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演劇におけるジャポニズム―海外巡業劇団の伝えた「日本」－

そういった巡業劇団のうち、20世紀初頭、20年近くにわたって欧米諸国を巡業し、日本演劇を紹介した日本女優・マダム花子(1868ー1945)の一座の実態を明らかにすることを、本研究は特に目指している。2018年度は、一座が拠点としていた英国において資料収集・調査をおこなった。また、日本では主として外務省外交資料館において資料収集・調査をおこなった。そして、もと芸者で女役者の一座での子役の経験もあった花子が、自らの技芸を生かしながら、外国の人々が持つ〈ニッポン〉のイメージを投影する舞台作りをおこなっていたことが明らかになった。興味深いのは、そのような「Self-Orientalization(自己東洋化)」ともいえる姿勢で成功をおさめておきながら、実際の花子は、自身の考えを臆せず表明し、差別的な扱いにもスマートに対応できる、極めてモダンな人物であった点である。これは、彼女が英国において「英国をどう思うか」とインタビューされた時の回答と、アメリカ人から「日本の戯曲なので、上演してはどうか」と、洗濯屋の帳簿を送りつけられた時の対応などから分かったことである。マダム花子は、主として彫刻家オーギュスト・ロダン(1840ー1917)の唯一の日本人モデルとして知られている人であるが、20世紀初頭、日本の演劇を紹介するにふさわしい人物であり、国際的に活躍する日本人アーティストの草分け的存在であったといえる。最終年度は、そのことを更に裏付けられるような資料を収集し、本研究の集大成をする。本研究は、海外の諸機関に埋もれているマダム花子に関する資料を収集し、一座の活動の模様を明らかにすることを目指すものである。マダム花子一座と縁が深く、比較的資料を得やすい英国での調査をおこない、大英図書館において新資料を得ることができたのは、大きな収穫であった。日本においては外務省外交資料館で調査をおこない、1902年の花子の渡欧の状況と、1917年の再渡欧の状況が明らかになったのも喜ばしいことである。新資料は公開には至らなかったが、「今後の研究の推進方策」で示しているように、現在発表をする準備をしているところである。新資料を多く得ることのできた英国においての調査を引き続きおこなう。また、未調査の部分が残っているアメリカでの資料収集・調査もおこなう予定である。特に、ニューヨーク公共図書館・パフォーミングアーツ図書館は、マダム花子一座以外の海外巡業劇団(川上音二郎・貞奴一座および筒井徳二郎一座)関連の資料も有していることが分かっているので、その調査・収集・分析も進めたい。本年度は、英語圏においての花子関係の基礎的な資料収集を終え、公開することを目指す。上記に加え、1902年、花子が芸者としてコペンハーゲンに赴くまでの詳細な経緯と、1921年に日本に帰国するまでの間、日本の新聞に取り上げられた花子関連の新聞記事の収集と分析もおこなう。母国においての花子や花子一座の評価は、海外における評価と同じく重要であり、海外の日本演劇研究者も強い興味を持っている部分であると思われる。
エスニック・アイデンティティの再編と宗教の介入

台湾先住民族運動は、21世紀になりそれまで9族で固定化されていた民族分類の境界を再編している。つまり、21世紀になりサオ族、クヴァラン族、タロコ族が新たに加えられた。そしてさらに本年2007年1月にサキザヤ族が認定された。1タロコ族認定に関して、セデック語を話す3系統のグループのなかで、キリスト教長老教会の指導者たちが、長老教会の組織や言語のローマ字化を基盤として、各々のアイデンテイテイを作り上げていく活動をおこなっていた。そうした活動のひとつに、長老教会の牧師たちも中心的に加わって日本植民地時代の文献や伝承等から、自らの歴史を新たなアイデンテイテイをもとに再構築していく過程がみられた。先住民族たちの歴史の構築と意識化について考察した。2アミ族の民族的宗教の実践者たちは、集落の者がキリスト教に改宗していくなか、表面キリスト教徒になりながらも自らの民族的宗教意識を強固にしていく過程がみられた。これはキリスト教だけではなく、台湾で多数派をしめる漢族の宗教に関しても異民族神の侵入により、従来の民族神信仰の境界を確認する意識がみられた。3サキザヤ族の認定のニュースは、台湾のメディアだけではなく、英字新聞、中国語新聞など新聞社のホームページ等を通じて世界に報道された。また、個人や地域的な活動組織でもインターネットを使って、自分たちの活動の記録を記しているのがみられた。認定以前、サキザヤはアミ族に分類されていたが、「サキザヤ族」アイデンティティがインターネットを通じて、世界に向けて発信された。今後もインターネットのかかわりに注目してみたい。今まさに民族的アイデンテイテイが再編されている台湾社会の調査をとおして、エスニック・アイデンティティの意識形成と宗教の介入について考察した。2004年台湾で新たにタロコ族が承認された。タロコは従来、タイヤル族に区分されてきたがお互いに聞いてわからないくらい言語が離れているため、タイヤル族から独立したいと思っていた。しかしタロコの言語、セデック語は、タクダヤ、トゥダといわれるグループも話すので、民族名称問題が続いていた。セデック語を母語とする人々は台湾中央山脈の東西に居住し日常的往来が著しく困難である。西側は南投県でセデック3グループの人口は近接しており、セデックという名称を主張している。ところが東側の花蓮県ではタロコが9割以上を占めており、タロコ族という名称を主張し、昨年それが承認された。2004年の研究では、まずタイヤル・セデック・タロコをめぐる帰属と名称に関する運動の展開に関する調査と考察をおこなった。つまり、台湾南投県のセデックを主張する動向とキリスト教会の動向について考察した。また、タイヤル・セデック・タロコをめぐる分類の変遷を明らかにした。すなわちタイヤル・セデック・タロコの人々がどのように分類されてきたのか、19世紀末から歴史的変遷を明らかにした上で、同一の民族発生神話をもつ彼らがタロコ討伐(タロコ抗日戦役)、霧社事件を経ることで、新たなアイデンティティを形成していることを指摘した。また2004年11月21日-22日、台北の台湾国立台湾師範大学でおこなわれた国際学会で、チカソワン事件によって分散したアミ族チカソワンたちが、民族宗教者を中心にチカソワンとしてのアイデンティティを保持している現状を考察し、発表。それを論文にまとめた。また花蓮市近郊で、市街地化されるアミ集落を取り上げ、アミ以外の人々が新らに居住することで、集落の人口が従来のアミの人口を上回っている状況下、あるいは集落と行政村落の区分が異なる状況下、民族宗教者たちの活動などで、アミアイデンティティが強固に保たれている現状を考察した。

