产综研等开发出6英寸见方柔性有机TFT阵列，用于有源矩阵型电子纸

    

图1：此次试制的柔性有机TFT阵列

图2：有机TFT的放大照片。该有机TFT是100ppi的试制品。

图3：直径为6英寸的模型

图4：微接触印刷法的概念

    日本产业技术综合研究所与日本化学技术战略推进机构联手，利用印刷技术开发出了柔性有机TFT阵列。印刷技术采用的是基于嵌入有微细图案的“微接触印刷法（Micro-contact Printing Method）”。使用这一方法，可实现在塑料底板上制作栅极、栅极绝缘膜、有机半导体膜、源极/漏极等制作有机TFT所需全部工序。
    
    塑料底板的尺寸为6英寸见方，可以在整个底板上基本均匀地形成最小为0.8μm的图案。“在利用印刷技术制成的所有有机TFT阵列中，以这样的底板尺寸来制造微细图案尚属全球首次”（产综研光技术研究部门副研究部长八濑清志）。像素间距为127μm，像素的开口率为约70％。由于采用的是微细图案，因此可以减小TFT的尺寸，实现高开口率。设想用于有源矩阵型电子纸，计划2010年试制出A4尺寸的有源矩阵型电子纸，2015年投产。
    
    为实现200ppi的分辨率，采用了微接触印刷法
    
    产综研表示，考虑到用有源矩阵型电子纸来实现印刷在纸上的文字及图形等，分辨率需要达到200ppi左右。因此，此次试制的有机TFT阵列的像素间距设定为1英寸（2.54cm）的1/200，即127μm。此次虽未与电子纸使用的显示元件组合使用，但试制成功的有机TFT的整体动作良好。有机TFT的开关比（导通状态与截止状态的源极－漏极间电流的比）为103。在柔性底板上试制的有机TFT总数为100万个左右。
    
    采用微接触印刷法主要是为了提高有机TFT的驱动能力。此次，可通过印刷涂布的有机半导体材料为聚3-己基噻吩[poly(3-hexylthiophene)，P3HT]，载流子迁移率只有10-3。为了驱动与有机TFT组合使用的电子纸显示元件，必须将有机TFT的源极－漏极间距（沟道长度）降至5μm以下，因此采用了有利于印刷微细图案的微接触印刷法。使用该方法形成了沟道长度为2μm左右的TFT。
    
    层叠涂布5层图案形成有机TFT
    
    微接触印刷法是在嵌入硅橡胶模型中的图案上洒上墨水，然后像“盖章”那样，在底板表面涂布图案。此次的有机TFT是按照源极、栅绝缘膜、有机半导体膜、源极/漏极及保护膜的顺序层叠涂布五层样式不同的图案而形成的。印刷一次即可在整个底板上形成图案。有机TFT的结构采用的是在有机半导体层上配置源极和漏极的面接触型。各层的厚度为200nm左右，对应总线的布线部分，为了降低电阻值，将厚度增加到了600nm左右。另外，在电极印刷中，采用的是散布有纳米尺寸Ag微粒子的Ag墨水。
    
    此次成果将在2008年7月13～17日于波兰举行的“The 11th International Conference on Electrical and Related Properties of Organic Solids”上发表。研究开发是按照新能源与产业技术综合开发机构的委托业务“超柔性显示器构件技术开发计划”进行的。