專利名稱：同步光泵浦的有機薄膜晶體管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機薄膜晶體管。
背景技術：
2000年，美國的《科學》雜志將有機電子學取得的進展列為2000年十大科 技成果之一，這些成果中包括人類基因組草圖、克隆技術等重大發(fā)現(xiàn)。同一年 諾貝爾化學獎授予了黑格爾、麥克迪亞米德、白川英樹等人，獎勵他們在有機 電子學、有機/聚合物研究方面取得的重大突破。因此人們有理由相信隨著有 機電子學研究的深入，有機電子器件制備工藝的完善， 一個新的時代——有機 電子時代必將到來。有機半導體材料和器件的應用研究包括有機薄膜晶體管、 有機電致發(fā)光顯示器、有機太陽能電池、有機激光器、有機傳感器和有機存儲 器等。有機電致發(fā)光屏己經進入產業(yè)化階段。場效應晶體管是當今高速發(fā)展的 半導體微電子技術、通信技術以及顯示技術的核心。有機半導體材料組成的有 機場效應晶體管(又稱有機薄膜晶體管)，則是有機電子技術(又稱塑料電子技 術)的基礎。有機電子技術由于其制備成本低，可大面積生產并與大規(guī)模集成 電路相兼容等特點，使其特別適用于低投資成本大面積應用的消費類電子以及 有機矩陣顯示陣列。另外，有機材料一般可低溫生長，并具有良好的機械強度 與柔韌性，是柔性基底的電子電路與柔性顯示的最佳選擇。目前基于有機半導 體材料的有機薄膜晶體管性能已經達到a-Si的水平，大大提升了其在電子領域 的應用前景。例如有機薄膜晶體管驅動的有機矩陣液晶顯示屏(OTFT-AMLCD)、 有機薄膜晶體管驅動的有機矩陣有機發(fā)光顯示屏(OTFT AMOLED)、智能卡(Smart Card)、價格標簽(Price Tags)、貨物標簽(Inventory Tags)以及大面積傳感器陣列(Large-Area Sensor Arrays)等。
不同于目前液晶顯示技術中應用的電壓源驅動技術，有機電致發(fā)光屏必須 采用電流源驅動技術。這就要求驅動電路可以提供足夠的電流才能高亮度的電 致發(fā)光器件。而目前商業(yè)非晶硅TFT是n-溝道器件，采用兩個TFT和一個存儲 電容的簡單電路可以構成電壓源和電流源兩種電路，其中電流源電路需要與發(fā) 光二極管交叉加工，不適合商業(yè)使用。目前不得不采用更多的TFT來構造出電 流源電路，但是受非晶硅載流子遷移率的限制，這個電路占每個像素的面積比 較大，這就大大壓縮了發(fā)光二極管的面積，使整個顯示屏的開口率大大降低。 而有機薄膜晶體管可實現(xiàn)P-溝道和n-溝道工作模式，采用兩個TFT和一個存儲 電容的簡單電路可以構成電流源電路，且電流源與發(fā)光二極管是接續(xù)加工，適
合商業(yè)需要。隨著有機材料發(fā)光效率的提升，在固定亮度的條件下，驅動電流 有所降低。但低電流的驅動之下，電路中存在于電極上的寄生電容，將會嚴重 影響信號寫入的充放電時間，造成影像質量下降(或閃屏現(xiàn)象)的問題。因此 提高有機薄膜晶體管的輸出電流是實現(xiàn)高性能有機矩陣顯示的必然要求。
雖然有機薄膜晶體管的載流子遷移率(影響晶體管響應速度的主要參數) 和開關電流比己經基本達到產業(yè)化的要求，但有機薄膜晶體管的驅動能力還需 要進一步加強。目前報道的有機薄膜晶體管中載流子遷移率主要在l cm2/v*S 左右，與單晶中的遷移率相比，通過提高薄膜的有序性和優(yōu)化器件結構還有很 大的提高空間。而且液晶顯示器中應用的非晶硅薄膜晶體管的閾值電壓在0伏 左右，因此能在比較低的驅動電壓下(10伏)可以達到滿足驅動液晶像素的開 態(tài)電流(〉10—e安以上)的要求。而報道的有機薄膜晶體管的閾值電壓基本在5V 以上，主要在10伏以上。要在比較低的電壓下驅動液晶像素還比較困難，而有 機發(fā)光二極管像素對驅動電流密度的要求更高，電流密度的大小決定了像素的發(fā)光亮度，因此提高有機薄膜晶體管的輸出電流可以增加對有機器件的驅動能 力。
但是要想得到能產業(yè)化應用的有機薄膜場效應晶體管，主要有以下兩個關
鍵點
1. 提高有機薄膜晶體管的輸出電流。
2. 提高有機薄膜晶體管的開關電流比。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提高有機薄膜晶體管的輸出電流和提高有機 薄膜晶體管的開關電流比，提供一種同步光泵浦的有機薄膜晶體管。
本發(fā)明的依據是有機太陽能電池的原理，在光激發(fā)下可以在有機層內部產
生光生載流子，增大有機層內部的載流子數目，從而提高有機薄膜晶體管的輸
出電流和開關電流比。
本發(fā)明的技術方案是
同步光泵浦的有機薄膜晶體管，包括有機薄膜晶體管，其特征在于在有 機薄膜晶體管的上方增設同步泵浦光源。
泵浦光源與有機薄膜晶體管柵極電壓同步控制。 本發(fā)明的有益效果
在有機薄膜晶體管上面增設同步泵浦光源，提高有機薄膜晶體管的輸出電 流和開關電流比。


圖l同步光泵浦的有機薄膜晶體管器件結構示意圖2柵壓分別為12V和17V時，器件在光泵浦與黑暗兩種情況下輸出曲線； 圖中在柵極l;薄膜晶體管的絕緣層2;薄膜晶體管的有機層3;源電極4和漏電極5;同步泵浦光源6。
具體實施例方式
如圖1所示的同步光泵浦的有機薄膜晶體管結構示意圖。
該器件是在柵極1之上制備有機薄膜晶體管的絕緣層2，在絕緣層上制備有 機層3，在有機層上制備源電極4和漏電極5，泵浦光源6在晶體管有機層 正上面lmm 5mm處。
柵極1采用的是IT0玻璃，絕緣層2可采用Si02、 A1A或P麗A等，有機層 3可采用并五苯或酞菁銅等，源電極4和漏電極5可采用Al、 Cu、 Ag或Au等。
在上述制備的有機薄膜晶體管的上方增設同步泵浦光源6。
具體的測試方法就是在原來測量有機薄膜晶體管的基礎上，在晶體管有機 層上方增設泵浦光源，將晶體管的柵壓和泵浦光源的電壓同時接通或斷開，就 可以實現(xiàn)泵浦光源與有機薄膜晶體管柵極電壓同步控制。
圖2柵壓分別為12V和17V時，器件在光泵浦與黑暗兩種情況下輸出曲線； 在相同柵壓下，有無同步泵浦光時，有機薄膜晶體管輸出電流的比較，從圖中 可以看到當有泵浦光時，晶體管的輸出電流比沒有泵浦光的輸出電流大2-3個 數量級。
權利要求
1.同步光泵浦的有機薄膜晶體管，包括有機薄膜晶體管，其特征在于在有機薄膜晶體管的上方增設同步泵浦光源(6)。
2. 根據權利要求l所述的同步光泵浦的有機薄膜晶體管，其特征在于同 步泵浦光源(6)的電壓與有機薄膜晶體管柵極電壓同步控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步光泵浦的有機薄膜晶體管，涉及一種有機薄膜晶體管。該晶體管是在有機薄膜晶體管的上方增設同步泵浦光源(6)。同步泵浦光源(6)的電壓與有機薄膜晶體管柵極電壓同步控制。該晶體管可用于光電子器件的驅動電路或開關電路。本發(fā)明可提高薄膜晶體管的開關電流比和增加輸出電流。
文檔編號H05B33/00GK101316464SQ20081011616
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權日2008年7月4日
發(fā)明者張福俊, 征 徐, 徐敘瑢, 王永生, 趙謖玲 申請人:北京交通大學