CN102820429A - 薄膜晶体管 - Google Patents
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Abstract
一种薄膜晶体管，包括栅极、源极、漏极以及有机半导体层。有机半导体层位于栅极与源极之间以与栅极与漏极之间，其中有机半导体层包含具有式1至式5所示的化学式其中之一的有机半导体材料：
式1
式2
式3
式4式5其中X为C、Si或Ge；Y为C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
Description
技术领域
本发明是有关于一种薄膜晶体管，且特别是有关于一种有机薄膜晶体管。
背景技术
近来环保意识抬头，具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的平面显示面板(flat display panels)已成为市场主流。常见的平面显示器包括液晶显示器(liquid crystal displays)、等离子显示器(plasma displays)、有机发光二极管(OLED)显示器以及电泳显示器(electro-phoretic displays)等。
在维持高画质、高性能的条件下，借由改变薄膜晶体管内的半导体层的特性，以改良薄膜晶体管的电荷迁移率，进一步提升显示器的画质与性能是相当重要的议题。一般来说，驱动电路中的薄膜晶体管的半导体层可用小分子材料或高分子材料来制作。小分子材料具有好的结晶性，在电性上的表现较佳。然而，小分子材料的缺点是均匀性(uniformity)不佳。另外，高分子材料则适合各种不同的制程条件，其电性均匀性的表现也相当好。然而，高分子材料的缺点是其电荷迁移率较低。因此，开发具有电性佳、均匀性佳且高电荷迁移率等特性的材料实为目前此领域的研发人员亟欲发展的目标。
发明内容
本发明提供一种薄膜晶体管，其具有较佳的组件特性。
本发明提出一种薄膜晶体管，包括栅极、源极、漏极以及有机半导体层。有机半导体材料位于栅极与源极之间以与栅极与漏极之间，其中有机半导体层包含具有式1至式5所示的化学式其中之一的有机半导体材料：
式1
式3
式4
其中X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
本发明再提出一种薄膜晶体管，包括栅极、源极、漏极以及有机半导体层。有机半导体层位于栅极以及源极之间以与栅极与漏极之间，其中有机半导体层包含具有式6至式10所示的化学式其中之一的有机半导体材料：
式9
其中n为2～10000的正整数；X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
A表示下列化学式其中之一：
其中Z为O、S或Se；R3为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或是H。
本发明提出一种有机半导体材料，具有式1至式5所示的化学式其中之一：
其中X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
本发明另提出一种有机半导体材料，具有式6至式10所示的化学式其中之一：
式9
其中n为2～10000的正整数；X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
A表示下列化学式其中之一：
其中Z为O、S或Se；R3为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或是H。
基于上述，本发明的薄膜晶体管采用具有七环结构的有机半导体材料，此七环结构具有良好的共平面特性，有助于电荷的传输，因此能够有效提供本发明的薄膜晶体管的电荷迁移率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A是本发明一实施例的薄膜晶体管的剖面示意图。
图1B是本发明另一实施例的薄膜晶体管的剖面示意图。
图2是化合物CDTS以及化合物CDTP溶在甲苯中的吸收光谱。
图3是化合物PCDTSFDT以及化合物PCDTPFDT在固态薄膜中的吸收光谱。
图4为实例1的薄膜晶体管的漏极/源极电流(IDS)对漏极/源极电压(VDS)的关系图。
图5为实例1的薄膜晶体管的漏极/源极电流平方根((IDS)1/2(A)1/2)以及漏极/源极电流(IDS)对栅极/源极电压(VGS)的关系图。
图6为实例2的薄膜晶体管的漏极/源极电流(IDS)对漏极/源极电压(VDS)的关系图。
图7为实例2的薄膜晶体管的漏极/源极电流平方根((IDS)1/2(A)1/2)以及以及漏极/源极电流(IDS)对栅极/源极电压(VGS)的关系图。
其中，附图标记：
100a、100b：薄膜晶体管
102：基板
104：栅极
106：介电层
108：自组装单分子层
110：有机半体导层
112：源极
114：漏极
具体实施方式
薄膜晶体管
