移层,发光层,空穴迁移层,及空穴注入层。

17.根据权利要求7的方法,其中所述有机半导体层图案为有机薄膜晶体管的沟道层。

18.一种平板显示器件,其包括利用权利要求7~17中任一项的方法形成的有机半导体层图案。

说明书 :

形成有机半导体层图案的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种形成有机半导体层图案的方法,更具体地,本发明涉及形成可用于制备包括显示器件如OLED、OTFT等各种器件的有机半导体层图案的方法。 背景技术
[0002] 最近,已经开发出多种能够克服阴极射线管之缺点即重量沉、体积大的平板显示器件。目前可得到的平板显示器件包括等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD),场发射显示器(FED)等。
[0003] 在这些平板显示器件中,PDP重量轻、既薄又小,并且可通过简单的工艺制备,因而作为最适宜的大屏幕显示器是引人注目的。然而,PDP仍具有发光效率低、量度低和高功耗的缺点。与此相反,尽管其中使用薄膜晶体管作为转换器件的有源矩阵LCD难以用于大屏幕显示,因为其是采用半导体工艺制备的,但是对它的需求却因其作为便携式计算机的显示器的用途而日益地增加。可是,LCD因使用背后照明(backlight)单元而具有高功耗的缺点。另外,LCD因使用诸如偏振片、棱镜片和漫射板等光学器件而导致大量的光损失,而且视角小。
[0004] 在信息社会,引导新显示器市场潮流的是诸如纸状的柔性显示器,其可提供高质量的显示,并为在移动场所工作的用户提供方便。为了实现这种显示器,需要柔性和耐久的有源驱动器件以及容易应用于有源驱动器件阵列开发的低成本工艺。
[0005] 在这种柔性显示器件的开发中,采用有机半导体材料的构图工艺是其所涉及的重要领域之一。自开发出具有半导体特性的共轭有机聚合物聚乙炔以来,由于有机材料的优点,如其合成方法的多样性、容易模制成纤维或薄膜的能力、柔软性、导电性和低制造成本等,所以在很多领域如功能性电子器件领域、光学器件领域等中,对作为新的电气电子材料的有机半导体,正在进行深入的研究。
[0006] 利用有机半导体材料的工艺粗略地分为聚合物半导体工艺和有机半导体工艺。在聚合物半导体工艺中,使用聚合物作为半导体材料。具体地,聚合物半导体工艺是这样的技术,该技术包括将聚合物材料溶解在溶剂中,利用诸如旋涂法等将所得溶液涂布在衬底上,蒸发溶剂,及将所涂布的薄膜构图。与此同时,有机半导体工艺是利用低分子量有机材料而不是聚合物的方法,并且在多数情况下包括利用真空沉积进行构图的过程。戊省是代表性的低分子量有机材料。
[0007] 对于单色器件,采用聚合物的有机发光二极管可利用旋涂法简单地制备,并且具有低驱动电压。然而,采用聚合物的有机发光二极管发光效率低并且寿命短。对于全色器件,聚合物的构图是利用喷墨技术或激光转印技术进行的,以获得红色、绿色和蓝色图案。然而,使用喷墨技术或激光转印技术时,需要优化诸如效率、寿命等发光特性。特别地,当采用激光转印技术时,大多数单一的聚合物材料不容易转印。
[0008] 低分子量有机半导体,如戊省,几乎不溶解于溶剂中,因而不能以薄膜形式涂布。正因为如此,当在衬底上形成该低分子量有机半导体图案时,多数情况下采用荫罩(shadow mask)法。在荫罩法中,利用邻近衬底布置的已经构图的荫罩进行沉积。采用荫罩的方法的优点在于不需要进行石版印刷过程,但却具有下述问题。
