CN106478952B - 组合物、电子器件、薄膜晶体管、和电容器 - Google Patents

组合物、电子器件、薄膜晶体管、和电容器 Download PDF

Info

Publication number
CN106478952B
CN106478952B CN201610754147.9A CN201610754147A CN106478952B CN 106478952 B CN106478952 B CN 106478952B CN 201610754147 A CN201610754147 A CN 201610754147A CN 106478952 B CN106478952 B CN 106478952B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chemical formula
substituted
unsubstituted
thin film
hydrolysis
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.)
Active
Application number
CN201610754147.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106478952A (zh
Inventor
李恩庆
郑知永
朴正一
崔雅净
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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 Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN106478952A publication Critical patent/CN106478952A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106478952B publication Critical patent/CN106478952B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/10—Block or graft copolymers containing polysiloxane sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F130/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F130/04—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
    • C08F130/08—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/38—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C08G77/382—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon
    • C08G77/398—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon containing boron or metal atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
    • C08G83/001—Macromolecular compounds containing organic and inorganic sequences, e.g. organic polymers grafted onto silica
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/46—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes silicones
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/14—Organic dielectrics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/14—Organic dielectrics
    • H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
    • H10K10/478—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising a layer of composite material comprising interpenetrating or embedded materials, e.g. TiO2 particles in a polymer matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/80—Constructional details
    • H10K10/82—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/442—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing vinyl polymer sequences
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/141—Organic polymers or oligomers comprising aliphatic or olefinic chains, e.g. poly N-vinylcarbazol, PVC or PTFE
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

公开组合物、电子器件、薄膜晶体管、和电容器。所述组合物包括热交联剂与由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物之间的缩合反应的产物。在化学式1中，取代基的定义与在具体实施方式中相同。此外，所述电子器件、所述薄膜晶体管和所述电容器包括所述组合物的固化材料。化学式1

Description

组合物、电子器件、薄膜晶体管、和电容器
对相关申请的交叉引用
本申请要求2015年8月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0122983的优先权和权益，将其全部内容通过参考引入本文中。
技术领域
实例实施方式涉及组合物、以及包括所述组合物的固化材料的电子器件、薄膜晶体管和电容器。
背景技术
平板显示器(例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、和/或电泳显示器)包括产生电场的电极对和介于其间的电光学活性层。液晶显示器(LCD)包括液晶层作为电光学活性层，且有机发光二极管(OLED)显示器包括有机发射层作为电光学活性层。
所述产生电场的电极对之一通常连接到切换器件并且接收电信号，并且电光学活性层将所述电信号转变成光学信号且因此显示图像。
平板显示器包括薄膜晶体管面板，其具有薄膜晶体管(TFT)(其是作为切换器件的三端子元件)、传输用于控制薄膜晶体管的扫描信号的栅极线、和传输施加至像素电极的信号的数据线。
薄膜晶体管可具有例如如下特性：迁移率、泄漏电流、和I开/I关比、和/或栅绝缘体的性能，其由多种因素决定，在所述多种因素之中，接触半导体的栅绝缘体的性能是重要的。
发明内容
实例实施方式提供组合物，其能够作为具有高的透明性、高的耐热性、和因此的高的可靠性的栅绝缘体应用，以及能够通过热和光交联而为可图案化的。
实例实施方式提供包括所述组合物的固化材料的电子器件。
实例实施方式提供包括所述组合物的固化材料的薄膜晶体管。
根据一个实例实施方式，组合物可包括热交联剂与由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物之间的缩合反应的产物：
化学式1
Figure BDA0001098110940000021
在化学式1中，
R1、R2、和R3独立地为氢、C1-C20烷氧基、羟基、卤素、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C7-C20芳烷基、取代或未取代的C1-C20杂烷基、取代或未取代的C2-C20杂环烷基、取代或未取代的C2-C20炔基、或其组合，条件是R1、R2、和R3的至少一个为C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，
R4-R6独立地为氢、或C1-C20烷基，
L1为碳原子，
L2和L4独立地为取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C3-C20亚环烷基、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-R-O-R'-、-R-N-R'-、-R-(C＝O)-R'-(其中，R和R'独立地为二价C1-C10烃基团)、或其组合，和
L3为-O-(C＝O)-NR"-、-(C＝O)-NR"-(其中，R"为氢、或二价C1-C6烃基团)、-O-、-COO-、或-S-。
在化学式1中，R1、R2、和R3可独立地为C1-C6烷氧基。
在化学式1中，L2和L4可独立地为C1-C20亚烷基。
在化学式1中，L3可为-(C＝O)-NR"-(其中，R"为氢、或二价C1-C6烃基团)。
在化学式1中，R4-R6可为氢或甲基。
所述热交联剂为至少一种选自如下的金属的乙酸盐化合物：铝(Al)、锆(Zr)、钛(Ti)、镁(Mg)、铪(Hf)、和锡(Sn)。
所述热交联剂为选自如下的至少一种：乙酰乙酸铝、乙酰乙酸锆、乙酰乙酸钛、乙酰乙酸镁、乙酰乙酸铪、和乙酰乙酸锡。
可以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的小于或等于约40重量份的量包括所述热交联剂以与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。
可以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的约0.01-约30重量份的量包括所述热交联剂以与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。
所述组合物可进一步包括通过化学键合连接到所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的纳米颗粒。
所述纳米颗粒可为包括选自如下的至少一种的溶胶状态纳米颗粒：二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、氧化锆、硫酸钡、氧化铝、氧化铪、及其组合。
所述纳米颗粒和所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物可通过化学键合形成三维网络结构。
所述纳米颗粒和所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物可形成核-壳结构。
可以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的小于或等于约40重量份的量包括所述纳米颗粒。所述组合物可进一步包括选自光引发剂、光致产酸剂、和分散剂的至少一种。
根据另一实例实施方式，电子器件可包括所述根据一个实例实施方式的组合物的固化材料。
所述电子器件可为选自如下的至少一种：固体发光器件、显示器件、及其组合。
所述固体发光器件可包括选自如下的至少一种：半导体发光二极管、有机发光二极管、和聚合物发光二极管。
所述显示器件可包括选自如下的至少一种：电子纸、液晶显示器、有机发光二极管显示器、和量子点显示器。
根据还一实例实施方式，薄膜晶体管可包括栅电极、与所述栅电极重叠(覆盖所述栅电极)的半导体、在所述栅电极和所述半导体之间的绝缘体、以及电连接到所述半导体的源电极和漏电极，其中所述绝缘体可包括根据以上实例实施方式的组合物的固化材料。
所述半导体可为有机半导体。
根据还一实例实施方式，电容器可包括：第一电极、在所述第一电极上的第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘层。所述绝缘层可包括根据实例实施方式的组合物的固化材料。
附图说明
图1为显示根据实例实施方式的纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物的示意图，
图2将图1中的区域“A”放大的示意图，
图3A为显示根据一个示例性实施方式的薄膜晶体管面板的横截面图，
图3B和3C为根据实例实施方式的薄膜晶体管和双栅晶体管的横截面图，
图3D为根据实例实施方式的电子器件的横截面图，
图3E为根据实例实施方式的电容器的横截面图，
图4为显示根据制备实施例1的薄膜晶体管的绝缘强度的图，
图5为显示根据制备实施例2的薄膜晶体管的绝缘强度的图，
图6为显示根据制备实施例3的薄膜晶体管的绝缘强度的图，
图7为显示根据制备实施例1的薄膜晶体管的电荷迁移率的图，
图8为显示根据制备实施例2的薄膜晶体管的电荷迁移率的图，和
图9为显示根据制备实施例3的薄膜晶体管的电荷迁移率的图。
具体实施方式
将在下文中参照其中示出实例实施方式的附图更充分地描述本公开内容。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现并且不被解释为限于本文中阐述的实例实施方式。
在附图中，为了清楚起见，放大层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基底被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。
应理解，尽管术语第一、第二、第三等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层、和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因此，在不背离实例实施方式的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组分、区域、层或部分可称为第二元件、组分、区域、层或部分。
为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语(例如，“在……之下”、“在……下面”、“下部”、“在……上方”、“上部”等)来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。应理解，除图中所描绘的方位之外，空间相对术语还意图包括在使用或操作中的器件的不同方位。例如，如果将图中的器件翻转，被描述为“在”另外的元件或特征“下面”或“之下”的元件则将被定向在所述另外的元件或特征“上方”。因此，术语“在……下面”可包括在……上方和在……下面两种方位。器件可以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上)，并且本文中所使用的空间相对描述词相应地进行解释。
本文中使用的术语仅为了描述各种实施方式的目的且不意图限制实例实施方式。如本文中使用的，单数形式“一个(种)(a，an)”和“所述(该)(the)”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。将进一步理解，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“含”当用在本说明书中时，表明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组分，但不排除存在或增加一种或多种另外的特征、整体、步骤、操作、元件、组分、和/或其集合。
在本文中参照作为实例实施方式的理想化实施方式(和中间结构)的示意图的横截面图描述实例实施方式。照这样，将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图的形状的偏差。因此，实例实施方式不应被解释为限于如本文中所图示的区域的形状，而是将包括由例如制造所导致的形状方面的偏差。
除非另外定义，在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与实例实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的相同。将进一步理解，术语，包括在常用字典中定义的那些，应被解释为其含义与它们在相关领域的背景中的含义一致，并且将不以理想化或过度形式的意义进行解释，除非在本文中清楚地如此定义。
在下文中，描述根据实例实施方式的绝缘组合物。
根据示例性实施方式的绝缘组合物包括热交联剂与由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物之间的缩合反应的产物：
化学式1
Figure BDA0001098110940000061
在化学式1中，
R1、R2、和R3独立地为氢、C1-C20烷氧基、羟基、卤素、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C7-C20芳烷基、取代或未取代的C1-C20杂烷基、取代或未取代的C2-C20杂环烷基、取代或未取代的C2-C20炔基、或其组合，条件是R1、R2、和R3的至少一个为C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，
R4-R6独立地为氢、或C1-C20烷基，
L1为碳原子，
L2和L4独立地为取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C3-C20亚环烷基、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-R-O-R'-、-R-N-R'-、-R-(C＝O)-R'-(其中，R和R'独立地为二价C1-C10烃基团)、或其组合、和
L3为-O-(C＝O)-NR"-、-(C＝O)-NR"-(其中，R"为氢、或二价C1-C6烃基团)、-O-、-COO-、或-S-。
由化学式1表示的化合物包括在一个末端处的硅烷官能团和在另外的末端处的丙烯酸类基团。因此，由化学式1表示的化合物可通过水解和缩合/聚合经由所述硅烷官能团之间的化学键合形成具有链结构和/或网络结构的聚有机硅氧烷。此外，由化学式1表示的化合物可通过丙烯酸类基团光交联，且因此可在所述化合物之间进行更密集(致密)的光交联，因为三个丙烯酸类基团连接到每个硅氧烷单元。以这种方式，由化学式1表示的化合物可通过在所述化合物之间的水解、和缩合/聚合反应以及光交联形成具有密集的网结构的聚有机硅氧烷。
此外，由化学式1表示的化合物包括在所述硅烷官能团和所述丙烯酸类基团之间的由L2、L3、和L4表示的连接基团，因此可保持包括由化学式1表示的化合物的组合物的稳定性。在没有所述连接基团的情况下，可无法保证包括所述硅烷官能团和所述丙烯酸类基团两者的化合物的存储稳定性，这归因于在所述化合物之间的高的反应性。
在化学式1中，L1可为碳原子。
在化学式1中，R1、R2、和R3的至少一个可为C1-C6烷氧基。例如，R1、R2、和R3全部可独立地为C1-C6烷氧基。
所述C1-C6烷氧基可为甲氧基或乙氧基，且不限于此。
如果R1、R2、和R3全部独立地为C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基之一，则通过由化学式1表示的化合物之间的水解和缩合/聚合反应获得的聚有机硅氧烷可包括由化学式2表示的结构单元：
化学式2
Figure BDA0001098110940000071
在化学式2中，R4-R6、和L1-L4如在化学式1中所定义的。
由化学式2表示的聚有机硅氧烷可固化成密集的聚有机硅氧烷，因为在末端处的丙烯酸类基团通过光固化反应而交联。特别地，由于连接到每个硅氧烷单元的三个丙烯酸类基团，可进行密集得多的光交联。
在一个示例性实施方式中，化学式1中的R1、R2、和R3可独立地为C1-C6烷氧基例如甲氧基或乙氧基，且不限于此。
在化学式1和2中，L2和L4可独立地为C1-C20亚烷基，且不限于此。
在化学式1和2中，L3可为-O-(C＝O)-NR"-，其中R"为氢或二价C1-C6烃基团，且不限于此。
在化学式1和2中，R4-R6可为氢或甲基，和在一种示例性实施方式中，R4-R6全部可为氢，且不限于此。
所述热交联剂可与作为由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的聚有机硅氧烷的未反应的硅烷醇基团进行缩合反应。以这种方式，形成更密集的三维网络结构，因为得自所述热交联剂的金属颗粒进一步交联到所述聚有机硅氧烷，且可通过减少其中的未反应的硅烷醇基团而获得更稳定的产物。
所述热交联剂可为选自铝(Al)、锆(Zr)、钛(Ti)、镁(Mg)、铪(Hf)、和锡(Sn)的金属的至少一种乙酸盐化合物。例如，所述热交联剂可为选自如下的至少一种：乙酰乙酸铝、乙酰乙酸锆、乙酰乙酸钛、乙酰乙酸镁、乙酰乙酸铪、和乙酰乙酸锡，且不限于此。
热交联剂(例如，乙酰乙酸Al、乙酰乙酸Zn、乙酰乙酸Sn等)与由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的缩合反应的产物可包括以下如由化学式3表示的结构单元：
化学式3
Figure BDA0001098110940000091
在化学式3中，M表示得自所述热交联剂的金属(例如，Al、Zn、Sn等)。例如，M可为得自乙酰乙酸铝(Al)化合物的Al。在化学式3中，R4-R6、R’、和L1-L4如化学式1中所定义。
可以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的小于或等于约40重量份的量包括所述热交联剂，且所述热交联剂可与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。例如，基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物，可以约0.01-约30重量份的量、例如以约0.03-约25重量份的量包括所述热交联剂，使得其可与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。
所述组合物可进一步包括通过化学键合连接到所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的纳米颗粒。
所述纳米颗粒没有特别限制，只要其具有几纳米至数十纳米的平均粒径，且例如可为金属氧化物和/或准金属氧化物。所述金属氧化物和/或准金属氧化物可为例如二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、氧化锆、硫酸钡、氧化铝、氧化铪、或其组合，且不限于此。
所述纳米颗粒可例如处于溶胶状态(称为“纳米溶胶”)。
所述纳米溶胶可具有在所述纳米颗粒的表面上的反应位点，其例如为选自如下的至少一种：羟基、烷氧基、卤素、羧基、及其组合，在所述反应位点处，缩合/聚合反应可发生。
因此，所述纳米颗粒与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物之间的化学键合还可经由例如在通过由化学式1表示的化合物的水解和缩合反应制备具有链结构和/或网结构的聚有机硅氧烷的过程期间在所述纳米溶胶的反应位点处的缩合/聚合反应形成。以这种方式，所述纳米颗粒和所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物可通过化学键合形成具有三维网络结构的纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物。
所述纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物可具有比所述纳米颗粒大的平均粒径，且例如可具有约2nm-约200nm的平均粒径。
图1为显示根据实例实施方式的纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物的示意图。图2将图1中的区域“A”放大。
参照图1，根据实例实施方式的纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物10包括多个纳米颗粒11以及与各纳米颗粒11化学键合且无规地设置在其中的聚有机硅氧烷12。纳米颗粒11可具有例如球形形状，和聚有机硅氧烷12可包括链结构和/或网结构。纳米颗粒11和聚有机硅氧烷12通过化学键形成三维网络结构。
参照图2，各纳米颗粒11具有多个键合位点且与聚有机硅氧烷12化学键合。例如，各纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物10可具有其中聚有机硅氧烷12包围纳米颗粒11的核-壳结构，但不限于此。在图2中，除硅烷官能团之外的聚有机硅氧烷缩写为“R”。
基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物，可以小于或等于约40重量份、例如约1重量份-约30重量份、例如约2重量份-约20重量份、例如约2重量份-约10重量份的量包括所述纳米颗粒。
所述组合物可进一步包括选自如下的至少一种：光引发剂、光致产酸剂、和分散剂。
通过包括光引发剂和/或光致产酸剂，当将所述组合物涂覆在基底上并使其经历光固化时，促进在所述聚有机硅氧烷的末端处的丙烯酸类基团之间的光交联。
所述光引发剂和光致产酸剂没有特别限制。所述光引发剂可包括如下之一：
Figure BDA0001098110940000111
(由BASF制造)127(双官能的α-羟基酮光引发剂，对UV光激发是敏感的)、184(1-羟基-环己基-苯基-酮)、754(氧基-苯基-乙酸2-[2氧代-2苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯液体MP和氧基-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯)、784(双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]钛，由BASF销售)、819(苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，由BASF销售)、OXE01(1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰肟)，由BASF销售)、OXE 02(1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙酰基肟))等。所述光致产酸剂可包括如下之一：
Figure BDA0001098110940000112
(由BASF制造)CGI 725和CGI1907等。然而，实例实施方式不限于此。
所述组合物可进一步包括溶剂。通过进一步包括溶剂，可适当地调节所述组合物的粘度。在实例实施方式中，分散体可包括分散在溶剂中的所述组合物。所述分散体可包括至少一种与根据实例实施方式的聚有机硅氧烷12结合并且分散在溶剂中的纳米颗粒。所述分散体可包括分散在溶剂中的图1中的根据实例实施方式的纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物10。
所述溶剂没有特别限制，且可为例如脂族烃溶剂(例如，己烷)；芳族烃溶剂(例如，茴香醚、1,3,5-三甲基苯、和/或二甲苯)；基于酮的溶剂(例如，甲基异丁基酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、和/或丙酮)；基于醚的溶剂(例如，四氢呋喃、和/或二异丙基醚)；基于乙酸酯的溶剂(例如，乙酸乙酯、乙酸丁酯、和/或丙二醇甲基醚乙酸酯)；基于醇的溶剂(例如，异丙醇和/或丁醇)；基于酰胺的溶剂(例如，二甲基乙酰胺和/或二甲基甲酰胺)；基于有机硅的溶剂；或其组合。
将所述组合物涂覆在基底或下部层上并且使其经历光固化以变成固化材料。在光固化的帮助下，所述聚有机硅氧烷的所述丙烯酸类基团可光固化，由此所述聚有机硅氧烷可具有更密集的膜性质。
以这种方式，根据一个实施方式的组合物当应用于绝缘体时可具有优良的绝缘体性质例如高的绝缘强度、高的介电常数、高的耐热性、高的耐化学性、长期稳定性等，因为由化学式1表示的化合物形成具有密集的网络结构的聚有机硅氧烷。因此，当使用所述绝缘体作为用于薄膜晶体管的栅绝缘体时，由于优良的膜性质和相对高的绝缘强度，可减少泄漏电流且可改善薄膜晶体管的性质。
此外，由于所述绝缘体是有机/无机复合物绝缘体，因此不同于无机绝缘体，其可简单地以溶液工艺形成。
所述绝缘体可用在需要电子器件的绝缘特性的领域中，例如，作为栅绝缘体、介电材料、和/或填料。
此外，所述组合物可被光固化，且通过如下形成图案是可能的：将所述组合物涂覆在基底上，将其干燥，将具有预定图案的掩模放置在其上，和对其进行照射。以这种方式，经照射的部分被固化以形成固化材料，而未被照射的部分通过显影剂洗掉，以形成预定的图案。在此情况下，由所述组合物制备的固化材料可具有例如小于或等于约100μm、例如小于或等于约50μm、例如小于或等于约30μm、例如小于或等于约20μm、例如小于或等于约10μm、例如小于或等于约7μm的高的分辨率。因此，所述固化材料可有效地用作平坦化膜、保护膜、阻挡膜等，且不限于此。
因此，根据另一示例性实施方式的电子器件包括通过使根据以上示例性实施方式的组合物固化而获得的固化材料。
所述电子器件可为选自如下的至少一种：固体发光器件、显示器件、及其组合。
所述固体发光器件可包括选自如下的至少一种：半导体发光二极管、有机发光二极管、和聚合物发光二极管，且不限于此。
所述显示器件可包括选自如下的至少一种：电子纸、液晶显示器、有机发光二极管显示器、和量子点显示器，且不限于此。
在下文中，描述多种包括根据实施方式的绝缘体的薄膜晶体管。图3A为显示根据实例实施方式的薄膜晶体管的横截面图。图3B和3C为根据实例实施方式的薄膜晶体管和双栅晶体管的横截面图。图3D为根据实例实施方式的电子器件的横截面图。图3E为根据实例实施方式的电容器的横截面图。
参照图3A，根据实例实施方式的薄膜晶体管包括设置于基底110上的栅电极124、与栅电极124重叠的半导体154、介于栅电极124和半导体154之间的栅绝缘体140、以及电连接至半导体154的源电极173和漏电极175。
基底110可由例如透明的玻璃、硅、或聚合物制成。栅电极124连接至传输数据信号的栅极线(未示出)，且可由例如金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)、其合金、及其组合制成，但不限于此。
半导体154可为有机半导体或无机半导体，且例如有机半导体。所述有机半导体可为例如选自如下的至少一种：并五苯及其衍生物、四苯并卟啉及其衍生物、聚亚苯基亚乙烯基及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚亚噻吩基亚乙烯基及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚噻吩并噻吩及其衍生物、多(聚)芳基胺及其衍生物、酞菁及其衍生物、金属化的酞菁和及其卤化的衍生物、二萘嵌苯四羧酸二酐(PTCDA)、萘四羧酸二酐(NTCDA)或其酰亚胺衍生物、二萘嵌苯或晕苯以及其含取代基的衍生物，但不限于此。可使用沉积工艺在约70℃到约150℃、或者可最高达250℃的温度范围内(取决于有机半导体材料)在栅绝缘体140上形成半导体154。
栅绝缘体140可由以上组合物制备，例如，通过涂覆以上组合物，将其光固化、和/或热固化以制备膜。
源电极173和漏电极175彼此面对、其间有半导体154，且电连接至半导体154。源电极173连接到传输数据信号的数据线(未示出)。源电极173和漏电极175可例如由金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)、其合金及其组合制成，但不限于此。源电极173和漏电极175可通过如下形成：在半导体154上溅射金属或金属合金并且将所述金属或金属合金图案化。源电极173和漏电极175可在室温(例如25℃)下形成，但不限于此。
图3B和3C为根据实例实施方式的薄膜晶体管和双栅晶体管的横截面图。
参照图3B，根据实例实施方式的薄膜晶体管可与图3A中描述的薄膜晶体管类似，除了具有顶栅结构代替底栅结构之外。如图3B中所说明的，薄膜晶体管可包括在基底110上的在源电极173和漏电极174之间的半导体154。栅绝缘体140可覆盖源电极173、半导体154、和漏电极174。栅电极124可形成于栅绝缘体140上。
参照图3C，根据实例实施方式的薄膜晶体管可与图3B中的薄膜晶体管相同，除了具有双栅结构代替顶栅结构之外。如图3C中所说明的，所述薄膜晶体管可进一步包括在基底110与分别的源电极173、半导体154和漏电极174之间的第二栅绝缘体141。第二栅绝缘体141和栅绝缘体140可由相同的材料形成。然而，实例实施方式不限于此。例如，第二栅绝缘体141可替代地由与栅绝缘体140不同的材料(例如，氧化硅、高k介电材料)形成。
图3A-3C中的根据实例实施方式的薄膜晶体管可应用于多种电子器件例如半导体器件、平板显示器、能量器件、和传感器。所述电子器件可包括例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)器件、太阳能电池、和有机传感器。
图3D为根据实例实施方式的电子器件的横截面图。
参照图3D，所述电子器件可包括在基底SUB10上的彼此隔开的第一栅电极G10和第二栅电极G40。栅绝缘体GI10可在第一栅电极G10、第二栅电极G40和基底SUB10上。第一沟道C10和第二沟道C40可分别在第一栅电极G10和第二栅电极G40上方的栅绝缘体GI10上。源电极和漏电极S10’和D10’可在栅绝缘体GI10的顶部上分别连接到第一沟道C10和第二沟道C40的相应末端。
基底SUB10可绝缘体、半导体、或聚合物制成。例如，基底SUB10可由透明玻璃、硅、或聚合物制成。栅电极G10和G40连接到相应的栅极线(未示出)用于传输数据信号，并且可由金属或金属合金制成，但不限于此。例如，栅电极G10和G40可各自独立地包括如下之一：金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)、其合金、及其组合，但不限于此。
图3E为根据实例实施方式的电容器的横截面图。所述电容器可包括形成于第一电极E1和第二电极E2之间的绝缘体140。第一和第二电极E1和E2可各自独立地包括如下之一：金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)、其合金、及其组合，但不限于此。绝缘体140可由以上组合物制备，例如，通过如下制备：涂覆以上组合物，使其光固化和/或热固化以制备膜。
在下文中，参照实施例更详细地说明本公开内容。然而，这些是实例且本公开内容不限于此。
实施例
对比例1:聚有机硅氧烷与热交联剂之间的缩合反应产物的合成
将1000g甲醇放入能够进行搅拌且由玻璃材料制成的装备有回流冷凝器的反应器中，并向其添加672.8g由下列化学式4表示的硅烷化合物。将混合物在室温下搅拌1小时。然后，将56g HCl水溶液(0.1N)以逐滴方式添加到所述混合物2小时，并且在室温下搅拌另外的2小时以引起水解反应。随后，将反应混合物加热到80℃并且进一步反应36小时以进行缩合和聚合反应以获得包括由下列化学式5表示的结构单元的聚有机硅氧烷。对所获得的聚有机硅氧烷进行测量以确定其重均分子量为2800、PDI(多分散性指数)为1.79(以GPC方法)、在20℃下的粘度为5.8厘泊、且pH为7。
