中科院长春应用化学所研究员 闫东航

目前有机薄膜晶体管(OTFT)的综合性能已经达到商用非晶硅水平，其鲜明的低生产成本和高功能优点已显示出巨大的市场潜力和产业化价值。有机薄膜晶体管将很快成为新一代平板显示的核心技术。

将成新一代平板显示核心技术

有机薄膜晶体管(OTFT，organic thin film transistor)的基本结构和功能与传统的薄膜晶体管(TFT)基本相同，不同的是它采用了有机半导体作为工作物质。与现有的非晶硅或多晶硅TFT相比，OTFT具有以下特点：加工温度低，一般在180℃以下，不仅能耗显著降低，而且适用于柔性基板；工艺过程大大简化，成本大幅度降低，气相沉积和印刷打印两种方法都适合大面积加工；材料来源广泛，发展潜力大，同时环境友好。这些特点符合社会发展和技术进步的趋势，因此，它的出现和进展在国际上引起广泛关注，很多大公司和研发机构竞相投入研发，特别是欧洲已形成研发联盟，OTFT的性能(载流子迁移率)以平均每两年提高十倍的速度在发展，目前综合性能已经达到了目前商业上广泛使用的非晶硅TFT水平(0.7平方厘米每伏秒)。可以说，有机薄膜晶体管将成为新一代平板显示的核心技术。

开始迈入实用化阶段

在有机薄膜晶体管发展的初期，提高有机半导体的载流子迁移率是研发的主要目标，代表性的高迁移率有机半导体主要有聚噻吩、六噻吩、并五苯、并四苯和酞菁铜等，其中并五苯多晶薄膜的载流子迁移率超过1.0平方厘米每伏秒。众多的研究机构围绕并五苯展开了系统而深入的研究，成果瞩目。这个阶段的有机电子学一般也被称为并五苯电子学。并五苯是一类荧光颜料，最早由法国国家科学院的Garnier组在1991年筛选出来作为OTFT的半导体材料，但是载流子迁移率和开关电流比很低。美国宾州大学的Jackson组随后对并五苯薄膜晶体管进行了深入的研究，取得可喜成果：发展出高迁移率并五苯多晶薄膜的制备方法和改善接触电阻的电极修饰方法；采用多级环型振荡器证明有机半导体的动态特性能够满足平板显示的需要；通过制备的OTFT-LCD和OTFT-OLED样机展现出OTFT的美好应用前景。但是，并五苯由于其特殊的分子结构，一方面在光照或水氧存在的环境下其化学稳定性不够好，另一方面它也容易升华挥发致使其欠缺物理稳定性，这些不稳定的因素限制了它的进一步实际应用。

化学和物理稳定性比较好的代表性材料是酞菁铜、酞菁锌、酞菁铁、酞菁铂、酞菁镍、酞菁锡和自由酞菁，由美国贝尔实验室的鲍哲南最早在1996年筛选出来，但是他们的载流子迁移率低于0.02平方厘米每伏秒，与并五苯比要低100倍。因此，寻找到物理和化学性质稳定的高迁移率有机半导体成为OTFT实用化的一个关键所在。