JP2011116936A - Phthalocyanine nanowire, ink composition and electronic element each containing the same, and method for producing phthalocyanine nanowire - Google Patents

Phthalocyanine nanowire, ink composition and electronic element each containing the same, and method for producing phthalocyanine nanowire Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phthalocyanine nanowire which has a nanosized thin-line-like structure with the width (minor diameter) of wire of not more than 100 nm and a ratio of the length to the minor diameter (length/minor diameter) of not less than 10; to provide an ink composition including the phthalocyanine nanowire; and to provide a low-cost electronic element obtained by forming an ink composition including the phthalocyanine nanowire into a film by a wet process such as coating, printing, etc. <P>SOLUTION: The phthalocyanine nanowire has a diameter of not more than 100 nm and a ratio of length to minor diameter (length/minor diameter) of not less than 10. The ink composition includes the phthalocyanine nanowire and an organic solvent as essential components. The formed film includes the phthalocyanine nanowire. The electronic element has the film. A method for producing the phthalocyanine nanowire is provided, the nanowire being used for the ink composition, the film and the electronic element. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、フタロシアニンナノワイヤー、及びそれを含有するインキ組成物・電子素子に関し、更には、当該フタロシアニンナノワイヤーの製造方法に関する。 The present invention relates to a phthalocyanine nanowire and an ink composition / electronic device containing the same, and further relates to a method for producing the phthalocyanine nanowire.

近年、誰もが如何なる場所においても使用できる「壊れにくく軽量で安価な情報端末」が求められている。この実現には、情報端末のキーデバイスたるトランジスタにおいて、コストメリットのあるソフトな材料の使用が望まれる。しかしながら、従来使用されているシリコン等の無機材料は、こういった要望に十分に答えることが出来ない。 In recent years, there has been a demand for a “lightly inexpensive information terminal that is hard to break” that anyone can use in any location. For this realization, it is desired to use a soft material having a cost merit in a transistor as a key device of an information terminal. However, conventionally used inorganic materials such as silicon cannot sufficiently satisfy these demands.

このような状況により、トランジスタの半導体部に有機物を使った「有機トランジスタ(OFET)」が注目を集めている(非特許文献1参照)。このような有機物よりなる半導体(有機半導体)は、柔らかく低温処理が可能であり、また、一般的に溶媒との親和性が高い。このため、フレキシブルなプラスチック基板上に、塗布や印刷等のウェットプロセスを用いて低価格で生産できるというメリットがあり、「壊れにくく軽量で安価な情報端末」の実現には欠かせない電子素子用材料として期待されている。 Under such circumstances, an “organic transistor (OFET)” using an organic substance in the semiconductor portion of the transistor is attracting attention (see Non-Patent Document 1). A semiconductor made of such an organic substance (organic semiconductor) is soft and can be processed at a low temperature, and generally has a high affinity with a solvent. For this reason, it has the advantage of being able to be produced on a flexible plastic substrate using a wet process such as coating or printing at a low price. For electronic devices that are indispensable for the realization of a lightweight, inexpensive information terminal that is hard to break. Expected as a material.

フタロシアニンあるいはフタロシアニン誘導体などのフタロシアニン類は代表的な有機半導体の一つであり、高次構造、すなわち、分子の配列や集合状態を制御することで良好なトランジスタ特性を示すことが知られている(非特許文献2参照)。しかしながら、フタロシアニン類は、溶剤溶解性が低いため、ウェットプロセスによる素子作製が困難で、電子素子に供する際には、一般的に、真空蒸着やスパッタリングなどのドライプロセスが用いられている。このようなドライプロセスは煩雑であることから、有機半導体の特徴の一つである低価格電子素子の提供が困難となる。 Phthalocyanines such as phthalocyanine or phthalocyanine derivatives are one of typical organic semiconductors, and are known to exhibit good transistor characteristics by controlling the higher order structure, that is, the molecular arrangement and assembly state ( Non-patent document 2). However, since phthalocyanines have low solvent solubility, it is difficult to produce an element by a wet process, and when used for an electronic element, a dry process such as vacuum deposition or sputtering is generally used. Since such a dry process is complicated, it is difficult to provide a low-cost electronic element that is one of the characteristics of an organic semiconductor.

この問題を解決するために、フタロシアニン類に可溶性置換基を導入し、溶剤溶解性を高めることで、ウェットプロセスによるトランジスタ作製を行う技術も開示されている(特許文献1参照)。しかしながら、この方法では、フタロシアニン類分子は充分配列せず、高次構造が制御できないため、ドライプロセスによるものと比較するとトランジスタ特性が劣る。良好な半導体特性を示すためには、フタロシアニン類分子が、一定の方向に配列した次元性のある構造、結晶構造を有することが重要であり、その中でも特に、一次元のワイヤー状結晶が有用である。また、電子素子への応用に供するためには、該ワイヤー状結晶は、ワイヤー径がμm以下、好ましくは100nm以下のナノワイヤーであることが好ましい。 In order to solve this problem, a technique is also disclosed in which a transistor is manufactured by a wet process by introducing a soluble substituent into phthalocyanines to enhance solvent solubility (see Patent Document 1). However, in this method, since the phthalocyanine molecules are not sufficiently arranged and the higher order structure cannot be controlled, the transistor characteristics are inferior as compared with the dry process. In order to show good semiconductor properties, it is important that the phthalocyanine molecules have a dimensional structure and a crystal structure arranged in a certain direction. Among them, a one-dimensional wire crystal is particularly useful. is there. Moreover, in order to use for the application to an electronic device, it is preferable that this wire-like crystal is a nanowire whose wire diameter is micrometer or less, Preferably it is 100 nm or less.

フタロシアニン類の結晶は、印刷インキの塗料用着色剤として広く使用されており、その結晶サイズや形状を制御する技術も多く知られている。例えば、金属フタロシアニンに無機塩と有機溶剤を混ぜて磨砕装置により顔料を細かく砕いて微粒子化するソルベントソルトミリング法(例えば、特許文献2)や、該金属フタロシアニンを硫酸に溶解させた後に大量の水中に沈殿させる晶析(例えば、特許文献3)などの方法により、微細粒子化が行われているが、これらの方法を用いてフタロシアニン類のナノワイヤー状結晶を得ることはできなかった。 Crystals of phthalocyanines are widely used as colorants for paints of printing inks, and many techniques for controlling the crystal size and shape are also known. For example, a solvent salt milling method (for example, Patent Document 2) in which an inorganic salt and an organic solvent are mixed with metal phthalocyanine, and the pigment is finely pulverized by a grinding apparatus, or a large amount of metal phthalocyanine is dissolved in sulfuric acid. Although micronization is performed by a method such as crystallization that precipitates in water (for example, Patent Literature 3), nanowire-like crystals of phthalocyanines cannot be obtained using these methods.

アドバンスドマテリアルズ(Advanced Materials)2002年、第14号、 P.99Advanced Materials 2002, No. 14, P.I. 99 アプライドフィジクスレター(Applied Physics Letters) 2005年、第86号、P.22103Applied Physics Letters 2005, 86, p. 22103 特開2008−303383号広報Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-303383 特開2002−121420号広報JP 2002-121420 PR 特開2004−091560号公報JP 2004-091560 A

本発明は上記に鑑み、代表的な有機半導体たるフタロシアニン類のワイヤー状結晶、特にワイヤーの幅(短径)が100nm以下のナノサイズの細線状の構造を有し、そのワイヤーの短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤー、及び該フタロシアニンナノワイヤーを含有するインキ組成物を提供することを目的とする。
また、このフタロシアニンナノワイヤーを含有するインキ組成物を用いて、塗布や印刷法等のウェットプロセスで膜化し、低コストの電子素子を提供することを目的とするものである。
In view of the above, the present invention has a wire-like crystal of phthalocyanines, which is a typical organic semiconductor, particularly a nano-sized fine wire structure in which the wire width (minor axis) is 100 nm or less, and the length of the wire relative to the minor axis. An object of the present invention is to provide a phthalocyanine nanowire having a thickness ratio (length / minor axis) of 10 or more, and an ink composition containing the phthalocyanine nanowire.
Another object of the present invention is to provide a low-cost electronic device by forming a film by a wet process such as coating or printing using the ink composition containing the phthalocyanine nanowire.

本発明は、上記課題を解決するための短径が100nm以下であってその短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤー及び該フタロシアニンナノワイヤーと有機溶剤とを必須成分とすることを特徴とするインキ組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記フタロシアニンナノワイヤーを含有することを特徴とする膜を提供するものである。
また、本発明は、前記膜を有することを特徴とする電子素子を提供するものである。
更に、本発明は、上記インキ組成物、膜及び電子素子に用いられるフタロシアニンナノワイヤーの製造方法を提供するものである。
The present invention provides a phthalocyanine nanowire having a minor axis of 100 nm or less and a ratio of the length to the minor axis (length / minor axis) of 10 or more, and the phthalocyanine nanowire and an organic solvent. Is an essential component, and an ink composition is provided.
Moreover, this invention provides the film | membrane characterized by containing the said phthalocyanine nanowire.
The present invention also provides an electronic device comprising the film.
Furthermore, this invention provides the manufacturing method of the phthalocyanine nanowire used for the said ink composition, a film | membrane, and an electronic device.

本発明によれば、半導体特性に優れる、ナノサイズのワイヤー状結晶であって、特にワイヤーの幅(短径)が100nm以下のナノサイズの細線状の構造を有し、そのワイヤーの短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤーを提供することができる。また、該ナノワイヤーを含有するインキ組成物を塗布や印刷法等のウェットプロセスで膜化することができるため、フレキシブルなプラスチック基板上に、壊れにくく軽量で安価な電子素子を提供することができる。 According to the present invention, a nano-sized wire-like crystal having excellent semiconductor characteristics, in particular, has a nano-sized fine wire-like structure with a wire width (minor axis) of 100 nm or less, with respect to the minor axis of the wire. A phthalocyanine nanowire having a length ratio (length / minor axis) of 10 or more can be provided. In addition, since the ink composition containing the nanowire can be formed into a film by a wet process such as coating or printing, it is possible to provide a lightweight and inexpensive electronic device that is hard to break on a flexible plastic substrate. .

本発明による膜の模式図である。1 is a schematic view of a membrane according to the present invention. 本発明による電子素子たるトランジスタの模式断面図である。It is a schematic cross section of the transistor which is an electronic device by this invention. 本発明による電子素子たるトランジスタを含むトランジスタアレイの概略の平面等価回路図である。1 is a schematic plane equivalent circuit diagram of a transistor array including a transistor as an electronic element according to the present invention. 本発明による電子素子たるトランジスタを含むトランジスタアレイの中の一つの画素に関する模式断面図である。It is a schematic cross section regarding one pixel in the transistor array containing the transistor which is an electronic element by this invention. 実施例1におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。2 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 1. FIG. 実施例1におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。2 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 1. FIG. 実施例2におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。2 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 2. FIG. 実施例2におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。2 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 2. FIG. 実施例3におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 3. 実施例3におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 3. 実施例4におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 4. 実施例5におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。6 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 5. FIG. 実施例5におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。6 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 5. FIG. 実施例6におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。6 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 6. 実施例6におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。6 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 6. 実施例7におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。7 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 7. FIG. 実施例8におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 8. 実施例9におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 9. 実施例9おけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 9. 実施例10におけるフタロシアニンナノワイヤーの走査電子顕微鏡写真である。2 is a scanning electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 10. FIG. 実施例10におけるフタロシアニンナノワイヤーの走査電子顕微鏡写真である。2 is a scanning electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 10. FIG. 実施例11におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。2 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 11. 実施例11におけるフタロシアニンナノワイヤーの透過電子顕微鏡写真である。2 is a transmission electron micrograph of phthalocyanine nanowires in Example 11. 銅フタロシアニン単独でワイヤー化処理した試料の透過電子顕微鏡写真である。It is a transmission electron microscope photograph of the sample wire-treated with copper phthalocyanine alone. 銅フタロシアニン単独でワイヤー化処理した試料の透過電子顕微鏡写真である。It is a transmission electron microscope photograph of the sample wire-treated with copper phthalocyanine alone. トランジスタ評価系の概略図である。It is the schematic of a transistor evaluation system.

即ち、本発明は、
1.フタロシアニン及びフタロシアニン誘導体を含有するフタロシアニンナノワイヤーであって、短径が100nm以下であり、その短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であることを特徴とするフタロシアニンナノワイヤー、
2.1.に記載のフタロシアニンナノワイヤーと有機溶剤とを必須成分とするインキ組成物、
3.1.に記載のフタロシアニンナノワイヤーを含有することを特徴とする膜、
4.3.に記載の膜を有することを特徴とする電子素子、
5.1.に記載のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法において、
(1)フタロシアニンとフタロシアニン誘導体とを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて複合体を得る工程(a)と、
(2)前記複合体を微粒子化して、微粒子化複合体を得る工程(b)と、
(3)前記微粒子化複合体を有機溶媒に分散させて分散体を得る工程(c)と、
(4)前記分散体をナノワイヤー化する工程(d)と
を有することを特徴とするフタロシアニンナノワイヤーの製造方法を提供するものである。
That is, the present invention
1. A phthalocyanine nanowire containing a phthalocyanine and a phthalocyanine derivative, wherein the minor axis is 100 nm or less, and the ratio of the length to the minor axis (length / minor axis) is 10 or more. ,
2.1. An ink composition comprising the phthalocyanine nanowire and the organic solvent as described in essential components,
3.1. A film characterized by containing the phthalocyanine nanowire described in
4.3. An electronic device comprising the film according to claim 1,
5.1. In the method for producing a phthalocyanine nanowire described in
(1) Step (a) of obtaining a composite by dissolving phthalocyanine and a phthalocyanine derivative in an acid, and then precipitating in a poor solvent;
(2) Step (b) of obtaining a finely divided composite by making the composite fine particles;
(3) Step (c) of obtaining a dispersion by dispersing the finely divided composite in an organic solvent;
(4) A method for producing a phthalocyanine nanowire comprising the step (d) of forming the dispersion into a nanowire.

(フタロシアニンナノワイヤーに含有されるフタロシアニン)
本発明のフタロシアニンは、中心金属原子を有する公知慣用の金属フタロシアニン、および中心金属原子を有しない無金属フタロシアニンを用いることができる。中心金属原子としては、ナノワイヤーを構成するものであれば制限はないが、銅原子、亜鉛原子、コバルト原子、ニッケル原子、スズ原子、鉛原子、マグネシウム原子、ケイ素原子、鉄原子、チタニル(TiO)、バナジル(VO)、塩化アルミニウム(AlCl)等を挙げることができ、中でも銅原子、亜鉛原子、鉄原子が特に好ましい。
(Phthalocyanine contained in phthalocyanine nanowires)
As the phthalocyanine of the present invention, a known and commonly used metal phthalocyanine having a central metal atom and a metal-free phthalocyanine having no central metal atom can be used. The central metal atom is not limited as long as it constitutes a nanowire. However, copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom, titanyl (TiO2) ), Vanadyl (VO), aluminum chloride (AlCl) and the like, among which a copper atom, a zinc atom, and an iron atom are particularly preferable.

(フタロシアニンナノワイヤーに含有されるフタロシアニン誘導体)
本発明のフタロシアニンナノワイヤーは、前記フタロシアニンと、下記一般式(1)又は(2)であるフタロシアニン誘導体を含有するフタロシアニンナノワイヤーである。
(Phthalocyanine derivatives contained in phthalocyanine nanowires)
The phthalocyanine nanowire of the present invention is a phthalocyanine nanowire containing the phthalocyanine and a phthalocyanine derivative represented by the following general formula (1) or (2).

Figure 2011116936
Figure 2011116936

但し、式中、Xは、銅原子、亜鉛原子、コバルト原子、ニッケル原子、スズ原子、鉛原子、マグネシウム原子、ケイ素原子、鉄原子、チタニル(TiO)、バナジル(VO)、塩化アルミニウム(AlCl)からなる群から選ばれる何れかであり、YからYは、フタロシアニン骨格とR〜Rを結合させる結合基を表し、
からYが結合基として存在しない場合には、R〜Rは、SOH、COH、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい(オリゴ)アリール基、置換基を有してもよい(オリゴ)へテロアリール基、置換基を有してもよいフタルイミド基又は置換基を有してもよいフラーレン類であり、
からYが、−(CH−(nは1〜10の整数を表す)、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−S−、−S(O)−、又は−S(O)−で表される結合基である場合には、R〜Rは、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい(オリゴ)アリール基、置換基を有してもよい(オリゴ)へテロアリール基、置換基を有してもよいフタルイミド基又は置換基を有してもよいフラーレン類であり、a、b、c及びdは各々独立に0〜2の整数を表すが、そのうち少なくとも一つは1である。
However, in the formula, X is a copper atom, a zinc atom, a cobalt atom, a nickel atom, a tin atom, a lead atom, a magnesium atom, a silicon atom, an iron atom, titanyl (TiO), vanadyl (VO), aluminum chloride (AlCl). Y 1 to Y 4 are each selected from the group consisting of: a linking group that connects the phthalocyanine skeleton and R 1 to R 4 ;
When Y 1 to Y 4 are not present as a linking group, R 1 to R 4 may have SO 3 H, CO 2 H, an alkyl group that may have a substituent, or a substituent ( (Oligo) aryl group, optionally substituted (oligo) heteroaryl group, optionally substituted phthalimide group or optionally substituted fullerene,
Y 1 to Y 4 are — (CH 2 ) n — (n represents an integer of 1 to 10), —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —NH—, —S—, When it is a bonding group represented by —S (O) — or —S (O) 2 —, R 1 to R 4 have an alkyl group which may have a substituent, and a substituent. (Oligo) aryl group which may have a substituent, (oligo) heteroaryl group which may have a substituent, phthalimide group which may have a substituent or fullerenes which may have a substituent, b, c and d each independently represent an integer of 0 to 2, of which at least one is 1.

本発明のフタロシアニン誘導体と錯体を形成する金属原子Xとしては、金属フタロシアニンの中心金属として公知慣用であれば特に限定はないが、好ましい金属原子として、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、スズ、鉛、マグネシウム、ケイ素、及び鉄から選ばれるいずれか一種の金属原子を挙げることができる。また、Xとして、チタニル(TiO)、バナジル(VO)、塩化アルミニウム(AlCl)が配位した金属フタロシアニンも用いることができる。ここで、一般式(2)で表されるフタロシアニン誘導体のように、中心金属Xを含まない化合物も本発明のフタロシアニン誘導体として用いることができる。   The metal atom X that forms a complex with the phthalocyanine derivative of the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used as the central metal of metal phthalocyanine, but preferred metal atoms include copper, zinc, cobalt, nickel, tin, lead, Any one kind of metal atom selected from magnesium, silicon, and iron can be exemplified. As X, metal phthalocyanine coordinated with titanyl (TiO), vanadyl (VO), or aluminum chloride (AlCl) can also be used. Here, like the phthalocyanine derivative represented by the general formula (2), a compound not containing the central metal X can also be used as the phthalocyanine derivative of the present invention.

