涂布时加载交流电场

    比CNT晚10多年发现的石墨烯碳材料也在紧紧追赶CNT。法国CEA^*等2012年3月采用将石墨烯片分散到溶液中的墨水，制作了石墨烯晶体管，其载流子迁移率达到了100cm2/Vs（图11）。其要点是涂布墨水时加载交流电场。微细化程度也比较高，截止频率（fT）为2.2GHz，在以往利用涂布工艺制作的晶体管中为最高。在实验室水平上，接近了驱动无线LAN模拟电路等的级别。

    *CEA（Commissariat àl’ énergie atomique）＝法国原子能委员会。

图11：用石墨烯实现接近无线LAN用电路的驱动频率

    CEA用涂布法制作的石墨烯晶体管确认了2.2GHz的高截止频率。是以在涂布石墨烯墨时加载交流磁场实现的。（摄影：CEA）

    用IJ制作IJ装置

    最近除晶体管以外，电极和布线、存储器和电池以及致动器用印刷技术制作的例子也在增多（图12）。

图12：各种器件都将用印刷技术制作

    （a）是Thin Film Electronics公司与PARC开发的20bit非易失性有机存储器。可反复写入，读取及写入电路采用CMOS型有机晶体管电路。全部采用印刷技术制作。其中内存单元采用卷对卷方式制作。（b）是理光采用喷墨技术制作的PZT元件。图案利用了光刻技术。（（b）摄影：理光）

    开发致动器的是理光。该公司利用喷墨技术制作了主流致动器材料——锆钛酸铅（PZT）膜。理由是，可减少制造工艺中材料的浪费和可降低制造成本。致动器的主要用途为工业用喷墨装置的喷头等。“利用喷墨技术可制造喷头”（理光GJ开发本部GC开发中心GH开发室GH开发四组组长太田英一）。

    由于PZT使用铅（Pb），因此还掀起了不使用Pb的代替技术的开发竞争。但目前还没出现超越PZT的压电材料。在这种情况下，如果利用喷墨技术制作PZT，“可将Pb用量减少至以往的1/100”（理光的太田）。利用喷墨技术制作的PZT与利用原技术制作的产品相比，特性基本相同或者还要高。

    就制造装置的低成本化而言，喷墨技术也比较有效。此前制作PZT膜使用的溅射装置约为2亿日元。而此次使用了已有的工业用喷墨装置，能大幅削减装置所需的成本^注5。

    注5）采用理光印刷系统的GEN4用喷头。

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    透明导电薄膜也是在印刷电子中开发竞争日益活跃的部材之一。其用途广泛，包括触摸面板、有机EL面板及太阳能电池的电极等。

    候补的材料和技术中，除了以往在涂布工艺中采用ITO的技术外，还包括CNT薄膜、石墨烯片、称为PEDOT：PSS的有机导电性材料以及纳米金属粒子墨等，种类繁多。不过，ITO薄膜的耐机械弯曲性较弱，而PEDOT：PSS存在耐湿性课题。而在这些材料中，最近光透射性和薄膜电阻值两方面的特性均得到大幅提高的是CNT薄膜和石墨烯片（图13）。

图13：在透明导电薄膜上，CNT或将与石墨烯有一争

    对用印刷技术制造的触摸面板、太阳能电池和有机EL面板等均很重要的透明导电薄膜的特性最近有了大幅提高。其中东丽采用双层CNT的技术和采用石墨烯的技术在高光透射性和低薄膜电阻值方面展开了竞争。

    例如，东丽正在开发用涂布双层CNT工艺的透明导电薄膜，其可用于电子纸的薄膜已进入量产。要点是分散到溶液中时，使双层CNT带电。其薄膜电阻值在光透射率为90%时约为500Ω/□，“在研发水平上获得了光透射率为90%、薄膜电阻值约为200Ω/□的值。计划今后1～2年后的目标是将电阻值降至10Ω/□”（东丽）。

    而石墨烯由于载流子较少，直到最近都难以将薄膜电阻值降至30Ω/□以下。英国埃克塞特大学（University of Exeter）2012年5月使采用石墨烯的透明导电膜“Graph Exter”在87%的光透射率下实现了约15Ω/□的低薄膜电阻值。其要点是在两片石墨烯间夹入三氯化铁（FeCl3）。