柔性有機TFT陣列應用于有源矩陣型電子紙

　　日本產業(yè)技術綜合研究所與日本化學技術戰(zhàn)略推進機構聯(lián)手，利用印刷技術開發(fā)出了柔性有機TFT陣列。印刷技術采用的是基于嵌入有微細圖案的“微接觸印刷法（Micro-contact Printing Method）”。使用這一方法，可實現(xiàn)在塑料底板上制作柵極、柵極絕緣膜、有機半導體膜、源極/漏極等制作有機TFT所需全部工序。

　　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。“在利用印刷技術制成的所有有機TFT陣列中，以這樣的底板尺寸來制造微細圖案尚屬全球首次”（產綜研光技術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％。由于采用的是微細圖案，因此可以減小TFT的尺寸，實現(xiàn)高開口率。設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。

　　為實現(xiàn)200ppi的分辨率，采用了微接觸印刷法

　　產綜研表示，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，分辨率需要達到200ppi左右。因此，此次試制的有機TFT陣列的像素間距設定為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TFT的整體動作良好。有機TFT的開關比（導通狀態(tài)與截止狀態(tài)的源極－漏極間電流的比）為103。在柔性底板上試制的有機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TFT的驅動能力。此次，可通過印刷涂布的有機半導體材料為聚3-己基噻吩[poly(3-hexylthiophene)，P3HT]，載流子遷移率只有10-3。為了驅動與有機TFT組合使用的電子紙顯示元件，必須將有機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TFT是按照源極、柵絕緣膜、有機半導體膜、源極/漏極及保護膜的順序層疊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TFT的結構采用的是在有機半導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)是按照新能源與產業(yè)技術綜合開發(fā)機構的委托業(yè)務“超柔性顯示器構件技術開發(fā)計劃”進行的。