【摘要】：近年來柔性光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管發(fā)展迅速,受到越來越多的關(guān)注,柔性器件的應(yīng)用更加廣泛,與傳統(tǒng)的剛性器件相比,柔性器件具有制備成本低、質(zhì)量輕、可彎曲折疊等優(yōu)點(diǎn),其在柔性顯示等方面的應(yīng)用前景十分廣闊。目前,部分柔性器件性能提高迅速,逐漸有超越非晶硅器件的趨勢(shì)。但是柔性器件的發(fā)展仍面臨一些如柔韌性和穩(wěn)定性較差的問題。本文成功的在柔性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)襯底上制備了有機(jī)光敏場(chǎng)效應(yīng)管,并且通過十八烷基三氯硅烷(OTS)對(duì)器件的電介質(zhì)層表面進(jìn)行處理,獲得了性能較穩(wěn)定的器件,器件放置10 h后,電流下降不到4%。隨后,分別對(duì)器件進(jìn)行不同方向、不同半徑和不同次數(shù)的彎曲,彎曲后發(fā)現(xiàn),器件的性能在彎曲后下降明顯,表現(xiàn)為隨著彎曲次數(shù)的增加或者彎曲半徑的減小,器件的閾值電壓增大、遷移率減小、光響應(yīng)度和光生電流下降,各種參性能數(shù)的變化都反映了彎曲使器件性能惡化。這可能是在彎曲過程中,由于薄膜斷裂導(dǎo)致器件逐漸失去場(chǎng)效應(yīng)特性。為了優(yōu)化器件的性能,制備了以傒四甲酸二酐(PTCDA)和酞菁銅(CuPc)的混合材料為光吸收層,以CuPc為溝道傳輸層的混合平面-體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的柔性器件,并對(duì)其進(jìn)行與上述相同的彎曲測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,混合平面-體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的器件彎曲后光響應(yīng)度迅速下降,下降幅度和單層器件接近,而該器件的遷移率和閾值電壓的變化并不明顯。因此,相比于單層器件,優(yōu)化后的器件彎曲后電學(xué)性能更穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN386
【圖文】：

敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及應(yīng)用機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管的制備方法不斷優(yōu)化，適用于制備改善，如：紙、塑料、玻璃和纖維等。在柔性能也逐漸接近。圖 1.1 比較了有機(jī)半導(dǎo)體和無機(jī)體的性能目前還是不及一些無機(jī)半導(dǎo)體的性能某些創(chuàng)新應(yīng)用是無機(jī)半導(dǎo)體做不到的，即使無貴，制備成本高。FETs 的發(fā)展，柔性器件的應(yīng)用越來越廣，在各作為有機(jī)探測(cè)器的重要部分，在近些年引起學(xué)器廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域，如塑料光纖通信, 物醫(yī)學(xué)溝道載流子傳輸性能，有機(jī)功能層的光吸收能因此，如何制備具有高遷移率，較強(qiáng)光吸收性O(shè)FETs 發(fā)展中主要問題。

圖 1.2 柔性器件的應(yīng)用[27]OFETs 現(xiàn)已成功應(yīng)用于柔性顯示設(shè)備[8]，射頻識(shí)別標(biāo)簽(radio frequencyidentification rags，RFIDs)[9]，可穿戴設(shè)備[13]、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(static randomaccess memory, SRAM)、電子紙和柔性集成電路等[14]。OFETs 也被用于低成本高效探測(cè)設(shè)備的制備，應(yīng)用范圍十分廣泛，如：化學(xué)傳感[15]，生物傳感[16]，氣體傳感[17]，壓力傳感[18]等。此外，由于有機(jī)半導(dǎo)體具有光敏特性，OFETs 可以和一些光學(xué)器件結(jié)合制備成光傳感器[19]、光控開關(guān)、光電存儲(chǔ)器件等[20]。如圖 1.2列出了柔性器件的幾種應(yīng)用。其中，圖(a)是電子人造皮膚；圖(b)是制備的性能較好的柔性場(chǎng)效應(yīng)管，可以在彎曲半徑為 1 cm 時(shí)彎曲 50 次，并且器件性能沒有明顯惡化；圖(c)是 2010 年 Sony 制備的第一個(gè)可彎曲的彩色 OLEDs 顯示器，在彎曲時(shí)仍可以顯示動(dòng)態(tài)圖像；圖(d)是 Sumsung 研制的基于新型柔性 OLEDs 移動(dòng)電話[21]。1.3 柔性光敏有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管的研究進(jìn)展及主要問題

1）高性能、可以用溶液處理工藝制備的、空氣中較穩(wěn)定的 n 型半導(dǎo)體。目前，n 溝道的 OFETs 性能遠(yuǎn)不及硅器件，因此限制了有機(jī)互補(bǔ)電路的發(fā)展。溶液處理的相關(guān)工藝方便用于柔性襯底上大面積制備。而目前不適用于 n型半導(dǎo)體材料。因此，在探索高性能的 n 型半導(dǎo)體上仍有很大挑戰(zhàn)。2）新型可卷曲的襯底材料柔性襯底的基本性質(zhì)，如熱穩(wěn)定性，耐溶劑性和熱膨脹系數(shù)等都有待提高。爭(zhēng)取能達(dá)到玻璃的水平。3）先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新?lián)拔墨I(xiàn)報(bào)道，所有的聚合物都有較好的柔性。然而，溶液處理的器件通常是有較大的特征尺寸。因此有必要通過改善或者改變工藝來獲得小尺寸的有機(jī)器件。據(jù)估計(jì)，在接下來的 20 年，有機(jī)電子器件會(huì)有超過三千億美元的市場(chǎng)份額。在這個(gè)市場(chǎng)內(nèi)，有機(jī)柔性電路至少占有數(shù)百億美元，而且還在不斷增加。越來越多的先進(jìn)企業(yè)在柔性有機(jī)電路中投入大量資源。它有望與電子與信息技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)和光學(xué)等領(lǐng)域相結(jié)合在未來應(yīng)用中不斷發(fā)揮重要作用。

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本文編號(hào)：2751157