发明液晶显示器是在20世纪60年代中期,从那时以来,显示器电子产品经历了迅速转型。最近开发的有机发光二极管(OLED)显示出几个优点,胜过液晶显示器,表现在它们的轻重量、柔韧性、宽视角、高亮度、高能效和快速反应。
基于有机发光二极管的显示屏现在用于手机、数码相机和其他便携设备。但是,要开发更便宜的方法,大规模生产这种显示屏,就会很复杂,困难在于需要集成薄膜晶体管,这些晶体管使用非晶硅和多晶硅,要集成到生产过程中。
现在,有了一些研究人员,他们来自阿尼乌纳米技术公司(Aneeve Nanotechnologies),这家新创公司在加州大学洛杉矶分校(UCLA)校园科技孵化器内,就在加州纳米技术研究院(CNSI:California NanoSystems Institute),他们使用低成本喷墨印刷,制成第一款电路,这款电路包含完全印刷的背栅极(back-gated)和顶栅极(top-gated)碳纳米管电子装置,可用于有机发光二极管显示屏。
这家新创公司的合作者,有些来自加州大学洛杉矶分校亨利•萨摩利工程和应用科学学院(Henry Samueli School of Engineering and Applied Science)材料科学和电气工程系,还有些来自南加州大学(University of Southern California)电气工程系。
在这一创新研究中,研究小组制备碳纳米管薄膜晶体管,采用高度机动性和占空比率(on-off ratio),完全依靠喷墨打印。他们演示了首款完全印刷的单像素有机发光二极管控制电路,而且,他们完全印刷的薄膜电路表现出显著的性能优势,胜过传统的有机印刷电子产品。
“这是第一次实际演示,基于碳纳米管的印刷电路可用于显示器背板,”科斯•伽拉齐斯(Kos Galatsis)说,他是加州大学洛杉矶分校工程学院材料科学兼职副教授,也是阿尼乌公司的联合创始人。“我们已经证明,碳纳米管可用作候选材料,是一种有竞争力的技术,配合使用非晶硅和金属氧化物半导体方案,可提供一种低成本、可扩展的背板选择。”
这一独特工艺采用喷墨打印方法,不再需要昂贵的真空设备,而且适合可升级制造和卷到卷印刷。这个小组解决了许多材料集成问题,开发出新的清洗工艺,也创造了一些新的方法,以制成纳米油墨溶液。
研究人员说,要进行有源矩阵(active-matrix)有机发光二极管方面的应用,这种印刷式碳纳米管晶体管就要完全集成到有机发光二极管阵列。封装技术已经开发出来,可用于有机发光二极管,这也会使碳纳米管晶体管受到很好的保护,因为有机发光二极管中的有机物非常敏感于氧气和水分。
加州纳米技术研究院科技孵化器是两年前成立的,是要培育早期研究,促进各种技术的商用转化,这些技术都是加州大学洛杉矶分校开发的。阿尼乌纳米技术有限责任公司一直在进行概念循证工作,它在高科技孵化器中的使命,就是开发优越,低成本,高性能的电子装置,采用纳米技术解决方案,在新兴平台和传统平台之间架起桥梁。
首款全印刷OLED电路问世
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