Electronica plastică sau organică este de obicei înțeleasă ca componente electronice bazate pe polimeri , care sunt semiconductori în diode emițătoare de lumină și înlocuiesc complet siliciul în microcircuite .
În 2000, Alan McDiarmid de la Universitatea din Pennsylvania , Alan Heeger de la Universitatea din California din Santa Barbara și Hideki Shirakawa de la Universitatea din au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru că au fost primii care au transformat plasticul într- un conductor electric . Această descoperire și rezultatele altor studii ale proprietăților electrice ale materialelor organice au deschis calea pentru noi electronice bazate pe materiale organice.
În 2004, plasticul „Oligotron” (Oligotron) a fost creat de compania americană TDA Research în baza unui contract cu Fundația Națională pentru Știință Americană . Noul material diferă de mostrele anterioare de așa-numită electronică organică prin insolubilitatea sa în apă.
Înainte de Oligotron, cea mai bună alegere de bază pentru o varietate de electronice organice, cum ar fi diode organice emițătoare de lumină, era Pedot solubil în apă ( polietilendioxitiofen ).
Mai târziu, Polymer Vision , „incubatorul tehnologic” Philips , a realizat un afișaj cu diagonala de 5” cu o rază de curbură de 2 cm.
În paralel cu Philips și alte companii de top, firme tinere au fost implicate în cercetare, inclusiv Cambridge Display Technologies (CDT) și Plastic Logic , două companii de cercetare cu sediul în Laboratorul Cavendish al Universității din Cambridge .
CDT a reușit să creeze LED-uri pe bază de polielectroliți (PLED-uri, care sunt un subgrup de OLED -uri ) care pot fi aplicate pe substraturi modelabile și chiar flexibile, cum ar fi foile PET .
Plastic Logic s-a specializat inițial în utilizarea polimerilor exotici ( semiconductori și conductori ) și a metalelor în tranzistoarele cu film subțire (TFT), care sunt utilizate în plăcile de interconectare cu matrice activă care controlează afișajele și îndeplinesc alte funcții.
În prezent, Plastic Logic este cea mai mare firmă de cercetare în dezvoltarea electronicelor din plastic și una dintre puținele companii din lume care a dezvoltat tehnologia de interconectare a polimerilor.
Mai multe tipuri diferite de polimeri, conductivi și semiconductivi, sunt folosite pentru a crea electronice din plastic. Plastic Logic folosește un număr de furnizori, în special Dow Chemical , care produce acid polietilendioxitiofen/polistiren sulfonic (PDOT/PSS) și polidioctilfluorocobitiofen (F8T2).
Plastic Logic a încheiat un acord reciproc de schimb de licențe cu Epson . Siemens a intrat într-o asociere în comun cu firma de tipărire Kurz . În această mișcare sunt implicate și mai multe companii chimice de top.
În ianuarie 2011, Rosnano a investit 150 de milioane de dolari în Plastic Logic și a fost semnat un acord pentru înființarea unei fabrici pentru producția de electronice din plastic de nouă generație în Zelenograd .
Materialele organice sunt inferioare celor tradiționale în multe privințe. Procesele tehnice moderne fac posibilă producerea de circuite multistrat cu o concentrație extrem de mare din siliciu (până la standardele tehnologice de 18 nm). Numărul mare de purtători liberi din siliciu și masa lor efectivă scăzută (comparativ cu polimerii disponibili) permit componentelor microcircuitelor din siliciu să funcționeze la frecvențe înalte, până la teraherți (în circuitele logice). Chiar și frecvențe mai mari sunt realizabile folosind arseniura de galiu .
Conexiunile în procesele tradiționale sunt realizate cu aluminiu , cupru și chiar aur , excelente conductori de electricitate. Tehnologiile cu jet de cerneală utilizate în electronica din plastic implică acum utilizarea de compuși polimerici sau paste conductoare care conțin metal, care sunt vizibil inferioare metalului pur.
Pare extrem de îndoielnic că, în viitorul apropiat, circuitele polimerice vor atinge caracteristici care sunt în vreun fel comparabile cu cele din siliciu (pentru a doua jumătate a anului 2011, cel mai rapid procesor din plastic are o frecvență de ceas de câțiva kiloherți, care este de milioane de ori mai mică decât frecvența tipică a procesoarelor cu siliciu și, în general, performanțe inferioare omologilor din siliciu de aproape un miliard de ori).
De asemenea, conductorii polimeri se degradează mai repede și sunt mai puțin rezistenți la radiațiile ionizante.
Materialele organice, la rândul lor, sunt mai ușoare, mai ductile și mai ușor de modelat. În plus, un număr infinit de materiale organice pot fi sintetizate prin înlocuirea blocurilor individuale în ele, creând astfel cu ușurință materiale cu proprietăți predeterminate. Ca o ilustrare, putem cita afișaje color pe diode organice emițătoare de lumină, unde verdele a apărut la câțiva ani după demonstrarea unui prototip negru-galben; Problema LED-urilor verzi anorganice eficiente nu a fost încă rezolvată din cauza dificultății de a forma un semiconductor cu banda interzisă necesară. Cel mai important avantaj al acestor materiale este prețul lor scăzut în comparație cu analogii de siliciu.
Un avantaj uriaș al electronicelor din plastic este că pot fi fabricate direct folosind design automat la viteze de producție foarte mari. Procesul creează suprafețe mari, flexibile, imprimabile cu jet de cerneală , care nu necesită sistemele complexe de fotolitografie și vid necesare pentru a crea tranzistori de siliciu cristalin . Tehnologiile cu jet de cerneală sunt ușor și ieftin de reconstruit (nu este nevoie să faceți un set extrem de scump de măști, ca pentru siliciu), ceea ce este extrem de benefic pentru circuitele la scară mică (mai puțin de zeci de mii). În principiu, fiecare schemă poate fi unică, ceea ce este de neconceput pentru fotolitografia tradițională utilizată în tehnologia procesului „siliciului”.
Temperaturile scăzute de proces permit utilizarea substraturilor ieftine și aplicarea circuitelor pe cea mai largă gamă de materiale.
Dezavantajele semiconductorilor din plastic (cum ar fi viteza redusă a circuitelor bazate pe aceștia) sunt pur și simplu nesemnificative pentru multe aplicații, în timp ce costul este un parametru decisiv. Exemple de astfel de aplicații includ etichete RFID , senzori inteligenți, ambalaje inteligente, hârtie și afișaje electronice etc.