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液晶性物質を用いたウエットプロセスによる有機多結晶薄膜トランジスタの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18850008
研究種目

若手研究(スタートアップ)

配分区分補助金
研究分野 機能材料・デバイス
研究機関東京工業大学

研究代表者

飯野 裕明  東京工業大学, 大学院・理工研究科, 助教 (50432000)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,430千円 (直接経費: 2,430千円)
2007年度: 1,250千円 (直接経費: 1,250千円)
2006年度: 1,180千円 (直接経費: 1,180千円)
キーワード液晶 / 多結晶 / 有機トランジスタ / 過渡光電流測定 / 電荷輸送 / 移動度 / スピンコート / 粒界制御
研究概要

平成19年度は(1)加熱スピンコートによる多結晶薄膜作製の詳細な検討(2)平成18年度に検討した棒状液晶系(チオフェン系)、円盤状液晶(フタロシアニン系)の多結晶薄膜を用いた有機トランジスタの作製および評価(3)新規な液晶材料(チオフェン、ペリレン系)の多結晶薄膜の電荷輸送評価および有機トランジスタの作製および評価を行った。
(1)液晶相を示す温度における加熱スピンコートを行った際のみ、均一な薄膜作製が可能であった。従って、液晶相においてスピンコートをすることが均一な薄膜作製には重要であることが示唆された。
(2)棒状液晶においては良好なトランジスタ特性を示し、移動度(>10^<-2>cm^2/Vs)が過渡光電流測定法で求まる移動度(粒界の影響を受けていない移動度)と一致したのに対し、円盤状液晶においては良好なトランジスタ特性は示さなかった(移動度<10^<-5>cm^2/Vs)。これは配向制御が容易な棒状液晶においては粒界方向を制御でき粒界の影響を受けない電荷輸送特性になったのに対し、円盤状液晶は分子配向制御ができず、粒界の影響を強く受けたためと示唆された。
(3)過渡光電流測定法により高移動度(>0.1cm^2/Vs)を示すターチオフェン液晶、およびペリレン液晶を上記と同様な方法でトランジスタを作製したところ、それぞれ、pチャネル、nチャネルで動作し、移動度が0.1cm^2/Vsを超えることを見出した。
このように液晶性物質の多結晶薄膜は、(1)液晶相を用いることで通常では困難なウエットプロセスによる均一な多結晶薄膜の作製が可能、(2)液晶相を経由することで分子配向制御させた多結晶薄膜作製が可能、(3)粒界方向を制御でき電荷輸送方向には粒界の影響が少ない、といった特徴を有することが明らかになった。その結果、通常の多結晶材料の真空蒸着法で示されるような高移動度(>0.1cm^2/Vs)を示すpチャネル、nチャネルのトランジスタをウエットプロセスで実現させることに成功した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Ambipolar carrier transport in terphenyl derivative2008

    • 著者名/発表者名
      高屋敷由紀子、飯野裕明、島川徹平、半那純一
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals 480

      ページ: 295-301

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reinvestigation of Carrier Transport Properties in Liquid Crystalline 2-Phenylbenzothiazole Derivatives2007

    • 著者名/発表者名
      徳永圭治、飯野裕明、半那純一
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 111

      ページ: 12041-12044

    • NAID

      130004589548

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hopping conduction in the columnar liquid crystal phase of a dipolar discogen2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino et al.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 100・4

      ページ: 43716-43716

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Availability of Liquid Crystalline Molecules for Polycrystalline Organic Semiconductor Thin Films2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino, Jun-ichi Hanna
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・33

    • NAID

      210000062034

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of polycrystalline thin films of liquid crystalline materials by solution process and its application to OFETs2008

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      Material Research Society
    • 発表場所
      San Francisco(米国)
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 液晶相を利用した多結晶薄膜の作製と有機FETへの応用2008

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学(千葉県)
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Solution-processed polycrystalline thin films of liquid crystals and their application to organic TFTs2007

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、前田博己、半那純一
    • 学会等名
      4th European Conference on Organic Electronics and Related Phenomena
    • 発表場所
      Varenna(イタリア)
    • 年月日
      2007-10-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 液晶相におけるナノ凝集構造と電気伝導2007

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      2007年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 液晶相を利用した多結晶薄膜の作製と有機TFTへの応用2007

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      2007年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性フタロシアニンにおける電荷輸送特性2007

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、高屋敷由紀子、半那純一
    • 学会等名
      Imaging Conference JAPAN2007
    • 発表場所
      きゅりあん(東京都)
    • 年月日
      2007-06-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 液晶材料の電荷輸送特性2007

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      2007年度写真学会年次大会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県)
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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