WO2011062093A1 - 光及び熱エネルギー架橋性有機薄膜トランジスタ絶縁層材料 - Google Patents

光及び熱エネルギー架橋性有機薄膜トランジスタ絶縁層材料 Download PDF

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WO2011062093A1
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organic thin
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    • C09J133/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • HELECTRICITY
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    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K10/40Organic transistors
    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K10/471Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising only organic materials
    • HELECTRICITY
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    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/125Active-matrix OLED [AMOLED] displays including organic TFTs [OTFT]

Definitions

  • the present invention relates to an organic thin film transistor insulating layer material suitable for forming an insulating layer of an organic thin film transistor.
  • organic thin film transistors can be manufactured at a lower temperature than inorganic semiconductors
  • plastic substrates and films can be used as substrates, and by using such substrates, elements that are more flexible, lighter, and less fragile than transistors made of inorganic semiconductors. Can be obtained.
  • an element can be manufactured by application of a solution containing an organic material or film formation using a printing method, and a large number of elements can be manufactured on a large-area substrate at low cost.
  • a voltage applied to a gate electrode acts on a semiconductor layer through a gate insulating layer to control on / off of a drain current. Therefore, a gate insulating layer is formed between the gate electrode and the semiconductor layer.
  • organic semiconductor compounds used in field effect organic thin film transistors are easily affected by the environment such as humidity and oxygen, and the transistor characteristics are likely to deteriorate over time due to humidity, oxygen and the like.
  • the organic semiconductor compound is coated and protected by a gate insulating layer.
  • an insulating layer material is used to form an overcoat layer, a gate insulating layer, and the like that cover the organic semiconductor layer.
  • an insulating layer or an insulating film of an organic thin film transistor such as the overcoat layer and the gate insulating layer is referred to as an organic thin film transistor insulating layer.
  • a material used for forming the organic thin film transistor insulating layer is referred to as an organic thin film transistor insulating layer material.
  • the material here is a concept including an amorphous material such as a polymer compound, a composition containing the polymer compound, a resin, and a resin composition.
  • the organic thin film transistor insulating layer material is required to have excellent insulating properties and excellent dielectric breakdown strength when formed into a thin film.
  • a semiconductor layer is formed so as to overlap with a gate insulating layer. Therefore, the organic thin film transistor gate insulating layer material has an affinity with the organic semiconductor for forming an interface closely adhered to the organic semiconductor, and the organic semiconductor layer side surface of the film formed from the organic thin film transistor gate insulating layer material is flat. It is required to be.
  • Patent Document 1 describes that an epoxy resin and a silane coupling agent are used in combination as an organic thin film transistor gate insulating layer material.
  • a hydroxyl group produced during the curing reaction of an epoxy resin is reacted with a silane coupling agent. This is because the hydroxyl group enhances the hygroscopicity of the gate insulating layer material and impairs the stability of the transistor performance.
  • Non-Patent Document 1 describes that a resin obtained by thermally cross-linking polyvinylphenol and a melamine compound is used for the gate insulating layer.
  • a resin obtained by thermally cross-linking polyvinylphenol and a melamine compound is used for the gate insulating layer.
  • the hydroxyl group contained in polyvinylphenol is removed by crosslinking with a melamine compound, and at the same time the film strength is increased.
  • the pentacene TFT having this gate insulating layer has a small hysteresis and exhibits durability against gate bias stress.
  • Non-Patent Document 2 describes that polyvinyl gate and a copolymer obtained by copolymerizing vinyl phenol and methyl methacrylate are used for the gate insulating layer.
  • the hydroxyl group of vinylphenol interacts with the carbonyl group of methyl methacrylate to reduce the polarity of the entire film.
  • the pentacene TFT having this gate insulating layer has a small hysteresis and exhibits stable electrical characteristics.
  • the organic thin film transistor having the conventional gate insulating layer has a threshold voltage ( The absolute value and hysteresis of Vth) are large.
  • An object of the present invention is to provide an organic thin film transistor insulating layer material capable of producing an organic thin film transistor having a small absolute value of threshold voltage and small hysteresis.
  • the present invention has the formula
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Rf represents a fluorine atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms having a fluorine atom.
  • R aa represents a linking moiety that links the main chain and the side chain. A hydrogen atom in the linking moiety may be substituted with a fluorine atom.
  • a represents an integer of 0 or 1
  • b represents an integer of 1 to 5.
  • An organic thin film transistor insulating layer material is provided.
  • the repeating unit containing a functional group that absorbs light energy or electron beam energy to cause a dimerization reaction is represented by the formula:
  • R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R ′ represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R bb represents a connecting portion that connects the main chain and the side chain.
  • a hydrogen atom in the linking moiety may be substituted with a fluorine atom.
  • c represents an integer of 0 or 1
  • d represents an integer of 1 to 5.
  • X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. ] It is a repeating unit represented by
  • the repeating unit containing a functional group that absorbs light energy or electron beam energy to cause a dimerization reaction is represented by the formula:
  • R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 9 to R 15 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R cc represents a connecting portion that connects the main chain and the side chain.
  • a hydrogen atom in the linking moiety may be substituted with a fluorine atom.
  • e represents an integer of 0 or 1.
  • It is a repeating unit represented by
  • the repeating unit containing a functional group that absorbs light energy or electron beam energy to cause a dimerization reaction is represented by the formula:
  • R 16 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 17 to R 23 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R dd represents a linking moiety that connects the main chain and the side chain. A hydrogen atom in the linking moiety may be substituted with a fluorine atom.
  • the first functional group is at least one group selected from the group consisting of an isocyanato group blocked with a blocking agent and an isothiocyanato group blocked with a blocking agent.
  • the isocyanato group blocked with the blocking agent and the isothiocyanato group blocked with the blocking agent are represented by the formula:
  • X ′ represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • R 3 and R 4 are the same or different and represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. ] It is group represented by these.
  • the isocyanato group blocked with the blocking agent and the isothiocyanato group blocked with the blocking agent are represented by the formula:
  • X ′ represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • R 5 to R 7 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. ] It is group represented by these.
  • the present invention also includes a step of applying a liquid containing the organic thin film transistor insulating layer material according to any one of the above to a base material to form a coating layer on the base material; A step of dimerizing a functional group causing a dimerization reaction by absorbing the light energy or electron beam energy of the polymer compound (A) by irradiating with; and applying electromagnetic waves or heat to the coating layer A step of generating a second functional group from the first functional group of the polymer compound (A) and reacting the second functional group with an active hydrogen-containing group of the active hydrogen compound (B); And a method for forming an organic thin film transistor insulating layer including the same.
  • the light is ultraviolet light.
  • the present invention also provides an organic thin film transistor having an organic thin film transistor insulating layer formed using any one of the above organic thin film transistor insulating layer materials.
  • the insulating layer is a gate insulating layer.
  • the present invention also provides a display member comprising the organic thin film transistor.
  • the present invention also provides a display including the display member.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Rf represents a fluorine atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms having a fluorine atom.
  • R aa represents a linking moiety that links the main chain and the side chain. A hydrogen atom in the linking moiety may be substituted with a fluorine atom.
  • a represents an integer of 0 or 1
  • b represents an integer of 1 to 5.
  • R 16 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 17 to R 23 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R dd represents a linking moiety that connects the main chain and the side chain. A hydrogen atom in the linking moiety may be substituted with a fluorine atom.
  • a second unit which contains two or more first functional groups in the molecule and reacts with active hydrogen by the action of electromagnetic waves or heat.
  • a polymer compound that is a functional group that generates a functional group.
  • An organic thin film transistor having an insulating layer formed using the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention has a low absolute value of threshold voltage and low hysteresis.
  • 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.
  • dimer the “low molecular compound” means a compound that does not have the same structural unit repeatedly in the molecule.
  • the organic thin film transistor gate insulating layer material of the present invention contains a polymer compound (A) and an active hydrogen compound (B).
  • Active hydrogen refers to a hydrogen atom bonded to an atom other than a carbon atom such as an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom.
  • the polymer compound (A) has a fluorine atom, has a plurality of functional groups that absorb light energy or electron beam energy and causes a dimerization reaction, and when an electromagnetic wave or heat acts, It has a plurality of first functional groups that generate a second functional group that reacts.
  • the functional group that absorbs light energy or electron beam energy to cause a dimerization reaction is referred to as a “photodimerization reactive group” in this specification.
  • the insulating layer formed from the material has low polarity, and polarization of the insulating layer is suppressed.
  • a cross-linked structure is formed inside the insulating layer, the movement of the molecular structure is suppressed, and the polarization of the insulating layer is suppressed.
  • the polarization of the insulating layer is suppressed, for example, when used as a gate insulating layer, the hysteresis of the organic thin film transistor is lowered and the operation accuracy is improved.
  • the fluorine atom does not replace the hydrogen atom of the main chain of the polymer compound, but replaces the hydrogen atom of the side chain or side group (pendant group).
  • the fluorine atom is substituted with a side chain or a side group, the affinity for other organic materials such as an organic semiconductor does not decrease, and the organic material is exposed on the exposed surface of the insulating layer in the formation of the layer containing the organic material It becomes easy to form a layer in contact.
  • the photodimerization reactive group is preferably a functional group that generates a carbo radical when absorbing light energy or electron beam energy.
  • Carbo radicals can be easily dimerized by radical coupling to form a crosslinked structure inside the insulating layer.
  • the photodimerization reactive group is a functional group that can perform a concerted reaction when absorbing light energy or electron beam energy.
  • Functional groups that can perform a concerted reaction can be dimerized by cycloaddition with each other to form a crosslinked structure inside the insulating layer.
  • the light absorbed by the photodimerization reactive group is so low in energy that the remaining photodimerization reactive group may react when the organic thin film transistor insulating layer material is formed by the photopolymerization method.
  • Preferable light that the photodimerization reactive group absorbs is ultraviolet light, for example, light having a wavelength of 400 nm or less, preferably 150 to 380 nm.
  • “Dimerization” here means that two molecules of an organic compound are chemically bonded.
  • the molecules to be bound may be the same or different.
  • the chemical structures of the functional groups involved in dimerization in the two molecules to be dimerized may be the same or different.
  • the functional group has a structure and a combination that cause a photodimerization reaction even when a reaction aid such as a catalyst and an initiator is not used. This is because contact with the residue of the reaction aid may cause deterioration of surrounding organic materials.
  • the first functional group contained in the polymer compound (A) does not react with active hydrogen, but when an electromagnetic wave or heat acts on the first functional group, a second functional group is generated and reacts with active hydrogen. That is, the first functional group is deprotected by electromagnetic waves or heat to generate a second functional group that reacts with active hydrogen.
  • the second functional group reacts with and binds to the active hydrogen-containing group of the active hydrogen compound (B), thereby forming a crosslinked structure inside the insulating layer.
  • the second functional group is protected (blocked) until electromagnetic waves or heat is applied in the step of forming the gate insulating layer, and is present in the resin composition as the first functional group.
  • the storage stability of the resin composition is improved.
  • a polymer compound having a repeating unit having a group containing a fluorine atom, a repeating unit having a photodimerization reactive group, and a repeating unit having the first functional group corresponds to the polymer compound (A). To do.
  • Preferred examples of the group containing a fluorine atom include an aryl group in which a hydrogen atom is substituted with fluorine, an alkylaryl group in which a hydrogen atom is substituted with fluorine, particularly a phenyl group in which a hydrogen atom is substituted with fluorine, and a hydrogen atom in fluorine.
  • Preferred examples of the photodimerization reactive group include an aryl group in which a hydrogen atom is substituted with a halomethyl group, a vinyl group in which the hydrogen atom at the 2-position is substituted with an aryl group, and a hydrogen atom at the 2-position is substituted with an arylcarbonyl group
  • a vinyl group particularly preferably a phenyl group in which a hydrogen atom is substituted with a halomethyl group, a vinyl group in which the hydrogen atom at the 2-position is substituted with a phenyl group, and a vinyl in which the hydrogen atom at the 2-position is substituted with a phenylcarbonyl group It is a group.
  • the affinity for other organic materials such as an organic semiconductor is improved, and in the formation of a layer containing the organic material, the organic material is an insulating layer. It becomes easy to form a flat layer in contact with the exposed surface.
  • the repeating unit having a group containing a fluorine atom is preferably a repeating unit represented by the above formula (1).
  • the repeating unit having a photodimerization reactive group may be a repeating unit represented by the above formula (2), a repeating unit represented by the above formula (5), or a repeating unit represented by the above formula (6). preferable.
  • R ⁇ 1 > represents a hydrogen atom or a methyl group. In one certain form, R ⁇ 1 > is a hydrogen atom.
  • R aa is a linking moiety that connects the main chain and the side chain. The connecting portion may be a divalent group having a structure that does not exhibit reactivity under the reaction conditions for crosslinking the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention.
  • Specific examples of the linking moiety include a bond composed of a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, an ether bond (—O—), a ketone bond (—CO—), an ester bond (—COO—, —OCO—).
  • Amide bond (—NHCO—, —CONH—), urethane bond (—NHCOO—, —OCONH—), and a combination of these bonds.
  • a hydrogen atom in the linking moiety may be substituted with a fluorine atom.
  • a represents an integer of 0 or 1. In one certain form, a is 0.
  • Rf represents a fluorine atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms having a fluorine atom. In one certain form, Rf is a fluorine atom. b represents an integer of 1 to 5. In one certain form, b is 5.
  • R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 2 is a hydrogen atom or a methyl group. In some one aspect, R 2 is hydrogen atom.
  • R bb is a linking moiety and has the same meaning as R aa .
  • c represents an integer of 0 or 1. In one certain form, c is 0.
  • X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. In one certain form, X is a chlorine atom. d represents an integer of 1 to 5. In one certain form, b is 5.
  • R ′ represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group. In some one aspect, R 8 is hydrogen atom.
  • R cc is a linking moiety and has the same meaning as R aa . In one certain form, R cc is a group represented by the formula —O—C ( ⁇ O) —. e represents an integer of 0 or 1. In one certain form, e is 1.
  • R 9 to R 15 each represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. In one certain form, R 9 to R 15 are hydrogen atoms.
  • the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and may be saturated or unsaturated.
  • Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms include a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms.
  • an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms preferably linear hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, branched hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or 3 to 6 carbon atoms.
  • a hydrogen atom in the group may be substituted with an alkyl group, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom or the like.
  • 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, tertiary butyl group, cyclopropyl group, Cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopentynyl group, cyclohexynyl 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, tri
  • Rf is an organic group having 1 to 20 carbon atoms having a fluorine atom
  • the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms having a fluorine atom may be a trifluoromethyl group or 2,2,2-trifluoroethyl.
  • R, R ′, and R 9 to R 15 are monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms, the monovalent organic group does not have a fluorine atom.
  • the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a divalent cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms
  • a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group or the like.
  • a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, and a divalent cyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms.
  • a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted with an alkyl group or the like is preferable.
  • divalent aliphatic hydrocarbon group and the divalent cyclic hydrocarbon group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, an isopropylene group, an isobutylene group, and a dimethylpropylene group.
  • Cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, and cyclohexylene group are examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group and the divalent cyclic hydrocarbon group.
  • divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include phenylene group, naphthylene group, anthrylene group, dimethylphenylene group, trimethylphenylene group, ethylenephenylene group, diethylenephenylene group, triethylenephenylene group, Examples include propylenephenylene group, butylenephenylene group, methylnaphthylene group, dimethylnaphthylene group, trimethylnaphthylene group, vinylnaphthylene group, ethenylnaphthylene group, methylanthrylene group, and ethylanthrylene group.
  • R 16 represents a hydrogen atom or a methyl group. In some one aspect, R 16 is hydrogen atom.
  • R dd is a linking moiety and has the same meaning as R aa . In one certain form, Rdd is a phenylene group.
  • R 17 to R 23 represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. In one certain form, R 17 to R 23 are hydrogen atoms.
  • preferable examples of the first functional group include an isocyanato group blocked with a blocking agent and an isothiocyanato group blocked with a blocking agent.
  • the isocyanato group blocked with the blocking agent or the isothiocyanato group blocked with the blocking agent is an isocyanate group or an isocyanate group having only one active hydrogen capable of reacting with an isocyanato group or an isothiocyanato group, or It can be produced by reacting with an isothiocyanato group.
  • the blocking agent is preferably one that dissociates at a temperature of 170 ° C. or lower even after reacting with an isocyanato group or an isothiocyanato group.
  • the blocking agent include alcohol compounds, phenol compounds, active methylene compounds, mercaptan compounds, acid amide compounds, acid imide compounds, imidazole compounds, urea compounds, and oxime compounds. , Amine compounds, imine compounds, bisulfites, pyridine compounds, and pyrazole compounds. These blocking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • Preferable blocking agents include oxime compounds and pyrazole compounds.
  • Examples of specific blocking agents include methanol, ethanol, propanol, butanol, 2-ethylhexanol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, benzyl alcohol, and cyclohexanol.
  • Examples of phenolic compounds include phenol, cresol, ethylphenol, butylphenol, nonylphenol, dinonylphenol, styrenated phenol, and hydroxybenzoic acid ester.
  • Examples of the active methylene compound include dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and acetylacetone.
  • Examples of mercaptan compounds include butyl mercaptan and dodecyl mercaptan.
  • Examples of the acid amide compound include acetanilide, acetic acid amide, ⁇ -caprolactam, ⁇ -valerolactam, and ⁇ -butyrolactam.
  • Examples of the acid imide compound include succinimide and maleic imide.
  • Examples of the imidazole compound include imidazole and 2-methylimidazole.
  • 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.
  • An example of a bisulfite is sodium bisulfite.
  • pyridine compounds include 2-hydroxypyridine and 2-hydroxyquinoline.
  • oxime compounds include formaldoxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, and cyclohexanone oxime.
  • the pyrazole compound include 3,5-dimethylpyrazole and 3,5-diethylpyrazole.
  • the isocyanato group or isothiocyanato group blocked with a blocking agent that may be used in the present invention is preferably a group represented by the above formula (3) or a group represented by the above formula (4).
  • X ′ represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • R 3 to R 7 are the same or different and represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the definition and specific examples of the monovalent organic group are the same as the definition and specific examples of the monovalent organic group described above.
  • R ⁇ 3 > and R ⁇ 4 > are the same or different, and are groups selected from the group which consists of a methyl group and an ethyl group.
  • R 5 to R 7 are hydrogen atoms.
  • Examples of the isocyanato group blocked with a blocking agent include O- (methylideneamino) carboxyamino group, O- (1-ethylideneamino) carboxyamino group, O- (1-methylethylideneamino) carboxyamino group, O— [1-methylpropylideneamino] carboxyamino group, (N-3,5-dimethylpyrazolylcarbonyl) amino group, (N-3-ethyl-5-methylpyrazolylcarbonyl) amino group, (N-3,5-diethyl) And pyrazolylcarbonyl) amino group, (N-3-propyl-5-methylpyrazolylcarbonyl) amino group, and (N-3-ethyl-5-propylpyrazolylcarbonyl) amino group.
  • Examples of the isothiocyanato group blocked with a blocking agent include an O- (methylideneamino) thiocarboxyamino group, an O- (1-ethylideneamino) thiocarboxyamino group, and an O- (1-methylethylideneamino) thiocarboxyamino group.
  • the first functional group is preferably an isocyanato group blocked with a blocking agent.
  • the polymer compound (A) includes, for example, a polymerizable monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (1), a polymerizable monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (2), A method of copolymerizing a polymerizable monomer containing a first functional group with a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator, a polymerizable monomer serving as a raw material of a repeating unit represented by the above formula (1),
  • the copolymerizable monomer, which is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (5), and the polymerizable monomer containing the first functional group are copolymerized using a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator.
  • a polymerizable monomer serving as a raw material for the repeating unit represented by formula (1), a polymerizable monomer serving as a raw material for the repeating unit represented by formula (6), and a first functional group; Photopolymerization of polymerizable monomers Agent or thermal polymerization initiator can be prepared by a method of copolymerizing with.
  • Examples of the polymerizable monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (1) include 2-trifluoromethylstyrene, 3-trifluoromethylstyrene, 4-trifluoromethylstyrene, 2,3,4, Examples include 5,6-pentafluorostyrene and 4-fluorostyrene.
  • Examples of the polymerizable monomer that is a raw material for the repeating unit represented by the above formula (2) include 3-chloromethylstyrene, 4-chloromethylstyrene, 3-bromomethylstyrene, and 4-bromomethylstyrene.
  • Examples of the polymerizable monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (5) include vinyl cinnamate, cinnamyl methacrylate, cinnamoyloxybutyl methacrylate, and cinnamyliminooxyiminoethyl methacrylate.
  • Examples of the polymerizable monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (6) include phenyl vinyl styryl ketone and phenyl (methacryloyloxystyryl) ketone.
  • Examples of the polymerizable monomer containing the first functional group include a monomer having an isocyanato group blocked with a blocking agent or an isothiocyanate group blocked with a blocking agent and an unsaturated bond in the molecule.
  • a monomer having an isocyanato group blocked with the blocking agent or an isothiocyanato group blocked with a blocking agent and an unsaturated bond in the molecule is an isocyanate group or a compound having an isothiocyanato group and an unsaturated bond in the molecule. It can be produced by reacting with a blocking agent.
  • As the unsaturated bond an unsaturated double bond is preferable.
  • Examples of the compound having an unsaturated double bond and an isocyanato group in the molecule include 2-acryloyloxyethyl isocyanate, 2-methacryloyloxyethyl isocyanate, and 2- (2′-methacryloyloxyethyl) oxyethyl isocyanate.
  • Examples of compounds having an unsaturated double bond and an isothiocyanato group in the molecule include 2-acryloyloxyethyl isothiocyanate, 2-methacryloyloxyethyl isothiocyanate, and 2- (2′-methacryloyloxyethyl) oxyethyl isothiocyanate. Is mentioned.
  • the above blocking agent contained in the polymerizable monomer
  • the above blocking agent can be suitably used.
  • an organic solvent, a catalyst, or the like can be added as necessary. .
  • Examples of monomers having an isocyanate group blocked with a blocking agent and an unsaturated double bond in the molecule include 2- [O- [1′-methylpropylideneamino] carboxyamino] ethyl-methacrylate, 2 -[N- [1 ', 3'-dimethylpyrazolyl] carbonylamino] ethyl-methacrylate.
  • Examples of monomers having an isothiocyanate group blocked with a blocking agent and an unsaturated double bond in the molecule include 2- [O- [1′-methylpropylideneamino] thiocarboxyamino] ethyl-methacrylate, 2- [N- [1 ′, 3′-dimethylpyrazolyl] thiocarbonylamino] ethyl-methacrylate.
  • photopolymerization initiator examples include acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 4-isopropyl-2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2-hydroxy- 2-methylpropiophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, benzophenone, methyl (o-benzoyl) benzoate, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime, -Phenyl-1,2-propanedione-2- (o-benzoyl) oxime, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin octyl ether, benzyl, benzyl dimethyl
  • carbonyl compounds such as luketal, benzyl diethy
  • the wavelength of light irradiated to the polymerizable monomer is 360 nm or more, preferably 360 to 450 nm.
  • the thermal polymerization initiator may be any compound that serves as a radical polymerization initiator.
  • the polymer compound (A) used in the present invention is a polymerizable monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (1), and a polymerizable monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the above formula (2).
  • a polymerizable monomer other than the polymerizable monomer serving as the raw material of the repeating unit represented by the formula (5) and the polymerizable monomer containing the first functional group may be added during the polymerization.
  • Additional polymerizable monomers used include, for example, acrylic acid esters and derivatives thereof, methacrylic acid esters and derivatives thereof, styrene and derivatives thereof, vinyl acetate and derivatives thereof, methacrylonitrile and derivatives thereof, acrylonitrile and derivatives thereof.
  • Organic carboxylic acid vinyl esters and derivatives thereof organic carboxylic acid allyl esters and derivatives thereof, fumaric acid dialkyl esters and derivatives thereof, maleic acid dialkyl esters and derivatives thereof, itaconic acid dialkyl esters and derivatives thereof, organic carboxylic acids
  • Examples thereof include N-vinylamide derivatives of acids, maleimides and derivatives thereof, terminal unsaturated hydrocarbons and derivatives thereof, and organic germanium derivatives containing an unsaturated hydrocarbon group.
  • the type of polymerizable monomer used additionally is appropriately selected according to the characteristics required for the insulating layer. From the viewpoint of excellent durability against solvents and reducing the hysteresis of organic thin film transistors, monomers that have high molecular density and form a hard film are selected in films containing these compounds, such as styrene and styrene derivatives. .
  • the polymer compound (A) is made plastic such as methacrylic acid esters and derivatives thereof, acrylic acid esters and derivatives thereof.
  • the monomer to be imparted is selected. In a preferred form, monomers that do not have active hydrogen-containing groups are selected.
  • a polymerizable monomer that is a raw material for the repeating unit represented by the above formula (1) a polymerizable monomer that is a raw material for the repeating unit represented by the above formula (2), and a polymerizable material containing the first functional group.
  • styrene or a styrene derivative having no active hydrogen-containing group is used in combination for the reaction, whereby a gate insulating layer having particularly high durability and low hysteresis can be obtained.
  • the polymerizable monomer used as the raw material of the repeating unit represented by the said Formula (1) the polymerizable monomer used as the raw material of the repeating unit represented by the said Formula (5), The polymeric property containing a 1st functional group.
  • a gate insulating layer having particularly high durability and low hysteresis can be obtained.
  • monofunctional acrylates and polyfunctional acrylates can be used although the amount of use is limited.
  • monofunctional acrylates and polyfunctional acrylates For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, acrylic acid-n-propyl, isopropyl acrylate, acrylic acid-n-butyl, isobutyl acrylate, acrylic acid-sec-butyl, hexyl acrylate, octyl acrylate, acrylic 2-ethylhexyl acid, decyl acrylate, isobornyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, Acrylic acid -Hydroxybutyl, 2-hydroxyphenylethyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, 1,
  • methacrylic acid esters and derivatives thereof monofunctional methacrylates and polyfunctional methacrylates can be used although the amount of use is limited.
  • Such monofunctional methacrylates and Examples of the functional methacrylate include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacrylic acid-n-propyl, isopropyl methacrylate, methacrylic acid-n-butyl, isobutyl methacrylate, methacrylic acid-sec.
  • styrene and its derivatives examples include styrene, 2,4-dimethyl- ⁇ -methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene.
  • organic carboxylic acid vinyl esters 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 fumarate -Ethylhexyl, 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 maleate -Ethylhexyl, dibenzyl maleate.
  • dialkyl esters of itaconic acid and derivatives thereof include dimethyl itaconate, diethyl itaconate, diisopropyl itaconate, di-sec-butyl itaconate, diisobutyl itaconate, di-n-butyl itaconate, di-2 itaconate -Ethylhexyl, dibenzyl itaconate.
  • N-vinylamide derivatives of organic carboxylic acids examples include N-methyl-N-vinylacetamide.
  • maleimide and its derivatives examples 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.
  • Examples of the organic germanium derivative containing an unsaturated hydrocarbon group include allyltrimethylgermanium, allyltriethylgermanium, allyltributylgermanium, trimethylvinylgermanium, and triethylvinylgermanium.
  • acrylic acid alkyl ester methacrylic acid alkyl ester, styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, and allyltrimethylgermanium are preferable.
  • the amount of the polymerizable monomer used as the raw material of the repeating unit represented by the above formula (1) is adjusted so that the amount of fluorine introduced into the polymer compound (A) becomes an appropriate amount.
  • the amount of fluorine introduced into the polymer compound (A) is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 70% by mass, and still more preferably 10 to 60% by mass with respect to the mass of the polymer compound (A). % By mass. If the amount of fluorine is less than 1% by mass, the effect of reducing the hysteresis of the field effect organic thin film transistor may be insufficient. If it exceeds 80% by mass, the affinity with the organic semiconductor material deteriorates and the active layer May be difficult to laminate on top of it.
  • the charge molar ratio of the monomer having an unsaturated double bond and an isocyanato group blocked with a blocking agent or an isothiocyanate group blocked with a blocking agent is preferably 5 among all the monomers involved in polymerization. It is from mol% to 50 mol%, more preferably from 5 mol% to 40 mol%.
  • the polymer compound (A) has a weight average molecular weight of preferably 3,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 500,000, and may be linear, branched or cyclic.
  • the repeating unit represented by the above formula (1) constituting the polymer compound (A), the repeating unit represented by the above formula (2), the repeating unit represented by the above formula (5) and the above formula (6) does not have an active hydrogen-containing group such as a hydroxyl group in the repeating unit. Therefore, it is considered that the formed gate insulating layer has a low polarity and polarization of the gate insulating layer is suppressed. When the polarization of the gate insulating layer is suppressed, the hysteresis of the field effect organic thin film transistor is lowered, and the operation accuracy is improved.
  • the polymer compound containing two or more first functional groups for generating a group include poly (styrene-co-3-chloromethylstyrene-co-pentafluorostyrene-co- [2- [O- ( 1'-methylpropylideneamino) carboxyamino] ethyl-methacrylate]), poly (styrene-co-3-chloromethylstyrene-co-pentafluorostyrene-co- [2- [1 '-(3', 5 ' -Dimethylpyrazolyl) carbonylamino] ethyl-methacrylate]), poly (styrene-co-3-chloromethylstyrene-co-pentafluorostyrene-co-
  • the polymer compound containing two or more first functional groups for generating a group include poly (styrene-co-vinylcinnamate-co-pentafluorostyrene-co- [2- [O- (1′-methyl Propylideneamino) carboxyamino] ethyl-methacrylate]), poly (styrene-co-vinylcinnamate-co-pentafluorostyrene-co- [2- [1 '-(3', 5'-dimethylpyrazolyl) carboxyamino] ] Ethyl-methacrylate]), poly (styrene-co-vinylcinnamate-co-pentafluorostyrene-co-acrylonitrile-co- [2- [
  • the polymer compound containing two or more first functional groups for generating a group include poly (styrene-co-phenylvinylstyryl ketone-co-pentafluorostyrene-co- [2- [O- (1'- Methylpropylideneamino) carboxyamino] ethyl-methacrylate]), poly (styrene-co-phenylvinylstyryl ketone-co-pentafluorostyrene-co- [2- [1 '-(3', 5'-dimethylpyrazolyl) Carboxyamino] ethyl-methacrylate]), poly (styrene-co-phenylvinylstyryl ketone-co-p
  • the amount of the repeating units represented by the formula (1) of the polymer compound (A) Is preferably 30 to 80.
  • the active hydrogen compound (B) is a low molecular compound containing two or more active hydrogens in the molecule, or a polymer compound containing two or more active hydrogens in the molecule.
  • the active hydrogen typically includes a hydrogen atom contained in an amino group, a hydroxy group or a mercapto group.
