基于溶液旋涂法和高压退火工艺制备了a-IGZO薄膜。采用椭圆偏振光谱分析仪以及原子力显微镜研究和分析了H2O2对薄膜的表面结构和光学特性的影响。实验结果表明, a-IGZO前驱液中不含H2O2的薄膜, 退火温度从220 ℃升高到300 ℃, 薄膜的光学带隙从3.03增加到3.29, 而膜表面粗糙层由20.69 nm降至4.68 nm。在同样的高压退火条件处理下, 与前驱液中没加入H2O2的薄膜相比, 折射率显著增加并明显的降低了薄膜表面粗糙度。退火温度在300℃时, 薄膜的光学带隙由3.29 eV增大到3.34 eV, 表面粗糙层由4.68 nm减少到2.89 nm。因此, H2O2可以在相对低温条件下有效降低薄膜内部的有机物残留及微缺陷, 形成更加致密的a-IGZO薄膜。证明了利用H2O2能够有效降低溶液法制备 a-IGZO薄膜所需的退火温度。

通过测量p+Si/PEDOT∶PSS/Tips-PEN/Ag器件的J-V特性, 研究了退火时间对溶液法制备Tips-PEN薄膜电流传输特性的影响。实验结果表明, 在退火时间为2 h和5 h的条件下, 随偏置电压的增加, 双对数J-V曲线存在斜率依次为2, 大于3以及2的不同区域, 而在退火时间达到10 h后, 低电压下斜率为2的区域消失。根据空间电荷限制电流模型, 分析了不同区域的电流传输机理, 并提取了陷阱密度和空穴的迁移率。在退火时间为10 h时, 材料有最低的陷阱密度570×1018/cm3和最大的空穴迁移率168×10-4 cm2/(V·s), 其在低偏置下传输特征的改变表明与溶剂残留有关的单一能级陷阱极大减小。

通过分析加入不同交联剂质量分数的PVP绝缘膜MIS结构的电学特性，研究了交联剂质量对PVP薄膜电学特性的影响。交联剂PMF和PVP均溶于PGMEA，PVP绝缘膜通过溶液旋涂法由交联剂质量分数分别为1%、3%、5%、7%的四种溶液制成，四种溶液PVP的质量分数均为5%。对CV特性、Vt特性和IV特性的分析表明，在PVP质量分数为5%的溶液中，加入质量分数为5%的交联剂，退火之后形成的PVP绝缘膜陷阱密度最低，漏电流最小，仅为2.9×10-8A/cm2。通过对JV特性曲线的线性拟合发现，PVP绝缘膜在低电场情况下漏电机理为PF效应，在高电场情况下PVP绝缘膜漏电机理存在由肖特基发射至空间电荷限制电流效应的转化。

采用转移线性法分析了以PVP为栅绝缘层、以Tips-pentacene为有源层的有机薄膜晶体管(OTFT)电极与有源层间的接触电阻, 其中介电层和有源层均采用旋涂法制备, 银电极采用喷墨印刷法制备。沟道长度分别取200,250,300 μm和400 μm, 有源层退火时间分别为2 h,6 h和10 h, 提取到的3种不同退火时间的OTFT的接触电阻分别为8 MΩ,4.5 MΩ和3 MΩ, 退火10 h的OTFT的接触电阻较小主要是因为较长时间的退火使得Tips-pentacene有源层中的杂质较少, 电极和有源层之间的接触势垒较小。

利用压电喷墨印刷技术沉积了PEDOT/PSS有机导电薄膜, 研究了退火温度和乙二醇掺杂对薄膜导电性能的影响。实验结果表明: 未退火和退火温度为120, 140, 160℃时, 薄膜表面平均粗糙度分别为8.15, 4.10, 3.36, 2.66 nm; 乙二醇掺杂使导电激活能由未掺杂时的0.096 eV减小为0.046 eV; 电导激活能减小表明PEDOT分子链从低电导率的卷曲构象向高电导率的伸展构象转变; 此外, 乙二醇掺杂促使PSS与PE-DOT/PSS分离, 使团聚的PEDOT/PSS颗粒变小从而分散更均匀, 降低了表面粗糙度。

有机薄膜晶体管在大面积柔性显示、柔性电子存储等方面具有广阔的潜在应用前景。喷墨印刷技术由于具有工艺简单、成本低廉、微图形数字化、与柔性衬底兼容等优点而成为一种有效的制造有机电子器件工艺方法。文章综述了近年来基于喷墨印刷技术制备有机薄膜晶体管的研究进展,探讨了在制造过程中存在的问题。