本文關(guān)鍵詞：溶液法薄膜制備工藝中微觀表面梯度的作用機(jī)制和應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有機(jī)薄膜晶體管具備了生產(chǎn)成本低廉和適于柔性基底制造等優(yōu)點(diǎn),在柔性電子制造等領(lǐng)域具有廣闊的潛在應(yīng)用前景。溶液法制備有機(jī)薄膜晶體管具備了非真空、低成本及環(huán)境友好性等優(yōu)勢(shì)而成為一種制造有機(jī)電子器件的有效工藝方法。其中,噴墨打印法具備微圖形數(shù)字化的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),浸漬提拉法擁有簡(jiǎn)單的一步工藝得到有序有機(jī)半導(dǎo)體分子薄膜等一般溶液法不具備的特點(diǎn)。本文主要利用噴墨打印法與提拉浸漬鍍膜法制備6,13-雙(三異丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS-并五苯)薄膜作為有源層制作有機(jī)薄膜晶體管,并基于此研究了溶液法薄膜制備工藝中微觀表面梯度的作用機(jī)制和應(yīng)用。主要內(nèi)容如下：(1)采用基于金誘導(dǎo)有機(jī)半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶取向的噴墨打印方法,利用表面能差異的誘導(dǎo)作用誘導(dǎo)薄膜生長(zhǎng)獲得了較優(yōu)的結(jié)晶度和結(jié)晶取向。對(duì)金誘導(dǎo)區(qū)域進(jìn)行表面處理,以金誘導(dǎo)區(qū)域作為噴墨打印起點(diǎn),打印小分子有機(jī)半導(dǎo)體材料TIPS-并五苯單線條薄膜。相對(duì)于絕緣層,金誘導(dǎo)區(qū)域的表面能色散分量稍高,導(dǎo)致TIPS-并五苯分子更早在金誘導(dǎo)區(qū)域固定成核,從而誘導(dǎo)薄膜形成沿著打印方向的取向生長(zhǎng),最終獲得大尺寸取向結(jié)晶的薄膜微觀形貌。通過(guò)改變薄膜和金誘導(dǎo)區(qū)域的重疊長(zhǎng)度L,可以提高器件的遷移率和性能的均勻性。隨著L值從150μm增大到350μm,器件的平均遷移率從0.03 cm2V-1s-1提高到0.077 cm2V-1s-1,最大遷移率達(dá)到0.151 cm2V-1S'1。當(dāng)L=250μm時(shí),遷移率的分布趨于集中。(2)通過(guò)光刻膠定義圖案化圖層,使用1H,1H,2H,2H-全氟十烷基三氯硅烷(FDTS)對(duì)基底進(jìn)行選擇性化學(xué)氣相處理得到潤(rùn)濕/非濕潤(rùn)濕區(qū)域,采用浸漬提拉法得到圖案化TIPS-并五苯薄膜(圖案面積為400×500μm2)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通過(guò)對(duì)提拉速度的優(yōu)化,可以明顯優(yōu)化薄膜形貌和提高器件遷移率。在使用氯仿作為溶劑,提拉速度為7 mm/min時(shí),所制備的圖案化薄膜器件所獲得的最大遷移率為0.66 cm2V-1s-1,開(kāi)關(guān)比可達(dá)到4×104。作為對(duì)比,通過(guò)相同的提拉法鍍膜工藝在非圖案化的襯底上制備TIPS-并五苯薄膜,在相同的提拉速度下獲得了最優(yōu)的薄膜形貌和器件遷移率。(3)進(jìn)一步,通過(guò)控制浸漬提拉法中溶劑、提拉速度、濃度、溫度和襯底材料等參數(shù)制備高薄膜覆蓋率的TIPS-并五苯有機(jī)薄膜晶體管,探究了鍍膜過(guò)程中影響薄膜覆蓋率和器件遷移率的因素。在使用甲苯作為溶劑并控制溫度為30�！鏁r(shí),所制備的器件獲得了較優(yōu)的器件遷移率(0.264 cm2V-1s-1)和薄膜覆蓋率(57.16%)。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)薄膜晶體管 噴墨打印 浸漬提拉鍍膜 表面梯度 薄膜覆蓋率
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN321.5
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-17
• 第一章 緒論17-27
• 1.1 OTFT的背景介紹17
• 1.2 OTFT的制備方法17-22
• 1.2.1 噴墨打印法18-20
• 1.2.2 浸漬提拉法20-21
• 1.2.3 其他方法21-22
• 1.3 OTFT的應(yīng)用領(lǐng)域22-26
• 1.3.1 顯示領(lǐng)域22-24
• 1.3.2 傳感器24-25
• 1.3.3 大規(guī)模集成電路25-26
• 1.3.4 超導(dǎo)材料26
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容26-27
• 第二章 基本原理27-39
• 2.1 OTFT的基本原理27-33
• 2.1.1 OTFT的基本結(jié)構(gòu)27-28
• 2.1.2 OTFT的工作原理28-29
• 2.1.3 OTFT的電學(xué)參數(shù)29-32
• 2.1.4 OTFT的材料選擇32-33
• 2.2 噴墨打印機(jī)的基本原理33-37
• 2.2.1 連續(xù)噴墨打印34
• 2.2.2 按需噴墨打印34-37
• 2.3 浸漬提拉鍍膜機(jī)的基本原理37-38
• 2.4 襯表面能38-39
• 第三章 金誘導(dǎo)TIPS-并五苯的定向生長(zhǎng)39-51
• 3.1 引言39-40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程40-42
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器40
• 3.2.2 襯底的處理40-41
• 3.2.3 器件的制備41-42
• 3.3 結(jié)果表征與討論42-48
• 3.3.1 基底表面能42
• 3.3.2 金誘導(dǎo)薄膜形貌42-46
• 3.3.3 器件電學(xué)性能46-48
• 3.4 噴墨打印的其他共性研究48-50
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論50-51
• 第四章 浸漬提拉法制備圖案化有機(jī)半導(dǎo)體薄膜51-58
• 4.1 引言51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程51-52
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器51-52
• 4.2.2 襯底的處理52
• 4.2.3 器件的制備52
• 4.3 結(jié)果表征與討論52-57
• 4.3.1 溶劑的選擇52-53
• 4.3.2 溶劑和提拉速度對(duì)薄膜形貌的影響53-56
• 4.3.3 器件電學(xué)性能56-57
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論57-58
• 第五章 浸漬提拉法制備高覆蓋率有機(jī)半導(dǎo)體薄膜58-66
• 5.1 引言58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程58-60
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器58
• 5.2.2 襯底的處理58-59
• 5.2.3 器件的制備59-60
• 5.3 結(jié)果表征與討論60-65
• 5.3.1 覆蓋率的計(jì)算方法60
• 5.3.2 薄膜覆蓋率與器件遷移率60-65
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論65-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-76
• 附錄76-77
• 附表1 實(shí)驗(yàn)中主要使用材料一覽表76
• 附表2 實(shí)驗(yàn)中主要使用儀器一覽表76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況77

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本文編號(hào)：496050