與非網(wǎng) 10 月 12 日訊，據(jù)了解，日本東京大學使用特殊的 U 型金屬膜圖案，研制出在具有高度溶液排斥性的特殊表面上印刷有機半導體薄膜的方法，推進有機薄膜晶體管液晶屏的發(fā)展，助力未來實現(xiàn)低成本、大面積、輕量級和可穿戴電子產(chǎn)品。研究成果發(fā)表在《科學進展》上。

　　10 年來，智能手機和電腦屏幕一直基于薄膜晶體管組成的顯示技術。這些都是無機晶體管，所需功率極小，而且由于其廣泛采用，能力已經(jīng)得到了充分證明，但也有局限性。

　　金中蝕刻的有機薄膜晶體管的光學顯微鏡圖像  圖源：?2020 Kitahara 下同

　　有機薄膜晶體管的想法并不新鮮，但到目前為止，業(yè)界和學術界還沒有找到能否打印出這樣器件的方法，從而實現(xiàn)設計上的革命。應用物理學系的 Tatsuo Hasegawa、Kitahara 及其團隊，想出了在具有高度溶液排斥性（或稱“凍干性”）的特殊表面上印刷有機半導體薄膜的方法。這意味著通常情況下，表面會排斥印刷晶體管結構所需的材料，這似乎有悖常理。但疏水表面負責創(chuàng)造晶體管結構，對其進行微調可以實現(xiàn)高性能。

　　東京大學應用物理系的博士生 Gyo Kitahara 說：“我們探索改進薄膜晶體管的新方法，如新的設計或新的制造方法。例如，有機薄膜晶體管在液晶屏設備中有著光明的前景。與目前使用的無機類相比，我們期待有機類能在低成本、大面積、輕量級和可穿戴電子產(chǎn)品中發(fā)揮作用，特別是通過使用基于印刷的生產(chǎn)技術?！?/p>

　　顯微鏡圖像的時間序列，顯示了打印微觀結構的各階段

　　Kitahara 說，為了克服排斥性，“我們利用了一種流體特性，你可能每次用肥皂洗手時都會看到，肥皂泡可通過降低液體的表面張力來保持形狀。我們推測，盡管有排斥力，但肥皂膜機制對于在疏水性表面形成薄液層應該是有效的。通過在印刷過程中形成薄液層，可以形成和生長固體半導體薄膜?！?/p>

　　“經(jīng)過反復試驗，我們最終發(fā)現(xiàn)，使用特殊的 U 型金屬膜圖案，由于它能在凍干表面形成薄薄的液體層，似乎對薄膜的均勻生長很有效?！盞itahara 表示。

　　有了這項創(chuàng)新，其他研究人員就可以在團隊研究結果的基礎上，繼續(xù)擴大這種方法的尺寸。隨著大型、靈活或可穿戴設備的大量涌現(xiàn)，Hasegawa 團隊夢想看到現(xiàn)實世界和虛擬世界以我們從未見過的方式融合。