TWI345835B - Organic thin film transistor and method for manufacturing thereof - Google Patents

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TWI345835B TW096100086A TW96100086A TWI345835B TW I345835 B TWI345835 B TW I345835B TW 096100086 A TW096100086 A TW 096100086A TW 96100086 A TW96100086 A TW 96100086A TW I345835 B TWI345835 B TW I345835B
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Chuan Yi Wu
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Description

1345835 21557twf.doc/t 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於___. ^隹 別是右關於一錄士 溥骐電晶體及其製造方法，且特 別疋有關於一種有機簿 了 transistor, OTFT)及其製造方法:日日體（〇rgamc thln fllm 【先前技術】 ° 薄膜電晶體之操作盾叾田纟 脑似都0亘右1乍原與傳統的半導體MOS元件相 i 子(閘極、汲極以及源極)的元件， -侔。、目；，二：疋用來作為液晶顯示晝素單元的開關 二二二1、”積極發展一種有機薄膜電晶體(0TFT)， f交傳統^㈣晶料有㈣餘歧據程成本之優 勢，且結5有機薄膜電晶體製作技術於塑膠基板上，更可 將應用於线軸卡或減核子產品。
在美國專利公開號US 2005/0232342，，〇RGANIC THIN FILM TRANSISTOR INCLOUDING ORGANIC
ACCEPTORN FILM” 以及 us 2006/0027805，，THIN FILM TRANSISTOR AND METHOD OF FABRICATING THE SAME”中，也有揭露有機薄膜電晶體的相關技術，然這 些專利的製程皆是使用物理氣相沈積法(pvD)與化學氣相 沈積法(CVD)來進行，且還需要利用到真空鍍膜與黃光製 程，如此一來會造成製程成本的提高，而且黃光製程中的 酸鹼液也會破壞有機半導體層等材料層。 另外’在文獻（’ Enabling Gate Dielectric Design for All Solution-Processed, High-Performance, Flexible Organic 1345835 21557twf.doc/t
Thin-Film Transistors J. Am. Chem. Soe. 2006 128 p·例巾，也有揭露關於有 =術内容主要是，利用轉印方式將金奈米粒= 此篇文獻㈣各材料層彳極。然而， 質，且在各材料層之間亦相當容 0疋屬於疏水性 整個元件的效能特性降低。易產生混合仙，而造成 參 因此，如何製造更低成本 膜電晶體，已成為目前發展的重要^讀效能的有機薄 【發明内容】 =碡之一。 有鑑於此，本發明的目的 晶體，使增加膜層之間的附著料疋在从一種有機薄膜電 本發明的另一目的是提’以提南兀件效能。 造方法’使黏著層具有區域選摆:有晶體的製 程，以及降低製造成本。、’還能夠節省光罩製 本發明提出一種有機薄腹 極、閘極絕緣層、黏著層履^曰曰體，其疋由基板、閘 體層所構成。其中，閉極配置粒子層以及有機半導 於閘極與基板上。黏著岸配μ 土板上。閘極絕緣層配置 具有對應閘極上方之疏^表^間極絕緣層上，且黏著層 第—親水表面盥第_ H皮矣 以及位於疏水表面兩側之 子表面修飾有以:表:二f奈米粒、^ 層之第一親水表面與第二親奈米粒子層配置於黏著 6 1345835 21557twf.doc/t 且位於金屬奈米粒子層上。 依照本發明的實施例所述之有機薄 黏著料具有-财表面與二親水表面之^
—依如本發明的貫施例所述之有機薄膜電晶體，上 黏著層為-堆疊材料層。在—實施例中，堆疊材料層是由 親水魏㈣層與疏水材制频成^其巾，'親水^烧材 枓層配置於閘極絕緣層上，疏水材料層配置於對應閉極上 方之親水魏材料層上。在另_實施财，料材料層是 由疏水矽烷材料層與親水材料層所組成。其中，疏水ς烷 材料層配置於閘極絕緣層上，親水材料層配置於對應問^ 上方的兩側之疏水矽烷材料層上。 依照本發明的實施例所述之有機薄臈電晶體，上述之 親水基團例如是羥基(-0Η)、胺基(_ΝΗ2)、硫醇基(_s 羧基(-COOH)。
依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體，上述之 金屬奈米粒子層的材質例如是金奈米粒子、銀奈米粒子、 鈀奈米粒子或銅奈米粒子。 依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體，上述之 有機半導體層的材質例如是五環素（pentacene)、 F8丁2(P〇ly(9,9-dioctylfluoreneco-bithiophene))或聚嗔吩 poly(thiopliene)衍生物。 依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體，上述之 閘極的材質例如是金屬、金屬合金或金屬奈米粒子。 依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體，上述之 7 1345835 2J557twf.doc/t 閘極絕緣層的材質為一含矽化合物。 本發明另提出-種有機_電 法為，首先’於基板上形成閘極。然後體法。此方 以覆蓋閘極與基板。接著，於閘接邑緣層， :中黏著層具有對應閘極上方之疏水表二^ 表面兩側之第一親水表面盥第二相 及位於‘水 屬粒子表面修飾有親水基團之金屬; 附著於黏著層之第—親水表面與第二二2以選擇性 作為源極錢極。繼之，於黏著 ，以分別 奈米粒子層上形成有機半導體層:认水表面上以及金屬 方法依ΓίίΓΛ實施綱叙有機_電晶體的製造 成表*具=層 :水：對應閘極上方兩侧之部峨材料層表面改質i: 依照本發明的實_所述之有機薄㈣晶體的製造 /，亡述之黏著層為一堆疊材料層。在—實施例中，上 層的形成方法例如是於閘極絕緣層上形成親水石夕 “枒二然ί於對應閘極上方之親水矽烷材料層上形成 例4層。在另—實施例中，上述之黏著層的形成方法 閘緣層上形成疏水魏材料層’然後於對應 勺兩側之疏水矽烷材料層上形成親水材料層。 依妝本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體的製造 去上述之親水基團例如是羥基(-0H)、胺基(-贿2)、石^ 1345835 21557twf.doc/t 醇基(-SH)或羧基(—COOH)。 依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體的製造 方法’上述形成金屬奈米粒孑層以選擇性附著於黏著層之 第一親水表面與第二親水表面上的方法例如是喷墨法或轉 印法。
依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體的製造 方法’上述之金屬奈米粒子層的材質例如是金奈米粒子、 銀奈米粒子、纪奈米粒子或銅奈米粒子。 依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體的製造 方法，上述之有機半導體層的材質例如是五環素、F8T2 或聚噻吩衍生物。 依知本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體的製造 方法，上述之閘極的材質例如是金屬、金屬合金或金屬奈 米粒子。. 不
