TW201815851A - 高分子化合物、將該高分子化合物硬化而成之膜及含有該膜之電子裝置 - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係有關於一種高分子化合物、將該高分子化合物硬化而成之膜及含有該膜之電子裝置。
有機薄膜電場效果電晶體(有機薄膜電晶體)係用以驅動如有機電致發光元件(有機EL元件)的發光元件之驅動元件而受到關注,在有機薄膜電場效果電晶體(有機薄膜電晶體)中,被施加在閘極電極之電壓(閘極電壓)隔著閘極絕緣層而作用於有機半導體層,而控制汲極電流的ON/OFF。
例如在下述專利文獻1,係記載一種具有使用樹脂組成物而形成的閘極絕緣層、閘極電極、及有機半導體層之有機薄膜電場效果電晶體,其中該樹脂組成物係含有:(A)包含含有氟原子的重複單元及藉由電磁波或熱的作用而生成與活性氫反應的第2官能基之官能基的重複單元之高分子化合物;及(B)選自由在分子內具有2個以上的 活性氫之低分子化合物及在分子內具有2個以上的活性氫之高分子化合物所組成之群組之至少1種化合物。
[專利文獻]日本特開2011-38062號公報
近年來,要求有機薄膜電晶體的載體移動度進一步提升。
本發明的目的,在於提供一種高分子化合物,其係能夠獲得進一步提升有機薄膜電晶體的載體移動度之閘極絕緣層。
本發明係如以下。
[1]一種高分子化合物,係包含:具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組的至少1種之基的重複單元、及選自由羥基及羧基所組成之群組的至少1種之基的重複單元、以及下述式(1)表示的重複單元,其中,將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%時,高分子化合物中具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組的至少1種之基的重複單元之含量為1莫耳%以上且30莫耳%以下。
(式(1)中,R1、R2及R3係各自獨立地表示氫原子、或甲基)。
[2]如[1]所述之高分子化合物,其中將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100莫耳%時,前述式(1)表示之重複單元的含量為40莫耳%以上。
[3]如[1]或[2]所述之高分子化合物,其中前述具有選自由羥基及羧基所組成之群組的至少1種之基的重複單元為下述式(2)表示之重複單元。
Rc係表示單鍵或碳原子數1至20的二價有機基。
前述二價之有機基中的氫原子亦可被氟原子取代。
m係表示0至6的整數。
Xa係表示羥基或羧基。
Ra為複數個時,該等Ra為各自獨立者)。
[4]如[1]至[3]項中任一項所述之高分子化合物,其中前述嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基係下述式(3)表示之基或下述式(4)表示之基,
[5]如[1]至[4]項中任一項所述之高分子化合物,更包含下述式(5)表示之重複單元,
(式(5)中,R12、R13及R14係各自獨立地表示氫原子、氟原子、或碳原子數1至20的一價有機基,R15係表示氯原子、氟原子、溴原子、碘原子或碳原子數1至20的一價有機基,Rb係碳原子數1至20的二價有機基,以-O-表示之基,以-CO-表示之基,以-COO-表示之基,以-NHCO-表示之基,或以NHCOO-表示之基。前述以-O-表示之基,前述以-CO-表示之基,前述以-COO-表示之基,前述以-NHCO-表示之基,及前述以-NHCOO-表示之基的連結鍵,可位於前述式(5)中前述R12鍵結之碳原子側,亦可位於前述式(5)中構成苯環之碳原子側。前述二價有機基中的氫原子亦可 被氟原子取代。
n1係表示0至5的整數,n2係表示0至6的整數,Rb為複數個時,該等Rb為各自獨立者。R15為複數個時,該等Ra為各自獨立)。
[6]一種組成物,係含有如[1]至[5]項中任一項所述之高分子化合物及有機溶劑。
[7]一種膜,係將如[1]至[5]項中任一項所述之高分子化合物硬化而成者。
[8]一種電子裝置,係含有如[7]所述之膜。
[9]一種有機薄膜電晶體,係包含將如[7]所述之膜作為閘極絕緣層。
[10]如[9]所述之有機薄膜電晶體,係更包含將如[7]所述之膜作為被覆層。
1‧‧‧基板
2‧‧‧閘極電極
3‧‧‧閘極絕緣層
4‧‧‧有機半導體層
5‧‧‧源極電極
6‧‧‧汲極電極
7‧‧‧被覆層
10‧‧‧有機薄膜電晶體
第1圖係示意性地顯示有關本發明的第1實施形態之底閘極頂接觸型的有機薄膜電晶體的構造之概略圖。
第2圖係示意性地顯示有關本發明的第2實施形態有關之底閘極頂接觸型有機薄膜電晶體的構造之概略圖。
其次,進一步詳細地說明本發明的實施形態。所參照的各圖式,係只不過是概略地顯示能夠理解本發明的程度之構成要素的形狀、大小及配置。本發明係不 被以下的記載限定,各構成要素係在不脫離本發明的要旨之範圍能夠適當地變更。在說明所使用的圖式中,針對同樣的構成要素係附加相同符號,而且針對重複說明係有省略之情形。又,在本發明的實施形態之構成,係未必採用圖式顯示的配置而製造或使用。
在本說明書,所謂「高分子化合物」,係意味著在分子中各自獨立地包含複數的結構單元(重複單元)之化合物,所謂二聚物亦包含在「高分子化合物」。在本說明書,所謂「低分子化合物」,係意味著在分子中未包含複數個結構單元之化合物。
在本說明書共同被使用之用語,係只要沒有特別記載,就是以下的意思。
「碳原子數1至20的一價有機基」可為直鏈狀、分枝狀、環狀的任一種態樣,可為飽和亦可為不飽和。
碳原子數1至20的一價有機基者,例如可舉出碳原子數1至20的直鏈狀烴基、碳原子數3至20的分枝狀烴基、碳原子數3至20的環狀烴基、碳原子數6至20的芳香族烴基、碳原子數7至20的芳烷基、碳原子數1至20的烷氧基、碳原子數6至20的芳氧基、碳原子數2至20的醯基、碳原子數2至20的烷氧基羰基、碳原子數7至20的芳氧基羰基、碳原子數7至20的芳烷基, 較佳為碳原子數1至6的直鏈狀烴基、碳原子數3至6的分枝狀烴基、碳原子數3至6的環狀烴基、碳原子數6至20的芳香族烴基、碳原子數1至6的烷氧基、碳原子數7至20的芳氧基、碳原子數2至7的醯基、碳原子數2至7的烷氧基羰基、碳原子數7至20的芳氧基羰基、碳原子數7至20的芳烷基等。
碳原子數1至20的直鏈狀烴基、碳原子數3至20的分枝狀烴基、碳原子數3至20的環狀烴基、碳原子數6至20的芳香族烴基、碳原子數7至20的芳烷基、碳原子數1至20的烷氧基、碳原子數1至20的芳氧基、碳原子數2至20的醯基、碳原子數2至20的烷氧基羰基、碳原子數7至20的芳氧基羰基、碳原子數7至20的芳烷基,係在該等基所含有的氫原子亦可被鹵素原子取代。
碳原子數1至20的一價有機基之具體例,可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、異丁基、第三丁基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、三氟甲基、三氟乙基、苯基、萘基、蒽基、甲苯基、二甲苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、三乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、甲基萘基、二甲基萘基、三甲基萘基、乙烯基萘基(vinyl naphthyl)、乙烯基萘基(ethenyl naphthyl)、甲基蒽基、乙基蒽基、五氟苯基、三氟甲基苯基、氯苯基、溴苯基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、乙醯基、苯甲醯基、甲氧基羰基、苯氧基羰基、苄基等。
碳原子數1至20的一價有機基係以烷基為佳。
「碳原子數1至20的二價有機基」可為直鏈狀、分枝狀、環狀的任一種態樣,可為脂肪族烴基亦可為芳香族烴基。碳原子數1至20的二價有機基例如可舉出碳原子數1至20的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳原子數3至20的二價分枝狀脂肪族烴基、碳原子數3至20的二價環狀烴基、亦可被一價有機基等取代之碳原子數6至20的二價芳香族烴基。其中,作為碳原子數1至20的二價有機基,較佳是亦可被碳原子數1至6的二價直鏈狀脂肪族烴基、碳原子數3至6的二價分枝狀脂肪族烴基、碳原子數3至6的二價環狀烴基、烷基等取代之二價碳原子數6至20的芳香族烴基。
二價脂肪族烴基及二價環狀烴基的具體例,可舉出亞甲基、伸乙基、正伸丙基、異伸丙基、伸環丙基、正伸丁基、異伸丁基、第二伸丁基、第三伸丁基、環伸丁基、1-甲基-伸環丙基、2-甲基-伸環丙基、正伸戊基、1-甲基-正伸丁基、2-甲基-正伸丁基、3-甲基-正伸丁基、1,1-二甲基-正伸丙基、1,2-二甲基-正伸丙基、2,2-二甲基-正伸丙基、1-乙基-正伸丙基、伸環戊基、正伸己基、1-甲基-正伸戊基、伸環己基、1-甲基-伸環戊基、2-甲基-伸環戊基、3-甲基-伸環戊基等。
碳原子數6至20的二價芳香族烴基之具體例,可舉出伸苯基、伸萘基、伸蒽基、二甲基伸苯基、三甲基伸苯基、伸乙伸苯基、二伸乙伸苯基、三伸乙伸苯基、 丙烯伸苯基、伸丁伸苯基、甲基伸萘基、二甲基伸萘基、三甲基伸萘基、乙烯基伸萘基(vinyl naphthylene)、乙烯基伸萘基(ethenyl naphthylene)、甲基伸蒽基、乙基伸蒽基等。
「鹵素原子」為氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子。
有關本發明之高分子化合物,係包含:具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組的至少1種基的重複單元、及選自由羥基及羧基所組成之群組的至少1種基的重複單元、以及下述式(1)表示的重複單元,其中,將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%時,高分子化合物中具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組的至少1種基的重複單元之含量為1莫耳%以上且30莫耳%以下。
將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%時,具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組的至少1種基的重複單元之含量、及具有選自由羥基及羧基所組成之群組的至少1種基的重複單元之含量、以及式(1)表示之重複單元的含量之合計,係40莫耳%以上且100莫耳%以下,較佳為50莫耳%以上且90莫耳%以下,以50莫耳%以上且80莫耳%以下為更佳。
本發明的高分子化合物,係如前述,在分 子內具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基。
在本說明書中,有時將選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基稱為「第1官能基」。第1官能基係不與活性氫反應。但是,電磁波或熱對第1官能基起作用時,生成由異氰酸基及異硫氰基所組成之群組之至少1種基(有時稱為「第2官能基」),所生成的第2官能基能夠與活性氫反應。亦即,該第1官能基係藉由電磁波或熱進行作用使得源自嵌段化劑之保護基脫離,而能夠生成與活性氫反應之第2官能基。
在此,所謂活性氫,係指鍵結在如氧原子、氮原子及硫原子的碳原子以外的原子之氫原子。
從維持後述的組成物之儲存安定性的觀點而言,前述第1官能基係以藉由電磁波之處理或加熱處理而脫離,生成第2官能基之官能基為佳。
將具有選自由羥基及羧基所組成之群組的至少1種基的重複單元的含量(莫耳量)設為100時,在前述高分子化合物所含有之具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基的重複單元的含量、及具有選自由羥基及羧基所組成群組之至少1種基的重複單元的含量,以莫耳比計係以1/100至10000/100為佳,較佳為10/100至1000/100。前述各含量係能夠從在前述高分子化合物之製造時所使用的原料單體的使用量求取。
本發明的高分子化合物之重量平均分子量,係以3000至1000000為佳,以5000至500000為較佳。高分子化合物可為直鏈狀、分枝狀、環狀的任一種態樣。
本發明的高分子化合物係包含式(1)表示之重複單元。
前述式(1)中,R2、R3係各自獨立地以氫原子為佳。
前述式(1)表示之重複單元的原料之單體的例子,可舉出丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙基-β-基酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙基-β-甲酯等。
將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%,高分子化合物中以前述式(1)表示之重複單元的含量,從提高含有使該高分子化合物硬化而成之膜之有機薄膜電晶體的載體移動度的觀點而 言,係以5莫耳%以上且95莫耳%以下為佳,較佳為30莫耳%以上且90莫耳%以下,更佳是40莫耳%以上且80莫耳%以下。在高分子化合物所含有的各重複單元的含量,係能夠從對應高分子化合物的製造時所使用的各重複單元之原料單體的使用量而求取。
本發明的高分子化合物係包含具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基的重複單元。
換言之,本發明的高分子化合物可包含只具有嵌段化異氰酸基的重複單元,亦可包含只具有嵌段化異硫氰基的重複單元,亦可包含具有嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基的雙方之重複單元。前述高分子化合物亦可包含選自由只具有嵌段化異氰酸基的重複單元、只具有嵌段化異硫氰基的重複單元、及具有嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基的雙方之重複單元所組成之群組之2種以上的重複單元。
具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基的重複單元的構造,係依據成為其原料的單體之化學結構。
以下,揭示具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基的重複單元的原料之單體的例子。
具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基的重複單元的原料之單體的例子,可舉出在分子內具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基及不飽和鍵之單體。
在分子內具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基及不飽和鍵之單體,係能夠藉由使在分子內具有選自由異氰酸基及異硫氰基所組成之群組的至少1種基及不飽和鍵之化合物,與嵌段化劑反應來製造。不飽和鍵,係以不飽和雙鍵為佳。
在分子內具有不飽和雙鍵及異氰酸基之化合物的例子,可舉出異氰酸2-丙烯醯氧基乙酯、異氰酸2-甲基丙烯醯氧基乙酯、異氰酸2-(2’-甲基丙烯醯氧基乙基)氧基乙酯等。
在分子內具有不飽和雙鍵及異硫氰基之化合物的例子,可舉出異硫氰酸2-丙烯醯氧基乙酯酯、異硫氰酸2-甲基丙烯醯氧基乙酯、異硫氰酸2-(2’-甲基丙烯醯氧基乙基)氧基乙酯等。
在分子內具有不飽和雙鍵及嵌段化異氰酸基之單體的例子,可舉出2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯、2-[N-[1’、3’-二甲基吡唑基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-丙烯酸酯、2-[N-[1’、3’-二甲基吡唑基]羧胺基]乙基-丙烯酸酯等。
嵌段化異氰酸基、嵌段化異硫氰基係例如能夠藉由使在嵌段化劑1分子中只具有1個能夠與異氰酸基或異硫氰基的活性氫之嵌段化劑、與具有異氰酸基或異硫氰基之化合物反應而生成。
嵌段化劑係即便與由異氰酸基及異硫氰基所組成群組之至少1種基反應之後,亦能夠藉由在170℃以下溫度之加熱或照射電磁波而使保護基從選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成群組之至少1種基脫離之化合物為佳。
嵌段化劑例如可舉出醇化合物、酚化合物、活性亞甲基化合物、硫醇化合物、酸醯胺化合物、酸醯亞胺化合物、咪唑化合物、尿素化合物、肟化合物、胺化合物、亞胺化合物、亞硫酸氫鹽、吡啶化合物、吡唑化合物。該等嵌段化劑可單獨使用,亦可混合2種以上而使用。較佳嵌段化劑,可舉出肟化合物、吡唑化合物。
以下,具體地揭示能夠應用的嵌段化劑。
醇化合物的例子可舉出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、甲基賽路蘇、丁基賽路蘇、甲基卡必醇、苄醇、環己醇等。
酚化合物的例子,可舉出苯酚、甲酚、乙基苯酚、丁基苯酚、壬基苯酚、二壬基苯酚、苯乙烯化苯酚、羥基苯甲酸酯等。
活性亞甲基化合物的例子,可舉出丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙醯丙酮等。
硫醇化合物的例子,可舉出丁基硫醇、十二基硫醇等。
酸醯胺化合物的例子,可舉出乙醯苯胺、乙酸醯胺、ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺等。
酸醯亞胺化合物的例子,可舉出琥珀酸醯亞胺、順丁烯二酸醯亞胺等。
咪唑化合物的例子,可舉出咪唑、2-甲基咪唑等。
尿素化合物的例子,可舉出尿素、硫脲、乙烯尿素(ethylene urea)等。
胺化合物的例子,可舉出二苯胺、苯胺、咔唑等。
亞胺化合物的例子,可舉出伸乙亞胺、聚乙烯亞胺等。
亞硫酸氫鹽的例子,可舉出亞硫酸氫鈉鹼等。
吡啶化合物的例子,可舉出2-羥基吡啶、2-羥基喹啉等。
肟化合物的例子,可舉出甲醛肟、乙醛肟、乙醯肟、甲基乙基酮肟、環己酮肟等。
吡唑化合物的例子,可舉出3,5-二甲基吡唑、3,5-二乙基吡唑等。
本發明的高分子化合物具有之嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基,係以下述式(3)表示之基或下述式(4)表示之基為佳。
式(3)及(4)中,Xb係表示氧原子或硫原子。
R7至R11係各自獨立地表示氫原子或碳原子數1至20的一價有機基。R7至R11之碳原子數1至20的一價有機基的定義、具體例等係如上述。
在本發明的一實施形態,前述式(3)中的R7及R8係以各自獨立地選自由甲基及乙基所組成之群組之基為佳。在其它實施形態、前述式(4)中的R9及R11為甲基,R10係以氫原子為佳。
嵌段化異氰酸基可舉出例如O-(亞甲基胺基)羧胺基、O-(1-亞乙基胺基)羧胺基、O-(1-甲基亞乙基胺基)羧胺基、O-[1-甲基亞丙基胺基]羧胺基、(N-3,5-二甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3-乙基-5-甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3,5-二乙基吡唑基羰基)胺基、(N-3-丙基-5-甲基吡唑基羰基)胺基、(N-3-乙基-5-丙基吡唑基羰基)胺基等。
嵌段化異硫氰基例如可舉出O-(亞甲基胺基)硫羧胺基、O-(1-亞乙基胺基)硫羧胺基、O-(1-甲基亞乙基胺基)硫羧胺基、O-[1-甲基亞丙基胺基]硫羧胺基、(N-3,5-二甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3-乙基-5-甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3,5-二乙基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3- 丙基-5-甲基吡唑基硫羰基)胺基、(N-3-乙基-5-丙基吡唑基硫羰基)胺基等。
在本發明有關之高分子化合物所含有之具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成群組之至少1種基(第1官能基)之重複單元,係以具有嵌段化異氰酸基的重複單元為佳。
使在分子內具有由異氰酸基及異硫氰基所組成群組之至少1種基及不飽和鍵之化合物、與嵌段化劑反應時,能夠按照必要而添加有機溶劑、觸媒等而使其反應。
將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%時,高分子化合物中之具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成群組之至少1種基的重複單元的含量,從提高含有將該高分子化合物硬化而成的膜之有機薄膜電晶體的載體移動度之觀點而言,為1莫耳%以上且30莫耳%以下,以1莫耳%以上且20莫耳%以下為佳,較佳為1莫耳%以上且15莫耳%以下。在高分子化合物所含有的前述重複單元之含量,係能夠從對應在製造高分子化合物時所使用的各重複單元的原料單體之使用量來求取。
本發明的高分子化合物,係包含具有選自由羥基及羧 基所組成群組之至少1種基的重複單元。
換言之,本發明的高分子化合物可只包含具有羥基的重複單元,亦可只包含具有羧基的重複單元,亦可包含只具有羥基及羧基的重複單元。亦可包含選自由具有羥基的重複單元、具有羧基的重複單元、以及具有羥基及羧基的重複單元所組成群組之2種以上的重複單元。
在高分子化合物所含有之具有選自由羥基及羧基所組成群組之至少1種基的重複單元,因為原料取得容易,以下述式(2)表示之重複單元為佳。
前述式(2)中,R4、R5及R6係各自獨立地表示氫原子、氟原子、或碳原子數1至20的一價有機基。
Ra係表示碳原子數1至20的二價有機基,以-O-表示之基,以-CO-表示之基,以-COO-表示之基,以-NHCO-表示之基,或以-NHCOO-表示之基。前述以-O-表示之基,前述以-CO-表示之基,前述以-COO-表示之基,前述以-NHCO-表示之基,及前述以-NHCOO-表示之基的連結鍵,係可位於前述式(2)中的前述R4鍵結之碳原子側,亦可位 於前述式(2)中的Rc側。
Rc係表示單鍵或碳原子數1至20的二價有機基。
前述二價有機基中的氫原子亦可被氟原子取代。
m係表示0至6的整數。
Xa係表示羥基或羧基。
Ra為複數個時,該等為各自獨立。
前述式(2)中,R4、R5、R6係各自獨立地表示氫原子或甲基為佳。m係以0至2的整數為佳。
前述式(2)中,Ra係以-COO-表示之基,以-NHCO-表示之基,以-NHCOO-表示之基,亞甲基、伸乙基、正伸丙基、異伸丙基、正伸丁基、或伸苯基為佳。
前述式(2)中,Rc係以單鍵、亞甲基、伸乙基、正伸丙基、異伸丙基、正伸丁基、或伸苯基為佳。
前述式(2)之較佳態樣,可舉出R4、R5、R6為氫原子或甲基,m為1,Ra為以-COO-表示之基,Rc為碳原子數1至10的二價脂肪族烴基之情況;及R4、R5、R6為氫原子或甲基,m為0,Rc為碳原子數6至20的二價芳香族烴基之情況。
前述式(2)表示之重複單元,例如可舉出以下述式(2-1)表示之重複單元。
前述式(2-1)中,R4、R5、R6及Xa係表示與前述相同意思。Y1係表示以-COO-表示之基,以-NHCO-表示之基,碳原子數1至20的二價有機基或單鍵。前述以-COO-表示之基的碳原子側之連結鍵,係位於前述式(2-1)中的前述R4鍵結之碳原子側,前述以-NHCO-表示之基的碳原子側之連結鍵,係位於前述式(2-1)中的前述R4鍵結之碳原子側。Y1為以-COO-表示之基或以-NHCO-表示之基之時,Y2係表示碳原子數1至20的二價有機基。Y1為表示碳原子數1至20的二價有機基之基之時,Y2係表示單鍵。Y1為單鍵時,Y2係表示單鍵。
在前述高分子化合物所含有之具有選自由羥基及羧基所組成之群組之至少1種基的重複單元的原料之單體的例子,可舉出丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基丁酯、丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸6-羥基己酯、丙烯酸8-羥基辛酯、丙烯酸4-羥甲基環己酯、丙烯酸2-羥基-1-甲基乙酯、丙烯酸2-(2-羥基乙氧基)乙酯、丙烯酸2-羥苯基乙酯、丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯、丙烯酸2-羥基環己酯、丙烯酸3-羥基環 