有機薄膜の光学設計自由度の拡張による高効率有機半導体デバイスの追求

• 研究課題/領域番号: 25708038
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: デバイス関連化学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 横山 大輔 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (00518821)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2013年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
• キーワード: 有機半導体デバイス / 屈折率 / 複屈折 / エレクトレット / 分子配向 / 有機EL / 光取り出し効率 / 非晶質有機薄膜 / 有機半導体 / 非晶質 / 超低屈折率 / 光学設計自由度 / 光物性 / 半導体物性 / 先端機能デバイス / 化学物理

研究成果の概要

有機半導体薄膜の屈折率および複屈折の制御範囲を拡張し、それを利用して有機半導体デバイスの特性を向上させることを目的に研究を行った。非晶質有機半導体材料と低屈折率エレクトレット材料との混合による導電性超低屈折率電荷輸送層の新規開発、および非晶質有機半導体の分子配向を利用した複屈折制御により、有機ELデバイスのさらなる光取り出し効率の向上が可能であることを示した。また、成膜法による屈折率・複屈折の差異を分析し、複屈折制御につながる膜形成機構を明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] Ghent University(ベルギー)
• [国際共同研究] University of Wisconsin-Madison(米国)
• [雑誌論文] Anisotropic materials in OLEDs for high outcoupling efficiency (2015)
  • 著者名/発表者名: Michiel Koen Callens, Daisuke Yokoyama, Kristiaan Neyts
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 23 号: 16 ページ: 21128-21148
  • DOI: 10.1364/oe.23.021128
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Advantages and disadvantages of vacuum-deposited and spin-coated amorphous organic semiconductor films for organic light-emitting diodes (2015)
  • 著者名/発表者名: Maki Shibata, Yoshiya Sakai, Daisuke Yokoyama
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 42 ページ: 11178-11191
  • DOI: 10.1039/c5tc01911g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simple model-free estimation of orientation order parameters of vacuum-deposited and spin-coated amorphous films used in organic light-emitting diodes (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiya Sakai, Maki Shibata, Daisuke Yokoyama
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 9 ページ: 096601-096601
  • DOI: 10.7567/apex.8.096601
  • NAID: 210000137661
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photopatterning of indomethacin thin films: a solvent-free vapor-deposited photoresist (2015)
  • 著者名/発表者名: Katherine L. Camera, Jaritza Gomez-Zayas, Daisuke Yokoyama, Mark D. Ediger, Christopher K. Ober
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 7 号: 42 ページ: 23398-23401
  • DOI: 10.1021/acsami.5b05361
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 非晶質有機半導体デバイスの光学設計自由度の拡張：分子配向制御と屈折率制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山大輔
  • 雑誌名: 応用物理 巻: 83 ページ: 279-283
  • NAID: 130007718504
  • 査読あり
• [学会発表] Birefringent organic layers in top- and bottom emitting OLEDs (2016)
  • 著者名/発表者名: Michiel Koen Callens, Daisuke Yokoyama, Kristiaan Neyts
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics 2016
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, US
  • 年月日: 2016-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular orientation in OLEDs: Order in disorder in amorphous organic films (2016)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama
  • 学会等名: ISOME2016 (9th International Symposium on Organic Molecular Electronics)
  • 発表場所: TOKIMATE, Niigata University, Niigata, Japan
  • 年月日: 2016-05-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分子配向の直接的簡易評価法の開発と成膜条件依存性の分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井義也、福田瑞香、柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 2016年春季応用物理学会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス、東京都目黒区
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Recent Progress on the understanding of molecular states in OLED films: molecular orientation, packing, and mixing (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama
  • 学会等名: IDW '15 (The 22nd International Display Workshops)
  • 発表場所: Otsu Prince Hotel, Otsu, Japan
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分子配向の直接的簡易評価法の開発と成膜条件依存性の分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井義也、柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 有機EL討論会第21回例会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス、福岡市
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] 有機ELスピンコート膜中の分子配向の成膜条件依存性とその直接評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒井義也、柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 2015年秋季応用物理学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、名古屋市
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 有機半導体材料とエレクトレット材料の混合により作製された超低屈折率電荷輸送層 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木泰隆、會田航、横山大輔
  • 学会等名: 2015年秋季応用物理学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、名古屋市
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 有機EL 蒸着膜の蒸着速度による分子配向･膜密度･熱安定性の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田真希、酒井義也、横山大輔
  • 学会等名: 2015年秋季応用物理学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、名古屋市
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Super-low-index hole transport layers and their applications for OLEDs (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama, Yasutaka Suzuki, Wataru Aita, Maki Shibata
  • 学会等名: IMID 2015 (The 15th International Meeting on Information Display)
  • 発表場所: EXCO (Daegu, Korea)
  • 年月日: 2015-08-18 – 2015-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] Super-low-index hole transport layers and their applications for high outcoupling of OLEDs (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama, Yasutaka Suzuki, Wataru Aita
  • 学会等名: IMID2015 (The 15th International Meeting on Information Display)
  • 発表場所: EXCO, Daegu, Republic of Korea
  • 年月日: 2015-08-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Advantages and disadvantages of vacuum- and solution-processed OLED films: Differences in molecular orientation, thermal stability, and interfacial mixing (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama, Maki Shibata, Yoshiya Sakai
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics 2015
  • 発表場所: San Diego Convention Center (San Diego, US)
  • 年月日: 2015-08-09 – 2015-08-13
  • 招待講演
• [学会発表] Advantages and disadvantages of vacuum- and solution-processed OLED films: Differences in molecular orientation, thermal stability, and interfacial mixing (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama, Maki Shibata, Yoshiya Sakai
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics 2015
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, US
  • 年月日: 2015-08-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Anisotropy in OLEDs (2015)
  • 著者名/発表者名: Michiel Koen Callens, Daisuke Yokoyama, Kristiaan Neyts
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics 2015
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, US
  • 年月日: 2015-08-09
  • 国際学会
• [学会発表] 超低屈折率正孔輸送層の開発とその有機EL応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木泰隆、會田航、柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 有機EL討論会第20回例会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス、千葉市
  • 年月日: 2015-06-18
• [学会発表] Differences in molecular orientation and density of vacuum- and solution-processed OLED films and their effects on light extraction and thermal stability (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama, Maki Shibata
  • 学会等名: 2015 MRS Spring Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Moscone West (San Francisco, US)
  • 年月日: 2015-04-06 – 2015-04-10
• [学会発表] Differences in molecular orientation and density of vacuum- and solution-processed OLED films and their effects on light extraction and thermal stability (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama, Maki Shibata
  • 学会等名: 2015 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: Moscone West, San Francisco, US
  • 年月日: 2015-04-06
  • 国際学会
• [学会発表] 低分子非晶質有機半導体薄膜の高次構造分析と有機EL･有機太陽電池への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横山大輔
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会（第29回若い世代の特別講演会）
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] スピンコート成膜条件による膜物性への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 有機EL討論会第19回例会
  • 発表場所: 沖縄県市町村自治会館（沖縄県那覇市）
  • 年月日: 2014-11-27 – 2014-11-28
• [学会発表] 非晶質有機半導体薄膜の異方性とその有機エレクトロニクスへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山大輔
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] 成膜法による有機EL材料の膜物性の違い (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] 分光エリプソメトリーによる非晶質有機半導体薄膜の屈折率・密度・分子配向の分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山大輔
  • 学会等名: 第10回偏光計測研究会
  • 発表場所: 物質・材料研究機構（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-09-01
  • 招待講演
• [学会発表] Differences between vacuum-deposited and spin-coated amorphous films of OLED materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama, Maki Shibata
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics 2014
  • 発表場所: San Diego Convention Center (San Diego, US)
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] 真空蒸着膜とスピンコート膜の密度と分子配向 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 有機EL討論会第18回例会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス（千葉県稲毛区）
  • 年月日: 2014-07-17 – 2014-07-18
• [学会発表] 有機EL材料の真空蒸着膜とスピンコート膜の絶対密度評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田真希、横山大輔
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会（2014年春季応用物理学会）
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス（神奈川県相模原市）
• [学会発表] Optical anisotropy and molecular orientation in amorphous organic semiconductor films (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama
  • 学会等名: The 6th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry (ICSE-VI)
  • 発表場所: 京都リサーチパーク（京都市）
  • 招待講演
• [学会発表] Fundamental properties of vacuum-deposited amorphous organic semiconductor films: density, molecular orientation, and refractive index (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics
  • 発表場所: San Diego Convention Center (San Diego, US)
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular states in amorphous organic semiconductor films used in OLEDs (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Yokoyama
  • 学会等名: EuroDisplay2013 (33rd International Display Research Conference)
  • 発表場所: Imperial College London (London, UK)
  • 招待講演
• [学会発表] X線反射率測定による非晶質有機半導体蒸着膜の質量密度分析と充填係数評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴田真希、鈴木早紀、村岡宏樹、小川智、横山大輔
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会（2013年秋季応用物理学会）
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府京田辺市）
• [学会発表] 有機EL中の分子配向と膜物性・デバイス特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横山大輔
  • 学会等名: 有機EL討論会第17回例会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟市）
• [学会発表] 非晶質有機半導体蒸着膜の密度分析と充填係数評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴田真希、鈴木早紀、村岡 宏樹、小川智、横山大輔
  • 学会等名: 有機EL討論会第17回例会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟市）
• [備考] 雑誌「化学と工業」2015年8月号 飛翔する若手研究者 横山大輔
  • URL: http://www.chemistry.or.jp/journal/doc/ci1508.pdf
• [備考] 第39回(2015年秋季)応用物理学会講演奨励賞 受賞者：酒井義也（指導学生）
  • URL: https://www.jsap.or.jp/activities/award/lecture/dai39kai.html
• [備考] 有機EL討論会第21回例会(2015年11月) 講演奨励賞 受賞者：酒井義也（指導学生）
  • URL: http://www.yuki-tohronkai.jp/prize-list.htm
• [備考] 屈折率制御・光伝搬制御 － 有機半導体デバイスの光学設計自由度の拡張へ
  • URL: http://dyoko.yz.yamagata-u.ac.jp/res7.html
• [備考] 屈折率制御・光伝搬制御 －有機半導体デバイスの光学設計自由度の拡張へ
  • URL: http://dyoko.yz.yamagata-u.ac.jp/res7.html
• [産業財産権] 有機電荷輸送層、有機ＥＬデバイス、有機半導体デバイス及び有機光電子デバイス (2015)
  • 発明者名: 横山大輔、鈴木泰隆、會田航
  • 権利者名: 横山大輔、鈴木泰隆、會田航
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-121641
  • 出願年月日: 2015-06-17