Yano E-Plus 2021년 2월호(No.155) (일본어판)

≪주목시장포커스≫

차세대 기능성 박막 동향(5) ~유기기능 박막~ (3~37페이지)

~부드럽고 플렉시블한 특징을 활용해 유기EL/FET/열전소자/메모리 등 폭넓은 용도에서 기술이 진전~

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1. 주목되는 차세대 유기기능 박막

2. 전형적인 차세대 유기기능 박막

2-1. 유기박막 태양전지(OPV)

2-2. 유기전계효과 트랜지스터(OFET)

2-3. 자기복구성 폴리머

2-4. 초분자 폴리머

3. 차세대 유기기능 박막의 시장규모 예측

【그림·표 1. 차세대 유기기능 박막의 일본 및 WW 시장규모 예측

(금액: 2020-2030년 예측)】

4. 차세대 유기기능 박막 관련 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 국립대학법인 오사카대학

(1) n형 유기반도체 개발

【그림1. 신규 포함 불소 억셉터 유닛(왼쪽) 이것을 포함한 n형 반도체 재료의 구조(오른쪽)】

【그림 2. FNTz를 첨가한 n형 반도체 재료를 이용한 OPV의 특성】

(2) 피복 유닛을 응용한 새로운 OPV

【그림3. 피복효과가 있는 단분자도선】

【그림4. 단분자도선에서 얻은 태양전지 억셉터 재료】

【그림5. 단분자도선 억셉터 재료에서 얻은 OPV의 전류-전압 특성】

(3) 향후의 구상

4-2. 국립대학법인 구마모토대학

(1) 용액 중 고액계면의 2차원 자기조직화

【그림6. 기판-분자 상호작용의 강약과 표면의 분자구조 모식도】

(2) 분자간 수소 결합에서 유래한 2차원 네트워크 구조

【그림7. 트라이메스산(TMA)과 Melem에서 자발 형성한 수소결합 유래 2차원 패턴 구조】

(3) 고액계면을 반응장으로 한 공유결합성 2차원 폴리머 구축

【그림 8. (위)고액계면을 반응장으로 한 공유결합성 자기조직화 구조형성의 모식도 (아래)자기조직적으로 형성한 직선상, 2차원 네트워크상 폴리머의 STM 이미지】

(4) 화학 액상 성장~1·2차원 구조에서 3차원 구조로~

【그림 9. 화학 액상 성장에 의해 형성된 유기 폴리머 박막의 AFM 상과 박막의 반사 UV-vis 흡수 스펙트럼】

【그림 10. 화학 액상 성장 유기 폴리머 박막의 다양한 형태의 예 (나노월 구조)】

4-3. 국립대학법인 도쿄대학 (1)

【그림 11. MOF를 주형으로 사용함으로써 1분자 두께의 고분자 시트를 대량 합성한 연구의 개념도】

【그림 12. 이번 연구의 개념을 분자수준으로 설명한 모식도】

【그림13. 얻은 고분자 시트의 구조를 나타내는 AFM 관찰결과】

4-4. 국립대학법인 도쿄대학 (2)

(1) 이온으로 전자를 제어하여 금속성 고분자 실현

【그림14. (a)일반적인 이온교환원리 (b)이번 연구에서 발견된 고분자 반도체의 이온교환 도핑원리】

(2) 고분자 반도체의 분자도핑과 입체장애의 상관관계 규명

【그림 15. 틈새 크기를 제어한 결정성 고분자 반도체 PNDTBT-4C16과 PNDTBT-C20의 화학구조와 분자 집합체 모식도】

4-5. 국립대학법인 도카이국립기구 나고야대학

【그림16. 전해질 게이트법에 의한 전하 주입 모식도 (S, D, G는 전극)】

【그림 17. 펠티어 소자를 이용한 제벡 계수의 계측시스템과 이용한 고분자 (PBTTT) 및 전해질 [DEME】 [TFSI】의 화학구조】

【그림 18. (왼쪽) 열전 재료의 성능을 나타내는 제백 계수(위)와 발전성능(아래)의 전기전도율 의존성 (오른쪽)전기 전도율 (σ)의 온도 의존성】

【그림19. 고분자 반도체 재료의 도메인 구조와 분자구조의 관계】

【그림20. 고분자 박막의 구조 모식도와 이론계산된 분자구조】

4-6. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)

