有机薄膜晶体管的制作方法
有机薄膜晶体管的制作方法
【专利摘要】本发明的课题是提供场效应迁移率高、断态电流小的有机薄膜晶体管。本课题的解决手段是一种有机薄膜晶体管，在有机半导体层的内部中，将位于源电极的正上方或正下方的部分作为第1部分，位于漏电极的正上方或正下方的部分作为第2部分，与第1部分和第2部分不同的部分作为第3部分时，掺杂区域存在于第3部分、第1部分和第3部分、或第2部分和第3部分。
【专利说明】有机薄膜晶体管
【技术领域】
[0001]本发明涉及对有机半导体层的一部分进行了掺杂的有机薄膜晶体管、以及具备这样的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签及液晶显示元件。
【背景技术】
[0002]作为具备半导体薄膜的半导体元件，具备包含有机半导体材料的有机薄膜的有机薄膜晶体管受到瞩目。在有机薄膜晶体管制造中，通过涂布包含有机半导体材料的溶液能容易地形成有机薄膜，因此有可廉价地生产大面积的器件的优点。
[0003]有机薄膜晶体管的特性大大依赖于有机薄膜的载流子传输性，载流子传输性越高，越能发挥作为有机薄膜晶体管的优异的特性。例如，为具备包含有机薄膜的有机半导体层的场效应型有机薄膜晶体管的情况下，有机薄膜的载流子传输性越高就能流过较多的电流，越能够使可调节的电流量的范围变宽等，可获得作为晶体管的优异的特性。因此，广泛地讨论了具有高载流子传输性的有机薄膜晶体管。
[0004]作为具有高载流子传输性的有机薄膜晶体管，例如，提出了具有包含用电子接受性化合物掺杂了的有机半导体材料的有机半导体层的有机薄膜晶体管。
[0005]例如，在非专利文献1中，作为用于有机薄膜晶体管的制造的有机半导体材料，记载着掺杂了 2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷(F4TCNQ)的聚(9，9’-二辛基芴-交替-二噻吩)(F8T2)。该有机半导体材料通过溶解于邻二氯苯，使得到的溶液涂布及干燥，由此形成有机半导体层而制造有机薄膜晶体管。此处制造的有机薄膜晶体管在基材上依次层叠有栅电极、栅极绝缘膜、源电极、漏电极和包含有机半导体材料的有机半导体层，该有机半导体层具有与该栅极绝缘膜、该源电极及该漏电极接触的结构。
[0006]在非专利文献2中，为了解决经离子化的掺杂剂破坏基体，或者使载流子补充或散射的问题，记载着远程掺杂(remote-doping)的概念。该概念是:使提供的空穴或电子从被掺杂剂分子占据的区域向被空间性分离的活性区域移动。
[0007]非专利文献2的有机薄膜晶体管的特征在于，通过将电荷流动的沟槽层、掺杂层分离来形成，由此以不发生电子接受性分子所致的载流子的捕获、散射的方式提高了载流子传输性。
[0008]但是，在上述有机薄膜晶体管中，有断态电流显著增大、通/断比(on/off rate)降低的问题。
[0009]现有技术文献
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1:材料化学杂志(JOURNAL OF MATERIAL CHEMISTRY)，2007 年，第 17卷，第1416?1420页
[0012]非专利文献2:应用物理快报(APPLIED PHYSICS LETTERS), 2010年，第97卷，第123305 页
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]本发明为了解决上述以往的问题而实施，目的在于提供场效应迁移率高、通/断比大的有机薄膜晶体管。
[0015]本发明的目的还在于提供具备这样的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签及液晶显示元件。
[0016]用于解决问题的手段
[0017]S卩，本发明是一种有机薄膜晶体管，其具备栅电极、栅极绝缘膜、源电极、漏电极和包含有机半导体材料的有机半导体层，
[0018]该有机半导体层与该栅极绝缘膜、该源电极及该漏电极接触，
[0019]该有机半导体层具有:在该有机半导体层的膜厚方向由位于该源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分构成的第1部分、由位于该漏电极的正上方的部分或位于该漏电极的正下方的部分构成的第2部分，以及与第1部分及第2部分不同的第3部分，
[0020]该有机半导体层包含:
[0021 ] 仅由该有机半导体材料构成的非掺杂区域、和
[0022]包含该有机半导体材料且还含有电子接受性化合物或电子供给性化合物的掺杂区域，
[0023]该掺杂区域的至少一部分包含于该第3部分，
[0024]该掺杂区域不与该源电极接触，
[0025]该第1部分与该第3部分的边界的一部分或全部、该第2部分与该第3部分的边界的一部分或全部不会同时包含于该掺杂区域。
[0026]在某一方式中，所述掺杂区域和有机半导体层的面即与栅极绝缘膜接触的面相对置的面的一部分接触。
[0027]在某一方式中，所述掺杂区域是使用使电子接受性化合物或电子供给性化合物溶解于溶剂而成的溶液，利用印刷法所形成的区域。
[0028]在某一方式中，所述有机半导体层所含的有机半导体材料是具有两个杂环在两个位置相互连接而成的结构单元的高分子化合物。
[0029]在某一方式中，所述掺杂区域所含的电子接受性化合物是三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯、十六氟酞菁锌、三[1，2_双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷衍生物或对苯醌衍生物。
[0030]在某一方式中，所述掺杂区域所含的电子供给性化合物是四硫富瓦烯衍生物。
[0031 ] 本发明还提供具备本发明的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签或液晶显示元件。
[0032]发明效果
[0033]根据本发明，因可提供场效应迁移率高、通/断比大、阈值电压的漂移小的有机薄膜晶体管及具备这样的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签及液晶显示元件，故本发明极为有用。【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是显示涉及第1实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0035]图2是显示涉及第2实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0036]图3是显示涉及第3实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0037]图4是显示涉及第4实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0038]图5是显示涉及第5实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0039]图6是显示涉及第6实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0040]图7是显示涉及第7实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0041]图8是显示涉及第8实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0042]图9是显示涉及第9实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0043]图10是显示涉及第10实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0044]图11是显示涉及第11实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0045]图12是显示涉及第12实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0046]图13是显示涉及第13实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0047]图14是显示涉及第14实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0048]图15是显示涉及第15实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0049]图16是显示涉及第16实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0050]图17是显示涉及第17实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0051]图18是显示涉及第18实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0052]图19是显示涉及第19实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0053]图20是显示涉及第20实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0054]图21是显示涉及第21实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0055]图22是显示涉及第22实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0056]图23是显示涉及第23实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0057]图24是显示涉及第24实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0058]图25是显示涉及第25实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0059]图26是显示涉及第26实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0060]图27是显示涉及第27实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0061]图28是显示涉及第28实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0062]图29是显示涉及第29实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0063]图30是显示涉及第30实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0064]图31是显示涉及第31实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0065]图32是显示涉及第32实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0066]图33是显示涉及第33实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0067]图34是显示涉及第34实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0068]图35是显示涉及第35实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0069]图36是显示涉及第36实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
【具体实施方式】
[0070]以下，根据需要边参照附图边对本发明的优选的实施方式进行说明。需要说明的是，在【专利附图】
【附图说明】中，对同一要素标上相同的符号，省略重复的说明。
[0071]〈有机薄膜晶体管〉
[0072]作为本发明的有机薄膜晶体管的代表例，可列举出场效应型有机薄膜晶体管。场效应型有机薄膜晶体管优选具备源电极及漏电极、成为它们之间的电流经路的有机半导体层、控制通过电流经路的电流量的栅电极以及配置在有机半导体层与栅电极之间的绝缘层，特别优选源电极及漏电极与有机半导体层接触而设置，且夹着与有机半导体层接触的绝缘层而设置栅电极。
[0073]以下，对作为本发明的有机薄膜晶体管的代表例的场效应型有机薄膜晶体管参照附图进行具体说明。
[0074]图1是涉及第1实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的截面示意图。该场效应型有机薄膜晶体管在有机半导体层中使用了有机半导体材料的场效应型有机薄膜晶体管之中也具有通常的结构。
[0075]图1的场效应型有机薄膜晶体管具备:基板1、在基板1上形成的栅电极4、以覆盖栅电极4的方式在基板1上形成的绝缘层3、在绝缘层3上形成的源电极5及漏电极6、以覆盖源电极5的至少一部分及漏电极6的至少一部分的方式形成的包含有机半导体材料的有机半导体层2。在有机半导体层2内，具有掺杂区域7，其处于位于源电极5及源电极5的正上方的第1部分与位于漏电极6及漏电极6的正上方的第2部分之间，其不与上述任意的电极、上述第1部分及第2部分接触，也不与有机半导体层2与绝缘层3接触的面(即，绝缘层3的上面或有机半导体层2的下面)接触且与有机半导体层2的与绝缘层3接触的面相对置的面(即，有机半导体层2的上面)的一部分接触，其在上述接触区域形成并包含电子接受性化合物或电子供给性化合物。需要说明的是，作为有机半导体材料，可列举出P型有机半导体材料和η型有机半导体材料。需要说明的是，为了简便起见，在【专利附图】
【附图说明】中将纸面的上方称为上，将下方称为下，将截面图所表示的图的左右的边界线称为侧面。
[0076]在场效应型有机薄膜晶体管中，有机半导体层2成为源电极5与漏电极6之间的电流经路(沟槽)。栅电极4通过施加电压来控制从有机半导体层2中的通过电流经路(沟槽)的电流量。在有机半导体层2中使用ρ型半导体材料时，通过对栅电极4施加负电压，在有机半导体层2与绝缘层3的界面附近诱发产生空穴，电流发生流动。若相反地施加正电压，有机半导体层2耗尽化，电流不流动。
[0077]作为提高有机半导体元件中的有机薄膜的载流子传输性的方法，有通过将电子接受性化合物或电子供给性化合物混合于有机半导体材料来进行掺杂，提高载流子密度的方法。但是，在有机薄膜晶体管中，若将有机半导体层全部用电子接受性化合物或电子供给性化合物掺杂，则即使使栅电压变化也不能良好地调节载流子量，有不能作为开关元件起作用的情况、阈值电压大幅变化，变得不能低电压驱动的情况。
[0078]为了解决该问题，在本发明中，在有机半导体层的内部，在特定的一部分区域进行掺杂。进行掺杂的区域，即掺杂区域，例如，参照用相对于其长度方向垂直的面将像图1那样的有机薄膜晶体管剖切而得的截面图，补充关于下面的配置的条件。
[0079]首先，在有机半导体层的内部中，将位于源电极的正上方或正下方的部分作为第1部分，位于漏电极的正上方或正下方的部分作为第2部分，与第1部分和第2部分不同的部分，例如位于被第1部分和第2部分所夹的中间的部分作为第3部分，此时，掺杂区域至少存在于第3部分。并且，掺杂区域不得与源电极接触。而且，掺杂区域可以从第3部分向第1部分或第2部分伸长而存在。但是，掺杂区域不得从第3部分向第1部分及第2部分的两个方向伸长而存在。另外，掺杂区域不得同时与第1部分与该第3部分的边界及该第2部分与该第3部分的边界接触，不得同时包含两条边界。
[0080]此处，电极的正上方或正下方是指，从相对于有机半导体层的平面垂直的方向透视有机薄膜晶体管时，在有机半导体层的内部，成为与电极重复的部分。在有机半导体层的内部，与电极的上面或下面接触的部分也被包含于电极的正上方或正下方的概念中。
[0081]另外，优选在有机半导体层的内部，掺杂区域不存在于位于源电极的正上方或正下方的部分。更具体而言，参照用相对于有机薄膜晶体管的长度方向垂直的面剖切的有机半导体层的截面，将包括位于源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分及与该源电极的侧面接触的部分的区域作为第4部分，将与第4部分不同的部分作为第5部分，此时，掺杂区域设置于第5部分的至少一部分。通过像这样做，有机薄膜晶体管的场效应迁移率提高，断态电流降低。
[0082]进一步，掺杂区域更优选在有机半导体层的内部不存在于位于漏电极的正上方或正下方的部分。更具体而言，参照用相对于有机薄膜晶体管的长度方向垂直的面剖切的有机半导体层的截面，将包括位于源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分、与源电极的侧面接触的部分、及位于漏电极的正上方的部分或位于漏电极的正下方的部分的区域作为第6部分，将与第6部分不同的部分作为第7部分，此时，在第7部分的至少一部分设置掺杂区域。通过像这样做，有时断态电流进一步降低，阈值电压的漂移降低。
[0083]作为电子接受性化合物，可列举如:三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯、十六氟酞菁锌、三[1，2_双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ)、四氰基对苯醌二甲烷衍生物、对苯醌、对苯醌衍生物、1，4_萘醌衍生物、联萘醌衍生物及芴衍生物，优选为四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ)、四氰基对苯醌二甲烷衍生物、对苯醌、对苯醌衍生物、三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯及三[1，2-双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥。
[0084]作为上述四氰基对苯醌二甲烷衍生物，可列举如:5，6-四氟-7，7，8，8_四氰基对苯醌二甲烷(F4TCNQ)、三氟甲基四氰基对苯醌二甲烷(CF3TCNQ)、2，5-二氟四氰基对苯醌二甲烷(F2TCNQ)、一氟四氰基对苯醌二甲烷(FTCNQ)、四氰基乙烯(TCNE)及11，11，12，12-四氰基萘-2，6-醌二甲烷(TNAP)。
[0085]作为上述对苯醌衍生物，可列举如:2，3- 二氯-5，6- 二氰基对苯醌(DDQ)、2，3_ 二溴-5，6- 二氰基对苯醌(DBDQ)、2，3- 二碘-5，6- 二氰基对苯醌(DIDQ)及2，3- 二氰基对苯醌(q(cn)2)。
[0086]作为上述1，4-萘醌衍生物，可列举如:2，3- 二氰基-5-硝基-1，4_萘醌(DCNNQ)及 2，3- 二氰基-1，4-萘醌(DCNQ)。
[0087]作为上述联萘醌衍生物，可列举如:3，3’，5，5’-四叔丁基-4，4’-联萘醌、3，5-二甲基-3’，5’-二叔丁基-4，4’-联萘醌、4，4’-联萘醌、3，3’，5，5'-四甲基_1，4_联萘醌、3，3’，5，5’-四乙基-1，4-联萘醌、3，3’，5，5’-四丁基-1，4-联萘醌、3，3’，5，5’-四苯
基-1，4-联萘醌。
[0088]作为上述芴衍生物，可列举如9- 二氰基亚甲基_2，4，5，7_四硝基芴(DTENF)。
[0089]在电子接受性化合物中，从使有机薄膜晶体管的场效应迁移率提高的观点出发，优选二十六氟二十六氢[5,6]富勒烯、十六氟酞菁锋、二 [1，2_双(二氟甲基)乙烧-1，2_]二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷衍生物及对苯醌衍生物。
[0090]作为上述电子供给性化合物，可列举如四硫富瓦烯(TTF)及四硫富瓦烯衍生物。
[0091]作为上述四硫富瓦烯衍生物，可列举如:双(亚乙基二硫基)四硫富瓦烯(BEDT-TTF)、双(亚甲基二硫基)四硫富瓦烯(BMDT-TTF)、双(三亚甲基二硫醇)四硫富瓦烯(BTOT-TTF)及四甲基四硫富瓦烯(TMTTF)。
[0092]作为掺杂区域所含的电子接受性化合物或电子供给性化合物，因电子接受性越高则越可通过微量的混合来发挥效果，故优选四氰基对苯醌二甲烷、5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷，更优选5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷。
[0093]上述电子接受性化合物或上述电子供给性化合物可溶于有机溶剂时，可通过涂布法形成掺杂区域作为有机半导体层的一部分。[0094]包含电子接受性化合物或上述电子供给性化合物的掺杂区域7的厚度优选为有机半导体层2的厚度的一半以下。
[0095]包含电子接受性化合物或上述电子供给性化合物的掺杂区域7的长度优选为源电极5与漏电极6之间的长度以下，更优选为源电极5与漏电极6之间的长度的一半以下。
[0096]对用于有机半导体层2、掺杂区域7的有机半导体材料进行说明。
[0097]有机半导体层所用的有机半导体材料具有载流子传输性。此处，载流子传输性是指，在形成膜等结构体时可以使电子、空穴等载流子在该结构体内移动的特性。作为有机半导体材料的一种形态的载流子传输性有机半导体化合物是具有可表现出这样的载流子传输性的结构或电子状态的有机化合物。
[0098]作为载流子传输性有机半导体化合物，优选为载流子传输性高分子化合物及载流子传输性低分子化合物。
[0099]接着，对用于有机半导体层、掺杂区域的载流子传输性低分子化合物进行说明。
[0100]作为适宜的载流子传输性低分子化合物，可列举出具有π共轭结构的低分子化合物及多环芳香族化合物。作为具有η共轭结构的低分子化合物，可列举如包含后述的载流子传输性高分子化合物所具有的结构、且聚苯乙烯换算的数均分子量不足8000的化合物。
[0101]作为多环芳香族化合物，可列举如:萘、蒽、并四苯、红荧烯、并五苯、苯并五苯、二苯并五苯、四苯并五苯、萘并五苯、并六苯、并七苯、并九苯(Nanoacene)、荷、突蒽、菲、蓮"、联三苯、苯并蒽、蓝 、苯并[c]蓝(Flumilene,日文原文:7 ^ > >)、苯并蒽、花、蒽嵌蒽、靴二蒽、晕苯、苯并晕苯、二苯并晕苯、六苯并晕苯、苯并二晕苯、茈(Perylene)、三萘嵌二苯(Terrylene)、二花、四萘嵌三苯(Quaterrylene)、三亚萘、庚芬、卵苯、玉红省、蒽酮紫、异蒽酮紫、循环蒽(Circumanthracene)、双蒽烯(Bisanthene)、二苯骈[de，mn]稠四苯(Zethrene)、庚二苯骈[de, mn]稠四苯、皮蒽(7 )、凯库勒烯(kekulene)、三聚茚(truxene)、富勒烯(C60、C70, C60-PCBM, C70-PCBM 等)及这些化合物的衍生物。
[0102]多环芳香族化合物可以是含有杂原子的化合物。作为含有杂原子的多环芳香族化合物，可列举如:苯并二噻吩、萘并二噻吩、蒽并二噻吩、四联(二噻吩)(tetradithiophene)、五联(二噻吩)(pentadithiophene)、六联(二噻吩)(hexadithiophene)、二苯并喔吩、二苯并喔吩并二苯并喔吩、喔吩并喔吩、二喔吩并喔吩、四噻吩并苯、五噻吩并苯、二苯并呋喃、咔唑、二苯并噻咯、苯并二噻唑、萘并二噻唑、蒽并二噻唑、四联(二噻唑)、五联(二噻唑)、六联(二噻唑)、噻唑并噻唑、四硫富瓦烯、二苯并硫代富瓦烯、二噻吩硫代富瓦烯、四氰基对苯醌二甲烷、四氰基萘醌二甲烷、萘四甲酸二酰亚胺、茈四甲酸二酰亚胺及这些化合物的衍生物。另外，酞菁、叶啉、四苯并卟啉等含有金属的化合物、三苯胺及这些化合物的衍生物也被包含于含有杂原子的多环芳香族化合物。
[0103]作为化合物的衍生物，可列举如:具有卤原子或1价的基团的化合物及化合物的醌衍生物。卤原子及1价的基团的具体例与后述的R1及R2所表示的卤原子及1价的基团的具体例相同。例如，作为并四苯的衍生物，可列举出红荧烯。另外，化合物的醌衍生物也被包含于化合物的衍生物。例如，作为并五苯的衍生物，可列举出并五苯二酮。
[0104]作为载流子传输性低分子化合物，因可期待高场效应迁移率，故优选多环芳香族化合物，更优选式(1)所表不的化合物。
[0105][化1]
【权利要求】
1.一种有机薄膜晶体管，其具备栅电极、栅极绝缘膜、源电极、漏电极和包含有机半导体材料的有机半导体层，该有机半导体层与该栅极绝缘膜、该源电极及该漏电极接触，该有机半导体层在该有机半导体层的膜厚方向，具有:由位于该源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分构成的第1部分、由位于该漏电极的正上方的部分或位于该漏电极的正下方的部分构成的第2部分、以及与第1部分及第2部分不同的第3部分，该有机半导体层包含:仅由该有机半导体材料构成的非掺杂区域、含有该有机半导体材料且还含有电子接受性化合物或电子供给性化合物的掺杂区域，该掺杂区域的至少一部分包含于该第3部分，该掺杂区域不与该源电极接触，该第1部分与该第3部分的边界的一部分或全部、和该第2部分与该第3部分的边界的一部分或全部不会同时包含于该掺杂区域。
2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域和有机半导体层的面即与栅极绝缘膜接触的面相对置的面的一部分接触。
3.根据权利要求1或2所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域是使用使电子接受性化合物或电子供给性化合物溶解于溶剂而成的溶液，利用印刷法所形成的区域。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机半导体层所含的有机半导体材料是具有两个杂环在两个位置相互连接而成的结构单元的高分子化合物。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域所含的电子接受性化合物是三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯、十六氟酞菁锌、三[1，2_双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷衍生物或对苯醌衍生物。
6.根据权利要求1?4中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域所含的电子供给性化合物是四硫富瓦烯衍生物。
7.—种有机电致发光兀件，其具备权利要求1?6中任一项所述的有机薄膜晶体管。
8.—种电子标签，其具备权利要求1?6中任一项所述的有机薄膜晶体管。
9.一种液晶显示元件，其具备权利要求1?6中任一项所述的有机薄膜晶体管。
【文档编号】H01L29/786GK103733346SQ201280039616
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月21日 优先权日:2011年8月22日
【发明者】冈地崇之, 上田将人 申请人:住友化学株式会社
【专利摘要】本发明的课题是提供场效应迁移率高、断态电流小的有机薄膜晶体管。本课题的解决手段是一种有机薄膜晶体管，在有机半导体层的内部中，将位于源电极的正上方或正下方的部分作为第1部分，位于漏电极的正上方或正下方的部分作为第2部分，与第1部分和第2部分不同的部分作为第3部分时，掺杂区域存在于第3部分、第1部分和第3部分、或第2部分和第3部分。
【专利说明】有机薄膜晶体管
【技术领域】
[0001]本发明涉及对有机半导体层的一部分进行了掺杂的有机薄膜晶体管、以及具备这样的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签及液晶显示元件。
【背景技术】
[0002]作为具备半导体薄膜的半导体元件，具备包含有机半导体材料的有机薄膜的有机薄膜晶体管受到瞩目。在有机薄膜晶体管制造中，通过涂布包含有机半导体材料的溶液能容易地形成有机薄膜，因此有可廉价地生产大面积的器件的优点。
[0003]有机薄膜晶体管的特性大大依赖于有机薄膜的载流子传输性，载流子传输性越高，越能发挥作为有机薄膜晶体管的优异的特性。例如，为具备包含有机薄膜的有机半导体层的场效应型有机薄膜晶体管的情况下，有机薄膜的载流子传输性越高就能流过较多的电流，越能够使可调节的电流量的范围变宽等，可获得作为晶体管的优异的特性。因此，广泛地讨论了具有高载流子传输性的有机薄膜晶体管。
[0004]作为具有高载流子传输性的有机薄膜晶体管，例如，提出了具有包含用电子接受性化合物掺杂了的有机半导体材料的有机半导体层的有机薄膜晶体管。
[0005]例如，在非专利文献1中，作为用于有机薄膜晶体管的制造的有机半导体材料，记载着掺杂了 2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷(F4TCNQ)的聚(9，9’-二辛基芴-交替-二噻吩)(F8T2)。该有机半导体材料通过溶解于邻二氯苯，使得到的溶液涂布及干燥，由此形成有机半导体层而制造有机薄膜晶体管。此处制造的有机薄膜晶体管在基材上依次层叠有栅电极、栅极绝缘膜、源电极、漏电极和包含有机半导体材料的有机半导体层，该有机半导体层具有与该栅极绝缘膜、该源电极及该漏电极接触的结构。
[0006]在非专利文献2中，为了解决经离子化的掺杂剂破坏基体，或者使载流子补充或散射的问题，记载着远程掺杂(remote-doping)的概念。该概念是:使提供的空穴或电子从被掺杂剂分子占据的区域向被空间性分离的活性区域移动。
[0007]非专利文献2的有机薄膜晶体管的特征在于，通过将电荷流动的沟槽层、掺杂层分离来形成，由此以不发生电子接受性分子所致的载流子的捕获、散射的方式提高了载流子传输性。
[0008]但是，在上述有机薄膜晶体管中，有断态电流显著增大、通/断比(on/off rate)降低的问题。
[0009]现有技术文献
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1:材料化学杂志(JOURNAL OF MATERIAL CHEMISTRY)，2007 年，第 17卷，第1416?1420页
[0012]非专利文献2:应用物理快报(APPLIED PHYSICS LETTERS), 2010年，第97卷，第123305 页
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]本发明为了解决上述以往的问题而实施，目的在于提供场效应迁移率高、通/断比大的有机薄膜晶体管。
[0015]本发明的目的还在于提供具备这样的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签及液晶显示元件。
[0016]用于解决问题的手段
[0017]S卩，本发明是一种有机薄膜晶体管，其具备栅电极、栅极绝缘膜、源电极、漏电极和包含有机半导体材料的有机半导体层，
[0018]该有机半导体层与该栅极绝缘膜、该源电极及该漏电极接触，
[0019]该有机半导体层具有:在该有机半导体层的膜厚方向由位于该源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分构成的第1部分、由位于该漏电极的正上方的部分或位于该漏电极的正下方的部分构成的第2部分，以及与第1部分及第2部分不同的第3部分，
[0020]该有机半导体层包含:
[0021 ] 仅由该有机半导体材料构成的非掺杂区域、和
[0022]包含该有机半导体材料且还含有电子接受性化合物或电子供给性化合物的掺杂区域，
[0023]该掺杂区域的至少一部分包含于该第3部分，
[0024]该掺杂区域不与该源电极接触，
[0025]该第1部分与该第3部分的边界的一部分或全部、该第2部分与该第3部分的边界的一部分或全部不会同时包含于该掺杂区域。
[0026]在某一方式中，所述掺杂区域和有机半导体层的面即与栅极绝缘膜接触的面相对置的面的一部分接触。
[0027]在某一方式中，所述掺杂区域是使用使电子接受性化合物或电子供给性化合物溶解于溶剂而成的溶液，利用印刷法所形成的区域。
[0028]在某一方式中，所述有机半导体层所含的有机半导体材料是具有两个杂环在两个位置相互连接而成的结构单元的高分子化合物。
[0029]在某一方式中，所述掺杂区域所含的电子接受性化合物是三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯、十六氟酞菁锌、三[1，2_双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷衍生物或对苯醌衍生物。
[0030]在某一方式中，所述掺杂区域所含的电子供给性化合物是四硫富瓦烯衍生物。
[0031 ] 本发明还提供具备本发明的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签或液晶显示元件。
[0032]发明效果
[0033]根据本发明，因可提供场效应迁移率高、通/断比大、阈值电压的漂移小的有机薄膜晶体管及具备这样的有机薄膜晶体管的有机电致发光元件、电子标签及液晶显示元件，故本发明极为有用。【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是显示涉及第1实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0035]图2是显示涉及第2实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0036]图3是显示涉及第3实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0037]图4是显示涉及第4实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0038]图5是显示涉及第5实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0039]图6是显示涉及第6实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0040]图7是显示涉及第7实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0041]图8是显示涉及第8实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0042]图9是显示涉及第9实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0043]图10是显示涉及第10实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0044]图11是显示涉及第11实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0045]图12是显示涉及第12实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0046]图13是显示涉及第13实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0047]图14是显示涉及第14实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0048]图15是显示涉及第15实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0049]图16是显示涉及第16实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0050]图17是显示涉及第17实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0051]图18是显示涉及第18实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0052]图19是显示涉及第19实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0053]图20是显示涉及第20实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0054]图21是显示涉及第21实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0055]图22是显示涉及第22实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0056]图23是显示涉及第23实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0057]图24是显示涉及第24实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0058]图25是显示涉及第25实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0059]图26是显示涉及第26实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0060]图27是显示涉及第27实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0061]图28是显示涉及第28实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0062]图29是显示涉及第29实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0063]图30是显示涉及第30实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0064]图31是显示涉及第31实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0065]图32是显示涉及第32实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0066]图33是显示涉及第33实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0067]图34是显示涉及第34实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0068]图35是显示涉及第35实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
[0069]图36是显示涉及第36实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的结构的截面示意图。
【具体实施方式】
[0070]以下，根据需要边参照附图边对本发明的优选的实施方式进行说明。需要说明的是，在【专利附图】
【附图说明】中，对同一要素标上相同的符号，省略重复的说明。
[0071]〈有机薄膜晶体管〉
[0072]作为本发明的有机薄膜晶体管的代表例，可列举出场效应型有机薄膜晶体管。场效应型有机薄膜晶体管优选具备源电极及漏电极、成为它们之间的电流经路的有机半导体层、控制通过电流经路的电流量的栅电极以及配置在有机半导体层与栅电极之间的绝缘层，特别优选源电极及漏电极与有机半导体层接触而设置，且夹着与有机半导体层接触的绝缘层而设置栅电极。
[0073]以下，对作为本发明的有机薄膜晶体管的代表例的场效应型有机薄膜晶体管参照附图进行具体说明。
[0074]图1是涉及第1实施方式的场效应型有机薄膜晶体管的截面示意图。该场效应型有机薄膜晶体管在有机半导体层中使用了有机半导体材料的场效应型有机薄膜晶体管之中也具有通常的结构。
[0075]图1的场效应型有机薄膜晶体管具备:基板1、在基板1上形成的栅电极4、以覆盖栅电极4的方式在基板1上形成的绝缘层3、在绝缘层3上形成的源电极5及漏电极6、以覆盖源电极5的至少一部分及漏电极6的至少一部分的方式形成的包含有机半导体材料的有机半导体层2。在有机半导体层2内，具有掺杂区域7，其处于位于源电极5及源电极5的正上方的第1部分与位于漏电极6及漏电极6的正上方的第2部分之间，其不与上述任意的电极、上述第1部分及第2部分接触，也不与有机半导体层2与绝缘层3接触的面(即，绝缘层3的上面或有机半导体层2的下面)接触且与有机半导体层2的与绝缘层3接触的面相对置的面(即，有机半导体层2的上面)的一部分接触，其在上述接触区域形成并包含电子接受性化合物或电子供给性化合物。需要说明的是，作为有机半导体材料，可列举出P型有机半导体材料和η型有机半导体材料。需要说明的是，为了简便起见，在【专利附图】
【附图说明】中将纸面的上方称为上，将下方称为下，将截面图所表示的图的左右的边界线称为侧面。
[0076]在场效应型有机薄膜晶体管中，有机半导体层2成为源电极5与漏电极6之间的电流经路(沟槽)。栅电极4通过施加电压来控制从有机半导体层2中的通过电流经路(沟槽)的电流量。在有机半导体层2中使用ρ型半导体材料时，通过对栅电极4施加负电压，在有机半导体层2与绝缘层3的界面附近诱发产生空穴，电流发生流动。若相反地施加正电压，有机半导体层2耗尽化，电流不流动。
[0077]作为提高有机半导体元件中的有机薄膜的载流子传输性的方法，有通过将电子接受性化合物或电子供给性化合物混合于有机半导体材料来进行掺杂，提高载流子密度的方法。但是，在有机薄膜晶体管中，若将有机半导体层全部用电子接受性化合物或电子供给性化合物掺杂，则即使使栅电压变化也不能良好地调节载流子量，有不能作为开关元件起作用的情况、阈值电压大幅变化，变得不能低电压驱动的情况。
[0078]为了解决该问题，在本发明中，在有机半导体层的内部，在特定的一部分区域进行掺杂。进行掺杂的区域，即掺杂区域，例如，参照用相对于其长度方向垂直的面将像图1那样的有机薄膜晶体管剖切而得的截面图，补充关于下面的配置的条件。
[0079]首先，在有机半导体层的内部中，将位于源电极的正上方或正下方的部分作为第1部分，位于漏电极的正上方或正下方的部分作为第2部分，与第1部分和第2部分不同的部分，例如位于被第1部分和第2部分所夹的中间的部分作为第3部分，此时，掺杂区域至少存在于第3部分。并且，掺杂区域不得与源电极接触。而且，掺杂区域可以从第3部分向第1部分或第2部分伸长而存在。但是，掺杂区域不得从第3部分向第1部分及第2部分的两个方向伸长而存在。另外，掺杂区域不得同时与第1部分与该第3部分的边界及该第2部分与该第3部分的边界接触，不得同时包含两条边界。
[0080]此处，电极的正上方或正下方是指，从相对于有机半导体层的平面垂直的方向透视有机薄膜晶体管时，在有机半导体层的内部，成为与电极重复的部分。在有机半导体层的内部，与电极的上面或下面接触的部分也被包含于电极的正上方或正下方的概念中。
[0081]另外，优选在有机半导体层的内部，掺杂区域不存在于位于源电极的正上方或正下方的部分。更具体而言，参照用相对于有机薄膜晶体管的长度方向垂直的面剖切的有机半导体层的截面，将包括位于源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分及与该源电极的侧面接触的部分的区域作为第4部分，将与第4部分不同的部分作为第5部分，此时，掺杂区域设置于第5部分的至少一部分。通过像这样做，有机薄膜晶体管的场效应迁移率提高，断态电流降低。
[0082]进一步，掺杂区域更优选在有机半导体层的内部不存在于位于漏电极的正上方或正下方的部分。更具体而言，参照用相对于有机薄膜晶体管的长度方向垂直的面剖切的有机半导体层的截面，将包括位于源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分、与源电极的侧面接触的部分、及位于漏电极的正上方的部分或位于漏电极的正下方的部分的区域作为第6部分，将与第6部分不同的部分作为第7部分，此时，在第7部分的至少一部分设置掺杂区域。通过像这样做，有时断态电流进一步降低，阈值电压的漂移降低。
[0083]作为电子接受性化合物，可列举如:三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯、十六氟酞菁锌、三[1，2_双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ)、四氰基对苯醌二甲烷衍生物、对苯醌、对苯醌衍生物、1，4_萘醌衍生物、联萘醌衍生物及芴衍生物，优选为四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ)、四氰基对苯醌二甲烷衍生物、对苯醌、对苯醌衍生物、三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯及三[1，2-双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥。
[0084]作为上述四氰基对苯醌二甲烷衍生物，可列举如:5，6-四氟-7，7，8，8_四氰基对苯醌二甲烷(F4TCNQ)、三氟甲基四氰基对苯醌二甲烷(CF3TCNQ)、2，5-二氟四氰基对苯醌二甲烷(F2TCNQ)、一氟四氰基对苯醌二甲烷(FTCNQ)、四氰基乙烯(TCNE)及11，11，12，12-四氰基萘-2，6-醌二甲烷(TNAP)。
[0085]作为上述对苯醌衍生物，可列举如:2，3- 二氯-5，6- 二氰基对苯醌(DDQ)、2，3_ 二溴-5，6- 二氰基对苯醌(DBDQ)、2，3- 二碘-5，6- 二氰基对苯醌(DIDQ)及2，3- 二氰基对苯醌(q(cn)2)。
[0086]作为上述1，4-萘醌衍生物，可列举如:2，3- 二氰基-5-硝基-1，4_萘醌(DCNNQ)及 2，3- 二氰基-1，4-萘醌(DCNQ)。
[0087]作为上述联萘醌衍生物，可列举如:3，3’，5，5’-四叔丁基-4，4’-联萘醌、3，5-二甲基-3’，5’-二叔丁基-4，4’-联萘醌、4，4’-联萘醌、3，3’，5，5'-四甲基_1，4_联萘醌、3，3’，5，5’-四乙基-1，4-联萘醌、3，3’，5，5’-四丁基-1，4-联萘醌、3，3’，5，5’-四苯
基-1，4-联萘醌。
[0088]作为上述芴衍生物，可列举如9- 二氰基亚甲基_2，4，5，7_四硝基芴(DTENF)。
[0089]在电子接受性化合物中，从使有机薄膜晶体管的场效应迁移率提高的观点出发，优选二十六氟二十六氢[5,6]富勒烯、十六氟酞菁锋、二 [1，2_双(二氟甲基)乙烧-1，2_]二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷衍生物及对苯醌衍生物。
[0090]作为上述电子供给性化合物，可列举如四硫富瓦烯(TTF)及四硫富瓦烯衍生物。
[0091]作为上述四硫富瓦烯衍生物，可列举如:双(亚乙基二硫基)四硫富瓦烯(BEDT-TTF)、双(亚甲基二硫基)四硫富瓦烯(BMDT-TTF)、双(三亚甲基二硫醇)四硫富瓦烯(BTOT-TTF)及四甲基四硫富瓦烯(TMTTF)。
[0092]作为掺杂区域所含的电子接受性化合物或电子供给性化合物，因电子接受性越高则越可通过微量的混合来发挥效果，故优选四氰基对苯醌二甲烷、5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷，更优选5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷。
[0093]上述电子接受性化合物或上述电子供给性化合物可溶于有机溶剂时，可通过涂布法形成掺杂区域作为有机半导体层的一部分。[0094]包含电子接受性化合物或上述电子供给性化合物的掺杂区域7的厚度优选为有机半导体层2的厚度的一半以下。
[0095]包含电子接受性化合物或上述电子供给性化合物的掺杂区域7的长度优选为源电极5与漏电极6之间的长度以下，更优选为源电极5与漏电极6之间的长度的一半以下。
[0096]对用于有机半导体层2、掺杂区域7的有机半导体材料进行说明。
[0097]有机半导体层所用的有机半导体材料具有载流子传输性。此处，载流子传输性是指，在形成膜等结构体时可以使电子、空穴等载流子在该结构体内移动的特性。作为有机半导体材料的一种形态的载流子传输性有机半导体化合物是具有可表现出这样的载流子传输性的结构或电子状态的有机化合物。
[0098]作为载流子传输性有机半导体化合物，优选为载流子传输性高分子化合物及载流子传输性低分子化合物。
[0099]接着，对用于有机半导体层、掺杂区域的载流子传输性低分子化合物进行说明。
[0100]作为适宜的载流子传输性低分子化合物，可列举出具有π共轭结构的低分子化合物及多环芳香族化合物。作为具有η共轭结构的低分子化合物，可列举如包含后述的载流子传输性高分子化合物所具有的结构、且聚苯乙烯换算的数均分子量不足8000的化合物。
[0101]作为多环芳香族化合物，可列举如:萘、蒽、并四苯、红荧烯、并五苯、苯并五苯、二苯并五苯、四苯并五苯、萘并五苯、并六苯、并七苯、并九苯(Nanoacene)、荷、突蒽、菲、蓮"、联三苯、苯并蒽、蓝 、苯并[c]蓝(Flumilene,日文原文:7 ^ > >)、苯并蒽、花、蒽嵌蒽、靴二蒽、晕苯、苯并晕苯、二苯并晕苯、六苯并晕苯、苯并二晕苯、茈(Perylene)、三萘嵌二苯(Terrylene)、二花、四萘嵌三苯(Quaterrylene)、三亚萘、庚芬、卵苯、玉红省、蒽酮紫、异蒽酮紫、循环蒽(Circumanthracene)、双蒽烯(Bisanthene)、二苯骈[de，mn]稠四苯(Zethrene)、庚二苯骈[de, mn]稠四苯、皮蒽(7 )、凯库勒烯(kekulene)、三聚茚(truxene)、富勒烯(C60、C70, C60-PCBM, C70-PCBM 等)及这些化合物的衍生物。
[0102]多环芳香族化合物可以是含有杂原子的化合物。作为含有杂原子的多环芳香族化合物，可列举如:苯并二噻吩、萘并二噻吩、蒽并二噻吩、四联(二噻吩)(tetradithiophene)、五联(二噻吩)(pentadithiophene)、六联(二噻吩)(hexadithiophene)、二苯并喔吩、二苯并喔吩并二苯并喔吩、喔吩并喔吩、二喔吩并喔吩、四噻吩并苯、五噻吩并苯、二苯并呋喃、咔唑、二苯并噻咯、苯并二噻唑、萘并二噻唑、蒽并二噻唑、四联(二噻唑)、五联(二噻唑)、六联(二噻唑)、噻唑并噻唑、四硫富瓦烯、二苯并硫代富瓦烯、二噻吩硫代富瓦烯、四氰基对苯醌二甲烷、四氰基萘醌二甲烷、萘四甲酸二酰亚胺、茈四甲酸二酰亚胺及这些化合物的衍生物。另外，酞菁、叶啉、四苯并卟啉等含有金属的化合物、三苯胺及这些化合物的衍生物也被包含于含有杂原子的多环芳香族化合物。
[0103]作为化合物的衍生物，可列举如:具有卤原子或1价的基团的化合物及化合物的醌衍生物。卤原子及1价的基团的具体例与后述的R1及R2所表示的卤原子及1价的基团的具体例相同。例如，作为并四苯的衍生物，可列举出红荧烯。另外，化合物的醌衍生物也被包含于化合物的衍生物。例如，作为并五苯的衍生物，可列举出并五苯二酮。
[0104]作为载流子传输性低分子化合物，因可期待高场效应迁移率，故优选多环芳香族化合物，更优选式(1)所表不的化合物。
[0105][化1]
【权利要求】
1.一种有机薄膜晶体管，其具备栅电极、栅极绝缘膜、源电极、漏电极和包含有机半导体材料的有机半导体层，该有机半导体层与该栅极绝缘膜、该源电极及该漏电极接触，该有机半导体层在该有机半导体层的膜厚方向，具有:由位于该源电极的正上方的部分或位于该源电极的正下方的部分构成的第1部分、由位于该漏电极的正上方的部分或位于该漏电极的正下方的部分构成的第2部分、以及与第1部分及第2部分不同的第3部分，该有机半导体层包含:仅由该有机半导体材料构成的非掺杂区域、含有该有机半导体材料且还含有电子接受性化合物或电子供给性化合物的掺杂区域，该掺杂区域的至少一部分包含于该第3部分，该掺杂区域不与该源电极接触，该第1部分与该第3部分的边界的一部分或全部、和该第2部分与该第3部分的边界的一部分或全部不会同时包含于该掺杂区域。
2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域和有机半导体层的面即与栅极绝缘膜接触的面相对置的面的一部分接触。
3.根据权利要求1或2所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域是使用使电子接受性化合物或电子供给性化合物溶解于溶剂而成的溶液，利用印刷法所形成的区域。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机半导体层所含的有机半导体材料是具有两个杂环在两个位置相互连接而成的结构单元的高分子化合物。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域所含的电子接受性化合物是三十六氟三十六氢[5，6]富勒烯、十六氟酞菁锌、三[1，2_双(三氟甲基)乙烷-1，2_] 二硫纶钥、四氰基对苯醌二甲烷衍生物或对苯醌衍生物。
6.根据权利要求1?4中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，所述掺杂区域所含的电子供给性化合物是四硫富瓦烯衍生物。
7.—种有机电致发光兀件，其具备权利要求1?6中任一项所述的有机薄膜晶体管。
8.—种电子标签，其具备权利要求1?6中任一项所述的有机薄膜晶体管。
9.一种液晶显示元件，其具备权利要求1?6中任一项所述的有机薄膜晶体管。
【文档编号】H01L29/786GK103733346SQ201280039616
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月21日 优先权日:2011年8月22日
【发明者】冈地崇之, 上田将人 申请人:住友化学株式会社
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