一种柔性且透明的导电聚合物聚吡咯图案化方法及其应用

摘要

本发明公开了一种柔性且透明的导电聚合物聚吡咯图案化方法及其应用。本发明提供的基于衬底的图案化聚吡咯的制备方法包括如下步骤：提供表面连接有羟基的衬底；在衬底的表面通过光刻形成图案化的光刻胶，其中衬底表面上未覆盖所述图案化的光刻胶的空白部分构成所设计的导电聚合物聚吡咯的图案；通过空白部分连接的羟基在空白部分修饰N‑(3‑三甲氧基硅丙基)吡咯；通过空白部分修饰的N‑(3‑三甲氧基硅丙基)吡咯采用化学氧化法在所述空白部分合成聚吡咯；去除光刻胶即可。本发明在衬底上形成图案化聚吡咯的方法中，衬底以及图案化聚吡咯均具有良好的柔性及透过性；可在室温下操作，图案化过程中溶液处理不会对电极导电性造成影响。

权利要求

1.一种基于衬底的图案化聚吡咯的制备方法，包括如下步骤：(1)提供表面连接有羟基的衬底；

(2)在步骤(1)中所述衬底的表面通过光刻形成图案化的光刻胶，其中，所述衬底表面上未覆盖所述图案化的光刻胶的空白部分构成所设计的导电聚合物聚吡咯的图案；

(3)通过步骤(2)中所述空白部分连接的羟基在所述空白部分修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯；

(4)通过步骤(3)中所述空白部分修饰的N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯采用化学氧化法在所述空白部分合成聚吡咯；

(5)去除光刻胶即可得到所述基于衬底的图案化聚吡咯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述衬底为柔性衬底或硬性衬底；所述柔性衬底为PET衬底或硅酮树脂衬底；所述硬性衬底为Si衬底、或SiO2衬底。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当所述衬底为所述PET衬底或所述硅酮树脂衬底时，采用等离子体处理的方法在所述PET衬底或所述硅酮树脂衬底的表面连接羟基；

当所述衬底为所述Si衬底时，采用食人鱼溶液处理的方式在所述Si衬底表面连接羟基。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述光刻的步骤如下：

2-1)在步骤(1)中所述衬底的表面旋涂一层光刻胶，烘干；

2-2)将紫外光透过掩膜版对经过步骤1)处理的衬底上的光刻胶进行曝光；

2-3)将经过步骤2)处理的光刻胶置于显影液中进行显影；

2-4)对经过步骤3)处理的衬底进行定影；

2-5)去除经步骤4)处理的衬底上残留的光刻胶，即可得到所述图案化的光刻胶。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯的步骤如下：在真空条件下，所述空白部分连接的羟基与N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯反应，即可在所述空白部分修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯的步骤如下：在真空条件下，所述空白部分连接的羟基与N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯反应，即可在所述空白部分修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述化学氧化法的步骤如下：在氯化铁存在的条件下，吡咯聚合形成聚吡咯，所述聚吡咯连接于所述N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯的侧链上，即在所述空白部分合成所述聚吡咯。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述化学氧化法的步骤如下：在氯化铁存在的条件下，吡咯聚合形成聚吡咯，所述聚吡咯连接于所述N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯的侧链上，即在所述空白部分合成所述聚吡咯。

9.据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(5)中，将所述衬底置于溶剂中经超声去除所述光刻胶。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤(5)中，将所述衬底置于溶剂中经超声去除所述光刻胶。

11.权利要求1-10中任一项所述的方法制备得到的基于衬底的图案化聚吡咯。

12.权利要求11所述的基于衬底的图案化聚吡咯在制备有机薄膜场效应晶体管中的应用。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于：所述基于衬底的图案化聚吡咯中的图案化聚吡咯作为所述有机薄膜场效应晶体管的源漏电极。

