CN101459221B - 薄膜晶体管、电光装置及电子设备 - Google Patents

薄膜晶体管、电光装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种薄膜晶体管，其具有有机半导体层，所述有机半导体层含有具有p型半导体特性的有机半导体材料，该薄膜晶体管能够抑制断态电流的增大，且晶体管特性优异；还提供具有该晶体管的可靠性优异的电光装置以及电子设备。本发明的薄膜晶体管具有源电极5与漏电极6、有机半导体层4、第1绝缘层3、栅电极2、第2绝缘层7，有机半导体层4包含具有p型半导体特性的有机半导体材料，且第2绝缘层7包含下述通式(1)所示的化合物，从而形成从第2绝缘层7向有机半导体层4施加电子的构成，式中、R1及R2各自独立地表示取代或未取代的亚烷基，X1、X2、X3及X4表示氢原子或给电子性基团，n表示100～100000，其中，X1、X2、X3及X4中的至少1个为给电子性基团。

Description

薄膜晶体管、电光装置及电子设备
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管、电光装置及电子设备。
背景技术
近年来，作为使用以硅为代表的无机材料的薄膜电场效应型晶体管的替代器件，使用有机半导体材料的有机薄膜电场效应型晶体管正日益受到重视。
其原因在于后者具有下述特征等：I)与无机半导体材料相比，能够通过非常低的低温工艺制造，因此能够使用塑料基板、薄膜作为基板，能够制造柔韧轻质、不易损坏的薄膜晶体管；II)能够通过供应包含有机材料的溶液的涂布法、印刷法等简便的方法在短时间内制造薄膜晶体管，并能够将工艺成本、装置成本控制得非常低；III)有机半导体材料的变化丰富，能够通过改变分子结构容易地对材料特性、薄膜晶体管特性进行根本性的改变；IV)通过组合有机半导体材料的不同功能，也能够实现无机半导体材料所不能实现的功能及薄膜晶体管特性。
这样的薄膜晶体管，在有机半导体层由具有p型半导体特性的有机半导体材料构成的情况下，是在未向栅电极施加电压时(断路状态)，在源电极和漏电极之间无电流流动，在向栅电极施加负电压时(通路状态)，在源电极和漏电极之间有电流流动的开关元件。
因此，为了发挥作为开关元件的优异功能，要求开发一种在断路状态下基本无电流流动、在通路状态下有大量电流流动的薄膜晶体管。
作为近年来的薄膜晶体管的研究·开发成果，一直以来，在断路状态下基本无电流流动比较容易实现，但是制造在通路状态下大量的电流流动的薄膜晶体管却是非常困难的，近年来，这样的通路状态下的问题逐渐得到解决(参阅例如专利文献1)。
但是，虽然能够制造在通路状态下更多电流流动的薄膜晶体管，但随之而来的是反过来重新产生了在断路状态下电流发生流动的问题。
【专利文献1】特开2005-101555号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管，其具有有机半导体层，所述有机半导体层包含具有p型半导体特性的有机半导体材料，所述薄膜晶体管能够抑制断态电流的增大，并且晶体管特性优良，另外，还提供具有该晶体管的可靠性优异的电光装置及电子设备。
上述目的是通过下述本发明实现的。
本发明的薄膜晶体管，其特征在于，具有：
相互分开配置的源电极和漏电极、
在该源电极和漏电极之间按照将它们连接的方式设置的有机半导体层、
设置在有机半导体层的一个面侧的第1绝缘层、
相对于上述有机半导体层、上述源电极和上述漏电极，介由上述第1绝缘层设置的栅电极、
相对于上述有机半导体层、上述源电极和上述漏电极，在与上述第1绝缘层相反的一侧设置的第2绝缘层，
上述有机半导体层包含具有p型半导体特性的有机半导体材料，且上述第2绝缘层包含下述通式(1)所示的化合物，由此形成从上述第2绝缘层向上述有机半导体层施加电子的构成。
Figure G2008101869184D00021
[式中、R1及R2各自独立地表示取代或未取代的亚烷基，X1、X2、X3及X4表示氢原子或给电子性基团，n表示100～100000。其中，X1、X2、X3及X4中的至少1个为给电子性基团。]
这样，在具有包含具有p型半导体特性的有机半导体材料的有机半导体层的薄膜晶体管中，能够抑制断态电流的增大，得到晶体管特性优异的薄膜晶体管。
在本发明的薄膜晶体管中，上述亚烷基优选为碳原子数为1～20的亚烷基。
这样，通式(1)所示的化合物的合成变得容易，能够降低成本，简便地得到薄膜晶体管。
在本发明的薄膜晶体管中，优选基团X1、基团X2、基团X3及基团X4中的任意2个为上述给电子性基团。
这样，通式(1)所示的化合物的合成变得容易，能够降低成本，简便地得到薄膜晶体管。
在本发明的薄膜晶体管中，作为上述通式(1)的化合物，优选包含2种以上的上述基团X1、基团X2、基团X3及基团X4的组合不同的化合物。
通过形成该构成，即，通过形成包含2种以上的上述通式(1)所示的化合物的构成，能够比较容易地调整第2绝缘层中所包含的给电子性基团的数量，进而，能够比较容易地调整从第2半导体层对有机半导体层施加的电子的数量。
在本发明的薄膜晶体管中，上述给电子性基团优选为具有氨基的基团。
氨基显示出非常优异的供电子性，同时，具有氨基作为给电子性基团的通式(1)所示的化合物容易合成，适合选择作为给电子性基团。
在本发明的薄膜晶体管中，上述具有p型半导体特性的有机半导体材料优选为噻吩系材料。
当使用噻吩系材料作为有机半导体材料时，在断路状态下发生电流流动的问题特别明显，但是通过在这样的包含噻吩系材料作为有机半导体材料的薄膜晶体管中应用本发明，能够消除上述问题。
在本发明的薄膜晶体管中，上述通式(1)的化合物的重均分子量优选为1万～100万。
如果在该范围内，则能够简便地合成上述通式(1)所示的化合物，通过增加给电子性基团，能够确保从第2绝缘层向有机半导体层供应电子。
在本发明的薄膜晶体管中，作为上述通式(1)的化合物，优选包含下述通式(2)所示的聚(氨基)对苯二亚甲基和下述通式(3)所示的聚(氨基甲基)对苯二亚甲基中的至少1种。
Figure G2008101869184D00041
[各式中、n表示100～100000。]
这样，能够确实地抑制断态电流的增大，能够得到更高性能的薄膜晶体管。
在本发明的薄膜晶体管中，优选上述第2绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第1绝缘层、以及上述栅电极形成于基板上，
与上述源电极和漏电极相比，上述栅电极位于相对于上述基板较远的位置。
在本发明的薄膜晶体管中，优选在上述基板上依次叠层形成有上述第2绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第1绝缘层、和上述栅电极。
这样，在具有包含具有p型半导体特性的有机半导体材料的有机半导体层的薄膜晶体管中，能够抑制断态电流的增大，能够得到晶体管特性优异的薄膜晶体管。
