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» 2017年04月27日 13時30分 UPDATE

使い捨てできるほど安くなる?:薄膜にTFTを印刷、安価なディスプレイが実現か

アイルランドの研究機関が、標準的な印刷プロセスを使って、薄膜にTFT(薄膜トランジスタ)を印刷する技術を開発したと発表した。グラフェンや金属カルコゲナイドなどの2次元物質を用いたもので、実用化されれば、使い捨てにできるほど安価なディスプレイを製造できる可能性がある。

[Brian Santo,EE Times]

ディスプレイのコストを大幅に削減可能か

 ディスプレイメーカーは、モニターやTV、スマートフォンディスプレイなどのコスト削減を目指して、TFT(薄膜トランジスタ)を製造する手法の開発に取り組んでいる。こうした中、アイルランドの研究チームは、薄膜材料上にトランジスタを形成する印刷プロセスを発表した。同技術が実用化されれば、使い捨てにできるくらいにディスプレイの価格を下げることができるという。

 例えば、ヨーグルトなどの生鮮食品のパッケージに、賞味期限までの日数をカウントダウン方式で表示するような用途が考えられる。この他にも、白ワインが最適な飲み頃温度であることをラベルに表示したり、コンビニエンスストアで朝食用に買った食品のパッケージに、バスや配車サービスの到着時刻を表示したりといった使い方もできる。

 この新しい薄膜トランジスタを開発したのは、アイルランド科学財団(SFI:Science Foundation Ireland)が資金を提供して設立された、材料科学の研究組織「Advanced Materials and BioEngineering Research(AMBER)」である。

AMBERの研究者たちは、「スマート印刷エレクトロニクスの分野で大きなブレークスルーとなるだろう」と説明した

 AMBERの研究チームは、「標準的な印刷プロセスを適用した、トランジスタの印刷技術である」と説明する。AMBERは、同様のプロセスを適用して太陽電池を作製できることも確信しているようだ。

 このトランジスタは、グラフェンのソースとドレイン、ゲート電極、遷移金属ジカルコゲナイドチャンネル、窒化ホウ素セパレーターを積層している。同論文の概略は、Science誌(2017年4月7日発行号)に掲載されている。

 AMBERが使用しているのは、二セレン化タングステン(WSe2)というカルコゲナイドの1種で、電荷キャリア移動度が高いことから同物質を選択したという。

 このトランジスタは、イオン液体を用いた電界ゲートを利用している。この電界ゲートは、同等の有機TFTよりも高い動作電流を実現できるという。電界ゲートは最近、酸化物薄膜として採用されるようになったばかりだ(セレンは、酸素族元素としても知られるカルコゲン元素の1つである)。

 AMBERがプリンテッドTFTデバイスのために選んだ材料は、他のTFT材料と比べて、低い駆動電圧で高い電流伝導率を実現できるとする。

 TFTベースのディスプレイは、AMBERが目指す低価格を実現できれば、たくさんの用途に応用できる可能性を秘めている。AMBERは一例として、パスポートや紙幣の他、食品や薬のラベルなどを挙げた。

【翻訳:滝本麻貴、編集:EE Times Japan】

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