专利摘要:
發明的課題為提供一種可製造閾值電壓的絕對值及遲滯現象小之有機薄膜電晶體絕緣層材料。課題的解決手段為包含具有環狀醚構造的重複單元及具有可藉由酸脫離之有機基的重複單元之高分子化合物(A)之有機薄膜電晶體絕緣層材料。
公开号:TW201302811A
申请号:TW101118297
申请日:2012-05-23
公开日:2013-01-16
发明作者:Isao Yahagi
申请人:Sumitomo Chemical Co;
IPC主号:C08F212-00
专利说明:
有機薄膜電晶體絕緣層材料
本發明係關於一種適合形成有機薄膜電晶體所具有的絕緣層之材料。
有機薄膜電晶體,因可在比無機半導體低的溫度下製造,可使用塑膠基板、薄膜,作為其基板,藉由使用如此的基板,可得到比無機半導體所構成的電晶體更具有可撓性、輕型、不易損壞之元件。而且,於藉由使用包含有機材料的溶液之塗佈、印刷法之成膜,製作元件之情況,具有可能以低成本在大面積的基板上製造多數元件之情況。
再者,於電晶體的檢討,因可使用的材料種類非常豐富,若檢討使用分子構造相異的材料,可製造具有廣泛範圍的特性變化之元件。
有機薄膜電晶體的一態樣之場效型有機薄膜電晶體的製造所使用的有機半導體化合物,容易受到濕度、氧氣等的環境影響,電晶體特性容易引起起因於濕度、氧氣等的歷久劣化。
因此,露出有機半導體化合物所成之場效型有機薄膜電晶體的一態樣之下閘極型有機薄膜電晶體元件構造,必須形成覆蓋元件全體之保護(overcoat)絕緣層,保護有機半導體化合物不與外部氣體接觸。另一方面,上閘極型有機薄膜電晶體元件構造,有機半導體化合物被閘極絕緣層覆蓋保護。
如此,為了形成覆蓋有機薄膜電晶體的有機半導體層之保護絕緣層及閘極絕緣層,使用絕緣層材料。於本說明書,如前述保護絕緣層及閘極絕緣層的有機薄膜電晶體的絕緣層或絕緣膜,稱為有機薄膜電晶體絕緣層。而且,形成有機薄膜電晶體絕緣層所使用的材料,稱為有機薄膜電晶體絕緣層材料。
於有機薄膜電晶體絕緣層材料,要求有絕緣性及成為薄膜時絕緣破壞強度佳之特性。而且,特別是下閘極型場效型有機薄膜電晶體,有機半導體層與閘極絕緣層重疊形成。因此,於有機薄膜電晶體絕緣層材料,要求用以形成與有機半導體層密合的界面之與有機半導體化合物的親和性、由該有機薄膜電晶體絕緣層材料形成的膜之有機半導體層側的表面為平坦。
作為回應如此的要求之技術,於專利文獻1,記載使用環氧樹脂及矽烷偶合劑的組合,作為有機薄膜電晶體絕緣層材料。於該技術中,係使在環氧樹脂之硬化反應時所生成的羥基與矽烷偶合劑反應。由於前述羥基會增高閘極絕緣層材料的吸濕性,恐會損害電晶體性能的安定性。
於非專利文獻1,記載使用聚乙烯基酚與三聚氰胺化合物熱交聯的樹脂作為閘極絕緣層。於該技術中,藉由三聚氰胺交聯,除去包含於聚乙烯基酚的羥基,同時提高膜強度。具有該閘極絕緣層的稠五苯(pentacene)TFT,遲滯現象小,對閘極偏壓應力顯示耐久性。
於非專利文獻2,記載使用共聚合聚乙烯基酚及乙烯基酚與甲基丙烯酸甲酯之共聚物作為閘極絕緣層。於該技術中,係使乙烯基酚的羥基與甲基丙烯酸甲酯的羰基相互作用,使膜整體的極性降低。具有該閘極絕緣層的稠五苯TFT,遲滯現象小,顯示安定的電特性。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2007-305950號公報 非專利文獻
非專利文獻1:Appl. Phys. Lett.89, 093507 (2006)非專利文獻2:Appl. Phys. Lett.92, 183306 (2008)
但是,考慮如有機電激發光元件(有機EL元件)之發光元件的實用化時,必須更提高有機電晶體的動作精度,且前述具有閘極絕緣層的有機薄膜電晶體,閾值電壓(threshold voltage;Vth)的絕對值及遲滯現象大。
本發明的目的,在於提供可製造閾值電壓的絕對值及遲滯現象小之有機薄膜電晶體絕緣層材料。
有鑑於上述之情事,進行各種檢討之結果,發現藉由使用具有可形成交聯構造之特定構造的有機薄膜電晶體絕緣層材料,形成閘極絕緣層,可使有機薄膜電晶體的閾值電壓(Vth)的絕對值及遲滯現象變小,因而完成本發明。
亦即,本發明提供包含高分子化合物(A)之有機薄膜電晶體絕緣層材料,該高分子化合物(A)含有具有環狀醚構造的重複單元及式(1)所示的重複單元 [式中,R5表示氫原子或甲基;Rbb表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;R表示可藉由酸脫離之有機基;R’表示氫原子或碳數1至20的一價有機基;該碳數1至20的一價有機基中的氫原子可經氟原子取代;b表示0或1的整數;n表示1至5的整數;於R為複數個的情況,該等R可為相同或相異;於R’為複數個的情況,該等R’可為相同或相異]。
於一態樣,前述具有環狀醚構造的重複單元為選自式(2) [式中,R1表示氫原子或甲基;R2至R4分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基;Raa表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;a表示0或1的整數]所示的重複單元以及式(3) [式中,R12表示氫原子或甲基;R13至R17分別獨立表示氫原子或碳數1至20的有機基;Rdd表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;d表示0或1的整數]所示的重複單元所成群之至少1種重複單元。
於一態樣,前述高分子化合物(A)更包含含有第1官能基的重複單元,該第1官能基為藉由電磁波或熱的作用可生成可與活性氫反應之第2官能基的官能基。
於一態樣,前述第1官能基為選自被保護劑(block agent)保護之異氰酸酯基及被保護劑保護之異硫氰酸酯基所成群中至少1種的基。
於一態樣,前述被保護劑保護之異氰酸酯基及被保護劑保護之異硫氰酸酯基為式(5) [式中,Xa表示氧原子或硫原子;R7及R8分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基]所示的基。
於一態樣,前述被保護劑保護之異氰酸酯基及被保護劑保護之異硫氰酸酯基為式(6) [式中,Xb表示氧原子或硫原子;R9至R11分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基]所示的基。
於一態樣,前述高分子化合物(A)復含有式(4)所示的重複單元 [式中,R6表示氫原子或甲基;Rf表示氟原子或可具有氟原子之碳數1至20的一價有機基;Rcc表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;c表示0或1的整數;m表示1至5的整數;於Rf為複數個的情況,該等Rf可為相同或相異;但是至少一個Rf為氟原子或具有氟原子之碳數1至20的一價有機基]。
於一態樣,前述高分子化合物(A)復含有式(8) [式中,X18表示氫原子或甲基;Ree表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;R19、R20及R”表示氫原子或碳數1至20的一價有機基;該碳數1至20的一價有機基中的氫原子可經氟原子取代;e表示0或1的整數;p表示1至5的整數]所示的重複單元。
而且,本發明提供有機薄膜電晶體絕緣層的形成方法,包括:將上述包含有機薄膜電晶體絕緣層材料的溶液塗佈於基材上,於該基材上形成塗佈層之步驟;以及對該塗佈層照射電磁波或電子線之步驟。
而且,本發明提供有機薄膜電晶體絕緣層的形成方法,包括:將上述包含有機薄膜電晶體絕緣層材料的溶液塗佈於基材上,於該基材上形成塗佈層之步驟;對該塗佈層照射電磁波或電子線之步驟;以及對該塗佈層施加熱之步驟。
於一態樣,前述電磁波為紫外線。
而且,本發明提供有機薄膜電晶體,包括:使用上述有機薄膜電晶體絕緣層材料所形成的有機薄膜電晶體絕緣層。
於一態樣,前述有機薄膜電晶體絕緣層為閘極絕緣層。
而且,本發明提供包含上述有機薄膜電晶體之顯示器用構件。
而且,本發明提供包含上述顯示器用構件之顯示器。
具有使用本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料所形成的有機薄膜電晶體絕緣層之有機薄膜電晶體,其閾值電壓(Vth)的絕對值及遲滯現象低。
於本說明書,所謂「高分子化合物」,係指分子中包含複數重複的相同構造單元之構造的化合物,也包含所謂2聚物。另一方面,所謂「低分子化合物」,係指分子中不具有重複的相同構造單元。
本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,包含高分子化合物(A),該高分子化合物(A)含有具有環狀醚構造的重複單元及具有可藉由酸脫離的有機基之式(1)所示的重複單元。
環狀醚構造,在酸存在的環境下進行陽離子聚合。因此,高分子化合物(A)可形成交聯構造。並且,例如於使用光酸產生劑及光陽離子聚合起始劑等的情況,環狀醚構造的陽離子聚合,其感光性變佳。結果,於使用光酸產生劑及光陽離子聚合起始劑等的情況,有機薄膜電晶體絕緣層的交聯密度變得特別高。
於絕緣層內部形成交聯構造時,分子構造的移動受到抑制,而使絕緣層的極化受到抑制。當絕緣層的極化受到抑制時,例如在用作為閘極絕緣層的情況,有機薄膜電晶體的遲滯現象降低,動作精度提高。
式(1)中,R5表示氫原子或甲基。於一態樣,R5為甲基。
式(1)中,Rbb表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分。連結部分只要是具有在本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料交聯環境條件下不顯示反應性的構造之二價基即可。於連結部分的具體例,例如碳數1至20的二價有機基所構成的鍵結、醚鍵結(-O-)、酮鍵結(-CO-)、酯鍵結(-COO-、-OCO-)、醯胺鍵結(-NHCO-、-CONH--)、胺酯鍵結(-NHCOO-、-OCONH-)及組合該等鍵結的鍵結等。該連結部分中的氫原子可被氟原子取代。b表示0或1的整數。於一態樣,b為0。
Rbb所示的碳數1至20的二價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。作為該碳數1至20的二價有機基,例如碳數1至20的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳數3至20的二價分支狀脂肪族烴基、碳數3至20的二價環狀脂肪族烴基及可被烷基等取代之碳數6至20的二價芳香族烴基。其中,較佳為碳數1至6的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳數3至6的二價分支狀脂肪族烴基、碳數3至6的二價環狀脂肪族烴基及可經烷基等取代之碳數6至20的二價芳香族烴基。
作為二價環狀脂肪族烴基、二價分支狀脂肪族烴基及二價環狀脂肪族烴基的具體例,例如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸異丙基、伸異丁基、二甲基伸丙基、伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基及伸環己基。
作為碳數6至20的二價芳香族烴基的具體例,例如伸苯基、伸萘基、伸蒽基、二甲基伸苯基、三甲基伸苯基、伸乙基伸苯基、二伸乙基伸苯基、三伸乙基伸苯基、伸丙基伸苯基、伸丁基伸苯基、甲基伸萘基、二甲基伸萘基、三甲基伸萘基、乙烯基(vinyl)伸萘基、乙烯基(ethenyl)伸萘基、甲基伸蒽基及乙基伸蒽基。
式(1)中,R’表示氫原子或碳數1至20的一價有機基。碳數1至20的一價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為飽和,亦可為不飽和。該碳數1至20的一價有機基中的氫原子可經氟原子取代。
作為R’所示的碳數1至20的一價有機基,例如碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基、碳數3至20的環狀烴基及碳數6至20的芳香族烴基,較佳例如為碳數1至6的直鏈狀烴基、碳數3至6的分支狀烴基、碳數3至6的環狀烴基及碳數6至20的芳香族烴基。
包含於碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基及碳數3至20的環狀烴基的氫原子可經氟原子取代。
