TW200952230A - Compound for organic thin-film transistor and organic thin-film transistor using the compound - Google Patents

Description

200952230 六、發明說明： I：發明所屬之技術領域】 技術領域 及於有機 本發明係有關於有機薄膜電晶體用化合物 半導體層使用其之有機薄膜電晶體。 背景技術

薄膜電晶體（TFT)正廣泛地作為液晶顯示择 衣罝專4員干 用之轉換元件使用。代表之TFT係於基板上依序具有” 極、絕緣體層、有機半導體層，並於有機半導體層上、電 隔有預定間隔所形成的源極電極及汲極電極。古 、有 令機半導髂 層形成通道區域，藉以施加於閘極電極之電壓押^制源 極與沒極電極間流動的電流，進行開/關動作。 、電 以往，該TFT係使用非晶質或多結晶之矽所製作 作使用此種矽之TFT所使用的CVD裝置非常地古 ^製 阿價’且使 而 用TFT之顯示裝置等的大型化有伴隨著製造成本大巾5择 的問題。又，因將非晶質或多結晶之矽成膜的製程係^非 常尚之溫度下進行’可用以作為基板之材料種類有吁 有無法使用輕量的樹脂基板等問題。 為了解決此種問題，有人提出了使用有機物取代非曰 質或多結晶矽的TFT(以下，簡稱為有機TFT。）。使用真: 蒸鍍法或塗布法等作為以有機物形成TFr時使用之成膜方 法是眾所周知的’依據該等成膜方法，可抑制製造成本上 升並實現元件之大型化，亦可將成臈時所需要之製程溫声 3 200952230 設為較低溫。因此，有機TFT中，有選擇基板使用之材料時 之限制少的優點，其實用化正受到期待，且頻繁地被做成 研究報告。 有機TFT中使用之有機物半導體中，p型FET(電場效果 電晶體）之材料可舉例如：將共軛系聚合物或噻吩等多元 體、金屬酜花青化合物、稠五苯(pentacene)等縮合芳香族烴 等於單體或與其他化合物之混合物的狀態下使用。又，η型 FET之材料，可舉例如：ι，4,5,8-萘四二羧酸酐(naphthalene tetracarboxylic dianhydride;NTCDA)、11，11，12，12-四氰基萘 (tetracyanonaphtho)-2,6- 啥 琳曱院 (quinodimethane)(TCNNQD)、1,4,5,8-萘四叛酸二醯亞胺 (naphthalene tetracarboxylic dimide;NTCDI)、或氟化醜花青 是眾所周知的。 另一方面，有同樣以使用電傳導之裝置作為有機電致 發光(EL)元件的情形。相對一般於有機EL元件中在l〇〇nm 以下之超薄膜的膜厚方向上施加l〇5V/cm以上之強電場強 制地流通電荷，於有機TFT的情況下，需於數μιη以上之距 離以105V/cm以下之電場高速地流通電荷，有機TFT中所使 用之有機物本身需要更進一步之導電性。然而，習知的有 機TFT中前述化合物之電場效果移動度小、應答速度慢，於 作為電晶體之高速應答性有問題。又，開/關比亦小。 另外，此處所謂之開/關比係將施加閘極電壓後（開）之 源極-汲極間流動之電流除以未施加閘極電壓時（關）之源極 -汲極間流動之電流的值，開電流係指通常使閘極電壓增 200952230 加，源極-汲極間流動之電流飽和時的電流值(飽和電流）。 又’前述化合物之電場效果移動度小，應答速度慢之 理由’可舉化合物内之兀共軛結構的平面性低為例。因此， 嘗忒將—仏之乙烯基殘基、或二價之乙炔基殘基導 入π共軛系中，提高平面性。 例如，專利文獻i中揭示了具有芳基伸乙炔基（aryl ethynylene)之化合物。該文獻中，於製作元件時藉對基 板施行單分子膜處理，並且…面加熱基板—面進行蒸鍵， 得到高移動度。然而，因對基板施行單分子膜處理，並且， 面加熱基板一面進行蒸鍍，而有處理複雜的問題。 又，且於二價之乙烯基殘基或二價之乙炔基殘基連接 嘍吩環’更加提高化合物内之兀共軛結構的平面性正受到期 待。具有該結構之化合物，可舉例如：專利文獻2中揭示了 乙炔基嘍吩化合物顯示電晶體特性。然而，其移動度為3χ l〇'4Cm2/Vs尚未令人充分滿意。 冬料--------------- — _______ — 專利文獻2 :曰本專利特開2004-179249 本發明係用以解決前述問題而作成者，並提供一種具 有高移動度之有機薄膜電晶體用化合物者。又，目的在於 提供一種將前述有機薄膜電晶體用化合物作為有機半導 體層使用之有機薄膜電晶體。 【發明内容3 發明揭示 本發明人等為達成前述目的反覆致力研究，钟果，發 200952230 ^式⑴所表不之化合物具有高移動度，•宜作為有機 薄膜電晶體之有機半導體層，而完成本發明。 換=之’本發明係具有下述式⑴之結構的有機薄模電 晶體用化合物。 X^L-Ar-L-X2 (1) 式1⑴中’L係-CSC-或是立體組態呈反式之_CH=CH_; /及X2*収錄代或無取代之環形錢子數5〜6〇 的芳香族雜_基’且其等與[之連接部位為雜環； ΑΓ係經取代或無取代之環形成碳數6〜6 0的芳香族烴 基，或是經取代或無取代之環形成原子數為5〜6 〇的芳香族 雜壤基； X1、X2及Ar中之至少一者以上為2環以上的縮合環。 又，本發明係提供—種至少於基板上設有：閘極電極、 源極電極及汲極電極之3端子、絕緣體層及有機半導體層， 且於藉由對閘極電極施加電壓以控制源極_汲極間之電节 的有機薄膜電晶體中，前述有機半導體層含有具前述式（/) 結構之有機化合物的有機薄臈電晶體者。 又，本發明係提供一種於有機薄膜電晶體中，利用原 極-汲極間流動之電流來發光，並藉由對閘極電極施加電壓 以控制發光的有機薄膜發光電晶體者。 本發明可板供具有咼移動度之有機薄膜電晶體用化八 物。藉利用本發明之有機薄膜電晶體用化合物作為有機半 導體層，可提供具高速應答速度(驅動速度)之有機薄犋電曰 200952230 又，本發明之有機薄膜電晶體用化合物亦可作為可發 光之有機薄膜電晶體利用。 圖式簡單說明 [第1圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造 之一例的圖。 [第2圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第3圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第4圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第5圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第6圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第7(1)〜(4)圖]係顯示具有電洞注入性電極與電子輸送 性電極之源極電極及汲極電極的製造步驟的圖。 [第8圖]係顯示實施例4中所得之本發明的有機薄膜發 光電晶體之發光光譜的圖。 I：實施方式3 用以實施發明之最佳形態 本發明之有機薄膜電晶體用化合物具有下述式（1)之結 構。 ⑴ X'-L-Ar-L-X2 7 200952230 式（1)中，L係-c^c-或是立體組態呈反式之-ch = CH-。藉使用此種立體阻礙少之連接基，於式⑴所表示之 分子全體巾之敍翻具#π魏。 ’ L以為-C^C-為佳。 ϋ錄代或無取代之環形成原子 H i香姉環基，且其等與L之連接部位為雜環。相 以㈣/U的連接位置因分子容易秩序良好地配向，故 以連接成π共軛為長為佳。 雜環方面，當與L之連接位置的原子相鄰 原子時，_歡平面性變高而為佳。以下例样 並未受該料較。 ~本發月 [化學式1]

位置的原子相鄰接之原子為雜原子的部分

〇 性高 ’该等中’因含有硫續原子之5員環者的碰輛平面 而更佳。 式⑴巾，ΑΠ錄代或錄代之環侃碳數6〜6〇的芳 巷煙基，或是經取代或無取代之環形成原子數為5〜⑼的 方香族雜環基。 置盤7具有對稱性之結構為佳，又，以與二個[之連接位 之、4稱較佳。又，因分子容易秩序良好地配向，故與二個L 接位置以連接成π共軛為長為佳。 200952230

Ar以為3環以上之縮合環為佳。 於以下例示前述-Ar-之部分結構，但本發明並未受該等 所限定。 [化學式2]

式（1)中，X1、X2及Ar中之至少一者以上為2環以上的 縮合環。當X、X2、Ar中之至少一者以上為2環以上的縮合 環時，因具有南移動度’可得充分範圍之π共輛。以X1及/ 或X2為2環以上之縮合環為佳。 式（1)中，當X^L-Ar-LO^iTt共軛為平面結構而大範圍 地存在時’分子間之相互作用會強力地作用而為佳。又， 當化合物之冗共軛結構具有對稱性時，因分子容易秩序良 好地配向而為佳。此外，當分子全體具有對稱性時較佳。 另外，旋轉軸係Ari中心點。以X1與X2相同為佳。 前述Ar之芳香族烴基的具體例，可舉例如：可具有取 代基之苯、萘、蔥、稠四苯(tetracene)、稠五笨、菲、苯并 菲、聯伸三苯、心環稀(corannulene)、蔻、六笨并聯伸三苯、 六苯并惹（hexabenzocoronene)、三環戍二稀并三亞笨笑 (sumanene)等殘基。 9 200952230 前述Ar'X1及X2之芳香族雜環基的具體例，可舉例如： 可具有取代基之51比咬、Dtb°秦、喧琳、蔡咬、琳、啡〇并 (phenazine)、二氮雜蔥（diazaanthracene)、D比0定并嗜琳、痛 啶并喹唑啉(pyrimidoquinazoline)、吡嗪喹噚琳、啡琳、咔 唑、嘍吩、苯并嘍吩、二苯并噻吩、苯并二嘍吩、[η苯并 嘍吩并（benzothieno)[3,2-b]苯并噻吩、嘍吩并嘍吩、二噻吩 并嘍吩、呋喃、苯并呋喃、二苯并呋喃、苯并二呋喃、噻 唑（thiazole)、苯并噻唑、二噻二環戊二烯并苯 (dithiaindacene)、二嗟茚并茚（dithiaindenoindene)、二苯并 砸吩（dibenzoselenophene)、二栖二環戊二烯并苯 (diselena-indacene)、二砸茚并茚（diselena-indenoindene)、 二苯并π塞略(dibenzosilole)等殘基。 本發明之有機薄膜電晶體中使用之具有特定結構的有 機化合物，基本上顯示p型（電洞傳導)及n型（電子傳導)之兩 極性’即使與後述之源極、汲極電極組合，仍可作為p型元 件或n型元件驅動。 前述式（1)中，藉由使用電子接受性之基作為Ar'X1及 X2可具有之取代基，可降低最低未佔用分子軌域(LUMO) 能階’作為n型半導體作用。電子接受性之基較佳者係：氫 原子、ί素原子、氰基、ί炭數1〜30之函烧基、碳數1〜3〇之 鹵烷氧基、碳數1〜30之鹵烷硫醯基。又，藉由使用電子供 予性(electron donating)之基作為Ar、X1及X2可具有之取代 基’可提升最高佔用分子軌域(HOMO)能階，作為p型半導 體作用。作為電子供予性之基較佳者係：氫原子、碳數卜邛 10 200952230 之烷基、碳數1〜30之烷氧基、碳數1〜30之烷胺基、碳數2〜60 之二烷胺基（亦可為胺基互相結合而形成含有氮原子之環 結構）。 以下，說明可具有式（1)之Ar、X1及X2的取代基之具體 例。 前述鹵素原子可舉氟、氯、溴及碘原子為例。 前述烷基，可舉例如：甲基、乙基、丙基、異丙基、 η-丁基、s-丁基、異丁基、t-丁基、η-戍基、η-己基、η-庚 基、η-辛基、η-壬基、η-癸基、η-Ί--烧基、η-十二烧基、 η-十三烧基、η-十四院基、η-十五烧基、η-十六院基、η-十 七烧基、η-十八院基、η-十九烧基、η-二十烧基、η-二Η-- 烧基、η-二十二烧基、η-二十三烧基、η-二十四烧基、η-二 十五烧基、η-二十六烧基、η-二十七烧基、η-二十八烧基、 η-二十九烧基、η-三十烧基等。 前述鹵烷基，可舉例如：氣甲基、1-氣乙基、2-氯乙基、 2-氯異丁基、1,2-二氣乙基、1,3-二氯異丙基、2,3-二氯-t-丁基、1,2,3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴乙基、2-溴異丁基、1,2-二溴乙基、1,3-二溴異丙基、2,3-二溴-t-丁 基、1,2,3-三溴丙基、碘甲基、1-碘乙基、2-碘乙基、2-碘 異丁基、1,2-二碘乙基、1,3-二碘異丙基、2,3-二碘-t-丁基、 1，2,3-三碘丙基、氟甲基、1-氟甲基，2-氟甲基、2-氟異丁 基、1，2-二氟乙基、二氟曱基、三氟曱基、五氟乙基、全氟 異丙基、全氟丁基、全氟環己基等。 前述烷氧基係以-OY1所表示之基，Y1之例，可舉與前 11 200952230 述烷基中說明者相同之例為例，前述鹵烷氧基係以_OY2所 表示之基，γ2之例’可舉與前述鹵烷基中說明者相同之例 為例。 前述烷硫基係以-SY1所表示之基，γΐ之例，可舉與前 述烷基中說明者相同之例為例，前述鹵烷硫基係以_SY2所 表不之基’ Y2之例，可舉與前述鹵烷基中說明者相同之例 為例。 前述烧胺基係以-NHY丨所表示之基，二烷胺基係以 -NYiy3所表示之基，γΐ及γ3分別可舉與前述烷基中說明者 相同之例為例。另外，二烷胺基之烷基亦可互相結合，形 成含有氮原子之環結構，且環結構，可舉吡咯啶、哌啶等 為例。 前述烷硫醯基係以-SC^Y1所表示之基，γΐ之例，可舉 與前述烷基中說明者相同之例為例，前述函烷硫醯基係以 -S〇2Y2所表示之基，Υ2之例，可舉與前述鹵烷基中說明者 相同之例為例。 前述芳香族烴基，可舉例如：苯基、萘基、蒽基、菲 基、第基、茈基、并四笨基(tetracenyi)、稠五苯基等。 前述芳香族雜環基，可舉例如：二噻吩并苯基、苯并 呋喃基、苯并噻吩基、喹啉基、咔唑基、二苯并呋喃基、 二苯并嗟吩基、笨并嗓二唾基等。 前述烷矽基係以-SiYW^4所表示之基，γ]、γ3及γ4 分別可舉與前述院基中說明者相同之例為例。 前述烧石夕乙块基係將以前述烷矽基所表示之基與伸乙 12 200952230 炔基相連的基，可舉例如：三甲基矽乙炔基、三乙基矽乙 炔基、三異丙基矽乙炔基等。 前述可具有Ar、X1及X2之取代基，以於不妨礙 XLL-Ar-L-X2所形成的π共軛結構之平面性的位置取代為 佳。 前述可具有Ar之取代基，以鹵素原子、碳數5〜60之烷 矽乙炔基或氰基為佳。

前述可具有X1及X2之取代基，以鹵素原子、碳數1〜30 之烷基、碳數5〜60之烷矽乙炔基、碳數1〜30之鹵烷基或氰 基為佳。 更加可取代具有前述式（1)顯示之各基的取代基之取代 基，可舉例如：芳香族烴基、芳香族雜環基、烷基、烷氧 基、芳氧基、芳硫基、烷氧羰基、胺基、鹵素原子、氰基、 硝基、經基、叛基等。 式（1)之化合物中，X1與L之連接位置、X2與L之連 接位置、及Ar與L之連接位置以構成為以 X^L-Ar-L-X2所形成之π共軛結構的共軛長為最長 為佳。例如，以下述（a)與（b)之化合物中，以結合成 為（b)為佳。 [化學式3]

13 200952230 以下，舉出本發明之有機薄膜電晶體用化合物的具體 例，但本發明並未受該等所限定。

14 200952230

15 200952230

C12H25

(^6) 16 200952230

OCj^^X^tO -

17 200952230

18 200952230 cR" φ- (Ε·2) -Or- (Ε·3) _ -λΡ (E" -办㈣ - Or- ♦ —(E-7) 夺 Or- (Ε·9) 本發明之有機薄膜電晶體用化合物可使用眾所周知的 方法，例如：可藉由如下述反應(A)或(B)之代表霍納爾-瓦 兹沃斯-埃蒙斯反應（Horner-Wadsworth-Emmons reaction)、 醛醇反應的使用酸觸媒或鹼觸媒之各種縮合反應、抑或如 下述反應（C)或（D)之代表蘇諾加蘇羅搞合（Sonogashira coupling)、鈴木-宮浦搞合(Suzuki-Miyaura coupling)的使用 19 200952230 過渡金屬觸媒之各種耦合反應合成。 [化學式5]

另外，於如電晶體之電子裝置中，藉由使用材料純度 高者，可得電場效果移動度或開/關比高之装置。因此，視 需要，利用管柱層析、再結晶、蒸餾、昇華等方法，加以 精製係為理想。較佳者是，藉由重複使用該等精製方法、 或組合複數之方法，可提升純度。並且，精製之最後步驟， 以至少重複昇華精製2次以上為理想。藉使用該等方法，以 使用經HPLC測定之純度90%以上之材料為佳，較佳者是使 用95%以上’特佳者係99%以上之材料，藉此可提高有機薄 膜電晶體之電場效果移動度或開/關比，而引出原本讨料具 有之性能。 接著’說明本發明之有機_電晶體的元件構造。 本發明之有機薄膜電晶體的元件構造至少具有閘極電 極、源極電極及祕電極之3料、絕_狀有機半導艘 層：並藉由對閘極電極施加魏來控制源極-及極間之電流 的薄膜電晶體。並且’特徵係有機半導體層含有前述本發 20 200952230 明之有機薄膜電晶體用化合物。通常，有機薄膜電晶體係 設於基板上。 電晶體之構造並未特別限定，亦可為除了有機半導體 層之成分以外仍具有眾所周知的元件構造者。使用圖說明 有機薄膜電晶體之元件構造的具體例。 第1圖〜第4圖係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件 構造之一例的圖。 第1圖之有機薄膜電晶體1於基板10上具有互相隔有預 定間隔且對向形成之源極電極11及汲極電極12。並且，形 成有機半導體層13以包覆源極電極11、汲極電極12及該等 間之間隙，且積層絕緣體層14。於絕緣體層14之上部，且 為源極電極11及汲極電極12間之間隙上形成閘極電極15。 第2圖之有機薄膜電晶體2係於基板10上依序具有閘極 電極15及絕緣體層14，並於絕緣體層14上具有隔預定間隔 所形成之一對源極電極11及汲極電極12，且於其上形成有 機半導體層13。有機半導體層13成為通道區域，以對閘極 電極15施加之電壓控制源極電極11與汲極電極12間流動之 電流，藉此進行開/關動作。 第3圖之有機薄膜電晶體3係於基板10上依序具有閘極 電極15、絕緣體層14及有機半導體層13，且於有機半導體 層13上具有隔預定間隔所形成之一對源極電極11及汲極電 極12。 第4圖之有機薄膜電晶體4係於基板10上具有有機半導 體層13，且於有機半導體層13上具有隔預定間隔所形成之 21 200952230 一對源極電極11及汲極電極12。並且，更依序具有絕緣體 層14及閘極電極15。 本發明之有機薄膜電晶體具有電場效果電晶體(FET :

Field Effect Transistor)之構造。如前述，依據電極之位置、 層之積層順序等而具有數種構造。有機薄膜電晶體具有有 機半導體層（有機化合物層）、互相隔有預定間隔且對向形成 之源極電極及沒極電極、及由源極電極、沒極電極分別隔 有預定距離所形成的閘極電極，藉對閘極電極施加電壓來 控制源極-汲極電極間流動之電流。此處，源極電極與汲極 ❹ 電極之間隔係依據使用本發明之有機薄膜電晶體的用途來 決定’通常為Ο.ίμηι〜lmm，以Ιμιη〜ΙΟΟμιη為佳，較佳者是 5μιη〜ΙΟΟμηι ° 已有眾多作為有機薄膜電晶體之構造的提案，而本發 明之有機薄膜電晶體只要為以對閘極電極施加之電壓來控 制源極電極與汲極電極間流動之電流，而顯現開/關動作或 放大等效果的構造的話，並未為受該等元件構造限定者。 例如，亦可為具有如產業技術綜合研究所之吉田等 ◎ 人，於第49屆應用物理學關係聯合演講會演講草稿集 27a-M-3(2002年3月）種所提案之上下接觸（t〇p and b〇u〇m contact)型有機薄膜電晶體（參照第5圖）、或千葉大學之工藤 等人於電氣學會論文誌118-A(1998)1440頁中提案之縱形有 機薄膜電晶體（參照第6圖）的元件構造者。 以下，說明有機薄膜電晶體之構成構件。 (有機半導體層） 22 200952230 本發明之有機薄膜電晶體令之有機半導體層含有前述 本發明之有機薄膜電晶體用化合物。有機半導體層之膜厚 亚未特别限制，但通常為G.5nm〜Ιμηι，以2nm〜25Gnm為佳。 有機半導體層之形成方法並未特別限定，可使用 眾所周知的方法，例如：分子束蒸鍍法(MBE法）、真空蒸 鍍法、化學蒸鍍、將材料溶解於溶劑之溶液的浸潰法、旋 轉塗布去、澆鑄法、棒式塗布法、滾轴塗布法等印刷、塗 參 布法及烘焙、電聚合、分子束蒸鍍、由溶液之自我組合 (self-assembiy)、及組合該等之方法，藉此，以前述之有機 半導體層的材料來形成有機半導體層。 - 當有機半導體層之結晶性提升時，電場效果移動度會 上升’故無關成膜方法，於成膜後施行退火，可得到高性 b裝置而為佳。退火之溫度以〜200°C為佳’當為7〇〜200 C時更佳，時間以10分鐘〜12小時為佳，當為丨〜⑺小時時更 佳。 β 本發明中’有機半導體層可單獨使用以式（1)所表示之 化合物1種，亦可組合複數、或使用稠五苯或噻吩募聚物等 眾所周知的半導體，積層由複數材料之混合薄膜或不同材 料所構成之複數層使用。 (基板） 本發明之有機薄膜電晶體的基板係具有支持有機薄膜 電晶體之構造的功用者，材料除了玻璃以外，亦可使用金 屬氧化物、氮化物等無機化合物、塑膠薄膜(PET、PES、 PC)、金屬基板或該等之複合體、積層體等。又，當藉由基 23 200952230 =以外。之構成要素而可充分支持有機薄膜電晶體之構造 、°不使用基板。又，基板之材料多半使时(Si)晶圓。 此時^本身可兼作為開極電極及基板使用。又亦可將 ,氧化幵4Sl〇2作為絕緣層活用。此時，亦可將Au 等屬層成膜於兼為基板及閘極電極之以基板，作為導線 連接用的電極。 (電極）

本發明之有機溥膜電晶體中，作為閘極電極、源極電 極及及極電極之材料只要為導電性材料的話並未特別限 G 定可使用.始、金、銀、錄、絡、銅、鐵、錫、録錯、 L鋼雀巴、締、銖、银、銘、釘、鍺、銦、鎢、氧化錫· 綈、氧化銦.錫(ITO)、氟摻雜氧化鋅、鋅、碳、石墨、玻璃 石墨、銀糊劑及碳糊劑 鈦'猛、鉛、鎵、銳、納、鈉_卸合金、錢、链、銘、鎮/ 銅混合物、鎂/銀混合物、鎂/鋁混合物 '鎂/銦混合物、鋁/ 氧化鋁混合物、鋰/鋁混合物等。 前述電極之形成方法’可舉例如：蒸鑛、電子束蒸鍍、 © 濺鍍、大氣壓電漿法、離子電鍍、化學氣相蒸鍍、電鍍、 無電電鍍、旋轉塗布、印刷或噴墨等方法。又，視需要進 行之圖案成形方法，有使用眾所周知的光蝕刻法或剝離 (lift-off)法將使用前述方法形成之導電性薄膜形成電極的 方法、抑或藉於鋁或銅等金屬箔上熱轉印、喷墨等形成光 阻之蝕刻方法。 如此形成之電極的獏厚只要可導通電流的話，並未特 24 200952230 =限制’但以〇2ηπι〜1〇μιη為佳，較佳者是在*咖〜则⑽之 ^圍。只要在該較佳_内的話，就不會產生因膜厚薄， 阻升高’電壓下降的情況。又，因不會過厚，形成膜時 ，不耗時’且於積層保護層或有機半導體層等其他層時， 不會產生高低差’可形成平滑之積層媒。

發明之有機薄膜電晶體中’源極電極、汲極電極、 :=其形成方法’係使用含有導電性材料之溶液、 、1墨水。刀散液等流動性電極材料而形成者，特別是， 導電性聚合物、轴、金、銀、銅之金屬微粒子的 :丰=電極材料為佳。χ，溶劑或分散介質，為抑制對有 機+導體損害，以含有水6Gf量％以上，以含有9()質量％以 上之溶劑或分散介f為佳。含有金屬微粒子之分散物 如’亦可制眾所肖知料冑性糊料，但卩含有通常粒 子徑為o.5nm〜5〇nm、lnm〜岐金屬微粒子的分^物: 佳。該金屬微粒子之材料，可使用例如：翻、金、 鉻、銅、鐵、錫、錄錯、纽、銦、把、締、鍊、銀、紐 釘、緒、！目、鶴、鋅等。以使用主要由有機材料構二 散穩定劑，將鮮金輕粒子分散於水或任意有機溶劑: 分散媒中的分散物，來形成電極為佳。此種金屬微粒子 分散物的製造方法’可舉例如：氣體中蒸發法、賤錄法、 金屬蒸氣合成法等物性生成法、或膠體法、共㈣= 液相還原金屬離子而生成金屬微粒子的化學生成法，； 者是，藉由曰本專利特開平11-76800號公報、曰本專，圭 開平H德47號公報、日本專利㈣朴侧％號公^特 25 200952230 曰本專利特開2000-239853號公報等所示之膠體法；日本專 利特開2001-254185號公報、日本專利特開2001-53028號公 報、日本專利特開2001-35255號公報、日本專利特開 2〇00-124157號公報、日本專利特開200(M23634號公報等記 載之氣體中蒸發法所製造之金屬微粒子的分散物。 亦可使用該等金屬微粒子分散物並藉由直接喷墨法進 行圖案成形、或由塗布膜藉由平版印刷、雷射剝蝕等形成。 又，亦可使用凸版、凹版、平版、網板印刷等印刷法進行 圖案成形的方法。成形前述電極，使溶劑乾燥後，視需要 在l〇〇°C〜300°C、以150X：〜20(TC為佳之範圍加熱成形狀花 樣，再使金屬微粒子熱熔接，形成具有目的形狀之電極圖 案。 此外，閘極電極、源極電極及汲極電極之材料，亦可 使用以摻雜等方式使導電率提升之眾所周知的導電性聚合 物，例如，亦可使用導電性聚苯胺、導電性聚吡咯 (polypyrrole)、導電性聚嘍吩（聚伸乙二氧基喀吩與聚苯乙烯 碩酸之錯合物等）、聚伸乙二氧基嘍吩(PEDOT)與聚苯乙烯 續酸之錯合物等。藉由該等材料可降低源極電極與汲極電 極之有機半導體層的接觸電阻。料之形成方法亦可藉由 喷墨去進行圖案成形、或由塗布膜藉由平版印刷、雷射制 蚀等形成。又’亦可使用凸版、凹版、平版、網板印刷等 印刷法進行圖案成形的方法。 特別疋，形成源極電極及汲極電極之材料，於前述例 中仍以與有機半導體層之接觸面的電阻少者為佳。此時之 26 200952230 電阻即製作電紐職置時與電場效果軸度對應， 到大之移動度，需儘量為小纽。此_般係由與電極材料 之工作函數及有機半導體層之能階的大小關係決定。 當以電極材料之工作函數(w)^、有機半導體層之游 離電位(Ip)為b、及有機半導體層之電子親和 以滿足以下關係式為佳。此處，a、b及e之任一者均為以真 空位準為基準之正值。 ' §為？型有機薄膜電晶體時，以b_a<i.5ev(式(I))為佳， 更佳者是b-a<l.〇eV。與有機半導體層之關係中，只要可維 持前述關係的話，即可得高性能之裝置，特別是，以盡量 選擇電極材料之工作函數大者為佳，以工作函數為4 〇eVw 上為佳，更佳者是工作函數為4.2eV以上。金屬之工作函數 的值，例如，可由化學便覽基礎編11_493頁（修訂3版曰本 化學會編丸善株式會社發行1983年）記載之具有4.OeV或 其以上之工作函數的有效金屬之前述表選擇，高工作函數 金屬’主要係：Ag(4.26,4.52,4.64,4.74eV)、 Al(4.06,4.24,4.41eV)、Au(5.1，5.37,5.47eV)、Be(4.98eV)、 Bi(4.34eV)、Cd(4.08eV)、Co(5.0eV)、Cu(4.65eV)、 Fe(4.5,4.67,4.81eV) 、 Ga(4.3eV) 、 Hg(4.4eV) 、

Ir(5.42,5.76eV) 、Mn(4.1eV) 、Mo(4.53,4.55,4.95eV)、

Nb(4.02,4.36,4.87eV) 、 Ni(5.04,5.22,5.35eV) 、

Os(5.93eV)，Pb(4.25eV) 、Pt(5.64eV) ' Pd(5.55eV)、

Re(4.72eV)，Ru(4.71eV)、Sb(4.55,4.7eV)、Sn(4.42eV)、 Ta(4.0,4.15,4.8eV) 、Ti(4.33eV) 、V(4.3eV) ' W(4.47 > 27 200952230 4.63,5.25eV)、Zr(4.05eV)。 該等中，亦以貴金屬（Ag、Au、Cu、Pt)、Ni、Co、〇s、 Fe、Ga、Ir、Mn、Mo、Pd、Re、Ru、V、W為佳。金屬以 外，以ITO、聚苯胺或PEDOT : PSS之導電性聚合物及碳為 佳。電極材料即使含有該等高工作函數之物質1種或複數， 只要工作函數滿足前述式(I)的話，並未特別受到限制。 當為η型有機薄膜電晶體時，以a-c<1.5eV(式（η))為 佳，更佳者是a-c<1.0eV。與有機半導體層之關係中，只要 可以維持前述關係的話，即可得高性能之裝置，特別是， 以盡量選擇電極材料之工作函數小者為佳，以工作函數為 4.3eV以下為佳，更佳者是工作函數為3.7eV以下。 低工作函數金屬之具體例，例如：化學便覽基礎編 11-493頁（修訂3版日本化學會編丸善株式會社發行1983 年）記載之具有4.3eV或其以下之工作函數的有效金屬之表 選擇即可，可舉例如：Ag(4.26eV)、Al(4.06，4.28eV)、 Ba(2.52eV) 、Ca(2.9eV) 、Ce(2.9eV) 、Cs(1.95eV)、 Er(2.97eV)、Eu(2.5eV)、Gd(3.1eV)、Hf(3.9eV)、In(4.09eV)、 K(2.28)、La(3.5eV)、Li(2.93eV)、Mg(3.66eV)、Na(2.36eV)、 Nd(3.2eV)、Rb(4_25eV)、Sc(3.5eV)，Sm(2.7eV)，Ta(4.0， 4.15eV)、Y(3.1eV)、Yb(2.6eV)，Zn(3.63eV)等。該等中， 亦以 Ba、Ca、Cs ' Er、Eu、Gd、Hf' K、La、Li、Mg、Na、 Nd、Rb、Y、Yb、Zn為佳。電極材料即使含有該等低工作 函數之物質1種或複數，只要工作函數滿足前述式（II)的 話，並未特別受到限制。然而，低工作函數金屬當接觸到 200952230 大氣中之水分或氧時會容易劣化，故可視需要以Ag或Au等 於空氣中穩定之金屬被覆係為理想。被覆所需之膜厚，需 為1 Onm以上’膜厚越厚越可保護不受到氧或水的侵害，但 於實用上，由提升生產性等理由來看，以1μιη以下為理想。 本發明之有機薄膜電晶體中’例如，以提升注入效率 為目的下’亦可於有機半導體層與源極電極及汲極電極間 設置緩衝層。相對於η型有機薄膜電晶體，以具有有機EL 之陰極所使用之 LiF、Li20、CsF、NaC03、Kg、MgF2、 CaC〇3等驗金屬、驗土金屬離子鍵的化合物作為緩衝層為 理想。又，亦可插入於Alq等有機EL中做為電子注入層、電 子輸送層使用的化合物。 對P型有機薄膜電晶體，以FeCl3、TCNQ、f4_TCNQ、 HAT等氰化合物、CFx4Ge〇2、si〇2、m〇〇3、v2〇5、V〇2、 V203、MnO、Mn304、Zr02、W03、Ti02、In2〇3、Zn0、

NiO、Hf〇2、Ta2〇5、Re〇3、Pb〇2等鹼金屬、鹼土類金屬以 外之金屬氧化物、ZnS、ZnSe等無機化合物為理想。當該等 氧化物多時，會產生缺氧，而適合電洞注入。並且，亦可 為TPD、NPD等胺系化合物或cupc等有機El元件中作為電 洞注入層、電洞輸送層使用之化合物。又，以由二種以上 前述化合物所構成者為佳。 緩衝層藉由降低載子之注入障礙，具有降低閣值電 壓、低電壓驅動電晶體的效果係眾所周知的，本發明人等， 發現本發㈣合物*僅具低電㈣果，減有提升移動度 之效果。這是因為，於有機半導體與絕緣體層之界面存在 29 200952230 載子阱，並施加閘極電壓開始注入載子時，最初注入之載 子雖被用以填入阱(trap)中，但藉由插入緩衝層，可以低電 壓填入阱中，提升移動度。緩衝層只要可於電極與有機半 導體層間薄薄地存在即可，其厚度為〇·lnrn〜30nm，以 0.3nm 〜20nm為佳。 (絕緣體層） 本發明之有機薄膜電晶體中絕緣體層之材料，只要為 具有電氣絕緣性並可形成作為薄膜者的話，並未特別限 定，可使用金屬氧化物（含矽之氧化物）、金屬氮化物（含矽 © 之氮化物）、高分子、有機低分子等室溫下電阻率為1〇Qcm 以上的材料，特別是，以相對電容率高之無機氧化物皮膜 為佳。 - 無機氧化物，可舉例如：氧化石夕、氡化|g、氧化组、 - 氧化鈦、氧化錫、氧化釩、鈦酸鋇鳃、鍅酸鈦酸鋇、锆酸 鈦酸鉛、鈦酸鉛鑭、鈦酸鳃、鈦酸鋇、氟化鋇鎂、鑭氧化 物、氟氧化物、鎂氧化物、鉍氧化物、鈦酸鉍、鈮氧化物， 鈦酸鳃鉍、鈕酸锶鉍、五氧化钽、钽酸鈮酸鉍、三氧化釔 © 及將該等組合者’以氧化石夕、氧化紹、氧化组、氧化鈦為 佳。 斤又，亦可較佳地使用氮化石夕（Si3N4、SixNy(x、y>〇)) ' 亂化銘等無機氮化物。 、此外，絕緣體層亦可以含有燒氧化物金屬之前驅物質 形成’藉將該前驅物質之溶液，例如，被覆於基板，再將 其進行含有減理之化學溶液處理，形成絕緣體層。 30 200952230 前述烧氧化物金屬中之金屬，可舉例如：過渡金屬、 鋼、或由主族元素選擇，具體而言，有鋇(Ba)、勰(Sr)、鈦 (Τι)、祕(Βι)、组(Ta)、錄(Zr)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、锰(Μη)、 錯(Pb)、鑭(La)、链(Li)、鈉(Na)、卸(Κ)、#p(Rb)、铯(Cs)、 錄(Fr)、皱(Be)、鎂(Mg)、#5(Ca)、銳(Nb)、銘(T1)、水銀(Hg)、 銅(Cu)、鈷(Co)、铑(Rh)、銃(SC)及釔(γ)等。又，前述烷氧 化物金屬之烷氧化物，可舉例如：由含有甲醇、乙醇、丙 醇、異丙醇、丁醇、異丁醇等醇類；含有甲氧乙醇、乙氧 乙醇、丙氧乙醇、丁氧乙醇、五氧乙醇、庚氧乙醇、甲氧 丙醇、乙氧丙醇、丙氧丙醇、丁氧丙醇、五氧丙醇、庚氧 丙醇之烷氧醇類等所衍生者。 本發明中，以如前述之材料構成絕緣體層，而容易於 絕緣體層中產生極化，可減少電晶體動作之定限電壓。又， 前述材料中’特別是’以Si^、SixNy、Si0Nx(x、y>〇)等 氮化矽形成絕緣體層時，會更容易產生空乏層（depleti〇n layer)，可更加減少電晶體動作之定限電壓。 使用有機化合物之絕緣體層，亦可使用聚醯亞胺、聚 酿胺、《、聚丙烯酸S旨、光自由基聚合系、光陽離子聚 合系之光硬化性樹脂、含有㊉稀腈成分之共聚物、聚乙稀 苯酚、聚乙烯醇、酚醛清漆樹脂、及氰乙聚三葡萄糖 (cyanoethylpullulan)等。 亦可使用其他··蠛、聚乙稀、聚氣祐、聚對笨二曱酸 乙一酯、聚甲醛、聚氯乙烯、聚氟化亞乙烯、聚甲基丙烯 酸甲酯、聚颯、聚碳酸酯、聚醯亞胺氰乙聚三葡萄糖、聚（乙 31 200952230 烯苯酚)(PVP)、聚（甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、 聚苯乙烯(PS)、聚烯烴、聚丙烯醯胺、聚（丙烯酸）、酚醛清 漆樹脂（novolac resin)、酚醛樹脂(resol resin)、聚醯亞胺、 聚茬(polyxylylene)、環氧樹脂、及聚三葡萄糖等聚高電容 率之高分子材料。 絕緣體層中使用之有機化合物材料、高分子材料，特 別以具撥水性之材料為佳。藉具撥水性，抑制絕緣體層及 有機半導體層相互作用，利用有機半導體本來保有之凝集 性，可提高有機半導體層之結晶性，提升裝置性能。此種 ® 例’可舉例如：Yasuda等人於jpn. j· Αρρι· Phys ν〇ι 42(2〇〇3) ρρ.6614-6618中記載之聚對蓋（p〇iyparaXyiyiene)衍生物或

Janos Veres 等人於 Chem. Mater.，Vol. 16 (2004) ρρ· · 4543-4555中記載者。 、 又，於使用第1圖及第4圖所示之上部閘極構造時，若 使用此種有機化合物作為絕緣體層之材料，因對有機半導 體層之損害小，可進行成膜，而為有效之方法。 月述絕緣體層可為使用複數如前述之無機或有機化合 ◎ 物材料的混合層，亦可為該等之積層構造體。此時，可視 需要，混合電容率高之材料與具撥水性之材料，亦可藉由 積層來控制裝置的性能。 又，前述絕緣體層亦可含有陽極氧化膜、或將該陽極 氧化膜作為構造。陽極氧化膜以經封孔處理為佳。陽極氧 化膜之陽極氧化可藉由眾所周知的方法將金屬陽極氧化而 形成。可陽極氧化處理之金屬，可舉鋁或钽為例，陽極氧 32 200952230 化處理之方法並未 進行陽極氧化處理，'限制’可使用眾所周知的方法。藉 使用之電解液，只^成氧化被膜形成。陽極氧化處理所 使用任意者，—^ ·、、、可形成多孔f氧化皮膜者的話，可 取而言，可使用：硫酸、 絡酸、餐、㈣^ 《乙一酸、 本靖酸專、或組合該等2錄 酸或該等之鹽H 種以上之混 液有各種變化，^氧化之處理條件會^由制之電解 ❹