、依照本發明的實施例所述之有機薄膜電晶體的製造 方去，上述之閘極絕緣層的材質為一含矽化合物。 本發明之方法是利用金屬奈米粒子層來當做源極與 罩傲》口此此夠省略進行微影與蝕刻步驟，以節省一道光 W ^而且’本發明之源極與汲極不需利用習知之濺鑛 本。鑛法來形成’因此能夠避免元件損士裹以及節省成 來iir ’本發明之枝$帛£全拥魏相沈積法 ^二二^較習知的方法更為節省成本。另外，本發 機半導雕;^日加金屬奈米材料層與閘極絕緣層之間、有 機^體層與閘極絕緣層之間的附著性，以提高元件效 1345835 21557twf.doc/t 能。而且，本發明之黏著層具有親水/疏水/親水相間的夺 面性質，亦即是具有區域選擇性，因此可使金屬奈米粒^ 層與有機半導體層分別形成於黏著層的兩側與中央。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下。 ° 〇 【實施方式】
圖1A至圖1D為依照本發明一實施例所述之有機薄 膜電晶體的製造方法的流程剖面示意圖。 請參照圖1A，提供一基板1〇〇。基板1〇〇例如是一玻 璃基板或塑膠基板。然後，於基板100上形成一閘極102。 閑極102的材質例如是鉻(Cr)、鋁(A1)、鋁鈦(AINd)或其他 ，合之金屬或金屬合金。閘極102的形成方法例如是化學 氣相沈積法(CVD)或物理氣相沈積法(PVD)。當然，閘極 102的材質還可例如是金奈米粒子、銀奈米粒子、把奈米
粒子、銅奈米粒子或其他合適之金屬奈米粒子，其形成方 法例如疋利用轉印法(printing)或喷墨法(ink_j扣）。 舜—然後’請繼續參照圖1A，形成一閘極絕緣層1〇4，以 材^住間極與基板1⑻。承上述’閘極絕緣層104的 入貝為y含碎化合物，其可例如是氧化矽、氮化矽或其他 之含;ε夕介電層。閘極絕緣層1〇4的形成方法例如是化 =氣=沈積法。另外，閘極絕緣層104還可例如是對二氧 4 谷膝凝膠進行高溫固化法(high temperature curing)而 1345835 21557twf.doc/t 接著’請參照® IB，於閘極絕緣層1〇4上形成一親 水石夕院材料層·於卩雜絕緣層1G4上形成親水魏材 料層106的方法例如是利用一旋轉塗佈法㈣n__㈣， 在閘極絕緣層104上形成表面具有經基（_〇H)、胺基 (-NH2)、硫醇基(·δΗ)、羧基(_c〇〇H)或其他適合之 團的矽烷(silane)材料層，而此矽烷材料層會與其下方的^ 極絕緣層104表面進行-魏化反應a—)，石夕燒材
料層的表面會曝露出上述之親水基團，而使得矽烷材料層 表面呈親水性質。
之後，請繼續參照圖1B，於對應閘極1〇2上方之親 水石夕烧材料層106上形成一疏水材料層1〇8。疏水材料層 108的形成方法例如是利用轉印的方式，將接有羥基 (-OH)、胺基(-腿2)、硫醇基(-SH)、幾基(_c〇〇H)或其他適 合之官能基團的兩性化合物層形成於對應閘極1〇2上方之 親水矽烷材料層106上，而上述之官能基團會與親水矽烷 材料層106表面產生鍵結，使得兩性化合物層的表面呈疏 水性。 承上述’官能機團是羧基(-COOH)的兩性化合物層之 材質例如是辛酸(oc.tanoic acid)、癸酸(decanoic acid)、十二 酸(dodecanoic acid).、十四酸(tetradecanoic acid)、十六酸 (hexadecanoic acid)、十八酸（octadecanoic acid)或丙酸 (propionic acid);官能機團是胺基(-NH2)的兩性化合物層之 材質例如是正己胺(n-hexylamine)、正辛胺(n-octylamine)、 正壬胺（n-nonylamine)、正庚胺（n-heptylamine)、正丁胺 !345835 2J557twf.doc/t (n-butylamine)或正丙胺(propylamine);官能機團是硫醇基 (-SH)的兩性化合物層之材質例如是1-戊醇 (1-pentanethiol)、1-己醇（1-hexanethiol)、1-庚醇 (1-heptanethiol) 、1-辛醇（1-octanethiol)、1-壬醇 (1-nonanethiol)、1-癸醇（1-decanethiol)、十二醇（1-dodecanol) 或十一醇(1-undecanol);官能機團是羥基(-0H)的兩性化合 物層之材質例如是正丙醇（n-pr〇panol)、正戍醇 (n-pentanol)、正己醇(n-hexanol)、正十二醇(n_d〇decanol)、 正庚醇(n-heptanol)、正辛醇（n_octanol)或正壬醇 (n-nontanol)。 