JPH05274919A - 導電性有機薄膜 - Google Patents
導電性有機薄膜Info
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- JPH05274919A JPH05274919A JP6584792A JP6584792A JPH05274919A JP H05274919 A JPH05274919 A JP H05274919A JP 6584792 A JP6584792 A JP 6584792A JP 6584792 A JP6584792 A JP 6584792A JP H05274919 A JPH05274919 A JP H05274919A
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- conductive
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の課題は、高い電導度と電導度異方性を
有し、電導度の安定性が高い導電性有機薄膜を提供する
ことにある。 【構成】縮合したベンゼン環の数が２以上１３以下であ
る縮合多環芳香族化合物の多層積層薄膜に電子受容性分
子または電子供与性分子がドーピングされた導電性薄膜
である。
有し、電導度の安定性が高い導電性有機薄膜を提供する
ことにある。 【構成】縮合したベンゼン環の数が２以上１３以下であ
る縮合多環芳香族化合物の多層積層薄膜に電子受容性分
子または電子供与性分子がドーピングされた導電性薄膜
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電材料に関するもの
である。
である。
【０００２】
【従来の技術】これまで、有機導電材料としてポリアセ
チレン、ポリピロール、ポリアリレンビニレンなどの共
役系高分子に電子受容性分子または電子供与性分子をド
ーピングすることによって導電性材料が得られることが
知られている。またテトラチアフルバレン、ビスエチレ
ンジチオテトラチアフルバレンなどの電子供与性分子と
テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレンなど
の電子受容性分子の組合せによる電荷移動錯体が導電性
を示すことが知られている。これらの有機導電材料中に
は高い電導度を示すものもあるが薄膜形成が困難であ
り、またこれらの導電性材料は大気中で酸化しやすいた
め安定性に問題があった。導電性有機材料の薄膜作製法
としてラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法を用いた
検討が進められているが高い電導度を有し、安定性に優
れた薄膜はまだ得られていない。
チレン、ポリピロール、ポリアリレンビニレンなどの共
役系高分子に電子受容性分子または電子供与性分子をド
ーピングすることによって導電性材料が得られることが
知られている。またテトラチアフルバレン、ビスエチレ
ンジチオテトラチアフルバレンなどの電子供与性分子と
テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレンなど
の電子受容性分子の組合せによる電荷移動錯体が導電性
を示すことが知られている。これらの有機導電材料中に
は高い電導度を示すものもあるが薄膜形成が困難であ
り、またこれらの導電性材料は大気中で酸化しやすいた
め安定性に問題があった。導電性有機材料の薄膜作製法
としてラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法を用いた
検討が進められているが高い電導度を有し、安定性に優
れた薄膜はまだ得られていない。
【０００３】一方、縮合多環芳香族化合物薄膜を真空蒸
着法で作製し、配向性薄膜が得られることが報告されて
いる（Ｚ．Ｐｈｙｓｉｋ．Ｃｈｅｍ．，１９ ２０６
（１９５９））が、導電性薄膜を得た例はない。
着法で作製し、配向性薄膜が得られることが報告されて
いる（Ｚ．Ｐｈｙｓｉｋ．Ｃｈｅｍ．，１９ ２０６
（１９５９））が、導電性薄膜を得た例はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
電導度、電導度異方性を有し安定性に優れた薄膜を提供
するものである。
電導度、電導度異方性を有し安定性に優れた薄膜を提供
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高い電導
度、電導度異方性を有し安定性に優れた薄膜を得るべく
鋭意検討を重ねた結果、本発明の導電性薄膜を成すに至
った。すなわち本発明は、縮合したベンゼン環の数が２
以上１３以下である縮合多環芳香族化合物が多層積層さ
れた薄膜に電子受容性分子または電子供与性分子がドー
ピングされた導電性有機薄膜である。
度、電導度異方性を有し安定性に優れた薄膜を得るべく
鋭意検討を重ねた結果、本発明の導電性薄膜を成すに至
った。すなわち本発明は、縮合したベンゼン環の数が２
以上１３以下である縮合多環芳香族化合物が多層積層さ
れた薄膜に電子受容性分子または電子供与性分子がドー
