VOCフリー塗布成膜技術による配向制御した有機pn接合界面の創成

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K04161
• Research Institution: Nara National College of Technology
• Principal Investigator: 三崎 雅裕 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (00462862)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 摩擦転写 / 低分子 / ポリエチレンオキシド

Outline of Annual Research Achievements

プリンテッドエレクトロニクスの実用化における共通基盤技術の構築を目指して、一部の共役系高分子にしか適用されていない摩擦転写法を汎用性の高い塗布成膜技術として発展させることを目的とし、今年度は、前年度に成功した銅フタロシアニン（CuPc）と類似のチタニルフタロシアニン（TiOPc）およびトリス(8-キノリノラト)アルミニウム（Alq3）への適用を試みた。その結果、平面構造のCuPcに対して立体的な構造（シャトルコック型）をもつTiOPcや異種のAlq3においても、研究初年度に確立したポリエチレンオキシド（PEO）とのハイブリッドペレットの有効性が認められ、PEOが基板に摩擦転写される際にTiOPcやAlq3も同時に薄膜化できることが分かった。転写条件はPEOのみに依存し、使用する低分子材料の種類や形状に依存しないことが判明した。また、透明電極（ITO基板）上に成膜することで、デバイス化を試みた。TiOPcについては有機フォトダイオードとして機能することを確認した。一方、Alq3については、CuPcやTiOPcの場合と異なり、ITO基板上に付着せず、残念ながら有機ELへ実装することはできなかった。
総じて、本研究の目的を達成する上で、PEOは低分子材料のバインダーとして機能し、重要な役割を果たすことが分かった。最後に、PEOは成膜後にエタノール等の有機溶媒によって除去することができるが、一方でPEOを除去せずに有効活用する方法も検討した。イオン液体を用いたドーピング効果の検証では、PEOの存在は短時間で有機半導体へのドーピングを可能にする効果があることも判明した。