Пластмассовые транзисторы, которые потенциально можно наносить напылением на все, что угодно, от стен до автомобилей, могут полностью изменить наши представления об интерфейсе «человек – машина». Среди предоставляемых возможностей: комнаты, которые меняют окраску по Вашей команде, и коробочки для лекарств, которые напоминают, когда следует принять лекарство.

Стандартные блоки для пластмассовой электроники

Одна из компаний, выделившихся из Кембриджского университета, Plastic Logic Ltd., является ведущей компанией в области пластмассовой электроники, она разрабатывает и использует портфель интеллектуальной собственности, основанной на использовании струйной печати активных электронных схем с применением современных пластмассовых материалов для образования тонкопленочных транзисторов, которые можно использовать во многих применениях пластмассовой электроники. Для реализации технологии Plastic Logic используется целый ряд различных типов полимеров, проводимых от природы или полупроводимых, таких как полиэтилендиокситиофен полистирол сульфоновая кислота (PDOT/PSS), полидиоктилфтор кобитиофен (F8T2), и пластмассовые изолирующие вещества, растворенные в обычных растворителях. Кроме того, используются также и металлические системы с наночастицами для создания соединений с высокой проводимостью. Материалы, обрабатываемые из раствора, обычно проще осаждать, чем традиционные неорганические материалы, это можно делать при низких температурах для того, чтобы можно было использовать тонкие и гибкие пластмассовые подложки. Здесь также можно избежать затратного вакуумного осаждения.
 

Печатные транзисторы
(Снимок с разрешения: Plastic Logic)

Производственные технологии, разработанные для пластмассовой электроники компанией Plastic Logic, позволяют производить основные электронные стандартные блоки на тонких и гибких пластмассовых подложках, включающие тонкопленочные транзисторы (TFT), конденсаторы, сопротивления и диоды. Хотя изначально компания планировала производство основных сборочных плат с активными матрицами для гибких дисплеев, она также рассматривает целый ряд применений, в число которых входят датчики, умные этикетки, умная упаковка, и устройства идентификации по радиочастоте (RFID). Компания Plastic Logic разработала самый крупный в мире гибкий органический дисплей с активной матрицей. Подложка основной платы сделана из низкотемпературного PET, поставляемого DuPont Teijin Films, этот материал более эластичен и прост в обращении, чем альтернативные материалы, такие, как тонкое стекло или же стальная фольга.

Ярлыки RFID для идентификации по радиочастоте

Прогнозируется бурный рост глобального рынка устройств идентификации по радиочастоте (RFID), тем не менее, для того, чтобы эти рыночные прогнозы сбылись, потребуются низкозатратные RFID, которые будут производиться с использованием от природы проводимых полимеров (ICP) и печатных транзисторных схем. Для того, чтобы ярлыки могли достигнуть уровня в 1 триллион единиц к 2016 г., они должны стоить менее одного цента США, и должны быть полностью печатными, как штриховые коды. Одним из способов получения таких цен для RFID, необходимого для их повсеместного внедрения, является печать ярлыка за одну операцию и с использованием ICP, в отличие от производства из нескольких компонентов с последующей сборкой. Считается, что это более подходящий технологический способ производства. Здесь также имеются и альтернативы без чипов, такие как полимерные транзисторные схемы и устройства Поверхностных Акустических Волн (SAW), которые используются Panipol, Dai Nippon Printing и прочими поставщиками проводящих полимеров. Полноценному использованию потенциала RFID препятствуют также страхи потребителей относительно нарушения конфиденциальности. Для таких заказчиков, которые полагают, что RFID представляет угрозу неприкосновенности их личной жизни, исследователи компании IBM разработали специальные конструкции ярлыков, которые позволяют потребителям отключать ярлыки RFID после покупки товара путем удаления антенны RFID. Третья по величине в мире компания розничных продаж Metro AG находится на переднем крае внедрения технологии RFID в европейский сектор розничной торговли. В компании предполагают, что все их операции по розничной торговле будут осуществляться с использованием технологии RFID на протяжении ближайших 15 лет. К концу 2007 г. компания получит партии с ярлыками RFID от своих 500 основных поставщиков, а это составит  60-80% от валового совокупного дохода. Гигант розничных продаж, компания Wal-Mart Stores, также осуществляет испытания RFID, в настоящее время 300 основных поставщиков компании должны размещать ярлыки на ящиках и поддонах для транспортировки.
 

