KR101961985B1 - 유전체로서의 복분해 중합체 - Google Patents

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Abstract

전형적으로 Ru-촉매를 사용하는 복분해 중합에 의해 수득된 바와 같은 옥사시클로올레핀계 중합체는 우수한 용해도를 보여주고, 전자 장치, 예컨대 커패시터 및 유기 전계 효과 트랜지스터에서의 유전 물질로서 매우 적합하다.

Description

유전체로서의 복분해 중합체 {METATHESIS POLYMERS AS DIELECTRICS}
본 발명은 기판 상의 유기 전자 장치, 예컨대 커패시터 또는 트랜지스터의 제조 방법, 그 방법에 의해 수득가능한 장치, 특정 옥사시클로올레핀계 중합체, 및 유전체로서의, 특히 인쇄 전자 장치, 예컨대 커패시터 및 유기 전계-효과 트랜지스터 (OFET)에서의 유전체 층으로서의 그의 용도에 관한 것이다.
트랜지스터, 특히 OFET는, 예를 들어 인쇄 전자 장치, 예컨대 유기 발광 디스플레이, e-페이퍼, 액정 디스플레이 및 고주파 식별 태그용 부품으로서 사용된다.
유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET)는 유기 반도체 물질을 포함하는 반도전 층, 유전 물질을 포함하는 유전체 층, 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 포함한다.
유전 물질이 용액 가공 기술에 의해 도포될 수 있는 OFET가 특히 바람직하다. 용액 가공 기술은 가공성의 관점에서 편리하며, 플라스틱 기판에도 활용될 수 있다. 따라서, 용액 가공 기술과 상용성인 유기 유전 물질은 가요성 기판 상의 저비용 유기 전계 효과 트랜지스터의 생산을 가능하게 한다.
옥사노르보르넨 디카르복스이미드를 개환 복분해 중합 (ROMP)에 의해 중합시켜, 무정형 중합체 (Cetinkaya et al., Heteroatom Chemistry (2010), 21, 36-43), 또는 가변 자성을 갖는 공중합체 (Zha et al., J. Am. Chem. Soc. (2012), 134, 14534)를 수득하였다.
WO 12/028278 및 US 2008/194740은 Ni-촉매작용에 의해 제조된 시클로올레핀계 중합체를 포함하는 특정 층을 개시한다. WO 12/028279는 반도체 층과 접촉하는 게이트 유전체 층으로서 사용하기 위한 동일한 유형의 중합체를 개시한다.
본 발명의 목적은 우수한 유전 특성 및 점착성을 나타내면서 용이한 용액 가공을 가능하게 하는 유전 물질을 제공하는 것이다.
전형적으로 비시클릭 옥사올레핀의 Ru-카르벤 촉매된 개환 복분해 중합에 의해 수득된 바와 같은 옥사시클로올레핀계 중합체가 유전 물질로서 이러한 유리한 특성을 나타낸다는 것이 이제 발견되었다.
따라서 본 발명은 주로 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 적어도 하나의 유전 물질을 함유하는 전자 장치에 관한 것이다.
옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 본 발명의 유전체의 추가의 이점은 상당히 극성인 용매에서의 그의 가용성이며, 이러한 특성은 이러한 매질에 용해되는 경향이 낮은 물질 (예를 들어, 유기 반도체)의 이전 층(들) 상의 용매 가공을 가능하게 한다.
Ru-카르벤, 및 복분해 중합 반응에서 촉매로서의 그의 용도는 문헌에 널리 기재되어 있으며 (예를 들어, US-6407190, US-6465554 및 여기에 인용된 공개 (예를 들어, US-6465554의 칼럼 1, 9-37행); US-7037993 (예를 들어, 칼럼 11, 34행 - 칼럼 13, 10행); 및 추가로 상기 인용된 참고문헌 참조); 그 예는 비스(트리시클로헥실포스핀)벤질리딘 루테늄(IV) 디클로라이드,
Figure 112015125600891-pct00001
이다.
복분해 중합에서의 유리체는 일반적으로 비치환되거나 또는 치환될 수 있는 스트레인드(strained) 시클로올레핀, 전형적으로는 비시클릭 올레핀, 예컨대 노르보르넨 (비시클로[2.2.1]헵트-2-엔)으로서 기재되어 있다. 촉매의 유형에 의해 수득되는 중합체 쇄의 유형이 결정되는데; Ni-촉매는 일반적으로, 단량체의 본래 비시클릭 구조는 유지되며 중합체 결합은 이전의 올레핀 이중 결합에 의해 형성되는 중합체 쇄의 생성을 유도한다. 하기 반응식으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 루테늄 카르벤 촉매는 1개의 고리의 개방을 유도하면서 비-시클릭 부분에 올레핀 이중 결합을 함유하는 중합체 쇄를 형성한다:
Figure 112015125600891-pct00002
여기서, n은 중합체 쇄 내의 반복 단위의 개수를 나타내고, "Ru"는 본 발명에 따라 사용될 Ru-카르벤 촉매를 의미한다.
결과적으로, 옥사시클로올레핀계 중합체는 비시클릭 옥사올레핀의 Ru-카르벤 촉매된 중합에 의해 수득된다. 여기서 "옥사"는 비시클로올레핀의 비시클릭 고리계 내에서 CH2-모이어티를 대체한 산소 원자를 가리킨다. 전형적인 예는 1개의 CH2가 산소에 의해 대체된, 이에 따라 각각 비치환되거나 또는 치환될 수 있는 구조식 비시클로[2.2.1]-5-옥사-헵트-2-엔, 비시클로[2.2.1]-6-옥사-헵트-2-엔 또는 비시클로[2.2.1]-7-옥사-헵트-2-엔에 따르는 노르보르넨이다. 이러한 유리체의 바람직한 예는 하기 화학식 I의 옥사노르보르넨이다:
<화학식 I>
Figure 112015125600891-pct00003
상기 식에서,
각각의 R1 내지 R6은 수소 및 C1-C4알킬로부터 선택되고; R7 및 R8은 수소 또는 치환기이거나; 또는 R7 및 R8은 그들이 부착되어 있는 탄소 원자와 함께, 비치환되거나 또는 치환되는, 5 내지 12개 탄소 원자의 포화 또는 불포화 카르보시클릭 고리, 또는 비치환되거나 또는 치환되는, 고리원으로서 4 내지 11개의 탄소 원자 및 1 또는 2개의 산소 원자 또는 기 NR9를 포함하는 포화 또는 불포화 고리를 형성하고, 여기서 R9는 수소 또는 치환기이다.
