薄膜晶体管、电子设备及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜晶体管、电子设备及其制造方法。所述薄膜晶体管可以实现性能稳定。有机TFT包括：栅电极(1)；活性层(3)，隔着栅绝缘层(2)与所述栅电极(1)相对配置；源电极(4)和漏电极(5)，它们相互分开，并且与所述活性层(3)连接。活性层(3)含有可溶性有机半导体材料和可溶性高分子材料，该可溶性高分子材料的玻璃化温度比封装工序中的最高温度高。

Thin film transistor, electronic device and manufacturing method thereof

The invention provides a thin film transistor, an electronic device and a manufacturing method thereof. The thin-film transistor can achieve stable performance. The organic TFT includes a gate electrode (1); an active layer (3) is disposed relative to the gate electrode (1) across the gate insulating layer (2); the source electrode (4) and the drain electrode (5) are separated from each other and are connected to the active layer (3). The active layer (3) contains soluble organic semiconductor material and soluble polymer material, and the glass temperature of the soluble polymer material is higher than the highest temperature in the encapsulation process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具备包含有机半导体材料的活性层的薄膜晶体管、使用该薄膜晶体管的电子设备及其制造方法。
技术介绍
近年来在多种多样的
中使用场效应晶体管(FET =FieldEffect Transistor)，其中，广泛普及了薄膜晶体管(TFT =Thin FilmTransistor)。该TFT装在很多电子设备中，例如在有源矩阵方式的显示器等中作为像素选择用器件使用。TFT把源电极和漏电极与活性层(所谓的沟道层)连接，该活性层隔着栅绝缘层与栅电极隔开。在所述TFT中，根据施加在栅电极上的电压控制在源电极和漏电极之间流过的电流，该电流边累积或消耗活性层中的电荷载体边流动。使用硅(Si)或砷化镓(GaAs)等无机半导体材料作为形成活性层的材料，具有这样的活性层的TFT被称为无机TFT。但是，在用于大屏幕显示器等形状大的用途中，由于无机半导体材料价格贵，并且为了沿整个屏幕使多个无机TFT的性能均勻，需要严格的制造条件(高温或真空等)，所以增加了制造的难度和成本。所以，最近使用廉价的有机半导体材料来代替无机半导体材料的技术得到研究， 具备包含有机半导体材料的活性层的TFT被称为有机TFT。主要使用具有π电子的共轭材料作为所述有机半导体材料(例如参照非专利文献1 4)。但是，对于所述的共轭材料，存在它们不能获得足够的电性能，并且在大规模的制造工程中加工困难的问题。除此以外，由于容易与大气中的氧和水分反应，所以还存在不能获得足够的刚性(toughness)的问题。 对于这样的刚性问题，存在使装有有机TFT的电子设备寿命缩短的问题。因此，还不能说以往的有机半导体材料达到可以满足在实际上使用的水平。详细地说，使用并五苯虽然可以获得非常高的迁移率，但限于在高真空条件下蒸镀的情况(例如参照非专利文献5)。此外，对于并五苯，为了可以进行液体加工，还研究了使用可溶性的前驱物，但是在这种情况下，为了形成活性层必须在真空中利用高温 (140°C 180°C)加热(例如参照非专利文献6)。利用所述液体加工的制造工艺由于最终制造的有机TFT的性能非常容易受基板和转化条件的影响，从在实际使用上有用的观点来看，不得不说所述液体加工是有局限的。如果使用α-六噻吩等共轭低聚物，则可以获得高的迁移率，但还是限于在高真空条件下蒸镀的情况(例如参照非专利文献7、8)。与此相对，对于聚(3-己基噻吩)等一部分半导体聚合物，可以从溶液相蒸镀，但发现不能说在实际使用上已经足够(例如参照非专利文献9)。Borsenberger等报告了把二(二甲苯基氨基苯基)环己烷掺杂在热可塑性聚合物中的高迁移率掺杂聚合物(例如参照非专利文献10)。该高迁移率掺杂聚合物可以作为静电印刷术的受光体中的输送层使用。除此以外，为了制造电子器件，研究了使用有机材料的混合物(例如参照专利文献1)。该混合物是含有高分子材料(聚合物粘合剂)、电荷输送分子和氧化剂的导电性涂布用组合物，其中的氧化剂用于提高载体浓度。至少使用两种有机半导体材料的混合物作为活性层的形成材料(例如参照专利文献幻。在该情况下，一种有机半导体材料具有比另一种有机半导体材料高的导电性，高导电性的有机半导体材料在活性层中起到提供载体的作用，因此可以很好地控制电流。此外， 还可以在有机半导体材料的混合物中混入电绝缘材料。包含有机半导体材料和高分子材料(有机粘合剂)的活性层也得到利用(例如参照专利文献3)。所述高分子材料具有小于10_%Cm 1的固有电导率和在1000Hz下小于3. 3 的介电常数ε。该介电常数ε优选的是小于3.0，更优选的是小于2. 8，特别优选的是为 2. 0 2. 8。非专利文献1 J. Mater. Chem.，7 (3)，p369_p376，1997非专利文献2 J. Mater. Chem.，9，pl895_pl904，1999非专利文献 3 :Current Opinion in Solid State & Materials Science, 2, p455-p561,1997非专利文献 4 :Current Opinion in Solid State & Materials Science, 227, p253-p262,1998非专利文5 Synth. Metals, 1127，p41_p43，1991非专利文献6 :Synth. Metals，88，p37_p55，1997非专利文献7 :Synth. Metals, 435, p54,1993非专利文献8 :Synth. Metals, 265, pl684,1994非专利文献 9 :Applied Physics Letters, 53, pl95,1988非专利文献10 J. Appl. Phys.，34，Pt2，Nol2A，L1597-L1598，1995专利文献1 欧洲专利公报第0910100A2号专利文献2 美国专利公报第5500537号专利文献3 日本专利公开公报特表2004-525501号在电子设备的制造工程中，在形成有机TFT后，与以保护用(或平坦化用)的绝缘层等为代表的各种各样的封装部件一起被封装。在该情况下，如果在封装工序中有机TFT 被过度加热，则活性层的特性容易恶化，因此，在所述有机TFT中迁移率和开关比等性能产生波动的可能性变大。
技术实现思路
鉴于所述问题，本专利技术的目的是提供一种可以实现性能稳定化的薄膜晶体管、使用该薄膜晶体管的电子设备及其制造方法。本专利技术的电子设备包括薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括栅电极；活性层，隔着栅绝缘层与所述栅电极相对配置，并且含有可溶性有机半导体材料和可溶性高分子材料； 以及源电极和漏电极，所述源电极和漏电极相互分开，并且与所述活性层连接；以及封装部件，与所述薄膜晶体管一起被封装，其中，所述可溶性高分子材料的玻璃化温度高于在所述薄膜晶体管与所述封装部件一起被封装的工序中的最高温度。本专利技术的电子设备的制造方法包括形成所述薄膜晶体管的工序；以及将所述薄膜晶体管与封装部件一起封装的工序，其中，使所述可溶性高分子材料的玻璃化温度高于在将所述薄膜晶体管与所述封装部件一起封装的工序中的最高温度。本专利技术的薄膜晶体管包括栅电极；活性层，隔着栅绝缘层与所述栅电极相对配置，并且含有可溶性有机半导体材料和可溶性高分子材料；以及源电极和漏电极，所述源电极和漏电极相互分开，并且与所述活性层连接，其中，所述可溶性高分子材料的玻璃化温度在150°C以上。按照本专利技术的薄膜晶体管，活性层含有可溶性有机半导体材料和可溶性高分子材料，该可溶性高分子材料的玻璃化温度高于150°C。在这种情况下，在制造使用薄膜晶体管的电子设备的工序中，即使在包括伴随加热的工序(最高温度=150°C)的封装工序中投入薄膜晶体管，活性层的特性也不易恶化。因此，在多个薄膜晶体管之间，迁移率和开关比等性能不容易产生波动。因此，可以使薄膜晶体管的性能稳定，并且有助于提高电子设备的性能。按照本专利技术的电子设备或其制造方法，使与封装部件一起被封装的薄膜晶体管的活性层含有可溶性有机半导体材料和可溶性高分子材料。此外，使可溶性高分子材料的玻璃化温度高于封装部件的加工时的最高温度。因此，即使在包括伴随加热的工序(最高温度=150本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电子设备，该电子设备包括：薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括：栅电极；活性层，隔着栅绝缘层与所述栅电极相对配置，并且含有可溶性有机半导体材料和可溶性高分子材料；以及源电极和漏电极，所述源电极和漏电极相互分开，并且与所述活性层连接；以及封装部件，与所述薄膜晶体管一起被封装，其中，所述可溶性高分子材料的玻璃化温度高于在所述薄膜晶体管与所述封装部件一起被封装的工序中的最高温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：福田敏生，大江贵裕，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP