JP2006339577A - Organic semiconductor thin film and organic thin film transistor - Google Patents
Organic semiconductor thin film and organic thin film transistor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006339577A JP2006339577A JP2005165341A JP2005165341A JP2006339577A JP 2006339577 A JP2006339577 A JP 2006339577A JP 2005165341 A JP2005165341 A JP 2005165341A JP 2005165341 A JP2005165341 A JP 2005165341A JP 2006339577 A JP2006339577 A JP 2006339577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- thin film
- organic semiconductor
- semiconductor thin
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、有機半導体薄膜及び有機薄膜トランジスタに関する。 The present invention relates to an organic semiconductor thin film and an organic thin film transistor.
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、さらに情報化の進展に伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。 With the widespread use of information terminals, there is an increasing need for flat panel displays as computer displays. In addition, with the progress of computerization, information that has been provided in paper media has increased in opportunities to be provided electronically, and as a mobile display medium that is thin, light, and portable, electronic paper or There is a growing need for digital paper.
一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機ＥＬ、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。 In general, in a flat display device, a display medium is formed using an element utilizing liquid crystal, organic EL, electrophoresis, or the like. In such display media, a technique using an active drive element (TFT element) as an image drive element has become mainstream in order to ensure uniformity of screen brightness, screen rewrite speed, and the like. For example, in a normal computer display, these TFT elements are formed on a glass substrate, and liquid crystal, organic EL elements, etc. are sealed.
ここでＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には、通常スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。 Here, semiconductors such as a-Si (amorphous silicon) and p-Si (polysilicon) can be mainly used for the TFT element, and these Si semiconductors (and metal films as necessary) are formed into a multilayer structure. The TFT element is manufactured by sequentially forming the drain and gate electrodes on the substrate. The manufacture of such TFT elements usually requires sputtering or other vacuum manufacturing processes.
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、ＴＦＴ素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、ｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされる等、設備の変更が容易ではない。 However, in the manufacture of such a TFT element, the vacuum system manufacturing process including the vacuum chamber must be repeated many times to form each layer, and the apparatus cost and running cost have become enormous. . For example, in a TFT element, it is usually necessary to repeat processes such as vacuum deposition, dope, photolithography, development, etc. many times to form each layer, and the element is formed on a substrate through tens of steps. Yes. As for the semiconductor portion that is the key to the switching operation, a plurality of types of semiconductor layers such as p-type and n-type are stacked. In such a conventional manufacturing method using a Si semiconductor, it is not easy to change the equipment, for example, a design change of a manufacturing apparatus such as a vacuum chamber is required in response to the need for a large display screen.
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料でなければならない。 In addition, since the conventional TFT element using the Si material includes a process at a high temperature, the substrate material must be a material that can withstand the process temperature.
このため実際上はガラスを用いざるをえず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携行用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。 Therefore, in practice, glass must be used, and when the above-described thin display such as electronic paper or digital paper is configured using such a conventionally known TFT element, the display is heavy and flexible. Products that may break due to chipping or dropping impact. These characteristics resulting from the formation of TFT elements on a glass substrate are undesirable in satisfying the need for an easy-to-carry-type thin display accompanying the progress of computerization.
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機ＥＬ素子用の電荷輸送性材料のほか、有機レーザー発振素子（例えば、非特許文献１参照。）や、多数の論文にて報告されている有機半導体薄膜への応用が期待されている（例えば、非特許文献２参照。）。 On the other hand, in recent years, organic semiconductor materials have been energetically studied as organic compounds having high charge transport properties. In addition to charge transport materials for organic EL devices, these compounds are expected to be applied to organic laser oscillation devices (for example, see Non-Patent Document 1) and organic semiconductor thin films reported in many papers. (See, for example, Non-Patent Document 2).
これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、さらにはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。これらの低温プロセスによる製造は、従来のＳｉ系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、従って前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも、例えば、ＴＦＴ素子を形成できる可能性がある。透明樹脂基板上にＴＦＴ素子を形成し、そのＴＦＴ素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない（もしくは非常に割れにくい）ディスプレイとすることができるであろう。 If these organic semiconductor devices can be realized, there is a possibility of obtaining a semiconductor that can be made into a solution by simplifying the manufacturing process by vacuum or low-pressure deposition at a relatively low temperature and further improving the molecular structure appropriately. It is conceivable that the organic semiconductor solution is made into an ink and manufactured by a printing method including an ink jet method. Manufacturing by these low-temperature processes has been considered impossible for conventional Si-based semiconductor materials, but there is a possibility for devices using organic semiconductors, so the above-mentioned restrictions on substrate heat resistance are relaxed. For example, a TFT element may be formed on the transparent resin substrate. If a TFT element is formed on a transparent resin substrate and the display material can be driven by the TFT element, the display is lighter and more flexible than conventional ones, and will not crack even if dropped (or very difficult to break) It could be a display.
