Ultra fino, flexível, e transistores de filme fino de óxido transparente produzidos por meio do processo ILLO. Crédito:KAIST
Com o advento da era da Internet das Coisas (IoT), a forte demanda tem crescido por visores transparentes e vestíveis que podem ser aplicados a vários campos, como realidade aumentada (AR) e dispositivos flexíveis finos semelhantes a pele. Contudo, monitores transparentes flexíveis anteriores representaram desafios reais a serem superados, que são, entre outros, pouca transparência e baixo desempenho elétrico. Para melhorar a transparência e o desempenho, esforços de pesquisa anteriores tentaram usar eletrônicos de base inorgânica, mas as instabilidades térmicas fundamentais dos substratos de plástico têm dificultado o processo de alta temperatura, uma etapa essencial necessária para a fabricação de dispositivos eletrônicos de alto desempenho.
Como solução para este problema, uma equipe de pesquisa liderada pelos professores Keon Jae Lee e Sang-Hee Ko Park do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) desenvolveu transistores de filme fino de óxido transparente e ultrafino (TFT) para um backplane de matriz ativa de uma tela flexível usando o método de decolagem a laser de base inorgânica (ILLO). A equipe do professor Lee demonstrou anteriormente a tecnologia ILLO para coleta de energia ( Materiais avançados , 12 de fevereiro, 2014) e memória flexível ( Materiais avançados , 8 de setembro, 2014) dispositivos.
A equipe de pesquisa fabricou uma matriz TFT de óxido de alto desempenho sobre um substrato reativo a laser sacrificial. Após a irradiação de laser da parte traseira do substrato, apenas as matrizes de óxido TFT foram separadas do substrato sacrificial como resultado da reação entre o laser e a camada reativa a laser, e posteriormente transferidos para plásticos ultrafinos (4μm de espessura). Finalmente, o circuito de condução de óxido ultrafino transferido para a tela flexível foi conectado de forma conformada à superfície da pele humana para demonstrar a possibilidade da aplicação vestível. Os TFTs de óxido anexado mostraram alta transparência óptica de 83% e mobilidade de 40 cm ^ 2 V ^ (- 1) s ^ (- 1) mesmo sob vários ciclos de testes de flexão severos.
Professor Lee disse, "Usando nosso processo ILLO, as barreiras tecnológicas para telas flexíveis transparentes de alto desempenho foram superadas a um custo relativamente baixo, removendo substratos de poliimida caros. Além disso, o semicondutor de óxido de alta qualidade pode ser facilmente transferido para a pele ou qualquer substrato flexível para aplicação vestível. "
Ultra fino, flexível, e transistores de filme fino de óxido transparente anexados a uma manga de jumper e pele humana. Crédito:KAIST