【摘要】：近年來,低成本的電子應(yīng)用如電子標(biāo)簽(RFID)、柔性顯示等越來越受到人們的廣泛關(guān)注。印刷電子技術(shù)由于其柔性化、大面積及低成本等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為了最有前途的電子產(chǎn)品制備技術(shù)。作為印刷電子學(xué)技術(shù)中的一員,噴墨印刷技術(shù)在電子器件制造工藝中有著十分廣泛的應(yīng)用。通過近年來國內(nèi)外的研究已實(shí)現(xiàn)了各種電子元件的印刷制備過程,尤其在有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管方面,得到了巨大的發(fā)展。相較于無機(jī)硅技術(shù)對(duì)于制備環(huán)境的高要求及制造工藝的高復(fù)雜性,噴墨印刷有著巨大的優(yōu)勢(shì),其制備的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管開始進(jìn)入人們的視野并得到研究。本文主要工作是通過使用Dimatix-3000噴墨打印設(shè)備完成對(duì)于納米銀電極層、聚-3己基噻吩(P3HT)半導(dǎo)體層的制備研究與優(yōu)化,以及有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備。首先通過改變不同的打印點(diǎn)間距從而得到納米銀電極和聚-3己基噻吩(P3HT)半導(dǎo)體層在二氧化硅表面點(diǎn)、線、面的制備。且分別研究了納米銀電極和聚-3己基噻吩(P3HT)半導(dǎo)體層在二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄片、載玻片、和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄片以及酞菁銅表面的成膜情況。通過改變打印條件,得到了在二氧化硅表面無咖啡環(huán)效應(yīng)的納米銀電極層。為了對(duì)柔性、低成本電子應(yīng)用做出貢獻(xiàn),特別分析了在硝酸纖維素膜上納米銀電極層和聚-3己基噻吩(P3HT)半導(dǎo)體層的制備情況,并獲得了在多孔隙紙上電阻值為158Ω的納米銀電極。其次,通過改變半導(dǎo)體層的打印層數(shù)制備出有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管,發(fā)現(xiàn)噴墨印刷半導(dǎo)體層數(shù)對(duì)于聚-3己基噻吩(P3HT)半導(dǎo)體層在器件溝道中的成膜情況有著巨大的影響,從而影響器件的性能。接著通過使用噴墨打印制備電極層和半導(dǎo)體層的方式,對(duì)比有無咖啡環(huán)效應(yīng)的源漏納米銀電極所制備的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能,發(fā)現(xiàn)無咖啡環(huán)效應(yīng)的源漏電極對(duì)于半導(dǎo)體層在器件溝道中的有序排列的干擾小于有咖啡環(huán)效應(yīng)的源漏電極,從而提高了所制備的器件的性能,其開關(guān)比相差將近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。最后通過結(jié)合噴墨印刷技術(shù)和旋涂的方法,完成了全溶液制備方式的柔性有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備,為課題后續(xù)對(duì)于柔性有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管在生物傳感及PH檢測(cè)方面的應(yīng)用提供了必要的參考。
[Abstract]:In recent years, low-cost electronic applications such as tag (RFID), flexible display have attracted more and more attention. Due to its advantages of flexibility, large area and low cost, printing electronic technology has become the most promising electronic product preparation technology. As a member of printing electronics, inkjet printing technology has been widely used in electronic device manufacturing technology. In recent years, the printing process of various electronic components has been realized through domestic and foreign research, especially in the field of airport effect transistors. Compared with the high requirement of inorganic silicon technology and the high complexity of manufacturing technology, inkjet printing has a great advantage. In this paper, the preparation and optimization of nano-silver electrode layer, polyhexylthiophene (P3HT) semiconductor layer and airfield effect transistor are studied and optimized by using Dimatix-3000 inkjet printing equipment. Firstly, the preparation of silver nanocrystalline electrode and P3HT semiconductor layer on the surface of silica was obtained by changing the spacing of different printing points. The film formation of nano-silver electrode and poly (hexylthiophene) (P3HT) semiconductor layer on silica, (PMMA) sheet, glass slide, (PET) sheet and copper phthalocyanine were studied. The nanocrystalline silver electrode layer without coffee-ring effect on silica surface was obtained by changing the printing conditions. In order to contribute to flexible and low-cost electronic applications, the preparation of nano-silver electrode layer and poly (3-hexylthiophene) semiconductor layer on nitrocellulose film was analyzed, and a nano-silver electrode with resistance of 158 惟 on porous paper was obtained. Secondly, by changing the number of printing layers of the semiconductor layer to produce the field effect transistor, it is found that the number of the ink-jet printing semiconductor layer has a great influence on the film formation of the poly (hexylthiophene) (P3HT) semiconductor layer in the channel of the device. Thus, the performance of the device is affected. Then, by using inkjet printing to prepare electrode layer and semiconductor layer, the performance of field effect transistor prepared by source and drain nanocrystalline silver electrode with or without coffee ring effect is compared. It is found that the interference of the source leakage electrode without coffee ring effect on the ordered arrangement of semiconductor layer in the channel of the device is less than that of the source leakage electrode with coffee ring effect, which improves the performance of the fabricated device, and the switching ratio is nearly two orders of magnitude difference. Finally, through the combination of inkjet printing technology and spin-coating method, the preparation of flexible airfield effect transistors with full solution preparation is completed. It provides a necessary reference for the application of flexible field effect transistors in biosensor and PH detection.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386

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本文編號(hào)：2182607