JP2006352143A - 有機半導体のパターニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機半導体のパターニング方法を提供する。
【解決手段】熱分解の可能な置換基を有する有機半導体前駆体を利用して湿式法でドナーフィルムを製造し、ドナーフィルムを利用して基材上にパターニングした後に熱処理を行って、前記有機半導体前駆体を有機半導体に転換させることによって有機半導体のパターニングを達成するパターニング方法。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、有機半導体のパターニング方法に係り、さらに具体的には、湿式法を用いた有機半導体のパターニング方法に関する。

有機半導体は、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、ＯＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの表示素子をはじめとする多様なデバイスに使用されうる。特に、有機半導体は次世代型の平板表示装置であるフレキシブルディスプレイの表示素子としても使用されることから、その質の向上が望まれている。

有機半導体を形成する材料としては、ポリチオフェンなどの高分子材料または、ペンタセンなどの低分子材料が挙げられる。従来技術では、高分子材料を用いるか低分子材料を用いるかによって、有機半導体層の形成方法が異なり、高分子材料の場合には湿式法により形成し、低分子材料の場合には蒸着法により形成していた（特許文献１および２）。

高分子材料の有機半導体層の場合、湿式法という簡単な方法により形成できるという利点を有するものの、発光効率および寿命が低いという問題がある。また、パターニングを行う際に転写が上手くいかないという問題もある。

一方、低分子材料の有機半導体層の場合、発光効率および寿命に優れるという利点があるものの、溶媒に溶解し難いため湿式法が利用できず、蒸着法を用いなくてはならなかった。蒸着法を用いて基板上に低分子材料の有機半導体基板をパターニングする場合、パターニングされたシャドーマスクを基材上に配置し、その上から低分子材料を蒸着するシャドーマスク法が用いられていた。しかしながら、微細なパターンをパターンニングしたい場合、シャドーマスクの厚みを非常に薄くする必要があり、取り扱い難くなるという問題がある。また、シャドーマスクは基板上に密着させて用いるため繰り返し使える回数が少ない上、シャドーマスクはコストが高いという問題もある。さらに、低分子材料を蒸着させるための装置から発生する輻射熱によりシャドーマスクが、垂れるなどの変形を起こすという問題もある。シャドーマスクの垂れ現象は有機半導体層を形成する基板が大きい程深刻なものとなる。
米国特許第６１１４０８８号 特開２００１−１９６１６６号公報

本発明が解決しようとする技術的課題は、有機半導体のパターニングに使用されうる新規な有機半導体膜形成用のドナー基材を提供することである。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記ドナー基材を利用することで、低分子材料の有機半導体を蒸着によらずに湿式で形成し、パターニングする方法を提供することである。

本発明は、前記技術的課題を解決するために、ベース基材と、前記ベース基材上に配置され、熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を含む転写層と、を備えることを特徴とする有機半導体膜形成用のドナー基材を提供する。

本発明は、前記他の技術的課題を解決するために、（ａ）熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を溶媒に溶解させて、有機半導体前駆体溶液を製造するステップと、（ｂ）前記有機半導体前駆体溶液をベース基材上に塗布及び乾燥して、ベース基材上に転写層を形成することによってドナー基材を得るステップと、（ｃ）前記ドナー基材をレセプター基材に接するように配置し、前記ドナー基材にエネルギーを加えて、前記レセプター基材上に転写層を転写することによってパターニングされた有機半導体膜を得るステップと、を含む有機半導体のパターニング方法を提供する。

本発明は、前記さらに他の技術的課題を解決するために、前記有機半導体膜または前記方法で製造した有機半導体膜を備えた平板表示装置を提供する。

本発明により、低分子量の有機半導体素子を、蒸着法によらずに湿式法でパターニングすることができる。

本発明の第１は、有機半導体のパターニングに使用されうる新規な有機半導体膜形成用のドナー基材である。

本発明のドナー基材は、ベース基材と、前記ベース基材上に配置され、熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を含む転写層と、を備える。

前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体の分子量は、高分子量、中間分子量または低分子量のいずれであっても良い。中間分子量または低分子量の有機半導体前駆体の分子量は３０００以下であることが望ましい。有機半導体前駆体に、熱を加えれば、置換基が分解されて、半導体の性質を有する有機物を形成する。前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、熱分解されることによって、ペンタセンと、テトラセンと、アントラセンと、ナフタレンと、オリゴチオフェン及びその誘導体と、チエノフェン及びその誘導体と、セクシチオフェン及びその誘導体と、オリゴフェニレン及びその誘導体と、チオフェニレンビニレン及びその誘導体と、ペリレン及びその誘導体と、ジオクスボリン及びその誘導体と、ルブレン及びその誘導体と、コロネン及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体と、ナフタレンのオリゴアセン及びその誘導体と、金属を含むフタロシアニン及びその誘導体と、金属を含まないフタロシアニン及びその誘導体と、キノジメタン及びその誘導体と、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体と、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体と、からなる群から選択される１種以上を形成する物質であることが望ましいが、必ずしもこれらに限定されるものではない。前記オリゴチオフェンとしては、α−４−チオフェン、α−５−チオフェン、またはα−６−チオフェンが好ましい。

前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、熱分解されることによってペンタセンを形成する物質であることがさらに望ましい。ペンタセンは、５つのベンゼン環が一列に並べられ連結された芳香族炭化水素である。この構造は、二重結合及び単一結合を有するベンゼン分子が連続的に結合されており、分子内で電子の動きが非常に速い。電子の分子間の移動は、電子のホッピングからなるので、分子の密集度がキャリアの移動度に直接的な影響を与える。このため、ペンタセンは、非常に高い電界効果移動度を提供できる。

特に、前記熱分解される置換基を有する有機半導体前駆体は、下記化学式１で示される化合物等の、Ｎ−スルホン基を導入されたペンタセンまたは化学式２ないし化学式４で示される化合物であることがさらに望ましい。

ここで、Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立的に炭素数１ないし４０のアルキル基、炭素数４ないし４０のシクロアルキル基、炭素数１ないし４０のアルコキシ基、炭素数６ないし４０のアリール基、炭素数６ないし４０のアリールオキシ基、炭素数２ないし４０のアルケニル基、炭素数７ないし４０のアルキルアリール基、炭素数７ないし４０のアリールアルキル基、炭素数８ないし４０のアリールアルケニル基、炭素数２ないし４０のアルキニル基であり、Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立的に炭素数４ないし４０のアルキル基、炭素数３ないし４０のシリル基、炭素数３ないし４０のシロキシル基であり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４は、それぞれ独立的に水素またはハロゲン元素であり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４が同時に水素原子であることはない。

特に、前記Ｒ_３及びＲ_４は、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、またはトリイソプロピルシリル基であることが望ましい。

また、下記化学式５に表すように、前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を高分子に置換させた高分子結合のペンタセン前駆体化合物も可能である。

ここで、Ｒは、Ｎ−スルホン酸基に置換を導入されたペンタセン及び、前記化学式２の化合物、化学式３の化合物、及び化学式４の化合物からなる群より選択された化合物の誘導体である。ｎは３０〜２５０の自然数であり、好ましくは５０〜２００の自然数である。

前記熱分解性置換基の熱分解温度は、特に限定されないが、望ましくは、１００ないし２５０℃である。熱分解に要する時間は望ましくは０．５〜３０分である。熱分解が可能な置換基としては、例えば、炭素数３ないし４０のエステル基、炭素数３ないし４０のｔ−ブチルエステル基、炭素数３ないし４０のｔ−ブチルシリル基またはＮ−スルホニルアミド基等が望ましく挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。

前記熱分解性置換基が熱分解されると、有機半導体前駆体から分離され、前記有機半導体前駆体は、有機半導体となる。

前記ベース基材としては、ベース基材上に形成された転写層をレセプター基材上へ熱転写できるものであれば、特に限定されない。このようなベース基材の具体的な例としては、ポリエステル類、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、セルロース系樹脂、ポリウレタン、もしくはポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂；ポリ塩化ビニルなどのビニル化合物；ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、もしくはポリ塩化ビニリデンなどのビニリデン化合物；フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、もしくはエチレン−酢酸ビニル共重合体などのビニル化合物；フッ素系化合物の共重合体、ポリエチレンオキシドなどのポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、透明なエラストマーであるポリビニルブチラルなどのシリコンゴム；ウレタンゴム、アクリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、軟質ポリ塩化ビニル、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのエチレン系共重合体などのエラストマー、エチレン系共重合体及びエチレン−プロピレン−ジエン共重合体混合物の架橋剤などのエチレン系の透明組成物、スチレン系の熱可塑性エラストマー、またはウレタン系の熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、またはポリアクリル酸がより望ましく、ポリエチレンテレフタレートがさらに望ましい。

前記ドナー基材は、光熱変換層、付着増進層、プライマー層、耐熱潤滑層、中間層、離型層及び緩衝層からなる群から選択される一種以上の層など、多様な層をさらに備え得る。前記多様な層をさらに含むドナー基材の一例を、添付された図１Ａ〜図１Ｆ用いながら以下に説明する。

図１Ａに、前記ドナー基材の一例を示す。図１Ａのドナー基材は、前記ベース基材２００と転写層１１０との間に付着増進層５００をさらに備えている。前記付着増進層５００は、前記ベース基材２００に前記転写層１１０を付着させて、互いに剥離しないようにする役割を担う。前記付着増進層５００の素材及び塗布方法は、当業界に公知の素材及び方法を利用でき、特に限定されない。

前記ベース基材２００の他の面には、耐熱潤滑層７００をさらに備えている。前記耐熱潤滑層７００は、転写時に加えられる熱によって他のフィルム層が溶けて、熱源を汚染することを防止するためのものであって、その素材及び塗布方法は、当業界に公知の素材及び方法を利用でき、特に限定されない。

前記ベース基材２００と前記耐熱潤滑層７００との間には、熱及び物理的なスクラッチによる衝撃を緩和させる緩衝層６００をさらに備えている。前記緩衝層６００の素材及び塗布方法は、当業界に公知の素材及び方法を利用でき、特に限定されない。

図１Ｂないし図１Ｆに、前記ドナー基材の他の例をそれぞれ示す。

ここで、光熱変換層５２０は、外部から受けた光を熱に変換することによって、光を照射した部分のみを転写させる役割を担い、プライマー層５１０は、前記ベース基材２００と前記光熱変換層５２０との接着性を向上させる役割を担う。中間層５３０は、転写層１１０の転写される部分が損傷または汚染されることを防止する役割を行い、離型層５４０は、熱が加えられることにより転写部分を他の層から剥がれ易くし、転写を容易にする役割を行う。

前記プライマー層５１０、光熱変換層５２０、中間層５３０及び離型層５４０は、特に限定されず、当業界に公知のものを用いることができる。

本発明の第２は、有機半導体膜パターンを製造するためのパターニング方法であって、（ａ）熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を溶媒に溶解させて、有機半導体前駆体溶液を製造するステップと、（ｂ）前記有機半導体前駆体溶液をベース基材上に塗布及び乾燥して、ベース基材上に転写層を形成することによってドナー基材を得るステップと、（ｃ）前記ドナー基材を、レセプター基材に接するように配置し、前記ドナー基材にエネルギーを加えて、前記レセプター基材上に転写層を転写することによって、パターニングされた有機半導体膜を得るステップと、を含む有機半導体のパターニング方法を提供する。

［ステップ（ａ）］
本発明に係る方法によってパターニングを行うために、まず、熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を溶媒に溶解させて、有機半導体前駆体溶液を製造する。

前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、上述した通りである。

特に、前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、Ｎ−スルホン酸基を導入されたアントラセン、化学式２で示される化合物、化学式３で示される化合物、化学式４で示される化合物、および化学式５で示される化合物からなる群から選択される少なくとも１種であることがさらに望ましい。Ｎ−スルホン酸基を導入されたアントラセンとしては、化学式１で示される化合物が好ましい。

前記有機半導体前駆体溶液の製造に使用される溶媒は、前記有機半導体前駆体を溶解させうる溶媒であれば、特に限定されず、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、エーテル系の溶媒、またはこれらの混合物が使用されうる。具体的例としては、水、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ブチルアルコール、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）、ジメチルホルムアミド、テトラクロロエタン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラブチルアセテート、ｎ−ブチルアセテート、ｍ−クレゾール、トルエン、キシレン、エチレングリコール（ＥＧ）、γ−ブチロールラクトン、またはヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）などがあり、これらは、単独または組み合わせて使用されうる。

前記有機半導体前駆体の溶液は、界面活性剤及び／または分散剤をさらに含んでも良い。

界面活性剤としては、ソルビタンモノオレート、ＰＯＥソルビタンモノオレート、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドジシクロヘキシルアセタール、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセロール、もしくは脂肪酸エステルなどの非イオン界面活性剤；アミン塩、第４級アンモニウム塩などの陽イオン界面活性剤と、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキル−アルファスルホ炭酸塩、石油スルホネート、アルキルナフタレンスルホン酸塩、燐酸エステル塩、もしくはエステルアルキルリン酸塩などの陰イオン界面活性剤；または、Ｎ−ラウリル−ベタ酢酸、Ｎ−ラウリル−ベタアミノプロピオン酸、Ｎ−ラウリル−ベタアミノ酪酸、アミノカルボン酸、もしくはベタリン塩などの両側性界面活性剤などが望ましいが、必ずしもこれらに限定されるものではない。

分散剤としては、炭素数１６ないし２０のパルミチン酸、もしくはステアリン酸などの飽和脂肪酸；炭素数１６ないし１８のオレイン酸、もしくはリノレン酸などの不飽和脂肪酸；またはこれらの飽和／不飽和脂肪酸のナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、銅などの金属塩が望ましいが、これらに限定されるものではない。

その他にも、前記有機半導体前駆体溶液は、増粘剤、または帯電防止剤などをさらに含んでも良い。

［ステップ（ｂ）］
前記のように製造された有機半導体前駆体溶液をベース基材に塗布及び乾燥して、ドナー基材を製造する。有機半導体前駆体溶液は、ベース基材上に均一に塗布することが望ましい。

前記ベース基材は、前述したような素材からなるものでありうる。

前記ベース基材上に前記有機半導体前駆体溶液を塗布する方法は、当業界に公知の方法によってもよく、特に限定されない。具体的な例としては、スピンコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、ディップコーティングまたはナイフコーティングなどを利用することが可能である。

塗布された前記有機半導体前駆体溶液の厚さは、特別に限定されないが、３０ないし５０μｍであることが望ましい。前記有機半導体前駆体溶液の厚さが５０μｍを超えれば、転写部分が厚くなって、熱エネルギーが伝えられず、きれいに熱転写されないという問題点が発生しうる。

有機半導体前駆体溶液を塗布した後、残っている溶媒を除去することによってドナー基材を製造する。乾燥の条件は、特に限定されず、２０℃以上で行うことが好ましく、より好ましくは５０℃〜１００℃で行う。雰囲気は特に限定されず、空気雰囲気下、不活性ガス雰囲気下、または減圧条件下のいずれで行ってもよいが、不活性ガス雰囲気下または減圧条件下がより好ましく、更に好ましくは減圧条件下である。

前記ドナー基材は、光熱変換層、付着増進層、プライマー層、耐熱潤滑層、中間層、離型層または緩衝層など、多様な層をさらに備え得る。これらの層の役割、素材及び形成方法などは、前述した通りである。これらの層の形成には従来公知の方法を用いることができる。

［ステップ（ｃ）］
前記ドナー基材における転写層をレセプター基材に転写するために、前記のように製造されたドナー基材をレセプター基材に密着させ、所望のパターンにそってエネルギーを加える。エネルギーとしては、有機半導体前駆体における熱分解性置換基を熱分解できるものであれば特に限定されないが、熱、光、圧力、および電気からなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。前記のように転写する過程で、転写と共に熱分解性置換基が熱分解されて、有機半導体前駆体が有機半導体へと変化する。

転写のために直接熱を加える場合、加える温度は９０ないし２３０℃が好ましい。

転写のために光を利用する場合、ＩＲレーザをスキャニングして照射でき、照射する時間は、光の強度によって調節され得る。

光を利用する場合には、選択的に光熱変換層を備えても良い。前記光熱変換層は、ベース基材と有機半導体前駆体溶液の層との間に形成されることが望ましい。前記光熱変換層は、赤外線−可視光線領域の光を吸収する性質を有する光吸水性の物質から形成され得る。このような特性を有する膜としては、アルミニウム、アルミニウム酸化物及び／またはアルミニウム硫化物からなる金属膜、カーボンブラック、黒鉛または赤外線染料が添加された高分子からなる有機膜がある。このとき、金属膜は、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法またはスパッタリングを利用してコーティングされることが好ましい。前記光熱変換層は１００ないし５０００Åの厚さにコーティングされることが好ましい。

また、前述したように、光熱変換層をさらに備える場合、前記光熱変換層と有機半導体前駆体の層とが良好に分離されるように、前記光熱変換層と有機半導体前駆体の層との間に中間層をさらに備え得る。前記中間層としては、熱硬化性高分子、熱可塑性高分子、架橋結合の可能なポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエステル、エポキシド及びポリウレタンからなる群から選択された何れか一種が好ましい。

転写のために圧力を利用する場合、パターニングされるパターンに沿って圧力を加える。圧力は１００ｍＰａないし１０ｋＰａの圧力を加えることが望ましい。

転写のために電気を利用する場合、加えられる電気は、１ｍＡ／ｃｍ^２ないし１０Ａ／ｃｍ^２の大きさで加えることが望ましい。

前記レセプター基材としては、当業界に公知の通常の素材を利用でき、特に限定されない。前記基材は、望ましくは、表面均一性が良く、機械的な強度が大きいだけでなく、ディスプレイ用として使用されるためには、優れた光透過度の特性を有する物質である。例えば、シリコン、ガラス及び透明プラスチックのうち何れか一種であることが望ましい。

前記のようなレセプター基材上に転写される前記有機半導体前駆体は、有機電界発光素子の電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、及び正孔注入層のうち何れか一種の役割を行うものであってもよく、有機ＴＦＴのチャンネル層の役割を行うものであってもよい。

［その他のステップ］
転写された転写層を熱処理するステップをさらに含みうる。前記のような方法によってレセプター基材上に転写された転写層に対して熱処理を行うことによって、転写過程で熱分解されずに残った前記有機半導体前駆体の置換基を熱分解し、有機半導体前駆体の残量を低減させることができる。前記熱処理条件は、特別に限定されず、除去される置換基の種類によって適切な条件を選択して行えるが、前記熱処理は、１００ないし２５０℃の温度で０．５ないし３０分間行われることが望ましい。前記熱処理温度が１００℃未満であるか、前記熱処理時間が０．５分未満であれば、置換基の熱分解が不十分であるので、製造される素子の性能が不良となるおそれがあり、前記熱処理温度が２５０℃を超えるか、または前記熱処理時間が３０分を超える場合には、熱分解効果が飽和する場合がある。

前記のように熱分解すれば、置換基が熱分解されて有機半導体前駆体から分離され、転写層に含まれる前記有機半導体前駆体は、対応する有機半導体となる。

前記有機半導体としては、ペンタセンと、テトラセンと、アントラセンと、ナフタレンと、オリゴチオフェン及びその誘導体と、チエノフェン及びその誘導体と、セクシチオフェン及びその誘導体と、オリゴフェニレン及びその誘導体と、チオフェニレンビニレン及びその誘導体と、ペリレン及びその誘導体と、ジオクスボリン及びその誘導体と、ルブレン及びその誘導体と、コロネン及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体と、ナフタレンのオリゴアセン及びその誘導体と、金属を含むフタロシアニン及びその誘導体と、金属を含まないフタロシアニン及びその誘導体と、キノジメタン及びその誘導体と、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体と、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体とからなる群から選択される少なくとも１種が望ましく、特に、ペンタセンが望ましい。オリゴチオフェンとしてはα−４−チオフェン、α−５−チオフェン、またはα−６−チオフェンが好ましい。

上述の方法により形成された有機半導体膜は、有機発光表示素子の電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、及び正孔注入層からなる群より選択される少なくとも１種として用いることが好ましい。

本発明の第３は、前述したパターニング方法を利用して製造した、有機半導体膜を備えた平板表示装置を提供する。

前記平板表示装置は、有機発光表示素子及び有機ＴＦＴのような表示素子を備えることが望ましく、有機半導体膜はこれらの表示素子に用いられることが望ましい。

以下、具体的な実施例で、本発明の構成及び効果をさらに詳細に説明するが、この実施例は、単に本発明をさらに明確に理解させるためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではない。

（実施例１）
トルエン３５ｇに、有機半導体前駆体として前記化学式１の化合物１５ｇを入れて、６０分間よく攪拌して十分に溶解させることによって、均一な有機半導体前駆体溶液を製造した。

ＰＥＴのフィルムからなるベース基材上に、付着増進層として４−クロロフェノールをスピンコーティングして均一に塗布した後、常温で１時間乾燥させた。

前記のように乾燥させた付着増進層上に、スピンコーティング法を利用して前記有機半導体前駆体溶液を均一に塗布した。次に、フード内で、１００℃の温度で１時間乾燥させ、ベース基材、付着増進層、および転写層が順に積層されたドナー基材を得た。

