2014年05月29日08:33
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生物电子诞生(一)生物体内的宝藏,将带来控制、传感器和节能革命
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。不久前,时任教授就其开展的研究开发的现状与前景接受了记者采访。
——您在NHK技研开发了使用有机TFT的柔性有机EL显示器。现在还在继续开发吗?
时任教授
时任:有机EL显示器的开发还在继续,但现在大幅扩展了范围,正在以有机半导体的印刷电子,也就是能够实现微细加工的印刷技术(微细印刷技术)为基础,开发各种柔性器件。
在微细印刷技术中的目标是开发出不同于传统无机半导体光刻的“新一代制造技术”。光刻需要数千亿日元的巨额初期投资,而且在制造过程中,材料的浪费相当严重,工序也有10余道之多。而整机生产,只要设备齐全,任何人都能做,这也是一个问题。
而采用微细印刷技术,不仅花费在生产设备上的费用低,而且材料的利用效率高。省去了清洗等工序,总共只需要3~4道工序。因为是低温工艺,所以耗费的能源也比较少。不过,有机电子的实用化就需要大家的艰苦努力,要进行材料、生产设备等的一条龙开发。这就意味着涉足门槛高。
我们的研究团队从材料设计到器件的制造、评价乃至用途开拓全部都自己完成。研究组共有近50名工作人员,其中10人来自企业。
超薄型电子电路制作示例
——具体开发什么呢?
时任:柔性电路、RFID(无线标签)、传感器等。还有RFID使用的逻辑电路,想在3年后实用化。传感器除了温度传感器以外还有生物传感器、利用体温发电的能量采集元件等。此外,我们还考虑开发检测梨的成熟时间的成熟传感器和防污灰尘传感器、冲击传感器等。
现在的传感器元件大都又硬又重。而我们的目标是将信号处理电路、存储器、高频电路、显示器等全部集成在薄薄的薄膜和纸张上,而且要超轻超薄。以生物传感器为例,蛋白质传感器、病毒检测传感器、检测唾液中氮氧化物(NOx)含量的心理压力传感器、过敏原传感器、传染病传感器等。癌症传感器的研究也已开始。如果这些传感器能实现,就有望大幅降低医疗费。