WO2010001757A1 - 絶縁層用組成物 - Google Patents

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    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate

Definitions

  • the present invention relates to a composition for an insulating layer, and particularly to a composition for forming an insulating layer in a transistor or the like.
  • Plastic substrates such as polycarbonate and polyethylene terephthalate have been studied as substrates for flexible display devices such as electronic paper.
  • these plastic substrates have a problem that they are slightly expanded and contracted when heated, improvement in heat resistance is required.
  • an organic thin film transistor has attracted attention because it is thin and excellent in flexibility. Since the plastic substrate has not had sufficient heat resistance as described above, it is desirable that the process for producing the organic thin film transistor on the substrate can be performed at the lowest possible temperature.
  • a gate insulating film which is an insulating layer provided between a gate electrode and an organic semiconductor layer, or an insulating protective layer provided on the top to protect the organic thin film transistor is formed.
  • High temperatures are required for the film / curing process. Therefore, it is important to lower the formation process of these layers for lowering the temperature of the manufacturing process of the organic thin film transistor.
  • Patent Document 1 a method of anodizing the surface of the gate electrode
  • Patent Document 2 a method of forming a film by chemical vapor deposition
  • Patent Document 2 a method of forming a film by chemical vapor deposition
  • Non-Patent Document 1 shows that a gate insulating film is formed by spin coating poly (4-vinylphenol) or poly (melamine-formaldehyde) and curing at 200 ° C.
  • Non-Patent Document 1 it was necessary to cure the material at a high temperature in order to form the gate insulating film.
  • a temperature required for curing there are many cases where expansion and contraction due to heat of the plastic substrate cannot be sufficiently suppressed.
  • the influence cannot be ignored. Therefore, in recent years, it has been required that the gate insulating film can be formed at a lower temperature.
  • the gate insulating film and the protective layer in the organic thin film transistor as described above are required to be less likely to be broken by an applied voltage, that is, to have a high withstand voltage.
  • an insulating layer for example, a gate insulating film or a protective layer of a transistor
  • an insulating layer can be formed at a low temperature and has an excellent withstand voltage. It aims at providing the composition for insulating layers which can form an insulating layer.
  • the composition for an insulating layer of the present invention comprises a first compound comprising a polymer compound having two or more active hydrogen groups in the molecule, and active hydrogen groups in the molecule by electromagnetic radiation or heat. And a second compound composed of a low-molecular compound having two or more groups (hereinafter referred to as “dissociable groups”) that generate a functional group that reacts with (hereinafter referred to as “reactive functional group”).
  • a reactive functional group is generated from a dissociable group by applying electromagnetic radiation or heat to the second compound.
  • the reaction with the active hydrogen group in the compound 1 causes curing.
  • the second compound can easily generate a reactive functional group by electromagnetic radiation or heat, and the reactive functional group generated thereby easily reacts with the active hydrogen group of the first compound.
  • the composition for an insulating layer of the present invention can be cured by irradiation with electromagnetic radiation or heating at a relatively low temperature, and when forming an insulating layer (a gate insulating film or a protective layer) as in the prior art. It does not require a high temperature. Therefore, the composition for an insulating layer of the present invention can form an insulating layer satisfactorily even at a low temperature.
  • composition for insulating layers of this invention after a reactive functional group is formed in the 2nd compound by electromagnetic radiation or a heat
  • the first compound has at least one group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, and a carboxyl group as an active hydrogen group. It is preferable that it consists of a high molecular compound. These active hydrogen groups can favorably react with the reactive functional group generated in the second compound.
  • the first compound is preferably a polyorganosilsesquioxane resin having an active hydrogen group, and includes a group represented by the following general formula (1) and a group represented by the following general formula (2). More preferred is a polyorganosilsesquioxane resin having at least one group.
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 13 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 21 , R 22 , R 23 , R 24 , R 25 and R 26 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and l and m Are each independently an integer of 0 or more, and n is an integer of 1 or more.
  • the group (dissociable group) that generates a functional group that reacts with the active hydrogen group by electromagnetic radiation or heat in the second compound is blocked isocyanato group or blocked.
  • An isothiocyanato group is preferred. These groups can easily form an isocyanato group or isothiocyanate group, which is a reactive functional group, by applying electromagnetic radiation or heat, so that an insulating layer can be formed at a lower temperature. It is.
  • a blocked isocyanato group or a blocked isothiocyanato group a group represented by the following general formula (3a) or a group represented by the following general formula (3b) is preferable.
  • X 1 and X 2 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom
  • R 31 , R 32 , R 33 , R 34 and R 35 each independently represent a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 20 Represents a monovalent organic group.
  • the second compound is preferably at least one compound of a compound represented by the following general formula (4a) and a compound represented by the following general formula (4b).
  • X 41 and X 42 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 , R 46 and R 47 each independently represent a hydrogen atom or Represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms
  • R F and R G each independently represents a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms
  • a and b are each independently an integer of 2 to 6
  • c and d are each independently an integer of 0 to 20.
  • an insulating layer composition capable of forming an insulating layer (for example, a gate insulating film or a protective layer of a transistor) at a low temperature and capable of forming an insulating layer having an excellent withstand voltage. It becomes possible to provide.
  • the composition for an insulating layer according to the present embodiment includes a first compound composed of a polymer compound having two or more active hydrogen groups in the molecule, and a functional group (in the molecule that reacts with active hydrogen groups by electromagnetic radiation or heat) ( And a second compound composed of a low-molecular compound having two or more groups (dissociable groups) that generate a reactive functional group).
  • the “polymer compound” refers to a compound having a structure in which a plurality of the same structural units are repeated in the molecule, and includes a so-called dimer.
  • the “low molecular compound” means a compound that does not have the same structural unit repeatedly in the molecule.
  • the first compound is a polymer compound having two or more active hydrogen groups in the molecule.
  • the active hydrogen group include an amino group, a hydroxyl group, and a mercapto group.
  • generate reaction with the reactive functional group mentioned later especially isocyanato group or isothiocyanato group) favorably is suitable.
  • the active hydrogen group may be directly bonded to the main chain constituting the polymer compound or may be bonded via a predetermined group. Further, the active hydrogen group may be contained in the structural unit constituting the polymer compound. In that case, it may be contained in each structural unit, or may be contained only in a part of the structural units. Good. Furthermore, the active hydrogen group may be bonded only to the terminal of the polymer compound.
  • Such a first compound has, for example, an active hydrogen group, and a monomer compound (monomer) that can be condensed or polymerized is condensed or polymerized alone, or with other copolymerizable compounds. It can be obtained by copolymerization. In addition, in these manufacture, you may make it produce an active hydrogen group by deprotection after condensation or superposition
  • the first compound is preferably a polyorganosilsesquioxane resin having two or more active hydrogen groups.
  • This polyorganosilsesquioxane resin is obtained by hydrolyzing and condensing an organoalkoxysilane having an active hydrogen group or a protected active hydrogen group in the presence of an acid catalyst or an alkali catalyst and water. Can be obtained by deprotection. Moreover, you may make it provide an active hydrogen group after hydrolysis condensation.
  • polyorganosilsesquioxane resins having active hydrogen groups polyorganosilsesquioxane resins having two or more hydroxyl groups are preferred.
  • Such polyorganosilsesquioxane resin is obtained by, for example, hydrolyzing and condensing organoalkoxysilane in the presence of an acid or alkali catalyst and water, and then converting hydroxyl groups in silanol groups at both ends of the hydrolysis condensate to chlorosilane. After sealing with a compound, it can be obtained by deprotecting the hydroxyl group as necessary.
  • organoalkoxysilane having a hydroxyl group or a protected hydroxyl group can also be obtained by hydrolyzing and condensing an organoalkoxysilane having a hydroxyl group or a protected hydroxyl group in advance, and then deprotecting as necessary.
  • the acid catalyst used for hydrolytic condensation of organoalkoxysilane include hydrochloric acid, acetic acid and the like.
  • the alkali catalyst include ammonia and triethylamine.
  • organoalkoxysilane that is a raw material for the polyorganosilsesquioxane resin
  • organoethoxysilane and organomethoxysilane More specifically, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane , Diethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, triethylethoxysilane, triethylmethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, triphenyle
  • the chlorosilane having a protected hydroxyl group to be reacted with the hydrolyzed condensate of organoalkoxysilane includes a compound having a protected hydroxyl group in the molecule and an unsaturated bond such as a vinyl group or an allyl group, and a dialkylchlorohydrosilane. Examples thereof include those obtained by reacting a compound with a transition metal catalyst in the presence of hydrosilylation. Moreover, what was obtained by the hydrolytic condensation reaction of the organometallic compound which has the hydroxyl group protected in the molecule
  • examples of the group protecting the hydroxyl group include an alkyl group, a silyl group, and an ester group that are usually applied as a hydroxyl-protecting group.
  • the active hydrogen group possessed by the polyorganosilsesquioxane resin obtained as described above is preferably a phenolic hydroxyl group and an alcoholic hydroxyl group, more preferably a phenolic hydroxyl group.
  • a phenolic hydroxyl group represented by the following general formula (1) is particularly preferable.
  • symbols in General formula (1) are synonymous with the above.
  • the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms as the group represented by R 11 to R 13 is any of linear, branched or cyclic groups. It may be a saturated group or an unsaturated group.
  • Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms include, for example, a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic carbon group having 3 to 20 carbon atoms.
  • Examples thereof include a hydrogen group and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
  • it is a linear hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
  • These hydrocarbon groups may be those in which part of the hydrogen atoms are substituted with other groups.
  • the cyclic hydrocarbon group may be substituted with fluorine
  • the aromatic hydrocarbon group may be substituted with an alkyl group, a halogen atom, or the like.
  • Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, Cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopentynyl group, cyclohexylinyl group, trifluoromethyl group, trifluoroethyl group, phenyl group, naphthyl group, anthryl group, tolyl group, xylyl group, dimethylphenyl group, trimethylphenyl group, ethylphenyl Group, diethylphenyl group, triethylphenyl group, propylphenyl group, butylphenyl group, methylnaphthyl group, dimethylnaphthyl group
  • a group represented by the following general formula (2) is preferable as the alcoholic hydroxyl group.
  • the symbols in the formula are as defined above, and examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms as R 21 to R 26 include the same groups as in the general formula (1). it can.
  • an active hydrogen group and an unsaturated bond are present in the molecule.
  • examples thereof include those obtained by polymerizing a monomer compound (monomer) having a polymer alone or copolymerizing it with another copolymerizable compound (copolymerization monomer) to form a polymer. This may be obtained by using a monomer having a protected active hydrogen group and deprotecting after polymerization.
  • a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator can be used.
  • Examples of the monomer having an active hydrogen group and an unsaturated double bond include aminostyrene, o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, vinylbenzyl alcohol, aminoethyl methacrylate, (meth) acrylic acid- 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyphenylethyl (meth) acrylate, Examples include ethylene glycol monovinyl ether and allyl alcohol. In the present specification, “(meth) acryl” is a generic name for acryl and methacryl, and indicates either or both of them.
  • Examples of the copolymerizable monomer to be copolymerized with these monomers include (meth) acrylic acid esters and derivatives thereof, styrene and derivatives thereof, vinyl acetate and derivatives thereof, (meth) acrylonitrile and derivatives thereof, and organic carboxylic acids.
  • Vinyl esters and derivatives thereof allyl esters and derivatives of organic carboxylic acids, dialkyl esters and derivatives of fumaric acid, dialkyl esters and derivatives of maleic acid, dialkyl esters and derivatives of itaconic acid, N-vinylamides of organic carboxylic acids Derivatives, maleimides and derivatives thereof, terminal unsaturated hydrocarbons and derivatives thereof, and organic germanium derivatives.
  • monofunctional (meth) acrylates and polyfunctional (meth) acrylates can be applied as (meth) acrylic acid esters and derivatives thereof.
