| 研究課題/領域番号 |
21K14699
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
|---|
研究代表者 |
東野 寿樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30761324)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
|
|---|
| キーワード | 有機半導体 / 有機トランジスタ / 層状結晶性 / 結晶構造制御 / 置換基効果 / トポケミカル反応 / 溶解性制御 / 耐熱性 / 結晶構造 / ２分子膜構造 / 分子間相互作用 / 分子配列制御 / 極性構造制御 / 積層制御 / 層状分子配列制御 / 非対称分子 / 非対称置換 / 極性構造 / 偶奇効果 / 拡張π電子系 / 構造異性体 / チエノアセン / 分子配向制御 / アンバイポーラ材料 / 両極性有機半導体 / 有機エレクトロニクス / プリンテッドエレクトロニクス / ２分子膜 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
世界的規模で増大するエネルギー消費量の低減，持続可能な次世代社会に向けた多品種少量生産体制の構築といった社会課題の解決に資するプリンテッドエレクトロニクス技術の実現に向けて，本研究では，全塗布プロセス適応性を備える塗布型有機半導体材料の開発を目指す．π共役骨格と置換基からなる非対称分子に特有の構造自由度を利用することで，層状結晶性に優れる２分子膜構造を構築し，これを足掛かりに，化学修飾にもとづく構造制御を通してインク安定性・塗布成膜性・重ね塗り耐性・半導体特性を制御する．
|
| 研究成果の概要 |
本研究課題では，目標の変更はありながらも，分子設計性に富む非対称な有機半導体材料の高度化に向けた分子配列構造の制御技術開発に取り組んだ．非対称π骨格に長鎖アルキル基を含む置換基を導入した誘導体を開発した結果，π骨格どうしが同一方向に向きかつ層状に配列した２分子膜構造が得られることを結晶構造解析から明らかにし，かつ非対称π骨格からなる材料群の中で最高クラスとなる移動度12 cm2/Vsに及ぶ優れたデバイス動作を確認した．これによりアルキル鎖を含む非対称分子置換は非対称π骨格に対しても層状結晶性を向上させることができ，結晶工学手法として有効であることを実証した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，有機半導体材料が抱える全塗布プロセスへの適応性，すなわち塗布成膜した薄膜が後工程のさらなる重ね塗りに対して耐性を欠いていることに着目し，その解決を図るべく材料基盤技術の開発に取り組んだ．開発した材料は溶媒に不溶で，熱的安定性にも優れ，後工程に十分耐えうる性質を示したが，溶解性の調整機構が機能せず，塗布成膜への適性を欠いてしまった．本課題の直接的な解決には至らなかったものの，より根本的な課題の抽出に至り，目標を研究開始当初より修正し，その方針転換にそって半導体機能の向上につながる構造制御技術を見いだし，今後のプリンテッドエレクトロニクスの発展につながる成果をあげている．
|
