柔力科技是專業(yè)從事高精度柔性電子印制裝備及柔性電子產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的高科技企業(yè)。公司依托知名高校的強(qiáng)大技術(shù)力量，圍繞柔性電子印制裝備開展研究及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。研究團(tuán)隊利用該裝備開創(chuàng)性的打印出可自我修復(fù)的柔性金屬電路，高精度的銀納米線電路和器件，以及混合尺度的先進(jìn)組織支架等產(chǎn)品。公司立志成為世界級的柔性電子印制裝備以及柔性電子產(chǎn)品供應(yīng)商。
近年來，由于各種應(yīng)用（包括電子皮膚、可穿戴設(shè)備和醫(yī)療貼片）需要柔性接口器件，因此對印刷柔性晶體管的高性價比制造的需求急劇增加。在這項研究中，開發(fā)了電流體動力學(xué) （EHD） 打印工藝來制造聚合物基有機(jī)薄膜晶體管 （OTFT） 的所有組件，包括源極/漏極和柵極電極、半導(dǎo)體通道和柵極電介質(zhì)，從而簡化了柔性 OTFT 的制造過程。
可穿戴設(shè)備、電子皮膚和醫(yī)療貼片等各種應(yīng)用場景都需要柔性的電子器件和電路。在這些電路中，特別是柔性的接口設(shè)備、信號處理電路和邏輯運(yùn)算電路里，晶體管都是其中的重要的核心部件。這些應(yīng)用對經(jīng)濟(jì)高效的印刷制備柔性晶體管提出了很高的需求。很多打印工藝被研究開發(fā)用于柔性晶體管不同部件的制備，相比傳統(tǒng)的微電子工藝，具有無需掩膜、節(jié)省材料及易于快速變更設(shè)計等優(yōu)點(diǎn)。使用單一的印刷工藝制備完整的晶體管能夠有效的降低加工的復(fù)雜度，提高加工的效率，但是由于制備晶體管所需的多種功能材料電學(xué)和流體性質(zhì)迥異，用單一的印刷工藝制備完整的晶體管依然很具挑戰(zhàn)性。在眾多打印工藝中，電流體動力（EHD）印刷的多種打印模式和廣泛的材料適配性為解決這個問題提供了可行的方向。
北卡羅萊納州立大學(xué)Dr. Jingyan Dong（董景彥）課題組及其合作團(tuán)隊研究了電流體動力（EHD）印刷工藝用以打印有機(jī)薄膜晶體管 (OTFT) 的所有功能材料和組件，包括源極/漏極和柵極、半導(dǎo)體溝道和柵極電介質(zhì)，加工出高性能的柔性薄膜晶體管及其電路。柔性晶體管打印于聚酰亞胺（PI）基質(zhì)上，具有頂柵-底接觸的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體溝道由有機(jī)半導(dǎo)體P3HT與小分子半導(dǎo)體C8-BTBT混合后打印而成，導(dǎo)電聚合物 PEDOT：PSS用來打印制備源極/漏極和柵極，離子凝膠電解質(zhì)(PVDF-HFP/[EMIM][TFSI])用來打印制備柵極電介質(zhì)。有機(jī)半導(dǎo)體墨水，導(dǎo)電聚合物墨水，以及離子凝膠墨水采用正交溶劑精心設(shè)計，使其能夠兼容印刷到柔性晶體管的多層結(jié)構(gòu)中。每種功能材料墨水的打印過程都經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表征和優(yōu)化。完全 EHD印刷制備的OTFT 表現(xiàn)出良好的電氣性能，具有大約0.286 cm2 V-1 s-1的遷移率和104的開關(guān)比，以及良好的機(jī)械靈活性。柔性晶體管在6毫米彎曲半徑下遷移率變化微小，并且在數(shù)百次彎曲循環(huán)下響應(yīng)穩(wěn)定。此項研究所展示的完全基于電流體動力印刷的工藝為制備基于OTFT的復(fù)雜的柔性電路提供了深具潛力的途徑。
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