Review
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特集 有機FETの新展開
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有機エレクトロニクスの発展を先導する有機FET
Organic FET as a Leader of Organic Electronics
吉野勝美 大阪大学大学院工学研究科電子工学専攻教授
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有機トランジスタの現状と課題
Progress and Subjects in the Field of Organic Transistors
渕上宏幸 三菱電機㈱ 先端技術総合研究所主席研究員
肥塚裕至 三菱電機㈱ 情報技術総合研究所所長
薄膜トランジスタを有機半導体で構築しようとする研究は, 1980年代に導電性高分子
および低分子有機化合物の応用·電気特性評価の中からスタートし, これまで長年にわたって実施されてきた。有機半導体の適用メリットは, Si半導体にはない革新的なプロセス
技術により低コストの素子および回路を構成できることにあるが, まだ解決すべき課題は
多い。本稿では, 有機トランジスタのデバイス特性および作製プロセスの観点からみた現
状と課題について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 電気特性からみた現状と課題
2.1 キャリア移動度
2.2 しきい値霞圧(Vth)シフト
2.3 ソース・ドレイン電極(S/D電極)とのコンタクト特性
3. プロセスからみた現状と課顆
3.1 微細加工技術
3.2 プラスチック基板への適用
4. おわりに
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有機トランジスタの材料特性の素子構造依存性
Device Structure Dependency of the Organic Transistor Performance
鎌田俊英 (独)産業技術総合研究所光技術研究部門 有機半導体デバイス研究グループ長
吉田学 (独)産業技術総合研究所光技術研究部門 研究員
優れた性能を有する有機トランジスタを得るためには, その活性層を構成する有機半導
体膜の品質制御が最重要課題の一つである。結晶性を示す有機材料は, 基本的に異方性を
有することから, 性能発現にも異方性が大きく影響する。本稿では, 材料の異方性の評価
とその素子構造依存性をわれわれが新たに開発した素子構造を用いながら検討した例などを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. トランジスタ構造と材料品質
3. 新型有機トランジスタ構造
3.1 有機トランジスタ用素子構造の設計
3.2 トップ&ボトムコンタクト構造
3.3 トップ&ボトムコンタクト構造と材料特性
4. おわりに
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フレキシブル有機EL ディスプレイ用有機TFT技術
Organic Thin Film Transistors for Flexible OLED Displays
井上陽司 日本放送協会 放送技術研究所
時任静士 日本放送協会 放送技術研究所 主任研究員
紙のように軽く, 丸めることのできるフレキシブルディスプレイの駆動素子として, 有
機薄膜トランジスタ(有機TFT) は注目されている。本稿では, フレキシブルディスプ
レイの駆動に必要なTFTの性能をもとに, 有機TFT による有機EL 素子駆動の課題と展
望について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. ディスプレイのアクティブ駆動回路
3. ディスプレイ駆動用TFTに求められる性能
4. 有機TFT の性能改善
4.1 チャネル長の微細化
4.2 ゲート絶縁膜の改善
5. リン光有機EL素子の駆動
6. おわりに
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インクジェット印刷法によるポリマー薄膜トランジスタの作製
Inkjet Printing of Polymer Thin Film Transistors
川瀬健夫 セイコーエプソン㈱ テクノロジープラットフォーム研究所 上席主任研究員
共役性ポリマーを半導体とする薄膜トランジスタ(TFT) を作製するのに, インクジェッ
ト法で導電性ポリマーを印刷して電極を形成した。絶縁体もポリマーを塗布して形成する
ので, 薄膜トランジスタを大気圧下で作ることができる。本稿では, 低エネルギー・低コ
ストプロセスで作製できる点が有機TFTの重要な特徴であること, インクジェット印刷
法が低コストパターニング方法として有効であることを議論するとともに, デバイスの試
作例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. インクジェット技術
3. ポリマーTFTのインクジェット印刷
3.1 デバイス作製方法
3.2 デバイスの特性
3.3 半導体のパターニング
4. ポリマーTFTを用いたデバイス
4.1 論理インバーター回路
4.2 アクティブマトリックス素子
5. おわりに
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有機トランジスタの化学センサー応用
Organic Transistor-based Chemical Sensors
染谷隆夫 東京大学 工学系研究科 量子相エレクトロニクス研究センター 助教授
有機トランジスタは, 化学センサーとしての優れた特性を兼ね備えている。本稿では,
有機トランジスタのガスセンサー応用において, グレインどうしの境界が重要な役割を果
たしていることを示す。さらに, 電極にコーティングを施すことによって, 有機トランジ
スタのコンダクタンスを水中で計測できることを示し, バイオセンサーヘ応用する可能性
について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. ガスセンサー応用
2.1 ガスセンサーの作製
2.2 電子顕微鏡による構造評価
2.3 ガスヘの応答
3. 有機トランジスタのバイオセンサー応用
3.1 有機トランジスタの水中での動作
3.2 水への応答
3.3 分析物への応答
3.4 微小流体路と有機トランジスタの集積化
4. おわりに
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今後の展望
Review of Recent Trend and Development
工藤一浩 千葉大学工学部電子機械工学科教授
有機トランジスタを実用化するためには, 動作性能の向上が課題となっている。この課
題を解決するために, 有機トランジスタの高性能化の研究が精力的に進められている。こ
こでは, 国内外で進められている有機トランジスタ研究の現状と表示デバイス, 情報タグ,
センサーなど, 期待されている応用分野と今後の展開について述べる。
【目次】
1. 有機トランジスタ実用化への課題
2. 今後期待される応用分野
2.1 惰報タグとプラスチックIC カード
2.2 表示デバイス
2.3 センサー応用
3. 今後の展開
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Material Report R&D
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単層カーボンナノチューブとイオン性液体からなるソフトマテリアル
Novel Soft Materials Composed of Single-Walled Carbon Nanotubes and Ionic Liquids
福島孝典 (独)科学技術振興機構ERATO 相田ナノ空間プロジェクトグループリーダー
カーボンナノチュープの有効なプロセッシング技術の開発は,この材料の特性を引き出
すためにも重要な課題である。本稿では最近筆者らが見いだした,単層カーボンナノチュー
プによるイオン性液体のゲル化という新規な現象について述べるとともに, この新しいソ
フトマテリアルの応用の一端を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. イオン性液体について
3. SWNT によるイオン性液体のゲル化
4. ゲル化機構について
5. ゲル化を利用したポリマー複合体の作製
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連載 SERIES 新しい機能材料としての繊維5
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最近話題の繊維
Fibers in the Recent News
村瀬繁満 東京農工大学工学部有機材料化学科客員教授
地球環境問題から, 生分解性ポリマーや植物を原料とした持続循環型ポリマーの開発が
行われ, 繊維の企業化も始まっている。ここでは代表的なポリ乳酸の分解性について述べ
る。またPETポトルのリサイクルの開発も進められ, さらに工業的に原料まで分解する
技術も確立された。最近生産開始されたPTT繊維についてもその特徴と研究例を紹介
する。
【目次】
1. 地球環境問題からみた合成繊維
1.1 生分解性繊維・環境循環型繊維
1.2 再生繊維
2. PTT繊維
3. おわりに
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機能材料連載講座
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因果化学からみる材料の機能性
Functionality of Materials based on Causality Chemistries
(第2回) 光化学反応の分子増幅
Molecular Amplification of Photochemical Reactions
市村國宏 東京理科大学総合研究所教授
因果化学の立場から感光材料を見直すと, 光化学反応とそれによって誘起される二次的
な熱化学的な反応や分子集合状態の変化が組み合わされることで, 増幅が起こっているこ
とがわかる。本稿では, フォトポリマー, 銀塩写真さらには液晶の光配向などといった
異種の光機能材料を取り上げ, 増幅は触媒増幅とトリガー増幅に分類できることを述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 一光子一反応と感光材料の感度
3. フォトポリマーにおける光化学反応と感度
4. フォトポリマーにおける分子増幅
5. 自己触媒的な分子増幅
6. 光反応性単分子膜による液晶配向変化
7. まとめ
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シリーズ開拓者 explorer file3
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感圧導電ゴム材料の開発
Material Development and Usage of the Pressure-conductive Rubber
金森克彦 PCR テクニカル代表
感圧導電ゴムあるいは塗料については現在いくつか商品化されている。本稿はそれらを
俯販的に紹介するものではなく,筆者が横浜ゴム在職中に開発したCSA と呼ぶ特定の感
圧導電ゴム材料と応用商品開発にかかわる私的“苦労話”であることを,まずお断りして
おきたい。また話題がきわめて限られたものであるため,本誌バックナンバー) と重複する部分があることをお許し願いたい。
