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2015 Fiscal Year Annual Research Report

完全室温印刷による超高移動度有機トランジスタ

Research Project

Project/Area Number 26286040
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

三成 剛生  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA独立研究者 (90443035)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords有機半導体デバイス / 印刷エレクトロニクス / 有機トランジスタ
Outline of Annual Research Achievements

溶液プロセスで低抵抗の電極/有機半導体界面を実現できる印刷技術を開発し、OTFT特有のコンタクト抵抗を低減することで、プリンテッドエレクトロニクスによって実用可能な動作特性を有する素子を実現することを目標としている。ここまでの成果によって、すでに1umのライン・スペースで電極配線を形成する印刷技術を確立し、印刷による電極界面へのドーパント注入技術を開発した。その結果、コンタクト抵抗は1 korm cm以下まで低減できており、完全印刷有機トランジスタの移動度13 cm2 V-1 s-1を実現している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

H27年度は独自の超微細印刷技術を開発し、当初目標であったライン・スペース10umを1桁も凌駕するライン・スペース1umを達成した。この成果はAdvanced Materials誌に採択が決定している。さらに電極界面へのドーパント注入技術を開発することで、完全印刷トランジスタの移動度13 cm2 V-1 s-1を実現し、当初の目標であった移動度10 cm2 V-1 s-1はすでに達成された。以上の理由により、当初の計画以上に研究が進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

本提案の室温印刷プロセスは、一切の真空プロセスおよび加熱を必要としないため、生体のような特に真空や熱に弱い材料の表面にも素子を形成することができる。医療応用を目指し、生体材料への素子の印刷技術を確立する。また、H27年度に開発した印刷有機トランジスタの特性は、すでにアモルファスシリコンを凌駕して酸化物半導体に迫るものであり、フレキシブル・ディスプレイの周辺回路も含めて設計することが可能である。本研究においては、ディスプレイ用アクティブマトリックス回路に加えて、完全印刷トランジスタによる論理回路の形成を行う。

Causes of Carryover

ブレードコート式の有機半導体塗布装置の購入を計画しているが、従来よりも非常に遅い0.1mm/s以下での動作が必要であり、現在はメーカーが開発中であるため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

メーカーの開発が完了次第、ブレードコート式の有機半導体塗布装置の購入する。

  • Research Products

    (21 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 7 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Sun Yat-Sen University/Dongguk University(中国、韓国)

    • Country Name
      中国、韓国
    • Counterpart Institution
      Sun Yat-Sen University/Dongguk University
  • [Journal Article] Effect of molecular ordering in active layer on organic thin-film transistor performance2016

    • Author(s)
      M. Kano, T. Minari, K. Marumoto
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Pages: 030301

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective solution patterning for organic thin-film transistors: Toward fully printed electronics2016

    • Author(s)
      X. Liu, M. Kanehara, A. Yaguchi, T. Minari
    • Journal Title

      AAPPS Bulletin

      Volume: 26 Pages: 3-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spontaneous Patterning of High-Resolution Electronics via Parallel Vacuum Ultraviolet2016

    • Author(s)
      X. Liu, M. Kanehara, C. Liu, K. Sakamoto, T. Yasuda, J. Takeya, and T. Minari
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: * Pages: *

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Role of growth temperature on the frequency response characteristics of pentacenebased organic devices2015

    • Author(s)
      Y. Shao, Y. Zhang, W. He, C. Liu, T. Minari, S. Wu, M. Zeng, Z. Zhang, X. Gao, X. Lu, M. Liu
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology

      Volume: 30 Pages: 035005

    • DOI

      10.1088/0268-1242/30/3/035005

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Solution-processed high-LUMO-level polymers in n-type organic field-effect transistors: a comparative study as a semiconducting layer dielectric layer or charge injection layer2015

    • Author(s)
      C. Liu, Y. Xu, X.Y. Liu, T. Minari, H. Sirringhaus, Y. Noh
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology

      Volume: 30 Pages: 044007

    • DOI

      10.1088/0268-1242/30/4/044007

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microchannel Wetting for Controllable Patterning and Alignment of Silver Nanowire with High Resolution2015

    • Author(s)
      R. Yang, W. Cao, S. Liu, J. Chen, Y. Noh, T. Minari, C. Hsiao, Y. Lee, D. Shieh, C. Liu
    • Journal Title

      ACS Applied Materials and Interfaces

      Volume: 7 Pages: 21433-21441

    • DOI

      10.1021/acsami.5b06370

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct and quantitative understanding of the non-Ohmic contact resistance in organic and oxide thin-film transistors2015

    • Author(s)
      C. Liu, T. Minari, Y. Xu, r. Yang, X. Chen, Q. Ke, X.Y. Liu, H. Chih, C. Yu, Y. Noh
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 27 Pages: 253-258

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2015.09.024

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Bottom-up fabrication of fully-printed organic thin-film transistors2015

    • Author(s)
      T. Minari
    • Organizer
      South China Normal University Research Seminar
    • Place of Presentation
      広州(中国)
    • Year and Date
      2015-11-24 – 2015-11-24
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Fully-printed organic thin-film transistors with the narrow gap electrodes2015

    • Author(s)
      T. Minari
    • Organizer
      IWFPE 2015
    • Place of Presentation
      全州(韓国)
    • Year and Date
      2015-11-04 – 2015-11-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High-Resolution Printing of Flexible Electronic Devices2015

    • Author(s)
      T. Minari
    • Organizer
      11th International Conference on Novel Materials and their Synthesis
    • Place of Presentation
      秦皇島(中国)
    • Year and Date
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Room-Temperature Printed Electronics: Annealing-Free Fabrication of Fully-Printed Thin-Film Transistors2015

    • Author(s)
      T. Minari
    • Organizer
      Nano Science and Technology 2015
    • Place of Presentation
      西安(中国)
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高分子(pBTTT-C16)有機トランジスタアレイの素子特性のばらつき2015

    • Author(s)
      BULGAREVICHKirill, 坂本謙二, 三成剛生, 安田剛, 三木一司
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] Contact engineering in organic thin-film transistors2015

    • Author(s)
      Chuan Liu, Yong Xu, T. Minari, Y. Noh
    • Organizer
      IMID 2015
    • Place of Presentation
      大邱(韓国)
    • Year and Date
      2015-08-18 – 2015-08-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Fabrication of fully-printed short-channel organic thin-film transistors2015

    • Author(s)
      X.Y. Liu, Masayuki Kanehara, T. Minari
    • Organizer
      IMID 2015
    • Place of Presentation
      大邱(韓国)
    • Year and Date
      2015-08-18 – 2015-08-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Strain-tunable superconducting field-effect transistor with an organic strongly-correlated electron system2015

    • Author(s)
      M. Suda, Y. KAWASUGI, T. Minari, K. Tsukagoshi, R. Kato, H. Yamamoto
    • Organizer
      ICCOSS 2015
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2015-07-12 – 2015-07-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Room-temperature printing of thin-film devices for flexible electronics2015

    • Author(s)
      T. Minari, M. Kanehara
    • Organizer
      TechConnect World Innovation Conference
    • Place of Presentation
      ワシントンDC
    • Year and Date
      2015-06-14 – 2015-06-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-mobility fully-printed organic thin-film transistors2015

    • Author(s)
      T. Minari
    • Organizer
      EMN East Meeting
    • Place of Presentation
      北京
    • Year and Date
      2015-04-20 – 2015-04-23
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 先端有機半導体デバイス 基礎からデバイス物性まで2015

    • Author(s)
      三成剛生
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      オーム社
  • [Book] ウェアラブルデバイスの小型、薄型化と伸縮、柔軟性の向上技術2015

    • Author(s)
      三成剛生
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      技術情報協会
  • [Remarks] 三成剛生グループ -プリンテッドエレクトロニクス-

    • URL

      http://www.nims.go.jp/group/minari/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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