ピングされた導電性有機薄膜である。
【０００６】本発明に用いる縮合多環芳香族化合物につ
いて説明する。本発明に用いる縮合多環芳香族化合物
は、その縮合したベンゼン環の数が２以上１３以下の化
合物またはそれらの混合物である。このような化合物と
して例えば、ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、
ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタ
セン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレ
ン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレ
ン、クオテリレン、サーカムアントラセン、デカシクレ
ン、などを挙げることができる。またこれらの化合物の
炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基、水
酸基、エーテル基、ハロゲンなどの官能基で置換した誘
導体も本発明に用いることができる。この誘導体とし
て、例えば、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６、
１５−キノンなどを挙げることができる。 次に、本発
明で使用する電子受容性分子または電子供与性分子につ
いて説明する。本発明で用いる電子受容性分子として
は、例えば、Ｃｌ2、Ｂｒ2、Ｉ2、ＩＣｌ、ＩＣｌ3、Ｉ
Ｂｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ5、ＡｓＦ5、Ｓｂ
Ｆ5、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、ＳＯ3、などのルイス
酸、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4，ＨＣｌＯ4，Ｆ
ＳＯ3Ｈ，ＣＦ3ＳＯ3Ｈ、などのプロトン酸、酢酸、ギ
酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、
ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、ＨｆＣｌ4、ＮｂＦ5、ＮｂＣｌ
5、ＴａＣｌ5、ＷＦ6、ＷＣｌ6、ＬｎＣｌ3（Ｌｎ＝Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、などのラン
タノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ-、Ｂｒ-、
Ｉ-、Ｉ3 -、Ｉ5 -、ＣｌＯ4 -、ＰＦ6 -、ＡｓＦ5 -、Ｓｂ
Ｆ6 -、ＢＦ4 -、スルホン酸などの電解質アニオン、酸
素、オゾン、酸素イオンなどを挙げることが出来る。こ
れらの電子受容性分子は前記の縮合多環芳香族化合物と
共存した場合に両者間に電荷移動が起こり電子受容性分
子の分子構造が変化するものがある。たとえば、Ｉ2の
場合に電荷移動の進行とともにＩ5 -、Ｉ3 -、Ｉ-などに
変化する。
いて説明する。本発明に用いる縮合多環芳香族化合物
は、その縮合したベンゼン環の数が２以上１３以下の化
合物またはそれらの混合物である。このような化合物と
して例えば、ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、
ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタ
セン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレ
ン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレ
ン、クオテリレン、サーカムアントラセン、デカシクレ
ン、などを挙げることができる。またこれらの化合物の
炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基、水
酸基、エーテル基、ハロゲンなどの官能基で置換した誘
導体も本発明に用いることができる。この誘導体とし
て、例えば、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６、
１５−キノンなどを挙げることができる。 次に、本発
明で使用する電子受容性分子または電子供与性分子につ
いて説明する。本発明で用いる電子受容性分子として
は、例えば、Ｃｌ2、Ｂｒ2、Ｉ2、ＩＣｌ、ＩＣｌ3、Ｉ
Ｂｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ5、ＡｓＦ5、Ｓｂ
Ｆ5、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3、ＳＯ3、などのルイス
酸、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4，ＨＣｌＯ4，Ｆ
ＳＯ3Ｈ，ＣＦ3ＳＯ3Ｈ、などのプロトン酸、酢酸、ギ
酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、
ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、ＨｆＣｌ4、ＮｂＦ5、ＮｂＣｌ
5、ＴａＣｌ5、ＷＦ6、ＷＣｌ6、ＬｎＣｌ3（Ｌｎ＝Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、などのラン
タノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ-、Ｂｒ-、
Ｉ-、Ｉ3 -、Ｉ5 -、ＣｌＯ4 -、ＰＦ6 -、ＡｓＦ5 -、Ｓｂ
Ｆ6 -、ＢＦ4 -、スルホン酸などの電解質アニオン、酸
素、オゾン、酸素イオンなどを挙げることが出来る。こ
れらの電子受容性分子は前記の縮合多環芳香族化合物と
共存した場合に両者間に電荷移動が起こり電子受容性分
子の分子構造が変化するものがある。たとえば、Ｉ2の
場合に電荷移動の進行とともにＩ5 -、Ｉ3 -、Ｉ-などに
変化する。
【０００７】また電子供与性分子としては、例えば、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属（ランタノ
イド）、イオンなどが使用可能である。この例として、
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｙ、アンモニウム、Ｒ4Ｐ+（Ｒ
はアルキル基を現す）、Ｒ4Ａｓ+、Ｒ3Ｓ+、アセチルコ
リンなどを挙げることができる。
ルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属（ランタノ
イド）、イオンなどが使用可能である。この例として、
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｙ、アンモニウム、Ｒ4Ｐ+（Ｒ
はアルキル基を現す）、Ｒ4Ａｓ+、Ｒ3Ｓ+、アセチルコ
リンなどを挙げることができる。
【０００８】次に前記の縮合多環芳香族化合物の多層積
層された薄膜の作製法についてその一例を示す。本発明
の導電性薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物の多層積
層膜作製後に電子受容性分子または電子供与性分子をド
ーピングして導電性薄膜を得る方法、前記の縮合多環芳
香族化合物の多層積層薄膜作製時に電子供与性分子また
は電子受容性分子をドーピングして導電性薄膜を得る方
法によって作製することができる。
層された薄膜の作製法についてその一例を示す。本発明
の導電性薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物の多層積
層膜作製後に電子受容性分子または電子供与性分子をド
ーピングして導電性薄膜を得る方法、前記の縮合多環芳
香族化合物の多層積層薄膜作製時に電子供与性分子また
は電子受容性分子をドーピングして導電性薄膜を得る方
法によって作製することができる。
【０００９】前者の導電性薄膜の作製は、まず前記の縮
合多環芳香族化合物の多層積層薄膜を真空蒸着法、ＭＢ
Ｅ法、ＣＤＶ法、スパッタリング法などの薄膜形成法を
用いて基板上に作製した後、電子受容性分子または電子
供与性分子のドーピングを行う。本発明の多層積層膜に
おける構造は、前記の縮合多環芳香族化合物の一種以上
の化合物または混合物の薄膜と、この薄膜構成成分と異
なる組成の縮合多環芳香族化合物または混合物の薄膜が
多層に積層された構造を示す。従って得られる多層積層
膜中で積層される薄膜の種類は２以上であり、組成比を
逐次変化させた多層積層薄膜、組成物種を逐次変化させ
た多層積層薄膜、一定数の積層膜が繰り返し積層された
多層積層薄膜等も本発明の多層積層膜に含まれる。多層
積層された成分薄膜の膜厚は単分子層以上ミクロンオー
ダーであり目的に応じて変化するため限定されない。
合多環芳香族化合物の多層積層薄膜を真空蒸着法、ＭＢ
Ｅ法、ＣＤＶ法、スパッタリング法などの薄膜形成法を
用いて基板上に作製した後、電子受容性分子または電子
供与性分子のドーピングを行う。本発明の多層積層膜に
おける構造は、前記の縮合多環芳香族化合物の一種以上
の化合物または混合物の薄膜と、この薄膜構成成分と異
なる組成の縮合多環芳香族化合物または混合物の薄膜が
多層に積層された構造を示す。従って得られる多層積層
膜中で積層される薄膜の種類は２以上であり、組成比を
逐次変化させた多層積層薄膜、組成物種を逐次変化させ
た多層積層薄膜、一定数の積層膜が繰り返し積層された
多層積層薄膜等も本発明の多層積層膜に含まれる。多層
積層された成分薄膜の膜厚は単分子層以上ミクロンオー
ダーであり目的に応じて変化するため限定されない。
【００１０】多層積層膜の基板材料として石英、フッ化
カルシウム、サファイヤ、アルミナ、マグネシア、塩化
ナトリウム、塩化カリウム、窒化シリコン、窒化アルミ
ニウム、ＢＮなどのセラミック材料、シリコン、ゲルマ
ニウム、ガリウムヒ素、ガリウムりん、インジウムすず
酸化物、インジウムアンチモン、インジウムヒ素、窒化
ガリウムなどの半導体材料、金、アルミニウム、銀、