2005年8月から9月にかけて、台湾花蓮県において、フィールドワークと文献調査、ならびに文献複写をおこなった。2004年にタイヤル族から分離し、ひとつの民族として認定されたタロコ族の民族的アイデンティティの動向に関して、花蓮県を中心に調査した。今回特に注目したのは、主にキリスト教長老教会を中心に、キリスト教の台湾土着主義ともいえる本地化の動きが、台湾先住民族の民族的アイデンティティの高揚といかにかかわっているのかという問題である。この問題は、単にタロコ族だけの問題ではなく、1970年代あたりからのキリスト教の世界的動向のなかで把握される問題である。こうした動きのなかで台湾先住民地域における長老教会の具体的な動向について調査した。つまり、それまで否定されていた土着的要素を長老派の各種儀礼等に導入することと、タロコ族におけるタロコ意識の関係について調査した。19世紀末からはじまったタロコ族と長老教会との関係が、戦後早い時期にタロコ区会を成立させたこと、1953年にはタロコ語の聖書の翻訳が開始されたこと、ゆえに長老教会では早い時期からタイヤルとタロコが別の民族として取り扱われていたこと、長老教会では、タロコという名称が早くから使用されていたこと、こうしたキリスト教長老教会によって、タロコアイデンティティがますます強くなっており、それは今日のタロコによる民族運動の求心力になっていること、そうした動きとキリスト教全体からみた本地化の動きを考察した。こうした調査、研究成果をもとに、2005年9月、関西大学でおこなわれた日本宗教学会第64回学術大会で、「台湾先住民タロコ族の民族認定要求運動とキリスト教」という演題で発表した。また、日本の台湾植民地政府が、タロコという地域と民族を把握した「太魯閣討伐」とそれをおこなった台湾総督佐久間左馬太に関しても調査をおこない、タロコ族アイデンティティを考察した。台湾先住民族運動は、21世紀になりそれまで9族で固定化されていた民族分類の境界を再編している。つまり、21世紀になりサオ族、クヴァラン族、タロコ族が新たに加えられた。そしてさらに本年2007年1月にサキザや族が認定された。1タロコ族認定に関して、セデック語を話す3系統のグループのなかで、キリスト教長老教会の指導者たちが、長老教会の組織や言語のローマ字化を基盤として、各々のアイデンティティを作り上げていく活動をおこなっていた。そうした活動のひとつに、長老教会の牧師たちも中心的に加わって日本植民地時代の文献や伝承等から、自らの歴史を新たなアイデンティティをもとに再構築していく過程がみられた。先住民族たちの歴史の構築と意識化について考察した。2アミ族の民族的宗教の実践者たちは、集落の者がキリスト教に改宗していくなか、表面キリスト教徒になりながらも自らの民族的宗教意識を強固にしていく過程がみられた。これはキリスト教だけではなく、台湾で多数派をしめる漢族の宗教に関しても異民族神の侵入により、従来の民族神信仰の境界を確認する意識がみられた。3サキザヤ族の認定のニュースは、台湾のメディアだけではなく、英字新聞、中国語新聞など新聞社のホームページ等を通じて世界に報道された。また、個人や地域的な活動組織でもインターネットを使って、自分たちの活動の記録を記しているのがみられた。
イオン電流モデルによる心筋細胞興奮・伝導のシミュレ-ション

近年、致死性不整脈の機構究明およびその治療法確立を目的に、単離心筋細胞や心筋組織における興奮伝搬過程を対象とした詳細な生理実験が進められている。生理実験により得られたデ-タから興奮伝搬に関する本質的メカニズムを解明するためには、イオン電流など生理学的知見に基づく細胞モデルを構築し、計算機シミュレ-ションにより両者のダイナミックスを比較・検証する手法が有効と考えられる。これまで、我々はこうした視点からBeelerーReuter(BR)単一心室筋イオン電流モデルを離散的に結合した興奮伝搬モデルを構成し、シミュレ-ション解析を進めてきた。その結果、興奮伝搬過程における動的な特徴量を含めて生理実験結果を定性的に表現でき、本離散モデルの妥当性、および連続ケ-ブルモデルに対する有効性を示した。しかしながら、BRモデルではNa電流による急峻な活動電位立ち上がり部分を定量的に表現できない問題点が指摘されてきた。そこで本研究では、活動電位立ち上がり特性を生理的状態(37°C)で定量的に測定するための検討を行い、モルモット単離心室筋より得られた生理実験デ-タに基づいて新しいHodgkinーHuxley型Na電流モデルを構築した。本提案モデルの妥当性を検証するために、BRモデル、従来の改良Na電流モデル、および生理実験によるNa電流特性を比較した結果、本モデルは生理実験結果をより詳細に表現できることを確認した。したがって、本モデルを用いた興奮伝搬シミュレ-ションにより、生体内での興奮伝搬過程をより定量的に解析できると考えられる。今後、抗不整脈薬を用いた生理実験と、その作用を取り入れた興奮伝搬過程シミュレ-ションを進める予定である。こうしたアプロ-チにより、臨床的な不整脈治療に大きく貢献できるものと考えられる。
スルメイカヘモシアニンサブユニットの解離誘導因子の同定

