TW201906877A - 薄膜電晶體及高分子化合物 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種獲得載子移動率良好的薄膜電晶體,且耐溶劑性高之閘極絕緣膜、有用於該閘極絕緣膜之高分子化合物、或包含該高分子化合物之組成物。 本發明之前述課題之解決手段為提供一種閘極絕緣膜,係由高分子化合物、或包含該高分子化合物之組成物所構成者,該高分子化合物包含選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、式(4)所示之重複單元及下述式(1)所示之重複單元;前述高分子化合物係式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計與式(4)所示之重複單元之莫耳比,在以式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計的饋入量(莫耳量)作為100時,以莫耳比計為50/100至200/100;以前述高分子化合物所含之全部重複單元的合計含量作為100莫耳%時,係下述式(1)所示之重複單元的含量為75莫耳%以上;前述組成物係前述高分子化合物之總質量相對於組成物整體為80質量%以上,相對於前述高分子化合物之含有 2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下。

Description

薄膜電晶體及高分子化合物
本發明係關於薄膜電晶體及高分子化合物。
就驅動如電致發光元件之發光元件的驅動元件而言,被施加於閘極電極之電壓(於本說明書中有時記載為閘極電壓)經由閘極絕緣層而作用於半導體層,並控制汲極電流之開關的薄膜場效電晶體(本說明書中,有時記載為薄膜電晶體)係受到矚目。
就薄膜電晶體而言,已報告有一種薄膜電晶體,例如具有閘極電極、源極電極、汲極電極、有機半導體層及閘極絕緣層之薄膜電晶體,且閘極絕緣層為由含有高分子化合物之組成物所構成之層;前述高分子化合物係包含具有交聯性基之重複單元、及下述式所示之重複單元,在以前述高分子化合物所含之全部重複單元之合計含量作為100莫耳%時,下述式所示之重複單元的含量為50莫耳%之高分子化合物(非專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2013-504186號公報
[非專利文獻1]Journal of Materials Chemistry C、2014、2、P.3517-3520
就薄膜電晶體而言,已知理想為在閘極絕緣層上更積層有保護層之薄膜電晶體(專利文獻1)。在如此之薄膜電晶體中,因為係在閘極絕緣膜上塗佈成為保護層之材料的印墨以形成保護膜,故要求提升閘極絕緣膜之耐溶劑性。
本發明之目的在於提供一種可獲得載子移動率(carrier mobility)良好的薄膜電晶體,且耐溶劑性高之閘極絕緣膜、有用於該閘極絕緣膜之高分子化合物、或含有該高分子化合物之組成物。
亦即,本發明係提供下述[1]至[9]所述者。
[1]一種閘極絕緣膜,係由高分子化合物、或包含該高分子化合物之組成物所構成者,該高分子化合物包含選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成 之群中的至少1種重複單元與式(4)所示之重複單元及下述式(1)所示之重複單元的;前述高分子化合物係式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計與式(4)所示之重複單元之莫耳比,在以式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計的饋入量(莫耳量)作為100時,以莫耳比計為50/100至200/100,以前述高分子化合物所含之全部重複單元的合計含量作為100莫耳%時,下述式(1)所示之重複單元的含量為75莫耳%以上;前述組成物係前述高分子化合物之總質量相對於組成物整體為80質量%以上,相對於前述高分子化合物之含有2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下; 式(1)中,R1、R2及R3分別獨立地表示氫原子或甲基,Ra表示碳原子數1至6之1價烴基,複數個Ra可一起與其等鍵結之碳原子一同形成環,n1表示0至5之整數;
式(2)及(3)中,R4、R5及R6係分別獨立地表示氫原子或甲基,Xb係表示氧原子或硫原子,R7至R11係分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,Rb係表示碳原子數1至20之2價有機基,X係表示氧原子、或-NRn-所示之基,Rn係表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,l係表示1至6之整數,Rb為複數個時,其等可為互異; 式(4)中,R12、R13及R14係分別獨立地表示氫原子或甲基,Rc係表示碳原子數1至20之2價有機基、-O-所示之基、-CO-所示之基、-COO-所示之基、-NHCO-所示之基或-NHCOO-所示之基,此等基之各自的2個鍵結鍵係任一者皆可位於R12鍵結之碳原子側,Rd係表示單鍵或碳原子數1至20之2價有機基,m係表示0至6之整數,Xa係表示羥基或羧基,Rc為複數個時,其等可互為相異。
[2]如[1]項所述之閘極絕緣膜,其中,前述高分子化合物以前述高分子化合物所含之全部重複單元的合計含量作為100莫耳%時,式(1)所示之重複單元、式(2)或(3)所示之重複單元、式(4)所示之重複單元之合計含量為90莫耳%以上之高分子化合物。
[3]一種閘極絕緣膜,係由高分子化合物或其硬化物、或是包含高分子化合物之組成物或其硬化物所構成,前述高分子化合物包含選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、式(6)所示之重複單元、及下述式(1)所示之重複單元; 前述高分子化合物係式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計與式(6)所示之重複單元之莫耳比,在以式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元合計之饋入量(莫耳量)作為100時,以莫耳比計為50/100至200/100,以前述高分子化合物所含之全部的重複單元之合計含量作為100莫耳%時,下述式(1)所示之重複單元之含量為75莫耳%以上;前述組成物係前述高分子化合物之總質量相對於組成物整體為80質量%以上,相對於前述高分子化合物之包含2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下。
[4]一種薄膜電晶體,係具有閘極電極、源極電極、汲極電極、半導體層及閘極絕緣層之薄膜電晶體,且閘極絕緣層為由[1]至[3]項中任一項所述之閘極絕緣膜所構成之有機薄膜電晶體。
[5]如[4]項所述之薄膜電晶體,其中,前述半導體層為有機半導體層。
[6]如[5]項所述之薄膜電晶體,其中,前述有機半導體層含有包含下述式(5)所示之構造的化合物, 式(5)中,RS1、RS2、RS3及RS4係分別獨立地表示可具有取代基之碳原子數1至20之烷基、可具有取代基之碳原子數1 至20之烷氧基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷基硫基、可具有取代基之碳原子數2至20之烷基羰基、可具有取代基之碳原子數2至20之烷氧基羰基、可具有取代基之碳原子數2至20之二烷基胺基、具有烷基作為取代基之碳原子數6至20的1價芳香族烴基、具有烷氧基作為取代基之碳原子數6至20之1價芳香族烴基、具有烷基作為取代基之碳原子數2至20之1價雜環基、具有烷氧基作為取代基之碳原子數2至20的1價雜環基、碳原子數2至22之炔基或碳原子數2至22之烯基,環A係表示噻吩環、苯并噻吩環或噻吩并噻吩環,2個環A可為相同亦可為相異,環B係表示芳香環、芳香族雜環、或選自由芳香環及芳香族雜環所構成之群的2至4個環所縮合的縮合環,此等之環可具有取代基。
[7]如[4]至[6]項中任一項所述之薄膜電晶體,其具有頂部閘極型構造。
[8]一種高分子化合物,係包含:式(1)所示之重複單元、選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群中的至少1種重複單元、及式(6)所示之重複單元,在以前述高分子化合物所含之全部重複單元之合計含量作為100莫耳%時,下述式(1)所示之重複單元之含量為75莫耳%以上; 式(1)中,R1、R2及R3係分別獨立地表示氫原子或甲基,Ra係表示碳原子數1至6之1價烴基,複數個Ra可一起與其等鍵結之碳原子一同形成環,n1係表示0至5之整數;
式(2)及(3)中,R4、R5及R6係分別獨立地表示氫原子或甲基, Xb係表示氧原子或硫原子,R7至R11係分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,Rb係表示碳原子數1至20之2價有機基,X係表示氧原子或-NRn-所示之基,Rn係表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,l係表示1至6之整數,Rb為複數個時,其等可互為相異; 式(6)中,R12、R13及R14係分別獨立地表示氫原子或甲基,n2係表示1至5之整數。
[9]一種印墨,係包含[8]項所述之高分子化合物及有機溶劑。
依據本發明,可提供一種可獲得載子移動率良好的薄膜電晶體,且耐溶劑性高之閘極絕緣膜,有用於該閘極絕緣膜之高分子化合物、或含有該高分子化合物之組成物。
1‧‧‧基板
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘極絕緣層
4‧‧‧有機半導體層
5‧‧‧源極電極
6‧‧‧汲極電極
7‧‧‧保護層
10‧‧‧有機薄膜電晶體
第1圖係示意性表示底部閘極頂部接觸(bottom-gate top-contact)型有機薄膜電晶體之構造的概略圖。
第2圖係示意性表示底部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體之構造的概略圖。
第3圖係示意性表示頂部閘極底部接觸(top-gate bottom-contact)型有機薄膜電晶體之構造的概略圖。
第4圖係示意性表示頂部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體之構造的概略圖。
其次,更詳細說明本發明之實施形態。又,所參照之各圖面僅係以可理解發明之程度來概略性地表示構成要件之形狀、大小及配置。本發明不受以下之記載所限定,各構成要件在不超出本發明之要旨的範圍可適宜變更。說明所使用之圖面中,對於相同構成要件係附以相同之符號來表示,而有省略重複說明之情形。又,本發明之實施形態的構成並非必然以圖面所之配置來製造或使用。
<共通之用語說明>
在本說明書中共通使用之用語只要無特別記載,便為以下之意義。
所謂「重複單元」係意指在高分子化合物中存在2個以上之單元構造。
所謂「雜環式化合物」係意指具有環式構造之有機化合物中,構成環之元素不僅包含碳原子,亦可於 環內包含氧、硫、氮、磷、硼、砷等雜原子者。
所謂「共軛」係意指以不飽和鍵-單鍵-不飽和鍵之順序鏈接,且π軌道之2個π鍵為相鄰,各別之π電子係呈平行配置,不飽和鍵上之π電子並非局部存在,而是成為在相鄰之單鍵上π電子擴展而呈π電子非局部化之狀態。在此,所不飽和鍵係意指雙鍵、三鍵。
所謂「高分子化合物」係意指聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1,000以上之化合物。
「低分子化合物」意指不具有分子量分布而且分子量為1×104以下之化合物。
「胺基」係意指-NH2所示之基。
「鹵素原子」為氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。
「非鹵素高分子化合物」意指不含鹵素原子之高分子化合物。
碳原子數1至20的1價有機基可為直鏈狀、分枝狀、環狀之任一態樣,也可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。
碳原子數1至20的1價有機基係可舉例如:碳原子數1至20的1價直鏈狀脂肪族烴基、碳原子數3至20之1價分枝狀脂肪族烴基、碳原子數3至20之1價脂環式烴基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數6至20之芳基氧基、碳原子數2至20之醯基、碳原子數2至20之烷氧基羰基 及碳原子數7至20之芳基氧羰基。
碳原子數不包括取代基之碳原子數(在本說明書中,以下為相同)。
就此等基而言,基中之氫原子可被碳原子數1至20之烷基、碳原子數3至20之環烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數3至20之環烷氧基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、或鹵素原子取代。
碳原子數1至20之1價有機基的具體例係可舉例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、異丁基、三級-丁基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環戊炔基、環己炔基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、萘基、蒽基、甲苯基、二甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、三乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、甲基萘基、二甲基萘基、三甲基萘基、乙烯基萘基(vinylnaphthyl)、乙烯基萘基(ethenylnaphthyl)、甲基蒽基、乙基蒽基、五氟苯基、三氟甲基苯基、氯苯基、溴苯基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、乙醯基、苯甲醯基、甲氧基羰基、苯氧基羰基、苯甲基等。
碳原子數1至20之1價有機基係以碳原子數1至20之烷基或碳原子數3至20之環烷基為較佳。
碳原子數1至20之烷基可為直鏈狀、分枝狀之任一者。
碳原子數1至20之烷基可舉例如: 甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、異戊基、2-乙基丁基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、3-丙基庚基、癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-己基癸基、十二基。
碳原子數1至20之烷基就取代基而言,可具有碳原子數3至20之環烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數3至20之環烷氧基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、或氟原子。
具有取代基之碳原子數1至20之烷基可舉例如:三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、苯甲基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二-己基苯基)丙基、6-乙基氧己基、甲氧基甲基、乙氧基乙基。
碳原子數3至20之環烷基可舉例如:環戊基、環己基。
碳原子數3至20之環烷基就取代基而言,可具有碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數3至20之環烷氧基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、或氟原子。
碳原子數1至20之2價有機基可為直鏈狀、分枝狀、環狀之任一態樣,也可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。
碳原子數1至20之2價有機基可舉例如:碳原子數1至20之2價直鏈狀脂肪族烴基、碳原子 數3至20之2價分枝狀脂肪族烴基、碳原子數3至20之2價脂環式烴基、碳原子數6至20之2價芳香族烴基。
就此等之基而言,基中之氫原子可被碳原子數1至20之烷基、碳原子數3至20之環烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數3至20之環烷氧基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、或鹵素原子取代。
其中,碳原子數1至20之2價有機基係以碳原子數1至6之2價直鏈狀脂肪族烴基、碳原子數3至6之2價分枝狀脂肪族烴基、碳原子數3至6之2價脂環式烴基、碳原子數6至20之2價芳香族烴基為較佳。
就此等之基而言,基中之氫原子可被碳原子數1至20之烷基、碳原子數3至20之環烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數3至20之環烷氧基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、或鹵素原子取代。
2價脂肪族烴基及2價脂環式烴基之具體例可舉例如:亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸異丙基、伸環丙基、伸正丁基、伸異丁基、伸二級丁基、伸三級丁基、伸環丁基、1-甲基-伸環丙基、2-甲基-伸環丙基、伸正戊基、1-甲基-伸正丁基、2-甲基-伸正丁基、3-甲基-伸正丁基、1,1-二甲基-伸正丙基、1,2-二甲基-伸正丙基、2,2-二甲基-伸正丙基、1-乙基-伸正丙基、伸環戊基、伸正己基、1-甲基-伸正戊基、伸環己基、1-甲基-伸環戊基、2-甲基-伸環戊基、3-甲基-伸環戊基等。
碳原子數6至20之2價芳香族烴基之具體例可列舉:伸苯基、伸萘基、伸蒽基、二甲基伸苯基、三甲基伸苯基、伸乙基伸苯基、二伸乙基伸苯基、三伸乙基伸苯基、伸丙基伸苯基、伸丁基伸苯基、甲基伸萘基、二甲基伸萘基、三甲基伸萘基、乙烯基伸萘(vinyl naphthylene)基、乙烯基伸萘(ethenyl naphthylene)基、甲基伸蒽基、乙基伸蒽基等。
<薄膜電晶體>
本發明之薄膜電晶體係具有閘極電極、源極電極、汲極電極、半導體層及閘極絕緣層。
薄膜電晶體可為具有閘極電極、源極電極、汲極電極、無機半導體層及閘極絕緣層之薄膜電晶體,亦可為具有閘極電極、源極電極、汲極電極、有機半導體層及閘極絕緣層之薄膜電晶體(本說明書中有時記載為有機薄膜電晶體)。
就本發明之實施態樣而言,從容易製造、彎曲性佳、可以塗佈進行製造等觀點來看,係以有機薄膜電晶體為較佳。
<閘極電極、源極電極及汲極電極>
就構成閘極電極之材料、構成源極電極之材料、及構成汲極電極之材料而言,可列舉鉻、金、銀、鋁等。
<半導體層>
本發明之薄膜電晶體所具備之半導體層的形成材料係無特別限定,可利用各種在以往公知之電晶體使用來作為半導體層之無機半導體及有機半導體。
<無機半導體層>
就無機半導體層所使用之無機半導體材料而言,可舉例如:InGaZnO、ITO、ZnO、NiO、SnO2、TiO2、VO2、In2O3及SrTiO3等氧化物半導體、氮化物半導體、Si以及Ge等。
<有機半導體層>
在本發明之實施形態中,有機薄膜電晶體所具備之有機半導體層係含有有機半導體化合物之層,該有機半導體化合物通常為溶劑可溶性之有機半導體化合物。
有機半導體化合物可列舉低分子半導體化合物及高分子半導體化合物。
低分子半導體化合物可列舉:縮合多環芳香族化合物、金屬酞青素、四硫并環戊二烯(tetrathiapentalene)及其衍生物、萘四羧酸二醯亞胺、縮合環四羧酸二醯亞胺、石墨烯、富勒烯、奈米碳管以及色素。
縮合多環芳香族化合物係可舉例如:稠四苯、稠五苯(2,3,6,7-二苯并蒽)、稠六苯、稠七苯、二苯并稠五苯、四苯并稠五苯等并苯(acene)、蒽并二噻吩 (anthradithiophene)、芘、苯并芘、二苯并芘、稠二萘(chrysene)、苝、蔻(coronene)、三萘嵌二苯(terrylene)、卵苯(ovalene)、四萘嵌三苯(quaterrylene)、循環蒽(circumanthracene)、聚蒽、三伸苯。
上述縮合多環芳香族化合物係碳原子之一部分可被氮原子、硫原子、氧原子等取代。上述縮合多環芳香族化合物係鍵結於碳原子之至少1個氫原子可被羰基等官能基取代。就鍵結於碳原子之至少1個氫原子被其他的原子或官能基取代之縮合多環芳香族化合物而言,可列舉如:二氧雜蒽嵌蒽(dioxaanthanthrene)系化合物、三啡二(triphenodioxazine)、三啡二噻(triphenodithiazine)_、稠六苯-6,15-醌、喹吖酮等。二氧雜蒽嵌蒽系化合物可列舉迫-氧雜蒽并氧雜蒽(peri-Xanthenoxanthene)及其衍生物。
金屬酞青素可列舉如銅酞青素。
萘四羧酸二醯亞胺係可列舉如:萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N’-雙(4-三氟甲基苯甲基)萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N’-雙(1H,1H-全氟辛基萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺)、N,N’-雙(1H,1H-全氟丁基)萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N’-二辛基萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺衍生物、萘-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等。
縮合環四羧酸二醯亞胺可列舉如蒽-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等。
富勒烯可列舉如C60、C70、C76、C78、C84等富勒烯及此等之衍生物。
奈米碳管可列舉如SWNT(Single-wall nanotubes)等。
色素可列舉如:部花青素(merocyanine)色素、半花青素(hemicyanine)色素及此等之衍生物等。
高分子半導體化合物可舉例如:聚吡咯及其取代產物、聚二酮吡咯及其取代產物、聚噻吩及其衍生物、聚異苯并噻吩(polyisothianaphthene)、聚伸噻吩乙烯、聚(對伸苯基乙烯)、聚苯胺及其衍生物、聚乙炔、聚二乙炔、聚薁(polyazulene)、聚芘(polypyrene)、聚咔唑、聚硒吩、聚呋喃、聚(對伸苯)、聚吲哚、聚嗒(polypyridazine)、聚碲吩、聚萘、聚乙烯基咔唑、聚伸苯基硫醚、聚乙烯硫醚、縮合多環芳香族化合物之聚合物等。
聚噻吩之衍生物係無特別限定,可舉例如:於聚噻吩導入有己基之聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚乙烯二氧噻吩、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等,此等可為寡聚物(例如寡噻吩)。
縮合多環芳香族化合物之聚合物等係無特別限定,而可舉例如:具有二酮吡咯并吡咯部位之高分子化合物、具有異靛藍(isoindigo)部位之高分子化合物、具有萘二醯亞胺部位之高分子化合物、具有苯并噻二唑部位之高分子化合物、具有跨環聯噻吩部位之高分子化合物、具有式(5)所示之構造單元的高分子化合物等。
就獲得更高移動率之點而言,有機半導體層係以含有具有式(5)所示之構造的化合物為更佳。
(式(5)中,RS1、RS2、RS3及RS4係分別獨立地表示可具有取代基之碳原子數1至20之烷基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷氧基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷基硫基、可具有取代基之碳原子數2至20之烷基羰基、可具有取代基之碳原子數2至20之烷氧基羰基、可具有取代基之碳原子數2至20之二烷基胺基、具有烷基作為取代基之碳原子數7至20之1價芳香族烴基、具有烷氧基作為取代基之碳原子數7至20之1價芳香族烴基、具有烷基作為取代基之碳原子數3至20之1價雜環基、具有烷氧基作為取代基之碳原子數3至20之1價雜環基、碳原子數2至22之炔基或碳原子數2至22之烯基。
環A係表示噻吩環、苯并噻吩環、或噻吩并噻吩環,2個環A可為相同亦可為相異。
環B係表示芳香環、芳香族雜環或由選自芳香環及芳香族雜環所構成之群中之2至4個環所縮合的縮合環,此等環可具有取代基)。
(可具有取代基之碳原子數1至20之烷基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之可具有取代 基的碳原子數1至20之烷基而言,可列舉如直鏈烷基、分枝烷基、環烷基。從具有式(5)所示之構造單元的高分子化合物之溶劑溶解性更為優異之觀點來看,該烷基所具有之碳原子數係以6至20為較佳,以10至20為更佳。
直鏈烷基可列舉如:甲基、乙基、正-丙基、正-丁基、正-己基、正-辛基、正-十二基、正-十五基、正-十六基、正-十七基等。分枝烷基係可列舉如:異丙基、異丁基、二級-丁基、2-乙基己基、2-丁基辛基、2-辛基十二基等。環烷基可列舉環戊基、環己基等。此等烷基可具有取代基。
(可具有取代基之碳原子數1至20之烷氧基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之可具有取代基的碳原子數1至20之烷氧基而言,可列舉如上述可具有取代基之碳原子數1至20之烷基與氧原子鍵結的基。碳原子數1至20之烷氧基可列舉如直鏈烷氧基、分枝烷氧基、環烷氧基。
直鏈烷氧基可舉例如甲氧基、乙氧基、正-丙氧基、正-丁氧基、正-戊氧基、正-己氧基、正-庚氧基、正-辛氧基、正-十二烷氧基、正-十六烷氧基等。
分枝烷氧基可列舉如:異丙氧基、異丁氧基、二級-丁氧基、三級-丁氧基、2-乙基己氧基、2-丁基辛氧基、2-己基癸氧基、2-辛基十二烷氧基等。環烷氧基可列舉如:環戊氧基、環己氧基等。此等烷氧基可具有取代基。
(可具有取代基之碳原子數1至20之烷硫基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之可具有取代基的碳原子數1至20之烷硫基而言,可列舉如上述可具有取代基之碳原子數1至20之烷基與硫原子鍵結之基。碳原子數1至20之烷硫基可列舉如:直鏈烷硫基、分枝烷硫基、環烷硫基。
直鏈烷硫基可列舉如:甲硫基、乙硫基、正-丙硫基、正-丁硫基、正-戊硫基、正-己硫基、正-庚硫基、正-辛硫基、正-十二基硫基、正-十六基硫基等。分枝烷硫基可列舉如:異丙硫基、異丁硫基、二級-丁硫基、三級-丁硫基、2-乙基己硫基、2-丁基辛硫基、2-己基癸硫基、2-辛基十二基硫基等。環烷硫基可列舉如:環戊硫基、環己硫基等。此等烷硫基可具有取代基。
(可具有取代基之碳原子數2至20之烷基羰基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之可具有取代基的碳原子數2至20之烷基羰基而言,可列舉如上述可具有取代基之碳原子數1至20之烷基與羰基鍵結之基。碳原子數2至20之烷基羰基可列舉如:直鏈醯基、分枝醯基、環烷基羰基。
直鏈醯基可列舉如:乙醯基、正-丙醯基、正-丁醯基、正-戊醯基、正-己醯基、正-庚醯基、正-辛醯基、正-十二醯基、正-十六醯基等。分枝醯基可列舉如:異丁醯基、二級-丁醯基、三級-丁氧基羰基、2-乙基己醯基、2-丁基辛醯 基、2-己基癸醯基、2-辛基十二醯基等。環烷基羰基可列舉如:環戊基羰基、環己基羰基等。此等烷基羰基可具有取代基。
(可具有取代基之碳原子數2至20之烷氧基羰基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之可具有取代基的碳原子數2至20之烷氧基羰基而言,可列舉如上述可具有取代基之碳原子數1至20之烷氧基與羰基鍵結之基。碳原子數2至20之烷氧基羰基可列舉如:直鏈烷氧基羰基、分枝烷氧基羰基、環烷氧基羰基。
直鏈烷氧基羰基可列舉如:甲氧基羰基、乙氧基羰基、正-丙氧基羰基、正-丁氧基羰基、正-戊基氧羰基、正-己基氧羰基、正-庚基氧羰基、正-辛基氧羰基、正-十二基氧羰基、正-十六基氧羰基等。分枝烷氧基羰基可列舉如:異丙氧羰基、異丁氧羰基、二級-丁氧羰基、三級-丁氧羰基、2-乙基己氧羰基、2-丁基辛氧羰基、2-己基癸氧羰基、2-辛基十二氧羰基等。環烷氧羰基可列舉如:環戊氧羰基、環己氧羰基等。此等之烷氧基羰基可具有取代基。
(可具有取代基之碳原子數2至20之二烷基胺基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之可具有取代基的碳原子數2至20二烷基胺基而言,可列舉如上述可具有取代基之碳原子數1至20之烷基2個與氮原子鍵結之基。
碳原子數2至20之二烷基胺基之具體例可列舉如:二甲基胺基、二乙基胺基、二丁基胺基、二己基胺基、二辛基胺基及二(十二基)胺基等被直鏈烷基取代的二烷基胺基、雙(2-乙基己基)胺基及雙(2-己基癸基)胺基等被分枝烷基取代的二烷基胺基、二環己基胺基等被環烷基取代之胺基。此等二烷基胺基可具有取代基。
(具有烷基作為取代基之碳原子數6至20之1價芳香族烴基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之具有烷基作為取代基之碳原子數6至20之1價芳香族烴基而言,可列舉如:具有直鏈烷基作為取代基之芳香族烴基、具有分枝烷基作為取代基之芳香族烴基、及具有環烷基作為取代基之芳香族烴基。芳香族烴基所具有之烷基的碳原子數為1至20。碳原子數1至20之烷基可列舉如上述可具有取代基之碳原子數1至20之烷基。
1價芳香族烴基係從芳香族烴除去直接鍵結於構成芳香環之碳原子的1個氫原子後殘留的原子團。該芳香族烴基係包含:具有苯環之基、具有2個以上之芳香環所縮合之縮合環的基、直接鍵結有2個以上選自獨立之苯環及2個以上之芳香環所縮合的縮合環之基。芳香族烴基之碳原子數以6至14為較佳。
碳原子數6至20之1價芳香族烴基之具體例可舉如:苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、 2-芘基、4-芘基、2-茀基、3-茀基、4-茀基等,以苯基為較佳。
含有取代基之芳香族烴基之整體的碳原子數為7至40。碳原子數6至20之芳香族烴基可被複數個碳原子數1至20之烷基取代。具有複數個碳原子數1至20之烷基可為相同亦可為相異。
(具有烷氧基作為取代基之碳原子數6至20的1價芳香族烴基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之具有烷氧基作為取代基之碳原子數6至20的1價芳香族烴基而言,可列舉如:具有直鏈烷氧基作為取代基之芳香族烴基、具有分枝烷氧基作為取代基之芳香族烴基、及具有環烷氧基作為取代基之芳香族烴基。芳香族烴基具有之烷基的碳原子數為1至20。碳原子數1至20之烷氧基可列舉如上述可具有取代基的碳原子數1至20之烷氧基。
具有烷氧基作為取代基之碳原子數6至20的1價芳香族烴基之包含取代基的整體碳原子數為7至40。碳原子數6至20之芳香族烴基係可被複數個碳原子數1至20的烷氧基取代。複數個之碳原子數1至20的烷氧基可為相同亦可為相異。
有關1價芳香族烴基之說明及例示係與上述相同。
(具有烷基作為取代基之碳原子數2至20之1價雜環基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之具有烷基作為取代基的碳原子數2至20之1價雜環基可列舉如:具有直鏈烷基作為取代基之雜環基、具有分枝烷基作為取代基之雜環基、具有環烷基作為取代基之雜環基。1價雜環基所具有之烷基的碳原子數為1至20。碳原子數1至20之烷基可列舉如上述可具有取代基之碳原子數1至20之烷基。
1價雜環基係從雜環式化合物除去直接鍵結於構成雜環之碳原子的1個氫原子後殘留的原子團。1價雜環基係包含:具有雜環與選自由雜環及芳香環所構成之群中的1個以上之環所縮合的縮合環之基;獨立之雜環、與芳香環、雜環或選自由芳香環及雜環所構成之群的2個以上所縮合之縮合環直接鍵結的基。1價雜環基的碳原子數以3至14為較佳。又,1價雜環基較佳為1價芳香族雜環基。
碳原子數2至20之1價雜環基可列舉如:2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-唑基、2-噻唑基、2-咪唑基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-苯并呋喃基、2-苯并噻吩基、2-噻吩并噻吩基等,以2-噻吩基為較佳。
具有烷基作為取代基之碳原子數2至20之1價雜環基之包含取代基的整體之碳原子數為3至40。碳原子數2至20之1價雜環基係可被複數個碳原子數1至20之烷基取代。複數個之碳原子數1至20之烷基可為相同亦可為相異。
(具有烷氧基作為取代基之碳原子數2至20的1價雜環基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之具有烷氧基作為取代基之碳原子數2至20的1價雜環基而言,可列舉如:具有直鏈烷氧基作為取代基之雜環基、具有分枝烷氧基作為取代基之雜環基、具有環烷氧基作為取代基之雜環基。1價雜環基具有的烷氧基之碳原子數為1至20。碳原子數1至20之烷氧基可列舉如上述可具有取代基的碳原子數1至20之烷氧基。
有關1價雜環基之說明及例示係與上述相同。
(碳原子數2至22之炔基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之碳原子數2至22之炔基而言,可列舉如:直鏈炔基、分枝炔基、及環炔基。從具有式(5)所示之構造單元的高分子化合物之溶劑溶解性更優異之觀點來看,炔基之碳原子數係以6至20為較佳,以10至20為更佳。
碳原子數2至22之炔基之具體例可列舉如:丙炔基、正-丁炔基、正-戊炔基、正-己炔基、正-辛炔基、正-十二炔基、正-十六炔基、二級-丁炔基、異丁炔基、環己基乙炔基等。
(碳原子數2至22之烯基)
式(5)中,就RS1、RS2、RS3及RS4所示之碳原子數2 至22之烯基而言,可列舉如:直鏈烯基、分枝烯基及環烯基。從具有式(5)所示之構造單元之高分子化合物之溶劑溶解性更為優異之觀點來看,烯基之碳原子數係以6至20為較佳,以10至20為更佳。
碳原子數2至22之烯基之具體例可列舉如:丙烯基、正-丁烯基、正-戊烯基、正-己烯基、正-辛烯基、正-十二烯基、正-十六烯基、二級-丁烯基、異丁烯基、環己烯基等。
(取代基)
前述碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數1至20之烷硫基、碳原子數2至20之烷基羰基、碳原子數2至20之烷氧基羰基及碳原子數2至20之二烷基胺基可具有之取代基為: 氟原子、碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數1至20之烷硫基、碳原子數2至20之二烷基胺基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、碳原子數2至20之1價雜環基、碳原子數2至22之烯基、碳原子數2至22之炔基或碳原子數3至20之取代矽基。
該碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數1至20之烷硫基、碳原子數2至20之二烷基胺基係不具有取代基,除此以外係與分別已說明之可具有取代基之碳原子數1至20之烷基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷氧基、可具有取代基之碳原子數1 至20之烷基硫基及可具有取代基之碳原子數2至20之二烷基胺基為相同意義。
碳原子數6至20之1價芳香族烴基、碳原子數2至20之1價雜環基、碳原子數2至22之烯基、碳原子數2至22之炔基係如前所述。
碳原子數3至20之取代矽基係可列舉如具有選自由碳原子數1至20之烷基及碳原子數6至20之1價芳香族烴基所構成之群的1個以上之基的矽基。
取代矽基之具體例可列舉如:三甲基矽基、三乙基矽基、三異丙基矽基、三級-丁基二甲基矽基、二甲基苯基矽基、二苯基甲基矽基等。
碳原子數1至20之烷基係不具有取代基,除此以外係與已說明之可具有取代基的烷基為相同意義,碳原子數6至20之1價芳香族烴基係如前所述。
從顯現更高之載子移動率之點而言,式(5)中,RS1、RS2、RS3及RS4係以碳原子數6至20之烷基為較佳,以碳原子數6至20之直鏈烷基為更佳。
式(5)中,環B可為芳香環,亦可為芳香族雜環,也可為選自由芳香環及芳香族雜環所構成之群的2至4個環所縮合之縮合環。
式(5)中,環B所示之芳香環可舉例如苯環。
就選自由芳香環及芳香族雜環所構成之群的2至4個環所縮合之縮合環而言,可列舉如:萘環、蒽環、稠四苯環、噻吩并噻吩環、苯并噻吩環、苯并二噻吩環、萘并二 噻吩環、苯并噻吩并苯并噻吩環。
此等環可具有取代基。
此等環可具有之取代基可列舉如:氟原子、碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數1至20之烷硫基、碳原子數2至20之二烷基胺基、碳原子數6至20之1價芳香族烴基、碳原子數2至20之1價雜環基、碳原子數2至22之烯基、及碳原子數2至22之炔基。
該碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烷氧基、碳原子數1至20之烷硫基、碳原子數2至20之二烷基胺基係不具有取代基,除此以外,係與作為RS1、RS2、RS3及RS4所示之基而分別已說明之可具有取代基之碳原子數1至20之烷基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷氧基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷硫基及可具有取代基之碳原子數2至20之二烷基胺基為同意義。
碳原子數6至20之1價芳香族烴基、碳原子數2至20之1價雜環基、碳原子數2至22之烯基、碳原子數2至22之炔基係如前所述。
就所得之有機薄膜電晶體的特性為均勻之點而言,有機半導體層係以含有高分子半導體化合物為較佳;就可獲得更高之移動率的點而言,係以含有具有式(5)所示之構造的高分子半導體化合物為更佳。
於化合物中可僅含有1種式(5)所示之構造, 亦可含有二種以上式(5)所示之構造。具有式(5)所示之構造的高分子半導體化合物係以共軛高分子半導體化合物為更佳。
以下,例示具有式(5)所示之構造的化合物之具體例。
有機半導體層所含有之高分子半導體化合物係可藉由例如WO2015/025981、WO2010/020329記載之方法而製造。
<閘極絕緣層>
本發明之薄膜電晶體具有之閘極絕緣層係由高分子化合物或其硬化物、或包含高分子化合物之組成物或其硬化物所構成之層,前述高分子化合物包含:具有交聯性基之重複單元、及下述式(1)所示之重複單元,以前述高分子化合物所含之全部重複單元之合計含量為100莫耳%時,下述式(1)所示之重複單元之含量為71莫耳%以上的高分子化合物(本說明書中,有時記載為高分子化合物A)、前述組成物係前述高分子化合物之總質量相對於組成物整體為80質量%以上,相對於前述高分子化合物,含 有2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下。
(式(1)中,R1、R2及R3係分別獨立地表示氫原子或甲基。
Ra係表示碳原子數1至6之1價烴基,複數個Ra可成為一起而與其等鍵結之碳原子一同形成環。
n1係表示0至5之整數。)
相對於組成物整體,組成物所含之高分子化合物A較佳係80質量%以上,更佳係90質量%以上,再更佳係95質量%上,特佳係98質量%以上。
組成物係可包含含有具有交聯性基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A以外之其他成分。
其他成分可舉例如:具有2個以上胺基之化合物、具有2個以上羥基之化合物、有機溶劑及前述高分子化合物A以外之高分子化合物。
組成物所含之具有2個以上胺基的化合物之總質量相對於高分子化合物A,較佳為2.0質量%以下,更佳係1.0質量%下,又更佳係0.5質量%以下。
就該含有2個以上胺基之低分子化合物而言,可列舉 如:鄰伸苯二胺、間伸苯二胺、對伸苯二胺、伸乙二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、對二甲苯二胺等。
組成物係可包含含有2個以上羥基之化合物。
組成物所含之具有2個以上羥基之化合物的總質量係以4.5質量%以下為較佳,更佳係2.0質量%以下,又更佳係1.0質量%下,特佳係0.5質量%以下。
該具有2個以上羥基之低分子化合物可列舉如:兒茶酚、間苯二酚、氫醌、乙二醇、二乙二醇、1,4-苯二甲醇、α,α-二羥基-1,4-二異丙基苯等。
組成物可含有有機溶劑。有機溶劑可列舉在後述之閘極絕緣層之製造方法中使用的有機溶劑。
組成物係可含有在使高分子化合物交聯時通常所使用之添加劑等。
(高分子化合物A)
以下說明高分子化合物(高分子化合物A),其係包含具有交聯性基之重複單元及式(1)所示之重複單元,且在以高分子化合物所含之全部重複單元之合計含量為100莫耳%時,式(1)所示之重複單元之含量為71莫耳%以上者。
組成物所含之前述高分子化合物A可為2種以上。
高分子化合物A可含有具有交聯性基之重複單元及式(1)所示之重複單元以外之其他的重複單元。
高分子化合物A係以非鹵素高分子化合物為較佳。
高分子化合物A係以可溶於非鹵素溶劑為較佳。
高分子化合物係以藉由形成交聯鍵結而硬化,且高分子化合物A在250℃以下硬化之高分子化合物為較佳,以在200℃以下硬化之高分子化合物為更佳,以在180℃以下硬化之高分子化合物為又更佳。
前述高分子化合物以重量平均分子量係3,000至1,000,000為較佳,以5,000至500,000為更佳,以9,000至300,000為又更佳。
式(1)所示之重複單元
前述式(1)中,R1、R2及R3係以互相獨立地為氫原子較佳。
前述式(1)中,n1係以0或1較佳,以0為更佳。
Ra所示之碳原子數1至6之1價烴基係可為直鏈狀、分枝狀、環狀之任一態樣,可為脂肪族烴基亦可為芳香族烴基。
Ra係以碳原子數1至4之1價脂肪族烴基為較佳,以碳原子數1至4之直鏈狀或分枝狀之烷基為更佳。
Ra所示之碳原子數1至6之烴基係可列舉如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、三級丁基、戊基、異戊基、2-乙基丁基、己基、苯基等。
以高分子化合物A所含之全部重複單元之合計含量為100莫耳%,從薄膜電晶體之移動率提升之觀點來看,高分子化合物A中之前述式(1)所示之重複單元的含 量較佳係71莫耳%以上99莫耳%以下,更佳係75莫耳%以上98莫耳%以下,又更佳係80莫耳%以上95莫耳%以下,特佳係85莫耳%以上95莫耳%以下。
高分子化合物A所含之前述重複單元之含量係從製造高分子化合物A時所使用之對應於各重複單元的原料單體之使用量來求出。
具有交聯性基之重複單元
具有交聯性基之重複單元可列舉如:具有選自由羥基、羧基、胺基、異氰酸基、異硫氰酸基、封端化異氰酸基、封端化異硫氰酸基、乙烯基、烯丙基、氫硫基、環氧基、氧雜環丁烷基、烷氧基矽基、唑啉基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基及羧酸酐所構成之群的至少1種基之重複單元。
此等之中,就以低溫且短時間形成熱硬化膜之點而言,較佳為具有選自由羥基、羧基、異氰酸基、封端化異氰酸基、封端化異硫氰酸基、烷氧基矽基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基及環氧基所構成之群的至少1種基之重複單元,更佳為具有選自由羥基、羧基、封端化異氰酸基及封端化異硫氰酸基所構成之群的至少1種基之重複單元。
以前述高分子化合物A所含之全部重複單元之合計含量為100莫耳%,從提高薄膜電晶體之載子移動率的觀點來看,高分子化合物A中之具有交聯性基的重複單元之含量係以0.1莫耳%以上29莫耳%以下為較佳,更佳係1莫耳%以上20莫耳%以下,又更佳係1莫耳%以上 15莫耳%以下。
高分子化合物A所含之前述重複單元之含量係從製造高分子化合物A時所使用之對應於各重複單元的原料單體之使用量求出。
具有封端化異氰酸基之重複單元、及具有封端化異硫氰酸基之重複單元係可列舉式(2)或式(3)所示之重複單元。
具有羥基之重複單元及具有羧基之重複單元係可列舉式(4)所示之重複單元。
高分子化合物係以包含選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、及選自由式(4)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元作為具有交聯性基之重複單元為較佳。
(式(2)及(3)中,R4、R5及R6係分別獨立地表示氫原子或甲基。
Xb係表示氧原子或硫原子。
R7至R11係分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基。
Rb係表示碳原子數1至20之2價有機基。
X係表示氧原子或-NRn-所示之基。
Rn係表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基。
l係表示1至6之整數。
Rb為複數個時,其等可互為相異。)
R5及R6係互相獨立地以氫原子為較佳。
X係以氧原子或-NH-所示之基為較佳。
Xb係以氧原子為較佳。
Rb係以亞甲基、伸乙基、伸正丙基或伸正丁基為較佳。
本發明之一實施形態中,前述式(2)中之R7及R8係以分別獨立地選自由甲基及乙基所構成之群的基為較佳。又,其他之實施形態中,前述式(3)中之R9及R11 為甲基,R10係以氫原子為較佳。
將前述高分子化合物A所含之全部重複單元之合計含量設為100莫耳%,從提高薄膜電晶體之載子移動率之觀點來看,高分子化合物中之式(2)或(3)所示之重複單元之含量係以0.1莫耳%以上29莫耳%以下為較佳,以1莫耳%以上20莫耳%以下為更佳,以1莫耳%以上15莫耳%以下為又更佳,以1莫耳%以上8莫耳%以下為特佳。
高分子化合物A所含之前述重複單元之含量係從製造高分子化合物A時所使用之對應於各重複單元的原料單體之使用量求取。
(式(4)中,R12、R13及R14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
Rc係表示碳原子數1至20之2價有機基、-O-所示之基、-CO-所示之基、-COO-所示之基、-NHCO-所示之基或-NHCOO-所示之基。此等基之各自的2個鍵結鍵係任一者皆可位於R12鍵結之碳原子側。
Rd係表示單鍵或碳原子數1至20之2價有機基。
m係表示0至6之整數。
Xa係表示羥基或羧基。
Rc為複數個時,其等可互為相異。)
前述式(4)中,R13、R14係分別獨立地以氫原子為較佳。
前述式(4)中,Rd係以單鍵、亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸異丙基、伸正丁基或伸苯基為較佳。
前述式(4)中,m係以0至2之整數為較佳。
前述式(4)中,Xa係以羧基為較佳。
前述式(4)中,Rc係以亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸異丙基、伸正丁基或伸苯基、-COO-所示之基、-NHCO-所示之基、或-NHCOO-所示之基為較佳。
前述式(4)之較佳態樣可列舉:R13及R14為氫原子,m為1,Rc為-COO-所示之基,Rd為碳原子數1至10之2價脂肪族烴基的態樣;以及R13及R14為氫原子,m為0,Rd為碳原子數6至20之2價芳香族烴基的態樣。該2價芳香族烴基係以伸苯基為更佳。
將前述高分子化合物A所含之全部重複單元之合計含量設為100莫耳%,從提高薄膜電晶體之載子移動率的觀點來看,高分子化合物A中之式(4)所示之重複單元之含量係以0.1莫耳%以上29莫耳%以下為較佳,以1莫耳%以上20莫耳%以下為更佳,以1莫耳%以上15莫耳%以下為又更佳,以1莫耳%以上8莫耳%以下為特佳。
高分子化合物A所含之前述重複單元之含量係從製造高分子化合物之時所使用的對應於各重複單元之原料單體 的使用量求取。
在本發明之實施形態中,式(2)所示之重複單元及(3)所示之重複單元之合計、與式(4)所示之重複單元之莫耳比,在將式(2)所示之重複單元及(3)所示之重複單元之合計饋入量(莫耳量)設為100時,以莫耳比計,較佳係1/100至1000/100,更佳係10/100至1000/100,又更佳係50/100至200/100。
藉由將式(2)所示之重複單元及(3)所示之重複單元之合計、與式(4)所示之重複單元之莫耳比調節至該範圍,使依本發明之實施形態所得之包含高分子化合物A的組成物硬化而成之硬化物係於內部充分形成交聯構造,耐溶劑性會提高。
前述高分子化合物A係在將高分子化合物A所含之全部重複單元的合計含量設為100莫耳%時,以式(1)所示之重複單元、式(2)或(3)所示之重複單元、及式(4)所示之重複單元之合計含量係90莫耳%以上為較佳。
前述高分子化合物A較佳係僅由式(1)所示之重複單元、式(2)或(3)所示之重複單元、及式(4)所示之重複單元所構成之高分子化合物。
式(4)所示之重複單元較佳係式(6)所示之重複單元。
(式(6)中,R12、R13及R14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
n2係表示1至5之整數。)
前述式(6)中,R13及R14係分別獨立地以氫原子為較佳。又,n2係以1為較佳。
高分子化合物A較佳係具有式(1)所示之重複單元、選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、及式(6)所示之重複單元的高分子化合物。
就具有式(1)所示之重複單元、選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、及式(6)所示之重複單元的高分子化合物A或包含高分子化合物A之組成物而言,因為可以低溫使其硬化,故由此等之硬化物所成之層係不僅可使用於薄膜電晶體,亦可使用於有機LED、感測器等各種電子裝置。由該硬化物所成之層較佳係使用於有機薄膜電晶體,更佳係使用作為閘極絕緣層。由該硬化物所成之層係絕緣性、密封性、密著性及耐溶劑性優異,因此不僅宜作為有機薄膜電晶體之閘極絕緣層,亦宜作為被覆(overcoat)層、底塗層等保護層。
具有交聯性基之重複單元及式(1)所示之重複單元
具有具羥基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A係可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具羧基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A係可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具胺基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A係可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具異氰酸基或異硫氰酸基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具封端化異氰酸基或封端化異硫氰酸基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr4至Rr6係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具乙烯基或烯丙基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫 原子或甲基。
具有具氫硫基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具丙烯酸基或甲基丙烯酸基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具環氧基或氧雜環丁烷基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具烷氧基矽基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A係可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3及Rr12至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具唑啉基之重複單元及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具羧酸酐之重複單及式(1)所示之重複單元之高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr3係分別獨立地表示氫原子或甲基。
具有具選自由封端化異氰酸基或封端化異硫氰酸基所構成之群的至少1種基的重複單元、具選自由羥基及羧基所構成之群的至少1種基的重複單元、及式(1)所示之重複單元的高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
高分子化合物A較佳係具有選自由前述式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、前述式(6)所示之重複單元及前述式(1)所示之重複單元的高分子化合物。
具有選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、式(6)所示之重複單元及式(1)所示之重複單元之高分子化合物A可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
高分子化合物A可藉由例如使作為由式(1)所示重複單元之原料的單體(聚合性單體)與作為具有交聯性基之重複單元的原料之單體(聚合性單體)共聚合的方法來製造。
高分子化合物A進一步具有選自由其他之重複單元所構成之群的至少1種時,可藉由使作為式(1)所示重複單元之原料的單體、作為具有交聯性基之重複單元之原料的單體、及選自由作為其他之重複單元之原料的單體所構成之群的至少1種單體進行共聚合的方法來製造。
聚合反應之方法並無特別限制,可採用塊狀聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳化聚合等公知之聚合法,而特別是以溶液聚合法為較佳。聚合通常係使用光聚合起始劑或熱聚合起始劑,可適合使用光自由基聚合起始劑或熱自由基聚合起始劑。又,聚合起始劑可單獨使用,亦可併用2種以上,也可以併用鏈轉移劑。聚合起始劑之量係依照單體之種類或其比例等而適當決定即可。典型係相對於聚合性單體100莫耳%為0.01至10莫耳%左右。
聚合之溫度若為聚合會進行之溫度即無特別限定,惟較佳係40至150℃,更佳係50至130℃,又更較佳係60 至100℃,特佳係60至90℃。
聚合濃度(聚合濃度=[(全部單體之總質量)/(全部單體的總質量+溶劑之質量)]×100)係依使用之單體成分種類和比率、作為目標之高分子化合物的分子量而異,惟以5至80質量%為較佳,以10至60質量%為更佳。
在前述單體之聚合中使用溶劑時,使用在通常之聚合反應所能使用之溶劑來作為溶劑即可。
具體而言,可舉例如:四氫呋喃、二烷、乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚等醚溶劑;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯等酯溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇、正-丁醇、乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚、2-乙氧基乙醇等醇溶劑;甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烴溶劑;氯仿;二甲基亞碸;等。此等溶劑可只使用1種,亦可併用2種以上。
聚合起始劑
光聚合起始劑可舉例如:乙醯苯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯、2,2-二乙氧基乙醯苯、4-異丙基-2-羥基-2-甲基丙醯苯、2-羥基-2-甲基丙醯苯、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、二苯甲酮、甲基(鄰-苯甲醯基)苯甲酸酯、1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-(鄰-乙氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-(鄰-苯甲醯基)肟、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻異丁基醚、苯偶姻辛基醚、 二苯甲醯(benzil)、苯甲基二甲基縮酮、苯甲基二乙基縮酮、聯乙醯等羰化合物;甲基蒽醌、氯蒽醌、氯硫雜蒽酮、2-甲基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮等蒽醌衍生物及硫雜蒽酮衍生物;二苯基二硫醚、二硫胺甲酸酯等硫化合物。
使用光能量作為使共聚合開始之能量時,對聚合性單體照射之光之波長通常為360nm以上,較佳係360nm以上450nm以下。
熱聚合起始劑係以自由基聚合之起始劑為較佳,可舉例如:2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)、2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙異戊腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮雙(4-氰戊酸)、1,1’-偶氮雙(環己烷甲腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙烷)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙脒)2鹽酸鹽等偶氮化合物;甲基乙基酮過氧化物、甲基異丁基酮過氧化物、環己酮過氧化物、乙醯基丙酮過氧化物等酮過氧化物化合物;異丁基過氧化物、苯甲醯基過氧化物、2,4-二氯苯甲醯基過氧化物、鄰-甲基苯甲醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、對-氯苯甲醯基過氧化物等二醯基過氧化物化合物;2,4,4-三甲基戊基-2-氫過氧化物、二異丙基苯氫過氧化物(diisopropylbenzene hydroperoxide)、異丙苯氫過氧化物(cumene hydroperoxide)、三級-丁基氫過氧化物等氫過氧化物化合物;二異丙苯基過氧化物、三級-丁基異丙苯基過氧化物、二-三級-丁基過氧化物、參(三級-丁基過氧化)三等二烷基過氧化物化合物;1,1-二-三級-丁基過氧化環己烷、2,2-二(三級-丁基過氧化)丁烷等過氧化縮酮化合物; 三級-丁基過氧化2-甲基丙酸酯、三級-丁基過氧化-2-乙基己酸酯、三級-丁基過氧化異丁酸酯、二-三級-丁基過氧化六氫對酞酸酯、二-三級-丁基過氧化壬二酸酯、三級-丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、三級-丁基過氧化乙酸酯、三級-丁基過氧化苯甲酸酯、二-三級-丁基過氧化三甲基己二酸酯等烷基過氧化酯化合物;二異丙基過氧化二碳酸酯、二-二級-丁基過氧化二碳酸酯、三級-丁基過氧化異丙基碳酸酯等過氧化碳酸酯化合物。
成為式(1)所示重複單元的原料之單體
成為式(1)所示重複單元的原料之單體之例係可列舉如:苯乙烯、2,4-二甲基-α-甲基苯乙烯、鄰-甲基苯乙烯、間-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、2,6-二甲基苯乙烯、3,4-二甲基苯乙烯、3,5-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、2,4,5-三甲基苯乙烯、五甲基苯乙烯、鄰-乙基苯乙烯、間-乙基苯乙烯、對-乙基苯乙烯、2-乙烯基聯苯、3-乙烯基聯苯、4-乙烯基聯苯、α-甲基苯乙烯、2,4-二甲基-α-甲基苯乙烯、2,3-二甲基-α-甲基苯乙烯、3,5-二甲基-α-甲基苯乙烯、對-異丙基-α-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘等。
成為具有交聯性基之重複單元的原料之單體
在本說明書中,所謂交聯性基係意指可藉由自由基、酸、熱、水、氧等之作用而形成交聯構造之基。例如,藉 由高分子化合物A所具有之交聯性基彼此間進行交聯反應,及/或藉由高分子化合物A所具有之交聯性基、與為高分子化合物A以外之化合物且具有可與交聯性基反應之官能基(亦稱為反應性基)之化合物的反應性基進行交聯反應,而形成交聯構造。
進行交聯反應之交聯性基可列舉如:羥基、羧基、胺基、異氰酸基、異硫氰酸基、封端化異氰酸基、封端化異硫氰酸基、乙烯基、乙炔基、炔丙基、疊氮基、烯丙基、氫硫基、環氧基、氧雜環丁烷基、烷氧基矽基、唑啉基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基及羧酸酐。就以低溫且短時間形成熱硬化膜之點而言,此等之中係以羥基、羧基、異氰酸基、封端化異氰酸基、封端化異硫氰酸基、烷氧基矽基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基及環氧基為較佳,以羥基、羧基、封端化異氰酸基及封端化異硫氰酸基為更佳。
此等交聯性基係可使用具有交聯性基之甲基丙烯酸系單體、丙烯酸系單體、乙烯系單體、苯乙烯系單體、馬來醯亞胺系單體等具有不飽和雙鍵之單體而導入於聚合物中。較佳係使用含有甲基丙烯酸之熱交聯性基的烷基酯、含有丙烯酸之熱交聯性基的烷基酯、或苯乙烯衍生物而導入於聚合物中。
具有羥基之單體係可列舉如:丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2,3-二羥基丙酯、甲基丙烯酸2,3-二羥 基丙酯、二乙二醇單丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、己內酯2-(丙烯醯基氧基)乙基酯、己內酯2-(甲基丙烯醯基氧基)乙基酯、聚(乙二醇)乙基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯、5-丙烯醯基氧基-6-羥基降莰烯-2-羧酸-6-內酯、5-甲基丙烯醯基氧基-6-羥基降莰烯-2-羧酸-6-內酯、羥基苯乙烯、N-(羥基苯基)丙烯醯胺、N-(羥基苯基)甲基丙烯醯胺、N-(羥基苯基)馬來醯亞胺、N-羥甲基丙烯醯胺、N-羥甲基甲基丙烯醯胺等。
具有羧基之單體係可列舉如:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、單-(2-(丙烯醯基氧基)乙基)酞酸酯、單-(2-(甲基丙烯醯基氧基)乙基)酞酸酯、N-(羧基苯基)馬來醯亞胺、N-(羧基苯基)丙烯醯胺、N-(羧基苯基)甲基丙烯醯胺、4-乙烯基安息香酸、3-乙烯基安息香酸、2-乙烯基安息香酸及以下之化合物等。
具有胺基之單體可列舉如:丙烯酸胺基乙酯、甲基丙烯酸胺基乙酯、丙烯酸胺基丙酯、甲基丙烯酸胺基丙酯等。
具有乙烯基或烯丙基之單體可列舉如:(甲基)丙烯酸烯丙酯、二丙二醇二烯丙基醚、聚甘醇二烯丙基醚、三乙二醇二乙烯基醚、氫醌二烯丙基醚、四烯丙基氧 乙烷、三羥甲基丙烷-二烯丙基醚、三烯丙基胺、亞甲基雙丙烯醯胺、二乙烯基苯等。
具有環氧基之單體可列舉如:乙烯基縮水甘油基醚、烯丙基縮水甘油基醚、丁烯基縮水甘油基醚、鄰-烯丙基苯基縮水甘油基醚、丁二烯單環氧化物、氯丁二烯單環氧化物、4,5環氧基-2-戊烯、3,4-環氧基-1-乙烯基環己烯、1,2-環氧基-5,9-環十二烷二烯、3,4-環氧基-1-丁烯、1,2-環氧基-5-己烯、1,2-環氧基-9-癸烯、縮水甘油基丙烯酸酯、縮水甘油基甲基丙烯酸酯、縮水甘油基巴豆酸酯、縮水甘油基-4-庚酸酯、縮水甘油基山梨酸酯、縮水甘油基亞麻油酸酯、縮水甘油基-4-甲基-3-戊酸酯、3-環己烯羧酸之縮水甘油酯、4-甲基-3-環己烯羧酸之縮水甘油酯等。
具有氧雜環丁烷基之單體可列舉如:3-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)氧雜環丁烷、3-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)-2-苯基氧雜環丁烷、2-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)氧雜環丁烷及2-((甲基)丙烯醯基氧基甲基)-4-三氟甲基氧雜環丁烷等。
具有烷氧基矽基之單體可列舉如:丙烯酸3-(三甲氧基矽基)丙基、甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽基)丙酯、丙烯酸3-[二乙氧基(甲基)矽基]丙酯、甲基丙烯酸3-[二乙氧基(甲基)矽基]丙酯、丙烯醯基氧基丙基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯基氧基丙基三乙氧基矽烷等。
具有唑啉基之單體可列舉如:2-乙烯基-2- 唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-唑啉、2-異丙烯基-2-唑啉、2-異丙烯基-4-甲基-2-唑啉、2-異丙烯基-5-甲基-2-唑啉及2-異丙烯基-5-乙基-2-唑啉等。
具有丙烯酸基或甲基丙烯酸基之單體可列舉如:二(甲基)丙烯酸伸乙酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷-三(甲基)丙烯酸酯等。
具有異氰酸基之單體可舉例如:甲基丙烯酸2-異氰酸乙酯、丙烯酸2-異氰酸乙酯、甲基丙烯酸4-異氰酸丁酯、丙烯酸4-異氰酸丁酯等。
封端化異氰酸基及封端化異硫氰酸基係例如可藉由使在封端化劑1分子中僅具有1個可與異氰酸基或異硫氰酸基反應之活性氫的封端化劑、與具有異氰酸基或異硫氰酸基之化合物反應而生成。
封端化劑較佳係:即使在與選自由異氰酸基及異硫氰酸基所構成之群的至少1種基反應後,也可藉由在170℃以下之溫度的加熱或電磁波照射,而使保護基從選自由封端化異氰酸基及封端化異硫氰酸基所構成之群的至少1種基脫離之化合物。
封端化劑可列舉例如:醇化合物、酚化合物、活性亞甲基化合物、硫醇化合物、醯胺(acid amide)化合物、醯亞胺(acid imide)化合物、咪唑化合物、尿素化合物、肟化合物、胺化合物、亞胺化合物、亞硫酸氫鹽、吡啶化合物、 吡唑化合物。此等封端化劑係可單獨使用,亦可混合2種以上而使用。較佳之封端化劑可列舉如肟化合物、吡唑化合物。
以下,具體地表示能應用之封端化劑。
醇化合物之例可列舉如:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、甲基卡必醇、苯甲基醇、環己醇等。
酚化合物之例可列舉如:酚、甲酚、乙基酚、丁基酚、壬基酚、二壬基酚、苯乙烯化酚、羥基安息香酸酯等。
活性亞甲基化合物之例可列舉如:丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙醯基乙酸甲酯、乙醯基乙酸乙酯、乙醯基丙酮等。
硫醇化合物之例可列舉如:丁基硫醇、十二基硫醇等。
醯胺化合物之例可列舉如:乙醯苯胺、乙酸醯胺、ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺等。
醯亞胺化合物之例可列舉如:琥珀酸醯亞胺、馬來酸醯亞胺等。
咪唑化合物之例可列舉如:咪唑、2-甲基咪唑等。
尿素化合物之例可列舉如:尿素(urea)、硫脲、伸乙脲(ethyleneurea)等。
肟化合物之例可列舉如:甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、環己酮肟等。
胺化合物之例可列舉如:二苯基胺、苯胺、咔唑等。
亞胺化合物之例可列舉如:伸乙亞胺、聚伸乙亞胺等。
亞硫酸氫鹽之例可列舉如亞硫酸氫鈉等。
吡啶化合物之例可列舉如:2-羥基吡啶、2-羥基喹啉等。
吡唑化合物之例可列舉如:3,5-二甲基吡唑、3,5-二乙基吡唑等。
封端化異氰酸基係可舉例如:O-(次甲基胺基)羧基胺基、O-(1-次乙基胺基)羧基胺基、O-(1-甲基次乙基胺基)羧基胺基、O-[1-甲基次丙基胺基]羧基胺基、(N-3,5-二甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3-乙基-5-甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3,5-二乙基吡唑基羰基)胺基、(N-3-丙基-5-甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3-乙基-5-丙基吡唑基羰基)胺基等。
封端化異硫氰酸基可舉例如:O-(次甲基胺基)硫羧基胺基、O-(1-次乙基胺基)硫羧基胺基、O-(1-甲基次乙基胺基)硫羧基胺基、O-[1-甲基次丙基胺基]硫羧基胺基、(N-3,5-二甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3-乙基-5-甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3,5-二乙基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3-丙基-5-甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3-乙基-5-丙基吡唑基硫羰基)胺基等。
具有封端異氰酸基之單體可列舉如:甲基丙烯酸2-[(3,5-二甲基吡唑基)羧基胺基]乙酯(Karenz MOI-BP,昭和電工製);甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(Karenz MOI-BM,昭和電工製)、甲基丙烯酸 2-〔雙(乙氧基羰基)甲基]羰基胺基〕-乙酯、2-〔O-[1’-甲基次丙基胺基]羧基胺基〕乙基-丙烯酸酯、2-〔N-[1’,3’-二甲基吡唑基]羧基胺基〕乙基-丙烯酸酯等。
具有封端化異硫氰酸基之單體可列舉如:2-丙烯醯基氧基乙基異硫氰酸酯、2-甲基丙烯醯基氧基乙基異硫氰酸酯、2-(2’-甲基丙烯醯基氧基乙基)氧乙基異硫氰酸酯等。
成為其他之重複單元的原料之單體
高分子化合物A係可包含具有交聯性基之重複單元、上述式(1)所示之重複單元所所示的重複單元以外之「其他之重複單元」。
就成為「其他之重複單元」之原料的單體而言,可列舉例如:丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、丙烯醯胺及其衍生物、甲基丙烯醯胺及其衍生物、乙酸乙烯酯及其衍生物、甲基丙烯腈及其衍生物、丙烯腈及其衍生物、有機羧酸之乙烯酯及其衍生物、有機羧酸之烯丙酯及其衍生物、福馬酸之二烷基酯及其衍生物、馬來酸之二烷基酯及其衍生物、伊康酸之二烷基酯及其衍生物、有機羧酸之N-乙烯基醯胺衍生物、馬來醯亞胺及其衍生物、末端不飽和烴及其衍生物等、有機鍺衍生物等。成為「其他之重複單元」之原料的單體而記載之各衍生物係不包含羥基及羧基。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之丙 烯酸酯類及其衍生物係可使用單官能之丙烯酸酯和多官能之丙烯酸酯。丙烯酸酯類及其衍生物係可舉例如:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-正-丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸-正-丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸-二級-丁酯、丙烯酸已酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異莰酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸2-氰基乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇五丙烯酸酯等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之甲基丙烯酸酯類及其衍生物係可使用單官能之甲基丙烯酸酯、多官能之甲基丙烯酸酯。甲基丙烯酸酯類及其衍生物可舉例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-正-丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸-正-丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸-二級-丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯甲酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新戊四醇五甲基丙烯酸酯等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之丙 烯醯胺及其衍生物之例係可列舉如:丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N-三級-丁基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-(丁氧基甲基)丙烯醯胺、N-[3-(二甲基胺基)丙基]丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N-丙烯醯基嗎啉。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之甲基丙烯醯胺及其衍生物之例係可列舉如:甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、N-三級-丁基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基甲基丙烯醯胺、N-(丁氧基甲基)甲基丙烯醯胺、N-[3-(二甲基胺基)丙基]甲基丙烯醯胺、N-苯基甲基丙烯醯胺、N-丙烯醯基嗎啉。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之丙烯腈及其衍生物之例係可列舉如丙烯腈等。甲基丙烯腈及其衍生物之例可列舉如甲基丙烯腈等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之有機羧酸之乙烯酯及其衍生物之例係可列舉如: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。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之有機羧酸之烯丙基酯及其衍生物之例係可列舉如:乙酸烯丙酯、安息香酸烯丙酯、己二酸二烯丙酯、對酞酸二烯丙酯、異酞酸二烯丙酯、酞酸二烯丙酯等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之福 馬酸的二烷基酯及其衍生物之例係可列舉如:福馬酸二甲酯、福馬酸二乙酯、福馬酸二異丙酯、福馬酸二-二級-丁酯、福馬酸二異丁酯、福馬酸二-正-丁酯、福馬酸二-2-乙基己酯、福馬酸二苯甲酯等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之馬來酸之二烷基酯及其衍生物之例係可列舉如:馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯、馬來酸二異丙酯、馬來酸二-二級-丁酯、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。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之伊康酸之二烷基酯及其衍生物之例係可列舉如:伊康酸二甲酯、伊康酸二乙酯、伊康酸二異丙酯、伊康酸二-二級-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、伊康酸二苯甲酯等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之有機羧酸的正-乙烯基醯胺衍生物之例係可列舉如:正-甲基-正-乙烯基乙醯胺等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之馬來醯亞胺及其衍生物之例係可舉例如:正-苯基馬來醯亞胺、正-環己基馬來醯亞胺等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之末端不飽和烴及其衍生物之例係可列舉如:1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、乙烯基環己烷、氯乙烯等。
成為「其他之重複單元」之原料的單體之有 機鍺衍生物之例係可列舉如:烯丙基三甲基鍺、烯丙基三乙基鍺、烯丙基三丁基鍺、三甲基乙烯基鍺、三乙基乙烯基鍺等。
成為此等之「其他之重複單元」的原料之單體係可依照絕緣層所要求之特性而適當選擇。成為「其他之重複單元」之原料的單體較佳係甲基丙烯酸酯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物、丙烯腈及其衍生物、甲基丙烯腈及其衍生物、以及有機鍺衍生物,更佳為丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈及烯丙基三甲基鍺。
<其他之層>
薄膜電晶體除了具備閘極電極、閘極絕緣層、半導體層、源極電極、汲極電極以外,可具備保護層及基板等。
為了保護薄膜電晶體,以在薄膜電晶體上形成保護層為較佳。藉此,薄膜電晶體與大氣被隔離,可抑制薄膜電晶體之特性的降低。又,在薄膜電晶體之上形成進行驅動之顯示裝置時,亦可藉由該保護層降低在其形成步驟中對薄膜電晶體之影響。
構成保護層之化合物係可為有機化合物,亦可為無機化合物。
構成保護層之化合物可列舉如UV硬化樹脂、熱硬化樹脂、SiONx(x>0)等。在本發明之薄膜電晶體中,亦可使用形成閘極絕緣層之高分子化合物或其硬化物、或包含高 分子化合物之組成物或其硬化物作為保護層。
通常,薄膜電晶體係在最下層具備基板。基板可舉例如塑膠膜、玻璃板、矽板等。
在本發明之薄膜電晶體中,在源極電極及汲極電極、與半導體層之間係可設有包含選自由具有電子輸送性之低分子化合物、具有電洞輸送性之低分子化合物、鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、此等金屬與有機化合物之錯合物、碘、溴、氯、氯化碘等鹵素、硫酸、無水硫酸、二氧化硫、硫酸鹽等氧化硫化合物、硝酸、二氧化氮、硝酸鹽等氧化氮化合物、過氯酸、次氯酸等之鹵化化合物、烷基硫醇化合物、芳香族硫醇類及氟化烷基芳香族硫醇類等芳香族硫醇化合物等所構成之群中的1種以上之層。
<有機薄膜電晶體之構造>
本發明之有機薄膜電晶體係可為底部閘極型構造,亦可為頂部閘極型構造。
有機薄膜電晶體較佳係依序配置基板、有機半導體層、及閘極絕緣層之頂部閘極型構造。
具有底部閘極型構造之有機薄膜電晶體可列舉如:底部閘極底部接觸型(bottom-gate bottom-contact type)有機薄膜電晶體、底部閘極頂部接觸型(bottom-gate top-contact type)有機薄膜電晶體。
具有頂部閘極型構造之有機薄膜電晶體係可列舉如:頂部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體、頂部閘極頂部接觸 型有機薄膜電晶體。
(底部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體)
第1圖係表示本發明之一實施形態的底部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體之構造的示意性剖面圖。該有機薄膜電晶體10係具備:基板1;設置成接合於基板1之主表面的閘極電極2;以被覆閘極電極2之方式設置於基板1之閘極絕緣層3;接合於閘極絕緣層3、且朝基板1之厚度方向觀看時(俯視)通道區域與閘極電極2呈重疊狀而互相間隔設置之源極電極5及汲極電極6;接合於源極電極5及汲極電極6,且鄰接而接合於閘極絕緣層3,並設置成覆於閘極電極2之正上方的有機半導體層4;設置成被覆有機半導體層4之保護層7。
底部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體亦可在閘極絕緣層3與閘極電極之間進一步設置與閘極絕緣層3相異之閘極絕緣層。
(底部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體)
第2圖係表示本發明之一實施形態的底部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體之構造的示意性剖面圖。該有機薄膜電晶體10係具備:基板1;設置成接合於基板1之主表面的閘極電極2;以被覆閘極電極2之方式設置於基板1之閘極絕緣層3;鄰接而接合於閘極絕緣層3,並設置成覆於閘極電極2之正上方的有機半導體層4;接合於有機半導 體層4、且朝基板1之厚度方向觀看時(俯視)通道區域與閘極電極2呈重疊狀而互相間隔設置之源極電極5及汲極電極6;設置成被覆有機半導體層4之保護層7。
底部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體亦可在閘極絕緣層3與閘極電極2之間進一步設置與閘極絕緣層3相異之閘極絕緣層。
(頂部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體)
第3圖係表示本發明之一實施形態的頂部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體之構造的示意性剖面圖。該有機薄膜電晶體10係具備:基板1;接合於基板1、且朝基板1之厚度方向觀看時(俯視)通道區域與閘極電極2呈重疊狀而互相間隔設置之源極電極5及汲極電極6;接合於源極電極5、汲極電極6及基板,且設置成覆於閘極電極2之正下方的有機半導體層4;鄰接於有機半導體層4之閘極絕緣層3;設置成接合於閘極絕緣層3之閘極電極2;設置成被覆閘極電極2之保護層7。
頂部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體亦可在閘極絕緣層3與閘極電極之間進一步設有與閘極絕緣層3相異之閘極絕緣層。
(頂部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體)
第4圖係表示本發明之一實施形態的頂部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體之構造的示意性剖面圖。該有機薄膜 電晶體10係具備:基板1;設置成接合於基板1之主表面的有機半導體層4;接合於有機半導體層4、且朝基板1之厚度方向觀看時(俯視)通道區域與閘極電極2呈重疊狀而互相間隔設置之源極電極5及汲極電極6;接合於源極電極5、汲極電極6及有機半導體層4,且設置成覆於閘極電極2之正下方的閘極絕緣層3;設置成接合於閘極絕緣層3之閘極電極2;設置成被覆閘極電極2之保護層7。
頂部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體亦可在閘極絕緣層3與閘極電極之間進一步設置與閘極絕緣層3相異之閘極絕緣層。
<有機薄膜電晶體之製造方法>
有機薄膜電晶體係可藉由公知之方法例如日本特開平5-110069號公報記載之方法來製造。
(閘極電極、源極電極、汲極電極之製造方法)
閘極電極、源極電極、汲極電極係可藉由蒸鍍法、濺鍍法、印刷法、噴墨法等方法來形成。
(有機半導體層之製造方法)
有機半導體層係可藉由將含有有機半導體化合物及有機溶劑之印墨以旋轉塗佈法、模塗佈法、網版印刷法、噴墨法等塗佈,並使該塗佈層乾燥而形成。
該有機溶劑係只要能使有機半導體化合物溶解即無 特別限制,惟較佳係在常壓之沸點為50℃至200℃者。該有機溶劑可列舉如:氯仿、甲苯、大茴香醚、二甲苯、均三甲苯(mesitylene)、四氫萘、環己基苯等。
(閘極絕緣層之製造方法)
閘極絕緣層係可使用含有上述高分子化合物A及有機溶劑的印墨而製造。
閘極絕緣層之製造方法可為包含如下步驟之製造方法:將上述之高分子化合物A與有機溶劑混合而獲得印墨之步驟、塗佈該印墨而形成塗佈層之步驟、使該塗佈層乾燥之步驟;亦可為包含如下步驟之製造方法:將上述之高分子化合物A與有機溶劑混合而獲得印墨之步驟、塗佈該印墨而形成塗佈層之步驟、使該塗佈層硬化之步驟;也可為包含如下步驟之製造方法:將上述之高分子化合物A與有機溶劑混合而獲得印墨之步驟、塗佈該印墨而形成塗佈層之步驟、使該塗佈層乾燥之步驟、使該乾燥後之塗佈層硬化之步驟。
塗佈含有高分子化合物A及有機溶劑之印墨的對象材料係可依照目的之薄膜電晶體的構造而適當選擇。
於底部閘極型構造之薄膜電晶體的情形下,可將印墨塗佈於基板上,於頂部閘極型構造之薄膜電晶體的情形下,可塗佈於有機半導體層上。
印墨係可含有使高分子化合物A交聯時通常能夠使用之添加劑等。
印墨可含有2種以上之前述高分子化合物A。印墨亦可含有與前述高分子化合物A相異之高分子化合物。
該有機溶劑若為能使構成該閘極絕緣層之材料溶解者即無特別限制,惟可列舉如:四氫呋喃和二乙基醚等醚溶劑、己烷等脂肪族烴溶劑、環己烷等脂環式烴溶劑、戊烯等不飽和烴溶劑、二甲苯等芳香族烴溶劑、環戊酮、2-庚酮、丙酮等酮溶劑、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丁基乙酸酯等乙酸酯溶劑、2-乙氧基乙醇等醇溶劑、氯仿等鹵化物溶劑及此等之混合溶劑。從容易形成均勻的塗佈膜之觀點來看,以在常壓之沸點為100℃至200℃之有機溶劑為較佳,具體而言可列舉:2-庚酮、丙二醇單甲基醚乙酸酯、環戊酮、2-乙氧基乙醇等。從積層時不容易溶解其他層之觀點來看,以環戊酮、2-庚酮、丙酮等酮溶劑、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丁基乙酸酯等乙酸酯溶劑、2-乙氧基乙醇等醇溶劑為較佳。
添加劑可列舉:用以促進交聯反應之觸媒、調平劑、 黏度調節劑、界面活性劑等。
相對於印墨整體,高分子化合物A較佳為1質量%以上90質量%以下,以5質量%以上70質量%以下為更佳,以5質量%以上60質量%以下為又更佳,以10質量%以上40質量%以下為特佳。
將印墨使用於製作後述之經硬化的膜時,以該印墨之總質量作為100質量%時,該印墨所含之有機溶劑之含量係以30質量%至95質量%為較佳。
就印墨所含之含有2個以上胺基的化合物之總質量而言,相對於前述組成物之說明所記載的高分子化合物A,可為與含有2個以上胺基之化合物的質量比相同。
進行塗佈之方法可列舉如:旋轉塗佈法、模塗佈法、網版印刷法、噴墨法等。印墨可依需要而含有調平劑、界面活性劑、硬化觸媒等。
使其乾燥之方法係可列舉以加熱板、烘箱、紅外線加熱器等加熱之方法。加熱條件能依照溶劑之種類、含量等而適當選擇,較佳係在50℃至220℃進行1分鐘至180分鐘之範圍。
使其硬化之方法可列舉以加熱板、烘箱、紅外線加熱器等加熱之方法。加熱條件能依照樹脂組成物中之樹脂成分的種類、含量等而適當選擇,惟較佳係在100℃至220℃進行20分鐘至180分鐘之範圍選擇,更佳係在160℃至200℃進行30分鐘至120分鐘之範圍選擇。
(保護層之製造方法)
保護層之製造方法可為包含如下步驟之製造方法:將上述之能構成保護層之化合物與有機溶劑混合而獲得印墨之步驟、塗佈該印墨而形成塗佈層之步驟、使該塗佈層乾燥之步驟;亦可為包含如下步驟之製造方法:將上述之能構成保護層之化合物與有機溶劑混合而獲得塗佈液之步驟、塗佈該塗佈液而形成塗佈層之步驟、使該塗佈層硬化之步驟;也可為包含如下步驟之製造方法:將上述之能構成保護層之化合物與有機溶劑混合而獲得塗佈液之步驟、塗佈該塗佈液而形成塗佈層之步驟、使該塗佈層乾燥之步驟、使該乾燥後之塗佈層硬化之步驟。
進行塗佈之方法、使其乾燥之方法及使其硬化之方法係與在閘極絕緣層之製造方法中所說明的方法相同。
該有機溶劑係與在閘極絕緣層之製造方法中所說明之有機溶劑相同。
(底部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體之製造方法)
本發明之一實施態樣的底部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體係可藉由例如包含以下之步驟(I)至步驟(V)的方法來製造。
(I)在基板之主表面形成閘極電極之步驟、(II)以被覆閘極電極之方式,在設有閘極電極之基板的表面形成閘極絕緣層之步驟、(III)在閘極絕緣層上形成源極電極及汲極電極之步驟、(IV)以涵蓋源極電極及汲極電極,且被覆包含源極電極、汲極電極及通道區域之閘極絕緣層的方式,形成有機半導體層之步驟、(V)以被覆有機半導體層的方式形成保護層之步驟。
(底部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體之製造方法)
本發明之一實施態樣底部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體係係可藉由例如包含以下之步驟(I)至步驟(V)的方法來製造。
(I)在基板之主表面形成閘極電極之步驟、(II)以被覆閘極電極之方式,在設有閘極電極之基板的表面形成閘極絕緣層之步驟、(III)在閘極絕緣層上形成有機半導體層之步驟、(IV)在有機半導體層上形成源極電極及汲極電極之步驟、(V)以被覆有機半導體層的方式形成保護層之步驟。
(頂部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體之製造方法)
本發明之一實施態樣的頂部閘極底部接觸型有機薄膜電晶體係例如可藉由包含以下之步驟(I)至步驟(V)的方法來製造。
(I)在基板上形成源極電極及汲極電極之步驟、(II)以涵蓋源極電極及汲極電極之方式在基板上形成有機半導體層之步驟、(III)在有機半導體層上形成閘極絕緣層之步驟、(IV)在閘極絕緣層上形成閘極電極之步驟、(V)以被覆閘極電極與有機半導體層的方式形成保護層之步驟。
(頂部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體之製造方法)
本發明之一實施態樣的頂部閘極頂部接觸型有機薄膜電晶體係例如可藉由包含以下之步驟(I)至步驟(V)的方法來製造。
(I)在基板上形成有機半導體層之步驟、(II)以涵蓋有機半導體層之方式,形成源極電極及汲極電極之步驟、(III)在有機半導體層上形成閘極絕緣層之步驟、(IV)在閘極絕緣層上形成閘極電極之步驟、(V)以被覆閘極電極與閘極絕緣層的方式形成保護層之步驟。
<有機薄膜電晶體之用途>
使用本發明之實施形態的有機薄膜電晶體,可製造包含有機薄膜電晶體之顯示器用構件。又,使用包含該有機薄膜電晶體之顯示器用構件,可製造具備顯示器用構件之顯示器。
本發明之實施形態之有機薄膜電晶體亦可使用於OFET感測器。
OFET感測器係使用有機薄膜電晶體(有機場效電晶體:Organic Field-Effect Transistor,OFET)作為將輸入訊號轉換成電訊號而輸出之訊號轉換元件之感測器,為在電極、絕緣層及有機半導體層之任一構造中賦予感應性功能或選擇性功能者。OFET感測器可舉例如:生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器。
例如生物感測器係具備如具有上述構成之有機薄膜電晶體。
有機薄膜電晶體係在通道區域及/或閘極絕緣層具有與標的物質專一性交互作用之探針(感應性區域)。標的物質之濃度變化時,可藉由探針之電性特性變化而作為生物感測器發揮作用。
就檢測受檢試料中之標的物質的方法而言,可舉例如:將核酸、蛋白質等生物分子、或人工合成的官能基固定於固相載體表面,將此等使用作為探針之方法。
該方法係利用具有互補性排列之核酸鏈的交 互作用、抗原-抗體反應、酵素-基質反應、受體-配體之交互作用等物質彼此間或官能基彼此間之專一性的親和性,以固相載體之探針捕捉標的物質。因此,係選擇對於標的物質具有專一性的親和性之物質或官能基來作為探針。
探針係藉由對應於所選擇的探針種類、固相載體種類之方法而被固定於固相載體表面。又,亦可在固相載體表面合成探針(例如藉由核酸伸長反應合成探針)。任一情形下均係使被固定於固相載體表面之探針與受檢試料接觸,並在適當的條件下進行處理,藉此在固相載體之表面形成探針-標的物質複合物。有機薄膜電晶體之通道區域及/或閘極絕緣層本身亦可作為探針發揮作用。
氣體感測器係具備具有如上述構成的有機薄膜電晶體。在此時之有機薄膜電晶體中,通道區域及/或閘極絕緣層係作為氣體感應部發揮作用。被檢測氣體接觸氣體感應部時,藉由氣體感應部之電性特性(導電率、介電率等)產生變化,可發揮氣體感測器之作用。
被檢測氣體可舉例如電子接受性氣體、電子供給性氣體。電子接受性氣體可舉例如:F2、Cl2等鹵素氣體、氮氧化物氣體、硫氧化物氣體、乙酸等有機酸氣體。電子供給性氣體可舉例如:氨氣、苯胺等胺類氣體、一氧化碳氣體、氫氣。
本發明之實施形態的有機薄膜電晶體亦可使用於製造壓力感測器。壓力感測器係具備具有如上述構成之有機薄膜電晶體。此時,在有機薄膜電晶體中之通道區 域及/或閘極絕緣層係發揮作為感壓部之作用。對感壓部施加應力時,藉由感壓部之電性特性產生變化,可發揮感壓感測器之作用。
通道區域發揮感壓部之作用時,為了進一步提升通道區域所含有之有機半導體的結晶性,有機薄膜電晶體可更具有定向層。定向層可舉例如:使用六甲基二矽氮烷等矽烷偶合劑而設置成接合於閘極絕緣層之單分子層。
又,本發明之實施形態的有機薄膜電晶體亦可使用於製造電導調變型(conductivity modulation type)感測器。電導調變型感測器係使用導電度計測元件作為將輸入訊號轉換成電訊號而輸出之訊號轉換元件者,為含有包含高分子化合物A之組成物的膜、或於前述膜賦予對檢測對象的輸入之感應性功能或選擇性功能者。電導調變型感測器係檢測出檢測對象之輸入作為包含高分子化合物A之組成物的電導度之變化。電導調變型感測器可舉例如:生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器。
又,本發明之實施形態之有機薄膜電晶體亦可使用於製造用以使輸出訊號增幅之包含有機薄膜電晶體的增幅電路,前述輸出訊號來自生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器、壓力感測器等各種感測器。
又,本發明之實施形態之有機薄膜電晶體亦可使用於製造感測器陣列(sensor array),該感測器陣列聚集有複數個生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度 感測器、壓力感測器等各種感測器。
又,本發明之實施形態之有機薄膜電晶體也可使用於製造用以使輸出訊號個別地增幅之包含有機薄膜電晶體的附增幅回路之感測器陣列,前述輸出訊號來自聚集有複數個生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器、壓力感測器等各種感測器的各感測器。
(高分子化合物A’)
本發明之實施形態係亦可設為高分子化合物(本說明書中係有時記載為高分子化合物A’),其係包含:屬於前述高分子化合物A可分別含有之重複單元的式(1)所示之重複單元、選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、與式(6)所示之重複單元的高分子化合物;其中,以前述高分子化合物所含之全部重複單元的合計含量作為100莫耳%,式(1)所示之重複單元之含量為60莫耳%以上。
以下,說明高分子化合物(高分子化合物A’),其係包含式(1)所示之重複單元、選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、與式(6)所示之重複單元,以前述高分子化合物所含之全部重複單元的合計含量作為100莫耳%,式(1)所示之重複單元之含量為60莫耳%以上者。
有關高分子化合物A’之說明除了係以選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群 的至少1種重複單元、及式(6)所示之重複單元作為必要成分,並以高分子化合物所含之全部之重複單元之合計含量作為100莫耳%時,使式(1)所示之重複單元之含量設為60莫耳%以上以外,其餘係與前述高分子化合物A之說明相同。
有關式(2)所示之重複單元、式(3)所示之重複單元及式(6)所示之重複單元之較佳態樣亦為上述相同。
高分子化合物A’之製造方法除了係從成為具有前述交聯性基的重複單元之原料的單體來選擇出選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、以及成為式(6)所示之重複單元之原料的單體,並以使所得到之高分子化合物A’之重複單元成為式(1)所示之重複單元之含量60莫耳%以上的方式調整原料單體之使用量以外,其餘係可與高分子化合物A之製造方法為相同。
例如,可藉由使成為式(1)所示重複單元之原料的單體(聚合性單體)、與成為具有交聯性基之重複單元[選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、以及式(6)所示之重複單元]之原料的單體(聚合性單體)聚合之方法來製造。
成為式(1)所示重複單元的原料之單體
成為高分子化合物A’所含之式(1)所示的重複單元之原料的單體為與上述相同者。
以高分子化合物A’所含之全部重複單元之合計含量作為100莫耳%,從可提升薄膜電晶體之移動率的觀點來看,高分子化合物A’中之前述式(1)所示之重複單元之含量較佳係60莫耳%以上99莫耳%以下,更佳係71莫耳%以上99莫耳%以下,又更佳係75莫耳%以上98莫耳%以下,特佳係80莫耳%以上95莫耳%以下,最佳係85莫耳%以上95莫耳%以下。
高分子化合物A’所含之前述重複單元之含量係從製造高分子化合物A’時所使用之對應於各重複單元的原料單體之使用量求取。
成為具有交聯性基之重複單元的原料之單體
就成為高分子化合物A’所含之具有交聯性基的重複單元[(選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、以及式(6)所示之重複單元)]之原料的單體而言,例如可為:具有式(2)所示之重複單元、式(3)所示之重複單元或式(6)所示之重複單元之側鏈的構造作為交聯性基之單體。
就成為式(2)所示之重複單元或式(3)所示重複單元之原料的單體而言,可舉例如:將2-異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯、2-異氰酸酯乙基丙烯酸酯、4-異氰酸酯丁基甲基丙烯酸酯、4-異氰酸酯丁基丙烯酸酯等經肟化合物或吡唑化合物封端者。
肟化合物之例係可列舉如:甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、 甲基乙基酮肟、環己酮肟等。
吡唑化合物之例可列舉如:3,5-二甲基吡唑、3,5-二乙基吡唑等。
具體而言,可列舉如:甲基丙烯酸2-[(3,5-二甲基吡唑基)羧基胺基]乙酯(Karenz MOI-BP,昭和電工製);甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(Karenz MOI-BM,昭和電工製)、2-丙烯醯基氧基乙基異硫氫酸酯、2-甲基丙烯醯基氧基乙基異硫氫酸酯、2-(2’-甲基丙烯醯基氧基乙基)氧乙基異硫氫酸酯等。
成為式(6)所示重複單元之原料的單體可列舉如:4-乙烯基安息香酸、3-乙烯基安息香酸、2-乙烯基安息香酸及以下之化合物等。
從提高薄膜電晶體之載子移動率的觀點來看,以高分子化合物A’所含之全部重複單元之合計含量作為100莫耳%,高分子化合物A’所含之選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元之含量係以0.1莫耳%以上29莫耳%以下為較佳,以1莫耳%以上20莫耳%以下為更佳,以1莫耳%以上15莫耳%以下為又更佳,以1莫耳%以上8莫耳%以下為特佳。
以高分子化合物A’所含之全部重複單元之合計含量 作為100莫耳%,則就高分子化合物A’所含之式(6)所示的重複單元之含量而言, 從提高膜電晶體之載子移動率的觀點來看,係以0.1莫耳%以上29莫耳%以下為較佳,以1莫耳%以上20莫耳%以下為更佳,以1莫耳%以上15莫耳%以下為又更佳,以1莫耳%以上8莫耳%以下為特佳。
高分子化合物A’所含之前述重複單元之含量係從製造高分子化合物A’時所使用的對應於各重複單元之原料單體的使用量求取。
高分子化合物A’係可舉例如以下之化合物。
Rr1至Rr14係分別獨立地表示氫原子或甲基。
本發明之實施形態可為包含高分子化合物A’之組成物。
前述包含高分子化合物A’之組成物可包含:具有2個 以上胺基之化合物、具有2個以上羥基之化合物、有機溶劑及前述高分子化合物A’以外之高分子化合物來做為其他的成分。
就前述包含高分子化合物A’之組成物而言,較佳係相對於組成物整體之高分子化合物A’之總質量為80質量%以上,而相對於前述高分子化合物A’之含有2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下之組成物。
相對於組成物整體之高分子化合物A’之總質量為80質量%以上,而相對於前述高分子化合物A’之包含2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下之組成物的較佳實施態樣,除了將高分子化合物A置換為高分子化合物A’以外,係與已經說明之「相對於組成物整體之高分子化合物A之總質量為80質量%以上且相對於前述高分子化合物A之含有2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下之組成物」的較佳態樣相同。
本發明之實施形態可為高分子化合物A’或其硬化物、或是包含高分子化合物A’之組成物或其硬化物,亦可為由此等之硬化物所構成之層。
就高分子化合物A’或其硬化物、或是包含高分子化合物A’之組成物或其硬化物、及由此等之硬化物所構成之層而言,除了係將高分子化合物A置換為高分子化合物A’以外,較佳係與已經說明之「高分子化合物A或其硬化物、或是包含高分子化合物A之組成物或其硬化物、及由此等之硬化物所構成之層」為相同。
本發明之實施形態係可為含有高分子化合物A’及有機溶劑之印墨。
就前述含有高分子化合物A’及有機溶劑之印墨而言,較佳係除了將高分子化合物A置換為高分子化合物A’以外,其餘係與「含有高分子化合物A及有機溶劑之印墨」為相同。
就由前述高分子化合物A’或其硬化物、或是包含高分子化合物A’之組成物或其硬化物所構成之層而言,除了係使用含有高分子化合物A’及有機溶劑之印墨來取代含有高分子化合物A及有機溶劑之印墨以外,其餘係可以與閘極絕緣層之製造方法相同之方法來製造。
就由高分子化合物A’或其硬化物、或是包含高分子化合物A’之組成物或其硬化物所構成之層而言,除了係將前述高分子化合物A置換為高分子化合物A’以外,其餘係與已經說明之「高分子化合物A或其硬化物、或是含有高分子化合物A之組成物或其硬化物」為相同,可設為薄膜電晶體之閘極絕緣層。
具備前述閘極絕緣層之薄膜電晶體係具有高的載子移動率。
高分子化合物A’係可在低溫使之硬化,故由「高分子化合物A’或其硬化物、或是包含高分子化合物A’之組成物或其硬化物」所構成之層不僅可使用薄膜電晶體,亦可使用於有機LED、感測器等各種電子裝置。由前述硬化物所構成之層係以使用於有機薄膜電晶體為較佳,以使 用來作為閘極絕緣層為更佳。由前述硬化物所構成之層係因絕緣性、密封性、密著性及耐溶劑性優異,故不僅宜作為有機薄膜電晶體之閘極絕緣層,亦宜作為被覆層、底塗層等保護層。
[實施例]
以下,藉由實施例更詳細說明本發明。本發明係不受以下說明之實施例限定。
(分子量分析)
後述之高分子化合物C的數量平均分子量及重量平均分子量係使用凝膠滲透層析(GPC,Waters公司製,商品名:Alliance GPC 2000)求出。所測定之高分子化合物C係溶解於鄰二氯苯,注入於GPC。在GPC之移動相係使用鄰二氯苯。管柱係使用「TSKgel GMHHR-H(S)HT(2根連結,TOSOH公司製)」。檢測器係使用UV檢測器。
高分子化合物1至23之數量平均分子量及重量平均分子量係使用凝膠滲透層析(GPC,TOSOH公司製)而求出。在GPC之移動相係使用THF。管柱係使用「PLgel 10μm MIXED-B(1根,Agilent Technology公司製)」。檢測器係使用UV檢測器。
合成例1(高分子化合物C之合成)
依下述之方案合成高分子化合物C。
以氮氣取代反應容器內之氣體後,加入下述式B-1所 示之化合物B-1(286.8mg、0.200毫莫耳)、下述式B-2所示之化合物B-2(77.6mg、0.200毫莫耳)、四氫呋喃19mL、參(二苯亞甲基丙酮)二鈀7.3mg、三-三級-丁基鏻四氟硼酸鹽9.3mg,進行攪拌。在所得之反應溶液中滴入3莫耳/L之磷酸鉀水溶液1.0mL,回流3小時。在所得之反應溶液中,加入苯基硼酸24.4mg,回流1小時。在所得之反應溶液中加入N,N-二乙基二硫胺甲酸鈉三水合物0.1g,回流3小時。將所得之反應溶液注入於水中,加入甲苯,萃取甲苯層。將所得之甲苯溶液以乙酸水溶液及水洗淨後,使用矽凝膠管柱進行精製。將所得之甲苯溶液滴入於丙酮,獲得析出物。將所得之析出物使用丙酮作為溶劑而進行索氏(Soxhlet)洗淨,獲得含有下述式所示之重複單元的高分子化合物C。高分子化合物C之獲得量為244mg,聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.1×104,重量平均分子量為6.5×104
合成例2-1
將苯乙烯(純正化學公司製)4.15g(43.35mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)0.63g(3.83mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH股份有限公司製)0.77g(3.83mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.068g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)9.11g加入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣進行起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合19小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-1)之黏稠的PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-1)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.2×104,重量平均分子量為4.7×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為85莫耳%:7.5莫耳%:7.5莫耳%。
合成例2-2
將苯乙烯(純正化學公司製)149.8g(1438mmol)、甲基 丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)43.6g(179.8mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH股份有限公司製)26.6g(179.8mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)1.48g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)218.5g置入於500mL之可分離式燒瓶中,以氮氣取代後,在70℃之油浴中聚合22小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-2)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-2)之聚苯乙烯換算之數量平均分子量為4.2×104,重量平均分子量為9.9×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為80莫耳%:10莫耳%:10莫耳%。
合成例2-3
將4-甲基苯乙烯(東京化成工業股份有限公司製)4.621g(39.1mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)0.836g(3.45mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH股份有限公司製)0.511g(3.45mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.060g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)9.04g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-3)之黏稠的PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-3)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.6×104,重量平均分子量為5.3×104
聚合物中之4-甲基苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為85莫耳%:7.5莫耳%:7.5莫耳%。
合成例2-4
將4-三級-丁基苯乙烯(東京化成工業股份有限公司製)4.904g(30.6mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)0.654g(2.70mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH 股份有限公司製)0.400g(2.70mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.047g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)9.01g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-4)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-4)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為4.0×104,重量平均分子量為1.5×105
聚合物中之4-三級-丁基苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為85莫耳%:7.5莫耳%:7.5莫耳%。
合成例2-5
將對-乙烯基聯苯(Sigma Aldrich公司製)3.83g(21.25mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)0.454g(1.875mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH股份有限公司製)0.278g(1.875mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙 腈)0.033g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)10.72g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-5)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-5)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.8×104,重量平均分子量為8.9×104
聚合物中之對-乙烯基聯苯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為85莫耳%:7.5莫耳%:7.5莫耳%。
合成例2-6
將苯乙烯(純正化學公司製)5.046g(48.45mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)1.036g(4.275mmol)、甲基丙烯酸(和光純藥工業股份有限公司製)0.368g(4.275mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.075g、丙二醇單 甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)9.79g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合19小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-6)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-6)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.1×104,重量平均分子量為6.7×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:甲基丙烯酸單元就裝填比率而言,為85莫耳%:7.5莫耳%:7.5莫耳%。
合成例2-7
將苯乙烯(純正化學公司製)4.515g(43.35mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)0.927g(3.825mmol)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份有限公司製)0.498g(3.825mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.067g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限 公司製)9.01g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合19小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-7)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-7)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1.9×104,重量平均分子量為4.2×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元就裝填比率而言,為85莫耳%:7.5莫耳%:7.5莫耳%。
合成例2-8
將苯乙烯(純正化學公司製)4.166g(40.0mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)1.211g(5.00mmol)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份有限公司製)0.651g(5.00mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.066g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限 公司製)9.14g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合19小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-8)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-8)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1.8×104,重量平均分子量為3.8×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係就裝填比率而言,為80莫耳%:10莫耳%:10莫耳%。
合成例2-9
將苯乙烯(純正化學公司製)351.0g(3.37mol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)90.0g(0.371mol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)2.25g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)295.5g置入於2升可分離式燒瓶,氮氣取代後,在60℃之油浴中聚合14 小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-9)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-9)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為6.4×104,重量平均分子量為1.3×105
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元就裝填比率而言,為90莫耳%:10莫耳%。
合成例2-10
將苯乙烯(純正化學公司製)5.49g(52.7mmol)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份有限公司製)1.21g(9.30mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.081g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)10.2g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合18小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-10)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-10)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1.9×104,重量平均分子量為3.8×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係就裝填比率為85莫耳%:15莫耳%。
合成例2-11
將苯乙烯(純正化學公司製)5.40g(51.9mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH股份有限公司製)1.36g(9.15mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.080g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)10.3g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合18小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-11)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-11)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.7×104,重量平均分子量為5.3×104
聚合物中之苯乙烯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為85莫耳%:15莫耳%。
合成例2-12
將苯乙烯(純正化學公司製)5.84g(56.1mmol)、甲基丙烯酸(和光純藥工業股份有限公司製)0.85g(9.90mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.087g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)10.17g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合18小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-12)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-12)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1.6×104,重量平均分子量為3.4×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸單元就裝填比率而言,為85莫耳%:15莫耳%。
合成例2-13
將苯乙烯(純正化學公司製)4.75g(45.6mmol)、二乙烯基苯(Sigma Aldrich公司製)0.31g(2.40mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.063g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)12.0g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合2小時,獲得溶解具有下述式之 重複單元及組成之高分子化合物(2-13)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-13)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.3×104,重量平均分子量為6.9×105
聚合物中之苯乙烯單元:二乙烯基苯單元就裝填比率而言,為85莫耳%:15莫耳%。
合成例2-14
將苯乙烯(純正化學公司製)6.20g(59.5mmol)、甲基丙烯酸烯丙酯(東京化成工業股份有限公司製)1.33g(10.5mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.092g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)11.4g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合18小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-14)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-14)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.2×104,重量平均分子量為8.8×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸烯丙酯單元就裝填比率而言,為85莫耳%:15莫耳%。
合成例2-15
將苯乙烯(純正化學公司製)3.72g、甲基丙烯酸乙烯基酯(東京化成工業股份有限公司製)0.706g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.055g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)10.5g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合19小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-15)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-15)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.0×104,重量平均分子量為5.4×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸乙烯基酯單元就裝填比率而言,為85莫耳%:15莫耳%。
合成例2-16
將苯乙烯(純正化學公司製)3.19g(30.6mmol)、甲基丙烯酸3-[二乙氧基(甲基)矽基]丙酯(東京化成工業股份有限 公司製)1.406g(5.40mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.047g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)10.8g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合19小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-16)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-16)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1.9×104,重量平均分子量為3.9×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸3-[二乙氧基(甲基)矽基]丙酯單元就裝填比率而言,為85莫耳%:15莫耳%。
合成例2-17
將苯乙烯(純正化學公司製)6.93g(66.5mmol)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(東京化成工業股份有限公司製)0.498g(3.50mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.092g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)11.3g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得 具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-17)會溶解的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-17)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1.8×104,重量平均分子量為3.7×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸縮水甘油酯單元就裝填比率而言,為95莫耳%:5莫耳%。
合成例2-18
將苯乙烯(純正化學公司製)1.875g(18.0mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)2.907g(12.0mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.039g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)11.3g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-18)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-18)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為1.7×104,重量平均分子量為3.1×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基 次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元就裝填比率而言,為60莫耳%:40莫耳%。
合成例2-19
將苯乙烯(純正化學公司製)1.875g(18.0mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)1.454g(6.0mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH股份有限公司製)0.889g(6.0mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.039g、2-乙氧基乙醇(東京化成工業股份有限公司製)9.93g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-19)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-19)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.7×104,重量平均分子量為5.6×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元 就裝填比率而言,為60莫耳%:20莫耳%:20莫耳%。
合成例2-20
將苯乙烯(純正化學公司製)2.19g(21.0mmol)、甲基丙烯酸烯丙酯(東京化成工業股份有限公司製)1.77g(14.0mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.046g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份有限公司製)9.33g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合10小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-20)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-20)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.4×104,重量平均分子量為1.2×105
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸烯丙酯單元就裝填比率而言,為60莫耳%:40莫耳%。
高分子化合物(2-20)
合成例2-21
將苯乙烯(純正化學公司製)5.249g(50.40mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)0.678g(2.80mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH公司製)0.415g(2.80mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.074g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業公司製)9.62g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-21)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-21)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.3×104,重量平均分子量為4.8×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為90莫耳%:5莫耳%:5莫耳%。
合成例2-22
將苯乙烯(純正化學公司製)3.906g(37.50mmol)、甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)1.817g(7.500mmol)、4-乙烯基安息香酸(TOSOH公司製)0.741g(5.00mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.066g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業公司製)15.23g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合19小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-22)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-22)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.2×104,重量平均分子量為4.6×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:4-乙烯基安息香酸單元就裝填比率而言,為75莫耳%:15莫耳%:10莫耳%。
合成例2-23
將苯乙烯(純正化學公司製)3.906g(3.750mmol)、甲基 丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯(昭和電工公司製、商品名「Karenz MOI-BM」)1.817g(7.500mmol)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業公司製)0.651g(5.000mmol)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.066g、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業公司製)11.96g置入於50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡後,栓緊,在70℃之油浴中聚合20小時,獲得溶解具有下述式之重複單元及組成之高分子化合物(2-23)的黏稠之PGMEA溶液。所得之高分子化合物(2-23)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.0×104,重量平均分子量為4.4×104
聚合物中之苯乙烯單元:甲基丙烯酸2-[O-(1’-甲基次丙基胺基)羧基胺基]乙酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元就裝填比率而言,為75莫耳%:15莫耳%:10莫耳%。
實施例1(有機薄膜電晶體(1)之製作及評估)
使用在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液,製造頂部閘極底部接觸型之有機薄膜電晶體元件(2-1)。 於以下具體說明。
首先,對玻璃基板照射臭氧UV之後,藉由鹼洗淨液進行洗淨,並以純水淋洗。
其次,在玻璃基板上藉由濺鍍法而從基板側依序積層鉻、金,藉由光蝕刻進行圖案化,以形成源極電極及汲極電極。此時之源極電極及汲極電極之通道長為20μm,通道寬為2mm。其後,將玻璃基板在2,3,5,6-四氟-4-三氟甲基苯硫醇之異丙醇稀釋液中浸漬2分鐘,藉此修飾形成在玻璃基板上之電極(特別是金)之表面。
繼而,將在合成例1所得之0.5質量%的高分子化合物C之甲苯溶液旋轉塗佈於源極電極及汲極電極側,使用加熱板在150℃加熱處理7分鐘,藉此形成有機半導體層。
在該有機半導體層上,將實施例1所得之溶液以合成時使用之溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)依需要進行稀釋後,藉由旋轉塗佈法進行塗佈,並將所形成之塗佈層在150℃加熱處理30分鐘,藉此形成為含有高分子化合物(2-1)之塗佈層所硬化之硬化膜的閘極絕緣層。所形成之閘極絕緣層之厚度為820nm。
進一步,在該閘極絕緣層上,藉由蒸鍍法將鋁進行成膜,形成閘極電極,藉此獲得有機薄膜電晶體(1)。
評估所得之有機薄膜電晶體(1)之特性。
具體而言,係對有機薄膜電晶體(1)之閘極電極施加電 壓,在源極/汲極間電壓Vsd於-30V之條件下使閘極電壓Vg變化成20V至-40V,使用半導體參數分析儀(4200-PA;Keithley製)測定載子移動率,並進行評估。
有機薄膜電晶體(1)之載子移動率為1.28cm2/Vs。將結果表示於表1中。
實施例2(有機薄膜電晶體(2)之製作及評估)
除了使用在合成例2-2獲得之含有高分子化合物(2-2)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(2),測定載子移動率。載子移動率為1.07cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例3(有機薄膜電晶體(3)之製作及評估)
除了使用在合成例2-3獲得之含有高分子化合物(2-3)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(3),測定載子移動率。載子移動率為0.89cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例4(有機薄膜電晶體(4)之製作及評估)
除了使用在合成例2-4獲得之含有高分子化合物(2-4)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄 膜電晶體(4),測定載子移動率。載子移動率為1.10cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例5(有機薄膜電晶體(5)之製作及評估)
除了使用在合成例2-5獲得之含有高分子化合物(2-5)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(5),測定載子移動率。載子移動率為0.69cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例6(有機薄膜電晶體(6)之製作及評估)
除了使用在合成例2-6獲得之含有高分子化合物(2-6)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(6),測定載子移動率。載子移動率為0.80cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例7(有機薄膜電晶體(7)之製作及評估)
除了使用在合成例2-7獲得之含有高分子化合物(2-7)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(7),測定載子移動率。載子移動率為1.00cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例8(有機薄膜電晶體(8)之製作及評估)
除了使用在合成例2-8獲得之含有高分子化合物(2-8)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(8),測定載子移動率。載子移動率為0.83cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例1(有機薄膜電晶體(9)之製作及評估)
除了使用在合成例2-9獲得之含有高分子化合物(2-9)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(9),測定載子移動率。載子移動率為1.32cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例2(有機薄膜電晶體(10)之製作及評估)
除了使用在合成例2-10獲得之含有高分子化合物(2-10)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(10),測定載子移動率。載子移動率為0.93cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例3(有機薄膜電晶體(11)之製作及評估)
除了使用在合成例2-11獲得之含有高分子化合物(2-11)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合 物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(11),測定載子移動率。載子移動率為0.69cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例4(有機薄膜電晶體(12)之製作及評估)
除了使用在合成例2-12獲得之含有高分子化合物(2-12)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(12),測定載子移動率。載子移動率為0.74cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例5(有機薄膜電晶體(13)之製作及評估)
除了使用在合成例2-13獲得之含有高分子化合物(2-13)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(13),測定載子移動率。載子移動率為0.90cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例6(有機薄膜電晶體(14)之製作及評估)
除了使用在合成例2-14獲得之含有高分子化合物(2-14)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(14),測定載子移動率。載子移動率為0.74cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例7(有機薄膜電晶體(15)之製作及評估)
除了使用在合成例2-15獲得之含有高分子化合物(2-15)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(15),測定載子移動率。載子移動率為0.61cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例8(有機薄膜電晶體(16)之製作及評估)
除了使用在合成例2-16獲得之含有高分子化合物(2-16)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(16),測定載子移動率。載子移動率為0.72cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例9(有機薄膜電晶體(17)之製作及評估)
除了使用在合成例2-17獲得之含有高分子化合物(2-17)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(17),測定載子移動率。載子移動率為1.06cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例10(有機薄膜電晶體(18)之製作及評估)
除了使用在合成例2-18獲得之含有高分子化合物 (2-18)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(18),測定載子移動率。載子移動率為0.16cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例11(有機薄膜電晶體(19)之製作及評估)
除了使用在合成例2-19獲得之含有高分子化合物(2-19)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(19),測定載子移動率。載子移動率為0.31cm2/Vs。結果表示於表1中。
比較例12(有機薄膜電晶體(20)之製作及評估)
除了使用在合成例2-20獲得之含有高分子化合物(2-20)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(20),測定載子移動率。載子移動率為0.47cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例9(有機薄膜電晶體(21)之製作及評估)
除了使用在合成例2-21獲得之含有高分子化合物(2-21)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(21),測定載子移動率。載子移動率為 1.00cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例10(有機薄膜電晶體(22)之製作及評估)
除了使用在合成例2-22獲得之含有高分子化合物(2-22)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(22),測定載子移動率。載子移動率為0.55cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例11(有機薄膜電晶體(23)之製作及評估)
除了使用在合成例2-23獲得之含有高分子化合物(2-23)的溶液來取代在合成例2-1獲得之含有高分子化合物(2-1)的溶液以外,其餘係以與實施例1相同方式,製作有機薄膜電晶體(23),測定載子移動率。載子移動率為0.60cm2/Vs。結果表示於表1中。
實施例12(使用含有高分子化合物(2-1)之膜的殘膜率之測定)
將在合成例2-1獲得之高分子化合物(2-1)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數600rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10241nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯 (1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為10250nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為100.1%。結果表示於表1中。
實施例13(使用含有高分子化合物(2-2)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-2獲得之高分子化合物(2-2)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數700rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10249nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為10240nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為99.9%。結果表示於表1中。
實施例14(使用含有高分子化合物(2-3)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-3獲得之高分子化合物(2-3)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數600rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲 得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10395nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為10419nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為100.2%。結果表示於表1中。
實施例15(使用含有高分子化合物(2-4)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-4獲得之高分子化合物(2-4)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數1600rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為9600nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/40秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為9612nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為100.1%。結果表示於表1中。
實施例16(使用含有高分子化合物(2-5)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-5獲得之高分子化合物(2-5)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL) 旋轉塗佈(旋轉數1000rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10706nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為10603nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為99.0%。結果表示於表1中。
實施例17(使用含有高分子化合物(2-6)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-6獲得之高分子化合物(2-6)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數500rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為9466nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為9403nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為99.3%。結果表示於表1中。
實施例18(使用含有高分子化合物(2-7)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-7獲得之高分子化合物(2-7)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數500rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10366nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為10318nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為99.5%。結果表示於表1中。
實施例19(使用含有高分子化合物(2-8)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-8獲得之高分子化合物(2-8)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數550rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10449nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為10406nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為99.6%。結果表示於表1中。
比較例13(使用含有高分子化合物(2-9)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-9獲得之高分子化合物(2-9)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得10重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為12380nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為9297nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為75.1%。結果表示於表1中。
比較例14(使用含有高分子化合物(2-10)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-10獲得之高分子化合物(2-10)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10293nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為1360nm。從膜A及膜B各 別之膜厚的比得到殘膜率為13.2%。結果表示於表1中。
比較例15(使用含有高分子化合物(2-11)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-11獲得之高分子化合物(2-11)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數700rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10225nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為6311nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為61.7%。結果表示於表1中。
比較例16(使用含有高分子化合物(2-12)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-12獲得之高分子化合物(2-12)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數1000rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為13147nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數 2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為3141nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為23.9%。結果表示於表1中。
比較例17(使用含有高分子化合物(2-13)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-13獲得之高分子化合物(2-13)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得30重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數500rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為9959nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為7611nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為76.4%。結果表示於表1中。
比較例18(使用含有高分子化合物(2-14)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-14獲得之高分子化合物(2-14)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數650rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之 3點平均為10480nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為7692nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為73.4%。結果表示於表1中。
比較例19(使用含有高分子化合物(2-15)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-15獲得之高分子化合物(2-15)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得30重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數1250rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10315nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為831nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為8.1%。結果表示於表1中。
比較例20(使用含有高分子化合物(2-16)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-16獲得之高分子化合物(2-16)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數500rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、 厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為8356nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為763nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為9.1%。結果表示於表1中。
比較例21(使用含有高分子化合物(2-17)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-17獲得之高分子化合物(2-17)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數500rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為9852nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為1086nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為11.0%。結果表示於表1中。
比較例22(使用含有高分子化合物(2-18)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-18獲得之高分子化合物(2-18)與丙二醇單 甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數550rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10000nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為10019nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為100.2%。結果表示於表1中。
比較例23(使用含有高分子化合物(2-19)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-19獲得之高分子化合物(2-19)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數1250rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為9878nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為8833nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為89.4%。結果表示於表1中。
比較例24(使用含有高分子化合物(2-20)之膜的發膜 率之測定)
將合成例2-20獲得之高分子化合物(2-20)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得30重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數1800rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為11007nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為1258nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為11.4%。結果表示於表1中。
實施例20(使用含有高分子化合物(2-21)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-21獲得之高分子化合物(2-21)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得15重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數600rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為9862nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為9832nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為99.7%。結果表示於表1中。
實施例21(使用含有高分子化合物(2-22)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-22獲得之高分子化合物(2-22)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得30重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數2500rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為9853nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B之膜厚,而膜厚之3點平均為9854nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為100.0%。結果表示於表1中。
實施例22(使用含有高分子化合物(2-23)之膜的殘膜率之測定)
將合成例2-23獲得之高分子化合物(2-23)與丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,獲得20重量%之溶液。將該溶液(0.5mL)旋轉塗佈(旋轉數1700rpm/40秒)於玻璃基板(大小40×44mm、厚度0.7mm)上之後,以150℃之加熱板烘烤30分鐘,獲得膜A。使用段差計,測定所得之膜A的膜厚,而膜厚之3點平均為10731nm。其後,將丙二醇單甲基醚乙酸酯(1.0mL)滴下至膜A,進行旋轉塗佈(旋轉數2000rpm/20秒),獲得膜B。使用段差計,測定所得之膜B 之膜厚,而膜厚之3點平均為9953nm。從膜A及膜B各別之膜厚的比得到殘膜率為92.7%。結果表示於表1中。
將有機薄膜電晶體之載子移動率為0.5cm2/Vs以上者評估為載子移動率良好,將殘膜率為90%以上者評估為耐溶劑性高。

Claims (9)

  1. 一種閘極絕緣膜,係由高分子化合物或其硬化物、或是包含該高分子化合物之組成物或其硬化物所構成者,該高分子化合物包含:選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、式(4)所示之重複單元、及下述式(1)所示之重複單元;前述高分子化合物係式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計與式(4)所示之重複單元之莫耳比,在以式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計的饋入量(莫耳量)作為100時,以莫耳比計為50/100至200/100,以前述高分子化合物所含之全部重複單元的合計含量作為100莫耳%時,下述式(1)所示之重複單元的含量為75莫耳%以上;前述組成物係前述高分子化合物之總質量相對於組成物整體為80質量%以上,相對於前述高分子化合物之含有2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下; 式(1)中,R 1、R 2及R 3分別獨立地表示氫原子或甲基,R a表示碳原子數1至6之1價烴基,複數個R a可一起與其等鍵結之碳原子一同形成環,n1表示0至5之整數; 式(2)及(3)中,R 4、R 5及R 6係分別獨立地表示氫原子或甲基,X b係表示氧原子或硫原子,R 7至R 11係分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,R b係表示碳原子數1至20之2價有機基,X係表示氧原子、或-NR n-所示之基, R n係表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,l係表示1至6之整數,R b為複數個時,其等可互為相異; 式(4)中,R 12、R 13及R 14係分別獨立地表示氫原子或甲基,R c係表示碳原子數1至20之2價有機基、-O-所示之基、-CO-所示之基、-COO-所示之基、-NHCO-所示之基或-NHCOO-所示之基,此等基之各自的2個鍵結鍵係任一者皆可位於R 12鍵結之碳原子側,R d係表示單鍵或碳原子數1至20之2價有機基,m係表示0至6之整數,X a係表示羥基或羧基,R c為複數個時,其等可互為相異。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之閘極絕緣膜,其中,前述高分子化合物以前述高分子化合物所含之全部重複單元的合計含量作為100莫耳%時,式(1)所示之重複單元、式(2)或(3)所示之重複單元、式(4)所示之重複單元之合計含量為90莫耳%以上。
  3. 一種閘極絕緣膜,係由高分子化合物或其硬化物、或包 含高分子化合物之組成物或其硬化物所構成者,前述高分子化合物包含:選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群的至少1種重複單元、式(6)所示之重複單元、以及下述式(1)所示之重複單元;前述高分子化合物係式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元之合計與式(6)所示之重複單元之莫耳比,在以式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元合計之饋入量(莫耳量)作為100時,以莫耳比計為50/100至200/100,以前述高分子化合物所含之全部的重複單元之合計含量作為100莫耳%時,下述式(1)所示之重複單元之含量為75莫耳%以上者;前述組成物係前述高分子化合物之總質量相對於組成物整體為80質量%以上,相對於前述高分子化合物之包含2個以上胺基之化合物的總質量為4.5質量%以下; 式(1)中,R 1、R 2及R 3係分別獨立地表示氫原子或甲基,R a係表示碳原子數1至6之1價烴基,複數個R a可一起與其等鍵結之碳原子一同形成環, n1係表示0至5之整數; 式(2)及(3)中,R 4、R 5及R 6係分別獨立地表示氫原子或甲基,X b係表示氧原子或硫原子,R 7至R 11係分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,R b係表示碳原子數1至20之2價有機基,X係表示氧原子或-NR n-所示之基,R n係表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,l係表示1至6之整數,R b為複數個時,其等可互為相異; 式(6)中,R 12、R 13及R 14係分別獨立地表示氫原子或甲基,n2係表示1至5之整數。
  4. 一種薄膜電晶體,係具有閘極電極、源極電極、汲極電極、半導體層及閘極絕緣層之薄膜電晶體;閘極絕緣層為由申請專利範圍第1至3項中任一項所述之閘極絕緣膜所構成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之薄膜電晶體,其中,前述半導體層為有機半導體層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之薄膜電晶體,其中,前述有機半導體層含有包含下述式(5)所示之構造的化合物, 式(5)中,R S1、R S2、R S3及R S4係分別獨立地表示可具有取代基之碳原子數1至20之烷基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷氧基、可具有取代基之碳原子數1至20之烷基硫基、可具有取代基之碳原子數2至20之烷 基羰基、可具有取代基之碳原子數2至20之烷氧基羰基、可具有取代基之碳原子數2至20之二烷基胺基、具有烷基作為取代基之碳原子數6至20的1價芳香族烴基、具有烷氧基作為取代基之碳原子數6至20之1價芳香族烴基、具有烷基作為取代基之碳原子數2至20之1價雜環基、具有烷氧基作為取代基之碳原子數2至20的1價雜環基、碳原子數2至22之炔基或碳原子數2至22之烯基,環A係表示噻吩環、苯并噻吩環、或噻吩并噻吩環,2個環A可為相同亦可為相異,環B係表示芳香環、芳香族雜環、或選自由芳香環及芳香族雜環所構成之群的2至4個環所縮合的縮合環,此等環可具有取代基。
  7. 如申請專利範圍第4至6項中任一項所述之薄膜電晶體,其具有頂部閘極型構造。
  8. 一種高分子化合物,係包含:式(1)所示之重複單元、選自由式(2)所示之重複單元及式(3)所示之重複單元所構成之群中的至少1種重複單元、及式(6)所示之重複單元,以前述高分子化合物所含之全部重複單元之合計含量作為100莫耳%時,下述式(1)所示之重複單元之含量為75莫耳%以上; 式(1)中,R 1、R 2及R 3係分別獨立地表示氫原子或甲基,R a係表示碳原子數1至6之1價烴基,複數個R a可一起與其等鍵結之碳原子一同形成環,n1係表示0至5之整數; 式(2)及(3)中,R 4、R 5及R 6係分別獨立地表示氫原子或甲基, X b係表示氧原子或硫原子,R 7至R 11係分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,R b係表示碳原子數1至20之2價有機基,X係表示氧原子或-NR n-所示之基,R n係表示氫原子或碳原子數1至20之1價有機基,l係表示1至6之整數,R b為複數個時,其等可互為相異; 式(6)中,R 12、R 13及R 14係分別獨立地表示氫原子或甲基,n2係表示1至5之整數。
  9. 一種印墨,係包含申請專利範圍第8項之高分子化合物及有機溶劑。
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