本发明专利技术提供一种有机薄膜晶体管，其是至少具有栅电极、源电极、漏电极、绝缘体层及有机半导体层的有机薄膜晶体管，其中，源电极及漏电极中的至少一个由包含(a)通过使M(XCR4(CR52COOR6)COOR7)p所示的有机质子酸或其盐质子化而成的取代或未取代的聚苯胺复合体及(b)具有酚性羟基的化合物的导电性聚苯胺组合物形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机薄膜晶体管。进一步详细而言，涉及源电极及漏电极中的至少一个含有特定的导电性高分子的有机薄膜晶体管。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT)作为液晶显示装置等显示用的开关元件被广泛使用。代表性的TFT在基板上依次具有栅电极、绝缘体层、半导体层，且在半导体层上具有空出规定的间隔而形成的源电极及漏电极。半导体层形成信道区域，且通过以对栅电极施加的电压控制在源电极与漏电极之间流过的电流来进行开/关工作。以往，该TFT的半导体层使用无定型硅或多晶硅来制作，但使用这样的硅的TFT的制作中采用的CVD装置非常昂贵，使用TFT的显示装置等的大型化存在伴随制造成本的大 幅增加的问题。此外，将无定型硅或多晶硅成膜的工艺由于在非常高的温度下进行，所以能够作为基板使用的材料的种类有限，因此存在无法使用轻量的树脂基板等的问题。为了解决这样的问题，提出代替无定型硅或多晶硅而使用有机物的TFT(以下，有时简记为有机TFT。)。作为以有机物形成TFT时使用的成膜方法，已知有真空蒸镀法或涂布法等。根据这些成膜方法，能够在抑制制造成本的上升的同时实现元件的大型化，可以使成膜时所需的工艺温度为比较低的温度。因此，就有机TFT而言，存在用于基板的材料的选择时的限制少的优点，可期待其实用化，研究报告正在盛行。实用性的有机TFT要求高的载流子迁移率、大的电流的导通/截止比、优异的保存稳定性。另外，这里所说的导通/截止比是施加栅电压时(导通)的源-漏间流过的电流除以没有施加栅电压时(截止)的源-漏间流过的电流的值，导通电流是指通常逐渐增加栅电压，在源-漏间流过的电流饱和时的电流值(饱和电流)。作为TFT的有机半导体层中使用的有机物，P型中以单体或与其它化合物的混合物的状态使用共轭系聚合物或噻吩等多聚物(专利文献I 5等)、并五苯等稠合芳香族烃(专利文献6及7等)等。这些有机TFT中，存在源电极及漏电极与有机半导体的接触电阻大、且驱动电压高的问题。进而，若接触电阻变得过大，则存在场效应迁移率降低、导通/截止比也降低的缺点。一般，有机TFT通过施加栅电压从源电极注入载流子，在有机半导体中形成信道。并且，通过在源电极与漏电极之间施加电压(漏电压)，从而在源电极与漏电极间流过电流(漏电流)。通过栅电压，载流子注入量发生变化，可以控制漏电流。在定量上，漏电流用下述式⑴及⑵表示。式⑴是在被称为线性区的漏电压小的区域中成立的式子，式(2)是在被称为饱和区的漏电压大的区域中成立的式子。[数学式I]Id =^￡vDl(vG-KJ-Ifd (I) h ⑵(式中，Id:漏电流、Vd :漏电压、Ve :栅电压、Vth :阈值电压、μ :场效应迁移率、C :每单位面积的绝缘膜容量、L :信道长、W :信道宽。)上述式中，在有机半导体与源电极及漏电极的接合为欧姆接合，不存在电荷注入势垒的理想的情况下，场效应迁移率μ接近物质固有的值。然而，一般在有机半导体与金属电极之间存在接触电阻。在漏电压小的区域中，电流与电压的关系由(I)的式产生偏差，该区域的开关特性不良好。进而，由于产生在金属/有机半导体界面上的电压下降，该部分对有机半导体施加的实效的电压降低，所以式(I)及(2)的场效应迁移率μ较小地算出，存在响应速度或导通/截止比的降低、驱动电压的上升等问题。这里所说的载流子的注入，在P型有机TFT的情况下是指从电极向HOMO能级的空穴注入，在η型有机TFT的情况下是指向LUMO能级的电子注入。接触电阻由注入势垒产生时，为了尽可能降低接触电阻，在P型有机TFT中，使用功函数大的金属作为源电极及漏电极来谋求空穴的注入势垒的降低。多数情况下，使用Au (功函数5. IeV化学便览基础编11-493页(改订3版日本化学会编丸善 株式会社发行1983年))。然而，作为有机TFT发挥优异的性能的很多有机半导体的HOMO能级比Au大，即使使用Au也存在注入势垒，所以体现出接触电阻，如上所述存在驱动电压的高电压化、低迁移率化、导通/截止比的降低等问题。为了解决该问题，专利文献8公开了源电极及漏电极分别含有载流子中继膜和载流子传导膜，与有机半导体接触的构成载流子中继膜的金属的功函数为有机半导体的离子化电势的附近。此外，专利文献9公开了在源电极及漏电极与有机半导体膜之间插入有由无机物形成的电荷注入层的有机薄膜晶体管。然而，使用这些公开的材料时，虽然能够实现若干的低电压化，但是在实用上不充分的性能。另一方面，还实施了使用导电性高分子来简便地制造电极的尝试，非专利文献2中，公开了以使用PEDOT =PSS的喷墨来形成源电极 漏电极的有机TFT，记载了与作为有机半导体使用的高分子F8T2之间存在接触电阻。PEDOT =PSS作为源电极及漏电极残留问题。此外，作为具有在大气中稳定等优点的导电性聚合物，专利文献10中，作为在活性层中注入空穴的电极材料使用与本专利技术中使用的物质类似的组合物即聚苯胺(PANI)的例子，记载了以下的例子。即，公开了在层的厚度200nm中在基板上作为涂布膜形成具有50S/cm的比导电率及IkQ/ □的面电阻的聚苯胺的有机EL元件。但是，只记载了导电性，没有记载聚苯胺组合物中，哪种材料作为电极特别优异。此外，专利文献11中记载了作为栅电极或源电极可以选择聚苯胺的有机TFT。作为这些电极的例子可列举出聚苯胺衍生物，但对于这些聚苯胺衍生物中，哪种材料能够使设备特性提高没有具体的记述。此外，作为使用聚苯胺作为电极的专利，可列举出专利文献12。其实施例3中，表I中记载了将使用二辛基磺基琥珀酸酯等各种质子酸进行质子化的聚苯胺压缩而得到的颗粒的导电性，实施例54以后公开了使用以CSA((±)-10-樟脑磺酸)作为掺杂剂的聚苯胺作为空穴注入电极(阳极)的有机发光二极管(有机EL)。该实施例54中，有流过作为空穴-注入接触使用导电性聚苯胺透明薄膜的设备的电流与作为空穴-注入接触使用ITO制作的设备基本相同的记载，关于与低电压化有关的空穴注入特性，没有发现改善。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平8-228034号公报专利文献2 :日本特开平8-228035号公报专利文献3 日本特开平9-232589号公报专利文献4 :日本特开平10-125924号公报专利文献5 :日本特开平10-190001号公报专利文献6 日本特开平5-55568号公报专利文献7 :日本特开2001-94107号公报 专利文献8 日本特开2004-55652号公报专利文献9 日本特开2005-327797号公报专利文献10 :日本特表2001-506393公报专利文献11 :日本特开2008-243582公报专利文献12 :日本专利3384566公报非专利文献非专利文献I MarciaM. Payne 等 J. Am. Chem. Soc. > 127 卷、4986 页、2005 年非专利文献2 :下田达也、川濑健夫、应用物理、第70卷、第12号、1452页、2001年
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述的课题而进行的，其目的在于提供能够以低电压驱动、且响应速度(驱动速度)也高速的有机薄膜晶体管。本专利技术者们为了达成上述目反复进行了深入研究，结果发现，通过将含有特定的导电性聚苯胺组合物的膜(导电性聚苯胺本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.22 JP 2010-0984751.一种有机薄膜晶体管，其是至少具有栅电极、源电极、漏电极、绝缘体层及有机半导体层的有机薄膜晶体管，其中， 源电极及漏电极中的至少一个由包含下述成分(a)及(b)的导电性聚苯胺组合物形成， (a)通过使下述式(I)所示的有机质子酸或其盐质子化而成的取代或未取代的聚苯胺复合体M (XCR4 (CR52COOR6) COOR7) p(I) 式中， M为氢原子、或者有机或无机的游离基， X为酸性基， R4及R5分别独立地为氢原子、烃基或R83Si-基，其中，R8为烃基，3个R8可以相同或不同， R6及R7分别独立地为可具有取代基的碳原子数4以上的烃基或-(R9O)q-Rui基，其中，R9为烃基或亚甲硅烷基，R10为氢原子、烃基或R113Si-, R11为烃基，3个R11可以相同或不同，q为I以上的整数， P为M的价数， (b)具有酚性羟基的化合物。2.根据权利要求I所述的有机薄膜晶体管，其中，所述式(I)所示的有机质子酸或其盐为下述式(II)所示的磺基琥珀酸衍生物M (O3SCH (CH2COOR12) COOR13) m(II) 式中， M为氢原子、或者有机或无机的游离基， R12及R13分别独立地为可具有取代基的碳原子数4以上的烃基或-(R14O)r-R15基，其中，R14为烃基或亚甲硅烷基，R15...
【专利技术属性】
技术研发人员：中村浩昭，齐藤雅俊，近藤浩史，板东彻，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：
国别省市：
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