基于噴墨打印工藝的小分子有機薄膜晶體管的制備和性能研究.pdf

1、近些年，有機薄膜晶體管的發(fā)展受到了前所未有的關(guān)注。隨著研究的不斷深入，有機薄膜晶體管的性能已經(jīng)逐漸接近傳統(tǒng)的無機薄膜晶體管并將其應(yīng)用擴展到柔性、可折疊等領(lǐng)域。其中利用噴墨打印技術(shù)制備有機薄膜晶體管更是由于其成本低廉、直接圖案化等獨特優(yōu)勢備受青睞。
　　本文的主要研究方向為噴墨打印TIPS并五苯作為有源層的有機薄膜晶體管，并基于此進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并五苯單點薄膜，研究了單點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襯底對噴墨打印過程中的各項參數(shù)條件進一步優(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)比達到一個最優(yōu)值，考慮到溶解性等因素最終確定選用沸點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薄膜晶體管。實驗中通過調(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，從而會在沿著溝道的方向產(chǎn)生大

4、量阻擋載流子傳輸?shù)木Ы?。而TIPS并五苯在另外兩種極性較低的襯底上更傾向于在整個半導(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，使其達到穩(wěn)定的噴墨效果。實驗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)