基于有机电化学晶体管的印刷集成电路

科学家们第一次林雪平大学, Campus Norrköping和瑞典研究机构(RISE)已经证明,使用超过100个有机电化学晶体管可以打印出完整的集成电路。这项研究的结果已在自然通讯

这一突破背后的一些研究人员:RISE的彼得·安德森·厄斯曼(Peter Andersson Ersman);西蒙粒入球,刘;Jan Strandberg和Roman Lassnig, RISE。图片来源:Thor Balkhed。

对于17年前诞生于Linköping大学的这项技术来说,这是决定性的一步。结果表明,由于有机电子实验室的基础研究、LOE和RISE的应用研究之间的密切合作,我们再次领先该领域

Magnus Berggren,教授,有机电子实验室主任,Linköping大学

我们在这里的优势是,我们不需要混合不同的制造方法:一切都是通过丝网印刷,在相对较少的加工步骤。关键是确保不同的层在正确的位置结束Peter Andersson Ersman说,他是RISE公司的印刷电子学研究员。

据悉,线宽在100微米左右的电子电路的印刷也对印刷技术提出了很高的要求,印刷电子领域的研究得到了图形产业的支持。这个行业已经创造了丝网印刷框架与网,能够印刷非常细的线条。开发具有正确特性的油墨需要许多小时的研究。

许多不同的基金

在过去的17年里,这项研究得到了许多不同来源的资助马格努斯·伯格伦说。

这些机构包括克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会、Vinnova基金会和瑞典战略研究基金会。不久前,欧盟也通过Eureka Eurostars Prolog项目参与进来。

使用丝网印刷的印刷电路的第一个突破出现在Prolog项目中。我们在2017年公布了这些结果Peter Andersson Ersman说。

从那时起,至少又解决了三个挑战,即减小电路的尺寸,提高电路内所有晶体管的工作质量,使之尽可能接近100%,最终解决了硅基电路的集成问题,处理信号以及与周围环境的交互。

其中一个主要的进步是,我们已经能够使用印刷电路与传统的硅基电子元件建立接口。我们开发了几种基于有机电化学晶体管的印刷电路

Magnus Berggren,主任,教授,有机电子实验室,Linköping大学

伯格伦继续说道,“其中之一是移位寄存器,它可以形成一个接口,处理硅基电路和其他电子元件(如传感器和显示器)之间的接触。这意味着我们现在可以使用更少接触的硅片,这需要更小的面积,以这种方式更便宜。

1000个有机晶体管在A4上

丝网印刷框架的改进和印刷细线油墨的发展不仅在微型化过程中发挥了主要作用,而且有助于实现更好的质量。

我们现在可以在a4大小的塑料基板上放置1000多个有机电化学晶体管,并可以用不同的方式将它们连接起来,创造出不同类型的印刷集成电路

西蒙·法比亚诺,Linköping大学有机电子学实验室有机纳米电子学研究主任

例如,这种大规模集成电路(简称LSI)可以用来驱动电致变色显示器(这种显示器本身就是印刷电子产品),或者是物联网带来的在线电子世界的另一部分。

科学家们使用了聚合物PEDOT:PSS,这是世界上有机电子领域研究最密集的材料。

这种材料在17年前就可以在市场上买到,我们选择使用这种特殊的材料纯粹是运气。我们现在在集成电路中使用与显示器相同的材料,这使得印刷更有效率成为可能。我们已经在Norrköping的印刷电子竞技场开发了一套完整的印刷电路流程Magnus Berggren说。

来源:https://liu.se/en

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