[发明专利]一种柔性TFT器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性TFT器件及其制备方法。本发明的柔性TFT器件依次包括柔性衬底、PI黏附层、栅电极、介电层、PαMS修饰层、半导体层、界面修饰层和源漏电极层，所述栅电极含有PEDOT:PSS，所述介电层含有PDMS‑HfO₂杂化材料，所述半导体层含有镧铟锌氧化物‑聚四乙烯基苯酚杂化材料。本发明采用上述有机与无机杂化体系材料和TFT器件结构，减少器件的因弯折而发生的膜层裂痕、位移等问题，从而提高柔性TFT器件的耐弯曲特性、稳定性和寿命。

技术领域

本发明涉及柔性显示技术领域，具体涉及一种柔性TFT器件及其制备方法。

背景技术

随着新型显示技术的发展，柔性显示由于其轻薄便捷、制备成本低、可弯曲等优势被广泛关注，但目前的技术中元器件制备材料和器件结构是限制柔性化发展的关键因素。因此，为了实现新一代的柔性电子器件，我们首先要寻找发现高电学性可应对机械柔性的新型材料；其次，基于这些材料制备二极管、晶体管等基础单元器件；最后根据不同材料特性获得的基础元器件组合集成逻辑电路。在电子元器件TFT单元中，使用廉价且大面积薄膜沉积技术代替高成本薄膜生长技术也是柔性化电子器件商业化应用的选择之一，但工艺尚需进一步探索和优化。

截至目前，市场大规模应用的驱动电路主要是基于非晶硅的TFT，传统的非晶硅、金属氧化物等无机材料性能高，但这些无机材料脆性大，将其应用在柔性器件，在弯曲过程中容易出现裂痕、形变、偏移等问题，不能满足柔性弯曲的要求，而且传统的材料经真空溅射沉积、高温处理也不能与相应的柔性衬底兼容。有机材料制备工艺简单，柔韧性好，但电学性能和稳定性存在较大的问题。因此，开发可应用于柔性光电子器件的TFT器件结构以及新材料体系具有重要意义。对于可以用于柔性电子的有机半导体材料，尽管在过去的20年取得了较大的进步，但其在低温制备条件下获得载流子迁移率仍大幅低于无机材料，因此在考虑应用有机半导体材料于柔性电子器件中，首要需要开发新的有机半导体材料或通过合理的设计器件结构以提升OTFT器件性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种柔性TFT器件及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种柔性TFT器件，依次包括柔性衬底、PI黏附层、栅电极、介电层、PαMS修饰层、半导体层、界面修饰层和源漏电极层，所述栅电极含有PEDOT:PSS，所述介电层含有PDMS-HfO₂杂化材料，所述半导体层含有镧铟锌氧化物-聚四乙烯基苯酚杂化材料。

本发明在柔性衬底与栅电极之间增加了黏附层，有利于简化栅电极图形化工艺，同时降低了器件因弯曲等操作导致的栅电极的严重位移和形变。

本发明在半导体层与源漏电极间引入界面修饰层，改善载流子的注入和传输，同时器件膜层黏附作用，减少器件应弯折而发生发层级错位。

本发明选用PEDOT:PSS作为器件栅电极，可提高器件的机械柔韧性。

本发明介电层采用PDMS-HfO₂杂化体系材料，PDMS由于其加工简单、价格低廉、商业化成熟、绝缘性能好等优势，作为可拉伸电介质材料广泛应用，但由于PDMS材料属性介电常数低(k3)，常常导致器件驱动电压大，而不适用于柔性器件。HfO₂介电材料由于其介电常数高、漏电低、易加工等优势，被广泛应用研究，但由于氧化物的脆性，在柔性器件中经过弯折之后，薄膜易出现裂痕，不利于柔性器件的稳定性和寿命。本发明采用PDMS-HfO₂杂化体系，可制备得到具有可应对机械柔性的高介电常数、低漏电的介电层薄膜，以制备低压驱动的TFT柔性器件。

本发明的PαMS修饰层有利于提高介电层与半导体层间的界面质量，从而提高器件电学性能。