TW202221954A - 有機薄膜電晶體 - Google Patents

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蔡嘉鴻
丹 夏基
亞歷杭德羅 卡雷拉斯
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Abstract

本發明關於一種有機薄膜電晶體（OTFT），其包括佈置在源極端子與汲極端子之間的有機半導體層。OTFT進一步包括佈置在有機半導體層一側上的前閘電極和佈置在有機半導體層相反側上的背閘電極。前閘電極和背閘電極被佈置為在施加電壓時控制有機半導體層中的電流流動，並且背閘電極電連接到以下之一：前閘電極和源極端子。與單閘和背閘隔離的OTFT相比，根據本發明之在背閘與源極或前閘之間具有連接的OTFT表現出改進導通電壓穩定性、更低功耗和改進偏壓應力穩定性。

Description

有機薄膜電晶體
本發明關於一種有機薄膜電晶體（OTFT）以及一種用於製造OTFT之方法，特別是適用於光學顯示器背板的OTFT。
近年來，為了生產更通用、成本更低的電子設備，在有機半導體（OSC）材料的開發方面做出了重大努力。OSC材料可用於各種器件或裝置，包括有機薄膜電晶體（OTFT）、有機發光二極體（OLED）、光電探測器、有機光伏（OPV）單體、感測器、記憶體元件和邏輯電路，僅舉幾例。與無機材料相比，使用有機半導體具有許多優點，包括其固有的機械柔韌性、低成本以及可以藉由簡單的溶液處理技術（旋塗和真空氣相沈積，該等技術可以在比傳統半導體TFT低的溫度下進行）輕鬆地將有機半導體形成為薄膜之事實。該等特性顯著降低了製造過程的成本，並開闢了各種襯底材料，使得器件的重量和成本得以降低，應用範圍也更加廣泛。
一個特別重要的應用係在平板顯示裝置中使用OTFT，如液晶顯示裝置、有機電致發光顯示裝置和無機電致發光顯示裝置，其中，OTFT用作控制每個像素操作的開關器件並用作用於驅動像素的驅動器件。特別地，平板顯示裝置使用按行和列佈置的矩形像素陣列，其中，每個像素具有用作操作像素的開關的至少一個電晶體。
在所有這樣的電氣設備中，特別是對於顯示裝置，都需要具有可預測、均勻和穩定的電氣特性的OTFT。電晶體的一個特別重要的參數係導通電壓——電流開始在OTFT溝道中流動的電壓水平。在顯示器背板中用作開關的OTFT理想情況下應當作為完美的開關操作，並且只需要很小的電壓擺幅即可將器件從關斷狀態切換到導通狀態。現有器件的導通電壓通常隨汲極電壓而變化，這對器件性能不利，特別是，大的變化將需要閘極上更高的電壓擺幅，因此會導致顯示器背板的更大功耗。另一個問題係，由於顯示裝置中使用的OTFT長期保持導通狀態，因此它們必須具有非常高的偏壓應力穩定性，以避免在顯示器上產生不必要的圖像暫留效應。
因此，需要具有改進的特性並且在用於電子設備中時提供增強的性能的OTFT。特別需要具有改進的導通電壓V to、穩定性和偏壓應力穩定性的OTFT，尤其是改進包含OTFT的顯示裝置的性能。同時，理想情況下，OTFT應當具有高電荷遷移率，以便可以快速進行切換，並且OTFT可以小型化並具有較小的溝道寬度。較小尺寸的OTFT允許更大比例的顯示像素用於創建圖像對比度，並且還可以針對相同尺寸的螢幕製作更高解析度之顯示器。
本發明試圖在解決上述一些問題方面取得進展。
在第一方面，本發明提供了一種有機薄膜電晶體（OTFT），包括：有機半導體層，該有機半導體層佈置在源極端子與汲極端子之間，其中，該有機半導體層包括小分子有機半導體和有機黏合劑；佈置在該有機半導體層的一側上的前閘電極以及佈置在該有機半導體層的相反側上的背閘電極，該前閘電極和該背閘電極被佈置成在施加電壓時控制該有機半導體層中的電流流動；其中，該背閘電極電連接到以下之一：前閘電極和源極端子。
根據本發明之OTFT包括包含小分子有機半導體和有機黏合劑的有機半導體層，在背閘與源極或前閘之間具有連接，與單閘和背閘隔離的OTFT相比，表現出改進導通電壓穩定性、更低功耗和改進偏壓應力穩定性。此外，藉由選擇背閘是連接到前閘還是源極，可以改變OTFT的特性，特別是提供接近恒定的導通電壓（在背閘到源極連接的器件的情況下）並提供其中負導通電壓維持延長時間段的記憶效果（在背閘到前閘連接的器件之情況下）。
由於有機半導體層的化學性質，特別是半導體層中有機黏合劑的存在，產生了該等特性。有機小分子半導體與黏合劑的組合導致在形成的OTFT中具有特定的微觀結構，從而影響OTFT的工作特性。特別地，OSC層的成分可能導致小分子半導體和有機黏合劑的相分離，導致OTFT中的垂直相分離結構，從而賦予所描述的特定特性。因此，根據本發明之OTFT可以被配置用於需要該等特性的特定應用，如下所述。
較佳的是，有機黏合劑包括介電常數k在3.4 ≤ k ≤ 8.0範圍內之半導體黏合劑。
較佳的是，有機半導體層包括相分離結構，即，有機小分子半導體和半導體黏合劑相分離。以這種方式，相分離同時在前閘和背閘配置中形成高遷移率OTFT溝道。較佳的是，相分離結構包括分別與前閘和背閘相關聯的兩個OTFT溝道。
較佳的是，OTFT包括襯底，其中，該背閘電極位於該襯底與該有機半導體層之間，並且該前閘電極位於該有機半導體層的與該襯底相反的一側上。
較佳的是，有機半導體層包括多晶小分子有機半導體和有機黏合劑。較佳的是，有機黏合劑包括有機低聚物或聚合物半導體黏合劑，更較佳的是包括三芳基胺部分的聚合物。
較佳的是，OTFT包括形成於該有機半導體層與該前閘電極之間的閘絕緣體層。較佳的是，OTFT包括形成在該閘絕緣體層與該前閘電極之間的抗濺射層。該OTFT較佳的是進一步包括襯底，其中，該背閘電極形成於該襯底上；以及包括交聯有機層的基礎層，其中，該基礎層形成於該背閘電極上。OTFT的層可以包括如下所述之材料。
