TW201202274A - Resin composition for insulating layer of organic thin film transistor, overcoating insulating layer and organic thin film transistor - Google Patents

Resin composition for insulating layer of organic thin film transistor, overcoating insulating layer and organic thin film transistor Download PDF

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Isao Yahagi
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Description

201202274 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於適用於有機薄膜電晶體之有機薄膜電晶 體絕緣層用樹脂組成物,尤其是關於外塗覆絕緣層用之有 機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物。 【先前技術】 有機電場效應電晶體其較無機半導體有彈性,由於可 在低溫製程製造,作為基板可使用塑膠基板或薄膜,製成 輕里且不易損壞的元件。另外,可藉由使用含有機材料的 溶液用之塗佈或印刷法而成膜以製作元件,故可以低成本 製造大面積基板中多數的元件。再者,由於電晶體之探討 中可使用的材料種類豐富,若探討使用分子構造不同的材 料’可製造具有範圍廣泛之特性之變化的元件。 有機電場效應電晶體作為有機薄膜電晶體之一樣態, 所使用之有機半導體化合物容易受到濕度、氧氣等環境的 影響,因濕度、氧氣等原因,容易引起電晶體特性隨時間 而劣化。 因此’有機半導體為露出狀態之底部閘極(B〇tt〇m G a t e )型有機電場效應電晶體元件構造,必須形成外塗覆絕 緣層覆蓋在元件構造全體,以保護有機半導體化合物與外 界之接觸°另一方面,頂部閘極(Top Gate)型有機電場效 應電晶體元件構造,有機半導體化合物係藉由覆蓋間極絕 緣層而保護。 如上述,有機電場欵應電晶體用以形成覆蓋有機半導 3 322959 201202274 體之外塗覆絕緣層及閘極絕緣層等’係可使用樹脂組成 物。本申請說明書中,此等形成絕緣層及絕緣膜所用之樹 脂組成物稱為絕緣層用樹脂阻成物。 專利文獻1記載了有機電場效應電晶體的性能因受到 構成有機電場效應電晶體之有機半導體之以外成分或材料 影響,以及使用低介電率的材料作為閘極絕緣層會使有機 電場效應電晶體之磁滯現象(hysteresis)降低,閾值電壓 也會降低。 作為有機電場效應電晶體之閘極絕緣層使用之材料, 可舉出非晶質聚丙烯、杜邦公司製「TEFLON AF」(商品名) 等低介電率之氟聚合物、旭硝子公司製「CYT0P」(商品名) 等四氟乙烯系共聚物等。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特表2005-513788號公報 【發明内容】 (發明欲解決之課題) 但疋’若考慮到要驅動如有機電致發光元件(〇rganic electroluminescence,簡稱有機EL元件)般之發光元件等 實用化時,有必要再提升有機薄膜電晶體的操作精度,使 用上述過去的熱可塑性樹脂之有機薄膜電晶體絕緣層,有 機薄膜電晶體之閾值電壓(Vth)的絕對值與磁滯現象的降 低不足。 本發明目的為提供一種有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂 4 322959 201202274 組成物,係用以製造閾值電壓絕對值及磁滯現象小的有機 薄膜電晶體。 有鑑於以上情事’進行各種探討之結果發現,藉由使 用含有氟肝、可顧㈣構造之特㈣餘成物所形成 之絕緣層,可降低有機薄膜電晶體之閾值電壓之絕對值及 磁滯現象’從而完成本發明 (解決課題之方法) 亦即’本發明提供—種有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂 組成物,係含有: 含有式(1)所表示重複單元之高分子化合物⑷,以及 含有式(2)及式(3)所表示重複單元之i樹脂,分子内至少 含有兩個以上活性氫之活性氫化合物(B),
[式中Ri R2及r3可為相同或相異,表示氫原子、敗 原子或碳數1至20之-價有機基1表示之氫原子或不含 氟原子的碳數1至20之-價有機基。Rf表示氟原子或含 氣原子的碳數1至20之一價有機基。Raa表示碳數1至2〇 之二價有機基。該二價有機基中之氫原子亦可以氟原子取 代。a表示0至20的整數,b表示丨至5的整數。
Raa為複數個時,其彼此可相同或相異。R為複數個 5 322959 201202274 時,其彼此可相同或相異。Rf為複數個時,其彼此可相同 或相異。]
[式中,X表示氫原子、氟原子、氯原子或經氟原子取 代之碳數1至20之一價有機基。] \ ^ 1/ Hro—Q?-CH(3 [式中,R4表示伸烷基。該伸烷基中的氫原子亦可以敗 原子取代。] 其一型態中,前述高分子化合物(A)係分子内含有兩個 以上之第1官能基,該第1官能基為藉由電磁波的照射或 熱作用而生成與活性氫反應之第2官能基之官能基。 其一型態中,前述第1官能基為選自由以阻斷劑阻斷 之異氰酸基與以阻斷劑阻斷之異硫氰基(isothiocyanato) 所成群組中至少一種之基。 其一型態中,前述以阻斷劑阻斷之異氰酸基以及以阻 斷劑阻斷之異硫氰基為式(4)所表示之基, χ· I N-C-0_N=^
Rs
Re 6 322959 (4) 201202274 [式中,X’表示氧原子或硫原子,R5、R6為可相同或相 異,表示氫原子或碳數1至20之一價之有機基]。 其一型態中,前述以阻斷劑阻斷之異氰酸基以及以阻 斷劑阻斷之異硫氰基為式(5)所表示之基, Η ίΎ7 —Ν—C 一Ν ^ Rs (5) [式中,X’表示氧原子或硫原子,R7、Re、R9可為相同 或相異,表示氫原子或碳數1至20之一價之有機基]。 此外,本發明提供一種有機薄膜電晶體絕緣層的形成 方法,其包含: 將含有前述任一項中所記載之有機薄膜電晶體絕緣層用樹 脂組成物的液體塗佈於基材而形成塗佈層之步驟;以及 藉由對該塗佈層施加電磁波或熱而使高分子化合物(A)的 第1官能基生成為第2官能基,並使與活性氫化合物(B) 之含有活性氫的基反應之步驟。 此外,本發明提供一種有機薄膜電晶體用外塗覆絕緣 層,係使用前述有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物所形 成。 此外,本發明提供一種有機薄膜電晶體,其具有前述 外塗覆絕緣層。 此外,本發明提供一種前述有機薄膜電晶體,其為底 部閘極頂部接觸(bottom gate top contact)型有機薄膜電 7 322959 201202274 曰曰體或底部閘極底部接觸(b〇tt〇in gate bottom contact) 型有機薄膜電晶體。 機薄:=發明提供一種顯示器用構件,其含有前述有 此外,本發明提供—種 構件。 器,其含有前述顯示器用 (發明的效果) 使用本發明之有機薄膦 值電壓的絕對值及磁滞現象 製造之有機薄膜電晶體,龙晶體絕緣層用樹脂組成物所 異聞 變小。 【實施方式】 接下來更詳細的說明未餐曰 並且’在本說明書中,「〜 含有相同構造單元重複複數7分子化合物」可為在分子中 謂的二聚體。 入<構造之化合物,亦包含所 本發明之有機薄膜電晶 高分子化合物(A)及活性氧化、绝緣層用樹脂組成物係含有 子、氮原子及硫原子之類雙/物(B)。活性虱為與如氧原 子。 廣、子以外的原子所結合之氫原 高分子化合物(A) 高分子化合物(A)具有式 尤以高分子化合物(A)具有所表示之重複單元。其中 熱作用而生成與活性氫反庳數個可藉由電磁波的照射或 佳。 、的第2官能基之第1官能基為 322959 8 201202274 藉由在有機薄膜電晶體絕緣用樹脂組成物 形成之絕緣體,其全體極性低,即使對其施加電壓其= 極化之成份少,可抑制絕緣層的極化。另外,若在絕= 内部形成交聯構造時’可抑制分子構造的移動,故 絕緣層的極化。當抑魏緣層的極化,用以作為例 覆絕緣層或閘極絕緣層時,可降低有機薄膜電晶 雷 壓的絕對值及磁滞現象,而提升操作精度。 II原子並非取代高分子化合物主鏈的氫原子,而是取 代側鏈或侧基(pendant group)的氫原子較佳。若氟原=在 側鏈或側基取代時,會如有機半導體般對於其他有機材料 之親和力不會下降,較容易形成有機材料與絕緣層露出面 相接的層。 此外,在高分子化合物(A)可具有之第丨官能基,其與 活性氫原子不反應,但若將第1官能基以電磁波或熱作用 會生成第2官能基’其與活性氫反應。亦即,上述第1官 能基藉由電磁波或熱使之脫去保護而生成與活性氫反應之 第2官能基。藉由第2官能基與活性氫化合物(B)之含有活 性氫的基反應並結合,可在絕緣層内部形成交聯構造。 直到在閘極絕緣層之形成步驟中以電磁波的照射或熱 作用為止第2官能基都被保護(阻斷)著,作為第1官能基 存在於樹脂組成物中。其結果可提升樹脂組成物的儲藏安 定性。 例如高分子化合物具有:具有含氟原子的基之重複單 元,以及具有上述第1官能基之重複單元者,即為適當之 9 322959 201202274 高分子化合物(A)。 含氟原子的基較佳的例子為氫原子被氟原子所取代之 芳基、烷芳基,尤其是氫原子被氟原子取代之苯基、烷苯 基。具有含氟原子的基之重複單元其較佳構造為上述式(1) 所表示者。 式(1)中,1至R3可為相同或相異,表示氫原子、氟 原子或碳數1至20之一價之有機基。該一價之有機基中的 氫原子亦可以氟原子取代。其一型態中,1至R3全部為氫 原子。Raa表示碳數1至20之二價之有機基。該二價之有 機基中的氫原子亦可以氟原子取代。a表示0至20的整 數。其一型態中a為0。 R表示氫原子或不含氟原子的碳數1至20之一價之有 機基。b表示1至5的整數。其一型態中b為5。
