山形大学フレキシブルエレクトロニクス
日独国際共同実用化コンソーシアム（YU-FIC）
Yamagata University Flexible Electronics Consortium for Academia-Industry Cooperation

准教授
古川 忠宏

教授
高橋 辰宏

産学連携准教授
臼井 昭子

プロジェクト研究員
安部 雅則

産学連携教授
向殿 充浩

スタッフ
鈴木 晴佳

秘書
保科 真理子

山形大学
有機エレクトロニクスイノベーションセンター (INOEL)
連絡先:
プロジェクトリーダー 准教授 古川忠宏
ta-furukawa@yz.yamagata-u.ac.jp〒992-0119 山形県米沢市アルカディア1-8-8-48
TEL 0238-29-0575
関連プログラム⚫ JST: 産学共創プラットフォーム共同研究推進プログラム（OPERA） （JPMOP1614）[2016年度～2020年度]⚫ 文部科学省：オープンイノベーション機構の整備事業「山形大学/オープンイノベーション機構」[2018年度～2022年度]

ウェブページ⚫Home page： https://inoel.yz.yamagata-u.ac.jp/yu-fic/

関連部門
フレキシブル基盤技術研究グループ（仲田/古川/結城/向殿 研究グループ）1

山形大学フレキシブルエレクトロニクス
日独国際共同実用化コンソーシアム（YU-FIC）
Yamagata University Flexible Electronics Japan-Germany International Collaborative Practical Utilization Consortium「山形大学フレキシブルエレクトロニクス日独国際共同実用化コンソーシアム（略称：YUFIC）」は、ザクセン・ドレスデンを中心としたドイツ側企業・研究機関と有機エレクトロニクス分野で連携し、新たなフレキシブルエレクトロニクス製品を創出すべく、日本企業とドイツ企業との共同研究を進めています。

開発テーマ➢フレキシブル基板を用いたRoll to Roll法大面積有機EL照明製造の革新的トータル技術開発➢有機エレクトロニクス技術を用いた広告用製品開発➢ ３次元プリント配線基板（3DPCB）の製造プロセスおよび用途開発

ドイツとの連携
YU-FICは、Organic Electronics Saxony（OES）が主催するドイツの企業や研究所と共同研究を行っており、年に2回相互に訪問しています

Activity

LOPEC/Germany (Mar. 2019)Japan (Jan. 2020)

Flex Japan 2019 (May 2019)

Germany (Sep. 2019)

JFlex (Jan. 2020)

The 9th Germany-Japan Joint Workshop“Flexible, Printed Electronics and Sensors”
February 26th 2021
German time 08:30-11:30, Japanese time 16:30-19:30 (online)2ロールtoロール（R2R）技術・印刷技術
Roll-to-roll (R2R) and Printing Technologies
蒸着技術・フォトリソグラフィ技術を軸とした従来のプロセス技術を革新する新規高生産性技術として、ロールtoロール（R2R）技術、印刷技術の開発に取り組んでいます。

Roll-to-roll (R2R)
独自ロールtoロール（R2R）装置を保有しており、印刷実験、電極形成、バリア膜形成、有機層形成などに活用できます。
・ロール幅：30cm
・適応基板：超薄ガラス、ステンレス箔、フレキシブルフィルム

R2Rスパッタ&CVD（神戸製鋼所）R2Rスクリーン印刷＆スリットコーター（セリア）

Process technologies

Printing / Coating

多様な印刷。コーティン
グ装置及び技術を保有しています。
これらの装置を活用して、様々な印刷実験、デバイス作製などが可能です。

R2Rウェット洗浄（FEBACS）

基板カッティング装置、3D成形装置などを保有しています。

スピンコート

超薄板ガラス切断装置
スクリーン印刷

3D成形機

フレキソ印刷/グラビアオフセット印刷

Evaluation
ロールtoロール技術、印刷技術の研究開発に必要な評価技術を取り揃えています。

粘弾性測定

ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞｺﾝﾌ
ｫｰｶﾙ顕微鏡

精密座標測定Ca腐食測定装置

Ca腐食測定装置

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超薄板ガラスを用いたフレキシブル有機EL
Flexible OLEDs on Ultra-thin Glass
ロールtoロール（R2R）法によって超薄ガラス上に有機ELデバイスを作製する技術を開発しています。

技術の特長◼ 日本電気硝子の極薄ガラスG-Leaf®を用いるメリット
・50μmによる柔軟性、ロールtoロールプロセス可能・ガラスの本質的な特徴（ハイガスバリア、表面の平滑性、温度安定性、化学的安定性、サイズ安定性など）開発した技術◼ 厚さ50μmの極薄ガラス上のフレキシブル有機ELデバイス作製
・フォトリソグラフィーフリーの超薄ガラス上の透明電極と補助電極のロールtoロール（R2R）による製造
・超薄ガラスの取り扱い技術
・超薄ガラスおよび極薄ガラスをを用いた有機ELデバイス切断技術
・超薄ガラスをを用いた有機ELデバイスの封止技術

共同研究

Fraunhofer FEP、 日本電気硝子, セリアエンジニアリング、 FEBACS、
三星ダイヤモンド工業、 日鉄ケミカル＆マテリアル、藤倉化成、 タイカ, tesa

主な研究発表⚫ T. Nakagaki, T. Kawabata, H. Takimoto, T. Furukawa, IDW’19, FLXp1-9L (2019). “Scribing Tool and Cutting Method for
Ultra-thin Glass”⚫ T. Furukawa, N. Kawamura, T. Noda, Y. Hasegawa, D. Kobayashi, M. Koden, IDW’17, FLX6-2 (2017).
“Novel Roll-to-Roll Fabrication Processes of Transparent Electrodes on Ultra-Thin Glass”⚫ T. Furukawa, M. Koden, IEICE Trans. Electron, E100-C, 949-954 (2017).
“Novel roll-to-roll deposition and patterning of ITO on ultra-thin glass for flexible OLEDs”⚫ T. Furukawa, K. Mitsugi, S, Akiyama, H, Itoh, D, Kobayashi, T. Suzuki, H,kuroiwa, M, Sakakibara, K,Tanaka, M,Kawamura, and M, Koden, IDW’14, FLX3-4 (2014). “Patterned ITO Film by Roll-to-Roll Process on Ultra-thin Glass”

4ステンレス箔 and バリアーフィルムステンレス箔とバリアフィルムを用いたフレキシブル有機ELデバイスを開発しています。

技術の特長◼ ステンレス箔のメリット
・厚さ：50μm または30μm・耐熱性、耐プロセス性に優れる
・ガスバリア性◼ バリアフィルム・ハイバリア性:WVTR（水蒸気透過度）が10-6g / m2 /day
・透明電極付きハイガスバリアフィルム

開発した技術◼ ステンレス箔・ロールツーロール（R2R）かつフォトリソグラフィーフリープロセスでステンレス鋼箔上に電極（反射陽極）を形成
・ステンレス箔上へのフレキシブル有機ELデバイス作製
・ステンレス箔を封止基板に用いることで、超薄ガラスに形成した有機ELデバイスの機械的耐久性向上te◼ バリアーフィルム
・ロールtoロール（R2R）方式でフィルム上に単層バリア層と透明電極層を形成（フォトリソフリー）

共同研究

帝人、 日鉄ケミカル＆マテリアル、 日本電気硝子、三星ダイヤモンド工業
藤倉化成、 tasa、

主な研究発表⚫ Y. Hagiwara, T. Furukawa, T. Yuki, S. Yamaguchi, N. Yamada, J. Nakatsuka, M. Koden, H. Nakada, IDW’17, FLXp1-9L(2017).
“Roll-to-Roll Patterning of Reflective Electrode on Planarized Stainless Steel Foil”⚫ M. Koden, T. Furukawa, T. Yuki, H. Kobayashi, H. Nakada, IDW/AD’16, FLX3-1 (2016).
“Substrates and Non-ITO Electrodes for Flexible OLEDs”⚫ Y. Hagiwara, H. Itoh, T. Furukawa, H. Kobayashi, S. Yamaguchi, N. Yamada, J. Nakatsuka, M. Koden, H. Nakada, IDW/AD’16,
FLXp1-5 (2016). ”Roll-to-Roll Processing of Silver/ITO Continuous Deposition on Planarized Stainless Steel Foil”⚫ K. Taira, Taiga Suzuki, W. Konno, H Chiba, H. Itoh, M. Koden, T. Takahashi, T. Furukawa, IDW’18, FLX2-4L (2019).
“Development of High Gas Barrier Film Using Novel Precursor by Roll to Roll PECVD”⚫ T. Suzuki, W. Konno, K. Taira, H Chiba, H. Itoh, M. Koden, T. Takahashi, T. Furukawa, IDW’18, FLXp1-10L (2019).
“High Gas Barrier Films with Heterogeneous Multilayer”⚫ K. Taira, T. Furukawa, N. Kawamura, M. Koden, T. Takahashi, IDW’17, FLXp1-8L (2018). “High gas barrier film for OLED”⚫ T. Furukawa, N. Kawamura, M. Koden, H. Itoh, H. Kuroiwa, K. Nagai, LOPEC (2017). “Gas barrier film for OLED devices”

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ロールtoロール（R2R）によるバリアフィルムの製造およびバリア特性の評価
フレキシブルフィルム上にロールtoロール（R2R）PE-CVD（Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition）成膜装置でバリア層と透明導電膜を形成する技術を開発しています。高生産性技術として期待できます。

技術の特長◼ ロールtoロール（R2R）PE-CVD方式でフィルム上に単層バリア層を形成◼ 単層膜で高いバリア性：10-6g/m2/day台の水蒸気透過率（WVTR）◼ 高いバリア性を有する透明電極付きガスバリアフィルムを開発◼ ガスバリアーフィルムの評価技術

開発した技術◼ ロールtoロール（R2R）方式でフィルム上に単層バリア層と透明電極層を形成（フォトリソフリー）
Wax

R2R processes of barrier layer and transparent electrode◼ High gas barrier property(WVTR: 6.3×10-6g/m2/day)

Al (1mm)（Teijin）

R2R
PEN film

R2R vacuum deposition
Equipment （KOBELCO）
Wet
cleaning

CVD of SiOx
barrier layer

R2R screen printing equipment（SERIA ENGINEERING）

IZO
sputtering

Printing ofetching pasteWetcleaning

R2R wet-cleaning equipment（FEBACS）

Ca testCutting

OLEDCa (100nm)
IZO
SiOx barrier layer
Flexible substrate

Flexible film
Barrier layer
Barrier resin
CathodeOrganic layers(plural layers)

IZO
SiOx barrier layer
PEN film

Ca corrosion device after 616
hours under 40℃/90%RH(Thickness of barrier layer:720nm)

国際標準◼ ハイガスバリアフィルムの測定法に関する国際標準策定に貢献しました
SEMI D78 - Test Method of Water Vapor Barrier Property for Plastic Films with High Barrier forElectronic Devices⚫ 面積比と欠陥数の経時変化によるガスバリア特性評価方法
1.2 × 10-4 g/m2/day 1.3 × 10-4 g/m2/day 7.3 × 10-5 g/m2/day 1.4 × 10-4 g/m2/day

IDW’18, FLXp1-10L (2019).

SEMI D80 - Test Method for Measurement of Water Vapor Transmission Rate for High Gas Barrier
Plastic Film in a Short Time
⚫ 質量分析計を用いたWVTRの測定方法
共同研究

帝人、 東ソー、 MORESCO

関連プログラム⚫ JST: OPERA Program Grant Number JPMOP1614 [FY2016～FY2020].
⚫ MEXT: Construction Program of Open Innovation Organization [FY2018～FY2022].

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３次元PCBの製造プロセスおよび用途開発
３次元プリント配線基板（3DPCB）の製造プロセスおよび用途開発として、電極付き基板の3次元成形技術の研究開発を進めています。

技術の特長◼ 電極付きフレキシブル基板を３次元成形◼ 印刷による基板製造工程の短縮想定される用途◼ 自動車のインテリア（インパネ，コンソールの照明・コントローラ等）◼ 薄型IoTデバイス

取り組みの特長
ターゲット製品

3次元PCB製造プロセス・企業間連携

農業用センサーDeveloped technologies

タッチスクリーンとLEDを成形品内部にモールドした三次元形状試作品

共同研究
愛和ライト、 日本製鋼所、 帝人、藤倉化成、ニシム電子工業
関連プログラム⚫ JST: 産学共創プラットフォーム共同研究推進プログラム（OPERA） （JPMOP1614）[2016年度～2020年度]⚫ 文部科学省：オープンイノベーション機構の整備事業「山形大学/オープンイノベーション機構」[2018年度～2022年度]

7有機エレクトロニクス技術を用いた広告用製品開発
技術の特長◼ 有機ELを用いたユニークな製品

開発した技術しおり

印籠兜

マウスシールド

表札

ペンシルケース

共同研究

小森、竹田印刷、 タイカ

International Conference➢ Y. Kawamura, T. Takahashi, T. Furukawa, ICFPE2021 (2021), “Improvement of printed electrodes
disconnection after 3D thermoforming by optimizing print process on PC film”➢ Y. Kawamura, T. Takahashi, K. Wakabayashi, H. Hirose, Y. Azakami, H. Itoh, T. Furukawa, IDW’20, FLX304L (2020). “Effect of Pressure Forming Conditions on PC Sheet integrating Electric Wiring for 3D Electronics
Technology”➢ T. Nakagaki, T. Kawabata, H. Takimoto, T. Furukawa, IDW’19, FLXp1-9L (2019).
“Scribing Tool and Cutting Method for Ultra-thin Glass”➢ T. Furukawa, M. Koden, ICDT2019 (2019). “Novel R2R and Printing Technologies for Electrodes of Flexible
OLED Lighting”➢ K. Taira, Taiga Suzuki, W. Konno, H Chiba, H. Itoh, M. Koden, T. Takahashi, T. Furukawa, IDW’18, FLX2-4L(2018). “Development of High Gas Barrier Film Using Novel Precursor by Roll to Roll PECVD”➢ T. Furukawa, Advanced Materials-2018（WCAM2018） (2018). [Invited]“Substrates for Organic Electronics - Ultra-thin Glass, Stainless Steel Foil and High Gas Barrier Plastic Film”➢ M. Koden, T. Furukawa, T. Yuki, H. Nakada, LS16 (2018). [Invited]“Roll-to-roll and printing technologies for electrodes of flexible OLED lighting”➢ T. Furukawa, N. Kawamura, T. Noda, Y. Hasegawa, D. Kobayashi, M. Koden, IDW’17, FLX6-2 (2017).
“Novel Roll-to-Roll Fabrication Processes of Transparent Electrodes on Ultra-Thin Glass”➢ T. Furukawa, N. Kawamura, M. Koden, H. Itoh, H. Kuroiwa, K. Nagai, LOPEC (2017).
“Gas barrier film for OLED devices”➢ M. Koden, T. Furukawa, T. Yuki, H. Kobayashi, H. Nakada, IDW/AD’16, FLX3-1 (2016). [Invited]“Substrates and Non-ITO Electrodes for Flexible OLEDs”➢ T. Furukawa, IWFPE2016 (2016). [Invited]“Flexible Substrates and Printed Transparent Electrode for OLED Lighting”➢ T. Furukawa, N. Kawamura, H. Nakada, M. Koden, The International Conference on Flexible and Printed
Electronics (ICFPE 2016), O15-6 (2016). ”Novel ITO fabrication processes on ultra-thin glass”

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