Massale Geïntegreerde Circuits In Één Pass Geprint Met Geavanceerde Schermprinttechnologie

Onderzoekers hebben complete geïntegreerde circuits geprint met meer dan 1.000 organische electrochemische transistors. Het printen van elektronische circuits met een lijndikte van ongeveer 100 micrometer stelt hoge eisen aan printtechnologie. Om het probleem op te lossen, ontwikkelde het team schermprint-frames met gazen die extreem fijne lijnen kunnen printen en printinkt met de juiste eigenschappen. Het gebruikte materiaal is het polymeer PEDOT:PSS.

Ten minste drie uitdagingen zijn 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% ligt, en het oplossen van integratie met de silicium-gebaseerde circuits die nodig zijn om signalen te verwerken en te communiceren met de omgeving.

Geprinte circuits werden gebruikt om een interface te creëren met traditionele silicium-gebaseerde elektronische componenten. Verschillende typen geprinte circuits gebaseerd op organische electrochemische transistors werden gebouwd. Een hiervan is een shift-register, wat een interface kan vormen en omgaan met de contact tussen het silicium-gebaseerde circuit en andere elektronische componenten zoals sensoren en displays. Dit resulteert in een siliciumchip met minder contacten, wat een kleiner oppervlak nodig heeft en goedkoper is.

De ontwikkeling van inkt om de dunne lijnen te printen en verbeteringen van de schermprint-frames droegen niet alleen bij aan het miniaturisatieproces, maar ook aan het bereiken van hogere kwaliteit. Meer dan 1.000 organische electrochemische transistors kunnen op een A4-formaat plastic substraat geplaatst worden en op verschillende manieren verbonden worden om verschillende typen geprinte geïntegreerde circuits te creëren.

Deze large-scale integrated circuits (LSI) kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden om een electrochromisch display aan te sturen — zelf geproduceerd als geprinte elektronica — of een ander deel van de online elektronische wereld die het Internet of Things meebrengt.