JP2011114162A - Passivation film containing borazine frame, and display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置の最上部に表面保護膜として形成されるパッシベーション膜、およびこのパッシベーション膜を備える表示装置に関するものである。 The present invention relates to a passivation film formed as a surface protective film on the uppermost part of a display device, and a display device provided with the passivation film.
近年、半導体的な電気伝導を示す有機材料(有機半導体材料)を使用した薄膜トランジスタの開発が進められている。 In recent years, development of a thin film transistor using an organic material (organic semiconductor material) that exhibits semiconducting electrical conduction has been promoted.
この薄膜トランジスタは、薄型軽量化に適すること、可撓性を有すること、材料コストとして安価であること等の長所を有しており、ディスプレイ等のスイッチング素子として期待されている。 This thin film transistor has advantages such as being suitable for reduction in thickness and weight, flexibility, and low material cost, and is expected as a switching element for displays and the like.
このような薄膜トランジスタにおいて、素子表面を保護するために最外層に設けるパッシベーション膜の材料として、通常窒化シリコンや酸化シリコン、あるいは金属等の無機系の絶縁膜が利用されていることが多い(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、これらの無機系の膜は、形成するための装置が高価であったり、高温での熱処理を行う必要があるため、トランジスタ部分に熱負荷がかかるという問題がある。また誘電率も7.0程度あり、トランジスタの微細化が制限されるという問題がある。 In such a thin film transistor, an inorganic insulating film such as silicon nitride, silicon oxide, or metal is usually used as a material for a passivation film provided on the outermost layer in order to protect the element surface (for example, Patent Document 1). However, these inorganic films have a problem that an apparatus for forming them is expensive or heat treatment at a high temperature is required, so that a thermal load is applied to the transistor portion. Further, the dielectric constant is about 7.0, and there is a problem that miniaturization of the transistor is limited.
一方、半導体装置の分野ではLSIの高集積化にともなう高速化・大容量化・低消費電力化により、配線の微細化技術の重要性が増している。このため層間絶縁膜の誘電率を下げる検討がなされている。 On the other hand, in the field of semiconductor devices, the importance of miniaturization technology for wiring is increasing due to high speed, large capacity, and low power consumption accompanying the high integration of LSI. For this reason, studies have been made to lower the dielectric constant of the interlayer insulating film.
本発明では、耐湿性に優れ、信頼性に優れた低誘電率膜を見出して、高性能なパッシベーション膜を備えた表示装置を提供することを課題として掲げた。 An object of the present invention is to find a low dielectric constant film excellent in moisture resistance and excellent in reliability and to provide a display device provided with a high-performance passivation film.
このような課題は、ボラジン骨格を有する重合体を含むパッシベーション膜の採用により解決された。ボラジン環骨格を有する化合物は分子分極率が小さいため、形成される膜は低誘電率であり、かつ、形成される皮膜は耐熱性、耐湿性にも優れる。 Such a problem was solved by adopting a passivation film containing a polymer having a borazine skeleton. Since the compound having a borazine ring skeleton has a low molecular polarizability, the formed film has a low dielectric constant, and the formed film is excellent in heat resistance and moisture resistance.
本発明には、上記パッシベーション膜が備わった表示装置が含まれる。 The present invention includes a display device provided with the passivation film.
本発明は、下記式(1)で示されるボラジン骨格を有する重合体を含むパッシベーション膜を構成したところに特徴がある。
The present invention is characterized in that a passivation film including a polymer having a borazine skeleton represented by the following formula (1) is configured.
上記式(1)に示したように、ボラジン環の窒素(N)およびホウ素(B)は、ボラジン環を形成しない結合をそれぞれ1つ有する。ボラジン環を形成する窒素およびホウ素と結合する環外の元素または官能基は特に限定されない。ボラジン環を形成する窒素またはホウ素に結合する元素および官能基としては、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アミノ基、ボラジニル基などが挙げられる。 As shown in the above formula (1), nitrogen (N) and boron (B) of the borazine ring each have one bond that does not form a borazine ring. There are no particular limitations on the elements or functional groups outside the ring that bind to the nitrogen and boron that form the borazine ring. Examples of the element and functional group bonded to nitrogen or boron forming the borazine ring include a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an amino group, and a borazinyl group.
ボラジン骨格を有する化合物は、1つのボラジン環を有する化合物でもよく、2つ以上のボラジン環を有する化合物でもよい。さらにボラジン骨格を有する重合体でもよい。 The compound having a borazine skeleton may be a compound having one borazine ring or a compound having two or more borazine rings. Further, a polymer having a borazine skeleton may be used.
パッシベーション膜を形成する方法としては、コーティング法やCVD法などが挙げられ、CVD法としては、熱、光、プラズマ等を用いる公知の化学的蒸着法がいずれも採用できる。工程の簡略化のためにはコーティング法が好ましい。コーティング法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビア法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることが出来る。また、バルク体(厚み数mm以上の厚膜)を製造する場合には、鋳型にボラジン骨格を有する化合物及び重合体を流し込んで成形し、得られた成形体を焼成すればよい。 Examples of the method for forming the passivation film include a coating method and a CVD method. As the CVD method, any known chemical vapor deposition method using heat, light, plasma, or the like can be employed. A coating method is preferred for simplifying the process. Examples of the coating method include spin coating, casting, micro gravure coating, gravure, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, screen printing, and flexographic printing. , Offset printing method, ink jet method, micro contact printing method, and the like, and one or more of them can be used in combination. Moreover, when manufacturing a bulk body (thick film having a thickness of several mm or more), a compound having a borazine skeleton and a polymer are poured into a mold and molded, and the obtained molded body is fired.
コーティングによって塗布する工程を含む場合には、ボラジン骨格を有する重合体を用いることが好ましい。ネットワーク状に重合したボラジン骨格を有する重合体を用いると、重合していないボラジン骨格を有する化合物のみを用いる場合と比較して、コーティング法を利用して塗膜を形成する際の作業性が向上する。また、重合体を用いる場合は均一な膜が容易に得られるという利点がある。重合していないボラジン骨格を有する化合物のみ用いる場合は、被膜が白濁化する場合が多く均一な膜が得る事が困難である恐れがある。また、膜化後、さらに後処理が必要になる恐れがある。塗膜が不均一だと、欠陥や性能低下の原因になる可能性がある。本発明を工業的に量産する上では、コストおよび生産性の観点から、かような効果は非常に大きい。 When the step of applying by coating is included, it is preferable to use a polymer having a borazine skeleton. Use of a polymer having a borazine skeleton polymerized in a network improves the workability when forming a coating film using a coating method, compared to using only a compound having a non-polymerized borazine skeleton. To do. Moreover, when using a polymer, there exists an advantage that a uniform film | membrane is obtained easily. When only a compound having a borazine skeleton that is not polymerized is used, the film often becomes cloudy and it may be difficult to obtain a uniform film. Further, after film formation, further post-treatment may be required. If the coating is non-uniform, it may cause defects and performance degradation. Such an effect is very large from the viewpoints of cost and productivity in industrial mass production of the present invention.
ボラジン骨格を有する重合体は、ボラジン環骨格を有する化合物をモノマーとして用いて、形成されうる。前記式(1)において、ボラジン環を形成しない結合のうちの少なくとも一つが他のボラジン環と直接結合又は有機基を介して結合することにより、ボラジン骨格を有する重合体を形成することができる。重合方法や重合形態は特に限定されない。重合方法は、ボラジン環に結合している官能基によって、選択される。例えば、アミノ基が結合している場合には、実施例に示すように、縮重合によって、重合体が合成されうる。ボラジン環にビニル基またはビニル基を含む官能基が結合している場合には、例えば、重合開始剤を用いたラジカル重合によって、重合体が形成されうる。重合体は、単一のボラジン環骨格を有する化合物から得られる重合体であってもよく、2種以上のボラジン環骨格を有する化合物から得られるる共重合体であってもよい。共重合体の形態は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体などのいずれでもよい。他のモノマーと結合を形成しうる官能基を3つ以上有するモノマーを用いれば、モノマーがネットワーク状に結合した重合体を得ることも可能である。 A polymer having a borazine skeleton can be formed using a compound having a borazine ring skeleton as a monomer. In the formula (1), a polymer having a borazine skeleton can be formed by bonding at least one of bonds not forming a borazine ring directly to another borazine ring or via an organic group. A polymerization method and a polymerization form are not particularly limited. The polymerization method is selected depending on the functional group bonded to the borazine ring. For example, when an amino group is bonded, a polymer can be synthesized by condensation polymerization as shown in Examples. When a vinyl group or a functional group containing a vinyl group is bonded to the borazine ring, for example, a polymer can be formed by radical polymerization using a polymerization initiator. The polymer may be a polymer obtained from a compound having a single borazine ring skeleton, or may be a copolymer obtained from a compound having two or more borazine ring skeletons. The form of the copolymer may be any of a random copolymer, a block copolymer, a graft copolymer, and the like. If a monomer having three or more functional groups capable of forming a bond with another monomer is used, it is possible to obtain a polymer in which the monomers are bonded in a network.
ボラジン骨格を有する化合物および重合体をパッシベーション膜に製膜する際には、必要に応じて、本発明の効果に影響を与えない範囲で他の構成成分と混合又は分散し、組成物を作成し、製膜工程に使用することができる。前述の他の構成成分として、硬化触媒、濡れ性改良剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤、溶媒などの無機系または有機系の添加剤を挙げることができる。 When forming a compound having a borazine skeleton and a polymer on a passivation film, if necessary, it is mixed or dispersed with other components within a range that does not affect the effect of the present invention, and a composition is prepared. Can be used in the film forming process. Examples of the other components described above include inorganic or organic additives such as a curing catalyst, a wettability improver, a plasticizer, an antifoaming agent, a thickener, and a solvent.
ボラジン骨格を有する化合物および重合体を溶解または分解させてコーティングする場合、その溶媒は特に限定されない。ボラジン骨格を有する化合物および重合体や、必要に応じて添加される他の成分を溶解し得るものであれば特に制限されるべきものではない。例えば、エチレングリコール、エチレングリコールノモメチルエーテル等のアルコール類;トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の炭化水素類;テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム、テトラグライム等が溶媒として用いられ得る。これらは、1種単独で使用しても良いし、2種以上を混合して用いても良い。溶媒の使用量は特に制限されるべきものではなく、成膜手段に応じて決定すればよい。例えば、スピンコーティングにより成膜する場合には、スピンコーティングに適した粘度になるよう、溶媒および溶媒量を決定すればよい。 In the case of coating by dissolving or decomposing a compound having a borazine skeleton and a polymer, the solvent is not particularly limited. The compound and polymer having a borazine skeleton and other components added as needed are not particularly limited. For example, alcohols such as ethylene glycol and ethylene glycol nomomethyl ether; aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene and xylene; hydrocarbons such as hexane, heptane and octane; tetrahydrofuran, diglyme, triglyme and tetraglyme are solvents. Can be used as These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them. The amount of solvent used is not particularly limited, and may be determined according to the film forming means. For example, when a film is formed by spin coating, the solvent and the amount of the solvent may be determined so that the viscosity is suitable for spin coating.
ボラジン骨格を有する化合物および重合体は、所望する部位に供給され乾燥することにより、製膜される。乾燥は、自然乾燥、真空乾燥、加熱による乾燥、ガス(例えば不活性ガス等)を吹き付ける方法等を用いることができる。例えば、スピンコーティングにより基板上に塗布し、乾燥させればよい。一度のコーティングおよび乾燥では所望する厚さの被膜が得られない場合は、コーティングおよび乾燥を、所望の厚さになるまで繰り返し行ってもよい。スピンコーターの回転数、乾燥温度および乾燥時間などの成膜条件は、特に限定されない。また、必要に応じて焼成を行ってもよい。 The compound and polymer having a borazine skeleton are formed into a film by being supplied to a desired site and dried. Drying can be performed by natural drying, vacuum drying, drying by heating, a method of blowing a gas (for example, an inert gas or the like), and the like. For example, it may be applied onto a substrate by spin coating and dried. If a coating with a desired thickness cannot be obtained by a single coating and drying, the coating and drying may be repeated until the desired thickness is obtained. Film formation conditions such as the spin coater rotation speed, drying temperature, and drying time are not particularly limited. Moreover, you may perform baking as needed.
好ましくは、本発明のボラジン骨格を有する化合物および重合体は、下記式(2)で示されるボラジン環含有化合物、及びこれから得られる重合体である。 Preferably, the compound and polymer having a borazine skeleton of the present invention are a borazine ring-containing compound represented by the following formula (2) and a polymer obtained therefrom.
ボラジン環を構成するホウ素(B)に結合する、R1、R3およびR5は、水素原子、置換されてもよいアルキル基、または下記式(3)で表される官能基である。R1、R3およびR5は、同一であってもよく、異なっていても良い。また、式(3)におけるR7はアルキル基である。 R1, R3 and R5 bonded to boron (B) constituting the borazine ring are a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, or a functional group represented by the following formula (3). R1, R3 and R5 may be the same or different. Moreover, R7 in Formula (3) is an alkyl group.
R1、R3、R5およびR7として含まれ得るアルキル基は、炭素数1から20の直鎖、分岐または環状アルキル基でありうる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、1−メチルーエチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ネオペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。ただし、R1、R3、R5およびR7として含まれ得るアルキル基が、これらに限定されるわけではない。 The alkyl group that can be included as R1, R3, R5, and R7 can be a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, 1-methyl-ethyl, sec-butyl, tert-butyl. Group, neopentyl group, cyclohexyl group and the like. However, alkyl groups that can be included as R1, R3, R5, and R7 are not limited thereto.
R1、R3、R5およびR7として含まれ得るアルキル基は、本発明の作用効果を逸脱しない範囲で、水素原子が他の官能基で置換されてもよい。官能基には、アミノ基、イソシアネート基、ビニル基、エチニル基などが含まれる。 In the alkyl group that can be included as R1, R3, R5, and R7, a hydrogen atom may be substituted with another functional group without departing from the effects of the present invention. Functional groups include amino groups, isocyanate groups, vinyl groups, ethynyl groups, and the like.
式(3)で表される官能基を有していると、式(2)で表されるボラジン環含有化合物を縮重合する上で好適である。その場合には、好ましくは、モノマーとして用いられるボラジン環含有化合物中には、2つ以上の式(3)の官能基が含まれる。ネットワーク状の重合体を得るためには、R1、R3、およびR5のいずれもが、式(3)で表される官能基であるボラジン環含有化合物を用いるとよい。なお、ネットワーク状の重合体を合成する場合であっても、モノマーとして用いられるボラジン環含有化合物の全てについて、R1、R3、およびR5が式(3)で表される官能基である必要はない。コーティング法を用いて成膜する場合には、適当な溶媒に均一に溶解させる必要がある。ネットワーク状の重合体が、高密度に三次元架橋化されていると、溶媒の均一性や溶媒に対する重合体の溶解度が低下することがある。このため、使用する溶媒や使用するボラジン環含有化合物に応じて、ネットワーク状になっている度合い(架橋度)を制御するとよい。 When it has a functional group represented by the formula (3), it is suitable for condensation polymerization of the borazine ring-containing compound represented by the formula (2). In that case, the borazine ring-containing compound used as a monomer preferably contains two or more functional groups of the formula (3). In order to obtain a network-like polymer, it is preferable to use a borazine ring-containing compound in which all of R1, R3, and R5 are functional groups represented by the formula (3). Even in the case of synthesizing a network polymer, it is not necessary that R1, R3, and R5 are functional groups represented by the formula (3) for all of the borazine ring-containing compounds used as monomers. . In the case of forming a film using a coating method, it is necessary to uniformly dissolve in an appropriate solvent. If the network-like polymer is three-dimensionally crosslinked at high density, the uniformity of the solvent and the solubility of the polymer in the solvent may be reduced. For this reason, according to the solvent to be used and the borazine ring containing compound to be used, it is good to control the degree of network form (crosslinking degree).
