薄膜晶体管、包括其的显示设备和制备薄膜晶体管的方法技术

提供了薄膜晶体管、包括其的显示设备和制备薄膜晶体管的方法，所述薄膜晶体管包括：栅电极；栅极绝缘层，与栅电极接触；半导体层，通过栅极绝缘层与栅电极绝缘；以及源电极和漏电极，与半导体层接触，其中，半导体层包括由式1表示的钙钛矿化合物：式1[A]2[B][X]6:Z，其中，在式1中，A包括单价有机阳离子、单价无机阳离子或它们的组合，B包括Sn

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管、包括其的显示设备和制备薄膜晶体管的方法
[0001]本申请要求于2021年12月24日在韩国知识产权局提交的第10
‑
2021
‑
0187764号韩国专利申请的优先权和权益以及由此获得的所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。


[0002]一个或更多个实施例涉及薄膜晶体管、包括该薄膜晶体管的显示设备以及制备该薄膜晶体管的方法。

技术介绍

[0003]近年来，显示设备的使用已经变得多样化。随着显示设备变得更薄且更轻，显示设备的使用范围正在扩大。
[0004]为了改善显示设备的图像质量，应该考虑显示设备内部的薄膜晶体管的性能改善。
[0005]改善膜质量可以改善薄膜晶体管的性能。

技术实现思路

[0006]实施例包括具有改善性能的薄膜晶体管、包括该薄膜晶体管的显示设备以及制备该薄膜晶体管的方法。
[0007]另外的方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将通过描述而明显，或者可以通过实践公开的所呈现的实施例而获知。
[0008]根据实施例，薄膜晶体管包括：栅电极；栅极绝缘层，与栅电极接触；半导体层，通过栅极绝缘层与栅电极绝缘；以及源电极和漏电极，与半导体层接触，其中，半导体层包括由式1表示的钙钛矿化合物：
[0009]式1
[0010][A]2[B][X]6:Z，
[0011]其中，在式1中，A包括单价有机阳离子、单价无机阳离子或它们的组合，B包括Sn
4+
，X包括单价阴离子，并且Z包括均对[A]2[B][X]6掺杂的金属阳离子或准金属阳离子。
[0012]根据实施例，显示设备包括发光器件和该薄膜晶体管，发光器件包括第一电极、面对第一电极的第二电极和在第一电极与第二电极之间的中间层，其中，薄膜晶体管的源电极和漏电极中的一个电连接到发光器件的第一电极。
[0013]根据实施例，制备薄膜晶体管的方法包括以下步骤：在基底上形成栅电极；在基底上形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层上形成半导体层；以及在半导体层上形成源电极和漏电极，其中，形成半导体层的步骤包括：获得包含包括A的第一前驱体、包括B的第二前驱体和第一溶剂的第一溶液的第一步骤；获得包含包括Z的添加剂和第二溶剂的第二溶液的第二步骤；以及将第一溶液和第二溶液混合的第三步骤，其中，第一溶剂包括二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)，A包括单价有机阳离子、单价无机阳离子或它们的组合，B包括
Sn
4+
，并且Z包括金属阳离子或准金属阳离子。
附图说明
[0014]通过以下结合附图的描述，公开的某些实施例的以上和其他方面、特征和优点将更加明显，在附图中：
[0015]图1是根据实施例的薄膜晶体管的示意图；
[0016]图2是由式1表示的钙钛矿化合物的晶体结构的图；
[0017]图3是根据实施例的显示设备的示意性透视图；
[0018]图4是根据实施例的显示设备的构造的示意图；
[0019]图5A示出了制备示例2
‑
1、制备示例2
‑
2、制备示例2
‑
4和制备示例2
‑
6的薄膜的原子力显微镜(AFM)图像；
[0020]图5B示出了制备示例2
‑
1、制备示例2
‑
2、制备示例2
‑
4和制备示例2
‑
6的薄膜的扫描电子显微镜(SEM)图像；
[0021]图6是示出制备示例2
‑
1、制备示例2
‑
2、制备示例2
‑
4和制备示例2
‑
6的薄膜的X射线衍射(XRD)分析结果的强度(任意单位(a.u.))与2θ(度(
°
))的图；
[0022]图7是示出制备示例2
‑
2至制备示例2
‑
6的薄膜的电子迁移率的电子迁移率(平方厘米每伏秒(cm
2 V
‑1s
‑1))与Cs
+
:Sn
4+
进料比的图；
[0023]图8示出了制备示例3
‑
1和制备示例3
‑
2的薄膜的SEM图像；
[0024]图9是示出对比示例1至对比示例5的薄膜晶体管的电流开关比(current on
‑
off ratio)的源
‑
漏电流(I
DS
)(安培(A))与栅
‑
源电压(V
GS
)(伏特(V))的图；
[0025]图10A是示例1的薄膜晶体管的剖视图；
[0026]图10B是示出示例1和对比示例3的薄膜晶体管的电子迁移率和电流开关比的I
DS
(A)与V
GS
(V)的图；
[0027]图10C是示出示例1的薄膜晶体管的源
‑
漏电流(I
DS
)根据栅
‑
源电压(V
GS
)的I
DS
(A)与V
GS
(V)的图；
[0028]图10D是示出示例1的薄膜晶体管的源
‑
漏电流(I
DS
)根据漏
‑
源电压(V
DS
)的I
DS
(A)与V
DS
(V)的图；以及
[0029]图11是示出示例1的薄膜晶体管的空气稳定性的归一化电子迁移率(μ
FE
)与空气暴露时间(小时(h))的图。
具体实施方式
[0030]现在将详细地参照实施例，实施例的示例示出在附图中，其中，同样的附图标记始终表示同样的元件。在这方面，呈现的实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于在此阐述的描述。因此，下面仅通过参照附图来描述实施例，以解释本说明书的各方面。
[0031]如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。在整个公开中，表述“a、b和c中的至少一个(种/者)”表示仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者、a、b和c的全部或其变型。“至少一个(种/者)”不将被解释为限于“一”或“一个(种/者)”。“或”意指“和/或”。
[0032]因为公开可以具有各种修改的实施例，所以在附图中示出了实施例并且在具体实
施方式中描述了实施例。当参考参照附图描述的实施例时，公开的效果和特性以及实现这些效果和特性的方法将是明显的。然而，公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。
[0033]在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。相同或对应的组件将由相同的附图标记表示，因此将省略其冗余描述。
[0034]将理解的是，尽管在此可以使用术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：栅电极；栅极绝缘层，与所述栅电极接触；半导体层，通过所述栅极绝缘层与所述栅电极绝缘；以及源电极和漏电极，与所述半导体层接触，其中，所述半导体层包括由式1表示的钙钛矿化合物：式1[A]2[B][X]6:Z，其中，在式1中，A包括单价有机阳离子、单价无机阳离子或它们的组合，B包括Sn
4+
，X包括单价阴离子，并且Z包括均对[A]2[B][X]6掺杂的金属阳离子或准金属阳离子。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，A包括(R1R2R3R4N)
+
、(R1R2R3R4P)
+
、(R1R2R3R4As)
+
、(R1R2R3R4Sb)
+
、(R1R2N＝C(R3)
‑
NR4R5)
+
、取代或未取代的含氮5元环的单价阳离子、取代或未取代的含氮6元环的单价阳离子、Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
、Cs
+
、Fr
+
或它们的组合，其中，R1、R2、R3、R4和R5、所述取代的含氮5元环的所述单价阳离子的取代基以及所述取代的含氮6元环的所述单价阳离子的取代基均独立地为氢、氘、
‑
F、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
I、羟基、取代或未取代的C1‑
C
60
烷基、取代或未取代的C2‑
C
60
烯基、取代或未取代的C2‑
C
60
炔基、取代或未取代的C1‑
C
60
烷氧基、取代或未取代的C6‑
C
60
芳基或者
‑
N(Q1)(Q2)，并且Q1和Q2均独立地为氢、氘、羟基、C1‑
C
60
烷基、C2‑
C
60
烯基、C2‑
C
60
炔基、C1‑
C
60
烷氧基或C6‑
C
60
芳基。3.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，X包括卤离子。4.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，Z包括Mn
2+
、Bi
3+
、Sb
3+
或In
3+
。5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，基于B的总摩尔数，所述半导体层中的Z的量在0.1摩尔百分比至30摩尔百分比的范围内。6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管的电子迁移率在0.5平方厘米每伏秒至10平方厘米每伏秒的范围内。7.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管的电流开关比在10:1至105:1的范围内。8.一种显示设备，所述显示设备包括：发光器件，包括第一电极；第二电极，面对所述第一电极；和中间层，在所述第一电极与所述第二电极之间；以及根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述薄膜晶体管的所述源电极和所述漏电极中的一个电连接到所述发光器件的所述第一电极。9.如权利要求8所述的显示设备，其中，所述中间层包括发射层，并且所述中间层可选地包括在所述第一电极与所述发射层之间的空穴传输区域、在所述发射层与所述第二电极之间的电子传输区域或它们的组合。
10.一种制备薄膜晶体管的方法，所述方法包括以下步骤：在基底上形成栅电极；在所述基底上形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成半导体层；以及在所述半导体层上形成源电极和漏电极，其中，形成所述半导体层的步骤包括：获得包含第一前驱体、第二前驱体和第一溶剂的第一溶液的第一步骤，所述第一前驱体包括A，所述第二前驱体包括B；获得包含添加剂和第二溶剂的第二溶液的第二步骤，所述添加剂包括Z；以及将所述第一溶液和所述第二溶液混合的第三步骤，其中，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亨俊，鲁容泳，林俊亨，朱慧慧，
申请(专利权)人：浦项工科大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：