己酯、丙烯酸4-羥基環己酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸羧基甲酯、丙烯酸2-羧基乙酯、丙烯酸2-羧基丙酯、丙烯酸3-羧基丙酯、丙烯酸2-羧基丁酯、丙烯酸4-羧基丁酯、丙烯酸6-羧基己酯、丙烯酸8-羧基辛酯、丙烯酸4-羧甲基環己酯、丙烯酸2-羧基-1-甲基乙酯、丙烯酸2-羧苯基乙酯、丙烯酸3-羧基-1-金剛烷酯、丙烯酸2-羧基環己酯、丙烯酸3-羧基環己酯、丙烯酸2-羧基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸6-羥基己酯、甲基丙烯酸8-羥基辛酯、甲基丙烯酸4-羥基甲基環己酯、甲基丙烯酸2-羥基-1-甲基乙酯、甲基丙烯酸2-(2-羥基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸2-羥苯基乙酯、甲基丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-羥基環己酯、甲基丙烯酸3-羥基環己酯、甲基丙烯酸4-羥基環己酯、甲基丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸羧基甲酯、甲基丙烯酸2-羧基乙酯、甲基丙烯酸2-羧基丙酯、甲基丙烯酸3-羧基丙酯、甲基丙烯酸2-羧基丁酯、甲基丙烯酸4-羧基丁酯、甲基丙烯酸6-羧基己酯、甲基丙烯酸8-羧基辛酯、甲基丙烯酸4-羧甲基環己酯、甲基丙烯酸2-羧基-1-甲基乙酯、甲基丙烯酸2-羧基苯基乙酯、甲基丙烯酸3-羧基-1-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-羧基環己酯甲基丙烯酸、3-羧基環己酯、甲基丙烯酸2-羧基-3-苯氧基丙酯、2-丙烷-1-醇、羥乙基乙烯醚、羥丁基乙烯醚、2-烯丙基苯酚、3-烯丙氧基丙酸、4-羥基苯甲酸烯 丙酯、乙二醇一烯丙醚、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇、鄰羥基苯乙烯、間羥基苯乙烯、對羥基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、伊康酸、2-乙烯基苯甲酸、3-乙烯基苯甲酸、4-乙烯基苯甲酸、2-(三氟甲基)丙烯酸、6-丙烯醯胺己酸、N-(2-羥基乙基)丙烯醯胺、N-(4-羥苯基)丙烯醯胺、2-丙烯醯氧基乙基-琥珀酸、2-丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲酸、2-丙烯醯氧基乙基-鄰苯二甲酸、2-丙烯醯氧基乙基-2-羥乙基-鄰苯二甲酸、2,2-雙(烯丙氧基甲基)-1-丁醇、1,3-二烯丙氧基-2-丙醇、1,5-己二烯-3,4-二醇、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇三甲基丙烯酸酯、丙烯酸3-全氟丁基-2-羥基丙酯、丙烯酸3-全氟己基-2-羥基丙酯、丙烯酸3-全氟辛基-2-羥基丙酯、丙烯酸3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、丙烯酸2-(全氟-3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、丙烯酸3-(全氟-5-甲基己基)-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-全氟丁基-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-全氟己基-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-全氟辛基-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-(全氟-3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟-3-甲基丁基)-2-羥基丙酯、丙烯酸3-(全氟-5-甲基己基)-2-羥丙基甲酯、甲基丙烯酸3-(全氟-7-甲基辛基)-2-羥基丙酯、丙烯酸3-羧基-2-羥基丙酯等。
將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%時,在高分子化合物中的分子內具有不飽和雙鍵及選自由羥基及羧基所組成之群組之至少1種基的重複單元之含量,從提高含有使該高分子化 合物硬化而成之膜之有機薄膜電晶體的載體移動度的觀點而言,係以1莫耳%以上且60莫耳%以下為佳,較佳為1莫耳%以上且30莫耳%以下,更佳為1莫耳%以上且20莫耳%以下。在高分子化合物所含有之前述重複單元的含量,係能夠從對應製造高分子化合物時所使用的各重複單元之原料單體的使用量求取。
高分子化合物亦可包含下述式(5)表示之重複單元。
前述式(5)中,R12、R13及R14係各自獨立地表示氫原子、氟原子、或碳原子數1至20的一價有機基。
R15係表示氯原子、氟原子、溴原子、碘原子或碳原子數1至20的一價有機基,Rb係碳原子數1至20的二價有機基,以-O-表示之基,以-CO-表示之基,以-COO-表示之基,以-NHCO-表示之基,或以NHCOO-表示之基。前述以-O-表示之基,前述以-CO-表示之基,前述以-COO-表示之基,前述以-NHCO-表 示之基,及前述以-NHCOO-表示之基的連結鍵,係可位於前述式(5)中之前述R12鍵結之碳原子側,亦可位於前述式(5)中之構成苯環之碳原子側。前述二價有機基中的氫原子亦可被氟原子取代。
n1係表示0至5的整數。
n2係表示0至6的整數。
Rb為複數個時,該等為各自獨立。R15為複數個時,該等為各自獨立。
前述式(5)中,R12、R13、R14係各自獨立地表示氫原子或甲基為佳。
前述式(5)中,Rb係以碳原子數1至20的二價有機基或-COO-表示之基為佳。碳原子數1至20的二價有機基係以亞甲基或伸乙基為佳。
前述式(5)中,n2係以0至2的整數為佳。
將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%,高分子化合物中之前述式(5)表示之重複單元的含量,從能夠提高將該高分子化合物硬化而成之膜的絕緣破壞強度的觀點而言,係以1莫耳%以上且70莫耳%以下為佳,以10莫耳%以上且60莫耳%以下為較佳,以30莫耳%以上且50莫耳%以下為更佳。
