有机半导体在光电领域具有广泛的应用。在信息技术方面,由机械性能强、可液相加工的有机材料制备的大面积、高精度的场效应晶体管,可以实现逻辑运算和信息处理,促进大面积柔性集成电路的制备。在生物医学方面,有机材料具有独特的生物兼容性,可广泛应用于高灵敏度的可穿戴传感器,实现人体健康状态的实时检测。在新能源方面,有机材料可用于制备大面积、高分辨率的柔性显示器,实现低能耗、低成本的显示设备。然而,加工这些高集成、高性能的有机光电器件都需要用到可控的图案化技术,即将有机半导体沉积在指定区域,使得各个器件中功能薄膜之间彼此隔离,从而降低漏电、消除器件间的串扰、降低器件功耗。因此,制备出图案化的有机半导体至关重要。本文围绕有机晶态半导体薄膜阵列生长及高性能器件应用展开研究。本文的创新成果主要包括以下几个方面:1.我们使用基底浸润性修饰法,利用表面能的差异实现了多层有机薄膜精准的定域沉积。再利用有机分子与衬底的范德华相互作用,通过热诱导自组装法,调控图案化的多层薄膜的形态,即通过调节衬底的温度使不稳定的多层膜的分子迁移并自组装成单层或双层。基于该方法,我们成功在厘米级衬底上制备了高质量的二维有机晶态半导体薄膜阵列。2.我们使用转移电极工艺来制备晶体管阵列,即通过polydimethylsiloxane（PDMS）层将预先蒸镀好的电极剥离并转移到有机半导体薄膜阵列的表面上,从而制备场效应晶体管阵列。晶体管阵列表现出优异的电学性能,其最大载流子迁移率为13.40 cm2V-1s-1,平均载流子迁移率为9.21±1.96cm2V-1s-1,表明此方法制备电极阵列的实用性。这种低温下将电极转移的方法还有望实现全柔性有机半导体器件阵列。3.我们进一步发现了高质量二维有机晶态薄膜可以作为理想的生长模板,外延生长出的异质结薄膜表现出较好的分子排列和结晶性。基于该异质结制备的双极型晶体管具有均衡的双极型电荷传输行为。该生长工艺同样适用于构建二极管阵列,器件表现出出色的整流特性,栅可调性和光控功能。这将有助于进一步开发新型异质结电子器件。