  • usage-amount of polyfunctional (meth) acrylate may be restrict
  • (meth) acrylic acid esters and derivatives thereof include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-n-propyl, isopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic.
  • styrene and derivatives thereof include styrene, 2,4-dimethyl- ⁇ -methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, and 2,5-dimethylstyrene.
  • (Meth) acrylonitrile and its derivatives include acrylonitrile, methacrylonitrile and the like.
  • vinyl esters of organic carboxylic acids and derivatives thereof include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, and divinyl adipate.
  • allyl esters of organic carboxylic acids and derivatives thereof include allyl acetate, allyl benzoate, diallyl adipate, diallyl terephthalate, diallyl isophthalate, and diallyl phthalate.
  • Dialkyl esters of fumaric acid and derivatives thereof include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, diisopropyl fumarate, di-sec-butyl fumarate, diisobutyl fumarate, di-n-butyl fumarate, di-2-ethylhexyl fumarate And dibenzyl fumarate.
  • Dialkyl esters of maleic acid and derivatives thereof include dimethyl maleate, diethyl maleate, diisopropyl maleate, di-sec-butyl maleate, diisobutyl maleate, di-n-butyl maleate, di-2-ethylhexyl maleate And dibenzyl maleate.
  • Dialkyl esters of itaconic acid and its derivatives include dimethyl itaconate, diethyl itaconate, diisopropyl itaconate, di-sec-butyl itaconate, diisobutyl itaconate, di-n-butyl itaconate, di-2-ethylhexyl itaconate And dibenzyl itaconate.
  • N-vinylamide derivatives of organic carboxylic acids include N-methyl-N-vinylacetamide.
  • maleimide and derivatives thereof include N-phenylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide.
  • terminal unsaturated hydrocarbons and derivatives thereof examples include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, vinylcyclohexane, vinyl chloride, and allyl alcohol.
  • organic germanium derivative examples include allyltrimethylgermanium, allyltriethylgermanium, allyltributylgermanium, trimethylvinylgermanium, triethylvinylgermanium, and the like.
  • copolymer monomers (meth) acrylic acid alkyl ester, styrene, (meth) acrylonitrile or allyltrimethylgermanium are preferable, and these may be used in appropriate combination.
  • Examples of the photopolymerization initiator used in the polymerization reaction for forming the polymer include acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 4-isopropyl-2-hydroxy.
  • the thermal polymerization initiator can function as an initiator for radical polymerization.
  • ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, acetylacetone peroxide, isobutyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, o-methylbenzoyl peroxide , Lauroyl peroxide, p-chloro Diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, hydroperoxides such as 2,4,4-trimethylpentyl-2-hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl peroxide, dicumyl peroxide Dialkyl peroxides such as oxide, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, tris (t-butylperoxy) triazine, 1,1-
  • the above-mentioned first compound preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 3,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 500,000.
  • a weight average molecular weight By having such a weight average molecular weight, there is an advantage that the flatness and uniformity of the obtained film are improved.
  • the second compound is a low molecular compound having two or more dissociable groups in the molecule, and specifically has a structure in which two or more dissociable groups are bonded to a low molecule (monomer) structure.
  • a compound As the form of this low molecular structure, for example, an alkyl structure or a benzene ring which may have a substituent is suitable.
  • the dissociable group includes a blocked isocyanato group (hereinafter referred to as “block isocyanato group”), a blocked isothiocyanato group (hereinafter referred to as “block isothiocyanato group”), and the like. Can be mentioned.
  • block isocyanato group a blocked isocyanato group
  • block isothiocyanato group a blocked isothiocyanato group
  • a block isocyanato group or a block isothiocyanato group is preferable.
  • the block isocyanato group or the block isothiocyanato group generates an isocyanato group or an isothiocyanato group, which is a reactive functional group, by heat.
  • the blocked isocyanato group or blocked isothiocyanato group is an isocyanato group or isothiocyanato group blocked by a blocking agent.
  • the blocking agent is a compound that can react with an isocyanato group or an isothiocyanato group to form a group that protects them, and examples thereof include a compound having one active hydrogen group that can react with an isocyanato group or an isothiocyanato group.
  • the blocking agent is preferably one that can be dissociated by applying a temperature of 170 ° C. or less after blocking to generate an isocyanato group or an isothiocyanato group again.
  • blocking agent examples include alcohol, phenol, active methylene, mercaptan, acid amide, acid imide, imidazole, urea, oxime, amine, imide, and pyridine. And compounds such as pyrazole compounds and pyrazole compounds. These blocking agents can be used alone or in combination of two or more. Of these, oxime compounds or pyrazole compounds are preferred.
  • examples of the blocking agent include methanol, ethanol, propanol, butanol, 2-ethylhexanol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, benzyl alcohol, cyclohexanol and the like as alcohol compounds.
  • examples of phenolic compounds include phenol, cresol, ethylphenol, butylphenol, nonylphenol, dinonylphenol, styrenated phenol, hydroxybenzoic acid ester, and the like.
  • Examples of the active methylene compound include dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and acetylacetone, and examples of the mercaptan compound include butyl mercaptan and dodecyl mercaptan.
  • Examples of the acid amide compound as a blocking agent include acetanilide, acetic acid amide, ⁇ -caprolactam, ⁇ -valerolactam, ⁇ -butyrolactam, and the like.
  • Examples of the acid imide compounds include succinimide and maleic imide.
  • Etc Examples of the imidazole compound include imidazole and 2-methylimidazole, and examples of the urea compound include urea, thiourea, and ethylene urea.
  • Examples of the amine compound include diphenylamine, aniline, and carbazole.
  • Examples of the imine compound include ethyleneimine and polyethyleneimine.
  • Examples of the bisulfite include sodium bisulfite
  • examples of the pyridine compound include 2-hydroxypyridine and 2-hydroxyquinoline.
  • examples of the oxime compound include formaldoxime, acetoaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime, and the like.
  • examples of the pyrazole compound include 3,5-dimethylpyrazole, 3,5-diethylpyrazole, and the like. Can be mentioned.
  • block isocyanato group or block isothiocyanato group a group represented by the following general formula (3a) or a group represented by the following general formula (3b) is preferable.
  • symbols in these formulas are synonymous with the above.
  • the group represented by R 31 to R 35 in the formula is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, specific examples thereof include those having 1 to 20 carbon atoms in the general formula (1). The thing similar to a monovalent organic group is suitable.
  • Examples of the block isocyanate group as described above include an O- (methylideneamino) carboxyamino group, an O- (1-ethylideneamino) carboxyamino group, an O- (1-methylethylideneamino) carboxyamino group, an O- [1- Methylpropylideneamino] carboxyamino group, 1- (3,5-dimethylpyrazolyl) carbonylamino group, 1- (3-ethyl-5-methylpyrazolyl) carbonylamino group, 1- (3,5-diethylpyrazolyl) carbonyl Examples thereof include an amino group, 1- (3-propyl-5-methylpyrazolyl) carbonylamino group, and 1- (3-ethyl-5-propylpyrazolyl) carbonylamino group.
  • the block isothiocyanato group includes an O- (methylideneamino) thiocarboxyamino group, an O- (1-ethylideneamino) thiocarboxyamino group, an O- (1-methylethylideneamino) thiocarboxyamino group, an O- [ 1-methylpropylideneamino] thiocarboxyamino group, 1- (3,5-dimethylpyrazolyl) thiocarbonylamino group, 1- (3-ethyl-5-methylpyrazolyl) thiocarbonylamino group, 1- (3,5 -Diethylpyrazolyl) thiocarbonylamino group, 1- (3-propyl-5-methylpyrazolyl) thiocarbonylamino group, 1- (3-ethyl-5-propylpyrazolyl) thiocarbonylamino group and the like.
  • the second compound having such a block isocyanato group or a block isothiocyanato group as a dissociable group is a compound represented by the following general formula (4a) or the following general formula (4b).
  • the compounds represented are preferred.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group includes a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, an isopropylene group, an isobutylene group, a dimethylpropylene group, a cyclopropylene group, and a cyclobutylene group.
  • Cyclopentylene group, cyclohexylene group and the like is
  • divalent aromatic hydrocarbon group examples include phenylene group, naphthylene group, anthrylene group, dimethylphenylene group, trimethylphenylene group, ethylenephenylene group, diethylenephenylene group, triethylenephenylene group, propylenephenylene group, Examples include butylene phenylene group, methyl naphthylene group, dimethyl naphthylene group, trimethyl naphthylene group, vinyl naphthylene group, ethenyl naphthylene group, methyl anthrylene group, and ethyl anthrylene group.
  • Such a second compound reacts the above-described blocking agent with a low molecular weight compound having two or more isocyanato groups or isothiocyanato groups, thereby changing the isocyanato group or isothiocyanato group which is a reactive functional group. It can be obtained by converting into a block isocyanato group or a block isothiocyanato group which is a dissociable group. In this reaction, an organic solvent, a catalyst, or the like may be appropriately added.
  • Examples of the low molecular weight compound having two or more isocyanato groups or isothiocyanato groups include ortho-phenylene diisocyanate, meta-phenylane diisocyanate, para-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and the like.
  • composition for an insulating layer includes the first and second compounds described above.
  • the first compound is 20 to 20% of the total of the first and second compounds.
  • the content is preferably 90% by mass, and more preferably 40 to 80% by mass.
  • the composition for an insulating layer according to the present embodiment is a curing catalyst, a crosslinking agent, a surfactant, a leveling agent, and the like, within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • a thickener or the like may be included.
  • Transistor an organic thin film transistor including an insulating layer made of the above-described composition for an insulating layer
  • a transistor includes a source electrode, a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path therebetween, a gate electrode for controlling a current passing through the current path, an organic semiconductor layer, and a gate electrode.
  • the transistor includes a source electrode, a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path between them, a gate electrode that controls a current passing through the current path, and an insulation that insulates the organic semiconductor layer from the gate electrode.
  • a transistor comprising a layer and a protective layer provided so as to cover these structures, wherein the protective layer is made of a cured product of the composition for an insulating layer of the above-described embodiment, may also be mentioned.
  • the protective layer is made of a cured product of the composition for an insulating layer of the above-described embodiment
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of the transistor according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of the transistor according to the second embodiment.
  • the transistor of the first embodiment shown in FIG. 1 is a so-called top-gate type transistor
  • the transistor of the second embodiment shown in FIG. 2 is a so-called bottom-gate type transistor. It is not limited to these forms.
  • the transistor 100 includes a source electrode 12, a drain electrode 14, an organic semiconductor layer 16, a gate insulating layer (insulating layer) 18, and a gate electrode 19 in this order on a substrate 10. Is provided.
  • the source electrode 12 and the drain electrode 14 are provided on the substrate 10 with a predetermined interval.
  • the organic semiconductor layer 16 is formed on the substrate 10 so as to cover at least a part of the source electrode 12 and the drain electrode 14.
  • the organic semiconductor layer 16 is in contact with both the source electrode 12 and the drain electrode 14 as described above, thereby forming a current path between these electrodes.
  • the gate insulating layer 18 is provided so as to cover all of the source electrode 12, the drain electrode 14, and the organic semiconductor layer 16 formed in the lower part. Further, the gate electrode 19 is provided on the gate insulating layer 18. Thus, the gate insulating layer 18 is formed between the organic semiconductor layer 16 and the gate electrode 19, whereby the organic semiconductor layer 16 and the gate electrode 19 are insulated.
  • the transistor 200 of the second embodiment includes a gate electrode 29, a gate insulating layer 28, a source electrode 22 and a drain electrode 24, an organic semiconductor layer 26, and a topcoat 30 on a substrate 20. They are provided in this order.
  • the gate electrode 29 is provided directly on the substrate 20, and a gate insulating layer 28 is formed so as to cover the gate electrode 29.