導電ゴム
感圧導電ゴム
素子構造
開発物語
特集 有機FETの新展開
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有機エレクトロニクスの発展を先導する有機FET
Organic FET as a Leader of Organic Electronics
吉野勝美 大阪大学大学院工学研究科電子工学専攻教授
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有機トランジスタの現状と課題
Progress and Subjects in the Field of Organic Transistors
渕上宏幸 三菱電機㈱ 先端技術総合研究所主席研究員
肥塚裕至 三菱電機㈱ 情報技術総合研究所所長
薄膜トランジスタを有機半導体で構築しようとする研究は, 1980年代に導電性高分子
および低分子有機化合物の応用·電気特性評価の中からスタートし, これまで長年にわたって実施されてきた。有機半導体の適用メリットは, Si半導体にはない革新的なプロセス
技術により低コストの素子および回路を構成できることにあるが, まだ解決すべき課題は
多い。本稿では, 有機トランジスタのデバイス特性および作製プロセスの観点からみた現
状と課題について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 電気特性からみた現状と課題
2.1 キャリア移動度
2.2 しきい値霞圧(Vth)シフト
2.3 ソース・ドレイン電極(S/D電極)とのコンタクト特性
3. プロセスからみた現状と課顆
3.1 微細加工技術
3.2 プラスチック基板への適用
4. おわりに
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有機トランジスタの材料特性の素子構造依存性
Device Structure Dependency of the Organic Transistor Performance
鎌田俊英 (独)産業技術総合研究所光技術研究部門 有機半導体デバイス研究グループ長
吉田学 (独)産業技術総合研究所光技術研究部門 研究員
優れた性能を有する有機トランジスタを得るためには, その活性層を構成する有機半導
体膜の品質制御が最重要課題の一つである。結晶性を示す有機材料は, 基本的に異方性を
有することから, 性能発現にも異方性が大きく影響する。本稿では, 材料の異方性の評価
とその素子構造依存性をわれわれが新たに開発した素子構造を用いながら検討した例などを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. トランジスタ構造と材料品質
3. 新型有機トランジスタ構造
3.1 有機トランジスタ用素子構造の設計
3.2 トップ&ボトムコンタクト構造
3.3 トップ&ボトムコンタクト構造と材料特性
4. おわりに
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フレキシブル有機EL ディスプレイ用有機TFT技術
Organic Thin Film Transistors for Flexible OLED Displays
井上陽司 日本放送協会 放送技術研究所
時任静士 日本放送協会 放送技術研究所 主任研究員
紙のように軽く, 丸めることのできるフレキシブルディスプレイの駆動素子として, 有
機薄膜トランジスタ(有機TFT) は注目されている。本稿では, フレキシブルディスプ
レイの駆動に必要なTFTの性能をもとに, 有機TFT による有機EL 素子駆動の課題と展
望について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. ディスプレイのアクティブ駆動回路
3. ディスプレイ駆動用TFTに求められる性能
4. 有機TFT の性能改善
4.1 チャネル長の微細化
4.2 ゲート絶縁膜の改善
5. リン光有機EL素子の駆動
6. おわりに
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インクジェット印刷法によるポリマー薄膜トランジスタの作製
Inkjet Printing of Polymer Thin Film Transistors
川瀬健夫 セイコーエプソン㈱ テクノロジープラットフォーム研究所 上席主任研究員
共役性ポリマーを半導体とする薄膜トランジスタ(TFT) を作製するのに, インクジェッ
ト法で導電性ポリマーを印刷して電極を形成した。絶縁体もポリマーを塗布して形成する
ので, 薄膜トランジスタを大気圧下で作ることができる。本稿では, 低エネルギー・低コ
ストプロセスで作製できる点が有機TFTの重要な特徴であること, インクジェット印刷
法が低コストパターニング方法として有効であることを議論するとともに, デバイスの試
作例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. インクジェット技術
3. ポリマーTFTのインクジェット印刷
3.1 デバイス作製方法
3.2 デバイスの特性
3.3 半導体のパターニング
4. ポリマーTFTを用いたデバイス
4.1 論理インバーター回路
4.2 アクティブマトリックス素子
5. おわりに
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有機トランジスタの化学センサー応用
Organic Transistor-based Chemical Sensors
染谷隆夫 東京大学 工学系研究科 量子相エレクトロニクス研究センター 助教授
有機トランジスタは, 化学センサーとしての優れた特性を兼ね備えている。本稿では,
有機トランジスタのガスセンサー応用において, グレインどうしの境界が重要な役割を果
たしていることを示す。さらに, 電極にコーティングを施すことによって, 有機トランジ
スタのコンダクタンスを水中で計測できることを示し, バイオセンサーヘ応用する可能性
について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. ガスセンサー応用
2.1 ガスセンサーの作製
2.2 電子顕微鏡による構造評価
2.3 ガスヘの応答
3. 有機トランジスタのバイオセンサー応用
3.1 有機トランジスタの水中での動作
3.2 水への応答
3.3 分析物への応答
3.4 微小流体路と有機トランジスタの集積化
4. おわりに
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今後の展望
Review of Recent Trend and Development
工藤一浩 千葉大学工学部電子機械工学科教授
有機トランジスタを実用化するためには, 動作性能の向上が課題となっている。この課
題を解決するために, 有機トランジスタの高性能化の研究が精力的に進められている。こ
こでは, 国内外で進められている有機トランジスタ研究の現状と表示デバイス, 情報タグ,
センサーなど, 期待されている応用分野と今後の展開について述べる。
【目次】
1. 有機トランジスタ実用化への課題
2. 今後期待される応用分野
2.1 惰報タグとプラスチックIC カード
2.2 表示デバイス
2.3 センサー応用
3. 今後の展開
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Material Report R&D
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単層カーボンナノチューブとイオン性液体からなるソフトマテリアル
Novel Soft Materials Composed of Single-Walled Carbon Nanotubes and Ionic Liquids
福島孝典 (独)科学技術振興機構ERATO 相田ナノ空間プロジェクトグループリーダー
カーボンナノチュープの有効なプロセッシング技術の開発は,この材料の特性を引き出
すためにも重要な課題である。本稿では最近筆者らが見いだした,単層カーボンナノチュー
プによるイオン性液体のゲル化という新規な現象について述べるとともに, この新しいソ
フトマテリアルの応用の一端を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. イオン性液体について
3. SWNT によるイオン性液体のゲル化
4. ゲル化機構について
5. ゲル化を利用したポリマー複合体の作製
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連載 SERIES 新しい機能材料としての繊維5
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最近話題の繊維
Fibers in the Recent News
村瀬繁満 東京農工大学工学部有機材料化学科客員教授
地球環境問題から, 生分解性ポリマーや植物を原料とした持続循環型ポリマーの開発が
行われ, 繊維の企業化も始まっている。ここでは代表的なポリ乳酸の分解性について述べ
る。またPETポトルのリサイクルの開発も進められ, さらに工業的に原料まで分解する
技術も確立された。最近生産開始されたPTT繊維についてもその特徴と研究例を紹介
する。
【目次】
1. 地球環境問題からみた合成繊維
1.1 生分解性繊維・環境循環型繊維
1.2 再生繊維
2. PTT繊維
3. おわりに
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機能材料連載講座
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因果化学からみる材料の機能性
Functionality of Materials based on Causality Chemistries
(第2回) 光化学反応の分子増幅
Molecular Amplification of Photochemical Reactions
市村國宏 東京理科大学総合研究所教授
因果化学の立場から感光材料を見直すと, 光化学反応とそれによって誘起される二次的
な熱化学的な反応や分子集合状態の変化が組み合わされることで, 増幅が起こっているこ
とがわかる。本稿では, フォトポリマー, 銀塩写真さらには液晶の光配向などといった
異種の光機能材料を取り上げ, 増幅は触媒増幅とトリガー増幅に分類できることを述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 一光子一反応と感光材料の感度
3. フォトポリマーにおける光化学反応と感度
4. フォトポリマーにおける分子増幅
5. 自己触媒的な分子増幅
6. 光反応性単分子膜による液晶配向変化
7. まとめ
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シリーズ開拓者 explorer file3
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感圧導電ゴム材料の開発
Material Development and Usage of the Pressure-conductive Rubber
金森克彦 PCR テクニカル代表
感圧導電ゴムあるいは塗料については現在いくつか商品化されている。本稿はそれらを
俯販的に紹介するものではなく,筆者が横浜ゴム在職中に開発したCSA と呼ぶ特定の感
圧導電ゴム材料と応用商品開発にかかわる私的“苦労話”であることを,まずお断りして
おきたい。また話題がきわめて限られたものであるため,本誌バックナンバー) と重複する部分があることをお許し願いたい。
導電ゴム
感圧導電ゴム
素子構造
開発物語
