(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは２つ以上の有機半導性化合物、１つまたは２つ以上の界面活性剤および非アルコール有機溶媒から選択した１つまたは２つ以上の溶媒を含む、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機光起電性デバイス（ＯＰＶｓ）またはセンサー用配合体であって、ここで、界面活性剤が、クロロシラン、シラザンおよびチオール基からなる群から選択された頭部基を含み、さらにアルキル、フルオロアルキルおよびシロキサン基からなる群から選択された尾基を含む疎水性界面活性剤から選択される、前記配合体。
【請求項２】
均質な溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の配合体。
【請求項３】
界面活性剤が単量または小分子化合物であることを特徴とする、請求項１または２に記載の配合体。
【請求項４】
ＯＦＥＴの電荷移動度、オン電流またはオン／オフ比を改善するための、請求項１〜３のいずれかに記載の配合体。
【請求項５】
界面活性剤が炭化水素、フッ化炭素、シロキサンまたはシラン基を含む化合物から選択されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の配合体。
【請求項６】
界面活性剤がシラン類またはシラザン類から選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の配合体。
【請求項７】
界面活性剤がＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン）、ＯＴＳ（オクチルトリクロロシラン）、ＯＤＴＳ（オクタデシルトリクロロシラン）または任意に置換されたトリクロロシラン類から選択されることを特徴とする、請求項６に記載の配合体。
【請求項８】
界面活性剤の濃度が１０−５から５重量％までであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の配合体。
【請求項９】
有機半導性の化合物がｐ型有機半導体であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の配合体。
【請求項１０】
有機半導性の化合物が共役πシステムとのポリマーから選択されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の配合体。
【請求項１１】
有機半導性化合物が、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリアリーレンビニレン（ＰＡＶ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）、ポリピリジン（ＰＰｙ）、ポリピリジンビニレン（ＰＰｙＶ）、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）、ポリフルオレン（ＰＦ）、ポリスピロビフルオレン（ＰＳＦ）、ポリピロール、ポリビニルカルバゾール、ポリトリアリールアミン、ポリアセチレン、硫化ポリフェニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリイソチアナフテン、ポリアズレン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリセレノフェン、ポリインデノフルオレンであって、前記の全てが置換または非置換であり、または上記の混合物、ブレンド、統計上のまたは既定の共重合体またはブロック共重合体から選択されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の配合体。
【請求項１２】
有機半導性化合物が任意に置換されたチオフェン、任意に置換されたセレノフェン、３−アルキルチオフェン、任意に置換された［３，２ｂ］−チエノチオフェン、任意に置換された［２，３ｂ］−チエノチオフェンおよび任意に置換されたジチエノチオフェンから選択された１つまたは２つ以上の単位を含むポリマー類または共重合体類から選択されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の配合体。
【請求項１３】
有機半導性化合物が以下の化学式から選択されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の配合体。
【化１】
0005562516.tif 000008
【化２】
0005562516.tif 000009
