印刷电路 有机EL的印刷方式.docx

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1、【印刷电路】(一)精密印刷技术不断进步，用于有机集成电路2014/11/2400:00       日本山形大学教授时任静士的研究小组接连开发出了全部采用印刷技术的柔性有机电子元件。其特点是，除了有机半导体材料外，电极材料也全部自主开发，并利用印刷技术制作元件。研究小组最近还计划利用该技术制作生物传感器，将其用于保健领域。本文根据时任教授在2014年7月10～11日由《日经电子》主办的“思考有机电子的新方向”专题研讨会上所发表的内容重新整理而成。       我们正在推进研发能为实现放心、安全的社会做出

2、贡献的“智能有机传感系统”。因此，本研究室开发了可印刷的涂布材料，并实际制作了采用这种涂布材料的印刷型有机晶体管，在提高该元件性能的同时，还在探讨将其用于树脂膜基板上的集成电路。另外，我们还针对保健用途，开始着手采用有机晶体管的生物传感研究。本文将介绍的该研究的背景、研究的实际进展，以及未来展望。       首先，作为序论，将介绍我们想实现的未来室内蓝图，以及智能有机传感系统所开拓的世界（图1）。在这里，我们的生活空间里将安装多种多样的传感器。包括位置传感器、鲜度传感器、环境传感器，当然还有人体佩戴的

3、生物传感器。另外，利用RFID标签来追踪物体位置的“可跟踪性”也属于传感器的范畴。这些具备传感器功能、可进行信息交换的新型电子元件所组成的“智能有机传感系统”将与信息通信技术（ICT）融合，一年365天每天24小时管控我们的生活环境。而且还将联网利用大数据管理这些信息，尤其是对健康状态，将在分析后反馈给本人。图1：智能有机传感系统开辟的世界图为山形大学时任研究室设想的、利用有机半导体材料制作的各种传感器和RFID标签的用途。（图：山形大学）       年来，美国提出了每年向市场提供1万亿个传感器，实现

4、“万亿传感器世界”的新提案。       为实现这样的世界和放心、安全、舒适的空间，本大学正通过COI-T项目*在进行长期研究。*COI-T项目＝在日本科学技术振兴机构（JST）实施的“创新中心（COI）”项目中，对未来有望成为研究基地的研究课题进行援助的项目。“T”指Trial（试行）。 传感器与RFID相互融合  下面来详细介绍一下智能有机传感系统（图2）。该系统在薄膜或纸上内置了多种传感器，并配备了处理传感器数据的处理器以及存储数据的存储器。另外还备有无线传输信息的高频电路。能将信息无线传输到手机

5、或智能手机上，并通过手机轻松连接互联网。也就是说，对通信功能的要求并不高。图2：同时实现传感器功能和RFID功能山形大学时任研究室给出了对“智能有机传感系统”器件的要求。       智能有机传感系统的特点是非常薄和轻，而且具有柔软性。尤其是用于生物传感器和可穿戴终端时，柔软、有弹性至关重要。此外，除了可以回收利用外，也可以作为一次性产品使用。由于产品非常薄，即使像创可贴和纸片那样废弃也不会对环境造成太大负担。       还有一点重要的就是价格要低。要想广泛普及，价格低无疑非常重要。实现低价格的关键在

6、于利用印刷法（印刷）制造。大幅削减制造成本       采用印刷法有什么优点呢？目前的半导体等电子元器件的制造流程包括蒸镀、曝光、显像、光刻等工艺流程。要经过非常大规模的工艺流程才能形成电极和半导体层图案。而且是在硅晶圆或玻璃等硬基板上光刻形成图案后再安装器件。因此我们采取了印刷电子领域的印刷法。       这可以称得上是制造业的革命或者革新。初期设备投资有望大幅降低。原因包括，制造工序非常少、印刷设备有望比以往的设备降低成本。       而且，制造工序的材料利用效率非常高，废料少。另外，工艺简单、

7、无需真空环境，这有助于大幅削减能源的使用，也有利于降低成本。       采用印刷法还有其他意义，也即开拓新用途。有望用于此前在玻璃和晶圆上制作时难以应用的柔性、轻量产品。 ■日文原文(三)按需使用不同的印刷技术和装置       下面介绍一下如何利用这些材料制作有机晶体管。       我们的器件制作方法原则上不使用真空蒸镀法和光刻法等。也就是说，制作过程全部使用印刷法（全印刷法）。       本研究室在制作过程中利用了多种涂布和印刷装置。我们拥有通用点胶机、富士胶片的美国子公司FUJIFILMDi

8、matix制造的通用喷墨机，以及精度相当高的喷墨装置。另外还有凹版印刷胶印装置、狭缝涂布机、丝网印刷机以及凸版反转印刷机。我们利用这些涂布和印刷装置，开发了布线、电极及半导体精细图案技术。       例如，利用FUJIFILMDimatix的喷墨装置就实现了精细图案的绘制。关键在于油墨的调整。重点是如何优化油墨，以及如何将表面状态控制在最佳。       具体来说就是，在玻璃基板上形成交联聚乙烯基苯酚（PVP）作为底料，按照打印台温度约为