Sinds de uitvinding van LCD-schermen in het midden van de jaren zestig, display-elektronica heeft een snelle transformatie ondergaan. Onlangs ontwikkelde organische lichtemitterende diodes (OLED's) hebben verschillende voordelen getoond ten opzichte van LCD's, inclusief hun lichte gewicht, flexibiliteit, brede kijkhoeken, verbeterde helderheid, hoge energie-efficiëntie en snelle reactie.

OLED-gebaseerde displays worden nu gebruikt in mobiele telefoons, digitale camera's en andere draagbare apparaten. Maar het ontwikkelen van een goedkopere methode voor de massaproductie van dergelijke schermen is gecompliceerd door de moeilijkheden bij het opnemen van dunnefilmtransistoren die amorf silicium en polysilicium gebruiken in het productieproces.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van Aneeve Nanotechnologies, een startend bedrijf bij UCLA's on-campus technologie-incubator bij het California NanoSystems Institute (CNSI), hebben goedkope inkjetprinten gebruikt om de eerste circuits te fabriceren die zijn samengesteld uit volledig bedrukte back-gated en top-gated op koolstof nanobuisjes gebaseerde elektronica voor gebruik met OLED-schermen. Het onderzoek is deze maand gepubliceerd in het tijdschrift Nano-letters .

De startup omvat medewerkers van de afdelingen materiaalkunde en elektrotechniek aan de UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science en de afdeling elektrotechniek van de University of Southern California.

In dit vernieuwende onderzoek het team maakte dunne-filmtransistors van koolstofnanobuisjes met een hoge mobiliteit en een hoge aan-uitverhouding, volledig gebaseerd op inkjetprinten. Ze demonstreerden de eerste volledig geprinte OLED-besturingscircuits met één pixel, en hun volledig bedrukte dunnefilmcircuits vertoonden aanzienlijke prestatievoordelen ten opzichte van traditionele organische gedrukte elektronica.

"Dit is de eerste praktische demonstratie van op koolstofnanobuisjes gebaseerde printplaten voor backplane-toepassingen voor beeldschermen, " zei Kos Galatsis, een universitair hoofddocent materiaalkunde aan UCLA Engineering en mede-oprichter van Aneeve. "We hebben de levensvatbare kandidatuur van koolstofnanobuisjes aangetoond als een concurrerende technologie naast amorf silicium en metaaloxide halfgeleideroplossing als een goedkope en schaalbare backplane-optie."

Dit onderscheidende proces maakt gebruik van een inkjet-printmethode die de noodzaak van dure vacuümapparatuur overbodig maakt en zich leent voor schaalbare productie en roll-to-roll printen. Het team loste veel materiële integratieproblemen op, ontwikkelde nieuwe reinigingsprocessen en creëerde nieuwe methoden om te onderhandelen over op nano gebaseerde inktoplossingen.

Voor actieve matrix OLED-toepassingen, de gedrukte koolstofnanobuistransistors zullen volledig worden geïntegreerd met OLED-arrays, aldus de onderzoekers. De inkapselingstechnologie die is ontwikkeld voor OLED's zal ook de koolstofnanobuistransistors goed beschermen, omdat de organische stoffen in OLED's erg gevoelig zijn voor zuurstof en vocht.

De technologie-incubator bij het CNSI is twee jaar geleden opgericht om onderzoek in een vroeg stadium te stimuleren en de commerciële vertaling van technologieën die aan de UCLA zijn ontwikkeld, te helpen versnellen. Aneeve Nanotechnologies LLC heeft proof-of-concept-werk uitgevoerd in de technische incubator met de missie om superieure, goedkoop, hoogwaardige elektronica met behulp van nanotechnologie-oplossingen die de kloof overbruggen tussen opkomende en traditionele platforms.