(1) 왜 고분자 재료를 이용한 유기 박막 디바이스가 요구되는가

【그림21. 저분자 재료(왼쪽)와 고분자 재료(오른쪽)를 이용하여 제작한 유기 EL 구조의 예】

(2) 고분자 합성의 진전

(3) 유기박막 태양전지의 개발

【그림22. 고분자 합성의 진전과 비용의 관계】

【그림23. 고분자의 말단결함과 OPV의 광전 변환 특성의 관계】

(4) 유기EL 개발

4-5. 국립대학법인 도카이국립기구 나고야대학

【그림16. 전해질 게이트법에 의한 전하 주입 모식도 (S, D, G는 전극)】

【그림 17. 펠티어 소자를 이용한 제벡 계수의 계측시스템과 이용한 고분자(PBTTT) 및 전해질[DEME][TFSI] [TFS]의 화학구조】

【그림 18. (왼쪽)열전재료의 성능을 나타내는 제백 계수(위)와 발전성능(아래)의 전기전도율 의존성

(오른쪽)전기전도율(σ)의 온도의존성】

【그림19. 고분자 반도체 재료의 도메인 구조와 분자구조의 관계】

【그림20. 고분자 박막의 구조 모식도와 이론 계산 된 분자구조】

4-6. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)

(1) 왜 고분자 재료를 이용한 유기 박막 디바이스가 요망되는가

【그림21. 저분자 재료(왼쪽)와 고분자 재료(오른쪽)를 이용하여 제작한 유기 EL 구조의 예】

(2) 고분자 합성의 진전

(3) 유기박막 태양전지의 개발

【그림22. 고분자 합성의 진전과 비용의 관계】

【그림23. 고분자의 말단결함과 OPV의 광전변환 특성의 관계】

(4) 유기EL 개발

【그림 24. C-H / C-H 탈수소형 크로스 커플링 반응에 의한 고분자 합성 개략도】

4-7. 국립대학법인 야마가타대학

(1) 웨어러블 디바이스에 응용 가능한 고신축성 반도체 고분자 개발

【그림25. 반도체 고분자 사슬과 엘라스토머 사슬로 이루어지는 신축성 반도체 고분자의 사례】

(2) 저 환경부하 고분자 반도체 합성 프로세스

【그림26. 전이금속과 할로겐을 이용하지 않는 환경 저부하형 중합계에 의한 반도체 고분자의 합성 프로세스】

5. 극한의 두께에 도달해 가는 유기 초박막의 세계

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스마트센싱 시리즈 (1) NIRF 이미징 관련 시장(38~65페이지)

~주목도가 높은 선진 화상 기술의 하나, 새로운 「생체투명화」기법으로 향후 의료분야에서 응용이 크게 확대될 전망~

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1. 머리말

1-1. 바이오이미징은 화상기술의 주목분야

【그림 1. 바이오 이미징에 사용하는 형광 현미경의 최신제품과 그 고화질화 예】

1-2. 형광이미징의 이용파장과 근적외선

【그림 2. 인간 피부의 광손실 스펙트럼과 "생체의 창"】

【그림3. OTN-NIR의 조직 투과성과 세계최초 OTN-NIR IFBI 이미지(오른쪽)】

1-3. 형광 프로브 개발 활성화

(1) 형광 프로브의 파장은 변속한다.

【그림4. 여기광과 형광의 피크 파장의 차이(Stokes shif)】

(2) 형광 프로브의 타입별 특징

① 유기색소계 형광 프로브

② 형광단백질계 프로브

③ 무기재료계 형광 프로브

【그림5. OTN대(파장 1000nm 이상) 근적외선용 프로브의 사례】

1-4. 형광 이미징용 기기의 특징

(1) 형광 현미경

【그림 6. 낙사 형광 현미경(왼쪽)과 세계최고속 공초점 레이저 형광 현미경의 구조(오른쪽)】

(2) 형광 이미저

【그림7. 카메라형 형광 이미저의 기본 구조와 제품 예(오른쪽)】

2. 근적외선 형광 이미징 관련 시장 동향

2-1. 관련 시장에서의 형광 이미징 점유율

(1) RI 이미징과 형광 이미징

【도표 1. RI·형광 이미징 기기의 WW 시장 내역 (금액: 2019년)】

【그림8. SPECT에 의한 뼈(왼쪽)와 뇌혈류(오른쪽)의 신티그래피】

(2) 의료·헬스케어용 적외선 기기 시장 현황

【도표2. 의료·헬스케어용 적외선 기기의 WW 시장 내역 (금액: 2019년)】

2-2. 근적외선 형광 이미징 시장 동향

(1) 형광 이미징 총 시장에서 차지하는 점유율

【도표 3. 형광 이미징과 근적외선 형광의 WW 시장 내역 (금액: 2019 년)】

(2) 근적외선 형광 이미징 시장 현황

【도표 4. 근적외선 형광 이미징의 WW 시장규모 추이와 예측 (2019-2024 년 예측)】

【도표 5. 근적외선 형광 이미징의 WW 시장 내역 (금액: 2019 년)】

【도표 6. 근적외선 형광 이미징 이용 분야의 WW 시장 내역 (금액: 2019 년)】

3. 근적외선 형광 이미징 관련 기업의 노력

3-1. Striker Corporation / Stryker Japan 주식회사

【그림 9. Stryker의 수술용 형광 이미징 시스템】

【그림10. Stryker의 근적외 대응 컬러 형광 내시경 시스템 「PINPOINT」】

3-2. Perkin Elmar, Inc. / 주식회사 PerkinElmer Japan

【그림11. Perkin Elmar 발광·형광 바이오 이미징용 기기의 사례】

【그림 12. Perkin Elmar의 형광 메이징용 기기의 사례】

3-3. 미즈호 주식회사

【그림13. HyperEye Medical System 시스템 구성】

【그림14. HyperEye Medical System용 카메라의 구조와 감도 특성(오른쪽)】

3-4. 주식회사 시마즈제작소

【그림15. 시마즈제작소의 근적외 대응 바이오 형광 이미징 기기(소동물용)】

【그림16. 시마즈제작소의 임상용 근적외광카메라 시스템 'LIGH TVISION'】

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EUV 최신동향 (66~107페이지)

~드디어 최대 난관이었던 EUVL이 양산화 공정에 채용되어 다음 타깃인 2nm를 향한 차세대 EUVL의 개발도 진행~

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1. 양산 시작한 EUVL 프로세스

2. EUVL의 특징

2-1. 미세 묘화 실현

2-2. 스루풋의 대폭 상승

2-3. 마스크 패턴에 대한 충실도 향상

3. EUVL 양산 채택 실현한 국복

4. EUV 시장규모 추이와 예측

【그림, 표 1. EUV의 WW시장규모 추이와 예측 (금액: 2018-2023년 예측)】

【표 1. EUV의 분류별 WW 시장규모 추이와 예측 (금액: 2018-2023년 예측)】

【그림 1. EUV 장치의 분류별 WW 시장규모 추이와 예측 (금액: 2018-2023년 예측)】

【그림 2. EUV 재료의 분류별 WW 시장규모 추이와 예측(금액: 2018-2023년 예측)】

5. EUV에 관련 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. 우시오전기 주식회사

(1) SnLDP 기술 개발 행보

(2) SnLDP 기술 개요

【그림3. SnLDP 방식의 원리를 나타내는 광원발광부 모식도】

【그림4. SnLDP의 디스크 부분(왼쪽)과 거기에서 EUV 발광하고 있는 곳(오른쪽)】

【그림5. SnLDP 광원을 장착한 메인 캐비닛 S910 시리즈의 외관】

(3) EUVL 마스크 검사용 EUV 광원을 양산 프로세스용으로 첫 검수

【그림 6. EUV 광원을 탑재한 개발용 평가시설 외관 (사진제공: TNO)】

(4) 차세대 반도체용 EUV 광원사업을 브랜드화하고 더욱 주력.

5-2. 다이니혼인쇄 주식회사(DNP)

(1) 5nm 대응 EUVL용 포토마스크 프로세스 개발

【그림 7. EUVL용 5nm 프로세스에 상당하는 고정밀 포토 마스크(왼쪽), 패턴 확대 사진(오른쪽)】

【그림8. EUVL 프로세스에 의한 공정 단축】

(2) 멀티 전자 빔 마스크 묘화장치 개발 및 도입

【그림 9. 멀티 전자 빔 마스크 묘화장치 모식도】

5-3. 국립대학법인 도쿄공업대학

(1) EUV를 컴팩트하게 발생

(2) 고분자 전해질의 비눗방울을 사용한 EUV 발생 [3】

【그림10. (a)Sn으로 코팅된 마이크로 캡슐 타깃의 SEM상, (b)(a)의 확대상, (c)대응하는 Sn의 EDS 매핑】

【그림11. 12.5nm EUV 발광 스펙트럼】

【그림 12. 더블 펄스법(왼쪽) 및 이번에 이용한 비눗방울 타깃(오른쪽)】

5-4. 공립학교법인 효고현립대학

【그림13. 하리마과학공원도시(왼쪽)에 설치된 NewSUBARU 방사광시설(오른쪽)】

(1) EUVL용 마스크 평가기술 개발

① 광원에 편향전자석에서 백색광을 Mo/Si 다층막으로 분광한 EUV를 이용한 최초 CSM 시스템

【그림 14. CSM의 외관】

【그림15. 강도 콘트라스트(왼쪽) 및 위상 콘트라스트(오른쪽)로 나타나는 마스크 패턴의 재구성 이미지. (a)크로스 패턴, (b)128 nm L/S 패턴, (c)프로그램된 위상 가로세로1mm 사이즈의 결함. 스케일바는 2mm】

