JP2015167164A - 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板6上にゲート電極5、有機半導体層1、ゲート絶縁層2、ソース電極3及びドレイン電極4を有する有機薄膜トランジスタであって、有機半導体層が、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基の場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基及び少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含む有機薄膜トランジスタ、並びに、有機半導体と樹脂(C)を含有する塗布液を塗布して樹脂(C)を偏在させる。
【選択図】図1
Description
しかし、近年、印刷法等の塗布法により、無機材料よりも低温で、例えば常温付近で、高速・効率的に、しかも低コストで成膜できる有機材料が着目され、研究されている。
また、このような有機半導体と有機半導体以外のポリマーとを併用したものも報告されている(特許文献1)。
さらに、有機薄膜トランジスタ(OTFTともいう)において、特許文献2には、TIPSペンタセンとポリ(αメチルスチレン)又はポリスチレンを含有する有機材料を相分離させて3層構造の半導体層を形成する方法が記載されている。
また、本発明は、上記の優れた特性を有する有機薄膜トランジスタを製造する方法を提供することを課題とする。
本発明は、これらの知見に基づいて完成された。
(1)基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、ゲート電極及び有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、有機半導体層に接して設けられ、有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタであって、
有機半導体層が、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含む有機薄膜トランジスタ。
W3は、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
W4は、フッ素原子、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基及びシクロアルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
W5及びW6は、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
Ar11は、(r+1)価の芳香環基を表す。
rは、1〜10の整数を表す。
(4)有機半導体がゲート絶縁層側に偏在し、樹脂(C)がゲート絶縁層の反対側に偏在している(1)〜(3)のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
(5)有機半導体がゲート絶縁層側に、また樹脂(C)がゲート絶縁層の反対側に、互いに相分離している(1)〜(4)のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
(6)樹脂(C)の表面エネルギーが、30mNm−1以下である(1)〜(5)いずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
(7)ボトムゲート構造である(1)〜(6)のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
(8)ボトムコンタクト構造である(7)に記載の有機薄膜トランジスタ。
(9)有機半導体が、低分子化合物である(1)〜(8)のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
(10)有機半導体が、縮合多環芳香族化合物である(1)〜(9)のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
(11)有機半導体が、下記一般式(C)〜(T)のいずれかで表される化合物である(1)〜(10)のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
一般式(D)中、XD1及びXD2はNRD9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AD1はCRD7又は窒素原子を表し、AD2はCRD8又は窒素原子を表し、RD9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアシル基を表す。RD1〜RD8は水素原子又は置換基を表し、RD1〜RD8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(E)中、XE1及びXE2は酸素原子、硫黄原子又はNRE7を表す。AE1及びAE2はCRE8又は窒素原子を表す。RE1〜RE8は水素原子又は置換基を表し、RE1〜RE8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(F)中、XF1及びXF2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RF1〜RF10、RFa及びRFbは水素原子又は置換基を表し、RF1〜RF10、RFa及びRFbのうち少なくとも一つは一般式(W)で表される置換基である。p及びqは0〜2の整数を表す。
一般式(G)中、XG1及びXG2はNRG9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AG1はCRG7又は窒素原子を表し、AG2はCRG8又は窒素原子を表す。RG9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、RG1〜RG8は水素原子又は置換基を表し、RG1〜RG8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(H)中、XH1〜XH4はNRH7、酸素原子又は硫黄原子を表し、RH7は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。RH1〜RH6は水素原子又は置換基を表し、RH1〜RH6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(J)中、XJ1及びXJ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRJ9を表す。XJ3及びXJ4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RJ1〜RJ9は水素原子又は置換基を表し、RJ1〜RJ9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(K)中、XK1及びXK2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRK9を表す。XK3及びXK4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RK1〜RK9は水素原子又は置換基を表し、RK1〜RK9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(L)中、XL1及びXL2は酸素原子、硫黄原子又はNRL11を表す。RL1〜RL11は水素原子又は置換基を表し、RL1〜RL11のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(M)中、XM1及びXM2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRM9を表す。RM1〜RM9は水素原子又は置換基を表し、RM1〜RM9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(N)中、XN1及びXN2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRN13を表す。RN1〜RN13は水素原子又は置換基を表し、RN1〜RN13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(P)中、XP1及びXP2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRP13を表す。RP1〜RP13は水素原子又は置換基を表し、RP1〜RP13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(Q)中、XQ1及びXQ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRQ13を表す。RQ1〜RQ13は水素原子又は置換基を表し、RQ1〜RQ13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(R)中、XR1、XR2及びXR3は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRR9を表す。RR1〜RR9は水素原子又は置換基を表し、RR1〜RR9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(S)中、XS1、XS2、XS3及びXS4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRS7を表す。RS1〜RS7は水素原子又は置換基を表し、RS1〜RS7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(T)中、XT1、XT2、XT3及びXT4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRT7を表す。RT1〜RT7は水素原子又は置換基を表し、RT1〜RT7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
RWは置換又は無置換のアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基を表す。
一般式(L−13)におけるmは4を表し、一般式(L−14)及び(L−15)におけるmは3を表し、一般式(L−16)〜(L−20)におけるmは2を表し、(L−22)におけるmは6を表す。
一般式(L−1)、(L−2)、(L−6)及び(L−13)〜(L19)及び(L−21)〜(L−24)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
RNは水素原子又は置換基を表し、Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
(13)ゲート絶縁層が、有機高分子で形成されている(1)〜(12)のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
(14)基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、ゲート電極及び有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、有機半導体層に接して設けられ、有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含有する塗布液を、基板又はゲート絶縁層上に塗布する有機薄膜トランジスタの製造方法。
(15)塗布液の塗布により、樹脂(C)を基板又はゲート絶縁層の反対側に偏在させる(14)に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、上記の優れた特性を有する有機薄膜トランジスタを製造できる。
本発明の有機薄膜トランジスタ(以下、単に「本発明のOTFT」という。)の構造を以下に説明する。
また、図1(A)は、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造、図1(B)は、ボトムゲート・トップコンタクト構造、図1(C)はトップゲート・ボトムコンタクト構造、図1(D)はトップゲート・トップコンタクト構造のOTFTを示している。
本発明のOTFTには上記4つの形態のすべてが包含される。図示を省略するが、各OTFTの図面最上部(基板6に対して反対側の最上部)には、オーバーコート層が形成されている場合もある。図1(A)の円内は、有機半導体及び樹脂(C)の偏在状態を模式的に示す有機半導体層1の概略拡大図である。
また、ボトムコンタクト構造は、有機半導体層1に対して基板6側(すなわち、図1において下方)にソース電極3及びドレイン電極4が配置されたものである。一方、トップコンタクト構造は、有機半導体層1に対して基板6の反対側にソース電極3及びドレイン電極4が配置されたものである。
好ましくは、有機半導体と樹脂(C)とが互いに相分離している。この場合、有機半導体層1は、有機半導体からなる層1Bと、樹脂(C)からなる層1Aとを有する。
ここで、「偏在」とは、有機半導体、樹脂(C)のどちらかの成分がその全体の質量比よりも多いものの、もう一方の成分も存在する相を有する状態を意味し、「相分離」とは、有機半導体、樹脂(C)いずれかが単独で存在する相を有する状態を意味する。
このように、偏在と相分離とは、成分の質量比の程度が異なり、偏在の程度が高くなると相分離になる。その境界は、学術的には特に明確に定められているわけではないが、有機半導体又は樹脂(C)のいずれかが99%以上の質量比で存在する相が形成される場合、本願では「相分離」状態であると定めることとする。したがって、本発明において、偏在というときは、特に断らない限り、相分離を含むことがある。
また、後述する表面エネルギーを測定し、表面エネルギーが有機半導体と樹脂(C)のどちらの値に近いのかによっても、有機半導体の表面にどちらが多く存在するかを類推することができる。
このとき、表面エネルギーが小さな樹脂(C)は、有機半導体に対して、塗布層中、厚さ方向、通常、表面(空気)側に、偏在又は相分離する。
1+cosθH2O=2√[γS d(√γH2O d/γH2O,V)]+2√[γS h(√γH2O h/γH2O,V)]
1+cosθgly=2√[γS d(√γgly d/γgly,V)]+2√[γS h(√γgly h/γgly,V)]
また、樹脂(C)が有する上記基は、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方が好ましく、フッ素原子を有する基がより好ましい。すなわち、樹脂(C)が後述する一般式(C−Ia)〜(C−Id)で表される繰り返し単位を有する場合、W3〜W6の少なくとも1つがフッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方であるのが好ましく、フッ素原子を有する基がより好ましい。
好ましくは、図1(A)に示されるように、有機半導体層において、有機半導体がゲート絶縁層側に偏在し、樹脂(C)がゲート絶縁層の反対側に偏在する。これにより、ゲート絶縁層と有機半導体層との界面に電荷移動チャンネルを確保でき、より高いキャリア移動度を示す。
このとき、本発明のOTFTはゲート絶縁膜上に有機半導体層が設けられるボトムゲート構造となる。
また、本発明のOTFTは、有機半導体層の下面に接してソース電極及びドレイン電極が設けられるボトムコンタクト構造が好ましい。これにより、ソース電極から有機半導体層にキャリアが注入されやすく、また注入されたキャリアがドレイン電極に流れやすくなって閾値電圧が低下する。
特に、本発明のOTFTが、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造(図1(A))であると、有機半導体層において電荷移動チャンネルを確保したうえで、有機半導体層、特に有機半導体が偏在した領域1Bの表面を樹脂(C)が偏在した領域1Aで保護できることにより、キャリア移動度、キャリア移動度の維持率(耐久性)の向上効果をさらに増大させることができる。さらには閾値電圧の低下効果にも優れる。
基板は、OTFT及びその上に作製される表示パネル等を支持できるものであればよい。基板は、表面に絶縁性があり、シート状で、表面が平坦であれば特に限定されない。
基板がステンレスシート、アルミ箔、銅箔又はシリコンウェハ等の導電性あるいは半導体性の材料で形成されている場合、通常は、表面に絶縁性の高分子材料あるいは金属酸化物等を塗布又は積層して用いられる。
このような可撓性を有するプラスチック基板等を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器へのOTFTの組込みあるいは一体化が可能となる。
また、基板を構成する有機材料は、OTFT作製時に用いる溶媒に対する耐性を有する材料が好ましく、また、ゲート絶縁層及び電極との密着性に優れる材料が好ましい。
さらに、ガスバリア性の高い有機ポリマーからなるプラスチック基板を用いることも好ましい。
基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けたり、無機材料を蒸着又は積層したりすることも好ましい。
ゲート電極は、OTFTのゲート電極として用いられている従来公知の電極を用いることができる。ゲート電極を構成する導電性材料(電極材料ともいう)としては、特に限定されない。例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、モリブデン、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム、パラジウム、鉄、マンガン等の金属;InO2、SnO2、インジウム・錫酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)等の導電性金属酸化物;ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)等の導電性高分子;塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、PF6、AsF5、FeCl3等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子等のドーパントを添加した上記導電性高分子、並びに、カーボンブラック、グラファイト粉、金属微粒子等を分散した導電性の複合材料等が挙げられる。これらの材料は、1種のみを用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、ゲート電極は、上記導電性材料からなる1層でもよく、2層以上を積層してもよい。
塗布法では、上記材料の溶液、ペースト又は分散液を調製、塗布し、乾燥、焼成、光硬化又はエージング等により、膜を形成し、又は直接電極を形成できる。
また、インクジェット印刷、スクリーン印刷、(反転)オフセット印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、熱転写印刷、マイクロコンタクトプリンティング法等は、所望のパターニングが可能であり、工程の簡素化、コスト低減、高速化の点で好ましい。
スピンコート法、ダイコート法、マイクログラビアコート法、ディップコート法を採用する場合も、下記フォトリソグラフィー法等と組み合わせてパターニングすることができる。
他のパターニング方法として、上記材料に、レーザーや電子線等のエネルギー線を照射して、研磨し、又は材料の導電性を変化させる方法も挙げられる。
さらに、基板以外の支持体に印刷したゲート電極用組成物を基板等の下地層の上に転写させる方法も挙げられる。
ゲート絶縁層は、絶縁性を有する層であれば特に限定されず、単層であってもよいし、多層であってもよい。
ゲート絶縁層は、絶縁性の材料で形成されるのが好ましく、絶縁性の材料として、例えば、有機高分子、無機酸化物等が好ましく挙げられる。
有機高分子及び無機酸化物等は、絶縁性を有するものであれば特に限定されず、薄膜、例えば厚み1μm以下の薄膜を形成できるものが好ましい。
有機高分子及び無機酸化物は、ぞれぞれ、1種を用いても、2種以上を併用してもよく、また、有機高分子と無機酸化物を併用してもよい。
有機高分子は、アルコキシシリル基やビニル基、アクリロイルオキシ基、エポキシ基、メチロール基等の反応性置換基を有する化合物と併用することもできる。
また、特開2013−214649号公報の[0167]〜[0177]に記載の「数平均分子量(Mn)が140〜5,000であり、架橋性官能基を有し、フッ素原子を有さない化合物(G)」を用いることも好ましく、これらの内容は好ましくは本願明細書に組み込まれる。
熱により酸を発生させる熱酸発生剤(触媒)として、例えば、特開2010−285518号公報の[0035]〜[0038]に記載の熱カチオン重合開始剤、特にオニウム塩等や、特開2005−354012号公報の[0034]〜[0035]に記載の触媒、特にスルホン酸類及びスルホン酸アミン塩等を好ましく使用することができ、好ましくはこれらの内容は本願明細書に組み込まれる。
また、特開2005−354012号公報の[0032]〜[0033]に記載の架橋剤、特に二官能以上のエポキシ化合物、オキセタン化合物、特開2006−303465号公報の[0046]〜[0062]に記載の架橋剤、特に2個以上の架橋基を有し、該架橋基の少なくとも一つがメチロール基もしくはNH基であることを特徴とする化合物、及び、特開2012−163946号公報の[0137]〜[0145]に記載の、ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を分子内に2個以上有する化合物を用いることも好ましく、これらの内容は好ましくは本願明細書に組み込まれる。
また、それぞれの金属酸化物に対応する前駆体、具体的には塩化物、臭化物等の金属ハロゲン化物や金属アルコキシド、金属水酸化物等を、アルコールや水中で塩酸、硫酸、硝酸等の酸や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基と反応させて加水分解することにより、形成してもよい。このような溶液系のプロセスを用いる場合、上記ウエットコーティング法を用いることができる。
ゲート絶縁層上には、自己組織化単分子膜層を形成することもできる。
自己組織化単分子膜層を形成する化合物としては、自己組織化する化合物であれば特に限定されず、例えば、自己組織化する化合物として、下記式1Sで表される一種類以上の化合物を用いることができる。
式1S:R1S−XS
XSは吸着性又は反応性置換基を表し、具体的には、−SiX4X5X6基(X4は、ハライド基又はアルコキシ基を表し、X5、X6はそれぞれ独立にハライド基、アルコキシ基、アルキル基、アリール基を表す。X4、X5、X6はそれぞれ同じであることが好ましく、クロロ基、メトキシ基、エトキシ基であることがより好ましい)、ホスホン酸基(−PO3H2)、ホスフィン酸基(−PRO2H、Rはアルキル基)、リン酸基、亜リン酸基、アミノ基、ハライド基、カルボキシ基、スルホン酸基、ホウ酸基(−B(OH)2)、ヒドロキシ基、チオール基、エチニル基、ビニル基、ニトロ基又はシアノ基のいずれかを表す。
例えば、より緻密な自己組織化単分子膜層を得る好ましい方法として、Langmuir 19, 1159 (2003)及びJ. Phys. Chem. B 110, 21101 (2006)等に記載の方法が挙げられる。
脱水溶媒溶媒としては、特に限定されないが、例えば、クロロホルム、トリクロロエチレン、アニソール、ジエチルエーテル、ヘキサン、トルエン等を単独又は混合して用いることかできる。
さらに、乾燥雰囲気中又は乾燥気体の噴きつけによって、膜を乾燥させることが好ましい。乾燥気体には窒素等の不活性気体を用いるのが好ましい。このような自己組織化単分子膜層の製造方法を用いることにより、緻密で凝集や欠損のない自己組織化単分子膜層が形成されることから、自己組織化単分子膜層の表面粗さを0.3nm以下に抑えることができる。
有機半導体層は、半導体性を示し、キャリアを蓄積可能な層である。
有機半導体層は、有機半導体と樹脂(C)とを含有する層であればよく、好ましくは、上記のように、有機半導体層の厚さ方向に有機半導体と樹脂(C)とが互いに偏在している。
有機半導体としては、特に限定されず、有機ポリマー及びその誘導体、低分子化合物等が挙げられる。
本発明において、低分子化合物は、有機ポリマー及びその誘導体以外の化合物を意味する。すなわち、繰り返し単位を有さない化合物をいう。低分子化合物は、このような化合物である限り、分子量は特に限定されるものではない。低分子化合物の分子量は、好ましくは300〜2000であり、さらに好ましくは400〜1000である。
ZA1及びZA2は、S、O、Se又はTeを表す。
nA1及びnA2は0〜3の整数を表す。ただし、nA1及びnA2が同時に0になることはない。
これらの置換基は、さらに置換基を複数有していてもよい。複数有していてもよい置換基としては、上記、RA1〜RA6で表される置換基が挙げられる。
ZA1及びZA2は、S、O、Se又はTeを表す。
nA1及びnA2は0〜3の整数を表す。ただし、nA1とnA2が同時に0になることはない。
一般式(D)中、XD1及びXD2はNRD9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AD1はCRD7又はN原子を表し、AD2はCRD8又はN原子を表し、RD9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアシル基を表す。RD1〜RD8は水素原子又は置換基を表し、RD1〜RD8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(E)中、XE1及びXE2は酸素原子、硫黄原子又はNRE7を表す。AE1及びAE2はCRE8又は窒素原子を表す。RE1〜RE8は水素原子又は置換基を表す。RE1〜RE8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(G)中、XG1及びXG2はNRG9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AG1はCRG7又はN原子を表す。AG2はCRG8又はN原子を表す。RG9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。RG1〜RG8は水素原子又は置換基を表す。RG1〜RG8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(K)中、XK1及びXK2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRK9を表す。XK3及びXK4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。XK1、XK2、XK3及びXK4は好ましくは硫黄原子を表す。RK1〜RK9は水素原子又は置換基を表す。RK1〜RK9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(L)中、XL1及びXL2は酸素原子、硫黄原子又はNRL11を表す。XL1及びXL2は好ましくは酸素原子又は硫黄原子を表す。RL1〜RL11は水素原子又は置換基を表し、RL1〜RL11のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(N)中、XN1及びXN2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRN13を表す。XN1及びXN2は好ましくは硫黄原子を表す。RN1〜RN13は水素原子又は置換基を表す。RN1〜RN13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(P)中、XP1及びXP2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRP13を表す。XP1及びXP2は好ましくは硫黄原子を表す。RP1〜RP13は水素原子又は置換基を表す。RP1〜RP13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(R)中、XR1、XR2及びXR3は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRR9を表す。XR1、XR2及びXR3は好ましくは硫黄原子を表す。RR1〜RR9は水素原子又は置換基を表す。RR1〜RR9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(T)中、XT1、XT2、XT3、及びXT4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRT7を表す。XT1、XT2、XT3及びXT4は好ましくは硫黄原子を表す。RT1〜RT7は水素原子又は置換基を表す。RT1〜RT7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
また、ヘテロアリール基は、RA1〜RA6の置換基で説明したヘテロアリール基と同義である。
*はRwとの結合位置又は一般式(L−1)〜(L−25)の波線部分との結合位置を表す。
一般式(L−13)におけるmは4を表し、一般式(L−14)及び(L−15)におけるmは3を表し、一般式(L−16)〜(L−20)におけるmは2を表し、(L−22)におけるmは6を表す。
一般式(L−1)、(L−2)、(L−6)及び(L−13)〜(L−19)及び(L−21)〜(L−24)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、一般式(L−1)及び(L−2)中のR’はそれぞれLに隣接するRWと結合して縮合環を形成してもよい。
RNは水素原子又は置換基を表し、Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
本発明では、主鎖が炭素数N個の置換又は無置換のアルキル基が置換基の末端に存在する場合は、置換基の末端から可能な限りの連結基を含めた上で一般式(W)における−L−RWと解釈することとし、一般式(W)における−RW単独とは解釈しない。具体的には「一般式(W)におけるLに相当する(L−1)1個」と「一般式(W)におけるRWに相当する主鎖が炭素数N−1個の置換又は無置換のアルキル基」とが結合した置換基として解釈する。例えば、炭素数8のアルキル基であるn−オクチル基が置換基の末端に存在する場合、2個のR’が水素原子である(L−1)1個と、炭素数7のn−ヘプチル基とが結合した置換基として解釈する。また、一般式(W)で表される置換基が炭素数8のアルコキシ基である場合、−O−である一般式(L−4)で表される連結基1個と、2個のR’が水素原子である(L−1)で表される連結基1個と、炭素数7のn−ヘプチル基とが結合した置換基として解釈する。
一方、本発明では、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基が置換基の末端に存在する場合は、置換基の末端から可能な限りの連結基を含めた上で、一般式(W)におけるRW単独と解釈する。例えば、−(OCH2CH2)−(OCH2CH2)−(OCH2CH2)−OCH3基が置換基の末端に存在する場合、オキシエチレン単位の繰り返し数vが3のオリゴオキシエチレン基単独の置換基として解釈する。
RNとしては、置換基RC〜RTが採りうる置換基として例示したものを挙げることができる。その中でもRNとしては水素原子又はメチル基が好ましい。
Rsiは、アルキル基であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキル基としては特に制限はないが、Rsiがとり得るアルキル基の好ましい範囲はRWがシリル基である場合に該シリル基がとり得るアルキル基の好ましい範囲と同様である。Rsiがとり得るアルケニル基としては特に制限はないが、置換又は無置換のアルケニル基が好ましく、分枝アルケニル基であることがより好ましく、該アルケニル基の炭素数は2〜3であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキニル基としては特に制限はないが、置換又は無置換のアルキニル基が好ましく、分枝アルキニル基であることがより好ましく、該アルキニル基の炭素数は2〜3であることが好ましい。
化学的安定性、キャリア輸送性の観点から一般式(L−1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基であることが特に好ましく、一般式(L−1)で表される2価の連結基であることがより特に好ましく、Lが一般式(L−18)及び(L−1)で表される2価の連結基であり、(L−1)を介してRWと結合し、RWが置換又は無置換のアルキル基であることがさらにより特に好ましく、Lが一般式(L−18A)及び(L−1)で表される2価の連結基であり、(L−1)を介してRWと結合し、RWが置換又は無置換のアルキル基であることがさらにより特に好ましい。
一般式(W)において、RWに隣接するLが一般式(L−2)及び(L−4)〜(L−25)で表される2価の連結基である場合は、RWは置換又は無置換のアルキル基であることがより好ましい。
一般式(W)において、RWに隣接するLが一般式(L−3)で表される2価の連結基である場合は、RWは置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のシリル基であることが好ましい。
RWがアルキル基を表す場合、直鎖アルキル基でも、分枝アルキル基でも、環状アルキル基でもよいが、直鎖アルキル基であることが、分子の直線性が高まり、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
これらの中でも、一般式(W)におけるRWとLの組み合わせとしては、一般式(C)〜(T)のLが一般式(L−1)で表される2価の連結基であり、かつ、RWが直鎖の炭素数4〜17のアルキル基であるか;あるいは、Lが一般式(L−3)、(L−13)又は(L−18)のいずれか1つで表される2価の連結基と一般式(L−1)で表される2価の連結基が結合した2価の連結基であり、かつ、RWが直鎖のアルキル基であることが、キャリア移動度を高める観点から好ましい。
一方、有機溶媒への溶解度を高める観点からは、RWが分枝アルキル基であることが好ましい。
L及びRWに含まれる炭素数の合計は5〜14であることが好ましく、6〜14であることがより好ましく、6〜12であることが特に好ましく、8〜12であることがより特に好ましい。
一般式(C)で表される化合物においては、RC1、RC2、RC3、RC6のいずれかが一般式(W)で表される基であることが好ましく、RC1とRC2との両方又はRC3とRC6の両方が一般式(W)で表される基であることがより好ましい。
一般式(D)で表される化合物においては、RD6が一般式(W)で表される基であることが好ましく、RD5とRD6との両方が一般式(W)で表される基であることがより好ましい。
