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有機基板上の電子デバイス
〜低温プロセスと応用展開〜
Electronic Devices on Organic Substrates
〜Low Temperature Process and Applications〜
[コードNo.2006T492]

■編集/ 坂本正典(東京理科大学大学院 総合科学技術経営研究科 教授)
■体裁/ B5判 337ページ
■発行/ 2006年 4月 (株)シーエムシー出版
■定価/ 70,200円(税込価格)

薄型・軽量・低コスト・大面積化に向けた電子デバイスの最新の要素技術を網羅!
有機基板上への印刷・低温CVD・転写技術による素子・薄膜形成技術を解説!
電子ペーパー、フレキシブルディスプレイ、太陽電池、センサーなど多岐に亘る応用を収載!

※ 本書籍はご試読頂けません ※

本書の特長
 本書は軽量でフレキシブルなプラスティック基板の上に低温プロセスで電子デバイスを形成する技術がまとめられている。近年、大面積の廉価な半導体のニーズが高まり、これに応えるためには、材料やデバイス特性のみならず、安価な製造プロセスも求められている。これに応えるべく、高性能な半導体の開発動向、また関連材料、そして製造技術についても十分に解説されている。応用としては、フレキシブルディスプレイ、電子ペーパー、光電変換素子、フィルム太陽電池、化学センサ、大面積センサをはじめ多岐に亘るものが網羅されている。

執筆者一覧(執筆順)
坂本正典東京理科大学大学院 総合科学技術経営研究科 教授
下川裕人宇部興産(株) 機能品・ファインカンパニー 機能品技術開発部
平石克文新日鉄化学(株) 電子材料研究所 マネージャー
吉川淳夫(株)クラレ 新事業開発本部 電材開発グループ グループリーダー
福武素直ジャパンゴアテックス(株) ポリマーサイエンスセンター プロジェクトリーダー
手嶋勝弥信州大学 工学部 環境機能工学科 助手
鳥海明東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授
八尋正幸日本放送協会 放送技術研究所 博士研究員(現在:九州大学 未来化学創造センター 助手)
時任静士日本放送協会 放送技術研究所 主任研究員
川俣康弥メルク(株) 顔料事業部 ビジネスユニット NBC
堀田収京都工芸繊維大学 繊維学部 高分子学科 教授
細野秀雄東京工業大学 フロンティア創造共同研究センター 応用セラミックス研究所 教授
長村利彦九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 教授
片寄照雄旭化成エレクトロニクス(株) 基板材料事業部 技術部長
浦岡行治奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学 助教授
大森裕大阪大学 先端科学イノベーションセンター 教授
澤田温メルク(株) 液晶事業部 厚木テクニカルセンター 信頼性・セル技術グループ 主席研究員
佐藤弘人日本放送協会 放送技術研究所 材料基盤技術
藤掛英夫日本放送協会 放送技術研究所 材料基盤技術 主任研究員
近藤均(株)リコー 研究開発本部 先端技術研究所 表示技術研究室 室長
藤田克彦九州大学 総合理工学研究院 助教授
香取重尊京都大学 国際融合創造センター
佐藤宣夫京都大学 工学研究科 産学官連携研究員
原浩二郎(独)産業技術総合研究所 太陽光発電研究センター 有機薄膜チーム 研究員
當摩哲也(独)産業技術総合研究所 太陽光発電研究センター 有機薄膜チーム 研究員
斉藤和裕(独)産業技術総合研究所 太陽光発電研究センター 有機薄膜チーム チームリーダー
八瀬清志(独)産業技術総合研究所 光技術研究部門 副部門長
南方尚旭化成(株) 新事業本部 研究開発センター 主幹研究員
部家彰兵庫県立大学 大学院工学研究科 助手
笠原二郎ソニー(株) マテリアル研究所 統括部長
吉岡一也東京農工大学 工学教育部 技術専門職員
小山潤(株)半導体エネルギー研究所 取締役
高山徹(株)半導体エネルギー研究所 次長
大野由美子(株)半導体エネルギー研究所
後藤裕吾(株)半導体エネルギー研究所
町田麻美(株)半導体エネルギー研究所
藤田雅史(株)半導体エネルギー研究所
丸山純矢(株)半導体エネルギー研究所
加藤清(株)半導体エネルギー研究所
山崎舜平(株)半導体エネルギー研究所 代表取締役社長
平山秀雄Vitex Systems Technical Operations-Japan Director
秋山政彦(株)東芝 研究開発センター 先端電子デバイスラボラトリー 研究主幹
櫻井良(株)ブリヂストン 電子ディスプレイ開発室 電子システム技術開発ユニット 主任研究員
高橋泰樹工学院大学 電子工学科 助教授
鎌田俊英(独)産業技術総合研究所 光技術研究部門 有機半導体デバイス研究グループ グループリーダー
前田博己大日本印刷(株) 研究開発センター FDプロジェクト グループリーダー
吉田綾子パイオニア(株) 総合研究所 表示デバイス研究部 第2研究室
野章弘富士電機システムズ(株) 太陽電池開発部 次長
三林浩二東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 計測分野 教授
染谷隆夫東京大学 工学系研究科 量子相エレクトロニクス研究センター 助教授

構成と内容
第1章有機基板上有機回路の製造と応用(坂本正典)
1はじめに
2有機半導体と有機導電体を振り返る
3既存技術(アモルファスシリコン)の強みと弱み
4有機半導体の移動度がアモルファスシリコンに追いついた
5フレキシブル電子デバイスへの道・・・常温、常圧プロセスを目指して
6有機基板上に有機回路をどう作るか
7フレキシブル電子デバイスの展望
 
第2章基板(支持体・回路基板)
1ポリイミドフィルム基板(下川裕人)
1.1はじめに
1.2ポリイミドの化学構造
1.3ポリイミドフィルムの製法
1.4ポリイミドフィルムの特性
1.5ポリイミドフィルムの用途
1.5.1電子材料分野での用途
1.5.2TABテープ基材
1.5.3FPC基材
1.62層CCL基材
1.6.1熱融着性ポリイミドフィルム ユーピレックス-VT
1.6.2ラミネート方式2層CCL「ユピセルN」
1.7おわりに
2フレキシブルプリント配線板材料「エスパネックス」(平石克文)
2.1フレキシブルプリント配線板
2.22層CCL「エスパネックス」
2.3ポリイミドCCL
2.3.1概要
2.3.2エスパネックスSシリーズ
2.3.3エスパネックスMシリーズ
2.4LCP-CCL エスパネックスLシリーズ
2.4.1高周波電気特性
2.4.2回路基板一般特性
3液晶ポリマーフィルム基板(吉川淳夫)
3.1はじめに
3.2基本特性
3.3製品ラインナップ
3.4吸湿性・吸水率
3.5電気特性
3.6高周波伝送特性
3.7耐熱性
3.8熱膨張係数
3.9難燃性
3.10リサイクル性
3.11耐折性・耐屈曲性
3.12穴あけ加工性・メッキ性
3.13おわりに
4液晶ポリマーフィルムの回路基板材料への応用(福武素直)
4.1はじめに
4.2回路基板材料への適用
4.3均一な分子配向制御技術
4.4LCPフィルムの特性
4.4.1寸法安定性
4.4.2吸水特性
4.4.3電気絶縁性
4.4.4高周波特性
4.4.5熱特性
4.4.6機械特性
4.5薄膜フィルム“BIAC”の多層基板、FPC基板への適用
4.5.1一括多層基板“PALAP”
4.5.2PALAPの製造工程
4.5.3PALAP基板の信頼性
4.5.4PALAPの特長
4.6厚膜フィルム“STABIAX”のFPC補強板への適用
4.6.1STABIAXの特長と特性
4.6.2製品仕様・生産能力
4.6.3補強板適用分野
4.7まとめ
5ガスバリアシリカ基板(手嶋勝弥)
5.1はじめに
5.2実験方法
5.3結果および考察
5.3.1表面処理PET基板の化学組成分析および表面形状観察
5.3.2表面処理PET基板上のシリカ膜の化学組成分析および構造観察
5.3.3PECVDシリカ膜のガス透過性評価
5.4まとめ
 
第3章能動材料
1ペンタセン系薄膜トランジスタ(鳥海明)
1.1はじめに
1.2薄膜成長
1.3薄膜トランジスタ特性
1.4Perfluoro-pentacene
1.5チャネルタイプとコンタクト特性
1.6特性の劣化
1.7まとめと今後の展望
2ペンタセン有機TFTの基本特性(八尋正幸、時任静士)
2.1はじめに
2.2ゲート絶縁膜を表面処理した有機TFTの特性
2.2.1表面処理剤(シランカップリング剤)
2.2.2真空中でのトランジスタ特性
2.2.3ペンタセン薄膜のモルファジー
2.2.4ペンタセン薄膜のAFM観察
2.2.5大気中でのトランジスタ特性
2.3おわりに
3高分子有機半導体(川俣康弥)
3.1はじめに
3.2チオフェン系高分子
3.2.1RRP3HT(regioregular poly(3-hexylthiophene))
3.2.2チオフェン‐チエノチオフェン共重合体(thiophene-thienothiophene copolymer)
3.2.3その他のチオフェン系高分子
3.3フルオレン系高分子
3.4アミン系高分子
3.5おわりに
4結晶系有機トランジスタ(堀田収)
4.1緒言
4.2トランジスタに応用される結晶系有機材料のいろいろ
4.3結晶系有機トランジスタ
4.4有機トランジスタのバリエーション
4.4.1n-型トランジスタ
4.4.2発光トランジスタ(Light-Emitting Transistor:LET)
4.4.3レーザートランジスタ(Laser Transistor:LT)
4.5まとめと将来展望
5酸化物半導体を用いた高性能透明トランジスタ(細野秀雄)
5.1はじめに
5.2本研究の背景
5.3酸化物半導体を用いた透明薄膜トランジスタ
5.4なぜ透明アモルファス酸化物半導体に注目したか
5.5TFTの能動層としてのIAOSの組成設計
5.6高性能フレキシブル透明TFT
5.7おわりに
6クロモフォアの配向・配列制御による電子機能超薄膜材料(長村利彦)
6.1はじめに
6.2クロモフォアの相互作用制御と吸収スペクトル変化
6.3LB膜によるクロモフォアの配向・配列制御
6.4LB膜系の光電変換あるいは導電性
6.5おわりに
 
第4章受動材料
1熱硬化型PPE樹脂高周波材料(片寄照雄)
1.1高周波用材料の市場動向
1.2電子材料としての高分子
1.2.1高分子の誘電特性
1.2.2銅張積層板の誘電特性
1.3熱硬化型PPE樹脂
1.3.1熱可塑性PPE樹脂
1.3.2熱硬化性PPE樹脂
1.3.3熱硬化型PPE樹脂銅張積層板
1.4今後の展望
2High-Kゲート絶縁膜(浦岡行治)
2.1はじめに
2.2High-K材料とは
2.3High-K(HfSiO)膜の成膜方法
2.4High-K(HfSiO)膜の成膜方法の改質方法(高圧水蒸気処理法)
2.5実験条件および実験結果
2.5.1実験条件
2.5.2リーク電流
2.5.3伝導のメカニズム
2.5.4容量特性の改善
2.5.5TEMの断面観測
2.5.6改善のメカニズム
2.6まとめ
 
第5章デバイス・応用
1導電性高分子トランジスタ(大森裕)
1.1はじめに
1.2素子作製と特性
1.3まとめ
2TFT駆動フレキシブルLCD用高抵抗液晶(澤田温)
2.1はじめに
2.2ポリマー分散型液晶(PDLC)に必要となる液晶材料の物性
2.3電気泳動処理による液晶材料の高抵抗化
2.4PDLCセルの電気光学特性
2.5おわりに
3フレキシブル液晶ディスプレイ(佐藤弘人、藤掛英夫)
3.1はじめに
3.2フレキシブル液晶素子の研究動向
3.3ポリマーを用いたフレキシブルFLC素子
3.3.1素子構造と動作原理
3.3.2作製方法
3.3.3ポリマーの配向形成
3.3.4電気光学特性及び湾曲表示
3.4むすび
4有機トランジスタの電子ペーパーへの応用(近藤均)
4.1はじめに
4.2有機TFTの電子ペーパーへの応用
4.3新規ポリイミド絶縁膜を用いた有機TFT
4.3.1濡れ性変化特性
4.3.2有機TFT特性
4.3.3電極パターニング
4.4今後の展開
5pn接合有機光電変換素子(藤田克彦)
5.1はじめに
5.2素子構造と特性評価
5.3有機光電変換素子の特徴
5.4上部バッファー層
5.5タンデム型素子
5.6ドナー・アクセプター混合層
5.7透明偏光ディテクター
5.8課題と展望
6無機・有機積層型フレキシブル太陽電池(香取重尊)
6.1はじめに
6.2太陽電池のエネルギー変換効率と理論限界効率
6.3太陽電池の損失と高効率化技術
6.4有機太陽電池の現状
6.5無機・有機積層型太陽電池への展開
6.6フレキシブル太陽電池の開発
6.7おわりに
7高分子を用いたバルク・ヘテロ接合型太陽電池(原浩二郎、當摩哲也、斉藤和裕、八瀬清志)
7.1はじめに
7.2デバイスの作製と評価方法
7.3薄膜の吸収特性
7.4デバイスの光電変換特性
7.5光電変換メカニズム
7.6有機色素添加による増感効果
7.7今後の課題
 
第6章エンジニアリング・素子化技術
1有機半導体材料のインク化(南方尚)
1.1プリンタブルデバイス
1.2有機半導体材料
1.3ペンタセンの可溶化
1.3.1前駆体法
1.3.2直接塗布法
1.4印刷製法によるペンタセンのパターニング
2プラスチック基板上へのSiN系水蒸気バリア膜の形成(部家彰)
2.1はじめに
2.2バリア膜材料
2.3バリア膜付きプラスチック基板の水蒸気バリア性の評価法
2.4触媒CVD法によるSiNx膜の形成
2.4.1H2添加効果
2.4.2室温形成
2.4.3プラスチック基板へのSiNx膜の形成
2.5多層バリア膜の形成
2.6非SiH4ガスによるSiCN膜の形成
2.7ロールツーロール型バリア膜形成装置
2.8おわりに
3自己組織化単分子膜を用いた電極構造を持つ有機トランジスタの開発(笠原二郎)
3.1はじめに
3.2コンタクト抵抗の実状とそのメカニズム
3.3自己組織化単分子膜を用いたOFET
3.4まとめ
4TFT回路のプラスチック基板への転写技術(吉岡一也)
4.1はじめに
4.2Poly-SiTFT
4.3プラスチック基板上へのTFTの形成
4.3.1セイコーエプソンの転写法(SUFTLA)
4.3.2ソニーの転写法
4.3.3その他
5プラスチック基板上へのTFTを用いたCPUの形成(小山潤、高山徹、大野由美子、後藤裕吾、町田麻美、藤田雅史、丸山純矢、加藤清、山崎舜平)
5.1まえがき
5.2設計
5.3試作結果
5.4まとめ
6有機ELディスプレイの薄膜封止技術(平山秀雄)
6.1はじめに
6.2封止技術の動向と要求性能
6.3膜封止技術の課題
6.3.1高い水分等の遮断性能をもつこと
6.3.2パーティクルに起因する欠陥をなくすこと
6.3.3コストの削減
6.4BarixTM技術
6.4.1技術コンセプト
6.4.2構造とプロセス
6.4.3装置
6.4.4特性
6.5フレキシブル基板への応用
6.6おわりに
 
第7章製品応用
1電子ペーパーも視野に入れた素子転写技術(秋山政彦)
1.1はじめに
1.2電子ペーパーと次世代ディスプレイの姿
1.3フレキシブルアクティブマトリクスと転写法のコンセプト
1.4転写によるフレキシブルディスプレイ
1.5分散転写技術とマトリクス動作方法
1.6まとめ
2電子粉流体®を用いたフレキシブルディスプレイ(櫻井良)
2.1はじめに
2.2電子粉流体®について
2.3電子粉流体®を用いたディスプレイ(QR-LPD®)の特徴
2.4QR-LPD®のフレキシブルディスプレイ化
2.5まとめと今後の展開
3異方性流体を用いた微粒子ディスプレイの構造及び特性(高橋泰樹)
3.1はじめに
3.2MFPD(Mobile Fine Particle Display)
3.3MFPDの基本構造と表示原理
3.4MFPDセル中の異方性流体(液晶)と微粒子の移動及び表示特性
3.4.1微粒子移動状態
3.4.2異方性流体の流動現象
3.4.3微粒子の動き
3.4.4微粒子移動速度
3.4.5表示特性
3.5電極パターンに対する微粒子挙動
3.5.1同心円電極パターン
3.5.2格子状電極パターン
3.6まとめ
4有機TFT駆動カラー液晶ディスプレイ(鎌田俊英)
4.1はじめに
4.2TFT用の保護膜
4.3有機TFT駆動カラーLCD
5フレキシブル有機ELデバイス(前田博己)
5.1はじめに
5.2印刷方式の選定
5.3グラビア印刷法による発光材料の印刷
5.4バリアフィルムの開発
5.5フレキシブル有機ELデバイスの試作
5.6おわりに
6有機ELフィルムディスプレイ(吉田綾子)
6.1はじめに
6.2フィルム有機ELの構成
6.3フレキシブルパネルの開発
6.3.1封止膜
6.3.2バリア膜
6.3.3DSの低減
6.4フィルムタイプの有機ELの特性
6.4.1素子特性
6.4.2フレキシブル性
6.53インチフルカラーパネルの試作
6.5.1課題
6.6フィルム有機ELディスプレイの今後の展開
7フィルム型太陽電池(野章弘)
7.1フィルム型太陽電池の特徴と応用例
7.2フィルム型太陽電池の製造技術
7.3高速製膜技術
7.3.1金属電極層の低温・高速製膜技術
7.3.2アモルファスシリコン高速製膜技術
7.3.3大面積透明電極の均一高速製膜技術
8生体モニタリングのためのフレキシブル化学センサ(三林浩二)
8.1はじめに
8.2フレキシブル&ウエアラブル酸素センサ
8.2.1経皮ガス計測への応用
8.3フレキシブル導電率センサ
8.3.1兎涙液導電率モニタリング
8.3.2ドライアイ評価への応用
8.4おわりに
9大面積センサー(染谷隆夫)
9.1はじめに
9.2フレキシブル大面積圧力センサー
9.2.1低温硬化タイプのポリイミドのゲート絶縁膜
9.2.2レーザー加工によるビア
9.2.3「切り貼り」による有機集積回路
9.3伸張性のある大面積圧力センサー
9.4温度分布と圧力分布の同時計測
9.5大面積エレクトロニクスの将来展望
9.6今後の展望
9.7まとめ
 

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