Глобальный рынок RFID
(Снимок с разрешения: GS1 Organization)

Компания PolyIC подошла еще на один шаг ближе к изготовлению низкозатратного чипа RFID из пластмассы, который можно будет печатать на фольге точно так же, как газету печатают на бумаге. Компания PolyIC GmbH & Co. KG (Германия), совместное предприятие Siemens AG и Leonhard Kurz GmbH & Co. KG, успешно продемонстрировала ярлык на 13.56 МГц на основе полимерных материалов, а также первой предложила технологию печатания схем непосредственно на фольге. На протяжении 2008 г. PolyIC завершит разработку чипа с емкостью памяти 128 бит и скоростью обработки 13.56 МГц для соответствия стандартам RFID. Экспериментальные пластмассовые чипы от PolyIC имеют четыре слоя, размещенные на стандартной подложке из полиэфирной фольги: полианилиновые электроды ICP, полупроводниковый слой из поли-3 алкилиофена, изолирующий полимерный слой полигидроксистирола, и противоэлектрод из полианилина. Пластмассовые чипы имеют площадь всего несколько квадратных сантиметров, и толщину 1 микрометр, причем электроды и полупроводниковый слой занимают всего несколько сотен нанометров от общего количества. Задачей компании PolyIC является производство чипов RFID, стоящих менее 0.01 (US$0.015), по сравнению с чипами RFID на силиконовой основе, которые стоят в диапазоне от 0.30 до 0.50. Создавая свою крупную конкурирующую с PolyIC технологическую разработку, Philips Research завершила в 2007 г. исследования, и объявила об успешной демонстрации первого в мире полностью функционального ярлыка RFID на 13.56 МГц, полностью изготовленного на основе пластмассовой электроники.
 

Ярлык RFID и полимерный транзистор
(Снимок с разрешения: PolyIC)

P-OLED-полимерные органические светоиспускающие диоды

Полимерный светоиспускающий диод, называемый обычно P-OLED, аналогичен традиционному светоиспускающему диоду, но вместо полупроводникового материала в P-OLED для получения того же эффекта используются два слоя от природы проводящего полимера поли(p-фенилен винилен), или PPV, а также цианозамещенное производное PPV. Основным преимуществом технологии с использованием P-OLED по сравнению с другими технологиями, где применяются OLED, является то, что они производятся с использованием материалов, обрабатываемых в растворе, и с помощью таких технологий, как струйная печать, могут быть пропорционально увеличены для печати на подложки в рамках современных промышленных стандартов.
 

Полимерный органический светоиспускающий диод (P-OLED)
(Снимок с разрешения: Cambridge Display Technology)

Компания из Великобритании Cambridge Display Technology является пионером в области разработки полимерных органических светоиспускающих диодов (P-OLEDs). Она использует светоиспускающие полимеры для изготовления плоских индикаторных панелей следующего поколения и прочих светоиспускающих применений. Компания полностью запустила в промышленное производство абсолютно новую систему, которая является еще одним важным шагом в деле разработки технологии изготовления дисплеев с полимерными светоиспускающими диодами (P-OLED) с производством 14-дюймовых полноцветных цветных дисплеев с использованием струйной печати. Дисплеи имеют разрешение 1280 x 768 пикселей x RGB, что соответствует почти трем миллионам субпикселей, или более чем 30 миллионам струйных точек. Панели WXGA+ производились с использованием принтера от Litrex Corporation. Компания Litrex является ведущим производителем систем струйной печати для дисплеев, и может наносить печать на стеклянные подложки. Ожидается, что эта способность позволит обеспечить производство телевизоров на основе P-OLED.

www.polymery.ru