彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと伝えら
れる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。（戦国時代の軍団編成
の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編のこと）の兜（かぶと）を合体さ
せて生まれたキャラクタ「ひこにゃん」。
薄紅色の椿咲く庭出でてともに蕎麦はむ月命日
宇
日本原産の花であり、古くから愛されてきた「椿」。その歴史は古く、日本最古
の歌集「万葉集」にも椿をもちいた歌があるほど。光沢のある深い緑の葉が特徴
的な花、種子からとれる「椿油」は髪や肌のケアにも人気で、実は、椿にはたく
さんの種類がある。花の色や形、大きさなどによってそれぞれに名前をもつ。そ
の数は1000種以上といわれ、馴染みのある椿は「ヤブツバキ」「ユキツバキ」と
呼ばれる。
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ツバキはツバキ科ツバキ属の常緑高木で、光沢のある濃い緑の葉をもつ。名前の
由来には諸説があり、厚みのある葉の意味で「あつば木」､つややかな葉の「艶
葉木（つやばき）」、光沢のある葉の「光沢木（つやき）」、ほかにもまだある
が、花より葉の美しさが名前の由来とされる説が多いのもおもしろい。和名とし
てのツバキは野生種のCamellia japonicaのこと、一般的に本種を交配親にもつ園芸
品種も単にツバキとして扱われる。学名：Camellia japonica 和名：ツバキ（椿）
その他の名前：ヤブツバキ、ヤマツバキ 科名 / 属名：ツバキ科 / ツバキ属（
カメリア属）：‘太郎冠者"（たろうかじゃ） Camellia japonica花色は紫みを帯び
たピンクで、1月から4月に咲く早咲きの一重中輪。江戸時代から茶花として珍重
されてきた。別名‘有楽’。紫味を帯びた花色や、子房が有毛であることなど、
中国のツバキの特徴も示すが詳細は不明。葯は退化して花粉をつくらないがタネ
をつける性質はあり、タネをまくと白芯の個体が生まれることが多いことから、
‘胡蝶佗助’‘数寄屋’など数あるワビスケツバキの母木であると推測されてい
る。
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浄案時 椿寺
● 耐水性と超柔軟性を備えた超薄型有機太陽電池を開発
● 長期耐久性のペロブスカイト太陽電池開発
溶液を塗ることで形成可能な半導体は、高真空を必要とする従来の半導体に比べ
安価な装置で大面積の形成が可能であるため、 IoT用途のRFIDタグや多目的セン
サなど様々な応用が期待されている。"塗れる"半導体の代表として、パイ電子系
分子の集合体である有機半導体が盛んに研究され、例えば、p型有機半導体にお
いては電荷移動度）10 cm2 V-1 s-1の単結晶ウエハーを塗る技術が開発されるな
ど、実用化に向けた材料および技術の開発を牽引してきた（J. Takeya, et al., Scie-
ntific Reports 2019; https://www.k.u-tokyo.ac.jp/information/category/press/8160.html）。
半導体デバイスの重要な用途として、RFIDタグにも使用されるp型薄膜トランジ
スタ（TFT）とn型TFTとをペアにした相補型インバータ（p型TFTとn型TFTとを一
つずつ直列に接続することで構成、論理回路の中で "0"と"1"の 信号レベルを反
転させる。NOTゲートとも呼ばれる）などを用いた論理回路があるが、 高速動作
と集積化のため p型有機半導体の高性能化が進む一方で、同等技術で組み合わせ
可能かつ同等の性能を示すn型有機半導体の欠如が弊害となっているが、昨年1月
26日。東京大学の研究グループは、塗れる有機半導体を環境因子によるダメージ
無く酸化物半導体と集積することで、超高速動作が可能な有機無機ハイブリッド
相補型発振回路を開発（下記に掲載）しているように、有機薄膜太陽電池やハイ
ブリッド型ペロブスカイト太陽電池のように無機（金属）を含むハイブリッド型
有機電子デバイスは、廃棄時に、金属（無機）部を燃焼処理し有価及び有害物の
再利用容易で持続可能社会に不可欠な戦略デバイス（製品）のひとつである。
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１．特開2023-155211 有機半導体デバイス 株式会社半導体エネルギー研究所
【要約】
図３のごとく絶縁層上に形成された複数の発光デバイスのうちの一つであって、第
１の電極と、第２の電極と、有機化合物層を有し、前記有機化合物層は、第１の電
極と、第２の電極との間に位置し、前記有機化合物層は、第１の化合物を含む層を
有し、前記第１の化合物は、示差走査熱量測定において、第１の加熱により溶融し
た状態から冷却を行い、続けて第２の加熱を行った際、前記冷却過程において発熱
ピークが観測されず、且つ、前記第２の加熱過程において発熱ピークと融点ピーク
が観測されない物質である有機半導体デバイスで高精細且つ信頼性が良好な有機
半導体デバイスを提供する。
図３ 図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）は、発光デバイスについて表す図．
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【符号の説明】
１００Ａ 表示装置 １００Ｂ 表示装置 １００Ｅ 表示装置 １００Ｄ 表示装置
１０１ａ 第１の電極 １０１ｂ 第１の電極 １０１ 第１の電極 １０２ 第２の電
極 １０３ａ 有機化合物層 １０３Ｂ 有機化合物層 １０３ｂ 有機化合物層 １０
３Ｂｆ 有機化合物膜 １０３Ｇ 有機化合物層 １０３Ｇｆ 有機化合物膜 １０３Ｒ
有機化合物層 １０３Ｒｆ 有機化合物膜 １０３ 有機化合物層 １０４ 第１の層
１０４Ｒ 第１の層 １０４Ｇ 第１の層 １０４Ｂ 第１の層 １０５ 第２の層 １１
０Ｂ 副画素 １１０Ｇ 副画素 １１０Ｒ 副画素 １１０ 副画素 １１１ａ 正孔注
入層 １１１ｂ 正孔注入層 １１１ 正孔注入層 １１２ 正孔輸送層 １１２ａ 正孔
輸送層 １１２ｂ 正孔輸送層 １１２Ｂ 導電層 １１３ 発光層 １１３ａ 発光層