图1A是本发明一实施例的薄膜晶体管的剖面示意图。请参考图1A，薄膜晶体管100a包括栅极104、源极112、漏极114以及有机半导体层110。另外，薄膜晶体管100a更包括基板102、介电层106以及自组装单分子层(self-assembly monolayer，SAM)108。
栅极104位于基板102上。介电层106覆盖栅极104。自组装单分子层108位于介电层106上。自组装单分子层108具有改变介电层106的表面能量(surface energy)，以改善有机半导体层110中分子排列的功效。
有机半导体层110位于自组装单分子层108上。源极112以及漏极114各自位于有机半体导层110上。有机半导体层110位于栅极104以及源极112之间以与栅极104与漏极114之间。图1A所绘示的薄膜晶体管100a例如是底栅极(bottom gate)的结构。然而，本发明不限于此。在其它实施例中，薄膜晶体管100b也可以例如是顶栅极(top gate)结构，如图1B所示。
请再参考图1A，在本实施例中，有机半导体层110包含具有式1至式5所示的化学式其中之一的有机半导体材料：
其中X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
在一实施例中，前述R1以及R2各自包括下列所示的化学式的其中之一：
在一实施例中，前述有机半导体材料包括下列具有七环共振结构的单体分子：
其中EH表示2-乙基己基(2-ethylhexyl)。
在一实施例中，前述有机半导体材料包括下列具有七环共振结构的单体分子：
其中EH表示2-乙基己基(2-ethylhexyl)。
由于本发明的有机半导体材料为具有七环共振结构的化合物，此七环结构具有良好的共平面特性以及共振特性，有助于电荷的传输。所以，使用前述有机半导体材料作为通道材料的薄膜晶体管的电荷迁移率能够获得提升。
本发明再提出另一实施例的薄膜晶体管。本实施例的薄膜晶体管的结构与图1A的实施例结构相同，请参考图1A，本实施例与前述实施例的不同之处在于：前述实施例的有机半导体层110包含具有如式1至式5所示的单体化合物其中之一的有机半导体材料，而本实施例的有机半导体层110包含具有如式6至式10所示的聚合物其中之一的有机半导体材料。式6至式10的聚合物如下所示：
式9
其中n为2～10000的正整数；X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
A表示下列化学式其中之一：
其中Z为O、S或Se；R3为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或是H。
在一实施例中，前述R1以及R2各自包括下列所示的化学式的其中之一：
在一实施例中，前述有机半导体材料包括下列具有七环共振结构的聚合物：
其中n为2～10000的正整数。
在一实施例中，前述有机半导体材料包括下列具有七环共振结构的聚合物：
其中n为2～10000的正整数。
由于本发明的有机半导体材料为具有七环共振结构的聚合物，此七环结构具有良好的共平面特性以及共振特性，有助于电荷的传输。所以，当薄膜晶体管使用前述有机半导体材料作为通道材料时，薄膜晶体管的电荷迁移率能够大幅提升。
有机半导体材料的合成方法
[实验例1单体锡-咔唑-双噻吩吡咯(Sn-carbazole-dithienopyrrole(Sn-CDTP)的合成)]
步骤1-化合物3b的合成
将化合物2,7-双硼酯-N-9-十七碳基咔唑2,7-Bis(4′,4′,5′,5′-tetramethyl-1′,3′,2′-dioxaborolan-2′-yl)-N-9″-heptadecanylcarbazole 1b(0.30g，0.47mmol)、3-溴-2-碘噻吩3-bromo-2-iodothiophene2(0.32g，1.11mmol)、碳酸钾(K2CO3，0.39g，2.82mmol)与界面活性剂(Aliquant336，0.05g，0.12mmol)置于100mL双颈瓶中，在手套箱内取四(三苯基鏻)钯Pd(PPh3)4(54mg，0.047mmol)。双颈瓶移出手套箱后，注入预先用氮气除氧过的甲苯/纯水(12mL，5:1)的混合溶液。在氮气下加热回流(120℃)72小时后，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水。减压浓缩除去有机溶剂，最后做硅胶管柱层析乙酸乙酯/正己烷(ethyl acetate/n-hexane1:30为冲提液)，得到淡黄色黏稠物3b(0.30g，产率88%)。
步骤2-化合物4b的合成
将3b(0.67g,0.92mmol)置于100mL的单颈瓶中，加入丙酮acetone(15mL)使其溶解，再加入NBS N-溴代丁二酰亚胺N-bromosuccimide(0.38g，2.12mmol)，并包铝箔纸避免照光，在氮气下，室温反应12小时后，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，减压浓缩除去有机溶剂，最后做硅胶管柱层析(n-hexane为冲提液)，得到淡黄色黏稠物4b(0.55g，产率68%)。