前述式(5)表示之重複單元的原料之單體的例子,可舉出苯乙烯、2,4-二甲基-α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、2,6-二甲基苯乙烯、3,4-二甲基苯 乙烯、3,5-二甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、2,4,5-三甲基苯乙烯、五甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、間乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、鄰氯苯乙烯、間氯苯乙烯、對氯苯乙烯、鄰溴苯乙烯、間溴苯乙烯、對溴苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、間甲氧基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、2-乙烯基聯苯、3-乙烯基聯苯、4-乙烯基聯苯、4-乙烯基-對聯三苯、α-甲基苯乙烯、鄰異丙烯基甲苯、間異丙烯基甲苯、對異丙烯基甲苯、2,4-二甲基-α-甲基苯乙烯、2,3-二甲基-α-甲基苯乙烯、3,5-二甲基-α-甲基苯乙烯、對異丙基-α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-氯苯乙烯、二乙烯苯、二乙烯基聯苯、二異丙苯、4-(甲氧基甲氧基)苯乙烯、4-(甲氧基乙氧基甲氧基)苯乙烯、4-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯、2-(甲氧基甲氧基羰基)苯乙烯、2-(甲氧基乙氧基甲氧基羰基)苯乙烯、2-(1-乙氧基乙氧基羰基)苯乙烯、2-(四氫吡喃氧基羰基)苯乙烯、3-(甲氧基甲氧基羰基)苯乙烯、3-(甲氧基乙氧基甲氧基羰基)苯乙烯、3-(1-乙氧基乙氧基羰基)苯乙烯、3-(四氫吡喃氧基羰基)苯乙烯、4-(甲氧基甲氧基羰基)苯乙烯、4-(甲氧基乙氧基甲氧基羰基)苯乙烯、4-(1-乙氧基乙氧基羰基)苯乙烯、4-(四氫吡喃氧基羰基)苯乙烯、苄基甲基丙烯酸酯、2-三氟甲基苯乙烯、3-三氟甲基苯乙烯、4-三氟甲基苯乙烯、2,3,4,5,6-五氟苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氟苯乙烯、2-氟-α-甲基苯乙烯、3-氟-α-甲基苯乙烯、4-氟-α-甲基苯乙烯、4-氟-β-甲基苯乙烯、4-三氟甲基-α-甲基苯乙烯、4-氟-2,6-二甲基苯乙烯、丙烯酸 2,3,4,5,6-五氟苄酯、甲基丙烯酸2,3,4,5,6-五氟苄酯、丙烯酸2-氟苄酯、甲基丙烯酸2-氟苄酯、丙烯酸3-氟苄酯、甲基丙烯酸3-氟苄酯、丙烯酸4-氟苄酯、甲基丙烯酸4-氟苄酯、丙烯酸4-三氟甲基苄酯、甲基丙烯酸4-三氟甲基苄酯、3-(4-氟苯基)-1-丙烷、3-五氟苯基-1-丙烷、3-(4-三氟甲基苯基)-1-丙烷、丙烯酸(4-氟苯基)酯、甲基丙烯酸(4-氟苯基)酯、丙烯酸五氟苯酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、丙烯酸2-(五氟苯基)乙酯、甲基丙烯酸2-(五氟苯基)乙酯、丙烯酸2-(4-氟苯基)乙酯、甲基丙烯酸2-(4-氟苯基)乙酯、N-(4-氟苯基)丙烯醯胺、N-(4-氟苯基)甲基丙烯醯胺、N-(五氟苯基)丙烯醯胺、N-(五氟苯基)甲基丙烯醯胺等。
本發明的高分子化合物係除了具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基的重複單元、具有選自由羥基及羧基所組成之群組之至少1種基的重複單元、上述式(1)表示之重複單元及上述式(5)表示之重複單元以外,亦可包含「其它之重複單元」。
「其它之重複單元」的原料之單體,例如可舉出丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、丙烯醯胺及其衍生物、甲基丙烯醯胺及其衍生物、乙酸乙烯酯及其衍生物、甲基丙烯腈及其衍生物、丙烯腈及其衍生物、有機羧酸的乙烯酯及其衍生物、有機羧酸的烯丙酯及其衍生物、反丁烯二酸的二烷酯及其衍生物、順丁烯二 酸的二烷酯及其衍生物、伊康酸的二烷酯及其衍生物、有機羧酸的N-乙烯基醯胺衍生物、順丁烯二醯亞胺及其衍生物、末端不飽和烴及其衍生物等的有機鍺衍生物等。記載作為「其它之重複單元」的原料之單體的各衍生物,係不含有羥基及羧基。
「其它之重複單元」的原料之單體之丙烯酸酯類及其衍生物,能夠使用單官能的丙烯酸酯、多官能的丙烯酸酯。丙烯酸酯類及其衍生物,例如能夠舉出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第二丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異莰酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸2氰基乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇五丙烯酸酯等。
「其它之重複單元」的原料之單體之甲基丙烯酸酯類及其衍生物,能夠使用單官能的甲基丙烯酸酯、多官能的甲基丙烯酸酯。甲基丙烯酸酯類及其衍生物,例如可舉出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸 苯酯、甲基丙烯酸苄酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新戊四醇五甲基丙烯酸酯等。
「其它之重複單元」的原料之單體之丙烯醯胺及其衍生物的例子,可舉出丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N-第三丁基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-(丁氧基甲基)丙烯醯胺、N-[3-(二甲基胺基)丙基]丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N-丙烯醯基嗎啉。
「其它之重複單元」的原料之單體之甲基丙烯醯胺及其衍生物的例子,可舉出甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、N-第三丁基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基甲基丙烯醯胺、N-(丁氧基甲基)甲基丙烯醯胺、N-[3-(二甲基胺基)丙基]甲基丙烯醯胺、N-苯基甲基丙烯醯胺、N-丙烯醯基嗎啉。
