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TWI623590B - 有機薄膜電晶體 - Google Patents

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TWI623590B
TWI623590B TW104142887A TW104142887A TWI623590B TW I623590 B TWI623590 B TW I623590B TW 104142887 A TW104142887 A TW 104142887A TW 104142887 A TW104142887 A TW 104142887A TW I623590 B TWI623590 B TW I623590B
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竹谷純一
熊澤和久
岩佐淳司
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日本曹達股份有限公司
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Abstract

提供一種有機薄膜電晶體，其具備由含有a)下述式(I)(式中，R表示碳原子直接鍵結於Si之有機基，X表示羥基或水解性基；n表示1或2，n為2時，各R可相同亦可不同，(4-n)為2以上時，各X可相同，亦可不同)所表示之有機矽化合物之縮合物、及b)電磁輻射硬化性化合物之硬化物的有機無機複合薄膜所構成之絕緣層作為閘極絕緣膜。
RnSiX4-n (I)

Description

有機薄膜電晶體
本發明係關於一種有機薄膜電晶體。
本申請案基於在2015年1月14日在日本提出申請之特願2015-005413號主張優先權，將其內容援用至本文中。
作為具有低臨界電壓及驅動電壓且與有機活性層之電荷遷移率高之有機絕緣體，已知如下有機無機絕緣體形成組成物，其含有(i)有機-無機混合物質、(ii)一種以上有機金屬化合物及/或一種以上有機高分子、及(iii)使上述(i)及上述(ii)之成分溶解之溶劑(參照專利文獻1)。已知有機-無機混合物質為有機矽烷化合物或使用酸或鹼觸媒及水使有機矽烷化合物於有機溶劑內水解反應及縮合反應而獲得之聚合物，有機金屬化合物為正丁醇鈦(IV)等鈦化合物。
又，作為有機溶劑與單體之溶解性優異，且具有高介電常數之新穎有機絕緣體組成物，已知有如下有機絕緣體組成物，其含有i)下述式1所表示之有機/無機金屬混合物質、ii)單體及/或有機高分子、及iii)使上述成分i)及ii)溶解之溶劑。已知下述式(1)所表示之化合物係使用酸或鹼 觸媒及水使有機矽烷化合物及有機金屬化合物於有機溶劑中進行水解反應或聚縮合反應而獲得(參照專利文獻2)。
上述式中，M為金屬原子，R1、R2及R3分別獨立為碳數2~5之(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯氧基或經環氧基取代之碳數1~10之烷基、乙烯基等，R4、R5及R6分別獨立為氫原子、碳數1~10之烷基等。
[專利文獻1]日本專利特開2005-120371號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-70029號公報
然而，即便使用如上述之有機絕緣體組成物而設置絕緣層，於維持與有機半導體層之接著性，且具有實用之載子遷移率之方面，仍有改良之餘地。
本發明之目的在於提供一種維持與有機半導體層之接著性，且具有實用之載子遷移率之有機薄膜電晶體。
本發明人為了解決上述課題而進行努力研究，結果發現，藉由在積層有特定絕緣層之基板上設置有機半導體層，可解決上述課題，從而完成本發明。
即，本發明包含以下態樣。
(1)一種有機薄膜電晶體，其具備由含有下述a)及b)之有機無機複合薄膜所構成之閘極絕緣層，a)式(I)所表示之有機矽化合物之縮合物、及b)電磁輻射硬化性化合物之硬化物。
RnSiX4-n (I)
(式中，R表示碳原子直接鍵結於Si之有機基，X表示羥基或水解性基；n表示1或2，n為2時，各R可相同亦可不同，(4-n)為2以上時，各X可相同，亦可不同)
(2)如上述(1)記載之有機薄膜電晶體，其中上述式(I)所表示之有機矽化合物係由有機矽化合物Si1與有機矽化合物Si2所構成，其中該有機矽化合物Si1藉由Fedors之推算法求出之R之溶解度參數SP1較藉由Fedors之推算法求出之電磁輻射硬化性化合物之溶解度參數SP2小1.6以上，該有機矽化合物Si2之上述溶解度參數SP1較上述溶解度參數SP2小未達1.6或與上述溶解度參數SP2相等或較上述溶解度參數SP2大，
上述有機矽化合物Si1與上述有機矽化合物Si2之莫耳比Si1：Si2為5：5~10：0。
(3)如上述(1)記載之有機薄膜電晶體，其中上述式(I)所表示之 有機矽化合物係由式(I-1)所表示之化合物、式(I-2)所表示之化合物、及若存在則為該等之水解縮合物所構成， R1 nSiX4-n．．．(I-1)
(式中，n表示1或2，n為2時，R1相互可相同亦可不同，R1為有機基，R1中之1個以上表示含乙烯基之烴基；X表示羥基或水解性基，相互可相同，亦可不同)
R2 nSiX4-n．．．(I-2)
(式中，n表示1或2，n為2時，R2可相同亦可不同，R2表示碳原子直接鍵結於式中之Si之含乙烯基之烴基以外之有機基；X表示羥基或水解性基，相互可相同，亦可不同)， {[式(I-1)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]}/{[式(I-1)之化合物]+[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}×100=30~100莫耳%，且 {[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}/{[式(I-1)之化合物]+[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}×100=0~70莫耳%。
(4)一種顯示裝置，其具備上述(1)至(3)中任一項記 載之有機薄膜電晶體。
(5)一種感測器，其具備上述(1)至(3)中任一項記載之有機薄膜電晶體。
(6)一種電子標籤，其具有上述(1)至(3)中任一項記載之有機薄膜電晶體。
本發明之有機薄膜電晶體維持與有機半導體層之接著性，且顯示出實用之載子遷移率。
圖1A係表示實施例1之有機薄膜電晶體中，施加有作為飽和區域之VD=-30V之源極/汲極電壓時之ID-VG之電晶體特性的圖。
圖1B係表示實施例1之有機薄膜電晶體之傳達特性之圖。
圖2A係表示實施例1之有機薄膜電晶體之相對於閘極電壓之飽和區域之載子遷移率(場效遷移率)的圖。
圖2B係表示相對於閘極電壓之於線形區域之載子遷移率(有效遷移率)的圖。
圖3係表示實施例1之有機薄膜電晶體之輸出特性的圖。
圖4A係表示實施例2之有機薄膜電晶體中，施加有作為飽和區域之VD=-30V之源極/汲極電壓時之ID-VG之電晶體特性的圖。
圖4B係表示實施例2之有機薄膜電晶體之傳達特性的圖。
圖5A係表示實施例2之有機薄膜電晶體之相對於閘極電壓之飽和區域 之載子遷移率(場效遷移率)的圖。
圖5B(b)係表示相對於閘極電壓之於線形區域之載子遷移率(有效遷移率)的圖。
圖6係表示實施例2之有機薄膜電晶體之輸出特性的圖。
<有機薄膜電晶體>
本發明之有機薄膜電晶體較佳為於基板上具備有機半導體層、與該有機半導體層接觸之源極電極及汲極電極、以及相對於上述有機半導體層隔著絕緣層而設置之閘極電極。
[基板]
作為基板，可列舉樹脂基板。作為樹脂基板，可例示由聚對酞酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚醚醯亞胺、聚醚醚酮、聚苯硫、聚芳酯、聚醯亞胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纖維素(TAC)、醋酸丙酸纖維素(CAP)等所構成之基板，其中較佳為由聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)所構成之基板。基板之形狀可為膜狀、片狀、板狀等任意形狀，尤佳為膜狀。
基板可為由未延伸膜所構成者，亦可為由延伸膜所構成者。又，可為單層膜，亦可為使兩層以上藉由層壓、塗佈等手段積層而成之積層膜。
基板之厚度並無特別限制，較佳為1~1000μm，更佳為3~500μm。
[閘極電極、源極電極、汲極電極]
形成源極電極、汲極電極及閘極電極之材料只要為導電性材料，則無特別限定，可使用鉑、金、銀、鎳、鉻、銅、鐵、錫、含銻鉛、鉭、銦、鈀、碲、錸、銥、鋁、釕、鍺、鉬、鎢、氧化錫-銻、氧化銦-錫(ITO)、摻氟氧化鋅、鋅、碳、石墨、玻璃石墨、銀漿及碳漿、鋰、鈹、鈉、鎂、鉀、鈣、鈧、鈦、錳、鋯、鎵、鈮、鈉、鈉-鉀合金、鎂、鋰、鋁、鎂/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，尤佳為鉑、金、銀、銅、鋁、銦、ITO、碳、鉻/金/鉻之積層體。或者亦可適宜地使用利用摻雜等而提高導電率之公知之導電性聚合物例如導電性聚苯胺、導電性聚吡咯、導電性聚噻吩、聚伸乙二氧基噻吩與聚苯乙烯磺酸之錯合物等。其中，較佳為於與有機半導體層之接觸面電阻小者。
作為電極之形成方法，可列舉：使用公知之照相石印法或舉離法(lift-off method)使利用蒸鍍或濺鍍等方法以上述作為原料而形成之導電性薄膜形成為電極之方法；使用藉由熱轉印、噴墨等所形成之抗蝕劑於鋁或銅等金屬箔上進行蝕刻之方法。又，可藉由直接噴墨使導電性聚合物之溶液或分散液、導電性微粒子分散液圖案化，亦可藉由平版印刷或雷射剝蝕等而由塗佈膜所形成。進而，亦可使用利用凸版、凹版、平版、網版印刷等印刷法使含有導電性聚合物或導電性微粒子之墨水(ink)、導電性糊等進行圖案化之方法。
作為使用於此種電極之金屬微粒子分散液之製造方法，可列舉：氣相蒸發法、濺鍍法、金屬蒸汽合成法等物理生成法，或膠體法、共 沈澱法等於液相中將金屬離子還原而生成金屬微粒子之化學生成法，較佳為藉由日本專利特開平11-76800號公報、日本專利特開平11-80647號公報、日本專利特開平11-319538號公報、日本專利特開2000-239853號公報等所揭示之膠體法、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2000-124157號公報、日本專利特開2000-123634號公報等所記載之氣相蒸發法所製造之金屬微粒子分散物。藉由使用該等金屬微粒子分散物而形成層後，將溶劑乾燥，進而於100~300℃、較佳為150~200℃之範圍內熱處理，使金屬微粒子熱熔合，藉此形成電極。
[絕緣層]
絕緣層係由作為閘極絕緣膜之(A)有機無機複合薄膜所構成。
構成絕緣層之有機無機複合薄膜至少含有a)有機矽化合物之縮合物、及b)電磁輻射硬化性化合物之硬化物。
《a)有機矽化合物之縮合物》
使用於本發明之有機矽化合物由以下式(I)表示。
RnSiX4-n (I)
式中，R表示碳原子直接鍵結於Si之有機基，X表示羥基或水解性基。n表示1或2，n為2時，各R可相同亦可不同，(4-n)為2以上時，各X可相同，亦可不同。
此處，作為R所表示之「碳原子直接鍵結於Si之有機基」， 可列舉亦可經取代之烴基。
作為上述「亦可經取代之烴基」之烴基，較佳為碳數1~30之烴基，例如可列舉：烷基、環烷基、環烷基烷基、烯基、環烯基、炔基、芳基、芳基烷基、芳基烯基等。
又，上述「烴基」亦可具有氧原子、氮原子、或矽原子。
作為烷基，較佳為碳數1~10之直鏈或支鏈之烷基，例如可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、異己基、正庚基、正辛基、正壬基、異壬基、正癸基等。進而，作為碳數超過10之長鏈之烷基，可列舉：月桂基、十三基、肉豆蔻基、十五基、棕櫚基、十七基、硬脂基(stearyl group)等。
作為環烷基，較佳為碳數3~8之環烷基，例如可列舉環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等。
作為環烷基烷基，較佳為碳數4~20之環烷基烷基，例如可列舉環丙基甲基、環丁基甲基、環戊基甲基、環己基甲基、環庚基乙基、環辛基乙基、環癸基甲基、環十四基甲基、環十八基甲基等。
作為烯基，較佳為碳數2~10之直鏈或支鏈之烯基，其意指於任意一處以上具有碳-碳雙鍵之碳數2~10之直鏈或支鏈之烯基，例如可列舉：乙烯基、1-丙烯-1-基、2-丙烯-1-基、1-丙烯-2-基、1-丁烯-1-基、2-丁烯-1-基、3-丁烯-1-基、1-丁烯-2-基、3-丁烯-2-基、1-戊烯-1-基、4-戊烯-1-基、1-戊烯-2-基、4-戊烯-2-基、3-甲基-1-丁烯-1-基、1-己烯-1-基、5-己烯-1-基、1-庚烯-1-基、6-庚烯-1-基、1-辛烯-1-基、7-辛烯-1 -基、1,3-丁二烯-1-基等。
作為環烯基，較佳為碳數3~8之環烯基，其意指於任意一處以上具有碳-碳雙鍵且具有環狀部分之碳數3~8之烯基，例如可列舉：1-環戊烯-1-基、2-環戊烯-1-基、1-環己烯-1-基、2-環己烯-1-基、3-環己烯-1-基等。
作為炔基，較佳為碳數2~10之炔基，例如可列舉乙炔基、1-丙炔-1-基、2-丙炔-1-基、1-丁炔-1-基、3-丁炔-1-基、1-戊炔-1-基、4-戊炔-1-基、1-己炔-1-基、5-己炔-1-基、1-庚炔-1-基、1-辛炔-1-基、7-辛炔-1-基等。
作為環烷基烷基，較佳為碳數3~10之環烷基與碳數1~10之烷基鍵結而成之基，例如可列舉：環丙基甲基、環丙基丙基、環丁基甲基、環戊基甲基、環戊基乙基、環己基乙基、環庚基甲基等。
作為芳基，意指單環或多環之芳基，於多環芳基之情形時，除完全不飽和以外，亦包含部分飽和之基，具體而言，可例示苯基、萘基、薁基、茚基、二氫茚基、四氫萘基等，較佳為碳數6~10之芳基。
作為芳基烷基，較佳為碳數6~10之芳基與碳數1~10之烷基鍵結而成之基，例如可列舉：苄基、苯乙基、3-苯基-正丙基、4-苯基-正丁基、5-苯基-正戊基、8-苯基-正辛基、萘基甲基等。
作為芳基烯基，較佳為碳數6~10之芳基與碳數2~10之烯基鍵結而成之基，例如可列舉：苯乙烯基、3-苯基-1-丙烯-1-基、3-苯基-2-丙烯-1-基、4-苯基-1-丁烯-1-基、4-苯基-3-丁烯-1-基、5-苯基-1-戊烯-1-基、5-苯基-4-戊烯-1一基、8-苯基 -1-辛烯-1-基、8-苯基-7-辛烯-1-基、萘基乙烯基等。
作為「具有氧原子之烴基」，可列舉：烷氧基烷基、環氧烷基、環氧丙氧基烷基等具有環氧乙烷環(環氧基)之基、丙烯醯氧基甲基、甲基丙烯醯氧基甲基等。
此處，作為烷氧基烷基，較佳為碳數1~6之烷氧基與碳數1~6之烷基鍵結而成之基，例如可列舉：甲氧基甲基、2-甲氧基乙基、3-乙氧基-正丙基等。
作為環氧烷基，較佳為碳數3~10之直鏈或支鏈之環氧烷基，例如可列舉：環氧丙基、環氧丙基甲基、2-環氧丙基乙基、3-環氧丙基丙基、4-環氧丙基丁基、3,4-環氧丁基、4,5-環氧戊基、5,6-環氧己基等直鏈狀之含有環氧基之烷基；β-甲基環氧丙基、β-乙基環氧丙基、β-丙基環氧丙基、2-環氧丙基丙基、2-環氧丙基丁基、3-環氧丙基丁基、2-甲基-3-環氧丙基丙基、3-甲基-2-環氧丙基丙基、3-甲基-3,4-環氧丁基、3-乙基-3,4-環氧丁基、4-甲基-4,5-環氧戊基、5-甲基-5,6-環氧己基等分枝狀之含有環氧基之烷基等。
作為環氧丙氧基烷基，可列舉環氧丙氧基甲基、環氧丙氧基丙基等。
作為「具有氮原子之烴基」，較佳為具有-NR'2(式中，R'表示氫原子、烷基或芳基，各R'相互可相同，亦可不同)之基、或具有-N=CR"2(式中，R"表示氫原子、烷基或芳基，各R"相互可相同，亦可不同)之基，作為烷基，可列舉與上述相同者，作為芳基，可列舉苯基、萘基、蒽-1-基、菲-1-基等。
例如，作為具有-NR'2之基，可列舉：-CH2NH2基、-CH2(CH2)2NH2基、-CH2NHCH3基等。作為具有-N=CR"2之基，可列舉：-CH2N=CHCH3基、-C2N=C(CH3)2基、-CH2CH2N=CHCH3基、-CH2N=CHPh基、-CH2N=C(Ph)CH3基等。
作為上述「亦可經取代」之取代基，例如可列舉：鹵素原子、烷基、烯基、芳基、甲基丙烯醯氧基等。作為烷基、烯基、芳基，可例示與R中相同者。
上述中，就有機無機複合薄膜之表面之無機化之觀點而言，乙烯基、具有環氧乙烷環之基、具有-NR'2之基、或具有-N=CR"2之基為較佳之基。
又，式(I)中，n表示1或2，尤佳為n=1者。於n為2時，各R可相同，亦可不同。又，該等可使用單獨1種，或將2種以上組合使用。
式(I)中，X表示羥基或水解性基。於式(I)之(4-n)為2以上時，各X可相同，亦可不同。所謂水解性基，意指例如可於無觸媒、過量水之共存下，藉由在25℃~100℃進行加熱，被水解而生成矽烷醇基之基、或可形成矽氧烷縮合物之基，具體而言，可列舉：烷氧基、醯氧基、鹵基原子、異氰酸基、未經取代或經取代之胺基等，較佳為碳數1~4之烷氧基或碳數1~6之醯氧基。
作為碳數1~4之烷氧基，可列舉：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基等，作為碳數1~6之醯氧基(其中，碳數不包括羰基之碳)，可列舉乙醯氧基、苄醯氧基等。作 為鹵素原子，可列舉：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
再者，(A)有機無機複合薄膜所含之有機矽化合物之縮合物意指該等有機矽化合物之縮合物及/或有機矽化合物之縮合物之進一步之縮合物。
有機矽化合物之縮合物之摻合比率相對於(A)有機無機複合薄膜總體之固形物成分，較佳為2~98質量%，更佳為5~50質量%，進而較佳為5~30質量%。
作為本發明中所使用之有機矽化合物之較佳態樣，具體而言，可例示下述a-1)、a-2)、及a-3)之混合物。
a-1)式(I-1)所表示之化合物。
R1 nSiX4-n．．．(I-i)
