高性能有機デバイスを目指した超音波ホットプレス法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656008
• 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: 千葉大学
• 研究代表者: 工藤 一浩 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10195456)
• 研究分担者: 酒井 正俊 千葉大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60332219)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 無溶媒印刷プロセス / 超音波融着 / ラミネートプロセス / 薄膜トランジスタ / 有機半導体

研究概要

本研究では、超音波印加により有機薄膜デバイスの作製を行う新たな手法を開発した。フィルム基板間に有機半導体材料を設置し、超音波ウェルディング装置によって瞬間的・局所的に加熱・加圧を行うことによって基板、電極、ゲート絶縁膜を破壊することなく有機半導体を薄膜化する条件を見出した。また、作製した薄膜トランジスタは良好な電界効果トランジスタ特性を示し、有機半導体デバイスに適用できることを実証した。本方式は溶媒を必要としないグリーンな技術であり、耐熱温度の低いフィルムにも適用が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanical analysis of organic flexible devices by finite element calculation, Phys (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, Y. Yamazaki, S. Yamaguchi, J. Hayashi and K. Kudo
  • 雑誌名: Status Solidi A 巻: vol. 211, no. 4 ページ: 795-799
  • DOI: 10.1002/pssa.201330151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic thin-film transistor fabricated between flexible films by thermal lamination, Phys (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, T. Okamoto, Y. Yamazaki, J. Hayashi, S. Yamaguchi, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, Y. Sadamitsu, M. Hamada, and K. Kudo
  • 雑誌名: Status Solidi RRL 巻: vol.7 ページ: 1093-1096
  • DOI: 10.1002/pssr.201308118
  • 査読あり
• [雑誌論文] 溶融法を用いたフレキシブルデバイス作製法と力学的評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺知規,酒井正俊,海野周太,胡寧,工藤一浩,寧慧銘,井上敦夫,岡本樹宜,山崎陽太
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A編 巻: 79巻, 804号 ページ: 1137-1141
  • DOI: 10.1299/kikaia.79.1137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flexible organic field-effect transistor fabricated by thermal press process, Phys (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Inoue, T. Okamoto, M. Sakai, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, M. Nakamura, and K. Kudo
  • 雑誌名: Status Solidi A 巻: vol.210 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1002/pssa.201228776
  • 査読あり
• [学会発表] ラミネート法による有機薄膜トランジスタの形成とフレキシブル特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊
  • 学会等名: IDY2014-22映像情報メディア学会情報ディスプレイ研究会
  • 発表場所: 機械振興会館, 東京
  • 年月日: 2014-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of organic thin film transistor by thermal lamination process aiming at solvent-free printing (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, Y. Yamazaki, S. Yamaguchi, J. Hayashi, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, K. Kudo, Y. Sadamitsu, and M. Hamada
  • 学会等名: 2nd international symposium on Self-Organizing Molecular Semiconductors
  • 発表場所: 東工大, 東京, (Dev O-3)
  • 年月日: 2014-02-28
• [学会発表] Thermal Lamination Process as a Solvent-free Printing of Organic Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakai, Y. Yamazaki, S. Yamaguchi, J. Hayashi, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, K. Kudo, Y. Sadamitsu, M. Hamada
  • 学会等名: Poster Session M5.78, 2013 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston, USA, (M5.78)
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] ラミネートプロセスによるフレキシブル有機薄膜トランジスタの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊,岡本樹宜,山崎陽太,山口祥平,林潤郎,國吉繁一,山内博,工藤一浩,貞光雄一,濱田雅裕
  • 学会等名: 薄膜デバイス研究会
  • 発表場所: 龍谷大学アバンティ京都ホール, 京都
  • 年月日: 2013-10-31
• [学会発表] Flexible Organic Field-effect Transistors Fabricated by Thermal Lamination (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamaguchi, Y. Yamazaki, J. Hayashi, M. Sakai, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, K. Kudo, Y. Sadamitsu and M. Hamada
  • 学会等名: Extended Abstracts of the 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, 福岡, (N-3-4)
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Mechanical Effect of Bending on Flexible Transistors Calculated by Finite Element Calculation (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, T. Okamoto, Y. Yamazaki, S. Yamaguchi, J. Hayashi and K. Kudo
  • 学会等名: Extended Abstracts of the 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, 福岡, (N-1-6)
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 分子機能を引き出すデバイス構造とプロセス技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 工藤一浩,酒井正俊
  • 学会等名: 第74回応用物理学会学術講演会シンポジウム
  • 発表場所: 同志社大, 京都府京田辺市, (講演予稿集), (16p-C7-10)
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] Step-Edge Vertical Channel Organic Field-Effect Transistors Fabricated by Printing Methods (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, D. Aino, T. Hashizume, H. Yamauchi, S. Kuniyoshi, M. Sakai
  • 学会等名: The 11th China-Japan Joint Symposium on Conduction and Photoconduction in Organic Solids and Related Phenomena
  • 発表場所: Changchun, China, (Program)
  • 年月日: 2013-09-02
• [学会発表] ラミネートプロセスを適用した熱プレス法によるフレキシブルC8-BTBT FETの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口祥平,岡本樹宜,山崎陽太,林潤郎,酒井正俊,山内博,国吉繁一,貞光雄一,濱田雅裕,工藤一浩
  • 学会等名: 有機エレクトロニクス研究討論会
  • 発表場所: トキ交流会館:新潟
  • 年月日: 2013-07-05
• [学会発表] 有限要素解析による有機トランジスタのフレキシブル特性予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊,山崎陽太,山口祥平,林潤郎,工藤一浩
  • 学会等名: 電子情報通信学会, 有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機械振興会館:東京, (信学技報, vol. 113, no. 98, EMD2013-10, OME2013-33)
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] Development of Thermal Press Method as a Solvent-Free Printing Process (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, Y. Yamazaki, S. Yamaguchi, J. Hayashi, T. Okamoto, H. Yamauchi, K. Kuniyoshi, Y. Sadamitsu, M. Hamada and K. Kudo
  • 学会等名: 1th International Symposium on Functionalπ-electron systems (Fπ-11)
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2013-06-04
• [学会発表] 無溶媒印刷プロセスを目指した熱プレス法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊,岡本樹宜,山崎陽太,山口祥平,林潤郎,國吉繁一,山内博,工藤一浩,光雄一,濱田雅裕
  • 学会等名: 電子情報通信学会シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜大学, 岐阜県
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] Solvent-Free Printing of Flexible Organic Thin Film Transistors by Thermal Press Method (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, T. Okamoto, Y. Yamazaki, J. Hayashi, S. Yamaguchi, H. Yamauchi, S. Kuniyoshi, K. Kudo, Y. Sadamitsu, and M. Hamada
  • 学会等名: International TFT Conference 2013
  • 発表場所: 東大, 東京
  • 年月日: 2013-03-01
• [学会発表] Mechanical Analysis of Flexible Devices by the Finite Element Calculation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, T. Okamoto, Y. Yamazaki, S. Yamaguchi, J. Hayashi and K. Kudo
  • 学会等名: 10th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場, 兵庫県
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] Flexible C8-BTBT Field Effect Transistors Fabricated by Thermal Press Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamazaki, T. Okamoto, J. Hayashi, S. Yamaguchi, M. Sakai, S. Kuniyoshi, H. Yamauchi, K. Kudo, Y. Sadamitsu and M. Hamada
  • 学会等名: 10th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場, 兵庫県
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] Thermal press crystallization of organic materials and its application to flexible electronic devices (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, M. Sakai, T. Okamoto, H. Yamauchi, S. Kuniyoshi
  • 学会等名: 12th International Discussion & Conference on Nano Interface Controlled Electronic Devices
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] Laminated Sheet Organic Field-Effect Transistors Fabricated by Thermal Press Methods (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, A. Inoue, T. Okamoto, Y. Yamazaki, H. Yamauchi, S. Kuniyoshi, M. Nakamura K. Kudo, T. Watanabe, S. Unno and N. Hu
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 京都国際会館, 京都府
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] 熱プレス法による2次元閉じ込め下の極薄結晶成長 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井正俊,井上敦夫,岡本樹宜,山崎陽太,山内博,国吉繁一,中村雅一,工藤一浩
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学, 松山大学, 愛媛県
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Thermal Press Crystallization of Organic Materials; Crystal Growth and Application for Flexible Sheet Electronics (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, A. Inoue, T. Okamoto, Y. Joho, H. Yamauchi, S. Kuniyoshi, M. Nakamura and K. Kudo
  • 学会等名: International Conference on Synthetic Metals 2012
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Laminated Plastic Card Transistors Fabricated by Thermal Press Processes (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakai, A. Inoue, T. Okamoto, Y. Yamazaki, H. Yamauchi, S. Kuniyoshi and K. Kudo
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Organic Molecular Electronics
  • 発表場所: 武蔵野市, 東京都
  • 年月日: 2012-06-07
• [備考]
  • URL: http://mole.te.chiba-u.jp/
• [産業財産権] 有機薄膜の形成方法及び有機半導体デバイスの製造方法並びにそれらによるフレキシブル有機半導体デバイス (2014)
  • 発明者名: 酒井正俊, 工藤一浩, 貞光雄一, 濱田雅裕
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2014/055993, 基礎出願:特願2013-045255(PI12-048)
  • 出願年月日: 2014-03-07
  • 外国
• [産業財産権] 有機薄膜の形成方法及び有機半導体デバイスの製造方法並びにそれらからなるフレキシブル有機半導体デバイス (2014)
  • 発明者名: 酒井正俊, 工藤一浩, 貞光雄一, 濱田雅裕
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-045255号
  • 出願年月日: 2014-03-07