[发明专利]一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管的制备方法

说明书

本发明设计了一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管的制备方法，即在常用的有机溶剂如氯仿溶剂的基础上，通过添加结晶性溶剂1,3,5‑三氯苯（TCB），红荧烯有机薄膜晶体生长从无序变为有序的生长方法。通过将溶于氯仿溶剂的TCB溶液滴涂于Si/SiO₂衬底基板，趁其刚形成结晶时，迅速滴加溶于氯仿溶剂的红荧烯半导体层。TCB会先在衬底基板上形成一层均匀有方向性的衬底修饰层。红荧烯分子在TCB修饰层上聚集生长，形成与TCB衬底方向相同的具有高度有序性的红荧烯有机半导体层。在红荧烯半导体层上蒸镀电极，最终形成有机薄膜晶体管。本发明成膜性能较好，操作简单，成本低廉，节约能源，在有机光电子器件领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明主要涉及一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管的制备方法，属于有机光电子技术领域。

背景技术

有机薄膜晶体管由于其具有有源层材料众多且来源广泛，薄膜的制备技术更多且简便，可以实现柔性制造等优势，受到了越来越多的关注。对于有机薄膜晶体管中的薄膜制备，当前主要采用溶液加工成膜和真空沉积成膜两种方法。真空沉积成膜方法具有成膜均匀，厚度可控的优点，但是操作复杂，成本较高。而溶液加工成膜虽然操作简单，成本较低，但是其成膜具有无定形性，制备成的薄膜需要采用退火等后期操作进行调控，但调控后的薄膜的规整性仍然不高。

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管的制备方法，即采用溶液加工成膜的方法，在常用的有机溶剂如氯仿溶剂基础上添加一种结晶性溶剂1,3,5-三氯苯（TCB），在结晶性溶剂的调控下，使红荧烯有机薄膜晶体生长从无序变为有序。

发明内容

本发明是一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管的制备方法，目的是为了克服溶液加工成膜方法中的薄膜无定形，后续加工处理操作繁琐，浪费能源等问题，利用在常规的溶液加工方法中，在常用的有机溶剂如氯仿溶剂基础上添加一种结晶性溶剂TCB使红荧烯有机薄膜晶体生长从无序变为有序。

本发明是一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管的制备方法。本发明是这样实现的，如图1，通过滴涂方式将溶于氯仿的TCB溶液（1）滴于Si/SiO₂衬底基板（2），趁其刚开始形成TCB结晶（3）时，滴加溶于氯仿溶剂的红荧烯溶液（4）。伴随着氯仿溶剂（5）的挥发，TCB会先形成更多结晶，在绝缘层上形成一层均匀有方向性的衬底修饰层（6）。红荧烯分子（7）在TCB修饰层上聚集生长，形成与TCB衬底方向相同的具有高度有序性的红荧烯有机半导体层（8）。最后通过蒸镀的方法，在形成的有机半导体层上蒸镀电极（9），形成一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管。

本发明能通过溶液法得到具有高度有序性的红荧烯半导体层，其成膜性能较好，有机分子排列有序，提升了有机薄膜晶体管的效率，节约大量的时间和能源。且本发明所用仪器设备简单、操作过程简便、成本低，在有机光电子器件领域有广泛的应用前景。

附图说明

图1是结晶性溶剂调控的有机薄膜晶体管的有机半导体层生长示意图。

具体实施方式

将尺寸为1.5 cm×1.5 cm的Si/SiO₂衬底基板（2）先用被丙酮溶液润湿的棉球擦拭，擦拭后用丙酮溶液冲洗，再用被乙醇溶液润湿的棉球擦拭，擦拭后用乙醇溶液冲洗，再用蒸馏水冲洗干净。将冲洗好的Si/SiO₂衬底基板（2）利用氮气吹干表面水分，放于烘箱中在120 ℃温度下烘干。把处理好的Si/SiO₂衬底基板（2）取出，将TCB以体积分数为1 %的比例溶于氯仿溶剂形成TCB溶液（1）中并滴加至Si/SiO₂衬底基板（2）上至溶液铺满衬底。15 s后，待TCB刚开始形成少量结晶（3）时，滴加溶于氯仿溶剂的红荧烯溶液（4）40 μL。伴随着氯仿溶剂（5）的挥发，TCB先在衬底基板上形成一层均匀有方向性的衬底修饰层（6）。红荧烯分子（7）在TCB修饰层上聚集生长，最终形成与TCB衬底方向相同的具有高度有序性的红荧烯有机半导体层（8）。最后通过蒸镀的方法，在形成的有机半导体层上蒸镀银电极（9）120 nm，形成一种结晶性溶剂调控的结晶性有机薄膜晶体管。