离子凝胶栅介电层有机薄膜晶体管的制备与应用研究

发布时间：2017-05-05 11:15

  本文关键词：离子凝胶栅介电层有机薄膜晶体管的制备与应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：有机薄膜晶体管(organic thin film transistor,OTFT)具有机械柔韧性好、可低温溶液法加工,适合于塑料、纸张等普适性衬底等优势,在柔性显示、低成本智能电子标签等领域有着非常广阔的应用前景。然而由于材料和工艺的限制,OTFT存在着工作电压大、驱动电流低等问题,使其在应用上受到非常大的限制。为了解决这一问题,本论文研究了采用离子凝胶作为栅介电层的OTFT器件。离子凝胶介电层中的阴、阳离子在栅极偏置电压下分离形成双电层结构,在微米级的厚度下,亦可以获得μF/cm2数量级的单位面积电容,远远高于普通的聚合物介电材料,从而能有效地降低OTFT开关所需要的电压,并能显著提高开态电流。针对离子凝胶OTFT器件的制备,本论文发展了一种“cut and bond”的工艺方法。将简单涂布工艺形成的大面积离子凝胶薄膜切割成小片后。利用商业化的芯片贴合机,可很好地粘贴在有机半导体层表面,制备顶栅底接触的OTFT器件。该工艺很好地解决了传统方法中绝缘层加工对沟道带来的污染和破坏,并且可实现高精度的自动化加工以满足复杂电路的集成。采用这种工艺,制备了开关电压小于3 V,开态电流达到毫安级,电流开关比超过105的OTFT器件。基于该OTFT器件低工作电压和高驱动电流的特性,进一步研究了其应用于驱动LED,实现了同一柔性塑料衬底上离子凝胶OTFT驱动红、绿、蓝三种颜色LED的结构的集成,在小于3 V的调制电压下能够对不同的LED进行从暗态到高亮度的调控。
【关键词】：有机薄膜晶体管 低电压 高电流 离子凝胶 发光二极管
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN321.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 英文简写对照表7-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 OTFT的发展现状与挑战10-13
• 1.2.1 OTFT的发展现状12
• 1.2.2 OTFT的挑战12-13
• 1.3 离子凝胶栅介电层OTFT器件13-16
• 1.3.1 离子凝胶概述13-14
• 1.3.2 离子凝胶栅介电层OTFT工作原理14-16
• 1.3.3 离子凝胶OTFT的挑战16
• 1.4 论文研究目标、主要内容与章节安排16-18
• 第二章 离子凝胶薄膜的制备与表征18-23
• 2.1 离子凝胶薄膜的制备18-20
• 2.1.1 材料体系18-19
• 2.1.2 制备工艺19-20
• 2.2 离子凝胶薄膜的电学表征20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 离子凝胶OTFT的制备和表征23-33
• 3.1 器件结构与材料体系23-24
• 3.1.1 器件结构23
• 3.1.2 所采用材料23-24
• 3.2“Cut and bond”工艺24-27
• 3.3 器件制备工艺27-31
• 3.4 测试方法31
• 3.5 本章小结31-33
• 第四章 离子凝胶OTFT的表征结果和应用33-42
• 4.1 器件的电学表征结果33-34
• 4.2 器件应用34-40
• 4.2.1 应用概述34-35
• 4.2.2 集成工艺35-36
• 4.2.3 测试方法36-37
• 4.2.4 实验结果与讨论37-40
• 4.3 本章小结40-42
• 第五章 结论42-44
• 5.1 主要工作与创新点42
• 5.2 后续研究工作42-44
• 参考文献44-50
• 致谢50-52
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文52-54

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