KR20190016964A - 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 - Google Patents
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Abstract
안정되어 높은 캐리어 이동도를 갖는 유기 반도체 디바이스를 형성할 수 있는 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물을 제공한다. 용제로서의 2,3-디히드로벤조푸란 및 하기 유기 반도체 재료를 함유하고, 용제의 함수율이 0.25중량％ 이하인 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물. 유기 반도체 재료: 하기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물(식 중, X1, X2는, 동일 또는 상이하며, 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이다. m은, 0 또는 1이다. n1, n2는, 동일 또는 상이하며, 0 또는 1이다. R1, R2는, 동일 또는 상이하며, 불소 원자, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이고, 상기 알킬기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자로 치환되어 있어도 되고, 상기 아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 및 티아졸릴기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환되어 있어도 된다)
Description
본 발명은 유기 반도체 재료인 축환 파이 공액계 분자를 용제에 용해한 상태로 함유하는 조성물이며, 인쇄법에 의해 유기 반도체 디바이스를 제조하는 용도로 사용하는 조성물에 관한 것이다.
트랜지스터는 디스플레이나 컴퓨터 기기에 포함되는 중요한 반도체 디바이스이며, 현재 폴리실리콘이나 아몰퍼스 실리콘 등의 무기 반도체 재료를 사용하여 제조되고 있다. 무기 반도체 재료를 사용한 박막 트랜지스터의 제조는, 플라스마 화학 기상 퇴적법(PECVD)이나 스퍼터법 등에 의해 행해지고, 제조 프로세스 온도가 높은 것, 제조 장치가 고액이고 비용이 늘어나는 것, 대면적의 박막 트랜지스터를 형성했을 때 특성이 불균일해지기 쉬운 것이 문제였다. 또한, 제조 프로세스 온도에 따라 사용할 수 있는 기판이 제한되며, 유리 기판이 주로 사용되어 왔다. 그러나, 유리 기판은, 내열성은 높지만 충격에 약하고 경량화가 곤란하고 유연성이 부족하기 때문에, 유리 기판을 사용한 경우는 경량이고 플렉시블한 트랜지스터를 형성하는 것은 곤란했다.
그래서, 근년, 유기 반도체 재료를 이용한 유기 반도체 디바이스에 관한 연구 개발이 활발히 행해지고 있다. 유기 반도체 재료를 사용하면, 도포법 등의 간편한 방법에 의해, 낮은 제조 프로세스 온도에서 유기 반도체 디바이스를 제조하는 것이 가능해지기 때문에, 내열성이 낮은 플라스틱 기판을 사용할 수 있고, 디스플레이 등의 일렉트로닉스 디바이스의 경량화, 플렉시블화, 저비용화를 실현하는 것이 가능해지기 때문이다.
특허문헌 1에는, 캐리어 이동도가 우수한 유기 반도체 재료로서 N자형 축환 파이 공액계 분자가 기재되어 있다. 그리고, 상기 유기 반도체 재료를 용해하는 용제로서는, o-디클로로벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등을 사용하는 것이 기재되어 있다.
그런데, 유기 반도체 재료를 사용한 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 있어서, 동일한 용제를 사용한 경우에도, 캐리어 이동도가 높은 경우와 낮은 경우가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 안정되어 높은 캐리어 이동도를 갖는 유기 반도체 디바이스를 형성할 수 있는 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 함수율이 특정값 이하인 특정의 용제 및 특정의 유기 반도체 재료를 사용하면, 안정되어 높은 캐리어 이동도를 갖는 유기 반도체 디바이스를 형성할 수 있음을 알아냈다. 본 발명은 이들 지견에 기초하여 완성시킨 것이다.
즉, 본 발명은 용제로서의 2,3-디히드로벤조푸란 및 하기 유기 반도체 재료를 함유하고, 용제의 함수율이 0.25중량％ 이하인 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물을 제공한다.
유기 반도체 재료: 하기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물
(식 중, X1, X2는, 동일 또는 상이하며, 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이다. m은, 0 또는 1이다. n1, n2는, 동일 또는 상이하며, 0 또는 1이다. R1, R2는, 동일 또는 상이하며, 불소 원자, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이고, 상기 알킬기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자로 치환되어 있어도 되고, 상기 아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 및 티아졸릴기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환되어 있어도 된다)
유기 반도체 재료는, 하기 식 (1-7)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-8)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-9)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-10)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하다.