式中，n表示1或2，n為2時，R1可相同亦可不同，R1為有機基，R1中之1個以上表示含乙烯基之烴基。X表示羥基或水解性基，相互可相同，亦可不同。此處，作為有機基、水解性基，較佳可例示式(I)所記載者。作為含乙烯基之烴基，可例示：乙烯基、烯丙基、3-丁烯基、4-己烯基等烯基(較佳為C2-C8烯基)等。
a-2)式(I-2)所表示之化合物。
R2 nSiX4-n．．．(I-2)
式中，n表示1或2，n為2時，R2可相同亦可不同，R2表 示碳原子直接鍵結於式中之Si之含乙烯基之烴基以外之有機基。X表示羥基或水解性基，相互可相同，亦可不同。此處，作為含乙烯基之烴基以外之有機基，可例示自式(I)所記載者中除去烯基或芳基烯基等含乙烯基之有機基者。作為水解性基，可例示式(I)所記載者。
a-3)若存在的話，該等之水解縮合物。
式(I-2)所表示之化合物及將其作為單元而含有之水解縮合物亦可未必存在。所謂水解縮合物係化合物彼此水解縮合而形成有矽氧烷鍵結之二聚物等，可為僅式(I-1)或式(I-2)之化合物進行水解縮合而成者，亦可為式(I-1)之化合物及式(I-2)之化合物進行水解縮合而成者，亦可為該等2種以上混合存在。
{[式(I-1)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]}/{[式(I-1)之化合物]+[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}×100較佳為30~100莫耳%，更佳為30~95莫耳%。
另一方面，{[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}/{[式(I-1)之化合物]+[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}×100較佳為0~70莫耳%，更佳為5~70莫耳%。
又，水解縮合物之平均粒徑較佳為2nm~100nm，更佳為5nm~30nm。若平均粒徑大於100nm，則膜白濁，溶液變得不穩定，而變得容易凝膠化。 若平均粒徑小於2nm，則有對塗膜性產生影響之情形。
該等可單獨使用1種，或者亦可將2種以上組合使用。
於將有機矽化合物組合使用之情形時，例如，可較佳地例示乙烯基三甲氧基矽烷與3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷之組合、乙烯基三甲氧基矽烷與3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷之組合。
又，作為式(I-1)所表示之有機矽化合物，R1之碳數為3以下之有機矽化合物摻合30莫耳%以上，更佳為50~100莫耳%，更佳為R1之碳數為4以上之有機矽化合物摻合70莫耳%以下，更佳為0~50莫耳%。
作為本發明中所使用之有機矽化合物之另一較佳態樣，具體而言，由藉由Fedors之推算法求出之上述R之溶解度參數SP1較藉由Fedors之推算法求出之電磁輻射硬化性化合物之溶解度參數SP2小1.6以上，較佳為小1.6~8.5，進而更佳為小1.6~7.2之有機矽化合物Si1及上述溶解度參數SP1較上述溶解度參數SP2小未達1.6或與上述溶解度參數SP2相等或較上述溶解度參數SP2大之有機矽化合物Si2所構成，上述有機矽化合物Si1與上述有機矽化合物Si2之莫耳比Si1：Si2為5：5~10：0，更佳為9：1~10：0。
有機矽化合物根據所使用之電磁輻射硬化性化合物之種類而異。有機矽化合物及電磁輻射硬化性化合物之溶解度參數(SP值)可基於Fedors之推算法進行計算，因此可基於預先計算出之SP值，決定有機矽化合物與電磁輻射硬化性化合物之組合。
上述式(I)中，於n為2且R不同之情形時，將數值較大者之SP值設為上述SP1，而決定與電磁輻射硬化性化合物之組合。
將可用於本發明之有機矽化合物之一例與SP值一起列示於以下之第1表。再者，化合物No.1~No.15相當於上述式(I-1)之化合物。
《b)電磁輻射硬化性化合物之硬化物》
使用於本發明之所謂電磁輻射硬化性化合物係具有於視需要添加之聚合起始劑之存在下藉由電磁輻射之照射而引起聚合反應之官能基的化合物或樹脂，作為所使用之電磁輻射，可使用紫外線、X射線、放射線、離子化放射線、電離性放射線(α、β、γ射線、中子射線、電子束)，較佳為 包含350nm以下之波長之光。
電磁輻射之照射例如可使用超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、金屬鹵素燈、準分子燈、碳弧燈、氙弧燈等公知裝置而進行，作為所照射之光源，較佳為包含150~350nm之範圍之任意波長之光之光源，更佳為包含250~310nm之範圍之任意波長之光之光源。
又，作為為了使有機無機複合薄膜形成用組成物充分地硬化而照射之光之照射光量，例如可列舉0.1~100J/cm2左右，若考慮膜硬化效率(照射能量與膜硬化程度之關係)，則較佳為1~10J/cm2左右，更佳為1~5J/cm2左右。
作為電磁輻射硬化性化合物，可例示(甲基)丙烯酸酯系化合物、環氧系化合物、除丙烯酸酯系化合物以外之乙烯基化合物等。官能基之數量只要為1個以上，則無特別限定。將可使用於本發明之電磁輻射硬化性化合物之一例與SP值一起列示於以下之第2表。
又，除上述化合物以外，作為上述丙烯酸酯系化合物，可使用聚胺酯(甲基)丙烯酸酯(polyurethane(meth)acrylate)、聚酯(甲基)丙烯酸酯、環氧聚(甲基)丙烯酸酯、聚醯胺(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯基(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯二丙烯酸酯等。該等化合物之SP值亦取決於所含有之官能基之種類，為9~11之範圍內。
環氧聚(甲基)丙烯酸酯例如可藉由低分子量之雙酚型環氧樹脂或酚醛清漆環氧樹脂之環氧乙烷環與丙烯酸之酯化反應而獲得。
關於聚酯(甲基)丙烯酸酯，例如藉由如下方式獲得，即，將藉由多元羧 酸與多元醇之縮合而獲得之於兩末端具有羥基之聚酯低聚物之羥基利用丙烯酸進行酯化。或者，將藉由多元羧酸與烯化氧(alkylene oxide)加成而獲得之低聚物之末端之羥基利用丙烯酸進行酯化，藉此獲得。