１１３ｂ 発光層 １１４ 電子輸送層 １１４ａ 電子輸送層 １１４ｂ 電子輸送層
１１５ 電子注入層 １１６ 電荷発生層 １１７ Ｐ型層 １１８ 電子リレー層 １１
９ 電子注入バッファ層 １２０ 基板 １２２ 樹脂層 １２５ｆ 無機絶縁膜 １２５
無機絶縁層 １２６Ｒ 導電層 １２６Ｂ 導電層 １２７ａ 絶縁層 １２７ｆ 絶縁膜
１２７ 絶縁層 １２８ 層 １２９Ｒ 導電層 １２９Ｂ 導電層 １３０ａ 発光デバ
イス １３０Ｂ 発光デバイス １３０ｂ 発光デバイス １３０Ｇ 発光デバイス
１３０Ｒ 発光デバイス １３０ 発光デバイス １３１ 保護層 １３２Ｂ 着色層
１３２Ｇ 着色層 １３２Ｒ 着色層 １４０ 接続部 １４１ 領域 １４２ 接着層
１５１Ｂ 導電層 １５１Ｃ 導電層 １５１ｆ 導電膜 １５１Ｇ 導電層 １５１Ｒ
導電層 １５１ 導電層 １５２Ｂ 導電層 １５２Ｃ 導電層 １５２ｆ 導電膜 １５
２Ｇ 導電層 １５２Ｒ 導電層 １５２ 導電層 １５３ 絶縁層 １５５ 共通電極
１５６Ｂ 絶縁層 １５６Ｃ 絶縁層 １５６ｆ 絶縁膜 １５６Ｇ 絶縁層 １５６Ｒ
絶縁層 １５６ 絶縁層 １５７ 遮光層 １５８Ｂ 犠牲層 １５８Ｂｆ 犠牲膜 １５
８Ｇ 犠牲層 １５８Ｇｆ 犠牲膜 １５８Ｒ 犠牲層 １５８Ｒｆ 犠牲膜 １５９Ｂ
マスク層 １５９Ｂｆ マスク膜 １５９Ｇ マスク層 １５９Ｇｆ マスク膜 １５９
Ｒ マスク層 １５９Ｒｆ マスク膜 １６６ 導電層 １７１ 絶縁層 １７２ 導電層
１７３ 絶縁層 １７４ 絶縁層 １７５ 絶縁層 １７６ プラグ １７７ 画素部 １７
８ 画素 １７９ 導電層 １９０Ｂ レジストマスク １９０Ｇ レジストマスク １
９０Ｒ レジストマスク １９１ レジストマスク ２０１ トランジスタ ２０４ 接
続部 ２０５ トランジスタ ２１１ 絶縁層 ２１３ 絶縁層 ２１４ 絶縁層 ２１５
絶縁層 ２２１ 導電層 ２２２ａ 導電層 ２２２ｂ 導電層 ２２３ 導電層 ２２４
Ｂ 導電層 ２２４Ｃ導電層 ２２４Ｇ 導電層 ２２４Ｒ 導電層 ２３１ 半導体層
２４０ 容量 ２４１導電層 ２４２ 接続層 ２４３ 絶縁層 ２４５ 導電層 ２５４
絶縁層 ２５５ 絶縁層 ２５６ プラグ ２６１ 絶縁層 ２７１ プラグ ２８０ 表示
モジュール ２８１ 表示部 ２８２ 回路部 ２８３ａ 画素回路 ２８３ 画素回路部
２８４ａ画素 ２８４ 画素部 ２８５ 端子部 ２８６ 配線部 ２９０ ＦＰＣ ２９１
基板 ２９２ 基板 ３０１ 基板 ３１０ トランジスタ ３１１ 導電層 ３１２ 低抵
抗領域 ３１３ 絶縁層 ３１４ 絶縁層 ３１５ 素子分離層 ３５１ 基板 ３５２ 基
板 ３５３ ＦＰＣ ３５４ ＩＣ ３５５ 配線 ３５６ 回路 ５０１ 第１の電極 ５
０２ 第２の電極 ５１３ 電荷発生層 ７００Ａ 電子機器 ７００Ｂ 電子機器 ７２
１ 筐体 ７２３ 装着部 ７２７ イヤフォン部 ７５０ イヤフォン ７５１ 表示パ
ネル ７５３ 光学部材 ７５６ 表示領域 ７５７ フレーム ７５８ 鼻パッド ８０
０Ａ 電子機器 ８００Ｂ 電子機器 ８２０ 表示部 ８２１ 筐体 ８２２ 通信部 ８
２３ 装着部 ８２４ 制御部 ８２５ 撮像部 ８２７ イヤフォン部 ８３２ レンズ
１１１７ 遮光層 ６５００ 電子機器 ６５０１ 筐体 ６５０２ 表示部 ６５０３
電源ボタン ６５０４ ボタン ６５０５ スピーカ ６５０６ マイク ６５０７ カメ
ラ ６５０８ 光源 ６５１０ 保護部材 ６５１１ 表示パネル ６５１２ 光学部材 ６
５１３ タッチセンサパネル ６５１５ ＦＰＣ ６５１６ ＩＣ ６５１７ プリント
基板 ６５１８ バッテリ ７０００ 表示部 ７１００ テレビジョン装置 ７１５１
リモコン操作機 ７１７１ 筐体 ７１７３ スタンド ７２００ ノート型パーソナル
コンピュータ ７２１１ 筐体 ７２１２ キーボード ７２１３ ポインティングデバ
イス ７２１４ 外部接続ポート ７３００ デジタルサイネージ ７３０１ 筐体 ７
３０３ スピーカ ７３１１ 情報端末機 ７４００ デジタルサイネージ ７４０１
柱 ７４１１ 情報端末機 ９０００ 筐体 ９００１ 表示部 ９００２ カメラ ９０
０３ スピーカ ９００５ 操作キー ９００６ 接続端子 ９００７ センサ ９００８
マイクロフォン ９０５０ アイコン ９０５１ 情報 ９０５２ 情報 ９０５３ 情報
９０５４ 情報 ９０５５ ヒンジ ９１７１ 携帯情報端末 ９１７２ 携帯情報端末
９１７３ タブレット端末 ９２００ 携帯情報端末 ９２０１ 携帯情報端末
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【特許請求の範囲】
【請求項１】 絶縁層上に形成された複数の有機半導体デバイスのうちの一つであ
って、 第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層を有し、 前記有機化合物層は、
前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、 前記有機化合物層は、前記
複数の有機半導体デバイス各々が独立して有する第１の層を含み、 前記第１の層
は、第１の化合物を含み、 前記第２の電極は、前記複数の有機半導体デバイスが
共有する連続した層であり、 前記第１の電極は、前記複数の有機半導体デバイス
各々において独立した層であり、 前記第１の化合物は、 示差走査熱量測定におい
て、２５℃以下から第１の加熱を行い、 ４５０℃および示差熱天秤装置で測定し
た３％重量減少温度（℃）より５０℃減じた温度のうち低い方の温度で３分間保持
し、４０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却を行い、２５℃以下において３分間保持
し、４０℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で前記第１の加熱後の保持温度まで第２の加熱
を行った際、前記冷却過程において観測される発熱ピークのエネルギーが０Ｊ／ｇ
以上２０Ｊ／ｇ以下、且つ、前記第２の加熱過程において観測されるベースライン
シフトを伴わない吸熱ピークのエネルギーが０Ｊ／ｇ以下－２０Ｊ／ｇ以上となる
化合物である有機半導体デバイス。 【請求項２】 絶縁層上に形成された複数の有
機半導体デバイスのうちの一つであって、 第１の電極と、第２の電極と、有機化
合物層を有し、 前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間
に位置し、前記有機化合物層は、前記複数の有機半導体デバイス各々が独立して有
する第１の層を含み、前記第１の層は、第１の化合物を含み、 前記第２の電極は、
前記複数の有機半導体デバイスが共有する連続した層であり、 前記第１の電極は、
前記複数の有機半導体デバイス各々において独立した層であり、 前記第１の電極
と、前記複数の有機半導体デバイスのうち隣接する有機半導体デバイスの有する前
記第１の電極との間隔は、２μｍ以上５μｍ以下であり、前記第１の化合物は、示
差走査熱量測定において、２５℃以下から第１の加熱を行い、４５０℃および示差
熱天秤装置で測定した３％重量減少温度（℃）より５０℃減じた温度のうち低い方
の温度で３分間保持し、４０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で２５℃以下まで冷却を行
い、２５℃以下において３分間保持し、４０℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で前記第１
の加熱後の保持温度まで第２の加熱を行った際、 前記冷却過程において発熱ピー
クが観測されず、且つ、前記第２の加熱過程において発熱ピークと融点ピークが観
測されない化合物である、 有機半導体デバイス。
【請求項３】 請求項２において、 前記第１の化合物が、前記示差走査熱量測定に
おける前記第２の加熱過程において、 ０Ｊ／ｇ以上２０Ｊ／ｇ以下の発熱ピーク
が観測される物質である有機半導体デバイス。
【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記第１の化合物
が、前記第２の加熱過程において、示差走査熱量測定におけるベースラインの吸熱
側へのシフトが観測され、且つ前記ベースラインシフトにともない吸熱ピークが検
出される物質である有機半導体デバイス。
【請求項５】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、 前記第１の層は電
子を輸送する領域を有し、前記電子を輸送する領域は前記第一の化合物を有する有
機半導体デバイス。
【請求項６】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項の有機半導体デバイスにおい
て、前記第１の層が形成された後、加熱工程を経て作製された有機半導体デバイス。
【概要】
【背景技術】近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大
型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置（テレビまたはテレビジ
ョン受信機ともいう）、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｇｅ：
電子看板）、及び、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマート
フォン及びタブレット端末などの開発が進められている。また、同時に、表示装置
の高精細化も求められている。高精細な表示装置が要求される機器として、例えば、
仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）、拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍ
ｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）、代替現実（ＳＲ：Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ
Ｒｅａｌｉｔｙ）、及び、複合現実（ＭＲ：Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）向けの
機器が、盛んに開発されている。
表示装置としては、発光デバイス（発光素子ともいう）を有する発光装置が開発さ
れている。エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、
以下ＥＬと記す）現象を利用した発光デバイス（ＥＬデバイス、ＥＬ素子ともいう）
は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧
電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。
有機ＥＬデバイスを用い、より高精細な発光装置を得るために、メタルマスクを用
いた蒸着法に代わって、フォトレジストなどを用いたフォトリソグラフィ法による
有機層のパターニングが研究されている。フォトリソグラフィ法を用いることによ
って、ＥＬ層の間隔が数μｍという高精細な表示装置を得ることができる。
【特許文献１】 特表２０１８－５２１４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにフォトリソグラフィ法により加工を行う過程においては、どうして
もある程度の熱をかける工程が必要となる。しかし、有機化合物層の耐熱性が低い
ことから十分な熱がかけられず、性能（特に表示性能、効率および信頼性）の高い
有機半導体デバイスを得ることが困難であった。
そこで本発明の一態様は、有機化合物を用いた有機半導体デバイスにおいて、製造
工程中における加熱に強い有機半導体デバイスを提供することを目的の一つとす
る。または、本発明の一態様は、製造工程中における加熱に強い発光デバイスを提
供することを目的の一つとする。または、本発明の一態様は、製造工程中における
加熱に強いフォトダイオードセンサを提供することを目的の一つとする。または、
本発明の一態様は、耐熱性の良好な有機半導体デバイスを提供することを目的の一
つとする。本発明の一態様は、耐熱性の良好な発光デバイスを提供することを目的
の一つとする。本発明の一態様は、耐熱性の良好なフォトダイオードセンサを提供
することを目的の一つとする。または、本発明の一態様は、表示性能の良好な有機
半導体デバイスを提供することを目的の一つとする。本発明の一態様は、表示性能
の良好な発光デバイスを提供することを目的の一つとする。または、本発明の一態
様は、高密度に配置することが可能であり且つ耐熱性または表示性能の良好な発光
デバイスを提供することを目的の一つとする。または、本発明の一態様は、高精細
な表示装置を提供することが可能であり且つ耐熱性または表示性能の良好な発光デ
バイスを提供することを目的の一つとする。または、本発明の一態様は、表示性能
の高い表示装置を提供することを目的の一つとする。または、本発明の一態様は、
高解像度であり且つ表示性能が良好な表示装置を提供することを目的の一つとする。
または、本発明の一態様は、表示品質が良好であり且つ表示性能の良好な表示装置
を提供することを目的の一つとする。または、新規な表示装置、新規な表示モジュ
ール、新規な電子機器を提供することを目的の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一
態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、
図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】 【0015】
そこで本発明の一態様では、特定の測定方法により示差走査熱量測定を行った際、
冷却過程において発熱ピークが観測されず、且つ、二度目の加熱過程において発熱
ピークと融点ピークが観測されない化合物を用いた有機半導体デバイスを提供する。
このような有機半導体デバイスは、作製工程中の加熱に強いため、特性の良好な有
機半導体デバイスとすることが可能である。
すなわち、本発明の一態様は、絶縁層上に形成された複数の有機半導体デバイスの
うちの一つであって、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層を有し、前記有
機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、前記有機化合物層は、
前記複数の有機半導体デバイス各々が独立して有する第１の層を含み、前記第１の
層は、第１の化合物を含み、前記第２の電極は、前記複数の有機半導体デバイスが
共有する連続した層であり、前記第１の電極は、前記複数の有機半導体デバイス各
々において独立した層であり、前記第１の化合物は、示差走査熱量測定において、
２５℃以下から第１の加熱を行い、４５０℃および示差熱天秤装置で測定した３％
重量減少温度（℃）より５０℃減じた温度のうち低い方の温度で３分保持し、４０
℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で２５℃以下まで冷却を行い、２５℃以下において３分
保持し、４０℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で前記第１の加熱後の保持温度まで第２の
加熱を行った際、前記冷却過程において発熱ピークが観測されず、且つ、前記第２
の加熱過程において発熱ピークと融点ピークが観測されない化合物である、有機半
導体デバイスである。または、本発明の他の一態様は、絶縁層上に形成された複数
の有機半導体デバイスのうちの一つであって、第１の電極と、第２の電極と、有機
化合物層を有し、前記有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、前記複数の有機半導体デバイス各々が独立して有する第１の
層を含み、前記第１の層は、第１の化合物を含み、前記第２の電極は、前記複数の
有機半導体デバイスが共有する連続した層であり、前記第１の電極は、前記複数の
有機半導体デバイス各々において独立した層であり、前記第１の化合物は、示差走
査熱量測定において、２５℃以下から第１の加熱を行い、前記第１の加熱において
４５０℃および示差熱天秤装置で測定した３％重量減少温度（℃）より５０℃減じ
た温度のうち低い方の温度で３分保持し、４０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却を
行い、２５℃以下において３分保持し、４０℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で前記第１
の加熱後の保持温度まで第２の加熱を行った際、前記冷却過程において発熱ピーク
が観測されず、且つ、前記第２の加熱過程において観測される融点ピークのエネル
ギーが０Ｊ／ｇ以上２０Ｊ／ｇ以下となる化合物である有機半導体デバイスである。
0018
また、本発明の他の一態様は、絶縁層上に形成された複数の有機半導体デバイスの
うちの一つであって、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層を有し、前記有
機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、前記有機化合物層は、
前記複数の有機半導体デバイス各々が独立して有する第１の層を含み、前記第１の
層は、第１の化合物を含み、前記第２の電極は、前記複数の有機半導体デバイスが
共有する連続した層であり、前記第１の電極は、前記複数の有機半導体デバイス各
々において独立した層であり、前記第１の化合物は、示差走査熱量測定において、
２５℃以下から第１の加熱を行い、４５０℃および示差熱天秤装置で測定した３％
重量減少温度（℃）より５０℃減じた温度のうち低い方の温度で３分保持し、４０
℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却を行い、２５℃以下において３分保持し、４０℃
／ｍｉｎ以上の昇温速度で前記第１の加熱後の保持温度まで第２の加熱を行った際、
前記冷却過程において観測される発熱ピークのエネルギーが０Ｊ／ｇ以上２０Ｊ／
ｇ以下、且つ、前記第２の加熱過程において観測されるベースラインシフトを伴わ
ない吸熱ピークのエネルギーが０.１Ｊ／ｇ以下－２０Ｊ／ｇ以上となる化合物で
ある有機半導体デバイスである。
0019
または、本発明の他の一態様は、表示装置に搭載された複数の有機半導体デバイス
のうちの一つであって、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層を有し、前記
有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、前記有機化合物層は、
第１の化合物を含み、前記第２の電極は、前記複数の有機半導体デバイスが共有す
る連続した層であり、前記第１の電極は、前記複数の有機半導体デバイス各々にお
いて独立した層であり、前記第１の化合物は、示差走査熱量測定において、２５℃
以下から第１の加熱を行い、前記第１の加熱において４５０℃以下、または示差熱
天秤装置で測定した３％重量減少温度（℃）より５０℃減じた温度のどちらか低い
方の温度で３分の時間保持し、４０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却を行い、２５
℃以下において３分の時間保持し、４０℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で前記第１の加
熱後の保持温度まで第２の加熱を行った際、前記冷却過程において発熱ピークが観
測されず、且つ、前記第２の加熱過程において発熱ピークと融点ピークが観測され
ない化合物である、有機半導体デバイスである。
0020
>または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の電極と、前記複数
の有機半導体デバイスのうち隣接する有機半導体デバイスの有する前記第１の電極
との間隔が、２μｍ以上５μｍ以下である有機半導体デバイスである。
0021
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記有機化合物層が、前記第
１の層と、第２の層との積層構造を有し、前記第２の層は、前記複数の有機半導体
デバイスが有する有機化合物層の一部と一続きの連続した層として共有される有機
半導体デバイスである。
0022
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の電極と、前記複数
の有機半導体デバイスのうち隣接する有機半導体デバイスの有する前記第１の電極
との間隔が、２μｍ以上５μｍ以下であり、開口率が３０％以上である有機半導体
デバイスである。
0023
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、上記複数の有機半導体デバイ
スが表示素子として設けられている表示装置の解像度が５００ｐｐｉ以上、開口率
が３０％以上である有機半導体デバイスである。
0024
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の化合物が、前記示
差走査熱量測定における前記第２の加熱過程において、０Ｊ／ｇ以上２０Ｊ／ｇ以
下の発熱ピークが観測される物質である有機半導体デバイスである。
0025
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の化合物が、前記第
２の加熱過程において、示差走査熱量測定におけるベースラインの吸熱側へのシフ
トが観測される物質である有機半導体デバイスである。
0026
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の化合物が、前記第
２の加熱過程において、示差走査熱量測定におけるベースラインの吸熱側へのシフ
トが観測され、且つ前記ベースラインシフトにともない吸熱ピークが検出される物
質である有機半導体デバイスである。
0027
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の化合物が、前記第
２の加熱過程において、示差走査熱量測定におけるベースラインの吸熱側へのシフ
トが観測され、且つ前記ベースラインシフトにともない１Ｊ／ｇ以上の吸熱ピーク
が検出される物質である有機半導体デバイスである。
0028
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の化合物が、前記第
２の加熱過程において、示差走査熱量測定におけるベースラインの吸熱側へのシフ
トが観測され、且つ前記ベースラインシフトにともない吸熱ピークが検出され、前
記ピークの温度での前記ベースライン同士の熱量差を１とした場合、前記低温側の
ベースラインを前記ピークの温度まで伸長した位置と、前記ピークの極大値までの
熱量差が２以上である有機半導体デバイスである。
0029
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の化合物を含む層の
膜厚が、１０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である有機半導体デバイスである。
0030
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層における電子を
輸送する領域に、前記第１の化合物を含む層を有する有機半導体デバイスである。
0031
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の化合物が、ピリミ
ジン環、ピリジン環、ピラジン環、ベンゾフロピリミジン環、ベンゾオキサゾール
環、キノリン環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、カルバゾール環、ジ
ベンゾカルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトビスベ
ンゾフラン環、ナフタレン環、フルオレン環、スピロフルオレン環、トリフェニレ
ン環、アントラセン環、アミン、アルミニウム元素、リチウム元素、フッ素、の少
なくとも一を有する有機化合物である有機半導体デバイスである。
－中 略－
【発明を実施するための形態】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に
限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を
様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下
に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本明細書
等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタ
ルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと
呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを
用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイス
と呼称する場合がある。
（実施の形態１）
有機半導体膜を所定の形状に作製する方法の一つとして、メタルマスクを用いた真
空蒸着法（マスク蒸着）が広く用いられている。しかし、高密度化、高精細化が進
む昨今、マスク蒸着は、合わせ精度の問題、基板との配置間隔の問題に代表される
種々の理由により、これ以上の高精細化は限界に近付いている。一方、フォトリソ
グラフィ法を用いて有機半導体膜の形状を加工することで、より緻密なパターンを
有する有機半導体デバイスの実現が期待されている。さらに、フォトリソグラフィ
法はマスク蒸着に比べて大面積化も容易であることから、フォトリソグラフィ法を
用いた有機半導体膜の加工に関する研究が進められている。
しかし、フォトリソグラフィ法を用いて有機半導体膜の形状を加工するためには、
多くの問題を乗り越える必要がある。これらの問題としては、例えば、有機半導体
膜の大気暴露の影響、感光性樹脂を露光する際の光照射の影響、露光した感光性樹
脂を現像する際に曝される現像液および水などの影響を挙げることができる。
これらの影響を低減させるために、有機半導体膜上に保護膜を形成する方法がある。
この場合、当該保護膜成膜時にある程度の加熱（約８０℃から１２０℃）を行うこ
とで、当該保護膜を緻密でバリア性の高い膜、または面内均一性の高い膜とするこ
とができる。逆にいうと、低温で形成された保護膜の性能は十分とは言い難いもの
である。
しかし、有機半導体材料、特に蒸着により成膜を行うことが可能な化合物は、蒸着
後に熱工程がなければ良好な特性のデバイスが得られていた化合物であっても、上
述のように蒸着後に熱が加わるような作製工程を経るデバイスにおいては、膜が変
質し、良好な特性を有する有機半導体デバイスが得られないことがあった。
一般に有機ＥＬデバイス、有機フォトダイオードセンサなどの有機半導体デバイス
では、その耐熱性は、用いられる有機化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）によって評
価されることが多い。しかしＴｇが高くとも、有機層が電極に挟まれていない状態
で加熱工程を経ると、それがそのＴｇよりも十分低い温度であっても、デバイスの
特性が悪化してしまう場合がある。また、逆にＴｇが比較的低くともＴｇ以下なら
加熱による特性変化が起きにくい化合物も存在するため、単にＴｇのみで耐熱性の
良好な有機半導体デバイスを得ることが可能な化合物を判断するのは難しい。つま
り有機層に自由界面が存在する状態における加熱工程が必要である有機半導体デバ
イスでは、用いられる有機化合物のＴｇとデバイスの耐熱性の乖離が大きい。
そこで本発明者らは、示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎ
ｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）法を用い、特定の手順で測定を行った
際、特定の測定結果を示す化合物（第１の化合物）を用いた有機半導体デバイスが、
製造工程中における加熱に強く良好な特性を有する有機半導体デバイスとできるこ
とを見出した。なおここでいう加熱に強いとは、加熱に対する耐性があることを示
し、主に形状変化、膜質変化、電気特性変化が小さいことをさす。
具体的には、固体（粉末）状態の化合物でＤＳＣ測定を行い、少なくとも加熱（第
１の加熱）により十分に溶融させた状態から冷却し、再度加熱（第２の加熱）を行
う。この際、冷却過程において図１（Ａ）のように発熱ピークが観測されず、且つ
第２の加熱過程において図１（Ｂ）のように発熱ピークと融点ピークとが観測され
ない化合物（第１の化合物）を用いることによって、製造工程中における加熱に強
く、また、良好な特性を有する有機半導体デバイスを得ることができる。なお、第
１の加熱過程における測定結果は、これまでの様々な熱履歴を反映した結果が現れ
ることがあり、評価が困難になるため、本発明における判断には用いていない。
上記ＤＳＣの結果において冷却過程における発熱ピークは溶融状態からの結晶化を、
第２の加熱過程における発熱ピークは冷結晶化を、融点ピークは結晶の溶融をそれ
ぞれ示唆するシグナルである。このようなピークが観測されない化合物を用いるこ
とによって、加熱および冷却によって有機半導体膜に大きな構造変化が起きにくく、
加熱工程に強い、耐熱性が良好な有機半導体デバイスを作製することが可能となる。
なお、冷却過程における発熱ピークの観測において、冷却開始直後のピークは、装
置起因のピークであるため除外し、２５℃以下まで冷却しても発熱ピークが観測さ
れない場合に観測されないと判断する。なお、発熱ピークが観測されないとは、発
熱ピークのエネルギーが０Ｊ／ｇである場合の他に、０Ｊ／ｇより大きく２０Ｊ／
ｇ以下のエネルギーの発熱ピークが存在する場合も含むものとする。なお、発熱ピ
ークが存在する場合、０Ｊ／ｇより大きく５Ｊ／ｇ以下だとより好ましく、発熱ピ
ークは存在しないことが最も好ましい。また、特に冷却速度が速い場合に、６０℃
以下の領域において吸熱側へのピークがみられる場合があるが、これは装置の冷却
能の問題で、冷却プログラム速度に実試料温度が追従できない場合に現れる意味の
ないピークであるため、本発明の一態様においては無視するものとする。その場合
は、冷却速度を小さくし、ピークがないことを確認しておくとよい。 ピークのエ
ネルギーは、ピークの始めと終わりをつなぎ、仮定のベースラインを想定し、当該
仮定したベースラインとピークとに囲まれた部分の面積から算出することができる。
また、第２の加熱において、融点ピークが観測されないとは、融点ピークのエネル
ギーが０Ｊ／ｇである場合の他に、－２０Ｊ／ｇ以上０Ｊ／ｇ未満のエネルギーの
融点ピークが存在する場合も含むものとする。なお、融点ピークが存在する場合、
－５Ｊ／ｇより大きく０Ｊ／ｇ以下であることが好ましく、融点ピークは存在しな
いことが最も好ましい。また、第２の加熱において、発熱ピークが観測されないと
は、発熱ピークのエネルギーが０Ｊ／ｇである場合の他に、０Ｊ／ｇより大きく
２０Ｊ／ｇ以下のエネルギーの発熱ピークが存在する場合も含むものとする。５Ｊ
／ｇ以下だとより好ましく、０Ｊ／ｇが最も好ましい。
また、ＤＳＣを行う際の、冷却過程における降温速度、および第２の加熱過程にお
ける昇温速度は各々４０℃／ｍｉｎ以上２００℃／ｍｉｎ以下として測定するもの
とする。なお、冷却過程における降温速度は４０℃／ｍｉｎ以上２００℃／ｍｉｎ
以下であることが好ましい。
なお、上記ＤＳＣにおいて、第１の加熱過程および第２の加熱過程の最高温度は、
高すぎると気化、昇華、分解などに伴うピークが発生し次の加熱工程において正確
な判断ができなくなる懸念がある。そのため、ＤＳＣの最高温度は、対象とする化
合物を熱重量測定（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ：ＴＧ測定）して得られた
３％重量減少温度よりも５０℃以上低い温度、好ましくは３％重量減少温度よりも
１００℃以上低い温度とすることが好ましい。代表的には３％重量減少温度よりも
５０℃低い温度で測定すればよい。この温度であれば、大気圧下ではおおむね昇華
しない温度と判断できる。また、３％重量減少温度－１５０℃よりは高い温度まで
は測定しておくことが好ましい。
なお、ＴＧ測定を行わない場合、ＤＳＣの最高温度については、測定を行う化合物
のガラス転移点の温度（℃）の値の３倍の値の温度（℃）以下を目安としておくと
良い。また、有機化合物の真空蒸着温度の上限を考慮すると、４５０℃まで測定す
れば十分である。また、同様に金属錯体は３５０℃まで測定すれば十分である。た
だし、前記４５０℃未満、あるいは３５０℃未満で昇華、蒸発、分解などが起きる
有機化合物または有機金属錯体は、昇華、蒸発、分解などが起きる温度よりも３０
℃以上、好ましくは５０℃以上低い温度までを測定温度範囲とする事が好ましい。
代表的には昇華、蒸発、分解などが起きる温度より３０℃低い温度で測定すればよ
い。ある温度範囲の測定において、昇華、蒸発、分解などが起こっているかいない
か判断する場合は、測定後に同一サンプルを用いて引き続き同じ測定条件（昇温条
件および測定温度範囲）で再測定し、サイクル特性が直前の測定と同じであるか、
つまりベースラインが重なるかを確認すると良い。重ならない場合は、直前の測定
で昇華、蒸発、分解などが起こった可能性があるため、測定温度範囲の上限温度を
より低い温度として再測定する必要があると考えられる。
なお、ＤＳＣの測定温度範囲における最高温度は、上述のようにＴＧ測定をあらか
じめ行うことによって判断することが好ましい。また、上記ＤＳＣにおいて、冷却
過程における最低温度は、ガラス転移温度（Ｔｇ）以下であることが好ましく、例
えば２５℃以下、好ましくは－１０℃である。
上記ＤＳＣにおいて、十分に溶融した状態から冷却過程に入るために、第１の加熱
過程と冷却過程との間で上記最高温度における保持時間を設けることが好ましい。
この際の保持時間としては、１分以上１０分以下が好ましく、３分がより好ましい。
また、同様に、測定対象の化合物の温度が均一になった状態から第２の加熱過程に
入るために、冷却過程と第２の加熱過程との間で上記最低温度における保持時間を
設けることが好ましい。この際の保持時間としては１分以上１０分以下が好ましく、
３分がより好ましい。
ＤＳＣ測定を実施する場合の、測定対象の化合物の質量は、一定の昇温速度におい
て均一な熱伝導を得るために、適した量とするのが好ましい。測定対象となる内部
の化合物の温度ムラを低減させるにはより少ないサンプル量が好まれるが、一方で
感度を得るためにサンプル量が多い方が好ましい。これらの理由から、具体的には、
５ｍｍ乃至１０ｍｍφのサンプル容器に０．１ｍｇ以上、１０ｍｇ以下が好ましく、
明確にピークを得るためには１ｍｇ以上５ｍｇ以下が、更に好ましい。
適した量の化合物を用いてＤＳＣを測定することで、融点やガラス転移点、結晶化
温度のピークが明確に再現性良く観測することができると考えられる。
本明細書におけるＤＳＣ測定では、測定対象となる化合物はＤＳＣ測定において重
量変化を伴わない温度範囲および環境で測定を行う。従って、ＤＳＣ測定は、酸素
などの大気成分との反応を抑制するために、窒素など不活性雰囲気下で測定し、ま
た、分解温度よりも十分に低い温度、例えば分解温度の５０℃以上低い温度以下に
おいて測定をするのが好ましい。上記ＤＳＣの結果において、第１の化合物は第２
の加熱過程で、ベースラインの吸熱側へのシフトが観測される化合物であることが
好ましい。当該シフトが起きる温度はガラス転移温度（Ｔｇ）であり、すなわち、
第１の化合物はＴｇが観測される化合物であることが好ましい。なお、Ｔｇが高い
方が、耐熱性が良好となる傾向があるため好ましい。具体的には、第１の化合物の
Ｔｇは１００℃以上が好ましく、１２０℃以上がより好ましい。
また、第１の化合物はこのベースラインのシフトに伴って１Ｊ／ｇ以上、好ましく
は３Ｊ／ｇ以上、より好ましくは５Ｊ／ｇ以上の吸熱ピークが観測される化合物で
あることが好ましい。このピークはエンタルピー緩和を示唆するピークである。こ
のようなエンタルピー緩和を示す材料は、示さない材料に比べ、よりエネルギー的
に安定なガラスを形成することが可能であるため、膜質が安定化し、フォトリソグ
ラフィー工程に必要な加熱工程およびパターニング加工に強い膜となるため好まし
い材料である。
エンタルピー緩和のエネルギーは、図２のようにシフト後のベースラインを延長し
た線とＤＳＣチャートの曲線に囲まれた領域の面積により算出することができる。
なお、複数のピークがある場合はそれらを全て合算したものをエンタルピー緩和の
エネルギーとみなすものとする。
以上のような第１の化合物を用いた有機半導体デバイスは、製造工程中における加
熱に強い有機半導体デバイスとすることが可能である。有機半導体デバイスとして
は例えば、ＴＦＴ、発光デバイス、フォトダイオードセンサなどを挙げることがで
きる。
なお、有機半導体デバイスは、少なくとも、一対の電極（第１の電極、第２の電極）
と、当該一対の電極間に挟まれた有機化合物層を有するが、第１の化合物は、当該
有機化合物層に含まれる。ここで、有機半導体デバイスが平面上に複数並べて設け
られた半導体装置（例えば表示装置またはイメージセンサ）において、画素電極と
共通電極を有する場合には、第１の電極が複数の有機半導体デバイス各々において
独立した画素電極、第２の電極が複数の有機半導体デバイスにおいて一続きの連続
した層として共有される共通電極であるものとする。
この際、有機化合物層が、個々の有機半導体デバイス毎に独立して設けられた第１
の層と、複数の有機半導体デバイスに渡って連続して設けられている第２の層との
積層構造を有する場合には、当該第１の化合物は第１の層に含まれていることが好
ましい。
なお、有機化合物層または第１の層が、隣接する半導体デバイス間において重なり
を有さない構成、すなわち隣り合う半導体デバイスの有機化合物層間、または隣り
合う半導体デバイスの第１の層間に間隙を有する構成である場合、隣接する半導体
デバイスへのクロストークを抑制できるため、本構成は特に有効であり好ましい。
それは隣接する半導体デバイス間が２μｍ以下と非常に近い場合に特に有効である。
また、第１の層は第１の電極側に設けられ、第２の層は第２の電極側に設けられる。
また、第１の層は、第１の電極に接することが好ましく、第２の層は第２の電極に
接することが好ましく、第１の層と第２の層は接していることが好ましい。
なお、第１の化合物は、有機化合物層および第１の層内において、層状に分布し、
第１の化合物を含む層が形成されていることが好ましい。
また、有機化合物層を、フォトリソグラフィ法により加工する場合、有機半導体デ
バイスを非常に高密度（第１の電極の間隔が２μｍ乃至５μｍ程度）に配置するこ
とができる。当該有機半導体デバイスが表示デバイス（発光デバイス）の場合、
５００ｐｐｉ以上且つ開口率３０％以上の非常に高精細な表示装置を提供すること
ができる。また、１００ｐｐｉ以上且つ開口率４０％以上の非常に高精細な表示装
置を提供することができる。また３０００ｐｐｉ以上且つ開口率３０％以上、さら
には５０％以上の非常に高精細な表示装置を提供することができる。
なお、有機化合物層は、フォトリソグラフィ法により加工される際、保護膜の形成、
レジストの焼成、脱水ベークなどの工程において、熱が加えられる。また、高性能
な保護膜の形成または確実な脱水のためには、なるべく高い温度をかける必要があ
るため、第１の化合物は、フォトリソグラフィ法により加工される層である有機化
合物層または第１の層に含まれていることが好ましい。
また、加熱の際に自由表面となる面を有する膜は、当該表面に位置する原子のエネ
ルギーが高いことからバルクの膜よりも熱の影響を受けやすい傾向があるため、加
熱の際に自由表面となる面を有する膜、すなわち有機化合物層の最も第２の電極側
の層、または第１の層と第２の層を有する場合には、第１の層における第２の層と
接する層に第１の化合物が含まれていることが好ましい。この第２の層と接する第
１の化合物を含む層は、発光層または活性層ではないことが、パターニング工程の
ダメージを低減でき、効率または信頼性が良好となり、好ましい。
なお、自由表面を有する有機化合物層は、膜質不良や特性不良を避けるため、この
自由表面へのゴミの付着を可能な限り避けるのが好ましい。例えば、自由表面を有
する有機化合物層が形成された基板はクリーンルームなどで作製・保管するのが好
ましく、クリーンルームのクリーン度の目安はクラス１０００以下の高い清浄度が
好ましく、より好ましくはクラス１００以下の高い清浄度である。
また、自由表面を有する有機化合物層は、膜質不良（膜質変化や膜の形状変化）や、
最終的に得られる有機半導体素子の特性不良を避けるため、空気（酸素や水分）に
さらす時間を可能な限り短くすることが好ましく、空気にさらさないことが最も好
ましい。また、自由表面を有する有機化合物層上に設ける保護層または上部電極は、
自由表面を有する有機化合物層形成後に迅速に積層するのが好ましい。自由表面を
有する有機化合物層形成後に、保護層または上部電極の形成を行うまでの間の時間
が長くなる場合は、自由表面を有する有機化合物層が形成された基板を、窒素など
の不活性雰囲気下で保存する事が好ましい。また、保管の期間は７日間以下とする
のが好ましい。換言すると、本発明の一態様の構成であれば、数日間、有機化合物
層の自由表面がある状態にあっても、良好な膜質を維持することができる。
また、第１の化合物が含まれている層数、または層に含まれている量が多い方が、
第１の層が自由表面を有する場合の加熱の際に、加熱に強くなり、好ましい。
以上のような第１の化合物を用いた有機半導体デバイスは、製造工程中における加
熱に強く良好な特性（特に表示性能、効率および信頼性）を有する有機半導体デバ
イスとすることができる。具体的には、加熱工程における加熱温度が、第１の化合
物のＴｇ－２０℃程度の加熱またはＴｇの８０％以上の加熱を行っても不都合が起
きにくい有機半導体デバイスとすることができる。
また、第１の化合物は、有機化合物層内または第１の層内において発光層よりも第
２の電極側に設けられていることが好ましく、電子輸送性を有する有機化合物であ
ることが好ましい。電子輸送性を有する有機化合物としては、π電子不足型複素芳
香環骨格を有する有機化合物を挙げることができる。π電子不足型複素芳香環骨格
を有する有機化合物としては、含窒素複素芳香族骨格を有する化合物、例えばポリ
アゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳
香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物および
トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物が好ましい。
中でも、含窒素複素六員環骨格を有する化合物が、電子輸送性が高く安定であり好
ましく、特に、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）
を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含
む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が
良好であり好ましい。さらに、ピリミジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合
物、ピラジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有
する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与す
る。
－中 略－
この項つづく
風蕭々と碧い時間
● 今夜の寸評 : 鈍すれば貧する
賢明でなければ豊かになれない。
↧
持続可能戦略電子デバイス製造論 ①
↧