第1章 有機半導体の基礎的特性,物性

第1節 有機半導体の基礎

• 1. 半導体の最小限の用語解説:抵抗率,n型とp型,キャリヤ密度,移動度
• 2. 共役したπ電子の電子構造:化学の立場から
• 3. バンド構造と電荷輸送
• 4. 分子性固体の電子構造-結晶の場合
• 5. ホッピング伝導の微視的取り扱い
• 6. アモルファスにおけるホッピング伝導-Bassler理論
• 7. 無機半導体との違い
• 8. n型とp型を決めるのは何か
• 9. 移動度の上限を決める因子-柔らかい物質のバンド伝導

第2節 有機トランジスタの端子抵抗評価法と特性

• 1. 端子抵抗評価のための素子作製と典型的特性
  • 1.2 Transfer Line Method (TLM) 法を用いた端子抵抗評価
  • 1.3 ペンタセン素子における端子抵抗の評価
• 2. 継続的な電圧印加における端子抵抗の変化

第3節 ペンタセンFETの伝導機構

• 1. 導電性高分子デバイスのESR研究
• 2. ペンタセンFETのESR研究
  • 2.1 ペンタセン
  • 2.2 ESR研究用のペンタセンFETの作製と動作
  • 2.3 ペンタセンFET界面のESR研究
  • 2.4 ペンタセンFETの伝導機構
• 3. ルブレン単結晶FETのESR研究

第4節 低分子多結晶薄膜におけるバンドプロファイルとキャリア輸送

• 1. OTFTにおける技術的課題としてのキャリア移動度
• 2. ペンタセン多結晶TFTにおけるキャリア輸送の外的制限要因
• 3. ペンタセン多結晶薄膜におけるキャリア輸送の内的制限要因

第5節 単結晶有機半導体のFET

• 1. 有機単結晶トランジスタの作製
  • 1.1 有機単結晶トランジスタの構造
  • 1.2 有機単結晶の成長と結晶表面の観察
  • 1.3 単結晶トランジスタの作製方法
  • 1.4 電界効果特性の測定
• 2. 高移動度有機単結晶トランジスタの電界効果特性
  • 2.1 自己組織化単分子膜を用いたルブレン単結晶トランジスタ
  • 2.2 有機単結晶トランジスタにおける高移動度実現のメカニズム
  • 2.3 フッ素系ポリマーをゲート絶縁膜として用いたルブレン単結晶トランジスタ
  • 2.4 大気中で動作するn型有機単結晶トランジスタ
• 3. ルブレン単結晶トランジスタのホール効果

第2章 有機半導体の合成方法

第1節 低分子有機半導体の合成

• 1. アセン類
• 2. ヘテロ環オリゴマー類
  • 2.1 チオフェンオリゴマー類
  • 2.2 含チアゾールオリゴマー
  • 2.3 含ベンゾチアジアゾールオリゴマー
  • 2.4 含ピラジンオリゴマー
  • 2.5 含ボロンへテロ環オリゴマー
• 3. テトラチアフルバレン (TTF) 類
• 4. 縮環カルボニル化合物

第2節 可溶性ペンタセン類の合成

• 1. シリコンに置き換わる有機化合物
• 2. ペンタセンの登場と可溶性置換ペンタセンの合成が始まるまで
• 3. ペンタセンと置換ペンタセンの実用化への道
• 4. 置換ペンタセン合成の歴史
  • 4.1 1997年以前の置換ペンタセン合成
    • 4.1.1 1942年 Allenら
    • 4.1.2 1949年Clar ら
    • 4.1.3 1969年 Maulding ら
  • 4.2 1997年以降の置換ペンタセン合成
    • 4.2.1 2000年 高橋ら
    • 4.2.2 2001年 Anthonyら
    • 4.2.3 2003年 Wudleら
    • 4.2.4 2004年 高橋ら
    • 4.2.5 2004年 Anthonyら
    • 4.2.6 2004年 時任ら
    • 4.2.7 2005年 Dehaenら 異なる置換基を導入する方法
    • 4.2.8 2005年 Anthonyら Pd触媒反応による置換基の導入
    • 4.2.9 2006年 高橋ら
    • 4.2.10 2006年 Pascal, Jr. ら
    • 4.2.11 2007年 Baoら
    • 4.2.12 2007年 高橋ら
    • 4.2.13 2007年 Wanら ペンタセンキノンの光酸化還元反応
    • 4.2.14 2007年 高橋ら カップリングによる置換ペンタセンの合成
    • 4.2.15 2008年 Millerら RS基の導入
    • 4.2.16 2008年 荻野ら
    • 4.2.17 2008年 Nechersら
    • 4.2.18 2008年 柴田ら 不斉ペンタセンの合成
    • 4.2.18 2009年 高橋ら ジリチオ体とジヨードとのカップリング反応
• 5. ペンタセンをベースとしたオリゴマーやポリマー
• 6. 可溶性置換ペンタセンの合成例
  • 6.1 ペンタセンキノンを用いる6位と13位に置換基をもつペンタセンの合成例
  • 6.2 ダブルホモロゲーション法の合成例
  • 6.3 カップリング法による合成例

第3節 フッ素化アセン類の合成とトランジスタ特性

• 1. 合成
  • 1.1 フッ素化ペンタセンの合成
  • 1.2 フッ素化テトラセンの合成
• 2. 結晶構造および物性
  • 2.1 単結晶構造解析
  • 2.2 電気化学特性と光学特性
• 3. トランジスタ特性
  • 3.1 有機薄膜トランジスタの作製と特性評価
  • 3.2 CMOSインバータおよびambipolarトランジスタ

第4節 含ヘテロ原子縮合多環芳香族化合物の合成

• 1. チアアセン系有機半導体
• 2. セレナアセン系有機半導体
• 3. アザアセン系有機半導体
• 4. オキサアセン系有機半導体
• 5. n型半導体を指向した分子設計

第3章 低分子有機半導体のプロセス技術

第1節 変換型半導体材料の開発とその応用

• 1. 熱変換型半導体材料
  • 1.1 エステルの熱分解
  • 1.2 逆Diels-Alder反応
    • 1.2.1 ペンタセン
    • 1.2.2 ポルフィリン
    • 1.2.3 フタロシアニン
    • 1.2.4 チオフェン多量体
• 2. 光変換型材料
• 3. 半導体素子への応用
  • 3.1 電界効果トランジスタ
  • 3.2 有機薄膜太陽電池

第2節 可溶性低分子半導体のFET

• 1. p型半導体材料
  • 1.1 チオフェンオリゴマー系
  • 1.2 可溶性アセン類
  • 1.3 TTF誘導体
  • 1.4 アルキル化された複素芳香族化合物
• 2. n型半導体材料
  • 2.1 C60誘導体
  • 2.2 カルボキシイミド誘導体
  • 2.3 電子吸引基をもつチオフェン誘導体
  • 2.4 ジシアノメチレン部位をもつチエノキノイド誘導体

第3節 溶液プロセスによるペンタセン薄膜トランジスタ

• 1. ペンタセンの可溶化手法
  • 1.1 誘導体
  • 1.2 前駆体
  • 1.3 直接塗布
• 2. ペンタセン薄膜トランジスタ
• 3. 印刷プロセス適合性

第4節 液晶溶液セルによるペンタセンの配向結晶成長

• 1.有機半導体と応用分野
• 2.ペンタセン有機半導体の課題
• 3.ターフェニル液晶の特質
• 4.液晶セル内での結晶成長法
• 5.ペンタセン結晶の析出形態
• 6.単結晶の配向制御
• 7.今後の課題

第4章 応用を目指した技術開発

第1節 フレキシブル・プリンタブル・デバイス (FPD) に向けて

• 1. 有機薄膜デバイスの研究状況
• 2. 各種印刷法
• 3. 大面積・高精細印刷法としてのマイクロコンタクトプリント法

第2節 有機TFTのディスプレイへの応用

• 1. 各種TFTの特徴
• 2. 有機TFT
  • 2.1 有機TFTの構造
    • 2.1.1 トップコンタクト構造
    • 2.1.2 ボトムコンタクト構造
    • 2.1.3 トップゲート構造
  • 2.2 有機半導体材料
• 3. 有機ELディスプレイ
  • 3.1 有機EL
  • 3.2 有機ELの駆動方式
• 4. 低分子材料を用いた有機TFTによる有機EL素子のアクティブマトリクス駆動
  • 4.1 ペンタセンを用いた有機TFT
  • 4.2 テトラベンゾポルフィリンを用いた有機TFT

第3節 塗布型有機TFT集積化技術

• 1. 有機TFTプロセス
  • 1.1 ゲート電極および透明電極
  • 1.2 ゲート絶縁膜
  • 1.3 ソース/ドレイン電極
  • 1.4 半導体膜
  • 1.5 保護膜
  • 1.6 プロセスの特徴
• 2. 有機TFTデバイス特性
  • 2.1 大気中における有機半導体膜の安定性
  • 2.2 ゲート絶縁膜の特性
  • 2.3 集積化したTFTの性能
• 3. 液晶ディスプレイへの応用試作