CN1526173A - 晶体管和包括该晶体管的显示器件 - Google Patents

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Abstract

一种晶体管包括第一电极、第二电极、设置在第一和第二电极之间的有机层以及用于给有机层施加电场的第三电极。有机层包括聚合物包合配合物。

Description

晶体管和包括该晶体管的显示器件
技术领域
本发明涉及晶体管和包括该晶体管的显示器件。特别是，本发明涉及具有有机层作为包括导电聚合物的半导体层的晶体管，还涉及包括这种晶体管的显示器件。如这里使用的，术语“导电聚合物”指的是用做导体或半导体的新型聚合物。
背景技术
近年来，使用有源元件如薄膜晶体管(TFT)作为其开关元件的有源矩阵液晶显示器件(LCD)已被广泛地用作显示器用于笔记本计算机、台式计算机、工作站等中，并用在液晶电视机中。这是因为有源矩阵LCD可显示具有高质量的图像，这至少可与在CRT上显示的图像相比或比其更好，同时功耗低并且占据的空间比CRT小。尽管具有这些优点，有源矩阵LCD仍然比CRT的价格高。相应地，为了更普遍地使用这种类型的显示器件，必须降低它的价格。
同时，近年来还强有力地研究和发展了有源矩阵有机EL(场致发光)显示器件。在有源矩阵有机EL显示器件中，它的发光元件(即有源矩阵有机发光二极管(OLED))由有源元件驱动。因此，用于这种有机EL器件的有源元件也必须以低价格制造。
为了降低有源矩阵LCD或有机EL器件的制造成本而提出的方法之一是使用有机场效应晶体管(FET)或有机薄膜晶体管(TFT)作为它的有源元件。有机FET或有机TFT包括有机半导体薄膜，该有机半导体薄膜很容易通过目前可获得的薄膜淀积技术来形成。
然而，今天通常用于形成非晶硅(a-Si)或多晶硅(p-Si)TFT的绝缘层或者半导体层的等离子体增强化学汽相淀积(CVD)系统和用于形成这种TFT的电极的溅射系统都非常昂贵。而且，在CVD工艺中，必须在高到约230℃到约350℃的温度下淀积绝缘层或半导体层。此外，CVD或溅射系统通常需要频繁的维护，如清洗，因此导致产量下降。相反，例如用于形成有机FET的涂覆器或喷墨打印机的价格便宜，并需要比CVD或溅射系统更简单的维护。而且，在比通过CVD工艺形成的常规绝缘或半导体层更低的温度下淀积有机半导体薄膜。相应地，当液晶显示器件或有机EL显示器件使用有机FET时，大大降低了成本。
有机TFT通常包括透明基板(例如玻璃基板)、栅极、栅极绝缘膜、源极、漏极和有机半导体膜。在有机TFT中，通过改变施加于栅极的电压，可以调整存在于栅极绝缘膜和有机半导体膜之间的界面中的电荷量，并由此可以改变从源极经过有机半导体膜流进漏极的电流量。通过这种方式，有机TFT可以选择地导通或关断，并且还被称为“有机FET”。
例如，Yen-Yi Lin、David J.Gundlach、Shelby F.Nelson和Thomas N.Jackson在IEEE Transaction on Electronic Devices的第44卷、第8号、第1325页(1997)中公开了使用并五苯形成有机TFT。
然而，并五苯形成的有机半导体膜必须通过蒸发工艺来淀积。因而，为了提高这种膜的性能，该膜必须被充分结晶。另一方面，根据另一种已提出的技术，并五苯衍生物用做替代的有机膜材料，以便构成更容易地溶解和可构图的最终有机膜。为了淀积低分子量有机半导体材料的薄膜，如并五苯，必须进行蒸发处理。因此，不能有效地制造有机TFT。而且，由于这种材料通常不能充分地结晶，因此不能总是实现所希望的性能。
此外，日本特许公开专利公报No.63-76378公开了一种使用聚噻吩或其衍生物作为有机半导体膜来制造有机TFT的方法。
由聚噻吩、聚噻吩衍生物或噻吩低聚物制成的有机半导体薄膜可以通过电化学聚合反应或溶液涂覆技术很容易形成。也就是说，这种有机半导体是一种容易构图的材料。然而，这种材料仍然正在研发之中，其性能并没有完全令人满意。
一般来说，很多常规导电聚合物是刚性的、不溶的和和难熔的。因而，为了引入或增加可熔性或溶解度，有时使用聚合物衍生物或具有附加侧链的低聚物(例如参见日本特许公开公报No.4-133351、63-76378和5-110069)。然而，当引入侧链时，聚合物链将大大增加它的柔性。然后，玻璃转变点将被包含于工作温度范围内。结果是，由于微型布朗运动将产生热色现象，π电子将增加它们的共轭长度，并且相对于温度的特性稳定性将下降。
另一方面，当使用低聚物时，导电聚合物的可靠性有害地下降。此外，具有附加低聚物的材料不能确保足够的迁移率。因而，为了增加迁移率，该导电有机化合物的聚合反应程度或对准性能应该提高。通过另外提供对准膜可提高导电有机化合物的对准性能，如在日本特许公报No.7-206599中所公开的。
此外，π共轭聚合物很容易被空气中的氧气或水影响并使其退化。
如上所述，常规有机TFT呈现不足的电性能，缺乏化学稳定性并具有短寿命。
近年来，通过将多种不同的聚合物或高分子量化合物和低分子量化合物经过非共价相互反用配合在一起而获得的聚合物配合物在不涉及晶体管技术或显示技术的某些特定领域中作为新的功能材料已经引起人们的注意。例如，包括作为客体分子的导电聚合物和环糊精(CD，是一种绝缘环状分子)的聚合物包合配合物，或由环糊精合成的作为主体分子的分子纳米管，分别被希望用作分子导体。例如，参见Abe等人的“由聚苯胺和分子纳米管构成的分子线的结构和物理性能”、Polymer Preprints，Japan，vol.50，No.13 2980(2001)和Shimomura等人的“由导电聚合物和分子纳米管构成的分子涂覆线”，PolymerPreprints，Japan，Vol.50 No.13，3265(2001)。然而，没有人曾经报道或建议有机TFT或显示器件能够或应当使用由聚合物包合配合物制成的半导体层形成。
发明内容
为了克服上述问题，通过在晶体管中形成聚合物包合配合物的有机层，本发明的优选实施方案改进了晶体管的性能和可靠性，大大简化了晶体管的制造工艺并降低了其制造成本。本发明的优选实施方案还提供了包括这种新型晶体管的显示器件。
如下所述，本发明的各种优选实施方案提供了一种晶体管和显示器件，它们具有显著改进的性能，包括非常高的载流子迁移率、优异的导通-截止比和电流-电压比、大大简化的制造工艺、降低的制造成本、提高的孔隙率、提高的亮度、提高的对比率、改进的视角、高稳定性、高可靠性、高耐久性并具有纳米级的有机TFT结构。
根据本发明的一个优选实施方案，晶体管包括第一电极、第二电极、设置在第一和第二电极之间的有机层、以及用于给有机层施加电场的第三电极，其中有机层包括聚合物包合配合物。
优选，有机层是具有纳米级尺寸的有机层。
还优选，包括聚合物包合配合物的有机层包括包含在主体分子中的客体聚合物，该客体聚合物具有导电性。主体分子可具有为交联结构的聚合物，并且客体聚合物的至少一端优选包括大端基，其设置成用于稳定化其中在主体分子中包括客体聚合物的状态。
客体聚合物优选可具有反应性端基，其中相邻客体聚合物的反应性端基优选键合在一起。
在另一优选实施方案中，客体聚合物可以是π共轭聚合物，其中端基和客体聚合物形成π共轭聚合物。
此外，客体聚合物可以是线性聚合物，并且主体分子可以是圆筒形主体分子，其中圆筒形主体分子是低分子量化合物和高分子量化合物中的一种。
在另一优选实施方案中，客体聚合物优选具有至少为10-200的聚合度。
根据本发明的各种优选实施方案的晶体管可以是具有底栅排列、顶栅排列和平面排列中的任何一种排列的场效应晶体管。
根据上述本发明的各种优选实施方案的晶体管可以设置在根据本发明另一优选实施方案的显示器件中。这种显示器件可以是平面显示器件，如液晶显示器件或有机EL显示器件。
这种显示器件优选包括基板、栅极、源极、漏极、包含聚合物包合配合物的有机层。
该显示器件还可包括栅极绝缘层，该栅极绝缘层设置成覆盖栅极并位于栅极和源、漏极之间。在这种情况下，源、漏极设置在有机层的顶部。有机层可以直接接触源极和漏极。
在本发明的另一优选实施方案中，不提供栅极绝缘层，并且有机层设置在栅极和源、漏极之间。有机层可以直接接触栅极、源极和漏极的每一个。
根据本发明的另一优选实施方案，形成薄膜晶体管的方法包括以下步骤：提供基板，和在该基板上形成薄膜晶体管，并包括形成包含聚合物包合配合物的有机层的步骤。
形成有机层的步骤优选包括通过利用旋涂技术、浸涂技术、浇注技术、印刷技术、微型构图技术和喷墨技术中的一种在基板上施加或印刷聚合物包合配合物的溶液，从而形成聚合物包合配合物的膜的步骤。
形成晶体管的方法还优选包括形成栅极、形成源极、和形成漏极的步骤。
而且，该方法还可包括在栅极上形成栅极绝缘层的步骤，其中有机层形成在源极和漏极上。
如果在栅极和源、漏极之间不形成绝缘层，则有机层直接接触栅极、源极和漏极的每一个，并且有机层覆盖栅极，源极和漏极设置在有机层上。
形成晶体管的上述方法还以适用于显示器件的形成方法，用于制造平板显示器件，如液晶显示器件、有机EL显示器件。
通过下面结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明，使本发明的其它特征、元件、工艺、步骤、性能和优点更明。
附图简述
图1A和1B示意性地示出了根据本发明优选实施方案的用在晶体管中的两个示意聚合物包合配合物的结构。
图2A和2B示意性地示出了根据本发明优选实施方案的用在晶体管中的两个另外的示意聚合物包合配合物的结构。
图3示意性地示出了通过利用用在根据本发明优选实施方案的晶体管中的聚合物包合配合物的端基反应产生的二聚反应。
图4是示意性地表示根据本发明的特定优选实施方案的场效应晶体管10的剖面图。
图5表示怎样合成用在图4中所示的晶体管中的包括封端基的聚合物包合配合物。
图6是示意性地表示根据本发明的另一特定优选实施方案的液晶显示器件100的剖面图。
图7是示意性地表示根据本发明的另一特定优选实施方案的有机EL显示器件200的剖面图。
图8A是示意性地表示根据本发明的另一特定优选实施方案的场效应晶体管300的剖面图。
图8B表示如何形成用在图8A所示的晶体管中的包含聚合物包合配合物的有机层。
图9A示意性地表示包括示意聚合物包合配合物的另一排列的一部分FET400的结构。
图9B表示如何合成用在图9A所示的晶体管中的聚合物包合配合物。
图10示意性地示出了包括示意聚合物包合配合物的另一排列的一部分FET500的结构。
图11示意性地示出了包括示意聚合物包合配位物的一部分FET600的结构。
实施本发明的最佳方式
下面，将参照附图介绍本发明的优选实施方案。首先，将介绍作为用于晶体管的有机层的材料的聚合物包合配合物。包含聚合物包合配合物的有机层可用作半导体层，或者可以用作栅极绝缘层以及半导体层。
通常，“聚合物配合物”是大量分子的配合物，其中多种不同的聚合物或高分子量化合物和低分子量化合物(包括金属配合物)经过特定的分子间力(如静电作用、氢键、电荷转移作用、范德华力、疏水作用或配价键)结合在一起。而且，每种“聚合物配合物”具有特定成分和专门的性能。例如参见Yasuji Abe，“Polymer Complex”，由Societyof Polymer Science编辑，日本，Kyoritsu Publisher，第2-3页。聚合物包合配合物根据它们的形状分为各种类型。其中，包合配合物是典型的一种。
“包合配合物”指的是其中客体分子被捕获在由主体分子形成的腔中的配合物。根据主体分子的腔的形状，包合配合物分为圆筒形和篮形。在本发明的优选实施方案中，线性聚合物优选用作具有导电性的客体聚合物，并且圆筒形主体分子优选用作主体分子。应该注意到其它类型的聚合物也可用作客体聚合物，篮形的腔也可以用作主体分子。
导电客体聚合物优选是具有载流子导电性的线性π共轭聚合物。优选的π共轭聚合物的例子包括：聚(p-亚苯基)、聚-p(亚苯基亚乙烯基)、聚噻吩、聚(甲氧基-(乙基-hexoxy)-(亚苯基亚乙烯基)、聚(二烷氧基-亚苯基亚乙烯基)和聚(萘亚乙烯基)。不像导电聚合物如聚苯胺那样，这些π共轭聚合物的每个都不会容易地引起质子的离解或缔和作用。因而，这些π共轭聚合物都不会很容易地由于任何外部因素如电解液的pH值而从导体转变到绝缘体。
其它优选聚合物的例子包括聚苯乙烯磺酸酯和聚(N-甲基-4-乙烯基吡啶鎓)，它们每种都用作π共轭聚合物(例如聚噻吩)的掺杂剂，并且可增加其溶解度。而且，聚苯乙烯磺酸酯具有过分大或少量的电荷，并且可以与π共轭聚合物交换电荷。通过这种方式，可以给π共轭聚合物赋予导电性，或者可以提高π共轭聚合物的导电性。
导电客体聚合物的聚合度优选至少为10，更优选至少为20。一般来说，聚合度越高，客体聚合物的稳定性和导电性越高。不用说，聚合度不应该超过200，因为那种情况下溶解度可能降低。
圆筒形主体分子可以是低分子量化合物或高分子量化合物。优选主体分子的例子包括环糊精、冠醚、calix芳烃、环状硅氮烷、环状半缩醛酯及它们的衍生物。通常，还可使用其聚合物。其中，优选使用环糊精、其衍生物和其中环糊精分子或其衍生物交联在一起的聚合物。
客体分子和主体分子的优选组合应该如此选择，以便通过非共价作用使得线性导电客体分子包含在圆筒形主体分子的腔中。经过试验证实了具有外部的极性基和内部的疏水腔(如环糊精分子)的圆筒形主体分子应该包括通过它本身的各种类型的线性导电聚合物。也就是说，圆筒形主体分子和线性导电聚合物形成自有机结构的种类。被包含于主体分子中的线性导电聚合物的链的数量通常是一个或两个，但是不限于此。
当线性导电聚合物包含于圆筒形主体分子的腔中时，限制了线性导电聚合物的运动和限制了配合物的构象。结果是，载流子迁移率沿着线性导电聚合物的链增加。此外，由于限制了构象，还使由于微型布朗运动产生的热色现象(thermocromism)最小化，因此提高了该配合物的热稳定性。
此外，圆筒形主体分子之间的相互作用使聚合物包合配合物排列成互相平行或彼此基本平行。然后，包含在圆筒形主体分子的腔中的线性导电聚合物沿着它的链互相基本平行或平行排列。因而，在由聚合物包合配合物构成的有机层中，载流子迁移率沿着线性导电聚合物的链进一步提高。
此外，圆筒形主体分子通常具有绝缘性能，因此互相垂直地与这些链相邻的线性导电聚合物之间的跳跃电导(hopping conduction)也被最小化。这样，沿着线性聚合物的链进一步提高了载流子迁移率。一般来说，常规导电聚合物具有低于a-Si或p-Si的载流子迁移率，因为经常在导电聚合物的跳跃部位之间产生跳跃电导。相反，根据本发明的这个优选实施方案，聚合物包合配合物由导电聚合物和圆筒形主体分子构成，由此使垂直于这些链的跳跃电导最小化。因而，载流子迁移率沿着这些链增加，并且导电性呈现不可忽视的各向异性。就是说，更有效地利用了载流子。应该注意到聚合物包合配合物的取向可使用已经进行了对准处理的基板的表面来控制。对准处理可以是将在聚酰亚胺或聚亚苯基亚乙烯基上进行的研磨处理。也可以使用其它公知的对准处理。
圆筒形主体分子可以是低分子量化合物或高分子量化合物。如果使用高分子量圆筒形主体分子，则载流子迁移率和稳定性将增加。或者，线性导电聚合物可以包含在多个低分子量圆筒形主体分子的每个的腔中，则低分子量圆筒形主体分子可以互相聚合反应。然后，可以获得其中线性导电聚合物包含在高分子量圆筒形主体分子的腔中的聚合物包合配合物。
通过使用在分子外部的具有极性基的圆筒形主体分子或者通过向圆筒形主体分子的外部引入极性基，可以提高该配合物在极性溶剂中的溶解度。就说是，即使在线性导电聚合物本身不溶于溶剂时，由线性导电聚合物和圆筒形主体分子构成的聚合物包合配合物也可以以更高百分比溶解于相同溶剂中。圆筒形主体分子的外部的极性通过化学改性可以控制。同样，用于圆筒形主体分子的腔的线性导电聚合物的亲合力也可以通过化学改性来控制。然而，注意到当π共轭聚合物用作线性导电聚合物时，聚合链主要是疏水性的。因而，在这种情况下，优选在不对π共轭聚合物进行任何化学改性的情况下使用具有疏水腔的主体分子。这是因为如果将化学改性引入π共轭聚合物中，则聚合链将使其尺寸增加得太大而不能容易地包含于圆筒形主体分子的腔中，或者相对于整个聚合物包合配合物的功能部分的体积百分比将降低。
此外，通过在圆筒形主体分子的腔中包含线性导电聚合物，可以保护线性导电聚合物不受外部环境影响。也就是说，保护已经包含于疏水腔中的导电聚合物不受空气中的水或氧的影响。因此，例如防止了由于氧化造成的聚合物退化，并显著延长了其使用寿命。
优选将大端基引入线性导电聚合物的至少一端中。线性导电聚合物包含于圆筒形主体分子的腔中所进行的反应是平衡反应。这样，已经被包含于主体分子的腔中的线性导电聚合物可能从该腔离解出来。然而，通过将大端基引入线性导电聚合物的一端，可以防止这种离解并可以稳定化该聚合物包合配合物。优选将两个端基引入线性聚合物的两端。然而，即使只向线性聚合物的一端引入端基也能获得充分的效果。
如这里使用的，“大”端基指的是足够大以防止或者至少使线性导电聚合物从主体分子的腔中离解出来最小化的端基。因此，“庞大”是可变的，这取决于线性导电聚合物的腔的尺寸或结构。假设环糊精用作主体分子。例如，如果使用具有最小腔尺寸的α-环糊精，甚至具有单苯环的端基也将可以足够地用作封盖。另一方面，当使用具有最大腔尺寸的γ环糊精时，具有三个或更多个苯环的端基将用作封盖。
优选的大端基的例子包括具有不饱和键的化合物，如苝衍生物＞苝＞芘衍生物＞芘＞菲衍生物，蒽衍生物＞菲，蒽＞萘衍生物＞萘(其中＞表示体积不等)。优选饱和化合物的例子包括：芳辛并癸烷＞环十四烷＞环十二烷＞环癸烷、金刚烷。
而且，端基优选具有反应性并优选互相结合。特别是当π共轭聚合物用作线性聚合物时，优选引入具有不饱和键的化合物作为每个端基，并且这些端基优选互相结合在一起。则，π共轭长度将增加，导电聚合物的终端的数量将降低，并且跳跃电导部位的数量也将进一步减少。结果是，载流子迁移率沿着导电聚合物的链可以进一步增加。此外，如果引入具有不饱和键的端基，这些端基可以通过光反应而互相结合在一起。应该注意到，通过使反应端基互相结合和增加线性导电聚合物的总分子量获得的效果不仅在大端集中可以实现，而且可以在其它端基中也可以实现。
在下面将要说明的根据本发明优选实施方案的晶体管中，环糊精化合物(可以是其衍生物或交联聚合物)用作主体分子，π共轭聚合物用作导电客体聚合物。
首先，将介绍可有效地用在晶体管的有机半导体层中的聚合物包合配合物。
典型的环糊精分子是由下列化学式(1)表示的葡萄糖单元的环状低聚物：
环糊精分子的腔尺寸可利用葡萄糖单元的数量来改变(在4-10的范围内)。具有高纯度的环糊精化合物很容易获得并允许用于各种化学改性。
根据它们的腔尺寸，环糊精化合物分为α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精化合物。α-环糊精化合物具有最小腔，γ-环糊精化合物具有最大腔。腔尺寸互不相同的这些环糊精化合物的任何一种都可以选择性地使用，这取决于使用领域或目的。
环糊精分子具有在分子外部的带有高极性的官能团(羟基)。因而，环糊精分子的腔具有低极性和高疏水性。这样，环糊精分子很容易将高疏水化合物如π共轭聚合物吸收到它的腔中，以便形成包合配合物。
而且，由于环糊精分子外部的极性基团的功能，聚合物包合配合物很容易溶解在极性溶剂中。此外，已经被吸收到环糊精分子的腔中的客体分子的运动受到限制，并限制了聚合物包合配合物的构象。因而，如上所述那样显著提高了载流子迁移率和稳定性。此外，由于相邻导电聚合物之间的跳跃电导被最小化，因此进一步提高了载流子迁移率，由此提供非常高的载流子迁移率。
如图1A和1B所示，环糊精分子包括π共轭导电聚合物。在图1A和1B所示的特定例子中，示出了作为圆筒形状的环糊精分子。
图1A所示的聚合物包合配合物具有如下结构，其中单线性导电聚合物延伸穿过多个环糊精分子的腔。图1A中所示的聚合物包合配合物包括多个低分子量环糊精分子。或者，如图1B所示，聚合物包合配合物可包括交联环糊精聚合物，其中相邻环糊精分子互相交联反应。具有这种交联结构的环糊精聚合物可以通过例如在日本特许公开公报No.10-195108中公开的方法来合成。当形成包含这种交联环糊精聚合物的聚合物包合配合物时，可以提高增加载流子迁移率和稳定的效果。还可以将低分子量环糊精分子与交联环糊精聚合物组合在一起。
环糊精分子的腔尺寸可以利用葡萄糖单元的数量来改变。因而，如图2A和2B所示，聚合物包合配合物可以具有如下结构：其中两个线性导电聚合物的两个链延伸穿过多个环糊精分子的腔。待包含在环糊精分子中的导电聚合物通常是相同类型的，但是也可以是不同类型的。
而且，如图3所示，可以将光反应性官能团(例如，在图3中所示的例子中的蒽)引入到每个线性导电聚合物的两端，并且线性聚合物的两端可以通过例如光反应互相结合。则，可以进一步减少跳跃电导部位的数量。因而，通过引入端基，可以实现甚至更高的载流子迁移率。优选光反应性官能团的例子包括呈现光二聚反应的蒽和萘。
此外，由于在这个优选实施方案中引入了大端基，因此可以防止线性导电聚合物从环糊精分子的腔中离解出来。根据环糊精分子的腔的尺寸，可以适当地选择每个端基的尺寸。
在上述优选实施方案中，聚对聚亚苯基亚乙烯基优选用作具有载流子传导性的示意π共轭线性聚合物材料。其它优选π共轭聚合物材料的例子包括聚(p-亚苯基)、聚噻吩、聚(甲氧基-(乙基-hexoxy)-亚苯基亚乙烯基)、聚(二烷氧基-亚苯基亚乙烯基)和聚(萘亚苯基亚乙烯基)。其聚合度优选至少为10，更优选至少为20。也可以使用其它合适的聚合物材料。
可用作聚合物包合配合物的半导体层的有机层可以通过各种公知膜淀积技术来形成。一般来说，聚合物包合配合物比导电聚合物本身更容易溶解于溶剂中。因而，可以使用各种溶剂的任何一种制备聚合物包合配合物的溶液。可以通过旋涂技术、浸涂技术、浇注技术、印刷技术或喷墨技术在基板上施加或印刷聚合物包合配合物的溶液，然后干燥并加热(如果需要的话)所施加或印刷的材料，从而在基板上形成聚合物包合配合物的膜。或者，可以在支撑结构上形成有机层，然后从支撑结构上转移到基板上。
下面将介绍根据本发明特定优选实施方案的包括聚合包合配合物的有机层的晶体管。在下面所示本发明的优选实施方案中，将作为用于有源矩阵寻址显示器件的示意有源元件介绍场效应晶体管(FET)。然而，应该注意到本发明不限于FET，可以在任何其他类型的晶体管中广泛使用。
图4是示意性地表示根据本发明优选实施方案的底栅型FET10的剖面图。然而，本发明不限于此，本发明可以适用于各种类型的晶体管，包括底栅型、顶栅型和平面型(即非叠置排列，其中源极、栅极和漏极并排设置在公共相同层上)。如图4所示，FET10包括在绝缘基板1上的栅极2、覆盖栅极2的栅极绝缘层3、在栅极绝缘层3上的源、漏极4和5、以及在源、漏极4和5之间设置的半导体层(有机层)6。半导体层6还部分地与源、漏极4和5交叠。
FET10例如可以用以下方式制造。
首先，在绝缘基板1上形成栅极2。用于栅极2的优选材料的例子包括无机材料，如Cr、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、In、Ni、Nd、它们的合金、多晶硅、非晶硅、氧化锡、氧化铟和氧化铟锡(ITO)；和有机材料，如掺杂导电聚合物。掺杂导电聚合物可以是聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)和聚苯乙烯磺酸钠的混合物。栅极2可优选包括两个或更多个层的叠置体。具体而言，通过各种公知膜淀积技术的任何一种技术在基板1上淀积导电膜，所述公知膜淀积技术包括蒸发、溅射、涂覆和印刷技术，可以根据采用的材料适当选择其中的一种。之后，通过光刻和刻蚀工艺将淀积的导电膜构图成预定形状，由此形成栅极2。
接着，形成栅极绝缘层3，以便覆盖栅极2。用于栅极绝缘层3的优选材料的例子包括：无机材料，如SiO2、SiN和Al2O3；以及聚合物材料，如多氯芘聚乙烯对苯二酸酯、聚氧化亚甲基、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜和聚硅氧烷。栅极绝缘层3还可包括两层或多层的叠置体，并且还可以通过各种公知膜淀积技术的任何一种进行淀积，然后如果需要的话进行构图。
接着，在栅极绝缘层3上形成源和漏极4和5。源和漏极4和5可以用与栅极2相同的材料构成，并通过与之相同的方法形成。或者，源和漏极4和5还可以由不同于栅极2的材料构成。源和漏极4和5的每个还可以是两层或更多层的叠置体。
然后，形成包括聚合物包合配合物的有机半导体层6。如上所述，通过制备聚合物包合配合物的溶液，利用上述技术中的任何一种将该溶液施加或印刷到源、漏极4和5上，干燥该施加或印刷的材料，然后如果需要的话加热它，由此可以形成包括聚合物包合配合物的半导体层6。
优选通过这种方式完成如图4所示的FET10。在上述本发明的优选实施方案中，FET10是底栅型晶体管。或者，本发明还可以有效地用于制造顶栅型或非叠置FET如平面型的FET，在该平面型FET中源极、栅极和漏极在同一层中并排设置。
根据本发明的各种优选实施方案的有机FET的半导体层包括上述聚合物包合配合物，并具有高载流子迁移率。而且，半导体层受到空气中的氧或水的影响大大减小，并呈现高稳定性、高可靠性和高耐久性。此外，由于聚合物包合配合物被对准成互相基本平行或彼此平行，因此半导体层呈现导电性和各向异性。任选地，可以对用于半导体层的下涂层进行对准处理，以便在最终半导体层中的聚合物包合配合物将在栅极长度方向对准。由此，可以大大增加半导体层的载流子迁移率。
此外，可以通过简单施加或印刷包含聚合物包合配合物的溶液来形成这种半导体层，并不必在升高的温度下处理。因而，甚至可以在塑料基板上很容易地形成该半导体层。
此外，通过选择用于聚合物包合配合物的合适类型的聚合物或者通过适当增加其掺杂量，还可以形成具有足够高导电性以作为电极的膜。因而，栅极、源极和漏极2、4和5中的每个都可由包括聚合物包合配合物的膜形成。
在用作电极材料的常规导电聚合物中，向主链如聚苯乙烯链、聚硅氧烷链、聚醚链、聚酯链、聚酰胺链或聚酰亚胺链中引入酞菁衍生物、偶氮化合物衍生物、苝衍生物、喹丫叮(quinacridon)衍生物、多环醌衍生物、花青衍生物、fullerene衍生物、含氮环状化合物衍生物如吲哚或咔唑、腙衍生物、三苯胺衍生物、或多环芳族化合物衍生物的侧链。其它公知导电聚合物包括：共轭聚合物链，如芳族共轭聚合物(例如聚(对亚苯基))、脂肪族共轭聚合物(例如聚乙炔)、杂环共轭聚合物(例如聚吡咯或聚噻吩)和含杂原子的共轭聚合物(例如聚苯胺或聚亚苯基硫化物)；碳型共轭聚合物，如具有其中该共轭聚合物的多个构成单元联接在一起的结构的配合物共轭聚合物(例如聚(亚苯基-亚乙烯基)、聚(亚芳基亚乙烯基)或聚(噻吩甲基亚乙烯基)；聚硅烷；亚乙硅烷基聚合物；和亚乙硅烷基-碳共轭聚合物结构。
根据上述本发明优选实施方案的FET可以有效地用在液晶显示器件或有机EL显示器件中，或者包括晶体管的其他显示器件中。例如，在制造显示器件时，必须形成将要连接到FET10的漏极5上的像素电极。在透射型液晶显示器件中，像素电极可以通过构图氧化锡、氧化铟或ITO的透明导电膜来形成。另一方面，在反射型液晶显示器件中，像素电极可以由Al或Ag的金属膜形成。而且，在有机EL显示器件中，像素电极可以由Mg、Ca、Al或Au的金属膜形成。像素电极优选由与源、漏极相同的材料形成，因为在这种情况下像素电极、源和漏极都可以在同一制造工艺步骤中形成。当像素电极由不同于源、漏极的材料形成时，可以在源、漏极之前或之后形成像素电极。
通过使用根据本发明的上述优选实施方案的FET，有源矩阵寻址型显示器件如液晶显示器件或有机EL显示器件可以以大大降低的成本制造。根据本发明优选实施方案的晶体管可适用于各种其它类型的电子装置的任何一种中。
下面，将介绍如何合成优选用在根据本发明优选实施方案的晶体管的半导体层中的聚合物包合配合物。
通过常规方法可以在环糊精分子中包含线性导电聚合物。具体而言，可以通过在预定溶剂中溶解环糊精化合物，搅拌该混合物，然后向该混合物中添加线性导电聚合物，由此可以形成包合配合物。搅拌处理步骤优选在从约室温到约70℃、更优选在约20℃到约40℃的范围内的温度下进行。各种环糊精化合物很容易获得。例如，交联环糊精聚合物可以通过在上述日本特许公开公报No.10-195108中公开的方法来合成。
此后，将参照图5介绍如何合成聚合物包合配合物，其中将光反应性官能团引入线性导电聚合物的终端。在这个特定例子中，聚噻吩用作导电聚合物。
首先，由化学式(2)表示的聚噻吩通过Vilsmerer反应转变成甲酰(或醛)，由此获得由化学式(3)表示的化合物。当由化学式(3)表示的化合物被Tollens反应剂(即银铵离子)氧化，由此获得由化学式(4)表示的包括已经用羧基改性的终端的聚噻吩。
此外，当由化学式(4)表示的聚噻吩的羧基与试剂如亚硫酰氯反应时，可以获得由化学式(5)表示的酸性氯化物。接着，由化学式(5)表示的聚噻吩的酸性氯化物被包含于环糊精中，然后得到的配合物与蒽甲醇反应，由此获得由化学式(6)表示的包括蒽端基的聚噻吩。
当由化学式(6)表示的聚合物包合配合物暴露于具有特定波长的辐射时，产生蒽的光二聚反应。结果是，可以获得如图3所示的具有增加共轭长度的圆筒形聚合物包合配合物。
在上述优选合成例子中，聚噻吩用作导电聚合物。然而，也可以通过相似的合成工序对其它任何导电聚合物如聚亚苯基、聚亚苯基亚乙烯基或聚芴的端基进行改性。
下面将具体介绍如何制造根据有图4所示的反向交错结构的有机薄膜晶体管10。在本发明的优选实施方案的这个特定例子中，栅极2优选由Ta构成，源、漏极4和5优选由Al构成，有机半导体层6可以由各种聚合物包合配合物的任何一种构成，其中聚噻吩包含在环糊精化合物中。
晶体管10优选用以下方式制造。
(1)使用掩模，通过蒸发工艺在基板1上淀积Ta，由此在基板1上形成栅极2。
(2)对栅极2的表面进行氧化，由此在其上形成栅极绝缘层3。
(3)使用掩模，通过蒸发处理在栅极绝缘层3上淀积铝，由此形成源、漏极4和5。在这种工艺步骤中，源、漏极4和5之间的间隙可以调整，以便晶体管10将具有例如约12μm的沟道长度。
(4)通过喷墨印刷技术将包括聚合物包合配合物的溶液施加于预定部分上，，然后干燥，由此形成有机半导体层6。有机半导体层6可包括至少一个分子层并优选具有约100nm到约1000nm的厚度。
如果使用聚合物包合配合物，其中在由化学式(1)(其中n＝7)表示的环糊精中包含由化学式(2)的聚噻吩，有机薄膜FET10可具有高到约0.3cm2v-1s-1的载流子迁移率。该载流子迁移率可以例如通过时间-消逝(time-of-flight)法来测量。而且，有机薄膜晶体管FET10的电流-电压性能可以由约7个数字的导通状态/截止状态电流比来表示。FET10的载流子迁移率和导通状态/截止状态电流比可以与目前可获得的a-Si晶体管相比。此外，这种有机薄膜晶体管FET10的寿命可以至少是包括主要用由化学式(2)表示的聚噻吩组成的半导体层的常规有机FET的使用寿命的五倍。有机薄膜晶体管FET10可具有例如超过10000小时的寿命。应该注意到包括主要由聚噻吩(化学式(2))构成的这种半导体层的常规有机FET通常具有约8.5×10-5cm2v-1s-1的载流子迁移率，和约3个数字的导通状态/截止状态电流比。
如果聚合物包合配合物的环糊精化合物用交联环糊精聚合物(参见图1B)代替，则可以进一步提高载流子迁移率(增加到例如约0.8cm2v-1s-1)。
而且，如果聚合物包合配合物的聚噻吩(或者聚噻吩链)的终端用蒽封端，则可以实现约1.3cm2v-1s-1的甚至更高的载流子迁移率。此外，如果对这种蒽端基进行光二聚反应，则可以将载流子迁移率进一步增加到约8.5cm2v-1s-1。
接着，下面将介绍包括根据本发明优选实施方案的晶体管的液晶显示器件100。图6是表示液晶显示器件100的剖面图。这种液晶显示器件100是典型的TN模式的TFT液晶显示器件。该液晶显示器件100具有与常规显示器件相同的结构，除了这种液晶显示器件100的TFT是包括由聚合物包合配合物构成的半导体层的FET100之外。这样，液晶显示器件100可以通过公知方法制造，不同的是形成由聚合物包合配合物构成的半导体层。
如图6所示，在玻璃基板11上提供包括栅极12、栅极绝缘层13、源和漏极14和15以及有机半导体层16的FET100。由ITO构成的像素电极17连接到FET10的漏极15。在用作对置基板的另一玻璃基板11上，提供ITO的对置电极19。用对准膜18完全覆盖与液晶层20接触的这些基板11的内表面。在液晶层20中，液晶分子通过对准膜18而以扭曲向列方式对准。在这个优选实施方案中，液晶层20优选由具有正性介电各向异性的向列液晶材料构成，对准膜18优选由聚酰亚胺构成，以便限定约2度的预倾(pretilt)角。
这种液晶显示器件100可以在约4V的施加电压下被驱动。如上所述，根据本发明优选实施方案的晶体管具有比常规a-Si晶体管更高的载流子迁移率和更大的导通状态/截止状态电流比，因此可具有显著减小的尺寸。这样，可以将孔隙比从常规a-Si TFT的约65％增加到约85％。因而，当使用冷阴极管背底光源时，得到的亮度可以从常规TFT的约300Cd的增加到约500Cd。此外，由于导通状态/截止状态电流比比常规a-Si TFT高很多，因此约300∶1的常规正面对比率可以增加到约500∶1。结果是，还可以提高视角性能。具体而言，导致约10∶1或更高的对比率的视角范围在垂直和水平方向都被限制在约80度或更高度数。
如所见到的，通过使用根据本发明优选实施方案的FET，液晶显示器件可以实现大大增强的性能。而且，由于可以通过简化工艺制造FET，因此还可以以降低的制造成本制造该液晶显示器件。然而，应该注意到，根据本发明优选实施方案的FET不仅可适用于上述液晶显示器件，而且可以适用于其它各种类型的液晶显示器件和其它显示器件的任何一种。
下面将介绍包括根据本发明优选实施方案的晶体管的有机EL显示器件200。图7是示意性地表示有机EL显示器件200的剖面图。这种有机EL显示器件200是典型的TFT有机EL显示器件并优选具有与常规显示器件相同的结构，不同的是这种有机EL显示器件200的TFT是包括根据上述本发明优选实施方案的聚合物包合配合物的半导体层的FET10。如上所述，FET 10包括栅极102、栅极绝缘层103、源极104、漏极105和有机半导体层106。这样，有机EL显示器件200可以通过公知方法制造，不同的是形成包括由聚合物包合配合物构成的有机层的半导体层。
在有机EL显示器件200中，场致发光层111和空穴传输层112依次叠置在被ITO透明电极107覆盖的透明基板101上。在空穴传输层112上，按照矩阵结构设置多个像素电极113。FET10借助FET10的漏极105电连接到每个像素电极113。
这种有机EL显示器件200在其发射面上可具有高孔隙率，因为可以在与FET10的尺寸无关的情况下限定该发射面。而且，设置在像素电极113和FET10之间的层间绝缘层114可用作平面化层。因而，当制造全色显示器件，可以在平面层114上形成各个象素的FET10。
这种有机EL显示器件200可在约5V的源极电压和约5V的栅极电压下被驱动。而且，这种有机EL显示器件200可发射具有约7000Cd/m2的强度的场致发光，这远高于约2000Cd/m2到约3000Cd/m2的常规场致发光强度。此外，这种有机EL显示器件200还可在其上显示移动图像。
此外，如果场致发光层111形成为红、绿和蓝光发射层的条形设置，则可以提供彩色显示器件。当这种彩色显示器件工作以便以约5V的源极电压和约5V的栅极电压在其上显示移动图像时，例如，得到的场致发光强度从常规显示器件的约1000-1500Cd/m2增加到约3000Cd/m2。此外，由于FET10的导通状态/截止状态电流比高于常规a-SiTFT，因此正面对比率可以从约300∶1的常规比值增加到约550∶1。
如所见到的那样，通过根据本发明优选实施方案引入FET，有机EL显示器件可以实现显著提高的性能。而且，由于FET可以通过简化工艺制造，因此可以以降低的制造成本制造该有机EL显示器件。然而，应该注意到，根据本发明优选实施方案的FET不仅可适用于上述有机EL显示器件，而且可以适用于各种其它类型的有机EL显示器件的任何一种。
上述根据本发明优选实施方案的晶体管优选是反向交错FET10。或者，也可以使用平面型FET。
除了上述不同显示器的各种结构之外，例如，也可以在显示器件中使用包括具有聚合物包合配合物的有机层的晶体管的其它设置。图8A是示意性地表示根据本发明另一优选实施方案的底栅型FET300的剖面图。然而，本发明不限于此，也可以应用于包括顶栅型FET的类型的FET或其它晶体管。如图8A所示，FET300包括在绝缘基板301上的栅极302。不象常规器件和上述其它优选实施那样，这个FET300不包括覆盖栅极302的栅极绝缘层。而是，在栅极302上形成包括聚合物包合配合物的有机层306，以便覆盖栅极302。在有机层306形成源和漏极304和305。有机层306具有半导体层和栅极绝缘层的功能。有机层306可以是包合配合物的单层或包合配合物的单分子。
FET300例如可以用如下方式制造。
首先，在绝缘基板301上形成栅极302。用于栅极302的优选材料的例子包括：无机材料，如Cr、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、In、Ni、Nd、其合金、多晶硅、非晶硅、氧化锡、氧化铟和氧化铟锡(ITO)；和有机材料，如掺杂导电聚合物。掺杂导电聚合物可以是聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)和聚苯乙烯磺酸钠。栅极302可优选包括两层或更多层的叠置体。具体而言，通过各种公知膜淀积技术中的任何一种在基板301上淀积导电膜，所述公知膜淀积技术包括蒸发、溅射、涂覆和印刷技术，可以根据使用的材料适当选择其中的一种。之后，利用光刻和刻蚀处理将淀积的导电膜构图成预定形状，由此形成栅极302。
接着，形成覆盖栅极302的包括聚合物包合配合物的有机层306。通过制备聚合物包合配合物的溶液，利用上述技术中的任何一种技术将该溶液施加或印刷到栅极302上，干燥施加或印刷的材料，然后如果需要的话就加热施加或印刷的材料，由此可以形成包括聚合物包合配合物的有机层306。
在制备聚合物包合配合物的溶液期间，优选将过量的主体分子(例如CD)与客体分子混合，如图8B所示。利用包括具有绝缘性能的过量的主体分子的溶液，可以更完全地由主体分子覆盖客体分子。此外，过量的主体分子可以形成用作栅极绝缘层的层。因此，在形成用作半导体层的栅极绝缘层的有机层时，优选使用包含过量主体分子的溶液。
接着，在有机层306上形成源和漏极304和305。源和漏极304和305可以用与栅极302相同的材料构成，并且用与其相同的方法形成。或者，源和漏极304和305还可以由不同于栅极302的材料制成。源和漏极的每个也都可以包括两层或更多层的叠置体。
优选通过这种方式完成图8A中所示的FET300。在上述本发明的示意优选实施方案中，FET300是底栅型晶体管。或者，本发明还可以有效地用于制造顶栅型的FET或非叠置型FET，在该非叠置型FET中源极、栅极和漏极在同一层中并排设置。
图8A中所示的结构和排列还可用在例如用于这里公开的其它任何显示器中或其它合适的显示器的任何类型的晶体管中。
包括聚合物包合配合物的有机层、栅极、源极和漏极的其它排列也是可以的。
图9A示意性地示出了包括示意聚合物包合配合物的另一排列的一部分FET400的结构。在图9A中，包括聚合物包合配合物的有机层406、栅极402、源极404和漏极405的形成工艺和排列优选与图8A中所示的相似，不同的是除去一部分绝缘包合化合物，以便源极404和漏极405直接位于包括聚合物包合配合物的有机层406中的导电聚合物之上并与之电接触。
现在参见图9B介绍制备有机层406的方法。在这个特定例子中，聚噻吩用作导电聚合物。
首先，将由化学式(7)表示的聚噻吩通过Vilsmeier反应转变成二甲酰(或醛)，由此获得由化学式(8)表示的化合物。当由化学式(8)表示的化合物用Tollens试剂(即银铵离子)氧化时，可获得具有羧基的聚噻吩。此外，当聚噻吩的羧基与试剂如亚硫酰氯反应时，可以获得由化学式(9)表示的酸性氯化物。
接着，将由化学式(9)表示的聚噻吩的酸性氯化物包含于环糊精中，以便形成由化学式(10)表示的聚合物包合配合物。然后，使最终的配合物(10)与蒽甲醇反应，由此获得由化学式(11)表示的具有蒽端基的聚噻吩。
当由化学式(11)表示的聚合物包合配合物和具有由化学式(12)表示的蒽端基的聚噻吩的混合物暴露于具有特定波长的辐射时，发生蒽的光二聚反应。结果是，制成了具有在由图9B中的化学式(13)表示的聚合物的两端部暴露的共轭聚合物链的圆筒形聚合物包合配合物。
图10示意性地示出了包括示意聚合物包合配合物的另一排列的FET500的一部分的结构。
图10中所示的结构不同于图8A中所示的结构的地方在于提供源极504和漏极505之间的电接触的源极504和漏极505的设置，以及包括聚合物包合配合物的有机层506中的导电聚合物。栅极502、源极504和漏极505由金属晶体构成。源极504和漏极505在聚合物包合配合物的两端电连接到导电聚合物，该导电聚合物是聚合物包合配合物的客体分子。栅极502通过具有绝缘性能的主体分子(例如CD)而与导电聚合物绝缘。作为聚合物包合配合物，优选使用具有在由图9B中的化学式(13)表示的聚合物的两端部暴露的共轭聚合物链的聚合物包合配合物。
图10中所示的顶栅型结构例如可以如下形成。源极504和漏极505可以利用各种公知膜淀积技术和构图技术形成在基板(未示出)上。用与参照图8A所述的方式相同的方式形成有机层506之后，例如可以通过喷墨技术在有机层506上形成栅极502。有机层506、栅极502、源极504和漏极505的形成方法和设置可以与图8A的相似。
图11示意性地示出了包括示意聚合物包合配合物的另一设置的FET600的一部分的结构。
图11中所示的结构不同于图8A中所示的结构的地方在于提供源极604和漏极605之间的电接触的源极604和漏极605的设置以及包括聚合物包合配合物的有机层606中的导电聚合物。栅极602、源极604和漏极605由常规导电聚合物(π共轭聚合物和掺杂聚合物)构成。源极604和漏极605电连接到在聚合物包合配合物的两端的该导电聚合物，该导电聚合物是聚合物包合配合物的客体分子。栅极602通过具有绝缘性能的主体分子(例如CD)而与导电聚合物绝缘。作为聚合物包合配合物，优选使用具有在由图9B中的化学式(13)表示的聚合物的两端部暴露的共轭聚合物链的聚合物包合配合物。
图11中所示的顶栅型结构例如可以如下形成。源极604和漏极605可以利用各种公知膜淀积技术和构图技术形成在基板(未示出)上。用与参照图8A所述的方式相同的方式形成有机层606之后，例如可以通过喷墨技术在有机层606上形成栅极602。有机层606、栅极602、源极604和漏极605的形成方法和设置可以与图8A的相似。
利用图8A、9A、10和11中所示的优选实施方案中的专门设置，实现了几个显著的优点。如从上述明显看出的，在图8A、9A、10和11的优选实施方案中不使用或形成栅极绝缘层。这是因为包括聚合物包合配合物的有机层使包围导电聚合物的化合物绝缘，因此可以设置成覆盖栅极并位于栅极和源、漏极之间。结果是，减少了制造步骤的数量，还降低了制造成本。
此外，不像常规晶体管那样，图8A、9A、10和11中所示的优选实施方案不必控制栅极绝缘层的厚度和半导体层的厚度之间的比例和表面条件。结果是，图8A、9A、10和11中所示的优选实施方案大大提高了电流-电压和导通-截止比值，以及大大提高了载流子迁移率，如上所述。例如，在使用由非交联CD分子覆盖的聚噻吩的情况下，获得在104数量级的导通-截止比值。通过使用交联CD分子，导通-截止比值进一步提高到106数量级。
此外，利用图8A、9A、10和11中所示的优选实施方案的独特结构，晶体管可以具有在纳米范围内的尺寸，因此提供与常规晶体管相比具有显著改进性能的纳米级有机晶体管。例如，图8A、9A、10和11中所示的包括聚合物包合配合物有机层的尺寸优选具有约0.5nm到约10nm的厚度和约1nm到约20nm的长度(对应沟道长度)。
图8A、9A、10和11的优选实施方案中所示的结构和设置还可以用在任何类型的晶体管中，例如用于这里所公开的显示器的任何其他类型或其它合适的显示器。
通过使用图8A、9A、10和11中所示的优选实施方案的晶体管用于显示器件，实现了下列优点。显示器件的像素孔隙比可以显著提高，并且可以提高显示器件的亮度。还可以减小显示器件的像素尺寸和可以提高显示器件的分辨率。尤其是，可以获得比液晶显示器件更薄的有机EL显示器件。此外，可以获得柔性显示器件(例如LCD或有机EL)，这种柔性显示器件保持比具有常规晶体管的常规显示器件高的性能，同时可以变形(例如弯曲或延展)。
工业实用性
上述本发明的各种优选实施方案提供与使用常规导电聚合物的晶体管相比具有显著改进性能和/或可靠性的有机晶体管。根据上述本发明优选实施方案的任何一个的晶体管可以有效地用作有源矩阵寻址显示器件的有源元件。而且，根据本发明优选实施方案的晶体管可呈现至少与常规a-Si TFT可比或比其更好的性能，并且可以以大大降低的成本制造。
前面已经关于优选实施方案介绍了本发明，显然本领域普通技术人员都明白可以以各种方式修改这里所公开的发明，并且可以想象出上述那些实施方案以外的很多实施方案。因而，所附权利要求书趋于覆盖落入本发明的真实精神和范围内的所有可能的本发明的修改、改变、替换形式以及变化。

Claims (26)

1、一种晶体管，包括：
第一电极；
第二电极；
设置在第一和第二电极之间的有机层；和
用于给所述有机层施加电场的第三电极；
其中所述有机层包括聚合物包合配合物。
2、根据权利要求1的晶体管，其中所述聚合物包合配合物具有包含于主体分子中的客体聚合物，该客体聚合物具有导电性。
3、根据权利要求2的晶体管，其中所述主体分子包括具有交联结构的聚合物。
4、根据权利要求2和3中任一项的晶体管，其中所述客体聚合物的至少一端包括大端基，该大端基设置成可以稳定化客体聚合物包含于主体分子中的状态。
5、根据权利要求2-4中任一项的晶体管，其中所述客体聚合物具有反应性端基，相邻客体聚合物的反应端基结合在一起。
6、根据权利要求2-5中任一项的晶体管，其中所述客体聚合物是π共轭聚合物，并且所述端基和所述客体聚合物形成π共轭系统。
7、根据权利要求2-5中任一项的晶体管，其中所述客体聚合物是线性聚合物。
8、根据权利要求2-7中任一项的晶体管，其中所述主体分子是圆筒形主体分子。
9、根据权利要求8的晶体管，其中所述圆筒形主体分子是低分子量化合物和高分子量化合物中的一种。
10、根据权利要求2-9中任一项的晶体管，其中所述客体聚合物具有至少10-200的聚合度。
11、根据权利要求2-10中任一项的晶体管，其中所述晶体管是场效应晶体管。
12、根据权利要求11的晶体管，其中所述场效应晶体管具有底栅型设置、项栅型设置和平面型设置中的一种。
13、根据权利要求1-12中任一项的晶体管，其中所述晶体管是纳米级有机晶体管。
14、一种显示器件，包括：
根据权利要求1-13中任一项的晶体管；和
连接到该晶体管的像素。
15、一种显示器件，包括：
基板；
设置在基板上的薄膜晶体管；
其中该薄膜晶体管包括包含聚合物包合配合物的有机层。
16、根据权利要求15的显示器件，还包括栅极、源极、漏极、设置在栅极和源和漏极之间的栅极绝缘层、以及设置在源和漏极上的有机层。
17、根据权利要求16的显示器件，其中所述有机层直接接触源极和漏极。
18、根据权利要求15的显示器件，还包括栅极、源极和漏极，在有机层和栅极、源极和漏极的任一个之间都不设置绝缘层。
19、根据权利要求18的显示器件，其中所述有机层直接接触所述栅极、源极和漏极的每一个。
20、一种形成薄膜晶体管的方法，包括以下步骤：
提供基板；和
在基板上形成薄膜晶体管，包括形成包含聚合物包合配合物的有机层的步骤。
21、根据权利要求20的方法，还包括形成栅极、形成源极、形成漏极和在栅极上形成栅极绝缘层的步骤，
其中所述有机层形成在所述源极和所述漏极上。
22、根据权利要求20的方法，还包括形成栅极、形成源极和形成漏极的步骤，
其中在所述栅极和所述源和漏极之间不形成栅极绝缘层。
23、根据权利要求22的方法，其中所述有机层直接接触所述栅极、源极和漏极的每一个。
24、根据权利要求22的方法，其中所述有机层覆盖栅极，并且所述源极和漏极设置在有机层上。
25、根据权利要求20-24中任一项的方法，其中形成有机层的步骤包括以下步骤：通过旋涂技术、浸涂技术、浇注技术、印刷技术、微型构图技术和喷墨技术中的一种将聚合物包合配合物的溶液施加或印刷到基板上。
26、一种形成显示器件的方法，包括以下步骤：
根据权利要求20-25中任一项的方法形成晶体管；和
形成像素，以便连接到晶体管。
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