鉄、ステンレスなどの金属材料、ポリエステル、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリアセチレン、ポリピロール
などの有機物材料などを用いることができる。また基板
の形態は使用する目的に応じて種々の形態が使用可能で
ある。
カルシウム、サファイヤ、アルミナ、マグネシア、塩化
ナトリウム、塩化カリウム、窒化シリコン、窒化アルミ
ニウム、ＢＮなどのセラミック材料、シリコン、ゲルマ
ニウム、ガリウムヒ素、ガリウムりん、インジウムすず
酸化物、インジウムアンチモン、インジウムヒ素、窒化
ガリウムなどの半導体材料、金、アルミニウム、銀、
鉄、ステンレスなどの金属材料、ポリエステル、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリアセチレン、ポリピロール
などの有機物材料などを用いることができる。また基板
の形態は使用する目的に応じて種々の形態が使用可能で
ある。
【００１１】多層積層膜の作製は、前記の薄膜形成法を
用いて複数の薄膜成長源から独立に薄膜原料を基板に供
給して多層積層膜を作製する方法がある。この方法とし
ては、たとえば、真空蒸着法やＭＢＥ法によって複数の
蒸着源に組成の異なる原料化合物またはその混合物を装
填して、それぞれの蒸着源の加熱による原料供給と供給
停止またはガスセルからの原料フィード、停止を組み合
わせることによって複数組成の原料を基板に蒸着させて
多層積層膜を形成する。またそれぞれの供給源からの供
給量を変化させて作製した組成勾配を有する薄膜を得る
こともできる。ＣＶＤ法においては供給する複数組成の
原料ガスの供給量を増減して基板上に多層積層膜を作製
する。スパッタリング法では複数ターゲットのそれぞれ
に薄膜原料を配置して成膜途中でターゲットを交換して
多層積層膜を作製する。
用いて複数の薄膜成長源から独立に薄膜原料を基板に供
給して多層積層膜を作製する方法がある。この方法とし
ては、たとえば、真空蒸着法やＭＢＥ法によって複数の
蒸着源に組成の異なる原料化合物またはその混合物を装
填して、それぞれの蒸着源の加熱による原料供給と供給
停止またはガスセルからの原料フィード、停止を組み合
わせることによって複数組成の原料を基板に蒸着させて
多層積層膜を形成する。またそれぞれの供給源からの供
給量を変化させて作製した組成勾配を有する薄膜を得る
こともできる。ＣＶＤ法においては供給する複数組成の
原料ガスの供給量を増減して基板上に多層積層膜を作製
する。スパッタリング法では複数ターゲットのそれぞれ
に薄膜原料を配置して成膜途中でターゲットを交換して
多層積層膜を作製する。
【００１２】ついで基板上に形成した縮合多環芳香族化
合物の多層積層薄膜に電子受容性分子または電子供与性
分子をドーピングして導電性薄膜を得ることができる。
このドーピングの方法として、ガス状分子を用いた気相
ドーピング、ドーパント溶液または液状ドーパント中で
ドーピングする液相ドーピング、固体状のドーパントを
薄膜に接触させてドーパントを薄膜中に拡散させる固相
ドーピングのいずれも使用可能である。また必要があれ
ば電解を併用することによってドーピングの効率を挙げ
ることができる。
合物の多層積層薄膜に電子受容性分子または電子供与性
分子をドーピングして導電性薄膜を得ることができる。
このドーピングの方法として、ガス状分子を用いた気相
ドーピング、ドーパント溶液または液状ドーパント中で
ドーピングする液相ドーピング、固体状のドーパントを
薄膜に接触させてドーパントを薄膜中に拡散させる固相
ドーピングのいずれも使用可能である。また必要があれ
ば電解を併用することによってドーピングの効率を挙げ
ることができる。
【００１３】次に後者の方法、すなわち前記の縮合多環
芳香族化合物の多層積層膜作製時に電子供与性分子また
は電子授容性分子をドーピングして導電性薄膜を作製す
る方法についてその一例を示す。前記の薄膜形成法であ
る真空蒸着法、ＭＢＥ法によって複数組成の縮合多環芳
香族化合物を含有する蒸発源とドーパントの蒸発源が設
置された薄膜形成装置を用いて、それぞれの蒸発源から
基板に供給してドーピングされた多層積層された導電性
薄膜を作製することができる。必要があれば成膜時の成
長速度の制御、シャッタリングを用いることによって縮
合多環芳香族化合物層とドーパント分子層が規則正しく
積層した導電性薄膜を得ることもできる。ＣＶＤ法で
は、複数組成の縮合多環芳香族化合物原料とドーパント
の蒸気を基板に供給して多層積層された導電性薄膜を作
製できる。スパッタリングではドーパントと複数組成の
縮合多環芳香族化合物を含む複数ターゲットを設置した
成膜装置を用いて多層積層された導電性薄膜を作製する
ことができる。また、スパッタリングの成膜時にドーパ
ントをキャリアーガスとともに供給して多層積層された
導電性薄膜を作製することもできる。
芳香族化合物の多層積層膜作製時に電子供与性分子また
は電子授容性分子をドーピングして導電性薄膜を作製す
る方法についてその一例を示す。前記の薄膜形成法であ
る真空蒸着法、ＭＢＥ法によって複数組成の縮合多環芳
香族化合物を含有する蒸発源とドーパントの蒸発源が設
