JPH0722670A - Field-effect transistor - Google Patents

Field-effect transistor

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JPH0722670A
JPH0722670A JP5192841A JP19284193A JPH0722670A JP H0722670 A JPH0722670 A JP H0722670A JP 5192841 A JP5192841 A JP 5192841A JP 19284193 A JP19284193 A JP 19284193A JP H0722670 A JPH0722670 A JP H0722670A
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JP
Japan
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integer
ring
formula
group
electrode
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Pending
Application number
JP5192841A
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Japanese (ja)
Inventor
Taisuke Yokomichi
泰典 横道
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0722670A publication Critical patent/JPH0722670A/en
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Abstract

PURPOSE:To raise conductivity of an electrode and to realize high response of a gate voltage by forming at least one element of a semiconductor layer, a source electrode, a drain electrode and a gate electrode of a conjugate high polymer having a repetition unit expressed by a specified formula. CONSTITUTION:At least one element of a semiconductor layer 2, a source electrode 3, a drain electrode 4 and a gate electrode 5 is formed of a conjugate high polymer having a repetition unit expressed by a formula I. In the formula, Ar<1> and Ar<2> is a conjugate aromatic ring which can have a substituent group or a conjugate complex ring which can have a substituent group. They can be different by (m) and (p), (m) is an integer of 1 or more, (n) is 0 or 1, (p) is 0 or an integer of 1 or more and (q) is an integer of 2 or more. When (n) is 1, (p) is an integer of 1 or more. Since an azo group is provided to a principal chain and an entire of the principal chain is pi electron conjugate, it is possible to improve semiconductor property to raise conductivity of an electrode and to realize high response by a gate voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主鎖にアゾ基を有する
共役系高分子を用いた電界効果型トランジスタに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor using a conjugated polymer having an azo group in its main chain.

【0002】[0002]

【従来の技術】電界効果型トランジスタ(以下、FET
素子という)においては、ソース電極とドレイン電極の
電流通路である半導体層の電導度を、ゲート電極の印加
電圧によって制御する。このようなFET素子の半導体
層として有機半導体を用いたものが種々提唱されてい
る。例えば、特開平1−259563号公報には、ポリ
チオフェン、ポリピロール等のπ電子共役系高分子を半
導体層として用いる他、これらの高分子にドーパントを
ドープした導電性高分子を、ソース電極、ドレイン電極
及びゲート電極として用いたFET素子が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Field effect transistors (hereinafter referred to as FETs)
In the element), the conductivity of the semiconductor layer, which is the current path between the source electrode and the drain electrode, is controlled by the voltage applied to the gate electrode. Various proposals have been made to use an organic semiconductor as a semiconductor layer of such an FET element. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 1-259563, a π-electron conjugated polymer such as polythiophene or polypyrrole is used as a semiconductor layer, and a conductive polymer obtained by doping these polymers with a dopant is used as a source electrode or a drain electrode. Also, an FET element used as a gate electrode has been proposed.

【0003】しかし、前記導電性高分子を電極として用
いた場合、未だ電導度が小さい。また、半導体層を構成
するポリチオフェンなどの共役系高分子は、半導体とし
ての特性が未だ十分でない。そのため、ゲート電圧によ
る応答性が低く、ソース電極とドレイン電極間の半導体
層の電導度を制度よく制御できない。
However, when the conductive polymer is used as an electrode, the electric conductivity is still low. In addition, the conjugated polymer such as polythiophene that constitutes the semiconductor layer is not yet sufficient in characteristics as a semiconductor. Therefore, the response due to the gate voltage is low, and the electrical conductivity of the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode cannot be accurately controlled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、有機高分子を用いているにも拘わらず、電極の電導
度が大きく、ゲート電圧による応答性が高いFET素子
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an FET device having a high electrode conductivity and a high responsiveness to a gate voltage despite using an organic polymer. is there.

【0005】また、本発明の他の目的は、ソース電極と
ドレイン電極間の半導体層の電導度を精度よく制御でき
るFET素子を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an FET device capable of controlling the electric conductivity of a semiconductor layer between a source electrode and a drain electrode with high accuracy.

【0006】[0006]

【発明の構成】本発明者らは、前記目的を達成するため
鋭意検討の結果、主鎖のアゾ基と共役系芳香環や共役系
複素環とが結合した高分子が、半導体として優れた特性
を示すと共に高い導電性を示すことを見いだし、本発明
を完成した。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a polymer in which an azo group in the main chain is bonded to a conjugated aromatic ring or a conjugated heterocycle has excellent characteristics as a semiconductor. The present invention has been completed by discovering that it exhibits high conductivity.

【0007】すなわち、本発明の電界効果型トランジス
タは、半導体層、ソース電極、ドレイン電極及びゲート
電極のうち少なくとも1つのエレメントが、下記式
(I)で表される繰返し単位を有する共役系高分子で形
成されている。
That is, in the field effect transistor of the present invention, at least one element of the semiconductor layer, the source electrode, the drain electrode and the gate electrode has a conjugated polymer having a repeating unit represented by the following formula (I). Is formed by.

【化6】 (式中、Ar1およびAr2は置換基を有していてもよい
共役系芳香環又は置換基を有していてもよい共役系複素
環であって、mおよびpにより異なっていてもよく、m
は1以上の整数、nは0又は1、pは0又は1以上の整
数、qは2以上の整数を示す。ただし、nが1であると
きpは1以上の整数である)前記式(I)において、A
1およびAr2で表される共役系芳香環を構成する芳香
族化合物としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、ア
ントラセン、フェナントレン、ナフタセン、トリフェニ
レン、ピレン、クリセン、ペリレン、インダセンなどが
挙げられる。好ましい共役系芳香環には、1〜4、特に
1又は2程度の芳香環、例えばベンゼン環、ナフタレン
環が含まれる。
[Chemical 6] (In the formula, Ar 1 and Ar 2 are a conjugated aromatic ring which may have a substituent or a conjugated heterocycle which may have a substituent, and may be different depending on m and p. , M
Is an integer of 1 or more, n is 0 or 1, p is an integer of 0 or 1 or more, and q is an integer of 2 or more. However, when n is 1, p is an integer of 1 or more) In the formula (I), A
Examples of the aromatic compound that constitutes the conjugated aromatic ring represented by r 1 and Ar 2 include benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, naphthacene, triphenylene, pyrene, chrysene, perylene, and indacene. Preferred conjugated aromatic rings include 1 to 4, particularly 1 or 2 aromatic rings such as benzene ring and naphthalene ring.

【0008】共役系複素環を構成する複素環化合物とし
ては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子から選ばれた少な
くとも1つのヘテロ原子を有する複素環を含む化合物、
例えば、チオフェン、フラン、ピロール、オキサゾー
ル、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、イソチア
ゾール、イソオキサゾールなどの5員複素環を含む化合
物;ビリジン、ピリダジン、ピラジン、インドール、キ
ノリン、カルバゾール、フェナントロリンなどの6員複
素環を含む化合物などが挙げられる。
As the heterocyclic compound constituting the conjugated heterocycle, a compound containing a heterocycle having at least one hetero atom selected from oxygen atom, sulfur atom and nitrogen atom,
For example, compounds containing 5-membered heterocycles such as thiophene, furan, pyrrole, oxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, isothiazole and isoxazole; 6-membered heterocycles such as viridine, pyridazine, pyrazine, indole, quinoline, carbazole and phenanthroline. And the like.

【0009】好ましい複素環を有する化合物には、例え
ば、下記式(III)で表される化合物が含まれる。
The compound having a preferable heterocycle includes, for example, a compound represented by the following formula (III).

【化7】 (式中、Xは酸素原子又は硫黄原子を示し、Rは水素原
子、アルキル基、アルケニル基、アシル基、アリール
基、アラルキル基、アルキルスルホニル基またはアリー
ルスルホニル基を示す)前記式(III)で表される化
合物において、Xは窒素原子である場合が多い。 前記
アルキル基には、例えば、メチル、エチル、プロピル、
イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチ
ルなどの炭素数1〜10程度のアルキル基が含まれる。
アルケニル基には、例えば、ビニル、アリル、プロペニ
ル、イソプロペニル基などが含まれる。アシル基には、
例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル
基などが含まれる。アリール基に、例えば、フェニル、
ナフチル、ビフェニルおよびこれらの誘導体などが含ま
れる。アラルキル基には、例えば、ベンジル基などが含
まれ、アルキルスルホニル基としては、メチルスルホニ
ル、エチルスルホニルなどが挙げられ、アリールスルホ
ニル基としては、フェニルスルホニル、ナフチルスルホ
ニルなどが挙げられる。
[Chemical 7] (In the formula, X represents an oxygen atom or a sulfur atom, and R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an acyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkylsulfonyl group or an arylsulfonyl group.) In the formula (III), In the compounds represented, X is often a nitrogen atom. Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl,
An alkyl group having about 1 to 10 carbon atoms such as isopropyl, butyl, t-butyl, hexyl and octyl is included.
Alkenyl groups include, for example, vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl groups and the like. The acyl group includes
Examples include formyl, acetyl, propionyl, butyryl groups and the like. Aryl groups include, for example, phenyl,
Examples include naphthyl, biphenyl and their derivatives. The aralkyl group includes, for example, a benzyl group, the alkylsulfonyl group includes methylsulfonyl, ethylsulfonyl and the like, and the arylsulfonyl group includes phenylsulfonyl, naphthylsulfonyl and the like.

【0010】芳香環又は複素環に置換していてもよい置
換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ
素、塩素、臭素など)、アルキル基(例えば、メチル、
エチル、プロピル、イソプロピル、ブチルなどの炭素数
1〜6程度の低級アルキル基など)、ヒドロキシル基、
アルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキ
シ、イソプロポキシ、ブトキシなどの炭素数1〜6程度
の低級アルコキシ基など)などが含まれる。これら置換
基の置換位置は特に制限されない。置換基の数は、例え
ば、1〜3程度である。
Examples of the substituent which may be substituted on the aromatic ring or the heterocycle include a halogen atom (eg, fluorine, chlorine, bromine etc.), an alkyl group (eg, methyl,
Lower alkyl groups having about 1 to 6 carbon atoms such as ethyl, propyl, isopropyl, butyl, etc.), hydroxyl groups,
Alkoxy groups (eg, lower alkoxy groups having about 1 to 6 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, etc.) are included. The substitution position of these substituents is not particularly limited. The number of substituents is, for example, about 1 to 3.

