一种高介电常数的复合材料及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种高介电常数的复合材料以及以该材料为介电层的有机薄膜晶体管的制备方法。通过溶胶‑凝胶法，让含端基的硅烷偶联剂在催化剂作用下水解形成含功能端基的硅溶胶，再与有机聚合物交联形成复合溶胶，作为有机薄膜晶体管介电层的材料。再用旋涂、浸涂、喷墨打印、3D打印等溶液法形成薄膜，经固化后形成介电层；然后再分别制备半导体层、电极层，制得有机薄膜晶体管器件。本发明专利技术中基于复合介电材料的有机薄膜晶体管其迁移率达5cm

A Composite Material with High Dielectric Constant and Its Application

The invention relates to a composite material with high dielectric constant and a preparation method of an organic thin film transistor with the material as a dielectric layer. By sol-gel method, silane coupling agents with terminal groups were hydrolyzed under the action of catalyst to form silica sol containing functional end groups, and then crosslinked with organic polymers to form composite sol as the material of organic thin film transistor dielectric layer. Then, thin films are formed by spin coating, dipping coating, inkjet printing, 3D printing and solidified to form dielectric layers. Then, semiconductor layers and electrode layers are prepared separately to produce organic thin film transistor devices. The organic thin film transistor based on composite dielectric material has a mobility of 5 cm.

【技术实现步骤摘要】
一种高介电常数的复合材料及其应用
本专利技术涉及有机半导体器件领域，尤其涉及一种高介电常数的复合材料以及以该材料为介电层的薄膜晶体管的制备方法。
技术介绍
有机薄膜晶体管(organicthinfilmtransistors，简称：OTFT)是采用有机半导体材料作为有源层的逻辑开关器件。由于有机材料的可加工性强，OTFT成为传感器、集成电路、OLED显示器及可穿戴等柔性电子技术的核心。作为电路的基础元器件，驱动电压、迁移率以及迟滞效应是衡量有机薄膜晶体管器件能否进行市场应用的重要指标。图1是底栅顶接触结构的有机薄膜晶体管的示意图，该有机薄膜晶体管共有五层，从下往上分别是基底、栅极、介电层、有机半导体层、源漏电极层。类似的，图2是底栅底接触结构的有机薄膜晶体管的示意图；图3是顶栅顶接触结构的有机薄膜晶体管的示意图；图4是顶栅底接触结构的有机薄膜晶体管的示意图。介电层在薄膜晶体管中的主要作用是在电场条件下，诱导半导体层产生载流子，并在源漏电极间形成导电通道，半导体层中载流子的浓度主要取决于介电层的电容率。在厚度一定的条件下，介电常数k高的材料，往往能在较小的电压下发生极化并诱导有机半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介电材料的制备方法，其特征在于，通过溶胶‑凝胶法，让含端基的硅烷偶联剂在催化剂作用下共水解形成含功能端基团的硅溶胶，再与有机聚合物混合，经交联反应后形成有机‑无机复合溶胶，作为有机薄膜晶体管的介电层材料。

【技术特征摘要】
1.一种介电材料的制备方法，其特征在于，通过溶胶-凝胶法，让含端基的硅烷偶联剂在催化剂作用下共水解形成含功能端基团的硅溶胶，再与有机聚合物混合，经交联反应后形成有机-无机复合溶胶，作为有机薄膜晶体管的介电层材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含端基的硅烷偶联剂为γ―氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ―巯丙基三乙氧基硅烷、γ―巯丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基三氯硅烷、正十六烷基三氯硅烷、正十二烷基三氯硅烷、正辛基三氯硅烷、γ―氯丙基三氯硅烷、γ―氯丙基甲基二氯硅烷、全氟十二烷基三氯硅烷、十七氟癸基三丙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三异丙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三氯硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基二甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、一氟三乙氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、氰乙基甲基二甲氧基硅烷、硅酸四乙酯中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含功能端基团的硅溶胶中功能端基团为卤素、乙烯基、巯基、氨基、环氧基、酯基中的一种或几种；所述有机聚合物为聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚对乙烯基苯酚、聚α-甲基苯乙烯、聚异丁烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚酯、全氟树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、乙酸、乙二酸、丁二酸、柠檬酸、山梨酸、对...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鸿，曹菊鹏，闫丽佳，贺玉，魏潇赟，朱亚楠，李婷，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44