しかしながら、こうしたＴＦＴ素子を実現するための有機半導体としてこれまでに検討されてきたのは、ペンタセンやテトラセンといったアセン類（例えば、特許文献１参照。）、鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類、ペリレンやそのテトラカルボン酸誘導体といった低分子化合物（例えば、特許文献２参照。）や、α−チエニールもしくはセクシチオフェンと呼ばれるチオフェン６量体を代表例とする芳香族オリゴマー（例えば、特許文献３参照。）、ナフタレン、アントラセンに５員の複素芳香環が対称に縮合した化合物（例えば、特許文献４参照。）、モノ、オリゴ及びポリジチエノピリジン（例えば、特許文献５参照。）、さらにはポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレンといった共役高分子等限られた種類の化合物（例えば、非特許文献１〜３参照。）でしかなく、高いキャリア移動度を示す新規な電荷輸送性材料を用いた半導体性組成物の開発が待望されていた。
However, organic semiconductors for realizing such TFT elements have been studied so far as acenes such as pentacene and tetracene (for example, see Patent Document 1), phthalocyanines including lead phthalocyanine, perylene and its tetra. Low molecular weight compounds such as carboxylic acid derivatives (for example, see Patent Document 2), aromatic oligomers typically represented by thiophene hexamers called α-thienyl or sexithiophene (for example, see Patent Document 3), naphthalene, Compounds in which a 5-membered heteroaromatic ring is symmetrically fused to anthracene (see, for example, Patent Document 4), mono-, oligo-, and polydithienopyridines (see, for example, Patent Document 5), polythiophene, polythienylene vinylene, poly High conjugated content such as -p-phenylene vinylene Etc. limited number of compounds (e.g., see Non-Patent
従来公知の有機半導体材料として良好なＴＦＴ特性が報告されているペンタセン誘導体薄膜の作製に、蒸着工程ではなく、インクジェット法等の溶液塗布が適用できれば製造上大きなコストメリットが期待できるが、ペンタセン誘導体は種々の有機溶媒への溶解性が十分ではなく、また溶液調製後に付加反応や結晶化、沈殿生成がおこりやすい等、塗布液安定性が十分ではないという、製造上の問題点が指摘されていた。そこで溶解性向上、塗布液安定性向上を目的として、置換基を導入したペンタセン誘導体を用いた有機ＴＦＴ材料に関する技術（例えば、特許文献９、１０参照。）が開示されている。しかしながら、アルキル基等の導入では十分な溶解性を得ることは難しく、塗布時の温度制御等の操作性等が困難であり、均一な塗膜作製が困難であるという問題があった。 If a solution coating such as an inkjet method can be applied to the production of a pentacene derivative thin film that has been reported to have good TFT characteristics as a conventionally known organic semiconductor material, a large cost advantage in production can be expected. It was pointed out that the coating solution was not stable enough, such as insufficient solubility in various organic solvents, and addition reaction, crystallization and precipitation were likely to occur after solution preparation. . Therefore, for the purpose of improving solubility and coating solution stability, techniques relating to organic TFT materials using a pentacene derivative having a substituent introduced therein (for example, see Patent Documents 9 and 10) are disclosed. However, it is difficult to obtain sufficient solubility by introducing an alkyl group or the like, operability such as temperature control at the time of coating is difficult, and it is difficult to produce a uniform coating film.
また、特開２００３−２９２５８８号公報、米国特許出願公開第２００３／１３６９５８号明細書、同２００３／１６０２３０号明細書、同２００３／１６４４９５号明細書では「マイクロエレクトロニクス用の集積回路論理素子にポリマーＴＦＴを用いると、その機械的耐久性が大きく向上し、その使用可能寿命が長くなる。しかしながら、半導体ポリチオフェン類の多くは周囲の酸素によって酸化的にドープされ、導電率が増大してしまうため空気に触れると安定ではないと考えられる。この結果、これらの材料から製造したデバイスのオフ電流は大きくなり、そのため電流オン／オフ比は小さくなる。従ってこれらの材料の多くは、材料加工とデバイス製造の間に環境酸素を排除して酸化的ドーピングを起こさない、あるいは最小とするよう厳重に注意しなければならない。この予防措置は製造コストを押し上げるため、特に大面積デバイスのための、アモルファスシリコン技術に代わる経済的な技術としてのある種のポリマーＴＦＴの魅力が削がれてしまう。これら及びその他の欠点は本発明の実施の形態において回避され、あるいは最小となる。従って、酸素に対して強い対抗性を有し、比較的高い電流オン／オフ比を示すエレクトロニックデバイスが望まれている」との記載があり、その解決手段が種々提案されている（例えば、特許文献６〜８参照。）が、改善のレベルは満足できるものではなく、さらなる改良が望まれている。
本発明の目的は、配向性及びキャリア移動度が高い有機半導体薄膜、及びそれを用いた有機半導体薄膜を提供することである。 An object of the present invention is to provide an organic semiconductor thin film having high orientation and carrier mobility, and an organic semiconductor thin film using the same.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。 The above object of the present invention has been achieved by the following constitution.
（請求項１）
光学活性化合物を含有することを特徴とする有機半導体薄膜。
(Claim 1)
An organic semiconductor thin film comprising an optically active compound.
（請求項２）
前記光学活性化合物がπ共役系化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体薄膜。
(Claim 2)
The organic semiconductor thin film according to
（請求項３）
前記光学活性化合物が、芳香族炭化水素環及び／または芳香族複素環が３つ以上連続した部分構造を有するπ共役系化合物であることを特徴とする請求項２に記載の有機半導体薄膜。
(Claim 3)
3. The organic semiconductor thin film according to
（請求項４）
前記光学活性化合物が、芳香族炭化水素環及び／または芳香族複素環が３つ以上縮合した芳香族炭化水素縮合環または芳香族複素縮合環を部分構造として有することを特徴とする請求項２に記載の有機半導体薄膜。
(Claim 4)
The optically active compound has, as a partial structure, an aromatic hydrocarbon condensed ring or an aromatic hetero condensed ring in which three or more aromatic hydrocarbon rings and / or aromatic heterocyclic rings are condensed. The organic semiconductor thin film as described.
（請求項５）
前記光学活性化合物の光学純度が４０％ｅｅ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機半導体薄膜。
(Claim 5)
The organic semiconductor thin film according to
（請求項６）
前記光学活性化合物の光学純度が７０％ｅｅ以上であることを特徴とする請求項５に記載の有機半導体薄膜。
(Claim 6)
6. The organic semiconductor thin film according to
（請求項７）
前記光学活性化合物を含有する溶液または分散液を塗布することにより作製することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機半導体薄膜。
(Claim 7)
The organic semiconductor thin film according to any one of
（請求項８）
請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体薄膜を用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
(Claim 8)
An organic thin film transistor using the organic semiconductor thin film according to
本発明により、配向性及びキャリア移動度が高い有機半導体薄膜、及びそれを用いた有機半導体薄膜を提供することができた。 According to the present invention, an organic semiconductor thin film having high orientation and carrier mobility, and an organic semiconductor thin film using the same can be provided.
本発明に係る有機半導体薄膜においては、請求項１〜７のいずれか１項に規定される構成を用いることにより、有機薄膜トランジスタ用途に有用な有機半導体薄膜を得ることができる。また、本発明に係る有機半導体薄膜を用いて作製した本発明の有機薄膜トランジスタはキャリア移動度が高く、ゲート電圧を変化させた際の最大電流値と最小電流値の比、即ちＯＮ／ＯＦＦ特性が良好である等、優れたトランジスタ特性を示すことが分かった。 In the organic semiconductor thin film which concerns on this invention, the organic semiconductor thin film useful for an organic thin-film transistor use can be obtained by using the structure prescribed | regulated in any one of Claims 1-7. In addition, the organic thin film transistor of the present invention manufactured using the organic semiconductor thin film according to the present invention has high carrier mobility, and the ratio of the maximum current value to the minimum current value when the gate voltage is changed, that is, the ON / OFF characteristics. It was found that excellent transistor characteristics such as good were exhibited.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
《光学活性化合物》
本発明の有機半導体薄膜は光学活性化合物を含有することが特徴である。
<< Optically active compound >>
The organic semiconductor thin film of the present invention is characterized by containing an optically active compound.
光学活性化合物とは、分子内にキラルな構造を生ずる原因が１つ以上存在する化合物を言う。これらキラルな構造には、キラリティーには不斉炭素原子を持つような中心性キラリティーや、ある分子軸の周囲の原子配置による軸性キラリティー、ある分子面に対する原子配置による面性キラリティー、そしてＤＮＡのらせん構造のように立体構造によって生じるキラリティー等がある。中でも、中心性キラリティーや軸性キラリティー、立体構造によって生じるキラリティーを持つ化合物は、同一の立体構造を持つた分子同士でスタッキングしやすく、例えば薄膜中でそれぞれの光学活性化合物が高規則的に配列したドメインを形成するものがある。 An optically active compound refers to a compound that has one or more causes for generating a chiral structure in the molecule. These chiral structures have a chirality that has an asymmetric carbon atom in chirality, axial chirality due to atomic arrangement around a certain molecular axis, and planar chirality due to atomic arrangement with respect to a certain molecular plane. And chirality generated by a three-dimensional structure such as a helical structure of DNA. Among them, compounds with central chirality, axial chirality, and chirality generated by a three-dimensional structure are easy to stack with molecules having the same three-dimensional structure. For example, each optically active compound is highly ordered in a thin film. Some form domains arranged in
一方、有機半導体材料としてはＰＨＴ等のようにπ共役系分子が知られている。このようなπ共役系分子は、薄膜中で高配向に配列させることによってより優れた性能を示すことが知られている。 On the other hand, π-conjugated molecules such as PHT are known as organic semiconductor materials. It is known that such π-conjugated molecules exhibit better performance when arranged in a highly oriented manner in a thin film.
