CN108504012B - 一种聚电解质复合介电层材料及其制备的有机薄膜晶体管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚电解质复合介电材料，以及应用该介电层材料制备的有机薄膜晶体管(OTFT)。所述聚电解质复合介电材料包含聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物。本发明的聚电解质复合介电材料及其柔性OTFT的制备方法简便、成本低。所述聚电解质复合介电材料电容大、具有弹性、柔性高；介电薄膜及OTFT的电学性能好，在低操作电压、低功耗柔性可穿戴电子设备等领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚电解质复合介电材料和由所述介电材料构筑的有机薄膜晶体管及其制备方法，以及在柔性电子设备中的应用，属于功能材料与器件领域。
背景技术
近年来，有机柔性电子材料与器件，在电子皮肤、可穿戴设备、智能传感、柔性显示等领域显示出良好的应用前景，引起了人们的高度重视。作为一类关键的柔性电子元器件，有机薄膜晶体管(Organic thin-film transistor,OTFT)发展十分迅速，是当前柔性电子学的研究前沿。较之于传统的无机晶体管，OTFT具有质轻、便携、柔性好、成本低等优势，并可实现大面积的溶液加工、喷墨打印、低温真空蒸镀成膜，而且易于对有机分子结构设计与修饰，从而改善有机半导体的性质，提高器件性能。
尽管OTFT具有上述诸多优点，但受限于二氧化硅等传统介电材料的电容小、柔韧性差等局限性，使得OTFT依然存在载流子迁移率偏低、操作电压高等问题，限制了它们在柔性可穿戴设备方面的应用。使用自组装单分子层、高介电常数的超薄聚合物薄膜或高k无机氧化物等充当介电层材料在一定程度上可以解决这些问题(Chem.Rev.2010,110,205)。从目前的研究结果看，高介电常数的无机介电材料尽管电容大和稳定性好，但往往需要苛刻的沉积或高温工艺，而且无机材料的脆性使之在弯曲时容易损坏。相比之下，有机聚合物介电材料具有优异的柔韧性、良好的绝缘性以及与有机半导体的界面相容性，因此是一类有潜力的OTFT介电材料。目前大部分有机聚合物介电材料的介电常数较小，介电层的电容不够大，难以实现低电压驱动的OTFT。为了有效降低器件操作电压，发展新型聚合物介电层，特别是具有双电层效应的高电容聚电解质介电材料，获得低电压的高性能OTFT尤为关键。但是利用两种或多种聚电解质组分如聚丙烯酸类电解质和聚乙二醇等进行功能复合与交联，制备柔性好、有弹性的聚电解质复合介电材料充当栅极介电层并制备柔性低电压OTFT的方法还未有报道。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种聚电解质复合介电材料，该聚电解质复合介电材料为可形成双电层、电容大、柔韧性好、具有弹性、强度高的聚电解质复合介电材料。
所述聚电解质复合介电材料，包含聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物。
可选地，所述聚丙烯酸类电解质与所述含有羟基的聚合物共混和交联。
可选地，所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物总质量的5％～50％。
可选地，所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物总质量的20％～40％。
可选地，所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物总质量的25％。
可选地，所述聚丙烯酸类电解质选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物中的至少一种。
可选地，所述聚丙烯酸类电解质选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺中的至少一种。
可选地，所述聚丙烯酸衍生物为聚丙烯酰胺类聚合物。
可选地，所述含有羟基的聚合物选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚酯多元醇中的至少一种。
优选地，所述聚电解质复合介电材料含有聚丙烯酸(简写为PAA)和聚乙二醇(简写为PEG)。
优选地，所述聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的5％～50％。
优选地，所述聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的20％～40％。
优选地，所述聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的25％。
根据本发明的另一个方面，提供了一种聚电解质复合介电薄膜，该聚电解质复合介电薄膜为可形成双电层、电容大、柔韧性好、具有弹性、厚度可控、强度高的聚电解质复合介电薄膜。
所述聚电解质复合介电薄膜含有上述聚电解质复合介电材料中的至少一种。
可选地，所述聚电解质复合介电薄膜含有聚丙烯酸和聚乙二醇。
可选地，所述聚电解质复合介电薄膜的厚度为0.5～3μm。
可选地，所述聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的5％～50％。
可选地，所述聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的20％～40％。
可选地，所述聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的25％。
可选地，所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物共混和交联。
根据本发明的另一个方面，提供了一种聚电解质复合介电薄膜的制备方法，该方法采用便捷的溶液加工方法，成本低廉、工艺简单。
可选地，所述聚电解质复合介电薄膜的制备方法，采用溶液加工成膜法，由含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液制备得到。
可选地，所述含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液由以下方法制备得到：将溶剂加入所述聚丙烯酸类电解质和所述含有羟基的聚合物，均匀混合得到混合溶液，即所述含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液；
其中，所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物在溶液中的总浓度为10～60mg/mL；所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物总质量的5％～50％。
可选地，所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物在溶液中的总浓度为20～50mg/mL；所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物总质量的15％～40％。
可选地，所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物在溶液中的总浓度为40mg/mL；所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物总质量的25％。
可选地，所述溶液加工成膜法包括溶液旋涂和低温退火。
优选地，所述含有聚丙烯酸和聚乙二醇的溶液由以下方法制备得到：
称取聚丙烯酸和聚乙二醇，然后加入溶剂，均匀混合得到混合溶液，即所述含有聚丙烯酸和聚乙二醇的溶液；
其中，所述的聚丙烯酸与聚乙二醇在溶液中的总浓度为10～60mg/mL；
所述的聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的5％～50％；
可选地，所述的聚丙烯酸与聚乙二醇在溶液中的总浓度为20～50mg/mL；
所述的聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的15％～40％。
可选地，所述的聚丙烯酸与聚乙二醇在溶液中的总浓度为40mg/mL；
所述的聚乙二醇占聚丙烯酸与聚乙二醇总质量的25％。
可选地，所述溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。
根据本发明的再一个方面，提供了一种柔性有机薄膜晶体管(简写为OTFT)，该柔性OTFT具有良好的电学性能、优异的柔性和弯曲稳定性，其在使用时呈现低操作电压、低功耗的优良特性，使其在柔性电子器件领域有广阔的应用前景。
所述有机薄膜晶体管，包括基底、源漏电极、有机半导体层、介电层和栅极，所述介电层包含上述聚电解质复合介电材料、上述的聚电解质复合介电薄膜或根据上述方法制备得到的聚电解质复合介电薄膜中的至少一种。
