FC2ブログ

【抜粋記事】プリンテッドエレ実用化へ、液晶性を有機半導体に応用

日経テクノロジーオンライン
プリンテッドエレ実用化へ、液晶性を有機半導体に応用

Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image1.jpg

第64回応用物理学会春季学術講演会「プリンテッドエレクトロニクスにおける有機トランジスタの現状と課題」と題したシンポジウムから報告




本シンポジウムでは、材料、プロセス、デバイス応用の各分野の研究開発の現状の到達点、および研究開発を進める研究者自身が考える率直な現状認識と実用化に向けて取り組むべき課題について、それぞれの研究者が自らの立場で紹介


東京工業大学 未来産業技術研究所の半那純一氏、飯野裕明氏、臼井孝之氏、岡村寿氏が「有機FET用液晶性有機半導体の現状と実用化に向けた課題」と題して、招待講演


実用的なプリンテッドエレクトロニクス向け有機FET材料には、次の特性が求められる。
(a)高移動度(5cm2/Vs以上)
(b)有機溶媒に対する高い溶解度(0.5wt/v%以上)
(c)素子形成プロセスのための耐熱性(150℃以上)
(d)容易な成膜と膜の均一性・平坦性
(e)化学的安定性


分子設計の挑戦としては、高移動度化とプロセス適正が重要


低分子材料と高分子材料の比較


低分子材料の課題は成膜性と均一性にある。一方、高分子材料の課題は、合成および純度にあり、材料としての信頼性にある



Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image2.jpg
図2 低分子材料と高分子材料

単結晶材料と多結晶材料の比較



Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image3.jpg
図3 単結晶材料と多結晶材料

東工大の半那氏らの研究室では、液晶物質が自己組織的に凝集相を発現する新しい有機半導体(Self-organizing Molecular Semiconductor)として位置付け、そのデバイスへの展開を図る取り組みを長年にわたり推進


この数年、直近の応用を目指して、液晶物質の結晶薄膜をFETに応用する取り組みを展開


この液晶性の活用というコンセプトを最も有効に具現した有機トランジスタ材料が、Ph-BTBT-10に代表される高次スメクチック相を発現する液晶性有機FET材料



Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image4.jpg
図4 スメクチックE液晶相の電荷輸送とFET特性

液晶性の導入により、液晶物質の示す、(1)有機溶媒に対する高い溶解性、(2)分子配向制御の容易性、(3)液晶膜の活用による均一性・平坦性の改善、(4)粒界の制御と欠陥密度の低減により結晶性に優れた高品質な薄膜が作製できるという4つのメリットが得られる



Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image6.jpg
図6 高次配向秩序相の活用(1)

Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image7.jpg
図7 高次配向秩序相の活用(2)

Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image8.jpg
図8 高次配向秩序相の活用(3)

Organic_semiconductor_develop_ouyoubutsuri_image9.jpg
図9 2分子層構造への結晶相転移の活用

実用化に向けて残された課題は、以下の通り。

(a)Ph-BTBT系液晶性有機トランジスタ材料
 ・液晶性を活用したプロセス技術の開拓(低温化・パターニング)
 ・汎用電極材料の適用性(コンタクト抵抗の低減)
 ・FET特性の信頼性(バラつき、低電圧駆動、バイアスストレス耐性)
 ・個別の印刷手法との材料のすり合わせ
(b)n型液晶性有機FET材料の開発



当ブログ関連記事
【抜粋記事】有機TFTに必要なインクをパッケージ化、BASFの戦略
【抜粋記事】有機TFTを高速化、塗布型CNTをキャリア注入層へ
東大、指の力を加えるだけで電気伝導率が2倍になる有機物半導体を開発(追記)

    

関連記事
スポンサーサイト



この記事へのコメント

トラックバック

URL :

プロフィール

miyabi

  • Author:miyabi
  • 2013/1よりディスプレイ周りの技術情報を掲載。

    Twitter @deep2black
カレンダー
10 | 2020/11 | 12
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 - - - - -
最近の記事
タグリスト
カテゴリー
アーカイブ
リンク
人気記事
ブログ内検索
関連書籍
RSSフィード
Twitter