[發(fā)明專利]用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310753613.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103762314A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱龍臻;陳夢(mèng)婕;王迎;林廣慶;陸紅波;王曉鴻;呂國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/40
• 分類號(hào): H01L51/40
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法。

背景技術(shù)

有機(jī)薄膜晶體管（Organic?Thin?Film?Transistor，簡(jiǎn)稱OTFT）是一種用有機(jī)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體器件。有機(jī)材料相對(duì)于硅基材料加工困難、成本很高，但是有機(jī)材料可以制備成溶液，在溫和的條件下制備半導(dǎo)體器件，因而受到更多的關(guān)注，已經(jīng)成為下一代顯示技術(shù)中的核心環(huán)節(jié)。

由于有機(jī)半導(dǎo)體薄膜通常都具有較大的體電導(dǎo)，如果集成電路中薄膜晶體管器件的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜互相連接，一方面容易在相鄰器件之間產(chǎn)生串?dāng)_，另一方面也會(huì)使器件的漏電流大大增加，導(dǎo)致開關(guān)電流比降低。這些問(wèn)題的存在嚴(yán)重阻礙了OTFT器件在大面積陣列及集成電路中的應(yīng)用，所以有源層的圖案化格外重要。

噴墨打印圖案化法在所有圖案化方法中有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。首先它可以實(shí)現(xiàn)自寫入圖案化，即打印到哪里，哪里就自動(dòng)生成圖案。只需要對(duì)打印墨頭在基片上的坐標(biāo)進(jìn)行控制，設(shè)定好兩個(gè)打印點(diǎn)之間的間隔距離，就可以不依賴其他因素?(如模版，圖案設(shè)計(jì)等)?進(jìn)行圖案化的薄膜制備。?而且噴墨打印法還可以制備圖案化的絕緣層材料和電極材料。噴墨打印設(shè)備的機(jī)械化和智能化程度是極其先進(jìn)的，尤其是當(dāng)制備大面積的有機(jī)薄膜晶體管陣列時(shí)，多個(gè)墨頭配合工作可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成圖案化薄膜的制備。但噴墨打印法存在致命的缺陷，其方法制備的有機(jī)薄膜晶體管器件性能也較差。主要因?yàn)閲娔蛴≡O(shè)備打印出的薄膜不均勻，如果是單點(diǎn)打印，墨滴的干燥過(guò)程會(huì)出現(xiàn)咖啡環(huán)效應(yīng)，得到四周厚，中間薄的薄膜，使得薄膜的界面形貌不佳。其次，無(wú)論是單點(diǎn)打印還是多點(diǎn)連續(xù)打印，在溶劑蒸發(fā)過(guò)程中溶質(zhì)的結(jié)晶方向是不定向的。?這都會(huì)造成薄膜形態(tài)的不均勻，導(dǎo)致器件性能變差。為了改善這一缺陷，目前運(yùn)用較多有通過(guò)調(diào)控基片表面能、及片表面生長(zhǎng)有機(jī)單分子修飾層、旋涂聚合物層等來(lái)方法改變界面性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜形態(tài)以及結(jié)晶的調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法，用以調(diào)控打印的半導(dǎo)體薄膜的形貌和結(jié)晶形態(tài)，以調(diào)控器件的電學(xué)性能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）在基片的柵絕緣層上形成親水區(qū)域；

（2）將聚合物絕緣材料溶液旋涂在基片的柵絕緣層上形成聚合物絕緣層；

（3）用紫外光照使聚合物絕緣層內(nèi)部發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成交聯(lián)聚合物絕緣層；

（4）通過(guò)改變紫外光照時(shí)長(zhǎng)，不同程度的改善聚合物絕緣層的界面性質(zhì)，以調(diào)控半導(dǎo)體墨滴單點(diǎn)和薄膜尺寸、形貌和結(jié)晶形態(tài)，從而調(diào)控器件電學(xué)性能。

所述的用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法，其特征在于，所述的基片為硅基片、玻璃基片或塑料基片。

所述的用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法，其特征在于，所述的紫外光的波長(zhǎng)為254nm。

所述的用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法，其特征在于，所述的紫外光照時(shí)間為0-120min，優(yōu)選調(diào)控光照時(shí)間為0-60min。?

所述的用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法，其特征在于，所述的聚合物絕緣材料為聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯類、聚丙烯腈、二烯類橡膠或聚甲基硅氧烷，優(yōu)選聚苯乙烯。

所述的用于噴墨打印有機(jī)薄膜晶體管的絕緣層修飾方法，其特征在于，所述的半導(dǎo)體墨滴溶液的溶劑為二氯苯、四氫化萘或苯甲醚。

一種有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，包括依次排列的柵電極、柵絕緣層、交聯(lián)聚合物絕緣層、有機(jī)半導(dǎo)體層和源漏電極，其中，所述交聯(lián)聚合物絕緣層即通過(guò)權(quán)利要求1所述方法制備，有機(jī)半導(dǎo)體層通過(guò)噴墨打印制得。

所述的有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，所述的有機(jī)半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料為小分子型半導(dǎo)體，優(yōu)選6,13-雙（三異丙基硅烷基乙炔基）并五苯(TIPS-并五苯)、2,7-二癸基-[1]苯并噻吩[3,2-b][1]-苯并噻吩(BTBT)。

所述的有機(jī)薄膜晶體管，其特征在于，所述的源漏電極由金、銀、鋁或者石墨烯制得。

所述半導(dǎo)體小分子/墨滴溶劑的溶液質(zhì)量百分濃度為2%。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：