JP2001353402A - Method for growing crystal and functional element device using the crystal obtained thereby - Google Patents

Method for growing crystal and functional element device using the crystal obtained thereby

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JP2001353402A
JP2001353402A JP2000178011A JP2000178011A JP2001353402A JP 2001353402 A JP2001353402 A JP 2001353402A JP 2000178011 A JP2000178011 A JP 2000178011A JP 2000178011 A JP2000178011 A JP 2000178011A JP 2001353402 A JP2001353402 A JP 2001353402A
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crystal
solution
target
molten solvent
solvent
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JP2000178011A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Miyahara
知子 宮原
Kazunaga Horiuchi
一永 堀内
Kosho Okada
興昌 岡田
Tatsuya Maruyama
達哉 丸山
Masaaki Shimizu
正昭 清水
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for growing crystal by which a good-quality large crystal can be made to grow at the temperature far lower than the melting point or the boiling point of the crystal even from such a material as is not dissolved in usual liquid solvent at room temperatures and is apt to be decomposed at the melting point or the vaporizing point and to provide a functional element device using the crystal obtained by this crystal growing method. SOLUTION: This method for growing crystal comprises an initial crystallization step and a recrystallization step. In the initial crystallization step, a crystal raw material is dissolved by heating a melting solvent, which is solid at the room temperature and the melting point of which is lower than that of the objective crystal, to prepare the solution and the objective crystal is then made to grow by supersaturating the objective crystal component in the solution. In the recrystallization step, which is executed once or repeated several times, the objective crystal is obtained by recrystallization namely by supersaturating the objective crystal component in the solution, keeping it in an unsaturated state and then supersaturating it again.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融溶媒に溶解
し、溶解温度あるいは気化温度で分解劣化しやすい、例
えば、多環式芳香族化合物などの有機結晶の成長に適し
た結晶成長方法、及びそれにより得られる結晶を用いた
機能素子ディバイスに関する。
The present invention relates to a crystal growth method suitable for growing organic crystals, such as polycyclic aromatic compounds, which are dissolved in a molten solvent and are easily decomposed and degraded at a dissolution temperature or a vaporization temperature, and The present invention relates to a functional element device using a crystal obtained thereby.

【0002】[0002]

【従来の技術】無機結晶は分解温度が高いため、融剤を
用いて結晶原料を高温で溶解し、溶融液中で結晶を成長
させるフラックス法が知られている。この方法は温度変
化による目的結晶の溶解度の差を利用して結晶を成長さ
せる方法である。例えはPbO、PbF2、KCl−N
aCl等の融剤を用いてチタン酸バリウム、フェライ
ト、ルビーなどの無機結晶を成長するものである。これ
らの融剤の融点は900℃に近いものである。この融点
は大半の有機結晶を分解する温度であるため、この方法
を有機結晶の成長に適用することはできない。
2. Description of the Related Art Since an inorganic crystal has a high decomposition temperature, a flux method in which a crystal raw material is dissolved at a high temperature using a flux and a crystal is grown in a melt is known. This method is a method of growing a crystal using a difference in solubility of a target crystal due to a temperature change. The example PbO, PbF 2, KCl-N
It grows inorganic crystals such as barium titanate, ferrite and ruby using a flux such as aCl. The melting points of these fluxes are close to 900 ° C. Since this melting point is a temperature at which most organic crystals are decomposed, this method cannot be applied to the growth of organic crystals.

【0003】また、密閉容器内に結晶原料を収容し、こ
れを加熱して気化させる一方、容器内の一部を低温にし
て結晶を析出させる気相成長法が知られている。この方
法は一般的に欠陥の少ない良質な単結晶を得ることがで
きるが、容器内を高真空にしたり、不活性ガスで置換し
たりする必要があり、1〜3週間かけてゆっくり成長す
るため、結晶化効率が悪い。さらに、結晶原料が気化し
にくい物質であったり、気化温度が結晶の分解温度に近
い物質に対してはこの方法を適用することはできない。
したがって比較的低温で分解劣化しやすい有機結晶の成
長には適した方法ではない。
[0003] Further, a vapor phase growth method is known in which a crystal raw material is accommodated in a closed container and heated and vaporized, while a part of the container is cooled to precipitate crystals. In general, this method can obtain a high-quality single crystal with few defects. However, it is necessary to evacuate the inside of the container to a high vacuum or replace it with an inert gas. The crystallization efficiency is poor. Further, this method cannot be applied to a crystal raw material that is difficult to vaporize or a substance whose vaporization temperature is close to the decomposition temperature of the crystal.
Therefore, this method is not suitable for growing an organic crystal which is easily decomposed and deteriorated at a relatively low temperature.

【0004】さらに、結晶原料を加熱溶融し、種結晶を
溶融液に浸漬して引き上げる結晶引上法や、成長容器内
で結晶原料を溶融した後、容器の一端を低温にして成長
核をつくり、その部分に温度勾配を維持しながら溶融液
を冷却固化する方法などがあるが、加熱・溶融で分解劣
化しやすい有機結晶の成長にはこの方法を適用すること
は難しく、その上結晶成長の温度制御や種結晶の引上制
御が難しく、良質の結晶を得ることは極めて困難であっ
た。
Further, a crystal pulling method in which a crystal raw material is heated and melted, and a seed crystal is immersed in a melt and pulled up, or a crystal raw material is melted in a growth vessel, and then one end of the vessel is cooled to form a growth nucleus. There is a method of cooling and solidifying the melt while maintaining the temperature gradient in that part, but it is difficult to apply this method to the growth of organic crystals that are easily decomposed and degraded by heating and melting. It was difficult to control the temperature and pull up the seed crystal, and it was extremely difficult to obtain a good quality crystal.

【0005】そこで、一般的には、室温で液体の溶媒に
結晶原料を加熱しながら溶解した後、徐冷して温度によ
る溶解度の差を利用して結晶を析出させる、室温で液体
の溶媒を用いた再結晶法が採用されてきた。この方法は
目的結晶の融解温度あるいは昇華温度よりはるかに低い
温度で結晶を析出できるため、有機結晶の成長に適した
方法である。しかし、成長の過程で結晶中に溶媒の不純
物や溶媒成分が取り込まれ、結晶欠陥やひずみの原因と
なる場合がある。また、有機結晶の種類によっては適当
な溶媒がなく、上記の方法を採用できないものも少なく
ない。
[0005] Therefore, generally, a crystal raw material is dissolved in a liquid solvent at room temperature while heating, and then gradually cooled to precipitate crystals by utilizing the difference in solubility depending on the temperature. The recrystallization method used has been employed. This method is suitable for growing organic crystals because crystals can be precipitated at a temperature much lower than the melting temperature or sublimation temperature of the target crystal. However, during the growth process, impurities and solvent components of the solvent are taken into the crystal, which may cause crystal defects and distortion. Further, there is no suitable solvent depending on the kind of the organic crystal, and there are many cases where the above method cannot be adopted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解消し、室温で液体の通常の溶媒には溶けず、融解温
度あるいは気化温度で分解しやすい物質についても、結
晶の融点や沸点よりもはるかに低温で成長させることが
でき、良質で大きな結晶を製造できる結晶成長方法、及
びそれにより得られる結晶を用いた機能素子ディバイス
を提供しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and solves the above problem even for substances which do not dissolve in ordinary liquid solvents at room temperature and are easily decomposed at the melting temperature or vaporization temperature. An object of the present invention is to provide a crystal growth method that can be grown at a much lower temperature than that and can produce a large crystal with good quality, and a functional device using the crystal obtained by the method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の手段
により解決される。即ち、本発明は、 (1)室温において固体で目的結晶より融点が低い溶融
溶媒を用い、結晶原料とともに成長容器に充填し、これ
を加熱して溶融した前記溶融溶媒に前記結晶原料を溶解
させて溶液を調製した後、前記溶液中の目的結晶成分を
過飽和にして、前記目的結晶を成長させる初期結晶成長
工程と、前記溶液中の目的結晶成分を過飽和にした後、
前記溶液の目的結晶成分を飽和に満たない状態にし、再
び前記溶液の目的結晶成分を過飽和にして、前記成長結
晶を再成長させる結晶再成長工程と、を有し、前記結晶
再成長工程を、1回乃至複数回行うことを特徴とする結
晶成長方法。 (2)前記溶融溶媒として目的結晶に先行して結晶化す
るものを用い、前記溶液中における前記溶融溶媒の少な
くとも一部を結晶化させ、前記溶液中に目的結晶成分の
過飽和領域を形成して、目的結晶を成長させる初期結晶
成長工程と、結晶化した前記溶融溶媒を加熱することに
よって溶融状態として、前記溶液中の目的結晶成分を飽
和に満たない状態にし、再び前記溶液中における前記溶
融溶媒の少なくとも一部を結晶化させ、前記溶液中に目
的結晶成分の過飽和領域を形成して、前記目的結晶を再
成長させる結晶再成長工程と、を有することを特徴とす
る前記(1)に記載の結晶成長方法。 (3)初期結晶成長工程及び結晶再成長工程において、
一端が高温領域に他の一端が低温領域にそれぞれ位置す
るように、前記成長容器を温度勾配炉内に配置し、低温
領域側の一端から前記溶液中における前記溶融溶媒を結
晶化させ、高温領域側の前記溶液中に目的結晶成分の過
飽和領域を形成することを特徴とする前記(2)に記載
の結晶成長方法。 (4)前記温度勾配炉における温度勾配を保持したま
ま、10℃/h以下の冷却速度で徐冷することを特徴と
する前記(3)に記載の結晶成長方法。 (5)初期結晶成長工程及び結晶再成長工程において、
前記成長容器全体を加熱炉の高温領域に配置し、前記成
長容器を加熱炉に対して相対的に移動させることで、前
記成長容器を加熱炉の低温領域に位置させて、前記溶液
中における前記溶融溶媒を結晶化させ、前記溶液中に目
的結晶成分の過飽和領域を形成することを特徴とする前
記(2)に記載の結晶成長方法。 (6)前記成長容器と前記加熱炉との相対移動速度が、
10mm/min以下であることを特徴とする前記
(5)に記載の結晶成長方法。 (7)初期結晶成長工程及び結晶再成長工程において、
前記溶融溶媒として蒸発しやすいものを用い、前記溶融
溶媒を蒸発させ、前記溶液中の目的結晶成分を相対的に
過飽和にすることを特徴とする(1)記載の結晶成長方
法。 (8)初期結晶成長工程及び結晶再成長工程において、
前記成長容器として密閉型のものを用い、蒸発した溶融
溶媒を前記成長容器中で析出・固化させることを特徴と
する前記(7)に記載の結晶成長方法。 (9)結晶再成長工程において、析出・固化した前記溶
融溶媒を加熱することによって溶融状態とし、前記溶液
中に戻して、前記溶液中の目的結晶成分を飽和に満たな
い状態にすることを特徴とする前記(8)に記載の結晶
成長方法。
The above object is achieved by the following means. That is, the present invention provides: (1) using a molten solvent that is solid at room temperature and has a lower melting point than the target crystal, filling the crystal with the crystal raw material in a growth vessel, heating the molten material, and dissolving the crystal raw material in the molten solvent; After preparing the solution, the target crystal component in the solution is supersaturated, and an initial crystal growth step of growing the target crystal, and the target crystal component in the solution is supersaturated,
The target crystal component of the solution is less than saturation, the target crystal component of the solution is again supersaturated, and a crystal regrowth step of regrowing the grown crystal, the crystal regrowth step, A crystal growth method, which is performed once or more times. (2) using, as the molten solvent, one that crystallizes before the target crystal, crystallizes at least a part of the molten solvent in the solution, and forms a supersaturated region of the target crystal component in the solution; An initial crystal growth step of growing a target crystal, and heating the crystallized molten solvent to a molten state to make the target crystal component in the solution less than saturated, and again the molten solvent in the solution (1) crystallizing at least a portion of the target crystal, forming a supersaturated region of the target crystal component in the solution, and regrowing the target crystal. Crystal growth method. (3) In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step,
The growth vessel is placed in a temperature gradient furnace such that one end is located in the high-temperature area and the other end is located in the low-temperature area, and the molten solvent in the solution is crystallized from one end on the low-temperature area side. The method according to (2), wherein a supersaturated region of the target crystal component is formed in the solution on the side. (4) The crystal growth method according to (3), wherein the temperature is gradually cooled at a cooling rate of 10 ° C./h or less while maintaining the temperature gradient in the temperature gradient furnace. (5) In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step,
By disposing the entire growth vessel in a high-temperature region of a heating furnace and moving the growth container relatively to the heating furnace, the growth vessel is positioned in a low-temperature region of the heating furnace, and the The crystal growth method according to (2), wherein the molten solvent is crystallized to form a supersaturated region of a target crystal component in the solution. (6) The relative moving speed between the growth vessel and the heating furnace is:
The crystal growth method according to the above (5), wherein the crystal growth rate is 10 mm / min or less. (7) In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step,
(1) The crystal growth method according to (1), wherein an easily evaporable molten solvent is used, the molten solvent is evaporated, and a target crystal component in the solution is relatively supersaturated. (8) In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step,
The crystal growth method according to (7), wherein a closed type is used as the growth vessel, and the evaporated molten solvent is precipitated and solidified in the growth vessel. (9) In the crystal regrowth step, the deposited and solidified molten solvent is heated to be in a molten state, returned to the solution, and brought into a state where the target crystal component in the solution is less than saturated. The crystal growth method according to the above (8).

【0008】(10)室温において液体の溶剤を用いて
前記溶融溶媒の結晶を溶解し、結晶成長後の目的結晶を
回収することを特徴とする前記(1)〜(9)のいずれ
か1項に記載の結晶成長方法。 (11)前記目的結晶が有機結晶であることを特徴とす
る前記(1)〜(10)のいずれか1項に記載の結晶成
長方法。 (12)前記目的結晶が多環式芳香族化合物であること
を特徴とする前記(11)に記載の結晶成長方法。 (13)前記溶融溶媒の融点が常圧で30〜500℃の
範囲にあることを特徴とする前記(1)〜(12)のい
ずれか1項に記載の結晶成長方法。 (14)前記溶融溶媒が多環式芳香族化合物であること
を特徴とする前記(13)に記載の結晶成長方法。 (15)前記(1)〜(14)のいずれか1項に記載の
結晶成長方法により得られる目的結晶を原料として成膜
された半導体膜と、前記半導体膜に接続された複数の電
極とを備えてなることを特徴とする機能素子ディバイ
ス。 (16)前記(1)〜(14)のいずれか1項に記載の
結晶成長方法により得られる目的結晶自身からなる半導
体膜と、前記半導体膜に接続された複数の電極とを備え
てなることを特徴とする機能素子ディバイス。
(10) The method according to any one of (1) to (9), wherein the crystal of the molten solvent is dissolved at room temperature using a liquid solvent, and the target crystal after crystal growth is recovered. 3. The crystal growth method according to item 1. (11) The crystal growth method according to any one of (1) to (10), wherein the target crystal is an organic crystal. (12) The crystal growth method according to (11), wherein the target crystal is a polycyclic aromatic compound. (13) The crystal growth method according to any one of (1) to (12), wherein the melting point of the molten solvent is in a range of 30 to 500 ° C. at normal pressure. (14) The crystal growth method according to (13), wherein the molten solvent is a polycyclic aromatic compound. (15) A semiconductor film formed using a target crystal obtained by the crystal growth method according to any one of (1) to (14) as a raw material, and a plurality of electrodes connected to the semiconductor film. A functional element device, comprising: (16) A semiconductor film comprising the target crystal itself obtained by the crystal growth method according to any one of (1) to (14), and a plurality of electrodes connected to the semiconductor film Functional element device characterized by the following.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の結晶成長方法は、室温に
おいて固体で目的結晶より融点が低い溶融溶媒を用い、
結晶原料とともに成長容器に充填し、これを加熱して溶
融した前記溶融溶媒に前記結晶原料を溶解させて溶液を
調製した後、前記溶液中の目的結晶成分を過飽和にし
て、前記目的結晶を成長させる初期結晶成長工程と、前
記溶液中の目的結晶成分を過飽和にした後、前記溶液の
目的結晶成分を飽和に満たない状態にし、再び前記溶液
の目的結晶成分を過飽和にして、前記成長結晶を再成長
させる結晶再成長工程と、を有し、前記結晶再成長工程
を、1回乃至複数回行う方法である。この方法では、室
温で液体の通常の溶媒には溶けず、融解温度あるいは気
化温度で分解しやすい物質についても、その物質の融点
や沸点よりもはるかに低温で、結晶を成長させることが
でき、結晶再成長工程を1回乃至複数回繰り返して行う
ことで、良質で大きな結晶を製造できる。また、得られ
る目的結晶は、大型の単結晶となりやすい。以下、図面
を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The crystal growth method of the present invention uses a molten solvent which is solid at room temperature and has a lower melting point than the target crystal,
After filling the growth vessel with the crystal raw material and dissolving the crystal raw material in the molten solvent heated and melted to prepare a solution, the target crystal component in the solution is supersaturated to grow the target crystal. After the initial crystal growth step and the target crystal component in the solution are supersaturated, the target crystal component in the solution is brought to a state of less than saturation, the target crystal component in the solution is supersaturated again, and the grown crystal is And a crystal regrowth step of performing regrowth, wherein the crystal regrowth step is performed once or more than once. In this method, even for a substance that does not dissolve in a normal solvent that is liquid at room temperature and is easily decomposed at the melting temperature or vaporization temperature, crystals can be grown at a temperature much lower than the melting point or boiling point of the substance, By repeating the crystal regrowth step once or a plurality of times, high quality and large crystals can be manufactured. Further, the obtained target crystal tends to be a large single crystal. Hereinafter, this will be described in detail with reference to the drawings.

【0010】本発明の結晶成長方法は、溶融溶媒として
目的結晶に先行して結晶化するものを用いることで、初
期結晶成長工程及び結晶再成長工程において、簡易に溶
液中の目的結晶成分を過飽和にすることができる。具体
的には、初期結晶成長工程として、前記溶液中における
前記溶融溶媒の少なくとも一部を結晶化させ、前記溶液
中に目的結晶成分の過飽和領域を形成して、目的結晶を
成長させることができる。また、結晶再成長工程とし
て、結晶化した前記溶融溶媒を加熱することによって溶
融状態として、前記溶液中の目的結晶成分を飽和に満た
ない状態にし、再び前記溶液中における前記溶融溶媒の
少なくとも一部を結晶化させ、前記溶液中に目的結晶成
分の過飽和領域を形成して、前記目的結晶を再成長させ
ることができる。この方法は、特に、目的結晶が例えば
多環式芳香族化合物などの板状結晶系であるときに、溶
融溶媒も板状結晶系のものを選択することで、溶融溶媒
結晶の隙間に目的結晶を成長させることができ、良質の
大きな結晶を得るのに適した方法である。
In the crystal growth method of the present invention, a target crystal component in a solution can be easily supersaturated in an initial crystal growth step and a crystal regrowth step by using a molten solvent which crystallizes prior to a target crystal. Can be Specifically, as the initial crystal growth step, at least a part of the molten solvent in the solution is crystallized, and a supersaturated region of a target crystal component is formed in the solution, so that the target crystal can be grown. . Further, as a crystal regrowth step, the crystallized molten solvent is heated to a molten state to bring the target crystal component in the solution to a state of less than saturation, and at least a part of the molten solvent in the solution again. Is crystallized to form a supersaturated region of the target crystal component in the solution, and the target crystal can be regrown. This method is particularly effective when the target crystal is a plate-like crystal system such as a polycyclic aromatic compound, and the molten solvent is also selected from a plate-like crystal system. Is a method suitable for obtaining large crystals of good quality.

【0011】本発明の結晶成長方法においては、前記溶
融溶媒を目的結晶に先行して結晶化させることで、前記
溶液中に目的結晶成分の過飽和領域を形成することがで
きるが、具体的には、初期結晶成長工程及び結晶再成長
工程において、一端が高温領域に他の一端が低温領域に
それぞれ位置するように、前記成長容器を温度勾配炉内
に配置し、低温領域側の一端から前記溶液中における前
記溶融溶媒を結晶化させ、高温領域側の前記溶液中に目
的結晶成分の過飽和領域を形成することができる。ま
た、前記成長容器全体を加熱炉の高温領域に配置し、前
記成長容器を加熱炉に対して相対的に移動させること
で、前記成長容器を加熱炉の低温領域に位置させて、前
記溶液中における前記溶融溶媒を結晶化させ、前記溶液
中に目的結晶成分の過飽和領域を形成することができ
る。この場合の低温領域は、室温と同じでもよく、成長
容器を加熱炉の外に移動させることで、成長容器を加熱
炉の低温領域に位置させたこととなる。
In the crystal growth method of the present invention, a supersaturated region of the target crystal component can be formed in the solution by crystallizing the molten solvent prior to the target crystal. In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step, the growth vessel is placed in a temperature gradient furnace such that one end is located in the high-temperature area and the other end is located in the low-temperature area, and the solution is placed at one end on the low-temperature area side. The molten solvent in the crystallization can be crystallized to form a supersaturated region of the target crystal component in the solution on the high temperature region side. Further, by disposing the entire growth vessel in a high-temperature area of a heating furnace and moving the growth vessel relatively to the heating furnace, the growth vessel is positioned in a low-temperature area of the heating furnace, and the The crystallization of the molten solvent in the above can form a supersaturated region of the target crystal component in the solution. In this case, the low temperature region may be the same as the room temperature. By moving the growth container out of the heating furnace, the growth container is located in the low temperature region of the heating furnace.

【0012】このような目的結晶に先行して結晶化する
溶融溶媒を用いる結晶成長方法として具体的には、例え
ば、図1及び2に示すような結晶成長方法が挙げられ
る。図1は、目的結晶に先行して結晶化する溶融溶媒を
用いる本発明の結晶成長方法の一例を示す説明図であ
る。結晶原料と溶融溶媒を混合してアンプル(成長容
器)に収容した後密閉する。なお、成長容器内は真空引
きするか、不活性ガスでパージしてから密閉してもよ
い。次いで、下部が高温領域(TH)に上部が低温領域
(TL)にそれぞれ位置するように、アンプルを縦型温
度勾配炉内にセットし、先ず全体を加熱して溶融した溶
融溶媒で結晶原料を完全に溶解する。そして、上部を溶
融溶媒の結晶化温度に、下部を結晶原料が溶融溶媒によ
り溶解する温度に設定した後、その温度傾斜を保持しな
がら全体を一定の冷却速度で徐々に冷却し(好ましくは
ΔT≦10℃/h)、アンプルの上部(低温領域側)か
ら溶融溶媒を結晶化させ、下部(高温領域側)の溶液中
に結晶成分の過飽和領域を形成して結晶を析出させ、成
長させる(初期結晶成長工程)。さらに冷却していくこ
とで、全ての溶融溶媒を結晶化させる。こうして得られ
た目的結晶のサイズは、数十μmのものから数mmのも
のまで広く分布する。
As a crystal growth method using a molten solvent that crystallizes prior to the target crystal, specifically, for example, a crystal growth method as shown in FIGS. 1 and 2 can be mentioned. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the crystal growth method of the present invention using a molten solvent that crystallizes prior to a target crystal. The crystal raw material and the molten solvent are mixed and housed in an ampoule (growth vessel) and then sealed. The inside of the growth vessel may be evacuated or purged with an inert gas and then sealed. Next, the ampoule is set in a vertical temperature gradient furnace so that the lower part is located in the high temperature area (TH) and the upper part is located in the low temperature area (TL), and the whole is heated and the crystal raw material is first melted with a molten solvent. Dissolve completely. After setting the upper part to the crystallization temperature of the molten solvent and the lower part to the temperature at which the crystal raw material is dissolved by the molten solvent, the whole is gradually cooled at a constant cooling rate while maintaining the temperature gradient (preferably ΔT ≦ 10 ° C./h), the molten solvent is crystallized from the upper part (lower temperature side) of the ampoule, and a supersaturated area of the crystal component is formed in the solution of the lower part (higher temperature side) to precipitate and grow crystals ( Initial crystal growth step). By further cooling, all the molten solvent is crystallized. The size of the target crystal thus obtained is widely distributed from several tens of μm to several mm.

【0013】そこで、さらにこのアンプル全体を再度加
熱して、一度結晶化した溶融溶媒を再び溶融させること
により、サイズの微小な目的結晶が再び溶融溶媒に溶け
る一方で、サイズの大きな目的結晶は溶け残る。この状
態から再度、上記同様に温度傾斜を保持しながら全体を
徐冷することにより、アンプル上部から溶融溶媒が結晶
化され、その下部の溶液中に目的結晶成分の過飽和領域
を形成して、溶け残っていたサイズの大きな結晶−を成
長核として、その結晶をさらに大きく成長させる(結晶
再成長工程)。
Therefore, the whole ampoule is heated again to melt the once crystallized molten solvent again, so that the target crystal having a small size is dissolved again in the molten solvent, while the target crystal having a large size is melted. Remains. From this state, the whole is gradually cooled again while maintaining the temperature gradient in the same manner as described above, whereby the molten solvent is crystallized from the upper part of the ampoule, and a supersaturated region of the target crystal component is formed in the solution below the ampoule and melted. The remaining large crystal is used as a growth nucleus to further grow the crystal (crystal regrowth step).

【0014】図2は、目的結晶に先行して結晶化する溶
融溶媒を用いる本発明の結晶成長方法の他の例を示す説
明図である。図1に示す結晶成長方法と同様に、結晶原
料と溶融溶媒を混合してアンプル(成長容器)に収容し
た後密閉する。次いで、アンプルを縦型加熱炉内にセッ
トし、先ず全体を加熱して溶融した溶融溶媒で結晶原料
を完全に溶解する。この縦型加熱炉は、アンプルを昇降
させる昇降機構(図示せず)が備えられている。この昇
降機によりアンプルを徐々に上昇させ(好ましくは上昇
速度≦10mm/min)、アンプルを加熱炉から取り
出していく。なお、本発明においては、アンプルは加熱
炉に対して相対的に移動することが必要であるため、ア
ンプルのみ移動させてもよいし、加熱炉のみを移動させ
てもよく、また双方移動してもよい。これに伴い、アン
プル内で低温(室温)部分が上方から増加し、溶融溶媒
が低温部(上部)から順に結晶化され、アンプル下部の
溶液中に目的結晶成分の過飽和領域を形成して結晶を析
出させ、成長させる(初期結晶成長工程)。そして、ア
ンプル全体を加熱炉から引き上げ、全ての溶融溶媒を結
晶化させる。こうして得られた目的結晶のサイズは、図
1に示す結晶成長方法と同様に、数十μmのものから数
mmのものまで広く分布する。
FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the crystal growth method of the present invention using a molten solvent which crystallizes prior to the target crystal. As in the crystal growth method shown in FIG. 1, the crystal raw material and the molten solvent are mixed, housed in an ampoule (growth vessel), and then sealed. Next, the ampoule is set in a vertical heating furnace, and the whole is first heated to completely dissolve the crystal raw material with a molten solvent that has been melted. This vertical heating furnace is provided with a lifting mechanism (not shown) for lifting and lowering the ampule. The ampoule is gradually raised by this elevator (preferably at a rising speed of ≦ 10 mm / min), and the ampule is taken out of the heating furnace. In the present invention, since the ampoule needs to move relatively to the heating furnace, only the ampoule may be moved, only the heating furnace may be moved, or both may be moved. Is also good. Along with this, the low temperature (room temperature) portion in the ampoule increases from above, the molten solvent is crystallized in order from the low temperature portion (top), and a supersaturated region of the target crystal component is formed in the solution under the ampoule to form crystals. Precipitate and grow (initial crystal growth step). Then, the whole ampule is pulled out of the heating furnace, and all the molten solvent is crystallized. The size of the target crystal thus obtained is widely distributed from several tens of μm to several mm as in the crystal growth method shown in FIG.

【0015】そこで、アンプルを、再度加熱炉にセット
し、全体を加熱して、一度結晶化した溶融溶媒を再び溶
融させることにより、サイズの微小な目的結晶が再び溶
融溶媒に溶ける一方で、サイズの大きな目的結晶は溶け
残る。この状態から再度、昇降機によりアンプルを徐々
に上昇させ、アンプルを加熱炉から取り出していく。こ
れに伴い、アンプル上部から溶融溶媒が結晶化され、そ
の下部の溶液中に目的結晶成分の過飽和領域を形成し
て、溶け残っていたサイズの大きな目的結晶を成長核と
して、その結晶をさらに大きく成長させる(結晶再成長
工程)。
Therefore, the ampoule is set again in the heating furnace, the whole is heated, and the molten solvent once crystallized is melted again. The large target crystal remains undissolved. From this state, the ampoule is gradually raised again by the elevator, and the ampule is taken out of the heating furnace. Along with this, the molten solvent is crystallized from the upper part of the ampoule, forming a supersaturated region of the target crystal component in the solution under the ampoule, and using the target crystal of large size remaining undissolved as the growth nucleus, making the crystal even larger Growing (crystal regrowth step).

【0016】本発明の結晶成長方法においては、溶融溶
媒として蒸発しやすいものを用いることで、初期結晶成
長工程及び結晶再成長工程において、簡易に溶液中の目
的結晶成分を過飽和にすることができる。具体的には、
初期結晶成長工程及び結晶再成長工程において、前記溶
融溶媒を蒸発させ、前記溶液中の目的結晶成分を相対的
に過飽和にすることができる。このとき、成長容器とし
て密閉型を用い、蒸発した溶融溶媒を成長容器中で析出
・固化させることが好ましい。この場合、特に溶融溶媒
を追加することなく、結晶再成長工程において、成長容
器中で析出・固化した前記溶融溶媒を加熱することによ
って溶融状態とし、前記溶液中に戻して、前記溶液中の
目的結晶成分を飽和に満たない状態にすることができ
る。
In the crystal growth method of the present invention, by using a solvent that evaporates easily as the molten solvent, the target crystal component in the solution can be easily supersaturated in the initial crystal growth step and the crystal regrowth step. . In particular,
In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step, the molten solvent can be evaporated to make the target crystal component in the solution relatively supersaturated. At this time, it is preferable to use a closed type as the growth vessel and deposit and solidify the evaporated molten solvent in the growth vessel. In this case, without adding a molten solvent, in the crystal regrowth step, the molten solvent precipitated and solidified in the growth vessel is heated to be in a molten state, returned to the solution, and returned to the solution. The crystal component can be brought into a state of less than saturation.

【0017】このような蒸発しやすい溶融溶媒を用いる
結晶成長方法として具体的には、例えば、図3に示す結
晶成長方法が挙げられる。図3は、蒸発しやすい溶融溶
媒を用いる本発明の結晶成長方法の一例を示す説明図で
ある。結晶原料と溶融溶媒の混合物をアンプルに収容し
て密閉する。その際、成長容器内を真空に引いた後、密
閉することが好ましい。次いで、下部が高温領域(T
H)に上部が低温領域(TL)にそれぞれ位置するよう
に、アンプルを縦型温度勾配炉内にセットし、加熱して
溶融した溶融溶媒で結晶原料を完全に溶解する。そし
て、アンプルの下部は溶液から溶融溶媒の蒸発する温度
に保持しながら、上部を溶融溶媒の蒸気の凝縮(融点)
温度以下に冷却することにより、アンプル上部に蒸発し
た溶融溶媒を析出・固化(凝縮)させる。一方で、アン
プル下部の溶液中の溶融溶媒量を少なくし、目的結晶成
分を過飽和にして結晶を析出させ、成長させる(初期結
晶成長工程)。こうして得られた目的結晶のサイズは、
図1及び2に示す結晶成長方法と同様に、数十μmのも
のから数mmのものまで広く分布する。
A specific example of the crystal growth method using such a readily evaporated molten solvent is the crystal growth method shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the crystal growth method of the present invention using a readily evaporated molten solvent. The mixture of the crystal raw material and the molten solvent is housed in an ampoule and sealed. At this time, it is preferable that the inside of the growth container is evacuated and then sealed. Next, the lower part is in the high temperature region (T
The ampoule is set in a vertical temperature gradient furnace so that the upper part is located in the low temperature region (TL) in H), and the crystal raw material is completely dissolved by the molten solvent heated and melted. The lower part of the ampoule is kept at the temperature at which the molten solvent evaporates from the solution, while the upper part is the condensation of the molten solvent vapor (melting point).
By cooling to below the temperature, the molten solvent evaporated on the ampule is deposited and solidified (condensed). On the other hand, the amount of the molten solvent in the solution below the ampoule is reduced, and the target crystal component is supersaturated to precipitate and grow a crystal (initial crystal growth step). The size of the target crystal thus obtained is
Similar to the crystal growth method shown in FIGS. 1 and 2, the distribution ranges widely from several tens μm to several mm.

【0018】そこで、このアンプル上部を溶融溶媒の融
解温度以上に加熱して、アンプル上部で一度析出・固化
した溶融溶媒を再び溶融させてアンプル下部に戻すこと
により、再び溶液中の目的結晶成分を飽和に満たない状
態にすることができる。このときサイズの微小な目的結
晶が再び溶融溶媒に溶ける一方で、サイズの大きな目的
結晶は溶け残る。この状態から、上記同様に、上部を溶
融溶媒の蒸気の凝縮(融点)温度以下に冷却することに
より、アンプル下部の溶液中の溶融溶媒量を少なくし、
目的結晶成分を過飽和にして、溶け残っていたサイズの
大きな結晶を成長核として、その結晶をさらに大きく成
長させる(結晶再成長工程)。
Therefore, the upper portion of the ampoule is heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the molten solvent, and the molten solvent once deposited and solidified in the upper portion of the ampoule is melted again and returned to the lower portion of the ampoule. The state can be less than saturation. At this time, the target crystal having a small size is dissolved again in the molten solvent, while the target crystal having a large size remains undissolved. From this state, the amount of the molten solvent in the solution at the lower part of the ampoule is reduced by cooling the upper part to a temperature lower than the condensation (melting point) temperature of the vapor of the molten solvent, as described above,
The target crystal component is supersaturated, and the crystal having a large size remaining undissolved is used as a growth nucleus to grow the crystal further (crystal regrowth step).

【0019】図1〜3に示す結晶成長方法において、一
連の結晶再成長工程は、微小結晶がなくなるまで何回で
も繰り返してかわまわない。アンプルは開放系にしても
よい。開放系にすると、大気と接触して成長結晶表面が
酸化したり劣化したりするおそれがあるが、溶融溶媒結
晶の隙間に結晶が成長するときには、上記の酸化や劣化
を受けにくいので、必ずしもアンプルを密閉する必要は
ない。また、開放系とした場合、溶融溶媒や目的結晶原
料を外部から追加することもできる。特に図3に示す結
晶成長方法の場合、溶融溶媒を追加することで、再び溶
液中の目的結晶成分を飽和に満たない状態にすることも
できる。図1及び2に示す結晶成長方法の場合、横型炉
も用いることができ、また図1における温度勾配炉にお
ける温度勾配は、上下逆にしてもよい。なお、再び結晶
が成長した後は、空冷あるいは急冷してよい。
In the crystal growth method shown in FIGS. 1 to 3, a series of crystal regrowth steps may be repeated as many times as there are no fine crystals. The ampoule may be open. In the case of an open system, the surface of the grown crystal may be oxidized or degraded by contact with the atmosphere. There is no need to seal. In the case of an open system, a molten solvent and a target crystal raw material can be added from the outside. In particular, in the case of the crystal growth method shown in FIG. 3, by adding a molten solvent, the target crystal component in the solution can be brought back to a state of less than saturation. In the case of the crystal growth method shown in FIGS. 1 and 2, a horizontal furnace can also be used, and the temperature gradient in the temperature gradient furnace in FIG. 1 may be inverted. After the crystal has grown again, air cooling or rapid cooling may be performed.

【0020】本発明の結晶成長方法は、有機結晶の成長
に適している。特に、一般的な有機溶媒には溶解しない
溶媒耐性をもつが、溶融溶媒に溶解する性質を有し、昇
華温度が高く、融解温度あるいは気化温度で分解劣化し
やすい有機化合物の結晶成長に適している。例えば、フ
タロシアニン系化合物、ペリレン系化合物、ピレン系化
合物、キナクリドン系化合物、スクアリウム化合物、ト
リフェニルアミン系化合物、トリスアゾ化合物、ビスア
ゾ顔料、縮環芳香族系顔料、インジコ顔料などの多環式
芳香族化合物を挙げることができる。具体的には、Cu
−フタロシアニン、Ni−フタロシアニン、Mg−フタ
ロシアニン、TiO−フ夕ロシアニン、Al−フタロシ
アニンクロライド、Fe−フタロシアニン、Al−キノ
リナードなどが挙げられる。また、トリス(8−ヒドロ
キシキノリノ)アルミニウム、N−N’−ジメチルペリ
レン−3,4,9,10−ビス(ジカルボキシイミド)
等の有機半導体材料として知られる化合物も好適に挙げ
られる。
The crystal growth method of the present invention is suitable for growing an organic crystal. In particular, it has solvent resistance that does not dissolve in general organic solvents, but has the property of dissolving in molten solvents, has a high sublimation temperature, and is suitable for crystal growth of organic compounds that are easily decomposed and degraded at the melting temperature or vaporization temperature. I have. For example, polycyclic aromatic compounds such as phthalocyanine-based compounds, perylene-based compounds, pyrene-based compounds, quinacridone-based compounds, squarium compounds, triphenylamine-based compounds, trisazo compounds, bisazo pigments, condensed aromatic-based pigments, and indico pigments Can be mentioned. Specifically, Cu
-Phthalocyanine, Ni-phthalocyanine, Mg-phthalocyanine, TiO-phthalocyanine, Al-phthalocyanine chloride, Fe-phthalocyanine, Al-quinolinade and the like. Also, tris (8-hydroxyquinolino) aluminum, N-N'-dimethylperylene-3,4,9,10-bis (dicarboximide)
Compounds known as organic semiconductor materials, such as, for example, are also preferred.

【0021】溶融溶媒は、室温において固体で、溶融し
た状態で結晶原料を溶解し、目的結晶より融点が低いも
のであればその種類を問わない。ここで、「室温におい
て固体」とは、その使用環境下においては、少なくとも
固体であることを示す。具体的に溶融溶媒の融点として
は、目的結晶の種類にもよるが30〜500℃が好まし
く、より好ましくは50〜350℃であり、さらに好ま
しくは100〜300℃である。さらに、溶融溶媒とし
て結晶化しやすいものを選択するときには、目的結晶に
先立って溶融溶媒が結晶化するにしたがって溶融状態の
溶媒量が少なくなるため、溶液中に目的結晶成分の過飽
和領域を容易に形成することができる。また、溶融溶媒
として蒸発しやすいものを選択するときには、結晶原料
を溶解した溶液から溶融溶媒を蒸発させることにより、
溶液中の溶融溶媒量を減少させ、目的結晶成分の濃度を
上昇させることができ、容易に前記濃度を過飽和にする
ことができる。ここで、「蒸発しやすい溶融溶媒」と
は、溶融溶媒の溶融温度下で、溶融溶媒の蒸気圧がその
使用環境下における気圧をうわまわるものを示す。
The type of the molten solvent is not particularly limited as long as it is solid at room temperature, dissolves the crystal raw material in a molten state, and has a lower melting point than the target crystal. Here, "solid at room temperature" indicates that the material is at least a solid under the use environment. Specifically, the melting point of the molten solvent is preferably from 30 to 500 ° C, more preferably from 50 to 350 ° C, and still more preferably from 100 to 300 ° C, depending on the kind of the target crystal. Furthermore, when selecting an easily crystallizable molten solvent, the amount of solvent in the molten state decreases as the molten solvent crystallizes prior to the target crystal, so that a supersaturated region of the target crystal component is easily formed in the solution. can do. Also, when selecting a solvent that easily evaporates as the molten solvent, by evaporating the molten solvent from the solution in which the crystal raw material is dissolved,
The amount of the molten solvent in the solution can be reduced, the concentration of the target crystal component can be increased, and the concentration can be easily supersaturated. Here, the term “melt solvent that easily evaporates” refers to a solvent in which the vapor pressure of the molten solvent exceeds the pressure in the environment of use at the melting temperature of the molten solvent.

【0022】溶融溶媒としては、他方、溶融溶媒の結晶
が室温で液体の溶剤により容易に溶解するものであるこ
とが好ましい。かかる溶融溶媒を用いるときには、結晶
成長を終了した後、前記溶剤で溶融溶媒結晶のみを溶解
して目的結晶を簡単に回収することができる利点があ
る。特に、目的結晶として多環式芳香族化合物などの有
機結晶を得るためには、融点が室温以上、好ましくは融
点が30〜500℃、より好ましくは50〜350℃の
多環式芳香族化合物の溶融溶媒を使用することが好まし
い。具体的には、ナフタレン、アントラセン、テトラセ
ン、ペンタセン、ビフェニル、ターフェニル、ピレン、
ペリレン、フェナントレン、フェナントロレンなどを使
用することができる。これらの溶融溶媒は、室温で液体
である一般的な有機溶媒を用いる結晶化法とは異なり、
溶媒分子が比較的大きな構造をもつため、目的結晶中に
溶媒分子が取り込まれることがなく、欠陥の少ない高純
度の結晶を得ることができる。
On the other hand, the molten solvent is preferably one in which the crystals of the molten solvent are easily dissolved by a liquid solvent at room temperature. When such a molten solvent is used, there is an advantage that after the crystal growth is completed, the target crystal can be easily recovered by dissolving only the molten solvent crystal with the solvent. In particular, in order to obtain an organic crystal such as a polycyclic aromatic compound as a target crystal, the melting point of the polycyclic aromatic compound having a melting point of room temperature or higher, preferably 30 to 500 ° C, more preferably 50 to 350 ° C. It is preferred to use a molten solvent. Specifically, naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, biphenyl, terphenyl, pyrene,
Perylene, phenanthrene, phenanthrolen and the like can be used. Unlike these crystallization methods using a common organic solvent that is liquid at room temperature,
Since the solvent molecule has a relatively large structure, the solvent molecule is not taken into the target crystal, and a high-purity crystal with few defects can be obtained.

【0023】溶融溶媒の配合量は、溶融溶媒の融点以上
の適当な温度において、原料結晶を完全に溶解できる量
即ち目的結晶成分を飽和させる溶融溶媒量よりも少し多
くする必要がある。室温で固体の溶融溶媒が加熱されて
液体となり、原料結晶を溶解するときに、原料結晶の一
部が固体で残ると、それらが核となり微結晶が多く析出
するため、大きな結晶を得ることが難しくなる.
At a suitable temperature equal to or higher than the melting point of the molten solvent, the amount of the molten solvent needs to be slightly larger than the amount capable of completely dissolving the raw material crystals, ie, the amount of the molten solvent that saturates the target crystal component. At room temperature, a solid molten solvent is heated to become a liquid, and when dissolving the raw material crystals, if some of the raw material crystals remain as solids, they become nuclei and many microcrystals are precipitated, so large crystals can be obtained. It becomes difficult.

【0024】本発明の結晶成長方法において、結晶原料
を溶融溶媒に溶解させる温度は、溶融溶媒の融点以上
で、目的結晶の分解温度より抵い範囲で適宜選択するこ
とができる。フラックス法とは異なり、温度による溶解
度の相違を利用して結晶を析出させるだけではなく、例
えば、溶融溶媒自身が成長容器の一部で冷却されて結晶
化したり、蒸発することにより、溶液中の溶融溶媒量が
減少して目的結晶成分の濃度を高め、過飽和状態にして
結晶を成長させることができ、温度により溶解度が大き
く変化しない結晶も本発明により成長させることができ
る。
In the crystal growth method of the present invention, the temperature at which the crystal raw material is dissolved in the molten solvent can be appropriately selected within a range not lower than the melting point of the molten solvent and less than the decomposition temperature of the target crystal. Unlike the flux method, not only the crystal is precipitated using the difference in solubility depending on the temperature, but also, for example, the molten solvent itself is cooled and crystallized in a part of the growth vessel, Crystals can be grown in a supersaturated state by increasing the concentration of the target crystal component by reducing the amount of the molten solvent, and crystals whose solubility does not change significantly with temperature can be grown by the present invention.

【0025】具体的に、例えば図1に示す結晶成長の方
法において、成長容器内の温度分布は、当初は下部(成
長容器における目的結晶成分の過飽和領域)を結晶原料
の溶解温度である比較的高温に、上部(成長容器におけ
る溶融溶媒結晶化させる部位)は溶融溶媒を析出させる
比較的低温にする。その後、成長容器全体を徐冷して溶
融溶媒の析出(結晶化)を進行させて溶液中の溶融溶媒
量を低下させ、下部の溶液中の目的結晶成分濃度を高め
る。その際、成長容器の最下部に近い部分に急峻な温度
勾配をつけることにより、大半の溶融溶媒を結晶化さ
せ、最下部の溶液中の目的結晶成分濃度を一層高めて結
晶成長を促進させてもよい。この急峻な温度勾配を得る
ために、成長容器の底部を平らに近い形状にして底部か
ら加熱してもよい。
More specifically, for example, in the crystal growth method shown in FIG. 1, the temperature distribution in the growth vessel initially has a relatively lower portion (supersaturated region of the target crystal component in the growth vessel) which is the melting temperature of the crystal raw material. At an elevated temperature, the upper portion (the site of the growth vessel to crystallize the molten solvent) is at a relatively low temperature where the molten solvent is precipitated. Thereafter, the entire growth vessel is gradually cooled to promote the precipitation (crystallization) of the molten solvent, thereby reducing the amount of the molten solvent in the solution and increasing the concentration of the target crystal component in the lower solution. At that time, by applying a steep temperature gradient to the portion near the bottom of the growth vessel, most of the molten solvent is crystallized, and the concentration of the target crystal component in the solution at the bottom is further increased to promote crystal growth. Is also good. In order to obtain this steep temperature gradient, the bottom of the growth vessel may be made nearly flat and heated from the bottom.

【0026】また、成長容器の底部と上部の温度差は、
溶融溶媒の種類にもよるが、5〜500℃の範囲、好ま
しくは10〜100℃の範囲が適当である。温度差が少
ないと、成長容器を徐冷する過程で系全体がほぼ同時に
固化するおそれがあり、目的結晶成分を過飽和に調整す
ることが難しく、溶融溶媒の結晶中に目的結晶を成長さ
せることができないまま、溶媒とともに固化するおそれ
がある。
The temperature difference between the bottom and the top of the growth vessel is
Although depending on the type of the molten solvent, a range of 5 to 500C, preferably 10 to 100C is appropriate. When the temperature difference is small, the entire system may be solidified almost simultaneously in the process of gradually cooling the growth vessel, it is difficult to adjust the target crystal component to supersaturation, and it is difficult to grow the target crystal in the crystal of the molten solvent. If not, there is a risk of solidification with the solvent.

【0027】本発明の結晶成長方法において、目的結晶
に先行して結晶化する溶融溶媒を用いる場合、成長容器
を徐冷する機構はいかなるものでもかまわなく、徐冷速
度は目的結晶の種類により適宜選択すればよいが、例え
ば10℃/h以下、好ましくは2℃/h以下が適当であ
る。特に、図1に示す結晶成長の方法においては、温度
勾配炉における温度勾配を保持しつつ、10℃/h以
下、好ましくは2℃/h以下で徐冷することが好適であ
る。また、図2に示す結晶成長の方法においては、成長
容器を加熱炉に対して相対的に移動させることで(加熱
炉から引き上げることで)、成長容器上部から徐冷する
が、その移動速度は目的結晶の種類により適宜選択すれ
ばよく、移動速度が早すぎると、溶融溶媒の結晶化が急
激に進むため、成長していない目的結晶原料を溶融溶媒
結晶固体中に取り込んでしまうおそれがある。よって、
成長容器と加熱炉との相対移動速度は、例えば10mm
/min分以下、好ましくは1mm/min以下が適当
である。
In the crystal growth method of the present invention, when a molten solvent that crystallizes prior to the target crystal is used, any mechanism for gradually cooling the growth vessel may be used, and the slow cooling rate is appropriately determined according to the type of the target crystal. The temperature may be selected, for example, 10 ° C./h or less, preferably 2 ° C./h or less. In particular, in the crystal growth method shown in FIG. 1, it is preferable to gradually cool at 10 ° C./h or less, preferably 2 ° C./h or less, while maintaining the temperature gradient in the temperature gradient furnace. In the crystal growth method shown in FIG. 2, the growth vessel is moved relatively to the heating furnace (by pulling it up from the heating furnace) to gradually cool from the upper part of the growth vessel. It may be appropriately selected depending on the type of the target crystal. If the moving speed is too fast, the crystallization of the molten solvent proceeds rapidly, and the ungrown target crystal raw material may be taken into the molten solvent crystal solid. Therefore,
The relative movement speed between the growth vessel and the heating furnace is, for example, 10 mm
/ Min or less, preferably 1 mm / min or less.

【0028】本発明の結晶成長方法において、蒸発しや
すい溶融溶媒を用いる場合、図3に示す結晶成長方法の
ように、成長容器を温度勾配炉に配置し、成長容器下部
の高温領域(溶融溶媒の融点温度)と、上部の低温領域
(溶融溶媒の析出・固化温度)間に温度差(温度勾配)
をもうけ、炉全体の温度を保持することが好ましい。こ
の温度勾配炉の温度差は、溶融溶媒の種類にもよるが、
1〜100℃であることが好ましく、より好ましくは1
〜10℃である。この温度差(温度勾配)が大きすぎる
と、高温領域で蒸発して低温領域で析出・固化する過程
が急激に進むため、溶融状態にある溶融溶媒量が急激に
減少し、その結果、溶融溶媒中の目的結晶成分の濃度が
急激に上昇するおそれがある。このような急激な濃度上
昇が起きると、目的結晶の多核形成が起こりやすくな
り、大きな結晶が得られ難くなる。従って、溶融溶媒の
蒸発を緩慢に進める観点から、上述の範囲とする温度差
(温度勾配)をもうけ、炉全体の温度を保持することが
好ましい。
In the crystal growth method of the present invention, when a molten solvent that is easily evaporated is used, as in the crystal growth method shown in FIG. Temperature difference (temperature melting point) and the upper low temperature region (precipitation and solidification temperature of the molten solvent)
It is preferable to maintain the temperature of the entire furnace. The temperature difference of this temperature gradient furnace depends on the type of molten solvent,
The temperature is preferably 1 to 100 ° C, more preferably 1 to 100 ° C.
-10 ° C. If this temperature difference (temperature gradient) is too large, the process of evaporating in the high temperature region and precipitating and solidifying in the low temperature region progresses rapidly, so that the amount of the molten solvent in the molten state decreases rapidly, and as a result, the molten solvent There is a possibility that the concentration of the target crystal component therein may increase rapidly. When such a rapid increase in concentration occurs, polynucleus formation of the target crystal is likely to occur, and it is difficult to obtain a large crystal. Therefore, from the viewpoint of slowly evaporating the molten solvent, it is preferable to maintain a temperature difference (temperature gradient) within the above range and maintain the temperature of the entire furnace.

【0029】本発明の結晶成長方法において、成長容器
は、溶融溶媒自身が蒸発する場合があるため封入管の方
がよい。また、ガラスアンプルや石英アンプルなどの割
れやすい容器の方がよい。アンプルを割って、目的結晶
が固体の溶融溶媒中に取り込まれた状態で取り出すこと
ができるからである。
In the crystal growth method of the present invention, the growth vessel is preferably a sealed tube because the molten solvent itself may evaporate. Further, a container that is easily broken, such as a glass ampule or a quartz ampule, is preferable. This is because the target crystal can be taken out in a state where the target crystal is taken in the solid molten solvent by breaking the ampoule.

【0030】成長容器から取り出した溶融溶媒結晶から
目的結晶を分離回収する方法は、結晶を壊さない方法で
あればとのような方法でもかまわない。固化した溶融溶
媒の結晶を機械的に割り、中に取り込まれた目的結晶を
回数てもよいし、室温において液体の溶剤(溶融溶媒の
結晶を優先的に溶かす溶剤)を用いて前記溶融溶媒の結
晶を溶解し、結晶成長後の目的結晶を回収してもよい。
後者の方法は、目的結晶を取り出すときに、結晶の損傷
を最小限に止めることができ、かつ目的結晶の表面を同
時に洗浄できる利点もある。ここで、「室温において液
体」とは、その使用環境下においては、少なくとも液体
であることを示す。
The method of separating and recovering the target crystal from the molten solvent crystal taken out of the growth vessel may be any method that does not break the crystal. The crystal of the solidified molten solvent may be mechanically divided and the target crystal taken therein may be counted, or the solvent may be used at room temperature in a liquid (solvent that preferentially dissolves the crystal of the molten solvent). The crystal may be dissolved and the target crystal after crystal growth may be recovered.
The latter method has the advantages that when the target crystal is taken out, damage to the crystal can be minimized and the surface of the target crystal can be cleaned at the same time. Here, the term "liquid at room temperature" indicates that the liquid is at least a liquid under the use environment.

【0031】このように、本発明によれば、従来の溶媒
を用いる結晶化法に比べ、不純物の取り込みが極めて少
なく高純度で、非常に大型の目的結晶を得ることができ
る。また、フタロシアニンなどの目的結晶は、従来アシ
ッドペースティング法などで製造したため、結晶中に酸
が混入することを回避できず、例えば電子写真感光体の
電荷発生層に用いるときに、優れた静電複写特性を提供
できないという問題があったが、本発明の結晶成長方法
により得られる目的結晶は酸を含まず高純度であるた
め、光感度、帯電性、暗減衰性等の電子複写特性が優
れ、単層型や積層型のOPC感光体を作製するのに有利
である。また、得られる目的結晶を原料として成膜する
ことで良質な半導体膜を得ることができるし、さらに、
これら自身を半導体として用いることもできるため、容
易且つ安価に高品質の機能素子ディバイスを作製するの
に有利である。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a very large target crystal having a very low purity and a high purity as compared with the conventional crystallization method using a solvent. In addition, since the target crystal such as phthalocyanine is conventionally manufactured by an acid pasting method or the like, it cannot be avoided that an acid is mixed into the crystal. Although there was a problem that the copying characteristics could not be provided, the target crystals obtained by the crystal growth method of the present invention did not contain an acid and were of high purity, so that the electronic copying characteristics such as photosensitivity, chargeability, and dark decay were excellent. This is advantageous for producing a single-layer or multilayer OPC photoconductor. In addition, a high-quality semiconductor film can be obtained by forming a film using the obtained target crystal as a raw material.
Since these can be used as semiconductors, it is advantageous for easily and inexpensively producing a high-quality functional device.

【0032】(機能素子ディバイス)本発明の機能素子
ディバイスは、前記本発明の結晶成長方法により得られ
る目的結晶を原料として成膜された半導体膜又は目的結
晶自身からなる半導体と、前記半導体膜又は半導体に接
続された複数の電極とを備えてなる。本発明の機能素子
ディバイスは、前記本発明の結晶成長方法により得られ
る目的結晶を用いていれば、特に制限はなく、半導体素
子、薄膜トランジスタなど様々な構成となり得る。
(Functional Device) The functional device of the present invention comprises a semiconductor film formed from a target crystal obtained by the crystal growth method of the present invention as a raw material or a semiconductor comprising the target crystal itself and the semiconductor film or the semiconductor film. A plurality of electrodes connected to the semiconductor. The functional device device of the present invention is not particularly limited as long as the target crystal obtained by the crystal growth method of the present invention is used, and may have various configurations such as a semiconductor device and a thin film transistor.

【0033】本発明の機能素子ディバイスは、上述のよ
うに、前記本発明の結晶成長方法により得られる目的結
晶が良質で大きな結晶であるため、これを原料として成
膜することで良質な半導体膜を得ることができ、さらに
そのままもしくは所望の形状に成形することで、目的結
晶自体を半導体として用いることもでき、簡易に作製で
き、安価で高品質である。このように、前記本発明の結
晶成長方法により得られる目的結晶は、大型であるた
め、原料として用いるだけではなく、目的結晶自身をも
利用することができる。得られる目的結晶が、大型の単
結晶であると特に好ましい。
In the functional device device of the present invention, as described above, since the target crystal obtained by the crystal growth method of the present invention is a high-quality and large crystal, a high-quality semiconductor film can be formed by using this as a raw material. The target crystal itself can be used as a semiconductor by molding as it is or by forming it into a desired shape, so that it can be easily produced, and is inexpensive and of high quality. As described above, since the target crystal obtained by the crystal growth method of the present invention is large, it can be used not only as a raw material but also the target crystal itself. It is particularly preferable that the obtained target crystal is a large single crystal.

【0034】以下、本発明の機能素子ディバイスを具体
的に示す。図4は、本発明の機能素子ディバイスの一例
である電界効果トランジスタの概略断面図である。図4
(a)に示す電界効果トランジスタは、基板1上にソー
ス電極2とドレイン電極3を形成した後、それらの上に
半導体膜4を形成する。半導体膜4上に絶縁膜5を形成
し、さらに絶縁膜5上に電解制御用のゲート電極6を形
成して最終的な薄膜トランジスタとして得られる。ここ
で、半導体膜4は、前記本発明の結晶成長法によって得
られた前記目的結晶を原料とし、上記成膜法によって基
板1上に堆積させることによって形成されたものであ
る。このような成膜法によれば、適切な基板表面を選択
することによって目的結晶(例えば有機分子)の基板上
での配向性を制御することができるので好ましい。
Hereinafter, the functional device of the present invention will be specifically described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a field-effect transistor which is an example of the functional device according to the present invention. FIG.
In the field-effect transistor shown in FIG. 1A, after a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on a substrate 1, a semiconductor film 4 is formed thereon. An insulating film 5 is formed on the semiconductor film 4, and a gate electrode 6 for electrolytic control is further formed on the insulating film 5 to obtain a final thin film transistor. Here, the semiconductor film 4 is formed by using the target crystal obtained by the crystal growth method of the present invention as a raw material and depositing it on the substrate 1 by the film forming method. Such a film formation method is preferable because the orientation of the target crystal (eg, organic molecule) on the substrate can be controlled by selecting an appropriate substrate surface.

【0035】図4(b)に示す電界効果トランジスタ
は、半導体7上にソース電極2とドレイン電極3を形成
する。その後、半導体7、ソース電極2及びドレイン電
極3上に絶縁膜5を形成し、さらに絶縁膜5上に電解制
御用のゲート電極6を形成して最終的な薄膜トランジス
タとして得られる。ここで、半導体7は、前記本発明の
結晶成長法によって得られた前記目的結晶をそのままも
しくは所望の形状に整形したものである。この場合、半
導体7は、基板の役割も担っている。図4(b)に示す
電界効果トランジスタは、半導体膜を成膜した図4
(a)に示す電界効果トランジスタと同等の特性を有す
る。
In the field effect transistor shown in FIG. 4B, a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on a semiconductor 7. After that, an insulating film 5 is formed on the semiconductor 7, the source electrode 2 and the drain electrode 3, and a gate electrode 6 for electrolytic control is formed on the insulating film 5 to obtain a final thin film transistor. Here, the semiconductor 7 is obtained by shaping the target crystal obtained by the crystal growth method of the present invention as it is or in a desired shape. In this case, the semiconductor 7 also plays the role of a substrate. The field effect transistor shown in FIG. 4B has a semiconductor film formed thereon as shown in FIG.
It has characteristics equivalent to those of the field-effect transistor shown in FIG.

【0036】図4において、基板1としては、ガラス、
プラスチック、マイカ等の任意のものが使用でき、前記
目的結晶が良配向性を示す基板を選択するのがよい。ソ
ース電極2、ドレイン電極3及びゲート電極6として
は、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、酸
化スズ、ITO等の導電性物質を使用することができ、
これら材料を上記成膜方法により形成することができ
る。絶縁膜5としては、窒化シリコン、酸化シリコン等
の無機絶縁膜や、ポリアミド樹脂等の有機絶縁膜が使用
可能である。
In FIG. 4, the substrate 1 is made of glass,
Any material such as plastic and mica can be used, and it is preferable to select a substrate in which the target crystal exhibits good orientation. As the source electrode 2, the drain electrode 3, and the gate electrode 6, a conductive substance such as gold, platinum, chromium, palladium, aluminum, tin oxide, or ITO can be used.
These materials can be formed by the above film formation method. As the insulating film 5, an inorganic insulating film such as silicon nitride or silicon oxide, or an organic insulating film such as polyamide resin can be used.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施
例中の「部」は「重量部」を意味する。 (実施例1)溶融溶媒のアントラセン(アルドリッチ社
製)2部と、Cu−フタロシアニン(和光純薬社製)
0.01部を混合してガラスアンプル中に封入し、縦型
温度勾配炉に設置して下部を220℃に、上部を210
℃になるよう加熱してCu−フタロシアニンを完全に溶
解した。その後、アンプル全体を冷却速度2℃/hで徐
冷して結晶を成長させた。その後、ふたたびアンプル全
体を加熱し、下部を220℃に、上部を210℃にした
後、すぐにアンプル全体を冷却速度2℃/hで徐冷して
さらに大きな結晶を成長させた。室温まで冷却した後、
ガラスアンプルを割り、内容物を取り出してアセトンで
アントラセンを溶解した。その結果、約10mm長×
0.2mm巾×0.3mm厚の赤紫色Cu−フタロシア
ニン単結晶0.009部を得た。
The present invention will be described below with reference to examples. “Parts” in the examples means “parts by weight”. (Example 1) 2 parts of anthracene (Aldrich) as a molten solvent and Cu-phthalocyanine (Wako Pure Chemical Industries)
0.01 part was mixed and sealed in a glass ampoule, and placed in a vertical temperature gradient furnace to set the lower part to 220 ° C and the upper part to 210 ° C.
° C to completely dissolve the Cu-phthalocyanine. Thereafter, the whole ampoule was gradually cooled at a cooling rate of 2 ° C./h to grow a crystal. Then, the whole ampoule was heated again, the lower part was heated to 220 ° C., and the upper part was heated to 210 ° C., and immediately thereafter, the whole ampoule was gradually cooled at a cooling rate of 2 ° C./h to grow larger crystals. After cooling to room temperature,
The glass ampoule was cracked, the contents were taken out, and the anthracene was dissolved with acetone. As a result, about 10 mm length ×
0.009 parts of a red-purple Cu-phthalocyanine single crystal having a width of 0.2 mm and a thickness of 0.3 mm was obtained.

【0038】(比較例1)比較のために、Cu−フタロ
シアニン(和光純薬社製)3部を0℃の濃硫酸60部に
溶解した後、5℃の蒸留水450部中に滴下して結晶を
析出させた。得られた結晶を希アンモニア水と蒸留水で
十分に洗浄した後、乾燥してCu−フタロシアニン結晶
2.5部を得た。
Comparative Example 1 For comparison, 3 parts of Cu-phthalocyanine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were dissolved in 60 parts of concentrated sulfuric acid at 0 ° C., and then dropped into 450 parts of distilled water at 5 ° C. Crystals were deposited. The obtained crystals were sufficiently washed with dilute aqueous ammonia and distilled water, and then dried to obtain 2.5 parts of Cu-phthalocyanine crystals.

【0039】(評価)実施例1及び比較例1で得たCu
−フタロシアニン結晶を用いて以下の方法で感光層プレ
ートを作製した。即ち、前記結晶を自動乳鉢で5.5時
間粉砕し、得られたCu−フタロシアニン結晶粉末0.
1部をポリブチラール(積水化学社製:エスレックBM
−S)1部及びシクロヘキサノン10部と混合し、ガラ
スビーズとともにペントシェーカーで1時間処理して上
記結晶粉末を分散した塗布液を調製した。次いで、導電
性アルミニウム基板を塗布液中に浸漬して塗布し、10
0℃で5分間加熱乾燥して、膜厚が約20μmの感光層
プレートを作製した。
(Evaluation) Cu obtained in Example 1 and Comparative Example 1
-A photosensitive layer plate was prepared using a phthalocyanine crystal by the following method. That is, the crystals were ground in an automatic mortar for 5.5 hours, and the resulting Cu-phthalocyanine crystal powder was used in a mortar.
One part is polybutyral (Sekisui Chemical Co., Ltd .: Eslec BM
-S) 1 part and 10 parts of cyclohexanone were mixed, and the mixture was treated with glass beads for 1 hour using a pent shaker to prepare a coating liquid in which the crystal powder was dispersed. Next, a conductive aluminum substrate is dipped in a coating solution and coated,
The resultant was dried by heating at 0 ° C. for 5 minutes to produce a photosensitive layer plate having a thickness of about 20 μm.

【0040】得られた感光層プレートに対して感光層表
面に+5kVコロナギャップ10mmのコロナ放電によ
り正電荷を30秒与え、コロナ放電を停止して30秒経
過した後、3000°Kのタングステン光源で20Lu
xの照度で露光し、最大表面帯電量、帯電終了後5秒経
過した時の電位に対して30秒経過した後の電位の暗減
衰率、及び、露光直前の電位の10%に表面電位を低下
させるのに必要な照射量を測定した。
A positive charge was applied to the photosensitive layer plate by a corona discharge with a +5 kV corona gap of 10 mm to the photosensitive layer surface for 30 seconds, and after the corona discharge was stopped for 30 seconds, a 3000 ° K tungsten light source was used. 20 Lu
Exposure at x illuminance, maximum surface charge, dark decay rate of potential 30 seconds after potential 5 seconds after completion of charging, and surface potential 10% of potential immediately before exposure The irradiation dose required to reduce was measured.

【0041】その結果、実施例1の感光層プレートの表
面帯電量が750V、暗滅衰率は19.5%、照射量は
70Lux/secと良好な電子写真特性を示した。他
方、比較例1の感光層プレートの表面帯電量は550
V、暗減衰率は40.0%、照射量は78Lux/se
cと電子写真特性の低下を示した。これは比較例1のC
u−フタロシアニン結晶中に溶媒の硫酸が混入したため
と思われる。
As a result, the photosensitive layer plate of Example 1 showed good electrophotographic characteristics with a surface charge of 750 V, a darkening and decay rate of 19.5%, and an irradiation of 70 Lux / sec. On the other hand, the surface charge amount of the photosensitive layer plate of Comparative Example 1 was 550.
V, the dark decay rate is 40.0%, and the irradiation amount is 78 Lux / se.
c and a decrease in electrophotographic properties. This is C in Comparative Example 1.
This is probably because sulfuric acid as a solvent was mixed in the u-phthalocyanine crystal.

【0042】(実施例2)溶融溶媒のピレン(アルドリ
ッチ社製)2部と、トリス(8−ヒドロキシキノリノ)
アルミニウム(アルドリッチ社製、Alq3)0.01
部を混合してガラスアンプル中に封入し、縦型温度勾配
炉に設置して下部を160℃に、上部を150℃になる
よう加熱してトリス(8−ヒドロキシキノリノ)アルミ
ニウムを完全に溶解した。その後、アンプル全体を冷却
速度2℃/hで徐冷して結晶を成長させた。その後、ふ
たたびアンプル全体を加熱し、下部を160℃に、上部
を150℃にした後、すぐにアンプル全体を冷却速度2
℃/hで徐冷してさらに大きな結晶を成長させた。室温
まで冷却した後、ガラスアンプルを割り、内容物を取り
出してn−ヘキサンでピレンを溶解した。その結果、約
12mm長×0.06mm巾×0.06mm厚の黄色の
トリス(8−ヒドロキシキノリノ)アルミニウム単結晶
0.009部を得た。
Example 2 2 parts of pyrene (manufactured by Aldrich) as a molten solvent and tris (8-hydroxyquinolino)
Aluminum (Aldrich, Alq3) 0.01
The mixture was sealed in a glass ampoule, placed in a vertical temperature gradient furnace, and heated to 160 ° C for the lower part and 150 ° C for the upper part to completely dissolve tris (8-hydroxyquinolino) aluminum. did. Thereafter, the whole ampoule was gradually cooled at a cooling rate of 2 ° C./h to grow a crystal. Then, the whole ampoule is heated again, the lower part is heated to 160 ° C. and the upper part is heated to 150 ° C., and then the whole ampoule is immediately cooled at a cooling rate of 2 ° C.
C./h was gradually cooled to grow larger crystals. After cooling to room temperature, the glass ampule was cracked, the contents were taken out, and pyrene was dissolved with n-hexane. As a result, 0.009 parts of a yellow single crystal of tris (8-hydroxyquinolino) aluminum having a length of about 12 mm, a width of 0.06 mm and a thickness of 0.06 mm were obtained.

【0043】(実施例3)溶融溶媒のアントラセン(ア
ルドリッチ社製)2部と、N,N'−ジメチルペリレン
−3,4,9,10−ビス(ジカルボキシイミド)(B
ASF社製、DM−PBDCI)0.01部を混合して
ガラスアンプル中に封入し、縦型温度勾配炉に設置して
下部を220℃に、上部を210℃になるよう加熱して
N,N'−ジメチルペリレン−3,4,9,10−ビス
(ジカルボキシイミド)を完全に溶解した。その後、ア
ンプル全体を冷却速度2℃/hで徐冷して結晶を成長さ
せた。その後、ふたたびアンプル全体を加熱し、下部を
220℃に、上部を210℃にした後、すぐにアンプル
全体を冷却速度2℃/hで徐冷してさらに大きな結晶を
成長させた。室温まで冷却した後、ガラスアンプルを割
り、内容物を取り出してアセトンでアントラセンを溶解
した。その結果、約8mm長×0.2mm巾×0.1m
m厚の赤色N,N'−ジメチルペリレン−3,4,9,
10−ビス(ジカルボキシイミド)単結晶0.009部
を得た。
(Example 3) 2 parts of anthracene (manufactured by Aldrich) as a molten solvent and N, N'-dimethylperylene-3,4,9,10-bis (dicarboximide) (B
ASF, DM-PBDCI) 0.01 part was mixed and sealed in a glass ampoule, placed in a vertical temperature gradient furnace and heated to 220 ° C. for the lower part and 210 ° C. for the upper part, and N, N'-dimethylperylene-3,4,9,10-bis (dicarboximide) was completely dissolved. Thereafter, the whole ampoule was gradually cooled at a cooling rate of 2 ° C./h to grow a crystal. Thereafter, the whole ampoule was heated again, the lower part was heated to 220 ° C. and the upper part was heated to 210 ° C., and immediately thereafter, the whole ampoule was gradually cooled at a cooling rate of 2 ° C./h to grow larger crystals. After cooling to room temperature, the glass ampule was cracked, the contents were taken out and the anthracene was dissolved with acetone. As a result, about 8mm length x 0.2mm width x 0.1m
m thick red N, N'-dimethylperylene-3,4,9,
0.009 parts of 10-bis (dicarboximide) single crystal was obtained.

【0044】(実施例4)マイカ基板上に、各々200
オングストロームのソース電極、ドレイン電極を金で形
成した。1399.65Pa(10.5torr)の真
空蒸着下で実施例1で得られたCu−フタロシアニン単
結晶を原料として0.1μmの厚さとなるように蒸着し
た。蒸着膜はマイカ基板上で、垂直方向に高度に配向し
ていることが確認できた。次いでポリプルランの15w
t%アセトニトリル溶液を基板上にスピンコートして絶
縁膜を形成した。絶縁膜を乾燥させた後、金を用いてゲ
ート電極を形成してスタガ構造の薄膜トランジスタを得
た。得られた薄膜トランジスタのキャリア移動度は1×
10.1cm2/V・secであり、薄膜トランジスタ
として機能することが確認された。
Example 4 On the mica substrate, 200
Angstrom source and drain electrodes were formed of gold. Under the vacuum deposition of 1399.65 Pa (10.5 torr), the Cu-phthalocyanine single crystal obtained in Example 1 was deposited as a raw material to a thickness of 0.1 μm. It was confirmed that the deposited film was highly oriented in the vertical direction on the mica substrate. Then 15w of poly pullulan
A t% acetonitrile solution was spin-coated on the substrate to form an insulating film. After the insulating film was dried, a gate electrode was formed using gold to obtain a staggered thin film transistor. The carrier mobility of the obtained thin film transistor is 1 ×
10.1 cm 2 / V · sec, and it was confirmed that the thin film transistor functioned.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上、本発明によれば、気化し難く、溶
融温度或いは気化温度で分解し易い物質、例えば有機結
晶などについても、結晶の融点や沸点よりもはるかに低
温で結晶成長させることができる。そして、従来の再結
晶法とは異なり、結晶中に溶媒分子を取り込むことな
く、高純度の大きな結晶を得ることができる。特にフタ
ロシアニン等の多環式芳香族化合物結晶は、ナフタレン
などの多環式芳香族化合物を溶融溶媒として用い、電子
写真特性などの優れた結晶を得ることができる。また、
同様に、これらフタロシアニン等の多環式芳香族化合物
結晶は、機能素子ディバイスにおける半導体膜として、
良質な結晶を得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to grow even a substance which is difficult to vaporize and is easily decomposed at the melting temperature or the vaporization temperature, such as an organic crystal, at a temperature much lower than the melting point or boiling point of the crystal. Can be. Then, unlike the conventional recrystallization method, a large crystal with high purity can be obtained without incorporating solvent molecules into the crystal. In particular, as for a polycyclic aromatic compound crystal such as phthalocyanine, a crystal having excellent electrophotographic properties can be obtained by using a polycyclic aromatic compound such as naphthalene as a melting solvent. Also,
Similarly, these polycyclic aromatic compound crystals such as phthalocyanine are used as semiconductor films in functional device devices.
High quality crystals can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】目的結晶に先行して結晶化する溶融溶媒を用い
る本発明の結晶成長方法の一例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one example of a crystal growth method of the present invention using a molten solvent that crystallizes prior to a target crystal.

【図2】目的結晶に先行して結晶化する溶融溶媒を用い
る本発明の結晶成長方法の他の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the crystal growth method of the present invention using a molten solvent that crystallizes prior to a target crystal.

【図3】蒸発しやすい溶融溶媒を用いる本発明の結晶成
長方法の一例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing one example of the crystal growth method of the present invention using a readily evaporated molten solvent.

【図4】本発明の機能素子ディバイスの一例である電界
効果トランジスタの概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a field-effect transistor which is an example of a functional device according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 9/02 618 B01D 9/02 618A 620 620 625 625A 625Z C09B 67/48 C09B 67/48 Z 67/50 67/50 Z C30B 9/08 C30B 9/08 29/54 29/54 // C07D 487/22 C07D 487/22 (72)発明者 岡田 興昌 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 丸山 達哉 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 清水 正昭 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 4C050 PA14 4G077 AA02 BF10 CD04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01D 9/02 618 B01D 9/02 618A 620 620 625 625A 625Z C09B 67/48 C09B 67/48 Z 67/50 67/50 Z C30B 9/08 C30B 9/08 29/54 29/54 // C07D 487/22 C07D 487/22 (72) Inventor Okada Komasa 1600 Takematsu, Minamiashigara-shi, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. 72) Inventor Tatsuya Maruyama 1600 Takematsu, Minamiashigara-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Shimizu 430 Sakai Nakaicho, Ashigara-gun, Kanagawa Green Tech Naka Fuji Xerox Co., Ltd. F-term (reference) 4C050 PA14 4G077 AA02 BF10 CD04

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 室温において固体で目的結晶より融点が
低い溶融溶媒を用い、結晶原料とともに成長容器に充填
し、これを加熱して溶融した前記溶融溶媒に前記結晶原
料を溶解させて溶液を調製した後、前記溶液中の目的結
晶成分を過飽和にして、前記目的結晶を成長させる初期
結晶成長工程と、 前記溶液中の目的結晶成分を過飽和にした後、前記溶液
の目的結晶成分を飽和に満たない状態にし、再び前記溶
液の目的結晶成分を過飽和にして、前記成長結晶を再成
長させる結晶再成長工程と、を有し、前記結晶再成長工
程を、1回乃至複数回行うことを特徴とする結晶成長方
法。
1. Using a molten solvent which is solid at room temperature and has a lower melting point than the target crystal, is charged into a growth vessel together with the crystal raw material, and heated to dissolve the crystal raw material in the molten solvent to prepare a solution. After the above, the target crystal component in the solution is supersaturated, and an initial crystal growth step of growing the target crystal, and after the target crystal component in the solution is supersaturated, the target crystal component of the solution is saturated. A crystal regrowth step in which the target crystal component of the solution is supersaturated again, and the grown crystal is regrown, wherein the crystal regrowth step is performed once or more than once. Crystal growth method.
【請求項2】 前記溶融溶媒として目的結晶に先行して
結晶化するものを用い、前記溶液中における前記溶融溶
媒の少なくとも一部を結晶化させ、前記溶液中に目的結
晶成分の過飽和領域を形成して、目的結晶を成長させる
初期結晶成長工程と、 結晶化した前記溶融溶媒を加熱することによって溶融状
態として、前記溶液中の目的結晶成分を飽和に満たない
状態にし、再び前記溶液中における前記溶融溶媒の少な
くとも一部を結晶化させ、前記溶液中に目的結晶成分の
過飽和領域を形成して、前記目的結晶を再成長させる結
晶再成長工程と、を有することを特徴とする請求項1に
記載の結晶成長方法。
2. A method for forming a supersaturated region of a target crystal component in the solution, wherein at least a part of the molten solvent in the solution is crystallized by using a material that crystallizes before the target crystal as the molten solvent. And an initial crystal growth step of growing a target crystal, and heating the crystallized molten solvent to a molten state to make the target crystal component in the solution less than saturated, and again in the solution in the solution. A crystal regrowth step of crystallizing at least a part of the molten solvent, forming a supersaturated region of the target crystal component in the solution, and regrowing the target crystal. The crystal growth method according to the above.
【請求項3】 初期結晶成長工程及び結晶再成長工程に
おいて、一端が高温領域に他方の一端が低温領域にそれ
ぞれ位置するように、前記成長容器を温度勾配炉内に配
置し、低温領域側の一端から前記溶液中における前記溶
融溶媒を結晶化させ、高温領域側の前記溶液中に目的結
晶成分の過飽和領域を形成することを特徴とする請求項
2に記載の結晶成長方法。
3. In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step, the growth vessel is placed in a temperature gradient furnace such that one end is located in a high-temperature area and the other end is located in a low-temperature area. 3. The crystal growth method according to claim 2, wherein the molten solvent in the solution is crystallized from one end to form a supersaturated region of the target crystal component in the solution on the high temperature region side.
【請求項4】 前記温度勾配炉における温度勾配を保持
したまま、10℃/h以下の冷却速度で徐冷することを
特徴とする請求項3に記載の結晶成長方法。
4. The crystal growth method according to claim 3, wherein the temperature is gradually cooled at a cooling rate of 10 ° C./h or less while maintaining the temperature gradient in the temperature gradient furnace.
【請求項5】 初期結晶成長工程及び結晶再成長工程に
おいて、前記成長容器全体を加熱炉の高温領域に配置
し、前記成長容器を加熱炉に対して相対的に移動させる
ことで、前記成長容器の少なくとも一部を加熱炉の低温
領域に位置させて、前記溶液中における前記溶融溶媒を
結晶化させ、前記溶液中に目的結晶成分の過飽和領域を
形成することを特徴とする請求項2に記載の結晶成長方
法。
5. In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step, the entire growth vessel is placed in a high-temperature region of a heating furnace, and the growth vessel is moved relatively to the heating furnace to thereby form the growth vessel. 3. A method according to claim 2, wherein at least a part of the solution is located in a low temperature region of the heating furnace to crystallize the molten solvent in the solution to form a supersaturated region of a target crystal component in the solution. Crystal growth method.
【請求項6】 前記成長容器と前記加熱炉との相対移動
速度が、10mm/min以下であることを特徴とする
請求項5に記載の結晶成長方法。
6. The crystal growth method according to claim 5, wherein a relative moving speed between the growth vessel and the heating furnace is 10 mm / min or less.
【請求項7】 初期結晶成長工程及び結晶再成長工程に
おいて、前記溶融溶媒として蒸発しやすいものを用い、
前記溶融溶媒を蒸発させ、前記溶液中の目的結晶成分を
相対的に過飽和にすることを特徴とする請求項1記載の
結晶成長方法。
7. In the initial crystal growth step and the crystal regrowth step, an evaporable solvent is used as the molten solvent,
2. The crystal growth method according to claim 1, wherein said molten solvent is evaporated to relatively supersaturate a target crystal component in said solution.
【請求項8】 初期結晶成長工程及び結晶再成長工程に
おいて、前記成長容器として密閉型のものを用い、蒸発
した溶融溶媒を前記成長容器中で析出・固化させること
を特徴とする請求項7に記載の結晶成長方法。
8. The method according to claim 7, wherein in the initial crystal growth step and the crystal regrowth step, a closed-type growth vessel is used, and the evaporated molten solvent is precipitated and solidified in the growth vessel. The crystal growth method according to the above.
【請求項9】 結晶再成長工程において、析出・固化し
た前記溶融溶媒を加熱することによって溶融状態とし、
前記溶液中に戻して、前記溶液中の目的結晶成分を飽和
に満たない状態にすることを特徴とする請求項8に記載
の結晶成長方法。
9. In a crystal regrowth step, the deposited and solidified molten solvent is heated to a molten state,
9. The method of growing a crystal according to claim 8, wherein the target crystal component in the solution is returned to the solution to be less than saturated.
【請求項10】 室温において液体の溶剤を用いて前記
溶融溶媒の結晶を溶解し、結晶成長後の目的結晶を回収
することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記
載の結晶成長方法。
10. The crystal according to claim 1, wherein the crystal of the molten solvent is dissolved at room temperature using a liquid solvent, and the target crystal after crystal growth is recovered. Growth method.
【請求項11】 前記目的結晶が有機結晶であることを
特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の結晶
成長方法。
11. The crystal growth method according to claim 1, wherein the target crystal is an organic crystal.
【請求項12】 前記目的結晶が多環式芳香族化合物で
あることを特徴とする請求項11に記載の結晶成長方
法。
12. The method according to claim 11, wherein the target crystal is a polycyclic aromatic compound.
【請求項13】 前記溶融溶媒の融点が常圧で30〜5
00℃の範囲にあることを特徴とする請求項1〜12の
いずれか1項に記載の結晶成長方法。
13. The melting point of the molten solvent is 30 to 5 at normal pressure.
The crystal growth method according to any one of claims 1 to 12, wherein the temperature is in the range of 00C.
【請求項14】 前記溶融溶媒が多環式芳香族化合物で
あることを特徴とする請求項13に記載の結晶成長方
法。
14. The method according to claim 13, wherein the molten solvent is a polycyclic aromatic compound.
【請求項15】 請求項1〜14のいずれか1項に記載
の結晶成長方法により得られる目的結晶を原料として成
膜された半導体膜と、前記半導体膜に接続された複数の
電極と、を備えてなることを特徴とする機能素子ディバ
イス。
15. A semiconductor film formed by using a target crystal obtained by the crystal growth method according to claim 1 as a raw material, and a plurality of electrodes connected to the semiconductor film. A functional element device, comprising:
【請求項16】 請求項1〜14のいずれか1項に記載
の結晶成長方法により得られる目的結晶からなる半導体
と、該半導体に接続された複数の電極と、を備えてなる
ことを特徴とする機能素子ディバイス。
16. A semiconductor comprising a semiconductor made of a target crystal obtained by the crystal growth method according to claim 1, and a plurality of electrodes connected to the semiconductor. Functional device device.
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