CN102017211A - 有机薄膜晶体管 - Google Patents

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Abstract

一种有机薄膜晶体管，包括源电极和漏电极(13、14)、设在所述源电极和漏电极间沟道区中的有机半导体(15)、栅电极(12)以及设在所述源电极及漏电极与所述栅电极之间的介电体(11)，其中所述源电极与所述漏电极包括至少一种互不相同的的物理性质及/或材料性质。

Description

有机薄膜晶体管
技术领域
本发明主要涉及有机薄膜晶体管，尤其是作为有机薄膜晶体管之组成部分的源极和漏极的物理性质和材料性质。
背景技术
晶体管可分为两种主要的类型：双极结晶体管和场效应晶体管。这两种类型都享有一种共同的结构，该结构包括在沟道区中以半导体材料布置于其间的三个电极。双极结晶体管的三个电极被称为发射极、集电极和基极，而场效应晶体管中的三个电极则被称为源极、漏极和栅极。由于发射极和集电极之间的电流受基极和发射极之间流过的电流所控制，因而双极结晶体管可以称作电流操作型器件。相反，由于在源极和漏极之间流过的电流受栅极和源极之间的电压所控制，因而场效应晶体管可以称作电压操作型器件。
根据晶体管各自所包含的究竟是传导正电荷载流子(空穴)的半导体材料还是传导负电荷载流子(电子)的半导体材料，它们还可以分成p型和n型。半导体材料可以根据其接受、传导、及贡献电荷的能力来选择。可以通过在材料中掺杂而增强半导体材料的接受、传导、及贡献空穴或电子的能力。
例如，p型晶体管器件能够通过以下方式形成：选择在接受、传导、及贡献空穴方面高效的半导体材料，并且选择在注入及接受来自半导体材料的空穴方面高效的材料作为源电极和漏电极。电极的费米能级与半导体材料的HOMO能级之间的良好能级匹配能够增强空穴注入及接受。相反，n型晶体管器件能够通过以下方式形成：选择在接受、传导、以及贡献电子方面高效的半导体材料，并且选择在将电子注入半导体材料以及接受来自半导体材料的电子方面高效的材料作为源电极和漏电极。电极的费米能级与半导体材料的LUMO能级之间的良好能级匹配能够增强电子的注入和接受。
晶体管能够通过沉积薄膜形式的元件而形成薄膜晶体管来形成。当在此类器件中用有机材料作为半导体材料的时候，则该晶体管被称为有机薄膜晶体管(0TFT)。
可以用低成本、低温度的方法(例如溶液处理)来制造OTFT。而且，OTFT适合于柔性塑料衬底，这为OTFT以卷到卷(roll-to-roll)工艺的方式在柔性衬底上进行大规模制造提供了前景。
参考图1，底栅有机薄膜晶体管(OTFT)的通用构架包括沉积在衬底10上的栅电极12。在栅电极12中的上方沉积介电材料的绝缘层11，并且在介电材料绝缘层11上沉积源电极13和漏电极14。源电极13和漏电极14相互间隔开以界定出位于它们之间并且在栅电极12上方的沟道区。有机半导体(OSC)材料15沉积于该沟道区中以连接源电极13和漏电极14。OSC材料15可以至少部分地延伸在源电极13和漏电极14的上方。
或者，已知在有机薄膜晶体管的顶部设置栅电极以形成所谓的顶栅有机薄膜晶体管。在此类构架中，源电极和漏电极沉积在衬底上，并且相互隔开以界定出位于它们之间的沟道区。在该沟道区中沉积一层有机半导体材料以连接源电极和漏电极并可至少部分地延伸在源电极和漏电极的上方。介电材料绝缘层沉积在有机半导体材料的上方，并且可至少一部分地延伸到源电极和漏电极之上。栅电极沉积在绝缘层的上方，并且位于沟道区之上。
可在刚性或者柔性的衬底上制造有机薄膜晶体管。刚性的衬底可选自玻璃或者硅，而柔性衬底可包括薄的玻璃或者塑料，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯及聚酰亚胺。
可以通过使用合适的溶剂使有机半导体材料成为溶液可处理的。示例性的溶剂包括单或多烷基苯(例如甲苯和二甲苯)、四氢化萘、以及氯仿。较佳的溶液沉积技术包括旋涂和喷墨印制。其他溶液沉积技术包括浸涂、滚筒印制(rollprinting)、以及丝网印制。
界定在源电极和漏电极之间的沟道的长度最长可达500微米，较佳的长度为小于200微米，更佳的长度为小于100微米，最佳的长度为小于20微米。
有许多导电材料可用作栅电极，例如，金属(如，金)或金属化合物(如，氧化铟锡)。或者，可沉积导电性聚合物以用作栅电极。可使用旋涂或喷墨印制技术及前述其它溶液沉积技术从溶液沉积此类导电性聚合物。
绝缘层包括选自高电阻率绝缘材料的介电材料。虽然由于OTFT可达成的电容量与k成正比且漏极电流ID与电容量成正比，因此高k值是理想的，但介电材料的介电常数k一般为2～3左右。由此，为了达成在大漏极电流的同时具有低工作电压，带有沟道区内的薄介电层的OTFT是较佳的。
介电材料可以是有机的也可以是无机的。较佳的无机材料包括SiO2、SiNx、及旋涂玻璃(SOG)。较佳的有机材料一般是聚合物，并且包括绝缘聚合物，例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、可从Dow Coming公司所获得之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和苯并环丁烯(BCB)之类的丙烯酸酯。绝缘层可由多种材料混合来形成，或者可包括多层结构。
介电材料可由业界公知的热蒸镀法、真空处理、或者层合技术进行沉积。或者，可使用旋涂或喷墨印制技术及前述其它溶液沉积技术从溶液沉积介电材料。
若介电材料从溶液沉积在有机半导体上，则不应导致有机半导体的溶解。同样地，若有机半导体从溶液沉积在介电材料上，则介电材料不应溶解。避免此类溶解的技术包括：使用正交溶剂，例如，使用用于沉积最上层但不溶解下层的溶剂；以及下层的交联。
绝缘层的厚度最好小于2微米，以小于500纳米为更佳。
为了易于制造，已知使用相同的材料来制造源电极和漏电极。一般地，通过热蒸镀将金之类的合适材料沉积在合适的衬底上，然后使用如业界公知的标准光刻和剥离技术刻画图形以界定出源电极和漏电极。
参考图2，公知OTFT的能级图表示由功函数为4.8eV的金制成的源电极16和漏电极17。小分子或者聚合物材料之类的OSC材料18由功函数5.3eV表示。有一个问题是OSC18的较大功函数5.3eV表示对从金的源电极16到OSC18的空穴注入有势垒。而金的漏电极17处的空穴抽取并没有明显的势垒，并且在反向偏置或者非使用状态下，OSC 18与漏电极17之间的功函数值的差用作漏电流的势垒。
或者如图3所示，可调整OSC18的功函数以同时紧密配合源电极和漏电极16、17的功函数。在这种配置下，对OSC18的空穴注入或空穴抽取没有明显的势垒。但是，在反向偏置或者非使用状态下，在OSC18和源或漏电极16、17之间对漏电流没有势垒。
因此，需要一种改进的有机薄膜晶体管，其源电极和漏电极都适于所使用之有机半导体材料的特性。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种有机薄膜晶体管，其包括源电极和漏电极、设在所述源电极和漏电极间沟道区中的有机半导体、栅电极以及设在所述源电极及漏电极与所述栅电极之间的介电体，其中所述源电极与所述漏电极包括至少一种互不相同的物理性质及/或材料性质。
