(57)【要約】基体および基体上に位置する有機半導体マトリックスを含む装置。有機半導体マトリックスは、ポリマー、コポリマーまたは安定化ペンタセンの１つを含む。ポリマーは、ペンタセンまたは置換ペンタセンのモノマーを含む。安定化ペンタセンは、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する置換ペンタセンである。
2009536251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモノマーのポリマーまたはコポリマーを含み、各モノマーがペンタセンまたは置換ペンタセンである、組成物。
【請求項２】
ポリマーが少なくとも１０個のモノマーを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
モノマーの幾つかが置換ペンタセンを含み、各置換ペンタセンがペンタセン単位および前記ペンタセン単位に化学的に結合した電子求引性基を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
基体、および
前記基体上に位置する有機半導体マトリックスであって、ポリマー、コポリマーまたは安定化ペンタセンの１つを含む有機半導体マトリックスを含み、
前記ポリマーおよびコポリマーが、ペンタセンおよび／または置換ペンタセンのモノマーを含み、
前記安定化ペンタセンが、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する置換ペンタセンである、装置。
【請求項５】
安定化ペンタセンが、ペンタセン単位に化学的に結合した電子求引性基を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ポリマーが少なくとも１０個のモノマーを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
ポリマーが、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
モノマーのそれぞれが、架橋サブユニットに共有結合した１つのペンタセニルサブユニットを含み、前記架橋サブユニットが、少なくとも１つの電子求引性基を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
モノマーのそれぞれが、架橋サブユニットに共有結合した１つのペンタセニルサブユニットを含み、前記架橋サブユニットが、少なくとも１つの可溶化基を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
基体上に有機半導体マトリックスを形成するステップを含み、前記有機半導体マトリックスが、ポリマー、コポリマーおよび安定化ペンタセンの１つを含む製造方法であって、
前記ポリマーおよびコポリマーが、ペンタセンまたは置換ペンタセンのモノマーを含み、前記安定化ペンタセンが、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する置換ペンタセンである、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新しい有機半導体およびそのような材料を含む活性デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンを基とした半導体の代替としての有機電子材料の開発および使用には大きな関心が存在する。ペンタセンは、有機半導体として使用し得るアセンおよびその他の有機分子の中で最も高い易動性を有するものの１つである。当業者に良く知られているように、アセンは直線的配置の縮合ベンゼン環からなる多環式芳香族炭化水素である。
【非特許文献１】Ａｎｔｈｏｎｙ  ｅｔ  ａｌ．、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００３年、１２３、９４８２〜８３
【非特許文献２】Ｖｅｔｓ  ｅｔ  ａｌ．、Ｓｙｎｌｅｔｔ  ２００５年、Ｎｏ．２、２１７〜２２２
