Sedan uppfinningen av flytande kristallskärmar i mitten av 1960-talet, displayelektronik har genomgått en snabb omvandling. Nyligen utvecklade organiska ljusemitterande dioder (OLED) har visat flera fördelar jämfört med LCD-skärmar, inklusive deras låga vikt, flexibilitet, vida betraktningsvinklar, förbättrad ljusstyrka, hög effekteffektivitet och snabb respons.
OLED-baserade skärmar används nu i mobiltelefoner, digitalkameror och andra bärbara enheter. Men att utveckla en billigare metod för masstillverkning av sådana displayer har komplicerats av svårigheterna med att införliva tunnfilmstransistorer som använder amorft kisel och polykisel i produktionsprocessen.
Nu, forskare från Aneeve Nanotechnologies, ett startup-företag vid UCLA:s teknikinkubator på campus vid California NanoSystems Institute (CNSI), har använt billiga bläckstråleskrivare för att tillverka de första kretsarna som består av fullt tryckt bakre och toppgaserad nanorörbaserad elektronik för användning med OLED-skärmar. Forskningen publicerades denna månad i tidskriften Nanobokstäver .
Startupen inkluderar medarbetare från avdelningarna för materialvetenskap och elektroteknik vid UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science och avdelningen för elektroteknik vid University of Southern California.
I denna innovativa studie, teamet tillverkade tunnfilmstransistorer i kolnanorör med hög rörlighet och ett högt på/av-förhållande, helt baserat på bläckstråleutskrift. De demonstrerade de första fullt utskrivna enpixel OLED-styrkretsarna, och deras helt tryckta tunnfilmskretsar visade betydande prestandafördelar jämfört med traditionell organiskt baserad tryckt elektronik.
"Detta är den första praktiska demonstrationen av kolnanorörsbaserade tryckta kretsar för displaybakplansapplikationer, sa Kos Galatsis, en associerad adjungerad professor i materialvetenskap vid UCLA Engineering och en av grundarna av Aneeve. "Vi har visat kolnanorörs livskraftiga kandidatur som en konkurrerande teknik tillsammans med amorf kisel och metalloxid-halvledarlösning som ett billigt och skalbart bakplansalternativ."
Denna distinkta process använder en bläckstråleskrivningsmetod som eliminerar behovet av dyr vakuumutrustning och lämpar sig för skalbar tillverkning och utskrift av rullar. Teamet löste många materiella integrationsproblem, utvecklat nya rengöringsprocesser och skapat nya metoder för förhandlingar om nanobaserade bläcklösningar.
För aktiv matris OLED-applikationer, de tryckta kolnanorörstransistorerna kommer att vara helt integrerade med OLED-arrayer, sa forskarna. Inkapslingstekniken som utvecklats för OLED:er kommer också att hålla kolnanorörstransistorerna väl skyddade, eftersom det organiska i OLED:er är mycket känsliga för syre och fukt.
Teknikinkubatorn vid CNSI etablerades för två år sedan för att främja forskning i tidiga skeden och för att påskynda den kommersiella översättningen av teknologier som utvecklats vid UCLA. Aneeve Nanotechnologies LLC har bedrivit proof-of-concept-arbete vid den tekniska inkubatorn med uppdraget att utveckla överlägsen, låg kostnad, högpresterande elektronik som använder nanoteknologiska lösningar som överbryggar klyftan mellan framväxande och traditionella plattformar.
