超臨界溶体急速膨張法による有機薄膜創製技術の汎用性強化と薄膜自由設計手法の開発

使用超临界溶液快速膨胀法的有机薄膜制造技术的通用性的增强和自由薄膜设计方法的发展

• 批准号: 13J10242
• 负责人: 藤井 竜也
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10242/
• 关键词: RESS; organic thin films; 超臨界二酸化炭素; 超臨界溶体急速膨張法; 有機半導体薄膜

近年，次世代の半導体素子として，有機エレクトロニクスデバイス（有機薄膜太陽電池，有機EL，有機薄膜トランジスタ）が注目を集めている．これらのデバイスの量産化には，高性能の有機半導体薄膜を低コストで製造する必要がある．しかし，現在広く検討されている液体有機溶媒を用いた手法では，溶質・溶媒・下層選択の制約や液体の残留などによって，高い導電特性を有する薄膜を作成することが困難である．そこで，本研究では，新規な有機半導体薄膜作製手法として超臨界溶体急速膨張法による薄膜作成を提案した．超臨界溶体急速膨張法とは，薄膜材料を溶解した超臨界二酸化炭素（高温高圧状態の二酸化炭素）を微細なノズルを介して基板に対して噴射し，超臨界溶体を急速膨張させることで，溶解した薄膜原料を基板上に薄膜として析出させる薄膜作製手法である．当該年度では，本手法によって得られる薄膜の導電特性を評価することで，得られる薄膜の有機エレクトロニクスへの適用可能性を検討した．その結果，本手法によって作製されたテトラセン薄膜およびTIPS-ペンタセン薄膜が，トランジスタ特性を示すことが示された．したがって，本手法によって作製される薄膜が有機エレクトロニクスデバイスに適用可能であることが判明した．ただし，得られた電界効果移動度は，溶液塗布や蒸着によって作製される薄膜よりも小さく，本法で得られた薄膜が，多数の結晶グレインから形成された多結晶膜である可能性が示唆された．そこで，今後は製膜条件の最適化を行い，得られる薄膜の高性能化が可能か検討する必要がある．

In recent years, next-generation semiconductor elements, organic thin films (organic thin film solar cells, organic EL, organic thin films) have attracted much attention. The mass production of high-performance organic semiconductor thin films is necessary. It is difficult to make thin films with high conductivity by using methods such as solute, solvent and lower layer selection to restrict the residue of liquid. In this study, a new method for preparing organic semiconductor thin films by supercritical solution rapid expansion was proposed. Supercritical solution rapid expansion method and thin film material dissolution, supercritical diacidified carbon (high temperature and high pressure state of diacidified carbon), fine medium for substrate injection, supercritical solution rapid expansion, dissolution, thin film material on substrate, thin film deposition, thin film manufacturing method. In this year, the conductivity characteristics of thin films obtained by this method are evaluated, and the applicability of organic conductivity characteristics of thin films obtained by this method is discussed. As a result, this method is used to prepare thin films and TIPS thin films, and to demonstrate their properties. This method is suitable for the production of thin films. In this method, a thin film is obtained, and a plurality of crystalline films are formed. In the future, it is necessary to optimize the film formation conditions and obtain high performance films.

项目成果

二酸化炭素を利用した超臨界溶体急速膨張法による有機デバイス用薄膜の創製と性能評価

使用二氧化碳超临界溶液快速膨胀法制备有机器件薄膜并进行性能评估

• 发表时间: 2015
• 作者: Hiroaki Kito;Hisao Yamamura;Yoshiaki Suzuki;Susumu Ohya;Kiyofumi Asai;Yuji Imaizumi;内田 博久，高橋 佑汰，藤井 竜也
• 通讯作者: 内田 博久，高橋 佑汰，藤井 竜也