碳數6至20的芳香族烴基,基中的氫原子可經烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等取代。
作為碳數1至20的一價有機基的具體例,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、異丁基、第三丁基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環戊炔基、環己炔基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、萘基、蒽基、甲苯基、二甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、三乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、甲基萘基、二甲基萘基、三甲基萘基、乙烯基(vinyl)萘基、乙烯基(ethenyl)萘基、甲基蒽基、乙基蒽基、氯苯基及溴苯基。
作為碳數1至20的一價有機基,較佳為烷基。
式(1)中,R表示可藉由酸脫離之有機基。可藉由酸脫離之有機基,較佳為藉由酸的作用脫離而生成酚性羥基之有機基。酚性羥基可與環狀醚構造反應,形成交聯構造。而且,酚性羥基係藉由鏈轉移,使陽離子聚合停止,有使陽離子聚合的速度降低的情況,可抑制在酸的存在下過度進行之環狀醚構造的陽離子聚合。
作為可藉由酸脫離之有機基,例如可經取代之碳數2至20之烷氧基烷基、金剛烷基等的具有碳數3至20的環狀烴構造之基、三級烷基、四氫呋喃基、四氫吡喃基(tetrahydropyranyl)及4-甲氧基四氫吡喃基。
作為碳數2至20之烷氧基烷基可具有之取代基,例如碳數1至20的烷氧基、碳數1至20的烷基、碳數6至20的芳香族烴基及鹵原子。作為可經取代之碳數2至20之烷氧基烷基,例如甲氧基甲基、甲氧基乙氧基甲基、1-乙氧基乙基、2-乙氧基乙基、雙(2-氯乙氧基)甲基、1-甲基-1-甲氧基乙基及1-異丙氧基乙基。
作為三級烷基,例如第三丁基。
作為具有碳數3至20的環狀烴構造之基,例如環丙基甲基、環己基、1-羥基金剛烷基。
式(1)中,n表示1至5的整數。於一態樣,n為1。
作為該具有環狀醚構造的重複單元,較佳為選自式(2)所示的重複單元及式(3)所示的重複單元所成群的至少1種重複單元。
於一較佳態樣,高分子化合物(A)含有式(2)所示的重複單元及式(3)所示的重複單元兩者。此係由於可促進環狀醚聚合之開始及進行。
式(2)中,R1表示氫原子或甲基。於一態樣,R1為甲基。
式(2)中,R2至R4分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基。該一價有機基中的氫原子可經氟原子取代。碳數1至20的一價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為飽和,亦可為不飽和。
作為碳數1至20的一價有機基,例如碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基、碳數3至20的環狀烴基及碳數6至20的芳香族烴基,較佳例如為碳數1至6的直鏈狀烴基、碳數3至6的分支狀烴基、碳數3至6的環狀烴基及碳數6至20的芳香族烴基。
包含於碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基及碳數3至20的環狀烴基的氫原子可經氟原子取代。
碳數6至20的芳香族烴基,基中的氫原子可經烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等取代。
作為R2至R4所示的碳數1至20的一價有機基,例如與前述R’所示的碳數1至20的一價有機基之具體例相同的基。
作為R2至R4所示的碳數1至20的一價有機基,較佳為烷基。
式(2)中,Raa表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分。連結部分只要是具有在本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料交聯環境條件下不顯示反應性的構造之二價基即可。於連結部分的具體例,例如碳數1至20的二價有機基所構成的鍵結、醚鍵結(-O-)、酮鍵結(-CO-)、酯鍵結(-COO-、-OCO-)、醯胺鍵結(-NHCO-、-CONH--)、胺酯鍵結(-NHCOO-、-OCONH-)及組合該等鍵結的鍵結等。
a表示0或1的整數。於一態樣,a為1。
Raa所示的碳數1至20的二價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。作為該碳數1至20的二價有機基,例如碳數1至20的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳數3至20的二價分支狀脂肪族烴基、碳數3至20的二價環狀脂肪族烴基及可被烷基等取代之碳數6至20的二價芳香族烴基。其中,較佳為碳數1至6的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳數3至6的二價分支狀脂肪族烴基、碳數3至6的二價環狀脂肪族烴基、可被烷基等取代之碳數6至20的二價芳香族烴基。
作為Raa所示的碳數1至20的二價有機基的具體例,例如與前述Rbb所示的碳數1至20的二價有機基的具體例相同的基。
式(3)中,R12表示氫原子或甲基。於一態樣,R12為甲基。
式(3)中,R13至R17分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基。該一價有機基中的氫原子可經氟原子取代。碳數1至20的一價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為飽和,亦可為不飽和。
作為碳數1至20的一價有機基,例如碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基、碳數3至20的環狀烴基、碳數6至20的芳香族烴基,較佳例如為碳數1至6的直鏈狀烴基、碳數3至6的分支狀烴基、碳數3至6的環狀烴基、碳數6至20的芳香族烴基。
包含於碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基、碳數3至20的環狀烴基的氫原子可經氟原子取代。
碳數6至20的芳香族烴基,基中的氫原子可經烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等取代。
R13至R17所示的碳數1至20的一價有機基之具體例,例如與前述R’所示的碳數1至20的一價有機基之具體例相同的基。
作為R13至R17所示的碳數1至20的一價有機基,較佳為烷基。
式(3)中,Rdd表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分。連結部分只要是具有在本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料交聯環境條件下不顯示反應性的構造之二價基即可。於連結部分的具體例,例如碳數1至20的二價有機基所構成的鍵結、醚鍵結(-O-)、酮鍵結(-CO-)、酯鍵結(-COO-、-OCO-)、醯胺鍵結(-NHCO-、-CONH--)、胺酯鍵結(-NHCOO-、-OCONH-)及組合該等鍵結的鍵結等。d表示0或1的整數。於一態樣,d為1。
Rdd所示的碳數1至20的二價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。作為該碳數1至20的二價有機基,例如碳數1至20的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳數3至20的二價分支狀脂肪族烴基、碳數3至20的二價環狀脂肪族烴基、可被烷基等取代之碳數6至20的二價芳香族烴基。其中,較佳為碳數1至6的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳數3至6的二價分支狀脂肪族烴基、碳數3至6的二價環狀脂肪族烴基、可被烷基等取代之碳數6至20的二價芳香族烴基。
作為Rdd所示的碳數1至20的二價有機基的具體例,例如與前述Rbb所示的碳數1至20的二價有機基的具體例相同的基。
本發明的高分子化合物(A)的一態樣,除式(1)所示的重複單元及式(2)所示的重複單元或式(3)所示的重複單元外,復包含選自含有包含氟原子的基之重複單元,含有第1官能基的重複單元,該第1官能基為藉由電磁波或熱的作用可生成可與活性氫反應之第2官能基的官能基之重複單元以及藉由電磁波或熱的作用產生安定化的自由基之重複單元所成群的至少1種重複單元。於本說明書,所謂「活性氫」,係指結合於氧原子、硫原子或氮原子之氫原子。
前述第1官能基不與活性氫反應。但是,對該第1官能基照射電磁波或熱作用時,生成第2官能基,該第2官能基係與活性氫反應。亦即,前述第1官能基藉由電磁波或熱的作用而去保護,生成與活性氫反應之第2官能基。第2官能基,與有機薄膜電晶體絕緣層材料所含有的含有活性氫之基反應,藉由與含有活性氫之基結合,於絕緣層內部,可形成交聯構造。而且,上述含有活性氫之基,藉由與第2官能基反應,減少含於絕緣層的活性氫的量,抑制絕緣層的極化。
作為有機薄膜電晶體絕緣層材料所含有的含有活性氫之基,例如在酸存在下,環狀醚構造聚合時生成的羥基以及由式(1)所示的重複單元藉由酸的作用有機基脫離而生成的羥基等。
於有機薄膜電晶體絕緣層材料,可復含有選自含有2個以上活性氫之低分子化合物之活性氫化合物及含有2個以上活性氫之高分子化合物之活性氫化合物所成群的至少1種活性氫化合物。於本說明書,所謂「活性氫化合物」,係指具有1個以上活性氫之化合物。
安定化的自由基,可藉由自由基偶合而形成碳碳鍵結。因此,於含有產生安定化的自由基之基的重複單元包含於高分子化合物(A)的情況,於絕緣層內部可形成交聯構造。而且,安定化的自由基可引發具有雙鍵的化合物之自由基聚合。因此,於有機薄膜電晶體絕緣層材料包含具有雙鍵的化合物的情況,於絕緣層內部可形成交聯構造。此時,自由基反應與環狀醚的聚合反應平行進行,可有效地提高有機薄膜電晶體絕緣層的交聯密度。
此處,所謂活性氫,係指結合於如氧原子、氮原子及硫原子之碳原子以外的原子之氫原子。
含有包含氟原子的基之重複單元,較佳為式(4)所示的重複單元。式(4)中,R6表示氫原子或甲基。於一態樣,R6為甲基。
式(4)中,Rcc表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分。連結部分只要是具有在本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料交聯環境條件下不顯示反應性的構造之二價基即可。於連結部分的具體例,例如碳數1至20的二價有機基所構成的鍵結、醚鍵結(-O-)、酮鍵結(-CO-)、酯鍵結(-COO-、-OCO-)、醯胺鍵結(-NHCO-、-CONH--)、胺酯鍵結(-NHCOO-、-OCONH-)及組合該等鍵結的鍵結等。
Rcc所示的碳數1至20的二價有機基之具體例,例如與前述Rbb所示的碳數1至20的二價有機基之具體例相同的基。
c表示0或1的整數。於一態樣,c為0。
式(4)中,Rf表示氟原子或可具有氟原子之碳數1至20的一價有機基。於一態樣,Rf為氟原子。
於導入氟至有機薄膜電晶體絕緣層材料的情況,所形成的絕緣層之整體極性低,即使施加電壓,容易極化的成分變少,抑制絕緣層的極化。
氟原子,不是取代高分子化合物主鏈的氫原子,而較佳是取代側鏈或側基(懸垂基;pendant)的氫原子。氟原子取代至側鏈或側基時,對如有機半導體之其他有機材料的親和性低,於包含該有機材料的層之形成,有機材料連接至絕緣層的露出面,變得容易形成層。
但是,於導入氟至有機薄膜電晶體絕緣層材料的情況,有機薄膜電晶體的特性有受到不良影響的情況或有得不到特性提高的情況。由於有機薄膜電晶體的特性,也依存於半導體等有機薄膜電晶體絕緣層以外的構成構件的種類及特性而變化。於即使導入氟至有機薄膜電晶體絕緣層材料,有機薄膜電晶體的特性不提高的情況,則無需將氟導入至有機薄膜電晶體絕緣層材料。而且,於導入氟至有機薄膜電晶體絕緣層材料的情況,於導入氟至有機薄膜電晶體絕緣層材料而使有機薄膜電晶體的特性降低的情況,不將氟導入至有機薄膜電晶體絕緣層材料較佳。
m表示1至5的整數。於一態樣,m為5。