【0011】前記Ar1およびAr2は、mおよびpの繰
返しにより異なっていてもよい。好ましいmは1〜5、
特に1〜3程度である。nは0又は1であり、好ましい
pは0〜3、特に0又は1程度である。qは2以上、好
ましくは5〜10000、さらに好ましくは10〜10
00程度である場合が多い。ただし、nが1であるとき
pは1以上の整数である。
Ar 1 and Ar 2 may be different by repeating m and p. Preferred m is 1-5,
Especially, it is about 1 to 3. n is 0 or 1, and preferable p is 0 to 3, particularly about 0 or 1. q is 2 or more, preferably 5 to 10000, and more preferably 10 to 10
It is often around 00. However, when n is 1, p is an integer of 1 or more.

【0012】好ましい共役系高分子は、下記式(I
a)、(Ib)又は(Ic)で表される繰返し単位を有
している。
A preferred conjugated polymer has the following formula (I
It has a repeating unit represented by a), (Ib) or (Ic).

【化8】 (式中、A1環、A2環、A3環およびA4環は同一又は異
なって置換基を有していてもよい5又は6員複素環を示
し、Xは酸素原子、硫黄原子または窒素原子を示し、A
1〜A4環が5員複素環であるとき、窒素原子は水素原
子、アルキル基、アルケニル基、アシル基、アリール
基、アラルキル基、アルキルスルホニル基またはアリー
ルスルホニル基を有している。Ar1aおよびAr1bは同
一又は異なって置換基を有していてもよい2以上の芳香
環を含む共役系縮合環を示し、Ar1cは置換基を有して
いてもよい1以上の芳香環を含む共役系芳香環を示す。
mは1〜3の整数、pは0又は1、qは2以上の整数を
示す)本発明の共役系高分子の一例をより具体的に示す
と、共役系高分子には、例えば、下記(Ia1)〜(Ic
1)の繰返し単位を有する高分子が含まれる。
[Chemical 8] (In the formula, A 1 ring, A 2 ring, A 3 ring and A 4 ring are the same or different and represent a 5- or 6-membered heterocyclic ring which may have a substituent, and X is an oxygen atom, a sulfur atom or Indicates a nitrogen atom, A
When 1 to A 4 ring is 5-membered heterocyclic ring, the nitrogen atom has a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an acyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkylsulfonyl group or an arylsulfonyl group. Ar 1a and Ar 1b are the same or different and each represents a conjugated fused ring containing two or more aromatic rings which may have a substituent, and Ar 1c represents one or more aromatic rings which may have a substituent. A conjugated aromatic ring containing is shown.
(m is an integer of 1 to 3, p is 0 or 1, and q is an integer of 2 or more) More specifically, one example of the conjugated polymer of the present invention is as follows. (Ia1) ~ (Ic
A polymer having the repeating unit of 1) is included.

【化9】 (式中、R、m、p及びqは前記に同じ)本発明の共役
系高分子は、塩を形成してもよい。共役系高分子の塩と
しては、例えば、有機カルボン酸塩(例えば、酢酸、プ
ロピオン酸、ギ酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸
などとの塩)、スルホン酸塩(例えば、p−トルエンス
ルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリ
クロロメタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン
酸などとの塩);無機酸塩(例えば、塩酸、硫酸、フッ
化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、過塩素酸、テト
ラフルオロホウ酸、フッ化砒素酸などとの塩)などが挙
げられる。
[Chemical 9] (In the formula, R, m, p and q are the same as above) The conjugated polymer of the present invention may form a salt. Examples of the salt of the conjugated polymer include organic carboxylic acid salts (for example, salts with acetic acid, propionic acid, formic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, etc.), sulfonic acid salts (for example, p-toluenesulfonic acid, methane). Sulfonic acid, ethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid, salts with trifluoromethanesulfonic acid, etc.); inorganic acid salts (for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, perchloric acid) , Tetrafluoroboric acid, salts with fluoroarsenic acid, etc.) and the like.

【0013】本発明の共役系高分子は、それ自体p型半
導体としての性質を有しており、FET素子の半導体層
として用いることができる。また、適当なドーパントを
ドーピングすることにより、例えばn型半導体として用
いることもできる。
The conjugated polymer of the present invention itself has a property as a p-type semiconductor and can be used as a semiconductor layer of an FET element. Further, it can be used as, for example, an n-type semiconductor by doping an appropriate dopant.

【0014】また、FET素子のソース、ドレイン、ゲ
ート電極として用いる場合は、特に好ましい共役系高分
子には、電導度を高めるため、イオン性化合物がドーパ
ントとしてドーピングされている。
When used as a source, drain or gate electrode of an FET element, a particularly preferred conjugated polymer is doped with an ionic compound as a dopant in order to enhance the electric conductivity.

【0015】ドーパントがドーピングされた共役系高分
子は、例えば、下記式(II)で表される繰返し単位を
有し、電導度が高い。
The conjugated polymer doped with the dopant has, for example, a repeating unit represented by the following formula (II) and has a high electric conductivity.

【化10】 (式中、Yは陰イオン、aは陰イオンの価数を示す。a
は1〜3の整数、rは0〜2を示す。Ar1、Ar2
m、n、pおよびqは前記に同じ)前記式(II)で表
される繰返し単位を含む高分子において、好ましい陰イ
オンの価数aは1又は2、特に1であり、rは、ソー
ス、ドレイン、ゲート電極として用いる場合は、0.0
01〜2、好ましくは0.01〜1程度である。
[Chemical 10] (In the formula, Y represents an anion and a represents a valence of the anion.
Is an integer of 1 to 3 and r is 0 to 2. Ar 1 , Ar 2 ,
(m, n, p and q are the same as above) In the polymer containing the repeating unit represented by the above formula (II), the preferred anion valency a is 1 or 2, especially 1, and r is a source , 0.0 when used as a drain or gate electrode
It is about 01 to 2, preferably about 0.01 to 1.

【0016】Yで表される陰イオンとしては、例えば、
有機酸イオン(例えば、p−トルエンスルホン酸イオ
ン、メタンスルホン酸イオン、エタンスルホン酸イオ
ン、トリクロロメタンスルホン酸イオン、トリフルオロ
メタンスルホン酸イオンなど);ハロゲンイオン(例え
ば、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イ
オン);無機酸イオン(例えば、過塩素酸イオン、テト
ラフルオロホウ酸イオン、フッ化砒素酸イオン、硫酸イ
オン、塩化鉄イオンなど)などが挙げられる。これらの
陰イオンは、一種又は二種以上、前記高分子にドープさ
れていてもよい。ドーパントとしては、前記陰イオンに
対応する酸や塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩な
ど)などが使用できる。
The anion represented by Y is, for example,
Organic acid ions (for example, p-toluenesulfonate ion, methanesulfonate ion, ethanesulfonate ion, trichloromethanesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, etc.); halogen ion (for example, fluorine ion, chlorine ion, bromine ion) , Iodine ion); inorganic acid ions (for example, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, fluoroarsenate ion, sulfate ion, iron chloride ion, etc.) and the like. One or more of these anions may be doped in the polymer. As the dopant, an acid or salt (for example, sodium salt, potassium salt, etc.) corresponding to the anion can be used.

【0017】ドーピングは、慣用の方法、例えば、電解
酸化重合法、イオン注入法等により行なうことができ
る。また、前記式(I)で表される高分子を、前記Yで
表される陰イオンに対応する化合物、例えば、濃塩酸、
濃硫酸、有機酸やスルホン酸とその塩などの液状化合物
に浸漬する、液相からのドーピングや、ハロゲンなどの
気体状化合物の蒸気に晒す、気相からのドーピングによ
っても、前記式(II)で表される高分子を得ることが
できる。操作性、及びドーピング量の制御性の点から、
後述する支持電解質溶液中で通電する電解酸化重合法が
好ましい。
Doping can be carried out by a conventional method such as electrolytic oxidation polymerization method or ion implantation method. In addition, the polymer represented by the formula (I) is a compound corresponding to the anion represented by Y, for example, concentrated hydrochloric acid,
The above formula (II) can also be obtained by immersing in a liquid compound such as concentrated sulfuric acid, organic acid or sulfonic acid and its salt, doping from a liquid phase, exposing to vapor of a gaseous compound such as halogen, or doping from a gas phase. A polymer represented by can be obtained. From the viewpoint of operability and controllability of doping amount,
An electrolytic oxidative polymerization method in which electricity is applied in a supporting electrolyte solution described later is preferable.

【0018】なお、上記とは逆に、ドーパントがドープ
された高分子を電解還元反応に供すると、前記式(I)
で表される高分子を得ることができる。
Contrary to the above, when the polymer doped with the dopant is subjected to the electrolytic reduction reaction, the above formula (I)
A polymer represented by can be obtained.

【0019】前記式(I)で表される高分子は、前記繰
返し単位に対応する化合物又はその塩を重合することに
より製造できる。例えば、前記式(Ia)で表される高
分子のうちp=1の高分子は、下記式(IV)で表され
る化合物を重合することにより製造できる。また、前記
式(Ic)で表される高分子は、下記式(V)で表され
る化合物を重合することにより製造できる。
The polymer represented by the formula (I) can be produced by polymerizing a compound corresponding to the repeating unit or a salt thereof. For example, among the polymers represented by the above formula (Ia), the polymer with p = 1 can be produced by polymerizing the compound represented by the following formula (IV). The polymer represented by the formula (Ic) can be produced by polymerizing a compound represented by the following formula (V).

【化11】 (式中、A1環〜A4環、Ar1c及びXは前記に同じ)重
合には、電解酸化重合法および化学的酸化重合法のいず
れも利用できる。電解酸化重合は、前記式(IV)で表
される化合物、例えば、2,2′−アゾピロールなど
や、前記式(V)で表される化合物、例えば、1,4−
ビス(2−ピロリルアゾ)ベンゼンなどを支持電解質を
含む電解液中で重合することにより行なうことができ
る。
[Chemical 11] (In the formula, A 1 ring to A 4 ring, Ar 1c and X are the same as described above) For the polymerization, either an electrolytic oxidative polymerization method or a chemical oxidative polymerization method can be used. The electrolytic oxidative polymerization is carried out by the compound represented by the formula (IV), for example, 2,2′-azopyrrole, or the compound represented by the formula (V), for example, 1,4-.
It can be carried out by polymerizing bis (2-pyrrolylazo) benzene or the like in an electrolytic solution containing a supporting electrolyte.

【0020】支持電解質としては、溶媒に可溶であり、
イオンに解離し易い塩が好ましく、例えば、過塩素酸テ
トラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモ
ニウム、過塩素酸リチウムなどの過塩素酸塩;テトラフ
ルオロホウ酸ナトリウム、テトラフルオロホウ酸リチウ
ム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、
テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウムなどの
テトラフルオロホウ酸塩;ヘキサフルオロリン酸テトラ
エチルアンモニウム、ヘキサフルオロリン酸テトラブチ
ルアンモニウムなどのヘキサフルオロリン酸塩;パラト
ルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウムなどのスル
ホン酸塩;ヨウ化リチウムなどのヨウ素酸塩;臭化リチ
ウムなどの臭化水素酸塩;塩化リチウムなどの塩酸塩;
水酸化ナトリウムなどのナトリウム塩などが含まれる。
好ましい支持電解質には、過塩素酸テトラブチルアンモ
ニウムなどの過塩素酸塩;テトラフルオロホウ酸テトラ
エチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチ
ルアンモニウムなどのテトラフルオロホウ酸塩が含まれ
る。
The supporting electrolyte is soluble in a solvent,
Salts that are easily dissociated into ions are preferable, and examples thereof include perchlorates such as tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium perchlorate, and lithium perchlorate; sodium tetrafluoroborate, lithium tetrafluoroborate, and tetrafluoroborate. Acid tetraethylammonium,
Tetrafluoroborate salts such as tetrabutylammonium tetrafluoroborate; Hexafluorophosphate salts such as tetraethylammonium hexafluorophosphate and tetrabutylammonium hexafluorophosphate; Sulfonate salts such as tetraethylammonium paratoluenesulfonate; Iodates such as lithium bromide; Hydrobromides such as lithium bromide; Hydrochlorides such as lithium chloride;
Sodium salts such as sodium hydroxide are included.
Preferred supporting electrolytes include perchlorates such as tetrabutylammonium perchlorate; tetrafluoroborates such as tetraethylammonium tetrafluoroborate and tetrabutylammonium tetrafluoroborate.

【0021】支持電解質の濃度は、通常、0.01〜
1.0モル/L、好ましくは0.05〜0.5モル/L
程度である。
The concentration of the supporting electrolyte is usually 0.01 to
1.0 mol / L, preferably 0.05 to 0.5 mol / L
It is a degree.

【0022】溶媒としては、前記支持電解質に対する良
溶媒、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ールなどのアルコール類;テトラヒドロフランなどのエ
ーテル類;プロピレンカーボネートなどカーボネート
類;ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼンなど
のニトロ化合物;アセトニトリル、ベンゾニトリルなど
のニトリル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのス
ルホキシド類;ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素
類;これらの混合溶媒などが挙げられる。溶媒の使用量
は、前記支持電解質の濃度に応じて選択できる。
As the solvent, a good solvent for the supporting electrolyte, for example, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ethers such as tetrahydrofuran; carbonates such as propylene carbonate; nitro compounds such as nitromethane, nitroethane and nitrobenzene; acetonitrile, Examples thereof include nitriles such as benzonitrile; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethylsulfoxide; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane; mixed solvents thereof. The amount of the solvent used can be selected according to the concentration of the supporting electrolyte.

【0023】前記式(IV)(V)で表される化合物又
はその塩の使用量は、特に制限されないが、0.01〜
1モル/L、好ましくは0.1〜0.5モル/L程度で
ある場合が多い。
The amount of the compound represented by the formula (IV) or (V) or a salt thereof used is not particularly limited, but is 0.01 to
It is often 1 mol / L, preferably 0.1 to 0.5 mol / L.

【0024】電解酸化重合は、定電位法、定電流法およ
び電位走査法などにより行なうことができ、2極法又は
参照電極を用いる3極法であってもよい。電流密度は、
例えば、0.1〜10mA/cm2程度、電位は、例え
ば、0.3〜1V(vs Ag/AgCl)程度であ
る。
The electrolytic oxidative polymerization can be carried out by a constant potential method, a constant current method, a potential scanning method or the like, and may be a two pole method or a three pole method using a reference electrode. The current density is
For example, the electric potential is, for example, about 0.1 to 10 mA / cm 2 , and the electric potential is, for example, about 0.3 to 1 V (vs Ag / AgCl).

【0025】このようにして電解酸化重合すると、陽極
の表面に前記高分子がフイルム状に堆積する。そのた
め、陽極の表面に前記高分子からなる薄膜を形成でき
る。しかも、電解酸化のための電流密度、電位や通電時
間を調整することにより、膜厚を容易かつ精度よく制御
できる。
When the electrolytic oxidative polymerization is carried out in this way, the polymer is deposited in the form of a film on the surface of the anode. Therefore, a thin film made of the polymer can be formed on the surface of the anode. Moreover, the film thickness can be easily and accurately controlled by adjusting the current density, the potential, and the energization time for electrolytic oxidation.

【0026】化学的酸化重合法は、重合開始剤の存在下
で行なうことができる。重合開始剤としては、酸(例え
ば、塩酸、硫酸など);酸化剤(例えば、塩化第二鉄、
過塩素酸第二鉄、塩化銀、過塩素酸銀、塩化第二銅、過
塩素酸銅、テトラフルオロホウ酸銅などの遷移金属塩、
過酸化水素、ベンゾキノン、ナフトキノンなどのキノン
類など)が挙げられる。これらの重合開始剤のうち、酸
化剤、例えば、塩化第二鉄、過塩素酸第二鉄などの第二
鉄化合物、塩化銀、過塩素酸銀などの銀化合物を使用す
る場合が多い。重合開始剤の濃度は、前記前記式(I
V)(V)で表される化合物又はその塩(モノマー)1
モルに対して1ミリモル〜5モル、好ましくは1〜4モ
ル程度である。
The chemical oxidative polymerization method can be carried out in the presence of a polymerization initiator. As the polymerization initiator, an acid (eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.); an oxidizing agent (eg, ferric chloride,
Transition metal salts such as ferric perchlorate, silver chloride, silver perchlorate, cupric chloride, copper perchlorate, and copper tetrafluoroborate,
Hydrogen peroxide, benzoquinone, quinones such as naphthoquinone). Of these polymerization initiators, an oxidizing agent, for example, a ferric compound such as ferric chloride or ferric perchlorate, or a silver compound such as silver chloride or silver perchlorate is often used. The concentration of the polymerization initiator is determined by the above formula (I
V) Compound represented by (V) or salt thereof (monomer) 1
It is about 1 to 5 mol, preferably about 1 to 4 mol per mol.

【0027】反応は、通常、溶媒の存在下で行なわれ
る。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、
イソプロパノールなどのアルコール類;塩化メチレンな
どのハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフランなどの
エーテル類;プロピレンカーボネートなどカーボネート
類;ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼンなど
のニトロ化合物;アセトニトリル、ベンゾニトリルなど
のニトリル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのス
ルホキシド類;これらの混合溶媒などが挙げられる。
The reaction is usually carried out in the presence of a solvent. As the solvent, for example, methanol, ethanol,
Alcohols such as isopropanol; Halogenated hydrocarbons such as methylene chloride; Ethers such as tetrahydrofuran; Carbonates such as propylene carbonate; Nitro compounds such as nitromethane, nitroethane and nitrobenzene; Nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Dimethylformamide, Examples thereof include amides such as dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; mixed solvents thereof and the like.

【0028】溶媒の使用量は、特に制限されないが、前
記式(IV)(V)で表される化合物又はその塩の濃度
が、0.01〜1モル/L、好ましくは0.1〜0.5
モル/L程度となる量である場合が多い。
The amount of the solvent used is not particularly limited, but the concentration of the compound represented by the above formula (IV) (V) or a salt thereof is 0.01 to 1 mol / L, preferably 0.1 to 0. .5
In many cases, the amount is about mol / L.

【0029】重合温度は、還流温度以下、例えば、−3
0〜100℃、好ましくは−10〜90℃程度であり、
重合時間は、例えば、0.5〜24時間、好ましくは2
〜12時間程度である。
The polymerization temperature is not higher than the reflux temperature, for example, -3.
0 to 100 ° C, preferably about -10 to 90 ° C,
The polymerization time is, for example, 0.5 to 24 hours, preferably 2
It is about 12 hours.

【0030】重合により生成したポリマーを回収し、溶
媒洗浄などの精製手段により精製することにより、本発
明の共役系高分子を得ることができる。なお、共役系高
分子は、重合に伴なって反応系から析出する場合があ
る。この場合、生成した析出物は、濾過などの簡便な方
法で回収できる。
The conjugated polymer of the present invention can be obtained by recovering the polymer produced by the polymerization and purifying it by a purification means such as solvent washing. Incidentally, the conjugated polymer may be precipitated from the reaction system along with the polymerization. In this case, the generated precipitate can be collected by a simple method such as filtration.

【0031】なお、前記式(V)で表される新規化合物
は、A3環及び/又はA4環に対応する複素環化合物(例
えば、ピロールなど)と、Ar1cに対応するアリーレン
基を有するビスジアゾニウム塩とを、溶媒中でカップリ
ングすることにより得られる。前記ビスジアゾニウム塩
は、Ar1cに対応するジアミノアリール化合物を慣用の
方法によりテトラゾ化することにより得ることができ
る。テトラゾ化反応混合液は、そのままカップリング反
応に供することもできるが、酸、例えば、テトラフルオ
ロホウ酸、テトラフルオロホウ酸ナトリウムなどの水溶
液を添加し、ビスジアゾニウム塩として単離してカップ
リング反応に供するのが好ましい。
The novel compound represented by the formula (V) has a heterocyclic compound (eg, pyrrole) corresponding to the A 3 ring and / or A 4 ring and an arylene group corresponding to Ar 1c. It is obtained by coupling with a bisdiazonium salt in a solvent. The bisdiazonium salt can be obtained by tetrazotizing a diaminoaryl compound corresponding to Ar 1c by a conventional method. The tetrazotization reaction mixture can be subjected to the coupling reaction as it is, but an acid, for example, tetrafluoroboric acid, an aqueous solution of sodium tetrafluoroborate or the like is added, and isolated as a bisdiazonium salt to be subjected to the coupling reaction. It is preferable to provide.

【0032】カップリング反応は、例えば、不活性ガス
雰囲気中、前記複素環化合物と溶媒との溶液を冷却し、
複素環化合物1モルに対して、ビスジアゾニウム塩化合
物0.4〜0.6モル程度を徐々に添加することにより
行なうことができる。
The coupling reaction is carried out, for example, by cooling the solution of the heterocyclic compound and the solvent in an inert gas atmosphere,
It can be carried out by gradually adding about 0.4 to 0.6 mol of the bisdiazonium salt compound to 1 mol of the heterocyclic compound.

【0033】反応溶媒としては、非プロトン性溶媒、例
えば、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素類;テト
ラヒドロフランなどのエーテル類;プロピレンカーボネ
ートなどカーボネート類;アセトニトリルなどのニトリ
ル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドな
どのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシ
ド類;これらの混合溶媒などが挙げられる。溶媒の使用
量は、例えば、複素環化合物の濃度が0.01〜0.5
モル/L、好ましくは0.1〜0.2モル/L程度とな
る量である場合が多い。
As the reaction solvent, aprotic solvents such as halogenated hydrocarbons such as methylene chloride; ethers such as tetrahydrofuran; carbonates such as propylene carbonate; nitriles such as acetonitrile; dimethylformamide, dimethylacetamide and the like. Amides; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; mixed solvents thereof, and the like. The amount of the solvent used is, for example, 0.01 to 0.5 for the concentration of the heterocyclic compound.
The amount is often about mol / L, preferably about 0.1 to 0.2 mol / L.

【0034】反応温度は、例えば、−20〜10℃、好
ましくは−10〜0℃程度であり、反応時間は、0.5
〜6時間、好ましくは1〜4時間程度である。反応終了
後、例えば、反応生成物に多量の水を添加し、溶媒洗浄
などにより精製することにより、前記式(V)で表され
るビスアゾ化合物を得ることができる。
The reaction temperature is, for example, -20 to 10 ° C, preferably -10 to 0 ° C, and the reaction time is 0.5.
~ 6 hours, preferably 1 to 4 hours. After completion of the reaction, for example, a large amount of water is added to the reaction product, and the product is purified by washing with a solvent or the like, whereby the bisazo compound represented by the formula (V) can be obtained.

【0035】前記式(Ia)で表される高分子のうちp
=0の高分子、および前記式(Ib)で表される高分子
は、下記式(VI)で表される化合物又はその塩を重合
することにより製造できる。
Among the polymers represented by the above formula (Ia), p
The polymer of = 0 and the polymer represented by the formula (Ib) can be produced by polymerizing a compound represented by the following formula (VI) or a salt thereof.

【化12】 (式中、Ar1aおよびAr1bは前記に同じ)式(VI)
で表される化合物のうち、好ましいジアミノ複素環化合
物には、2,5−ジアノピリジンなどのジアミノ複素環
化合物が含まれ、好ましいジアミノアリール化合物に
は、2〜4程度の芳香環が縮合したジアミノ−共役系芳
香族化合物、例えば、1,4−ジアミノナフタレン、
2,6−ジアミノナフタレンなどのジアミノナフタレン
とその塩などが含まれる。
[Chemical 12] (Wherein Ar 1a and Ar 1b are the same as above) Formula (VI)
Among the compounds represented by, preferred diaminoheterocyclic compounds include diaminoheterocyclic compounds such as 2,5-dianopyridine, and preferred diaminoaryl compounds include diamino-compounded with about 2 to 4 aromatic rings. A conjugated aromatic compound, for example, 1,4-diaminonaphthalene,
Diaminonaphthalene such as 2,6-diaminonaphthalene and salts thereof are included.

【0036】ジアミノ複素環化合物、ジアミノアリール
化合物又はそれらの塩の重合は、酸化剤の存在下で行な
うことができる。酸化剤としては、例えば、過ホウ酸ナ
トリウム、過ホウ酸カリウムなどの過ホウ酸塩、または
過ホウ酸塩とホウ酸との混合物などが使用できる。酸化
剤の使用量は、式(VI)で表される化合物又はその塩
に対して、2〜10倍モル、好ましくは2〜5倍モル程
度である。また、ホウ酸を使用する場合、過ホウ酸塩に
対して、0.1〜2倍モル、好ましくは0.5〜1倍モ
ル程度使用される。
The polymerization of the diaminoheterocyclic compound, the diaminoaryl compound or their salts can be carried out in the presence of an oxidizing agent. As the oxidizing agent, for example, a perborate such as sodium perborate or potassium perborate, or a mixture of perborate and boric acid can be used. The amount of the oxidizing agent used is about 2 to 10 times mol, preferably about 2 to 5 times mol, of the compound represented by the formula (VI) or a salt thereof. When boric acid is used, it is used in an amount of 0.1 to 2 times, preferably 0.5 to 1 times the mol of the perborate.

【0037】反応は、通常、溶媒の存在下で行なわれ
る。溶媒としては、前記化合物又はその塩の良溶媒、例
えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール
などのアルコール類;テトラヒドロフランなどのエーテ
ル類;酢酸などの有機酸;塩酸、硫酸などの無機酸;ピ
リジン、ピロリドン、メチルピロリドンなどの含有窒素
化合物;アセトニトリルなどのニトリル類;ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;ジ
メチルスルホキシドなどのスルホキシド類;これらの混
合溶媒などが挙げられる。好ましい溶媒には、例えば、
メタノールなどのアルコール類、ジメチルスルホキシド
などのスルホキシド類などが含まれる。
The reaction is usually carried out in the presence of a solvent. As the solvent, a good solvent for the above compound or a salt thereof, for example, water; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ethers such as tetrahydrofuran; organic acids such as acetic acid; inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid; pyridine and pyrrolidone , Nitrogen compounds such as methylpyrrolidone; nitriles such as acetonitrile; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethylsulfoxide; mixed solvents thereof and the like. Preferred solvents include, for example:
Examples include alcohols such as methanol and sulfoxides such as dimethyl sulfoxide.

【0038】前記式(VI)で表されるジアミノアリー
ル化合物又はその塩の使用量は、特に制限されないが、
0.01〜1モル/L、好ましくは0.1〜0.5モル
/L程度である場合が多い。
The amount of the diaminoaryl compound represented by the above formula (VI) or a salt thereof is not particularly limited,
It is often 0.01 to 1 mol / L, preferably 0.1 to 0.5 mol / L.

【0039】重合温度は、還流温度以下、例えば、30
〜100℃、好ましくは50〜90℃程度であり、重合
時間は、例えば、0.5〜24時間、好ましくは4〜1
2時間程度である。
The polymerization temperature is not higher than the reflux temperature, for example, 30
To 100 ° C, preferably about 50 to 90 ° C, and the polymerization time is, for example, 0.5 to 24 hours, preferably 4 to 1
It takes about 2 hours.

【0040】重合により生成したポリマーを、溶媒洗浄
などの精製手段により精製することにより、共役系高分
子を得ることができる。
The conjugated polymer can be obtained by purifying the polymer produced by the polymerization by a purifying means such as solvent washing.

【0041】本発明の共役系高分子は、通常、黒色など
に着色し、熱的にも安定であり、半導体特性及び成膜性
に優れる。そのため、前記高分子は、FET素子の半導
体層材料として有用である。また、ドーパントをドーピ
ングした共役系高分子は、特に導電性が高く、FET素
子のソース、ドレイン、ゲート電極として好適に用いる
ことができる。
The conjugated polymer of the present invention is usually colored black or the like, is thermally stable, and has excellent semiconductor characteristics and film forming properties. Therefore, the polymer is useful as a semiconductor layer material for FET devices. Further, the conjugated polymer doped with a dopant has a particularly high conductivity and can be suitably used as the source, drain and gate electrodes of an FET element.

【0042】FET素子の構造は特に制限されないが、
図1〜図3に示される絶縁ゲート型素子等が例示され
る。
Although the structure of the FET element is not particularly limited,
The insulated gate type element and the like shown in FIGS. 1 to 3 are exemplified.

【0043】図1において、基板1の上には、半導体層
2が設けられ、その上にソース電極3とドレイン電極4
とが、各々離れて設けられている。前記半導体層2、ソ
ース電極3及びドレイン電極4は、絶縁膜6で被覆さ
れ、この絶縁膜6にはゲート電極5が形成されている。
尚、図2に示すように、ゲート電極5と絶縁膜6とを基
板1上に設け、その上に、ソース電極3、ドレイン電極
4及び半導体層3を設けてもよい。
In FIG. 1, a semiconductor layer 2 is provided on a substrate 1, on which a source electrode 3 and a drain electrode 4 are provided.
And are provided separately from each other. The semiconductor layer 2, the source electrode 3 and the drain electrode 4 are covered with an insulating film 6, and a gate electrode 5 is formed on the insulating film 6.
As shown in FIG. 2, the gate electrode 5 and the insulating film 6 may be provided on the substrate 1, and the source electrode 3, the drain electrode 4 and the semiconductor layer 3 may be provided thereon.

【0044】また、目的に応じて、図3に示すように、
ソース電極3またはドレイン電極4からのリード線7、
8やゲート電極5として、金属膜を用いることもでき
る。
Depending on the purpose, as shown in FIG.
Lead wire 7 from the source electrode 3 or the drain electrode 4,
A metal film may be used as the gate electrode 8 and the gate electrode 5.

【0045】基板1としては、ガラス、アルミナ焼結体
やポリエステル、ポリイミド等のフィルム形成能を有す
る電気絶縁性ポリマー等を使用できる。
As the substrate 1, glass, an alumina sintered body, an electrically insulating polymer having a film forming ability such as polyester, polyimide or the like can be used.

【0046】また、基板1は、使用目的に応じて、シリ
コン等の半導体やステンレス、銅等の金属で形成するこ
ともできる。この場合、ゲート電極5を省略することが
できる。
The substrate 1 can also be formed of a semiconductor such as silicon or a metal such as stainless steel or copper, depending on the purpose of use. In this case, the gate electrode 5 can be omitted.

【0047】FET素子において、半導体層2、ソース
電極3、ドレイン電極4及びゲート電極5のうち少なく
とも1つのエレメントは、前記共役系高分子を用いて形
成することができる。
In the FET element, at least one element of the semiconductor layer 2, the source electrode 3, the drain electrode 4 and the gate electrode 5 can be formed by using the conjugated polymer.

【0048】本発明の共役系高分子は、ドーピングしな
い状態では、p型半導体としての性質を有しており、そ
のまま半導体層に用いることができる。また、適当なド
ーパントを用いてドーピングすることによって、例え
ば、n型半導体として用いることもできる。このような
共役系高分子は、前記半導体層の材料として有用であ
る。共役系高分子で半導体層を形成する場合、ソース電
極、ドレイン電極、ゲート電極は、金属や導電性高分子
で形成できる。
The conjugated polymer of the present invention has a property as a p-type semiconductor when it is not doped, and can be used as it is for a semiconductor layer. Further, by doping with an appropriate dopant, it can be used as an n-type semiconductor, for example. Such a conjugated polymer is useful as a material for the semiconductor layer. When the semiconductor layer is formed of a conjugated polymer, the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode can be formed of a metal or a conductive polymer.

【0049】またソース電極、ドレイン電極、ゲート電
極は、ドーパントがドーピングされた共役系高分子、例
えば、式(II)で表される繰返し単位を有する高分子
で形成するのが好ましい。このような高分子は、特に導
電性に優れ、これらの電極の素材として好適である。こ
の場合、半導体層は、シリコン等の無機半導体、有機半
導体で形成できる。
The source electrode, the drain electrode, and the gate electrode are preferably formed of a dopant-doped conjugated polymer, for example, a polymer having a repeating unit represented by the formula (II). Such a polymer is particularly excellent in conductivity and is suitable as a material for these electrodes. In this case, the semiconductor layer can be formed of an inorganic semiconductor such as silicon or an organic semiconductor.

【0050】図1に示す半導体層2は、前記のように基
板を陽極として電解重合し、基板上に共役系高分子の被
膜を形成する方法、高分子の溶媒溶液をスピンコーティ
ングやディピングにてコーティングする方法により形成
できる。また、予め触媒を塗布し、モノマーガスを導入
して成膜する方法、スパッタリング法、CVD法、プラ
ズマCVD法、クラスターイオンビーム蒸着法等の蒸着
法、ラングミュア・ブロジェット法等により成膜するこ
ともできる。ラングミュア・ブロジェット法の場合、基
板上に堆積させる前に重合させる方法や、堆積後重合さ
せる方法のいずれでもよい。
As described above, the semiconductor layer 2 shown in FIG. 1 is electrolytically polymerized using the substrate as an anode to form a film of a conjugated polymer on the substrate, and a polymer solvent solution is spin-coated or dipping. It can be formed by a coating method. In addition, a method of coating a catalyst in advance and introducing a monomer gas to form a film, a sputtering method, a CVD method, a plasma CVD method, an evaporation method such as a cluster ion beam evaporation method, a Langmuir-Blodgett method, or the like You can also In the case of the Langmuir-Blodgett method, either a method of polymerizing before depositing on the substrate or a method of polymerizing after depositing may be used.

【0051】前記溶媒としては、共役系高分子に対して
良溶媒、例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水
素類;ギ酸、酢酸等の有機酸;塩酸等の無機酸;テトラ
ヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、
ジメチルアセトアミド等のアミド類;ジメチルスルホキ
シド等のスルホキシド類;これらの混合溶媒などが挙げ
られる。
The solvent is a good solvent for the conjugated polymer, for example, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; organic acids such as formic acid and acetic acid; inorganic acids such as hydrochloric acid; ethers such as tetrahydrofuran. Dimethylformamide,
Examples thereof include amides such as dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; mixed solvents of these.

【0052】FET素子において、半導体層2、ソース
電極3、ドレイン電極4、ゲート電極5及び絶縁膜6
は、例えば、上記共役系高分子からなる導電性薄膜及び
半導電性薄膜を、それぞれの目的に応じたパターンに加
工することによって形成できる。このような加工方法と
しては、ポジレジストやネガレジストを用いたフォトリ
ソグラフィー、マスキング、エッチング等を適宜選択で
きる。また、半導電性の薄膜を形成した後に、マスキン
グ等により特定の部分にのみドーピングを行って導電性
を付与し、パターン化することもできる。
In the FET element, the semiconductor layer 2, the source electrode 3, the drain electrode 4, the gate electrode 5 and the insulating film 6
Can be formed, for example, by processing a conductive thin film and a semiconductive thin film made of the above-mentioned conjugated polymer into a pattern according to each purpose. As such a processing method, photolithography using a positive resist or a negative resist, masking, etching or the like can be appropriately selected. In addition, after forming a semiconductive thin film, it is possible to perform doping by doping only a specific portion by masking or the like to impart conductivity, and patterning.

【0053】図3に示すように、リード線7、8を金属
膜で形成する場合、共役系高分子からなるソース電極3
及びドレイン電極4は、例えば、パターン化した前記金
属膜を陽極として、上記のように電解酸化重合を行うこ
とによって形成することもできる。
As shown in FIG. 3, when the lead wires 7 and 8 are formed of a metal film, the source electrode 3 made of a conjugated polymer is used.
The drain electrode 4 can also be formed, for example, by performing the electrolytic oxidation polymerization as described above using the patterned metal film as an anode.

【0054】このような金属膜としては、金、白金、ク
ロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム等の金
属;錫、インジウム等の酸化物、インジウム・錫酸化物
等の金属酸化物などが例示される。これらは、一種また
は二種以上用いることができる。
Examples of such a metal film include metals such as gold, platinum, chromium, palladium, aluminum and indium; oxides such as tin and indium; and metal oxides such as indium / tin oxide. These may be used alone or in combination of two or more.

【0055】金属膜を成膜する方法は、特に限定され
ず、例えば、メッキ、蒸着、スパッタリング、CVD
法、プラズマCVD法などの慣用の方法を適宜選択する
ことができる。
The method for forming the metal film is not particularly limited, and examples thereof include plating, vapor deposition, sputtering and CVD.
A conventional method such as a plasma CVD method or a plasma CVD method can be appropriately selected.

【0056】絶縁膜6としては、電気絶縁性の素材であ
れば、有機無機いずれの材料でも使用可能であり、例え
ば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、
ムライト等の無機素材;ポリエチレン、ポリイミド、ポ
リビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリエ
ステル、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、ポリ塩化
ビニル、ポリプロピレン、ポリブタジエン、酢酸セルロ
ース、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフ
ィド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン等
の有機絶縁性ポリマー等が例示される。これらの絶縁性
材料は、一種又は二種以上使用できる。
As the insulating film 6, any organic or inorganic material can be used as long as it is an electrically insulating material. For example, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide,
Inorganic materials such as mullite; polyethylene, polyimide, polyvinylcarbazole, polyvinyl butyral, polyester, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, polyvinyl chloride, polypropylene, polybutadiene, cellulose acetate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide Examples include organic insulating polymers such as phenol resin, epoxy resin, and polystyrene. These insulating materials may be used alone or in combination of two or more.

【0057】これらの絶縁膜は、慣用の方法、例えば、
CVD法、プラズマCVD法、蒸着法、スピンコーティ
ング法、クラスターイオンビーム蒸着法、電解重合法、
化学重合法、ラングミュア・ブロジェット法等の方法で
形成することができる。
These insulating films are formed by a conventional method, for example,
CVD method, plasma CVD method, vapor deposition method, spin coating method, cluster ion beam vapor deposition method, electrolytic polymerization method,
It can be formed by a method such as a chemical polymerization method or a Langmuir-Blodgett method.

【0058】好ましいFET素子は、半導体層、ソース
電極、ドレイン電極及びゲート電極を前記共役系高分子
を含む材料で構成し、更に絶縁膜として有機物を用いた
ものを含む。
A preferable FET element includes one in which a semiconductor layer, a source electrode, a drain electrode and a gate electrode are made of a material containing the conjugated polymer and an organic material is used as an insulating film.

【0059】このような素子は、材料間の熱膨張係数の
差が小さいため、半導体層の剥離等が生じない。また、
基板とゲート電極を兼ねたシリコン半導体を用いる必要
がないので、製造コストが低減される。更に、成膜性に
優れる共役系高分子を用いるので、素子の薄型化、大面
積化、多素子化が可能になる。
In such an element, since the difference in the coefficient of thermal expansion between the materials is small, peeling of the semiconductor layer does not occur. Also,
Since it is not necessary to use a silicon semiconductor that also serves as a substrate and a gate electrode, the manufacturing cost is reduced. Furthermore, since a conjugated polymer having excellent film forming properties is used, it is possible to make the device thin, have a large area, and have a large number of devices.