在本發明之另一方面，提供了一種包括本發明第一方面的OTFT之電子設備。該電子設備可以包括如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到背閘電極的OTFT以及如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到源極端子的OTFT的組合。以這種方式，背閘到前閘（BG-FG）連接的OTFT和背閘到源極（BG-S）連接的OTFT的共同和不同的各自優點可以在同一設備中得到利用。這係特別有利的，因為這兩種不同類型的OTFT（BG-FG和BG-S）可以藉由相同製程製造，僅在製程結束時進行閘極連接。以這種方式，與需要兩種不同的製造製程來生產具有電子設備所需特性的不同類型的OTFT的情況相比，製造製程的複雜性和成本要低得多。
在本發明之另一方面，提供了一種包括多個根據本發明第一方面的OTFT的有源矩陣顯示器背板。改進的電壓導通穩定性、更低的功耗和改進的偏壓穩定性並且當在這種顯示裝置中使用時特別有利。該有源矩陣顯示器背板可以包括如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到背閘電極的OTFT以及如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到源極端子的OTFT的組合。
特別地，有源矩陣顯示器可以包括以行和列的規則陣列佈置的多個像素OTFT。多TFT像素在諸如OLED、微型LED或有源矩陣迷你LED背光等電流驅動顯示器中很常見。像素OTFT可以佈置成2T-1C（2個電晶體1個電容器）或類似的佈置方式，包括驅動OTFT和開關OTFT。在其他示例中，像素OTFT可以佈置成更複雜的OTFT佈置，這在本領域也是常見的，每個包括至少一個開關OTFT和一個驅動OTFT。開關OTFT在導通時將為電容器充電，該電容器連接到驅動OTFT的閘極，該閘極然後驅動電流。
像素OTFT中的一個或多個被佈置為控制流向像素電極的電流，其中，像素OTFT中的一個或多個包括如任一前述請求項所述之背閘電極連接到源極端子的OTFT。根據本發明之BG-S連接的OTFT具有極其穩定的電壓導通，因此特別適用於作為顯示器背板中像素的驅動OTFT。此外，由於驅動TFT像素OTFT大多在導通狀態下操作，因此提高對偏壓應力效應的抵抗力係特別有益的。
有源矩陣顯示器可以另外包括驅動器電路，該驅動器電路被佈置為向像素OTFT的行或列提供電壓，其中，該驅動器包括如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到背閘電極的OTFT。BG-FG OTFT的負導通電壓特別適用於在向閘極驅動器電路內的電晶體閘極施加0V電勢時需要低關斷電流的驅動器電路系統。
在本發明之另一方面，提供了一種包括根據本發明第一方面的其中背閘電連接到前閘的OTFT的邏輯電路。邏輯電路可以包括移位暫存器，該移位暫存器可以形成例如顯示器背板的行驅動器電路系統的一部分。可以利用負導通電壓來降低這種電路系統中的功耗。
在本發明之另一方面，提供了一種用於操作根據本發明第一方面的其中背閘電連接到前閘的OTFT之方法，該方法包括：執行調節常式，其中，對該OTFT施加偏壓以將該OTFT置於導通電壓為負的臨時狀態；以及在該OTFT處於該臨時狀態時操作該電子設備。向OTFT施加初始偏壓信號將OTFT置於負V to狀態，從而允許該器件在記憶效應持續存在的情況下隨後被操作。
該方法可以包括在OTFT不活動的預定時間已經過去之後再次執行調節常式。以這種方式，在記憶效應過去之後，可以藉由再次執行調節常式來重新調節器件。預定時間可以在5分鐘到2小時之間，較佳的是在20分鐘到一小時之間。
在本發明之另一方面中，提供了一種用於製造OTFT之方法，該方法包括以下步驟：在襯底上形成背閘電極；形成源極端子和汲極端子；在該背閘上方以及該源極端子與該汲極端子之間形成有機半導體層；在該有機半導體層上方形成前閘電極；以及
形成用於將該背閘電極連接到以下之一的互連：前閘電極和源極端子。
在該襯底上形成背閘電極可以包括將金屬膜濺射在襯底上並刻蝕該金屬膜以形成該背閘電極。該方法可以包括在該背閘電極的表面形成有機交聯基礎層，並且在該基礎層上形成該汲極端子和該源極端子。
形成互連可以包括形成鈍化層以覆蓋該前閘電極以及該前閘電極與該襯底之間的所有層；以及刻蝕貫穿該鈍化層的多個通孔並沈積金屬層以提供以下之間的連接：該前閘電極與該背閘電極；或該背閘電極與該源極端子。特別地，為了形成BG-FG OTFT，該方法可以包括刻蝕貫穿鈍化層到前閘電極的第一通孔；刻蝕貫穿鈍化層到背閘電極的第二通孔；以及沈積金屬層以連接前閘電極和背閘電極。為了形成BG-S OTFT，該方法可以包括：刻蝕貫穿鈍化層到背閘電極的第一通孔；刻蝕貫穿鈍化層到源極端子的第二通孔；沈積金屬層以連接背閘端子和源極電極。通孔可以根據具體設計單獨或同時形成。較佳的是，通孔同時形成，因為其加工成本較低。
器件結構概述
圖1A和圖1B各自示意性地展示了根據本發明之有機薄膜電晶體（OTFT）1。每個OTFT包括佈置在源極端子3與汲極端子4之間的有機半導體（OSC）層2。每個OTFT包括佈置在OSC 2一側上的前閘電極5和佈置在OSC 2的相反側上的背閘電極6，其中，向前閘電極5和/或背閘電極6施加合適的電壓可以用於控制半導體層2中源極3與汲極4之間的電流流動。根據本發明之OTFT 1的特徵在於其在背閘電極6與前閘電極5（如圖1A的OTFT 1的情況下）或源極端子3（如圖1B所示）之間具有電連接。與如圖1C的對比示例中所示的背閘隔離的OTFT相比，背閘6與源極3或前閘5之間的這種連接提供了改進的導通電壓穩定性、更低的功耗和改進的偏壓應力穩定性。下面說明本發明提供的改進。
根據本發明之OTFT 1a、1b較佳的是包括被選擇以提高器件性能的多個附加層。OTFT 1a、1b形成在襯底7上，通常為玻璃或聚合物，其中，背閘電極6被定義為位於OSC溝道2下方、最靠近襯底7的電極。該等示例中的背閘電極6直接沈積在襯底7上。介電基礎層10位於背閘6上方以隔離背閘電極6並促進OSC層沈積到基礎層10上。基礎層10的化學性質較佳的是與OSC 2相匹配以允許均勻的OSC層2形貌。源極電極3和汲極電極4位於基礎層10上，間隔開與溝道長度對應的距離L。如圖1A和圖1B所示，OSC層2位於源極電極3和汲極電極4的上方，使得它填充中間距離L以形成溝道。
在圖1A和圖1B的示例中，提供了將OSC層2與前閘電極5分開的兩個有機介電層8、9。首先，在OSC層2上直接提供有機閘絕緣體（OGI）層8。OGI層材料的選擇及其相關的介電常數決定了溝道中的載流子密度並影響器件的遲滯效應。呈抗濺射層（SRL）9形式的第二有機介電層位於OGI層8上方，被佈置為在閘電極5的形成期間為OGI 8和OSC 2層提供對濺射損壞的抵抗力。還較佳的是選擇SRL層9以能夠沈積各種閘電極材料。
圖1A和圖1B的示例性器件進一步包括鈍化層（PL）11以密封OTFT的層並為器件提供耐化學性和物理完整性。在鈍化層內提供多個通孔12a、12b、12c，該等通孔從鈍化層的頂表面向下延伸到要進行連接的特定端子。端子之間的連接藉由金屬互連層13、13a、13b實現，該等金屬互連層為特定器件架構提供電極之間所需的連接。
特別地，圖1A的背閘到前閘（BG-FG）OTFT 1a包括從鈍化層11的上表面延伸到前閘電極的第一通孔12a和從鈍化層11的頂部延伸到背閘電極6的第二通孔12b，其中，電極藉由金屬互連層13連接以提供所需之連接。
圖1B的背閘到源極（BG-S）連接的OTFT 1b包括從鈍化層11的上表面延伸到前閘電極的第一通孔12a、從鈍化層11的頂部延伸到底閘電極6的第二通孔12b、以及從鈍化層11的頂部延伸到源極端子3的第三通孔12c。BG-S OTFT 1b包括用於提供背閘端子與源極端子3之間所需的連接的金屬互連層13b、以及用於前閘接觸的金屬接觸層13a。
源極3與汲極4之間的溝道2的長度L較佳的是小於10 µm，更較佳的是小於5 µm。在該範圍的溝道長度下，在改進的導通電壓穩定性、更低的功耗和改進的偏壓應力穩定性方面的優勢尤其得到增強。在更長的溝道長度下，電流輸出增加，並且有益效果不那麼明顯。有機閘絕緣體（OGI）8應當較佳的是低介電常數，以確保溝道2中的良好電荷遷移率。
出於提供對比示例的目的，圖1C展示了OTFT 1c，其不形成本發明之一部分，其中背閘電極6被隔離。
下面提供了可以在根據本發明之OTFT 1a、1b的每一層中實施的材料的具體細節以及製造OTFT之方法的細節。首先，在本發明之OTFT在電子設備中、特別是在顯示裝置的背板內的應用的背景下解釋本發明之OTFT的優點。
發明人已經確定，藉由使用包括背閘和頂閘的四端子OTFT，並且藉由將背閘連接到另一端子，特別是源極或前閘，OTFT在器件操作方面顯示出顯著的改進。特別地，根據本發明之OTFT顯示出改進的導通電壓（V to）穩定性、較低的功耗（由於較低的閘極電壓擺幅）和改進的偏壓應力穩定性。
圖2A至圖2C分別示出了圖1A至圖1C的器件的轉移曲線。為了測量圖2A至圖2C中所示的一系列轉移曲線，將Vd = -0.1的汲極電壓連續施加到OTFT，然後在測量汲極電流的同時以0.5V的步長將閘極電壓從+30 V掃描到-30 V。對於-2 V和-15 V的汲極電壓重複此操作。這產生了3條獨立的轉移曲線，每個汲極電壓一條轉移曲線。在整個測量過程中，電源偏壓為0 V。
藉由將圖2A和圖2B中的BG-FG OTFT 1a和BG-S OTFT 1b的轉移曲線與圖2C中所示的對比示例的隔離背閘（IBG）OTFT 1c的轉移曲線進行比較可以看出，根據本發明之OTFT 1a、1b顯示了隨著汲極電壓的變化，電壓導通（V to）穩定性得以顯著改善。
除了由根據本發明之OTFT 1a、1b共用的器件性能的共同優點和改進之外。圖1A和圖1B的BG-FG OTFT 1a和BG-S OTFT 1b還顯示出各自不同的優點，該等優點可用於不同的應用。
特別地，如圖2B所示，圖1B的BG-S OTFT顯示的導通電壓V to幾乎獨立於汲極電壓，其中，在每個V d下V to均處於幾乎相等的閘極電壓，略大於0 V。這與如圖2C中背閘隔離器件的轉移曲線所示的背閘6被隔離的對應雙閘器件相比有了顯著改進。因此，根據本發明之BG-S OTFT 1b特別適用於需要具有非常強的可預測性的電流輸出的電路，如用於控制顯示器背板的像素的開關OTFT，如下所述。
根據本發明之BF-FG OTFT 1a以記憶效應的形式顯示出不同的工作特性，其中，在記錄了初始轉移曲線（其記錄了正V to）之後，BF-FG OTFT 1a隨後的轉移曲線保持了幾乎恒定的負導通電壓V to。發明人已經確定，在施加初始閘極電壓之後，根據本發明之BF-FG OTFT 1a在至少40分鐘的時間段內保持負導通電壓V to。這種效應在V g= 0V時需要低關斷電流的應用中特別有益，例如在邏輯電路系統中。應當注意，在藉由施加合適的電壓而感應到負V t的變化之後，BG-FG也顯示出電壓導通穩定性，儘管程度略低，因此與BG-S OTFT 1b共用此特性。
根據本發明之OTFT 1a、1b的改進特性可以在各種電子設備中利用以提供改進的性能。 顯示裝置
可以利用根據本發明之OTFT的改進特性的一種這樣的應用係在平板顯示裝置內。
圖3圖示了用於顯示裝置的背板的電晶體陣列100，其中，電晶體陣列包括以行和列的規則陣列佈置的根據本發明之OTFT 1b的陣列。如在傳統的有源矩陣顯示器中，每個OTFT 1b充當用於控制將電流施加到對應像素電容器101的開關，其中，每個像素102可以在像素電路中包括1T-1C、2T-1C或電晶體和電容器的其他組合。特別地，背板包括連接到公共行中的每個OTFT 1b的閘極的一系列行（或閘極）線103，其中，每條行線連接到行驅動器104以將電壓施加到特定行中的每個電晶體1b的閘極。特定列中的每個OTFT 1b的源極或汲極端子連接到列（或資料）線105。行驅動器106連接到每條閘極線105並且列驅動器106連接到每條資料線105。藉由向行驅動器104提供電壓脈衝以導通一行中的每個OTFT 1b，同時向每個OTFT的源極或汲極端子提供所需的資料電壓以對像素電容器充電，可以對每個像素102單獨定址。藉由依次掃描每一行並將資料電壓施加到每條資料線105，可以將資料信號寫入矩陣的像素電容器中。