からYは、フタロシアニン環とR〜Rを結合させる結合基であれば、特に制限なく使用することが可能である。このような結合基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、ビニレン結合、エチニレン、スルフィド基、エーテル基、スルホキシド基、スルホニル基、ウレア基、ウレタン基、アミド基、アミノ基、イミノ基、ケトン基、エステル基等を挙げることができ、より具体的には、−(CH−(nは1〜10の整数を表す)、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−S−、−S(O)−又は−S(O)−等である。また、フラーレン類も本発明の結合基として用いることができる。 Y 1 to Y 4 can be used without particular limitation as long as they are linking groups that bind the phthalocyanine ring and R 1 to R 4 . Examples of such linking groups include alkylene groups, arylene groups, heteroarylene groups, vinylene bonds, ethynylene, sulfide groups, ether groups, sulfoxide groups, sulfonyl groups, urea groups, urethane groups, amide groups, amino groups, imino groups. Group, ketone group, ester group, and the like. More specifically, — (CH 2 ) n — (n represents an integer of 1 to 10), —CH═CH—, —C≡C— , -O-, -NH-, -S-, -S (O)-or -S (O) 2- . In addition, fullerenes can also be used as the linking group of the present invention.

〜Rは、上記結合基YからYを介してフタロシアニン環と結合しえる官能基である。このような官能基としては、例えば、アルキル基、アルキルオキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基、スルホン酸基、シリル基、シラノール基、ボロン酸基、ニトロ基、リン酸基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、ニトリル基、イソニトリル基、アンモニウム塩またはフラーレン類、フタルイミド基等を挙げることができ、より具体的には、フェニル基やナフチル基などのアリール基や、インドイル基、ピリジニル基などのヘテロアリール基やメリル基などを挙げることができる。この中でも具体的に好ましい基としては、SOH、COH、アルキル基、エーテル基若しくはアミノ基を有するアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいヘテロアリール基、置換基を有してもよいフタルイミド基又は置換基を有してもよいフラーレン類等を挙げることができる。 R 1 to R 4 are functional groups that can be bonded to the phthalocyanine ring via the bonding groups Y 1 to Y 4 . Examples of such functional groups include alkyl groups, alkyloxy groups, amino groups, mercapto groups, carboxy groups, sulfonic acid groups, silyl groups, silanol groups, boronic acid groups, nitro groups, phosphoric acid groups, aryl groups, Examples include heteroaryl groups, cycloalkyl groups, heterocycloalkyl groups, nitrile groups, isonitrile groups, ammonium salts or fullerenes, phthalimide groups, and more specifically, aryl groups such as phenyl groups and naphthyl groups, And heteroaryl groups such as indoyl group and pyridinyl group and meryl group. Among these, specifically preferred groups include SO 3 H, CO 2 H, an alkyl group, an alkyl group having an ether group or an amino group, an aryl group which may have a substituent, and a substituent. Examples include a heteroaryl group, a phthalimide group which may have a substituent, or a fullerene which may have a substituent.

上記置換基を有してもよいアルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基を挙げることができるが、特にメチル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキル基が好ましい。また、エーテル基若しくはアミノ基を有するアルキル基も好ましく、例えば、下記式 Examples of the alkyl group that may have a substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group is particularly preferable. Further, an alkyl group having an ether group or an amino group is also preferable.

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(mは1〜20の整数であり、R及びR’は、各々独立に炭素数1〜20のアルキル基、又はアリール基である。)
で表される基も用いることができる。
(M is an integer of 1 to 20, and R and R ′ are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group.)
The group represented by can also be used.

上記置換基を有してもよい(オリゴ)アリール基としては、好ましくは、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいオリゴフェニレン基、又は置換基を有してもよいオリゴナフチル基等を挙げることができる。置換基としては、アリール基に置換が可能な通常公知の置換基を挙げることができる。   The (oligo) aryl group which may have a substituent is preferably a phenyl group which may have a substituent, a naphthyl group which may have a substituent, or a substituent. An oligophenylene group or an oligonaphthyl group which may have a substituent can be exemplified. Examples of the substituent include conventionally known substituents that can be substituted on the aryl group.

上記置換基を有してもよい(オリゴ)ヘテロアリール基としては、好ましくは、置換基を有してもよいピロール基、置換基を有してもよいチオフェン基、置換基を有してもよいオリゴピロール基、置換基を有してもよいオリゴチオフェン基を挙げることができる。置換基としては、ヘテロアリール基に置換が可能な通常公知の置換基を挙げることができる。   The (oligo) heteroaryl group which may have a substituent is preferably a pyrrole group which may have a substituent, a thiophene group which may have a substituent, or a substituent. Examples thereof include a good oligopyrrole group and an oligothiophene group which may have a substituent. Examples of the substituent include conventionally known substituents that can be substituted on the heteroaryl group.

また、置換基を有してもよいフラーレン類としては、フラーレン類に通常公知の置換基を有するフラーレン類を挙げることができ、例えば、C60フラーレン、C70フラーレンやフェニルC61−酪酸メチル[60]フラーレン(PCBM)等を挙げることできる。   In addition, examples of fullerenes which may have a substituent include fullerenes having a generally known substituent in fullerenes, such as C60 fullerene, C70 fullerene and phenyl C61-methyl butyrate [60] fullerene. (PCBM).

上記置換基を有してもよいフタルイミド基としては、例えば、 Examples of the phthalimide group that may have the substituent include, for example,

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(ここで、qは1〜20の整数である。)
で表される基を挙げることができる。置換基としては、フタルイミド基に置換が可能な通常公知の置換基を挙げることができる。
(Here, q is an integer of 1 to 20.)
The group represented by these can be mentioned. Examples of the substituent include a generally known substituent that can be substituted on the phthalimide group.

また、a、b、c及びdは各々独立に0〜2の整数を表わし、フタロシアニン環に置換するY〜Yの置換基数を示す。置換基の数は、フタロシアニン環そのうち少なくとも一つは1である。 A, b, c and d each independently represents an integer of 0 to 2, and represents the number of substituents Y 1 R 1 to Y 4 R 4 substituted on the phthalocyanine ring. As for the number of substituents, at least one of the phthalocyanine rings is 1.

本発明の一般式(1)で表されるフタロシアニン誘導体の具体例としては以下が挙げられるが、これらに限らない。 Specific examples of the phthalocyanine derivative represented by the general formula (1) of the present invention include, but are not limited to, the following.

Figure 2011116936
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Figure 2011116936
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Figure 2011116936

Figure 2011116936
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(ここで、Xは、銅原子又は亜鉛原子、nは1〜20の整数、mは平均的な官能基の導入数を表わす1〜4の数値である。) (Here, X is a copper atom or a zinc atom, n is an integer of 1 to 20, and m is a numerical value of 1 to 4 representing the average number of functional groups introduced.)

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(ここで、Xは銅原子又は亜鉛原子、nは1〜20の整数、mは平均的な官能基の導入数を表わす1〜4の数値であり、RからRは、各々独立に水素原子、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、アルキルオキシ基又はアルキルチオ基を表す。) (Where X is a copper atom or zinc atom, n is an integer of 1 to 20, m is a numerical value of 1 to 4 representing the average number of introduced functional groups, and R 1 to R 4 are each independently Represents a hydrogen atom, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyloxy group or an alkylthio group.)

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(ここで、Xは銅原子又は亜鉛原子、nは1〜20の整数、mは平均的な官能基の導入数を表わす1〜4の数値であり、RからRは、各々独立に水素原子、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、アルキルオキシ基又はアルキルチオ基を表す。) (Where X is a copper atom or zinc atom, n is an integer of 1 to 20, m is a numerical value of 1 to 4 representing the average number of introduced functional groups, and R 1 to R 2 are each independently Represents a hydrogen atom, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyloxy group or an alkylthio group.)

また、一般式(2)で表される具体的化合物としては、上記式(4)〜(12)において中心金属が存在しないフタロシアニン誘導体も用いることができる。 Moreover, as a specific compound represented by General formula (2), the phthalocyanine derivative in which a central metal does not exist in said formula (4)-(12) can also be used.

本発明の一般式(3)   General formula (3) of the present invention

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(但し、式中、Xは銅原子、亜鉛原子、コバルト原子、ニッケル原子、スズ原子、鉛原子、マグネシウム原子、ケイ素原子、鉄原子、チタニル(TiO)、バナジル(VO)、塩化アルミニウム(AlCl)からなる群から選ばれる何れかであり、Zは下記式(a)又は(b)で表される基であり、a、b、c及びdは各々独立に0〜2の整数を表すが、そのうち少なくとも一つは1である。) (Wherein, X is a copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom, titanyl (TiO), vanadyl (VO), aluminum chloride (AlCl)) Z is a group represented by the following formula (a) or (b), and a, b, c and d each independently represent an integer of 0 to 2, At least one of them is 1.)

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(ここで、nは4〜100の整数であり、Qは各々独立に水素原子又はメチル基であり、Q’は炭素数1〜30の非環状炭化水素基である。) (Here, n is an integer of 4 to 100, Q is each independently a hydrogen atom or a methyl group, and Q 'is an acyclic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.)

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(ここで、mは1〜20の整数であり、R及びR’は、各々独立に炭素数1〜20のアルキル基である。)
で表されるフタロシアニン誘導体では、フタロシアニン環が少なくとも1個以上のスルファモイル基で置換された化合物を挙げることができる。導入されるスルファモイル基は、フタロシアニン環1個あたり少なくとも1個であれば特に限定なく用いることができるが、好ましくは1又は2個、より好ましくは1個である。置換される位置は、特に限定はない。
(Here, m is an integer of 1 to 20, and R and R ′ are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
In the phthalocyanine derivative represented by the formula, a compound in which the phthalocyanine ring is substituted with at least one sulfamoyl group can be exemplified. The sulfamoyl group to be introduced can be used without particular limitation as long as it is at least one per phthalocyanine ring, but is preferably 1 or 2, more preferably 1. The position to be substituted is not particularly limited.

一般式(a)の分子量には特に制限は無く、アルキル基やエーテル基などの各種官能基でも、これらの官能基が数個の繰り返し単位を持つオリゴマーでも、さらに繰り返し単位の多いポリマーでもよい。ポリマーの場合は数平均分子量が10000以下であることが、ナノワイヤー化において、立体障害によるフタロシアニンの結晶成長が阻害されず、十分に長いナノワイヤーが得られるために好ましい。該ポリマーとしてアルキル基やビニル化合物の重合体からなるポリマーやウレタン結合やエステル結合、エーテル結合を有するポリマーなどを挙げることができる。 The molecular weight of the general formula (a) is not particularly limited, and may be various functional groups such as an alkyl group or an ether group, an oligomer in which these functional groups have several repeating units, or a polymer having many repeating units. In the case of a polymer, the number average molecular weight is preferably 10,000 or less because, in the formation of nanowires, crystal growth of phthalocyanine due to steric hindrance is not inhibited, and sufficiently long nanowires can be obtained. Examples of the polymer include a polymer made of a polymer of an alkyl group or a vinyl compound, a polymer having a urethane bond, an ester bond, or an ether bond.

最も好ましい本発明の鎖状化合物Zとして、一般式(a)で表されるポリアルキレンオキシドコポリマーを挙げることができ、エチレンオキシドポリマー及びエチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマーなどのあらゆるポリアルキレンオキシドであり、ブロック重合したものでも、ランダム重合したものでも用いることができる。 As the most preferable chain compound Z of the present invention, a polyalkylene oxide copolymer represented by the general formula (a) can be mentioned, and any polyalkylene oxide such as an ethylene oxide polymer and an ethylene oxide / propylene oxide copolymer is block-polymerized. Those that are randomly polymerized can also be used.

ここで、Q’は、炭素数1〜30に非環状炭化水素基として、直鎖状炭化水素基でも分岐状炭化水素基でもどちらでもよく、炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基のどちらでもよい。このような非環状炭化水素基として、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチル−ヘキシル基、n−ドデシル基、ステアリル基、n−テトラコシル基、n−トリアコンチル基等の直鎖状或いは分岐状飽和炭化水素基を挙げることができる。 Here, Q ′ may be a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group as a non-cyclic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. Either hydrogen group may be used. Examples of such an acyclic hydrocarbon group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, 2 Examples thereof include linear or branched saturated hydrocarbon groups such as -ethyl-hexyl group, n-dodecyl group, stearyl group, n-tetracosyl group and n-triacontyl group.

また、直鎖状或いは分岐状不飽和炭化水素基としては、炭化水素基が二重結合又は三重結合を有してもよく、例えば、ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、イソプレン基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ゲラニル基、エチニル基、2−プロピニル基、2−ペンテン−4−イニル基等の直鎖状或いは分岐状不飽和炭化水素基を挙げることができる。 In addition, as the linear or branched unsaturated hydrocarbon group, the hydrocarbon group may have a double bond or a triple bond, for example, a vinyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a pentenyl group. , Linear or branched unsaturated hydrocarbon groups such as isoprene group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group, geranyl group, ethynyl group, 2-propynyl group, 2-penten-4-ynyl group be able to.

ポリアルキレンオキシド部分の繰り返し数nには特に制限はないが、分散溶媒との親和性即ち、得られるナノワイヤーの分散安定性の観点からは、4以上100以下であることが好ましく、より好ましくは5以上80以下、更により好ましくは10以上50以下である。 The repeating number n of the polyalkylene oxide moiety is not particularly limited, but it is preferably 4 or more and 100 or less, more preferably from the viewpoint of the affinity with the dispersion solvent, that is, the dispersion stability of the resulting nanowires. It is 5 or more and 80 or less, and more preferably 10 or more and 50 or less.

本発明で用いる一般式(1)で表されるフタロシアニン誘導体は、公知慣用の方法を組み合わせることにより、例えば、銅フタロシアニンスルホニルクロライドとポリエーテル主鎖の末端にアミンを持つポリエーテルアミン(以下、「ポリエーテルモノアミン」と略記)とを反応させて製造できる。 The phthalocyanine derivative represented by the general formula (1) used in the present invention can be obtained by combining, for example, a copper phthalocyanine sulfonyl chloride and a polyether amine having an amine at the end of the polyether main chain (hereinafter, “ It can be produced by reacting with “polyether monoamine”.

原料となる銅フタロシアニンスルホニルクロライドは、銅フタロシアニンとクロロスルホン酸又は塩化チオニルとの反応により得ることができる。他方の原料であるポリエーテルモノアミンは、公知慣用の方法で得ることができる。例えば、ポリエーテル骨格の末端にある水酸基をニッケル/銅/クロム触媒を用いて還元的にアミノ化することにより得ることができるし、ポリエーテル骨格の末端にある水酸基を光延反応(参考文献:Synthesis,1−28(1981))によりイミド化したのち、ヒドラジン還元によりアミノ化(参考文献:Chem.Commun.,2062−2063(2003))することにより得ることができる。
ポリエーテルモノアミンは市販品としても提供されており、例えばアメリカHuntsman Corporationから「JEFFAMINE(商品名)Mシリーズ」がある。
Copper phthalocyanine sulfonyl chloride as a raw material can be obtained by reaction of copper phthalocyanine with chlorosulfonic acid or thionyl chloride. The polyether monoamine which is the other raw material can be obtained by a known and conventional method. For example, the hydroxyl group at the end of the polyether skeleton can be obtained by reductive amination using a nickel / copper / chromium catalyst, and the hydroxyl group at the end of the polyether skeleton can be obtained by Mitsunobu reaction (reference document: Synthesis). , 1-28 (1981)), and then amination by hydrazine reduction (reference document: Chem. Commun., 2062-2063 (2003)).
Polyether monoamine is also available as a commercial product, for example, “JEFFAMINE (trade name) M series” from Huntsman Corporation.

本発明で用いられる一般式(3)で表されるフタロシアニン誘導体としては、例えば[化16]式の化合物が挙げられるが、これに限定されるわけではない。 Examples of the phthalocyanine derivative represented by the general formula (3) used in the present invention include a compound represented by [Chemical Formula 16], but are not limited thereto.

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(但し、式中、Q及びRは水素原子又はメチル基を表す。nは4〜100の整数である。またスルファモイル結合を介してフタロシアニンに結合するポリアルキレンオキシド鎖の導入数はフタロシアニンが有する4つのベンゼン環に対して、0.2から3.0である。) (However, in the formula, Q and R represent a hydrogen atom or a methyl group. N is an integer of 4 to 100. In addition, the number of introduced polyalkylene oxide chains bonded to phthalocyanine through a sulfamoyl bond is 4 in phthalocyanine. 0.2 to 3.0 for one benzene ring.)

本発明で用いることができるフタロシアニン誘導体には前記のフタロシアニン誘導体のほか、一般式(b)で表される基を有していてもよい。
本誘導体は、上記の一般式(a)で表される基の導入に用いたポリエーテルアミンの替わりに
下記式で表されるアミンと反応させればよい。
The phthalocyanine derivative that can be used in the present invention may have a group represented by the general formula (b) in addition to the phthalocyanine derivative.
This derivative may be reacted with an amine represented by the following formula instead of the polyetheramine used for introducing the group represented by the general formula (a).

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(ここで、mは1〜20の整数であり、R及びR’は、各々独立に炭素数1〜20のアルキル基である。)
好ましいR及びR’として、低級アルキル基、特にメチル基を挙げることができ、mとしては、1〜6の整数であるものが好ましい。具体的に好ましいフタロシアニン誘導体として以下が挙げられる。
(Here, m is an integer of 1 to 20, and R and R ′ are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
Preferred examples of R and R ′ include a lower alkyl group, particularly a methyl group, and m is preferably an integer of 1 to 6. Specific preferred phthalocyanine derivatives include the following.

Figure 2011116936
Figure 2011116936

また、一般式(1)で表されるフタロシアニン誘導体のうち、R〜Rで表される基がSOH又はCOHである基を有するものであってもよく、SOH又はCOHである基の個数に制限はないが、1〜4個、より好ましくは1〜2個を挙げることができる。これらの基は、一種類の基を有していても2種類の基を有していてもどちらでもよい。SOH又はCOHの導入は公知慣用の方法で行うことができる。 Moreover, among the phthalocyanine derivatives represented by the general formula (1), the group represented by R 1 to R 4 may have a group that is SO 3 H or CO 2 H, and SO 3 H or CO 2 is a no limit to the number of group H, but 1-4, more preferably can be exemplified one or two a. These groups may have one type of group or two types of groups. Introduction of SO 3 H or CO 2 H can be performed by a known and conventional method.

