有机场效应晶体管及其生产方法技术

提供一种有机场效应晶体管（ＯＦＥＴ），它具有导体层／绝缘体层／半导体层的结构。该ＯＦＥＴ包括通过混合通过聚合或共聚式（１）表示的单体：ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣＯＯ－（ＣＨ↓［２］）↓［２］－ＣＮ　（１）和／或用式（２）表示的单体：ＣＨ↓［２］＝Ｃ（ＣＨ↓［３］）ＣＯＯ－（ＣＨ↓［２］）↓［２］－ＣＮ　（２）生产的聚合物化合物；和除了式（１）或（２）表示的单体以外的可聚合和／或可交联的有机化合物形成的绝缘体层，和含有机化合物的半导体层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有导体层/绝缘体层/半导体层结构的有机场效应晶体管(0FET)，和尤其涉及在液晶显示器、挠性显示器、IC标记和类似物中使用的OFET。本专利技术还涉及生产0FET的方法。
技术介绍
使用化合物半导体的常规硅半导体和薄层场效应晶体管(TFT)不仪用于普通的集成电路上，而且用于宽泛范围的应用中。特别地，在液晶显示器中使用TFT相当常见，和近年来随着液晶显示器的尺寸与清晰度的增加，在对应于象素数量增加的显示器中使用增加数量的TFT。然而，在所使用的常规的金属半导体情况下，在通过光致抗蚀剂或类似物构图和在基板上形成电路过程中的蚀刻的工艺期间，必不可少地在TFT上形成轻微的缺陷。另外，在通过这种方法生产TFT的情况下，生产成本可仅仅在一定程度上下降。其他薄的显示器，例如等离子体显示器和有机EL显示器只要它们使用TFT，则遭遇相同的情形。最近显示器的面积和清晰度增加的趋势自然导致TFT产品中缺陷的出现几率增加，因此强烈需要能最小化TFT缺陷的方法。另外，需要通过光致抗蚀剂构图和蚀刻的方法限制了生产成本的下降。另一方面，具有MIS(金属/绝缘体/半导体)结构的硅半导体和使用化合物半导体的TFT存在变宽的新应用，和要求器件价格与挠性的进一步下降。例举的这种应用包括IC标记、挠性显示器、可印刷的集成电路和电子纸张，和为了与这些新的应用相适应，尝试使用有机绝缘体和有机半导体，因为可低成本地生产这些有机材料，且它们具有各种功能性能，例如使得它们能在各类器件中使用的挠性。然而，对该有机绝缘体材料了解不多。例如，JP-A 5-508745公开了通过使用相对介电常数至少为5的绝缘体有机聚合物用于绝缘体层和重均分子量最多2000的多共轭有机化合物用于半导体层制备的器件具有场效应和约l(T2cm2V—Y1的迁移率。然而，a-六噻吩基用于有机半导体材料，并要求通过气相沉积形成半导体层，和仍然要求通过光致抗蚀剂构图和蚀刻的工艺，和这使得难以降低成本。专利技术概述鉴于以上所述的情况，完成了本专利技术，和本专利技术的目的是提供具OFET，其中在金属半导体和绝缘体中所使用的常规的电路形成技术，亦即例如通过光致抗蚀剂或类似物构图并蚀刻的方法被通过使用有机物质的印刷技术替代，所述有机物质，亦即用于半导体层和绝缘体层的材料用聚合物物质可溶于有机溶剂，从而使得能降低以上所述的液晶显示器用TFT中的缺陷出现几率以及降低生产成本并进而生产其中阈电压低至约数伏特(相当于常规的无定形硅的值)的0FET。本专利技术的另一目的是提供生产这种0FET的方法。本专利技术的专利技术人进行了深入研究以达到以上所述的目的，并发现当通过使用用于形成绝缘体层的具有相对高介电常数且不具有羟基的聚合物和除了这种聚合物以外的可聚合和/或可交联的有机化合物的混合体系，形成绝缘体层时，可通过相对简单的方法生产在相当于常规的无定形硅的低压下操作的0FET。基于上述发现，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术提供如下所述的。[1]一种有机场效应晶体管，它具有导体层/绝缘体层/半导体层的结构，其中该晶体管包括通过混合(i)通过聚合或共聚式(1)表示的单体CH产CHCOO- (CH2)广CN (1)和/或用式(2)表示的单体CH产c(ayCOO-(CH2)广CN (2)生产的聚合物化合物;和(ii)除了式(l)或(2)表示的单体以外的可聚合和/或可交联的有机化合物形成5的绝缘体层，和含有机化合物的半导体层。根据上述[1]的有机场效应晶体管，其中用式(1)表示的单体与用式(2)表示的单体的摩尔比范围为100: 0到50: 50。根据上述[1]或[2]的有机场效应晶体管，其中构成半导体层的物质是可溶于有机溶剂且重均分子量超过2000到最多1， 000， OOO的有机化合物。根据上述[3]的有机场效应晶体管，其中构成半导体层的物质是聚噻吩。 - [4]任何一项的有机场效应晶体管，其中除了式(1)或(2)表示的单体以外的可聚合和/或可交联的有机化合物是异氰酸酯。根据上述[5]的有机场效应晶体管，其中异氰酸酯是可交联的脂环族多异氰酸酯。