步骤3-化合物CDTP的合成
将化合物4b(0.32g，0.36mmol)、2-乙基己胺(2-ethylhexylamine，0.52g，4.02mmol)、叔丁醇钠(t-BuONa，0.31g，3.23mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯（tris(dibenzylideneacetone)dipalladium：Pd2(dba)3）(67mg，0.073mmol)与2,2'-双二苯磷-1,1'-联萘（2,2’-bis(diphenylphosphino)-1,1’-binaphthyl：BINAP）(0.18g，0.29mmol)置于100mL双颈瓶中，在手套箱内取Pd(PPh3)4(54mg，0.047mmol)，双颈瓶移出手套箱后，注入预先用氮气除氧过的甲苯(15mL)的混合液，在氮气下，加热回流(125℃)18小时后，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，减压浓缩除去有机溶剂，最后做硅胶管柱层析二氯甲烷(dichloromethane/n-hexane1:20为冲提液)，得到黄色固体CDTP(0.27g，产率90%)。
步骤4-化合物Sn-CDTP的合成
将CDTP(0.47g，0.57mmol)置于100mL的双颈瓶中，抽真空并烤瓶反复3次，注入无水四氢呋喃(20mL)，接着在-78℃(以丙酮和液态氮混合)慢慢滴入叔丁基锂(t-BuLi，1.6M，1.1mL，1.76mmol)，在-78℃下持续反应1小时，在-78℃下加入三甲基氯化锡(chlorotrimethylstannane，1.0M，2.3mL，2.3mmol)后，回到室温反应12小时，加水终止反应，减压浓缩除去有机溶剂，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，减压浓缩除去有机溶剂，得到黄色固体Sn-CDTP(0.65g，产率99%)。
[实验例2单体锡-咔唑-双噻吩噻咯(Sn-carbazole-dithienosilole(Sn-CDTS)的合成)]
步骤1-化合物3a的合成
将化合物2,7-双硼酯-N-9-2-乙基己基咔唑2,7-Bis(4′,4′,5′,5′-tetramethyl-1′,3′,2′-dioxaborolan-2′-yl)-N-9″-2-ethylhexylcarbazole 1a(5.88g，11.07mmol)、3-溴-2-碘噻吩3-bromo-2-iodothiophene2(7.67g，26.55mmol)、碳酸钾(K2CO3，9.18g，66.42mmol)与界面活性剂(Aliquant336，1.12g，2.77mmol)置于100mL双颈瓶中，在手套箱内取Pd(PPh3)4(1.28g，1.11mmol)，双颈瓶移出手套箱后，注入预先用氮气除氧过的甲苯/纯水(78mL，5:1)的混合液，在氮气下，加热回流(120℃)72小时后，用乙醚(100mL，三次)和纯水(150mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，减压浓缩除去有机溶剂，最后做硅胶管柱层析(dichloromethane/n-hexane1:20为冲提液)，得到淡黄色黏稠物3a(4.56g，产率69%)。
步骤2-化合物4a的合成
将3a(2.0g，3.33mmol)置于100mL的单颈瓶中，加入丙酮(60mL)使其溶解，再加入N-bromosuccimide(1.24g，6.97mmol)，并包铝箔纸避免照光，在氮气下，室温反应12小时后，用乙醚(150mL，三次)和纯水(100mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，减压浓缩除去有机溶剂，最后做硅胶管柱层析(dichloromethane/n-hexane1:15为冲提液)，得到白色固体4a(1.5g，产率60%)。
步骤3-化合物5的合成
将4a(1.03g,1.36mmol)置于100mL的双颈瓶中，抽真空并烤瓶反复3次，注入无水四氢呋喃(20mL)，接着在-78℃(以丙酮和液态氮混合)慢慢滴入二异丙基氨基锂LDA(lithium diisopropylamide，2.0M，1.5mL，3.0mmol)，在-78℃下持续反应1小时，加入三甲基氯硅烷TMSCl(chlorotrimethylsilane，0.44g，4.05mmol)后，回到室温反应15小时，加水终止反应，减压浓缩除去有机溶剂，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，最后做硅胶管柱层析(dichloromethane/n-hexane1:30为冲提液)，得到白色固体5(1.15g，产率94%)。
步骤4-化合物三甲基硅烷-咔唑-双噻吩噻咯(trimethyl-carbazole-dithienosilole(TMS-CDTS))的合成