一般式(E)で表される化合物においては、RE6が一般式(W)で表される基であることが好ましく、RE5とRE6との両方が一般式(W)で表される基であることがより好ましい。また、RE5及びRE6が一般式(W)で表される基以外の置換基である場合、2つのRE7が一般式(W)で表される基であるのも好ましい。
一般式(G)で表される化合物においては、RG5又はRG6が一般式(W)で表される基であることが、キャリア移動度を高め、有機溶媒への溶解性を高める観点から好ましい。
一般式(H)で表される化合物においては、RH4又はRH6が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RH4又はRH6、及び、RH3又はRH5が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
一般式(K)で表される化合物においては、RK7が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RK7とRK3との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
一般式(L)で表される化合物においては、RL2、RL3、RL6及びRL7のうち少なくとも一つが一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
一般式(N)で表される化合物においては、RN3が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RN3とRN9との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
一般式(P)で表される化合物においては、RP3が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RP3とRP9との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
一般式(R)で表される化合物においては、RR2が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RR2とRR7との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
一般式(T)で表される化合物においては、RT2が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RT2とRT5との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
一方で、薄膜の膜質安定性の観点からは、分子量は300以上であることが好ましく、350以上であることがより好ましく、400以上であることがさらに好ましい。
ポリチオフェン及びその誘導体としては、特に限定されないが、例えば、ポリチオフェンにヘキシル基を導入したポリ−3−ヘキシルチオフェン(P3HT)、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)等が挙げられる。
また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するオリゴマー(例えば、オリゴチオフェン)を挙げることもできる。
このような高分子化合物としては、一般式(C)〜(T)で表される化合物が少なくとも1つ以上のアリーレン基、ヘテロアリーレン基(チオフェン、ビチオフェン等)を介して繰り返し構造を示すπ共役ポリマーや、一般式(C)〜(T)で表される化合物が高分子主鎖に側鎖を介して結合したペンダント型ポリマーが挙げられる。高分子主鎖としては、ポリアクリレート、ポリビニル、ポリシロキサン等が好ましく、側鎖としては、アルキレン基、ポリエチレンオキシド基等が好ましい。ペンダント型ポリマーの場合、高分子主鎖は置換基RC〜RTの少なくとも1つが重合性基由来の基を有し、これが重合してなるものであってもよい。
樹脂(C)は、上記したように、有機半導体層中において、上記有機半導体に対して偏在又は相分離する。
樹脂(C)は、上記基を1つ(1種)有していればよい。有機半導体に対して偏在しやすくなる点で、上記基を2つ以上有するのが好ましい。なお、樹脂(C)が有する上記基の、繰り返し単位数に対する合計数(モル%)は後述する繰り返し単位(α)の含有率と同じである。
この樹脂(C)は、上記繰り返し単位(α)の単独重合体からなる樹脂でも、繰り返し単位(α)を含む共重合体からなる樹脂でもよい。
少なくとも1個の炭素数3以上のアルキル基で置換された芳香環基とては、t−ブチルフェニル基、ジ(t-ブチル)フェニル基がより好ましい。
さらに好ましくは、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方の基であり、特に好ましくはフッ素原子を有する基である。
フッ素原子を有するアルキル基としては、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4のフッ素原子を有するアルキル基が挙げられる。
フッ素原子を有するシクロアルキル基としては、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基が挙げられる。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等のアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
R57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63、R64及びR68は、フッ素原子か、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、フッ素原子か、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
一般式(CF3)で表される基の具体例としては、トリフルオロメチル、1,1,1−トリフルオロエチル、ノナフルオロブチルエチル、ペンタフルオロプロピル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロブチル、ヘキサフルオロイソプロピル、ヘプタフルオロイソプロピル、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル、ノナフルオロブチル、オクタフルオロイソブチル、ノナフルオロヘキシル、ノナフルオロ−t−ブチル、パーフルオロイソペンチル、パーフルオロオクチル、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル、パーフルオロシクロヘキシル等が挙げられ、1,1,1−トリフルオロエチル、ノナフルオロブチルエチル、ヘキサフルオロイソプロピル、ヘプタフルオロイソプロピル、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル、オクタフルオロイソブチル、ノナフルオロ−t−ブチル、パーフルオロイソペンチルが好ましい。
一般式(CF4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CF3)2OH、−C(C2F5)2OH、−C(CF3)(CH3)OH、−CH(CF3)OH等が挙げられ、−C(CF3)2OHが好ましい。
一般式(CF2)、(CF3)、(CF4)の中では、一般式(CF2)、(CF3)が好ましい。
上記アルキルシリル構造又は環状シロキサン構造を少なくとも1つ有する基としては、好ましくは、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基等が挙げられる。
L3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合及びウレア結合よりなる群から選択される単独又は2つ以上の組み合わせ(好ましくは総炭素数12以下)からなる基又は結合が挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。nは、好ましくは、2〜4の整数である。
この芳香環基が有するアルキル基としては、樹脂(C)の疎水性をより向上させる観点から、好ましくは炭素数3以上、より好ましくは炭素数3〜15、さらに好ましくは炭素数3〜10の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基において、芳香環は1〜9個のアルキル基(好ましくは炭素数3以上)により置換されることが好ましく、1〜7個の炭素数3以上のアルキル基により置換されることがより好ましく、1〜5個の炭素数3以上のアルキル基により置換されることがさらに好ましい。
上記芳香環基が有するシクロアルキル基としては、好ましくは炭素数5以上、より好ましくは炭素数5〜20、さらに好ましくは炭素数5〜15のシクロアルキル基が挙げられる。少なくとも1個のシクロアルキル基(好ましくは炭素数5以上)で置換された芳香環基において、芳香環は1〜5個の炭素数5以上のシクロアルキル基により置換されることが好ましく、1〜4個の炭素数5以上のシクロアルキル基により置換されることがより好ましく、1〜3個の炭素数5以上のシクロアルキル基により置換されることがさらに好ましい。
アルキル基は、好ましくは炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基であり、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基、好ましくはパーフルオロアルキル基を挙げることができる。R10及びR11は、水素原子、又は、メチル基であることが好ましい。
W3は、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、アラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
W4は、フッ素原子、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、及び、シクロアルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
W5及びW6は、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、アラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
なお、W3〜W6は、それぞれ、−COO−で表される基を有していてもよいが、この場合、最大でも1つであるのが好ましい。
(r+1)価の芳香環基Ar11として、rが1である場合における2価の芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン、トリレン、ナフチレン、アントラセニレン等の炭素数6〜18のアリーレン基等が挙げられる。
rが2以上の整数である場合における(r+1)価の芳香環基の具体例としては、2価の芳香環基の上記した具体例から、(r−1)個の任意の水素原子を除してなる基を好適に挙げることができる。
W3、W5及びW6におけるシクロアルキル基は、樹脂(C)が有するシクロアルキル基として上記したものと同様であり、具体例及び好ましい例も同様である。
W3、W5及びW6におけるアリール基及びアラルキル基は、それぞれ、樹脂(C)が有するアリールオキシカルボニル基のアリール基、アラルキル基として上記したものと同様であり、具体例及び好ましい例も同様である。
W4は、フッ素原子、フッ素原子を有する有機基、ケイ素原子を有する有機基、炭素数3以上のアルキル基、又は、炭素数5以上のシクロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子、フッ素原子を有する有機基、ケイ素原子を有する有機基、炭素数3以上のアルキル基、又は、炭素数5以上のシクロアルキル基であることがより好ましく、フッ素原子、フッ素原子を有する有機基又はケイ素原子を有する有機基、がさらに好ましい。
具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。
この場合、繰り返し単位(α)が芳香環基を有してもよく、あるいは、樹脂(C)がさらに繰り返し単位(α)以外の繰り返し単位を有するとともに、該繰り返し単位が芳香環基を有していてもよい。
繰り返し単位(α)が芳香環基を有する場合における繰り返し単位(α)は、下記一般式(C−II)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
L1は単結合又は−COOL2−基を表す。L2は、単結合又はアルキレン基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
W7におけるアルキル基、及び、シクロアルキル基は、それぞれ、上記の少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基におけるアルキル基、及び、上記の少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基におけるシクロアルキル基に関して説明したものと同様である。
W7としてのトリアルキルシリル基、トリアルコキシシリル基、トリアルキルシリル基を有するアルキル基、及び、トリアルコキシシリル基を有するアルキル基において、ケイ素原子に結合するアルキル基又はアルコキシ基の炭素数は、1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。
また、W7としてのトリアルキルシリル基を有するアルキル基、及び、トリアルコキシシリル基を有するアルキル基において、トリアルキルシリル基又はトリアルコキシシリル基に結合するアルキル基の炭素数は、1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。
L2としてのアルキレン基は、炭素数1〜5のアルキレン基であることが好ましく、炭素数1〜3のアルキレン基であることがより好ましい。L2は単結合であることが好ましい。
X5は、単結合、−COO−又は−CONR64−を表し、R64は、水素原子又はアルキル基を表す。
L5は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ar5は、1価の芳香環基を表し、R52と結合して環を形成する場合には2価の芳香環基を表す。
R51、R52、R53のシクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルのような炭素数3〜10個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
R51、R52、R53のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
樹脂(C)は、少なくとも1つのフッ素原子又はケイ素原子を含む基と少なくとも1つのラクトン環とを含む繰り返し成分(以下、「繰り返し単位(β)」ともいう。)、及び、下記一般式(aa1−1)で表されるモノマーに由来する少なくとも1種の繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(γ)」ともいう。)の少なくとも一方を含有してもよい。
繰り返し単位(β)に含まれるラクトン環構造としては、下記式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基がより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては、(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)、(LC1−17)である。
次に、一般式(aa1−1)で表されるモノマーに由来する繰り返し単位(γ)について説明する。
L21及びL22は、単結合又は2価の連結基を表し、一般式(aa1−1)におけるL2と同義である。
Rf1及びRf2は、フッ素原子を有する有機基を表し、一般式(aa1−1)におけるRfと同義である。
R1、R2、R3及びR4は、水素原子又はアルキル基を表す。
m1及びm2は、0〜5の整数を表す。
Rf1及びRf2は、フッ素原子を有する有機基を表す。
R1、R2、R3及びR4により表されるアルキル基としては、例えば、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ましい。このアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。
Rf1及びRf2としてのフッ素原子を有する有機基は、一般式(aa1−1)におけるRfと同義である。
Rf1及びRf2は、フッ素原子を有する有機基を表し、一般式(aa1−1)におけるRfと同義である。
樹脂(C)は、各種市販品を利用することもできるし、公知の方法に準じて(例えばラジカル重合)合成することができる。
樹脂(C)は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン又はアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
例えば、公知の方法としては、不飽和モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法等が挙げられ、滴下重合法が好ましい。
反応溶剤、重合開始剤、反応条件(温度、濃度等)、及び、反応後の精製方法は、特開2012−208447号公報段落0173〜0183の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
樹脂(C)の合成においては、反応の濃度が30〜50質量%であることが好ましい。
有機半導体層中、上記有機半導体の含有率は、後述する、塗布液の全固形分中の含有率と同じであることが好ましい。
湿式法としては、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、インクジェット法、ノズルプリント、スタンプ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、エレクトロスプレイデポジション法等により半導体材料を塗布した後、乾燥させることにより形成することができる。
結晶化処理の方法としては、特に限定されないが、ホットプレート、オーブン等による加熱又はレーザー照射等が挙げられる。加熱温度については、結晶化が進行しやすい点では高温が好ましく、また、一方で、基板等に熱の影響を与え難い点では低温が好ましい。具体的には、50℃以上が好ましく、100℃以上が特に好ましく、また、一方で、300℃以下が好ましく、250℃以下が特に好ましい。
本発明のOTFTにおいて、ソース電極は、配線を通じて外部から電流が流入する電極である。また、ドレイン電極は、配線を通じて外部に電流を送り出す電極であり、通常、上記半導体層に接して設けられる。
ソース電極及びドレイン電極の材料としては、従来の有機薄膜トランジスタに用いられている導電性材料を用いることができ、例えば、上記ゲート電極で説明した導電性材料等が挙げられる。
特に、ゲート絶縁層がエッチング液や剥離液に対する耐性に優れていることから、ソース電極及びドレイン電極はエッチング法でも好適に形成することができる。エッチング法は、導電性材料を成膜した後に不要部分をエッチングにより除去する方法である。エッチング法によりパターニングすると、レジスト除去時に下地に残った導電性材料の剥がれ、レジスト残渣や除去された導電性材料の下地への再付着を防止でき、電極エッジ部の形状に優れる。この点で、リフトオフ法よりも好ましい。
ソース電極とドレイン電極との間の間隔(チャンネル長)は、任意であるが、100μm以下が好ましく、50μm以下が特に好ましい。また、チャンネル幅は、5000μm以下が好ましく、1000μm以下が特に好ましい。
本発明のOTFTは、オーバーコート層を有していてもよい。オーバーコート層は、通常、OTFTの表面に保護層として形成される層である。単層構造でも多層構造でもよい。
オーバーコート層は、有機系のオーバーコート層でも無機系のオーバーコート層でもよい。
有機系のオーバーコート層を形成する材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリウレタン、ポリアセナチレン、エポキシ樹脂等の有機ポリマー、及び、これらの有機ポリマーに架橋性基や撥水基等を導入した誘導体等が挙げられる。これらの有機ポリマーやその誘導体は、架橋成分、フッ素化合物、シリコン化合物等と併用することもできる。
無機系のオーバーコート層を形成する材料としては、特に限定されないが、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の金属酸化物、窒化ケイ素等の金属窒化物等が挙げられる。
これらの材料は、1種を用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
例えば、有機系のオーバーコート層は、例えば、その下地となる層に、オーバーコート層となる材料を含む溶液を塗布後に乾燥させる、オーバーコート層となる材料を含む溶液を塗布、乾燥後に露光、現像してパターニングする等の方法により形成することができる。なお、オーバーコート層のパターニングは、印刷法やインクジェット法等により直接形成することもできる。また、オーバーコート層のパターニング後に、露光や加熱することにより、オーバーコート層を架橋させてもよい。
一方、無機系のオーバーコート層は、スパッタリング法、蒸着法等の乾式法やゾルゲル法のような湿式法により形成することができる。
本発明のOTFTは、上記以外の層や部材を設けてもよい。
その他の層又は部材としては、例えば、バンク等が挙げられる。バンクは、インクジェット法等により半導体層やオーバーコート層等を形成するときに、吐出液を所定の位置に塞き止める目的等で用いられる。このため、バンクには、通常、撥液性がある。バンクの形成方法としては、フォトリソグラフィー法等によりパターニングした後にフッ素プラズマ法等の撥液処理を施す方法、フッ素化合物等の撥液成分を含む感光性組成物等を硬化させる方法等が挙げられる。
本発明の有機薄膜トランジスタの場合、ゲート絶縁層が有機層であることから、後者の撥液成分を含む感光性組成物を硬化させる方法が、ゲート絶縁層が撥液処理の影響を受ける可能性がなく、好ましい。なお、バンクを用いずに下地に撥液性のコントラストを持たせてバンクと同じ役割を持たせる技術を用いてもよい。
本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法(以下、本発明の方法ということがある)は、有機半導体と樹脂(C)とを含有する塗布液を、基板6又はゲート絶縁層2上に塗布、乾燥して、樹脂(C)を基板6又はゲート絶縁層2の反対側に偏在させる工程を有する。
塗布液は、有機半導体及び樹脂(C)以外に、他の成分を含有してもよい。例えば、上記樹脂(C)以外の樹脂、シランカップリング剤等、自己組織化する化合物、界面活性剤等が挙げられる。
有機溶媒としては、例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、テトラリン、デカリン、1−メチルナフタレン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチルー2−ピロリドン、1−メチルー2−イミダゾリジノン等のアミド・イミド系溶媒、ジメチルスルフォキサイド等のスルホキシド系溶媒、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒等が挙げられる。
