TWI476974B - 有機薄膜電晶體及其製造方法，以及使用該有機電晶體之顯示用組件以及顯示器 - Google Patents

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Description

有機薄膜電晶體及其製造方法，以及使用該有機電晶體之顯示用組件以及顯示器
本發明係關於一種有機薄膜電晶體及其製造方法，以及使用該有機電晶體之顯示用組件以及顯示器。
作為電子紙等之可撓性顯示元件之基板係檢討聚碳酸酯、聚對苯二甲酸伸乙酯等之塑膠基板。但是，這些塑膠基板係有在加熱時而產生些微伸展或收縮之問題，因此，要求耐熱性之提升。另一方面，作為搭載於前述元件之基板之電晶體係薄型且柔軟性良好，因此，有機薄膜電晶體受到注目。塑膠基板係正如前面之敘述，直到目前為止，不具有充分之耐熱性，因此，在基板上製造有機薄膜電晶體之製程最好是儘可能地於低溫中進行。
在有機薄膜電晶體之製程中，一般在成膜為設置於閘極電極和有機半導體層間之絕緣層之閘極絕緣膜且進行硬化之製程中特別要求高溫。因此，在有機薄膜電晶體之製程的低溫化中，將閘極絕緣膜之形成步驟低溫化係變得重要。
作為在低溫來形成閘極絕緣膜之方法已知有：對於閘極電極之表面來進行陽極氧化之方法(參考專利文獻1)或者是藉由化學氣相堆積法而進行成膜之方法(參考專利文獻2)等。但是，這些方法係閘極絕緣膜之形成製程變得煩雜。
於是，作為在低溫且簡便地形成閘極絕緣膜之方法係檢討藉由塗佈等之手段而進行成膜。例如在下列之非專利文獻1中揭示：將聚(4-乙烯基酚)或聚(三聚氰胺-甲醛)旋轉塗佈後在200℃進行硬化而形成閘極絕緣膜。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2003-258260號公報
專利文獻2：日本特開2004-72049號公報
[非專利文獻]
非專利文獻1：Hagen Klauk et al.,J. Appl. Phys.,Vol. 92.,No. 9.,p. 5259-5263(2002)
如為前述之非專利文獻1所示之方法時，在閘極絕緣膜之形成中必須以高溫來進行材料之硬化。但是，此種硬化所需要之溫度，也大多是無法充分地抑制塑膠基板因熱所造成之伸縮之情形，例如在製作具有微細畫素之顯示元件之狀態下，則無法忽視其影響。因此，在近年來，要求可以在更低溫中形成閘極絕緣膜者。
本發明係有鑑於此種狀況而完成的，其目的係提供一種可以在低溫形成閘極絕緣膜之有機薄膜電晶體及其製造方法。此外，本發明之目的係提供一種使用此種有機薄膜電晶體之顯示用組件以及顯示器。
為了達成前述之目的，本發明之有機薄膜電晶體，其特徵為：具備源極電極、汲極電極、成為該等間之電流通路之有機半導體層、控制通過電流通路之電流之閘極電極、以及將有機半導體層和閘極電極絕緣之絕緣層，其中，絕緣層係包含：在分子內具有2個以上藉由電磁線或熱來生成與活性氫基反應之官能基(在以下，稱為「反應性官能基」。)之基(以下，稱為「可解離基」。)之第1化合物、以及在分子內具有2個以上活性氫基之第2化合物，並且，第1及第2化合物之至少一種係由成為高分子化合物之組成物之硬化物所組成者。
前述本發明之有機薄膜電晶體係絕緣層由前述組成物之硬化物所形成者。在這些組成物中，第1化合物藉由加入電磁線或熱，而由可解離基生成反應性官能基，接著，該反應性官能基和第2化合物之活性氫基產生反應而進行硬化。在此，第1化合物係可以藉由電磁線或熱而容易產生反應性官能基，藉此而產生之反應性官能基也可容易與第2化合物之活性氫基反應。因此，在前述組成物之硬化中亦可進行電磁線之照射或比較低溫之加熱，而不需要向來之高溫。因此，前述本發明之有機薄膜電晶體即使在低溫中也可以良好地形成絕緣層(閘極絕緣膜)。
此外，由前述之組成物之硬化物所組成之絕緣層不僅是可於低溫形成，並且，很少產生漏電流，即使是施加高電壓，也不容易產生破壞，此外，相對於電壓變化，穩定電流變化之履歷(滯後現象(hysteresis))等，在成為有機薄膜電晶體之閘極絕緣膜之狀態下，可以發揮良好之特性。因此，具備此種絕緣層之本發明之有機薄膜電晶體係除了可以發揮良好之電晶體特性，並且，可以具有高度之耐久性及可靠性。
在前述本發明之有機薄膜電晶體中，藉由電磁線或熱來生成與活性氫基反應之官能基之基(可解離基)最好是封端之異氰酸基(blocked isocyanato)或封端之異硫氰酘基。這些基係可以藉由加入電磁線或熱而容易地生成作為反應性官能基之異氰酸基或異硫氰酸基，因此，可以在更低溫下形成絕緣層。
作為此種封端之異氰酸基或封端之異硫氰酸基最好是藉由下列之通式(1a)所表示之基或者是藉由下列之通式(1b)所表示之基。
[在化學式中，X1 及X2 係分別獨立地表示氧原子或硫原子，R11 、R12 、R13 、R14 及R15 係分別獨立地表示氫原子或碳數1至20之1價之有機基。]
更加具體地說，作為前述之第1化合物最好是具有：由下列之通式(2a)所表示之構造單位和下列之通式(2b)所表示之構造單位所組成之群組中選出之至少一種構造單位、以及由下列之通式(2c)所表示之構造單位、下列之通式(2d)所表示之構造單位和下列之通式(2e)所表示之構造單位所組成之群組中選出之至少一種構造單位的高分子化合物。
[在化學式中，X21 及X22 係分別獨立地表示氧原子或硫原子，R201 、R202 、R203 、R204 、R205 、R206 、R207 、R208 、R209 、R210 、R211 、R212 、R213 、R214 、R215 、R216 、R217 及R218 係分別獨立地表示氫原子或碳數1至20之1價之有機基，RA 、RB 、RC 、RD 及RE 係分別獨立地表示碳數1至20之2價之有機基，q、r、s、t及u係分別獨立地成為0至20之整數。]
此外，本發明係提供具有前述構造之本發明之有機薄膜電晶體之製造方法。也就是說，本發明之有機薄膜電晶體之製造方法，其特徵係：具備源極電極、汲極電極、成為該等電極間之電流通路之有機半導體層、控制通過電流通路之電流之閘極電極、以及將有機半導體層和閘極電極絕緣之絕緣層的有機薄膜電晶體，其中，藉由在形成該絕緣層之面上，塗佈包含在分子內具有2個以上藉由電磁線或熱來生成與活性氫基反應之官能基之基的第1化合物以及在分子內具有2個以上活性氫基之第2化合物且第1及第2化合物之至少一種成為高分子化合物的組成物，使之硬化而形成絕緣層者。
像這樣，在本發明之有機薄膜電晶體之製造方法中，藉由在塗佈前述之組成物後，進行硬化而形成絕緣層，因此，能夠在低溫且簡便地進行絕緣層之形成。
此外，本發明更提供一種使用前述本發明之有機薄膜電晶體之顯示用組件以及具備該顯示用組件之顯示器。這些顯示用組件及顯示器係使用可於低溫形成之前述本發明之有機薄膜電晶體，因此，極度地抑制塑膠基板之變形等，例如容易成為具有微細畫素之顯示器等。
如依本發明，則可以提供能夠在低溫形成閘極絕緣膜之有機薄膜電晶體及其製造方法。接著，在理想之實施形態中，像這樣得到之有機薄膜電晶體係臨限值電壓、ON(導通)/OFF(截止)比及滯後(hysteresis)變得良好。此外，可以使用此種有機薄膜電晶體而提供具有微細畫素之顯示器或者是其顯示用組件。
 [發明之實施形態]
在以下，參考圖式而就本發明之理想實施形態進行說明。此外，在圖式之說明中，於相同之要素，附加相同之符號，就重複之說明而進行省略。
[有機薄膜電晶體]
第1圖係示意地顯示第1實施形態之有機薄膜電晶體(以下，僅稱為「電晶體」。)之剖面構造之圖，第2圖係示意地顯示第2實施形態之電晶體之剖面構造之圖。第1圖所示之第1實施形態之電晶體係所謂頂閘(top gate)型電晶體，第2圖所示之第2實施形態之電晶體係所謂底閘(bottom gate)型電晶體，但是，本發明之電晶體不一定限制於這些形態。
如第1圖所示，第1實施形態之電晶體100係在基板10上，依照該順序地設置源極電極12及汲極電極14、有機半導體層16、閘極絕緣層(絕緣層)18以及閘極電極19。
在該電晶體100，源極電極12及汲極電極14係在基板10上，空出既定之間隔而設置。有機半導體層16係在基板10上形成分別覆蓋源極電極12及汲極電極14之至少一部分者。有機半導體層16係藉由像這樣接合於源極電極12及汲極電極14兩者，而成為這些電極間之電流通路。
此外，設置閘極絕緣層18而覆蓋形成於下部之源極電極12、汲極電極14及有機半導體層16之全部。此外，閘極電極19係設置於該閘極絕緣層18上。藉由像這樣，閘極絕緣層18形成於有機半導體層16和閘極電極19之間，而使有機半導體層16和閘極電極19絕緣。
另一方面，正如第2圖所示，第2實施形態之電晶體200係在基板20上，依照該順序地設置閘極電極29、閘極絕緣層28、源極電極22及汲極電極24、有機半導體層26以及表塗層30。
在該電晶體200，閘極電極29係直接設置於基板20上，而形成閘極絕緣層28覆蓋該閘極電極29。在閘極絕緣層28上，空出既定之間隔而設置源極電極22及汲極電極24。此外，有機半導體層26係設置在閘極絕緣層28上而分別覆蓋源極電極22及汲極電極24之至少一部分。
有機半導體層26係藉由像這樣接合於源極電極22及汲極電極24兩者，而成為這些電極間之電流通路。此外，有機半導體層26和閘極電極29係藉由在該等之間形成閘極絕緣層28而使之絕緣。
接著，在電晶體200，於基板20上設置表塗層30而覆蓋前述元件構造之全部。藉此而保護元件構造、特別是因容易與外部接觸而惡化之有機半導體層26。