根據本發明之OTFT 1a、1b的改進的器件特性在用於顯示器背板100的有源矩陣中時特別有益。特別是，由於顯示器背板像素的開關OTFT大多在導通狀態下操作，因此它們必須能夠抵抗偏壓應力效應。圖1A的BG-FG OTFT 1a和圖1B的BG-S OTFT 1b的偏壓應力穩定性顯著提高，因此在用於這種設備時可提供改進的設備性能，從而減少圖像暫留或「重影」效應。
此外，BG-S OTFT 1a的幾乎獨立的電壓導通V to尤其意味著它們特別適合作為有源矩陣顯示器100的像素OTFT 1b的應用，其中，需要具有非常強的可預測性的電流輸出來向像素電容器101提供預期電荷量。另一方面，BF-FG OTFT 1a的負導通電壓在當OTFT關斷時保持非常低的關斷電流非常重要的閘極驅動器電路系統中特別有益。BG-FG OTFT 1a和BG-S OTFT 1b的組合因此可以用於同一設備的背板100中以提供整體設備性能的協同改進。
例如，當用於邏輯電路系統（如可以構成行驅動器電路系統一部分的移位暫存器）時，BG-FG的負V to可以比具有正V to的器件消耗更少的功率。電路可能包含一個或多個BG-FG連接的OTFT和一個或多個BG-S連接的OTFT。電路的不同部分具有不同的V to可能是有益的，例如對於生成所謂的雙V th邏輯，這種邏輯與單極單V th邏輯相比可以具有更大的雜訊容限。 OTFT 製造方法概述
根據本發明之製造OTFT 1a、1b之方法包括首先在襯底7上沈積背閘電極6，在背閘6上沈積介電基礎層10，並在基礎層10的頂部圖案化源極電極3和汲極4電極。然後沈積OSC層2以覆蓋源極電極3和汲極電極4並填充源極電極3與汲極電極4之間的中間空間以提供器件的有源溝道。然後在OSC層2上方沈積一個或多個有機介電層8、9，並圖案化前閘層以形成前閘電極5。然後沈積鈍化層11以包圍先前沈積的層，並且在鈍化層中圖案化多個通孔以提供通往所需電極的通道，通孔的佈置取決於是需要背閘到前閘（BG-FG）連接的OTFT 1a（如圖1A所示）還是背閘到源極（BG-S）OTFT 1b（圖1B）。
為了製造BG-FG OTFT 1a，將第一通孔12a向下刻蝕到前閘5的水平，並將第二通孔12b向下刻蝕到背閘6的水平。然後沈積、圖案化和刻蝕金屬層以實現前閘5與背閘6之間的閘極互連13。
為了製造BG-S OTFT 1b，將第一通孔12a向下刻蝕到前閘5的水平，將第二通孔12b向下刻蝕到背閘6的水平，並且將第三通孔12c向下刻蝕到源極電極3的水平。然後沈積、圖案化和刻蝕金屬層以形成前閘接觸13a和源極到背閘互連13b。 OTFT 層材料
根據本發明之雙閘OTFT的特性可以藉由適當選擇OTFT堆疊中每個層的材料和形貌來進一步優化。下面闡述了根據本發明之OTFT的每一層的較佳的材料和製造方法。 有機半導體層
根據本發明之OTFT的有機半導體層包括小分子有機半導體和有機黏合劑。術語「小分子」取其在領域中的常規含義，即低分子量有機化合物，例如具有最高達900道耳頓的分子量。
根據本發明之OTFT的有機半導體（OSC）層較佳的是包括至少一種半導體油墨，該半導體油墨包括小分子有機半導體和有機黏合劑。較佳的是，OSC層包括與有機黏合劑相結合的多晶小分子有機半導體。較佳的是，多晶小分子有機半導體包括多并苯化合物。較佳的是，有機黏合劑係有機半導體黏合劑，該有機半導體黏合劑較佳的是包括三芳胺部分。
較佳的是，有機黏合劑包括介電常數k在3.4 ≤ k ≤ 8.0範圍內的半導體黏合劑。
較佳的是，半導體油墨包括離散多并苯分子和/或有機（低聚物/聚合物）黏合劑的配製物。更較佳的是，形成OSC層的半導體油墨包含多并苯和包括至少一個三芳胺部分的聚合物黏合劑。所述三芳胺部分較佳的是含有一個或多個選自由CN和C 1-4烷氧基組成之群組的官能基。
在進一步較佳的實施方式中，形成OSC層的半導體油墨包括離散多并苯分子和聚合物黏合劑，所述聚合物黏合劑包括至少一個三芳胺部分和多并苯部分。
根據本發明之OTFT中的有機半導體層的一個具體較佳的示例包括TMTES並五苯（三乙基(2-{1,4,8,11-四甲基-13-[2-(三乙基矽基)乙炔基] 并五苯-6-基}乙炔基)矽烷）和黏合劑聚合物。OSC層可以包括0.4% wt TMTES并五苯和0.8% wt黏合劑聚合物。該示例的黏合劑聚合物較佳的是包括以下三種單體部分M1、M2和M3中的一種或多種：
M1
Figure 02_image001
 N,N-二苯基(2,4-二甲苯基)胺
M2
Figure 02_image003
 2-[對(二苯基胺基)苯基]-2甲基丙腈
M3
Figure 02_image005
 三(異丙基)(2-{13-[2-(三(異丙基矽基)乙炔基] 并五苯-6-基})乙炔基]矽烷（CAS號373596-08-08）
較佳的是，黏合劑包括三種單體部分M1、M2和M3的無規共聚物，較佳的是，這三種單體部分係以以下重量百分比：59% M1 : 29% M2 : 10% M3。黏合劑可以根據專利WO 2013/124682製備。
雖然在較佳的實施方式中，半導體有機黏合劑與離散小分子有機半導體一起使用，但是絕緣有機黏合劑也可以同樣地代替半導體黏合劑使用。WO 2005/055248中描述了合適的絕緣黏合劑。例如，絕緣黏合劑可以包括選自以下的材料：聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯肉桂酸酯、聚(4-乙烯基聯苯基)、聚(4-甲基苯乙烯)和Topas™ 8007，更較佳的是聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯肉桂酸酯和聚(4-乙烯基聯苯基)。
較佳的是，油墨包括小分子多并苯和/或聚三芳胺黏合劑配製物。較佳的半導體油墨包括在以下項中描述的那些：WO 2010/0020329、WO 2012/003918、WO 2012/164282、WO 2013/000531、WO 2013/124682、WO 2013/124683、WO 2013/124684、WO 2013/124685、WO 2013/124686、WO 2013/124687、WO 2013/124688、WO 2013/159863、WO 2014/083328、WO 2015/028768、WO 2015/058827、WO 2014/005667、WO 2012/160383、WO 2012/160382、WO 2016/015804、WO 2017/0141317、WO 2018/078080。
可用於根據本發明之OTFT的OSC層中的其他有機半導體材料包括以下化合物的離散分子、低聚物和衍生物：共軛烴聚合物，如多并苯、并苯-噻吩、苯并噻吩并苯并噻吩、聚伸苯基、聚(伸苯伸乙烯)、聚茀、聚茚并茀，包括那些共軛烴聚合物的低聚物；稠合芳烴，如并四苯、䓛、并五苯、芘、苝、蔻、吡咯并吡咯二酮、經取代的苯并噻吩并苯并噻吩（例如C8-BTBT）、二萘并噻吩并噻吩（DNTT）；引達省并二噻吩（indacenodithiophene），或該等的經取代的衍生物；低聚物的對取代的伸苯基，如對四聯苯基（p-4P）、對五聯苯基（p-5P）、對六聯苯基（p-6P）、或該等的可溶性取代的衍生物；共軛雜環聚合物，如聚(3-取代的噻吩)、聚(3,4-雙取代的噻吩)、聚苯并噻吩、聚異硫茚、聚(N-取代的吡咯)、聚(3-取代的吡咯)、聚(3,4-雙取代的吡咯)、聚呋喃、聚吡啶、聚-1,3,4-㗁二唑、聚-異硫茚、聚(N-取代的苯胺)、聚(2-取代的苯胺)、聚(3-取代的苯胺)、聚(2,3-雙取代的苯胺)、聚薁、聚芘；吡唑啉化合物；聚硒酚；聚苯并呋喃；聚吲哚；聚嗒𠯤；聯苯胺化合物；二苯代乙烯化合物；三𠯤；經取代的金屬或無金屬卟吩、酞菁、氟代酞菁、萘酞菁、萘二醯亞胺或氟代萘酞菁；C60和C70富勒烯；N,N’-二烷基、經取代的二烷基、二芳基或經取代的二芳基-1,4,5,8-萘四甲酸二醯亞胺和氟代衍生物；N,N'-二烷基、經取代的二烷基、二芳基或經取代的二芳基-3,4,9,10-苝-四甲酸-二醯亞胺；聚萘二醯亞胺-交替-聯噻吩；紅啡啉；聯苯醌；1,3,4-㗁二唑；11,11,12,12-四氰基萘並-2,6-醌二甲烷；[α],[α]'-雙(二噻吩并[3,2-b2',3'-d]噻吩)；二噻吩并[2,3-d; 2′,3′-d′]苯并[1,2-b; 4,5-b′]二噻吩（DTBDT）；聚二噻吩并苯并二噻吩-共-吡咯并吡咯二酮聯噻吩（PDPDBD）；異-靛藍-聯噻吩-（IIDDT-C3）、噻吩并[3,2-b]噻吩-5-氟代苯并[c][1,2,5]噻二唑共聚物、二(噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩（DTTT）；2,8-二烷基、經取代的二烷基、二芳基或經取代的二芳基噻吩蒽；2,2'-二苯并[1,2-b: 4,5-b']二噻吩、苯并噻吩并苯并噻吩（BTBT）聚合物、苯并二噻唑聚合物、及其混合物。
較佳的化合物係來自以上列表的那些及其水溶性的衍生物。 有機閘絕緣體（OGI）層
根據本發明之OTFT較佳的是包括形成在OSC層上的OGI層。較佳的是選擇OGI層以改善OSC通道中的電荷傳輸。提供如本文定義的OGI改善了器件性能，如更高的頻率切換、更高的電流驅動能力且降低了器件遲滯。
根據本發明之OTFT的OGI層較佳的是包括如WO 2020/002914中所述之材料。
根據本發明之OTFT的OGI層較佳的是包括在1000 Hz下具有介電常數（k）＜ 3.0的介電材料。OGI層材料較佳的是選自由以下各項組成之群組：全氟聚合物、苯并環丁烯聚合物（BCB）、聚對二甲苯、聚偏二氟乙烯（PVDF）聚合物、環烯烴共聚物（例如降莰烯、TOPASTM）、全氟環烯烴共聚物（例如降莰烯、TOPAS™）、全氟環烯烴聚合物、金剛烷基聚合物、全氟環丁亞基聚合物（PFCB）、矽氧烷聚合物（如聚甲基矽氧烷）、及其混合物，較佳的是全氟聚合物。
OGI層材料較佳的是含有選自以下群組之重複單元：
Figure 02_image007
其中*指示重複單元到聚合物的剩餘部分的附接點且m和n係整數。
OGI層被較佳的是佈置為具有15-22 mN/m、較佳的是 ＜ 15 mN/m的表面自由能。
較佳的無定形全氟化聚合物係從杜邦公司（Du Pont）（Teflon® AF）、旭硝子公司（Asahi Glass）（作為Cytop®）和首威公司（Solvay）（作為Hyflon® AD）可獲得的。Teflon® AF和Hyflon® AD分別是2,2-雙(三氟甲基)-4,5-二氟-1,3-間二氧雜環戊烯（I）和2,2-雙(三氟甲基)-4-氟-5-三氟甲氧基-1,3-間二氧雜環戊烯（II）與四氟乙烯的共聚物。Cytop® 809M係用於本發明中的最較佳的OGI材料。 抗濺射層（SRL）
在本發明之一些較佳的示例中，OTFT進一步包括在OGI層上的抗濺射層（SRL）。SRL為OGI和OSC提供了在製造期間的抗濺射損傷性，從而使器件之間的OTFT具有改善的特性和更均勻的性能。SRL進一步使得能夠沈積各種閘極材料。
SRL較佳的是包括如WO 2020/002914中所述之交聯有機層。交聯有機層較佳的是藉由包括至少一種非氟化多官能丙烯酸酯、非丙烯酸酯有機溶劑、可交聯的氟化表面活性劑和矽酮表面活性劑的溶液的聚合可獲得的，其中，矽酮表面活性劑較佳的是可交聯的矽酮表面活性劑並且可以是非氟化的表面活性劑。矽酮表面活性劑可以是丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯官能化的矽酮表面活性劑。
SRL較佳的是具有在3H至6H鉛筆硬度範圍內的交聯密度。
SRL較佳的是包括交聯有機層，該交聯有機層在1000 Hz下具有介電常數（k）＞ 3.3、較佳的是該交聯有機層在1000 Hz下具有k ＞ 4.0。較佳的是其上的交聯有機層係50-4000 nm厚、較佳的是100-500 nm厚、更較佳的是100-350 nm厚。交聯有機層的表面自由能較佳的是在16-35 mN/m之間、較佳的是18-35 mN/m、較佳的是20-35 mN/m、較佳的是22-27 mN/m。交聯有機層在1000 Hz下的介電常數較佳的是 ≥ 4、較佳的是在4至10之間。
根據本發明之OTFT可以包括包含多於一個交聯有機層的SRL。 襯底和基礎層
根據本發明之OTFT較佳的是包括較佳的是透明的襯底。襯底可以較佳的是包括玻璃或聚合物。背閘電極較佳的是直接沈積在襯底上。OTFT較佳的是包括形成在背閘電極上的基礎層以使背閘電極絕緣並為形成OSC層提供合適的表面。使用如本文定義的基礎層允許甚至在大的區域上形成高度均勻的OSC層形貌。
基礎層較佳的是有機交聯層，其中較佳的是選擇化學物質以使其免於可能在偏壓應力條件下摻雜OTFT的殘餘離子污染。基礎層可以是丙烯酸酯聚合物。合適的基礎層材料可以是選自WO 2020/002914中所述之那些。基礎層可以具有10 nm至10 µm、較佳的是100 nm至1 µm的厚度。基礎層較佳的是耐有機溶劑的。
黏附層，如環氧底漆，可以形成於背閘電極上，然後將基礎層沈積於黏附層上。 示例根據本發明之OTFT的製造 1.   襯底的製備
使用Corning Eagle XG玻璃襯底用於製造。將玻璃藉由在50°C下在1% Deconex溶液中超音波處理而清洗1小時，然後用DI水沖洗並用氣槍乾燥，然後在70°C下烘烤60分鐘。 2.   形成背閘電極
使用MRC濺射系統將由3個層組成的金屬膜濺射在由12 nm鉬、46 nm鋁和70 nm鉬組成的玻璃上。使用光刻和濕化學刻蝕（水中的磷酸-乙酸-硝酸）將金屬的層圖案化以形成電晶體的背閘接觸。 3.   沈積基礎層
使用整片曝光和顯影去除抗蝕劑後，藉由液泛2分鐘，然後以1000 rpm旋塗20 s並在100°C下熱板烘烤1分鐘沈積薄（約nm）黏附層（SmartKem產品，環氧底漆）。
在該層上，旋塗丙烯酸酯聚合物（SmartKem產品，XSL-01-01-00）基礎層（BL），使用寬頻波長汞燈（g/h/i線）在N2流下以4200 mJ/cm2 UV固化並且然後在180°C下烘烤60分鐘。交聯之後在500 nm下測量膜。 4.   形成源極端子和汲極端子
在BL上，濺射50 nm的Au層並用光刻和濕刻蝕（水中的KI/I）圖案化以形成電晶體的源極和汲極。
使用整片曝光和顯影將光致抗蝕劑剝離後，將樣品在PE100電漿系統中使用O2/Ar混合氣體電漿（250 W，65 s）清洗，然後藉由將SAM（SmartKem產品，XSM-04-01-01）的IPA溶液沈積在電極上持續1分鐘，然後以1000 rpm旋塗20 s形成自組裝單層（SAM）。
在此之後，將樣品用IPA液泛2個循環，然後旋塗以沖洗掉任何過量的SAM材料。將襯底在100°C下烘烤1分鐘，然後冷卻至室溫持續1分鐘。 5.   沈積有機半導體層
在此之後，係包括以下項的有機半導體配製物的層：0.4% wt TMTES并五苯（三乙基(2-{1,4,8,11-四甲基-13-[2-(三乙基矽基)乙炔基]并五苯-6-基}乙炔基)矽烷）和0.8% wt黏合劑聚合物。
所使用的黏合劑聚合物（聚[{N,N-二苯基(2,4-二甲苯基)胺}-共-{2-[對(二苯基胺基)苯基]-2甲基丙腈}-共-{三(異丙基)(2-{13-[2-(三(異丙基矽基)乙炔基]並五苯-6-基})乙炔基]矽烷}]）係根據專利WO 2013/124682製備的包括三種單體部分M1、M2和M3的無規共聚物，這三種單體部分係以59% M1 : 29% M2 : 10% M3的重量百分比。
M1
Figure 02_image001
 N,N-二苯基(2,4-二甲苯基)胺
M2
Figure 02_image003
 2-[對(二苯基胺基)苯基]-2甲基丙腈
M3
Figure 02_image005
 三(異丙基)(2-{13-[2-(三(異丙基矽基)乙炔基]并五苯-6-基})乙炔基]矽烷（CAS號373596-08-08）  
在四氫化萘中配製該等材料，並在同向旋轉Suss旋塗機上以500 rpm旋塗10 s，然後以1250 rpm旋塗60 s。將樣品立即在100°C下烘烤1分鐘。 6.   形成有機閘絕緣體層
將150 nm厚的第一有機閘極介電層（在FC43溶劑中稀釋至3% wt的Cytop 809M）以1500 rpm旋塗20 s，然後在50°C下烘烤1分鐘並且然後在100°C下烘烤1分鐘。 7.   沈積抗濺射層
在此之後，沈積第二有機閘極介電層（SmartKem丙烯酸酯產品，XSL-01-02-01）並以500 rpm旋塗10 s，然後以1250 rpm旋塗180 s，並使用寬頻波長汞燈（g/h/i線）在N2流下以4200 mJ/cm2 UV固化並且然後在120°C下烘烤5分鐘。
在400 nm下測量形成抗濺射層的第二介電層的層厚度。 8.   形成前閘層
在此之後，濺射閘極層（50 nm Au）並使用光刻和濕刻蝕（水中的KI/I）圖案化以形成電晶體的閘電極。
藉由整片曝光和顯影去除抗蝕劑。然後將樣品反應性離子刻蝕（Oxford電漿實驗室800+ RIE，200 mT，100 sccm O2）以去除BL下的有機層，除了閘電極覆蓋的區域之外。
採用單波長端點檢測系統檢測RIE中的OSC和OGI層何時被刻蝕掉以使得可以在適當的時間下停止刻蝕。 9.   鈍化層
在RIE之後，沈積、旋塗鈍化層（PL）（SmartKem基於丙烯酸酯的材料，PL-02-02-01），並在100°C下熱板烘烤1分鐘。然後使用寬頻波長汞燈（g/h/i線）在N2流下以4200 mJ/cm2 UV固化並且然後在120°C下烘烤5分鐘。
PL的總厚度係2微米。 10. 連接背閘電極
使用光刻和RIE在PL中圖案化通孔，然後進行抗蝕劑整片曝光和顯影。RIE將通孔向下刻蝕到背閘金屬的水平以使得可以與這一層互連。
在此之後，濺射金屬層（50 nm Au）並使用光刻和濕刻蝕（水中的KI/I）圖案化以形成電晶體的閘極互連接線。最後，藉由整片曝光和顯影去除抗蝕劑以允許測試。 10a.     背閘到前閘連接的（BG-FG）OTFT設計
對於背閘到前閘連接的（BG-FG）OTFT設計，將第一通孔刻蝕到前閘電極上且將第二通孔刻蝕到背閘電極上，如上沈積連接金屬層以連接前閘和背閘。 10b.    背閘到源極連接的（BG-S）OTFT設計
對於背閘到源極連接的（BG-S）OTFT設計，將第一通孔刻蝕到前閘電極上且為前閘連接沈積金屬連接。將第二通孔刻蝕到背閘電極上且將第三通孔刻蝕到源極端子上，在第二通孔和第三通孔之間沈積連接金屬層以連接源和背閘。 10c.     隔離背閘（IBG）對比示例
作為對比示例，製備了雙閘器件，其中背閘電極係被隔離的，僅提供了前閘連接。 器件測試
使用連接到運行ACS軟體的Keithley 4200半導體參數分析儀的Wentworth Pegasus S200半自動探針台來測試器件。使用Agilent E4980A LCR表以1 kHz的頻率測量測試襯底上的電容器。電容器的值用於根據電晶體器件的IV特性來計算遷移率。為了測量一系列轉移曲線，將Vd = -0.1的汲極電壓連續施加到電晶體，然後在測量汲極電流的同時以0.5 V的步長將閘極電壓從+30 V掃描到-30V。對於-2 V和-15 V的汲極電壓重複此操作。這產生了3條獨立的轉移曲線，每個汲極電壓一條轉移曲線。在整個測量過程中，電源偏壓為0 V。 線性區方程
Figure 02_image008
其中，
Figure 02_image010
係ID-VG圖的梯度。在遷移率取決於閘極電壓之情況下，所引用的值係在V d＜ V g的累積中記錄的最大值。W係電晶體的溝道寬度，L係電晶體的溝道長度，C i係閘極電介質的電容，並且V d係施加到電晶體的汲極電壓。
導通電壓V to被確定為在將電流按W和L縮放至1/1微米後流過1 pA電流時的閘極電壓。因此，對於100/4的W/L，電流將除以因子100/5 = 25以將其歸一化為1/1的W/L。 結果 1.   IBG OTFT（對比示例）
該設計的轉移曲線如圖2C所示，其示出V d= -0.1V的初始掃描的V to為+1.0V，V d= -2V的V to為0.0V，並且V d= -15V的V to為+2.1V。該等值中的每一個皆為W/L為177/4的4個電晶體的平均值。器件的電荷遷移率在線性區內為2.5 cm 2/Vs。從資料中可以看出，這種類型的器件具有正導通電壓，因此需要正閘極電壓來關斷器件。導通電壓隨汲極電壓而變化，因此由於V to取決於V d的值，使用這種類型的電晶體設計電路更加困難。 2.   BG-S OTFT
該電晶體設計的轉移曲線（圖2B）示出V d= -0.1V的初始掃描的V to為+1.1V，V d= -2V的V to為1.3V，並且V d= -15V的V to為+1.4V。該等值中的每一個皆為W/L為177/4的6個電晶體的平均值。器件的電荷遷移率在線性區內為2.2 cm 2/Vs。
這種類型的器件的V to幾乎獨立於汲極電壓。因此，它可用於需要具有非常強的可預測性的電流輸出的電路中。 3.   BG-FG OTFT
該電晶體設計的轉移曲線（圖2A）示出V d= -0.1V的初始掃描的V to為+0.63V，V d= -2V的V to為-2.8V，並且V d= -15V的V to為-2.6V。該等值中的每一個皆為W/L為177/4的13個電晶體的平均值。器件的電荷遷移率在線性區內為2.8 cm 2/Vs。
對BG-FG連接的器件行為進行研究以確定負V to將在第一轉移曲線的測量之後持續多久。在該測試中，我們在V d= -2V下測量了一條轉移曲線，然後立即在V d= -2V下測量了另一條轉移曲線（掃描2）。在此之後，然後在稍後的時間測量進一步的轉移曲線，以在弛豫時間段之後確定V to。下表示出了在同一襯底上測量兩個器件的結果。
掃描時間 V to[V]
   
初始掃描（器件 1 ） +1.5V
緊接在初始掃描之後（第2次掃描） -2.0V
第2次掃描之後5分鐘 -1.5V
第2次掃描之後10分鐘 -1.0V
   
初始掃描（器件 2 ） +1.5V
緊接在初始掃描之後（第2次掃描） -2.0V
第2次掃描之後40分鐘 -0.5
第3次掃描之後40分鐘 -0.5
第4次掃描之後1小時40分鐘 0
該等結果表明負導通電壓在初始掃描後至少保持了40分鐘。這將意味著依賴負V to實現良好運行的電子系統只需要在設備運行超過40分鐘的間隙內運行設備調節常式（例如，在啟動時或在不使用系統的40分鐘空閒期之後）。
1、1a、1b、1c:有機薄膜電晶體（OTFT） 2:有機半導體（OSC）層 3:源極端子 4:汲極端子 5:前閘電極 6:背閘電極 7:襯底 8:有機閘絕緣體（OGI）層 9:抗濺射（SRL）層 10:介電基礎層 11:鈍化層（PL） 12a、12b、12c:通孔 13、13a、13b:金屬互連層 L:距離 100:電晶體陣列、顯示器背板 102:像素 103:行（或閘極）線 104:行驅動器 105:列（或資料）線 106:行驅動器
現在將參考附圖僅藉由舉例來描述本發明之實施方式，在附圖中：
[圖1A]示意性地展示了根據本發明之前閘到背閘（BG-FG）連接的雙閘OTFT；
[圖1B]示意性地展示了根據本發明之源極到背閘（BG-S）連接的雙閘OTFT；
[圖1C]示意性地展示了根據對比示例之隔離背閘（IBG）雙閘OTFT；
[圖2A至圖2C]分別展示了圖1A至圖1C的器件之I-V轉移曲線；以及
[圖3]示意性地展示了根據本發明之顯示器背板之有源矩陣。
1a:有機薄膜電晶體(OTFT)
2:有機半導體(OSC)層
3:源極端子
4:汲極端子
5:前閘電極
6:背閘電極
7:襯底
8:有機閘絕緣體(OGI)層
9:抗濺射(SRL)層
10:介電基礎層
11:鈍化層(PL)
12a、12b:通孔
13:金屬互連層

Claims (28)

  1. 一種有機薄膜電晶體OTFT，包括： 有機半導體層，該有機半導體層佈置在源極端子與汲極端子之間，其中，該有機半導體層包括小分子有機半導體和有機黏合劑； 佈置在該有機半導體層的一側上的前閘電極以及佈置在該有機半導體層的相反側上的背閘電極，該前閘電極和該背閘電極被佈置成在施加電壓時控制該有機半導體層中的電流流動； 其中，該背閘電極電連接到以下之一：該前閘電極和該源極端子。
