有機薄膜電晶體(OTFT)之新發現，清華大學材料系黃振昌教授與博士班研究生王中樺、謝兆瑩2009年利用蠶絲做為介電層的材料，並成功開發出蠶絲成型技術發表在學術期刊上(Advanced Materials)並同時申請專利。蠶絲製作在低電壓的高性能五苯環有機薄膜電晶體，效率比以往使用的材料快上20倍，未來可讓電子紙或有機發光二極體螢幕具有相當程度的撓曲性。
什麼是有機薄膜電晶體呢(organic thin film transitor OTFT)?
「有機」，是在超市看到定義”有機”天然無添加人工色素的食物?不!那是吃的有機物，而「有機」薄膜電晶體，比較貼近以前在高中化學中對有機物和無機物的分類定義。
在軟性電子元件上，作為主動層(Active layers)的有機薄膜有很多種類，目前介紹的五苯環(Pentacene)是普遍被應用在OTF上的有機薄膜主動層之一。主動層運用的有機材料有小分子「五苯環」 (pentacene)又稱並五苯、高分子及有機金屬錯合物，五苯環熔點是攝氏300度，沸點是攝氏529度，製成薄膜時為可透光的藍紫色，因為結構緊密，且五苯環的材質可以幫助電子移動速度變快，採用五苯環電晶體來製造元件，可以透過有機溶劑，直接鍍在作為電子紙張基板的塑膠表面。用五苯環電晶體控制電子墨水開關的元件，沒有五苯環電子紙就無法運作，此外，減少另外加上去的電路複雜度，產品的成本能降到最低。近年來都被應用在太陽能電池及可撓曲式的電子顯示器或電子紙上。
蠶絲，也是製作電子產品的絕佳材料！清華大學材料系師生兩年前意外發現，從蠶絲萃取出蠶絲蛋白，製成蠶絲膜，可當作閘極介電層材料；最近又成功製成可在低電壓操作的高性能五苯環有機薄膜電晶體，未來可應用在電子紙或有機發光二極體螢幕的彎曲功能。
清華大學材料系黃振昌教授表示：「使用蠶絲做介電層材料，是個非常意外的事情，我們經過許多次考驗，最終獲得突破。使用蠶絲可以比原本的速度快上20倍，由這種蠶絲膜製成的電子書或電子紙，翻頁速度會快很多。」，譬如以時速80公里的車速從台北到高雄要4.5小時，現在只要12分鐘。
蠶絲的製作成薄膜的過程，是先將蠶絲都丟到量杯裡煮滾成，拿去烘乾，烘乾後再切成小小塊，再丟入溶劑裡煮成蠶絲蛋白，最後將蠶絲蛋白塗抹在電晶體體的介電層部分。
因為有機電子正夯！或許電子紙的研究會因此發現更多可能性，清華大學材料系黃振昌教授所研發的蠶絲做介電層的材料，或許會對軟性有機電子紙產生相當深遠的影響，甚至會大大改變現今對電子紙的研發的可能性。
電子紙系列報導：
View Comments