Nový polovodičový inkoust pomůže při tisku kompletního plastického tranzistorového obvodu

Společnost Xerox zveřejnila nový objev – jedná se o polovodičový inkoust a další nové materiály, které mohou být použity v ohebných televizních obrazovkách a počítačových monitorech.

Polovodičový inkoust může být užit při tisku polovodičových kanálů tranzistorů při nízkých teplotách a ve volném prostředí – což představuje základní požadavek na nízké výrobní náklady. Většina materiálů vyvinutých výzkumníky z jiných organizací vyžaduje výrobní proces při vysokých teplotách a v inertním prostředí.

Při vývoji polovodičového inkoustu, který je nezbytný k tisku polovodičových částí v tranzistorovém obvodu, oznámil Beng Ong, že jeho tým z Vývojového centra v Kanadě také vyvinul materiály pro tisk vodivých a nevodivých částí. Takže nyní mohou být všechny tři části nezbytné pro výrobu plastického okruhu– polovodivé, vodivé a nevodivé – tisknuty inkoustovou technikou.

Společnosti po celém světě soupeří ve vývoji levné alternativy silikonové technologie, která by mohla tisknout flexibilní plastické tranzistory tak snadno jako novinový papír. Taková technologie by byla lídrem v oblasti poměrně levných zařízení jako jsou ploché panely, flexibilní displeje a low-endových mikroelektronkových součástí jako např. frekvenční ukazatel v rádiích.

Výrobní dilema

Pro všechny vývojáře, kteří chtějí přinést na trh flexibilní plastické obvody, je tím nejdůležitějším aspektem levné výrobní řešení. Tento aspekt má dvě části, na jedné straně stojí materiál, který může být použit v běžných podmínkách a na druhé straně je kompatibilní tisková technologie. Pokrok ve vývoji dokázal, že již dnes je možné dostát oběma výrobním požadavkům.

Beng Ong je přesvědčen, že pokud se tento vývojový projekt bude ubírat očekávaným tempem, Xerox možná právě nalezl chybějící části, které umožní komerzionalizaci aplikací s flexibilním tiskem tranzistorů.

„Vývojem těchto tří kritických materiálů můžeme přispět k vytvoření levných flexibilních plastických tranzistorových obvodů při použití běžných technik depozice kapaliny, např. tisk obrazovky nebo šablon, ofsetový či inkoustový tisk,” řekl Beng Ong.Beng Ong věří, že produkty, jejichž základ tvoří právě tyto materiály, budou komerčně dostupné v blízké budoucnosti.

Výhody Xeroxu staví na jedinečném polytiofenovém polovodiči, který byl vytvořen týmem Beng Onga z Vývojového centra v Kanadě, stejně jako výzkumným centrem Xeroxu PARC (Palo Alto Research Center). Tato metoda je určena k výrobě plastického polovodičového tranzistoru užitím inkoustového tisku.

Tisk v otevřeném prostředí

Schopnost tisku v otevřeném prostředí je velice významná, protože elektrické vlastnosti většiny tekutých organických polovodičů se snižují vlivem prostředí atmosférického kyslíku. Tato vlastnost komplikuje výrobu funkčních tranzistorů v běžném prostředí. Avšak polytiofenový polovodič vyvinutý Xeroxem nejenže je na vzduchu stabilnější, ale při dalším zpracování navíc vykazuje skvělé vlastnosti.

Jeho jedinečná molekulární charakteristika umožňuje snadné zapracování do nových, stavebně uspořádaných polovodičových nanočástic. Když jsou tyto nanočástice rozptýlené v tekutině, tvoří nanočásticový inkoust, který je ve vnějším prostředí stabilní. Tento inkoust vykazuje trvalé vlastnosti a umožňuje inkoustový tisk organických tranzistorových kanálových vrstev při venkovních podmínkách hned na první pokus.

Pod záštitou amerického Národního normalizačního institutu a grantem Advanced Technology Program (ATP) Xerox spolupracuje se společnostmi Motorola Inc. a Dow Chemical Company na vývoji plastických integrovaných obvodů pro různé elektronické aplikace. Při vývoji se pracuje s materiály vyvinutými ve výzkumném centru Xerox, kdy PARC dodává komponenty pro inkoustový tisk přepojovacích okruhů pro displeje, zatímco Motorola vyrábí plastické obvody pro různé aplikace při použití komerčních tiskových technologií.