66、可溶液加工的小分子有机薄膜晶体管：材料、方法与架构

可溶液加工的小分子有机薄膜晶体管：材料、方法与架构

1. 引言

近年来，先进的可溶性小分子有机半导体展现出了超过 1 cm²/Vs 的迁移率。显示背板制造是一个对成本敏感的大市场，非常适合有机薄膜晶体管（TFT）。这是因为其性能要求可以达到，只需要一种类型的半导体，并且背板（如 LCD 或电泳显示）的开关特性比需要直流偏置的应用压力更小。

这些材料的可溶性使得诸如喷墨和凹版印刷、旋涂或狭缝模头涂布等溶液加工技术能够用于沉积半导体。溶液加工有潜力通过减少材料使用、实现全加成工艺、消除真空泵抽空时间来提高产量，以及与低成本的卷对卷制造技术兼容，从而降低制造成本。

可溶性半导体聚合物已被广泛研究用于场效应晶体管。例如，研究最多的聚（3 - 己基噻吩）在 OFET 应用中表现出高达 0.1 cm²/Vs 的空穴迁移率，而烷基取代的低聚噻吩薄膜的迁移率则高出一个数量级。

近年来，并五苯已成为气相沉积薄膜晶体管的基准材料，其空穴迁移率始终超过 1 cm²/Vs。在高度受控的条件下生长的红荧烯（一种并四苯衍生物）的多晶薄膜，空穴迁移率高达 4.6 cm²/Vs。不过，真空升华虽然能精确控制层厚度和便于器件构建，但材料使用效率低下，且不能充分利用材料的自组装特性，导致晶体域较小和缺陷密度较高。

直到最近，基于溶液加工的有机半导体的 TFT 才能够实现 1 cm²/Vs 的场效应迁移率。在过去十年中，该领域发展迅速，可溶性小分子半导体的性能现在已与真空升华的并五苯相当。

2. P 型半导体

• 并五苯前体 ：虽然并五苯可以在高温下从溶液沉积到玻璃基板上，但该过程与柔性塑料基板不兼