JP2012097079A - Method of producing phthalocyanine nano size structure aggregate, and electronic device using the phthalocyanine nano size structure aggregate - Google Patents

Method of producing phthalocyanine nano size structure aggregate, and electronic device using the phthalocyanine nano size structure aggregate Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a wire or rod shape crystal of phthalocyanines which is a typical organic semiconductor, especially a phthalocyanine nano size structure (nanowire or nano rod) aggregate in which a phthalocyanine nano size structure (nanowire or nano rod) having a structure of the shape of a filament with a nano size of 100 nm or less of a minor axis is arranged in a fixed direction, and further, to provide an electronic device in which characteristics have been improved by using the phthalocyanine nano size structure (nanowire or nano rod) aggregate.SOLUTION: The method of producing a phthalocyanine nano size structure (nanowire or nano rod) aggregate comprises as follows. After dissolving non-substituted phthalocyanine and phthalocyanine which has a substituent in an acid, a complex which has been obtained by being deposited in a poor solvent, is made a fine particle, then is applied on a substrate, the exposure of an organic solvent steam is performed on the substrate.

Description

本発明は、フタロシアニンナノサイズ構造物集合体の製造方法、及び該フタロシアニンナノサイズ構造物集合体を用いた電子デバイスに関する。 The present invention relates to a method for producing a phthalocyanine nanosize structure aggregate, and an electronic device using the phthalocyanine nanosize structure aggregate.

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(最重要素子)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 which is a key device (most important element) 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(半導体層)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半導体層を製造(製膜)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次世代電子デバイス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 (semiconductor layer) of the transistor attracts 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, there is an advantage that a semiconductor layer can be manufactured (film formation) on a flexible plastic substrate using a wet process such as coating or printing at a low price, and it is possible to realize a “lightly and inexpensive information terminal that is hard to break”. Is expected as an indispensable material for next-generation electronic devices.

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、溶媒溶解性が低いため、ウェットプロセスによるデバイス作製が困難で、電子デバイスに供する際には、一般的に、真空蒸着やスパッタリング等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・高価なプロセスであることから、有機半導体の特徴の一つである低価格電子デバイスの提供が困難となる。 Phthalocyanines are one of typical organic semiconductors, and are known to exhibit good transistor characteristics by controlling higher-order structures, that is, molecular arrangement and assembly state (see Non-Patent Document 2). . However, since phthalocyanines have low solvent solubility, it is difficult to produce a device by a wet process, and when used for an electronic device, a dry process such as vacuum deposition or sputtering is generally used. Since such a dry process is a complicated and expensive process, it is difficult to provide a low-cost electronic device 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、溶媒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、フタロシアニン類の各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、各分子が、一定の方向に配列した次元性のある結晶構造を有していることが重要であり、その中でも特に、一次元のワイヤー又はロッド状結晶(長系(長軸)と短径(短軸)を有する結晶性構造物)が有用である。また、電子デバイスへより好適に展開するためには、該ワイヤー又はロッド状結晶は、短径がμm以下、好ましくは100nm以下のナノサイズ構造物(以下、ワイヤー又はロッド状結晶のうちナノサイズのものを単にナノワイヤー又はナノロッドと表記する)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, each molecule of the phthalocyanines is not sufficiently arranged and the higher order structure cannot be controlled, so that the transistor characteristics are inferior as compared with the dry process. In order to show good semiconductor properties, it is important that each molecule has a dimensional crystal structure arranged in a certain direction, and among them, a one-dimensional wire or rod crystal ( A crystalline structure having a long system (major axis) and a minor axis (minor axis) is useful. Further, in order to more suitably develop into an electronic device, the wire or rod-like crystal is a nano-sized structure having a minor axis of μm or less, preferably 100 nm or less (hereinafter referred to as a nano-sized structure of the wire or rod-like crystal). It is preferable that the object is simply expressed as nanowire or nanorod.

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媒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て沈殿させる晶析法(例えば、特許文献3)等である。しかしながら、これらの方法を用いてフタロシアニン類よりなる、前記したようなナノサイズ構造物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 the metal phthalocyanine is dissolved in sulfuric acid. A crystallization method in which precipitation is performed in water (for example, Patent Document 3). However, it has not been possible to obtain the above-described nanosize structure made of phthalocyanines using these methods.

一方、フタロシアニン類の高次構造の制御法として、既に本発明者らは、フタロシアニンナノワイヤーの製造法を開示している(特許文献4)。
しかし、フタロシアニンナノワイヤーなど前記ナノサイズ構造物を各種の電子デバイスへ応用するにあたっては、形成されたナノサイズ構造物が一定方向に配向・配列した構造を有することが有利であるが、これまで、フタロシアニンのナノワイヤー状結晶などの前記ナノサイズ構造物を配列させて成長させる技術は知られていない。
On the other hand, as a method for controlling the higher-order structure of phthalocyanines, the present inventors have already disclosed a method for producing phthalocyanine nanowires (Patent Document 4).
However, in applying the nano-sized structures such as phthalocyanine nanowires to various electronic devices, it is advantageous that the formed nano-sized structures have a structure oriented and arranged in a certain direction. There is no known technique for growing nano-sized structures such as phthalocyanine nanowire crystals.

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 WO2010/122921号公報WO 2010/122921

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又はロッド状結晶、特に短径が100nm以下のナノサイズの細線状の構造を有するフタロシアニンナノサイズ構造物(ナノワイヤー又はナノロッド)が一定方向に配列したフタロシアニンナノサイズ構造物(ナノワイヤー又はナノロッド)集合体を製造する方法を提供することを目的とする。さらに、該フタロシアニンナノサイズ構造物(ナノワイヤー又はナノロッド)集合体を用いることにより特性の改善された電子デバイスを提供することを目的とする。 In view of the above, in the present invention, a phthalocyanine nanosize structure (nanowire or nanorod) having a wire-like or rod-like crystal of phthalocyanine, which is a typical organic semiconductor, in particular, a nano-sized fine wire having a short axis of 100 nm or less is provided. An object of the present invention is to provide a method for producing an aggregate of phthalocyanine nanosize structures (nanowires or nanorods) arranged in a certain direction. It is another object of the present invention to provide an electronic device having improved characteristics by using the phthalocyanine nanosize structure (nanowire or nanorod) aggregate.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、無置換フタロシアニン及び置換基を有するフタロシアニンとを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて得られた複合体を、微粒子化した後、基板上に塗布し、基板上で有機溶媒蒸気の暴露を行うことで、短径が100nm以下のナノサイズの細線状の構造を有するフタロシアニンナノサイズ構造物であって、該フタロシアニンナノサイズ構造物が一定方向に成長したフタロシアニンナノサイズ構造物集合体を得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
また、無置換フタロシアニン及び置換基を有するフタロシアニンとを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて得られた複合体を、微粒子化した後、基板上に塗布し、基板上で一定方向に応力をかけた後に有機溶媒蒸気の暴露を行うか、又は基板上で有機溶媒蒸気を一定方向に流して暴露を行うことにより、短径が100nm以下のナノサイズの細線状の構造を有するフタロシアニンナノサイズ構造物であって、該フタロシアニンナノサイズ構造物が一定方向に成長したフタロシアニンナノサイズ構造物集合体を得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors dissolved an unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine in an acid, and then precipitated the composite obtained in a poor solvent. A phthalocyanine nanosize structure having a nano-sized fine wire structure with a minor axis of 100 nm or less by applying the organic solvent vapor on the substrate after being finely divided, The inventors have found that a phthalocyanine nanosize structure aggregate in which phthalocyanine nanosize structures are grown in a certain direction is obtained, and have completed the present invention.
In addition, the complex obtained by dissolving unsubstituted phthalocyanine and phthalocyanine having a substituent in an acid and then precipitating it in a poor solvent is made into fine particles, and then applied onto the substrate, and in a certain direction on the substrate. The organic solvent vapor is exposed after stress is applied, or the organic solvent vapor is flowed in a certain direction on the substrate to perform exposure, whereby a phthalocyanine nano having a nano-sized fine wire structure with a minor axis of 100 nm or less The present inventors have found that a phthalocyanine nanosize structure aggregate having a size structure, in which the phthalocyanine nanosize structure has grown in a certain direction, has been completed.

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又はロッド状結晶であって、特に短径が100nm以下のナノサイズの細線状の構造を有するフタロシアニンナノサイズ構造物、及び、該ナノサイズ構造物が一定方向に配列して存在するフタロシアニンナノサイズ構造物集合体を簡便に製造する方法を提供することができる。また、前記製造方法によって得られるフタロシアニンナノサイズ構造物集合体は、フタロシアニンナノサイズ構造物が一定方向に配列した構造を有するため、各種電子デバイスやナノ構造形成のための鋳型として好適に用いることが可能である。   According to the present invention, a nano-sized wire or rod-like crystal having excellent semiconductor properties, in particular, a phthalocyanine nano-sized structure having a nano-sized fine wire structure with a minor axis of 100 nm or less, and the nano-sized It is possible to provide a method for easily producing a phthalocyanine nanosize structure aggregate in which structures are arranged in a certain direction. In addition, since the phthalocyanine nanosize structure aggregate obtained by the manufacturing method has a structure in which phthalocyanine nanosize structures are arranged in a certain direction, it can be suitably used as a template for forming various electronic devices and nanostructures. Is possible.

実施例1で用いたフローセルと溶媒蒸気暴露の方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow cell used in Example 1, and the method of solvent vapor exposure. 実施例5で行った、微粒子化複合体膜への応力付与の方法を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a method for applying stress to the micronized composite film performed in Example 5. 実施例5で得られたフタロシアニンナノサイズ構造物集合体膜の構造を示すSEM観察像である。6 is an SEM observation image showing the structure of a phthalocyanine nanosize structure aggregate film obtained in Example 5. FIG. 実施例5で得られたフタロシアニンナノサイズ構造物集合体膜の構造を示すSEM観察像である。6 is an SEM observation image showing the structure of a phthalocyanine nanosize structure aggregate film obtained in Example 5. FIG. 比較例1で得られたフタロシアニンナノワイヤー集合体膜の構造を示すSEM観察像である。2 is an SEM observation image showing the structure of a phthalocyanine nanowire assembly film obtained in Comparative Example 1.

以下、本発明を詳細に説明する。
即ち、本発明は、以下の各項目から構成される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
That is, the present invention includes the following items.

1.(1)無置換フタロシアニンと置換基を有するフタロシアニンとを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて複合体(A1)を得る工程(a)
(2)前記複合体(A1)を微粒子化して、微粒子化複合体(A2)を得る工程(b)
(3)前記微粒子化複合体(A2)を基材(基板)上に塗布し、微粒子化複合体膜(B)を得る工程(c)
(4)前記微粒子化複合体膜(B)に、基材(基板)上で有機溶媒蒸気の暴露を行うことにより、ナノサイズ構造物を成長させる工程(d)
の各工程を有することを特徴とする、無置換フタロシアニン及び置換基を有するフタロシアニンを含有し、且つ長径と短径を有するが、その短径が100nm以下であるナノサイズ構造物集合体の製造方法。
2.前記工程(d)において、微粒子化複合体膜(B)に対して基材(基板)上で一定方向に応力をかけた後に有機溶媒蒸気の暴露を行うか、又は基材(基板)上で有機溶媒蒸気を一定方向に流して暴露を行う1.に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
3.無置換フタロシアニンが、一般式(1)又は(2)で表される1.又は2.に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
1. (1) Step (a) in which an unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine are dissolved in an acid, and then precipitated in a poor solvent to obtain a composite (A1)
(2) Step (b) of obtaining a fine particle composite (A2) by making the composite (A1) into fine particles
(3) Step (c) of applying the micronized composite (A2) onto a substrate (substrate) to obtain a micronized composite film (B)
(4) Step (d) of growing the nano-sized structure by exposing the micronized composite film (B) to organic solvent vapor on the base material (substrate).
A process for producing a nano-sized structure aggregate comprising an unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine, and having a major axis and a minor axis, the minor axis being 100 nm or less .
2. In the step (d), the micronized composite film (B) is exposed to an organic solvent vapor after applying stress in a certain direction on the base material (substrate), or on the base material (substrate). Exposure is performed by flowing organic solvent vapor in a certain direction. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly as described in.
3. 1. An unsubstituted phthalocyanine is represented by the general formula (1) or (2) Or 2. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly as described in.

Figure 2012097079
Figure 2012097079

(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、錫原子、鉛原子、マグネシウム原子、珪素原子、鉄原子、パラジウム原子、TiO、VO、及びAlClからなる群から選ばれる何れかである。)
4.置換基を有するフタロシアニンが、一般式(3)又は(4)で表されるものである1.〜3.の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
(Wherein, X is selected from the group consisting of copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom, palladium atom, TiO, VO, and AlCl. Any one.)
4). The phthalocyanine having a substituent is represented by the general formula (3) or (4). ~ 3. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly in any one of.

Figure 2012097079
からYは、フタロシアニン骨格とZ〜Zを結合させる結合基を表し、YからYが結合基として存在しない場合には、Z〜Zは、−N、−CN、−NC、−NO、−NR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−NR (Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−OH、−O、−SH、−S、−SOH、−SO 、−SOH、−SO 、−CHO、−COOH、−COO、−B(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−SiR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−Si(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−P(=O)(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−P(=O)(OH)、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)ヘテロアリール基、置換基を有してもよい(ポリ)エーテル鎖、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレンイミン鎖、置換基を有してもよいフラーレン類、又は置換基を有してもよいフタルイミドであり、
からYが、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−OC(=O)−、−OC(=O)O−、−C(=O)NH−、−NHC(=O)−、−NHC(=O)NH−、−OC(=O)NH−、−NHC(=O)O−、−S(=O)−、−S(=O)−、−SONH−、−NHSO−、−NHSONH−、−SO−、−OS(=O)−、−N=N−、−C(=O)OC(=O)−、−C(=O)NHC(=O)−、−(CR−(nは1〜10の整数を、Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−CH=CH−、−C≡C−で表される結合基である場合には、Z〜Z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(ポリ)エーテル鎖、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレンイミン鎖、置換基を有してもよいフラーレン類、置換基を有してもよいフタルイミド、又は−SiR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)であり、a、b、c及びdは各々独立に0〜4の整数を表すが、そのうち少なくとも一つは0ではない。
Xは、銅原子、亜鉛原子、コバルト原子、ニッケル原子、錫原子、鉛原子、マグネシウム原子、珪素原子、鉄原子、パラジウム原子、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る。)
5.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4.に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
6.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1.〜5.の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
7.前記工程(d)における有機溶媒がアミド系有機溶媒、ハロゲン系有機溶媒、又は芳香族系有機溶媒である1.〜6.の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
8.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7.に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
9.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7.に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
10.前記芳香族系有機溶媒が、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7.に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
11.1.〜10.の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法により得られるナノサイズ構造物集合体を含有する電子デバイス。
Figure 2012097079
Y 1 to Y 4 each represent a linking group that binds the phthalocyanine skeleton and Z 1 to Z 4. When Y 1 to Y 4 do not exist as a linking group, Z 1 to Z 4 represent —N 3 , — CN, —NC, —NO 2 , —NR 2 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), —NR 3 + (R may have hydrogen or a substituent) represents an alkyl group), - OH, -O -, -SH, -S -, -SO 2 H, -SO 2 -, -SO 3 H, -SO 3 -, -CHO, -COOH, -COO -, -B (oR) 3 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - SiR 3 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - Si (oR) 3 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - P (= O) (oR) (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - P (= O) (OH) 2, an optionally substituted (oligo) aryl group, substituted (Oligo) heteroaryl group which may have, (poly) ether chain which may have a substituent, (poly) alkyleneimine chain which may have a substituent, fullerenes which may have a substituent, Or a phthalimide which may have a substituent,
Y 1 to Y 4 are —O—, —S—, —C (═O) —, —C (═O) O—, —OC (═O) —, —OC (═O) O—, — C (═O) NH—, —NHC (═O) —, —NHC (═O) NH—, —OC (═O) NH—, —NHC (═O) O—, —S (═O) — , -S (= O) 2 - , - SO 2 NH -, - NHSO 2 -, - NHSO 2 NH -, - SO 3 -, - OS (= O) 2 -, - N = N -, - C ( = O) OC (= O) -, - C (= O) NHC (= O) -, - (CR 2) n - a (n is an integer of from 1 to 10, R represents a hydrogen, or a substituent Z 1 to Z 4 in the case of a bonding group represented by —CH═CH— or —C≡C—, an alkyl group which may have a substituent, (Oligo) aryl group optionally having substituents, having substituents (Oligo) heteroaryl group, (poly) ether chain which may have a substituent, (poly) alkyleneimine chain which may have a substituent, fullerenes which may have a substituent, substitution Phthalimide which may have a group, or —SiR 3 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), and a, b, c and d are each independently 0-4. Represents an integer, at least one of which is not zero.
X is composed of copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom, palladium atom, titanyl (TiO), vanadyl (VO), aluminum chloride (AlCl). Any one selected from the group. )
5. 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) phenylene An (oligo) naphthylene group which may have a group or a substituent, and an (oligo) heteroaryl group which may have a substituent may have a (oligo) pyrrole group or a substituent 3. (oligo) thiophene group which may have a substituent, (oligo) benzopyrrole group which may have a substituent or (oligo) benzothiophene group which may have a substituent. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly as described in.
6). 1. The acid in the step (a) is sulfuric acid, chlorosulfuric acid, methanesulfonic acid or trifluoroacetic acid. ~ 5. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly in any one of.
7). 1. The organic solvent in the step (d) is an amide organic solvent, a halogen organic solvent, or an aromatic organic solvent. ~ 6. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly in any one of.
8). 6. The amide organic solvent is N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, diethylformamide or N, N-dimethylacetamide The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly as described in.
9. 6. The halogen-based organic solvent is chloroform, methylene chloride or dichloroethane. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly as described in.
10. 6. The aromatic organic solvent is toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene or dichlorobenzene. The manufacturing method of the nanosize structure aggregate | assembly as described in.
11.1. -10. An electronic device comprising a nanosize structure aggregate obtained by the method for producing a nanosize structure aggregate according to any one of the above.

