基于噴墨印刷的有機(jī)薄膜晶體管的研制——導(dǎo)電聚合物PEDOT-PSS薄膜的制備和表征.pdf

1、有機(jī)薄膜晶體管具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景，近年來已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)的研究問題。而噴墨印刷技術(shù)作為一項(xiàng)微圖案化加工技術(shù)，它充分發(fā)揮了有機(jī)材料可溶液加工的特點(diǎn)，可以高效實(shí)現(xiàn)有機(jī)薄膜在柔性和大面積襯底上的圖案化加工，并且具有工藝簡單、成本低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是最具有工業(yè)化前景的技術(shù)之一。本課題就是將噴墨印刷技術(shù)和有機(jī)薄膜晶體管制備工藝結(jié)合起來，研究開發(fā)出一種工藝簡單、成本低廉、用途廣泛的OTFT制備技術(shù)。
　　 本論文主要完成

2、的工作是采用壓電式噴墨印刷技術(shù)制備了導(dǎo)電聚合物PEDOT/PSS薄膜電極，通過與利用旋涂工藝制備的PEDOT/PSS薄膜進(jìn)行比較，分析了影響薄膜導(dǎo)電性能的因素，完成了薄膜性能的表征。主要內(nèi)容包括:
　　 (1)對(duì)PEDOT/PSS溶液的印刷適性進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明濃度在0.16-0.30 wt.%之間的PEDOT/PSS溶液對(duì)愛普生噴墨打印機(jī)有較好的印刷適性。
　　 (2)分析了PEDOT/PSS薄膜電阻與薄膜長度、寬

3、度及打印次數(shù)的關(guān)系，結(jié)果表明利用噴墨印刷技術(shù)多次打印沉積的薄膜比較均勻，噴墨印刷技術(shù)可以成為一項(xiàng)薄膜沉積工藝。
　　 (3)I-V特性曲線說明銅電極與PEDOT/PSS薄膜樣品之間形成了良好的歐姆接觸，但是它們之間存在電勢降，這是銅電極和PEDOT/PSS存在功函數(shù)差造成的能級(jí)勢壘；
　　 (4)水蒸汽的物理吸附對(duì)PEDOT/PSS薄膜電導(dǎo)率影響很大；而電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系表明PEDOT/PSS是典型的跳躍式導(dǎo)電，并且計(jì)算

4、得到PEDOT/PSS的激活能為0.096eV。
　　 (5)退火和乙二醇摻雜都可以顯著改善PEDOT/PSS薄膜的電導(dǎo)率。退火降低了薄膜表面的粗糙度，從而減小了表面缺陷密度，有效改善了薄膜的導(dǎo)電能力；而乙二醇摻雜促使PEDOT分子鏈從低電導(dǎo)率的卷曲構(gòu)象向高電導(dǎo)率的線性或伸展構(gòu)象轉(zhuǎn)變，從而使電導(dǎo)率提高，激活能降低。從退火后粗糙度的改善情況來看，PEDOT/PSS薄膜的退火溫度控制在160℃左右比較適宜。
　　 試驗(yàn)表明，