Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5500534B2 - Organic semiconductor device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5500534B2 - Organic semiconductor device - Google Patents

Organic semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP5500534B2
JP5500534B2 JP2007024745A JP2007024745A JP5500534B2 JP 5500534 B2 JP5500534 B2 JP 5500534B2 JP 2007024745 A JP2007024745 A JP 2007024745A JP 2007024745 A JP2007024745 A JP 2007024745A JP 5500534 B2 JP5500534 B2 JP 5500534B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alignment
film
organic semiconductor
photo
alignment film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007024745A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008192773A (en
Inventor
謙二 坂本
グオ ドン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute for Materials Science
Original Assignee
National Institute for Materials Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute for Materials Science filed Critical National Institute for Materials Science
Priority to JP2007024745A priority Critical patent/JP5500534B2/en
Publication of JP2008192773A publication Critical patent/JP2008192773A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5500534B2 publication Critical patent/JP5500534B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

本発明は、光配向膜と有機半導体膜とを含む有機半導体素子に関する。   The present invention relates to an organic semiconductor element including a photo-alignment film and an organic semiconductor film.

近年、有機材料の持つ大型面積化可能、超軽量、コンパクト、フレキシブル等の特徴を活かし、ディスプレー用途を狙った有機半導体素子の研究開発が活発化している。   In recent years, research and development of organic semiconductor elements aimed at display applications has been activated by taking advantage of the characteristics of organic materials that can be increased in area, such as ultralight, compact, and flexible.

有機半導体膜のキャリア移動度は、その結晶性、結晶形態に強く依存し、有機半導体の単結晶におけるキャリア移動度は、結晶方位に依存することが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。   It is known that the carrier mobility of an organic semiconductor film strongly depends on its crystallinity and crystal form, and the carrier mobility in a single crystal of an organic semiconductor depends on the crystal orientation (see, for example, Non-Patent Document 1). .)

有機半導体素子用の有機半導体膜は、一般に真空蒸着法や溶液法により製造される。具体的には、ペンタセンやオリゴチオフェンを、真空蒸着法で絶縁膜上に製膜した場合、これらの分子が絶縁膜面上に平均的にほぼ垂直に配向した薄膜結晶相が得られることが知られている(例えば、非特許文献2〜6参照。)。絶縁膜がSiOの場合、SiO表面をHMDSやOTSで修飾することにより分子配向性が向上し、それに伴いキャリア移動度が向上する。また、ペンタセンでは溶液法によっても真空蒸着法と同様にペンタセン分子が絶縁膜面上に平均的にほぼ垂直に配向した薄膜結晶相が得られることが報告されている(例えば、非特許文献7、特許文献1参照。)。
しかし、これらの方法では、面内異方性が制御できないため、配向制御が不十分である。これは、有機電界効果トランジスタへの応用を考えた場合、有機半導体素子の持つ電荷移動性を最大に引き出すためには、単結晶のように移動度が最大になる結晶軸を各有機半導体素子のチャンネル長方向に配向させることが必要である。つまり、基板の絶縁膜上に半導体材料の分子を立てて並べるだけでなく、面内での配向制御技術の開発が望まれている。
An organic semiconductor film for an organic semiconductor element is generally manufactured by a vacuum deposition method or a solution method. Specifically, when pentacene or oligothiophene is deposited on an insulating film by vacuum deposition, it is known that a thin-film crystal phase in which these molecules are aligned on the insulating film surface on a substantially vertical average is obtained. (For example, see Non-Patent Documents 2 to 6.) When the insulating film is SiO 2, the molecular orientation is improved by modifying the SiO 2 surface with HMDS or OTS, and accordingly, the carrier mobility is improved. In addition, it has been reported that in pentacene, a thin film crystal phase in which pentacene molecules are aligned on the insulating film surface in an almost vertical direction on average can be obtained by the solution method (for example, Non-Patent Document 7, (See Patent Document 1).
However, in these methods, since in-plane anisotropy cannot be controlled, alignment control is insufficient. When considering application to organic field effect transistors, in order to maximize the charge mobility of an organic semiconductor element, the crystal axis with the maximum mobility, such as a single crystal, is set for each organic semiconductor element. It is necessary to align in the channel length direction. That is, development of in-plane orientation control technology is desired in addition to aligning semiconductor material molecules on an insulating film of a substrate.

Appl.Phys.Lett.88,252106(2006)Appl.Phys.Lett.88,252106 (2006) M J.RES.&DEV.VOL.45 No.1 JANUARY 2001M J.RES. & DEV.VOL.45 No.1 JANUARY 2001 Thin Solid Films 464-465(2004) 398-402Thin Solid Films 464-465 (2004) 398-402 Bull.Chem.Soc.Jpn.,76,1561-1567(2003)Bull.Chem.Soc.Jpn., 76,1561-1567 (2003) 液晶 第10巻 第1号 52-59(2006)Liquid Crystal Volume 10 Issue 1 52-59 (2006) nature materials Vol.5 222-228 (2006)nature materials Vol.5 222-228 (2006) Synthetic Metals 153(2005)1-4Synthetic Metals 153 (2005) 1-4 特開2004−256532JP 2004-256532 A

本発明は、有機半導体分子の配向(特に基板面内の配向)を制御して、有機半導体膜の結晶性や形態を改善し、キャリア移動度を向上させた有機半導体素子を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide an organic semiconductor element in which the orientation of organic semiconductor molecules (particularly the orientation in the substrate plane) is controlled to improve the crystallinity and morphology of the organic semiconductor film and to improve the carrier mobility. And

発明者らは、本発明の課題を解決するために、鋭意検討した。その結果、非常に大きな面内異方性を有するポリイミド光配向膜を有機半導体分子の配向テンプレート絶縁膜として用いることで、ペンタセン分子を絶縁膜面上にほぼ垂直に配向させるだけではなく、面内方向の配向も制御できることを見出し、本発明の完成に至った。   The inventors diligently studied to solve the problems of the present invention. As a result, by using a polyimide photo-alignment film having a very large in-plane anisotropy as an alignment template insulating film for organic semiconductor molecules, not only the pentacene molecules are aligned almost vertically on the insulating film surface, but also in-plane The inventors have found that the orientation in the direction can also be controlled, and have completed the present invention.

本発明は下記の構成からなる。
[1] 光配向膜と有機半導体膜とを含む有機半導体素子であり、光配向膜は、光の照射による配向処理を施されたポリイミドであり、有機半導体膜は、該光配向膜上で面内異方性を有することを特徴とする有機半導体素子。
[2] 前記光配向膜が、光の照射による配向処理を施されることにより、式(1)で表される配向膜の配向指数の絶対値|Δ|が、0<|Δ|≦1となる前記[1]項記載の有機半導体素子。

Figure 0005500534
式中、A‖は配向処理方向に平行な偏光成分を有する赤外光を配向膜に入射させたときの特性基振動による吸光度であり、A⊥は配向処理方向に垂直な偏光成分を有する赤外光を配向膜に入射させたときの配向膜の特性基振動による吸光度である。
[3] 前記配向処理が、アゾ基の光異性化反応を利用した配向処理である前記[1]項または前記[2]項記載の有機半導体素子。
[4] 前記配向処理が、ポリアミック酸膜に直線偏光紫外光を照射した後に、熱イミド化する配向処理である前記[1]項または前記[2]項記載の有機半導体素子。
[5] 前記有機半導体膜が、光配向膜上に真空蒸着法により製膜されることを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれか1項記載の有機半導体素子。
[6] 前記有機半導体膜が、光配向膜上に溶液法により製膜されることを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれか1項記載の有機半導体素子。
[7] 前記有機半導体膜が、光配向膜上に製膜することで面内異方性を形成することができる有機半導体化合物を含有することを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれか1項記載の有機半導体素子。
[8] 前記有機半導体化合物が、アセン、オリゴチオフェン、ジチエニルアセン、2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチエノフェン、ポルフィリン、ルブレンまたはこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種である前記[7]項記載の有機半導体素子。 The present invention has the following configuration.
[1] An organic semiconductor element including a photo-alignment film and an organic semiconductor film. The photo-alignment film is polyimide that has been subjected to alignment treatment by light irradiation. The organic semiconductor film is a surface on the photo-alignment film. An organic semiconductor element having internal anisotropy.
[2] When the photo-alignment film is subjected to alignment treatment by light irradiation, the absolute value | Δ | of the alignment index of the alignment film represented by the formula (1) is 0 <| Δ | ≦ 1 The organic semiconductor element according to the above [1].
Figure 0005500534
In the formula, A‖ is the absorbance due to the characteristic group vibration when infrared light having a polarization component parallel to the alignment treatment direction is incident on the alignment film, and A⊥ is a red light having a polarization component perpendicular to the alignment treatment direction. This is the absorbance due to the characteristic group vibration of the alignment film when external light is incident on the alignment film.
[3] The organic semiconductor element according to the above [1] or [2], wherein the alignment treatment is an alignment treatment using a photoisomerization reaction of an azo group.
[4] The organic semiconductor element according to the item [1] or [2], wherein the alignment treatment is an alignment treatment in which thermal imidization is performed after the polyamic acid film is irradiated with linearly polarized ultraviolet light.
[5] The organic semiconductor element according to any one of [1] to [4], wherein the organic semiconductor film is formed on a photo-alignment film by a vacuum deposition method.
[6] The organic semiconductor element according to any one of [1] to [4], wherein the organic semiconductor film is formed on a photo-alignment film by a solution method.
[7] The above-mentioned [1] to [6], wherein the organic semiconductor film contains an organic semiconductor compound capable of forming in-plane anisotropy by being formed on a photo-alignment film. The organic-semiconductor element of any one of Claims.
[8] The organic semiconductor compound is selected from the group consisting of acene, oligothiophene, dithienyl acene, 2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothienophen, porphyrin, rubrene, or derivatives thereof. The organic semiconductor device according to the above [7], which is at least one selected.

