Коллектив американских ученых сделал очередной шаг по пути удешевления производства OLED-дисплеев.

Несмотря на все усилия, OLED-дисплеи по цене пока не могут сравниться с жидкокристаллическими аналогами, хотя на заре становления органических светодиодов именно потенциально низкая стоимость была одним из основных стимулов их бурного развития. В последние годы низкая стоимость производства OLED-дисплеев в основном ассоциируется с массовым прозводством по средствам струйной печати, что в частности делает возможным создание OLED-дисплеев на гибких подложках.

Однако до сих пор получение полевых транзисторов (точнее их массивов – TFT) для управления светодиодами (эта технология хорошо знакома благодаря рекламным буклетам модных и дорогих мобильных телефонов под аббревиатурой AMOLED) тем же доступным методом струйной печати оставалась существенной проблемой.

Рис. 1. а, b) Различные схемы включения полевых транзисторов и OLED. с) Структура OLED, используемого для тестирования полученных транзисторов. d) Cхема процедуры получения транзистора.

Свою лепту в решение данной проблемы внес коллектив исследователей из Университета Калифорнии (Лос Анджелес) вместе со своим дочерним стартапом, который предложил использовать ОУНТ для создания канала проводимости в обратносмещенном полевом транзисторе.

Полученный транзистор полностью справился с возложенными на него обязанностями по управлению светодиодом, о чем свидетельствуют вольтамперная характеристика, на которой хорошо различимы область отсечки и триодная область при различных напряжениях на затворе.

Рис. 2. Вольтамперные характеристики обратносмещенного полевого транзистора, включенного в цепь с OLED (сверху) и яркость светодиода при различных напряжениях, подаваемых на затвор (внизу).

Для реализации более сложной схемы (2T1C) необходимо обратносмещенный полевой транзистор превратить в транзистор с верхним затвором, например, путем нанесения дополнительного слоя полиэтиленимина/перхлората лития.

Примечательно, что авторы впервые нанесли слой изолирующего полимера на канал проводимости, покрыв его лишь частично. Это привело к появлению трех областей с различным типом проводимости, что при определенном напряжении делает возможным межзонное туннелирование (полное покрытие канала проводимости приводит лишь к n-типу проводимости).

Рис. 3. а) Полевой транзистор с верхним затвором, напечатанный на гибкой подложке Kapton (полиимидная пленка, разработанная DuPont), и соответствующие вольт-ампертные характеристики (b,c).

Результаты исследований опубликованы в статье:

Chen P, Fu Y, Aminirad R, Wang C, Zhang J, Wang K, Galatsis K, Zhou C. Fully Printed Separated Carbon Nanotube Thin Film Transistor Circuits and Its Application in Organic Light Emitting Diode Control. – Nano Lett. – 2011 Nov 22 (abstract).