有機エレクトロニクス・フォトニクス材料とデバイス
−21世紀情報産業の新たな展開をめざして−
Novel Materials and Devices for Molecular Electronics and　Photonics
［コードNo.2003T359］

■監修／	九州大学 大学院 工学研究院 教授　長村 利彦
■体裁／	Ｂ５判・３７１頁
■発行／	２００３年　９月　(株)シーエムシー出版
■定価／	６８,２５０円（税込価格）

★ナノカーボンまで含めた有機系について、構造と物性、プロセスと評価技術、機能と基盤技術など 　その全てを１冊に集約！！ ★有機EL、太陽電池、情報タグ、半導体集積回路、高密度記録材、光通信など多方面で進められて 　いる有機材料デバイスの最新開発動向を詳述し、その新たな可能性を探る！！

※　本書籍はご試読頂けません　※

はじめに

21世紀を迎えて我が国産業界を取りまく状況がかなり厳しくなってきている中で、記録、表 示などの情報関連は大きな飛躍が期待できる分野の一つとして成長を続けています。この度、 「次世代の情報産業の有力な担い手として期待が高まっている有機エレクトロニクス・フォト ニクス材料およびデバイスに焦点をあて、現状と展望を広い視点でまとめたい」という企画の 監修を依頼されました。1991年から主に浜松で「有機デバイス研究会」講演会をこれまで50回 以上開催し、多くの方々と情報処理、エネルギー、環境、医療などの広い分野で情報交換の場 を設けています。そのようなつながりも含めて、我が国の情報関連産業のさらなる発展に少し でも役立てればとお引き受けした次第です。 　これからの産業の発展には、大量生産・大量消費時代の生産技術・スケール優先あるいは利 便性の追求だけではなく、生産にかかわるトータルのエネルギーおよび物質収支、地球環境へ の負荷などの観点も非常に重要になってきています。生命体は簡単な構造の核酸塩基の組み合 わせによる遺伝子情報に基づいて、正確に大きなエネルギーを使わずに、極めて巧妙な情報処 理機能あるいはエネルギー変換機能などを実現しています。このようなことから、新しいブレー クスルーを与え21世紀情報産業の発展を支えるのは、数オングストローム(10-10m)から数ナノ メーター(nm)の大きさの分子自身に特性が備わっており、骨格構造あるいは置換基によって容 易にそれらの設計や制御ができ、いろいろな相互作用を利用して集合・配列させたり、異なる 組みあわせにより、さらに高次機能が発現される有機分子を積極的に利用する「有機エレクト ロニクス・フォトニクス材料およびデバイス」と期待され、その実現に向かって着実な歩みが 進められています。本書はそのような研究・開発・実用化において道しるべとなるように、ナ ノカーボンまで含めた有機系について、どのような材料があり、どのような機能が発揮され、 それらの組み合わせと組織化によりどのようなデバイスが出来ているのかを知り、さらに今後 どのような事が必要で、どのような展開が期待されるのかなどの高度な内容を、それぞれの専 門分野の第一線の方々に、できるだけわかりやすい表現で記述していただきました。 　広い分野の著者のご協力により完成しました本書をできるだけたくさんの研究者や技術者に ご高覧いただき、情報関連産業における新しい展開の一助にしていただければと切望しており ます。 　最後に、ご多忙中にもかかわらず執筆を快く引き受けていただいた方々に心からお礼申し上 げます。 　　2003年 7月　　九州大学大学院 工学研究院（前静岡大学電子工学研究所）　　長村 利彦

執筆者一覧（執筆順）

城田 靖彦 和田 善玄 安藤 慎治 横山　泰 苗村 省平 大森　裕 堀田　収 市野 善朗 柳　久雄 市川　結 谷口 彬雄 粟野 祐二 景山　弘 長村 利彦 関　隆広 中野嘉一郎 長谷川悦雄 額田 克己 安達 宏昭 佐々木孝友 宮下 徳治 三ツ石方也 吉村 朋也 嶋田 泰宏 筒井 恭治 大庭 直樹 八田 竜夫 辰浦　智 大島 雅史 西　美緒 桜井 宏巳 工藤 一浩 安達千波矢 山本 英利 横山　亘 藤田 克彦 久保 佳実 小林 範久 大阪大学大学院 工学研究科 物質化学専攻 教授 ＪＳＲ(株) 光学材料事業部 アートン部 主事 東京工業大学大学院 理工学研究科 有機・高分子物質専攻 助教授 横浜国立大学大学院 工学研究院 機能の創生部門 教授 メルク(株) 液晶事業部 厚木テクニカルセンター 所長 大阪大学 先端科学技術共同研究センター 教授 (財)産業創造研究所 光マテリアル研究部 部長 産業技術総合研究所 計測標準研究部門 主任研究官 神戸大学 工学部 応用化学科 助手 信州大学 繊維学部 機能高分子学科 技官 信州大学 繊維学部 機能高分子学科 教授 (株)富士通研究所 ナノテクノロジー研究センター 主管研究員 大阪大学大学院 工学研究科 物質化学専攻 助手 九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門 教授 名古屋大学大学院 工学研究科 物質化学専攻 教授 日本電気(株) 実装研究所 主任研究員 日本電気(株) 環境・材料研究所 部長 富士ゼロックス(株) ドキュメント・プロダクト＆サプライカンパニー 化成品本部 化成品開発センター 感光体開発部 チーム長 大阪大学大学院 工学研究科 電気工学専攻 助手 大阪大学大学院 工学研究科 電気工学専攻 教授 東北大学 多元物質科学研究所 教授 東北大学 多元物質科学研究所 講師 三菱レイヨン(株) 情報デバイス開発センター 光学材料グループ グループリーダー 富士写真フイルム(株) 足柄研究所 主任研究員 (株)リコー 研究開発本部 中央研究所 部長研究員 日本電信電話(株) フォトニクス研究所 主任研究員 三菱電機(株) 情報技術総合研究所 光通信技術部 チームリーダー 富士ゼロックス(株) 中央研究所 基礎研究室 日本カーリット(株) 研究開発センター 主任研究員 ソニー(株) 執行役員常務 コーポレート・リサーチフェロー マテリアル研究所 所長 旭硝子(株) 中央研究所 主幹研究員，ユニットリーダー 千葉大学 工学部 電子機械工学科 教授 千歳科学技術大学 光科学部 物質光科学科 助教授 千歳科学技術大学 光科学部 物質光科学科 千歳科学技術大学 光科学部 物質光科学科 九州大学大学院 総合理工学研究院 物質科学部門 助教授 ＮＥＣ 基礎研究所 ＣＮＴ応用研究センター センター長 千葉大学 工学部 情報画像工学科 助教授

構成と内容

序章　　躍進する有機機能材料　　　　城田靖彦 ＜材料編＞ 第１章　光学材料 　１．高分子 　　1.1　耐熱透明樹脂「ARTON」　　　　和田善玄 　　　1.1.1　はじめに　　　 1.1.2　分子設計の考え方　　　1.1.3　ARTONの特性 　　　1.1.4　ARTONの応用　　1.1.5　おわりに 　　1.2　含フッ素ポリイミド　　　　安藤慎治 　　　1.2.1　はじめに 　　　1.2.2　ポリイミド光学材料とは 　　　　　(1)含フッ素ポリイミドの誕生　　(2)光透過損失の原理と低減化 　　　　　(3)屈折率と複屈折の制御　　　　(4)屈折率の波長依存性 　　　　　(5)熱光学定数とその制御 　　　1.2.3　ポリイミドの光学部品への応用例 　　　　　(1)薄膜光フィルタ基板　　　　　(2)薄膜ポリイミド波長板 　　　　　(3)薄膜ポリイミド偏光子　　　　(4)平面光導波路 　　　1.2.4　おわりに 　２．色素・液晶 　　2.1　フォトンモード記録用色素　　　　横山　泰 　　　2.1.1　フォトンモードvs.ヒートモード　　　2.1.2　消去不可能な光記録 　　　2.1.3　消去可能な光記録　　　　　　　　　 2.1.4　光反応する色素 　　　2.1.5　PHB　　　　　　　　　　　　　　　　2.1.6　フォトクロミズム 　　　2.1.7　記録の書き込みと消去　　　　　　　 2.1.8　記録の読み出し 　　　2.1.9　近未来の発展方向 　　2.2　液晶　　　　苗村省平 　　　2.2.1　液晶状態と液晶材料 　　　2.2.2　ディスプレイデバイスへの応用 　　　2.2.3　ディスプレイ用液晶材料の構造と物性 　　　2.2.4　現状と今後の動向 第２章　電子材料 　１．導電性高分子　　　　大森　裕 　　1.1　はじめに　　　　　　　　　　1.2　導電性高分子の機能性 　　1.3　各種導電性高分子の性質　　　1.4　トランジスターの形成 　　1.5　おわりに 　２．低分子結晶　　　　堀田　収，市野善朗，柳　久雄，市川　結，谷口彬雄 　　2.1　はじめに 　　2.2　低分子結晶のいろいろ 　　2.3　低分子結晶の結晶構造とその形態的特徴 　　2.4　低分子結晶を用いた光電子デバイス 　　　2.4.1　結晶FET　　　　2.4.2　結晶発光材料 　　2.5　将来の展望 　３．アモルファス分子材料　　　　城田靖彦，景山　弘 　　3.1　はじめに 　　3.2　分子性レジストの創出 　　　3.2.1　ネガ型分子性レジストの開発　　　3.2.2　ポジ型分子性レジストの開発 　　3.3　有機EL素子用アモルファス分子材料の創出とそれらを用いる 　　　　 高性能デバイスの開発 　　　3.3.1　ホールブロッキッング材料　　　　3.3.2　発光材料 　４．カーボンナノチューブ　　　　粟野祐二 　　4.1　カーボンナノチューブの金属的性質の利用 　　4.2　カーボンナノチューブのLSI配線ビア応用と技術課題 　　4.3　配線応用のためのカーボンナノチューブCVD成長技術 　　4.4　プラズマCVDによるカーボンナノチューブの位置・方向制御成長 　　4.5　熱フィラメントCVDによるカーボンナノチューブの構造制御成長 　　4.6　カーボンナノチューブのCVD成長と低抵抗コンタクトの同時形成 　　4.7　おわりに ＜機能・基盤技術編＞ 第１章　配向・配列制御 　１．LB膜　−クロモフォアの配向・配列制御と評価，特異な物性と応用− 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　長村利彦 　　1.1　はじめに 　　1.2　クロモフォアの相互作用制御と吸収スペクトル変化 　　1.3　LB膜で相互作用したクロモフォア間の高効率エネルギー移動 　　1.4　LB膜によるクロモフォアの配向・配列制御 　　1.5　LB膜系の光電あるいは電光変換 　　1.6　LB膜系の光光変換 　　1.7　おわりに 　２．光応答単分子膜を用いた機能性薄膜の光配向プロセス　　　　　関　隆広 　　2.1　はじめに 　　2.2　共役高分子鎖の光制御 　　　2.2.1　π共役系高分子　　　2.2.2　σ共役系高分子 　　2.3　メソポーラス薄膜材料の光制御 　　2.4　おわりに 第２章　微細加工 　１．リソグラフィー，フォトレジストの現状と展望　　　　中野嘉一郎，長谷川悦雄 　　1.1　はじめに 　　1.2　ノボラック・レジスト 　　1.3　エキシマレーザー露光用レジスト 　　　1.3.1　KrFエキシマレーザー露光用レジスト 　　　1.3.2　ArFエキシマレーザー露光用レジスト 　　　1.3.3　F2エキシマレーザー露光用レジスト 　　1.4　将来露光技術 ＜プロセス・評価技術編＞ 第１章　変換 　１．フタロシアニン誘導体による光電変換とカラーレーザープリンター 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　額田克己 　　1.1　はじめに 　　1.2　デジタル化・カラー化と感光体 　　1.3　カラー用OPCのCGMに対する要求特性とフタロシアニン顔料 　　　1.3.1　TiOPc　　　　1.3.2　GaPc類 　　1.4　電荷発生と結晶構造 　　1.5　フタロシアニン顔料の電荷発生機構 　　1.6　CGMとしての実用化，フタロシアニン顔料の合成・結晶変換処方と特性 　　1.7　おわりに 　２．有機非線形光学材料DASTの高品質結晶育成と電気光学評価・応用 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　安達宏昭，佐々木孝友 　　2.1　はじめに 　　2.2　有機非線形光学材料DAST 　　2.3　DASTの高品質結晶育成 　　2.4　DASTの電気光学評価と素子応用 　３．金属錯体薄膜による発光酸素センサー　　　　宮下徳治，三ツ石方也 　　3.1　はじめに 　　3.2　測定原理 　　3.3　発光酸素センサー用色素 　　　3.3.1　遷移金属錯体　　　　　3.3.2　金属含有ポルフィン 　　　3.3.3　希土類金属錯体 　　3.4　固定化方法 　　　3.4.1　塗布法　　　3.4.2　色素吸着法　　　3.4.3　Langmuir-Blodgett(LB)法 　　3.5　発光酸素ガスセンサーの高精度・高感度化−寿命計測− 　　　3.5.1　発光寿命測定　　　　3.5.2　励起三重項状態の寿命測定 　　3.6　おわりに 第２章　電送 　１．POFの最新動向　　　　吉村朋也 　　1.1　はじめに 　　1.2　POFの構造 　　1.3　POFの製法 　　1.4　伝送特性 　　　　1.4.1　伝送損失　　　　1.4.2　伝送帯域幅 　　1.5　POFの通信用途への展開 　　1.6　おわりに 第３章　記録 　１．カラー写真用色素の分子設計　　　　嶋田泰宏 　　1.1　はじめに 　　1.2　カラー写真の発色現像 　　1.3　カプラーの発色反応 　　1.4　カプラーの分子構造とその分子設計 　　　1.4.1　イエローカプラー　　　1.4.2　マゼンタカプラー 　　　1.4.3　シアンカプラー 　　1.5　おわりに 　２．可逆感熱記録　　　　筒井恭治 　　2.1　はじめに 　　2.2　可逆感熱記録の方式と特徴 　　　2.2.1　長鎖低分子／高分子複合系の可逆感熱記録 　　　2.2.2　ロイコ染料を用いた発色型可逆感熱記録 　　2.3　ロイコ染料／長鎖型顕色剤系の可逆感熱記録 　　　2.3.1　発色・消色の原理 　　　2.3.2　実用的な特性のための材料設計 　　　2.3.3　リライタブル感熱記録媒体の設計 　　2.4　おわりに 第４章　変調・演算　　　　長村利彦 　１．導波モード薄膜の光誘起複素屈折率変化による超高速並列光制御 　　1.1　はじめに 　　1.2　各種空間光変調器の原理と特性 　　1.3　高分子・金属複合薄膜による超高速並列光情報処理 　　　1.3.1　材料の屈折率制御 　　　1.3.2　導波モード薄膜の光誘起複素屈折率変化による並列光情報処理 　　1.4．おわりに 第５章　スイッチ 　１．高分子導波路光スイッチ　　　　大庭直樹 　　1.1　はじめに 　　1.2　高分子導波路材料と導波路作製プロセス 　　1.3　高分子導波路熱光学スイッチの種類と特性 　　1.4　マッハツェンダー干渉計型熱光学スイッチ 　　1.5　デジタル熱光学スイッチ 　　1.6　他の構造のTOスイッチ 　　1.7　おわりに 　２．クロスコネクトスイッチ　　　　八田竜夫 　　2.1　クロスコネクトスイッチの光化 　　2.2　跳ね橋型高分子スイッチの位置づけ 　　2.3　跳ね橋構造の動作原理 　　2.4　スイッチの基本構造 　　2.5　クロスポイントの損失性能 　　2.6　高分子導波路に生じる応力分布 　　2.7　高分子導波路の損失 　　2.8　スイッチングメカニズムとスイッチング速度 　　2.9　スイッチングの信頼性 　　2.10　低コストなクロスコネクトへの期待 　３．超高速並列処理−フェムト秒応答の並列処理材料・デバイス　　　　辰浦　智 　　3.1　はじめに 　　3.2　有機薄膜を用いた超高速並列光スイッチ 　　　3.2.1　デバイスの動作原理　　　　　　　3.2.2　超高速光シャッター 　　　3.2.3　有機薄膜による超高速光DEMUX 　　3.3　通信波長帯に光学応答を有する薄膜材料 　　3.4　有機非線形光学材料の課題と展望 第６章　蓄積・貯蔵 　１．導電性高分子固体電解質コンデンサ　　　　大島雅史 　　1.1　コンデンサとは 　　1.2　電解コンデンサの構造 　　1.3　有機導電体を陰極に使用した電解コンデンサ 　　　1.3.1　有機導電体とは 　　　1.3.2　TCNQ塩を使用した電解コンデンサ 　　　1.3.3　導電性高分子を使用した電解コンデンサ 　　1.4．導電性高分子固体電解コンデンサの性能と用途 　　1.5．今後の課題 　２．リチウム系二次電池と有機エレクトロニクス材料　　　　西　美緒 　　2.1　はじめに 　　2.2　金属リチウム二次電池 　　　2.2.1　ポリアニリン　　2.2.2　ポリアセン　　　　2.2.3　ジスルフィド化合物 　　2.3　リチウムイオン二次電池 　　　2.3.1　LIBの原理　　　 2.3.2　負極炭素質材料　　2.3.3　電解液 　　　2.3.4　バインダー　　　2.3.5　セパレーター　　　2.3.6　PTC素子 　　2.4　高分子ゲル電解質電池 　　　2.4.1　高分子ゲル電解質の種類 　　2.5　純正高分子電解質 　　2.6　おわりに ＜新しいデバイスへの展開編＞ 第１章　ホログラフィック記録−各種材料・デバイス・システムの現状と展望 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　桜井宏巳 　１．はじめに 　２．ホログラフィックストレージ用デバイスおよびシステム 　３．記録材料 　　3.1　WORM材料 　　3.2　RW材料 　　　3.2.1　フォトクロミック系の材料開発 　　　3.2.2　フォトリフラクティブ系の材料開発 　４．おわりに 第２章　有機トランジスタと情報タグの現状と展望　　　　工藤一浩 　１．有機トランジスタ実用化への課題と開発状況 　２．有機集積回路応用 　３．情報タグ 　４．光電変換素子 　５．表示デバイス 　６．今後の展開 第３章　有機半導体レーザー　　　　安達千波矢，山本英利，横山　亘 　１．はじめに 　２．有機LEDの到達点 　　2.1　OLED発光効率　　　　　　　2.2　リン光材料とホスト材料 　　2.3　デバイス構造の最適化　　　2.4　T-T annihilation 　　2.5　Direct exciton形成機構　　2.6　内部量子効率 　３．有機半導体レーザーダイオードの構築 　　3.1　積層薄膜構造の問題点 　　3.2　大電流密度への挑戦 　　3.3　レーザー活性材料（蛍光・リン光材料）（低閾値での反転分布形成） 　　3.4　電流励起可能なデバイス構造での光励起実験 　４．有機半導体レーザーの電気励起 　　4.1　ASE可能なデバイスの電気的特性 　　4.2　高電流密度下での励起子annihilation過程 　５．今後の展望 第４章　pn接合有機太陽電池の現状と展望　　　　藤田克彦 　１．はじめに 　２．素子構造と特性評価について 　３．駆動機構 　４．積層型太陽電池 　５．バルクヘテロ接合型太陽電池 　６．課題と展望 第５章　カーボンナノチューブによる燃料電池　　　　久保佳実 　１．はじめに 　２．モバイル燃料電池の原理と構成 　３．カーボンナノチューブの電極応用 　４．モバイル燃料電池の試作品 　５．技術課題と今後の展望 第６章　有機ELディスプレイ用発光材料とフィルム状有機ELの最近の展開と展望 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　大森　裕 　１．有機ELの発光原理と素子構造 　２．低分子系有機EL材料の特徴 　３．高分子系有機EL材料の特徴 　４．フィルム状有機EL素子 　５．今後の展開 第７章　デジタルペーパー　　　　小林範久 　１．はじめに−デジタルペーパーの考え方− 　２．デジタルペーパーの開発指針 　３．デジタルペーパーの開発動向と有機物の役割 　　3.1　粒子移動方式　　　　3.2　球状粒子反転（ツイストボール）方式 　　3.3　液晶方式　　　　　　3.4　電気化学反応方式 　　3.5　化学反応方式　　　　3.6　物理的・機械的制御方式 　４．おわりに 索引

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