  • active hydrogen hydrogen contained in a phenolic hydroxy group, hydrogen contained in an alcoholic hydroxy group, aromatic amino group capable of favorably producing a reaction with the above-described reactive functional groups, in particular, isocyanato groups and isothiocyanato groups. Hydrogen contained in is preferred.
  • low molecular weight compounds containing two or more active hydrogens in the molecule include compounds having a structure in which two or more active hydrogen-containing groups are bonded to a low molecular (monomer) structure.
  • this low molecular structure include an alkyl structure and a benzene ring structure.
  • Specific examples of the low molecular compound include amine compounds, alcohol compounds, phenol compounds, and thiol compounds.
  • amine compounds include ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, N, N, N ′, N ′,-tetraaminoethylethylenediamine, ortho-phenylenediamine, meta-phenylenediamine, para-phenylenediamine, N, N′-diphenyl-para-phenylenediamine, melamine, 2,4,6-triaminopyrimidine, 1,5,9-triazacyclododecane, 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1 , 4-bis (3-aminopropyldimethylsilyl) benzene, 3- (2-aminoethylaminopropyl) tris (trimethylsiloxy) silane.
  • alcohol compounds examples include ethylene glycol, 1,2-dihydroxypropane, glycerol, and 1,4-dimethanolbenzene.
  • phenolic compounds include 1,2-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxybenzene, 1,4-dihydroxybenzene (hydroquinone), 1,2-dihydroxynaphthalene, resorcin, fluoroglycerol, 2,3,4- Examples include trihydroxybenzaldehyde and 3,4,5-trihydroxybenzamide.
  • thiol compounds include ethylene dithiol and para-phenylene dithiol.
  • an alcohol compound, a phenol compound, or an aromatic amine compound is preferable as a low molecular compound containing two or more active hydrogens in the molecule.
  • the active hydrogen may be directly bonded to the main chain constituting the polymer compound, and is bonded through a predetermined group. May be.
  • the active hydrogen 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. . Furthermore, the active hydrogen may be bonded only to the terminal of the polymer compound.
  • polymer compound containing two or more active hydrogens in the molecule examples include compounds having a structure in which a group containing two or more active hydrogens is bonded to a polymer (polymer) structure.
  • a polymer compound is obtained by polymerizing a monomer having an active hydrogen-containing group and an unsaturated bond such as a double bond in the molecule alone, or such a monomer is represented by the above formula (2), the above formula (5) or It is obtained by copolymerizing with a polymerizable monomer as a raw material of the repeating unit represented by the above formula (6) or by forming a polymer by copolymerizing such a monomer with another copolymerizable compound. .
  • a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator may be applied.
  • the thing similar to what was mentioned above is applicable as a polymerizable monomer, a photoinitiator, and a thermal polymerization initiator.
  • Examples of the monomer having an active hydrogen-containing group and an unsaturated bond in the molecule include aminostyrene, hydroxystyrene, vinylbenzyl alcohol, aminoethyl methacrylate, ethylene glycol monovinyl ether, and 4-hydroxybutyl acrylate.
  • the monomer having an active hydrogen-containing group and an unsaturated bond in the molecule those having a hydroxyl group in the molecule are preferable.
  • a novolak resin obtained by condensing a phenol compound and formaldehyde in the presence of an acid catalyst is also preferably used.
  • the polystyrene equivalent weight average molecular weight of the polymer compound containing two or more groups containing active hydrogen in the molecule is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 3,000 to 500,000. Thereby, the effect that the flatness and uniformity of the insulating layer are improved can be obtained.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene is measured by GPC.
  • Organic thin film transistor insulating layer material An organic thin film transistor insulating layer material is obtained by mixing the polymer compound (A) and the active hydrogen compound (B).
  • the mixing ratio of both contains the second functional group generated by radiating electromagnetic waves to the polymer compound (A) or heating the polymer compound (A) and the active hydrogen of the active hydrogen compound (B).
  • the molar ratio of the group to the group is preferably 60/100 to 150/100, more preferably 70/100 to 120/100, and still more preferably 90/100 to 110/100. If this ratio is less than 60/100, active hydrogen may be excessive and the effect of lowering hysteresis may be reduced. If it exceeds 150/100, functional groups that react with active hydrogen will be excessive, and the absolute value of the threshold voltage will be May grow.
  • the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention may contain a solvent for mixing and viscosity adjustment, an additive used in combination with a crosslinking agent used for crosslinking the polymer compound (A), and the like.
  • Solvents used include ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane, unsaturated hydrocarbon solvents such as pentene, and aromatics such as xylene.
  • the catalyst for promoting a crosslinking reaction a leveling agent, a viscosity modifier, etc. can be used.
  • the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention is a composition used for forming an insulating layer contained in an organic thin film transistor. Among the insulating layers of organic thin film transistors, it is preferably used for forming an overcoat layer or a gate insulating layer.
  • the organic thin film transistor insulating layer material is preferably an organic thin film transistor overcoat layer composition or an organic thin film transistor gate insulating layer composition, and more preferably an organic thin film transistor gate insulating layer material.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a bottom gate top contact type organic thin film transistor which is an embodiment of the present invention.
  • the organic thin film transistor includes a substrate 1, a gate electrode 2 formed on the substrate 1, a gate insulating layer 3 formed on the gate electrode 2, an organic semiconductor layer 4 formed on the gate insulating layer 3, A source electrode 5 and a drain electrode 6 formed on the organic semiconductor layer 4 with a channel portion interposed therebetween, and an overcoat 7 covering the entire element are provided.
  • a bottom gate top contact type organic thin film transistor includes, for example, a gate electrode formed on a substrate, a gate insulating layer formed on the gate electrode, an organic semiconductor layer formed on the gate insulating layer, and a source electrode formed on the organic semiconductor layer. It can be manufactured by forming a drain electrode and forming an overcoat.
  • the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention is suitably used for forming a gate insulating layer as an organic thin film transistor gate insulating layer material. Moreover, it can also be used for forming an overcoat layer as an organic thin film transistor overcoat layer material.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a bottom gate bottom contact type organic thin film transistor which is an embodiment of the present invention.
  • a substrate 1 a gate electrode 2 formed on the substrate 1, a gate insulating layer 3 formed on the gate electrode 2, and a channel portion on the gate insulating layer 3 are formed.
  • a bottom gate bottom contact type organic thin film transistor includes, for example, a gate electrode formed on a substrate, a gate insulating layer formed on the gate electrode, a source electrode and a drain electrode formed on the gate insulating layer, and a source electrode and a drain electrode. It can be manufactured by forming an organic semiconductor layer thereon and forming an overcoat.
  • the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention is suitably used for forming a gate insulating layer as an organic thin film transistor gate insulating layer material. Moreover, it can also be used for forming an overcoat layer as an organic thin film transistor overcoat layer material.
  • a solvent or the like is added to prepare an insulating layer coating solution, and the insulating layer coating solution is placed under the gate insulating layer or overcoat layer. It is performed by applying to the surface of the layer located, drying and curing.
  • the organic solvent used in the insulating layer coating solution is not particularly limited as long as it dissolves the organic thin film transistor insulating layer material, but is preferably an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. to 200 ° C. at normal pressure. .
  • organic solvent examples include 2-heptanone (boiling point 151 ° C.) and propylene glycol monomethyl ether acetate (boiling point 146 ° C.).
  • a leveling agent, a surfactant, a curing catalyst, and the like can be added to the insulating layer coating solution as necessary.
  • the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention can also be used for forming a gate insulating layer as an organic thin film transistor gate insulating layer composition.
  • the insulating layer coating solution can be applied onto the gate electrode by a known method such as spin coating, die coater, screen printing, or ink jet.
  • the formed coating layer is dried as necessary. Drying here means removing the solvent contained in the applied resin composition.
  • the dried coating layer is then cured.
  • Curing means that the organic thin film transistor insulating layer material is crosslinked. Crosslinking of the transistor insulating layer material is performed, for example, by applying electromagnetic waves or heat to the coating layer.
  • the second functional group is generated from the first functional group of the polymer compound (A), and the second functional group reacts with the active hydrogen-containing group of the active hydrogen compound (B).
  • the transistor insulating layer material is cross-linked by, for example, irradiating the coating layer with light. If it does so, it will dimerize by the radical coupling reaction or cyclization reaction of the photodimerization reactive group of a high molecular compound (A).
  • a method of performing both application of electromagnetic waves or heat to the coating layer and irradiation of light to the coating layer for example, light energy or electrons of the polymer compound (A) is irradiated by irradiating the coating layer with light or an electron beam.
  • a step of dimerizing a functional group that absorbs the energy of the line to cause a dimerization reaction is performed, and then the first functional group of the polymer compound (A) is applied by applying electromagnetic waves or heat to the coating layer.
  • the coating layer When heat is applied to the coating layer, the coating layer is heated to a temperature of about 80 to 250 ° C., preferably about 100 to 230 ° C., and maintained for about 5 to 120 minutes, preferably about 10 to 60 minutes. If the heating temperature is too low or the heating time is too short, the insulating layer is not sufficiently crosslinked, and if the heating temperature is too high or the heating time is too long, the insulating layer may be damaged.
  • electromagnetic waves are applied to the coating layer or when microwave heating is performed, the application conditions are adjusted so that the effect on the coating layer is the same as when heating.
  • the photodimerization reactive group is an aryl group substituted with a halomethyl group or a phenyl group substituted with a halomethyl group
  • these groups are bonded to each other by irradiation with light or electron beams, preferably ultraviolet rays or electron beams.
  • the wavelength of the irradiated light is 360 nm or less, preferably 150 to 300 nm.
  • the organic thin film transistor insulating layer material may be insufficiently crosslinked.
  • the photodimerization reactive group is a vinyl group in which the hydrogen atom at the 2-position is substituted with an aryl group or a phenyl group, or a vinyl group in which the hydrogen atom at the 2-position is substituted with an arylcarbonyl group or a phenylcarbonyl group, these These groups are bonded to each other by irradiation with light or an electron beam, preferably ultraviolet rays or an electron beam.
  • the wavelength of the irradiated light is 400 nm or less, preferably 150 to 380 nm. When the wavelength of the irradiated light exceeds 400 nm, the organic thin film transistor insulating layer material may be insufficiently crosslinked.
  • Irradiation with ultraviolet rays can be performed using, for example, an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor or a UV lamp used for curing a UV curable resin.
  • the electron beam irradiation can be performed using, for example, a micro electron beam irradiation tube.
  • Heating can be performed using a heater, an oven, or the like. Other irradiation conditions and heating conditions are appropriately determined according to the type and amount of the photodimerization reactive group.
  • a self-assembled monolayer may be formed on the gate insulating layer.
  • the self-assembled monolayer can be formed, for example, by treating the gate insulating layer with a solution obtained by dissolving 1 to 10% by weight of an alkylchlorosilane compound or an alkylalkoxysilane compound in an organic solvent.
  • alkylchlorosilane compound examples include methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, and octadecyltrichlorosilane.
  • alkylalkoxysilane compound examples include methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, and octadecyltrimethoxysilane.
  • the substrate 1, gate electrode 2, source electrode 5, drain electrode 6 and organic semiconductor layer 4 may be composed of commonly used materials and methods. Resin or plastic plates, films, glass plates, silicon plates, etc. are used as the material of the substrate. As the electrode material, chromium, gold, silver, aluminum, molybdenum, or the like is used, and the electrode is formed by a known method such as a vapor deposition method, a sputtering method, a printing method, or an ink jet method.
  • a ⁇ -conjugated polymer is used as the organic semiconductor compound for forming the organic semiconductor layer 4.
  • polypyrroles, polythiophenes, polyanilines, polyallylamines, fluorenes, polycarbazoles, polyindoles, poly (P -Phenylene vinylene) and the like can be used.
  • low-molecular substances having solubility in organic solvents for example, polycyclic aromatic derivatives such as pentacene, phthalocyanine derivatives, perylene derivatives, tetrathiafulvalene derivatives, tetracyanoquinodimethane derivatives, fullerenes, carbon nanotubes Etc.
  • Specific examples include condensates of 9,9-di-n-octylfluorene-2,7-di (ethylene boronate) and 5,5′-dibromo-2,2′-bithiophene. .
  • the organic semiconductor layer is formed, for example, by adding a solvent if necessary for the organic semiconductor compound to prepare an organic semiconductor coating solution, coating the organic semiconductor coating solution on the gate insulating layer, and applying the organic semiconductor coating solution. This is done by drying.
  • the resin constituting the gate insulating layer has a benzene ring and has an affinity for an organic semiconductor compound. Therefore, a uniform and flat interface is formed between the organic semiconductor layer and the gate insulating layer by the coating and drying method.
  • the solvent used in the organic semiconductor coating solution is not particularly limited as long as it dissolves or disperses the organic semiconductor, but is preferably a solvent having a boiling point of 50 ° C. to 200 ° C. at normal pressure.
  • the solvent include chloroform, toluene, anisole, 2-heptanone, and propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • the organic semiconductor coating liquid can be applied onto the gate insulating layer by a known method such as spin coating, die coater, screen printing, and ink jet, in the same manner as the insulating layer coating liquid.
  • the organic thin film transistor of the present invention may be coated with an overcoat material for the purpose of protecting the organic thin film transistor and improving the smoothness of the surface.
  • the insulating layer manufactured using the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention can be laminated with a flat film or the like, and a laminated structure can be easily formed. Moreover, an organic electroluminescent element can be suitably mounted on the insulating layer.
  • a display member having an organic thin film transistor can be suitably produced using the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention.
  • a display provided with a display member can be produced using the display member having the organic thin film transistor.
  • the organic thin film transistor insulating layer material of the present invention can also be used for forming a layer included in a transistor other than an insulating layer and a layer included in an organic electroluminescence element.
  • Synthesis example 1 3.47 g of styrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 4.85 g of 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene (manufactured by Aldrich), 2.54 g of vinylbenzyl chloride (manufactured by Aldrich), 2- (O- [1 '-Methylpropylideneamino] carboxyamino] ethyl-methacrylate (made by Showa Denko, trade name “Karenz MOI-BM”) 2.00 g, 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile) 0.06 g, 2 -3.23 g of heptanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was placed in a 50 ml pressure vessel (manufactured by ACE), bubbled with argon gas, sealed, and polymerized in an oil bath at 60 ° C.
  • the polymer compound 1 had the following repeating units. To have. Subscript numbers of parentheses represents the mole fraction of repeating units.
  • Synthesis example 2 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene (manufactured by Aldrich) 11.32 g, vinylbenzyl chloride (manufactured by Aldrich) 2.54 g, 2- (O- [1′-methylpropylideneamino] carboxyamino] ethyl- 2.00 g of methacrylate (made by Showa Denko, trade name “Karenz MOI-BM”), 0.08 g of 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile), 10.63 g of 2-heptanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) And put in a 50 ml pressure vessel (Ace), bubbled with argon gas, sealed, and polymerized for 20 hours in an oil bath at 60 ° C.
  • Synthesis example 3 In toluene (80 mL) containing 6.40 g of 9,9-di-n-octylfluorene-2,7-di (ethylene boronate) and 4.00 g of 5,5′-dibromo-2,2′-bithiophene Under nitrogen, 0.18 g of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, 1.0 g of methyltrioctylammonium chloride (manufactured by Aldrich, trade name “Aliquat 336” (registered trademark)), and 24 mL of 2M aqueous sodium carbonate solution were added. It was. The mixture was stirred vigorously and heated to reflux for 24 hours.
