有机薄膜晶体管制造技术

一种有机薄膜晶体管（１０Ａ），在其组成材料有机薄膜层（１５）中以单独或混合物的形式包含由下述通式［Ａ］表示的化合物，［化１］Ｘ［ＮＡｒ＃＋［１］Ａｒ＃＋［２］］＃－［ｎ］［Ａ］，（式［Ａ］中Ａｒ＃＋［１］－Ａｒ＃＋［２］分别为碳原子数６－２０的取代或未取代的芳香烃基或取代或未取代的杂环芳香烃基，另外，Ａｒ＃＋［１］－Ａｒ＃＋［２］中所含的取代基可以互相结合形成环状结构，还有，Ｘ为由碳原子数６－３４的取代或未取代的缩合芳香烃构成的１－４价基团，ｎ为１－４的整数）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有有机半导体层的有机薄膜晶体管，具体说是涉及一种具有高驱动速度和高开/关比的有机TFT(Thin Film Transistor)。
技术介绍
薄膜晶体管作为液晶显示装置等的显示用开关元件，其应用非常广泛。以往，制作薄膜晶体管(以下称为TFT)时采用的是非晶形或多结晶硅。但是用于这种使用硅的TFT制作的CVD装置非常昂贵，因此采用TFT的显示装置的大型化会造成制作成本的大幅增加。另外，形成非晶形或多结晶硅膜的工艺需要在非常高的温度下进行，因此可用作基板的材料种类也受此限制，也无法使用轻量型的树脂基板。为了解决上述问题，有人提出了用有机物代替非晶形或多结晶硅的TFT。作为由有机物形成TFT时所用的成膜方法有真空蒸镀法或涂布法，而根据这些成膜方法，可以在控制成本上升的前提下实现元件的大型化，也可以把成膜时所需的工艺温度降到较低。因此，在使用有机物的TFT(以下称为有机TFT)中，选择用作基板的材料时所受的限制较少，可望实现产业化。实际上，近年来已有很多有关使用有机物的TFT的报道。作为该报道例，有F.Ebisawa等，Journal of Applied Physics，54卷，3255页，1983年；A.Assadi等，Applied Physics Letter，53卷，195页，1988年；G.Guillaud等，Chemical Physics Letter，167卷，503页，1990年；X.Peng等，AppliedPhysics Letter，57卷，2013页，1990年；G.Horowitz等，Synthetic Metals，41-43卷，1127页，1991年；S.Miyauchi等，Synthetic Metals，41-43卷，1991年；H.Fuchigami等，Applied Physics Letter，63卷，1372页，1993年；H.Koezuka等，Applied Physics Letter，62卷，1794页，1993年；F.Garnier等，Science，265卷，1684页，1994年；A.R.Brown等，Synthetic Metals，68卷，65页，1994年；A.Dodabalapur等，Science，268卷，270页，1995年；T.Sumimoto等，Synthetic Metals，86卷，2259页，1997年；K.Kudo等，Thin Solid Films，331卷，51页，1998年；K.Kudo等，Synthetic Metals，102卷，900页，1999年；K.Kudo等，Synthetic Metals，111-112卷，11页，2000年等。作为用于TFT的有机化合物层(有机薄膜层)的有机物，有共轭聚合物或噻吩等的多聚物(特开平8-228034号公报、特开平8-228035号公报、特开平9-232589号公报、特开平10-125924号公报、特开平10-190001号公报等)、或者是金属酞菁化合物(特开2000-174277号公报等)、或戊省等缩合芳香烃(特开平5-55568号公报、特开2001-94107号公报等)等化合物或它们与其它化合物的混合物。虽然如上所述进行了很多关于有机TFT的研究，但是以往的有机TFT中所用化合物的性能都不够充分，因此动作速度慢，实用上也没有足够的开/关比。这里所说的“开/关比”是指打开有机TFT时的源-漏电流和关闭有机TFT时的源-漏电流之比。
技术实现思路
鉴于以上，本专利技术的目的在于提供一种可以高速动作并具有高开/关比的有机薄膜晶体管。为了解决上述课题，本专利技术人经过潜心研究发现使用特定的芳香族胺化合物时可以大幅提高有机TFT的动作速度及开/关比。另外，本专利技术人还发现如果在使用特定的芳香族胺化合物的同时，把有机薄膜晶体管的结构设置成被控制的电流的载体的移动方向与有机薄膜的厚度方向相一致，则可以进一步提高动作速度及开/关比。另外，还发现通过在各电极界面混合供电性或吸电性掺杂剂，可以改善载体的注入特性，可得到更高性能的有机薄膜晶体管。即，本专利技术可以提供下述的a-q的有机TFT。a一种有机薄膜晶体管，包括相隔一定距离的第1及第2电极、分别连接于该第1及第2电极上的有机薄膜层、分别与所述第1及第2电极相隔一定距离的第3电极，并根据外加于该第3电极的电压控制流通于所述第1及第2电极间的电流，其特征在于所述有机薄膜层中以单独或混合的形式含有由下述的通式[A]表示的化合物，[化1] (式[A]中Ar1-Ar2分别为碳原子数6-20的取代或未取代的芳香烃基或取代或未取代的杂环芳香烃基，另外，Ar1-Ar2中所含的取代基可以互相结合形成环状结构，还有，X为由碳原子数6-34的取代或未取代的缩合芳香烃构成的1-4价基团，n为1-4的整数)。ba中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，X为取代或未取代的萘、联苯撑、苝、戊省、苯并[a]苝、二苯并[a，j]苝、二苯并[a，o]苝、双蒽烯、特丽纶、四苯并[de，hi，op，st]戊省，n为1-2。cb中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代或未取代的苯乙烯基。db中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，作为Ar1及Ar2的取代基，至少包括一个环亚己基次甲基。eb中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代苯乙烯基，该苯乙烯基中作为取代基含有环亚己基次甲基。fa中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，X为三邻亚苯，n为1-3。gf中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代或未取代的苯乙烯基。hf中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，作为Ar1及Ar2的取代基，至少包括一个环亚己基次甲基。if中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代苯乙烯基，该苯乙烯基中作为取代基含有环亚己基次甲基。ja中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，X为四苯撑、9，9’螺联芴，n为1-4。kj中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代或未取代的苯乙烯基。lj中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，作为Ar1及Ar2的取代基至少包括一个环亚己基次甲基。mj中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代苯乙烯基，该苯乙烯基中作为取代基含有环亚己基次甲基。na至m中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于所述第1及第2电极间的载体的移动方向与所述有机薄膜层的膜厚方向相一致。oa至n中所述的有机薄膜晶体管，其特征在于所述有机薄膜层的第1、第2及第3电极间的任何一个界面混合有供电性掺杂剂或吸电性掺杂剂。po中所述的有机薄膜晶体管，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机薄膜晶体管，包括相隔一定距离的第１及第２电极、分别连接于该第１及第２电极上的有机薄膜层、分别与所述第１及第２电极相隔一定距离的第３电极，并根据外加于该第３电极的电压控制流通于所述第１及第２电极间的电流，其特征在于：所述有机薄膜层中以单独或混合的形式含有由下述的通式［Ａ］表示的化合物， ［化１］ Ｘ－［－ＮＡｒ↑［１］Ａｒ↑［２］］↓［ｎ］ ［Ａ］ 式［Ａ］中Ａｒ↑［１］－Ａｒ↑［２］分别为碳原子数６－２０的取代或未取代的芳香烃基或取代或未取代的杂环芳香烃基，另外，Ａｒ↑［１］－Ａｒ↑［２］中所含的取代基可以互相结合形成环状结构，还有，Ｘ为由碳原子数６－３４的取代或未取代的缩合芳香烃构成的１－４价基团，ｎ为１－４的整数。

【技术特征摘要】
JP 2001-10-18 2001-3203421.一种有机薄膜晶体管，包括相隔一定距离的第1及第2电极、分别连接于该第1及第2电极上的有机薄膜层、分别与所述第1及第2电极相隔一定距离的第3电极，并根据外加于该第3电极的电压控制流通于所述第1及第2电极间的电流，其特征在于所述有机薄膜层中以单独或混合的形式含有由下述的通式[A]表示的化合物，[化1] 式[A]中Ar1-Ar2分别为碳原子数6-20的取代或未取代的芳香烃基或取代或未取代的杂环芳香烃基，另外，Ar1-Ar2中所含的取代基可以互相结合形成环状结构，还有，X为由碳原子数6-34的取代或未取代的缩合芳香烃构成的1-4价基团，n为1-4的整数。2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，X为取代或未取代的萘、联苯撑、苝、戊省、苯并[a]苝、二苯并[a，j]苝、二苯并[a，o]苝、双蒽烯、特丽纶、四苯并[de，hi，op，st]戊省，n为1-2。3.根据权利要求2所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代或未取代的苯乙烯基。4.根据权利要求2所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，作为Ar1及Ar2的取代基，至少包括一个环亚己基次甲基。5.根据权利要求2所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，以-NAr1Ar2表示的二芳基胺基中至少有一个基团包含作为Ar1的取代基的取代苯乙烯基，该苯乙烯基中作为取代基含有环亚己基次甲基。6.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于通式[A]中，X为三邻亚苯，n为1-3。7.根据权利要求6所述的有机薄膜晶体管，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：东口达，小田敦，石川仁志，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]