Een onderzoeksteam, bestaande uit een groep van het National Institute for Materials Science (NIMS), International Centre for Materials Nanoarchitectonics (MANA) en Colloidal Ink, ontwikkelde een printtechniek voor het vormen van elektronische schakelingen en dunnefilmtransistors (TFT's) met zowel lijnbreedte als lijnafstand. 1 m zijn. Deze studie werd ondersteund door een Grant for Advanced Industrial Technology Development van NEDO.

Een onderzoeksteam bestaande uit MANA Independent Scientist Takeo Minari, MANA NIMS, en Colloidal Ink ontwikkelde een printtechniek voor het vormen van elektronische schakelingen en dunnefilmtransistoren (TFT's) met lijnbreedte en lijnafstand van beide 1 m. Deze studie werd ondersteund door een Grant for Advanced Industrial Technology Development, verstrekt door de New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO). Met behulp van deze techniek, het onderzoeksteam vormde volledig bedrukte organische TFT's met een kanaallengte van 1 m op flexibele substraten, en bevestigde dat de TFT's op praktisch niveau werken.

Gedrukte elektronica - printtechnieken om elektronische apparaten te fabriceren met behulp van functionele materialen opgelost in inkt - trekt de laatste jaren veel aandacht als een veelbelovende nieuwe methode om halfgeleiderapparaten met een groot oppervlak tegen lage kosten te maken. Omdat deze technieken de vorming van elektronische apparaten mogelijk maken, zelfs op flexibele substraten, ze zullen naar verwachting van toepassing zijn op nieuwe gebieden zoals draagbare apparaten. In vergelijking, conventionele printtechnologieën maken de vorming van circuits en apparaten mogelijk met lijnbreedtes van slechts enkele tientallen micrometers. Overeenkomstig, ze zijn niet van toepassing op het maken van minieme apparaten die geschikt zijn voor praktisch gebruik. Dus, er waren hoge verwachtingen voor het ontwikkelen van nieuwe printtechnieken die in staat zijn om consistent schakelingen te fabriceren met lijnbreedtes van enkele micrometers of minder.

In dit onderzoek, het onderzoeksteam ontwikkelde een printtechniek die in staat is om metalen circuits te vormen met een lijnbreedte van 1 m op flexibele substraten. Met behulp van deze techniek, ze fabriceerden minuscule organische TFT's. Het principe van deze druktechniek is als volgt:Ten eerste, vormen hydrofiele en hydrofobe micropatronen op het substraat door het te bestralen met parallel vacuüm ultraviolet (PVUV) bij een golflengte van 200 nm of minder. Vervolgens, bedek alleen de hydrofiele patronen met metalen nanodeeltjesinkten. Door het gebruik van een PVUV-lichtbron (Ushio Inc.) konden we het uitgestraalde licht concentreren op veel kleinere doelen dan conventionele lichtbronnen. Bovendien, het gebruik van DryCure-Au - metalen nanodeeltjesinkt die bij kamertemperatuur een geleidende film kan vormen, ontwikkeld door Colloidal Ink - stelde ons in staat om tijdens het hele proces apparaten en circuits bij kamertemperatuur te vormen. Als resultaat, we zijn in staat om vervorming van flexibele substraten door warmte volledig te voorkomen, en vorm en lamineer circuits met een nauwkeurigheid van enkele microns. In aanvulling, we hebben de poortoverlappingslengtes nauwkeurig afgestemd van de bedrukte organische TFT's die met deze techniek zijn vervaardigd, wat voorheen onmogelijk was vanwege nauwkeurigheidsproblemen. Als resultaat, een praktisch mobiliteitsniveau van 0,3 cm2 V-1 s-1 werd bereikt voor de organische TFT's met een kanaallengte van 1 m.

In toekomstige studies, we zullen ernaar streven de techniek toe te passen op verschillende gebieden, zoals flexibele displays en sensoren met een groot oppervlak. Aangezien het door ons ontwikkelde proces toepasbaar is op biogerelateerde materialen, de techniek kan ook nuttig zijn op medisch en bio-elektronicagebied.