ディスプレイの全印刷製造に向けた低電圧・安定駆動有機トランジスタアレイの開発

开发用于显示器全印刷制造的低压稳定驱动有机晶体管阵列

基本信息

批准号：
20J10479
负责人：
北原暁
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10479/
关键词：
有機半導体薄膜トランジスタ塗布型デバイス低電圧駆動

项目摘要

常温・常圧の塗布による半導体層形成プロセスに基づき、高移動度・高急峻スイッチングを両立した有機半導体デバイスの実現をおもな目標とした。そこで、結晶性・自己集合性に優れた非対称置換棒状低分子材料（Ph-BTNT-Cn）を、スイッチング急峻化に有利な高撥液ゲート絶縁層上へ塗布製膜するための新たな手法を開発した。ここでは、親液性の電極をガイドとして高撥液絶縁層上に配し、半導体溶液の表面張力が低減される機構を導入することにより、高均質な結晶薄膜を高撥液絶縁層Cytop上へ直接塗布することに世界で初めて成功した。Cytop絶縁層・塗布結晶膜の積層構造を用いて薄膜トランジスタを作製したところ、2 V以下での低電圧オンオフ特性、理論限界に迫る高急峻スイッチング（SS値 0.067 V dec－1）、電圧印加履歴の抑制、高移動度（5 cm2 V－1 s－1）等、優れた低電圧駆動特性が同時に得られた。SS値は室温での下限値が0.060 V dec－1と導かれるため、Cytop・塗布結晶膜により得られるSS値は、理論最小値に匹敵している。この急峻SS値は、高撥液・不活性なCytop絶縁層と高品質な分子性結晶でキャリア輸送界面を構築することにより、キャリア輸送を阻害するトラップが著しく抑制された結果であると考えられる。さらに、Cytop上にU字型電極を印刷形成し、その上に結晶膜を塗布することで全塗布TFTの構築を行った。この真空・高温装置を一切用いない全塗布工程により、低電圧駆動・急峻スイッチング・高移動度を同時に得ることに成功した。

基于使用正常温度和压力涂层的半导体层形成过程，主要目标是实现一种有机半导体装置，该设备既可以实现高迁移率和高锋利的开关。因此，已经开发了一种新方法，用于涂层和形成不对称取代的棒状低分子量材料（pH-BTNT-CN），具有出色的结晶度和自组装特性，并在高度液体固定的栅极绝缘层上，这对于快速开关是有利的。在这里，通过将冻干电极作为指导在高度液体的绝缘层上，这种机制可降低半导体溶液的表面张力，它是世界上第一个成功地将高度均匀的结晶薄膜直接应用于高度液体液体纤维素的绝缘层。 When a thin film transistor was fabricated using a laminated structure of a Cytop insulating layer and coated crystal film, excellent low-voltage driving characteristics were simultaneously obtained, such as low-voltage on/off characteristics at 2 V or less, high steep switching approaching the theoretical limit (SS value: 0.067 V dec-1), suppressing voltage application history, and high mobility (5 cm2 V-1 s-1).室温下SS值的下限为0.060 V DEC-1，因此通过Cytop涂层晶体获得的SS值与理论最小值相当。该陡峭的SS值被认为是由于载体传输界面是由高度液体固定的，惰性的细胞隔离层和高质量分子晶体构建的，这显着抑制了抑制载体转运的陷阱。此外，在细胞机上打印了U形电极并形成了U形电极，并在其上施加了晶体膜以构建完全涂层的TFT。在不使用任何真空或高温设备的情况下，整个涂料工艺已成功实现，低压驾驶，陡峭的开关和高迁移率。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

メニスカス制御による高撥液表面への単結晶塗布構築とTFT高急峻スイッチング

使用弯液面控制和 TFT 高陡峭切换在高度疏液表面上构建单晶涂层

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Manabe Ryosuke;Mine Shinya;Horiuchi Yu;Matsuoka Masaya;北原暁，井上悟，東野寿樹，井川光弘，松岡悟志，荒井俊斗，長谷川達生
通讯作者：
北原暁，井上悟，東野寿樹，井川光弘，松岡悟志，荒井俊斗，長谷川達生

塗布で作ったトランジスタがスイッチング特性の理論限界に迫る

涂层制造的晶体管接近开关特性的理论极限