| ---近年來,有機薄膜晶體管（OTFT）技術(shù)發(fā)展頗為迅速,它與無機薄膜晶體管(ITFT)技術(shù)相比,具有如下兩個顯著的特點：一是制造溫度低;二是成本低。而且OTFT還具有較硅晶體管更佳的柔軟性。適用于有源矩陣（AM）顯示器、智能卡、商品標價牌、存貨分類標簽及大屏面?zhèn)鞲嘘嚵幸曨l顯示器等應(yīng)用領(lǐng)域。
---并五苯(pentacene)是目前制作性能穩(wěn)定的OTFT常用材料,它屬于一種有機材料,呈現(xiàn)出相當(dāng)于非晶硅的高遷移率。但并五苯必須在真空狀態(tài)下加工,且保存時間不長,在受控試驗室環(huán)境中至多能保存一年的時間。雖存在上述局限性,但它卻是迄今為止制作平板顯示器最為理想的有機材料。
---由美國政府資助的一個項目組,使用并五苯制成的OTFT在塑料基板上制出結(jié)構(gòu)牢固而輕便的平板顯示器。它采用一種壓敏的硅酮膠粘在一個機械支撐（硅晶點）上,制造工藝較為簡便。
---OTFT的通道長度（channel lenght）及場效應(yīng)遷移率是其兩個重要的參數(shù),通道愈窄小,晶體管的實際運作速度便愈快。該裝置的通道長與寬分別為10μm和210μm,從數(shù)據(jù)中可算出其場效應(yīng)遷移率大于0.3cm2/V-S。其閾值電壓介于-10～+10V之間,電流通/斷比大于106,次門限斜率約為1.5V/10格。采用其他樹脂（PEN或PI）的基板也同樣獲得類似的特性。 有機高分子聚合物材料及其應(yīng)用
---導(dǎo)電聚合物僅是眾多聚合物中的一類,聚合物大多是由簡單化合物經(jīng)加聚或縮聚反應(yīng)而生成的大分子化合物。此種大分子的分子量往往很大,通常能達到5000甚至10 000以上,故亦稱其為高分子化合物。如聚乙烯,由乙烯分子C2H4經(jīng)加聚反應(yīng)而獲得,如下式所示：
---n[CH2=(CH2)]→[-CH2-CH2-]n
---式中-CH2-CH2-稱為鏈節(jié),表示聚乙烯中鏈節(jié)數(shù)的n叫做聚合度。由于聚合度高,雖單體乙烯的分子量僅有28,但聚乙烯的分子量可很高,故稱其為高分子化合物。像聚乙烯一樣,眾多高分子化合物,通常都含有碳氫兩種元素,故又稱其為有機高分子化合物,簡稱高聚物。
---有機高分子化合物薄膜具有優(yōu)異的介電性能：介電常數(shù)高、介電損耗小、擊穿強度高。它們是有機薄膜電容器的優(yōu)選介質(zhì)。利用它們制成各種有機薄膜電容器,如聚丙烯、聚苯硫醚、聚四氟烯及聚碳酸酯薄膜電容器等。這些有機薄膜電容器已成為電容器家族（陶瓷電容器、電解電容器及有機薄膜電容器）的重要組成成員,目前它們的世界年產(chǎn)量正以千億只計。眾多有機高分子化合物由于介電性能佳,機械強度高,常被用于制造光電行業(yè)中的結(jié)構(gòu)零部件及絕緣材料。 導(dǎo)電有機高分子聚合物材料及其應(yīng)用
---在有機高分子聚合物中,由于原子的價電子以共價鍵方式與相鄰的原子相結(jié)合,沒有自由電子,沒有自由離子,故純凈結(jié)構(gòu)完整的有機高分子化合物電導(dǎo)率為零,電阻無限大,一直被廣泛用作絕緣材料。各種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ袡C高分子化合物性能的不同需求促進人們對其不斷的研究與開發(fā),1977年人們發(fā)現(xiàn)了第一種導(dǎo)電有機高分子化合物,即摻雜聚乙炔,其導(dǎo)電率高達2×103 s/m,接近于良導(dǎo)體銅的導(dǎo)電率6×103 s/m。
---迄今研究得最多的導(dǎo)電有機高分子聚合物是共軛有機高分子聚合物。由于其π電子的非定域化,電子可在整個共軛體系內(nèi)自由地運動,呈現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性;再借助氧化或還原摻雜使其成為具有頗高導(dǎo)電率的n型或p型導(dǎo)電有機高分子聚合物。此種導(dǎo)電共軛有機高分子聚合物除聚乙炔外,還有聚對-苯撐、聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙烯、聚酞青化合物、聚對-苯撐乙炔、聚苯胺、聚喹啉、聚苯硫醚、聚苯并噻吩及聚雙炔等。
---這些導(dǎo)電有機高分子聚合物,由于密度低、重量輕及易于成形等特點,在電子信息技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的用途。如聚乙炔可用于制造太陽能電池、輕質(zhì)電線,還可用于制造高分子電池;聚苯并噻吩和聚吡咯作為透明電極用于特種揚聲器。聚吡咯、聚噻吩、聚吲雜、聚呋喃及聚酞青化合物的導(dǎo)電率介于導(dǎo)電體和絕緣體之間,是著名的有機半導(dǎo)體,這些有機半導(dǎo)體和金屬氧化物半導(dǎo)體一樣,可制成各種電阻型氣敏傳感器。 有機半導(dǎo)體及其光電特性
---有機半導(dǎo)體材料是指具有半導(dǎo)體性質(zhì)的碳-碳雙鍵有機化合物,其電導(dǎo)率為10-10～102Ω/cm,它包括未摻雜的高共軛高分子材料及用碘或碘金屬摻雜的電荷轉(zhuǎn)移高分子材料。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),眾多有機半導(dǎo)體具有優(yōu)異的光電特性,它是一種頗好的發(fā)光材料,適用于制作光電器件,如制造太陽能電池、發(fā)光顯示器件、薄膜晶體管甚至有機集成電路。
---但由于有機半導(dǎo)體材料存在一些固有的缺陷,如在有機薄膜上難以制作可靠的電接觸;有機半導(dǎo)體材料暴露在空氣、水氣或紫外線下其電性能會很快劣化等,阻礙了其應(yīng)用進一步的擴展。1987年,柯達公司解決了這些技術(shù)難題,并制出類似無機半導(dǎo)體pn結(jié)的雙層有機結(jié)構(gòu)發(fā)光元件,使有機半導(dǎo)體在光電子領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
---近年來,有機薄膜晶體管（OTFT）和全聚合物集成電路（APIC）得到了長足的發(fā)展,雖由于受到有機薄膜載流子遷移率低的限制,OTFT的APIC的高頻性能欠佳,但在200Hz以下還能正常工作,這已能滿足彩色平板顯示器電路的需求。有機彩色平板顯示器和APIC相結(jié)合可實現(xiàn)全有機的彩色平板顯示系統(tǒng),再加上低成本、大批量的生產(chǎn)工藝,有機彩色平板顯示器頗有發(fā)展前景,我們深信在不久的將來將會在眾多領(lǐng)域內(nèi)替代液晶顯示器（LCD）。 在柔性塑料上制成視頻平板顯示器
---CRT顯示器體積笨重、占用的空間較大。液晶顯示器雖然LCD體積小巧、便于攜帶,但它仍存在缺陷,如響應(yīng)時間較慢,常常導(dǎo)致畫面失真和次序錯亂。假如有一天,可像折疊報紙一樣將顯示器放進背包內(nèi),隨時取出打開收看電視節(jié)目,那該多好��！隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展,柔性視頻平板顯示器日益受到人們的青睞。
---假如將LCD或OLED涂敷至金屬、塑料或可變形的特殊玻璃一類的柔性材料上,由于這些新型基板可做得輕而薄,而且比現(xiàn)在采用的LCD屏面采用的玻璃更堅固。故顯示器可由卷帶式連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備制造,就像印刷機印刷報紙那樣,替代目前的批處理方式,極大地提高生產(chǎn)力,并降低生產(chǎn)成本。
---噴墨晶體管的問世預(yù)示著柔性平板顯示器的誕生。印刷有機電子元器件的出現(xiàn)不僅將造就折疊式及柔性計算機終端顯示屏與電視機,還將促進“智能型”電子紙張及塑料制品的問世。研制人員采用半導(dǎo)體聚合物油墨研制成世界上首個利用噴墨印刷技術(shù)進行整體排布的塑料晶體管陣列。該新型器件可望制造柔性平板顯示器、不易破損的蜂窩電話顯示屏、便攜式設(shè)備顯示器及電視幕墻等。
---采用該項技術(shù)還能制出面向電子墨水及用于射頻信息顯示（RFID）領(lǐng)域的“智能型”電子紙張。印刷出的晶體管完全符合平板顯示器的所有需求：高度便攜性、低泄漏及良好的工作穩(wěn)定性。
---該項技術(shù)是在最近發(fā)明的基于連多硫酸苯（polythiophene）的半導(dǎo)體聚合物油墨的基礎(chǔ)上開發(fā)出的。該陣列采用加色法和減色法印刷而成,這兩種方法都需由計算機視覺系統(tǒng)來進行精確的層與層之間的彩色套準,這樣,即使在制作過程中出現(xiàn)襯底扭曲或變形也能確保正確的彩色套準。
---在一個類似于圖象印刷中彩色套準的工藝中,金屬層、電介質(zhì)層及半導(dǎo)體層能符合柔性更強襯底的需求。采用此種方法制造的噴墨印刷晶體管,可與采用常規(guī)的旋涂法所沉積的同種材料的性能相媲美。
---盡管將噴墨印刷的有機半導(dǎo)體顯示器工藝真正投入實際的生產(chǎn)過程,仍需做進一步的研發(fā)工作,但此種器件能被成功地制造卻已是不爭的事實。
---Sarnoff公司主要研制彩色電視機和LCD,最近該公司公布一款具有視頻平板顯示功能的柔性塑料LCD顯示器。該柔性平板顯示器具有如下的特點：
---● 響應(yīng)速度快 據(jù)稱,還從來沒有哪一種塑料晶體管平板顯示器能像目前這樣運行在可顯示視頻圖像的響應(yīng)速度上。
---● 圖像清晰 利用有源矩陣（AM）可獲得較無源矩陣(PM)顯示器更寬的觀看視角、更佳的對比度及更大的色彩范圍。
---● 重量輕 可省掉計算機監(jiān)視器、便攜式電視機及各種手持式顯示設(shè)備所占用的空間及重量。
---● 堅固耐用 較目前夾在兩層玻板間的LCD平板顯示屏幕更堅固耐用。
---● 價格便宜 采用類似于印刷報紙工藝的卷帶式工藝,將平板顯示器印刷在塑料薄片上,從而極大地降低生產(chǎn)成本。
---也許不久的將來,人們可將計算機顯示器卷入一支鋼筆內(nèi)隨身攜帶;可從貼于彎曲墻壁上紙一樣薄的顯示器上,或從手機上觀看到多媒體的顯示內(nèi)容;或隨身攜帶一張視頻智能卡,就像攜帶報紙一樣,只不過其信息是隨時更新的。而這一切,皆有賴于柔性視頻平板顯示技術(shù)的進一步完善與發(fā)展。 |
