[发明专利]一种提高全有机薄膜晶体管器件迁移率的方法

说明书

本发明公开了一种提高全有机薄膜晶体管器件迁移率的方法。本发明采用酸溶液对全有机薄膜晶体管器件的PEDOT：PSS源漏电极进行酸处理，使电极的导电率(σ_dc)从2.69S/cm提高到5.52×10²S/cm，全有机薄膜晶体管器件的载流子高达1.36cm²V^‑1s^‑1，超过了非晶硅的载流子迁移率。

技术领域

本发明属于有机薄膜晶体管领域，具体涉及一种提高全有机薄膜晶体管器件迁移率的方法。

背景技术

自2000年H.Sirringhaus首次制备了高分率的全有机薄膜晶体管器件以来，全有机的OTFT器件载流子迁移率只有0.001-0.15cm²V^-1s^-1左右。载流子迁移率较低仍然是制约其应用的瓶颈。根据研究结果，低载流子迁移率主要是由于器件的接触电阻较大(15.0MΩ·cm)，比真空蒸镀金属电极的OTFT器件接触电阻大了2-3个数量级，这么大接触电阻主要来源于PEDOT：PSS的体电阻。没有经过任何处理的PEDOT:PSS电导率比较低，只有1S/cm左右，低电导率导致OTFT器件测试时较低的IDS电流，从而通过公式计算的载流子迁移率也比较低。

文献中已有一些报道可以提高PEDOT:PSS的电导率，包括在PEDOT:PSS溶液中添加如阴离子表面活性剂、乙二醇、二甲基亚砜、离子液体等等，或者用有机溶剂、盐、两性离子液体、酸等对PEDOT:PSS薄膜进行后处理，都能提高其电导率。但这些方法对PEDOT:PSS的电导率提高程度不大，如何更进一步提高PEDOT:PSS的电导率有待研究。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种提高全有机薄膜晶体管器件迁移率的方法。本发明提出利用质量浓度为98％的浓硫酸对电极材料进行后处理，从而提高电极材料的电导率，进而提高有机薄膜晶体管器件的电导率。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种提高全有机薄膜晶体管器件迁移率的方法，将PEDOT源漏电极进行酸处理，包括以下步骤：

采用喷墨打印技术制备PEDOT源漏电极，将PEDOT源漏电极加热处理，冷却后在PEDOT源漏电极表面加酸并静置一段时间，洗涤，干燥后热退火处理。

所述全有机薄膜晶体管器件的结构由下往上依次为：衬底、聚乙烯醇(PVA)界面修饰层、PEDOT源漏电极、PDQT有源层、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)绝缘层、聚乙烯醇(PVA)界面修饰层和PEDOT栅极。

优选地，所述PEDOT源漏电极和PEDOT栅极的材料均为导电聚合物PEDOT:PSS 500。

优选地，所述加热处理的温度为80～200℃，时间为5～15min。

优选地，所述冷却为自然冷却。

优选地，所述酸为硫酸、盐酸和硝酸中的至少一种，更优选为质量浓度为50～98％的浓硫酸酸、浓盐酸和浓硝酸中的至少一种。

优选地，所述静置的时间为5～15min。

优选地，所述洗涤为用水冲洗，所述干燥为氮气干燥。

优选地，所述热退火处理的温度为80～200℃，时间为5～15min。

优选地，所述衬底为透明玻璃。

优选地，所述聚乙烯醇(PVA)界面修饰层的厚度为40～100nm，PDQT有源层的厚度为40～100nm，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)绝缘层的厚度为400～600nm，聚乙烯醇(PVA)界面修饰层的厚度≤10nm；所述全有机薄膜晶体管器件的沟道长度为10μm，宽度为460μm。