溶液塗布による有機半導体配向膜の新規作製手法および発光素子の高機能化に関する研究

溶液涂布有机半导体取向膜新方法及发光器件高功能化研究

• 批准号: 13J00082
• 负责人: 東 卓也
• 金额: $ 2.3万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00082/
• 关键词: 有機半導体; 配向膜; 液晶; フタロシアニン; 結晶成長; 薄膜トランジスタ; 溶液プロセス; 分子配向

半導体層に有機物を用いた有機薄膜トランジスタは、真空蒸着あるいは溶液塗布といった多様な作製プロセスを活かした電子素子の軽量化、低コスト化が図れる反面、半導体層のキャリア移動度は無機物と比較して低く、素子特性を律速している。本研究においては、溶液塗布手法を工夫した分子配向制御および結晶性向上による、薄膜中のキャリア移動度の向上を目的としている。本年度は、結晶多形を示す有機半導体の薄膜への溶媒蒸気処理による、薄膜中の結晶性の向上や電気特性の変化について重点的に検討を行った。フタロシアニン誘導体1,4,8,11,15,18,22,25-octahexylphthalocyanine(C6PcH2)は高い可溶性や両極性のキャリア移動度を示す一方で、スピンコート法による多結晶薄膜中においては結晶粒界によってキャリア移動度が律速されており、薄膜中の結晶性の向上がデバイス応用に向けた課題である。有機半導体薄膜に対する溶媒蒸気処理は、薄膜中の結晶性の改善を目的として広く用いられることから、C6PcH2薄膜に対する溶媒蒸気処理効果に着目し、薄膜中の結晶性に対する影響を検討した。C6PcH2薄膜に対する顕微観察により、溶媒雰囲気下の薄膜中において、針状の結晶と板状の結晶とが共存し、板状結晶が徐々に成長することが明らかになった。このことから、溶媒雰囲気下のC6PcH2薄膜における単結晶成長が示唆された。また、C6PcH2のヘキサゴナルカラムナー構造に由来する薄膜のX線回折ピークに着目すると、溶媒蒸気処理によって先鋭化するとともに、回折面間隔が1.8 nmから2.0 nmへと変化していることが明らかになった。以上の結果より、溶媒蒸気処理によってC6PcH2の結晶多形であるα相からβ相への変化、またβ相の単結晶薄膜成長を明らかにした。これらの成果は、溶液塗布を用いた簡便なプロセスによる半導体デバイスの向上に有用である。

Organic thin films for semiconductor layers are prepared by vacuum evaporation, solution coating, electron quantization, and low temperature crystallization. Inorganic thin films are prepared by vacuum evaporation, solution coating, and high temperature crystallization. In this study, the solution coating method was used to control the molecular alignment and crystallinity, and the film mobility was used to control the molecular alignment and crystallinity. This year, the solvent vapor treatment of organic semiconductor thin films with crystalline polymorphism and the change of crystalline and electrical properties in thin films were discussed. 1, 4, 8, 11, 15, 18, 22, 25-octahexylphthalanine (C6PcH2) has high solubility, high polarity and high mobility. The effect of solvent vapor treatment on the crystallinity of organic semiconductor thin films was investigated. When the C6PcH2 thin film is observed microscopically, it is clear that needle-like crystals and plate-like crystals coexist in the film under solvent atmosphere, and plate-like crystals grow slowly. C6PcH2 thin films grown under solvent conditions were investigated. C6PcH2 is a thin film with X-ray reflection surface, solvent evaporation treatment, sharpening surface, reflection surface spacing of 1.8 nm, 2.0 nm, and so on. As a result, the solvent evaporation treatment resulted in the crystallization of C6PcH2, the transformation of α-phase and β-phase, and the growth of single crystalline films. The results of this study are simple and useful for solution coating.

项目成果

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Polymer Blend Effects on Mesogenic Phthalocyanine Films Fabricated by Heated Spin-Coating Method

聚合物共混物对热旋涂法制备介晶酞菁薄膜的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Takuya Higashi;Mihary Fiderana Ramananarivo;Masashi Ohmori;Hiroyuki Yoshida;Akihiko Fujii and Masanori Ozaki
• 通讯作者: Akihiko Fujii and Masanori Ozaki

Fabrication and Optical Anisotropy of Non-Peripheral Octahexylphthalocyanine Films with Large Mono-Domain

大单畴非外围八己基酞菁薄膜的制备及其光学各向异性

• 发表时间: 2014
• 作者: T. Higashi;M. Ohmori;M. F. Ramananarivo;H.Yoshida;A. Fujii and M. Ozaki
• 通讯作者: A. Fujii and M. Ozaki

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Macroscopically Aligned Molecular Stacking Structures in Mesogenic Phthalocyanine Derivative Films Fabricated by Heated Spin-coating Method

热旋涂法制备介晶酞菁衍生物薄膜的宏观排列分子堆叠结构

• DOI: 10.1016/j.tsf.2015.09.051
• 发表时间: 2015
• 期刊: Thin Solid Films
• 影响因子: 2.1
• 作者: Takuya Higashi;Mihary Fiderana Ramananarivo;Masashi Ohmori;Hiroyuki Yoshida;Akihiko Fujii and Masanori Ozaki;Takuya Higashi
• 通讯作者: Takuya Higashi