【0060】尚、本発明のFET素子は、上記のよう
に、薄型化、大面積化、多素子化が可能であることか
ら、スイッチング素子や液晶表示装置の駆動部に好適に
用いることができる。特に、基板として有機ポリマーの
薄膜を用いると、素子全体を有機材料で構成できるの
で、液晶表示装置の更なる薄型化、大面積化、多素子化
が可能となる。
Since the FET element of the present invention can be made thin, have a large area, and have a large number of elements as described above, it can be suitably used for a switching element or a driving portion of a liquid crystal display device. . In particular, when a thin film of an organic polymer is used as the substrate, the entire element can be made of an organic material, so that the liquid crystal display device can be made thinner, have a larger area, and have a larger number of elements.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明で用いる共役系高分子は、主鎖に
アゾ基を有し、また主鎖全体がπ電子共役系となってい
るため、半導体特性が高い。また、ドーピングにより、
導電性を容易に調整することができる。また、成膜性に
優れ、容易に半導電性または導電性の薄膜を形成でき
る。そのため、FET素子の半導体層、ソース電極、ド
レイン電極及びゲート電極の素材として有用である。
The conjugated polymer used in the present invention has an azo group in the main chain and the whole main chain is a π-electron conjugated system, so that it has high semiconductor characteristics. Also, by doping,
The conductivity can be easily adjusted. Further, it has excellent film-forming properties, and a semiconductive or conductive thin film can be easily formed. Therefore, it is useful as a material for semiconductor layers, source electrodes, drain electrodes, and gate electrodes of FET elements.

【0062】このような材料で形成された電界効果型ト
ランジスタは、電極の電導度が大きく、ゲート電圧によ
る応答性が高いので、ドレイン電流を精度よく制御でき
る。
The field-effect transistor formed of such a material has a high electrode conductivity and a high responsiveness to the gate voltage, so that the drain current can be controlled accurately.

【0063】[0063]

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定さ
れるものではない。
The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited by these examples.

【0064】実施例1 過塩素酸テトラブチルアンモニウム1ミリモル、2,
2′−アゾピロール1ミリモルをアセトニトリル10m
lに溶解し、この溶液に、表面に導電性被膜を形成した
ガラス板を作用極として浸漬すると共に、対向極Pt板
を浸漬し、アルゴン雰囲気下、0.2mA/cm2の定
電流法により電解酸化重合した。24クーロン通電後、
作用極を取り出したところ、ガラス板に黒色の析出物が
堆積していた。堆積物をメタノールで洗浄した後、減圧
乾燥し、ポリアゾピロールからなる薄膜を得た。
Example 1 Tetrabutylammonium perchlorate 1 mmol, 2,
1 mmol of 2'-azopyrrole was added to 10 m of acetonitrile.
a glass plate having a conductive coating film formed on its surface as a working electrode, and a counter electrode Pt plate was immersed in this solution under an argon atmosphere by a constant current method of 0.2 mA / cm 2. Electrolytically oxidatively polymerized. After energizing 24 coulombs,
When the working electrode was taken out, a black precipitate was deposited on the glass plate. The deposit was washed with methanol and then dried under reduced pressure to obtain a thin film made of polyazopyrrole.

【0065】尚、ガラス板から剥離したポリアゾピロー
ルの赤外線吸収スペクトルおよび元素分析の結果は、次
の通りであった。
The infrared absorption spectrum and elemental analysis results of the polyazopyrrole peeled from the glass plate were as follows.

【0066】IR(KBr)ν(cm-1):1578,
1479,1033,897,782 元素分析:ドーピングされたR=Hである前記式(Ia
1)の高分子について H C N O Cl 測定値(%) 4.7 53.0 30.8 7.4 4.1 理論値(%) 3.8 53.7 31.3 7.4 4.1 上記元素分析の結果から、炭素C/窒素N(モル比)=
約2であり、生成物が前記式(Ia1)で表されるポリア
ゾピロールであり、ドーパントがドーピングされている
ことが確認された。
IR (KBr) ν (cm -1 ): 1578,
1479,1033,897,782 Elemental analysis: the above formula (Ia) with R = H doped
1) Polymer H C N O Cl Measured value (%) 4.7 53.0 30.8 7.4 4.1 Theoretical value (%) 3.8 53.7 31.3 7.4 4.4. 1 From the results of the above elemental analysis, carbon C / nitrogen N (molar ratio) =
It was about 2, and it was confirmed that the product was polyazopyrrole represented by the formula (Ia1) and that the dopant was doped.

【0067】尚、得られた高分子をペレット化して電導
率を測定したところ、2×10-2S/cmであった。ま
た、前記ペレットを2ケ月間空気中に放置し、再度電導
率を測定したところ、電導率の変化は認められなかっ
た。
When the obtained polymer was pelletized and the electric conductivity was measured, it was 2 × 10 -2 S / cm. When the pellets were left in the air for 2 months and the electric conductivity was measured again, no change in the electric conductivity was observed.

【0068】実施例2 攪拌装置、冷却環および温度計を備えた3ツ口フラスコ
に、2,5−ジアミノピリジン二塩酸塩0.58g、過
ホウ酸ナトリウム四水和物1.41g、ホウ酸0.36
gおよび水6mlを仕込んで溶解し、攪拌しながら、4
5℃で8時間反応させた。反応混合液を吸引濾過し、黒
色の固体を得た。この固体を沸騰水で十分に洗浄した
後、さらにメタノールで洗浄し、100℃で減圧乾燥
し、ポリアゾピリジンの水和物0.20gを得た。
Example 2 A 3-necked flask equipped with a stirrer, a cooling ring and a thermometer was charged with 0.58 g of 2,5-diaminopyridine dihydrochloride, 1.41 g of sodium perborate tetrahydrate and boric acid. 0.36
g and 6 ml of water were charged and dissolved, and while stirring, 4
The reaction was carried out at 5 ° C for 8 hours. The reaction mixture was suction filtered to give a black solid. The solid was thoroughly washed with boiling water, further washed with methanol, and dried under reduced pressure at 100 ° C. to obtain 0.20 g of polyazopyridine hydrate.

【0069】IR(KBr)ν(cm-1):1625,
1562,1503,1398,1341,1298,
1240,1130,1012,830 元素分析:前記式(Ia2)の高分子について H C N O 測定値(%) 3.95 50.88 35.20 9.97 理論値(%) 3.80 50.60 35.42 10.18 上記元素分析の結果から、炭素C/窒素N(モル比)=
1.68(理論値1.67)であり、生成した高分子
は、前記式(Ia2)で表されるポリアゾピリジンである
ことが判明した。なお、前記高分子は水和物であり(C
5330.53・(H2O)0.43で表される。
IR (KBr) ν (cm −1 ): 1625
1562, 1503, 1398, 1341, 1298,
1240, 1130, 1012, 830 Elemental analysis: H C N O measured value (%) 3.95 50.88 35.20 9.97 theoretical value (%) 3.80 50. for the polymer of the formula (Ia2). 60 35.42 10.18 From the results of the above elemental analysis, carbon C / nitrogen N (molar ratio) =
It was 1.68 (theoretical value: 1.67), and the polymer produced was found to be the polyazopyridine represented by the above formula (Ia2). The polymer is a hydrate (C
5 H 3 N 3 ) 0.53 · (H 2 O) 0.43 .

【0070】得られた高分子をギ酸に溶解し、溶液をガ
ラス板にスピンコート法によりコーティングしたとこ
ろ、前記高分子からなる薄膜を形成できた。
The obtained polymer was dissolved in formic acid and the solution was coated on a glass plate by spin coating, whereby a thin film made of the polymer could be formed.

【0071】実施例3 攪拌装置、冷却環および温度計を備えた3ツ口フラスコ
に、1,4−ジアミノナフタレン二塩酸塩0.34g、
過ホウ酸ナトリウム四水和物0.70g、ホウ酸0.1
8gおよびメタノール4mlを仕込んで溶解し、攪拌し
ながら、70℃で7時間反応させた。反応混合液を吸引
濾過し、黒色の固体を得た。この固体を沸騰水で十分に
洗浄した後、さらにメタノールで洗浄し、100℃で減
圧乾燥し、ポリアミノアゾナフタレン0.13gを得
た。
Example 3 In a three-necked flask equipped with a stirrer, a cooling ring and a thermometer, 0.34 g of 1,4-diaminonaphthalene dihydrochloride was added.
Sodium perborate tetrahydrate 0.70 g, boric acid 0.1
8 g and 4 ml of methanol were charged and dissolved, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 7 hours while stirring. The reaction mixture was suction filtered to give a black solid. The solid was thoroughly washed with boiling water, further washed with methanol, and dried under reduced pressure at 100 ° C to obtain 0.13 g of polyaminoazonaphthalene.

【0072】IR(KBr)ν(cm-1):1636,
1599,1579,1516,1453,1420,
1339,1315,1212,762 元素分析:m=2、p=1の前記式(Ib1)の高分子に
ついて H C N 測定値(%) 4.07 80.22 15.71 理論値(%) 4.23 80.18 15.59 上記元素分析の結果から、炭素C/窒素N(モル比)=
6.0である。また、ESCAのN1Sの結果から、アミ
ノ基の窒素に由来する398.9eVのピーク、アゾ基
に由来する400.2eVのピークが観察された。これ
らのデータから、生成物は、ポリアミノアゾナフタレン
であることが確認された。
IR (KBr) ν (cm -1 ): 1636,
1599, 1579, 1516, 1453, 1420,
1339, 1315, 1212, 762 Elemental analysis: H C N measured value (%) 4.07 80.22 15.71 theoretical value (%) 4 for the polymer of the formula (Ib1) with m = 2 and p = 1 .23 80.18 15.59 From the results of the above elemental analysis, carbon C / nitrogen N (molar ratio) =
It is 6.0. Further, from the result of N 1S of ESCA, a peak of 398.9 eV derived from the nitrogen of the amino group and a peak of 400.2 eV derived from the azo group were observed. From these data, the product was confirmed to be polyaminoazonaphthalene.

【0073】得られた高分子1重量部をN−メチルピロ
リドン100重量部に溶解し、溶液をガラス板にスピン
コート法により塗布し、前記高分子の薄膜を作成した。
1 part by weight of the obtained polymer was dissolved in 100 parts by weight of N-methylpyrrolidone, and the solution was applied to a glass plate by spin coating to form a thin film of the polymer.

