基于噴墨打印工藝的小分子有機(jī)薄膜晶體管的制備和性能研究.pdf

1、近些年，有機(jī)薄膜晶體管的發(fā)展受到了前所未有的關(guān)注。隨著研究的不斷深入，有機(jī)薄膜晶體管的性能已經(jīng)逐漸接近傳統(tǒng)的無機(jī)薄膜晶體管并將其應(yīng)用擴(kuò)展到柔性、可折疊等領(lǐng)域。其中利用噴墨打印技術(shù)制備有機(jī)薄膜晶體管更是由于其成本低廉、直接圖案化等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)備受青睞。
　　本文的主要研究方向?yàn)閲娔蛴IPS并五苯作為有源層的有機(jī)薄膜晶體管，并基于此進(jìn)行了噴墨打印過程中的條件優(yōu)化設(shè)置、半導(dǎo)體成核方式、噴墨穩(wěn)定性等一系列關(guān)于噴墨打印工藝中TIPS并五苯的

2、微觀動(dòng)力學(xué)行為的研究。主要內(nèi)容如下:
　　(1)分別在UV-ozone、FDTS+UV-ozone、PVP、PETS修飾的襯底上噴墨打印TIPS并五苯單點(diǎn)薄膜，研究了單點(diǎn)薄膜尺寸大小的影響因素以及咖啡環(huán)形貌的產(chǎn)生原因。襯底的表面能色散分量決定了液滴干燥后的半徑大小，同時(shí)降低襯底的極性分量可以有效消除咖啡環(huán)的影響。最后利用優(yōu)選的PVP襯底對(duì)噴墨打印過程中的各項(xiàng)參數(shù)條件進(jìn)一步優(yōu)化，包括噴墨打印過程中的間距比設(shè)置以及溶劑選擇等，通過調(diào)節(jié)

3、打印間距比可以使器件的電流開關(guān)比達(dá)到一個(gè)最優(yōu)值，考慮到溶解性等因素最終確定選用沸點(diǎn)高且溶解性溫和的四氫化萘作為打印溶劑。
　　(2)分別在UV-ozone、PVP、PETS、PTS修飾的絕緣層襯底上噴墨打印TIPS并五苯制備底接觸有機(jī)薄膜晶體管。實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)表面能極性控制TIPS并五苯半導(dǎo)體的成核方式。對(duì)于在PVP以及UV-ozone極性較高的襯底上，TIPS并五苯的成核方式為從薄膜外圍向內(nèi)干燥成核，從而會(huì)在沿著溝道的方向產(chǎn)生大

4、量阻擋載流子傳輸?shù)木Ы纭６鳷IPS并五苯在另外兩種極性較低的襯底上更傾向于在整個(gè)半導(dǎo)體-絕緣層界面成核，這在很大程度上提高了薄膜的整體覆蓋率。特別是在PETS襯底上，當(dāng)膜厚達(dá)到一定程度后，器件的遷移率、亞閾值擺幅等性能參數(shù)能夠得到很大幅度的提高
　　(3)分析影響噴墨過程中穩(wěn)定性的多種因素，并基于此通過混合溶劑的方法優(yōu)化了原先噴墨不穩(wěn)定的四氫化萘溶劑，使其達(dá)到穩(wěn)定的噴墨效果。實(shí)驗(yàn)中通過描繪噴墨過程中噴墨速率與頻率的關(guān)系表征了噴墨穩(wěn)