따라서 본 발명에 따른 전자 장치는 전형적으로 하기 화학식 II의 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함한다:
<화학식 II>
Figure 112015125600891-pct00004
상기 식에서, n은 3 내지 100000 범위이고, 각각의 R1 내지 R8은 상기 화학식 I에 대해 정의된 바와 같다. 보다 바람직하게는, 옥사시클로올레핀계 중합체는 하기 화학식 III의 중합체 쇄를 포함한다:
<화학식 III>
Figure 112015125600891-pct00005
상기 식에서, 각각의 n 및 R2 내지 R5는 상기 정의된 바와 같고,
R은 수소, C1-C25알킬, C1-C25할로알킬, 페닐, 페닐-C1-C4알킬, 시클로펜틸, 시클로헥실이고, 여기서 페닐 모이어티 또는 시클로펜틸 또는 시클로헥실 모이어티는 그 자체가 비치환되거나 또는 C1-C4알킬, C1-C4알콕시, OH, 할로겐에 의해 치환된다.
본 발명에 따른 전자 장치는 통상적으로 커패시터, 트랜지스터, 예컨대 유기 전계 효과 트랜지스터, 및 상기 커패시터 및/또는 트랜지스터를 포함하는 장치로부터 선택되고; 이는 옥사시클로올레핀계 중합체를, 바람직하게는 커패시터 층 또는 게이트 절연 층으로서, 전형적으로는 유기 박막 트랜지스터, 예컨대 OFET의 일부로서 함유하여, 그의 우수한 유전 특성의 이용이 가능하게 된다.
임의의 치환기는, 어느 곳에서 언급되든지, 전형적으로 각각 비치환되거나 또는 R'에 의해 치환되는, 할로겐, C1-C25알킬, C2-C25알케닐, C1-C25알킬티오, C1-C25알콕시, C2-C25알케닐옥시, C4-C10아릴, C1-C9헤테로아릴, C3-C12시클로알킬, C2-C11헤테로시클로알킬로부터 선택되거나; 또는 알킬 부분에서 O, CO, COO, CONR, CONRCO, S, SO, SO2, NR이 개재되며, 비치환거나 또는 R'에 의해 치환되는, C2-C25알킬, C3-C25알케닐, C2-C25알킬티오, C2-C25알콕시, C3-C25알케닐옥시이거나; 또는 잔기 OR, COR, CH=NR, CH=N-OH, CH=N-OR, COOR, CONHR, CONRR', CONH-NHR, CONH-NRR', SO2R, SO3R, SO2NHR, SO2NRR', SO2NH-NHR, SO2NH-NRR', S(O)R, S(O)OR, S(O)NHR, S(O)NRR', S(O)NH-NHR, S(O)NH-NRR', SiRR'R", PORR', PO(OR)R', PO(OR)2, PO(NHR)2, PO(NRR')2, CN, NO2, NHR, NRR', NH-NHR, NH-NRR', CONROH로부터 선택되고; 포화된 탄소에 결합하는 경우에 또한 옥소일 수 있고;
여기서 R, R' 및 R"는 독립적으로 C1-C25알킬, C1-C25할로알킬, C5-C10아릴, C6-C12아릴알킬, C3-C12시클로알킬로부터, 바람직하게는 C1-C6알킬, 페닐, 벤질, 시클로펜틸, 시클로헥실로부터 선택되고; R은 또한 수소일 수 있고;
여기서 각각의 아릴 또는 헤테로아릴 또는 시클로알킬은 그 자체가 비치환되거나 또는 C1-C4알킬, C2-C4알케닐, C1-C4알콕시, OH, CHO, C1-C4알킬-카르보닐, C1-C4알킬-카르보닐옥시, C1-C4알콕시-카르보닐, 알릴옥시, 할로겐에 의해 치환된다.
따라서 본 발명은 기판 상의 인쇄 공정에서 제조될 수 있는 경우에 전자 장치, 일반적으로 유기 전자 장치에 관한 것이다. 기판은 유리일 수 있지만, 전형적으로는 플라스틱 필름 또는 시트이다. 전형적 장치는 커패시터, 트랜지스터, 예컨대 전자 전계 효과 트랜지스터 (OFET), 또는 상기 커패시터 및/또는 트랜지스터를 포함하는 장치이다. 본 발명의 장치는 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 적어도 하나의 유전 물질을, 통상적으로는 유전체 층 형태로 함유한다. 일반적으로 본 발명의 장치는, 통상적으로 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체 유전 물질 또는 층과 직접 접촉하는 위치에 있는, 주로 전도체 및 반도체로부터 선택되는 기능적 물질의 적어도 하나의 추가의 층을 함유하며; 그 예는 전극 및/또는 반도체와 직접 접촉하는 본 발명에 따른 유전 물질의 층을 함유하는 OFET이다.
본 발명은 또한
i) 적합한 용매 중의 상기 기재된 바와 같은 옥사시클로올레핀계 중합체의 용액 또는 분산액을 제공하는 단계, 및
ii) 기판, 전극 물질 및/또는 반도체 상에 층을 형성하고, 상기 층을 건조시키는 단계
를 포함하는, 기판 상의 전자 장치, 예컨대 커패시터 또는 트랜지스터의 제조 방법을 제공한다.
바람직하게는, 방법은 > = 150℃의 온도에서의 열 처리 단계를 포함하지 않는다. 보다 바람직하게는, 방법은 > = 140℃의 온도에서의 열 처리 단계를 포함하지 않는다. 가장 바람직하게는, 방법은 > = 120℃의 온도에서의 열 처리 단계를 포함하지 않는다. 따라서, 단계 (ii)에서의 열 처리는 존재하는 경우에 통상적으로 층을 30 내지 150℃, 바람직하게는 40 내지 140℃, 특히 50 내지 120℃ 범위의 온도로 가열하는 것을 필요로 한다.
