• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

全印刷方式によって作製された有機トランジスタの特性向上と集積回路応用

研究課題

研究課題/領域番号 25820134
研究機関山形大学

研究代表者

福田 憲二郎  山形大学, 理工学研究科, 助教 (40613766)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード有機トランジスタ / プリンテッドエレクトロニクス / フレキシブルエレクトロニクス / 有機半導体 / 集積回路
研究実績の概要

ソース・ドレイン電極及び有機半導体層を印刷方式により形成した有機トランジスタを作製した。チャネル長4 μmという微細な印刷型有機トランジスタの作製に成功した。さらにその電気的特性として、駆動電圧20 V、移動度1.2 cm2/Vs、オンオフ比10の5乗以上という目標値を達成するような特性を得ることに成功した。前年度までのトランジスタ作製条件の最適化をさらに進展させることによって、上記の良好な特性を実現することができた。
上記のトランジスタを集積化させ、インバータ回路を作製した。その動的特性から回路の応答速度を見積もったところ、8 kHzという値を得た。これは世界で報告されている印刷型有機集積回路の応答速度と比較しても極めて速い、良好な値である。さらにこの印刷方式によってさらに複雑な集積回路であるRS-フリップフロップの作製も行い、10 V駆動における良好な動作を実証した。
上記印刷型有機集積回路作製技術にさらなる高機能を付与することをめざし、超薄型・超柔軟なフィルム基板の上に全印刷方式によって有機集積回路を作製することにも成功した。厚みわずか1 μmという非常に薄いフィルム上に作製された有機集積回路は全体の重さが2 g/m2という驚くべき軽量性を有している。この超軽量有機トランジスタはガラスや100 μm厚のフィルム基板上に作製した素子と同様の良好な電気的特性を有していることを確認した。また、半径140 μmのワイヤに巻き付けた状態でも、50%に押しつぶした状態でも良好に駆動することを実証した。
以上で示された成果は、実生活のあらゆる場所・曲面に大面積・高性能な有機集積回路を実装可能であるということを示す重要な成果である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Control of threshold voltage in organic thin-film transistors by modifying gate electrode surface with MoOX aqueous solution and inverter circuit applications2015

    • 著者名/発表者名
      Rei Shiwaku, Yudai Yoshimura, Yasunori Takeda, Kenjiro Fukuda, Daisuke Kumaki, and Shizuo Tokito
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 ページ: 053301

    • DOI

      10.1063/1.4907317

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flip-flop logic circuit based on fully solution-processed organic thin film transistor devices with reduced variations in electrical performance2015

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Takeda, Yudai Yoshimura, Faiz Adi Ezarudin Bin Adib, Daisuke Kumaki, Kenjiro Fukuda, and Shizuo Tokito
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 ページ: 04DK03

    • DOI

      10.7567/JJAP.54.04DK03

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fully-printed high-performance organic thin-film transistors and circuitry on one-micron-thick polymer films2014

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Fukuda, Yasunori Takeda, Yudai Yoshimura, Rei Shiwaku, Lam Truc Tran, Tomohito Sekine, Makoto Mizukami, Daisuke Kumaki, and Shizuo Tokito
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 ページ: 4147

    • DOI

      10.1038/ncomms5147

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-speed operation in printed organic inverter circuits with short channel length2014

    • 著者名/発表者名
      Yudai Yoshimura, Yasunori Takeda, Kenjiro Fukuda, Daisuke Kumaki, and Shizuo Tokito
    • 雑誌名

      Organic Electronics

      巻: 15 ページ: 2696-2701

    • DOI

      10.1016/j.orgel.2014.08.001

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fully-printed and Ultraflexible Organic Integrated Circuits2015

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Fukuda
    • 学会等名
      BIT's Annual World Congress of Smart Materials-2015 (WCSM)
    • 発表場所
      Busan Exhibition & Convention Center (BEXCO), Republic of Korea
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 短チャネル・短コンタクト長全印刷型トランジスタ2015

    • 著者名/発表者名
      福田憲二郎, 岡本 朋子, 儘田 正史, 熊木 大介, 片山 嘉則, 時任 静士
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 神奈川県
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-14
  • [学会発表] 印刷型有機トランジスタの閾値電圧制御と回路応用2015

    • 著者名/発表者名
      塩飽 黎, 吉村 悠大, 竹田 泰典, 福田 貴, 福田憲二郎, 熊木 大介, 時任 静士
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 神奈川県
    • 年月日
      2015-03-12 – 2015-03-12
  • [学会発表] 強誘電性高分子層の熱処理温度による強誘電体ゲート有機薄膜トランジスタのメモリ特性改善2015

    • 著者名/発表者名
      菅野 亮, 関根 智仁, 福田憲二郎, 熊木 大介, 時任 静士
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス, 神奈川県
    • 年月日
      2015-03-12 – 2015-03-12
  • [学会発表] 超薄型フィルム上の大面積全印刷有機集積回路2015

    • 著者名/発表者名
      福田憲二郎
    • 学会等名
      ふくしまものづくり企業交流会
    • 発表場所
      コラッセふくしま, 福島県
    • 年月日
      2015-01-20 – 2015-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 全印刷型有機集積回路~高性能化、高均一化、軽量化への取り組み~2015

    • 著者名/発表者名
      福田憲二郎
    • 学会等名
      プリンテッド・江レクトニクス研究会 第4回研究会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京都
    • 年月日
      2015-01-16 – 2015-01-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 溶液プロセスによる有機TFTの閾値電圧制御およびインバータ回路応用2014

    • 著者名/発表者名
      塩飽黎, 吉村悠大, 竹田泰典, 福田憲二郎, 熊木大介, 時任静士
    • 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
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
  • [学会発表] 高分子フィルム上に形成する軽量・大面積有機集積回路2014

    • 著者名/発表者名
      福田憲二郎, 時任静士
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会大143回講演会
    • 発表場所
      山形大学工学部百周年記念会館, 山形県
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 印刷で作る柔らかな集積回路2014

    • 著者名/発表者名
      福田憲二郎, 時任静士
    • 学会等名
      平成26年度産学交流夏季セミナー
    • 発表場所
      伝国の杜, 山形県
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-28
    • 招待講演
  • [学会発表] インクジェット法を用いた全塗布型有機トランジスタの作製と集積回路応用2014

    • 著者名/発表者名
      竹田泰典, 小林 悠, Faiz Adi Ezarudin Bin Adib, 福田憲二郎・熊木大介, 時任静士
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子デバイス研究会(ED)
    • 発表場所
      山形大学工学部百周年記念会館, 山形県
    • 年月日
      2014-04-18 – 2014-04-18
  • [学会発表] ゲート電極表面処理による有機薄膜トランジスタの閾値電圧制御2014

    • 著者名/発表者名
      塩飽 黎, 吉村悠大, 福田憲二郎, 熊木大介, 時任静士
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子デバイス研究会(ED)
    • 発表場所
      山形大学工学部百周年記念会館, 山形県
    • 年月日
      2014-04-18 – 2014-04-18
  • [図書] 次世代プリンテッドエレクトロニクス技術2015

    • 著者名/発表者名
      時任静士、クレイ・シェパード、依田健志、永井大輔、渡辺静晴、板倉義雄、池上和志、山岡弘明、金村聖志、福田憲二郎、竹田泰典、石田敬雄、向田雅一、衛慶碩、桐原和大、佐野康、小林大介、谷理、関根智仁、熊木大介、他
    • 総ページ数
      274(うちp.92-100、 第3編第6章 有機集積回路執筆)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] 時任・熊木・福田研究室

    • URL

      http://tokitolabo.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html

  • [備考] ROEL 山形大学有機エレクトロニクス研究センター

    • URL

      http://organic.yz.yamagata-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi