Fulltryckta organiska tunnfilmstransistorer (OTFT) på ett pappersunderlag. (a) Schematisk över enhetsstrukturen för ett fullt tryckat OTFT på papper. (b) Matriser med fullt utskrivna OTFT -enheter tillverkade på ett papperssubstrat bläckstråleskrivare tryckt med NIMS -logotypen innan enheten läggs till. (c) En optisk mikroskopbild av fullt utskrivna OTFT-matriser. (d) En förstorad optisk mikroskopbild av den enskilda enheten. Matriser med heltryckta organiska tunnfilmstransistorer tillverkade på papperssubstrat som hade NIMS -logotypen bläckstråle tryckt på innan bearbetning.
En nanopartikelbläck som kan användas för tryckning av elektronik utan högtemperaturglödgning är en möjlig lönsam metod för tillverkning av flexibel elektronik.
Utskrift av halvledaranordningar anses ge låg kostnadseffektiv flexibel elektronik som överträffar de amorfa kiseltunnfilmstransistorerna som för närvarande begränsar utvecklingen inom displayteknik. Men nanopartikelbläck som utvecklats hittills har krävt glödgning, som begränsar dem till underlag som tål höga temperaturer, utesluter mycket av den flexibla plasten som annars skulle kunna användas. Forskare vid National Institute for Materials Science och Okayama University i Japan har nu utvecklat ett nanopartikelbläck som kan användas med utskriftsprocedurer vid rumstemperatur.
Utvecklingen av tunnfilmstransistorer gjorda av amorft kisel har gett bredare, tunnare skärmar med högre upplösning och lägre energiförbrukning. Ytterligare framsteg på detta område begränsas emellertid nu av det låga svaret på tillämpade elektriska fält, det är, den låga fälteffektrörligheten. Oxidhalvledare som InGaZnO (IGZO) erbjuder bättre prestandaegenskaper men kräver komplicerade tillverkningsprocedurer.
Nanopartikelbläck bör tillåta enkel billig tillverkning men de nanopartiklar som vanligtvis används är omgivna av icke-ledande ligander-molekyler som införs under syntes för att stabilisera partiklarna. Dessa ligander måste avlägsnas genom glödgning för att få bläcket att leda. Takeo Minari, Masayuki Kanehara och kollegor hittade en väg runt denna svårighet genom att utveckla nanopartiklar omgiven av plana aromatiska molekyler som tillåter laddningsöverföring.
Guldnanopartiklarna hade en resistivitet på cirka 9 x 10 -6 Ω cm - liknar rent guld. Forskarna använde nanopartikelbläcket för att skriva ut organiska tunnfilmstransistorer på en flexibel polymer och ett pappersunderlag vid rumstemperatur, producerar enheter med mobiler på 7,9 och 2,5 cm2 V -1 s -1 för polymer respektive papper - siffror jämförbara med IGZO -enheter.
Som forskarna konstaterar i sin rapport om arbetet, "Denna rumstemperaturutskriftsprocess är en lovande metod som kärnteknologi för framtida halvledarutrustning."