徂付付別>王思的疋，田税不矽烷材料層六现个 料層108所組成之堆疊材料層可作為黏著層11〇。而且 此黏著層no具有對應閘極102上方之疏水表面11〇a，以 及位於疏水表面ll〇a兩側之親水表面u〇b、u〇c，使黏 著層no具有親水/疏水/親水相間的表面性質。 隨後’請參照圖1C，於黏著層11〇上形成金屬奈米 粒子層112 ’其t在金屬奈米粒子層〗12表 姻2)、硫鳴SH)、WC_或其齡 適之親水基團。此金屬奈米粒子層112的材暂0 米粒子、銀奈米粒子、把奈米“ 貝例如疋金奈 適之金屬太牛初$ …銅不米粒子或其他合 通之至H粒子。承上述，於黏著層u 米粒子層112的方法例如是利用喷 ^至不 有親水基團之金屬奈米粒子= 方，而表面修飾有親水基團之金屬奈米粒子層^會以^ 12 21557twf.doc/t mrf结的方式選擇㈣著性附著於黏著層 ==:咖上。在-實施例中，於黏“ ㈣利用轉 的今形成於黏著層110之親水表面11Gb、服上
極、1:: ί子層112可作為有機薄膜電晶體的源極與汲 極。在有機_電晶體中，以金屬奈米粒子層當做源極與 /及玉可省略進行微影與触刻步驟，以節省一道光罩製程。 而且本實施例之源極與汲極不需用習知的濺鍍法 (sputtering)和熱蒸鍍法(thermal⑺叩沉也⑽來形成 ，所以 能夠避免元件損壞以及節省成本。 繼之’請參照圖1D，在形成金屬奈米粒子層112之 後’接著於黏著層110上以及金屬奈米粒子層112上形成 一有機半導體層114。有機半導體層114的材質例如是五 壞素（pentacene) 、 F8T2(Poly(9,9-dioctylfluoreneco-
bithiophene))或聚噻吩p〇iy(thi〇phene)衍生物，聚噻吩 poly(thiophene)衍生物可例如是聚3-己烷基噻吩 (poly-(3-hexylthiophene)，P3HT)。於黏著層 110 與金屬奈米 粒子層112上形成有機半導體層114的方法例如是利用旋 轉塗佈法或喷墨法，將有機半導體層114形成於黏著層11〇 之疏水表面110a以及金屬奈米粒子層I12上。 特別是，由於黏著層110具有親水/疏水/親水相間的 表面性質，因此在形成金屬奈米粒子層112與有機半導體 層114時，黏著層110的表面的區域選擇性(site_se丨ective 13 1345835 21557twf.doc/t P卿e—可使金屬奈米粒子層m與有機 分別形成於黏著層110兩側與中央。此外，=層叫 用於增加金屬奈米材料層112與閘極絕緣層取】110可 機半導體層114與閘極絕緣層1Q4之間的 二、有 提升整個元件的效能。 因此可 π心，恢溽朕電晶體的製造
皆利用氣相沈積法來進行，因此可較習知的方法更為卜而、 成本。 ”、、ρ韦 本發明除了上述實施例之外，尚具#其他的實施 了。圖2 Α至圖2D為依照本發明另—實施例所述之有機 膜電晶體的製造方法的流程剖面示意圖。在圖2八至’ 中，與圖1A至圖1D相同的構件是使用相同的標號 略可能重覆之說明。 首先’請參照圖2A，在基板100上形成閘極1〇2。在 閘極102形成之後，接著形成—閘極絕緣層1Q4， 閘極102與基板1〇〇。
接著，請參照圖2B，於閘極絕緣層104上形成疏水 石夕炫材料層206。上述’於閘極絕緣層1〇4上形成疏水石夕 烧材料層206的方法例如是利用旋轉塗佈法，在閘極絕緣 層104上形成表面具有三甲基石夕氧基(-Si(〇Me)3)、三氯石夕 基(-S1CI3)或其他適合之官能基團的石夕炫材料層 ，而此石夕烧 材料層會與其下方的閘極絕緣層1〇4表面進行 一石夕烧化反 應’石夕妓材料層表面的官能基團會與閘極絕緣層1〇4產生 鍵結，而使得矽烷材料層呈疏水性質。 14 1345835 2J557twf.doc/t 之後，請繼續參照圖2B ’於對應閘極102上方之疏 水矽烷材料層206上的兩側形成一親水材料層208。親水 材料層208的形成方法例如是利用轉印的方式，將接有經 基(-OH)、胺基(-NH2)、硫醇基(-SH)、羧基(-COOH)或其他 適合之官能基團的兩性化合物層，形成於對應閘極102上 方的兩側之疏水矽烧材料層206上，兩性化合物層與疏水 矽烧材料層206表面產生鍵結後，兩性化合物層表面會曝 露出上述之官能基團，而使得兩性化合物層的表面呈親水 性0 承上述，官能機團是羧基(-COOH)的兩性化合物層材 質例如是辛酸、癸酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸 或丙酸；官能機團是胺基(-NH2)的兩性化合物層之材質例 如是正己胺、正辛胺、正壬胺、正庚胺、正丁胺或正丙胺； 官能機團是硫醇基(-SH)的兩性化合物層之材質例如是 戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、十二醇 或十一醇；官能機團是羥基(-OH)的兩性化合物層之材質例 如是正丙醇、正戊醇、正己醇、正十二醇、正庚醇、正辛 醇或正壬醇。 值得一提的是’由疏水矽烷材料層206與親水材料層 208所組成之堆疊材料層可作為一黏著層21〇。而且，此黏 著層210具有對應閘極1〇2上方之疏水表面21〇a，以及位 於疏水表面210a兩側之親水表面2i〇b、210c，使黏著層 210具有親水/疏水/親水相間的表面性質。 隨後，請參照圖2C，在黏著層210形成之後，接著 15 1345835 21557twf.doc/t 於黏著層2H)上形成金屬奈米粒子層ii2。於 上形成金屬奈米粒子層112的方法例如 曰 :著粒子層-噴= =共價鍵或氫鍵鍵結的方 於黏考層210之親水表面21%、⑽上 形成金屬奈米粒子層112的方法還： :210h丄、形成。上述’形成於黏著層210之親水表 晶體_^金屬奈米粒子層112可作為有機薄膜電 後，以米粒子層112之 相114。由於，黏著層21G具有親水/疏水/親水 形成金屬奈米粒子層112與有機 屬太乎^/ ’黏著層21G的表面的區域選擇性可使金 112與有機半導體層114分別形成於黏著層 材料芦3盘央。而„且’黏著層210可用於增加金屬奈米 門極二㉔/、閘極絕緣層1G4之間、有機半導體層114與 甲° ’、、、、s 104之間的附著性，以提高元件效能。 薄膜發明又-實施例所述之有機 犯Φ 魏去的流程剖面示意圖。在圖从至圖 並省略==相同的構件是使用相同的標號， 百先，請參照圖3A’在一基板100上形成一閘極102。 1345835 21557twf.doc/t . 在閘極102形成之後，接著形成一閘極絕緣層1〇4，以覆 蓋閘極102與基板1〇〇。 接著，請參照圖3B，於閘極絕緣層1〇4上形成表面 具有疏水性質的矽烷材料層306。於閘極絕緣層丨〇4上形 成表面具有疏水性質的矽烷材料層3〇6的方法例如是利用 一旋轉塗佈法，在閘極絕緣層104上形成表面具有三曱基 矽氧基(-Si(OMe)3)、三氯矽基(_SiCl3)或其他適合之官能基 • 團的矽烷材料層，而此矽烷材料層會與其下方的閘極絕緣 層104表面進行一矽烷化反應，矽烷材料層表面的官能基 團會與閘極絕緣層104產生鍵結，而使得矽烷材料層呈疏 水性質。 然後，請參照圖3C，在形成矽烷材料層；3〇6之後， 接著進行一照光處理，使部分的矽烷材料層3〇6表面改質 為具親水性。上述之照光處理例如是利用一紫外光光源透 過已圖案化之光罩（未繪示）來進行光照射處理，其中對應 閘極102上方之石夕烧材料層306的表面未受到光照射，因 ® 此仍是維持呈疏水性質(疏水表面310a)，而對應閘極102 上方兩侧的矽烷材料層表面會受到光照射進行氧化作用， 使其表面為具親水性(親水表面310b、310c)。承上述，矽 烷材料層306可作為一黏著層，而且此黏著層具有疏水表 面310a以及親水表面310b、310c，也就是說>5夕烧材料層 306具有親水/疏水/親水相間的表面性質。 隨後，請參照圖3D，在矽烷材料層306形成之後， 接著於矽烧材料層306上形成金屬奈米粒子層112。於矽 17 1345835 21557twf.doc/t
烧材料層遍上形成金屬奈米粒子層112料法例如是利 用^的方式’將表面㈣有親水基團之金屬奈米粒子層 =灌於石夕烧材料層306上方，表面修飾有親水基團之 孟屬不米粒子層112會以共價鍵或氫鍵鍵結的方式選擇性 附著選擇性附著於魏材料層3〇6之親水表面3應、騰 上。在一實施例中，於矽烷材料層3〇6上形 子層m的方法還可例如是利用轉印法來形成、。’上^形 成於矽烷材料層306之親水表面310b、31〇c上的金屬奈米 粒子層112可作為有機薄膜電晶體的源極與汲極。
、%i之，凊繼續參照圖3D，在形成金屬奈米粒子層1 η 之後，接著於矽烷材料層306上以及金屬奈米粒子層112 上形成有機半導體層114。由於，矽烷材料層300具有親 水/疏水/親水相間的表面性質，因此在形成金屬奈米粒子 層112與有機半導體層114時，矽烷材料層306的表面 的區域選擇性可使金屬奈米粒子層112與有機半導體層 114分別形成於矽烷材料層306兩側與中央。而且，石夕烷 材料層306是作為一黏著層，其可用於增加金屬奈米材料 層112與閘極絕緣層104之間、有機半導體層114與閘極 絕緣層104之間的附著性，以提高元件效能。 接下來，以上述實施例之圖1D、2D、3D來說明本發 明之有機薄臈電晶體的結構。 睛同時參照圖ID、2D、3D，有機薄膜電晶體是由基 板100、閘極1〇2、閘極絕緣層104、黏著層、金屬奈米粒 子層112以及有機半導體層114所構成。其中，閘極102 1345835 21557twf.doc/t • 配置於基板100上。基板100的材質例如是玻璃基板或塑 膠基板，而閘極1〇2的材質例如是金奈米粒子、銀奈米粒 子、鈀奈米粒子、銅奈米粒子或其他合適之金屬奈米粒子。 另外，閘極絕緣層104配置於閘極1〇2與基板1〇〇上，閘 極絕緣層104材質為含矽化合物，其材質可例如是氧化 矽、氮化矽或二氧化矽溶膠凝膠。 在本發明中’有機薄膜電晶體的黏著層配置於閘極絕 φ 緣層1〇4上，且黏著層具有對應閘極102上方之一疏水表 面，以及位於疏水表面兩側之二親水表面。如圖1D所示， 黏著層110是由親水矽烷材料層1〇6與疏水材料層1〇8所 構成之堆疊材料層，其中親水矽烷材料層1〇6配置於閘椏 絕緣層104上，疏水材料層1〇8配置於對應閘極1〇2上方 之親水矽烧材料層106上。而且，黏著層ho具有對應閑 極102上方之疏水表面ii〇a，以及位於疏水表面11〇a兩 側之親水表面110b、110c。如圖2D所示，黏著層210是 由疏水矽燒材料層206與親水材料層208所構成之堆疊材 ® 料層，其中疏水矽烷材料層206配置於閘極絕緣層1〇4上， 親水材料層208配置於對應閘極1〇2上方的兩側之疏水石夕 烷材料層206上。而且，黏著層210具有對應閘極〗〇2上 方之疏水表面210a，以及位於疏水表面210a兩側之親水 表面210b、210c。如圖3D所示，此實施例中，黏著層是 指矽烷材料層306，此矽烷材料層306具有疏水表面31〇a 以及位於疏水表面310a兩侧之親水表面31〇b、310c。 承上述，金屬奈米粒子層Π2的表面修飾有經基 1345835 2I557twf.doc/t (-0H)、胺基(_NH2)、硫醇基(-SH)、羧基(-COOH)或其他合 適之親水基團’且金屬奈米粒子層〗12配置於黏著層之二 親水表面上，以作為有機薄膜電晶體之源極與汲極。金屬 奈米粒子層112的材質例如是金奈米粒子、銀奈米粒子、 鈀奈米粒子、銅奈米粒子或其他合適之金屬奈米粒子。另 外，有機半導體層114配置於黏著層之疏水表面上，且位 於金屬奈米粒子層112上。有機半導體層114的材質例如 素、觸或聚嗟吩衍生物，而聚嗟吩衍生物可例如 水相=租由於本發明之黏著層具有親水/疏水/親 Λ ^ 質，因此黏著層表面的區域選擇性可使得 金屬奈米粒子層盘右拖主造μ a^评注·Η史付 與中央。另：η體層分別形成於黏著層的兩側 _絕緣層之間、有於增加金屬奈米材料層與 性，以提高元件效能^層與閘極絕緣層之間的附著 綜上所述，本發明 少具有下列優點：有機薄膜電晶體及其製造方法至 1.本發明是以形土、人 極，因此能夠省略進行[不米粒子層來當做源極與汲 製程。而且，本發明與侧步驟，以節省-道光罩 和熱蒸_形成，=習知之雜法 本發明之勒著層可 貝展以及節省成本。 層之間、有機半導體曰，金屬不米材料層與閘極絕緣 高元件效能。