そこで、π共役系光学活性化合物を用いることにより、分子が効果的に配列した膜の作製が可能になり、ＴＦＴ性能の向上が可能となった。さらに、一方の異性体の含量を増やすことにより、より均一で配向性の高い膜が形成でき、その結果、さらに移動度が向上し満足できるＴＦＴ性能を有する有機半導体薄膜を得ることができた。 Therefore, by using a π-conjugated optically active compound, it is possible to produce a film in which molecules are effectively arranged, and it is possible to improve TFT performance. Furthermore, by increasing the content of one isomer, a more uniform and highly oriented film could be formed. As a result, an organic semiconductor thin film having improved TFT and satisfactory TFT performance could be obtained.
π共役系光学活性化合物は、芳香族炭化水素環及び／または芳香族複素環が３つ以上連続した部分構造を有するπ共役系化合物であることが好ましい。芳香族炭化水素環、芳香族複素環は縮合環であってもよい。また、π共役系光学活性化合物は、芳香族炭化水素環及び／または芳香族複素環が３つ以上縮合した芳香族炭化水素縮合環または芳香族複素縮合環を部分構造として有することが好ましい。 The π-conjugated optically active compound is preferably a π-conjugated compound having a partial structure in which three or more aromatic hydrocarbon rings and / or aromatic heterocyclic rings are continuous. The aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocyclic ring may be a condensed ring. In addition, the π-conjugated optically active compound preferably has, as a partial structure, an aromatic hydrocarbon condensed ring or an aromatic hetero condensed ring in which three or more aromatic hydrocarbon rings and / or aromatic heterocyclic rings are condensed.
これらの芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。 These aromatic hydrocarbon rings include benzene, biphenyl, naphthalene, azulene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, o-terphenyl, m-terphenyl. Ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring, etc. It is done.
芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。 Aromatic heterocycles include furan ring, thiophene ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole Ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further nitrogen) And a ring substituted with an atom).
これらの芳香族炭化水素環、芳香族複素環は、５員環または６員環が好ましい。これらの芳香族炭化水素環、芳香族複素環は置換されていてもよい、置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシル基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシル基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。 These aromatic hydrocarbon rings and aromatic heterocycles are preferably 5-membered rings or 6-membered rings. These aromatic hydrocarbon rings and aromatic heterocycles may be substituted. Examples of the substituent include alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, Hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (for example, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group ( For example, ethynyl group, propargyl group etc.), aryl group (eg phenyl group, naphthyl group etc.), aromatic heterocyclic group (eg furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group) Group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, phthalazi Group), heterocyclic group (eg pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group etc.), alkoxyl group (eg methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group) Group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxyl group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, Propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxy Carbonyl group (for example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (for example, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.) Sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, Naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl groups (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, Nylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group) Butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonyl) Amino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenyl Carbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group) Octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, Rusulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl Group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (For example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino Group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group) , Pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, hydroxyl group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.). These substituents may be further substituted with the above substituents.
光学活性化合物の光学純度は４０％ｅｅ以上が好ましく、７０％以上ｅｅがより好ましく、９０％ｅｅ以上がさらに好ましい。 The optical purity of the optically active compound is preferably 40% ee or more, more preferably 70% or more ee, and still more preferably 90% ee or more.
光学純度とは、光学活性化合物（エナンチオマーやジアステレオマー）の混合物中に存在する１種の光学活性化合物の過剰量を百分率で表した値である。光学純度の測定には、市販の光学純度測定カラムを用いた測定や旋光度測定等一般的な手法を用いることができる。 The optical purity is a value expressed as a percentage of an excess amount of one optically active compound present in a mixture of optically active compounds (enantiomers and diastereomers). For the measurement of optical purity, a general method such as measurement using a commercially available optical purity measurement column or optical rotation measurement can be used.
光学活性化合物の重量平均分子量は２００〜１万が好ましい。重量平均分子量はＧＰＣ型高速液体クロマトグラフィーにより求めることができる。 The weight average molecular weight of the optically active compound is preferably 200 to 10,000. The weight average molecular weight can be determined by GPC type high performance liquid chromatography.
以下、本発明に係る光学活性化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。化合物例の図は、光学活性化合物の１種を示したものであり、立体構造はこの図の構造に限定されない。
。
Hereinafter, although the specific example of the optically active compound concerning this invention is shown, this invention is not limited to these. The figure of the compound example shows one kind of the optically active compound, and the three-dimensional structure is not limited to the structure of this figure.
.
これらの化合物は、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２０，２０４７（１９９８）等に記載の方法を参考に合成することができる。 These compounds are described, for example, in J. Org. Am. Chem. Soc. , 120, 2047 (1998), and the like.
《有機半導体薄膜、有機薄膜トランジスタ》
本発明の有機半導体薄膜、有機薄膜トランジスタについて説明する。
<< Organic semiconductor thin film, organic thin film transistor >>
The organic semiconductor thin film and organic thin film transistor of the present invention will be described.
本発明に係る有機半導体薄膜材料（光学活性化合物）は、有機薄膜トランジスタのチャネル層に用いることにより、良好に駆動する有機薄膜トランジスタを提供することができる。有機半導体薄膜は、支持体上にチャネルとして有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と支持体上にまずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別される。 By using the organic semiconductor thin film material (optically active compound) according to the present invention for the channel layer of an organic thin film transistor, an organic thin film transistor that can be driven satisfactorily can be provided. The organic semiconductor thin film has a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel as a channel on a support, and a top gate type having a gate electrode on a gate insulating layer thereon and a gate on the support first. A bottom-gate type having an electrode and having a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel through a gate insulating layer.
本発明に係る有機半導体薄膜材料を含有する有機半導体薄膜または有機薄膜トランジスタのチャネル（チャネル層ともいう）に設置するには、真空蒸着により基板上に設置することもできるが、適切な溶剤に溶解し必要に応じ添加剤を加えて調製した溶液または分散液をキャストコート、スピンコート、印刷、インクジェット法、アブレーション法等の湿式法によって基板上に設置することが好ましい。 The organic semiconductor thin film containing the organic semiconductor thin film material according to the present invention or the channel of the organic thin film transistor (also referred to as channel layer) can be installed on the substrate by vacuum deposition, but it can be dissolved in an appropriate solvent. A solution or dispersion prepared by adding an additive as necessary is preferably placed on the substrate by a wet method such as cast coating, spin coating, printing, ink jet method, ablation method or the like.
この場合、本発明に係る有機半導体薄膜材料を溶解する溶剤は、該有機半導体薄膜材料を溶解して適切な濃度の溶液が調製できるものであれば格別の制限はないが、具体的にはジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサン等の環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン等の環状脂肪族炭化水素系溶媒等を挙げることができる。 In this case, the solvent for dissolving the organic semiconductor thin film material according to the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the organic semiconductor thin film material to prepare a solution having an appropriate concentration. Chain ether solvents such as ether and diisopropyl ether, cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, alkyl halide solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane, toluene, o- Aromatic solvents such as dichlorobenzene, nitrobenzene, and m-cresol, N-methylpyrrolidone, aliphatic hydrocarbon solvents such as carbon disulfide and hexane, and cyclic aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane can be exemplified. .
本発明において、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペースト及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特に白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯ及び炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体等も好適に用いられる。中でも半導体層との接触面において、電気抵抗が少ないものが好ましい。 In the present invention, the material for forming the source electrode, the drain electrode and the gate electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium , Palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide / antimony, indium tin oxide (ITO), fluorine doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon Paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, aluminum, magnesium / Copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, lithium / aluminum mixture etc. are used, especially platinum, gold, silver, copper, aluminum, indium, ITO and Carbon is preferred. Alternatively, a known conductive polymer whose conductivity is improved by doping or the like, for example, conductive polyaniline, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid, or the like is also preferably used. Among them, those having low electric resistance at the contact surface with the semiconductor layer are preferable.
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅等の金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーション等により形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペースト等を凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等の印刷法でパターニングする方法も用いることができる。 As a method for forming an electrode, a method for forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method from a conductive thin film formed using a method such as vapor deposition or sputtering using the above as a raw material, or a metal foil such as aluminum or copper There is a method of etching using a resist by thermal transfer, ink jet or the like. Alternatively, a conductive polymer solution or dispersion, or a conductive fine particle dispersion may be directly patterned by ink jetting, or may be formed from a coating film by lithography, laser ablation, or the like. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste, or the like by a printing method such as a relief printing plate, an intaglio printing plate, a planographic printing plate or a screen printing method can also be used.
ゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウム等が挙げられる。それらのうち好ましいのは酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。 Various insulating films can be used as the gate insulating layer, and an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is particularly preferable. Inorganic oxides include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples thereof include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and trioxide yttrium. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法等のドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法、印刷やインクジェット等のパターニングによる方法等のウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。 Examples of the method for forming the film include a vacuum process, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method, and the like, spraying Examples include a wet process such as a coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a roll coating method, a bar coating method, a coating method such as a die coating method, and a patterning method such as printing or inkjet. Can be used depending on the material.
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤等の分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えば、アルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。 The wet process is a method of applying and drying a liquid in which fine particles of inorganic oxide are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required, or an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method in which a solution of an alkoxide body is applied and dried is used. Among these, the atmospheric pressure plasma method and the sol-gel method are preferable.
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６号公報、同１１−１３３２０５号公報、特開２０００−１２１８０４号公報、同２０００−１４７２０９号公報、同２０００−１８５３６２号公報等に記載されている。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。 The method for forming an insulating film by plasma film formation under atmospheric pressure is a process in which a reactive gas is discharged under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure to excite reactive gas to form a thin film on a substrate. The method is described in JP-A Nos. 11-61406, 11-133205, 2000-121804, 2000-147209, 2000-185362, and the like. Accordingly, a highly functional thin film can be formed with high productivity.
また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、及びシアノエチルプルラン等を用いることもできる。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。 In addition, as an organic compound film, polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, photo radical polymerization type, photo cation polymerization type photo curable resin, or a copolymer containing an acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolac resin, Also, cyanoethyl pullulan or the like can be used. As the method for forming the organic compound film, the wet process is preferable. An inorganic oxide film and an organic oxide film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.
また、支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えば、プラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。このようにプラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに衝撃に対する耐性を向上できる。 Moreover, a support body is comprised with glass or a flexible resin-made sheet | seat, for example, a plastic film can be used as a sheet | seat. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC). And a film made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), or the like. Thus, by using a plastic film, weight reduction can be achieved compared with the case where a glass substrate is used, portability can be improved, and resistance to impact can be improved.
以下に、本発明の有機半導体薄膜材料を用いて形成された有機半導体薄膜を用いた有機薄膜トランジスタについて説明する。 Below, the organic thin-film transistor using the organic-semiconductor thin film formed using the organic-semiconductor thin-film material of this invention is demonstrated.
図１は、本発明に係る有機半導体薄膜の構成例を示す図である。同図（ａ）は、支持体６上に金属箔等によりソース電極２、ドレイン電極３を形成し、両電極間に本発明の有機半導体薄膜材料からなる有機半導体層１を形成し、その上に絶縁層５を形成し、さらにその上にゲート電極４を形成して有機薄膜トランジスタを形成したものである。同図（ｂ）は、有機半導体層１を、（ａ）では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。（ｃ）は、支持体６上に先ずコート法等を用いて、有機半導体層１を形成し、その後ソース電極２、ドレイン電極３、絶縁層５、ゲート電極４を形成したものを表す。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an organic semiconductor thin film according to the present invention. In FIG. 2A, a
同図（ｄ）は、支持体６上にゲート電極４を金属箔等で形成した後、絶縁層５を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極２及びドレイン電極３を形成し、該電極間に本発明に係る有機半導体薄膜材料により形成された有機半導体層１を形成する。その他同図（ｅ）、（ｆ）に示すような構成を取ることもできる。
In FIG. 4D, after forming the
図２は、有機半導体薄膜シートの概略等価回路図の１例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic equivalent circuit diagram of an organic semiconductor thin film sheet.
有機半導体薄膜シート１０はマトリクス配置された多数の有機半導体薄膜１１を有する。７は各ＴＦＴ１１のゲートバスラインであり、８は各ＴＦＴ１１のソースバスラインである。各ＴＦＴ１１のソース電極には、出力素子１２が接続され、この出力１２は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。画素電極は光センサの入力電極として用いてもよい。図示の例では、出力素子として液晶が抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。１３は蓄積コンデンサ、１４は垂直駆動回路、１５は水平駆動回路である。
The organic semiconductor
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these.
実施例
〔有機半導体薄膜１（本発明）の作製〕
ゲート電極としての比抵抗０．０２Ω・ｃｍのＳｉウェハーに、厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成してゲート絶縁層とした後、オクタデシルトリクロロシランによる表面処理を行った。
Example [Production of Organic Semiconductor Thin Film 1 (Invention)]
A 200 nm thick thermal oxide film was formed on a Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm as a gate electrode to form a gate insulating layer, and then surface treatment with octadecyltrichlorosilane was performed.
化合物１（光学純度９６％ｅｅ）のクロロホルム溶液を、窒素ガスでバブリングすることで溶液中の溶存酸素を除去し、１．０１３×１０2ｋＰａの窒素ガス雰囲気下で前記熱酸化膜（酸化珪素被膜）の表面にアプリケーターを用いて塗布し、室温で乾燥させた。このとき半導体層の膜厚は２０ｎｍであった。 A chloroform solution of Compound 1 (optical purity 96% ee) is bubbled with nitrogen gas to remove dissolved oxygen in the solution, and the thermal oxide film (silicon oxide) is removed under a nitrogen gas atmosphere of 1.013 × 10 2 kPa. The surface of the film was applied using an applicator and dried at room temperature. At this time, the film thickness of the semiconductor layer was 20 nm.
