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高度スクリーン印刷技術で大規模集積回路を一括印刷

研究者たちは、1,000個以上の有機電気化学トランジスタを備えた完全な集積回路を印刷することに成功しました。約100マイクロメートルの線幅で電子回路を印刷するには、印刷技術に高い要求が課されます。この問題を解決するため、チームは極めて細い線を印刷できるメッシュを持つスクリーン印刷フレームと、適切な特性を持つ印刷インクを開発しました。使用材料はポリマーPEDOT:PSSです。

少なくとも3つの課題に対処しました:回路サイズの縮小、回路内のすべてのトランジスタが動作する確率を100%に近づける品質向上、信号処理と周囲との通信に必要なシリコンベース回路との統合解決です。

印刷回路を用いて従来のシリコンベース電子部品とのインターフェースを作成しました。有機電気化学トランジスタベースの印刷回路をいくつかのタイプで構築しました。その一つがシフトレジスタで、シリコンベース回路とセンサー、ディスプレイなどの他電子部品との接点を形成し、インターフェースを担います。これにより、接点数が少なく、より小面積で低コストなシリコンチップが実現します。

細線印刷用インクの開発とスクリーン印刷フレームの改良は、微細化プロセスに貢献しただけでなく、高品質化も実現しました。A4サイズのプラスチック基板上に1,000個以上の有機電気化学トランジスタを配置でき、それらを様々な方法で接続して異なるタイプの印刷集積回路を作成できます。

これらの大規模集積回路(LSI)は、例えばエレクトロクロミックディスプレイ(これ自体も印刷電子機器として製造)の駆動や、IoTがもたらすオンライン電子世界の他の部分に使用できます。

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