Forskere demonstrerer fuldt printede carbon nanorør-transistorkredsløb til skærme

Siden opfindelsen af ​​flydende krystalskærme i midten af ​​1960'erne, displayelektronik har gennemgået en hurtig transformation. Nyligt udviklede organiske lysemitterende dioder (OLED'er) har vist adskillige fordele i forhold til LCD'er, inklusive deres lette vægt, fleksibilitet, brede betragtningsvinkler, forbedret lysstyrke, høj effekteffektivitet og hurtig respons.

OLED-baserede skærme bruges nu i mobiltelefoner, digitale kameraer og andre bærbare enheder. Men at udvikle en billigere metode til masseproduktion af sådanne skærme er blevet kompliceret af vanskelighederne ved at inkorporere tyndfilmstransistorer, der bruger amorft silicium og polysilicium i produktionsprocessen.

Nu, forskere fra Aneeve Nanotechnologies, en opstartsvirksomhed ved UCLAs on-campus teknologiinkubator ved California NanoSystems Institute (CNSI), har brugt billig ink-jet-udskrivning til at fremstille de første kredsløb, der består af fuldt trykt back-gated og top-gated carbon nanorørbaseret elektronik til brug med OLED-displays. Forskningen blev offentliggjort i denne måned i tidsskriftet Nano bogstaver .

Opstarten omfatter samarbejdspartnere fra afdelingerne for materialevidenskab og elektroteknik på UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science og afdelingen for elektroteknik ved University of Southern California.

I denne innovative undersøgelse, holdet lavede carbon nanorør-tyndfilmstransistorer med høj mobilitet og et højt on-off-forhold, fuldstændig baseret på inkjet print. De demonstrerede de første fuldt udskrevne enkeltpixel OLED-kontrolkredsløb, og deres fuldt printede tyndfilmskredsløb viste betydelige ydeevnefordele i forhold til traditionel organisk-baseret trykt elektronik.

"Dette er den første praktiske demonstration af carbon nanorør-baserede trykte kredsløb til display backplane applikationer, " sagde Kos Galatsis, en associeret adjungeret professor i materialevidenskab ved UCLA Engineering og en medstifter af Aneeve. "Vi har demonstreret carbon nanorørs levedygtige kandidatur som en konkurrerende teknologi sammen med amorf silicium og metaloxid-halvlederløsning som en billig og skalerbar backplane-mulighed."

Denne særskilte proces anvender en inkjet-udskrivningsmetode, der eliminerer behovet for dyrt vakuumudstyr og egner sig til skalerbar fremstilling og rulle-til-rulle-udskrivning. Teamet løste mange materielle integrationsproblemer, udviklet nye renseprocesser og skabt nye metoder til at forhandle nanobaserede blækløsninger.

Til OLED-applikationer med aktiv matrix, de trykte carbon nanorørstransistorer vil være fuldt integreret med OLED -arrays, sagde forskerne. Indkapslingsteknologien udviklet til OLED'er vil også holde kulstofnanorørstransistorerne godt beskyttet, da organiske stoffer i OLED'er er meget følsomme over for ilt og fugt.

Teknologi-inkubatoren på CNSI blev etableret for to år siden for at pleje forskning i tidlige stadier og for at hjælpe med at fremskynde den kommercielle oversættelse af teknologier udviklet ved UCLA. Aneeve Nanotechnologies LLC har udført proof-of-concept-arbejde i den teknologiske inkubator med missionen om at udvikle overlegen, lavpris, højtydende elektronik ved hjælp af nanoteknologiske løsninger, der bygger bro mellem nye og traditionelle platforme.