プリンテッドエレクトロニクス技術最前線（普及版）

本書の特徴

★ 印刷技術を利用して薄くて軽く，フレキシブルな電子デバイスの製造を低コストで実現！
★ プリンテッドエレクトロニクスに欠かせない，印刷技術，有機材料，基板，封止材料，金属ナノ粒子インク，無機材料インクなど，要素技術の最新開発動向を網羅！
★ 有機EL，電子ペーパー，RFID，有機太陽電池，薄型電池などの応用展開も充実！
★ 巻末に各メーカーが自社製品・技術を紹介する「メーカー索引」を掲載！

＜普及版について＞
本書は2010年に『プリンテッドエレクトロニクス技術最前線』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

執筆者

• 菅沼 克昭　　 大阪大学 産業科学研究所 教授，副所長
• 堀江 昭一　　 トッパン・フォームズ(株) 中央研究所 PE研究グループ マネージャー
• 西 眞一 　　　コニカミノルタIJ(株) 開発統括部 統括部長
• 村田 和広　　 (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 スーパーインクジェット連携研究体 連携研究体長
• 平井 直己 　　三菱重工業(株) 紙・印刷機械事業部 新製品開発グループ 担当部長
• 浅野 靖文　　 ニューロング精密工業(株) 開発部 分析技術課 課長
• 家 裕隆 　　　大阪大学 産業科学研究所 准教授
• 安蘇 芳雄 　　大阪大学 産業科学研究所 教授
• 石川 明生　　 エイチ・シー・スタルク(株) クレビオス応用技術開発 マネジャー
• 清水 洋　　　 (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門(関西センター) ナノ機能合成グループ 研究グループ長
• 関 修平 　　　大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授；(独)科学技術振興機構
• 麻野 敦資 　　大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 研究員
• 本庄 義人　　 大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 研究員
• 佐伯 昭紀　　 大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 助教；(独)科学技術振興機構
• 吉田 重信　　 三菱樹脂(株) 産業フィルム開発センター センター長
• 永井 伸吾　　 尾池工業(株) フロンティアセンター 主任研究員
• 矢野 浩之　　 京都大学 生存圏研究所 教授
• 阿部 賢太郎　 京都大学 次世代開拓研究ユニット 助教
• 小林(岡久) 陽子 　京都大学 生存圏研究所 JSPS博士研究員
• 能木 雅也 　　大阪大学 産業科学研究所 助教
• 三和 義治　　 日本電気硝子(株) 液晶板ガラス事業本部 液晶板ガラス事業部 製品技術部 (兼)開発室 部長
• 大和 洋 　　　ダイセル化学工業(株) 研究統括部 コーポレート研究所 主任研究員
• 西田 直樹 　　北海道大学 大学院工学研究科 材料科学専攻 博士研究員
• 米澤 徹 　　　北海道大学 大学院工学研究科 材料科学専攻 教授
• 松葉 頼重 　　ハリマ化成(株) 筑波研究所 取締役所長
• 中許 昌美　　 (地独)大阪市立工業研究所 有機材料研究部 部長
• 笹村 悟 　　　藤倉化成(株) 電子材料事業部 技術部 技術一課
• 畑 克彦　　　 バンドー化学(株) R&Dセンター センター長
• 志野 成樹 　　三菱製紙(株) イメージング＆ディベロップメントカンパニー 京都R&Dセンター 課長研究員，チームリーダー
• 村松 淳司 　　東北大学 多元物質科学研究所 教授
• 蟹江 澄志 　　東北大学 多元物質科学研究所 准教授
• 佐々木 隆史 　東北大学 多元物質科学研究所 研究機関研究員
• 柿沼 孝一郎 　バイエル マテリアルサイエンス(株) イノベーション事業本部 機能性フィルム事業部 担当部長
• 高島 浩 　　　(独)産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 主任研究員
• 鈴木 充典　　 NHK放送技術研究所 表示・機能素子研究部
• 渋谷 和道　　 トッパン・フォームズ(株) 中央研究所 表示メディア開発グループ マネージャー
• 坂東 隆哲 　　トッパン・フォームズ(株) 中央研究所 PE研究グループ
• 川本 徹　　　 (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 主任研究員
• 花田 亨　　　 帝人(株) 新事業開発グループ 融合技術研究所 テーマリーダー
• 角田 裕三　　 (有)スミタ化学技術研究所 代表取締役
• 児玉 一成　　 トッパン・フォームズ(株) 中央研究所 第二研究室 室長
• 宮坂 力　　　 桐蔭横浜大学 大学院工学研究科 研究科長，教授
• 山岡 弘明 　　三菱化学(株) OPV事業推進室 統括部長
• 藤井 彰彦　 　大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報工学専攻 准教授
• 尾﨑 雅則　 　大阪大学 大学院工学研究科 電気電子情報工学専攻 教授
• 大森 裕 　　　大阪大学 先端科学イノベーションセンター 教授
• 近藤 正俊　　 トッパン・フォームズ(株) 中央研究所 PE研究グループ
• 平澤 朗　　　 トッパン・フォームズ(株) 中央研究所 第一研究室 室長