多くの軟体動物の酸素運搬体であるヘモシアニンは巨大なタンパク質会合体で、最大級のタンパク質分子の一つに挙げられるが、その会合体形成機構は不明である。軟体動物ヘモシアニンの分子構造と構造安定性を知るために、分子からサブユニットへの解離を誘導する諸因子の解明を目的として本研究を実施した。その結果、血液成分であるMg2+が解離誘導因子であること、またCa2+会合促進因子であること、ヘモシアニンの結合糖鎖は会合体形成に不可欠であることが明らかとなった1.スルメイカヘモシアニン分子の電子顕微鏡観察:スルメイカ血リンパ液中のヘモシアニン分子を透過型電子顕微鏡で観察した。コロジオンーカーボン支持体を用いたネガティブ染色を施すことで、分子像を得ることができ、その結果、(1)シリンダー状の分子構造をしていること、(2)直径は3335 nm、高さは1618 nmの巨大な分子であること、(3)分子形状(直径と高さの比)から、10個のサブユニットが会合して分子を構成していると考えられること、が明らかとなった。2.ミズダコヘモシアニン分子の電子顕微鏡観察:スルメイカと同じ頭足類であるミズダコの血リンパ液を採取し、1.と同様に電子顕微鏡観察を行った。その結果、基本的な分子構造は似ているが、表面構造に違いが認められた。そこで、電顕画像のイメージプロセッシングを試み、両分子の平均画像の解析を行った。3.スルメイカヘモシアニンのサブユニット解離誘導因子の同定:シリンダー状のヘモシアニン分子が観察された溶液と、シリンダー状の分子像は観察できずにサブユニットオリゴマーおよびサブユニットモノマーが観察された溶液の組成の違いに注目して、サブユニットの解離誘導因子のスクリーニングを行った。その結果、ニ価カチオンと糖が解離を誘導することが明らかとなった。このうち、ニ価カチオンについて、さらに検討を加え、その種類と濃度を種々変えて解離誘導の有無を調べた。4.解離したスルメイカヘモシアニンサブユニットの精製:2.で明らかにした解離誘導因子によって解離したサブユニットの調製を試みた。ゲルろ過を用いて、インタクトな分子を除いて、サブユニットモノマー画分を精製することができた。1.スルメイカおよびミズダコヘモシアニン分子の電子顕微鏡観察:血リンパ液中のヘモシアニン分子を透過型電子顕微鏡で観察した。両分子ともにシリンダー状の分子で、分子形状(直径と高さの比)から、10個のサブユニットが会合して分子を構成していると考えられること、が明らかとなった。しかし、イメージプロセッシングによる両分子の二次元平均画像解析を行ったところ、分子表面の構造に違いが認められ、分子のアーキテクチャーが異なることが示唆された。2.スルメイカおよびミズダコヘモシアニンのサブユニット解離誘導因子の同定:ヘモシアニン溶液の組成を変えたところ、スルメイカヘモシアニンはニ価カチオンの種類によってはシリンダー状の分子構造が壊れ、サブユニットに解離することがわかった。分子の解離を経時的に追跡すると、サブユニットダイマーを経てサブユニットモノマーへ完全解離することがわかった。一方、ミズダコヘモシアニンの場合は、ニ価カチオンの種類に関わらずシリンダー状のヘモシアニン分子が観察された。この結果から、両分子のサブユニット解離誘導因子は異なることが明らかになった。これまで、軟体動物ヘモシアニンはニ価カチオン存在下で分子構造が安定化するものと考えられてきたので、本結果は新しい知見である。3.解離したスルメイカヘモシアニンサブユニットの再会合能:2.で明らかにした解離誘導因子によって解離したサブユニットをゲルろ過を用いて精製した。得られたサブユニットを、分子構造を保持したニ価カチオンを含む溶液に透析したところ、再会合してシリンダー状の分子を形成した。また、血リンパ液に解離誘導因子を添加してインキュベートした後に透析で解離誘導因子を除いたところ、解離したサブユニットの再会合を認めた。このため、2.で明らかにした解離誘導因子の作用は可逆的であることを確認した。軟体動物ヘモシアニン(Hc)は巨大なタンパク質会合体である。本研究では、Hcのサブユニット間相互作用の解明を目的とし、(1)頭足類Hcサブユニットへの解離誘導因子の同定、(2)解離誘導因子の作用機作の解明、(3)サブユニットへの解離と生理機能の関係の有無、の3点を明らかにすべく研究を実施した。(1)電顕観察から、スルメイカHcは10個のサブユニットが会合したシリンダー様の分子であることを確認した。血リンパ組成のうち、Mg2+およびグルコースがサブユニットへの解離誘導因子であることが明らかとなった。また、Ca2+は10量体構造を保持し、10量体への会合を促進することが明らかとなった。(2)解離誘導因子および会合促進因子の両作用は可逆的であることが明らかとなった。また、10量体分子の解離を経時追跡すると、2量体を経て単量体に完全解離した。この結果は結晶構造(Gai et al, 2015, Structure 23, 2204-2212)から得られた情報、すなわち、2量体が会合して10量体を構成することを支持した。解離誘導因子は2量体間および2量体内の相互作用を阻害することが示唆された。

2価カチオンの作用部位の特定には至らなかったが、グルコースは分子表面に位置する結合糖鎖に作用するものと推測した。(3)解離誘導因子存在下での酸素結合能を追跡した結果、解離が進行するとともに酸素結合能が低下することが明らかとなった。以上、本研究により、軟体動物Hcの会合体形成に関わる生体因子を同定することができ、さらに、会合状態が生理機能に影響を及ぼすことを明らかにすることができた。軟体動物Hcは最大級のタンパク質であり、その構造解析が進行中であるが、本研究で得られた生化学的情報は構造研究においても重要な知見である。多くの軟体動物の酸素運搬体であるヘモシアニンは巨大なタンパク質会合体で、最大級のタンパク質分子の一つに挙げられるが、その会合体形成機構は不明である。軟体動物ヘモシアニンの分子構造と構造安定性を知るために、分子からサブユニットへの解離を誘導する諸因子の解明を目的として本研究を実施した。その結果、血液成分であるMg2+が解離誘導因子であること、またCa2+会合促進因子であること、ヘモシアニンの結合糖鎖は会合体形成に不可欠であることが明らかとなった当初の計画で目的をしていた、スルメイカヘモシアニンのサブユニットへの解離を引き起こす、解離誘導因子の同定に成功し、対照としてミズダコヘモシアニンとの電顕分子像の比較および解離誘導因子の違いについて比較検討することができた。また、解離誘導因子の作用機作についても検討実施した。生物化学サブユニットの解離がヘモシアニンの生理機能(酸素結合能、PO活性)に及ぼす影響を明らかにする。当初の計画で目的をしていた、スルメイカヘモシアニンのサブユニットへの解離を引き起こす、解離誘導因子の同定に成功した。さらに、対照としてミズダコヘモシアニンの電顕観察にも成功したため、次年度以降には頭足類のスルメイカとミズダコでヘモシアニンの分子構造とサブユニット相互作用を比較検討することを可能としている。投稿論文原稿の英文添削を予定していたが、次年度に持ち越したため。分子からサブユニットへの解離と再会合について検討し、サブユニット間の相互作用を明らかにする計画である。投稿論文原稿の英文添削料および論文投稿料として使用する計画である。投稿論文原稿の英文添削を3月に予定していたが、3月に予定数を超える学会発表を行ったために英文添削への提出が遅れ、次年度に持ち越したため。投稿論文原稿の英文添削料として使用する計画である。
動・植物細胞大量培養による有用物質生産に関する工学的研究

1.溶存酸素(DO)電極・DO変換器・指示調節計・マスフローコントローラーなどを組み合わせて通気量を操作変数としたDOのPID自動制御システムが構築できた。これによってニンジン細胞のエアーリフト槽における増殖とβ-カロチン生産が培地中のDOによって制御できることが明らかとなった。各々の最適DO値は増殖が3.0ppmβ-カロチン生産が0.05ppmであり、β-カロチンは増殖とともに生産される物質であったため、生産速度を最大(0.24μg/10^8cells/day)にするDO値0.15ppmの半連続培養によって従来の回分培養の約7.5倍高い物質生産速度を維持することができた。また動物細胞の高密度培養においても、多孔質性ポリウレタンフォーム(PUF)充填層の出口DO値を5.8ppm以上に維持することによって担体内の細胞密度を1.1×10^8cells/cm^3の高密度まで均一に向上させることに成功した。2.培養装置内の三次元流動解析に関しては、培養液のニュートン流体から高分子溶融体のような粘弾性を示す非ニュートン流体まで、有限要素法を用いてその三次元流動や応力分布を計算機シミュレーションする方法を確立した。特に培養液については慣性項を考慮した定式化も本研究によって完成した。そこで最も一般的な培養槽である二枚の平板パドル翼をもつ撹拌槽内の流れに対し三次元流動シミュレーションを行い、速度場・応力場を各撹拌速度(1060rpm)について求めることに成功した。3.種々の細胞株がPUF孔内で多層化して球状細胞集塊を形成することが明らかになった。特にラット初代肝実質細胞の場合、この球状細胞集塊は従来のシャーレ単層状態の肝細胞よりもはるかに高い肝機能(生体肝と同レベル)を長時間(約1ヶ月)維持しており、PUFという多孔質体を用いることで、細胞の生体外組織化培養技術が開発できる可能性が示唆された。またこのPUFを用いた高密度培養装置は、ハイブリッド型人工肝臓の開発に応用可能であり、現在鋭意検討中である。1.今回開発した<剪断応力負荷装置(本補助金で購入した顕微鏡テレビ装置を使用)>___ーを用いて、付着性動物細胞(ヒト腎細胞、ヒト肝細胞)に一定の剪断応力を負荷し、その付着率・物質生産性に与える影響を定量的に検討した。その結果、50%の細胞が剥離してくる剪断応力とその負荷時間は、ヒト腎細胞(293)で0.1Pa×20h、ヒト肝細胞(PLC/PRF/5)で2.0Pa×38hであった。このことから付着性の細胞でもその付着力にはかなり差があることが定量的に示された。またヒト腎細胞の血栓溶解酵素生産は0.05Paの低剪断応力負荷で阻害されることが明らかとなった。2.上記の結果から弱付着性であることが示されたヒト腎細胞を、従来細胞大量培養用に用いられてきた表面付着型のマイクロキャリア-で撹拌培養したところ、細胞の剥離が生じ培養できなかったが、我々が開発した<ポリウレタンフォ-ム充填層培養装置>___ーでは高密度かつ大量に長期間培養することができた。この結果から本装置が通常の付着性細胞のみならず弱付着性細胞の高密度大量培養にも有効であることが示された。3.<ポリウレタンフォ-

ム充填層培養装置>___ー(培養容量;640ml)を用いた連続潅流培養によってヒト腎細胞の高密度培養を行った結果、25日間の培養で6000国際単位のヒト血栓溶解酵素(組織プラスミノ-ゲンアクチベ-タ)の生産が可能であった。この生産量は、日本人の心筋梗塞初期患者一人の15日分に相当する。またシャ-レ培養の約150倍のスケ-ルアップが達成された。4.<ドラフトチュ-ブ付エア-リフト槽>___ー内の溶存酸素濃度(DO)を通気量を操作変数としたPID動作方式を用いて制御し、ニンジン細胞の半連続培養を行った結果、細胞の比増殖速度はDーOの減少と共に低下したが逆にβーカロチン生産性は向上し、両者の積であるβーカロチン生産速度の最大値はDO=0.15ppmで得られた。またこの値は回分培養の2.7倍であった。1.溶存酸素(DO)電極・DO変換器・指示調節計・マスフロ-コントロ-ラ-などを組み合わせて、通気量を操作変数としたDOのPID制御システムが構築できた。これによって従来のONーOFF制御よりも精度良く培養装置内のDOが制御できるようになり、その結果ニンジン細胞のβーカロチン生産が培地中のDOに影響されることが明らかになった。そこでドラフトチュ-ブ付きエア-リフト槽を用いて、増殖用の最適DO値(1ppm以上)でニンジン細胞を高密度培養し、さらにβーカロチン生産の最適DO値(0.15ppm)においてβーカロチンの連続生産を試みた結果、これまでの回分培養よりも約7.5倍高い生産速度を維持することができた。2.ヒト腎細胞(293細胞)の発泡ポリウレタン(PUF)充填層高密度潅流培養による血栓溶解酵素(tーPA)の連続生産を、DO・代謝老廃物(アンモニア)濃度制御下で行ったところ、制御しない回分培養の場合に比べて、約3倍の高い生産性が示されたが、その高い生産性を長期間維持するには、これらの制御だけでは不十分であることが示唆された。今後は他の老廃物(乳酸など)・栄養素(特にグルコ-ス)などの因子の制御についても検討する必要がある。3.剪断応力負荷装置による実験と走査電顕による細胞の形態観察によって、付着力の強い細胞は足場の数が多く、弱い細胞(293細胞)は足場の数が少ない事が判明した。この293細胞の付着力は培養基質のビトロネクチン被覆によって増大し、この時足場の数も増加している事がわかった。また293細胞のtーPA分泌は0.1Pa以上の剪断応力によって阻害されたが、ビトロネクチン被覆によって付着力を増大させるとこの阻害は打ち消され、逆に分泌が促進される現象が見られた。このように動物細胞の付着力の維持・増強あるいは剪断応力からの保護は、物質生産の面からも重要である事が示された。4.PUFを用いて初代肝細胞の培養を行うと、肝細胞はPUF孔内で球状細胞集塊(スフェロイド)を形成し、このスフェロイドは従来の単層状態の肝細胞よりもはるかに高い肝機能(生体肝と同レベル)を長期間(約1ケ月)維持してることが明らかとなった。またこのPUFを用いたスフェロイド培養系がハイブリッド型人工肝臓に応用が可能であることが示された。1.溶存酸素(DO)電極・DO変換器・指示調節計・マスフローコントローラーなどを組み合わせて通気量を操作変数としたDOのPID自動制御システムが構築できた。これによってニンジン細胞のエアーリフト槽における増殖とβ-カロチン生産が培地中のDOによって制御できることが明らかになった。各々の最適
一斉・小集団指導における知的障害児の課題遂行行動を高める指導方法の実践研究

16年度は、知的障害児の一斉・小集団指導において、対象児の主体的な課題遂行を高める指導手続きや条件について、物理的環境の整備と対象児の課題遂行機会の増加に焦点を当て検討を行った。その結果、対象児が理解し易く動き易い指導者や対象児の位置、机や椅子の配置、課題遂行の手がかり(教材)といった物理的環境の整備が、対象児の課題遂行行動を高め逸脱行動の生起を低減させること、係・役割活動を設定することで対象児の課題遂行機会が増加することが明らかになった。しかし、対象児同士がやりとり(相互交渉)を行う係・役割活動では、彼らの知的障害に伴うコミュニケーションスキルの微弱さから、課題が残された。そこで、17年度では、一斉・小集団指導における係・役割活動の設定において、対象児同士のやりとり行動を高める指導手続きや条件を明らかにすることを目的とした。研究代表者と知的障害養護学校教諭が協同し、実際の授業改善を通じた実践研究を行った。期間は平成17年4月末から18年2月末であった。その間、研究代表者は定期的に授業観察を行い、授業改善のプロセスに積極的に関与し、実践の分析と改善に向けた提案を行った。学校教諭は授業計画の立案、実践を担当した。対象学級及び児童は、小学部4学年に在籍する男児4名、女児1名で、知的障害や自閉症の診断を受けていた。対象授業は、教育課程上「日常生活の指導」に位置づけられ年間を通して実施される「朝の会」で、指導者は担任教諭2名であった。定点観察の手法を用い、指導場面を1週間毎にビデオ録画し(計37セッション)分析対象とした。それをもとに、指導者が実際に行った手だてと児童の課題遂行行動の生起・非生起を記録した。その結果、係・役割活動において、児童同士がやりとり行動を高める指導手続きとして、児童が理解しやすく動線に配慮した物理的環境の整備を行った上で授業の大きな流れをつくること、児童個々のやりとり行動が確実に生起するようになったら、指導者の起点(着席位置)を児童から遠ざけ、指導者が言語・動作教示を遅延すること、視覚的な教材や物(絵や文字カード、指し棒など)の活用が効果的であることが示唆された。本年度は,知的障害児の一斉及び小集団指導において,対象児の1.課題遂行機会の量(単位時間当たりの課題遂行数)と2.課題遂行機会の質(課題の難度)が対象児の逸脱行動と課題遂行行動に及ぼす効果を検討することを目的とした。主として,(1)上越教育大学附属障害児教育実践センターで行った知的障害児の一斉・小集団指導における実践研究を行い,補足的資料として,(2)実際の知的障害養護学校で行った一斉・小集団指導における実践研究を行った。(1)の研究期間は,平成16年612月であった。上越教育大学附属障害児教育実践センターの検査・指導室において,主指導者1名(研究代表者)と副指導者1名(大学院生)によるティームティーチングによる一斉・小集団指導を行った。地域の知的障害養護学校小学部(中学年)に在籍する4名の男児を対象とした。指導は週12回のペースで実施した。1回あたりの所要時間は約1時間半であった。指導内容は,知的障害養護学校小学部(中学年)の「朝の会」「図工」の授業を想定したものであった。そして,指導場面における対象児の課題遂行機会の量を反映する単位時間当たりの課題遂行数と課題遂行を待つ時間,課題遂行機会の質(課題の難度)を反映する課題の正反応率,離席行動を中心とした逸脱行動の生起率の分析を行った。その結果,対象児の単位時間当たりの課題遂行数が増加することで課題遂行を待つ時間は減少し,それらのことが対象児の離席行動などの逸脱行動が低減することが明らかになった。(2)の研究期間は,平成16年6月から平成17年2月であった。知的障害養護学校小学部(高学年)に所属する担任教諭1名と協同的な実践研究を実施した。指導場面については,「朝の会」のであった。学級に在籍する児童は5名の男児で,知的障害や自閉症と診断された児童であった。指導者は,担任教諭2名であり,研究代表者は授業計画への提案と実践結果の分析を行った。指導場面を1週間おきにビデオ録画するという定点観察の手法を用い,ビデオ録画に基づく分析を行った。児童の課題遂行機会の量を増加させる手続きとして,児童の係活動の設定を適用した。分析の結果,児童の係活動の設定を行うことで,児童の単位時間当たりの課題遂行機会の量が増加し,離席行動などの逸脱行動は低減することが実践経過から明らかになった。

そこで、17年度では、一斉・小集団指導における係・役割活動の設定において、対象児同士のやりとり行動を高める指導手続きや条件を明らかにすることを目的とした。研究代表者と知的障害養護学校教諭が協同し、実際の授業改善を通じた実践研究を行った。期間は平成17年4月末から18年2月末であった。その間、研究代表者は定期的に授業観察を行い、授業改善のプロセスに積極的に関与し、実践の分析と改善に向けた提案を行った。学校教諭は授業計画の立案、実践を担当した。対象学級及び児童は、小学部4学年に在籍する男児4名、女児1名で、知的障害や自閉症の診断を受けていた。対象授業は、教育課程上「日常生活の指導」に位置づけられ年間を通して実施される「朝の会」で、指導者は担任教諭2名であった。定点観察の手法を用い、指導場面を1週間毎にビデオ録画し(計37セッション)分析対象とした。それをもとに、指導者が実際に行った手だてと児童の課題遂行行動の生起・非生起を記録した。その結果、係・役割活動において、児童同士がやりとり行動を高める指導手続きとして、児童が理解しやすく動線に配慮した物理的環境の整備を行った上で授業の大きな流れをつくること、児童個々のやりとり行動が確実に生起するようになったら、指導者の起点(着席位置)を児童から遠ざけ、指導者が言語・動作教示を遅延すること、視覚的な教材や物(絵や文字カード、指し棒など)の活用が効果的であることが示唆された。
沖縄県宮古島における先史時代の生計活動

科学研究費補助金の最終年度にあたる今年は、昨年度出土した竪穴遺構の全貌とテーブルサンゴの性格を把握することを目的として、5次調査を実施した。5次調査では、4次調査までのトレンチの北側に隣接して12×4mのトレンチを新しく設定し、調査を実施した。長雨にたたられ、計画時のV層まで掘り進めることはできなかったが、これまで間層としていたIV層から貝溜まり遺構が検出された.貝溜まり遺構は2面確認され、上面(2.0×1.8m)には集中的にチョウセンサザエやサラサバテイが出土した。特徴的な割れ方をしたチョウセンサザエが集中する場所もあり、食料残滓以外に製品としても利用する意図がうかがえた。ほかにもシャコガイ製貝斧、クモガイ製利器、突起部の欠損したスイジ貝製利器などの製品が出土している。二枚貝はほとんど見られず、獣魚骨もわずかである。遺構の性格については検討中である。5次までの調査で、集石遺構はIII層からV層まで検出されたが、円礫と角礫の二種類のサンゴ石灰岩が見られることは興味深い。円礫と拳大状の角礫は異なった用途で使用されていたのではないかと想定している。浦底遺跡で200本以上出土したシャコガイ製貝斧は、アラフ遺跡でも表面採集を含めると、すでに50本以上が出土している。その形態も様々であり、シャコガイは貝斧以外にその貝種によって別の用途の製品を作りだしている。例えば、シラナミ内層部を利用してスクレーパー状の製品を作り、ヒレジャコを使用してノミ状に加工し、シャゴウを使用して堀り貝状の製品にするといった具合である。スイジガイ製利器についても利用部位に多様牲が見られた。遺跡では製品化していないシャコガイ、スイジガイ、クモガイ、イモガイとその破片が数多く出土するが、貝利用の多様性を見ると、持ち込んでいるこれらの貝類は加工ないしは加工後の破片である可能性が高いと考えている。また、チョウセンサザエとサラサバテイの出土量は全貝総数の八割以上にもなり、主要な食料にされ、その残滓だと思われる。そのうちでチョウセンサザエには、貝殻に穿孔された孔の形状に規則性が、残された体層下部の形状には同一性が観察された。その特徴的な割れ方は、道具を用いた可能性と、単なる食料残滓ではなく何らかの利用目的をもっていたと想定されるが今後の検討課題である。平成14年度で科学研究費補助金額による調査は終了したが、発掘調査は今年度も継続する予定である。竪穴遺構の性格、テーブルサンゴの性絡などまだ、未解決な部分が多くあり、更なる調査が必要である。第1第5次までの発掘調査報告書は今年7月に刊行予定である。

