本发明专利技术试图提供能够利用低成本的湿法制造电子元件的有机半导体材料。进而，课题在于提供不易破坏、轻量、廉价、且高特性的有机半导体电子元件。发现根据本发明专利技术，通过优化构成酞菁纳米尺寸结构体的酞菁衍生物，可以提供性能得到提高的适合于湿法的有机半导体材料，从而完成了本发明专利技术。进而，通过将该有机半导体材料用于电子元件活性部(半导体层)，从而可以提供富于耐久性、且不易破坏、轻量、廉价、且高特性的电子元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术试图提供能够利用低成本的湿法制造电子元件的有机半导体材料。进而，课题在于提供不易破坏、轻量、廉价、且高特性的有机半导体电子元件。发现根据本专利技术，通过优化构成酞菁纳米尺寸结构体的酞菁衍生物，可以提供性能得到提高的适合于湿法的有机半导体材料，从而完成了本专利技术。进而，通过将该有机半导体材料用于电子元件活性部(半导体层)，从而可以提供富于耐久性、且不易破坏、轻量、廉价、且高特性的电子元件。【专利说明】酞菁纳米尺寸结构物、和使用该纳米尺寸结构物的电子元件
本专利技术涉及酞菁纳米尺寸结构物、含有该酞菁纳米尺寸结构物的油墨组合物、含有该酞菁纳米尺寸结构物的电子元件、在通道部含有该酞菁纳米尺寸结构物的晶体管、和在正极和负极之间含有该酞菁纳米尺寸结构物的光电转换元件。
技术介绍
近年来，需要任何人在任何情况下都可以使用的“不易破坏、轻量且廉价的信息终端”。为了其实现，期望在作为信息终端的核心器件(最重要元件)的晶体管中使用具有成本优势的柔软的材料。然而，目前使用的硅等无机材料无法充分满足这样的要求。 基于这样的情况，在晶体管的活性部(半导体层)使用具有半导体特性的有机化合物(有机半导体)的“有机晶体管(OFET) ”受到关注(参照非专利文献I)。这样的有机半导体柔软、能够进行低温处理，而且通常与溶剂的亲和性高。因此，期待具有可以利用涂布、印刷等湿法以低价格在挠性的塑料基板上制造半导体层(制膜)的优势、“不易破坏、轻量且廉价的信息终端”的实现所必不可少的新一代电子元件用材料。 已知酞菁类为代表性的有机半导体之一，通过控制高级结构、即分子的排列、聚集状态从而显示出良好的晶体管特性(参照非专利文献2)。但是，酞菁类的溶剂溶解性低，因此基于湿法的元件制作困难，供于电子元件时，通常使用真空蒸镀、溅镀等干法。这样的干法是烦杂/高价的工艺，因此，作为有机半导体的特征之一的低价格电子元件的提供变得困难。 为了解决该问题，还公开了通过在酞菁类中导入可溶性取代基，提高溶剂溶解性，从而进行基于湿法的晶体管制作的技术(参照专利文献I)。然而，该方法中，酞菁类的各分子没有充分排列，无法控制高级结构，因此，与基于干法的晶体管相比，晶体管特性差。为了显示出良好的半导体特性，重要的是具有如下的晶体结构，即所述晶体结构具有各分子沿一定方向排列而成的维度，因此，对丝线或棒状的一维结晶性结构物(具有长径(长轴)和短径(短轴)的结晶性结构物)有所期待。 另一方面，为了将湿法更适合地拓展到设想的电子元件中，该一维结晶性结构物优选为短径为500nm以下的一维结晶性结构物(以下记作纳米尺寸一维结构物)。 酞菁类作为印刷油墨的涂料用着色剂而被广泛使用，还已知大量的控制其晶体尺寸、形状的技术。例如有:在金属酞菁中混入无机盐和有机溶剂，通过研磨装置将颜料磨细从而微粒化的溶剂盐研磨法(例如参照专利文献2);使该金属酞菁溶解于硫酸后，在大量的水中使其沉淀的析晶法(例如参照专利文献3)等。然而，即使使用这些方法，也无法得到由酞菁类形成的、前述那样的纳米尺寸结构物。 另一方面，本专利技术人等已经公开了使用未取代酞菁和具有取代基的酞菁制造酞菁纳米线，使用该酞菁纳米线的基于湿法的元件制造技术(参照专利文献4、5和6)。但是，该酞菁纳米线难以说在性能方面得到了完全地优化。 现有技术文献 非专利文献 非专利文献1:先进材料(Advanced Materials) 2002 年、第 14 号、P.99 非专利文献2:应用物理学快报(Applied Physics Letters) 2005年、第86号、P.22103 专利文献 专利文献1:日本特开2008-303383号公报 专利文献2:日本特开2002-121420号公报 专利文献3:日本特开2004-091560号公报 专利文献4:日本特开2009-280531号公报 专利文献5:W02010/122921号公报 专利文献6:W02011/065133号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 本专利技术是鉴于前述问题而作出的，试图提供能够利用低成本的湿法制造电子元件的有机半导体材料。