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激光技术开发出用于可穿戴显示器的超薄透明氧化物薄膜晶体管

    随着物联网(Internet of Things,IoT)时代的到来,对可穿戴透明显示器的强劲需求一直在增长,其可以应用到各种领域,如增强现实(AR)和类似皮肤的柔性薄器件。然而,以前的柔性透明显示器具有一些真正的挑战需要克服,透明度差和低劣的电学性能就是其中的两个挑战。为了提高透明度和性能,过去的研究工作尝试了使用以无机物为基础的电子产品,但塑料衬底的基本的热不稳定性限制了高温工艺的进行,而高温工艺是制造高性能电子设备所必需的一个重要步骤。

 

此图像显示了采用无机激光剥离工艺生产的超薄、柔性和透明的氧化物薄膜晶体管。

  为了解决这个问题,韩国科学技术学院(KAIST)材料科学与工程系的Keon Jae Lee和Sang-Hee Ko Park教授领导的一个研究小组采用无机激光剥离法开发了用于柔性显示器有源矩阵背板的超薄透明氧化物薄膜晶体管(TFT)。Lee教授的研究小组先前在能量收集器件(《Advanced Materials》,2014年2月12日)和柔性内存器件(《Advanced Materials》,2014年9月8日)上证明了无机激光剥离(ILLO)技术。

  该研究小组在具有激光活性的牺牲性衬底上制作了一个高性能的氧化物TFT阵列。在从衬底背面用激光进行照射之后,由于激光和激光活性层之间的作用,只有氧化物TFT阵列从牺牲性衬底上分离出来,并随后被转移到超薄(4μm厚)塑料上。最后,这个转移之后的用于柔性显示器的超薄氧化物驱动电路被紧贴着连接到人体皮肤表面来展示用于可穿戴应用的可能性。这个粘附的氧化物TFT即使经过几个周期的严重弯曲试验之后,仍然显示了83%的高光学透明度和40cm^2/(V*s)的电子迁移率。

  Lee教授说,“通过使用我们的无机激光剥离工艺,去掉了昂贵的聚酰亚胺衬底,高性能透明柔性显示器的技术障碍被以较低的成本克服了。此外,这个高品质的氧化物半导体可以很容易地转移到类似皮肤或任何用于可穿戴式应用的柔性基板上。”

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