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系統識別號 U0026-0812200911302293
論文名稱(中文) 雙載子有機薄膜電晶體之研究
論文名稱(英文) The study of ambipolar organic thin-film transistor
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 光電科學與工程研究所
系所名稱(英)
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生(中文) 林昶宇
研究生(英文) Chang-Yu Lin
學號 l7692129
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 60頁
口試委員 召集委員-張允崇
口試委員-李欣縈
指導教授-郭宗枋
中文關鍵字 有機薄膜電晶體  雙載子 
英文關鍵字 organic thin-film transistor  ambipolar 
學科別分類
中文摘要 中文摘要
  利用閘極電壓控制載子的場效遷移率被廣泛的應用在有機薄膜電晶體(Organic thin-film transistor)中,然而本論文的動機是將發光半導體作為OTFT的作用層,利用閘極電壓提升發光半導體層的(場效)載子遷移率,這比傳統的OLED的本體載子遷移率(bulk charge mobility)高出許多,除此之外,由於雙載子(電子與電洞)的遷移率並不匹配(not match),而解決不匹配(不對稱)的載子遷移率也就需要一個結構上或物理特性上非對稱(asymmetric)的元件,一般OLED利用多層結構來控制兩種載子在預期的發光層結合放光,這些方法無非就是降低速度(遷移率)快的載子,與速度慢的載子在預期的半導體層結合;這都不是唯一可行的方法,若能由閘極電壓控制兩種不同載子的平衡才能有效的發揮有機發光層的效率,而且在電路設計的角度而言,整合OLED以及OTFT在同一個元件中,同時擁有電晶體特性,也可以發光的電晶體本身就是一個主動式1T(one transistor driving OLED)結構A可節省電路設計以及改善被動式畫面對比的缺點;此發光電晶體在效率提升後是機會應用在有機電激雷射(electrically pumped organic lasers)。而在有效控制發光效率之前,有兩個關鍵因素必須克服,一個重要的條件是有效的注入電子,另一個條件是閘極能有效的控制(誘導)傳導路徑(電洞聚集層以及電子聚集層)。本實驗將著重在有效注入雙載子(電子與電洞),所以我們在電極的選擇上,同時使用低功函數的金屬以及高功函數的金屬,期待在不對稱的元件中得到較對稱的載子遷移率。


英文摘要 none



論文目次 目錄
中文摘要……………………………………………………I
致謝………………………………………………………II
目錄………………………………………………………III
圖目錄……………………………………………………VI
表目錄……………………………………………………X

第一章 緒論……………………………………………1
1.1 無機與有機半導體發展背景…………………………1
1.1.1 無機電晶體發展 ………………………………1
1.1.2 有機電晶體發展 ………………………………2
1.1.3 有機發光二極體 ………………………………4
1.1.4 軟性電子元件 …………………………………5
1.2 平面顯示器近況 ……………………………………6
1.3 研究動機與架構 ……………………………………7
1.3.1 研究動機 ………………………………………7
1.3.2 論文架構 ………………………………………9
第二章 有機薄膜電晶體原理…………………………14
2.1 有機/無機半導體材料導電機制 …………………14
2.1.1 能帶理論(band theory)……………………14
2.1.1-1 半導體能帶理論 …………………14
2.1.1-2 偏極子和雙偏極子 …………………15
2.1.2 有機半導體的傳導機制 ……………………16
2.2 場效(Field-Effect)電晶體的操作模式 ………19
2.2.1無機MOS二極體…………………………………19
2.2.2 無機MOS場效電晶體(MOSFET)操作原理 ……21
2.2.3 有機電晶體操作模式 …………………… 23
2.2.3-1有機薄膜電晶體與矽電晶體操作模
式……… 23
2.2.3-2有機薄膜電晶體重要參數………… 26
2.3 有機發光顯示器驅動方式…………………………28
2.3.1 被動式-Passive Matrix …………………28
2.3.2 主動式-Active Matrix …………………30
第三章 實驗架構 …………………………………32
3.1前言………………………………………………32
3.2製程步驟………………………………………33
3.2.1 ITO薄膜閘極圖案化 …………………33
3.2.2閘極介電層製作 ………………………37
3.2.3 熱蒸鍍Pentacene …………………………38
3.2.4電極製作 …………………………………41
3.2.5封裝與量測 ……………………………43
第四章 雙載子研究討論與實驗結果………………44
4.1雙載子電晶體研究…………………………………44
4.1.1對雙載子(Ambipolar)的需求 ………………44
4.1.2有機雙載子電晶體 ……………………45
4.1.2-1雙載子注入能位障 …………………45
4.2電性分析與推測結果………………………………48
4.2.1電性分析…………………………………48
4.2.2雙載子注入的可能………………………49
第五章 總結以及未來研究與展望………………………57

參考文獻 …………………………………………………59
參考文獻  參考文獻
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