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過冷却状態の液晶相を利用した室温塗布プロセスによる高品質な有機トランジスタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24750178
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
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, 像情報工学研究所, 准教授 (50432000)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード過冷却液晶相 / アニール / 高移動度 / 有機トランジスタ / 多結晶薄膜 / 溶液プロセス / 耐熱性 / 液晶性 / ボトムコンタクト / コンタクト抵抗 / 過冷却 / 熱アニール / バイレイヤー構造
研究成果の概要

均一な結晶製膜が溶液プロセスで製膜でき、高耐熱性を有する有機トランジスタ材料として、過冷却液晶相を発現する有機半導体材料に注目した。本研究で見いだされた有機半導体は室温において過冷却液晶相を発現する事で、平坦性に優れた液晶薄膜を前駆状態とすることで均一な結晶薄膜が製膜でき、120度5分間の熱アニールを加えると多結晶薄膜にもかかわらず10cm2/Vsを超す高移動度を示す有機トランジスタが実現できた。さらに、相転移温度の非対称性により140度までの熱ストレスに対して移動度は変化せず、溶液プロセス適合性と高耐熱性、さらには高移動度を備え持つ高品質なトランジスタ材料の実現に成功した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (33件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Liquid crystals for organic thin-film transistors2015

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

      NATURE COMMUNICATIONS

      巻: 6 号: 1 ページ: 6828-6828

    • DOI

      10.1038/ncomms7828

    • NAID

      120006582416

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 液晶物質の結晶性有機半導体材料としての有用性とその有機トランジスター応用2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明
    • 雑誌名

      液晶

      巻: 18 ページ: 90-99

    • NAID

      130005434686

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 液晶物質の結晶性有機半導体材料としての有用性とその有機トランジスタ応用2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明
    • 雑誌名

      液晶

      巻: 18 ページ: 90-99

    • NAID

      130005434686

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge carrier transport in liquid crystals2014

    • 著者名/発表者名
      J. Hanna, A. Ohno, and H. Iino
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 554 ページ: 58-63

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2013.10.051

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic Light Emitting Diode with Highly Ordered Polycrystalline Thin Film2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nakano, T. Kobori, Y. Takayashiki, H. Iino, J. Hanna
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 5S1 ページ: 05DC14-05DC14

    • DOI

      10.7567/jjap.52.05dc14

    • NAID

      210000142240

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液晶性有機半導体/ 電極界面の電子構造IV:液晶状態でのイオン化エネルギーの測定2013

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭、飯野裕明、大野玲、半那純一
    • 雑誌名

      日本写真学会誌

      巻: 76 ページ: 119-124

    • NAID

      130004567223

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電極/ 液晶性有機半導体界面の電子構造V:電極の仕事関数の変化の分析2013

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭、飯野裕明、内田孝幸、半那純一
    • 雑誌名

      日本写真学会誌

      巻: 76 ページ: 318-323

    • NAID

      130004685711

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Uniformity and High Thermal Stability of Solution-Processed Polycrystalline Thin Films by Utilizing Highly Ordered Smectic Liquid Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      H. Iino, T. Kobori, and J. Hanna
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 号: 11S ページ: 11PD02-11PD02

    • DOI

      10.1143/jjap.51.11pd02

    • NAID

      210000141619

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved thermal stability in organic FET fabricated with a soluble BTBT derivative2012

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

      Journal of Non crystalline solid

      巻: (印刷中) 号: 17 ページ: 2516-2519

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2012.03.021

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液晶性フェニルBTBT誘導体を用いた有機トランジスタ-アルキル鎖長依存性-2015

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 有機トランジスタ用材料が液晶物質であるべき12の理由2015

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] モノアルキル置換Ph-BTBT誘導体を用いたFETの作製と特性評価―アルキル鎖長依存性―2015

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、岡村寿、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ph-BTBT-10多結晶薄膜を用いたBottom-gate Bottom-contact型FETの作製と特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Availability of liquid crystallinity as organic transistor materials2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino and Jun-ichi Hanna
    • 学会等名
      11th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe(Japan)
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Printed Electronics 用有機半導体材料における高次配向秩序液晶相の重要性-有機トランジスタ用材料がSmE 相を示す液晶物質であるべき12 の理由-2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、岡村寿、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      画像関連学会連合会第一回秋季合同大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ph-BTBT-10 有機トランジスタのソースドレインコンタクト特性の改善2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      画像関連学会連合会第一回秋季合同大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性を活用した多結晶有機半導体とその有機トランジスタ応用2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明
    • 学会等名
      電気学会調査専門委員会(ADEI1141)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液晶性有機半導体Ph-BTBT誘導体の多結晶薄膜トランジスタの特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、岡村寿、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ボトムゲート・ボトムコンタクト型Ph-BTBT-10 FET の低電圧駆動特性2014

    • 著者名/発表者名
      國井正文、飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液晶物質の結晶性半導体材料としての有用性とその有機トランジスタ応用2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明
    • 学会等名
      2014年 日本液晶学会 討論会
    • 発表場所
      島根
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スメクチックE 相薄膜を活性層とする室温動作・高移動度の有機トランジスタの特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、岡村寿、半那純一
    • 学会等名
      2014年 日本液晶学会 討論会
    • 発表場所
      島根
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性有機半導体Ph-BTBT-10 を用いた溶液プロセスによるボトムゲートボトムコンタクト型FET の作製2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤大気、飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      Imaging Conference JAPAN 2014
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロコンタクトプリンティング法を用いた液晶性有機半導体薄膜のパターニング手法の開発とTFT応用2014

    • 著者名/発表者名
      小池雄太、飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      Imaging Conference JAPAN 2014
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 移動度10cm2/Vs を超す多結晶有機トランジスタ材料の開発2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、岡村寿、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      Imaging Conference JAPAN 2014
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液晶性有機半導体Ph-BTBT-10の熱アニールによる高移動度化と結晶構造変化2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明、臼井孝之、半那純一
    • 学会等名
      2014年度日本写真学会年次大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 溶液プロセスによる高移動度Ph-BTBT-10ボトムゲート・ボトムコンタクト型FETの作製2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤大気、飯野裕明、半那純一
    • 学会等名
      2014年度日本写真学会年次大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High FET mobilities in organic field effect transistors with highly ordered smectic liquid crystals2014

    • 著者名/発表者名
      H. Iino, H. Okamura, T. Usui, J. Hanna
    • 学会等名
      2nd international symposium on self-organizing molecular semiconductors
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶性を活用した高品質・高耐熱性を有する有機薄膜トランジスタの実現2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那純一
    • 学会等名
      映像情報メディア学会 ディスプレイ材料・製造技術シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ph-BTBT-10の単結晶構造解析と多結晶薄膜の分子配向2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那 純一
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 後処理による有機トランジスタの高移動度化-フェニルBTBT誘導体-2014

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那 純一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      愛知
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] High performance liquid crystalline organic field effect transistor materials: How does the liquid crystallinity solve problems in conventional soluble OFET materials?2013

    • 著者名/発表者名
      H. Iino, T. Usui, J. Hanna
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2013
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液晶性有機半導体材料を用いた実用的な有機トランジスタの開発 -プロセスの改良による低温製膜化と高移動度の実現-2013

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那 純一
    • 学会等名
      Imaging Conference JAPAN 2013
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶性有機半導体を用いたトランジスタ材料の高品質化2013

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那 純一
    • 学会等名
      2013年度 日本写真学会年次大会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶性有機半導体を用いたトランジスタ材料の製膜温度の低温化2013

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那 純一
    • 学会等名
      2013年度 日本写真学会年次大会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶性有機半導体材料を用いた移動度10cm2/Vsを超える有機多結晶トランジスタの実現2013

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那 純一
    • 学会等名
      2013年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Ph-BTBT-10 多結晶薄膜の熱アニールによる移動度向上と結晶構造変化2013

    • 著者名/発表者名
      飯野裕明, 臼井孝之, 半那 純一
    • 学会等名
      第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Improved fabrication of polycrystalline thin films of liquid crystalline organic semiconductors for FET applications2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino, Takayuki Usui, Jun-ichi Hanna
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 発表場所
      Fukuoka (Japan)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] High FET mobility and high thermal stability in solution-processed liquid crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino, Takayuki Usui, Takeo Kobori, Jun-ichi Hanna
    • 学会等名
      24th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Mainz (Germany)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Highly Thermally-Stable OFETs Fabricated with Liquid Crystalline2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino, Takayuki Usui, Takeo Kobori, Jun-ichi Hanna
    • 学会等名
      Society for infomation display, Display Week 2012
    • 発表場所
      Boston (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] New Strategy for Molecular Design of Solution-processable OFET Materials with High Mobility and High Thermal Stability2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino, Takayuki Usui, Takeo Kobori, Jun-ichi Hanna
    • 学会等名
      2012 Materials Research Society Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Solution Processability of Highly Ordered Smectic Liquid Crystals for FET Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino, Takayuki Usui, Takeo Kobori, Jun-ichi Hanna
    • 学会等名
      The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] High mobility in solution-processed polycrystalline thin films of highly ordered smectic liquid crystals at 65 oC2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Iino, Takayuki Usui, Takeo Kobori, Jun-ichi Hanna
    • 学会等名
      10th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Awaji (Japan)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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