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Deposition of High Performance Organic Thin Films by Atomizing Crystallization Using Supercritical Carbon Dioxide and the Development to Thin Films Design

Research Project

Project/Area Number 17H03440
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

Uchida Hirohisa  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70313294)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田村 和弘  金沢大学, 機械工学系, 教授 (20143878)
春木 将司  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90432682)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Keywords製膜 / 有機薄膜 / 噴霧晶析 / 超臨界二酸化炭素 / 薄膜設計 / 結晶成長 / 有機薄膜トランジスタ / 溶解度 / TIPSペンタセン / テトラセン
Outline of Final Research Achievements

In this work, we elucidated the deposition mechanism of organic films produced by atomizing crystallization using supercritical carbon dioxide and developed the thin film design technique of organic thin films by the present technique based on the experimental results in order to propose organic thin films deposition technique that enables to realize high-performance organic semiconductor devices by the present technique. Specifically, we systematically investigated the effects of various operating factors on the characteristics of organic thin films, accumulated basic knowledge that led to the elucidation of organic film deposition mechanisms, and clarified the thin film design guidelines. Furthermore, we measured the solubility of organic semiconductor materials in supercritical carbon dioxide, which is indispensable as a basic knowledge for elucidating the thin film deposition mechanism and proposing thin film design technique, and developed solubility estimation models.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は,省エネルギー・環境調和型,低コスト,高生産性,高汎用性(大面積対応・様々な基板利用可能)という特徴を有した独創的かつ革新的な製膜技術による有機半導体薄膜の創製を実施したものであり,その過程で有機製膜機構の解明や超臨界二酸化炭素に対する有機半導体材料の溶解度を始めとする多くの学術的課題を解明した。さらに,本技術を発展させることによって高性能有機半導体が製造可能になった場合,世界の有機エレクトロニクス分野において先導的立場の一翼を担うことができると考える。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Presentation] 超臨界溶体急速膨張(RESS)法によるPh-BTBT-10薄膜創製に対する基板加熱温度の影響2020

    • Author(s)
      釜田若奈,坂本有衣,清澤匠,内田博久
    • Organizer
      第22回化学工学会学生発表会(岡山大会)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 飽和溶解圧力探索法を利用した超臨界二酸化炭素に対するルブレンの溶解度測定2020

    • Author(s)
      前田直哉,芝雄介,内田博久
    • Organizer
      第22回化学工学会学生発表会(岡山大会)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法によるPh-BTBT-10薄膜創製に対する基板加熱温度の影響2019

    • Author(s)
      坂本有衣,芝雄介,藤田智紀,内田博久
    • Organizer
      分離技術会年会2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 紫外可視分光法を用いた飽和溶解圧力探索法による超臨界CO2に対する有機薄膜トランジスタ材料の溶解度測定2019

    • Author(s)
      芝雄介,高原梢江,内田博久
    • Organizer
      分離技術会年会2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of Thin Film Transistors of Ph-BTBT-10 by Rapid Expansion of Supercritical Solutions (RESS) Using CO22019

    • Author(s)
      Y. Sakamoto, T. Fujita, Y. Shiba, K. Shimamura, H. Uchida
    • Organizer
      The Seventh International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 紫外可視分光法を用いた飽和溶解圧力探索法による超臨界CO2に対する有機デバイス材料の溶解度測定2019

    • Author(s)
      芝雄介,高原梢江,内田博久
    • Organizer
      第17回超臨界流体ミニワークショップ
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張(RESS)法によるPh-BTBT-10薄膜創製と特性評価2019

    • Author(s)
      坂本有衣,島村一利,内田博久
    • Organizer
      第80回応用物学会秋季学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Deposition of Ph-BTBT-10 Thin Films by Rapid Expansion of Supercritical Solutions (RESS) Using CO22019

    • Author(s)
      Y. Sakamoto, Y. Shiba, K. Shimamura, H. Uchida
    • Organizer
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019)
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel Fabrication Technique of Organic Thin Film Transistors (OTFTs) by Rapid Expansion of Supercritical Solutions (RESS) Using Carbon Dioxide2019

    • Author(s)
      H. Uchida
    • Organizer
      11th International Conference on Supercritical Fluids-Supergreen 2019
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10薄膜の創製と結晶特性評価2019

    • Author(s)
      坂本有衣, 芝雄介, 藤田智紀, 内田博久
    • Organizer
      第21回化学工学会学生発表会(京都大会)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 溶液剪断法によるTIPSペンタセン薄膜創製に対する基板表面処理の影響2019

    • Author(s)
      藤田智紀, 内田博久
    • Organizer
      化学工学会第84年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of Solubility of TIPS-Pentacene in Supercritical Carbon Dioxide by the Determination of Saturation States Using UV-Visible Spectroscopy2018

    • Author(s)
      Y. Shiba, T. Kobayashi, H. Uchida
    • Organizer
      8th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS'18)
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TIPS-Pentacene Thin Films Deposition Using Solution-Shearing (SS) Method: Effects of Surface Treatments of SiO2 Gate Insulators2018

    • Author(s)
      T. Fujita, T. Kobayashi, Y. Ikeda, Y. Shiba, H. Uchida
    • Organizer
      13th International Workshop of the Crystal Growth of Organic Material
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 飽和溶解圧力探索法を利用した超臨界CO2に対するTIPSペンタセンの溶解度測定2018

    • Author(s)
      芝雄介, 小林貴紀, 内田博久
    • Organizer
      分離技術会年会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるTIPSペンタセン製膜に対する基板絶縁層の表面状態の影響2018

    • Author(s)
      芝雄介, 小林貴紀, 藤田智紀, 内田博久
    • Organizer
      第4回 有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10の有機薄膜トランジスタ作製2018

    • Author(s)
      坂本有衣, 芝雄介, 藤田智紀, 内田博久
    • Organizer
      化学工学会第50回秋季大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10薄膜堆積に対する基板絶縁層の表面処理の影響2018

    • Author(s)
      芝雄介, 坂本有衣, 藤田智紀, 内田博久
    • Organizer
      化学工学会第50回秋季大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるPh-BTBT-10の薄膜創製2018

    • Author(s)
      坂本有衣, 芝雄介, 藤田智紀, 内田博久
    • Organizer
      平成30年度 応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 超臨界二酸化炭素の特異な溶媒特性を活かした材料プロセッシングの現状と今後の展開2017

    • Author(s)
      内田博久
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] RESS法による有機半導体薄膜創製に向けた超臨界CO2に対する有機材料の溶解特性の解明2017

    • Author(s)
      小林貴紀,芝雄介,内田博久
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるテトラセン薄膜堆積メカニズムの解明2017

    • Author(s)
      池田奉古,夏目実佳,小林貴紀,内田博久
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] RESS法によるTIPSペンタセン薄膜堆積に対する基板の表面状態と設置角度の影響2017

    • Author(s)
      小林貴紀,内田博久
    • Organizer
      化学工学会第49回秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] CO2を用いたRESS法によるTIPSペンタセン薄膜創製に対する基板の表面状態と設置角度の影響2017

    • Author(s)
      小林貴紀,内田博久
    • Organizer
      第15回超臨界流体ミニワークショップ
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素を用いた超臨界溶体急速膨張法によるテトラセン薄膜作製に対する製膜条件の影響および製膜メカニズムの解明2017

    • Author(s)
      池田奉古,夏目実佳,小林貴紀,内田博久
    • Organizer
      第15回超臨界流体ミニワークショップ
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      2017 Annual Research Report
  • [Book] 超臨界流体を用いる合成と加工2017

    • Author(s)
      内田博久
    • Total Pages
      252
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781312682
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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