微信客服
微信公眾號(hào)
屏幕印刷采用17μm布線
（1）屏幕印刷是用于半導(dǎo)體層、絕緣膜、金屬層、有色層及粘著層等的印刷技術(shù)。屏幕印刷的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格低廉，僅為1000萬(wàn)日元左右。而且，對(duì)印刷用墨水材料的制約因素較少，材料使用效率高達(dá)約80％。主要適合于大面積成膜注1）。
注1）加工尺寸較大，為數(shù)十μm，缺點(diǎn)是很難制成厚度小于30μm的薄膜。
近年來(lái)，屏幕印刷量產(chǎn)水平的加工尺寸已從100μm微細(xì)化到了30μm。線寬為30μm的加工主要面向PDP用防電磁波膜的量產(chǎn)化。日本大型屏幕印刷企業(yè)紐朗（NEWLONG）精密工業(yè)開(kāi)發(fā)出了微細(xì)化至17μm的技術(shù)。通過(guò)在薄膜底板的表面進(jìn)行加工實(shí)現(xiàn)了微細(xì)化。采用屏幕印刷繪制線寬/線間隔（L/S）小于30μm的圖形時(shí)，存在薄膜底板上的墨水產(chǎn)生大面積浸濕的問(wèn)題。因此，該公司開(kāi)發(fā)出了將17μm布線印刷于可在表面形成多孔質(zhì)層的聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯（PET）薄膜上的技術(shù)。該多孔質(zhì)層可吸收印刷在薄膜底板上的墨水，防止涂布處的周?chē)a(chǎn)生大面積浸濕。
通道長(zhǎng)1μm的有機(jī)晶體管
（2）噴墨涂布主要用于有色層、布線層、絕緣層及半導(dǎo)體層等的形成。噴墨的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需底板，可直接涂布于平面的必要部分。
近年來(lái)，噴墨涂布的繪制尺寸已從數(shù)十μm微細(xì)化到了20μm左右。不過(guò)利用普通噴墨頭進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)的繪制直徑約為13μm。小于13μm的微細(xì)化技術(shù)尚處于研究階段，不過(guò)已開(kāi)發(fā)出了通道長(zhǎng)為1μm的有機(jī)晶體管。
通道長(zhǎng)為1μm的有機(jī)晶體管是由東京大學(xué)工學(xué)系研究科量子相電子研究中心副教授染谷隆夫與德國(guó)馬普固體研究所（Max Planck Institute for Solid State Research）共同開(kāi)發(fā)而成。在有機(jī)半導(dǎo)體層上形成了Ag材料的源極和漏極，電極寬度為2μm，厚度為25nm。
利用普通噴墨頭進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)的圖形直徑僅為13μm左右，噴出的液滴最小為1pl。染谷的研究小組實(shí)現(xiàn)液滴微量化的理由是使用了噴出液滴僅為原噴墨1/1000以下的fL（飛升）級(jí)超微細(xì)液滴噴射技術(shù)注2）。實(shí)現(xiàn)1fL液滴噴射后，液滴直徑為1.3μm，數(shù)值減小了1位數(shù)。該噴射技術(shù)是產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（產(chǎn)綜研）納米科技部門(mén)開(kāi)發(fā)的“高級(jí)噴墨”技術(shù)注3）。
注2）在噴墨技術(shù)中，“目前還沒(méi)有控制液滴量超過(guò)高級(jí)噴墨的方法”（開(kāi)發(fā)使用噴墨技術(shù)的電子元件的技術(shù)人員）。因此，要形成直徑小于1μm的微細(xì)圖形時(shí)，需要考慮采用其它方法。微細(xì)化的限制因素取決于噴墨技術(shù)原理。由于液滴越小，表面積與體積的比越大，溶媒會(huì)瞬間干燥。液滴小于1μm時(shí)，溶媒在噴出瞬間干燥。
注3）產(chǎn)綜研沒(méi)有公開(kāi)噴射fl級(jí)微細(xì)液滴的技術(shù)詳情。
另外，近年來(lái)，噴墨材料的種類(lèi)不斷增多。ITO（銦錫氧化物）、Cu和Si等原來(lái)很難用作墨水的材料均現(xiàn)在均能制成墨水，實(shí)現(xiàn)了金屬布線和半導(dǎo)體涂布注4）。
注4）噴墨涂布用墨水材料的制約因素很多，需要滿足多個(gè)條件，如使用的溶劑不溶解噴頭、噴出的粘度易于調(diào)整、噴射的液滴不因噴頭發(fā)生變形等。
nm級(jí)微細(xì)圖形成型
（3）成型技術(shù)就是在薄膜底板上形成三維構(gòu)造的技術(shù)。膜上圖形成型有兩種方法。一種是擠壓成型，就是將溶融的聚合物制成薄膜時(shí)形成圖形的方法，另一種是利用涂布在薄膜上的UV硬化樹(shù)脂形成圖案的方法。前者用于形成液晶面板用帶透鏡的擴(kuò)散板和導(dǎo)光板，后者用于形成液晶面板用棱鏡板和電子紙扇形構(gòu)造。