可选地，所述的基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(简写为PET)、聚萘二甲酸乙二酯(简写为PEN)、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、玻璃或金属箔中的至少一种。
可选地，所述的基底材料为PET和PEN。
可选地，所述的栅极材料为氧化铟锡(简写为ITO)、锌铝氧化物(简写为AZO)、金、银、铝或导电高分子材料。
可选地，所述导电高分子材料为导电高分子聚3,4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)。
优选地，所述的栅极材料为ITO或金。
可选地，所述的栅极材料为金。
可选地，所述的有机半导体层材料选自有机聚合物半导体材料或有机小分子半导体材料中的一种。
可优选地，所述的有机半导体层材料选自p型有机聚合物半导体材料中的一种。
可选地，所述的有机半导体层材料为p型有机聚合物：引达省并二噻吩(IDT)与苯并噻二唑(BT)的共聚物(简写为PIDT-BT)，或可加入质量分数为2％的小分子半导体材料7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷(简写为TCNQ)作为添加剂。
可选地，所述的源漏电极材料选自金、银、铝、ITO、AZO或PEDOT:PSS中的一种。
优选地，所述的源漏电极的材料为金。
本发明所述的有机半导体材料是指根据载流子运输能力大小来划分，有机半导体对空穴输运能力“明显”优于对电子的输运能力，则定义这种半导体为p型，反之则为n型有机半导体材料。
根据本发明的又一个方面，提供了一种OTFT的制备方法，该方法采用便捷的溶液制备方法，该方法的能耗小、成本低。
该方法包括下述步骤：
(1)在基底上沉积制备金属源极和漏极，表面经紫外臭氧处理后，即获得源漏电极/基底组件；
(2)将有机聚合物半导体材料的溶液旋涂在步骤(1)制备得到的源漏电极/基底组件的表面；旋涂结束后，经低温退火处理，即得到有机半导体层/源漏电极/基底组件；
(3)将所述含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液旋涂在步骤(2)制备得到的有机半导体层/源漏电极/基底组件的表面；旋涂结束后，经低温退火处理，即得介电层/有机半导体层/源漏电极/基底组件；
(4)在步骤(3)得到的介电层/有机半导体层/源漏电极/基底组件上的介电层上沉积制备金属栅电极，即制得所述有机薄膜晶体管。
可选地，步骤(2)和(3)所述低温退火处理是在旋涂结束后，置于50～100℃不少于20min。
可选地，所述步骤(2)和步骤(3)中低温退火温度的上限选自70℃、80℃、90℃或100℃；下限选自50℃或60℃。
可选地，所述步骤(2)和步骤(3)中低温退火时间的上限选自60min、80min、100min、120min或180min；下限选自20min或40min。
可选地，步骤(3)为将所述含有聚丙烯酸和聚乙二醇的溶液旋涂在步骤(2)制备得到的有机半导体层/源漏电极/基底组件的表面；旋涂结束后，经低温退火处理，即得介电层/有机半导体层/源漏电极/基底组件。
根据本发明的又一个方面，提供了一种所述聚电解质复合介电材料、所述聚电解质复合介电薄膜、根据所述方法制备得到的聚电解质复合介电薄膜、所述有机薄膜晶体管、根据所述方法制备得到的OTFT在电子器件领域方面的应用。
本发明中，聚丙烯酸简写为PAA；
聚乙二醇简写为PEG；
有机薄膜晶体管简写为OTFT；
聚对苯二甲酸乙二醇酯简写为PET；
聚萘二甲酸乙二酯简写为PEN；
氧化铟锡简写为ITO；
引达省并二噻吩(IDT)与苯并噻二唑(BT)的共聚物简写为PIDT-BT；
小分子7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷简写为TCNQ；
有机导电高分子聚3,4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐简写为PEDOT:PSS。
本发明能产生的有益效果包括：
(1)本发明提供的聚电解质复合介电薄膜材料是一类可形成双电层、电容大、柔韧性好、具有弹性、厚度可控、强度高的聚电解质复合介电层材料；
以成本低廉的PAA和PEG为原料，在PAA体系中引入PEG，能使聚合物薄膜形成双电层效应，大幅提高介电层的电容，从而使得本发明制备的OTFT器件在小于1伏的低操作电压下能正常工作，并具有高水平的载流子迁移率和开关比。该柔性OTFT器件的电流开关比>104，空穴迁移率大于0.1cm2V-1s-1。该柔性OTFT器件各界面接触良好，具有典型的p型晶体管特性。