式中、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄは互いに独立し、複数 存在する場合は同一または異なって、Ｈ、ハロゲン、任意に置換されたアリールまたはヘテロアリール、または１〜２０個のＣ原子を有する直鎖状、分枝状または環状アルキルであり、それは任意にＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮにより単または多置換されており、ここで式中１つのまたは２つ以上の非隣接ＣＨ２基は任意にそれぞれの場合互いに独立して−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ０−、−ＳｉＲ０Ｒ００−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＸ１＝ＣＸ２−または−Ｃ=Ｃ−により、Ｏおよび／またはＳ原子は互いに直接連結しないように置き替えられており、
Ｒ０およびＲ００は互いに独立してＨ、任意に置換されたアリールまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は互いに独立してＨ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮであり、
ｎは１より大きい整数である。
【請求項１４】
有機半導性化合物の濃度が０．１から１０％までであることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の配合体。
【請求項１５】
溶媒がハンセン溶解度６Ｍｐａ１／２より小さい極性寄与を有する溶媒から選択されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の配合体。
【請求項１６】
有機溶媒が非アルコール脂肪族および芳香族炭化水素類、ハロゲン化脂肪族および芳香族炭化水素類から選択されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の配合体。
【請求項１７】
有機溶媒がキシレン、トルエン、ベンゼン、テトラリン、インダン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、シクロヘキサン、アニソール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、γ−ブチロラクトンまたは前記の混合物から選択されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の配合体。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の配合体を基質上に提供することにより得られる、１つまたは２つ以上の有機半導性化合物および１つまたは２つ以上の界面活性剤を含む有機半導性層であって、ここで、界面活性剤が、クロロシラン、シラザンおよびチオール基からなる群から選択された頭部基を含み、さらにアルキル、フルオロアルキルおよびシロキサン基からなる群から選択された尾基を含む疎水性界面活性剤から選択される、前記有機半導性層。
【請求項１９】
請求項１〜１７のいずれかに記載の配合体または請求項１８に記載の層の、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、集積回路（ＩＣ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、フラットパネルディスプレイ、無線ＩＣ（ＲＦＩＤ）タグ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ディスプレイのバックライト、有機光起電性デバイス（ＯＰＶｓ）またはセンサーデバイスにおける使用。
【請求項２０】
請求項１８に記載の層を含むことを特徴とする、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、集積回路（ＩＣ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、フラットパネルディスプレイ、無線ＩＣ（ＲＦＩＤ）タグ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ディスプレイのバックライト、有機光起電性デバイス（ＯＰＶｓ）またはセンサーデバイス。
【請求項２１】
請求項１〜１７のいずれかで定義される、１つまたは２つ以上の有機半導性化合物、１つまたは２つ以上の界面活性剤および１つまたは２つ以上の非極性または非アルコール有機溶媒を混合することによる、請求項１〜１７のいずれかに記載の配合体の調製の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は１つまたは２つ以上の界面活性剤を含む改善された有機半導性配合体および前記の導電性、光導性および半導性コンポネントおよびデバイスでの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景および先行技術
有機材料は、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴｓ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）および有機光起電体デバイス（ＯＰＶｓ）での活性膜として有望である。ＯＦＥＴはスマートカード、セキュリティータグおよびフラットパネルディスプレイでのスイッチング素子での広い用途を見出すものと期待される。有機材料は溶液から沈殿させると迅速な、広範囲の製作経路を可能にするので、シリコンの対応物を越えるかなりのコストでの有利さを有すると予測される。近年の高移動性ＯＦＥＴでの発達により、水素化アモルファスシリコンアクティブマトリックス駆動ディスプレイドライバーが成功的に有機の対応物により置換できることが示唆される。
【０００３】
ＯＦＥＴデバイスの性能は通常、デバイスでの電荷担体移動度、電流オン／オフ比、閾値電圧の位置、オン／オフ電流の規模、により判断される。最小数のプロセスステップの溶液沈殿プロセス（例えば、Roll-to-Roll）で高トランジスタパラメーターを達成する能力は、強く有利であると考えられる。
【０００４】
先行技術は、半導性材料を適用する前に半導性基質の表面を前処置することによりＦＥＴデバイスの電荷移動度を改善できることを報告した。これは例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）またはＯＴＳ（オクチルトリクロロシラン）を適用することによる、またはＳｉＯｘの表面へのキャッピング層の蒸散により達成され、結果として高疎水性表面が生じる。例えば、H. Sirringhaus et al., Synthetic Metals 102, 857-860 (1999)およびL. Burgi et al., Appl. Phys. Lett. 80, 2913-2915 (2002)は、ＨＭＤＳで処理したＯＦＥＴ基質は半導体として用いられるレジオレギュラーＰ３ＨＴへの非処理基質と比較して移動度において〜２０倍の増加を示すと報告した。有機半導体沈殿の前に前記基質処理を実施した。しかしながら、基質前処理段階を追加することにより、ＦＥＴデバイスはさらに費用および時間のかかるものとなる。
【０００５】
つまり、なお、高電荷担体移動度、オン電流およびオン／オフ比、特に溶液からのよい加工性を有し、最小数の加工ステップでの簡易で時間および費用効率的な方法を可能とするＯＦＥＴデバイスでの使用のための有機半導性材料に対する必要性がある。
【０００６】
上記の特性を有し先行技術で既知の材料の不利を有しない改善された半導体材料を提供ることが本発明の目的である。本発明の他の目的は以下の詳細な説明から当業者には直接的に明らかである。
【０００７】
前記の目的は、本発明に記載の材料および方法を提供することにより達成できることが見出された。特に、本発明の発明者たちは、少量の界面活性剤を有機半導性配合体に加えることにより、ＯＦＥＴの電荷移動度およびオン電流を〜１０倍まで、オン／オフ比を〜５倍に改善することが可能であることを見出した。
【０００８】
WO 03/050147は、界面活性剤を含む水性またはアルコール相および１つまたは２つ以上の液体形式の共役ポリマーを含む有機層とを混合し、マイクロエマルジョンまたはミニエマルジョンを作り、および次いで任意に基質上に被覆される水性分散を作ることによる、有機半導体のナノ粒子およびナノ構造の層の製法を記載する。しかしながら、分相システムは典型的に、電荷を捕捉する不意の境界を有し、不均一な相分布を有し、異方的輸送を提示し、そして電荷輸送デバイスにおいて不利である。
【０００９】
US 2004/0144975は低粘度変化率を有する被覆組成、およびインクジェット印刷方法による有機電子発光または半導体デバイスの調製のための前記の使用を記載する。該被覆組成は極性で、ジエチレングリコール、モノエチレングリコールまたはトリエチレングリコールなどのグリコールベースの溶媒、有機伝導性材料であるポリチオフェン誘導体、および任意にアセチレングリコール界面活性剤を含む。しかしながら、典型的共役芳香族主鎖ポリマーは非極性であり、そのため極性溶媒と互換性がないため、極性溶媒の使用は実用的半導体配合体での使用に限定されてきた。
【発明の開示】
【００１０】
発明の要旨
本発明は、好ましくは１つまたは２つ以上の有機半導体化合物、もう１つの界面活性化合物および非極性または非アルコール性有機溶媒から選択した１つまたは２つ以上の溶媒を含む均質な溶液である、配合体に関する。
【００１１】
本発明はさらに、基質上に上記および下記の配合体を提供し、任意に溶媒を除去することにより得られる、半導体の層に関する。
【００１２】
本発明はさらに、上記および下記の配合体または層の、光学的、電気光学的または電子光学的コンポネントまたはデバイスにおける半導性、導電性、光導性または発光性材料またはデバイス、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、集積回路（ＩＣ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、フラットパネルディスプレイ、無線ＩＣ（ＲＦＩＤ）タグ、電子発光性のまたは光発光性のデバイスまたはコンポネント、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ディスプレイのバックライト、有機光起電性デバイス（ＯＰＶｓ）、センサーデバイス、電荷注入層、ショトキーダイオード、平面化層、帯電防止フィルム、導電性基質またはパターン、電池における電極材料、光導電体、電子写真アプリケーション、電子写真記録、有機メモリーデバイス、配向膜としての、化粧または製薬組成物またはＤＮＡ配列を同定および区別するための使用に関する。
【００１３】
本発明はさらに、半導性、導電性、光導性または発光性コンポネントまたはデバイス、特に上記および下記の配合体または層を含むことを特徴とするＩＣ、ＯＦＥＴ、ＴＦＴ、ＯＰＶ、ＲＦＩＤタグまたはＯＬＥＤに関する。
本発明はさらに、上記および下記のＯＦＥＴまたはＲＦＩＤタグを含むことを特徴とする、セキュリティーのためのマーキングまたはデバイスに関する。
【００１４】
発明の詳細な説明
本発明による有機半導性配合体は、単コンポネント配合体と比較して、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）用途で改善された性能を有する。前記は有機溶媒中の半導性ポリマーの溶液を基とする。界面活性剤を加えると、ＦＥＴ移動度、オン電流およびオン／オフ比が改善される。ＯＦＥＴの性質を改善させる該方法を、例えばポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）のような現在市販の半導性材料および新規化合物に適応することができる。該半導性材料は、ポリマー体、オリゴ体および小分子化合物であることができる。デバイスはＯＦＥＴの限定しておらず、例えばＯＰＶまたはセンサーのような改善した界面電荷担体移動度から有益となる他の型であることもできる。
【００１５】
有機半導性配合体に関する本発明の好ましい態様は、
−  配合体は均質な溶液で、つまり分相していない、例えば分散、エマルジョン、ミニエマルジョン、マイクロエマルジョンまたはミセル溶液でない。
−  界面活性剤が単量または小分子化合物である。
−  界面活性剤が電子受容基を含まない。
−  界面活性剤が、クロロシラン、シラザンまたはチオール基など活性基質との共有結合または安定吸着(stable adsorption)成果物を形成できる頭部基を含み、およびさらにアルキル、フッ化アルキルまたはシロキサン基から選択した尾基を含む疎水性界面活性剤から選択される。
−  界面活性剤がシラン類またはシラザン類から選択される。
−  界面活性剤の濃度が１０−５から５％までである。
−  配合体がポリマー類から選択される１つまたは２つ以上の有機半導性化合物を含む。
−  半導性化合物がｐ型有機半導体である。
【００１６】
−  半導性化合物が、任意に置換されたチオフェン、任意に置換されたセレノフェン、３−アルキルチオフェン、任意に置換された［３，２−ｂ］−チエノチオフェン、任意に置換された［２，３−ｂ］−チエノチオフェンおよび任意に置換されたジチエノチオフェンから選択した１つまたは２つ以上のユニットを含むポリマーまたはコポリマーから選択される。
−  有機半導性化合物の濃度は、０．１から１０％である。
−  有機溶媒が、好ましくは６Ｍｐａ１／２より小さいハンセン(Hansen)溶解度への極性寄与を有する［定義および測定については、Charles M. Hansenによる"Hansen Solubility parameters: A User's Handbook"(CRC Press 1999; ISBN 0 849 31525 5)を参照のこと。]非極性溶媒から選択される。
−  有機溶媒が、非アルコール溶媒から選択される。
−  有機溶媒が脂肪族および芳香族炭化水素類、ハロゲン化脂肪族および芳香族炭化水素類から選択される。
ことを特徴とする有機半導性配合体に関する。
【００１７】
適する非極性溶媒は、例えば、キシレン、トルエン、ベンゼン、テトラリン、インダン、キシレン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、シクロヘキサン、アニソール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、γ−ブチロラクトンまたは前記の混合物である。
【００１８】
適する界面活性剤は例えば、炭化水素、フッ化炭素、シロキサンまたはシラン基類を含む化合物である。特に好ましいのは、単量または小分子界面活性剤である。さらに好ましいのは非イオン界面活性剤、特に例えばＨＭＤＳ（１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジ−シラザン）、ＯＴＳ（オクチルトリクロロシラン）またはＯＤＴＳ（オクタデシルトリクロロシラン）のようなシラン類、１Ｈ−，１Ｈ−，２Ｈ−，２Ｈ−ペルフルオロオクチルジメチルシランのようなフッ化炭素シラン類または任意に置換されたトリクロロシランのような他のシラン類である。
【００１９】
限定なしで、ポリアルキルチオフェン類、ポリチフェン類、ポリフルオレン類、ポリフェニルアミン類および該共重合体類、オリゴマー類およびペンタセンまたは他のポリアセン類などの小分子類、または他の縮合環化合物類を含む全ての既知の半導性材料は、原則として本発明による配合体での使用に適する。
【００２０】
特に適合し好ましい材料は電荷運搬特性を有する、特に好ましくは共役πシステムを有するポリマー類である。例えばポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリアリレンビニレン（ＰＡＶ）、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）、ポリピリジン（ＰＰｙ）、ポリピリジンビニレン（ＰＰｙＶ）、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）、ポリフルオレン（ＰＦ）、ポリスピロビフルオレン（ＰＳＦ）、ポリピロール、ポリビニルカルバゾール、ポリトリアリールアミン、ポリアセチレン、硫化ポリフェニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリイソチアナフテン、ポリアズレン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリセレノフェン、ポリインデノフルオレン、、それらの置換または非置換の全て、または上記の混合物、ブレンド、統計上のまたは定義された共重合体、またはブロック共重合体である。
【００２１】
置換したポリマーは好ましくは、Ｃ１〜Ｃ４０アルキル基類、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル基類、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル基類、Ｃ３〜Ｃ４０アリル基類、Ｃ４〜Ｃ４０アルキルジエニル基類、Ｃ４〜Ｃ４０ポリエニル基類、Ｃ６〜Ｃ１８アリール基類、Ｃ６〜Ｃ４０アルキルアリール基類、Ｃ６〜Ｃ４０アリールアルキル基類、Ｃ４〜Ｃ４０シクロアルキル基類、Ｃ４〜Ｃ４０シクロアルケニル基類から選択した、特に好ましくは下で与えられるＲａの意味の１つを有する、１つまたは２つ以上の同一のまたは異なる置換基を含む。
【００２２】
特に好ましいのは、任意に置換されたチオフェン、任意に置換されたセレノフェン、３−アルキルチオフェン、任意に置換された［３，２−ｂ］−チエノ−チオフェン、任意に置換された［２，３−ｂ］−チエノチオフェンおよび任意に置換されたジチエノチオフェンから選択された１つまたは２つ以上のユニットを含むポリマーおよび共重合体であり、例えば、WO 2005/014691 A2、WO 2005/111045 A1、EP 1 279 689 A2、EP 1 279 691 A1、EP 1 284 276 A1、EP 1 398 336 A1、EP 1 411 563 A2、EP  1 439 590 A2、EP 1 477 504 A1およびEP 1 510 535 A1で開示されている。非常に好ましくは、以下の化学式のポリマーである。
【００２３】
【化１】
0005562516.tif 000002
【化２】
0005562516.tif 000003
【００２４】
式中、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄは互いに独立し、複数存在する場合は同一または異なっていてよく、Ｈ、ハロゲン、任意に置換されたアリールまたはヘテロアリール、または１〜２０個のＣ原子を有する直鎖、分枝または環状アルキルであり、任意にＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮにより単または多置換されており、および式中１つまたは２つ以上の非隣接ＣＨ２基は任意にそれぞれの場合互いに独立して−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ０−、−ＳｉＲ０Ｒ００−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＸ１＝ＣＸ２−または−Ｃ≡Ｃ−により、Ｏおよび／またはＳ原子は互いに直接連結しないように置き替えられており、
Ｒ０およびＲ００は互いに独立してＨ、任意に置換されたアリールまたは１〜１２個のＣ原子のを有するアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は互いに独立してＨ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮであり、
ｎは１より大きい整数である。
【００２５】
非常に好ましくは、Ｒａ〜ｄは１つまたは２つ以上のフッ素原子で任意に置換されたＣ１〜Ｃ２０−アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０−アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０−アルキニル、Ｃ１〜Ｃ２０−アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２０−チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ２０−シリル、Ｃ１〜Ｃ２０−アミノまたはＣ１〜Ｃ２０−フッ化アルキルから、特に全てが直鎖で１〜１２個、好ましくは５〜１２個のＣ原子を有するアルケニル、アルキニル、アルコキシ、チオアルキルまたはフッ化アルキルから、一番好ましくはペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルまたはドデシルから選択される。
【００２６】
本発明による配合体は付加的に、例えば、油滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動性向上剤、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応性または非反応性希釈剤、助剤、着色剤、染料、顔料またはナノ粒子、さらに架橋可能な結合剤を用いる場合特に、触媒、増感剤、安定剤、阻害剤、連鎖移動剤または共反応(co-reacting)モノマーのような、１つまたは２つ以上のさらなるコンポネントを含むことができる。
【００２７】
本発明による配合体は業界で既知の方法により、例えば上記または下記の１つまたは２つ以上の有機半導性化合物、もう１つの界面活性化合物および１つまたは２つ以上の非極性または非アルコール性有機溶媒を混合することにより、または化合物を溶媒（類）に溶解させることにより調製することができる。
【００２８】
本発明による半導性配合体は、光学、電子光学的または電気的コンポネントまたはデバイスでの半導性の、電気導性の、光導性のまたは発光材料として、特にＯＦＥＴ、ＯＰＶ、またはセンサーデバイス、電子写真記録デバイスおよび上記および下記の他の半導性用途として有用である。前記は特に照明またはディスプレイ用途のための、ＯＦＥＴ（例えばＲＦＩＤタグまたはＴＦＴ用途）およびＯＰＶでの、さらにＯＬＥＤ構造のコンポネント（電荷輸送または発生層）において使用に適する。
【００２９】
本発明による半導性配合体は、限定なしで、有機発光ダイオード用途での電荷注入層およびＩＴＯ平面化層、フラットパネルディスプレイおよびタッチスクリーンのためのフィルム、帯電防止フィルム、プリント導電性基質、プリントサーキットボードおよびコンデンサーなどの電子光学用途でのパターンまたはトラクトを含む用途での有機「金属」として用いることもまたできる。
【００３０】
有機半導性材料がゲート導電性およびドレーンおよびソース電極の間にフィルムとして配置される場合のＯＦＥＴは、例えばUS 5,892,244、WO 00/79617、US 5,998,804、および背景および先行技術セクションで引用される引用文献より、一般的に知られている。前記ＦＥＴの好ましい用途は、例えば集積回路、ＴＦＴディスプレイおよびセキュリティー用途である。
【００３１】
セキュリティー用途で、トランジスタまたはダイオードのような半導性材料を有するＯＦＥＴおよび他のデバイスは、紙幣、クレジットカードまたはＩＤカード、国家ＩＤ文書、免許証または切手、チケット、株券、小切手および同じような金銭的価値のあるいかなる成果物を認証するおよび文書の偽造を防ぐためのＩＤタグまたはセキュリティーマーキングのために用いることができる。
【００３２】
代替的に、本発明による半導体はＯＬＥＤにおいて、例えばディスプレイでまたはディスプレイのバックライトとして用いることができる。従来のＯＬＥＤは複数層の構造を用いるということで典型的に実現化されている。発光層は通常１つまたは２つ以上の電子輸送および／またはホール輸送層の間に挟まれる。印加することにより、電荷担体としての電子およびホールは、再結合により励起およびそれゆえ発光層のルモフォア(lumophor)単位の発光を導く発光層へと移動する。本発明による材料は、該電気的および光学的性質に対応して、１つまたは２つ以上の電荷輸送層でおよび／または発光層において採用することができる。ＯＬＥＤでの用途のための適する単量、オリゴ、ポリマー化合物または材料の選択、特徴化または加工は、通常の専門化には知られており、例えばMeerholz, Synthetic Materials 111-112、31-34 (2000)またはAlcala, J. Appl. Phys. 88, 7124-7128 (2000)またはそこに引用される著作物に記載されている。
【００３３】
半導性フィルムまたは層は、本発明による配合体を基質上に提供することによって、もし溶媒が存在するのなら溶媒を除去することにより、形成することができる。このことは、スピンコート、ディップコート、スプレーコート、はけ塗りまたはドクターブレードコート、ならびに限定なしでグラビア印刷、インクジェット印刷、捺印、スクリーン印刷、レタープレス印刷、ローラー印刷、リバースローラー印刷、オフセット石版印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷(web printing)、パッド印刷または他の既知の印刷方法を含む印刷技術などの周知の技術により成すことができる。
【００３４】
