CN101641793B - 有机场效应晶体管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机场效应晶体管，其具备栅电极(2)、栅绝缘层(3)、半导体层(4)、源电极(7)及漏电极(8)，其中，源电极(7)及漏电极(8)分别包含导电层(6)及(6′)、以及包含受体化合物的化合物层(5)及(5′)，化合物层(5)及(5′)分别与半导体层(4)相邻配置，半导体层(4)含有电离电势为5.0eV以上的高分子化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有高分子化合物的有机场效应晶体管。
背景技术
作为晶体管的一种的场效应晶体管，正在期待向有源矩阵驱动方式的液晶显示器或有机电致发光显示器的像素驱动转换元件等的应用。
该场效应晶体管具有在源电极及漏电极夹着的半导体层上经由栅绝缘层而形成栅电极的结构。半导体层可以使用各种半导体材料，而近年来，使用高分子化合物作为半导体材料的有机场效应晶体管受到瞩目。例如，在非专利文献1中，公开有将P3HT(聚-3-己基噻吩)用于半导体层的有机场效应晶体管。
非专利文献1：Z.Bao等，《应用物理快报(Applied Physics Letters)》69卷、p.4108(1996)
将这种有机场效应晶体管应用于上述的转换元件时，为了改善显示器的对比度，要求电流的通断比高。即，要求栅电压为0V时流到源电极和漏电极之间的电流(断态电流)小并且给栅电极施加电压时流到源电极和漏电极之间的电流(通态电流)大。
但是，现有使用高分子化合物的有机场效应晶体管存在电流的通断比不足这样的问题。进而，现有有机场效应晶体管暴露于空气中时，存在电流的通断比下降这样的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种使用高分子化合物的有机场效应晶体管，其通态电流及电流的通断比足够大、并且在暴露于空气中的情况下电流的通断比的下降也很小。
本发明人等经过专心研究，结果发现：利用如下有机场效应晶体管能够实现上述课题。所述有机场效应晶体管具备栅电极、栅绝缘层、半导体层、源电极及漏电极，源电极及漏电极分别包含由导电层及由受体化合物构成的化合物层，化合物层分别与半导体层相邻配置，半导体层含有电离电势为5.0ev以上的分子化合物。
本发明的有机场效应晶体管的通态电流及电流的通断比足够大、并且在暴露于空气中的情况下，电流的通断比的下降也很小。产生这种效果的原因尚不清楚。但认为至少是由于半导体层中含有电离电势为5.0eV以上的高分子化合物及导电层和半导体层之间形成有化合物层的原因。需要说明的是，所谓“受体化合物”表示对上述高分子化合物显现电子兼容性的化合物。
高分子化合物优选具有芴骨架。由此，这样的有机场效应晶体管的、在空气中的电流通断比的下降进一步减少。需要说明的是，所谓“具有芴骨架的化合物”是指分子中具有1个以上下述式(1)所示的芴骨架的高分子化合物。
[化学式1]
上述受体化合物优选四氰基对苯二醌二甲烷(TCNQ)及/或四氟四氰二甲基对苯醌(F4TCNQ)。由此，这样的有机场效应晶体管的通态电流及电流的通断比进一步改善。其原因尚不清楚，但认为其原因之一是，例如有机场效应晶体管的化合物层由上述的受体化合物构成，由此能够从漏电极向半导体层更有效地注入空穴。
另外，上述的受体化合物还优选为富勒烯衍生物。由此，这样的有机场效应晶体管的通态电流及电流通断比进一步改善。其原因尚不清楚，但认为其原因之一是，例如由于有机场效应晶体管的化合物层包含作为受体化合物的富勒烯衍生物，因此化合物层对导电层及半导体层的接合性提高，这些层之间的空穴容易进行授受。
依照本发明，能够提供通态电流及电流的通断比足够大、并且在暴露于空气中的情况下电流的通断比的下降也很小的有机场效应晶体管。这种有机场效应晶体管适用有源矩阵驱动方式的液晶显示器或有机电致发光显示器等的像素驱动转换元件。进而，由于本发明的有机场效应晶体管在暴露于大气中的情况下电流的通断比的下降程度也很小，所以，例如在有机场效应晶体管的制造工程中，无需排除大气中氧的影响或使之最小，故与现有技术相比，能够容易制造。
附图说明
图1是表示本发明的有机场效应晶体管的第1实施方式的剖面示意图。
图2是表示本发明的有机场效应晶体管的第2实施方式的剖面示意图。
图3是表示本发明的有机场效应晶体管的第3实施方式的剖面示意图。
图4是表示本发明的有机场效应晶体管的第4实施方式的剖面示意图。
图中，1-基板，2-栅电极，3-栅绝缘层，4-半导体层，5、5′-化合物层，6、6′-导电层，7-源电极、8-漏电极、10、20、30、40-有机场效应晶体管。
具体实施方式
以下根据情况参照附图详细地说明本发明的优选实施方式，但本发明不限于下述实施方式。还有，对于同样或同等要素标注同样的符号，在说明重复的情况下省略其说明。
[有机场效应晶体管]
本发明的有机场效应晶体管具备栅电极、栅绝缘层、半导体层、源电极及漏电极。此外，本发明的有机场效应晶体管的源电极及漏电极分别包含导电层及化合物层，化合物层分别与半导体层相邻配置。图1～图4分别是表示这样的有机场效应晶体管的最佳实施方式的剖面示意图。下面对这些图进行说明。
图1是表示本发明的有机场效应晶体管的第1实施方式的剖面示意图。图1所示的有机场效应晶体管10具有在基板1上依次层叠有栅电极2、栅绝缘层3及半导体层4、且在半导体层4上并列设置有源电极7及漏电极8的结构。源电极7具有化合物层5及导电层6、漏电极8具有化合物层5′及导电层6′，分别在化合物5及5′侧与半导体层4相邻。
图2是表示本发明的有机场效应晶体管的第2实施方式的剖面示意图。图2所示的有机场效应晶体管20具有下述结构：在基板1上依次层叠有栅电极2及栅绝缘层3，在栅绝缘层3上并列设置有源电极7及漏电极8，半导体层4按照覆盖栅绝缘层3、源电极7及漏电极8的方式设置。源电极7具有化合物层5及导电层6，漏电极8具有化合物层5′及导电层6′，分别在导电层6及6′侧与栅绝缘层3相邻。
图3是表示本发明的有机场效应晶体管的第3实施方式的剖面示意图，图3所示的有机场效应晶体管30具有下述结构：在基板1上层叠有半导体层4，在半导体层4上并列设置有源电极7及漏电极8，栅绝缘层3按照覆盖半导体层4、源电极7及漏电极8的方式设置，栅绝缘层3上还层叠有栅电极2。源电极7具有化合物层5及导电层6，漏电极8具有化合物层5′及导电层6′，分别在化合物层5及5′侧与半导体层4相邻。
图4是表示本发明的有机场效应晶体管的第4实施方式的剖面示意图。图4所示的有机场效应晶体管40具有下述结构：在基板1上并列设置有源电极7及漏电极8，半导体层4按照覆盖基板1、源电极7及漏电极8的方式设置，在半导体层4上还依次层叠有栅绝缘层3及栅电极2。源电极7具有化合物层5及导电层6、漏电极8具有化合物层5′及导电层6′，分别在导电层6及6′侧与基板1相邻。
在上述实施方式中，由栅电极2向半导体层4施加电场。利用所施加的此电场，控制在源电极7及漏电极8之间流动的电流，发挥作为晶体管的功能。下面，就上述的各实施方式的各层的优选形式进行说明。
(基板)
基板1只要是不妨碍作为有机场效应晶体管的特性的材料即可，可以使用例如玻璃基板、柔性的薄膜基板、塑料基板、硅基板等。这种基板1的厚度优选为10～2000μm。
(栅电极)
作为栅电极2，可以使用金、铂、铬、钯、铝、铟、钼、低电阻多晶硅、低电阻非晶硅等金属或锡氧化物、氧化铟及铟锡氧化物(ITO)等材料。这些材料可以单独使用1种或组合2种以上使用。这种栅电极2可以使用例如蒸镀、溅射、电镀、CVD(化学气相沉积)等方法形成。这种栅电极2的厚度优选为0.05～100μm。需要说明的是，作为栅电极2，还可使用高浓度渗杂的n-型硅基板。高浓度渗杂的n-型硅基板具有作为栅电极的性质，并且具有作为基板的性质。使用这样的也具有作为基板的性质的栅电极2的情况下，在本发明的第1实施方式及第2实施方式中，也可以省略基板1。
(栅绝缘层)
作为栅绝缘层3，可以使用包含无机绝缘体或有机绝缘体的绝缘膜。作为无机绝缘体的具体例可举出：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛。另外，作为有机绝缘体的具体例可举出：聚乙烯、聚酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、有机玻璃、聚乙烯醇、聚乙烯基苯酚(polyvinyl phenol)、聚对二甲苯、聚丙烯腈。这些有机绝缘体及无机绝缘体可以单独使用1种或组合2种以上使用。
这种栅绝缘层3可以通过例如CVD法、等离子体CVD法、等离子体聚合法、蒸镀法、旋涂法、浸渍法、喷涂法、毛细管涂敷法、离子束蒸镀法及LB法等形成。这种栅绝缘层3的厚度优选为50～1000nm。需要说明的是，在将高浓度渗杂的n-型硅基板作为栅电极2使用的情况下，可以通过将其表面热氧化形成氧化硅膜，也可将该膜作为栅绝缘层3使用。
(半导体层)
本发明的有机场效应晶体管的半导体层4含有电离电势为5.0eV以上的高分子化合物。由此，这样的有机场效应晶体管的通态电流及电流的通断比提高，并且在暴露于空气中的情况下电流的通断比的下降也很小。
高分子化合物的电离电势优选为5.0～6.2eV。更优选为5.2～6.0eV，进一步优选为5.4～5.9eV。电离电势不足5.0eV的情况下，在大气中半导体层4被氧渗杂、断电流变大，这样的有机场效应晶体管的大气中的电流通断比下降。与处于上述范围内的情况相比，在电离电势超过6.2eV的情况下，通态电流小，这样的有机场效应晶体管的电流的通断比有下降的倾向。
作为电离电势为5.0eV以上的高分子化合物，例如可举出：具有芴骨架的高分子化合物、具有苯环骨架的高分子化合物、具有萘环骨架的高分子化合物、具有咔唑骨架的高分子化合物。这些高分子化合物可以是无规共聚物、嵌段共聚物及接枝共聚物的任一种，也可以是具有它们的中间结构的高分子，例如带有嵌段性的无规共聚物。其中，从得到特性优异的有机场效应晶体管的观点考虑，优选嵌段共聚物、接枝共聚物及带有嵌段性的无规共聚物。这些高分子化合物还包含主链上有支链、共聚物的末端部有3个以上的高分子化合物。这种高分子化合物可以单独形成半导体层4，也可以与其他成分一起形成半导体层4。含有其他成分的情况下，其含量优选相对于整个半导体层不足10质量％。
上述高分子化合物优选具有芴骨格。进而，芴骨格优选下述通式(2)、(3)或(4)所示的芴骨架。
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
在此，上述(2)、(3)及(4)中，R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、炔基、烯基、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、氨基、取代氨基、甲硅烷基、取代甲硅烷基、卤素原子、1价杂环基或氰基。需要说明的R1、R2、R3及R4也可以相互键合形成环。
此外，在上述(2)、(3)及(4)中，从提高对于有机溶剂的溶解性的观点考虑，优选R1、R2、R3及R4中至少1个是氢原子以外的基团。作为具有这种R1、R2、R3及R4的上述通式(2)、(3)或(4)所示的芴骨架的具体例，可举出用下述(A)～(H)所示的芴骨架。
[化学式5]
作为具有上述的芴骨架的高分子化合物，可以使用现有公知的高分子化合物，也可以通过现有公知的聚合反应进行合成。作为用于聚合反应的单体可以使用现有公知的单体。以下表示单体及聚合反应的一例。
作为聚合反应中使用的单体的一例的9，9-二取代-2，7-芴二硼酸酯可以通过例如以下的方法进行合成。即在氮气气氛中，向在-78℃进行搅拌的公知的9，9-二取代-2，7-二溴代芴的四氢呋喃溶液中滴加正丁基锂的己烷溶液。在所得的悬浮液中加入三异丙基硼酸酯并进行搅拌，进而，注入含有浓盐酸的冰水中进行搅拌。搅拌后用二乙醚提取，将所得到的提取物用饱和食盐水洗净后，进行干燥，得到粗制二硼酸。使得到的粗二硼酸悬浮在甲苯及乙二醇中，将其边搅拌边进行回流。用己烷使其残留物再结晶，由此得到9，9-二取代-2，7-芴二硼酸酯。
通过使如此操作得到的9，9-二取代-2，7-芴二硼酸酯与二溴化合物聚合，可得到上述的具有芴骨架的高分子化合物。在该聚合中，二溴化合物可以单独使用1种或组合2种以上使用。另外，除9，9-二取代-2，7-芴二硼酸酯以外，也可以加入二硼酸酯化合物使之共聚合。需要说明的是，通过使9，9-二取代-2，7-二溴代芴与二硼酸酯化合物或二溴化合物聚合也能得到上述的具有芴骨架的高分子化合物。
作为二溴化合物可举出例如下述(I)～(VI)式所示的化合物及9，9-二取代-2，7-二溴代芴。另外，作为二硼酸酯化合物，可举出例如下述式(I)～(VI)所示的化合物的溴基取代为硼酸酯的化合物及9，9-二取代-2，7-芴二硼酸酯。需要说明是，(IV)～(VI)式中，R表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基、p表示1～5的整数。
[化学式6]
[化学式7]
作为使这些单体聚合的方法，可举出例如Yamamot(山本)偶合等使用镍催化剂的反应或Suzuki(铃木)偶合等使用钯催化剂的反应。需要说明的是，由于高分子化合物的纯度差时，有机场效应晶体管的特性往往会下降，故优选聚合后通过再沉淀精制、利用色谱法的分离等将所得的高分子化合物进行精制。
在上述的聚合中，具有芴骨架的单体(例如9，9-二取代-2，7-芴二硼酸酯及9，9-二取代-2，7-二溴代芴)优选相对于用于聚合的单体总量使用10质量％以上。在具有芴骨架的单体不足10质量％的情况下，所得到的有机场效应晶体管的电流的通断比有下降的倾向。同样，从提高有机场效应晶体管的电流的通断比的观点考虑，上述的聚合物中，具有芴骨架的单体更优选相对于用于聚合的单体的总量使用10质量％以上、进一步优选使用30质量％以上。
另外，作为通过上述方法得到的具有芴骨架的高分子化合物可举出例如下述式(a)～(n)所示的高分子化合物。需要说明的是，式中的数值表示该高分子化合物的电离电势(单位：eV)，Mw表示聚苯乙烯换算的重均分子量。并且，实施例中所记载的电离电势如下进行测定。即，通过分别制备高分子化合物的0.8重量％甲苯溶液，将其涂敷在石英基板上来制作薄膜。对该薄膜用理研计器株式会社制的AC2测定电离电势。
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
在此，上述(h)、(i)、(j)、(k)及(l)中的n与m之比(n∶m)分别为8∶2、5∶5、5∶5、2∶8及7∶3，(h)、(i)、(j)、(k)及(l)所示的高分子化合物为无规共聚物。(m)、(n)所示的高分子化合物为交替共聚物。另外，(m)、(n)中，q表示聚合度。
上述的高分子化合物优选聚苯乙烯换算的重均分子量为1×103～1×108，更优选5×103～1×107。当重均分子量不足1×103时，与处于上述范围的情况相比，不能得到均质的半导体层，电流的通断比有下降的倾向。另外，当重均分子量超过1×108时，有半导体层的成膜性下降的趋势。需要说明的是，上述的半导体层4的厚度优选为50～1000nm。
(源电极及漏电极)
源电极7具有化合物层5及导电层6，漏电极8具有化合物层5′及导电层6′
化合物层5及5′是含有与上述的半导体层4及后述的导电层6不同的化合物的层。此化合物层5及5′包含受体化合物。作为受体化合物的具体例可举出：四氰基对苯二醌二甲烷、四氰基萘醌二甲烷、苯醌、萘醌、蒽醌、二氰基醌二亚胺(dicyanoquinodiimine)、芴、芴酮、三硝基芴、四硝基芴、四氰基乙烯及这些化合物的衍生物。特别优选为四氰基对苯二醌二甲烷(TCNQ)及四氟四氰二甲基对苯醌(F4TCNQ)。这些化合物可以单独使用1种或组合2种以上使用。
上述受体化合物还优选富勒烯衍生物。所谓“富勒烯衍生物”是指分子中具有富勒烯骨架的化合物，作为其具体例，可举出：富勒烯C60、富勒烯C70、富勒烯C76、富勒烯C78、富勒烯C84及它们的一部分被取代的化合物。这些富勒烯衍生物可以单独使用1种或组合2种以上使用。还可以与上述的富勒烯衍生物以外的受体化合物组合使用。
需要说明的是，上述的化合物层5及5′的厚度优选1～200nm。
导电层6及6′优选由低电阻的材料构成，例如，可以使用金、铂、铬、钯、铝、铟及钼等作为其材料。这些材料可以单独使用1种或组合2种以上使用。这种导电层6及6′的厚度优选为0.05～1000μm。
需要说明的是，化合物层5和化合物层5′可以由相同的材料形成，也可以由互为不同的材料形成。同样，导电层6和导电层6′既可以由相同的材料形成，也可以由互为不同的材料形成。
上述的有机场效应晶体管除了在导电层和半导体层之间形成化合物层、以及在化合物层含有电离电势为5.0eV以上的高分子化合物以外，可以用现有公知的方法制造，例如，可以用以下的方法制造。
首先，例如用蒸镀法在基板1上形成栅电极2。接着，用蒸镀法在所形成的栅电极2上形成栅绝缘层3。进而，形成半导体层4。半导体层4可以通过在栅绝缘层3上涂布将上述的高分子化合物溶解在有机溶剂中制成的溶液而形成。其后，利用例如蒸镀法分别形成化合物层5及5′以及导电层6及6′，由此制得上述的有机场效应晶体管。
作为形成半导体层4时的有机溶剂，可举出例如：氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、均三甲苯、十氢化萘、正丁基苯。另外，形成半导体层4时的涂布，可以使用例如旋涂法、铸塑法、微凹版涂敷法、凹版涂敷法、棒涂法、滚筒涂层法、线棒涂层法、浸渍涂层法、喷涂法、毛细管涂敷法、喷雾涂敷法、丝网印刷法、苯胺印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法等方法。需要说明的是，形成半导体层4后也可以进一步实施热处理。
实施例
以下通过实施例进一步详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是在下述实施例中，“F4TCNQ”表示四氟四氰二甲基对苯醌(东京化成工业株式会社公司制)，P3HT表示聚-3-己基噻吩(Aldrich公司制，电离电势＝4.69eV)。另外，实施例中所记载的电离电势按以下的方法测定。即，通过分别配制高分子化合物的0.8重量％甲苯溶液，将其涂布在石英基板上制作薄膜。对该薄膜用理研计器株式会社的AC2测定电离电势。
(合成例1)
将2，7-二溴-9，9-二辛基芴(26g，0.047mol)、2，7-二溴-9，9-二异戊基芴(5.6g，0.012mol)及2，2′-联吡啶(22g，0.141mol)溶解在1600mL脱水的四氢呋喃中后，用氮气鼓泡，对系统内进行氮置换。在氮气气氛中，在该溶液中加入双(1，5-环辛二稀)镍(0)[Ni(COD)2](40g、0.15mol)、升温至60℃使其反应8小时。反应后，将此反应液冷却至室温(约25℃)，滴加到25重量％氨水200mL/甲醇1200mL/离子交换水1200mL混合溶液中并搅拌30分钟后，过滤析出的沉淀并风干。其后，使其溶解在1100mL甲苯中之后进行过滤，将滤液滴加到3300mL甲醇中并搅拌30分钟。过滤析出的沉淀，用1000mL甲醇清洗后，减压干燥5小时。所得的共聚物为(2，7-9，9-二正辛基芴二基)(2，7-9，9-二异戊基芴二基)共聚物(高分子化合物1)，收量为20g。高分子化合物1的聚苯乙烯换算的重均分子量为Mw＝1.8×105，电离电势为5.80eV。
(合成例2)
使用2，7-二溴-9，9-二正辛基芴和5，5′-二溴-2，2′-联噻吩，用美国专利第5,777,070号说明书中记载的方法使这些单体在钯催化剂存在下进行反应，合成(2，7-9，9-二正辛基芴二基)(5，5′-二溴-2，2′-联噻吩)交替共聚物(高分子化合物2)。高分子化合物2的聚苯乙烯换算的重均分子量为Mw＝4×104，电离电势为5.46eV。
(合成例3)
使用2，7-二溴-9，9-二正辛基芴和N，N-二(4-溴化苯基)-4-仲丁基苯胺，用美国专利第5,777,070号说明书中记载的方法使这些单体在钯催化剂存在下进行反应，合成(2，7-9，9-二正辛基芴二基){1，4-亚苯基-[(4-仲丁基苯基)亚氨基]-1′，4′-亚苯基}交替共聚物(高分子化合物3)。高分子化合物3的聚苯乙烯换算的重均分子量为Mw＝4×104，电离电势为5.43eV。
(实施例1)
对在经高浓度渗杂且通过热氧化对表面进行过处理的厚度280μm的n-型硅基板上形成有200nm硅氧化膜的材料，用丙酮进行10分钟的超声波清洗。在用辛烷将十八烷基三氯硅烷(OTS、信越化学工业制)稀释为20mol/l的液体中，在氮气中将清洗过的硅基板浸渍12小时。其后，用氯仿清洗，作为表面处理过的基板。
制备在合成例1中所得的高分子化合物1的0.5重量％氯仿溶液，将其以1000rpm在表面处理过的硅基板上旋涂60秒钟，由此形成厚度100nm的半导体层。其后，蒸镀5nm厚度的F4TCNQ，再蒸镀50nm厚度的金(Au)，由此形成源电极及漏电极，制得实施例1的有机场效应晶体管。
此时的源电极及漏电极的通道宽为2mm，通道长为20μm。需要说明的是，在上述的操作中，蒸镀在真空中进行，除此之外均在氮气气氛中进行。
(实施例2)
除用富勒烯C60代替F4TCNQ以外，与实施例1同样操作，制得实施例2的有机场效应晶体管。
(实施例3)
除用高分子化合物2代替高分子化合物1以外，与实施例1同样操作，制得实施例3的有机场效应晶体管。
(实施例4)
除用高分子化合物2代替高分子化合物1、用TCNQ代替F4TCNQ以外，与实施例1同样操作，制得实施例4的有机场效应晶体管。
(实施例5)
除用高分子化合物2代替高分子化合物1、用富勒烯C60代替F4TCNQ以外，与实施例1同样操作，制得实施例5的有机场效应晶体管。
(实施例6)
除用高分子化合物3代替高分子化合物1以外，与实施例1同样操作，制得实施例6的有机场效应晶体管。
(实施例7)
除用高分子化合物3代替高分子化合物1、用富勒烯C60代替F4TCNQ以外，与实施例1同样操作，制得实施例5的有机场效应晶体管。
(比较例1)
对在经高浓度渗杂且通过热氧化对表面进行过处理的厚度280μm的n-型硅基板上形成有200nm硅氧化膜的基板，用丙酮进行10分钟的超声波清洗。在用辛烷将十八烷基三氯硅烷(OTS、信越化学工业制)稀释为20mol/l的液体中，在氮气中将清洗过的硅基板浸渍12小时。其后，用氯仿清洗，作为表面处理过的基板。
制备P3HT的0.5重量％氯仿溶液，将其以1000rpm向表面处理过的基板上旋涂60秒钟，由此形成厚度100nm的半导体层。其后，蒸镀5nm厚度的金，形成源电极及漏电极，制得比较例1的有机场效应晶体管。此时的源电极及漏电极的通道宽为2mm，通道长为20μm。需要说明的是，在上述的操作中，蒸镀在真空中进行，除此之外均在氮气气氛中进行。
(比较例2)
除用P3HT代替高分子化合物1、用TCNQ代替F4TCNQ以外，与实施例1同样操作，制得比较例2的有机场效应晶体管。
(比较例3)
除用P3HT代替高分子化合物1、用富勒烯C60代替F4TCNQ以外，与实施例1同样操作，制得比较例3的有机场效应晶体管。
(比较例4)
除用高分子化合物1代替P3HT以外，与比较例1同样操作，制得比较例4的有机场效应晶体管。
(有机场效应晶体管的评价)
对于在实施例1～7及比较例1～4中制得的有机场效应晶体管，在真空中使栅电压Vg变化为0～-60V，使源极-漏极间电压Vsd变化为0～-60V，测定电流值。需要说明的是，该测定均在真空中进行。在Vsd＝-60V状态下，将在Vg＝-60V所得的通态电流及在Vg＝-60V所得的通态电流与在Vg＝+5V所得的断态电流之比(通断比)示于表1。进而，除在大气中进行测定外与上述方法同样操作测定在实施例及比较例所得的有机场效应晶体管的电流值。将在Vg＝-60V所得的通态电流与在Vg＝+5V所得的断态电流之比(通断比)示于表1。
[表1]
| 半导体层 | 化合物层 | 在真空中的通态电流 | 在真空中的电流通断比 | 在大气中的电流通断比 | |
| 实施例1 | 高分子化合物1 | F4TCNQ | 1×10-6 | 2×106 | 8×105 |
| 实施例2 | 高分子化合物1 | 富勒烯C60 | 2×10-6 | 3×106 | 1×106 |
| 实施例3 | 高分子化合物2 | F4TCNQ | 1×10-5 | 1×106 | 3×105 |
| 实施例4 | 高分子化合物2 | TCNQ | 7×10-6 | 7×105 | 1×105 |
| 实施例5 | 高分子化合物2 | 富勒烯C60 | 8×10-6 | 4×106 | 1×106 |
| 实施例6 | 高分子化合物3 | F4TCNQ | 6×10-6 | 3×106 | 1×106 |
| 实施例7 | 高分子化合物3 | 富勒烯C60 | 7×10-7 | 7×105 | 1×105 |
| 比较例1 | P3HT | -- | 2×10-6 | 1×103 | 4×101 |
| 比较例2 | P3HT | TCNQ | 8×10-5 | 3×102 | 2×101 |
| 比较例3 | P3HT | 富勒烯C60 | 8×10-6 | 5×103 | 2×103 |
| 比较例4 | 高分子化合物1 | -- | 1×10-8 | 2×103 | 3×102 |
Claims (4)
1.一种有机场效应晶体管，其具备栅电极、栅绝缘层、半导体层、源电极及漏电极，其中，所述源电极及所述漏电极分别包含导电层及包含受体化合物的化合物层，
所述化合物层分别与所述半导体层相邻设置，
所述半导体层含有电离电势为5.0eV以上的高分子化合物。
2.如权利要求1所述的有机场效应晶体管，其中，
所述高分子化合物具有芴骨架。
3.如权利要求1或2所述的有机场效应晶体管，其中，
所述受体化合物为四氰基对苯二醌二甲烷及/或四氟四氰二甲基对苯醌。
4.如权利要求1或2所述的有机场效应晶体管，其中，
所述受体化合物为富勒烯衍生物。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 Termination date: 20160306 |