臺灣博碩士論文加值系統

本研究在探討使用含丙二晴衍生物之聚茀高分子作為有機主動層製備有機薄膜電晶體，有機主動層使用兩種不同共軛高分子，在改變不同之重量百分比濃度為1wt%、3wt%、5wt%製程條件下，對元件特性之影響。


實驗第一部分為薄膜電容之研製，利用 ITO/TiO2 /Cu 結構製作 MIM 電容。首先在清洗完畢之ITO玻璃基板上，製備不同厚度條件之絕緣層，最後使用金屬光罩定義銅上電極。實驗結果可獲得最大電容值為C（1 layer）=2.98 nF，及最低漏電流密度分別為J（2 layers）= -9.56×10-3A/cm2。


實驗第二部份是將第一部份之不同厚度之絕緣層應用於有機薄膜電晶體元件上。元件主要分為四層：閘極金屬層、閘極無機絕緣層、有機主動層以及源、汲極金屬層，除了源、汲極金屬層使用金屬光罩與蒸鍍系統成長薄膜，其餘薄膜層皆使用溶液式旋轉塗佈技術成長薄膜；實驗結果可獲得最佳載子移動率為μ（MPFM）=2.36 cm2/Vs、μ（HPFM）=-0.37 cm2/Vs，最佳之開關電流比為Ion/off（MPFM）=1.69、Ion/off（HPFM）=1.21。

In this research, We discussed that the use of malononitrile derivative containing polyfluorene as the organic active layer in organic thin-film transistors. We used two different conjugated polymer to change weight concentration ratios of is 1wt%、3wt%、5wt% in organic active layer of processing conditions. The electricity of the organic thin film transistor was affected by two different conjugated polymer as organic active layer.

The first experiment is the making of the thin-film capacitor. We fabricated the MIM capacitors with ITO/TiO2 /Cu structure. First, the ITO glass substrates were used chemical cleaning procession. Second, We fabricated different layers thickness of TiO2 in gate insulators. Finally, the Cu electrode was patterned by the metal mask and was deposited on the insulator of TiO2. The results showed the largest capacitance was C（1 layer）=2.98 nF. The lower leakage current density is J（2 layers）= -9.56×10-3A/cm2.

The second experiment is to apply the results of the first experiment in the OTFT devices. The devices have four major layers: gate electrode, organic gate insulator layer, organic active layer and source/drain electrode. We use thermal evaporator and different masks to grow the source/drain electrode except the organic gate insulator layer and organic active layer, which is fabricated by spin coating technique. The results showed the best mobility are μ（MPFM）=2.36 cm2/Vs、μ（HPFM）=-0.37 cm2/Vs. The results showed the best on/off current ratio are Ion/off（MPFM）=1.69、Ion/off（HPFM）=1.21.

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2有機材料在元件上的應用 3
1.3 研究動機 6
第二章 文獻回顧與基本理論 7
2.1 有機薄膜電晶體之基本結構 7
2.2有機材料載子傳導機制 9
2.2.1 陷阱補捉與熱釋放模型機制 9
2.2.2 載子跳躍模型機制 10
2.3有機薄膜電晶體的操作模式 11
2.4 有機薄膜電晶體之重要參數 13
2.4.1載子移動率 13
2.4.2 起始電壓 15
2.4.3 開關電流比 16
2.4.4 次臨限擺幅 16
第三章實驗材料與儀器設備 18
3.1 實驗材料 18
3.1.1二氧化鈦 18
3.1.2含丙二晴衍生物之聚茀高分子 22
3.1.3 3,4- 乙撐二氧噻吩／聚乙烯磺酸 24
3.1.4 電極材料 27
3.2 不同製備法之介紹 28
3.2.1溶膠-凝膠法 28
3.2.1.1旋轉塗佈法 30
3.2.2 水熱法 30
3.2.3 化學氣相沉積法 31
3.3 儀器設備 31
3.3.1金屬有機熱蒸鍍機 31
3.3.2 HP / Agilent 4284A精密LCR分析儀 32
3.3.3HP / Agilent 4156C半導體參數分析儀 32
3.3.4原子力顯微鏡 33
3.3.5掃描式電子顯微鏡 33
3.3.6熱退火系統 34
第四章 實驗流程與步驟 35
4.1 實驗設計 35
4.2 實驗計畫流程圖 36
4.3 有機薄膜電容器實驗步驟 36
4.3.1基板清洗流程 38
4.3.2二氧化鈦溶液配製 38
4.3.3 上電極金屬銅沈積 38
4.3.4 電容-電壓（CV）量測 39
4.3.5電流－電壓（IV）量測 40
4.3.6二氧化鈦薄膜之厚度量測與介電常數分析 45
4.3.7二氧化鈦薄膜之掃描式電子顯微鏡（SEM）之量測 46
4.4 結果與討論 49
第五章 有機薄膜電晶體元件備製 50
5.1 有機薄膜電晶體備製方法 50
5.2 有機薄膜電晶體實驗步驟 51
5.3 有機薄膜電晶體之結果與討論 53
5.3.1 主鏈型含丙二晴衍生物之聚茀高分子不同濃度下特性分析 53
5.3.2主鏈型含丙二晴衍生物之聚茀高分子不同濃度下之AFM分析 58
5.3.3多分枝型含丙二晴衍生物之聚茀高分子不同濃度下特性分析 62
5.3.4多分枝型含丙二晴衍生物之聚茀高分子不同濃度下之AFM分析65
5.3.5 綜合分析 69
5.4近三年國際參考文獻比較 71
第六章 結論 72
第七章 未來展望 73
參考文獻 74
附錄一 口試問答集 77

參考文獻
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