印刷电子(三)材料技术的进步起到支撑作用

　　材料及印刷技术的迅速进步推动了印刷电子的产品化进程。
 

　　几年前，通过印刷技术制造的有机半导体的迁移率仅为0.01cm2/vs～0.1cm2/vs。这个水平要比液晶面板驱动元件等使用的非晶硅低1～2位数。但即便是这个水平，也可以实现低速切换静止图像的电子书，但是难以处理流畅的视频。日本产业技术综合研究所光技术研究部门有机半导体元件小组研究组长、筑波大学研究生院数理物质科学研究科教授镰田俊英指出，难以描绘出持续提高电子书性能的蓝图“是当时电子书未能实现产品化的最大原因”。
 

　　迁移率超过非晶硅的的塗布型半导体材料纷纷亮相。不仅是此前大量存在的有机半导体，氧化物半导体和碳纳米管等的开发也在推进中。根据日本产业技术综合研究所的资料制作而成。
 

　　近几年来，关于迁移率超过1cm2/vs的有机半导体的报道接连不断。除了对材料本身进行了改良之外，“还有很多虽然使用相同材料，但通过改进印刷方法提高迁移率的例子”(日本千叶大学研究生院工学研究科教授、尖端科学中心主任工藤一浩)。此外，迁移率高达10cm2/vs～100cm2/vs的氧化半导体及碳纳米管的提案也越来越多，电子书实现高功能化变得越来越容易 注3)。可以说，通过印刷技术制造的电子书是推动电子书实用化的一个重要因素。
 

　　注3)虽然已经有通过印刷技术制造的氧化物半导体和碳纳米管具有高迁移率的报道，不过还存在着氧化物半导体的形成温度高于有机半导体等课题。
 

　　如果tft的性能以进一步得到提高，那么不仅是电子纸，还可以驱动液晶和有机el。实际上，许多厂商的想法正是“希望通过电子书来推进有机tft的高性能化，一边将其用于有机el显示器业务”(大日本印刷公司研发中心ambient电子研究所所长前田博己)。
 

　　普及蓝图清晰可见

　　利用印刷技术制造的电子书和有机el照明产品等一旦开始量产，印刷电子市场估计会在较短的时间内迅速扩大。
 

　　这一点可以根据色素增感型太阳能电池的市场发展情况预见到。色素增感型太阳能电池中使用的钌(ru)络化物以前非常昂贵，价格高达10万日元/g。但几年前，英国g24 innovations公司(g24i)等先行厂商提出量产计划后，材料厂商便构筑了量产体制，目前钌络化物的价格已经低至几千日元/g。由此，从事色素增感型太阳能电池业务的企业一下子增加了许多。
 

　　同样的情况也很有可能会发生在其他材料上。据介绍，印刷电子中使用的大部分材料，其原料本身的价格并不高，但由于产量较少，因此使得精炼工序的人工费所占比重增加。如果材料厂商开始全面量产，“那么材料成本就会一下子降低，从而加快印刷电子的普及”(日本桐荫横浜大学研究生院工学研究科教授、peccell technologies董事长宫坂力)。
 

　　事实上，面向电子书的材料市场已经开始行动起来。大型有机tft相关材料厂商德国默克集团(merck kgaa)表示，“目前，针对电子纸的询函正在迅速增加”(默克日本新技术开发总部新业务开发部业务开发小组的川俣康弥)。原因是自从plastic logic公司宣布要在2010年初推出产品后，跟风进入该市场的厂商越来越多。
 

　　企业开始重视环境问题也将促使印刷电子市场进一步扩大。当采用印刷技术形成某个电路图案时，与使用真空装置的原制造方法相比，前者可以将工序数量削减至后者的1/4左右，同时大幅抑制能量和材料的使用量(图5)。因此，企业可能会加速“将印刷电子技术用作降低生产时环境负荷的撒手锏”(东京大学工学系研究科电气系工学专业教授染谷隆夫)。