DE112012003914T5

DE112012003914T5 - Organische Halbleiterzusammensetzung und organischer Transistor

Info

Publication number: DE112012003914T5
Application number: DE112012003914.9T
Authority: DE
Inventors: Jeremy Burroughes; Christopher Newsome
Original assignee: Cambridge Display Technology Ltd
Current assignee: Cambridge Display Technology Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-07-17
Also published as: KR20140064965A; WO2013041822A1; TWI573799B; GB2508555A; US20140225101A1; JP2014533433A; US9373795B2; GB201116251D0; GB201404349D0; TW201323428A; JP6247636B2

Abstract

Eine organische Halbleiterzusammensetzung umfasst wenigstens ein Lösungsmittel ein Polymer, einen ersten niedermolekularen organischen Halbleiter und ein niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel. Das Gewichtsverhältnis von dem ersten niedermolekularen organischen Halbleiter:niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel beträgt wenigstens 6:1, wahlweise wenigstens 10:1, wahlweise wenigstens 20:1. Das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel erhöht die Gleichmäßigkeit der Verteilung des ersten niedermolekularer organischen Halbleiters in einer organischen Halbleiterschicht, welche in dem Kanal des organischen Transistors abgeschieden ist, mit der Wirkung, dass die Beweglichkeit des organischen Transistors höher ist, als die Beweglichkeit einer organischen Vorrichtung, welche eine Zusammensetzung ohne das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine organische Halbleiterzusammensetzung. Sie betrifft auch organische Dünnschichttransistoren und Verfahren zur Herstellung derselben, insbesondere zur Steuerung der Kristallinität des organischen Halbleiters.
Hintergrund der Erfindung
Transistoren können in zwei Hauptarten unterteilt werden: Bipolare Transistoren und Feldeffekttransistoren. Beide Arten weisen eine gemeinsame Struktur umfassend drei Elektroden mit einem Halbleitermaterial, welches zwischen diesen in einem Kanalbereich angeordnet ist. Die drei Elektroden eines bipolaren Transistors sind als Emitter, Kollektor und Basis bekannt, wohingegen die drei Elektroden in einem Feldeffekttransistor als Source, Drain und Gate bekannt sind. Bipolar Transistoren können als Strom betriebene Vorrichtungen beschrieben werden, da der Strom zwischen dem Emitter und dem Kollektordurch den Strom gesteuert wird, welcher zwischen der Basis und dem Emitter fließt. Im Gegensatz dazu können Feldeffekttransistoren als Spannung betriebene Vorrichtungen beschrieben werden, da der Strom, welcher zwischen Source und Drain fließt, durch die Spannung zwischen dem Gate und Source gesteuert wird.
Transistoren können auch als n-Typ oder p-Typ klassifiziert werden, abhängig davon, ob sie ein Halbleitermaterial enthalten, welches positive Ladungsträger (Löcher) oder negative Ladungsträger (Elektronen) leiten. Das Halbleitermaterial kann gemäß seiner Eignung Ladung aufzunehmen, abzugeben oder zu leiten ausgewählt werden. Die Eignung des Halbleitermaterials Löcher oder Elektronen aufzunehmen, abzugeben und zu leiten kann durch das Dotieren des Materials verstärkt werden. Das für die Source- und Drain-Elektroden verwendete Material kann gemäß dessen Eignung Löcher oder Elektronen aufzunehmen und zu injizieren ausgewählt werden. Zum Beispiel kann eine p-T Transistorvorrichtung gebildet werden, indem ein Halbleitermaterial ausgewählt wird, welches Elektronen aufnehmen, leiten und abgeben kann und indem ein Material für die Source- und Drain-Elektroden ausgewählt wird, welches Löcher in das Halbleitermaterial injizieren kann und aus diesem aufnehmen kann. Ein gutes Energieniveau, welches dem Fermi-Niveau der Elektroden mit dem HOMO (höchstes besetztes Orbital eines Moleküls) Niveau des Halbleitermaterials angepasst ist, kann die Lochinjektion und -aufnahme verstärken. Im Gegensatz dazu kann eine n-Transistorvorrichtung gebildet werden, indem ein Halbleitermaterial ausgewählt wird, welches Elektronen aufnehmen, leiten und abgeben kann und indem ein Material für die Source- und Drain-Elektroden ausgewählt wird, welches Elektronen in das Halbleitermaterial injizieren kann und aus diesem aufnehmen kann. Ein gutes Energieniveau, welches dem Fermi-Niveau der Elektroden mit dem LUMO (niedrigstes unbesetztes Orbital eines Moleküls) Niveau des Halbleitermaterials angepasst ist, kann die Elektroneninjektion und -aufnahme verstärken.
Transistors können durch Abscheiden der Bestandteile in dünnen Schichten gebildet werden, um Dünnschichttransistoren zu bilden. Wenn ein organisches Material als das Halbleitermaterial in solch einer Vorrichtung verwendet wird, ist diese als ein organischer Dünnschichttransistor (OTFT) bekannt.
Verschiedene Anordnungen von OTFTs sind bekannt. Eine solche Vorrichtung ist ein isolierter Feldeffekttransistor, welcher Source- und Drain-Elektroden umfasst, zwischen denen ein Halbleitermaterial in einem Kanalbereich angeordnet ist, eine Gate-Elektrode, welche auf dem Halbleitermaterial angeordnet ist und eine Schicht aus isolierendem Material, welches zwischen der Gate-Elektrode und dem Halbleitermaterial in dem Kanalbereich angeordnet ist.
Die Leitfähigkeit des Kanals kann durch die Anlegung einer Spannung an das Gate verändert werden. Auf diese Weise kann der Transistor unter Verwendung einer angelegten Gate-Spannung an- und abgeschaltet werden. Der Drain-Strom, der bei einer gegebenen Spannung erzielbar ist, ist von der Beweglichkeit der in dem organischen Halbleiter in dem aktiven Bereich der Vorrichtung abhängig (dem Kanalbereich zwischen den Source- und Drain-Elektroden). Um daher hohe Drain-Ströme bei niedrigen Betriebsspannungen zu erzielen, muss der organische Dünnschichttransistor einen organischen Halbleiter aufweisen, welcher sehr bewegliche Ladungsträger in dem Kanalbereich aufweist.
OTFTs mit hoher Beweglichkeit, welche ”niedermolekulare” organische Halbleitermaterialien enthalten, wurden beschrieben und die hohe Beweglichkeit wird wenigstens zum Teil der stark kristallinen Beschaffenheit des niedermolekularen organischen Halbleiters in dem OTFT zugeschrieben. Besonders hohe Beweglichkeiten wurden in Einkristall-OTFTs beschrieben, wobei der organische Halbleiter durch thermische Verdampfung abgeschieden wird. Ein Einkristall-OTFT ist in Podzorov et al, Appl. Phys. Lett. 2003, 83(17), 3504–3506 beschrieben.
Die Bildung des Halbleiterbereichs durch Abscheidung einer Mischung eines niedermolekularen organischen Halbleiters und eines Polymer aus der Lösung ist in Smith et. al., Applied Physics Letters, Band 93, 253301 (2008); Russell et. al., Applied Physics Letters, Band 87, 222109 (2005); Ohe et. al., Applied Physics Letters, Band 93, 053303 (2008); Madec et. al., Journal of Surface Science & Nanotechnology, Band 7, 455–458 (2009); Kang et. al., J. Am. Chem. Soc., Band 130, 12273–75 (2008); Chung et al, J. Am. Chem. Soc. (2011), 133(3), 412–415; Lada et al, J. Mater. Chem. (2011), 21(30), 11232–11238; Hamilton et al, Adv. Mater. (2009), 21(10–11), 1166–1171; und WO 2005/055248 offenbart.
Die Verringerung des Kontaktwiderstandes an den Source- und Drain-Elektroden ist in der WO 2009/000683 offenbart, indem selektiv eine selbstanordnende Schicht aus einem Dotiermittel für den organischen Halbleiter auf der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden gebildet wird.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem ersten Gegenstand stellt die Erfindung eine Zusammensetzung zur Verfügung, umfassend wenigstens ein Lösungsmittel, einen ersten niedermolekularen organischen Halbleiter und ein niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel.
Wahlweise umfasst die Erfindung des Weiteren ein Polymer.
Wahlweise ist das Polymer ein wenigstens teilweise konjugiertes Polymer.
Wahlweise umfasst das Polymer eine Wiederholungseinheit der Formel (XI):
wobei Ar¹ und Ar² in jedem Auftreten unabhängig aus substituierten oder nichtsubstituierten Aryl- oder Heteroarylgruppen gewählt sind, n 1 oder größer ist, vorzugsweise 1 oder 2, R in jedem Auftreten H oder ein Substituent ist, vorzugsweise ein Substituent, und x und y jeweils unabhängig 1, 2 oder 3 sind.
Wahlweise umfasst das Polymer eine Wiederholungseinheit der Formel (XII):
wobei die zwei Gruppen R⁷, welche gleich oder unterschiedlich sein können, jeweils H oder Substituent sind und wobei die zwei Gruppen R⁷ verknüpft sein können, um einen Ring zu bilden.
Wahlweise beträgt das Gewichtverhältnis von Polymer:(erster niedermolekularer organischer Halbleiter + niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel) wenigstens 1:10, wahlweise wenigstens 1:6, wahlweise wenigstens 1:4, wahlweise wenigstens 1:2, wahlweise wenigstens 1:1, wahlweise wenigstens 2:1, wahlweise wenigstens 3:1.
Wahlweise ist der niedermolekulare erste organische Halbleiter eine Verbindung ist, umfassend eine Kerngruppe aus wenigstens drei kondensierten Ringen, wobei jeder kondensierte Ring unabhängig ein aromatischer oder heteroaromatischer Ring ist und wobei die Kerngruppe mit wenigstens einem Substituenten substituiert ist.
Wahlweise wird der erste niedermolekulare organische Halbleiter aus Verbindungen der Formeln (I)–(V) gewählt:

wobei Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus monozyklischen aromatischen Ringen und monozyklischen heteroaromatischen Ringen besteht, und wenigstens eines aus Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ ist mit wenigstens einem Substituenten X substituiert, welcher in jedem Auftreten gleich oder unterschiedlich sein kann und aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus nichtsubstituierten oder substituierten geraden, verzweigten oder zyklischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Aminogruppen, die nichtsubstituiert oder mit ein oder zwei Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, welche jeweils gleich oder verschieden sein können, Amidogruppen, Silylgruppen, die nichtsubstituiert oder mit ein, zwei oder drei Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, welche jeweils gleich oder verschieden sein können, Silylethynylgruppen, die nichtsubstituiert oder mit ein, zwei oder drei Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und mit Alkenylgruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, und wobei Ar³, Ar⁴ und Ar⁵ wahlweise an einen oder mehrere weitere monozyklische aromatische oder heteroaromatische Ringe kondensiert sein können.
Wahlweise umfasst wenigstens eines von Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ eine 5- bis 7-gliedrige Heteroarylgruppe, welche von 1 bis 3 Schwefelatome, Sauerstoffatome, Selenatome und/oder Stickstoffatome enthält.
Wahlweise werden Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ jeweils unabhängig aus Phenyl und Thiophen ausgewählt und wenigstens eines aus Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ ist Thiophen.
Wahlweise weist der erste niedermolekulare organische Halbleiter die Formel (X) auf:
wobei A eine Phenylgruppe oder eine Thiophengruppe ist, die Phenylgruppe oder Thiophengruppe wahlweise mit einer Phenylgruppe oder einer Thiophengruppe kondensiert ist, welche wahlweise mit einer Gruppe kondensiert sein kann, gewählt aus einer Phenylgruppe, einer Thiophengruppe und einer Benzothiophengruppe, wobei jede der Phenyl-, Thiophen- und Benzothiphengruppen nichtsubstituiert oder mit wenigstens einer Gruppe der Formel X¹¹ substituiert sein kann, und jede Gruppe X¹¹ gleich oder unterschiedlich sein kann und gewählt ist aus Substituenten X gemäß Anspruch 8, vorzugsweise eine Gruppe der Formel C_nH_2n+1, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
Wahlweise ist der Kern des ersten niedermolekularen organischen Halbleiters eine Hydrocarbylgruppe, welche aus wenigstens drei kondensierten Benzolringen gebildet ist.
Wahlweise ist der erste niedermolekulare organische Halbleiter Pentancen substituiert mit einem oder mehreren Tri(C_1-10alkyl)silylethynyl-Sustituenten.
Wahlweise ist das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel ein zweiter niedermolekularer organischer Halbleiter.
Wahlweise ist das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel aus Verbindungen gemäß der Ansprüche 7–13 gewählt und unterscheidet sich von dem ersten niedermolekularen organischen Halbleiter.
Wahlweise ist das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel eine Verbindung mit dem gleichen Kern wie der erste niedermolekulare organische Halbleiter und wobei sich ein oder mehrere des wenigstens einen Substituenten, der Position des Substituenten und der Anzahl der Substituenten des niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittels von dem wenigstens einen Substituenten, der Position des Substituenten und der Anzahl der Substituenten des ersten niedermolekularen organischen Halbleiters unterscheidet.
Wahlweise beträgt das Gewichtverhältnis von dem ersten niedermolekularen organischen Halbleiter:niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittel wenigstens 2:1, wahlweise wenigstens 5:1.
Wahlweise ist das wenigstens eine Lösungsmittel ein Benzol oder ein kondensiertes Benzol, substituiert mit einem oder mehreren Substituenten gewählt aus Alkyl- und Alkoxy-Substituenten.
In einem zweiten Gegenstand stellt die Erfindung ein Verfahren zum Formen eines organischen Dünnschichttransistors zur Verfügung, umfassend eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode, welche einen Kanalbereich zwischen diesen definieren, eine organische Halbleiterschicht, welche sich über den Kanalbereich erstreckt und in elektrischem Kontakt mit den Source- und Drain-Elektroden steht, eine Gate-Elektrode und ein Gatedielektrikum zwischen der Gate-Elektrode und der organischen Halbleiterschicht, wobei das Verfahren den Schritt des Formens der organischen Halbleiterschicht des organischen Dünnschichttransistors durch Abscheiden einer Zusammenfassung gemäß des ersten Gegenstandes und Verdampfen des wenigstens einen Lösungsmittels umfasst.
Wahlweise umfasst das Verfahren den Schritt des Modifizierens wenigstens eines Teils der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden vor der Abscheidung der Zusammensetzung.
Wahlweise umfasst der Modifizierungsschritt das Binden eines organischen Materials an wenigstens einen Teil der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden.
Wahlweise weist das organische Material die Formel (XIII) auf: Bind-(Sp)z-Org (XIII) wobei Bind eine Bindungsgruppe darstellt; Sp eine Abstandsgruppe darstellt, wahlweise eine Alkylgruppe oder Arylgruppe; z 0 oder 1 ist; und Org eine organische Gruppe ist.
Wahlweise ist Org eine konjugierte Gruppe, wahlweise Benzol, welches mit einem oder mehreren Fluoratomen substituiert ist.
Wahlweise ist Bind ein Thiol.
Wahlweise ist z 0.
Wahlweise umfasst das Verfahren den Schritt des Bindens eines Silans an eine Oberfläche eines Kanals zwischen den Source- und Drain-Elektroden vor der Abscheidung der Zusammensetzung.
Wahlweise weist eine Dicke der organischen Halbleiterschicht eine Dickevariation zwischen einem dünnsten Teil und einem dicksten Teil der Schicht von nicht mehr als 100 nm auf.
Wahlweise ist der organische Dünnschichttransistor ein organischer Top-Gate Dünnschichttransistor, das Verfahren umfasst die Schritte des Formes der organischen Halbleiterschicht und Abscheiden des Gatedielektrikums und der Gate-Elektrode auf der organischen Halbleiterschicht.
Wahlweise ist der ist der organische Dünnschichttransistor ein organischer Bottom-Gate Dünnschichttransistor.
In einem dritten Gegenstand stellt die Erfindung einen organischen Dünnschichttransistor zur Verfügung, umfassend eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode, welche einen Kanalbereich zwischen diesen definieren, eine organische Halbleiterschicht, welche sich über den Kanalbereich erstreckt und in elektrischem Kontakt mit den Source- und Drain-Elektroden steht, eine Gate-Elektrode und ein Gatedielektrikum zwischen der Gate-Elektrode und der organischen Halbleiterschicht, wobei die organische Halbleiterschicht ein ersten niedermolekularen organischen Halbleiter und ein niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel umfasst.
Wahlweise umfasst die organische Halbleiterschicht gemäß eines dritten Gegenstandes des Weiteren ein Polymer, wahlweise ein Polymer wie in dem ersten Gegenstand beschrieben.
Wahlweise ist der niedermolekulare Halbleiter gemäß des dritten Gegenstandes der niedermolekulare Halbleiter, welcher in dem ersten Gegenstande beschrieben ist.
Wahlweise ist das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel gemäß des dritten Gegenstandes das das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel, welches in dem ersten Gegenstand beschrieben ist.
Wahlweise ist gemäß des dritten Gegenstandes ein organisches Material an wenigstens einen Teil der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden gebunden.
Wahlweise ist das organische Material gemäß des dritten Gegenstandes das organische Material, welches in dem zweiten Gegenstand beschrieben ist.
Wahlweise ist gemäß des dritten Gegenstandes ein Silan an eine Oberfläche eines Kanalbereichs gebunden.
”Niedermolekular bzw. kleines Molekül” wie hier verwendet, bedeutet ein nichtpolymeres Material, insbesondere ein Material mit einer Polydispersität von 1, und umfasst dendrimere oder oligomere Verbindungen mit einer Polydispersität von 1. In dem Fall eines Oilgomers kann das kleine Molekül ein Dimer, Trimer, Tetramer oder Pentamer sein.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine schematische Darstellung eines Top-Gate Transistors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine schematische Darstellung eines Bottom-Gate gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 ein Diagramm der Beweglichkeiten von Beispielsvorrichtungen und einer Vergleichsvorrichtung zeigt;
4 ein AFM(Rasterkraftmikroskopie)-Bild der organischen Halbleiterschicht einer Vergleichsvorrichtung zeigt;
5 ein AFM(Rasterkraftmikroskopie)-Bild der organischen Halbleiterschicht einer Beispielsvorrichtung zeigt.
6 Höheprofile der Dickeprofile von Querschnitten einer Vergleichsvorrichtung zeigt; und
7 Dickeprofile von Querschnitten einer Beispielsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1, welche nicht maßstabsgetreu ist, stellt schematisch einen beispielhaften organischen Top-Gate Dünnschichttransistor dar. Die dargestellte Struktur kann auf ein Substrat (nicht dargestellt) abgeschieden werden, und umfasst Source- und Drain-Elektroden 2, 4, welche voneinander durch einen Kanalbereich 6 beabstandet sind, der zwischen diesen angeordnet ist. Eine organische Halbleiterschicht 8 in dem Kanalbereich 6 kontaktiert die Source- und Drain-Elektroden 2, 4 und kann sich über wenigstens einen Bereich der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 erstrecken. Eine Isolationsschicht 10 aus dielektrischem Material ist auf der organischen Halbleiterschicht 8 abgeschieden und kann sich über wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 erstrecken. Schließlich ist eine Gate-Elektrode 12 auf der Isolationsschicht 10 abgeschieden. Die Gate-Elektrode 12 ist über dem Kanalbereich 6 angeordnet und kann sich über wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 erstrecken.
Die oben beschriebene Struktur ist als ein organischer Top-Gate Dünnschichttransistor bekannt, da das Gate in Bezug zu einem Substrat auf einer Oberseite der Vorrichtung angeordnet ist. Alternativ ist es auch bekannt das Gate an einer Unterseite der Vorrichtung bereitzustellen, um einen sogenannten organischen Bottom-Gate Dünnschichttransistor zu bilden.
Ein Beispiel eines organischen Bottom-Gate Dünnschichttransistors ist in 2 dargestellt, welche nicht maßstabsgetreu ist. Um die Beziehung zwischen den Strukturen in den 1 und 2 deutlicher hervorzuheben, wurden gleiche Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet. Die in 2 dargestellte organische Bottom-Gate Struktur umfasst eine Gate-Elektrode 12, die auf einem Substrat 1 abgeschieden ist, wobei eine Isolationsschicht 10 aus einem dielektrischen Material darüber abgeschieden ist. Source- und Drain-Elektroden 2, 4 sind auf der Isolationsschicht 10 aus dielektrischem Material abgeschieden. Die Source- und Drain-Elektroden 2, 4 sind durch einen Kanalbereiche 6 voneinander beabstandet, welcher zwischen diesen über der Gate-Elektrode angeordnet ist. Eine organische Halbleiterschicht 8 in dem Kanalbereich 6 kontaktiert die Source- und Drain-Elektroden 2, 4 und kann sich über wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 erstrecken.
Niedermolekularer organischer Halbleiter
Beispielhafte niedermolekulare organische Halbleiter umfassen Verbindungen mit einem Kern aus wenigstens drei kondensierten Ringen, wobei jeder Ring unabhängig gewählt ist aus aromatischen Ringen und heteroaromatischen Ringen, die jeweils einzeln nichtsubstituiert oder mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sind. Vorzugsweise ist der Kern mit wenigstens einem Substituenten substituiert, wahlweise mit einem oder mehreren Solubilisierungssubstituenten.
Solubilisierungssubstituenten können Substituenten sein, die die Löslichkeit des organischen Halbleiters in einem organischen Lösungsmittel erhöhen, zum Beispiel ein nicht polares organisches Lösungsmittel, im Vergleich zu einem nichtsubstituierten organischen Halbleiter.
Beispielhafte Substituenten umfassen Substituenten X, welche in Bezug auf die Formeln (I)–(V) beschrieben sind, zum Beispiel ein oder mehrere Alkylgruppen, Alkoxygruppen oder Silylgruppen, einschließlich Trialkylsilyl und Trialkylsilylethynyl.
Der niedermolekulare organische Halbleiter kann eine elektronenreiche Verbindung sein, zum Beispiel eine Verbindung umfassend kondensierte Wiederholungseinheiten.
Beispielhafte niedermolekulare organische Halbleiter umfassen Verbindungen der Formeln (I)–(V).
Der niedermolekulare organische Halbleiter kann aus Verbindungen der Formeln (VI), (VII), (VIII), (IX) und (X) gewählt werden:
wobei X¹ und X² gleich oder verschieden sein können und aus Substituenten X gewählt werden, wie oben unter Bezugnahme auf die Formeln (I)–(V) beschrieben; Z¹ und Z² sind unabhängig S, O, Se oder NR⁴; und W¹ und W² sind unabhängig S, O, Se, NR⁴ oder -CR⁴=CR⁴-, wobei R⁴ H oder ein Substituent ist, gewählt aus der Gruppe bestehend aus nichtsubstituierten oder substituierten geraden, verzweigten oder zyklischen Arylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Aminogruppen, die nichtsubstituiert oder mit einer oder mehreren Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, die jeweils gleich oder verschieden sein können, Amidogruppen, Silylgruppen und Alkenylgruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen;
wobei X¹ und X² wie unter Bezugnahme auf die Formel (VI) beschrieben sind, Z¹, Z², W¹ und W² sind wie unter Bezugnahme auf die Formel (VI) beschrieben und V¹ und V² sind unabhängig S, O, Se oder NR⁵, wobei R⁵ H oder ein Substituent ist, gewählt aus der Gruppe bestehend aus substituierten oder nichtsubstituierten geraden, verzweigten oder zyklischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Aminogruppen, die nichtsubstituiert oder mit ein oder zwei Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, die jeweils gleich oder verschieden sein können, Amidogruppen, Silylgruppen und Alkenylgruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen;
wobei X¹ und X², Z¹, Z², W¹ und W² wie unter Bezugnahme auf die Formel (VI) beschrieben sind.
wobei Z¹, Z², W¹ und W² wie unter Bezugnahme auf die Formel (VI) beschrieben sind und X¹–X¹⁰, welche gleich oder verschieden sein können, aus Substituenten X ausgewählt sind, wie unter Bezugnahme auf die Formeln (I)–(V) beschrieben;
wobei A eine Phenylgruppe oder eine Thiophengruppe ist, die Phenylgruppe oder Thiophengruppe wahlweise mit einer Phenylgruppe oder einer Thiophengruppe kondensiert ist, welche wahlweise mit einer Gruppe konsensiert sein kann, gewählt aus einer Phenylgruppe, einer Thiophengruppe und einer Benzothiophengruppe, wobei jeder der Phenyl-, Thiophen- und Benzothiphengruppen mit wenigstens einer der Gruppe der Formel X¹¹ substituiert oder nichtsubstituiert sein kann, und jede Gruppe X¹¹ gleich oder verschieden sein kann und aus Substituenten X ausgewählt wird, wie in Bezug auf die Formeln (I)–(V) beschrieben und vorzugsweise eine Gruppe der Formel C_nH_2n+1 ist, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
In der Verbindung der Formel (X), wird A wahlweise gewählt aus:
Einer Thiophengruppe, welche mit einer Phenylgruppe kondensiert ist, die mit wenigstens einer Gruppe der Formel X¹¹ substituiert ist; oder
Eine Phenylgruppe, die nichtsubstituiert sein kann oder mit wenigstens einer Gruppe der Formel X¹¹ substituiert sein kann, wobei die Phenylgruppe des Weiteren wahlweise mit einer Thiophengruppe kondensiert sein kann, welche nichtsubstituiert ist oder mit wenigstens einer Gruppe der Formel X¹¹ substituiert sein kann und/oder mit einer Benzothiophengruppe kondensiert sein kann, wobei die Benzothiphengruppe nichtsubstituiert oder mit wenigstens einer Gruppe der Formel X¹¹ substituiert sein kann, wobei X¹¹ eine Gruppe der Formel C_nH_2n+1, ist und wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 16 ist.
Verbindungen der Formel (X) umfassen die folgenden:
wobei X¹¹ eine Gruppe der Formel C_nH_2n+1 ist, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 16 ist.