「其它之重複單元」的原料之單體之丙烯腈及其衍生物的例子,可舉出丙烯腈等。甲基丙烯腈及其衍生物的例子,可舉出甲基丙烯腈等。
「其它之重複單元」的原料之單體之有機羧酸的乙烯酯及其衍生物的例子,可舉出乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、酪酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、己二酸二乙烯酯 等。
「其它之重複單元」的原料之單體之有機羧酸的烯丙酯及其衍生物的例子,可舉出乙酸烯丙酯、苯甲酸烯丙酯、己二酸二烯丙基、對苯二甲酸二烯丙基、間苯二甲酸二烯丙基、鄰苯二甲酸二烯丙基等。
「其它之重複單元」的原料之單體之反丁烯二酸的二烷酯及其衍生物的例子,可舉出反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二異丙酯、反丁烯二酸二第二丁酯、反丁烯二酸二異丁酯、反丁烯二酸二正丁酯、反丁烯二酸二-2-乙基己酯、反丁烯二酸二苄酯等。
「其它之重複單元」的原料之單體之順丁烯二酸的二烷酯及其衍生物的例子,可舉出順丁烯二酸二甲酯、順丁烯二酸二乙酯、順丁烯二酸二異丙酯、順丁烯二酸二第二丁酯、順丁烯二酸二異丁酯、順丁烯二酸二正丁酯、順丁烯二酸二-2-乙基己酯、順丁烯二酸二苄酯等。
「其它之重複單元」的原料之單體之伊康酸的二烷酯及其衍生物的例子,可舉出伊康酸二甲酯、伊康酸二乙酯、伊康酸二異丙酯、伊康酸二第二丁酯、伊康酸二異丁酯、伊康酸二正丁酯、伊康酸二-2-乙基己酯、伊康酸二苄酯等。
「其它之重複單元」的原料之單體之有機羧酸的N-乙烯基醯胺衍生物的例子,可舉出N-甲基-N-乙烯基乙醯胺等。
「其它之重複單元」的原料之單體之順丁 烯二醯亞胺及其衍生物的例子,可舉出N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺等。
「其它之重複單元」的原料之單體之末端不飽和烴及其衍生物的例子,可舉出1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、乙烯基環己烷、氯乙烯等。
「其它之重複單元」的原料之單體之有機鍺衍生物的例子,可舉出烯丙基三甲基鍺、烯丙基三乙基鍺、烯丙基三丁基鍺、三甲基乙烯基鍺、三乙基乙烯基鍺等。
該等「其它之重複單元」的原料之單體,係能夠按照在絕緣層被要求的特性而適當地選擇。「其它之重複單元」的原料之單體,係以甲基丙烯酸酯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物、丙烯腈及其衍生物、甲基丙烯腈及其衍生物、有機鍺衍生物為佳,以丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸烷酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、烯丙基三甲基鍺為較佳。
以下揭示本發明的高分子化合物之具體例,但是本發明係不被該等限定。在下述的具體例,x、y、z、w、v係表示各自的結構單元之莫耳%。z為1至30,x+y+z+w+v=100。
R1、R2及R3係各自獨立地表示氫原子、或甲基。R4、R5、R6、R16、R17、R18係各自獨立地表示氫原子、氟原子、或碳原子數1至20的一價有機基。
本發明的高分子化合物,係例如能夠藉由將具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組之至少1種基的重複單元的原料之聚合性單體、具有選自由羥基及羧基所組成之群組之至少1種基的重複單元的原料之聚合性單體、及前述式(1)表示之重複單元的原料之聚合性單體,使用光聚合起始劑或熱聚合起始劑而使其共聚合之方法來製造。
在高分子化合物的製造所使用的光聚合起 始劑,例如可舉出苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、4-異丙基-2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯基酮、二苯基酮、(鄰苯甲醯基)苯甲酸甲酯、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰乙氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰苯甲醯基)肟、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚、苯偶姻辛醚、苄基、苄基二甲縮酮、苄基二乙基縮酮、聯乙醯等的羰基化合物、甲基蒽醌、氯蒽醌、氯硫雜蒽酮、2-甲基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮等的蒽醌或硫雜蒽酮(thioxanthone)衍生物、二苯基二硫醚、二硫胺甲酸鹽等的硫化合物。
在製造高分子化合物所使用的熱聚合起始劑,係只要成為自由基聚合的起始劑即可,例如可舉出2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙異戊腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、4,4’-偶氮雙(4氰基戊酸)、1、1’-偶氮雙(環己腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙烷)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙脒)2鹽酸鹽等的偶氮化合物、過氧化甲基乙基酮、過氧化甲基異丁基酮、過氧化環己酮、過氧化乙醯丙酮等的過氧化酮、異丁基過氧化物、過氧化苯甲醯、2,4-二氯過氧化苯甲醯、鄰甲基過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過氧化對氯苯甲醯等的過氧化二醯、2,4,4-三甲基戊基-2-過氧化氫、過氧化二異丙基苯、異丙苯過氧化氫、第三丁基過氧化物等的過氧化氫、過氧化二異丙苯、過氧化第三丁基異丙苯、二-第三丁基過氧化物、參(第三丁基過氧化)三嗪等 的二烷基過氧化物、1,1-二-第三丁基過氧化環己烷、2,2-二(第三丁基過氧化)丁烷等的過氧化縮酮、過氧化三甲基乙酸第三丁酯、過氧化-2-乙基己酸第三丁酯、過氧化異丁酸第三丁酯、過氧化六氫對苯二甲酸二-第三丁酯、過氧化壬二酸二-第三丁酯、過氧化-3,5,5-三甲基己酸第三丁酯、過氧化乙酸第三丁酯、過氧化苯甲酸第三丁酯、過氧化三甲基己二酸二-第三丁酯等的過氧化烷酯、氧化二碳酸二異丙酯、氧化二碳酸二-第二丁酯、過氧化異丙基碳酸第三丁酯等的過氧化碳酸酯。