前記のように乾燥させたドナーフィルムをガラス基材に密着させた後に１５０℃で熱転写して、パターンをガラスからなるレセプター基材に転写させた。前記のように転写されたガラス基材を１０分間２１０℃に加熱し、前記化学式１の化合物を熱分解して有機半導体のパターン膜を形成した。

（実施例２）
実施例１と同じく製造したドナーフィルムを利用し、レセプター基材としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）プラスチック基板を使用したことを除いては、実施例１と同じく有機半導体パターン膜を製造した。図２は、このように形成したパターンの光学顕微鏡写真である。

以上で説明したように、本発明の望ましい実施例について詳細に記述されたが、当業者ならば、特許請求の範囲に定義された本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、本発明を多様に変形して実施できるであろう。したがって、本発明の今後の実施例の変更は、本発明の技術を逸脱できないであろう。

本発明は、有機半導体に関連した技術分野に好適に適用され得る。

本発明のドナーフィルムの一例を示す側断面図である。 本発明のドナーフィルムの一例を示す側断面図である。 本発明のドナーフィルムの一例を示す側断面図である。 本発明のドナーフィルムの一例を示す側断面図である。 本発明のドナーフィルムの一例を示す側断面図である。 本発明のドナーフィルムの一例を示す側断面図である。 本発明のドナーフィルムを使用してパターニングしたパターン形成の光学顕微鏡写真である。

符号の説明

１１０ 有機半導体前駆体層、
２００ ベース基材、
５００ 付着増進層、
５１０ プライマー層、
５２０ 光熱変換層、
５３０ 中間層、
５４０ 離型層、
６００ 緩衝層、
７００ 耐熱潤滑層。

Claims (18)

1. ベース基材と、
   前記ベース基材上に配置され、熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を含む転写層と、
   を備えることを特徴とする有機半導体膜形成用のドナー基材。
2. 前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、
   熱分解されることによって、ペンタセンと、テトラセンと、アントラセンと、ナフタレンと、オリゴチオフェン及びその誘導体と、チエノフェン及びその誘導体と、セクシチオフェン及びその誘導体と、オリゴフェニレン及びその誘導体と、チオフェニレンビニレン及びその誘導体と、ペリレン及びその誘導体と、ジオクスボリン及びその誘導体と、ルブレン及びその誘導体と、コロネン及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体と、ナフタレンのオリゴアセン及びその誘導体と、金属を含むフタロシアニン及びその誘導体と、金属を含まないフタロシアニン及びその誘導体と、キノジメタン及びその誘導体と、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体と、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体と、からなる群から選択された一種以上を形成する物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体膜形成用のドナー基材。
3. 前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、熱分解されることによって、ペンタセンを形成する物質であることを特徴とする請求項２に記載の有機半導体膜形成用のドナー基材。
4. 前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、
   Ｎ−スルホン酸基を導入されたペンタセン、化学式２で示される化合物、化学式３で示される化合物、化学式４で示される化合物、及び化学式５で示される化合物からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項３に記載の有機半導体膜形成用のドナー基材
   （Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立的に炭素数１ないし４０のアルキル基、炭素数４ないし４０のシクロアルキル基、炭素数１ないし４０のアルコキシ基、炭素数６ないし４０のアリール基、炭素数６ないし４０のアリールオキシ基、炭素数２ないし４０のアルケニル基、炭素数７ないし４０のアルキルアリール基、炭素数７ないし４０のアリールアルキル基、炭素数８ないし４０のアリールアルケニル基、炭素数２ないし４０のアルキニル基であり、
   Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立的に炭素数４ないし４０のアルキル基、炭素数３ないし４０のシリル基、炭素数３ないし４０のシロキシル基であり、
   Ｒは、Ｎ−スルホン酸基を導入されたペンタセン、前記化学式２の化合物、化学式３の化合物、及び化学式４の化合物からなる群より選択された化合物の誘導体であり、
   ｎは３０〜２５０の自然数であり、
   Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４は、それぞれ独立的に水素またはハロゲン元素であり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４が同時に水素原子であることはない）。
5. 前記熱分解性置換基は、炭素数３ないし４０のエステル基、炭素数３ないし４０のｔ−ブチルエステル基、炭素数３ないし４０のｔ−ブチルシリル基及びＮ−スルホニルアミド基からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体膜形成用のドナー基材。
6. 光熱変換層、付着増進層、プライマー層、耐熱潤滑層、中間層、離型層及び緩衝層からなる群から選択される一種以上の層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体膜形成用のドナー基材。
7. （ａ）熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体を溶媒に溶解させて、有機半導体前駆体溶液を製造するステップと、
   （ｂ）前記有機半導体前駆体溶液をベース基材上に塗布及び乾燥して、ベース基材上に転写層を形成することによってドナー基材を得るステップと、
   （ｃ）前記ドナー基材をレセプター基材に接するように配置し、前記ドナー基材にエネルギーを加えて、前記レセプター基材上に転写層を転写することによって、パターニングされた有機半導体膜を得るステップと、
   を含む有機半導体のパターニング方法。
8. 前記レセプター基材上に転写された転写層を熱処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の有機半導体のパターニング方法。
9. 前記熱処理は、１００ないし２５０℃の温度で０．５ないし３０分間行われることを特徴とする請求項８に記載の有機半導体のパターニング方法。
10. 前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、
    熱分解されることによって、ペンタセンと、テトラセンと、アントラセンと、ナフタレンと、オリゴチオフェン及びその誘導体と、チエノフェン及びその誘導体と、セクシチオフェン及びその誘導体と、オリゴフェニレン及びその誘導体と、チオフェニレンビニレン及びその誘導体と、ペリレン及びその誘導体と、ジオクスボリン及びその誘導体と、ルブレン及びその誘導体と、コロネン及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体と、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体と、ナフタレンのオリゴアセン及びその誘導体と、金属を含むフタロシアニン及びその誘導体と、金属を含まないフタロシアニン及びその誘導体と、キノジメタン及びその誘導体と、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体と、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体と、からなる群から選択された一種以上を形成する物質であることを特徴とする請求項７に記載の有機半導体層のパターニング方法。
11. 前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、熱分解されることによって、ペンタセンを形成する物質であることを特徴とする請求項１０に記載の有機半導体のパターニング方法。
12. 前記熱分解性置換基を有する有機半導体前駆体は、
    Ｎ−スルホン酸基を導入されたペンタセン、化学式２で示される化合物、化学式３で示される化合物、化学式４で示される化合物、及び化学式５で示される化合物からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項１１に記載の有機半導体のパターニング方法
    （Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれ独立的に炭素数１ないし４０のアルキル基、炭素数４ないし４０のシクロアルキル基、炭素数１ないし４０のアルコキシ基、炭素数６ないし４０のアリール基、炭素数６ないし４０のアリールオキシ基、炭素数２ないし４０のアルケニル基、炭素数７ないし４０のアルキルアリール基、炭素数７ないし４０のアリールアルキル基、炭素数８ないし４０のアリールアルケニル基、炭素数２ないし４０のアルキニル基であり、
    Ｒ_３及びＲ_４は、それぞれ独立的に炭素数４ないし４０のアルキル基、炭素数３ないし４０のシリル基、炭素数３ないし４０のシロキシル基であり、
    Ｒは、Ｎ−スルホン酸基を導入されたペンタセン、前記化学式２の化合物、化学式３の化合物、及び化学式４の化合物からなる群から選択された化合物の誘導体であり、
    ｎは３０〜２５０の自然数であり、
    Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４は、それぞれ独立的に水素またはハロゲン元素であり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３及びＸ_４が同時に水素原子であることはない）。
13. 前記熱分解性置換基は、炭素数３ないし４０のエステル基、炭素数３ないし４０のｔ−ブチルエステル基、炭素数３ないし４０のｔ−ブチルシリル基及びＮ−スルホニルアミド基からなる群から選択された一種以上であることを特徴とする請求項７に記載の有機半導体のパターニング方法。
14. 前記エネルギーは、熱、光、圧力または電気であることを特徴とする請求項７に記載の有機半導体のパターニング方法。
15. さらに光熱変換層、付着増進層、プライマー層、耐熱潤滑層、中間層、離型層及び緩衝層のうち少なくとも一種以上の層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の有機半導体のパターニング方法。
16. 前記有機半導体膜は、有機発光表示素子の電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、及び正孔注入層からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項７に記載の有機半導体のパターニング方法。
17. 前記有機半導体膜は、有機ＴＦＴのチャンネル層であることを特徴とする請求項７に記載の有機半導体のパターニング方法。
18. 請求項７ないし請求項１７の何れか１項に記載の方法で製造した有機半導体膜を備えた平板表示装置。