(식 중, R3, R4는, 동일 또는 상이하며, C1-20 알킬기, C6-13 아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이다)
상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 전량에 있어서의 용제의 함유량은 99.999중량％ 이하인 것이 바람직하다.
상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 중의 유기 반도체 재료의 함유량은, 상기 용제 100중량부에 대하여 0.005중량부 이상인 것이 바람직하다.
상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 용제 전량에서 차지하는 2,3-디히드로벤조푸란의 함유량은 50중량％ 이상인 것이 바람직하다.
상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 유기 반도체 재료 전량에 있어서의, 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량은 50중량％ 이상인 것이 바람직하다.
즉, 본 발명은 이하에 관한 것이다.
[1] 용제로서의 2,3-디히드로벤조푸란 및 하기 유기 반도체 재료를 함유하고, 용제의 함수율이 0.25중량％ 이하인 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
유기 반도체 재료: 하기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물
(식 중, X1, X2는, 동일 또는 상이하며, 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이다. m은, 0 또는 1이다. n1, n2는, 동일 또는 상이하며, 0 또는 1이다. R1, R2는, 동일 또는 상이하며, 불소 원자, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이고, 상기 알킬기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자로 치환되어 있어도 되고, 상기 아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 및 티아졸릴기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환되어 있어도 된다)
[2] 상기 유기 반도체 재료가, 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인, [1]에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[3] 상기 X1, X2가, 동일 또는 상이하며, 산소 원자 또는 황 원자인, [1] 또는 [2]에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[4] 상기 m이 0인 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[5] 상기 n1, n2가 1인 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[6] 상기 R1, R2가, 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기(바람직하게는 C4- 15알킬기, 보다 바람직하게는 C6- 12알킬기, 더욱 바람직하게는 C6- 10알킬기), C6- 13아릴기(바람직하게는 페닐기), 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기, 또는 티아졸릴기(단, 상기 알킬기가 함유하는 수소 원자의 하나 이상은 불소 원자로 치환되어 있어도 되고, 상기 아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 및 티아졸릴기가 함유하는 수소 원자의 하나 이상은 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환되어 있어도 된다)인, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[7] 상기 R1, R2가, 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기(바람직하게는 C4- 15알킬기, 보다 바람직하게는 C6- 12알킬기, 더욱 바람직하게는 C6- 10알킬기)(단, 상기 알킬기가 함유하는 수소 원자의 하나 이상은 불소 원자로 치환되어 있어도 된다)인, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[8] 유기 반도체 재료가, 하기 식 (1-7)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-8)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-9)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-10)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인 [1]에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
(식 중, R3, R4는, 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이다)
[9] 상기 R3, R4가, 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기(바람직하게는 C4- 15알킬기, 보다 바람직하게는 C6- 12알킬기, 더욱 바람직하게는 C6- 10알킬기), 페닐기, 푸릴기, 또는 티에닐기인, [8]에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[10] 상기 R3, R4가, 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기(바람직하게는 C4-15알킬기, 보다 바람직하게는 C6- 12알킬기, 더욱 바람직하게는 C6- 10알킬기)인, [8]에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[11] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 유기 반도체 재료 전량에 있어서의, 상기 식 (1-7)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-8)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-9)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-10)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이, 50중량％ 이상(바람직하게는 80중량％ 이상, 보다 바람직하게는 90중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 95중량％ 이상)인, [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[12] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 전량에 있어서의 용제(바람직하게는 2,3-디히드로벤조푸란)의 함유량이, 99.999중량％ 이하인, [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[13] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 전량에 있어서의 용제(바람직하게는 2,3-디히드로벤조푸란)의 함유량이, 90.000중량％ 이상(바람직하게는 93.000중량％ 이상, 보다 바람직하게는 95.000중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 98.990중량％ 이상)인, [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[14] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 중의 유기 반도체 재료(바람직하게는 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물)의 함유량이 상기 용제 100중량부에 대하여, 0.005중량부 이상(바람직하게는 0.008중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.01중량부 이상)인, [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[15] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 중의 유기 반도체 재료(바람직하게는 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물)의 함유량이, 상기 용제 100중량부에 대하여 1 중량부 이하(바람직하게는 0.5 중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.2 중량부 이하)인, [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[16] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 용제 전량에서 차지하는 2,3-디히드로벤조푸란의 함유량이, 50중량％ 이상(바람직하게는 80중량％ 이상, 보다 바람직하게는 90중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 95중량％ 이상)인, [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[17] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 유기 반도체 재료 전량에 있어서의, 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이, 50중량％ 이상(바람직하게는 80중량％ 이상, 보다 바람직하게는 90중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 95중량％ 이상)인, [1] 내지 [16] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[18] 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 유기 반도체 재료 전량에 있어서의, 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이, 50중량％ 이상(바람직하게는 80중량％ 이상, 보다 바람직하게는 90중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 95중량％ 이상)인, [17]에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[19] 상기 용제의 함수율이 0.19중량％ 이하(바람직하게는 0.08중량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.05중량％ 이하)인, [1] 내지 [18] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
[20] 0.0005㎠/Vs 이상(바람직하게는 0.001㎠/Vs 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎠/Vs 이상, 더욱 바람직하게는 0.1㎠/Vs 이상, 특히 바람직하게는 1.0㎠/Vs 이상)의 캐리어 이동도를 갖는 유기 반도체 디바이스를 형성 가능한 [1] 내지 [19] 중 어느 하나에 기재된 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
본 발명의 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물은 안정되어 높은 캐리어 이동도를 갖는 유기 반도체 디바이스를 형성할 수 있다.
[유기 반도체 디바이스 제조용 조성물]
본 발명의 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물(이하, 간단히 「본 발명의 조성물」이라고 칭하는 경우가 있음)은, 용제로서의 2,3-디히드로벤조푸란 및 하기 유기 반도체 재료를 함유하고, 또한 용제의 함수율이 0.25중량％ 이하이다. 또한, 본 명세서에서, 하기 식 (1-1) 내지 (1-6)으로 표시되는 화합물을 총칭하여, 「특정의 유기 반도체 재료」라고 칭하는 경우가 있다.
유기 반도체 재료: 하기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물
(용제)
2,3-디히드로벤조푸란은, 하기 식 (2)로 표시되는 화합물이다. 본 발명의 조성물은, 용제로서 2,3-디히드로벤조푸란을 사용한다. 2,3-디히드로벤조푸란은, 상기 특정의 유기 반도체 재료에 대하여 특히 고농도로 양호한 용해성을 나타내고, 또한 프로세스 온도에 적합한 건조성, 유기 반도체 재료를 박막에서 단결정화시키기 쉬운 특성을 갖기 때문에, 상기 특정의 유기 반도체 재료와 조합하여 사용함으로써 본 발명의 조성물로 형성된 유기 반도체 디바이스는 높은 캐리어 이동도를 나타낸다.
본 발명의 조성물에 포함되는 용제 전량(100중량％)에서 차지하는 2,3-디히드로벤조푸란의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 50중량％ 이상(예를 들어, 50 내지 100중량％)이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이상, 특히 바람직하게는 95중량％ 이상이다. 상기 함유량이 50중량％ 이상이면 상기 특정의 유기 반도체 재료의 용해성이 더욱 향상되고, 또한 유기 반도체 재료의 박막에서의 단결정화를 보다 일어나기 쉽게 할 수 있는 경향이 있다.
본 발명의 조성물은, 2,3-디히드로벤조푸란 이외의 용제(다른 용제)를 포함하고 있어도 된다. 상기 다른 용제로서는, 일반적으로 전자 재료 용도로 사용되는 용제이며, 2,3-디히드로벤조푸란과 상용하는 용제 등을 들 수 있다. 상기 다른 용제는 1종 또는 2종 이상 함유해도 된다.
본 발명의 조성물에 사용하는 용제의 함수율은 상술한 바와 같이 0.25중량％ 이하이다. 본 발명의 조성물 중 함수율이 높은 경우, 상기 특정의 유기 반도체 재료의 결정화가 저해되거나, 수분이 캐리어 트랩되거나 하는 것에 의한 것으로 추측되지만, 캐리어 이동도가 저하되는 경향이 있다. 2,3-디히드로벤조푸란 및 상기 특정의 유기 반도체 재료를 사용하는 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 함수율이 0.25중량％ 이하이면, 안정되어 높은 캐리어 이동도를 갖는다. 상기 함수율은, 0.19중량％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.08중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.05중량％ 이하이다. 또한, 2,3-디히드로벤조푸란의 함수율이 상기 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 상기 함수율은, 칼 피셔법에 의해 측정할 수 있다.
