Grote geïntegreerde schakelingen geproduceerd in een drukpers

Onderzoekers hebben complete geïntegreerde schakelingen geprint met meer dan 1.000 organische elektrochemische transistoren. Het printen van elektronische schakelingen met een lijnbreedte van circa 100 micrometer stelt hoge eisen aan de printtechnologie. Om het probleem op te lossen ontwikkelde het team zeefdrukframes met mazen die extreem fijne lijntjes kunnen printen en drukinkt met de juiste eigenschappen. Het gebruikte materiaal is het polymeer PEDOT:PSS.

Er zijn ten minste drie uitdagingen aangepakt:het verkleinen van de circuitgrootte, het verhogen van de kwaliteit zodat de kans dat alle transistors in het circuit werken zo dicht mogelijk bij 100% liggen, en het oplossen van integratie met de op silicium gebaseerde circuits die nodig zijn om signalen te verwerken en communiceren met de omgeving.

Geprinte schakelingen werden gebruikt om een ​​interface te creëren met traditionele elektronische componenten op basis van silicium. Er werden verschillende soorten gedrukte schakelingen gebouwd op basis van organische elektrochemische transistors. Een daarvan is een schuifregister, dat een interface kan vormen en het contact kan afhandelen tussen het op silicium gebaseerde circuit en andere elektronische componenten zoals sensoren en displays. Dit resulteert in een siliciumchip met minder contacten, die een kleiner oppervlak nodig heeft en goedkoper is.

De ontwikkeling van inkt om de dunne lijnen af ​​te drukken en verbeteringen van de zeefdrukframes droegen niet alleen bij aan het miniaturisatieproces, maar ook aan het bereiken van een hogere kwaliteit. Meer dan 1.000 organische elektrochemische transistoren kunnen op een plastic substraat van A4-formaat worden geplaatst en kunnen op verschillende manieren worden aangesloten om verschillende soorten gedrukte geïntegreerde schakelingen te creëren.

Deze grootschalige geïntegreerde schakelingen (LSI) kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor het aandrijven van een elektrochroom display - dat zelf is vervaardigd als gedrukte elektronica - of een ander deel van de online elektronische wereld die het internet der dingen met zich meebrengt.