有機半導体の電界移動界面の機能とデバイスの開発

有机半导体场传递界面的功能和器件开发

• 批准号: 12J04319
• 负责人: 中山 健吾
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J04319/
• 关键词: 有機トランジスタ; ウェットエッチ法; トップコンタクト電極; 有機半導体; 電荷移動; 短チャネル長; 遮断周波数; 接触抵抗

有機半導体は、次世代のフレキシブルエレクトロニクスを低コストで実現する材料として近年注目されており、最近では、10cm^<2>/Vsを超える高いキャリア移動度が報告されてきている。有機トランジスタの応用を考えた場合、回路網を構築するために多数のトランジスタを組み合わせる必要があるため、高い移動度を損なわずに素子同士を結線する配線技術が求められる。前回、有機半導体材料と金エッチング剤の電気化学的なエネルギー関係に着目し、金よりもイオン化ポテンシャルが大きいp型有機半導体材料に対し、ウェットエッチ法を適用して任意のトップコンタクト型電極を作製できることを見出したが、今年度は、さらに応用面展開を見据えた研究を進めた。まず、P型材料よりもイオン化ポテンシャルが大きいペリレン系n型半導体材料に対しても同様のプロセスが適用可能であることを予測し, 実際に、1cm^2/Vs程度の高い電子移動度及び105程度の高いオン・オフ比を示すn型有機トランジスタを作製することによって確認した。その結果, p型とn型を組み合わせたCMOS回路が構成可能となったため、基本となる演算素子であるNOT、NOR、NANDゲートの作製まで行い、真理値表を満たした正しい論理演算が実現されることを確認した。また、ウェットエッチ法のその他の応用例として、液晶ディスプレイを駆動するための有機アクティブマトリクスの開発を行った。実際の画素中に組み込まれたp型有機トランジスタの移動度は、3cm^2/Vs程度であったが、これは通常用いられるアモルファスシリコンに比べて数倍程度高い値であり、作製した液晶ディスプレイは最大で8倍速もの高速駆動が可能であった。以上のように、ウェットエッチ法によって作製された有機トランジスタは、集積回路やアクティブマトリクス素子などに応用するのに極めて有用であることが明らかとなった。

Organic semiconductor は, next generation の フ レ キ シ ブ ル エ レ ク ト ロ ニ ク ス を low コ ス ト で be presently す る material と し て in recent years, attention さ れ て お り, recently で は, 10 cm ^ < 2 > / Vs を super え る high い キ ャ リ ア mobile degrees が report さ れ て き て い る. Organic ト ラ ン ジ ス タ の 応 tested え in を た occasions, back to the road network を build す る た め に most の ト ラ ン ジ ス タ を group み close わ せ る necessary が あ る た め, high degree of い mobile を damage な わ ず に element child with "を connection す る wiring technology が o め ら れ る. Back before, organic semiconductor materials と gold エ ッ チ ン グ tonic の electric 気 chemical な エ ネ ル ギ ー masato に the mesh し, gold よ り も イ オ ン change ポ テ ン シ ャ ル が big き い p-type organic semiconductor materials に し, seaborne ウ ェ ッ ト エ ッ チ を applicable し て arbitrary の ト ッ プ コ ン タ ク ト type electrode を cropping で き る こ と を shows し た が, our は, さ ら に 応 use To expand on を, see えた research を to めた. ま ず, p-type material よ り も イ オ ン change ポ テ ン シ ャ ル が big き い ペ リ レ ン is n-type semiconductor materials に し seaborne て も with others の プ ロ セ ス が may apply で あ る こ と し を to test, Be interstate に, high degree of 1 cm ^ 2 / Vs の い electronic mobile degree and 105 degree high の い び オ ン · オ フ than を す indicated n type organic ト ラ ン ジ ス タ を cropping す る こ と に よ っ て confirm し た. そ の results, p type と n-type を group み close わ せ た が CMOS circuit composition may と な っ た た め, basic と な る calculus element child で あ る NOT, NOR and NAND ゲ ー ト の cropping ま で い, truth numerical table を against た し た is し い logical calculus が be presently さ れ る こ と を confirm し た. ま た, ウ ェ ッ ト エ ッ チ method の そ の he の 応 cases と し て, LCD デ ィ ス プ レ イ を 駆 dynamic す る た め の organic ア ク テ ィ ブ マ ト リ ク ス の open 発 を line っ た. Be に group in the の pixels み 込 ま れ た p-type organic ト ラ ン ジ ス タ の mobile は, 3 cm ^ 2 / Vs で あ っ た が, こ れ は usually use い ら れ る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン に than べ て high degree of several times on い numerical で あ り, cropping し た LCD デ ィ ス プ レ イ は biggest で eight times speed も の high-speed 駆 still が might で あ っ た. Above の よ う に, ウ ェ ッ ト エ ッ チ method に よ っ て cropping さ れ た organic ト ラ ン ジ ス タ は, integrated circuit や ア ク テ ィ ブ マ ト リ ク ス element child な ど に 応 with す る の に extremely め て useful で あ る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

High-Mobility Organic Transistors with Wet-Etch-Patterned Top Electrodes: A Novel Patterning Method for Fine-Pitch Integration of Organic Devices

• DOI: 10.1002/admi.201300124
• 发表时间: 2014-08-01
• 期刊: ADVANCED MATERIALS INTERFACES
• 影响因子: 5.4
• 作者: Nakayama, K.;Uno, M.;Takeya, J.
• 通讯作者: Takeya, J.