[发明专利]透明有机聚合物绝缘层及其制备方法与在有机场效应晶体管中的应用

权利要求书

1.一种制备有机绝缘层的方法，包括如下步骤：在衬底或有栅电极层的衬底上制备一层聚合物层后进行热处理，冷却后在所述衬底或所述栅电极层上得到所述有机绝缘层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：构成所述栅电极层的材料的电阻率为10⁴-10⁶Scm^-1；构成所述栅电极层的材料为金、银、铝、铜或氧化铟锡，优选氧化铟锡；所述栅电极层的厚度为20纳米至2毫米，优选150纳米；构成所述衬底的材料为玻璃、陶瓷或硅片；所述聚合物层的厚度为300-500纳米，优选400纳米；

所述热处理步骤中，温度为120-150℃，优选120℃，时间为0.5-2小时，优选1小时，真空度为小于10帕。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述制备一层聚合物层的方法为用聚合物的有机溶液在所述衬底上或所述栅电极层上进行旋涂；所述聚合物的有机溶液中，所述聚合物为聚间苯二甲酰肼，优选熔点为390-430℃的聚间苯二甲酰肼，更优选熔点为390℃的聚间苯二甲酰肼；溶剂选自二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的至少一种，优选二甲基乙酰胺；所述聚合物的有机溶液的浓度为60-120mg/mL，优选100mg/mL；所述旋涂步骤中，转速为2000-4000转/分，优选3000转/分。

4.权利要求1-3任一所述方法制备而得的有机绝缘层。

5.根据权利要求4所述的有机绝缘层，其特征在于：所述有机绝缘层的厚度为300-500纳米，优选400纳米。

6.权利要求4或5所述有机绝缘层在制备有机场效应晶体管中的应用。

7.一种有机场效应晶体管，由下至上依次由衬底、栅电极层、权利要求4或5任一所述有机绝缘层、有机半导体层和位于同一层的源电极层和漏电极层组成；所述源电极层和漏电极层之间不接触。

8.根据权利要求7所述的晶体管，其特征在于：构成所述衬底的材料为玻璃、陶瓷或硅片；

构成所述栅电极层的材料的电阻率为10⁴-10⁶Scm^-1；

构成所述栅电极层的材料为金、银、铝、铜或氧化铟锡，优选氧化铟锡；所述栅电极层的厚度为20纳米至2毫米，优选150纳米；

构成所述有机绝缘层的材料为聚间苯二甲酰肼，优选熔点为390-430℃的聚间苯二甲酰肼，更优选390℃的聚间苯二甲酰肼；所述有机绝缘层的厚度为300-500纳米，优选400纳米；所述有机绝缘层的电容为11nF；

构成所述有机半导体层的材料选自并五苯和聚3-己基噻吩中的至少一种，优选熔点为238℃的聚3-己基噻吩；所述有机半导体层的厚度为40-80纳米，优选40纳米；

构成所述源电极层和漏电极层的材料的电阻率均为10⁴-10⁶Scm^-1；构成所述源电极层和漏电极层的材料选自金、银和铜中的至少一种，优选金；所述源电极层和漏电极层的厚度均为40-50纳米，优选50纳米。

9.一种制备权利要求7或8所述有机场效应晶体管的方法，包括如下步骤：

1)在有栅电极层的衬底上制备一层聚合物层后进行热处理，冷却后在所述栅电极层上得到所述有机绝缘层；

2)在所述步骤1)所得有机绝缘层上制备一层有机半导体层；

3)在所述步骤2)所得有机半导体层上分别制备源电极层和漏电极层，所述源电极层和漏电极层位于同一层，且所述源电极层和漏电极层之间不接触，得到所述有机场效应晶体管。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤1)热处理步骤中，温度为120-150℃，优选120℃，时间为0.5-2小时，优选1小时，真空度为小于10帕；所述制备一层聚合物层的方法为用聚合物的有机溶液在所述栅电极层上进行旋涂；所述聚合物的有机溶液中，所述聚合物为聚间苯二甲酰肼，优选熔点为390-430℃的聚间苯二甲酰肼，更优选390℃的聚间苯二甲酰肼；溶剂选自二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的至少一种，优选二甲基乙酰胺；所述聚合物的有机溶液的浓度为60-120mg/mL，优选100mg/mL；所述旋涂步骤中，转速为2000-4000转/分，优选3000转/分；制备所述栅电极层的方法为真空热蒸镀法、磁控溅射法或等离子体增强的化学气相沉积方法；

所述步骤2)中，制备所述有机半导体层的方法为真空蒸镀法、旋涂法、滴膜法或印刷法；

所述步骤3)中，制备所述源电极和漏电极层的方法均为真空热蒸镀、磁控溅射法、等离子体增强的化学气相沉积方法或印刷法。