Rf所示的碳數1至20的一價有機基,可具有氟原子,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為飽和,可為不飽和。
作為碳數1至20的一價有機基,例如碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基、碳數3至20的環狀烴基、碳數6至20的芳香族烴基,較佳例如為碳數1至6的直鏈狀烴基、碳數3至6的分支狀烴基、碳數3至6的環狀烴基、碳數6至20的芳香族烴基。
碳數6至20的芳香族烴基,基中的氫原子可經烷基、氯原子、溴原子、碘原子等取代。
於Rf為不具有氟原子的碳數1至20的一價有機基的情況,作為不具有氟原子的碳數1至20的一價有機基的具體例,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、異丁基、第三丁基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環戊炔基、環己炔基、苯基、萘基、蒽基、甲苯基、二甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、三乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、甲基萘基、二甲基萘基、三甲基萘基、乙烯基(vinyl)萘基、乙烯基(ethenyl)萘基、甲基蒽基、乙基蒽基、氯苯基及溴苯基。
該等基中,較佳為烷基。
於Rf為具有氟原子的碳數1至20的一價有機基的情況,作為具有氟原子的碳數1至20的一價有機基的具體例,例如三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、2-(全氟丁基)乙基、五氟苯基及三氟甲基苯基。
作為Rf所示的可具有氟原子的碳數1至20的一價有機基,被氟取代之烷基較佳。
式(4)中,至少一個Rf為氟原子或具有氟原子之碳數1至20的一價有機基。較佳b為5,5個Rf為氟原子或具有氟原子之碳數1至20的一價有機基。
於有機薄膜電晶體絕緣層的形成步驟,前述第2官能基,直到施以電磁波或熱前皆受到保護(block),以前述第1官能基的形態存在於有機薄膜電晶體絕緣層材料中。結果,提高有機薄膜電晶體絕緣層材料的儲存安定性。
作為前述第1官能基的較佳例,例如被保護劑保護之異氰酸酯基及被保護劑保護之異硫氰酸酯基。
前述被保護劑保護之異氰酸酯基或前述被保護劑保護之異硫氰酸酯基,可藉由1分子中只具有1個可與異氰酸酯基或異硫氰酸酯基反應的活性氫之保護劑與異氰酸酯基或異硫氰酸酯基反應而製造。
前述保護劑,較佳為與異氰酸酯基或異硫氰酸酯基反應後,在170℃以下的溫度解離者。作為保護劑,例如醇系化合物、酚系化合物、活性亞甲基系化合物、硫醇系化合物、醯胺系化合物、醯亞胺系化合物、咪唑系化合物、尿素系化合物、肟(oxime)系化合物、胺系化合物、亞胺系化合物、重亞硫酸鹽、吡啶系化合物及吡唑(pyrazole)系化合物。保護劑,可單獨1種使用,亦可混合2種以上使用。作為較佳的保護劑,例如肟(oxime)系化合物及吡唑(pyrazole)系化合物。
以下,列舉具體的保護劑。作為醇系化合物,例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、甲基賽璐蘇(methylcellosolve)、丁基賽璐蘇、甲基卡必醇(methylcarbitol)、苯甲醇、環己醇。作為酚系化合物,例如酚、甲酚、乙基酚、丁基酚、壬基酚、二壬基酚、苯乙烯化酚、羥基安息香酸酯。作為活性亞甲基系化合物,例如丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙醯基丙酮。作為硫醇系化合物,例如丁基硫醇、十二烷基硫醇。作為醯胺系化合物,例如乙醯胺苯(acetanilide)、乙醯胺、ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺。作為醯亞胺系化合物,例如琥珀醯亞胺、順丁烯醯亞胺。作為咪唑系化合物,例如咪唑、2-甲基咪唑。作為尿素系化合物,例如尿素、硫脲、乙烯尿素。作為肟(oxime)系化合物,例如甲醛肟(formaldoxime)、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、環己酮肟。作為胺系化合物,例如二苯基胺、苯胺、咔唑。作為亞胺系化合物,例如乙烯亞胺(ethyleneimine)、聚乙亞胺。作為重亞硫酸鹽(bisulfite),例如重亞硫酸鈉。作為吡啶系化合物,2-羥基吡啶、2-羥基喹啉。作為吡唑系化合物,例如3,5-二甲基吡唑、3,5-二乙基吡唑。
作為本發明可使用之被保護劑保護之異氰酸酯基或被保護劑保護之異硫氰酸酯基,較佳為前述式(5)所示的基或前述式(6)所示的基。
式(5)及式(6)中,Xa表示氧原子或硫原子,Xb表示氧原子或硫原子,R7至R11分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基。
R7至R11所示的碳數1至20的一價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為飽和,可為不飽和。
作為碳數1至20的一價有機基,例如碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基、碳數3至20的環狀烴基、碳數6至20的芳香族烴基,較佳例如為碳數1至6的直鏈狀烴基、碳數3至6的分支狀烴基、碳數3至6的環狀烴基、碳數6至20的芳香族烴基。
包含於碳數1至20的直鏈狀烴基、碳數3至20的分支狀烴基及碳數3至20的環狀烴基的氫原子可經氟原子取代。
碳數6至20的芳香族烴基,基中的氫原子可經烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等取代。
作為R7至R11所示的碳數1至20的一價有機基的具體例,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、異丁基、第三丁基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環戊炔基、環己炔基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、萘基、蒽基、甲苯基、二甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、三乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、甲基萘基、二甲基萘基、三甲基萘基、乙烯基(vinyl)萘基、乙烯基(ethenyl)萘基、甲基蒽基、乙基蒽基、氯苯基及溴苯基。
作為R7至R11所示的碳數1至20的一價有機基,較佳為烷基。
於一態樣,R7至R11為氫原子。
作為被保護劑保護之異氰酸酯基,例如O-(亞甲基胺基)羧基胺基(O-(methylidyneamino)carboxylamino)、O-(1-亞乙基胺基)羧基胺基、O-(1-甲基亞乙基胺基)羧基胺基、O-[1-甲基亞丙基胺基]羧基胺基、(N-3,5-二甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3-乙基-5-甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3,5-二乙基吡唑基羰基)胺基、(N-3-丙基-5-甲基吡唑基羰基)胺基及(N-3-乙基-5-丙基吡唑基羰基)胺基。
作為被保護劑保護之異硫氰酸酯基,例如O-(亞甲基胺基)硫羧基胺(O-(methylidyneamino)thiocarboxyamino)基、O-(1-亞乙基胺基)硫羧基胺基、O-(1-甲基亞乙基胺基)硫羧基胺基、O-[1-甲基亞丙基胺基]硫羧基胺基、(N-3,5-二甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3-乙基-5-甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3,5-二乙基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3-丙基-5-甲基吡唑基硫羰基)胺基及(N-3-乙基-5-丙基吡唑基硫羰基)胺基。
作為第1官能基,較佳為被保護劑保護之異氰酸酯基。
作為安定化的自由基,例如苯甲基自由基(Ph-CH2‧)等。作為吸收能量產生苯甲基自由基的官能基,例如苯甲基二乙基二硫胺甲酸鹽(Ph-CH2-SCSNEt2)及氯化苯甲基(Ph-CH2-Cl)等。
其中,苯甲基二乙基二硫胺甲酸鹽,照射紫外線或施加熱,可生成苯甲基自由基,所以較佳。因此,具有藉由電磁波或熱的作用產生安定化的自由基之基的重複單元,較佳為式(8)所示的重複單元。
式(8)中,R18表示氫原子或甲基。於一態樣,R18為氫原子。
式(8)中,R19、R20及R”表示氫原子或碳數1至20的一價有機基。碳數1至20的一價有機基,可為直鏈、分支、環狀的任一者,可為飽和,可為不飽和。該碳數1至20的一價有機基中的氫原子可經氟原子取代。
作為R19、R20及R”所示的碳數1至20的一價有機基的具體例,例如與前述R’所示的碳數1至20的一價有機基的具體例相同的基。
式(8)中,Ree表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分。連結部分只要是具有在本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料交聯環境條件下不顯示反應性的構造之二價基即可。於連結部分的具體例,例如碳數1至20的二價有機基所構成的鍵結、醚鍵結(-O-)、酮鍵結(-CO-)、酯鍵結(-COO-、-OCO-)、醯胺鍵結(-NHCO-、-CONH-)、胺酯鍵結(-NHCOO-、-OCONH-)及組合該等鍵結的鍵結等。
Ree所示的碳數1至20的二價有機基之具體例,例如與前述Rbb所示的碳數1至20的二價有機基之具體例相同的基。
e表示0或1的整數。於一態樣,e為0。
式(8)中,p表示1至5的整數。於一態樣,p為1。
高分子化合物(A),例如藉由包含前述式(1)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體、前述式(2)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體或前述式(3)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體、前述式(4)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體、含有第1官能基之聚合性單體的聚合性單體或前述式(8)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體的混合物,可使用光聚合起始劑或熱聚合起始劑,使其共聚合而製造。
作為前述式(1)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體,例如4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯、4-(甲氧基乙氧基)苯乙烯、4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯、4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯、4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯及4-(環己氧基)苯乙烯。
作為前述式(2)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體,例如丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2-縮水甘油基乙酯及甲基丙烯酸2-縮水甘油基乙酯。
作為前述式(3)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體,例如3-丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷(oxetane)及3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷。