Figure BDA0001098110940000151
将670g丙二醇单甲基醚乙酸酯添加到所获得的聚有机硅氧烷用于稀释，且将混合物在60mmHg的降低的压力下在60℃下蒸馏以除去副产物，获得分散在丙二醇单甲基醚乙酸酯中的聚有机硅氧烷。向经分散的聚有机硅氧烷添加基于聚有机硅氧烷的重量的1％的乙酰乙酸铝以引起交联反应以获得包括氧化铝的聚有机硅氧烷。所述交联反应在如下条件下进行：在90℃下预先退火2分钟，并且使用具有240nm-400nm的波长区域的200W高压汞灯照射96秒，随后在200℃下后退火1小时。
对比例2:纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物与热交联剂之间的缩合反应产物的合成
使500g含水碱性二氧化硅溶胶通过装有强酸性阳离子交换树脂的柱，获得具有pH2的酸性二氧化硅溶胶。将500g所获得的酸性二氧化硅溶胶放入能够进行搅拌且由玻璃材料制成的装备有回流冷凝器的反应器中，并向其添加1000g甲醇用于稀释。随后，向其添加11g缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，将混合物在室温下搅拌1小时，然后在95℃下加热和反应6小时以进行二氧化硅的表面处理。然后，将经表面处理的二氧化硅溶胶在50mmHg的降低的压力下在80℃下蒸馏，并且通过除去其中包括的水的一部分而浓缩至500g。在将二氧化硅溶胶通过向其添加1000g甲醇而稀释之后，在相同的条件下另外进行在降低的压力下的蒸馏四次直至其中的水的量降低至小于或等于1重量％。然后，向其添加672.8g由化学式4表示的硅烷化合物，并将混合物在室温下搅拌1小时。在此之后，以逐滴方式向其添加56g具有0.1N的浓度的HCl水溶液2小时，并且将混合物在室温下另外搅拌2小时以进行水解反应。然后将所得物的温度升高至80℃并且使所得物反应36小时以进行缩合和聚合反应，获得其中二氧化硅位于核中且缩合和聚合的聚有机硅氧烷作为在二氧化硅周围的壳的二氧化硅-聚有机硅氧烷复合物。对所获得的二氧化硅-聚有机硅氧烷进行测量以确定其重均分子量为1800、PDI(多分散性指数)为1.34(以GPC方法)，在20℃下的粘度为7.2厘泊，且pH为6。
随后，将335g丙二醇单甲基醚乙酸酯添加到二氧化硅-聚有机硅氧烷复合物用于稀释，并且将经稀释的混合物在60mmHg的降低的压力下在60℃下蒸馏以除去副产物，获得分散在丙二醇单甲基醚乙酸酯中的二氧化硅-聚有机硅氧烷复合物。向经分散的二氧化硅-聚有机硅氧烷复合物添加基于二氧化硅-聚有机硅氧烷复合物的重量的1％的乙酰乙酸铝以引起交联反应以获得氧化铝交联至其的二氧化硅-聚有机硅氧烷复合物。所述交联反应在如下条件下进行：在90℃下预先退火2分钟，并且使用具有240nm-400nm的波长区域的200W高压汞灯照射96秒，随后在200℃下后退火1小时。
实施例1:具有三-丙烯酸类基团的聚有机硅氧烷与热交联剂之间的缩合反应产物的合成
将1000g甲醇放入能够进行搅拌且由玻璃材料制成的装备有回流冷凝器的反应器中，并向其添加672.8g由下列化学式6表示的硅烷化合物。将混合物在室温下搅拌1小时。然后，将56g HCl水溶液(0.1N)以逐滴方式添加到所述混合物2小时，并且在室温下搅拌另外的2小时以引起水解反应。随后，将反应混合物加热至80℃并且使其进一步反应36小时以进行缩合和聚合反应以获得包括由下式化学式7表示的结构单元的聚有机硅氧烷。对所获得的聚有机硅氧烷进行测量以确定其重均分子量为2800、PDI(多分散性指数)为1.79(以GPC方法)、在20℃下的粘度为5.8厘泊、且pH为7。
化学式6
Figure BDA0001098110940000171
化学式7
Figure BDA0001098110940000172
将670g丙二醇单甲基醚乙酸酯添加到所获得的聚有机硅氧烷用于稀释，并且将混合物在60mmHg的降低的压力下在60℃下蒸馏以除去副产物，获得分散在丙二醇单甲基醚乙酸酯中的聚有机硅氧烷。向经分散的聚有机硅氧烷添加基于聚有机硅氧烷的重量的1％的乙酰乙酸铝以引起交联反应以获得包括氧化铝的聚有机硅氧烷。所述交联反应在如下条件下进行：在90℃下预先退火2分钟，并且使用具有240nm-400nm的波长区域的200W高压汞灯照射96秒，随后在200℃下后退火1小时。
薄膜晶体管的制造
制备实施例1:通过使用根据对比例1的产物制造薄膜晶体管
将钼溅射在玻璃基底上，然后进行光刻法以形成栅电极。随后，将在对比例1中获得的聚有机硅氧烷与热交联剂的缩合产物旋涂在其上，在90℃下预先退火2分钟，并且使用具有240nm-400nm的波长区域的200W高压汞灯照射96秒，随后在200℃下后退火1小时。
然后在其上真空沉积并五苯衍生物二苯并噻吩并[6,5-b:6’,5’-f]噻吩并[3,2-b]噻吩(DTBTT)，形成有机半导体。随后，将金(Au)通过使用掩模溅射在有机半导体上以形成源电极和漏电极，制造薄膜晶体管。
制备实施例2:通过使用根据对比例2的产物制造薄膜晶体管
根据与制备实施例1相同的方法制造薄膜晶体管，除了使用根据对比例2的纳米颗粒-聚有机硅氧烷复合物与热交联剂的缩合产物之外。
制备实施例3：通过使用根据实施例1的产物制造薄膜晶体管
根据与制备实施例1相同的方法制造薄膜晶体管，除了使用根据实施例1的聚有机硅氧烷-热交联剂的缩合产物之外。
评价
评价根据制备实施例1到制备实施例3的薄膜晶体管的特性。所述薄膜晶体管的特性包括绝缘强度、电荷迁移率、和I开/I关比。
图4为显示根据制备实施例1的薄膜晶体管的绝缘强度的图。图5为显示根据制备实施例2的薄膜晶体管的绝缘强度的图。图6为显示根据制备实施例3的薄膜晶体管的绝缘强度的图。
参照图4-6，根据制备实施例3的薄膜晶体管显示出比根据制备实施例1和2的那些好的绝缘强度。特别地，尽管根据制备实施例1和2的薄膜晶体管中的绝缘体的绝缘强度直到约4兆伏/厘米(MV/cm)水平在例如在微安/平方厘米(μA/cm2)水平的范围内是足够的，但是根据制备实施例3的薄膜晶体管中的绝缘体的绝缘强度直到约5兆伏/厘米(MV/cm)水平在例如在微安/平方厘米(μA/cm2)水平的范围内是足够的。即，根据制备实施例3的薄膜晶体管具有比根据制备实施例1和2的那些高的电可靠性，因为前者包括每个硅氧烷单元被三个丙烯酸类基团取代的聚硅氧烷且因此具有比根据后者的薄膜晶体管中包含的每个硅氧烷单元仅具有一个丙烯酸类基团的聚硅氧烷密集的光交联。
图7为显示根据制备实施例1的薄膜晶体管中的电荷迁移率的图。图8为显示根据制备实施例2的薄膜晶体管中的电荷迁移率的图。图9为显示根据制备实施例3的薄膜晶体管中的电荷迁移率的图。
下表1显示根据制备实施例1到3的薄膜晶体管的电荷迁移率、开电流值、和关电流值。
表1
Figure BDA0001098110940000191
参照图7到9和表1，根据制备实施例3的薄膜晶体管显示出比根据制备实施例1和2的那些好的电荷迁移率和I开/I关比，且因此可更有效地用作有机绝缘体。
尽管已经关于目前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容，但是将理解，所述公开内容不限于所公开的实施方式，而是相反，意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种变型和等同布置。例如，尽管实例实施方式仅说明了绝缘体和包括其的薄膜晶体管，但是本领域技术人员将理解，由根据一个实施方式的组合物制备的固化材料可有效地用在多种制品和电子材料中。

Claims (27)

1.薄膜晶体管，包括：
栅电极；
与所述栅电极重叠的半导体；
设置在所述栅电极和所述半导体之间的绝缘体；以及
电连接到所述半导体的源电极和漏电极，
其中所述绝缘体包括组合物的固化材料，所述组合物包括
热交联剂与由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物之间的缩合反应的产物：
化学式1
Figure FDA0002906804300000011
在化学式1中，
R1、R2、和R3独立地为氢、C1-C20烷氧基、羟基、卤素、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C7-C20芳烷基、取代或未取代的C1-C20杂烷基、取代或未取代的C2-C20杂环烷基、取代或未取代的C2-C20炔基、或其组合，条件是R1、R2、和R3的至少一个为C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，
R4-R6独立地为氢、或C1-C20烷基，
L1为碳原子，
L2和L4独立地为取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C3-C20亚环烷基、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-R-O-R'-、-R-NR'-、-R-(C＝O)-R'-、或其组合，其中，在-R-O-R'-和-R-(C＝O)-R'-中，R和R'独立地为二价C1-C10烃基团，和在-R-NR'-中，R为二价C1-C10烃基团且R'为单价C1-C10烃基团，和
L3为-O-(C＝O)-NR"-、-(C＝O)-NR"-、-O-、-COO-、或-S-，其中，R"为氢、或二价C1-C6烃基团，和
其中所述热交联剂为选自如下的至少一种：乙酰乙酸铝、乙酰乙酸锆、乙酰乙酸钛、乙酰乙酸镁、乙酰乙酸铪、和乙酰乙酸锡。
2.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中R1、R2、和R3独立地为C1-C6烷氧基。
3.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中L2和L4独立地为C1-C20亚烷基。
4.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中L3为-(C＝O)-NR"-，其中，R"为氢、或二价C1-C6烃基团。
5.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中R4-R6独立地为氢或甲基。
6.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的小于或等于40重量份的量包括所述热交联剂以与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。
7.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的0.01-30重量份的量包括所述热交联剂以与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。
8.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中所述组合物进一步包括通过化学键合连接到所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的纳米颗粒。
9.根据权利要求8的薄膜晶体管，其中所述纳米颗粒和所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物通过化学键合形成三维网络结构。
10.根据权利要求8的薄膜晶体管，其中所述纳米颗粒和所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物形成核-壳结构。
11.根据权利要求8的薄膜晶体管，其中所述纳米颗粒包括选自如下的至少一种：二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、氧化锆、硫酸钡、氧化铝、氧化铪、及其组合。
12.根据权利要求8的薄膜晶体管，其中基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物，所述纳米颗粒以小于或等于40重量份的量存在。
13.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中所述组合物进一步包括选自光引发剂、光致产酸剂、和分散剂的至少一种。
14.根据权利要求1的薄膜晶体管，其中所述半导体为有机半导体。
15.电容器，包括：
第一电极；
在所述第一电极上的第二电极；以及
在所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘层，所述绝缘层包括组合物的固化材料，所述组合物包括：
热交联剂与由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物之间的缩合反应的产物：
化学式1
Figure FDA0002906804300000031
在化学式1中，
R1、R2、和R3独立地为氢、C1-C20烷氧基、羟基、卤素、羧基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C7-C20芳烷基、取代或未取代的C1-C20杂烷基、取代或未取代的C2-C20杂环烷基、取代或未取代的C2-C20炔基、或其组合，条件是R1、R2、和R3的至少一个为C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，
R4-R6独立地为氢、或C1-C20烷基，
L1为碳原子，
L2和L4独立地为取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C3-C20亚环烷基、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-R-O-R'-、-R-NR'-、-R-(C＝O)-R'-、或其组合，其中，在-R-O-R'-和-R-(C＝O)-R'-中，R和R'独立地为二价C1-C10烃基团，和在-R-NR'-中，R为二价C1-C10烃基团且R'为单价C1-C10烃基团，和
L3为-O-(C＝O)-NR"-、-(C＝O)-NR"-、-O-、-COO-、或-S-，其中，R"为氢、或二价C1-C6烃基团，和
其中所述热交联剂为选自如下的至少一种：乙酰乙酸铝、乙酰乙酸锆、乙酰乙酸钛、乙酰乙酸镁、乙酰乙酸铪、和乙酰乙酸锡。
16.根据权利要求15的电容器，其中R1、R2、和R3独立地为C1-C6烷氧基。
17.根据权利要求15的电容器，其中L2和L4独立地为C1-C20亚烷基。
18.根据权利要求15的电容器，其中L3为-(C＝O)-NR"-，其中，R"为氢、或二价C1-C6烃基团。
19.根据权利要求15的电容器，其中R4-R6独立地为氢或甲基。
20.根据权利要求15的电容器，其中以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的小于或等于40重量份的量包括所述热交联剂以与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。
21.根据权利要求15的电容器，其中以基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的0.01-30重量份的量包括所述热交联剂以与所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物进行缩合反应。
22.根据权利要求15的电容器，其中所述组合物进一步包括通过化学键合连接到所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物的纳米颗粒。
23.根据权利要求22的电容器，其中所述纳米颗粒和所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物通过化学键合形成三维网络结构。
24.根据权利要求22的电容器，其中所述纳米颗粒和所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物形成核-壳结构。
25.根据权利要求22的电容器，其中所述纳米颗粒包括选自如下的至少一种：二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、氧化锆、硫酸钡、氧化铝、氧化铪、及其组合。
26.根据权利要求22的电容器，其中基于100重量份的所述由化学式1表示的化合物的水解和缩聚产物，所述纳米颗粒以小于或等于40重量份的量存在。
27.根据权利要求15的电容器，其中所述组合物进一步包括选自光引发剂、光致产酸剂、和分散剂的至少一种。
CN201610754147.9A 2015-08-31 2016-08-29 组合物、电子器件、薄膜晶体管、和电容器 Active CN106478952B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0122983 2015-08-31
KR1020150122983A KR102380151B1 (ko) 2015-08-31 2015-08-31 박막 트랜지스터, 및 이를 포함하는 전자 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106478952A CN106478952A (zh) 2017-03-08
CN106478952B true CN106478952B (zh) 2021-06-01

Family

ID=56943307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610754147.9A Active CN106478952B (zh) 2015-08-31 2016-08-29 组合物、电子器件、薄膜晶体管、和电容器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9988472B2 (zh)
EP (1) EP3135739B1 (zh)
KR (1) KR102380151B1 (zh)
CN (1) CN106478952B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102464890B1 (ko) 2017-10-18 2022-11-07 삼성전자주식회사 축합다환 헤테로방향족 화합물, 유기 박막 및 전자 소자
KR102586937B1 (ko) * 2018-04-12 2023-10-06 삼성전자주식회사 발광 복합체, 발광 구조체, 광학 시트 및 전자 소자
KR102684640B1 (ko) 2018-12-03 2024-07-11 삼성전자주식회사 유기 박막, 유기 박막 트랜지스터 및 전자 소자
KR20200109117A (ko) * 2019-03-12 2020-09-22 삼성전자주식회사 표면 코팅재, 필름, 적층체, 표시 장치 및 물품
CN115785462B (zh) * 2022-11-02 2023-08-22 常州大学 Zr-PTC发光体材料、电化学发光传感器及其制备方法和应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387240A (en) * 1978-06-02 1983-06-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Oligomeric methacryl substituted alkylsiloxanes
CN1607685A (zh) * 2003-10-15 2005-04-20 三星电子株式会社 用于制造有机绝缘体的组合物
CN1969023A (zh) * 2004-06-11 2007-05-23 东丽株式会社 硅氧烷系涂料、光学制品及硅氧烷系涂料的制备方法
JP2007277232A (ja) * 2006-03-16 2007-10-25 Sumitomo Chemical Co Ltd ニトロ化方法
JP2009102628A (ja) * 2007-10-01 2009-05-14 Atomix Co Ltd 紫外線硬化型コーティング用組成物およびその製造方法、並びにこれを被覆してなる樹脂被覆品
CN102918460A (zh) * 2010-06-09 2013-02-06 东丽株式会社 感光性硅氧烷组合物、由其形成的固化膜和具有固化膜的元件
JP2013234301A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光及び熱硬化性樹脂組成物、成形品及び物品
JP2013249395A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 硬化性組成物及びその硬化成形品、その硬化皮膜が形成されてなる物品並びに該硬化性組成物の硬化方法

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1195416A3 (de) 2000-10-05 2005-12-28 Degussa AG Polymerisierbare siliciumorganische Nanokapseln
US7170093B2 (en) 2004-11-05 2007-01-30 Xerox Corporation Dielectric materials for electronic devices
JP4386361B2 (ja) 2005-01-18 2009-12-16 信越化学工業株式会社 電極保護用シリコーンゴム組成物
US20070049659A1 (en) 2005-08-25 2007-03-01 Quay Jeffrey R Functionalized alumina particles for polymer composites
JP4939012B2 (ja) 2005-08-26 2012-05-23 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP5003081B2 (ja) 2005-09-28 2012-08-15 東レ株式会社 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
US8134144B2 (en) 2005-12-23 2012-03-13 Xerox Corporation Thin-film transistor
JP5063915B2 (ja) 2006-04-04 2012-10-31 アトミクス株式会社 紫外線硬化型コーティング用組成物およびこれを被覆してなる樹脂被覆品
KR101174769B1 (ko) 2006-06-30 2012-08-17 엘지디스플레이 주식회사 박막트랜지스터의 제조방법 및 이를 이용한 ｔｆｔ 어레이기판의 제조방법
KR101430529B1 (ko) 2006-08-28 2014-08-18 도소 가부시키가이샤 헤테로아센 유도체, 테트라할로터페닐 유도체, 및 그것들의제조방법
EP2077590B1 (en) 2006-10-20 2013-06-19 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Field-effect transistor
WO2008050726A1 (fr) 2006-10-25 2008-05-02 Hiroshima University Nouveau composé aromatique à cycle fusionne, son procédé de production et son utilisation
WO2008086402A1 (en) 2007-01-09 2008-07-17 Inframat Corporation Coating compositions for marine applications and methods of making and using the same
JP4840255B2 (ja) 2007-05-29 2011-12-21 Ｊｓｒ株式会社 パターン形成方法及びそれに用いる樹脂組成物
KR101353824B1 (ko) 2007-06-12 2014-01-21 삼성전자주식회사 유기 절연체 형성용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기절연체
WO2009009790A1 (en) 2007-07-12 2009-01-15 President And Fellows Of Harvard College Air-stable, high hole mobility thieno-thiophene derivatives
KR100884357B1 (ko) 2007-09-18 2009-02-17 한국전자통신연구원 유기 게이트 절연막 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터
US9464172B2 (en) 2007-12-10 2016-10-11 Kaneka Corporation Alkali-developable curable composition, insulating thin film using the same, and thin film transistor
WO2009086079A2 (en) 2007-12-28 2009-07-09 3M Innovative Properties Company Copolymers of nanoparticles, vinyl monomers and silicone
CN102089870B (zh) 2008-03-18 2013-08-28 东丽株式会社 栅极绝缘材料、栅极绝缘膜及有机场效应型晶体管
JP5284677B2 (ja) 2008-04-25 2013-09-11 山本化成株式会社 有機トランジスタ
JP4626837B2 (ja) 2008-06-13 2011-02-09 Ｄｉｃ株式会社 絶縁膜形成用インキ組成物、該インキ組成物から形成された絶縁膜
KR101040320B1 (ko) 2008-08-29 2011-06-10 고려대학교 산학협력단 절연막 및 절연막의 제조 방법
JPWO2010044332A1 (ja) 2008-10-14 2012-03-15 コニカミノルタホールディングス株式会社 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP2010147206A (ja) 2008-12-18 2010-07-01 Konica Minolta Holdings Inc 薄膜トランジスタ、及びその製造方法
KR101184448B1 (ko) 2008-12-29 2012-09-20 제일모직주식회사 자외선 경화형 하드코팅용 조성물, 이를 이용한 내오염성이 우수한 편광판 및 하드코팅층 형성 방법
WO2010078320A2 (en) 2008-12-31 2010-07-08 Bridgestone Corporation Core-first nanoparticle formation process, nanoparticle, and composition
JP2011187558A (ja) 2010-03-05 2011-09-22 Adeka Corp 有機薄膜トランジスタ
JP2011186069A (ja) 2010-03-05 2011-09-22 Adeka Corp 感光性樹脂組成物
JP2011246548A (ja) 2010-05-25 2011-12-08 Showa Denko Kk 硬化性樹脂組成物および透明フィルム
US8557943B2 (en) 2011-04-29 2013-10-15 International Business Machines Corporation Nanostructured organosilicates from thermally curable block copolymers
US9329479B2 (en) 2012-06-05 2016-05-03 Agfa Graphics Nv Lithographic printing plate precusor
EP2671880B1 (en) 2012-06-05 2015-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd Fused polycyclic heteroaromatic compound, organic thin film including compound and electronic device including organic thin film
KR20150042237A (ko) 2012-08-08 2015-04-20 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 캡슐화 배리어 필름을 갖는 광기전 소자
CN104769017B (zh) 2012-08-08 2018-05-25 3M创新有限公司 包含氨基甲酸酯(多)(甲基)丙烯酸酯(多)-硅烷的(共)聚合物反应产物的制品
JP2014037453A (ja) 2012-08-10 2014-02-27 Mitsubishi Chemicals Corp 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物およびそれを用いた積層体
JP6017894B2 (ja) 2012-09-03 2016-11-02 信越化学工業株式会社 ネガ型平版印刷版原版用感光性組成物及びそれを用いたネガ型平版印刷用原版
JP6288488B2 (ja) 2012-09-27 2018-03-07 Dic株式会社 絶縁材料、絶縁膜及びこれを用いたトランジスタ
US9721697B2 (en) 2012-11-08 2017-08-01 Eastman Kodak Company Organic polymeric bi-metallic composites
KR101583119B1 (ko) 2012-11-29 2016-01-07 주식회사 엘지화학 가스차단성 필름
CN105102462B (zh) 2013-03-05 2018-02-02 捷恩智株式会社 含有氧族元素的有机化合物、其制造方法以及用途
KR102153604B1 (ko) * 2013-09-27 2020-09-08 삼성전자주식회사 절연체용 조성물, 절연체 및 박막 트랜지스터
US9431619B2 (en) 2013-09-27 2016-08-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Composition for insulator, insulator, and thin film transistor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387240A (en) * 1978-06-02 1983-06-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Oligomeric methacryl substituted alkylsiloxanes
CN1607685A (zh) * 2003-10-15 2005-04-20 三星电子株式会社 用于制造有机绝缘体的组合物
CN1969023A (zh) * 2004-06-11 2007-05-23 东丽株式会社 硅氧烷系涂料、光学制品及硅氧烷系涂料的制备方法
JP2007277232A (ja) * 2006-03-16 2007-10-25 Sumitomo Chemical Co Ltd ニトロ化方法
JP2009102628A (ja) * 2007-10-01 2009-05-14 Atomix Co Ltd 紫外線硬化型コーティング用組成物およびその製造方法、並びにこれを被覆してなる樹脂被覆品
CN102918460A (zh) * 2010-06-09 2013-02-06 东丽株式会社 感光性硅氧烷组合物、由其形成的固化膜和具有固化膜的元件
JP2013234301A (ja) * 2012-05-11 2013-11-21 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光及び熱硬化性樹脂組成物、成形品及び物品
JP2013249395A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 硬化性組成物及びその硬化成形品、その硬化皮膜が形成されてなる物品並びに該硬化性組成物の硬化方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170025889A (ko) 2017-03-08
EP3135739A1 (en) 2017-03-01
US20170058061A1 (en) 2017-03-02
KR102380151B1 (ko) 2022-03-28
CN106478952A (zh) 2017-03-08
EP3135739B1 (en) 2018-05-02
US9988472B2 (en) 2018-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106478952B (zh) 组合物、电子器件、薄膜晶体管、和电容器
CN105646883B (zh) 组合物、电子器件和薄膜晶体管
US7560580B2 (en) Organic-inorganic metal hybrid material and composition for producing organic insulator comprising the same
US9048445B2 (en) Gate insulating material, gate insulating film and organic field-effect transistor
EP2975649A1 (en) Field effect transistor
US20190382617A1 (en) Polysilsesquioxane resin composition and light-shielding black resist composition containing same
JP5704256B2 (ja) 絶縁膜用組成物及び絶縁膜
Oh et al. Highly condensed fluorinated methacrylate hybrid material for transparent low-k passivation layer in LCD-TFT
US9431619B2 (en) Composition for insulator, insulator, and thin film transistor
KR102407114B1 (ko) 절연액, 절연체, 박막 트랜지스터 및 전자 소자
KR102153604B1 (ko) 절연체용 조성물, 절연체 및 박막 트랜지스터
JP5728908B2 (ja) ゲート絶縁材料、ゲート絶縁膜、および電界効果型トランジスタ。
US8597423B2 (en) Composition for producing insulator and organic insulator using the same
CN115877663A (zh) 感光性树脂组合物以及利用其的显示装置的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant