フレキシブルエレクトロニクスの特徴である可変性、柔軟性を活かした応用事例としては現在プリント配線基板や電池、電子ペーパー、曲がるディスプレイ（フレキシブルディスプレイ）など挙げられるが、今後期待される展開は更に多方面に広がっている。「モノ（物）」がインターネットと接続し、情報交換することにより相互連携し人々の生活を支えるIoT（Internet of Thing）構想を実現するためには、情報処理・伝送する軽くて取り外しの容易なセンサーデバイスの開発が必須である。フレキシブルデバイスはその要件を満たしている。特にヘルスケア分野においては日常生活の生体データを計測・蓄積し健康管理に繋げるため軽くて薄く柔軟性のあるセンシングデバイスの登場が期待されている。既に貼り付け型のスキンセンサーが開発され、ウェアラブルという条件を満たした製品が現れる日も近いと推測される。
フレキシブルデバイスの開発に伴い、それまでのエレクトロニクス製品に使用されていたシリコン半導体や金属部品から有機材料への転換が進むことになる。軽量性や柔軟性、コストの観点では優位である反面、耐衝撃性、耐劣化性、耐熱性に関する課題もあり、またフレキシブル化に伴って耐水性の向上や何度もの折り曲げ、引っ張りを想定したデバイス開発が重要になる。電子回路やデバイス構造の設計に加えて、フレキシブルデバイスに対応した各部材の性能向上が求められている。
こうした背景を踏まえ、本書ではフレキシブルデバイス用マテリアルを取り上げ、その最新技術動向と市場動向を概説する。主には基板材料、導電性接着剤、透明導電膜のターゲット材料、配線向けインク材料、バリアフィルム・封止材についてまとめ、予測される用途展開と部材メーカーの開発動向をご紹介する。
目次
【第1編 開発動向】
第1章 低温硬化・フレキシブル導電性接着剤の開発と柔軟実装構造への応用
1はじめに
2近年のエレクトロニクス分野
3設計コンセプト
4 STPE をベースバインダーとする導電性接着剤“SX-ECA”の特長
5低温硬化可能な伸長性導電性ペーストを用いた柔軟基材への配線形成
6低温硬化可能な伸長性導電性ペーストを用いた立体配線形成
7柔軟実装構造の構築
8おわりに
第2章 導電性接着剤の界面特性と熱・電気特性
1 金属・樹脂界面の接合
1. 1 導電性接着剤の性能
1. 2 樹脂・金属界面の接合原理
1. 3 接着強度の評価
1. 4 熱伝導率
1. 5 電気伝導率
2 金属表面状態と樹脂金属界面の接着強度
2. 1 せん断強度評価
2. 2 シランカップリング剤処理と接着強度
3 導電性接着剤の熱伝導特性評価
3. 1 熱伝導率測定
3. 2 表面処理と熱伝導率および疲労疲労負荷に対する特性変化
3. 3 疲労負荷後のSAT(Scanning Acoustic Tomography)観察
4 導電性接着剤の伝導特性
4. 1 フィラー充填率と熱抵抗
4. 2 フィラー充填率と電気抵抗
5 低融点金属による金属架橋構造
5. 1 低融点金属架橋と熱抵抗
5. 2 低融点金属架橋と電気抵抗
第3章 フレキシブルITO 透明電極
1 はじめに
2 金属との複層化によるITO のフレキシブル化
3 ITO 成膜プロセスの工夫によるフレキシブル化
3. 1 化学的成膜法を用いたITO フレキシブル化
3. 2 物理的成膜法を用いたITO フレキシブル化
4 マイクロパターンによるフレキシブル化
5 まとめ
第4章 導電性高分子PEDOT:PSS を用いたフレキシブル透明電極の作製と応用
1 はじめに
2 実験方法
2. 1 導電性インクの調製
2. 2 フレキシブル透明電極の作製
2. 3 測定
3 結果および考察
3. 1 電気特性
3. 2 光学特性
3. 3 高分子分散型液晶ディスプレイへの応用
4 おわりに
第5章 カーボンナノチューブ透明導電膜
1 はじめに
2 カーボンナノチューブの特徴
3 カーボンナノチューブ透明導電膜の成膜手法
3. 1 液相プロセスによる成膜
3. 2 気相プロセスによる成膜
4 カーボンナノチューブ透明導電膜の低抵抗化手法
4. 1 金属型単層カーボンナノチューブの使用による低抵抗化
4. 2 キャリアドーピングによる低抵抗化
4. 3 カーボンナノチューブ間の接点形成による低抵抗化
5 カーボンナノチューブ透明導電膜のフレキシブル特性
6 おわりに
第6章 配線材料に向けた銅微粒子とペースト・インク
1 はじめに
2 安定な銅微粒子・ナノ粒子の合成
3 酸化・還元操作を用いた低温焼成法
4 分解性金属錯体(MOD)を導入した低温焼結
5 今後の展望
第7章 衣服型ウェアラブルデバイス向けフィルム状導電素材「COCOMIⓇ」
1 はじめに
2 ストレッチャブル導電性ペーストについて
3 フィルム状導電素材“COCOMIⓇ”について
3. 1 着心地について
3. 2 測定精度について
3. 3 耐久性について
4 心拍図計測ウェアの活用
5 生体情報計測ウェアの開発の課題
6 おわりに
第8章 フィルム型コネクタとその応用
1 はじめに
2 フィルム型コネクタ(FTC)を発想するに至った背景
3 フィルム型コネクタ(FTC)の構成と作製
4 フィルム型コネクタ(FTC)の接続
5 フィルム型コネクタ(FTC)の電気的特性
5. 1 評価用サンプル概要
5. 2 信頼性試験(恒温恒湿試験,熱衝撃試験)
5. 3 曲げ試験
6 フィルム型コネクタ(FTC)作製への印刷技術の適用
7 フィルム型コネクタ(FTC)の部品実装領域への拡張
8 フィルム型コネクタ(FTC)が示す将来性(動きに強いセンサデバイスの作製)
9 おわりに
第9章 フレキシブル基板用エラストマーコンポジット
1 緒言
2 機能性SR コンポジット
3 水中プラズマによる無機材料表面改質
4 水中プラズマ表面改質BN とPR を用いたコンポジット
第10章 超薄型有機太陽電池の開発
1 はじめに
2 発電効率の向上
2. 1 材料の選定
2. 2 ナノグレーティング構造による高効率化
3 安定性向上技術
3. 1 耐熱性向上
3. 2 水安定性向上
4 センサとの集積化による皮膚貼付け型心電計測デバイス
5 今後の展望
第11章 フレキシブル有機EL ディスプレイの開発
1 はじめに
2 フレキシブル有機EL ディスプレイの構造,作製方法
3 フレキシブル有機EL ディスプレイの利用イメージ
4 フレキシブル有機EL ディスプレイの開発動向
5 大画面フレキシブル有機EL ディスプレイの要素技術
6 むすび
【第2編 市場動向】
第1 章 フレキシブル・ウェアラブルデバイス市場の概要
1 フレキシブル・ウェアラブル市場の概要
1. 1 有機エレクトロニクス/フレキシブルエレクトロニクス
1. 2 プリンテッドエレクトロニクス(PE)
1. 3 フレキシブルエレクトロニクスのフレキシビリティ
1. 4 ウェアラブルエレクトロニクス
2 フレキシブルエレクトロニクスの市場動向
3 フレキシブルエレクトロニクスの構成材料
3. 1 透明導電膜
3. 2 有機トランジスタ
3. 3 基板
3. 4 導電性接着剤
3. 5 金属ペースト/金属インク
3. 6 絶縁材料
3. 7 封止材料
3. 8 コート剤
第2 章 フレキシブルデバイス製品/応用市場の動向
1 フレキシブルプリント配線板(フレキシブル基板,FPC)
1. 1 概要
1. 2 市場動向
1. 3 企業動向
2 有機EL ディスプレイ
2. 1 概要
2. 2 市場動向
2. 3 企業動向
2. 4 応用市場の動向
3 有機EL 照明
3. 1 概要
3. 2 市場動向
3. 3 企業動向
3. 4 応用市場の動向
4 太陽電池
4. 1 概要
4. 2 企業動向
5 スマートテキスタイル(スマートウェア,スマートクロージング)
5. 1 概要
5. 2 企業情報
6 ウェアラブル生体デバイス(医療,健康用センサー)
6. 1 概要
6. 2 市場/企業動向
7 静電容量式タッチパネル用タッチセンサー
7. 1 概要
7. 2 市場動向
第3 章 フレキシブルデバイス用部材市場
1 基板材料
1. 1 ポリイミド(PI)フィルム
1. 2 ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム
1. 3 ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム
1. 4 ガラス基板
2 導電性接着剤
2. 1 エポキシ樹脂系
2. 2 アクリル樹脂系ほか
3 透明導電膜材料
3. 1 ITO(酸化インジウムスズ)
3. 2 メタルメッシュ
3. 3 銀ナノワイヤー
3. 4 カーボンナノチューブ(CNT)
3. 5 導電性高分子
4 配線向けインク材料
4. 1. 銀(Ag)ナノインク
4. 2 銅(Cu)ナノインク
5 ハイバリアフィルム/OLED 用封止材
5. 1 ハイバリアフィルム
5. 2 OLED 封止材
第4 章 主要メーカーの動向
1 宇部興産
2 カネカ
3 東洋紡
4 帝人フィルムソリューション
5 三菱ガス化学
6 ユニチカ
7 ナミックス
8 日立化成
9 昭和電工
10 DIC
11 ハリマ化成グループ
12 藤倉化成
13 バンドー化学
14 住友化学
15 東レ
16 凸版印刷
17 リンテック
18 パナソニック
