一种有机薄膜晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机薄膜晶体管，包括基板、栅电极、绝缘层、有机半导体层、漏电极和源电极，结构组成为顶部接触式、底部接触式和顶部栅极式中的一种，其特征在于：所述绝缘层是需要紫外固化的一种或者多种材料的组合。本发明专利技术的目的是优化有机薄膜晶体管的制作工艺，提高有机薄膜晶体管的性能，大幅降低有机薄膜晶体管的成本，为有机薄膜晶体管的产业化大幅度降低工艺要求和生产成本，并且提高晶体管的良品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜晶体管
，具体涉及一种有机薄膜晶体管及其制备 方法。
技术介绍
伴随着信息终端的普及，作为计算机用的显示器，对平板显示器的需求不断高涨。此外，伴随着信息化的i^艮，以往以纸介质提供的信息改以电子化形 式提供的机会增加，作为薄且轻、可以轻便携带的便携用显示々某体，对电子文 件或数字文件的需求不断高涨。一般在平板型的显示装置中，利用了液晶、有机EL、电泳等的元件形成显 示媒体。此外，对于这样的显示媒体，为了确保画面辉度的均匀性或画面书写 转换速度等，使用由薄膜晶体管(TFT)构成的有源驱动元件作为图像驱动元件 的技术已成为主流。近年来，使用有机半导体材料的薄膜晶体管(OTFT)的开发在加速进行。 使用有机材料，降低了工艺温度。因此，预期可在大面积上廉价制作晶体管。 有机薄膜晶体管预计会用作超薄显示器和电子纸、射频识别卡(RF. ID)、 IC 卡等的驱动电路。为使有机薄膜晶体管工作，在源电极接地，漏电极施加漏极 电压的条件下，对栅电极施加的电压要超过阈值电压。此时，有机薄膜晶体管 的电导率因栅极电场而改变，使得电流在源电极与漏电极间流动。因此，作为 开关，就可才艮据栅压对源电极与漏电极间流动的电流进行通、断控制。迄今，已报导了用Si片之外的材料作为衬底来制作有机薄膜晶体管的大量 实例。然而，几乎没有迁移率超过O.l cn^/Vs的实例。当在PET上制作晶体 管时，最高迁移率为0.05 cm2/Vs。但是在Si晶片上做有机薄膜晶体管， 一般 的工艺是釆用在Si基板上做Si02来做绝缘层，这需要热氧化工艺来完成。这就需要把Si片置于通有氧气的高温环境内(900°C~1200°C )，硅片表面的硅和氧气 发生反应，形成Si02，氧化在氧化炉管中完成。这个工艺过程需要高温环境， 和高温设备，对于大规模制作有机薄膜晶体管是不利的。因此，改善绝缘层制 作工艺对是简化有机薄膜晶体管的制作工艺十分重要，对制作大面积的有4及薄 膜晶体管具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供， 该晶体管克服了现有技术中所存在的缺陷，简化了有机薄膜晶体管的制作工艺， 为有机薄膜晶体管的产业化降低了成本和工艺要求。本专利技术所提出的技术问题是这样解决的提供一种有机薄膜晶体管，包括 基板、栅电极、有机栅绝缘层、有机半导体层、漏电极和源电极，其特征在于， 所述有机栅绝缘层材料为紫外固化胶，包括自由基型紫外光固化胶粘剂，阳离 子型紫外光固化胶粘剂以及两者的混合体系；所述有机半导体层的材料为以下 材料中的一种或者多种并四苯；并五苯；及其具有取代基的衍生物；低聚噻 吩；其包含连接在逸吩环的第2及5位置的四至八个瘗吩；茈四曱酸二酐 (PTCDA);萘四甲酸二酐(NTCDA);及其酰亚胺衍生物；金属化酞菁及其卣 代衍生物，全氟化酞菁铜(F16CuPc);酞菁铜(CuPc);亚噢吩基和1， 2-亚乙 烯基的低共聚物和共聚物；富勒烯(C6。)及其衍生物；菲(Perylene)及其衍生 物；Alpha-六痉汾(a誦Sexithiophene);红茔烯(Rubrene);聚噢汾(Polythiophene); 聚3-己基逸吩(poly(3-hexyithiophene))。按照本专利技术所提供的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有机栅绝缘层厚 度为1 nm 500 nm，最佳厚度为60 nm。按照本专利技术所提供的薄膜晶体管，其特征在于，所述自由基型紫外光固化 胶粘剂包括基础树脂、单体、光引发剂和光敏剂以及助剂；所述阳离子型紫外 光固化胶粘剂包括阳离子单体、稀释剂和阳离子光引发剂。按照本专利技术所提供的薄膜晶体管，其特征在于，所述基础树脂包括不饱和 聚酯树脂、丙烯酸系树脂和多硫醇-多烯体系；所述单体包括苯乙烯及其衍生 物、单官能团或多官能团(曱基)丙烯酸酯；所述光引发剂包括安息香及其衍生物安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚和乙酰苯衍生物；光敏剂包括二 苯曱酮、硫杂蒽醌和米贵酮，助剂包括增塑剂、触变剂、填充剂、防静电剂、 阻燃剂和偶联剂；所述阳离子单体包括各种环氧树脂或改性环氧树脂或含氟以 及不含氟的混合树脂或者脂肪族和双酚D -型混合环氧树脂；所述稀释剂包括各 种活性环氧树脂稀释剂以及各种环醚、环内酯、乙烯基醚单体作为光固化树脂 的稀释剂；所述阳离子光引发剂包括二芳基换鎗盐、三芳基硤鐵盐、三芳基辟u 鑰盐和三芳基硒鑰盐；自由基型紫外光固化粘胶剂和阳离子型紫外光固化粘胶 剂的混合体系包括二苯甲基碘錄六氟磷酸盐(DPI. PFs)作光引发剂，引发双 酚A环氧树脂E51和丙烯酸酯预聚物AE的混合树脂。