表面能調變於有機薄膜電晶體圖形化之應用

Abstract

有機薄膜電晶體，因其具有低溫製程、低成本和製程簡單的優勢，所以在如可撓曲式面板、感測器和RFID及其他的電子元件等都有很好的應用。但在有機元件製作上仍有部分需克服的難題，如主動區的圖形化、有機元件的保護層製作不易和高操作電壓等。其中有機主動區的圖形化可防止電晶體間的crosstalk現象及降低漏電，目前有機元件圖形化的相關文獻中，仍有許多未加以討論的部份，此論文將利用兩種不同製程方法將主動區成功圖形化，並加以討論成功圖形化的關鍵。 本文所述的兩種方法都是利用控制表面能差異來成功的圖形化。第一種是利用UV光調變自組裝單層膜(SAM)的極性，使pentacene成長在親、疏水兩種不同的表面上。第二種方式是將原本有親油的介電層AlN，使用氧電漿處理來讓AlN表面能大幅上升。兩種方法都是利用不同模式成長的pentacene與介電層之間的鍵結力強弱不同，在經過去離子水溶液浸泡之後，因為去離子水對不同表面的侵入能不同，鍵結力弱的區域便因此剝落，而有高表面能的區域便可留在預定的區域，元件也因此圖形化。其中介於pentacene薄膜、基板與去離子水間的不同侵入能，便是成功定義出主動區的關鍵因素。而我們所提出的此定義方式，亦可與傳統的黃光微影製程結合，製作出OTFTs陣列。