目次と内容

【第1編 総論】序章 プリンテッドエレクトロニクスの魅力と研究動向(菅沼 克昭)

• 1. PE技術の魅力
• 2. PE技術開発の動き

【第2編 印刷技術】

第1章 印刷技術の種類・概要(堀江 昭一)

第2章 インクジェット印刷概要

• 1. オンデマンド型ピエゾインクジェット技術(西 眞一)
• 1.1 インクジェットヘッドの駆動方式の分類
• 1.2 ピエゾインクジェットヘッドの構造とインク射出のメカニズム
• 1.3 シェアモードインクジェットヘッドの特長
• 1.4 インクジェット制御因子
• 1.4.1 安定射出特性を有するインクの特性
• 1.4.2 インクと基板の表面エネルギーマッチング
• 1.5 銀ナノインクの射出性能
• 1.6 インクジェット直接描画装置
• 2. スーパーインクジェット(村田 和広)
• 2.1 はじめに
• 2.2 超微量液体の濡れと乾燥
• 2.3 材料
• 2.4 超微細配線
• 2.5 おわりに

第3章 水無し平版オフセット印刷・凸版反転印刷・グラビアオフセット印刷(平井 直己)

• 1. 序説
• 2. プリンタブルエレクトロニクス分野でのオフセット印刷の適用について
• 3. プロセスについて
• 3.1 水無し平版オフセット印刷
• 3.2 凸版反転印刷
• 3.3 グラビアオフセット印刷
• 4. 特徴，適用範囲について
• 5. 機械，ブランケット，版について
• 5.1 機械
• 5.2 ブランケット
• 5.3 版

第4章 スクリーン印刷(浅野 靖文)

• 1. はじめに
• 2. スクリーン印刷の歴史
• 3. 各種印刷工法とスクリーン印刷
• 4. 各種印刷法に対するスクリーン印刷の優位性
• 5. スクリーン印刷の種類
• 5.1 平版スクリーン印刷
• 5.2 ロータリースクリーン印刷(円筒版スクリーン印刷)
• 6. スクリーン印刷の可能性
• 7. 微細線印刷事例
• 8. プリンタブル太陽電池
• 9. 開発支援ツール
• 9.1 ハンドプリンター HP-320
• 10. まとめ

【第3編 有機デバイス】

第1章 プリンテッドエレクトロニクスに向けた有機半導体材料(家 裕隆，安蘇 芳雄)

• 1. はじめに
• 2. 塗布型低分子有機材料のOFET応用
• 3. 塗布型高分子材料のOFET応用
• 4. 塗布型高分子材料のOPV応用
• 5. おわりに

第2章 有機導電材料(PEDOT)(石川 明生)

• 1. はじめに
• 2. 有機導電性ポリマーについて
• 3. 水分散体PEDOT：PSSの特性
• 4. PEDOT：PSSの開発動向
• 5. 各種印刷技術へ幅広く対応するPEDOT：PSSインク
• 6. おわりに

第3章 液晶性半導体：自己組織化性を有する有機半導体(清水 洋)

• 1. はじめに
• 2. 液晶の自己組織化性
• 3. 液晶性半導体開発の現状
• 3.1 低分子系
• 3.2 高分子系
• 4. むすび

第4章 有機デバイスの非接触迅速診断技術(関 修平，麻野 敦資，本庄 義人，佐伯 昭紀)