  • the source electrode 22 and the drain electrode 24 are provided at a predetermined interval.
  • the organic semiconductor layer 26 is provided on the gate insulating layer 28 so as to cover at least part of the source electrode 22 and the drain electrode 24.
  • the organic semiconductor layer 26 is in contact with both the source electrode 22 and the drain electrode 24 as described above, thereby forming a current path between these electrodes.
  • the organic semiconductor layer 26 and the gate electrode 29 are insulated by forming a gate insulating layer 28 therebetween.
  • the topcoat 30 is provided on the board
  • the top coat 30 functions as a protective layer, and can protect the element structure, particularly the organic semiconductor layer 26 that is easily deteriorated by contact with the outside.
  • the substrates 10 and 20 are formed of a glass substrate, a plastic substrate, or the like.
  • the transistor of the present invention can be formed at a low temperature, it is possible to satisfactorily apply a plastic substrate that normally tends to expand and contract due to heat as the substrates 10 and 20. is there.
  • the transistors 100 and 200 can be easily reduced in weight and flexibility.
  • the gate electrodes 19 and 29 are made of a conductive material.
  • Conductive materials include metals such as aluminum, gold, platinum, silver, copper, chromium, nickel and titanium, conductive oxides such as ITO, and a mixture of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid. Examples thereof include conductive polymers such as polymers. Further, a conductive material in which metal fine particles, carbon black, and graphite fine powder are dispersed in a binder can also be applied.
  • the source electrodes 12 and 22 and the drain electrodes 14 and 24 may be made of the same conductive material as the gate electrodes 19 and 29.
  • organic semiconductor layers 16 and 26 those made of a low molecular organic semiconductor material or a high molecular organic semiconductor material can be applied.
  • low molecular organic semiconductor material include pentacene.
  • polymer organic semiconductor material include poly-3-hexylthiophene (P3HT) and fluorenedinthiophene (F8T2).
  • the organic semiconductor layers 16 and 26 are made of an organic material that can function as a semiconductor.
  • the gate insulating layers 18 and 28 (insulating layers) in the transistors 100 and 200 are made of a cured product of the composition for an insulating layer according to the preferred embodiment described above.
  • the topcoat 30 in the transistor 200 is also made of a cured product of the composition for the insulating layer.
  • the cured product of the insulating layer composition forms a structure in which the first compound and the second compound are repeatedly bonded by a reaction that occurs between the first compound and the second compound. It is the state of being done.
  • a reactive functional group is formed from the dissociable group of the second compound by applying electromagnetic radiation or heat, and subsequently, The reactive functional group generated in the second compound is generated by reacting with the active hydrogen group of the first compound.
  • the composition for insulating phases can be cured by applying electromagnetic radiation or heat.
  • An electromagnetic ray is an electromagnetic wave having a predetermined wavelength, and for example, X-rays, ultraviolet rays, and the like correspond to this.
  • a method of manufacturing a transistor according to a preferred embodiment includes a source electrode, a drain electrode, an organic semiconductor layer serving as a current path between them, a gate electrode for controlling a current passing through the current path, an organic semiconductor layer, and a gate electrode.
  • a method for producing an organic thin film transistor including an insulating layer that insulates the insulating layer from the surface of the insulating thin film, wherein the insulating layer composition is applied on the surface on which the insulating layer is formed and cured.
  • a substrate 10 is prepared, and the above-described conductive property is formed on the substrate 10 by a known method such as a vapor deposition method, a sputtering method, a printing method, or an inkjet method.
  • the source electrode 12 and the drain electrode 14 are formed by depositing a conductive material.
  • the organic semiconductor layer 16 is formed on the substrate 10 on which the source electrode 12 and the drain electrode 14 are formed so as to cover each of them.
  • the organic semiconductor layer 16 is preferably formed, for example, by dissolving the above-described low-molecular or high-molecular organic semiconductor material in a solvent capable of dissolving them, and then applying the solution to a substrate and drying.
  • the solvent used here may be any solvent that can dissolve the organic semiconductor material. From the viewpoint of removing by drying at the lowest possible temperature, a solvent having a boiling point of 50 ° C. to 200 ° C. at normal pressure is preferable.
  • the solvent include organic solvents such as chloroform, toluene, anisole, 2-heptanone, and propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • the application of the organic semiconductor material solution can be performed by, for example, a spin coating method, a die coater method, a screen printing method, an ink jet method, or the like.
  • an insulating layer 18 is formed on the substrate 10 on which the source electrode 12, the drain electrode 14, and the organic semiconductor layer 16 are formed so as to cover them.
  • the insulating layer 18 can be formed by applying and curing the above-described insulating layer composition.
  • the upper surface of the stacked structure in which the source electrode 12, the drain electrode 14, and the organic semiconductor layer 16 are formed on the substrate 10 corresponds to the “surface on which the insulating layer is formed”. .
  • a detailed method for forming the insulating layer 18 will be described later.
  • the gate electrode 19 is formed on the insulating layer 18 by the same method as the source electrode 12 and the drain electrode 14. Thereby, the transistor 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 is obtained.
  • the gate electrode 29 is formed on the substrate 20 in the same manner as in the first embodiment.
  • a gate insulating layer 28 is formed on the substrate 20 so as to cover the gate electrode 29.
  • the upper surface of the stacked structure in which the gate electrode 29 is formed on the substrate 20 corresponds to the “surface on which the insulating layer is formed”.
  • the source electrode 22 and the drain electrode 24 are formed on the gate insulating layer 28, and further, the organic semiconductor layer 26 is formed so as to cover each part thereof. These can be performed in the same manner as in the first embodiment. Then, a top coat 30 is formed so as to cover the gate electrode 29, the gate insulating layer 28, the source electrode 22, the drain electrode 24, and the organic semiconductor layer 26 thus formed on the substrate 20, so that FIG. The transistor 200 of the second embodiment shown is obtained.
  • the above-mentioned composition for an insulating layer is applied onto the surface on which these gate insulating layers are formed.
  • coating of the composition for insulating layers can be performed in the state of the solution which melt
  • the organic solvent used in this solution can dissolve the components of the insulating layer composition. For example, those having a boiling point of 100 ° C. to 200 ° C. at normal pressure are easy to remove by drying. preferable. Examples of such an organic solvent include 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, 1-butanol and the like.
  • solution containing the composition for the insulating layer can be performed by a spin coating method, a die coater method, a screen printing method, an ink jet method or the like.
  • the solution of the insulating layer composition applied as described above is dried to remove the organic solvent, thereby forming a layer made of the insulating layer composition. Drying can be performed by heating to such an extent that the organic solvent volatilizes. At this time, it is desirable that the temperature is not excessively high from the viewpoint of forming the transistor at a low temperature.
  • the gate insulating layers 18 and 28 can be formed by curing the layer made of the composition for the insulating layer.
  • the curing can be performed by irradiation with electromagnetic radiation or heating.
  • the 2nd compound in the composition for insulating layers has a block isocyanato group or a block isothiocyanate group as a dissociative group, hardening can be caused by heating.
  • the heating temperature is preferably 60 to 250 ° C., more preferably 80 to 200 ° C.
  • the heating temperature exceeds 250 ° C., for example, when a plastic substrate or the like is used, the expansion and contraction may not be sufficiently suppressed.
  • the temperature is lower than 60 ° C., the composition for the insulating layer is not sufficiently cured, and the effects such as suppression of leakage current, improvement of withstand voltage, and stabilization of hysteresis may not be sufficiently obtained.
  • the top coat 30 in the transistor 200 is also formed by coating and curing the insulating layer composition in the same manner as the gate insulating layers 18 and 28 described above so as to cover the transistor element structure after forming the transistor element structure. can do.
  • a self-assembled monolayer may be formed on the gate insulating layers 18 and 28 (not shown). By forming such a self-assembled monolayer, it is possible to obtain effects such as improvement of withstand voltage and improvement of transistor characteristics.
  • the self-assembled monolayer can be formed, for example, by treating the gate insulating layers 18 and 28 with an alkylchlorosilane compound or an alkylalkoxysilane compound.
  • the self-assembled monolayer formed in this way has a structure in which an alkylchlorosilane compound or an alkylalkoxysilane compound has undergone hydrolysis / condensation, etc., and has ionic bonds, hydrogen bonds with the surfaces of the gate insulating layers 18 and 28. It is thought that it has the structure which interacted by coupling
  • alkylchlorosilane compound or the alkylalkoxysilane compound for example, a solution in which these compounds are dissolved in an organic solvent so as to be 1 to 10% by weight is applied on the gate insulating layers 18 and 28 and dried. Etc. can be formed.
  • alkylchlorosilane compound examples include methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, octadecyltrichlorosilane, and the like.
  • alkylalkoxysilane compound examples include methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, and octadecyltrimethoxysilane.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of a display according to a preferred embodiment.
  • the display 300 of this embodiment has a configuration including a transistor 200 and an organic EL element 40.
  • the display 300 constitutes one pixel in the display, and a transistor 200 is connected to the organic EL element 40 to control light emission of the organic EL element 40.
  • An actual display is capable of displaying an image by providing a large number of such displays 300.
  • the transistor 200 has the same structure as the transistor 200 of the second embodiment described above.
  • the substrate 20 in the transistor 200 extends in the surface direction, and also serves as a substrate on which the organic EL element 40 is mounted. Further, the topcoat 30 in the transistor 200 is arranged between the substrate 20 and the organic EL element 40.
  • the organic EL element 40 one having a known structure can be applied.
  • the transistor 200 which is an embodiment of the transistor of the present invention, can be suitably used as a display member used in a display.
  • the transistor 200 can form the gate insulating layer 28 and the topcoat 30 that have conventionally required a high temperature at a low temperature.
  • a plastic substrate is used as the substrate 20
  • expansion and contraction of the substrate can be sufficiently suppressed.
  • the deformation of the substrate tends to greatly affect the display characteristics, but in this embodiment, formation at a low temperature is likely. Since the possible transistor 200 is applied as a display member, such deformation of the substrate can be suppressed, and the display 300 can be easily narrowed.
  • reaction flask was placed in an ice bath, and butanone ketoxime (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was slowly added dropwise while stirring a tetrahydrofuran solution of 1,3-phenylene diisocyanate at 200 rpm. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred in an ice bath for 1 hour, and further reacted at room temperature with stirring overnight to obtain a pale yellow transparent reaction mixture.
  • butanone ketoxime manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the obtained reaction mixture was added dropwise to 1000 ml of ion-exchanged water with stirring, and the supernatant was drained to obtain a viscous solid.
  • the obtained solid was redissolved in 200 ml of ethanol, insoluble matters were filtered with a filter paper, and then ethanol was distilled off under reduced pressure.
  • 1,3-di [O- (1'-methylethylideneamino) carboxyamino] benzene as the second compound was obtained as a viscous solid (the amount obtained was 45 g).
  • Example 1 (Preparation of composition solution for insulating layer) 3.00 g of a 30 wt% 1-butanol solution of 2- (4′-hydroxyphenyl) ethyl-dimethylsilyl-polysilsesquioxane resin obtained in Synthesis Example 2 and 1,3 obtained in Synthesis Example 1 -Put 0.27 g of di [O- (1'-methylethylideneamino) carboxyamino] benzene and 5.70 g of 1-butanol in a 10 ml sample bottle, stir and dissolve them to obtain a uniform coating solution (insulating layer) Composition solution) was prepared.
  • the obtained coating solution was filtered using a 0.2 ⁇ m membrane filter, spin-coated on a silicon wafer, and then heated on a hot plate at 150 ° C. for 90 minutes to obtain an insulating layer.
  • a source electrode and a drain electrode having a laminated structure in the order of fullerene and gold from the organic semiconductor layer side described later) having a channel length of 20 ⁇ m and a channel width of 2 mm were formed on a glass substrate by vacuum deposition using a metal mask. .
  • chloroform as a solvent
  • concentration was set to 0.00.
  • this was filtered through a membrane filter to prepare a coating solution.
  • the obtained coating solution was applied onto a glass substrate by a spin coating method so as to cover the source and drain electrodes, thereby forming an organic semiconductor layer having a thickness of about 60 nm.
  • a gate electrode (having a laminated structure in the order of fullerene and gold from the organic semiconductor side) is formed on the gate insulating layer by a vacuum deposition method using a metal mask, so that a top gate type field effect type is obtained.
  • An organic thin film transistor (transistor) was produced.
  • a top-gate type field effect organic thin film transistor similarly to Example 1, except that this insulating layer composition solution was used and the gate insulating layer was formed by heating at 200 ° C. for 1 hour. Was made.
  • the transistor characteristics of the obtained transistor were changed to a vacuum prober (BCT22MDC-5-HT-SCU; Nagase Electronic under the condition that the gate voltage Vg was changed to 0 to ⁇ 60 V and the source-drain voltage Vsd was changed to 0 to ⁇ 60 V. Measurements were made using Equipments Service Co. LTD. However, this transistor could not operate as a transistor.
  • the insulating layer is formed at a low temperature that does not cause expansion and contraction of the plastic substrate. It was confirmed that the insulating layer can be formed and that the insulation breakdown voltage of the insulating layer is excellent.

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Abstract

　本発明は、低温で絶縁層（例えば、トランジスタのゲート絶縁膜や保護層）を形成することが可能であり、しかも優れた絶縁耐圧を有する絶縁層を形成可能な絶縁層用組成物を提供することを目的とする。本発明の絶縁層用組成物は、分子内に活性水素基を２個以上有する高分子化合物からなる第１の化合物と、分子内に電磁線又は熱により活性水素基と反応する官能基を生成する基を２個以上有する低分子化合物からなる第２の化合物とを含む。

Description

絶縁層用組成物
　本発明は、絶縁層用組成物、特に、トランジスタ等における絶縁層を形成するための組成物に関する。
　電子ペーパー等のフレキシブルな表示デバイスの基板としては、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック基板が検討されている。ところが、これらのプラスチック基板は、加熱時に僅かに伸張や収縮を生じる問題があるため、耐熱性の向上が求められている。一方、上記デバイスの基板に搭載するトランジスタとしては、薄型且つ柔軟性に優れることから有機薄膜トランジスタが注目されている。プラスチック基板は、上記のようにこれまで十分な耐熱性を有していなかったので、基板上に有機薄膜トランジスタを製造するプロセスは、できるだけ低温で行なえることが望ましい。
　有機薄膜トランジスタの製造プロセスにおいては、一般に、ゲート電極と有機半導体層との間に設けられる絶縁層であるゲート絶縁膜や、有機薄膜トランジスタを保護するために最上部に設けられる絶縁性の保護層を成膜・硬化するプロセスに特に高温が要求される。そのため、有機薄膜トランジスタの製造プロセスの低温化には、これらの層の形成工程を低温化することが重要である。
　例えば、ゲート絶縁膜を低温で形成する方法としては、ゲート電極の表面を陽極酸化する方法（特許文献１参照）や、化学気相堆積法で成膜する方法（特許文献２参照）等が知られている。しかしながら、これらの方法は、ゲート絶縁膜の形成プロセスが煩雑である。
　そこで、ゲート絶縁膜を低温で且つ簡便に形成する手法として、塗布等の手段により成膜を行うことが検討されている。例えば、下記非特許文献１には、ポリ（４－ビニルフェノール）やポリ（メラミン－ホルムアルデヒド）をスピンコートし、２００℃で硬化させてゲート絶縁膜を形成したことが示されている。
特開２００３－２５８２６０号公報 特開２００４－７２０４９号公報
Hagen Klauk etal., J. Appl. Phys., Vol.92., No.9., p.5259-5263(2002)
　上述した非特許文献１に示される方法の場合、ゲート絶縁膜の形成には、高温で材料の硬化を行う必要であった。ところが、このような硬化に要する温度においては、プラスチック基板の熱による伸縮を十分には抑制できない場合も多く、例えば、微細な画素を有する表示デバイスを作製する場合に、その影響を無視できなくなる。したがって、近年では、さらなる低温でゲート絶縁膜が形成可能となることが求められている。
　また、上述したような有機薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜や保護層に対しては、印加される電圧による破壊を生じ難いこと、すなわち、絶縁耐圧が高いことが求められる。しかしながら、これらの層として、低温形成が可能であるとともに、高い絶縁耐圧を有するという両方の特性を有するものを得ることは未だ困難な傾向にあった。
　そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、低温で絶縁層（例えば、トランジスタのゲート絶縁膜や保護層）を形成することが可能であり、しかも優れた絶縁耐圧を有する絶縁層を形成可能な絶縁層用組成物を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の絶縁層用組成物は、分子内に活性水素基を２個以上有する高分子化合物からなる第１の化合物と、分子内に電磁線又は熱により活性水素基と反応する官能基（以下、「反応性官能基」という。）を生成する基（以下、「解離性基」という）を２個以上有する低分子化合物からなる第２の化合物とを含むことを特徴とする。
　このような構成を有する本発明の絶縁層用組成物は、第２の化合物に電磁線又は熱を加えることにより解離性基から反応性官能基が生成し、次いで、この反応性官能基と第１の化合物における活性水素基との反応が生じて硬化が進行する。ここで、第２の化合物は、電磁線又は熱によって反応性官能基を容易に生じることができ、これにより生じた反応性官能基も、第１の化合物の活性水素基と容易に反応することができる。そのため、本発明の絶縁層用組成物は、電磁線の照射か比較的低温での加熱によって硬化させることが可能であり、絶縁層（ゲート絶縁膜や保護層）を形成する際に従来のような高温を必要としないものである。したがって、上記本発明の絶縁層用組成物は、低温であっても良好に絶縁層を形成することが可能である。
　また、本発明の絶縁層用組成物においては、電磁線又は熱によって第２の化合物に反応性官能基が形成された後には、この反応性官能基が第１の化合物が有する活性水素基との反応を容易に生じ得るため、その結果、得られる硬化物は、第１の化合物と第２の化合物とが良好に結合した緻密な構造を有するものとなる。したがって、本発明の絶縁層用組成物によれば、比較的低温で硬化させた場合であっても、絶縁性に優れ、しかも高い絶縁耐圧を有する絶縁層を形成することができる。
　上記本発明の絶縁層用組成物において、第１の化合物は、活性水素基としてフェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、メルカプト基及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有する高分子化合物からなるものであると好ましい。これらの活性水素基は、第２の化合物に生じた反応性官能基との反応を良好に生じることができるものである。
　特に、第１の化合物は、活性水素基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂であることが好ましく、下記一般式（１）で表される基及び下記一般式（２）で表される基のうちの少なくとも１種の基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂であることがより好ましい。これらのポリオルガノシルセスキオキサン酸樹脂を用いることで、アルコール系溶媒に可溶であり、取り扱い性等に優れるという効果が得られるようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 ［式（１）中、Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、Ｒ１３は、水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、ｒは１～５の整数であり、ｋは０以上の整数である。ただし、Ｒ１３が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。また、式（２）中、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５及びＲ２６は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、ｌ及びｍはそれぞれ独立に０以上の整数であり、ｎは１以上の整数である。］
　また、本発明の絶縁層用組成物において、第２の化合物における電磁線又は熱により活性水素基と反応する官能基を生成する基（解離性基）は、ブロックされたイソシアナト基又はブロックされたイソチオシアナト基であると好ましい。これらの基は、電磁線又は熱を加えることによって容易に反応性官能基であるイソシアナト基又はイソチオシアナト基を生成することができるため、より低温での絶縁層の形成を可能とすることができるものである。
　このようなブロックされたイソシアナト基又はブロックされたイソチオシアナト基としては、下記一般式（３ａ）で表される基又は下記一般式（３ｂ）で表される基が好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 ［式中、Ｘ１及びＸ２は、それぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子を表し、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４及びＲ３５は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表す。］
　より具体的には、第２の化合物は、下記一般式（４ａ）で表される化合物及び下記一般式（４ｂ）で表される化合物のうちの少なくとも１種の化合物であると好ましい。このような第２の化合物を適用することで、絶縁層用組成物の低温での硬化に一層有利となり、しかも、より優れた絶縁耐圧が得られるようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 ［式中、Ｘ４１及びＸ４２は、それぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子を表し、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６及びＲ４７は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、ＲＦ及びＲＧは、それぞれ独立に炭素数１～２０の２価の有機基を表し、ａ及びｂはそれぞれ独立に２～６の整数であり、ｃ及びｄは、それぞれ独立に０～２０の整数である。］
　本発明によれば、低温で絶縁層（例えば、トランジスタのゲート絶縁膜や保護層）を形成することが可能であり、しかも優れた絶縁耐圧を有する絶縁層を形成可能な絶縁層用組成物を提供することが可能となる。
第１実施形態に係る有機薄膜トランジスタの断面構成を模式的に示す図である。 第２実施形態に係る有機薄膜トランジスタの断面構成を模式的に示す図である。 好適な実施形態に係るディスプレイの断面構成を模式的に示す図である。
　以下、必要に応じて図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明については省略することとする。
［絶縁層用組成物］
　まず、好適な実施形態に係る絶縁層用組成物について説明する。
　本実施形態の絶縁層用組成物は、分子内に活性水素基を２個以上有する高分子化合物からなる第１の化合物と、分子内に電磁線又は熱により活性水素基と反応する官能基（反応性官能基）を生成する基（解離性基）を２個以上有する低分子化合物からなる第２の化合物とを含むものである。
　なお、本明細書において、「高分子化合物」とは、分子中に同じ構造単位が複数繰り返された構造を含む化合物をいい、いわゆる２量体もこれに含まれる。一方、「低分子化合物」とは、分子中に同じ構造単位を繰り返し有していない化合物を意味する。
（第１の化合物）
　まず、第１の化合物について説明する。
　第１の化合物は、分子内に活性水素基を２個以上有する高分子化合物である。この第１の化合物において、活性水素基としては、アミノ基、水酸基又はメルカプト基が挙げられる。なかでも、活性水素基としては、後述する反応性官能基（特にイソシアナト基又はイソチオシアナト基）との反応を良好に生じることができる水酸基が好適である。
　第１の化合物において、活性水素基は、高分子化合物を構成する主鎖に直接結合していてもよく、所定の基を介して結合していてもよい。また、活性水素基は、高分子化合物を構成する構造単位に含まれていてもよく、その場合は、各構造単位に含まれていてもよく、一部の構造単位にのみ含まれていてもよい。さらに、活性水素基は、高分子化合物の末端にのみ結合していてもよい。
　このような第１の化合物は、例えば、活性水素基を有しており、縮合や重合が可能な単量体化合物（モノマー）を、単独で縮合又は重合させるか、他の共重合性化合物と共重合させることによって得ることができる。なお、これらの製造においては、活性水素基を所定の形態で保護された状態で有する単量体化合物を用い、縮合又は重合後に脱保護によって活性水素基を生じさせるようにしてもよい。
　第１の化合物としては、まず、２個以上の活性水素基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂が好ましい。このポリオルガノシルセスキオキサン樹脂は、活性水素基又は保護された活性水素基を有するオルガノアルコキシシランを、酸触媒又はアルカリ触媒及び水の存在下で加水分解縮合し、必要に応じて活性水素基の脱保護を行うことによって得ることができる。また、加水分解縮合後、活性水素基を付与するようにしてもよい。
　活性水素基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂のなかでも、２個以上の水酸基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂が好ましい。かかるポリオルガノシルセスキオキサン樹脂は、例えば、オルガノアルコキシシランを酸又はアルカリ触媒及び水の存在下で加水分解縮合した後、この加水分解縮合物が有する両末端のシラノール基中の水酸基を、クロロシラン化合物で封止した後、必要に応じて水酸基を脱保護することによって得ることができる。また、予め水酸基又は保護された水酸基を有するオルガノアルコキシシランを加水分解縮合した後、必要に応じて脱保護することによっても得ることができる。オルガノアルコキシシランの加水分解縮合に用いる酸触媒としては、例えば、塩酸、酢酸等が挙げられる。また、アルカリ触媒としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン等が挙げられる。
　ポリオルガノシルセスキオキサン樹脂の原料であるオルガノアルコキシシランとしては、オルガノエトキシシラン、オルガノメトキシシラン等が挙げられる。より具体的には、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルフェニルエトキシシラン、ジメチルフェニルメトキシシラン等が挙げられる。
　また、オルガノアルコキシシランの加水分解縮合物と反応させる保護された水酸基を有するクロロシランとしては、分子内に保護された水酸基とビニル基やアリル基等の不飽和結合とを有する化合物と、ジアルキルクロロヒドロシラン化合物とを、遷移金属触媒の存在下で反応させ、ヒドロシリル化することによって得られたものが挙げられる。また、分子内に保護された水酸基を有する有機金属化合物と、ジアルキルジクロロシラン化合物との加水分解縮合反応によって得られたものも挙げられる。
　これらの保護された水酸基において、水酸基を保護する基としては、例えば、通常水酸基の保護基として適用されるアルキル基、シリル基、エステル基等が挙げられる。具体的には、メトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、ｔ－ブトキシメチル基、２－メトキシエトキシメチル基、２，２，２－トリクロロエトキシメチル基、２－（トリメチルシリル）エトキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、３－ブロモテトラヒドロピラニル基、テトラヒドロチオピラニル基、４－メトキシテトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、１－エトキシエチル基、１－メチル－１－メトキシエチル基、１－（イソプロポキシ）エチル基、２，２，２－トリクロロエチル基、２－（フェニルセレニル）エチル基、ｔ－ブチル基、ベンジル基、３－メチル－２－ピコリル－Ｎ－オキシド基、ジフェニルメチル基、５－ジベンゾスベリル基、トリフェニルメチル基、９－アンスリル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、ｔ－ブチルジメチルシリル基、（トリフェニルメチル）ジメチルシリル基、ｔ－ブチルジフェニルシリル基、メチルジイソプロピルシリル基、メチル－ジ－ｔ－ブチルシリル基、トリベンジルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、ホルミル基、アセチル基、３－フェニルプロピオネート基、３－ベンゾイルプロピオネート基、イソブチレート基、４－オキソペンタノエート基、ピバロエート基、アダマントエート基、ベンゾエート基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、２，２，２－トリクロロエトキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、ベンジルカーボネート基等を例示することができる。
　上記のようにして得られるポリオルガノシルセスキオキサン樹脂が有する活性水素基としては、フェノール性水酸基及びアルコール性水酸基が好ましく、フェノール性水酸基がより好ましい。フェノール性水酸基としては、下記一般式（１）で表されるフェノール性水酸基が特に好ましい。なお、一般式（１）中の符号は、いずれも上記と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　上記一般式（１）で表されるフェノール性水酸基中、Ｒ１１～Ｒ１３で表される基としての炭素数１～２０の一価の有機基は、直鎖、分岐、環状のいずれの基であってもよく、飽和基であっても不飽和基であってもよい。
　この炭素数１～２０の一価の有機基としては、例えば、炭素数１～２０の直鎖状炭化水素基、炭素数３～２０の分岐状炭化水素基、炭素数３～２０の環状炭化水素基、炭素数６～２０の芳香族炭化水素基が挙げられる。好ましくは、炭素数１～６の直鎖状炭化水素基、炭素数３～６の分岐状炭化水素基、炭素数３～６の環状炭化水素基又は炭素数６～２０の芳香族炭化水素基である。なお、これらの炭化水素基は、水素原子の一部が他の基によって置換されたものであってもよい。例えば、環状炭化水素基は、フッ素置換されていてもよく、芳香族炭化水素基は、アルキル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。
　炭素数１～２０の一価の有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｔ－ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチニル基、シクロヘキシニル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、トリル基、キシリル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、ジエチルフェニル基、トリエチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、メチルナフチル基、ジメチルナフチル基、トリメチルナフチル基、ビニルナフチル基、エテニルナフチル基、メチルアンスリル基、エチルアンスリル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基等が挙げられる。
　一方、アルコール性水酸基としては、下記一般式（２）で表される基が好適である。なお、式中の符号はいずれも上記と同義であり、Ｒ２１～Ｒ２６としての炭素数１～２０の一価の有機基としても、上記一般式（１）の場合と同様の基が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　また、第１の化合物としては、上述した２個以上の活性水素基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂以外に、例えば、活性水素基及び不飽和結合（例えば、二重結合）を分子内に有する単量体化合物（モノマー）を、単独で重合させるか、他の共重合性化合物（共重合モノマー）とともに共重合させて重合体を形成することによって得られたものも挙げられる。これは、保護された活性水素基を有するモノマーを用い、重合後に脱保護して得られたものであってもよい。これらの重合の際には、光重合開始剤や熱重合開始剤を使用することができる。
　活性水素基と不飽和二重結合とを有するモノマーとしては、例えば、アミノスチレン、ｏ－ヒドロキシスチレン、ｍ－ヒドロキシスチレン、ｐ－ヒドロキシスチレン、ビニルベンジルアルコール、アミノエチルメタクリレート、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸－３－ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシフェニルエチル、エチレングリコールモノビニルエーテル、アリルアルコール等が挙げられる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを総称した名称であり、これらのいずれか又は両方を示している。
　また、これらのモノマーと共重合させる共重合モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル及びその誘導体、スチレン及びその誘導体、酢酸ビニル及びその誘導体、（メタ）アクリロニトリル及びその誘導体、有機カルボン酸のビニルエステル及びその誘導体、有機カルボン酸のアリルエステル及びその誘導体、フマル酸のジアルキルエステル及びその誘導体、マレイン酸のジアルキルエステル及びその誘導体、イタコン酸のジアルキルエステル及びその誘導体、有機カルボン酸のＮ－ビニルアミド誘導体、マレイミド及びその誘導体、末端不飽和炭化水素及びその誘導体等、有機ゲルマニウム誘導体等が挙げられる。
　共重合モノマーのうち、（メタ）アクリル酸エステル類及びその誘導体としては、単官能の（メタ）アクリレートや、多官能の（メタ）アクリレートを適用することができる。なお、多官能の（メタ）アクリレートは、目的とする重合体の性状に応じて使用量が制約される場合がある。
　（メタ）アクリル酸エステル類及びその誘導体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸－ｎ－プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸－ｎ－ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸－ｓｅｃ－ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸－２－エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸－３－ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシフェニルエチル、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－アクリロイルモルフォリン等を挙げることができる。
　また、スチレン及びその誘導体としては、スチレン、２，４－ジメチル－α－メチルスチレン、ｏ－メチルスチレン、ｍ－メチルスチレン、ｐ－メチルスチレン、２，４－ジメチルスチレン、２，５－ジメチルスチレン、２，６－ジメチルスチレン、３，４－ジメチルスチレン、３，５－ジメチルスチレン、２，４，６－トリメチルスチレン、２，４，５－トリメチルスチレン、ペンタメチルスチレン、ｏ－エチルスチレン、ｍ－エチルスチレン、ｐ－エチルスチレン、ｏ－クロロスチレン、ｍ－クロロスチレン、ｐ－クロロスチレン、ｏ－ブロモスチレン、ｍ－ブロモスチレン、ｐ－ブロモスチレン、ｏ－メトキシスチレン、ｍ－メトキシスチレン、ｐ－メトキシスチレン、ｏ－ヒドロキシスチレン、ｍ－ヒドロキシスチレン、ｐ－ヒドロキシスチレン、２－ビニルビフェニル、３－ビニルビフェニル、４－ビニルビフェニル、１－ビニルナフタレン、２－ビニルナフタレン、４－ビニル－ｐ－ターフェニル、１－ビニルアントラセン、α－メチルスチレン、ｏ－イソプロペニルトルエン、ｍ－イソプロペニルトルエン、ｐ－イソプロペニルトルエン、２，４－ジメチル－α－メチルスチレン、２，３－ジメチル－α－メチルスチレン、３，５－ジメチル－α－メチルスチレン、ｐ－イソプロピル－α－メチルスチレン、α－エチルスチレン、α－クロロスチレン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロピルベンゼン、４－アミノスチレン等が挙げられる。
　（メタ）アクリロニトリル及びその誘導体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。有機カルボン酸のビニルエステル及びその誘導体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、アジピン酸ジビニル等が挙げられる。有機カルボン酸のアリルエステルおよびその誘導体としては、酢酸アリル、安息香酸アリル、アジピン酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、フタル酸ジアリル等が挙げられる。
　フマル酸のジアルキルエステル及びその誘導体としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジ－ｓｅｃ－ブチル、フマル酸ジイソブチル、フマル酸ジ－ｎ－ブチル、フマル酸ジ－２－エチルヘキシル、フマル酸ジベンジル等が挙げられる。マレイン酸のジアルキルエステル及びその誘導体としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジイソプロピル、マレイン酸ジ－ｓｅｃ－ブチル、マレイン酸ジイソブチル、マレイン酸ジ－ｎ－ブチル、マレイン酸ジ－２－エチルヘキシル、マレイン酸ジベンジル等が挙げられる。
　イタコン酸のジアルキルエステル及びその誘導体としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジイソプロピル、イタコン酸ジ－ｓｅｃ－ブチル、イタコン酸ジイソブチル、イタコン酸ジ－ｎ－ブチル、イタコン酸ジ－２－エチルヘキシル、イタコン酸ジベンジル等が挙げられる。有機カルボン酸のＮ－ビニルアミド誘導体としては、Ｎ－メチル－Ｎ－ビニルアセトアミド等が挙げられる。マレイミド及びその誘導体としては、Ｎ－フェニルマレイミド、Ｎ－シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。
　末端不飽和炭化水素及びその誘導体としては、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－オクテン、ビニルシクロヘキサン、塩化ビニル、アリルアルコール等が挙げられる。有機ゲルマニウム誘導体としては、アリルトリメチルゲルマニウム、アリルトリエチルゲルマニウム、アリルトリブチルゲルマニウム、トリメチルビニルゲルマニウム、トリエチルビニルゲルマニウム等が挙げられる。
　これらの共重合モノマーのなかでは、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、スチレン、（メタ）アクリロニトリル又はアリルトリメチルゲルマニウムが好ましく、これらを適宜組み合わせて適用してもよい。
　また、重合体を形成する際の重合反応に用いる光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン、２，２－ジエトキシアセトフェノン、４－イソプロピル－２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン、４，４’－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、ベンゾフェノン、メチル（ｏ－ベンゾイル）ベンゾエート、１－フェニル－１，２－プロパンジオン－２－（ｏ－エトキシカルボニル）オキシム、１－フェニル－１，２－プロパンジオン－２－（ｏ－ベンゾイル）オキシム、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインオクチルエーテル、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール、ジアセチル等のカルボニル化合物、メチルアントラキノン、クロロアントラキノン、クロロチオキサントン、２－メチルチオキサントン、２－イソプロピルチオキサントン等のアントラキノン又はチオキサントン誘導体、ジフェニルジスルフィド、ジチオカーバメート等の硫黄化合物が挙げられる。
　また、熱重合開始剤は、ラジカル重合の開始剤として機能し得るものである。例えば、２，２’－アゾビスイソブチロニトリル、２，２’－アゾビスイソバレロニトリル、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）、４，４’－アゾビス（４－シアノバレリックアシッド）、１、１’－アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’－アゾビス（２－メチルプロパン）、２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオンアミジン）２塩酸塩等のアゾ系化合物、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、アセチルアセトンパーオキシド等のケトンパーオキシド類、イソブチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、２，４－ジクロロベンゾイルパーオキシド、ｏ－メチルベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ｐ－クロロベンゾイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類、２，４，４－トリメチルペンチル－２－ヒドロパーオキシド、ジイソプロピルベンゼンパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、ｔ－ブチルパーオキシド等のヒドロパーオキシド類、ジクミルパーオキシド、ｔ－ブチルクミルパーオキシド、ジ－ｔ－ブチルパーオキシド、トリス（ｔ－ブチルパーオキシ）トリアジン等のジアルキルパーオキシド類、１，１－ジ－ｔ－ブチルパーオキシシクロヘキサン、２，２－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ブタン等のパーオキシケタール類、ｔ－ブチルパーオキシピバレート、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、ｔ－ブチルパーオキシイソブチレート、ジ－ｔ－ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ－ｔ－ブチルパーオキシアゼレート、ｔ－ブチルパーオキシ－３，５，５－トリメチルヘキサノエート、ｔ－ブチルパーオキシアセテート、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエート、ジ－ｔ－ブチルパーオキシトリメチルアジペート等のアルキルパーエステル類、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ－ｓｅｃ－ブチルパーオキシジカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーカーボネート類等が挙げられる。
　上述した第１の化合物は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が３０００～１００００００であると好ましく、５０００～５０００００であるとより好ましい。このような重量平均分子量を有することで、得られる膜の平坦性及び均一性が良好となるという利点がある。
（第２の化合物）
　次に、第２の化合物について説明する。
　第２の化合物は、分子内に解離性基を２個以上有する低分子化合物であり、具体的には、２個以上の解離性基が低分子（単量体）構造に結合した構造を有する化合物である。この低分子構造の形態としては、例えば、アルキル構造や、置換基を有していてもよいベンゼン環が好適である。
　第２の化合物において、解離性基としては、ブロックされたイソシアナト基（以下、「ブロックイソシアナト基」という。）、ブロックされたイソチオシアナト基（以下、「ブロックイソチオシアナト基」という。）等が挙げられる。
　解離性基としては、ブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基が好ましい。ブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基は、熱により反応性官能基であるイソシアナト基又はイソチオシアナト基をそれぞれ生成する。
　ブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基とは、ブロック化剤によってブロックされたイソシアナト基又はイソチオシアナト基である。このブロック化剤としては、イソシアナト基又はイソチオシアナト基と反応してこれらを保護する基を形成し得る化合物であり、例えば、イソシアナト基又はイソチオシアナト基と反応し得る活性水素基を一個有する化合物が挙げられる。特に、ブロック化剤としては、ブロック化後、１７０℃以下の温度を加えることで解離し、再びイソシアナト基又はイソチオシアナト基を生成し得るものが好ましい。
　このブロック化剤としては、例えば、アルコ－ル系、フェノ－ル系、活性メチレン系、メルカプタン系、酸アミド系、酸イミド系、イミダゾール系、尿素系、オキシム系、アミン系、イミド系、ピリジン系化合物、ピラゾール系化合物等の化合物が挙げられる。ブロック化剤は、これらを単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。なかでも、オキシム系化合物又はピラゾール系化合物が好適である。
　より具体的には、ブロック化剤としては、アルコ－ル系化合物としてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、２－エチルヘキサノール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール等が挙げられ、フェノール系化合物としてフェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、ノニルフェノール、ジノニルフェノール、スチレン化フェノール、ヒドロキシ安息香酸エステル等が挙げられる。活性メチレン系化合物としては、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等が挙げられ、メルカプタン系化合物としては、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等が挙げられる。
　また、ブロック化剤である酸アミド系化合物としては、アセトアニリド、酢酸アミド、ε－カプロラクタム、δ－バレロラクタム、γ－ブチロラクタム等が挙げられ、酸イミド系化合物としては、コハク酸イミド、マレイン酸イミド等が挙げられる。イミダゾール系化合物としては、イミダゾール、２－メチルイミダゾール等が挙げられ、尿素系化合物としては、尿素、チオ尿素、エチレン尿素等が挙げられる。アミン系化合物としては、ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール等が挙げられ、イミン系化合物としては、エチレンイミン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。重亜硫酸塩としては、重亜硫酸ソーダ等が挙げられ、ピリジン系化合物としては２－ヒドロキシピリジン、２－ヒドロキシキノリン等が挙げられる。さらに、オキシム系化合物としては、ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等が挙げられ、ピラゾール系化合物としては、３，５－ジメチルピラゾール、３，５－ジエチルピラゾール等が挙げられる。
　上述したブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基としては、下記一般式（３ａ）で表される基又は下記一般式（３ｂ）で表される基が好適である。なお、これらの式中の符号は、いずれも上記と同義である。また、式中のＲ３１～Ｒ３５で表される基が炭素数１～２０の１価の有機基である場合、その具体例としては、上記一般式（１）における炭素数１～２０の１価の有機基と同様のものが好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　上述したようなブロックイソシアナト基としては、Ｏ－（メチリデンアミノ）カルボキシアミノ基、Ｏ－（１－エチリデンアミノ）カルボキシアミノ基、Ｏ－（１－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ基、Ｏ－［１－メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ基、１－（３，５－ジメチルピラゾリル）カルボニルアミノ基、１－（３－エチル－５－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ基、１－（３，５－ジエチルピラゾリル）カルボニルアミノ基、１－（３－プロピル－５－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ基、１－（３－エチル－５－プロピルピラゾリル）カルボニルアミノ基等が挙げられる。
　また、ブロックイソチオシアナト基としては、Ｏ－（メチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ基、Ｏ－（１－エチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ基、Ｏ－（１－メチルエチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ基、Ｏ－［１－メチルプロピリデンアミノ］チオカルボキシアミノ基、１－（３，５－ジメチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ基、１－（３－エチル－５－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ基、１－（３，５－ジエチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ基、１－（３－プロピル－５－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ基、１－（３－エチル－５－プロピルピラゾリル）チオカルボニルアミノ基等が挙げられる。
　解離性基としてこれらのブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基を有する第２の化合物としては、より具体的には、下記一般式（４ａ）で表される化合物又は下記一般式（４ｂ）で表される化合物が好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　上記式（４ａ）、（４ｂ）中の符号は、いずれも上記と同義である。また、式中のＲ４１～Ｒ４７で表される基が炭素数１～２０の１価の有機基である場合、その具体例としては、上記一般式（１）における炭素数１～２０の１価の有機基と同様のものが好適である。また、ＲＦ及びＲＧで表される炭素数１～２０の２価の有機基としては、前述の１価の有機基が有している水素原子のうちの１個が他の構造との結合手となった構造を有する２価の基が挙げられる。
　例えば、２価の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピルレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基、ジメチルプロピレン基、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられる。また、２価の芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、ジメチルフェニレン基、トリメチルフェニレン基、エチレンフェニレン基、ジエチレンフェニレン基、トリエチレンフェニレン基、プロピレンフェニレン基、ブチレンフェニレン基、メチルナフチレン基、ジメチルナフチレン基、トリメチルナフチレン基、ビニルナフチレン基、エテニルナフチレン基、メチルアンスリレン基、エチルアンスリレン基等が挙げられる。
　このような第２の化合物は、例えば、イソシアナト基又はイソチオシアナト基を２個以上有する低分子化合物に対し、上述したブロック化剤を反応させることで、反応性官能基であるイソシアナト基又はイソチオシアナト基を、解離性基であるブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基に変換することによって得ることができる。この反応の際には、有機溶媒や触媒等を適宜加えてもよい。
　イソシアナト基又はイソチオシアナト基を２個以上有する低分子化合物としては、例えば、オルト－フェニレンジイソシアネート、メタ－フェニランジイソシアネート、パラ－フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
　そして、上記反応によって得ることができる、ブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基を２個以上有する低分子化合物としては、次のようなものが例示できる。
　すなわち、１，２－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［Ｏ－（１’－エチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－（１’－エチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（１’－エチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［Ｏ－［１’－メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－［１’－メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－［１’－メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’，５’－ジメチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’（３’，５’－ジメチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’，５’－ジメチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’－エチル－５’－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１－（３’－エチル－５’－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’－エチル－５’－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’，５’－ジエチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’，５’－ジエチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’，５’－ジエチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’－プロピル－５’－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’－プロピル－５’－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’－プロピル－５’－メチルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’－エチル－５’－プロピルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’－エチル－５’－プロピルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’－エチル－５’－プロピルピラゾリル）カルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ブタン、１，４－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ブタン、１，６－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ヘキサン、１，６－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ヘキサン、１，２－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［Ｏ－（１’－エチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－（１’－エチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（１’－エチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［Ｏ－［１’－メチルプロピリデンアミノ］チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［Ｏ－［１’－メチルプロピリデンアミノ］チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－［１’－メチルプロピリデンアミノ］チオカルボキシアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’，５’－ジメチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’，５’－ジメチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’，５’－ジメチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’－エチル－５’－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’－エチル－５’－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’（３’－エチル－５’－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’，５’－ジエチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’，５’－ジエチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’，５’－ジエチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’－プロピル－５’－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’－プロピル－５’－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’－プロピル－５’－メチルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，２－ジ［１’－（３’－エチル－５’－プロピルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，３－ジ［１’－（３’－エチル－５’－プロピルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［１’－（３’－エチル－５’－プロピルピラゾリル）チオカルボニルアミノ］ベンゼン、１，４－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ブタン、１，４－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ブタン、１，６－ジ［Ｏ－（メチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ヘキサン、１，６－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ］ヘキサン等が挙げられる。
（絶縁層用組成物の含有比）
　本実施形態の絶縁層用組成物は、上述した第１及び第２の化合物を含むものであるが、当該組成物においては、第１の化合物は、第１及び第２の化合物の合計中、２０～９０質量％含まれていることが好ましく、４０～８０質量％含まれていることがより好ましい。このような含有比を満たすことで、絶縁層用組成物によって得られる絶縁層の絶縁性や絶縁耐圧が特に良好に得られる傾向にある。
（その他の成分）
　本実施形態の絶縁層用組成物は、第１及び第２の化合物以外に、本発明による効果を損なわない範囲で、所望の特性に応じて硬化触媒、架橋剤、界面活性剤、レベリング剤、増粘剤等を含んでいてもよい。
［有機薄膜トランジスタ］
　次に、上述した絶縁層用組成物からなる絶縁層を備える有機薄膜トランジスタ（以下、単に「トランジスタ」と略す。）の好適な実施形態について説明する。
　好適な実施形態のトランジスタとしては、ソース電極と、ドレイン電極と、これらの間の電流経路となる有機半導体層と、電流経路を通る電流を制御するゲート電極と、有機半導体層とゲート電極とを絶縁する絶縁層とを備えるトランジスタであって、絶縁層が上述した実施形態の絶縁層用組成物の硬化物からなるものが挙げられる。
　また、トランジスタとしては、ソース電極と、ドレイン電極と、これらの間の電流経路となる有機半導体層と、電流経路を通る電流を制御するゲート電極と、有機半導体層とゲート電極とを絶縁する絶縁層と、これらの構成を覆うように設けられた保護層とを備えるトランジスタであって、保護層が上述した実施形態の絶縁層用組成物の硬化物からなるものも挙げられる。以下、これらのトランジスタの例についてより具体的に説明する。
　図１は、第１実施形態に係るトランジスタの断面構成を模式的に示す図であり、図２は、第２実施形態に係るトランジスタの断面構成を模式的に示す図である。図１に示す第１実施形態のトランジスタは、いわゆるトップゲート型のトランジスタであり、図２に示す第２実施形態のトランジスタは、いわゆるボトムゲート型のトランジスタであるが、本発明のトランジスタは、必ずしもこれらの形態に限定されない。
　図１に示すように、第１実施形態のトランジスタ１００は、基板１０上に、ソース電極１２及びドレイン電極１４、有機半導体層１６、ゲート絶縁層（絶縁層）１８、並びにゲート電極１９がこの順に設けられている。
　このトランジスタ１００において、ソース電極１２及びドレイン電極１４は、基板１０上に所定の間隔をあけて設けられている。有機半導体層１６は、ソース電極１２及びドレイン電極１４の少なくとも一部をそれぞれ覆うようにして基板１０上に形成されている。有機半導体層１６は、このようにソース電極１２及びドレイン電極１４の両方と接することで、これらの電極間の電流経路となる。
　また、ゲート絶縁層１８は、下部に形成されたソース電極１２、ドレイン電極１４及び有機半導体層１６の全てを覆うように設けられている。さらに、ゲート電極１９は、このゲート絶縁層１８上に設けられている。このように、ゲート絶縁層１８が、有機半導体層１６とゲート電極１９との間に形成されることで、有機半導体層１６とゲート電極１９とが絶縁される。
　一方、図２に示すように、第２実施形態のトランジスタ２００は、基板２０上に、ゲート電極２９、ゲート絶縁層２８、ソース電極２２及びドレイン電極２４、有機半導体層２６、並びにトップコート３０がこの順に設けられている。
　このトランジスタ２００において、ゲート電極２９は、基板２０上に直接設けられており、このゲート電極２９を覆うようにゲート絶縁層２８が形成されている。ゲート絶縁層２８上には、ソース電極２２及びドレイン電極２４が所定の間隔をあけて設けられている。また、有機半導体層２６は、ゲート絶縁層２８上に、ソース電極２２及びドレイン電極２４の少なくとも一部をそれぞれ覆うようにして設けられている。
　有機半導体層２６は、このようにソース電極２２及びドレイン電極２４の両方と接することで、これらの電極間の電流経路となる。また、有機半導体層２６とゲート電極２９とは、これらの間にゲート絶縁層２８が形成されることによって絶縁されている。
　そして、トランジスタ２００においては、上記のような素子構造を全て覆うようにして基板２０上にトップコート３０が設けられている。このトップコート３０は、保護層として機能し、素子構造、特に外部との接触で劣化しやすい有機半導体層２６を保護することができる。
　上述したトランジスタ１００及び２００において、まず、基板１０及び２０は、ガラス基板やプラスチック基板等によって構成される。ただし、後述するように、本発明のトランジスタは、低温形成が可能なものであることから、基板１０，２０として、通常では熱によって伸縮等を生じ易いプラスチック基板を良好に適用することが可能である。プラスチック基板を適用することで、トランジスタ１００，２００の軽量化やフレキシブル化が容易となる。
　ゲート電極１９，２９は、導電性材料から構成される。導電性材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、銅、クロム、ニッケル、チタン等の金属、ＩＴＯ等の導電性酸化物、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸の混合高分子等の導電性高分子等が例示できる。また、金属微粒子、カーボンブラック、グラファイト微粉がバインダー中に分散した導電性材料も適用できる。また、ソース電極１２，２２やドレイン電極１４，２４も、ゲート電極１９，２９と同様の導電性材料によって構成されるものを適用できる。
　有機半導体層１６，２６としては、低分子有機半導体材料や高分子有機半導体材料からなるものを適用できる。低分子有機半導体材料としては、例えばペンタセン等が挙げられる。また、高分子有機半導体材料としては、例えばポリ－３－ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）やフルオレンジチオフェン（Ｆ８Ｔ２）等が挙げられる。なお、有機半導体層１６，２６は、半導体として機能し得る有機材料から構成される。
　そして、トランジスタ１００，２００におけるゲート絶縁層１８，２８（絶縁層）は、上述した好適な実施形態の絶縁層用組成物の硬化物からなるものである。また、トランジスタ２００におけるトップコート３０も、絶縁層用組成物の硬化物からなるものである。
　ここで、絶縁層用組成物の硬化物とは、第１の化合物と第２の化合物との間で生じる反応によって、第１の化合物と第２の化合物とが繰り返し結合されてなる構造が形成された状態のものである。このような第１の化合物と第２の化合物との反応は、まず、電磁線又は熱を加えることにより、第２の化合物の解離性基から反応性官能基が形成され、これに続いて、第２の化合物で生じた反応性官能基が第１の化合物の活性水素基と反応することによって生じるものである。このように、絶縁相用組成物は、電磁線又は熱を加えることによって硬化させることができる。電磁線とは、所定の波長を有する電磁波であり、例えば、Ｘ線や紫外線等がこれに該当する。
［有機薄膜トランジスタの製造方法］
　次に、上述した構成を有する有機薄膜トランジスタ（トランジスタ）の製造方法の好適な実施形態について説明する。
　好適な実施形態のトランジスタの製造方法は、ソース電極と、ドレイン電極と、これらの間の電流経路となる有機半導体層と、電流経路を通る電流を制御するゲート電極と、有機半導体層とゲート電極とを絶縁する絶縁層とを備える有機薄膜トランジスタの製造方法であって、当該絶縁層を形成する面上に、上述した絶縁層用組成物を塗布し、硬化させることによって形成するものである。
　まず、第１実施形態のトランジスタ１００の製造においては、基板１０を準備し、この基板１０上に、例えば蒸着法、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法等の公知の方法により、上述したような導電性材料を堆積させることによって、ソース電極１２及びドレイン電極１４を形成する。
　それから、ソース電極１２及びドレイン電極１４が形成された基板１０上に、これらのそれぞれ一部を覆うように有機半導体層１６を形成する。有機半導体層１６は、例えば、上述した低分子又は高分子有機半導体材料を、これらを溶解可能な溶媒に溶解した後、基板上に塗布し、乾燥させることによって形成することが好ましい。
　ここで用いる溶媒としては有機半導体材料を溶解させ得るものであればよく、乾燥による除去をできるだけ低温で行う観点からは、常圧での沸点が５０℃～２００℃であるものが好ましい。溶媒としては、クロロホルム、トルエン、アニソール、２－ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の有機溶媒が挙げられる。有機半導体材料の溶液の塗布は、例えば、スピンコート法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、インクジェット法等により行うことが出来る。
　次いで、ソース電極１２、ドレイン電極１４及び有機半導体層１６が形成された基板１０上に、これらを覆うように絶縁層１８を形成する。絶縁層１８は、上述した絶縁層用組成物を塗布後、硬化させることによって形成することができる。この第１実施形態のトランジスタ１００の製造の場合、基板１０上にソース電極１２、ドレイン電極１４及び有機半導体層１６が形成された積層構造の上面が、「絶縁層を形成する面」に該当する。なお、絶縁層１８の詳細な形成方法については後述する。
　その後、絶縁層１８上に、ゲート電極１９を、ソース電極１２やドレイン電極１４と同様の方法によって形成する。これにより、図１に示す第１実施形態のトランジスタ１００が得られる。
　一方、第２実施形態のトランジスタ２００は、まず、基板２０上に、第１実施形態と同様にしてゲート電極２９を形成する。次に、このゲート電極２９を覆うように基板２０上にゲート絶縁層２８を形成する。ゲート絶縁層２８の形成方法については後述するが、第２実施形態においては、基板２０上にゲート電極２９が形成された積層構造の上面が、「絶縁層を形成する面」に該当する。
　それから、ゲート絶縁層２８上に、ソース電極２２及びドレイン電極２４を形成し、さらに、これらのそれぞれ一部を覆うように、有機半導体層２６を形成する。これらは、第１実施形態と同様にして行うことができる。そして、このようにして基板２０上に形成されたゲート電極２９、ゲート絶縁層２８、ソース電極２２、ドレイン電極２４及び有機半導体層２６を覆うようにトップコート３０を形成することにより、図２に示す第２実施形態のトランジスタ２００が得られる。
　以下、これらのトランジスタ１００，２００におけるゲート絶縁層１８，２８の形成方法について具体的に説明する。
　ゲート絶縁層１８、２８の形成においては、まず、これらのゲート絶縁層を形成する面上に、上述した絶縁層用組成物を塗布する。絶縁層用組成物の塗布は、例えば、絶縁層用組成物を有機溶媒に溶解した溶液の状態で行うことができる。この溶液に用いる有機溶媒としては、絶縁層用組成物の成分を溶解させ得るものであり、例えば、常圧での沸点が１００℃～２００℃のものが、乾燥による除去が容易であることから好ましい。このような有機溶媒としては、２－ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、１－ブタノール等が挙げられる。
　絶縁層用組成物を含む溶液の塗布は、スピンコート法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、インクジェット法等によって行うことができる。なお、絶縁層用組成物の溶液中には、必要に応じてレベリング剤、界面活性剤、硬化触媒等を添加してもよい。
　次に、上記のようにして塗布された絶縁層用組成物の溶液を、乾燥させて有機溶媒を除去し、これにより絶縁層用組成物からなる層を形成する。乾燥は、有機溶媒が揮発する程度に加熱することによって行うことができる。この際、低温でトランジスタを形成する観点からは、過度には高温としないことが望ましい。
　そして、絶縁層用組成物からなる層を硬化させることによって、ゲート絶縁層１８，２８を形成することができる。硬化は、上述したように、電磁線の照射又は加熱によって行うことができる。例えば、絶縁層用組成物における第２の化合物が、解離性基としてブロックイソシアナト基又はブロックイソチオシアナト基を有している場合、硬化は、加熱によって生じさせることができる。
　この場合、加熱温度は、６０～２５０℃とすることが好ましく、８０～２００℃とすることがより好ましい。加熱温度が２５０℃を超えると、例えば、プラスチック基板等を用いた場合にその伸縮を十分に抑制できなくなるおそれがある。一方、６０℃よりも小さいと、絶縁層用組成物が十分に硬化せずに、リーク電流の抑制、絶縁耐圧の向上、ヒステリシスの安定といった効果が十分に得られなくなる場合がある。
　また、トランジスタ２００におけるトップコート３０も、トランジスタの素子構造を形成した後、これらを覆うように、上述したゲート絶縁層１８，２８と同様にして絶縁層用組成物を塗布、硬化することによって形成することができる。
　なお、このようなトランジスタ１００，２００の製造方法においては、ゲート絶縁層１８，２８上に、自己組織化単分子膜層を形成してもよい（図示せず）。このような自己組織化単分子膜層を形成することで、絶縁耐圧の向上、トランジスタ特性の改善といった効果が得られるようになる。
　自己組織化単分子膜層は、例えば、ゲート絶縁層１８，２８に、アルキルクロロシラン化合物又はアルキルアルコキシシラン化合物を処理することによって形成することができる。このようにして形成された自己組織化単分子膜層は、アルキルクロロシラン化合物又はアルキルアルコキシシラン化合物が加水分解・縮合等を生じた構造を有し、ゲート絶縁層１８，２８表面とイオン結合、水素結合等によって相互作用した構成を有すると考えられる。
　アルキルクロロシラン化合物又はアルキルアルコキシシラン化合物の処理は、例えば、これらの化合物を有機溶媒中に１～１０重量％となるように溶解した溶液を、ゲート絶縁層１８，２８上に塗布して乾燥させること等によって形成することができる。
　アルキルクロロシラン化合物としては、例えば、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン等が挙げられる。また、アルキルアルコキシシラン化合物としては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
［ディスプレイ用部材及びディスプレイ］
　次に、上述した実施形態のトランジスタを用いたディスプレイ用部材及びディスプレイについて説明する。以下の説明では、ディスプレイとして、有機ＥＬ素子を用いたものの構造を例に挙げて説明するが、本発明に適用できるディスプレイはこれに限定されない。
　図３は、好適な実施形態に係るディスプレイの断面構成を模式的に示す図である。図３に示すように、本実施形態のディスプレイ３００は、トランジスタ２００と、有機ＥＬ素子４０とを備えた構成を有している。このディスプレイ３００は、ディスプレイにおける１個の画素を構成するものであり、有機ＥＬ素子４０にトランジスタ２００が接続されて、この有機ＥＬ素子４０の発光を制御する。そして、実際のディスプレイは、このようなディスプレイ３００が多数設けられることによって画像の表示が可能なものである。
　ディスプレイ３００において、トランジスタ２００は、上述した第２実施形態のトランジスタ２００と同様の構造を有するものである。このトランジスタ２００における基板２０は、その面方向に延びており、有機ＥＬ素子４０を搭載する基板を兼ねている。また、基板２０と有機ＥＬ素子４０との間には、トランジスタ２００におけるトップコート３０が配置されるようになっている。有機ＥＬ素子４０としては、公知の構造を有するものを適用することができる。
　かかるディスプレイ３００のように、本発明のトランジスタの一実施形態であるトランジスタ２００は、ディスプレイに用いられるディスプレイ用部材として好適に用いることができる。そして、かかるトランジスタ２００は、上述したように、特に、従来高温が必要とされたゲート絶縁層２８やトップコート３０を低温で形成可能であることから、例えば、基板２０としてプラスチック基板を用いた場合であっても、この基板の伸縮等を十分に抑制することができる。そして、通常、高画素化のためにディスプレイ３００で表されるような素子を小さくした場合、基板の変形が表示特性に大きく影響を与える傾向にあるが、本実施形態では、低温での形成が可能トランジスタ２００をディスプレイ部材として適用していることから、このような基板の変形を抑制でき、ディスプレイ３００の狭小化
が容易である。
　以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［第１及び第２の化合物の合成］
（合成例１）
　５０ｍｌ平衡型滴下ロート、三方コック、メカニカルスターラーを取り付けた５００ｍｌ三つ口フラスコの内部をチッソ置換した後、１，３－フェニレンジイソシアネート２５．０ｇ（和光純薬製）、脱水テトラヒドロフラン２５０ｍｌを加え、これらを攪拌して溶解させ、１，３－フェニレンジイソシアネートのテトラヒドロフラン溶液を得た。次いで、反応フラスコを氷浴に入れ、１，３－フェニレンジイソシアネートのテトラヒドロフラン溶液を２００ｒｐｍで攪拌しながらブタノンケトオキシム（和光純薬製）をゆっくり滴下した。滴下終了後、１時間氷浴中で攪拌を続けた後、更に室温で一晩攪拌しながら反応させ、淡黄色透明な反応混合物を得た。
　得られた反応混合物を、１０００ｍｌのイオン交換水に攪拌しながら滴下し、上澄みをすて、粘稠な固体を得た。得られた個体をエタノール２００ｍｌに再溶解し、ろ紙で不溶物をろ過した後、減圧下でエタノールを留去した。これにより、第２の化合物である１，３－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼンを粘調な固体として得た（得られた量は、４５ｇであった）。
（合成例２）
　２－（４’－ヒドロキシフェニル）エチル－ジメチルシリル－ポリシルセスキオキサン樹脂（ＢＯＰＨ樹脂；東亞合成製、ポリスチレン換算の重量平均分子量＝１００００）の４２．４重量％の２－ヘプタノン溶液６０ｇを、３００ｍｌナス型フラスコに入れ、ロータリーエバポレータ－を用いて減圧下で２－ヘプタノンを留去して、２－（４’－ヒドロキシフェニル）エチル－ジメチルシリル－ポリシルセスキオキサン樹脂を得た。
　得られた樹脂に、１－ブタノール３０ｇを加えて再溶解させた後、ロータリーエバポレータ－を用いて溶媒を再度留去させた。この再溶解・溶媒留去の操作を３回繰り返し、最後に１－ブタノールの添加量を調製して、第１の化合物である２－（４’－ヒドロキシフェニル）エチル－ジメチルシリル－ポリシルセスキオキサン樹脂の３０重量％の１－ブタノール溶液を調製した。
［実施例１］
（絶縁層用組成物溶液の調製）
　合成例２で得られた２－（４’－ヒドロキシフェニル）エチル－ジメチルシリル－ポリシルセスキオキサン樹脂の３０重量％１－ブタノール溶液を３．００ｇ、合成例１で得られた１，３－ジ［Ｏ－（１’－メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ］ベンゼンを０．２７ｇ、１－ブタノールを５．７０ｇ、１０ｍｌのサンプル瓶に入れ、これらを攪拌溶解して均一な塗布溶液（絶縁層用組成物溶液）を調製した。
（絶縁層の形成）
　次いで、得られた塗布溶液を、０．２μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、シリコンウェハー上にスピンコートした後、ホットプレート上で１５０℃で９０分間加熱して、絶縁層を得た。
（絶縁層の耐溶剤性の評価）
　得られた絶縁層にトルエン又はクロロホルムを滴下したところ、絶縁層は溶解しなかった。
（絶縁層の絶縁耐圧の評価）
　絶縁層の一部を剥離して段差計（ケイエルエムテンコール製）で膜厚を測定したところ、１８５ｎｍであった。
　この絶縁層上に、アルミニウム電極を蒸着し、真空プロ－バ（ＢＣＴ２２ＭＤＣ－５－ＨＴ－ＳＣＵ；Ｎａｇａｓｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏ．　ＬＴＤ製）によりその絶縁破壊電圧を測定したところ、１００Vを印加しても絶縁破壊を起こさなかった。また、１００Vを印加した時のリーク電流は、３．３８×１０－６Ａ（電極面積＝０．０３１４ｃｍ２）であった。
（トランジスタの作製）
　ガラス基板上にメタルマスクを用いた真空蒸着法により、チャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極及びドレイン電極（後述の有機半導体層側から、フラーレン、金の順番で積層構造を有する）を形成した。
　次に、Ｆ８Ｔ２（９，９－ジオクチルフルオレン：ビチオフェン＝５０：５０（モル比）の共重合体；ポリスチレン換算の重量平均分子量＝６９，０００）を溶媒であるクロロホルムに溶解し、濃度が０．５重量％である溶液（有機半導体組成物）を作製した後、これをメンブランフィルターでろ過して塗布液を調製した。それから、得られた塗布液を、上記のソース及びドレイン電極を覆うようにガラス基板上にスピンコート法により塗布し、約６０ｎｍの厚さを有する有機半導体層を形成した。
　それから、上述した絶縁層用組成物溶液を、０．２μmのメンブレンフィルターでろ過した後、これを有機半導体層上にスピンコート法により塗布した後、１５０℃で９０分間加熱することにより硬化させて、約３００ｎｍの厚さを有するゲート絶縁層を形成した。
　そして、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、ゲート絶縁層上に、ゲート電極（有機半導体側から、フラーレン、金の順番で積層構造を有する）を形成することにより、トップゲート型の電界効果型有機薄膜トランジスタ（トランジスタ）を作製した。
（トランジスタの特性評価）
　得られたトランジスタについて、ゲート電圧Ｖｇを０～－６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを０～－６０Ｖに変化させた条件で、そのトランジスタ特性を真空プロ－バ（ＢＣＴ２２ＭＤＣ－５－ＨＴ－ＳＣＵ；Ｎａｇａｓｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏ．　ＬＴＤ製）を用いて測定した。また、ヒステリシスは、ソース・ドレイン間電圧Vｓｄが－５０Vで、ゲート電圧Ｖｇを０Ｖから－６０Ｖに変化させた際の閾値電圧Ｖｔｈ１とゲート電圧Ｖｇを－６０Ｖから０Ｖに変化させた際の閾値電圧Ｖｔｈ２との差異の絶対値で表した。得られた結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
［比較例１］
（絶縁層用組成物溶液の調製）
　ポリビニルフェノール（アルドリッチ製、ポリスチレン換算の重量平均分子量=８０００）１．００ｇ、ポリ（メラミン－ｃｏ－ホルムアルデヒド）メチル化物の８４重量％１－ブタノール溶液（アルドリッチ製）０．１９４ｇ、及び２－ヘプタノン７．００ｇを１０ｍｌのサンプル瓶に入れ、攪拌溶解して均一な塗布溶液（絶縁層用組成物溶液）を調製した。
（トランジスタの作製）
　この絶縁層用組成物溶液を用いたこと、及び、ゲート絶縁層を２００℃で１時間加熱することにより形成したこと以外は、実施例１と同様にして、トップゲート型の電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
　得られたトランジスタについて、ゲート電圧Ｖｇを０～－６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを０～－６０Ｖに変化させた条件で、そのトランジスタ特性を真空プローバ（ＢＣＴ２２ＭＤＣ－５－ＨＴ－ＳＣＵ；Ｎａｇａｓｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏ．　ＬＴＤ製）を用いて測定した。しかしながら、このトランジスタは、トランジスタとして動作することができなかった。
　上記の結果より、第１及び第２の化合物を組み合わせて含む絶縁層用組成物により形成したゲート絶縁層を備える実施例１のトランジスタは、絶縁層をプラスチック基板の伸縮が生じない程度の低温で形成することができ、また、この絶縁層の絶縁耐圧が優れていることが確認された。
　１０，２０…基板、１２，２２…ソース電極、１４，２４…ドレイン電極、１６，２６…有機半導体層、１８，２８…ゲート絶縁層、１９，２９…ゲート電極、３０…トップコート、４０…有機ＥＬ素子、１００，２００…トランジスタ、３００…ディスプレイ。

Claims (7)

  1. 分子内に活性水素基を２個以上有する高分子化合物からなる第１の化合物と、分子内に電磁線又は熱により活性水素基と反応する官能基を生成する基を２個以上有する低分子化合物からなる第２の化合物と、を含む、絶縁層用組成物。
  2. 前記第１の化合物が、前記活性水素基としてフェノール性水酸基、アルコール性水酸基、アミノ基、メルカプト基及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有する高分子化合物である、請求項１記載の絶縁層用組成物。
  3. 前記第１の化合物が、活性水素基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂である、請求項１又は２記載の絶縁層用組成物。
  4. 前記第１の化合物が、前記活性水素基として下記一般式（１）で表される基及び下記一般式（２）で表される基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を有するポリオルガノシルセスキオキサン樹脂である、請求項１～３のいずれか一項に記載の絶縁層用組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［式（１）中、Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、Ｒ１３は、水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、ｒは１～５の整数であり、ｋは０以上の整数である。ただし、Ｒ１３が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。また、式（２）中、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５及びＲ２６は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、ｌ及びｍはそれぞれ独立に０以上の整数であり、ｎは１以上の整数である。］
  5. 前記第２の化合物における前記電磁線又は熱により活性水素基と反応する官能基を生成する基が、ブロックされたイソシアナト基及びブロックされたイソチオシアナト基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基である、請求項１～４のいずれか一項に記載の絶縁層用組成物。
  6. 前記ブロックされたイソシアナト基又は前記ブロックされたイソチオシアナト基が、下記一般式（３ａ）で表される基又は下記一般式（３ｂ）で表される基である、請求項５記載の絶縁層用組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［式中、Ｘ１及びＸ２は、それぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子を表し、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４及びＲ３５は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表す。］
  7. 前記第２の化合物が、下記一般式（４ａ）で表される化合物及び下記一般式（４ｂ）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物である、請求項１～６のいずれか一項に記載の絶縁層用組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ［式中、Ｘ４１及びＸ４２は、それぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子を表し、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６及びＲ４７は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１～２０の１価の有機基を表し、ＲＦ及びＲＧは、それぞれ独立に炭素数１～２０の２価の有機基を表し、ａ及びｂはそれぞれ独立に２～６の整数であり、ｃ及びｄは、それぞれ独立に０～２０の整数である。］
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