TW200917543A - Organic thin film transistor and organic thin film light-emitting transistor - Google Patents

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TW200917543A
TW200917543A TW097123235A TW97123235A TW200917543A TW 200917543 A TW200917543 A TW 200917543A TW 097123235 A TW097123235 A TW 097123235A TW 97123235 A TW97123235 A TW 97123235A TW 200917543 A TW200917543 A TW 200917543A
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thin film
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Yuki Nakano
Masatoshi Saito
Hiroaki Nakamura
Takayoshi Kambara
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Idemitsu Kosan Co
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Description

200917543 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於—種具有有機半導體層之有機薄膜電晶體 及有機薄膜發光電晶體，特別是關於包含具有較高之電子 場效遷移率之化合物且可高迷動作之有機薄媒電晶體，使 用其作為發光元件之有機薄膜發光電晶體及適合其之化合 物。 【先前技術】 薄膜電晶體（TFT)廣泛使用為液晶顯示裝置等之顯示用 開關元件。代表性TFT之截面結構如圖3所示。如該圖所 不，TFT於基板上順次具有閘極電極及絕緣體層，於絕緣 體層上具有空出特;^間隔而形成之源極電極及沒極電極。 於包含兩電極之一部分表面’於電極間露出之絕緣體層上 形成有半導體層。於如此構成之TFT中，+導體層形成通 道區域，可利用於閘極電極上施加之電壓而控制於源極電 極與沒極電極之間流動的電流，藉此進行開/關動作。 先則’ TFT係使用非晶態或多晶石夕而製作，但存在使用 如此之石夕的TFT之製作中使用的CVD裝置非常昂貴，使用 TFT,顯示裝置等之大型化隨之產生製造成本大幅度增加 之門題點又’成臈非晶態或多晶矽之製程於非常高之溫 度下進行’因此存在可使用4基板之材料的種類會受到限 制，從而不能使用輕量之樹脂基板等問題。
，為解決該問題，提出有使用有機物代替非晶態或多晶矽 的丁FT(以下有時略記為有機TFT)。作為以有機物形成TFT 132167.doc 200917543 時使用之成獏方法，已知有真空蒸鑛法或塗佈法等，藉由 其等成膜方法，可抑制製造成本上升且實現元件之^型 化’可使成臈時必需之製程溫度為較低之溫度。因此，以 有機TFT’存在選擇基板中使用之材料時限制較少的優 點.期待其實用化，正不斷廣泛地提出研究報止。 作為有機TFT中使用之有機物半導體，於p型中，共軛 系聚合物或噻吩等之多聚體、金屬酞菁化合物、稠五=等& 縮合芳香族烴^單質或者與其他化合物之混合物的狀態 使用。又，作為n型FET(場效應電晶體）之材料例如已知 有1，4,5,8-萘四曱酸二酐（NTCDA)、^^，仏四氰基 萘_2,6-喹啉二曱烷⑴ quinodimethane、TCNNqD)、M，5,8_ 萘四曱酸二醯亞胺 (NTCDI)或氟化狄菁。
一另一方面，作為同樣地使用電導的元件存在有機電激發 光（EL)元件，但有機EL元件通常於100 nma下之超薄膜的 膜厚方向上施加1G5 v/em以上的強電場強制性使電荷流 動，相對於此，於有機TFT之情形時，必需以i〇5 v/cm以 下之電％使電荷高速流過數μιη以上之距離，有機物自身 而要進而向之導電性。然而，先前之有機TFT中之上述化 合物的電子場效遷移率小，回應速度慢，於作為電晶體之 冋速回應性方面存在問題。又，開/關比亦較小。 其中所明之開7關比，係施加閘極電壓時（開路）於源極_ 汲極間流動之電流，除以不施加閘極電壓時（斷路）於源極_ 汲極間流動之電流的值；所謂接通電流，通常係使閘極電 132167.doc 200917543 壓增加’於源極-没極間流動 動之電流飽和時之電流值（飽和 電流）。 又，於專利文獻i或非專利文獻卜2中，揭示有藉由稀 煙結構與芳香族烴基或者料族雜環基之組合顯示出較高 遷移率（high mobility)之有機化合物，但其等存在回應速 度慢之缺點。 又，於非專利文獻3中，㈣有组合乙炔結構與苯環之4 聚體結構顯示出有機電晶體特性，但存在遷移率低之缺 點。 專利文獻1 : PCT國際申請公表w〇2〇〇6/1132〇5號公報 非專利文獻 1 : Hong Meng 等，Journal 〇f Amedcan
Chemical Society，第 128卷，第 9304 頁，2006 年 非專利文獻2 : Lay-Lay Chua等，Nature，第 434卷，第 194 頁，2005年 非專利文獻 3 : T.Oyamada等，japanese Journai 〇f Applied
Physics，第 45卷，第 L1331 頁，2006年 【發明内容】 發明所欲解決之問題 本發明係為解決上述課題而成者’其目的在於提供一種 回應速度（驅動速度）高速，且開/關比大之有機薄膜電晶 體，利用其之有機薄膜發光電晶體及適合其之有機化合 物。 解決問題之技術手段 本^明者專人’為達成上述目的而反覆銳意研究，纟士果 132167.doc 200917543 發現藉由於有機薄膜雷曰 寻膜電曰曰體之有機半導體層使用具有下述 通式（1)所表示之結構的有 有機化5物，可使回應速度（驅動 速度）阿速化，從而完成本發明。 二P晋：發明提供一種有機薄膜電晶體，其係於基板上至 5極電極、源極電極及汲極電極3個端子、絕緣 體層以及有機半導體層，藉由於閉極電極上施加電麼而控 層極間電流的有機薄膜電⑽，上述有機半導體 具有下述通式⑴之結構的有機化合物： [化1]
、 B1及B2分別獨立係碳數為6〜60之2價芳香族烴基 二為1〜60之2價芳香族雜環基，分別獨立係氣 、/素原子、氰基、碳數為1〜30之烷基、碳數為丨〜^ ^基、碳數為1〜30之烧氧基、碳數為^之函烧氧 數為1〜胺基、碳數為2〜60之二烧基胺基（烧 二、it互鍵結而形成含氮原子之環結構)、碳數為1〜3〇 只酿基、碳數為卜⑽之齒炫基確酿基、碳數為^ :'基、碳數為1〜30之*烷硫基、碳數為3〜30之烷基矽 :t *數為6〜6G之芳香族煙基或者碳數為卜60之芳香族 雜力衣基·，，tl-隹u 匕等各基亦可具有取代基，又，R广I、R广 中相鄰接者$ / 間亦可形成飽和或不飽和之環狀結構]。 132167.doc 200917543 :’本發明係提供一種有機薄膜發光電晶體，其係於有 機薄膜電晶體中，利用於源極_汲極間流動之電流獲得發 光’且藉由於閘極電極上施加電壓而控制發光。 又， 合物： [化2] 本發明係提供一種如 下述通式（2)所表示之有機化
(2) [式中 又， 合物： [化3] u及R!2刀別獨立係碳數為1〜3 〇之烷基]。 本發明係提供一種如·+、 禋女下述通式（3)所表示之有機化
㈣立係2價之/獨立係叙數為1〜30之炫基，；83及34分 或2價之碳數：數為1〇〜6〇的2環以上之縮合芳香族經基 發明之效果6〇的2環以上之縮合芳香族雜環基卜 本發明之古 、薄膜電晶體’回應速度(驅動速度)高迷 132167.doc -10· 200917543 化，且開/關比大，作為電晶 可發光之有機薄臈發光電晶體 體之性能較高 且可利用為 【實施方式】 本發明係-種有機薄臈電晶體，立係、 有間極電極、源極電極及 …板上至〉、設置 及有機半導體層，藉由於 千、邑緣體層以 ㈤位電極上施加電壓而 極-汲極間電流的有機薄 二制源 含具有下述通式⑴之結構的有機化合物。導體層包 [化4]
於上 返通式⑴中’ &及32分別獨 芳香族煙基或碳數為價芳香族二數為6 6°之2價 亦可具有取代基。 之2仏方香族雜環基，此等各基 之=述通式⑴中’較好的是Ml分別獨立係包含苯環 於上述通式（1)中，較好 f的疋及B2分別獨立俜句冬 環之芳香族雜環之基。 包3 5員 作為上述& 2之方日私烴基的具 有取代基之苯、萘、貧、雜β 了列舉亦可具 三苯、corannulene、蔻、丄μ、， 陡葬伸 tdphenykne)、六苯并 尹一本（hexabenzo 本开寇（heXabenzoc〇r〇nene)、sum_ne 232167.doc 200917543 等之2價殘基。 又’作為上述Bl及B2之芳香族雜環基之具體例，可列舉 亦可具有取代基之。比咬、吼嗓、嗜琳、茶咬、唾料、吩 Ο y 嗪、一鼠雜蒽、°比°定幷㈣ ' 喷咬幷啥嗤琳…比嗪幷啥号 啉、啡琳、味嗤 '二苯并嗟吩、嘆嗯幷喧吩、二嗟嗯幷嚷 二苯并Μ、苯并二°夫喃 '二硫雜苯并二茚、二硫雜 ^節、二苯并石西吩、二石西雜苯并二節、二砸雜茚幷節雜 一苯并石夕羅等之2價殘基。 於上述通式⑴中，較好的是Ml相對於Ml 稱結構，更好的是—…輛結構 作為上述Β丨及心亦可且右 ，、有之取代基，可列舉與後述之 〜Rio相同者。 ;述通式（1)中，Rl〜RiQ分別獨立係氫原子、函素原 L氛基、碳數為1〜30之燒基、碳數為卜30之齒院基、碳 =1〜30之繼、碳數為㈣之㈣基、碳數為㈣ 、:胺基&數為2〜60之二烷基胺基(烷基亦可相互鍵结 碳=含氮原子之環結構)' 瑞數為之烧基績醯基： =為1〜％之^基伽基、碳數為1〜3〇之㈣基、碳數 = 硫基、碳數為㈣之㈣錢基、碳數為 方㈣《或者碳數為⑽之芳㈣雜環基， 2 有取代基，X’RlW中相鄰接者之 '、可形成飽和或不飽和之環狀結構。 又，較好的是於通式⑴中，R1〜R10分別獨立係氯原子、 132167.doc 200917543 函素原子、碳數為卜30之烧基或碳數為卜3〇之函燒基。 二=的是於通式⑴中’Rl、R2、R^〜R7、 〇、虱原子，且R3及Rs之至少一者係碳數為1〜30之 烷基、碳數 為… …基、函素原子或氰基，化合物成 為更緻牷之配向結構。 . 有機 X月之有機溥膜電晶體中使用之具有特定結構的 有機化合物，其士 L β β 導）之雔炻妯土一頌不卩型（電洞傳導）及η型（電子傳 (' 可藉由與後述之源極、汲極電極的組合而 為Ρ型元件驅動亦可作為η型元件驅動，於上述通式⑴ 用電子接叉性基作為於Β!〜I上取代之基或者 由此可降低最低非佔據分子軌道（LUMO)位準， 作為η型半導體發揮機能。作為電子接受性基，較好的是 虱原子、函素原子、氰基、碳數為卜30之函院基' 碳數為 1〜30之齒燒氧基、碳數為之㈣梅。又，使用 推電子性基作為Rl〜Rl〇及於1鳴取代之基，由此可提古 D ^佔據分子軌道⑽MQ)位準，作為p ^ 能。作為推電子性基，較好的是A原子、碟數為㈣2 基、碳數為1〜3〇之燒氧基、碳數為卜3〇之炫胺基、碳數為凡 160之"'院基胺基（燒基亦可相互鍵結而形成含氮原子之 壤結構）。 明下對通式⑴iRl〜Rl0所表示之各基的具體例加以說 作為上述函素原子，可列舉氟、氯、漠及峨原子。 作為上述貌基，可列舉？基、乙基、丙基、異丙基、正 132167.doc • 13. 200917543 丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、正己基、 正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一院基、正十二 烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷 基、正十七烧、正十八烷基、正十九烧基、正二十烷基、 正二十一烷基、正二十二烷基、正二十三烷基、正二十四 烷基、正二十五烷基、正二十六烷基、正二十七烷基、正 二十八烷基、正二十九烷基、正三十烷基等。 作為上述鹵烷基，例如可列舉氯曱基、丨_氣乙基、2-氯 乙基、2-氣異丁基、U·二氯乙基、丨，3_二氯異丙基、2,3_ 二氯-第三丁基、1，2,3-三氣異丙基、溴甲基、卜溴乙基、 2-溴乙基、2-溴異丁基、ι，2_二溴乙基、丨，3_二溴異丙基、 2,3- —溴-第二丁基、ι，2,3-三溴丙基、埃甲基、卜礙乙 基、2-碘乙基、2-碘異丁基、i，2-二碘乙基、L3-二碘異丙 基、2,3-二碘-第三丁基、^^三碘丙基、氟曱基、丨_氟 甲基、2-氟甲基、2-氟異丁基、二氟乙基、二氟甲 基、二氟甲基、五氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟環 己基等。 上述烷氧基係以-OX1所表示之基，作為X1之例，可列舉 與上述烷基中所說明者相同之例；上述鹵烷氧基係以_〇χ2 所表示之基，作為-X2之例，可列舉與上述鹵烷基中所說 明者相同之例。 上述烷硫基係以-SX1所表示之基，作為χ1之例，可列舉 與上述烷基中所說明者相同之例；上述鹵烷硫基係以_sx2 所表不之基’作為-X2之例’可列舉與上述鹵烷基中所說 132167.doc -14- 200917543 明者相同之例。 上述烧胺基係以-NHX1所表示之基，二烷基胺基係 以-ΝΧ1Χ3所表示之基，χΐ及X3分別可列舉與上述烷基中所 說明者相同之例。再者，二烷基胺基之烷基亦可相互鍵結 形成包含氮原子之環狀結構，作為環狀結構，例如可列舉 吡咯烧、痕啶等。 上述烷基磺醯基係以-SOaX1所表示之基，作為χ1之例，