【第4編 基板・封止材料】

第1章 ガスバリアフィルム(吉田 重信)

• 1. はじめに
• 2. プラスチックフィルムのガスバリア性付与
• 3. シリカ蒸着フィルムの特徴
• 4. フレキシブル超ハイガスバリアフィルム

第2章 真空成膜法によるガスバリアコーティング(永井 伸吾)

• 1. まえがき
• 2. プリンテッドエレクトロニクスとガスバリアコーティング
• 3. 真空成膜によるガスバリアコーティングの課題
• 4. 欠陥発生原因の解析と対策
• 5. 工業化にむけた取り組み
• 6. まとめ

第3章 セルロースナノファイバー基板(矢野 浩之，阿部 賢太郎，小林(岡久)陽子，能木 雅也)

• 1. 無尽蔵のナノファイバー：セルロースナノファイバー
• 2. ナノファイバー繊維強化透明材料

第4章 ガラス基板(三和 義治)

• 1. はじめに
• 2. 液晶ディスプレイ(LCD)用ガラス基板
• 3. プラズマディスプレイ(PDP)用ガラス基板
• 4. 有機エレクトロルミネッセンス(OLED)用ガラス基板
• 5. 太陽電池用ガラス基板
• 6. 超薄板ガラス

第5章 多孔質フィルム基板(大和 洋)

• 1. はじめに
• 2. 多孔質フィルムの設計と一般特性
• 2.1 プリンテッド・エレクトロニクス用印刷フィルムの問題点と解決法
• 2.2 多孔質フィルムの設計
• 2.3 多孔質フィルムの一般特性
• 3. 適用事例
• 3.1 スクリーン印刷による配線形成例
• 3.2 インクジェットによる配線形成例
• 3.3 多孔質層の無孔化
• 4. おわりに

【第5編 金属ナノ粒子インク】

第1章 金属ナノ粒子の種類，合成法分類と基本的な物性(西田 直樹，米澤 徹)

• 1. はじめに
• 2. 金属ナノ粒子の合成法
• 3. 金属ナノ粒子の種類と基本的な物性
• 3.1 金ナノ粒子
• 3.2 銅ナノ粒子
• 4. おわりに

第2章 各社金属ナノ粒子の合成法とペースト特性

• 1. ナノペーストの設計と応用(松葉 頼重)
• 1.1 はじめに
• 1.2 金属ナノ粒子インクの留意点
• 1.3 ナノペーストの代表特性と応用事例
• 1.3.1 低温焼成用ナノペースト
• 1.3.2 ハイブリッド銀ペースト
• 1.3.3 応用事例
• 1.4 おわりに
• 2. 金属錯体還元による金属ナノ粒子および金属ナノ粒子インク(中許 昌美)
• 2.1 はじめに
• 2.2 金属錯体還元による銀ナノ粒子の調製
• 2.3 金属ナノ粒子インク
• 2.3.1 銀ナノ粒子インク
• 2.3.2 銀-パラジウム合金ナノ粒子インク
• 2.3.3 銅ナノ粒子インク
• 2.4 まとめ
• 3. 金属酸化物微粒子を用いた高導電材料(笹村 悟)
• 3.1 はじめに
• 3.2 導電性ペースト材料の導電性
• 3.3 高導電性実現への取り組み
• 3.4 本材料の成膜原理
• 3.4.1 酸化銀微粒子
• 3.4.2 有機銀化合物からのナノ粒子
• 3.4.3 併用型
• 3.5 本材料の特長
• 3.5.1 高導電性
• 3.5.2 コスト低減
• 3.5.3 基材の可能性
• 3.5.4 環境に優しい
• 3.5.5 ファイン化対応
• 3.5.6 塗布の多様性
• 3.6 新材料の特性例
• 3.7 密着性
• 3.8 新材料の適用分野
• 3.9 おわりに
• 4. 低温焼成金属ナノ粒子(畑 克彦)
• 4.1 はじめに
• 4.2 FlowMetalの特徴
• 4.2.1 金属ナノ粒子の低温焼成化について
• 4.2.2 銀ナノ粒子について
• 4.2.3 銀ナノ粒子の常温焼成について
• 4.2.4 金ナノ粒子について
• 4.3 FlowMetalの実使用
• 5. 銀塩インク(菅沼 克昭)
• 6. プリンタブル・エレクトロニクスへ向けた焼成不要の電子回路配線形成技術(志野 成樹)
• 6.1 はじめに
• 6.2 印刷専用基材を用いた焼成不要の電子回路配線形成技術
• 6.3 湿式処理技術を用いた焼成不要の電子回路配線形成技術
• 6.4 おわりに

【第6編 無機材料インク】

第1章 ITOインク

• 1. 透明電極パターン形成のためのITOナノ粒子インク(中許 昌美)
• 1.1 はじめに
• 1.2 ITOナノ粒子
• 1.3 ITOナノ粒子インクによる透明電極の形成
• 1.3.1 ITOナノ粒子インクの調製
• 1.3.2 ITOナノ粒子インクの焼成条件
• 1.3.3 透明電極の性質
• 1.3.4 微細配線パターンの作製
• 1.4 まとめ
• 2. 単分散ITOナノ粒子の新規合成法(村松 淳司，蟹江 澄志，佐々木 隆史)
• 2.1 はじめに
• 2.2 単分散ITOナノ粒子
• 2.3 新規開発ゲル-ゾル法による単分散ITOナノ粒子合成
• 2.4 透明導電膜用単分散ITO粒子合成

第2章 ナノドット(量子ドット)(柿沼 孝一郎)

• 1. はじめに
• 2. 量子ドットとは
• 3. バイエル マテリアルサイエンスの量子ドット作製法
• 4. カドミウムフリーへの展開
• 5. 量子ドットの特徴とアプリケーション
• 5.1 光-光変換
• 5.1.1 白色LEDへの展開
• 5.1.2 セキュリティー(蛍光識別)タグとしての展開
• 5.2 電気-光変換：LEDやディスプレイへの展開
• 5.3 光-電気変換：太陽電池への展開

第3章 ペロブスカイト型酸化物を用いた低電圧EL素子(高島 浩)

• 1. 無機ELデバイス
• 2. ペロブスカイト型酸化物蛍光体とELデバイス

【第7編 プリンテッドエレクトロニクスのアプリケーション】

第1章 FPD

• 1. フレキシブル有機ELディスプレイ(鈴木 充典)
• 1.1 はじめに
• 1.2 リン光性高分子材料
• 1.3 インクジェット法による有機薄膜形成技術の検討
• 1.3.1 正孔注入層
• 1.3.2 発光層
• 1.4 フレキシブル有機ELディスプレイの試作
• 1.5 おわりに
• 2. 電子ペーパー(渋谷 和道)
• 2.1 はじめに
• 2.2 電子ペーパーの表示方式(前面板)
• 2.3 電子ペーパーの表示制御(背面板)
• 2.4 電子ペーパーのアプリケーション
• 2.4.1 セグメント方式
• 2.4.2 ドットマトリクス方式
• 3. 固体系エレクトロクロミックディスプレイ(坂東 隆哲)
• 3.1 概要
• 3.2 表示原理およびデバイス構造
• 3.3 材料
• 3.4 性能
• 3.4.1 コントラスト
• 3.4.2 表示保持時間
• 3.4.3 繰返し性能
• 3.4.4 応答時間
• 3.5 印刷方法
• 3.6 LLT固体電解質を使用した高コントラスト固体系ECD
• 4. 錯体系エレクトロクロミックインク(川本 徹)
• 4.1 プリンタブルエレクトロニクスとしてのエレクトロクロミック素子
• 4.2 錯体ECナノ粒子インクの合成と製膜
• 4.3 錯体インクを利用したEC素子

第2章 透明導電膜

• 1. 電子ペーパー用透明導電性フィルム(花田 亨)
• 1.1 はじめに
• 1.2 電子ペーパー用透明導電性フィルムの特徴
• 1.3 スパッタ法により成膜した高分子基板上の透明導電膜
• 1.4 塗布型透明導電膜
• 1.5 おわりに
• 2. カーボンナノチューブを用いた透明導電膜(角田 裕三)
• 2.1 はじめに
• 2.2 CNT透明導電膜の作製技術
• 2.2.1 CNTの選択
• 2.2.2 CNTの分散
• 2.2.3 CNTナノネットの作製
• 2.2.4 高強度CNT透明導電膜の作製
• 2.3 CNT透明導電膜の実用化への動き
• 2.4 CNT透明導電膜の課題と解決策
• 2.4.1 SWNT/DWNTの高品質化と量産化
• 2.4.2 化学ドーピング技術
• 2.4.3 金属SWNTの選択分離
• 2.4.4 完全ドライプロセスによるナノネット製膜
• 2.4.5 パターニング技術
• 2.5 おわりに

第3章 RFIDのアプリケーション(児玉 一成)

• 1. RFIDとは
• 2. RFIDタグとバーコードとの違い
• 2.1 RFIDのメリット
• 2.2 RFIDのデメリット
• 3. RFIDの基本構成と通信原理
• 3.1 基本構成図
• 3.2 通信原理
• 4. RFIDの通信方式による性能と各周波数の特徴
• 5. RFID製品製造フロー
• 6. アディティブ法とサブトラクト法のアンテナ製造フロー
• 7. IC紙ラベル
• 8. RFIDタグ

第4章 フレキシブル色素増感太陽電池(宮坂 力)

• 1. 有機系太陽電池と印刷式製造
• 2. 色素増感太陽電池が有利な点
• 3. プラスチック色素増感太陽電池の開発
• 4. フレキシブル太陽電池モジュール
• 5. おわりに

第5章 塗布変換型有機薄膜太陽電池の開発とその展開(山岡 弘明)

• 1. はじめに
• 2. 有機薄膜太陽電池の開発動向
• 3. 有機薄膜太陽電池の原理・特徴
• 4. 塗布変換型有機薄膜太陽電池の特徴
• 5. 今後の方向性

第6章 共役高分子／フラーレン系塗布型有機薄膜太陽電池(藤井 彰彦，尾﨑 雅則)

• 1. はじめに
• 2. 素子構造と薄膜作製方法
• 3. 積層型ヘテロ接合とバルクヘテロ型接合
• 4. 相互浸透型ヘテロ接合
• 5. おわりに

第7章 溶液プロセスが可能な導電性有機材料と受発光素子への応用(大森 裕)

• 1. まえがき
• 2. 有機EL用ポリマー発光材料
• 3. フルオレン系ポリマー材料を用いた有機ELの作製と発光特性
• 4. 低分子材料を用いた溶液プロセスによる有機ELの作製と発光特性
• 5. ポリマー材料による透明電極の形成
• 6. 溶液プロセスによる有機受光素子の作製と受光特性
• 7. まとめ

第8章 薄型電池(近藤 正俊)

• 1. はじめに
• 2. 薄型一次電池
• 3. 薄型二次電池

第9章 イオントフォレシス技術(平澤 朗)

• 1. はじめに
• 2. 経皮吸収とそのメカニズム
• 2.1 経皮吸収とは
• 3. 経皮薬物送達システム
• 3.1 薬物の皮膚透過に影響を与える因子
• 3.2 皮膚の薬物透過改善
• 4. イオントフォレシス
• 4.1 イオントフォレシスの効果
• 4.2 化粧品への応用とその構造
• 4.3 その他のイオントフォレシス製品
• 5. おわりに

【第8編 プリンテッドエレクトロニクス・メーカー索引】

＜金属ナノ粒子インク＞

• アルバックマテリアル株式会社
• 住友電気工業株式会社
• DOWAエレクトロニクス株式会社
• ナミックス株式会社
• バイエル マテリアルサイエンス株式会社
• ハリマ化成株式会社
• バンドー化学株式会社
• 日立化成工業株式会社
• 藤倉化成株式会社
• 三菱製紙株式会社
• 三菱マテリアル株式会社

＜その他部材＞

• エイチ・シー・スタルク株式会社
• 尾池工業株式会社
• 太陽インキ製造株式会社
• チッソ株式会社
• 日本電気硝子株式会社
• 三菱樹脂株式会社

＜製造技術・装置＞

• 株式会社アプライド・マイクロシステム
• 株式会社アルバック
• コニカミノルタIJ株式会社
• ニューロング精密工業株式会社
• 株式会社マイクロジェット
• 武蔵エンジニアリング株式会社
• リコープリンティングシステムズ株式会社