本発明による選択した配合体は、インクジェット印刷またはマイクロディスペンス(microdispensing)により作製済みのデバイス基質に適用してもよい。限定なしで、Aprion、Hitachi-Koki、InkJet Technology、On Target Technology、Picojet、Spectra、Trident、Xaarにより提供されるような好ましい工業的な圧電プリントヘッドを、有機半導性層を基質へ適用するのに用いてもよい。Brother、Epson、Konica、Seiko Instruments Toshiba TECにより製造される付加的な半工業的ヘッドまたはMicrodropおよびMicrofabにより製造される単一ノズルマイクロディスペンサーを用いてもよい。
【００３５】
インクジェット印刷またはマイクロディスペンスにより適用するために、化学式Ｉの化合物およびバインダーの混合物は適する溶媒にはじめに溶解させるべきである。溶媒は上記の要求を満たさなければならず、選択したプリントヘッドにいかなる弊害となる効果を有してはならない。加えて溶媒は、プリントヘッド内部で溶液が乾燥することにより起こる操作性の問題を避けるために、１００℃より大きい、好ましくは１４０℃より大きい、さらに好ましくは１５０℃より大きい沸点を有するべきである。印刷に適する溶媒は、置換および非置換キシレン誘導体、ジ−Ｃ１〜２−アルキルホルムアミド、置換および非置換アニソールおよび他のフェノール−エーテル誘導体、置換されたピリジン類、ピラジン類、ピリミジン類、ピロリジノン類などのヘテロ環類、置換および非置換Ｎ，Ｎ−ジ−Ｃ１〜２−アルキルアニリン類および他のフッ化または塩化芳香族を含む。
【００３６】
インクジェット印刷に好ましい配合体は、１つまたは２つ以上の置換基により置換され、その１つまたは２つ以上の置換基の炭素原子の合計の数が少なくとも３つである、ベンゼン環を有するベンゼン誘導体を含む。例えば、ベンゼン誘導体はプロピル基または３つのメチル基、いずれの場合も合計少なくとも３つの炭素原子が存在する、で置換されてもよい。前記溶媒は、バインダーおよびスプレー中のジェットの詰まりおよびコンポネントの分離を減少するまたは防止するＯＳＣ化合物での溶媒を含むインクジェット液体を形成させるのを可能にする。前記溶媒（類）は以下の例のリストから選択したものであってよい：ドデシルベンゼン、１−メチル−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、テルピネオール リモネン、イソジュレン、テルピノレン、シメン、ジエチルベンゼン。前記溶媒は溶媒混合物であってもよく、つまり２つまたは３つ以上の溶媒の組み合わせであり、それぞれの溶媒は好ましくは１００℃より大きな、より好ましくは１４０℃より大きな沸点を有する。前記溶媒（類）は、また沈析した層でのフィルム形成を促進させ、層での欠陥を減少させる。
【００３７】
インクジェット液体（つまり、溶媒、界面活性剤および半導性化合物の混合物）は好ましくは２０℃で１〜１００ｍＰａ・ｓの、より好ましくは１〜５０ｍＰａ・ｓ、最も好ましくは１〜３０ｍＰａ・ｓの粘度を有する。
本発明によるデバイスでの半導性の層は典型的にはほとんど１ミクロン（μｍ）の厚さであるが、しかしながら必要ならばより厚くてもよい。層の正確な厚さは、例えば、層が用いられる電子光学デバイスの要求に依存するであろう。ＯＦＥＴまたはＯＬＥＤでの使用のためには、層の厚さは典型的には５００ｎｍまたはより小さくてもよい。
【００３８】
ＯＳＣ層の製造に用いる基質は、例えばシリコンウエハー、ガラスまたはポリマー基質などのいかなる基礎をなすデバイス層、電極または分離基質を含んでいてもよい。
本発明によるＯＦＥＴデバイスは好ましくは：
−  ソース電極、
−  ドレーン電極、
−  ゲート電極、
−  上記のＯＳＣ層、
−  １つまたは２つ以上のゲート絶縁物層、
−  任意に基質、
を含む。
【００３９】
ＯＦＥＴデバイスでのゲート、ソースおよびドレーン電極ならびに絶縁および半導性層は、ソースおよびドレーン電極が絶縁層によるゲート電極から分離されていて、ゲート電極と半導体層が共に絶縁層に接触して、そしてソース電極およびドレーン電極がともに半導性層に接触するならば、いかなる順番で配置してもよい。
【００４０】
ＯＦＥＴデバイスはトップゲートデバイスであることも下部ゲートデバイスであることもできる。ＯＦＥＴデバイスの適する構造および製造方法は当業者には既知であり、著作物に、例えばWO 03/052841に記載される。
【００４１】
ゲート絶縁層は好ましくは、例えば市販のＣｙｔｏｐ８０９Ｍ（登録商標）またはＣｙｔｏｐ１０７Ｍ（登録商標）（アサヒガラス）のようなフッ素ポリマーを含む。好ましくはゲート絶縁層は、例えばスピンコート、ドクターブレーディング、ワイヤバーコート、スプレーまたはディップコートまたは他の既知の方法により、絶縁体材料および１つまたは２つ以上のフッ素原子を有する１つまたは２つ以上の溶媒（フッ化溶媒）、好ましくはペルフルオロ溶媒から沈析させる。適するペルフルオロ溶媒は、例えばＦＣ７５（登録商標）（Acros、カタログ番号１２３８０で入手可能）である。他の適するフッ化ポリマーおよびフッ化溶媒は先行技術で知られており例えば、Teflon AF（登録商標）１６００または２４００（DuPont）またはFluoropel（登録商標）（Cytonix）のペルフルオロポリマー類、またはペルフルオロ溶媒ＦＣ４３（登録商標）（Acros、番号１２３７７）である。
【００４２】
本明細書の記述および請求項にわたり、文脈で他に明白に指示されていなければ、文中で用いられる複数の形式の文中の用語は単数の形式を含むものとして解釈され、逆もまた同様である。"comprise"および"contain"という単語類ならびに前記単語の変化形、例えば"comprising"および"comprises"は、「限定なしで含む」ことを意味し、他のコンポネントを除外することを意図しない（かつ除外しない）。
【００４３】
本発明の前述の態様のための変形がなお本発明の範疇に収まることができると正しく理解されるであろう。本明細書で開示されるそれぞれの性質は、他に記載なければ、同様の、同等のまたは類似の目的を供する代替の性質により置き替えられてもよい。このように、他に記載なければ、開示されるそれぞれの性質は一般な一連の同等または類似の性質の単なる１つの例である。
【００４４】
本明細書で記述される性質の全ては、少なくとも前記性質および／またはステップのいくつかが互いに除外的である組み合わせを除き、いかなる組み合わせで組み合わされてもよい。特に、本発明の好ましい性質は、本発明の全ての点に適応することができ、いかなる組み合わせで用いてもよい。同様に、非本質的な組み合わせにおいて記述される性質は分離して（組み合わせではなく）用いられてもよい。
【００４５】
上記の性質の多くが、特に好ましい態様は、それら自体の権利において進歩的でありそして本発明の態様の単なる一部分ではないと正しく理解されるであろう。独立した保護は、現主張するいかなる発明に加えてまたは代替的に前記性質のために探究してもよい。
本発明は今、説明するのみであって発明の範囲を限定しない、以下の例を参照することによりさらに詳細に記載されるであろう。
【００４６】
他に記載されなければ、前述および以下において、全ての温度は摂氏温度で与えられ、全ての百分率は重量による。上記および下記で与えられる導電率（ε）、電荷担体移動度（μ）、溶解パラメーター（δ）および粘度（η）のような物理的パラメーターの全ての特定の価は、２０℃（±１℃）の温度で引用する。モノマーまたはポリマーでの繰り返し単位の率は、モル％で与えられる。ポリマーブレンドでのポリマーの率は、重量％で与えられる。ポリマーの分子量は、重量平均分子量Ｍｗとして与えられる（GPC、ポリスチレンスタンダード）。
ハンセンパラメーターは、「Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook」（Charles M. Hansen著；CRC Press 1999；ISBN 0 849 31525 5）で記載のように決定される。
【００４７】
配合体の粘性は、回転／落下ボール法則（rolling/falling ball principle）に基づく、自動マイクロ粘度計（例えばAnton Paar GmbH, Graz, Austriaより入手可能）を用いて得られる。内部で小さな金属ボールが転がる毛細管が用いられ、前記を一方または他方を傾けることによりボールが液体を降下し時間測定される。液体を降下し決まった距離を通過するのに要する時間の長さは粘度に比例し、前記の間にチューブを保持する角度は該測定のずり速度を決定する−ニュートン液体のために、それは記録された粘度に影響しない。
【００４８】
例１
ＦＥＴに基づくポリマーを、０．２から１０％までの以下の半導体ポリマーおよび０．０１％のシラン（ＯＴＳ）を有機溶媒としてのキシレン中に含む配合体から調製した。
【化３】
0005562516.tif 000004
Ｐ１の合成はEP 1 510 535 A1に記載される。
【００４９】
温かい配合体を、予め定めた金のソース−ドレーン電極および共通のＳｉ−ゲートを備えたオゾン洗浄（親水性）Ｓｉ／ＳｉＯ２  ＦＥＴ基質上に、沈殿させた。〜１５分ののち基質を回転させ、結果としてＦＥＴ基質上にポリマーＰ１の薄膜が形成される。前記サンプルと同じ手順ののち、対照サンプルを初期のキシレン中のＰ１−ポリマー溶液から調製した。トランジスタデバイスの電気的な特徴付けを、乾燥窒素雰囲気でコンピューター制御Agilent 4155C半導性パラメーター分析器を用いて実施した。電界効果移動度を飽和体制で計算し、ここでドレーン電流は下のように表わされる。
【数１】
0005562516.tif 000005
式中、Ｗはチャンネル幅であり、Ｌはチャンネルの長さであり、Ｃｉは絶縁層の電気容量であり、Ｖｇはゲート電圧であり、Ｖｔｈは閾値電圧である。
【００５０】
Vthは
【数２】
0005562516.tif 000006
対Ｖｇの線形一致で推定され、移動度は式（１）による線形一致の傾きより導出される。
【００５１】
表１−初期のポリマー溶液からおよびＯＴＳを含む配合体から製造されたＯＦＥＴの電気的特質
【表１】
0005562516.tif 000007
表１から分かるように、界面活性剤ＯＴＳを含む本発明による配合体を用いることにより、ＯＴＳなしの初期の溶液と比較してＦＥＴオン電流およびＦＥＴ移動度が〜１０倍増加した。