在本发明的薄膜晶体管中，优选在上述基板上依次叠层形成有上述第2绝缘层、上述有机半导体层、上述源电极及上述漏电极、上述第1绝缘层、和上述栅电极。
这样，在具有包含具有p型半导体特性的有机半导体材料的有机半导体层的薄膜晶体管中，能够抑制断态电流的增大，能够得到晶体管特性优异的薄膜晶体管。
在本发明的薄膜晶体管中，优选上述第2绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第1绝缘层、上述栅电极形成于基板上，
与上述源电极和漏电极相比，上述栅电极位于相对于上述基板较近的位置。
在本发明的薄膜晶体管中，优选在上述基板上依次叠层形成有上述栅电极、上述第1绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第2绝缘层。
这样，在具有包含具有p型半导体特性的有机半导体材料的有机半导体层的薄膜晶体管中，能够抑制断态电流的增大，能够得到晶体管特性优异的薄膜晶体管。
在本发明的薄膜晶体管中，优选在上述基板上依次叠层形成有上述栅电极、上述第1绝缘层、上述有机半导体层、上述源电极及上述漏电极、上述第2绝缘层。
这样，在具有包含具有p型半导体特性的有机半导体材料的有机半导体层的薄膜晶体管中，能够抑制断态电流的增大，能够得到晶体管特性优异的薄膜晶体管。
本发明的电光装置的特征在于，具有本发明的薄膜晶体管。
这样，能够提高可靠性高的电光装置。
本发明的电子设备的特征在于，具有本发明的电光装置。
这样，能够提高可靠性高的电子设备。
附图说明
图1是表示本发明的薄膜晶体管的实施方式1的纵剖面图。
图2是表示本发明的薄膜晶体管的实施方式2的纵剖面图。
图3是表示本发明的薄膜晶体管的实施方式3的纵剖面图。
图4是表示本发明的薄膜晶体管的实施方式4的纵剖面图。
图5是表示电泳显示装置的实施方式的纵剖面图。
图6是表示图5所示的电泳显示装置具有的主动矩阵装置的构成的框图。
图7是表示本发明的电子设备用于电子纸的情况下的实施方式的斜视图。
图8是表示本发明的电子设备用于显示器的情况下的实施方式的图。
图9是表示各实施例及比较例的薄膜晶体管中所测定的栅电压与漏电流的关系的曲线图。
附图标记的说明
1......薄膜晶体管
2......栅电极
3......第1绝缘层
4......有机半导体层
5......源电极
6......漏电极
7......第2绝缘层
8......基板
200......电泳显示装置
300......主动矩阵装置
301......数据线
302......扫描线
400......电泳显示部
401......像素电极
402......微囊
420......电泳分散液
421、422......电泳粒子
403......透明电极
404......透明基板
405......粘合材料
500......基板
600......电子纸
601......本体
602......显示单元
800......显示器
801......本体部
802a、802b......输送辊对
803......孔部
804......透明玻璃板
805......插入口
806......端子部
807......插座
808......控制器
809......操作部
具体实施方式
下面，针对本发明的薄膜晶体管、电光装置及电子设备，基于附图所示的优选的实施方式进行具体的说明。
<实施方式1>
首先，针对本发明的薄膜晶体管的实施方式1进行说明。
(1)薄膜晶体管
图1表示本发明的薄膜晶体管的实施方式1，是薄膜晶体管1的纵剖面简图。另外，在下述说明中，图1中的上侧记为“上”、下侧记为“下”。
图1所示的本实施方式的薄膜晶体管1由栅电极2、第1绝缘层3、有机半导体层4、源电极5与漏电极6、以及第2绝缘层7构成，在基板8上依次叠层形成有第2绝缘层7、源电极5和漏电极6、有机半导体层4、第1绝缘层3、栅电极2。即，本实施方式的薄膜晶体管1是具有顶栅·底触(top gate·bottom contact)型构成的有机薄膜晶体管。
下面针对各部分的构成依次进行说明。
栅电极2用于向有机半导体层4施加电场，如图1所示，设置在基板8的一个面侧，不与源电极5和漏电极6连接，并与第1绝缘层3上部连接。
换言之，相对于有机半导体层4、源电极5与漏电极6，介由第1绝缘层3设置栅电极2。
另外，在本实施方式中，形成顶栅型的薄膜晶体管1，其中，栅电极2处于比源电极5和漏电极6更上侧的位置(相对于基板8较远的位置)。
该栅电极2的材料只要是具有导电性的材料即可，并没有特别的限制。作为具体的材料，可以列举出铬、铝、钽、钼、铌、铜、银、金、白金、铂、钯、铟、镍、以及钕等金属或它们的合金，或者，氧化锌、氧化锡、氧化铟、及氧化镓等的导电性金属氧化物或铟锡复合氧化物(ITO)、铟锌复合氧化物(IZO)、铝锌复合氧化物(AZO)及镓锌复合氧化物(GZO)等的导电性金属复合氧化物，或者，聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、及聚乙炔等的导电性高分子，或者，在其中添加了盐酸、硫酸、磺酸等的酸、六氟化磷、五氟化砷、氯化铁等路易斯酸、碘等卤素原子、钠、钾等金属原子等的掺杂剂的材料，或者，分散有炭黑、金属粒子的导电性复合材料。另外，也可以使用包含金属微粒子和石墨这样的导电性粒子的聚合物混合物。这些材料可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。其中，优选金属的合金，更优选金与铬的合金。这样能够得到包含电流更显著、具有更优异特性的晶体管的薄膜晶体管1。
对栅电极2的平均厚度并没有特别的限制，优选为0.1～2000nm左右，更优选为1～1000nm左右。
第1绝缘层3是用于将源电极5与漏电极6相对于栅电极2绝缘的层，即所谓的栅绝缘膜，其设置在有机半导体层4的一个面(上面)侧，并介于栅电极2与有机半导体层4之间，在其上面连接设置栅电极2，在其下面连接设置有机半导体层4。
该第1绝缘层3的材料只要是具有绝缘性的材料即可，并没有特别的限制，可以使用有机系绝缘材料、无机系绝缘材料、或者这些绝缘材料的混合材料。
作为有机系绝缘材料，可以列举出聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯基苯酚、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯基醇、聚乙酸乙烯酯等的高分子材料，可以使用这些材料中的1种，或者它们中的2种以上组合使用。
另外，作为该有机系绝缘材料，还可以使用后述通式(1)所示的化合物。
作为无机系绝缘材料，可以列举出氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化锆、氧化铈、氧化锌和氧化钴等的金属氧化物，氮化硅、氮化铝、氮化锆、氮化铈、氮化锌、氮化钴、氮化钛和氮化钽等的金属氮化物，钛酸钡锶以及锆钛酸铅等的金属复合氧化物，可以使用这些材料中的1种，或者它们中的2种以上组合使用。
第1绝缘层3的平均厚度并没有特别的限制，优选为100～10000nm，更优选为500～1500nm。这样能够降低薄膜晶体管1的晶体管的工作电压。
在本发明中，有机半导体层4包含具有p型半导体特性的有机半导体材料，在通过栅电极2施加电场时，有机半导体层带正电，用于从源电极5向漏电极6流动正电荷。
该有机半导体层4介于第1绝缘层3与第2绝缘层7之间，在其上面连接设置第1绝缘层3、在其下面连接设置第2绝缘层7。并且，从平面视图角度看，其按照填充在相互分开配置的源电极5与漏电极6之间的通道区域内那样，与源电极5和漏电极6连接设置。
该有机半导体层4的材料只要是具有p型半导体特性的材料，即，具有正电荷流动特性的材料即可，并没有特别的限制。具体来说，可以列举出例如聚(3-烷基噻吩)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)、聚(3-辛基噻吩)、聚(2，5-噻吩乙炔)(PTV)、四聚噻吩(4T)、六聚噻吩(6T)、八聚噻吩、2，5-双(5′-联苯基-2′-噻吩基)-噻吩(BPT3)、2，5-[2，2′-(5，5′-联苯基)二噻吩基]-噻吩及[5，5’-双(3-十二烷基-2-噻吩基)-2，2’-联噻吩](PQT-12)等噻吩系材料，聚(对苯撑乙烯)(PPV)等苯撑乙烯系材料，聚(9，9-二辛基芴)(PFO)等芴系材料、三烯丙基胺系聚合物、蒽、并四苯、并五苯及并六苯等的并苯系材料，1，3，5-三[(3-苯基-6-三氟甲基)喹喔啉-2-基]苯(TPQ1)及1，3，5-三[{3-(4-叔丁基苯基)-6-三氟甲基}喹喔啉-2-基]苯(TPQ2)等苯系材料，酞菁、铜酞菁(CuPc)及铁酞菁、全氟化酞菁等的酞菁系材料，三(8-羟基喹啉)铝(A1q3)、及泛函(ファク)三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)等有机金属系材料，C60、噁二唑系高分子、三唑系高分子、咔唑系高分子及芴系高分子等高分子系材料，聚(9，9-二辛基芴-共-双-N，N’-(4-甲氧基苯基)-双-N，N’-苯基-1，4-亚苯基二胺)(PFMO)、聚(9，9-二辛基芴-共-苯并噻二唑)(BT)、芴-三烯丙基胺共聚物及聚(9，9-二辛基芴-共-二噻吩)(F8T2)等的与芴的共聚物等，其中，可以使用1种或组合使用2种以上。
其中，在使用噻吩系材料作为有机半导体层4的材料时，通过将第2绝缘层7制成后述构成，能够更显著地发挥所得到的效果。针对该效果进行详细的描述。
有机半导体层4的平均厚度优选0.5～1000nm，更优选为1～500nm。如果在该范围内，则能够确保从源电极5向漏电极6流动正电荷，能够发挥提高正电荷的移动度的效果等。
相互分开配置的源电极5与漏电极6，位于第1绝缘层3与第2绝缘层7之间，并在其下面与第2绝缘层7连接设置。并且，通过俯视来看，源电极5与漏电极6相互对向地形成，在它们之间设置有有机半导体层4。另外，在本实施方式中，形成底触型的薄膜晶体管1，即，通过俯视来看，有机半导体层4与源电极5和漏电极6重叠，各电极5、6在有机半导体层4的下侧连接。
在该薄膜晶体管1中，在有机半导体层4中，源电极5与漏电极6之间的区域构成载体移动的通道区域。另外，各电极5、6之间的距离相当于通道的长度L，与通道长度L方向垂直的方向的各电极5、6的宽度为通道宽度W。
作为该源电极5的材料，使用与栅电极2的构造材料中所说明的材料相同的材料。
对源电极5的平均厚度并没有特别的限制，优选为10nm～2000nm、更优选为100～1000nm。这样，能够显著地显示出各电极5、6之间的正电荷的移动性。
另外，通道长度L优选为1～500μm、更优选为5～20μm。另外，通道宽度W优选为0.05～10mm、更优选为0.01～1mm。如果通道长度L及通道宽度W在该范围内，则能够得到适当的通路电流，另外，还可以期待具有降低寄生电容的效果，能够得到具有良好特性的晶体管的薄膜晶体管1。
第2绝缘层7是使基板8与各电极5、6及有机半导体层4之间绝缘的层(衬底层)，并设置在基板8的一个面(上面)上。并且，在其上侧依次形成有机半导体层4、源电极5与漏电极6、第1绝缘层3、栅电极2，第1绝缘层3位于有机半导体层4的上侧的面，第2绝缘层7位于其相反侧的有机半导体层4的下侧的面。即，相对于有机半导体层4、源电极和漏电极6，设置在与第1绝缘层3相反的一侧。
通过形成具有该第2绝缘层7的构成，能够确保将基板8与各电极5、6及有机半导体层4之间绝缘，基板8的选择范围很宽。
在本发明中，该第2绝缘层7包含下述通式(1)所示的化合物，其结果是，从第2绝缘层7向有机半导体层4施加电子。针对通过形成该构成所得到的效果等，在后文中进行详细的说明。
Figure G2008101869184D00121
[式中、R1及R2各自独立地表示取代或未取代的亚烷基，X1、X2、X3及X4表示氢原子或给电子性基团，n表示100～100000。其中，X1、X2、X3及X4中的至少1个为给电子性基团。]
基板8用于支持设置在基板8上的各个层(各部分)。
作为该基板8，并没有特别的限制，例如可以由玻璃基板、石英基板、硅基板、硫化钼、铜、锌、铝、不锈钢、镁、铁、镍、金、银等金属基板，镓砷基板等半导体基板，塑料基板等构成。
其中，基板8优选是由塑料基板构成的。通过由该基板构成，能够得到形成于轻质柔韧且廉价的基板8上的薄膜晶体管1。
另外，如果不仅在形成晶体管的表面，而且在背面也同时形成通式(1)所示的化合物形成的膜，即，在基板8的上面与下面均形成第2绝缘层7，则第2绝缘层7的耐处理性良好，同时，耐化学性也优异，因此能够提高作为基板8的耐处理性及耐化学性。
作为塑料基板，具体来说，可以使用热塑性树脂和热硬化性树脂的任一种，例如可以列举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等聚烯烃，环状聚烯烃、改性聚烯烃、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚(4-甲基戊烯-1)、离聚物、丙烯酸系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、聚对苯二甲酸亚乙酯(PET)、聚对苯二甲酸亚丁酯、聚萘二甲酸亚乙酯(PEN)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)等聚酯、聚醚、聚醚酮、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺、聚缩酮、聚苯醚、改性聚苯醚、多芳基化合物、芳族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、其他氟类树脂、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、氟橡胶系、氯化聚乙烯系等各种热塑性弹性体，环氧树脂、酚树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、有机硅树脂、聚氨酯等，或者以它们为主的共聚物、掺合物、聚合物合金等，可以是这些材料的1种构成的单层体，或者是2种以上叠层而成的叠层体。
关于形成于上述这样的基板8上的薄膜晶体管1，通过改变施加于栅电极2的电压，使得流入源电极5与漏电极6之间的有机半导体层4的电流量被控制。
即，在栅电极2没有被施加电压的断路状态下，阈值电压(Vth)接近0，即使在源电极5与漏电极6之间施加电压，在有机半导体层4中也基本不存在载体，因此，基本不会有电流流动。另一方面，在向栅电极2施加有负电压的通路状态下，在有机半导体层4的面向第1绝缘层3的部分诱发可活动的正电荷(载体)，并在通道区域内形成正电荷的流路。如果在该状态下在源电极5与漏电极6之间施加电压，则电流通过通道区域(有机半导体层4)流动。
如上所述，在这样的薄膜晶体管(开关元件)中，虽然能够制造在通路状态下流动更多电流的薄膜晶体管，但随之而来的是，反过来在断路状态下发生电流流动的问题。
本发明者鉴于上述问题进行了积极的研究，结果发现，在断路状态下发生电流流动的原因在于：即使在断路状态即不向栅电极施加负电压的状态下，具有p型半导体特性的有机半导体材料所构成的有机半导体层也会带正电。
另外，本发明者进一步研究的结果发现，如果作为绝缘有机半导体层4的绝缘层，除了在有机半导体层4的栅电极2侧的面处设置的第1绝缘层3之外，在有机半导体层4的栅电极2的相反一侧的面处还具有第2绝缘层7，且该第2绝缘层7形成包含上述通式(1)所示的化合物的构成，则能够解决上述问题，从而完成了本发明。
通过使第2绝缘层7形成包含上述通式(1)所示的化合物的构成，即，形成在具有聚对苯二亚甲基骨架的化合物中导入给电子性基团的构成，能够从第2绝缘层7向有机半导体层4施加电子。其结果是，有机半导体层4的正电荷减少至接近0，由此能够使在断路状态下所流动的断态电流的大小基本为0，因此，能够提高薄膜晶体管1的特性。
另外，通过使薄膜晶体管1形成具有该第2绝缘层7的构成，使得在断路状态下的断态电流接近0，并且在通路状态下流动的通路电流值也会有所减小，由于近年来的薄膜晶体管的通路电流值本来就较大，因此不会达到对薄膜晶体管的特性产生影响的程度。
另外，在使用噻吩系材料作为具有p型半导体特性的有机半导体材料时，随着薄膜晶体管的通路电流值升高，断态电流值也随之升高的问题变得更为显著。因此，如果在作为有机半导体材料包含噻吩系材料的薄膜晶体管中采用本发明，则能够更确实地发挥上述效果。
其中，上述通式(1)中、基团R1及基团R2各自独立地表示取代或未取代的亚烷基。
该亚烷基优选为碳原子数为1～20的亚烷基、更优选为碳原子数1～10的亚烷基、进一步优选为碳原子数1～4的亚烷基。具体来说，可以列举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚戊基、亚庚基、亚壬基等。其中，特别优选亚甲基。这样能够通过简便的方法合成通式(1)所示的化合物。
作为能够取代亚烷基的氢原子的取代基，并没有特别的限制，可以列举出碳原子数为1～10的烷基及烷氧基等。
另外，基团X1、基团X2、基团X3及基团X4表示氢原子或给电子性基团，其中的至少1个为给电子性基团。作为给电子性基团，只要是能够从第2绝缘层7向有机半导体层4提供电子的基团即可，并没有特别的限制，可以列举出甲基、乙基等的直链状烷基，叔丁基等的支链状烷基，甲氧基、乙氧基等的烷氧基，氨基、-CH2-NH2等的亚烷基氨基，羟基、芳族烃环基及芳族杂环基等的取代基，以及具有该取代基的芳族烃环基及芳族杂环基。其中，特别优选包含氨基的氨基或亚烷基氨基。这些取代基显示出特别优异的供电子性，因此，适合选择作为给电子性基团。另外，从容易合成的观点出发，优选选择氨基作为取代基。
对基团X1、基团X2、基团X3及基团X4的哪一个被氢原子或给电子性基团代替，没有特别的限制。
例如，如果考虑立体配置的关系，当基团R1及基团R2为同一基团、且给电子性基团为单取代或三取代时，基团X1～基团X4的任一个可以被给电子性基团代替。另外，当给电子性基团为双取代时，基团X1与基团X2、基团X1与基团X3、及基团X1与基团X4的任一组可以被给电子性基团代替。
另一方面，当基团R1及基团R2为互不相同的基团，并且给电子性基团为单取代时，基团X1～基团X4的任一个可以被代替。另外，当给电子性基团为双取代时，上述双取代的情形的组合、以及、基团X2与基团X4的任一组可以被给电子性基团代替。当给电子性基团为三取代时，基团X1与基团X2与基团X3、或者与基团X1与基团X2与基团X4，可以被给电子性基团代替。
其中，从确保向有机半导体层4供应电子的观点出发，优选基团X1～基团X4中的至少2个被给电子性基团代替，更优选基团X1～基X4全部被给电子性基团代替。这样，能够进一步确保从第2绝缘层7向有机半导体层4供应电子，能够确保有机半导体层4的正电荷接近0。另外，从上述通式(1)所示的化合物的合成变得比较容易的观点考虑，特别优选基团X1～基团X4中的2个被给电子性基团代替。
形成上述构成的上述通式(1)所示的化合物的重均分子量优选为1万～100万左右。换言之，优选n为100～10000。如果在该范围内，则能够方便地合成上述通式(1)所示的化合物，通过给电子性基团的增加，可以确保从第2绝缘层7向有机半导体层4供应电子。
考虑到上述内容，基团R1、基团R2及基团X1～基团X4组合得到的上述通式(1)所示的化合物的具体实例如下所示。
Figure G2008101869184D00161
其中，从向有机半导体层4供应电子的角度考虑，特别优选上述化学式1及上述化学式7的化合物，即，聚(氨基)对苯二亚甲基、和聚(氨基甲基)对苯二亚甲基。通过使用该化合物，能够更显著地发挥上述效果。
第2绝缘层7的平均厚度优选为10～10000nm、更优选为200～1000nm。由此能够制作同时兼具低成本和高性能的晶体管的薄膜晶体管1。
该第2绝缘层7的材料是以上述通式(1)所示的化合物作为主材料而成的，优选包含50～100wt％的上述化合物、更优选包含70～100wt％的上述化合物。由此能够更确实地使得断态电流的大小基本接近于0。
另外，只要是以上述通式(1)所示的化合物作为主材料，在不对薄膜晶体管1的晶体管特性产生影响的范围内，还可以包含其他任意化合物，也可以包含2种以上不同的上述通式(1)所示的化合物。另外，通过形成包含2种以上不同的上述通式(1)所示的化合物的构成，即，作为上述通式(1)的化合物，包含2种以上的上述基团X1、基团X2、基团X3及基团X4的组合不同的化合物，能够比较容易地调整第2绝缘层7中所包含的给电子性基团的数量，进而，能够比较容易地调整从第2绝缘层7向有机半导体层4供应的电子的数量。
另外，作为除了上述通式(1)所示的化合物以外的化合物，可以列举出在上述通式(1)所示的化合物中，基团X1、基团X2、基团X3及基团X4全部为氢原子的化合物。
这样的薄膜晶体管1优选用作主动矩阵(active matrix)装置。所谓主动矩阵装置，具体如后文所述，其是能够通过在上方形成液晶元件、高分子分散型液晶元件、电泳显示元件、电致发光元件、电致变色元件等的电光元件进行控制的装置。
这时，薄膜晶体管1作为主动矩阵装置中所包含的开关元件而起作用。另外，通过集成本发明的薄膜晶体管1，也能够发挥AND、OR、NAND、NOT等的逻辑电路、记忆元件、振荡元件、增幅元件等的数字元件、模拟元件的功能。进而，通过这些元件的组合，能够制成IC卡、IC标签。
(2)薄膜晶体管的制造方法
接着，针对本发明的薄膜晶体管1的制造方法进行说明。上述说明的薄膜晶体管1可以通过例如下述方法来制造。
图1所示的薄膜晶体管1的制造方法包括：在基板8上形成第2绝缘层7的工序[A1]、在第2绝缘层7上形成源电极5与漏电极6的工序[A2]、在源电极5、漏电极6及第2绝缘层7上形成有机半导体层4的工序[A3]、在有机半导体层4上形成第1绝缘层3的工序[A4]以及在第1绝缘层3上形成栅电极2的工序[A5]。下面针对各个工序依次进行说明。
[A1]第2绝缘层形成工序
首先，在基板8上形成第2绝缘层7。
在第2绝缘层7的形成过程中，使用具有气化炉、分解炉、蒸镀室的化学蒸镀装置。
使用该化学蒸镀装置，首先，在蒸镀室中设置基板8，然后在气化炉中，在减压条件下对形成通式(1)所示的化合物的原料的化合物(例如，取代二甲苯二聚物)进行加热，使其蒸发。接着，将蒸发的该化合物通入分解炉中进行加热分解，产生二自由基单体。然后，通过向蒸镀室中导入所产生的二自由基单体，使二自由基单体附着在蒸镀室中设置的基板8上，进行自由基聚合，形成通式(1)所示的化合物所构成的第2绝缘层7。
作为气化炉的条件，其压力优选为0.1～1Torr左右、其温度更优选为50～200℃左右。
作为分解炉的条件，其压力优选为0.1～1Torr左右、其温度更优选为500～1000℃左右。
作为蒸镀室的条件，其压力优选为0.01～0.5Pa左右、更优选为0.05～0.2Pa左右。另外，其温度优选为-50～50℃左右、更优选为10～30℃左右。另外，成膜速度优选为0.01～1μm/分钟左右、更优选为0.1～0.5μm/分钟左右。
如果设定成这些条件，就能够适当形成第2绝缘层7。
经过上述工序，能够在基板8上确实地形成上述数均分子量(或重均分子量)的通式(1)所示的化合物所形成的第2绝缘层7。
另外，除了上述方法之外，还可以通过预先合成通式(1)所示的化合物，然后通过热氧化法、CVD法、SOG法、旋转涂布法、浸涂法等的涂布法，喷墨法、丝网印刷法等的印刷法等来形成。
另外，优选在基板8上形成第2绝缘层7之前，预先对基板8实施前处理。这样，能够提高通式(1)所示的化合物所构成的第2绝缘层7对基板8的粘合性。
该前处理可以列举出使用了六甲基二硅氮烷、环己烯及十八烷基三氯硅烷等表面改性剂的表面处理，使用丙酮、异丙醇等的有机洗涤处理，使用盐酸、硫酸及醋酸等的酸处理，使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙及氨水等的碱处理，UV臭氧处理、氟化处理、使用氧气、氩气等的等离子体处理，langmuir-blodgett膜的形成处理等。这些处理可以组合使用多种处理。其中，特别优选使用有机洗涤处理。这样，能够确实地进行基板8的表面的脱脂，粘合性好地形成第2绝缘层7。
[A2]源电极和漏电极形成工序
接着，在第2绝缘层7上形成源电极5与漏电极6。
可以通过使用例如真空蒸镀法、离子镀法、溅射法等的物理气相成膜法，等离子CVD法、热CVD法、激光CVD法等的化学气相性膜法(CVD法)，电解镀、浸渍镀、化学镀等的湿式镀法、喷墨法、熔射法、溶胶·凝胶法及MOD法等，在第2绝缘层7上的前面形成导电膜，然后，使用各种蚀刻法进行构图，从而得到源电极5与漏电极6。
另外，如果使用具有对应于所欲形成的源电极5与漏电极6的形状的开口部的掩模，则可以不使用蚀刻法，通过上述方法直接形成在第2绝缘层7上构图的源电极5与漏电极6。
另外，如果使用包含金属微粒子及石墨等的导电性粒子的聚合物混合物作为电极形成用材料，则能够进行使用喷墨法等的溶液构图，能够简易且低成本地形成电极5、6。
[A3]有机半导体层形成工序
接着，在第2绝缘层7、源电极5与漏电极6上形成有机半导体层4。
可以通过真空蒸镀法、旋转涂布法、流延法、提拉法、langmuir-blodgett膜法、喷雾法、喷墨法或丝网印刷法等在向第2绝缘层7、源电极5与漏电极6上供应有机半导体材料，然后根据需要实施规定的处理，从而形成有机半导体层4。
另外，优选在形成有机半导体层4之前，实施[A1]中所说明的前处理。这样，能够提高有机半导体层4对第2绝缘层7、源电极5与漏电极6的粘合性。
[A4]第1绝缘层形成工序
接着，在有机半导体层4上形成第1绝缘层3。
当由无机系绝缘材料形成第1绝缘层3时，第1绝缘层3可以使用例如热氧化法、CVD法、旋涂式玻璃法(SOG法)等，形成第1绝缘层3。
另外，作为第1绝缘层3，在形成氧化硅膜或氮化硅膜时，如果使用聚硅氮烷作为原材料，则可以使用湿式方法形成这些膜。
另外，当由有机系绝缘材料构成第1绝缘层3时，可以通过例如涂布包含有机系绝缘材料或其前体的溶液使其覆盖在第1绝缘层3上形成涂膜之后，根据需要，对该涂膜进行后处理(例如加热、红外线照射、施加超音波等)，形成第1绝缘层3。
另外，作为向第1绝缘层3涂布包含有机材料或其前体的溶液的方法，可以列举出旋转涂布法、浸涂法等的涂布法、喷墨法、丝网印刷法等的印刷法等。
[A5]栅电极形成工序
最后，在第1绝缘层3上形成栅电极2。
可以使用与上述工序[A2]相同的方法在第1绝缘层3上形成栅电极2。
经过上述工序，能够得到本实施方式的薄膜晶体管1。
<实施方式2>
关于本发明的薄膜晶体管1及其制造方法的实施方式2，围绕与上述实施方式1的不同之处进行说明，对于相同之处的说明则予以省略。
(1)薄膜晶体管
图2为显示本发明的薄膜晶体管的实施方式2的图，该图是薄膜晶体管1的纵剖面简图。另外，在下述说明中，图2中的上侧记为“上”、下侧记为“下”。
本实施方式的薄膜晶体管1通过俯视来看，有机半导体层4与源电极5和漏电极6重叠，各电极5、6在有机半导体层4的上侧连接，除此之外，与上述实施方式1相同。
即，图2所示的薄膜晶体管1是顶栅·顶触型的薄膜晶体管，是在基板8上依次叠层形成有第2绝缘层7、有机半导体层4、源电极5与漏电极6、第1绝缘层3以及栅电极2的薄膜晶体管。
在该构成的薄膜晶体管1中，能够得到与上述实施方式1中说明的相同的效果。
(2)薄膜晶体管的制造方法
这样的薄膜晶体管1可以例如如下那样制造。
图2所示的薄膜晶体管1的制造方法包括在基板8上形成第2绝缘层7的工序[B1]、在第2绝缘层7上形成有机半导体层4的工序[B2]、在有机半导体层4上形成源电极5与漏电极6的工序[B3]、在源电极5、漏电极6及有机半导体层4上形成第1绝缘层3的工序[B4]、以及在第1绝缘层3上形成栅电极2的工序[B5]。下面针对各个工序依次进行说明。
[B1]第2绝缘层形成工序
本工序与实施方式1的上述工序[A1]中所说明的方法相同。
[B2]有机半导体层形成工序
除了在第2绝缘层7上形成有机半导体层4之外，与实施方式1的上述工序[A3]中所说明的方法相同。
[B3]源电极和漏电极形成工序
除了在有机半导体层4上形成源电极5与漏电极6之外，与实施方式1的上述工序[A2]中所说明的方法相同。
[B4]第1绝缘层形成工序
除了在有机半导体层4、源电极5与漏电极6上形成1绝缘层3之外，与实施方式1的上述工序[A4]中所说明的方法相同。
[B5]栅电极形成工序
本工序与实施方式1的上述工序[A5]中所说明的方法相同。
通过包含上述工序的制造方法，可以得到本实施方式的薄膜晶体管1。
<实施方式3>
关于本发明的薄膜晶体管1及其制造方法的实施方式3，围绕与上述实施方式1的不同之处进行说明，对于相同之处的说明则予以省略。
(1)薄膜晶体管
图3是显示本发明的薄膜晶体管的实施方式3的图，该图是薄膜晶体管1的纵剖面简图。另外，在以下说明中，图3中的上侧记为“上”、下侧记为“下”。
本实施方式的薄膜晶体管1的构成如下：其栅电极2，与源电极5和漏电极6相比，位于较接近基板8侧的位置，另外，通过俯视来看，有机半导体层4与源电极5和漏电极6重叠，各电极5、6在有机半导体层4的下侧连接，除此之外，与上述实施方式1相同。
即，图3所示的薄膜晶体管1的栅电极2，与源电极5和漏电极6比较，较接近基板8，在基板8上依次叠层有栅电极2、第1绝缘层3、源电极5与漏电极6、有机半导体层4以及第2绝缘层7，形成底栅·底触型构成的薄膜晶体管。
在该构成的薄膜晶体管1中，能够得到与上述实施方式1所说明的相同的效果。
(2)薄膜晶体管的制造方法
这样的薄膜晶体管1可以例如如下那样制造。
图3所示的薄膜晶体管1的制造方法包括：在基板8上形成栅电极2的工序[C1]、在基板8及栅电极2上形成第1绝缘层3的工序[C2]、在第1绝缘层3上形成源电极5与漏电极6的工序[C3]、在源电极5、漏电极6及第1绝缘层3上形成有机半导体层4的工序[C4]、在有机半导体层4上形成第2绝缘层7的工序[C5]。下面针对各个工序依次进行说明。
[C1]栅电极形成工序
除了在基板8上形成栅电极2之外，与实施方式1的上述工序[A5]中所说明的方法相同。
[C2]第1绝缘层形成工序
除了在基板8及栅电极2上形成第1绝缘层3之外，与实施方式1的上述工序[A4]中所说明的方法相同。
[C3]源电极和漏电极形成工序
除了在第1绝缘层3上形成源电极5与漏电极6之外，与实施方式1的上述工序[A2]中所说明的方法相同。
[C4]有机半导体层形成工序
除了在源电极5、漏电极6及第1绝缘层3上形成有机半导体层4之外，与实施方式1的上述工序[A3]中所说明的方法相同。
[C5]第2绝缘层形成工序
除了在有机半导体层4上形成第2绝缘层7之外，与实施方式1的上述工序[A1]中所说明的方法相同。
通过包含上述工序的制造方法，可以得到本实施方式的薄膜晶体管1。
<实施方式4>
关于本发明的薄膜晶体管1及其制造方法的实施方式4，围绕与上述实施方式1的不同之处进行说明，对于相同之处的说明则予以省略。
(1)薄膜晶体管
图4是显示本发明的薄膜晶体管的实施方式4的图，该图是薄膜晶体管1的纵剖面简图。另外，在以下说明中，图4中的上侧记为“上”、下侧记为“下”。
本实施方式的薄膜晶体管1的构成如下：栅电极2，与源电极5和漏电极6比较，位于较接近基板8侧的位置，另外，通过俯视来看，有机半导体层4与源电极5和漏电极6重叠，各电极5、6在有机半导体层4的上侧连接，除此之外，与上述实施方式1相同。
即，图4所示的薄膜晶体管1的栅电极2，与源电极5和漏电极6比较，较接近基板8，在基板8上依次叠层有栅电极2、第1绝缘层3、有机半导体层4、源电极5与漏电极6、以及第2绝缘层7，形成底栅·底触型构成的薄膜晶体管。
在该构成的薄膜晶体管1中，能够得到与上述实施方式1所说明的相同的效果。
(2)薄膜晶体管的制造方法
这样的薄膜晶体管1可以例如如下那样制造。
图4所示的薄膜晶体管1的制造方法包括：在基板8上形成栅电极2的工序[D1]、在基板8及栅电极2上形成第1绝缘层3的工序[D2]、在第1绝缘层3上形成有机半导体层4的工序[D3]、在有机半导体层4上形成源电极5与漏电极6的工序[D4]、在源电极5、漏电极6及有机半导体层4上形成第2绝缘层7的工序[D5]。下面针对各个工序依次进行说明。
[D1]栅电极形成工序
除了在基板8上形成栅电极2之外，与实施方式1的上述工序[A5]中所说明的方法相同。
[D2]第1绝缘层形成工序
除了在基板8及栅电极2上形成第1绝缘层3之外，与实施方式1的上述工序[A4]中所说明的方法相同。
[D3]有机半导体层形成工序
除了在第1绝缘层3上形成有机半导体层4之外，与实施方式1的上述工序[A3]中所说明的方法相同。
[D4]源电极和漏电极形成工序
除了在有机半导体层4上形成源电极5与漏电极6之外，与实施方式1的上述工序[A2]中所说明的方法相同。
[D5]第2绝缘层形成工序
除了在源电极5、漏电极6及有机半导体层4上形成第2绝缘层7之外，与实施方式1的上述工序[A1]中所说明的方法相同。
通过包含上述工序的制造方法可以得到本实施方式的薄膜晶体管1。
<电光装置>
接着，针对具有本发明的薄膜晶体管的电光装置进行说明。
本发明的电光装置是在薄膜晶体管上形成有上述电光元件的电光装置，例如，可以列举出液晶显示装置等的液晶装置、有机EL显示装置等的有机EL装置、电泳显示装置等。
下面，以电泳显示装置为例，通过附图对具有本发明的薄膜晶体管的电光装置进行说明。
(1)电泳显示装置
图5是表示电泳显示装置的实施方式的纵剖面图，图6是表示图5所示的电泳显示装置具有的主动矩阵装置的构成的框图。
图5所示的电泳显示装置200是由设置在基板500上的主动矩阵装置、与该主动矩阵装置电连接的电泳显示部400构成的。
如图6所示，主动矩阵装置300包括互相垂直的多个数据线301、多个扫描线302，设置在这些数据线301与扫描线302的各交点附近的薄膜晶体管1。
并且，薄膜晶体管1所具有的栅电极与扫描线302连接，源电极与数据线301连接，漏电极与后述像素电极(独立电极)401连接。
如图5所示，电泳显示部400包括依次叠层于在基板500上的像素电极401、微囊402、透明电极(通用电极)403及透明基板404。
并且，微囊402通过粘合材料405固定在像素电极401与透明电极403之间。
像素电极401被分割成矩阵状，即，纵横规则排列。
在各微囊402内，分别封入有不同特性的多种电泳粒子，在本实施方式中，封入有包含电荷及颜色(色相)不同的2种电泳粒子421、422的电泳分散液420。
在这样的电泳显示装置200中，如果向1根或多根扫描线302供给选择信号(选择电压)，则与供给该选择信号(选择电压)的扫描线302连接的薄膜晶体管1变为ON。
这样，与该薄膜晶体管1连接的数据线301及像素电极401实质上导通。这时，如果在数据线301被供给了所希望的数据(电压)的状态下，则该数据(电压)被供给到像素电极401中。
这样，在像素电极401与透明电极403之间产生电场，根据该电场的方向、强度、电泳粒子421、422的特性等，电泳粒子421、422向任一个电极进行电泳。
另一方面，如果从该状态停止向扫描线302供给选择信号(选择电压)，则薄膜晶体管1变为OFF，与该薄膜晶体管1连接的数据线301与像素电极401处于非导通状态。
因此，通过适当组合向扫描线302的选择信号的供给及停止、或者向数据线301的数据的供给及停止，能够在电泳显示装置200的显示面侧(透明基板404侧)显示所希望的图像(信息)。
特别地，在本实施方式的电泳显示装置200中，通过改变电泳粒子421、422的颜色，能够显示多灰度等级的图像。
另外，本实施方式的电泳显示装置200通过具有主动矩阵装置300，能够使与特定的扫描线302连接的薄膜晶体管1选择性地并且确实地处于ON/OFF状态，因此不易出现串扰(crosstalk)，另外，能够实现电路操作的高速化，能够得到高品质的图像(信息)。
另外，由于本实施方式的电泳显示装置200是在低驱动电压下操作的，因此能够省电。
另外，安装有具有上述薄膜晶体管1的主动矩阵装置的电光装置并不限于用于这样的电泳显示装置200，还可以适用于例如液晶装置、有机或无机EL装置等的显示装置、或者发光装置。
<电子设备>
这样的电泳显示装置200可以安装到各种电子设备中。下面，针对具有电泳显示装置200的本发明的电子设备进行说明。
<电子纸>
首先，针对本发明的电子设备用于电子纸的情况下的实施方式进行说明。
图7是表示本发明的电子设备用于电子纸的情况下的实施方式的斜视图。
该图所示的电子纸600包括具有与纸相同质感和柔软性的可再写薄片所构成的本体601、显示单元602。
在这样的电子纸600中，显示单元602由上述电泳显示装置200构成。
<显示器>
接着、针对本发明的电子设备用于显示器的情形的实施方式进行说明。
图8是表示本发明的电子设备用于显示器的情形的实施方式的图，(a)为剖面图、(b)为平面图。
该图所示的显示器800包括本体部801、相对于本体部801可自由拆卸地设置的电子纸600。另外，该电子纸600与上述构成，即，图7所示的构成相同。
本体部801，在其侧部(图中、右侧)形成能够插入电子纸600的插入口805，另外，在其内部设有两组输送辊对802a、802b。如果电子纸600通过插入口805插入本体部801内，则电子纸600在被输送辊对802a、802b挟持的状态下被设置在本体部801中。
另外，在本体部801的显示面侧(下图(b)中、纸面的跟前侧)形成有矩形的孔部803，在该孔部803中，嵌入有透明玻璃板804。这样，能够从本体部801的外部辨别设置在本体部801中的状态下的电子纸600。即，在显示器800中，通过使得能够基于透明玻璃板804来辨别设置于本体部801的状态下电子纸600，从而构成显示面。
另外，在电子纸600的插入方向前端部(图中，左侧)设置有端子部806，在本体部801的内部，设置有插座807，该插座807在电子纸600设置于本体部801中的状态下、与端子部806连接。在该插座807处，控制器808与操作部809电连接。
在这样的显示器800中，电子纸600可拆卸自由地设置在本体部801中，还能够以从本体部801拆卸下来的状态携带使用。
另外，在这样的显示器800中，电子纸600是由上述电泳显示装置200构成的。
另外，本发明的电子设备并不限于上述用途，还可以用于例如电视机、取景器型、监视器直视型录像机、汽车导航装置、呼机、电子笔记本、台式电子计算器、电子报纸、文字处理机、个人电脑、工作站、电视电话、POS终端、具有接触面板的设备等，在这些各种电子设备的显示部中，可以使用电泳显示装置200。
上面是针对本发明的薄膜晶体管、电光装置及电子设备进行的说明，但是，本发明并不限于此。
例如，本发明的薄膜晶体管、电光装置及电子设备的各部的构成，可以替换成能够发挥相同功能的任意构成、或者可以添加任意构成的部件。
另外，本发明的薄膜晶体管的构成在上述各实施方式中，可以2个以上组合构成。
【实施例】
1.薄膜晶体管的制造
(实施例1)
<1>第2绝缘层形成工序
在异丙醇溶剂中，对聚萘二甲酸亚乙酯基板(帝人デュポンフィルム社制造；テオネックスQ65(注册商标))进行10分钟的超音波洗涤、进行表面脱脂处理。
接着，在聚对苯二亚甲基膜形成装置中导入基板，进行成膜。即，在减压条件下(0.7Torr)、在温度设为200度的气化炉中，导入氨基-对苯二亚甲基二聚物，进行加热，使其蒸发。接着，将这些蒸发的化合物通入0.5Torr、加热至600℃的分解炉中，使其热分解，产生自由基单体。然后，减压至0.05Torr，在设定为室温(25℃)的蒸镀室中，导入所产生的自由基单体，使其以0.1μm/分钟的成膜速度蒸镀在安装于蒸镀室中的基板上，形成膜厚1微米的聚(氨基)对苯二亚甲基构成的第2绝缘层。
<2>源电极和漏电极形成工序
在该第2绝缘层上，真空蒸镀10nm的Cr作为粘合层，接着，真空蒸镀1000nm的Au。通过使用光致抗蚀剂(东京应化工业公司制造、“TSMR8900”)对该Au/Cr膜进行Au与Cr的光刻，由此构图成为通道长度50μm、通道宽度200μm的源电极和漏电极的形状，然后剥离抗蚀剂。
<3>有机半导体层形成工序
使用RF功率设定为200W、氧流量设定为100sccm的等离子体处理装置，进行5分钟的氧等离子体处理，对<2>中得到的基板进行洗涤。然后，通过旋转涂布法(2400rpm)在该基板上涂布聚9，9-二辛基芴-共-二噻吩(F8T2)的1wt％甲苯溶液。在60℃下干燥10分钟，形成膜厚40nm的有机半导体层。
<4>第1绝缘层形成工序
通过旋转涂布法(2400rpm)在有机半导体层上涂布聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的10wt％乙酸丁酯溶液，然后在60℃下干燥10分钟。从而形成膜厚1000nm的PMMA的栅绝缘层。
<5>栅电极形成工序
通过喷墨法，在第1绝缘层上的源电极与漏电极之间的区域(通道区域)涂布直径10nm的金微粒分散于甲苯中的金微粒分散液(真空冶金公司制造、商品名“パ—フエクトゴ—ルド”)，然后在80℃下干燥10分钟，形成膜厚1000nm的栅电极。
通过上述工序，得到第2绝缘层由聚(氨基)对苯二亚甲基构成的顶栅·底触型薄膜晶体管。
(实施例2)
除了使用氨基甲基-对苯二亚甲基二聚物代替实施例1的氨基-对苯二亚甲基二聚物之外，与上述实施例1同样操作，得到第2绝缘层由聚(氨基甲基)对苯二亚甲基形成的顶栅·底触型薄膜晶体管。
(比较例)
除了使用对苯二亚甲基二聚物来代替实施例1的氨基-对苯二亚甲基二聚物之外，与上述实施例1同样操作，得到第2绝缘层由聚对苯二亚甲基形成的顶栅·底触型薄膜晶体管。
2.评价
使用半导体参数分析仪(安捷伦科技有限公司(Agilent TechnologiesCo.，Ltd.)制造：4156C)测定上述实施例及比较例中得到的薄膜晶体管的转移特性。测定条件为：测定在施加漏电压-40V、栅电压为+10V至-40V下进行扫描的情况下的漏电流。其结果如表1及图9所示。其中，表1中的各个项目是通过下述方法求得的。
(1)断态电流
由所得到的栅电压与漏电流的关系图(图9)求得栅电压为0时的电流。
(2)通路断路比
根据栅电压为0V时与栅电压为-40V时的漏电流的比求得。
(3)移动度
根据以漏电流的1/2次幂为纵轴、以栅电压为横轴的曲线图的直线的截距来求出阈值电压，另外，从直线的斜率计算出饱和区域中的晶体管的移动度。
表1
 
第2绝缘层 断态电流[A]      通路断路比   移动度[cm2/Vs] 阈值电压[V]     
实施例1 聚(氨基)对苯二亚甲基 2×10-13 5×105 2×10-2 -2
实施例2 聚(氨基甲基)对苯二亚甲基 5×10-11 4×103 3×10-2 -2
比较例 聚对苯二亚甲基 7×10-10 4×102 5×10-2 +1
如表1及图9所示，在全部实施例中，与比较例相比，断态电流、通路断路比、移动度及阈值电压均得到良好的结果，能够得到高性能且可靠性高的晶体管。特别地，在实施例1、2中，其效果显著。

Claims (16)

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，具有
相互分开配置的源电极和漏电极、
在该源电极和漏电极之间按照将它们连接的方式设置的有机半导体层、
设置在该有机半导体层的一个面侧的第1绝缘层、
相对于上述有机半导体层、上述源电极和上述漏电极，介由上述第1绝缘层设置的栅电极、
相对于上述有机半导体层、上述源电极和上述漏电极，在与上述第1绝缘层相反的一侧设置的第2绝缘层，
上述有机半导体层包含具有p型半导体特性的有机半导体材料，且上述第2绝缘层包含下述通式(1)所示的化合物，由此形成从上述第2绝缘层向上述有机半导体层施加电子的构成，
Figure FSB00000876739700011
式中、R1及R2各自独立地表示取代或未取代的亚烷基，X1、X2、X3及X4表示氢原子或给电子性基团，n表示100～100000，其中，X1、X2、X3及X4中的至少1个为给电子性基团。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，上述亚烷基为碳原子数为1～20的亚烷基。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，基团X1、基团X2、基团X3及基团X4中的任意2个是上述给电子性基团。
4.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，作为上述通式(1)的化合物，包含2种以上的上述基团X1、基团X2、基团X3及基团X4的组合不同的化合物。
5.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，上述给电子性基团是具有氨基的基团。
6.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，上述具有p型半导体特性的有机半导体材料为噻吩系材料。
7.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，上述通式(1)的化合物的重均分子量为1万～100万。
8.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，作为上述通式(1)的化合物，包含下述通式(2)所示的聚(氨基)对苯二亚甲基、以及下述通式(3)所示的聚(氨基甲基)对苯二亚甲基中的至少1种，
Figure FSB00000876739700021
各式中、n表示100～100000。
9.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，上述第2绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第1绝缘层、上述栅电极形成于基板上，
与上述源电极和漏电极相比，上述栅电极位于相对于上述基板较远的位置。
10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管，其中，在上述基板上依次叠层形成有上述第2绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第1绝缘层、上述栅电极。
11.根据权利要求9所述的薄膜晶体管，其中，在上述基板上依次叠层形成有上述第2绝缘层、上述有机半导体层、上述源电极及上述漏电极、上述第1绝缘层、上述栅电极。
12.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其中，上述第2绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第1绝缘层、上述栅电极形成于基板上，
与上述源电极和漏电极相比，上述栅电极位于相对于上述基板较近的位置。
13.根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其中，在上述基板上依次叠层形成有上述栅电极、上述第1绝缘层、上述源电极及上述漏电极、上述有机半导体层、上述第2绝缘层。
14.根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其中，在上述基板上依次叠层形成有上述栅电极、上述第1绝缘层、上述有机半导体层、上述源电极及上述漏电极、上述第2绝缘层。
15.一种电光装置，其特征在于，具有权利要求1～14的任一项所述的薄膜晶体管。
16.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求15所述的电光装置。
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