CN103874704A - 二氧杂蒽嵌蒽化合物、层压结构及其形成方法、以及电子器件及其制造方法 - Google Patents

二氧杂蒽嵌蒽化合物、层压结构及其形成方法、以及电子器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种例如用以下结构式(1)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物。

Description

二氧杂蒽嵌蒽化合物、层压结构及其形成方法、以及电子器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及二氧杂蒽嵌蒽化合物、及具有包括该二氧杂蒽嵌蒽化合物的半导体层的电子器件。或者,本发明涉及层压结构及其形成方法、以及电子器件及其制造方法。
背景技术
目前,包括用于各种电子器件的薄膜晶体管(TFT)的场效应晶体管(FET)由例如形成在衬底比如硅半导体衬底或硅半导体材料层中的沟道形成区域和源电极/漏电极、形成在衬底的表面上的包括SiO2的栅极绝缘层、以及设置为经栅极绝缘层面向沟道形成区域的栅电极。另外,此FET被简称为顶栅型FET。或者,FET由设置在基体上的栅电极、设置在包括栅电极上并包括SiO2的基体上的栅极绝缘层、以及形成在栅极绝缘层上的沟道形成区域和源电极/漏电极配置而成。另外,此FET被简称为底栅型FET。用于制造半导体器件的非常昂贵的设备被用于制造具有上述结构的FET,由此需要减少制造成本。
其中,近来正在积极开发具有由有机半导体材料形成的有源层的电子器件,特别地,有机电子器件(其在下文可以被简称为有机器件)比如有机晶体管、有机发光元件或有机太阳能电池引起了人们的关注。这些有机器件的最终目的可以是具有低成本、轻重量、灵活性及高性能。当与无机材料(硅是其最好的实例的)相比,有机半导体材料(1)允许以成本低、低温度、简单工艺制造大的有机器件,(2)允许制造具有柔性的有机器件,并且(3)允许通过将构成有机半导体材料的分子改造成所需的形态来控制有机器件的性能或物理性质。有机半导体材料由此具有这样的各种优点。
由有机半导体材料形成的有源层经常形成在绝缘材料层上。进一步地,在这种情况下,有源层通常首先形成绝缘材料层,然后将有机半导体材料溶液涂布在绝缘材料层上,并干燥来获得。旋涂法经常用于涂布有机半导体材料溶液。
作为构成半导体层的有机半导体材料,例如,多并苯化合物比如用以下结构式表示的蒽嵌蒽、并四苯(萘并萘)及并五苯得到了越来越普遍的研究。进一步地,在JP2010-006794A中,本申请人还提出了各种二氧杂蒽嵌蒽化合物和使用这些二氧杂蒽嵌蒽化合物的半导体器件。
Figure BDA0000487644620000021
由于这些并苯化合物因相邻分子之间使用“C-H...π”相互作用而具有强内聚力,因此并苯化合物具有高结晶性。这里,“C-H...π”相互作用是在相邻分子之间起作用的相互作用之一,其中分子的周边的C-H基团(边)朝向在分子平面上方和下方凸出的π轨道(面)吸引较弱,其通常导致产生边对面排布。进一步地,在固体中,分子由此堆叠成分子之间在平面和侧边彼此接触的人字形排布。另外,已经报道这样的结构展示出高载流子迁移率和优良的半导体器件性能(参照Wei-Qiao Deng and WilliamA.Goddard III,J.Phys.Chem.B,2004American Chemical Society,Vol.108,No.25,2004,p.8614-8621)。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP2010-006794A
专利文献2:JP2009-177136A
非专利文献
非专利文献1:Wei-Qiao Deng and William A.Goddard III,J.Phys.Chem.B,2004American Chemical Society,Vol.108,No.25,2004,p.8614-8621
非专利文献2:T.Ohe et.al.,App.Phys.Lett.93,053303,2008
非专利文献3:Journal of Organic Chemistry,2010,75,8241-8251
发明内容
技术问题
因此,预计多并苯化合物提高由于π体系随着环长度增加而加宽的载流子迁移率,使得大的轨道重叠形成在相邻分子之间。然而,并五苯是具有可以稳定存在的最长环长度的多并苯化合物。环长度大于并五苯的多并苯化合物(例如,并六苯等)在空气中缺乏稳定性,并且难以分离。这被认为是因为多并苯化合物由于在分子中具有反应部位而容易被氧、光、水、高温等分解。因此,只要化合物只具有多并苯骨架,就难以确保分子稳定性。所以,在用于驱动有机EL显示器的薄膜晶体管(TFT)中制作沟道形成区域利用此多并苯化合物是困难的,该有机EL显示器通过实现复杂的集成过程制造。
进一步地,在JP2010-006794中公开的各种二氧杂蒽嵌蒽化合物中,包括用以下结构式表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物的薄膜由于用于提高溶解度和分子取向的直链烷基而可能在高温气氛下展示出结晶性并在其分子排布方面经历变化。即,可能产生中间相(液晶转变)。进一步地,分子排布的这些变化例如可能影响半导体器件的性质,并且可能导致迁移率、接通电流等降低。而且,非常需要熔点足够高的有机半导体材料以避免受到在电子器件的制造步骤中的高温处理以及电子器件的使用环境、使用条件等的影响。
Figure BDA0000487644620000031
在上述的通过形成绝缘材料层,然后基于旋涂法将有机半导体材料溶液涂布在绝缘材料层并干燥来形成有源层的方法中,存在绝缘材料层在形成有源层之前可能被污染的风险。例如从JP2009-177136和T.Ohe et.al.,App.Phys.Lett.93,053303,2008中获知如下技术:通过同时使构成绝缘材料层的材料和有机半导体材料溶解在溶剂中,并涂布由此产生的混合物来形成绝缘材料层和有源层的双层结构,由此在干燥期间发生自发相分离。然而,在较大的表面积范围内难以均匀控制此自发且自然的相分离,使得有源层的厚度往往变得不均匀。而且,很难以获得绝缘材料层与有源层之间的界面平坦,并且绝缘材料层和有源层可靠地处于单独的相中的状态。结果,难以抑制电子器件的特性发生不均匀。
根据本发明的第一方面,提供了一种稳定性好且处理适应性高的有机半导体材料(具体地,二氧杂蒽嵌蒽化合物),以及具有由此有机半导体材料形成的半导体层的电子器件。
进一步地,根据本发明的第二方面,提供了一种甚至在高温气氛下也不容易改变特性的有机半导体材料(具体地,二氧杂蒽嵌蒽化合物),以及具有由此有机半导体材料形成的半导体层的电子器件。
另外,根据本发明的第三方面,提供了一种层压结构和电子器件、及其制造方法,具有第一有机材料层(第一层)和第二有机材料层(第二层)的分层结构,其中第一有机材料层(第一层)与第二有机材料层(第二层)之间的界面具有高水平的平整度,并且这些层具有高的膜厚度精度,并且可靠地处于分离的相中。
解决问题的方案
根据实现上述第一目的的本发明的第一实施方式,提供了一种用选自由以下结构式(1)至结构式(9)构成的组中的任何一个结构式表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
Figure BDA0000487644620000051
Figure BDA0000487644620000061
这里,X表示选自由氧、硫、硒和碲构成的组中的一种原子。Y表示选自由氧、硫、硒和碲构成的组中的一种原子。R、A1和A2各自表示氢原子或选自由烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳族杂环、杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨基甲酰基、脲基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、卤原子、氟代烃基、氰基、硝基、羟基、巯基以及甲硅烷基构成的组中的取代基。
根据本发明的第一实施方式,R、A1和A2各自表示氢原子或选自由烷基、链烯基、芳基、芳基烷基、芳族杂环以及卤原子构成的组中的取代基。
进一步地,在根据本发明的包括此优选方式的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物中,X优选是氧。另外,在根据本发明的包括此优选方式的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物中,Y优选是硫。更进一步地,在根据本发明的包括此优选方式的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物中,A1和A2优选是氢原子。
或者,根据本发明的第一实施方式的用于实现上述第一方面的电子器件至少包括:
第一电极;
设置为与所述第一电极分离的第二电极;以及
由有机半导体材料形成的从所述第一电极至所述第二电极设置的有源层,
其中所述有机半导体材料由根据本发明的包括上述各种优选方式的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物形成。
根据实现上述第二目的的本发明的第二实施方式,提供了一种用以下结构式(11)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
R表示具有包括四个或更多碳原子的支链的烷基。
进一步地,根据本发明的第二实施方式的用于实现上述第二方面的电子器件至少包括:
第一电极;
设置为与所述第一电极分离的第二电极;以及
由有机半导体材料形成从所述第一电极至所述第二电极设置的有源层,
其中所述有机半导体材料包括根据本发明的上述第二实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物。
根据实现上述第二目的的本发明的第三实施方式,提供了一种用以下结构式(21-1),或结构式(21-2),或结构式(21-3)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
Figure BDA0000487644620000081
这里,取代基A用以下结构式(22-1)或结构式(22-2)表示。X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,和Y8各自表示氢原子或选自由烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳族杂环、杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨基甲酰基、脲基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、卤原子、氟代烃基、氰基、硝基、羟基、巯基以及甲硅烷基构成的组中的取代基。
或者,根据用于实现上述第二方面的本发明的第四实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物用以下结构式(23-1)或结构式(23-2)表示。
Figure BDA0000487644620000092
根据实现上述第二目的的本发明的第三实施方式,提供了一种电子器件,其至少包括:第一电极;设置为与所述第一电极分离的第二电极;以及由有机半导体材料形成的从所述第一电极至所述第二电极设置的有源层。所述有机半导体材料包括根据本发明的第三实施方式或第四实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物。
根据实现上述第三目的的本发明的第一实施方式,提供了一种形成层压结构的方法,所述方法包括按陈述顺序的以下步骤:在支撑件上形成由第一有机材料形成的第一层;以及通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层。当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的第二实施方式,提供了一种形成层压结构的方法,为了获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构,所述方法包括在支撑件上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层。当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成在所述支撑件上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的第一实施方式,提供了一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体上形成控制电极和遮盖所述控制电极的第一绝缘层;
(B)在第一绝缘层上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层。
所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成。
第二绝缘层由所述第一层配置而成。
有源层由所述第二层配置而成。
当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。
当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的第二实施方式,提供了一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成控制电极;
(B)在所述基体和所述控制电极上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层。
所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成。
绝缘层由所述第一层配置而成。
有源层由所述第二层配置而成。
当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。
当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的第三实施方式,提供了一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体上形成控制电极和遮盖所述控制电极的第一绝缘层;以及
(B)通过在第一绝缘层上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构。
所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成。
第二绝缘层由所述第一层配置而成。
有源层由所述第二层配置而成。
当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。
当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的第四实施方式,提供了一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成控制电极;以及
(B)通过在所述基体和所述控制电极上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构。
所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成。
绝缘层由所述第一层配置而成。
有源层由所述第二层配置而成。
当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。
当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的第五实施方式,提供了一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成第一电极和第二电极;
(B)在基体、第一电极和第二电极上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层。
所述第一有机材料由有机半导体材料形成并且所述第二有机材料由绝缘材料形成。
有源层由所述第一层配置而成。
绝缘层由所述第二层配置而成。
当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。
当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的第六实施方式,提供了一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成第一电极和第二电极;以及
(B)通过在基体、第一电极和第二电极上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构。
所述第一有机材料由有机半导体材料形成并且所述第二有机材料由绝缘材料形成。
有源层由所述第一层配置而成。
绝缘层由所述第二层配置而成。
当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合。
当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
根据实现上述第三目的的本发明的实施方式,提供了一种层压结构,其包括由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层。所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过材料的组合配置而成使得通过从第一有机材料和第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去第一有机材料的吉布斯自由能G1和第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。这里,第一有机材料由绝缘材料或有机半导体材料形成,并且第二有机材料由有机半导体材料或绝缘材料形成。进一步地,第二层形成在第一层上,或可选择地,第一层形成在第二层上。
根据实现上述第三目的的本发明的第四实施方式,提供了一种电子器件,其包括电极结构、绝缘层以及有源层。所述绝缘层由从绝缘材料配置而成的第一有机材料形成。所述有源层由从有机半导体材料配置而成的第二有机材料形成。所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过材料的组合配置而成使得通过从第一有机材料和第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去第一有机材料的吉布斯自由能G1和第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。这里,有源层形成在绝缘层上,或可选择地,绝缘层形成在有源层上。
本发明的有益效果
对于根据本发明的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物(所谓的迫呫吨并呫吨、6,12-二氧杂蒽嵌蒽化合物,在下文中有时简称“PXX化合物”),或可选择地,在沟道形成区域中使用该PXX化合物的电子器件,π共轭体系可以通过将噻吩环稠合到PXX骨架上来加宽,其具有与稳定性和高迁移率有关的被证明的记录。即,由于在相邻PXX化合物分子之间形成宽得多(更大)的π轨道重叠而可以获得较大的分子间相互作用。因此,可以实现载流子迁移率的相当大的改进。进一步地,由于可以基于在PXX化合物分子的周边处突出的“Y”原子(例如,硫原子)可以预计有大量的分子间接触,因此PXX化合物分子之间的轨道重叠在很大程度上增加,使得可以展示出更高的导电率。另外,将取代基,比如R、A1和A2引入PXX化合物分子的预定位置允许控制溶解度、分子排布等,还允许容易获得可以涂布或印刷的高迁移率有机半导体。更进一步地,通过将包含“Y”原子(例如,硫原子)的环(例如,杂环化合物比如噻吩环)稠合到PXX化合物的具有较高电子密度的位(具体地,第二和第三位,以及第八和第九位),可以抑制在空气中与氧的反应能力,并且可以加深分子HOMO水平。结果,可以提供在空气中稳定的有机半导体材料。