在前述之電晶體100及200，首先，基板10及20係藉由玻璃基板或塑膠基板等之習知基板而構成。但是，正如後面之敘述，本發明之電晶體係可以進行低溫形成，因此，作為基板10、20係通常可以良好地適用容易因熱而發生伸縮等之塑膠基板。藉由適用的塑膠基板而易於使電晶體100、200之輕量化或可撓化。
閘極電極19、29係由導電性材料而構成。作為導電性材料係可以例舉鋁、金、鉑、銀、銅、鉻、鎳、鈦等之金屬、ITO等之導電性氧化物、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)和聚苯乙烯磺酸之混合高分子等之導電性高分子等。此外，也可以適用金屬微粒、碳黑、石墨微粉分散於黏合劑中之導電性材料。此外，源極電極12、22或汲極電極14、24亦可適用藉由與閘極電極19、29之相同導電性材料而構成者。
作為有機半導體層16、26係可以適用由低分子有機半導體材料或高分子有機半導體材料所組成者。作為低分子有機半導體材料可列舉例如稠五苯等。此外，作為高分子有機半導體材料可列舉例如聚-3-己基噻吩(P3HT)或茀二噻吩(F8T2)等。此外，有機半導體層16、26係由可以發揮作為半導體功能之有機材料所構成者。
電晶體100、200中之閘極絕緣層18、28(絕緣層)係包含在分子內具有2個以上藉由電磁線或熱來生成與活性氫基反應之官能基(反應性官能基)之基(可解離基)的第1化合物以及在分子內具有2個以上活性氫基之第2化合物，第1及第2化合物之至少一種係藉由成為高分子化合物之組成物之硬化物所構成。
在以下，就構成閘極絕緣層18、28之組成物(以下，稱為「絕緣性組成物」。)及其硬化物進行詳細說明。
在絕緣性組成物，第1化合物及第2化合物之至少一種係高分子化合物。也就是說，作為絕緣性組成物之組合可列舉：第1及第2之化合物兩者為高分子化合物之情形、以及第1及第2化合物之任何一種為高分子化合物而另一種為低分子化合物之情形。在本說明書中，所謂「高分子化合物」係指在分子中包含複數個之重複相同構造單位之構造之化合物，所謂二聚物也包含於此。另一方面，所謂「低分子化合物」係表示在分子中不重複具有相同構造單位之化合物。
首先，就第1化合物而進行說明。
在第1化合物，作為可解離基係列舉封端之異氰酸基(以下，稱為「封端異氰酸基」。)、封端之異硫氰酸基(以下，稱為「封端異硫氰酸基」。)等。
作為可解離基最好是封端異氰酸基或封端異硫氰酸基。封端異氰酸基或封端異硫氰酸基係分別藉由熱而生成作為反應性官能基之異氰酸基或異硫氰酸基。
所謂封端異氰酸基或封端異硫氰酸基係藉由封端劑而封端之異氰酸基或異硫氰酸基。作為該封端劑係可與異氰酸基或異硫氰酸基反應而形成保護這些之基之化合物，可列舉例如具有1個可與異氰酸基或異硫氰酸基反應之活性氫基之化合物。特別是作為封端劑最好是在封端後，可以藉由加入170℃以下之溫度，而進行解離(脫封端)，再度生成異氰酸基或異硫氰酸基者。
作為此種封端劑可列舉例如醇系、酚系、活性亞甲基系、硫醇系、醯胺系、醯亞胺系、咪唑系、尿素系、肟系、胺系、亞胺系、吡啶系化合物、吡唑系化合物等之化合物。作為封端劑係可將該等以單獨或者是組合2種以上而使用。其中亦以肟系化合物或吡唑系化合物為適用。
更加具體地說，作為封端劑而言，醇系化合物可列舉甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、甲賽璐素、丁基賽璐素、甲基卡必醇、苄醇、環己醇等，酚系化合物可列舉酚、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。活性亞甲基系化合物可列舉丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙醯基丙酮等，硫醇系化合物可列舉丁基硫醇、月桂基硫醇等。
此外，成為封端劑之醯胺系化合物可列舉乙醯苯胺、乙醯胺、ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺等，醯亞胺系化合物可列舉琥珀醯亞胺、順丁烯二醯亞胺等。咪唑系化合物可列舉咪唑、2-甲基咪唑等，尿素系化合物可列舉尿素、硫脲、伸乙脲等。胺系化合物可列舉二苯胺、苯胺、卡唑等，亞胺系化合物可列舉伸乙亞胺、聚伸乙亞胺等。重亞硫酸鹽可列舉重亞硫酸鈉等，吡啶系化合物可列舉2-羥基吡啶、2-羥基喹啉等。此外，作為肟系化合物可列舉甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、環己酮肟等，吡唑系化合物可列舉3,5-二甲基吡唑、3,5-二乙基吡唑等。
另一方面，作為藉由電磁線之照射而進行脫封端之封端劑可列舉鄰-硝基苄基、α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄基等。
作為前述之封端異氰酸基或封端異硫氰酸基係適合為下列之通式(1a)或(1b)所表示之基。
[在化學式中，X1 及X2 係分別獨立地表示氧原子或硫原子，R11 、R12 、R13 、R14 及R15 係分別獨立地表示氫原子或碳數1至20之1價之有機基。]
在此，在該等之封端異氰酸基或封端異硫氰酸基中，作為R11 至R15 所表示之基之碳數1至20之1價之有機基可以是直鏈、分支、環狀之任何一種基，也可以是飽和基或不飽和基。
作為該碳數1至20之1價之有機基可列舉例如碳數1至20之直鏈狀烴基、碳數3至20之分支狀烴基、碳數3至20之環狀烴基、碳數6至20之芳香族烴基。最好是碳數1至6之直鏈狀烴基、碳數3至6之分支狀烴基、碳數3至6之環狀烴基或碳數6至20之芳香族烴基。
此外，這些之碳數1至20之直鏈狀烴基、碳數3至20之分支狀烴基、碳數3至20之環狀烴基係可藉由氟原子而取代一部分之氫原子者。此外，碳數6至20之芳香族烴基可以藉由烷基、鹵素原子等而取代。
作為碳數1至20之1價之有機基可列舉甲基、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、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、乙烯基萘基、甲基蒽基、乙基蒽基、五氟苯基、三氟甲基苯基、氯苯基、溴苯基等。
作為前述之封端異氰酸基可列舉O-(亞甲胺基)羧基胺基、O-(1-亞乙胺基)羧基胺基、O-(1-甲基亞乙胺基)羧基胺基、O-[1-甲基亞丙胺基]羧基胺基、1-(3,5-二甲基吡唑基)羰基胺基、1-(3-乙基-5-甲基吡唑基)羰基胺基、1-(3,5-二乙基吡唑基)羰基胺基、1-(3-丙基-5-甲基吡唑基)羰基胺基、1-(3-乙基-5-丙基吡唑基)羰基胺基等。
此外，作為封端異硫氰酸基可列舉O-(亞甲胺基)硫羧基胺基、O-(1-亞乙胺基)硫羧基胺基、O-(1-甲基亞乙胺基)硫羧基胺基、O-[1-甲基亞丙胺基]硫羧基胺基、1-(3,5-二甲基吡唑基)硫羰基胺基、1-(3-乙基-5-甲基吡唑基)硫羰基胺基、1-(3,5-二乙基吡唑基)硫羰基胺基、1-(3-丙基-5-甲基吡唑基)硫羰基胺基、1-(3-乙基-5-丙基吡唑基)硫羰基胺基等。
第1化合物係具有2個以上之前述可解離基之高分子化合物或低分子化合物。
在以下，首先就第1化合物為高分子化合物之情形進行說明。
在第1化合物為高分子化合物時，可解離基可以直接鍵結在構成高分子化合物之主鏈上，可以透過既定之基而結合。此外，可解離基可以包含於構成高分子化合物之構造單位，此時，可以包含於各個構造單位，也可以僅包含於部分之構造單位。由適度地硬化絕緣性組成物而對閘極絕緣層18、28賦予良好之柔軟性之觀點而言，可解離基最好是僅包含於部分之構造單位。此外，可解離基可以僅結合在高分子化合物之末端。
由高分子化合物所組成之第1化合物係例如可以藉由使分子內具有可解離基及不飽和鍵(例如雙鍵)之單體化合物(單體)單獨聚合，或者是與其他之共聚性化合物(共聚單體)共聚而形成聚合物，得到第1化合物。此外，第1化合物也可藉由使用具有反應性官能基者以取代可解離基，來作為前述之單體，將此聚合而形成聚合物之後，將所得聚合物中之反應性官能基變更為可解離基，而得到第1化合物。該等在聚合之際，可以適用光聚合起始劑或熱聚合起始劑。
例如在可解離基為封端異氰酸基或封端異硫氰酸基時，第1化合物可依下述而得到。也就是說，首先將分子內具有異氰酸基或異硫氰酸基和不飽和鍵之單體以單獨或與他之共聚單體聚合而得到聚合物之後，使封端異氰酸基或封端異硫氰酸基與前述之封端劑反應而取代為封端異氰酸基或封端異硫氰酸基，而得到第1化合物。
作為分子內具有異氰酸基或異硫氰酸基與不飽和鍵之單體可列舉2-丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、2-(2’-甲基丙烯醯氧基乙基)氧基乙基異氰酸酯、2-丙烯醯氧基乙基異硫氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基異硫氰酸酯、2-(2’-甲基丙烯醯氧基乙基)氧基乙基異硫氰酸酯等。
此外，即使是首先藉由將分子內具有封端異氰酸基或封端異硫氰酸基和不飽和鍵之單體以單獨或與其他之共聚單體共聚而得到聚合物，也可以得到第1化合物。例如在分子內具有封端異氰酸基與不飽和鍵之單體可列舉2-[O-[1’-甲基亞丙胺基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯、2-[N-[1’,3’-二甲基吡唑基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯等。
