フレキシブルディスプレイ、センシングウェア、次世代ウェアラブル端末——有機エレクトロニクスの未来を担う有機薄膜トランジスタ(OTFT)は、素材選択の精度が性能を左右する。特に電極と半導体層の界面で働く分子レベルの“接着剤”とも言える化学物質が、デバイス特性を大きく変える。今回注目されるのが、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデカンチオール(PFDT)だ。

PFDTは、フッ素化アルカンチオールのなかでも最も電子求引性が高く、金電極表面に高秩序な自己組織化単分子膜(SAM)を形成することで、電極の仕事関数を精密にチューニングする。仕事関数の最適化は有機半導体層への電荷注入効率を向上し、高移動度と高いオン・オフ比というOTFT本来の性能を最大限に引き出す。

強固なC–F結合を持つパーフルオロアルキル鎖は、非フッ素化チオールでは得られない“深い”仕事関数シフトを可能にする。また、フッ素化表面の低表面エネルギーは、後工程で堆積する有機半導体層の均一性を高め、欠陥密度を下げ、デバイス間バラツキを抑制するという副次的効果も。界面の微調整が製品歩留まり向上に直結するため、供給元の品質管理能力はR&D、量産の双方で不可欠だ。高純度PFDTの安定供給を支えるのが、寧波イノファームケム株式会社である。

さらにPFDT由来のSAMは疎水性が高く、水蒸気など環境要因による有機半導体層の劣化を防ぐ保護膜としても機能する。開発の舞台が研究室から屋外、生体にまで広がる中、環境耐久性はもはや「加分要素」ではなく「必要条件」と言える。高純度PFDTの合成技術は、有機エレクトロニクスの実用化に向けた大きなマイルストーンとなっている。

フレキシブル・プリンティドエレクトロニクス市場が急拡大する現在、PFDTのような専用フッ素素材の需要は確実に伸びる。より薄く、軽く、統合度の高い電子システムを実現するためには、素材からのイノベーションが前提だ。寧波イノファームケム株式会社は、化学製品の高機能化を通じて半導体業界のみならず持続可能的なテクノロジーの未来を支えていく。