PARC przygotowuje drukowaną elektronikę na rynek

Niedrogie drukowane czujniki, tranzystory i urządzenia pamięci, które nie są tak szybkie lub tak wydajne jak urządzenia krzemowe, mogą umożliwić szerokie zastosowanie czujników w miejscach, które nie są dziś opłacalne. Urządzenia jednorazowe mogą monitorować i przechowywać informacje o temperaturze leków, bezpieczeństwie żywności podczas transportu lub jakości powietrza.

Rolka pamięci: Te szpule z tworzywa sztucznego są drukowane z 20-bitowymi urządzeniami pamięci.

Naukowcy z Centrum Badawczego Palo Alto ( PARK ), która jest własnością Xerox, opracowuje pakiet materiałów do produkcji elektroniki drukowanej, w tym czujników i tranzystorów. W tym tygodniu na konferencji Printed Electronics USA w Santa Clara w Kalifornii PARC ogłosił szczegóły dotyczące dwóch partnerstw w celu opracowania produktów opartych na prototypach badawczych. PARC będzie współpracował z norweską firmą Elektronika cienkowarstwowa do wytwarzania drukowanych urządzeń pamięci o większej pojemności, które zawierają drukowane tranzystory ośrodka badawczego. A PARC współpracuje z Soligie firmy Savage w Minnesocie, aby rozwijać produkty oparte na drukowanych czujnikach temperatury.

Wiele emocji związanych z drukowaną elektroniką koncentrowało się na możliwości zastąpienia elektroniki krzemowej w złożonych urządzeniach, takich jak ekrany wyświetlaczy, aby można je było zwijać. W przypadku tego typu zastosowań naukowcy pracują nad dopasowaniem wydajności krzemu do materiałów, które są równie szybkie i wydajne, ale elastyczne i niedrogie.

Te bardziej wyrafinowane drukowane urządzenia elektroniczne mogą być po kilku latach od komercjalizacji. Chcemy wejść na rynek w prostszych aplikacjach, aby udowodnić, że drukowana elektronika może dziś działać”, mówi Davor Sutija , dyrektor generalny Cienkiego Filmu. 20-bitowe, drukowane urządzenia pamięci firmy znajdą się w zabawkach na początku przyszłego roku.

Produkty integrujące te urządzenia pamięci wielkości znaczka pocztowego będą obejmować karty do gry sparowane z grami online. Dzieci będą używać kart do przenoszenia historii gry między komputerem a urządzeniem przenośnym. Jak na zabawkę lub grę, która wymaga tylko niewielkiej ilości pamięci, korzystanie z pamięci krzemowej, takiej jak flash, jest niemożliwie drogie. Kiedy przechowujesz tylko niewielką ilość danych w wielu miejscach, próg kosztów jest odpowiedni dla drukowanej elektroniki, która kosztuje kilka centów, mówi Sutija.

Urządzenia pamięci cienkowarstwowej są wykonywane na długich rolkach plastiku przy użyciu druku z roli na rolę, tego samego podstawowego procesu, który stosuje się do masowego drukowania gazet. Umieszczają warstwę elektrycznie wrażliwego polimeru między górną i dolną warstwą elektrod przypominających drut, które są do siebie prostopadłe. W miejscu skrzyżowania elektrod powstaje urządzenie magazynujące ładunek, zwane kondensatorem. Gdy do kondensatora przyłożone jest małe napięcie, zmienia się orientacja polimeru w kondensatorze; ta zmiana orientacji powoduje, że 1 i 0.

Obecne urządzenia zajmują dużą powierzchnię w stosunku do pojemności pamięci. Poprzez zwiększenie gęstości przechowywania we współpracy z PARC, Thin Film ma nadzieję stworzyć drukowany produkt pamięci, który można zintegrować ze znacznikami identyfikacji radiowej (RFID) do użytku w jednorazowych opakowaniach do przechowywania informacji o historii pojedynczego przedmiotu. Obecnie wymaga to chipów krzemowych, które są zbyt drogie, aby można je było szeroko wdrożyć. Jednak na tańszych urządzeniach można by przechowywać informacje o historii np. pojedynczych torebek szpinaku, a nie o paletach, na których mieści się wiele pudełek szpinaku w torebkach. Oczekuje się, że coraz więcej telefonów komórkowych zacznie integrować urządzenia do komunikacji bliskiego zasięgu, które umożliwią im działanie jako zbliżeniowe karty kredytowe i odczytywanie wszechobecnych tagów RFID na takich rzeczach, jak torby ze szpinakiem.

Aby poprawić gęstość pamięci w drukowanych urządzeniach pamięci, Thin Film zintegruje drukowane tranzystory PARC. Zmniejszy to całkowitą liczbę elektrycznych elektrod kontaktowych potrzebnych do odczytu i zapisu w urządzeniu. Sutija mówi, że współpraca z PARC doprowadzi do powstania 128-bitowego produktu pamięci, który będzie kosztował mniej niż 10 centów.

Firma Soligie zajmująca się drukowaną elektroniką współpracuje z PARC nad komercjalizacją drukowanych czujników temperatury lub termistorów, urządzeń powszechnie stosowanych w klimatyzatorach, piekarnikach i pojemnikach używanych do transportu leków. Oparte są na materiałach, których rezystancja elektryczna zmienia się wraz z temperaturą. Ich produkcja wymaga zwykle wypalania materiałów ceramicznych w wysokich temperaturach, aby uzyskać sztywną strukturę przypominającą drut. PARC opracował materiały do ​​druku, aby stworzyć elastyczne termistory, które powinny być tańsze w produkcji, mówi starszy dyrektor ds. rozwoju biznesu PARC, John Knight.

Termistory PARC, które będą komercjalizowane wraz z Soligie, nadal będą musiały być podłączone do krzemowego układu scalonego, aby odczytać temperaturę; w dalszej kolejności naukowcy spodziewają się zintegrować je z całkowicie drukowanymi obwodami. Firma rozpocznie wysyłanie prototypów do klientów na początku przyszłego roku.

ukryć