一般式(3)で表されるフタロシアニン誘導体のスルファモイル基の個数に制限はないが、1〜4個、より好ましくは1〜2個を挙げることができる。これらの基は、一種類の基を有していても2種類の基を有していてもどちらでもよい。これらのフタロシアニン誘導体は、公知慣用の方法で合成することができる。 Although there is no restriction | limiting in the number of sulfamoyl groups of the phthalocyanine derivative represented by General formula (3), 1-4 can be mentioned more preferably. These groups may have one type of group or two types of groups. These phthalocyanine derivatives can be synthesized by a known and commonly used method.

上記のフタロシアニン誘導体の式の括弧の横の数字はフタロシアニン分子に対する平均的な官能基の導入数を表し、好ましい官能基の導入数は後述するナノワイヤー化機構の観点から、0.2から3.0、さらに好ましくは0.5から2.0の範囲にある。 The number next to the parentheses in the formula of the above phthalocyanine derivative represents the average number of functional groups introduced into the phthalocyanine molecule, and the preferred number of functional groups introduced is 0.2 to 3. 0, more preferably in the range of 0.5 to 2.0.

前記の各種フタロシアニン誘導体は、フタロシアニン環に側鎖もしくは官能基を導入することにより、合成することができる。例えば[化16]記載の銅フタロシアニンスルファモイル化合物は前記の方法で合成することができ、[化4]、[化5]、[化6]記載のスルホン酸化銅フタロシアニンは銅フタロシアニンを発煙硫酸(三酸化硫黄濃度:20%)中で加熱することにより得ることができ、[化9]の化合物の合成は、例えば特許文献(米国特許2761868号)に開示の方法で合成することができる。 The various phthalocyanine derivatives can be synthesized by introducing side chains or functional groups into the phthalocyanine ring. For example, the copper phthalocyanine sulfamoyl compound described in [Chemical Formula 16] can be synthesized by the above-described method, and the sulfonated copper phthalocyanine described in [Chemical Formula 4], [Chemical Formula 5], and [Chemical Formula 6] converts copper phthalocyanine into fuming sulfuric acid. It can be obtained by heating in (sulfur trioxide concentration: 20%), and the compound of [Chemical 9] can be synthesized, for example, by the method disclosed in the patent document (US Pat. No. 2,761,868).

該フタロシアニン誘導体は、例えば、特開2005−145896号広報、特開2007−39561号公報に記載のある公知公用のフタロシアニン類合成方法によっても得られ、例えば4−フェノキシ−フタロニトリルや4−フェニルチオ−フタロニトリル、4−(1,3−ベンゾチアゾール−2−イル)−フタロニトリルなどの各種フタロニトリル化合物を、置換基を有しないオルトフタロニトリルに対して任意の比率で混合し、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデック−7−エンなどの有機塩基存在下で硫酸銅(II)や塩化亜鉛(II)などの金属塩とともにエチレングリコール中で加熱することにより、前記の各種官能基を任意の比率で有するフタロシアニン誘導体を合成できる。ここで該フタロニトリル化合物を原料の一つとして合成できるフタロシアニン誘導体が有する前記の官能基の数は、該フタロニトリル化合物とオルトフタロニトリルとの混合比を変化させることにより任意に変えることができ、例えば平均してフタロシアニン分子あたり、1つの官能基を有するフタロシアニン誘導体を合成したい場合は、該フタロニトリル誘導体とオルトフタロニトリルとの混合を1:3にすればよく、平均して1.5導入したい場合は3:5の比率で、特許文献に記載の方法などを用いて合成することができる。また二種類以上のフタロニトリル化合物とオルトフタロニトリルから、複数種の官能基を有するフタロシアニン誘導体を合成することもできる。 The phthalocyanine derivative can also be obtained, for example, by a publicly known phthalocyanine synthesis method described in JP-A-2005-145896 and JP-A-2007-39561. For example, 4-phenoxy-phthalonitrile and 4-phenylthio- Various phthalonitrile compounds such as phthalonitrile and 4- (1,3-benzothiazol-2-yl) -phthalonitrile are mixed at an arbitrary ratio with respect to orthophthalonitrile having no substituent, and 1,8- By heating in ethylene glycol with a metal salt such as copper (II) sulfate or zinc (II) in the presence of an organic base such as diazabicyclo [5,4,0] undec-7-ene, the above various functional groups Can be synthesized in any ratio. Here, the number of the functional groups of the phthalocyanine derivative that can be synthesized using the phthalonitrile compound as one of the raw materials can be arbitrarily changed by changing the mixing ratio of the phthalonitrile compound and orthophthalonitrile, For example, when it is desired to synthesize a phthalocyanine derivative having one functional group per phthalocyanine molecule on average, the mixture of the phthalonitrile derivative and orthophthalonitrile may be 1: 3, and an average of 1.5 is desired to be introduced. In this case, the compound can be synthesized at a ratio of 3: 5 using the method described in the patent document. A phthalocyanine derivative having a plurality of types of functional groups can be synthesized from two or more types of phthalonitrile compounds and orthophthalonitrile.

さらに置換基を有するフタロニトリル誘導体には前記以外に公知慣用の各種フタロニトリル誘導体が含まれるが、一例として、特開2007−519636号広報の0001段落の化2、特開2007−526881号公報の0006段落記載の化2を挙げることができ、さらには特開2006−143680号広報の0014段落の化2で記載されるオリゴチオフェン類が連結したフタロニトリル誘導体、特開2009−135237号公報の0021段落の化9記載のフラーレン類を連結したフタロニトリル誘導体なども、本発明で用いることができるフタロシアニン誘導体を合成するための原料に含まれる。 Further, the phthalonitrile derivative having a substituent includes various known and commonly used phthalonitrile derivatives in addition to the above. As an example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-519636, paragraph 0001, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-526881 The phthalonitrile derivative described in paragraph 0014 of the publication of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-143680, and the phthalonitrile derivative linked with the oligothiophene described in the chemical formula 2 of paragraph 0014 of the publication of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-143680, The phthalonitrile derivative linked with the fullerenes described in Chemical Formula 9 in the paragraph is also included as a raw material for synthesizing the phthalocyanine derivative that can be used in the present invention.

本発明のナノワイヤーは、上記フタロシアニンとフタロシアニン誘導体を適宜配合量で配合することにより、長さと短径が異なる種々のフタロシアニンナノワイヤーを得ることができる特徴を有する。 The nanowire of this invention has the characteristics which can obtain the various phthalocyanine nanowire from which length and a short axis differ by mix | blending the said phthalocyanine and a phthalocyanine derivative with a compounding quantity suitably.

(インキ組成物)
本発明の短径が100nm以下であってその短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤーを有機溶剤に分散させることにより、インキ組成物を得ることができる。
(Ink composition)
An ink composition can be obtained by dispersing phthalocyanine nanowires having a minor axis of 100 nm or less and a ratio of length to minor axis (length / minor axis) of 10 or more in an organic solvent. it can.

本発明のインキ組成物に用いられる溶剤種は、フタロシアニンナノワイヤーを安定分散させるものであれば特に限定されるものではなく、単独の有機溶剤であっても、二種以上を混合した有機溶剤を用いても良いが、フタロシアニンナノワイヤーを良好かつ安定に分散させることができる点からは、アミド系溶媒が好ましく、具体的には、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N,N−ジエチルホルムアミドを挙げることができ、中でもN−メチルピロリドンが特に好ましい。 The solvent type used in the ink composition of the present invention is not particularly limited as long as it stably disperses phthalocyanine nanowires. Even if it is a single organic solvent, an organic solvent in which two or more types are mixed is used. Although it may be used, an amide solvent is preferred from the viewpoint that phthalocyanine nanowires can be dispersed favorably and stably. Specifically, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N- Examples thereof include methyl pyrrolidone and N, N-diethylformamide, and N-methyl pyrrolidone is particularly preferable.

また、フタロシアニンナノワイヤーに含有されるフタロシアニン誘導体の種類によって、インキ組成物を構成する溶媒を適宜選択することができ、例えば、[化9]の誘導体を含有するフタロシアニンナノワイヤーを良好かつ安定に分散させることができる好ましい有機溶剤として、アミド系溶剤の他に、例えば、芳香族系溶剤として、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ハロゲン化芳香族系有機溶剤として、クロロベンゼン、又はジクロロベンゼン等の有機溶剤を挙げることができる。
また、ハロゲン系有機溶剤として、クロロホルム、塩化メチレン、又はジクロロエタン等の有機溶剤を挙げることができる。
Moreover, the solvent which comprises an ink composition can be suitably selected with the kind of phthalocyanine derivative contained in a phthalocyanine nanowire, for example, the phthalocyanine nanowire containing the derivative of [Chemical 9] is disperse | distributed favorably and stably. Examples of preferable organic solvents that can be used include, in addition to amide solvents, for example, aromatic solvents such as toluene, xylene, ethylbenzene, and halogenated aromatic organic solvents such as chlorobenzene and dichlorobenzene. be able to.
Examples of the halogen organic solvent include organic solvents such as chloroform, methylene chloride, and dichloroethane.

本発明のインキ組成物において、印刷適性付与や良好な膜形成のためには、インキ組成物中のフタロシアニンナノワイヤーの含有率を、0.05〜20質量%とすることが好ましく、特に、0.1〜10質量%とすることが好ましい。 In the ink composition of the present invention, the content of phthalocyanine nanowires in the ink composition is preferably 0.05 to 20% by mass in order to impart printability and to form a good film. It is preferable to set it as 1-10 mass%.

本発明のインキ組成物には、印刷もしくは塗工適性を付与するために、また印刷もしくは塗工後の膜質(造膜)性を付与するために、樹脂成分をレオロジー調整若しくはバインダー成分として添加することができる。樹脂としては、公知慣用のものであれば特に限定されるものではなく、単独の樹脂であっても、二種以上の樹脂を併用してもかまわないが、ポリメチルメタクリレートもしくはポリスチレン、ポリカーボネート、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン類、ポリフェニレンビニレン類等が好ましい。 In order to impart printing or coating suitability to the ink composition of the present invention and to impart film quality (film forming) properties after printing or coating, a resin component is added as a rheology adjustment or binder component. be able to. The resin is not particularly limited as long as it is a commonly used resin, and it may be a single resin or a combination of two or more resins. Polymethyl methacrylate or polystyrene, polycarbonate, polyvinyl Carbazole, polythiophenes, polyphenylene vinylenes and the like are preferable.

これらの樹脂の含有率が多すぎるとインキ粘度が過度に上昇して、印刷適性や塗工による製膜性に影響を与え、また、これらの樹脂に、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの電気的に不活性な樹脂を用いる場合、その含有率が多すぎるとフタロシアニンナノワイヤーの濃度が薄まるため当該材料により発現する半導体特性が低減することになる。したがって、インキ組成物中の樹脂の含有率としては20質量%以下とすることが好ましく、特にポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの電気的に不活性な樹脂を用いる場合10質量%以下とすることが好ましい。
さらに、本発明のインキ組成物は、体質成分、インキ表面張力調整やレベリング性向上を主な目的として各種界面活性剤等を必要に応じて添加して使用することができる。
If the content of these resins is too high, the ink viscosity will increase excessively, affecting printability and film-forming properties by coating. In addition, these resins may have electrical properties such as polymethyl methacrylate, polystyrene, and polycarbonate. In the case of using an inactive resin, if the content is too high, the concentration of phthalocyanine nanowires decreases, so that the semiconductor characteristics expressed by the material are reduced. Accordingly, the content of the resin in the ink composition is preferably 20% by mass or less, particularly 10% by mass or less when an electrically inactive resin such as polymethyl methacrylate, polystyrene, or polycarbonate is used. Is preferred.
Further, the ink composition of the present invention can be used by adding various surfactants and the like as needed mainly for constitutional components, ink surface tension adjustment and leveling improvement.

体質成分としては、膜の半導体特性を保持できるものであれば公知慣用のカラー顔料単体、微粒子粉末単体、これらカラー顔料単体や微粒子粉末単体を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体の一種または二種以上を用いることが出来る。具体的には、EXCEDIC BLUE0565、EXCEDIC RED 0759、EXCEDIC YELLOW 0599、EXCEDIC GREEN 0358、EXCEDIC YELLOW 0648(商品名 DIC製)、 アエロジルシリーズ(商品名 エボニック社製)、サイリシア、サイロホービック、サイロピュート、サイロページ、サイロピュア、サイロスフェア、サイロマスク、シルウェル、フジバルーン(商品名 富士シリシア社製)、PMA−ST、IPA−ST(商品名 日産化学)、NANOBIC3600シリーズ、NANOBIC3800シリーズ(商品名 ビックケミー社製)などがあるが、特に限定するものではない。また、これらは単独または二種以上を併用しても良い。また、本膜を用いる電子素子の構造如何によっては、当該膜の表面平滑性が求められる。このために、インキに添加する体質成分の平均粒径は1〜150nmであることが好ましく、5〜50nmであるとさらに好ましい。微粒子シリカ分散やアルミナ分散体であるPMA−ST、IPA−ST(商品名 日産化学製)、NANOBIC3600シリーズ商品名 ビックケミー社製)が好ましい。体積平均粒径は例えば動的光散乱法により容易に測定できる。これら体質成分は全固形分中90質量%以下 、好ましくは70質量%以下含有される。 As the constitutional component, a known and commonly used color pigment alone, fine particle powder alone, a pigment dispersion obtained by previously dispersing these color pigment alone or fine particle powder in a dispersant or an organic solvent, as long as the semiconductor characteristics of the film can be maintained. One kind or two or more kinds can be used. Specifically, EXCEDIC BLUE0565, EXCEDIC RED 0759, EXCEDIC YELLOW 0599, EXCEDIC GREEN 0358, EXCEDIC YELLOW 0648 (trade name made by DIC), Aerosil series (trade name made by Evonik), Cylicia, Silo , Silopure, Thylosphere, Silo Mask, Silwell, Fuji Balloon (trade name, manufactured by Fuji Silysia), PMA-ST, IPA-ST (trade name, Nissan Chemical), NANOBIC 3600 series, NANOBIC 3800 series (trade name, manufactured by Big Chemie), etc. There is no particular limitation. These may be used alone or in combination of two or more. Further, depending on the structure of an electronic element using the present film, the surface smoothness of the film is required. For this reason, the average particle diameter of the constitutional component added to the ink is preferably 1 to 150 nm, and more preferably 5 to 50 nm. PMA-ST, IPA-ST (trade name, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), and NANOBIC 3600 series trade name, manufactured by Big Chemie, which are fine particle silica dispersion and alumina dispersion are preferable. The volume average particle diameter can be easily measured by, for example, a dynamic light scattering method. These constitutional components are contained in the total solid content of 90% by mass or less, preferably 70% by mass or less.

界面活性剤として、炭化水素系、シリコン系、フッ素系及びこれら界面活性剤の2種類以上の混合系が適用可能である。なかでも好ましいフッ素系界面活性剤は、直鎖状のパーフルオロアルキル基を有し、鎖長がC6以上、さらに好ましくはC8以上のノニオン系のフッ素系界面活性剤である。具体的なものとしては例えば、メガファックF−482、メガファックF−470(R−08)、メガファックF−472SF、メガファックR−30、メガファックF−484、メガファックF−486、メガファックF−172D、メガファックF178RM(以上、商品名、DIC(株)製)などがあるが、特に限定するものではない。また、これらは単独または二種以上を併用しても良い。これら界面活性剤は全インキ組成物中有効成分で5.0質量%以下 、好ましくは有効成分で1.0質量%以下含有される。 As the surfactant, hydrocarbon-based, silicon-based, fluorine-based, or a mixed system of two or more of these surfactants can be applied. Among them, a preferred fluorosurfactant is a nonionic fluorosurfactant having a linear perfluoroalkyl group and having a chain length of C6 or more, more preferably C8 or more. Specifically, for example, Mega Fuck F-482, Mega Fuck F-470 (R-08), Mega Fuck F-472SF, Mega Fuck R-30, Mega Fuck F-484, Mega Fuck F-486, Mega Although there is a fuck F-172D, a mega-fuck F178RM (above, trade name, manufactured by DIC Corporation), etc., there is no particular limitation. These may be used alone or in combination of two or more. These surfactants are contained in the total ink composition as active ingredients in an amount of 5.0% by mass or less, preferably 1.0% by mass or less as active ingredients.

(フタロシアニンナノワイヤーを含有する膜の作製)
このようにして得られたインキ組成物を印刷もしくは塗工(ウェットプロセス)によって製膜し、これを乾燥させることにより、短径が100nm以下であってその短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤーを含有する膜を得ることができる。
(Preparation of a film containing phthalocyanine nanowires)
The ink composition thus obtained was formed into a film by printing or coating (wet process), and dried, whereby the minor axis was 100 nm or less and the ratio of the length to the minor axis (length) A film containing phthalocyanine nanowires having a / minor axis) of 10 or more can be obtained.

本発明のインキ組成物の製膜方法としては、特に制限なく公知慣用の方式を採用することができ、具体的には、インクジェット法、グラビア法、グラビアオフセット法、オフセット法、凸版法、凸版反転法、スクリーン法、マイクロコンタクト法、リバース法、エアドクターコーター法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ロールコーター法、スクイズコーター法、含浸コーター法、トランスファーロールコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレイコーター法、ダイコーター法、スピンコーター法、バーコーター法、スリットコーター法、ドロップキャスト法等が挙げられるが、精密なパターニングが必要なときには、インクジェット法、凸版反転法、マイクロコンタクト法が好ましい。 As a film forming method of the ink composition of the present invention, a known and commonly used method can be adopted without any particular limitation, and specifically, an inkjet method, a gravure method, a gravure offset method, an offset method, a letterpress method, a letterpress inversion. Method, screen method, micro contact method, reverse method, air doctor coater method, blade coater method, air knife coater method, roll coater method, squeeze coater method, impregnation coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, cast coater method, spray Examples include a coater method, a die coater method, a spin coater method, a bar coater method, a slit coater method, and a drop cast method. When precise patterning is required, an ink jet method, a letterpress inversion method, and a microcontact method are preferable.

このようにして得られた、短径が100nm以下であってその短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤーを含有する膜1の模式図を図1に示す。膜1は、フタロシアニンナノワイヤー2のみで形成させることもできるが、フタロシアニンナノワイヤー2を固定して保持し、かつ、電気的安定性を確保するために、更にバインダー樹脂3が含有されていることが好ましい。 FIG. 1 is a schematic diagram of the film 1 containing phthalocyanine nanowires obtained in this manner and having a minor axis of 100 nm or less and a ratio of the length to the minor axis (length / minor axis) of 10 or more. Shown in The film 1 can be formed of only the phthalocyanine nanowire 2, but the binder resin 3 is further contained in order to fix and hold the phthalocyanine nanowire 2 and to ensure electrical stability. Is preferred.