(2)本发明所提供的聚电解质复合介电材料的薄膜制备方法成本低、工艺简便；该方法制得的所述共混液在空气中为稳定存在的透明均相溶液，进而可溶液加工制得连续均一的薄膜。
(3)本发明所提供的本发明所提供的OTFT具有优异的柔性和弯曲稳定性，其在使用时具有低操作电压和低功耗的优良特性，使其在柔性电子器件领域具有广阔应用前景；
所述的介电层材料，与单纯PAA介电层的器件相比，本发明的OTFT电学性能有较大提升；
所述的OTFT在弯曲状态下仍能保持良好的电学性能，对不同弯曲程度和弯曲次数有着良好的稳定性(弯曲半径r＝3mm时，弯曲数千次后性能能够保持最初未弯曲状态的约90％)。
(4)本发明所提供的OTFT的制备方法采用便捷的溶液方法制备，制备的过程中退火温度低，降低了成本和能耗，有利于产业化。
(5)本发明提供的聚电解质复合介电材料为介电层制作的柔性OTFT器件在连续弯曲数千次后，性能无明显衰减，显示出良好的稳定性，为今后开发低工作电压、低功耗的高性能柔性电子器件向实际应用的转化提供了可行性方案。
(6)本发明提供的复合介电材料及其低电压OTFT的整个制备成本低、工艺简便、电学性能好，在低能耗柔性电子器件、可穿戴设备等领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明中基于PAA和PEG的聚电解质复合介电层的柔性OTFT器件结构原理示意图。
图2为本发明实施例2所制备的柔性OTFT的转移特性曲线图。
图3为本发明实施例2所制备的柔性OTFT的输出特性曲线图。
图4为本发明实施例3所制备的柔性OTFT在不同弯曲次数下的转移特性曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本发明的实施例中的原料和溶剂均通过商业途径购买，其中：
甲醇有机溶剂，PAA和PEG均购于西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
p型有机共轭聚合物PIDT-BT购于深圳睿迅光电材料科技有限公司；
小分子半导体材料TCNQ购于北京百灵威科技有限公司；
商业购买的PET薄膜，购自深圳华南湘城科技有限公司。
本发明的实施例中分析方法如下：
利用安捷伦4155c半导体参数分析仪进行OTFT的电学性能测试分析。
根据本发明的一种实施方式，本发明的OTFT的制备方法如下：
(1)源漏电极的制备：利用常规的真空热蒸镀法和预制结构的掩模板在PET或PEN基底上沉积制备源漏电极，其中源漏电极的沟道长宽比为1:20～300，热蒸发真空度约为1×10-4Pa，电流为30～35A，速率为
制得的源漏电极为金(Au)电极，电极厚度为50～100nm，之后电极表面经紫外臭氧处理10～30min；
(2)有机半导体层的制备：将有机p型聚合物材料PIDT-BT溶于氯苯中，在氮气保护的手套箱中搅拌得到浓度为1～10mg/mL的溶液，然后在步骤(1)制备的Au源漏电极表面，旋涂PIDT-BT氯苯溶液，再将旋涂后的样品放到80℃的加热台上进行退火20～60min，即制备得到有机半导体层；
(3)介电层的制备：称取聚丙烯酸和聚乙二醇，然后加入甲醇作溶剂，混匀即得含有聚丙烯酸和聚乙二醇的共混液，将共混液旋涂在步骤(2)制备的有机半导体层表面，再将旋涂后的样品放到80℃的加热台上进行退火20～180min，即制备得到聚电解质介电层；
(4)栅电极的制备：利用常规的真空热蒸发法和预制结构的掩模板在步骤(3)的介电层表面制备栅电极，工艺与源漏电极制备相同，最后制得基于柔性基底的PAA:PEG聚电解质复合介电层柔性OTFT。
实施例1
采用溶液旋涂方法和低温退火工艺制备PAA:PEG介电薄膜
步骤1：称取150mg的PAA和100mg的PEG溶于5mL甲醇中，在磁力搅拌下使之溶解，形成澄清透明的PAA与PEG的混合溶液；
步骤2：将步骤1中制备的PAA与PEG的混合溶液旋涂在基底表面，旋涂2次，匀胶机的设置参数为500转/min，匀胶时间为60s；旋涂结束后，再将样品放到80℃的加热台上退火120min，得到基底上的聚电解质复合介电薄膜。聚电解质复合介电薄膜的厚度约为1.5μm。
实施例2
1、采用顶栅底接触式薄膜晶体管结构，其相应柔性OTFT器件的制备过程为：
(1)采用真空热蒸镀法制备源漏电极：
通过真空热蒸镀的方法，在175μm的PET基底上采用长宽比为1:150的不锈钢掩模板制备50nm厚的Au源/漏电极，热蒸发的真空度约为1×10-4Pa，电流约为32A，速率约为
