人民网

人民网>>财经>>中日技术产业信息网

“全印刷”挑战新一代制造,逻辑电路全部柔性化【2】

2014年05月29日08:33    

——实现柔性有哪些好处?

时任:一个是质地柔软,掉在地上不容易摔碎。在制造的时候,通过采用卷对卷(R2R)方式量产,还可以降低制造成本。

超薄型有机TFT制作示例

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

时任:无机半导体很难大幅降低制造成本。虽然也出现了使用涂敷工艺的技术,但必须提高退火温度。而我们设想的PET基板则必须把工艺温度降低到120℃以下。

最近听说CNT和石墨烯的性能有所提高,但制作布线图案依然使用的是光刻的方法。我们的目标是全部利用印刷技术,因此这两种材料也不在我们的选择范围内。

——柔性有机EL显示器的开发进行到了怎样的程度?

时任:我们正在利用前面提到的通道长度为5μm的有机晶体管技术开发像素的驱动电路等。这是因为,如果驱动电路使用无机半导体,那么即使电池板再柔软,也不能自由弯曲。

——再次向您请教,您是怎样向别人解释显示器柔性化的价值的?最近有不少人都对柔性的价值表示怀疑,我们也很犯愁,不知道怎样在报道中向这部分人传达柔性化的价值。

时任:从在NHK技研开发柔性显示器的时候开始,我心中就存在“柔性怀疑论”。甚至在技研内部也有不少质疑的声音。

在NHK技研展上,曾经有位怀疑派把介绍展品的宣传册卷成卷拿着质问我们“柔性有什么意义?”我当时指着那个纸筒回答说:“这就是它的意义。” (作者:野泽哲生,日经技术在线!供稿)

(责编:值班编辑、庄红韬)

新闻查询  

新闻回顾

      搜索

产业/经营更多>>

能源/环境更多>>

机械/汽车更多>>

数码/IT更多>>

电子/半导体更多>>

工业设计更多>>