研究課題
機能発現の主要な過程が分子構造、電子構造および分子間での相互作用に強く依存するという観点の下、ヘテロアトムの電子的効果や分子間相互作用を考慮し、種々の可溶性有機半導体を合成し、構造と物性の関係を調べた。これら新規化合物を活性層とする有機薄膜トランジスタを作製し、基礎物性を明らかにするとともに、高性能な新規材料を用いて相補型回路の作製やディスプレイへの応用まで行った。全ての有機半導体は、溶液プロセスによりデバイスが作製できる溶解度を持つように設計した。低分子化合物については、単結晶X線構造解析により分子構造や相互作用を調べ、量子科学計算法を組み合わせ実際のデバイス性能と比較を行うことで、構造と物性の詳細な議論を行った。複素環を有するルブレン類縁体は、ルブレンに比べ溶液中での安定性が向上し、また、ルブレンと異なり簡便な塗布法で作製したデバイスにおいても良好なホール移動度を示した。一方、n型有機半導体については、可溶化の新しい分子設計指針として、メタまたはオルト位に置換したトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基が有効であることを見出した。これらを用いた誘導体では、高い結晶性を維持しながら溶解性が大幅に向上する。結果として、一般的に用いられているパラトリフルオロメチル基を有する誘導体に匹敵する高い電子移動度を塗布型デバイスで達成した。また、強いアクセプタ性のベンゾビスチアジアゾールをコア骨格として組み合わせることで、塗布製膜可能な高移動度かつ大気安定な実用的材料の創出に成功した。
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