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テクノロジー

産総研、有機半導体単結晶薄膜の印刷に成功 26

ストーリー by headless
薄 部門より

あるAnonymous Coward 曰く、

産業技術総合研究所は高エネルギー加速器研究機構などと共同で、新たなインクジェット印刷法を用いて有機半導体単結晶薄膜をシート上に作製する技術の開発に成功したとのこと。研究成果は7月14日の科学誌「Nature」電子版に掲載された(プレスリリースNatureの記事要約毎日jpの記事)。

今回開発された新手法は「ダブルショットインクジェット印刷法」と呼ばれ、有機半導体を含む半導体インクと結晶化インクを交互に印刷することにより、分子レベルで平たんな有機半導体単結晶薄膜を作製するというもの。この技術により作製した有機TFTはアモルファスシリコンTFTを大幅に超える性能を示したとのこと。従来の印刷法で作製した有機TFTの100倍以上の性能で、有機TFTとしては世界最高性能だという。プラスチックシート上に印刷できるため、軽く、薄く、壊れにくいフレキシブルデバイスの実現に向けた研究開発の加速が期待されるとのことだ。

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  • 面白いですね (スコア:5, 参考になる)

    by phason (22006) <mail@molecularscience.jp> on 2011年07月14日 17時46分 (#1986622) 日記

    これ,薄膜というところから離れてみれば,非常に一般的な手法の応用なんですよね.

    バルクで言ってしまえば,結晶化させたいものXを良く溶ける溶媒Aに溶かしておいて,Xはあまり溶けないけどAとは良く混ざる溶媒B(貧溶媒と呼ばれる)をゆっくり拡散させると次第に溶解度が下がり,じわじわと結晶が成長して大きな質の良い結晶が出来る(事が多い)という.結晶化だと一番よく使われる手軽で強力な手段です.
    例えば,塩を水(塩が良く溶ける)に溶かしておいて,その上にそっとエタノール(水よりだいぶ軽く,塩はあまり溶かさない)を注いで二層にして1-2週間放置しておくと,エタノールが水にだんだん拡散していくことで塩の溶解度がゆっくりゆっくり下がる,それによって塩がゆっくり析出して結晶が取れます.

    それを薄膜に適用したときに,非常にうまく条件を選べばミリサイズ以上の領域で単結晶な薄膜が得られる,と.
    こんな単純な手法(と言っても,多分条件出しはかなり大変なんでしょうが)でatomically-flatな薄膜が得られるってのはたいしたもんです.

  • by d5 (42418) on 2011年07月17日 13時41分 (#1987977)

    >現在の液晶ディスプレーに用いられているアモルファスシリコンTFTの性能(およそ1 cm2/Vs)の10倍以上であり、従来の印刷法で作製した有機TFTの性能と比較すると100倍以上

    100倍の性能ってのがよくわからない。
    映した嫁が100倍美人に映るのか、
    100倍早く映るのか、100倍早い動画が映るのか、
    同じ電気で100倍広く映せるのか、どうなんですか?>識者

    • Re:100倍の性能... (スコア:1, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2011年07月17日 13時57分 (#1987980)

      >100倍の性能ってのがよくわからない。

      易動度が100倍。
      易動度そのものに関しては適当に検索すると吉。

      親コメント
    • Re:100倍の性能... (スコア:1, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2011年07月17日 14時09分 (#1987984)

      単位が cm2/Vs なので移動度の話でしょうね。
      電圧をかけた時に(例えば1ボルト)どれだけ電子が加速するかを表します。
      移動度は半導体の性質を決める重要な要素で、これが上がるとトレードオフなしに半導体の様々な特性がよくなります。
      有機TFT(有機薄膜トランジスタ)については専門外ですが、

      • 流れる最大電流量が増えて発光性能が良くなり、写した嫁が100倍美人に映るかもしれないし、
      • トランジスタが応答する速度が上がって100倍早く映るかもしれないし、100倍早い動画が映るかもしれません。
      • 抵抗が下がるのでロスが下がり、同じ電気で100倍広く映せる可能性があります。

      といったものの、トランジスタの性能には移動度以外にも多くのものが絡んでくるので、例で上げた100倍という数字は完全に嘘っぱちです。
      ただ全体的に性能が高いトランジスタができることが期待できます。

      親コメント
      • by d5 (42418) on 2011年07月17日 14時46分 (#1987993)

        回答、ありがとう。
        別ACさんだと易動度とかも使っていて、困惑するのだけど、
        まぁ、ぶっちゃけ「トランジスタとして100倍偉い」とか
        「兵隊のくらいでいうと、中佐くらいなんだ」とかいった
        相変わらずの漠然としていて「結果、どういう製品として
        よいのか?」が見えにくいよね。

        >ただ全体的に性能が高いトランジスタができることが期待できます。

        車でいえば、燃費出力とも性能がよいエンジンは作った、あとは
        どんな車格のどんなテイストにするかによって異なるけど、
        これまでより高性能なものが期待できる..といったところかな?

        親コメント
        • by Anonymous Coward

          >別ACさんだと易動度とかも使っていて

          元々の語句は易動度。でも変換しにくいとか単純な間違いとかで移動度という語句もよく使われていて、むしろ易動度の方が少数派になりつつあるかもしれない。

          >相変わらずの漠然としていて「結果、どういう製品としてよいのか?」が見えにくいよね。

          単純に言えば、トランジスタとしてスイッチング速度がより高速であり、またon抵抗が低いものが作れる、というだけ。
          それをどう活かすかは、周辺の回路だとか用途次第なんで、まさに

          >性能がよいエンジンは作った、あとはどんな車格のどんなテイストにするかによって異なる

          というところ。
          同じ回路であれば、易動度が高ければ低消費電力、もしくは高クロックの製品が作れる(事が多い)。

          • 面白い資料、ありがとさん。
            つまりは、高速な素子ってことになるのかな?
            ちょっと笑ったのがSONYが民生用としての製品化先取りといったくだりかな?
            どんだけ高速だろうが低燃費だろうが用途が広がるので、それの使い方次第/
            展開次第であって、現状より高性能になるので、それがどう活用されるかは、
            活用する側次第だってことね。

            親コメント
      • >トランジスタの性能には移動度以外にも多くのものが絡んでくるので、例で上げた100倍という数字は完全に嘘っぱちです。

        表示デバイス等に用いるような用途が限定されたサイズの大きい(集積度の低い)TFTの特性は、移動度とリーク特性が良ければすべて良し~としてもいいくらいなので完全に嘘っぱちとまでは言えないだろう
        高性能で折り曲げられるプロセッサやメモリを作れるなどと言ったらホラ話になるが
        (そもそもバルクのトランジスタと比較したら、もともとTFTは呆れるほど性能が悪いんだから)
    • by Anonymous Coward
      プレスリリースを読むと,すごいですね。
      何がすごいって(多結晶ではなく)単結晶をインクジェットで(結晶方位も任意に)作れるんですね。

      100倍って言うのは従来の(あまり実用化されているとはいえない)有機TFTにくらべてなので,
      実用化されているアモルファスTFTと比べてると10倍以上。
      つまりトランジスタの色々ある性能の中で,高速動作と低消費電力にも関係する
      「移動度」が従来より10倍以上高くなる というわけですね。
      そうするとトランジスタを小さく作れたりするのでより高画素に
      (または透過率を高めて明るく)しやすいかと思います。

      移動度だけで比べると,
      アモルファスTFT > 有機TFT(単結晶!,プラスチック可能)
          > 多結晶TFT(シャープのcgシリコンとか,さらに10倍高い,ガラス必須)
      という感じですね。

      この技術,なんとなく歩留まり(ドット抜け)が良さそうな気がするんだけどね。単なる勘だけど。
      • by Anonymous Coward

        >そうするとトランジスタを小さく作れたりするのでより高画素に
        >(または透過率を高めて明るく)しやすいかと思います。

        無理なんじゃない?インクジェットだから。

        • by Anonymous Coward
          ムリじゃないかも。
          2002年ですが,500nmの金配線を描画することに成功。
          http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20020417/61035/ [nikkeibp.co.jp]
          • by Anonymous Coward

            その記事むっちゃ意味無い

            >インクジェットによる描画精度そのものは数μm~数十μm程度」(下田氏)という。
            >「配線を描画する基板上に,親水性とはっ水性のパターンを高い精度で作製しておくこと」を挙げている。
            >このパターニングによって,吐出するインクが付着する領域を制御し,配線の精度を高めているのだ。

            あらかじめ他の高精細なパターンを作るほかの方法で溝を作っておいて、インクをたらしたら
            その溝に収まりました、と言う話じゃん。

            • >あらかじめ他の高精細なパターンを作るほかの方法

              書き込む目的よりパターンの方が低解像度でいいんじゃないかな?
              二度塗りということで、精度をあげましたということで、
              精度をあげているのは変わりはなかろう。

              土台になる印刷される側もそれなりの精度が要求されるだろうね。
              「ちゃんとした綺麗な印刷面をに印刷したら高精度になりました
              と言ってるだけの話じゃん」というのも、論法としては同じだよな。

              • Re:100倍の性能... (スコア:1, すばらしい洞察)

                by Anonymous Coward on 2011年07月18日 10時57分 (#1988291)

                話全然理解していないだろう?

                親コメント
              • Re: (スコア:0, フレームのもと)

                >話全然理解していないだろう?

                うん、少なくとも#1988291みたいなのは、理解できないね。
                #1988291みたいな知能に見合った低能な言葉は、理解する必要もないからね。

              • Re:100倍の性能... (スコア:1, すばらしい洞察)

                by Anonymous Coward on 2011年07月18日 14時01分 (#1988383)

                理解できるだけの知識も知能もないなら、最初から黙っていれば
                恥もかかなくてすむのに。

                親コメント
              • Re: (スコア:0, 荒らし)

                >理解できるだけの知識も知能もないなら、

                さすがに気違いの妄言を理解する知識や知能は持ち合わせていないので、残念でしたね。
                気違いの妄言晒しで恥をかくACさんって相変わらず、面白いです、がんばってください。
                さて、パターンがあると印刷精度があがります、それって印刷精度ではないという妄言の弁明が楽しみです、がんばってくださいね。

  • by Niihan (42530) on 2011年07月17日 17時40分 (#1988057) 日記

    10年後20年後には比較的安価にこの技術で半導体を作れるようになり、
    そこそこ値は張るが個人でも頑張れば買えそうな半導体印刷機が出来たりして。

    「ペーパーCPU自作してみた」と言いながら厚みが10mm位あって、
    「もうそれは髪じゃなくて板じゃないかwww」とかいうツッコミが入りそうな動画がどっかに上がったり……

    胸が熱くなるな!

    #よくわかってない気がするけど、そういうお話だよね?

  • by Anonymous Coward on 2011年07月17日 12時42分 (#1987954)

    有機物って結晶作るの?

    結晶した半導体使ったらフレキシブルにならないんじゃないの?

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犯人はmoriwaka -- Anonymous Coward

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