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高性能并五苯有机薄膜晶体管的制备及在平板显示中的应用

作　者: 林广庆
导　师: 吕国强
学　校: 合肥工业大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 并五苯 表面修饰 柔性 有机薄膜晶体管 电性能
分类号: TN321.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 4次
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内容摘要


有机薄膜晶体管自发现以来，以其低廉的制作成本、简单的加工工艺引起了广泛的关注。其作为硅基晶体管理想的替代者，在平板显示领域具有很大的应用前景。本论文对表面修饰层改善并五苯有机薄膜晶体管的性能进行了研究，并把有机薄膜晶体管应用于驱动有机发光二极管发光。主要研究内容和工作如下：（1）研究了多种表面修饰层对器件性能的影响，对比后发现CPS是最优表面修饰层，采用CPS做表面修饰层，有机薄膜晶体管的平均迁移率提高到1.11cm2V-1s-1，并且采用CPS做表面修饰层的器件偏压稳定性也良好，开态电流在1530s后只下降了1%，继续加电持续到13530s时迁移率几乎没有减少。（2）研究了表面修饰层造成表面粗糙度横向特征变化尺寸对器件电学性能的影响，采用多层交联聚苯乙烯和反应离子蚀刻两种方法去达到表面粗糙度横向特征变化。结果表明随着表面粗糙度的增加并五苯成膜和结晶结构会随之改变，最终导致载流子的迁移率下降。（3）采用聚苯乙烯做表面修饰层，然后采用256nm紫外灯照射聚苯乙烯表面使其发生交联反应减少了聚合物末端链对偏压的影响，从而提高了偏压稳定性。经研究发现随着紫外光照时间增长交联反应程度加强，器件在空气中的迁移率和偏压稳定性呈增强的趋势。（4）在PVP绝缘层采用聚苯乙烯/氯硅烷和HMDS修饰后，与未修饰的器件相比迁移率分别提高了58倍和82倍。最后采用HMDS作为表面修饰层制备柔性OTFT，并五苯场效应晶体管的关态电流约为10-9A，电流的开关比超过104，最大场效应迁移率约可达0.338cm2V1s1。（5）采用湿法蚀刻和干法蚀刻提高OTFT图案化精度，并对有机薄膜晶体管相关制作工艺进行探索和完善，使制作完成的OTFT输出电流达到驱动OLED的要求，并加电对OTFT-OLED的工作原理进行展示。

全文目录


致谢  7-8
摘要  8-9
ABSTRACT  9-18
第一章 绪论  18-28
  1.1 前言  18-19
  1.2 有机薄膜场效应晶体管的历史与进展  19-20
  1.3 有机薄膜晶体管的工作原理和工作方式  20-23
    1.3.1 OTFT 的结构  20
    1.3.2 有机薄膜晶体管的工作原理  20-23
  1.4 有机薄膜晶体管的性能参数  23-24
    1.4.1 场效应迁移率  23-24
    1.4.2 阈值电压  24
    1.4.3 亚阈值摆幅  24
    1.4.4 开关比  24
  1.5 OTFT 的应用  24-26
    1.5.1 柔性有源矩阵显示器  24-26
    1.5.2 有机电子器件  26
  1.6 本论文主要研究内容  26-28
第二章 界面修饰层对 OTFT 器件性能的影响  28-37
  2.1 引言  28
  2.2 实验  28-29
  2.3 结果与分析  29-36
    2.3.1 接触角与表面能  29-30
    2.3.2 不同表面修饰的表面形貌  30-31
    2.3.3 不同表面修饰下并五苯的表面形貌  31-32
    2.3.4 器件的电学性能  32-36
  2.4 结论  36-37
第三章 系统分析粗糙度对 OTFT 器件的影响  37-48
  3.1 引言  37-38
  3.2 实验  38-39
    3.2.1 实验材料  38
    3.2.2 样品制备  38
    3.2.3 表征  38-39
  3.3 结果与讨论  39-47
    3.3.1 表面形貌  39-40
    3.3.2 功率谱密度  40-41
    3.3.3 半导体层形貌  41-43
    3.3.4 并五苯的结晶性  43-44
    3.3.5 电学性能  44-47
  3.4 结论  47-48
第四章 紫外光照表面修饰层提高 OTFT 偏压稳定性  48-55
  4.1 引言  48
  4.2 实验部分  48-50
    4.2.1 实验仪器及药品  48-49
    4.2.2 实验过程  49-50
  4.3 结果与讨论  50-54
    4.3.1 接触角和表面能  50
    4.3.2 电学性能  50-54
  4.4 结论  54-55
第五章 制备高性能柔性有机薄膜晶体管  55-64
  5.1 前言  55-56
  5.2 实验部分  56-57
    5.2.1 实验试剂与仪器  56
    5.2.2 实验过程  56-57
  5.3 结果与讨论  57-63
    5.3.1 接触角和表面能以及表面形貌  57-59
    5.3.2 器件的电学性能  59-63
  5.4 结论  63-64
第六章 制备 OTFT 驱动 OLED 发光像素点  64-70
  6.1 引言  64
  6.2 实验材料与仪器  64
  6.3 器件制作流程及工艺优化  64-69
    6.3.1 玻璃基板的清洗  65-66
    6.3.2 绝缘层的制备  66
    6.3.3 源漏电极的制备  66-67
    6.3.4 有源层的制备  67
    6.3.5 性能测试  67-68
    6.3.6 OTFT 驱动 OLED  68-69
  6.4 结论  69-70
第七章 结论  70-72
  7.1 结论  70-72
参考文献  72-79
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况  79-80

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体三极管（晶体管） > 晶体管：按工艺分 > 薄膜晶体管
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