作為前述式(4)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體,例如2-三氟甲基苯乙烯、3-三氟甲基苯乙烯、4-三氟甲基苯乙烯、2,3,4,5,6-五氟苯乙烯及4-氟苯乙烯。
作為前述含有第1官能基之聚合性單體,例如具有被保護劑保護之異氰酸酯基或被保護劑保護之異硫氰酸酯基及不飽和鍵結之單體。該具有被保護劑保護之異氰酸酯基或被保護劑保護之異硫氰酸酯基及不飽和鍵結之單體,可藉由使具有異氰酸酯基或異硫氰酸酯基以及不飽和鍵結之化合物,與保護劑反應製造。作為不飽和鍵結,較佳為雙鍵。
作為具有雙鍵以及異氰酸酯基之化合物,例如2-丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯及2-(2’-甲基丙烯醯氧基乙基)氧乙基異氰酸酯。作為具有雙鍵以及異硫氰酸酯基之化合物,例如2-丙烯醯氧基乙基異硫氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基異硫氰酸酯及2-(2’-甲基丙烯醯氧基乙基)氧乙基異硫氰酸酯。
於前述含有第1官能基之聚合性單體的製造,適合使用前述保護劑。使具有被保護劑保護之異氰酸酯基或被保護劑保護之異硫氰酸酯基及不飽和鍵結之化合物與保護劑反應,製造具有被保護劑保護之異氰酸酯基或被保護劑保護之異硫氰酸酯基及不飽和鍵結之單體的製造,依據需要,可添加有機溶劑、觸媒等。
作為前述分子內具有被保護劑保護之異氰酸酯基及雙鍵之單體,例如甲基丙烯酸2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基]乙酯及甲基丙烯酸2-[N-[1’,3’-二甲基吡唑基]羰基胺基]乙酯。
作為前述分子內具有被保護劑保護之異硫氰酸酯基及雙鍵之單體,例如甲基丙烯酸2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]硫羧基胺基]乙酯及、甲基丙烯酸2-[N-[1’,3’-二甲基吡唑基]硫羰基胺基]乙酯。
作為前述式(8)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體,例如3-(N,N-二乙基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯及4-(N,N-二乙基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯。
作為前述光聚合起始劑,例如乙醯苯(acetophenone)、2,2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯、2,2-二乙氧基乙醯苯、4-異丙基-2-羥基-2-甲基丙醯苯、2-羥基-2-甲基丙醯苯、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯基酮、二苯基酮、(鄰-苯甲醯基)苯甲酸甲酯、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰-乙氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰-苯甲醯基)肟、安息香(benzoin)、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚、安息香辛基醚、二苯基乙二酮(benzil)、苯甲基二甲基縮酮(benzyl dimethyl ketal)、苯甲基二乙基縮酮、雙乙醯等羰基化合物、甲基蒽醌、氯蒽醌、氯硫雜蒽酮(thioxanthone)、2-甲基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮等的蒽醌衍生物或硫雜蒽酮衍生物、二硫化二苯(diphenyl disulfide)、二硫胺甲酸酯(dithiocarbamate)等的硫化合物。
於使用光能作為引發共聚合的能量之情況,照射聚合性單體的光波長為360 nm以上,較佳為360至450 nm。
作為前述熱聚合起始劑,只要是可以成為自由基聚合的起始劑者即可,例如2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙異戊腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮雙(4-氰戊酸)、1,1’-偶氮雙(環己腈)(1,1’-azobis(cyclohexanecarbonitrile))、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙烷)、2,2’-偶氮雙(2-甲基二乙酮脒)(2,2’-azobis(2-methylpropione amidine))二鹽酸鹽的偶氮系化合物、過氧化甲基乙基酮、過氧化甲基異丁基酮、過氧化環己酮、過氧化丙酮乙醯等過氧化酮類、過氧化異丁基、過氧化苯甲醯基、過氧化2,4-二氯苯甲醯基、過氧化鄰-甲基苯甲醯基、過氧化月桂基、過氧化對-氯苯甲醯基等過氧化二醯基類、過氧化2,4,4-三甲基戊基-2-氫、過氧化二異丙基苯、氫過氧化異丙苯(cumene hydroperoxide)、過氧化第三丁基等氫過氧化物類、過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)、過氧化第三丁基異丙苯、過氧化二第三丁基、三(過氧化第三丁基)三嗪(triazine)等過氧化二烷基類、過氧化1,1-二第三丁基環己烷、2,2-二(過氧化第三丁基)丁烷等過氧化縮酮類、過氧化新戊酸第三丁酯(tert-butyl pivalate)、過氧化2-乙基己酸第三丁酯、過氧化異丁酸第三丁酯、過氧化六氫酞酸二第三丁酯、過氧化壬二酸二第三丁酯、過氧化3,5,5-三甲基己酸第三丁酯、過氧化乙酸第三丁酯、過氧化苯甲酸第三丁酯、過氧化己二酸二第三丁酯等烷基過酸酯類、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二第二丁酯、過氧化異丙基碳酸第三丁酯等過碳酸酯類。
而且,高分子化合物(A),除使用式(9) [式中,R”、R18、Ree、e及p係與前述意義相同,X為鹵原子。]所示的構造之聚合性單體取代前述式(8)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體外,與前述同樣地,進行單體混合物的共聚合,然後使其與N,N-二烷基硫胺甲酸金屬鹽反應的方法而可製造。
作為具有活性氫的聚合性單體,例如丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基丁酯、丙烯酸4-羥基苯酯、丙烯酸2-羥基苯基乙酯、2-胺基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基苯酯、甲基丙烯酸2-羥基苯基乙酯、4-胺基苯乙烯、4-烯丙基苯胺、4-胺基苯基乙烯基醚、4-(N-苯基胺基)苯基烯丙基醚、4-(N-甲基胺基)苯基烯丙基醚、4-胺基苯基烯丙基醚、烯丙基胺、2-胺基乙基丙烯酸酯、4-羥基苯乙烯及4-羥基烯丙基苯。
高分子化合物(A),亦可藉由於聚合性單體混合物中添加前述式(1)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體、前述式(2)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體、前述式(3)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體、前述式(4)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體、含有第1官能基之聚合性單體、前述式(8)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體以外的其他可聚合的單體而製造。
作為該其他可聚合的單體,例如丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、乙酸乙烯酯及其衍生物、甲基丙烯腈及其衍生物、丙烯腈及其衍生物、有機羧酸的乙烯酯及其衍生物、有機羧酸的烯丙酯及其衍生物、反丁烯二酸的二烷酯及其衍生物、順丁烯二酸(maleic acid)的二烷酯及其衍生物、伊康酸(itaconic acid)的二烷酯及其衍生物、有機羧酸的N-乙烯醯胺衍生物、末端不飽和烴及其衍生物等、含有不飽和烴基之有機鍺衍生物。
該其他可聚合的單體之種類,依據絕緣層所要求之特性適當選擇。從對溶劑的耐久性佳、有機薄膜電晶體的遲滯現象小的觀點,選擇如苯乙烯、苯乙烯衍生物之包含該等化合物的膜,形成分子密度高、硬膜之單體。而且,從對閘極電極、基板表面等的絕緣層之鄰接面的密合性的觀點,選擇如甲基丙烯酸酯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物之賦予高分子化合物(A)可塑性的單體。
作為丙烯酸酯及其衍生物,可使用單官能基的丙烯酸酯、使用量受限制時亦可使用多官能基之丙烯酸酯。作為丙烯酸酯及其衍生物,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第二丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異莰酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基丁酯、丙烯酸2-羥基苯基乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇(pentaerythritol)五丙烯酸酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯、丙烯酸3-全氟丁基-2-羥基丙酯、丙烯酸2-(全氟己基)乙酯、丙烯酸3-全氟己基-2-羥基丙酯、丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯、丙烯酸3-全氟辛基-2-羥基丙酯、丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯、丙烯酸2-(全氟3-甲基丁基)乙酯、丙烯酸3-(全氟3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、丙烯酸2-(全氟5-甲基己基)乙酯、丙烯酸2-(全氟3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、丙烯酸3-(全氟5-甲基己基)-2-羥基丙酯、丙烯酸2-(全氟7-甲基辛基)乙酯、丙烯酸3-(全氟7-甲基辛基)-2-羥基丙酯、丙烯酸1H,1H,3H-四氟丙酯、丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯、丙烯酸1H,1H,7H-十二氟丁酯、丙烯酸1H,1H,9H-十六氟壬酯、丙烯酸1H-1-(三氟甲基)三氟乙酯、丙烯酸1H,1H,3H-六氟丁酯、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺及N-丙烯醯基嗎啉(morpholine)。
作為甲基丙烯酸酯及其衍生物,可使用單官能基的甲基丙烯酸酯,使用量受限制時亦可使用多官能基之甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丁酯、甲基丙烯酸2-羥基苯基乙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新戊四醇(pentaerythritol)五甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯、甲基丙烯酸3-全氟丁基-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯、甲基丙烯酸3-全氟己基-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯、甲基丙烯酸3-全氟辛基-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯、甲基丙烯酸2-(全氟3-甲基丁基)乙酯、甲基丙烯酸3-(全氟3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟5-甲基己基)乙酯、甲基丙烯酸2-(全氟3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-(全氟5-甲基己基)-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟7-甲基辛基)乙酯、甲基丙烯酸3-(全氟7-甲基辛基)-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸1H,1H,3H-四氟丙酯、甲基丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯、甲基丙烯酸1H,1H,7H-十二氟丁酯、甲基丙烯酸1H,1H,9H-十六氟壬酯、甲基丙烯酸1H-1-(三氟甲基)三氟乙酯、甲基丙烯酸1H,1H,3H-六氟丁酯、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基甲基丙烯醯胺及N-甲基丙烯醯基嗎啉(morpholine)。
作為苯乙烯及其衍生物,例如苯乙烯、2,4-二甲基-α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、2,6-二甲基苯乙烯、3,4-二甲基苯乙烯、3,5-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、2,4,5-三甲基苯乙烯、五甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、間乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、鄰氯苯乙烯、間氯苯乙烯、對氯苯乙烯、鄰溴苯乙烯、間溴苯乙烯、對溴苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、間甲氧基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、鄰羥基苯乙烯、間羥基苯乙烯、對羥基苯乙烯、2-乙烯基聯苯、3-乙烯基聯苯、4-乙烯基聯苯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、4-乙烯基-對聯三苯、1-乙烯基蒽、α-甲基苯乙烯、鄰異丙烯基甲苯、間異丙烯基甲苯、對異丙烯基甲苯、2,4-二甲基-α-甲基苯乙烯、2,3-二甲基-α-甲基苯乙烯、3,5-二甲基-α-甲基苯乙烯、對異丙基-α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-氯苯乙烯、二乙烯基苯、二乙烯基聯苯、二異丙基苯及4-胺基苯乙烯。
作為有機羧酸的乙烯酯及其衍生物,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯及己二酸二乙烯酯。
作為有機羧酸的烯丙酯及其衍生物,例如乙酸烯丙酯、安息香酸烯丙酯、己二酸二烯丙酯、對苯二甲酸二烯丙酯、間苯二甲酸二烯丙酯及鄰苯二甲酸二烯丙酯。
作為反丁烯二酸的二烷酯及其衍生物,例如反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二異丙酯、反丁烯二酸二第二丁酯、反丁烯二酸二異丁酯、反丁烯二酸二正丁酯、反丁烯二酸二2-乙基己酯及反丁烯二酸二苯甲酯。
作為順丁烯二酸的二烷酯及其衍生物,例如順丁烯二酸二甲酯、順丁烯二酸二乙酯、順丁烯二酸二異丙酯、順丁烯二酸二第二丁酯、順丁烯二酸二異丁酯、順丁烯二酸二正丁酯、順丁烯二酸二2-乙基己酯及順丁烯二酸二苯甲酯。
作為伊康酸的二烷酯及其衍生物,例如伊康酸二甲酯、伊康酸二乙酯、伊康酸二異丙酯、伊康酸二第二丁酯、伊康酸二異丁酯、伊康酸二正丁酯、伊康酸二2-乙基己酯及伊康酸二苯甲酯。
作為有機羧酸的N-乙烯醯胺衍生物,例如N-甲基-N-乙烯基乙醯胺。
作為末端不飽和烴及其衍生物,例如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、乙烯基環己烷、氯化乙烯、烯丙醇。
作為含有不飽和烴基之有機鍺衍合物,例如烯丙基三甲基鍺、烯丙基三乙基鍺、烯丙基三丁基鍺、三甲基乙烯基鍺及三乙基乙烯基鍺。
該等之中,較佳為丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸烷酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、烯丙基三甲基鍺。使用該等者時,所得之有機薄膜電晶體絕緣層的特性得到提高。
例如,使用腈類作為該其他可聚合的單體時,於有機薄膜電晶體絕緣層的內部,導入氰基,提高絕緣層的耐溶劑性及強韌性等。而且,於該情況,也提高絕緣層的介電率。
合成高分子化合物(A)時,具有環狀醚構造的重複單元的原料所成的聚合性單體的添加莫耳量,在參與聚合之全部聚合性單體中,較佳為5莫耳%以上50莫耳%以下,更佳為20莫耳%以上40莫耳%以下。上述單體的添加莫耳量未達5莫耳%時,於絕緣層內部,有產生不充分形成交聯構造的可能性。上述單體的添加莫耳量超過50莫耳%時,絕緣層的電特性會降低。
合成高分子化合物(A)時,式(1)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體的添加莫耳量,在參與聚合之全部聚合性單體中,較佳為5莫耳%以上70莫耳%以下,更佳為10莫耳%以上60莫耳%以下。上述單體的添加莫耳量未達5莫耳%時,於絕緣層內部,有產生不充分形成交聯構造的可能性。上述單體的添加莫耳量超過70莫耳%時,對電晶體特性會有不良影響。
於高分子化合物(A)含有式(4)所示的重複單元的情況,式(4)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體的添加莫耳量,在參與聚合之全部聚合性單體中,較佳為50莫耳%以下,更佳為40莫耳%以下。式(4)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體的添加莫耳量超過50莫耳%時,可能無法充分形成交聯構造。
於高分子化合物(A)包含含有第1官能基的重複單元的情況,含有第1官能基的聚合性單體的添加莫耳量,在參與聚合之全部聚合性單體中,較佳為50莫耳%以下,更佳為3莫耳%以上30莫耳%以下。含有第1官能基的聚合性單體的添加莫耳量超過50莫耳%時,對電晶體特性會有不良影響。
於高分子化合物(A)含有式(8)所示的重複單元的情況,式(8)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體的添加莫耳量,在參與聚合之全部聚合性單體中,較佳為30莫耳%以下,更佳為1至10莫耳%。式(8)所示的重複單元的原料所成的聚合性單體的添加莫耳量超過30莫耳%時,對電晶體特性會有不良影響。
高分子化合物(A),其換算聚苯乙烯的重量平均分子量為3000至1000000較佳,5000至500000更佳。高分子化合物(A),可為直鏈狀,可為分支狀,可為環狀。
作為高分子化合物(A),例如聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷(oxetane))、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷)、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷)、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷)、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷)、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(1-甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯])、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙酯])、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-五氟苯乙烯)、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(四氫吡喃氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(環丙基甲基氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(環己氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-甲基丙烯酸[2-[O-(1’-甲基亞丙基胺基)羧基胺基]乙酯]-共-丙烯腈)、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-3-(N,N-二甲基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯)、聚(4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-3-(N,N-二甲基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯)、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-3-(N,N-二甲基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯)、聚(4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-3-(N,N-二甲基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-3-(N,N-二甲基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯)、聚(4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯-共-3-甲基丙烯醯氧基甲基-3-乙基氧雜環丁烷-共-3-(N,N-二甲基二硫胺甲醯基甲基)苯乙烯)。
〈有機薄膜電晶體絕緣層材料〉
本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,亦可含有混合、調節黏度用的溶劑、交聯高分子化合物(A)所使用的交聯劑、與該交聯劑組合使用之添加劑等。作為該溶劑,例如四氫呋喃、二乙醚等醚溶劑、己烷等脂肪族烴溶劑、環己烷等脂環狀烴溶劑、戊烯等不飽和烴溶劑、二甲苯等芳香族烴溶劑、丙酮等酮溶劑、乙酸丁酯等乙酸酯溶劑、異丙醇等醇溶劑、氯仿等鹵素溶劑、該等溶劑的混合溶劑。而且,作為添加劑,可使用促進交聯反應用的觸媒、增感劑、整平劑(leveling agent)、黏度調節劑等。
作為該促進交聯反應用的觸媒,例如光酸產生劑及光陽離子聚合起始劑。
本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,包含光陽離子聚合起始劑較佳。作為該光陽離子聚合起始劑,例如錪鹽及鋶鹽。
作為錪鹽,例如六氟磷酸二苯基錪、六氟銻酸二苯基錪及四(五氟苯基)硼酸甲苯基異丙苯基錪。
作為鋶鹽,例如磷酸三苯基鋶、六氟磷酸對(苯硫基)苯基二苯基鋶、六氟銻酸三苯基鋶、六氟銻酸對(苯硫基)苯基二苯基鋶、雙六氟銻酸4,4’-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基鋶基]苯基硫化物及六氟磷酸4-[4-(4-第三丁基苯甲醯基)苯硫基]苯基二(4-甲基苯基)鋶。
作為該光陽離子聚合起始劑,具體地例如商品名Rhodorsil 2074(Rhodia公司製)、商品名ADEKA OPTOMER-SP-150(ADEKA股份有限公司製)、商品名ADEKA OPTOMER-SP-152(ADEKA股份有限公司製)、商品名ADEKA OPTOMER-SP-170(ADEKA股份有限公司製)、商品名ADEKA OPTOMER-SP-172(ADEKA股份有限公司製)等。而且,除前述外,亦可使用特開平9-118663號公報記載之化合物、特開2007-262401號公報記載之化合物。
作為該交聯劑,例如具有2個以上環狀醚構造的低分子化合物、具有2個以上雙鍵的低分子化合物及具有2個以上雙鍵的高分子化合物。
作為該具有2個以上環狀醚構造的低分子化合物,例如乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、雙酚A二縮水甘油醚、二甲苯雙氧雜環丁烷及3-乙基-3{[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧雜環丁烷。
作為該具有2個以上雙鍵的低分子化合物,例如三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯及二乙烯基苯。
作為該具有2個以上雙鍵的高分子化合物,例如可藉由具有2個以上活性氫的高分子化合物及具有雙鍵與活性氫反應之官能基的化合物反應而製造。而且,亦可藉由具有2個以上鹵素芳香基之高分子化合物與具有雙鍵的硼酸化合物反應而製造。
作為該具有2個以上活性氫的高分子化合物,例如聚胺基苯乙烯共聚物及聚羥基苯乙烯共聚物。
作為該具有雙鍵與活性氫反應之官能基的化合物,例如氯化丙烯醯基、氯化甲基丙烯醯基、甲基丙烯酸酐、乙烯基苯基異氰酸酯、丙烯酸2-異氰酸酯基乙酯及甲基丙烯酸2-異氰酸酯基乙酯。
作為該具有2個以上鹵素芳香基之高分子化合物,例如聚(4-溴苯乙烯)共聚物。
作為該具有雙鍵的硼酸化合物,例如4-乙烯基苯基硼酸。
作為該具有2個以上雙鍵的高分子化合物,例如聚{4-(4’-乙烯基苯基)胺基羰基胺基苯乙烯}、聚{4-丙烯醯氧基胺基苯乙烯}、聚{4-(4’-乙烯基苯基)胺基羰基胺基苯乙烯-共-苯乙烯}、聚{4-(4’-乙烯基苯基)胺基羰基胺基苯乙烯-共-苯乙烯-共-4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯}及聚{4-丙烯醯氧基胺基苯乙烯-共-苯乙烯-共-4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯}。
本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,係包含於有機薄膜電晶體的絕緣層的形成所使用的組成物。有機薄膜電晶體的絕緣層中,使用於保護(overcoat)層或閘極絕緣層的形成較佳。作為有機薄膜電晶體絕緣層材料,較佳為有機薄膜電晶體保護層組成物、有機薄膜電晶體閘極絕緣層組成物,更佳為有機薄膜電晶體閘極絕緣層材料。
〈有機薄膜電晶體〉
第1圖為表示本發明的一實施態樣之下閘極上接觸型有機薄膜電晶體的構造之剖面示意圖。該有機薄膜電晶體,具備基板1、形成於基板1上之閘極電極2、形成於閘極電極2上之閘極絕緣層3、形成於閘極絕緣層3上之有機半導體層4、形成於有機半導體層4上挾夾通道部之源極電極5及汲極電極6、覆蓋元件全體之保護(overcoat)層7。
下閘極上接觸型有機薄膜電晶體,例如可於基板上形成閘極電極,於閘極電極上形成閘極絕緣層,於閘極絕緣層上形成有機半導體層,於有機半導體層上形成源極電極、汲極電極,形成保護層而製造。本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,作為有機薄膜電晶體閘極絕緣層材料,適合使用於閘極絕緣層的形成。而且,作為有機薄膜電晶體保護層材料,可使用於保護層的形成。
第2圖為表示本發明的一實施態樣之下閘極下接觸型有機薄膜電晶體的構造之剖面示意圖。該有機薄膜電晶體,具備基板1、形成於基板1上之閘極電極2、形成於閘極電極2上之閘極絕緣層3、形成於閘極絕緣層3上之挾夾通道部之源極電極5及汲極電極6、形成於源極電極5及汲極電極6上之有機半導體層4、覆蓋元件全體之保護(overcoat)層7。
下閘極下接觸型有機薄膜電晶體,例如可於基板上形成閘極電極,於閘極電極上形成閘極絕緣層,於閘極絕緣層上形成源極電極、汲極電極,於源極電極、汲極電極上形成有機半導體層,形成保護層而製造。本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,作為有機薄膜電晶體閘極絕緣層材料,適合使用於閘極絕緣層的形成。而且,作為有機薄膜電晶體保護層材料,可使用於保護層的形成。
閘極絕緣層或保護層的形成,係有機薄膜電晶體絕緣層材料需要時,添加溶劑等,調製絕緣層塗佈液,將絕緣層塗佈液塗佈於基材上,藉由使其乾燥、硬化而進行。此處,所謂「基材」,係指於其上配置有機薄膜電晶體絕緣層所成之有機薄膜電晶體的構成構件。作為該絕緣層塗佈液所使用的有機溶劑,只要是可溶解有機薄膜電晶體絕緣層材料即可,無特別限制。作為該有機溶劑的例,例如2-庚酮(沸點151℃)、丙二醇單甲醚乙酸酯(沸點146℃)。於該絕緣層塗佈液,依據需要,可添加整平劑(leveling agent)、界面活性劑、硬化觸媒等。
該絕緣層塗佈液,可藉由旋轉塗佈法、壓式塗佈(die coat)法、網版印刷法、噴墨印刷法等習知的方法,塗佈於有機半導體化合物或閘極電極上。所形成的塗佈層,依據需要,使其乾燥。此處,所謂乾燥,係指除去包含於被塗佈的樹脂組成物之溶劑。
經乾燥的塗佈層,接著使其硬化。硬化,係指有機薄膜電晶體絕緣層材料交聯。電晶體絕緣層材料的交聯,例如藉由對塗佈層照射電磁波或電子線進行。於有機薄膜電晶體絕緣層材料包含促進光陽離子聚合起始劑等的交聯之觸媒的情況,藉由電磁波或電子線的照射,分解促進交聯的觸媒,生成酸,高分子化合物(A)中的環狀醚開環,高分子化合物(A)進行聚合。而且,藉由該酸,式(1)所示的重複單元中可藉由酸脫離的基脫離,生成酚性羥基,該酚性羥基與前述環狀醚開環的高分子化合物(A)聚合,與所得的聚合物的成長末端反應。
本發明的有機薄膜電晶體絕緣層的形成方法之一態樣,包含:將上述包含有機薄膜電晶體絕緣層材料的溶液塗佈於基材上,於該基材上形成塗佈層之步驟;以及對該塗佈層照射電磁波或電子線之步驟。於高分子化合物(A)具有第1官能基,該第1官能基為藉由電磁波的照射,可生成可與活性氫反應之第2官能基的官能基的情況,藉由該形成方法,形成有機薄膜電晶體絕緣層較佳。
本發明的有機薄膜電晶體絕緣層的形成方法之其他態樣,包含:將上述包含有機薄膜電晶體絕緣層材料的溶液塗佈於基材上,於該基材上形成塗佈層之步驟;以及對該塗佈層照射電磁波或電子線之步驟。於高分子化合物(A)具有第1官能基,該第1官能基為藉由熱的作用,可生成可與活性氫反應之第2官能基的官能基的情況,藉由該形成方法,形成有機薄膜電晶體絕緣層較佳,有機薄膜電晶體絕緣層,以包括將上述包含有機薄膜電晶體絕緣層材料的溶液塗佈於基材上,於該基材上形成塗佈層之步驟;對該塗佈層照射電磁波或電子線之步驟;以及對該塗佈層施加熱之步驟的形成方法形成更佳。
於對塗佈層施加熱的情況,在約80至250℃,較佳為約100至230℃的溫度加熱塗佈層,維持約5至120分,較佳約10至60分。加熱溫度太低或加熱時間太短時,絕緣層之交聯不足,加熱溫度太高或加熱時間太長時,絕緣層可能損傷。
於對塗佈層施加電磁波的情況,係考慮絕緣層之交聯及損傷的狀況,調節照射條件。於施加微波進行加熱的情況,係考慮絕緣層之交聯及損傷的狀況,調節施加的條件。
照射的電磁波的波長為450 nm以下,較佳為150至410 nm。照射的電磁波的波長超過450 nm時,有機薄膜電晶體絕緣層材料之交聯有不足的情況。作為電磁波,較佳為紫外線。
紫外線的照射,例如可使用半導體的製造所使用的曝光裝置、UV硬化性樹脂硬化所使用的UV燈進行。電子線的照射,例如可使用超小型電子線照射管進行。加熱可藉由使用加熱器及烤箱等進行。
閘極絕緣層上,亦可形成自組裝(self--assembly)單分子膜層。該自組裝單分子膜層,例如在有機溶劑中溶解1至10重量%之烷基氯矽烷化合物或烷基烷氧基矽烷化合物的溶液,藉由處理閘極絕緣膜而形成。
作為烷基氯矽烷化合物的例,例如甲基三氯矽烷、乙基三氯矽烷、丁基三氯矽烷、癸基三氯矽烷、十八基三氯矽烷。
作為烷基烷氧基矽烷化合物的例,例如甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十八基三甲氧基矽烷。
基板1、閘極電極2、源極電極5、汲極電極6及有機半導體層4,以通常使用的材料及方法構成即可。於基板的材料,可使用樹脂、塑膠板、薄膜、玻璃板、矽板等。於電極的材料,使用鉻、金、銀、鋁、鉬等,藉由蒸鍍法、濺鍍法、印刷法、噴墨法等習知的方法形成電極。
作為形成有機半導體層4用的有機半導體化合物,使用π共軛聚合物,例如可使用聚吡咯類、聚噻吩類、聚苯胺類、聚烯丙基胺類、茀(fluorene)類、聚咔唑類、聚吲哚類、聚(對-苯乙烯)(poly(p-phenylenevinlene))類等。而且,可使用對有機溶劑具有溶解性之低分子物質,例如稠五苯(pentacene)等的多環芳香族衍生物、酞青素(phthalocyanine)衍生物、芘(perylene)衍生物、四硫富瓦烯(Tetrathiafulvalene)衍生物、四氰基醌二甲烷衍生物、富勒烯(fullerene)類、碳奈米管類等。具體地,例如2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二(乙烯基硼酸酯)與2,6-二溴-(4,4-雙十六烷基-4H-環五[2,1-b;3,4-b’]二噻吩的縮合物、9,9-二正辛基茀-2,7-二(乙烯基硼酸酯)與5,5’-二溴-2,2’-雙噻吩的縮合物等。
有機半導體的形成,係例如有機半導體化合物如需要的話,添加溶劑等調製有機半導體塗佈液,將該有機半導體塗佈液塗佈於閘極絕緣層上,藉由使該有機半導體塗佈液乾燥而進行。於本發明,構成閘極絕緣層的樹脂具有苯環,與有機半導體化合物具有親和性。因此,藉由前述塗佈乾燥法,於有機半導體層與閘極絕緣層之間,形成均勻平坦的界面。
作為有機半導體塗佈液所使用的溶劑,只要是可溶解或分散有機半導體者,無特別限制,較佳為常壓下的沸點50℃至200℃的溶劑。作為該溶劑的例,例如氯仿、甲苯、苯甲醚、2-庚酮、丙二醇單甲醚乙酸酯。該有機半導體塗佈液,藉由與前述絕緣層塗佈液相同的習知的旋轉塗佈法、狹縫塗佈法、網版印刷法、噴墨法等習知的方法,塗佈於閘極絕緣層上。
本發明的有機薄膜電晶體,在保護有機薄膜電晶體或提高表面的平滑性的目的下,亦可塗佈保護層材料。
使用本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料所製造的絕緣層,於其上可積層平坦的膜,可容易形成積層構造。而且,於該絕緣層上,可適合載置有機電激發光元件。
使用本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,適合製作具有有機薄膜電晶體的顯示器用構件。使用具有該有機薄膜電晶體的顯示器用構件,適合製作具備顯示器用構件的顯示器。
本發明的有機薄膜電晶體絕緣層材料,可使用於絕緣層以外之包含於電晶體的層、包含於有機電激發光元件的層之形成的用途。 實施例
以下,雖藉由實施例說明本發明,但本發明不限於實施例。 合成例1
(高分子化合物1的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)5.63g、甲基丙烯酸縮水甘油酯(和光純藥製)2.50g、甲基丙烯酸2-(O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙酯(昭和電工製、商品名「Karenz MOI-BM」)2.81g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.05g、2-庚酮(東京化成製)16.49g,氬氣鼓泡後,密封。在60℃的油浴中聚合20小時,得到溶解有高分子化合物1的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物1具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物1之重量平均分子量為255000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例2
(化合物2-A的合成)
於附有三向接頭及隔膜之300毫升三口燒瓶中,添加3-乙基-3-羥基甲基氧雜環丁烷(東亞合成製、商品名:OXT-101)33.29g、三乙基胺(和光純藥製)48.31g、脫水四氫呋喃(和光純藥製)200毫升、攪拌子,燒瓶內部的空氣以氮氣取代。將燒瓶浸入冰浴中,藉由以磁力攪拌器使攪拌子攪拌,一邊攪拌反應混合物,一邊使用氣封注射器(gas tight syringe),慢慢滴入甲基丙烯醯氯25.00g。滴入結束後,在冰浴中,再持續攪拌2小時,然後於室溫下持續攪拌一晚使之反應。反應結束後,過濾分離生成的三乙基胺鹽酸鹽,將過濾液移至500毫升的分液漏斗,於過濾液添加二乙醚200毫升後,以100毫升的離子交換水洗淨有機層,將有機層分液。重複進行3次有機層的水洗後,將有機層分液,添加無水硫酸鎂,使其乾燥。過濾分離無水硫酸鎂後,使用旋轉蒸發機濃縮過濾液,得到淡褐色液體的化合物2-A。化合物2-A的獲得量為29.3g,產率為61.3%。
化合物2-A 合成例3
(高分子化合物2的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加化合物2-A3.00g、4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)4.80g、甲基丙烯酸2-(O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙酯(昭和電工製、商品名「Karenz MOI-BM」)2.40g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.05g、2-庚酮(東京化成製)15.38g,氬氣鼓泡後,密封。在60℃的油浴中聚合20小時,得到溶解有高分子化合物2的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物2具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物2之重量平均分子量為146000(島津製GPC、1隻Tskgel superHM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例4
(高分子化合物3的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)3.38g、甲基丙烯酸縮水甘油酯(和光純藥製)2.50g、丙烯腈(和光純藥製)0.62g、甲基丙烯酸2-(O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙酯(昭和電工製、商品名「Karenz MOI-BM」)2.81 g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.05g、2-庚酮(東京化成製)14.04g,氬氣鼓泡後,密封。在60℃的油浴中聚合20小時,得到溶解有高分子化合物3的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物3具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物3之重量平均分子量為408000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例5
(高分子化合物4的合成)
於包含2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二(乙烯基硼酸酯)1.88g及2,6-二溴-(4,4-雙十六烷基-4H-環五[2,1-b;3,4-b’]二噻吩3.81g之80毫升甲苯80中,於氮氣氛圍下,添加肆(三苯膦)鈀0.75g、甲基三辛基氯化銨(奧得里其(Aldrich)製、商品名「Aliquat336」(登記商標))1.0g及2M碳酸鈉水溶液24毫升。激烈攪拌所得的溶液,加熱,使其回流24小時。將黏稠的反應混合物注入丙酮500毫升,使纖維狀的黃色聚合物沈澱。過收集濾該聚合物,以丙酮洗淨,於真空烤箱,60℃下乾燥一晚。所得之高分子化合物,稱為高分子化合物4。高分子化合物4具有下述重複單元。N表示重複單元的數目。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物4之重量平均分子量為32000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例6
(高分子化合物5的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)1.92g、化合物2-A 4.00g、丙烯腈(和光純藥製)0.71g、甲基丙烯酸2-(O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙酯(昭和電工製、商品名「Karenz MOI-BM」)1.60g、苯乙烯(和光純藥製)1.74g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.05g、2-庚酮(東京化成製)23.36 g,氬氣鼓泡後,密封。在60℃的油浴中聚合20小時,得到溶解有高分子化合物5的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物5具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物5之重量平均分子量為69000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例7
(高分子化合物6的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)1.88g、化合物2-A3.00g、甲基丙烯酸縮水甘油酯(和光純藥製)0.46g、4-乙烯基苯甲醚(Aldrich製)2.19g、丙烯腈(和光純藥製)0.69g、甲基丙烯酸2-(O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙酯(昭和電工製、商品名「Karenz MOI-BM」)0.78g、甲基丙烯酸甲酯(和光純藥製)0.33g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.04g、2-庚酮(東京化成製)21.86g,氬氣鼓泡後,密封。在80℃的油浴中聚合8小時,得到溶解有高分子化合物6的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物6具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物6之重量平均分子量為98000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例8
(高分子化合物7的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)1.88g、化合物2-A 3.00g、甲基丙烯酸縮水甘油酯(和光純藥製)0.46g、4-乙烯基苯甲醚(Aldrich製)2.19g、丙烯腈(和光純藥製)0.69g、甲基丙烯酸甲酯(和光純藥製)0.65g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.04g、2-庚酮(東京化成製)20.79g,氬氣鼓泡後,密封。在80℃的油浴中聚合8小時,得到溶解有高分子化合物7的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物7具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物7之重量平均分子量為118000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例9
(化合物8-A的合成)
於附有吉姆冷卻器(Dimroth)之500毫升三口燒瓶中,添加氯化乙烯基苯甲基(Aldrich製)10.00g、N,N-二乙基二硫胺甲酸酯‧三水合物(和光純藥製)17.69g、丙酮(和光純藥製)200毫升及攪拌子,將燒瓶浸入油浴中,在回流下,藉由以磁力攪拌器使攪拌子攪拌,一邊攪拌反應混合物,使其反應20小時。反應結束後,過濾分離析出物,使用旋轉蒸發機濃縮過濾液。將所得的黏稠液體溶解於二乙醚200毫升後,以100毫升的離子交換水洗淨有機層,將有機層分液。重複進行3次有機層的水洗後,將有機層分液,添加無水硫酸鎂,使其乾燥。過濾分離無水硫酸鎂後,使用旋轉蒸發機,濃縮過濾液,得到黃褐色液體的化合物8-A。化合物8-A的獲得量為15g,產率為86%。
合成例10
(高分子化合物8的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)1.88g、化合物2-A3.00g、丙烯腈(和光純藥製)0.69g、化合物8-A 0.86g、甲基丙烯酸甲酯(和光純藥製)0.33g、甲基丙烯酸縮水甘油酯(和光純藥製)0.46g、4-乙烯基苯甲醚(Aldrich製)2.19g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.05g、2-庚酮(東京化成製)22.05g,氬氣鼓泡後,密封。在80℃的油浴中聚合8小時,得到溶解有高分子化合物8的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物8具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物8之重量平均分子量為75000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 合成例11
(高分子化合物9的合成)
於50毫升耐壓容器(ACE製)中,添加4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯(東曹(Tosoh)有機化學製)1.73g、化合物2-A 3.00g、甲基丙烯酸縮水甘油酯(和光純藥製)0.43g、4-乙烯基苯甲醚(Aldrich製)2.01g、丙烯腈(和光純藥製)0.64g、甲基丙烯酸2-(O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧基胺基)乙酯(昭和電工製、商品名「Karenz MOI-BM」)1.44 g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.05g、2-庚酮(東京化成製)21.68g,氬氣鼓泡後,密封。在80℃的油浴中聚合8小時,得到溶解有高分子化合物9的黏稠2-庚酮溶液。高分子化合物9具有下述重複單元。括號所附的數字表示重複單元的莫耳比例。
自標準聚苯乙烯求得之所得的高分子化合物9之重量平均分子量為95000(島津製GPC、1隻Tskgel super HM-H+1隻Tskgel super H2000、移動相=THF)。 實施例1
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶中,添加合成例1所得的高分子化合物1的2-庚酮溶液1.00g、光陽離子聚合起始劑之Photoinitiator PI-2074(Rhodia製)0.004g、光增感劑之9,10-二丁氧基蒽(DBA)(川崎化成製)0.0008g、2-庚酮2.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液1。
將所得的塗佈溶液1,使用孔徑0.2μm的薄膜過濾器過濾,旋轉塗佈於附有鉻電極之玻璃基板上後,在加熱板上於100℃乾燥1分鐘。然後,使用對準機(Canon製;PLA-521),照射600 mJ/cm2的UV光(波長365nm)後,於氮氣中,在加熱板上220℃下鍛燒30分鐘,得到閘極絕緣層。
然後,高分子化合物4溶解於二甲苯之溶劑中,製作濃度為0.5重量%的溶液(有機半導體組成物)。將其以薄膜過濾器過濾,調製塗佈液。
將所得的塗佈液藉由旋轉塗佈法,塗佈於前述閘極絕緣層上,形成具有約30nm厚度之活性層,然後,藉由使用金屬遮罩之真空蒸鍍法,在活性層上,形成通道長度20μm、通道寬度2mm之源極電極及汲極電極,製作場效型有機薄膜電晶體。源極電極及汲極電極,係由活性層側具有氧化鉬及金積層的構造。
〈電晶體特性的評價〉
對如此製作的場效型有機薄膜電晶體,在閘極電壓Vg由20至-40V變化,源極/汲極間電壓Vsd由0至-40V變化的條件,其電晶體特性使用真空探針(BCT2 2MDC-5-HT-SCU;長瀨電子儀器(Nagase Electronic Equipments Service)公司製)進行測定。結果表示於表1。
場效型有機薄膜電晶體的遲滯,係在源極/汲極間電壓Vsd為-40V,以閘極電壓Vg從20V到-40V變化時的閾值電壓Vth1以及閘極電壓Vg從-40V到20V變化時的閾值電壓Vth2的電壓差異表示。 實施例2
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶中,添加合成例3所得的高分子化合物2的2-庚酮溶液1.00g、光陽離子聚合起始劑之Photoinitiator PI-2074(Rhodia製)0.004g、DBA(川崎化成製)0.0008g、2-庚酮2.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液2。
除使用塗佈溶液2取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 實施例3
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶中,添加合成例4所得的高分子化合物3的2-庚酮溶液1.00g、光陽離子聚合起始劑之Photoinitiator PI-2074(Rhodia製)0.004g、DBA(川崎化成製)0.0008g、2-庚酮2.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液3。
除使用塗佈溶液3取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 實施例4
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶中,添加合成例6所得的高分子化合物5的2-庚酮溶液1.00g、光陽離子聚合起始劑之Photoinitiator PI-2074(Rhodia製)0.004g、DBA(川崎化成製)0.0008g、2-庚酮2.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液4。
除使用塗佈溶液4取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 實施例5
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶,添加合成例7所得的高分子化合物6的2-庚酮溶液1.00g、光陽離子聚合起始劑之Photoinitiator PI-2074(Rhodia製)0.004g、DBA(川崎化成製)0.0008g、2-庚酮2.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液5。
除使用塗佈溶液5取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 實施例6
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶,添加合成例8所得的高分子化合物7的2-庚酮溶液1.00g、光陽離子聚合起始劑之Photoinitiator PI-2074(Rhodia製)0.004g、DBA(川崎化成製)0.0008g、2-庚酮2.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液6。
除使用塗佈溶液6取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 實施例7
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶,添加合成例10所得的高分子化合物8的2-庚酮溶液1.00g、二乙烯基苯0.015g、光陽離子聚合起始劑之Photoinitiator PI-2074(Rhodia製)0.004g、DBA(川崎化成製)0.0008g、2-庚酮1.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液7。
除使用塗佈溶液7取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 實施例8
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶中,添加合成例3所得的高分子化合物2的2-庚酮溶液1.00g、光酸產生劑LW-S1(San-Apro)0.008g、2-庚酮1.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液8。
除使用塗佈溶液8取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 實施例9
(有機薄膜電晶體絕緣層材料及場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶中,添加合成例11所得的高分子化合物9的2-庚酮溶液1.50g、光酸產生劑LW-S1(San-Apro)0.009g、2-庚酮1.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液9。
除使用塗佈溶液9取代塗佈溶液1外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體,評價電晶體特性。結果表示於表1。 比較例1
(場效型有機薄膜電晶體的製造)
於10毫升的試樣瓶中,添加聚乙烯醇-共-聚甲基丙烯酸甲酯(Aldrich製;Mn=6700)1.00g、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲氧基甲基三聚氰胺(住友化學製)0.163g、熱酸產生劑(綠化學股份有限公司製、商品名:TAZ-108)0.113g、2-庚酮7.00g,一邊攪拌一邊溶解,調製有機薄膜電晶體絕緣層材料之均勻塗佈溶液8。
除使用塗佈溶液8取代塗佈溶液1及閘極絕緣層形成時不進行UV照射外,與實施例1同樣地,製作場效型有機薄膜電晶體。測定電晶體特性,進行評價時,閘極電壓Vg在20V至-40V的區域,電晶體不動作。
1‧‧‧基板
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘極絕緣層
4‧‧‧有機半導體層
5‧‧‧源極電極
6‧‧‧汲極電極
7‧‧‧保護層
第1圖為表示本發明的一實施態樣之下閘極上接觸型有機薄膜電晶體的構造之剖面示意圖。
第2圖為表示本發明的其他實施態樣之下閘極下接觸型有機薄膜電晶體的構造之剖面示意圖。
1‧‧‧基板
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘極絕緣層
4‧‧‧有機半導體層
5‧‧‧源極電極
6‧‧‧汲極電極
7‧‧‧保護層
权利要求:
Claims (15)
[1] 一種有機薄膜電晶體絕緣層材料,包含:高分子化合物(A);該高分子化合物(A)含有具有環狀醚構造的重複單元及式(1)所示的重複單元 [式中,R5表示氫原子或甲基;Rbb表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;R表示可藉由酸脫離之有機基;R’表示氫原子或碳數1至20的一價有機基;該碳數1至20的一價有機基中的氫原子可經氟原子取代;b表示0或1的整數;n表示1至5的整數;於R為複數個的情況,該等R可為相同或相異;於R’為複數個的情況,該等R’可為相同或相異]。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料,其中前述具有環狀醚構造的重複單元為選自式(2) [式中,R1表示氫原子或甲基;R2至R4分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基;Raa表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;a表示0或1的整數]所示的重複單元以及式(3) [式中,R12表示氫原子或甲基;R13至R17分別獨立表示氫原子或碳數1至20的有機基;Rdd表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;d表示0或1的整數]所示的重複單元所成群之至少1種重複單元。
[3] 如申請專利範圍第1或2項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料,其中前述高分子化合物(A)復包含含有第1官能基的重複單元,該第1官能基為藉由電磁波或熱的作用可生成可與活性氫反應之第2官能基的官能基。
[4] 如申請專利範圍第3項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料,其中前述第1官能基為選自被保護劑保護之異氰酸酯基及被保護劑保護之異硫氰酸酯基所成群中至少1種的基。
[5] 如申請專利範圍第4項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料,其中前述被保護劑保護之異氰酸酯基及被保護劑保護之異硫氰酸酯基為式(5)所示的基 [式中,Xa表示氧原子或硫原子;R7及R8分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基]。
[6] 如申請專利範圍第4項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料,其中前述被保護劑保護之異氰酸酯基及被保護劑保護之異硫氰酸酯基為式(6)所示的基 [式中,Xb表示氧原子或硫原子;R9至R11分別獨立表示氫原子或碳數1至20的一價有機基]。
[7] 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料,其中前述高分子化合物(A)復含有式(4)所示的重複單元 [式中,R6表示氫原子或甲基;Rf表示氟原子或可具有氟原子之碳數1至20的一價有機基;Rcc表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;c表示0或1的整數;m表示1至5的整數;於Rf為複數個的情況,該等Rf可為相同或相異;但是至少一個Rf為氟原子或具有氟原子之碳數1至20的一價有機基]。
[8] 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料,其中前述高分子化合物(A)復含有式(8)所示的重複單元 [式中,X18表示氫原子或甲基;Ree表示連結高分子化合物的主鏈與側鏈之可具有氟原子之連結部分;R19、R20及R”表示氫原子或碳數1至20的一價有機基;該碳數1至20的一價有機基中的氫原子可經氟原子取代;e表示0或1的整數;p表示1至5的整數]。
[9] 一種有機薄膜電晶體絕緣層的形成方法,包括:將包含如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料的溶液塗佈於基材上,於該基材上形成塗佈層之步驟;以及對該塗佈層照射電磁波或電子線之步驟。
[10] 一種有機薄膜電晶體絕緣層的形成方法,包括:將包含如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料的溶液塗佈於基材上,於該基材上形成塗佈層之步驟;對該塗佈層照射電磁波或電子線之步驟;以及對該塗佈層施加熱之步驟。
[11] 如申請專利範圍第9或10項所述之有機薄膜電晶體絕緣層的形成方法,其中前述電磁波為紫外線。
[12] 一種有機薄膜電晶體,包括使用如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之有機薄膜電晶體絕緣層材料所形成的有機薄膜電晶體絕緣層。
[13] 如申請專利範圍第12項所述之有機薄膜電晶體,其中前述有機薄膜電晶體絕緣層為閘極絕緣層。
[14] 一種顯示器用構件,包括如申請專利範圍第12或13項所述之有機薄膜電晶體。
[15] 一種顯示器,包括:如申請專利範圍第14項所述之顯示器用構件。
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