時任教授：“全印刷”新挑戰 邏輯電路實現柔性化
2014-05-29 10:05 來源：日經技術在線 野澤哲生 責編：劉曉燕
- 摘要：
- 日本山形大學的時任教授以開發出使用有機TFT半導體材料的柔性有機EL顯示器而聞名。2010年，時任教授從NHK放送技術研究所（NHK技研）轉職到山形大學，拓展了研究范圍。
實現柔性化后，就可以貼在任何場所使用，不是平面也可以。貼在身體上的可穿戴傳感器也是以柔性為前提，這靠硬邦邦的電子器件很難實現。
制造成本也非常重要。要想實現美國國家科學基金會（NSF）等提出的“萬億傳感器”項目，1個傳感器做到100日元也太貴。現在的RFID等也因為價格高，市場已趨于飽和。我們的微細印刷技術能夠使制造成本降到過去的1/10。如果傳感器和RFID的價格降低到1/10，預計出貨量就可能擴大到原來的100倍，意味著市場規模將擴大到10倍。
——使用微細印刷技術的有機電路已經發展到了怎樣的程度？
時任：從噴墨到凹版印刷、柔版印刷、絲網印刷、膠印等，各種各樣的印刷技術都被用在了適合的地方。我們計劃把這些技術與R2R方式的裝置結合到一起用于制造。寬度為90cm的R2R裝置將會在2015年3月開發完成。
微細化目前的情況是，通道長度為5μm的有機晶體管已經成功制造出來。我們的目標是實現1μm的通道長度。RFID的工作頻率與通道長度的平方成反比，通道長度縮短1/2，性能將翻兩番。正在開發的RFID等使用的邏輯電路有（位翻轉）觸發器、NAND、NOR、環形振蕩器等。
這些電路的高速工作所必須的半導體的載流子遷移率也有所提高。從最近的成果來說，我們與宇部興產合作開發出了載流子遷移率高達3cm2/Vs左右的n型有機半導體材料。這種材料不是常見的富勒烯系，而是我們自主開發的有機材料。在此之前，p型有機半導體材料的開發進展顯著，而n型幾乎沒有比較好的材料。通過這次開發，利用有機半導體材料也能輕松制作CMOS電路。
半導體雖然采用有機材料，但布線還是打算使用銀（Ag）、銅（Cu）等墨水。我們自主開發出了特性出色的銀墨水、銅墨水。退火溫度為100℃，能夠確保高導電性。布線圖案的線寬和間距均達到20μm。
——最近，使用無機半導體、或是碳納米管（CNT）和石墨烯等材料制作柔性器件的案例也越來越多。您在眾多材料中選擇了有機半導體，有沒有非使用有機半導體不可的理由？
超薄型有機TFT制作示例
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