この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着し、ソース電極及びドレイン電極を形成して、チャネル長Ｌ＝３０μｍ、チャネル幅Ｗ＝１ｍｍの有機半導体薄膜１を作製した。
Gold was deposited on the surface of this film using a mask to form a source electrode and a drain electrode, and an organic semiconductor
〔有機半導体薄膜２、３（本発明）の作製〕
有機半導体薄膜１の作製において、化合物１を化合物５（光学純度９５％ｅｅ）、化合物１４（光学純度８０％ｅｅ）に変更し、同様にしてそれぞれ有機半導体薄膜２、３を作製した。
[Production of Organic
In the production of the organic semiconductor
〔有機半導体薄膜４（比較例）の作製〕
有機半導体薄膜１の作製に用いた熱酸化膜（酸化珪素被膜）の表面に、比較化合物のクロロホルム溶液をアプリケーターを用いて塗布し、室温で乾燥させ、同様にして有機半導体薄膜４を作製した。
[Preparation of Organic Semiconductor Thin Film 4 (Comparative Example)]
A chloroform solution of a comparative compound was applied to the surface of the thermal oxide film (silicon oxide film) used for the production of the organic semiconductor
〔有機半導体薄膜の評価〕
得られた有機半導体薄膜１〜４は、ｐチャネルエンハンスメント型ＴＦＴとして良好に動作した。
[Evaluation of organic semiconductor thin films]
The obtained organic semiconductor
さらに有機半導体薄膜について、Ｉ−Ｖ特性の飽和領域からキャリア移動度を求めた。その結果を表１に示す。 Furthermore, the carrier mobility was calculated | required from the saturation area | region of the IV characteristic about the organic-semiconductor thin film. The results are shown in Table 1.
表１の結果より、本発明の有機半導体薄膜はトランジスタとしての特性が良好であることが分かった。 From the results of Table 1, it was found that the organic semiconductor thin film of the present invention has good characteristics as a transistor.
１ 有機半導体層
２ ソース電極
３ ドレイン電極
４ ゲート電極
５ 絶縁層
６ 支持体
７ ゲートバスライン
８ ソースバスライン
１０ 有機半導体薄膜シート
１１ 有機半導体薄膜
１２ 出力素子
１３ 蓄積コンデンサ
１４ 垂直駆動回路
１５ 水平駆動回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005165341A JP2006339577A (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Organic semiconductor thin film and organic thin film transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005165341A JP2006339577A (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Organic semiconductor thin film and organic thin film transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006339577A true JP2006339577A (en) | 2006-12-14 |
Family
ID=37559839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005165341A Pending JP2006339577A (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Organic semiconductor thin film and organic thin film transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006339577A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009148015A1 (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | 出光興産株式会社 | Halogen compound, polycyclic compound, and organic electroluminescence element comprising the polycyclic compound |
| WO2011000455A1 (en) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | Merck Patent Gmbh | Materials for organic electroluminescence devices |
| US8049411B2 (en) | 2008-06-05 | 2011-11-01 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| CN104650118A (en) * | 2014-07-01 | 2015-05-27 | 吉林奥来德光电材料股份有限公司 | Preparation method and application of derivative by taking dibenzofuran as skeleton core |
| CN105017302A (en) * | 2015-04-23 | 2015-11-04 | 华南理工大学 | Bi(S,S-dioxo-dibenzothiophene) five-membered ring compound and preparation method and application thereof |
| JP2017008061A (en) * | 2009-03-20 | 2017-01-12 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ・コリア・リミテッド | Novel organic electroluminescent compounds and organic electroluminescent device using the same |
| WO2019054634A1 (en) * | 2017-09-12 | 2019-03-21 | 주식회사 엘지화학 | Novel heterocyclic compound and organic light-emitting device using same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013080A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Covion Organic Semiconductors Gmbh | Spirobifluorene derivatives, their preparation and uses thereof |
-
2005
- 2005-06-06 JP JP2005165341A patent/JP2006339577A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013080A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Covion Organic Semiconductors Gmbh | Spirobifluorene derivatives, their preparation and uses thereof |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11895917B2 (en) | 2008-06-05 | 2024-02-06 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| US8049411B2 (en) | 2008-06-05 | 2011-11-01 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| US11069862B2 (en) | 2008-06-05 | 2021-07-20 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| US10026907B2 (en) | 2008-06-05 | 2018-07-17 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| WO2009148015A1 (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | 出光興産株式会社 | Halogen compound, polycyclic compound, and organic electroluminescence element comprising the polycyclic compound |
| US8927118B2 (en) | 2008-06-05 | 2015-01-06 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| US10020454B2 (en) | 2008-06-05 | 2018-07-10 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| US9847493B2 (en) | 2008-06-05 | 2017-12-19 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| US9056870B2 (en) | 2008-06-05 | 2015-06-16 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| US9660203B2 (en) | 2008-06-05 | 2017-05-23 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device using the same |
| JP2017008061A (en) * | 2009-03-20 | 2017-01-12 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ・コリア・リミテッド | Novel organic electroluminescent compounds and organic electroluminescent device using the same |
| CN102471602B (en) * | 2009-06-30 | 2014-05-07 | 默克专利有限公司 | Materials for organic electroluminescence devices |
| KR101777883B1 (en) | 2009-06-30 | 2017-09-12 | 메르크 파텐트 게엠베하 | Materials for organic electroluminescence devices |
| US9040172B2 (en) | 2009-06-30 | 2015-05-26 | Merck Patent Gmbh | Materials for organic electroluminescent devices |
| JP2012531383A (en) * | 2009-06-30 | 2012-12-10 | メルク パテント ゲーエムベーハー | Materials for organic electroluminescent devices |
| CN102471602A (en) * | 2009-06-30 | 2012-05-23 | 默克专利有限公司 | Materials for organic electroluminescence devices |
| DE112010002775B4 (en) | 2009-06-30 | 2021-08-12 | Merck Patent Gmbh | MATERIALS FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICES |
| WO2011000455A1 (en) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | Merck Patent Gmbh | Materials for organic electroluminescence devices |
| CN104650118A (en) * | 2014-07-01 | 2015-05-27 | 吉林奥来德光电材料股份有限公司 | Preparation method and application of derivative by taking dibenzofuran as skeleton core |
| CN105017302A (en) * | 2015-04-23 | 2015-11-04 | 华南理工大学 | Bi(S,S-dioxo-dibenzothiophene) five-membered ring compound and preparation method and application thereof |
| WO2019054634A1 (en) * | 2017-09-12 | 2019-03-21 | 주식회사 엘지화학 | Novel heterocyclic compound and organic light-emitting device using same |
| CN110291077A (en) * | 2017-09-12 | 2019-09-27 | 株式会社Lg化学 | Novel heterocyclic compounds and organic luminescent device comprising it |
| CN110291077B (en) * | 2017-09-12 | 2022-05-17 | 株式会社Lg化学 | Novel heterocyclic compound and organic light emitting device comprising the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2006059486A1 (en) | Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor, switching element, organic semiconductor material, and organic semiconductor film | |
| JP2007019294A (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, and organic thin film transistor | |
| JP2007067263A (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device and organic semiconductor thin-film transistor | |
| JPWO2005122278A1 (en) | Organic semiconductor thin film, organic semiconductor device, organic thin film transistor, and organic electroluminescence element | |
| JPWO2005122277A1 (en) | Organic thin film transistor | |
| JP2005206750A (en) | Organic semiconductive material, organic transistor, field-effect transistor, switching element, and five-membered heterocyclic compound | |
| JP2006216814A (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor thin film, organic thin film transistor, field effect transistor and switching element | |
| JP4992202B2 (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic thin film transistor, organic semiconductor film manufacturing method, and organic thin film transistor manufacturing method | |
| JP2006339577A (en) | Organic semiconductor thin film and organic thin film transistor | |
| JP2007067262A (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device and organic semiconductor thin-film transistor | |
| JP2007088224A (en) | Organic semiconductor material and organic semiconductor film using same, organic semiconductor device, and organic thin-film transistor | |
| JP5228907B2 (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin film transistor | |
| JP2007088115A (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin-film transistor | |
| JPWO2006038459A1 (en) | Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor and switching element | |
| JP2007311609A (en) | Material, film, and device for organic semiconductor and organic thin-film transistor | |
| JP2006222251A (en) | Organic semiconductor material, organic thin-film transistor, field effect transistor, and switching element | |
| JP2007317984A (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin film transistor | |
| JP5157053B2 (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin film transistor | |
| JP2006060116A (en) | Organic thin film transistor, material therefor, field effect transistor and switching device | |
| JPWO2006098121A1 (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, organic thin film transistor, and method for forming organic thin film transistor | |
| JP2007059682A (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device and organic thin-film transistor | |
| JP2006339576A (en) | Organic semiconductor film, organic thin film transistor and their fabrication process | |
| JP2006140180A (en) | Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor, and switching element | |
| JP2006028054A (en) | Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor and swichintg device | |
| JP2006128601A (en) | Material, film and device of organic semiconductor and organic thin film transistor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080526 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110818 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110913 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120131 |