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溶液塗布製膜法による革新的な有機電極とそのデバイス応用

Research Project

Project/Area Number 12J02331
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

添田 淳史  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords有機トランジスタ / 溶液法 / 相分離構造 / プリンテッドエレクトロニクス / 高移動度 / 有機半導体 / 高分子配向膜 / イオン液体 / 前駆体 / 結晶成長
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,塗布プロセスで作製可能な有機論理回路の実現を目指すため,昨年度までに確立した高移動度有機半導体単結晶の塗布製膜プロセスの信頼性を飛躍的に高めるプロセスの開発を行った.論理回路へ応用することが可能な高移動度を有する大面積単結晶有機半導体薄膜の塗布製膜プロセスについては,すでに本課題で確立したものであり,2013年度に論文で報告している.研究代表者は,この製膜プロセスにおいて,製膜条件のわずかな差が作製される薄膜の結晶性にクリティカルな影響を及ぼす課題が存在することを見出した.これは,実用的な有機論理回路の安定的な生産を考慮した場合に解決すべき,重要な課題である.
そこで本年度は,実デバイスへの応用を見据え,単結晶性高分子の添加による溶液の高粘度化で,製膜の安定性を大きく向上させる一方で,有機半導体のキャリア輸送性能との両立も図る製膜法を考案し製膜プロセスの確立を試みた.この手法では作製された高分子と低分子有機半導体の複合有機半導体薄膜は,有機半導体単結晶薄膜と高分子薄膜の二層構造を形成する.作製された薄膜の半導体層の結晶性は,高分子を添加しない従来法で作製された薄膜と同等であることが確かめられた.また,この製膜法によれば,従来法と同等のキャリア伝導性能を有する高移動度薄膜を,従来の製膜速度からその4倍の速度製膜という広い製膜条件範囲で作製することが可能であり,高分子の添加がプロセスウインドウの拡大に大きく寄与することが明らかになった.従来法と比較して製膜安定性および単結晶薄膜の製膜速度が劇的に向上した本手法は,大規模な論理回路の形成に非常に強力な手段であり,本研究課題の標題にも掲げられている塗布可能な有機電子デバイスの実用化を推し進めるという観点から,重要な成果であると考えている.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Highly Oriented Polymer Semiconductor Films Compressed at the Surface of Ionic Liquids for High-Performance Polymeric Organic Field-Effect Transistors2014

    • Author(s)
      J. Soeda, H. Matsui, T. Okamoto, I. Osaka, K. Takimiya, and J. Takeya
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 26 Issue: 37 Pages: 6430-6435

    • DOI

      10.1002/adma.201401495

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transition Between Band and Hopping Transport in Polymer Field-Effect Transistors2014

    • Author(s)
      Y. Yamashita, J. Tsurumi, F. Hinkel, Y. Okada, J. Soeda, W. Zajaczkowski, M. Baumgarten, W. Pisula, H. Matsui, K. Mullen, J. Takeya
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 26 Issue: 48 Pages: 8169-8173

    • DOI

      10.1002/adma.201403767

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inch-Size Solution-Processed Single-Crystalline Films of High-Mobility Organic Semiconductors2013

    • Author(s)
      Junshi Soeda, Takafumi Uemura, Toshihiro Okamoto, Chikahiko Mitsui, Masakazu Yamagishi, and Jun Takeya
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 6 Issue: 7 Pages: 76503-76503

    • DOI

      10.7567/apex.6.076503

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-dimensional crystal growth of thermally converted organic semiconductors at the surface of ionic liquid and high-mobility organic field-effect transistors2013

    • Author(s)
      Junshi Soeda, Toshihiro Okamoto, Azusa Hamaguchi, Yoshinori Ikeda, Hiroyasu Sato, Akihito Yamano, Jun Takeya, Organic Electronics, 14,1211(2013)
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 14 Issue: 4 Pages: 1211-1217

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2013.01.004

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mechanical compression alignment of polymer semiconductors at the surface of ionic liquid and its application for high-mobility OFETs2014

    • Author(s)
      Junshi Soeda, Hiroyuki Matsui, Toshihiro Okamoto, Jun Takeya
    • Organizer
      FET2014
    • Place of Presentation
      三井ガーデンホテル柏の葉(千葉県柏市)
    • Year and Date
      2014-10-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 低分子有機半導体/ポリマーブレンド溶液の塗布による高移動度有機半導体大面積薄膜の結晶化2014

    • Author(s)
      添田淳史,三津井親彦,岡本敏宏,竹谷純一
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学 札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel Method for Highly-Oriented Polymeric Transistors by Compression on Ionic-Liquid Surface2014

    • Author(s)
      Junshi Soeda, Hiroyuki Matsui, Toshihiro Okamoto, Itaru Osaka, Kazuo Takimiya, Jun Takeya
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel Solution Process for Inch-Sized Single-Crystalline Organic Semico nductors and Application for Arrayed TFTs2013

    • Author(s)
      J. Soeda, T. Uemura, T. Okamoto, C. Mitsui, H. Matsui and J. Takeya
    • Organizer
      2013 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Hilton Fukuoka Sea Hawk (福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2013-09-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] A Solution Process of Inch-size Organic Single-Crystalline Thin Films for High-Mobility Transistor Arrays2013

    • Author(s)
      J. Soeda, T. Uemura, T. Okamoto, C. Mitsui, H. Matsui and J. Takeva
    • Organizer
      2013 JSPS-MRS Joint Symposia
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2013-09-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体上における大面積高配向性高分子有機半導体薄膜の作製とそのトランジスタ特性2013

    • Author(s)
      添田淳史, 尾坂格, 瀧宮和男, 竹谷純一
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2013-09-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] P- and N-Type Solution-Crystallized Organic Transistors and High-Performance Printable Inverters2013

    • Author(s)
      J. Soeda, T. Uemura, J. Tsurumi, J. Takeya
    • Organizer
      International Thin-Film Transistor Conference 2013
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2013-03-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Growth of Thermally Converted Pentacene and DNTT on to the Surface of Ionic Liquid and Field-Effect Transistors2012

    • Author(s)
      Junshi Soeda
    • Organizer
      International Symposium on Organic Electronics
    • Place of Presentation
      沖縄県国頭郡恩納村
    • Year and Date
      2012-10-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] High Mobility in P- and N-type Solution-Crystallized Organic Transistors and High-performance Printable Inverters2012

    • Author(s)
      J. Soeda, T. Uemura, Y. Hirose, M. Yamagishi, M, Uno, K. Nakayama, J. Takeya
    • Organizer
      The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics
    • Place of Presentation
      東京都文京区
    • Year and Date
      2012-09-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Growth of Thermally Converted Pentacene on to the surface of ionic liquid and its field-effect transistor2012

    • Author(s)
      Junshi Soeda, Toshihiro Okamoto, Junichi Takeya
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2012-05-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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