Dall'invenzione dei display a cristalli liquidi a metà degli anni '60, l'elettronica del display ha subito una rapida trasformazione. I diodi organici a emissione di luce (OLED) recentemente sviluppati hanno mostrato numerosi vantaggi rispetto agli LCD, compreso il loro peso leggero, flessibilità, ampi angoli di visione, luminosità migliorata, alta efficienza energetica e risposta rapida.

I display basati su OLED sono ora utilizzati nei telefoni cellulari, fotocamere digitali e altri dispositivi portatili. Ma lo sviluppo di un metodo a basso costo per la produzione di massa di tali display è stato complicato dalle difficoltà di incorporare transistor a film sottile che utilizzano silicio amorfo e polisilicio nel processo di produzione.

Ora, ricercatori di Aneeve Nanotechnologies, una società di avvio presso l'incubatore tecnologico all'interno del campus dell'UCLA presso il California NanoSystems Institute (CNSI), hanno utilizzato la stampa a getto d'inchiostro a basso costo per fabbricare i primi circuiti composti da un'elettronica basata su nanotubi di carbonio con gate posteriore e superiore completamente stampati per l'uso con display OLED. La ricerca è stata pubblicata questo mese sulla rivista Nano lettere .

La startup include collaboratori dei dipartimenti di scienza dei materiali e ingegneria elettrica della UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science e del dipartimento di ingegneria elettrica della University of Southern California.

In questo studio innovativo, il team ha realizzato transistor a film sottile di nanotubi di carbonio con elevata mobilità e un elevato rapporto on-off, completamente basato sulla stampa a getto d'inchiostro. Hanno dimostrato i primi circuiti di controllo OLED a pixel singolo completamente stampati, e i loro circuiti a film sottile completamente stampati hanno mostrato vantaggi significativi in ​​termini di prestazioni rispetto alla tradizionale elettronica stampata a base organica.

"Questa è la prima dimostrazione pratica di circuiti stampati basati su nanotubi di carbonio per applicazioni display backplane, " disse Kos Galatsis, professore associato di scienza dei materiali presso la UCLA Engineering e co-fondatore di Aneeve. "Abbiamo dimostrato la valida candidatura dei nanotubi di carbonio come tecnologia concorrente insieme al silicio amorfo e alla soluzione di semiconduttori in ossido di metallo come opzione backplane scalabile e a basso costo".

Questo processo distinto utilizza un metodo di stampa a getto d'inchiostro che elimina la necessità di costose apparecchiature per il vuoto e si presta alla produzione scalabile e alla stampa roll-to-roll. Il team ha risolto molti problemi di integrazione dei materiali, ha sviluppato nuovi processi di pulizia e creato nuovi metodi per negoziare soluzioni di inchiostro a base nanometrica.

Per applicazioni OLED a matrice attiva, i transistor a nanotubi di carbonio stampati saranno completamente integrati con gli array OLED, hanno detto i ricercatori. La tecnologia di incapsulamento sviluppata per gli OLED manterrà anche i transistor a nanotubi di carbonio ben protetti, poiché le sostanze organiche negli OLED sono molto sensibili all'ossigeno e all'umidità.

L'incubatore tecnologico presso il CNSI è stato istituito due anni fa per alimentare la ricerca in fase iniziale e per contribuire ad accelerare la traduzione commerciale delle tecnologie sviluppate presso l'UCLA. Aneeve Nanotechnologies LLC ha condotto un lavoro di prova del concetto presso l'incubatore tecnologico con la missione di sviluppare superiori, basso costo, elettronica ad alte prestazioni che utilizza soluzioni nanotecnologiche che colmano il divario tra piattaforme emergenti e tradizionali.