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Polymerelektronik
Die Grundlage der Technologie bei PolyIC bilden neuartige elektrisch leitende und halbleitende organische Polymere. Aus diesem Grund wird diese Art von Elektronik als Polymerelektronik bezeichnet.
Nobelpreis für die Entwicklungen elektrisch leitfähiger Kunststoffe
In Abhängigkeit von ihrer chemischen Struktur können Kunststoffe elektrisch leitende, halbleitende oder isolierende Eigenschaften besitzen. Die Isolationsfähigkeit von organischen Materialien, speziell von Polymeren, also den allgemein bekannten Kunststoffen, werden schon seit langem in der Elektrotechnik genutzt, beispielsweise als isolierende Hülle von Kabeln. Seit Anfang der 70er Jahre des 20. Jahrhunderts wurden dagegen auch elektrisch leitfähige und auch halbleitende Kunststoffe untersucht. Für Verdienste auf diesem Gebiet wurde 2000 der Chemie - Nobelpreis verliehen (für Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid und Hideki Shirakawa). Durch den Einsatz solcher Materialien für elektronische Anwendungen wurde der Begriff "Polymerelektronik" geprägt.
Polymere
Die auf den ersten Blick erstaunlichen elektronischen Eigenschaften dieser auch Funktionspolymere genannten Kunststoffe ergeben sich aus ihrer chemischen Struktur. Hier findet man so genannte konjugierte Polymerhauptketten, die aus einer streng alternierenden Abfolge von Einfach- und Doppelbindungen bestehen. Diese Polymere besitzen dadurch ein delokalisiertes -Elektronensystem, welches Halbleitereigenschaften, und nach so genannter chemischer Dotierung sogar Leitfähigkeit ermöglicht.
Neben den reinen leitfähigen oder halbleitenden Eigenschaften können diese Materialien auch unter gewissen Umständen Licht aussenden (Einsatz in organischen Leuchtdioden - OLEDs) oder Licht absorbieren und in elektrische Energie verwandeln (Einsatz in organischen Photovoltaik Zellen - OPVs). Zudem können sie als Sensoren oder auch als organische Speicher eingesetzt werden. Somit eröffnet sich mit der Polymerelektronik im Prinzip das komplette Feld der Elektrotechnik, das bisher von Silizium basierten Bauteilen geprägt ist.
Organische Elektronik
Obwohl als Oberbegriff "Polymerelektronik" häufig benutzt wird, sind die elektronischen Eigenschaften nicht auf Polymere, also große Molekülketten, beschränkt, sondern gelten auch für "kleine Moleküle". Deswegen ist auch allgemeiner der Begriff "organische Elektronik" gebräuchlich. Die Hauptunterschiede zwischen den Polymeren und kleinen Molekülen liegen in der Art und Weise wie diese im Herstellungsprozess der elektrischen Bauteile verarbeitet werden. Bei der Verwendung von kleinen Molekülen werden die Materialien in der Regel in einem Vakuumprozess aufgedampft. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, lösliche Polymere zu nutzen, denn diese lassen sich in bestimmten Lösungsmitteln lösen und können so als elektronische Tinte z.B. in Druckprozessen aufgebracht werden. Somit lässt sich auch eine gedruckte Elektronik realisieren, was die Herstellung von Elektronikprodukten revolutionieren kann. Denn hierdurch wird es möglich sein, Elektronik in kontinuierlichen Druckprozessen auf flexiblen Substraten sehr preiswert herzustellen, mehr oder weniger wie beim Zeitungsdruck. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Anforderungen an die Druckqualität sehr hoch sind, beispielsweise bei der Auflösung oder bei der Schichtgüte. Denn es kommt nicht nur auf die optische Qualität an, sondern auch auf die elektrische Funktionalität.
Somit muss noch viel Entwicklungsarbeit investiert werden, um großtechnisch in hohen Volumina und zu geringen Kosten gedruckte Elektronik zu realisieren, und dies in vielen Disziplinen wie der Materialentwicklung, der Physik der Bauteile, der Elektrotechnik und der Drucktechnik.
Mit diesen Materialien und Verfahren lassen sich eine Reihe von verschiedenen Bauteilen und Produkten aufbauen, die man alle in die Klasse der Polymerelektronik einordnen kann.
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