按照本专利技术所提供的薄膜晶体管，其特征在于，所述丙烯酸系树脂包括聚一 酯-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯、氨基曱酸酯-丙烯酸酯和聚醚-丙烯酸酯。按照本专利技术所提供的薄膜晶体管，其特征在于，所述多硫醇-多烯体系包 ^括以下结构式的物质oCH3(GH2)nC(CH2ofe(CH2)nSH)3 HS(CH2)ntto(GH2CH20)ni(CH2)nSH其特征在于，所述源电极、漏电极其特征在于，晶体管结构为顶部接 其中顶部接触式结构构成是部件从 底端到顶端依次为基板、栅电极、有机栅绝缘层、有机半导体层以及在同一层 面的源电极和漏电极，底部接触式结构构成是部件从底端到顶端依次为基板、 栅电极、有机栅绝缘层、在同一层面的源电极和漏电极、有机半导体层，顶部 栅极式结构构成是部件从底端到顶端依次为基板、在同 一层面的源电极和漏电 极、有机半导体层、有机栅绝缘层、栅电极。一种有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤0C(CH2o!i(CH2)nSH))4 HS(CH2CH20)nCH2CH2SH按照本专利技术所提供的有机薄膜晶体管， 和栅电极为金属或者导电薄膜。按照本专利技术所提供的有机薄膜晶体管:触式、底部接触式和顶部栅极式中的一种:① 先对皿进行彻底的清洗，清洗后干燥；② 在基板的表面制备栅电极；③ 形成栅电极的图形；④ 在镀有栅电极的l^的上制备有4;i^绝缘层；⑤ 对形成的有机栅绝缘层进行处理；⑥ 在已形成栅电极，以及已覆盖有机栅绝缘层的基板制备有机半导体膜；⑦ 然后制备源电极和漏电极；⑧ 形成源电极，漏电极图案。本专利技术所提供的有机薄膜晶体管，结构新颖，绝缘层粘结性增强与有才几半导 体层薄膜之间的连接度，提高了器件结构之间的附着能力；对绝缘层进行适当 的固化处理，使其形成致密结构，能更加有效的阻隔水氧ii^器件内部，提高 器件的性能和寿命；有机半导体层的好处是具有好的栽流子传输能力，制备工 艺简单，可以采用旋涂的方法制备，有机材料容易剪裁加工，多样性明显；采 用本专利技术中提供的制备方法能够有效的提高薄膜的性能，并采用旋涂工艺制备 薄膜，从而降低生产成本，可制成柔性器件；器件超薄，体积小，重量轻，制 备方法合理简单，易于操作。此工艺对有机场效应管的制作工艺有重要意义。 附图说明图1是本专利技术所提供的顶部接触式有机薄膜晶体管结构示意图； 图2是本专利技术所提供的底部接触式有机薄膜晶体管结构示意图； 图3是本专利技术所提供的顶部栅极式有机薄膜晶体管结构示意图。 其中，1、基板，2、栅电极，3、有机栅绝缘层，4、有机半导体层，5、源电才及，6、漏电才及。具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机薄膜晶体管，包括基板、栅电极、有机栅绝缘层、有机半导体层、漏电极和源电极，其特征在于，所述有机栅绝缘层材料为紫外固化胶，包括自由基型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂以及两者的混合体系；所述有机半导体层的材料为以下材料中的一种或者多种：并四苯；并五苯；及其具有取代基的衍生物；低聚噻吩；其包含连接在噻吩环的第２及５位置的四至八个噻吩；茈四甲酸二酐；萘四甲酸二酐；及其酰亚胺衍生物；金属化酞菁及其卤代衍生物；酞菁铜；亚噻吩基和１，２－亚乙烯基的低共聚物和共聚物；富勒烯Ｃ↓［６０］及其衍生物；苝Ｐｅｒｙｌｅｎｅ及其衍生物；阿尔法－六噻吩；红萤烯Ｒｕｂｒｅｎｅ；聚噻吩；聚３－己基噻吩。

【技术特征摘要】
1、一种有机薄膜晶体管，包括基板、栅电极、有机栅绝缘层、有机半导体层、漏电极和源电极，其特征在于，所述有机栅绝缘层材料为紫外固化胶，包括自由基型紫外光固化胶粘剂，阳离子型紫外光固化胶粘剂以及两者的混合体系；所述有机半导体层的材料为以下材料中的一种或者多种并四苯；并五苯；及其具有取代基的衍生物；低聚噻吩；其包含连接在噻吩环的第2及5位置的四至八个噻吩；茈四甲酸二酐；萘四甲酸二酐；及其酰亚胺衍生物；金属化酞菁及其卤代衍生物；酞菁铜；亚噻吩基和1，2-亚乙烯基的低共聚物和共聚物；富勒烯C60及其衍生物；苝Perylene及其衍生物；阿尔法-六噻吩；红萤烯Rubrene；聚噻吩；聚3-己基噻吩。2、 根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有机栅绝缘 层厚度为1 nrn 500跳3、 根据权利要求l所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述自由基型紫 外光固化胶粘剂包括基础树脂、单体、光引发剂和光敏剂以及助剂。4、 根据权利要求3所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，基础树脂包括不 饱和聚酯树脂、丙烯酸系树脂和多硫醇-多烯体系；单体包括苯乙烯及其衍生 物、单官能团和多官能团丙烯酸酯；光引发剂包括安息香及其衍生物安息香曱 醚、安息香乙醚、安...

【专利技术属性】
技术研发人员：于军胜，李璐，蒋亚东，张磊，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]