シリコーンゴムを利用した微細パターニング技術における転写メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 26889075
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 日下 靖之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, フレキシブルエレクトロニクス研究センター, 研究員 (00738057)
• 研究期間 (年度): 2014-08-29 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 印刷エレクトロニクス / 付着力 / レオロジー / 界面 / シリコーンゴム / 乾燥 / 界面破壊 / パターニング / ナノ粒子

研究成果の概要

近年のIoTへの期待の高まりとともに、印刷法によって電子デバイスを製造する試みが盛んに行なわれている。本研究では、印刷技術のなかでもシリコーンゴムを利用した微細パターニング技術に着目し、転写原理および印刷プロセス技術の高度化に関する研究を行った。その結果、インクの乾燥に伴う膜の固化および付着力の制御が高精細印刷において重要であることが明らかになった。また底当たり欠陥、積層デバイスにおける断線回避およびラピッドプロトタイピングの実現を目的として、埋込電極形成、プッシュプルプロセス、溶媒リフローおよび付着力コントラスト平版印刷の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Exploiting Hygroscopic Nature of IGZO Precursor Thin Films for Adhesive Tape Patterning (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Shintaro Ogura, Hirobumi Ushijima
  • 雑誌名: Colloid and Interface Science Communications 巻: 8 ページ: 6-9
  • DOI: 10.1016/j.colcom.2015.12.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microcontact Patterning of Conductive Silver Lines by Contact Inking and its Layer-Transfer Mechanisms (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Ken-ichi Nomura, Nobuko Fukuda, Hirobumi Ushijima
  • 雑誌名: JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 巻: 25 号: 5 ページ: 0055022-0055022
  • DOI: 10.1088/0960-1317/25/5/055022
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-resolution patterning of silver conductive lines by adhesion contrast planography (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Masayoshi Koutake, Hirobumi Ushijima
  • 雑誌名: JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 巻: 25 号: 9 ページ: 095002-095002
  • DOI: 10.1088/0960-1317/25/9/095002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of Embedded Electrodes by Reverse Offset Printing (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Masayoshi Koutake, Hirobumi Ushijima
  • 雑誌名: JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 巻: 25 号: 4 ページ: 045017-045017
  • DOI: 10.1088/0960-1317/25/4/045017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simple Gravity-assisted Evaluation for Self-directed Movement of a Droplet Driven by Heterogeneous Surface Energies (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Hirobumi Ushijima
  • 雑誌名: CHEMISTRY LETTERS 巻: 43 号: 9 ページ: 1405-1407
  • DOI: 10.1246/cl.140410
  • NAID: 130004687271
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Extending Microcontact Printing for Patterning of Thick Polymer Layers: Semi-drying of Inks and Contact Mechanisms (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Kaori Miyashita, Hirobumi Ushijima
  • 雑誌名: JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 巻: 24 号: 12 ページ: 125019-125019
  • DOI: 10.1088/0960-1317/24/12/125019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Continuous fine pattern formation by screen-offset printing using a silicone blanket (2014)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nomura, Yasuyuki Kusaka, Hirobumi Ushijima, Kazuro Nagase, Hiroaki Ikedo, Ryosuke Mitsui, Seiya Takahashi, Shin-ichiro Nakajima, Shiro Iwata
  • 雑誌名: JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 巻: 24 号: 9 ページ: 095021-095021
  • DOI: 10.1088/0960-1317/24/9/095021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 一桁ミクロン微細積層印刷の進化：タクト・信頼性・デザイン自由度向上のテクニック集 (2016)
  • 著者名/発表者名: 日下 靖之
  • 学会等名: 次世代プリンテッドエレクトロニクス技術セミナー
  • 発表場所: 東京都・東京ビッグサイト
  • 年月日: 2016-01-27
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Adhesion Contrast Planography for Rapid-prototyping of Single Micrometer-sized Silver Conductive Patterns (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Hirobumi Ushijima
  • 学会等名: ICFPE 2015
  • 発表場所: 台湾・台北
  • 年月日: 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] PDMS表面間付着力差を利用したナノ銀配線のパターニング法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 日下 靖之、牛島 洋史
  • 学会等名: 第66回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 鹿児島県・鹿児島大学
  • 年月日: 2015-09-02
• [学会発表] Rapid Prototyping of Printed Electronic Devices: Planographic Reverse Offset Printing (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Kusaka, Masayoshi Koutake, Hirobumi Ushijima
  • 学会等名: 8th International conference on molecular electronics and bioelectronics
  • 発表場所: 千葉県・タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Developments of Super Fine Printing Processes for Fabricating the Organic Thin Film Transistor on Flexible Films (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirobumi Ushijima, Yasuyuki Kusaka, Mariko Fujita, Ken-ichi Nomura, Koji Abe, Noritaka Yamamoto
  • 学会等名: 2015 MRS Spring Meeting & Exhibition
  • 発表場所: アメリカ合衆国・サンフランシスコ
  • 年月日: 2015-04-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マイクロコンタクト印刷によるレジストパターニング技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 日下 靖之、牛島 洋史
  • 学会等名: 第29回 エレクトロニクス実装学会春季講演大会
  • 発表場所: 東京大学・本郷
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] コンタクトインキング式マイクロコンタクト印刷による微細電極形成とシリコーン間転写 (2015)
  • 著者名/発表者名: 日下 靖之、牛島 洋史
  • 学会等名: 化学工学会第80回年会
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 界面化学と超高精度印刷技術開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 日下 靖之、牛島 洋史
  • 学会等名: プリンテッドエレクトロニクス技術懇談会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター
  • 年月日: 2015-02-12
• [学会発表] 一桁ミクロン印刷技術開発のミソと複雑三次元形状への印刷 (2015)
  • 著者名/発表者名: 日下 靖之、牛島 洋史
  • 学会等名: 次世代プリンテッドエレクトロニクス技術セミナー
  • 発表場所: 東京ビッグサイト
  • 年月日: 2015-01-28
  • 招待講演
• [学会発表] 短タクト・高精度フレキシブル印刷TFT形成を実現する埋込フラット電極と一括焼成プロセス (2014)
  • 著者名/発表者名: 日下靖之
  • 学会等名: エレクトロニクス実装学会2014ワークショップ
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺研修センター
  • 年月日: 2014-10-23
• [学会発表] 耐エッチングレジスト厚膜のマイクロコンタクト印刷パターニング技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日下 靖之、宮下香織（長野計器株式会社）、牛島 洋史
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-09-15
• [産業財産権] 金属酸化物前駆体薄膜パターンの製造方法、金属酸化物薄膜パターンの製造方法及び該方法により製造された金属酸化物薄膜パターン並びに電子部品 (2015)
  • 発明者名: 日下靖之、小倉晋太郎、牛島洋史、藤田真理子
  • 権利者名: 日下靖之、小倉晋太郎、牛島洋史、藤田真理子
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-150675
  • 出願年月日: 2015-07-30
• [産業財産権] 転写印刷装置及び転写印刷方法 (2015)
  • 発明者名: 日下靖之、杉原和佳
  • 権利者名: 日下靖之、杉原和佳
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-233896
  • 出願年月日: 2015-11-30