进而，试图提供不易破坏、轻量、廉价、且高特性的有机半导体电子元件。 用于解决问题的方案 本专利技术人为了达到前述目的，进行了深入研究，结果发现:通过优化构成酞菁纳米尺寸结构体的酞菁衍生物，由此可以提供性能得到提高的适合于湿法的有机半导体材料，从而完成了本专利技术。进而，发现:通过将该有机半导体材料用于电子元件活性部(半导体层)，由此可以提供富于耐久性、且不易破坏、轻量、廉价、且高特性的电子元件，从而完成了本专利技术。 即，本专利技术提供一种酞菁纳米尺寸结构物，其为含有未取代酞菁和具有取代基的酞菁的纳米尺寸结构物， 结构物的形状具有长径和短径，且其短径为500nm以下， 未取代酞菁如通式⑴或⑵所示， QQ n^\N:式 CXh^vC1 Cc> I N.1i\ Λ J N-- QO (1)m (其中，式中，X为选自由铜原子、锌原子、钴原子、镍原子、锡原子、铅原子、镁原子、铁原子、钯原子、钙原子、Ge0、Ti0、V0和AlCl组成的组中的任意者。) 具有取代基的酞菁如通式(3)或⑷所示。 【权利要求】1.一种酞菁纳米尺寸结构物，其为含有未取代酞菁和具有取代基的酞菁的纳米尺寸结构物， 结构物的形状具有长径和短径，且其短径为500nm以下， 未取代酞菁如通式(I)或(2)所示，其中，式(I)中，X为选自由铜原子、锌原子、钴原子、镍原子、锡原子、铅原子、镁原子、铁原子、钯原子、钙原子、GeO, T1, VO和AlCl组成的组中的任意者， 具有取代基的酞菁如通式(3)或(4)所示，其中，式(3)中，X为选自由铜原子、锌原子、钴原子、镍原子、锡原子、铅原子、镁原子、铁原子、钯原子、钙原子、GeO, T1, VO和AlCl组成的组中的任意者， 位于酞菁骨架的苯环上的各氢原子可以被氟、氯、溴所取代，Z1~Z8分别独立地为氢原子、可以具有取代基的碳数I~30的非环状烃基、可以具有取代基的碳数I~30的环状烃基、可以具有取代基的杂芳基，a、b、C、和d各自独立地表示O~4的整数、但至少I者不为0，不包括Z1~Z8为通式(5)、或(6)的情况、和均为氢原子的情况，式(5)中，q为4~100的整数,Q各自独立地为氢原子或甲基,Q’为碳数I~30的非环状烃基，式(6)中，m为I~20的整数，R和R’各自独立地为碳数I~20的烷基。2.根据权利要求1所述的纳米尺寸结构物，其中,Z1~Z8为选自由碳数I~22的非环状或环状烷基、苯基、噻吩基、和下述(7)~(12)组成的组中的基团，式(11)~(12)中，R1和R2表示碳数I~4的烷基。3.根据权利要求2所述的纳米尺寸结构物，其中，碳数I~22的非环状或环状烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、1-戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十二烷基、环己基。4.一种油墨组合物，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酞菁纳米尺寸结构物，其为含有未取代酞菁和具有取代基的酞菁的纳米尺寸结构物，结构物的形状具有长径和短径，且其短径为500nm以下，未取代酞菁如通式(1)或(2)所示，其中，式(1)中，X为选自由铜原子、锌原子、钴原子、镍原子、锡原子、铅原子、镁原子、铁原子、钯原子、钙原子、GeO、TiO、VO和AlCl组成的组中的任意者，具有取代基的酞菁如通式(3)或(4)所示，其中，式(3)中，X为选自由铜原子、锌原子、钴原子、镍原子、锡原子、铅原子、镁原子、铁原子、钯原子、钙原子、GeO、TiO、VO和AlCl组成的组中的任意者，位于酞菁骨架的苯环上的各氢原子可以被氟、氯、溴所取代，Z1～Z8分别独立地为氢原子、可以具有取代基的碳数1～30的非环状烃基、可以具有取代基的碳数1～30的环状烃基、可以具有取代基的杂芳基，a、b、c、和d各自独立地表示0～4的整数、但至少1者不为0，不包括Z1～Z8为通式(5)、或(6)的情况、和均为氢原子的情况，式(5)中，q为4～100的整数，Q各自独立地为氢原子或甲基，Q’为碳数1～30的非环状烃基，式(6)中，m为1～20的整数，R和R’各自独立地为碳数1～20的烷基。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：饵取秀树，村田秀之，稻垣翔，E·迈克尔，
申请(专利权)人：DIC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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