Печатная электроника

Печатная электроника

Печатная электроника (иногда также «фотолитография») – раздел электроники, который занимается созданием электронных схем при помощи печатного оборудования, позволяющего осуществлять нанесение на плоскую поверхность специально предназначенные для этого чернила, способные проводить ток или выступать в качестве полупроводника, и формировать на данной поверхности электрическую схему, состоящую из активных и пассивных элементов. Разработка печатных электронных схем стала актуальной с появлением новых материалов, которые могут прийти на замену кремнию в электронных технологиях. Некоторые вещества при добавлении их в краски или чернила могут позволять создавать с их помощью транзисторы и резисторы, выглядящие в виде тонкого слоя данного вещества на подложке.

В обычной печати слои краски как правило наносятся на бумагу, но для печатной элетроники она оказалась малопригодной. Шероховатая поверхность бумаги и быстрое поглощению ею воды вызвали перенос внимания на такие материалы, как пластик, керамика или кремний. При печатании обычно используется типовое печатное оборудование, в частности, оборудование для трафаретной печати, флексографии, ротогравюрной и офсетной печати, а также струйные принтеры. Как и в обычной печати, в печатной электронике чернила наносятся слоями друг на друга, так что согласованное развитие методов печати и материалов чернил является важнейшими задачами этого направления Технические характеристики устройств печатной электроники, как правило, хуже, чем у обычных электронных приборов, но последние дороже по стоимости. Именно низкая стоимость является наиболее значимым преимуществом печати, особенно для крупномасштабного производства. Ожидается, что печатная электроника будет содействовать повсеместному распространению дешевой и практичной электроники, для таких приложений, как гибкие дисплеи, радиочастотная идентификация, декоративные и анимированные плакаты, активные покрытия, то есть для тех изделий, для которых не требуется высокая производительность электронных схем.

Практическое использование

Печатная электроника уже используется или рассматривается к применению для:

• меток радиочастотной идентификации
• мониторинга
• дисплеев и визуальных эффектов
• игрушек
• тонкопленочных солнечных элементов
• хранения данных

Материалы, используемые для печати

Для печатной электроники используются и органические и неорганические материалы. Чернила при этом могут быть в жидком виде, в виде раствора, суспензии или дисперсии. После высыхания они должны представлять собой полупроводники, проводники, изоляторы или диэлектрики. Стоимость материалов должна быть адекватной цели печати. Электронная функциональность и пригодность к печати могут достаточно сильно противоречить друг другу, поэтому для печатной электроники требуется тщательная оптимизация. Органическая печатная электроника использует знания и разработки из печатного дела, электроники, химии и наук о материалах, особенно важны органическая химия и химия полимеров. Органические материалы достаточно сильно отличаются от материалов обычной электроники с точки зрения их структуры, эксплуатации и функциональности.

Неорганическая электроника обеспечивает высокую упорядоченность слоев и переходов, которую не могут обеспечить органические и полимерные материалы. Напечатанные солнечные батареи из арсенида галлия-германия показали КПД преобразования в восемь раз больше, чем лучшие органические ячейки, приближаясь к лучшим характеристикам ячеек из кремния.