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2017 年度 実績報告書

フレキシブル有機半導体の屈曲性改善と評価手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K05777
研究機関津山工業高等専門学校

研究代表者

小林 敏郎  津山工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (70563865)

研究分担者 岡田 真  兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教 (60637065)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード有機EL / 有機半導体 / 設計工学 / 薄膜 / 割れ / 剥離 / 屈曲性 / 温度依存
研究実績の概要

本研究では、(a) 発光あるいは動作させながら歪を加えて素子性能を測定する性能評価手法(装置、試験片形状、温度依存性)の確立、(b)ナノインデンターを用いた変形特性(応力-歪線図)の測定において、塗布タイプの高分子系有機EL材料や有機トランジスターへの展開、を目指している。
H27年度は,世界で初めて,有機半導体用高分子薄膜の割れ発生限界歪みの温度依存性について検討し、常温より54℃で割れ難い材料(Alq3)と、割れ易い材料(PVK(塗布タイプ)、NPD、spiro-NPD)があることを示した。また、割れの形態が常温での単線型から54℃では分岐型となったものがあり、これまで報告がなく、また予想されなかった結果であったため、超音波顕微鏡を用いた解析などにより、薄膜の割れに加え、密着力に起因する剥離を交えた損傷メカニズムを提案した。H28年度は、発光あるいは動作させながら歪を加えて素子性能を測定する性能評価手法を検討し、金属電極は十分な屈曲性を有すると考えられてきたが、真空蒸着で有機薄膜の上に形成された金属薄膜は比較的容易に割れが発生することを明らかにし、H29年度の競争的資金「電源立地特別交付事業」を獲得して詳細解析を行った。
H29年度は、薄膜の剥離を交えた損傷メカニズムを検討するとともに、未着手であった塗布タイプの高分子系有機EL材料についてナノインデンターを用いた変形特性(応力-歪線図)の把握を、世界に先駆けて実施し、それらの良好な割れ性は、軟らかく良好な延性に起因する可能性が高いことを示した。
なお、これら一連の研究成果より、有機半導体素子の割れ性と密着性に着目した研究テーマ「フレキシブル有機半導体素子の剥離損傷防止技術および評価・設計手法の確立」が、H30年度からの科研費Cで採択され、引き続きフレキシブル有機半導体の屈曲性改善と評価・設計手法構築に取り組むこととなった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Measuring Temperature Dependence of Critical Cracking Strain of Thin Films for Organic Light Emitting Diode2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, M. Munkhtsog, Y. Utsumi, H. Kanematsu and T. Masuda
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: Vol.2 ページ: pp.128-133

    • DOI

      https://doi.org/10.11395/aem.2.0_128

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Ductility of Thin Films Constituting Organic Light Emitting Diodes2017

    • 著者名/発表者名
      〇T. Kobayashi, M. Munkhtsog, Y. Utsumi, H. Kanematsu, and T. Masuda
    • 学会等名
      33rd European Conference on Surface Science (ECOSS-33) 27Aug.-1Sep 2017, Szeged, Hungary
    • 国際学会
  • [学会発表] Delamination of organic and metal thin films on PEN substrate2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi and 〇H. Okita
    • 学会等名
      The Irago Conference 2017, 01-02, Nov.2017, Tokyo, Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機半導体薄膜の引張試験時の圧縮歪に起因する座屈剥離現象2017

    • 著者名/発表者名
      〇小林敏郎, 岡田真,内海裕一, 兼松秀行, 枡田剛
    • 学会等名
      有機EL討論会第24回例会,2017年6月,NHK放送技術研究所,東京

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公開日: 2018-12-17  

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