용매 (하기에서 또한 유기 용매 A로 지칭됨)로서 적합한 것은, 옥사시클로올레핀계 중합체를 적어도 2중량%, 바람직하게는 적어도 5중량%, 보다 바람직하게는 적어도 8중량% 용해시킬 수 있는 임의의 용매 (또는 용매 혼합물)이다.
유기 용매 A로서, 일반적으로 (주위 압력에서) 약 80 내지 250℃ 범위의 비점을 갖는 임의의 용매가 선택될 수 있다. 용매 A는 이러한 용매의 혼합물일 수 있다. 바람직한 방법에서, 용매 A의 임의의 성분은 100-220℃, 특히 100-200℃ 범위의 비점을 갖는다. 대략 150℃ (예를 들어, 120 내지 180℃)의 비점을 갖는 주용매 (예를 들어, 70 중량% 이상, 예컨대 95 중량%), 및 200℃ 초과, 예를 들어 200-250℃ 범위의 고비점을 갖는 부성분 (30 중량% 이하, 예컨대 5 중량%)을 사용한 배합물이 또한 중요하다.
바람직하게는, 유기 용매 A는 N-메틸피롤리돈, C4-8-시클로알카논, C1-4-알킬-C(O)-C1-4-알킬, C1-4-알칸산 C1-4-알킬 에스테르 (여기서, C1-4-알킬 또는 C1-4-알칸산은 히드록실 또는 O-C1-4-알킬에 의해 치환될 수 있음), 및 C1-4-알킬-O-C1-4-알킬렌-O-C1-4-알킬렌-O-C1-4-알킬, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
C1-4-알킬-C(O)-C1-4-알킬의 예는 에틸 이소프로필 케톤, 메틸 에틸 케톤 및 메틸 이소부틸 케톤이다.
C1-4-알칸산 C1-4-알킬 에스테르 (여기서, C1-4-알킬 또는 C1-4-알칸산은 히드록실 또는 O-C1-4-알킬에 의해 치환될 수 있음)의 예는 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, (2-메톡시)에틸 아세테이트, (2-메톡시)프로필 아세테이트 및 에틸 락테이트이다.
C1-4-알킬-O-C1-4-알킬렌-O-C1-4-알킬렌-O-C1-4-알킬의 예는 디에틸렌글리콜디메틸에테르이다.
보다 바람직하게는, 유기 용매 A는 C4-8-시클로알카논, C1-4-알킬-C(O)-C1-4-알킬, C1-4-알칸산 C1-4-알킬 에스테르 (여기서, C1-4-알킬 또는 C1-4-알칸산은 히드록실 또는 O-C1-4-알킬에 의해 치환될 수 있음), 및 C1-4-알킬-O-C1-4-알킬렌-O-C1-4-알킬렌-O-C1-4-알킬, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 그 예는 메틸 에틸 케톤 (b.p. 80℃), 1,4-디옥산, 메틸-이소부틸 케톤, 부틸아세테이트, 2-헥사논, 3-헥사논, 2-메톡시-1,3-디옥솔란, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 에틸 락테이트, 디글림(DiGlyme), 5-메틸-3H-푸란-2-온 (b.p. 169℃ ["알파-안젤리카 락톤"]), 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르 (b.p. 175℃ [프로글리드(ProGlyde) DMM]), N-메틸피롤리돈 (NMP), 감마-부티로락톤, 아세토페논, 이소포론, 감마-아프로락톤, 1,2-프로필렌 카르보네이트 (b.p. 241℃); 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA, b.p. 145℃, 예를 들어 95%)와 프로필렌 카르보네이트 (예를 들어, 5%)의 배합물이다.
가장 바람직하게는, 유기 용매 A는 C5-6-시클로알카논, C1-4-알칸산 C1-4-알킬 에스테르, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 가장 바람직하게는, 유기 용매 A는 시클로펜타논 또는 PGMEA 또는 그의 혼합물이다. 특히 바람직한 유기 용매 A는 PGMEA 또는 PGMEA와 펜타논의 혼합물이며, PGMEA/시클로펜타논의 중량비는 적어도 99/1 내지 20/80, 보다 바람직하게는 99/1 내지 30/70이다.
옥사시클로올레핀계 중합체가 유기 용매 A 중의 용액으로서 트랜지스터의 층 또는 기판 상에 도포된다면, 옥사시클로올레핀계 중합체는 임의의 가능한 용액 공정, 예컨대 스핀-코팅(spin-coating), 드롭-캐스팅(drop-casting) 또는 인쇄에 의해 도포될 수 있다.
옥사시클로올레핀계 중합체가 유기 용매 A 중의 용액으로서 트랜지스터의 층 또는 기판 상에 도포된 후에, 140℃ 미만의 온도, 예를 들어 60 내지 120℃ 범위의 온도, 바람직하게는 120℃ 미만, 예를 들어 60 내지 110℃ 범위의 온도에서의 열처리가 수행될 수 있다.
옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 층은 100 내지 1000 nm 범위, 바람직하게는 300 내지 1000 nm, 보다 바람직하게는 300 내지 700 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 층은 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 층의 중량을 기준으로 50 내지 100중량%, 바람직하게는 80 내지 100중량%, 바람직하게는 90 내지 100중량%의 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 층은 옥사시클로올레핀계 중합체로 본질적으로 이루어진다.
방향족 고리의 예는 페닐 및 나프틸이다. 페닐이 바람직하다.
할로겐의 예는 플루오로, 클로로 및 브로모이다.
C1-10-알킬의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 2-에틸부틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐 및 데실이다. 프로필 및 부틸의 예는 n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸 및 tert-부틸이다.
C4-8-시클로알킬의 예는 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 시클로옥틸이다.
C1-10-할로알킬의 예는 트리플루오로메틸 및 펜타플루오로에틸이다.
C2-10-알케닐의 예는 비닐, CH2-CH=CH2, CH2-CH2-CH=CH2이다.
C4-10-시클로알케닐의 예는 시클로펜틸, 시클로헥실 및 노르보르네닐이다.
C1-10-알킬렌의 예는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌 및 헵틸렌이다. C1-4-알킬렌의 예는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌이다.
C4-8-시클로알킬렌의 예는 시클로부틸렌, 시클로펜틸렌, 시클로헥실렌 및 시클로헵틸렌이다.
C1-4-알칸산의 예는 아세트산, 프로피온산 및 부티르산이다.
본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체의 유리 전이 온도는, 시차 주사 열량측정에 의해 결정시에, 바람직하게는 90℃ 초과, 보다 바람직하게는 130℃ 초과, 보다 바람직하게는 150℃ 내지 300℃이다.
옥사시클로올레핀계 중합체의 분자량은 (겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정시에) 5000 내지 2000000 g/mol, 바람직하게는 10000 내지 1000000 g/mol 범위일 수 있다.
기판 상의 트랜지스터는 바람직하게는 기판 상의 전계-효과 트랜지스터 (FET), 보다 바람직하게는 기판 상의 유기 전계-효과 트랜지스터 (OFET)이다.
통상적으로, 유기 전계 효과 트랜지스터는 유전체 층 및 반도전 층을 포함한다. 또한, 유기 전계 효과 트랜지스터는 통상적으로 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 포함한다.
유기 전계 효과 트랜지스터의 전형적 설계는 하부-게이트(Bottom-Gate) 설계 및 상부-게이트(Top-Gate) 설계이다:
하부-게이트 하부-접촉(Bottom-Gate Bottom-Contact) (BGBC) 설계에서, 게이트는 기판의 상부 및 유전체 층의 하부에 존재하고, 반도전 층은 유전체 층의 상부에 존재하고, 소스/드레인 전극은 반도전 층의 상부에 존재한다.
기판 상의 전계-효과 트랜지스터의 또 다른 설계는 상부-게이트 하부-접촉 (TGBC) 설계이다: 소스/드레인 전극은 기판의 상부 및 반도전 층의 하부에 존재하고, 유전체 층은 반도전 층의 상부에 존재하고, 게이트 전극은 유전체 층의 상부에 존재한다. 용액 가공에 의해 제조되는 경우에, 여기서 유전체용 용매는 반도체용에 대하여 완전히 비중첩되어야 하며 (즉, 유전체의 우수한 가용성 및 반도체의 완전 불용성을 나타내어야 함), 추가로 포토레지스트 가공과 상용성이어야 한다.
반도전 층은 반도체 물질을 포함한다. 반도체 물질의 예는 p형 전도성을 갖는 반도체 물질 (캐리어: 정공) 및 n형 전도성을 갖는 반도체 물질 (캐리어: 전자)이다.
n형 전도성을 갖는 반도체의 예는 페릴렌디이미드, 나프탈렌디이미드 및 풀러렌이다.
p형 전도성을 갖는 반도체 물질이 바람직하다. p형 전도성을 갖는 반도체 물질의 예는 루브렌, 테트라센, 펜타센, 6,13-비스(트리이소프로필에티닐)펜타센, 디인데노페릴렌, 페릴렌디이미드 및 테트라시아노퀴노디메탄과 같은 분자, 및 폴리티오펜, 특히 폴리 3-헥실티오펜 (P3HT), 폴리플루오렌, 폴리디아세틸렌, 폴리 2,5-티에닐렌 비닐렌, 폴리 p-페닐렌 비닐렌 (PPV), 및 디케토피롤로피롤 기를 갖는 반복 단위를 포함하는 중합체 (DPP 중합체)와 같은 중합체이다.
바람직하게는 반도체 물질은 디케토피롤로피롤 기를 갖는 단위를 포함하는 중합체 (DPP 중합체)이다.
DPP 중합체 및 그의 합성의 예는, 예를 들어 US 6,451,459 B1, WO 2005/049695, WO 2008/000664, WO 2010/049321, WO 2010/049323, WO 2010/108873, WO 2010/115767, WO 2010/136353 및 WO 2010/136352에 기재되어 있다.
바람직하게는, DPP 중합체는
하기 화학식 20의 중합체 단위,
<화학식 20>
Figure 112015125600891-pct00006
하기 화학식 21의 공중합체 단위,
<화학식 21>
Figure 112015125600891-pct00007
하기 화학식 22의 공중합체 단위, 및
<화학식 22>
Figure 112015125600891-pct00008
하기 화학식 23의 공중합체 단위
<화학식 23>
Figure 112015125600891-pct00009
로 이루어진 군으로부터 선택된 단위를 포함하거나, 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어진다:
상기 식에서
n'는 4 내지 1000, 바람직하게는 4 내지 200, 보다 바람직하게는 5 내지 100이고,
x'는 0.995 내지 0.005이고, 바람직하게는 x'는 0.2 내지 0.8이고,
y'는 0.005 내지 0.995이고, 바람직하게는 y'는 0.8 내지 0.2이고,
x' + y' = 1이고;
r'는 0.985 내지 0.005이고,
s'는 0.005 내지 0.985이고,
t'는 0.005 내지 0.985이고,
u'는 0.005 내지 0.985이고,
r' + s' + t' + u' = 1이고;
A는 하기 화학식 24의 기이고,
<화학식 24>
Figure 112015125600891-pct00010
여기서
a"는 1, 2, 또는 3이고,
a"'는 0, 1, 2, 또는 3이고,
b'는 0, 1, 2, 또는 3이고,
b"는 0, 1, 2, 또는 3이고,
c'는 0, 1, 2, 또는 3이고,
c"는 0, 1, 2, 또는 3이고,
d'는 0, 1, 2, 또는 3이고,
d"는 0, 1, 2, 또는 3이고,
단 a"'가 0이면 b"는 0이 아니고;
R40 및 R41은 동일하거나 또는 상이하고, 수소; C1-C100알킬; -COOR106 "; 하나 이상의 할로겐, 히드록실, 니트로, -CN, 또는 C6-C18아릴로 치환되고/거나 -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -S-가 개재되는 C1-C100알킬; C7-C100아릴알킬; 카르바모일; C1-C8알킬 및/또는 C1-C8알콕시로 1 내지 3회 치환될 수 있는 C5-C12시클로알킬; C1-C8알킬, C1-C25티오알콕시, 및/또는 C1-C25알콕시로 1 내지 3회 치환될 수 있는 C6-C24아릴, 특히 페닐 또는 1- 또는 2-나프틸; 또는 펜타플루오로페닐로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서
R106"는 C1-C50알킬, 바람직하게는 C4-C25알킬이고,
Ar1, Ar1 ', Ar2, Ar2 ', Ar3, Ar3 ', Ar4 및 Ar4 '는 서로 독립적으로 임의적으로 축합되고/거나 치환될 수 있는 헤테로방향족 또는 방향족 고리, 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00011
이고,
여기서
X3 및 X4 중 하나는 N이고, 다른 하나는 CR99이고,
여기서 R99는 수소; 할로겐, 바람직하게는 F; 또는 임의적으로 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 개재될 수 있는 C1-C25알킬, 바람직하게는 C4-C25알킬; C7-C25아릴알킬; 또는 C1-C25알콕시이고,
R104, R104', R123 및 R123'는 서로 독립적으로 수소; 할로겐, 바람직하게는 F; 또는 임의적으로 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 개재될 수 있는 C1-C25알킬, 바람직하게는 C4-C25알킬; C7-C25아릴알킬; 또는 C1-C25알콕시이고,
R105, R105', R106 및 R106'는 서로 독립적으로 수소; 할로겐; 임의적으로 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 개재될 수 있는 C1-C25알킬; C7-C25아릴알킬; 또는 C1-C18알콕시이고,
R107은 C7-C25아릴알킬; C6-C18아릴; C1-C18알킬, C1-C18퍼플루오로알킬, 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환되는 C6-C18아릴; C1-C18알킬; -O-, 또는 -S-가 개재되는 C1-C18알킬; 또는 -COOR124이고,
R124는 임의적으로 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 개재될 수 있는 C1-C25알킬, 바람직하게는 C4-C25알킬; C7-C25아릴알킬이고,
R108 및 R109는 서로 독립적으로 H; C1-C25알킬; E'에 의해 치환되고/거나 D'가 개재되는 C1-C25알킬; C7-C25아릴알킬; C6-C24아릴; G에 의해 치환되는 C6-C24아릴; C2-C20헤테로아릴; G에 의해 치환되는 C2-C20헤테로아릴; C2-C18알케닐; C2-C18알키닐; C1-C18알콕시; E'에 의해 치환되고/거나 D'가 개재되는 C1-C18알콕시; 또는 C7-C25아르알킬이거나, 또는
R108 및 R109는 함께 화학식 =CR110R111의 기를 형성하고, 여기서
R110 및 R111은 서로 독립적으로 H; C1-C18알킬; E'에 의해 치환되고/거나 D'가 개재되는 C1-C18알킬; C6-C24아릴; G에 의해 치환되는 C6-C24아릴; 또는 C2-C20헤테로아릴; 또는 G에 의해 치환되는 C2-C20헤테로아릴이거나, 또는
R108 및 R109는 함께, 임의적으로 C1-C18알킬; E'에 의해 치환되고/거나 D'가 개재되는 C1-C18알킬; C6-C24아릴; G에 의해 치환되는 C6-C24아릴; C2-C20헤테로아릴; G에 의해 치환되는 C2-C20헤테로아릴; C2-C18알케닐; C2-C18알키닐; C1-C18알콕시; E'에 의해 치환되고/거나 D'가 개재되는 C1-C18알콕시; 또는 C7-C25아르알킬에 의해 치환될 수 있는, 5 또는 6-원 고리를 형성하고, 여기서
D'는 -CO-, -COO-, -S-, -O-, 또는 -NR112-이고,
E'는 C1-C8티오알콕시, C1-C8알콕시, CN, -NR112R113, -CONR112R113, 또는 할로겐이고,
G는 E', 또는 C1-C18알킬이고,
R112 및 R113은 서로 독립적으로 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬, 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환되는 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재되는 C1-C18알킬이고,
B, D 및 E는 서로 독립적으로 화학식
Figure 112015125600891-pct00012
의 기, 또는 화학식 24의 기이고,
단 B, D 및 E가 화학식 24의 기인 경우에, 이들은 A와 상이하고, 여기서
k'는 1이고,
l'는 0, 또는 1이고,
r'는 0, 또는 1이고,
z'는 0, 또는 1이고,
Ar5, Ar6, Ar7 및 Ar8은 서로 독립적으로 화학식
Figure 112015125600891-pct00013
의 기이고,
여기서 X5 및 X6 중 하나는 N이고, 다른 하나는 CR140이고,
R140, R140', R170 및 R170'는 서로 독립적으로 H, 또는 임의적으로 1개 이상의 산소 원자가 개재될 수 있는 C1-C25알킬, 바람직하게는 C6-C25알킬이다.
바람직한 중합체는 WO2010/049321에 기재되어 있다.
Ar1 및 Ar1 '는 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00014
이고,
매우 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00015
이고,
가장 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00016
이다.
Ar2, Ar2 ', Ar3, Ar3 ', Ar4 및 Ar4 '는 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00017
이고,
보다 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00018
이다.
화학식
Figure 112015125600891-pct00019
의 기는
바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00020
이고,
보다 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00021
이고,
가장 바람직하게는
Figure 112015125600891-pct00022
이다.
R40 및 R41은 동일하거나 또는 상이하고, 바람직하게는 수소, C1-C100알킬, 보다 바람직하게는 C8-C36알킬로부터 선택된다.
A는 바람직하게는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된다:
<화학식 24a>
Figure 112015125600891-pct00023
<화학식 24b>
Figure 112015125600891-pct00024
<화학식 24c>
Figure 112015125600891-pct00025
<화학식 24d>
Figure 112015125600891-pct00026
화학식 20의 중합체 단위를 포함하는, 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어진 바람직한 DPP 중합체의 예는 하기에 제시된다:
<화학식 20-1>
Figure 112015125600891-pct00027
<화학식 20-2>
Figure 112015125600891-pct00028
상기 식에서
R40 및 R41은 C1-C36알킬, 바람직하게는 C8-C36알킬이고,
n'는 4 내지 1000, 바람직하게는 4 내지 200, 보다 바람직하게는 5 내지 100이다.
화학식 21의 공중합체 단위를 포함하는, 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어진 바람직한 DPP 중합체의 예는 하기에 제시된다:
<화학식 21-1>
Figure 112015125600891-pct00029
<화학식 21-2>
Figure 112015125600891-pct00030
<화학식 21-3>
Figure 112015125600891-pct00031
<화학식 21-4>
Figure 112015125600891-pct00032
<화학식 21-5>
Figure 112015125600891-pct00033
<화학식 21-6>
Figure 112015125600891-pct00034
<화학식 21-7>
Figure 112015125600891-pct00035
<화학식 21-8>
Figure 112015125600891-pct00036
<화학식 21-9>
Figure 112015125600891-pct00037
<화학식 21-10>
Figure 112015125600891-pct00038
상기 식에서
R40 및 R41은 C1-C36알킬, 바람직하게는 C8-C36알킬이고,
n'는 4 내지 1000, 바람직하게는 4 내지 200, 보다 바람직하게는 5 내지 100이다.
화학식 22의 공중합체 단위를 포함하는, 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어진 바람직한 DPP 중합체의 예는 하기에 제시된다:
<화학식 22-1>
Figure 112015125600891-pct00039
<화학식 22-2>
Figure 112015125600891-pct00040
상기 식에서
R40 및 R41은 C1-C36알킬, 바람직하게는 C8-C36알킬이고,
R42는 C1-C18알킬이고,
R150은 C4-C18알킬 기이고,
X' = 0.995 내지 0.005, 바람직하게는 x' = 0.4 내지 0.9이고,
y' = 0.005 내지 0.995, 바람직하게는 y' = 0.6 내지 0.1이고,
x + y = 1이다.
화학식 22-1의 공중합체 단위를 포함하는, 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어진 DPP 중합체가 화학식 22-2의 공중합체 단위를 포함하는, 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어진 DPP 중합체보다 더 바람직하다.
DPP 중합체는 바람직하게는 4,000 달톤 이상, 특히 4,000 내지 2,000,000 달톤, 보다 바람직하게는 10,000 내지 1,000,000 달톤, 가장 바람직하게는 10,000 내지 100,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는다.
화학식 21-9의 공중합체 단위,
<화학식 21-9>
Figure 112015125600891-pct00041
(R40, R41은 알킬, 예컨대 2-헥실데실임)
또는 화학식 21-1의 공중합체 단위를 포함하는, 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어진 DPP 중합체가 특히 바람직하다. 예를 들어 WO2010/049321의 실시예 1을 참조한다:
Figure 112015125600891-pct00042
(Mw = 39,500)
유전체 층은 유전 물질을 포함한다. 유전 물질은 규소/이산화규소, 또는 바람직하게는 유기 중합체, 예컨대 폴리(메틸-메타크릴레이트) (PMMA), 폴리(4-비닐페놀) (PVP), 폴리(비닐 알콜) (PVA), 벤조시클로부텐 (BCB), 폴리이미드 (PI)일 수 있다.
바람직하게는, 유전체 층은 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함한다.
기판은 임의의 적합한 기판, 예컨대 유리 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 바람직하게는 기판은 플라스틱 기판, 예컨대 폴리에테르술폰, 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)이다. 보다 바람직하게는, 플라스틱 기판은 플라스틱 호일이다.
또한, 본 발명의 일부는 상기 방법에 의해 수득가능한 트랜지스터이다.
본 발명의 방법의 이점은 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체가 수축에 대해 저항성이라는 점이다.
본 발명의 방법의 또 다른 이점은 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체가 높은 화학적 및 열적 안정성을 나타낸다는 점이다. 이에 따라, 본 발명의 방법은 예를 들어, 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 층이 유전체 층이고, 이 유전체 층의 상부에 있는 전극이 섀도 마스크(shadow mask)를 통한 증발에 의해 도포될 수 있는 유기 전계 효과 트랜지스터를 제조하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 방법의 또 다른 이점은 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체가 유기 용매 (용매 A)에 가용성이라는 점이다. 바람직하게는, 유기 용매 중 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체의 2 중량%, 보다 바람직하게는 5 중량%, 가장 바람직하게는 8 중량% 용액을 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체를 용액 가공 기술에 의해 도포하는 것이 가능하다.
본 발명의 방법의 또 다른 이점은 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체를 용해시키는데 사용된 유기 용매가
(i) 바람직하게는, (주위 압력에서) 160℃ 미만, 바람직하게는 150℃ 미만, 보다 바람직하게는 120℃ 미만의 비점을 가지며, 이에 따라 120℃ 미만의 온도, 바람직하게는 60 내지 110℃ 범위의 온도에서의 열 처리에 의해 제거될 수 있고,
(ii) 바람직하게는, 적합한 반도체 물질, 예컨대 디케토피롤로피롤 (DPP) 티오펜을 용해시키지 않으며, 이에 따라 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체를 디케토피롤로피롤 (DPP) 티오펜을 포함하는 반도전 층에 도포하는 경우에 평탄한 가장자리의 형성을 가능하게 한다는 점이다.
본 발명의 방법의 또 다른 이점은 방법의 모든 단계가 주변 분위기에서 수행될 수 있다는 점이며, 이는 특별한 대책, 예컨대 질소 분위기를 필요로 하지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명의 트랜지스터, 바람직하게는 유기 전계 효과 트랜지스터이며, 본 발명의 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 층이 유전체 층이고, 반도전 층이 반도체 물질, 예를 들어 디케토피롤로피롤 (DPP) 티오펜 중합체를 포함하는 것인 트랜지스터의 이점은 트랜지스터가 높은 이동도, 높은 Ion/Ioff 비 및 낮은 게이트 누출을 나타낸다는 점이다.
하기 실시예는 본 발명을 예시한다. 어느 곳에서 언급되든지, 달리 나타내지 않는 한, 실온 (r.t.)은 22-25℃ 범위의 온도를 나타내고; 밤새는 12 내지 15시간의 기간을 의미하고; 백분율은 중량 기준으로 제공된다. 달리 나타내지 않는 한, 분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된다.
유리 전이 온도는 메틀러-톨레도 스테어(Mettler-Toledo Stare)® 소프트웨어 9.10을 사용하는 메틀러-톨레도(Mettler-Toledo) DSC 822E®, 밀폐형 표준 알루미늄 도가니 (40 마이크로리터), 샘플 칭량 범위 4000 - 10000 mg, 질소 50ml/min, 온도 구배:
20℃/분으로 20에서 300℃로 첫번째 가열, 이어서
20℃/분으로 300에서 20℃로 냉각,
20℃/분으로 20에서 300℃로 두번째 가열
를 이용하여, 시차 주사 열량측정 (DSC)에 의해 결정된다.
추가의 약어:
Mw 고온 겔 투과 크로마토그래피에 의해 수득한 분자량
NMP N-메틸피롤리돈
PDI 다분산도 (고온 겔 투과 크로마토그래피에 의함)
Tg 유리 전이 온도
b.p. (1 대기압에서의) 비점
실시예 1
a) 단량체 1의 제조
Figure 112015125600891-pct00043
100 g의 p-이소프로필아닐린 (1 eq, 0.74 mol)을 아세톤 중 122.9 g의 엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물 (1 eq, 0.74 mol)의 용액에 첨가하고, 2시간 동안 교반하였다. 생성된 침전물을 여과하고, 아세톤으로 세척하고, 건조시키고, 550 mL의 아세트산 무수물 중 27 g의 아세트산나트륨과 혼합하였다. 이어서, 혼합물을 환류 하에 2시간 동안 교반하고, 0℃로 냉각시켰다. 생성된 침전물을 여과하고, 물로 세척하고, 메탄올 중에서 재결정화시키고, 건조시켜 상응하는 1을 순백색 고체로 수득하였다. 수율 = 71 %;
Figure 112015125600891-pct00044
b) 중합체 P1
Figure 112015125600891-pct00045
63 mg의 (1,3-비스-(2,4,6-트리메틸페닐)-2-이미다졸리디닐리덴)디클로로(o-이소프로폭시페닐메틸렌)루테늄 (0.5% mol, 100 μmol)을 15 mL의 무수 디클로로메탄 중 2 g의 1 (1 eq, 18 mmol)에 질소 하에 첨가하였다. 환류 하에 4시간 동안 교반한 후에, 10 mL의 무수 디클로로메탄 및 1 mL의 에틸비닐에테르를 첨가하였다. 혼합물을 냉각된 에탄올에 부었다. 침전물을 여과하고, 최소량의 디클로로메탄에 용해시키고, 냉각된 헵탄에 부었다. 침전물을 여과하고, 건조시켜 상응하는 순수한 중합체 P1을 백색 고체로서 수득하였다. 수율 = 61 %
Mw = 161 kDa / PDI = 2.1 / Tg = 228℃
나트륨 함량 14 mg/kg
형광물질 함량 24 mg/kg
루테늄 함량 117 mg/kg
실시예 2: 실시예 1과 유사하게, 하기 중합체를 제조하였다:
a) 중합체 P2:
Figure 112015125600891-pct00046
Mw = 46.5 kDa
PDI = 1.46
Tg = 238℃
b) 중합체 P3:
Figure 112015125600891-pct00047
Mw = 69 kDa
PDI = 1.60
Tg = 144℃
실시예 3: P1의 게이트 유전체 층을 포함하는 상부-게이트, 하부 접촉 (TGBC) 전계 효과 트랜지스터의 제조
금을 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET) 호일 상에 스퍼터링하여 대략 40 ㎚ 두께의 필름을 형성하고, 이어서 소스/드레인 전극 (채널 길이: 10 μm; 채널 폭: 10 ㎜)을 포토리소그래피 공정을 통해 구조화하였다. 톨루엔 중 디케토피롤로피롤 (DPP)-티오펜-중합체 (WO2010/049321의 실시예 1에 따른 중합체 21-1:
Figure 112015125600891-pct00048
; Mw = 39,500)의 0.75% (중량/중량) 용액을 0.45 μm 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 통해 여과하고, 이어서 스핀 코팅 (1300 rpm에서 15초, 가속도 10.000 rpm/s)에 의해 도포하였다. 습윤 유기 반도체 중합체 층을 핫 플레이트 상에서 30초 동안 100℃에서 건조시켰다. 메톡시프로필 아세테이트 중 P1의 8% (중량/중량) 용액을 0.45 μm 필터를 통해 여과하고, 이어서 스핀 코팅 (1100rpm, 60초)에 의해 도포하였다. 습윤 층 필름을 핫 플레이트 상에서 20분 동안 100℃에서 프리-베이킹하여 365 nm 두께의 층을 수득하였다. 금의 게이트 전극 (두께 대략 120 nm)을 P1 층 상에서 섀도 마스크를 통해 증발시켰다. 전체 과정을 보호 분위기 없이 수행하였다.
상부 게이트, 하부 접촉 (TGBC) 전계 효과 트랜지스터의 특성의 측정치를 키슬리(Keithley)® 2612A 반도체 파라미터 분석기로 측정하였다.
-20V의 소스 전압 Vsd (상부 곡선)에서의 P1 게이트 유전체를 포함하는 상부-게이트, 하부-접촉 (TGBC) 전계 효과 트랜지스터에 대한, 게이트 전압 Vgs에 관한 드레인 전류 Ids (전달 곡선)가 도 1에 제시된다.
게이트 유전체로서 P1을 포함하는 상부-게이트, 하부-접촉 (TGBC) 전계 효과 트랜지스터는 0.36 cm2/Vs의 이동도 (포화 체제에서 계산됨) 및 5 E+5의 Ion/Ioff 비를 나타낸다.
0V (사각형), -5V (별표), -10V (마름모형), -15V (삼각형), 및 -20V (원형)의 게이트 전압 Vgs에서의 P1을 포함하는 상부-게이트, 하부-접촉 (TGBC) 전계 효과 트랜지스터에 대한, 드레인 전압 Vds에 관한 드레인 전류 Ids (출력 곡선)가 도 2에 제시된다.
실시예 4: 커패시터의 제조
메톡시프로필 아세테이트 중 실시예 1b에서 수득한 중합체 P1의 8 % (중량/중량) 용액을 0.45 μm 필터를 통해 여과하고, 산화인듐주석 (ITO) 전극이 있는 투명한 유리 기판 상에 스핀 코팅 (1100 rpm, 30초)에 의해 도포하였다. 습윤 필름을 핫 플레이트 상에서 20분 동안 100℃에서 프리-베이킹하여 490 nm 두께의 층을 수득하였다. 이어서, 금 전극 (면적 = 3 mm2)을 P1 층 상에 섀도 마스크를 통해 < 1x10-6 Torr에서 진공-증착시켰다.
이와 같이 수득한 커패시터를 하기 방식으로 특성화하였다:
상대 유전율 εr 및 손실 계수 tg(δ) = εr"를 LCR 측정기 애질런트(Agilent) 4284A (신호 진폭 1 V)로 측정된 복합 용량으로부터 추정하였다. 전류/전압 (I/V) 곡선을 반도체 파라미터 분석기 애질런트 4155C로 수득하였다. 항복 전압은 전류가 1 μA의 값에 도달한 전압 Ed이다. 부피 저항률 ρ을 저항, 샘플 두께 및 전극 표면으로부터 계산하였다.
동일한 방식으로, 커패시터를 제조하고, 중합체 2 및 3을 사용하여 연구하였다. 결과는 하기 표로 작성하였다.
Figure 112015125600891-pct00049
실시예 5: 중합체의 대안적 제조
a) 단량체 2의 제조
Figure 112015125600891-pct00050
100 g의 p-이소프로필아닐린 (1 eq, 0.74 mol)을 아세톤 중 122.9 g의 엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물 (1 eq, 0.74 mol)의 용액에 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 생성된 침전물을 여과하고, 아세톤으로 세척하고, 건조시켜 상응하는 순수한 2를 백색 고체로서 수득하였다. 수율 = 87%
Figure 112015125600891-pct00051
b) 단량체 3의 제조
Figure 112015125600891-pct00052
182.4 g의 2 (1 eq, 0.63 mol)를 550 mL의 아세트산 무수물 및 27 g의 아세트산나트륨 (0.5 eq, 0.33 mol)에 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 환류 하에 2시간 동안 교반하고, 0℃로 냉각시켰다. 생성된 침전물을 여과하고, 물로 세척하고, 메탄올에서 재결정화시키고, 건조시켜 상승하는 순수한 3을 백색 고체로서 수득하였다. 수율 = 79 %
Figure 112015125600891-pct00053
c) 중합체 P1'
Figure 112015125600891-pct00054
80 mg의 비스(트리시클로헥실포스핀)벤질리딘 루테늄(IV) 디클로라이드 (0.5% mol, 100 μmol)를 15 mL의 무수 디클로로메탄 중 5 g의 3 (1 eq, 18 mmol)에 질소 하에 첨가하였다. 5시간 동안 실온에서 교반한 후에, 10 mL의 무수 디클로로메탄 및 1 mL의 에틸비닐에테르를 첨가하였다. 혼합물을 냉각된 에탄올에 부었다. 침전물을 여과하고, 최소량의 디클로로메탄에 용해시키고, 냉각된 헵탄에 부었다. 침전물을 여과하고, 건조시켜 상응하는 순수한 중합체 1'를 백색 고체로서 수득하였다. 수율 = 61 %
Mw = 128 kDa
PDI = 3.4
Tg = 228℃
Na 함량 14 mg/kg
P 함량 24 mg/kg
Ru 함량 117 mg/kg
도면의 간단한 설명:
도 1은 -20V의 소스 전압 Vsd (상부 곡선)에서의 중합체 1 게이트 유전체를 포함하는 TGBC 전계 효과 트랜지스터에 대한, 게이트 전압 Vgs에 관한 드레인 전류 Ids (전달 곡선)를 보여준다.
도 2는 0V (사각형), -5V (별표), -10V (마름모형), -15V (삼각형), 및 -20V (원형)의 게이트 전압 Vgs에서의 중합체 1을 포함하는 TGBC 전계 효과 트랜지스터에 대한 출력 곡선을 보여준다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 III의 중합체 쇄를 포함하는 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 적어도 하나의 유전 물질을 함유하는 전자 장치.
    <화학식 III>
    Figure 112018013772058-pct00061

    상기 식에서, n은 3 내지 100,000이고,
    각각의 R2 내지 R5는 수소 및 C1-C4알킬로부터 선택되고;
    R은 수소, C1-C25알킬, C1-C25할로알킬, 페닐, 페닐-C1-C4알킬, 시클로펜틸, 또는 시클로헥실이고, 여기서 페닐 모이어티 또는 시클로펜틸 또는 시클로헥실 모이어티는 그 자체가 비치환되거나 또는 C1-C4알킬, C1-C4알콕시, OH, 또는 할로겐에 의해 치환된다.
  2. 제1항에 있어서, 옥사시클로올레핀계 중합체가 비시클릭 옥사올레핀의 Ru-카르벤 촉매된 개환 복분해 중합에 의해 제조된 것인 전자 장치.
  3. 제1항에 기재된 화학식 III의 중합체 쇄를 포함하는 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 게이트 절연 층.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 옥사시클로올레핀계 중합체가 옥사시클로올레핀계 중합체로만 이루어진 층으로서 존재하는 것인 전자 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 옥사시클로올레핀계 중합체가 시차 주사 열량측정에 의해 결정시에 90℃ 초과의 유리 전이 온도, 및/또는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정시에 5,000 내지 2,000,000 g/mol 범위의 분자량을 갖는 것인 전자 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    커패시터 및/또는 트랜지스터를 포함하는 장치
    로부터 선택되는 전자 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판을 추가로 포함하고, 옥사시클로올레핀계 중합체 유전체와 직접 접촉하는 기능적 물질의 적어도 하나의 추가의 층을 포함하는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서, 유전 물질로서의 옥사시클로올레핀계 중합체의 층이 전극 층 및/또는 반도체 층과 직접 접촉하는 것인 전자 장치.
  9. i) 적합한 용매 중의 제1항에 기재된 옥사시클로올레핀계 중합체의 용액 또는 분산액을 제공하는 단계, 및
    ii) 상기 용액 또는 분산액을 사용하여 기판, 전극 물질 및/또는 반도체 상에 상기 옥사시클로올레핀계 중합체를 포함하는 층을 형성하고, 상기 층을 건조시키는 단계
    를 포함하는, 기판 상의 전자 장치의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 옥사시클로올레핀계 중합체를 유전체로서 사용하는 방법.
  11. 제3항에 있어서, 옥사시클로올레핀계 중합체가 옥사시클로올레핀계 중합체로만 이루어진 층으로서 존재하는 것인 게이트 절연 층.
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