[发明专利]一种有机薄膜晶体管及其制备方法和显示器件

说明书

本发明公开了一种有机薄膜晶体管及其制备方法和显示器件，首先在填充有纳米粒子的源/漏极模具和栅极模具上分别浇注聚合物溶液，固化后，翻模，得到源/漏极模板和栅极模板；然后分别在源/漏极模板和栅极模板表面制备金属层；接着将源/漏极金属层转印至柔性衬底上，然后在柔性衬底的金属层上制备绝缘层；最后将栅极金属层与制备有绝缘层的柔性衬底对准；将栅极金属层转印在柔性衬底上的绝缘层上，得到所述的有机薄膜晶体管；本发明通过利用增加聚合物模板有机薄膜晶体管源/漏极(或栅极)中纳米粒子含量来提高聚合物模板的杨氏模量并降低其热膨胀系数，限制聚合物模板在转移印刷过程中产生机械变形和热变形，实现有机薄膜晶体管高效、精确地转移印刷，从而生产电接触性良好的有机薄膜晶体管器件。

技术领域

本发明属于半导体工艺制作技术领域，特别涉及一种有机薄膜晶体管及其制备方法和显示器件。

背景技术

有机薄膜晶体管可应用于手机柔性屏、柔性微电子电路，可穿戴式传感器等领域，机械/热性能优异的聚合物模板在有机薄膜晶体管转移印刷技术中备受关注；现有的聚合物模板具有低的杨氏模量和高的热膨胀系数，导致其机械稳定性和热稳定性差，直接影响有机薄膜晶体管的对准精度和转印质量。

目前，提高聚合物模板机械/热稳定性能的传统方法是在聚合物中直接掺杂纳米粒子，然而，纳米粒子在聚合物中分散性差，对聚合物模板性能改善不明显，聚合物模板与对应转印层之间的机械/热稳定性仍然不匹配，在转移印刷过程中易发生对准偏差和转印不完全的现象；另外，采用传统方法制备的聚合物模板制作金属层时，由于有机薄膜晶体管源/漏极(或栅极)处的应力较大，使得该处的金属层出现大量褶皱和裂纹，并向四周蔓延，其严重影响了有机薄膜晶体管高效、精确的转移印刷(如附图1-2所示)。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种有机薄膜晶体管及其制备方法，以解决现有的聚合物模板机械/热稳定性能较差，聚合物模板与对应转印层之间的机械/热稳定性能不匹配的技术问题，以实现有机薄膜晶体管高效、精确地转印至柔性衬底上。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种有机薄膜晶体管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备源/漏极模板和栅极模板

在具有微米或纳米源/漏极阵列结构的源/漏极模具表面填充足量纳米粒子，并使纳米粒子填入微米或纳米源/漏极阵列结构中；

在具有微米或纳米栅极阵列结构的栅极模具表面填充足量纳米粒子，并使纳米粒子填入微米或纳米栅极阵列结构中；

将聚合物溶液浇注在填充有纳米粒子的源/漏极阵列结构或栅极阵列结构的模具表面，真空处理，固化，翻模，分别得到源/漏极模板和栅极模板；

步骤2、在步骤1的源/漏极模板表面制备源/漏极金属层；在步骤1的栅极模板表面制备栅极金属层；

步骤3、在柔性衬底表面制备有机半导体层，并将源/漏极金属层转印至有机半导体层上；

步骤4、在转印后的源/漏极金属层表面制备绝缘层；

步骤5、将步骤2中的栅极金属层转印至步骤4中的绝缘层上，得到所述的有机薄膜晶体管。

进一步的，步骤1中微米源/漏极阵列结构尺寸特征为：长×宽×深＝(8-50)×(5-35)×(1-50)μm；纳米源/漏极阵列结构尺寸特征为：长×宽×深＝(200-500)×(150-300)×(100-250)nm；

微米栅极阵列结构尺寸特征为：长×宽×深＝(3-12)×(8-40)×(1-50)μm；纳米栅极阵列结构尺寸特征为：长×宽×深＝(100-150)×(180-400)×(100-250)nm。