一种包括氟类聚合物薄膜的有机薄膜晶体管及其制备方法。该有机薄膜晶体管可以包括形成在基板上的的栅极、栅绝缘层、有机半导体层、源极和漏极，其中氟类聚合物薄膜可以在栅绝缘层和有机半导体层之间的界面处形成（或沉积）。该有机薄膜晶体管可以具有更高电荷载流子迁移率和／或更高开关电流比（Ｉ↓［开］／Ｉ↓［关］）。此外，聚合物有机半导体可以用于通过湿法工艺形成绝缘层和有机半导体层，因此可以通过简化的过程以降低的成本制造有机薄膜晶体管。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施方式涉及包括氟类聚合物薄膜的有机薄膜晶体管(下文称作“OTFT”)。本专利技术的各种实施方式涉及有机薄膜晶体管，其包括形成在基板上的栅极、栅绝缘层、有机半导体层、源极和/或漏极，其中氟类聚合物薄膜可以形成在栅绝缘层和有机半导体层之间的界面处。
技术介绍
目前在显示器中使用的各种薄膜晶体管(TFT)可以包括无定形硅半导体、氧化硅绝缘膜和/或金属电极。随着近来各种导电有机材料的发展，研究集中在开发使用有机半导体的有机TFT上。因为在20世纪80年代开发的有机薄膜晶体管(OTFT)在优异的柔韧性和/或易于加工和制造方面具有优势，所以目前正在研究将它们用于显示器件，例如E-油墨器件(E-inkdevices)、有机电致发光器件和液晶显示器(LCD)。考虑到有机半导体的各种合成工艺、易于模塑成纤维和膜、优异的柔韧性和/或低制造成本，也可以将它们应用到各种应用中，例如功能电子和光学器件。与使用无定形Si的硅晶体管相比，使用由导电有机分子构成的有机半导体层的OTFT可能具有某些优势。例如，半导体层可以通过在环境压力下的印刷工艺形成，而不是常规的化学气相沉积(CVD)工艺，例如等离子体增强化学气相沉积(CVD)，和任选地，可以使用塑料基板通过滚筒到滚筒(roll-to-roll)的工艺完成整个制造过程。尽管有这些优势，与无定形硅TFT相比，OTFT也面临某些问题，包括低电荷载流子迁移率、高驱动电压和/或高阀值电压。近来在并五苯类OTFT中获得了0.6cm2·V-1·sec-1的电荷载流子迁移率，潜在地增加了OTFT在特定应用中的使用。然而，该迁移率对于实际TFT应用仍然是不可接受的。此外，并五苯类TFT的缺点为高驱动电压(≥100V)和/或比无定形硅TFT高50倍的高亚阀值电压(sub-threshold voltage)。另一方面，其他现有技术公开了使用高介电常数(κ)绝缘膜的有机薄膜晶体管，其具有降低的驱动电压和/或阀值电压。根据该现有技术，栅极绝缘膜可以由无机金属氧化物制成，例如BaxSr1-xTiO3(钛酸锶钡(BST))、Ta2O5、Y2O3、TiO2等，和铁电绝缘体，例如PbZrxTi1-xO3(PZT)、Bi4Ti3O12、BaMgF4、SrBi2(Ta1-xNbx)2O9、Ba(Zr1-xTix)O3(BZT)、BaTiO3、SrTiO3、Bi4Ti3O12等等。此外，栅极绝缘膜可以通过化学气相沉积、物理气相沉积、溅射、和/或溶胶-凝胶涂覆而形成，并且可以具有大于15的介电常数。OTFT的最低驱动电压可以降低到-5V，但是最高电荷载流子迁移率为0.06cm2·V-1·sec-1，仍然是不能令人满意的。而且，因为大部分制造会需要200-400℃的高温，可应用的基板的范围会被限制，而且不能容易地应用常规的湿法工艺，例如简单涂覆和印刷，以制造这些器件。其他现有技术建议使用聚酰亚胺、苯并环丁烯、光学丙烯酰类(photoacryls)等作为有机绝缘膜用材料。然而，因为与无机绝缘膜相比，这些有机绝缘膜会显示出不能令人满意的器件性能，它们不适于代替无机绝缘膜。已经尝试使用双层或多层栅绝缘层，以改善薄膜电子器件的性能，例如包括由氮化硅和氧化硅制成的两层绝缘层的多层栅绝缘层，和包括由相同材料制成的两层绝缘膜的双层绝缘膜，这会改善半导体层的电绝缘性和/或晶体品质。然而，因为两个栅极绝缘膜仅仅被开发用于无定形硅-和单晶硅类无机TFT并使用无机材料，它们不适用于制造有机半导体。因为OTFT近来的应用不仅扩展到LCD器件，还扩展到使用有机EL的挠性显示器用驱动器件，所以OTFT可能需要具有5cm2·V-1·sec-1以上的高电荷载流子迁移率、低驱动电压和/或低阀值电压。此外，用在OTFT中的绝缘膜可能需要优异的绝缘性。特别地，为了简化制造过程和/或降低制造成本，通过全印刷和/或全旋转工艺(all-printing and/or all-spin onprocesses)，在塑料基板上制造OTFT是理想的。在这些情况下，尽管已经进行了许多研究以便以简单方式形成有机栅绝缘层，并增加在有机半导体层和有机栅绝缘层之间的界面处的电荷载流子迁移率，仍然没有获得满意的结果。
技术实现思路
根据本专利技术的实施方式，当氟类聚合物薄膜可以形成在栅绝缘层和有机半导体层(使用可以通过湿法工艺制造的聚合物半导体的OTFT)之间的界面处时，可以形成具有改善的电荷载流子迁移率和/或开关电流比(I开/I关比)的OTFT。本专利技术的实施方式涉及用于制造OTFT的OTFT方法，所述OTFT具有更高电荷载流子迁移率、改善的电绝缘性、更低驱动电压和/或更低阀值电压，包括通过常规湿法工艺形成的绝缘膜。根据本专利技术的实施方式，提供有机薄膜晶体管(OTFT)，其包括形成在基板上的栅极、栅绝缘层、有机半导体层、源极和/或漏极，其中氟类聚合物薄膜形成在栅绝缘层和有机半导体层之间的界面处。根据本专利技术的实施方式，提供制造有机薄膜晶体管(OTFT)的方法，该有机薄膜晶体管包括形成在基板上的栅极、栅绝缘层、有机半导体层、源极和/或漏极，其中该方法包括在栅绝缘层和有机半导体层之间形成氟类聚合物薄膜。本专利技术的实施方式涉及OTFT和制造具有更高电荷载流子迁移率、更低驱动电压、更低阀值电压、改善的电绝缘性和/或更高开关电流比(I开/I关)的OTFT的方法。附图说明结合附图，从下面的详细描述将更清楚地理解本专利技术的实施方式。图1-5表示此处描述的本专利技术的非限定性的实施例、实施方式和/或中间物(intermediates)。图1为本专利技术实施方式的顶部接触式有机薄膜晶体管结构的截面图；图2为本专利技术另一实施方式的底部接触式有机薄膜晶体管结构的截面图；图3为本专利技术另一实施方式的顶部栅极有机薄膜晶体管结构的截面图；图4为根据本专利技术的实施方式和对比例1制造的有机薄膜晶体管的电流传输特性图；和图5为根据本专利技术的实施方式和对比例1制造的有机薄膜晶体管的电流传输特性图。优选实施方式下面参考附图更详细地描述本专利技术的各种实施方式，附图中显示了本专利技术的某些实施方式。在图中，为了清楚的目的，可能会放大层和区域的厚度。此处披露本专利技术的详细的示例性实施方式。然而，此处仅仅为了描述本专利技术实施方式的目的而披露具体结构和功能细节。然而，本专利技术可以以多种可替换的形式实施，并且不应解释为受到此处的实施方式的限制。因此，虽然本专利技术的实施方式可以有各种改变和替换形式，通过附图中的实施例显示其实施方式，并在下面详细描述。然而，应该理解，并不是试图将本专利技术的实施方式限制到所披露的特定形式，而是正相反，本专利技术的实施方式覆盖本专利技术范围内的所有改变、等价物以及替换形式。在附图的描述中相同标记表示相同元素。应该理解，尽管在本文中术语第一、第二等等可以用于描述各种元件，但是这些元件应该不限于这些术语。这些术语仅仅用于将元件彼此区分。例如可以将第一元件定义为第二元件，以及类似地，可以将第二元件定义为第一元件，而并不脱离本专利技术的实施方式的范围。本文中使用的术语“和/或”包括一种或多种相关所列术语的任何和全部组合。应该理解，当一个元件被称作“连接”或“偶合”到另一元件时，其可以直接连接或偶合另一元件或者可以存在处于二者中间的元件。相反，当一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
有机薄膜晶体管，包括基板、栅极、栅绝缘层、有机半导体层、源极和漏极，该有机薄膜晶体管包括：在栅绝缘层和有机半导体层之间形成的氟类聚合物薄膜，其中所述氟类聚合物薄膜是由以下聚合物形成的，其碳原子数和氟原子数的比例为约５∶１至约 ３０∶１并包含选自下式１表示的重复单元和下式２表示的重复单元中的至少一种重复单元：＊＊＊式中，Ｘ为氢原子、Ｃ↓［１～１４］直链或支化烷基、氟原子或氯原子；Ｙ为氧原子或Ｃ↓［２～１４］亚烷基；Ｒ为下式３表示的基团：－（ －Ｒ↓［１］）↓［ｋ］－（－Ｒ↓［２］）↓［ｌ］－（－Ｒ↓［３］）（３）式中Ｒ↓［１］独立地为下式４表示的官能团中的任一种：＊＊＊（４）（式中ｎ为０至约１０的整数），Ｒ↓［２］独立地为下式５表示的官能 团中的任一种：＊＊＊（５），和Ｒ↓［３］独立地为下式６表示的官能团中的任一种：＊＊＊（６）（式中Ｘ含有至少一个氟原子；Ｘ独立地为Ｈ、Ｆ、ＣＦ↓［３］、ＣＨＦ↓［２］、ＣＨ↓［２］Ｆ、ＯＣＦ↓［３］、Ｏ ＣＨＦ↓［２］或ＯＣＨ↓［２］Ｆ；ｍ为０至约１８的整数），ｋ为１－３之间的整数，条件是当ｋ为２或更大时，Ｒ↓［１］各自可以相同或不同，和ｌ为０－５之间的整数，条件是当ｌ为２或更大时，Ｒ↓［２］各自可以相同或不同。...
【技术特征摘要】
KR 2005-1-7 1759/051.有机薄膜晶体管，包括基板、栅极、栅绝缘层、有机半导体层、源极和漏极，该有机薄膜晶体管包括在栅绝缘层和有机半导体层之间形成的氟类聚合物薄膜，其中所述氟类聚合物薄膜是由以下聚合物形成的，其碳原子数和氟原子数的比例为约5∶1至约30∶1并包含选自下式1表示的重复单元和下式2表示的重复单元中的至少一种重复单元 式中，X为氢原子、C1～14直链或支化烷基、氟原子或氯原子；Y为氧原子或C2～14亚烷基；R为下式3表示的基团 式中R1独立地为下式4表示的官能团中的任一种 (式中n为0至约10的整数)，R2独立地为下式5表示的官能团中的任一种 和R3独立地为下式6表示的官能团中的任一种 (式中X含有至少一个氟原子；X独立地为H、F、CF3、CHF2、CH2F、OCF3、OCHF2或OCH2F；m为0至约18的整数)，k为1-3之间的整数，条件是当k为2或更大时，R1各自可以相同或不同，和l为0-5之间的整数，条件是当l为2或更大时，R2各自可以相同或不同。2.权利要求1的有机薄膜晶体管，其中氟类聚合物是由下式7或8表示的化合物3.权利要求1的有机薄膜晶体管，其中氟类聚合物薄膜是通过旋涂、浸涂、印刷、喷墨涂覆或辊涂而形成或沉积的。4.权利要求1的有机薄膜晶体管，其中氟类聚合物薄膜的厚度为约100至约300。5.权利要求1的有机薄膜晶体管，其中栅绝缘层是由选自聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、SiNx(0＜x＜4)、SiO2、Al2O3及其衍生物的材料制成的。6.权利要求1的有机薄膜晶体管，其中有机半导体层是由选自聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚亚苯基亚乙烯基及其衍生物的聚合物形成的。7.权利要求1的有机薄膜晶...
【专利技术属性】
技术研发人员：金周永，李恩庆，李芳璘，具本原，朴铉定，李相润，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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