Ett forskargrupp bestående av en grupp från National Institute for Materials Science (NIMS) International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) och Colloidal Ink utvecklade en tryckteknik för att bilda elektroniska kretsar och tunnfilmstransistorer (TFT) med linjebredd och linjeavstånd både är 1 μm. Denna studie stöddes av ett bidrag för avancerad industriell teknikutveckling från NEDO.

Ett forskargrupp bestående av MANA Independent Scientist Takeo Minari, MANA NIMS, och Colloidal Ink utvecklade en tryckteknik för att bilda elektroniska kretsar och tunnfilmstransistorer (TFT) med linjebredd och linjeavstånd båda var 1 μm. Denna studie stöddes av ett bidrag för avancerad industriell teknikutveckling, tillhandahålls av New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO). Med denna teknik, forskargruppen bildade fulltryckta organiska TFT med en kanallängd på 1 μm på flexibla underlag, och bekräftade att TFT:erna fungerar på en praktisk nivå.

Tryckt elektronik-tryckteknik för att tillverka elektroniska enheter med funktionella material som är upplösta i bläck-har väckt stor uppmärksamhet de senaste åren som en lovande ny metod för att skapa halvledaranordningar med stor yta till låg kostnad. Eftersom dessa tekniker möjliggör bildandet av elektroniska enheter även på flexibla underlag, de förväntas vara tillämpliga på nya områden som bärbara enheter. I jämförelse, konventionell tryckteknik möjliggör bildandet av kretsar och enheter med linjebredder bara så smala som flera dussin mikrometer. Följaktligen, de är inte tillämpliga på att skapa små enheter som är lämpliga för praktisk användning. Således, det fanns höga förväntningar på att utveckla nya trycktekniker som konsekvent kan tillverka kretsar med linjebredder på flera mikrometer eller mindre.

I den här studien, forskargruppen utvecklade en tryckteknik som kan bilda metallkretsar med en linjebredd på 1 μm på flexibla underlag. Med denna teknik, de tillverkade små organiska TFT. Principen för denna tryckteknik är följande:Först, bilda hydrofila och hydrofoba mikromönster på substratet genom att bestråla det med parallellt vakuum ultraviolett (PVUV) vid en våglängd på 200 nm eller mindre. Sedan, belägga endast de hydrofila mönstren med metallnanopartikelfärger. Användningen av en PVUV -ljuskälla (Ushio Inc.) gjorde att vi kunde fokusera utsänt ljus på mycket mindre mål än konventionella ljuskällor. Dessutom, användningen av DryCure-Au-metall nanopartikelfärg som kan bilda en ledande film vid rumstemperatur som utvecklats av Colloidal Ink-gjorde det möjligt för oss att bilda enheter och kretsar vid rumstemperatur under hela processen. Som ett resultat, vi kan helt förhindra snedvridning av flexibla substrat genom värme, och forma och laminera kretsar med noggrannheten av flera mikron. Dessutom, vi stämde exakt överlappningslängderna för grindarna för de tryckta organiska TFT -apparaterna som tillverkats med denna teknik, vilket tidigare var omöjligt på grund av noggrannhetsproblem. Som ett resultat, en praktisk rörlighetsnivå på 0,3 cm2 V-1 s-1 åstadkoms för de organiska TFT:erna med kanallängden 1 μm.

I framtida studier, Vi kommer att sträva efter att tillämpa tekniken på olika områden, till exempel flexibla skärmar och sensorer i stort område. Eftersom processen vi utvecklat är tillämplig på biorelaterade material, tekniken kan också vara användbar inom medicinska och bioelektroniska områden.