  • the viscous reaction mixture was poured into 500 mL of acetone to precipitate a fibrous yellow polymer.
  • the polymer was collected by filtration, washed with acetone and dried in a vacuum oven at 60 ° C. overnight.
  • the resulting polymer is referred to as polymer compound 3.
  • the high molecular compound 3 has the following repeating unit. n indicates the number of repeating units.
  • Synthesis example 4 7.14 g of styrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 10.00 g of 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene (manufactured by Aldrich), 5.98 g of vinyl cinnamate (manufactured by Aldrich), 2- (O- [1 '-Methylpropylideneamino] carboxyamino] ethyl-methacrylate (made by Showa Denko, trade name “Karenz MOI-BM”) 4.12 g, 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile) 0.10 g, 2 -18.23 g of heptanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was put in a 125 ml pressure vessel (manufactured by Ace), bubbled with argon gas, sealed, and polymerized in an oil bath at 60 ° C.
  • the polymer compound 4 had the following repeating units. To have. Subscript numbers of parentheses represents the mole fraction of repeating units.
  • Synthesis example 5 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene (manufactured by Aldrich) 15.00 g, vinyl cinnamate (manufactured by Aldrich) 8.97 g, 2- (O- [1′-methylpropylideneamino] carboxyamino] ethyl -Methacrylate (made by Showa Denko, trade name “Karenz MOI-BM”) 6.18 g, 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile) 0.15 g, 2-heptanone (made by Wako Pure Chemical Industries) 20.21 g Was put in a 125 ml pressure vessel (Ace), bubbled with argon gas, sealed, and polymerized for 20 hours in an oil bath at 60 ° C.
  • the polymer compound 5 has the following repeating units. It shows the position of the mole fraction.
  • the polymer compound 6 has the following repeating unit.
  • the numbers in parentheses indicate the mole fraction of repeating units.
  • the polymer compound 6 is a compound containing at least two active hydrogens in the molecule.
  • Synthesis example 7 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene (Aldrich) 20.00g, 4-aminostyrene (Aldrich) 6.13g, vinyl cinnamate (Aldrich) 2.99g, 2,2'-azobis (2-Methylpropionitrile) 0.15 g, 2-heptanone (Wako Pure Chemicals) 43.90 g were put in a 125 ml pressure vessel (Ace), bubbled with argon gas, sealed, and sealed at 60 ° C Polymerization was carried out in a bath for 20 hours to obtain a viscous 2-heptanone solution in which the polymer compound 7 was dissolved.
  • the polymer compound 7 has the following repeating unit. The numbers in parentheses indicate the mole fraction of repeating units.
  • the polymer compound 7 is a compound containing at least two active hydrogens in the molecule.
  • Synthesis Example 8 Into a 100 ml three-necked flask equipped with a three-way cock, 20.07 g of 3-vinylbenzaldehyde (manufactured by Aldrich), 23.00 g of acetophenone (manufactured by Aldrich), a stirrer, and a magnetic stirrer were used to prepare a uniform reaction mixture. did. The flask was immersed in an ice bath, a catalytic amount of concentrated sulfuric acid was added to the reaction mixture while stirring, and the mixture was reacted for 1 hour under ice cooling.
  • reaction mixture was transferred to a separatory funnel, 100 ml of diethyl ether was added, and washing with water was repeated until the aqueous layer became neutral. After completion of washing with water, the organic layer was separated and dried over magnesium sulfate, and the filtrate was concentrated using a rotary evaporator to obtain a crude 3-vinylstyrylphenyl ketone.
  • the 3-vinyl styryl phenyl ketone contained in the crude product was a mixture of a cis isomer and a trans isomer.
  • the purity of 3-vinylstyryl phenyl ketone determined from NMR was 74%.
  • Synthesis Example 9 A 500 ml three-necked flask with a three-way cock was charged with 25.00 g of cyanoacetic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 12.34 g of sodium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 250 ml of ion-exchanged water, and a stir bar. A uniform reaction mixture was prepared by stirring. The flask was immersed in an ice bath, and 38.84 g of cinnamic aldehyde was added dropwise while stirring the reaction mixture. After reacting for 1 hour under ice cooling, the ice bath was removed, and the reaction was further allowed to proceed at room temperature for 4 hours.
  • the high molecular compound 9 has the following repeating unit.
  • the numbers in parentheses indicate the mole fraction of repeating units.
  • Example 1 (Production of organic thin film transistor insulating layer material and field effect organic thin film transistor) 10 ml sample bottle of 2.00 g of 2-heptanone solution of polymer compound 1 obtained in Synthesis Example 1, 0.029 g of hydroquinone which is a compound containing at least two active hydrogens in the molecule, and 4.00 g of 2-heptanone And dissolved with stirring to prepare a uniform coating solution containing an organic thin film transistor insulating layer material.
  • the obtained coating solution was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.2 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a chromium electrode, and then baked at 220 ° C. for 30 minutes on a hot plate. Thereafter, UV irradiation was performed for 2 minutes at room temperature using a UV / ozone stripper (manufactured by Samco; UV-1) in a nitrogen atmosphere to obtain a gate insulating layer.
  • a UV / ozone stripper manufactured by Samco; UV-1
  • the polymer compound 3 was dissolved in chloroform as a solvent to prepare a solution (organic semiconductor composition) having a concentration of 0.5% by weight, and this was filtered through a membrane filter to prepare a coating solution. .
  • the obtained coating solution is applied on the gate insulating layer by a spin coating method to form an active layer having a thickness of about 60 nm, and then, on the active layer by a vacuum deposition method using a metal mask,
  • a field effect organic thin film transistor was manufactured by forming a source electrode and a drain electrode (having a laminated structure in the order of molybdenum oxide and gold from the active layer side) having a channel length of 20 ⁇ m and a channel width of 2 mm.
  • Example 2 (Production of organic thin film transistor insulating layer material and field effect organic thin film transistor) 2.00 g of 2-heptanone solution of polymer compound 2 obtained in Synthesis Example 2, 0.023 g of hydroquinone and 4.00 g of 2-heptanone are placed in a 10 ml sample bottle and dissolved by stirring to contain the organic thin film transistor insulating layer material. A uniform coating solution was prepared.
  • the obtained coating solution was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.2 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a chromium electrode, and then baked at 220 ° C. for 30 minutes on a hot plate. Thereafter, UV irradiation was performed for 2 minutes at room temperature using a UV / ozone stripper (manufactured by Samco; UV-1) under a nitrogen atmosphere to obtain a gate insulating layer.
  • a UV / ozone stripper manufactured by Samco; UV-1
  • Example 2 Next, an active layer, a source electrode and a drain electrode were formed in the same manner as in Example 1 to produce a field effect organic thin film transistor.
  • Example 3 (Production of organic thin film transistor insulating layer material and field effect organic thin film transistor)
  • a 150 ml sample bottle 45.00 g of the 2-heptanone solution of the polymer compound 4 obtained in Synthesis Example 4, 25.11 g of the 2-heptanone solution of Polymer Compound 6 obtained in Synthesis Example 6 and 35.10 g of 2-heptanone The mixture was stirred and dissolved to prepare a uniform coating solution containing the organic thin film transistor insulating layer material.
  • the obtained coating solution was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.2 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a chromium electrode, and then baked on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Thereafter, 3000 mJ / cm 2 of UV light (wavelength 365 nm) is irradiated using an aligner (manufactured by Canon; PLA-521), and then baked on a hot plate at 200 ° C. for 30 minutes in nitrogen to obtain a gate insulating layer. It was.
  • Example 2 Next, an active layer, a source electrode and a drain electrode were formed in the same manner as in Example 1 to produce a field effect organic thin film transistor.
  • Example 4 (Production of organic thin film transistor insulating layer material and field effect organic thin film transistor) 41.21 g of the 2-heptanone solution of the polymer compound 4 obtained in Synthesis Example 4 and 11.01 g of the 2-heptanone solution of the polymer compound 7 obtained in Synthesis Example 7 and 50.00 g of 2-heptanone were placed in a 150 ml sample bottle. The mixture was stirred and dissolved to prepare a uniform coating solution containing the organic thin film transistor insulating layer material.
  • the obtained coating solution was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.2 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a chromium electrode, and then baked on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Thereafter, 3000 mJ / cm 2 of UV light (wavelength 365 nm) is irradiated using an aligner (manufactured by Canon; PLA-521), and then baked on a hot plate at 200 ° C. for 30 minutes in nitrogen to obtain a gate insulating layer. It was.
  • Example 2 Next, an active layer, a source electrode and a drain electrode were formed in the same manner as in Example 1 to produce a field effect organic thin film transistor.
  • Example 5 (Production of organic thin film transistor insulating layer material and field effect organic thin film transistor)
  • a 150 ml sample bottle 45.00 g of the 2-heptanone solution of the polymer compound 5 obtained in Synthesis Example 5, 16.62 g of the 2-heptanone solution of Polymer Compound 7 obtained in Synthesis Example 7 and 57.00 g of 2-heptanone The mixture was stirred and dissolved to prepare a uniform coating solution containing the organic thin film transistor insulating layer material.
  • the obtained coating solution was filtered using a membrane filter having a pore size of 3 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a chromium electrode, and then baked on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Thereafter, 3000 mJ / cm 2 of UV light (wavelength 365 nm) is irradiated using an aligner (manufactured by Canon; PLA-521), and then baked on a hot plate at 200 ° C. for 30 minutes in nitrogen to obtain a gate insulating layer. It was.
  • Example 2 Next, an active layer, a source electrode and a drain electrode were formed in the same manner as in Example 1 to produce a field effect organic thin film transistor.
  • Example 6 (Production of organic thin film transistor insulating layer material and field effect organic thin film transistor) 0.5 g of the polymer compound 8 obtained in Synthesis Example 8, 0.068 g of 1,3-bis (3′-aminophenoxy) benzene, 2.5 g of 2-heptanone, and a 30 ml sample bottle are stirred and dissolved. Then, a uniform coating solution containing an organic thin film transistor insulating layer material was prepared.
  • the obtained coating solution was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.5 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a chromium electrode, and then baked on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Then, after irradiating UV light (wavelength 365 nm) of 1600 mJ / cm 2 using an aligner (manufactured by Canon; PLA-521), baking is performed at 220 ° C. for 30 minutes on a hot plate in the air to obtain a gate insulating layer. It was.
  • Example 2 Next, an active layer, a source electrode and a drain electrode were formed in the same manner as in Example 1 to produce a field effect organic thin film transistor.
  • Example 7 (Production of organic thin film transistor insulating layer material and field effect organic thin film transistor) 0.63 g of the polymer compound 9 obtained in Synthesis Example 9, 0.079 g of 1,3-bis (3′-aminophenoxy) benzene, 5.38 g of cyclopentanone, and 30 ml are stirred and dissolved. Then, a uniform coating solution containing an organic thin film transistor insulating layer material was prepared.
  • the obtained coating solution was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.5 ⁇ m, spin-coated on a glass substrate with a chromium electrode, and then baked on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Then, after irradiating UV light (wavelength 365 nm) of 1600 mJ / cm 2 using an aligner (manufactured by Canon; PLA-521), baking is performed at 220 ° C. for 30 minutes on a hot plate in the air to obtain a gate insulating layer. It was.
  • Example 2 Next, an active layer, a source electrode and a drain electrode were formed in the same manner as in Example 1 to produce a field effect organic thin film transistor.
  • the field effect organic thin film transistor thus fabricated has the transistor characteristics of a vacuum probe (BCT22MDC-5-5) under the condition that the gate voltage Vg is changed to 0 to ⁇ 40 V and the source-drain voltage Vsd is changed to 0 to ⁇ 40 V.
  • HT-SCU manufactured by Nagase Electronic Equipments Service Co., LTD. The results are shown in Table 1.
  • the transistor characteristics were measured under the condition that the gate voltage Vg was changed from 0 to ⁇ 60 V and the source-drain voltage Vsd was changed from 0 to ⁇ 40 V.
  • the hysteresis of the field effect organic thin film transistor is that the source-drain voltage Vsd is ⁇ 40 V, and the threshold voltage Vth1 and the gate voltage Vg are changed from ⁇ 40 V to 0 V when the gate voltage Vg is changed from 0 V to ⁇ 40 V. It was expressed as a voltage difference from the threshold voltage Vth2.
  • Comparative Example 1 Manufacture of field-effect organic thin-film transistors

Abstract

 本発明の課題は、閾値電圧の絶対値及びヒステリシスが小さい有機薄膜トランジスタを製造しうる有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を提供することである。課題の解決手段は、フッ素原子を含む基を有する繰り返し単位と、光二量化反応性基を有する繰り返し単位と、電磁波もしくは熱の作用により、活性水素と反応する第2の官能基を生成する第1の官能基を有する繰り返し単位とを、有する高分子化合物(A)、及び活性水素化合物(B)を含有する有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料である。

Description

光及び熱エネルギー架橋性有機薄膜トランジスタ絶縁層材料
 本発明は、有機薄膜トランジスタが有する絶縁層を形成するのに適した有機薄膜トランジスタ絶縁層材料に関する。
 有機薄膜トランジスタは、無機半導体より低温で製造できるため、その基板としてプラスチック基板やフィルムを用いることができ、このような基板を用いることにより、無機半導体からなるトランジスタよりフレキシブルであり、軽量で壊れにくい素子を得ることができる。また、有機材料を含む溶液の塗布や印刷法を用いた成膜により素子作製が可能な場合があり、大面積の基板に多数の素子を低コストで製造することが可能な場合がある。
 さらに、トランジスタの検討に用いることができる材料の種類が豊富であるため、分子構造の異なる材料を検討に用いれば、幅広い範囲の特性のバリエーションを有する素子を製造することができる。
 有機薄膜トランジスタの1種である電界効果型有機薄膜トランジスタでは、ゲート電極に印加される電圧がゲート絶縁層を介して半導体層に作用して、ドレイン電流のオン、オフを制御する。そのため、ゲート電極と半導体層の間にはゲート絶縁層が形成される。
 また、電界効果型有機薄膜トランジスタに用いられる有機半導体化合物は、湿度、酸素等の環境の影響を受けやすく、トランジスタ特性が、湿度、酸素等に起因する経時劣化を起こしやすい。
 そのため、有機半導体化合物が剥き出しになるボトムゲート型有機薄膜トランジスタ素子構造では、素子構造全体を覆うオーバーコート層を形成して有機半導体化合物を外気との接触から保護することが必須となっている。一方、トップゲート型有機薄膜トランジスタ素子構造では、有機半導体化合物はゲート絶縁層によりコートされて保護されている。
 このように、有機薄膜トランジスタでは、有機半導体層を覆うオーバーコート層及びゲート絶縁層等を形成するために、絶縁層材料が用いられる。本願明細書では、上記オーバーコート層及びゲート絶縁層のような有機薄膜トランジスタの絶縁層又は絶縁膜を有機薄膜トランジスタ絶縁層という。また、有機薄膜トランジスタ絶縁層を形成するのに用いる材料を有機薄膜トランジスタ絶縁層材料という。尚、ここでいう材料は、高分子化合物、高分子化合物を含む組成物、樹脂及び樹脂組成物のような無定形材料を含む概念である。
 有機薄膜トランジスタ絶縁層材料には、絶縁性及び薄膜にしたときの絶縁破壊強度に優れた特性が要求される。また、特にボトムゲート型の電界効果トランジスタでは半導体層がゲート絶縁層に重ねて形成される。そのため、有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料には、有機半導体と密着した界面を形成するための有機半導体との親和性、該有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料から形成した膜の有機半導体層側の表面が平坦になることが要求される。
 このような要求に応える技術として、特許文献1には、有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料としてエポキシ樹脂とシランカップリング剤とを組み合わせて用いることが記載されている。この技術においては、エポキシ樹脂の硬化反応の際に生成する水酸基とシランカップリング剤を反応させる。これは、前記水酸基はゲート絶縁層材料の吸湿性を高め、トランジスタ性能の安定性が損なわれるからである。
 非特許文献1には、ポリビニルフェノールとメラミン化合物とを熱架橋させた樹脂をゲート絶縁層に用いることが記載されている。この技術では、メラミン化合物で架橋することによってポリビニルフェノールに含まれる水酸基を除去し、同時に膜強度を高める。このゲート絶縁層を有するペンタセンTFTはヒステリシスが小さく、ゲートバイアス応力に対して耐久性を示す。
 非特許文献2には、ポリビニルフェノール及びビニルフェノールとメチルメタクリレートとを共重合させたコポリマーをゲート絶縁層に用いることが記載されている。この技術では、ビニルフェノールの水酸基をメチルメタクリレートのカルボニル基と相互作用させて膜全体の極性を低下させる。このゲート絶縁層を有するペンタセンTFTはヒステリシスが小さく、安定した電気特性を示す。
特開2007-305950
Appl.Phys.Lett.89,093507(2006) Appl.Phys.Lett.92,183306(2008)
 しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)のような発光素子の実用化を考慮すると、有機薄膜トランジスタの動作精度をより向上する必要があり、上記従来のゲート絶縁層を有する有機薄膜トランジスタは閾値電圧(Vth)の絶対値及びヒステリシスが大きい。
 本発明の目的は、閾値電圧の絶対値及びヒステリシスが小さい有機薄膜トランジスタを製造しうる有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を提供することである。
 以上の事に鑑み、種々検討を行った結果、フッ素原子を含む、架橋構造を形成しうる特定の樹脂組成物を用いてゲート絶縁層を形成することにより有機薄膜トランジスタのヒステリシスを小さくできることを見出し、本発明に至った。
 即ち、本発明は、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[式中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rfは、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数1~20の一価の有機基を表す。Raaは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。aは、0又は1の整数を表し、bは、1~5の整数を表す。Rが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。Rfが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。]
で表される繰り返し単位及び光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位を含有し、かつ、分子内に第1の官能基を2つ以上含有し、該第1の官能基が、電磁波もしくは熱の作用により、活性水素と反応する第2の官能基を生成する官能基である高分子化合物(A)と、
 分子内に活性水素を2つ以上含有する低分子化合物及び分子内に活性水素を2つ以上含有する高分子化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の活性水素化合物(B)とを、含有する有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を提供するものである。
 ある一形態においては、上記光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位が、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[式中、R2は、水素原子又はメチル基を表す。R’は、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rbbは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。cは、0又は1の整数を表し、dは、1~5の整数を表す。R’が複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。Xは、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。]
で表される繰り返し単位である。
 ある一形態においては、上記光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位が、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。R~R15は、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rccは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。eは、0又は1の整数を表す。]
で表される繰り返し単位である。
 ある一形態においては、上記光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位が、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[式中、R16は、水素原子又はメチル基を表す。R17~R23は、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rddは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。]
 ある一形態においては、上記第1の官能基が、ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基及びブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基である。
 ある一形態においては、上記ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基及びブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基が、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
   (3)
[式中、X’は、酸素原子又は硫黄原子を表し、R及びRは、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。]
で表される基である。
 ある一形態においては、上記ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基及びブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基が、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
   (4)
[式中、X’は、酸素原子又は硫黄原子を表し、R~Rは、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。]
で表される基である。
 また、本発明は、上記いずれかに記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む液体を基材に塗布して該基材上に塗布層を形成する工程;及び
 該塗布層に対して光又は電子線を照射することにより高分子化合物(A)の光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を二量化反応させる工程;及び
 該塗布層に対して電磁波又は熱を印加することにより高分子化合物(A)の第1の官能基から第2の官能基を生成させて、該第2の官能基を活性水素化合物(B)の活性水素含有基と反応させる工程;
を包含する有機薄膜トランジスタ絶縁層の形成方法を提供する。
 ある一形態においては、上記光が紫外線である。
 また、本発明は、上記いずれかの有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を用いて形成した有機薄膜トランジスタ絶縁層を有する有機薄膜トランジスタを提供する。
 ある一形態においては、上記絶縁層がゲート絶縁層である。
 また、本発明は、上記有機薄膜トランジスタを含むディスプレイ用部材を提供する。
 また、本発明は、上記ディスプレイ用部材を含むディスプレイを提供する。
 また、本発明は、式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
[式中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rfは、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数1~20の一価の有機基を表す。Raaは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。aは、0又は1の整数を表し、bは、1~5の整数を表す。Rが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。Rfが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。]
で表される繰り返し単位及び式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[式中、R16は、水素原子又はメチル基を表す。R17~R23は、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rddは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。]
で表される繰り返し単位を含有し、かつ、分子内に第1の官能基を2つ以上含有し、該第1の官能基が、電磁波もしくは熱の作用により、活性水素と反応する第2の官能基を生成する官能基である高分子化合物を提供する。
 本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を用いて形成した絶縁層を有する有機薄膜トランジスタは、閾値電圧の絶対値及びヒステリシスが低い。
本発明の一実施形態であるボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。 本発明の他の実施形態であるボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。
 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。
 本発明の有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料は高分子化合物(A)、及び活性水素化合物(B)を含有する。活性水素とは、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子のような炭素原子以外の原子に結合した水素原子をいう。
 高分子化合物(A)
 高分子化合物(A)は、フッ素原子を有し、光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を複数個有し、電磁波もしくは熱が作用した場合に、活性水素と反応する第2の官能基を生成する第1の官能基を複数個有する。光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす前記官能基を、本明細書では「光二量化反応基」という。
 有機薄膜トランジスタ絶縁層材料にフッ素が導入されていることにより、該材料から形成される絶縁層は極性が低く、絶縁層の分極が抑制される。また、絶縁層の内部に架橋構造が形成されると、分子構造の移動が抑制され、絶縁層の分極が抑制される。絶縁層の分極が抑制されると、例えばゲート絶縁層として用いた場合に有機薄膜トランジスタのヒステリシスが低下して、動作精度が向上する。
 フッ素原子は高分子化合物の主鎖の水素原子を置換するのではなく、側鎖又は側基(ペンダント基)の水素原子を置換することが好ましい。フッ素原子が側鎖又は側基に置換していると有機半導体のような他の有機材料に対する親和性が低下せず、該有機材料を含む層の形成において、有機材料が絶縁層の露出面に接し、層を形成し易くなる。
 光二量化反応基は、ある一形態では、光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収した場合にカルボラジカルを生成させる官能基であることが好ましい。カルボラジカルはラジカルカップリングすることにより容易に二量化して、絶縁層の内部に架橋構造を形成することができる。
 光二量化反応基は、他の一形態では、光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収した場合に協奏反応しうる官能基である。協奏反応しうる官能基は相互に付加環化することにより二量化して、絶縁層の内部に架橋構造を形成することができる。
 光二量化反応性基が吸収する光は、あまり低エネルギーであると有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を光重合法によって形成する際に残存した光二量化反応性基も反応してしまう場合があるため、高エネルギーの光が好ましい。光二量化反応性基が吸収するのに好ましい光は、紫外線、例えば波長が400nm以下、好ましくは150~380nmの光である。
 ここでいう二量化とは、有機化合物の分子2個が化学的に結合することをいう。結合する分子同士は同種でも異種でもよい。二量化する2個の分子中の二量化に関与する官能基同士の化学構造も同一であっても異なっていてもよい。但し、当該官能基は、触媒及び開始剤等の反応助剤が用いられなくても光二量化反応を生じる構造、および組合せであることが好ましい。反応助剤の残基に接触すると周辺の有機材料が劣化する可能性があるからである。
 高分子化合物(A)に含まれる第1の官能基は活性水素と反応しないが、第1の官能基に電磁波又は熱が作用すると第2の官能基が生成し、これが活性水素と反応する。つまり、上記第1の官能基は電磁波又は熱により脱保護されて、活性水素と反応する第2の官能基を生成するものである。第2の官能基は活性水素化合物(B)の活性水素含有基と反応してこれと結合することにより、絶縁層の内部に架橋構造を形成することができる。
 第2の官能基は、ゲート絶縁層の形成工程において電磁波又は熱が加えられるまで保護(ブロック)されて、第1の官能基として樹脂組成物中に存在する。その結果、樹脂組成物の貯蔵安定性が向上する。
 例えば、フッ素原子を含む基を有する繰り返し単位と、光二量化反応性基を有する繰り返し単位と、上記第1の官能基を有する繰り返し単位とを有する高分子化合物は、高分子化合物(A)に該当する。
 フッ素原子を含む基の好ましい例は、水素原子がフッ素で置換されたアリール基、水素原子がフッ素で置換されたアルキルアリール基、特に水素原子がフッ素で置換されたフェニル基、水素原子がフッ素で置換されたアルキルフェニル基である。
 光二量化反応性基の好ましい例は、水素原子がハロメチル基で置換されたアリール基、2位の水素原子がアリール基で置換されたビニル基、2位の水素原子がアリールカルボニル基で置換されたビニル基であり、特に好ましくは、水素原子がハロメチル基で置換されたフェニル基、2位の水素原子がフェニル基で置換されたビニル基、2位の水素原子がフェニルカルボニル基で置換されたビニル基である。繰り返し単位の側鎖基の基本骨格がアリール基又はフェニル基であると、有機半導体のような他の有機材料に対する親和性が向上し、該有機材料を含む層の形成において、有機材料が絶縁層の露出面に接し、平坦な層を形成し易くなる。
 水素原子がハロメチル基で置換されたアリール基及び水素原子がハロメチル基で置換されたフェニル基は、紫外線又は電子線を照射するとハロゲンが脱離して、ベンジル型のカルボラジカルが生成する。生成した2個のカルボラジカルが結合すると、炭素-炭素結合が形成されて(ラジカルカップリング)、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料が架橋される。また、2位の水素原子がアリール基又はフェニル基で置換されたビニル基、2位の水素原子がアリールカルボニル基又はフェニルカルボニル基で置換されたビニル基等の場合には、紫外線又は電子線を照射すると2+2環化反応が生じ、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料が架橋される。
 フッ素原子を含む基を有する繰り返し単位は、上記式(1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。光二量化反応性基を有する繰り返し単位は、上記式(2)で表される繰り返し単位、上記式(5)で表される繰り返し単位又は上記式(6)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
 上記式(1)中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。ある一形態では、R1は水素原子である。Raaは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分である。連結部分は、本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を架橋させる反応条件の下で反応性を示さない構造を有する二価の基であればよい。連結部分の具体例には、炭素数1~20の二価の有機基からなる結合、エーテル結合(-O-)、ケトン結合(-CO-)、エステル結合(-COO-、-OCO-)、アミド結合(-NHCO-、-CONH-)、ウレタン結合(-NHCOO-、-OCONH-)及びこれらの結合が組み合わされた結合等が挙げられる。該連結部分中の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。aは、0又は1の整数を表す。ある一形態では、aは0である。
 Rfは、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数1~20の一価の有機基を表す。ある一形態では、Rfはフッ素原子である。
 bは、1~5の整数を表す。ある一形態では、bは5である。
 Rは、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。
 上記式(2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。ある一形態では、Rは水素原子である。Rbbは連結部分であり、Raaと同義である。cは、0又は1の整数を表す。ある一形態では、cは0である。
 Xは、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。ある一形態では、Xは塩素原子である。
 dは、1~5の整数を表す。ある一形態では、bは5である。
 R’は、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。
 上記式(5)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。ある一形態では、Rは水素原子である。Rccは連結部分であり、Raaと同義である。ある一形態では、Rccは、式-O-C(=O)-で表される基である。eは、0又は1の整数を表す。ある一形態では、eは1である。
 R~R15は、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。ある一形態では、R~R15は、水素原子である。
 炭素数1~20の一価の有機基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、飽和であっても不飽和であってもよい。
 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、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、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。
 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の環状炭化水素基は、これらの基に含まれる水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。
 炭素数6~20の芳香族炭化水素基は、基中の水素原子がアルキル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などで置換されていてもよい。
 炭素数1~20の一価の有機基の具体例としては、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、ターシャリーブチル基、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、クロロフェニル基、ブロモフェニル基が挙げられる。
 炭素数1~20の一価の有機基としては、アルキル基が好ましい。
 Rfがフッ素原子を有する炭素数1~20の有機基である場合、フッ素原子を有する炭素数1~20の一価の有機基としは、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2-(パーフルオロブチル)エチル基、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等が挙げられる。
 R、R’、R~R15が炭素数1~20の一価の有機基である場合、該一価の有機基はフッ素原子を有さない。
 前記炭素数1~20の二価の有機基としては、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、脂肪族炭化水素基であっても芳香族炭化水素基であってもよい。例えば、炭素数1~20の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の二価の環状炭化水素基、アルキル基等で置換されていてもよい炭素数6~20の二価の芳香族炭化水素基が挙げられる。中でも、炭素数1~6の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素数3~6の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素数3~6の二価の環状炭化水素基、アルキル基等で置換されていてもよい二価の炭素数6~20の芳香族炭化水素基が好ましい。
 二価の脂肪族炭化水素基及び二価の環状炭化水素基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、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が挙げられる。
 炭素数6~20の二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が挙げられる。
 上記式(6)中、R16は、水素原子又はメチル基を表す。ある一形態では、R16は水素原子である。Rddは連結部分であり、Raaと同義である。ある一形態では、Rddは、フェニレン基である。
