[发明专利]混杂双极性TFT

说明书

本发明涉及电子器件，优选为混杂双极性薄膜晶体管（TFT），其包括设置在基板（5）上的半导体主体、第一电极（4）、插在半导体主体和第一电极之间的绝缘层A（6）、与半导体主体接触的第二电极（3）以及与半导体主体接触但与第二电极（3）分开的第三电极（7）的，所述半导体主体包含n型层（（1）或（2））和包含有机p型材料的p型层（（2）或（1））。根据本发明的电子器件的特征在于半导体主体还包括插在n型层和p型材料层之间的绝缘层B（8），和/或在于n型层包含无机n型材料且p型层包含具有能量水平高于-2.7eV的最低未占分子轨道（LUMO）的有机p型材料。此外，本发明涉及制造根据本发明的电子器件的方法，其中有机p型材料层由溶液涂覆。本发明的另一实施方案为根据本发明的电子器件在选自RFID（射频识别）和显示器（如LCD（液晶显示器）、OLED、电子书和电子纸）的背板的电子设备中的用途，包括根据本发明的电子器件的电子设备。

自过去十年来，印刷电子学如有机光伏电池（OPV）、有机发光二极管（OLED）和有机薄膜晶体管（TFT）已经引起了很多关注，原因在于它们可以通过印刷技术生产，这显著地降低了大规模生产的成本。经印刷的TFT具有特别的经济利益，因为它们能够用在显示器中，RFID（射频识别器件）中，用于显示器应用、电子书和电子纸的背板中。

在TFT中，双极性TFT是引人注目的，因为不同于单极性TFT，它们独立于栅电压信号工作（Meijer,E.J.;de Leeuw,D.M.;Setayesh,S.;van Veenendaal,E.;Huisman,B.-H.;Blom,P.W.M.;Hummelen,J.C.;Scherf,U.;Klapwijk,T.M.Solution-processed ambipolar organic field-effect transistors and inverters(Nat Mater2003,2(10),678-682）。当用在互补电路中时，该本质特性可以1）通过减少控制线的数量和使电路能够进行多功能操作来简化电路设计，以及2）减小显示器中TFT的面积，由此增大显示器的口径。例如，取决于输入信号的极性，起逻辑门作用的单一信号电路可以相应地像两个逻辑门（即NOR和NAND）那样工作（Yu,W.J.;Kim,U.J.;Kang,B.R.;Lee,I.H.;Lee,E.H.;Lee,Y.H.Adaptive Logic Circuits with Doping-Free Ambipolar Carbon Nanotube Transistors.Nano Letters2009,9(4),1401-1405）。到目前为止，已经开发了不同的方法来实现双极性TFT：

（1）在第一方法中，使用了能够传输空穴和电子的整洁的半导体单层（Anthopoulos,T.D.;Setayesh,S.;Smits,E.;Colle,M.;Cantatore,E.;de Boer,B.;Blom,P.W.M.;de Leeuw,D.M.Air-stable complementary-like circuits based on organic ambipolar transistors.Adv.Mater.(Weinheim,Ger.)18[14],1900-1904,2006）；

（2）在第二方法中，使用p和n型半导体的共混物（Zaumseil,J.;Sirringhaus,H.Electron and Ambipolar Transport in Organic Field-Effect Transistors.Chemical Reviews2007,107(4),1296-1323）；或者