(유기 반도체 재료)
본 발명의 조성물은, 유기 반도체 재료로서, 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 사용한다. 상기 특정의 유기 반도체 재료는, 유기 반도체의 헤링본 구조를 형성하고, π 전자의 이차원적인 겹침을 갖는 것이 특징이며, 높은 캐리어 이동도를 발현하여 유기 반도체로서 높은 트랜지스터 특성을 발현한다.
식 (1-1) 내지 (1-6) 중, X1, X2는, 동일 또는 상이하며, 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이다. 그 중에서도 높은 캐리어 이동도를 나타내는 점에서 산소 원자 또는 황 원자가 바람직하고, 특히 황 원자가 바람직하다.
m은, 0 또는 1이다. 2,3-디히드로벤조푸란에 대한 용해성이 우수하고, 또한 높은 캐리어 이동도를 나타내는 점에서, 바람직하게는 0이다.
n1, n2는, 동일 또는 상이하며, 0 또는 1이다. 2,3-디히드로벤조푸란에 대한 용해성이 우수하고, 또한 높은 캐리어 이동도를 나타내는 점에서, 1이 바람직하다.
R1, R2는, 동일 또는 상이하며, 불소 원자, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이다.
R1, R2에 있어서의 C1- 20알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-데실기, n-운데실기, n-테트라데실기 등의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기를 들 수 있다. 그 중에서도 C4- 15알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 C6- 12알킬기, 더욱 바람직하게는 C6- 10알킬기이다. 또한, 상기 C1- 20알킬은, 알킬기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상이 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
R1, R2에 있어서의 C6-13 아릴기로서는, 예를 들어 페닐, 나프틸, 플루오레닐, 비페닐릴기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 페닐기가 바람직하다.
상기 피리딜기로서는, 예를 들어 2-피리딜, 3-피리딜, 4-피리딜기 등을 들 수 있다.
상기 푸릴기로서는, 예를 들어 2-푸릴, 3-푸릴기 등을 들 수 있다.
상기 티에닐기로서는, 예를 들어 2-티에닐, 3-티에닐기 등을 들 수 있다.
상기 티아졸릴기로서는, 예를 들어 2-티아졸릴기 등을 들 수 있다.
상기 아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 및 티아졸릴기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환되어 있어도 된다. 상기 탄소수 1 내지 10의 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-데실기 등의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기를 들 수 있다. 그 중에서도 탄소수 1 내지 6의 알킬기가 바람직하고, 특히 탄소수 1 내지 3의 알킬기가 바람직하다. 예를 들어, 아릴기가 함유하는 수소 원자 중 적어도 하나를 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환한 기로서는, 예를 들어 톨릴기, 크실릴기 등을 들 수 있다.
또한, 아릴기가 함유하는 수소 원자 중 적어도 하나를 불소 원자로 치환한 기로서는, 예를 들어 p-플루오로페닐기, 펜타플루오로페닐기 등을 들 수 있다.
R1, R2로서는, 그 중에서도 2,3-디히드로벤조푸란에 대한 용해성 및 높은 캐리어 이동도를 갖는다는 점에서, 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 C1- 20알킬기이다.
상기 특정의 유기 반도체 재료 중에서도 특히, 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물이, 120 ℃를 초과하는 고온 환경 하에서도 결정 상태를 유지할 수 있고, 열 안정성이 우수한 박막 결정이 얻어지기 쉬운 점에서 바람직하다.
상기 특정의 유기 반도체 재료로서는, 특히, 하기 식 (1-7)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-8)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-9)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-10)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
상기 식 중, R3, R4는 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이고, 상기 R1, R2에 있어서의 C1- 20알킬기, C6-13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 및 티아졸릴기와 동일한 예를 들 수 있다. R3과 R4는, 그 중에서도 2,3-디히드로벤조푸란에 대한 용해성 및 높은 캐리어 이동도를 갖는다는 점에서, 동일한 기인 것이 바람직하고, C1- 20알킬기, 페닐기, 푸릴기 또는 티에닐기가 보다 바람직하고, C1- 20알킬기(그 중에서도 C4- 15알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 C6- 12알킬기, 더욱 바람직하게는 C6- 10알킬기이다)가 더욱 바람직하다.
상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-2)로 표시되는 화합물은, 국제 공개 제2014/136827호 공보에 기재된 제조 방법 등에 의해 제조할 수 있다. 또한, 상기 특정의 유기 반도체 재료는, 예를 들어 상품명 「C10-DNBDT-NW」, 「C6-DNBDT-NW」, 「C8-DNBDT」, 「C6-DNT-VW」(이상, 파이 크리스탈(주)제) 등, 상품명 「C10-DNTT」((주)다이셀제), 상품명 「C8-BTBT」(시그마 알드리치사제) 등의 시판품을 사용해도 된다.
상기 특정의 유기 반도체 재료는, 칼코겐 원자에 의한 가교 부분을 굴곡점으로 하여 벤젠환이 양익으로 이어진 분자 구조를 형성하고, 양 말단의 벤젠환에 치환기가 도입된 구성을 갖는다. 그 때문에, 동일한 정도의 환수를 갖는 직선형 분자에 비하여 2,3-디히드로벤조푸란에 대한 용해성이 높고, 저온 환경 하에서도 석출되기 어렵다.
본 발명의 조성물은, 상기 특정의 유기 반도체 재료 이외의 유기 반도체 재료를 함유하고 있어도 되지만, 본 발명의 조성물에 포함되는 유기 반도체 재료 전량(100중량％)에 있어서의 상기 특정의 유기 반도체 재료의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 50중량％ 이상(예를 들어, 50 내지 100중량％)이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이상, 특히 바람직하게는 95중량％ 이상이다. 또한, 상기 특정의 유기 반도체 재료를 2종 이상 포함하는 경우, 상기 함유량은 2종 이상의 상기 특정의 유기 반도체 재료의 합계 함유량이다.
[유기 반도체 디바이스 제조용 조성물]
본 발명의 조성물(유기 반도체 디바이스 제조용 조성물)은, 용제로서 2,3-디히드로벤조푸란과, 유기 반도체 재료로서 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유한다. 본 발명의 조성물은, 2,3-디히드로벤조푸란과 상기 특정의 유기 반도체 재료를 조합하여 사용함으로써, 본 발명의 조성물을 도포·건조한 후, 기판의 평면 방향으로 헤링본 구조의 박막 단결정을 용이하게 제작할 수 있고, 높은 캐리어 이동도를 발현하고, 유기 반도체로서 높은 트랜지스터 특성을 발현하는 데 적합한 결정 구조가 얻어진다. 또한, 용제의 함수율은 0.25중량％ 이하이다. 이에 의해, 본 발명의 조성물은, 함수율이 0.25중량％ 초과인 경우에 비해, 안정되어 높은 캐리어 이동도를 나타낸다. 또한, 유기 반도체 재료는, 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물 전량(100중량％)에 있어서의 용제의 함유량은 예를 들어 99.999중량％ 이하이다. 그 하한은, 예를 들어 90.000중량％, 바람직하게는 93.000중량％, 특히 바람직하게는 95.000중량％이며, 상한은, 바람직하게는 98.990중량％ 이다. 특히, 2,3-디히드로벤조푸란의 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물 중의 유기 반도체 재료의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 용제 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.005중량부 이상, 바람직하게는 0.008중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.01중량부 이상이다. 유기 반도체 재료의 함유량의 상한은, 예를 들어 1중량부, 바람직하게는 0.5중량부, 보다 바람직하게는 0.2중량부이다. 특히, 상기 특정의 유기 반도체 재료의 함유량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물에는, 용제와 유기 반도체 재료 이외에도, 일반적으로 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 성분(예를 들어, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 셀룰로오스 수지, 부티랄 수지 등)을 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다.
본 발명의 조성물에 의하면, 유리 기판에 비하여 내열성은 낮지만, 충격에 강하고, 경량이고 또한 플렉시블한 플라스틱 기판 상에 유기 반도체 디바이스를 직접 형성할 수 있어, 충격에 강하고, 경량이고 또한 플렉시블한 디스플레이나 컴퓨터 기기를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물을 기판 상에 도포하면, 조성물 중에 포함되는 상기 특정의 유기 반도체 재료가 자기 조직화 작용에 의해 결정화하여, 높은 캐리어 이동도(예를 들어 0.0005㎠/Vs 이상, 바람직하게는 0.001㎠/Vs 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎠/Vs 이상, 더욱 바람직하게는 0.1㎠/Vs 이상, 특히 바람직하게는 1.0㎠/Vs 이상)를 갖는 유기 반도체 디바이스가 얻어진다.
본 발명의 조성물은, 상기 특정의 유기 반도체 재료를 고농도로 용해할 수 있기 때문에, 비교적 저온(예를 들어 20 내지 100℃, 바람직하게는 20 내지 80℃)에서도 상기 특정의 유기 반도체 재료를 고농도로 용해할 수 있다. 그 때문에, 유리 기판에 비하여 내열성은 낮지만, 충격에 강하고, 경량이고 또한 플렉시블한 플라스틱 기판에도 유기 EL 소자를 직접 형성할 수 있어, 충격에 강하고, 경량이고 또한 플렉시블한 디스플레이나 컴퓨터 기기를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 용제로서 2,3-디히드로벤조푸란을 포함하기 때문에, 기판 상에 도포하면 상기 특정의 유기 반도체 재료가 자기 조직화 작용에 의해 결정화하여, 높은 결정성을 갖는 유기 반도체 결정 박막(예를 들어, 유기 EL 소자)이 얻어진다. 또한, 인쇄법, 스핀 코팅법 등의 간편한 도포법으로 용이하게 상기 유기 반도체 결정 박막의 형성이 가능하여, 비용의 대폭적인 삭감이 가능하다.
본 발명의 조성물은, 예를 들어 2,3-디히드로벤조푸란과 상기 특정의 유기 반도체 재료를 혼합하고, 공기 분위기, 질소 분위기 또는 아르곤 분위기 하에서, 70 내지 150℃ 정도의 온도에서 0.1 내지 5시간 정도 가열함으로써 제조할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 2,3-디히드로벤조푸란의 함수율은, 상품명 「칼 피셔 수분계 AQ-6 AQUA COUNTER」(히라누마 산교(주)제)에 의해 측정했다.
<실시예 1>
25℃ 환경 하, 함수율 0.04중량％의 용제 2,3-디히드로벤조푸란 중에, 유기 반도체 재료로서의 「C10-DNTT」를, 유기 반도체 재료 농도가 0.03중량％가 되도록 혼합하고, 질소 분위기, 차광 조건 하, 100℃에서 3시간 가열하여, 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 (1)을 얻었다. 얻어진 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 (1)에 대하여, 유기 반도체 재료의 용해를 눈으로 보아 확인했다.
실리콘 기판(SiO2, 두께 100㎛)을 아세톤 및 이소프로판올로 초음파에 의해 세정한 후, 실온에서 30분간 UV 오존 처리를 행했다. 120℃에서 30분간 β-페네틸트리클로로실란에 의한 SAM 피복을 행했다. 그 후, 톨루엔 및 이소프로판올로 초음파에 의한 세정을 행했다. 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 (1)을, 국제 공개 제2013/125599호 공보에 기재된 에지 캐스트법을 사용하여 실리콘 기판 상에 도포했다. 그 후, 진공하 100℃에서 10시간 건조하고, 그 위에 금(40㎚)을 진공 증착하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성했다. 이와 같이 하여 보텀 게이트-톱 콘택트형 유기 FET(채널 길이 100㎛, 채널 폭 2㎜)를 제작했다. 제작된 소자에 대하여, 반도체 파라미터 애널라이저(형식 번호 「keithley 4200」, 케이슬리 인스트루먼츠(주)제)를 사용하여, 캐리어 이동도를 측정했다.
실시예 2 내지 8
표 1에 나타낸 유기 반도체 재료를 사용하여, 표 1에 나타낸 바와 같이 용제 및 유기 반도체 재료의 함유량을 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물을 제조하고, 유기 FET를 제작해 캐리어 이동도를 평가했다.
비교예 1 내지 4
표 1에 나타낸 유기 반도체 재료 및 함수율의 용제 2,3-디히드로벤조푸란을 사용하고, 표 1에 나타낸 바와 같이 용제 및 유기 반도체 재료의 함유량을 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물을 제조하고, 유기 FET를 제작하여 캐리어 이동도를 평가했다.
<유기 반도체 재료>
C10-DNTT: 하기 식 (1-11)로 표시되는 화합물, 상품명 「C10-DNTT」, (주)다이셀제
C8-DNBDT: 하기 식 (1-12)로 표시되는 화합물, 상품명 「C8-DNBDT」, 파이 크리스탈(주)제
C6-DNT-VW: 하기 식 (1-13)으로 표시되는 화합물, 상품명 「C6-DNT-VW」, 파이 크리스탈(주)제
C8-BTBT: 하기 식 (1-14)로 표시되는 화합물, 상품명 「C8-BTBT」, 시그마 알드리치사제
<용제>
DHBF: 2,3-디히드로벤조푸란, (주)다이셀제
본 발명의 조성물은, 인쇄법에 의해 유기 반도체 디바이스를 제조하는 용도로 사용할 수 있다.
Claims (6)
- 용제로서의 2,3-디히드로벤조푸란 및 하기 유기 반도체 재료를 함유하고, 용제의 함수율이 0.25중량％ 이하인 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
유기 반도체 재료: 하기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물
(식 중, X1, X2는, 동일 또는 상이하며, 산소 원자, 황 원자 또는 셀레늄 원자이다. m은, 0 또는 1이다. n1, n2는, 동일 또는 상이하며, 0 또는 1이다. R1, R2는, 동일 또는 상이하며, 불소 원자, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이고, 상기 알킬기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자로 치환되어 있어도 되고, 상기 아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 및 티아졸릴기가 함유하는 수소 원자의 1 또는 2 이상은 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환되어 있어도 된다) - 제1항에 있어서, 유기 반도체 재료가 하기 식 (1-7)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-8)로 표시되는 화합물, 하기 식 (1-9)로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (1-10)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인, 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
(식 중, R3, R4는, 동일 또는 상이하며, C1- 20알킬기, C6- 13아릴기, 피리딜기, 푸릴기, 티에닐기 또는 티아졸릴기이다) - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 전량에 있어서의 용제의 함유량이 99.999중량％ 이하인, 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물 중의 유기 반도체 재료의 함유량이, 상기 용제 100중량부에 대하여 0.005중량부 이상인, 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 용제 전량에서 차지하는 2,3-디히드로벤조푸란의 함유량이, 50중량％ 이상인, 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물에 포함되는 유기 반도체 재료 전량에 있어서의, 상기 식 (1-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-2)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-3)으로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-4)로 표시되는 화합물, 상기 식 (1-5)로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (1-6)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이, 50중량％ 이상인, 유기 반도체 디바이스 제조용 조성물.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011134757A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Tosoh Corp | 有機半導体材料 |
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| US6787063B2 (en) * | 2001-03-12 | 2004-09-07 | Seiko Epson Corporation | Compositions, methods for producing films, functional elements, methods for producing functional elements, methods for producing electro-optical devices and methods for producing electronic apparatus |
| JP4419373B2 (ja) * | 2001-10-10 | 2010-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法 |
| KR20080100982A (ko) * | 2007-05-15 | 2008-11-21 | 삼성전자주식회사 | 헤테로아센 화합물, 이를 포함하는 유기 박막 및 상기박막을 포함하는 전자 소자 |
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| JP6302995B2 (ja) * | 2014-03-03 | 2018-03-28 | 富士フイルム株式会社 | 有機トランジスタ |
| JP6590361B2 (ja) * | 2014-03-20 | 2019-10-16 | パイクリスタル株式会社 | 有機半導体膜及びその製造方法 |
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| US20190006603A1 (en) * | 2015-12-22 | 2019-01-03 | Daicel Corporation | Composition for manufacturing organic semiconductor device |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2011134757A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Tosoh Corp | 有機半導体材料 |
| WO2014136827A1 (ja) | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Jnc株式会社 | カルコゲン含有有機化合物およびその用途 |
| WO2015076171A1 (ja) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 株式会社ダイセル | 有機トランジスタ製造用溶剤 |
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