Новости технологии

Пластиковые транзисторы для гибких дисплеев

Новые самособирающиеся проводящие полимеры более долговечны и легки в производстве

Транзисторы, сделанные из органических полимеров, могут быть использованы для изготовления гибких экранов с использованием простой печатной технологии. Но один из самых производительных типов проводящего полимера было сложно использовать, из-за его ломкости и сложности печати. Теперь исследователи из Питтсбургского университета Карнеги Меллона (Carnegie Mellon University in Pittsburgh) продемонстрировали, что этот материал может быть соединен с другим рядовым полимером, используемым сейчас для производства плексигласа и солнечных очков. Техническими способами его сделали более гибким и более легким для производства и использования в устройствах, не пожертвовав при этом его электронными свойствами.
В прошлом сочетание двух таких полимеров уменьшало электронную проводимость из-за уменьшения концентрации проводящего полимера. Но исследователи нашли способ объединить проводящий полимер политиофен с гибким полиметилакрилатом, так, что даже при использовании половинной концентрации политиофена получающийся материал имеет почти те же электронные свойства, что и чистый проводящий полимер.
Для достижения такого результата профессор химии Ричард МакКаллох (Richard McCullough) и Женевьев Саве (Genevieve Sauve) выбрали те части полимеров, химические и физические свойства которых гарантировали, что они объединяться правильным образом. Они так же приготовили поверхность, к которой нужно было применить полимеры. В результате материалы сформировали правильно организованную структуру, которая  улучшила взаимодействие с основой (в сравнении с полимерами с необработанной поверхностью).
Профессор химии Тим Свогер (Tim Swager) подтвердил, что они достигли близкой к рекордной производительности для органических материалов, особенно с учетом того, что они произвели материал при атмосферных условиях, а не в условиях разреженной атмосферы, обычно требуемой для достижения максимальных результатов. Они смогли упростить производство и сделать проще объединение материалов в новый продукт. Кроме того, материал является упругим. Если он сгибается или растягивается таким образом, что нарушается строение полимеров, они естественным образом возвращаются в упорядоченное состояние. Это делает материал более легким в производстве и привлекательным для использования в продуктах, которые могут быть подвергнуты деформации, например в скручивающихся дисплеях и солнечных батареях.
В своих экспериментах исследователи университета Карнеги Меллона растворили политиофен (хорошо изученный полимер, проводящий электричество) и полиметилакрилат (распространенный промышленный полимер) в жидкости. Затем они поместили эту жидкость на поверхности электродов транзистора и на затворе. В будущем, полимеры могут быть размещены в виде рисунка с использованием струйной печати или иной технологии. При испарении растворителя полимеры формируют тонкую пленку, содержащую явным образом перемежающиеся волокна гибкого и кристаллизованного полимера. Эта пленка служит полупроводящим материалом транзистора.
Исследователи планируют использовать свою технологию для соединения политиофена с другими материалами. Кроме того, этот материал имеет достаточную производительность для применений для, например, электронных книг, где картинка обновляется относительно медленно. Новые варианты соединений могут поднять производительность до уровня, который, возможно, будет достаточен для воспроизведения видео.