樹脂(C)及び樹脂(D)の合計の塗布液中の含有率は、塗布液の全固形分中、1〜80質量%が好ましく、5〜60質量%がより好ましく、10〜50質量%がさらに好ましい。
なお、樹脂(C)と樹脂(D)の総量に対する樹脂(C)の質量割合は10質量%以上100質量%未満であることが好ましく、20質量%以上100質量%未満であることがより好ましい。
有機半導体の塗布液中の含有率は、塗布液の全固形分中、20〜99質量%が好ましく、40〜95質量%がより好ましく、50〜90質量%がさらに好ましい。
塗布液を塗布する方法は、特に限定されず、上記した方法を採用できる。なかでも、印刷法が好ましく、スピンコート法がより好ましい。
塗布条件は、特に限定されない。室温付近で塗布してもよいし、有機半導体の塗布溶媒への溶解性を増すために加熱状態で塗布してもよい。塗布温度は、好ましくは15〜150℃であり、より好ましくは15〜100℃であり、さらに好ましくは15〜50℃であり、特に好ましくは室温付近(20〜30℃)である。
スピンコート法では、回転数を100〜3000rpmにするのが好ましい。
したがって、本発明の製造方法において、樹脂(C)と有機半導体とを偏在させるための特別な処理は不要であるが、実施することもできる。このような処理として、例えば、加熱(好ましくは樹脂のTg以上に加熱)アニールや溶媒蒸気にさらす(溶媒アニール)等が挙げられる。
本発明の方法は、樹脂(C)と有機半導体とを含有する塗布液を塗布し、好ましくは乾燥することにより、樹脂(C)と有機半導体とを偏在させて樹脂(C)が偏在した領域1Aと有機半導体が偏在した領域1Bとを有する有機半導体層2を形成できる。したがって、有機半導体を用いた溶液塗布法の利点を生かしつつ、上記の優れた特性を発揮する有機半導体層2を成膜することができる。
本発明の有機薄膜トランジスタの用途の一例として表示パネルが挙げられる。表示パネルとしては、例えば、液晶パネル、有機ELパネル、電子ペーパーパネル等が挙げられる。
各例に用いた有機半導体を以下に示す。
1,5−ジアミノナフタレン(10g)のピリジン溶液(125mL)に、p−トルエンスルホニルクロリド(34g)をゆっくりと添加し、室温で2時間撹拌した。反応液を氷水に注ぎ、析出物を減圧濾過した。得られた粗結晶をメタノールで洗浄し、化合物C1a(29g)を得た。
化合物C1a(10g)の氷酢酸溶液を95℃で加熱撹拌し、そこに氷酢酸10mLで希釈した臭素(2mL)をゆっくりと滴下した。10分間反応させ、放冷後にろ過することで粗結晶を灰色固体として得た。粗結晶をニトロベンゼン中で再結晶することで化合物C1b(6.8g)を得た。
化合物C1b(5g)の濃硫酸溶液を室温で24時間撹拌した。反応液を氷水に注ぎ、析出している固体をろ過して回収した。その固体を氷水中に再度分散し、アンモニア水で中和し、化合物C1c(0.5g)を得た。
室温下、化合物C1c(2g)のピリジン溶液にペンタノイルクロリド(バレリン酸クロリド)(2.6mL)を滴下して2時間撹拌した。氷水に反応液を注ぎ、固体を減圧濾過した。メタノール中に分散し1時間撹拌した後、固体をろ過することで化合物C1d(1.39g)を得た。
THF(360mL)及びトルエン(72mL)の混合溶液中に化合物C1d(1.2g)とローソン試薬(1.48g)を添加した後、加熱還流しながら3時間撹拌した。エバポレーションでTHFのみ除去してトルエン溶液とした後、60℃で1時間撹拌した。その後、不溶物をろ過することで化合物C1e(0.5g)を得た。
化合物C1e(0.4g)と炭酸セシウム(1.33g)をジメチルアセトアミド中、120℃で2時間反応させた。反応液を水に注ぎ析出物をろ過した。ろ過した固体をTHF中で再結晶を繰返し、目的化合物C1(0.12g)を合成した。得られた化合物C1の同定は、1H−NMR及びMassスペクトルにより行った。
各樹脂について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、東ソー社製;HLC−8120;Tskgel Multipore HXL−M)を用い、溶媒としてTHFを使用して、重量平均分子量(Mw、標準ポリスチレン換算)及び分散度(Pd)を測定した。
また、NMR測定装置(ブルカー・バイオスピン社製;AVANCEIII400型)を用い、、1H−NMR又は13C−NMRにより、各樹脂(C)の組成比を算出した。
さらに、各樹脂の表面エネルギーを上記のようにして測定した。
得られた結果を以下に示す。なお、表面エネルギーの単位はmNm−1である。
ポリスチレン(PS):アルドリッチ社製、重量平均分子量280000、表面エネルギー38.4mNm−1
ポリ(α−メチルスチレン)(PαPS):既知の方法により合成した。重量平均分子量407000、分散度1.34、表面エネルギー33.7mNm−1
ポリテトラフルオロエチレン:アルドリッチ社製
ポリクロロトリフルオロエチレン:アルドリッチ社製
[ボトムゲート型OTFTの製造]
図1(A)に示すボトムゲート・ボトムコンタクト型のOTFTを製造した。
基板6として厚さ1mmのドープシリコン基板(ゲート電極5を兼ねる)の上にゲート絶縁層2を形成した。ゲート絶縁層2は以下のように形成した。
ポリ(4−ビニルフェノール)(日本曹達社製、商品名:VP−8000、Mn11000、分散度1.1)6.3gと、架橋剤として2,2−ビス(3,5−ジヒドロキシメチル−4−ヒドロキシ)プロパン2.7gとを、1−ブタノール/エタノール=1/1(体積比)の混合溶媒91gに室温で完全に溶解させた。この溶解液をφ0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製メンブランフィルタでろ過した。得られたろ液に酸触媒としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート塩0.18gを加え、基版6上に塗布し、乾燥して成膜した。その後、100℃に加熱して架橋させて、厚さ0.7μmのゲート絶縁層2を形成した。
なお、ポリテトラフルオロエチレン及びポリクロロトリフルオロエチレンは、トルエンに溶解せず、塗布液を調製できなかった。
調製した塗布液を、ぞれぞれ、ゲート絶縁層2並びにソース電極3及びドレイン電極4上に、乾燥後の層厚が150nmとなるように、25℃でスピンコート法(回転数500rpmにより塗布した。その後、80℃で乾燥して有機半導体層1を成膜した。
このようにして、図1(A)に示されるOTFT(試料No.1−1〜1−11、2−1〜2−11、3−1〜3−11及び4−1〜4−11、並びに、比較のための、c1−1〜c1−3、c2−1〜c2−3、c3−1〜c3−3及びc4−1〜c4−3)を、それぞれ、製造した。
製造した各OTFTの特性について、下記評価をした。その結果を表2に示す。
(樹脂及び有機半導体の偏在評価:水平方向)
得られた各OTFTについて、上記のようにして、有機半導体層の表面のうち任意の複数箇所を偏光顕微鏡により観察し、またエッチング用イオンビームを併用して飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)により元素マッピング測定をした。
その結果、製造したすべての試料において、有機半導体層の表面はほぼ均一な組成を有していた。
得られた各OTFTについて、有機半導体層を厚さ方向に切断した断面のうち厚さ方向に任意に選択した複数箇所について、上記「樹脂(C)の偏在評価:水平方向」と同様にして、エッチング用イオンビームを併用して飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)により元素マッピング測定をし、樹脂(C)の偏在状態を下記評価基準により、評価した。なお、偏在及び相分離の意味は上記したとおりである。
A:有機半導体層1の深さ方向(ゲート絶縁層2側)に有機半導体が相分離していた場合
B:有機半導体層1の深さ方向に有機半導体が偏在(相分離を含まない)していた場合
C:有機半導体層1の表面側に有機半導体が偏在(相分離を含まない)していた場合
D:樹脂及び有機半導体が偏在していなかった場合
各OTFTのソース電極3及びドレイン電極4間に−40Vの電圧を印加し、ゲート電圧Vgを40V〜−40Vの範囲で変化させ、ドレイン電流Idを表わす下記式を用いてキャリア移動度μ(cm2/Vs)を算出した。
式中、Lはゲート長、wはゲート幅、Ciはゲート絶縁層2の単位面積当たりの容量、Vgはゲート電圧、Vthは閾値電圧
大気下25度にて2週間放置した後に、キャリア移動度μを測定し、下記式よりキャリア移動度維持率を算出した。
キャリア移動度維持率(%)=移動度(2週間放置後)/移動度(初期値)
各OTFTのソース電極3及びドレイン電極4間にかかる電圧を−40Vに固定し、ゲート電圧Vgを40〜−40Vまで変化させた時の(|Id|の最大値)/(|Id|の最小値)をOn/Off比とした。
各OTFTのソース電極3及びドレイン電極4間に−40Vの電圧を印加し、ゲート電圧を40V〜−40Vの範囲で変化させて、閾値電圧Vthを測定した。
樹脂(C)及び有機半導体の種類を変更しても樹脂(C)の偏在が確認された。
このように樹脂(C)と有機半導体とが偏在してなる有機半導体層は、有機半導体が偏在した領域がゲート絶縁層に隣接し、ボトムゲート構造のOTFT、特にボトムゲート・ボトムコンタクト構造のOTFTの性能向上に適している。具体的には、いずれの有機半導体を用いても、樹脂(C)と有機半導体とが偏在してなる有機半導体層を備えた本発明のOTFTは、有機半導体のみを用いて形成した有機半導体層を備えたOTFT(試料No.c1−3、c2−3、c3−3及びc4−3)に比べて、キャリア移動度μ及びキャリア移動度μの維持率が高かった(耐久性に優れた)。またOn/Off比も高く、さらには閾値電圧Vthが低く、優れた特性を有していた。
樹脂(C)の表面エネルギーは、27mNm−1以下ではその傾向がより強まって好ましく、25mNm−1以下になると、偏在する傾向がさらに強くなって相分離まで起こし、より好ましいことが分かった。
また、樹脂(C)と有機半導体との偏在状態にに着目すると、相分離(評価A)>偏在(評価B)>偏在(評価C)及び偏在しない(評価D)の順で、OTFTの特性が向上する傾向があった。
[ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
実施例2では、有機半導体及び樹脂(C)の含有率を変更して、ボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
すなわち、実施例1の試料1−4、1−6、1−10、2−4、2−6、2−10、3−4、3−6、3−10、4−4、4−6及び4−10それぞれにおいて、有機半導体4mg及び樹脂(C)1mgをトルエン1mLに溶解して塗布したこと以外、又は、有機半導体3mg及び樹脂(C)2mgをトルエン1mLに溶解して塗布したこと以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
実施例3では、有機半導体と併用する樹脂として樹脂(C)及びPαMSを用いて、ボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
すなわち、実施例1の試料1−3、2−3、3−3及び4−3において、樹脂(HR−24)の半分(1.25mg)をPαMSに置き換えたこと(樹脂(HR−24)とPαMSの合計2.5mg)以外は試料1−3、2−3、3−3及び4−3と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
また、実施例1の試料1−4、2−4、3−4及び4−4において、樹脂(HR−61)の半分(1.25mg)をPαMSに置き換えたこと(樹脂(HR−24)とPαMSの合計2.5mg)以外は試料1−4、2−4、3−4及び4−4と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