本发明因此通过了一种在某些物理性质或者材料性质上相互不同的源电极和漏电极。可对这些不同或者“非对称电极”进行单独的调整以具有具体的电子特性。所述非对称性允许在改进来自所述源电极的电荷注入的同时优化所述漏电极处的电荷抽取。优点包括较高的迁移率、较低的接触电阻、较低的泄漏、以及较高的开关比。
较佳地，所述物理性质及/或材料性质的差别为通过图形化的表面特征设置的物理结构。所述图形化的表面特征可为促进所述有机半导体材料结晶的抬升的表面特征及/或凹陷。所述图形化的表面特征最好选自锯齿形、城堡形、凸形或凹形。为了设置受导向的结晶生长，所述源电极可包括沿临近所述沟道区之边沿的图形化的表面特征，并且所述漏电极包括沿临近所述沟道区之边沿的与所述源电极的图形化的表面特征相偏离的图形化的表面特征，以使一个电极的抬升的表面特征与另一电极上的凹陷表面特征配对。
较佳地，通过冲压或者光刻形成所述不同的物理结构。
其它较佳的不同物理性质包括不同的电极表面积、不同的电极形状、不同的电极表面处理。较佳地，所述表面处理包括增加自组装单层。
较佳的不同材料性质为可提供不同的源电极和漏电极功函数的所述源电极与所述漏电极的不同材料组成。
为了在低泄漏之外提供具有高效电荷注入和抽取的器件，所述源电极的功函数大于或等于所述有机半导体的功函数，并且所述漏电极的功函数小于所述有机半导体的功函数。
所述源电极和漏电极中的较佳材料包括金属和诸如小分子、聚合物或者聚(乙撑二氧噻吩)之类的导电性有机材料。可通过喷墨印制、旋涂或者冲压印制中的任一种来沉积所述导电性有机材料。
较佳地，所述源电极和漏电极的不同材料组成包括所述源电极和漏电极的氧化部分。所述氧化部分包括Mo、MoCr、W或者V之类的氧化合物，或者更具体地，所述氧化部分包括MoCr-氧化物、MoO3、WO3或者V2O5。
一种非对称有机薄膜晶体管可包括这样的源电极和漏电极，即所述源电极和漏电极包括由至少两层交叠层组成的双层，并且其中所述双层的上层与下层形成位置偏移。较佳地，所述源电极双层的上层与所述晶体管的沟道区交叠并且与之临近，并且所述漏电极双层的下层靠近所述晶体管的沟道区。或者所述漏电极双层的上层与所述晶体管的沟道区交叠并且与之临近，并且所述源电极双层的下层靠近所述晶体管的沟道区。
对所述源电极及/或所述漏电极进行图形化可提供具较大有效沟道宽度的晶体管，其有效沟道宽度大于未对所述源电极及/或所述漏电极进行图形化的有效沟道宽度。因此，根据本发明的第二方面，提供了一种有机薄膜晶体管，其包括源电极和漏电极、设在所述源电极和漏电极间沟道区中的有机半导体、栅电极以及设在所述源电极及漏电极与所述栅电极之间的介电体，其中对所述源电极与所述漏电极中的一个或者这两者进行图形化以在所述有机半导体与图形化电极之间的界面处设置有效沟道宽度增大的接触面积。
所述有机薄膜晶体管可为顶栅晶体管或底栅晶体管。
根据本发明的第三方面，提供了一种哦制造有机薄膜晶体管的方法，所述晶体管包括之间设有沟道区的源电极和漏电极、栅电极、设在所述源电极及漏电极与所述栅电极之间的介电层、及设在所述源电极和漏电极间沟道区中的有机半导体，所述方法包括设置具有至少一种互不相同的物理性质及/或材料性质的源电极和漏电极。
附图说明
现参考附图，仅通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1为现有底栅有机薄膜晶体管的基本构架的示意图；
图2为现有有机薄膜晶体管的第一能级图；
图3为现有有机薄膜晶体管的第二能级图；
图4为根据本发明实施例的具有非对称源电极和漏电极的有机薄膜晶体管的第一能级图；
图5为根据本发明实施例的具有非对称源电极和漏电极的有机薄膜晶体管的第二能级图；
图6为根据本发明实施例的具有非对称源电极和漏电极的示意图；
图7a和7b为根据本发明实施例使用偏离源形成非对称源电极和漏电极之方法的示意图；
图8a和8b为根据本发明实施例使用偏离掩膜形成非对称源电极和漏电极之方法的示意图；
图9a和9b为根据本发明实施例的图形化非对称源电极和漏电极的示意图；
图10为根据本发明实施例的包括制造在共用衬底上的有机薄膜晶体管和相邻有机发光器件之像素的示意图；
图11为根据本发明实施例的以堆叠方式与有机发光器件制造在一起的有机薄膜晶体管的示意图。
整份说明书中使用相同的标号来标识相同的部件。
具体实施方式
参考图4，根据本发明实施例的具有非对称源电极和漏电极的有机薄膜晶体管的第一能级图包括功函数为5.3eV的有机半导体材料40。较佳的有机半导体材料40包括任选取代的并五苯(pentacene)之类的小分子；聚芳烃(polyarylenes)之类的任选取代的聚合物，特别是聚芴类(polyfluorenes)和聚噻吩类(polythiophenes)；及低聚物类。也可使用材料的混合，包括不同类型材料的混合(例如，聚合物和小分子的混合)。
源电极42的功函数设为与有机半导体材料40的功函数相匹配的5.3eV。漏电极44的功函数设为小于有机半导体材料40的功函数的4.8eV。
导电性聚合物之类的导电性有机材料沉积为源电极42，并且漏电极44沉积为金之类的金属。或者，这两个电极可为功函数调为所需值的导电性聚合物。此类导电性聚合物的一个例子为聚(乙撑二氧噻吩)(PEDOT)，尽管业界公知有其它的导电性聚合物。例如可使用旋涂或喷墨印制技术从溶液沉积此类导电性聚合物。
对于p沟道有机薄膜晶体管而言或者组合在一起，可适当地选择功函数大于3.5eV的高功函数材料(最好是金属)来制成源电极42和漏电极44，例如根据所需功函数选择的金、铂、钯、钼、钨、或铬。也可使用其他合适的化合物、合金及氧化物(例如三氧化钼和氧化铟锡)。
如图5所最佳示出地，有机半导体材料40包括4.8eV的功函数。因此，源电极42选为功函数与有机半导体材料40相匹配的4.8eV的金(Au)。此外，漏电极44选为功函数为4.3eV的银(Ag)。
在根据图4和5所述的两个例子中，源电极选为具有与有机半导体材料的功函数相匹配的功函数，以达成高效的电荷注入和载流子迁移率。漏电极选为具有低于有机半导体材料的功函数的功函数，以使电荷抽取不受妨碍，并且使得在反向偏置或非使用状态下对漏电流存在势垒。
对于n沟道OTFT，源电极和漏电极最好包含以下材料，例如功函数小于3.5eV的金属(如钙或钡)或金属化合物薄层，尤其是碱金属或碱土金属的氧化物或氟化物，例如氟化锂、氟化钡及氧化钡。或者，导电性聚合物可以被沉积为源电极和漏电极。
沉积非对称的源电极和漏电极的一种技术是首先通过蒸镀经由第一掩膜将源电极金属沉积在衬底上。该源电极金属可为金，并且通过热蒸镀进行沉积。使用第二掩膜对漏电极金属进行第二沉积以形成漏电极。该漏电极金属可为银，并且也通过热蒸镀进行沉积。随后，通过旋涂或喷墨印制之类的溶液沉积技术将有机半导体材料沉积入源电极和漏电极之间的导电沟道之中。使用热处理工艺干燥该有机半导体层。
参考图6，非对称源电极和漏电极布置72的前体60的示意图，包括沉积在玻璃衬底64上的已图形化的NiCr粘合层62(如虚线框表示)。一般地，NiCr粘合层62有助于放下作为相同的源电极66和漏电极68另一金属70(以阴影图形表示)之后的粘合。然而，根据本发明的一个实施例，NiCr粘合层62既提供粘合，也用以形成非对称的源电极66和漏电极68。如本领域的技术人员所应理解的，可使用适于这一实施例之目的的任何其它合适的接触电极材料来代替NiCr。
图6中，另一金属70已经偏离地沉积在图形化(patterned)的NiCr粘合层62上。因此，对于源电极66而言，下层的NiCr粘合层62的一部分从上层的另一金属70层突出，对于漏电极68而言，上层的另一金属70层从下层的NiCr粘合层62突出。
随后，有机半导体材料(图6中未示)沉积在源电极66和漏电极68的上方以填充源电极66和漏电极68之间的沟道70。源电极66的最靠近沟道70的金属为NiCr，而漏电极68最靠近沟道70的金属为另一金属70。所述最靠近沟道70的金属决定了电极的电特性。
参考图7a和7b，描述了一种使用根据本发明实施例的偏离源形成参考图6所描述之类型的非对称源电极和漏电极72的方法。
参考图7a，玻璃衬底64使用公知的视距(line of sight)蒸镀沉积技术暴露至第一NiCr金属源74。设置遮光板76以调节暴露时间，并且设置掩膜78以在玻璃衬底64上刻画NiCr金属的图形。因此，在蒸镀NiCr金属之后，衬底64带有图形化的NiCr粘合层62。
随后，参考图7b，玻璃衬底64暴露至另一金属源80，例如金。所述另一金属源80的位置偏离NiCr金属源74的位置，金由此以偏离的方式沉积在图形化的NiCr粘合层62的上方并且作为图形化层70，以设置如图6所示的非对称的源电极66和漏电极68的布置72。
参考图8a和8b，描述了一种根据本发明实施例使用偏离掩膜形成参考图6所描述之类型的非对称源电极和漏电极的方法。
参考图8a，玻璃衬底64使用公知的视距蒸镀沉积技术暴露至第一NiCr金属源74。设置遮光板76以调节暴露时间，并且设置掩膜78以在玻璃衬底64上刻画NiCr金属的图形。在蒸镀NiCr金属之后，衬底64带有图形化的NiCr粘合层62。
随后，参考图8b，使掩膜78的位置稍微偏离，并且玻璃衬底64暴露给另一金属源80，例如金(Au)。所述另一金属源80的位置固定为与NiCr金属源74相同的位置。可通过使用转盘式(carousel)的布局来达成改变金属源而不改变相对位置。金以偏离的方式沉积在图形化的NiCr粘合层62的上方并且作为图形化层70，以设置如图6所示的非对称的源电极66和漏电极68的布置72。
在本发明的另一实施例中，除了设置非对称的电极以促进有机薄膜晶体管中的电荷注入和抽取之外，非对称的电极还可用于通过控制源电极和漏电极的表面上(特别是沿沟道边沿)的成核程度来控制有机半导体材料的晶体生长。
源电极和漏电极的晶体生长非对称性和晶畴尺寸(domain size)可改进沟道上的晶体生长，并且消除当晶体从沟道的两侧开始生长并且朝向沟道中央会聚时导致的晶界。晶界表示晶体的非晶态而非有序部分，并且可表示针对经由晶体的电荷迁移率的势垒。除了上述材料组成差别之外的源电极与漏电极在物理形状、图形化和表面化学性之间的差别来引入晶体生长的非对称性。源电极与漏电极其中之一处的晶体成核较佳，以及在一个电极处促进成核而在另一电极处抑制成核的这种成核非对称性也可通过除了上述材料组成差别之外的电极与漏电极在物理形状、图形化和表面化学性之间的差别来引入。这一成核的非对称性可导致在一个电极处(例如，源电极)开始晶体形成，并且穿过沟道扩展到达另一电极(即，漏电极)。
由此，图9a为根据本发明实施例的图形化的非对称源电极和漏电极的示意图，其中电极之间的非对称性源于电极图形的差别。金(Au)制的源电极90和金(Au)制的漏电极92设为它们之间具有沟道70。
使用促进有机半导体晶体的成核和生长的结构对源电极90进行刻图。漏电极92具有直线边沿。在如图9a所示的这一情况下，这两个电极可使用相同的材料制造，并且可在单掩膜蒸镀工艺中进行沉积或者经由剥离程序进行光刻图形化。此类图形可为锯齿形、城堡形、凹形或凸形半圆盘，或者其它合适的形状。
参考图9b，源电极90包括边沿锯齿图形，漏电极92设有互补的锯齿图形。通过使得一个电极具有峰部，而另一电极具有相应的谷部可促进从一个电极到另一个电极这一方向上的结晶。此类结晶生长可形成不带有当同时从两个电极进行结晶时产生之晶界的材料。由于晶界用作电荷传递的势垒，并且可用作电荷陷阱点，这两个方面都可减小总体的电荷迁移率，所述晶界形成的减小有益于器件的整体性能。
如图9a和9b所示，对器件上的特定直线宽度而言，使用物理图形化电极结构为晶体管提供了较大的有效宽度。所述较大的有效宽度可允许使用具有较低本征迁移率的有机半导体材料。
在本发明的另一实施例中，可改变以及优化源电极和漏电极的化学性质或者表面能，以促进有机半导体结晶成核以及增大电荷注入和抽取的效率。可通过在源电极及/或漏电极的上方沉积自组装单层(SAM)而对源电极与漏电极中的一个或者其两种应用表面处理。带有极性端基团的SAM分子可用于提供局部湿润和成核结晶。带有疏水端基团的SAM分子(例如，氟化分子)可用于提供促进有机半导体分子移动至湿润区的抗湿润“本底(background)”。可使用喷墨印制沉积此类SAM分子。特别较佳的SAM分子包括F4TCNQ。
根据本发明实施例的OTFT可具有广泛范围的潜在应用。一种这样的应用是光学器件(较佳为有机光学器件)中的驱动像素。此类光学器件的实例包括光响应器件(尤其是光检测器)、以及发光器件(尤其是有机发光器件)。OTFT特别适合使用于有源矩阵有机发光器件，例如使用于显示应用。
图10示出了像素，其包括制造在共用衬底104上的有机薄膜晶体管100以及相邻的有机发光器件102。OTFT100包括栅电极106、介电层108、源电极110和漏电极112、及OSC层114。OLED102包括阳极116、阴极118、及设在阳极116和阴极118之间的电致发光层120。阳极116和阴极118之间还可设有其它层，例如电荷传递层、电荷注入层、或电荷阻挡层。在图10的实施例中，阴极材料层118延伸穿过OTFT100和OLED102，并且设有绝缘层122以使得阴极层118与OSC层122电气绝缘。通过在衬底104上沉积光阻层124并且对所述光阻层进行刻图以在衬底上界定出OTFT100区和OLED102区而形成共用堤(bank)材料来界定OTFT100和OLED102的有源区。
图10中，源电极112直接连接至有机发光器件102的阳极116，以在发光状态和非发光状态之间切换有机发光器件102。
在图11所示的代替布置中，有机薄膜晶体管200可制造为与有机发光器件202堆叠。在这一实施例中，有机薄膜晶体管202如前述地以顶栅结构或者底栅结构设置。与图10的实施例一样，通过图形化的光阻层124来界定出OTFT200和OLED202的有源区，然而，在这一堆叠布置中，具有两个独立的堤层124-一个用于OLED202，一个用于OTFT200。平坦化层204(亦称为钝化层)沉积在OTFT200之上。示例性的钝化层204包括BCB类和聚对二甲苯类。有机发光器件202制造在钝化层204的上方，并且有机发光器件202的阳极116通过穿过钝化层204和堤层124的导电通路206电连接至OTFT200的漏电极112。
应理解，包括OTFT及光学有源区(例如发光区或光传感区)的像素电路可以包括另外的元件。具体地，除了所示的驱动晶体管，图10和11的OLED像素电路一般还包括至少一个其他的晶体管，以及至少一个电容。应理解，应理解，本文所述的有机发光器件可为顶发光器件或者底发光器件。即，所述器件可通过器件的阳极侧或阴极侧中的任一侧发光。在透明器件中，阳极和阴极都是透明的。应理解，透明阴极器件无需具有透明的阳极(当然除非需要完全透明的器件)，所以可使用铝层之类反光材料层来代替或者补充用于底发光器件的透明阳极。
对于有源矩阵器件而言，由于位于发光像素下方的OTFT驱动电路会至少阻挡一部分的经由此类器件中透明阳极的光发射，如图11所示的实施例可见的，因此特别有利。
栅电极、源电极和漏电极的厚度范围可为5～200nm，尽管一般的厚度例如为由原子力显微镜(AFM)所测定的50nm。
所述器件构架还可包括其它层。例如，除了在栅电极、源电极或漏电极上设置自组装单层(SAM)之外，可以根据需要在衬底、绝缘层及有机半导体材料上沉积一层SAM以促进结晶度、减小接触电阻、修复表面特性以及提高粘附。具体地，沟道区内的介电表面(尤其是高k值介电表面)可设有包括结合区与有机区的单层以例如通过改进有机半导体的形态(尤其是聚合物的定向及结晶度)以及掩盖电荷陷阱来改善器件性能。此类单层可用的示例性材料包括具有长烷基链的氯基硅烷或烷氧基硅烷，例如十八烷基三氯硅烷。
显然，本领域的技术人员可认识到许多其它的有效代替。应理解，本发明不限于所述的实施例，并且涵盖在所附权利要求的精神和范围之内的所有业界明知的修改。

Claims (36)

1.一种有机薄膜晶体管，包括源电极和漏电极、设在所述源电极和漏电极间沟道区中的有机半导体、栅电极以及设在所述源电极及漏电极与所述栅电极之间的介电体，其中所述源电极与所述漏电极包括至少一种互不相同的的物理性质及/或材料性质。
2.如权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中所述至少一种不同的物理性质及/或材料性质为物理结构。
3.如权利要求2所述的有机薄膜晶体管，其中所述物理结构包括图形化的表面特征。
4.如权利要求3所述的有机薄膜晶体管，其中所述图形化的表面特征为抬升的表面特征及/或凹陷。
5.如权利要求4所述的有机薄膜晶体管，其中所述抬升的表面特征及/或凹陷选自锯齿形、城堡形、凸形或凹形。
6.如权利要求5所述的有机薄膜晶体管，其中所述源电极包括沿临近所述沟道区之边沿的图形化的表面特征，并且所述漏电极包括沿临近所述沟道区之边沿的与所述源电极的图形化的表面特征相偏离的图形化的表面特征，以使一个电极的抬升的表面特征与另一电极上的凹陷表面特征配对。
7.如权利要求2～6中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中通过冲压或者光刻形成所述不同的物理结构。
8.如前述权利要求中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述不同的物理性质包括不同的电极表面积。
9.如前述权利要求中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述不同的物理性质包括不同的电极形状。
10.如前述权利要求中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述不同的物理性质包括不同的电极表面处理。
11.如权利要求10所述的有机薄膜晶体管，其中所述表面处理包括增加自组装单层。
12.如前述权利要求中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中至少一种不同的物理性质及/或材料性质为所述源电极与所述漏电极的不同材料组成。
13.如权利要求12所述的有机薄膜晶体管，其中所述不同的材料组成提供不同的源电极和漏电极功函数。
14.如权利要求13所述的有机薄膜晶体管，其中所述源电极的功函数大于或等于所述有机半导体的功函数，并且所述漏电极的功函数小于所述有机半导体的功函数。
15.如前述权利要求中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述源电极和漏电极中的至少一个为导电性有机材料。
16.如权利要求15所述的有机薄膜晶体管，其中所述导电性有机材料包括聚合物。
17.如权利要求16所述的有机薄膜晶体管，其中所述聚合物包括聚(乙撑二氧噻吩)。
18.如权利要求15～17中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中通过喷墨印制、旋涂或者冲压印制中的任一种来沉积所述导电性有机材料。
19.如权利要求12～14中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述源电极和漏电极的不同材料组成包括所述源电极和漏电极的氧化部分。
20.如权利要求19所述的有机薄膜晶体管，其中所述氧化部分包括氧化合物。
21.如权利要求20所述的有机薄膜晶体管，其中所述氧化部分包括Mo、MoCr、W或者V的氧化物。
22.如权利要求21所述的有机薄膜晶体管，其中所述氧化部分包括MoCr-氧化物、MoO3、WO3或者V2O5。
23.如权利要求12～22中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述源电极和漏电极包括由至少两层交叠层组成的双层，并且其中所述双层的上层与下层形成位置偏移。
24.如权利要求23所述的有机薄膜晶体管，其中所述源电极双层的上层与所述晶体管的沟道区交叠并且与之临近，并且所述漏电极双层的下层靠近所述晶体管的沟道区。
25.如权利要求23所述的有机薄膜晶体管，其中所述漏电极双层的上层与所述晶体管的沟道区交叠并且与之临近，并且所述源电极双层的下层靠近所述晶体管的沟道区。
26.一种有机薄膜晶体管，包括源电极和漏电极、设在所述源电极和漏电极间沟道区中的有机半导体、栅电极以及设在所述源电极及漏电极与所述栅电极之间的介电体，其中对所述源电极与所述漏电极中的一个或者这两者进行图形化以在所述有机半导体与图形化的电极之间的界面处设置有效沟道宽度增大的接触面积。
27.如前述权利要求中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述有机薄膜晶体管为底栅有机薄膜晶体管。
28.如前述权利要求中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中所述有机薄膜晶体管为顶栅有机薄膜晶体管。
29.一种制造有机薄膜晶体管的方法，所述晶体管包括之间设有沟道区的源电极和漏电极、栅电极、设在所述源电极及漏电极与所述栅电极之间的介电层、及设在所述源电极和漏电极间沟道区中的有机半导体，所述方法包括设置具有至少一种互不相同的物理性质及/或材料性质的源电极和漏电极。
30.如权利要求29所述的方法，其中设置具有互不相同的物理性质的源电极和漏电极包括改变至少一个电极的物理结构。
31.如权利要求30所述的方法，其中改变至少一个电极的物理结构包括对所述电极进行表面图形化。
32.如权利要求29所述的方法，其中设置具有至少一种互不相同的物理性质及/或材料性质的源电极和漏电极包括设置表面处理不同于所述漏电极的源电极。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述表面处理包括对带有结晶区的所述源电极及/或漏电极的表面接种，并且所述有机半导体材料籍此在所述结晶区结晶。
34.如权利要求29所述的方法，其中设置具有一种互不相同的材料性质的源电极和漏电极包括沉积功函数不同于所述漏电极的源电极。
35.一种基本如说明书所述及/或参考附图4～11所述的非对称有机薄膜晶体管。
36.一种制造基本如说明书所述及/或参考附图4～11所述的非对称有机薄膜晶体管的方法。
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