 R17~R23は、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。ある一形態では、R17~R23は、水素原子である。
 また、上記第1の官能基の好ましい例としては、ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基及びブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基が挙げられる。
 前記ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又は前記ブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基は、イソシアナト基又はイソチオシアナト基と反応しうる活性水素を1分子中に1個だけ有するブロック化剤とイソシアナト基又はイソチオシアナト基とを反応させることにより製造することができる。
 前記ブロック化剤は、イソシアナト基又はイソチオシアナト基と反応した後でも、170℃以下の温度で解離するものが好ましい。ブロック化剤としては、例えば、アルコ-ル系化合物、フェノ-ル系化合物、活性メチレン系化合物、メルカプタン系化合物、酸アミド系化合物、酸イミド系化合物、イミダゾール系化合物、尿素系化合物、オキシム系化合物、アミン系化合物、イミン系化合物、重亜硫酸塩、ピリジン系化合物、ピラゾール系化合物が挙げられる。これらのブロック化剤は、単独使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。好ましいブロック化剤としては、オキシム系化合物、ピラゾール系化合物が挙げられる。
 以下に、具体的なブロック化剤を例示する。アルコ-ル系化合物の例としては、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が挙げられる。フェノール系化合物の例としては、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が挙げられる。活性メチレン系化合物の例としては、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、アセチルアセトンが挙げられる。メルカプタン系化合物の例としては、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタンが挙げられる。酸アミド系化合物の例としては、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-ブチロラクタムが挙げられ、酸イミド系化合物の例としては、コハク酸イミド、マレイン酸イミドが挙げられる。イミダゾール系化合物の例としては、イミダゾール、2-メチルイミダゾールが挙げられる。尿素系化合物の例としては、尿素、チオ尿素、エチレン尿素が挙げられる。アミン系化合物の例としては、ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾールが挙げられる。イミン系化合物の例としては、エチレンイミン、ポリエチレンイミンが挙げられる。重亜硫酸塩の例としては、重亜硫酸ソーダが挙げられる。ピリジン系化合物の例としては、2-ヒドロキシピリジン、2-ヒドロキシキノリンが挙げられる。オキシム系化合物の例としては、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が挙げられる。ピラゾール系化合物の例としては、3,5-ジメチルピラゾール、3,5-ジエチルピラゾールが挙げられる。
 本発明に用いてもよいブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はイソチアシアナト基としては、上記式(3)で表される基又は上記式(4)で表される基が好ましい。
 式(3)及び式(4)中、X’は、酸素原子又は硫黄原子を表し、R~Rは、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。一価の有機基の定義、具体例等は、前述の一価の有機基の定義、具体例等と同様である。
 ある一形態ではR及びRは、同一又は相異なり、メチル基及びエチル基からなる群から選択される基である。また、他の形態では、R~Rは水素原子である。
 ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基としては、例えば、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、(N-3,5-ジメチルピラゾリルカルボニル)アミノ基、(N-3-エチル-5-メチルピラゾリルカルボニル)アミノ基、(N-3,5-ジエチルピラゾリルカルボニル)アミノ基、(N-3-プロピル-5-メチルピラゾリルカルボニル)アミノ基、(N-3-エチル-5-プロピルピラゾリルカルボニル)アミノ基が挙げられる。
 ブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基としては、例えば、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、(N-3,5-ジメチルピラゾリルチオカルボニル)アミノ基、(N-3-エチル-5-メチルピラゾリルチオカルボニル)アミノ基、(N-3,5-ジエチルピラゾリルチオカルボニル)アミノ基、(N-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、(N-3-エチル-5-プロピルピラゾリルチオカルボニル)アミノ基が挙げられる。
 第1の官能基としては、ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基が好ましい。
 高分子化合物(A)は、例えば、上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーと、上記式(2)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーと、第1の官能基を含有する重合性モノマーとを、光重合開始剤もしくは熱重合開始剤を用いて共重合させる方法、上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーと、上記式(5)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーと、第1の官能基を含有する重合性モノマーとを、光重合開始剤もしくは熱重合開始剤を用いて共重合させる方法、上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーと、上記式(6)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーと、第1の官能基を含有する重合性モノマーとを、光重合開始剤もしくは熱重合開始剤を用いて共重合させる方法により製造することが出来る。
 上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーの例としては、2-トリフルオロメチルスチレン、3-トリフルオロメチルスチレン、4-トリフルオロメチルスチレン、2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン、4-フルオロスチレンが挙げられる。
 上記式(2)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーの例としては、3-クロロメチルスチレン、4-クロロメチルスチレン、3-ブロモメチルスチレン、4-ブロモメチルスチレンが挙げられる。
 上記式(5)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーの例としては、ビニルシンナメート、シンナミルメタクリレート、シンナモイルオキシブチルメタクリレート、シンナミルイミノオキシイミノエチルメタクリレートが挙げられる。
 上記式(6)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーの例としては、フェニルビニルスチリルケトン、フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトンが挙げられる。
 第1の官能基を含有する重合性モノマーの例としては、ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基と不飽和結合とを分子内に有するモノマーが挙げられる。該ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基と不飽和結合とを分子内に有するモノマーは、イソシアナト基又はイソチオシアナト基と不飽和結合とを分子内に有する化合物と、ブロック化剤とを反応させることにより製造することが出来る。不飽和結合としては、不飽和二重結合が好ましい。
 分子内に不飽和二重結合とイソシアナト基とを有する化合物の例としては、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-(2’-メタクリロイルオキシエチル)オキシエチルイソシアネートが挙げられる。分子内に不飽和二重結合とイソチオシアナト基とを有する化合物の例としては、2-アクリロイルオキシエチルイソチオシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソチオシアネート、2-(2’-メタクリロイルオキシエチル)オキシエチルイソチオシアネートが挙げられる。
 重合性モノマーに含まれるブロック化剤としては、前記のブロック化剤を好適に用いることが出来る。ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基と不飽和結合とを分子内に有するモノマーの製造においては、必要に応じて有機溶媒、触媒等を添加することが出来る。
 前記分子内にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基と不飽和二重結合とを有するモノマーの例としては、2-〔O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート、2-〔N-[1’,3’-ジメチルピラゾリル]カルボニルアミノ〕エチル-メタクリレートが挙げられる。
 前記分子内にブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基と不飽和二重結合とを有するモノマーの例としては、2-〔O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]チオカルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート、2-〔N-[1’,3’-ジメチルピラゾリル] チオカルボニルアミノ〕エチル-メタクリレートが挙げられる。
 前記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誘導体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。
 共重合を開始させるエネルギーとして光エネルギーを用いる場合は、重合性モノマーに照射する光の波長は、360nm以上、好ましくは360~450nmである。
 前記熱重合開始剤としては、ラジカル重合の開始剤となる化合物であればよく、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ヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、tert-ブチルヒドロ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、tert-ブチルクミルパーオキシド、ジ-tert-ブチルパーオキシド、トリス(tert-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-tert-ブチルパーオキシシクロヘキサン、2,2-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール類、tert-ブチルパーオキシピバレート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、ジ-tert-ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ-tert-ブチルパーオキシアゼレート、tert-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシアセテート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-tert-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、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシカーボネート類が挙げられる。
 本発明に用いられる高分子化合物(A)は、上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマー、上記式(2)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマー、上記式(5)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマー、第1の官能基を含有する重合性モノマー以外の重合性モノマーを重合時に添加して製造してもよい。
 追加して使用される重合性モノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル及びその誘導体、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、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、不飽和炭化水素基を含む有機ゲルマニウム誘導体等が挙げられる。
 追加して使用される重合性モノマーの種類は、絶縁層に要求される特性に応じて適宜選択される。溶媒に対する優れた耐久性や有機薄膜トランジスタのヒステリシスを小さくする観点からは、スチレンやスチレン誘導体のように、これらの化合物を含む膜において、分子の密度が高く、硬い膜を形成するモノマーが選択される。また、ゲート電極や基板の表面等の絶縁層の隣接面に対する密着性の観点からは、メタアクリル酸エステル及びその誘導体、アクリル酸エステル及びその誘導体のように、高分子化合物(A)に可塑性を付与するモノマーが選択される。好ましい一形態では、活性水素含有基を有しないモノマーが選択される。
 例えば、上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマー、上記式(2)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマー、第1の官能基を含有する重合性モノマーに加え、活性水素含有基を有しないスチレン又はスチレン誘導体を組み合わせて反応に用いることにより、特に耐久性が高く、ヒステリシスが小さいゲート絶縁層が得られる。
 また、上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマー、上記式(5)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマー、第1の官能基を含有する重合性モノマーに加え、活性水素含有基を有しないスチレン又はスチレン誘導体を組み合わせて反応に用いても、特に耐久性が高く、ヒステリシスが小さいゲート絶縁層が得られる。
 アクリル酸エステル類及びその誘導体としては、単官能のアクリレートや、使用量に制約は出てくるが多官能のアクリレートをも使用することができ、このような単官能のアクリレートや多官能のアクリレートとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸-n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸-sec-ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸-3-ヒドロキシプロピル、アクリル酸-2-ヒドロキシブチル、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アクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルアクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルアクリレート、3-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、1H,1H,3H-テトラフルオロプロピルアクリレート、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,7H-ドデカフルオロヘプチルアクリレート、1H,1H,9H-ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、1H-1-(トリフルオロメチル)トリフルオロエチルアクリレート、1H,1H,3H-ヘキサフルオロブチルアクリレート、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-アクリロイルモルフォリンを挙げることができる。
 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、使用量に制約は出てくるが多官能のメタアクリレートをも使用することができ、このような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、2,2,2-トリフルオロエチルメタアクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルメタアクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルメタアクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルメタアクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタアクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルメタアクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルメタアクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルメタアクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルメタアクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルメタアクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルメタアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルメタアクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルメタアクリレート、3-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルメタアクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルメタアクリレート、3-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルメタアクリレート、1H,1H,3H-テトラフルオロプロピルメタアクリレート、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチルメタアクリレート、1H,1H,7H-ドデカフルオロヘプチルメタアクリレート、1H,1H,9H-ヘキサデカフルオロノニルメタアクリレート、1H-1-(トリフルオロメチル)トリフルオロエチルメタアクリレート、1H,1H,3H-ヘキサフルオロブチルメタアクリレート、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を挙げることができる。
 スチレン及びその誘導体の例としては、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の例としては、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が挙げられる。
 有機カルボン酸のアリルエステル及びその誘導体の例としては、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の例としては、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の例としては、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の例としては、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が挙げられる。
 有機カルボン酸のN-ビニルアミド誘導体の例としては、N-メチル-N-ビニルアセトアミドが挙げられる。
 マレイミド及びその誘導体の例としては、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミドが挙げられる。
 末端不飽和炭化水素及びその誘導体の例としては、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、アリルアルコールが挙げられる。
 不飽和炭化水素基を含む有機ゲルマニウム誘導体の例としては、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が挙げられる。
 これらのうちでは、アクリル酸アルキルエステル、メタアクリル酸アルキルエステル、スチレン、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アリルトリメチルゲルマニウムが好ましい。
 上記式(1)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーの使用量は、高分子化合物(A)に導入されるフッ素の量が適量になるように調節される。
 高分子化合物(A)に導入されるフッ素の量は、高分子化合物(A)の質量に対して、好ましくは1~80質量%、より好ましくは5~70質量%、さらに好ましくは10~60質量%である。フッ素の量が1質量%未満であると電界効果型有機薄膜トランジスタのヒステリシスを低下させる効果が不十分となることがあり、80質量%を超えると有機半導体材料との親和性が悪化して活性層をその上に積層することが困難になることがある。
 分子内に不飽和二重結合とブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基とをもつモノマーの仕込みモル比は、重合に関与する全てのモノマー中、好ましくは5モル%以上50モル%以下であり、より好ましくは5モル%以上40モル%以下である。上記モノマーの仕込みモル比をこの範囲に調節することにより、絶縁層の内部に架橋構造が十分形成され、極性基の含有量が低いレベルに保たれ、絶縁層の分極が抑制される。
 高分子化合物(A)は、重量平均分子量が3000~1000000が好ましく、5000~500000がより好ましく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。
 高分子化合物(A)を構成する上記式(1)で表される繰り返し単位、上記式(2)で表される繰り返し単位、上記式(5)で表される繰り返し単位及び上記式(6)で表される繰り返し単位は繰り返し単位中に水酸基のような活性水素含有基を有しない。そのために、形成されるゲート絶縁層は極性が低く、ゲート絶縁層の分極が抑制されると考えられる。ゲート絶縁層の分極が抑制されると、電界効果型有機薄膜トランジスタのヒステリシスが低下して、動作精度が向上する。
 本発明に用いられる上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(2)で表される繰り返し単位を含有し、かつ、分子内に電磁波もしくは熱により活性水素と反応する第2の官能基を生成する第1の官能基を2つ以上含有する高分子化合物としては、例えば、ポリ(スチレン-コ-3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’,5’-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’,5’-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート]-コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(スチレン-コ-3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’,5’-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ〕エチル-メタクリレート] -コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(3-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’,5’-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-4-クロロメチルスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-4-クロロメチルスチレン-コ-[2-〔1’-(3’,5’-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-3-クロロメチルスチレン-コ-4-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])が挙げられる。
 本発明に用いられる上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(5)で表される繰り返し単位を含有し、かつ、分子内に電磁波もしくは熱により活性水素と反応する第2の官能基を生成する第1の官能基を2つ以上含有する高分子化合物としては、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート]-コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート] -コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(ビニルシンナメート-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-ビニルシンナメート-コ-4-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])が挙げられる。
