Bei dieser Technologie handelt es sich um elektronische Bauteile mit neuartigen Materialien, die aufgrund besonderer chemischer Eigenschaften den bestehenden Markt für Elektronikprodukte revolutionieren werden. Man bezeichnet diesen Bestandteil der Nano-Technologie auch als Polymerelektronik. Dieser Begriff ist die Bezeichnung für elektronische Schaltungen und Leiterbahnen aus leitfähigen Polymeren oder kleineren organischen Verbindungen (Monomere, Oligomere), die als Ersatz für konventionelle Halbleiter oder Metalle dienen. Charakteristisch für Organische Elektronik ist die Verwendung von mikroelektronischen Bauelementen auf organischen Folien. Aufgrund des Materials wird Organische Elektronik auch als Plastikelektronik bezeichnet. Grundsätzlich kann diese Elektronik-Variante im gesamten Bereich der Elektronik zum Einsatz kommen, in dem bisher überwiegend der Halbleiter Silizium verwendet wird. Ursprünglich begann die Verwendung von Polymeren in der Elektronik vor circa über 100 Jahren in Form von isolierenden Materialien, beispielsweise Kunststoff-Hüllen für Kabel. In den 1970er-Jahren wurden Polymere, im Rahmen von Forschungsprojekten, erstmals auch mit elektrisch leitenden und halbleitenden Eigenschaften hergestellt und genauer erforscht. Im Jahr 2000 erhielten drei Chemiker für Forschungsarbeit auf diesem Gebiet den Nobelpreis. Organische Elektronik befindet sich jedoch noch in der Entwicklungsphase und kommt bisher nur geringfügig zur Anwendung. Die geplante Verwendung in großen Stückzahlen als kostengünstige Variante für elektrische Bauteile mit Silizium würde den Markt für Elektronikprodukte maßgeblich verändern.
Organische Elektronik – Anwendungsgebiete
Die ersten Produkte die Organische Elektronik beinhalten und bereits auf dem Markt sind, werden OLEDs genannt. Es handelt sich dabei um organische Leuchtdioden, die beispielsweise in kleinen Displays von Navigationsgeräten, MP3-Playern, aber auch Smartphones verbaut sind. Die zukünftige Verwendung ist insbesondere für Anwendungsbereiche geplant in denen sehr leichte oder flexible Trägermaterialien benötigt werden. Organische Elektronik kann prinzipiell für Flachbildschirme, elektronisches Papier, Photovoltaikanlagen, Chipkarten, Sensoren, Identifikationsplaketten und vieles mehr genutzt werden.
Nachteile der Polymerelektronik
Die Problematik, die derzeit die, in der Zukunft geplante, Nutzung von Polymertechnologie verhindert, ist folgende: Im Vergleich zu Silizium-basierter Technologie ist die Beweglichkeit der Ladungsträger zwischen 1.000- und 10.000-fach geringer, sodass durch Organische Elektronik nach dem momentanen Wissensstand keine extrem kurzen Schaltzeiten ermöglicht werden können und somit leistungsstarke Mikroprozessoren mit organischen Molekülen vorerst nicht realsierbar sind.
Vorteile der Polymerelektronik
Um zu erläutern, welche Vorteile Organische Elektronik bietet, eignen sich die hervorragenden Eigenschaften von OLEDs. Diese Dioden haben eine äußerst hohe Leuchtkraft und Farbtiefe. Zudem können die OLEDs in sehr geringer Größe hergestellt werden und haben eine erstklassige Energieeffizienz. Allerdings ist Organische Elektronik dadurch nicht nur platz- und stromsparend, sondern bietet gleichzeitig den Vorteil strahlungsarm zu sein. Somit wäre die Verwendung in Flachbildschirmen wesentlich vorteilhafter als die bisherige Silizium-basierte Technologie. Außerdem können Moleküle bzw. Polymere vergleichsweise bei wesentlich niedrigeren Temperaturen verarbeitet werden, sodass auch die Fertigungsprozesse umweltschonender wären. Die Herstellkosten sind dementsprechend geringer als bei bisherigen Verfahren. Mitunter ist dies auf einfache Fertigungs-Methoden und -Möglichkeiten zurückzuführen.
Herstellungsverfahren für Organische Elektronik
Um Polymertechnologie mit bestimmten Fertigungsverfahren herzustellen, werden die mikroelektronischen Bauelemente in Form von dünnen Schichten auf die organischen Folien gedruckt. Dieses preiswerte Druckverfahren, sowie die Beschichtungs- und Strukturierungs-Methoden sind zukünftig die Basis der Fertigungs-Methoden, da bei der alternativen Beschichtung in Vakuumkammern, mit Gasmolekülen statt Molekülen in Form.
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