JP2010212112A - 電荷輸送性非晶質薄膜の分子配向方向の制御方法及び電荷輸送性非晶質薄膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】明確な融点を示さず、60℃以上のガラス転移点(Tg)を有し、分子量400〜2500の範囲にあり、電荷輸送性のアミン系π共役化合物であって、該π共役化合物が内接する最小直径の円筒の長さ(L)と直径(D)の比(L/D)が2.5以上であるπ共役化合物を、基板に蒸着製膜する際に、基板温度を制御することにより、π共役化合物の配向方向を制御して電荷輸送性非晶質膜の配向方向を制御する方法、及び蒸着する基板の温度を0℃〜Tg-30℃の範囲に制御してπ共役化合物の分子配向が基板に対して水平方向に配向した電荷輸送性非晶質薄膜を製造する方法。
【選択図】なし
Description
S=3/2cos2θ−1/2=(ke−ko)/(ke+2ko) 式(a)
(ここで、Sは配向パラメータ、keは基板に対して垂直方向の消衰係数、koは基板に対して水平方向の消衰係数を示す。)
実施例1においてITO電極を有するガラス基板の代わりにシリコン(100)基板を用いた他は同様の操作を行うことによりBSB-Cz薄膜を有するシリコン(100)基板を得た。得られたBSB-Cz薄膜を有するシリコン(100)基板について、実施例1と同様にして垂直方向の消衰係数、水平方向の消衰係数を、配向パラメータを計算した。この配向パラメータは−0.33であることから、BSB-Cz薄膜中のBSB-Cz分子が基板に対して水平方向に配向制御されていることが確認された。また、シリコン(100)基板上のBSB-Cz膜をOut of Plane法によるXRD評価を行った結果、シリコン(002)由来の鋭い回折ピークと非晶質であることを示すハローピークが確認された。結果を図1に示す。また、In Plane法にて行った結果、非晶質であることを示すハローピークが確認された。結果を図2に示す。
実施例2においてシリコン(100)基板の制御温度を90℃としたほかは同様の操作を行うことによりBSB-Cz薄膜を得た。得られたBSB-Cz薄膜を有するシリコン(100)の多入射角分光エリプソメトリによる光学的評価により、基板上のBSB-Cz薄膜の配向パラメータを計算した。この配向パラメータは−0.10であり、シリコン(100)基板上のBSB-Cz薄膜中のBSB-Cz分子が基板に対して水平方向に配向制御されていないことが確認された。なお、配向制御されていない薄膜については、そのような性質が望まれる用途に有用である。
式(4)で示されるπ共役化合物による基板に対して水平方向に分子配向が制御された電荷輸送性非晶質薄膜の電荷移動度評価を行った。
25℃に制御されたITO電極を有するガラス基板のITO電極面に対して、真空蒸着法にて、真空度3.0×10-3 Pa以下の条件にてBSB-Czを蒸着することにより、ITOガラス基板のITO電極面にBSB-Cz薄膜を2.0Å/秒にて約1000nmの厚さで形成し、更に同じく真空蒸着法にて半透明アルミニウム薄膜を15nm積層することにより、ITO電極を有するガラス基板上にBSB-Cz薄膜(25℃で蒸着製膜)とアルミニウム薄膜を積層した素子を作成した。得られた積層素子の電荷移動度をTOF(タイムオブフライト)法にて評価した結果、電界強度0.58MV/cmにおいて、電子移動度が4×10-4cm2/Vs、正孔移動度が7×10-4cm2/Vsであった。
式(4)で示されるπ共役化合物による分子配向が制御されていない電荷輸送性非晶質薄膜の電荷移動度評価を行なった。
実施例2において、ITO電極を有するガラス基板を110℃で制御したほかは同様の操作を行い、ITO電極を有するガラス基板上にBSB-Cz薄膜(25℃で蒸着製膜)と半透明アルミニウム薄膜を積層した素子を作成した。得られた素子の電荷移動度をTOF(タイムオブフライト)法にて評価した結果、電界強度0.58MV/cmにおいて、電子移動度が8×10-5cm2/Vs、正孔移動度が4×10-4cm2/Vsであった。
下式(5)で示されるπ共役化合物(BSP-Cz、L/D=2.63)及び下式(6)で示されるπ共役化合物(L/D=2.89)を使用して、基板に対して水平方向に分子配向が制御された電荷輸送性非晶質薄膜を作成した。
実施例1において、ITO電極を有するガラス基板の代わりに、石英基板、銀薄膜(100nm)を有するガラス基板、下式(7)で示されるπ共役化合物(CBP、ガラス転移点;62℃,L/D=1.85)を蒸着製膜(50nm)したシリコン基板を用いた他は同様の操作を行い、BSB−Cz薄膜を形成し、薄膜の分子配向パラメータSを求めた。パラメータSは、石英基板が-0.45、銀薄膜(100nm)を有するガラス基板が-0.36、CBP薄膜を有するシリコン基板が-0.39であった。
実施例1においてBSB−Czの代わりに、CBP(L/D=1.85)及び下式(8)で示されるπ共役化合物(BCS、L/D=2.06)を用いた他は同様の操作を行い、分子配向パラメータSを求めた。分子配向パラメータSは、CBPは-0.07、BCSは-0.17であった。
Claims (8)
- 明確な融点を示さず、60℃以上のガラス転移点を有し、分子量400〜2500の範囲にあり、電荷輸送性のアミン系のπ共役化合物であって、該π共役化合物が内接する最小直径の円筒の長さ(L)と直径(D)の比(L/D)が2.5以上であるπ共役化合物を、基板に蒸着製膜する際に、基板温度を制御することにより、π共役化合物の配向方向を制御することを特徴とする電荷輸送性非晶質膜の配向方向制御方法。
- π共役化合物が、下式(1)で示されるπ共役化合物である請求項1に記載の電荷輸送性非晶質膜の配向方向制御方法。
- 明確な融点を示さず、60℃以上のガラス転移点を有し、分子量400〜2500の範囲にある下式(1)で示されるπ共役化合物であって、該π共役化合物が内接する最小直径の円筒の長さ(L)と直径(D)の比(L/D)が2.5以上であるπ共役化合物を基板に蒸着製膜する際に、基板温度を制御することにより、π共役化合物の配向方向を制御することを特徴とする電荷輸送性非晶質膜の製造方法。
- 蒸着する基板の温度を、0℃〜π共役化合物のガラス転移点−30℃の範囲に制御し、π共役化合物の分子配向が基板に対して水平方向になるように制御することを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の電荷輸送性非晶質薄膜の製造方法。
- 請求項3〜6のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とする電荷輸送性非晶質薄膜。
- 請求項7に記載の電荷輸送性非晶質薄膜を用いることを特徴とする有機半導体素子。
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