2016 Fiscal Year Annual Research Report
Printing fabrication of high-performance flexible devices integrated with stretchable conductors and organic transistors
| Project/Area Number |
15K21140
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
荒木 徹平 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (10749518)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 伸縮性導体 / 有機トランジスタ / 低電圧駆動 / 硬軟パターニング基板 / 微細配線 / 透明導電膜 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ストレッチャブル印刷微細配線技術を用いて、印刷配線と有機トランジスタの接続技術の確立を行い、フレキシブル電子デバイスのオール印刷形成という課題に挑戦する。アプリケーションとして、人体などの局面にしっかりフィットする伸縮可能な超柔軟トランジスタの開発を目標としており、「超柔軟構造の開発」、「有機トランジスタの高性能化」、および「回路設計、印刷プロセスの信頼性向上」を行った。その結果、伸縮性や透明性に優れた銀ナノワイヤ電極を２０ミクロン幅まで微細化可能な塗布形成技術を構築し、透明トランジスタの開発に成功した。また、有機半導体を用いた柔軟なトランジスタ回路の設計技術を構築した。
「超柔軟構造の開発」に関して、ヤング率の硬/軟パターニング制御を行った基板を塗布技術により作製し、伸縮中でも硬部に形成した素子が動作することを確認した。また、銀ナノワイヤへの表面処理技術を開発することにより、大気安定性や変形への耐久性、耐電流・耐電圧を向上させた高特性な伸縮性導体の作製に成功した。「有機トランジスタの高性能化」に関して、パリレン絶縁膜形成と電極表面処理技術を構築することによって、３V以下の駆動と同時に大面積製造での歩留まりを改善した。さらに、ソースとドレイン電極へも表面処理を行うことにより、注入障壁を低減させてON電流の改善を行った。「回路設計、印刷プロセスの信頼性向上」に関しては、疑似CMOS回路や差動増幅回路の作製を試み、設計技術の構築および動作確認を行った。また、高特性化を行うため、チャネル長やソース・ドレイン幅を２０ミクロン程度まで微細化できる塗布技術を構築した。この微細配線技術の特徴は、アスペクト比の高い銀ナノワイヤを用いることが可能であり、透明性や伸縮性に優れた微細配線形成を行える点である。上記により、超柔軟トランジスタの開発に直結する知見や技術を多く得た。
|