【0074】実施例4 1,4−ジアミノナフタレン二塩酸塩に代えて、2,6
−ジアミノナフタレン二塩酸塩を用いる以外、実施例3
と同様にして、ポリアミノアゾナフタレン0.15gを
得た。
Example 4 Instead of 1,4-diaminonaphthalene dihydrochloride, 2,6
Example 3 except using diaminonaphthalene dihydrochloride
In the same manner as in (1), 0.15 g of polyaminoazonaphthalene was obtained.

【0075】IR(KBr)ν(cm-1):1618,
1602,1587,1527,1432,1388,
1343,1245,1143,855,836,81
0 元素分析:m=3、p=1の前記式(Ib2)の高分子に
ついて H C N 測定値(%) 4.33 79.53 16.13 理論値(%) 4.15 79.60 16.25 上記元素分析の結果から、炭素C/窒素N(モル比)=
5.7である。また、ESCAのN1Sの結果から、アミ
ノ基の窒素に由来する398.9eVのピーク、アゾ基
に由来する399.9eVのピークが観察された。これ
らのデータから、生成物は、ポリアミノアゾナフタレン
ポリマーであることが確認された。
IR (KBr) ν (cm -1 ): 1618,
1602, 1587, 1527, 1432, 1388,
1343, 1245, 1143, 855, 836, 81
0 Elemental analysis: H C N measured value (%) 4.33 79.53 16.13 Theoretical value (%) 4.15 79.60 16 for the polymer of the formula (Ib2) in which m = 3 and p = 1 .25 From the results of the above elemental analysis, carbon C / nitrogen N (molar ratio) =
It is 5.7. Further, from the result of N 1S of ESCA, a peak of 398.9 eV derived from the nitrogen of the amino group and a peak of 399.9 eV derived from the azo group were observed. From these data it was confirmed that the product was a polyaminoazonaphthalene polymer.

【0076】得られた高分子をN−メチルピロリドンに
溶解し、スピンコーティング法によりガラス板にコーテ
ィングしたところ、前記高分子からなる薄膜を形成でき
た。
The obtained polymer was dissolved in N-methylpyrrolidone and coated on a glass plate by a spin coating method, whereby a thin film composed of the polymer could be formed.

【0077】実施例5 攪拌装置、冷却環および温度計を備えた3ツ口フラスコ
に、p−フェニレンジアミン2.16gにリン酸溶液
(d=1.7)を加え、加熱しながら溶解し、溶液を約
−5℃に冷却した後、濃硫酸30mlと亜硝酸ナトリウ
ム2.88gから合成したニトロシル硫酸を滴下し、滴
下終了後、30分間反応させた。反応混合液に42%の
テトラフオロホウ酸溶液40mlを添加し、析出した結
晶を濾過し、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥し、
1,4−ベンゼンビスジアゾニウム塩を得た。
Example 5 To a 3-necked flask equipped with a stirrer, a cooling ring and a thermometer, 2.16 g of p-phenylenediamine was added a phosphoric acid solution (d = 1.7) and dissolved while heating. After cooling the solution to about -5 ° C, 30 ml of concentrated sulfuric acid and nitrosylsulfuric acid synthesized from 2.88 g of sodium nitrite were added dropwise, and after completion of the addition, reaction was carried out for 30 minutes. 40 ml of 42% tetrafluoroboric acid solution was added to the reaction mixture, and the precipitated crystals were filtered, washed with methanol, and then dried under reduced pressure.
A 1,4-benzenebisdiazonium salt was obtained.

【0078】ピロール0.2gとアセトニトリル8ml
との溶液を−10℃に冷却し、この溶液にビスジアゾニ
ウム塩0.46gを徐々に添加し、1時間攪拌してカッ
プリング反応を行ない、1,4−ビス(2−ピロリルア
ゾ)ベンゼンを含むアセトニトリル溶液を得た。
0.2 g of pyrrole and 8 ml of acetonitrile
The solution of and is cooled to -10 ° C, 0.46 g of bisdiazonium salt is gradually added to this solution, and the mixture is stirred for 1 hour to carry out a coupling reaction to contain 1,4-bis (2-pyrrolylazo) benzene. An acetonitrile solution was obtained.

【0079】過塩素酸テトラブチルアンモニウム及び
2,2′−アゾピロールを含む実施例1のアセトニトリ
ル溶液に代えて、前記1,4−ビス(2−ピロリルア
ゾ)ベンゼンを含むアセトニトリル溶液に過塩素酸テト
ラブチルアンモニウムを溶解した溶液を用いて電解酸化
重合する以外、実施例1と同様にしてガラス板に前記高
分子からなる薄膜を形成した。
Instead of the acetonitrile solution of Example 1 containing tetrabutylammonium perchlorate and 2,2'-azopyrrole, tetrabutyl perchlorate was added to the acetonitrile solution containing 1,4-bis (2-pyrrolylazo) benzene. A thin film made of the above polymer was formed on a glass plate in the same manner as in Example 1 except that electrolytic oxidation polymerization was performed using a solution in which ammonium was dissolved.

【0080】なお、電解酸化重合により生成した高分子
の赤外線吸収スペクトル及び元素分析の結果は次の通り
であった。
The infrared absorption spectrum and elemental analysis results of the polymer produced by electrolytic oxidation polymerization are as follows.

【0081】IR(KBr)ν(cm-1):1594,
1540,1506,1486,1404,1339,
1236,1169,1135,1048,926,8
36,787 元素分析:R=Hである前記式(Ic1)の高分子につい
て H C N 測定値(%) 3.62 51.43 24.95 理論値(%) 3.04 51.28 25.68 上記元素分析の結果から、炭素C/窒素N(モル比)=
2.40(理論値2.33)であり、電解酸化重合によ
り生成した高分子は、前記式(Ic1)で表されるビスア
ゾピロリルフェニレンを繰返し単位として含む高分子ポ
リ(ビスアゾピロリルベンゼン)であることが判明し
た。
IR (KBr) ν (cm -1 ): 1594,
1540, 1506, 1486, 1404, 1339,
1236, 1169, 1135, 1048, 926, 8
36,787 Elemental analysis: HCN measured value (%) 3.62 51.43 24.95 theoretical value (%) 3.04 51.28 25. for polymer of formula (Ic1) wherein R = H. 68 From the results of the above elemental analysis, carbon C / nitrogen N (molar ratio) =
2.40 (theoretical value 2.33), and the polymer produced by electrolytic oxidation polymerization is a polymer poly (bisazopyrrolyl) containing bisazopyrrolylphenylene represented by the above formula (Ic1) as a repeating unit. Benzene).

【0082】尚、得られた高分子をペレット化して電導
率を測定したところ、10-3S/cmであった。また、
前記ペレットを2ケ月間空気中に放置し、再度電導率を
測定したところ、電導率の変化は認められなかった。
When the obtained polymer was pelletized and the electric conductivity was measured, it was 10 -3 S / cm. Also,
When the pellet was left in the air for 2 months and the electric conductivity was measured again, no change in the electric conductivity was observed.

【0083】実施例6 上記で得られた材料を用いて、図3に示す構造の電界効
果型トランジスタを作成した。
Example 6 A field effect transistor having the structure shown in FIG. 3 was prepared using the materials obtained above.

【0084】厚さ400μmのn型シリコン板(2.5
cm×2.5cm)の両面に熱酸化法で絶縁膜6として
厚さ約2500Åの酸化シリコン膜を形成した。その片
面に、ソース電極3とドレイン電極4のリード線7、8
として働く金属膜形成用のパターンを描き、次いで真空
蒸着法によって、厚さ180Åのクロム膜、その上に厚
さ250Åの金膜を順次形成した。レジストを除去し
て、ソース電極3とドレイン電極4のリード線7、8と
して作用する金属膜を形成した。このリード線7、8に
更に銀ペーストでリード線をとり、接点部をエポキシ樹
脂にて固定し、素子基板を得た。
A 400 μm thick n-type silicon plate (2.5
(cm × 2.5 cm), a silicon oxide film having a thickness of about 2500 Å was formed as the insulating film 6 on both surfaces by thermal oxidation. The lead wires 7 and 8 of the source electrode 3 and the drain electrode 4 are provided on one surface thereof.
A pattern for forming a metal film serving as a metal film was drawn, and then a chromium film having a thickness of 180 Å and a gold film having a thickness of 250 Å were sequentially formed on the chromium film by a vacuum evaporation method. The resist was removed to form metal films that act as the lead wires 7 and 8 of the source electrode 3 and the drain electrode 4. A lead wire was further taken on the lead wires 7 and 8 with a silver paste, and the contact portion was fixed with an epoxy resin to obtain an element substrate.

【0085】このシリコン板上の金属膜7、8を作用電
極とし、100μA/cm2で5分間通電した以外は、
実施例1と同様にして、パターン化した作用電極上にの
み、ドーパントがドーピングしたポリアゾピロールを堆
積させ、ソース電極3及びドレイン電極4を形成した。
ポリアゾピロールの堆積した基板1を取り出し、メタノ
ールで洗浄後、減圧乾燥し、真空中に保存した。尚、乾
燥後のポリアゾピロール薄膜の厚さは、2000Åであ
った。
With the exception that the metal films 7 and 8 on the silicon plate were used as working electrodes and electricity was applied at 100 μA / cm 2 for 5 minutes,
In the same manner as in Example 1, the source electrode 3 and the drain electrode 4 were formed by depositing the dopant-doped polyazopyrrole only on the patterned working electrode.
The substrate 1 on which polyazopyrrole was deposited was taken out, washed with methanol, dried under reduced pressure, and stored in vacuum. The thickness of the dried polyazopyrrole thin film was 2000Å.

【0086】実施例2で得られたポリアゾピリジンをギ
酸溶液とし、アルゴン雰囲気中、スピンココート法にて
前記ポリアゾピロール膜を形成した基板状にコーティン
グし、ポリアゾピリジンからなる半導体層2を形成し
た。メタノールで洗浄後、窒素ガスを吹き付けて乾燥
し、更に真空中で完全に乾燥させた。
The polyazopyridine obtained in Example 2 was used as a formic acid solution and was coated on the substrate on which the polyazopyrrole film was formed by a spin co-coating method in an argon atmosphere to form a semiconductor layer 2 made of polyazopyridine. Was formed. After washing with methanol, it was dried by blowing nitrogen gas, and then completely dried in vacuum.

【0087】得られた基板1の、半導体層2、ソース電
極3、ドレイン電極4の形成された面とは反対側の面の
酸化シリコンを紙やすりで一部除去し、インジウム−ガ
リウム合金でn型シリコンと接触を設け、ここからリー
ド線を取り出した。接点部をエポキシ樹脂にて固定し、
このリード線を通じて基板1であるn型シリコンがゲー
ト電極5としても作用するようにした。
The silicon oxide on the surface of the obtained substrate 1 opposite to the surface on which the semiconductor layer 2, the source electrode 3 and the drain electrode 4 are formed is partially removed with sandpaper, and n is removed with an indium-gallium alloy. The lead wire was taken out from the contact with the mold silicon. Fix the contact part with epoxy resin,
Through this lead wire, the n-type silicon which is the substrate 1 also acts as the gate electrode 5.

【0088】かくして得られたFET素子において、ド
レイン電流のゲート・ソース電圧に対する特性を調べた
ところ、ゲート・ソース間電圧0〜−40Vの領域で、
ドレイン電流はゲート・ソース間電圧によって大きく制
御され、良好な特性が得られた。
In the FET device thus obtained, the characteristics of the drain current with respect to the gate-source voltage were examined, and it was found that in the region of the gate-source voltage of 0 to -40V,
The drain current was largely controlled by the gate-source voltage, and good characteristics were obtained.

【0089】また、本実施例のFET素子は、空気中8
5℃における加熱、或いは、空気中2ケ月間放置によっ
ても、特性の劣化は認められなかった。
Further, the FET element of this embodiment is
No deterioration in properties was observed even when heated at 5 ° C. or left in air for 2 months.

【0090】実施例7 ソース電極3及びドレイン電極4として、実施例5と同
様にポリ(ビスアゾピロリルベンゼン)の薄膜を形成
し、また、半導体層2として実施例3で得られたポリア
ミノアゾナフタレンの薄膜を形成した以外は、前記と同
様にして、FET素子を作成した。
Example 7 A thin film of poly (bisazopyrrolylbenzene) was formed as the source electrode 3 and the drain electrode 4 in the same manner as in Example 5, and the polyaminoazo obtained in Example 3 was used as the semiconductor layer 2. An FET element was prepared in the same manner as described above except that a naphthalene thin film was formed.

【0091】前記と同様に、ドレイン電流のゲート・ソ
ース間電圧に対する特性を調べたところ、ゲート・ソー
ス間電圧0〜−40Vの領域で良好な特性が得られた。
また、空気中加熱や空気中放置による特性の劣化は認め
られなかった。
When the characteristics of the drain current with respect to the gate-source voltage were examined in the same manner as described above, good characteristics were obtained in the region of the gate-source voltage of 0 to -40V.
In addition, no deterioration of properties due to heating in air or leaving in air was observed.

【0092】実施例8 半導体層2として、実施例4で得られたポリアミノアゾ
ナフタレンの薄膜を形成した以外は、実施例7と同様に
して、FET素子を作成した。
Example 8 An FET device was prepared in the same manner as in Example 7 except that the polyaminoazonaphthalene thin film obtained in Example 4 was formed as the semiconductor layer 2.

【0093】前記と同様に、ドレイン電流のゲート・ソ
ース間電圧に対する特性を調べたところ、ゲート・ソー
ス間電圧0〜−40Vの領域で良好な特性が得られた。
また、空気中加熱や空気中放置による特性の劣化は認め
られなかった。
When the characteristics of the drain current with respect to the gate-source voltage were examined in the same manner as described above, good characteristics were obtained in the region of the gate-source voltage of 0 to -40V.
In addition, no deterioration of properties due to heating in air or leaving in air was observed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は本発明の電界効果型トランジスタの一例
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a field effect transistor of the present invention.

【図2】図2は電界効果型トランジスタの他の例を示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of a field effect transistor.

【図3】図3は電界効果型トランジスタの更に他の例を
示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing still another example of a field effect transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板 2…半導体層 3…ソース電極 4…ドレイン電極 5…ゲート電極 6…絶縁膜 7,8…リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Semiconductor layer 3 ... Source electrode 4 ... Drain electrode 5 ... Gate electrode 6 ... Insulating film 7, 8 ... Lead wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/786 9056−4M H01L 29/78 311 B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 29/786 9056-4M H01L 29/78 311 B

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層、ソース電極、ドレイン電極及
びゲート電極のうち少なくとも1つのエレメントが、下
記式(I)で表される繰返し単位を有する共役系高分子
で形成されている電界効果型トランジスタ。 【化1】 (式中、Ar1およびAr2は置換基を有していてもよい
共役系芳香環又は置換基を有していてもよい共役系複素
環であって、mおよびpにより異なっていてもよく、m
は1以上の整数、nは0又は1、pは0又は1以上の整
数、qは2以上の整数を示す。ただし、nが1であると
きpは1以上の整数である)
1. A field effect transistor in which at least one element of a semiconductor layer, a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode is formed of a conjugated polymer having a repeating unit represented by the following formula (I). .. [Chemical 1] (In the formula, Ar 1 and Ar 2 are a conjugated aromatic ring which may have a substituent or a conjugated heterocycle which may have a substituent, and may be different depending on m and p. , M
Is an integer of 1 or more, n is 0 or 1, p is an integer of 0 or 1 or more, and q is an integer of 2 or more. However, when n is 1, p is an integer of 1 or more)
【請求項2】 Ar1およびAr2が1以上の芳香環を含
む共役系芳香環、または窒素原子を含む5又は6員複素
環である請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
2. The field effect transistor according to claim 1, wherein Ar 1 and Ar 2 are a conjugated aromatic ring containing at least one aromatic ring, or a 5- or 6-membered heterocyclic ring containing a nitrogen atom.
【請求項3】 mが1〜5の整数、nが0又は1、pが
0又は1である請求項1記載の電界効果型トランジス
タ。
3. The field effect transistor according to claim 1, wherein m is an integer of 1 to 5, n is 0 or 1, and p is 0 or 1.
【請求項4】 共役系高分子が下記式(Ia)で表され
る繰返し単位を有する請求項1記載の電界効果型トラン
ジスタ。 【化2】 (式中、A1環およびA2環は同一又は異なって置換基を
有していてもよい5又は6員複素環を示し、Xは酸素原
子、硫黄原子または窒素原子を示し、A1環及びA2環が
5員複素環であるとき、窒素原子は水素原子、アルキル
基、アルケニル基、アシル基、アリール基、アラルキル
基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基
を有している。pは0又は1、qは2以上の整数を示
す)
4. The field effect transistor according to claim 1, wherein the conjugated polymer has a repeating unit represented by the following formula (Ia). [Chemical 2] (In the formula, the A 1 ring and the A 2 ring are the same or different and each represents a 5- or 6-membered heterocyclic ring which may have a substituent, X represents an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, and the A 1 ring And when the A 2 ring is a 5-membered heterocycle, the nitrogen atom has a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an acyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkylsulfonyl group or an arylsulfonyl group, and p is 0. Or 1, q is an integer of 2 or more)
【請求項5】 共役系高分子が下記式(Ib)で表され
る繰返し単位を有する請求項1記載の電界効果型トラン
ジスタ。 【化3】 (式中、Ar1aおよびAr1bは同一又は異なって置換基
を有していてもよい2以上の芳香環を含む共役系縮合環
を示し、mは1〜3の整数、pは0又は1、qは2以上
の整数を示す)
5. The field effect transistor according to claim 1, wherein the conjugated polymer has a repeating unit represented by the following formula (Ib). [Chemical 3] (In the formula, Ar 1a and Ar 1b are the same or different and each represents a conjugated fused ring containing two or more aromatic rings which may have a substituent, m is an integer of 1 to 3, and p is 0 or 1 , Q is an integer of 2 or more)
【請求項6】 共役系高分子が下記式(Ic)で表され
る繰返し単位を有する請求項1記載の電界効果型トラン
ジスタ。 【化4】 (式中、A3環およびA4環は同一又は異なって置換基を
有していてもよい5又は6員複素環を示し、Xは酸素原
子、硫黄原子または窒素原子を示し、A3環及びA4環が
5員複素環であるとき、窒素原子は水素原子、アルキル
基、アルケニル基、アシル基、アリール基、アラルキル
基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基
を有している。Ar1cは置換基を有していてもよい1以
上の芳香環を含む共役系芳香環、qは2以上の整数を示
す)
6. The field effect transistor according to claim 1, wherein the conjugated polymer has a repeating unit represented by the following formula (Ic). [Chemical 4] (In the formula, A 3 ring and A 4 ring are the same or different and each represents a 5- or 6-membered heterocyclic ring which may have a substituent, X represents an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, and an A 3 ring and when a 4 ring is 5-membered heterocyclic ring, the nitrogen atom is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an acyl group, an aryl group, an aralkyl group, the .Ar 1c has a alkylsulfonyl group or an arylsulfonyl group A conjugated aromatic ring containing one or more aromatic rings that may have a substituent, q represents an integer of 2 or more)
【請求項7】 ソース電極、ドレイン電極及びゲート電
極のうち少なくとも一種の電極が、ドーパントがドープ
された下記式(II)で表される繰返し単位を有する共
役系高分子で形成された請求項1記載の電界効果型トラ
ンジスタ。 【化5】 (式中、Yは陰イオン、aは陰イオンの価数を示す。a
は1〜3の整数、rは0〜2を示す。Ar1、Ar2
m、n、pおよびqは前記に同じ)
7. The source electrode, the drain electrode, and at least one electrode of the gate electrode is formed of a conjugated polymer having a repeating unit represented by the following formula (II) doped with a dopant. The field effect transistor described. [Chemical 5] (In the formula, Y represents an anion and a represents a valence of the anion.
Is an integer of 1 to 3 and r is 0 to 2. Ar 1 , Ar 2 ,
(m, n, p and q are the same as above)
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