摘要：讨论了有机薄膜晶体管(Organic Thin Film Transistor,OTFT)作为开关器件来驱动电子纸的像素设计,特别是像素电路结构、HSPICE模拟用模型参数和像素平面结构。讨论了有机薄膜晶体管制造过程,并用HSPIC模拟分析了有机薄膜晶体管结构和存贮电容大小对像素波形的影响,结果表明TFT结构的选择依赖于存贮电容的大小。

摘要：近年来,随着有机半导体材料的设计、合成以及新技术的开发利用,溶液法制备的有机薄膜晶体管(Organic thin-film transistors,OTFTs)取得了快速发展。本文简单介绍了OTFTs的结构和工作原理,总结了近几年来可溶液法加工的有机半导体材料、介电材料和电极材料的研究进展,讨论了OTFTs的溶液法制备技术,最后对OTFTs发展面临的问题和发展前景进行了探讨。

摘要：生物传感器是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术,在国民经济的各个领域如食品、制药、化工、临床检验、生物医学、环境监测等方面有着重要应用。生物传感器选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低,可在复杂的体系中进行在线连续监测,特别是具有高度自动化、微型化与集成化的特点,其在近几十年获得了蓬勃而迅速的发展。在生物传感器领域,有机电子器件具有广阔的应用前景,特别是在低成本、一次性、便携、柔性弯曲等方面,有机电子器件显示出无可比拟的优势。在有机电子学领域,引起广泛关注和研究的包括有机薄膜晶体管(Organic thin film transistors,OTFTs)生物传感器和有机电化学晶体管(Organic electrochemical transistors,OECTs)生物传感器两种技术。其中,OTFTs生物传感器采用全固态薄膜制备,由于其制备工艺简单且可与传统半导体加工工艺相兼容,因而方便集成。此外,OTFTs生物传感器的检测单元多样化,不仅限于有机半导体层,其栅极和源漏电极都可用作生物检测。目前,在该生物传感器中已成功应用的高性能有源层材料有并五苯(Pentacene)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)和聚苯胺(PANI)等。研究工作包括DNA表面固定方法改进、传感器结构设计与灵敏度优化、新型扩展栅极结构等。由于大多数检测在非溶液体系中进行,其检测的便捷性和灵敏度受到了一定限制。为了解决溶液体系下的检测问题,OECTs生物传感器被提出。该传感器不仅具有工作电压低(一般小于1 V)、电化学活性强以及可在溶液环境下工作等优点,而且其沟道与栅极的距离可按需调节。OECTs生物传感器的出现为发展高灵敏、高特异性的生物分析检验方法注入了活力。目前,OECTs生物传感器已成功应用于脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)、抗原和细菌等物质的检测。虽然微流控系统的OECT传感器阵列也已成功检测葡萄糖和乳酸,但考虑到其实际制备过程以及检测环境,OECTs传感器在集成方面的发展较为困难。本文归纳了基于OTFTs和OECTs两种类型生物传感器技术及其发展现状。根据检测物质分类,本文对两种生物传感器在葡萄糖、DNA、抗体抗原、细胞、多巴胺等生物检测应用中进行了详细描述,介绍了其传感机制和检测能力。预计随着有机电子技术的发展,有机晶体管将会在生物检测方面发挥更为重要的作用。

摘要：设计并合成了4个基于含硫芳杂稠环化合物的可溶性共轭齐聚物,即以3-十一烷基苯并[d,d′]噻吩并[3,2-b;4,5-b′]并二噻吩(BTTT)为末端芳香单元,噻吩(T)、二噻吩(bT)、N-十二烷基-二噻吩并[3,2-b]吡咯(TP)或2,5-双(3-十二烷基噻吩)[3,2-b]并二噻吩(qT)为中间芳香单元的共轭齐聚物.它们的HOMO能级和能隙分别处于-5.35～-4.95eV和2.62～2.44eV.通过溶液旋涂的方法制备了有序的薄膜,除T-BTTT外,其他3个化合物在薄膜中均表现出edge-on型的层状排列结构.制备了底栅-顶接触型的有机薄膜晶体管器件,qT-BTTT具有最高的场效应迁移率,达到0.012cm2/V.s.

摘要：文中建立一种基于有机半导体TFT器件的模型,并将其应用于基于有机TFT的AMOLED显示背板驱动电路设计,以实现阈值电压补偿功能。首先制备低压有机TFT器件,并利用PSPICE工具对有机TFT器件进行建模;然后详细分析选取模型参数,建立能够准确反映器件电学特性的模型;最后基于模型指导,设计采用有机TFT的7T1C结构的AMOLED像素驱动电路。此外,分析有机TFT器件具有的温度依赖迁移率特性对屏幕亮度均匀性产生的影响。仿真结果表明:AMOLED像素驱动电路可有效实现对TFT器件阈值电压的补偿;且屏幕亮度不一致率低于5%,远低于传统的2T1C像素驱动电路,可大幅降低屏幕亮度的不均匀性。文中建立的有机TFT模型也可为其他基于有机器件的电路设计提供指导。

摘要：描述了近10年来开发容易集成加工的高功能有机薄膜晶体管方面所取得的成就。针对有机薄膜晶体管存在金属、氧化物和有机物三相交汇点这个明显的结构缺陷,以克服高介电绝缘栅漏电问题为基础,综合考虑器件加工的方便性与一致性、界面态和空间电场分布等因素,设计并优化出双绝缘栅和夹心型器件结构。通过引入缓冲层有效地降低了电极与半导体之间的接触电阻,使器件的性能能够满足有源矩阵显示的需要。

摘要：提出了一种可以精确获得有机薄膜晶体管(OTFT)的直流电流-电压模型中的参数提取方法。该方法通过对实验获得的输出特性曲线和转移特性曲线进行计算和处理,精确获得OTFT器件模型中的7个参数。实验制备了两种采用不同绝缘栅的基于并五苯的底栅顶接触的OTFT,并对其进行了参数提取。利用提取的参数及直流电流-电压模型对OTFT进行模拟,将模拟结果与实验测试结果相比较发现,模拟得到的输出特性及转移特性与测试结果拟合得很好,验证了本文中参数提取方法的正确性。应用建立的模型及本文中的参数提取方法可以用于OTFT器件的设计与模拟。

摘要：有机半导体是新一代光电材料的重要体系,在柔性显示、发电和传感等领域具有广阔的应用前景.现有可溶有机半导体大多使用含氯溶剂,对人体健康和生态环境造成危害.伴随着光电子产业向环境友好方向发展,可绿色溶剂加工的有机半导体受到广泛关注并取得快速发展.本文从有机半导体的分子设计、溶剂选择、加工方法等方面综述了可绿色溶剂加工的有机半导体研究进展,重点介绍分子设计策略和相关材料在有机薄膜晶体管和有机热电器件中的应用,最后总结了环境友好型的有机半导体面临的挑战与机遇.

摘要：设计与合成了2,3-二辛基酞菁氧钒(2,3-C8OVPc),2,16(17)-二辛基酞菁氧钒(dp-C8OVPc),1,15-二辛基酞菁氧钒(1,15-C8OVPc)和1,18-二辛基酞菁氧钒(1,18-C8OVPc)4种可溶性酞菁氧钒衍生物,研究了辛基位置对该类化合物的物理化学性质、固态薄膜形貌和有机薄膜晶体管(OTFT)器件性能的影响.在溶液状态下,辛基的位置对共轭分子的吸收光谱和前线轨道能级影响很小,它们的最大吸收峰均在700 nm左右,最高被占分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级分别约为-5.20和-3.80 eV.在薄膜状态下,吸收光谱显著红移,且红移幅度与辛基的位置有关.4个化合物在薄膜中均以edge-on的方式排列,由它们制备的底栅-顶接触型OTFT器件的迁移率均大于0.1 cm^2/(Vs),其中2,3-C8OVPc的迁移率最高,达到0.19 cm^2/(Vs).

摘要：喷印技术直接将功能材料沉积到基板上形成图案,有望成为高性能柔性电子的主流制造工艺之一.目前,喷印技术面临材料、工艺和设备等诸多挑战.本文讨论了无机、有机以及纳米复合喷印材料的电学性能,分析了打印性能与黏度、表面张力、蒸发率等关系.压电、热泡等传统喷印可实现微米级分辨率图案化,而电喷涂、电纺丝、电喷印等电流体动力喷印可实现纳米级分辨率图案化,如何通过多场调控提高其喷印过程操控性至为关键.讨论了电流体动力喷印设备实现关键技术,包括液滴操控、喷嘴设计、卷到卷输送等.最后展望了柔性电子喷印制造需研究并解决的关键科学技术问题.