TW200931699A - Method for manufacturing organic thin film transistor, and organic thin film transistor - Google Patents

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200931699 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有有機半導體層之有機薄膜電晶體 之製造方法以及有機薄膜電晶體，更詳細而言，本發明係 關於一種藉由氟聚合物之氣相成膜而形成絕緣體層的有機 - 薄膜電晶體之製造方法，以及利用該製造方法而獲得的遷 v 移率及開/關比優異的有機薄膜電晶體。 【先前技術】 ❹ 薄膜電晶體（TFT ’ Thin Film Transistor)被廣泛地用作液 晶顯示裝置等之顯示用之開關元件。圖1中表示具有代表 性之TFT之剖面結構。如該圖所示，TFT於基板上依序具 有閘極電極及絕緣體層’且於絕緣體層上具有隔開特定間 隔而形成之源極電極及汲極電極。於包含兩電極之一部分 表面且於電極間露出之絕緣體層上形成有半導體層。於此 種構成之TFT中’半導體層形成通道區域，藉由用對閘極 電極施加之電壓來控制於源極電極與汲極電極之間流動的 ® 電流而進行開/關動作。 先前，該TFT係使用非晶矽或多晶矽進行製作，但是存 ’ 在如下問題：用此種矽製作TFT時所使用之化學氣相沈積 . (CVD，Chemical Vapor Deposition)裝置非常昂貴，使用 TFT之顯示裝置等之大型化會伴隨製造成本大幅增加。而 且’使非晶矽或多晶矽成膜之製程係於非常高之溫度下進 行，故可用作基板之材料種類有限，存在無法使用輕質之 樹脂基板等問題。 135615.doc 200931699 為解決上述問題，提出有一種使用有機物替代非晶矽或 多曰曰矽之TFT。作為使用有機物形成TFT時所採用之成膜 方法，已知有真空蒸鍍法或塗布法等，利用該等成膜方 法可抑制製造成本上升且實現元件之大型化，而且可使 成膜時所需之製程溫度為比較低之溫度。因此，使用有機 物之TFT具有選擇用作基板之材料時之限制較少的優點， ' 因此期待其之實用化，關於使用有機物之TFT之報告不斷 知：出例如’可列舉 C.Dimitrakopoulos 等人，Advanced © Matenals 第 14卷，第 99 頁，2002 年或者 A.Facchetti 等人， Advanced Materials 第 17卷，第 17〇5 頁 ’ 2〇〇5年等。 由於有機TFT中之電傳導係由在絕緣膜界面受到電場感 應之電荷所負責’故較強程度地受絕緣膜之影響。於非專 利文獻1中揭示有如下有機TFT :其藉由於半導體之閘極絕 緣膜中使用表面能量較小之氟聚合物，而促進有機半導體 薄膜之晶體成長’從而使遷移率提高，於專利文獻丨〜3中 φ 揭示有一種高性能之有機TFT，其於絕緣鱧層之表面設置 包含表面能量較小之聚合物之一種、不受水分影響之氟聚 合物的層。另外’如非專利文獻2所示，已知大氣中之水 为等吸附於絕緣膜表面係造成矽電晶體之性能劣化之原 因。進而’例如非專利文獻3、4中所揭示之有機薄膜電晶 體中亦存在由於曝露於大氣中而導致性能下降的問題。 專利文獻1 :曰本專利特開2〇〇 1_〇94107號公報 專利文獻2:日本專利特表2〇〇5_513788號公報 專利文獻3:曰本專利特開平7_221367號公報 135615.doc 200931699 非專利文獻1 :梅田等人，第68次應用物理學會學術演講 會要旨集’ pl343 ’演講編號5a-D-10 非專利文獻2 : D.K.Schroder等人，Semiconductor Material and Device characterization，third ed.，Wiey，New York第 6 章，第319-387頁 ' 非專利文獻 3 : YH.Noh 等人，Organic Electronics 第 7卷， 、 第271頁，2006年 非專利文獻 4 : X.Peng 等人，Applied Physics Letters，第 ® 57卷，第 2013頁，1990年 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 但是，本發明者等人發現，專利文獻1〜3或非專利文獻1 中所揭示之有機TFT等由於係藉由液相成膜來使氟聚合物 成膜’故而會混入來自溶劑之雜質，而且由於至有機半導 體層成膜之前’絕緣膜表面係曝露於大氣中，故而大氣中 ^ 之水分、灰塵等會吸附於絕緣體層表面，表面能量產生變 化’因此所獲得之有機薄膜電晶體之電子場效遷移率以及 開/關比並不充分，從而完成本發明。 即’本發明係為解決上述課題研究而成者，其目的在於 提供一種電子場效遷移率及開/關比較高之有機薄膜電晶 體（有機TFT)。 [解決問題之技術手段] 本發明者等人為達成上述目的而反覆進行銳意研究，結 果發現藉由使絕緣體層之形成步驟包括氟聚合物之氣相成 135615.doc 200931699 可使有機TFT之電子場效遷移率以及開/關比得到改 善’從而完成本發明。 即’本發明提供 (二）一種有機薄膜電晶體之製造方法，其特徵在於：其係製 &至夕於基板_Le又置有閘極電極源極電極及汲極電極3 端子、絕緣體層以及有機半導趙層，且藉由對閘極電極 • &加電壓而控制源極1極間電流的有機薄膜電晶體者， 該絕緣體層之形成步驟包括氟聚合物之氣相成臈；以及 ⑺：種有機薄膜電晶艘’其係利用如上述⑴之方法製造 而成。 [發明之效果] 本發明之有機TFT之電子場效遷移率以及開/關比優異。 【實施方式】 本發明係一種有機薄膜電晶體，其特徵在於：其至少於 基板上&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，且藉由對閘極電極施加電壓 而控制源極-汲極間電流，上述絕緣體層之形成步驟包括 氟聚合物之氣相成膜。 本發明中之所謂氟聚合物，係指構成聚合物之至少一個 ^複單元中具有一個以上氟原子的聚合物若為可藉由氣 相成膜而开> 成薄膜之化合物則無特別限定。 作為上述氟聚合物之較好例，可列舉聚氣三氟乙烯 (PCTFE)、聚二氣二氟乙烯（pDCDFE)、聚三氣氟乙烯 (PTCFE)等，另外，以下化合物亦較好：四氟乙烯與環狀 135615.doc 200931699 共聚單體之共聚物，四氟乙烯及環狀共聚單體與選自（a)烯 烴共聚單體、（b)乙烯共聚單體以及（c)全氟共聚單體中之 至少1種進行共聚合而獲得的氟系共聚物，或者主鏈上具 有環狀結構的含氟聚合物。 作為上述四氟乙烯與環狀共聚單體之共聚物中的環狀共 * 聚單體’較好的是下述式（I)所表示之化合物： 、 [化 1] cx=cx· © 〇) (式中，X與X’分別獨立為F、Cl或H，X與X，可相同亦可不 同；R為-CF=CF-或下述式⑴所表示之基： [化2] VR, / V °) (式中’ R與R2分別獨立為F、Cl、-COF、-COO-R3、碳數 ❹ & 1〜6之燒*、碳數為1〜6之全氟化烧基、或碳數為卜6之 氫取代全氟化烷基，上述R3係碳數為卜6之烷基，…與尺2 . 可相同亦可不同》；))。 ' 作為上述式（1)所表示之環狀共聚單體之特別好的具體 例可列舉下述式（Ia)、（lb)以及（Ic)所表 示之化合物： [化3] 135615.doc 200931699

CF=CF

6 6 如） ^ \ /

CF=CF φ 上述四氟乙烯與環狀共聚單體之共聚物中的環狀共聚單 體之含量，較理想的是相對於四氟乙烯與環狀共聚單體之 總質量為0.01〜99質量。/〇 ’特別好的是u〜8〇質量％。 另外’如上所述’作為本發明中之氟聚合物，下述者亦 較適宜：除四氟乙烯與上述環狀共聚單體以外，進一步與 選自下述（a)烯烴共聚單體、（b)乙烯共聚單體以及全氟 共聚單體中之至少1種進行共聚合而成的氟系共聚物。 作為上述（a)烯烴共聚單體，可列舉··乙烯、丨_丁烯、異 ❿ 丁烯、三氟丙烯、三氟乙烯、氣三氟乙烯等。 作為上述（b)乙烯共聚單體，可列舉氟乙烯、偏二氟乙 . 烯等。 作為上述（c)全氟共聚單體’可列舉全氟丙烯、全氟（烷 基乙烯醚）、甲基-3-(1-(二氟-((三氟乙烯基）氧基）甲基）_ 匕2’2’2·四氟乙氧基）_2,2,3,3·四氟丙酸酯、3-(1-(二氟-((三 氟乙烯基）氧基）曱基）_1，2,2,2-四氟乙氧基）_2,2,3,3-四氟丙 酸酯、2-(1-(二氟_((三氟乙烯基）氧基）曱基）—mi四氟 135615.doc 200931699 乙氧基）-l，l，2,2-四氟乙續酿氣等。 上述氟系共聚物中上述⑷〜(c)之共聚單體之含量（總 量）’較理想的是相對於四氟乙烯與上述環狀共聚單體之 總量為0.005〜30質量％，特別好的是丨〜15質量％。再者， 上述（a)〜(c)之共聚單體之含量（總量）較理想的是少於四氟 乙稀之含量以及上述環狀共聚單體之含量之任一者。 上述所謂主鏈上具有環狀結構之含氟聚合物，係下述式 (II)所表示之全氟醚之均聚物、或者使下述式（11)所表示之 全氟醚與能夠與該全氟醚進行自由基共聚之單體進行自由 基共聚而獲得者： [化4] 〇F2=CF~(CF2)n-〇-(CF2)u_CFas〇F2 ⑽ (式中，η及m分別獨立為0〜5之整數，且n+m為之整 數）。 作為上述式（II)所表示之全氟醚，較好的是式（π)中之 ® 二、111分別為0〜3之整數’且以⑺為〗^之整數者，特別好的 疋式中之n、m分別為〇~2之整數，且11+111為丨〜3之整數者。 • 作為具體例’可列舉：全氟稀丙基乙_(cf2=cf-o-cf2- • CF CF2)、全氟二稀丙喊（CF2=CF CF2_〇 cF2_CF=CF2)、全 氣 丁烯基乙稀謎（cf2=cf-o-cf2-cf2-cf=cf2)、全氟丁稀 基烤丙喊（CF2=CF-CF2-0-CF2_CF2_CF=CF2)、全氟二丁稀 驗（cf2=cf-cf2-cf2-〇-cf2-cf2-cf=cf2)等。 上述全氟醚中，就聚合反應性、閉環聚合性、抑制凝膠 135615.doc 12· 200931699 化等方面而言’特別好的是上述式（II)中之n、m中之任一 個為0者，即具有一個以CF2=cf_〇_所表示之乙烯醚基者， 因此可列舉全氟烯丙基乙烯醚作為特別好之例。 另一方面，作為能夠與上述全氟醚一起進行自由基共聚 之單體’若為具有自由基共聚性之單體則並無特別限定， 可自含氟系單體、不飽和烴系單體以及其他單體中適當選 擇。該等單體，可使用1種單獨與上述式（11)之全氟醚進行 自由基共聚，亦可併用2種以上與上述式（11)之全氟醚進行 自由基共聚。為最大限度地有效利用式（11)之全氟醚之特 性’特別好的是使用以四氟乙烯、氣三氟乙烯、全氟乙婦 醚、偏二氟乙烯、氟乙烯等為代表之含氟單體來作為上述 單體。 上述主鏈上具有環狀結構之含氟聚合物可利用以下常法 而獲得：將共聚單體直接提供給聚合之所謂塊狀聚合；使 共聚單體溶解於氟代烴、氣烴、氟氣烴、醇、烴等有機溶 劑中’於該有機溶劑溶液中進行聚合的溶液聚合；於水性 介質中、於適當之有機溶劑之存在下或非存在下進行聚合 的懸洋聚合，或者於水性介質中添加乳化劑進行聚合之乳 化聚合等。對此時之全氟醚之共聚比例並無特別限制，較 好的是以相對於上述單體之添加組成計為01〜99莫耳％。 對進行自由基共聚時之溫度或壓力並無特別限定，可考 慮共聚單體之沸點、所使用之加熱源、聚合熱之除去等諸 多因素而適當選擇。適合聚合之溫度例如可設定於〇〜2〇〇 C之範圍内’當设定於室溫〜1〇〇 之範圍内時在實用上亦 135615.doc 13- 200931699 較為合適。又，聚合可於減壓下、常壓下以及加壓下中之 任一壓力條件下進行，藉由將壓力條件設為常壓〜100個標 準大氣壓左右，進一步設為常壓〜50個標準大氣壓左右， 在實用上亦可較好地進行聚合。此種溫度及壓力條件下之 自由基聚合之開始以及進行，可利用有機自由基起始劑、 . 無機自由基起始劑、光、電離放射線、熱等來實現。 * 以如上方式而獲得之自由基共聚物係於主鏈上具有例如 以下式所表示之環狀結構的含氟聚合物： ® [化 5] /CF2 —CFj-CF — 0一CFz 上述氟聚合物類具有電阻率、絕緣破壞強度、防潮性等 優異而且可氣相成膜的優點。 於本發明之製造方法中，可將上述氟聚合物單獨使用， 或者將兩種以上組合使用。 φ 本發明中之氟聚合物較好的是選自聚氣三氟乙烯、聚二 氣一氟乙烯、聚三氣氟乙烯、四氟乙烯與全氟-2,2-二甲 基_1，3-二唠唑（diox〇le)之無定形共聚物或者全氟烯丙基乙 烯醚（CF2=CF_0_CF2_CF=CF2)之聚合物中的至少一種。 於本發明之製造方法中，絕緣體層之形成步驟包括氟聚 合物之氣相成膜。作為適合用於該成臈之氣相成膜法，可 歹J舉.真空蒸鍍法，分子束蟲晶成長法，離子團束法，低 能量離子束法，離子電錄法，CVD法，賤鑛法以及日本專 利特開號公報、日本專利特開平u_i332〇5號公 135615.doc •14- 200931699 1。·：= ^ 209號A報、日本專利特開2000_185362號公報中 載之常壓電漿法等之氣相成膜。儘管上述氟聚合物亦 存在可液相成膜者，但是在液相錢絕緣趙料，會受到 ，劑中所含之雜質之影響，或者由於無法於真空中連貫地 成膜’而導致表面狀態隨著曝露於大氣中而產生變化，從 而使有機TFT之性能變得不充分。作為氣相成膜法’較好

的是應用真空蒸錢法或⑽法，更好的是U蒸鍵法。 作為上述真工蒸鑛法，具體可列舉：電阻加熱法、電子 束加熱法、高頻感應加熱法、反應性蒸鑛法、分子束遙晶 法、熱壁蒸鑛法、離子電鑛法、箱離子束法、蒸鍵聚合法 等。 作為上述濺鍍法，具體可列舉：二極濺鍍法、二極磁控 濺鍍法、三極及四極電漿濺鍍法、反應性濺鍍法、離子束 濺鍍法等。 本發明之氣相成膜中之成膜條件根據原料以及所應用的 氣相成臈法之種類而不同，例如應用真空蒸鍍法（電阻加 熱法、電子束加熱法、高頻感應加熱法）時，理想的是於 以下條件下成膜：蒸鍍前真空度約為lxl0·2 Pa以下，較好 的疋6χ 1 〇 4 Pa以下’蒸錄源之加熱溫度約為7〇〇乞以下， 較好的是600。(：以下；基板溫度約為20(rc以下，較好的是 l〇〇°C以下；蒸鍍速度為50 nm/s以下，較好的是3 nm/s# 下。 至於絕緣體層之膜厚’由於氟聚合物之相對介電常數較 135615.doc -15- 200931699 低，因此為減小有機TFT之驅動電壓，較好的是膜厚儘可 能地薄，相反地，隨著膜厚變薄，源極·閘極間之洩漏電 流會增大，因此必須選擇適當之膜厚。通常為i〇 nm〜$ μΠ1較好的疋50 nm~2 μιη，更好的是100 nm〜1 μηι。 絕緣體層可僅由1層之上述氟聚合物膜構成，亦可將2層 • 以上之絕緣犋積層，於此情形時，較好的是與有機半導體 ， 層相鄰接之1層為敗聚合物膜。即便以僅1層I聚合物膜來 形成絕緣體層，由於氟聚合物膜之絕緣性較高因此亦可 © 冑膜厚足夠薄從而形成高性能之有機TFT，並且可藉由與 介電常數較高之其他絕緣膜組合而容易地降低臨界電壓。 一般而言，表面能量較小之聚合物之相對介電常數較低且 有機TFT之臨界電壓較大。於日本專利特開2005-72569號 公報以及日本專利特開2〇〇5 〇13468號公報中揭示出藉 由將相對介電常數較高之絕緣體層與液相之介電常數較低 之聚合物組合，可獲得遷移率較高且臨界電壓較低之有機 ❷ TFT。於本發明中，於使用2層以上之絕緣膜之情形時若 與半導體直接接觸之第一絕緣膜係藉由上述氟聚合物之氣 相成臈而形成者，則對與閘極電極相接觸之第二絕緣臈之 材料以及形成方法並無特別限定。 •上述第一絕緣膜較好的是藉由上述氟聚合物之氣相成膜 而形成，對於其膜厚而言，若可形成連續膜則越薄越好。 具體而言，其膜厚為〇5 nm〜1〇〇 nm，較好的是】nm〜2〇 nm ’更好的是1 ηηι〜10 ηηι。 上述第二絕緣臈可使用金屬氧化物（包括矽之氧化物）、 135615.doc • 16 · 200931699 金屬氮化物(包括矽之氮化物)、含有金屬醇鹽之前驅物、 邑緣/·生有機化合物、具有高介電常數之高分子材料等於室 下之電阻率為！ G 以上的材料，特別好的是相對介電 常數大於3者。 作為上述金屬氧化物，可列舉氧化石夕、氧化銘、氧化 钮、氧化鈦、氧化錫、氧化叙、欽酸鋇銷、錯鈦酸鋇、錯 . ㈣鉛、鈦酸㈣ '鈦酸锶、鈦酸鋇 '氟化鋇鎮、氧化 鋼（氧化物、氧化鎂、氧化鉍、鈦酸鉍、氧化鈮、鈦酸 錄、鉍、鈕酸鳃鉍、五氧化鈕、鈕鈮酸鉍三氧化釔以及其 等之組合，較好的是氧切、氧化銘、氧化组、氧化欽。 作為上述金屬氮化物，可較好地使用氮化矽（Si3N4、 SlxNy(X、y>〇))、氮化鋁等。 又，上述第二絕緣膜亦可由上述含有金屬醇鹽之前驅物 所形成，可藉由將該前驅物之溶液例如被覆於基板上，對 其進行亦包括熱處理之化學溶液處理而形成絕緣臈。 § 作為上述含有金屬醇鹽之前驅物中的金屬，例如可自過 渡金屬、鑭系元素或者主族元素中選擇具體可列舉：鋇 (Ba)、錄（Sr) ' 鈇（Ti)、奴（Bi)、组（Ta)、錯（zr)、鐵恥卜 鎳（Νι)錳（Mn)、鉛（Pb)、鑭（La)、鋰（Li)、鈉（Na)、鉀 (K)、铷（Rb)、鉋（Cs)、鲂㈣、鈹（Be)、鎂（Mg)、鈣 (Ca)鈮（Nb)、鉈（τι)、汞（Hg)、銅（Cu)、鈷（c〇)、铑 (Rh)、銳（Sc)以及纪（γ)等。 作為上述含有金屬醇鹽之前驅物中之醇鹽，例如可列舉 自包括曱醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇等之醇 B5615.doc -17- 200931699 類，包括曱氧基乙醇、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、甲氧基丙醇、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 之烷氧基醇類等所衍生者。 於本發明之製造方法中，若以如上所述之材料構成第二 絕緣膜，則有機半導體層中容易產生累積層，從而可降低 電晶體動作之臨界電壓。又，特別是以上述材料中之 Si#4、SixNy、SiONx(x、y>〇)等氮化矽而形成絕緣膜時， 更容易形成累積層’可進一步降低電晶體動作之臨界電 壓。 作為上述絕緣性有機化合物，可列舉：聚酿亞胺、聚醯 胺、聚酯、聚丙烯酸酯、光自由基聚合系或光陽離子聚合 系之光硬化性樹脂、含有丙烯腈成分之共聚物、聚乙烯 酚、聚乙烯醇、酚醛清漆樹脂、以及氟乙基普魯蘭等。 作為上述具有高介電常數之高分子材料，可列舉：蠟、 聚乙烯、聚氱丁二烯、聚對苯二曱酸乙二酯、聚曱醛、聚 氣乙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸曱酯、聚砜、聚碳 酸酯、聚醯亞胺氰乙基普魯蘭、聚（乙烯酚）(PVP)、聚（甲 基丙烯酸甲酯）(pmma)、聚碳酸酯（PC)、聚苯乙烯（PS)、 聚烯烴、聚丙烯酿胺、聚（丙烯酸）、酚醛清漆樹脂、可溶 盼酿樹脂、聚醯亞胺、聚二甲苯、環氧樹脂，此外可列舉 普魯蘭多糖等高分子材料。 上述第二絕緣膜可為使用複數種如上所述之無機或有機 化合物材料之混合層，亦可為其等之積層結構體》於此情 13561S.doc -18- 200931699 形時’亦可視需要藉由混合介電常數較高之材料與具有斥 水性之材料’或者進行積層而控制裝置之性能。 又’上述第二絕緣膜可為陽極氧化膜，亦可包含該陽極 氧化膜。較好的是陽極氧化膜經實施封孔處理。陽極氧化 膜可利用公知之方法使可陽極氧化之金屬產生陽極氧化而 形成。 作為可實施陽極氧化處理之金屬，可列舉鋁或者钽，對 陽極氧化處理之方法並無特別限制，可使用公知之方法。 藉由進行陽極氧化處理可形成氧化被膜。作為陽極氧化處 理中所使用之電解液，若可形成多孔狀氧化被膜則可使用 任意者’通常可使用硫酸、麟酸、草酸、鉻酸、蝴酸、續 胺酸、苯確酸等’以及組合有該等中之2種以上之混酸或 者該等之鹽。陽極氧化之處理條件根據所使用之電解液而 有各種變化，故不可一概而定，通常適當的是下述處理條 件：電解液之濃度為1〜80質量％，電解液之溫度為5〜7〇 °C ’電流密度為0.5〜60 A/cm2，電壓為1〜1〇〇伏特，電解時 間為10秒〜5分鐘之範圍。較好之陽極氧化處理係使用硫 酸、鱗酸或者硼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。該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20〜50°C、電流 密度為0.5〜20 A/cm2下進行20〜250秒之電解處理。 作為第二絕緣膑之厚度，若層之厚度較薄則有機半導體 上所施加之有效電壓增大’因此儘管可降低裝置自身之驅 動電壓、臨界電壓’但相反地會使源極-閘極間之洩漏電 135615.doc _ 19· 200931699 流增大’因此必須選擇適當之膜厚。第二絕緣膜之厚度通 常為10 nm〜5 μιη，較好的是50 nm〜2 μιη，更好的是1〇〇 nm〜1 μπι。 由於第二絕緣膜並不與有機半導體直接接觸，因此即便 其表面能量因雜質或大氣中之成分而發生改變，亦不會對 有機半導體薄膜之晶體成長產生影響，因此對第二絕緣膜 之形成方法並無特別限定，可利用氣相成膜亦可利用液相 成膜。可列舉真空蒸鍍法、分子束磊晶成長法、離子團束 法、低能量離子束法、離子電鍍法、CVD法、濺鍍法以及 曰本專利特開平11_61406號公報、曰本專利特開平u_ 133205公報、日本專利特開2〇〇〇_】218〇4號公報日本專 利特開2000-147209號公報、日本專利特開2〇〇〇 185362號 公報中所記載之常壓電漿法等氣相成膜，或者喷塗法、旋 塗法、刮塗法、浸塗法、澆鑄法、輥塗法、棒塗法模塗 法、印刷或喷墨等液相成膜，可根據材料而加以使用。濕

i*製程可採用將無機氧化物之微粒，視需要使用界面活性 劑等分散助劑分散於任意之有機溶劑或者水中，塗布所得 之分傲液並加以乾燥的方法，或者採用塗布氧化物前驅 物’例如㈣體之錄並加时4即所謂之料凝膠法。 (元件構成） 作為本發明之有機薄膜電晶體之元件構成，若為至少於 基板上設置有㈣電極、源極電極及汲極電極㈣端子、 絕緣體層以及有機半導體層’且藉由對閘極電極施加電塵 而控制源極-汲極間電流的薄膜電晶趙，則並無限定，可 I356l5.doc •20· 200931699 為具有公知之元件構成者。該等中，作為具有代表性之有 機薄膜電晶體之元件構成，將元件A〜d示於圖1〜4中。如 此，已知有幾種由於電極之位置、層之積層順序等不同而 不同之構成，本發明之有機薄骐電晶體具有電子場效電晶 體（FET : Field Effect Transistor)結構。有機薄膜電晶體具 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 分別空出特定之距離而形成之閘極電極，並且藉由對閘極 電極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0.1 μιη〜1 mm，較好的 是 1 μιη 〜100 μηι，更好的是 5 μιη 〜100 μπι。 元件Α〜D中’以圖1之元件a為例更詳細地加以說明，元 件A之有機薄膜電晶體，於基板上依序具有閘極電極及絕 緣體層’於絕緣體層上，具有空出特定間隔而形成之一對 源極電極與汲極電極’且於其上形成有機半導體層。有機 半導體層形成通道區域，藉由用對閘極電極施加之電壓來 控制於源極電極與汲極電極之間流動的電流而進行開/關 動作。 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’亦提出有各種構成作為有機薄膜電晶體，若為藉由 對閘極電極所施加之電壓控制於源極電極與汲極電極之間 流動的電流而進行開/關動作或者表現出増幅等效果的結 構’則並不限定於該等元件構成’例如亦可為具有如由產 135615.doc • 21 - 200931699 業技術綜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(2002年3月）中提出之頂部與 底部接觸型有機薄膜電晶體（參照圖5)，或者由千葉大學之 工藤等人於電氣學會論文誌118_A( 1998)第1440頁中提出之 縱形有機薄膜電晶體（參照圖6)之元件構成者。 (有機半導體層） 對有機半導體層中所使用之有機半導體並無特別限定， 例如可列舉非專利文獻Chemical Review，第1〇7卷，第 1066頁，2007年中所記載之有機半導體材料等。又，於本 發明中，於有機半導體層中，可將自上述有機半導體材料 中選擇之複數種材料加以組合，並且複數種材料可加以混 合亦可積層。具體而言，可列舉稠五苯、稠四苯蒽稠 七苯、稍六苯、C60、C70、菲、祐、疾（chrysene)、花、 隸、紅㈣、㈣類、0料低分子材料及其衍生物， 二苯乙烯苯、寡聚乙炔、寡聚噻吩、寡聚硒吩等寡聚物類 及其衍生物，聚乙炔、聚噻吩、聚（3·己基噻吩）、聚（99_ 二辛基苐共-聯噻吩)、聚對苯乙炔、聚噻吩乙炔等;r共輊 系高分子類及其衍生物等，但是並不限定於該等。 (有機半導體層之形成方法） 對有機半導體層之形成方法並無特別限定，可應用公知 之方法。更理想的是於採用如圖i或圖2中所示之元件A、 B之元件構成之情形時’較好的是於不曝露於大氣之情況 下連續進行絕緣邀層之形成步驟及有機半導體層之形成步 另卜理的疋成膜方法包括分子束蒸錄法（ΜβΕ法 135615.doc •22- 200931699 (molecular beam epitaxy method’ 分子束磊晶法））、真空 蒸鍍法、化學蒸鍍法、分子束蒸鍍等氣相成膜。於利用將 材料溶解於溶劑令所得之溶液的浸潰法、旋塗法澆鑄 法、棒塗法、輥塗法等印刷、塗布法，及烘烤、電聚合、 溶液之自組裝，以及該等之組合方法，使用如上所述之有 . 機半導體層之材料液相形成有機半導體層之情形時，理想 . 的是在形成絕緣鱧層之後，直接取出至厭氧下之套手工作 箱中，於不曝露於大氣之情況下在套手工作箱内進行成 β 冑。另外，亦可將上述成膜方法中之2種以上加以組合而 形成有機半導體層。 另外，對於如圖3或圖4中所示之元件C、D般於形成半 導體之後形成絕緣膜之元件構成而言，理想的亦是在使半 導體成膜之後，於不曝露於大氣中之情況下形成氣聚合物 層。於此情形時，對半導體之成膜亦並無特別限定，可應 用上述成膜方法，理想的是氣相成膜。 ❹ 作為本發明之有機薄膜之形成方法，除絕緣體層之形成 步驟包括氟聚合物之氣相成膜以外，採用公知之方法即 彳’理想、的是如上所述般，不冑露於大氣中地連續進行半 導體及絕緣膜層之形成步驟。其中，於選擇ρ型有機半導 體材料作為有機半導體層之情形時，較理想的是針對藉由 曝露於大氣中提高性能之半導體材料，於半導體絕緣體 層形成步驟以後之步驟中曝露於大氣。 對本發明之有機薄膜電晶體中之有機半導體層之膜厚並 …特別限制，通常為〇.5 〜1 μιη，較好的是2 nm〜25〇 135615.doc -23· 200931699 nm ° 若長:间有機半導體層之結晶性，則電子場效遷移率會提 昇，因此於採用氣相成膜（蒸鍍、濺鍍等）之情形時，理想 的是將成膜過程中之基板溫度保持為高溫。該溫度較好的 是50〜25(TC，更好的是7〇〜15(rc。另外，無論採用何種成 膜方法，若於成臈後實施退火則可獲得高性能之裝置因 . 此較好。退火溫度較好的是50〜20(TC，更好的是7〇〜2〇〇 °c，時間較好的是10分鐘〜12小時，更好的是丨〜1〇小時β © (基板） 本發明之有機薄膜電晶體中之基板負責支撐有機薄膜電 晶體之結構的作用，作為基板之材料，除玻璃之外，亦可 使用金屬氧化物或氮化物等無機化合物、塑料膜（PET、 PES' PC)或金屬基板或者該等之複合體或積層體等。而 且，於可藉由基板以外之構成要素充分支撐有機薄膜電晶 體之結構之情形時，亦可不使用基板。另外，作為基板之 φ 材料，多使用矽（Si)晶圓。於此情形時，可將Si自身用作 閘極電極兼基板。而且，亦可將Si之表面氧化形成si〇2而 活用為絕緣層。於此情形時’如圖7所示，亦可於基板兼 閘極電極之Si基板上形成Au等之金屬層作為導線連接用電 * 極。 (電極） 作為本發明之有機薄膜電晶體中的閘極電極、源極電極 及没極電極之材料’若為導電性材料則並無特別限定，可 使用鉑、金、銀、鎳、鉻、銅、鐵、錫、錄錯、组、銦、 135615.doc 24- 200931699 鈀、碲、鍊、銥、鋁、舒、缺、 化銦•錫（IT〇)、#氟氧化 鶴、氧化錫•録、氧 „ ^ ^ 砰 奴、石墨、玻 墨、銀衆及碳襞、鐘、鈹、納 破璃石 錳、錯、鎵、鈮、鈉、鈉_鉀合 鈦、 入& 鱼鎂、鋰、鋁、鎂/鍤、窃 合物、鎂/銀混合物、鎂/鋁混合物、 、鋼混 AU tt3 'CT A 鎮/銦混合物、叙/备 化鋁混合物、裡/鋁混合物等。 /氧 於本發明之有機薄膜電晶體中， ❹

===含有上述導電性材料的溶液、二I 性電極材料H作為溶=之金屬微粒的流動 半導體造成損害，較好的是含有::質’為抑制對有機 _。…之水的溶二 =%以上、較好的是 之分散物，例如亦可使用公知：為屬微粒 通常粒子徑為。—…：電^等’較好的是含有 ..^ 10⑽之金屬微粒的分 。作為該金屬微粒之材料，例如可使錢、金、銀、 ，、鉻，、鐵、錫、銻錯、组、銦、把、碑、銖、銀、 鋁、釕、鍺、鉬、鎢'鋅等。 金使用主要包含有機材料之分散敎劑，將該等 2微粒分散於作為分散介質之水或任意有機溶劑中而形 八刀散物，使用該分散物形成電極。作為此種金屬微粒之 1物的製造方法，可列舉氣相蒸發法、關法、金屬蒸 成法等物理性生成法或者膠體法、共沈澱法等以液相 還原金屬離子而生成金屬微粒之化學性生成法，較好的是 135615.doc -25- 200931699 藉由日本專利特開平11 -76800號公報、曰本專利特開平i i _ 80647號公報、日本專利特開平n_319538號公報、日本專 利特開2000-239853公報等中揭示之膠體法，日本專利特 開2001-254185公報、日本專利特開2〇〇〗_53〇28號公報、日 本專利特開2001-35255號公報、曰本專利特開2〇〇〇124157 號公報、曰本專利特開2〇〇〇_123634號公報等中揭示之氣 相蒸發法製造之金屬微粒的分散物。

使用該等金屬微粒分散物成形上述電極，使溶劑乾燥之 後，視需要於10(TC〜300t、較好的是丨別艽一⑽它之範圍 内加熱為形狀模樣，藉此使金屬微粒熱融著，形成具有目 標形狀之電極圖案。 進而 作為閘極電極、源極電極及汲極電極之材料較 好的是使用藉由摻雜等使導電率提高之公知的導電性聚人 物，例如可較好地使用導電性聚苯胺、導電性聚^ 電性聚噻吩（聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸之錯合物 等）、聚乙H塞吩（PED〇T)與聚苯乙料酸之^物 等。藉由該等材料可降低源極電極及没極電極與有機二 體層的接觸電阻。 等 上述例中，形成源極電極錢極電極之材料較 有機半導體層之接觸面之電阻較小者。 ^ 扣崎之電阻，即谢 作電流控制裝置時與電子場效遷移率對應 遷移率而必需使電阻儘可能小。其通常係由電極：大之 函數與有機半導體層之能級的以、關係料^ 之功 將電極材料之功函數（W)設為a，將有機半導體層之㈣ 135615.doc -26- 200931699 電位（ip)設為b，將有機半導體層之電子親和力（Af)^為 c，較好的是滿足以下關係式。其中，均係將：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<i 5 eV(式⑴），更好的是b-ad.o eV〇若電極材料與有機半導 體層之關係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。 ►金屬之功函數值可自例如化學便覽基礎編11•第493頁（修 訂第3版日本化學會編丸善股份有限公司發行^“年）中揭 不之具有4.0 6¥或4.〇 eV以上之功函數的有效金屬之上述 列表中選擇，高功函數金屬主要有Ag㈠26，4 52，4 64， 4.74 eV)，A1 (4.06，4.24，4.41 eV)，Au (5.1，5.37，5.47 eV) ’ Be (4.98 eV)，Bi (4.34 eV)，Cd (4.08 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) ’ lr (5.42，5 76 eV)，Mn (4.1 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)。該等中，較好的是貴金屬（Ag，Au，Cu，Pt)， Ni，Co，Os，Fe，Ga，Ir，Μη，Mo，Pd，Re , Ru，V， 除金屬以外，較好的是IT〇、聚苯胺或pEE)〇T : PSS等 135615.doc ·27· 200931699 導電性聚合物及碳。作為電極材料，可含有該等▲ 物質中之一種或複數種 Z等阿功函數 、要功函數滿足上诚/T、 特別限制。 31式（1)則並無 於η型有機薄膜電晶體之情形時，較好的 eV(式（Π))，更好的是a_c<1 〇 eV。 !·5 m m ^ 電極材料與有機半導 體層之關係可轉上述_，則可獲得高性能之半導 別是選擇電極材料之功函數儘可能小者較好力 函數為一下，更好的是功函數為”eV以下的疋功 作為低功函數金屬之具體例’彳自例如化學便覽基礎編 仏第493頁（修訂第3版曰本化學會編丸善股份有限公司發 仃1983年)中揭示之具有4.3〜或43…以上之功函數的有 效金屬之上述列表_選擇，可列舉Ag (4 % , μ ((06，4.28 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 ! eV) > Hf (3.9 eV) * In (4.09 eV) . K (2.28)，La (3.5 eV), e

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)，γ (3·ι eV)，Yb (2.6 eV)，Zn (3 63 eV#。該等中較 好的是 Ba，Ca，Cs，Er，Eu，Gd，Hf，K，La，Li， Mg，Na，Nd，Rb，Y，Yb，Zn。作為電極材料，可含有 該等低功函數之物質中的一種或者複數種，只要功函數滿 足上述式（II)則並無特別限制。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，因此較理想的是 視需要包覆Ag或Au等於空氣中穩定之金屬。包覆必需之 135615.doc -28· 200931699 膜厚須為10 „ 水而劣 m以上，膜厚越厚則越可保護金屬不因氧或 '於實用上，考慮到提高生產性等原因，較理 想的是1 μηι以下。

，‘、’、述電極之形成方法，例如可藉由蒸鍍、電子束蒸 濺鍍、常壓電漿法、離子電鍍、化學氣相蒸鍍、電 非電解鍍敷、旋塗、印刷或者喷墨等方法而形成。另 夕:，作為視需要進行圖案化之方法，# :利用公知之光微 或舉離法，將使用上述方法而形成之導電性薄膜形成 方法，藉由熱轉印、喷墨等，於銘或銅等之金屬箔 上形成抗蝕劑層而進行蝕刻之方法。另外，可藉由直接喷 墨法將導電性聚合物之溶液或分散液、含有金屬微粒之分 散液等圖案化’亦可藉由微影法或雷射剝離法等由塗布膜 來形成。進而，亦可採用藉由凸版、凹版、平版、絲網印 刷等印刷法，將導電性聚合物或含有金屬微粒之導電性油 墨、導電性漿料等圖案化的方法。對於以上述方式而形成 之電極之膜厚，只要可導通電流則並無特別限制，較好的 疋0.2 nm〜10 μιη，更好的是4 nm〜300 nm之範圍。若在該 較好範圍内，則不會產生由於膜厚較薄而導致電阻升高電 壓下降的現象。而且，因並不過厚，故而膜形成並不耗費 時間’於積層保護層或有機半導體層等其他層之情形時， 積層膜可較為圓滑而並不產生階差。 另外，於本實施之有機薄膜電晶體中，例如為提高佈植 效率，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。作為緩衝層’對於n型有機薄膜電晶體而言理想 1356l5.doc -29- 200931699 的是有機EL之陰極中所使用的LiF、Li20、CsF、NaC03、 KC1、MgF2、CaC〇3等具有鹼金屬、鹼土金屬離子鍵之化 合物。 對於p型有機薄膜電晶體而言，理想的是FeCl3、 TCNQ、F4-TCNQ、HAT 等之氰基化合物，cFx 或 Ge02、 Si〇2、M0O3、V2O5、V〇2、V2O3、MnO、M113O4、Zr02、 W03、Ti02、ln203、ZnO、NiO、Hf〇2、Ta205、Re〇3、

Pb〇2等鹼金屬、鹼土金屬以外之金屬氧化物，zns、ZnSe 等無機化合物。該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’亦可為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。另外，理想的是包含兩種以上上述化合物者。 進而，考慮到例如大氣中所含之氧、水等對有機半導髏 層之影響，可於有機電晶體元件之外周面之整個面或者一 部分上形成阻氣層。作為形成阻氣層之材料，可使用該領 域中常用者，例如可列舉：聚乙烯醇、乙烯_乙烯醇共聚 物、聚氣乙烯、聚偏二氣乙烯、聚氣三氟乙烯等。進而， 亦可使用上述絕緣體層中所例示的具有絕緣性之無機以及 有機物。 [實施例] 實施例1 使用尺寸為25x20x1.1 mm之玻璃作為基板於該基板上 以1〇0⑽之厚度形成1T0骐，使用光微影法使之^案化， 製成透明閘極電極（以下將形成有⑽膜之基板稱為透明支 135615.doc 200931699 撐基板）。以異丙醇對該透明支撐基板進行5分鐘超音波清 洗之後，以純水清洗5分鐘，進而以異丙醇進行5分鐘超音 波清洗’然後吹拂乾燥沁氣體使之乾燥。最後，使用 UV(ultraviolet ’紫外線）臭氧清洗裝置[j§amc〇國際股份有 限公司製造]清洗30分鐘。將清洗後之透明支撐基板固定 於可進行二元蒸鍍之市售真空蒸鍍裝置[UWac股份有限公 司製造]的基板固持器中，於連續之真空環境下，按照下 述要領設置絕緣體層。首先，於預先裝入有氧化鋁製坩堝 之鎢製籃之上方（氧化鋁製坩堝之上）覆蓋12 μηι多之不鏽鋼 製網格，該氧化鋁製坩堝中收容有作為蒸鍍源的四氟乙烯 與全氟-2,2-二甲基_ι，3-二号。坐[上述式（ia)所表示之共聚單 體]之無定形共聚物粉末（商品名：Teflon AF，杜邦（Du Pont)公司製造）1.5 g。然後，將真空室内部減壓至1χ1〇·4 Pa為止之後’對鎢製籃通電加熱，將蒸鍍源加熱至455 °C，以0.5 nm/s之蒸鍍速度於透明支撐基板上設置膜厚為 0.8 μπι(800 nm)之Teflon AF薄膜（絕緣體層）。再者，除IT〇 電極以外之各層之膜厚以及蒸鍍速度，係一面藉由配置於 真空室内之晶體振盈式膜厚計[Ulvac股份有限公司製造]監 視蒸鑛膜之膜厚一面進行控制。另外，使用觸針式膜厚計 測定所獲得之各層之膜厚，確認其與晶體振盪式膜厚計之 讀數一致。形成絕緣體層之後’使基板暫時曝露於大氣 中’ 30分鐘後，再次將其固定於真空蒸鍍裝置中，進行真 空排氣直至達到lxlO·4 Pa以下。對裝有稠五苯之鎢盤通電 加熱，將蒸鍵源加熱至400°C，以0.05 nm/s之蒸鍍速度於 135615.doc -31 · 200931699 積層結構體之外表面設置媒厚為50 nm之稠五苯薄膜（有機 半導艘層）。最後，通過金屬遮罩以50 nm之膜厚使金成 膜，藉此以間隔（通道長L)為75 μηι之方式形成互相並不連 接之源極電極與汲極電極（參照圖8)。此時係以使源極電極 及汲極電極之寬度（通道寬W)成為5 mm之方式成膜，藉此 製成有機薄膜電晶體。對所獲得之有機薄膜電晶體之閘極 電極施加0〜100 V之閘極電壓’並對源極-汲極間施加電壓 以使電流流動。於此情形時，電子被誘導至有機半導體層 之通道區域（源極-汲極間）中’作為P型電晶體進行動作。 其結果’電流飽和區域中之源極-沒極電極間之電流的開/ 關比為9·0χ105。另外，利用下述式（A)計算出電洞之電子 場效遷移率μ，結果為0.47 cm2/Vs ;另外，臨界電壓為_4〇 V ： ID = (W/2L) . Cg . (VG-VT)2 (A) 式中’ Id為源極·汲極間電流’ W為通道寬，L為通道 長，C為閘極絕緣體層之每單位面積之電容，Vt為閘極臨 界電壓，vG為閘極電壓。 比較例1 首先’使用Flourinert FC-42(商品名，住友3M股份有限 公司製造）1〇 g作為溶劑’使用四氟乙烯與全氟_2,2_二甲 基-1,3-二呤唑[上述式（la)所表示之共聚單體]之無定形共 聚物粉末（商品名：Teflon AF，杜邦公司製造）作為溶質， 製備1〇重量％之溶液。將該溶於附有圖案化之IT〇電極之 透明支撐基板上，用市售之旋塗機以2〇〇〇 rpin液旋塗成 135615.doc -32- 200931699 膜Teflon AF之臈厚為8〇〇〜j 2〇〇 nm。以與實施例1相同之 方式進行半導體成膜以及金電極成臈，製成有機薄臈電晶 體。以與實施例1相同之方式測定膜厚為82〇 nm之元件的 遷移率，結果為0.09 cm2/Vs。另外，臨界電壓為_51 v， 開/關比為2.1χ1〇3。根據實施例1與比較例1之比較可知， 使氟聚合物氣相成膜而製作的有機薄膜電晶體之遷移率、 以及開/關比優異。 實施例2 除在氣相成膜絕緣體層之後’於不將基板曝露於大氣之 情況下成膜稠五苯薄膜、源極電極以及汲極電極以外，以 與實施例1相同之方式製作有機薄膜電晶體。所獲得之元 件之遷移率為0.61 cm2/Vs’臨界電壓為_34 V，開/關比為 Ι,ΟχΙΟ7。 實施例3 除使作為絕緣體層之材料的全氟烯丙基乙烯醚之聚合物 (商品名CYTOP，旭硝子股份有限公司製造）成膜以外，以 與實施例2相同之方式製作有機薄膜電晶體。CYTOP之成 膜係將真空室内減壓至lxlO·4 Pa以下為止之後，對鎮製藍 通電加熱而將蒸锻源加熱至390°C，以0.5 nm/s之蒸鍵速度 於透明支撐基板上進行，藉此獲得膜厚為0.8 μιη(800 nm) 之CYTOP薄膜（絕緣體層）。其後，以與實施例2相同之方 式製作有機半導體層、源極電極以及汲極電極。以實施例 3之方法所製作之有機薄膜電晶體的遷移率為0.56 cm2/Vs，臨界電壓為-36 V，開/關比為8.4xl〇6。由於使用 135615.doc •33· 200931699 氟聚合物’實施例3與實施例1及2同樣地實現了良好之性 能。 實施例4 ❹

利用熱氧化法使Si基板（P型，比電阻為1 Qcm，兼作閘 極電極）之表面氧化，藉此於基板上製作3〇〇 nm2熱氧化 膜作為絕緣膜。進而，藉由乾式蝕刻將成臈於基板之一面 上之Si〇2膜完全除去之後，藉由濺鍍法以2〇 nm之膜厚使 鉻成膜，然後藉由濺鍍於其上以1〇〇 ηιη使金（Au)成膜，取 出作為電極。將該基板以中性洗劑、純水、丙酮以及乙醇 各進行30分鐘超音波清洗。 繼而’將該基板設置於真空蒸鍍裝置（ULVAC公司製造） 中’於絕緣膜（Si02)上，利用實施例2之方法使Teflon AF 成膜為膜厚2 nm之絕緣膜（參照圖9)。其後，以與實施例2 相同之方式製作有機半導體層、源極電極以及汲極電極。 所獲得之有機薄膜電晶體之電流開/關比為2.2χ 1 〇7，遷移 率為0.63 cm2/Vs，臨界電壓為-8 V。 實施例5 除使用聚（氣三氟乙烯）(PCTFE)作為絕緣體層之材料以 外’以與實施例2相同之方式製作元件^ PTCFE之成膜係 將真空室内減壓至1X10·4 pa以下為止之後，對鎢製籃通電 加熱而將蒸鍍源加熱至400°C，以0.5 nm/s之蒸鍍速度於透 明支揮基板上進行，藉此獲得膜厚為80〇 之PTCFE薄膜 (絕緣體層）。其後’以與實施例2相同之方式製作有機半導 體層、源極電極以及汲極電極。所獲得之有機薄膜電晶體 135615.doc -34- 200931699 之開/關比為7.9χ10ό，遷移率為0.51 cm2/Vs，臨界電壓為_ 36 V。 比較例2 除使用聚乙烯作為絕緣體層之材料以外，以與實施例i 相同之方式製作有機薄膜電晶體。聚乙烯之成膜係將真空 - 室内減壓至1X10_4 Pa以下為止之後，對鎢製籃通電加熱而 將蒸鍍源加熱至370°C，以0.5 nm/s之蒸鏟速度於透明支撐 基板上進行，藉此獲得膜厚為800 nm之聚乙烯薄膜（絕緣 Ο 體層）。其後，以與實施例1相同之方式製作有機半導體 層、源極電極以及汲極電極。所獲得之有機薄膜電晶體之 開/關比為5.2乂105，遷移率為〇_〇8(；1112/¥3，臨界電壓為-56乂。 ❷ 135615.doc -35- 200931699

135615.doc -36- 200931699 [產業上之可利用性] 如上所述，根據本發明之有機薄膜電晶體之製造方法， 藉由使氟聚合物氣相成膜可獲得高性能之TFT特性，作為 電晶體十分有用。 【圖式簡單說明】 • 圖1係表示本發明之有機TFT之元件構成之一例的圖。 . 圖2係表示本發明之有機TFT之元件構成之一例的圖。 圖3係表示本發明之有機TFT之元件構成之一例的圖。 © 圖4係表示本發明之有機TFT之元件構成之一例的圖。 圖5係表示本發明之有機TFT之元件構成之一例的圖。 圖6係表示本發明之有機TFT之元件構成之一例的圖。 圖7係表示本發明之有機TFT之元件構成之一例的圖。 圖8係表示本發明之實施例1〜3及5以及比較例1及2中所 得之有機TFT之元件構成的圖。 圖9係表示本發明之實施例4中所得之有機TFT之元件構 成的圖。 135615.doc -37·

Claims (1)

1. 200931699 十、申請專利範圍： 1. 一種有機薄膜電晶體之製造方法，其特徵在於：其係製 造至>、於基板上設置有閘極電極、源極電極及没極電極 3個端子、絕緣體層以及有機半導體層，且藉由對閘極 電極施加電壓而控制源極-汲極間電流的有機薄膜電晶體 • 者，該絕緣體層之形成步驟包括氟聚合物之氣相成膜。 2·如請求項1之有機薄膜電晶體之製造方法，其係於不曝 露於大氣之情況下連續進行上述絕緣體層之形成步驟及 © 有機半導體層之形成步驟。 3.如請求項2之有機薄膜電晶體之製造方法，其中上述有 機半導體層之形成步驟包括氣相成膜。 4·如請求項1之有機薄膜電晶體之製造方法，其中上述絕 緣體層具有2層以上之絕緣膜，且與上述有機半導體層 相鄰接之一層絕緣膜為氟聚合物膜。 5.如請求項1之有機薄膜電晶體之製造方法其中上述氟 聚合物包含選自聚氣三氟乙稀、聚二氣二氟乙締、聚三 響 氣氟乙烯、四氟乙烯與全氟-2,2-二甲基二嘮唑 (dioxole)之無定形共聚物或者全氟烯丙基乙^醚 . (CF2=CF-〇-CF2-CF=CF2)之聚合物中的至少一種。 . 6. 一種有機薄膜電晶體，其係利用如請求項丨至5中任一項 之方法製造而成者。 I35615.doc