この膜1においても、上記したのと同様に、バインダー樹脂3としては、公知慣用のものであれば特に限定されるものではなく、単独の樹脂であっても、二種以上の樹脂を併用してもかまわないが、ポリメチルメタクリレートもしくはポリスチレン、ポリカーボネート、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン類、ポリフェニレンビニレン類等、又は、これらの樹脂を併用することが特に好ましい。 In this film 1 as well, as described above, the binder resin 3 is not particularly limited as long as it is a publicly known one, and two or more kinds of resins may be used in combination even if they are single resins. Although it does not matter, polymethyl methacrylate or polystyrene, polycarbonate, polyvinyl carbazole, polythiophenes, polyphenylene vinylenes, etc., or a combination of these resins is particularly preferred.

この場合において、フタロシアニンナノワイヤーが発現する半導体特性の低減を防止する点からは、膜1中のバインダー樹脂3にポリメチルメタクリレートもしくはポリスチレンもしくはポリカーボネートなどの電気的に不活性な樹脂を用いる場合、含有率を95質量%以下とすることが好ましく、40質量%以下とすることが特に好ましい。 In this case, from the viewpoint of preventing the reduction of the semiconductor characteristics expressed by the phthalocyanine nanowire, when an electrically inactive resin such as polymethyl methacrylate, polystyrene, or polycarbonate is used for the binder resin 3 in the film 1, The rate is preferably 95% by mass or less, and particularly preferably 40% by mass or less.

(フタロシアニンナノワイヤーを含有する膜を有することを特徴とする電子素子)
短径が100nm以下であってその短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤーから成る膜又はフタロシアニンナノワイヤーを含有する膜(フタロシアニンナノワイヤー膜)を有する有機トランジスタ(OFET)としては、基板上に本発明によるインキ組成物から形成された膜とこれに連結するソース電極とドレイン電極を形成し、その上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成したトップゲート型を挙げることができる。
(Electronic device characterized by having a film containing phthalocyanine nanowires)
A film composed of phthalocyanine nanowires or a film containing phthalocyanine nanowires (phthalocyanine nanowire film) having a minor axis of 100 nm or less and a ratio of length to minor axis (length / minor axis) of 10 or more As an organic transistor (OFET), a film formed of the ink composition according to the present invention and a source electrode and a drain electrode connected to the film were formed on a substrate, and a gate electrode was formed thereon via a gate insulating film. A top gate type can be mentioned.

また、基板上にまずゲート電極を形成し、ゲート絶縁膜を介して本発明によるインキ組成物から形成された膜とこれに連結するソース電極とドレイン電極を形成したボトムゲート型とすることもできる。 In addition, a bottom electrode type in which a gate electrode is first formed on a substrate, and a film formed from the ink composition according to the present invention through a gate insulating film, and a source electrode and a drain electrode connected to the film, can be formed. .

図2には、短径が100nm以下であってその短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤー2を含有する膜(フタロシアニンナノワイヤー膜1)を有する電子素子として、ボトムゲートボトムコンタクト型にて構成したトランジスタ4の模式図を示してある。ここで、フタロシアニンナノワイヤー膜1の厚さとしては適宜設定することができ、例えば、50〜10000nmとすることができる。なお、ここでフタロシアニンナノワイヤー膜10中のフタロシアニンナノワイヤー2の長さ方向の配列状態は、その大半がソース電極5−ドレイン電極6間方向とされていることが好ましい。また、フタロシアニンナノワイヤーの短径については、単位電極幅あたりの電流を大きくできることから好ましくは10nm〜100nm、さらに好ましくは20〜100nmである。また、短径に対する長さの比率(長さ/短径)については、電極間(チャネル)のキャリアのパスを確実なものとするために、好ましくは40以上、さらに好ましくは80以上である。 FIG. 2 has a film (phthalocyanine nanowire film 1) containing phthalocyanine nanowires 2 having a minor axis of 100 nm or less and a ratio of length to the minor axis (length / minor axis) of 10 or more. A schematic diagram of a transistor 4 configured as a bottom gate bottom contact type as an electronic element is shown. Here, the thickness of the phthalocyanine nanowire film 1 can be appropriately set, and can be set to, for example, 50 to 10,000 nm. Here, it is preferable that most of the arrangement state in the length direction of the phthalocyanine nanowires 2 in the phthalocyanine nanowire film 10 is the direction between the source electrode 5 and the drain electrode 6. Moreover, about the short diameter of a phthalocyanine nanowire, since the electric current per unit electrode width can be enlarged, Preferably it is 10-100 nm, More preferably, it is 20-100 nm. The ratio of the length to the minor axis (length / minor axis) is preferably 40 or more, more preferably 80 or more, in order to ensure the carrier path between the electrodes (channel).

基板7としては、シリコンやガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えばプラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。 The substrate 7 is made of silicon, glass, or a flexible resin sheet. For example, a plastic film can be used as the sheet. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), Examples thereof include films made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like. Thus, by using a plastic film, the weight can be reduced as compared with the case of using a glass substrate, the portability can be improved, and the resistance to impact can be improved.

ソース電極5、ドレイン電極6及びゲート電極8を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン,タングステン,酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペースト及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウム/アルミニウム混合物等を用いることができるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ITO及び炭素が好ましい。また、ドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。 The material for forming the source electrode 5, the drain electrode 6 and the gate electrode 8 is not particularly limited as long as it is a conductive material. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, Palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide / antimony, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon paste , Lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium-potassium alloy, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum Arm mixtures, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, can be used lithium / aluminum mixture, etc., in particular, platinum, gold, silver, copper, aluminum, indium, ITO and carbon are preferable. In addition, a known conductive polymer whose conductivity is improved by doping or the like, for example, conductive polyaniline, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid, or the like is also preferably used. Among them, those having low electrical resistance at the contact surface with the semiconductor layer are preferable.

電極の形成方法としては、上記材料を原料として、蒸着やスパッタリング等の方法を用いてパターンマスク等を介して電極形成する方法、蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液,導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザアブレーションなどにより形成してもよい。さらに、導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、凸版反転法、マイクロコンタクト法などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。 As a method for forming an electrode, a method for forming an electrode through a pattern mask or the like using a method such as vapor deposition or sputtering using the above-mentioned material as a raw material, or a conductive thin film formed using a method such as vapor deposition or sputtering is known. There are a method of forming an electrode using the photolithographic method and a lift-off method, and a method of etching using a resist such as thermal transfer or ink jet on a metal foil such as aluminum or copper. Alternatively, the conductive polymer solution or dispersion, or the conductive fine particle dispersion may be directly patterned by inkjet, or may be formed from the coating film by lithography, laser ablation, or the like. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste, or the like by a printing method such as a letterpress, intaglio, planographic, screen printing, letterpress inversion method, or microcontact method can also be used.

ゲート絶縁層9としては種々の絶縁膜を用いることができる。コストメリットを考慮すれば、ポリマー系有機材料を用いるのが好ましく、高特性を得るためには、比誘電率の高い無機酸化物の使用が好ましい。ポリマー系有機材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂及びシアノエチルプルラン等、公知慣用のポリマーを用いることができる。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム,ジルコニウム酸チタン酸バリウム,ジルコニウム酸チタン酸鉛,チタン酸鉛ランタン,チタン酸ストロンチウム,チタン酸バリウム,フッ化バリウムマグネシウム,チタン酸ビスマス,チタン酸ストロンチウムビスマス,タンタル酸ストロンチウムビスマス,タンタル酸ニオブ酸ビスマス,トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。 Various insulating films can be used as the gate insulating layer 9. In view of cost merit, it is preferable to use a polymer organic material, and in order to obtain high characteristics, it is preferable to use an inorganic oxide having a high relative dielectric constant. Examples of the polymer organic material include polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, photo radical polymerization system, photo cation polymerization system photo-curing resin, copolymer containing acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolac resin, Known and conventional polymers such as epoxy resins and cyanoethyl pullulan can be used. Examples of inorganic oxides include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and yttrium trioxide. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

上記絶縁膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、インクジェット法、グラビア法、グラビアオフセット法、オフセット法、凸版法、凸版反転法、スクリーン法、マイクロコンタクト法、リバース法、エアドクターコーター法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ロールコーター法、スクイズコーター法、含浸コーター法、トランスファーロールコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレイコーター法、ダイコーター法、スピンコーター法、バーコーター法、スリットコーター法、ドロップキャスト法等が挙げられるが、精密なパターニングが必要なときには、インクジェット法、凸版反転法、マイクロコンタクト法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて適宜使用することができる。 As a method of forming the insulating film, a dry process such as a vacuum deposition method, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method, Inkjet method, gravure method, gravure offset method, offset method, letterpress method, letterpress inversion method, screen method, microcontact method, reverse method, air doctor coater method, blade coater method, air knife coater method, roll coater method, squeeze coater method , Impregnation coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, cast coater method, spray coater method, die coater method, spin coater method, bar coater method, slit coater method, drop cast method, etc. When patterning is required, an ink jet method, letterpress reverse method, include wet process such as micro contact method, may be appropriately used depending on the material.

無機酸化物のウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法を用いることができる。 The wet process of inorganic oxide is a method of applying and drying a liquid in which inorganic oxide fine particles are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required. A so-called sol-gel method in which a solution of a precursor, for example, an alkoxide body is applied and dried can be used.

これらの絶縁膜の乾燥膜厚としては、0.1〜2μm、好ましくは、0.3〜1μmである。 The dry film thickness of these insulating films is 0.1 to 2 μm, preferably 0.3 to 1 μm.

本発明による電子素子たるトランジスタは、集積によって電子部品モジュールを構成することができる。電子部品モジュールとしては、ディスプレイ等の背面基板たるトランジスタアレイ、RFIDのロジック回路たるインバーターやリングオシレーター等が挙げられる。図3及び図4はトランジスタアレイの概略の平面等価回路図及び当該トランジスタアレイの中の一つの画素に関する模式断面図である。 The transistor as the electronic element according to the present invention can constitute an electronic component module by integration. Examples of the electronic component module include a transistor array as a back substrate such as a display, an inverter as a RFID logic circuit, and a ring oscillator. 3 and 4 are a schematic plane equivalent circuit diagram of the transistor array and a schematic cross-sectional view relating to one pixel in the transistor array.

図3において、トランジスタアレイはマトリクス配置された多数のトランジスタAを有している。Bは当該トランジスタのゲート電極に接続するゲートバスラインであり、CはトランジスタAのソース電極に接続するソースバスラインである。各トランジスタAのドレイン電極には出力素子Dが接続する。この出力素子Dとは表示素子にあたり、液晶、電気泳動素子等である。 In FIG. 3, the transistor array has a large number of transistors A arranged in a matrix. B is a gate bus line connected to the gate electrode of the transistor, and C is a source bus line connected to the source electrode of the transistor A. An output element D is connected to the drain electrode of each transistor A. The output element D corresponds to a display element, such as a liquid crystal or an electrophoretic element.

図4において、フタロシアニンナノワイヤー膜1に封止層10を設け、これを遮光膜11で覆っている。また、これら全体を層間絶縁膜12で覆っている構造となっている。 In FIG. 4, a sealing layer 10 is provided on the phthalocyanine nanowire film 1 and covered with a light shielding film 11. Further, the entire structure is covered with the interlayer insulating film 12.

(フタロシアニンナノワイヤーの製造方法)
次に、本発明のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法(I)〜(II)について説明する。
(Method for producing phthalocyanine nanowire)
Next, production methods (I) to (II) of the phthalocyanine nanowire of the present invention will be described.

<製造方法(I)>
本製造方法は、
(1)フタロシアニンとフタロシアニン誘導体とを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて複合体を得る工程(a)と、
(2)前記複合体を微粒子化して、微粒子化複合体を得る工程(b)と、
(3)前記微粒子化複合体を有機溶媒に分散させて分散体を得る工程(c)と、
(4)前記分散体をナノワイヤー化する工程(d)と
を有するものである。
<Manufacturing method (I)>
This manufacturing method
(1) Step (a) of obtaining a composite by dissolving phthalocyanine and a phthalocyanine derivative in an acid, and then precipitating in a poor solvent;
(2) Step (b) of obtaining a finely divided composite by making the composite fine particles;
(3) Step (c) of obtaining a dispersion by dispersing the finely divided composite in an organic solvent;
(4) A step (d) of forming the dispersion into a nanowire.

・工程(a)
一般にフタロシアニン類は硫酸などの酸溶媒に可溶であることが知られており、本発明のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法においても、まず前記フタロシアニンと前記フタロシアニン誘導体とを硫酸、クロロ硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等の酸溶媒に溶解させる。その後に水などの貧溶媒に投入して該フタロシアニンとフタロシアニン誘導体の複合体を析出させる。
・ Process (a)
In general, phthalocyanines are known to be soluble in an acid solvent such as sulfuric acid. In the method for producing phthalocyanine nanowires of the present invention, the phthalocyanine and the phthalocyanine derivative are first combined with sulfuric acid, chlorosulfuric acid, methanesulfonic acid. And dissolved in an acid solvent such as trifluoroacetic acid. Thereafter, it is poured into a poor solvent such as water to precipitate a complex of the phthalocyanine and phthalocyanine derivative.

ここで、該フタロシアニン誘導体の該フタロシアニンに対する混合比は5質量%から200質量%の範囲が好ましく、さらに好ましくは30質量%から120質量%である。混合比が5質量%以上の場合は、該フタロシアニン誘導体が有する官能基あるいはポリマー側鎖の作用により、後述する工程を経て一方向に結晶成長して良好にナノワイヤー化する傾向を有しており、一方、200質量%以下の範囲にあれば該官能基やポリマー側鎖が結晶成長を阻害するほど多くないため、良好に一方向結晶成長を経てナノワイヤー化し、アモルファス状態もしくは粒子状となることはない。 Here, the mixing ratio of the phthalocyanine derivative to the phthalocyanine is preferably in the range of 5% by mass to 200% by mass, and more preferably 30% by mass to 120% by mass. When the mixing ratio is 5% by mass or more, there is a tendency that the phthalocyanine derivative has a functional group or a side chain of the polymer, so that the crystal grows in one direction through the steps described later and becomes a good nanowire. On the other hand, if it is in the range of 200% by mass or less, the functional group and the polymer side chain are not so many as to inhibit crystal growth, and therefore, the nanowire is successfully formed through unidirectional crystal growth to become an amorphous state or a particulate state. There is no.

該フタロシアニンとフタロシアニン誘導体の酸溶媒に対する添加量は未溶解分が無く、完全に溶解できる濃度であれば特に制限はないが、該溶液が十分な流動性を有している程度の粘性を保つ範囲として、20質量%以下が好ましい。 The amount of the phthalocyanine and phthalocyanine derivative added to the acid solvent is not particularly limited as long as there is no undissolved content and the concentration can be completely dissolved, but the range in which the solution has sufficient fluidity is maintained. Is preferably 20% by mass or less.

該フタロシアニンとフタロシアニン誘導体とを溶解させた溶液を水などの貧溶媒に投入して該フタロシアニンとフタロシアニン誘導体の複合体を析出させる際、該溶液は、貧溶媒に対して、0.01質量%から50質量%の範囲が好ましい。0.01質量%以上であれば、析出する該複合体の濃度も十分高いので、固形分回収が容易であり、50質量%以下であれば、すべての該フタロシアニンとフタロシアニン誘導体が析出して固体状の複合体となり、溶解成分がなく、回収が容易となる。 When the solution in which the phthalocyanine and the phthalocyanine derivative are dissolved is poured into a poor solvent such as water to precipitate the complex of the phthalocyanine and the phthalocyanine derivative, the solution is added from 0.01% by mass with respect to the poor solvent. A range of 50% by mass is preferred. If it is 0.01% by mass or more, the concentration of the complex to be precipitated is sufficiently high, so that the solid content can be easily recovered. If it is 50% by mass or less, all the phthalocyanine and phthalocyanine derivatives are precipitated to form a solid. It becomes a complex and has no dissolved components and is easy to recover.

前記の貧溶媒に関してフタロシアニン及びフタロシアニン誘導体が不溶もしくは難溶性の液体であれば特に制限はないが、析出する複合体の均質性を高く保てることができ、かつ、後述する微細化工程に好適な環境負荷の少ない水もしくは水を主成分とする水溶液を最も好ましい貧溶媒として挙げることができる。 There is no particular limitation as long as the phthalocyanine and the phthalocyanine derivative are insoluble or sparingly soluble liquid with respect to the poor solvent, but the homogeneity of the complex to be precipitated can be kept high, and an environment suitable for the miniaturization process described later. The most preferable poor solvent may be water with a small load or an aqueous solution containing water as a main component.

前記工程(a)で得られたフタロシアニンとフタロシアニン誘導体の複合体は透過型電子顕微鏡による観察結果から、アモルファス状態で均一に存在することを確認した。 From the observation result with a transmission electron microscope, it confirmed that the composite body of the phthalocyanine and phthalocyanine derivative obtained at the said process (a) existed uniformly in an amorphous state.

該複合体は濾紙及び、ブフナーロートを用いて濾過し、酸性水を除去するともに、濾液が中性になるまで水洗して、含水した該複合体を回収することができる。回収した複合体は、脱水・乾燥して水分を除去するか、又は次工程において湿式分散法にて微粒子化する場合には、含水状態のままであってもよい。 The composite can be filtered using a filter paper and a Buchner funnel to remove acidic water and washed with water until the filtrate becomes neutral to recover the water-containing composite. The recovered complex may be dehydrated and dried to remove moisture, or may be kept in a water-containing state when it is microparticulated by a wet dispersion method in the next step.

・工程(b)
前記工程(a)を経て得られた複合体を微粒子化することができれば、その方法は特に限定されるものではないが、湿式分散法で前記複合体を微粒子化することが好ましい。例えば、工程(a)で得られた複合体をビーズミル、ペイントコンディショナーなどの微小ビーズを用いた湿式分散機や、プライミクス社製のT.K.フィルミックスに代表されるメディアレス分散機を用いて、水もしくは有機溶媒および含水有機溶媒などの分散溶媒とともに湿式分散して、該複合体を微粒子化する。ここで該複合体の分散溶媒に対する質量比に関しては特に制限はないが、分散効率の観点から、固形分濃度を1質量%から30質量%の範囲で分散処理することが好ましい。分散処理にジルコニアビーズなどの微小メディアを使用する場合は、該複合体の微粒子化の程度を鑑みて、そのビーズ径は0.01mmから2mmの範囲にあると考えてよい。また微小メディアは微粒子化の効率と回収効率の観点から、該複合体の分散液に対して、100質量%から1000質量%の範囲が最も好適に微粒子化できる。
・ Process (b)
The method is not particularly limited as long as the composite obtained through the step (a) can be formed into fine particles, but the composite is preferably formed into fine particles by a wet dispersion method. For example, a wet disperser using microbeads such as a bead mill or a paint conditioner is used for the composite obtained in the step (a), or T.I. K. Using a medialess disperser typified by Fillmix, wet dispersion is performed together with a dispersion solvent such as water or an organic solvent and a water-containing organic solvent, and the composite is made into fine particles. Although there is no restriction | limiting in particular regarding the mass ratio with respect to the dispersion solvent of this composite here, from a viewpoint of dispersion | distribution efficiency, it is preferable to carry out a dispersion process in solid content concentration in the range of 1 mass% to 30 mass%. When using micro media such as zirconia beads for the dispersion treatment, it may be considered that the bead diameter is in the range of 0.01 mm to 2 mm in view of the degree of micronization of the composite. In addition, from the viewpoint of the efficiency of microparticulation and recovery efficiency, the micromedia can be most preferably microparticulated in the range of 100% by mass to 1000% by mass with respect to the dispersion of the composite.

なお、得られた微粒子化複合体の水分散液を脱水、乾燥して水分を除去することが好ましい。脱水、乾燥の方法については特に制限はないが、ろ過や遠心分離、ロータリーエバポレーター等による蒸発を挙げることができる。さらに脱水後、さらに真空乾燥機などを用いて水分を完全に除去するまで乾燥してもよい。また前記工程(a)含水複合体を乾燥して水分を完全に除去した後、N−メチルピロリドンやジクロロベンゼンなどの有機溶媒中で湿式分散して、微粒子化複合体を得てもよい。   It is preferable to remove the water by dehydrating and drying the obtained aqueous dispersion of the micronized composite. Although there is no restriction | limiting in particular about the method of dehydration and drying, Filtration, centrifugation, evaporation by a rotary evaporator etc. can be mentioned. Further, after dehydration, drying may be further performed using a vacuum dryer or the like until moisture is completely removed. Further, after drying the water-containing composite (a) and completely removing moisture, it may be wet-dispersed in an organic solvent such as N-methylpyrrolidone or dichlorobenzene to obtain a micronized composite.

・工程(c)
工程(b)を経て得られた微粒子化複合体をN−メチルピロリドンなどのナノワイヤー化に供される有機溶媒に分散させる。該有機溶媒に関してはフタロシアニン類との親和性が低いものでなければ特に制限はないが、例えば、フタロシアニン類との親和性が高いアミド系溶媒及び芳香族有機溶媒が好ましく、具体的には、フタロシアニンと特に親和性が高いN,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンやトルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンを最も好適な有機溶媒として挙げることができる。上記アミド系有機溶媒及び芳香族有機溶媒は単独で用いることもできるが、該アミド系有機溶媒と該芳香族有機溶媒とを任意の比率で混合して使用することもでき、さらには他の有機溶媒と併用して用いることもできる。
・ Process (c)
The microparticulate complex obtained through the step (b) is dispersed in an organic solvent used for nanowire formation such as N-methylpyrrolidone. The organic solvent is not particularly limited as long as it does not have low affinity with phthalocyanines. For example, amide solvents and aromatic organic solvents having high affinity with phthalocyanines are preferable. Specifically, phthalocyanines N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene and dichlorobenzene, which have particularly high affinity, can be mentioned as the most suitable organic solvent. The amide organic solvent and the aromatic organic solvent can be used alone, but the amide organic solvent and the aromatic organic solvent can be used in a mixture at an arbitrary ratio. It can also be used in combination with a solvent.

アミド系有機溶媒及び芳香族有機溶媒と併用できる有機溶媒としては、後述する工程においてナノワイヤー化を促進させることができる点からエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル類を挙げることができる。これらの有機溶媒は微粒子化複合体をアミド系有機溶媒及び芳香族有機溶媒に分散させた後に添加してもよいし、予め上記有機溶媒と混合してから微粒子化複合体を添加し分散させてもよい。 Organic solvents that can be used in combination with amide organic solvents and aromatic organic solvents include ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol from the point that nanowire formation can be promoted in the steps described below. Mention may be made of glycol esters such as monoethyl ether acetate. These organic solvents may be added after the micronized complex is dispersed in an amide organic solvent and an aromatic organic solvent, or after mixing with the organic solvent in advance, the micronized complex is added and dispersed. Also good.

上述の微粒子化複合体に対する有機溶媒の添加量に関しては、適当な流動性を有し、かつ、凝集防止の観点から、該微粒子化複合体の該有機溶媒に対する固形分濃度が0.1%から20%の範囲にあり、さらに好ましくは1%から10%である。 With respect to the amount of the organic solvent added to the above-mentioned micronized composite, the solid content concentration of the micronized composite with respect to the organic solvent is 0.1% from the viewpoint of appropriate fluidity and prevention of aggregation. It is in the range of 20%, more preferably 1% to 10%.

ここで、前記工程(b)で水分散によって微粒子化複合体を得た場合は遠心分離などによって脱水した該微粒子化複合体を上述の有機溶媒に分散することもでき、該分散液が水分を含んでいても後述する工程でナノワイヤーを得ることができる。 Here, when the micronized complex is obtained by water dispersion in the step (b), the micronized complex dehydrated by centrifugation or the like can be dispersed in the organic solvent described above, Even if it contains, a nanowire can be obtained by the process mentioned later.

・工程(d)
工程(c)を経て得られた微粒子化複合体の有機溶媒分散液を加熱、攪拌、もしくは静置することにより、フタロシアニンのナノワイヤーが製造できる。本工程におけるナノワイヤーの製造においては、加熱を行っても行わなくてもよい。加熱を行う場合には、加熱温度は、50℃から250℃の範囲が好ましく、さらに好ましくは100℃から200℃である。加熱温度が50℃以上であれば、十分にフタロシアニン類の結晶成長を誘発することができ、目的とする一方向結晶成長により、ナノワイヤーへ成長可能であり、また250℃以下であればナノワイヤーの凝集、融着がほとんど見られず、幅方向に結晶成長して粗大化することもない。また加熱時間には特に限定は無いが、フタロシアニンナノワイヤーの長さが100nm以上に成長するまでに、少なくとも10分以上加熱することが好ましい。
・ Process (d)
A phthalocyanine nanowire can be produced by heating, stirring, or leaving the organic solvent dispersion of the micronized composite obtained through the step (c). In the production of nanowires in this step, heating may or may not be performed. When heating is performed, the heating temperature is preferably in the range of 50 ° C to 250 ° C, more preferably 100 ° C to 200 ° C. If the heating temperature is 50 ° C. or higher, the crystal growth of phthalocyanines can be sufficiently induced, and can be grown into nanowires by the desired unidirectional crystal growth. Aggregation and fusion are hardly observed, and the crystal grows in the width direction and does not become coarse. There is no particular limitation on the heating time, but it is preferable to heat for at least 10 minutes until the length of the phthalocyanine nanowire grows to 100 nm or more.

前記の工程(a)から工程(d)まで処理することにより、幅(短径)が100nm以下であり、ワイヤーの長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤーを製造することができる。フタロシアニンとフタロシアニン誘導体が工程(a)の晶析で複合化され、さらに工程(b)の微粒子化複合体を経て、工程(d)でナノワイヤー化する機構に関しては必ずしも明確ではないが、工程(b)で得られる微粒子化複合体の粒子径が10nmから20nmであり、該微粒子化複合体粒子が工程(d)により、フタロシアニンの結晶面方向に連結して、一方向にのみ結晶成長することにより、ナノワイヤー化するものと推測できる。この際、工程(c)の有機溶媒はフタロシアニンの良分散媒として機能しており、一方向結晶成長を誘発してナノワイヤー化をより促進しているものと考えられる。あるいは、加熱により微粒子複合体からフタロシアニンとフタロシアニン誘導体が一旦溶解し、複合体表面に再結晶化することにより、ナノワイヤー化するとも推測できる。この際、複合体表面には比較的溶解度の低いフタロシアニンが多く残留したドメインが存在し、このドメインがナノサイズであるが為に、ナノサイズの直径を持った結晶が得られると考えられる。 By treating from the step (a) to the step (d), a phthalocyanine nanowire having a width (minor axis) of 100 nm or less and a wire length ratio (length / minor axis) of 10 or more is obtained. Can be manufactured. Although the phthalocyanine and the phthalocyanine derivative are complexed by crystallization in the step (a), and further through the micronized complex in the step (b), the mechanism for forming the nanowire in the step (d) is not necessarily clear, but the step ( The particle size of the micronized composite obtained in b) is 10 nm to 20 nm, and the micronized composite particles are connected in the crystal plane direction of phthalocyanine by the step (d) to grow crystals only in one direction. Thus, it can be assumed that the nanowire is formed. At this time, the organic solvent in the step (c) functions as a good dispersion medium for phthalocyanine, and it is considered that nanowire formation is further promoted by inducing unidirectional crystal growth. Alternatively, it can be assumed that phthalocyanine and a phthalocyanine derivative are once dissolved from the fine particle composite by heating and recrystallized on the surface of the composite to form nanowires. At this time, there is a domain in which a large amount of phthalocyanine having a relatively low solubility remains on the surface of the composite, and since this domain is nano-sized, it is considered that a crystal having a nano-sized diameter can be obtained.

<製造方法(II)>
本製造方法は、水溶性多価アルコール中において、フタロシアニン誘導体の存在下、イソインドリン化合物と金属イオンとを反応させることを特徴とするものである。
<Production method (II)>
This production method is characterized in that an isoindoline compound and a metal ion are reacted in a water-soluble polyhydric alcohol in the presence of a phthalocyanine derivative.

即ち、本製造方法では、水溶性多価アルコールに、フタロシアニン誘導体と、イソインドリン化合物と、金属イオンとを溶解させ、十分攪拌することにより、均一な混合溶液を得る。
撹拌時の温度が80℃よりも高い場合は混合が不十分な段階で一部に不均一な形状のフタロシアニン化合物が生成したり、収率が低下したりする場合もあるため、80℃以下で行うことが好ましい。
That is, in this production method, a phthalocyanine derivative, an isoindoline compound, and a metal ion are dissolved in a water-soluble polyhydric alcohol and sufficiently stirred to obtain a uniform mixed solution.
When the temperature at the time of stirring is higher than 80 ° C., the phthalocyanine compound having a non-uniform shape may be generated in a part where mixing is insufficient, or the yield may be reduced. Preferably it is done.

該フタロシアニン誘導体、該イソインドリン化合物及び金属塩の多価アルコール溶液を80℃以下の温度で混合して混合溶液を得た後、この混合溶液を攪拌しながら80〜200、100〜180℃に加熱することによりイソインドリン化合物と金属イオンとを反応させて固形の反応生成物を得る。   After the polyhydric alcohol solution of the phthalocyanine derivative, the isoindoline compound, and the metal salt is mixed at a temperature of 80 ° C. or lower to obtain a mixed solution, the mixed solution is heated to 80 to 200, 100 to 180 ° C. while stirring. By doing so, the isoindoline compound and the metal ion are reacted to obtain a solid reaction product.

あるいは該フタロシアニン誘導体を溶解させた水溶性多価アルコール溶液に、該イソインドリン化合物及び金属塩を含む混合多価アルコール溶液を滴下し、上記と同じ温度範囲に設定しておくことで、イソインドリン化合物と金属イオンとを反応させて、固形の反応生成物を得ることもできる。   Alternatively, the mixed polyhydric alcohol solution containing the isoindoline compound and the metal salt is dropped into the water-soluble polyhydric alcohol solution in which the phthalocyanine derivative is dissolved, and the isoindoline compound is set in the same temperature range as described above. And a metal ion can be reacted to obtain a solid reaction product.

該イソインドリン化合物と金属塩の混合比に関しては、化学量論的な観点から原料のフタロニトリル化合物4モルに対して金属イオンが1〜4モルになるように調整することが好ましい。   The mixing ratio of the isoindoline compound and the metal salt is preferably adjusted so that the metal ion is 1 to 4 mol with respect to 4 mol of the starting phthalonitrile compound from the stoichiometric viewpoint.

本発明で用いることができる水溶性多価アルコールはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオールなどのα−グリコール類及びグリセリンであり、その分子構造中の2つもしくは3つの水酸基が結合している炭素原子が隣接しているものが良い。   Water-soluble polyhydric alcohols that can be used in the present invention are α-glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, and glycerin, and two of their molecular structures. Or what adjoins the carbon atom which three hydroxyl groups couple | bond is good.

本発明で用いるフタロシアニン誘導体としては、フタロシアニン環が少なくとも1個以上のスルファモイル基で置換され、かつ多価アルコールに対して溶解性を示す化合物を挙げることができ、より具体的には、前記一般式(1)で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the phthalocyanine derivative used in the present invention include a compound in which the phthalocyanine ring is substituted with at least one sulfamoyl group and is soluble in a polyhydric alcohol. The compound represented by (1) can be mentioned.

本製造方法における一般式(1)におけるYは、数平均分子量が1000以上の水溶性ポリマー鎖であれば特に制限は無いが、より好ましくは1000以上10000以下の水溶性ポリマーが挙げられる。この様な水溶性ポリマー鎖としては、水溶性を有し水溶性多価アルコールに対して親和性を示すものであれば特に限定無く用いることができるが、より具体的には、ポリアルキレンオキシドを部分構造として有するポリマーの残基が挙げられ、より詳しくは、エチレンオキシドポリマー及びエチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマーなどのあらゆるポリアルキレンオキシドを部分構造として有するポリマー鎖であり、ブロック重合したものでも、ランダム重合したものでも用いることができる。好ましくは、Yは前記一般式(2)で表される基であるアルキレンオキシドコポリマーに由来するポリマー鎖であり、用いる多価アルコールへの溶解性に応じて、その親水性や親油性を最適化するのが望ましい。ここで、Qは各々独立に水素原子又はメチル基であり、Q’は、炭素数1〜30に非環状炭化水素基として、直鎖状炭化水素基でも分岐状炭化水素基でもどちらでもよく、炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基のどちらでもよい。このような非環状炭化水素基として、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチル−ヘキシル基、n−ドデシル基、ステアリル基、n−テトラコシル基、n−トリアコンチル基等の直鎖状或いは分岐状飽和炭化水素基を挙げることができる。 Y in the general formula (1) in the present production method is not particularly limited as long as it is a water-soluble polymer chain having a number average molecular weight of 1000 or more, and more preferably a water-soluble polymer having a molecular weight of 1000 or more and 10,000 or less. As such a water-soluble polymer chain, any water-soluble polymer chain can be used without particular limitation as long as it is water-soluble and has an affinity for water-soluble polyhydric alcohols. Residue of polymer having partial structure is mentioned, more specifically, polymer chain having partial structure of all polyalkylene oxides such as ethylene oxide polymer and ethylene oxide / propylene oxide copolymer, block polymerization or random polymerization But it can also be used. Preferably, Y is a polymer chain derived from an alkylene oxide copolymer which is a group represented by the general formula (2), and its hydrophilicity and lipophilicity are optimized according to the solubility in the polyhydric alcohol used. It is desirable to do. Here, each Q is independently a hydrogen atom or a methyl group, and Q ′ may be either a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group as an acyclic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, The hydrocarbon group may be either a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. Examples of such an acyclic hydrocarbon group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, 2 Examples thereof include linear or branched saturated hydrocarbon groups such as -ethyl-hexyl group, n-dodecyl group, stearyl group, n-tetracosyl group and n-triacontyl group.

また、直鎖状或いは分岐状不飽和炭化水素基としては、炭化水素基が二重結合又は三重結合を有してもよく、例えば、ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、イソプレン基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ゲラニル基、エチニル基、2−プロピニル基、2−ペンテン−4−イニル基等の直鎖状或いは分岐状不飽和炭化水素基を挙げることができる。   In addition, as the linear or branched unsaturated hydrocarbon group, the hydrocarbon group may have a double bond or a triple bond, for example, a vinyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a pentenyl group. , Linear or branched unsaturated hydrocarbon groups such as isoprene group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group, geranyl group, ethynyl group, 2-propynyl group, 2-penten-4-ynyl group be able to.

ポリアルキレンオキシド部分の繰り返し数nは4以上100以下であることが好ましく、より好ましくは5以上80以下、更により好ましくは10以上50以下である。繰り返し数nは4未満では分散媒との親和性が不足し、100を超えると分散安定性が低下する傾向がある。   The repeating number n of the polyalkylene oxide moiety is preferably 4 or more and 100 or less, more preferably 5 or more and 80 or less, and even more preferably 10 or more and 50 or less. If the repeating number n is less than 4, the affinity with the dispersion medium is insufficient, and if it exceeds 100, the dispersion stability tends to be lowered.

前記一般式(1)で表されるフタロシアニン誘導体は、公知慣用の方法を注意深く組み合わせることにより、例えば、銅フタロシアニンスルホニルクロライドとポリエーテル主鎖の末端にアミンを持つポリエーテルアミン(以下、「ポリエーテルモノアミン」と略記)とを反応させて製造できる。原料となる銅フタロシアニンスルホニルクロライドは、銅フタロシアニンとクロロスルホン酸及び/又は塩化チオニルとの反応により得ることができる。他方の原料であるポリエーテルモノアミンは、公知慣用の方法で得ることができる。例えば、ポリエーテル骨格の末端にある水酸基をニッケル/銅/クロム触媒を用いて還元的にアミノ化することにより得ることができるし、ポリエーテル骨格の末端にある水酸基を光延反応(参考文献:Synthesis,1−28(1981))によりイミド化したのち、ヒドラジン還元によりアミノ化(参考文献:Chem.Commun.,2062−2063(2003))することにより得ることができる。ポリエーテルモノアミンは市販品としても提供されており、例えばアメリカHuntsman Corporationから「JEFFAMINE(商品名)Mシリーズ」がある。本発明で用いられる一般式(1)で表されるフタロシアニン誘導体としては、例えば前記式(3)の化合物が挙げられるが、これに限定されるわけではない。
(但し、式中、Qは水素原子又はメチル基を表し、プロピレンオキシド/エチレンオキシド=30/70(モル比)、nの平均値=47である。)
The phthalocyanine derivative represented by the general formula (1) can be obtained by, for example, combining copper phthalocyanine sulfonyl chloride and a polyether amine having an amine at the end of the polyether main chain (hereinafter referred to as “polyether”) by carefully combining known and commonly used methods. It can be produced by reacting "monoamine" and abbreviated). The raw material copper phthalocyanine sulfonyl chloride can be obtained by reaction of copper phthalocyanine with chlorosulfonic acid and / or thionyl chloride. The polyether monoamine which is the other raw material can be obtained by a known and conventional method. For example, the hydroxyl group at the end of the polyether skeleton can be obtained by reductive amination using a nickel / copper / chromium catalyst, and the hydroxyl group at the end of the polyether skeleton can be obtained by Mitsunobu reaction (reference document: Synthesis). , 1-28 (1981)), and then amination by hydrazine reduction (reference document: Chem. Commun., 2062-2063 (2003)). Polyether monoamine is also available as a commercial product, for example, “JEFFAMINE (trade name) M series” from Huntsman Corporation. Examples of the phthalocyanine derivative represented by the general formula (1) used in the present invention include the compound of the above formula (3), but are not limited thereto.
(In the formula, Q represents a hydrogen atom or a methyl group, propylene oxide / ethylene oxide = 30/70 (molar ratio), and average value of n = 47.)

本発明に用いるイソインドリン化合物は、公知の方法によって合成されうる。例えば、オルトフタロニトリルなどのフタロニトリル化合物をα−グリコール又はグリセリンなどの多価アルコールに加熱溶解させながら、1,2−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7(以下、「DBU」という)などの有機塩基や金属アルコキシドの存在下又は非存在下で反応させ、水溶性多価アルコールに可溶なフタロニトリル化合物と該多価アルコール反応生成物を合成する。該反応生成物の構造については、既に我々の研究によりイソインドリン化合物と推定されている。このため、本発明においては、以下、当該反応生成物をイソインドリン化合物と言う。   The isoindoline compound used in the present invention can be synthesized by a known method. For example, 1,2-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 (hereinafter referred to as “DBU”) while dissolving a phthalonitrile compound such as orthophthalonitrile in a polyhydric alcohol such as α-glycol or glycerin while heating. The reaction is carried out in the presence or absence of an organic base such as a metal alkoxide to synthesize a phthalonitrile compound soluble in a water-soluble polyhydric alcohol and the polyhydric alcohol reaction product. The structure of the reaction product has already been estimated as an isoindoline compound by our research. For this reason, in the present invention, the reaction product is hereinafter referred to as an isoindoline compound.

本発明で用いることができるフタロニトリル化合物は、オルトフタロニトリルをはじめ、ベンゼン環又はナフタレン環のオルト位に−CN基を2つ有するものをいい、例えば、下記式[化17]   The phthalonitrile compound that can be used in the present invention includes orthophthalonitrile and those having two —CN groups at the ortho position of the benzene ring or naphthalene ring.

Figure 2011116936
Figure 2011116936

(式中の環Aは、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン基の置換基を有していてもよいベンゼン環又はナフタレン環を示す。)
が挙げられる。環Aがベンゼン環である場合に、その他の部位にハロゲン原子やアルキル基などの官能基が導入されているものでもよい。
(Ring A in the formula represents a benzene ring or a naphthalene ring which may have a substituent of an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, or a halogen group.)
Is mentioned. When ring A is a benzene ring, a functional group such as a halogen atom or an alkyl group may be introduced at other sites.

フタロニトリル化合物と水溶性多価アルコールの反応温度は有機塩基や金属アルコキシドを添加しない場合、80℃以上ならば問題ないが、高い温度では無金属フタロシアニン化合物を生じるので、濾過などの工程が必要になり好ましくない。また温度が低い場合は反応が長時間化する場合もあるので、実用上は100℃から130℃の範囲で15分から8時間反応させることが好ましく、さらに好ましくは1時間から3時間反応させるとよい。得られたイソインドリン化合物を含む溶液は反応終了後、直ちに80℃以下に冷却し、それ以上の反応の進行を停止させることが好ましい。また反応中は窒素雰囲気下に置くなど、大気中の水分の混入を避けることが好ましく、該水溶性多価アルコールもあらかじめ脱水しておくことが好ましい。   If the reaction temperature of the phthalonitrile compound and the water-soluble polyhydric alcohol is 80 ° C. or higher when no organic base or metal alkoxide is added, a metal-free phthalocyanine compound is produced at a high temperature, so a process such as filtration is necessary. It is not preferable. In addition, since the reaction may take a long time when the temperature is low, the reaction is preferably carried out in the range of 100 ° C. to 130 ° C. for 15 minutes to 8 hours, more preferably 1 hour to 3 hours. . It is preferable that the obtained solution containing the isoindoline compound is immediately cooled to 80 ° C. or lower immediately after the completion of the reaction to stop the further progress of the reaction. Further, during the reaction, it is preferable to avoid mixing moisture in the air, such as by placing in a nitrogen atmosphere, and it is preferable to dehydrate the water-soluble polyhydric alcohol in advance.

DBUなどの有機塩基を添加してフタロニトリル化合物と多価アルコールを反応させる場合は、該有機塩基を用いない場合に比べてより低い温度で反応させることができ、無金属フタロシアニン化合物の生成を抑制する上でも都合がよい。具体的には30℃から100℃の範囲で10分から2時間で反応させるとよい。   When an organic base such as DBU is added to react a phthalonitrile compound with a polyhydric alcohol, the reaction can be carried out at a lower temperature than when the organic base is not used, thereby suppressing generation of a metal-free phthalocyanine compound. It is convenient to do. Specifically, the reaction may be performed in the range of 30 ° C. to 100 ° C. for 10 minutes to 2 hours.

フタロニトリル化合物と水溶性多価アルコールとを反応させる際の質量比に関しては特に限定はないものの、フタロニトリル化合物の濃度が2%よりも低い場合は、後に金属フタロシアニン化合物を合成する際の生産性が低くなり、40%よりも高い場合は得られた溶液の粘度が著しく高くなり、かつ、無金属フタロシアニン化合物の生成量が多くなる場合もあるため、フタロニトリル化合物の濃度が2質量%から40質量%、特に5質量%から20質量%の範囲とすることが好ましい。   Although there is no particular limitation on the mass ratio when the phthalonitrile compound and the water-soluble polyhydric alcohol are reacted, when the concentration of the phthalonitrile compound is lower than 2%, the productivity when the metal phthalocyanine compound is synthesized later When the viscosity is higher than 40%, the viscosity of the obtained solution is remarkably increased, and the amount of metal-free phthalocyanine compound produced may increase, so that the concentration of the phthalonitrile compound is 2% by mass to 40%. It is preferable to set the mass in a range of 5% by mass to 20% by mass.

本発明で用いることができる金属イオンとしては金属フタロシアニンの中心金属となり得るすべての金属イオンを挙げることができ、具体的には銅イオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉄イオンなどが挙げられる。これらの金属イオンは、通常、金属塩を水溶性多価アルコールに溶解させることによって反応に供される。塩としては、ハロゲン化物や硫酸塩などを挙げることができる。例えば銅塩の場合は塩化銅(II)や硫酸銅(II)を好ましい塩として挙げることができる。   Examples of metal ions that can be used in the present invention include all metal ions that can be a central metal of metal phthalocyanine, and specifically include copper ions, zinc ions, cobalt ions, nickel ions, iron ions, and the like. . These metal ions are usually subjected to the reaction by dissolving a metal salt in a water-soluble polyhydric alcohol. Examples of the salt include halides and sulfates. For example, in the case of a copper salt, copper chloride (II) and copper sulfate (II) can be mentioned as preferable salts.

フタロシアニン誘導体の存在下で、イソインドリン化合物と金属イオンとを反応させる際、これらの化合物及び金属イオンを含む水溶性多価アルコール溶液に対して、グリコール系溶剤を加えてもよい。グリコール系溶剤は、生成する金属フタロシアニンナノワイヤーとの親和性及び加熱可能な温度を考慮すると、特にグリコールエステル系溶剤が好ましい。具体的な溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを挙げることができるが、これに限定されるものではない。グリコール系溶剤が好ましい理由として本発明のフタロシアニンをナノワイヤー化させるための一方向の結晶成長を促進させる作用を挙げることができる。 When an isoindoline compound and a metal ion are reacted in the presence of a phthalocyanine derivative, a glycol solvent may be added to a water-soluble polyhydric alcohol solution containing these compound and metal ion. The glycol-based solvent is particularly preferably a glycol ester-based solvent in consideration of the affinity with the metal phthalocyanine nanowire to be generated and the heatable temperature. Specific examples of the solvent include, but are not limited to, propylene glycol monomethyl ether acetate. A glycol-based solvent is preferred because it can promote unidirectional crystal growth for making the phthalocyanine of the present invention into a nanowire.

上記で挙げた本発明のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法のうち、(I)の製造方法がより好ましい。 Of the production methods of the phthalocyanine nanowire of the present invention mentioned above, the production method (I) is more preferable.

(実施例1)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
ポリエーテルモノアミンとして、Huntsman Corporation製「Surfonamine B−200」(商品名)(第一アミン−末端ポリ(エチレンオキシド/プロピレンオキシド)(5/95)コポリマー、数平均分子量約2,000)692質量部と炭酸ナトリウム66質量部と水150質量部の混合物に、銅フタロシアニンスルホニルクロリド(スルホン化度=1)210質量部を投入し、5℃〜室温で6時間反応させた。得られた反応混合物を真空下で90℃に加熱して水を除去し、下記[化20]で表される銅フタロシアニンスルファモイル化合物を得た。
(Example 1) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
As polyether monoamine, 692 parts by mass of “Surfamine B-200” (trade name) (primary amine-terminated poly (ethylene oxide / propylene oxide) (5/95) copolymer, number average molecular weight of about 2,000) manufactured by Huntsman Corporation) To a mixture of 66 parts by mass of sodium carbonate and 150 parts by mass of water, 210 parts by mass of copper phthalocyanine sulfonyl chloride (degree of sulfonation = 1) was added and reacted at 5 ° C. to room temperature for 6 hours. The obtained reaction mixture was heated to 90 ° C. under vacuum to remove water to obtain a copper phthalocyanine sulfamoyl compound represented by the following [Chemical Formula 20].

Figure 2011116936
Figure 2011116936

前記化合物において、Qは水素原子又はメチル基を表し、プロピレンオキシド/エチレンオキシド=29/6(モル比)、nの平均値=35である。 In the compound, Q represents a hydrogen atom or a methyl group, and propylene oxide / ethylene oxide = 29/6 (molar ratio), and the average value of n = 35.

・工程(1)(晶析工程)
銅フタロシアニン(DIC(株)製、Fastogen Blue 5380E)1.0gとフタロシアニン誘導体のうち、[化20]で表される銅フタロシアニンスルファモイル化合物1.5gを濃硫酸(関東化学(株)製)81gに投入して完全に溶解させ、濃硫酸溶液を調製した。続いて蒸留水730gを1000mLのビーカーに投入し、これを氷水で十分、冷却した後、該蒸留水を撹拌しながら、先に調製した濃硫酸溶液を投入し、銅フタロシアニンと[化20]で表される銅フタロシアニンスルファモイル化合物をとからなる複合体を析出させた。
・ Process (1) (crystallization process)
Copper phthalocyanine (DIC Co., Ltd., Fastogen Blue 5380E) 1.0 g and phthalocyanine derivatives of copper phthalocyanine sulfamoyl compound represented by [Chemical Formula 20] 1.5 g of concentrated sulfuric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) The solution was poured into 81 g and completely dissolved to prepare a concentrated sulfuric acid solution. Subsequently, 730 g of distilled water was put into a 1000 mL beaker, which was sufficiently cooled with ice water, and the concentrated sulfuric acid solution prepared above was added while stirring the distilled water, and copper phthalocyanine and [Chemical Formula 20] were used. A composite consisting of the copper phthalocyanine sulfamoyl compound represented was precipitated.

続いて得られた該複合体を、濾紙を用いてろ過し、蒸留水を用いて十分に洗浄し、含水した該複合体を回収した。この含水複合体の重量を測定したところ、12.4gであった。 Subsequently, the obtained composite was filtered using a filter paper, washed sufficiently with distilled water, and the composite containing water was recovered. The weight of this water-containing composite was measured and found to be 12.4 g.

・工程(2)(水分散工程)
工程(1)で得られた銅フタロシアニンと[化20]で表される銅フタロシアニンスルファモイル化合物からなる複合体2.5gを含む含水複合体12.4gを容量50mLのポリプロピレン製容器に投入し、さらに蒸留水を4.3g加えて、該複合体の水に対する重量比を15%とし、次いでφ0.5mmのジルコニアビーズ60gを加えて、ペイントシェイカーを用いて2時間、微分散した。続いて微粒子化した複合体をジルコニアビーズから分離回収し、さらに蒸留水を加えて重量50gの微粒子化複合体水分散液(固形物濃度5%)を得た。
・ Process (2) (Water dispersion process)
12.4 g of a hydrous composite containing 2.5 g of a composite composed of the copper phthalocyanine obtained in step (1) and the copper phthalocyanine sulfamoyl compound represented by [Chemical Formula 20] is charged into a polypropylene container having a capacity of 50 mL. Further, 4.3 g of distilled water was added so that the weight ratio of the composite to water was 15%, and then 60 g of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were added and finely dispersed for 2 hours using a paint shaker. Subsequently, the finely divided composite was separated and recovered from the zirconia beads, and distilled water was further added to obtain a finely divided composite aqueous dispersion (solid concentration 5%) having a weight of 50 g.

・工程(3)(有機溶媒への分散工程)
工程(2)で得られた微粒子化複合体水分散液から10g分取し、さらに濃度5Nの塩酸水(和光純薬工業(株)社製)0.5gを加えて、2000回転で1時間、遠心分離したところ、該微粒子化複合体が沈殿した。上澄みの塩酸水を除去し、含水した該微粒子化複合体に4.5gのN−メチルピロリドン(和光純薬工業(株)社製)を加えて、よく振とうした。該分散液を100mLナスフラスコに投入し、さらにエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬工業(株)社製)を5.0g追加投入して、1時間撹拌した。
-Step (3) (dispersing step in an organic solvent)
10 g was taken from the finely divided composite aqueous dispersion obtained in step (2), 0.5 g of 5N hydrochloric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was rotated at 2000 rpm for 1 hour. When centrifuged, the micronized complex was precipitated. The hydrochloric acid solution in the supernatant was removed, and 4.5 g of N-methylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the hydrated micronized complex and shaken well. The dispersion was charged into a 100 mL eggplant flask, and 5.0 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was additionally charged and stirred for 1 hour.

・工程(4)(ナノワイヤー化工程)
該微粒子化複合体を分散したN−メチルピロリドンとエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含む該ナスフラスコを、オイルバスを用いて加熱し、90分かけて145℃まで昇温した。145℃に到達後、そのままの温度でさらに30分間加熱を継続した。
・ Process (4) (nanowire process)
The eggplant flask containing N-methylpyrrolidone and ethylene glycol monomethyl ether acetate in which the micronized complex was dispersed was heated using an oil bath and heated to 145 ° C. over 90 minutes. After reaching 145 ° C., heating was continued for 30 minutes at the same temperature.

加熱後の分散液を、メンブレンフィルター(孔径0.1μm)を用いて濾過し、濾残をN−メチルピロリドンでよく洗浄した。該濾残を固形物濃度が2%になるようにN−メチルピロリドンに投入し、よく振とうして銅フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)(N−メチルピロリドン分散液)を得た。 The heated dispersion was filtered using a membrane filter (pore size: 0.1 μm), and the residue was thoroughly washed with N-methylpyrrolidone. The filter residue was put into N-methylpyrrolidone so that the solid concentration would be 2%, and shaken well to obtain a copper phthalocyanine nanowire ink composition (1) (N-methylpyrrolidone dispersion).

ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)の固形分を透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約6nm、短径に対する長さの比率が80以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図5、図6参照)。さらに、X線回折(理学電機(株)製 RINT−ULTIMA+使用)により、得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認できた。また、フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。 When the solid content of the phthalocyanine nanowire ink composition (1) obtained here was observed using a transmission electron microscope, the short diameter was about 6 nm, and the ratio of the length to the short diameter was increased to 80 or more. It was confirmed to have a wire shape (see FIGS. 5 and 6). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak by X-ray diffraction (using RINT-ULTIMA + manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that it had high crystallinity. Moreover, the phthalocyanine nanowire ink composition (1) was extremely stable, and no precipitation of phthalocyanine nanowires was observed.

<有機トランジスタの製造>
n型のシリコン基板を用意してこれをゲート電極とし、この表面層を熱酸化処理して酸化シリコンからなるゲート絶縁膜を形成した。ここに、上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)をスピンコートし、半導体膜を形成した。次に、蒸着成膜によって、金薄膜からなるソース・ドレイン電極をパターン形成し、有機トランジスタ(1)を製造した。なお、チャネル長L(ソース電極−ドレイン電極間隔)を75μm、チャネル幅Wを5.0mmとした。
<Manufacture of organic transistors>
An n-type silicon substrate was prepared and used as a gate electrode, and the surface layer was thermally oxidized to form a gate insulating film made of silicon oxide. The said phthalocyanine nanowire ink composition (1) was spin-coated here, and the semiconductor film was formed. Next, a source / drain electrode made of a gold thin film was patterned by vapor deposition to produce an organic transistor (1). The channel length L (source electrode-drain electrode interval) was 75 μm, and the channel width W was 5.0 mm.

(実施例2)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1において銅フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて[化5]式のフタロ
シアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして銅フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(2)を得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物中のフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約10nm、短径に対する長さの比率が50以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図7、図8参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(2)にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(2)を製造した。
(Example 2) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
A copper phthalocyanine nanowire ink composition (Example 1) was used except that 1.67 g of copper phthalocyanine and 0.83 g of a phthalocyanine derivative of the [Chemical Formula 5] formula were used instead of the [Chemical Formula 20] formula ( 2) was obtained. When the phthalocyanine nanowire in the phthalocyanine nanowire ink composition obtained here was observed using a transmission electron microscope, the short diameter was about 10 nm, and the ratio of the length to the short diameter grew to 50 or more. It was confirmed to have a wire shape (see FIGS. 7 and 8). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (2) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the semiconductor film production was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (2).

(実施例3)
実施例1において銅フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて[化6]式のフタロシアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして銅フタロシアニンナノワイヤーを得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約25nm、短径に対する長さの比率が10以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図9、図10参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
(Example 3)
A copper phthalocyanine nanowire was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.67 g of copper phthalocyanine and 0.83 g of a phthalocyanine derivative of the [Chemical 6] formula were used instead of the [Chemical 20] formula in Example 1. When the phthalocyanine nanowire obtained here was observed using a transmission electron microscope, it was confirmed that it had a nanowire shape in which the minor axis was about 25 nm and the ratio of the length to the minor axis was 10 or more. (See FIGS. 9 and 10). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.

(実施例4)
実施例1において銅フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて[化7]式のフタロシアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして銅フタロシアニンナノワイヤーを得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約30nm、短径に対する長さの比率が10以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図11参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
Example 4
A copper phthalocyanine nanowire was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.67 g of copper phthalocyanine and 0.83 g of a phthalocyanine derivative of the [Chemical 7] formula were used instead of the [Chemical 20] formula in Example 1. When the phthalocyanine nanowire obtained here was observed using a transmission electron microscope, it was confirmed that it had a nanowire shape in which the minor axis was about 30 nm and the ratio of the length to the minor axis was 10 or more. (See FIG. 11). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.

(実施例5)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1において銅フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて[化9]式のフタロシアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして銅フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(5)を得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤー分散液中のフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約25nm、短径に対する長さの比率が20以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図12、13参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(5)にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(5)を製造した。
(Example 5) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
A copper phthalocyanine nanowire ink composition (Example 1) except that 1.67 g of copper phthalocyanine and 0.83 g of a phthalocyanine derivative of the [Chemical 9] formula are used instead of the [Chemical 20] formula ( 5) was obtained. When the phthalocyanine nanowires in the phthalocyanine nanowire dispersion obtained here were observed using a transmission electron microscope, the nanowires grew to a short diameter of about 25 nm and a length ratio to the short diameter of 20 or more. It was confirmed to have a shape (see FIGS. 12 and 13). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (5) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (5).

(実施例6)
<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1において銅フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて[化9]式のフタロシアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして硫酸晶析した複合体をペイントシェイカーにより微細化した後、ろ過して得られた微粒子化複合体を、オルトジクロロベンゼン60gに分散し、2時間攪拌した後にさらに60gのN−メチルピロリドンを加えて、さらに2時間攪拌した。以後、実施例1と同様にしてナノワイヤー化した。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤー分散液中のフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約25nm、短径に対する長さの比率が20以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図14、15参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
(Example 6)
<Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
Paint a composite crystallized with sulfuric acid in the same manner as in Example 1 except that 1.67 g of copper phthalocyanine in Example 1 and 0.83 g of a phthalocyanine derivative of [Chemical 9] formula are used instead of [Chemical 20] formula After finely pulverizing with a shaker, the finely divided complex obtained by filtration was dispersed in 60 g of orthodichlorobenzene, stirred for 2 hours, then added with 60 g of N-methylpyrrolidone, and further stirred for 2 hours. Thereafter, nanowires were formed in the same manner as in Example 1. When the phthalocyanine nanowires in the phthalocyanine nanowire dispersion obtained here were observed using a transmission electron microscope, the nanowires grew to a short diameter of about 25 nm and a length ratio to the short diameter of 20 or more. It was confirmed to have a shape (see FIGS. 14 and 15). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.

(実施例7)
実施例1において亜鉛フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて[化4]式のフタロシアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして亜鉛フタロシアニンナノワイヤーを得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約25nm、短径に対する長さの比率が20以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図16参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
(Example 7)
A zinc phthalocyanine nanowire was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.67 g of zinc phthalocyanine and 0.83 g of a phthalocyanine derivative of the [Chemical Formula 4] formula were used instead of the [Chemical Formula 20] formula. When the phthalocyanine nanowire obtained here was observed using a transmission electron microscope, it was confirmed that it had a nanowire shape in which the minor axis was grown to about 25 nm and the ratio of the length to the minor axis was 20 or more. (See FIG. 16). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.

(実施例8)
実施例1において無金属フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて[化5]式のフタロシアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして銅フタロシアニンと無金属フタロシアニンの複合ナノワイヤーを得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約20nm、短径に対する長さの比率が20以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図17参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
(Example 8)
In Example 1, except that 1.67 g of metal-free phthalocyanine and 0.83 g of a phthalocyanine derivative of [Chemical formula 5] instead of [Chemical formula 20] are used, copper phthalocyanine and metal-free phthalocyanine are used in the same manner as in Example 1. A composite nanowire was obtained. When the phthalocyanine nanowire obtained here was observed using a transmission electron microscope, it was confirmed that it had a nanowire shape in which the minor axis was grown to about 20 nm and the ratio of the length to the minor axis was 20 or more. (See FIG. 17). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.

(実施例9)
実施例1において銅フタロシアニンを1.6g、[化20]式に代えて[化9]式のフタロシアニン誘導体を1.2g用いる以外は、実施例1の晶析工程を経て含水複合体を得た。これを、真空乾燥機を用いて50℃で48時間、真空乾燥して水分を除去し、2.61gの複合体を得た。該複合体を23.49gのオルトジクロロベンゼンとともに、容量50mLのポリプロピレン製容器に投入し、次いでφ0.5mmのジルコニアビーズ60gを加えて、ペイントシェイカーを用いて2時間、微分散した。続いて微粒子化した複合体をジルコニアビーズから分離回収し、さらにオルトジクロロベンゼンを加えて、固形物濃度2%の微粒子化複合体分散液を得た。該分散液から1gを分収し、さらにオルトジクロロベンゼン1gを加え、固形分濃度1%の分散液として容量2mLのステンレス製耐圧セルに投入し、これをオーブンで200℃まで加熱した。このとき、30℃から100℃までは毎分2℃で昇温し、100℃から200℃までは毎分1℃で昇温して、200℃到達後、30分間200℃を保持することにより、フタロシアニンナノワイヤーを得た。
Example 9
A water-containing composite was obtained through the crystallization step of Example 1 except that 1.6 g of copper phthalocyanine and 1.2 g of a phthalocyanine derivative of the formula [Chemical 9] were used instead of the formula [Chemical 20] in Example 1. . This was vacuum-dried at 50 ° C. for 48 hours using a vacuum dryer to remove moisture, and 2.61 g of a composite was obtained. The composite was put together with 23.49 g of orthodichlorobenzene into a polypropylene container having a capacity of 50 mL, and then 60 g of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were added and finely dispersed for 2 hours using a paint shaker. Subsequently, the finely divided complex was separated and recovered from the zirconia beads, and further orthodichlorobenzene was added to obtain a finely divided complex dispersion having a solid concentration of 2%. 1 g of the dispersion was collected, 1 g of orthodichlorobenzene was further added, and the dispersion was added to a stainless steel pressure cell having a capacity of 2 mL as a dispersion having a solid concentration of 1%, and this was heated to 200 ° C. in an oven. At this time, by raising the temperature from 30 ° C. to 100 ° C. at 2 ° C./min, from 100 ° C. to 200 ° C. by raising the temperature at 1 ° C./min and holding 200 ° C. for 30 minutes after reaching 200 ° C. A phthalocyanine nanowire was obtained.

その後、冷却して耐圧セルから該フタロシアニンナノワイヤーを回収し、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約10nm、短径に対する長さの比率が50以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図18及び図19参照)。さらに得られたフタロシアニンナノワイヤーは鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認でき、その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。 Then, the phthalocyanine nanowire was recovered from the pressure cell by cooling and observed using a transmission electron microscope. The nanowire shape was grown to a short diameter of about 10 nm and a length ratio to the short diameter of 50 or more. (See FIGS. 18 and 19). Furthermore, since the obtained phthalocyanine nanowire showed a sharp X-ray diffraction peak, it was confirmed that the phthalocyanine nanowire had high crystallinity, the dispersion was extremely stable, and precipitation of the phthalocyanine nanowire was not observed.

続いて得られた該フタロシアニンナノワイヤーのオルトジクロロベンゼン分散液1gを分収して、さらにクロロホルム1gを添加してフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物とした。該インキ組成物を2cm角のガラス板にスピンコーターを用いて製膜した。このときの製膜条件は10秒で1200回転まで昇速し、その後1200回転で60秒間保持した。
得られたフタロシアニンナノワイヤーからなる膜を、レーザー顕微鏡を用いて観察したところ、平坦で均一な膜が得られており、その膜厚は150nmであった。
Subsequently, 1 g of the obtained orthodichlorobenzene dispersion of the phthalocyanine nanowire was fractionated, and 1 g of chloroform was further added to obtain a phthalocyanine nanowire ink composition. The ink composition was formed on a 2 cm square glass plate using a spin coater. The film forming conditions at this time were increased to 1200 rpm in 10 seconds, and then held at 1200 rpm for 60 seconds.
When the film | membrane which consists of obtained phthalocyanine nanowire was observed using the laser microscope, the flat and uniform film | membrane was obtained and the film thickness was 150 nm.

(実施例10)
銅フタロシアニン1.65g、鉄フタロシアニンテトラスルホン酸0.83gを濃硫酸81gに投入して完全に溶解させ、濃硫酸溶液を調製した。続いて蒸留水730gを1000mLのビーカーに投入し、これを氷水で十分、冷却した後、該蒸留水を撹拌しながら、先に調製した濃硫酸溶液を投入し、銅フタロシアニンと鉄フタロシアニンテトラスルホン酸とからなる複合体を析出させた。続いて得られた該複合体を、濾紙を用いてろ過し、蒸留水を用いて十分に洗浄し、含水した該複合体を回収した。この含水複合体の重量を測定したところ、9.05gであった。該含水複合体粒子1gを分取し、オルトジクロロベンゼン10gに分散させ、30分間撹拌することで銅、鉄混合フタロシアニンナノワイヤーを得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーを、走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約100nm、短径に対する長さの比率が20以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図20、図21参照)。
(Example 10)
1.65 g of copper phthalocyanine and 0.83 g of iron phthalocyanine tetrasulfonic acid were added to 81 g of concentrated sulfuric acid and completely dissolved to prepare a concentrated sulfuric acid solution. Subsequently, 730 g of distilled water was put into a 1000 mL beaker, which was sufficiently cooled with ice water, and the concentrated sulfuric acid solution prepared above was added while stirring the distilled water, and copper phthalocyanine and iron phthalocyanine tetrasulfonic acid. A composite consisting of was deposited. Subsequently, the obtained composite was filtered using a filter paper, washed sufficiently with distilled water, and the composite containing water was recovered. When the weight of this water-containing composite was measured, it was 9.05 g. 1 g of the water-containing composite particles were collected, dispersed in 10 g of orthodichlorobenzene, and stirred for 30 minutes to obtain copper and iron mixed phthalocyanine nanowires. When the phthalocyanine nanowire obtained here was observed using a scanning electron microscope, it was confirmed that it had a nanowire shape in which the minor axis was about 100 nm and the ratio of the length to the minor axis was 20 or more. (See FIGS. 20 and 21).

(実施例11)<フタロシアニン誘導体の合成>
オルトフタロニトリル(和光純薬工業(株)製)2.0gとエチレングリコール(和光純薬工業(株)製)38.0gとを容量50mLの丸底フラスコに投入し、次いで攪拌しながら1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデック−7−エンを5滴加えて、40℃に調節したオイルバスで90分間かけてオルトフタロニトリルを加熱溶解させた。なお、この溶液は黄色で未溶解のオルトフタロニトリルは見られなかった。
(Example 11) <Synthesis of phthalocyanine derivative>
Orthophthalonitrile (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (2.0 g) and ethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (38.0 g) were charged into a 50 mL round bottom flask, Five drops of 8-diazabicyclo [5,4,0] undec-7-ene were added, and orthophthalonitrile was dissolved by heating in an oil bath adjusted to 40 ° C. over 90 minutes. This solution was yellow and no undissolved orthophthalonitrile was observed.

4−(2',6'−ジメチルフェノキシ)−フタロニトリル(東京化成工(株)製)1.29gとエチレングリコール24.51gとを容量50mLの丸底フラスコに投入し、ついで攪拌しながら1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデック−7−エンを3滴加えて、120℃に調節したオイルバスで30分間かけて4−(2',6'−ジメチルフェノキシ)−フタロニトリルを加熱した。 4- (2 ′, 6′-dimethylphenoxy) -phthalonitrile (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (1.29 g) and ethylene glycol (24.51 g) were charged into a 50 mL round bottom flask, and then stirred with 1 , 8-diazabicyclo [5,4,0] undec-7-ene was added, and 4- (2 ′, 6′-dimethylphenoxy) -phthalonitrile was added in an oil bath adjusted to 120 ° C. over 30 minutes. Heated.

一方、塩化銅(II)(和光純薬工業(株)製)0.70gとエチレングリコール13.30gとを容量50mLの丸底フラスコに投入し、ついで攪拌しながら100℃に調節したオイルバスで60分間かけて塩化銅(II)を加熱溶解させて、塩化銅(II)のエチレングリコール溶液を調製した。 On the other hand, 0.70 g of copper (II) chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 13.30 g of ethylene glycol were put into a 50 mL round bottom flask, and then the oil bath adjusted to 100 ° C. with stirring. Copper (II) chloride was heated and dissolved over 60 minutes to prepare an ethylene glycol solution of copper (II) chloride.

次に、得られた2種類のフタロニトリル溶液と塩化銅溶液とを容量100mLの丸底フラスコに投入して混合し、40℃以下の温度で10分間攪拌して均一の混合溶液とした後、あらかじめ150℃に加熱したオイルバス中に該フラスコを浸せきして、攪拌しながらそのまま15分間反応を継続した。 Next, the obtained two kinds of phthalonitrile solution and copper chloride solution were put into a 100 mL round bottom flask and mixed, and stirred at a temperature of 40 ° C. or lower for 10 minutes to obtain a uniform mixed solution. The flask was immersed in an oil bath heated to 150 ° C. in advance, and the reaction was continued for 15 minutes while stirring.

反応終了後、80℃以下に冷却して1Nの塩酸水溶液50gを投入し、30分間攪拌した後、フラスコの内容物を0.1μmのメンブレンフィルターで濾過して、濃度が5%の水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、ついでメタノールで洗浄して濾残を80℃で2時間乾燥し、フタロシアニン誘導体である青色固形物を得た(回収量:1.8g)。 After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 80 ° C. or lower, poured with 50 g of 1N hydrochloric acid aqueous solution, stirred for 30 minutes, and then the contents of the flask were filtered through a 0.1 μm membrane filter to obtain sodium hydroxide having a concentration of 5%. The filter residue was washed with an aqueous solution and then with methanol, and the residue was dried at 80 ° C. for 2 hours to obtain a blue solid as a phthalocyanine derivative (recovered amount: 1.8 g).

<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1において銅フタロシアニンを1.67g、[化20]式に代えて先に合成した4−(2',6'−ジメチルフェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体を0.83g用いる以外は、実施例1と同様にして銅フタロシアニンナノワイヤーを得た。ここで得られたフタロシアニンナノワイヤーを、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、短径が約25nm、短径に対する長さの比率が20以上にまで成長したナノワイヤー形状を有することが確認された(図22及び図23参照)。また、得られたナノワイヤーは、鋭いX線回折ピークを示すことから、高い結晶性を有することが確認できた。その分散液は極めて安定で、フタロシアニンナノワイヤーの沈降は見られなかった。
<Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
Example 1 except that 1.67 g of copper phthalocyanine in Example 1 and 0.83 g of the phthalocyanine derivative having a 4- (2 ′, 6′-dimethylphenoxy group) synthesized earlier instead of the formula [Chemical Formula 20] are used. Copper phthalocyanine nanowires were obtained in the same manner as in Example 1. When the phthalocyanine nanowires obtained here were observed using a transmission electron microscope, the minor axis was about 25 nm and the ratio of the length to the minor axis was 20 or more. (See Fig. 22 and Fig. 23) The obtained nanowire shows a sharp X-ray diffraction peak, so that it can be confirmed that it has high crystallinity. The dispersion was very stable and no precipitation of phthalocyanine nanowires was observed.

(実施例12)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1のフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)に、全インキ組成物に対して2質量%になるようにポリメチルメタクリレート(PMMA)(アルドリッチ製:分子量120000)を加え、フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(12)を製造した。
(Example 12) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
Polymethylmethacrylate (PMMA) (manufactured by Aldrich: molecular weight 120,000) was added to the phthalocyanine nanowire ink composition (1) of Example 1 so as to be 2% by mass with respect to the total ink composition, and the phthalocyanine nanowire ink composition Product (12) was produced.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(12))にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(12))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (12)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (12)).

(実施例13)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1のフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)に、全インキ組成物に対して0.2質量%になるようにポリスチレン(アルドリッチ製:分子量13000)を加え、フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(13)を製造した。
(Example 13) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
Polystyrene (manufactured by Aldrich: molecular weight 13000) was added to the phthalocyanine nanowire ink composition (1) of Example 1 so as to be 0.2% by mass with respect to the total ink composition, and the phthalocyanine nanowire ink composition (13 ) Was manufactured.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(13))にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(13))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (13)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (13)).

(実施例14)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1のフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)に、全インキ組成物に対して0.6質量%になるようにポリスチレン(アルドリッチ製:分子量13000)を加え、フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(14)を製造した。
(Example 14) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
Polystyrene (manufactured by Aldrich: molecular weight 13000) was added to the phthalocyanine nanowire ink composition (1) of Example 1 so as to be 0.6% by mass with respect to the total ink composition, and the phthalocyanine nanowire ink composition (14 ) Was manufactured.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(14))にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(14))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (14)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (14)).

(実施例15)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1の工程(3)(有機溶媒への分散工程)において、遠心分離後の含水した該微粒子化複合体に9.5gのN−メチルピロリドンのみを加えて1時間撹拌する以外は、実施例1と同様にして、N−メチルピロリドンを分散液とする、固形分が2%の銅フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(15)を得た。
(Example 15) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
In the step (3) of Example 1 (dispersing step in an organic solvent), the procedure was carried out except that only 9.5 g of N-methylpyrrolidone was added to the water-containing micronized complex after centrifugation and stirred for 1 hour. In the same manner as in Example 1, a copper phthalocyanine nanowire ink composition (15) containing N-methylpyrrolidone as a dispersion and having a solid content of 2% was obtained.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(15)3)にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(15))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (15)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used in the semiconductor film production was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (15) 3). .

(実施例16)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1の工程(1)(晶析工程)において、[化9]で表される銅フタロシアニン誘導体1.2gを用いる以外は、実施例1と同様にしてN−メチルピロリドンを分散液とする、固形分が2%の銅フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(16)を得た。
(Example 16) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
In the step (1) (crystallization step) of Example 1, N-methylpyrrolidone is used as a dispersion in the same manner as in Example 1 except that 1.2 g of the copper phthalocyanine derivative represented by [Chemical Formula 9] is used. A copper phthalocyanine nanowire ink composition (16) having a solid content of 2% was obtained.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(16))にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(16))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (16)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (16)).

(実施例17)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例1の工程(1)(晶析工程)において、[化20]で表される銅フタロシアニンスルファモイル化合物1.0gを用いる以外は、実施例1と同様にして、N−メチルピロリドンを分散液とする、固形分が2%の銅フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(17)を得た。
(Example 17) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
In the process (1) (crystallization process) of Example 1, N-methylpyrrolidone was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.0 g of the copper phthalocyanine sulfamoyl compound represented by [Chemical Formula 20] was used. A copper phthalocyanine nanowire ink composition (17) having a solid content of 2% was obtained as a dispersion.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(17))にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(17))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (17)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (17)).

(実施例18)
<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例5のフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(5)に、全インキ組成物に対して0.6質量%になるようにポリ(2−メトキシ−5−(2'−エチルヘキシルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン(アルドリッチ製:分子量150000〜200000)を加え、フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(18)を製造した。
(Example 18)
<Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
Poly (2-methoxy-5- (2′-ethylhexyloxy) -1,4 was added to the phthalocyanine nanowire ink composition (5) of Example 5 at 0.6% by mass with respect to the total ink composition. -Phenylene vinylene (manufactured by Aldrich: molecular weight: 150,000 to 200,000) was added to produce a phthalocyanine nanowire ink composition (18).

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(18))にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(18))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (18)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (18)).

(実施例19)<フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物の製造>
実施例5のフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(5)に、全インキ組成物に対して0.6質量%になるようにレジオレギュラーポリ(3-ヘキシルチオフェン−2,5−ジイル)(メルク製:リシコンSP001)を加え、フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(19)を製造した。
(Example 19) <Production of phthalocyanine nanowire ink composition>
In the phthalocyanine nanowire ink composition (5) of Example 5, regioregular poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (manufactured by Merck: 0.5% by mass with respect to the total ink composition). Rishicone SP001) was added to produce a phthalocyanine nanowire ink composition (19).

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(19))にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(19))を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (19)) was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used in the production of the semiconductor film was changed to the phthalocyanine nanowire ink composition (19)).

(比較例1)
実施例1において、フタロシアニン誘導体を用いずに銅フタロシアニンのみで実施例1と同様にして処理、分散液を得た。ここで得られた分散液の固形分を、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、長さが数十μmにまで粗大化した針状結晶と幅100nm程度で長さと幅の比率が5に満たない板状粒子の混合物で、ナノワイヤーは得られず、その分散液は不安定で、振とう後、数分で沈降した(図24、25参照)。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a treatment and dispersion liquid were obtained in the same manner as in Example 1 using only copper phthalocyanine without using a phthalocyanine derivative. When the solid content of the dispersion obtained here was observed using a transmission electron microscope, the ratio of the length to the width was 5 with the needle-like crystal coarsened to a length of several tens of μm and the width of about 100 nm. Nanowires were not obtained with a mixture of less plate-like particles, and the dispersion was unstable and settled in a few minutes after shaking (see FIGS. 24 and 25).

(比較例2)<銅フタロシアニン分散インキ組成物の製造>
銅フタロシアニンを1.2g、[化20]で表される銅フタロシアニンスルファモイル化合物を0.6g、PMMAを0.2g、N−メチルピロリドンを98gとして混合し、銅フタロシアニン分散インキ組成物(2)’を製造した。
(Comparative example 2) <Manufacture of a copper phthalocyanine dispersion ink composition>
A copper phthalocyanine-dispersed ink composition (2) was prepared by mixing 1.2 g of copper phthalocyanine, 0.6 g of a copper phthalocyanine sulfamoyl compound represented by [Chemical Formula 20], 0.2 g of PMMA, and 98 g of N-methylpyrrolidone. ) 'Manufactured.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記銅フタロシアニン分散インキ組成物(2)’にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジスタ(2)’を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (2) ′ was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the production of the semiconductor film was changed to the copper phthalocyanine-dispersed ink composition (2) ′.

(比較例3)<フタロシアニンロッド分散インキ組成物の製造>
実施例1の工程(1)(晶析工程)において、銅フタロシアニン(DIC(株)製、Fastogen Blue 5380E)2.0gのみを用いる以外は、実施例1と同様にして、固形分が2%のN−メチルピロリドン分散液を調整した。ここで得られたフタロシアニンロッド分散インキ組成物(3)’の固形分を、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、幅が100nm以上であってその幅に対する長さの比率が20未満の板状である銅フタロシアニンが確認された。該N−メチルピロリドン分散液の安定性は低く、該銅フタロシアニンは振とう後、数分で沈降した。
(Comparative Example 3) <Production of phthalocyanine rod-dispersed ink composition>
In the step (1) (crystallization step) of Example 1, the solid content was 2% in the same manner as in Example 1 except that only 2.0 g of copper phthalocyanine (DIC Corporation, Fastogen Blue 5380E) was used. N-methylpyrrolidone dispersion was prepared. When the solid content of the phthalocyanine rod-dispersed ink composition (3) ′ obtained here was observed using a transmission electron microscope, the plate had a width of 100 nm or more and a ratio of the length to the width of less than 20 Copper phthalocyanine that is in the shape was confirmed. The stability of the N-methylpyrrolidone dispersion was low and the copper phthalocyanine settled in a few minutes after shaking.

<有機トランジスタの製造>
半導体膜製造に用いたフタロシアニンナノワイヤーインキ組成物(1)を上記フタロシアニンロッド分散インキ組成物(3)’にした以外は、実施例1と同様にして、有機トランジス(3)’を製造した。
<Manufacture of organic transistors>
An organic transistor (3) ′ was produced in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire ink composition (1) used for the semiconductor film production was changed to the phthalocyanine rod-dispersed ink composition (3) ′.

<FET評価>
上記各有機トランジスタ(1)、(2)、(5)、(12)〜(19)、(2)’、(3)’について、トランジスタ特性を測定した(図2、図26参照)。トランジスタ特性の測定方法は、デジタルマルチメーター(ケースレー製237)を用いて、ゲート電極に0〜−80V電圧(Vg)をスイープ印加し、−80V印加したソース・ドレイン電極間の電流(Id)を測定することで行なった。移動度は、√Id−Vgの傾きから、周知の方法により求めた。単位はcm/V・sである。また、ON/OFF比(以下、ON/OFF)は(Idの絶対値の最大値)/(Idの絶対値の最小値)で求めた。これらの結果を表1に示す。
<FET evaluation>
The transistor characteristics of each of the organic transistors (1), (2), (5), (12) to (19), (2) ′, and (3) ′ were measured (see FIGS. 2 and 26). The transistor characteristic is measured by using a digital multimeter (237, manufactured by Keithley), sweeping 0 to -80V voltage (Vg) to the gate electrode, and applying -80V applied current (Id) between the source and drain electrodes. This was done by measuring. The mobility was determined by a known method from the slope of √Id−Vg. The unit is cm 2 / V · s. The ON / OFF ratio (hereinafter referred to as ON / OFF) was obtained by (maximum value of absolute value of Id) / (minimum value of absolute value of Id). These results are shown in Table 1.

表1に示した実施例の有機トランジスタについては、移動度:10−5〜10−3、ON/OFF:10〜10のトランジスタ特性を示すことがわかる。
一方、比較例2及び比較例3の有機トランジスタは、ゲート電圧によりIdは変調せず、トランジスタ特性を示さなかった。
The organic transistor of the embodiment shown in Table 1, the mobility: 10 -5 ~10 -3, ON / OFF: it can be seen that the 10 3 to 10 5 of the transistor characteristics.
On the other hand, in the organic transistors of Comparative Examples 2 and 3, Id was not modulated by the gate voltage, and did not exhibit transistor characteristics.

Figure 2011116936
Figure 2011116936

本発明によれば、フタロシアニンナノワイヤーを用いることで、分散性に優れた半導体膜形成用インキを製造することができ、これをウェットプロセスによりOFETに供することで、壊れにくく軽量で安価な電子素子を提供することができる。 According to the present invention, by using phthalocyanine nanowires, it is possible to produce a semiconductor film-forming ink having excellent dispersibility, and by applying this to an OFET by a wet process, it is an electronic element that is hard to break and is light and inexpensive. Can be provided.

ナノサイズの細線状の結晶構造を有する分子集合体であって、短径が100nm以下であってその短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であるフタロシアニンナノワイヤーを含有するインキ組成物を印刷もしくは塗工(ウェットプロセス)で成膜化することができるため、フレキシブルなプラスチック基板上に、壊れにくく軽量で安価な電子素子を提供することができる。 A molecular assembly having a nano-sized fine-line crystal structure, containing phthalocyanine nanowires having a minor axis of 100 nm or less and a ratio of length to minor axis (length / minor axis) of 10 or more Since the ink composition to be formed can be formed into a film by printing or coating (wet process), it is possible to provide a lightweight and inexpensive electronic device that is hard to break on a flexible plastic substrate.

1 膜(フタロシアニンナノワイヤー膜)
2 フタロシアニンナノワイヤー
3 バインダー樹脂
4 トランジスタ
5 ソース電極
6 ドレイン電極
7 基板
8 ゲート電極
9 ゲート絶縁膜
10 封止層
11 遮光膜
12 層間絶縁膜
13 画素電極
1 Film (phthalocyanine nanowire film)
2 Phthalocyanine nanowire 3 Binder resin 4 Transistor 5 Source electrode 6 Drain electrode 7 Substrate 8 Gate electrode 9 Gate insulating film 10 Sealing layer 11 Light shielding film 12 Interlayer insulating film 13 Pixel electrode

Claims (22)

フタロシアニン及びフタロシアニン誘導体を含有するフタロシアニンナノワイヤーであって、
短径が100nm以下であり、その短径に対する長さの比率(長さ/短径)が10以上であることを特徴とするフタロシアニンナノワイヤー。
A phthalocyanine nanowire containing phthalocyanine and a phthalocyanine derivative,
A phthalocyanine nanowire having a minor axis of 100 nm or less and a ratio of length to minor axis (length / minor axis) of 10 or more.
前記フタロシアニンが銅フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン又は鉄フタロシアニンである請求項1に記載のフタロシアニンナノワイヤー。 The phthalocyanine nanowire according to claim 1, wherein the phthalocyanine is copper phthalocyanine, zinc phthalocyanine or iron phthalocyanine. 前記フタロシアニン誘導体が、一般式(1)又は(2)で表されるものである請求項1又は2に記載のフタロシアニンナノワイヤー。
Figure 2011116936
(但し、式中、Xは、銅原子、亜鉛原子、コバルト原子、ニッケル原子、スズ原子、鉛原子、マグネシウム原子、ケイ素原子、鉄原子からなる群から選ばれる何れかであり、YからYは、フタロシアニン骨格とR〜Rを結合させる結合基を表し、
からYが結合基として存在しない場合には、R〜Rは、SOH、COH、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい(オリゴ)アリール基、置換基を有してもよい(オリゴ)へテロアリール基、置換基を有してもよいフタルイミド基又は置換基を有してもよいフラーレン類であり、
からYが、−(CH−(nは1〜10の整数を表す)、−CH=CH−、−C≡C−、−O−、−NH−、−S−、−S(O)−、又は−S(O)−で表される結合基である場合には、R〜Rは、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよい(オリゴ)アリール基、置換基を有してもよい(オリゴ)へテロアリール基、置換基を有してもよいフタルイミド基又は置換基を有してもよいフラーレン類であり、a、b、c及びdは各々独立に0〜2の整数を表すが、そのうち少なくとも一つは1である。)
The phthalocyanine nanowire according to claim 1 or 2, wherein the phthalocyanine derivative is represented by the general formula (1) or (2).
Figure 2011116936
(Wherein, X is any one selected from the group consisting of copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom, Y 1 to Y 4 represents a linking group for bonding the phthalocyanine skeleton and R 1 to R 4 ;
When Y 1 to Y 4 are not present as a linking group, R 1 to R 4 may have SO 3 H, CO 2 H, an alkyl group that may have a substituent, or a substituent ( (Oligo) aryl group, optionally substituted (oligo) heteroaryl group, optionally substituted phthalimide group or optionally substituted fullerene,
Y 1 to Y 4 are — (CH 2 ) n — (n represents an integer of 1 to 10), —CH═CH—, —C≡C—, —O—, —NH—, —S—, When it is a bonding group represented by —S (O) — or —S (O) 2 —, R 1 to R 4 have an alkyl group which may have a substituent, and a substituent. (Oligo) aryl group which may have a substituent, (oligo) heteroaryl group which may have a substituent, phthalimide group which may have a substituent or fullerenes which may have a substituent, b, c and d each independently represent an integer of 0 to 2, of which at least one is 1. )
前記置換基を有してもよいアルキル基が、メチル基、エチル基又はプロピル基であり、置換基を有してもよい(オリゴ)アリール基が、置換基を有してもよい(オリゴ)フェニレン基又は置換基を有してもよい(オリゴ)ナフチレン基であり、置換基を有してもよい(オリゴ)へテロアリール基が、置換基を有してもよい(オリゴ)ピロール基、置換基を有してもよい(オリゴ)チオフェン基、置換基を有してもよい(オリゴ)ベンゾピロール基又は置換基を有してもよい(オリゴ)ベンゾチオフェン基である請求項3に記載のフタロシアニンナノワイヤー。 The alkyl group which may have a substituent is a methyl group, an ethyl group or a propyl group, and the (oligo) aryl group which may have a substituent may have a substituent (oligo) A phenylene group or a (oligo) naphthylene group which may have a substituent, a (oligo) heteroaryl group which may have a substituent may have a (oligo) pyrrole group, a substituent The (oligo) thiophene group which may have a group, the (oligo) benzopyrrole group which may have a substituent or the (oligo) benzothiophene group which may have a substituent. Phthalocyanine nanowire. 前記フタロシアニン誘導体が、一般式(3)で表されるものである請求項1又は2に記載のフタロシアニンナノワイヤー。
Figure 2011116936
(但し、式中、Xは銅原子、亜鉛原子、コバルト原子、ニッケル原子、スズ原子、鉛原子、マグネシウム原子、ケイ素原子、鉄原子からなる群から選ばれる何れかであり、Zは下記式(a)又は(b)で表される基であり、a、b、c及びdは各々独立に0〜2の整数を表すが、そのうち少なくとも一つは1である。)
Figure 2011116936
(ここで、nは4〜100の整数であり、Qは各々独立に水素原子又はメチル基であり、Q’は炭素数1〜30の非環状炭化水素基である。)
Figure 2011116936
(ここで、mは1〜20の整数であり、R及びR’は、各々独立に炭素数1〜20のアルキル基である。)
The phthalocyanine nanowire according to claim 1 or 2, wherein the phthalocyanine derivative is represented by the general formula (3).
Figure 2011116936
(In the formula, X is any one selected from the group consisting of a copper atom, a zinc atom, a cobalt atom, a nickel atom, a tin atom, a lead atom, a magnesium atom, a silicon atom, and an iron atom, and Z is the following formula ( a) or a group represented by (b), a, b, c and d each independently represent an integer of 0 to 2, of which at least one is 1.
Figure 2011116936
(Here, n is an integer of 4 to 100, Q is each independently a hydrogen atom or a methyl group, and Q ′ is an acyclic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.)
Figure 2011116936
(Here, m is an integer of 1 to 20, and R and R ′ are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
請求項1〜5の何れかに記載のフタロシアニンナノワイヤーと有機溶剤とを必須成分とするインキ組成物。 An ink composition comprising the phthalocyanine nanowire according to any one of claims 1 to 5 and an organic solvent as essential components. フタロシアニンナノワイヤーの含有率が0.05〜20質量%の範囲である請求項6に記載のインキ組成物。 The ink composition according to claim 6, wherein the content of the phthalocyanine nanowire is in the range of 0.05 to 20% by mass. 前記有機溶剤が、アミド系有機溶剤、芳香族系有機溶剤又はハロゲン系有機溶剤である請求項6に記載のインキ組成物。 The ink composition according to claim 6, wherein the organic solvent is an amide organic solvent, an aromatic organic solvent, or a halogen organic solvent. 前記アミド系有機溶剤が、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド又はN,N−ジメチルアセトアミドである請求項8に記載のインキ組成物。 The ink composition according to claim 8, wherein the amide organic solvent is N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, or N, N-dimethylacetamide. 前記芳香族系有機溶剤が、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン又はジクロロベンゼンである請求項8に記載のインキ組成物。 The ink composition according to claim 8, wherein the aromatic organic solvent is toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, or dichlorobenzene. 前記ハロゲン系有機溶剤が、クロロホルム、塩化メチレン又はジクロロエタンである請求項8に記載のインキ組成物。 The ink composition according to claim 8, wherein the halogen-based organic solvent is chloroform, methylene chloride, or dichloroethane. 更に造膜性材料を含有してなる請求項6に記載のインキ組成物。 The ink composition according to claim 6, further comprising a film-forming material. 該造膜性材料がポリメチルメタクリレート、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリスチレン、ポリカーボネート又はポリビニルカルバゾールである請求項12に記載のインキ組成物。 The ink composition according to claim 12, wherein the film-forming material is polymethyl methacrylate, polythiophene, polyphenylene vinylene, polystyrene, polycarbonate, or polyvinyl carbazole. 請求項1〜5の何れかに記載のフタロシアニンナノワイヤーを含有することを特徴とする膜。 A film comprising the phthalocyanine nanowire according to any one of claims 1 to 5. 更に造膜性材料を含有してなる請求項14に記載の膜。 The film according to claim 14, further comprising a film-forming material. 該造膜性材料がポリメチルメタクリレート、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリスチレン、ポリカーボネート又はポリビニルカルバゾールである請求項15に記載の膜。 The film according to claim 15, wherein the film-forming material is polymethyl methacrylate, polythiophene, polyphenylene vinylene, polystyrene, polycarbonate, or polyvinyl carbazole. 請求項14に記載の膜を有することを特徴とする電子素子。 An electronic device comprising the film according to claim 14. 請求項1〜5の何れかに記載のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法において、
(1)フタロシアニンとフタロシアニン誘導体とを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて複合体を得る工程(a)、
(2)前記複合体を微粒子化して、微粒子化複合体を得る工程(b)、
(3)前記微粒子化複合体を有機溶媒に分散させて分散体を得る工程(c)、
(4)前記分散体をナノワイヤー化する工程(d)、
を有することを特徴とするフタロシアニンナノワイヤーの製造方法。
In the manufacturing method of the phthalocyanine nanowire in any one of Claims 1-5,
(1) Step (a) of obtaining a composite by dissolving phthalocyanine and a phthalocyanine derivative in an acid, and then precipitating them in a poor solvent.
(2) Step (b) of micronizing the complex to obtain a micronized complex
(3) Step (c) of obtaining a dispersion by dispersing the finely divided composite in an organic solvent,
(4) Step (d) of forming the dispersion into a nanowire
A method for producing phthalocyanine nanowires, comprising:
前記工程(a)における酸が、硫酸、クロロ硫酸、メタンスルホン酸又はトリフルオロ酢酸である請求項18に記載のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法。 The method for producing a phthalocyanine nanowire according to claim 18, wherein the acid in the step (a) is sulfuric acid, chlorosulfuric acid, methanesulfonic acid or trifluoroacetic acid. 前記工程(c)における有機溶媒がアミド系有機溶剤又は芳香族系有機溶剤である請求項18又は19に記載のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法。 The method for producing a phthalocyanine nanowire according to claim 18 or 19, wherein the organic solvent in the step (c) is an amide organic solvent or an aromatic organic solvent. 前記アミド系有機溶媒がN−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド又はN,N−ジメチルアセトアミドである請求項20に記載のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法。 The method for producing a phthalocyanine nanowire according to claim 20, wherein the amide organic solvent is N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, diethylformamide, or N, N-dimethylacetamide. 前記芳香族系有機溶剤が、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン又はジクロロベンゼンである請求項20に記載のフタロシアニンナノワイヤーの製造方法。 The method for producing a phthalocyanine nanowire according to claim 20, wherein the aromatic organic solvent is toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, or dichlorobenzene.
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