フレキシブルディスプレイの高機能化に向けた有機トランジスタ研究

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本研究では、Leeがこれまでに蓄積してきた高信頼性の有機トランジスタを活用し、さらに染谷研究室における集積化技術と融合して、フレキシブルディスプレイを高機能化、高安定化するための基盤技術を開発することを目的としている。染谷研究室は、シート型のアクチュエータやセンサを作製するための研究設備と技術ノウハウを有する世界でもユニークな研究を展開している。Leeが取り組む研究では、これらの技術をフレキシブルディスプレイと融合することによって、次世代の高機能シート型ディスプレイの実現を目指す計画である。Leeは、染谷研究室における集積化技術と融合して、フレキシブルディスプレイを高機能化するための基盤技術を開発することを目的とし、有機トランジスタの信頼性試験に取り組んできた。本年度は、大面積フレキシブル基板と整合する低電圧駆動できる有機トランジスタの作製プロセス開発を行った。たとえば、代表的なディスプレイ素子である有機ELなどの発光素子や、カーボンナノチューブを用いた新しいアクチュエーターと有機トランジスタを接続して大面積デバイスを作製する際に、EL素子やアクチュエータの駆動電圧が2～10Vであるのに対して、有機トランジスタの駆動電圧は、60V以上と高く、これらの素子との直接接続は容易ではない。染谷研究室では、昨年度、自己組織化単分子膜をゲート絶縁膜に用いることで、ゲート絶縁膜を数ナノメートルオーダまで薄膜化して、2～3Vで駆動できる有機トフンジスタに成功している。本年度、Leeは、この低電圧駆動できる有機トランジスタの作成プロセス条件の最適化を行い、アルミ電極のプラズマ酸化時の酸素濃度がトランジスタの性能に大きな効果があることを突き止めた。このプロセスを中心に、有機EL素子を直接駆動できるレベルの信頼性の高い有機トランジスタの製造プロセスの開発を行ってきた。さらに、有機トランジスタの本質的な問題とされている大気中での安定性や通電時の安定性を精査し、より信頼性の高い自己組織化材料、およびそのプロセスを開拓してきた。上記の研究を進め、本研究の目的である「フレキシブルディスプレイの高機能化に向けた有機トランジスタ研究」をまとめあげた。