柔性有機(jī)TFT陣列應(yīng)用于有源矩陣型電子紙
塑料底板的尺寸為6英寸見方,可以在整個底板上基本均勻地形成最小為0.8μm的圖案。“在利用印刷技術(shù)制成的所有有機(jī)TFT陣列中,以這樣的底板尺寸來制造微細(xì)圖案尚屬全球首次”(產(chǎn)綜研光技術(shù)研究部門副研究部長八瀨清志)。像素間距為127μm,像素的開口率為約70%。由于采用的是微細(xì)圖案,因此可以減小TFT的尺寸,實現(xiàn)高開口率。設(shè)想用于有源矩陣型電子紙,計劃2010年試制出A4尺寸的有源矩陣型電子紙,2015年投產(chǎn)。
為實現(xiàn)200ppi的分辨率,采用了微接觸印刷法
產(chǎn)綜研表示,考慮到用有源矩陣型電子紙來實現(xiàn)印刷在紙上的文字及圖形等,分辨率需要達(dá)到200ppi左右。因此,此次試制的有機(jī)TFT陣列的像素間距設(shè)定為1英寸(2.54cm)的1/200,即127μm。此次雖未與電子紙使用的顯示元件組合使用,但試制成功的有機(jī)TFT的整體動作良好。有機(jī)TFT的開關(guān)比(導(dǎo)通狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)的源極-漏極間電流的比)為103。在柔性底板上試制的有機(jī)TFT總數(shù)為100萬個左右。
采用微接觸印刷法主要是為了提高有機(jī)TFT的驅(qū)動能力。此次,可通過印刷涂布的有機(jī)半導(dǎo)體材料為聚3-己基噻吩[poly(3-hexylthiophene),P3HT],載流子遷移率只有10-3。為了驅(qū)動與有機(jī)TFT組合使用的電子紙顯示元件,必須將有機(jī)TFT的源極-漏極間距(溝道長度)降至5μm以下,因此采用了有利于印刷微細(xì)圖案的微接觸印刷法。使用該方法形成了溝道長度為2μm左右的TFT。
層疊涂布5層圖案形成有機(jī)TFT
微接觸印刷法是在嵌入硅橡膠模型中的圖案上灑上墨水,然后像“蓋章”那樣,在底板表面涂布圖案。此次的有機(jī)TFT是按照源極、柵絕緣膜、有機(jī)半導(dǎo)體膜、源極/漏極及保護(hù)膜的順序?qū)盈B涂布五層樣式不同的圖案而形成的。印刷一次即可在整個底板上形成圖案。有機(jī)TFT的結(jié)構(gòu)采用的是在有機(jī)半導(dǎo)體層上配置源極和漏極的面接觸型。各層的厚度為200nm左右,對應(yīng)總線的布線部分,為了降低電阻值,將厚度增加到了600nm左右。另外,在電極印刷中,采用的是散布有納米尺寸Ag微粒子的Ag墨水。
此次成果將在2008年7月13~17日于波蘭舉行的“The 11th International Conference on Electrical and Related Properties of Organic Solids”上發(fā)表。研究開發(fā)是按照新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)的委托業(yè)務(wù)“超柔性顯示器構(gòu)件技術(shù)開發(fā)計劃”進(jìn)行的。
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