凸版印刷 世界初、曲率半径1mmで100万回屈曲可能なフレキシブル薄膜トランジスタを開発
2021年03月12日
 凸版印刷株式会社(東京都千代田区、麿 秀晴社長)は、曲率半径1mmで100万回屈曲可能な高可撓性(※1)/高耐久性と高キャリア移動度(※2)を兼ね備える新規構造フレキシブル薄膜トランジスタ(Thin-film-transistor、以下TFT)の開発に世界で初めて成功した。
 本開発品は曲率半径1mmで100万回折り曲げ可能な高可撓性と高耐久性だけでなく、キャリア移動度10cm2/Vs以上で電源On/Off比107以上など実用的な特性を示した。これらの特性を活用したフレキシブルセンサの実現を目指す。


フレキシブルTFT © Toppan Printing Co., Ltd.

■ 開発の背景
 近年、折り畳み式スマートフォンなどに利用されているフレキシブルエレクトロニクスは、ウエアラブルセンサや遠隔患者モニタリングをはじめとする医療機器、スマートパッケージ、電子テキスタイルといった消費者向け製品などの幅広い用途で、その開発が期待されている。フレキシブルエレクトロニクスのTFTとしては、可撓性や軽量性などの点から有機TFTが有力視されているが、キャリア移動度が低く、信頼性や耐久性に劣るなど多くの課題が残されている。一方でシリコン系や酸化物の半導体からなる無機TFTはキャリア移動度が高く、量産工程も確立しているが、可撓性には改善の余地がある。そのためキャリア移動度と可撓性、耐久性すべての特性を満たすTFTの開発が切望されている。
 このような課題に対し、凸版印刷は独自の成膜技術/印刷技術/フィルムハンドリング技術を駆使し、シャープペンシルの芯に巻き付けられるような高可撓性、フレキシブルプリント回路基板並みの高耐久性、そしてテレビなどで広く使用されるアモルファスシリコンTFTの10倍以上の高キャリア移動度を兼ね備える新規構造フレキシブルTFTの開発に世界で初めて成功しました。また、本開発品とセンシング部材を組み合わせることで、高可撓性/高耐久性を求められるフレキシブルセンサの実現を目指す。

■ 特長
新規構造フレキシブルTFT
 量産適用されている技術を活用した全く新しい構造により、トランジスタとしての優れた電気特性だけでなく、高可撓性/高耐久性を有す。

・可撓性/耐久性: 曲率半径1mm/100万回の屈曲試験前後で、キャリア移動度の変動等、特性の変化
は観察されず

・キャリア移動度: 10cm2/Vs


フレキシブルTFT © Toppan Printing Co., Ltd.

■ 今後の目標
 凸版印刷は、製造技術の開発を進め、新規構造フレキシブルTFTの可撓性や耐久性、キャリア移動度など特性をさらに向上させるとともに、フレキシブルセンサの用途開拓を進める。

※1可撓性
 物質の弾性変形のしやすさを示し、曲げたり、たわませたりすることができる性質を表す。

※2キャリア移動度
 半導体では、電子や正孔などのキャリアの移動のしやすさ。キャリア移動度はトランジスタ性能を計る一つの目安である。