專利名稱：酞菁納米線、含有它的油墨組合物及電子元件、以及酞菁納米線的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及酞菁納米線及含有它的油墨組合物、電子元件，還涉及該酞菁納米線的制造方法。
背景技術：
近年來，需要人們在任意場所都能夠使用的“不易損壞的輕量而便宜的信息終端”。為了實現這一目標，對于作為信息終端關鍵設備的晶體管，被期待使用具有成本優(yōu)勢的柔軟材料。但是，以往使用的硅等無機材料并不能充分滿足這樣的要求。由于這種情況，人們關注于在晶體管的半導體部分使用有機物的“有機晶體管 (OFET) ”(參見非專利文獻1)。這種由有機物形成的半導體(有機半導體)柔軟，可以進行低溫處理，另外，通常對溶劑的親和性高。因此具有可在柔性塑料基板上使用涂布及印刷等濕法工藝進行低價格生產的優(yōu)點，被期待作為實現“不易損壞的輕量而便宜的信息終端”而不可缺少的電子元件用材料。酞菁或酞菁衍生物等酞菁類是代表性的有機半導體之一，已知通過控制高次結構，即，通過控制分子的取向及聚集狀態(tài)可以顯示良好的晶體管特性(參見非專利文獻2)。 但是，酞菁類對溶劑的溶解性低，因此難以通過濕法工藝制作元件，提供電子元件時通常使用真空蒸鍍及濺射等干法工藝。由于這種干法工藝煩雜，難以提供作為有機半導體特征之一的低價格的電子元件。為了解決該問題，已公開了通過在酞菁類中導入可溶性取代基，提高溶劑溶解性， 利用濕法工藝進行晶體管制作的技術(參見專利文獻1)。但是，在該方法中，酞菁類分子未充分取向，不能控制高次結構，因此與采用干法工藝相比，晶體管特性差。為了表現出良好的半導體特性，酞菁類分子具有按一定方向取向的多維性結構、晶體構造是重要的，其中特別是一維線狀晶體是有用的。另外，為了供于向電子元件的應用，該線狀晶體為線徑在μπι 以下，優(yōu)選IOOnm以下的納米線。酞菁類晶體被廣泛地用作印刷油墨的涂料用著色劑，已知有多種控制該晶體尺寸及形狀的技術。例如，可以通過將無機鹽和有機溶劑與金屬酞菁混合并利用磨碎裝置將顏料進行細粉碎而達到微?；娜軇}磨法(例如，專利文獻2、、及將該金屬酞菁溶解在硫酸中之后使其在大量水中沉淀而進行晶析(例如，專利文獻幻等方法進行微細粒子化，但使用這些方法并不能得到酞菁類的納米線狀晶體。現有技術文獻專利文獻非專利文獻1 先進材料(Advanced Materials) 2002 年，第 14 期，P. 99非專利文獻2 應用物理通報(Applied Physics Letters) 2005年，第86期， P. 22103專利文獻1 日本特開2008-303383號公報
專利文獻2 日本特開2002-121420號公報專利文獻3 日本特開2004-091560號公報
發(fā)明概要發(fā)明所要解決的問題鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供作為代表性有機半導體的酞菁類線狀晶體， 特別是具有線寬(短徑)在IOOnm以下的納米尺寸的細線狀結構、該線的長度相對于短徑的比率(長度/短徑)為10以上的酞菁納米線，及含有該酞菁納米線的油墨組合物。另外，本發(fā)明的目的還在于提供使用含有該酞菁納米線的油墨組合物，通過涂布及印刷法等濕法工藝成膜的低成本電子元件。解決問題的手段為了解決上述問題，本發(fā)明提供短徑為IOOnm以下、長度相對于該短徑的比率(長度/短徑)為10以上的酞菁納米線及特征在于以該酞菁納米線和有機溶劑作為必須成分的油墨組合物。另外，本發(fā)明還提供一種膜，其特征在于含有上述酞菁納米線。另外，本發(fā)明還提供一種電子元件，其特征在于具有上述膜。另外，本發(fā)明還提供上述油墨組合物、膜及電子元件中使用的酞菁納米線的制造方法。發(fā)明效果根據本發(fā)明，可以提供作為半導體特性優(yōu)異、納米尺寸的線狀晶體的、特別是具有線寬(短徑)在IOOnm以下的納米尺寸的細線狀結構、該線的長度相對于短徑的比率(長度 /短徑)為10以上的酞菁納米線。另外，由于可以通過涂布及印刷法等濕法工藝使含有該納米線的油墨組合物成膜，能夠在柔性塑料基板上提供不易損壞、輕量而便宜的電子元件。附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明膜的示意圖。圖2是本發(fā)明的作為電子元件的晶體管的示意截面圖。圖3是包含本發(fā)明的作為電子元件的晶體管的晶體管陣列的概略平面等效電路圖。圖4是涉及包含本發(fā)明的作為電子元件的晶體管的晶體管陣列中的一個像素的示意截面圖。圖5是實施例1中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖6是實施例1中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖7是實施例2中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖8是實施例2中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖9是實施例3中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖10是實施例3中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖11是實施例4中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖12是實施例5中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖13是實施例5中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。
圖14是實施例6中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖15是實施例7中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖16是實施例8中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖17是實施例8中酞菁納米線的透射電子顯微鏡照片。圖18是銅酞菁單獨進行了線化處理的試樣的高倍透射電子顯微鏡照片。圖19是銅酞菁單獨進行了線化處理的試樣的高倍透射電子顯微鏡照片。圖20是晶體管評價體系的概略圖。發(fā)明的實施方式即，本發(fā)明提供1.酞菁納米線，其為含有酞菁及酞菁衍生物的酞菁納米線，其特征在于短徑為 IOOnm以下，長度相對于該短徑的比率(長度/短徑)為10以上。2.以1.中所述的酞菁納米線和有機溶劑作為必須成分的油墨組合物。3. 一種膜，其特征在于含有1.中所述的酞菁納米線。4. 一種電子元件，其特征在于具有3.中所述的膜。5. 1.中所述的酞菁納米線的制造方法，其特征在于具備(1)將酞菁和酞菁衍生物溶解在酸中，然后在不良溶劑中析出而得到復合體的工序(a)、(2)使所述復合體微?；玫轿⒘；瘡秃象w的工序(b)、(3)使所述微?；瘡秃象w分散在有機溶劑中而得到分散體的工序(C)、和(4)加熱所述分散體而進行納米線化的工序(d)。(酞菁納米線中所含的酞菁)本發(fā)明的酞菁可以使用具有中心金屬原子的公知慣用的酞菁。作為中心金屬原子，只要能構成納米線就沒有特別的限制，可能列舉銅原子、鋅原子、鈷原子、鎳原子、錫原子、鉛原子、鎂原子、硅原子、鐵原子、鈦氧(TiO)、釩氧(VO)、氯鋁(AlCl)等，其中特別優(yōu)選銅原子、鋅原子、鐵原子。(酞菁納米線中所含的酞菁衍生物)本發(fā)明的酞菁納米線是含有上述酞菁和下述通式(1)或( 的酞菁衍生物的酞菁納米線。[化1]
權利要求
1.一種酞菁納米線，其特征在于，其為含有酞菁及酞菁衍生物的酞菁納米線，其短徑為 IOOnm以下，長度相對于該短徑的比率(長度/短徑)為10以上。
2.權利要求1中所述的酞菁納米線，其中，所述酞菁為銅酞菁、鋅酞菁或鐵酞菁。
3.權利要求1或2中所述的酞菁納米線，其中，所述酞菁衍生物為通式⑴或⑵表示的物質，
4.權利要求3中所述的酞菁納米線，其中，所述可以具有取代基的烷基為甲基、乙基或丙基，可以具有取代基的(寡)芳基為可以具有取代基的(寡)亞苯基或可以具有取代基的 (寡)亞萘基，可以具有取代基的(寡)雜芳基為可以具有取代基的(寡)吡咯基、可以具有取代基的(寡)噻吩基、可以具有取代基的(寡)苯并吡咯基、可以具有取代基的(寡) 苯并噻吩基。
5.權利要求1或2中所述的酞菁納米線，其中，所述酞菁衍生物為通式(3)表示的物質，
6.一種油墨組合物，其以權利要求1中所述的酞菁納米線和有機溶劑作為必須成分。
7.權利要求6中所述的油墨組合物，其中，酞菁納米線的含有率在0.05 20質量％的范圍內。
8.權利要求6中所述的油墨組合物，其中，所述有機溶劑為酰胺系有機溶劑、芳香族系有機溶劑或商素系有機溶劑。
9.權利要求8中所述的油墨組合物，其中，所述酰胺系有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、 N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二乙基甲酰胺或N，N- 二甲基乙酰胺。
10.權利要求8中所述的油墨組合物，其中，所述芳香族系有機溶劑為甲苯、二甲苯、乙苯、氯苯或二氯苯。
11.權利要求8中所述的油墨組合物，其中，所述鹵素系有機溶劑為氯仿、二氯甲烷或-~ 氣乙燒。
12.權利要求6中所述的油墨組合物，其中還含有造膜性材料。
13.權利要求12中所述的油墨組合物，其中，該造膜性材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚噻吩、聚苯乙炔、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚乙烯基咔唑。
14.一種膜，其特征在于含有權利要求1中所述的酞菁納米線。
15.權利要求14中所述的膜，其中還含有造膜性材料。
16.權利要求15中所述的膜，其中，該造膜性材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚噻吩、聚苯乙炔、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚乙烯基咔唑。
17.一種電子元件，其特征在于具有權利要求14中所述的膜。
18.權利要求1中所述的酞菁納米線的制造方法，其特征在于具備(1)將酞菁和酞菁衍生物溶解在酸中，然后在不良溶劑中析出而得到復合體的工序(a)；(2)使所述復合體微粒化而得到微?；瘡秃象w的工序(b)；(3)使所述微?；瘡秃象w分散在有機溶劑中而得到分散體的工序(c)；和(4)加熱所述分散體而進行納米線化的工序(d)。
19.權利要求18中所述的酞菁納米線的制造方法，其中，所述工序(a)中的酸為硫酸、 氯磺酸、甲磺酸或三氟醋酸。
20.權利要求18中所述的酞菁納米線的制造方法，其中，所述工序(c)中的有機溶劑為酰胺系有機溶劑或芳香族系有機溶劑。
21.權利要求20中所述的酞菁納米線的制造方法，其中，所述酰胺系有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺。
22.權利要求20中所述的酞菁納米線的制造方法，其中，所述芳香族系有機溶劑為甲苯、二甲苯、乙苯、氯苯或二氯苯。
全文摘要
本發(fā)明提供短徑為100nm以下且長度相對于該短徑的比率(長度/短徑)為10以上的酞菁納米線，以及特征在于以該酞菁納米線和有機溶劑為必須成分的油墨組合物、含有酞菁納米線的膜、具有該膜的電子元件。由于含有本發(fā)明的酞菁納米線的油墨組合物可通過涂布及印刷等濕法工藝成膜，因此可以在柔性塑料基板上提供不容易損壞的輕量而便宜的電子元件。
文檔編號C09B47/24GK102272234SQ201080003942
公開日2011年12月7日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權日2009年4月23日
發(fā)明者五十住宏, 村田秀之, 深澤憲正, 稻垣翔, 笠井正紀, 餌取秀樹 申請人:Dic株式會社