Rf表示氟原子或至少1個氫原子被氟原子取代之碳數 1至20之一價之有機基。其一型態中,Rf氟原子、2, 2,2-三氟乙基、2,2, 3,3, 五氟丙基、2-(全氟丁基)乙基。 作為匕至R3、R或Rf之碳數1至20之一價之有機基, 可為直鏈、分枝、環狀的任一種,可為飽和或不飽和。 碳數1至20之一價之有機基,可舉出例如碳數1至 20之直鏈狀烴基、碳數3至20之分枝狀烴基、碳數3至 20之環狀烴基、碳數6至20之芳香族烴基,較佳為碳數1 至6之直鏈狀烴基、碳數3至6之分枝狀烴基、碳數3至 6之環狀烴基、碳數6至20之芳香族烴基。 作為仏至R3之碳數1至20之直鏈狀烴基、碳數3至 10 322959 201202274 20之分枝狀烴基、碳數3至20之環狀烴基,此等基所含 之氫原子亦可以氟原子取代。 作為Ri至R3或Rf之碳數6至20之芳香族烴基,其基 中的氫原子亦可以烷基、鹵素原子等取代。作為R之碳數 6至20之芳香族烴基,其基中的氫原子亦可以烷基、氟以 外的鹵素原子等取代。 作為匕至R3之碳數1至20之一價之有機基,可舉出 曱基、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、環戊烯基、 環己烯基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、萘基、蒽基、甲 苯基(anthryl)、二甲苯基(anthryl)、二曱基苯基、三曱 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、曱基萘基、二曱基萘基、三曱基萘基、乙烯(vinyl) 萘基、乙烯基(ethenyl)萘基、甲基蒽基、乙基蒽基、氯苯 基、漠苯基等。 作為R之碳數1至20之一價之有機基,可舉出甲基、 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、環戊烯基、環 己烯基、苯基、萘基、蒽基、曱苯基、二曱苯基、二曱基 苯基、三曱基苯基、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、三曱基萘 基、乙烯萘基、乙烯基萘基、甲基蒽基、乙基蒽基、氯苯 基、溴苯基等。 此外,作為Rf之碳數1至20之一價之有機基,可舉 11 322959 201202274 出三氟甲基、三氟乙基等。 作為碳數1至20之一價之有機基以烷基為佳。 作為碳數1至20之二價之有機基為直鍵、分枝、 環狀的任一種,例如碳數1至20之直鏈狀脂肪族烴基、碳 數3至20之分枝狀脂肪族烴基、碳數3觅20之環狀脂肪 族烴基、以烧基等取代亦可之碳數6至2〇之芳香族烴基’ 較佳為碳數1至6之直鏈狀烴基、碳數3直6之分枝狀烴 基、碳數3至6之環狀烴基、以烷基等取代亦可之碳數6 至20之芳香族烴基。 作為脂肪族烴基,可舉出亞曱基、伸乙基、伸丙基、 伸丁基、伸戊基、伸己基、伸異丙基、伸異丁基、二曱基 伸丙基、伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基、伸環己基等。 萘基、二曱基伸萘基、三甲基伸萘基、 作為碳數6至20之二價之芳香族烴基,可舉出伸笨 基、伸萘基(naphthylene)、伸蒽基(anthrylene)、二甲基 伸苯基、三曱基伸苯基、伸乙基伸苯基、二伸乙基伸笨基、 伸乙基伸苯基、伸丙基伸苯基、伸丁基伸笨基、曱基伸 乙烯伸萘基、乙烯 基伸萘基、甲基伸蒽基、乙基伸蒽基等 a)所表 式⑴所表示的重複單元較佳的一態樣 示的重複單元。 飞、
F 322959 12 201202274 此外,上述第1官能基較佳的例子,可舉出以阻斷劑 阻斷之異氰酸基或以阻斷劑阻斷之異硫氰基。 前述以阻斷劑阻斷之異氰酸基或以阻斷劑阻斷之異硫 氰基,可由阻斷劑與異氰酸基或異硫氰基反應而製造,阻 斷劑一分子中只具有一個可與異氰酸基或異硫氰基反應之 活性氫。 作為前述的阻斷劑’以即使在與異氰酸基或異硫氰基 反應後’在170°C以下的溫度會解離者為佳。阻斷劑可舉 出例如醇系化合物、紛(pheno 1)系化合物、活性亞曱基系 化合物、硫醇(mercaptan)系化合物、醯胺系化合物、醯亞 胺系化合物、°米β坐系化合物、尿素系化合物、將(〇xime) 系化合物、胺系化合物、亞胺系化合物、重亞硫酸鹽 (bisulfite)、π比咬(pyridine)系化合物、〇比〇坐(pyrazole) 系化合物尊。此等可單獨或可混合兩種以上使用。較佳可 舉出將系化合物、^比唾系化合物。 具體而言’作為阻斷劑,醇系化合物可舉出曱醇、乙 醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、甲賽璐蘇(methyl 0611〇3〇1乂6)、丁赛路蘇、甲卡必醇(11161;1171〇&1'1311:〇1)、 苯曱醇、環己醇等。酚類可舉出酚、甲酚(cresol)、乙基 紛、丁基紛、壬基紛、二壬基紛、苯乙稀化驗、經苯曱酸 酯等。活性亞曱基系化合物可舉出丙二酸二甲酯、丙二酸 二乙酯、乙龜乙酸曱酯、乙醯乙酸乙酯、乙醢丙酮等。硫 醇系化合物可舉出丁硫醇、十二基硫醇等。醢胺系化合物 可舉出乙醯苯胺(acetylaniline)、乙醯胺(acetic acid 13 322959 201202274 amide)、ε~己内醯胺(caprolactam)、戊内醯胺 (valerolactam)、^ -丁 内酿胺(butyrolactam)等,醢亞胺 系化合物可舉出琥拍酿亞胺(succinimide)、馬來酿亞胺 等。咪嗤系化合物可舉出咪唑、2一甲基咪唑等。尿素系化 合物可舉出尿素、硫腺(thiourea)、伸乙腺(ethyleneurea) 等。肪系化合物可舉出甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、丁酮肟、 環己酮肟等。胺系化合物可舉出二苯胺、苯胺(aniline)、 咔°坐等。亞胺系化合物可舉出伸乙亞胺(6让716116丨111丨116)、 聚乙稀亞胺(polyethylenimine)等。重亞硫酸鹽可舉出重 亞硫酸鈉等。吡啶系化合物可舉出2-羥基吡啶、2-羥基喹 啉等。吡唑系化合物可舉出3, 5-二曱基吡唑、3, 5-二乙 基0比唾等。 在本發明亦可使用之以阻斷劑阻斷之異氰酸基或異硫 氰基,以上述式(4)或式(5)所表示的基為佳。 式(4)及式(5)中,X’表示氧原子或硫原子,R5至[?9彼 此相同或相異,表示氫原子或碳數1至20之一價之有機 基。一價之有機基的定義、具體例等與前述匕至R3中一價 之有機基的定義、具體例相同。 其一型態之Rs及R6彼此相同或相異,為選自曱基及乙 基所成群組之基,此外,R?、R8為曱基,R9為氫原子。 以阻斷劑阻斷之異氰酸基,可舉出例如〇-(亞曱基胺 基)羧基胺基、0-U-亞乙基胺基)羧基胺基、0-(1-甲基亞 乙基胺基)羧基胺基、〇-[1-曱基亞丙基胺基]羧基胺基、 N-(3, 5-二曱基吡唑羰基)胺基、N-(3-乙基-5-曱基吡唑羰 14 322959 201202274 基)胺基、N-(3,5-二乙基吡唑羰基)胺基、N-(3-丙基-5-曱基吡唑羰基)胺基、N-(3-乙基-5-丙基吡唑羰基)胺基等。 以阻斷劑阻斷之異硫氰基,可舉出例如0-(亞甲基胺 基)硫羧基胺基、0-(1-亞乙基胺基)硫羧基胺基、〇_(丨一甲 基亞乙基胺基)硫羧基胺基、〇-[1-曱基亞丙基胺基;1硫緩基 胺基、N-(3, 5-二甲基吡唑硫羰基)胺基、N-(3-乙基-5-曱 基0比唾硫羰基)胺基、N-(3, 5-二乙基咐•嗤硫幾基)胺基、 N-(3-丙基-5-曱基吡唑硫羰基)胺基、N_(3—乙基_5_丙基吡 唾硫羰基)胺基等。 在本發明所用之第1官能基為以阻斷劑阻斷之異氰酸 基較佳。 高分子化合物(A) ’舉例說明,可以通式(1)所表示之 重複單元的原料所形成之聚合性單體與含有第1官能基之 聚合性單體,使用光聚合起始劑或熱聚合起始劑使之共聚 合方法所製造。 通式(1)所表示之重複單元的原料所形成之聚合性單 體’可舉出4-三氟甲基苯乙烯、2, 3, 4, 5, 6-五氟苯乙烯、 4_氟甲基苯6烯等。 含有第1官能基之聚合性單體,可舉出分子内具有與 以阻斷劑阻斷之異氰酸基或以阻斷劑阻斷之異硫氰基不飽 和鍵結的單體。該分子内具有與以阻斷劑阻斷之異氰酸基 或以阻斷劑陴斷之異硫氰基不飽合鍵結的單體,可藉由將 刀子内具有與異亂酸基或異硫氰基不飽合鍵結的化合物與 阻斷劑反應而製造。不飽合鍵結以不飽和雙鍵為佳。 322959 15 201202274 分子内具有不飽和雙鍵與異氰酸基的化合物,可舉出 異氰酸2-丙烯醯氧基乙酯、異氰酸2-曱基丙烯醯氧基乙 酯、異氰酸2-(2’-曱基丙烯醯氧基乙基)氧乙酯等。分子 内具有不飽和雙鍵與異硫氰基的化合物,可舉出異硫氰酸 2-丙烯醯氧基乙酯、異硫氰酸2-曱基丙烯醯氧基乙酯、異 硫氰酸2-(2’-曱基丙烯醯氧基乙基)氧乙酯等。 