ボラジン環を構成する窒素(N)に結合するR2、R4、およびR6は、水素原子またはアルキル基である。R2、R4、およびR6は、同一であってもよく、異なっていてもよい。R2、R4、およびR6として含まれ得るアルキル基は、R1、R3、R5およびR7として含まれ得るアルキル基と同様である。 R2, R4 and R6 bonded to nitrogen (N) constituting the borazine ring are a hydrogen atom or an alkyl group. R2, R4, and R6 may be the same or different. The alkyl group that can be included as R2, R4, and R6 is the same as the alkyl group that can be included as R1, R3, R5, and R7.
また、式(3)で表される官能基を有さない場合、式(2)におけるR1〜R6の少なくとも一つが水素原子を含む。R1〜R6中に水素原子が含まれない場合には、縮重合が進行せず、十分な機械的強度や耐湿性を有する膜が形成されないことがある。 Moreover, when it does not have a functional group represented by Formula (3), at least one of R1-R6 in Formula (2) contains a hydrogen atom. When hydrogen atoms are not contained in R1 to R6, polycondensation does not proceed, and a film having sufficient mechanical strength and moisture resistance may not be formed.
式(2)で表されるボラジン環含有化合物の具体例としては、非置換のボラジン;B,B’,B”−トリス(プロピルアミノ)ボラジン、B,B’,B”−トリス(ヘキシルアミノ)ボラジン、B,B’,B”−トリス(メチルアミノ)ボラジン、B,B’,B”‐トリス(プロピルアミノ)−N,N’,N”−トリメチルボラジンなどのアルキルアミノボラジン類;モノ−B−メチルボラジン、ジ−B−メチルボラジン、モノ−N−エチルボラジン、ジ−N−メチルボラジン、トリ−N−プロピルボラジン、モノ−N−ジ−B−メチルボラジンなどのアルキルボラジン類が挙げられる。 Specific examples of the borazine ring-containing compound represented by the formula (2) include unsubstituted borazine; B, B ′, B ″ -tris (propylamino) borazine, B, B ′, B ″ -tris (hexylamino) ) Alkylaminoborazines such as borazine, B, B ′, B ″ -tris (methylamino) borazine, B, B ′, B ″ -tris (propylamino) -N, N ′, N ″ -trimethylborazine; mono Alkyl borazines such as -B-methyl borazine, di-B-methyl borazine, mono-N-ethyl borazine, di-N-methyl borazine, tri-N-propyl borazine, mono-N-di-B-methyl borazine; Can be mentioned.
ボラジン骨格を有する化合物および重合体は、公知技術を適宜参酌して製造されうるものである。したがって、本発明において、ボラジン骨格を有する化合物および重合体の製造方法は、特に限定されない。例えば、「木村良春、繊維と工業、第52巻、8号、341頁、1996年」や、「Paine&Sneddon、Recent Developments in Borazine−BasedPolymers」、「Inorganic and Organometallic Polymers 、p359、Amerian Chemiccal Society、1994」などに記載の公知技術を参照しうる。 The compound and polymer having a borazine skeleton can be produced with appropriate consideration of known techniques. Therefore, in the present invention, the method for producing a compound having a borazine skeleton and a polymer is not particularly limited. For example, “Yoshiharu Kimura, Textiles and Industries, Vol. 52, No. 8, 341, 1996”, “Paine & Sneddon, Recent Developments in Borazine-Based Polymers”, “Inorganic and Organic Polymers 19”, “Organic and Organic Polymers” Reference can be made to known techniques described in the
本発明のパッシベーション膜は、有機ELやLCDや電子ペーパーのような表示装置の薄膜トランジスタの部分に配設されるパッシベーション膜として用いられる。本発明のボラジン骨格を含む組成物からなるパッシベーション膜は、耐熱性、耐湿性にすぐれ、かつ低誘電率である。よって、パッシベーション層の上の平坦層と合わせて、一層にすることも可能である。この層の上にさらに無機蒸着膜等を形成する必要はない。一般の有機EL用トランジスタの構造を図1に、パッシベーション層と平坦層を合わせて一層にした構造を図2に示す。このように、本発明のパッシベーション膜により、有機ELの構成を簡素化することが出来、表示装置の製造コストを低減し、製造工程を簡略にすることができる。本発明には、本発明のボラジン骨格を含む組成物からなるパッシベーション膜が配設された表示装置が含まれ、表示装置の構成は特に限定されない。 The passivation film of the present invention is used as a passivation film disposed in a thin film transistor portion of a display device such as an organic EL, LCD, or electronic paper. The passivation film made of the composition containing the borazine skeleton of the present invention is excellent in heat resistance and moisture resistance and has a low dielectric constant. Therefore, it is possible to form a single layer together with the flat layer on the passivation layer. It is not necessary to form an inorganic vapor deposition film or the like on this layer. FIG. 1 shows a structure of a general organic EL transistor, and FIG. 2 shows a structure in which a passivation layer and a flat layer are combined into one layer. Thus, the passivation film of the present invention can simplify the structure of the organic EL, reduce the manufacturing cost of the display device, and simplify the manufacturing process. The present invention includes a display device provided with a passivation film made of the composition containing the borazine skeleton of the present invention, and the configuration of the display device is not particularly limited.
次に、実施例を用いて、本発明の効果について説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、以下の実施例に限定されない。 Next, the effects of the present invention will be described using examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.
[合成例1]
B,B’,B”−トリクロロボラジン(15g)を十分に脱水したトルエン(100mL)に溶解させ、n−プロピルアミン(22g)、トリエチルアミン(25g)、トルエン(100mL)の混合溶液を室温で1時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で3時間撹拌し、さらに、60℃で3時間撹拌した。生じたアミン塩酸塩をろ過により除去した後、溶媒および未反応のアミンを減圧留去し、B,B’,B”−トリス(プロピルアミノ)ボラジンの黄色粘性液体(22.5g)を得た(下記式参照)。得られた化合物を、さらにキシレン中において130℃で3時間撹拌することにより、重縮合反応を進行させた。反応後、溶媒を減圧留去させ、繰り返し単位がネットワーク状に結合した高分子体であるボラジン骨格を有する重合体1を得た(下記式参照)。
[Synthesis Example 1]
B, B ′, B ″ -trichloroborazine (15 g) was dissolved in sufficiently dehydrated toluene (100 mL), and a mixed solution of n-propylamine (22 g), triethylamine (25 g) and toluene (100 mL) was added at room temperature. After dropwise addition, the mixture was stirred for 3 hours at 25 ° C. and further stirred for 3 hours at 60 ° C. After the resulting amine hydrochloride was removed by filtration, the solvent and unreacted amine were distilled off under reduced pressure. A yellow viscous liquid (22.5 g) of B, B ′, B ″ -tris (propylamino) borazine was obtained (see the following formula). The resulting compound was further stirred in xylene at 130 ° C. for 3 hours to advance the polycondensation reaction. After the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer 1 having a borazine skeleton, which is a polymer having repeating units bonded in a network form (see the following formula).
[合成例2]
B,B’,B”−トリクロロボラジン(15g)を十分に脱水したトルエン(100mL)に溶解させ、n−ヘキシルアミン(37g)、トリエチルアミン(25g)、トルエン(100mL)の混合溶液を室温で1時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で3時間撹拌し、さらに、60℃で3時間撹拌した。生じたアミン塩酸塩をろ過により除去した後、溶媒および未反応のアミンを減圧留去し、B,B’,B”−トリス(ヘキシルアミノ)ボラジンの黄色粘性液体(30g)を得た。得られた化合物をさらにキシレン中において、130℃で3時間撹拌することにより重縮合反応を進行させた。反応後、溶媒を減圧留去させ、ボラジン骨格を有する重合体2を得た。
[Synthesis Example 2]
B, B ′, B ″ -trichloroborazine (15 g) was dissolved in sufficiently dehydrated toluene (100 mL), and a mixed solution of n-hexylamine (37 g), triethylamine (25 g) and toluene (100 mL) was added at room temperature. After dropwise addition, the mixture was stirred for 3 hours at 25 ° C. and further stirred for 3 hours at 60 ° C. After the resulting amine hydrochloride was removed by filtration, the solvent and unreacted amine were distilled off under reduced pressure. As a result, a yellow viscous liquid (30 g) of B, B ′, B ″ -tris (hexylamino) borazine was obtained. The resulting compound was further stirred in xylene at 130 ° C. for 3 hours to advance the polycondensation reaction. After the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer 2 having a borazine skeleton.
[合成例3]
B,B’,B”−トリクロロボラジン(15g)を十分に脱水したトルエン(100mLに溶解させ、約−70℃に保持されたメチルアミン(16g)の入ったフラスコに1時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で3時間撹拌し、さらに、60℃で3時間撹拌した。生じたアミン塩酸塩をろ過により除去した後、溶媒および未反応のアミンを減圧留去し、B,B’,B”−トリス(メチルアミノ)ボラジンの白色粘性液体(12g)を得た。得られた化合物をさらにキシレン中において、130℃で3時間撹拌することにより重縮合反応を進行させた。溶媒を減圧留去後、ボラジン骨格を有する重合体3を得た。
[Synthesis Example 3]
B, B ′, B ″ -trichloroborazine (15 g) was dissolved in 100 mL of sufficiently dehydrated toluene and added dropwise to a flask containing methylamine (16 g) kept at about −70 ° C. over 1 hour. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for 3 hours at 25 ° C., and further stirred for 3 hours at 60 ° C. After removing the resulting amine hydrochloride by filtration, the solvent and unreacted amine were distilled off under reduced pressure, and B and B ′. , B ″ -tris (methylamino) borazine white viscous liquid (12 g) was obtained. The resulting compound was further stirred in xylene at 130 ° C. for 3 hours to proceed the polycondensation reaction. After distilling off under reduced pressure, a polymer 3 having a borazine skeleton was obtained.
[合成例4]
B,B’,B”−トリクロロ−N,N’N”−トリメチルボラジン(15g)を十分に脱水したトルエン(100mL)に溶解させ、n−プロピルアミン(14g)、トリエチルアミン(23g)、トルエン100mLの混合溶液を室温で1時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で3時間、60℃で3時間撹拌した。生じたアミン塩酸塩をろ過により除去した後、溶媒および未反応のアミンを減圧留去し、B,B’,B”−トリス(プロピルアミノ)−N,N’N”−トリメチルボラジンの黄色粘性液体(17g)を得た。得られた化合物をさらにキシレン中において、130℃で3時間撹拌することにより重縮合反応を進行させた。溶媒を減圧留去後、ボラジン骨格を有する重合体4を得た。
[Synthesis Example 4]
B, B ′, B ″ -trichloro-N, N′N ″ -trimethylborazine (15 g) was dissolved in sufficiently dehydrated toluene (100 mL), and n-propylamine (14 g), triethylamine (23 g), toluene 100 mL was dissolved. Was added dropwise at room temperature over 1 hour. After completion of dropping, the mixture was stirred at 25 ° C. for 3 hours and at 60 ° C. for 3 hours. After the generated amine hydrochloride was removed by filtration, the solvent and unreacted amine were distilled off under reduced pressure, and yellow viscosity of B, B ′, B ″ -tris (propylamino) -N, N′N ″ -trimethylborazine was obtained. A liquid (17 g) was obtained. The resulting compound was further stirred in xylene at 130 ° C. for 3 hours to advance the polycondensation reaction. After the solvent was distilled off under reduced pressure, a polymer 4 having a borazine skeleton was obtained.
[パッシベーション膜の製造条件]
上記で重合した化合物1〜4を、十分に乾燥したキシレンに溶解させ、ボラジン環含有化合物濃度が10質量%の溶液を得た。この溶液を、スピンコーターを用いて、3000rpmでシリコン基板に塗布し、120℃で3分乾燥させた。この操作を8回繰り返すことにより、膜厚1μmの被膜を得た。この被膜を、酸素濃度が0.1ppm以下であるアルゴン雰囲気中において350℃で30分焼成し、透明でクラックの無い被膜を形成した。
[Production conditions for passivation film]
Compounds 1-4 polymerized above were dissolved in sufficiently dried xylene to obtain a solution having a borazine ring-containing compound concentration of 10% by mass. This solution was applied to a silicon substrate at 3000 rpm using a spin coater and dried at 120 ° C. for 3 minutes. By repeating this operation 8 times, a film having a thickness of 1 μm was obtained. This film was baked at 350 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere with an oxygen concentration of 0.1 ppm or less to form a transparent and crack-free film.
(実施例1)
合成例1で得られたボラジン骨格を有する重合体1を、上記成膜条件に準じて被膜1を形成した。被膜1に金電極を蒸着し、膜の誘電率を測定した。また、膜の耐湿性を評価した。結果を表1に示す。なお、耐湿性評価は20℃20%Rhの条件下で外観変化を観測し良好であった。
Example 1
A film 1 was formed from the polymer 1 having a borazine skeleton obtained in Synthesis Example 1 in accordance with the above film forming conditions. A gold electrode was deposited on the coating 1, and the dielectric constant of the film was measured. In addition, the moisture resistance of the film was evaluated. The results are shown in Table 1. The moisture resistance evaluation was good by observing a change in appearance under the condition of 20 ° C. and 20% Rh.
(実施例2)
合成例2で得られたボラジン骨格を有する重合体2を用いた以外は、実施例1の手順に準じて、被膜2を形成した。被膜2の誘電率および耐湿性についての測定結果を表1に示す。なお、耐湿性評価は20℃20%Rhの条件下で外観変化を観測し良好であった。
(Example 2)
A film 2 was formed according to the procedure of Example 1 except that the polymer 2 having a borazine skeleton obtained in Synthesis Example 2 was used. Table 1 shows the measurement results of the dielectric constant and moisture resistance of the coating 2. The moisture resistance evaluation was good by observing a change in appearance under the condition of 20 ° C. and 20% Rh.
(実施例3)
合成例3で得られたボラジン骨格を有する重合体3を用いた以外は、実施例1の手順に準じて、被膜3を形成した。被膜3の誘電率および耐湿性についての測定結果を表1に示す。なお、耐湿性評価は20℃20%Rhの条件下で外観変化を観測し良好であった。
(Example 3)
A coating 3 was formed according to the procedure of Example 1 except that the polymer 3 having a borazine skeleton obtained in Synthesis Example 3 was used. Table 1 shows the measurement results of the dielectric constant and moisture resistance of the coating 3. The moisture resistance evaluation was good by observing a change in appearance under the condition of 20 ° C. and 20% Rh.
(実施例4)
合成例4で得られたボラジン骨格を有する重合体4を用いた以外は、実施例1の手順に準じて、被膜4を形成した。被膜4の誘電率および耐湿性についての測定結果を表1に示す。なお、耐湿性評価は20℃20%Rhの条件下で外観変化を観測し良好であった。
Example 4
A film 4 was formed according to the procedure of Example 1 except that the polymer 4 having a borazine skeleton obtained in Synthesis Example 4 was used. Table 1 shows the measurement results of the dielectric constant and moisture resistance of the coating 4. The moisture resistance evaluation was good by observing a change in appearance under the condition of 20 ° C. and 20% Rh.
1・・・平坦層 2・・・ソース電極 3・・・ゲート絶縁層 4・・・アモルファスシリコン 5・・・ゲート電極 6・・・ガラス基板 7・・・透明電極 8・・・パッシベーション層 9・・・ドレイン電極 10・・・平坦層 11・・・ソース電極 12・・・ゲート絶縁層 13・・・アモルファスシリコン 14・・・ゲート電極 15・・・ガラス基板 16・・・透明電極 17・・・ドレイン電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flat layer 2 ... Source electrode 3 ... Gate insulating layer 4 ... Amorphous silicon 5 ... Gate electrode 6 ... Glass substrate 7 ... Transparent electrode 8 ... Passivation layer 9 ... Drain electrode 10 ... Flat layer 11 ... Source electrode 12 ... Gate insulating layer 13 ... Amorphous silicon 14 ... Gate electrode 15 ... Glass substrate 16 ... Transparent electrode 17 ..Drain electrode
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KR101480817B1 (en) | 2013-09-24 | 2015-01-13 | 한국과학기술연구원 | Catalytic synthesis method of high quality hexagonal boron nitride from borazine oligomer precursors and high quality hexagonal boron nitride of the same |
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