印刷電子(三)材料技術的進步起到支撐作用

　　材料及印刷技術的迅速進步推動了印刷電子的產品化進程。
 

　　幾年前，通過印刷技術制造的有機半導體的遷移率僅為0.01cm2/vs～0.1cm2/vs。這個水平要比液晶面板驅動元件等使用的非晶硅低1～2位數。但即便是這個水平，也可以實現低速切換靜止圖像的電子書，但是難以處理流暢的視頻。日本產業技術綜合研究所光技術研究部門有機半導體元件小組研究組長、筑波大學研究生院數理物質科學研究科教授鐮田俊英指出，難以描繪出持續提高電子書性能的藍圖“是當時電子書未能實現產品化的最大原因”。
 

　　遷移率超過非晶硅的的塗布型半導體材料紛紛亮相。不僅是此前大量存在的有機半導體，氧化物半導體和碳納米管等的開發也在推進中。根據日本產業技術綜合研究所的資料制作而成。
 

　　近幾年來，關于遷移率超過1cm2/vs的有機半導體的報道接連不斷。除了對材料本身進行了改良之外，“還有很多雖然使用相同材料，但通過改進印刷方法提高遷移率的例子”(日本千葉大學研究生院工學研究科教授、尖端科學中心主任工藤一浩)。此外，遷移率高達10cm2/vs～100cm2/vs的氧化半導體及碳納米管的提案也越來越多，電子書實現高功能化變得越來越容易 注3)。可以說，通過印刷技術制造的電子書是推動電子書實用化的一個重要因素。
 

　　注3)雖然已經有通過印刷技術制造的氧化物半導體和碳納米管具有高遷移率的報道，不過還存在著氧化物半導體的形成溫度高于有機半導體等課題。
 

　　如果tft的性能以進一步得到提高，那么不僅是電子紙，還可以驅動液晶和有機el。實際上，許多廠商的想法正是“希望通過電子書來推進有機tft的高性能化，一邊將其用于有機el顯示器業務”(大日本印刷公司研發中心ambient電子研究所所長前田博己)。
 

　　普及藍圖清晰可見

　　利用印刷技術制造的電子書和有機el照明產品等一旦開始量產，印刷電子市場估計會在較短的時間內迅速擴大。
 

　　這一點可以根據色素增感型太陽能電池的市場發展情況預見到。色素增感型太陽能電池中使用的釕(ru)絡化物以前非常昂貴，價格高達10萬日元/g。但幾年前，英國g24 innovations公司(g24i)等先行廠商提出量產計劃后，材料廠商便構筑了量產體制，目前釕絡化物的價格已經低至幾千日元/g。由此，從事色素增感型太陽能電池業務的企業一下子增加了許多。
 

　　同樣的情況也很有可能會發生在其他材料上。據介紹，印刷電子中使用的大部分材料，其原料本身的價格并不高，但由于產量較少，因此使得精煉工序的人工費所占比重增加。如果材料廠商開始全面量產，“那么材料成本就會一下子降低，從而加快印刷電子的普及”(日本桐蔭橫浜大學研究生院工學研究科教授、peccell technologies董事長宮坂力)。
 

　　事實上，面向電子書的材料市場已經開始行動起來。大型有機tft相關材料廠商德國默克集團(merck kgaa)表示，“目前，針對電子紙的詢函正在迅速增加”(默克日本新技術開發總部新業務開發部業務開發小組的川俁康彌)。原因是自從plastic logic公司宣布要在2010年初推出產品后，跟風進入該市場的廠商越來越多。
 

　　企業開始重視環境問題也將促使印刷電子市場進一步擴大。當采用印刷技術形成某個電路圖案時，與使用真空裝置的原制造方法相比，前者可以將工序數量削減至后者的1/4左右，同時大幅抑制能量和材料的使用量(圖5)。因此，企業可能會加速“將印刷電子技術用作降低生產時環境負荷的撒手锏”(東京大學工學系研究科電氣系工學專業教授染谷隆夫)。