② 미소집광형 CSM(마이크로 CSM)

【그림16. 집속광학용 FZP를 갖춘 마이크로 CSM 모식도】

【그림 17. 마이크로 CSM으로 재구성된 이미지】

(2) EUVL용 레지스트의 개발·평가

① 레지스트 선행 개발용 EUV 간섭 노광

【그림18. EUV광에 의한 2광 간섭 노광의 원리를 나타내는 모식도】

【그림19. EUV 간섭 노광에 의한 레지스트 패턴 형성 결과】

② EUV 레지스트 개발

【그림20. 감도와 LER의 관계】

(3) 광학소자용 반사율 측정계

【그림21. X-ray 대형광학소자 평가장치 외관(왼쪽)과 내부구조(오른쪽)】

(4) 수소 하에서의 EUV용 마스크 재료 평가

【그림 22. NewSUBARU의 수소폭로장치 모식도】

5-5. 국립대학법인 홋카이도대학

(1) EUVL 광원용 플라즈마 생성방식으로서의 LPP방식

(2) 고효율 EUV 광원 플라즈마 구조

【그림 23. EUVL 광원용 플라즈마 생성 모습을 나타낸 모식도】

(3) EUV 광원용 플라즈마 LTS 계측

(4) 전자밀도·온도의 2차원 분포 계측

5-6. Lasertec 주식회사

(1) EUV 마스크 결함검사 장치의 라인업

【그림 24. EUV 마스크 결함검사 장치의 라인업】

(2) EUV 마스크블랭크 결함검사 장치 「ABICS E120」

【그림 25. EUV 마스크블랭크 결함검사 장치 「ABICS E120」의 외관】

【그림26. EUV 마스크블랭크 검사로 검출할 수 있는 결함의 종류】

(3) EUV 패턴 마스크 결함검사 장치 'ACTIS A150'

【그림 27. EUV 패턴 마스크 결함검사 장치 ‘ACTIS A150’ 외관】

【그림28. APMI검사의 특징】

【그림 29. APMI가 적용 가능한 프로세스】

6. EUVL의 장래전망

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≪차세대시장 트렌드≫

Vehicle OS 실태와 장래전망(2) (107~119페이지)

~도요타의 Arene, CASE와의 밀접한 관계~

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1. Vehicle OS란

1-1. 일본국내 동향

① Woven Planet Holdings(구 TRI-AD)

【표1. 새로운 4사의 특징】

②Arene의 주제와 입장

【그림 1. 자동차용 소프트웨어 개발 · 이용에서 Arene의 입장】

③ Arene의 툴, 아키텍처

【표 2. Arene의 아크텍처】

1-2. 비클OS와 이른바 "스마트카 구상"

【그림 2. Arene와 CASE의 입장】

【그림3. 템플레이트 (CASE, Vehicle OS의 입장)】

【그림4. 테슬라와 CASE의 입장】

【그림5. Woven Planet Holdings과 CASE의 입장】

【그림6. VW와 CASE의 입장】

【그림 7. 화웨이 CASE의 입장】

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≪타임리 콤팩트 리포트≫

2021년판 협동로봇 시장의 현황과 장래전망 (120~125페이지)

~아시아계 전업기업, 일본시장으로 점차 참가, 세계시장에서 일본계기업은 제품의 새로운 차별화가 필요~

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1. 시장개황

2. 분야별 동향

일본시장

중국시장

한국시장

미주시장

유럽시장

3. 주목토픽

서비스업과 기타 신 응용업계가 부상

전기자동차의 보급으로 자동차 업계에서 도입 진행

인재부족의 대안으로 3품산업의 수요가 확대

4. 장래전망

[도표 1. 협동로봇의 세계 시장규모 추이와 예측 (대수: 2019-2030년 예측)】

[도표 2. 협동로봇의 세계 시장규모 추이와 예측 (금액: 2019년-2030년 예측)】

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관련 마켓 리포트

C62123600 2021년판 협동로봇 시장의 현황과 장래 전망