本文選題：有機(jī)薄膜晶體管 + 噴墨打印�。� 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)程中的間距比設(shè)置以及溶劑選擇等,通過(guò)調(diào)節(jié)打印間距比可以使器件的電流開(kāi)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(guò)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(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(guò)程中穩(wěn)定性的多種因素,并基于此通過(guò)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(guò)描繪噴墨過(guò)程中噴墨速率與頻率的關(guān)系表征了噴墨穩(wěn)定性,并分別利用四氫化萘以及混合溶劑制備了有機(jī)薄膜晶體管。相對(duì)于單一四氫化萘溶劑,混合溶劑在有效優(yōu)化噴墨穩(wěn)定性的同時(shí)還在一定程度上提高器件的性能。
[Abstract]:In recent years, the development of organic thin film transistors has received unprecedented attention. With the development of research, the performance of organic thin film transistors has been close to the traditional inorganic thin film transistors and has been extended to flexible, foldable and other fields. Among them, organic thin film transistors fabricated by inkjet printing technology are favored for their low cost and direct patterning. The main research direction of this paper is the organic thin film transistor of inkjet printing TIPS and pentabenzene as the active layer. Based on this, the optimization of the conditions in the process of inkjet printing and the nucleation of semiconductors are carried out. A series of studies on the microdynamic behavior of TIPS pentabenzene in inkjet printing process are presented in this paper. The main contents are as follows: 1) Ink-jet printing of TIPS and penta-benzene monolayers on UV-ozoneFT-FDTS / PVP modified PETS-modified substrates respectively. The factors affecting the size of the single point films and the reasons for the appearance of coffee rings are studied. The dispersion component of the surface energy of the substrate determines the radius of the droplet after drying, and reducing the polar component of the substrate can effectively eliminate the influence of the coffee ring. Finally, the optimal PVP substrate is used to further optimize the parameters in the ink jet printing process, including the setting of the distance ratio in the ink jet printing process and the selection of the solvent, etc. By adjusting the printing spacing ratio, the current-switching ratio of the device can reach an optimal value. Considering the solubility and other factors, it was determined that tetrahydronaphthalene with high boiling point and mild solubility was selected as printing solvent. The nucleation mode of TIPS pentaben semiconductor is controlled by adjusting the polarity of surface energy. The nucleation of tips and pentabenzene on substrates with high polarity of PVP and UV-ozone is dryness from the outside of the film to the inner nucleation, which will result in a large number of grain boundaries that block carrier transport along the channel direction. On the other two substrates with lower polarity, TIPS pentabenzene tends to nucleate at the interface between semiconductor and insulating layer, which greatly improves the overall coverage of the films. Especially on the PETS substrate, when the film thickness reaches a certain degree, the device mobility, sub-threshold swing and other performance parameters can be greatly improved. Based on this, the original ink-jet unstable tetralin solvent was optimized by the method of mixed solvent to achieve a stable inkjet effect. The stability of ink-jet was characterized by describing the relationship between the rate and frequency of ink-jet, and the organic thin film transistors were prepared by using naphthalene tetrachloride and mixed solvent, respectively. Compared with a single tetrahydronaphthalene solvent, the mixed solvent not only optimizes the stability of ink jet, but also improves the performance of the device to some extent.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN321.5

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本文編號(hào)：1822078