时任教授:“全印刷”新挑战 逻辑电路实现柔性化
2014-05-29 10:05:59.0 来源:日经技术在线 野泽哲生 责编:刘晓燕
- 摘要:
- 日本山形大学的时任教授以开发出使用有机TFT半导体材料的柔性有机EL显示器而闻名。2010年,时任教授从NHK放送技术研究所(NHK技研)转职到山形大学,拓展了研究范围。
实现柔性化后,就可以贴在任何场所使用,不是平面也可以。贴在身体上的可穿戴传感器也是以柔性为前提,这靠硬邦邦的电子器件很难实现。
制造成本也非常重要。要想实现美国国家科学基金会(NSF)等提出的“万亿传感器”项目,1个传感器做到100日元也太贵。现在的RFID等也因为价格高,市场已趋于饱和。我们的微细印刷技术能够使制造成本降到过去的1/10。如果传感器和RFID的价格降低到1/10,预计出货量就可能扩大到原来的100倍,意味着市场规模将扩大到10倍。
——使用微细印刷技术的有机电路已经发展到了怎样的程度?
时任:从喷墨到凹版印刷、柔版印刷、丝网印刷、胶印等,各种各样的印刷技术都被用在了适合的地方。我们计划把这些技术与R2R方式的装置结合到一起用于制造。宽度为90cm的R2R装置将会在2015年3月开发完成。
微细化目前的情况是,通道长度为5μm的有机晶体管已经成功制造出来。我们的目标是实现1μm的通道长度。RFID的工作频率与通道长度的平方成反比,通道长度缩短1/2,性能将翻两番。正在开发的RFID等使用的逻辑电路有(位翻转)触发器、NAND、NOR、环形振荡器等。
这些电路的高速工作所必须的半导体的载流子迁移率也有所提高。从最近的成果来说,我们与宇部兴产合作开发出了载流子迁移率高达3cm2/Vs左右的n型有机半导体材料。这种材料不是常见的富勒烯系,而是我们自主开发的有机材料。在此之前,p型有机半导体材料的开发进展显著,而n型几乎没有比较好的材料。通过这次开发,利用有机半导体材料也能轻松制作CMOS电路。
半导体虽然采用有机材料,但布线还是打算使用银(Ag)、铜(Cu)等墨水。我们自主开发出了特性出色的银墨水、铜墨水。退火温度为100℃,能够确保高导电性。布线图案的线宽和间距均达到20μm。
——最近,使用无机半导体、或是碳纳米管(CNT)和石墨烯等材料制作柔性器件的案例也越来越多。您在众多材料中选择了有机半导体,有没有非使用有机半导体不可的理由?
超薄型有机TFT制作示例
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