印出來的 CNT 電晶體電路可製作更便宜的 OLED 顯示器

2012/01/12 | | 標籤:

雖然彈性 OLED 已開始在某些手機上現身,不過這項技術仍太過昂貴以致於無法廣泛用於消費性電子產品中。在其中一項要使「低成本、大量生產」的 OLED 顯示器成為可能的最新嘗試中,研究者製造出第一個完整的薄膜電晶體電路,以奈米碳管(CNT)溶液印製而成,供顯示器電子零件使用。他們發現這些電路不僅容易製造,且連結到 OLED 時,運作起來如同優秀的電流開關。

這些被印出來的電晶體電路是由一個屬於 UCLA、Aneeve Nanotechnologies(位於 UCLA 的新興公司)以及洛杉磯南加大(USC)的研究團隊所開發。他們的研究發表在最近一期 Nano Letters 上。

雖然其他小組曾印出 CNT 電晶體,不過這是研究者首度成功地印出「完整的」電晶體電路:不僅只有 CNTs,還包括金屬、聚合物以及其它所有元件(都是用印的)。在辦到這件事的同時,該研究也首度證明一種全印製 CNT 製程(fully printed CNT process)可用來製造一個完整的電路。

全印製 CNT 電晶體滿足「以低成本大量製造 OLED 顯示器」的二項關鍵要素:他們使用一種廉價、快速且簡單的製程(噴墨列印),以及他們使用具有優良電氣特性的材料(CNTs)。

“與其它有機半導體材料相比,CNTs 更加穩定," 來自 Aneeve Nanotechnologies 以及 UCLA 的 Kosmas Galatsis 表示。"它們具有優異的電子特性與電晶體效能。" 為了印製背閘極式(back-gated)薄膜電晶體,研究者使用一種商業化的銀奈米粒子溶液來印出源極與汲極電極。利用一種他們先前所開發的半導電性單壁奈米碳管(SWCNT)配方,他們印出了通道(channel)。測試證明這些印出來的 SWCNT 電晶體其所展現出來的效能與利用更加昂貴的光微影技術製成的 SWCNT 電晶體相當。

在他們研究的第二部份裡,研究者將二個印出來的 SWCNT 電晶體連接到一個 OLED 上,並利用它們來切換 OLED 的開與關。電晶體優異的載流能力(current carrying capacity,譯註:即最大負載電流)使它成為一種理想的 OLED 顯示器背板元件。

藉由添加一層包含 LiClO4(過氯酸鋰、高氯酸鋰)的聚乙烯亞胺(polyethylenimine,PEI)到背閘極式 SWCNT 電晶體的 CNTs 上頭,研究者能製造出一種頂閘極式(top-gated)電晶體。他們接著將這種電晶體印到柔軟的 Kapton 材料上,證明將之用在可撓式電子產品上的潛力。

身為第一個以 SWCNT 溶液為 OLED 顯示器印出完整電晶體電路的示範,這些研究結果指出,基於奈米碳管的電子零件能為 OLED 顯示器的大量商業化鋪路。

“我們的計畫是要繼續開發這種製程的可縮放性與可製造性," Galatsis 表示。"我們計畫要在二年內印製出產品。商業化將需要更大型生產夥伴的參與。"

資料來源:PHYSORG:Printed CNT transistor circuits may lead to cheaper OLED displays[December 6, 2011]

轉載自only-percpetion


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