層與間極絕緣層之間的附著性，以提 20 1345835 21557twf.doc/t 3. 本發明之黏著層具有親水/疏水/親水相間的表面性 質’亦即是具有區域選擇性 ，因此可使金屬奈米粒子層與 有機半導體層分別形成於黏著層的兩側與中央。 4. 本發明之方法不用完全都利用氣相沈積法來進行， 因此可較f知的方法更為節省成本。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 I明何热習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範 當:後飾’因此本發明之保護範圍 曱。月專利乾圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 膜電晶體的製施例所述之有機薄 薄膜電晶體的= ====施例所述之有機 圖3A至圖3D為依照本發 餘 薄膜電晶體的製造方法的流程:有機 【主要元件符號說明】 ’、心圖 100 .基板 102 :閘極 104 106 108 110 閘極絕緣層 親水矽燒材料層 疏水材料層 210 :黏著層 疏水表面 110a、210a、31〇a : 1345835 21557twf.doc/t 110b、110c、210b、210c、310b、310c :親水表面 112 :金屬奈米粒子層 114 :有機半導體層 206 :疏水碎炫材料層 208 :親水材料層 306 :石夕览材料層
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Claims (1)

1345835 99-12-15 十、申請專利範圍： 1.一種有機薄膜電晶體，包括： 一基板； 一閘極，配置於該基板上； 一閘極絕緣層，配置於該基板上且覆蓋該閘極； 一黏著層，配置於該閘極絕緣層上，且該黏著層具有 對應該閘極上方之一疏水表面，以及位於該疏水表面兩側 之一第一親水表面與一第二親水表面，其中該黏著層為一 堆疊材料層，該堆疊材料層包括： 一親水矽烷材料層，配置於該閘極絕緣層上；以 及 ， 一疏水材料層，配置於對應該閘極上方之該親水 矽烷材料層上； 一金屬奈米粒子層，其金屬粒子表面修飾有一親水某 團，配置於該黏著層之該第一親水表面與該第二親水表面 上’以分別作為一源極與一汲極；以及 一有機半導體層，配置於該黏著層之該疏水表面上， 且位於該金屬奈米粒子層上。 2.如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其 中該親水基團包括羥基、胺基、硫醇基或綾基。 3·如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其 中該金屬奈米粒子層的材質包括金奈米粒子、銀奈米^ 子、鈀奈米粒子或銅奈米粒子。 4·如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其 23 1345835 99-12-15 中該有機半導體層的材質包括五環素、F8T2或聚嘆吩衍生 物。 5.如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其 中該閘極的材質包括金屬、金屬合金或金屬奈米粒子。 6_如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體，其 中該閘極絕緣層的材質為一含石夕化合物。 7.—種有機薄膜電晶體的製造方法，包括： 於一基板上形成一問極； 形成一閘極絕緣層，以覆蓋該閘極與該基板； 於該閘極絕緣層上形成一黏著層，其中該黏著層具有 對應該閘極上方之一疏水表面，以及位於該疏水表面兩側 之一第一親水表面與一第二親水表面，其中該黏著層為一 堆疊材料層，且該堆疊材料層的形成方法包括： 於該閘極絕緣層上形成一親水矽烷材料層；以及 於對應該閘極上方之該親水矽院材料層上形成 一疏水材料層； 形成金屬粒子表面修飾有一親水基團之一金屬奈米 粒子層，以選擇性附著於該黏著層之該第一親水表面與該 第二親水表面上，以分別作為一源極與一汲極；以及 於該黏著層之該疏水表面上以及該金屬奈米粒子層 上形成一有機半導體層。 8·如申請專利範圍第7項所述之有機薄膜電晶體的製 造方法’其中該親水基團包括羥基、胺基、硫醇基或羧基^ 9·如申請專利範圍帛7項所述之有機薄膜冑晶體的製 24 1345835 99-12-15 =金屬奈米粒子層以選擇性附著於該黏 纂法或料二親水表面上的方法包括噴 妒造方：申：專利範圍第7項所述之有機薄膜電晶體的 ί 該金屬奈綠子層的材質包括金奈米粒 龈不米粒子、鈀奈米粒子或銅奈米粒子。 ^如中請專利範圍第7項所述之有機薄膜電晶體的 衣万法’其中該有機半導體層的材質包括五環素、F8T2 或聚。塞吩衍生物。 创！ 2如申吻專利範圍第7項所述之有機薄膜電晶體的 氟造方法，其中該閘極的材質包括金屬、金屬合金 奈米粒子。 / " ,13·如申請專利範圍第7項所述之有機薄膜電晶體的 製造方法’其中該閘極絕緣層的材質為一含矽化合物。 H一種有機薄膜電晶體，包括： 一基板； 一閘極，配置於該基板上； 一閘極絕緣層，配置於該基板上且覆蓋該閘極； 一黏著層，配置於該閘極絕緣層上，且該黏著層具有 對應該閘極上方之一疏水表面，以及位於該疏水表面兩側 之一第一親水表面與一第二親水表面’其中該黏著層為一 堆疊材料層，該堆疊材料層包括： 一疏水珍烧材料層’配置於5亥閘極絕緣層上；以 及 25 1345835 99-12-15 一親水材料層’配置於對應該閘極上方的兩側之 該疏水石夕烧材料層上； 一金屬奈米粒子層，其金屬粒子表面修部有一親水基 團，配置於該黏著層之該第一親水表面與該第二親水表面 上’以分別作為一源極與一汲極；以及 一有機半導體層’配置於該黏著層之該疏水表面上， 且位於該金屬奈米粒子層上。 15. 如申請專利範圍第14項所述之有機薄膜電晶體， 其中該親水基團包括羥基、胺基、硫醇基或羧基。 16. 如申凊專利範圍第14項所述之有機薄膜電晶體， 其中該金屬奈米粒子層的材質包括金奈米粒子、銀奈米粒 子、把奈米粒子或銅奈米粒子。 17. 如申請專利範圍第14項所述之有機薄膜電晶體， 其中該有機半導體層的材質包括五環素、F8T2或聚噻吩衍 生物。 18. 如申請專利範圍第μ項所述之有機薄膜電晶體， 其中該閘極的材質包括金屬、金屬合金或金屬奈米粒子。 19. 如申請專利範圍第η項所述之有機薄膜電晶體， 其中該閘極絕緣層的材質為一含矽化合物。 20. —種有機薄膜電晶體的製造方法，包括： 於·一基板上形成一閑極； 形成一閘極絕緣層，以覆蓋該閘極與該基板； 於該閘極絕緣層上形成一黏著層，其中該黏著層具有 對應該閘極上方之一疏水表面，以及位於該疏水表面兩侧 26 1345835 99-12-15 之〆第-親水表面與-第二親水表面，其中該黏著層為一 堆疊材料層，且該堆疊材料層的形成方法向括： 於該閘極絕緣層场成—疏水魏材料層；以及 於對應該閘極上方的兩侧之該疏水雜材料層 上形成一親水材料層； 形成金屬粒子表面修舞有—親水基團之一金屬奈米粒 子層，以選擇性附著於該黏著層之該第一親水表面與該第 二親水表面上，以分別作為一源極與一汲極；以及 於該黏著層之該疏水表面上以及該金屬奈米粒子層上 形成一有機半導體層。 21.如申請專利範圍第20項所述之有機薄膜電晶體的 製造方法，其中該親水基團包括羥基、胺基、硫醇基或綾 基0 22.如申請專利範圍第20項所述之有機薄膜電晶體的 製造方法，其中形成該金屬奈米粒子層以選擇性附著於兮 黏著層之該第一親水表面與該第二親水表面上的方法包= 喷墨法或轉印法。 23. 如申凊專利範圍第20項所述之有機薄膜電晶體的 製造方法’其中該金屬奈米粒子層的材質包括金奈米粒 子、银奈米粒子、鈀奈米粒子或銅奈米粒子。 24. 如申請專利範圍第20項所述之有機薄膜電晶體的 製造方法’其中該有機半導體層的材質包括五環素、F8T2 戍聚嚓吩衍生物。 25. 如申請專利範圍第20項所述之有機薄膜電晶體的 27 1345835 99-12-15 製造方法，其中該閘極的材質包括金屬、金屬合金或金屬 奈米粒子。 26.如申請專利範圍第20項所述之有機薄膜電晶體的 製造方法，其中該閘極絕緣層的材質為一含矽化合物。 28
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