JPH09241356A - 有機分子配向薄膜とその製造方法 - Google Patents
有機分子配向薄膜とその製造方法Info
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- JPH09241356A JPH09241356A JP5129396A JP5129396A JPH09241356A JP H09241356 A JPH09241356 A JP H09241356A JP 5129396 A JP5129396 A JP 5129396A JP 5129396 A JP5129396 A JP 5129396A JP H09241356 A JPH09241356 A JP H09241356A
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】通常の真空蒸着法によっても、高度に配向した
有機分子配向薄膜を提供可能とする。 【解決手段】ビニレン基を挟み込んだチオフェンオリゴ
マーを用いて、有機分子配向薄膜を作製するに当たり、
真空蒸着法によって膜厚を０．５ｎｍ以上１μｍ以下に
成膜する。
有機分子配向薄膜を提供可能とする。 【解決手段】ビニレン基を挟み込んだチオフェンオリゴ
マーを用いて、有機分子配向薄膜を作製するに当たり、
真空蒸着法によって膜厚を０．５ｎｍ以上１μｍ以下に
成膜する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光導波路，光非
線形素子，発光素子，薄膜トランジスター，光学フィル
ターなどの光，電子，光電子デバイスとして用いられる
有機分子を用いた配向薄膜の材料およびその製造方法に
関する。
線形素子，発光素子，薄膜トランジスター，光学フィル
ターなどの光，電子，光電子デバイスとして用いられる
有機分子を用いた配向薄膜の材料およびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、有機分子を用いた配向薄膜に関す
る研究が活発に行われている。有機分子を材料として用
い，各分子に機能を付加し，それらを精密に配列させる
ことができれば、無機物質を材料として作製される薄膜
以上の機能を有する薄膜が作製できる可能性がある。有
機分子配向薄膜は，光導波路，光非線形素子，発光素
子，薄膜トランジスタ，光学フィルタなどの将来の光，
電子，光電子デバイスとして期待されている。
る研究が活発に行われている。有機分子を材料として用
い，各分子に機能を付加し，それらを精密に配列させる
ことができれば、無機物質を材料として作製される薄膜
以上の機能を有する薄膜が作製できる可能性がある。有
機分子配向薄膜は，光導波路，光非線形素子，発光素
子，薄膜トランジスタ，光学フィルタなどの将来の光，
電子，光電子デバイスとして期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機分
子は無機分子とは異なり，ファンデルワールス力により
結合しており，その相互作用は非常に弱く，高度に配向
した有機分子薄膜を得ることは困難であった。有機分子
を用いて高度な配向薄膜が得られた例として、チオフェ
ン６量体の配向薄膜の作製が有機分子線蒸着法によって
試みられたことがJpn.J.Appl.Phys.33,L1031(1994)に記
載されている。有機分子線蒸着法とは、通常の真空蒸着
装置では到達できない１０-6Ｐａ以下という非常に高い
真空度で，数Å／ｍｉｎ以下といった非常に遅い蒸着速
度に保って蒸着を行う方法である。
子は無機分子とは異なり，ファンデルワールス力により
結合しており，その相互作用は非常に弱く，高度に配向
した有機分子薄膜を得ることは困難であった。有機分子
を用いて高度な配向薄膜が得られた例として、チオフェ
ン６量体の配向薄膜の作製が有機分子線蒸着法によって
試みられたことがJpn.J.Appl.Phys.33,L1031(1994)に記
載されている。有機分子線蒸着法とは、通常の真空蒸着
装置では到達できない１０-6Ｐａ以下という非常に高い
真空度で，数Å／ｍｉｎ以下といった非常に遅い蒸着速
度に保って蒸着を行う方法である。
【０００４】この方法を用いると，蒸着速度が非常に遅
いために配向薄膜の作製に長時間を要するとともに、高
真空を実現するためには高価な装置を用いなければなら
ず、コストが非常に高くなるという問題があった。この
発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は、有機分子
線蒸着法によらずに、通常の真空蒸着法によって，高度
に配向した有機薄膜の作製が可能な有機材料を改札する
ことにより，安価で量産性に優れた有機分子配向薄膜お
よびその製造方法を提供することにある。
いために配向薄膜の作製に長時間を要するとともに、高
真空を実現するためには高価な装置を用いなければなら
ず、コストが非常に高くなるという問題があった。この
発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は、有機分子
線蒸着法によらずに、通常の真空蒸着法によって，高度
に配向した有機薄膜の作製が可能な有機材料を改札する
ことにより，安価で量産性に優れた有機分子配向薄膜お
よびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の有機分子配向
薄膜は、
薄膜は、
【０００６】
【化５】
【０００７】（一般式（Ｉ）中、ＸはＳ，ＮＨ，Ｎ−Ｃ
Ｈ3 または−ＣＨ＝ＣＨ−である）で示される構造単位
を含むπ共役系のオリゴマー、あるいは、
Ｈ3 または−ＣＨ＝ＣＨ−である）で示される構造単位
を含むπ共役系のオリゴマー、あるいは、
【０００８】
【化６】
【０００９】（式中、Ｙ，ＺはそれぞれＳ，ＮＨ，Ｎ−
ＣＨ3 ，−ＣＨ＝ＣＨ−からなる群から選択され、
Ｒ1 ，Ｒ2 はそれぞれ水素，炭素数１〜１０のアルキル
基，アルキル基若しくはアルコキシル基を有していても
よい芳香族環，アルキル基若しくはアルコキシル基を有
していてもよいヘテロ環からなる群から選択され、か
つ、（ｏ＋ｐ＋ｑ）×ｒが３以上２０以下である）で示
されるπ共役系のオリゴマーを用いたものである。
ＣＨ3 ，−ＣＨ＝ＣＨ−からなる群から選択され、
Ｒ1 ，Ｒ2 はそれぞれ水素，炭素数１〜１０のアルキル
基，アルキル基若しくはアルコキシル基を有していても
よい芳香族環，アルキル基若しくはアルコキシル基を有
していてもよいヘテロ環からなる群から選択され、か
つ、（ｏ＋ｐ＋ｑ）×ｒが３以上２０以下である）で示
されるπ共役系のオリゴマーを用いたものである。
【００１０】また、この発明の有機分子配向薄膜の製造
方法は、上記π共役系のオリゴマーを真空蒸着法によ
り、膜厚を０．５ｎｍ以上１μｍ以下に成膜することを
特徴とするものである。
方法は、上記π共役系のオリゴマーを真空蒸着法によ
り、膜厚を０．５ｎｍ以上１μｍ以下に成膜することを
特徴とするものである。
【００１１】なお、［化６］において、（ｏ＋ｐ＋ｑ）
×ｒは，好ましくは５以上９以下である。
×ｒは，好ましくは５以上９以下である。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明の有機分子配向薄膜に用
いるπ共役系オリゴマーを、下記一般式に具体的に示
す。
いるπ共役系オリゴマーを、下記一般式に具体的に示
す。
【００１３】
【化７】
【００１４】
【化８】
【００１５】
【化９】
【００１６】
【化１０】
【００１７】
実施例１；石英を基板とし、抵抗加熱蒸着装置内に載置
し，チオフェン４量体の間にビニレン基を挟み込んだ下
記構造の分子を成膜した。成膜に際して，真空槽内は５
×１０-4Ｐａにまで減圧した。るつぼの温度を１８０℃
に加熱し、成長速度を０．３ｎｍ／ｓとして，５０ｎｍ
の厚さに成膜した。
し，チオフェン４量体の間にビニレン基を挟み込んだ下
記構造の分子を成膜した。成膜に際して，真空槽内は５
×１０-4Ｐａにまで減圧した。るつぼの温度を１８０℃
に加熱し、成長速度を０．３ｎｍ／ｓとして，５０ｎｍ
の厚さに成膜した。
【００１８】
【化１１】
【００１９】比較例１；実施例１と同様な蒸着法によ
り、下記チオフェンの５量体をるつぼの温度を２２０℃
に加熱し、成膜する他は実施例１と同様にして有機薄膜
を作製した。
り、下記チオフェンの５量体をるつぼの温度を２２０℃
に加熱し、成膜する他は実施例１と同様にして有機薄膜
を作製した。
【００２０】
【化１２】
【００２１】比較例２；実施例１と同様な蒸着法によ
り、チオフェン４量体の間にメチレンを挟み込んだ下記
構造の分子をるつぼの温度を１４５℃に加熱し，成膜す
る他は実施例１と同様にして有機薄膜を作製した。
り、チオフェン４量体の間にメチレンを挟み込んだ下記
構造の分子をるつぼの温度を１４５℃に加熱し，成膜す
る他は実施例１と同様にして有機薄膜を作製した。
【００２２】
【化１３】
