[发明专利]酞菁纳米线、含有它的油墨组合物及电子元件、以及酞菁纳米线的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及酞菁纳米线及含有它的油墨组合物、电子元件，还涉及该酞菁纳米线的制造方法。

背景技术

近年来，需要人们在任意场所都能够使用的“不易损坏的轻量而便宜的信息终端”。为了实现这一目标，对于作为信息终端关键设备的晶体管，被期待使用具有成本优势的柔软材料。但是，以往使用的硅等无机材料并不能充分满足这样的要求。

由于这种情况，人们关注于在晶体管的半导体部分使用有机物的“有机晶体管(OFET)”(参见非专利文献1)。这种由有机物形成的半导体(有机半导体)柔软，可以进行低温处理，另外，通常对溶剂的亲和性高。因此具有可在柔性塑料基板上使用涂布及印刷等湿法工艺进行低价格生产的优点，被期待作为实现“不易损坏的轻量而便宜的信息终端”而不可缺少的电子元件用材料。

酞菁或酞菁衍生物等酞菁类是代表性的有机半导体之一，已知通过控制高次结构，即，通过控制分子的取向及聚集状态可以显示良好的晶体管特性(参见非专利文献2)。但是，酞菁类对溶剂的溶解性低，因此难以通过湿法工艺制作元件，提供电子元件时通常使用真空蒸镀及溅射等干法工艺。由于这种干法工艺烦杂，难以提供作为有机半导体特征之一的低价格的电子元件。

为了解决该问题，已公开了通过在酞菁类中导入可溶性取代基，提高溶剂溶解性，利用湿法工艺进行晶体管制作的技术(参见专利文献1)。但是，在该方法中，酞菁类分子未充分取向，不能控制高次结构，因此与采用干法工艺相比，晶体管特性差。为了表现出良好的半导体特性，酞菁类分子具有按一定方向取向的多维性结构、晶体构造是重要的，其中特别是一维线状晶体是有用的。另外，为了供于向电子元件的应用，该线状晶体为线径在μm以下，优选100nm以下的纳米线。

酞菁类晶体被广泛地用作印刷油墨的涂料用着色剂，已知有多种控制该晶体尺寸及形状的技术。例如，可以通过将无机盐和有机溶剂与金属酞菁混合并利用磨碎装置将颜料进行细粉碎而达到微粒化的溶剂盐磨法(例如，专利文献2)、及将该金属酞菁溶解在硫酸中之后使其在大量水中沉淀而进行晶析(例如，专利文献3)等方法进行微细粒子化，但使用这些方法并不能得到酞菁类的纳米线状晶体。

现有技术文献

专利文献

非专利文献1：先进材料(Advanced Materials)2002年，第14期，P.99

非专利文献2：应用物理通报(Applied Physics Letters)2005年，第86期，P.22103

专利文献1：日本特开2008-303383号公报

专利文献2：日本特开2002-121420号公报

专利文献3：日本特开2004-091560号公报

发明概要

发明所要解决的问题

鉴于上述情况，本发明的目的是提供作为代表性有机半导体的酞菁类线状晶体，特别是具有线宽(短径)在100nm以下的纳米尺寸的细线状结构、该线的长度相对于短径的比率(长度/短径)为10以上的酞菁纳米线，及含有该酞菁纳米线的油墨组合物。

另外，本发明的目的还在于提供使用含有该酞菁纳米线的油墨组合物，通过涂布及印刷法等湿法工艺成膜的低成本电子元件。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明提供短径为100nm以下、长度相对于该短径的比率(长度/短径)为10以上的酞菁纳米线及特征在于以该酞菁纳米线和有机溶剂作为必须成分的油墨组合物。

另外，本发明还提供一种膜，其特征在于含有上述酞菁纳米线。

另外，本发明还提供一种电子元件，其特征在于具有上述膜。

另外，本发明还提供上述油墨组合物、膜及电子元件中使用的酞菁纳米线的制造方法。

发明效果

根据本发明，可以提供作为半导体特性优异、纳米尺寸的线状晶体的、特别是具有线宽(短径)在100nm以下的纳米尺寸的细线状结构、该线的长度相对于短径的比率(长度/短径)为10以上的酞菁纳米线。另外，由于可以通过涂布及印刷法等湿法工艺使含有该纳米线的油墨组合物成膜，能够在柔性塑料基板上提供不易损坏、轻量而便宜的电子元件。

附图的简要说明

图1是本发明膜的示意图。

图2是本发明的作为电子元件的晶体管的示意截面图。

图3是包含本发明的作为电子元件的晶体管的晶体管阵列的概略平面等效电路图。

图4是涉及包含本发明的作为电子元件的晶体管的晶体管阵列中的一个像素的示意截面图。