Eine bevorzugte Verbindung der Formel (III) ist Pentacen, substituiert mit einer oder mehreren Tri(C_1-10alkyl)silylethynylgruppen. Vorzugsweise ist ein Tri(C_1-10alkyl)silylethynyl-Substituent in den Positionen 6- und 13 von Pentacen bereitgestellt. Ein beispielhaftes substituiertes Pentacen ist 6, 13-(Tri-isopropyl-silylethynyl)pentacen (”TIPS Pentacen”):
Der eine oder die mehreren Substituenten der niedermolekularen organischen Halbleiters, zum Beispiel Substituenten X und X¹–X¹¹ wie oben beschrieben, können bereitgestellt werden auf: (a) einem oder beiden der heteroaromatischen Ringe an den Ende(n) des organischen Halbleiterkerns; (b) einem oder mehreren desmonozyklischen aromatischen oder heteroaromatischen Ringes oder ringen, die sich nicht an den Enden des organischen Halbleiterkerns befinden, oder sowohl an (a) Als auch (b).
Niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel
Das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel kann die Gleichmäßigkeit der Verteilung des niedermolekularen organischen Halbleiters in der organischen Halbleiterschicht erhöhen, im Vergleich mit einer Vorrichtung, bei welcher das Kristallisationsmodifizierungsmittel nicht vorhanden ist. Wenn eine Zusammensetzung ohne ein Kristallisationsmodifizierungsmittel auf einer Oberfläche abgeschieden wird, welche unterschiedliche Oberflächenbereiche aufweist, kann die Kristallisation des niedermolekularen organischen Halbleiters auf eine oder einige dieser Bereiche konzentriert werden, wodurch eine oder mehrere andere Bereiche verbleiben, in denen kaum oder keine Kristallisation auftritt, was zu einer Schicht führt, die Bereiche mit hoher und geringer Konzentration des niedermolekularen organischen Halbleiters aufweist. Der Unterschied zwischen den unterschiedlichen Oberflächenbereichen kann einer oder mehrere eines Unterschiedes der Oberflächenmaterialien, eines Unterschiedes der Oberflächenbehandlung und eines Unterschiedes der Oberflächenenergie sein.
In dem Fall der Abscheidung der Zusammensetzung auf Source- und Drain-Elektroden und einem Kanal (in welchem die Source- und Drain-Elektroden und/oder der Kanal einer Oberflächenmodifizierungsbehandlung unterworfen wurde oder nicht), kann das Kristallisationsmodifizierungsmittel dazu führen, dass der niedermolekulare organische Halbleiter kristallisiert, um eine organische Halbleiterschicht zu erzeugen, bei welcher sich Kristalle des niedermolekularen organischen Halbleiters im wesentlichen über die ganze länge des Kanals zwischen den Source- und Drain-Elektroden erstreckt und vorzugsweise über die Source- und Drain-Elektroden.
In Abwesenheit eines Kristallisationsmodifizierungsmittel, kann der niedermolekulare organische Halbleiter in einer vertikalen Richtung kristallisieren, was zu einer organischen Halbleiterschicht mit ungleichmäßiger Dicke führt, wobei sich Kristalle des niedermolekularen organischen Halbleiters nicht im wesentlichen über die ganze Länge des Kanals erstrecken. Das Kristallisationsmodifizierungsmittel kann die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke der organischen Halbleiterschicht erhöhen.
The Kristallisationsmodifizierungsmittel kann die energetische Bevorzugung des Wachstums großer Kristalle auf einem oder einer kleiner Anzahl von Keimbildungsplätzen reduzieren, mit der Wirkung, dass sich das kristalline niedermolekulare organische Halbleitermaterial des Weiteren lateral in den Kanalbereich erstreckt und sich daher noch gleichmäßiger innerhalb des Kanals und wahlweise über den Source- und Drain-Elektroden verteilt, im Vergleich mit einer organischen Halbleiterschicht, welche durch Abscheiden einer Zusammensetzung gebildet wird, bei welcher das Kristallisationsmodifizierungsmittel nicht vorhanden ist. Dies kann einen Kanal mit einer engeren Verteilung der Beweglichkeit über den unterschiedlichen Bereichen innerhalb des Kanals bereitstellen, im Vergleich mit einer Vorrichtung, bei welcher das Kristallwachstum nicht gehemmt wurde.
Das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel kann aus den oben beschriebenen niedermolekularen organischen Halbleitern gewählt werden, zum Beispiel niedermolekularen organischen Halbleitern gemäß einer der Formeln (I)–(X), vorausgesetzt dass sich das Kristallisationsmodifizierungsmittel der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und das der resultierenden Vorrichtung strukturell von dem organischen Halbleiter unterscheidet.
Das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel kann den gleichen Kern wie der niedermolekulare organische Halbleiter aufweisen, aber wenigstens einen unterschiedlichen Substituenten. Zum Beispiel kann das Kristallisationsmodifizierungsmittel und der organische Halbleiter den gleichen Kern aufweisen, gewählt aus Kernen der Formeln (I)–(X), jedoch unterschiedliche Substitutionen. Der Unterschied in der Substitution kann einer oder mehrere sein aus: einem Unterschied in einem oder mehreren Substituenten X und X¹–X¹¹; einem Unterschied in der Substitutionsposition und einem Unterschied in der Anzahl der Substituenten. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Substituenten unterschiedlich. Zum Beispiel kann der niedermolekulare organische Halbleiter einen Kern aufweisen, welcher in einer oder mehreren Positionen mit einer C_1-20 Alkylgruppe substituiert ist, und das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel kann den gleichen Kern aufweisen, welcher an der oder den gleichen Positionen substituiert ist, aber wobei wenigstens ein Substituent des Kristallisationsmodifizierungsmittels eine C_1-20 Alkylgruppe ist, die sich von der C_1-20 Alkylgruppe der entsprechenden Position des organischen Halbleiters unterschiedet.
Das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel kann eine von dem niedermolekularen organischen Halbleiter unterschiedlichen Kern aufweisen, jedoch die gleichen Substituenten. In diesem Fall können der organische Halbleiter und das Kristallisationsmodifizierungsmittel Verbindungen der Formeln (I)–(X) sein.
Das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel und der niedermolekulare organische Halbleiter können einen unterschiedlichen Kern und unterschiedliche Substituenten aufweisen in diesem Fall können der organische Halbleiter und das Kristallisationsmodifizierungsmittel aus Verbindungen der Formeln (I)–(X) ausgewählt werden, wobei sowohl der kern als auch die Substitution des organischen Halbleiters und des Kristallisationsmodifizierungsmittels unterschiedlich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der niedermolekulare organische Halbleiter und das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel beides Verbindungen der Formel (X) und können beide eine Verbindung mit der folgenden Formel sein, wobei sich wenigstens ein Substituent X¹¹ und/oder X¹¹ Substitutionsposition zwischen dem organischen Halbleiter und dem Kristallisationsmodifizierungsmittel unterscheidet:
wobei X¹¹ eine Gruppe der Formel C_nH_2n+1 ist, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 16 ist.
Das Gewichtsverhältnis von niedermolekularem organischem Halbleiter:niedermolekularem Kristallisationsmodifizierungsmittel beträgt wenigstens 2:1, wahlweise wenigstens 5:1, wahlweise wenigstens 10:1 und wahlweise wenigstens 20:1.
Die Zusammensetzung kann im Wesentlichen aus kleinen Molekülen bestehen, und kann im Wesentlichen aus dem niedermolekularen organischen Halbleiter und dem niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittel bestehen. In anderen Anordnungen kann ein oder mehrere Polymere in der Zusammensetzung vorhanden sein.
Polymer
Das Polymer, sofern vorhanden, kann jedes lösliche Polymer sein, einschließlich nicht leitende oder halbleitende Polymere.
Beispielhafte nicht leitende Polymere umfassen Polystyrole und Polyacrylate, zum Beispiel PMMA.
Bevorzugte halbleitende Polymere weisen ein Polymergerüst auf, umfassend Wiederholungseinheiten, die aneinander konjugiert sind.
Beispielhafte Wiederholungseinheiten eines konjugierten Polymers umfassen (Hetero)arylen-Wiederholungseinheiten, (Hetero)arylenvinylen-Widerholungseinheiten und (Hetero)arylamin-Wiederholungseinheiten.
Beispielhafte (Hetero)arylamin-Wiederholungseinheiten umfassen Wiederholungseinheiten der Formel (XI):

wobei Ar¹ und Ar² in jedem Auftreten unabhängig aus substituierten und nichtsubstituierten Heteroarylgruppen gewählt werden, n 1 oder größer ist, vorzugweise 1 oder 2, R in jedem Auftreten H oder ein Substituent ist und x und y jeweils unabhängig 1, 2 oder 3 sind.
Beispielhafte Gruppen R umfassen Alkyl und Aryl, zum Beispiel Phenyl.
Jedes von Ar¹, Ar² und R kann in dem Fall, in dem R Aryl ist, unabhängig mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein. Bevorzugte Substituenten werden aus der Gruppe R³ gewählt, bestehend aus:
Alkyl, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte C-Atome durch O, S, substituierten N, C=O und -COO- und ein oder mehrere H Atome der Alkylgruppe können mit F oder Aryl oder Heteroaryl, substituiert oder nichtsubstituiert mit einer oder mehreren Gruppen R⁶, ersetzt werden, Aryl oder Heteroaryl substituiert oder nichtsubstituiert mit einer oder mehreren Gruppen R⁶,
NR⁵ ₂, OR⁵, SR⁵,
Fluor, Nitro und Cyano;
wobei jedes R⁶ unabhängig Alkyl ist, wobei ein oder mehrere nichtbenachbarte C-Atome mit O, S, substituiertem N, C=O und -COO- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome der Alkylgruppe können mit F ersetzt werden und jedes R⁵ wird unabhängig aus der Gruppe gewählt, bestehend aus Alkyl und Aryl oder Heteroaryl substituiert oder nichtsubstituiert mit einer oder mehreren Alkylgruppen.
Vorzugsweise sind x, y und n alle 1.
Vorzugsweise sind Ar¹, Ar² und R jeweils Phenyl und sind jeweils unabhängig mit einer oder mehreren C_1-20 Alkylgruppen substituiert oder nichtsubstituiert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Ar¹ und Ar² nichtsubstituiertes Phenyl und R ist Phenyl, welches mit einem oder mehreren C_1-20 Alkylgruppen substituiert ist.
Beispielhafte Arylen-Wiederholungseinheiten umfassen Phenylen-, Fluoren- und Indenofluoren-Wiederholungseinheiten, die jeweils mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein können.
Beispielhafte Fluoren-Wiederholungseinheiten umfassen Wiederholungseinheiten der Formel (XII):
wobei die zwei Gruppe R⁷, welche gleich oder verschieden sein können, jeweils H oder ein Substituent sind, und wobei die zwei Gruppen R⁷ verknüpft sein können, um einen Ring zu bilden.
Jedes R⁷ wird wahlweise aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Wasserstoff; substituiertem oder nichtsubstituierten Aryl oder Heteroaryl, vorzugsweise substituiertem oder nichtsubstituiertem Phenyl; und substituiertem oder nichtsubstituierten Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome der Alkylgruppe mit O, S, substituiertem N, C=O und -COO- ersetzt sein können.
In dem Fall, dass R⁷ Alkyl umfasst, umfassen optionale Substituenten der Alkylgruppe F, Cyano, Nitro und Aryl oder Heteroaryl substituiert oder nichtsubstituiert mit einer oder mehreren Gruppen R⁶, wobei R⁶ wie oben beschrieben ist.
In dem Fall, dass R⁷ Aryl oder Heteroaryl umfasst, kann jede Aryl- oder Heteroarylgruppe unabhängig substituiert sein. Bevorzugte optionale Substituenten für die Aryl- oder Heteroarylgruppen umfassen C_1-20 Alkyl.
Andere optionale Substituenten für die Fluoreinheit als die Substituenten R⁷ werden vorzugsweise aus der gruppe ausgewählt, bestehend aus Alkyl, wobei ein oder mehrere nicht benachbarte C Atoms durch O, S, substituierten N, C=O und -COO-; substituiertes oder nichtsubstituiertes Aryl ersetzt werden können, zum Beispiel Phenyl substituiert oder nichtsubstituiert mit einer oder mehreren Alkylgruppen, substituiertes oder nichtsubstituiertes Heteroaryl; Fluor; Cyano und Nitro.
Sofern vorhanden kann substituiertes N in den Wiederholungseinheiten der Formel (XII) unabhängig in jedem Auftreten NR⁵ sein, wie unter Bezugnahme auf die Formel (XI) beschrieben.
In einer bevorzugten Anordnung wird R⁷ in einer oder beiden Auftreten aus einem substituierten oder nichtsubstituierten C₁-C₂₀ Alkyl oder einem substituierten oder nichtsubstituierten Arylgruppe ausgewählt, insbesondere Phenyl substituiert mit einer oder mehreren C_1-20 Alkylgruppen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polymer ein 1:1 Copolymer einer Wiederholungseinheit der Formel (XI) und einer Wiederholungseinheit der Formel (XII).
Lösungsmittel
Beispielhafte Lösungsmittel zur Lösung des niedermolekularen organischen Halbleiters, des niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittels und (sofern vorhanden) des Polymers umfassen Benzol oder kondensierte Benzole, die jeweils mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein können. Kondensierte Benzole umfassen Verbindungen mit einem gesättigten Ring und einem ungesättigten Ring, welcher an Benzol kondensiert ist, zum Beispiel Tetralin (1,2,3,4-tetrahydronaphthalin) und Indan (2,3-dihydroinden).
Der eine oder die mehreren Substituenten für Benzol oder kondensierte Benzole können aus der Gruppe aus Alkyl- und Alkoxysubstitutenten ausgewählt werden, wahlweise C_1-10 Alkyl- und C_1-10 Alkoxysubstituenten, vorzugsweise C_1-5 Alkyl und C_1-5 Alkoxy. Beispielhafte Lösungsmittel umfassen Xylole; Anisol substituiert mit einer oder mehreren C_1-5 Alkylgruppen; Methylnaphthalin; Methoxynaphthalin.
Das Lösungsmittel kann einen Siedepunkt in dem Bereich von 60–240°C aufweisen. Die verbesserte Gleichmäßigkeit der organischen Halbleiterschicht, die von der Anwesenheit des niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittel in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung resultiert, bedeutet, dass das Lösungsmittel nicht schnell verdampfen muss. Daher kann die Zusammensetzung ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigsten 100°C umfassen.
Verarbeitung aus der Lösung
Geeignete Verfahren zur Abscheidung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen um organische Halbleiterschichten zu bilden, umfassen Beschichtungsverfahren, bei welchen eine ganze Oberfläche willkürlich beschichtet wird, und Druckverfahren, bei welchen die Zusammensetzung selektiv auf einem Teil der Oberfläche jedoch nicht der ganzen abgeschieden wird.
Beispielhafte Beschichtungsverfahren umfassen Aufschleudern, Tauchbeschichten, Düsenbeschichten und Doktor-Blade beschichten.
Beispielhafte Druckverfahren umfassen Tintenstrahldrucker, Flexodruck und Tiefdruck.
Nach der Abscheidung kann das Lösungsmittel unter Umgebungsbedingungen verdampft werden. Alternativ kann das Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur, beispielsweise wenigstens 50°C, und/oder reduziertem Druck entfernt werden.
Source-, Drain- und Gate-Elektroden
Die Source-, Drain- und Gate-Elektroden können aus einem weiten Bereich leitfähiger Materialien ausgewählt werden, zum Beispiel einem Metall (z. B. Gold), Metalllegierung, Metallverbindung (z. B. Indium-Zinn-Oxid) oder leitfähigem Polymer.
Die Dicken der Gate-Elektrode, Source- und Drain-Elektroden können in dem Bereich von 5–200 nm liegen, gemessen mittels Atomkraftmikroskopie (AFM).
Gate-Isolationsschicht
Die Gate-Isolationsschicht umfasst ein dielektrisches Material gewählt aus isolierenden Materialien mit einem hohen Widerstand. Die dielektrische Konstante, k, des Gatedielektrikums beträgt typischerweise ungefähr 2–3, obwohl Materialien mit einem höheren k-Wert wünschenswert sind, das die für ein OTFT erzielbare Kapazität direkt proportional zu k ist, und der Drain-Strom direkt proportional zu der Kapazität ist. Um daher hohe Drain-Ströme bei niedrigen Betriebsspannungen zu erzielen, sind OTFTs mit dünnen dielektrischen Schichten in dem Kanalbereich bevorzugt. Die Dicke der isolationsschicht beträgt vorzugsweise weniger als 2 Mikrometer, noch bevorzugter weniger als 500 nm.
Das dielektrische Gatematerial kann organisch oder anorganisch sein. Bevorzugte anorganische Materialien umfassen SiO₂, Si_xN_y, Siliziumoxynitrid und Spin-on-Glass (SOG).
Organische dielektrische Materialien umfassen fluorierte Polymere, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Perfluorcyclooxyaliphatisches Polymer (CYTOP), Perfluoralkoxypolymerharz (PFA), fluoriertes Ethylen-Propylen (FEP), Polyethylenetetrafluorethylen (ETFE), Polyvinylfluorid (PVF), Polyethylenechlortrifluorethylen (ECTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Perfluorelastomere (FFKM), wie Kalrez (RTM) oder Tecnoflon (RTM), Fluorelastomere, wie Viton (RTM), Perfluorpolyether (PFPE) und ein Polymer von Tetrafluorethylene, Hexafluorpropylene und Vinylidenfluorid (THV).
Nichtfluorierte organische Polymerisolatormaterialienen können auch verwendet werden und umfassen Polymere, wie Polyvinylalcohol (PVA), Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylphenol, Akrylate, wie Polymethylmethacrylat (PMMA) und Benzocyclobutane (BCBs) erhältlich von Dow Corning. Die Isolationsschicht kann aus einer Materialmischung gebildet werden. Eine mehrschichtige Struktur kann anstelle einer einzelnen Isolationsschicht verwendet werden.
Das Gate-Material kann durch thermische Verdampfung unter Vakuum oder durch Laminierverfahren abgeschieden werden, welche im Stand der Technik bekannt sind. Alternativ kann das dielektrische Material aus einer Lösung abgeschieden werden, unter Verwendung von zum Beispiel Aufschleudern, oder Tintenstrahlverfahren und andere oben genannte Abscheidungsverfahren aus der Lösung.
Wenn das dielektrische Material aus der Lösung auf die organische Halbleiterschicht abgeschieden wird, sollte dies nicht zu einer Lösung der organischen Halbleiterschicht führen. Gleichermaßen sollte das dielektrische Material nicht gelöst werden, wenn die organische Halbleiterschicht aus der Lösung abgeschieden wird. Techniken die solch eine Lösung vermeiden, umfassen: die Verwendung orthogonaler Lösungsmittel, das heißt die Verwendung eines Lösungsmittels zur Abscheidung der obersten Schicht, das die darunterliegende Schicht nicht löst; und Vernetzten der darunterliegenden Schicht.
Weitere Schichten
Andere Schichten können in der Vorrichtungsstruktur enthalten sein, zum Beispiel um den Kontaktwiderstand zu reduzieren und die Adhäsion zu verbessern.
Die Oberfläche des Kanalbereichs (d. h. der Bereich zwischen den Source- und Drain-Elektroden) kann mit einer Monoschicht bereitgestellt werden, umfassend eine Bindungsgruppe und eine organische Gruppe. Beispielhafte Materialien für solch eine Monoschicht umfassen Silane, Chlor- oder Alkoxysilan, zum Beispiel ein Trichlorsilan, welches mit einer Hydrocarbylgruppe substituiert ist, gewählt aus C_1-20 Alkyl, Phenyl und Phenyl-C_1-20alkyl.
Die Source- und Drain-Elektroden können einer Oberflächenmodifizierungsbehandlung unterworfen werden, zum Beispiel um den Kontaktwiderstand an der Grenzfläche zwischen Source-Drain Elektrode/organischer Halbleiterschicht zu verbessern. Die Oberflächenmodifizierungsbehandlung kann zu einer Veränderung der Austrittsarbeit der Source- und Drain-Elektroden führen.
Die Source- und Drain-Elektroden können mit einer Oberflächen modifizierenden Verbindung bereitgestellt werden, welche wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektrodenoberfläche, die mit der organischen Halbleiterschicht in Kontakt steht, bedeckt. Die Oberflächen modifizierende Verbindung kann den Kontaktwiderstand zwischen dem organischen Halbleiter und den Elektroden reduzieren. Beispielhafte Oberflächen modifizierende Verbindungen können eine nicht konjugierte organische Gruppe aufweisen, zum Beispiel eine Alkylgruppe, und/oder eine konjugierte organische Gruppe, zum Beispiel fluorierte Benzole, wie Pentaphenylbenzol, und organische Verbindungen, die geeignet sind den organischen Halbleiter zu dotieren. Beispielhafte Dotiermittel umfassen ladungsneutrale Dotiermittel, zum Beispiel substituiertes oder nichtsubstituiertes Tetracyanochinodimethan (TCNQ). Ein beispielhaftes substituiertes TCNQ ist Tetrafluorotetracyanochinodimethan (F4TCNQ).
Elektronenarme Oberflächen modifizierende Verbindungen, zum Beispiel mono- oder polyfluorierte Aromaten können für die Verwendung mit Elektronenreichen organischen Halbleitern besonders geeignet sein, zum Beispiel organischen Halbleitern umfassend einen oder mehrere Thiophenringe.
Die Oberflächen modifizierende Verbindung kann eine Bindungsgruppe umfassen, um sich an die Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden zu Binden. Eine beispielhafte Bindungsgruppe ist Thiol, welches geeignet ist um Metalle, wie Gold, zu binden.
Die Oberflächen modifizierende Verbindung kann eine selbstanordnende Monoschicht auf der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden bilden.
Die Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden kann modifiziert werden, um eine modifizierte anorganische Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Metalloxid an der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden durch Abscheidung einer Metalloxidschicht oder durch Oxidation der Oberfläche von metallischen Source- und Drain-Elektroden bereitgestellt werden.
Wenn die Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden wenigstens teilweise bedeckt ist, wird anerkannt werden, dass der organische Halbleiter das Material der Source- und Drain-Elektroden nicht direkt kontaktieren kann, sondern befindet sich in elektrischem Kontakt mit den Source- und Drain-Elektroden.
Ein Material zur Modifizierung der Oberfläche des Kanalbereichs kann selektiv an den Kanalbereich gebunden werden, so dass das Material auf den Kanal A und die Source- und Drain-Elektroden aufgebracht werden kann und das auf den Source- und Drain- aufgebrachte Material, kann durch Waschen mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden.
Ähnlich kann sich ein Material zur Modifizierung der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden selektiv an die Source- und Drain-Elektroden binden, so dass das Material auf den Kanal und die Source- und Drain-Elektroden aufgebracht werden kann und das auf dem Kanal aufgebrachte Material, kann durch Waschen mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden.
Beispiele
Zusamensetzungsbeispiele
Das unten dargestellte Polymer 1, niedermolekulare organische Halbleiter 1 und niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel 1 wurden in ortho-Xylol in unterschiedlichen Verhältnissen von organischem Halbleiter:Kristallisationsmodifizierungsmittel gelöst, um die Zusammensetzungsbeispiele 1, 2 und 3 zu erhalten.

Die Zusammensetzungskonzentration betrug 12 mg Feststoff pro 1 ml Lösungsmittel.

Zusammensetzungsbeispiel	Polymer 1 (Gew.-%)	Organischer Halbleiter 1 (Gew.-%)	Kristallisationsmodifizierungsmittel 1 (Gew.-%)	Verhältnis von organischer Halbleiter:Kristallisationsmodifizierungsmittel
1	75	21,43	3,57	6:1
2	75	22,73	2,27	10:1
3	75	23,81	1,19	20:1
Vergleichsbeispiel	75	25	0	-

Polymer 1

Niedermolekularer organischer Halbleiter 1

Niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel 1

Vorrichtungsbeispiel 1
Die Source- und Drain-Elektroden wurden auf einem Glassubstrat geformt, indem eine Photoresistschicht strukturiert wurde und eine Adhäsionsschicht aus Chrom mit 5 nm und eine Goldschicht mit 40 nm geformt wurde. Die Cr/Au Doppelschicht wurde durch Entfernen der Photoresistschicht gebildet, um Source- und Drain-Elektroden zu erhalten, welche eine Kanallänge von 10 Mikrometer definieren. Die Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden wurden unter Verwendung von Sauerstoffplasma gereinigt, um das restliche Photoresist zu entfernen.
Das die Source- und Drain-Elektroden tragende Substrat wurde in einer 50 mM Lösung aus Pentafluorbenzolthiol in Isopropanol für 2 Minuten geflutet um eine selbstanordnende Monoschicht auf der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden zu bilden. Die Lösung wurde entfernt, indem das Substrat auf einem Spin-Coater gedreht bzw. geschleudert und anschließend mit Isopropanol gespült wurde. Diese Schritte wurden alle in Luft durchgeführt. Die Proben wurden anschließend in eine trockene Stickstoffumgebung befördert und bei 60°C für 10 Minuten gebacken, um sicherzustellen, dass die Proben dehydriert waren.
Das Zusammensetzungsbeispiel 1 wurde auf die Source- und Drain-Elektroden und den Kanalbereich durch Aufschleudern abgeschieden, gefolgt von der Verdampfung des Lösungsmittels um eine organische Halbleiterschicht mit einer Dicke von 80 nm zu bilden. Eine 350 nm dicke PTFE-Dielektrikumschicht wurde durch Aufschleudern auf dem organischen Halbleiter abgeschieden und eine Gate-Elektrode mit 250 nm wurde durch thermische Verdampfung auf der auf der Gate-Dielektrikumschicht gebildet.
Vorrichtungsbeispiele 2 und 3
Die Vorrichtungsbeispiele 2 und 3 wurden wie in dem Vorrchtungsbeispiel 1 beschrieben gebildet, mit der Ausnahme, dass die organische Halbleiterschicht durch Aufschleudern der Zusammensetzungsbeispiele 2 beziehungsweise 3 geformt wurde.
Vergleichsvorrichtung 1
Zu Vergleichszwecken wurde eine Vorrichtung wie in dem Vorrichtungsbeispiel 1 beschrieben geformt, mit der Ausnahme, dass die Vergleichszusammensetzung verwendet wurde um die organische Halbleiterschicht zu bilden.
Weitere Vorrichtungen mit Kanallängen von 5, 20, 30, 50 und 100 Mikrometer wurden unter Verwendung der Zusammensetzungsbeispiele 1, 2 und 3 und der Vergleichszusammensetzung geformt. Eine Anzahl von Vorrichtungen wurde für jede Kombination von Kanallänge und Zusammensetzung hergestellt.
Die mittlere Peaksättigungsbeweglichkeit wurde für jede Kombination von kanallänge und Zusammensetzung berechnet. Die Beweglichkeit eines organischen Dünnschichttransistors ist ein von der Gate-Vorspannung abhängiger Parameter. Daher ist die Peaksättigungsbeweglichkeit jeder Vorrichtung die maximale Beweglichkeit, berechnet bei der maximalen angelegten Gate-Vorspannung (in Bezug auf den Source-Kontakt) von –40 V.
Wie in 3 dargestellt, weist jede Beispielsvorrichtung eine höhere Peaksättigungsbeweglichkeit als die entsprechende Vergleichsvorrichtung auf.
Unter Bezugnahme auf das AFM-Bild der Vergleichsvorrichtung 1 in 4 sind große Kristalle des niedermolekularen organischen Halbleiters sichtbar, wobei die Kristalle über den Source- und Drain-Elektroden zentriert sind.
Unter Bezugnahme auf 6 zeigen die Querschnitte A und B der organischen Halbleiterschicht, welche sich über die Source- und Drain-Elektroden und den Kanal einer Vergleichsvorrichtung erstrecken, Peaks in Bereichen über den Source- und Drain-Elektroden, in welchen Kristalle desniedermolekularen organischen Halbleiters konzentriert sind, was andeutet, dass ein beträchtlicher Anteil der niedermolekularen organischen Halbleiterkristalle in einer vertikalen Richtung wächst, statt in einer lateralen Richtung zwischen den Source- und Drain-Elektroden. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, nimmt man an, dass die geringe Mobilität der Vergleichsvorrichtungen wenigstens teilweise dem vertikalen statt lateralen Kristallwachstum zuzuschreiben ist.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, nimmt man an, dass das zur Modifizierung der Source- und Drain-Elektrodenverwendete Material (in diesem Fall Pentafluorbenzenethiol), als ein Keimbildungsplatz dient, an welchem der niedermolekulare organische Halbleiter vorzugsweise keimt, was zu einer Keimbildung und Kristallwachstum während der Lösungsmittelverdampfung führt, die über den Source- und Drain-Elektroden zentriert ist.
Daher ist die Konzentration des organischen Halbleiters in dem Kanalbereich gering und die Beweglichkeit ist relative schlecht.
In diesem Beispiel geht man davon aus, dass das zur Modifizierung der Source- und Drain-Elektroden verwendete Material einen bevorzugten Keimbildungsplatz bereitstellt, aufgrund der Anziehung des niedermolekularen organischen Halbleiters in Richtung der Pentafluorphenylgruppe der Source- und Drain-Elektroden, es sollte jedoch anerkannt werden, dass dieser Effekt in Abwesenheit eines Elektrodenmodifizierungsmaterials beobachtet werden kann, zum Beispiel, wenn andere Materialien oder Oberflächenmerkmale einen bevorzugten Keimbildungsplatz bereitstellen.
Bezugnehmend auf 5 sind die niedermolekularen organischen Halbleiterkristalle in der organischen Halbleiterschicht des Vorrichtungsbeispiels viel gleichmäßiger als in der organischen Halbleiterschicht der Vergleichsvorrichtung in 4. Ohne an eine Theorie gebunden zu werden, nimmt man an, dass die Anwesenheit eines niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittel ein gleichmäßigeres Kristallwachstum in der organischen Halbleiterschicht unterstützt und das die resultierenden gleichmäßiger verteilten Kristalle das Risiko der Bildung von Bereichen mit relativ geringer Beweglichkeit in dem Kanal reduzieren.
In Bezug auf 7 zeigen die Querschnitte A und B der organischen Halbleiterschicht, welche sich über die Source- und Drain-Elektroden und den Kanal einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform erstrecken, eine viel größere Gleichmäßigkeit der Dicke der organischen Halbleiterschicht als die Vergleichsvorrichtung; die hauptsächlichen Änderungen der Höhe des Höhenprofils befinden sich an der Grenze zwischen den Source- und Drain-Elektroden und dem Kanal.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, soll anerkannt werden, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen und/oder Kombinationen der hier offenbarten Merkmale Fachleuten auf diesem Gebiet bewusst werden, ohne sich von dem Umfang der Erfindung, wie in den nachfolgenden Ansprüchen beansprucht, zu entfernen.

Claims

Zusammensetzung umfassend wenigstens ein Lösungsmittel, einen ersten niedermolekularen organischen Halbleiter und ein niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung des Weiteren ein Polymer umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Polymer wenigstens ein teilweise konjugiertes Polymer ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Polymer eine Wiederholungseinheit der Formel (XI) umfasst:
wobei Ar¹ und Ar² in jedem Auftreten unabhängig aus substituierten oder nichtsubstituierten Aryl- oder Heteroarylgruppen gewählt sind, n 1 oder größer ist, vorzugsweise 1 oder 2, R in jedem Auftreten H oder ein Substituent ist, vorzugsweise ein Substituent, und x und y jeweils unabhängig 1, 2 oder 3 sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 3 oder 4, das Polymer eine Wiederholungseinheit der Formel (XII) umfasst:
wobei die zwei Gruppen R⁷, welche gleich oder unterschiedlich sein können, jeweils H oder Substituent sind und wobei die zwei Gruppen R⁷ verknüpft sein können, um einen Ring zu bilden.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2–5, wobei das Gewichtsverhältnis von Polymer:(erster niedermolekularer organischer Halbleiter + niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel) wenigstens 1:10 beträgt, wahlweise wenigstens 1:6, wahlweise wenigstens 1:4, wahlweise wenigstens 1:2, wahlweise wenigstens 1:1, wahlweise wenigstens 2:1, wahlweise wenigstens 3:1.
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste niedermolekulare organische Halbleiter eine Verbindung ist, umfassend eine Kerngruppe aus wenigstens drei kondensierten Ringen, wobei jeder kondensierte Ring unabhängig ein aromatischer oder heteroaromatischer Ring ist und wobei die Kerngruppe mit wenigstens einem Substituenten substituiert ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, der erste niedermolekulare organische Halbleiter aus Verbindungen der Formeln (I)–(V) gewählt ist:

wobei Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus monozyklischen aromatischen Ringen und monozyklischen heteroaromatischen Ringen besteht, und wenigstens eines aus Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ mit wenigstens einem Substituenten X substituiert ist, welcher in jedem Auftreten gleich oder unterschiedlich sein kann und aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus nichtsubstituierten oder substituierten geraden, verzweigten oder zyklischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Aminogruppen, die nichtsubstituiert oder mit ein oder zwei Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, welche jeweils gleich oder verschieden sein können, Amidogruppen, Silylgruppen, die nichtsubstituiert oder mit ein, zwei oder drei Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, Silylethynylgruppen, die nichtsubstituiert oder mit ein, zwei oder drei Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und mit Alkenylgruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, und wobei Ar³, Ar⁴ und Ar⁵ wahlweise an einen oder mehrere weitere monozyklische aromatische oder heteroaromatische Ringe kondensiert sein können.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, wenigstens eines von Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ eine 5- bis 7-gliedrige Heteroarylgruppe umfasst, welche von 1 bis 3 Schwefelatome, Sauerstoffatome, Selenatome und/oder Stickstoffatome enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ jeweils unabhängig aus Phenyl und Thiophen gewählt sind und wobei wenigstens eines aus Ar³, Ar⁴, Ar⁵, Ar⁶, Ar⁷, Ar⁸ und Ar⁹ Thiophen ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei der erste niedermolekulare organische Halbleiter die Formel (X) aufweist:
wobei A eine Phenylgruppe oder eine Thiophengruppe ist, die Phenylgruppe oder Thiophengruppe wahlweise mit einer Phenylgruppe oder einer Thiophengruppe kondensiert ist, welche wahlweise mit einer Gruppe kondensiert sein kann, gewählt aus einer Phenylgruppe, einer Thiophengruppe und einer Benzothiophengruppe, wobei jede der Phenyl-, Thiophen- und Benzothiphengruppen nichtsubstituiert oder mit wenigstens einer Gruppe der Formel X¹¹ substituiert sein kann, und jede Gruppe X¹¹ gleich oder unterschiedlich sein kann und gewählt ist aus Substituenten X gemäß Anspruch 8, vorzugsweise eine Gruppe der Formel C_nH_2n+1, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Kern des ersten niedermolekularen organischen Halbleiters eine Hydrocarbylgruppe ist, welche aus wenigstens drei kondensierten Benzolringen gebildet ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei der erste niedermolekulare organische Halbleiter Pentancen ist, substituiert mit einem oder mehreren Tri(C_1-10alkyl)silylethynyl-Sustituenten.
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel ein zweiter niedermolekularer organischer Halbleiter ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 14, wobei das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel Verbindungen aus gemäß der Ansprüche 7–13 gewählt ist und sich von dem ersten niedermolekularen organischen Halbleiter unterscheidet.
Zusammensetzung nach Anspruch 14 oder 15, ist das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel eine Verbindung mit dem gleichen Kern wie der erste niedermolekulare organische Halbleiter ist und wobei sich ein oder mehrere des wenigstens einen Substituenten, der Position des Substituenten und der Anzahl der Substituenten des niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittels von dem wenigstens einen Substituenten, der Position des Substituenten und der Anzahl der Substituenten des ersten niedermolekularen organischen Halbleiters unterscheiden.
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei beträgt das Gewichtverhältnis von dem ersten niedermolekularen organischen Halbleiter:niedermolekularen Kristallisationsmodifizierungsmittel wenigstens 2:1 beträgt, wahlweise wenigstens 5:1.
Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei das wenigstens eine Lösungsmittel ein Benzol oder ein kondensiertes Benzol ist, substituiert mit einem oder mehreren Substituenten gewählt aus Alkyl- und Alkoxy-Substituenten.
Verfahren zum Formen eines organischen Dünnschichttransistors, umfassend eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode, welche einen Kanalbereich zwischen diesen definieren, eine organische Halbleiterschicht, welche sich über den Kanalbereich erstreckt und in elektrischem Kontakt mit den Source- und Drain-Elektroden steht, eine Gate-Elektrode und ein Gatedielektrikum zwischen der Gate-Elektrode und der organischen Halbleiterschicht und den Source- und Drain-Elektroden, wobei das Verfahren den Schritt des Formens einer organischen Halbleiterschicht des organischen Dünnschichttransistors durch Abscheiden einer Zusammensetzung gemäß einem der vorangehenden Ansprüchen und Verdampfen des wenigstens einen Lösungsmittels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, umfassend den Schritt des Modifizierens wenigstens eines Teils der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden vor der Abscheidung der Zusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Modifizierungsschritt das Binden eines organischen Materials an wenigstens einen Teil der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das organische Material die Formel (XIII) aufweist: Bind-(Sp)z-Org (XIII) wobei Bind eine Bindungsgruppe darstellt; Sp eine Abstandsgruppe darstellt, wahlweise eine Alkylgruppe oder Arylgruppe; z 0 oder 1 ist; und Org eine organische Gruppe ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei Org eine konjugierte Gruppe ist, wahlweise Benzol, welches mit einem oder mehreren Fluoratomen substituiert ist.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei Bind ein Thiol ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22–24, wobei z 0 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19–25, umfassend den Schritt des Bindens eines Silans an eine Oberfläche des Kanalbereichs vor der Abscheidung der Zusammensetzung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19–26, wobei eine Dicke der organischen Halbleiterschicht eine Dickevariation zwischen einem dünnsten Teil und einem dicksten Teil der Schicht von nicht mehr als 100 nm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Dicke der organischen Halbleiterschicht 100 nm nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19–28, wobei der organische Dünnschichttransistor ein organischer Top-Gate Dünnschichttransistor ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19–28, wobei der organische Dünnschichttransistor ein organischer Bottom-Gate Dünnschichttransistor ist.
Organischer Dünnschichttransistor umfassend eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode, welche einen Kanalbereich zwischen diesen definieren, eine organische Halbleiterschicht, welche sich über den Kanalbereich erstreckt und in elektrischem Kontakt mit den Source- und Drain-Elektroden steht, eine Gate-Elektrode und ein Gatedielektrikum zwischen der Gate-Elektrode und der organischen Halbleiterschicht und den Source- und Drain-Elektroden, wobei die organische Halbleiterschicht einen ersten niedermolekularen organischen Halbleiter und ein niedermolekulares Kristallisationsmodifizierungsmittel umfasst.
Organischer Dünnschichttransistor nach Anspruch 31, wobei die organische Halbleiterschicht des Weiteren ein Polymer, wahlweise ein Polymer gemäß eines der Ansprüche 2–6 umfasst.
Organischer Dünnschichttransistor nach Anspruch 31 oder 32, wobei der erste niedermolekulare organische Halbleiter der in einem der Ansprüche 7–13 definierte erste niedermolekulare organische Halbleiter ist.
Organischer Dünnschichttransistor nach einem der Ansprüche 31–33, wobei das niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel das in einem der Ansprüche 14–16 definierte niedermolekulare Kristallisationsmodifizierungsmittel ist.
Organischer Dünnschichttransistor nach einem der Ansprüche 31–34, wobei ein organisches Material an wenigstens einen Teil der Oberfläche der Source- und Drain-Elektroden gebunden ist.
Organischer Dünnschichttransistor nach einem der Ansprüche 31–35, wobei das organische Material ein organisches Material ist, wie in einem der Ansprüche 22–25 definiert.
Organischer Dünnschichttransistor nach einem der Ansprüche 31–36, wobei ein Silan an eine Oberfläche des Kanalbereichs gebunden ist.