[0009] 具体地,荫罩必须足够薄,以在其中形成精细的图案。因此,难于操纵荫罩。另外,荫罩昂贵并且不能无限制地使用,因为荫罩非常接近其上将要形成图案的衬底布置。而且,由加热沉积材料的装置所产生的辐射热使荫罩膨胀,从而导致荫罩的中央部分下垂。所用衬底越大,荫罩的下垂就越严重,从而阻碍高清晰度、大屏幕显示器的制备。 [0010] 因此,日益需要不是通过沉积来构图低分子量材料(如戊省)的方法。此外,如果构图可在低于沉积所需温度的温度下进行,则制造面向未来的显示器等将是非常引人注目的。

发明内容

[0011] 本发明提供一种新的可用于构图有机半导体层的施主衬底(donorsubstrate)。 [0012] 本发明提供一种利用所述施主衬底,通过湿法(wet process)而不是沉积 法形成低分子量有机半导体层图案层的方法。
[0013] 本发明提供一种利用上述方法制备的平板显示器件。
[0014] 根据本发明的一个方面,提供用于形成有机半导体层的施主衬底,该施主衬底包括:基底(base substrate);及位于基底上的包含具有可热分解的取代基的有机半导体前体的转移层(transfer layer)。
[0015] 根据本发明的另一方面,提供一种形成有机半导体层图案的方法,该方法包括:(a)通过将具有可热分解的取代基的有机半导体前体溶解在溶剂中,制备有机半导体前体溶液;(b)通过在基底上均匀涂布有机半导体前体溶液和干燥该溶液,形成转移层,由此得到施主衬底;及(c)布置得自操作(b)中的施主衬底以与受主衬底接触,并施加能源至施主衬底以将转移层转移至受主衬底,由此得到有机半导体层图案。
[0016] 根据本发明的再一方面,提供一种平板显示器件,其包括利用上述方法形成的有机半导体层图案。

附图说明

[0017] 通过参照附图详述其示例性实施方案,本发明的上述及其它特征和优点将会更加清楚,在附图中:
[0018] 图1A至图1E是根据本发明实施方案的施主衬底的截面图;及
[0019] 图2是利用根据本发明实施方案的施主衬底形成的图案的照片。

具体实施方式

[0020] 下文中,将详述本发明。
[0021] 根据本发明的一个方面,提供一种可用于形成有机半导体层图案的施主衬底。 [0022] 根据本发明的施主衬底包括基底,及位于基底上的转移层,该转移层包含具有可热分解的取代基的有机半导体前体。
[0023] 所述具有可热分解的取代基的有机半导体前体具有3000或更小的中等分子量或低分子量,并且可以是具有通过热分解形成具有半导体特性的有机材料的取代基的任何材料。当发生热分解时,具有可热分解的取代基的有机半导体前体可形成选自下列的材料:戊省;丁省;蒽;萘;低聚噻吩,如α-4-噻吩,α-5-噻吩和α-6-噻吩,及其衍生物;噻吩并苯(thienophene)及其衍生物; 六噻吩及其衍生物;寡聚亚苯基(oligophenylene)及其衍生物;亚噻吩亚乙烯基(thiophenylene vinylene)及其衍生物;苝及其衍生物;二氧硼杂因(dioxborine)及其衍生物;红荧烯及其衍生物;蔻及其衍生物;苝四羧酸二酰亚胺及其衍生物;苝四羧酸二酐及其衍生物;萘的寡省(oligoacene)及其衍生物;含或不含金属的酞菁及其衍生物;醌二甲烷(quinodimethane)及其衍生物;苯均四酸二酐及其衍生物;或者苯均四酸二酰亚胺及其衍生物。可由有机半导体前体形成的材料的实例并不限于这些。
[0024] 具体地,具有可热分解的取代基的有机半导体前体可以是通过热分解形成戊省的材料。例如,具有可热分解的取代基的有机半导体前体可以是下面式(1)所示的N-亚磺酰基取代的戊省,或者下面式(2)至式(4)所示的有机半导体前体:
[0025]
[0026] 式中,R1和R2各自独立地为具有1~40个碳的烷基,具有4~40个碳的环烷基,具有1~40个碳的烷氧基,具有6~40个碳的芳基,具有6~40个碳的芳氧基,具有2~40个碳的链烯基,具有7~40个碳的烷基芳基,具有7~40个碳的芳基烷基,具有8~40个碳的芳基链烯基,或者具有2~40个碳的炔基;R3和R4各自独立地为具有4~40个碳的烷基,具有3~40个碳的甲硅烷基,或者具有3~40个碳的甲硅烷氧基;X1,X2,X3和X4各自独立地为氢或卤原子,并且不同时为氢原子。例如,R3和R4可以为丁基,戊基,己基,庚基,辛基,三甲基甲硅烷基,三乙基甲硅烷基,或者三异冰基甲硅烷基。 [0027] 此外,具有可热分解的取代基的有机半导体前体还可以是如下面式(5)所示的聚合物结合的戊省前体化合物,其是通过用上述具有可热分解的取代基的有机半导体前体取代聚合物得到的:
[0028]
[0029] 式中,R为取代基,其选自由N-亚磺酰胺基取代的戊省的衍生物以及式(2)至式(4)所示的化合物构成的组。
[0030] 对可热分解的取代基没有具体的限制,例如,其可以是能在100~250℃下热分解的任何取代基。可热分解的取代基的实例包括具有3~40个碳的酯基,具有3~40个碳的叔丁基酯基,具有3~40个碳的叔丁基甲硅烷基,或者N-亚磺酰胺基。
[0031] 当热分解时,可热分解的取代基同有机半导体前体分离,该有机半导体前体转化成相应的有机半导体。
[0032] 基底可以是能将涂布于其上的有机半导体前体转移至受主衬底的任何衬底,对此没有特殊的限制。这种基底的实例包括聚酯;聚醚砜;聚苯乙烯;聚乙烯;聚丙烯;聚酰胺;聚酰亚胺;纤维素基树脂;聚氨酯;氟基树脂,如聚四氟乙烯;乙烯基化合物,如聚氯乙烯;
聚丙烯酸;聚丙烯酸酯;聚丙烯腈;乙烯基化合物的加聚物;聚甲基丙烯酸;聚甲基丙烯酸酯;1,1-乙烯基化合物,如聚偏二氯乙烯;偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物;乙烯基化合物或氟基化合物的共聚物,如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物;聚醚,如氧化聚乙烯;环氧树脂;聚乙烯醇;聚乙烯醇缩丁醛的透明弹性体,如硅橡胶,尿烷橡胶,丙烯酸橡胶,丁苯橡胶,软聚氯乙烯;烯类共聚物的弹性体,如乙烯-丙烯 共聚物,乙烯-丁烯共聚物,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;乙烯-基透明组合物,如烯类共聚物与乙烯-丙烯-二烯共聚物的交联混合物;热塑性弹性体,如苯乙烯类热塑性弹性体,尿烷-基热塑性弹性体等。特别优选的基底的实例包括聚对苯二甲酸乙二酯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯,聚酯,聚四氟乙烯,及聚丙烯酸,其中最优选的实例为聚对苯二甲酸乙二酯。
[0033] 施主衬底可包括各种层,如光-热转换层,锚定层,底漆(prime)层,耐热润滑剂层,中间层,脱模剂层,及胶层(subbing)。现将参照图1A至图1E,说明根据本发明实施方案的各种施主衬底。
[0034] 图1A是根据本发明实施方案的施主衬底的截面图。
[0035] 图1A的施主衬底可包括介于基底200与有机半导体前体层110之间的锚定层500。锚定层500结合基底200与有机半导体前体层110,使其彼此不相互分离。可以采用本领域中公知的普通材料和方法形成锚定层500,对此没有限制。