胺酯(甲基)丙烯酸酯係使多元醇與二異氰酸酯進行反應而獲得之異氰酸酯化合物、與具有羥基之丙烯酸酯單體之反應生成物，作為多元醇，可列舉聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯二醇。
作為本發明所使用之胺酯(甲基)丙烯酸酯之市售品，例如可列舉：荒川化學工業股份有限公司製造之商品名：BEAMSET(註冊商標)102、502H、505A-6、510、550B、551B、575、575CB、EM-90、EM92；聖諾普科(San Nopco)股份有限公司製造之商品名：Photomer(註冊商標)6008、6210；新中村化學工業股份有限公司製造之商品名：NK Oligo U-2PPA、U-4HA、U-6HA、H-15HA、UA-32PA、U-324A、U-4H、U-6H；東亞合成股份有限公司製造之商品名：ARONIX(註冊商標)M-1100、M-1200、M-1210、M-1310、M-1600、M-1960；共榮社化學股份有限公司製造之商品名：AH-600、AT606、UA-306H；日本化藥股份有限公司製造之商品名：Kayarad(註冊商標)UX-2201、UX-2301、UX-3204、UX-3301、UX-4101、UX-6101、UX-7101；日本合成化學工業股份有限公司製造之商品名：紫光(註冊商標)UV-1700B、UV-3000B、UV-6100B、UV-6300B、UV-7000、UV-7600B、UV-2010B；根上工業股份有限公司製造之商品名：Art resin(註冊商標)UN-1255、UN-5200、HDP-4T、HMP-2、UN-901T、UN-3320HA、UN-3320HB、UN-3320HC、UN-3320HS、H-61、HDP-M20；Daicel-UCB股份有限公司製造之商品 名：Ebecryl(註冊商標)I6700、204、205、220、254、1259、1290K、1748、2002、2220、4833、4842、4866、5129、6602、8301等。
該等中，較佳為聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚胺酯(甲基)丙烯酸酯、環氧聚(甲基)丙烯酸酯，更佳為聚胺酯(甲基)丙烯酸酯。
關於分子量，只要能夠溶解至有機無機複合薄膜形成用組成物中，則無限度，作為質量平均分子量，較佳為500~50,000，更佳為1,000~10,000。
關於上述有機無機複合薄膜中之上述電磁輻射硬化性化合物之硬化物之摻合量，相對於上述有機無機複合薄膜總體之固形物成分(有機矽化合物之縮合物、電磁輻射硬化性化合物之硬化物及視需要摻合之其他成分之總質量)，較佳為2~98質量%，更佳為50~95質量%，進而較佳為70~95質量%。
於本發明中，可混合聚合起始劑，作為此種起始劑，可列舉藉由照射電磁輻射而產生陽離子種之化合物及藉由照射電磁輻射而產生活性自由基種之化合物等公知之起始劑。
<(A)有機無機複合薄膜之製造法>
[有機無機複合薄膜形成用溶液之製備]
關於本發明之(A)有機無機複合薄膜之形成用溶液，除有機矽化合物、電磁輻射硬化性化合物以外，適當混合具有聚合起始劑、矽烷醇縮合觸媒能力等之金屬化合物、水及/或溶劑等而製備。
再者，作為用作矽烷醇縮合觸媒之金屬化合物，具體而言，可例示：金屬烷氧化物、金屬螯合化合物、有機酸金屬鹽或該等之水解縮合物等，更具體而言，可例示：四異丙氧基鈦(tetraisopropoxy titanium)、二異丙氧基 雙乙醯丙酮酸鈦、或其水解縮合物等。
製備方法並無特別限制，具體而言，可例示如下製備方法：將金屬螯合化合物等金屬化合物混合至溶劑中，添加特定量之水，進行(部分)水解，繼而添加有機矽化合物(部分)進行水解，另一方面，將熱或電磁輻射硬化性化合物溶解至溶劑，視需要添加聚合起始劑或硬化劑，然後將兩溶液混合等。該等四成分亦可同時混合，又，關於有機矽化合物與金屬化合物之混合方法，可列舉於將有機矽化合物與金屬化合物混合後，添加水進行(部分)水解之方法、或將使有機矽化合物及金屬化合物分別(部分)水解者混合之方法。未必需要添加水或溶劑，但較佳預先添加水製成(部分)水解物。作為特定量之水之量，亦取決於金屬化合物之種類，例如於金屬化合物為具有2個以上羥基或者水解性基之金屬化合物之情形時，相對於金屬化合物1莫耳，較佳使用0.5莫耳以上之水，更佳使用0.5~2莫耳之水。又，於金屬化合物為金屬螯合化合物或有機酸金屬鹽之情形時，相對於金屬螯合化合物或有機酸金屬鹽1莫耳，較佳使用5~100莫耳之水，更佳使用5~20莫耳之水。
作為a)有機矽化合物之縮合物，亦可使用利用公知之矽烷醇縮合觸媒將有機矽化合物(部分)水解而成者。
作為有機無機複合薄膜形成用組成物，除上述各成分以外，較佳含有水及/或溶劑等。
作為所使用之溶劑，並無特別限制，例如可列舉：苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類；己烷、辛烷等脂肪族烴類；環己烷、環戊烷等脂環族烴類；丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類；四氫呋喃、二烷等 醚類；乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯類；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺類；二甲基亞碸等亞碸類；甲醇、乙醇等醇類；乙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚乙酸酯等多元醇衍生物類等。該等溶劑可單獨使用1種，或者組合2種以上使用。
作為矽烷醇縮合觸媒，除上述金屬化合物以外，可列舉酸、鹼等。
作為酸，可列舉有機酸、無機酸，具體而言，例如作為有機酸，可列舉：乙酸、甲酸、草酸、碳酸、酞酸、三氟乙酸、對甲苯磺酸、甲磺酸等，作為無機酸，可列舉：鹽酸、硝酸、硼酸、氟硼酸等。
此處，具體而言，藉由光照射產生酸之光酸產生劑亦包括六氟磷酸二苯基錪鎓、六氟磷酸三苯基鏻等。
作為鹼，可列舉：四甲基胍、四甲基胍基丙基三甲氧基矽烷等強鹼類；有機胺類、有機胺之羧酸中和鹽、四級銨鹽等。
作為本發明之有機無機複合薄膜形成用溶液中之固形物成分，較佳為1~98質量%，更佳為10~60質量%，進而較佳為15~45質量%。
[(A)有機無機複合薄膜之製造]
(A)有機無機複合薄膜可藉由經過將上述有機無機複合薄膜形成用溶液塗佈於樹脂基板上，進行乾燥及/或加熱之步驟；實施電漿處理或者UV臭氧處理之步驟而製造。
關於(A)有機無機複合薄膜，較佳為藉由ESCA分析所測定之距表面10nm之深度之碳原子濃度較距表面100nm之深度之碳原子濃 度少20%以上之膜。
此處，所謂「碳原子濃度」，意指於將(總金屬原子+氧原子+碳原子)設為100%時之碳原子之莫耳濃度。其他元素之濃度亦相同。
作為有機無機複合薄膜形成用溶液之塗佈方法，可使用公知之塗佈方法，例如可列舉浸漬法、噴霧法、棒式塗佈法、輥塗法、旋轉塗佈法、簾塗佈法、凹版印刷法、絲網印刷法、噴墨法等。又，作為所形成之膜厚，並無特別限制，例如為0.1~20μm左右。
作為塗佈有機無機複合薄膜形成用溶液所形成之膜之乾燥、加熱處理，例如較佳於40~200℃進行0.5~120分鐘左右，更佳於60~160℃進行1~60分鐘左右，進而較佳於60~120℃進行1~60分鐘左右。
絕緣層由上述構成所構成作為閘極絕緣膜。因此，於有機薄膜電晶體中，絕緣層與有機半導體層之親和性提高，變得可抑制漏電流。有機薄膜電晶體具有實用之載子遷移率。
[有機半導體層]
作為構成有機薄膜電晶體之有機半導體層之材料，可使用π共軛系材料，例如可使用聚吡咯、聚(N-取代吡咯)、聚(3-取代吡咯)、聚(3,4-二取代吡咯)等聚吡咯類；聚噻吩、聚(3-取代噻吩)、聚(3,4-二取代噻吩)、聚苯并噻吩等聚噻吩類、聚異苯并噻吩等聚異苯并噻吩類、聚伸噻吩乙炔等聚伸噻吩乙炔類；聚(對苯乙炔)等聚(對苯乙炔)類、聚苯胺、聚(N-取代苯胺)、聚(3-取代苯胺)、聚(2,3-取代苯胺)等聚苯胺類、聚乙炔等聚乙炔類；聚二乙炔等聚二乙炔類、聚薁等聚薁類、聚芘等聚芘類、聚咔唑、聚(N-取代咔唑)等聚咔唑類、聚硒吩等聚硒吩類；聚呋喃、聚苯并呋喃等聚呋喃 類；聚(對苯)等聚(對苯)類；聚吲哚等聚吲哚類、聚嗒等聚嗒類；稠四苯、稠五苯、稠六苯、稠七苯、二苯并稠五苯、四苯并稠五苯、芘、二苯并芘、、苝、蔻、特銳烯(terrylene)、卵苯、誇特銳烯(quaterrylene)、循環蒽(circumanthracene)等多并苯類；將多并苯類之碳之一部分取代為N、S、O等原子、羰基等官能基之衍生物(三苯并二、三苯并二噻、稠六苯-6,15-醌等)；聚乙烯基咔唑、聚苯硫、聚乙烯硫(polyvinylene sulfide)等聚合物；日本專利特開平11-195790號公報所記載之多環縮合體等。
又，亦可較佳地使用與該等聚合物具有相同重複單元之例如作為噻吩六聚物之α-六噻吩α,ω-二己基-α-六噻吩、α,ω-二己基-α-五噻吩(quinquetliophene)、α,ω-雙(3-丁氧基丙基)-α-六噻吩、苯乙烯苯(styrylbenzene)衍生物等低聚物。
進而，可列舉：銅酞青或日本專利特開平11-251601號公報所記載之氟取代銅酞青等金屬酞青類；萘1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N'-雙(4-三氟甲基苄基)萘1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、以及N,N'-雙(1H,1H-全氟辛基)、N,N'-雙(1H,1H-全氟丁基)及N,N'-二辛基萘1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺衍生物、萘2,3,6,7四羧酸二醯亞胺等萘四羧酸二醯亞胺類、及蒽2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等蒽四羧酸二醯亞胺類等縮合環四羧酸二醯亞胺類；C60、C70、C76、C78、C84等富勒烯類；SWNT等奈米碳管、部花青素色素類、半花青素(hemicyanine)色素類等色素等。
該等π共軛系材料之中，較佳為選自由將噻吩、伸乙烯基、伸噻吩乙炔、苯乙炔、對伸苯基、該等之取代體或該等之2種以上作為重複單元，且該重複單元之數量n為4~10之低聚物或者該重複單元之數量n 為20以上之聚合物、稠五苯等縮合多環芳香族化合物、富勒烯類、縮合環四羧酸二醯亞胺類、金屬酞青所組成之群中之至少1種。
又，作為其他有機半導體材料，亦可使用四硫富瓦烯(TTF)-四氰基苯醌二甲烷(TCNQ)錯合物、雙伸乙基四硫富瓦烯(BEDTTTF)-過氯酸錯合物、BEDTTTF-碘錯合物、TCNQ-碘錯合物等有機分子錯合物。進而，亦可使用聚矽烷、聚鍺烷等σ共軛系聚合物或日本專利特開2000-260999號公報所記載之有機-無機混成材料。
作為有機半導體層之製作法，可列舉：真空蒸鍍法、分子束磊晶生長法、離子團束法、低能量離子束法、離子鍍敷法、CVD法、濺鍍法、電漿聚合法、電解聚合法、化學聚合法、噴塗法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、浸漬法、澆鑄法、輥塗法、棒式塗佈法、模塗佈(die coat)法、或LB法等，可根據材料使用。然而，該等中，就生產性之方面而言，較佳為可使用有機半導體之溶液簡單且精密地形成薄膜之旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、浸漬塗佈法、輥塗法、棒式塗佈法、模塗佈法、或澆鑄法等。進而，就控制構成有機半導體層之分子化合物之配向性之方面而言，較佳為作為特殊之澆鑄法之間隙澆鑄法、或邊緣澆鑄法。
再者，亦可如Advanced Material雜誌1999年第6號、p480~483所記載般，對於稠五苯等前驅物可溶於溶劑者，對藉由塗佈形成之前驅物之膜進行熱處理，而形成目標有機材料之薄膜。
