特集プリンテッドエレクトロニクス

高度情報社会をもっと快適に、環境影響を小さく

社会の課題電子回路の工程を簡素化して省資源・省エネ・低コスト化を

私たちの便利で快適な生活は、高度な電子・電気製品に支えられ、そこには無数の電子回路が使われています。回路パターンの形成には「フォトリソグラフィ」という方法が使われています。これは全面に形成した機能層の必要部だけを残して、不要部を薬液で溶かし去るものです。このため多段の工程が必要で高額の設備投資が必要な上、希少金属を含めた各種材料やエネルギーの大量消費、環境負荷物質の発生などが課題となっています。

こうした中で、既存のフォトリソグラフィにはない特徴をもつ次世代技術として、印刷技術を応用した「プリンテッドエレクトロニクス（PE）」が関心を集めています。これは、基板への保護膜（レジスト）塗布―露光―現像―機能性層除去といった工程を印刷（印刷機とインク）に置き換えるもので、工程を大幅に簡素化し、低温焼成による柔らかいフィルム基板への対応も可能にします。しかも設備やエネルギー消費が少なく、工程で発生する環境負荷物質も削減できます。

一般的なフォトリソグラフィ法と印刷法の工程比較

DICの取り組み高精細・低温焼成に対応したプリンテッドエレクトロニクス用インクを開発

回路の配線を印刷で行うには、電気を通す性質とともに高精細印刷に対応した導電性インクが不可欠であり、その特性次第で回路やデバイスの信頼性が大きく左右されます。

DICは、独自の分散技術により、グラビアオフセット印刷をはじめ、微粒子を噴射するインクジェット印刷、5マイクロメートル程度の精細な線描画が可能な凸版反転印刷などに対応したプリンテッドエレクトロニクス用インクを開発。

特に、銀の超微粒子（直径が10～30ナノメートル※）からなる「ナノ銀分散体」や、マイクロメートルサイズの銀粒子を均一かつ精緻に分散させた導電性銀インクは、高い導電性や基材への密着性を実現しました。

また、焼成温度が低いことからプラスチックなど耐熱性の低い基材にもパターンを形成でき、電子ペーパー、ディスプレイ、太陽電池、有機TFT（薄膜トランジスタ）など幅広い用途への活用が期待されています。

1ナノメートルは10億分の1メートル

回路の細線化に対応するプリンテッドエレクトロニクス用インク

DIC製品による印刷法と従来のフォトリソグラフィ法の比較

DICのプリンテッドエレクトロニクス用インクは、次世代エレクトロニクス技術の展示会「FPD（フラットパネルディスプレイ）International2013」（主催：日経BP社）において高度な技術が認められ、優秀賞を受賞しました。

「FPD International 2013」展でDICのPE用インクが「優秀賞」を受賞

KEY PERSON of DIC

DICの材料技術・印刷インク設計力を基盤に壮大な変革の一翼を担います

プリンテッドエレクトロニクス用インクは、原料素材の技術、インクとしての物性を実現する配合技術、量産技術を結集した成果です。ただ、この分野は導電インクだけでなく、絶縁体や半導体など重要なファクターが種々あるので、システム全体に配慮し、素材/インク設計力、印刷機と調和させるノウハウなどの深耕してきた技術を基盤に、次世代技術の構築に貢献していきます。

R&D本部　コア機能開発センター　PE開発グループ　主任研究員　佐々木博友

独創のインク技術とともに幅広い連携で技術革新を加速

プリンテッドエレクトロニクス用インクによる細線化や低温焼成への対応性は、計り知れない可能性を秘めています。モバイル機器の高集積化、ガラスからフィルム基板への転換などを加速させるだけでなく、大面積でも均質な精細配線が可能なため、電子機器の姿を一変させるかもしれません。しかし、フォトリソグラフィの工程が印刷に置き換わるには、印刷機をはじめ様々な技術革新が必要です。そこで、私たちは関連するメーカーとの連携を進めるなど、プリンテッドエレクトロニクス分野の進展・普及に力を注いでいます。

アドバンストポリマ営業本部　高機能化学品開発営業部　担当部長　五十住宏