Laser-Printed Organic Electronic Devices

激光打印有机电子器件

基本信息

  • 批准号:
    1537080
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2019-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Organic electronic materials are versatile candidates for flexible electronics, but their adoption in consumer applications has been limited by the current processes which cannot yet deliver high-performance device arrays at manufacturing scale and low cost. This research project will address the challenge by using laser printing, a solvent-free, ubiquitous technology that has never been used to manufacture electronic devices. Here, film deposition is done from a melt phase, which allows a great control of its structural properties, while being environmentally friendly, fast, low-cost, high-throughput, and directly scalable to large-area electronics. By reducing the cost and complexity necessitated by elaborate, time-consuming traditional multistep manufacturing processes, results will accelerate the incorporation of organic opto-electronic devices in consumer technologies, and have a strong, positive impact on the US economy and society. In addition, this interdisciplinary research program offers training opportunities for graduate, undergraduate, and high school students, including nontraditional and underrepresented minority students, that will position them for leadership in scientific careers.This project will introduce an innovative technology for the manufacturing of organic opto-electronic devices and will answer critical questions about the structure, processing, and properties in laser printed organic devices. Specific objectives are: (1) to fabricate high-performance organic thin-film transistors (OTFTs) by laser printing consecutive layers of different electronic functionalities, (2) to advance the fundamental understanding of charge transport at laser printed organic semiconductor / contact and organic semiconductor / dielectric interfaces, and (3) to establish the relationship among semiconductor purity, microstructure and device performance. The research is structured in three phases. Phase 1 focuses on printing commercially available and custom modified organic semiconductors on conventional transistor structures. Phase 2 will build on this knowledge to develop OTFTs with printed semiconductors and polymer dielectrics, and electrodes defined by "Toner lithography", in which the laser printed patterns serve the role of shadow masks, subsequently removed by chemical treatment. In Phase 3 we will extend our findings to encompass all-laser-printed OTFTs.
有机电子材料是柔性电子产品的多功能候选者,但它们在消费应用中的采用受到当前工艺的限制,目前工艺尚无法以制造规模和低成本提供高性能器件阵列。该研究项目将通过使用激光打印来应对这一挑战,激光打印是一种无溶剂、普遍存在的技术,但从未用于制造电子设备。在这里,薄膜沉积是在熔融相中完成的,可以很好地控制其结构特性,同时环保、快速、低成本、高通量,并可直接扩展到大面积电子产品。通过降低复杂、耗时的传统多步骤制造工艺所需的成本和复杂性,结果将加速有机光电器件在消费技术中的融入,并对美国经济和社会产生强大、积极的影响。此外,这个跨学科研究项目为研究生、本科生和高中生(包括非传统和代表性不足的少数族裔学生)提供培训机会,这将使他们在科学职业生涯中处于领先地位。该项目将引入一种用于制造有机光电器件的创新技术。 -电子设备,并将回答有关激光打印有机设备的结构、加工和性能的关键问题。具体目标是:(1)通过激光印刷不同电子功能的连续层来制造高性能有机薄膜晶体管(OTFT),(2)增进对激光印刷有机半导体/接触和有机电荷传输的基本理解。半导体/电介质界面,以及(3)建立半导体纯度、微观结构和器件性能之间的关系。该研究分为三个阶段。第一阶段的重点是在传统晶体管结构上印刷商用和定制改性有机半导体。第二阶段将建立在这些知识的基础上,开发具有印刷半导体和聚合物电介质的OTFT,以及由“墨粉光刻”定义的电极,其中激光印刷图案起到荫罩的作用,随后通过化学处理去除。在第三阶段,我们将扩展我们的研究结果以涵盖全激光印刷的 OTFT。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Field-dependent charge transport in organic thin-film transistors: Impact of device structure and organic semiconductor microstructure
有机薄膜晶体管中场相关的电荷传输:器件结构和有机半导体微观结构的影响
  • DOI:
    10.1063/1.5099388
  • 发表时间:
    2019-08-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Sajant An;K. Goetz;Zachary A. Lamport;Andrew M. Zeidell;O. Jurchescu
  • 通讯作者:
    O. Jurchescu
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