<フタロシアニンナノサイズ構造物(ナノワイヤ又はナノロッド)集合体の製造方法>
本発明の製造方法の一形態は、以下の工程を有することに特徴を有する。
(1)無置換フタロシアニン及び置換基を有するフタロシアニンとを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて複合体(A1)を得る工程(a)
(2)前記複合体(A1)を微粒子化して、微粒子化複合体(A2)を得る工程(b)
(3)前記微粒子化複合体(A2)を基板上に塗布し複合体膜(B)を得る工程(c)
(4)前記微粒子化複合体膜(B)を有機溶媒蒸気に暴露し、ナノサイズ構造物を成長させる工程(d)
<Method for producing aggregate of phthalocyanine nanosize structure (nanowire or nanorod)>
One embodiment of the production method of the present invention is characterized by having the following steps.
(1) Step (a) of obtaining a composite (A1) by dissolving an unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine in an acid, and then precipitating them in a poor solvent.
(2) Step (b) of obtaining a fine particle composite (A2) by making the composite (A1) into fine particles
(3) Step (c) of obtaining the composite film (B) by applying the finely divided composite (A2) on the substrate.
(4) Step (d) of exposing the micronized composite film (B) to an organic solvent vapor to grow a nano-sized structure

・工程(a)
一般にフタロシアニン類は硫酸等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サイズ構造物の製造方法においても、まず無置換フタロシアニンと置換基を有するフタロシアニンとを硫酸、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。その後に水等の貧溶媒に投入して無置換フタロシアニン及び置換基を有するフタロシアニンとの複合体(A1)を析出させる。
・ Process (a)
In general, it is known that phthalocyanines are soluble in an acid solvent such as sulfuric acid. In the method for producing a phthalocyanine nanosize structure of the present invention, first, an unsubstituted phthalocyanine and a phthalocyanine having a substituent are mixed with sulfuric acid, chloro Dissolve in an acid solvent such as sulfuric acid, methanesulfonic acid or trifluoroacetic acid. Thereafter, it is poured into a poor solvent such as water to precipitate a complex (A1) of unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine.

ここで、置換基を有するフタロシアニンの無置換フタロシアニンに対する混合比は5〜200質量%の範囲が好ましく、さらに好ましくは30〜120質量%である。混合比が5質量%以上の場合は、置換基を有するフタロシアニンが有する置換基(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又はナノロッド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又はナノロッド化し、粒子状となることはない。
なお、ここで言う混合比は[(置換基を有するフタロシアニンの質量)/(無置換フタロシアニンの質量)]×100である。
Here, the mixing ratio of the substituted phthalocyanine to the unsubstituted phthalocyanine is preferably in the range of 5 to 200 mass%, more preferably 30 to 120 mass%. When the mixing ratio is 5% by mass or more, the crystal grows in one direction through the process described later by the action of the substituent (functional group or polymer side chain) of the phthalocyanine having a substituent, and the nanowire or nanorod is satisfactorily obtained. 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 large as to inhibit the crystal growth. It does not become particulate.
The mixing ratio here is [(mass of substituted phthalocyanine) / (mass of unsubstituted phthalocyanine)] × 100.

前記無置換フタロシアニンと前記置換基を有するフタロシアニン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 unsubstituted phthalocyanine and the substituted phthalocyanine 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 solution has sufficient fluidity. As a range which maintains the viscosity of a grade, 20 mass% or less is preferable.

前記無置換フタロシアニンと前記置換基を有するフタロシアニンとを溶解させた溶液を水等の貧溶媒に投入して前記無置換フタロシアニンと前記置換基を有するフタロシアニンの複合体を析出させる際、該溶液は、貧溶媒に対して、0.01〜50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、すべての前記無置換フタロシアニンと前記置換基を有するフタロシアニン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 a solution in which the unsubstituted phthalocyanine and the phthalocyanine having the substituent are dissolved is poured into a poor solvent such as water to precipitate the complex of the unsubstituted phthalocyanine and the phthalocyanine having the substituent, The range of 0.01-50 mass% is preferable with respect to a poor solvent. If it is 0.01% by mass or more, the concentration of the complex to be precipitated is sufficiently high, so that solids can be easily recovered. If it is 50% by mass or less, all the unsubstituted phthalocyanines and the substituents are contained. Phthalocyanine precipitates to form a solid composite, which has no dissolved components and can be easily recovered.

前記の貧溶媒に関して無置換フタロシアニンと置換基を有するフタロシアニン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。
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、含水状態のまま溶媒や水を追加し工程(b)に供しても良いし、又、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等の有機溶媒中に湿式分散し、工程(b)に供しても良い。
There is no particular limitation as long as the non-substituted phthalocyanine and the substituted phthalocyanine are insoluble or hardly soluble with respect to the poor solvent, but the homogeneity of the complex to be precipitated can be kept high, and refinement described later. Water or an aqueous solution containing water as a main component and having a small environmental load suitable for the process can be mentioned as the most preferable poor solvent.
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 subjected to step (b) by adding a solvent or water in a water-containing state, or after drying to completely remove water, an organic material such as N-methylpyrrolidone or dichlorobenzene is used. You may wet-disperse in a solvent and use for a process (b).

前記工程(a)で得られた無置換フタロシアニンと置換基を有するフタロシアニンの複合体(A1)は透過型電子顕微鏡による観察結果から、形態が無定形であることが確認された。   From the observation result with a transmission electron microscope, it was confirmed that the complex of the unsubstituted phthalocyanine and the substituted phthalocyanine complex (A1) obtained in the step (a) was amorphous.

・工程(b)
工程(b)は、前記工程(a)を経て得られた複合体(A1)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。この微粒子化の方法として、乾式法と湿式法があるが、後工程(c)にて、本工程で得られた微粒子化複合体(A2)を塗布することを鑑みると、湿式法で前記複合体(A1)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(A1)をビーズミル、ペイントコンディショナー等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等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1〜30質量%の範囲で分散処理することが好ましい。微粒子化処理にジルコニアビーズ等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0.01〜2mmの範囲にあるとよい。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、100〜1000質量%の範囲が最も好適に微粒子化できる。
・ Process (b)
The step (b) is not particularly limited as long as the composite (A1) obtained through the step (a) can be formed into fine particles. There are a dry method and a wet method as the method of microparticulation. However, in view of applying the microparticulate composite (A2) obtained in this step in the subsequent step (c), the composite method is performed by a wet method. It is preferable to make the body (A1) fine particles. For example, the complex (A1) obtained in the step (a) is obtained by using a wet disperser using microbeads such as a bead mill or a paint conditioner, 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 | distribution solvent of this composite here, From a viewpoint of dispersion | distribution efficiency, it is preferable to carry out the dispersion process in the range of 1-30 mass% solid content concentration. In the case of using micromedia such as zirconia beads for the micronization treatment, the bead diameter is preferably in the range of 0.01 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 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(A2)は水もしくは溶媒の分散液のまま、工程(c)に供しても良いし、乾燥して水分もしくは溶媒分を除去し粉末とした上で、工程(c)に供してもよいし、又は乾燥して水分もしくは溶媒分を除去し粉末とし、別の溶媒に再分散させた後、工程(c)に供してもよい。粉末化の方法については特に制限はないが、ろ過、遠心分離、ロータリーエバポレーター等による処理を挙げることができる。さらに真空乾燥機等を用いて水分や溶媒分を完全に除去するまで乾燥してもよい。   The obtained micronized composite (A2) may be used in the step (c) as it is in the form of water or a solvent dispersion, or may be dried to form a powder after removing moisture or solvent. You may use for (c), or you may use for a process (c), after drying and removing a water | moisture content or a solvent part to make a powder and redispersing in another solvent. Although there is no restriction | limiting in particular about the method of pulverization, Processing by filtration, centrifugation, a rotary evaporator, etc. can be mentioned. Furthermore, you may dry until a water | moisture content and a solvent content are removed completely using a vacuum dryer etc.

前記分散液に用いる溶媒には、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、グリコールエステル系溶媒、芳香族有機溶媒、ハロゲン系有機溶媒等が好ましく、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、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、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、クロロホルム、塩化メチレン、又はジクロロエタンを最も好適な分散用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、グリコールエーテル系有機溶媒、芳香族有機溶媒、ハロゲン系有機溶媒は単独で用いることもできるが、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することもできる。 The solvent used in the dispersion is not particularly limited as long as it does not have low affinity with phthalocyanines. For example, amide solvents, glycol ester solvents, aromatic organic solvents with high affinity with phthalocyanines And halogen-based organic solvents are preferable, and specifically, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, dichlorobenzene, which have particularly high affinity with phthalocyanine Ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, chloroform, methylene chloride, or dichloroethane It may be mentioned as suitable dispersing organic solvents. The amide organic solvent, glycol ether organic solvent, aromatic organic solvent, halogen organic solvent can be used alone, but can also be used in a mixture at any ratio, and with other organic solvents It can also be used together.

上述の微粒子化複合体(A2)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、微粒子化複合体(A2)の有機溶媒に対する固形分濃度が0.1〜20%の範囲にあり、さらに好ましくは1〜10%である。
なお、微粒子化複合体(A2)を有機溶媒や水分散体として、工程(c)に供する場合、分散攪拌機、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、湿式微粉砕機(ジェットミル)等を併用し、微粒子化複合体(A2)の分散体に対する分散度を向上させても良い。
Regarding the addition amount of the organic solvent with respect to the above-mentioned finely divided composite (A2), the solid content concentration of the finely divided composite (A2) with respect to the organic solvent is 0 from the viewpoint of appropriate fluidity and prevention of aggregation. It is in the range of 1 to 20%, more preferably 1 to 10%.
When the micronized composite (A2) is used as the organic solvent or water dispersion in the step (c), it is micronized by using a dispersion stirrer, homogenizer, ultrasonic homogenizer, wet pulverizer (jet mill), etc. The degree of dispersion of the composite (A2) with respect to the dispersion may be improved.

・工程(c)
工程(b)を経て得られた微粒子化複合体(A2)を、粉末あるいは有機溶媒や水分散体として基板に塗布し、微粒子化複合体塗布基板を得る。微粒子化複合体粉末の塗布方法としては、特に制限はなく、公知慣用の方式を採用することができ、具体的には静電粉体塗装、摩擦転写法、ラビング法等が挙げられる。一方、微粒子化複合体(A2)の有機溶媒や水分散体の製膜方法にも、特に制限はなく、公知慣用の塗布又は印刷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、静電コーター法、超音波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。
・ Process (c)
The finely divided composite (A2) obtained through the step (b) is applied to a substrate as a powder or an organic solvent or an aqueous dispersion to obtain a finely divided composite coated substrate. The method for applying the fine composite powder is not particularly limited, and a known and commonly used method can be employed. Specific examples include electrostatic powder coating, a friction transfer method, and a rubbing method. On the other hand, there are no particular limitations on the method of forming the organic solvent or the aqueous dispersion of the micronized composite (A2), and a known and commonly used coating or printing method can be employed. 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, electrostatic coater method, ultrasonic spray coater method, die coater method, spin coater method, bar coater method, slit coater method, drop cast method, etc. Can be mentioned.

微粒子化複合体(A2)を塗布する基板としては、塗布によって微粒子化複合体が基板上に固定化されるものであれば、特に制限はなく、金属、無機材料、ガラスや無機酸化物、ポリマー材料を用いることができる。金属としては、例えば、鉄、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、タングステン等を用いることができ、無機材料や無機酸化物としては、例えば、シリコン基板、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、シリカ等を用いることができ、ポリマー材料としては、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)等を用いることができる。ポリマー材料のうち、プラスチックフィルムを基材として用いることで、金属、ガラス、無機酸化物等の基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、またフレキシビリティも付与できる。なお、デバイス化のためには、電極付基板を用いることもできる。   The substrate on which the fine particle composite (A2) is applied is not particularly limited as long as the fine particle composite is fixed on the substrate by coating. Metal, inorganic material, glass, inorganic oxide, polymer Materials can be used. Examples of metals that can be used include iron, aluminum, gold, silver, copper, nickel, and tungsten. Examples of inorganic materials and oxides include silicon substrates, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and oxide. Zinc, silica, etc. can be used, and examples of the polymer material include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, poly Arylate, polyimide, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), or the like can be used. Among polymer materials, using a plastic film as a base material can reduce the weight as compared with the case of using a substrate made of metal, glass, inorganic oxide, or the like, and can provide flexibility. In addition, a substrate with an electrode can also be used for device formation.

・工程(d)
工程(c)を経て得られた微粒子化複合体塗布基板に有機溶媒の蒸気を暴露することによって、該基板上でフタロシアニンナノ構造物を成長させる。工程(d)において、暴露に用いる有機溶媒としては、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、グリコールエステル系溶媒、芳香族有機溶媒、ハロゲン系有機溶媒が好ましく、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、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、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等を最も好適な有機溶媒として挙げることができる。前記アミド系有機溶媒、グリコールエステル系溶媒、芳香族有機溶媒、ハロゲン系有機溶媒は単独で用いることもできるが、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 (d)
A phthalocyanine nanostructure is grown on the substrate obtained by exposing the finely divided composite-coated substrate obtained through the step (c) to vapor of an organic solvent. In the step (d), the organic solvent used for exposure is not particularly limited as long as it does not have low affinity with phthalocyanines. For example, an amide solvent or glycol ester solvent having high affinity with phthalocyanines. , Aromatic organic solvents and halogen-based organic solvents are preferable. Specifically, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, dichlorobenzene, chloroform, Methylene chloride, dichloroethane, etc. can be mentioned as the most suitable organic solvent. The amide organic solvent, glycol ester solvent, aromatic organic solvent, and halogen organic solvent can be used alone, but can be used in a mixture at any ratio, and further used in combination with other organic solvents. It can also be used.

有機溶媒の蒸気温度は、0〜300℃の範囲が好ましく、さらに好ましくは20〜250℃である。蒸気温度が0℃以上であれば、ナノワイヤー又はナノロッド化に十分な濃度の有機溶媒蒸気を発生させることができる。また暴露時間には特に限定は無いが、フタロシアニンナノサイズ構造物の長さ(長径)が100nm以上に成長するまでに、少なくとも10分以上暴露することが好ましい。   The vapor temperature of the organic solvent is preferably in the range of 0 to 300 ° C, more preferably 20 to 250 ° C. When the vapor temperature is 0 ° C. or higher, an organic solvent vapor having a concentration sufficient for nanowire or nanorod formation can be generated. Further, the exposure time is not particularly limited, but it is preferable to expose at least 10 minutes before the length (major axis) of the phthalocyanine nanosize structure grows to 100 nm or more.

工程(d)では、前工程(c)で得られた微粒子化複合体膜(B)に基板上で一定方向に応力をかけた後に有機溶媒蒸気の暴露を行うか、又は基板上で有機溶媒蒸気を一定方向に流して該有機溶媒暴露を行ってもよい。これにより、フタロシアニンナノワイヤー又はナノロッドを、応力方向又は上記気流方向に(一方向に)、成長させることが可能となる(配向したナノサイズ構造物よりなる集合体)。なお、このような応力等を加えない場合にはナノワイヤー又はナノロッドが基板に対して垂直方向に伸びるため、基板垂直方向に一定の配向をもったナノワイヤー又はナノロッドを得ることができる(配向したナノサイズ構造物よりなる集合体)。
フタロシアニンあるいはフタロシアニン誘導体等のフタロシアニン類は、前記の様に、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、すなわち分子が一定方向に配列することで良好な半導体特性を示すことが知られており、すなわち、これら分子が一定方向に配列したフタロシアニンナノワイヤー又はナノロッドは、有機半導体として非常に有用な材料である。通常、このような材料を電子デバイス等に供する場合には、該フタロシアニンナノワイヤー又はナノロッドは、一本で用いられることは少なく、複数の集合体として用いられるが、この際、集合体中でのワイヤー又はロッドの配列がランダムであると、電荷の輸送方向が一定にならず、充分な能力を発揮できない場合がある。従って、半導体としての能力を充分に発揮させるためには、該フタロシアニンナノワイヤー又はナノロッドが一定方向に配列した構造を形成することが重要である。
In the step (d), the fine composite film (B) obtained in the previous step (c) is subjected to stress in a certain direction on the substrate and then exposed to an organic solvent vapor, or the organic solvent is exposed on the substrate. The organic solvent exposure may be performed by flowing steam in a certain direction. Thereby, it becomes possible to grow phthalocyanine nanowires or nanorods in the stress direction or the airflow direction (in one direction) (an assembly made up of oriented nano-sized structures). When such stress is not applied, the nanowires or nanorods extend in the direction perpendicular to the substrate, so that nanowires or nanorods having a certain orientation in the substrate vertical direction can be obtained (orientated). An assembly of nano-sized structures).
As described above, phthalocyanines such as phthalocyanine or phthalocyanine derivatives are one of typical organic semiconductors, and control higher order structures, that is, molecular arrangement and assembly state, that is, molecules are arranged in a certain direction. In other words, phthalocyanine nanowires or nanorods in which these molecules are arranged in a certain direction are very useful materials as organic semiconductors. Usually, when such a material is used for an electronic device or the like, the phthalocyanine nanowire or nanorod is rarely used alone, and is used as a plurality of aggregates. If the arrangement of the wires or rods is random, the charge transport direction may not be constant, and sufficient capacity may not be exhibited. Therefore, it is important to form a structure in which the phthalocyanine nanowires or nanorods are arranged in a certain direction in order to fully exhibit the ability as a semiconductor.

本発明の応力とは、例えば、スピンコート法であれば、塗布回転時に基板中央から外端に生じる放射状の液流れに沿ったものであり、また、バーコートやアプリケーターによる塗布では、バーやアプリケーターの移動方向に生じる応力のことをいう。また、微粒子化複合体(A2)を基板上に塗布した後、別の基板を上部から押しつけて動かすことにより、表面に一定方向の応力を付与しても良い。 For example, in the case of spin coating, the stress of the present invention is along the radial liquid flow generated from the center of the substrate to the outer edge during coating rotation. In the case of coating with a bar coat or applicator, the bar or applicator is used. This refers to the stress generated in the direction of movement. Further, after applying the micronized composite (A2) onto the substrate, a stress in a certain direction may be applied to the surface by pressing and moving another substrate from above.

<フタロシアニンナノサイズ構造物(ナノワイヤー又はナノロッド)を構成するフタロシアニン類>
本発明のフタロシアニンナノサイズ構造物としては、無置換フタロシアニンと置換基を有するフタロシアニン(フタロシアニン誘導体)からなる、フタロシアニンナノサイズ構造物を挙げることができる。
<Phthalocyanines constituting phthalocyanine nano-sized structures (nanowires or nanorods)>
Examples of the phthalocyanine nanosize structure of the present invention include a phthalocyanine nanosize structure composed of unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine (phthalocyanine derivative).

本発明のフタロシアニンナノサイズ構造物を構成する無置換フタロシアニンには、一般式(1)で表されるフタロシアニン、及び式(2)で表される無金属フタロシアニンを用いることができる。 As the unsubstituted phthalocyanine constituting the phthalocyanine nanosize structure of the present invention, a phthalocyanine represented by the general formula (1) and a metal-free phthalocyanine represented by the formula (2) can be used.

Figure 2012097079
Figure 2012097079

一般式(1)において、Xとしては、フタロシアニン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、錫原子、鉛原子、マグネシウム原子、珪素原子、鉄原子、パラジウム原子等の金属原子、又、チタニル(TiO)、バナジル(VO)、塩化アルミニウム(AlCl)等の金属酸化物や金属ハロゲン化物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。 In general formula (1), X is not limited as long as it constitutes phthalocyanine. However, copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom Metal atoms such as palladium atoms, and metal oxides and metal halides such as titanyl (TiO), vanadyl (VO), and aluminum chloride (AlCl), among which copper atoms, zinc atoms, and iron atoms Particularly preferred.

本発明のフタロシアニンナノサイズ構造物を構成する置換基を有するフタロシアニンには、下記一般式(3)又は(4)であるフタロシアニン誘導体を用いることが出来る。 As the phthalocyanine having a substituent constituting the phthalocyanine nanosize structure of the present invention, a phthalocyanine derivative represented by the following general formula (3) or (4) can be used.

Figure 2012097079
Figure 2012097079

一般式(3)において、Xとしては、フタロシアニン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、錫原子、鉛原子、マグネシウム原子、珪素原子、鉄原子、パラジウム原子等の金属原子、又、チタニル(TiO)、バナジル(VO)、塩化アルミニウム(AlCl)等の金属酸化物や金属ハロゲン化物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。 In the general formula (3), X is not limited as long as it constitutes phthalocyanine. However, copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom Metal atoms such as palladium atoms, and metal oxides and metal halides such as titanyl (TiO), vanadyl (VO), and aluminum chloride (AlCl), among which copper atoms, zinc atoms, and iron atoms Particularly preferred.

一般式(3)又は(4)において、YからYは、フタロシアニン骨格とZからZを結合させる結合基を表し、YからYは存在しなくもよく、YからYが結合基として存在しない場合には、ZからZは、−N、−CN、−NC、−NO、−NR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−NR (Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−OH、−O、−SH、−S、−SOH、−SO 、−SOH、−SO 、−CHO、−COOH、−COO、−B(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−SiR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−Si(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−P(=O)(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−P(=O)(OH)、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)ヘテロアリール(基)、置換基を有してもよい(ポリ)エーテル鎖、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレンイミン鎖、置換基を有してもよいフラーレン類、又は置換基を有してもよいフタルイミドである。 In the general formula (3) or (4), Y 4 from Y 1 represents a linking group linking the Z 4 phthalocyanine skeleton and Z 1, Y 4 from Y 1 may not exist, from Y 1 Y When 4 does not exist as a linking group, Z 1 to Z 4 are —N 3 , —CN, —NC, —NO 2 , —NR 2 (where R is hydrogen, or alkyl which may have a substituent). represents a group), - NR 3 + (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent group), - OH, -O -, -SH, -S -, -SO 2 H, -SO 2 -, -SO 3 H, -SO 3 -, -CHO, -COOH, -COO -, -B (oR) 3 (R represents an alkyl group which may have hydrogen or a substituent), - SiR 3 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - Si (oR) 3 (R is water Or a substituent represented also alkyl group), - P (= O) (OR) 2 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - P (= O) (OH) 2 , optionally having (oligo) aryl (group), optionally having (oligo) heteroaryl (group), optionally having substituent (poly) It is an ether chain, a (poly) alkyleneimine chain which may have a substituent, a fullerene which may have a substituent, or a phthalimide which may have a substituent.

一般式(3)又は(4)において、YからYは、フタロシアニン環とZからZ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、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−OC(=O)−、−OC(=O)O−、−C(=O)NH−、−NHC(=O)−、−NHC(=O)NH−、−OC(=O)NH−、−NHC(=O)O−、−S(=O)−、−S(=O)−、−SONH−、−NHSO−、−NHSONH−、−SO−、−OS(=O)−、−N=N−、−C(=O)OC(=O)−、−C(=O)NHC(=O)−、−(CR−(nは1〜10の整数を、Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−CH=CH−、−C≡C−等である。 In the general formula (3) or (4), Y 1 to Y 4 can be used without particular limitation as long as they are a linking group that binds the phthalocyanine ring and Z 1 to Z 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, —O—, —S—, —C (═O) —, —C (═O) O—, —OC (═O )-, -OC (= O) O-, -C (= O) NH-, -NHC (= O)-, -NHC (= O) NH-, -OC (= O) NH-, -NHC ( = O) O -, - S (= O) -, - S (= O) 2 -, - SO 2 NH -, - NHSO 2 -, - NHSO 2 NH -, - SO 3 -, - OS (= O ) 2 -, - N = N -, - C (= O) OC (= O) -, - C (= O) NHC (= O) -, (CR 2) n - (a n is an integer of 1 to 10, R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - CH = CH -, - is C≡C- like.

一般式(3)又は(4)において、ZからZは、前記結合基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。 In the general formula (3) or (4), Z 1 to Z 4 are functional groups that can be bonded to the phthalocyanine ring via the bonding groups Y 1 to Y 4 .

より具体的に、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、フラーレン類、フタルイミド基等を挙げることができ、さらに具体的には、フェニル基やナフチル基等のアリール基、インドイル基やピリジニル基等のヘテロアリール基、メチル基等のアルキル基等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、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(ポリ)エーテル鎖、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレンイミン鎖、置換基を有してもよいフラーレン類、置換基を有してもよいフタルイミド、−SiR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基)等を挙げることができる。 More specifically, such functional groups include, for example, alkyl groups, alkyloxy groups, amino groups, mercapto groups, carboxy groups, sulfonic acid groups, silyl groups, silanol groups, boronic acid groups, nitro groups, and phosphoric acids. Group, aryl group, heteroaryl group, cycloalkyl group, heterocycloalkyl group, nitrile group, isonitrile group, ammonium salt, fullerenes, phthalimide group, etc., more specifically, phenyl group or naphthyl group An aryl group such as an indoyl group, a heteroaryl group such as an indoyl group and a pyridinyl group, and an alkyl group such as a methyl group. Among these, specifically preferred groups include an alkyl group which may have a substituent, an (oligo) aryl group which may have a substituent, an (oligo) heteroaryl group which may have a substituent, A (poly) ether chain which may have a substituent, a (poly) alkyleneimine chain which may have a substituent, a fullerene which may have a substituent, a phthalimide which may have a substituent, -SiR 3 (R is hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), and the like.

前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。又、エーテル基又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 2012097079
Figure 2012097079

(mは1から20の整数であり、R及びR’は、各々独立に炭素数1から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 or aryl group having 1 to 20 carbon atoms.)
The group represented by can also be used.

前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、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公知慣用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. Examples thereof include an oligophenylene group and an oligonaphthyl group which may have a substituent. Examples of the substituent include known and commonly used substituents that can be substituted on the aryl group.

前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等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公知慣用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 known and commonly used substituents that can be substituted on the heteroaryl group.

又、置換基を有してもよいフラーレン類としては、無置換フラーレン、及び公知慣用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、[6,6]−フェニルC61酪酸メチルエステル(PCBM)等を挙げることできる。   In addition, examples of the fullerenes which may have a substituent include unsubstituted fullerenes and fullerenes having known and commonly used substituents, such as C60 fullerene, C70 fullerene, [6,6] -phenyl. Examples thereof include C61 butyric acid methyl ester (PCBM).

前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:

Figure 2012097079
Figure 2012097079

(ここで、qは1から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公知慣用の置換基を挙げることができる。
(Where q is an integer from 1 to 20)
The group represented by these can be mentioned. Examples of the substituent include known and commonly used substituents that can be substituted on the phthalimide group.

また、置換基を有してもよい(ポリ)エーテル鎖としては、一般式(化7)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、即ち、エチレンオキシドポリマーやエチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマー等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。 Examples of the (poly) ether chain which may have a substituent include polyalkylene oxide copolymers represented by the general formula (Chemical Formula 7), that is, ethylene oxide polymers and ethylene oxide / propylene oxide copolymers. Any polyalkylene oxide can be used, either block polymerized or randomly polymerized.

ここで、一般式(化7)におけるQ’は、炭素数1から30の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又は分岐状飽和炭化水素基を挙げることができる。 Here, Q ′ in the general formula (Chemical Formula 7) may be either a linear hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group as an acyclic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the hydrocarbon group is saturated. Either a hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon 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.

又、直鎖状又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又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-pentene-4-ynyl group, etc. 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、得られるナノサイズ構造物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 number of repeating n of the polyalkylene oxide moiety is not particularly limited, but is preferably 4 or more and 100 or less from the viewpoint of the affinity with the dispersion solvent, that is, the dispersion stability of the resulting nanosized structure, Preferably they are 5 or more and 80 or less, More preferably, they are 10 or more and 50 or less.

Figure 2012097079
Figure 2012097079

(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.)

一般式(3)又は(4)において、a、b、c及びdは各々独立に0から4の整数を表わし、フタロシアニン環に置換するYからYの置換基数を示す。なお、フタロシアニン環に置換する置換基の数aからdのうち少なくとも一つは0ではない。 In general formula (3) or (4), a, b, c and d each independently represents an integer of 0 to 4, and represents the number of substituents Y 1 Z 1 to Y 4 Z 4 substituted on the phthalocyanine ring. Note that at least one of the numbers a to d of the substituents substituted on the phthalocyanine ring is not zero.

一般式(3)で表される置換基を有するフタロシアニン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。なお、ここで、置換基を有するフタロシアニンの式の括弧の横の数字はフタロシアニン分子に対する置換基の平均導入数を表している。この数が小数である理由は、個々の分子についての置換基導入数は整数であるが、実際の使用に当たっては、置換基導入数の異なるものが混在しているためである。 Specific examples of the phthalocyanine having a substituent represented by the general formula (3) include, but are not limited to, the following. Here, the numbers next to the parentheses in the formula of the substituted phthalocyanine represent the average number of substituents introduced into the phthalocyanine molecule. The reason why this number is a decimal number is that although the number of substituents introduced for each molecule is an integer, different numbers of substituents are introduced in actual use.

Figure 2012097079
Figure 2012097079

Figure 2012097079
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Figure 2012097079
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Figure 2012097079
Figure 2012097079

Figure 2012097079
Figure 2012097079

(ここで、Xは、銅原子又は亜鉛原子、nは1〜20の整数、mは置換基の平均導入数を表わす0〜4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 0 to 4 representing the average number of substituents introduced.)

Figure 2012097079
Figure 2012097079

(ここで、Xは銅原子又は亜鉛原子、nは1〜20の整数、mは置換基の平均導入数を表わす0から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 0 to 4 representing the average number of substituents introduced, and R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom. Represents a halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyloxy group or an alkylthio group.)

Figure 2012097079
Figure 2012097079

(ここで、Xは銅原子又は亜鉛原子、nは1〜20の整数、mは置換基の平均導入数を表わす0から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 from 1 to 20, m is a numerical value from 0 to 4 representing the average number of substituents introduced, and R 1 to R 2 are each independently a hydrogen atom. Represents a halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyloxy group or an alkylthio group.)

Figure 2012097079
Figure 2012097079

(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の数値である。又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mはフタロシアニンが有する4つのベンゼン環に対する平均導入数を表す0〜4の数値である。) (However, in the formula, Q and R represent a hydrogen atom or a methyl group. N is a numerical value of 4 to 100. In addition, the number m of polyalkylene oxide chains bonded to the phthalocyanine through a sulfamoyl bond is included in the phthalocyanine. (It is a numerical value of 0 to 4 representing the average number of introductions for four benzene rings.)

Figure 2012097079
Figure 2012097079

又、一般式(4)で表される具体的化合物としては、前記式(化8)から(化18)において中心金属が存在しないフタロシアニン誘導体を挙げることができる。 Moreover, as a specific compound represented by General formula (4), the phthalocyanine derivative which does not have a center metal in the said Formula (Chemical Formula 8)-(Chemical Formula 18) can be mentioned.

<電子デバイス>
電子デバイスとしては、有機半導体によって構成される通常公知のものであれば特に制限は無く、有機EL、有機電界効果型トランジスタ、有機太陽電池、有機フォトダイオード、有機センサー、有機レーザー、有機サイリスタ等を挙げることができる。
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
<Electronic device>
The electronic device is not particularly limited as long as it is a generally known device composed of an organic semiconductor, and includes an organic EL, an organic field effect transistor, an organic solar cell, an organic photodiode, an organic sensor, an organic laser, an organic thyristor, and the like. Can be mentioned.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

(実施例1)
<フタロシアニンナノサイズ構造物集合体(膜)の製造>
・工程(a)
銅フタロシアニン(Fastogen Blue 5380E(商品名、DIC製))1.0gと
Example 1
<Manufacture of phthalocyanine nano-sized structure aggregate (film)>
・ Process (a)
Copper phthalocyanine (Fastogen Blue 5380E (trade name, manufactured by DIC)) 1.0 g

Figure 2012097079
で表される銅フタロシアニン誘導体化合物0.83gを濃硫酸(関東化学製)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前記銅フタロシアニン誘導体化合物とからなる複合体を析出させた。
Figure 2012097079
Was added to 81 g of concentrated sulfuric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) to completely dissolve it to prepare a concentrated sulfuric acid solution. Subsequently, 730 g of distilled water was put into a 1000 mL beaker, and this was cooled sufficiently with ice water, and then the concentrated sulfuric acid solution prepared above was added while stirring the distilled water, and copper phthalocyanine and the copper phthalocyanine derivative compound were added. A composite consisting of was deposited.

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。   Subsequently, the obtained composite was filtered using a filter paper, washed sufficiently with distilled water, and the composite containing water was recovered.

・工程(b)
工程(a)で得られた銅フタロシアニンと前記銅フタロシアニン誘導体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時間処理した。続いて、該処理にて微粒子(微細)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%)(微粒子化複合体水分散液(1))を得た。
・ Process (b)
12.4 g of a hydrous composite containing 2.5 g of the composite comprising the copper phthalocyanine obtained in the step (a) and the copper phthalocyanine derivative compound is put into a polypropylene container having a capacity of 50 mL, and 4.3 g of distilled water is further added. Then, 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, followed by treatment for 2 hours using a paint shaker. Subsequently, the composite finely divided (fine) by the treatment is separated and recovered from the zirconia beads, and further distilled water is added thereto to add a 50 g finely divided composite aqueous dispersion (solids concentration 5%) (microparticulated composite). A body water dispersion (1)) was obtained.

・工程(c)
工程(b)で得られた微粒子化複合体水分散液をガラス板上にキャストし、乾燥させた。
・ Process (c)
The finely divided composite aqueous dispersion obtained in the step (b) was cast on a glass plate and dried.

・工程(d)
工程(c)において得られた微細化複合体塗布ガラス板を、フローセル中に設置し、室温において、ジクロロベンゼン蒸気を窒素ガスによってフローさせ、基板の一方向から1時間暴露した(図1参照)。このガラス板を取り出して、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10以上にまで成長したナノワイヤーが蒸気のフロー方向に成長(配向)していることが確認された(フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(1))。
・ Process (d)
The fine composite-coated glass plate obtained in step (c) was placed in a flow cell, and dichlorobenzene vapor was flowed with nitrogen gas at room temperature, and exposed from one direction of the substrate for 1 hour (see FIG. 1). . When this glass plate was taken out and observed using a scanning electron microscope, nanowires grown to a short diameter of about 100 nm and a ratio of the length to the short diameter of 10 or more grew in the vapor flow direction (orientation). (Phthalocyanine nanowire aggregate (film) (1)).

<トランジスタの製造と評価>
実施例1で得た配向フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(1)に、配向方向がチャネルとなるように、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た(チャネル長:75μm、チャネル幅:5mm)。さらに、この上に、ゲート絶縁膜として、パリレン膜を化学気相堆積法(CVD法)にて成膜した。なお、パリレン膜は第三化成社製のdiX Cを原材料に、これを減圧下100〜170℃の温度にて昇華させ、引き続き熱分解炉に導入し(熱分解炉温度:650℃)、その後、前記フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)を有する基板を設置した成膜室に導入することで、作製した(膜厚:1μm)。
最後に、イオンコーターを用いて、白金を30nm、堆積させ、ボトムコンタクトトップゲート型のトランジスタ(1)を作製した。
上記各有機トランジスタについて、トランジスタ特性を測定した。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。これらの結果を表1に示す。
<Manufacture and evaluation of transistors>
A source / drain electrode made of a gold thin film was patterned on the oriented phthalocyanine nanowire aggregate (film) (1) obtained in Example 1 by vapor deposition so that the orientation direction was a channel (channel length: 75 μm, channel width: 5 mm). Further, a parylene film was formed thereon as a gate insulating film by a chemical vapor deposition method (CVD method). The parylene film is made by using diXC made by Sanka Chemical Co., Ltd. as a raw material, sublimated at a temperature of 100 to 170 ° C. under reduced pressure, and subsequently introduced into a pyrolysis furnace (pyrolysis furnace temperature: 650 ° C.). The phthalocyanine nanowire aggregate (film) was introduced into a film formation chamber provided with a substrate (film thickness: 1 μm).
Finally, platinum was deposited to 30 nm using an ion coater, and a bottom contact top gate type transistor (1) was produced.
The transistor characteristics of each organic transistor were measured. 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. These results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1における、ゲート絶縁膜材料を、パリレンに変えて、ポリイミド(サンエバー(商品名、日産化学製))にした以外は、実施例1と同様にして、ボトムコンタクトトップゲート型のトランジスタ(2)を作製した。評価結果を表1に示した。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, except that the gate insulating film material in Example 1 was changed to parylene and changed to polyimide (Sunever (trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries)), a bottom contact top gate type transistor (2 ) Was produced. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例3)
ガラス基板上に、蒸着成膜によって、チタン/金積層薄膜からなるソース・ドレイン電極をパターン形成した(チャネル長:75μm、チャネル幅:5mm)(基板(3))。なお、各層の厚みは、下層:チタン層5nm、上層:金層30nmとした。
実施例1の工程(c)のガラス基板を前記基板(3)に変え、工程(d)におけるガスフロー方向を基板(3)に形成したチャネル方向と同じにした以外は実施例1と同様にして、トップコンタクトトップゲート型のトランジスタ(3)を作製した。評価結果を表1に示した。
(Example 3)
A source / drain electrode made of a titanium / gold laminated thin film was patterned on a glass substrate by vapor deposition (channel length: 75 μm, channel width: 5 mm) (substrate (3)). In addition, the thickness of each layer was taken as lower layer: titanium layer 5 nm, upper layer: gold layer 30 nm.
The glass substrate in the step (c) of Example 1 is changed to the substrate (3), and the gas flow direction in the step (d) is the same as the channel direction formed on the substrate (3). Thus, a top contact top gate type transistor (3) was manufactured. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例4)
n型のシリコン基板の表面層を熱酸化処理して、シリコン基板上に酸化シリコン(300nm)層を形成した(基板(4))。
実施例1の工程(c)におけるガラス基板を、基板(4)に変えた以外は実施例1と同様にして、配向フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)を得た。
その後、該フタロシアニン集合体(膜)上に、配向方向がチャネルとなるように、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(チャネル長:75μm、チャネル幅:5mm)、トップコンタクトボトムゲート型のトランジスタ(4)を得た。該トランジスタの評価結果を表1に示した。
Example 4
The surface layer of the n-type silicon substrate was thermally oxidized to form a silicon oxide (300 nm) layer on the silicon substrate (substrate (4)).
An aligned phthalocyanine nanowire aggregate (film) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass substrate in the step (c) of Example 1 was changed to the substrate (4).
Thereafter, on the phthalocyanine aggregate (film), a source / drain electrode made of a gold thin film is patterned by vapor deposition so that the orientation direction is a channel (channel length: 75 μm, channel width: 5 mm), A top contact bottom gate type transistor (4) was obtained. The evaluation results of the transistor are shown in Table 1.

(実施例5)
<フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)の製造>
工程(a)〜(c)まで、実施例1と同様に行った後、微粒子化複合体塗布ガラス板を上方より、ガラス板で挟み、一方向にスライドさせることで応力を与えた後(図2参照)、室温において、ジクロロベンゼン蒸気で飽和したガラス瓶へ入れ、1時間静置した。このガラス板を取り出して、走査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10以上にまで成長したナノワイヤーが応力方向(図3、4右方向)に成長していることが確認された(図3、図4参照)(配向フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(5))。
(Example 5)
<Manufacture of phthalocyanine nanowire assembly (film)>
After performing steps (a) to (c) in the same manner as in Example 1, the finely divided composite-coated glass plate was sandwiched between the glass plates from above and applied with stress by sliding in one direction (see FIG. 2) at room temperature and placed in a glass bottle saturated with dichlorobenzene vapor, and allowed to stand for 1 hour. When this glass plate was taken out and observed using a scanning electron microscope, the nanowire grown to a minor axis of about 20 nm and a ratio of the length to the minor axis of 10 or more was in the stress direction (right direction in FIGS. 3 and 4). (See FIGS. 3 and 4) (Oriented phthalocyanine nanowire aggregate (film) (5)).

<トランジスタの製造と評価>
フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(1)の変わりにフタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(5)を用いた以外は、実施例1と同様にしてトランジスタを作製した。その評価結果を表1に示した。
<Manufacture and evaluation of transistors>
A transistor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the phthalocyanine nanowire aggregate (film) (5) was used instead of the phthalocyanine nanowire aggregate (film) (1). The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例6)
<太陽電池の製造と評価>
ガラス基板にスパッタリング法により正極となるITO透明導電層を100nm堆積させ、これをフォトリソグラフィー法により2mm幅の短冊状にパターニングした。得られたパターンITO付きガラス基板を中性洗剤、蒸留水、アセトン、エタノールの順にそれぞれにつき3回15分間超音波洗浄した後、30分間UV/オゾン処理し、この上にPEDOT:PSS水分散液(商品名AI4083、HCStarck社製)をスピンコートすることで、PEDOT:PSSよりなるバッファー層1を60nmの厚さで形成した。これをホットプレートにより100℃で5分間加熱乾燥した後、当該PEDOT:PSS層上に、実施例(1)の工程(a)、(b)により得られた微粒子化複合体水分散液(固形物濃度5%)(微粒子化複合体水分散液(1))をスピンコートし、膜厚100nmの微粒子化複合体膜を形成した。これを室温において、ジクロロベンゼン蒸気で飽和したガラス瓶へ入れ、1時間静置し、フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(6)を作製した。その後、前記フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(6)上に、2重量%のPCBM−オルトジクロロベンゼンをスピンコートし電子受容性材料層を積層し、これを蒸着用メタルマスク(2mm幅の短冊パターン形成用)とともに真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度を5×10−4Paまで高めた後、抵抗加熱法によって、負極となるアルミニウムを2mm幅の短冊パターンになるように蒸着堆積した(膜厚:80nm)。以上のようにして、面積が2mm×2mm(短冊状のITO層とアルミニウム層が交差する部分)である光電変換素子(6)を作製した。
(Example 6)
<Manufacture and evaluation of solar cells>
An ITO transparent conductive layer serving as a positive electrode was deposited to a thickness of 100 nm on a glass substrate by a sputtering method, and this was patterned into a strip shape having a width of 2 mm by a photolithography method. The obtained glass substrate with pattern ITO was ultrasonically washed three times for 15 minutes each in the order of neutral detergent, distilled water, acetone, and ethanol, then UV / ozone treatment for 30 minutes, and PEDOT: PSS aqueous dispersion on this A buffer layer 1 made of PEDOT: PSS was formed to a thickness of 60 nm by spin coating (trade name AI4083, manufactured by HC Starck). This was heated and dried with a hot plate at 100 ° C. for 5 minutes, and then the finely divided composite aqueous dispersion (solid) obtained by the steps (a) and (b) of Example (1) on the PEDOT: PSS layer. Material concentration 5%) (fine particle composite aqueous dispersion (1)) was spin-coated to form a fine particle composite film having a thickness of 100 nm. This was put into a glass bottle saturated with dichlorobenzene vapor at room temperature, and allowed to stand for 1 hour to produce a phthalocyanine nanowire aggregate (film) (6). Thereafter, 2 wt% PCBM-orthodichlorobenzene was spin-coated on the phthalocyanine nanowire aggregate (film) (6) to deposit an electron-accepting material layer, and this was deposited on a metal mask for vapor deposition (2 mm width strip). (For pattern formation) in a vacuum deposition apparatus, the degree of vacuum in the apparatus is increased to 5 × 10 −4 Pa, and then the negative electrode aluminum is formed into a 2 mm wide strip pattern by resistance heating. Vapor deposition was performed (film thickness: 80 nm). As described above, a photoelectric conversion element (6) having an area of 2 mm × 2 mm (a portion where the strip-like ITO layer and the aluminum layer intersect) was produced.

このようにして得られた光電変換素子(6)の正極と負極をデジタルマルチメーター(商品名6241A、ADC社製)に接続して、擬似太陽光(簡易型ソーラシミュレータ XES151S、三永電機製作所製、スペクトル形状:AM1.5、強度:100mW/cm)の照射下(ITO層側から照射)、大気中で電圧を−0.1Vから+0.8Vまで掃引し、電流値を測定した。この時の短絡電流密度(印加電圧が0Vのときの電流密度の値。以下、Jsc)は5.33mA/cm、開放電圧(電流密度が0になるときの印加電圧の値。以下、Voc)は0.55V、フィルファクター(FF)は0.33であり、これらの値から算出した光電変換効率(PCE)は0.98%であった。なお、FFとPCEは次式により算出した。

FF=JVmax/(Jsc×Voc
(ここで、JVmaxは、印加電圧が0Vから開放電圧値の間で電流密度と印加電圧の積が最大となる点における電流密度と印加電圧の積の値である。)

PCE=[(Jsc×Voc×FF)/擬似太陽光強度(100mW/cm)]×100(%)
The positive and negative electrodes of the photoelectric conversion element (6) thus obtained are connected to a digital multimeter (trade name 6241A, manufactured by ADC), and simulated sunlight (simple solar simulator XES151S, manufactured by Mitsunaga Electric Manufacturing Co., Ltd.). , Spectrum shape: AM1.5, intensity: 100 mW / cm 2 ) (irradiation from the ITO layer side), the voltage was swept from −0.1 V to +0.8 V in the atmosphere, and the current value was measured. At this time, the short-circuit current density (value of the current density when the applied voltage is 0 V. Hereinafter, J sc ) is 5.33 mA / cm 2 , and the open circuit voltage (value of the applied voltage when the current density is 0. V oc ) was 0.55 V, the fill factor (FF) was 0.33, and the photoelectric conversion efficiency (PCE) calculated from these values was 0.98%. FF and PCE were calculated by the following formula.

FF = JV max / (J sc × V oc )
(Here, JV max is the product of the current density and the applied voltage at the point where the product of the current density and the applied voltage is maximum between the applied voltage of 0 V and the open circuit voltage value.)

PCE = [(J sc × V oc × FF) / pseudo sunlight intensity (100 mW / cm 2 )] × 100 (%)

(比較例1)
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た後、水分散体を作製せず、ろ過する以外は、実施例(1)と同様にして工程(a)〜(b)を行い、微粒子化複合体を得た。
この微粒子化複合体をジクロロベンゼン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。該分散体を、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。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、濾残をジクロロベンゼンでよく洗浄した。該濾残をガラス基板上にキャストして(フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(1)’)、SEM観察を行ったところ、繊維状のフタロシアニンナノワイヤーが、ランダムに凝集しているのが観察された(図5)。
(Comparative Example 1)
The steps (a) to (b) were carried out in the same manner as in Example (1) except that the finely divided composite was separated and recovered from the zirconia beads, and then the aqueous dispersion was not produced but filtered. Got the body.
This finely divided complex was dispersed in 60 g of dichlorobenzene and stirred for 2 hours, and then 60 g of N-methylpyrrolidone was further added and stirred for 2 hours. The dispersion 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. The dispersion after heating was filtered using a membrane filter (pore size: 0.1 μm), and the residue was thoroughly washed with dichlorobenzene. The filter residue was cast on a glass substrate (phthalocyanine nanowire aggregate (film) (1) ′) and subjected to SEM observation, and it was observed that fibrous phthalocyanine nanowires were randomly aggregated. (FIG. 5).

フタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(1)の変わりにフタロシアニンナノワイヤー集合体(膜)(1)’を用いた以外は実施例(1)と同様にして、トランジスタ(1)’を作製した。評価結果を表(1)に示した。表より、本発明の効果は顕著であるといえる。   A transistor (1) 'was produced in the same manner as in Example (1) except that the phthalocyanine nanowire aggregate (film) (1)' was used instead of the phthalocyanine nanowire aggregate (film) (1). The evaluation results are shown in Table (1). From the table, it can be said that the effect of the present invention is remarkable.

Figure 2012097079
Figure 2012097079

本発明の製造方法により、半導体特性に優れる、配列(配向)したフタロシアニンナノサイズ構造物(配列(配向)したフタロシアニンナノワイヤー又はナノロッド)よりなる集合体(膜)を製造することができる。   By the production method of the present invention, it is possible to produce an aggregate (film) made of aligned (orientated) phthalocyanine nanosize structures (arranged (orientated) phthalocyanine nanowires or nanorods) having excellent semiconductor characteristics.

(a)微粒子化複合体塗布ガラス板
(b)フローセル
(c)ジクロロベンゼン
(d)ジクロロベンゼン蒸気
(e)ガラス板
(f)応力付与方向
(A) Fine particle composite coated glass plate (b) Flow cell (c) Dichlorobenzene (d) Dichlorobenzene vapor (e) Glass plate (f) Stress application direction

Claims (11)

(1)無置換フタロシアニンと置換基を有するフタロシアニンとを酸に溶解させた後に、貧溶媒に析出させて複合体(A1)を得る工程(a)
(2)前記複合体(A1)を微粒子化して、微粒子化複合体(A2)を得る工程(b)
(3)前記微粒子化複合体(A2)を基材上に塗布し、微粒子化複合体膜(B)を得る工程(c)
(4)前記微粒子化複合体膜(B)に、基材上で有機溶媒蒸気の暴露を行うことにより、ナノサイズ構造物を成長させる工程(d)
の各工程を有することを特徴とする、無置換フタロシアニン及び置換基を有するフタロシアニンを含有し、且つ長径と短径を有するが、その短径が100nm以下であるナノサイズ構造物集合体の製造方法。
(1) Step (a) in which an unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine are dissolved in an acid, and then precipitated in a poor solvent to obtain a composite (A1)
(2) Step (b) of obtaining a fine particle composite (A2) by making the composite (A1) into fine particles
(3) Step (c) of applying the micronized composite (A2) onto a substrate to obtain a micronized composite film (B)
(4) Step (d) of growing a nano-sized structure by exposing the micronized composite film (B) to an organic solvent vapor on a substrate.
A process for producing a nano-sized structure aggregate comprising an unsubstituted phthalocyanine and a substituted phthalocyanine, and having a major axis and a minor axis, the minor axis being 100 nm or less .
前記工程(d)において、微粒子化複合体膜(B)に対して基材上で一定方向に応力をかけた後に有機溶媒蒸気の暴露を行うか、又は基材上で有機溶媒蒸気を一定方向に流して暴露を行う請求項1に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。 In the step (d), the micronized composite film (B) is exposed to the organic solvent vapor after applying a stress in a certain direction on the substrate, or the organic solvent vapor is directed in a certain direction on the substrate. The method for producing a nano-sized structure aggregate according to claim 1, wherein the exposure is performed by flowing in a flow. 無置換フタロシアニンが、一般式(1)又は(2)で表される請求項1又は2に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
Figure 2012097079
(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、錫原子、鉛原子、マグネシウム原子、珪素原子、鉄原子、パラジウム原子、TiO、VO、及びAlClからなる群から選ばれる何れかである。)
The method for producing a nano-sized structure aggregate according to claim 1 or 2, wherein the unsubstituted phthalocyanine is represented by the general formula (1) or (2).
Figure 2012097079
(Wherein, X is selected from the group consisting of copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom, palladium atom, TiO, VO, and AlCl. Any one.)
置換基を有するフタロシアニンが、一般式(3)又は(4)で表されるものである請求項1〜3の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。
Figure 2012097079
(但し、式中、YからYは、フタロシアニン骨格とZ〜Zを結合させる結合基を表し、YからYが結合基として存在しない場合には、Z〜Zは、−N、−CN、−NC、−NO、−NR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−NR (Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−OH、−O、−SH、−S、−SOH、−SO 、−SOH、−SO 、−CHO、−COOH、−COO、−B(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−SiR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−Si(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−P(=O)(OR)(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−P(=O)(OH)、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)ヘテロアリール基、置換基を有してもよい(ポリ)エーテル鎖、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレンイミン鎖、置換基を有してもよいフラーレン類、又は置換基を有してもよいフタルイミドであり、
からYが、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−OC(=O)−、−OC(=O)O−、−C(=O)NH−、−NHC(=O)−、−NHC(=O)NH−、−OC(=O)NH−、−NHC(=O)O−、−S(=O)−、−S(=O)−、−SONH−、−NHSO−、−NHSONH−、−SO−、−OS(=O)−、−N=N−、−C(=O)OC(=O)−、−C(=O)NHC(=O)−、−(CR−(nは1〜10の整数を、Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)、−CH=CH−、−C≡C−で表される結合基である場合には、Z〜Z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(ポリ)エーテル鎖、置換基を有してもよい(ポリ)アルキレンイミン鎖、置換基を有してもよいフラーレン類、置換基を有してもよいフタルイミド、又は−SiR(Rは水素、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す)であり、a、b、c及びdは各々独立に0〜4の整数を表すが、そのうち少なくとも一つは0ではない。
Xは、銅原子、亜鉛原子、コバルト原子、ニッケル原子、錫原子、鉛原子、マグネシウム原子、珪素原子、鉄原子、パラジウム原子、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る。)
The method for producing a nanosize structure aggregate according to any one of claims 1 to 3, wherein the phthalocyanine having a substituent is represented by the general formula (3) or (4).
Figure 2012097079
(However, in the formula, Y 1 to Y 4 represent a linking group for bonding the phthalocyanine skeleton and Z 1 to Z 4, and when Y 1 to Y 4 are not present as a linking group, Z 1 to Z 4 are , —N 3 , —CN, —NC, —NO 2 , —NR 2 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), —NR 3 + (R represents hydrogen or a substituent) represents an alkyl group which may have), - OH, -O -, -SH, -S -, -SO 2 H, -SO 2 -, -SO 3 H, -SO 3 -, -CHO, - COOH, -COO -, -B (oR ) 3 (R represents an alkyl group which may have hydrogen or a substituent), - SiR 3 (R is hydrogen, or an optionally substituted alkyl represents a group), - Si (oR) 3 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - P ( O) (OR) 2 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), - P (= O) (OH) 2, an optionally substituted (oligo) aryl group A (oligo) heteroaryl group which may have a substituent, a (poly) ether chain which may have a substituent, a (poly) alkyleneimine chain which may have a substituent, and a substituent Fullerenes that may be, or phthalimide that may have a substituent,
Y 1 to Y 4 are —O—, —S—, —C (═O) —, —C (═O) O—, —OC (═O) —, —OC (═O) O—, — C (═O) NH—, —NHC (═O) —, —NHC (═O) NH—, —OC (═O) NH—, —NHC (═O) O—, —S (═O) — , -S (= O) 2 - , - SO 2 NH -, - NHSO 2 -, - NHSO 2 NH -, - SO 3 -, - OS (= O) 2 -, - N = N -, - C ( = O) OC (= O) -, - C (= O) NHC (= O) -, - (CR 2) n - a (n is an integer of from 1 to 10, R represents a hydrogen, or a substituent Z 1 to Z 4 in the case of a bonding group represented by —CH═CH— or —C≡C—, an alkyl group which may have a substituent, (Oligo) aryl group optionally having substituents, having substituents (Oligo) heteroaryl group, (poly) ether chain which may have a substituent, (poly) alkyleneimine chain which may have a substituent, fullerenes which may have a substituent, substitution Phthalimide which may have a group, or —SiR 3 (R represents hydrogen or an alkyl group which may have a substituent), and a, b, c and d are each independently 0-4. Represents an integer, at least one of which is not zero.
X is composed of copper atom, zinc atom, cobalt atom, nickel atom, tin atom, lead atom, magnesium atom, silicon atom, iron atom, palladium atom, titanyl (TiO), vanadyl (VO), aluminum chloride (AlCl). Any one selected from the group. )
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4に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。 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) phenylene An (oligo) naphthylene group which may have a group or a substituent, and an (oligo) heteroaryl group which may have a substituent may have a (oligo) pyrrole group or a substituent The (oligo) thiophene group which may have a substituent, the (oligo) benzopyrrole group which may have a substituent or the (oligo) benzothiophene group which may have a substituent Manufacturing method of size structure aggregate. 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1〜5の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。 The method for producing a nano-sized structure aggregate according to any one of claims 1 to 5, wherein the acid in the step (a) is sulfuric acid, chlorosulfuric acid, methanesulfonic acid, or trifluoroacetic acid. 前記工程(d)における有機溶媒がアミド系有機溶媒、ハロゲン系有機溶媒、又は芳香族系有機溶媒である請求項1〜6の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。 The method for producing a nano-sized structure aggregate according to any one of claims 1 to 6, wherein the organic solvent in the step (d) is an amide organic solvent, a halogen 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7に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。 The method for producing a nano-sized structure aggregate according to claim 7, wherein the amide organic solvent is N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, diethylformamide, or N, N-dimethylacetamide. 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7に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。 The method for producing a nano-sized structure aggregate according to claim 7, wherein the halogen-based organic solvent is chloroform, methylene chloride, or dichloroethane. 前記芳香族系有機溶媒が、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7に記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法。 The method for producing a nano-sized structure aggregate according to claim 7, wherein the aromatic organic solvent is toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, or dichlorobenzene. 請求項1〜10の何れかに記載のナノサイズ構造物集合体の製造方法により得られるナノサイズ構造物集合体を含有する電子デバイス。 The electronic device containing the nanosize structure aggregate obtained by the manufacturing method of the nanosize structure aggregate in any one of Claims 1-10.
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