【００２３】このようにして得られた有機薄膜の配向性
を調べるために、偏光吸収スペクトルとＸ線回折スペク
トルの測定を行った。図１（ａ）に実施例１，図１
（ｂ）に比較例１，図１（ｃ）に比較例２のオリゴマー
を真空蒸着法により作製した薄膜のそれぞれの偏光吸収
スペクトルを示す。実施例１は，比較例１，比較例２の
分子に比べて、ｐ偏光に対しての吸収がｓ偏光に対して
の吸収に比べて非常に大きいことがわかる。これは、実
施例１では間にビニレン構造を挟み込むことにより，分
子が非常に精密に配列し，会合状態を形成していること
を示している。
を調べるために、偏光吸収スペクトルとＸ線回折スペク
トルの測定を行った。図１（ａ）に実施例１，図１
（ｂ）に比較例１，図１（ｃ）に比較例２のオリゴマー
を真空蒸着法により作製した薄膜のそれぞれの偏光吸収
スペクトルを示す。実施例１は，比較例１，比較例２の
分子に比べて、ｐ偏光に対しての吸収がｓ偏光に対して
の吸収に比べて非常に大きいことがわかる。これは、実
施例１では間にビニレン構造を挟み込むことにより，分
子が非常に精密に配列し，会合状態を形成していること
を示している。
【００２４】また、図２（ａ）に実施例１，図２（ｂ）
に比較例１，図２（ｃ）に比較例２のチオフェンオリゴ
マーを真空蒸着法により作製した薄膜のそれぞれのＸ線
回折スペクトルを示す。このＸ線回折スペクトルから
も，実施例１が最も結晶性の高いことが分かる。
に比較例１，図２（ｃ）に比較例２のチオフェンオリゴ
マーを真空蒸着法により作製した薄膜のそれぞれのＸ線
回折スペクトルを示す。このＸ線回折スペクトルから
も，実施例１が最も結晶性の高いことが分かる。
【００２５】さらに、上記実施例１の［化１１］，比較
例１の［化１２］，比較例２の［化１３］において、Ｍ
ＯＰＡＣ９３を用いて分子構造の計算を行った結果をそ
れぞ
例１の［化１２］，比較例２の［化１３］において、Ｍ
ＯＰＡＣ９３を用いて分子構造の計算を行った結果をそ
れぞ
【００２６】れ図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）に
示す。この結果から、［化１１］は［化１２］および
［化１３］に比べて平面性の高い構造をしていることが
分かる。平面性の高い分子を用いて薄膜を作製すると，
分子は精密にパッキングしやすくなり，また，会合状態
を形成しやすくなるために、図３（ａ）のビニレンを間
に挟んだ構造の分子を用いることにより、高度に配向し
た結晶性の高い薄膜を形成することができた。
示す。この結果から、［化１１］は［化１２］および
［化１３］に比べて平面性の高い構造をしていることが
分かる。平面性の高い分子を用いて薄膜を作製すると，
分子は精密にパッキングしやすくなり，また，会合状態
を形成しやすくなるために、図３（ａ）のビニレンを間
に挟んだ構造の分子を用いることにより、高度に配向し
た結晶性の高い薄膜を形成することができた。
【００２７】
【発明の効果】ビニレン基をチオフェンオリゴマー間に
挟み込んだ構造を採用したことにより、基板温度が室温
で，かつ通常の真空蒸着法で用いている真空度および蒸
着速度によっても，分子が精密に配列し，結晶性の高い
薄膜が得られた。本発明により、非常に簡単なプロセス
にて有機分子配向薄膜の作製が可能となる。
挟み込んだ構造を採用したことにより、基板温度が室温
で，かつ通常の真空蒸着法で用いている真空度および蒸
着速度によっても，分子が精密に配列し，結晶性の高い
薄膜が得られた。本発明により、非常に簡単なプロセス
にて有機分子配向薄膜の作製が可能となる。
【００２８】分子を高度に配向させることにより，電子
の移動度が上がるため，特に薄膜トランジスタの活性層
に使用すると，非常に高い移動度が達成され、また，薄
膜の二色性も向上する。
の移動度が上がるため，特に薄膜トランジスタの活性層
に使用すると，非常に高い移動度が達成され、また，薄
膜の二色性も向上する。
【図１】本発明の実施例にかかる（ａ）ビニレンならび
に比較例としての（ｂ）チオフェン，（ｃ）メチレンを
チオフェン４量体間に挟み込んだ構造のチオフェンオリ
ゴマーの偏光吸収スペクトル比較図
に比較例としての（ｂ）チオフェン，（ｃ）メチレンを
チオフェン４量体間に挟み込んだ構造のチオフェンオリ
ゴマーの偏光吸収スペクトル比較図
【図２】本発明の実施例にかかる（ａ）ビニレンならび
に比較例としての（ｂ）チオフェン，（ｃ）メチレンを
チオフェン４量体間に挟み込んだ構造のチオフェンオリ
ゴマーのＸ線回折スペクトル比較図
に比較例としての（ｂ）チオフェン，（ｃ）メチレンを
チオフェン４量体間に挟み込んだ構造のチオフェンオリ
ゴマーのＸ線回折スペクトル比較図
【図３】本発明の実施例にかかる図３（ａ）はビニレ
ン，図３（ｂ）はチオフェン，図３（ｃ）はメチレンを
それぞれチオフェン４量体間に挟み込んだ構造のチオフ
ェンオリゴマーのＭＯＰＡＣ９３を用いて算出した分子
構造モデル
ン，図３（ｂ）はチオフェン，図３（ｃ）はメチレンを
それぞれチオフェン４量体間に挟み込んだ構造のチオフ
ェンオリゴマーのＭＯＰＡＣ９３を用いて算出した分子
構造モデル
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 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０４ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０４ Ｃ２３Ｃ 14/12 // Ｃ２３Ｃ 14/12 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｎ
Claims (4)
- 【請求項１】下記一般式（Ｉ）（ＩＩ）で示される構造
単位を含むπ共役系のオリゴマーを用いた有機分子配向
薄膜。 【化１】 （一般式（Ｉ）中、ＸはＳ，ＮＨ，Ｎ−ＣＨ3 または−
ＣＨ＝ＣＨ−である） - 【請求項２】下記一般式で示されるπ共役系のオリゴマ
ーを用いた有機分子配向薄膜。 【化２】 （式中、Ｙ，ＺはそれぞれＳ，ＮＨ，Ｎ−ＣＨ3 ，−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−からなる群から選択され、Ｒ1 ，Ｒ2 はそれ
ぞれ水素，炭素数１〜１０のアルキル基，アルキル基若
しくはアルコキシル基を有していてもよい芳香族環，ア
ルキル基若しくはアルコキシル基を有していてもよいヘ
テロ環からなる群から選択され、かつ、（ｏ＋ｐ＋ｑ）
×ｒが３以上２０以下である） - 【請求項３】下記一般式（Ｉ）（ＩＩ）で示される構造
単位からなるπ共役系のオリゴマーを用いた有機分子配
向薄膜の製造方法において、 真空蒸着法により、膜厚を０．５ｎｍ以上１μｍ以下に
成膜することを特徴とする有機分子配向薄膜の製造方
法。 【化３】 （一般式（Ｉ）中、ＸはＳ，ＮＨ，Ｎ−ＣＨ3 または−
ＣＨ＝ＣＨ−である） - 【請求項４】下記一般式で示される構造単位からなるπ
共役系のオリゴマーを用いた有機分子配向薄膜の製造方
法において、 真空蒸着法により、膜厚を０．５ｎｍ以上１μｍ以下に
成膜することを特徴とする有機分子配向薄膜の製造方
法。 【化４】 （式中、Ｙ，ＺはそれぞれＳ，ＮＨ，Ｎ−ＣＨ3 ，−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−からなる群から選択され、Ｒ1 ，Ｒ2 はそれ
ぞれ水素，炭素数１〜１０のアルキル基，アルキル基若
しくはアルコキシル基を有していてもよい芳香族環，ア
ルキル基若しくはアルコキシル基を有していてもよいヘ
テロ環からなる群から選択され、かつ、（ｏ＋ｐ＋ｑ）
×ｒが３以上２０以下である）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129396A JPH09241356A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 有機分子配向薄膜とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129396A JPH09241356A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 有機分子配向薄膜とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241356A true JPH09241356A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12882882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5129396A Pending JPH09241356A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 有機分子配向薄膜とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09241356A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005336075A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | （チオフェン／フェニレン）コオリゴマー類およびそれらを含む発光材料 |
| JP2006182730A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Kyoto Univ | 新規チオフェン誘導体及びそれを用いたトランジスタ素子 |
| WO2008090969A1 (ja) | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Toray Industries, Inc. | 有機半導体コンポジット、有機トランジスタ材料ならびに有機電界効果型トランジスタ |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP5129396A patent/JPH09241356A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005336075A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | （チオフェン／フェニレン）コオリゴマー類およびそれらを含む発光材料 |
| JP4627416B2 (ja) * | 2004-05-25 | 2011-02-09 | 住友精化株式会社 | （チオフェン／フェニレン）コオリゴマー類およびそれらを含む発光材料 |
| JP2006182730A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Kyoto Univ | 新規チオフェン誘導体及びそれを用いたトランジスタ素子 |
| JP4614272B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2011-01-19 | 国立大学法人京都大学 | 新規チオフェン誘導体及びそれを用いたトランジスタ素子 |
| WO2008090969A1 (ja) | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Toray Industries, Inc. | 有機半導体コンポジット、有機トランジスタ材料ならびに有機電界効果型トランジスタ |
| EP2109162A1 (en) * | 2007-01-26 | 2009-10-14 | Toray Industries, Inc. | Organic semiconductor composite, organic transistor material and organic field effect transistor |
| JPWO2008090969A1 (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-20 | 東レ株式会社 | 有機半導体コンポジット、有機トランジスタ材料ならびに有機電界効果型トランジスタ |
| EP2109162A4 (en) * | 2007-01-26 | 2011-10-05 | Toray Industries | ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOSITE, ORGANIC TRANSISTOR MATERIAL, AND ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTOR |
| JP5515290B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2014-06-11 | 東レ株式会社 | 有機半導体コンポジット、有機トランジスタ材料ならびに有機電界効果型トランジスタ |
| KR101415365B1 (ko) * | 2007-01-26 | 2014-07-04 | 도레이 카부시키가이샤 | 유기 반도체 콤포지트, 유기 트랜지스터 재료 및 유기 전계 효과형 트랜지스터 |
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