実施例4では、上記有機半導体以外の有機半導体を用いて、ボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
すなわち、実施例1において、有機半導体として、上記A26、A27、C1、C4、C7、D1、E2、F2、F5、F10、G12、G14、H10、H11、J2、J3、K2、K3、L2、L5、L6、L8、L15、M8、N4、P3、Q3、R1、S1又はT1を用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
実施例5では、ゲート絶縁層2を形成する有機高分子を代えてボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
すなわち、実施例1において、ゲート絶縁層2を形成する有機高分子をポリ(4−ビニルフェノール)に代えて、ポリビニルフェノール(日本曹達製、VP−8000、Mn11000、分散度1.1)、ポリシルセスキオキサン(東亞合成製、OX−SQ HDXOX−SQ NDX)、又は、フッ素樹脂(旭硝子製、CYTOP CTL−809M)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
実施例6では、無機酸化物で形成してゲート絶縁層2を備えたボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
すなわち、実施例1において、ゲート絶縁層2を形成する有機高分子に代えて、表面0.3μmを熱酸化してSiO2を形成したシリコン基板をゲート絶縁層2として用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
1A 樹脂(C)の含有率が多い領域(樹脂(C)からなる層)
1B 有機半導体の含有率が多い領域(有機半導体かならる層)
2 ゲート絶縁層
3 ソース電極
4 ドレイン電極
5 ゲート電極
6 基板
Claims (15)
- 基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、前記ゲート電極及び前記有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、前記有機半導体層に接して設けられ、前記有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタであって、
前記有機半導体層が、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含む有機薄膜トランジスタ。 - 前記樹脂(C)が、下記一般式(C−Ia)〜(C−Id)のいずれかで表される繰り返し単位を有する請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
一般式中、R10及びR11は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
W3は、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
W4は、フッ素原子、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基及びシクロアルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
W5及びW6は、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
Ar11は、(r+1)価の芳香環基を表す。
rは、1〜10の整数を表す。 - 前記樹脂(C)が、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方の基を有する請求項1又は2に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記有機半導体が前記ゲート絶縁層側に偏在し、前記樹脂(C)が前記ゲート絶縁層の反対側に偏在している請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記有機半導体が前記ゲート絶縁層側に、また前記樹脂(C)が前記ゲート絶縁層の反対側に、互いに相分離している請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記樹脂(C)の表面エネルギーが、30mNm−1以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- ボトムゲート構造である請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- ボトムコンタクト構造である請求項7に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記有機半導体が、低分子化合物である請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記有機半導体が、縮合多環芳香族化合物である請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記有機半導体が、下記一般式(C)〜(T)のいずれかで表される化合物である請求項1〜10のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
一般式(C)中、AC1、AC2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RC1〜RC6は水素原子又は置換基を表し、RC1〜RC6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(D)中、XD1及びXD2はNRD9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AD1はCRD7又は窒素原子を表し、AD2はCRD8又は窒素原子を表し、RD9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアシル基を表す。RD1〜RD8は水素原子又は置換基を表し、RD1〜RD8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(E)中、XE1及びXE2は酸素原子、硫黄原子又はNRE7を表す。AE1及びAE2はCRE8又は窒素原子を表す。RE1〜RE8は水素原子又は置換基を表し、RE1〜RE8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(F)中、XF1及びXF2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RF1〜RF10、RFa及びRFbは水素原子又は置換基を表し、RF1〜RF10、RFa及びRFbのうち少なくとも一つは一般式(W)で表される置換基である。p及びqは0〜2の整数を表す。
一般式(G)中、XG1及びXG2はNRG9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AG1はCRG7又は窒素原子を表し、AG2はCRG8又は窒素原子を表す。RG9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、RG1〜RG8は水素原子又は置換基を表し、RG1〜RG8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(H)中、XH1〜XH4はNRH7、酸素原子又は硫黄原子を表し、RH7は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。RH1〜RH6は水素原子又は置換基を表し、RH1〜RH6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(J)中、XJ1及びXJ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRJ9を表す。XJ3及びXJ4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RJ1〜RJ9は水素原子又は置換基を表し、RJ1〜RJ9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(K)中、XK1及びXK2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRK9を表す。XK3及びXK4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RK1〜RK9は水素原子又は置換基を表し、RK1〜RK9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(L)中、XL1及びXL2は酸素原子、硫黄原子又はNRL11を表す。RL1〜RL11は水素原子又は置換基を表し、RL1〜RL11のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(M)中、XM1及びXM2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRM9を表す。RM1〜RM9は水素原子又は置換基を表し、RM1〜RM9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(N)中、XN1及びXN2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRN13を表す。RN1〜RN13は水素原子又は置換基を表し、RN1〜RN13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(P)中、XP1及びXP2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRP13を表す。RP1〜RP13は水素原子又は置換基を表し、RP1〜RP13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(Q)中、XQ1及びXQ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRQ13を表す。RQ1〜RQ13は水素原子又は置換基を表し、RQ1〜RQ13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(R)中、XR1、XR2及びXR3は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRR9を表す。RR1〜RR9は水素原子又は置換基を表し、RR1〜RR9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(S)中、XS1、XS2、XS3及びXS4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRS7を表す。RS1〜RS7は水素原子又は置換基を表し、RS1〜RS7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(T)中、XT1、XT2、XT3及びXT4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRT7を表す。RT1〜RT7は水素原子又は置換基を表し、RT1〜RT7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(W): −L−RW
一般式(W)中、Lは下記一般式(L−1)〜(L−25)のいずれかで表される2価の連結基又は2以上の下記一般式(L−1)〜(L−25)のいずれかで表される2価の連結基が結合した2価の連結基を表す。
RWは置換又は無置換のアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基を表す。
一般式(L−1)〜(L−25)中、波線部分は上記一般式(C)〜(T)で表される各骨格を形成するいずれかの環との結合位置を表す。*はRwとの結合位置又は一般式(L−1)〜(L−25)の波線部分との結合位置を表す。
一般式(L−13)におけるmは4を表し、一般式(L−14)及び(L−15)におけるmは3を表し、一般式(L−16)〜(L−20)におけるmは2を表し、(L−22)におけるmは6を表す。
一般式(L−1)、(L−2)、(L−6)及び(L−13)〜(L19)及び(L−21)〜(L−24)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
RNは水素原子又は置換基を表し、Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。 - 前記有機半導体が、前記一般式(C)、前記一般式(F)、前記一般式(J)又は前記一般式(L)のいずれかで表される化合物である請求項11に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記ゲート絶縁層が、有機高分子で形成されている請求項1〜12のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、前記ゲート電極及び前記有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、前記有機半導体層に接して設けられ、前記有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含有する塗布液を、前記基板又は前記ゲート絶縁層上に塗布する有機薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記塗布により、前記樹脂(C)を前記基板又は前記ゲート絶縁層の反対側に偏在させる請求項14に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017038948A1 (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 富士フイルム株式会社 | 有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタの製造方法、有機半導体組成物、有機半導体膜および有機半導体膜の製造方法 |
| JP2017098491A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 東ソー株式会社 | 有機半導体層形成用溶液、有機半導体層、および有機薄膜トランジスタ |
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| GB2550145A (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-15 | Sumitomo Chemical Co | Phase separation for enhanced carrier mobility in OTFT devices |
| CN105845721B (zh) * | 2016-05-20 | 2019-02-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种顶栅结构及其制备方法、薄膜晶体管、阵列基板以及显示设备 |
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| CN106981478A (zh) | 2017-04-07 | 2017-07-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 顶栅型薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示面板 |
| EP3690956A4 (en) * | 2017-09-29 | 2021-06-30 | Toray Industries, Inc. | FIELD-EFFECT TRANSISTOR, ITS MANUFACTURING PROCESS, WIRELESS COMMUNICATION DEVICE USING IT AND PRODUCT LABEL |
| CN108766629B (zh) * | 2018-05-29 | 2020-11-24 | 重庆大学 | 一种提高柔性透明导电薄膜密着性的方法 |
| KR102224346B1 (ko) * | 2019-07-11 | 2021-03-05 | 한양대학교 산학협력단 | 유무기 하이브리드층, 이 층을 구비하는 유무기 적층체, 및 이 적층체를 가스 배리어로 구비하는 유기전자소자 |
| JP2021024933A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 三菱ケミカル株式会社 | 共重合体、硬化性重合体組成物、硬化物、積層体 |
| CN115805103B (zh) * | 2021-09-14 | 2024-04-09 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种失活钛硅分子筛的再生方法 |
| CN120871537B (zh) * | 2025-09-25 | 2025-11-28 | 苏州皓申智能科技有限公司 | 一种抗氢氟酸蚀刻的光刻胶组合物 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009524226A (ja) * | 2006-01-21 | 2009-06-25 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 有機半導体配合物を備える電子短チャネル装置 |
| JP2009177136A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Sony Corp | 半導体薄膜の形成方法および薄膜半導体装置の製造方法 |
| JP2011508967A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | アントラセンを主成分とする溶液加工性有機半導体 |
| JP2012227518A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Xerox Corp | 半導体組成物 |
| TW201408670A (zh) * | 2012-08-27 | 2014-03-01 | Fujifilm Corp | 有機薄膜電晶體、有機半導體薄膜、有機半導體材料、有機薄膜電晶體用材料、非發光性有機半導體元件用塗佈溶液及化合物 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0028867D0 (en) | 2000-11-28 | 2001-01-10 | Avecia Ltd | Field effect translators,methods for the manufacture thereof and materials therefor |
| GB0318817D0 (en) * | 2003-08-11 | 2003-09-10 | Univ Cambridge Tech | Method of making a polymer device |
| GB0612929D0 (en) * | 2006-06-29 | 2006-08-09 | Univ Cambridge Tech | High-performance organic field-effect transistors based on dilute, crystalline-crystalline polymer blends and block copolymers |
| US9048445B2 (en) * | 2008-03-18 | 2015-06-02 | Toray Industries, Inc. | Gate insulating material, gate insulating film and organic field-effect transistor |
| JP4730623B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2011-07-20 | ソニー株式会社 | 薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法、および電子機器 |
| KR101302786B1 (ko) * | 2011-05-27 | 2013-09-03 | 포항공과대학교 산학협력단 | 높은 일함수를 가지는 고분자 전극을 채용한 단순화된 유기 전자 소자 |
| CN103151461A (zh) * | 2013-02-27 | 2013-06-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种有机薄膜晶体管及其制备方法和制备装置 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009524226A (ja) * | 2006-01-21 | 2009-06-25 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 有機半導体配合物を備える電子短チャネル装置 |
| JP2011508967A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | アントラセンを主成分とする溶液加工性有機半導体 |
| JP2009177136A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Sony Corp | 半導体薄膜の形成方法および薄膜半導体装置の製造方法 |
| JP2012227518A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Xerox Corp | 半導体組成物 |
| TW201408670A (zh) * | 2012-08-27 | 2014-03-01 | Fujifilm Corp | 有機薄膜電晶體、有機半導體薄膜、有機半導體材料、有機薄膜電晶體用材料、非發光性有機半導體元件用塗佈溶液及化合物 |
| JP2014045099A (ja) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Fujifilm Corp | 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017038948A1 (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 富士フイルム株式会社 | 有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタの製造方法、有機半導体組成物、有機半導体膜および有機半導体膜の製造方法 |
| JP2017098491A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 東ソー株式会社 | 有機半導体層形成用溶液、有機半導体層、および有機薄膜トランジスタ |
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