目前有機(jī)薄膜晶體管(OTFT)的綜合性能已經(jīng)達(dá)到商用非晶硅水平，其鮮明的低生產(chǎn)成本和高功能優(yōu)點(diǎn)已顯示出巨大的市場(chǎng)潛力和產(chǎn)業(yè)化價(jià)值。有機(jī)薄膜晶體管將很快成為新一代平板顯示的核心技術(shù)。將成新一代平板顯示核心技術(shù)有機(jī)薄膜晶體管(OTFT，organicthinfilmtransistor)的基本結(jié)構(gòu)和功能與傳統(tǒng)的薄膜晶體管(TFT)基本相同，不同的是它采用了有機(jī)半導(dǎo)體作為工作物質(zhì)。與現(xiàn)有的非晶硅或多晶硅TFT相比，OTFT具有以下特點(diǎn)：加工溫度低，一
目前有機(jī)薄膜晶體管(O
TFT)的綜合性能已經(jīng)達(dá)到商用非晶硅水平，其鮮明的低生產(chǎn)成本和高功能優(yōu)點(diǎn)已顯示出巨大的市場(chǎng)潛力和產(chǎn)業(yè)化價(jià)值。有機(jī)薄膜晶體管將很快成為新一代平板顯示的核心技術(shù)。
將成新一代平板顯示核心技術(shù)
有機(jī)薄膜晶體管(OTFT，organic thin film transistor)的基本結(jié)構(gòu)和功能與傳統(tǒng)的薄膜晶體管(TFT)基本相同，不同的是它采用了有機(jī)半導(dǎo)體作為工作物質(zhì)。與現(xiàn)有的非晶硅或多晶硅TFT相比，OTFT具有以下特點(diǎn)：加工溫度低，一般在180℃以下，不僅能耗顯著降低，而且適用于柔性基板；工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，成本大幅度降低，氣相沉積和印刷打印兩種方法都適合大面積加工；材料來(lái)源廣泛，發(fā)展?jié)摿Υ�，同時(shí)環(huán)境友好。這些特點(diǎn)符合社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的趨勢(shì)，因此，它的出現(xiàn)和進(jìn)展在國(guó)際上引起廣泛關(guān)注，很多大公司和研發(fā)機(jī)構(gòu)競(jìng)相投入研發(fā)，特別是歐洲已形成研發(fā)聯(lián)盟，OTFT的性能(載流子遷移率)以平均每?jī)赡晏岣呤兜乃俣仍诎l(fā)展，目前綜合性能已經(jīng)達(dá)到了目前商業(yè)上廣泛使用的非晶硅TFT水平(0.7平方厘米每伏秒)�？梢哉f(shuō)，有機(jī)薄膜晶體管將成為新一代平板顯示的核心技術(shù)。
開(kāi)始邁入實(shí)用化階段
在有機(jī)薄膜晶體管發(fā)展的初期，提高有機(jī)半導(dǎo)體的載流子遷移率是研發(fā)的主要目標(biāo)，代表性的高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體主要有聚噻吩、六噻吩、并五苯、并四苯和酞菁銅等，其中并五苯多晶薄膜的載流子遷移率超過(guò)1.0平方厘米每伏秒。眾多的研究機(jī)構(gòu)圍繞并五苯展開(kāi)了系統(tǒng)而深入的研究，成果矚目。這個(gè)階段的有機(jī)電子學(xué)一般也被稱(chēng)為并五苯電子學(xué)。并五苯是一類(lèi)熒光顏料，最早由法國(guó)國(guó)家科學(xué)院的Garnier組在1991年篩選出來(lái)作為OTFT的
半導(dǎo)體材料，但是載流子遷移率和
開(kāi)關(guān)電流比很低。美國(guó)賓州大學(xué)的Jackson組隨后對(duì)并五苯薄膜晶體管進(jìn)行了深入的研究，取得可喜成果：發(fā)展出高遷移率并五苯多晶薄膜的制備方法和改善接觸
電阻的電極修飾方法；采用多級(jí)環(huán)型振蕩器證明有機(jī)半導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)特性能夠滿足平板顯示的需要；通過(guò)制備的OTFT-
LCD和OTFT-OLED樣機(jī)展現(xiàn)出OTFT的美好應(yīng)用前景。但是，并五苯由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)，一方面在光照或水氧存在的環(huán)境下其化學(xué)穩(wěn)定性不夠好，另一方面它也容易升華揮發(fā)致使其欠缺物理穩(wěn)定性，這些不穩(wěn)定的因素限制了它的進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用。
化學(xué)和物理穩(wěn)定性比較好的代表性材料是酞菁銅、酞菁鋅、酞菁鐵、酞菁鉑、酞菁鎳、酞菁錫和自由酞菁，由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的鮑哲南最早在1996年篩選出來(lái)，但是他們的載流子遷移率低于0.02平方厘米每伏秒，與并五苯比要低
100倍。因此，尋找到物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體成為OTFT實(shí)用化的一個(gè)關(guān)鍵所在。
中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所從1997年開(kāi)始把研究重點(diǎn)聚焦到提升金屬酞菁多晶膜遷移率的方法研究和新型高遷移率金屬酞菁材料的篩選工作。
2002年發(fā)展出采用兩種有機(jī)半導(dǎo)體層狀復(fù)合的方法來(lái)方便地評(píng)價(jià)材料的性質(zhì)，為新材料的篩選提供了有效的途經(jīng)。例如，篩選出商用復(fù)印機(jī)光導(dǎo)鼓所用的酞菁氧釩和酞菁氧鈦可以作為高遷移率有機(jī)半導(dǎo)體使用，它們的載流子遷移率達(dá)到0.01平方厘米每伏秒；
2004年優(yōu)化出高遷移率的酞菁銅和酞菁鈷多晶復(fù)合膜，遷移率達(dá)到0.11平方厘米每伏秒，但與并五苯相比遷移率還是低幾十倍，主要原因還是薄膜質(zhì)量不如并五苯。并五苯是棒狀分子，在多晶薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中，單晶島呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)生長(zhǎng)的方式，相鄰單晶島長(zhǎng)大相碰時(shí)晶界融合狀況比較好，而金屬酞菁是盤(pán)狀分子，在多晶薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中，單晶島呈現(xiàn)強(qiáng)烈的不對(duì)稱(chēng)生長(zhǎng)