 本発明に用いられる上記式(1)で表される繰り返し単位及び上記式(6)で表される繰り返し単位を含有し、かつ、分子内に電磁波もしくは熱により活性水素と反応する第2の官能基を生成する第1の官能基を2つ以上含有する高分子化合物としては、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート]-コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート]-コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(フェニルビニルスチリルケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニルビニルスチリルケトン-コ-4-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート]-コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-アクリロニトリル-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート] -コ-アリルトリメチルゲルマニウム)、ポリ(フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-[2-〔1’-(3’、5’-ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])、ポリ(スチレン-コ-フェニル(メタクロイルオキシスチリル)ケトン-コ-4-クロロメチルスチレン-コ-ペンタフルオロスチレン-コ-[2-〔O-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート])が挙げられる。
 閾値電圧の絶対値を小さくする観点からは、高分子化合物(A)が有する繰り返し単位の数を100とした場合、高分子化合物(A)が有する式(1)で表される繰り返し単位の量は、30~80が好ましい。
 活性水素化合物(B)
 活性水素化合物(B)は、分子内に活性水素を2つ以上含有する低分子化合物、又は分子内に活性水素を2つ以上含有する高分子化合物である。活性水素としては、典型的にはアミノ基、ヒドロキシ基又はメルカプト基に含まれる水素原子が挙げられる。活性水素としては、上述した反応性官能基、中でもイソシアナト基、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フェノール性ヒドロキシ基に含まれる水素、アルコール性ヒドロキシ基に含まれる水素、芳香族アミノ基に含まれる水素が好適である。
 分子内に活性水素を2つ以上含有する低分子化合物の具体例としては、2個以上の活性水素含有基が低分子(単量体)構造に結合した構造を有する化合物が挙げられる。この低分子構造としては、例えば、アルキル構造やベンゼン環構造が挙げられる。該低分子化合物の具体例としては、アミン系化合物、アルコール系化合物、フェノール系化合物及びチオール系化合物が挙げられる。
 アミン系化合物の例としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’,-テトラアミノエチルエチレンジアミン、オルト-フェニレンジアミン、メタ-フェニレンジアミン、パラ-フェニレンジアミン、N,N’-ジフェニル-パラ-フェニレンジアミン、メラミン、2,4,6-トリアミノピリミジン、1,5,9-トリアザシクロドデカン、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,4-ビス(3-アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン、3-(2-アミノエチルアミノプロピル)トリス(トリメチルシロキシ)シランが挙げられる。
 アルコール系化合物の例としては、エチレングリコール、1,2-ジヒドロキシプロパン、グリセロール、1,4-ジメタノールベンゼンが挙げられる。
 フェノール系化合物の例としては、1,2-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジヒドロキシベンゼン、1,4-ジヒドロキシベンゼン(ヒドロキノン)、1,2-ジヒドロキシナフタレン、レゾルシン、フルオログリセロール、2,3,4-トリヒドロキシベンズアルデハイド、3,4,5-トリヒドロキシベンズアミドが挙げられる。
 チオール系化合物の例としては、エチレンジチオール、パラ-フェニレンジチオールが挙げられる。
 分子内に活性水素を2つ以上含有する低分子化合物としては、アルコール系化合物、フェノール系化合物、芳香族アミン系化合物が好ましい。
 一方、前記分子内に活性水素を2つ以上含有する高分子化合物においては、活性水素は、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、活性水素は、高分子化合物の末端にのみ結合していてもよい。
 分子内に活性水素を2つ以上含有する高分子化合物の具体例としては、2個以上の活性水素を含有する基が高分子(重合体)構造に結合した構造を有する化合物が挙げられる。
かかる高分子化合物は活性水素を含有する基及び二重結合等の不飽和結合を分子内に有するモノマーを単独で重合させるか、このようなモノマーを上記式(2)、上記式(5)又は上記式(6)で表される繰り返し単位の原料となる重合性モノマーと共重合させるか、前記のようなモノマーを他の共重合性化合物と共重合させて重合体を形成することによって得られる。これらの重合の際には、光重合開始剤や熱重合開始剤を適用してもよい。なお、重合性モノマー、光重合開始剤、熱重合開始剤としては、上述したものと同様のものを適用できる。
 活性水素を含有する基及び不飽和結合を分子内に有するモノマーとしては、例えば、アミノスチレン、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、エチレングリコールモノビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルアクリレートが挙げられる。
 活性水素を含有する基及び不飽和結合を分子内に有するモノマーとしては、分子内に水酸基を有するものが好ましい。
 また、分子内に活性水素を2つ以上含有する高分子化合物としては、フェノール化合物と、ホルムアルデヒドとを、酸触媒の存在下で縮合させることによって得られた、ノボラック樹脂も好適に用いられる。
 分子内に活性水素を含有する基を2個以上含有する高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、1000~1000000であることが好ましく、3000~500000であることがより好ましい。これにより、絶縁層の平坦性及び均一性が良好となるという効果が得られるようになる。ポリスチレン換算の重量平均分子量は、GPCにより測定される。
 有機薄膜トランジスタ絶縁層材料
 高分子化合物(A)と活性水素化合物(B)とを混合することにより有機薄膜トランジスタ絶縁層材料が得られる。両者の混合割合は、高分子化合物(A)に電磁波を放射する若しくは高分子化合物(A)を加熱することにより生成する第2の官能基と、活性水素化合物(B)の活性水素を含有する基とがモル比で、好ましくは60/100~150/100、より好ましくは70/100~120/100、さらに好ましくは90/100~110/100となるように調節される。この割合が60/100未満であると活性水素が過剰になりヒステリシスの低下効果が小さくなることがあり、150/100を超えると活性水素と反応する官能基が過剰になり閾値電圧の絶対値が大きくなることがある。
 本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料には、混合や粘度調節のための溶媒や、高分子化合物(A)を架橋させるために用いる架橋剤と組み合わせて用いられる添加剤などを含有させてよい。使用される溶媒はテトラヒドロフランやジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素系溶媒、ペンテン等の不飽和炭化水素系溶媒、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトンなどのケトン系溶媒、ブチルアセテートなどのアセテート系溶媒、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶媒、クロロホルムなどのハロゲン系溶媒またはこれらの混合溶媒である。また、添加剤としては、架橋反応を促進するための触媒、レべリング剤、粘度調節剤などを用いることができる。
 本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料は、有機薄膜トランジスタに含まれる絶縁層の形成に用いられる組成物である。有機薄膜トランジスタの絶縁層中でも、オーバーコート層又はゲート絶縁層の形成に用いられることが好ましい。有機薄膜トランジスタ絶縁層材料としては、有機薄膜トランジスタオーバーコート層組成物、有機薄膜トランジスタゲート絶縁層組成物であることが好ましく、有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料であることがより好ましい。
 有機薄膜トランジスタ
 図1は、本発明の一実施形態であるボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。この有機薄膜トランジスタには、基板1と、基板1上に形成されたゲート電極2と、ゲート電極2上に形成されたゲート絶縁層3と、ゲート絶縁層3上に形成された有機半導体層4と、有機半導体層4上にチャネル部を挟んで形成されたソース電極5及びドレイン電極6と、素子全体を覆うオーバーコート7とが、備えられている。
 ボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタは、例えば、基板上にゲート電極を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成し、有機半導体層上にソース電極、ドレイン電極を形成し、オーバーコートを形成することで製造することができる。本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料は、有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料として、ゲート絶縁層を形成するのに好適に用いられる。また、有機薄膜トランジスタオーバーコート層材料として、オーバーコート層を形成するのに用いることもできる。
 図2は、本発明の一実施形態であるボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。この有機薄膜トランジスタには、基板1と、基板1上に形成されたゲート電極2と、ゲート電極2上に形成されたゲート絶縁層3と、ゲート絶縁層3上にチャネル部を挟んで形成されたソース電極5及びドレイン電極6と、ソース電極5及びドレイン電極6上に形成された有機半導体層4と、素子全体を覆うオーバーコート7とが、備えられている。
 ボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタは、例えば、基板上にゲート電極を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上にソース電極、ドレイン電極を形成し、ソース電極、ドレイン電極上に有機半導体層を形成し、オーバーコートを形成することで製造することができる。本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料は、有機薄膜トランジスタゲート絶縁層材料として、ゲート絶縁層を形成するのに好適に用いられる。また、有機薄膜トランジスタオーバーコート層材料として、オーバーコート層を形成するのに用いることもできる。
 ゲート絶縁層又はオーバーコート層の形成は、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料に要すれば溶媒などを添加して絶縁層塗布液を調製し、絶縁層塗布液を、ゲート絶縁層又はオーバーコート層の下に位置する層の表面に塗布し、乾燥し、硬化させることにより行う。該絶縁層塗布液に用いられる有機溶媒としては、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を溶解させるものであれば特に制限は無いが、好ましくは、常圧での沸点が100℃~200℃の有機溶媒である。該有機溶媒の例としては、2-ヘプタノン(沸点151℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(沸点146℃)が挙げられる。該絶縁層塗布液には、必要に応じてレベリング剤、界面活性剤、硬化触媒等を添加することができる。本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料は、有機薄膜トランジスタゲート絶縁層組成物として、ゲート絶縁層の形成に用いることもできる。
 該絶縁層塗布液はスピンコート、ダイコーター、スクリーン印刷、インクジェット等の公知の方法によりゲート電極上に塗布することができる。形成される塗布層は必要に応じて乾燥させる。ここでいう乾燥は、塗布された樹脂組成物に含まれる溶媒を除去することを意味する。
 乾燥させた塗布層は、次いで硬化させる。硬化は有機薄膜トランジスタ絶縁層材料が架橋することを意味する。トランジスタ絶縁層材料の架橋は、例えば、塗布層に対して電磁波又は熱を印加することにより行われる。そうすると、高分子化合物(A)の第1の官能基から第2の官能基が生成して、該第2の官能基が活性水素化合物(B)の活性水素含有基と反応するからである。
 又は、トランジスタ絶縁層材料の架橋は、例えば、塗布層に対して光を照射することにより行われる。そうすると、高分子化合物(A)の光二量化反応性基のラジカルカップリング反応又は環化反応により、二量化するからである。
 塗布層に対する電磁波又は熱の印加、塗布層に対する光の照射は両方行うことが好ましい。絶縁層の架橋密度が向上するからである。その結果、特にゲート絶縁層として使用する場合には、有機薄膜トランジスタの閾値電圧(Vth)の絶対値及びヒステリシスが小さくなる。絶縁層の架橋密度が向上することで電圧印加時の分極がより抑制され、有機薄膜トランジスタの閾値電圧の絶対値及びヒステリシスが小さくなると考えられる。
 塗布層に対する電磁波又は熱の印加と、塗布層に対する光の照射の両方行う方法としては、例えば、塗布層に対して光又は電子線を照射することにより高分子化合物(A)の光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を二量化反応させる工程を行い、次いで、塗布層に対して電磁波又は熱を印加することにより高分子化合物(A)の第1の官能基から第2の官能基を生成させて、該第2の官能基を活性水素化合物(B)の活性水素含有基と反応させる工程を行う方法がある。
 塗布層に熱を印加する場合は、塗布層を約80~250℃、好ましくは約100~230℃の温度に加熱して約5~120分、好ましくは約10~60分維持する。加熱温度が低すぎたり加熱時間が短すぎると絶縁層の架橋が不十分になり、加熱温度が高すぎたり加熱時間が長すぎると絶縁層が損傷する可能性がある。塗布層に電磁波を印加する場合又はマイクロ波加熱する場合は、塗布層に与える影響が加熱した場合と同様になるように、印加条件を調節する。
 光二量化反応性基がハロメチル基で置換されたアリール基又はハロメチル基で置換されたフェニル基である場合、これらの基は光又は電子線、好ましくは紫外線又は電子線を照射することにより相互に結合する。照射する光の波長は360nm以下、好ましくは150~300nmである。照射する光の波長が360nmを越えると有機薄膜トランジスタ絶縁層材料の架橋が不十分になる場合がある。
 光二量化反応性基が、2位の水素原子がアリール基又はフェニル基で置換されたビニル基、又は2位の水素原子がアリールカルボニル基又はフェニルカルボニル基で置換されたビニル基である場合、これらの基は光又は電子線、好ましくは紫外線又は電子線を照射することにより相互に結合する。照射する光の波長は400nm以下であり、好ましくは150~380nmである。照射する光の波長が400nmを越えると有機薄膜トランジスタ絶縁層材料の架橋が不十分になる場合がある。
 紫外線の照射は、例えば、半導体の製造のために使用されている露光装置やUV硬化性樹脂を硬化させるために使用されているUVランプを用いて行うことができる。電子線の照射は、例えば、超小型電子線照射管を用いて行うことができる。加熱はヒーター及びオーブンなどを用いて行うことができる。その他の照射条件及び加熱条件は、光二量化反応性基の種類及び量等に応じて適宜決定される。
 ゲート絶縁層上には、自己組織化単分子膜層を形成してもよい。該自己組織化単分子膜層は、例えば、有機溶媒中にアルキルクロロシラン化合物もしくはアルキルアルコキシシラン化合物を1~10重量%溶解した溶液でゲート絶縁層を処理することにより形成することが出来る。
 アルキルクロロシラン化合物の例としては、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が挙げられる。
 アルキルアルコキシシラン化合物の例としては、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が挙げられる。
 基板1、ゲート電極2、ソース電極5、ドレイン電極6及び有機半導体層4は、通常使用される材料及び方法で構成すればよい。基板の材料には樹脂やプラスチックの板やフィルム、ガラス板、シリコン板などが用いられる。電極の材料には、クロム、金、銀、アルミニウム、モリブデン等を用い、蒸着法、スパッタ法、印刷法、インクジェット法等の公知の方法で電極を形成する。
 有機半導体層4を形成するための有機半導体化合物としてはπ共役ポリマーが用いられ、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリアリルアミン類、フルオレン類、ポリカルバゾール類、ポリインドール類、ポリ(P-フェニレンビニレン)類などを用いることができる。また、有機溶媒への溶解性を有する低分子物質、例えば、ペンタセンなどの多環芳香族の誘導体、フタロシアニン誘導体、ペリレン誘導体、テトラチアフルバレン誘導体、テトラシアノキノジメタン誘導体、フラーレン類、カーボンナノチューブ類などを用いることができる。具体的には、9,9-ジ-n-オクチルフルオレン-2,7-ジ(エチレンボロネート)と、5,5’-ジブロモ-2,2’-バイチオフェンとの縮合物等があげられる。
 有機半導体層の形成は、例えば、有機半導体化合物に要すれば溶媒などを添加して有機半導体塗布液を調製し、該有機半導体塗布液をゲート絶縁層上に塗布し、該有機半導体塗布液を乾燥させることにより行う。本発明では、ゲート絶縁層を構成する樹脂がベンゼン環を有し、有機半導体化合物と親和性がある。それゆえ、上記塗布乾燥法によって、有機半導体層とゲート絶縁層との間に均一で平坦な界面が形成される。
 有機半導体塗布液に使用される溶媒としては、有機半導体を溶解又は分散させるものであれば特に制限は無いが、好ましくは、常圧での沸点が50℃~200℃の溶媒である。該溶媒の例としては、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が挙げられる。該有機半導体塗布液は、前記絶縁層塗布液と同様にスピンコート、ダイコーター、スクリーン印刷、インクジェット等の公知の方法によりゲート絶縁層上に塗布することができる。
 本発明の有機薄膜トランジスタは、有機薄膜トランジスタを保護し、また、表面の平滑性を高める目的で、オーバーコート材でコートしてもよい。
 本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を用いて製造した絶縁層は、その上に平坦な膜等を積層することができ、積層構造を容易に形成することができる。また、該絶縁層上に有機エレクトロルミネッセンス素子を好適に搭載することができる。
 本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を用いて、好適に有機薄膜トランジスタを有するディスプレイ用部材を作製できる。該有機薄膜トランジスタを有するディスプレイ用部材を用いて、ディスプレイ用部材を備えるディスプレイを作製できる。
 本発明の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料は、絶縁層以外のトランジスタに含まれる層、有機エレクトロルミネッセンス素子に含まれる層を形成する用途にも用いることができる。
 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明が実施例により限定されるものではないことは言うまでもない。
 合成例1
 スチレン(和光純薬製)3.47g、2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)4.85g、ビニルベンジルクロライド(アルドリッチ製)2.54g、2-(O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート(昭和電工製、商品名「カレンズMOI-BM」)2.00g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.06g、2-ヘプタノン(和光純薬製)3.23gを、50ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させた。重合終了後、2-ヘプタノン15.99gを加えて、高分子化合物1が溶解している粘稠な2-ヘプタノン溶液を得た。高分子化合物1は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
     高分子化合物1
 得られた高分子化合物1の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、181000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 合成例2
 2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)11.32g、ビニルベンジルクロライド(アルドリッチ製)2.54g、2-(O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート(昭和電工製、商品名「カレンズMOI-BM」)2.00g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.08g、2-ヘプタノン(和光純薬製)10.63gを、50ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させた。重合終了後、2-ヘプタノン13.29gを加えて、高分子化合物2が溶解している粘稠な2-ヘプタノン溶液を得た。高分子化合物2は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 高分子化合物2
 得られた高分子化合物2の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、160000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 合成例3
 9,9-ジ-n-オクチルフルオレン-2,7-ジ(エチレンボロネート)6.40g、及び5,5’-ジブロモ-2,2’-バイチオフェン4.00gを含むトルエン(80mL)中に、窒素下において、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.18g、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド(アルドリッチ製、商品名「Aliquat 336」(登録商標))1.0g、及び2Mの炭酸ナトリウム水溶液24mLを加えた。この混合物を激しく攪拌し、加熱して24時間還流した。粘稠な反応混合物をアセトン500mLに注ぎ、繊維状の黄色のポリマーを沈澱させた。このポリマーを濾過によって集め、アセトンで洗浄し、真空オーブンにおいて60℃で一晩乾燥させた。得られたポリマーを高分子化合物3とよぶ。高分子化合物3は、下記繰り返し単位を有している。nは繰り返し単位の数を示している。高分子化合物3の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、61000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
  高分子化合物3
 合成例4
 スチレン(和光純薬製)7.14g、2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)10.00g、ビニルシンナメート(アルドリッチ製)5.98g、2-(O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート(昭和電工製、商品名「カレンズMOI-BM」)4.12g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.10g、2-ヘプタノン(和光純薬製)18.23gを、125ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させた。重合終了後、2-ヘプタノン45.58gを加えて、高分子化合物4が溶解している粘稠な2-ヘプタノン溶液を得た。高分子化合物4は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
  高分子化合物4
 得られた高分子化合物4の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、241000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 合成例5
 2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)15.00g、ビニルシンナメート(アルドリッチ製)8.97g、2-(O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート(昭和電工製、商品名「カレンズMOI-BM」)6.18g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.15g、2-ヘプタノン(和光純薬製)20.21gを、125ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させた。重合終了後、2-ヘプタノン50.51gを加えて、高分子化合物5が溶解している粘稠な2-ヘプタノン溶液を得た。高分子化合物5は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 高分子化合物5
 得られた高分子化合物5の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、463000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 合成例6