  2. 如請求項1所述之OTFT，其中，該小分子有機半導體包括多并苯化合物。
  3. 如任一前述請求項所述之OTFT，其中，該有機黏合劑包括有機低聚物或聚合物半導體黏合劑。
  4. 如請求項3所述之OTFT，其中，該有機半導體黏合劑包括包含三芳基胺部分的聚合物。
  5. 如任一前述請求項所述之OTFT，其中，該有機半導體層包含半導體油墨，該半導體油墨包括多并苯化合物和有機黏合劑，其中，該有機黏合劑係包括至少一個三芳基胺部分的聚合物黏合劑。
  6. 如請求項4或5所述之OTFT，其中，該三芳基胺部分含有選自由CN和C 1-4烷氧基構成的組的一個或多個官能基。
  7. 如任一前述請求項所述之OTFT，其中，該有機黏合劑包括介電常數k在3.4 ≤ k ≤ 8.0範圍內的半導體黏合劑。
  8. 如請求項1所述之OTFT，其中，該有機黏合劑包括絕緣黏合劑，其中，該絕緣黏合劑包括選自以下的材料：聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯肉桂酸酯、聚(4-乙烯基聯苯基)、聚(4-甲基苯乙烯)和Topas™ 8007，更較佳的是聚(α-甲基苯乙烯)、聚乙烯肉桂酸酯和聚(4-乙烯基聯苯基)。
  9. 如任一前述請求項所述之OTFT，包括襯底，其中，該背閘電極位於該襯底與該有機半導體層之間，並且該前閘電極位於該有機半導體層的與該襯底相反的一側上。
  10. 如任一前述請求項所述之OTFT，包括形成於該有機半導體層與該前閘電極之間的閘絕緣體層。
  11. 如請求項10所述之OTFT，其中，該閘絕緣層包括選自由以下各項組成之群組的材料：全氟聚合物、苯并環丁烯聚合物（BOB）、聚對二甲苯、聚偏二氟乙烯（PVDF）聚合物、環烯烴共聚物（例如降莰烯、TOPAS™）、全氟環烯烴聚合物、金剛烷基聚合物、全氟環丁亞基聚合物（PFCB）、矽氧烷聚合物（如聚甲基矽氧烷）、及其混合物，較佳的是全氟聚合物。
  12. 如請求項10或請求項11所述之OTFT，包括在該閘絕緣體層與該前閘電極之間形成的抗濺射層，其中，該抗濺射層包括在1000 Hz下具有介電常數（k）＞ 3.3的交聯有機層。
  13. 如任一前述請求項所述之OTFT，包括： 襯底，其中，該背閘電極形成於該襯底上； 包括交聯有機層的基礎層，其中，該基礎層形成於該背閘電極上。
  14. 如任一前述請求項所述之OTFT，其中，該背閘電極僅連接到該前閘電極或該源極端子。
  15. 一種電子設備，包括如任一前述請求項所述之OTFT。
  16. 一種有源矩陣顯示器背板，包括多個如任一前述請求項所述之OTFT。
  17. 如請求項16所述之有源矩陣顯示器背板，其中，該多個OTFT中的每一個的背閘電極僅電連接到以下之一：同一OTFT的前閘電極和同一OTFT的源極端子，並且不與該多個OTFT中的任何其他OTFT的前閘電極或背閘電極相連接。
  18. 如請求項16或請求項17所述之有源矩陣顯示器背板，包括以下各項的組合： 如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到背閘電極的OTFT；以及 如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到源極端子的OTFT。
  19. 如請求項18所述之有源矩陣顯示器背板，包括： 以行和列的規則陣列佈置的多個像素OTFT，每個像素OTFT被佈置為控制流向像素電極的電流，其中，每個像素OTFT包括如任一前述請求項所述之其中背閘電極連接到源極端子的OTFT。
  20. 如請求項19所述之有源矩陣顯示器背板，包括 驅動器電路，該驅動器電路被佈置為向像素OTFT的行或列提供電壓，其中，該驅動器包括如任一前述請求項所述之其中前閘電極連接到背閘電極的OTFT。
  21. 一種用於操作電子設備之方法，該電子設備包括如請求項1至14中任一項所述之背閘電連接到前閘的OTFT，該方法包括： 執行調節常式，其中，對該OTFT施加偏壓以將該OTFT置於導通電壓為負的臨時狀態；以及 在該OTFT處於該臨時狀態時操作該電子設備。
  22. 一種用於製造OTFT之方法，該方法包括以下步驟： 在襯底上形成背閘電極； 形成源極端子和汲極端子； 在該背閘上方以及該源極端子與該汲極端子之間形成有機半導體層，該有機半導體層包括有機黏合劑； 在該有機半導體層上方形成前閘電極；以及 形成用於將該背閘電極連接到以下之一的互連：該前閘電極和該源極端子。
  23. 如請求項22所述之方法，其中，形成有機半導體層包括沈積有機半導體油墨，該有機半導體油墨包括多晶小分子有機半導體、有機黏合劑和溶劑，其中，該多晶小分子有機半導體較佳的是包含多并苯化合物或部分。
  24. 如請求項22或23中任一項所述之方法，其中，在該襯底上形成背閘電極包括將金屬膜濺射在襯底上並刻蝕該金屬膜以形成該背閘電極。
  25. 如請求項22至24中任一項所述之方法，進一步包括： 在該背閘電極的表面形成有機交聯基礎層，並且在該基礎層上形成該汲極端子和該源極端子。
  26. 如請求項22至25中任一項所述之方法，進一步包括在該有機半導體層上形成有機閘絕緣層，並且在該閘絕緣層上形成該前閘電極，其中，該閘絕緣層較佳的是包括全氟聚合物。
  27. 如請求項26所述之方法，包括在該有機閘絕緣層上形成抗濺射層，然後在該有機閘絕緣層上形成該前閘電極，其中，該抗濺射層較佳的是包括在1000 Hz下具有介電常數（k）＞ 3.3的交聯有機層。
  28. 如請求項22至27中任一項所述之方法，進一步包括： 形成鈍化層以覆蓋該前閘電極以及該前閘電極與該襯底之間的所有層； 刻蝕貫穿該鈍化層的多個通孔並沈積金屬層以提供以下之間的連接： 該前閘電極與該背閘電極；或者 該背閘電極與該源極端子。
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