作為有機半導體層之膜厚，並無特別限制，所獲得之元件之特性大多會受到由有機半導體所構成之活性層之膜厚較大之影響，其膜厚根據有機半導體而異，較佳為1μm以下，尤佳為10~300nm。
[摻雜劑層]
本發明之有機薄膜電晶體較佳於源極電極及汲極電極與有機半導體層之間具備摻雜劑層。作為摻雜劑層，例如亦可含有具有丙烯酸、乙醯胺、二甲基胺基、氰基、羧基、硝基等官能基之材料、或如苯并醌衍生物、四氰乙烯及四氰基苯醌二甲烷或該等之衍生物等般成為接受電子之受體之材料、或例如具有胺基、三苯基、烷基、羥基、烷氧基、苯基等官能基之材料、如苯二胺等取代胺類、蒽、苯并蒽、取代苯并蒽類、芘、取代芘、咔唑及其衍生物、四硫富瓦烯及其衍生物等般成為作為電子之供予體之施體般之材料，實施所謂摻雜處理。
所謂上述摻雜處理，意指將電子授予性分子(受體)或電子供予性分子(施體)作為摻雜劑而導入至該有機半導體層。因此，實施有摻雜之有機半導體層係含有上述縮合多環芳香族化合物及摻雜劑之薄膜。作為使用於本發明之摻雜劑，可採用公知者。
作為摻雜劑層所使用之材料，進而可列舉三氯化鐵、TCNQ、F4TCNQ(四氟四氰基苯醌二甲烷)、富勒烯及其衍生物等，較佳為F4TCNQ。
[自組化單分子膜]
又，為了於絕緣層與有機半導體層之間提高有機半導體層之電荷遷移率，較佳具備有自組化單分子膜(SAM)。又，藉由具備SAM，亦可進行閾值電壓之控制。作為用以形成SAM之成分，具體而言，可例示：十八基三氯矽烷、十八基三甲氧基矽烷、癸基三氯矽烷、癸基三甲氧基矽烷、β-苯乙基三氯矽烷、β-苯乙基三甲氧基矽烷(β-PTS)、三氯甲基矽氮烷、或烷烴磷酸、烷烴膦酸、烷烴磺酸、烷烴羧酸等。
本發明之有機薄膜電晶體可組入至各種電子裝置而使用。例如，可在液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、電子紙等各種顯示裝置中用作主動驅動之驅動元件，可用作在各種感測器中使用之電晶體元件，又，可在電子標籤(IC標籤)中與電容器一併構成記憶體作為元件使用。
[實施例]
以下，基於實施例更具體地說明本發明，但本發明不受該等實施例之任何限定。
[製造例1](有機無機複合薄膜形成用溶液之製備)
將二異丙氧基雙乙醯丙酮酸鈦(日本曹達股份有限公司製造，T-50，氧化鈦換算固形物成分量：16.5重量%)30.3g溶解至Solmix(註冊商標)AP-7(Japan Alcohol Trading股份有限公司製造)58.4g後，一面攪拌一面緩慢滴加離子交換水11.3g(相對於鈦為10倍莫耳)，使其水解。1天後過濾溶液，而獲得黃色透明之氧化鈦換算濃度5重量%之氧化鈦奈米分散液[A-1]。氧化鈦之平均粒徑為4.1nm且為單分散性。
作為有機矽化合物，使用將乙烯基三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造、KBM-1003)(SP值：7.00)及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造、KBM-503)(SP值：9.48)以7/3(=乙烯基三甲氧基矽烷/3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)之莫耳比混合之液體[B-1]。
以成為元素比(Ti/Si=1/9)之方式將上述[A-1]與[B-1]混合，製作攪拌了12小時之液體[C-1]。[C-1]之固形物成分為29.2重量%。
作為電磁輻射硬化性化合物，以使胺酯丙烯酸酯低聚物(日本合成化 學工業股份有限公司製造、紫光UV1700B)(SP值：10~11)成為40重量%之方式溶解至甲基異丁基酮(MIBK)。使作為光聚合起始劑之1-羥基-環己基苯基酮(和光純藥工業股份有限公司製造)以相對於胺酯丙烯酸酯低聚物之固形物成分成為4重量%之方式溶解於該溶液，而製作溶液[D-1]。
以固形物成分之比率成為10重量%/90重量%=[C-1]/[D-1]之方式，將上述[C-1]液與[D-1]溶液混合，製作有機無機複合薄膜形成用溶液[E-1]。
[實施例1]
使用聚萘二甲酸乙二酯膜(PEN膜)作為基板。於該PEN膜上，使用愛發科(ULVAC)公司製造之真空蒸鍍機「EX-400」(真空度：1.3×10-4Pa)，依序積層厚度3nm之鉻(Cr)層、厚度20nm之金(Au)層、及厚度5nm之鉻(Cr)層，而形成閘極電極。
繼而，利用稀釋液將製造例1中所製備之有機無機複合薄膜形成溶液[E-1]稀釋至4倍，使用旋轉塗佈機(2000rpm)將該稀釋後之液體以20秒塗佈於閘極電極上，進行乾燥(熱風乾燥、80℃、3分鐘)、紫外線照射(集光型高壓水銀燈、160W/cm、燈高9.8cm、累積照射量約500mJ/cm2)，而獲得膜厚650nm之絕緣層。
繼而，將於閘極電極上形成有絕緣層之PEN膜切出2.5×2.5cm2。
其次，依據本發明人等所開發出之塗佈法(邊緣澆鑄：Apple.Phys.Exp.2，111501(2009))，形成有機半導體層。即，於上述切出之PEN膜上放置有溶液保持用之矽基板之碎片(以下亦稱為「溶液保持構造」)。一面使基板傾斜，一面使有機半導體溶液(Pi-crystal公司製造，C10-DNBDT) 以75℃垂滴至溶液保持構造之邊緣。隨著溶劑之蒸發，結晶一面生長一面貼附於基板，以數分鐘結束結晶生長。於該狀態下，於減壓下以室溫放置1小時，進而於減壓下以100℃放置8小時，使結晶膜完全地乾燥(膜厚：10~100nm)。
為了於該有機半導體層上製作源極-汲極電極，使用通道(L：100μm，W：2000μm)之陰影遮罩，形成由F4-TCNQ所構成之厚度1nm之摻雜劑層後，以40nm之厚度蒸鍍金，而製作底部閘極-頂部接點型之有機薄膜電晶體。
針對所製作之有機薄膜電晶體，使用半導體參數分析儀(型號「keithley 4200」、凱斯雷儀器股份有限公司製造)測定了傳輸特性。
圖1A係表示實施例1之有機薄膜電晶體之飽和區域之結果，圖1B係表示實施例1之有機薄膜電晶體之線形區域之結果。
根據圖1A之結果，使用下述式(1)，算出實施例1之有機薄膜電晶體之飽和區域之載子遷移率及閾值電壓。
此處，ID為汲極電流，W為通道之寬度，L為通道之長度，μ為載子遷移率，COX為閘極絕緣膜之每單元面積之電容，VG為閘極電壓，VT為閾值電壓。
汲極電壓(VD)設為-30V，使閘極電壓(VG)於20V~-30V變化，測定遷移率。於飽和區域，獲得了5.2cm2/Vs之載子遷移率。閾值電壓為 1.9V。
根據圖1B之結果，使用下述式(2)，算出實施例1之有機薄膜電晶體之線形區域之載子遷移率及閾值電壓。
汲極電壓(VD)設為-1V，使閘極電壓(VG)於20V~-30V變化，測定了遷移率。於線形區域，獲得了4.5cm2/Vs之載子遷移率。閾值電壓為-4.3V。
又，將載子遷移率相對於由上述式(1)及(2)所求出之閘極電壓之變化示於圖2A及圖2B。圖2A為實施例1之有機薄膜電晶體之飽和區域之載子遷移率(場效遷移率)，圖2B為實施例1之有機薄膜電晶體於線形區域之載子遷移率(有效遷移率)。由圖2A及圖2B確認，相對於閘極電壓，顯示出有實效之載子遷移率。
又，圖3表示實施例1之有機薄膜電晶體之輸出特性。汲極電流(ID)與閘極電壓(VG)、汲極電流(ID)與汲極電壓(VD)均顯示出明確之相關關係，確認了實施例1之有機電晶體顯示出優異之特性。
[實施例2]
關於實施例2，就於在形成有閘極電極及絕緣層之PEN膜上形成有機半導體層之前，於絕緣層上形成β-苯乙基三氯矽烷(β-PTS)(信越化學製造之LP-1990)之自組化單分子膜之方面而言，與實施例1不同。關於自組化單分子膜，使用UV臭氧清洗裝置(SEN LIGHTS公司製造)對形 成有閘極電極及絕緣層之PEN膜進行10分鐘UV臭氧清洗，進而於β-苯乙基三氯矽烷中浸漬18小時，而形成於絕緣層上。
於實施例2中，藉由與實施例1相同之方法測定傳輸特性。圖4A表示實施例2之有機薄膜電晶體之飽和區域之結果，圖4B表示實施例2之有機薄膜電晶體之線形區域之結果。
根據圖4A之結果，算出飽和區域之載子遷移率及閾值電壓。與實施例1同樣地，汲極電壓(VD)設為-30V，使閘極電壓(VG)於20V~-30V變化，測定了遷移率。於飽和區域，獲得了4.5cm2/Vs之載子遷移率。閾值電壓為16V。
又，根據圖4B之結果，算出線形區域之載子遷移率及閾值電壓。與實施例1同樣地，汲極電壓(VD)設為-1V，使閘極電壓(VG)於20V~-30V變化，測定了遷移率。於線形區域，獲得了4.0cm2/Vs之載子遷移率。閾值電壓為29V。可確認藉由形成自組化單分子膜，可在不較大地改變載子遷移率之情況下控制閾值電壓。
又，與實施例1同樣地，將載子遷移率相對於由上述式(1)及(2)求出之閘極電壓之變化示於圖5A及圖5B。圖5A為實施例2之有機薄膜電晶體之飽和區域之載子遷移率(場效遷移率)，實施例2之有機薄膜電晶體之圖5B為於線形區域之載子遷移率(有效遷移率)。
又，圖6表示實施例2之有機薄膜電晶體之輸出特性。汲極電流(ID)及閘極電壓(VG)、汲極電流(ID)及汲極電壓(VD)均表示明確之相關關係，確認了實施例2之有機電晶體顯示出優異之特性。
[產業上之可利用性]
本發明之有機薄膜電晶體維持與有機半導體層之接著性，且顯示出實用之載子遷移率。

Claims (6)

  1. 一種有機薄膜電晶體，於基板上具備有機半導體層、與該有機半導體層接觸之源極電極及汲極電極、以及相對於該有機半導體層隔著絕緣層而設置之閘極電極，該絕緣層係由作為閘極絕緣膜之有機無機複合薄膜構成，該有機無機複合薄膜含有下述a)、b)及矽烷醇縮合觸媒，a)式(I)所表示之有機矽化合物之縮合物，b)電磁輻射硬化性化合物之硬化物，RnSiX4-n (I)(式中，R表示碳原子直接鍵結於Si之有機基，X表示羥基或水解性基；n表示1或2，n為2時，各R可相同亦可不同，(4-n)為2以上時，各X可相同，亦可不同)，該式(I)所表示之有機矽化合物係由式(I-1)所表示之化合物、式(I-2)所表示之化合物及若存在則為該等之水解縮合物所構成，R1 nSiX4-n．．．(I-1)(式中，R1為有機基，R1中之1個以上表示含乙烯基之烴基；n與X表示與式(I)相同之意義)R2 nSiX4-n．．．(I-2)(式中，R2表示碳原子直接鍵結於式中之Si之含乙烯基之烴基以外之有機基；n與X表示與式(I)相同之意義){[式(I-1)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]}/{[式(I-1)之化合物]+[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}×100=30~100莫耳%，且{[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}/{[式(I-1)之化合物]+[式(I-2)之化合物]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-1)之化合物之單元]+[若存在的話，水解縮合物中之源自式(I-2)之化合物之單元]}×100=0~70莫耳%。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體，其中，該矽烷醇縮合觸媒為四異丙氧基鈦(tetraisopropoxy titanium)、二異丙氧基雙乙醯丙酮酸鈦，或其水解縮合物。
  3. 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體，其中，該有機矽化合物為乙烯基三甲氧基矽烷與3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷之組合，或乙烯基三甲氧基矽烷與3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷之組合。
  4. 一種顯示裝置，其具備申請專利範圍第1至3項中任一項之有機薄膜電晶體。
  5. 一種感測器，其具備申請專利範圍第1至3項中任一項之有機薄膜電晶體。
  6. 一種電子標籤，其具有申請專利範圍第1至3項中任一項之有機薄膜電晶體。
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