[發明專利]一種應用于柔性顯示領域的OFET器件

有效

• 申請號: 201710683714.0
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN109390468B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 陳卉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學中山學院
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/30;H01L51/40
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 沈成金

本發明主要研究一種應用于柔性顯示領域的有機場效應晶體管（OFET）結構設計，包括：柔性襯底材料PET，在PET上真空蒸鍍AL作為柵電極，旋涂聚合物甲基丙烯酸甲酯溶液作為介電層，真空蒸鍍有機小分子材料并五苯及有機材料環已基二[N，N（4?甲基苯基）苯胺]作為有機層，最后真空蒸鍍金屬金作為源漏電極，有機層采用體異質結結構提高載流子傳輸能力，定制不同溝道寬長比的源漏電極掩膜板，在其它工藝參數不變的情況下，選擇最優的溝道寬長比，進一步提高載流子的傳輸能力，使得載流子的傳輸速率能夠達到商用標準1cm²/（v.s）。

技術領域

本發明涉及具有柔性襯底/絕緣層/柵電極/有機層/源漏電極的有機場效應晶體管（OFET），尤其涉及柔性顯示領域（柔性存儲、柔性有機集成電路、柔性傳感器陣列、柔性射頻標簽等）中使用的有機場效應晶體管（OFET）結構設計。本發明還涉及不同溝道寬長比源漏電極掩膜板的設計。

背景技術

據國際知名有機電子資詢機構IDTechEx計算，有機電子器件在未來20年里，有可能占據3000億美元的市場份額，成為一個龐大的商業領域。有機功能柔性電路最少有幾百億美元的市場容量，并且還在不斷增長。基于有機場效應晶體管（OFET）的諸多優勢和廣泛應用，將有機場效應晶體管（OFET）與柔性襯底相結合迫在眉睫。有機場效應晶體管（OFET）有質量輕、易彎曲、成本低、可在低溫下處理和可以實現輥接輥制備的優勢，使其與柔性襯底的結合得以實現，可以制備各種柔性器件和電路。因此，有機場效應晶體管（OFET）在低成本、大面積、柔性電路中具有非常光明的應用前景。尤其是柔性全有機薄膜場效應晶體管，將是柔性點陣顯示驅動中最主要的電子器件之一。相信在不久的將來，柔性有機場效應晶體管（OFET）將走出實驗室，實現大規模產業化，在低成本、大面積柔性顯示、柔性集成電路、柔性射頻標簽和柔性傳感器等領域大顯身手，其前景非常廣闊。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種能應用于柔性顯示領域的有機場效應晶體管（OFET）結構設計，分子的軌道重疊越多，越有利于載流子的傳輸，作用較強的層狀堆積有機半導體材料有較高的載流子傳輸速率，但是價格昂貴。本發明采用性價比較高有機小分子材料并五苯（pentacene）作為有機層，為了提高載流子傳輸效率，加入高載流子移動率有機材料環已基二[N，N(4-甲基苯基)苯胺]（TAPC），通過一定工藝形成體異質結。為了避免體異質結內大量的施體/受體界面對載流子傳輸的影響，制備過程中有機小分子材料并五苯（pentacene）與有機材料環已基二[N，N(4-甲基苯基)苯胺]（TAPC）交替生長，形成超晶格結構。自制不同溝道寬長比的源漏電極掩膜板，在相同的工藝條件下，同時制備9個有機場效應晶體管（OFET），選擇最優化的溝道寬長比，進一步提高載流子的傳輸速率，達到商用標準1cm²/（v·s）。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種應用于柔性顯示領域的有機場效應晶體管（OFET），包括：作為柔性襯底的透明聚合物PET ，

在PET上蒸鍍鋁作為柵電極，

旋涂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶液作為介電層，

蒸鍍有機小分子材料并五苯（pentacene）及有機材料環已基二[N ，N(4-甲基苯基)苯胺]（TAPC）作為有機層，

最后蒸鍍金屬金（Au）作為源漏電極。

所述的柔性襯底聚對苯二甲酸乙二醇酯PET，尺寸是30 mm*30 mm。作為柵電極的鋁薄膜的厚度為60-100 nm。

所述的介電層層厚度200-800 nm，材質為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。

所述有機層厚度50-100 nm，材質為有機小分子材料并五苯（pentacene）及有機材料環已基二[N ，N(4-甲基苯基)苯胺]（TAPC）。