1. 1
マイクロロッド構造を有するシリコーン/導電性高分子の
作製と表面特性評価
山内・為末研究室 小杉俊介
Preparation and surface characterization of the
Silicone/conducting polymer with arrayed micro rod structure

2. Introduction

3. Introduction
フレキシブルデバイス
フレキシブルデバイス基板の条件
曲げ強度
軽量性
透明性
化学的安定性
撥水性表面では
導電性内部では

4. 4
Introduction
SiliconeConducting Polymer

5. Introduction
SiliconeConducting Polymer
PEDOT/PSS
Poly Pyrrole
PANI

6. 6
Introduction
PEDOT/PSS
ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン) ポリ(4-スチレンスルホン酸)
特徴：優れた導電性(~1000 S/cm)
フレキシブル性
透明性
溶媒：H2O

7. Introduction
PDMS
特徴：化学的安定性
耐熱性
耐水性
離型性
用途：炊飯器、水中メガネ
防振ゴム、キーボードパッドなど

8. 8
This Work
Si基板を鋳型に用いた
シリコーンゴムへのマイクロロッド構造の付与
及びシリコーンゴムの薄膜化
PEDOT/PSSを充填したマイクロロッド構造を有する
シリコーンゴム/PEDOT/PSSの作製
及び撥水性評価
目的:生物構造由来の撥水性を有する電子材料の作製

9. 8
This Work
Si基板を鋳型に用いた
シリコーンゴムへのマイクロロッド構造の付与
及びシリコーンゴムの薄膜化
PEDOT/PSS
シリコーンゴム
及び撥水性評価
目的

10. 9
Experimental
Potentio/
Galvanostat
Silicon Wafer
Electrolytic Etching
CE
WE
2.0 mA/cm
1h
in solution
HF:H2O:propanol=5:6:29

11. 10
Experimental
150 ℃
30 min
シリコーンを充填 剥離

12. Results
表面にマイクロロッド構造を転写した
20 µlのPDMSゴム膜を作製

13. 12
Results
Contact angle
131°
10 µm
Rod’s length
Rod’s pitch
10 µm
Random

14. 13
This Work
Si基板を鋳型に用いた
シリコーンゴムへのマイクロロッド構造の付与
PEDOT/PSSを充填したマイクロロッド構造を有する
シリコーンゴム/PEDOT/PSSの作製
及び撥水性評価
目的:生体構造由来の撥水性を有する電子材料の作製

15. 13
This Work
Si
シリコーンゴムへのマイクロロッド構造の付与
PEDOT/PSSを充填したマイクロロッド構造を有する
シリコーンゴム/PEDOT/PSSの作製
及び撥水性評価
目的

16. 14
Experimental
界面活性剤で
表面処理
PEDOT/PSSを充填 メタノールで
界面活性剤を除去

17. 15
Experimental
PEDOT/PSS
2 wt%
2 µl
PEDOT/PSS
0.1 wt%
2 µl

18. 16
Results
2 wt% PEDOT:PSS/Silicone PEDOT/PSS
0.1 wt% PEDOT:PSS/Silicone Micro-rods silicone

19. 16
Results
2 wt% PEDOT:PSS/Silicone PEDOT/PSS
0.1 wt% PEDOT:PSS/Silicone Micro-rods silicone
100° 107°

20. 16
Results
2 wt% PEDOT:PSS/Silicone PEDOT/PSS
0.1 wt% PEDOT:PSS/Silicone Micro-rods silicone
100° 107°
130° 131°

21. 16
Results
表面にPEDOT/PSSの膜が形成
2 wt% PEDOT:PSS/Silicone PEDOT/PSS
0.1 wt% PEDOT:PSS/Silicone Micro-rods silicone
100 107
130° 131°

22. 16
Results
表面にPEDOT/PSSの膜が形成
PEDOT/PSSがロッド間に充填
2 wt% PEDOT:PSS/Silicone PEDOT/PSS
0.1 wt% PEDOT:PSS/Silicone Micro-rods silicone
100 107
130 131

23. 17
Results
10 µm
PEDOT/PSS
Micro-rods
問題点：もろく 壊れやすい
マイクロロッド間から
脱離しやすい
PEDOT/PSS 2 wt%
SEM image

24. Future Work
マイクロロッドの間隔
マイクロロッドの長さ
導電性高分子の充填量の確保
導電性の獲得

25. 19
Conclusions
・2 wt%のPEDOT/PSSを充填すると
撥水性が低下した
・0.1 wt%のPEDOT/PSSに変えることで
撥水性が維持できた
・Siウェハのエッチング方法の変更
ならびにPEDOT/PSSへの添加剤で
導電性の付与

26. 20

27. 21
絶縁膜作製方法とその特性 フレキシブル基材の例
出典：次世代ディスプレイの研究・開発の現状と、今後の
フレキシブルデバイス化へ向けた展開について
松田時宜 龍谷大学 理工学部電子情報学科 助教
http://www.rikou.ryukoku.ac.jp/images/journal61/RJ61-02.PDF
高温でも安定なポリイミドテープ,テフロンのような化学的に極めて安定かつ絶
縁性が高い材料,また,電池のセパレータや,撥水性を持ちながら水蒸気は透過する
ような多機能な膜などまで,その機能,コスト,目的に合わせた材料が各方面で実用
化されている.

28. 22
LiTFSI や LiBETI の添加時には著しい導電 性の向上が認められ,LiBETI 添加の場合,最大 75 S/cm の
高導電性が発現し,未添加の PEDOT/ PSS 膜と比較して 2 桁以上の導電性の向上が示された
出典：PEDOT/PSSの導電特性におよぼす添加剤の効果
JAE 商品開発センター主任 大西賢 et.
http://www.jae.co.jp/gihou/gihou35/pdf/35t1.pdf

29. 23