成果報告書詳細
管理番号20130000000824
タイトル平成21年度-平成24年度成果報告書 ナノテク・先端部材実用化研究開発 革新的な高性能有機トランジスタを用いた薄型ディスプレイ用マトリックスの開発
公開日2013/10/19
報告書年度2009 - 2012
委託先名国立大学法人大阪大学 ヤマナカヒューテック株式会社 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所 国立大学法人広島大学 日本化薬株式会社 株式会社クリスタージュ
プロジェクト番号P05023
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約高速動画応答かつ超薄型、軽量、フレキシビリティといった新たな付加価値を有する次世代ディスプレイを基幹情報家電機器として実用化するために、高性能で低コスト生産可能な駆動マトリックスを開発することを提案し、平成21年度より3年間のプロジェクト研究によって研究開発を実施した。新規有機半導体材料と溶液を塗布する際に有機半導体を結晶化する、新しい素子構成技術によって、真空プロセスフリーで生産性が格段に高く、しかも現行技術であるアモルファスシリコン薄膜トランジスタの性能を1桁以上も上回る革新的な高性能有機トランジスタを実現した。具体的に、「塗布結晶化」法によって、従来から目標とされていた10 cm2/Vsの移動度を有する印刷可能なデバイスがはじめて得られたことは、プリンテッドエレクトロニクスの重要技術として、注目を集めた。また、この手法を発展させて、数多くの有機トランジスタを任意の位置に配置する技術も確立し、実際に液晶ディスプレイ駆動にも成功した。即ち、従来より高速動画応答が可能な次世代のアクティブマトリックスを、塗布などの低温・低コストプロセスにより生産する技術を開発した。
英文要約In the present research program, we have developed high-performance solution-crystallized organic field-effect transistors (OFETs) and active-matrix panels based on the novel OFETs. We have achieved significant progresses in basic consideration of the solution-crystallizing conditions and further enhancement in the transistor performances, fabrication techniques of the transistor arrays and designing the active matrices, and fabrication of liquid-crystalline display panel.
Selection of organic semiconductor compounds, solvents, and concentration in the solution is investigated to optimize the condition to fabricate the high-performance solution-crystallized OFETs. Among several possibilities in the above selection, the use of C10-DNTT molecules and tetraline for the solution with the concentration of approximately 0.1 g/L was the best to prepare good-looking homogeneous crystalline films.
With the optimized fabrication processes, our state-of-the-art devices show mobility as high as 10 cm2/Vs, which is the highest among all solution-processed OFETs reported so far. In addition, significant improvement in their threshold is realized with the use of acceptor-treatment technique, which we developed ourselves.
Prototype transistor arrays are prepared with periodically arranged solid structures to initiate the crystal growth, so that the crystalline films grow only at the positions next to the structures.
Finally, designing the whole processes of fabricating liquid-crystal displays is is successfully demonstrate with the performance of our high-mobility OFETs, which exceeds that of amorphous silicon by almost an order of magnitude. Thereby, we have fabricated the first high-mobility solution-processed display panel. The result is highly reputed in the nanotech 2012 exhibition.
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