全印刷制备有机薄膜晶体管:进展与挑战

近几十年来,有机薄膜晶体管由于自身优异的柔性、溶液加工、物化性质可调、基底适用性广等优势在柔性显示、全贴合传感器阵列等现代电子产业领域展现着远超常规硅基薄膜晶体管的应用潜力。因有机薄膜晶体管溶液加工的特征,其制备可与多种印刷技术高度整合,尤其是晶体管沟道的活性层印刷。从有机薄膜晶体管的全印刷制备出发,探讨并总结了多种可用于晶体管制备的印刷策略,包括丝网印刷技术、刮涂印刷技术、凹版印刷技术、喷墨印刷技术以及其他印刷策略;还总结了薄膜晶体管不同部件的可印刷油墨材料,包括用于印刷金属电极的金属纳米颗粒油墨、可用于印刷介电层的高介电常数交联型高分子油墨、可用于印刷晶体管沟道的碳基、共轭小分子基、共轭聚合物基油墨;此外,根据晶体管的工作模式进一步讨论了可实现全印刷制备的有机薄膜晶体管类型,包括有机场效应晶体管、电解质门控有机晶体管、有机电化学晶体管。最后,对有机薄膜晶体管及更复杂电路在全印刷制备中的挑战和未来研究方向进行了展望。