目前，使用筒狀模具的成型在量產(chǎn)水平方面，線寬和直徑的加工尺寸均微細(xì)化到了30μm左右。預(yù)計(jì)今后將通過(guò)使用形成nm級(jí)圖形的模具成型的納米壓印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)達(dá)數(shù)十nm的微細(xì)化。
除成型技術(shù)外，成型的微細(xì)化還得益于模具制作技術(shù)。比如，利用筒狀模具在薄膜上連續(xù)壓印圖形時(shí)，使用筒狀模具形成無(wú)縫圖形的技術(shù)至關(guān)重要。該技術(shù)尚處于研究階段，不過(guò)日本首都大學(xué)東京城市環(huán)境專業(yè)城市環(huán)境科學(xué)研究科教授益田秀樹(shù)聯(lián)合神奈川科學(xué)技術(shù)研究所，共同開(kāi)發(fā)出了利用陽(yáng)極氧化在Al表面制作nm級(jí)螺距的點(diǎn)形狀的技術(shù)。Al氧化后形成A2O3，通過(guò)電壓和溶液的組成優(yōu)化，部分Al發(fā)生溶解，形成等間隔的nm級(jí)孔注5）。
注5）此孔的平均螺距取決于陽(yáng)極氧化的電壓。比如，印加40V電壓時(shí)，以100nm的螺距排列孔。
2015年電子遷移率將達(dá)到10cm2/Vs
（4）上述三種加工方法中，屏幕印刷和噴墨涂布等使用的材料的發(fā)展尤為顯著（圖4）。電子遷移率與非晶硅同為1cm2/Vs的有機(jī)半導(dǎo)體材料已達(dá)到實(shí)用水平注6）。2015年有機(jī)半導(dǎo)體的電子遷移率將提高到多晶硅水平，為10cm2/Vs。原因是改進(jìn)技術(shù)，使溶媒更易溶解高電子遷移率的材料。
注6）除提高了涂布型半導(dǎo)體材料的性能外，還確立了更穩(wěn)定的制造方法。“早在幾年前，即使使用相同的有機(jī)半導(dǎo)體材料，其特性也會(huì)因不同的元件廠商或不同批次的試制發(fā)生改變。現(xiàn)在，通過(guò)改進(jìn)有機(jī)半導(dǎo)體的涂布技術(shù)以及底板、半導(dǎo)體材料和絕緣膜材料的界面的控制技術(shù)，在使用同一有機(jī)半導(dǎo)體材料時(shí)，很少出現(xiàn)特性產(chǎn)生較大差異的情況”（索尼）。
<
（1）屏幕印刷是用于半導(dǎo)體層、絕緣膜、金屬層、有色層及粘著層等的印刷技術(shù)。屏幕印刷的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格低廉，僅為1000萬(wàn)日元左右。而且，對(duì)印刷用墨水材料的制約因素較少，材料使用效率高達(dá)約80％。主要適合于大面積成膜注1）。
注1）加工尺寸較大，為數(shù)十μm，缺點(diǎn)是很難制成厚度小于30μm的薄膜。
近年來(lái)，屏幕印刷量產(chǎn)水平的加工尺寸已從100μm微細(xì)化到了30μm。線寬為30μm的加工主要面向PDP用防電磁波膜的量產(chǎn)化。日本大型屏幕印刷企業(yè)紐朗（NEWLONG）精密工業(yè)開(kāi)發(fā)出了微細(xì)化至17μm的技術(shù)。通過(guò)在薄膜底板的表面進(jìn)行加工實(shí)現(xiàn)了微細(xì)化。采用屏幕印刷繪制線寬/線間隔（L/S）小于30μm的圖形時(shí)，存在薄膜底板上的墨水產(chǎn)生大面積浸濕的問(wèn)題。因此，該公司開(kāi)發(fā)出了將17μm布線印刷于可在表面形成多孔質(zhì)層的聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯（PET）薄膜上的技術(shù)。該多孔質(zhì)層可吸收印刷在薄膜底板上的墨水，防止涂布處的周?chē)a(chǎn)生大面積浸濕。
通道長(zhǎng)1μm的有機(jī)晶體管
（2）噴墨涂布主要用于有色層、布線層、絕緣層及半導(dǎo)體層等的形成。噴墨的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需底板，可直接涂布于平面的必要部分。
近年來(lái)，噴墨涂布的繪制尺寸已從數(shù)十μm微細(xì)化到了20μm左右。不過(guò)利用普通噴墨頭進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)的繪制直徑約為13μm。小于13μm的微細(xì)化技術(shù)尚處于研究階段，不過(guò)已開(kāi)發(fā)出了通道長(zhǎng)為1μm的有機(jī)晶體管。
通道長(zhǎng)為1μm的有機(jī)晶體管是由東京大學(xué)工學(xué)系研究科量子相電子研究中心副教授染谷隆夫與德國(guó)馬普固體研究所（Max Planck Institute for Solid State Research）共同開(kāi)發(fā)而成。在有機(jī)半導(dǎo)體層上形成了Ag材料的源極和漏極，電極寬度為2μm，厚度為25nm。
利用普通噴墨頭進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)的圖形直徑僅為13μm左右，噴出的液滴最小為1pl。染谷的研究小組實(shí)現(xiàn)液滴微量化的理由是使用了噴出液滴僅為原噴墨1/1000以下的fL（飛升）級(jí)超微細(xì)液滴噴射技術(shù)注2）。實(shí)現(xiàn)1fL液滴噴射后，液滴直徑為1.3μm，數(shù)值減小了1位數(shù)。該噴射技術(shù)是產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（產(chǎn)綜研）納米科技部門(mén)開(kāi)發(fā)的“高級(jí)噴墨”技術(shù)注3）。
注2）在噴墨技術(shù)中，“目前還沒(méi)有控制液滴量超過(guò)高級(jí)噴墨的方法”（開(kāi)發(fā)使用噴墨技術(shù)的電子元件的技術(shù)人員）。因此，要形成直徑小于1μm的微細(xì)圖形時(shí)，需要考慮采用其它方法。微細(xì)化的限制因素取決于噴墨技術(shù)原理。由于液滴越小，表面積與體積的比越大，溶媒會(huì)瞬間干燥。液滴小于1μm時(shí)，溶媒在噴出瞬間干燥。
注3）產(chǎn)綜研沒(méi)有公開(kāi)噴射fl級(jí)微細(xì)液滴的技術(shù)詳情。
另外，近年來(lái)，噴墨材料的種類(lèi)不斷增多。ITO（銦錫氧化物）、Cu和Si等原來(lái)很難用作墨水的材料均現(xiàn)在均能制成墨水，實(shí)現(xiàn)了金屬布線和半導(dǎo)體涂布注4）。
注4）噴墨涂布用墨水材料的制約因素很多，需要滿足多個(gè)條件，如使用的溶劑不溶解噴頭、噴出的粘度易于調(diào)整、噴射的液滴不因噴頭發(fā)生變形等。
nm級(jí)微細(xì)圖形成型
（3）成型技術(shù)就是在薄膜底板上形成三維構(gòu)造的技術(shù)。膜上圖形成型有兩種方法。一種是擠壓成型，就是將溶融的聚合物制成薄膜時(shí)形成圖形的方法，另一種是利用涂布在薄膜上的UV硬化樹(shù)脂形成圖案的方法。前者用于形成液晶面板用帶透鏡的擴(kuò)散板和導(dǎo)光板，后者用于形成液晶面板用棱鏡板和電子紙扇形構(gòu)造。
目前，使用筒狀模具的成型在量產(chǎn)水平方面，線寬和直徑的加工尺寸均微細(xì)化到了30μm左右。預(yù)計(jì)今后將通過(guò)使用形成nm級(jí)圖形的模具成型的納米壓印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)達(dá)數(shù)十nm的微細(xì)化。
除成型技術(shù)外，成型的微細(xì)化還得益于模具制作技術(shù)。比如，利用筒狀模具在薄膜上連續(xù)壓印圖形時(shí)，使用筒狀模具形成無(wú)縫圖形的技術(shù)至關(guān)重要。該技術(shù)尚處于研究階段，不過(guò)日本首都大學(xué)東京城市環(huán)境專業(yè)城市環(huán)境科學(xué)研究科教授益田秀樹(shù)聯(lián)合神奈川科學(xué)技術(shù)研究所，共同開(kāi)發(fā)出了利用陽(yáng)極氧化在Al表面制作nm級(jí)螺距的點(diǎn)形狀的技術(shù)。Al氧化后形成A2O3，通過(guò)電壓和溶液的組成優(yōu)化，部分Al發(fā)生溶解，形成等間隔的nm級(jí)孔注5）。
注5）此孔的平均螺距取決于陽(yáng)極氧化的電壓。比如，印加40V電壓時(shí)，以100nm的螺距排列孔。
2015年電子遷移率將達(dá)到10cm2/Vs
（4）上述三種加工方法中，屏幕印刷和噴墨涂布等使用的材料的發(fā)展尤為顯著（圖4）。電子遷移率與非晶硅同為1cm2/Vs的有機(jī)半導(dǎo)體材料已達(dá)到實(shí)用水平注6）。2015年有機(jī)半導(dǎo)體的電子遷移率將提高到多晶硅水平，為10cm2/Vs。原因是改進(jìn)技術(shù)，使溶媒更易溶解高電子遷移率的材料。
注6）除提高了涂布型半導(dǎo)體材料的性能外，還確立了更穩(wěn)定的制造方法。“早在幾年前，即使使用相同的有機(jī)半導(dǎo)體材料，其特性也會(huì)因不同的元件廠商或不同批次的試制發(fā)生改變。現(xiàn)在，通過(guò)改進(jìn)有機(jī)半導(dǎo)體的涂布技術(shù)以及底板、半導(dǎo)體材料和絕緣膜材料的界面的控制技術(shù)，在使用同一有機(jī)半導(dǎo)體材料時(shí)，很少出現(xiàn)特性產(chǎn)生較大差異的情況”（索尼）。
<
0 條