Svensktryckta transistorer mindre och fler

Kretsar med över 100 transistorer har forskare vid Linköpings universitet och Rise Campus i Norrköping lyckats trycka med gott resultat. Ingen annan har gjort det tidigare.

– Styrkan här är att vi inte har behövt blanda metoder, allt görs i screentryck och i relativt få processteg. Tricket är att se till att de olika lagren hamnar på exakt rätt plats, säger Peter Andersson Ersman vid forskningsinstitutet Rise i ett pressmeddelande.

Tekniken föddes vid Linköpings universitet för drygt 17 år sedan. Genom åren har den utvecklats i ett tajt samarbete mellan Laboratoriet för organisk elektronik (LOE), som sysslar med grundforskning, och den mer tillämpade forskningen vid Rise i Norrköping.

För att trycka linjebredder på cirka 100 µm har forskarna även tagit hjälp av den grafiska branschen som gjort speciella screentryckramar och dukar.

På senare år har mycket arbete lagts på att göra kretsarna allt mindre och att förbättra deras kvalitet. Förbättrat bläck och bättre screentryckramar har givit resultat. Likaså har forskarna lyckats använda tryckteknik för att skapa gränssnitt med vanliga kiselkretsar, som krävs för att processa signalerna och för att kommunicera.

– Vi har tagit fram olika typer av tryckta kretsar baserade på organiska elektrokemiska transistorer, exempelvis ett shift-register, som bildar ett gränssnitt och sköter kontakten mellan kiselkretsen och andra elektroniska komponenter, exempelvis sensorer eller displayer, säger professor Magnus Berggren, föreståndare för LOE, i pressmeddelandet.

– Det betyder att vi nu kan använda ett kiselchip med färre kontaktpunkter, vilket leder till minskad area och därmed lägre kostnad, adderar han.

Idag går det att få plats med över 1 000 organiska elektrokemiska transistorer på ett A4-ark. Beroende av hur de kopplas ihop kan forskarna skapa olika typer av tryckta integrerade kretsar.

Stora kretsar kan exempelvis användas för att driva en tryckt elektrokrom display.

Polymeren PEDOT:PSS – som är det mest studerade materialet i världen inom området organisk elektronik – används både till display och kretsar.

Den mångåriga forskningen har fått finansiering från spridda håll. Under senare tid har Stiftelsen för Strategisk Forskning, Vinnova och Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse skjutit till pengar, liksom EU via Eureka Eurostars Prolog-projekt.

Forskarna har publicerat resultatet i en artikel i Nature Communications (länk).