竪穴遺構の性格、テーブルサンゴの性絡などまだ、未解決な部分が多くあり、更なる調査が必要である。第1第5次までの発掘調査報告書は今年7月に刊行予定である。発掘調査地沖縄県宮古郡城辺町新城荒牛アラフ(新生)遺跡(砂丘遺跡・貝塚)発掘調査期間一次調査(平成12年9月15日9月30日)・二次調査(平成12年12月20日12月30日)初年度は測量、遺構および層序確認調査を行い、集石遺構が三つの文化層から出土することを明らかにした。調査区を二地区に区分し、第一調査区は段丘上面、第二調査区は段丘下面とした。以下、その調査概要である。(1)一次調査は第一調査区を中心に発掘を行い、第IV層まで確認。その結果、第III層に集石遺構を伴う包含層を検出。円形の集石遺構、貝溜まり、焼石群が出土。遺物は人口遺物としてスイジガイ製利器が1点、自然遺物として貝、獣骨、魚骨が出土した。集石遺構の細部の発掘調査は来年度に実施する。第一調査区と第二調査区の境界断面でV層からVIII層までの層序を確認した。断面にはV層、VII層に文化層がみられ、それぞれに集石遺構が伴うことが明らかとなった。間層は白砂層である。(2)二次調査は第二調査区を中心に調査を実施。本調査区はI層からV層までが開墾で削剥されているため、地表より約70cmで第VII層の文化層が確認された。この層より集石遺構群が検出される。遺物は自然遺物のみ出土。第III層と第VII層の集石遺構の相違は炭化した炭、および焼貝、焼石の多少の比率差にあり、第VII層には部分的に黒色化したブロックが確認される。宮古島で上記のように3層から集石遺構を確認したのは本遺跡がはじめてであるが、年代的な開きがどれくらいあるかは年代測定の結果待ちである。(3)隣接する浦底遺跡から多量に出土するシャコ貝製貝斧は表面採集品として発掘期間中にも採集されたが、遺構からは出土していない。砂丘地での埋葬遺跡は今回の調査では確認できなかった。(4)フローテーションでの分析は札幌大学の高宮広士氏、年代測定は国立歴史民俗博物館の辻誠一郎氏、獣骨のDNA鑑定は帯広畜産大学の石黒直隆氏に分析を依頼している。発掘調査地沖縄県宮古郡城辺町新城荒牛アラフ(新生)遺跡(砂丘遺跡・貝塚)発掘調査期間三次調査(平成13年11月20日29日12月19日30日)今年度は前年度に引き続き宮古島アラフ遺跡の発掘調査を行った。前年度の発掘区I-10・11区を西へ2m拡張し、また、J-9・10区を南にサトウキビ畑まで延長した。層位的には前年度調査の第1文化層(III層)から、第2文化層(V層)まで掘り下げた。前年度に確認された三つの文化層はそれぞれ異なった遺構をもつことが確認された。第1文化層では集石遺構とその周辺に炭化物が集中する面が検出された。第2文化層では竪穴遺構が検出された。どの竪穴遺構も三方の壁にかかっているため、全容はうかがえないが、2・4号竪穴では、シャコ貝に近接した位置から半人頭大の石が出土している。この状況は、シャコ貝と石が生活上必要な何らかの道具として、セットで使われていた可能性を示す。こういった居住性を強くうかがわせる出土遺物のあり方と、何より竪穴という形状は、4基の遺構が住居祉である可能性を強く示唆している。しかし、今回は時間的制約から床面精査を行うことができず、柱穴等を検出できなかった。したがって、住居址としての確証を得るにはいたらなかった。次回の調査では、床面の精査をおこなった上、シャコ貝と石のセット、灰溜りなどを検討し、竪穴遺構の性格を見極めたい。
気液混相型マイクロフォーム電解質の開拓と低環境負荷めっきプロセスへの応用

電気めっきでは還元反応で金属を析出すると同時に水が還元されて水素気泡が発生し、ピンホール欠陥を持ちやすい。また、皮膜硬度や表面平滑性などの物性を改善するために、結晶粒径の制御が求められている。さらに、めっきが環境汚染の原因となり、その削減が求められている。そこで本研究では、液体状めっき液に替え、多量の気体を含むフォーム状電解質中でめっきを行うことにより、これらの問題の解決を試みた。本研究では電解液としてワット浴を用い、ニッケル皮膜を形成した。これに界面活性剤として0.1wt%のドデシル硫酸ナトリウムを添加しためっき液500mlに対し、窒素ガスを400ml/minの速度でフィルターを通して混入し、フォーム状の電解質を形成した。さらにフォームを撹拌することで、気泡粒径を10.1mmの範囲で制御した。得られた皮膜を電子顕微鏡観察及びX線回折分析した結果、フォームの気泡粒径を微細化することによって皮膜の結晶粒径が微細化され、皮膜の平坦性が向上することが観察された。これに伴い膜の硬度も増大し、最大644Hvの硬度を持つニッケル皮膜が形成された。ピンホール低減を確認するためにフェロキシル試験を行った結果、微細なフォーム状電解質を用いることによって腐食斑点密度を3.0個/cm^2まで低下できることが見出された。ピンホール低減の機構を検討する目的で、フォーム状電解質中で基板表面に付着した微細な気泡の動きを動画観察した結果、フォームが流動することで基板表面の水素気泡を押し流す形で除去できることが見出された。以上のように、フォーム状電解質を用いて電気めっきを行うと、ピンホールが少なく、結晶粒子が緻密で硬度の高い皮膜を得られるため、従来のクロムめっきをニッケルで置き換えられる可能性がある。また実質的に必要なめっき液の量も削減でき、新規低環境負荷プロセスとして有望である。電気めっきは工業的に必要不可欠な製膜技術であるが、めっき液が環境汚染の原因となること、皮膜がピンホール欠陥を持ちやすいことなど、いくつかの課題がある。そこで本研究では、従来のめっき液に替え、多量の気体を含むフォーム状電解質中でめっきを行うことにより、これらの問題の解決を試みた。標準的なニッケルめっき液であるワット浴に微量の界面活性剤を添加し、メッシュフィルターを通して窒素ガスを混入することで、微細なフォーム状の電解質を形成した。フォームを構成する泡沫の粒径は、フォームに対して剪断応力を加えることによって調整した。また、製膜中にフォームを流動させるために、フォーム全体を攬拌する、あるいは基板自体を移動させるなどの手法を用いた。本手法によって得られた皮膜は、表面平坦性に優れ、ピンホールが極めて少ない特徴を持つことが示された。特にフォームを構成する気泡粒径を微細化するとともに、フォーム状電解質が流動することによって表面平坦性が向上し、ピンホール密度が低減することが見出された。これに伴い、塩水試験に対する耐腐食性も改善された。さらにX線回折測定及びビッカース硬度測定結果では、フォーム状電解質中で形成した皮膜は通常の電気めっき皮膜に比較して結晶粒径が小さく、その結果として皮膜の硬度が高いことが示された。特にフォーム状電解質を用いることにより、実質的に必要なめっき液の量を1/5程度に削減できることから、従来の手法に比較して低環境負荷かつ省資源プロセスで高性能皮膜が形成できる点で、新たな製膜技術として実用的にも有意義なものと期待される。
アーティストのための3DCGアニメーション制作支援

本研究では、「アーティストのための3DCGアニメーション制作支援」をテーマとし、アーティストが3DCGの見た目を制御するのに効果的なシステム、インターフェースの開発を行っている。当年度の研究では、これまでに研究したシステムを実際の映像制作に組み込むことに従事した。以下にその概要をまとめる。○陰影アニメーションの演出を可能にするツール「Shade Painter(シェードペインター)」3次元モデルの陰影を簡単な操作で演出可能にする陰影制御法を提案する。既存手法で陰影を編集するとなると、ライトや形状の変更による非直観的な作業を強いられ、時間もかかり、現実的ではない。これを解決するため、本研究では、通常の3Dライティングに加えて、陰影をペイントブラシで直接モデルに描き込み修正できるトゥーンシェーダを開発し、直観的なインターフェースで陰影編集を可能にした。本システムは、アーティストの意見を取り入れながら機能の追加、改善を進めている。実際の映像制作にも使用され、作品の質の向上に貢献している。○トゥーンシェーダのためのライティング強調手法3次元モデルの陰影やハイライトを、手描きのアニメ表現に基づいて強調する手法を提案する。我々が今回扱った対象は、アニメ表現をする上で特に重要視されている「平坦さを強調するための直線的な陰影やハイライト」「鋭さを強調するための輪郭付近に出る陰影やハイライト」「凹凸を強調するための陰影やハイライト」である。既存手法では手間がかかったり、複数の特徴を強調したりすることは困難であったが、本手法では、少数のパラメータにより、インタラクティブに効率良く特徴の強調の仕方をデザインすることができる。本手法でテスト映像を制作してもらったところ、手描きの陰影に近い効果を実現することが出来た。ただし、まだ実用化のレベルではなく、UI等今後の課題もある。当該年度は、手描きのアニメ表現におけるアーティスト独特の特徴強調手法に着目し、それを3DCG上で実現するシステムについて研究を行った。○アニメ表現に基づいた陰影とハイライトの強調レンダリング手描きのアニメにおいて、陰影やハイライトは特徴を強調して描かれる。アーティストとの議論を基に、アニメ表現をする上で特に重要視されている「平坦さを強調するための直線的な陰影やハイライト」「鋭さを強調するための輪郭付近に出る陰影やハイライト」「凹凸を強調するための陰影やハイライト」を3DCG上で実現する手法を提案する。本手法では、少数のパラメータを調節することにより、インタラクティブに結果を確認しながら、上記の3種類の陰影やハイライトの強調の仕方をデザインすることができる。これによって、従来の3Dシステムでは実現が困難であった手描き特有の強調を3DCG上においても効率よく制御できるようになった。3DCGの陰影やハイライトの表現力が増し、手描きでは実現できないダイナミックな動きのアニメーションとの融合によって、作品の質が大きく向上することが期待できる。本研究の成果は、論文誌Computer Animation and Virtual Worldsに採択され、国際学会CASA2009において口頭発表する予定である。○トゥーンシェーダのためのライティング手法手描きのアニメにおいて、陰影やハイライトは特徴を強調して描かれる。本研究の成果は、論文誌Computer Animation and Virtual Worldsに採択され、国際学会CASA2009において口頭発表した。○3Dモデルにおける輪郭線強調手法手描きのアニメにおいて、輪郭線はライティングや視点からの距離に応じて描かれ方が異なる。アーティストとの議論を基に、アニメ表現をする上で特に重要視されている「太さ」「色」「途切れ」の調節を3DCG上で実現する手法を提案する。本手法では、少数のパラメータを調節することにより、インタラクティブに結果を確認しながら、上記の3種類の要素をライティングや視点からの距離に応じてデザインすることができる。これによって、従来の3Dシステムでは実現が困難であった手描き特有の強調を3DCG上においても効率よく制御できるようにすることを目指す。本研究により、3DCGの陰影やハイライト、輪郭線の表現力が増し、手描きでは実現できないダイナミックな動きのアニメーションとの融合によって、作品の質が大きく向上することが期待できる。

○陰影アニメーションの演出を可能にするツール「Shade Painter(シェードペインター)」3次元モデルの陰影を簡単な操作で演出可能にする陰影制御法を提案する。既存手法で陰影を編集するとなると、ライトや形状の変更による非直観的な作業を強いられ、時間もかかり、現実的ではない。これを解決するため、本研究では、通常の3Dライティングに加えて、陰影をペイントブラシで直接モデルに描き込み修正できるトゥーンシェーダを開発し、直観的なインターフェースで陰影編集を可能にした。本システムは、アーティストの意見を取り入れながら機能の追加、改善を進めている。実際の映像制作にも使用され、作品の質の向上に貢献している。○トゥーンシェーダのためのライティング強調手法3次元モデルの陰影やハイライトを、手描きのアニメ表現に基づいて強調する手法を提案する。我々が今回扱った対象は、アニメ表現をする上で特に重要視されている「平坦さを強調するための直線的な陰影やハイライト」「鋭さを強調するための輪郭付近に出る陰影やハイライト」「凹凸を強調するための陰影やハイライト」である。既存手法では手間がかかったり、複数の特徴を強調したりすることは困難であったが、本手法では、少数のパラメータにより、インタラクティブに効率良く特徴の強調の仕方をデザインすることができる。本手法でテスト映像を制作してもらったところ、手描きの陰影に近い効果を実現することが出来た。ただし、まだ実用化のレベルではなく、UI等今後の課題もある。
高結晶性有機薄膜の静電スプレー成膜と高速動作可能な有機トランジスタの作製

静電スプレー堆積法を用いて高速動作可能な有機トランジスタを作製した.静電スプレー堆積法は,マスクパターニング可能,乾燥プロセス不要という特長があり,成膜条件を調整することで高結晶性薄膜の作製が可能である.静電スプレー堆積法により大面積単結晶ドメイン(数百ミクロンサイズ)を形成し,高移動度ボトムゲート・ボトムコンタクト型単結晶トランジスタを作製した.さらに,静電スプレー堆積法を用いてトップゲート絶縁膜を形成してトップゲート・ボトムコンタクト型単結晶トランジスタを作製し,さらなる高移動度化に成功した.本研究は,低コスト・低環境負荷な溶液プロセスによる高速動作可能な有機トランジスタの作製を目的として実施された.平成24年度の研究実績は次のとおりであった.1.静電スプレー堆積法を用いて有機半導体TIPSペンタセンの大面積単結晶ドメイン(数百ミクロンサイズ)の形成に成功,2.ボトムゲート・ボトムコンタクト型単結晶トランジスタを作製し,チャネル長5ミクロンで移動度0.1 cm2/Vs以上を達成.平成25年度の研究では,寄生抵抗の低減によりさらなる高速動作化を目指した.有機トランジスタでは,絶縁膜/半導体界面のチャネル抵抗(真性抵抗)とは別に,ソース・ドレイン電極とチャネル間の寄生抵抗が大きい.とくに,チャネル長の短縮にともない影響が大きくなり,トランジスタ特性を著しく悪化させる.この問題に対して,寄生抵抗の低減に有利なトップゲート構造に着目した.TIPSペンタセン単結晶ドメイン上に静電スプレー堆積法を用いてトップゲート絶縁膜PMMAを成膜した.このトップゲート・ボトムコンタクト型単結晶トランジスタ(チャネル長5ミクロン)の特性を評価した結果,前年度に作製したボトムゲート・ボトムコンタクト型より移動度が約3倍も向上することが示され,寄生抵抗の低減による高速動作化に成功した.本研究全体を通じて,高性能な有機トランジスタ作製における静電スプレー堆積プロセス(マスクパターニング,アニールフリー)の有効性を実証した.静電スプレー堆積法を用いて高速動作可能な有機トランジスタを作製した.静電スプレー堆積法は,マスクパターニング可能,乾燥プロセス不要という特長があり,成膜条件を調整することで高結晶性薄膜の作製が可能である.静電スプレー堆積法により大面積単結晶ドメイン(数百ミクロンサイズ)を形成し,高移動度ボトムゲート・ボトムコンタクト型単結晶トランジスタを作製した.さらに,静電スプレー堆積法を用いてトップゲート絶縁膜を形成してトップゲート・ボトムコンタクト型単結晶トランジスタを作製し,さらなる高移動度化に成功した.本研究課題は,有機エレクトロニクスの普及・発展の鍵を握る,低コスト・省エネルギーな溶液プロセスで高速動作可能な有機トランジスタを作製することを目的としている.実施期間内に2つの研究テーマ:1.高結晶性有機薄膜の静電スプレー成膜技術の確立,2.静電スプレー堆積法を用いて作製したボトムコンタクト型有機トランジスタの高速動作化,を設定して研究に取り組んでいる.平成24年度の研究実績として以下の2点を述べる:1.静電スプレー堆積法を用いて大面積(数百ミクロンサイズ)TIPSペンタセン結晶ドメインの形成に成功したこと,2.単結晶ドメインを活性層に用いたボトムコンタクト型トランジスタを作製し,電界効果移動度0.1 cm^2/Vs以上を達成したこと(チャネル長5ミクロン).1. TIPSペンタセン(有機半導体)溶液の作製に,アセトンとオルトジクロロベンゼンの混合溶媒を用いることにより,結晶ドメインサイズの大幅な拡大に成功した.また,静電スプレー堆積プロセスの成膜温度を60度以下にすることでクラックの発生を防ぎ,溶液供給スピードをシリンジポンプにより制御することで1分間という短時間での成膜に成功した.これらは印刷技術に必須の高速・大面積・高均一成膜につながる成果といえる.2. TIPSペンタセン結晶ドメインの大面積化に成功したので,単結晶ドメインを活性層に用いたボトムコンタクト型トランジスタを作製し,チャネル長5ミクロンで電界効果移動度0.1 cm^2/Vs以上を達成した(チャネル長50ミクロンでは0.5 cm^2/Vs以上).静電スプレー堆積法では,シャドウマスクを用いて有機半導体活性層を直接パターニングし,また溶液プロセスと気相プロセスの中間的方法のため乾燥工程が不要である.したがって本研究で得られた成果は,学術的意義だけでなく実用的にも重要な結果である.実施期間内の本研究の目的:(1)高結晶性有機薄膜の静電スプレー成膜技術の確立,(2)静電スプレー堆積法を用いて作製したボトムコンタクト型有機トランジスタの高速動作化,それぞれについておおむね順調に進展している.(1)について,平成24年度に行った研究の結果,静電スプレー堆積法を用いて数百ミクロンサイズのTIPSペンタセン結晶ドメインの形成に成功している.しかしながら,大面積で高均一にデバイスを作製するためにはさらなる結晶ドメインサイズの拡大が必要である.そこで平成25年度に行う研究では,ミリメートルオーダー以上の大面積結晶ドメインの形成を目指して取り組む.(2)について,平成24年度に行った研究で,単結晶ドメインを活性層に用いたボトムコンタクト型トランジスタを作製し,電界効果移動度0.1 cm^2/Vs以上を達成している(チャネル長5ミクロン).交付申請書に記載した研究目的:動作周波数が1 MHz以上の論理回路(RFIDなど)への適用を見据えて,線形領域の実効移動度が0.1 cm^2/Vs以上,オン/オフ電流比が10^4以上のトランジスタ特性(チャネル長5ミクロン以下)を実現すること,をおおむね達成する成果を得ている.

しかしながら,ソース・ドレイン電極と活性層蓄積チャネル間の寄生抵抗の影響が大きく,単結晶ドメインを活性層に用いることによる真の性能は引き出せていないと考えられる.また,現在のデバイス構造は寄生容量が大きく,高周波特性の劣化が考えられる.そこで平成25年度に行う研究では,これらの寄生成分の影響を抑えるためのデバイス構造の設計および実証を目指して取り組む.これまでに数百ミクロンサイズのTIPSペンタセン結晶ドメインを静電スプレー堆積プロセスにより形成し,トランジスタチャネルを単結晶ドメインで覆うことに成功している.今後さらに結晶ドメインサイズを拡大するためには,結晶核形成の位置制御と分子配向の方位制御を行うことが重要と考えている.本研究では,さらなる大面積化(ミリメートルオーダー以上)を行うために静電スプレー堆積プロセスで用いるシャドウマスクに温度勾配をつけることで結晶成長の素過程を制御することを考えている.また,静電スプレー堆積プロセスでは堆積状態(ドライまたはウェット)が結晶ドメインのサイズに強く影響するため,溶液作製条件をさらに検討していく.現在,単結晶ドメインを活性層に用いたボトムコンタクト型トランジスタ(チャネル長5ミクロン)で電界効果移動度0.1 cm^2/Vs以上を達成している.今後さらなるトランジスタ特性の向上を図るためには,ソース・ドレイン電極と活性層蓄積チャネル間の寄生抵抗を低減する必要がある.また,高周波特性を改善するためには寄生容量を低減することが重要である.これらの課題を解決するために,本研究ではトップゲート構造の適用を考えている.トップゲート絶縁膜の作製には,静電スプレー堆積法を用いる予定である.したがって,今後の研究課題として,(1)トップゲート絶縁膜の形成条件の確立,(2)トップゲート絶縁膜/有機半導体界面の電子物性制御,に取り組んでいく.該当なし