说明书

一种柔性且透明的导电聚合物聚吡咯图案化方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于有机电子领域，尤其涉及一种基于柔性衬底的图案化聚吡咯及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 自1976年导电聚合物发明以来，因其具有良好的稳定性，较高的导电率，以及易于合成等优势(Synthetic Metals1987,17,223,Synthetic Metals 1997,84,27；Small 2011,7,1949)，展现出能够代替金属或者半导体的潜力。导电聚合物在发光二极管、聚合物电致变色器件、有机场效应晶体管、传感器、生物技术等领域内有着广泛的应用。典型的导电聚合物主要有：聚苯胺，聚乙炔，聚噻吩，聚吡咯等。聚吡咯作为其中的一种，拥有着卓越的稳定性、较高的导电能力、较好的光学透过性以及易于合成的优势，不过使其能够应用于以上各类器件的先决条件是需要发明一种导电聚合物的图案化方法，这种图案化方法能够应该拥有以下特性：低成本，大面积，可大规模生产，具有较高的分辨率，可以适用于各类衬底，以及不会破坏导电聚合物的本征特性。然而大多数导电聚合物具有不熔化不溶解的特性，这使得图案化工作变得非常困难。

[0003] 为了实现导电聚合物的图案化，目前有几个研究组已经在这方面已经做了一些工作。例如Mirkin课题组通过“浸蘸笔纳米加工刻蚀技术”在半导体表面进行了图案化导电聚合物的装配(Advanced Materials 2002,14,1474)。李立强及其同事使用了“AFM探针划擦”的方法进行了导电聚合物PEDOT:PSS的图案化，并且将其应用于场效应晶体管源漏电极的构造(Advanced Materials 2010,22,1374)。虽然这些方法均可实现导电聚合物的图案化，但仍未能达到低成本及大规模生产。董斌及其同事使用“纳米压印”的方法进行了导电聚合物图案化制备并应用于气体传感器(Advanced Function.Materials 2006,16,1937)。与之前提到的方法相比，“纳米压印”成本较低，可大面积制备图案化的导电聚合物阵列，因此可以进行大规模生产。然而图案化过程中需要在高温条件下进行，即需要用高温模板对衬底进行压印，因而使得其仅仅能够应用于耐高温的硬性衬底，如玻璃衬底及较为昂贵的硅及二氧化硅衬底，这就制约了这类方法在柔性电子学的应用。Boseok Kang及其同事使用“毛细管笔印刷”的方法进行了基于柔性衬底PET的PEDOT:PSS的图案化，并将其应用于有机场效应晶体管的源漏栅极(Advanced Electronic Materials 2015,1,1500301)。然而这种方法由于必须依托于毛细管笔，所以无法制备高精度图案化导电聚合物阵列。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种基于柔性衬底的图案化聚吡咯及其制备方法与应用，该方法利用光刻技术制备图案化聚吡咯，具有制备方法简单、低成本、大面积、可大规模生产、高精度、图案化过程不损伤导电聚合物的导电性的特点，可制备透明柔性电极且适用于柔性衬底，本发明也可适用多种传统的硬性衬底。

[0005] 本发明提供的一种基于多种衬底的图案化聚吡咯的制备方法，包括如下步骤：

[0006] (1)提供表面连接有羟基的衬底；

[0007] (2)在步骤(1)中所述衬底的表面通过光刻形成图案化的光刻胶，其中，所述衬底表面上未覆盖所述图案化的光刻胶的空白部分构成所设计的导电聚合物聚吡咯的图案；

[0008] (3)通过步骤(2)中所述空白部分连接的羟基在所述空白部分修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯；

[0009] (4)通过步骤(3)中所述空白部分修饰的N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯采用化学氧化法在所述空白部分合成聚吡咯；

[0010] (5)去除光刻胶即可得到所述基于衬底的图案化聚吡咯。

[0011] 上述的方法，步骤(1)中，所述衬底可为柔性衬底或硬性衬底；所述柔性衬底可为PET衬底或硅酮树脂衬底；所述硬性衬底可为Si衬底、SiO2衬底或玻璃衬底。

[0012] 当所述衬底为所述PET衬底或所述硅酮树脂衬底时，可采用等离子体处理的方法在其表面连接羟基。所述等离子体处理的条件如下：时间可为0.5～1min，具体可为1min；功率可为50～90W，具体可为90W；处理气氛可为氧气气氛；真空度可为30～40Pa，具体可为34pa；氧气流速可为5～10sccm，具体可为7sccm。

[0013] 当所述衬底为所述Si衬底时，可采用食人鱼溶液处理的方式在其表面连接羟基。所述食人鱼溶液处理的步骤如下：将所述Si衬底清洗干净之后静置于食人鱼溶液(piranha溶液，体积比为7：3的质量浓度为95％～98％的浓硫酸与质量浓度为30％双氧水的混合溶液)中，将衬底取出，水洗后干燥，即可得到表面连接有羟基的Si衬底。

[0014] 当所述衬底为SiO2衬底，由于其表面拥有足够多的羟基，因此不需要额外处理(由热氧化法制备)。

[0015] 上述的方法，(2)中，所述光刻的步骤可为常规的光刻步骤，具体可如下：

[0016] 2-1)在步骤(1)中所述衬底的表面旋涂一层光刻胶，烘干；

[0017] 2-2)将紫外光透过掩膜版对经过步骤1)处理的衬底上的光刻胶进行曝光；

[0018] 2-3)将经过步骤2)处理的光刻胶置于显影液中进行显影；

[0019] 2-4)对经过步骤3)处理的衬底进行定影；

[0020] 2-5)去除经步骤4)处理的衬底上残留的光刻胶，即可得到所述图案化的光刻胶。

[0021] 上述的光刻步骤中，所述光刻胶可为正胶或负胶；在本发明的具体实施例中，所述光刻胶可为正胶，如AZ5214E光刻胶，步骤2-2)中所述掩膜版的图案与所述图案化的光刻胶的图案相同，且步骤2-3)中经过所述显影后所述衬底上经过紫外光照射的光刻胶被溶解。

[0022] 步骤2-1)中，所述光刻胶可为AZ5214E或5200N；所述烘干的温度具体可为100℃，时间具体可为5分钟。

[0023] 步骤2-2)中，所述紫外光的波长具体可为365nm；所述曝光的时间具体为8s～15s，具体为10s。

[0024] 步骤2-3)中，所述显影的时间可为12～60s；具体地，所述PET衬底的显影时间具体可为24s；所述硅酮树脂衬底的显影时间具体可为12s；所述SiO2衬底的显影时间具体可为50s；所述Si衬底的显影时间具体可为60s；所述显影液具体可为AZ400K。

[0025] 步骤2-4)中，所述定影的时间具体可为30～60s，具体为60s；所述定影液可为去离子水。

[0026] 步骤2-5)中，所述除去残留的光刻胶可通过等离子体处理进行；所述等离子处理的条件可如下：时间可为0.5min～1min，具体为0.5min；功率可为30W～80W，具体为40W；处理气氛可为氧气气氛；真空度可为30～40Pa，具体为34Pa；氧气流速可为6～9sccm，具体为7sccm，后续的氧等离子体处理同时也能保证足够多的羟基来连接N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯。

[0027] 上述的方法，步骤(3)中，所述修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯的方法可采用气相修饰法，具体步骤可如下：在真空条件下，所述空白部分连接的羟基与N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯反应，即可在所述空白部分修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯；

[0028] 所述衬底(等离子体处理或食人鱼溶液处理)上均匀地连接羟基，而N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯是通过气相修饰的方法修饰到衬底，能够均匀的形成单分子层，因此两者的用量可以实验控制；

[0029] 所述反应的温度可为65～75℃，具体可为72℃；时间可为180～200min，具体可为190min。

[0030] 上述的方法，步骤(4)中，所述化学氧化法的步骤如下：在氯化铁存在的条件下，吡咯聚合形成聚吡咯，所述聚吡咯连接于所述N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯的侧链上，即在所述空白部分合成所述聚吡咯；具体可采用如下步骤进行：

[0031] 配制所述吡咯的水分散液和所述氯化铁的水溶液，将所述水分散液和所述水溶液混合，然后将修饰有N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯的衬底置于上述混合溶液中，经聚合反应即在所述空白部分合成聚吡咯。

[0032] 所述聚合反应的温度可为15～25℃，具体可为21℃；时间可为20～30min，具体可为25min。

[0033] 上述的方法，步骤(5)中，将所述衬底置于溶剂中经超声去除所述光刻胶；所述溶剂可为丙酮；

[0034] 所述超声的时间可为1～7分钟，具体可为3min。

[0035] 由上述任一项所述的方法制备得到的基于衬底的图案化聚吡咯，也在本发明的保护范围内。

[0036] 本发明进一步提供了上述基于衬底的图案化聚吡咯在制备有机薄膜场效应晶体管中的应用。

[0037] 上述的应用中，所述有机薄膜场效应晶体管以所述基于衬底的图案化聚吡咯中的图案化聚吡咯为源漏电极。

[0038] 本发明具有如下有益效果：

[0039] (1)本发明在衬底上形成图案化聚吡咯的方法中，衬底以及图案化聚吡咯均具有良好的柔性及透过性；

[0040] (2)本发明提供的方法能够进一步提高导电聚合物聚吡咯的透过性；

[0041] (3)本发明提供的制备方法，可在室温下操作，图案化过程中溶液处理不会对电极导电性造成影响；

[0042] (4)本发明方法使用高精度的光刻法技术制备电极，可以制备精度高，复杂的图案，实现高集成度，方便实用；

[0043] (5)本发明提供的图案化导电聚合物与金相比，其与半导体有着更好的兼容性，从而获得更高性能的器件；

[0044] (6)本发明方法成本较低、制备方法简单，适用于柔性和硬性等多种衬底。

附图说明

[0045] 图1为实施例1中制备基于PET衬底的图案化聚吡咯的示意图。

[0046] 图2为实施例1中制备得到的基于PET衬底沉积的纯聚吡咯和图案化聚吡咯的光学透过性的对比照片(图2(a))和透过曲线对比图(图2(b))。

[0047] 图3为实施例1中制备得到的基于PET衬底的图案化聚吡咯的显微镜图。

[0048] 图4为实施例1中制备得到的基于PET衬底的图案化聚吡咯的耐高温稳定性测试曲线(图4(a))和耐溶剂稳定性测试曲线(图4(b))。

[0049] 图5是实施例1制备得到的基于PET衬底的图案化聚吡咯的不同弯曲次数测试下导电率变化(图5(a))和不同弯曲半径测试导电率的变化(图5(b))。

[0050] 图6是实施例2制备得到的基于Si衬底的图案化聚吡咯的显微镜图。

[0051] 图7是实施例3制备得到的基于SiO2衬底的图案化聚吡咯的显微镜图。

[0052] 图8是实施例3制备的以基于SiO2衬底的图案化聚吡咯为源漏电极的Dinaphtho[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]thiophene(DNTT)有机薄膜场效应晶体管的器件结构示意图(图8(a))、转移曲线图(图8(b))和迁移率分布图(图8(c))。

[0053] 图9是实施例4制备得到的以基于硅酮树脂衬底的图案化聚吡咯为源漏电极的Dinaphtho[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]thiophene(DNTT)有机薄膜场效应晶体管器件的器件结构示意图(图9(a))、转移曲线(图9(b))和输出曲线(图9(c))。

具体实施方式

[0054] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

[0055] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

[0056] 实施例1、制备基于PET衬底的图案化聚吡咯

[0057] 按照图1所示流程示意图制备基于PET衬底的图案化聚吡咯，步骤如下：

[0058] (1)对PET衬底表面进行羟基化处理：

[0059] 首先把PET衬底表面清洗干净，然后通过等离子处理产生羟基，等离子体处理条件如下：时间为1min，功率为90W，处理气氛为氧气气氛，真空度为34pa；氧气流速为7sccm。

[0060] (2)在经步骤(1)处理的PET衬底的表面通过光刻形成图案化的光刻胶，其中，PET衬底表面上未覆盖图案化的光刻胶的空白部分构成所设计的导电聚合物聚吡咯的图案：

[0061] 2-1)在步骤(1)中羟基化处理的PET衬底的表面旋涂一层正胶(AZ5214E光刻胶)，烘干(烘烤温度：100度；烘烤时间：5min)。

[0062] 2-2)将紫外光(波长为365nm)透过掩膜版对经过步骤1)处理的衬底上的光刻胶进行曝光(曝光时间为10s)；掩膜版的图案与图案化的光刻胶的图案相同。

[0063] 2-3)将经过步骤2-2)处理的光刻胶置于显影液中，显影液为体积比为1：4使得AZ400k与去离子水)中进行显影(显影时间：60s)，经过紫外光照射的光刻胶被溶解。

[0064] 2-4)对经过步骤3)处理的衬底进行定影(定影液为去离子水，定影时间为30s)；

[0065] 2-5)对经步骤4)处理的衬底进行等离子体处理去除残留的光刻胶，等离子体处理的条件如下：时间为0.5min；功率为30W；处理气氛为氧气气氛；真空度为34pa；氧气流速为7sccm，即可得到图案化的光刻胶。

[0066] (3)在经步骤(2)处理的PET衬底上的空白部分气相修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯：

[0067] 将经过上述步骤(2)处理的PET衬底与9μL的N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯置于一个玻璃容器中，放入真空干燥箱后，将此体系抽至真空(真空度为-0.1Mpa)，温度为72度，时间为190min。并保持机械泵在整个过程中一直工作。

[0068] (4)在经过步骤(3)处理的空白部分通过化学氧化合成的方法合成聚吡咯：

[0069] 将15μL吡咯置于500μL二次去离子水中，机械搅拌均匀(搅拌时间为2h)。将1mg氯化铁置于1ml二次去离子水中，机械搅拌均匀(搅拌时间为2h)。将上述两种溶液混合，之后迅速将经过步骤(3)处理的衬底置于此混合溶液中，两种溶液混合发生聚合反应，聚合温度为室温(21℃)，聚合时间为25min。

[0070] (5)丙酮超声去胶：

[0071] 在步骤(4)中聚合反应之后，将衬底取出，置于丙酮中，超声清洗3min。吸附于光刻胶上的聚吡咯被清洗掉，而吸附于衬底的聚吡咯因其卓越的化学稳定性不会被清洗掉。至此，即可得到基于PET衬底的图案化聚吡咯。

[0072] 本发明制备的柔性图案化聚吡咯，相比于纯聚吡咯，拥有着几乎相同的柔性以及更好的光学透过性。图2(a)是PET衬底上图案化聚吡咯与纯聚吡咯的柔性展示以及光学透过性对比的实物图。图2(b)是PET衬底上图案化聚吡咯(上面的曲线)与纯聚吡咯(下面的曲线)的透过曲线对比图。

[0073] 本发明提供的图案化聚吡咯方法具有很高的精度，可应用于柔性衬底PET，图3是PET衬底下图案化聚吡咯的显微镜图。

[0074] 本发明提供的图案化聚吡咯方法具有很好的耐高温以及耐化学溶剂能力。同时也说明了图案化前后不会损伤聚吡咯的导电性：图4(a)对聚吡咯进行45分钟的不同温度的热处理后的导电能力的变化图。图4(b)对聚吡咯进行45分钟的各类有机溶剂浸泡处理的导电能力后的变化图。

[0075] 本发明提供的图案化聚吡咯方法具有很好的柔性：图5(a)对聚吡咯进行不同弯曲次数下聚吡咯的导电能力的变化图，图5(b)对聚吡咯进行不同弯曲半径下聚吡咯的导电能力的变化图。

[0076] 实施例2、制备基于Si衬底的图案化聚吡咯

[0077] 按照如下步骤制备基于Si衬底的图案化聚吡咯：

[0078] (1)对Si衬底的表面进行羟基化处理

[0079] 把Si衬底放入食人鱼洗液(体积比7：3的质量浓度为98％的浓硫酸与质量浓度为30％的双氧水的混合溶液)中，在衬底表面形成羟基化，用二次去离子水再次清洗衬底，用氮气吹干。

[0080] (2)在经步骤(1)处理的Si衬底的表面通过光刻形成图案化的光刻胶，其中，Si衬底表面上未覆盖图案化的光刻胶的空白部分构成所设计的导电聚合物聚吡咯的图案：同实施例1中的步骤(2)，仅将显影时间修改为60s。

[0081] (3)在经步骤(2)处理的Si衬底上的空白部分气相修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯：同实施例1中的步骤(3)。

[0082] (4)在经过步骤(3)处理的空白部分通过化学氧化合成的方法合成聚吡咯：同实施例1中的步骤(4)。

[0083] (5)丙酮超声去胶：同实施例1中的步骤(5)。

[0084] 本发明提供的图案化聚吡咯方法具有很高的精度，不仅可应用于柔性衬底PET，还可应用于Si衬底，图6是Si衬底下图案化聚吡咯的显微镜图。

[0085] 实施例3、制备基于SiO2衬底的图案化聚吡咯及有机薄膜场效应晶体管[0086] 一、制备基于SiO2衬底的图案化聚吡咯

[0087] 按照如下步骤制备基于SiO2衬底的图案化聚吡咯：

[0088] (1)对SiO2衬底的表面进行处理

[0089] 把SiO2衬底表面清洗干净，由于SiO2衬底表面拥有足够多的羟基，因此不需要额外进行羟基化处理。

[0090] (2)在经步骤(1)中SiO2衬底的表面通过光刻形成图案化的光刻胶，其中，SiO2衬底表面上未覆盖图案化的光刻胶的空白部分构成所设计的导电聚合物聚吡咯的图案：同实施例1中的步骤(2)，仅将显影时间修改为50s。

[0091] (3)在经步骤(2)处理的SiO2衬底上的空白部分气相修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯：同实施例1中的步骤(3)。

[0092] (4)在经过步骤(3)处理的空白部分通过化学氧化合成的方法合成聚吡咯：同实施例1中的步骤(4)。

[0093] (5)丙酮超声去胶：同实施例1中的步骤(5)。

[0094] 本发明提供的图案化聚吡咯方法具有很高的精度，不仅可应用于柔性衬底PET，还可应用于SiO2衬底，图7是SiO2衬底下图案化聚吡咯的显微镜图。

[0095] 二、制备有机薄膜场效应晶体管

[0096] 按照如下步骤制备有机薄膜场效应晶体管：

[0097] (1)对一中制备得到的图案化聚吡咯电极装配的SiO2衬底进行气相修饰十八烷基三氯硅烷(OTS)处理(将制备得到的图案化聚吡咯电极装配的SiO2衬底放入一个容器中，并滴一滴(3μL)十八烷基三氯硅烷(OTS)，将体系抽至-0.1Mpa真空)，条件如下：修饰温度为120℃，修饰时间为2h，修饰环境为真空环境，修饰过程中机械泵一直工作。

[0098] (2)在经过步骤(1)修饰的器件表面采用真空热蒸发法的蒸镀Dinaphtho[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]thiophene(DNTT)半导体，蒸镀条件为：真空度：10-4Pa；衬底温度：
60度； 即可得到以基于SiO2衬底的图案化聚吡咯为电极的有机薄膜
场效应晶体管。

[0099] 对上述制备得到的以硅作为栅极，图案化聚吡咯作为源漏电极，SiO2作为绝缘层，DNTT为半导体的底栅底接触的场效应晶体管，在常温、大气条件下进行转移曲线的测试。图8(a)为SiO2衬底下，图案化聚吡咯为电极制备DNTT场效应晶体管的器件示意图，图8(b)是器件转移曲线，器件迁移率为0.204cm2/Vs，图8(c)是器件的迁移率统计分布图。

[0100] 实施例4、制备以基于硅酮树脂衬底的图案化聚吡咯为电极的有机薄膜场效应晶体管

[0101] 按照如下步骤制备以基于硅酮树脂衬底的图案化聚吡咯为电极的有机薄膜场效应晶体管：

[0102] (1)清洗PET衬底。

[0103] (2)通过蒸镀技术在PET衬底上蒸镀Au电极作为栅极，之后对栅极进行等离子处理，条件如下：时间为0.5min；功率为30W；处理气氛为氧气气氛；真空度为34pa；氧气流速为7sccm。

[0104] (3)在Au电极作为栅极旋涂硅酮树脂并固化

[0105] 以1：4(硅酮树脂(厂家：Dowcorning，型号：Dowcorning 1-2577)：甲基硅氧烷(厂家：Dowcorning，型号：OS20)))体积比的比例配置硅酮树脂溶液，搅拌后静置；直接在等离子体处理后的栅电极上旋涂一层500nm硅酮树脂溶液，然后放入烘箱中加热固化(加热120度固化12小时)。

[0106] (4)对硅酮树脂衬底表面进行羟基化处理：同实施例1中的步骤(1)。

[0107] (5)在经步骤(4)处理的硅酮树脂衬底的表面通过光刻形成图案化的光刻胶，其中，硅酮树脂衬底表面上未覆盖图案化的光刻胶的空白部分构成所设计的导电聚合物聚吡咯的图案：同实施例1中的步骤(2)，仅将曝光时间修改为12s。

[0108] (6)在经步骤(5)处理的硅酮树脂衬底上的空白部分气相修饰N-(3-三甲氧基硅丙基)吡咯：同实施例1中的步骤(3)。

[0109] (7)在经过步骤(6)处理的空白部分通过化学氧化合成的方法合成聚吡咯：同实施例1中的步骤(4)。

[0110] (8)丙酮超声去胶：同实施例1中的步骤(5)。

[0111] (9)将步骤(8)中完成图案化聚吡咯电极装配的硅酮树脂衬底进行气相修饰OTS处理(先将图案化聚吡咯电极装配的硅酮树脂衬底进行氧等离子体处理：时间为0.5min；功率为40W，处理之后将其放入一个容器中，并滴3μL的十八烷基三氯硅烷(OTS)，将体系抽至-0.1Mpa真空)，条件如下：修饰温度为120℃，修饰时间为2h，修饰环境为真空环境，修饰时机械泵一直工作。

[0112] (10)在经过步骤(9)修饰的器件表面采用真空热蒸发法的蒸镀Dinaphtho[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]thiophene(DNTT)半导体，蒸镀条件为：真空度：10-4Pa；衬底温度：
60度； 即可得到以基于硅酮树脂衬底的图案化聚吡咯为源漏电极的
有机薄膜场效应晶体管。

[0113] 将上述制备得到的以Au作为栅极，图案化聚吡咯作为源漏电极，硅酮树脂作为绝缘层，DNTT为半导体制备得到的底栅底接触的场效应晶体管，在常温、大气条件下进行转移曲线的测试。图9(a)为PET衬底下，图案化聚吡咯为电极制备DNTT场效应晶体管的器件示意图，图9(b)是器件转移曲线，图9(c)是器件的输出曲线，可以看出，器件迁移率为0.021cm2/Vs。