本発明によれば、有機半導体膜における有機半導体化合物の分子の配向制御性を高めることにより、優れた移動度を持つ有機半導体素子が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic-semiconductor element with the outstanding mobility is obtained by improving the orientation controllability of the molecule | numerator of the organic-semiconductor compound in an organic-semiconductor film.

本発明の有機半導体素子は、光配向膜と有機半導体膜とを含み、光配向膜は、光の照射による配向処理を施されたポリイミドであり、有機半導体膜は、該光配向膜上で面内異方性を有する有機半導体膜である。本発明では、配向膜に光を照射して配向処理を施すことにより特定式で表される配向膜の配向指数の絶対値を0<|Δ|≦1にすることで光配向膜が得られ、この光配向膜上に、ペンタセン分子等の有機半導体化合物の分子を真空蒸着法または溶液法により製膜することで、有機半導体膜の面内異方性を制御することができ、分子を、ほぼ垂直に配向させることができる。これにより優れた移動度を持つ有機半導
体素子が得られる。

Figure 0005500534
式中、A‖は配向処理方向に平行な偏光成分を有する赤外光を配向膜に入射させたときの特性基振動による吸光度であり、A⊥は配向処理方向に垂直な偏光成分を有する赤外光を配向膜に入射させたときの配向膜の特性基振動による吸光度である。 The organic semiconductor element of the present invention includes a photo-alignment film and an organic semiconductor film, and the photo-alignment film is polyimide that has been subjected to alignment treatment by light irradiation, and the organic semiconductor film is a surface on the photo-alignment film. It is an organic semiconductor film having internal anisotropy. In the present invention, a photo-alignment film can be obtained by setting the absolute value of the orientation index of the alignment film represented by the specific formula to 0 <| Δ | ≦ 1 by irradiating the alignment film with light and performing an alignment treatment. By forming a molecule of an organic semiconductor compound such as a pentacene molecule on this photo-alignment film by a vacuum deposition method or a solution method, the in-plane anisotropy of the organic semiconductor film can be controlled, It can be oriented almost vertically. Thereby, an organic semiconductor element having excellent mobility can be obtained.
Figure 0005500534
In the formula, A‖ is the absorbance due to the characteristic group vibration when infrared light having a polarization component parallel to the alignment treatment direction is incident on the alignment film, and A⊥ is a red light having a polarization component perpendicular to the alignment treatment direction. This is the absorbance due to the characteristic group vibration of the alignment film when external light is incident on the alignment film.

本発明では、前記式(1)で表される光配向膜の配向指数Δにより、ペンタセン分子等の有機半導体分子の配向状態も評価できる。   In the present invention, the orientation state of organic semiconductor molecules such as pentacene molecules can also be evaluated by the orientation index Δ of the photo-alignment film represented by the formula (1).

配向膜の配向処理方法としては、ラビング法、光配向法、転写法などが一般に知られているが、本発明においては光を照射して配向処理を施す方法、すなわち光配向法が用いられる。光配向法には光分解法、光異性化法、光二量化法、光架橋法など多くの配向機構が提案されているが、本発明の目的が達成される範囲内である限り同様に適用可能である。なお、本発明における配向処理方向とは、配向処理に用いる光の偏光方向のことをいう。本発明において特に好ましく用いることのできる光配向法は、アゾ基等の光異性化反応を利用したものであり、アゾ基等を主鎖に含むポリアミック酸膜に直線偏光紫外光を照射した後に、熱イミド化することにより配向処理を施すものである。この配向処理方法によると、従来のラビング法や転写法では困難であった大きな配向指数Δが容易に得られ、かつ直線偏光紫外光の照射量で配向指数を細かく制御できるため特に優れた移動度を持つ有機半導体素子を製造することが可能である。   A rubbing method, a photo-alignment method, a transfer method and the like are generally known as an alignment treatment method for the alignment film. In the present invention, a method for performing alignment treatment by irradiating light, that is, a photo-alignment method is used. Many alignment mechanisms such as photolysis, photoisomerization, photodimerization, and photocrosslinking have been proposed for the photoalignment method, but can be similarly applied as long as the object of the present invention is achieved. It is. In the present invention, the alignment treatment direction refers to the polarization direction of light used for the alignment treatment. A photo-alignment method that can be particularly preferably used in the present invention is a method utilizing a photoisomerization reaction such as an azo group, and after irradiating a linearly polarized ultraviolet light to a polyamic acid film containing an azo group or the like in the main chain, An alignment treatment is performed by thermal imidization. According to this orientation treatment method, a large orientation index Δ, which was difficult with the conventional rubbing method or transfer method, can be easily obtained, and the orientation index can be finely controlled by the irradiation amount of linearly polarized ultraviolet light, so that particularly excellent mobility is achieved. It is possible to manufacture an organic semiconductor device having

光配向膜の配向指数Δは、偏光赤外光を用いた赤外線吸収分光法により評価することができる。この方法は、試料に直交する2つの直線偏光赤外光を入射したときの赤外線吸収量が分子配向方位によって異なる赤外二色性を検出して、分子配向を評価する方法である。すなわち、赤外線分光光度計(好ましくはFT−IR)の光源と光配向膜を有する試料を保持する試料ホルダーとの間に偏光子を配置し、配向処理方向が偏光子の偏光方向と平行になるようにして試料ホルダーに前記試料を固定し、赤外吸光度を測定する。次に、試料を試料ホルダーに固定した状態で試料ホルダーを90度回転させて偏光子を通過した偏光赤外光が配向処理方向と垂直に試料に入射するようにして赤外吸光度を測定する。このようにして得られた赤外吸光度において、ポリイミドの分子軸に平行若しくは垂直に分極している分子振動に起因する吸収のピーク波長における値もしくは積分強度からΔが算出される。なお、この方法の適用範囲は、シリコンやフッ化カルシウム(ホタル石:CaF)など赤外光が透過する基板上に作成された試料に限られる。赤外光はガラス基板を透過しないため、この方法は、ガラス基板上に作成した試料の分子配向を測定できない。ただしアゾベンゼンのπ−π*遷移の吸収を用いて配向指数を評価する場合は、紫外・可視光吸収で評価できるため、ガラス基板を用いることができる。 The orientation index Δ of the photo-alignment film can be evaluated by infrared absorption spectroscopy using polarized infrared light. This method is a method for evaluating molecular orientation by detecting infrared dichroism in which the amount of infrared absorption when two linearly polarized infrared rays orthogonal to a sample are incident differs depending on the molecular orientation. That is, a polarizer is arranged between a light source of an infrared spectrophotometer (preferably FT-IR) and a sample holder holding a sample having a photo-alignment film, and the alignment treatment direction is parallel to the polarization direction of the polarizer. In this manner, the sample is fixed to the sample holder, and the infrared absorbance is measured. Next, in the state where the sample is fixed to the sample holder, the sample holder is rotated 90 degrees, and the infrared absorbance is measured so that the polarized infrared light passing through the polarizer is incident on the sample perpendicular to the alignment treatment direction. In the infrared absorbance thus obtained, Δ is calculated from the value at the peak wavelength of absorption or the integrated intensity caused by molecular vibration polarized in parallel or perpendicular to the molecular axis of polyimide. Incidentally, the scope of the method, the silicon and calcium fluoride (fluorite: CaF 2), such as limited to a sample infrared light is created on a substrate which transmits. Since infrared light does not pass through the glass substrate, this method cannot measure the molecular orientation of the sample prepared on the glass substrate. However, when the orientation index is evaluated using absorption of the π-π * transition of azobenzene, a glass substrate can be used because it can be evaluated by ultraviolet / visible light absorption.

本発明に用いられる光配向膜の特性基振動数は、例えば強い赤外吸収スペクトルのピークは(CO)NC構造のC−N結合の伸縮振動に起因する1370cm−1付近、フェニル基のC−C結合の伸縮振動に起因する1503cm−1付近、C=Oの非対称伸縮振動による1726cm−1付近にある吸光度スペクトルの最大値ピーク高さもしくは積分強度により配向指数Δを評価するのが好ましい。 The characteristic group frequency of the photo-alignment film used in the present invention is, for example, the peak of the strong infrared absorption spectrum is around 1370 cm −1 due to the stretching vibration of the C—N bond of the (CO) 2 NC structure, and the phenyl group C near 1503cm -1 due to the stretching vibration of -C bonds, preferably to assess the orientation index Δ by maximum peak height or the integrated intensity of the absorbance spectrum in the vicinity 1726 cm -1 due to the asymmetric stretching vibration of C = O.

本発明に用いられる光配向膜は、前記式(1)で表される配向膜の配向指数の絶対値|Δ|が0<|Δ|≦1である光配向膜である。面内異方性がない、すなわち無配向の場合は|Δ|=0であり、どちらかの方向に完全に配向していれば|Δ|=1となる。光配向膜の配向指数の絶対値|Δ|が0よりも大きければ有機半導体膜の面内異方性が得られる。さらに配向膜の配向指数の絶対値|Δ|大きい程、有機半導体膜の面内異方性が大きくなり、有機半導体素子の移動度が向上する。   The photo-alignment film used in the present invention is a photo-alignment film in which the absolute value | Δ | of the orientation index of the alignment film represented by the formula (1) is 0 <| Δ | ≦ 1. When there is no in-plane anisotropy, that is, when there is no orientation, | Δ | = 0, and when it is completely oriented in either direction, | Δ | = 1. If the absolute value | Δ | of the alignment index of the photo-alignment film is larger than 0, the in-plane anisotropy of the organic semiconductor film can be obtained. Furthermore, the larger the absolute value | Δ | of the orientation index of the orientation film, the greater the in-plane anisotropy of the organic semiconductor film, and the mobility of the organic semiconductor element is improved.

本発明に用いられる光配向膜の膜厚は特に規定はないが通常10〜150nmである。ゲート絶縁膜上で有機半導体膜の配向を制御する目的で使用する場合は10nm程度で十分効果は得られる。また、配向膜自体をゲート絶縁膜として用いることもできる。この場合は必要に応じて比較的厚めにする必要がある。通常50〜150nm程度である。   The film thickness of the photo-alignment film used in the present invention is not particularly specified, but is usually 10 to 150 nm. When used for the purpose of controlling the orientation of the organic semiconductor film on the gate insulating film, a sufficient effect can be obtained with about 10 nm. In addition, the alignment film itself can be used as a gate insulating film. In this case, it is necessary to make it relatively thick as necessary. Usually, it is about 50 to 150 nm.

本発明に用いられる光配向膜を形成することができる配向剤は、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、可溶性ポリイミド、ポリアミドイミドなどの高分子化合物を溶剤に溶解した溶液である。この溶液を本発明では、ワニスという。この配向剤を基板上に塗布し、溶剤を乾燥したのち配向処理を施すことにより光配向膜が形成される。該高分子化合物は、ランダム共重合体、ブロック共重合体などの共重合体であってもよく、複数種の高分子化合物を併用してもよい。   The aligning agent that can form the photo-alignment film used in the present invention is a solution in which a polymer compound such as polyamic acid, polyamic acid ester, soluble polyimide, and polyamideimide is dissolved in a solvent. In the present invention, this solution is called varnish. A photo-alignment film is formed by applying this alignment agent onto a substrate, drying the solvent, and then performing an alignment treatment. The polymer compound may be a copolymer such as a random copolymer or a block copolymer, and a plurality of types of polymer compounds may be used in combination.

本発明に用いられる配向膜を形成するための特に好ましい配向剤は、テトラカルボン酸二無水物などとジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸または該ポリアミック酸の脱水反応などによって得られる可溶性ポリイミドを含有するワニスである。   A particularly preferred aligning agent for forming the alignment film used in the present invention is a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride or the like with a diamine or a soluble polyimide obtained by a dehydration reaction of the polyamic acid or the like. Contains varnish.

本発明において、光配向処理は光異性化反応、光分解反応、光二量化反応または光架橋反応等を利用する場合がある。配向膜を形成している高分子化合物が、光照射により、このような反応を惹起させる分子構造を有する必要がある。   In the present invention, the photo-alignment treatment may utilize a photoisomerization reaction, a photolysis reaction, a photodimerization reaction, a photocrosslinking reaction, or the like. The polymer compound forming the alignment film needs to have a molecular structure that causes such a reaction when irradiated with light.

光異性化反応を利用して光配向処理を施す場合であって、例えば、配向剤がポリアミック酸または可溶性ポリイミドの溶液である場合には、その原料であるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1種、および/またはジアミンの少なくとも1種は、アゾ基等の光異性化反応をする構造を有することが好ましい。   In the case of performing photo-alignment treatment using a photoisomerization reaction, for example, when the aligning agent is a solution of polyamic acid or soluble polyimide, at least one tetracarboxylic dianhydride as a raw material thereof And / or at least one of diamines preferably has a structure that undergoes a photoisomerization reaction such as an azo group.

特に好ましくは、一般式(2)で表されるジアミンなどを使用することである。   Particularly preferably, a diamine represented by the general formula (2) is used.

Figure 0005500534
Figure 0005500534

また、光分解反応により光配向処理を施す場合であって、例えば、配向剤がポリアミック酸または可溶性ポリイミドの溶液である場合には、その原料であるテトラカルボン酸二無水物及びジアミンは特に制限はなく使用することができる。   In addition, when photo-alignment treatment is performed by photolysis reaction, for example, when the aligning agent is a polyamic acid or a soluble polyimide solution, the raw materials tetracarboxylic dianhydride and diamine are not particularly limited. It can be used without.

さらに、光二量化反応により光配向処理を施す場合であって、例えば、配向剤がポリアミック酸または可溶性ポリイミドの溶液である場合には、その原料であるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1種、および/またはジアミンの少なくとも1種は、シンナモイル基、クマリン基またはカルコン基等の光二量化反応をする構造を有することが好ましい。   Furthermore, in the case where the photo-alignment treatment is performed by a photodimerization reaction, for example, when the alignment agent is a solution of polyamic acid or soluble polyimide, at least one of tetracarboxylic dianhydride as a raw material, and At least one of the diamines preferably has a structure that undergoes a photodimerization reaction such as a cinnamoyl group, a coumarin group, or a chalcone group.

さらに、光架橋反応により光配向処理を施す場合であって、例えば、配向剤がポリアミック酸または可溶性ポリイミドの溶液である場合には、その原料であるテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1種、および/またはジアミンの少なくとも1種は、ベンゾフェノン基等の光架橋反応をする構造を有することが好ましい。   Furthermore, in the case where the photo-alignment treatment is performed by a photocrosslinking reaction, for example, when the alignment agent is a polyamic acid or a soluble polyimide solution, at least one tetracarboxylic dianhydride that is a raw material thereof, and At least one of diamines preferably has a structure that undergoes a photocrosslinking reaction such as a benzophenone group.

本発明に用いられる配向剤に含まれる高分子化合物であるポリアミック酸または可溶性ポリイミドを与えるその他のテトラカルボン酸二無水物は、芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合した芳香族系(複素芳香環系を含む)、芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合していない脂肪族系(複素環系を含む)が利用できる。   Other tetracarboxylic dianhydrides that give a polyamic acid or soluble polyimide, which is a polymer compound contained in the alignment agent used in the present invention, are aromatic (heteroaromatic rings) in which a dicarboxylic anhydride is bonded directly to an aromatic ring. And aliphatic systems (including heterocyclic systems) in which the dicarboxylic anhydride is not directly bonded to the aromatic ring.

本発明で用いることのできるテトラカルボン酸二無水物の具体例は以下のとおりである。 Specific examples of the tetracarboxylic dianhydride that can be used in the present invention are as follows.

Figure 0005500534
Figure 0005500534

Figure 0005500534
Figure 0005500534

Figure 0005500534
Figure 0005500534

これらの中で、式(3−1)、式(3−2)、式(3−7)、式(3−13)、式(3−17)、式(3−18)、式(3−19)、式(3−20)、式(3−27)、式(3−28)、および式(3−29)で表されるテトラカルボン酸二無水物が好ましい。さらに好ましくは式(3−1)、式(3−7)、式(3−13)、式(3−17)、式(3−19)、式(3−20)、および式(3−29)で表されるテトラカルボン酸二無水物である。   Among these, Formula (3-1), Formula (3-2), Formula (3-7), Formula (3-13), Formula (3-17), Formula (3-18), Formula (3) -19), formula (3-20), formula (3-27), formula (3-28), and tetracarboxylic dianhydride represented by formula (3-29) are preferable. More preferably, Formula (3-1), Formula (3-7), Formula (3-13), Formula (3-17), Formula (3-19), Formula (3-20), and Formula (3- It is a tetracarboxylic dianhydride represented by 29).

本発明で用いることのできるその他のテトラカルボン酸二無水物はこれらに限定されることなく、本発明の目的が達成される範囲内で他にも種々の分子構造の化合物が存在することはいうまでもない。また、これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で用いるだけでなく、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   Other tetracarboxylic dianhydrides that can be used in the present invention are not limited to these, and other compounds having various molecular structures exist within the scope of achieving the object of the present invention. Not too long. Moreover, these tetracarboxylic dianhydrides can be used not only alone but also in combination of two or more.

脂肪族系テトラカルボン酸二無水物は特に180℃以下の低温焼成のときは配向が崩れやすいことがある。一方、芳香族系テトラカルボン酸二無水物は配向安定性に優れている。したがって、芳香族系テトラカルボン酸二無水物と脂肪族系テトラカルボン酸二無水物を併用することがより好ましい。   The orientation of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride is likely to be lost, particularly when firing at a low temperature of 180 ° C. or lower. On the other hand, aromatic tetracarboxylic dianhydrides are excellent in alignment stability. Therefore, it is more preferable to use an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aliphatic tetracarboxylic dianhydride in combination.

本発明において、配向剤に用いられる高分子化合物であるポリアック酸または可溶性ポリイミドを与えるその他の側鎖構造を有さないジアミンの具体例は以下のとおりである。
下記の具体例中におけるnは1〜20の整数である。シクロヘキサン環およびベンゼン環の任意の水素は、ハロゲンまたは炭素数1〜5のアルキルで置き換えられてもよい。
In the present invention, specific examples of diamines having no side chain structure that give polyacic acid or soluble polyimide, which is a polymer compound used in the aligning agent, are as follows.
N in the following specific examples is an integer of 1-20. Any hydrogen in the cyclohexane ring and the benzene ring may be replaced by halogen or alkyl having 1 to 5 carbon atoms.

Figure 0005500534
Figure 0005500534

Figure 0005500534
Figure 0005500534

Figure 0005500534
Figure 0005500534

これらの中で、式(4−5)、式(4−6)、式(4−7)、式(4−8)、式(4−9)、式(4−10)、式(4−11)、式(4−12)、式(4−13)、式(4−14)、式(4−15)、式(4−16)、式(4−17)、式(4−18)、式(4−23)、式(4−27)、式(4−32)、式(4−33)、式(4−34)、式(4−35)、および式(4−36)で表されるジアミンが好ましい。これらのジアミンを用いることにより、高い配向指数Δが得られやすい。   Among these, Formula (4-5), Formula (4-6), Formula (4-7), Formula (4-8), Formula (4-9), Formula (4-10), Formula (4) -11), formula (4-12), formula (4-13), formula (4-14), formula (4-15), formula (4-16), formula (4-17), formula (4- 18), Formula (4-23), Formula (4-27), Formula (4-32), Formula (4-33), Formula (4-34), Formula (4-35), and Formula (4- The diamine represented by 36) is preferred. By using these diamines, a high orientation index Δ is easily obtained.

本発明において、配向剤に用いられる高分子化合物であるポリアック酸または可溶性ポリイミドを与えるその他の側鎖構造を有するジアミンの具体例は以下のとおりである。   In the present invention, specific examples of diamines having other side chain structures that give polyacic acid or soluble polyimide, which is a polymer compound used in the aligning agent, are as follows.

側鎖構造を有するジアミンには、アミンの主鎖から分岐する側鎖構造を有する種々のジアミンの1種または2種以上を用いることができる。側鎖構造を有するジアミンには、有機半導体化合物の分子の配向安定性を向上させることから、好ましくは、一般式(5)で表されるジアミンが挙げられる。   As the diamine having a side chain structure, one or more of various diamines having a side chain structure branched from the main chain of the amine can be used. The diamine having a side chain structure is preferably a diamine represented by the general formula (5) because it improves the molecular alignment stability of the organic semiconductor compound.

Figure 0005500534
Figure 0005500534

一般式(5)において、2つのアミノ基の結合位置関係は、メタまたはパラであることが好ましい。さらに前記一般式(5)において、2つのアミノ基はフェニル環炭素に結合しているが、2つのアミノ基はそれぞれ、「R−R−」の結合位置を1位としたときに3位と5位、または2位と5位に結合していることが好ましい。 In the general formula (5), the bonding position relationship between the two amino groups is preferably meta or para. Furthermore, in the general formula (5), two amino groups are bonded to the phenyl ring carbon, but each of the two amino groups is 3 when the bonding position of “R 2 —R 1 —” is the 1st position. It is preferably bonded to the 5-position or 2-position and 5-position.

前記一般式(5)中、Rは、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CONH−または−(CH−であり、ここでmは1〜6の整数であり、Rは、ステロイド骨格を有する基、下記一般式(6)で表される基、またはベンゼン環に結合している2つのアミノ基の位置関係がパラのときは炭素数1〜20のアルキル、もしくは該位置関係がメタのときは炭素数1〜10のアルキルまたはフェニルであり、該アルキルにおいては、独立して、任意の−CH−が−CF−、−CHF−、−O−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、−CHが−CHF、−CHFまたは−CFで置き換えられていてもよく、該フェニルの環形成炭素に結合している水素は、独立して−F、−CH、−OCH、−OCHF、−OCHFまたは−OCFと置き換えられていてもよい。 In the general formula (5), R 1 is a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CO—, —CONH— or — (CH 2 ) m —, where m is 1 Is an integer of ˜6, and R 2 is carbon when the positional relationship between the group having a steroid skeleton, the group represented by the following general formula (6), or two amino groups bonded to the benzene ring is para. An alkyl having 1 to 20 carbon atoms, or an alkyl having 1 to 10 carbon atoms or phenyl when the positional relationship is meta. In the alkyl, any —CH 2 — is independently —CF 2 —, — CHF—, —O—, —CH═CH— or —C≡C— may be substituted, and —CH 3 may be substituted with —CH 2 F, —CHF 2 or —CF 3 , The hydrogen bonded to the phenyl ring-forming carbon is independently -F. -CH 3, -OCH 3, -OCH 2 F, may be replaced with -OCHF 2 or -OCF 3.

Figure 0005500534
Figure 0005500534

前記一般式(6)中、A及びAはそれぞれ独立して、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−CH=CH−または炭素数1〜20のアルキレンであり、R及びRはそれぞれ独立して、−Fまたは−CHであり、環Sは1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、ナフタレン−2,7−ジイルまたはアントラセン−9,10−ジイルであり、Rは−H、−F、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のフッ素置換アルキル、炭素数1〜20のアルコキシ、−CN、−OCHF、−OCHFまたは−OCFであり、a及びbはそれぞれ独立して0〜4の整数を表し、aまたはbが2〜4であるとき隣り合うAまたはAは異なる基であり、c、d及びeはそれぞれ独立して0〜3の整数を表し、eが2または3であるとき複数の環Sは同一の基であっても異なる基であってもよく、f及びgはそれぞれ独立して0〜2の整数を表し、かつc+d+e≧1である。 In the general formula (6), A 1 and A 2 each independently represent a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —CH═CH—, or C 1-20. Alkylene, R 3 and R 4 are each independently —F or —CH 3 , and ring S is 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5- Diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, naphthalene-1,5-diyl, naphthalene-2,7-diyl or anthracene-9,10-diyl, R 5 is —H, -F, alkyl having 1 to 20 carbon atoms, a fluorine-substituted alkyl having 1 to 20 carbon atoms, having 1 to 20 carbon atoms alkoxy, -CN, -OCH 2 F, a -OCHF 2 or -OCF 3, a and b Are independently an integer from 0 to 4 And when a or b is 2 to 4, adjacent A 1 or A 2 are different groups, c, d and e each independently represent an integer of 0 to 3, and e is 2 or 3 The plurality of rings S may be the same group or different groups, and f and g each independently represent an integer of 0 to 2 and c + d + e ≧ 1.

一般式(5)で表されるジアミンとしては、例えば式(5−1)〜(5−11)で表されるジアミンが挙げられる。   Examples of the diamine represented by the general formula (5) include diamines represented by the formulas (5-1) to (5-11).

Figure 0005500534
Figure 0005500534

式中、Rは炭素数3〜12のアルキルまたは炭素数3〜12のアルコキシが好ましく、炭素数5〜12のアルキルまたは炭素数5〜12のアルコキシがさらに好ましい。また、Rは炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数1〜10のアルコキシが好ましく、炭素数3〜10のアルキルまたは炭素数3〜10のアルコキシがさらに好ましい。 In the formula, R 5 is preferably alkyl having 3 to 12 carbons or alkoxy having 3 to 12 carbons, more preferably alkyl having 5 to 12 carbons or alkoxy having 5 to 12 carbons. R 6 is preferably alkyl having 1 to 10 carbons or alkoxy having 1 to 10 carbons, more preferably alkyl having 3 to 10 carbons or alkoxy having 3 to 10 carbons.

これらのうち、より好ましくは、式(5−2)、式(5−4)、式(5−5)、および式(5−6)で表されるジアミンが挙げられる。   Of these, diamines represented by formula (5-2), formula (5-4), formula (5-5), and formula (5-6) are more preferable.

本発明のジアミンは前記一般式(5)で表されるジアミンを単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。   The diamine of the present invention may contain the diamine represented by the general formula (5) alone or may contain two or more kinds.

さらに、本発明の目的を損なわない限り、前記一般式(5)で表されるジアミン以外の側鎖構造を有するジアミンを用いることができる。このような、側鎖構造を有するジアミンとしては、例えば式(5’−1)〜(5’−20)で表されるジアミンが挙げられる。   Furthermore, a diamine having a side chain structure other than the diamine represented by the general formula (5) can be used as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such a diamine having a side chain structure include diamines represented by formulas (5'-1) to (5'-20).

Figure 0005500534
Figure 0005500534

式(5’−1)〜(5’−3)においてRは炭素数4〜16のアルキルが好ましく、炭素数6〜16のアルキルがさらに好ましい。式(5’−4)においてRは炭素数6〜20のアルキルが好ましく、炭素数8〜20のアルキルがさらに好ましい。 In the formulas (5′-1) to (5′-3), R 7 is preferably alkyl having 4 to 16 carbons, and more preferably alkyl having 6 to 16 carbons. In formula (5′-4), R 8 is preferably alkyl having 6 to 20 carbons, and more preferably alkyl having 8 to 20 carbons.

Figure 0005500534
Figure 0005500534

式中、Rは炭素数3〜12のアルキルまたは炭素数3〜12のアルコキシが好ましく、炭素数5〜12のアルキルまたは炭素数5〜12のアルコキシがさらに好ましい。R10は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数1から10のアルコキシが好ましく、炭素数3〜10のアルキルまたは炭素数3〜10のアルコキシがさらに好ましい。 In the formula, R 9 is preferably alkyl having 3 to 12 carbons or alkoxy having 3 to 12 carbons, more preferably alkyl having 5 to 12 carbons or alkoxy having 5 to 12 carbons. R 10 is preferably alkyl having 1 to 10 carbons or alkoxy having 1 to 10 carbons, more preferably alkyl having 3 to 10 carbons or alkoxy having 3 to 10 carbons.

Figure 0005500534
Figure 0005500534

さらに、本発明で用いることのできる上記のジアミンと併用することができるその他のジアミンとして、シロキサン結合を有するシロキサン系ジアミンを挙げることができる。該シロキサン系ジアミンは特に限定されるものではないが、式(7)で表されるものが本発明において好ましく使用することができる。   Furthermore, siloxane type diamine which has a siloxane bond can be mentioned as another diamine which can be used together with said diamine which can be used by this invention. Although this siloxane type diamine is not specifically limited, What is represented by Formula (7) can be preferably used in this invention.

Figure 0005500534
式中、R11およびR12は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、R13はメチレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンである。xは1〜6の整数であり、yは1〜10の整数である。
Figure 0005500534
In the formula, R 11 and R 12 are each independently alkyl or phenyl having 1 to 3 carbon atoms, and R 13 is methylene, phenylene or alkyl-substituted phenylene. x is an integer of 1-6, and y is an integer of 1-10.

本発明で用いることのできるその他のジアミンはこれらに限定されることなく、本発明の目的が達成される範囲内で他にも種々の分子構造の化合物が存在することはいうまでもない。また、これらのジアミンは単独で用いることもできるが、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   Other diamines that can be used in the present invention are not limited to these, and it goes without saying that other compounds having various molecular structures exist within the scope of achieving the object of the present invention. These diamines can be used alone or in combination of two or more.

一方、本発明で用いることのできるジアミンについても前述したテトラカルボン酸二無水物と同様に、芳香環に直接アミノ基が結合した芳香族系(複素芳香環系を含む)、芳香環に直接アミノ基が結合していない脂肪族系(複素環系を含む)が利用できる。   On the other hand, diamines that can be used in the present invention are also aromatic systems (including heteroaromatic ring systems) in which an amino group is directly bonded to an aromatic ring, as well as the tetracarboxylic dianhydrides described above. Aliphatic systems (including heterocyclic systems) with no group attached can be used.

さらに、これらのテトラカルボン酸二無水物およびジアミン以外にポリアミック酸、可溶性ポリイミドの反応末端を形成する、モノアミン、および/またはモノカルボン酸無水物を併用することも可能である。基板への密着性をよくするために、アミノシリコン化合物を導入することもできる。   Furthermore, in addition to these tetracarboxylic dianhydrides and diamines, it is also possible to use a polyamic acid, a monoamine and / or a monocarboxylic anhydride that forms the reactive terminal of a soluble polyimide. In order to improve the adhesion to the substrate, an aminosilicon compound can be introduced.

アミノシリコン化合物の例は、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリエトキシシラン、メタアミノフェニルトリメトキシシラン、メタアミノフェニルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシランなどである。   Examples of aminosilicon compounds are paraaminophenyltrimethoxysilane, paraaminophenyltriethoxysilane, metaaminophenyltrimethoxysilane, metaaminophenyltriethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, and the like.

本発明に用いられる配向剤中の高分子化合物の濃度は、特に限定されないが0.1〜40重量%が好ましい。該配向剤を基板に塗布するときには、膜厚調整のため含有されている高分子化合物を予め溶剤により希釈する操作が必要とされることがある。高分子化合物の濃度が40重量%以下であると、配向剤の粘度は好ましくなり、膜厚調整のために配向剤を希釈する必要があるときに、配向剤に対して溶剤を容易に混合できるため好ましい。スピンナー法や印刷法などの塗布方法のときには膜厚を良好に保つために、通常10重量%以下とすることが多い。その他の塗布方法、例えばディッピング法やインクジェット法ではさらに低濃度とすることもあり得る。一方、高分子化合物の濃度が0.1重量%以上であると、得られる配向膜の膜厚が好ましくなり易い。従って高分子化合物の濃度は、通常のスピンナー法や印刷法などの塗布方法では0.1重量%以上、好ましくは0.5〜10重量%である。しかしながら、該配向剤の塗布方法によっては、さらに希薄な濃度で使用してもよい。なお、基板としては、シリコンウエーハ、ガラス、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等のプラスチックが利用できる。   Although the density | concentration of the high molecular compound in the aligning agent used for this invention is not specifically limited, 0.1 to 40 weight% is preferable. When the aligning agent is applied to the substrate, an operation of diluting the polymer compound contained therein with a solvent in advance may be required for film thickness adjustment. When the concentration of the polymer compound is 40% by weight or less, the viscosity of the aligning agent becomes preferable, and when the aligning agent needs to be diluted for film thickness adjustment, the solvent can be easily mixed with the aligning agent. Therefore, it is preferable. In the case of a coating method such as a spinner method or a printing method, in order to keep the film thickness good, it is usually often 10% by weight or less. Other coating methods such as a dipping method or an ink jet method may further reduce the concentration. On the other hand, when the concentration of the polymer compound is 0.1% by weight or more, the thickness of the obtained alignment film tends to be preferable. Accordingly, the concentration of the polymer compound is 0.1% by weight or more, preferably 0.5 to 10% by weight in a coating method such as a normal spinner method or printing method. However, depending on the method of applying the alignment agent, it may be used at a dilute concentration. As the substrate, silicon wafer, glass, polyethylene naphthalate, polyimide or other plastics can be used.

本発明に用いられる配向剤において、前記高分子化合物と共に用いられる溶剤は、高分子化合物を溶解する能力を持った溶剤であれば格別制限なく適用可能である。かかる溶剤は、ポリアミック酸、可溶性ポリイミドなどの高分子化合物の製造工程や用途方面で通常使用されている溶剤を広く含み、使用目的に応じて、適宜選択できる。これらの溶剤を例示すれば以下のとおりである。   In the aligning agent used in the present invention, the solvent used together with the polymer compound can be applied without particular limitation as long as it is a solvent capable of dissolving the polymer compound. Such a solvent includes a wide range of solvents that are generally used in the production process and applications of polymer compounds such as polyamic acid and soluble polyimide, and can be appropriately selected according to the purpose of use. Examples of these solvents are as follows.

ポリアミック酸や可溶性ポリイミドに対し親溶剤である非プロトン性極性有機溶剤の例として、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、及びγ−ブチロラクトンなどのラクトンを挙げることができる。   Examples of aprotic polar organic solvents that are the parent solvents for polyamic acids and soluble polyimides include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, N-methylcaprolactam, N-methylpropionamide, N, N-dimethyl. Mention may be made of lactones such as acetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, and γ-butyrolactone.

塗布性改善などを目的とした他の溶剤の例としては、乳酸アルキル、3−メチル−3−メトキシブタノール、テトラリン、イソホロン、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのジエチレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキル及びフェニルアセテート、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテル、マロン酸ジエチルなどのマロン酸ジアルキル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、並びにこれらグリコールモノエーテル類などのエステル化合物を挙げることができる。   Examples of other solvents for improving coating properties include alkyl lactate, 3-methyl-3-methoxybutanol, tetralin, isophorone, ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, etc. Diethylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol monoalkyl and phenyl acetate, triethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether such as propylene glycol monobutyl ether, dialkyl malonate such as diethyl malonate, dipropylene such as dipropylene glycol monomethyl ether Listed are glycol monoalkyl ethers and ester compounds such as these glycol monoethers. Rukoto can.

これらの中で、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどを特に好ましく用いることができる。   Among these, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and the like can be particularly preferably used. .

本発明に用いられる配向剤は、必要により各種の添加剤を含むことができる。例えば、塗布性の向上を望むときにはかかる目的に沿った界面活性剤を、また基板との密着性の向上を望むときにはシランカップリング剤やチタン系のカップリング剤を配合してもよい。   The alignment agent used in the present invention can contain various additives as necessary. For example, when it is desired to improve the coating property, a surfactant that meets such a purpose may be blended, and when it is desired to improve the adhesion to the substrate, a silane coupling agent or a titanium-based coupling agent may be blended.

配向剤塗布工程での塗布方法としてはスピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法などが一般に知られている。これらの方法は本発明においても同様に適用可能である。また、乾燥工程の方法として、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法などが一般に知られている。これらの方法も本発明において同様に適用可能である。乾燥工程は溶剤の蒸発が可能な範囲内の比較的低温で実施することが好ましい。   As a coating method in the alignment agent coating step, a spinner method, a printing method, a dipping method, a dropping method, an ink jet method and the like are generally known. These methods are similarly applicable in the present invention. Moreover, as a method of a drying process, a method of performing heat treatment in an oven or an infrared furnace, a method of performing heat treatment on a hot plate, and the like are generally known. These methods are equally applicable in the present invention. The drying step is preferably performed at a relatively low temperature within a range where the solvent can be evaporated.

次いで、脱水・閉環反応に必要な加熱処理する工程および得られた塗膜を配向処理する工程が施される。この加熱処理と配向処理の工程は、加熱処理に続き配向処理を施しても良いし、逆に配向処理の後に加熱処理を施してもよい。さらに加熱処理と配向処理を同時に実施することも可能である。これらの方法は配向処理方法により異なるが、適宜、最適な方法を適用する。   Next, a heat treatment step necessary for the dehydration / ring closure reaction and a step of orientation treatment of the obtained coating film are performed. In the steps of the heat treatment and the alignment treatment, the alignment treatment may be performed following the heat treatment, or conversely, the heat treatment may be performed after the alignment treatment. Further, the heat treatment and the alignment treatment can be performed simultaneously. These methods vary depending on the alignment treatment method, but an optimum method is appropriately applied.

加熱処理工程の方法としては、前述した乾燥工程と同じ手法が適用可能であり、加熱処理の工程は一般に150〜300℃程度の温度で行うことが好ましい。   As the method for the heat treatment step, the same method as that for the drying step described above can be applied, and the heat treatment step is generally preferably performed at a temperature of about 150 to 300 ° C.

本発明で用いることのできる配向処理方法は、光を照射して配向処理を施す方法すなわち光配向法である。光配向法には前述した様に光分解法、光異性化法、光二量化法、光架橋法など多くの配向機構が提案されているが、本発明の目的が達成される範囲内である限り、これ以外の方法でも同様に適用可能である。本発明において特に好ましく用いることのできる光配向法は、アゾ基等の光異性化反応を利用したものであり、アゾ基等を主鎖に含むポリアミック酸膜に直線偏光紫外光を照射した後に、熱イミド化することにより配向処理を施すものである。   The alignment treatment method that can be used in the present invention is a method of performing alignment treatment by irradiating light, that is, a photo-alignment method. As described above, a number of alignment mechanisms such as photolysis, photoisomerization, photodimerization, and photocrosslinking methods have been proposed for the photoalignment method, but as long as the object of the present invention is achieved. Other methods can be applied in the same manner. A photo-alignment method that can be particularly preferably used in the present invention is a method utilizing a photoisomerization reaction such as an azo group, and after irradiating a linearly polarized ultraviolet light to a polyamic acid film containing an azo group or the like in the main chain, An alignment treatment is performed by thermal imidization.

光配向処理条件は、本発明の目的が達成される範囲内である限り、どのようなものであってもよい。配向処理に用いる光源としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、Deep UVランプ、エキシマーレーザー等を使用できる。光異性化法の場合、配向処理に用いる光の波長は300〜600nm、より好ましくは340〜500nmである。300nm以上の波長の光では塗膜の光分解が生じ難くなり、600nm以下の波長の光では光異性化反応が進み易くなるためである。また、長波長透過フィルターまたはバンドパスフィルター等を用いて低波長の光を除去することが好ましい。なお、紫外・可視の連続光源とバンドパスフィルターを併用し、紫外光と可視光を同時に照射する方が好ましい。光照射は、偏光フィルターや偏光プリズムを通して直線偏光とした光を基板面垂直方向から行う。配向処理に用いる光の照射光量は、用いる液晶配向剤の種類、光源の波長に依存するが、照射量が大きくなるほど、光配向処理が強くなり配向膜上の有機半導体において高い配向指数Δが得られる。目安としては、Deep UVランプと340〜500nmのバンドパスフィルターを用いて配向処理を行う場合の光照射量は、50J/cm2以上、好ましくは150J/cm2以上である。 The photo-alignment treatment conditions may be any as long as the object of the present invention is achieved. As a light source used for the alignment treatment, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, an argon resonance lamp, a xenon lamp, a deep UV lamp, an excimer laser, or the like can be used. In the case of the photoisomerization method, the wavelength of light used for the alignment treatment is 300 to 600 nm, more preferably 340 to 500 nm. This is because light having a wavelength of 300 nm or more hardly causes photodecomposition of the coating film, and light having a wavelength of 600 nm or less facilitates the photoisomerization reaction. Moreover, it is preferable to remove low-wavelength light using a long wavelength transmission filter or a band pass filter. Note that it is preferable to use an ultraviolet / visible continuous light source and a bandpass filter in combination, and simultaneously irradiate ultraviolet light and visible light. Light irradiation is performed from the direction perpendicular to the substrate surface with light that has been linearly polarized through a polarizing filter or polarizing prism. The amount of light used for the alignment treatment depends on the type of liquid crystal alignment agent used and the wavelength of the light source, but the higher the irradiation amount, the stronger the photoalignment treatment and the higher the alignment index Δ in the organic semiconductor on the alignment film. It is done. As a guideline, the light irradiation amount when the alignment treatment is performed using a Deep UV lamp and a 340 to 500 nm band pass filter is 50 J / cm 2 or more, preferably 150 J / cm 2 or more.

配向処理の際、配向剤を塗布した基板にフォトマスクを介して光を照射しても良い。この場合、配向に必要な部分だけを選択的に配向処理することができる。   During the alignment treatment, light may be irradiated to the substrate coated with the alignment agent through a photomask. In this case, only the portion necessary for the orientation can be selectively subjected to the orientation treatment.

本発明に用いられる有機半導体膜の製膜方法は、光配向膜上に面内異方性を持つ有機半導体膜が形成できればいかなる方法を用いてもよいが、好ましくは溶液法、真空蒸着法である。さらに好ましくは真空蒸着法である。   Any method may be used as a method for forming an organic semiconductor film used in the present invention as long as an organic semiconductor film having in-plane anisotropy can be formed on the photo-alignment film, but preferably by a solution method or a vacuum deposition method. is there. More preferred is a vacuum evaporation method.

溶液法は、スピンコート法、インクジェット法、浸漬法、キャスト法、バーコート法などを用いて行うことができる。さらに製膜後、必要に応じて熱処理を施してもよい。   The solution method can be performed using a spin coating method, an inkjet method, a dipping method, a casting method, a bar coating method, or the like. Further, after film formation, heat treatment may be performed as necessary.

本発明の有機半導体素子に用いられる有機半導体化合物として、光配向膜上に製膜した際、光配向膜上で面内異方性を形成できる化合物なら特に限定はないが、高い結晶性を持ち電荷移動度の高い化合物が適している。前記有機半導体化合物としては、アセン、オリゴチオフェン、1,4ジチエニルアセン、2,6−ジフェニルベンゾ(1,2−b:4,5b´)ジチエノフェン、ポルフィリン、ルブレンまたはアセン、オリゴチオフェン、1,4ジチエニルアセン、2,6−ジフェニルベンゾ(1,2−b:4,5b´)ジチエノフェン、ポルフィリン、ルブレンまたはこれらの誘導体が例示できる。さらに好ましくはアセン、オリゴチオフェン、2,6−ジフェニルベンゾ(1,2−b:4,5b´)ジチエノフェン、ポルフィリン、ルブレンである。   The organic semiconductor compound used in the organic semiconductor element of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound that can form in-plane anisotropy on the photo-alignment film when formed on the photo-alignment film, but has high crystallinity. A compound having high charge mobility is suitable. Examples of the organic semiconductor compound include acene, oligothiophene, 1,4 dithienyl acene, 2,6-diphenylbenzo (1,2-b: 4,5b ′) dithienophen, porphyrin, rubrene or acene, oligothiophene, 1,4 dithienyl acene. 2,6-diphenylbenzo (1,2-b: 4,5b ′) dithienophen, porphyrin, rubrene or derivatives thereof. More preferred are acene, oligothiophene, 2,6-diphenylbenzo (1,2-b: 4,5b ′) dithienophene, porphyrin, and rubrene.

本発明で用いることのできるアセンは、一般式(8)で表せる化合物が、本発明では好ましく使用することができる。

Figure 0005500534
As the acene that can be used in the present invention, a compound represented by the general formula (8) can be preferably used in the present invention.
Figure 0005500534

一般式(8)において、nは1〜5であり、R14、R15、R16、R17は独立して、水素もしくは炭素数が1〜12のアルキル、アルキルオキシ、アルキルケトンである。好ましくはnが1〜4であり、R14、R15、R16、およびR17がすべて水素である。さらに好ましくはnが2〜3であり、R14、R15、R16、およびR17がすべて水素である。 In General formula (8), n is 1-5, R < 14 >, R < 15 >, R < 16 >, R < 17 > is hydrogen or a C1-C12 alkyl, alkyloxy, and alkyl ketone independently. Preferably n is 1-4 and R < 14 >, R < 15 >, R < 16 > and R < 17 > are all hydrogen. More preferably, n is 2 to 3, and R 14 , R 15 , R 16 , and R 17 are all hydrogen.

本発明において、一般式(9)で表される、1,4−ジ(チエニル)アセンが好ましく使用することができる。   In the present invention, 1,4-di (thienyl) acene represented by the general formula (9) can be preferably used.

Figure 0005500534

一般式(9)において、nは0〜5であり、R18、およびR19は独立して、水素、炭素数が1〜20のアルキル、アルキルオキシまたはアルキルケトンである。好ましくはR18、およびR19は炭素数が1〜15のアルキルある。
Figure 0005500534

In the general formula (9), n is 0 to 5, and R 18 and R 19 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, alkyloxy, or alkyl ketone. Preferably R < 18 > and R < 19 > are C1-C15 alkyl.

一般式(10)で表される、αオリゴチオフェンは、リニアストラクチャーのチオフェンであり、本発明では好ましく使用することができる。   The α oligothiophene represented by the general formula (10) is a thiophene having a linear structure and can be preferably used in the present invention.

Figure 0005500534

一般式(10)において、nは3〜7であり、R20、およびR21は独立して水素、炭素数が1〜20のアルキル、アルキルオキシまたはアルキルケトンである。好ましくはR20、およびR21は炭素数が1〜15のアルキルある。
Figure 0005500534

In General formula (10), n is 3-7, R < 20 > and R < 21 > are hydrogen, a C1-C20 alkyl, alkyloxy, or alkyl ketone independently. Preferably R < 20 > and R < 21 > are C1-C15 alkyl.

一般式(11)で表される、2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチエノフェンが本発明では好ましく使用することができる。   2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothienophene represented by the general formula (11) can be preferably used in the present invention.

Figure 0005500534

一般式(11)において、R22、およびR23は独立して水素、炭素数が1〜20のアルキル、アルキルオキシまたはアルキルケトンである。好ましくはR22、およびR23は水素もしくは炭素数が1〜15のアルキルある。
Figure 0005500534

In the general formula (11), R 22 and R 23 are independently hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, alkyloxy, or alkyl ketone. Preferably, R 22 and R 23 are hydrogen or alkyl having 1 to 15 carbons.

本発明における光配向膜を用いた有機半導体素子の製造の技術は、有機半導体の応用用途に効果的に用いることができる。有機半導体の応用例として薄膜半導体素子、RFID、レーザー、センサー、太陽電池、ダイオードなどがある。   The technique of manufacturing an organic semiconductor element using the photo-alignment film in the present invention can be effectively used for application applications of organic semiconductors. Examples of organic semiconductor applications include thin film semiconductor elements, RFIDs, lasers, sensors, solar cells, and diodes.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例で用いるテトラカルボン酸二無水物、ジアミンおよび溶剤の名称を略号で示す。以降の記述にはこの略号を使用することがある。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention, this invention is not limited to these Examples. In addition, the name of the tetracarboxylic dianhydride, diamine, and solvent which are used by an Example and a comparative example is shown by an abbreviation. This abbreviation may be used in the following description.

・テトラカルボン酸二無水物
ピロメリット酸二無水物:PMDA
・ジアミン
4,4’−ジアミノアゾベンゼン:DAZ
・溶剤
N−メチル−2−ピロリドン:NMP
Tetracarboxylic acid dianhydride pyromellitic dianhydride: PMDA
Diamine 4,4′-diaminoazobenzene: DAZ
・ Solvent N-methyl-2-pyrrolidone: NMP

1)配向剤の調製
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた200mlの四つ口フラスコにDAZを2.4660g、脱水NMPを30.00g導入し、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。反応系の温度を5℃に保ちながらPMDAを2.5340g添加し(PMDA/DAZの原料モル比=50/50)、30時間反応させた後、脱水NMPを65.00g加えて、5重量%のポリアミック酸の配向剤を調製した。前記反応中に反応熱により温度が上昇するときは、反応温度を約70℃以下に抑えて反応させた。ここで得られたポリアミック酸は、重量平均分子量がMw=24600、MNP中での分散度が2.9であった。
1) Preparation of aligning agent 2.4660 g of DAZ and 30.00 g of dehydrated NMP were introduced into a 200 ml four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, raw material charging inlet and nitrogen gas inlet, and stirred under a dry nitrogen stream. Dissolved. While maintaining the temperature of the reaction system at 5 ° C., 2.5340 g of PMDA was added (PMDA / DAZ raw material molar ratio = 50/50), and after reacting for 30 hours, 65.00 g of dehydrated NMP was added, and 5 wt% A polyamic acid aligning agent was prepared. When the temperature rose due to heat of reaction during the reaction, the reaction was carried out at a reaction temperature of about 70 ° C. or lower. The polyamic acid obtained here had a weight average molecular weight of Mw = 24600 and a degree of dispersion in MNP of 2.9.

2)配向剤の塗布
前記配向剤をNMPで希釈して1.60重量%とした後、シリコンウエーハ基板(ドライ熱酸化膜300nm付低ドープn型、Si(100)、抵抗率:5〜10 オームcm)上にスピンナーにて塗布した。塗布条件は3000rpm、60秒であった。
2) Application of aligning agent After the aligning agent was diluted with NMP to 1.60% by weight, a silicon wafer substrate (low-doped n-type with dry thermal oxide film 300 nm, Si (100), resistivity: 5-10 The coating was applied with a spinner. The coating conditions were 3000 rpm and 60 seconds.

3)光配向処理と焼成
塗膜後、ウシオ電機株式会社製の500W Deep UVランプ(UXM−501MD)を光源とし、グランテーラー偏光プリズムを通して直線偏光とした光を基板面垂直方向から時間0分〜120分間照射した。その後、窒素雰囲気中250℃にて120分間加熱処理を行い配向膜を焼成した。なお、光配向処理条件は、朝日分光社製のバンドパスフィルターを用いて波長領域340〜500nmとし、照射光強度は88mWであった。
3) Photo-alignment treatment and baking After coating, the light that was converted into linearly polarized light through a Grand Taylor polarization prism using a 500 W Deep UV lamp (UXM-501MD) manufactured by Ushio Inc. as a light source from time 0 min. Irradiated for 120 minutes. Thereafter, the alignment film was baked by performing a heat treatment at 250 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere. The photo-alignment treatment conditions were a wavelength region of 340 to 500 nm using a bandpass filter manufactured by Asahi Spectroscopic Co., Ltd., and the irradiation light intensity was 88 mW.

4)膜厚の測定
光配向処理を行わないことを除いてはまったく同じ条件で石英ガラス基板上に作製された配向膜の膜厚を、株式会社島津製作所製の自動偏光解析装置(APE−100)を用いて、測定波長632.8nm(He−Neレーザー)、入射角62.5度で測定したところで11nmであった。
4) Measurement of film thickness Automatic polarization analyzer (APE-100) manufactured by Shimadzu Corporation was used to determine the film thickness of the alignment film produced on the quartz glass substrate under exactly the same conditions except that optical alignment treatment was not performed. ) And a measurement wavelength of 632.8 nm (He—Ne laser) at an incident angle of 62.5 degrees, it was 11 nm.

5)配向指数Δの算出
得られた配向膜の赤外線吸収スペクトルの測定は、FT−IR装置(分光器:Mattson Galaxy 3020、検出器:mercury cadmium telluride)用いて、測定温度29℃、積算400回の条件で測定した。偏光子を透過した赤外光を配向膜の基板面垂直方向から照射した。サンプルの配向処理方向と偏光方向とが平行で測定したときの赤外光スペクトルおよび垂直で測定したときの赤外光スペクトルを測定した。配向膜の場合、(CO)NC結合の伸縮振動に帰属される1370cm−1付近にピークを持つ吸収の積分強度(ベースライン 1321〜1445cm−1)を用い、配向膜の吸光度の差(A⊥−A‖)および配向膜の吸光度の和(A⊥+A‖)を算出した。一方、ペンタセンの場合、C−Hの面外振動である955付近にピークを持つ吸収の積分強度(ベースライン 947〜968cm−1)を用い吸光度の差(A⊥−A‖)および配向膜の吸光度の和(A⊥+A‖)を算出した。次いで、配向指数Δを前記式(1)に従い、得られた(A⊥−A‖)および(A⊥+A‖)の値より計算した。(図1、2)
5) Calculation of orientation index Δ The infrared absorption spectrum of the obtained alignment film was measured using an FT-IR apparatus (spectrometer: Mattson Galaxy 3020, detector: mercury cadmium telluride) at a measurement temperature of 29 ° C. and a total of 400 times. It measured on condition of this. Infrared light transmitted through the polarizer was irradiated from the direction perpendicular to the substrate surface of the alignment film. The infrared light spectrum was measured when the alignment treatment direction of the sample and the polarization direction were measured in parallel, and the infrared light spectrum when measured in the vertical direction. In the case of an alignment film, the integrated intensity of absorption having a peak in the vicinity of 1370 cm −1 (baseline 1321 to 1445 cm −1 ) attributed to stretching vibration of (CO) 2 NC bond is used, and the difference in absorbance of the alignment film (A ⊥−A‖) and the sum of the absorbance of the alignment film (A⊥ + A‖) were calculated. On the other hand, in the case of pentacene, the difference in absorbance (A⊥-A‖) using the integrated intensity (baseline 947 to 968 cm -1 ) of absorption having a peak in the vicinity of 955 which is the out-of-plane vibration of CH and the alignment film The sum of absorbance (A⊥ + A‖) was calculated. Next, the orientation index Δ was calculated from the values of (A⊥−A‖) and (A⊥ + A‖) obtained according to the formula (1). (Figures 1 and 2)

6)ペンタセン膜の蒸着
有機半導体材料としてペンタセン(アルドリッチから購入)を用い、真空蒸着法により基板温度室温、蒸着レート0.3nm/min、圧力10−5Paで、ポリイミド光配向膜上に厚さ30nmのペンタセン薄膜を真空蒸着法により形成した。
6) Vapor Deposition of Pentacene Film Using pentacene (purchased from Aldrich) as the organic semiconductor material, a thickness of the substrate on the polyimide photo-alignment film is measured by vacuum deposition at a substrate temperature of room temperature, a deposition rate of 0.3 nm / min, and a pressure of 10 −5 Pa. A 30 nm pentacene thin film was formed by vacuum evaporation.

7)ペンタセン蒸着膜のX線回折はRigaku Ultima III を用いて行った(図2)
X線回折のデータから、ペンタセン薄膜は、その分子長軸が平均として配向膜に対して垂直に配向している薄膜相結晶であることを示している。さらに、光配向処理によりペンタセンの回折強度の向上が見られ、結晶化度の向上が確認できる。
7) X-ray diffraction of the pentacene vapor deposition film was performed using Rigaku Ultima III (FIG. 2).
The X-ray diffraction data shows that the pentacene thin film is a thin film phase crystal whose molecular long axis is oriented perpendicularly to the alignment film as an average. Furthermore, an improvement in the diffraction intensity of pentacene is observed by the photo-alignment treatment, and an improvement in crystallinity can be confirmed.

8)ペンタセン蒸着膜表面の形態(図3)
AFM(JEOL JSPM−5200)を用いて行った。光配向膜上では、光処理なしに比べ、ペンタセンの結晶グレインが大きいことが確認された。
8) Form of pentacene vapor deposition film surface (Fig. 3)
AFM (JEOL JSPM-5200) was used. On the photo-alignment film, it was confirmed that the crystal grains of pentacene were larger than those without light treatment.

9)配向膜の1370cm−1における配向指数Δと光配向処理におけるUV露光量の関係(図4)
光配向処理時間とともに配向膜の配向指数Δが急激に上昇し、約320J/cmで飽和する傾向が見られる。
9) Relationship between the orientation index Δ at 1370 cm −1 of the orientation film and the UV exposure amount in the photo-alignment treatment (FIG. 4)
With the photo-alignment treatment time, the orientation index Δ of the alignment film increases rapidly, and a tendency to saturate at about 320 J / cm 2 is observed.

10)ペンタセン膜の955cm−1における配向指数Δと光配向処理におけるUV露光量の関係(図4)
配向膜の配向指数の増加とペンタセン分子の配向指数の増加はほぼ相関がある。UV露光量が25J/cm未満の少ない露光量では、ポリイミド分子の平均的な分子配向方向(偏光方向に垂直)に対して分子面がペンタセンの平均として平行となる分子配向をとるが、25J/cm以上の露光量では、ポリイミド分子の平均的な分子配向方向(偏光方向に垂直)に対してペンタセンの分子面が平均として垂直になるようなペンタセン分子の配列が起こる。
10) Relationship between the orientation index Δ at 955 cm −1 of the pentacene film and the UV exposure amount in the photo-alignment treatment (FIG. 4).
An increase in the orientation index of the alignment film and an increase in the orientation index of the pentacene molecule are almost correlated. When the UV exposure is less than 25 J / cm 2, the molecular orientation is parallel to the average molecular orientation direction of the polyimide molecules (perpendicular to the polarization direction) as the average of pentacene. When the exposure dose is at least / cm 2, an arrangement of pentacene molecules occurs such that the molecular plane of pentacene is perpendicular to the average molecular orientation direction (perpendicular to the polarization direction) of the polyimide molecules.

11)有機半導体素子の製造
基板としてドライ熱酸化膜(300nm)付高ドープn型シリコンウエーハ(Si(100)、抵抗率0.01〜0.0180オームcm)を用い、実施例1の記載に従い、UV露光量320J/cmで光配向膜を形成した後、真空蒸着法により温度(室温)、蒸着レート0.3nm/min、圧力10−5Paの条件でペンタセン膜(厚さ:30nm)を形成した。その後、櫛歯電極マスク(図5)を用い蒸着により櫛歯電極を作成し、トップコンタクトタイプのTFT素子を製造した。チャンネル長はL=0.08mm、チャンネル幅は140mm、電極Au厚は10nmである。
11) Manufacture of an organic semiconductor element A highly doped n-type silicon wafer (Si (100), resistivity 0.01 to 0.0180 ohm cm) with a dry thermal oxide film (300 nm) is used as a substrate, as described in Example 1. After forming a photo-alignment film with a UV exposure amount of 320 J / cm 2 , a pentacene film (thickness: 30 nm) under the conditions of temperature (room temperature), vapor deposition rate 0.3 nm / min, and pressure 10 −5 Pa by a vacuum vapor deposition method. Formed. Thereafter, a comb electrode was prepared by vapor deposition using a comb electrode mask (FIG. 5), and a top contact type TFT device was manufactured. The channel length is L = 0.08 mm, the channel width is 140 mm, and the electrode Au thickness is 10 nm.

12)TFTの特性評価
ケースレー社製487picoanmeter/voltage source unitを2台用いて上記TFTの特性を測定した。
10V〜−30V間でゲート電圧(V)を5Vづつ変化させてソース−ドレイン間の電圧(V)−電流(I)特性を測定し、FET特性を確認した(図6上図)。V=−30VのときのV−I特性を図6下図に示す。
飽和領域の関係式I=W/2L[μC(V−V]より求めたキャリア移動度は、ソース−ドレイン電極方向に対し、ペンタセン分子平面の平均的な分子配列方向が垂直の場合、μ⊥=1.94×10−3 cm−1−1 、ソース−ドレイン電極方向に対し、ペンタセン分子平面の平均的な分子配列方向が平行の場合、μ‖=9.6×10−4 cm−1−1 で、ペンタセン分子の面内異方性制御の効果が確認できた。
12) Characteristic evaluation of TFT The characteristic of the said TFT was measured using two 487 picometer / voltage source units by Keithley.
The gate voltage (V g ) was changed by 5 V between 10 V and −30 V, and the source-drain voltage (V d ) -current (I d ) characteristics were measured to confirm the FET characteristics (the upper diagram in FIG. 6). . The, V g -I d characteristics of the time of V d = -30 V shown in FIG. 6 below.
The carrier mobility determined from the relational expression I d = W / 2L [μC i (V g −V T ) 2 ] of the saturation region is that the average molecular arrangement direction of the pentacene molecular plane is relative to the source-drain electrode direction. When vertical, μ⊥ = 1.94 × 10 −3 cm 2 v −1 s −1 , and when the average molecular arrangement direction of the pentacene molecular plane is parallel to the source-drain electrode direction, μ‖ = 9 The effect of controlling the in-plane anisotropy of the pentacene molecule was confirmed at 6 × 10 −4 cm 2 v −1 s −1 .

本発明の有機半導体素子を用いることで、低コストで、容易に有機半導体素子を形成することが可能である。さらに半導体特性が大変優れていることから、本発明の有機半導体素子は、優れた電子特性を有しており、エレクトロニクス等の分野において好適に利用できる。   By using the organic semiconductor element of the present invention, the organic semiconductor element can be easily formed at low cost. Furthermore, since the semiconductor characteristics are very excellent, the organic semiconductor element of the present invention has excellent electronic characteristics and can be suitably used in the field of electronics and the like.

配向膜の赤外吸収スペクトル(上)とペンタセン蒸着膜の赤外吸収スペクトルを示すグラフ(下)。The graph which shows the infrared absorption spectrum (upper) of an orientation film, and the infrared absorption spectrum of a pentacene vapor deposition film (lower). ペンタセン蒸着膜のXRDを示すグラフ。The graph which shows XRD of a pentacene vapor deposition film. ペンタセン蒸着膜のAMF写真。AMF photograph of a pentacene deposited film. 配向膜の配向指数を示すグラフ(上)とペンタセン蒸着膜の配向指数を示すグラフ(下)Graph showing the orientation index of the alignment film (top) and graph showing the orientation index of the pentacene deposited film (bottom) 櫛歯電極を示す模式図。The schematic diagram which shows a comb-tooth electrode. TFT素子特性を示すグラフ(上:VdとIdの関係、下:VgとId1/2の関係)Graph showing TFT element characteristics (upper: relationship between Vd and Id, lower: relationship between Vg and Id1 / 2 )

Claims (5)

光配向膜と有機半導体膜とを含む有機半導体素子であり、光配向膜は、光の照射による配向処理の後に加熱処理を施されたポリイミドであり、有機半導体膜は、光配向膜上に真空蒸着法により製膜されて、該光配向膜上で面内異方性を有することを特徴とする有機半導体素子であって、
前記光配向膜が、光の照射による配向処理を施されることにより、式(1)で表される配向膜の配向指数の絶対値|Δ|が、0.2≦|Δ|≦0.8となる、有機半導体素子。
Figure 0005500534
式中、A‖は配向処理方向に平行な偏光成分を有する赤外光を配向膜に入射させたときの特性基振動による吸光度であり、A⊥は配向処理方向に垂直な偏光成分を有する赤外光を配向膜に入射させたときの配向膜の特性基振動による吸光度である。
An organic semiconductor element including a photo-alignment film and an organic semiconductor film. The photo-alignment film is a polyimide that has been subjected to a heat treatment after an alignment process by light irradiation, and the organic semiconductor film is a vacuum on the photo-alignment film. An organic semiconductor element formed by vapor deposition and having in-plane anisotropy on the photo-alignment film,
The optical alignment film is subjected to alignment treatment by light irradiation, so that the absolute value | Δ | of the alignment index of the alignment film represented by formula (1) is 0.2 ≦ | Δ | ≦ 0. 8 is an organic semiconductor element.
Figure 0005500534
In the formula, A‖ is the absorbance due to the characteristic group vibration when infrared light having a polarization component parallel to the alignment treatment direction is incident on the alignment film, and A⊥ is a red light having a polarization component perpendicular to the alignment treatment direction. This is the absorbance due to the characteristic group vibration of the alignment film when external light is incident on the alignment film.
前記配向処理が、アゾ基の光異性化反応を利用した配向処理である請求項1記載の有機半導体素子。 The organic semiconductor element according to claim 1, wherein the alignment treatment is an alignment treatment using a photoisomerization reaction of an azo group. 前記配向処理が、ポリアミック酸膜への直線偏光紫外光照射であり前記加熱処理が、熱イミド化である請求項1記載の有機半導体素子。 The alignment treatment is a radiation of linearly polarized ultraviolet light to the polyamic acid film, wherein the heat treatment, the organic semiconductor device according to claim 1, wherein the thermal imidization. 前記有機半導体膜が、光配向膜上に製膜することで面内異方性を形成することができる有機半導体化合物を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項記載の有機半導体素子。 The said organic-semiconductor film contains the organic-semiconductor compound which can form in-plane anisotropy by forming into a film on a photo-alignment film, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Organic semiconductor element. 前記有機半導体化合物が、アセン、オリゴチオフェン、ジチエニルアセン、2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチエノフェン、ポルフィリン、ルブレンまたはこれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項記載の有機
半導体素子。
The organic semiconductor compound is at least selected from the group consisting of acene, oligothiophene, dithienyl acene, 2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothienophen, porphyrin, rubrene or derivatives thereof. The organic semiconductor element according to claim 4, which is one type.
JP2007024745A 2007-02-02 2007-02-02 Organic semiconductor device Expired - Fee Related JP5500534B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007024745A JP5500534B2 (en) 2007-02-02 2007-02-02 Organic semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007024745A JP5500534B2 (en) 2007-02-02 2007-02-02 Organic semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008192773A JP2008192773A (en) 2008-08-21
JP5500534B2 true JP5500534B2 (en) 2014-05-21

Family

ID=39752604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007024745A Expired - Fee Related JP5500534B2 (en) 2007-02-02 2007-02-02 Organic semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5500534B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5564951B2 (en) * 2010-01-05 2014-08-06 Jsr株式会社 Composition for aligning organic semiconductor, organic semiconductor alignment film, organic semiconductor element and manufacturing method thereof
JP6056187B2 (en) * 2012-05-09 2017-01-11 Jnc株式会社 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film for forming liquid crystal alignment film for photo-alignment, and liquid crystal display element using the same
TWI614297B (en) 2012-09-12 2018-02-11 日產化學工業股份有限公司 Production method of alignment material, alignment material, production method of retardation material, and retardation material

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024862A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Organic transistor and method for producing organic transistor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008192773A (en) 2008-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4620438B2 (en) Liquid crystal alignment film, liquid crystal alignment agent, and liquid crystal display element
CN106635061B (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP4775796B2 (en) Liquid crystal alignment film, liquid crystal alignment agent, and liquid crystal display element
JP6233309B2 (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, and liquid crystal display element
JP2009185283A (en) Liquid crystal alignment solution
JP5609483B2 (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
KR20150131142A (en) Liquid crystal aligning agent containing crosslinkable compound having photoreactive group
JP6079627B2 (en) Composition, liquid crystal alignment treatment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
WO2009113549A1 (en) Composition for forming underlayer film for image formation
KR20140033434A (en) Composition, liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP5500534B2 (en) Organic semiconductor device
CN112969741B (en) Polyimide precursor composition and polyimide film produced using same
KR20170131548A (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
CN103492462B (en) Composition, aligning agent for liquid crystal, liquid crystal orientation film and liquid crystal display device
JP5532259B2 (en) Underlayer film for image formation
KR101938923B1 (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JPWO2010047346A6 (en) Underlayer film for image formation
JP2005049835A (en) Polyimide varnish for forming an alignment film for a horizontal electric field type liquid crystal display element, an alignment film, and a horizontal electric field type liquid crystal display element having the alignment film
EP3620483B1 (en) Polyimide film having improved thermal conductivity and manufacturing method therefor
JPWO2012121257A1 (en) Composition, liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
KR102251289B1 (en) Polyimide precursor composition and polyimide film manufactured by using same
TWI695058B (en) Copolymer for liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment agent including the same, and method of producing liquid crystal alignment film, liquid crystal alignment film and liquid crystal display device using the same
KR102251279B1 (en) Polyimide precursor composition and polyimide film manufactured by using same
TWI830796B (en) Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display components
CN119173585A (en) Polyimide precursor composition, polyimide film, and polyimide film/substrate laminate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100106

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20110331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20110331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121228

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20121228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20121228

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130305

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20130528

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130529

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130528

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130701

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20130802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140304

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5500534

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees