专利名称：有机半导体元件和有机电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机半导体元件和有机电极，它们预期应用于有机电子器件如有机导体、有机超导体、有机磁性材料、有机热电元件、有机电致变色元件和有机电致发光元件。
背景技术：
有机电子器件具有优异的灵活性和便携性，因此预期有机电子设备的实用价值将进一步提高。为此，已经积极地对作为如有机半导体、有机LED和有机太阳能电池的有机电子设备的主要部分的器件进行了开发和研究。有机材料本来是绝缘材料，因此在这些器件中金属被用于大部分电极区域中。因此，为了利用有机化合物的特性如灵活性和便携性，希望开发可应用于有机电子设备的有机电极。由给电子分子和受电子分子形成的电荷转移络合物已知为显示出有机电极的可能性的实例。这种电荷转移络合物的类金属传导性在1973年用四硫富瓦烯(TTF)-四氰基醌二甲烷(TCNQ)证明，从此开发了新材料如以下列出的BDTTF、TSF、F1TCNQ, F2TCNQ和 F4TCNQ (参见 Appl. Phys. Lett.，88，073504，(2006)和 Adv. Materials, 2007，19，3248)。而且，预期将这种电荷转移络合物应用于各种领域，例如用于有机超导体、有机磁性材料、有机电致变色元件、有机电致发光元件和有机热电元件。作为用作有机元件的电荷转移络合物的实例，存在其中TTF-TCNQ共蒸镀和布置在具有P型半导体特性的电极形BDTTF-TCNQ混合晶体上的实例(参见Appl. Phys. Lette.， 88，073504，(2006)),以及其中通过喷墨涂布在并五苯的沉积膜上形成TTF-TCNQ的层的实例(参见 Chem. Matter，19，6382，(2007)) 然而，其中TTF-TCNQ通过共蒸镀以电极形式布置的实例使用BDTTF-TCNQ混合晶体用于有机半导体活性层，并且由于其特殊性这并没有在实际中实现。而且，例如使用喷墨涂布时，由给电子化合物和受电子化合物形成的油墨需要溶于油墨溶剂，但是用于有机半导体活性层的有机材料需要对油墨具有耐受性，因此，还没有发现合适材料的组合，这使其非常难以实际使用。此外，在喷墨涂布中，需要微米级定位精度，因此不能避免使用大规模设备。因此，需要进一步的开发，包括开发新型有机半导体元件结构体。现有技术的另一问题是有机半导体元件自身只具有控制电流的功能。为了在应用中使用有机半导体元件，希望所述有机半导体元件通过在一个应用基板上既提供P型有机半导体又提供η型有机半导体而具有电路的功能。目前，实现使用有机半导体的应用，是要完成的极大挑战。
发明内容
考虑到目前相关领域的现状，本发明的目的是提供具有高加工性能的有机半导体元件，其能够使用同种材料即两种有机化合物制造P型和η型有机薄膜晶体管，并且能够在制造所述晶体管的同时制造有机电极，以及提供使用这样的有机半导体元件的电路。而且， 本发明的另一目的是仅仅通过层压给电子化合物和受电子化合物提供具有简单结构和高电导率的有机电极。这些可以应用于有机导体、有机超导体、有机磁性材料、有机热电元件、 有机电致变色元件和有机电致发光元件。本发明人进行了勤奋的学习和研究以实现上述目的，发现ρ型和η型有机半导体元件可以通过使用两种化合物以形成各化合物的单层(即，总共两层)并且同时形成有机电极来制造。本发明人发现，以这种方式，可容易地得到具有高灵活性的有机半导体元件。特别地，优选的是，用于形成有机电极的有机化合物至少含有用于形成电荷转移络合物的一种给电子有机化合物和一种受电子化合物的组合。作为特别优选的给电子化合物的实例之一，提供由以下通式I表示的四硫富瓦烯衍生物，其呈现强的给电子性质。而且，作为特别优选的受电子化合物的实例之一，提供富勒烯，其呈现强的受电子性质。在以上通式I中，X是碳原子、硫原子或氮原子，且多个X彼此相同或不同；和Rl R16各自为氢原子、卤原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、或取代或未取代的硫代烷氧基，并且彼此相同或不同，条件是X为碳原子或氮原子。此外，有机半导体元件可有效地用于和容易地制造电路，如非门电路，因为η型有机半导体和P型有机半导体可以用给电子化合物和受电子化合物的组合仅通过选择用于形成电极形状的给电子化合物或受电子化合物而选择性地制造。S卩，本发明包括根据以下<1> <6>的有机半导体元件和有机电极<1>有机半导体元件，其含有含有第一有机化合物层和第二有机化合物层的源电极，所述层中至少之一具有有机半导体活性区；和含有所述第一有机化合物层和所述第二有机化合物层的漏电极。
权利要求
1.有机半导体元件，其包含含有第一有机化合物层和第二有机化合物层的源电极，所述层中至少之一具有有机半导体活性区；和含有所述第一有机化合物层和所述第二有机化合物层的漏电极。
2.权利要求1的有机半导体元件，其中所述第一和第二有机化合物是一种给电子化合物和一种受电子化合物的组合。
3.权利要求2的有机半导体元件，其中所述给电子化合物是由以下通式I表示的四硫富瓦烯衍生物
4.权利要求2的有机半导体元件，其中所述受电子化合物是富勒烯。
5.有机电极，其包括层压膜，其中由以下通式I表示的四硫富瓦烯衍生物的层和受电子化合物的层被层压
6.权利要求5的有机电极，其中所述受电子化合物是富勒烯。
全文摘要
本发明提供有机半导体元件和有机电极。所述有机半导体元件含有含有第一有机化合物层和第二有机化合物层的源电极，所述层中至少之一具有有机半导体活性区；和含有所述第一有机化合物层和所述第二有机化合物层的漏电极。所述有机电极含有层压膜，其中由以下通式I表示的四硫富瓦烯衍生物的层和受电子化合物的层被层压。通式I
文档编号H01L51/54GK102194998SQ20111005004
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者加藤拓司, 匂坂俊也, 后藤大辅, 安达千波矢, 山本谕, 松本真二, 毛利匡贵, 油谷圭一郎, 田野隆德, 篠田雅人, 鸟居昌史 申请人:国立大学法人九州大学, 株式会社理光