可列舉與上述烷基中所說明者相同之例；上述函烷基磺醯 基係以-S〇2X2所表示之基，作為X2之例，可列舉與上述齒 烧基中所說明者相同之例。 恩暴 作為上述^香族經基，例如可列舉苯基、萘基 菲基、第基、茈基、稠四苯基、稠五苯基等。 作為上述芳香族雜環基，例如可列舉二噻嗯幷苯基、苯 并咬'基、苯并嗟吩基、啥琳基…基、二苯并咳喃 基、二苯并噻吩基、苯并噻二唑基等。 2作為3上述烷基矽烷基，係_8ίχ1χ2χ3所表示之基，χΐ、 及X刀別可列舉與上述院基中所說明者相同之例。 作為上述飽和環狀結構，可列舉環丁基、環戊基、環己 基、1，4-二呤烷基等。 作為上述不鮮環狀結構，可列舉與上述芳香族煙基、 上边芳香族雜環基中所說明者相同之例。 :::亦可進而取代上述通式⑴所示之各基的取代基， 基 方管族雜玉衣基、烷基、烷氧基、芳氧 爪土、院氧基幾基、胺基、_素原子、氰基、硝 132167.doc 200917543 基、羥基、羰基等。 又’本發明提供下述通式（2)所表示之有機化人物 [化5] R”
(2)
於上述通式（2)中，Rll及Rl2分別獨立係碳數為㈣之烧 基，作為其具體例，可列舉與上述通式（ 一 々# 4 丨〜Ri。所表示 之石厌數為1〜30之烷基的具體例相同之基。 又，本發明提供以下通式(3)所表示之有 [化 6] m
JL '()中，Rl3〜心分別獨立係碳數為"〇之广 基，作#1 ^彻 厌数马1〜30之烷 U例，可列舉與上述 之碳數為1〜30之;P莫M a R10所表不 之烷基的具體例相同之基。 於上述通式（3)中，b, ; R x 1 〇〜6 0的2環以上之縮合芳香族=立^2 =碳數為 環以上之縮合芳香族雜浐其 土以貝之奴數為4〜60的2 通式⑴及β2所身- 乍為其具體例，可列舉上述 2所表不之芳香族基令之2環以上之基，且 132167.doc -】6 · 200917543 碳數對應者。 以下，列舉本發明之有機薄膜電晶體的有機半導體層中 使用之通式（1)、（2)或（3)所表示之有機化合物的具體例， 但本發明並不限定於其等。 [化7]
132167.doc 17- 200917543 [化8]
200917543 [化9]
132167.doc • 19· 200917543 [化 10] 200917543 [化 ll]
132167.doc 200917543 [化 12]
132167.doc -22- 200917543 [化 13] (83) m)
-23 - 132167.doc 200917543 [化 14]
1 ； 132167.doc • 24- 200917543 200917543 [化16】
又’错由广如電晶體之電子元件中使用材料之純度較高 ，可獲得電子場效遷移率或開/關比較高之元件。因 此八有上述通式⑴之結構的有機化合物，較理想的是視 需要利用管柱層析法、再結晶、蒸餘、昇華等方法加以純 化。較好的是可藉由反覆利用其等純化方法或者組合複數 種方法而使純度提高。$而較理想的是至少重❸次以上 昇華純化作為純化之最終步驟。藉由使用其等方法，較好 的使用以HPLC測定之純度為90%以上之材料，進而較好的 是95%以上、特別好的是99%以上的材料藉此可提高有 132167.doc • 26 · 200917543 機薄膜電晶體之電子場效遷移率或開/關比，弓丨出材料本 身持有之性能。 以下，對本發明之有機薄膜電晶體的元件構成加以說 明。 作為本發明之有機薄膜電晶體的元件構成，若為於基板 上至夕叹置有閘極電極、源極電極及汲極電極3個端子、 絕緣體層以及有機半導體層，藉由於閘極電極上施加電壓 而控制源極-沒極間電流的有#薄膜電晶冑，則並無限 疋，亦可為除有機半導體層之成分以外具有公知之元件構 成者。 其等中，作為代表性之有機薄膜電晶體的元件構成，將 兀件A〜D不於圖中。如此，根據電極之位置、層之積 層順序等已知數種構成’本發明之有機薄膜電晶體具有場 效應電晶體（FET : Field Effect Transistor)結構。有機薄膜 ” /、有.有機半導體層（有機化合物層）、相互空出特 定間距對向而形成之源極電極及汲極電極、自源極電極與 汲極電極刀別空出特定之距離而形成之閘極電極，並且藉 由於閘極電極上施加電壓而控制於源極_汲極電極間流動 之電流。其中，源極電極與汲極電極之間隔係由使用本發 明之有機薄膜電晶體的用途所決定的，通常為〇1 咖’較好的是1叫〜1·，更好的是1 μηι〜100 μηι，進-步更好的是5 μηι〜1〇〇 。 一件A D中，以圖2之元件β為例加以更詳細之說明，元 件B之有機溥膜電晶體，於基板上順次具有閘極電極及絕 132167.doc -27- 200917543 緣體層，於絕緣體層上具有空出特定之間隔而形成之—斜 源極電極及汲極電極，於其上形成有機半導體層。有機半 導體層形成通道區域’藉由用施加於閘極電極上之電壓杵 制於源極電極與汲極電極之間流動的電流進行開/關= 本發明之有機薄膜電晶體，除上述元件A〜D以外之元件 構成之外，亦提出有各種構成作為有機薄膜電晶體，若為
藉由用施加於閘極電極上之電壓控制於源極電極與汲極電 極之間流動的電流進行開/關動作或者表現出增帽等效果 的組合，則並不限定於其等元件構成，例如亦可為具^如 由產業技術综合研究所之吉田等人於第49次應用物理學關° 係聯合講演會講演論文集27a_M_3(2〇〇2年3月）中提出之丁 部與底部接觸型有機薄膜電晶體（參照圖5)，或者 1 學之工藤等人於電氣學會論文諸^84(1998)第144〇頁中提 出之縱形有機薄臈電晶體（參照圖6)之元件構成者。 (基板） 本發明之有機薄膜電晶體中之基板擔負著支財機薄膜 電晶體之結構的作用’作為材料，除了玻璃之外，亦可使 用金屬氧化物或氮化物等無機化合物，塑膠膜㈣τ， PES ’ PC)或金屬基板或者其等之複合體或積層體等。又， 於可藉由基板料之構成要素充分支財機薄膜電晶體之 尨構之情形時’亦可不使用基板。又，作為基板之材料多 =石夕⑻晶圓。於此情形時’可將以自身用作間極電極 兼基板。又，亦可將Si之表面氧化形成叫活用為絕緣 132167.doc -28- 200917543 層。於此情形時，亦可於基板兼閑極電極
Au等之金屬層作為導線連接用電極。 土板上成膜 (電極） 作為本發明之有機薄膜 s ^ ^ r旳閘極電極、源極電極 及^及極電極之材料，若為導電性材料則光& 玎蚀田办△ 以往材科則並無特別之限定， 了使用叙、金、銀、鎳 ,π ^ Α 扪鐵、錫、銻鉛、鈕、 姻、纪、碎、鍊、銀、紹 膝^ 鳍鉬、鎢、氧化錫. ^乳化鋼.錫_)、摻氣氧化辞、鋅、碳、石墨、玻 璃石墨、«料及碳㈣u、n鉀
航、鈦、錳、錯、鉉、炉 ,. A 、 鎵銳、納、11、 鋁、鎂/銅混合物、鎂/銀混合物、 X 4， , , ^ 鎮/銘此合物、鎂/銦混 '、：化鋁混合物、鋰/鋁混合物等，其等可藉由濺 鍍法或真空蒸鍍法進行成膜。 =發明之有機薄膜電晶體中’作為源極電極、汲極電 ^利用使用含有上述導電性材料之溶液、浆料、油 性電極材料而形成者。又，作為溶劑或 =之V 是含有6〇質量%以上、較好的是9。質量 之水用以抑制有機丰莫押J。k 機丰導體知壞的溶劑或分散介質。 3有金屬微粒子之分散物，在丨上+ 朦等，較好的是含有=:亦可使用公知之導電 nm 1π Φ 1 丁 ^ 马 0.5 ηηι〜50 nm、1 :之金屬微粒子的分散物。作為該金屬 :v:可使懸、金、銀、錦、絡、銅、鐵、錫、錄 :、鋼mm、錯、，、鶴、辞 132167.doc -29- 200917543 人車父好的是使用分散物形成電極，該分散物係使用主要包 有機材料之/刀散穩定劑，將其等金屬微粒子分散於水或 任意有機溶劑的分散介質中的分散物。作為如此之金屬微 拉子之分散物的製造方法，可列舉氣相蒸發法、錢法、 纟屬4氣合成㈣物理性生成法或者膠體法、共沈殿法等 以液相還原金屬離子而生成金屬微粒子之化學性生成法， .1 交好的是藉由日本專利特開平u-moo號公報、日本專利 C 肖開平U_80647號公報、曰本專利特開平u-319538號公 報、日本專利特開2000_239853公報等中揭示之谬體法， 日本專利特開2__254185公報、日本專利特開2__5則 號公報、日本專利特開·_352555號公報、日本專利特 開2_·124157號公報、日纟專利特開2_-123634號公報 等中揭示之氣相蒸發法製造之金屬微粒子的分散物。 使用其等金屬微粒子分散物成形上述電極，使溶劑乾燥 之後’視需要於峨〜3，C、較好的是⑽〜贿之範 〇 111内加熱成形狀模樣，藉此使金屬微粒子熱融著，形成具 有目標形狀之電極圖案。 進而，作為閉極電極、源極電極及沒極電極之材料，較 好的是使用以摻雜等使導電率提高之公知的導電性聚合 物，例如可適宜使用導電性聚苯胺、導電性聚吡咯、導； 性聚嗔吩（聚乙稀二氧。塞吩與聚苯乙婦續酸之錯合物等）、 聚乙稀二氧嗟吩（PED0T)與聚苯乙烤績酸之錯合物等。藉 由其等材料可降低源極電極與沒極電極之有機半導體層的 132167.doc -30- 200917543 形成源極電極及汲極電極之 例中，於與有機半導體層之接觸面雷較好=即使於上述 電阻，即製作電流控制震置 。此時之 獲得較大之遷移率而必 阻：子…移率對應，為 極材料之功函數鱼有機半導:儘可能小。其通常係由電 U機體層之能級的大小關係所決 於本發明之有機薄 θ δ , t曰曰體中’較好的是源極電極及汲 f
=極的：少-者係包含功函數為4切以上之物質，且/ / 一者係包含功函數為“eV以下之物質。 將電極材料之功函數A a ^ - ()°又為a，將有機半導體層之游離 電位⑽設為b，將有機半導體層之電子親和力⑽設為 :’較好的是滿足以下關係式。其中，a、…均係將真空 位準作為基準之正值。 於p型有機薄膜電晶體之情形時，較好的是b_a<i5 (式（））更好的疋b-a< 1.0 eV。於與有機半導體層之關 係中，若T維持上述關係則可獲得高性能之Μ，特別是 選擇電極材料之功函數儘可能大者較好，較好的是功函數 為4.0 eV以上，更好的是功函數為4 2 eV以上。 金屬之功函數值，若自例如化學便覽基礎編^第々％頁 丁第3版日本化學會編丸善股份有限公司發行1983 年）中揭不之具有4.0 eV或其以上之功函數的有效金屬之上 述列表中選擇即可，高功函數金屬主要有Ag(4.26，4.52， 4.64 ’ 4.74 eV)，Al(4.06，4.24，4.41 eV)，八邮」， 5.37，5,47 eV)，Be(4.98 eV)，Bi(4.34 eV)，Cd(4.08 132167.doc -31 - 200917543 eV} > Co(5.0 eV)，Cu(4.65 eV) . Fe(4.5 > 4.67 > 4.81 eV)，Ga(4.3 eV) ’ Hg(4.4 eV)，ΐΓ(5·42，5 76 eV)，Mn(4」 eV) ’ Mo(4.53，4·55 ’ 4.95 eV)，Nb(4.02，4.36，4.87 eV) ’ Ni(5.04 ’ 5.22，5.35 eV) ’ 〇s(5.93 eV)，pb(4 25 eV) - Pt(5.64 eV) > Pd(5.55 eV) . Re(4.72 eV) , Ru(4.71 • eV) ^ Sb(4.55 ^ 4.7 eV) - Sn(4.42 eV)，Ta(4.0 , 4.15 - 4.8 eV) ’ Ti(4.33 eV) ’ V(4.3 eV) ’ W(4.47，4.63，5.25 eV)， ^, Zr(4.05 eV)。其等中，較好的是貴金屬（Ag，Au，cu ,
Pt) ’ Νι ’ Co ’ 〇s ’ Fe ’ Ga，lr，Μη，Mo，Pd，Re，RU， V，W。除金屬以外，較好的是如IT〇、聚苯胺或pED〇T : PSS之導電性聚合物及碳。作為電極材料，可含有一種或 者複數種其等高功函數之物質，若功函數滿足上述式⑴則 並不受到特別之限制。 於η型有機薄膜電晶體之情形時，較好的是< 1 $ eV(式（Π)) ’更好的是&<<1() eV。於與有機半導體層之 〇 關係中，若可維持上述關係則可獲得高性能之裝置，特別 是選擇電極材料之功函數儘可能小者較好，較好的是功函 數為4·3 eV以下，更好的是功函數為3.7 eV以下。 作為低功函數金屬之具體例，若自例如化學便覽基礎 編II-弟493頁（修訂第3版日本化學會編丸善股份有限公 司發行1983年）中揭示之具有4.3 ev或其以下之功函數的 有效金屬之上述列表中選擇即可，可列舉Ag(4.26 eV)，
Al(4.〇6 ’ 4.28 eV) ’ Ba(2.52 eV)，Ca(2.9 eV)，Ce(2.9 eV) ’ Cs(1.95 eV) ’ Er(2.97 eV)，Eu(2_5 eV) ’ Gd(3.1 132167.doc •32- 200917543 eV)，Hf(3.9 eV)，Ιη(4.09 eV)，Κ(2·28)，La(3.5 eV)，
Li(2.93 eV)，Mg(3.66 eV)，Na(2.36 eV)，Nd(3.2 ev)，
Rb(4.25 eV)，Sc(3.5 eV)，Sm(2.7 eV)，Ta(4.〇，4 15 eV)，Υ(3·1 eV)，Yb(2.6 eV)，Zn(3.63 eV)等。其等中， 較好的是 Ba，Ca，Cs，Er，Eu，Gd，Hf，κ，La , Li
Mg，Na，Nd，Rb，Y，Yb，Zn。作為電極材，可含有一 種或者複數種其等低功函數之物質，若功函數滿足上述式
(Π)則並不受到特別之限制。但是，低功函數金屬若與大 氣中之水分或氧接觸則容易產生劣化，較理想的是視需要 塗覆如Ag或Au之於空氣中穩定之金屬。塗覆必需之膜厚 須為〗0 nm以上，膜厚變得越厚則越可以自氧或水保護， 但自實用上、提高生產性等理由考慮較理想的是【_以 下。 邗马上迷電極之形成 — -—批秋、-电卞射末 洛鑛、誠、大氣壓電衆法、離子電鑛、化學氣相基鑛、 電鑛、無電電鍍、旋轉式塗佈、印刷或噴墨等方法形成。 :法需要進行圖案化之方法，# :使用公知之光微 衫法或者舉離法，將佶用 ^ # , 34方法而形成之導電性薄膜形 成電極之方法；藉由熱轉印、 2 '贺墨專，於鋁或銅等之金屬 V白上形成抗蝕劑層進行 、本验道兩 J之方法。X，可藉由直接喷墨 法將導電性聚合物之溶液或 分散液箄ϋΐϋμ 一刀散液、含有金屬微粒子之 塗佈膜。谁而介 心法或者雷射剝離法等形成 寬佈臈。進而亦可使用藉由凸版 等印刷法將含有導電性聚 +版、絲網印刷 x s物或金屬微粒子之導電性油 132I67.doc -33 - 200917543 墨導電性襞料等圖案化之方法。 由此而形成之電極的膜厚若可導通電流則並無特別之限 制，較好的是〇 2 n 圄—认_ 更好的疋4如1〜30〇 nm之範 成電^ 之範圍内，則不會產生由於膜厚較薄而造 成電壓降低之現象。又，因並不過厚 並不耗費時間，於積層保護層或有機半導體層等其他層； 潰形時T並不產生階差地使積層膜圓滑。 f / 本實鈿之有機薄膜電晶體中，例如為提高佈植效 率/亦可於有機半導體層與源極電極及汲極電極之間設置 緩衝層4乍為緩衝層，對於n型有機薄膜電晶體，於有機 ^之陰極中使用之W、U2〇、CsF、NaC〇3、κα、
MgF2 CaC03等具有鹼金屬、驗土金屬離子鍵之化合物較 理想。又，亦可插入Alq等在有機中用作電子佈植層、 電子傳輸層之化合物。 對於P型有機薄膜電晶體，FeCl3、TCNQ、F4_tcnq、 HAT 等之氰基化合物 ’ CFx 或 Ge02、Si02、Mo03、V205、 V02、V203、MnO、Mn304、Zr02、W03、Ti02、ln203、
ZnO、NiO、Hf〇2、Ta205、Re〇3、PbOJ 鹼金屬、鹼土金 屬以外之金屬氧化物，ZnS、ZnSe等無機化合物較理想。 其等氧化物於較多之情形時造成氧缺陷，其適於電洞佈 植。進而’ TPD或NPD等胺系化合物或者CuPc等有機EL元 件中用作電洞佈植層、電洞傳輸層之化合物亦可。又，較 理想的是包含兩種以上上述化合物者。 已知緩衝層具有藉由降低載子之佈植能障而降低臨界電 132167.doc •34· 200917543 Μ，以低電壓驅動電晶體之效I，但A我們發現對於本發 明之化合物而言，不僅有低電壓效果而且有使遷移率提高 之效果。其原因在於：於有機半導體與絕緣體層之界面: 在載子陷阱，若施加閘極電壓而引起載子佈植，則最初佈 植之載子被埋入陷阱中而被使用，藉由插入緩衝層，可以 低電壓埋入陷阱而提高遷移率。緩衝層若於電極與有機半 導體層之間較薄地存在即可，其厚度為〇1 nm〜3〇 _ ,較 好的是0.3 nm〜20 nm。 (絕緣體層） 作為本發明之有機薄膜電晶體中之絕緣體層的材料，若 為具有絕緣性且可形成為薄膜者，則並無特別之限定，可 ,用金屬氧化物(包括矽之氧化物)、金屬氮化物(包括矽之 氮化物）、高分子、有機低分子等於室溫下之電阻率㈣ ◦cm以上之材料，特別是相對介電常數較高之無機氧化物 被膜較好。 作為無機氧化物，可列舉氧切、氧化、氧化组、氧 化鈦、氧化錫、氧化鈒、鈇酸鋇銷、錯鈦酸鋇、錯欽酸 釔-鈦S夂鉛鑭、鈦酸鎇、鈦酸鋇、氟化鋇鎂、鑭氧化物、 敗氧化物、鎂氧化物、叙氧化物、鈦酸叙、銳氧化物、鈦 酸锶鉍、鈕酸鰓鉍、五氧化二鈕、鉅酸鈮酸鉍、三氧化二 釔以及將其等組合者，較好的是氧化矽、氧化鋁 '氧化 组、氧化鈦。 又，亦可適宜使用氮化矽（Si3N4、SixNy(x 化銘等無機氮化物。 132167.doc •35- 200917543 進而，絕緣體層亦可由包含金屬醇鹽之前驅物形成，將 該前㈣之溶液’塗t於例如基板上’對其進行包含熱處 理之化學溶液處理，藉此形成絕緣體層。 作為上述金屬醇鹽中之金屬，例如可自過渡金屬、鋼系 元素或主族元素中選擇，具體而言可列舉鋇㈣、錄 (Sr)、鈦（Ti)、錢（Bi)、组（Ta)、錯（Zr)、鐵㈣、錄⑽、
錳（Μη)、鉛（Pb)、鑭（La)、鋰（u)、納（Na)、鉀（κ)、麵 (Rb)、鉋（CS)、鲂㈣、鈹㈣、鎮（Mg)、約（Ca)、鈮 (Nb) h(Tl)、水（Hg)、銅（cu)、銘（c。）、姥⑽）、銳㈣ 及釔（Y)等。又，作為上述金屬醇鹽中之醇鹽，例如可列 舉自包含曱醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇等之 醇類，包含曱氧基乙醇、乙氧基乙醇、丙氧基乙醇、丁氧 基乙醇、戊氧基乙醇、庚氧基乙醇、曱氧基丙醇、乙氧基 丙醇、丙氧基丙醇、丁氧基丙醇、戊氧基丙醇、庚氧基丙 醇之烷氧基醇類等衍生者。 於本發明中，若以如上述之材料構成絕緣體層，則變得 谷易於絕緣體層中產生空乏層，可減低電晶體動作之臨界 電壓。又，於上述材料中，特別是若以Si3N4、、 SiONx(x、y>〇)等氮化矽形成絕緣體層，則變得更容易產 生空乏層’可進一步減低電晶體動作之臨界電壓。 作為使用有機化合物之絕緣體層，亦可使用聚醯亞胺、 聚醯胺、聚酯、聚丙烯酸酯、光自由基聚合系、光陽離子 聚合系光硬化性樹脂、含有丙烯腈成分之共聚物、聚乙烯 紛、聚乙烯醇、酚醛清漆樹脂及氰乙基普魯蘭等。 132167.doc •36· 200917543 其他，除蠟、聚乙烯、聚氯芘、聚對苯二甲酸乙二酯、 聚甲醛、聚氣乙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸曱酯、 聚颯、聚碳酸酯 '聚醯亞胺氰乙基普魯蘭、聚（乙烯 酚）(PVP)、聚（曱基丙烯酸曱酯）(PMMA)、聚碳酸酯（PC)、 聚苯乙烯（PS)、聚烯烴、聚丙烯醯胺、聚（丙烯酸）、酚醛 清漆樹脂、可溶酚醛樹脂、聚醯亞胺'聚二曱苯、環氧樹 月曰之外，亦可使用普魯蘭等具有較高介電常數之高分子材 料。
、’邑緣體層中使用之有機化合物材料，作為高分子材料， 特別好的是具有斥水性之材料。藉由具有斥水性，可抑制 、邑緣體層與有機半導體層之相互作用，利帛有機半導體本 5有之凝聚性提高有機半導體層之結晶性而使裝置性能 提高。作為如此之例，可列舉Yasuda等JPn LAppl . phys. .42 (2003) ρρ· 66U-6618中揭示之聚對二曱苯衍生物 或者 Janos Veres 等 Chem Μ_，ν〇ι Μ (2〇〇句 pp 45仏 4555中揭示者。 又’如圖1及圖4所示般使用頂問極結構時，若將如此之 有機化合物用作絕緣體層之材料，則可減少給有機半導體 層帶來之損壞而成膜，故而係有效之方法。 ^絕緣體層可為使用複數種如上述之無機或 混合層，亦可為其等之積層結構物。於此情形 料混合，之材料與具有斥水性之材 仃積層，藉此而控制裝置之性能。 又，上述絕緣體層亦可包含陽極氧化膜，或包含該陽極 132167.doc •37- 200917543 氧化膜料構成。較好極氧化料行 理、。陽極氧化膜，可藉由對可陽極氧化之金屬以公知之方 法進行陽極氧化而形成。作為可陽極氧化處理之 可 列舉铭或纽，對陽極氧化處理之方法並無特別之限制，可 使用公知之方法。藉由進行陽搞氧几由 進仃陽極聽處理，形成氧化被 膜。作為陽極氧化處理中使用之電解液，若為可形成多孔 狀氧化被膜者則可使用任意者，通常使用疏酸、碟酸、草 酸、鉻酸、賴、胺基續酸、苯續酸等或者組合有其等之 2種以上之混酸或其等之鹽。陽極氧化之處理條件由於使 用之電解液而產生各種變化，因此並非一概特定，通常較 合適的是電解液之濃度為U0質量％、電解液之溫度為 5〜70C、電流密度〇.5〜60 A/cm2、電壓為丨〜丨⑼伏特、電解 時間為！〇秒〜5分鐘之範圍。較好之陽極氧化處理係使用硫 酸、破酸或删酸之水溶液作為電解液，以直流電流進行處 理之方法，亦可使用交流電流。其等酸之濃度較好的是 5〜45質量％，較好的是於電解液之溫度為2〇〜5〇。〇、電流 密度為0.5〜20 A/cm2進行20〜250秒之電解處理。 、，作為絕緣體層之厚度’若層之厚度較薄，則施加於有機 半導體上之有效電壓變大，因此可降低裝置自身之驅動電 壓、臨界電壓，但是相反源極_閘極間之$漏電流變大， 因此必需選擇適宜之膜厚’ 4常為1〇随〜5 _、較好的是 50 nm〜2 μπι、更好的是1〇〇μπι 〇 又，於上述絕緣體層與有機半導體層之間，亦可實施任 思之配向處理。作為其較好之例，係於絕緣體層表面實施 132167.doc -38· 200917543 斥水化處理等，使絕緣體層與有機半導體層之相互作用減 低，從而使有機半導體層之結晶性提高的方法，具體而 言’將石夕炫偶合劑，例如十八炫基三氯石夕烧、三氯f基石夕 亂烧或者烧經鱗酸、烧煙磺酸、烷烴羧酸等自動組合配向 膜材料，於液相或氣相之狀態下，與絕緣膜表面接觸而形 成自動組合膜後，適度地實施乾燥處理之方法。又，為用 於液晶配向，較好的是於《g絲^时屯 平乂 丁町疋於絕緣臈表面設置由聚醯亞胺等構 成之膜，對其表面進行摩擦處理之方法。 作為上述絕緣體層之形成方法，可列舉真空蒸鑛法、分 子束蟲晶法、離子團束法、低能量離子束法、離子電鑛 法、CVD法、減鍍法、日本專利特開平u_6屬號公報、 日本專利特開平u.1332G5m公報、日本專利特開觸_ 121804號公報、日本專利特開2〇〇〇_1472〇9號公報、日本 專利特開200(M85362號公報中揭示之大氣壓電衆法等乾 式製程，$塗法、旋塗法、刮塗、浸潰塗層法、洗鑄法、 a °、 棒式塗佈法、模塗法等塗佈之方法、印刷或喷墨 等之圖案化的方法等濕式製程’可根據材料使用。濕式製 程可使用如下夕士 4 . w 添 法·將視需要使用界面活性劑等分散助 劑’於任意有機溶劑或水中分散有無機氧化物之微粒子而 =的，體，進行塗佈、乾燥的方法；或者將氧化物先驅 ，鹽體之溶液塗佈、乾燥，即所謂之溶膠凝膠法。 务月之有機薄膜電晶體中之有機半導體層之膜厚，並 '、·、特別之限制，通常為0.5— _，較好的是2nm〜25〇 nm 〇 132167.doc -39- 200917543 又’有機半導體層之形成方法，可並無特別限定地適用 A知之方法，例如可藉由分子束蒸鍍法法）、真处蒸 鍵法、化學蒸鍵、利用於溶劑中溶解有材料之溶液的:錄 法、旋轉式塗佈法、德谢、土 ^ 押次‘塑法、棒式塗佈法、輥塗法等印 刷、塗佈法以及烘乾、電聚合、分子束蒸鑛、於溶液中之 自我組裝、及其等之組合的方法，以如上述之有機半導體 層之材料形成。 一若使有機半導體層之結晶性提高，則電子場效遷移率提 高，因此於使用於氣相中成膜（蒸錢、濺鍍等）之情形時， 較理想的是以高溫保持成膜中之基板溫度。該溫度較好的 是50〜25(TC，更好的是7〇〜15〇t。又無論成膜方法若 於成膜後實施退火，則可獲得高性能裝置，故較好。退火 之，度較好的是50, ’更好的是70,，時間較好 的是10分鐘〜12小時，更好的是1小時〜1〇小時。 於本發明中，有機半導體層可使用—種選自通式⑴之 材料’亦可組合複數種，或者使用稍五苯或b塞吩寡醋等公 知之半導體’複數種混合薄膜或積層而使用。 作為本發明之有機薄膜電晶體的形成方法，並益特別之 :定’亦可使用公知之方法’若依照所期望之元件構成， 凡全不與大氣接觸地按照基板投入、閘極電極形成、絕緣 體層形成、有機半導體層形成、源極電極形成、淡極電極 形成之-系列元件製作步驟形成’則可防止與大氣接觸而 由於大氣中之水分或氧等產生之元件性能阻害，故較好。 不得已，-旦必需與大氣接觸時，較好的是將有機半導體 132167.doc • 40- 200917543 半導體;大氣接觸之步驟，於有機 二之二Γ前’對積層有機半導體層之面(例如於元 件B之十月形時，係於絕緣層部分積層有源極電極 極之表面UX紫外線照射、紫外線/臭氧照射、 電聚等進行清淨化•活化之後，積層有機半導體層:、風 進而，例如亦可考膚大痛φ人女 产 J哼應大虱中合有之氧、水等對 影響，於有機電晶體元件之外周面的整個面或者一 Μ形成阻氣層。作為形餘氣層之材料 域常用者，例如可列舉聚乙❹ 文用於该領 j Μ料乙料、乙稀·乙料共聚物、 :亂乙稀、聚偏二氯乙稀、聚氣三氟乙烯等。進而，亦可 使用於上述絕緣體層中例示之具有絕緣性之無機物。 亡發明又提供一種有機薄膜發光電晶體，其係於 機薄膜電晶體中’利用流過源極_沒極間之電流獲奸
先，且藉由於間極電極上施加電塵而控制發光。 X 本發明中之有機薄膜電晶體亦可使用自源極、沒極電極 佈植之電荷用作發光元件。藉由以閉極電極控制於源極· 沒極電極間流動之電流，可控制發光強度。即，將有機薄 膜電晶體用作發光元件（有機叫。可統合用以控制發光之 光元件，因此可提高顯示器之開孔率或使製作 “墙早化而降低成本，賦予於實用上之較大優點。於用 作有機發光電晶體時，以於上述詳細說明中敍述之内容已 =夠’但為使本發明之有機薄膜電晶體作為有機發光電晶 動作，必需自源極、沒極之—者佈植電洞，自另一者佈 植電子為使發光性能提高，較好的是滿足以下之條件。 I32I67.doc •41 · 200917543 (源極、沒極） 為提高電洞之佈植性，較好的是至少一 ^ 電極。所謂電洞佈植電極，係包含上二=洞佈植性 上之物質的電極。 數為4.2 eV以 又，為提高電子之佈植性，較好的是至少 植性電極。所謂電子佈植性電極，係 、固為電子佈 4.3 eV以下之物質的電極。更好的是具有二：函數為 性，且另-個為電子佈植性之電為::佈植 體》 力钱涛胰發光電晶 (元件構成） 為提南電洞之佈植性，較好的是於至少一個 :導體層之間插入電洞佈植層。電洞佈植層可 :件：”電洞佈植材料、電洞傳輸材料之胺系材料。 有機半導=電子之佈植性’較好的是於至少—個電極與 曰之間插入電子佈植性層。與電洞相同，電子 佈植層可使用於有機EL元件中使用之電子佈植材料。 更好的是於一個電極下具備電洞佈植層，且於另__ 極下具備電子佈植層的有機薄膜發光電晶體。 又，，於本實施之有機薄膜發光電晶體中，例如亦可 機半導體層與源極電極及汲極電極之間設置緩 佈植效率。 屬乂徒阿 實施例 繼而’使用實施例對本發明加以更詳細之說明。 合成例1(化合物（2)之合成） 132167.doc •42- 200917543 以如下方式合成上述化合物（2)。合成路徑如下所示。 [化 17]
於3 00毫升之三口燒瓶中放入4,4'-二溴芪3.00 g(8.87 mmol)、四（三苯基膦）ΙεΟ.513 g(0.443 mmol)、埃化銅（I) 0.169 g(0.886 mmol)，進行氬氣取代。於其中添加三乙胺 22毫升、4-乙炔基甲苯3.09 g(26.6 mmol)，於氬氣環境下 加熱回流9小時。過濾反應液，以二氣甲烷、甲醇清洗所 得之固體，獲得化合物（2)2.36 g(5.77 mmol，產率為 65%)。藉由90 MHz W-NMR及FD-MS(場解吸質譜）之測定 確認其係目標物。FD-MS之測定結果如下所示。 FD-MS，calcd for C48H3〇S2=408，found，m/z=408(M+， 100) 又，將本化合物於280°C下昇華純化。藉由昇華純化獲 得之化合物（2)的純度為99.5%。 再者，於合成例1中，FD-MS(場解吸質譜）之測定中使用 的裝置及測定條件如下所示。 <FD-MS 測定 > 裝置：HX110(日本電子公司製造） 條件：加速電壓8 kV 掃描範圍111/^=5 0〜15 00 132167.doc -43 - 200917543 合成例2(化合物（29)之合成） 以如下方式合成上述化合物（29)。合成路徑如下所示。 [化 18] ΕίΟ ^Ph^Cul·
(化合物（B)之合成） 於300毫升之三口燒瓶中添加化合物（A)10.9 g(36.2 mmol)、亞填酸三乙S旨12.0 g(72.3 mmol)。將反應器於150 °C下加熱回流3小時，其後於減壓下進行蒸餾，自反應物 中除去雜質。將於燒瓶中殘留之殘渣進而以管柱層析法加 以純化，獲得化合物（B)9.71 g(27.2 mmol，產率為75%)。 (化合物（C)之A成） 於300毫升之三口燒瓶中添加化合物（B)4.0 g(11.2 mmol)、四（三苯基膦）Ιε0.647 g(0.560 mmol)、块化銅（I) 0.213 g(l. 12 mmol)，進行氬氣取代。於其中添加三乙胺 16毫升、四氫呋喃56毫升、4-乙炔基甲苯2.60 g(22.4 132167.doc -44- 200917543 mmol)，於氬氣環境下加熱回流8小時。過遽反應液，以二 氣甲烷、甲醇清洗所得之固體，獲得化合物（C)3.41 g(8.69 mmol，產率為 78%)。 (化合物（E)之合成） 於300毫升之三口燒瓶中添加化合物（D)2.00 g(8.51 mmol)、四（三苯基膦）le 0.492 g(0.426 mmol)、蛾化銅（I) 0.162 g(0.852 mmol)，進行氬氣取代。於其中添加三乙胺 20毫升、四氫呋喃20毫升、4-乙炔基曱苯1.48 g( 12.8 mmol)，於氬氣環境下加熱回流9小時。過濾反應液，以二 氯曱烷、甲醇清洗所得之固體，獲得化合物（E)l.73 g(6.40 mmol，產率為 75%)。 (化合物（29)之合成） 於300毫升之三口燒瓶中添加化合物（C)1.35 g(3.44 mmol)，進而添加10毫升之THF。於其中每次少量添加第 三丁醇鉀0.463 g(4· 13 mmol)。將反應器於室溫下攪拌30分 鐘之後，進而添加化合物（E) 1.40 g(3.78 mmol)之THF溶液 10毫升，於室溫下攪拌2小時。過濾反應液，以二氯甲 烷、甲醇清洗所得之固體，獲得化合物（29)0.874 g( 1.72 mmol，產率為 50%)。藉由 90 MHz h-NMR及 FD-MS(場解 吸質譜）之測定確認其係目標物。FD-MS之測定結果如下 所示。再者，FD-MS之測定中使用的裝置以及測定條件與 合成例1相同。 FD-MS，calcd for C48H3〇S2=508，found，m/z=508(M+， 100) 132167.doc -45- 200917543 實施例1 (有機薄膜電晶體之製造） 以如下步驟製作有機薄膜電晶體。首先，將Si基板（兼 用作p型電阻係數1 Ω cm閘極電極）以熱氧化法使表面氧 化，於基板上製作300 nm之熱氧化膜作為絕緣體層。進 而，藉由乾式蝕刻將於基板之一面成膜之Si02膜完全除去 之後，藉由濺鍍法以20 nm之膜厚成膜鉻，進而於其上藉 錢鑛成膜100 mm之金（Au)，取出作為電極。將該基板以 巾性洗劑、純水、丙酮及乙醇各進行30分鐘超音波清洗， 進而進行臭氧清洗。 繼而，將上述基板設置於真空蒸鍍裝置（ULVAC公司製 造，EX-400)中，於絕緣體層上以〇 〇5 nm/s之蒸鍍速度成 膜上述化合物（2)作為膜厚5〇 nm之有機半導體層。繼而， 通過金屬遮罩以50 nm之膜厚成膜金，藉此形成互相並不 連接之源極電極及汲極電極以使間隔（通道長L)成為75 μηι。此時以使源極電極與汲極電極之寬度（通道寬w)成為 I 5 mm之方式成膜而製作有機薄膜電晶體（參照圖乃。 對所得之有機薄膜電晶體之閘極電極施加_4〇 V之閘極 電壓，於源極-汲極間施加電壓使電流流動。於此情形 時於有機半導體層之通道區域（源極_汲極間）引起電洞， 作為P型電晶體動作。其結果，於電流飽和區域之源極_汲 極電極間之電流的開/關比為3χ1〇5。又，藉由下述式（A)算 出電洞之電子場效遷移率μ，係6xl〇-2 cm2/Vs。
Id=(W/2L) * 〇μ - (Vg-Vt)2(A) 式中，Id係源極-汲極間電流、W係通道寬、^係通道長' 132167.doc •46· 200917543 ==之每單位♦電容、一極臨界電 實施例2(有機薄膜電晶體之製造） 使用化合物（75)代替化合物 # , ρΛ. ^ )作為有機半導體層之材 枓除此之外，以與實施例丨相同之 薄膜雷曰鲈啦 式進仃’製作有機 溥膜電S曰體。對所得之有機薄膜 闾夕古4、 日體以與實施例1相 门之方式，以_40 V之閘極電壓ν推 ^ 進Ρ型驅動。測定源
極-及極電極間之電流的 故φ 斤出電洞之電子場效遷 移率μ，將結果表示於表1。 實施例3(有機薄膜電晶體之製造） 、使用化σ物(21)代替化合物⑺作為有機半導體層之材 料’除此之外，以與實施例⑶同之方式成膜至有機半導 體層 '繼而’通過金屬遮罩以⑽_之蒸鑛速度真空装 链C峨替心作為源極汲極電極，其後以0.05 nm/s之蒸鑛 速^鑛50 nn^Ag，被覆Ca，製作有機薄膜電晶體。對 所知之有機薄臈電晶體，以與實施例1相同之方式，以 〇 V之閘極電壓VG進行n型驅動。測定源極-汲極電極間 之電流的開/關比算出電洞之電子場效遷移率μ，將結果表 示於表1。 實施例4(有機薄膜電晶體之製造） 作為源極-汲極電極，以〇 〇5 nm/s之蒸鍍速度真空蒸鍍 10 nm之緩衝層河〇〇3，插入至Au與化合物（2)之薄膜間代 替單獨使用Au，除此之外，以與實施例丨相同之方式進 行’製作有機薄膜電晶體。對所得之有機薄膜電晶體，以 132167.doc -47· 200917543 與Λ %例1相同之方式’以-40 V之閘極電壓Vg進行p型驅 動。測定源極-汲搞雷 ^ 電極間之電^的開/關比，算出電洞之 電子場效遷移率P，將結果表示於表1。 比較例1(有機薄膜電晶體之製造） 以與實施例1相同之方式實施基板之清洗、閘極電極成 膜、絕緣體I。繼而使聚對苯乙块（PPV)[分子量（Mn)為 86_，分子量分布（Mw/Mn=5⑶以3質量％溶解於甲笨
中^上述成膜至絕緣體層之基板上藉由旋塗法成膜，於 氮風％i兄下、12CTC下使其乾燥成膜為有機半導體層。繼 而’於真空蒸鑛裝置中通過金屬遮罩以5G nm之膜厚成膜 金（Au) ’藉此形成互相不接觸之源極及汲極電極，製作有 機薄膜電晶體。 對所得之有機薄膜電晶體，以與實施例丨相同之方式， 以40 V之閘極電壓％進行？型驅動。測定源極·沒極電極 間之電流的開/關比’算出電洞之電子場效遷移率p，將結 果表示於表1。 比較例2 使用聚對苯乙块（PPV)作為有機半導體層之材料，以與 比較例1完全相同地成膜至有機半導體層。其後，以與實 施例3相同地進行，通過金屬遮罩成膜以作為源極_沒極^ 極，於其上被覆Ag而製作有機薄膜電晶體。 對所得之有機薄膜電晶體，以與實施例3相同之方式， 以+40 V之閘極電壓％進行n型驅動。測定源極-沒極電極 間之電流㈣/關比’ 電洞之電子場效遷移率^，將結 132167.doc -48· 200917543 果表示於表1。 [表1] 有機半導體層之 化合物種類 電晶體 之種類 電子場效遷移率 (cm2/Vs) 開/關比 實施例1 (2) P型 6xl〇·2 3xl05 實施例2 (75) P型 2x1 Ο·2 2x106 實施例3 (21) η型 2x10'3 2x104 實施例4 (2) Ρ型 4χ10-2 8x105 比較例1 PPV Ρ型 lxlO'5 lxlO3 比較例2 PPV η型 lxlO'4 lxlO3 實施例5(有機薄膜發光電晶體之製造） 以如下步驟製作有機薄膜發光電晶體。首先，將Si基板 (兼用作P型電阻係數1 Ω cm閘極電極）以熱氧化法使表面氧 化，於基板上製作300 nm之熱氧化膜作為絕緣體層。進 而，藉由乾式蝕刻將於基板之一面成膜之Si02膜完全除去 I: 之後，藉由滅鐘法以20 nm之膜厚成膜鉻，進而於其上藉 由滅鐘成膜100 mm之金（Au)，取出作為電極。將該基板以 中性洗劑、純水、丙酮及乙醇各進行30分鐘超音波清洗。 繼而，將其設置於真空蒸鍍裝置（ULVAC公司製造，EX-900)中，於絕緣體層（Si02)上以0.05 nm/s之蒸鍍速度成膜 上述化合物（2)作為膜厚100 nm膜厚之有機半導體發光 層。繼而，以與上述相同之方式，設置通道長75 μηι、通 道寬5 mm之金屬遮罩，於將基板相對於蒸發源傾斜45度之 132167.doc -49- 200917543 狀態下，通過遮罩以50 nm之臈厚成臈金。繼而，於將基 板於逆方向上傾斜45度之狀態下，蒸鍍100 nmiMg，藉 此裝作互相不接觸之源極電極及汲極電極實質上具備電洞 佈植性電極（Au)與電子傳輸性電極（Mg)之有機薄膜發光電 晶體。（參照圖8) 右於源極-汲極間施加_1〇〇 v且於閘極電極上施加-⑽ V ’則獲得4〇 cd/m2之藍色發氺。於固。士士 邑發先於圖9中表示發射光譜。 產業上之可利用性 且=詳細說明，本發明之有機薄膜電晶體，由於使用 體層之材料„ . 特疋、、“冓之化合物作為有機半導 回應速度（驅動速度）高速，且開/關比大， 作為電晶體之性能較其 光電晶體。 °亦可用作可發光之有機薄膜發 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之有 之圖 機薄膜電晶體的元件構成之一 例 圖2係表示本發明之 之圖。 有機涛膜電晶體的元件構成之一例 圖3係表示本發明之有 之圖。 有機薄膜電晶體的元件構成之一例 圖4係表示本發明之 例 之圖。 圖5係表示本發 之圖。 - 有機缚臈電晶體的元件構成之一 例 有機薄膜電晶體的元件構成之一 132167.doc * 5〇 - 200917543 圖6係表示本發明之有機薄膜電晶體的元件構成之一例 之圖。 圖7係表示本發明之實施例中之有機薄膜電晶體的元件 構成之一例之圖。 _圖8係表示本發明之實施例中之有機薄膜發光電晶體的 元件構成之一例之圖。
圖9係表示實施例5中所得之本發明之有 體的發射光譜之圖。 機薄膜發光電晶 132167.doc -51 -

Claims (1)

  1. 200917543 十、申請專利範圍： L種有機薄膜電晶體，其係於基板上至少設置有問極電 極 '源極電極及沒極電極3個端子、絕緣體層以及有機 半導體層’藉由於閘極電極上施加電壓而控制源極-汲極 間電他者，上述有機半導體層包含具有下述通式⑴之結 構的有機化合物： ~ [化1]
    [於式中βαβ2分別獨立係碳數為6〜6〇之2價芳香族炉 基或碳數為1〜60之2價芳香族雜環基，Rl〜R1〇分別獨立^ 虱原子素原子、氰基、碳數為卜川之烧基 1〜3〇之㈣基、碳數為㈣之燒氧基、碳數為㈣^ ==1〜30之燒胺基、碳數為2〜6。之二炫基胺 ί(烧基亦可相互鍵結而形成含氮原子之環結構)、碳數 為1〜30之烷基磺醯基、碳 數為1〜30之鹵烷基磺醯基、碳 為〜30之烷硫基、碳數為1〜之 * 3〜30之烷基矽烷基、碳 & “、石厌數為 .,— 數為6〜60之芳香族烴基或者碳數 為1〜60之芳香族雜環基， 此·#各基亦可具有取代基， 又，Ri〜R5、R6〜Rw中相鄰 和之環狀結構]。 #者之間亦可形成飽和或不飽 132167.doc 200917543 1 , B 2刀別獨立係包含苯環之2價芳香族烴 本％之2價芳香族雜環基。 土或者包含 月求項1之有機薄膜電晶體，其中 Βι及心分別獨立係 、34通式⑴中， 環基。 之Μ族雜環的芳香族雜 4·如°月求項1之有機薄臈電晶體，其中於上辻 6,及32係相對 、上述通式（1)中， 5·如請求項！之有機Γ2所夹之雙鍵為對稱結構。 基或碳數為心原子、碳數為〜 6 ·如請求項]夕 ^ H、、 ㈣電晶體，其中於上述通式⑴中， 之至少一以5山、HR9及^係氫原子，且WR8 “妷數為1〜30之烷基、碳數為1〜30之_烷 基、南素原子或氰基。 齒坑 7. -種有機薄膜發光電晶體’其係於 膜電晶體φ，月N噴1之有機溥 1用於源極-汲極間流動之電流獲得發光， 8. 曰由於閘極電極上施加電壓而控制發光。 極電極二7之有機缚膜發光電晶體’其中源極電極及汲 至少—者係包含功函數為4.2 eV以上之物質， 且/或至少-古> A A人 9·如請求…之有功函數為4.3^以下之物質。 、冑機薄膜電晶體’其中於源極電極及沒極 -、有機半導體層之間具有緩衝層。 1 0 ·如請求項7 $女j4lt ^ 、、 有機溥膜發光電晶體，其中於源極電極及 /及極電極與有機半導體層之間具有緩衝層。 132I67.doc 200917543 u· —種有機化合物，[化2] 其係以下 述通式（2)所表示：
    t2
    g词且係碳數為1〜30之烷基，b3&b 別獨立係2價之碳數為1〇〜6〇的2環以上之縮合J 起基或2價之碳數A 4 Α Λ 矢 基]。 60的2環以上之縮合芳香族雜環 132167.doc
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