Японцы научились печатать быстрые TF-транзисторы из органики. Могут появиться необычные дисплеи

Группа исследователей из Токийского университета на днях опубликовала работу о новом методе печати тонкоплёночных транзисторов из органических полупроводниковых материалов (OSC). Утверждается, что разработаны элементы техпроцесса, в ходе реализации которого получаются маломощные транзисторы с высочайшей для органических материалов скоростью переключения. Открытие может привести к появлению лёгких и гибких дисплеев с отличными характеристиками.

Пример гибкого дисплея

Идея, которая пришла в голову японским учёным, граничит с парадоксом. В процессе выращивания тонких полупроводниковых плёнок исследователи сочетали жидкие материалы и лиофобную основу. Иначе говоря, жидкие ингредиенты отталкивались от основы и не связывались с ней. Подобное сочетание привело к интересному эффекту.

Жидкие растворы с органическими материалами, которые должны были превратиться в твёрдую полупроводниковую плёнку — часть будущих тонкоплёночных транзисторов — из-за действия сил отталкивания и поверхностного натяжения равномерно распределялись по обширной поверхности. Распределение было настолько равномерным (чему также помогали специальные приспособления и U-образная форма окаймления из металлической фольги на подложке), что процесс выращивания транзисторов (слоёв) шёл равномерно на всей подложке.

Эксперименты с получившимися транзисторами показали, что для их работы на высоких скоростях требуется очень низкое напряжение, что снизит энергопотребление подобных массивов. Скорость переключения достигала теоретических возможностей органических полупроводниковых материалов, что весьма обнадёживает. На основе подобных TF-транзисторов можно будет выпускать гибкие и сворачиваемые дисплеи на жидких кристаллах или электронных чернилах, а может быть ещё что-то новое и необычное.

Экспериментальный массив TF-транзисторов, изготовленный учёными (иллюстрация из статьи Science Advances)

«Мы использовали свойство текучести, которое вы, вероятно, видите каждый раз, когда моете руки с мылом, — сказал профессор Китахара. — Мыльные пузыри могут сохранять форму за счёт снижения поверхностного натяжения жидкости. Мы полагали, что механизм мыльной пленки должен быть эффективным для образования тонкого жидкого слоя на лиофобных поверхностях, несмотря на отталкивающие силы. Твердые полупроводниковые пленки можно формировать и выращивать за счет образования тонких жидких слоев в процессе печати».

Данные об исследовании опубликованы в издании Science Advances. Рекомендаций для прямого коммерческого использования опыта учёные не дали.