 2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)10.00g、4-ヒドロキシブチルアクリレート(株式会社 興人製)3.71g、ビニルシンナメート(アルドリッチ製)1.50g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.08g、2-ヘプタノン(和光純薬製)22.92gを、125ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させた。重合終了後、2-ヘプタノン38.20gを加えて、高分子化合物6が溶解している粘稠な2-ヘプタノン溶液を得た。高分子化合物6は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。高分子化合物6は、分子内に活性水素を少なくとも2つ以上含有する化合物である
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 高分子化合物6
 得られた高分子化合物6の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、176000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 合成例7
 2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)20.00g、4-アミノスチレン(アルドリッチ製)6.13g、ビニルシンナメート(アルドリッチ製)2.99g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.15g、2-ヘプタノン(和光純薬製)43.90gを、125ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させ、高分子化合物7が溶解している粘稠な2-ヘプタノン溶液を得た。高分子化合物7は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。高分子化合物7は、分子内に活性水素を少なくとも2つ以上含有する化合物である
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 高分子化合物7
 得られた高分子化合物7の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、199000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 合成例8
 三方コックを付けた100mlの三口フラスコに3-ビニルベンズアルデヒド(アルドリッチ製)20.07g、アセトフェノン(アルドリッチ製)23.00g、攪拌子を入れ、マグネチックスターラーで攪拌して均一な反応混合液を調整した。フラスコを氷浴に浸け、攪拌子しながら反応混合液に触媒量の濃硫酸を加え、氷冷下、1時間反応させた。氷浴をはずし、NMR分析により原料であるビニルベンズアルデヒドのピークの消失を確認するまで、室温にて更に反応混合液の攪拌を続け、反応させた。反応終了後、反応混合物を分液ロートに移し、ジエチルエーテル100mlを加え、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水洗終了後、有機層を分液し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮して3-ビニルスチリルフェニルケトン粗製物を得た。該粗製物に含まれている3-ビニルスチリルフェニルケトンはシス体とトランス体の混合物であった。NMRから求めた3-ビニルスチリルフェニルケトンの純度は、74%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 3-ビニルスチリルフェニルケトン
 2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)2.00g、スチレン(アルドリッチ製)2.50g、3-ビニルスチリルフェニルケトン粗製物6.55g、2-(O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート(昭和電工製、商品名「カレンズMOI-BM」)3.30g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.07g、2-ヘプタノン(和光純薬製)21.63gを、50ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させた。反応終了後、メタノールで再沈して高分子化合物8を得た。高分子化合物8は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。
      高分子化合物8
 得られた高分子化合物8の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、98000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 合成例9
 三方コックを付けた500mlの三口フラスコに、シアノ酢酸(和光純薬製)25.00g、水酸化ナトリウム(和光純薬製)12.34g、イオン交換水250ml、攪拌子を入れ、マグネチックスターラーで攪拌して均一な反応混合液を調整した。フラスコを氷浴に浸け、反応混合液に攪拌子しながら、けい皮アルデヒド38.84gを滴下した。氷冷下、1時間反応させた後、氷浴をはずし、室温で更に4時間反応させた。反応終了後、反応混合物中の液体成分が酸性になるまで反応混合物に濃塩酸を滴下した。析出した固体をガラスフィルターでろ過し、ろ物をイオン交換水でろ液が中性になるまで水洗し、真空オーブン中で乾燥し、シアノシンナミリデン酢酸を得た。得量は、39.68gであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
シアノシンナミリデン酢酸
 2,3,4,5,6-ペンタフルオロスチレン(アルドリッチ製)2.00g、スチレン(アルドリッチ製)2.50g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート2.68g、2-(O-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル-メタクリレート(昭和電工製、商品名「カレンズMOI-BM」)3.30g、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.05g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬製)15.80gを、50ml耐圧容器(エース製)に入れ、アルゴンガスをバブリングした後、密栓し、60℃のオイルバス中で20時間重合させ、樹脂溶液を調整した。
 三方コックを付けた300mlの三口フラスコに、得られた樹脂溶液、シアノシンナミリデン酢酸4.31g、触媒量のN,N-ジメチルアミノピリジン、脱水ジオキサン100mlを入れ、マグネチックスターラーで攪拌して均一な反応混合液を調整した。得られた反応混合液に、脱水ジオキサン50mlにN,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド4.46gを溶解して調製したジシクロヘキシルカルボジイミドのジオキサン溶液を室温で滴下した。滴下終了後、室温で一晩攪拌して反応させた。反応終了後、析出物をろ過し、ろ液を2-プロパノールで再沈して高分子化合物9を得た。高分子化合物9は、下記繰り返し単位を有している。括弧の添え数字は繰り返し単位のモル分率を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
      高分子化合物9
 得られた高分子化合物9の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、167000であった(島津製GPC、Tskgel super HM-H 1本+Tskgel super H2000 1本、移動相=THF)。
 実施例1
(有機薄膜トランジスタ絶縁層材料及び電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 合成例1で得た高分子化合物1の2-ヘプタノン溶液2.00g、分子内に活性水素を少なくとも2つ以上含有する化合物であるヒドロキノン0.029g、2-ヘプタノン4.00gを10mlのサンプル瓶に入れ、攪拌しながら溶解して、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む均一な塗布溶液を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 ヒドロキノン
 得られた塗布溶液を孔径0.2μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、クロム電極のついたガラス基板上にスピンコートした後、ホットプレート上で220℃で30分間焼成した。その後、窒素雰囲気下でUV/オゾンストリッパー(サムコ製;UV-1)を用いて、室温で2分間UV照射し、ゲート絶縁層を得た。
 次に、高分子化合物3を溶媒であるクロロホルムに溶解して、濃度が0.5重量%である溶液(有機半導体組成物)を作製し、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。
 得られた塗布液を、前記ゲート絶縁層上にスピンコート法により塗布し、約60nmの厚さを有する活性層を形成し、次いで、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、活性層上に、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(活性層側から、酸化モリブデン、金の順番で積層構造を有する)を形成することにより、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
 実施例2
(有機薄膜トランジスタ絶縁層材料及び電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 合成例2で得た高分子化合物2の2-ヘプタノン溶液2.00g、ヒドロキノン0.023g、2-ヘプタノン4.00gを10mlのサンプル瓶に入れ、攪拌溶解して、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む均一な塗布溶液を調製した。
 得られた塗布溶液を孔径0.2μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、クロム電極のついたガラス基板上にスピンコートした後、ホットプレート上で220℃で30分間焼成した。その後、窒素雰囲気下でUV/オゾンストリッパー(サムコ製;UV-1)を用いて室温で2分間UV照射し、ゲート絶縁層を得た。
 次に、実施例1と同様に活性層、ソース電極及びドレイン電極を形成して、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
 実施例3
(有機薄膜トランジスタ絶縁層材料及び電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 合成例4で得た高分子化合物4の2-ヘプタノン溶液45.00g、合成例6で得た高分子化合物6の2-ヘプタノン溶液25.11g、2-ヘプタノン35.10gを150mlのサンプル瓶に入れ、攪拌溶解して、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む均一な塗布溶液を調製した。
 得られた塗布溶液を孔径0.2μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、クロム電極のついたガラス基板上にスピンコートした後、ホットプレート上で100℃で10分間焼成した。その後、アライナー(Canon製;PLA-521)を用いて3000mJ/cmのUV光(波長365nm)を照射し後、窒素中、ホットプレート上で200℃で30分間焼成してゲート絶縁層を得た。
 次に、実施例1と同様に活性層、ソース電極及びドレイン電極を形成して、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
 実施例4
(有機薄膜トランジスタ絶縁層材料及び電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 合成例4で得た高分子化合物4の2-ヘプタノン溶液41.21g、合成例7で得た高分子化合物7の2-ヘプタノン溶液11.01g、2-ヘプタノン50.00gを150mlのサンプル瓶に入れ、攪拌溶解して、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む均一な塗布溶液を調製した。
 得られた塗布溶液を孔径0.2μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、クロム電極のついたガラス基板上にスピンコートした後、ホットプレート上で100℃で10分間焼成した。その後、アライナー(Canon製;PLA-521)を用いて3000mJ/cmのUV光(波長365nm)を照射し後、窒素中、ホットプレート上で200℃で30分間焼成してゲート絶縁層を得た。
 次に、実施例1と同様に活性層、ソース電極及びドレイン電極を形成して、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
 実施例5
(有機薄膜トランジスタ絶縁層材料及び電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 合成例5で得た高分子化合物5の2-ヘプタノン溶液45.00g、合成例7で得た高分子化合物7の2-ヘプタノン溶液16.62g、2-ヘプタノン57.00gを150mlのサンプル瓶に入れ、攪拌溶解して、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む均一な塗布溶液を調製した。
 得られた塗布溶液を孔径3μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、クロム電極のついたガラス基板上にスピンコートした後、ホットプレート上で100℃で10分間焼成した。その後、アライナー(Canon製;PLA-521)を用いて3000mJ/cmのUV光(波長365nm)を照射し後、窒素中、ホットプレート上で200℃で30分間焼成してゲート絶縁層を得た。
 次に、実施例1と同様に活性層、ソース電極及びドレイン電極を形成して、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
 実施例6
(有機薄膜トランジスタ絶縁層材料及び電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 合成例8で得た高分子化合物8を0.5g、1,3-ビス(3’-アミノフェノキシ)ベンゼンを0.068g、2-ヘプタノンを2.5g、30mlのサンプル瓶に入れ、攪拌溶解して、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む均一な塗布溶液を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 1,3-ビス(3’-アミノフェノキシ)ベンゼン
 得られた塗布溶液を孔径0.5μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、クロム電極のついたガラス基板上にスピンコートした後、ホットプレート上で100℃で10分間焼成した。その後、アライナー(Canon製;PLA-521)を用いて1600mJ/cmのUV光(波長365nm)を照射した後、大気中、ホットプレート上で220℃で30分間焼成してゲート絶縁層を得た。
 次に、実施例1と同様に活性層、ソース電極及びドレイン電極を形成して、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
 実施例7
(有機薄膜トランジスタ絶縁層材料及び電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 合成例9で得た高分子化合物9を0.63g、1,3-ビス(3’-アミノフェノキシ)ベンゼンを0.079g、シクロペンタノンを5.38g、30mlのサンプル瓶に入れ、攪拌溶解して、有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む均一な塗布溶液を調製した。
 得られた塗布溶液を孔径0.5μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、クロム電極のついたガラス基板上にスピンコートした後、ホットプレート上で100℃で10分間焼成した。その後、アライナー(Canon製;PLA-521)を用いて1600mJ/cmのUV光(波長365nm)を照射した後、大気中、ホットプレート上で220℃で30分間焼成してゲート絶縁層を得た。
 次に、実施例1と同様に活性層、ソース電極及びドレイン電極を形成して、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製した。
 <トランジスタ特性の評価>
 こうして作製した電界効果型有機薄膜トランジスタについて、ゲート電圧Vgを0~-40V、ソース・ドレイン間電圧Vsdを0~-40V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。結果を表1に示す。
 比較例は、ゲート電圧Vgを0~-60V、ソース・ドレイン間電圧Vsdを0~-40Vに変化させた条件で、そのトランジスタ特性を測定した。
 電界効果型有機薄膜トランジスタのヒステリシスは、ソース・ドレイン間電圧Vsdが-40Vで、ゲート電圧Vgを0V→-40Vに変化させた際の閾値電圧Vth1とゲート電圧Vgを-40V→0Vに変化させた際の閾値電圧Vth2との電圧差異で表した。
 比較例1
(電界効果型有機薄膜トランジスタの製造)
 高分子化合物1に代えてポリビニルフェノール(アルドリッチ製、Mn=8000)を用い、ゲート絶縁層の形成時にUV照射を行わない以外は実施例1と同様にして電界効果型有機薄膜トランジスタを作製し、トランジスタ特性を測定し、評価した。
[表1]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
 1…基板、
 2…ゲート電極、
 3…ゲート絶縁層、
 4…有機半導体層、
 5…ソース電極、
 6…ドレイン電極、
 7…オーバーコート。

Claims (14)

  1.  式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rfは、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数1~20の一価の有機基を表す。Raaは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。aは、0又は1の整数を表し、bは、1~5の整数を表す。Rが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。Rfが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。]
    で表される繰り返し単位及び光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位を含有し、かつ、分子内に第1の官能基を2つ以上含有し、該第1の官能基が、電磁波もしくは熱の作用により、活性水素と反応する第2の官能基を生成する官能基である高分子化合物(A)と、
     分子内に活性水素を2つ以上含有する低分子化合物及び分子内に活性水素を2つ以上含有する高分子化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の活性水素化合物(B)とを、含有する有機薄膜トランジスタ絶縁層材料。
  2.  前記光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位が、式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、R2は、水素原子又はメチル基を表す。R’は、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rbbは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。cは、0又は1の整数を表し、dは、1~5の整数を表す。R’が複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。Xは、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。]
    で表される繰り返し単位である請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料。
  3.  前記光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位が、式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。R~R15は、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rccは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。eは、0又は1の整数を表す。]
    で表される繰り返し単位である請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料。
  4.  前記光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を含有する繰り返し単位が、式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [式中、R16は、水素原子又はメチル基を表す。R17~R23は、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rddは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。]
    で表される繰り返し単位である請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料。
  5.  前記第1の官能基が、ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基及びブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基からなる群から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有機薄膜トランジスタ絶縁層材料。
  6.  前記ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基及びブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基が、式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
       (3)
    [式中、X’は、酸素原子又は硫黄原子を表し、R及びRは、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。]
    で表される基である請求項5に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料。
  7.  ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基及びブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基が、式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
       (4)
    [式中、X’は、酸素原子又は硫黄原子を表し、R~Rは、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。]
    で表される基である請求項5に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を含む液体を基材に塗布して該基材上に塗布層を形成する工程;及び
     該塗布層に対して光又は電子線を照射することにより高分子化合物(A)の光エネルギー又は電子線のエネルギーを吸収して二量化反応を起こす官能基を二量化反応させる工程;及び
     該塗布層に対して電磁波又は熱を印加することにより高分子化合物(A)の第1の官能基から第2の官能基を生成させて、該第2の官能基を活性水素化合物(B)の活性水素含有基と反応させる工程;
    を包含する有機薄膜トランジスタ絶縁層の形成方法。
  9.  前記光が紫外線である請求項8に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層の形成方法。
  10.  請求項1~7のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ絶縁層材料を用いて形成した有機薄膜トランジスタ絶縁層を有する有機薄膜トランジスタ。
  11.  前記有機薄膜トランジスタ絶縁層がゲート絶縁層である請求項10に記載の有機薄膜トランジスタ。
  12.  請求項10又は11に記載の有機薄膜トランジスタを含むディスプレイ用部材。
  13.  請求項12に記載のディスプレイ用部材を含むディスプレイ。
  14.  式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [式中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rfは、フッ素原子又はフッ素原子を有する炭素数1~20の一価の有機基を表す。Raaは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。aは、0又は1の整数を表し、bは、1~5の整数を表す。Rが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。Rfが複数個ある場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。]
    で表される繰り返し単位及び式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    [式中、R16は、水素原子又はメチル基を表す。R17~R23は、同一又は相異なり、水素原子又は炭素数1~20の一価の有機基を表す。Rddは、主鎖と側鎖とを連結する連結部分を表す。該連結部分中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。]
    で表される繰り返し単位を含有し、かつ、分子内に第1の官能基を2つ以上含有し、該第1の官能基が、電磁波もしくは熱の作用により、活性水素と反応する第2の官能基を生成する官能基である高分子化合物。
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