使用於聚合反應之光聚合起始劑可列舉例如乙醯苯、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(o-苯甲醯基)苯甲酸酯、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-(o-苯甲醯)肟、苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙基醚、苯偶因異丁基醚、苯偶因辛基醚、苯偶醯、苯偶醯二甲縮酮、苯偶醯二乙縮酮、二乙醯基等之羰基化合物、甲基蒽醌、氯蒽醌、氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮等之蒽醌或噻噸酮衍生物、二苯基二硫醚、二硫代胺基甲酸酯等之硫化合物。
此外，熱聚合起始劑係可以發揮作為自由基聚合之起始劑之功能者。可列舉例如2,2’-偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮二異戊腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮二(環己烷腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基丙烷)、2,2’-偶氮二(2-甲基二異丁脒)2鹽酸鹽等之偶氮系化合物、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、乙醯丙酮過氧化物等之酮過氧化物類、異丁基過氧化物、苯甲醯過氧化物、2,4-二氯苯甲醯過氧化物、o-甲基苯甲醯過氧化物、月桂醯過氧化物、p-氯苯甲醯過氧化物等之二醯基過氧化物類、2,4,4-三甲基戊基-2-氫過氧化物、二異丙基苯過氧化物、枯烯氫過氧化物、t-丁基過氧化物等之氫過氧化物類、二枯基過氧化物、t-丁基枯基過氧化物、二-t-丁基過氧化物、三(t-丁基過氧基)三等之二烷基過氧化物類、1,1-二-t-丁基過氧基環己烷、2,2-二(t-丁基過氧基)丁烷等之過氧化縮酮類、t-丁基過氧化新戊酸酯、t-丁基過氧化-2-乙基己酸酯、t-丁基過氧化異丁酸酯、二-t-丁基過氧化六氫對苯二甲酸酯、二-t-丁基過氧化壬二酸酯、t-丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、t-丁基過氧化乙酸酯、t-丁基過氧化苯甲酸酯、二-t-丁基過氧化三甲基己二酸酯等之烷基過酯類、二異丙基過氧化二碳酸酯、二-sec-丁基過氧化二碳酸酯、t-丁基過氧化異丙基碳酸酯等之過碳酸酯類等。
作為前述之與具有可解離基或反應性官能基之單體共聚之共聚單體可列舉例如(甲基)丙烯酸酯及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、乙酸乙烯及其衍生物、(甲基)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、富馬酸之二烷酯及其衍生物、順丁烯二酸之二烷酯及其衍生物、衣康酸之二烷酯及其衍生物、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。此外，在本說明書中，「(甲基)丙烯酸」係丙烯酸及甲基丙烯酸之總稱，表示該等之任何一種或兩者。
在共聚單體中，作為(甲基)丙烯酸酯類及其衍生物係可以適用單官能之(甲基)丙烯酸酯或多官能之(甲基)丙烯酸酯。此外，多官能之(甲基)丙烯酸酯會有依目的聚合物之性狀而限制使用量之情形發生。
作為(甲基)丙烯酸酯類及其衍生物可列舉例如(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)丙烯酸第二丁酯、(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)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羥苯基乙酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁烷二醇二(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、季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙烯醯基嗎啉等。
此外，作為苯乙烯及其衍生物可列舉苯乙烯、2,4-二甲基-α-甲基苯乙烯、o-甲基苯乙烯、m-甲基苯乙烯、p-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、o-乙基苯乙烯、m-乙基苯乙烯、p-乙基苯乙烯、o-氯苯乙烯、m-氯苯乙烯、p-氯苯乙烯、o-溴苯乙烯、m-溴苯乙烯、p-溴苯乙烯、o-甲氧基苯乙烯、m-甲氧基苯乙烯、p-甲氧基苯乙烯、o-羥基苯乙烯、m-羥基苯乙烯、p-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-p-聯三苯、1-乙烯基蒽、α-甲基苯乙烯、o-異丙烯基甲苯、m-異丙烯基甲苯、p-異丙烯基甲苯、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、p-異丙基-α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-氯苯乙烯、二乙烯基苯、二乙烯基聯苯、二異丙基苯、4-胺基苯乙烯等。
作為(甲基)丙烯腈及其衍生物可列舉丙烯腈、甲基丙烯腈等。作為有機羧酸之乙烯酯及其衍生物可列舉乙酸乙烯、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。作為有機羧酸之烯丙酯及其衍生物可列舉乙酸烯丙酯、安息香酸烯丙酯、己二酸二烯丙酯、對苯二甲酸二烯丙酯、異苯二甲酸二烯丙酯、苯二甲酸二烯丙酯等。
作為富馬酸之二烷酯及其衍生物可列舉富馬酸二甲酯、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、富馬酸二苄酯等。作為順丁烯二酸之二烷酯及其衍生物可列舉順丁烯二酸二甲酯、順丁烯二酸二乙酯、順丁烯二酸二異丙酯、順丁烯二酸二第二丁酯、順丁烯二酸二異丁酯、順丁烯二酸二第二丁酯、順丁烯二酸二-2-乙基己酯、順丁烯二酸二苄酯等。
作為衣康酸之二烷酯及其衍生物可列舉衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二異丙酯、衣康酸二第二丁酯、衣康酸二異丁酯、衣康酸二正丁酯、衣康酸二-2-乙基己酯、衣康酸二苄酯等。作為有機羧酸之N-乙烯基醯胺衍生物可列舉N-甲基-N-乙烯基乙醯胺等。作為馬來醯亞胺及其衍生物可列舉N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。
作為末端不飽和烴及其衍生物可列舉1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、乙烯基環己烷、氯乙烯、烯丙醇等。作為有機鍺衍生物可列舉烯丙基三甲基鍺、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。
該等共聚單體中，最好是(甲基)丙烯酸烷酯、苯乙烯、(甲基)丙烯腈或烯丙基三甲基鍺，可將該等適度地組合使用。
在具有可解離基或反應性官能基之單體中使共聚單體共聚而形成第1化合物時，具有可解離基或反應性官能基之單體在供應於聚合之單體之總量中，宜為5mol%以上60mol%以下、更加理想是10mol%以上50mol%以下。藉由滿足此種共聚比例，而使第1化合物適度地含有可解離基，即可良好地產生絕緣性組成物之硬化。
作為如此而得之第1化合物係適合為例如具有：由下列之通式(2a)所表示之構造單位和下列之通式(2b)所表示之構造單位所組成之群組中選出至少一種構造單位、以及由下列之通式(2c)所表示之構造單位、下列之通式(2d)所表示之構造單位和下列之通式(2e)所表示之構造單位所組成之群組中選出至少一種構造單位的高分子化合物。
[在化學式中，X21 及X22 係分別獨立地表示氧原子或硫原子，R201 、R202 、R203 、R204 、R205 、R206 、R207 、R208 、R209 、R210 、R211 、R212 、R213 、R214 、R215 、R216 、R217 及R218 係分別獨立地表示氫原子或碳數1至20之1價之有機基，RA 、RB 、RC 、RD 及RE 係分別獨立地表示碳數1至20之2價之有機基，q、r、s、t及u係分別獨立地成為0至20之整數。]
該高分子化合物可為具有組合以下複數個構造單位者：由前述之通式(2a)所表示之構造單位和前述之通式(2b)所表示之構造單位中之複數個、以及由前述之通式(2c)所表示之構造單位、前述之通式(2d)所表示之構造單位和前述之通式(2e)所表示之構造單位中之複數個。
在此，作為前述通式(2a)至(2e)中之碳數1至20之1價之有機基可列舉相同於藉由前述通式(1a)或(1b)之封端異氰酸基或封端異硫氰酸基所表示之碳數1至20之有機基者。此外，作為碳數1至20之2價之有機基可列舉該等1價之有機基所具有之氫原子中之1個成為與其他構造結合之鍵的2價基。
在第1化合物為高分子化合物時，作為第1化合物係更加具體地列舉聚(苯乙烯-co-[2-[O-(1’-甲基亞丙胺基)羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚(苯乙烯-co-[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚(苯乙烯-co-丙烯腈-co-[2-[O-(1’-甲基亞丙胺基)羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚(苯乙烯-co-丙烯腈-co-[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯])、聚(苯乙烯-co-丙烯腈-co-[2-[O-(1’-甲基亞丙胺基)羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯]-co-烯丙基三甲基鍺)、聚(苯乙烯-co-丙烯腈-co-[2-[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯]-co-烯丙基三甲基鍺)等。
由前述之高分子化合物所組成之第1化合物最好是其聚苯乙烯換算之重量平均分子量為3000至1000000、更加理想是5000至500000。藉由具有此種重量平均分子量而會有形成平坦性及均一性良好之絕緣層之優點。
接著，就第1化合物為低分子化合物時進行說明。
由低分子化合物所組成之第1化合物係具有2個以上之可解離基結合於低分子(單體)構造之構造之化合物。作為該低分子構造之形態係適合為例如烷基構造或者是可以具有取代基之苯環。
在可解離基為封端異氰酸基或封端異硫氰酸基時，作為第1化合物係適合為以下列之通式(3a)所表示之化合物或者是以下列之通式(3b)所表示之化合物。
[在化學式中，X31 及X32 係分別獨立地表示氧原子或硫原子，R31 、R32 、R33 、R34 、R35 、R36 及R37 係分別獨立地表示氫原子或碳數1至20之1價之有機基，RF 及RG 係分別獨立地表示碳數1至20之2價之有機基，a及b係分別獨立地成為2至6之整數，c及d係分別獨立地成為0至20之整數。]
作為前述通式(3a)或通式(3b)之碳數1至20之1價之有機基或者是2價之有機基係可以例舉相同於前述之基。
此種第1化合物係可以例如可藉由對於具有2個以上之異氰酸基或異硫氰酸基之低分子化合物，使前述之封端劑反應，而將作為反應性官能基之異氰酸基或異硫氰酸基取代為封端異氰酸基或封端異硫氰酸基以得到第1化合物。可以在該反應之際，適度地加入有機溶媒或觸媒等。
作為具有2個以上之異氰酸基或異硫氰酸基之低分子化合物可列舉例如二異氰酸鄰苯酯、二異氰酸間苯酯、二異氰酸對苯酯、二異氰酸甲苯酯、二異氰酸四亞甲酯、二異氰酸六亞甲酯等。
接著，作為可以藉由前述之反應而得到且具有2個以上之封端異氰酸基或封端異硫氰酸基的低分子化合物可例舉如下。
也就是說，可列舉1,2-二[O-(亞甲胺基)羧基胺基]苯、1,3-二[O-(亞甲胺基)羧基胺基]苯、1,4-二[O-(亞甲胺基)羧基胺基]苯、1,2-二[O-(1’-亞乙胺基)羧基胺基]苯、1,3-二[O-(1’-亞乙胺基)羧基胺基]苯、1,4-二[O-(1’-亞乙胺基)羧基胺基]苯、1,2-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)羧基胺基]苯、1,3-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)羧基胺基]苯、1,4-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)羧基胺基]苯、1,2-二[O-(1’-甲基亞丙胺基)羧基胺基]苯、1,3-二[O-(1’-甲基亞丙胺基)羧基胺基]苯、1,4-二[O-(1’-甲基亞丙胺基)羧基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’-乙基-5’-甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’-乙基-5’-甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’-乙基-5’-甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’,5’-二乙基吡唑基)羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’,5’-二乙基吡唑基)羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’,5’-二乙基吡唑基)羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’-丙基-5’-甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’-丙基-5’-甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’-丙基-5’-甲基吡唑基)羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’-乙基-5’-丙基吡唑基)羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’-乙基-5’-丙基吡唑基)羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’-乙基-5’-丙基吡唑基)羰基胺基]苯、1,4-二[O-(亞甲胺基)羧基胺基]丁烷、1,4-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)羧基胺基]丁烷、1,6-二[O-(亞甲胺基)羧基胺基]己烷、1,6-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)羧基胺基]己烷、1,2-二[O-(亞甲胺基)硫羧基胺基]苯、1,3-二[O-(亞甲胺基)硫羧基胺基]苯、1,4-二[O-(亞甲胺基)硫羧基胺基]苯、1,2-二[O-(1’-亞乙胺基)硫羧基胺基]苯、1,3-二[O-(1’-亞乙胺基)硫羧基胺基]苯、1,4-二[O-(1’-亞乙胺基)硫羧基胺基]苯、1,2-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)硫羧基胺基]苯、1,3-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)硫羧基胺基]苯、1,4-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)硫羧基胺基]苯、1,2-二[O-[1’-甲基亞丙胺基]硫羧基胺基]苯、1,3-二[O-[1’-甲基亞丙胺基]硫羧基胺基]苯、1,4-二[O-[1’-甲基亞丙胺基]硫羧基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’,5’-二甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’-乙基-5’-甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’-乙基-5’-甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’-乙基-5’-甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’,5’-二乙基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’,5’-二乙基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’,5’-二乙基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’-丙基-5’-甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’-丙基-5’-甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’-丙基-5’-甲基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,2-二[1’-(3’-乙基-5’-丙基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,3-二[1’-(3’-乙基-5’-丙基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,4-二[1’-(3’-乙基-5’-丙基吡唑基)硫羰基胺基]苯、1,4-二[O-(亞甲胺基)硫羧基胺基]丁烷、1,4-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)硫羧基胺基]丁烷、1,6-二[O-(亞甲胺基)硫羧基胺基]己烷、1,6-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)硫羧基胺基]己烷等。
此外，作為非經由熱且主要藉由電磁線而進行脫封端之具有2個以上之封端異氰酸基或封端異硫氰酸基的低分子化合物可列舉1,2-二(鄰-硝基苄基羰基胺基)苯、1,3-二(鄰-硝基苄基羰基胺基)苯、1,4-二(鄰-硝基苄基羰基胺基)苯、1,2-雙[α-(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄基)羰基胺基]苯、1,3-雙[α-(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄基)羰基胺基]苯、1,4-雙[α-(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄基)羰基胺基]苯、2-(鄰-硝基苄基羰基胺基)乙基-甲基丙烯酸酯、2-[α-(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄基)羰基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯等。
接著，就第2化合物而進行說明。
第2化合物係分子內具有2個以上活性氫基之高分子化合物或低分子化合物。該第2化合物中之活性氫基可列舉胺基、羥基或巰基。其中之活性氫基亦以可與前述之反應性官能基(特別是異氰酸基或異硫氰酸基)產生良好反應之酚性羥基及芳香族胺基為適宜。
第2化合物為高分子化合物時，活性氫基可以直接地結合在構成高分子化合物之主鏈上，也可以透過既定之基而進行結合。此外，活性氫基可以包含於構成高分子化合物之構造單位，此時，可以包含於各個構造單位中，也可以僅包含於一部分之構造單位中。此外，活性氫基係可以僅結合在高分子化合物之末端。
由高分子化合物所組成之第2化合物係可以例如藉由單獨地聚合在分子內具有活性氫基及不飽和鍵(例如雙鍵)之單體化合物(單體)，或者是與其他之共聚性化合物共聚形成聚合物而得到第2化合物。在該等聚合之際，可以適用光聚合起始劑或熱聚合起始劑。此外，作為共聚單體、光聚合起始劑及熱聚合起始劑可以適用在相同於形成前述之高分子化合物所組成之第1化合物之情形。
作為分子內具有活性氫基及不飽和鍵之單體可列舉例如胺基苯乙烯、羥基苯乙烯、乙烯基苄醇、胺基乙基甲基丙烯酸酯、乙二醇單乙烯醚等。
此外，作為由高分子化合物所組成之第2化合物係也適合為藉由在酸觸媒之存在下，使酚化合物與甲醛縮合而得到之酚醛樹脂。
第2化合物為高分子化合物時，聚苯乙烯換算之重量平均分子量最好是1000至1000000、更加理想是3000至500000。藉此而得到所謂絕緣層之平坦性及均一性呈良好之效果。
另一方面，第2化合物為低分子化合物時，此種第2化合物係具有2個以上之活性氫基結合於低分子(單體)構造之構造之化合物。作為該低分子構造可列舉例如烷基構造或苯環。作為此種第2化合物可以例舉胺系、醇系、酚系或硫醇系之低分子化合物。
例如作為胺系化合物可列舉乙二胺、丙二胺、六亞甲基二胺、N,N,N’,N’-四胺基乙基乙二胺、鄰苯二胺、間苯二胺、對苯二胺、N’,N’-二苯基對苯二胺、三聚氰胺、2,4,6-三胺基嘧啶、1,5,9-三氮環十二烷等。
作為醇系化合物可列舉乙二醇、1,2-二羥基丙烷、丙三醇、1,4-二甲醇苯等。作為酚系化合物可列舉1,2-二羥基苯、1,3-二羥基苯、1,4-二羥基苯、1,2-二羥基萘、間苯二酚、氟丙三醇、2,3,4-三羥基苯甲醛、3,4,5-三羥基苯甲醯胺等。此外，作為硫醇系化合物可列舉乙二硫醇、對苯二硫醇等。
本實施形態之電晶體100、200之閘極絕緣層18、28係由包含組合前述之第1化合物及第2化合物之絕緣性組成物之硬化物所組成者。在此，所謂絕緣性組成物之硬化物係藉由發生於第1化合物和第2化合物間之反應而形成重複地結合第1化合物及第2化合物所組成之構造之狀態者。此種第1化合物和第2化合物間之反應首先係藉由加入電磁線或熱，而由第1化合物之可解離基形成反應性官能基，接著，藉由以第1化合物所產生之反應性官能基與第2化合物之活性氫基反應所產生者。像這樣，絕緣性組成物可藉由加入電磁線或熱而進行硬化。所謂電磁線係具有既定波長之電磁波，例如X射線或紫外線等係符合者。
[有機薄膜電晶體之製造方法]
接著，就具有前述構造之有機薄膜電晶體之製造方法之理想之實施形態而進行說明。
首先，第1實施形態之電晶體100之製造，係準備基板10，在該基板10上，例如藉由蒸鍍法、濺鍍法、印刷法、噴墨法等之習知方法而堆積前述之導電性材料即形成源極電極12及汲極電極14。
然後，在形成源極電極12及汲極電極14之基板10上，形成有機半導體層16而覆蓋上述之各個部分。有機半導體層16最好是例如將前述之低分子或高分子有機半導體材料溶解於可溶解此之溶媒後，藉由塗佈於基板上，進行乾燥，而形成有機半導體層。
作為於此使用之溶媒如為可溶解有機半導體材料者即可，由儘量在低溫進行藉由乾燥而除去之觀點而言，則在常壓下之沸點最好是50℃至200℃。作為溶媒可列舉氯仿、甲苯、茴香醚、2-庚酮、丙二醇單甲基醚乙酸酯等之有機溶媒。有機半導體材料之溶液之塗佈係可以例如藉由旋轉塗佈法、模頭塗佈法、網版印刷法、噴墨法等而進行。
接著，在形成有源極電極12、汲極電極14及有機半導體層16之基板10上，形成絕緣層18使覆蓋該等。絕緣層18可以藉由在塗佈前述之絕緣性組成物之後，進行硬化，而形成絕緣層。該第1實施形態之電晶體100之製造時，在基板10之上形成源極電極12、汲極電極14及有機半導體層16之層積構造之上面係符合「形成絕緣層之面」。此外，就絕緣層18之詳細之形成方法而敘述於後。
然後，在絕緣層18上，藉由相同於源極電極12及汲極電極14之同樣方法而形成閘極電極19。藉此而得到第1圖所示之第1實施形態之電晶體100。
另一方面，第2實施形態之電晶體200係首先在基板20上，相同於第1實施形態而形成閘極電極29。接著，在基板20上，形成閘極絕緣層28使覆蓋該閘極電極29。就閘極絕緣層28之形成方法雖敘述於後，但是，在第2實施形態中，在基板20之上形成閘極電極29之層積構造之上面係符合「形成絕緣層之面」。
然後，在閘極絕緣層28上，形成源極電極22及汲極電極24，並且，形成有機半導體層26使覆蓋該等之各個部分。這些係可以相同於第1實施形態而進行。接著，藉由形成表塗層30使覆蓋像這樣形成於基板20上之閘極電極29、閘極絕緣層28、源極電極22、汲極電極24及有機半導體層26，來得到第2圖所示之第2實施形態之電晶體200。此外，表塗層30係例如由分子內具有氟原子之聚合物等而構成，可以藉由旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、裝灌注(potting)法、噴射法等而形成。
以下，就該等電晶體100、200中之閘極絕緣層18、28之形成方法而具體地進行說明。
在閘極絕緣層18、28之形成，首先在形成這些閘極絕緣層之面上，塗佈前述之絕緣性組成物。絕緣性組成物之塗佈係例如能夠以絕緣性組成物溶解於有機溶媒之溶液之狀態來進行。作為使用於該溶液之有機溶媒係可以溶解絕緣性組成物之成分者，例如在常壓下之沸點為100℃至200℃者因容易進行藉由乾燥而除去，因而理想。作為此種有機溶媒可列舉2-庚酮、丙二醇單甲基醚乙酸酯等。
包含絕緣性組成物之溶液之塗佈可以藉由旋轉塗佈法、模頭塗佈法、網版印刷法、噴墨法等而進行。此外，可以在絕緣性組成物之溶液中，可依需要而添加流平劑、界面活性劑、硬化觸媒等。
接著，使如前所述之經塗佈之絕緣性組成物之溶液進行乾燥並除去有機溶媒，藉此而形成由絕緣性組成物所組成之層。乾燥係可以藉由加熱至有機溶媒揮發之程度而進行。在此時，由在低溫下形成電晶體之觀點而言，最好是不過度為高溫。
接著，藉由硬化由絕緣性組成物所組成之層，而可形成閘極絕緣層18、28。硬化係如前述，可以藉由電磁線照射或加熱而進行。例如絕緣性組成物中之第1化合物在具有封端異氰酸基或封端異硫氰酸基作為可解離基之情形下，可以藉由加熱而產生硬化。
此時，加熱溫度最好是60至250℃、更加理想是80至200℃。在加熱溫度超過250℃時，例如在使用塑膠基板等時恐怕會無法充分地抑制其伸縮。另一方面，在低於60℃時，因絕緣性組成物無法充分地硬化而會有無法充分地得到所謂漏電流之抑制、絕緣耐壓之提升及滯後(hysteresis)之穩定之效果的情形。
此外，在此種電晶體100、200之製造方法，可以在閘極絕緣層18、28上，形成自行組織化單分子膜層(未圖示)。藉由形成此種自行組織化單分子膜層，而可得到所謂絕緣耐壓之更加提升或電晶體特性之改善之效果。
自行組織化單分子膜層係例如可以藉由在閘極絕緣層18、28，處理烷基氯矽烷化合物或烷基烷氧基矽烷化合物而形成自行組織化單分子膜層。認為像這樣形成之自行組織化單分子膜層係烷基氯矽烷化合物或烷基烷氧基矽烷化合物，係具有產生水解‧縮合等之構造，且具有藉由閘極絕緣層18、28之表面和離子鍵、氫鍵等而進行相互作用之構造。
烷基氯矽烷化合物或烷基烷氧基矽烷化合物之處理係例如可以藉由這些化合物溶解於有機溶媒中而成為1至10重量%之溶液，藉此塗佈於閘極絕緣層18、28上並進行乾燥等而形成。
作為烷基氯矽烷化合物可列舉例如甲基三氯矽烷、乙基三氯矽烷、丁基三氯矽烷、癸基三氯矽烷、十八烷基三氯矽烷等。此外，作為烷基烷氧基矽烷化合物可列舉甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷等。
[顯示用組件以及顯示器]
接著，就使用本發明之電晶體之顯示用組件以及顯示器進行說明。在以下之說明中，作為顯示器係列舉使用有機EL元件之構造例而進行說明，但是，可以適用於本發明之顯示器並非僅限定於此。
第3圖係示意地顯示理想之實施形態之顯示器之剖面構造之圖。如第3圖所示，本實施形態之顯示器300係具有具備電晶體200和有機EL元件40之構造。該顯示器300係構成顯示器中之1個畫素者，在有機EL元件40，連接電晶體200，即控制該有機EL元件40之發光。接著，實際之顯示器係可以藉由設置許多之此種顯示器300而顯示畫像者。
在顯示器300中，電晶體200係具有相同於前述第2實施形態之電晶體200之同樣構造。該電晶體200中之基板20係延伸於其面方向，兼具搭載有機EL元件40之基板。此外，在基板20和有機EL元件40之間，配置電晶體200之表塗層30。作為有機EL元件40係可以適用具有習知構造者。
正如此種顯示器300，成為本發明之電晶體之某一實施形態之電晶體200係可以適度地使用作為顯示器採用之顯示用組件。接著，此種電晶體200係正如前面之敘述，特別是可以在低溫，形成向來需要高溫之閘極絕緣層28，因此，例如即使是在使用塑膠基板來作為基板20之狀態下，也能夠充分地抑制該基板之伸縮等。接著，通常在為了高畫質化而縮小以顯示器300所表示之元件之狀態下，基板之變形對於顯示特性會有大幅度地造成影響之傾向發生，但是，在本實施形態中，適用可以在低溫形成之電晶體200，來作為顯示用組件，因此，能夠抑制此種基板之變形，容易進行顯示器300之窄小化。
實施例
以下，藉由實施例而更加詳細地說明本發明，但是，本發明係並非僅限定於這些實施例。
[第1及第2化合物之合成] (合成例1)
將苯乙烯(和光純藥公司製)5.00g、丙烯腈(和光純藥公司製)1.27g、2-[O-[1’-甲基亞丙胺基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名稱：KarenzMOI-BM)1.92g、1,1’-偶氮二(環己腈)0.08g、2-庚酮(和光純藥公司製)19.13g，加入至50ml之耐壓容器(ACE公司製)，在氮呈起泡後，進行密栓，在60℃之油浴中，聚合48小時，得到成為第1化合物之高分子化合物1之黏稠之2-庚酮溶液。
由得到之高分子化合物1之標準聚苯乙烯來求出之重量平均分子量係107000。(島津公司製GPC、Tskgel super HM-H：1支＋Tskgel super H2000：1支、移動相=THF)
(合成例2)
將苯乙烯(和光純藥公司製)1.00g、丙烯腈(和光純藥公司製)0.51g、2-[O-[1’-甲基亞丙胺基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名稱：KarenzMOI-BM)0.51g、1,1’-偶氮二(環己腈)0.02g、2-庚酮(和光純藥公司製)18.20g，加入至50ml之耐壓容器(ACE公司製)，在氮呈起泡後，進行密栓，在60℃之油浴中，聚合48小時，得到成為第1化合物之高分子化合物2之黏稠之2-庚酮溶液。
由得到之高分子化合物2之標準聚苯乙烯來求出之重量平均分子量係33000。(島津公司製GPC、Tskgel super HM-H：1支＋TSkgel super H2000：1支、移動相=THF)
(合成例3)
將苯乙烯(和光純藥公司製)0.70g、丙烯腈(和光純藥公司製)0.71g、2-[O-[1’-甲基亞丙胺基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名稱：KarenzMOI-BM)0.54g、1,1’-偶氮二(環己腈)0.02g、2-庚酮(和光純藥公司製)17.57g，加入至50ml之耐壓容器(ACE公司製)，在氮呈起泡後，進行密栓，在60℃之油浴中，聚合48小時，得到成為第1化合物之高分子化合物3之黏稠之2-庚酮溶液。
由得到之高分子化合物3之標準聚苯乙烯來求出之重量平均分子量係37000。(島津公司製GPC、Tskgel super HM-H：1支＋Tskgel super H2000：1支、移動相=THF)
(合成例4)
將苯乙烯(和光純藥公司製)3.90g、2-[O-[1’-甲基亞丙胺基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名稱：KarenzMOI-BM)1.00g、1,1’-偶氮二(環己腈)0.05g、2-庚酮(和光純藥公司製)11.43g，加入至50ml之耐壓容器(ACE公司製)，在氮呈起泡後，進行密栓，在60℃之油浴中，聚合48小時，得到成為第1化合物之高分子化合物4之黏稠之2-庚酮溶液。
由得到之高分子化合物4之標準聚苯乙烯來求出之重量平均分子量係95000。(島津公司製GPC、Tskgel super HM-H：1支＋Tskgel super H2000：1支、移動相=THF)
(合成例5)
將苯乙烯(和光純藥公司製)4.00g、丙烯腈(和光純藥公司製)1.11g、2-[O-[1’-甲基亞丙胺基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名稱：KarenzMOI-BM)1.68g、烯丙基三甲基鍺(CHISSO公司製)0.70g、1,1’-偶氮二(環己腈)0.08g、2-庚酮(和光純藥公司製)15.84g，加入至50ml之耐壓容器(ACE公司製)，在氮呈起泡後，進行密栓，在60℃之油浴中，聚合48小時，得到成為第1化合物之高分子化合物5之黏稠之2-庚酮溶液。
由得到之高分子化合物5之標準聚苯乙烯來求出之重量平均分子量係87000。(島津公司製GPC、Tskgel super HM-H：1支＋Tskgel super H2000：1支、移動相=THF)
(合成例6)
將4-胺基苯乙烯(東京化成公司製)4.32g、1,1’-偶氮二(環己腈)0.04g、2-庚酮(和光純藥公司製)10.08g，加入至50ml之耐壓容器(ACE公司製)，在氮呈起泡後，進行密栓，在60℃之油浴中，聚合48小時，得到成為第2化合物之高分子化合物6之黏稠之2-庚酮溶液。
由得到之高分子化合物6之標準聚苯乙烯來求出之重量平均分子量係18000。(島津公司製GPC、Tskgel super HM-H：1支＋Tskgel super H2000：1支、移動相=THF)
(合成例7)
將苯乙烯(和光純藥公司製)5.00g、丙烯腈(和光純藥公司製)1.27g、2-[N-[1’,3’-二甲基吡唑基]羧基胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名稱：KarenzMOI-BP)2.01g、1,1’-偶氮二(環己腈)(Aldrich公司製)0.08g、2-庚酮(和光純藥公司製)19.33g，加入至50ml之耐壓容器(ACE公司製)，在氮呈起泡後，進行密栓，在60℃之油浴中，聚合48小時，得到成為第1化合物之高分子化合物7之黏稠之2-庚酮溶液。
由得到之高分子化合物7之標準聚苯乙烯來求出之重量平均分子量係154000。(島津公司製GPC、Tskgel super HM-H：1支＋Tskgel super H2000：1支、移動相=THF)
(合成例8)
將安裝50ml平衡型滴液漏斗、三通閥和機械攪拌器之500ml三口燒瓶之內部進行氮取代之後，加入二異氰酸1,3-苯酯(和光純藥公司製)25.0g和脫水四氫呋喃250ml，將該等進行攪拌及溶解而得到二異氰酸1,3-苯酯之四氫呋喃溶液。將反應用燒瓶，放入至冰浴中，以200rpm來攪拌二異氰酸1,3-苯酯之四氫呋喃溶液，同時，緩慢地滴下丁酮酮肟(和光純藥公司製)。
結束滴下後，在1小時之冰浴中持續攪拌後，進一步在室溫中攪拌一晚反之反應，得到淡黃色透明混合物。在1000ml之離子交換水中將得到之混合物一邊攪拌一邊滴下之後，捨棄上澄液而得到黏稠之固體。將得到之固體再溶解於乙醇200ml，以濾紙過濾不溶物後，藉由在減壓下餾除乙醇，而以黏稠之固體狀態得到成為第1化合物之1,3-二[O-(1’-甲基亞乙胺基)羧基胺基]苯。(得到之量係45g)
[實施例1] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物1之2-庚酮溶液1.00g、成為第2化合物之六亞甲二胺(和光純藥公司製)0.017g和2-庚酮1.10g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上，進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴下甲苯或氯仿時，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，以位差計(KLA-Tencor公司製)測定之膜厚為250nm。
在該絕緣層上，蒸鍍鋁電極，在藉由真空探測器(BCT22MDC-5-HT-SCU；Nagase Electronic Equipments Service Co. LTD公司製)而測定其絕緣破壞電壓時，即使施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係4.76×10-12 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作)
在使用0.2μm之膜濾器過濾前述之絕緣層形成用溶液後，在附有鉻電極(閘極電極)之玻璃基板上，進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到閘極絕緣層。
接著，將F8T2(9,9-二辛基茀：聯噻吩=50：50(莫耳比)之共聚物；聚苯乙烯換算之重量平均分子量=69,000)溶解於溶媒之氯仿，在製作濃度為0.5重量%之溶液(有機半導體組成物)之後，將此以膜濾器過濾而得到塗佈液。
在前述之閘極絕緣層上，將得到之塗佈液以旋轉塗佈法進行塗佈，形成具有大約60nm厚度之有機半導體層。接著，藉由使用金屬遮罩之真空蒸鍍法，在有機半導體層上，形成通道長度20μm、通道幅寬2mm之源極電極及汲極電極(具有由有機半導體層側開始依序地層積富勒烯及金之構造)，而製作底閘型之場效型有機薄膜電晶體(電晶體)。
(電晶體之特性評價)
就得到之電晶體而言，使閘極電壓Vg在0至-60V、源極‧汲極間電壓Vsd在0至-60V中變化之條件，使用真空探測器(BCT22MDC-5-HT-SCU；Nagase Electronic Equipments Service Co. LTD公司製)測定其電晶體特性。將得到之結果，顯示於表1。
此外，就該電晶體而言，求出在源極‧汲極間電壓Vsd：-50V、閘極電壓Vg由0V開始變化至-60V時之臨限值電壓Vth1 以及在閘極電壓Vg由-60V開始變化至0V時之臨限值電壓Vth2 間之電壓差異之絕對值，以這個作為滯後(hysteresis)。
[實施例2] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物1之2-庚酮溶液1.00g、成為第2化合物之1,4-苯二胺(和光純藥公司製)0.016g和2-庚酮1.10g，放入至10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為250nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係4.12×10-12 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[實施例3] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物1之2-庚酮溶液1.00g、成為第2化合物之1,4-二羥基苯(和光純藥公司製)0.015g和2-庚酮1.10g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為250nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係1.60×10-11 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[實施例4] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物2之2-庚酮溶液1.00g、成為第2化合物之1,4-苯二胺(和光純藥公司製)0.017g和2-庚酮1.10g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為380nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係2.85×10-l1 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[實施例5] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之得到之高分子化合物3之2-庚酮溶液1.00g、成為第2化合物之1,4-苯二胺(和光純藥公司製)0.019g和2-庚酮1.10g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之塗佈溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為320nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係6.08×10-11 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[實施例6] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物4之2-庚酮溶液1.00g、成為第2化合物之1,4-苯二胺(和光純藥公司製)0.015g和2-庚酮2.00g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為291nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係1.97×10-8 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[實施例7] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物5之2-庚酮溶液3.00g、成為第2化合物之1,4-苯二胺(和光純藥公司製)0.041g和2-庚酮3.00g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為230nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加80V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加80V時之漏電流係1.55×10-9 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[實施例8] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物1之2-庚酮溶液0.50g、成為第2化合物之2-(4’-羥苯基)乙基-二甲基矽烷基-聚倍半矽氧烷樹脂(BOPH樹脂；東亞合成公司製、聚苯乙烯換算之重量平均分子量=10000)之42.4重量%之2-庚酮溶液1.00g和2-庚酮2.30g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為376nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係6.66×10-9 A(電極面積=0.0314cm2 )。
[實施例9] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物1之2-庚酮溶液0.45g、成為第2化合物之高分子化合物6之2-庚酮溶液0.50g和2-庚酮2.00g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為240nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係5.81×10-7 A(電極面積=0.0314cm2 )。
[實施例10] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物1之2-庚酮溶液0.081g、成為第2化合物之聚乙烯基酚-co-聚甲基甲基丙烯酸酯(Aldrich公司製)1.00g和丙二醇單甲基醚乙酸酯7.00g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱30分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為440nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係1.93×10-8 A(電極面積=0.0314cm2 )。
[實施例11] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第1化合物之高分子化合物7之2-庚酮溶液3.00g、成為第2化合物之1,4-苯二胺(和光純藥公司製)0.047g和2-庚酮4.20g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈後，將此在加熱板上以150℃燒成90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為360nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係3.47×10-8 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性。結果，臨限值電壓(Vth)係-18.6V，ON(導通)/OFF(截止)比係6.3×10-5 。
[實施例12] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第2化合物之聚乙烯基酚(Aldrich公司製、重量平均分子量=8000)1.00g、成為第1化合物之合成例8所得到之1,3-二[O-[1-甲基亞乙胺基]羧基胺基]苯0.10g和2-庚酮7.40g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為319nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係2.79×10-4 A(電極面積=0.0314cm2 )。
