الشاشات المرنة قريبا؟

وضعت الترانزستورات العضوية لأول مرة مع انخفاض استهلاك الطاقة

يشتمل كل من مخطط الدائرة وصورة العاكس التكميلي على ترانزستور غشاء رقيق ذو قناة p وقناة n (ترانزستور غشاء رقيق ، TFT) ، أي ترانزستور تكون طبقة أشباه الموصلات إما من النوع p أو n. تعمل هذه الدائرة التكميلية على توفير الطاقة ، لأنه في كل من حالتين المنطقتين - أي جهد الدخل العالي والجهد المنخفض أو العكس - كل واحد من اثنين من الترانزستورات (قناة p- أو قناة n) يمنع تدفق التيار. يعد توفير الطاقة هذا ميزة مهمة للدوائر التكميلية على دوائر أحادية القطب تتكون فقط من ترنزستورات p- قناة أو فقط ترانزستورات n-channel. © معهد ماكس بلانك لأبحاث الحالة الصلبة
قراءة بصوت عال

شاشة مسطحة يمكن طيها ووضعها في جيب سترة - مجرد يوتوبيا؟ لا ، لأن الترانزستورات العضوية ، والتي يمكن بناؤها أيضًا على أسطح مرنة مثل الأفلام البلاستيكية ، يمكن أن تجعل هذا الأمر ممكنًا قريبًا. لكن حتى الآن ، استهلكت هذه الترانزستورات العضوية الكثير من الطاقة مقارنة ب الترانزستورات السليكون التقليدية. ومع ذلك ، فقد طور العلماء الآن لأول مرة مكونات إلكترونية عضوية تتميز بانخفاض جهد الإمداد وانخفاض استهلاك الطاقة.

{} 1R

بما أن العلماء من معهد شتوتغارت ماكس بلانك لأبحاث الحالة الصلبة وجامعات شتوتغارت وإرلانجن يوردون تقريرًا حول العدد الحالي من الطبيعة ، يمكن تشغيل هذه المكونات الإلكترونية العضوية بكميات أقل بكثير من الدوائر العضوية المعروفة سابقًا - الفولتية ، مثل البطاريات المنزلية العادية في تسليم 1.5 إلى 3 فولت.

المعزل والطاقة الموفر

لتحقيق هذا الهدف ، استخدم الباحثون مبدأين: أولاً ، استخدموا في الطبقة الأحادية العضوية ذاتية التنظيم للترانزستور كعازل. على هذا النحو ، تلتصق بعض المركبات العضوية بطبقة سطحية نشطة تحت ظروف محددة. تتكون الطبقة من طبقة واحدة فقط من الجزيئات العضوية ، لذلك يقل سمكها عن 3 نانومتر. يعمل هذا المونولاير على خفض جهد تشغيل الترانزستور ، حيث يعتمد هذا مباشرةً على سمك العازل.

من ناحية أخرى ، ربط العلماء الترانزستورات p- قناة والترانزستورات n- قناة إلى الدوائر التكميلية. حتى الآن ، تم تحقيق الدوائر العضوية في الغالب في شكل دوائر أحادية القطب ، والتي تتكون فقط من الترانزستورات من نوع واحد - إما قناة p أو قناة n. في مثل هذه الدائرة أحادية القطب ، يتدفق تدفق غير مرغوب فيه باستمرار ، بينما في التصميم التكميلي ، يمنع أحد الترانزستورات في كل حالة تدفق التيار - وسيلة لتوفير الطاقة. عرض

الدوائر التكميلية كمفاتيح

يوضح هاجن كلوك من معهد ماكس بلانك لأبحاث الحالة الصلبة: "تعد الدوائر التكميلية قياسية في تكنولوجيا السيليكون منذ 25 عامًا". "نحن نعتقد أنه حتى الإلكترونيات العضوية يمكن أن تستفيد من مزايا تكنولوجيا الدوائر التكميلية. وعن طريق دمجها مع أحادي الطبقة العضوية ذاتية التنظيم ، تمكنا من خفض الجهد الكهربائي إلى مستوى البطاريات الصغيرة "، كما يقول هاوك.

أنتج العلماء ترانزستورات التأثير الميداني العضوية على ركيزة زجاجية. يحتوي ترانزستور التأثير الميداني على ثلاث محطات - البوابة والمصدر والصرف. اعتمادًا على الجهد عند البوابة ، يتدفق التيار من المصدر إلى قطب التصريف عبر قناة حامل الشحنة التي يتم تشكيلها في أشباه الموصلات. كطبقة أشباه الموصلات ، يستخدم العلماء المركبات العضوية المستقرة للهواء بنتاسين وسداسي كفلورو - فثالوسيانين النحاس. بين البوابة وطبقة أشباه الموصلات عازل ، وفي هذه الحالة طبقة أحادية الطبقة رقيقة التنظيم للغاية. يستخدم الباحثون الألومنيوم لقطب البوابة. عن طريق تطبيق الألومنيوم في نمط محدد على الركيزة الزجاجية ، فقد تمكنوا من تحقيق عدد كبير من الترانزستورات في وقت واحد ، مما سمح بتصميم الدوائر التكميلية.

أنتج الباحثون دوائر إلكترونية مختلفة ، وهي المحولات التكميلية ، والبوابات NAND ومذبذبات الحلقة. وما هو مهم بشكل خاص: المواد المستخدمة تجعل من الممكن إنتاج الترانزستورات والدوائر في درجات حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية. تعتبر درجة الحرارة المنخفضة نسبيًا للمكونات الإلكترونية ضرورية إذا أراد المرء التحول إلى مواد بلاستيكية مرنة وشفافة كركيزة. وقد أثبت العلماء أن طريقتهم مناسبة أيضًا: لقد استخدموا مادة البولي إيثيلين النفثاليت البلاستيكية (PEN) لبناء مثل هذه الترانزستورات. يشرح Hagen Klauk سبب هذا الأمر: ميزة: ترانزستورات السيليكون تتطلب ركيزة يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية التي ينطوي عليها تصنيع الترانزستور. في المقابل ، يمكن تصنيع الترانزستورات العضوية في درجات حرارة أقل من 100 درجة مئوية - حتى تتمكن من استخدام المواد البلاستيكية كركيزة. هذه الدوائر مرنة ولكن متينة. "يمكن استخدام الدوائر التكميلية العضوية في أي مكان حيث يجب أن تكون المنتجات وعرة ومتحركة في نفس الوقت - على سبيل المثال ، في أجهزة محمولة تعمل بالبطارية تلفزيون بشاشة مسطحة.

(معهد ماكس بلانك لأبحاث الحالة الصلبة ، 16.02.2007 - AHE)