置された薄膜形成装置を用いて、それぞれの蒸発源から
基板に供給してドーピングされた多層積層された導電性
薄膜を作製することができる。必要があれば成膜時の成
長速度の制御、シャッタリングを用いることによって縮
合多環芳香族化合物層とドーパント分子層が規則正しく
積層した導電性薄膜を得ることもできる。ＣＶＤ法で
は、複数組成の縮合多環芳香族化合物原料とドーパント
の蒸気を基板に供給して多層積層された導電性薄膜を作
製できる。スパッタリングではドーパントと複数組成の
縮合多環芳香族化合物を含む複数ターゲットを設置した
成膜装置を用いて多層積層された導電性薄膜を作製する
ことができる。また、スパッタリングの成膜時にドーパ
ントをキャリアーガスとともに供給して多層積層された
導電性薄膜を作製することもできる。
【００１４】本発明の導電性薄膜において電子供与性分
子がドーピングされた導電性薄膜は通常ｐ型半導体とな
り、電子受容性分子がドーピングされた導電性薄膜は通
常ｎ型半導体となる。本発明のドーピングされた多層積
層膜において、電子供与性分子がドーピングされた導電
層と電子受容性分子がドーピングされた導電層が同一薄
膜に共存する構造も前記の作製法にしたがって作製可能
である。
子がドーピングされた導電性薄膜は通常ｐ型半導体とな
り、電子受容性分子がドーピングされた導電性薄膜は通
常ｎ型半導体となる。本発明のドーピングされた多層積
層膜において、電子供与性分子がドーピングされた導電
層と電子受容性分子がドーピングされた導電層が同一薄
膜に共存する構造も前記の作製法にしたがって作製可能
である。
【００１５】本発明の導電性薄膜の膜厚は、利用する目
的によって変化するため限定できないが、５０オングス
トロームからミリオーダーまで作製が可能である。必要
があれば、本発明の導電性薄膜上にドーパントの飛散・
拡散防止のための保護層や、他の材料の層を設けること
ができる。また本発明の薄膜と他の材料の薄膜の多層の
積層膜として用いることもできる。
的によって変化するため限定できないが、５０オングス
トロームからミリオーダーまで作製が可能である。必要
があれば、本発明の導電性薄膜上にドーパントの飛散・
拡散防止のための保護層や、他の材料の層を設けること
ができる。また本発明の薄膜と他の材料の薄膜の多層の
積層膜として用いることもできる。
【００１６】上記で作製した導電性薄膜の導電性は、通
常の方法である二端子法、四端子法によって評価でき
る。その電導度は利用する目的に応じてドーパントの種
類、量、多層積層した薄膜の組成、膜厚によって変化さ
せることができる。例えば、本発明の薄膜の電導度は１
０ー13Ｓ／ｃｍから１０3Ｓ／ｃｍまで変化させることが
できる。
常の方法である二端子法、四端子法によって評価でき
る。その電導度は利用する目的に応じてドーパントの種
類、量、多層積層した薄膜の組成、膜厚によって変化さ
せることができる。例えば、本発明の薄膜の電導度は１
０ー13Ｓ／ｃｍから１０3Ｓ／ｃｍまで変化させることが
できる。
【００１７】本発明の導電性薄膜は高い電導度異方性
（すなわち垂直方向の電導度に対する平行方向の電導度
の比）を示す。多層に積層された積層構造によって高い
電導度異方性をもたらすものと考えられる。本発明の薄
膜の異方性の値は１０以上１０13以下であり、ドーピン
グされた単独積層膜に比較して大きいものとなる。本発
明の薄膜は、ドーピングされた縮合多環芳香族化合物の
単独積層膜に比較して電導度の長期安定性に優れ、電導
度と電導度異方性の高い薄膜も作製できるため電子材料
としてエレクトロニクス、オプトエレクトロニクスなど
種々の分野に応用できるため工業上有用である。
（すなわち垂直方向の電導度に対する平行方向の電導度
の比）を示す。多層に積層された積層構造によって高い
電導度異方性をもたらすものと考えられる。本発明の薄
膜の異方性の値は１０以上１０13以下であり、ドーピン
グされた単独積層膜に比較して大きいものとなる。本発
明の薄膜は、ドーピングされた縮合多環芳香族化合物の
単独積層膜に比較して電導度の長期安定性に優れ、電導
度と電導度異方性の高い薄膜も作製できるため電子材料
としてエレクトロニクス、オプトエレクトロニクスなど
種々の分野に応用できるため工業上有用である。
【００１８】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００１９】
【実施例１】真空蒸着法によってペンタセンとナフタセ
ンをそれぞれの蒸着ボートに入れ、加熱しながらシャッ
タリングして一部に金電極を設けた石英ガラス基板（１
０ｍｍ角、１ｍｍ厚）上に多層積層薄膜を作製した。薄
膜成長における雰囲気圧力は２×１０ー7Ｔｏｒｒ、基板
温度は２５℃、基板上の成長速度はペンタセン、ナフタ
センともに１オングストロ−ム／秒として多層積層後の
ペンタセン薄膜／ネフタセン薄膜の膜厚を１５オングス
トローム／１３オングストロームとなるようにペンタセ
ンのボートからの成長を１５秒、ナフタセンからの成長
を１３秒逐次基板上に成長させて多層積層薄膜を作製し
た。得られた薄膜は膜厚約１０００オングストロームで
あった。この薄膜の構造をＸ線回折パターン測定によっ
て評価した結果、層間距離２８オングストロームの（０
０ｌ）（ｌ＝１〜３）が認められた。
ンをそれぞれの蒸着ボートに入れ、加熱しながらシャッ
タリングして一部に金電極を設けた石英ガラス基板（１
０ｍｍ角、１ｍｍ厚）上に多層積層薄膜を作製した。薄
膜成長における雰囲気圧力は２×１０ー7Ｔｏｒｒ、基板
温度は２５℃、基板上の成長速度はペンタセン、ナフタ
センともに１オングストロ−ム／秒として多層積層後の
ペンタセン薄膜／ネフタセン薄膜の膜厚を１５オングス
トローム／１３オングストロームとなるようにペンタセ
ンのボートからの成長を１５秒、ナフタセンからの成長
を１３秒逐次基板上に成長させて多層積層薄膜を作製し
た。得られた薄膜は膜厚約１０００オングストロームで
あった。この薄膜の構造をＸ線回折パターン測定によっ
て評価した結果、層間距離２８オングストロームの（０
０ｌ）（ｌ＝１〜３）が認められた。
【００２０】ついで該薄膜にヨウ素ドーピングを施し導
電性薄膜を作製した。ドーピングは大気中でヨウ素の飽
和蒸気を薄膜に２４時間接触させることによって行っ
た。ドーピング後の薄膜の結晶構造をＸ線回折によって
評価した結果、層間距離３２オングストロームの（００
ｌ’）（ｌ’＝１〜５）が認められた。この薄膜に金薄
膜電極を蒸着した後、電導度を直流４端子法によって電
導度を測定した結果、平行方向の電導度は３０Ｓ／ｃ
ｍ、電導度異方性は１０12であった。
電性薄膜を作製した。ドーピングは大気中でヨウ素の飽
和蒸気を薄膜に２４時間接触させることによって行っ
た。ドーピング後の薄膜の結晶構造をＸ線回折によって
評価した結果、層間距離３２オングストロームの（００
ｌ’）（ｌ’＝１〜５）が認められた。この薄膜に金薄
膜電極を蒸着した後、電導度を直流４端子法によって電
導度を測定した結果、平行方向の電導度は３０Ｓ／ｃ
ｍ、電導度異方性は１０12であった。
【００２１】またド−ピングした薄膜を大気中で１週間
保持した後、電導度を測定した結果、２８Ｓ／ｃｍであ
り、ペンタセンの単独積層膜に比較して電導度安定性が
高いことがわかった。
保持した後、電導度を測定した結果、２８Ｓ／ｃｍであ
り、ペンタセンの単独積層膜に比較して電導度安定性が
高いことがわかった。
【００２２】
【実施例２】真空蒸着法によって、ヘキサセン／ナフタ
セン多層積層薄膜を部分的に金薄膜を設けたポリエステ
ルフィルム上に作製した。薄膜成長に於ける雰囲気圧力
は５×１０ー5Ｔｏｒｒ、基板温度３０℃、基板上のそれ
ぞれの成長速度は１０オングストローム／秒として、ヘ
キサセン／ナフタセンを１００オングストローム／５０
オングストロームで多層積層膜を膜厚１５００オングス
トローム作製した。この薄膜の構造をＸ線回折パターン
で評価した結果、１７オングストロームの層間距離の
（００ｌ）（ｌ＝１、２）が観測された。
セン多層積層薄膜を部分的に金薄膜を設けたポリエステ
ルフィルム上に作製した。薄膜成長に於ける雰囲気圧力
は５×１０ー5Ｔｏｒｒ、基板温度３０℃、基板上のそれ
ぞれの成長速度は１０オングストローム／秒として、ヘ
キサセン／ナフタセンを１００オングストローム／５０
オングストロームで多層積層膜を膜厚１５００オングス
トローム作製した。この薄膜の構造をＸ線回折パターン
で評価した結果、１７オングストロームの層間距離の
（００ｌ）（ｌ＝１、２）が観測された。
【００２３】ついで、該薄膜を、電極を設置したガラス
容器に取り付け、容器のそこに金属カリウムを入れた後
に、真空ポンプで排気した。該ガラス容器を排気しなが
らオイルバスで１２０℃に加熱した。加熱を２時間行っ
た後の薄膜の電導度を測定した結果、１０-2Ｓ／ｃｍで
あり導電性薄膜であることが確認できた。ド−ピング後
の薄膜の電導度経時変化を測定した結果、１週間後も電
導度変化は見られなかった。
容器に取り付け、容器のそこに金属カリウムを入れた後
に、真空ポンプで排気した。該ガラス容器を排気しなが
らオイルバスで１２０℃に加熱した。加熱を２時間行っ
た後の薄膜の電導度を測定した結果、１０-2Ｓ／ｃｍで
あり導電性薄膜であることが確認できた。ド−ピング後
の薄膜の電導度経時変化を測定した結果、１週間後も電
導度変化は見られなかった。
【００２４】
【実施例３】真空蒸着法によってヨウ素ドーピングされ
たジベンゾペンタセン／ペンタセン多層積層薄膜を作製
した。ジベンゾペンタセンとペンタセンをそれぞれの蒸
着ボ−トに入れ、ボ−トを加熱して蒸気を発生させて、
シリコン基板に交互に供給して薄膜を作製した。シリコ
ン基板はノンドープの高抵抗基板を用い、表面の一部に
金薄膜を形成した。この薄膜成長においてガスセルから
ヨウ素ガスを基板上に同時に供給して導電性薄膜を作製
した。ジベンゾペンタセン／ペンタセン交互積層をそれ
ぞれ６０オングストロームずつおこない、膜厚２０００
オングストロームの薄膜を作製した。得られた薄膜の構
造をＸ線回折法によって評価した結果、層間距離１９オ
ングストロームの（００ｌ）（ｌ＝１〜６）が認められ
た。この薄膜の電導度を評価したところ８０Ｓ／ｃｍの
電導度を有することがわかった。また電導度異方性は１
０11であった。この薄膜の電導度経時変化を測定した結
果、１週間後も電導度変化が見られず安定であることが
わかった。
たジベンゾペンタセン／ペンタセン多層積層薄膜を作製
した。ジベンゾペンタセンとペンタセンをそれぞれの蒸
着ボ−トに入れ、ボ−トを加熱して蒸気を発生させて、
シリコン基板に交互に供給して薄膜を作製した。シリコ
ン基板はノンドープの高抵抗基板を用い、表面の一部に
金薄膜を形成した。この薄膜成長においてガスセルから
ヨウ素ガスを基板上に同時に供給して導電性薄膜を作製
した。ジベンゾペンタセン／ペンタセン交互積層をそれ
ぞれ６０オングストロームずつおこない、膜厚２０００
オングストロームの薄膜を作製した。得られた薄膜の構
造をＸ線回折法によって評価した結果、層間距離１９オ
ングストロームの（００ｌ）（ｌ＝１〜６）が認められ
た。この薄膜の電導度を評価したところ８０Ｓ／ｃｍの
電導度を有することがわかった。また電導度異方性は１
０11であった。この薄膜の電導度経時変化を測定した結
果、１週間後も電導度変化が見られず安定であることが
わかった。
【００２５】
【実施例４】真空蒸着法よってペンタセンとナフタセン
混合分子膜とナフタセンの多層積層膜を石英ガラス基板
上に作製した。蒸着ボ−トにナフタセンとペンタセンを
それぞれ装填して基板ホルダ−に基板を装填した後、成
長室を排気して圧力を１×１０-6Ｔｏｒｒに保持した。
ついで蒸着ボ−トを加熱して、ペンタセンの蒸着ボ−ト
上のシャッタ−を開閉して薄膜を作製した。蒸着源（ボ
−ト）からの成長速度をペンタセンが２オングストロ−
ム／秒、ナフタセンが一オングストロ−ム／秒となるよ
うにボ−トの温度を設定した。この多層膜において、ペ
ンタセンとナフタセン混合分子膜のペンタセン／ナフタ
セン比は２として４３オングストロ−ム積層後、ペンタ
センのシャッタ−を閉じ２６オングストロ−ム積層し、
さらに前記の混合分子膜を４３オングストロ−ム積層す
る。この積層を繰り返し、１３８０オングストロ−ムの
多層薄膜を形成した。この薄膜のＸ線回折パタ−ンを測
定した結果１４オングストロ−ムの面間距離の回折ピ−
クが認められた。ついで該薄膜にヨウ素ド−ピングを行
ない電導度を測定した結果、４Ｓ／ｃｍであった。また
電導度異方性は１０10であることがわかった。ド−ピン
グした薄膜のＸ線回折パタ−ン測定の結果、面間距離１
７オングストロ−ムの回折ピ−クが認められた。また電
導度の経時変化を測定した結果、１週間後も電導度変化
は認められなかった。
混合分子膜とナフタセンの多層積層膜を石英ガラス基板
上に作製した。蒸着ボ−トにナフタセンとペンタセンを
それぞれ装填して基板ホルダ−に基板を装填した後、成
長室を排気して圧力を１×１０-6Ｔｏｒｒに保持した。
ついで蒸着ボ−トを加熱して、ペンタセンの蒸着ボ−ト
上のシャッタ−を開閉して薄膜を作製した。蒸着源（ボ
−ト）からの成長速度をペンタセンが２オングストロ−
ム／秒、ナフタセンが一オングストロ−ム／秒となるよ
うにボ−トの温度を設定した。この多層膜において、ペ
ンタセンとナフタセン混合分子膜のペンタセン／ナフタ
セン比は２として４３オングストロ−ム積層後、ペンタ
センのシャッタ−を閉じ２６オングストロ−ム積層し、
さらに前記の混合分子膜を４３オングストロ−ム積層す
る。この積層を繰り返し、１３８０オングストロ−ムの
多層薄膜を形成した。この薄膜のＸ線回折パタ−ンを測
定した結果１４オングストロ−ムの面間距離の回折ピ−
クが認められた。ついで該薄膜にヨウ素ド−ピングを行
ない電導度を測定した結果、４Ｓ／ｃｍであった。また
電導度異方性は１０10であることがわかった。ド−ピン
グした薄膜のＸ線回折パタ−ン測定の結果、面間距離１
７オングストロ−ムの回折ピ−クが認められた。また電
導度の経時変化を測定した結果、１週間後も電導度変化
は認められなかった。
【００２６】
【発明の効果】本発明の導電性薄膜は高い電導度と電導
度異方性を示し、電導度が安定であるため、電子材料と
してエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス材料に
応用できるため工業上有用である。
度異方性を示し、電導度が安定であるため、電子材料と
してエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス材料に
応用できるため工業上有用である。
Claims (1)
- 【請求項１】 高縮合したベンゼン環の数が２以上１３
以下である縮合多環芳香族化合物が多層積層された薄膜
に電子受容性分子または電子供与性分子がドーピングさ
れた導電性有機薄膜
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6584792A JPH05274919A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 導電性有機薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6584792A JPH05274919A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 導電性有機薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05274919A true JPH05274919A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13298819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6584792A Withdrawn JPH05274919A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 導電性有機薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05274919A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002086913A1 (fr) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Film mince organique conducteur et son procede de production, electrode et cable electrique utilisant ce film |
| JP2006024527A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Yamaguchi Univ | 導電性付与可能なｌｂ膜及び導電性ｌｂ膜 |
| US7078103B2 (en) | 2000-12-26 | 2006-07-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Conductive organic thin film, process for producing the same, and organic photoelectronic device, electric wire, and electrode each employing the same |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP6584792A patent/JPH05274919A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7078103B2 (en) | 2000-12-26 | 2006-07-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Conductive organic thin film, process for producing the same, and organic photoelectronic device, electric wire, and electrode each employing the same |
| US7198829B2 (en) | 2000-12-26 | 2007-04-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Conductive organic thin film, process for producing the same, electronic device employing the same, electrical cable, electrode, pyrrolyl compound, and theienyl compound |
| US7220468B2 (en) | 2000-12-26 | 2007-05-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Conductive organic thin film, method for manufacturing the same, and electronic device, electric cable, electrode, pyrrolyl compound, and thienyl compound using the same |
| WO2002086913A1 (fr) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Film mince organique conducteur et son procede de production, electrode et cable electrique utilisant ce film |
| JP2006024527A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Yamaguchi Univ | 導電性付与可能なｌｂ膜及び導電性ｌｂ膜 |
| JP4543169B2 (ja) * | 2004-07-09 | 2010-09-15 | 国立大学法人山口大学 | 導電性付与可能なｌｂ膜及び導電性ｌｂ膜 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |