産友会メールマガジン第52号 【プリンテッドエレクトロニクス関連技術】
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産総研中国センター友の会（産友会）メールマガジン
【第52号/ 2016.4.28発行】
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【特集：プリンテッドエレクトロニクス関連技術】
IoTやウェアラブルセンサー等の基盤となるプリンテッドエレクトロニクスは産総研の得意分野でもあります。本特集では、その成果の概要を中心に、研究開発の最先端について紹介します。
（報告書、記事等）
■次世代プリンテッドエレクトロニクス材料・プロセス基盤技術開発
NEDOによる本プロジェクトは、省エネ・大面積・軽量・薄型・フレキシブル性を実現可能なプリンテッドエレクトロニクスの技術開発を行い、産業競争力の強化と新規市場の創出に貢献するものです。
（産総研関係）
■フレキシブルエレクトロニクス研究センター
本研究センターは、フレキシブルデバイスを省エネルギー・省資源・高生産性で製造する技術として、印刷法を駆使したデバイス製造技術（プリンタブルエレクトロニクス技術）の開発に取り組んでいます。
■次世代プリンテッドエレクトロニクスコンソーシアム
本コンソーシアムは、プリンテッドエレクトロニクスに関わる企業・大学・研究機関等に技術交流の場を提供することにより、我が国における技術インテグレーションを加速し、擦り合わせ技術としての基盤技術の確立を加速することを目指しています。
■超微細回路を簡便・高速・大面積に印刷できる新原理の印刷技術を開発 －あらゆる生活シーンのIoT化・タッチセンサー化を加速する新技術－
産総研などは、紫外光照射でパターニングし、銀ナノ粒子を高濃度に含む銀ナノインクを表面コーティングするだけで、超高精細な銀配線パターンを製造できる画期的な印刷技術「スーパーナップ法」を開発しました。フレキシブルなタッチパネルセンサーがこの技術によって実用化される予定であり、今回8インチの試作品を作製しました。
■偽造できないセキュリティータグを有機エレクトロニクスで実現 －有機デバイスの個性で秘密を守る－
産総研は、有機デバイスに特有のばらつきを利用して偽造を困難にするセキュリティータグ回路を開発しました。この回路はフレキシブル基板上に作成でき、商品パッケージなどにIDタグとして張り付けることで偽造品などの流通防止や回路自体の改ざん困難性（耐タンパー性能）の向上が期待されます。
■簡便・高速に複屈折を定量イメージングできる小型装置を開発 －製品製造ラインや研究現場での活用に期待－
試料の複屈折の大きさやムラを可視化する機器は、各種の機能性フィルムをはじめとするさまざまな製品の品質管理や研究開発のツールとして広く用いられています。産総研などは、プリンテッドエレクトロニクスなどの分野で結晶の成長過程の観察や欠陥の評価などが可能な小型の試作機を製作しました。
■低電圧でも動作する有機強誘電体メモリーの印刷製造技術を開発 －プリンテッドエレクトロニクスを高度化する新たなラインアップ－
産総研などは、溶液をパターニング塗布して製膜する印刷法により、低分子系有機強誘電体を用いた薄膜メモリー素子を常温・常圧下で製造する技術を開発しました。これにより、強誘電体メモリーや不揮発トランジスタなどの低消費電力デバイスの研究開発が大きく加速すると期待されます。
■ミリ波帯で優れた伝送特性を持つ高周波伝送路を開発 －ミリ波帯デバイスの高精度な性能評価を安価に実現－
産総研は、印刷技術を利用して、100 GHzを超えるミリ波帯で優れた伝送特性を示す高周波伝送路（コプレーナ導波路）を開発しました。一度に多くのパターン形成が可能なスクリーン印刷技術の活用により、導電膜形成、露光およびエッチングによる従来の作製法に比べて作製時間の短縮と低コスト化を実現しました。
■マイクロ液滴の特異な混合メカニズムを発見 －エレクトロニクス製造のための先進インクジェット技術の流体科学－
産総研は、インクジェット印刷法で形成される異なるマイクロ液滴が接触した際に示す、強い表面張力に支配された特異な混合メカニズムを明らかにしました。今回の研究により、インクジェット印刷法を用いて電子ペーパーやフレキシブルディスプレーを製造する技術を高度化するための指針が得られたことで、プリンテッドエレクトロニクス技術の研究開発が大きく加速されると期待されます。
■有機トランジスタアレイの性能分布をイメージ化して評価する技術 －プリンテッドエレクトロニクスの実用化を加速－
産総研は、有機トランジスタの性能分布を光学イメージとして一括して評価できる新たなデバイス評価技術を開発しました。この技術により、電子ペーパーやディスプレイなどの、膨大な数のトランジスタの配置が必須である情報端末機器の製造工程で、各素子の検査に要する時間を大幅に短縮できます。
■プリンテッドエレクトロニクスのための液滴シミュレーション技術 －親水／撥水パターン上の液滴形状を簡易・高速・高精度に予測－
産総研などは、表面濡れ性（親水性／撥水性）の違いによってパターニングを施した基板表面上にインクを印刷塗布したときのインク液滴の形状を、簡易・高速・高精度に予測するシミュレーションソフトウエアを開発しました。このソフトウエアにより、印刷技術を用いて各種の情報端末機器を製造する「プリンテッドエレクトロニクス」の研究開発が大きく加速されると期待されます。
■液体を強くはじく表面に半導体を塗布する新しい製膜技術 －有機ポリマートランジスタの高性能化を実現－
産総研は、液体を強くはじく高はっ水性表面に有機ポリマー半導体溶液を塗布し、材料のロスなく均質に薄膜化する技術を開発しました。この塗布技術によって、電子ペーパーなどの情報端末機器に不可欠の高性能な薄膜トランジスタ（TFT）を、従来法よりも著しく簡便に製造できます。
■有機トランジスタ内の微結晶粒界を評価する技術を開発 －フレキシブルデバイスの研究開発を加速－
産総研などは、多結晶性有機トランジスタのキャリアー（電子や正孔）の動きを評価・解析する新たな手法を開発しました。この手法によって、有機トランジスタの性能向上や信頼性向上の指標が得られ、フレキシブルデバイスの研究開発が大きく加速されると期待されます。
■フレキシブル基材上にUHF-RFIDアンテナを印刷形成 －安価なRFIDタグの大量供給が可能に－
産総研などは、フレキシブル基材上にアルミニウムや銅のUHF-RFIDアンテナを印刷形成する技術を開発しました。この技術は簡便に現行の印刷プロセスに導入することができ、プリンテッドエレクトロニクスデバイス普及への貢献が期待されます。
■レーザー援用インクジェット法で微細な配線の高速描画に成功 －さまざまな基板への低抵抗配線を可能とする工業用インクジェット技術－
産総研は、インクジェット描画中にレーザー照射を行うことで、従来の工業用インクジェット技術では困難であった、描画線幅の微細化と線厚みの厚膜化の関係を両立させ、重ね塗りすることなくアスペクト比(配線厚/配線幅)が1以上、線幅10μm以下の微細導体パターンを10mm/secの速さで描画することに成功しました。
（学会、その他）
■次世代プリンテッドエレクトロニクス技術研究組合
産総研などが設立した本研究組合では、フレキシブルディスプレイやセンサーなどの大面積フレキシブルデバイスを、省エネ、省資源、高生産性で製造する「プリンテッドエレクトロニクス技術」の早期実用化とその普及、及びデバイス製造技術のグリーン化の促進を目指しています。
■プリンテッド・エレクトロニクス研究会
本研究会では、プリンテッド・エレクトロニクス技術に関する統合的な情報交換、情報発信、共同開発提案の場を設け、産官学ともにPE技術開花のための原動力となる活動を推進しています。
■プリンテッド技術が拓くエレクトロニクの未来
大阪大学産業科学研究所 先端実装材料 菅沼教授による本資料には、当該技術の可能性、市場見込み、必要な開発項目、適用候補分野などが記されています。
■東京大学 染谷研究室 有機トランジスタ・ラボ
本研究室のHPでは、バイオ医療への応用を始めとする有機エレクトロニクス関連の様々な研究が紹介されています。
■３Ｄプリンテッドエレクトロニクス研究所
山形大学の認定研究所である本研究所では、凹凸のある曲面上への配線や電極、さらには電子回路の作製を可能とする次世代印刷技術に特化した研究を行っています。
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