Гибкая сторона электроники
Массовое производство дисплеев и светодиодов из органических материалов не за горами. Кто занимается этим в России?
Последние десять лет мир переживает бум развития органической и печатной электроники, которая постепенно начинает отыгрывать первые рубежи у классической неорганической (кремниевой) электроники. Никогда ещё такими быстрыми темпами не сокращался временной промежуток между фундаментальными исследованиями и их практическим применением. Уже появились серийные производства новых изделий и прототипы гибких и лёгких, тонких и недорогих органических электронных устройств. Сотни компаний и научно-исследовательских институтов участвуют в гонке за новый рынок, который, по расчётам, достигнет объёмов в 35 миллиардов долларов в 2015 году и через десять лет на порядок увеличится. Что происходит в России в области органической и печатной электроники?
Гибкие приборы
История этого научного направления началась в 1977 году, когда химики Алан Хигер, Алан Мак-Диармид и Хидэки Сиракава опубликовали свои исследования, где показали, что модифицированный галогенами полиацетилен может проводить электрический ток почти как металл. Это открытие и другие фундаментальные исследования в области органических полимеров способствовали развитию органической электроники, которая комбинирует разработки в физике твёрдого тела и молекулярной физике, органической и неорганической химии и наук о материалах, электронике и печатном деле. В 2000 году основатели прорывного направления получили Нобелевскую премию по химии «За открытие проводимости в полимерах».
Органическая и печатная электроника - это новая технология, которая позволит выпускать тонкие и гибкие устройства, например с помощью недорогого рулонного производства (roll-to-roll-процесса). Электронные приборы и их компоненты можно печатать на принтере, если в качестве чернил использовать материалы с углеродными соединениями. Так можно производить всю линейку электрических и электронных компонентов микросхем - от транзисторов, памяти и батарей до процессоров, датчиков и дисплеев, когда светоизлучающие полимеры печатаются на пластмассовых, металлических или бумажных плёнках. Это «умная» упаковка, освещение на органических светодиодах - OLED (organic light-emitting diode), дешёвые электронные метки радиочастотной идентификации RFID (radio frequency identification), скручиваемые в рулон дисплеи, гибкие солнечные батареи, одноразовые приборы для диагностики и новые игрушки, гибкие сенсорные экраны, печатные батареи, транзисторы и устройства памяти.
Плюсы и минусы органических гаджетов
Органическая электроника имеет неоспоримые преимущества перед неорганической, которая постепенно подходит к своим физическим пределам. Это низкая стоимость в перспективе, недорогое экологичное производство (печатные технологии) органических элементов, их универсальные качества - маленький вес, гибкость, прозрачность, длительный срок хранения и надёжность, возможность печатать многие компоненты электронных устройств «в одном флаконе». При этом не надо использовать затратные вакуумные процессы, стоимость оборудования в десятки раз ниже, чем в микроэлектронном производстве. Основное преимущество органической электроники в том, что на рулоне струйным принтером, гравюрной печатью или другим способом наносятся все компоненты, причём скорость движения рулона достигать 10 метров в минуту. А это означает высокую производительность и низкую себестоимость. Можно быстро и дёшево реализовать любую схемотехническую идею, сначала выполнив её на компьютере, а потом распечатать на подложке. Стоимость таких производств по сравнению с производствами кремниевой электроники на порядок ниже.
Далее о производстве дисплеев и светодиодов из органических материалов читайте здесь