НИИИТ
Научно-исследовательский институт инновационных технологий
Печатная электроника
Лаборатория печатной электроники
Генератор идей
Если у Вас есть идеи по
применению печатной электроники,
напишите нам об этом
Отправить

Управляющие транзисторные матрицы

К органическим печатным транзисторам, формирующим управляющую матрицу экрана, предъявляется ряд требований, основные из которых приведены в таблице 1.

 

Подробнее

Таблица 1 – Геометрические требования к органическим печатным транзисторам для экранов. Источник: PRODI WP1. OTFT for display manufacturing requirements

Параметр

Краткосрочная перспектива

Среднесрочная перспектива

Долгосрочная перспектива

Толщина основания, мкм

250

100

50

Затворный слой

     

толщина, мкм

10

1

0,1

ширина линий, мкм

100

50

20

рассовмещение, мкм

50

25

10

Суммарная толщина диэлектрического и модифицирующего слоев, нм

500

100

10

Толщина полупроводникового слоя, мкм

1

0,1

0,1

Слой сток/исток

     

толщина, мкм

10

1

0,1

ширина линий, мкм

50

25

10

Толщина герметизирующего слоя, мкм

250

100

50

Возможные варианты структуры печатного органического транзистора (OTFT) представлены на рисунке 1. Представленные варианты отличаются от обычных OTFT двумя особенностями:

  • наличием модифицирующего слоя, показанного на рисунке 1 зеленым цветом, и предназначенного для оптимизации химических и электрических свойств поверхностного слоя диэлектрика с целью обеспечения соответствующих электрических свойств на границе между диэлектриком и полупроводником и улучшения управляемости процесса нанесения полупроводникового слоя;
  • наличием дополнительного легированного слоя n- или p-типа, показанного на рисунке 1 оранжевым цветом, между контактами сток/исток и полупроводниковым слоем, что позволяет использовать полупроводники без преимущественной электронной или дырочной проводимости вместо полупроводников n- и p-типа.

 

Рисунок 1 – Варианты структуры управляющего органического печатного транзистора. Источник: PRODI WP1. OTFT for display manufacturing requirements

Схема одного из возможных процессов производства печатных органических тонкопленочных светодиодов, у которых затвор располагается снизу, а сток и исток – сверху, представлена на Рис. 2. В качестве гибкого основания используются пленки из полиэтилентерефталата, полиэтилен нафталата или полиэфирсульфона. На этапе предварительной обработки поверхность пленки подвергается очистке и пассивируется. При необходимости, если шероховатость пленки слишком высока, может выполняться планаризация поверхности. После нанесения каждого слоя структуры проводится отверждение и очистка. Сравнение применимости различных технологий, в том числе печати, для формирования слоев структуры представлено в таблицах 2 и 3.

Примеры материалов, используемые в качестве слоев структуры светодиода:

  • затвор, сток, исток: высоколегированный Si, Al, Cr, Mo, Cu; оксид индия, легированный оловом; полианилин; PEDOT:PSS, в том числе, c диметилсульфоксидом или полидиметилсилоксаном;
  • пары материалов для диэлектрического и модифицирующего слов: нитрид кремния (35 нм) – полиметилметакрилат (10 нм); поливиниловый спирт (630 нм) – полиметилметакрилат (23 нм); Ta2O5 – полифлуорен (40 нм); поливинилпирролидон – полиимид;
  • полупроводниковый слой: пентацен, тетрацен, полифениленвинилен, олиготиофены, региорегулярный политиофен, гибридные органо-неорганические материалы, поли(3-гексилтиофен) (P3HT), полимеры на основе полифлуорена;
  • герметизирующий слой: поливинилацетат, нитрид кремния, парилен.

Рисунок 2 – Схема процесса производства структуры BG-TC. Источник: PRODI WP1. OTFT for display manufacturing requirements

Таблица 2 – Сравнение применимости технологий для нанесения затворного слоя и слоя сток/исток

Технология нанесения

Диапазон вязкости

Толщина слоя

Разрешение

Совмещение

Производи-тельность

Примечания

Глубокая печать

Широкий

Малая

Среднее

Высокое

Высокая

 

Трафаретная печать

Широкий

Большая

Низкое

Низкое

Низкая

 

Струйная печать

Широкий

Малая

Высокое

Высокое

Очень низкая

 

Офсетная печать

Широкий

Малая

Высокое

Высокое

Высокая

 

Флексографская печать

Широкий

Средняя

Высокое

Низкое

Высокая

 

Ламинирование

Технология неприменима

 

Напыление

-

Очень малая

Очень высокое

Очень высокое

Низкая

Проводится в вакууме

«Мягкая» литография

-

Очень малая

Очень высокое

Очень высокое

Низкая

Проводится в вакууме

Таблица 3 – Сравнение применимости технологий для нанесение диэлектрического, модифицирующего, полупроводникового и герметизирующего слоев

Технология нанесения

Диапазон вязкости

Толщина слоя

Производительность

Примечания

Глубокая печать

Широкий

Очень малая

Высокая

Потенциальные проблемы с переносом материалов

Трафаретная печать

Широкий

Большая

Низкая

 

Струйная печать

Широкий

Малая

Очень низкая

 

Офсетная печать

Широкий

Средняя

Высокая

 

Флексографская печать

Широкий

Малая

Высокая

Низкая стойкость печатной формы к растворителям

Ламинирование

-

Большая

Высокая

 

Напыление

-

Очень малая

Низкая

 

«Мягкая» литография

-

Очень малая

Низкая

Больше подходит для формирования рисунка

Статьи по теме
Гибкие печатные экраны
Гибкие печатные экраны
Мы продолжаем серию публикаций, посвященных органической и печатной электронике. В настоящей статье будут рассмотрены принцип работы и существующие технологии производства гибких печатных экранов.Системы освещения, OLED, Электрохромные экраны, Электрофоретические экраны, Управляющие транзисторные матрицы )
скачать в формате pdf