进一步地,对于根据本发明的第二实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物,或可选择地,根据本发明的第二实施方式的电子器件,因为R是具有包括四个或更多碳原子的支链的烷基,所以甚至在高温气氛下也不展示出液晶性,即,分子排布不存在变化,使得电子器件的特性甚至在高温气氛下也不容易变化。进一步地,熔点足够高以避免受到在电子器件的制造步骤期间的高温处理和电子器件的使用环境、使用条件等的影响。
对于根据本发明的第三或第四实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物,或可选择地,用于根据本发明的第三实施方式的电子器件的二氧杂蒽嵌蒽化合物(PXX化合物),6,12-二氧杂蒽嵌蒽化合物的第三和第九位、或第二和第八位、或第一和第七位用苯基取代,并且环烷基(环烷烃)在苯基上引入。结果,在高温气氛下不展示出液晶性,即,分子排布不存在变化,所以电子器件的特性甚至在高温气氛下也不容易变化。进一步地,熔点足够高以避免受到在电子器件的制造步骤期间的高温处理和电子器件的使用环境、使用条件等的影响。
在根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法中,并且在根据本发明的第一、第二及第五实施方式的制造电子器件的方法中,当第二有机材料溶液层已经形成在第一层上时,第一有机材料和第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在第一层与第二有机材料溶液层之间的界面处混合。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第二有机材料溶液层已经干燥时,第一层和第二层分离。进一步地,在根据本发明的第二实施方式的形成层压结构的方法中,并且在根据本发明的第三、第四及第六实施方式的制造电子器件的方法中,当形成第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层时,第一有机材料和第二有机材料在第一有机材料溶液层与第二有机材料溶液层之间的界面处混合,但在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层已经干燥时,第一层和第二层分离。因此,第一有机材料溶液层(第一层)与第二有机材料溶液层(第二层)之间的界面具有高水平的平整度,并且这些层具有高的膜厚度精度,并且仍然可靠地在分开的相中,使得在形成第二有机材料溶液层(第二层)之前,第一有机材料溶液层(第一层)无污染。结果,可以获得电子器件,其特性的不均匀性小并具有优良的性能。对于根据本发明的实施方式的层压结构或根据本发明的第四实施方式的电子器件,由于限定了第一有机材料层和第二有机材料层的混合体系的吉布斯自由能的值、第一有机材料的吉布斯自由能的值以及第二有机材料的吉布斯自由能的值之间的关系,因此当形成这些层时,可以可靠地、自发地且自然地获得分离状态。要注意的是,此现象基于弗洛里-哈金斯理论。针对弗洛里-哈金斯理论,例如参照J.L.Barrat and J.P.Hansen,“BasicConcept for Simple and Complex Liquids”,Cambridge University Press,Cambridge UK,2003,and P.M.Chaikin,T.C.Lubensky,“Principles ofCondensed Matter Physics”(first volume),Yoshioka Shoten(2000)。进一步地,可以获得在这些层之间的界面具有高水平的平整度并且这些层具有高的膜厚度精度的状态。
附图说明
[图1]图1是示出实施例1的二氧杂蒽嵌蒽化合物的合成途径的示图。
[图2]图2A和图2B是用于示出实施例4的制造电子器件的方法的概要的基体等的示意性部分端部示图。
[图3]图3A和图3B是用于示出实施例5的制造电子器件的方法的概要的基体等的示意性部分端部示图。
[图4]图4A和图4B是用于示出实施例6的制造电子器件的方法的概要的基体等的示意性部分端部示图。
[图5]图5A、图5B和图5C是用于示出实施例7的制造电子器件的方法的概要的基体等的示意性部分端部示图。
[图6]图6A和图6B是实施例8的电子器件的示意性部分端部示图。
[图7]图7A、图7B、图7C、图7D和图7E是用于示出实施例9的层压结构、三端子型电子器件、形成层压结构的方法以及制造电子器件的方法(根据本发明的第一实施方式的制造电子器件的方法)的基体等的示意性部分端部示图。
[图8]图8A、图8B、图8C、图8D和图8E是用于示出实施例10的层压结构、三端子型电子器件、形成层压结构的方法以及制造电子器件的方法(根据本发明的第二实施方式的制造电子器件的方法)的基体等的示意性部分端部示图。
[图9]图9A、图9B、图9C和图9D是用于示出实施例11的层压结构、三端子型电子器件、形成层压结构的方法以及制造电子器件的方法(根据本发明的第三实施方式的制造电子器件的方法)的基体等的示意性部分端部示图。
[图10]图10A、图10B、图10C和图10D是用于示出实施例12的层压结构、三端子型电子器件、形成层压结构的方法以及制造电子器件的方法(根据本发明的第四实施方式的制造电子器件的方法)的基体等的示意性部分端部示图。
[图11]图11A、图11B、图11C、图11D和图11E是用于示出实施例13的层压结构、三端子型电子器件、形成层压结构的方法以及制造电子器件的方法(根据本发明的第一实施方式的制造电子器件的方法)的基体等的示意性部分端部示图。
[图12]图12A、图12B、图12C和图12D是用于示出实施例14的层压结构、三端子型电子器件、形成层压结构的方法以及制造电子器件的方法(根据本发明的第六实施方式的制造电子器件的方法)的基体等的示意性部分端部示图。
[图13]图13A和图13B是实施例15的双端子型电子器件的示意性部分端部示图。
具体实施方式
下文中,将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。注意,在该说明书和附图中,具有基本上相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示,并省略重复解释。要注意的是,本发明的实施方式不限于实施例,并且实施例中的各数值和材料是示例。现在将按以下顺序进行描述。
1.根据本发明的第一至第四实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物、根据本发明的实施方式的层压结构及其形成方法、根据本发明的第一至第四实施方式的电子器件、根据本发明的第一至第六实施方式的制造电子器件的方法,以及总体描述
2.实施例1(根据本发明的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物)
3.实施例2(根据本发明的第二实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物)
4.实施例3(根据本发明的第三或第四实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物)
5.实施例4(根据本发明的第一至第三实施方式的电子器件,三端子型电子器件)
6.实施例5(实施例4的修改)
7.实施例6(实施例4的另一修改)
8.实施例7(实施例4的另一修改)
9.实施例8(实施例4的另一修改,双端子型电子器件)
10.实施例9(根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第四实施方式的电子器件、根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的第一实施方式的制造电子器件的方法)
11.实施例10(根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第四实施方式的电子器件、根据本发明的第二实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的第二实施方式的制造电子器件的方法)
12.实施例11(根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第四实施方式的电子器件、根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的第三实施方式的制造电子器件的方法)
13.实施例12(根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第四实施方式的电子器件、根据本发明的第二实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的第四实施方式的制造电子器件的方法)
14.实施例13(根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第四实施方式的电子器件、根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的第五实施方式的制造电子器件的方法)
15.实施例15(根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第四实施方式的电子器件、根据本发明的第二实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的第六实施方式的制造电子器件的方法)
16.实施例15(根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第四实施方式的电子器件),以及其他内容
根据本发明的第一至第四实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物、根据本发明的实施方式的层压结构及其形成方法、根据本发明的第一至第四实施方式的电子器件、根据本发明的第一至第六实施方式的制造电子器件的方法,以及总体描述
在根据本发明的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物,或是构成根据本发明的第一实施方式的电子器件中的有源层的有机半导体材料的二氧杂蒽嵌蒽化合物中,构成R、A1和A2的烷基的实例分别包括甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、异戊基、异己基、叔丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基等。要注意的是,所述烷基可为直链或支链。进一步地,环烷基的实例可包括环戊基、环己基等;链烯基的实例可包括乙烯基等;炔基的实例可包括乙炔基等;芳基的实例可包括苯基、萘基、联苯基等;芳基烷基的实例可包括甲基芳基、乙基芳基、异丙基芳基、正丁基芳基、对甲苯基、对乙基苯基、对异丙基苯基、对异丁基苯基、4-丙基苯基、4-丁基苯基、4-壬基苯基、邻甲基苯基、邻异丁基、o,p-二甲基苯基、对乙基邻甲基苯基、对异丁基邻甲基苯基等;芳族杂环的实例可包括吡啶基、噻吩基、呋喃基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、喹唑啉基、酞嗪基等;杂环基的实例可包括吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基、噁唑烷基等;烷氧基的实例可包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基等;环烷氧基的实例可包括环戊基氧基、环己基氧基等;芳氧基的实例可包括苯氧基、萘氧基等;烷硫基的实例可包括甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基等;环烷硫基的实例可包括环戊硫基、环己硫基等;芳硫基的实例可包括苯硫基、萘硫基等;烷氧基羰基的实例可包括甲基氧基羰基、乙基氧基羰基、丁基氧基羰基、辛基氧基羰基等;芳氧基羰基的实例可包括苯氧基羰基、萘氧基羰基等;氨磺酰基的实例可包括氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、环己基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基、萘基氨基磺酰基、2-吡啶基氨基磺酰基等;酰基的实例可包括乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、环己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等;酰氧基的实例可包括乙酰氧基、乙基羰基氧基、辛基羰基氧基、苯基羰基氧基等;酰胺的实例可包括甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、二甲氨基羰基氨基、戊基羰基氨基、环己基羰基氨基、2-乙基己基羰基氨基、苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等;氨甲酰基的实例可包括氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲基氨基羰基、环己基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等;脲基的实例可包括甲基脲基、乙基脲基、环己基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基、萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等;亚磺酰基的实例可包括甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、2-吡啶基亚磺酰基等;烷基磺酰基的实例可包括甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基和十二烷基磺酰基等;芳基磺酰基的实例可包括苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等;氨基的实例可包括氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、2-乙基己基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基等;卤素原子的实例可包括氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等;氟代烃基的实例可包括氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等。进一步实例还可以包括氰基、硝基、羟基、巯基、甲硅烷基等。甲硅烷基的实例可包括三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、苯基二乙基甲硅烷基等。这里,上述取代基可进一步用上述取代基进行取代。进一步地,多个这些取代基可彼此结合形成环。
在根据本发明的第二实施方式的电子器件中,优选的是有源层通过将二氧杂蒽嵌蒽化合物涂布在基体上,然后干燥来形成。进一步地,对于根据本发明的第二实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物,或可选择地,用于根据本发明的第二实施方式的电子器件的二氧杂蒽嵌蒽化合物,优选的是在有机溶剂(具体地,甲苯)中的溶解度为每100g有机溶剂0.5g以上,因为这允许基于湿法(比如施加法(application method)、印刷法和涂布法(coating method))形成包括二氧杂蒽嵌蒽化合物的层(例如,有源层)。
在根据本发明的第三实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物中,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,和Y8各自表示氢原子或选自由烷基、链烯基、芳基、芳基烷基、芳族杂环及卤原子构成的组中的取代基。
在根据本发明的第三实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物,或作为构成根据本发明的第三实施方式的电子器件中的有源层的有机半导体材料的根据本发明的第三实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物中,构成X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,和Y8的烷基的实例分别包括甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、异戊基、异己基、叔丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基等。要注意的是,所述烷基可为直链或支链。进一步地,环烷基的实例可包括环戊基、环己基等;链烯基的实例可包括乙烯基等;炔基的实例可包括乙炔基等;芳基的实例可包括苯基、萘基、联苯基等;芳基烷基的实例可包括甲基芳基、乙基芳基、异丙基芳基、正丁基芳基、对甲苯基、对乙基苯基、对异丙基苯基、对异丁基苯基、4-丙基苯基、4-丁基苯基、4-壬基苯基等;芳族杂环的实例可包括吡啶基、噻吩基、呋喃基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、喹唑啉基、酞嗪基等;杂环基的实例可包括吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基、噁唑烷基等;烷氧基的实例可包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基等;环烷氧基的实例可包括环戊基氧基、环己基氧基等;芳氧基的实例可包括苯氧基、萘氧基等;烷硫基的实例可包括甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基等;环烷硫基的实例可包括环戊硫基、环己硫基等;芳硫基的实例可包括苯硫基、萘硫基等;烷氧基羰基的实例可包括甲基氧基羰基、乙基氧基羰基、丁基氧基羰基、辛基氧基羰基等;芳氧基羰基的实例可包括苯氧基羰基、萘氧基羰基等;氨磺酰基的实例可包括氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、环己基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基、萘基氨基磺酰基、2-吡啶基氨基磺酰基等;酰基的实例可包括乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、环己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等;酰氧基的实例可包括乙酰氧基、乙基羰基氧基、辛基羰基氧基、苯基羰基氧基等;酰胺的实例可包括甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、二甲氨基羰基氨基、戊基羰基氨基、环己基羰基氨基、2-乙基己基羰基氨基、苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等;氨甲酰基的实例可包括氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲基氨基羰基、环己基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等;脲基的实例可包括甲基脲基、乙基脲基、环己基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基、萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等;亚磺酰基的实例可包括甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、2-吡啶基亚磺酰基等;烷基磺酰基的实例可包括甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基和十二烷基磺酰基等;芳基磺酰基的实例可包括苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等;氨基的实例可包括氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、2-乙基己基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基等;卤素原子的实例可包括氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等;氟代烃基的实例可包括氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等。进一步实例还可以包括氰基、硝基、羟基、巯基、甲硅烷基等。甲硅烷基的实例可包括三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、苯基二乙基甲硅烷基等。这里,上述取代基可进一步用上述取代基进行取代。进一步地,多个这些取代基可彼此结合形成环。
根据本发明的第一至第四实施方式的制造电子器件的方法可以进一步包括在形成第二层之后在第二层上形成第一电极和第二电极的步骤。进一步地,根据本发明的第五和第六实施方式的制造电子器件的方法可以进一步包括在形成第二层之后在第二层上形成控制电极的步骤。
在根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法、根据本发明的包括上述优选方式的第一、第二或第五实施方式的制造电子器件的方法,或可选择地,根据本发明的实施方式的下述层压结构的优选方式以及根据本发明的第四实施方式的电子器件中,期望当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时所述第一层溶解在溶剂中的速率从大于0nm/min到小于等于50nm/min。
在根据本发明的包括上述优选结构的第一和第二实施方式的形成层压结构的方法,以及根据本发明的包括上述优选方式和结构的第一至第六的制造电子器件的方法中,优选的是所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过材料的组合配置而成使得吉布斯自由能在混合第一有机材料和第二有机材料之前和之后的变化为正。即,优选的是通过从第一有机材料和第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去第一有机材料的吉布斯自由能G1和第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。
在包括上述优选结构和方式的根据本发明的实施方式的层压结构中,期望在第一层与第二层之间的界面处,第一有机材料和第二有机材料不混合,并且第一层和第二层分离。在这种情况下,优选的是,
通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。或者,在这种情况下,优选的是,
通过形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及不同于第一有机材料的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
在根据本发明的第四实施方式的电子器件中,期望在绝缘层与有源层之间的界面处,第一有机材料和第二有机材料不混合,并且绝缘层和有源层分离。在这种情况下,优选的是,
通过在第一层(该层构成绝缘层或有源层)上形成第二有机材料(该材料构成有源层或绝缘层)溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层(该层构成绝缘层或有源层)和所述第二层(该层构成有源层或绝缘层)分离;或可选择地,在这种情况下,优选的是,
通过形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及不同于第一有机材料的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层(该层构成绝缘层或有源层)和所述第二层(该层构成有源层或绝缘层)分离。
另外,在根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的实施方式的层压结构、根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的第四实施方式的电子器件、根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的第一和第二实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的第一至第六实施方式的制造电子器件的方法中,优选的是第一有机材料和第二有机材料由非固化材料形成。这里,非固化材料指的是由不会于热量或紫外光而发生交联的材料。非固化材料的实例可以包括无定形聚合物材料,比如聚-α-甲基苯乙烯和环烯烃共聚物。
在根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的实施方式的层压结构、根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的第四实施方式的电子器件、根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的第一和第二实施方式的形成层压结构的方法以及根据本发明的包括上述各种优选方式和结构的第一至第六实施方式的制造电子器件的方法(在下文中,这些有时被简单统称为“根据本发明的实施方式的层压结构等)中,当第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶剂时,第一层被溶解的深度从第一层的表面优选为(但是不限于)1×10-9m~1×10-8m。在形成第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层的情况下,第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层可以同时形成,或者第一有机材料溶液层的形成和第二有机材料溶液层的形成可以是连续的。即,可以采用如下方法:通过使用层流沉积使得第一有机材料溶液和第二有机材料溶液不混合而同时形成第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层,或者可以采用如下方法:在形成第一有机材料溶液层,然后立即形成第二有机材料溶液层而先后形成第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层。
在根据本发明的实施方式的层压结构等中,包括非固化材料并构成第一层或第二层的有机半导体材料的实例包括聚合物和多环缩合产物,比如聚吡咯及其衍生物;聚噻吩及其衍生物;异硫茚,比如聚异硫茚;噻吩乙烯撑,比如聚噻吩乙烯撑;聚对苯乙烯撑,比如聚对苯乙烯撑;聚苯胺及其衍生物;聚乙炔;聚二乙炔;聚薁;聚芘;聚咔唑;聚硒吩;聚呋喃;聚对苯撑;聚吲哚;聚哒嗪;聚乙烯咔唑,聚苯硫醚,聚亚乙烯基硫醚(polyvinylene sulfide)。或者,实例可包括具有与这些聚合物相同的重复单元的低聚物。或者,进一步实例包括并苯,比如萘并萘、并五苯[2,3,6,7-二苯并蒽]及其衍生物,蒽衍生物,低聚噻吩衍生物,并六苯,并七苯,二苯并五苯,四苯并五苯,芘,苯并芘,二苯并芘,(chrysene),二萘嵌苯,六苯并苯,涤纶,卵苯,四萘嵌三苯,循环蒽,及并苯的碳原子的一部分用官能团比如N原子、S原子和O原子或羰基取代的衍生物(包括迫呫吨并呫吨及其衍生物的二氧杂蒽嵌蒽化合物、三苯并二噁嗪、三苯二噻嗪、并六苯-6,15-醌、迫呫吨并呫吨(PXX,6,12-二氧杂蒽嵌蒽)等),以及这些的氢原子用另一个官能团取代的衍生物。或者,实例可以进一步包括:以铜酞菁为代表的金属酞菁;四硫富瓦烯及四硫富瓦烯衍生物;四硫并环戊二烯及其衍生物;四羧酸二亚酰胺,比如萘1,4,5,8-四羧酸二亚酰胺,N,N'-双(4-三氟甲基苄基)萘1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺,N,N'-二(1H,1H-全氟辛基),N,N'-二(1H,1H-全氟丁基),及N,N'-二辛基萘1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺;萘四羧酸二酰亚胺,比如萘2,3,6,7-四羧酸二酰亚胺;诸如蒽四羧酸二酰亚胺的缩环四羧酸二酰亚胺,比如蒽2,3,6,7-四羧酸二酰亚胺;诸如C60、C70、C76、C78、C84等的富勒烯及其衍生物;碳纳米管比如SWNT;颜料及其衍生物,比如部花青颜料或半青蓝颜料。或者,进一步实例可包括聚噻吩中引入了己基的聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚蒽、苯并菲、聚碲吩(polyellurophene)、聚萘、聚亚乙基二氧噻吩、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)、和喹吖啶酮。或者,进一步实例可包括选自由缩合的多环芳族化合物、卟啉基衍生物、基于苯基亚乙烯基的共轭低聚物、和基于噻吩的共轭低聚物构成的组中的化合物。其具体实例包括缩合的多环芳族化合物比如并苯基分子(并五苯、并四苯等),卟啉基分子,和(基于苯基亚乙烯基或基于噻吩)的共轭低聚物。或者,进一步实例可包括卟啉、4,4'-联苯二硫醇(BPDT)、4,4'-二异氰基联苯、4,4'-二异氰基-对-三联苯、2,5-二(5'-硫代乙酰基-2'-噻吩基)噻吩、2,5-二(5'-硫代乙酰氧基-2'-噻吩基)噻吩、4,4'-二异氰基苯基、对二氨基联苯(联苯基-4,4'-二胺)、TCNQ(四氰基对苯二醌二甲烷)、四硫富瓦烯及其衍生物、以四硫富瓦烯(TTF)-TCNQ络合物、双亚乙基四硫杂富瓦烯(BEDTTTF)-高氯酸络合物、BEDTTTF-碘络合物和TCNQ-碘络合物为代表的电荷转移络合物、联苯-4,4'-二羧酸、1,4-二(4-硫苯基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-异氰基苯基乙炔基)-2-乙基苯、树状大分子、1,4-二(4-硫代苯基乙基)-2-乙基苯、2,2"-二羟基-1,1':4',1"-三联苯、4,4'-联苯基二乙醛、4,4'-联苯基二醇、4,4'-联苯基二异氰酸酯、1,4-二乙酰基苯、二乙基联苯基-4,4'-二羧酸酯、苯并[1,2-c;3,4-c';5,6-c"]三[1,2]二硫代-1,4,7-三硫磷、α-六噻吩、四硫并四苯、四硒基并四苯、四碲基并四苯、聚(3-烷基噻吩)、聚(3-噻吩-[β]-乙磺酸)、聚(N-烷基吡咯)、聚(3-烷基吡咯)、聚(3,4-二烷基吡咯)、聚(2,2'-噻吩基吡咯)、及聚(二苯并噻吩硫)。
进一步地,在根据本发明的实施方式的层压结构等中,例如,聚合物材料,比如苯乙烯树脂、烯烃树脂、芴树脂、酚醛树脂和酚醛清漆树脂,可以被用作由非固化材料形成并构成第一层或第二层的绝缘材料。
溶解第一有机材料的第一溶剂和溶解第二有机材料的溶剂或第二溶剂可以适当地从能够正确将第一有机材料或第二有机材料溶解为所需浓度的溶剂中选择。
要注意的是,在根据本发明的实施方式的层压结构等中,构成第一层或第二层的更优选的有机半导体材料的实例包括迫呫吨并呫吨化合物(PXX化合物)、并五苯衍生物(TIPS-并五苯等)、双噻吩蒽衍生物(TES-ADT等)、低聚噻吩衍生物等,并且构成第一层或第二层的更优选的绝缘材料的实例包括聚乙烯、聚丙烯、聚异戊二烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚乙烯二甲苯、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、丝心蛋白等。进一步地,更优选的溶剂的实例包括芳香族溶剂,比如邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、甲苯、氯苯、氯萘、芳烃油溶剂、酮溶剂比如丙酮和MEK、脂肪族溶剂比如己烷、醚类溶剂比如PGMEA和PGME、酯溶剂比如乙酸乙酯和乙酸丁酯、醋酸溶剂比如乙酸溶纤剂、以及氯仿。另外,作为(构成第一层或第二层的更优选的有机半导体材料)×(构成第一层或第二层的更优选的绝缘材料)×(更优选的溶剂)的组合,优选实例包括但尤其不限于(PXX衍生物)×(聚苯乙烯,或,聚二甲苯,或,环烯烃聚合物)×(各种二甲苯,或,甲苯)、(TIPS-并五苯)×(聚甲基丙烯酸甲酯,或,聚苯乙烯,或,聚二甲苯,或,环烯烃聚合物)×(各种二甲苯,或,甲苯,或,氯仿,或,氯苯)。
根据本发明的实施方式的层压结构等中的第一绝缘层可以是单层,或者可以是多层。构成第一绝缘层的材料的实例不仅包括无机绝缘材料,比如基于氧化硅的材料、氮化硅(SiNY)、和金属氧化物高介电常数绝缘膜(比如氧化铝(Al2O3)和HfO2),而且还包括热固性树脂,比如酚树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛清漆树脂、肉桂酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚对二甲苯树脂。这些还可以组合使用。这里,基于氧化硅的材料的实例包括氧化硅(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氧氮化硅(SiON)、SOG(旋涂式玻璃)和低介电常数SiO2基材料(例如,聚芳基醚、环全氟碳聚合物和苯并环丁烯、环状氟树脂、聚四氟乙烯、氟芳基醚、氟化聚酰亚胺、无定形碳和有机SOG)。要注意的是,形成第一绝缘层的方法的实例除了下述涂布方法之外还包括下述物理气相沉积法(PVD法),以及各种化学气相沉积法(CVD法),任选组合任意剥离法、溶胶凝胶法、电镀法、荫罩法和图案化技术。当在第一绝缘层上形成由第一有机材料形成的第一层,或可选择地在第一绝缘层上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及不同于第一有机材料的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层时,优选的是第一绝缘层由第一绝缘层的表面不溶解在其中的材料构成。
涂布方法例如在根据本发明的第一实施的形成层压结构的方法中可以被用作形成第二有机材料溶液层的方法,在根据本发明的第二实施的形成层压结构的方法中可以被用作形成第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层的方法,在根据本发明的第一实施或第二实施方式的制造电子器件的方法中可以被用作形成第二有机材料溶液层的方法,在根据本发明的第三实施或第四实施方式的制造电子器件的方法中可以被用作形成第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层的方法,在根据本发明的第五实施方式的制造电子器件的方法中可以被用作形成第二有机材料溶液层的方法,或在根据本发明的第六实施方式的制造电子器件的方法中可以被用作形成第一有机材料溶液层和第二有机材料溶液层的方法。这里,涂布方法的实例可包括各种印刷法,比如丝网印刷法、喷墨印刷法、胶印法、反向胶印法、凹版印刷法、凹版胶印法、凸版印刷法、柔版印刷法、微接触法;旋涂法;各种涂布方法,比如气刀涂布法、刮刀涂布法、棒涂布法、刀涂布法、挤压涂布法、反辊涂布法、转印辊涂法、凹板涂布法、吻合涂布法、浇铸涂布法、喷涂法、狭缝涂布法、狭缝口涂布法、砑涂法、浇铸法、毛细管涂布法、条涂布法、浸渍法;喷射法;利用分配器的方法;涂布湿垫的方法,诸如压印法。第一层和第二层可以任选基于已知的方法,比如湿刻蚀法、干蚀刻法或激光消融法进行图案化。进一步地,在这种情况下,优选利用钝化膜涂布图案化后的第一层和第二层。
除了上述涂布方法之外,下述各种PVD方法(包括电阻加热蒸发法、溅射法、及真空沉积法),以及各种CVD方法在根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法中也可以被用作形成第一层的方法,并且在根据本发明的第一、第二和第五实施方式的制造电子器件的方法中也可以被用作形成第一层的方法。要注意的是,如果旋涂法或喷射法被采用作用形成第二有机材料溶液层的方法,由于可能出现第二有机材料溶液层的厚度的面内分布,因此采用这些方法必须十分小心。
根据本发明的第一至第三实施方式的电子器件可以具有所谓的三端子结构或双端子结构。在前种情况下,该电子器件进一步包括绝缘层和被设置成经由该绝缘层面向位于第一电极和第二电极之间的有源层的部分的控制电极。进一步地,例如,场效应晶体管(FET),特别是薄膜晶体管(TFT),由具有此三端子结构的电子器件配置而成,或可选择地,发光元件由具有此三端子结构的电子器件配置而成。即,可以配置发光元件(有机发光元件、有机发光晶体管),其中有源层基于向控制电极、第一电极和第二电极施加电压而发光。在这些电子器件中,有源层中从第一电极流到第二电极的电流基于施加到控制电极上的电压控制。这里,在发光元件中,构成有源层的有机半导体材料具有根据基于施加到控制电极上的电压的调制进行的电荷存储、以及注入的电子和空穴的重组进行发光的功能。发光强度与从第一电极流到第二电极的电流的绝对值成比例且可以通过施加到控制电极上的电压和施加到第一电极与第二电极之间的电压调制。该电子器件是呈现场效应晶体管的功能还是呈现发光元件的功能取决于第一和第二电极上的电压施加状态(偏压)。首先,当在不会引起从第二电极注入电子的范围内施加偏压的条件下调制控制电极时,电流从第一电极流向第二电极。这是晶体管操作。另一方面,当在空穴充分存储的条件下增加对于第一电极和第二电极的偏压时,开始电子注射,并且基于与空穴的重组而发光。进一步地,具有双端子结构的电子器件的实例包括光电转换元件,在该光电转换元件中,通过对着有源层进行光照射电流在第一电极和第二电极之间流动。具体地,如果光电转换元件由该电子器件配置而成,则太阳能电池或各种传感器(比如图像传感器或光传感器)可以由光电转换元件配置而成。或者,电子器件可以配置有机电致发光元件(有机EL元件)或有机EL显示设备,并且可以起到化学物质传感器的作用。即,电子器件在一种模式下可以被用作显示元件、显示设备、太阳能电池或传感器。要注意的是,光电转换元件还可以由具有三端子结构的电子器件配置而成。在这种情况下,可以向或可以不向控制电极施加电压。如果施加电压,则流动的电流可以基于向控制电极施加电压来调制。进一步地,有机EL元件的发光部分也可以由根据本发明的第一至第三实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物配置而成。
第一电极和第二电极,以及有源层形成在基体上,或可选择地形成在基体上方。
在由根据本发明的第一至第三实施方式的电子器件配置半导体器件的情况下,半导体器件的具体实例包括底栅/底接触型场效应晶体管(FET)、底栅/顶接触型FET、顶栅/底接触型FET以及顶栅/顶接触型FET。
如果半导体器件由底栅/底接触型场效应晶体管(FET)配置而成,则该底栅/底接触型FET包括:
(A)形成在基体上的栅电极(控制电极),
(B)形成在栅电极和基体上的栅极绝缘层(绝缘层),
(C)形成在栅极绝缘层上的源电极/漏电极(第一电极和第二电极),以及
(D)形成在源电极/漏电极之间的栅极绝缘层上的由有源层配置而成的沟道形成区域。
或者,如果半导体器件由底栅/顶接触型FET配置而成,则该底栅/顶接触型FET包括:
(A)形成在基体上的栅电极(控制电极),
(B)形成在栅电极和基体上的栅极绝缘层(绝缘层),
(C)形成在栅极绝缘层上并由有源层配置而成的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部分,以及
(D)形成在沟道形成区域延伸部分上的源电极/漏电极(第一电极和第二电极)。
或者,如果半导体器件由顶栅/底接触型FET配置而成,则该顶栅/底接触型FET包括:
(A)形成在基体上的源电极/漏电极(第一电极和第二电极),
(B)形成在源电极/漏电极之间的基体上并由有源层配置而成的沟道形成区域,
(C)形成在源电极/漏电极和沟道形成区域上的栅极绝缘层(绝缘层),以及
(D)形成在栅极绝缘层上的栅电极(控制电极)。
或者,如果半导体器件由顶栅/顶接触型FET配置而成,则该顶栅/顶接触型FET包括:
(A)形成在基体上并由有源层配置而成的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部分,
(B)形成在沟道形成区域延伸部分上的源电极/漏电极(第一电极和第二电极),
(C)形成在源电极/漏电极和沟道形成区域上的栅极绝缘层(绝缘层),以及
(D)形成在栅极绝缘层上的栅电极(控制电极)。
进一步地,基于根据本发明的包括上述预定方式和结构的第一至第四实施方式的制造电子器件的方法,可以制造底栅/顶接触型半导体器件(具体地,TFT)。基于根据本发明的包括上述预定方式和结构的第五和第六实施方式的制造电子器件的方法,可以制造顶栅/底接触型半导体器件(具体地,TFT),其是具有三端子结构的半导体器件。另外,根据本发明的第四实施方式的具有三端子结构的电子器件的实例包括底栅/顶接触型半导体器件(具体地,TFT),以及顶栅/底接触型半导体器件(具体地,TFT)。
具体地,如果电子器件是具有三端子结构的底栅/顶接触型半导体器件,则
形成在基体上或基体中的栅电极由控制电极配置而成,
形成在栅电极和基体上的栅极绝缘层由绝缘层配置而成,
形成在栅极绝缘层上的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部分由有源层配置而成,并且
形成在沟道形成区域延伸部分上的一对源电极/漏电极由第一电极和第二电极配置而成。这里,电极结构由控制电极(栅电极),以及第一电极和第二电极(源电极/漏电极对)配置而成。
进一步地,如果电子器件是具有三端子结构的顶栅/底接触型半导体器件,则
形成在基体上的一对源电极/漏电极由第一电极和第二电极配置而成,
形成在这对源电极/漏电极上的沟道形成区域,以及形成在源电极/漏电极上的沟道形成区域延伸部分由有源层配置而成,
形成在沟道形成区域和沟道形成区域延伸部分上的栅极绝缘层由绝缘层配置而成,并且
形成在栅极绝缘层上面向沟道形成区域的栅电极由控制电极配置而成。这里,电极结构由控制电极(栅电极),以及第一电极和第二电极(源电极/漏电极对)配置而成。
这里,基体可以由基于氧化硅的材料(例如,SiOx、旋涂玻璃(SOG)、氮氧化硅(SiON));氮化硅(SiNY);金属氧化物高介电常数绝缘膜,比如氧化铝(Al2O3)和HfO2;金属氧化物;以及金属盐配置而成。如果基体由这些材料配置而成,则该基体可以形成在适当从下面列出的材料之中选择的支撑件上(或在支撑件上方)。即,支撑件的实例,或可选择地,除上述基体之外的基体,包括有机聚合物(呈由聚合物材料构成的柔性塑料膜、塑料片或塑料衬底的聚合物材料形式),比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮、聚烯烃等。或者,实例可包括基于天然矿物质的绝缘材料,比如云母、基于金属的半导体材料、分子半导体材料等。如果使用由此柔性聚合物材料配置而成的基体,例如,则电子器件可以安装在具有弯曲表面形状的图像显示设备(显示设备)或电子设备上或与其集成。或者,基体的进一步实例包括各种玻璃衬底、绝缘膜形成在表面上的各种玻璃衬底、石英衬底、绝缘膜形成在表面上的石英衬底、绝缘膜形成在表面上的硅衬底、蓝宝石衬底、绝缘膜形成在表面上的导电衬底(各种金属,比如金、铝、不锈钢及镍、由各种合金配置而成的衬底或箔、包括高取向石墨的衬底)、以及纸。作为具有电绝缘性的支撑件,可以从上述材料中选择适当的材料。支撑件的进一步实例包括导电衬底(包括金属比如金和铝的衬底、包括高取向石墨的衬底、不锈钢衬底等)。另外,根据电子器件的模式和结构,电子器件可以设置在支撑构件上,并且该支撑构件可以由上述材料配置而成。用于提高粘结性能和平整度的缓冲层、用于提高阻气性等的阻挡膜也可以形成在上述基体上。
构成控制电极、第一电极、第二电极、栅电极、源电极/漏电极、以及导线(此后,这些将被统称为“控制电极等”)的材料的实例包括金属,比如铂(Pt)、金(Au)、钯(Pd)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、银(Ag)、钽(Ta)、钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、铟(In)、锡(Sn)、铁(Fe)、钴(Co)、锌(Zn)、镁(Mg)、锰(Mn)、钌(Rh)、铷(Rb)和钼(Mo),或者诸如包括这些金属元素的合金的导电物质,包括这些金属的导电粒子,包括这些金属的合金的导电粒子,或者包含杂质的多晶硅,碳材料等。还可以使用包括这些元素的层压结构层。构成控制电极等的材料的进一步实例包括有机材料(导电聚合物),比如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)/苯乙烯磺酸[PEDOT/PSS]、TTF-TCNQ和聚苯胺。构成控制电极等的材料可以是相同材料或不同材料。
尽管形成控制电极的方法等取决于构成这些部分的材料,但是实例可包括物理气相沉积法(PVD法);脉冲激光沉积(PLD)法、弧光放电法、各种化学气相沉积法(包括MOCVD法);旋涂法;各种印刷法,比如丝网印刷法、喷墨印刷法、胶印法、反向胶印法、凹版印刷法、凹版胶印法、凸版印刷法、柔版印刷法、微接触法;各种涂布方法,比如气刀涂布法、刮刀涂布法、棒涂布法、刀涂布法、挤压涂布法、反辊涂布法、转印辊涂法、凹板涂布法、吻合涂布法、浇铸涂布法、喷涂法、狭缝涂布法、狭缝口涂布法、砑涂法、浇铸法、毛细管涂布法、条涂布法、浸渍法;冲压法;冲压法;浇铸法;利用分配器的方法;喷射法;剥离法;荫罩法;以及任何电镀法(比如电解电镀法、化学电镀法或两者的组合)任选与图案化技术的组合。PVD法的实例包括(a)电子束加热法、电阻加热蒸发法、各种真空沉积法,比如闪蒸法、加热坩埚的方法等;(b)等离子体蒸发法;(c)各种溅射法,比如二极管溅射法、直流电溅射法、直流电磁控管溅射法、高频溅射法、磁控管溅射法、离子束溅射法、偏压溅射法等;以及(d)各种离子电镀法,比如DC(直流电)法、RF法、多阴极法、活性化反应法、场蒸发法、高频离子电镀法、反应性离子电镀法等。当基于刻蚀法形成控制电极等时,可以采用干蚀刻法或湿蚀刻法。干蚀刻法的实例包括离子研磨和反应离子刻蚀(RIE)。进一步地,控制电极等也可以基于激光消融法、掩模蒸发法、激光转印法等形成。
构成绝缘层(栅极绝缘层)的材料的实例不仅包括无机绝缘材料,比如基于氧化硅的材料;氮化硅(SiNY);和金属氧化物高介电常数绝缘膜(比如氧化铝(Al2O3)和HfO2),而且还包括有机绝缘材料(有机聚合物),比如一个末端具有与控制电极等(栅电极)结合的官能团的直链烃,比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);聚乙烯基苯酚(PVP);聚乙烯醇(PVA);聚酰亚胺;聚碳酸酯(PC);聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚苯乙烯;硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)比如N-2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AEAPTMS)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、或十八烷基三氯硅烷(OTS);十八烷基硫醇;和十二烷基异氰酸酯。也可以使用其组合。这里,基于氧化硅的材料的实例包括氧化硅(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氧氮化硅(SiON)、SOG(旋涂式玻璃)或低介电常数材料(例如,聚芳基醚、环全氟碳聚合物和苯并环丁烯,环状氟树脂、无定形树脂(例如,旭硝子玻璃股份有限公司制造的CYTOP)、聚四氟乙烯、氟芳基醚、氟化聚酰亚胺、无定形碳和有机SOG)。
绝缘层(栅极绝缘层)可以采用上述各种PVD法;各种CVD法、旋涂法;上述各种印刷法;上述各种涂布法;浇铸法;溶胶凝胶法;电沉积法;荫罩法;以及任何喷射法来形成。或者,绝缘层也可以通过对控制电极(栅电极)的表面进行氧化或氮化来形成,或通过在控制电极的表面上形成氧化物膜或氮化物膜来获得。尽管对控制电极的表面进行氧化的方法取决于构成控制电极的材料,但是实例可以包括使用O2等离子体的氧化方法和阳极化方法。进一步地,尽管对控制电极的表面进行氮化的方法取决于构成控制电极的材料,但是实例可以包括使用N2等离子体的氮化方法。或者,对于Au电极,绝缘层(栅极绝缘层)还可以形成在控制电极(栅电极)的表面上,例如通过以自组织的方式采用诸如浸渍方法等方法覆盖控制电极表面,其中绝缘分子具有能够与控制电极形成化学键的官能团,如一个末端用巯基修饰的直链烃。或者,绝缘层(栅极绝缘层)可以通过用硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)修饰控制电极(栅电极)的表面来形成。
用于形成有源层、沟道形成区域和沟道形成区域延伸部分的方法的实例可以包括但不限于上述各种印刷法;各种涂布法;利用分配器的方法;旋涂法;以及任何湿喷法。在某些情况下,还可以采用上述各种PVD法;CVD法;剥离法;或荫罩法。可以向二氧杂蒽嵌蒽化合物添加添加剂(例如,所谓的掺杂材料,比如n型杂质或p型杂质)。
其中安装有根据本发明的第一至第四实施方式的电子器件的设备的实例可以包括但不限于图像显示设备。这里,图像显示设备的实例可以包括所谓的桌面型个人计算机、笔记本型个人计算机、移动型个人计算机、PDA(个人数字助理)、移动电话、游戏机、电子纸(比如电子书和电子报纸)、留言板(比如布告板、海报和黑板)、复印机、作为打印机用纸替代品的可再写纸、计算器、家用电器的显示单元、点卡等的卡显示单元、电子广告和电子POP等中的各种图像显示设备(例如,有机电致发光显示设备、液晶显示设备、等离子体显示设备、电泳显示设备、冷阴极场发射显示设备)。进一步实例包括各种照明装置。
如果电子器件应用于或用于各种图像显示设备或各种电子仪器,则所使用的电子器件可以被用作单片式集成电路(其中多个电子器件已经集成在支撑件构件上),或每个电子器件可以独立分离并被用作离散组件。进一步地,电子器件可以利用树脂密封。
实施例1
实施例1涉及根据本发明的第一实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物(以下简称“PXX化合物”)。实施例1的PXX化合物用以下结构式(1),更具体地,以下结构式(1A)表示。即,在实施例1的PXX化合物中,“X”是氧(O),Y是硫(S),并且A1和A2是氢(H)原子。进一步地,“R”是对异丁基苯基。
Figure BDA0000487644620000361
这样的实施例1的PXX化合物可通过图1所示的合成路径合成。即,首先,基于文献“Journal of Organic Chemistry,2010,75,8241-8251”,获得化合物2后,通过在化合物2与NBS或溴反应得到化合物3。然后,化合物3和(对异丁基苯基)硼酸在存在钯催化剂的情况下交叉偶联,以获得化合物4。进一步地,化合物4与三溴化硼反应以获得去甲基化化合物5。该化合物5在存在氯化铁(III)的情况下交叉偶联以获得化合物6。接下来,实施例1的目标PXX化合物通过使化合物6与乙酸铜在碱性条件下反应来执行环化反应而获得。
实施例1的PXX化合物在空气中是稳定的,并且可以轻易分离。
实施例2
实施例2涉及根据本发明的第二实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物(以下简称“PXX化合物”)。实施例2的PXX化合物用以下结构式(11),更具体地,以下结构式(11A)表示。要注意的是,为了方便起见,具有该结构的PXX化合物被称为实施例2A的“i-C4Ph-PXX”。在实施例2A的i-C4Ph-PXX中,6,12-二氧杂蒽嵌蒽的第三位和第九位用苯基取代,并且每个苯基的第四位(对位)用异丁基取代。
实施例2的PXX化合物(i-C4Ph-PXX)可以如下地获得:使迫呫吨并呫吨和溴反应以获得3,9-二溴-迫呫吨并呫吨,然后在存在钯催化剂的情况下执行与3.5当量的(对异丁基苯基)硼酸的交叉偶联反应。
或者,实施例2的PXX化合物用以下结构式(11B)表示。要注意的是,为了方便起见,具有该结构的PXX化合物被称为实施例2B的“i-C5Ph-PXX”。在实施例2B的i-C5Ph-PXX中,6,12-二氧杂蒽嵌蒽的第三位和第九位用苯基取代,并且每个苯基的第四位(对位)用异戊基取代。
Figure BDA0000487644620000372
实施例2的PXX化合物(i-C5Ph-PXX)可以如下地获得:使迫呫吨并呫吨和溴反应以获得3,9-二溴-迫呫吨并呫吨,然后在存在钯催化剂的情况下执行与3.5当量的1-频哪醇硼烷基(pinacolboryl)-4-异戊基苯的交叉偶联反应。要注意的是,1-频哪醇硼烷基-4-异戊基苯可以通过使1-溴-4-异戊基苯(其从溴苯经由傅克(Friedel-Crafts)酰基化反应和沃尔夫-凯惜纳(Wolff-Kishner)还原反应获得)进行硼化反应来获得。
PXX化合物的熔点和中间相转变温度可以通过TG-DTA(热重/差热分析)和DSC(差示扫描量热法)来确定。进一步地,测量有机溶剂中溶解度。具体地,测量10g甲苯中溶解多少克PXX化合物。表1中示出了测量结果。在表1中,中间相转变温度被表示为“转变温度”。10g甲苯中溶解多少克PXX化合物的结果被表示为“溶解度”(单位:g)。
也测量作为比较例2A的具有以下结构式(A)的化合物(C3Ph-PXX)、作为比较例2B的具有以下结构式(B)的化合物(C4Ph-PXX)、作为比较例2C的具有以下结构式(C)的化合物(C5Ph-PXX)、以及作为比较例2D的具有以下结构式(D)的化合物(i-C3Ph-PXX)的熔点和中间相转变温度。在下表1中示出了测量结果。
Figure BDA0000487644620000381
实施例2的PXX化合物(i-C4Ph-PXX、i-C5Ph-PXX)比比较例2A、2B和2C的化合物展示出更高的熔点。进一步地,对于实施例2的PXX化合物,不能测量到中间相转变温度。即,没有发生中间相转变。另一方面,尽管比较例2D展示出高熔点,并且没有发生中间相转变,但是只有0.37g溶解在100g甲苯中,使得有机溶剂中的溶解度不如实施例2的PXX化合物。换句话说,实施例2的PXX化合物具有高的溶解度。
表1
熔点 转变温度溶解度
实施例2A i-C4Ph-PXX 251℃ 未找到1.5g
实施例2B i-C5Ph-PXX 245℃ 未找到1.3g
比较例2A C3Ph-PXX 242℃ 大约188℃---
比较例2B C4Ph-PXX 231℃ 大约220℃---
比较例2C C5Ph-PXX 217℃ 大约77℃---
比较例2D i-C3Ph-PXX >280℃ 未找到0.37g
因此,对于实施例2的二氧杂蒽嵌蒽化合物,因为R是具有包括四个或更多碳原子的支链的烷基,所以甚至在高温气氛下也不展示出液晶性,即,分子排布不存在变化。此外,该二氧杂蒽嵌蒽化合物具有高熔点。
实施例3
实施例3涉及根据本发明的第三和第四实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物(PXX化合物)。实施例3的PXX化合物用以下结构式(21-1),或可选择地,以下结构式(23-1)表示。要注意的是,此PXX化合物被称为实施例3A的PXX化合物。这里,在结构式(21-1)中,取代基A用上述结构式(22-1)表示。进一步地,结构式(22-1)中的X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,和Y8各自表示氢原子,6,12-二氧杂蒽嵌蒽的第三位和第九位用苯基取代,并且在苯基的第三位和第四位上引入环烷基(环烷烃)。
Figure BDA0000487644620000391
实施例3A的PXX化合物可以通过使迫呫吨并呫吨和溴反应以获得3,9-二溴-迫呫吨并呫吨,然后在存在钯催化剂的情况下执行与3.5当量的(5,6,7,8-四氢-2-萘基)硼酸的交叉偶联反应来获得。
或者,实施例3的PXX化合物用上述结构式(21-1),或可选择地以下结构式(23-2)表示。要注意的是,该PXX化合物被称为实施例3B的PXX化合物。这里,在结构式(21-1)中,取代基A用上述结构式(22-2)表示。进一步地,结构式(22-2)中的X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,和Y8各自表示氢原子,6,12-二氧杂蒽嵌蒽的第三位和第九位用苯基取代,并且在苯基的第二位和第三位上引入环烷基(环烷烃)。
实施例3B的PXX化合物可以通过使迫呫吨并呫吨和溴反应以获得3,9-二溴-迫呫吨并呫吨,然后在存在钯催化剂的情况下执行与3.5当量的(5,6,7,8-四氢-1-萘基)硼酸的交叉偶联反应来获得。
PXX化合物的熔点和中间相转变温度可以通过TG-DTA(热重/差热分析)和DSC(差示扫描量热法)来确定。
还测量作为比较例3A的具有以下结构式(E)的化合物(C4Ph-PXX)的熔点和中间相转变温度。在下表2中示出了测量结果。
Figure BDA0000487644620000402
实施例3A的PXX化合物比比较例3A的化合物展示出更高的熔点。进一步地,对于实施例3A和3B的PXX化合物,不能测量出中间相转变温度。即,没有发生中间相转变。
Figure BDA0000487644620000411
因此,对于实施例3的二氧杂蒽嵌蒽化合物,因为6,12-二氧杂蒽嵌蒽的第三位和第九位用苯基取代,并且在苯基上引入环烷基(环烷烃),所以甚至在高温气氛下也不展示出液晶性。即,分子排布不存在变化。此外,该二氧杂蒽嵌蒽化合物具有高熔点。
实施例4
实施例4涉及根据本发明的第一至第三实施方式的电子器件,其具有包括根据本发明的第一实施方式至实施例3的二氧杂蒽嵌蒽化合物的半导体层。实施例4或以下实施例5至8的电子器件包括:
第一电极;
设置为与所述第一电极分离的第二电极;以及
由有机半导体材料形成从所述第一电极至所述第二电极设置的有源层,
其中所述有机半导体材料包括根据本发明的包括上述各种优选方式的第一至第三实施方式的二氧杂蒽嵌蒽化合物。具体地,实施例4和以下实施例5至7的电子器件是包括以下各项的三端子型电子器件:
(A)控制电极,
(B)第一电极和第二电极,以及
(C)设置在所述第一电极与所述第二电极之间并被设置为经由绝缘层面向所述控制电极的包括金属氧化物半导体的有源层。
更具体地,实施例4和以下实施例5至7的三端子型电子器件是场效应晶体管(FET),其中有源层中从第一电极流到第二电极的电流基于施加到控制电极上的电压控制,其中所述控制电极对应于栅电极,所述第一电极和所述第二电极对应于源电极/漏电极,绝缘层对应于栅极绝缘层膜,并且所述有源层对应于沟道形成区域。
即,如图2B的示意性部分端部视图所示,实施例4的电子器件是半导体器件,具体地,是底栅/底接触型场效应晶体管(更具体地,薄膜晶体管(TFT)),其包括:
(A)形成在基体10上的栅电极14(对应于控制电极),
(B)形成在栅电极14和10基体上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层),
(C)形成在栅极绝缘层15上的源电极/漏电极16(对应于第一电极和第二电极),以及
(D)形成在源电极/漏电极16之间的栅极绝缘层15上的、由有源层20配置而成的沟道形成区域17。
现在将参照图2A和图2B(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例4的制造电子器件(场效应晶体管)的方法的概要。
步骤-400
首先,在基体10上形成栅电极14。具体地,基于光刻技术,在包括SiO2的形成在玻璃衬底11的表面上的绝缘膜12上形成要形成栅电极14的部分已经被除去的抗蚀层(未示出)。然后,作为粘附层的钛(Ti)层(未示出)和作为栅电极14的金(Au)层通过真空沉积法先后沉积在整个表面上,之后除去抗蚀层。通过这种方式,基于所谓的剥离法,可以获得栅电极14(参照图8A)。要注意的是,成栅电极14也可以基于印刷法在包括SiO2的形成在玻璃衬底11的表面上的绝缘膜12上形成。
步骤-410
接下来,在包括栅电极14的基体10(更具体地,形成在玻璃衬底11的表面上的绝缘膜12)上形成对应于绝缘层的栅极绝缘层15。具体地,基于溅射法在栅电极14和绝缘膜12上形成包括SiO2的栅极绝缘层15。当沉积栅极绝缘层15时,可以不使用光刻工艺而通过用硬掩模覆盖栅电极14的一部分来形成栅电极14的提取部分(未示出)。
步骤-420
然后,包括作为粘附层的1nm厚铬(Cr)层(未示出)和25nm厚金(Au)层的源电极/漏电极16通过真空沉积法先后沉积在栅极绝缘层15上(参照图2A)。当沉积这些层时,可以不使用光刻工艺而通过用硬掩模覆盖栅极绝缘层15的一部分来形成源电极/漏电极16。要注意的是,还可以基于印刷法在栅极绝缘层15上形成源电极/漏电极16。
步骤-430
接下来,如果使用实施例1或2中描述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,则通过湿法(涂布法)在栅极绝缘层15和源电极/漏电极16上形成沟道形成区域17(有源层20)。具体地,沟道形成区域17可以通过利用旋涂法在整个表面上涂布PXX化合物溶液(其中实施例1中获得的PXX化合物溶解在溶剂中,比如芳香族化合物比如甲苯或二甲苯、长链烃基醇比如辛醇或壬醇等),然后干燥来形成在栅极绝缘层15和源电极/漏电极16上(参照图2B)。或者,沟道形成区域17可以通过利用旋涂法在整个表面上涂布PXX化合物溶液(其中实施例2的PXX化合物溶解在甲苯中),然后干燥来形成在栅极绝缘层15和源电极/漏电极16上。要注意的是,可以任选图案化所述沟道形成区域17。
或者,如果使用实施例3中描述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,则基于PVD法在栅极绝缘层15和源电极/漏电极16上形成沟道形成区域17(有源层20)。具体地,沟道形成区域17可以通过利用真空沉积法在整个表面上沉积实施例3A或3B的PXX化合物来形成在栅极绝缘层15和源电极/漏电极16上。
例如,在图像显示设备的制造中,在这个步骤之后,也可以基于已知的方法在由此获得的TFT上或上方形成图像显示单元(具体地,包括有机电致发光元件、电泳显示元件、半导体发光元件等图像显示单元)。同样在下述实施例的每一个中,在完成电子器件(TFT)的制造之后,图像显示单元可以通过执行类似步骤来获得。
步骤-440
或者,可以通过在整个表面上形成钝化膜(未示出)来获得底栅/底接触型FET(具体地,TFT)。
对于实施例1中描述的二氧杂蒽嵌蒽化合物被用在沟道形成区域中的实施例4的电子器件(根据本发明的第一实施方式的电子器件),π共轭体系可以通过将噻吩环稠合到具有与稳定性和高迁移率有关的被证明的记录的PXX骨架上来加宽。即,由于在相邻PXX化合物分子之间形成宽得多(更大)的π轨道重叠而可以获得较大的分子间相互作用。因此,可以实现载流子迁移率的大得多的改进。进一步地,由于可以预计基于在PXX化合物分子的周边处突出的硫原子有大量的分子间接触,分子间轨道重叠在很大程度上增加,使得可以展示出高得多的导电率。另外,将取代基引入PXX化合物分子的预定位置允许控制溶解度、分子排布等,还允许容易获得可以涂布或印刷的高迁移率有机半导体。更进一步地,通过将含硫的环(噻吩环)稠合到PXX骨架上的具有较高电子密度的部位,可以抑制在空气中与氧的反应能力,并且可以加深分子HOMO水平。结果,可以提供在空气中稳定的有机半导体材料。
进一步地,对于实施例2中描述的二氧杂蒽嵌蒽化合物被用在沟道形成区域中的实施例4的电子器件(根据本发明的第二实施方式的电子器件),甚至在高温气氛下也不展示出液晶性,即,分子排布不存在变化,使得电子器件的特性甚至在高温气氛下也不容易变化。进一步地,熔点足够高以避免受到在电子器件的制造步骤期间的高温处理和电子器件的使用环境、使用条件等的影响。例如,如果TFT安装在液晶显示设备中,并用于驱动液晶显示元件,虽然TFT的温度可能由于由布置在液晶显示设备的后面的所谓的背光发出的热而升高,但是对于实施例4的TFT,TFT的特性甚至在高温气氛下也不容易变化。
进一步地,对于实施例3中描述的二氧杂蒽嵌蒽化合物被用在沟道形成区域中的实施例4的电子器件(根据本发明的第三实施方式的电子器件),甚至在高温气氛下也不展示出液晶性,即,分子排布不存在变化,使得电子器件的特性甚至在高温气氛下也不容易变化。进一步地,熔点足够高以避免受到在电子器件的制造步骤期间的高温处理和电子器件的使用环境、使用条件等的影响。例如,如果TFT安装在液晶显示设备中,并用于驱动液晶显示元件,虽然TFT的温度可能由于由布置在液晶显示设备的后面的所谓的背光发出的热而升高,但是对于实施例4的TFT,TFT的特性甚至在高温气氛下也不容易变化。
实施例5
实施例5是实施例4的修改。在实施例5中,三端子型电子器件是底栅/顶接触型FET(具体地,TFT)。如图3B的示意性部分端部视图所示,实施例5的场效应晶体管包括:
(A)形成在基体10上的栅电极14(对应于控制电极),
(B)形成在栅电极14和基体10上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层),
(C)形成在栅极绝缘层15上并由有源层20配置而成的沟道形成区域17和沟道形成区域延伸部分18,以及
(D)形成在沟道形成区域延伸部分18上的源电极/漏电极16(对应于第一电极和第二电极)。
现在将参照图3A和图3B(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例5的制造电子器件(场效应晶体管)的方法的概要。
步骤-500
首先,以与实施例4的“步骤-400”相同的方式在基体10上形成栅电极14,然后以与实施例4的“步骤-410”相同的方式在包括栅电极14的基体(更具体地,绝缘膜12)上形成栅极绝缘层15。
步骤-510
接下来,以与实施例4的“步骤-430”相同的方式在栅极绝缘层15上形成有源层20(参照图3A)。通过这种方式,可以获得沟道形成区域17和沟道形成区域延伸部分18。根据情况,代替根据“步骤-500”和“步骤-510”的形成栅极绝缘层15和有源层20的方法,栅极绝缘层15和有源层20的层压结构也可以通过将构成栅极绝缘层15的绝缘体材料和实施例1中获得的构成有源层20的PXX化合物溶解在上述溶剂中,将由此产生的溶液涂布在基体10和栅电极14上,并干燥来获得,栅极绝缘层15和有源层20由此利用相分离现象进行分离。
步骤-520
然后,在沟道形成区域延伸部分18上形成源电极/漏电极16以便将沟道形成区域17夹在中间(参照图3B)。具体地,基于真空沉积法以与实施例4的“步骤-420”相同的方式形成作为源电极/漏电极16的金(Au)层。当执行沉积时,可不使用光刻工艺而通过用硬掩模覆盖沟道形成区域延伸部分18的一部分来形成源电极/漏电极16。要注意的是,也可以基于印刷法形成源电极/漏电极16。
步骤-530
接下来,通过在整个表面上形成钝化膜(未示出)来完成实施例5的电子器件。
实施例6
实施例6是实施例4的修改。在实施例6中,三端子型电子器件是顶栅/底接触型FET(具体地,TFT)。如图4B的示意性部分端部视图所示,实施例6的场效应晶体管包括:
(A)形成在基体10上的源电极/漏电极16(对应于第一电极和第二电极),
(B)形成在源电极/漏电极16之间的基体10上并由有源层20配置而成的沟道形成区域17,
(C)形成在源电极/漏电极16和沟道形成区域17上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层),以及
(D)形成在栅极绝缘层15上的栅电极14(对应于控制电极)。
现在将参照图4A和图4B(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例6的制造电子器件(场效应晶体管)的方法的概要。
步骤-600
首先,以与实施例4的“步骤-420”相同的方式在对应于基体的绝缘膜12上形成源电极/漏电极16,然后以与实施例4的“步骤-430”相同的方式在包括源电极/漏电极16的绝缘膜12上形成沟道形成区域17(有源层20)(参照图4A)。
步骤-610
接下来,以与实施例4的“步骤-410”相同的方式形成栅极绝缘层15。然后,以与实施例4的“步骤-400”相同的方式在沟道形成区域17上的栅极绝缘层15部分上形成栅电极14(参照图4B)。
步骤-620
然后,通过在整个表面上形成钝化膜(未示出)来完成实施例6的电子器件。
实施例7
实施例7是实施例4的修改。在实施例7中,三端子型电子器件是顶栅/顶接触型FET(具体地,TFT)。如图5C的示意性部分端部视图所示,实施例7的场效应晶体管包括:
(A)形成在基体10上并由有源层20配置而成的沟道形成区域17和沟道形成区域延伸部分18,
(B)形成在沟道形成区域延伸部分18上的源电极/漏电极16(对应于第一电极和第二电极),
(C)形成在源电极/漏电极16和沟道形成区域17上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层),以及
(D)形成在栅极绝缘层15上的栅电极14(对应于控制电极)。
现在将参照图5A、图5B和5C(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例7的制造电子器件(场效应晶体管)的方法的概要。
步骤-700
首先,沟道形成区域17和沟道形成区域延伸部分18可以以与实施例4的“步骤-430”相同的方式通过在基体10(更具体地,绝缘膜12)上形成有源层20来获得(参照图5A)。
步骤-710
接下来,以与实施例4的“步骤-420”相同的方式在沟道形成区域延伸部分18上形成源极/源极电极16(参照图5B)。
步骤-720
然后,以与实施例4的“步骤-410”相同的方式形成栅极绝缘层15。接下来,以与实施例4的“步骤-400”相同的方式在沟道形成区域17上的栅极绝缘层15部分上形成栅电极14(参照图5C)。
步骤-730
接下来,通过在整个表面上形成钝化膜(未示出)来完成实施例7的电子器件。
实施例8
尽管实施例8也是实施例4的修改,但是在实施例8中,电子器件具体地是双端子型电子器件,并且更具体地,如图6A或图6B的示意性部分端部视图所示,包括:
第一电极31和第二电极32,以及
形成在第一电极31与第二电极32之间的有源层。
要注意的是,有源层33包括实施例1至3中描述的PXX化合物。进一步地,通过将光辐射到有源层33上来产生电力。即,实施例8的电子器件起到光电转换元件或太阳能电池的作用。或者,实施例8的电子器件起到发光元件的作用,其中有源层33由于向第一电极31和第二电极32施加电压而发光。
或者,实施例8的电子器件也可以起到包括双端子型电子器件的化学物质传感器的作用。具体地,当待检测的化学物质吸附在有源层33上时,第一电极31与第二电极32之间的电阻值改变。因此,可以通过使电流在第一电极31与第二电极32之间流动,或可选择地,将合适的电压施加在第一电极31与第二电极32之间,并测量有源层33的电阻值来测量吸附在有源层33上的化学物质的量(浓度)。要注意的是,由于化学物质在有源层33处于吸附平衡状态,因此如果放置有源层33的气氛中的化学物质的量(浓度)改变,则平衡状态也改变。
除了上述点之外,基本上,实施例8的电子器件的组成和结构本质上可以与实施例4或5中描述的电子器件的组成和结构相同,不设置控制电极和绝缘层这点除外。因此,将省略其详细描述。可以通过执行与实施例4的“步骤-420”至“步骤-430”相同的步骤,或可选择地通过执行与实施例5的“步骤-510”至“步骤-520”相同的步骤来获得实施例8的电子器件。
如果使包括实施例2或3中描述的PXX化合物的实施例8的电子器件起到太阳能电池的作用,尽管有源层的温度由于收集太阳光而可能增加,但是根据本发明的实施方式的构成有源层的PXX化合物在高温气氛下不展示出结晶性,即,分子排布不发生变化。进一步地,该PXX化合物具有高熔点,使得太阳能电池的特性甚至在高温气氛下也不容易变化。另外,甚至当使其起到化学物质传感器的作用时,传感器几乎不受气氛温度的影响。
实施例9
实施例9涉及根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法、根据本发明的第四实施方式的电子器件以及根据本发明的第一实施方式的制造电子器件的方法。图7E示出根据实施例9的层压结构和电子器件的示意性部分端部视图。
实施例9的层压结构,或,下述实施例10至14的层压结构,是其中层压有由第一有机材料形成的第一层101,201,301,401,501和601和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层102,202,302,402,502和602的层压结构。进一步地,实施例9的电子器件,或,下述实施例10至14的电子器件,包括电极结构、绝缘层45以及有源层50,其中电极结构由控制电极44,以及第一和第二电极46配置而成。要注意的是,实施例9至12的电子器件具体地是底栅/顶接触型TFT,并且实施例13和14的电子器件是顶栅/底接触型TFT。
进一步地,在实施例9的电子器件中,绝缘层45从控制电极侧开始由第一绝缘层45A和第二绝缘层45B配置而成,其中第二绝缘层45B由第一有机材料形成。另外,有源层50由第二有机材料形成,所述第二有机材料由有机半导体材料构成。更进一步地,第一有机材料和第二有机材料的组合通过材料的组合配置而成使得通过从第一有机材料和第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去第一有机材料的吉布斯自由能G1和第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。即,该组合满足以下关系式:
G0>G1+G2
要注意的是,如果,
G0<G1+G2
则第一有机材料和第二有机材料的混合体系比第一层和第二层分离时处于更稳定的能量状态,使得不可能获得第一层和第二层分离的状态。具体地,在实施例9中,第一有机材料由绝缘材料形成,该绝缘材料是非固化材料(非交联聚合物),具体地,聚烯烃树脂,更具体地,,并且第二有机材料由有机半导体材料形成,该有机半导体材料是非固化材料(非交联聚合物),具体地,迫呫吨并呫吨(6,12-二氧杂蒽嵌蒽)衍生物,更具体地,乙基苯基-PXX。进一步地,二甲苯被用作溶解第一有机材料的溶剂(第一溶剂),甲苯被用作溶解第二有机材料的溶剂(第二溶剂)。
这里,实施例9至12的电子器件具体地是具有三端子结构的底栅/顶接触型半导体器件,其中
形成在基体10上的栅电极由控制电极44配置而成,
形成在栅电极和基体10上的栅极绝缘层(在实施例9和11中,第二栅极绝缘层,在实施例10和12中,栅极绝缘层)由绝缘层45配置而成,
形成在栅电极层上的沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48由有源层50配置而成,并且
形成在沟道形成区域延伸部分48上的一对源电极/漏电极由第一和第二电极46配置而成。
要注意的是,在以下描述中,可能使用术语“栅电极44”代替“控制电极44”,可能使用术语“沟道形成区域47和/或沟道形成区域延伸部分48”代替“有源层50”,可能使用术语“源电极/漏电极46”代替“第一和第二电极46”,可能使用术语“第二栅极绝缘层45B”或“栅极绝缘层45”代替“绝缘层45”,并且可能使用术语“第一栅极绝缘层45A”代替“第一绝缘层45A”。
现在将参照图7A、图7B、7C、图7D和图7E(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例9的形成层压结构的方法和制造电子器件的方法。
首先,在基体10上形成栅电极44和覆盖栅电极44的第一栅极绝缘层45A,该基体由玻璃衬底11形成,包括SiO2的绝缘膜12形成在该玻璃衬底11的表面上。
步骤-900
具体地,基于光刻技术,在包括SiO2的形成在玻璃衬底11的表面上的绝缘膜12上形成抗蚀层(未示出),已经从该抗蚀层除去了要形成栅电极44的部分。然后,作为粘附层的钛(Ti)层(未示出)和作为栅电极44的金(Au)层通过真空沉积法先后沉积在整个表面上,之后除去抗蚀层。通过这种方式,基于所谓的剥离法,可以获得栅电极44(参照图8A)。要注意的是,也可以基于印刷法在包括SiO2的形成在玻璃衬底11的表面上的绝缘膜12上形成栅电极44。
步骤-910
接下来,利用狭缝涂布法将包括交联剂的聚乙烯苯酚(PVP)溶液涂布在基体10和栅电极44上。然后,将所涂布的PVP溶液加热至150℃以获得由聚乙烯苯酚形成的第一栅极绝缘层45A。通过这种方式,可以获得图7A中所示的结构。
步骤-920
然后,在支撑件(具体地,第一栅极绝缘层45A)上形成由第一有机材料形成的第一层101(第二栅极绝缘层45B)。具体地,由聚烯烃树脂形成并且厚度为20nm的第一层101(第二栅极绝缘层45B)可以通过利用狭缝涂布法将二甲苯中的聚烯烃树脂的溶液沉积在第一栅极绝缘层45上,然后在140℃下干燥来形成。通过这种方式,可以获得图7B中所示的结构。
步骤-930
接下来,在第一层101(第二栅极绝缘层45B)上形成不同于第一有机材料的第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层102',然后干燥以形成由第二有机材料形成的第二层102(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)。具体地,利用狭缝涂布法将由甲苯中的迫呫吨并呫吨衍生物形成的第二有机材料溶液层102'沉积在第一层101(第二栅极绝缘层45B)上,然后在150℃下干燥。
这里,当第二有机材料溶液层102'形成在第一层101上时,第一层101(第二栅极绝缘层45B)的表面由第二有机材料溶液层102'中包括的溶剂(具体地,甲苯)溶解。这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一层101与第二有机材料溶液层102'之间的界面处混合(参照图7C)。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第二有机材料溶液层102'干燥时,第一层101(第二栅极绝缘层45B)和第二层102(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)分离(参照图7D)。即,当第二有机材料溶液层102'干燥时,第一层101(第二栅极绝缘层45B)和第二层102(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)彼此自发地且自然地分离。因此,在第一层101与第二层102之间的界面处,第一有机材料和第二有机材料不混合,并且第一层101和第二层102分离。要注意的是,第一有机材料和第二有机材料混合的区域用参考标号103表示。当第二有机材料溶液层102'形成在第一层101上时第一层101溶解在溶剂中的速率具体为约10nm/min。
步骤-940
然后,在第二层102(具体地,沟道形成区域延伸部分48)上形成源电极/漏电极46。具体地,由25nm厚金(Au)层配置而成的源电极/漏电极46利用真空沉积法沉积(参照图7E)。当沉积这些层时,可不使用光刻工艺而通过用硬掩模覆盖第二层102的一部分来形成源电极/漏电极46。要注意的是,也可以基于印刷法形成源电极/漏电极46。
例如,在图像显示设备的制造中,在这个步骤之后,也可以基于已知的方法在由此获得的TFT上或上方形成图像显示单元(具体地,包括有机电致发光元件、电泳显示元件、半导体发光元件等的图像显示单元)。同样在下述各个实施例中,在完成电子器件的制造之后,图像显示单元可以通过执行类似步骤来获得。
或者,钝化膜(未示出)形成在整个表面上。如此,可以获得底栅/顶接触型半导体器件(FET,具体地,TFT)。或者,在图案化沟道形成区域延伸部分48和第二栅极绝缘层45B之后,钝化膜(未示出)可以形成在整个表面上。这允许改善有源层50与第二栅极绝缘层45B之间的粘接性能。
在实施例9中,当第二有机材料溶液层102'形成在第一层101上时,第一层101的表面由第二有机材料溶液层102'中包括的溶剂溶解。这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一层101与第二有机材料溶液层102'之间的界面处混合。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第二有机材料溶液层102'干燥时,第一层101和第二层102分离。因此,在第一有机材料层(第一层101)与第二有机材料层(第二层102)之间的界面处获得高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度和可靠分离。进一步地,在形成第二有机材料层(第二层102)之前,第一有机材料层(第一层101)无污染。另外,结果,可制造特性的不均匀性小并具有优良性能的电子器件。更进一步地,对于实施例9的电子器件的层压结构,由于限定了第一有机材料层和第二有机材料层的混合体系的吉布斯自由能的值、第一有机材料的吉布斯自由能的值以及第二有机材料的吉布斯自由能的值之间的关系,因此当形成这些层时,可以可靠地、自发地且自然地获得分离状态。此外,这些层之间的界面具有高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度。
实施例10
实施例10涉及根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法、根据本发明的第四实施方式的电子器件以及根据本发明的第二实施方式的制造电子器件的方法。图8E示出根据实施例10的层压结构和电子器件的示意性部分端部视图。在实施例10中,与实施例9不同,栅极绝缘层是单层结构。进一步地,栅电极形成在设置在基体中的凹槽部分中。除这些点之外,由于实施例10的电子器件的组成和结构与实施例9的电子器件的组成和结构相同,因此省略其详细描述。要注意的是,实施例10中的第一有机材料和第二有机材料与实施例9中相同。
现在将参照图8A、图8B、8C、图8D和图8E(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例10的形成层压结构的方法和制造电子器件的方法。
步骤-1000
首先,在基体10中形成的凹槽部分43中形成栅电极44。具体地,基于已知的光刻技术和刻蚀技术,在基体10的要形成栅电极的区域上形成凹槽部分43,该基体由玻璃衬底11形成,包括SiO2的绝缘膜12形成在表面上。接下来,基于光刻技术,形成抗蚀层(未示出),已经从该抗蚀层除去要形成栅电极44的部分。然后,作为粘附层的钛(Ti)层(未示出)和作为栅电极44的金(Au)层通过真空沉积法先后沉积在整个表面上,之后除去抗蚀层。通过这种方式,基于所谓的剥离法,可以获得栅电极44(参照图8A)。要注意的是,还可以基于印刷法在凹槽部分43中形成栅电极44。
步骤-1010
然后,以与实施例9的“步骤-920”相同的方式在支撑件(具体地,基体10和栅电极44)上形成由第一有机材料形成的第一层201(栅极绝缘层45)。通过这种方式,可以获得图8B中所示的结构。
步骤-1020
接下来,以与实施例的“步骤-930”相同的方式在第一层201(栅极绝缘层45)上形成不同于第一有机材料的第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层202',然后干燥以形成由第二有机材料形成的第二层202(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)。
这里,类似于实施例9,当第二有机材料溶液层202'形成在第一层201上时,第一层201(栅极绝缘层45)的表面由第二有机材料溶液层202'中包括的溶剂(具体地,甲苯)溶解。这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一层201与第二有机材料溶液层202'之间的界面处混合(参照图8C)。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第二有机材料溶液层202'干燥时,第一层201(栅极绝缘层45)和第二层202(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)分离(参照图8D)。即,当第二有机材料溶液层202'干燥时,第一层201(栅极绝缘层45)和第二层202(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)彼此自发地且自然地分离。要注意的是,第一有机材料和第二有机材料混合的区域用参考标号203表示。
步骤-1030
然后,可以通过执行与实施例9的“步骤-940”相同的步骤获得底栅/顶接触型半导体器件(FET,具体地,TFT)(参照图8E)。
在实施例10中,当第二有机材料溶液层202'形成在第一层201上时,第一层201的表面由第二有机材料溶液层202'中包括的溶剂溶解。这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一层201与第二有机材料溶液层202'之间的界面处混合。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第二有机材料溶液层202'干燥时,第一层201和第二层202分离。因此,在第一有机材料层(第一层201)与第二有机材料层(第二层202)之间的界面处获得高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度和可靠分离。进一步地,在形成第二有机材料层(第二层202)之前,第一有机材料层(第一层201)无污染。另外,结果,可制造特性的不均匀性小并具有优良性能的电子器件。更进一步地,对于实施例10的电子器件的层压结构,由于限定了第一有机材料层和第二有机材料层的混合体系的吉布斯自由能的值、第一有机材料的吉布斯自由能的值以及第二有机材料的吉布斯自由能的值之间的关系,因此当形成这些层时,可以可靠地、自发地且自然地获得分离状态。此外,这些层之间的界面具有高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度。
实施例11
实施例11涉及根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第二实施方式的形成层压结构的方法、根据本发明的第四实施方式的电子器件以及根据本发明的第三实施方式的制造电子器件的方法。图9D示出根据实施例11的层压结构和电子器件的示意性部分端部视图。在实施例11中,与实施例9不同,栅极绝缘层是单层结构。除这点之外,由于实施例11的电子器件的结构与实施例9的电子器件的结构相同,因此省略其详细描述。
这里,具体地,在实施例11中,第一有机材料由绝缘材料,具体地是聚α-甲基苯乙烯形成,该绝缘材料是非固化材料(非交联聚合物)。第二有机材料由有机半导体材料形成,该有机半导体材料是非固化材料(非交联聚合物),具体地,TIPS-并五苯。二甲苯被用作用于溶解第一有机材料的第一溶剂,甲苯被用作用于溶解第二有机材料的第二溶剂。
现在将参照图9A、图9B、9C和图9D(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例11的形成层压结构的方法和制造电子器件的方法。
步骤-1100
首先,以与实施例9的“步骤-900”和“步骤-910”相同的方式在基体10上形成栅电极44和覆盖栅电极44的第一栅极绝缘层45A(参照图9A)。
步骤-1110
接下来,使用双喷嘴狭缝涂布器,在支撑件(具体地,第一栅极绝缘层45A)上形成由绝缘材料形成的第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层301',以及不同于第一有机材料且由有机半导体材料形成的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层302',然后干燥第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'以获得由第一有机材料形成的第一层301和由第二有机材料形成的第二层302的层压结构。要注意的是,第二栅极绝缘层45B由第一层301配置而成,并且沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48由第二层302配置而成。
在实施例11中,当形成第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'时,第一有机材料和第二有机材料在第一有机材料溶液层301'与第二有机材料溶液层302'之间的界面处混合(参照图9B)。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'干燥时,第一层301(第二栅极绝缘层45B)和第二层302(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)分离(参照图9C)。即,当第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'干燥时,第一层301(第二栅极绝缘层45B)和第二层302(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)彼此自发地且自然地分离。要注意的是,第一有机材料和第二有机材料混合的区域用参考标号303表示。
步骤-1120
然后,可以通过执行与实施例9的“步骤-940”相同的步骤获得底栅/顶接触型半导体器件(FET,具体地,TFT)(参照图9D)。
在实施例11中,当形成第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'时,这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'之间的界面处混合。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'干燥时,第一层301和第二层302分离。因此,在第一有机材料层(第一层301)与第二有机材料层(第二层302)之间的界面处获得高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度和可靠分离。进一步地,在形成第二有机材料层(第二层302)之前,第一有机材料层(第一层301)无污染。另外,结果,可制造特性的不均匀性小并具有优良性能的电子器件。更进一步地,对于实施例11的电子器件的层压结构,由于限定了第一有机材料层和第二有机材料层的混合体系的吉布斯自由能的值、第一有机材料的吉布斯自由能的值以及第二有机材料的吉布斯自由能的值之间的关系,因此当形成这些层时,可以可靠地、自发地且自然地获得分离状态。此外,这些层之间的界面具有高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度。
实施例12
实施例12涉及根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第二实施方式的形成层压结构的方法、根据本发明的第四实施方式的电子器件以及根据本发明的第四实施方式的制造电子器件的方法。图10D示出根据实施例12的层压结构和电子器件的示意性部分端部视图。在实施例12中,与实施例11不同,栅极绝缘层是单层结构。进一步地,栅电极形成在设置在基体中的凹槽中。除这些点之外,由于实施例12的电子器件的组成和结构与实施例11的电子器件的组成和结构相同,因此省略其详细描述。要注意的是,实施例11中的第一有机材料和第二有机材料与实施例11相同。
现在将参照图10A、图10B、10C和图10D(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例12的形成层压结构的方法和制造电子器件的方法。
步骤-1200
首先,以与实施例10的“步骤-1000”相同的方式在基体10中的凹槽部分43中形成栅电极44(参照图10A)。
步骤-1210
接下来,使用双喷嘴狭缝涂布器,以与实施例11的“步骤1110”相同的方式在支撑件(具体地,基体10和栅电极44)上形成由绝缘材料形成的第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层401',以及不同于第一有机材料且由有机半导体材料形成的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层402',然后干燥第一有机材料溶液层401'和第二有机材料溶液层402'以获得由第一有机材料形成的第一层401和由第二有机材料形成的第二层402的层压结构。要注意的是,类似于实施例11,栅极绝缘层45由第一层401配置而成,并且沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48由第二层402配置而成。
同样在实施例12中,当形成第一有机材料溶液层401'和第二有机材料溶液层402'时,第一有机材料和第二有机材料在第一有机材料溶液层401'与第二有机材料溶液层402'之间的界面处混合(参照图10B)。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第一有机材料溶液层401'和第二有机材料溶液层402'干燥时,第一层401(栅极绝缘层45)和第二层402(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)分离(参照图10C)。即,当第一有机材料溶液层301'和第二有机材料溶液层302'干燥时,第一层301(第二栅极绝缘层45B)和第二层302(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)彼此自发地且自然地分离。要注意的是,第一有机材料和第二有机材料混合的区域用参考标号403表示。
步骤-1220
然后,可以通过执行与实施例9的“步骤-940”相同的步骤获得底栅/顶接触型半导体器件(FET,具体地,TFT)(参照图10D)。
在实施例12中,当形成第一有机材料溶液层401'和第二有机材料溶液层402'时,这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一有机材料溶液层401'和第二有机材料溶液层402'之间的界面处混合。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第一有机材料溶液层401'和第二有机材料溶液层402'干燥时,第一层401和第二层402分离。因此,在第一有机材料层(第一层401)与第二有机材料层(第二层402)之间的界面处获得高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度和可靠分离。进一步地,在形成第二有机材料层(第二层402)之前,第一有机材料层(第一层401)无污染。另外,结果,可制造特性的不均匀性小并具有优良性能的电子器件。更进一步地,对于实施例12的电子器件的层压结构,由于限定了第一有机材料层和第二有机材料层的混合体系的吉布斯自由能的值、第一有机材料的吉布斯自由能的值以及第二有机材料的吉布斯自由能的值之间的关系,因此当形成这些层时,可以可靠地、自发地且自然地获得分离状态。此外,这些层之间的界面具有高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度。
实施例13
实施例13涉及根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第一实施方式的形成层压结构的方法、根据本发明的第四实施方式的电子器件以及根据本发明的第五实施方式的制造电子器件的方法。图11E示出根据实施例13的层压结构和电子器件的示意性部分端部视图。
对于实施例13或下述实施例14的电子器件,沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48由第一层501配置而成,该第一层由第一有机材料形成,该第一有机材料由有机半导体材料形成。另一方面,栅极绝缘层45由第二层502配置而成,该第二层由第二有机材料形成,该第二有机材料由绝缘材料形成。在实施例13中,使用与实施例9中描述的有机半导体材料、绝缘材料及溶剂相同的有机半导体材料、绝缘材料及溶剂。
即,实施例13或下述实施例14的电子器件具体是具有三端子结构的顶栅/底接触型半导体器件,其中:
形成在基体10中的一对源电极/漏电极由第一电极和第二电极46配置而成,
形成在这对源电极/漏电极之间的基体10上的沟道形成区域47和形成在源电极/漏电极上的沟道形成区域延伸部分48由有源层50配置而成,
形成在沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48上的栅极绝缘层由绝缘层45配置而成,并且
形成在栅极绝缘层45上设置为面向沟道形成区域47的栅电极由控制电极44配置而成。
现在将参照图11A、图11B、11C、图11D和图11E(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例13的形成层压结构的方法和制造电子器件的方法。
步骤-1300
首先,以与实施例10的“步骤-1000”基本上相同的方式在基体10中形成的凹槽部分43中形成源电极/漏电极46(参照图11A)。
步骤-1310
接下来,在支撑件(具体地,基体10和源电极/漏电极46)上形成由第一有机材料形成的第一层501(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48),该第一有机材料由有机半导体材料形成。更具体地,第一层501(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)可以通过利用狭缝涂布法将由甲苯中的迫呫吨并呫吨衍生物形成的第一有机材料溶液层沉积在基体10和源电极/漏电极46上,然后在150℃下干燥来获得(图11B)。
步骤-1320
然后,不同于第一有机材料并由绝缘材料形成的第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层502'形成在第一层501(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)上(参照图11C),干燥以形成由第二有机材料形成的第二层502(栅极绝缘层45)。具体地,由聚烯烃树脂形成且厚度为20nm的第二层502(栅极绝缘层45)可以以与实施例9的“步骤-920”相同的方式通过利用狭缝涂布法将二甲苯中的聚烯烃树脂的溶液沉积在第一层501,然后干燥来形成。通过这种方式,可以获得图11D中所示的结构。当第二有机材料溶液层502'形成在第一层501上时第一层501溶解在溶剂中的速率具体为约10nm/min。
这里,当第二有机材料溶液层502'形成在第一层501上时,第一层501(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)的表面由第二有机材料溶液层502'中包括的溶剂(具体地,二甲苯)溶解。这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一层501与第二有机材料溶液层502'之间的界面处混合(参照图11C)。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第二有机材料溶液层502'干燥时,第一层501(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)和第二层502(栅极绝缘层45)分离(参照图11D)。即,当第二有机材料溶液层502'干燥时,第一层501(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)和第二层502(栅极绝缘层45)彼此自发地且自然地分离。要注意的是,第一有机材料和第二有机材料混合的区域用参考标号503表示。
步骤-1330
然后,可以通过执行与实施例9的“步骤-940”相同的步骤获得顶栅/底接触型半导体器件(FET,具体地,TFT)(参照图11E)。
在实施例13中,当第二有机材料溶液层102'形成在第一层501上时,第一层501的表面由第二有机材料溶液层502'中包括的溶剂溶解。这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一层501与第二有机材料溶液层502'之间的界面处混合。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第二有机材料溶液层502'干燥时,第一层501和第二层502分离。因此,在第一层501与第二有机材料层(第二层502)之间的界面处获得高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度和可靠分离。进一步地,在形成第二有机材料层(第二层502)之前,第一层501无污染。另外,结果,可制造特性的不均匀性小并具有优良性能的电子器件。更进一步地,对于实施例13的电子器件的层压结构,由于限定了第一有机材料层和第二有机材料层的混合体系的吉布斯自由能的值、第一有机材料的吉布斯自由能的值以及第二有机材料的吉布斯自由能的值之间的关系,因此当形成这些层时,可以可靠地、自发地且自然地获得分离状态。此外,这些层之间的界面具有高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度。
实施例14
实施例14涉及根据本发明的实施方式的层压结构、根据本发明的第二实施方式的形成层压结构的方法、根据本发明的第四实施方式的电子器件以及根据本发明的第六实施方式的制造电子器件的方法。图11D示出根据实施例14的层压结构和电子器件的示意性部分端部视图。由于实施例14的电子器件的组成和结构与实施例13的电子器件的组成和结构相同,因此省略其详细描述。要注意的是,实施例14中的第一有机材料、第二有机材料及第一和第二溶剂与实施例11中的第一有机材料、第二有机材料及第一和第二溶剂相同。
现在将参照图12A、图12B、12C和图12D(其是基体等的示意性部分端部视图)描述实施例14的形成层压结构的方法和制造电子器件的方法。
步骤-1400
首先,以与实施例13的“步骤-1300”相同的方式在基体10中形成的凹槽部分43中形成源电极/漏电极46(参照图12A)。
步骤-1410
接下来,使用双喷嘴狭缝涂布器,在支撑件(具体地,基体10和源电极/漏电极46)上形成由有机半导体材料形成的第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层601',以及不同于第一有机材料且由绝缘材料形成的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层602',然后干燥第一有机材料溶液层601'和第二有机材料溶液层602'以获得包括第一有机材料的第一层601和包括第二有机材料的第二层602的层压结构。要注意的是,沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48由第一层601配置而成,并且栅极绝缘层45由第二层602配置而成。
在实施例14中,当形成第一有机材料溶液层601'和第二有机材料溶液层602'时,第一有机材料和第二有机材料在第一有机材料溶液层601'与第二有机材料溶液层602'之间的界面处混合(参照图12B)。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第一有机材料溶液层601'和第二有机材料溶液层602'干燥时,第一层601(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)和第二层602(栅极绝缘层45)分离(参照图12C)。即,当第一有机材料溶液层601'和第二有机材料溶液层602'干燥时,第一层601(沟道形成区域47和沟道形成区域延伸部分48)和第二层602(栅极绝缘层45)彼此自发地且自然地分离。要注意的是,第一有机材料和第二有机材料混合的区域用参考标号603表示。
步骤-1420
然后,可以通过执行与实施例9的“步骤-940”相同的步骤获得顶栅/底接触型半导体器件(FET,具体地,TFT)(参照图12D)。
在实施例14中,当形成第一有机材料溶液层601'和第二有机材料溶液层602'时,这会导致第一有机材料和第二有机材料在第一有机材料溶液层601'和第二有机材料溶液层602'之间的界面处混合。然而,在远离界面的区域处,第一有机材料和第二有机材料不混合,使得当第一有机材料溶液层601'和第二有机材料溶液层602'干燥时,第一层601和第二层602分离。因此,在第一有机材料层(第一层601)与第二有机材料层(第二层602)之间的界面处获得高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度和可靠分离。进一步地,在形成第二有机材料层(第二层602)之前,第一有机材料层(第一层601)无污染。另外,结果,可制造特性的不均匀性小并具有优良性能的电子器件。更进一步地,对于实施例14的电子器件的层压结构,由于限定了第一有机材料层和第二有机材料层的混合体系的吉布斯自由能的值、第一有机材料的吉布斯自由能的值以及第二有机材料的吉布斯自由能的值之间的关系,因此当形成这些层时,可以可靠地、自发地且自然地获得分离状态。此外,这些层之间的界面具有高水平的平整度,并且对于这些层可获得高的膜厚度精度。
实施例15
在实施例9至14中,电子器件是三端子型电子器件。然而,在实施例15中,电子器件是双端子型电子器件。具有双端子结构的电子器件的实例包括光电转换元件,在该光电转换元件中,通过对着有源层进行光照射的方式电流在第一电极和第二电极之间流动。具体地,如果光电转换元件由电子器件配置而成,则太阳能电池或图像传感器可以由光电转换元件配置而成。要注意的是,光电转换元件还可以由具有三端子结构的电子器件配置而成。在这种情况下,可以向或可以不向控制电极施加电压。如果施加电压,则流动的电流可以基于向控制电极施加电压来调制。
具体地,如图13A和图13B的示意性部分端部视图所示,实施例15的双端子型电子器件包括:
第一电极61和第二电极62,以及
形成在第一电极61与第二电极62之间的有源层60。
要注意的是,有源层60包括由有机半导体材料形成的第二有机材料。由第一有机材料形成的电荷注入层63形成在基体10与有源层60之间,该第一有机材料由绝缘材料形成(参照图13A)。或者,有源层60由第一有机材料形成,该第一有机材料由有机半导体材料形成,并且由第二有机材料形成的电荷注入层63形成在有源层60上,该第二有机材料由绝缘材料形成(参照图13B)。另外,通过在有源层60上辐射光来生成电力。即,实施例15的电子器件起到光电转换元件或太阳能电池的作用。或者,实施例15的电子器件起到发光元件的作用,其中有源层60由于向第一电极61和第二电极62施加电压而发光。当例如通过实施例15的双端子型电子器件配置太阳能电池时,有源层60的实例可以包括P3HT,并且电荷注入层63的实例可以包括PEDOT/PSS。
除上述点之外,基本上,实施例15的电子器件的组成和结构本质上可以与实施例9至14中描述的电子器件的组成和结构相同,不设置控制电极这点以及电极结构包括第一电极和第二电极这点除外。因此,将省略其详细描述。具体地,可以通过执行与实施例9的“步骤-920”至“步骤-940”相同的步骤,或通过执行与实施例10的“步骤-1010”至“步骤-1030”相同的步骤,或通过执行与实施例11的“步骤-1110”至“步骤-1120”相同的步骤,或通过执行与实施例12的“步骤-1210”至“步骤-1220”相同的步骤,或通过执行与实施例13的“步骤-1300”至“步骤-1320”相同的步骤,或通过执行与实施例14的“步骤-1400”至“步骤-1410”相同的步骤来获得实施例15的电子器件。
在上文中,尽管基于优选的实施例描述了本发明的实施方式,但是本发明不限于这些实施例。二氧杂蒽嵌蒽化合物的具体结构没有特别的限制。进一步地,电子器件的结构和层压结构的组成、结构、形成条件及制造条件,形成层压结构的方法,以及制造电子器件的方法是可以适当改变的实例。根据本发明的第一至第四实施方式的电子器件例如在各种图像显示设备或各种电子设备中应用或使用时可以被用作单片式集成电路(其中多个电子器件已经集成在基体、支撑件、或支撑构件上),或每个电子器件可以独立分离并被用作离散组件。
在结构式(2)至结构式(9)中表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物中,例如甚至对于“X”是氧(O),“Y”是硫(S),“A1”和“A2”是氢(H)原子,并且“R”是对异丁基苯基的二氧杂蒽嵌蒽化合物,与实施例1的二氧杂蒽嵌蒽化合物类似,该二氧杂蒽嵌蒽化合物在空气中是稳定的,并且可以轻易分离。进一步地,通过从这些二氧杂蒽嵌蒽化合物制造电子器件,可以制造与实施例4-8中的电子器件相同的电子器件。
另外,本技术还可以配置如下。
(1)<<二氧杂蒽嵌蒽化合物:第一实施方式>>
一种用选自由以下结构式(1)至结构式(9)构成的组中的任何一个结构式表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
Figure BDA0000487644620000651
Figure BDA0000487644620000661
Figure BDA0000487644620000671
其中X表示选自由氧、硫、硒和碲构成的组中的一种原子,
其中Y表示选自由氧、硫、硒和碲构成的组中的一种原子,并且
其中R、A1和A2各自表示氢原子或选自由烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳族杂环、杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨基甲酰基、脲基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、卤原子、氟代烃基、氰基、硝基、羟基、巯基以及甲硅烷基构成的组中的取代基。
(2)根据(1)所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,其中R、A1和A2各自表示氢原子或选自由烷基、链烯基、芳基、芳基烷基、芳族杂环以及卤原子构成的组中的取代基。
(3)根据(1)或(2)所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,其中X表示氧。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,其中Y表示硫。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,其中A1和A2是氢原子。
(6)<<电子器件:第一实施方式>>
一种电子器件,至少包括:
第一电极;
设置为与所述第一电极分离的第二电极;以及
由有机半导体材料形成的从所述第一电极至所述第二电极设置的有源层,
其中所述有机半导体材料由根据(1)至(5)中任一项所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物形成。
(7)<<二氧杂蒽嵌蒽化合物:第二实施方式>>
一种用以下结构式(11)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
Figure BDA0000487644620000681
其中R表示具有包括四个或更多碳原子的支链的烷基。
(8)<<电子器件:第二实施方式>>
一种电子器件,至少包括:
第一电极;
设置为与所述第一电极分离的第二电极;以及
由有机半导体材料形成的从所述第一电极至所述第二电极设置的有源层,
其中所述有机半导体材料包括用以下结构式(11)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,并且
Figure BDA0000487644620000691
其中R表示具有包括四个或更多碳原子的支链的烷基。
(9)根据(8)所述的电子器件,其中所述有源层通过将二氧杂蒽嵌蒽化合物涂布在基体上并干燥来形成。
(10)根据(8)或(9)所述的电子器件,其是显示元件、显示器件、太阳能电池或传感器。
(11)<<二氧杂蒽嵌蒽化合物:第三实施方式>>
一种用以下结构式(21-1),或结构式(21-2),或结构式(21-3)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
其中取代基A用以下结构式(22-1)或结构式(22-2)表示,并且
其中X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,和Y8各自表示氢原子或选自由烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳族杂环、杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨基甲酰基、脲基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、卤原子、氟代烃基、氰基、硝基、羟基、巯基以及甲硅烷基构成的组中的取代基。
Figure BDA0000487644620000701
(12)<<二氧杂蒽嵌蒽化合物:第四实施方式>>
一种用以下结构式(23-1)或结构式(23-2)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物。
Figure BDA0000487644620000702
(13)<<电子器件:第三实施方式>>
一种电子器件,至少包括:
第一电极;
设置为与所述第一电极分离的第二电极;以及
由有机半导体材料形成的从所述第一电极至所述第二电极设置的有源层,
其中所述有机半导体材料包括根据(11)或(12)所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物。
(14)根据(13)所述的电子器件,其是显示元件、显示器件、太阳能电池或传感器。
(15)<<形成层压结构的方法:第一实施方式>>
一种形成层压结构的方法,所述方法按陈述的顺序包括以下步骤:
在支撑件上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层,
其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(16)根据(15)所述的形成层压结构的方法,其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时所述第一层溶解在溶剂中的速率大于0nm/min小于等于50nm/min。
(17)<<形成层压结构的方法:第二实施方式>>
一种形成层压结构的方法,为了获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构,所述方法包括在支撑件上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层,
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成在所述支撑件上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(18)根据(15)至(17)中任一项所述的形成层压结构的方法,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过以下方式配置:组合材料使得吉布斯自由能在混合第一有机材料和第二有机材料之前和之后的变化为正。
(19)根据(15)至(18)中任一项所述的形成层压结构的方法,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料由非固化材料形成。
(20)<<制造电子器件的方法:第一实施方式>>
一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体上形成控制电极和遮盖所述控制电极的第一绝缘层;
(B)在第一绝缘层上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层,
其中所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中第二绝缘层由所述第一层配置而成,
其中有源层由所述第二层配置而成,
其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(21)<<制造电子器件的方法:第二实施方式>>
一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成控制电极;
(B)在所述基体和所述控制电极上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层,
其中所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中绝缘层由所述第一层配置而成,
其中有源层由所述第二层配置而成,
其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(22)<<制造电子器件的方法:第三实施方式>>
一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体上形成控制电极和遮盖所述控制电极的第一绝缘层;以及
(B)通过在第一绝缘层上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构,
其中所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中第二绝缘层由所述第一层配置而成,
其中有源层由所述第二层配置而成,
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(23)<<制造电子器件的方法:第四实施方式>>
一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成控制电极;以及
(B)通过在所述基体和所述控制电极上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构,
其中所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中绝缘层由所述第一层配置而成,
其中有源层由所述第二层配置而成,
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(24)根据(20)至(23)中任一项所述的制造电子器件的方法,进一步包括在形成所述第二层之后在所述第二层上形成第一电极和第二电极。
(25)<<制造电子器件的方法:第五实施方式>>
一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成第一电极和第二电极;
(B)在基体、第一电极和第二电极上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层,
其中所述第一有机材料由有机半导体材料形成并且所述第二有机材料由绝缘材料形成,
其中有源层由所述第一层配置而成,
其中绝缘层由所述第二层配置而成,
其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(26)<<制造电子器件的方法:第六实施方式>>
一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成第一电极和第二电极;以及
(B)通过在基体、第一电极和第二电极上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构,
其中所述第一有机材料由有机半导体材料形成并且所述第二有机材料由绝缘材料形成,
其中有源层由所述第一层配置而成,
其中绝缘层由所述第二层配置而成,
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(27)根据(25)或(26)所述的制造电子器件的方法,进一步包括在形成所述第二层之后在所述第二层上形成控制电极。
(28)根据(20)或(25)所述的制造电子器件的方法,其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时所述第一层溶解在溶剂中的速率大于0nm/min且小于等于50nm/min。
(29)根据(20)至(28)中任一项所述的制造电子器件的方法,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过以下方式配置:材料的组合使得吉布斯自由能在混合第一有机材料和第二有机材料之前和之后的变化为正。
(30)根据(20)至(29)中任一项所述的制造电子器件的方法,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料由非固化材料形成。
(31)<<层压结构>>
一种层压结构,包括由第一有机材料形成的第一层和由不同于第一有机材料的第二有机材料形成的第二层,
其中所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过以下方式配置:材料的组合使得通过从第一有机材料和第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去第一有机材料的吉布斯自由能G1和第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。
(32)根据(31)所述的层压结构,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一层与所述第二层之间的界面处不混合,并且所述第一层和所述第二层分离。
(33)根据(32)所述的层压结构,
其中,通过在第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(34)根据(33)所述的层压结构,其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时所述第一层溶解在溶剂中的速率大于0nm/min且小于等于50nm/min。
(35)根据(32)所述的层压结构,其中,通过形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及不同于第一有机材料的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
(36)根据(31)至(35)中任一项所述的层压结构,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料由非固化材料形成。
(37)<<电子器件>>
一种电子器件,包括电极结构、绝缘层以及有源层,
其中所述绝缘层由从绝缘材料配置而成的第一有机材料形成,
其中所述有源层由从有机半导体材料配置而成的第二有机材料形成,并且
其中所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过以下方式配置:材料的组合使得通过从第一有机材料和第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去第一有机材料的吉布斯自由能G1和第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。
(38)根据(37)所述的电子器件,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述绝缘层与所述有源层之间的界面处不混合,并且所述绝缘层和所述有源层分离。
(39)根据(38)所述的电子器件,
其中,通过在第一层(该层构成绝缘层或有源层)上形成第二有机材料(该材料构成有源层或绝缘层)溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于第一层的表面被第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层(该层构成绝缘层或有源层)和所述第二层(该层构成有源层或绝缘层)分离。
(40)根据(39)所述的电子器件,其中当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时所述第一层溶解在溶剂中的速率大于0nm/min且小于等于50nm/min。
(41)根据(38)所述的电子器件,其中,通过形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及不同于第一有机材料的第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层(该层构成绝缘层或有源层)和所述第二层(该层构成有源层或绝缘层)分离。
(42)根据(37)至(41)中任一项所述的电子器件,其中所述第一有机材料和所述第二有机材料由非固化材料形成。
附图标记列表
10基体
11玻璃衬底
12绝缘膜
14栅电极(控制电极)
15栅极绝缘层(绝缘层)
16源电极/漏电极(第一电极和第二电极)
17沟道形成区域
18沟道形成区域延伸部分
20,33有源层
31第一电极
32第二电极
43凹槽部分
44控制电极(栅电极)
45绝缘层(栅极绝缘层)
45A第一绝缘层(第一栅极绝缘层)
45B第二绝缘层(第二栅极绝缘层)
46第一电极和第二电极(源电极/漏电极)
47沟道形成区域
48沟道形成区域延伸部分
50有源层
60有源层
61第一电极
62第二电极
63电荷注入层
101,201,301,401,501,601,701第一层
102,202,302,402,502,602,702第二层
301’,401’,601’第一有机材料溶液层
102’,202’,302’,402’,502’,602’第二有机材料溶液层
103,203,303,403,503,603第一有机材料和第二有机材料混合的区域

Claims (20)

1.一种用选自由以下结构式(1)至结构式(9)构成的组中的任何一个结构式表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
Figure FDA0000487644610000011
Figure FDA0000487644610000021
Figure FDA0000487644610000031
其中,X表示选自由氧、硫、硒和碲构成的组中的一种原子,
其中,Y表示选自由氧、硫、硒和碲构成的组中的一种原子,并且
其中,R、A1和A2各自表示氢原子或选自由烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳族杂环、杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨基甲酰基、脲基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、卤原子、氟代烃基、氰基、硝基、羟基、巯基以及甲硅烷基构成的组中的取代基。
2.根据权利要求1所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,其中,R、A1和A2各自表示氢原子或选自由烷基、链烯基、芳基、芳基烷基、芳族杂环以及卤原子构成的组中的取代基。
3.根据权利要求1所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,其中,X表示氧。
4.根据权利要求1所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物,其中,Y表示硫。
5.一种电子器件,至少包括:
第一电极;
第二电极,设置为与所述第一电极分离;以及
由有机半导体材料形成的有源层,从所述第一电极至所述第二电极设置,
其中,所述有机半导体材料由根据权利要求1至4中任一项所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物形成。
6.一种用以下结构式(11)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
Figure FDA0000487644610000041
其中,R表示具有四个或更多碳原子的支链的烷基。
7.一种电子器件,至少包括:
第一电极;
第二电极,设置为与所述第一电极分离;以及
由有机半导体材料形成的有源层,从所述第一电极至所述第二电极设置,
其中,所述有机半导体材料包括用以下结构式(11)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,并且
Figure FDA0000487644610000042
其中,R表示具有包括四个或更多碳原子的支链的烷基。
8.一种用以下结构式(21-1)、结构式(21-2)、或结构式(21-3)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物,
Figure FDA0000487644610000051
其中,取代基A用以下结构式(22-1)或结构式(22-2)表示,并且
其中,X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、和Y8各自表示氢原子或选自由烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳族杂环、杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨基甲酰基、脲基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、卤原子、氟代烃基、氰基、硝基、羟基、巯基以及甲硅烷基构成的组中的取代基,
Figure FDA0000487644610000061
9.一种用以下结构式(23-1)或结构式(23-2)表示的二氧杂蒽嵌蒽化合物:
Figure FDA0000487644610000062
10.一种电子器件,至少包括:
第一电极;
第二电极,设置为与所述第一电极分离;以及
由有机半导体材料形成的有源层,从所述第一电极至所述第二电极设置,
其中,所述有机半导体材料包括根据权利要求8或9所述的二氧杂蒽嵌蒽化合物。
11.一种形成层压结构的方法,所述方法包括按陈述顺序的以下步骤:
在支撑件上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
通过在所述第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于所述第一有机材料的所述第二有机材料形成的第二层,
其中,当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于所述第一层的表面被所述第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
12.一种形成层压结构的方法,为了获得由第一有机材料形成的第一层和由不同于所述第一有机材料的第二有机材料形成的第二层的层压结构,所述方法包括在支撑件上形成所述第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及所述第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层,
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成在所述支撑件上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
13.一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体上形成控制电极和遮盖所述控制电极的第一绝缘层;
(B)在所述第一绝缘层上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在所述第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于所述第一有机材料的所述第二有机材料形成的第二层,
其中,所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中,第二绝缘层由所述第一层配置而成,
其中,有源层由所述第二层配置而成,
其中,当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于所述第一层的表面被所述第二有机材料溶液层中包括的溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
14.一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成控制电极;
(B)在所述基体和所述控制电极上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在所述第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于所述第一有机材料的所述第二有机材料形成的第二层,
其中,所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中,绝缘层由所述第一层配置而成,
其中,有源层由所述第二层配置而成,
其中,当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于所述第一层的表面被所述第二有机材料溶液层中包括的所述溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
15.一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体上形成控制电极和遮盖所述控制电极的第一绝缘层;以及
(B)通过在所述第一绝缘层上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由所述第一有机材料形成的第一层和由不同于所述第一有机材料的所述第二有机材料形成的第二层的层压结构,
其中,所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中,第二绝缘层由所述第一层配置而成,
其中,有源层由所述第二层配置而成,
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
16.一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成控制电极;以及
(B)通过在所述基体和所述控制电极上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由所述第一有机材料形成的第一层和由不同于所述第一有机材料的所述第二有机材料形成的第二层的层压结构,
其中,所述第一有机材料由绝缘材料形成并且所述第二有机材料由有机半导体材料形成,
其中,绝缘层由所述第一层配置而成,
其中,有源层由所述第二层配置而成,
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
17.一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成第一电极和第二电极;
(B)在所述基体、所述第一电极和所述第二电极上形成由第一有机材料形成的第一层;以及
(C)通过在所述第一层上形成第二有机材料溶解在溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第二有机材料溶液层来形成由不同于所述第一有机材料的所述第二有机材料形成的第二层,
其中,所述第一有机材料由有机半导体材料形成并且所述第二有机材料由绝缘材料形成,
其中,有源层由所述第一层配置而成,
其中,绝缘层由所述第二层配置而成,
其中,当所述第二有机材料溶液层已经形成在所述第一层上时,所述第一有机材料和所述第二有机材料由于所述第一层的表面被所述第二有机材料溶液层中包括的所述溶剂溶解而在所述第一层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
18.一种制造电子器件的方法,所述方法至少包括按陈述顺序的以下步骤:
(A)在基体中形成的凹槽部分中形成第一电极和第二电极;以及
(B)通过在所述基体、所述第一电极和所述第二电极上形成第一有机材料溶解在第一溶剂中的第一有机材料溶液层以及第二有机材料溶解在第二溶剂中的第二有机材料溶液层,然后干燥所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层来获得由所述第一有机材料形成的第一层和由不同于所述第一有机材料的所述第二有机材料形成的第二层的层压结构,
其中,所述第一有机材料由有机半导体材料形成并且所述第二有机材料由绝缘材料形成,
其中,有源层由所述第一层配置而成,
其中,绝缘层由所述第二层配置而成,
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经形成时,所述第一有机材料和所述第二有机材料在所述第一有机材料溶液层与所述第二有机材料溶液层之间的界面处混合,并且
其中,当所述第一有机材料溶液层和所述第二有机材料溶液层已经干燥时,所述第一层和所述第二层分离。
19.一种层压结构,包括由第一有机材料形成的第一层和由不同于所述第一有机材料的第二有机材料形成的第二层,
其中,所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过以下方式配置:材料的组合配置使得通过从所述第一有机材料和所述第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去所述第一有机材料的吉布斯自由能G1和所述第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。
20.一种电子器件,包括电极结构、绝缘层以及有源层,
其中,所述绝缘层由从绝缘材料配置而成的第一有机材料形成,
其中,所述有源层由从有机半导体材料配置而成的第二有机材料形成,并且
其中,所述第一有机材料和所述第二有机材料的组合通过以下方式配置:材料的组合配置使得通过从所述第一有机材料和所述第二有机材料的混合体系的吉布斯自由能G0中减去所述第一有机材料的吉布斯自由能G1和所述第二有机材料的吉布斯自由能G2而获得的值为正。
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