[實施例13] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第2化合物之聚乙烯基酚(Aldrich公司製、聚苯乙烯換算之重量平均分子量=8000)1.00g、成為第1化合物之合成例8所得到之1,3-二[O-[1-甲基亞乙胺基]羧基胺基]苯0.30g和2-庚酮8.70g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為256nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係5.98×10-4 A(電極面積=0.0314cm2 )。
[實施例14] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第2化合物之聚(4-乙烯基酚)(Aldrich公司製、聚苯乙烯換算之重量平均分子量=8000)1.00g、成為第1化合物之合成例8所得到之1,3-二[O-[1-甲基亞乙胺基]羧基胺基]苯0.60g和2-庚酮8.70g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為203nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係1.48×10-4 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[實施例15] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第2化合物之聚乙烯基酚-co-聚甲基甲基丙烯酸酯(Aldrich公司製)1.00g、成為第1化合物之合成例8所得到之1,3-二[O-[1-甲基亞乙胺基]羧基胺基]苯0.10g和2-庚酮7.40g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃，加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層來滴下甲苯或氯仿之時，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為289nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係5.37×10-7 A(電極面積=0.0314cm2 )。
[實施例16] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第2化合物之聚乙烯基酚-co-聚甲基甲基丙烯酸酯(Aldrich公司製)1.00g、成為第1化合物之合成例8所得到之1,3-二[O-[1-甲基亞乙胺基]羧基胺基]苯0.20g和2-庚酮8.00g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為336nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係1.42×10-7 A(電極面積=0.0314cm2 )。
[實施例17] (絕緣層形成用溶液之調製)
將成為第2化合物之聚乙烯基酚-co-聚甲基甲基丙烯酸酯(Aldrich公司製)1.00g、成為第1化合物之合成例8所得到之1,3-二[O-[1-甲基亞乙胺基]羧基胺基]苯0.30g和2-庚酮8.70g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以150℃加熱90分鐘，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為298nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加100V時之漏電流係2.86×10-7 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本實施例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
[比較例1] (絕緣層形成用溶液之調製)
將聚(4-乙烯基酚)(Aldrich公司製、聚苯乙烯換算之重量平均分子量=8000)1.00g、聚(三聚氰胺-co-甲醛)甲基化物之84重量%之1-丁醇溶液(Aldrich公司製)0.194g和2-庚酮7.00g，放入10ml之試樣瓶中，進行攪拌及溶解，調製均勻之溶液。
(絕緣層之形成)
在使用0.2μm之膜濾器過濾得到溶液後，在矽晶圓上進行旋轉塗佈，將此在加熱板上以200℃加熱1小時，得到絕緣層。
(絕緣層之耐溶劑性之評價)
在得到之絕緣層上滴入甲苯或氯仿後，絕緣層並無溶解。
(絕緣層之絕緣耐壓之評價)
剝離絕緣層之一部分，在相同於實施例1所測定之膜厚為380nm。在使用該絕緣層而相同於實施例1來測定絕緣破壞電壓時，即使是施加100V，也並無引起絕緣破壞。此外，在施加80V時之漏電流係3.01×10-7 A(電極面積=0.0314cm2 )。
(電晶體之製作及特性評價)
除了使用本比較例之絕緣層形成用溶液以外，其餘係相同於實施例1而製作電晶體，同樣地測定電晶體特性及滯後(hysteresis)。將得到之結果，顯示於表1。
由以上之結果而確認：具備藉由包含組合第1及第2化合物之本發明之絕緣性組成物而形成之閘極絕緣層之實施例之電晶體首先除了可以在塑膠基板不發生伸縮之程度之低溫形成絕緣層，該絕緣層之耐溶劑性及絕緣耐壓呈良好，比起比較例1之電晶體，還具有良好之電晶體特性以外，並且，也穩定滯後(hysteresis)。
10、20‧‧‧基板
12、22‧‧‧源極電極
14、24‧‧‧汲極電極
16、26‧‧‧有機半導體層
18、28‧‧‧閘極絕緣層
19、29‧‧‧閘極電極
30‧‧‧表塗層
40‧‧‧有機EL元件
100、200‧‧‧電晶體
300‧‧‧顯示器
第1圖係示意地顯示第1實施形態之有機薄膜電晶體之剖面構造之圖。
第2圖係示意地顯示第2實施形態之有機薄膜電晶體之剖面構造之圖。
第3圖係示意地顯示理想之實施形態之顯示器之剖面構造之圖。
10．．．基板
12．．．源極電極
14．．．汲極電極
16．．．有機半導體層
18．．．閘極絕緣層
19．．．閘極電極
100．．．電晶體

Claims (7)

  1. 一種有機薄膜電晶體，其係具備：源極電極、汲極電極、成為該等源極電極與汲極電極間之電流通路之有機半導體層、控制通過前述電流通路之電流之閘極電極、以及將前述有機半導體層和前述閘極電極絕緣之絕緣層的有機薄膜電晶體；其特徵為前述之絕緣層係包含由下列組成物所成之硬化物，該組成物包含在分子內具有2個以上藉由電磁線或熱來生成與活性氫基反應之官能基之基的第1化合物、以及在分子內具有2個以上之活性氫基之第2化合物，並且，前述第1及第2化合物之至少一種係高分子化合物者。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機薄膜電晶體，其中，前述藉由電磁線或熱來生成與活性氫基反應之官能基之基係封端之異氰酸基或封端之異硫氰酸基。
  3. 如申請專利範圍第2項之有機薄膜電晶體，其中，前述封端之異氰酸基或前述封端之異硫氰酸基係藉由下列之通式(1a)所表示之基或者是藉由下列之通式(1b)所表示之基； [在化學式中，X1 及X2 係分別獨立地表示氧原子或硫原 子，R11 、R12 、R13 、R14 及R15 係分別獨立地表示氫原子或碳數1至20之1價有機基]。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之有機薄膜電晶體，其中，前述之第1化合物係具有：由下列之通式(2a)所表示之構造單位和下列之通式(2b)所表示之構造單位而組成之群組來選出之至少一種構造單位、以及由下列之通式(2c)所表示之構造單位和下列之通式(2d)所表示之構造單位和下列之通式(2e)所表示之構造單位而組成之群組來選出之至少一種構造單位的高分子化合物； [在化學式中，X21 及X22 係分別獨立地表示氧原子或硫原子，R201 、R202 、R203 、R204 、R205 、R206 、R207 、R208 、R209 、R210 、R211 、R212 、R213 、R214 、R215 、R216 、R217 及R218 係分別獨立地表示氫原子或碳數1至20之1價之有機基，RA 、RB 、RC 、RD 及RE 係分別獨立地表示碳數1至20之2價之有機基，q、r、s、t及u係分別獨立地成為0至20之整數]。
  5. 一種有機薄膜電晶體之製造方法，其係：具備源極電極、汲極電極、成為該等源極電極與汲極電極間之電流通路之有機半導體層、控制通過前述電流通路之電流之閘極電極、以及將前述有機半導體層和前述閘極電極絕緣之絕緣層的有機薄膜電晶體之製造方法，其特徵係藉由在形成該絕緣層之面上，塗佈包含在分子內具有2個以上藉由電磁線或熱來生成與活性氫基反應之官能基之基的第1化合物以及在分子內具有2個以上活性氫基之第2化合物，而且前述第1及第2化合物之至少一種為高分子化合物的組成物，並使之硬化而形成前述絕緣層者。
  6. 一種顯示用組件，其特徵為：使用如申請專利範圍第1至4項中任一項之有機薄膜電晶體者。
  7. 一種顯示器，其特徵為：具備如申請專利範圍第6項之顯示用組件者。
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