之后电极表面经紫外臭氧处理15min，得到源漏电极/基底组件；
(2)采用溶液旋涂技术制备有机半导体层：
步骤1：称取5mg的有机p型聚合物PIDT-BT，在氮气保护的手套箱中操作加入1mL的氯苯作溶剂，混合后在磁力作用下室温搅拌12h形成深色澄清的溶液；
步骤2：在氮气氛围的手套箱中将步骤1中的PIDT-BT氯苯溶液旋涂在源漏电极样品表面，匀胶机的设置参数为2000转/min，匀胶时间为60s；旋涂结束后，再将样品放到80℃的加热台上退火20min，得到有机半导体层/源漏电极/基底组件；
(3)采用溶液旋涂方法和低温退火工艺制备PAA:PEG介电层
步骤1：称取150mg的PAA和100mg的PEG溶于5mL甲醇中，在磁力搅拌下使之溶解，形成澄清透明的PAA与PEG的混合溶液；
步骤2：将步骤1中制备的PAA与PEG的混合溶液旋涂在有机半导体层PIDT-BT样品表面，旋涂2次，匀胶机的设置参数为500转/min，匀胶时间为60s；旋涂结束后，再将样品放到80℃的加热台上退火120min，得到介电层/有机半导体层/源漏电极/基底组件；
(4)采用真空热蒸镀法制备栅电极：
通过真空热蒸镀的方法，在介电层表面制备50nm厚的Au栅电极，热蒸镀的起始真空度约为1×10-4Pa，电流约为32A，速率约为
蒸镀完Au栅极后即制得柔性OTFT器件。
2、所制备的PET/Au/PIDT-BT/PAA:PEG/Au结构的柔性OTFT的器件结构原理示意图如图1所示。
3、柔性OTFT器件的性能测试：
制备的柔性OTFT为基于PEG占PAA与PEG的总质量的40％的介电层，利用安捷伦4155c半导体参数分析仪测试制备的柔性OTFT的转移特性曲线图(如图2所示)，其中源漏电压VD＝-0.7V；图2可以看出，该柔性OTFT器件的电流开关比>104，计算得到的空穴迁移率为0.12cm2V-1s-1。测试制备的柔性OTFT的输出特性曲线图(如图3所示)，其中栅极电压VG＝0～-0.7V；图3中的曲线从上到下依次对应的VG为-0.7V、-0.63V、-0.56V、-0.49V、-0.42V、-0.35V、-0.28V、-0.21V、-0.14V、-0.07V、0V。图3可以看出，该柔性OTFT器件各部分接触良好，具有典型的p型晶体管特性。
实施例3
(1)与实施例2的柔性OTFT的制备过程不同的为PEG占PAA与PEG的总质量的30％，有机半导体层采用PIDT-BT:TCNQ(其中TCNQ占PIDT-BT与TCNQ总质量的2％)，PET基底的厚度为50μm。
(2)柔性OTFT器件的弯曲性能测试：
利用安捷伦4155c半导体参数分析仪测试经过弯曲后的柔性OTFT的转移特性曲线图(如图4所示)，其中源漏电压VD＝-0.7V，柔性OTFT的弯曲半径r＝3mm，弯曲次数分别为0、10、100、1000、2000和3000次，不同周期循环的弯曲次数对于柔性OTFT的电学性能没有明显衰减，显示出该柔性OTFT具有良好的弯曲稳定性。
实施例4-11
实施例4～11与实施例2的柔性OTFT的制备过程不同部分如表1所示，未做说明的部分与实施例2相同。
实施例2～11中的介电层的厚度均在0.5～3μm之间。
表1
a)P3HT为聚3-已基噻吩的简写；b)PPDI-DTT为并三噻吩和苝酰亚胺单元的共聚物的简写。
对实施例4～11所得柔性OTFT的器件性能测试，采用源漏电压和栅极电压与实施例2一致，所得柔性OTFT的性能测试结果类似。
以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (14)
1.一种有机薄膜晶体管，其特征在于，包括基底、源漏电极、有机半导体层、介电层和栅极；所述介电层包含聚电解质复合介电薄膜、聚电解质复合介电材料中的至少一种；所述聚电解质复合介电薄膜包含聚电解质复合介电材料；所述聚电解质复合介电材料包含聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物；
所述聚丙烯酸类电解质选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺中的至少一种；
所述含有羟基的聚合物选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚酯多元醇中的至少一种；
所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物总质量的15%~40%；
所述聚丙烯酸类电解质与含有羟基的聚合物共混和交联。
2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述聚电解质复合介电材料含有聚丙烯酸和聚乙二醇。
3.根据权利要求2所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述聚乙二醇占聚丙烯酸和聚乙二醇总质量的15%~40%。
4.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述聚电解质复合介电薄膜的厚度为0.5~3 μm。
5.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述聚电解质复合介电薄膜的制备方法包括：采用溶液加工成膜法，由含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液制备得到。
6.根据权利要求5所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液由以下方法制备得到：
将溶剂加入所述聚丙烯酸类电解质和所述含有羟基的聚合物中，均匀混合得到混合溶液，即含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液；
其中，所述聚丙烯酸类电解质与所述含有羟基的聚合物在溶液中的总浓度为10~60mg/mL；所述含有羟基的聚合物占所述聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物总质量的15%~40%。
7.根据权利要求5所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述溶液加工成膜法包括溶液旋涂和低温退火。
8.根据权利要求5所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，采用溶液加工成膜法，由含有聚丙烯酸和聚乙二醇的溶液制备得到。
9.根据权利要求8所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述含有聚丙烯酸和聚乙二醇的溶液由以下方法制备得到：
称取聚丙烯酸和聚乙二醇，然后加入溶剂，均匀混合即得所述含有聚丙烯酸和聚乙二醇的溶液；
其中，所述聚丙烯酸与聚乙二醇在溶液中的总浓度为10~60 mg/mL；所述聚乙二醇占聚丙烯酸和聚乙二醇总质量的15%~40%。
10.根据权利要求9所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，所述基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚萘二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯醇、玻璃或金属箔中的至少一种；
所述栅极材料选自金、银、铝、氧化铟锡、锌铝氧化物、导电高分子材料中的至少一种；
所述有机半导体层的材料选自有机聚合物半导体材料、有机小分子半导体材料中的至少一种。
12.权利要求1或11所述有机薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
（1）在基底上沉积制备金属源极和漏极，表面经紫外臭氧处理后，即获得源漏电极/基底组件；
（2）将有机聚合物半导体材料的溶液旋涂在步骤（1）制备得到的源漏电极/基底组件的表面；旋涂结束后，经低温退火处理，即得到有机半导体层/源漏电极/基底组件；
（3）将含有聚丙烯酸类电解质和含有羟基的聚合物的溶液旋涂在步骤（2）制备得到的有机半导体层/源漏电极/基底组件的表面；旋涂结束后，经低温退火处理，即得介电层/有机半导体层/源漏电极/基底组件；
（4）在步骤（3）得到的介电层/有机半导体层/源漏电极/基底组件上的介电层上沉积制备金属栅电极，即制得所述有机薄膜晶体管。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）和（3）所述低温退火处理为：置于50~100℃的条件下不少于20 min。
14.权利要求1至11任一项所述有机薄膜晶体管、根据权利要求12或13中所述方法制备得到的有机薄膜晶体管在柔性电子器件和设备方面的应用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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