東京大學(xué)的研究小組開(kāi)發(fā)的薄膜型圖像掃描儀 可以彎曲,酒瓶上的標(biāo)簽也可掃描。掃描儀的放大圖 分辨率為36dpi(每個(gè)單元的尺寸約為0.7mm×0.7mm)。與傳統(tǒng)的掃描儀不同,薄膜掃描儀(下)的光傳感器分為多個(gè)格子狀的單元因?yàn)榭蓮澢話呙钑r(shí)不會(huì)對(duì)書(shū)本造成傷害
東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究專業(yè)于2004年12月10日發(fā)表了采用有機(jī)TFT(薄膜晶體管)和有機(jī)光學(xué)二極管的薄膜型圖像掃描儀。采用很薄的塑料材料制成、可彎曲,因此可掃取在曲面上印刷的圖像。特點(diǎn)是超薄、質(zhì)輕,由于不需要傳統(tǒng)掃描儀的機(jī)械裝置,包括封裝薄膜在內(nèi)厚度還不到1mm。
該掃描儀是由東京大學(xué)工學(xué)系研究科量子相電子研究中心的副教授染谷隆夫和該校國(guó)際產(chǎn)學(xué)共同研究中心的教授櫻井貴康領(lǐng)導(dǎo)的研究小組共同開(kāi)發(fā)的。使有機(jī)發(fā)光二極管構(gòu)成的微小的光傳感器和有機(jī)TFT分別在塑料薄膜上形成格子狀,再將它們粘合在一起就制成了此次的薄膜型掃描儀。分辨率為36dpi,尺寸為5~8cm2。
掃描儀為薄膜型,“除金屬電極以外,幾乎全是透明的”(染谷),可透光。將掃描儀放在印刷有黑白圖案的紙張或標(biāo)簽上時(shí),透過(guò)薄膜型的光線經(jīng)過(guò)印刷面的反射就會(huì)入射到光傳感器上。通過(guò)將入射進(jìn)的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)就能完成對(duì)圖案的讀取。除分辨率為36dpi的產(chǎn)品外,目前還開(kāi)發(fā)出了分辨率為250dpi、未采用有機(jī)TFT僅使用光傳感器的產(chǎn)品。在分辨率為250dpi的產(chǎn)品上布線后,成功地在字母表中讀取了大小為1mm×1mm的字母“T”。光傳感器的靈敏度方面,“離熒光燈幾厘米距離處的亮度即可正常使用”(染谷)。相關(guān)技術(shù)專利方面,櫻井表示:“希望能獲得電路結(jié)構(gòu)、制造方法和應(yīng)用軟件等多方面的專利?!?
有機(jī)TFT半導(dǎo)體方面,采用P型半導(dǎo)體中載流子遷移率較高的并五苯(Pentacene)。另一方面,有機(jī)光電二極管則采用“基于藍(lán)色顏料的P型和N型有機(jī)半導(dǎo)體”(染谷),與現(xiàn)有的光電二極管一樣由P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合而成。以上3種有機(jī)材料均為低分子材料,通過(guò)真空蒸鍍?cè)谒芰媳∧ど闲纬杀∧?。塑料材料“類似‘PET(聚乙烯對(duì)苯二酸酯)’,是一種具有耐熱性能的樹(shù)脂”(染谷)。
染谷及櫻井的研究小組在半導(dǎo)體中采用有機(jī)材料的原因是:(1)能夠使有機(jī)材料可彎曲(2)可通過(guò)印刷技術(shù)制造(3)大面積生產(chǎn)時(shí)成本很低。染谷介紹說(shuō):“我們已經(jīng)證實(shí),有機(jī)TFT制成的薄膜型在彎曲半徑達(dá)5mm時(shí)仍可以正常工作?!背杀痉矫?,櫻井表示:“10cm的硅晶片價(jià)格大約在10萬(wàn)日元(約合人民幣7700元)左右,此次的掃描儀大小為10cm2,價(jià)格應(yīng)該低于1000日元(約合人民幣77元)?!辈贿^(guò),目前該產(chǎn)品的一大課題就是工作壽命太短?!按舜伍_(kāi)發(fā)的產(chǎn)品在空氣中存放1周左右性能就會(huì)下降。如果采用為有機(jī)EL而開(kāi)發(fā)的封裝技術(shù)的話,其性能應(yīng)該可保持幾個(gè)月”(染谷)。
染谷和櫻井曾在2004年2月舉行的電路技術(shù)國(guó)際會(huì)議“ISSCC 2004”上,發(fā)表過(guò)在塑料薄膜上粘貼格子狀的壓力傳感器和有機(jī)TFT制成的“人工皮膚”。此外,此次成果還將在2004年12月13日~15日于美國(guó)舊金山舉行的半導(dǎo)體元件國(guó)際會(huì)議“2004 IEEE International Electron Devices Meeting(IEDM 2004)”、2005年2月于舊金山舉行的半導(dǎo)體電路國(guó)際會(huì)議“ISSCC 2005”上發(fā)表。
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