【非特許文献３】Ｍａｌｉａｋａｌ  ｅｔ  ａｌ．、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００４年、１６、４９８０〜８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アセン、例えば、ペンタセン等の不溶解性、および酸化に対するこれらの感受性はこれらの用途を制限している。更に、低溶解性は、溶液方法に代わって相対的に高価な蒸着技術が、これらの組成物の薄膜を形成するために使用されなければならないことを意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態は、複数のモノマーのポリマーまたはコポリマーを含み、各モノマーがペンタセンまたは置換ペンタセンである組成物である。
【０００５】
その他の態様は、複数の分子を含む組成物である。各分子は、架橋サブユニットで互いに共有結合した２つ以上のアセニルサブユニットを含み、架橋サブユニットは、オキサジアゾール基を含む電子求引性基および非芳香族炭化水素を含む可溶化基を含む。
【０００６】
更にその他の実施形態は装置である。この装置は、基体および基体上に位置する有機半導体マトリックスを含む。有機半導体マトリックスは、ポリマー、コポリマー、または安定化ペンタセンの１つを含む。ポリマーおよびコポリマーは、ペンタセンおよび／または置換ペンタセンのモノマーを含む。安定化ペンタセンは、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する置換ペンタセンである。
【０００７】
なおその他の実施形態は、基体上に有機半導体マトリックスを形成するステップを含む方法である。マトリックスは、上述のポリマー、コポリマー、または安定化ペンタセンの１つを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、添付の図と一緒に読む場合に、以下の詳細な説明から最も良く理解される。種々の特徴は縮尺通りに描かれていない場合があり、検討の明確さのために寸法を任意に拡大または減少してもよい。参照は、添付図面に関連して為される以下の説明に対して為される。
【０００９】
フィルムとして溶液堆積することができ、次いで、ペンタセンへ転換することのできるペンタセン前駆体は明らかにされているが、この分子を安定化するための試みは以前には殆ど為されていない。アルキルシリル基でのペンタセンの誘導体化は安定性が改善できることを示している。それにもかかわらず、これらの分子の安定性、特に薄膜としての安定性がなお不十分である。更にペンタセンの薄膜は脆く、したがって、可撓性デバイスでの使用には理想的に適したものではない。
【００１０】
アセンポリマーおよび置換アセンの新規な組成物が提供される。ポリマーはアセンまたは置換アセンのモノマーから形成される。ポリマーは非重合性アセンモノマーで作製された層よりも脆くない層を生成することが期待される。アセンポリマーまたは置換アセンは、電子求引性置換を有することができる。この故に、アセンポリマーまたは置換アセンは、非置換アセンよりも空気中での酸化による劣化に対する感受性を少なくすることができる。アセンポリマーまたは置換アセンは、また、可溶化基を有することができる。これらのアセンポリマーまたは置換アセンは有機溶剤に更に可溶であるので、これらの分子を含むフィルムは、溶液堆積方法を使用して堆積することができる。したがって、これらの組成物を含む装置は改善された作動特性または寿命を有すること、あるいは更に容易に加工されることが期待される。
【００１１】
一実施形態は組成物である。この組成物は複数の分子を含み、各分子は２つ以上のアセニルサブユニットを含む。この分子は、アセニルサブユニットと同じ化学組成を有し、同じ環境条件下（例えば、周辺光および空気飽和溶液下）で測定されるアセン分子よりも遅い酸化速度を有する。例えば、アセニルサブユニットがペンタセニル基を含む場合、この分子はペンタセンよりも遅い酸化速度を有する。当業者は、有機分子の酸化速度を測定するための通常の方法には精通しているであろう。例えば、長期にわたりアセニル含有分子の紫外または可視吸収スペクトルの変化の速度を測定して、これを元のアセン分子の変化の速度と比較することができるであろう。
【００１２】
上述の組成物の複数の分子は、一般式：
−（Ａ−Ｂ）ｍ−
（１）
（式中、ｍ≧１、「Ａ」は、アセニルサブユニット：
【００１３】
【化１】
2009536251.tif 000003
（式中、ｎ＝１、２、３・・・であり、「Ｂ」は、架橋サブユニットを含む）を含む）で特徴付けることができる。構造（１）で示されるように、アセニルサブユニットおよび架橋サブユニットは、ｍ回繰返してオリゴマーまたはポリマーを形成することができる。
【００１４】
例えば、組成物の幾つかの好ましい実施形態は、架橋サブユニットで互いに共有結合した少なくとも２つのアセニルサブユニット（例えば、ｍ≧２）を有する分子を含む。好ましくは、架橋サブユニットは、電子求引性基および可溶化基の少なくとも１つを含む。その他の好ましい実施形態では、分子は、アセニルサブユニットの少なくとも１０回の繰返し（例えば、ｍ≧５）を有するポリマーである。
【００１５】
アセニルサブユニットは、直線的配置の縮合ベンゼン環からなる任意の多環式芳香族炭化水素であることができる。ベンゼン環は誘導体化することができる。例えば、縮合ベンゼン環の炭素原子の１つまたは複数は、ハロゲン原子、例えば、フッ素等で置換することができる。その他の例として、アセニルサブユニットの末端ベンゼン環の１つまたは両方は、例えば、ジチオフェンアセニルサブユニット：
【００１６】
【化２】
2009536251.tif 000004
を形成するためにチオフェン環に縮合することにより誘導体化することができる。
【００１７】
幾つかの好ましいジチオフェンアセニル基としては、アントラジチオフェン（例えば、式（３）においてｎ＝１）およびペンタジチオフェン（例えば、式（３）においてｎ＝３）が挙げられる。
【００１８】
本発明の目的に対して、電子求引性基は、個々のアセン分子の最低空分子軌道ＬＵＭＯエネルギー水準よりも低いＬＵＭＯエネルギー水準を分子に持たせるための任意の有機置換基である。電子吸引性基は、また電子受容体としても知られ、誘導または共鳴メカニズムにより電子を引き止める傾向にある。理論によって本発明の範囲を限定するものではないが、分子のＬＵＭＯエネルギー水準を低くすることが、分子を酸化に対して更に感受性の低いものにするものと考えられる。当業者は、分子のＬＵＭＯエネルギー水準を決定する通常の技術には精通しているであろう。そのような技術の例としては、サイクリックボルタンメトリー、紫外線光電子分光法、ｘ−線光電子分光法、またはこれらの組合せが挙げられる。幾つかの好ましい電子吸引性基の非限定的例としては、オキサジアゾール基、カルボニル基およびハロゲン置換環、例えば、ペルフッ素化芳香族環、トリフルオロ置換芳香族環、またはトリフルオロメチル置換芳香族環等が挙げられる。
【００１９】
本発明の目的に対して、可溶化基は、同じ有機溶剤における個々の元のアセン分子の溶解性よりも大きい、有機溶剤における溶解性を分子に持たせるための任意の有機置換基として定義される。幾つかの場合では、可溶化基は、芳香族基の存在が分子の溶解性を減少させるものと考えられるので、非芳香族炭化水素基を含む。適当な脂肪族炭化水素基としては、アルキル、アルコキシル、アルケニル、アルキニル、または環状脂肪族基を挙げることができる。炭化水素基はハロゲン化することができ、分枝または直鎖であることができるであろう。幾つかの好ましい実施形態では、非芳香族炭化水素基は、６〜２０個の炭素原子、更に好ましくは、８〜１６個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を含む。非限定的例としては、直鎖または分枝オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルおよびドデシルアルキル基が挙げられる。
【００２０】
アセニルサブユニットは、縮合ベンゼン環において任意の利用可能な炭素位置で置換することができる。幾つかの場合では、この置換は、架橋サブユニットを、アセニルサブユニットの縮合ベンゼン環における任意の利用可能な炭素位置へ化学的に結合する。幾つかの好ましい実施形態では、アセニルサブユニットのそれぞれは、奇数の縮合ベンゼン環（例えば、ｎ＝１、３、５、・・・）を有する。奇数のベンゼン環は、アセン環へ対称置換基を導入するのが望ましい或種の場合に好ましい。更に、レジオレギュラー分子は、アセニルサブユニットが奇数の縮合ベンゼン環を有し、対称置換が為される場合に得られる。
【００２１】
一例として、アセニルサブユニットがペンタセニル基を含む場合を検討してみる。ペンタセニル基は、例えば、６および１３の炭素位で対称置換を有することができる。その他の場合では、ペンタセニル基は、５および１４位で置換することができる。ペンタセニルサブユニットの６および１３位（または、例えば、アントラセニルまたはヘプタセニルサブユニットそれぞれの５および１０、または７および１６位）の中間の炭素置換も、置換基が電子求引性基である場合は有利である。これらの位置での電子求引性基の置換は、アセニルサブユニットの電子密度に対する電子求引性基の効果を促進する。これは、取りも直さず、分子のＬＵＭＯエネルギー水準に対する電子求引性基の効果を最大にする。
【００２２】
幾つかの場合では、架橋サブユニットは、アセニルサブユニットへ対称的に結合される。アセニルサブユニットがペンタセニル基を含む同じ例で続ければ、架橋サブユニットは、２つのペンタセニルサブユニットを一緒に共有結合するためにペンタセニル基の６または１３位に結合することができる。勿論、非対称結合、例えば、ペンタセニル基の５または１４位等での結合も可能である。
【００２３】
上で言及した通り、架橋サブユニットは、電子求引性基または可溶化基の少なくとも１つを含むことができる。しかし、幾つかの好ましい実施形態では、架橋サブユニットは電子求引性基および可溶化基の両方を含む。
【００２４】
幾つかの場合では、架橋サブユニットは、電子求引性基に化学的に結合した可溶化基を持つ電子求引性基を含む。分子がペンタセニルサブユニットを含む例で続ければ、架橋サブユニットは、フェニル−１，３，４−オキサジアゾール：
【００２５】
【化３】
2009536251.tif 000005
（式中、ｍ≧１、Ｒは、例えば、上で検討されたような非芳香族炭化水素を含む可溶化基である）の電子求引性基を含むことができる。この例では、可溶化基（Ｒ）は、オキサジアゾール環の５位に共有結合される。しかし、その他の実施形態では、１つまたは複数の可溶化基は、更にまたは選択的に、フェニル−１，３，４−オキサジアゾールのフェニル環に結合できるであろう。
【００２６】
その他の場合では、架橋サブユニットは、アセニルサブユニットの少なくとも１つへ１つまたは複数の電子吸引性基を共有結合するリンカー基を更に含むことができる。リンカー基は、芳香族または非芳香族炭化水素を含むことができる。リンカー基が非芳香族炭化水素を含む場合、リンカー基は、可溶化基であることもできる。分子がペンタセニルサブユニットを含み、架橋サブユニットがフェニル−１，３，４−オキサジアゾールの電子吸引性基を含む例で続ける。分子は、また、例えば、非芳香族炭化水素（ｍ≧１）の可溶化基（Ｒ）：
【００２７】
【化４】
2009536251.tif 000006
であるリンカー基を有することができる。
【００２８】
なおその他の場合では、架橋サブユニットは、芳香族炭化水素を含むリンカー基を更に含む場合は、可溶化基は、上記構造（３）で示されているような電子求引性基に結合することができる。あるいはまた、可溶化基は、芳香族リンカー基に結合することができる。分子がペンタセニルサブユニットを含み、架橋サブユニットがフェニル−１，３，４−オキサジアゾールの電子吸引性基を含む例で再び検討する。分子は、芳香族炭化水素、例えば、スチルベン等、例えば、トランス−１，２−ジフェニルエチレン（ｍ≧１）：
【００２９】
【化５】
2009536251.tif 000007
を含むリンカー基を含むことができる。
【００３０】
勿論、その他の実施形態では、スチルベンは、シス−１，２−ジフェニルエチレンであることができる。構造（６）で例示されるように、更なる可溶化基の２つ、Ｒは、リンカー基に、例えば、スチルベンリンカー基のフェニレン基に結合することができる。当業者は、可溶化基が、リンカー基の異なる炭素に、またはリンカー基および電子求引性基の両方に結合でき得ることを認識するであろう。
【００３１】
幾つかの好ましい実施形態では、電子求引性基のπ−電子は、アセニルサブユニットの少なくとも１つのπ−電子に対して共役される。例えば、構造（５）では、共役は、ペンタセニルサブユニットから、このペンタセニルサブユニットに結合したフェニル−１，３，４−オキサジアゾールまで拡張することが期待される。この方法でπ−π共役長さを拡張すると、活性デバイスで半導体チャンネルとして使用された場合に、分子の電界効果易動性を増加することが考えられる。例えば、アントラセニルまたはテトラセニルサブユニットの共役長を拡張すると、アントラセンまたはテトラセンそれぞれに比較して分子の易動性を著しく増加することが期待される。勿論、当業者も良く理解するように、その他のファクター、例えば、薄膜半導体の形態学等は、また、易動性について重要な効果を有する。
【００３２】
更に好ましくは、電子求引性基およびリンカー基は、存在する場合、隣接するアセニルサブユニット間の共役を拡張する。例えば、構造（４）および（６）で例示されるように、共役は、１つのペンタセニルサブユニットから架橋サブユニットを介して二番目のペンタセニルサブユニットまで拡張することが期待される。当業者は、分子の平均共役長を、例えば、これらの紫外／可視および蛍光分光性を基にして推定する仕方を理解するであろう。
【００３３】
その他の実施形態は、複数のモノマーのポリマーを含む組成物であり、各モノマーはペンタセンまたは置換ペンタセンである。例えば、式（１）および（２）の文脈では、ｍ≧２およびｎ＝５。幾つかの好ましい実施形態では、ポリマーは少なくとも１０個のモノマーを含む。モノマーは、上で示された架橋サブユニットを含むがこれらに限定されない任意の通常の架橋サブユニットにより一緒に共有結合することができる。
【００３４】
幾つかの場合では、モノマーの少なくとも幾つかは置換ペンタセンを含むことができる。本明細書では、置換ペンタセンは、ペンタセンポリマーを作製するために必要とされる置換以外にペンタセニル基の縮合ベンゼン環の１つまたは複数における置換を有する。例えば、縮合ベンゼン環の炭素原子の１つまたは複数は、ハロゲン原子置換基、例えば、フッ素等に結合することができる。その他の例として、各置換ペンタセンは、ペンタセン単位およびペンタセン単位に化学的に結合した電子求引性基を含むことができる。電子吸引性基は架橋サブユニットに関与する必要はないが、それでも、幾つかの場合では、それは必要である場合がある。幾つかの好ましい実施形態では、電子吸引性基は、２−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール基を含む。その他の場合では、炭化水素鎖を含む可溶化基は、オキサジアゾール基へ、例えば、２−フェニル−１，３，４−オキサジアゾールのオキサジアゾール環の５位で結合する。更に好ましくは、２つのオキサジアゾール基は、６および１３位でペンタセン単位へ化学的に結合する。例示的分子としては、６，１３−ビス（２−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール）ペンタセンおよび５，１４−ビス（２−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール）ペンタセンが挙げられる。
【００３５】
当業者は、上述の分子を合成し精製する方法には精通しているであろう。これらの分子を合成するために採用できた例示的な通常の合成反応は、Ａｎｔｈｏｎｙ  ｅｔ  ａｌ．、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００３年、１２３、９４８２〜８３、およびＶｅｔｓ  ｅｔ  ａｌ．、Ｓｙｎｌｅｔｔ  ２００５年、Ｎｏ．２、２１７〜２２２（両方共、これらの全体が参照により組み込まれる）にて示される。
【００３６】
一例として、構造（４）、（５）および（６）を製造するための１つの可能な合成経路は、２臭素化前駆体をリチウム化するステップおよびこれを求核的付加によりペンタセンキノン（例えば、６，１３−ペンタセンジキノン）と反応させるステップを含む。この反応の生成物の還元は、次いで、所望の分子を与える。構造（４）を形成するためには、例えば、２臭素化前駆体は２−（２，５ジブロモフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール：
【００３７】
【化６】
2009536251.tif 000008
であることができる。
【００３８】
類似の方式で、その他の２臭素化前駆体が構造（５）：
【００３９】
【化７】
2009536251.tif 000009
の形成、または構造（６）：
【００４０】
【化８】
2009536251.tif 000010
の形成で使用することができる。
【００４１】
幾つかの実施形態では、架橋単位当たりで芳香族結合基に結合した、例えば、アルキル可溶化基を持つ、２つ以上の芳香族結合基を有することが可能である。更にその他の実施形態では、１臭素化前駆体が置換ペンタセンを形成するために使用することができる。当業者は、リチウム化、求核的付加、および還元反応を行うための手順および条件には精通している。
【００４２】
その他の実施形態は装置である。装置は複数の任意の上述の分子からなるマトリックス（例えば、層）を含む。
【００４３】
図１は、有機電界効果トランジスタＯＦＥＴ１０２等の活性デバイスを含む装置１００の例示的実施形態の横断面図を示す。この装置１００は、どのような用途でも、例えば、バイオセンサー、集積回路、ディスプレー、論理デバイスおよび記憶デバイス等で使用することができる。
【００４４】
ＯＦＥＴ１０２は、基体１０５および、チャンネルとして機能し、基体１０５の上に位置する有機半導体マトリックス１１０を含む。有機半導体マトリックス１１０はポリマーまたは安定化ペンタセンの１つを含む。
【００４５】
安定化ペンタセンは、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する。好ましい実施形態では、安定化ペンタセンは、ペンタセン単位に化学的に結合した電子吸引性基を含む。例えば、安定化ペンタセンは、６，１３−ビス（２−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール）ペンタセンまたは６−（２−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール）ペンタセンを含むことができる。
【００４６】
ポリマーは、ペンタセンまたは置換ペンタセンのモノマーを含む。幾つかの場合では、モノマーのそれぞれは、架橋サブユニットに共有結合した１つのペンタセニルサブユニットを含み、架橋サブユニットは、電子吸引性基または可溶化基の少なくとも１つを含む。上で説明した通り、架橋サブユニットは、電子吸引性基および可溶化基の両方、またはそのような基の２つ以上を含むことができる。例示的ポリマーは少なくとも１０個のモノマーを含む。或る好ましい実施形態では、ポリマーは、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する。
【００４７】
幾つかの場合では、有機半導体マトリックス１１０は、例えば、周辺光条件および分子の空気飽和溶液中で測定して、ペンタセンで作製された有機半導体チャンネルよりも少なくとも２倍大きい半減期を有する。半減期は、有機半導体１１０の分子での酸化誘発変化に感受性のいずれの技術でも測定できる。例えば、ポリマーまたは安定化ペンタセンの紫外または可視吸収バンドの吸収度の時間依存性の変化を測定することにより半減期を決定することができる。例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、Ｍａｌｉａｋａｌ  ｅｔ  ａｌ．、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００４年、１６、４９８０〜８６を参照されたい。この半減期は、次いで、同じ方法および同じ環境条件下で測定されたペンタセンの半減期と比較することができる。
【００４８】
幾つかの好ましい実施形態では、有機半導体マトリックス１１０は、ｐ−型またはｎ−型半導体であることができる。例えば、ｐ−型半導体が所望の場合は、マトリックスは構造（１）〜（６）の文脈で示されているような分子を含むことができる。ｎ−型半導体が所望の場合は、有機半導体マトリックス１１０の分子は、フッ素またはフルオロカーボン基の１つまたは複数で置換されたアセニルまたは架橋サブユニットを含むことができる。例えば、ペンタセンモノマーまたは安定化ペンタセンは、フッ素またはフルオロカーボン置換できる。
【００４９】
ＯＦＥＴ１０２の種々の構成成分は、当業者に良く知られた任意の通常の材料を含むことができる。例えば、基体１０５は、シリコンまたは可撓性有機材料、例えば、プラスチック等、例えば、ポリエチレンテレフタレートＰＥＴ、ポリエチレンナフタレートＰＥＮ、または種々のポリアミドで作製することができる。
【００５０】
ＯＦＥＴ１０２は、有機半導体マトリックス１１０の反対側末端１２５、１３０と接触している第一および第二電極１１５、１２０を更に含むことができる。電源およびドレイン電極１１５、１２０は、例えば、金またはその他の導電性金属もしくは非−金属、例えば、導電性ポリマーを含むことができる。
【００５１】
図１で示されるＯＦＥＴ１０２は、底部ゲート１３５およびゲート誘電層１４０を更に含むことができる。底部ゲート１３５は、ドープシリコンを含むことができる。その他の場合では、可撓性デバイスを形成するために更に伝導性の材料、例えば、インジウム・酸化スズＩＴＯが使用できる。同様に、ゲート誘電層１４０は、二酸化ケイ素、または更に可撓性材料、例えば、ポリブチルメタクリレートＰＢＭＡのようなポリマー誘電体等を含むことができる。
【００５２】
図１にて示されるＯＦＥＴ１０２は、先端接触底部ゲートＯＦＥＴデバイスである。しかし、当業者はＯＦＥＴ１０２がその他の通常の配置、例えば、底部接触ＯＦＥＴデバイスまたは先端ゲートＯＦＥＴデバイス等の配置を有することができ、装置１００が複数のそのようなデバイスを含み得ることを理解するであろう。
【００５３】
図２は、有機発光ダイオードＯＬＥＤ２０２等の活性デバイスを含む装置２００の例示的実施形態の横断面図を示す。当業者は、以下に説明される構成成分がどのように構成されて、ＯＬＥＤに代わって有機光起電デバイスを形成できるかを容易に認識するであろう。
【００５４】
図２にて示されるＯＬＥＤ２０２は、発光接合部として機能する有機半導体マトリックス２０５を有する。有機半導体マトリックス２０５は、任意の上述の構成成分を含むことができる。例えば、有機半導体マトリックス２０５は、ポリマーまたは安定化ペンタセンの１つを含むことができる。その他の例では、有機半導体マトリックス２０５は、幾つかの場合では架橋サブユニットと一緒に共有結合した２つ以上のアセニルサブユニットを含む分子を含むことができる。
【００５５】
図２で例示されるＯＬＥＤ２０２は、幾つかの通常の構成成分、例えば、基体２１０、正孔注入層２１５、電子伝達層２２０、ならびに電圧源２３５に電気的に接続した陰極および陽極２２５、２３０等を更に含むことができる。これらの構成成分は当業者に良く知られた任意の通常の材料を含むことができる。例えば、基体２１０はガラスを含むことができ、正孔注入層２１５はポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（スチレンスルホネート）を含むことができ、電子伝達層２２０はトリス−８−ヒドロキシキノリン・アルミニウムを含むことができ、陰極および陽極２３０、２２５は、伝導性の材料、例えば、アルミニウムまたはＩＴＯ等のそれぞれを含むことができる。
【００５６】
その他の実施形態は製造方法である。製造方法は、任意の上述の装置を加工するために使用することができる。図３は、デバイスを製造するための例示的方法で選択された工程を示す流れ図を示す。
【００５７】
基体は工程３１０にて用意される。基体は、図１〜２の文脈にて上で検討された材料を含む任意の通常の材料を含むことができる。基体は、また、デバイス構成成分層、例えば、図１にて例示されているような、ＯＦＥＴデバイス１０２の場合での底部ゲート１３５および誘電層１４０等を含むことができる。あるいはまた、基体は、図２にて例示されているような、ＯＬＥＤ２０２の場合での正孔注入層２１５および陰極２２５を含むことができる。この方法の幾つかの実施形態では、基体はガラスを含み、この上に連続的に、工程３２０にて、物理蒸着ＩＴＯを含むゲート電極、および工程３３０にて、スピン被覆ＰＢＭＡを含む絶縁層が形成される。あるいはまた、基体は、工程３２０および３３０で、それぞれに、ｎ−型またはｐ−型ドーパントを埋め込んだシリコン層、次いで熱的に成長したＳｉＯ２誘電層を含むことができる。
【００５８】
工程３４０では、有機半導体マトリックスは基体上で形成される。マトリックスは、ＯＦＥＴデバイスでは薄膜半導体層であることができ、またはＯＬＥＤデバイスでは発光層であることができる。分子は、組成物の任意の上述の実施形態を含むことができる。
【００５９】
幾つかの例では、マトリックスの形成は、基体上への有機半導体マトリックスの分子の蒸発ステップを含む。これは、マトリックスの分子が可溶化基を持たない場合として期待される。好ましい蒸発条件は、約１×１０−５Ｔｏｒｒ以下の圧力を含む。幾つかの場合では、蒸発により形成される有機半導体マトリックスは、約５０〜約１００ナノメートルの範囲の厚さを有する。
【００６０】
幾つかの好ましい実施形態では、マトリックスの形成は、基体上への有機半導体マトリックスの溶液の堆積ステップを含む。これは、マトリックスの分子が可溶化基を持たない場合として期待される。どのような通常の溶液処理技術も溶液を堆積するために使用することができる。例としては、ドロップ−キャスティング、スピン−キャスティング、ディップ−コーティングまたは液体噴射印刷が挙げられる。
【００６１】
工程３５０では、電源およびドレイン電極は、通常の手順を使用して有機半導体マトリックス上で形成される。幾つかの場合では、例えば、金の電源およびドレイン電極は、シャドーマスクを使用して層上に堆積される。勿論、当業者に良く知られた選択的工程が、図２で例示されているようなＯＬＥＤデバイスを形成するために陽極および正孔注入層を堆積するためにその後に続く。また、当業者には良く知られた更なる工程は、操作性デバイスを形成するために実施することができるであろう。
【００６２】
実施形態が詳細に説明されたが、当業者は、これらが、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書にて様々な変更、置換および改変を為すことができるものであることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ＯＦＥＴデバイスを含む装置の例示的実施形態の横断面図である。
【図２】ＯＬＥＤデバイスを含む装置の例示的実施形態の横断面図である。
【図３】例示的製造方法において選択された工程を示す流れ図である。
【図１】
2009536251.tif 000011
【図２】
2009536251.tif 000012
【図３】
2009536251.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月30日(2009.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモノマーのポリマーを含み、各モノマーがペンタセンまたは置換ペンタセンであり、少なくとも２つの前記モノマーが、少なくとも１つの電子吸引性基を含む架橋サブユニットで互いに共有結合されている、組成物。
【請求項２】
前記ポリマーが少なくとも１０個の前記モノマーを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記モノマーの幾つかが置換ペンタセンを含み、各置換ペンタセンがペンタセン単位および前記ペンタセン単位に化学的に結合した電子求引性基を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
基体、および
前記基体上に位置する組成物からなり、
前記組成物が、複数のモノマーのポリマーを含み、各モノマーがペンタセンまたは置換ペンタセンであり、
少なくとも２つの前記モノマーが、少なくとも１つの電子求引性基を含む架橋サブユニットで互いに共有結合されている、
装置。
【請求項５】
前記ポリマーが少なくとも１０個の前記モノマーを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ポリマーが、ペンタセンよりも遅い酸化速度を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記モノマーのそれぞれが、前記架橋サブユニットの１つに共有結合した１つのペンタセニルサブユニットを含み、各架橋サブユニットが、少なくとも１つの電子求引性基を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記モノマーのそれぞれが、前記架橋サブユニットに共用結合した１つのペンタセニルサブユニットを含み、前記架橋サブユニットが、少なくとも１つの可溶化基を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
基体上に組成物を形成するステップを含み、前記組成物が、ポリマーを含む製造方法であって、
前記ポリマーが、ペンタセンまたは置換ペンタセンのモノマーを含み、少なくとも２つの前記モノマーが、少なくとも１つの電子求引性基を含む架橋サブユニットで互いに共有結合されている
製造方法。
【国際調査報告】
2009536251.tif 000014
2009536251.tif 000015
2009536251.tif 000016