生产有机场效应晶体管的方法，它具有含导体层的栅电极、绝缘体层和半导体层，该方法包括下述步骤通过在由导体层组成的栅电极上涂布并固化形成绝缘体层的溶液，形成绝缘体层，所述溶液包括(i)通过聚合或共聚式(l)表示的单体CH产CHC00- (CH2)广CN (1)和/或用式(2)表示的单体CH产C (CH3) COO-(CH2)广CN (2)生产的聚合物;和(ii)除了式(l)或U)表示的单体以外的可聚合和/或可交联的有机化合物在有机溶剂内的溶液；和在其上沉积半导体层。根据上述m的方法，其中用式(l)表示的单体与用式(2)表示的单体的摩尔比范围为100: 0到50: 50。根据上述[7]或[8]的方法，其中构成半导体层的物质是可溶于有机溶剂且重均分子量超过2000到最多1， 000， 000的有机化合物。根据上述[9]的方法，其中构成半导体层的物质是聚噢吩。根据上述[7] - [10]任何一项的方法，其中除了式(1)或(2)表示的单体以外的可聚合和/或可交联的有机化合物是异氰酸酯。根据上述[11]的方法，其中异氰酸酯是可交联的脂环族多异 氰酸酯。专利技术的有益效果本专利技术能生产具有导体层/绝缘体层/半导体层结构的0FET，它可 在相当于常规的无定形硅的低压下操作，可通过使用用于形成绝缘体 层的具有相对高介电常数且不具有羟基的聚合物和除了这种聚合物以 外的可聚合和/或可交联的有机化合物的混合体系，形成绝缘体层而生 产。另外，在硅半导体和无机半导体中所使用的常规的电路形成技术 中，需要例如通过光致抗蚀剂或类似物构图和蚀刻的方法。相反，本 专利技术能通过溶剂方法生产，和可通过使用喷墨和其他印刷技术容易地 实现生产，和这导致在电路上降低的缺陷出现几率和降低的生产成本。附图说明图1是显示出本专利技术一个实施方案的剖视图。图2是显示出本专利技术实施例1的0FET的ISD-Vs。性能的图表。具体实施方案本专利技术的0FET可具有图1所示的结构，和它可包括基板l，充当 栅电极的导体层2，在导体层2上形成的绝缘体层3，在绝缘体层3 上的半导体层4，和在半导体层4上形成的源极5与漏极6。基板可由 Si02或玻璃基板以及聚合物片材，例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸 酯或聚酰亚胺组成。在这一情况下，常用的ITO(氧化铟锡)膜或通过物理气相沉积或 有机金属化学气相沉积(M0CVD)而沉积的单一金属，例如Au、 Cu或Al， 或金属层压体，例如Au/Ti、 Cu/Ti或Al/Ti可用于导体层。然而，优 选使用导电糊剂，只要它的使用没有实际问题即可，因为鉴于本专利技术 的目的，通过印刷成型更加充分。例举的导电糊剂包括导电炭黑糊剂， 例如Ketjen Black和导电金属糊剂，例如银糊剂，以及有机金属化合 物油墨，例如使用银有机化合物的银油墨(它可在相对低温下金属化)。7在本专利技术的0FET中，形成绝缘体层的第一组分是通过聚合或共聚 式(l)表示的单体CH尸CHC00-(CH2) 2-CN (1)和/或用式(2)表示的单体CH2-C(CH3)COO-(CH2)2-CN (2)生产的 聚合物化合物。这一聚合物化合物可溶于有机溶剂内，且当以20wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机场效应晶体管，它具有导体层／绝缘体层／半导体层的结构，其中该晶体管包括通过混合（ｉ）通过聚合或共聚式（１）表示的单体：　ＣＨ↓［２］＝ＣＨＣＯＯ－（ＣＨ↓［２］）↓［２］－ＣＮ（１）和／或用式（２）表示的单体：　ＣＨ↓［２］＝Ｃ （ＣＨ↓［３］）ＣＯＯ－（ＣＨ↓［２］）↓［２］－ＣＮ（２）生产的聚合物化合物；和（ｉｉ）除了式（１）或（２）表示的单体以外的可聚合和／或可交联的有机化合物形成的绝缘体层，和含有机化合物的半导体层。

【技术特征摘要】
JP 2008-9-1 2008-2233691.一种有机场效应晶体管，它具有导体层/绝缘体层/半导体层的结构，其中该晶体管包括通过混合(i)通过聚合或共聚式(1)表示的单体CH2＝CHCOO-(CH2)2-CN(1)和/或用式(2)表示的单体CH2＝C(CH3)COO-(CH2)2-CN(2)生产的聚合物化合物；和(ii)除了式(1)或(2)表示的单体以外的可聚合和/或可交联的有机化合物形成的绝缘体层，和含有机化合物的半导体层。2. 权利要求1的有机场效应晶体管，其中用式(l)表示的单体与用 式(2)表示的单体的摩尔比范围为100: 0到50: 50。3. 权利要求1的有机场效应晶体管5其中构成半导体层的物质是可 溶于有机溶剂且重均分子量超过2000到最多1， 000, OOO的有机化合物。4. 权利要求3的有机场效应晶体管，其中构成半导体层的物质是聚 噢吩。5. 权利要求1的有机场效应晶体管，其中除了式(1)或(2)表示的单 体以外的可聚合和/或可交联的有机化合物是异氰酸酯。6. 权利要求5的有机场效应晶体管，其中异氰酸酯是...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口正辉，川合知二，川口英幸，福井育生，
申请(专利权)人：国立大学法人大阪大学，信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]