[0036] 耐热润滑剂层700可进一步形成于基底200的与有机半导体前体层110相反的表面上。耐热润滑剂层700阻止其它薄膜层因转移过程中的加热而熔化和对热源的污染。可以采用本领域中公知的普通材料和方法形成耐热润滑剂层700,对此没有限制。 [0037] 图1的施主衬底还可以包括介于基底200与耐热润滑剂层700之间的胶层600,以减轻因热和物理划痕而导致的冲击。可以采用本领域中公知的普通材料和方法形成胶层600,对此没有限制。
[0038] 图1B至图1F是根据本发明实施方案的施主衬底的截面图。
[0039] 参照图1B至图1F,光-热转换层520将外部接收的光转换成热,使得只转移被光照射的部分。底漆层510增强基底200与光-热转换层520之间的粘附力。中间层530防止有机半导体前体层110的转移部分被损坏或污染。脱模剂层540允许转移的部分易于分离,并使转移操作更容易。
[0040] 底漆层510、光-热转换层520、中间层530和脱模剂层540可以是本领域中公知的层,对此没有特殊的限制。
[0041] 根据本发明的另一方面,提供一种形成有机半导体层图案的方法,该方法包括:(a)通过将具有可热分解的取代基的有机半导体前体溶解在溶剂中,制备有机半导体前体溶液;(b)通过在基底上均匀涂布有机半导体前体溶液和干燥该溶液,形成转移层,由此得到施主衬底;及(c)布置得自操作(b)中的施 主衬底以与受主衬底接触,并施加能源至施主衬底以将转移层转移至受主衬底,由此得到有机半导体层图案。
[0042] 在根据本发明的形成有机半导体层图案的方法中,首先,将具有可热分解的取代基的有机半导体前体溶解在溶剂中,制得有机半导体前体溶液。
[0043] 可用于该方法的具有可热分解的取代基的有机半导体前体的实例与上述的相同。 [0044] 具体地,具有可热分解的取代基的有机半导体前体可以是能够通过热分解形成戊省的任何材料。戊省是五个苯环彼此直线连接的芳烃材料。在该结构中,具有双键和单键的苯分子连续地连接,并且分子中的电子运动非常迅速。通过电子的跃迁(hopping),在分子之间发生电子迁移,因而分子的密堆积直接影响载流子的迁移率。这样,戊省可以提供非常高的场效应迁移率。
[0045] 具体地,具有可热分解的取代基的有机半导体前体可以是上述式(1)至式(5)的有机半导体前体。
[0046] 可用于制备有机半导体前体溶液的溶剂,可以是能够溶解有机半导体前体的单组分溶剂或多组分溶剂。溶剂的实例包括但不限于卤素溶剂,醇溶剂,酮溶剂,酯溶剂,脂肪烃溶剂,芳烃溶剂,醚溶剂,或者它们的混合物。溶剂的具体的非限定性实例包括水,丙酮,甲醇,乙醇,异丙醇,正丙醇,丁醇,二甲基乙酰胺(DMAc),二甲基咪唑啉(DMI),二甲基甲酰胺,四氯乙烷,二甲亚砜(DMSO),N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),四氢呋喃(THF),乙酸叔丁酯(tetrabutyl acetate),乙酸正丁酯,间甲酚,甲苯,二甲苯,乙二醇(EG),γ-丁内酯,六氟异丙醇(HFIP)等,它们可以单独或混合使用。
[0047] 有机半导体前体溶液还可包含表面活性剂和/或分散剂。