^概地特定’―般而言’以在電解液 / X’”、〜_量％、電解液之溫度為5〜7Gt、電流密度 為〇.5^60A/Cm2、電壓為η⑻伏特、電解時間為卿〜$分 、童、範圍為佳較佳之陽極氧化處理係使用硫酸、麟酸或 删酸之水雜作為電解液，並以直流電流處理之方法，亦 可使用父流電流。以該等之酸濃度為5〜45質量％為佳，以 電解液溫度為20〜5〇 X：、電流密度為0.5〜2〇A/cm2且於 20〜250秒内電解處理為佳。 絕緣體層之厚度，因層之厚度薄時，施加至有機半導 體之有效電壓變大，可降低裝置本身之驅動電壓、閾電壓， 但相反地源極-閘極間之漏電流變大，故需選擇適當之膜 厚’通常為1〇ηηι~5μηι，以50nm〜2μηι為佳，較佳者是 100nm〜Ιμηι。 又’前述絕緣體層及有機半導體層間，亦可施行任意 之配向處理。其較佳之例，係於絕緣體層表面施行撥水化 處理等，降低絕緣體層及有機半導體層之相互作用，而提 升有機半導體層之結晶性的方法，具體而言，可舉於液相 或氣相狀態下，使用石夕院搞合劑，例如：六甲基二石夕氮烧、 33 200952230 十八基三氣矽烷、三氯曱基矽氮烷、或烷化磷酸、烷化磺酸、 烷化羧酸等自己組織化配向骐材料接觸絕緣膜表面，形成 自我組合化膜後，適度地施行乾燥處理的方法。又，亦以 於絕緣膜表面設置由聚醯亞胺等所構成之膜，用於液晶之 配向，而於其表面進行摩擦處理的方法為佳。 則述絕緣體層之形成方法’可舉例如：真空蒸鍍法、 分子束蟲晶成長法(MBE)、離子簇|法、低能量離子束法、 離子鍍法、CVD法、賴法、日轉開平丨丨姻⑽號 公報、曰本專利特開平1M332〇5號公報、曰本專利㈣ © 2000-121804號公報、日本專利特開2〇〇〇_1472〇9號公報、曰 本專利特開2000-18 53 62號公報中記載之大氣壓電漿法等 乾式製程、或藉由噴塗法、旋轉塗布法、板式塗布法、浸 . 潰法、鑄造法、滚軸塗布法、棒式塗布法、壓模塗布法等 „ 塗布之方法、印刷或喷墨等圖案成形之方法等濕式製程， 可隨材料使用。濕式製程係使用下述二種方法：隨著所需 之任意有機溶劑或水利用界面活性劑等分散補助劑，將無 機氧化物之微粒子分散於溶液中而塗布、乾燥的方法.及 © 將氧化物前驅物，例如，塗布、乾燥烷氧化物之溶液，即 所謂之溶膠凝膠法。 本發明之有機薄膜電晶體的形成方法，並未特別限 定，只要依據眾所周知的方法即可，但隨著期望之元件構 造，若於基板投入、閘極電極形成、絕緣體層形成、有機 半導體層形成、源極電極形成至汲極電極形成之一連串元 件製作步驟係完全不接觸大氣而形成，因可防止因與大$ 34 200952230 之接觸使大氣巾之水分或氧等成為元件性能的阻礙而為 佳。於情非得已，不得不碰觸大氣一次時，以使有機半 體層成膜以後之步驟為完全不接觸大氣之步驟，並於將成 膜有機半導體層前，以紫外線照射、紫外線/臭氧照射、氧 電漿、氬電漿等，將積層有機半導體層之面（例如，於絕緣 層積層有一部分源極電極、汲極電極之表面）清淨化、活性 化後，再積層有機半導體層為佳。又，於p型TFT材料中， ❽ ’«藉與大氣接觸’韻氧等而提升性能者，故可依材料 適當地接觸大氣。 此外，例如，考慮到大氣中含有之氧、水等對有機半 . 導體層之影響，亦可於有機電晶體元件之外周面全面或— _ 部分形成阻氣層。形成阻氣層之材料，可使用於該領域常 用者’可舉例如：聚乙烯醇、乙稀_乙烯醇共聚物、聚氣化 乙烯、聚氣化亞乙烯、聚氣三氟乙烯等。並且，亦可使用 前述絕緣體層中例示之具絕緣性的無機物。 φ 本發明中，可提供一種利用源極電極_沒極電極間流動 之電流發光，並藉對閘極電極施加電壓來控制發光的有機 薄膜發光電晶體。換言之，可將有機薄膜電晶體作為發光 元件（有機EL)使用。因可統合用以控制發光之電晶體與發 光元件，故可提升顯示器之開口率或藉由製作程序簡易化 而降低成本，於實用上賦予很大的助益。於作為有機發光 電晶體使用時’需由源極電極、汲極電極之一者注入電洞、 由另一者注入電子，而為提升發光性能，以滿足以下條件 為佳。 35 200952230 本發明之有機薄膜發光電晶體中，為提升電洞之注入 性，以源極電極及汲極電極之至少一者為電洞注入性電極 為佳。電洞注入電極係指含有前述工作函數為4.2eV以上之 物質的電極。另外，電洞注入電極之工作函數的上限係， 例如，7.0eV。 又，為提升電子之注入性，以源極電極及汲極電極之 至少一者為電子注入性電極為佳。電子注入性電極係指含 有前述工作函數為4.3eV以下之物質的電極。另外，電子注 入性電極之工作函數的下限係，例如，1.8eV。 更佳者是，具有其中一者為電洞注入性，且另一者為 電子注入性之電極的有機薄膜發光電晶體。 為提升電洞之注入性，以於源極電極及汲極電極之至 少一者之電極與有機半導體層間插入電洞注入層為佳。電 洞注入層可舉例如，於有機EL元件中可用以作為電洞注入 材料、電洞輸送材料之胺系材料。 又，為提升電子之注入性，以於源極電極及汲極電極 之至少一者之電極與有機半導體層間插入電子注入性層為 佳。與電洞注入層的情況相同，電子注入層可使用於有機 EL元件用以作為電子注入材料者。 更佳者是，於其中一者之電極具有電洞注入層，且於 另一者之電極具有電子注入層的有機薄膜發光電晶體。 使用本發明之有機薄膜電晶體的裝置，只要為使用本 發明之有機薄膜電晶體的裝置即可，例如：電路、個人電 腦、顯示器、行動電話等。 36 200952230 [實施例] 接著，使用實施例，更詳細地說明本發明。 合成例1(化合物(A-2)之合成） 將化合物(A-2)如以下地合成。以下顯示合成路徑。 [化學式6]

e 於至溫下，將t-丁氧钟2.7g緩緩地加入膦酸酯3 〇g與盤 2.7g之四氫呋喃（THF)溶液中，並於室溫下攪拌8小時。將 反應混合液過濾，以水、曱醇洗淨得到粗生成物。使用曱 苯等將所得之粗生成物適當地精製後，再昇華精製，得到 化合物(A-2)2_0g。 藉FD-MS(場致脫附質譜分析)之測定確認為目的物。以 下顯示FD-MS之測定結果。 FD-MS，calcd for C26h丨8S2=394，f〇und，m/z=394(M+，

100) <FD-MS 測定> 裝置：HX110(曰本電子社製）

條件：加速電壓8kV 掃描範圍111/2=5〇〜150〇 實施例1(有機薄膜電晶體之製造） 以下述順序製作第3圖顯示之有機薄膜電晶體。首先， 以中性洗劑、純水、_及乙醇各錢分鐘超音波洗淨玻 璃基板後’以麟法將雄u)成膜為40nm成膜，製作閘極 37 200952230 電極。接著’將該基板安裝於熱CVD裝置的成膜部。另一 方面，原料之蒸發部中，將絕緣體層原料之聚對二甲苯 (paraxylene)衍生物[聚對氣化二甲苯(paryiene)](商品名. diX-C，第三化成社製）25〇mg放入培養皿。以真空泵將熱 CVD裝置抽真空，減壓至51^後，將蒸發部加熱至18〇<t、 聚合部加熱至68(TC，放置2小時，於閘極電極上形成厚度 Ιμπι的絕緣體層。 接著，將基板設置於真空蒸鍍裝置（ULVAC社製， ΕΧ-400) ’並以〇.〇5nm/s之蒸鍍速度將化合物(Α_2)成膜於絕 緣體層上，作為50mn膜厚之有機半導體層。然後，透過金 屬遮罩，將金成膜為5〇nm之膜厚，藉此使互相不相接之源 極電極及汲極電極形成間隔（通道長“為乃卜爪。此時，成膜 成源極電極與汲極電極之寬度（通道寬度w)為5rnm，製作有 機薄膜電晶體。 對所得之有機薄膜電晶體的閘極電極施加_4〇v之閘極 電壓，並對源極-汲極間施加電壓而流經電流。此時，電洞 被激發至有機半導體層之通道區域（源極_汲極間），而作為P 型電晶體進行動作。結果，電流飽和區域中源極_汲極電極 間電流之開/關比為2xl〇5。又，由下述式（A)算出電洞之電 場效果移動度μ為lxlO-icmVVs。 ID=(W/2L).Cp(VG-VT)2 (A) 式中，Id係源極-汲極間電流、W係通道寬度、L·係通道 長、c係閘極絕緣體層之每單位面積之電容量、Vt係閘極閾 值電壓、乂〇係閘極電壓。 38 200952230 實施例2(有機薄膜電晶體之製造） 除了使用化合物(C_4)取代化合物(A-2)作為有機半導 體層之材料以外，與實施例1同樣地製作有機薄臈電晶體。 與實施例1同樣地，於-40V之閘極電壓VG中使得到之有機薄 膜電晶體p型驅動。測定源極-汲極電極間電流之開/關比， 於表1顯示算出電洞之電場效果移動度μ之結果。 實施例3(有機薄膜電晶體之製造） 與實施例1同樣地進行基板之洗淨、閘極電極成膜、成 膜緣體層。接著，使化合物(Β-4)溶解於氣仿〇_5重量。/。，於 成膜至前述絕緣體層之基板上以旋轉塗布機（MIKASA社 製：1H-D7)成膜，再於氮環境氣體下於肋^中乾燥，成膜 作為有機半導體層。然後，於真空蒸鍍裝置中透過金屬遮 罩將金(Au)以50nm之膜厚成膜，藉此形成互相不相接之源 極及汲極電極，製作有機薄膜電晶體。 與實施例1同樣地’於-40 V之閘極電壓VG中使得到之有 機薄膜電晶體P型驅動。測定源極-汲極電極間電流之開/關 比，於表1顯示算出電洞之電場效果移動度μ之結果。 比較例1(有機薄膜電晶體之製造） 除了使用比較化合物1取代化合物(Α-2)作為有機半導 體層之材料以外，與實施例1同樣地製作有機薄膜電晶體。 與實施例1同樣地’於-40V之閘極電壓vG中使得到之有機薄 膜電晶體p型驅動。測定源極-汲極電極間電流之開/關比， 於表1顯不异出電洞之電場效果移動度μ之結果。 39 200952230 [化學式7]

[表1] 比較化合物1 有機半導體層 之化合物種類 電晶體 之種類 電場效果移 動度(cm2/Vs) 開關比 實施例1 (A-2) P型 lxlO'1 2x105 實施例2 (C-4) P型 5xl0_1 5xl05 實施例3 (B-4) P型 5xl0_2 lxlO5 比較例1 比較化合物1 P型 lxlO'2 lxlO4 實施例4(有機薄膜發光電晶體之製造) 以下述順序製作有機薄膜發光電晶體。首先，於以基 板（兼作為P型比電阻lQcm之閘極電極）以熱氧化法使表面 氧化，於基板上製作3〇〇nm之熱氧化膜，作為絕緣體層。並 且’以乾式钱刻完全地去除經成膜於基板其中一面之Si〇2 膜後，以濺鍍法將鉻成膜為2〇nm之膜厚，且於其上以濺鍍 成膜1 OOnm之金(Au) ’作為閘極電極。使用中性洗劑、純水、 丙酮及乙醇各以3〇分鐘超音波洗淨該基板。 接著，將該基板設置於真空蒸鍍裝置（ULVAC社製， EX-900)，並於絕緣體層（Si〇2)上以〇〇5nm/s之蒸鍍速度成 膜剛述化合物(A_2)，作為i〇〇nm膜厚的有機半導體發光層。 然後，如第7圖所示，形成具有電洞注入性電極(Au)與 電子輸送性電極(Mg)之源極電極及汲極電極。 40 200952230 具體而言，與前述同樣地，設置通道長75μηι、通道寬 度5mm之金屬遮罩21，將製膜至有機半導體發光層之基板 2〇於相對祕賴斜45度的狀許，透過料將金22成膜 成 之膜厚（第7圖（丨)(2))。接著，於將基板20朝相反方 向傾斜45度之狀態下，蒸鍍Mg23100rnn(第7圖（3))。藉此， 製作具有電批人性電極叫Au)與電子輸祕電極23 (Mg) 之源極電極及没極電極互相不相接，所形成的有機薄膜發 光電晶體（第7圖（4))。 ❿ 〆 當於源極-汲極間施加_100v，於閘極電極施加_1〇〇乂 時，得到綠色發光。於第8圖顯示發光光譜。 產業之可利用性 如以上詳細地說明，本發明之有機薄膜電晶體藉由使 • 用具有高電子移動度之特定構造的化合物作為有機半導體 層之材料，應答速度(驅動速度）快速，且開/關比大、作為 電晶體之性能高，亦可作為可發光之有機薄膜發光電晶體 使用。 於此完全引用本說明書記載之文獻内容。 【圖式簡單説明3 [第1圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造 之一例的圖。 [第2圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第3圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 41 200952230 [第4圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第5圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第6圖]係顯示本發明之有機薄膜電晶體的元件構造之 一例的圖。 [第7(1)〜(4)圖]係顯示具有電洞注入性電極與電子輸送 性電極之源極電極及汲極電極的製造步驟的圖。

[第8圖]係顯示實施例4中所得之本發明的有機薄膜發 光電晶體之發光光譜的圖。 【主要元件符號說明】 14…絕緣體層 15.. .閘極電極 21.. .金屬遮罩 22.. .電洞注入性電極(金） 23…電子輸送性電極(Mg)

1.2.3.4.5.6.. .有機薄膜電晶體 10,20…施 11…源屈電極 12·.·汲極電極 13.. .有機半導體層 42

Claims (1)

1. 200952230 七 1. 參 2. 參 3. 4. 、申請專利範圍： 一種有機薄膜電晶體用化合物，具有下述式（1)之結構： X^L-Ar-L-X2 (1) 式（1)中，L係-CeC-或是立體組態呈反式之-CH = CH-； X1及X2分別為經取代或無取代之環形成原子數 5〜60的芳香族雜環基，且其等與L之連接部位為雜環； Ar係經取代或無取代之環形成碳數6〜60的芳香族 烴基，或是經取代或無取代之環形成原子數為5〜60的 芳香族雜環基； X1、X2及Ar中之至少一者以上為2環以上的縮合 環。 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體用化合物，其 中X1與L之連接位置、X2與L之連接位置、及Ar 與L之連接位置係構成為：使X^L-Ar-L-X2所形 成之π共輛結構的共輛長為最長。 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體用化合物，其 中前述X1與X2相同，且π共軛結構具有對稱性。 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體用化合物，其 中前述Ar為具有取代基之環形成碳數6〜60的芳香族烴 基、或環形成原子數5〜60的芳香族雜環基；且，前述取 代基為鹵素原子、碳數5〜60之烷矽乙炔基或氰基。 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體用化合物，其 中前述X1及/或X2為具有取代基之環形成原子數 43 5. 200952230 3〜60之芳香族雜環基，且前述取代基為鹵素原子、 碳數1〜30之烷基、碳數5〜60之烷矽乙炔基、碳數1〜30 之鹵烧基或氰基。 6. 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體用化合物，其 中前述X1及/或X2與L之連接部位係含有硫磺原子的5 員環。 7. 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體用化合物，其 中前述X1及/或X2為2環以上之縮合環。 8. 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體用化合物，其 中前述Ar為3環以上之縮合環。 9. 如申請專利範圍第1〜8項中任一項之有機薄膜電晶體用 化合物，其中前述L為-C = C-。 10. —種有機薄膜電晶體，具有閘極電極、源極電極及汲極 電極之3端子、絕緣體層及有機半導體層，並藉由對閘 極電極施加電壓以控制源極-汲極間之電流；且，前述 有機半導體層含有如申請專利範圍第1〜9項中任一項之 有機薄膜電晶體用化合物。 11. 如申請專利範圍第10項之有機薄膜電晶體，其係利用源 極-及極間之電流而發光，並藉由對閘極電極施加電壓 來控制發光。 12. 如申請專利範圍第11項之有機薄膜電晶體，其中源極及 汲極電極之其中一者係由工作函數4.2eV以上的物質所 構成，且另一者係由工作函數為4.3eV以下之物質所構 成0 44 200952230

   13. 如申請專利範圍第10〜12項中任一項之有機薄膜電晶 體，其於源極及汲極電極與有機半導體層之間具有緩衝 層。 14. 一種裝置，具有如申請專利範圍第10〜13項中任一項之 有機薄膜電晶體。 45