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ナノインクジェット技術による有機半導体単結晶薄膜のポジショニング成長

研究課題

研究課題/領域番号 21656006
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関九州大学

研究代表者

浅野 種正  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (50126306)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードインクジェット / 有機半導体 / 薄膜トランジスタ / 静電吐出
研究概要

・針式静電型インクジェットノズルを用いて,オンデマンド式に有機半導体溶液を吐出でき,所望の位置に有機半導体薄膜の単結晶粒を配置できることがわかり,またそれを用いた薄膜トランジスタを試作・評価し,当初の基本的な目標は達成した.
・当初開発した針式静電型インクジェットは,液滴の吐出に比較的高い電圧を必要とするために,金属配線を形成した基板表面にこの方式で描画を行うと,放電により配線が破壊される事象が発生することがわかった.この問題に対し,より低電圧で吐出可能なスリット式静電型インクジェットノズルを考案した.
・スリット式静電型インクジェットノズルを用いた場合には,針式に比べ,吐出できる液滴の大きさを大きくすることができることがわかった.しかし,基板表面に着弾した際に小さな液滴にばらけてしまい,結果的に大きな単結晶粒の形成にはつながらないことがわかった.この問題は,基板表面の濡れ性を制御する方法で解決できることを示した.
・ドロップコーティングによる薄膜形成の際の薄膜形成過程を高速度カメラを用いて観察した結果,結晶核は液体の表面で主に発生し,その成長もまた液体の表面で起こることがわかった.したがって,有機半導体の溶媒の乾燥速度を最適化するため,各種溶媒について調査・試験し,乾燥速度の異なる液体を5種類以上用意することができた.この内,液滴の乾燥速度が最も小さな液体を用い,かつスリット式静電型インクジェットノズルを用いることで,大きさが数十ミクロンの有機半導体薄膜結晶粒をポジショニング成長できることを示した.
・溶液の乾燥速度を調整することで,ドロップコーティングを用いて大きさが百ミクロン程度の有機半導体薄膜を形成することができた.これを用いて有機半導体単結晶トランジスタを試作した結果,小粒径の集合体を用いたトランジスタに比べてキャリヤ移動度が10倍程度大きくなることを示した.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Suppressing Current Hysteresis of Solution-Processed Thin-Film Transistor Made of Single-Chirality Single-Walled Carbon Nanotube Networks2011

    • 著者名/発表者名
      X.Yi, H.Ozawa, G.Nakagawa, T.Fujigaya, N.Nakashima, T.Asano
    • 雑誌名

      Ext.Abs.2011 7th International Thin-Film Transistor Conference

      ページ: 41-41

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-inkjet and Its Application to Metal-Induced Crystallization of a-Si for poy-Si TFT2010

    • 著者名/発表者名
      T.Asano, Y.Ishida
    • 雑誌名

      Electrochemical Society Transactions

      巻: 33 ページ: 149-156

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grain Filtering in MILC and Its Impact on Performance of n- and p-channel TFTs2010

    • 著者名/発表者名
      S.Nagata, G.Nakagawa, Tanemasa Asano
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE TENCON 2010

      ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SWCNT TFT Made from Solution Process via PFOb Solubilizer2010

    • 著者名/発表者名
      X.Yi, H.Ozawa, G.Nakagawa, T.Fujigaya, N.Nakashima, T.Asano
    • 雑誌名

      Ext.Abs.2010 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai

      ページ: 46-47

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thin Film Transistor Based on Single-Walled Carbon Nanotube with PFO-Bipy Polymer2010

    • 著者名/発表者名
      X.Yi, H.Ozawa, G.Nakagawa, T.Fujigaya, N.Nakashima, T.Asano
    • 雑誌名

      Dig.Tech.Papers 2010 International Symposium on Active-Matrix Flat Panel Displays

      ページ: 65-68

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Droplet Generation Behavior in Electrostatic Inkjet Patterning2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishida, M.Uotani, T.Asano
    • 雑誌名

      Proc.6th Int.Thin-Film Transistor Conf.

      ページ: 210-213

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact on TFT Performance of Patterning of a-Si Prior to MILC2010

    • 著者名/発表者名
      S.Nagata, G.Nakagawa, S.Kanoh, T.Asano
    • 雑誌名

      Proc.6th Int.Thin-Film Transistor Conf.

      ページ: 261-264

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Investigation of MILC Growth Kinetics for Rapid Crystallization With Emphasis on Grain Filtering2011

    • 著者名/発表者名
      S.Nagata
    • 学会等名
      7th International Thin-Film Transistor Conference (ITC 2011)
    • 発表場所
      Cambridge
    • 年月日
      2011-03-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Suppressing Current Hysteresis of Solution-Processed Thin-Film Transistor Made of Single-Chirality Single-Walled Carbon Nanotube Networks2011

    • 著者名/発表者名
      X.Yi
    • 学会等名
      7th International Thin-Film Transistor Conference (ITC 2011)
    • 発表場所
      Cambridge
    • 年月日
      2011-03-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nano-inkjet and Its Application to Metal-Induced Crystallization of a-Si for poy-Si TFT2010

    • 著者名/発表者名
      T.Asano
    • 学会等名
      218^<th> Electrochemical Society Meeting
    • 発表場所
      Las Vegas(Invited)
    • 年月日
      2010-10-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Thin Film Transistor Based on Single-Walled Carbon Nanotube with PFO-Bipy Polymer2010

    • 著者名/発表者名
      X.Yi
    • 学会等名
      2010 International Symposium on Active-Matrix Flat Panel Displays (AMFPD 2010)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-07-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] SWCNT TFT Made from Solution Process via PFOb Solubilizer2010

    • 著者名/発表者名
      X.Yi
    • 学会等名
      Ext.Abs.2010 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK 2010)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-05-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nano Imprint Technology for Metal Induced Crystallization of Silicon and TFT Application2010

    • 著者名/発表者名
      T.Asano
    • 学会等名
      Materials Research Society 2010 Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco(Invited)
    • 年月日
      2010-04-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Droplet Generation Behavior in Electrostatic Inkjet Patterning2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishida
    • 学会等名
      6th Int.Thin-Film Transistor Conf.
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2010-01-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Impact on TFT Performance of Patterning of a-Si Prior to MILC2010

    • 著者名/発表者名
      S.Nagata
    • 学会等名
      6th Int.Thin-Film Transistor Conf.
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2010-01-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002917/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002917/index.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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