将5(1.15g，1.27mmol)置于100mL的双颈瓶中，抽真空并烤瓶反复3次，注入无水四氢呋喃(30mL)，接着在-78℃(以丙酮和液态氮混合)慢慢滴入正丁基锂(n-BuLi，2.5M，2.7ml，6.75mmol)，在-78℃下持续反应1小时后，在室温反应1小时，在-78℃下，加入二辛基二氯硅烷dichlorodioctylsilane(1.28g，3.95mmol)，且在-78℃下反应30分钟，回到室温反应14小时，加水终止反应，减压浓缩除去有机溶剂，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，最后做硅胶管柱层析(n-hexane为冲提液)，得到淡黄色黏稠物TMS-CDTS(1.0g，产率72%)。
步骤5-化合物Br-CDTS的合成
将TMS-CDTS(0.84g，0.77mmol)置于100mL的单颈瓶中，加入四氢呋喃THF(37mL)使其溶解，再加入N-溴代丁二酰亚胺（N-bromosuccimide：NBS）(0.30g，1.69mmol)，并包铝箔纸避免照光，在氮气下，室温反应12小时后，加水终止反应，减压浓缩除去有机溶剂，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，减压浓缩除去有机溶剂，最后做硅胶管柱层析(n-hexane为冲提液)，得到黄色固体Br-CDTS(0.57g，产率67%)。
步骤6-化合物Sn-CDTS的合成
将Br-CDTS(0.11g，0.099mmol)置于100mL的双颈瓶中，抽真空并烤瓶反复3次，注入无水四氢呋喃(10mL)，接着在-78℃(以丙酮和液态氮混合)慢慢滴入叔丁基锂(t-BuLi，1.6M，0.5mL，0.8mmol)，在-78℃下持续反应1小时，在-78℃下加入三甲基氯化锡(chlorotrimethylstannane，1.0M，1.0mL，1.0mmol)后，回到室温反应15小时，加水终止反应，减压浓缩除去有机溶剂，用乙醚(50mL，三次)和纯水(50mL)萃取，收集有机层并用硫酸镁除水，减压浓缩除去有机溶剂，得到淡橘色黏稠物Sn-CDTS(0.12g，产率95%)。
[实验例3聚合物聚(咔唑-双噻吩吡咯-熔合双噻吩)(poly(carbazole-dithienopyrrolo-fused-dithiophene)(PCDTPFDT)的合成)]
合成步骤
将Sn-CDTP(240.0mg，0.209mmol)、2,5-双溴噻吩并[3,2-b]噻吩2,5-dibromothieno[3,2-b]thiophene6(62.4mg，0.209mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(9.6mg，0.01mmol)与三甲苯磷酸tri(2-methylphenyl)phosphine(25.5mg，0.084mmol)置于50mL的单颈瓶中，注入预先用氮气除氧过的氯苯(5mL)，持续用氮气除氧10分钟，再加装上回流管移至聚焦式微波合成仪进行微波聚合，聚合条件为在270watt，180℃下进行50分钟的微波聚合，接着依序加入末端终止剂-2-(三正丁基锡)噻吩end-capping2-(tributylstannyl)thiophene(39.0mg,0.105mmol)在270watt，180℃下进行10分钟的微波反应以及2-溴噻吩(18.4mg，0.113mmol)同样条件下反应，之后用甲醇200mL做再沉淀，重力过滤收集固体，以丙酮做连续萃取一天，正己烷一天，将固体再溶于四氢呋喃中，加入5当量的硅-硫醇Si-Thiol(43.2mg，0.05mmol)及磁石搅拌进行除金属12小时，重力过滤掉Si-Thiol后，再进行再沉淀(甲醇)，过滤后得到黑绿色固体130mg，产率65%。
[实验例4聚合物聚(咔唑-双噻吩噻咯-熔合双噻吩)(poly(carbazole-dithienosilolo-fused-dithiophene)(PCDTSFDT)的合成)]
将Br-CDTS(109.3mg，0.099mmol)、2,5-双(三甲基锡)噻吩并[3,2-b]噻吩2,5-bis(trimethylstannyl)thieno[3,2-b]thiophene7(46.0mg，0.099mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(4.5mg,0.005mmol)与三甲苯磷酸tri(2-methylphenyl)phosphine(12.0mg,0.04mmol)置于50mL的单颈瓶中，注入预先用氮气除氧过的氯苯(4mL)，持续用氮气除氧10分钟，再加装上回流管移至聚焦式微波合成仪进行微波聚合，聚合条件为在270watt，180℃下进行50分钟的微波聚合，接着依序加入末端终止剂-2-(三正丁基锡)噻吩end-capping2-(tributylstannyl)thiophene(18.4mg，0.05mmol)在270watt，180℃下进行10分钟的微波反应以及2-溴噻吩(8.7mg，0.054mmol)于同样条件下反应，之后用甲醇200mL做再沉淀，重力过滤收集固体，以丙酮做连续萃取一天，正己烷一天，最后正己烷/四氢呋喃(15:1)一天，将固体再溶于四氢呋喃中，加入5当量的Si-Thiol(21.6mg，0.025mmol)及磁石搅拌进行除金属12小时，重力过滤掉Si-Thiol后，再进行再沉淀(甲醇)，过滤后得到墨绿色固体55mg，产率51%。
有机半导体材料特性测试
[化合物CDTS以及化合物CDTP]
图2是化合物CDTS以及化合物CDTP溶在甲苯中的吸收光谱。表一是化合物CDTS以及化合物CDTP溶在甲苯中的最大吸收波长。表二是化合物CDTS以及化合物CDTP的最高占有分子轨道(Highest Occupied MolecularOrbital，HOMO)的能量、最低未占有分子轨道(Lowest Unoccupied MolecularOrbital，LUMO)的能量、Eg a(HOMO与LUMO的能量差)以及Eg opt的测试结果。详言之，Eg op是由吸收的起始波长位置推算HOMO与LUMO的能量差，而Eg opt为1240/吸收起始波长的值。
表一
| 化合物 | 最大吸收波长(nm)(甲苯) |
| CDTS | 395 |
| CDTP | 390 |
表二
| 化合物 | HOMO(eV) | LUMO(eV) | Eg a(eV) | Eg opt(eV)(toluene) |
| CDTS | -5.45 | -2.19 | 3.26 | 3.07 |
| CDTP | -4.97 | -1.91 | 3.06 | 2.71 |
[聚合物PCDTSFDT以及聚合物PCDTPFDT]
图3是化合物PCDTSFDT以及化合物PCDTPFDT在固态薄膜中的吸收光谱。表三是化合物PCDTSFDT以及化合物PCDTPFDT在固态薄膜中的最大吸收波长。表四是化合物PCDTSFDT以及化合物PCDTPFDT的最高占有分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)的能量、最低未占有分子轨道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)的能量、Eg a(HOMO与LUMO的能量差)以及Eg opt的测试结果。
表三
| 化合物 | 最大吸收波长(nm)(固态薄膜) |
| PCDTSFDT | 503、541 |
| PCDTPFDT | 546 |
表四
| 化合物 | HOMO(eV) | LUMO(eV) | Eg a(eV) | Eg opt(eV)(薄膜) |
| PCDTSFDT | -5.26 | -3.59 | 1.67 | 2.18 |
| PCDTPFDT | -5.34 | -3.66 | 1.68 | 2.00 |
薄膜晶体管的评价
为说明本发明的薄膜晶体管使用前述有机半导体材料的功效，以下将列举实例作为说明。在此，使用的组件结构如图1A所示，其中自组装单分子层的材料为十八烷基三氯硅烷-octadecyltrichlorosilane(OTS)，源极以及漏极的材料为金(Au)电极。实例1的薄膜晶体管所使用的有机半导体材料为化合物PCDTSFDT。实例2的薄膜晶体管所使用的有机半导体材料为化合物PCDTPFDT。
图4为实例1的薄膜晶体管的漏极/源极电流(IDS)对漏极/源极电压(VDS)的关系图。由图4可以看出IDS随VDS增加而增加的区域为线性区，IDS不随VDS增加而增加的区域为饱和区。输出电导(output conductance，g)表示如下：
g=(△IDS/△VDS)
由输出电导可以看出薄膜晶体管输出功率的能力，当g值愈大，则代表输出能力愈高。此外，由曲线在X轴交会的点可以看出有机半导体材料与漏极/源极的接触电阻值，理想值为0。当交会点越往右(即X值越负)代表接触电阻越大。
图5为实例1的薄膜晶体管的漏极/源极电流平方根((IDS)1/2(A)1/2)以及漏极/源极电流(IDS)对栅极/源极电压(VGS)的关系图，其中源极电压(VDS)为-60V。请参考图5，详言之，漏极/源极电流于饱和区的计算公式如下所示：
其中，IDS为源极/漏极电流，μ为迁移率(mobility)，Cox为介电层产生的电容值，W为通道(channel)宽度，L为通道长度，VGS为栅极电压，Vth为薄膜晶体管的起始电压。利用(IDS)1/2对(VGS)1/2作图后所得的方程式中，斜率可以推算出电荷迁移率，与x轴的截距为起始电压。
图6为实例2的薄膜晶体管的漏极/源极电流(IDS)对漏极/源极电压(VDS)的关系图。图7为实例2的薄膜晶体管的漏极/源极电流平方根((IDS)1/2(A)1/2)以及漏极/源极电流(IDS)对栅极/源极电压(VGS)的关系图，其中源极电压(VDS)为-60V。
表五为实例1的薄膜晶体管的电荷迁移率(hole mobility)、开启电流与关闭电流比值(Ion/off)以及临界电压(threshold voltage，VT)的测试结果。
表五
| Hole mobility(cm2/Vs) | Ion/off | VT(V) | |
| 实例1 | 0.063 | 2x106 | -18.5 |
一般而言，高分子型有机半导体材料的电荷迁移率达到0.05(cm2/Vs)以上，即表示其具有良好的电荷传输效果。由表五可知，实例1的电荷迁移率为0.063(cm2/Vs)，因此本发明的高分子有机半体导材料确实具有良好的电荷传输效果。
综上所述，本发明的薄膜晶体管采用具有七环结构的有机半导体材料，此七环结构具有良好的共平面特性，有助于电荷的传输，因此能够有效提升本发明的薄膜晶体管的电荷迁移率。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (16)
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
一栅极、一源极以及一漏极；以及
一有机半导体层，位于该栅极与该源极之间以及该栅极与该漏极之间，其中该有机半导体层包含具有式1至式5所示的化学式其中之一的有机半导体材料：
式2
其中X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，R1以及R2包括：
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，该有机半导体材料包括：
其中EH表示2-乙基己基(2-ethylhexyl)。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，该有机半导体材料包括：
其中EH表示2-乙基己基(2-ethylhexyl)。
5.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
一栅极、一源极以及一漏极；以及
一有机半导体层，位于该栅极以及该源极之间以及该栅极与该漏极之间，其中该有机半导体层包含具有式6至式10所示的化学式其中之一的有机半导体材料：
其中n为2～10000的正整数；X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
A表示下列化学式其中之一：
其中Z为O、S或Se；R3为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或是H。
6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，R1以及R2包括：
7.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，该有机半导体材料包括：
其中n为2～10000的正整数。
8.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，该有机半导体材料包括：
其中n为2～10000的正整数。
9.一种有机半导体材料，其特征在于，具有式1至式5所示的化学式其中之一：
式1
其中X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
10.根据权利要求9所述的有机半导体材料，其特征在于，R1以及R2包括：
11.根据权利要求9所述的有机半导体材料，其特征在于，包括：
其中EH表示2-乙基己基(2-ethylhexyl)。
12.根据权利要求9所述的有机半导体材料，其特征在于，包括：
其中EH表示2-乙基己基(2-ethylhexyl)。
13.一种有机半导体材料，其特征在于，具有式6至式10所示的化学式其中之一：
式6
式7
其中n为2～10000的正整数；X表示C、Si或Ge；Y表示C、Si或Ge；R1以及R2各自为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或
A表示下列化学式其中之一：
其中Z为O、S或Se；R3为具有3～22个碳的直链烷基、具有3～22个碳的侧链烷基或是H。
14.根据权利要求13所述的有机半导体材料，其特征在于，R1以及R2包括：
15.根据权利要求13所述的有机半导体材料，其特征在于，包括：
其中n为2～10000的正整数。
16.根据权利要求13所述的有机半导体材料，其特征在于，包括：
其中n为2～10000的正整数。
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- 2012-04-26 TW TW101114935A patent/TW201343654A/zh unknown
- 2012-08-02 CN CN2012102735889A patent/CN102820429A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201343654A (zh) | 2013-11-01 |
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