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2017 年度 実績報告書

液晶性を活用した薄膜作製技術による高分子有機トランジスタの高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 25286045
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

坂本 謙二  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (00222000)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード有機トランジスタ / 有機半導体 / 液晶性 / 光配向膜 / フロー・コーティング / 配向制御 / LB膜
研究実績の概要

液晶性高分子有機半導体pBTTTの配向誘起層として用いる、極薄Azo-PI光配向膜の究極の作製プロセスとしてLB法に着目した。昨年度末に納入されたLB膜作製装置を用いてAzo-PI LB膜の堆積プロセスを確立した。Azo-PAAの繰り返し単位に対して1:2のモル比でN,N-ジメチルヘキサデシルアミンを混合し、Azo-PAAアミン塩溶液を作製し、水面上に展開した。水温25℃において表面圧が15 mN/m以下のときZ膜が形成された。一方、25 mN/m以上では上昇時に加えて下降時にも堆積が起こった(Y-like膜)。膜厚制御にはZ膜が有利なので、表面圧15 mN/m でLB膜を堆積することにした。
ODTSで疎水化処理された基板の場合、第1層のみ下降時に堆積され、2層目以降は上昇時に堆積が起こった。従来のスピンコート法では、疎水性表面上にAzo-PAA膜を形成することは困難であった。LB法は疎水性基板上にAzo-PI膜を形成する有効な手法である。基板表面を疎水化することにより、LB膜堆積時に誘起されるAzo-PI膜の異方性の増大、光配向効率の向上が観測された。
フローコート法によって親水性基板上、5 MLのAzo-PI LB光配向膜上にpBTTT膜を形成し、液晶相温度で15分間アニール後、その分子配向の異方性を測定した。フローコート法のみ、Azo-PI LB光配向膜を併用した場合のpBTTT膜の吸収の二色比は、それぞれ1.5、4.5であった。フローコート条件を最適化することにより、更なる異方性の増大が期待される。
並行して、スクラッチマシンを設計・製作し、ゲート絶縁膜表面にナノスケールの溝構造を形成した。現在、pBTTTに対する溝構造表面の配向能を評価している。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Photoalignment behavior of polyimide containing azobenzene in the backbone structure treated with vapor of primary and tertiary alkylamines2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sakamoto, Kiyoaki Usami
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of polymeric organic semiconductor films on lyophobic gate insulator surfaces by self-assisted flow-coating2017

    • 著者名/発表者名
      Kirill Bulgarevich, 坂本謙二,三成剛生,安田剛,三木一司
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 異なる級のアルキルアミンで処理されたポリイミド光配向膜の分子配向2017

    • 著者名/発表者名
      坂本謙二,宇佐美清章
    • 学会等名
      2017年日本液晶学会討論会
  • [備考] NIMS Researchers Database

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/sakamoto_kenji

  • [備考] 物質・材料研究機構 機能性材料研究拠点半導体ナノ界面グループ

    • URL

      http://www.nims.go.jp/research/group/seminanointer/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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