[0048] 表面活性剂的实例包括但不限于非离子表面活性剂,如脱水山梨糖醇单油酸酯,POE脱水山梨糖醇单油酸酯,N,N′-二甲基甲酰胺二环己基乙缩醛,聚氧乙烯烷基胺,甘油,及脂肪酸酯;阳离子表面活性剂,如胺盐和季铵盐;阴离子表面活性剂,如二烷基磺基丁二酸盐,烷基-α-硫代碳酸盐,石油磺酸盐,烷基萘磺酸盐,磷酸酯盐(esterate),烷基磷酸盐等;两性表面活性剂,如N-月桂基-β-乙酸,N-月桂基-β-氨基丙酸,N-月桂基-β-氨基丁酸,氨基羧酸,甜菜碱(betanate)等。
[0049] 分散剂可以是但不限于选自下列中的至少一种:具有16~20个碳的饱和脂肪酸,如棕榈酸或硬脂酸;具有16~18个碳的不饱和脂肪酸,如油酸和亚 麻酸;这些饱和/不饱和脂肪酸与钠,钾,钙,锌,铜等的金属盐。
[0050] 另外,有机半导体前体溶液可进一步包含增稠剂、抗静电剂等。 [0051] 将如上制备的有机半导体前体溶液均匀地涂布在基底上,形成施主衬底。 [0052] 基底可由任意的上述材料形成。
[0053] 均匀涂布有机半导体前体溶液于基底上的方法可以是本领域中公知的任何方法,对此没有特殊的限制。该方法的具体实例包括旋涂,喷涂,辊涂,浸涂,刮涂等。 [0054] 通过均匀涂布有机半导体前体溶液而形成的有机半导体前体层的厚度可以为约30~50μm,对此没有特殊的限制。如果有机半导体前体层的厚度超过50μm,则转移部分太厚,使得热能不能有效地传递,因而不能得到灵敏的图案。
[0055] 干燥如上涂布的衬底,以除去残存的溶剂,由此形成施主衬底。对干燥条件没有具体的限制。但是,干燥过程可在室温或50~100℃的高温下于空气气氛或氮气气氛中进行。在减压和强制的空气对流下,可实现较快的干燥。
[0056] 施主衬底还可包括各种层,如光-热转换层,锚定层,底漆层,耐热润滑剂层,中间层,脱模剂层,胶层等。这些层的功能和材料,以及形成这些层所采用的方法同上。 [0057] 为了将施主衬底的有机半导体前体转移至受主衬底,使施主衬底上的有机半导体前体层与受主衬底接触,并依据所需的图案向施主衬底施加能量。施加能量的方法包括但不限于:直接施热法,及利用光、压力或电所产生或引起的热的方法。在转移过程中,具有可热分解的取代基的有机半导体前体发生热分解,并转化成有机半导体。
[0058] 如果在转移过程中采用直接施热法,则可以在90~230℃下,仅对施主衬底作为图案的选定部分提供热量。
[0059] 如果在转移过程中采用光,则可以用IR激光扫描施主衬底。辐照持续的时间可依据所辐射的光的强度而变化。
[0060] 如果在转移过程中采用光,则施主衬底可进一步包括介于基底与有机半导体前体层之间的光-热转换层。光-热转换层可由吸收红外至可见光范围的光吸收材料形成。具有该特性的材料层的实例包括:由铝或其氧化物和/或硫化物形成的金属层;由含炭黑、石墨或红外染料的聚合物形成的有机层等。金属层可通过真空沉积、电子束沉积或溅射涂布至100~ 的厚度。
[0061] 如果施主衬底进一步包括上述的光-热转换层,则可以在光-热转换层与有机半导体前体层之间进一步形成中间层,以使有机半导体前体层容易同光-热转换层相分离。中间层可由选自下列的材料形成:热固性聚合物,热塑性聚合物,聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、聚酯、环氧化物和聚氨酯的可交联聚合物。
[0062] 如果在转移过程中采用压力,则根据所需的图案可以是施用100mPa至10kPa的压力。
[0063] 在转移步骤之后,可进一步进行热处理。该热处理可根据本领域中公知的方法和条件进行,对此没有限制。然而,该热处理可在100~250℃的温度下进行0.5~30分钟。 [0064] 如果在转移过程中采用电,则可以施用1mA/cm2至10A/cm2的电。 [0065] 作为受主衬底,可以使用本领域中公知的普通材料,对此没有限制。适宜的受主衬底材料应当具有作为显示器使用的良好的表面均匀性、大的机械强度和优异的透光性。例如,可以使用硅、玻璃和透明塑料之一。
[0066] 转移至上述受主衬底的有机半导体前体层可充当有机发光器件的电子注入层、电子迁移层、发光层、空穴迁移层和空穴注入层之一,也可以充当有机TFT的沟道层。 [0067] 根据本发明的形成有机半导体层图案的方法还可以包括热处理。具体地,当有机半导体前体通过上述步骤转移至受主衬底时,尚未通过转移过程热分解的有机半导体前体的取代基分解,从而有机半导体前体充分地转变成有机半导体。对热处理的条件没有具体的限制,其可以根据要分解的取代基的类型而适当地变化。
[0068] 热处理可在90~230℃的温度下进行0.5~30分钟。如果热处理温度低于90℃或者热处理持续时间短于0.5分钟,则取代基的热分解不充分,因而器件的性能降低。如果热处理的温度高于230℃或者热处理的持续时间长于30分钟,则发生额外的不必要的热分解。
[0069] 随着有机半导体前体的取代基发生热分解,有机半导体前体转变成有机半导体。 [0070] 有机半导体可以是:戊省;丁省;蒽;萘;低聚噻吩,如α-4-噻吩、α-5-噻吩和α-6-噻吩,及其衍生物;噻吩并苯及其衍生物;六噻吩及其衍生物; 寡聚亚苯基及其衍生物;亚噻吩亚乙烯基及其衍生物;苝及其衍生物;二氧硼杂因及其衍生物;红荧烯及其衍生物;蔻及其衍生物;苝四羧酸二酰亚胺及其衍生物;苝四羧酸二酐及其衍生物;萘的寡省及其衍生物;含或不含金属的酞菁及其衍生物;醌二甲烷及其衍生物;苯均四酸二酐及其衍生物;或者苯均四酸二酰亚胺及其衍生物,但是,有机半导体并不限于这些。在一个实施方案中,有机半导体可以为戊省。
[0071] 根据本发明的另一方面,提供一种包含利用上述构图方法制备的有机半导体层的平板显示器件。该平板显示器件包括诸如有机发光二极管、有机TFT等显示器件。 [0072] 下文中,将参照下面的实施例,更具体地说明本发明。下面的实施例仅用于说明,而不是对本发明的范围的限制。
[0073] 实施例1
[0074] 15g作为有机半导体前体的式(1)的化合物加到35g的甲苯中并溶解,同时搅拌60分钟,得到均匀的有机半导体前体溶液。
[0075] 将4-氯苯酚作为锚定层均匀地旋涂在PET基底上,并在室温下干燥1小时。 [0076] 将如上制备的有机半导体前体溶液通过旋涂法均匀地涂布在干燥的锚定层上,形成施主衬底。将该施主衬底在100℃的通风柜中干燥1小时。
[0077] 令干燥的施主薄膜与玻璃衬底接触,并于150℃下热转移至玻璃衬底上。将带有所转移的图案的玻璃衬底在210℃下加热10分钟,以使式(1)的化合物充分地热分解,并形成有机半导体层图案。
[0078] 实施例2
[0079] 使用按与实施例1中相同的方式制备的施主薄膜。按与实施例1相同的方式形成有机半导体层图案,只是使用聚萘二甲酸乙二酯(PEN)塑料作为受主衬底。图2是在实施例2中形成的有机半导体层图案的照片。
[0080] 根据本发明的形成有机半导体层图案的方法可用于制造各种器件,如OLED和OTFT。根据本发明,可通过湿法而不是通过沉积形成低分子量有机半导体层图案。因而,利用本发明的方法可以低成本方便地制造平板显示器件。
[0081] 尽管已经参照其示例性实施方案具体地给出和说明了本发明,但是本领域的普通技术人员应当理解,在不脱离权利要求书中所确立的本发明的构思和范围的情况下,可以对本发明作出各种形式和内容上的改变。