作為該阻斷劑適合使用前述之阻斷劑,可依其必要可 添加有機溶媒、觸媒等。 前述在分子内具有不飽和雙鍵以及以阻斷劑阻斷之異 氰酸基的單體,可舉出曱基丙烯酸2_[0-[1’ -曱基亞丙基 胺基]羧基胺基]乙酯、曱基丙烯酸2-[Ν-[Γ,3’-二曱基吡 唑]羰基胺基]乙酯、曱基丙烯酸2-[1’-(3’,5’-二曱基吡 唑)羰基胺基]乙酯等。 該光聚合起始劑可舉出例如苯乙酮、2, 2-二曱氧基-2-苯基苯乙嗣、2,2-二乙氧基苯乙嗣、4-異丙基-2-經基_2-曱基苯丙酮、2-羥基-2-曱基苯丙酮、4, 4’ -雙(二乙基胺基) 二苯曱酮、二苯曱酮、(鄰-苯甲醯基)苯曱酸曱酯、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-苯曱醯基)肟、安息香(benzoin)、安息香甲醚、安 息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、安息香辛醚、 二苯乙二酮(benzil)、二苯乙二酮二曱基縮酮(benzil dimethyl ketal)、二苯乙二酮二乙基縮酮、雙乙醯 (diacetyl)等幾化合物;甲蒽酿^、氯蒽酿、氯嗟吨酮 (chlorothioxanthone)、2-甲基嗟吨酮(thioxanthone)、 16 322959 201202274 2-異丙基嗟吨酮等蒽酿或《»塞吨_衍生物. (diphenyl disulfide)、二硫氨基甲酸醋 (dithiocarbamate)等硫化物。 該熱聚合起始劑只要是會成為自由基起始劑者 可舉出例如2, 2,-偶氮雙異丁腈、2,2、偶氮雙了’ 2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、“,,氮雙酿 1,卜偶氮雙(環己腈贼雙(2_?基咕 · ’)、 偶氮雙(2-曱基丙脒)二鹽酸鹽等偶氮系化合物;’ ' X過氧化甲基異丁基酮、過氧化環己_、過氧化乙^ 酮專過氧化酮類;過氧化異丁基、過氧化苯 化2, 4-二氯苯甲酿基、過氧化鄰_甲基苯甲酿基、過氧化 十二醯基、過氧化對—氯苯甲醯基等過氧化二醯類;2 4 4一 二甲基戊基-2-氫過氧化物、過氧化二異丙基苯、異丙苯& 過氧化物(cumene hydroperoxide)、過氧化第三丁其等氫 過氧化物類(hydroperoxide);過氧化二異丙笨、過1化第 ,丁基異丙苯、過氧化二-第三丁基、參(過氧化第三丁基) 井專一烧基過氧化物類,1,1-二(過氧化第三丁基)環己 烷、2,2-二(過氧化第三丁基)丁烷等過氧化縮_類\ =氧 化三曱基乙酸第三丁酯、過氧化2-乙基己酸第三丁醋、過 氧化異丁酸第三丁酯、過氧化六氫對苯二甲酸二第三 面曰過氧化壬一酸一第二丁醋、過氧化(3, 5,5~三甲基己酸、 第二丁酯、過氧化乙酸第三丁酯、過氧化苯甲酸第三丁酯、 〜甲基己二酸二第二丁酯等烧基過酸醋類;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 322959 17 201202274 第三丁酯等過氧化碳酸酯類。 本發明所使用之高分子化合物,亦可在聚合時添加以 前述通式(1)所表示之重複單元為原料之聚合性單體、含有 第1官能基之聚合性單體以外之其他可聚合的單體製造。 該其他可聚合的單體可舉出例如丙烯酸酯及其衍生 物、曱基丙烯酸酯及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、曱基 丙稀腈及其衍生物、丙烯晴及其衍生物、有機叛酸的乙婦 酯及其衍生物、有機羧酸的丙烯酯及其衍生物、富馬酸的 二烷酯及其衍生物、馬來酸的二烷酯及其衍生物、伊康酸 的二烷酯及其衍生物、有機羧酸的N-乙烯醯胺衍生物、馬 來醯亞胺及其衍生物、末端不飽和烴及其衍生物等;有機 鍺衍生物、丙烯醯胺及其衍生物等。 該其他可聚合單體之種類,依外塗覆絕緣層等絕緣層 要求的特性而適當選擇。從提升耐久性與低磁滯現象的觀 點來看,苯乙烯與苯乙烯衍生物等分子密度較高,選擇使 含有所製造之高分子化合物的膜較硬的單體用以聚合較 佳。從提高對於閘極電極或基板的表面等的鄰接面之密著 性的觀點來看,選擇使曱基丙烯酸酯及其衍生物、丙烯酸 酯及其衍生物等所製造之高分子化合物賦予柔軟性之單體 用以聚合較佳。其他可聚合單體較佳的一形態為不含有烷 基等含活性氫基之單體。 丙烯酸酯類及其衍生物可為單官能丙烯酸酯,雖然使 用量會受到限制,但亦可為多官能丙烯酸酯。丙烯酸酯類 及其衍生物,可舉出丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正 18 322959 201202274 丙醋、丙婦酸異丙醋、丙稀酸正丁醋、丙稀酸異丁醋、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、丙浠酸異莰酯、丙烯酸環己酯、丙烯 酸苯酯、丙烯酸苯曱酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-經基丙酯、丙稀酸3-經基丙S旨、丙烯酸2-經基丁醋、丙烯 酸2-經基苯基乙自旨、乙二醇二丙稀酸自旨、丙二醇二丙稀酸 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、三曱醇丙烧三丙浠酸醋、季戊四醇五丙 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-(全氟乙基)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-曱基丁基)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-曱基己基)乙酯、丙 烯酸2-(全氟-3-曱基丁基)-2-羥基丙酯、丙烯酸3-(全氟 -5-甲基己基)-2-羥基丙酯、丙烯酸2一(全氟_7一曱基辛基) 乙酯、丙烯酸3-(全氟-7-曱基辛基)-2-羥基丙酯、丙烯酸 1H,1H,3H-四氟丙酯、丙烯酸ιΗ,1H,5H_八氟戊酯、丙烯酸 1H’1H,7H-十二氟庚酯、丙烯酸1H1H 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、丙烯酸N,N-二乙基胺醋等。 曱基丙烯酸酯類及其衍生物可為單官能之丙烯酸酯, 雖然使用量會受到限制,但亦可為多官能之曱基丙婦酸醋。 19 322959 201202274 曱基丙烯酸酯類及其衍生物可舉出甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙稀酸異丙酯、甲 基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、曱基丙烯酸第二丁 酯、曱基丙烯酸己酯、曱基丙烯酸辛酯、曱基丙烯酸2_乙 基己酯、曱基丙烯酸癸酯、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2一羥基丙酯、甲基丙烯酸 3-羥基丙酯、曱基丙烯酸2一羥基丁酯、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 酉曰、1,4-丁二醇二曱基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸 酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三曱醇丙烷二甲基丙烯酸 酯、季戊四醇五甲基烯酸酯、曱基丙烯酸2, 2, 2_三氟乙 酯、曱基丙烯酸2, 2, 3, 3, 3-五氟丙酯、曱基丙烯酸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、 曱基丙烯酸2-(全氟-3-曱基丁基)乙酯、曱基丙烯酸3_(全 氟-3-甲基丁基)—2-羥基丙酯、曱基丙烯酸2_(全氟_5_曱 基己基)乙酯、曱基丙烯酸2-(全氟-3-曱基丁基)-2-羥基 丙酉曰、曱基丙烯酸3-(全氟-5-曱基己基)-2-經基丙酯、曱 基丙烯酸2-(全氟-7-曱基辛基)乙酯、甲基丙烯酸3_(全氟 -7-甲基辛基)-2-羥基丙酯、曱基丙烯酸in, 1H, 3H-四氟丙 酯、曱基丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯、曱基丙烯酸 20 322959 201202274 1H,1H,7H-十二氟庚酯、甲基丙烯酸1H,1H,9H-十六氟壬 醋、甲基丙烯酸1H-1-(三氟甲基)三氟乙醋、甲基丙稀酸 1H,1H,3H-六氟丁酯、曱基丙烯酸N,N-二乙基胺酯等。 苯乙烯及其衍生物可舉出苯乙烯、2, 4-二甲基-α-甲 基苯乙烯、鄰-甲基笨乙烯、間-甲基苯乙烯、對-曱基苯乙 烯、2,4-二曱基苯乙烯、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, 5-二曱基苯乙烯、2,4, 6-三曱基苯乙烯、2, 4, 5-三曱基苯乙烯、五曱基苯乙烯、鄰-乙基苯乙烯、間-乙基苯乙烯、對-乙基苯乙烯、鄰-氣苯乙 烯、間-氣苯乙烯、對-氯苯乙烯、鄰-溴苯乙晞、間-溴笨 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 (terphenyl)、1-乙烯基蒽、α -甲基苯乙稀、鄰-異丙烯基 曱苯(ο-isopropenyltoluene)、間-異丙浠基甲苯、對-異 丙烯基曱苯、2,4-二曱基-〇:-甲基苯乙烯、2,3-二甲基-〇:-曱基苯乙烯、3, 5-二曱基-α-曱基苯乙烯、對-異丙基-α-曱基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-氣苯乙烯、二乙烯基苯、 二乙烯基聯苯、二異丙基苯、4-胺基苯乙烯、3-氣曱基苯 乙烯、4-氯曱基苯乙烯、3-溴曱基苯乙烯、4-溴曱基苯乙 烯等。 丙烯腈及其衍生物可舉出丙烯腈等。甲基丙烯腈及其 衍生物可舉出曱基丙烯腈等。 21 322959 201202274 有機羧酸的乙烯酯及其衍生物可舉出乙酸乙烯酯、丙 酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯、己二酸二乙烯 酯等。 有機羧酸的丙烯酯及其衍生物可舉出乙酸丙稀酯、安 息香酸丙烯酯、己二酸二丙婦酯、對苯二曱酸二丙烯酯、 異本一甲酸·一丙稀醋、苯二甲酸二丙稀醋等。 富馬酸的二烷酯及其衍生物可舉出富馬酸二曱酯、富 馬酸二乙酯、富馬酸二異丙酯、富馬酸二第二丁酯、富馬 酸二異丁酯、富馬酸二正丁酯、富馬酸二__2_乙基己酯、富 馬酸二苯曱酯等。 馬來酸的二烷酯及其衍生物可舉出馬來酸二曱酯、馬 來酸二乙醋、馬來酸二異丙醋、馬來酸二第二丁g旨、馬來 酸二異丁酯、馬來酸二正丁酯、馬來酸二_2-乙基己酯、馬 來酸二苯甲酯等。 伊康酸的二烧酯及其衍生物可舉出伊康酸二曱酯、伊 康酸二乙醋、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、伊 康酸二苯曱酯等。 有機叛酸的N-乙稀酿胺衍生物可舉出N-甲基-N-乙稀 乙醯胺等。 馬來醯亞胺及其衍生物可舉出N-笨基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。 末端不飽和烴及其衍生物可舉出卜丁烯、卜戊烯、^ 己稀、1-辛稀、乙烯環己燒、氣乙稀、丙稀醇等。 322959 22 201202274 有機鍺衍生物可舉出丙烯基三曱基鍺、丙烯基三乙基 鍺、丙烯基三丁基鍺、三曱基q烯基鍺、三乙基乙烯基鍺。 丙烯醯胺及其衍生物可舉出N,N-二甲基丙烯醯胺、 N,N-二乙基丙烯醯胺、N-丙烯醯嗎啉(N-acryloyl morphol ine)、N-羥基乙基丙烯醯胺、N,N—二甲基胺基丙基 丙烯醯胺等。 丙烯醯胺及其衍生物會提升與活性氫化合物(B)的樹 酯之相容性,故特別佳。 此等當中較佳為丙烯酸烧酯、曱基丙烯酸烧酯、笨乙 烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯基三甲基鍺、丙烯酸n,n_ 二乙基胺酯、N,N-二乙基丙烯醯胺、3-氯曱基苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯。 δ玄其他可聚合單體亦可為在分子内含有與不飽和雙鍵 相互反應而二聚合(dimerization)之基之單體。相互反應 而二聚合之基係藉由2個基結合,而可在絕緣層内部形成 交聯構造。 相互反應而二聚合之基,以能吸收光能量或電子能量 而引起二聚合反應的官能基(本說明書中稱為「光二聚合反 應基」)為較佳。其理由為,使絕緣層材料交聯的加熱處理 在短時間内即完成,而在絕緣層形成過程中變得難以降低 電晶體特性。 為了在以低能量即可使有機薄膜電晶體絕緣層材料以 光聚合法形成時,光二聚合反應性基也會反應,故光二聚 合反應性基所吸收的光,以高能量的光為佳。光二聚合反 23 322959 201202274 應性基吸㈣光較㈣紫外線,例如波長在36()nm以下, 以150至300nm的光為較佳。 在此所說的二聚合是指2個有機化合物的分子化學性 結合。結合之分子彼此可相同或相異。2個分子中的官能 基彼此的化學構造彼此亦可相同或相異。但該官能基以不 用觸媒及起始财反應助麟可發生光二聚合反應二構造 及組合為較佳。仙與反應助_殘基接觸之 材料有可能劣化。 _ 光二聚合反應性基的較佳例為氫原子以齒曱基所取代 之芳基、尤其是氫原子以鹵曱基所取代之苯基。若重複單 疋的側基基本骨架為芳基或苯基,則如有機半導體般對於 其他有機材料的親和力提升,較易於形成與絕緣層的露出 面相接之平坦的層。 當以紫外線或電子束照射氫原子以鹵曱基取代之芳美 ^及氫原子以i甲基取代之縣時,鋒原子脫離而生^ 本甲基型自由基。若所生成之兩個自由基結合則會形 二子間結合(自由基偶合),而使有機薄膜電晶體絕緣層= 丹使月 ^成為前述通式(1)所示重複單元之原料之單體,. 1依導入高分子化合物(Α)氟原子的量作適量的調節。 導入冋为子化合物(Α)氟原子的量,相較於高分 =質量’以上至60請為佳,以5至5〇質量%為= 至40質直/。為更佳。若氟原子的量未達) 6〇質量㈣,會使與活性氫化合物⑻的相溶性惡化k 而 322959 24 201202274 得難以調製樹脂組成物。 舉例而言,在全部與聚合有關之單體中,以通式(1) 所表示重複單元為原料之聚合性單體,其加入莫耳比為20 至90莫耳%,較佳為40至80莫耳%,更佳為50至70莫耳 於全部與聚合有關之單體中,分子内具有不飽和雙鍵 與以阻斷劑所阻斷之異氰酸基或以阻斷劑阻斷之異硫氫基 的單體,其加入莫耳比為2至60莫耳%,較佳為4至30 莫耳%,更佳為6至20莫耳%。藉由將上述單體的加入莫耳 比調節在此範圍内,可在外塗覆絕緣層的内部充分形成交 聯構造。 使用丙烯醯胺作為聚合性單體時,在全部與聚合有關 之單體中,其加入莫耳比為70莫耳%以下,較佳為50莫耳 %以下,更佳為40莫耳%以下。當丙烯醯胺及其衍生物之加 入莫耳比超過70莫耳%時,會使與活性氫化合物(B)之相容 性降低。 使用含有能與不飽和雙鍵相互反應而二聚合之基的單 體作為聚合單體時,在全部與聚合有關之單體中,其加入 莫耳比為50莫耳%以下,較佳為30莫耳%以下,更佳為20 莫耳%以下。若上述單體的加入莫耳比超過50質量%時,會 使與活性氫化合物(B)的相溶性降低。 高分子化合物(A)其重量平均分子量以3000至 1000000為佳,以5000至500000為較佳,可為直鏈狀、 分枝狀、環狀之任一者。 25 322959 201202274 作為本發明可使用之含有前述通式⑴所表示之重複 單凡’且分子内含有2個以上第1官能基,該第丨官能基 可以電磁波或熱而生成與活性氫反應之第2官能基之官能 基之高分子化合物,可舉出聚(苯乙稀_共聚_五說苯乙稀_ 共聚-[2-[0-(Γ-曱基亞丙基胺基)綾基胺基]乙基一曱基丙 烯酸酯]、聚(苯乙烯-共聚-五氟笨乙烯-共聚_[2_[]L,一 (3,5 -二曱基》比唑)叛基胺基]乙基一曱基丙烯酸酯])、聚 (苯乙烯-共聚-五氟苯乙烯-共聚_丙烯腈_共聚_[2[〇_ (1 _曱基亞丙基胺基)竣基胺基]乙基-曱基丙烯酸酯])、聚 (苯乙烯-共聚-五氟苯乙烯-共聚-丙烯腈-共聚-[2_[1’ _ (3’,5’-二曱基吡唑)幾基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚 (苯乙烯-共聚-五氟苯乙烯-共聚-丙烯腈-共聚—[2-[〇一 (1 _曱基亞丙基胺基)竣基胺基]乙基-甲基丙烯酸g旨]-共 聚-丙烯基三甲基鍺)、聚(苯乙烯-共聚-五氟苯乙烯-共聚一 丙烯腈-共聚-[2-[Γ _(3’,5’ -二甲基η比tT坐)幾基胺基]乙基 -甲基丙烯酸酯]-共聚-丙烯基三甲基鍺)、聚(曱基丙烯酸 酯-共聚〜五氟苯乙烯-共聚-[2-[0-(Γ-甲基亞丙基胺基) 羧基胺基]乙基-曱基丙烯酸酯])、聚(曱基丙烯酸酯-共聚-五氟苯乙烯-共聚-[2-[1’ _(3’,5’ -二曱基吡唑)羰基胺基] 乙基-甲基丙稀酸S旨])、聚(苯乙稀··共聚_(2, 2, 2-三氟乙 基甲基丙烯酸酯)-共聚-[2-[〇-(Γ -甲基亞丙基胺基)羧基 胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚(苯乙烯-共聚-(2, 2, 2-三 氟乙基曱基丙烯酸酯)-共聚_(3’,5’ -二甲基吡唑) 羰基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚(苯乙烯-共聚-五氟苯 26 322959 201202274 乙烯-共聚-二乙基丙烯醯胺-共聚-[2-[〇-(Γ _曱基亞丙基 胺基)叛基胺基]乙基-甲基丙稀酸酯])、聚(五氟苯乙埽_ 共聚-二乙基丙烯酿胺-共聚-[2-[〇—(1’ -甲基亞丙基胺基) 敌基胺基]乙基-甲基丙婦酸酯])、聚(3-氯甲基苯乙稀一共 聚-五氟苯乙烯-共聚-二乙基丙烯醯胺_共聚-[2-[〇-(1,— 曱基亞丙基胺基)羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚 氣曱基苯乙烯-共聚-五氟苯乙烯-共聚-二乙基丙烯醯胺一 共聚-[2-[0-(1,-曱基亞丙基胺基)羧基胺機]乙基-甲基丙 烯酸酯])、聚(苯乙烯-共聚-五氟苯乙烯-共聚-二乙基丙烯 醯胺-共聚-[2-[1,-(3’,5,-二甲基吡唑)羰基胺基]乙基_ 曱基丙烯酸酯])、聚(五氟苯乙烯-共聚_二乙基丙烯醯胺_ 共聚-[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑)羰基胺基]乙基_曱基丙 烯酸酯])、聚(3-氣曱基苯乙烯-共聚—五氟苯乙烯—共聚一 二乙基丙稀醯胺-共聚-[2-[1,-(3,,5’_二甲基吡唑)幾基 胺基]乙基-曱基丙烯酸酯])、聚(4'氣甲基苯乙烯_共聚_ 五氟笨乙烯-共聚-二乙基丙烯醯胺_共聚—[2_[1,_(3,5,— 二甲基吡唑)羰基胺基]乙基-曱基丙烯酸酯])等。, 活性氫化合物(Β) 活=化合物⑻例如為分子内至少含有兩個以上活 氫之氟树脂,藉由使用高分子化合物作為活性氮化合 ’可得_溶劑性提升之㈣的效果 β 破稱為氟樹脂之含有氟原子的高分子化n 層中的氟料含量,得職升㈣水絕; 氣樹脂較佳為含有上述式⑵絲_重複單 322959 27 201202274 述式(3)所表示的重複單元之氟樹脂。活性氫化合物(B)可 具有2種以上式(2)所表示的重複單元,亦可具有2種以上 式(3)所表示的重複單元。 作為式(3)中R4所表示的伸烷基,可舉出亞甲基、伸 乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸異丙基、伸 異丁基、二曱基伸丙基等。 該氟樹脂之具體例為具有兩個以上式(3)所表示重複 單元結合於高分子(聚合物)構造之構造之化合物。關於氟 樹脂可藉由將成為式(2)所表示重複單元之原料之單體化 合物與分子内含有成為式(3)所表示重複單元之原料之含 有活性氩的基以及不飽和鍵結之單體化合物兩者共聚合, 復可藉由與其他共聚合性化合物共聚合形成聚合物而獲 得。當此等共聚合時,亦適合使用光聚合起始劑或熱聚合 起始劑。並且,聚合性單體、光聚合起始劑、熱聚合起始 劑用,亦可適用與上述相同者。 作為式(2)所表示重複單元之原料之單體化合物,可舉 出例如三氟乙烯、三氟甲基乙烯、氣三氟乙烯等。 分子内含有成為式(3)所表示重複單元之原料之含有 活性氫的基及不飽和鍵結之單體化合物,可舉出例如羥曱 基乙烯酯、2-羥乙基乙烯酯、3-羥丙基乙烯酯、4-羥丁基 乙稀醋等。 其他之共聚合性化合物,可舉出曱基乙烯醚、乙基乙 烯醚、丙基乙烯醚、丁基乙烯醚等。 該氟樹脂換算成聚乙烯的重量平均分子量以1000至 28 322959 201202274 1000000為佳,以3000至500000為更佳。由此可得絕緣 層之平坦性及均一性良好的效果。 该氟樹脂亦可使用市售者。市售的具體例可列舉如旭 硝子公司製「LumiflonLF200F」(商品名)及旭硝子公司製 「Lumiflcm LF906N」(商品名)等。 有機薄膜電晶體絕緣用樹脂組成物 藉由將高分子化合物(A)與活性氫化合物⑶^混合可得 本發明之有機薄膜電晶體絕緣用樹脂組成物。兩者I混合 比例’高分子化合物(A)之第1官能基與活性氫化合物⑻ 之含有活性氫的基之莫耳比,以調整成⑽至15 為佳’以70/100至120/10〇為較佳,以9〇/1〇〇至ιι〇/則 ,更佳。若此比例未達60/刚職性氫過剩,若超過 特絲U祕糊,使射卩制電晶體 此有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物中,亦 ==!黏度之溶媒或樹脂交聯時與交聯劑組合所 媒;己烧等脂肪烴系溶媒媒為四氫°夫喃等醚系溶 等不飽和烴系溶媒;二甲笨;=月旨環烴系溶媒;戊嫦 系_丙二醇單曱醚二:、=溶等=_ 三氣甲烧等齒素系溶媒;2 _ 丁”乙酸@曰系溶媒; 或此等之齡溶媒n’作甲苯等氟系溶媒
Unga叫黏度調整劑等。 x有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物,可舉 322959 29 201202274 出用於形成外塗覆絕緣層之有機薄膜電晶體外塗覆絕緣層 用樹脂組成物及用於形成閘極絕緣層之有機薄膜電晶體閘 極絕緣層用樹脂組成物。 使用本發明之有機薄膜電晶體外塗覆絕緣層用樹脂組 成物所形成之外塗覆絕緣層,其絕緣性及氣密性優異。因 此,具有該外塗覆絕緣層之有機薄膜電晶體即使在大氣中 亦可安定的驅動。 使用本發明之有機薄膜電晶體閘極絕緣層用樹脂組成 物所形成之閘極絕緣層,因其氟樹脂之撥液性及密著性, 在閘極絕緣層上以塗佈法形成有機膜時,可平坦地形成均 一的有機膜。因此,具有該閘極絕緣層之有機薄膜電晶體 其電晶體特性優異。 有機薄膜電晶體 第1圖為示意性表示本發明的一實施形態之底部閘極 頂部接觸型有機薄膜電晶體構造之剖面圖。此有機薄膜電 晶體具有基板1、形成在基板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、在有機半導體層4上夾著通道部而形成之 源極(Source)電極5及沒極(Drain)電極6與覆蓋元件全體 之外塗覆層7。 底部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體,可藉由例如在 基板上形成閘極電極,在閘極電極上形成閘極絕緣層,在 閘極絕緣層上形成有機半導體層,在有機半導體層上形成 源極電極、汲極電極,視需要形成外塗覆絕緣層而製造。 30 322959 201202274 第2圖為示意性表示本發明一實施形態之底部閘極底 部接觸型有機薄膜電晶體構造之剖面圖。此有機薄膜電晶 體具有基板1、形成在基板1上之閘極電極2、形成於閘極 電極2上之閘極絕緣層3、在閘極絕緣層3上夾著通道部 而形成之源極電極5及汲極電極6、形成在源極電極5及 波極電極6上之有機半導體層4,以及覆蓋元件全體之外 塗覆層7。 底部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體,可藉由例如在 基板上形成閘極電極,在閘極電極上形成閘極絕緣層,在 閘極絕緣層上形成源極電極、沒極電極,在源極電極與沒 極電極上形成有機半導體層,視需要形成外塗覆絕緣層而 製造。 曰 問極絕緣層及外塗覆絕緣層等有機薄膜電晶體絕緣 層’可藉由包含下述步驟之方法而形成:將含有本發明有 機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物的液體塗佈在 =的二 =及藉由對該塗佈層施加電錢及/或二 。物(A)之第【官能基生成為第2官 活性氫化合物(B)之含有活性氫的基反應之步驟。土,並/、 在此’「基材」是指將有機薄膜電晶體絕 上而成為有機薄膜電晶體的構成構件。 其 閘極絕緣層的形成例如以下述方式進行 外塗覆絕緣層用樹脂組成射復添加 ^月之 製成絕緣層塗佈液,於基板上形成有閉極電2^,調 以覆蓋該閉極電極的方式塗佈該絕緣層塗佈液之液 322959 31 201202274 乾燥、硬化。作為基板,一般可使用矽基板、玻璃基板或 塑膠基板等。 此外’外塗覆絕緣層的形成例如以下述方式進行,將 上述絕緣層塗佈液塗佈於基板上形成有閘極電極、閘極絕 緣層、源極電極、汲極電極及有機半導體層之基材上,使 塗佈液乾燥、硬化。 該絕緣層塗佈液所使用之有機溶媒,只要為可溶解高 分子化合物及交聯劑者,則無特別限制,以常壓下沸點在 100 C至200 C的有機溶媒為佳。該有機溶媒可列舉出 庚酮、丙二醇單曱醚乙酸酯、2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯、八氟 甲苯等。該絕緣層塗佈液中,必要時可添加調平劑、界面 活性劑、硬化觸媒等。 該絕緣層塗佈液可藉由公知之旋轉塗佈法、模具塗佈 法、網版印刷法、喷墨法等塗佈在有機半導體化合物或閘 極電極上。所形成之塗佈層必要時使其乾燥。在此,所謂 乾燦疋彳曰去除塗佈之樹脂組成物的溶媒之意。 乾燥後之塗佈層接著使其硬化。硬化是指有機薄膜電 晶體絕緣層用樹脂組成物交聯之意。電晶體絕緣層用樹脂 組成物的交聯例如可藉由對塗佈層施加電磁波或熱而進 行。如此,由高分子化合物(A)的第丨官能基生成第2官能 基’並與活性氫化合物(B)之含有活性氫的基反應。 高分子化合物(A)中含有光二聚合反應性基時,塗佈層 的硬化為藉由對該塗佈層施加熱,照射電磁波或電子束而 進行。施加熱與照射電磁波或電子束亦可以上述相反順序 322959 32 201202274 進灯。因進订在塗佈層施加熱之步驟和在塗佈層照射電磁 波,電子束^步驟兩者,再加上上述第2官能基及含有活 &^的基’光二聚合反應性基亦會反應。其結果使絕緣層 之交聯雄度提昇’可抑制施加電壓時之極化作用,使有機 薄膜電晶體之_電壓的絕對值與磁滯現象變小。 在塗佈層施加熱時,塗佈層在約80至25(TC(較佳為 100至230 C )的溫度加熱維持約5至12〇分鐘(較佳為1〇 至60刀鐘)。加熱溫度過低、加熱時間過短則絕緣層的交 聯不足,加熱溫度過高、加熱時間過長則有可能使絕緣層 損傷。 在塗佈層照射電磁波時,考慮絕緣層之交聯及損傷的 程度而調整照射條件。在施加微波加熱時,考慮絕緣層之 交聯及損傷的程度而調整照射條件。 照射之電磁波的波長在450nm以下為佳,在15〇至 410mn為更佳。照射電磁波的波長超過45〇nm時,會使有 機薄膜電晶體絕緣層材料的交聯不足。以紫外線作 波較佳。 紫外線的照射可使用例如製造半導體所使用之曝光裝 置或使UV硬化性樹脂硬化所使用之UV燈進行。電子束之 照射可使用例如超小型電子束照射管進行。加熱可使用加 熱器及加熱爐等進行。其他的照射條件及加熱條件可依加 成聚合反應基及所使用之光聚合起始劑的種類及量等作適 宜決定。 構成有機薄膜電晶體之基板卜閘極電極2、源極電極 322959 33 201202274 5、汲極電極6及有機半導體層4,以通常使用之材料及方 法構成即可。例如基板的材料可使用樹脂或塑膠之板或 膜、玻璃板、矽板等。電極的材料可用鉻、金、銀、鋁等, 以蒸鍍法、濺鍍法、印刷法、喷墨法等公知的方法形成。 常用7Γ共軛聚合物作為有機半導體化合物,例如可使 用聚吡咯類、聚噻吩類、聚苯胺類、聚丙烯胺類、苐類、 聚咔嗤類、聚吲哚類、聚(對-伸苯基伸乙烯基)類等。此外, 對有機溶媒具有溶解性之低分子物質,可使用例如稠五苯 (pentacene)等多環方香族的衍生物;欧青素 (phthalocyanine)衍生物、花(peryiene)衍生物、四硫富 瓦歸(tetrathiafulvalene,TTF)衍生物、四氰基醌二曱烷 (tetracyanoqui nodi methane, TCNQ)、富勒稀(ful lerene)、 奈米碳管等。具體而言,可列舉出9, 9_二_正辛基薙一2, 7_ 一(乙稀删酸)(9, 9-di-n-〇ctylfluorene-2, 7-di(ethylene boronate))與5, 5’ -二溴-2, 2’ -二噻吩之縮合物等。 有機半導體的形成例如可藉由以下方式進行,視需要 添加/谷媒等至有機半導體化合物中,而調製成有機半導體 塗佈液’將其塗佈於閘極絕緣層上並使其乾燥。 所使用之溶媒只要能使有機半導體溶解或分散者,其 他並無特別限制’較佳為常壓下沸點在50°C 至200°C者。 該:媒:舉出三氣甲烷、曱苯、苯曱醚(anisole)、2j_、 丙一醇單動旨等。該有機半導體塗佈液可藉由與前 述Μ緣^ 1:佈㈣目同的公知之旋轉塗佈法 、模具塗佈法、 ’周版印刷法、噴墨法等塗佈在閘極絕緣層上。 34 322959 201202274 本發明之有機薄膜電晶體適合用於製作具有有機薄膜 電晶體之顯示器用構件。具有該有機薄膜電晶體之顯示器 用構件可適合用於製作具有顯示器用構件之顯示器。 (實施例) 以下,以實施例說明本發明,本發明並不限定於實施 例。 合成例1 (高分子化合物1的合成) 將苯乙烯(和光純藥製)2. 60g、2, 3, 4, 5, 6-五氟苯乙烯 (Sigma-Aldrich 製)9.71忌、2-[0-[1’-甲基亞丙基胺基]幾_ 基胺基].乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工製、商品名「Karenz MOI-BM」)2. 00g、2, 2’ -偶氮雙(2-曱基丙腈)0. 07g、八氟 甲苯(Sigma-Aldrich 製)3.59g 放入 50ml 耐壓容器(ACE 製),通以氬氣後密封,在60°C油浴中聚合24小時,得到 下式所表示之高分子化合物1。將所得之高分子化合物1 加入八氟曱苯53. 58g並使高分子化合物1溶解,得到溶解 高分子化合物1的黏稠之八氟甲苯溶液。在此,0旁的數 字表示重複單元的莫耳分率。
高分子化合物1 35 322959 201202274 所得高分子化合物1以標準聚苯乙烯所求得之重量平 均分子量為 495000(島津製 GPC,「Tskgel superHM_H」一 支+「Tskgel super H2000」一支,移動相=thf)。 合成例2 (高分子化合物2的合成) 將苯乙烯(和光純藥製)1.12§、2,3,4,5,6-五氟笨乙烯 (Sigma-Aldrich製)6.26g、二乙基丙烯酿胺(興人股份有 限公司製)0. 68g、2-[0-[Γ -曱基亞丙基胺基]羧基胺基] 乙基-曱基丙稀酸酯(昭和電工製、商品名「Karenz μοι-ΒΜ」) 1· 29g、2, 2’ -偶氮雙(2-曱基丙腈)0. 05g、2, 3, 4, 5, 6-五氟 甲本(51舀111&-八1(11^(:11製)14.1(^放入5〇1111对壓容器(八€£ 製)’通以氬氣後密封’在60°C油浴中聚合24小時,得到 下式所表示之高分子化合物2之2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯溶 液。在此,()旁的數字表示重複單元的莫耳分率。
高分子化合物2 所得高分子化合物2以標準聚苯乙烯所求得之重量平 均分子量為 135000(島津製 GPC,「Tskgel super HM-H」一 支+「Tskgel super H2000」一支,移動相=丁肝)。 >^成例3 (两分子化合物3的合成) 322959 36 201202274 將苯乙烯(和光純藥製)〇· 56g、2, 3, 4, 5, 6-五氟苯乙烯 (Sigma-Aldrich製)6. 26g、二乙基丙烯醯胺(興人股份有 限公司製)1. 37g、2-[0-[Γ -曱基亞丙基胺基]羧基胺基] 乙基-曱基丙烯酸酯(昭和電工製、商品名「Karenz MO I-BM」)
1. 29g、2, 2’ -偶氮雙(2-曱基丙腈)〇. 〇5g、2, 3, 4, 5, 6-五氟 曱苯(Sigma-Aldrich 製)14. 29g 放入 50ml 耐壓容器(ACE 製)’通以氬氣後密封,在60°C油浴中聚合24小時,得到 下式所表示之高分子化合物3之2, 3, 4, 5, 6-五氟曱笨溶 液。在此,()旁的數字表示重複單元的莫耳分率。
高分子化合物3 所得高分子化合物3以標準聚苯乙烯所求得之重量平 均分子量為 131000(島津製 GPC,「Tskgel super HM-H」一 支+「Tskgel super H2000」一支,移動相=THF)。 合成例4 (南分子化合物4的合成) 將 2, 3, 4, 5, 6-五氟苯乙烯(Sigma-Aldrich 製)6. 26g、 二乙基丙烯醯胺(興人股份有限公司製)2. 05g、2-[0-[Γ -曱基亞丙基胺基]羧基胺基]乙基-曱基丙烯酸酯(昭和電工 製'商品名「1^^112“01邛61」)1.292、2,2’-偶氮雙(2-曱基丙腈)0.05g、2,3,4,5,6-五氟曱苯(818111&-八1(11^(:11 37 322959 201202274 製)14. 47g放入50ml耐壓容器(ACE製),通以氬氣後密封, 在60°C油浴中聚合24小時,得到下式所表示之高分子化 合物4之2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯溶液。在此,()旁的數字表 示重複單元的莫耳分率。
高分子化合物4 所付局分子化合物3以標準聚苯乙稀所求得之重量平 均分子量為166000(島津製〇卩(:,「丁31^61如1)61*腿-{1」一 支+「Tskgel super H2000」一支,移動相=:thf)。 合成例5 (高分子化合物5的合成) 將2,3,4,5,6-五氟苯乙烯(5丨211^-八1(11^(^製)2.00§、 2, 2’ -偶氮雙(2-甲基丙腈)〇. Olg、2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯 (Sigma-Aldrich 製)3.00g 放入 50ml 耐壓容器(ACE 製), 通以氬氣後密封,在60Ϊ油浴中聚合24小時,得到下式 所表示之高分子化合物5之2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯溶液。在 此,下式中η表示聚合度。
高分子化合物5 38 322959 201202274 所得高分子化合物5以標準聚苯乙烯所求得之重量平 均分子量為88000(島津製6卩(:,「丁31^613叩61'腿-11」一 支+「Tskgel super H2000」一支,移動相=THF)。 合成例6 (高分子化合物6的合成) 在惰性氣體環境下,將2, 7-雙(1,3, 2-二氧雜環戊硼 烧_2-基)-9, 9-二辛基苐5. 20g、雙(4-刪苯基)-(4-第二丁 基苯基)-胺4. 50g、乙酸鈀2. 2mg、三(2-曱基苯基)膦 15. lmg、曱基三正辛基氣化銨(Sigma-Aldrich製 「Aliquat336」(商品名))0. 91g、曱苯 70ml 混合,在 105°C 加熱。滴入19ml之2%重量莫耳的碳酸鈉水溶液至此反應 溶液,回流4小時。反應後加入苯硼酸121mg,再回流3 小時。接著,加入二乙基二硫代胺曱酸鈉水溶液,在80°C 攪拌4小時。冷卻之後,以水60ml三次,3重量%乙酸水 溶液6Om 1三次,水6Om 1三次洗淨,由通過銘管柱、石夕管 柱而精製。將所得到之曱苯溶液滴入至3L曱醇,攪拌3 小時後,過濾所得固體並使其乾燥。所得高分子化合物6 的收量為5. 25g。 高分子化合物6換算成聚苯乙烯之重量平均分子量為 2. 6xl05。在此,下式中η表示聚合度。 39 322959 201202274
高分子化合物6 合成例7 (高分子化合物7的合成) 將2,3,4,5,6-五氟苯乙烯(8181113-人1(11:]^11製)5.00忌、 二乙基丙烯醯胺(興人股份有限公司製)2. 62g、2-[0-[1’ -甲基亞丙基胺基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工 製、商品名「Karenz MOI-BM」)1. 24g、2, 2’ -偶氮雙(2-曱基丙腈)〇. 04g、2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯(Sigma-Aldrich 製)13. 35g放入50ml耐壓容器(ACE製),通以氬氣後密封, 在60°C油浴中聚合24小時,得到下式所表示之高分子化 合物7之2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯溶液。在此,()旁的數字表 示重複單元的莫耳分率。
高分子化合物7 所得高分子化合物7以標準聚苯乙烯所求得之重量平 均分子量為 169000(島津製 GPC,「Tskgel super HM-H」一 40 322959 201202274 支+「Tskgel super H2000」一支’移動相=THF)。 合成例8 (高分子化合物8的合成) 將 2, 3, 4, 5, 6-五氟苯乙烯(Sigma-Aldrich 製)5. 00g、 二乙基丙烯醯胺(興人股份有限公司製)1. 97g、2-[0-[1’ -曱基亞丙基胺基]羧基胺基]乙基-曱基丙烯酸酯(昭和電工 製、商品名「1^犷6112 101-31」)2.478、2,2’-偶氮雙(2-曱基丙腈)0. 05g、2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯(Sigma-Aldrich 製)14. 23g放入50ml耐壓容器(ACE製),通以氬氣後密封, 在60°C油浴中聚合24小時,得到下式所表示之高分子化 合物8之2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯溶液。在此,()旁的數字表 示重複單元的莫耳分率。
高分子化合物8 所得高分子化合物8以標準聚苯乙烯所求得之重量平 均分子量為145000(島津製〇卩(:,「丁31^613叩61'服-11」一 支+「Tskgel super H2000」一支,移動相=THF)。 合成例9 (高分子化合物9的合成) 將2,3,4,5,6-五氟苯乙烯(51忌1113-八1(114(:11製)5.00厓、 41 322959 201202274 二乙基丙烯醯胺(興人股份有限公司製)1. 97g、2-[Γ -(3’,5’ _二曱基°比°坐)叛基胺基]乙基-曱基丙稀酸S旨]乙基_ 丙烯酸酯(昭和電工製、商品名「KarenzMOI-BP」)2. 59g、 2, 2’ -偶氮雙(2-甲基丙腈)0. 05g、2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯 (Sigma-Aldrich 製)14. 23g 放入 50ml 耐壓容器(ACE 製), 通以氬氣後密封,在60°C油浴中聚合24小時,得到下式 所表示之高分子化合物9之2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯溶液。在 此,()旁的數字表示重複單元的莫耳分率。
高分子化合物Θ 所得高分子化合物9以標準聚苯乙烯所求得之重量平 均分子里為145000(島津製GPC ’「Tskgel s叩er HM-H」一 支+「Tskgel super H2000」一支,移動相=THF)。 合成例10 (高分子化合物1〇的合成) 苯乙烯(和光純藥製)2.60g、2, 3, 4, 5, 6-五氟苯乙烯 (^graa_Aldrich 製)5.〇〇g、氯曱基苯乙烯(Sigma-Aldrich 製’ 3-’ 4-異構物混合物)〇 79g、二乙基丙烯醯胺(興人股 伤有限么司製)Ug、2-[〇-[Γ-甲基亞丙基胺基]缓基胺 基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工製、商品名「Karenz 42 322959 201202274 MOI-BM」)1. 24g、2, 2’ -偶氮雙(2-甲基丙腈)〇. 〇4g、 2, 3, 4, 5, 6-五氣曱苯(Sigma_Aldrich 製)13. 55g 放入 5〇ml 、 耐壓容器(ACE製),通以氬氣後密封,在60°C油浴中聚合 24小時’得到溶解下式所表示之高分子化合物10之黏稠 2, 3, 4, 5, 6-五氟甲笨溶液。在此,〇旁的數字表示重複單 元的莫耳分率。
高分子化合物1〇 所得高分子化合物10以標準聚苯乙烯所求得之重量 平均分子量為151000(島津製GPC,「Tskgel super HM-Hj 一支 +「Tskgel super H2000」一支,移動相=THF)。 實施例1 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 將旭硝子公司製造之氟樹脂「Lumiflon LF200F」(商 品名)5. 00g溶解在2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯7. 5g中,將所調 製之Lumif Ion之2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯溶液i. 〇g、合成例 1所得高分子化合物1之八氟曱苯溶液2. 76g、2,3,4, 5, 6-五氟甲苯3. 00g放入1 〇ml樣品瓶中並攪拌溶解。所得之均 〜溶液通過孔徑0.45//m之過濾薄膜紙過濾,而調製成含 有有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物之外塗覆絕緣層塗 佈溶液。 322959 43 201202274 「Lumiflon LF200F」(商品名)為具有式(2-a)所表示 之重複單元與式(3-a)所表示之重複單元的高分子化合 物。式(2-a)中,X表示氟原子、氯原子或三氟甲基。式(3-a) 中,R4表示伸烧基。
OH (2 — a) (3 — a ) 接著,將高分子化合物6溶解在溶媒二曱苯中,製作 濃度為0. 5重量%之溶液(有機半導體組成物),將此等以過 濾薄膜紙過濾,而調製成塗佈液。 將所得之高分子化合物6的塗佈液以旋轉塗佈法塗佈 在底部閘極底部接觸元件(協同International製)上,在 氮氣環境中,於200°C燒成10分鐘即形成具有約60nm厚 度之活性層。 接著,將前述外塗覆絕緣層塗佈溶液以旋轉塗佈法塗 佈在所得之活性層上,在氮氣環境中,於200°C燒成30分 鐘形成具有約6/zm厚度的外塗覆絕緣層,製作成電場效應 型有機薄膜電晶體,在大氣中測定電晶體特性。 實施例2 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 除了使用高分子化合物2之2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯溶液 1. 40g代替高分子化合物1之八氟曱苯溶液,所添加之 2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯的重量為1.50g之外,其他與實施例 44 322959 201202274 1相同方式製作電場效應型有機薄膜電晶體,在大氣中測 定電晶體特性。外塗覆絕緣層的厚度約為 、 實施例3 '* (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 除了使用高分子化合物3之2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯溶液 1.41g代替高分子化合物丨之八氟曱苯溶液,所添加之 2’3’4,5,6-五氟曱苯的重量為1.5〇2之外,其他與實施例 1相同方式製作電場效應型有機薄膜電晶體,在大氣中測 定電晶體特性。外塗覆絕緣層的厚度約為6/zm。 實施例4 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 除了使用高分子化合物4之2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯溶液 1. 43g代替高分子化合物丨之八氟甲苯溶液,所添加之 2’3, 4, 5, 6-五氟曱苯的重量為iMg之外,其他與實施例 ^相同方式製作電場效應型有機薄膜電晶體,在大氣中測 疋電晶體特性。外塗覆絕緣層的厚度約為6/zm。 實施例5 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 除了使用高分子化合物7之2, 3, 4, 5, 6-五敗甲笑:交潘 1為代替高分子化合物κ八氣甲笨溶液,所添加之 ^3,4’5,6-五氟甲苯的重量為2.咖之外,其他與實施例 〜相同方式製作電場效應型有機薄膜電晶體,在大氣中測 &電晶體特性。外塗覆絕緣層的厚度約為6_。 〈電晶體特性〉 322959 45 201202274 有關於由此所製作之電場效應型有機薄膜電晶體,以 閘極電壓Vg在20至-40V,源極/汲極間電壓Vsd在0至-40V 間變化為條件,使用真空探針(vacuuin probing) (BCT22MDC-5-HT-SCU ; Nagase Electronic Equipments Service Co.,LTD製)測定其電晶體特性,結果如表i所示。 實施例6 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 將旭硝子公司製造之氟樹脂rLumifl〇n LF9〇6N」(商 品名)10. 00g溶解在2-庚酮4. 28g中,將所調製之 Lumiflon之2-庚酮溶液〇.4〇g、合成例4所得高分子化合 物4之2,3,4,5’6-五氟甲苯溶液2.632、2_庚酮15〇2放 入10ml樣品瓶中,並攪拌溶解。所得之均一溶液通過孔徑 0·45_之過㈣職職,調製成含有有機薄膜電晶體 絕緣層賴餘成物之外塗覆絕緣層塗佈 — LF9_」(商品名)為具有式(2_a)所表示 =重複與式(3-a)所表示之重複單元的高分子化合物。 ^ (2-^中,X表示氣原子、氣原子或三氟甲基Kh) 中’ R4表示伸烧基。
(2— a)
I (3 — a) 322959 46 201202274 過濾薄膜紙過濾,調製成塗佈液β 將所得之高分子化合物6的塗佈液以旋轉塗佈法塗佈 .在底部閘極底部接觸元件(協同International製)上,在 .氮氣環境中,於2〇(TC燒成10分鐘即形成具有約⑼咖厚 度之活性層。 接著,將前述外塗覆絕緣層塗佈溶液以旋轉塗佈法塗 佈在所得之活性層上’在氮氣環境中,於·t燒成3〇分 鐘形成外塗覆絕緣層,製作成電場效應型有機薄膜電晶 體’在大氣中測定電晶體特性。外塗覆絕緣層的厚度為 4. 9 以 m 〇 實施例7 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 除了使用高分子化合物7之2,3,4,5,6_五氣曱苯溶液 冰g代替兩分子化合物4之2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯溶液之 I-其他與實施例6相同方式製作電場效應型有機薄膜電 曰曰體’在大氣中測定電晶體特性。外塗覆絕緣層的厚度為 5. Oym。 實施例8 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 「Lunuflon LF906N」(商品名)之2_庚酮溶液〇. 6〇g 中除了用合成例8所得之高分子化合物8之2, 3, 4, 5, 6一 ,氟:苯溶液2. 03g代替高分子化合物4之2, 3, 4, 5, 6_五 氣甲笨溶液之外,其他與實施例6相同方式製作電場效應 型有機薄膜電晶體,在大氣中測定電晶體特性。外塗覆絕 322959 47 201202274 緣層的厚度為5.1αμπ。 實施例9 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 除了使用合成例9所得之高分子化合物9之 2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯溶液2. 65g代替高分子化合物4之 2,3,4,5, 6-五氟曱苯溶液之外,其他與實施例6相同方式 製作電場效應型有機薄膜電晶體,在大氣中測定電晶體特 性。外塗覆絕緣層的厚度為2. 9 # m。 實施例10 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 將「Lumiflon LF200F」(商品名,旭硝子股份有限公 司製)10. 00g溶解在2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯15. 00g中,將所 調製的1^11^£1〇11之2,3,4,5,6-五氟曱苯溶液2.00舀、合成 例10所得之高分子化合物10之2, 3, 4, 5, 6-五氟曱苯溶液 2. 80g、2, 3, 4, 5, 6-五說曱苯溶液3. 50g放入20ml樣品瓶 中,並攪拌溶解。所得之均一溶液通過孔徑〇. 45# m之過 濾薄膜紙過濾,調製成含有有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂 組成物之外塗覆絕緣層塗佈溶液。 「Lumiflon LF200F」(商品名)為具有式(2-a)所表示 之重複單元與式(3-a)所表示之重複單元的高分子化合 物。式(2-a)中,X表示氟原子、氯原子或三氟曱基。式(3-a) 中,R4表示伸烧基。 48 322959 201202274
接著將鬲分子化合物β溶解在作為溶媒之二曱苯中, 製作浪度為〇· 5重量%之溶液(有機半導體組成物),將此等 以過遽薄骐紙過滤,調製成塗佈液。 將所得之高分子化合物6的塗佈液以旋轉塗佈法塗佈 氐°卩閘極底部接觸元件(協同International製)上,在 氮氣環扰中,於200°c燒成1〇分鐘即形成具有約60nm厚 度之活性層。 接著’將前述外塗覆絕緣層塗佈溶液以旋轉塗佈法塗 1在所侍之活性層上,在氮氣環境中於2〇〇艽燒成分 t後,使用uv臭氧照射裝置(SAMC〇製,M〇del『〇,在 h性氣體中以UV照射1分鐘形成外塗覆絕緣層,製作成電 場效應型有機薄膜電晶體,在大氣中測定 電晶體特性。外 塗覆絕緣層的厚度為6以m。 〈電晶體特性〉 有關於由此所製作之電場效應型有機薄膜電晶體,以 閘極電壓V g在2 0至-術,源極/汲極間電
壓Vsd在0至-40V 間變化為條件,使用真空探針(「BCT22MDC_5 HT_SCU」(商
口口名);Nagase Electronic Equipments service Co. ’ LTD 製)測定其電晶體特性,結果如表丨所示。 比較例1 49 322959 201202274 (電場效應型有機薄膜電晶體的製作) 除了使用高分子化合物5的2, 3, 4, 5, 6-五氟甲苯溶液 1. 00g代替高分子化合物1的八氟曱苯溶液,所添加之 2,3,4,5,6-五氟曱苯的重量為1.00埕與不使用「1^111111{1〇11 LF200F」(商品名)以外,其他與實施例1相同方式製作電 場效應型有機薄膜電晶體,在大氣中測定電晶體特性。外 塗覆絕緣層的厚度為6//m。閾值電壓的絕對值在40V以 上,以閘極電壓Vg在20至-40V,源極/汲極間電壓Vsd 在0至-40V間變化為條件時不會驅動。 表1
Vth 磁滯現象 實施例1 -20. 7V 4. 1V 實施例2 -13. 6V 4. 4V 實施例3 -13. 4V 7. 8V 實施例4 -11. IV 3. 9V 實施例5 -15. IV 2. 7V 實施例6 -13. 9V 3. 6V 實施例7 -17. 3V 3. 8V 實施例8 -14. 3V 5· 4V 實施例9 -15. 5V 4. 2V 實施例10 -3. 9V 4. OV 比較例1 無動作 如實施例的結果所示,根據本發明可提供安定性高的 有機薄膜電晶體。 【圖式簡單說明】 第1圖係示意的表示本發明一實施形態之底部閘極頂 部接觸型有機薄膜電晶體的構造之剖面圖。 50 322959 201202274 第2圖係示意的表示本發明其他實施形態之底部閘極 底部接觸型有機薄膜電晶體的構造之剖面圖。 【主要元件符號說明】 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 外塗層 51 322959

Claims (1)

  1. 201202274 七、申請專利範圍: L 一種有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物,传含有. 、垔歿早兀之高分子化合物(A);以及 早二小二2)及式(3)所表示重複單元之氟樹脂’係分 夕3有兩個以上活性氣之氟樹脂之活性氮化合 物 CB); [式中,L、R2及R3可為相同或相異,表示氫原子、氟 原子或碳數1至20之一價有機基;R表示氫原子或不 含氟原子的碳數1至2〇之一價有機基;Rf表示氟原子 或含氟原子的碳數1至2〇之一價有機基;Raa表示碜 數1至20之二價有機基;該二價有機基中之氫原子^ 可以氟原子取代;a表示0至20的整數,b表示i 的整數; 5 其彼 當Raa為複數個時,其彼此可相同或相異;當r為複數 個時’其彼此可相同或相異;當Rf為複數個時, 此可相同或相異] C2) 1 322959 201202274 [式中,X表示氳原子、氟原子、氯原子或經氟原子取 代之碳數1至20之一價有機基]
    [式中,R4表示伸烷基,該伸烷基中的氫原子亦可以氟 原子取代]。 2. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體絕緣層 用樹脂組成物,其中,前述高分子化合物(A)係分子内 含有兩個以上之第1官能基’該第1官能基為藉由電磁 波的照射或熱作用而生成與活性氫反應之第2官能基 之官能基。 3. 如申請專利範圍第2項所述之有機薄膜電晶體絕緣層 用樹脂組成物,其中,前述第1官能基為選自由以阻斷 劑阻斷之異氰酸基與以阻斷劑阻斷之異硫說基 (isothiocyanato)所成群組中至少一種之基。 4_如申請專利範圍第3項所述之有機薄膜電晶體絕緣層 用樹脂組成物,其中,前述以阻斷劑阻斷之異氰酸基以 及以阻斷劑阻斷之異硫氰基為式(4)所表示之美, —一N—% Re (4) [式中,X'表示氧原子或硫原子,^可為相同或相 322959 2 201202274 異’表示氫原子或碳數1至20之-價之有機基]。 .如申凊專利範圍第3項所述之有機薄膜電晶體絕緣層 用樹脂組成物,其中,前述以阻斷劑阻斷之異氰酸基以 及以阻斷劑阻斷之異硫氰基為式(5)所表 不之基,
    (5) [式中’ X表不氧原子或硫原子,R7、R8、Rg可為相同或 相異,表示氫原子或碳數」至2()之_價之有機基]。 6· -種有機薄臈電晶體絕緣層的形成方法,其包含: 將含有如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之 有機薄膜電晶體絕緣層用樹脂組成物的液體塗佈於基 材而形成塗佈層之步驟;以及 藉由對該塗佈層施加電磁波或熱而使高分子化合 物(A)的第1官能基生成為第2官能基,並使與活性氫 化合物(B)之含有活性氫的基反應之步驟。 7 · -,有機薄膜電晶體用外塗覆絕緣層,係使用如申請專 利乾圍第1至5項中卜項所述之有機薄膜電晶體絕緣 層用樹脂組成物所形成。 8·種有機薄膜電晶體’其具有如申請專利範圍第7項所 述之外塗覆絕緣層。 9.如申料利範圍第8項所述之有機薄膜電晶體,其為底 部閘極頂部接觸(b〇tt〇m gate t〇p c〇ntact)型有機薄 322959 3 201202274 膜電晶體或底部閘極底部接觸(bottom gate bottom contact)型有機薄膜電晶體。 10. —種顯示器用構件,其含有如申請專利範圍第8項或第 9項所述之有機薄膜電晶體。 11. 一種顯示器,其含有如申請專利範圍第10項所述之顯 示器用構件。 4 322959
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