本發明的組成物係含有前述高分子化合物及有機溶劑之組成物。
本發明的組成物,亦可含有在使高分子化合物交聯時通常被使用之添加劑等。
本發明的組成物可含有2種以上之前述高分子化合物。本發明的組成物亦可含有與本發明的高分子化合物不同之高分子化合物。
有機溶劑係可舉出四氫呋喃、二乙醚等的醚溶劑、己烷等的脂肪族烴溶劑、環己烷等的脂環式烴溶劑、戊烯等的不飽和烴溶劑、二甲苯等的芳香族烴溶劑、環戊酮、2-庚酮、丙酮等的酮溶劑、丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸丁酯等的乙酸酯溶劑、氯仿等的鹵化物溶劑及該等混合溶劑。以在常壓的沸點為100℃至200℃之有機溶劑為 佳,具體而言,係可舉出2-庚酮、丙二醇甲醚乙酸酯、環戊酮等。添加劑係可舉出用以促進交聯反應之觸媒、調平劑、黏度調節劑、界面活性劑等。
將本發明的組成物使用於製造後述硬化後的膜時,將該組成物的總重量設為100重量%,在該組成物所含有的有機溶劑之含量,係以30重量%至95重量%為佳。
能夠將本發明的高分子化合物硬化而形成膜。本發明的膜,係能夠藉由包含下列步驟來形成:將已說明之本發明的組成物,塗佈在例如形成對象之基材表面而形成塗佈層之步驟;及將塗佈層硬化之步驟。
將前述組成物塗佈在基材表面之方法,可舉出先前眾所周知的旋轉塗佈法、模塗佈法、網版印刷法、噴墨法等。
本發明的膜,亦可在將前述組成物塗佈在基材表面而形成塗佈層之步驟、與將塗佈層硬化的步驟之間,設置使塗佈層乾燥之步驟。
前述乾燥步驟之目的在於除去在基材上所形成的塗佈層中的溶劑。進行硬化之步驟之目的在於藉由塗佈層中的高分子化合物具有之反應性的官能基進行交聯反應,而形成該高分子化合物硬化而成之硬化物之膜。塗佈層的硬化,能夠藉由對塗佈層照射電磁波或加熱塗佈層來進行。
說明有關含有將前述高分子化合物硬化後的膜之電子裝置。已說明之本發明的膜,係能夠使用在有機薄膜電晶體、有機LED、感測器等各種的電子裝置。
電子裝置係以有機薄膜電晶體為佳。以包含將本發明的膜作為有機薄膜電晶體的閘極絕緣層為佳。
本發明的膜,亦能夠使用作為有機薄膜電晶體的被覆層、底塗層等的保護層。
有機薄膜電晶體係除了例如使本發明的高分子化合物硬化而成的膜之閘極絕緣層以外,亦可進一步具備使本發明的高分子化合物硬化而成的膜作為被覆層。
以下,說明有關可適合應用使本發明的高分子化合物硬化後的膜之有機薄膜電晶體。
本發明的有機薄膜電晶體係包含已說明之使本發明的高分子化合物硬化而成之閘極絕緣層。
以下,參照圖式而說明有關本發明的高分子化合物之適合應用對象之有機薄膜電晶體的實施形態。
第1圖係示意性地顯示有關本發明的第1實施形態之底閘極頂接觸型的有機薄膜電晶體的構造之概略圖。
如第1圖顯示,第1實施形態的有機薄膜電晶體10, 係具備:基板1;閘極電極2,其係設置成與基板1的主表面接合;閘極絕緣層3,其係以將閘極電極2覆蓋的方式設置在基板1;有機半導體層4,其係設置成與閘極絕緣層3接合且覆蓋閘極電極2的正上方;源極電極5及汲極電極6,其係設置成與有機半導體層4接合,並且以朝基板1的厚度方向觀看時(俯視時)通道區域與閘極電極2重疊之方式隔著通道區域互相分離而設置;及被覆層7,其係以將設置在基板1之閘極電極2、閘極絕緣層3、有機半導體層4、源極電極5及汲極電極6覆蓋之方式設置。
第2圖係示意性地顯示有關本發明的第2實施形態之底閘極底接觸型有機薄膜電晶體10的構造之概略圖。
如第2圖顯示,第2實施形態的有機薄膜電晶體10,係具備:基板1;閘極電極2,其係設置成與基板1的主表面接合;閘極絕緣層3,其係以將閘極電極2覆蓋的方式設置在基板1;源極電極5及汲極電極6,其係與閘極絕緣層3接合,並且以朝基板1的厚度方向觀看時(俯視時)通道區域與閘極電極2重疊之方式隔著通道區域互相分離而設置;有機半導體層4,其係以橫跨源極電極5及汲極電極6之方式,且以覆蓋源極電極5及汲極電極6的一部分及包含通道區域之閘極絕緣層3的一部分之方式設置;及被覆層7,其係以將設置在基板1之閘極電極2、閘極絕緣層3、有機半導體層4、源極電極5及汲極電極6覆蓋之方式設置。
前述第1實施形態之底閘極頂接觸型的有機薄膜電晶體10,例如能夠藉由將閘極電極2形成在基板1的主表面,以將閘極電極2覆蓋的方式將閘極絕緣層3形成在設置有閘極電極2之基板1(基材)表面,將有機半導體層4形成在閘極絕緣層3上,以與有機半導體層4接合的方式形成源極電極5及汲極電極6,進而必要時以將設置在基板1之閘極電極2、閘極絕緣層3、有機半導體層4、源極電極5及汲極電極6覆蓋之方式形成被覆層7來製造。
前述第2實施形態之底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體,例如能夠藉由將閘極電極2形成在基板1的主表面,以將閘極電極2覆蓋的方式將閘極絕緣層3形成在設置有閘極電極2之基板1(基材)表面,將源極電極5及汲極電極6形成在閘極絕緣層3上,以橫跨源極電極5及汲極電極6之方式且以將源極電極5及汲極電極6的一部分及包含通道區域之閘極絕緣層3的一部分覆蓋之方式形成有機半導體層4,進而必要時以將設置在基板1之閘極電極2、閘極絕緣層3、有機半導體層4、源極電極5及汲極電極6覆蓋之方式形成被覆層7來製造。
有機薄膜電晶體10的閘極絕緣層3之製造方法,係包含將含有本發明的高分子化合物及有機溶劑之組成物塗佈在基材表面而形成塗佈層之步驟;及使塗佈層硬化之步驟。
前述閘極絕緣層3的製造方法,係亦可在將前述組成物塗佈在基材表面而形成塗佈層之步驟、與使塗佈層硬化之步驟之間,設置使塗佈層乾燥之步驟。在閘極絕緣層3的形成步驟之塗佈層的乾燥步驟之目的,係將形成在基材上之塗佈層中的溶劑除去。進行硬化之步驟之目的,係藉由使塗佈層中的高分子化合物所具有之反應性的官能基進行交聯反應,而形成前述高分子化合物硬化而成之閘極絕緣層3。
閘極絕緣層3對純水之接觸角,係能夠藉由考量前述高分子化合物所具有之氟原子、疏水性官能基及親水性官能基的量而使閘極絕緣層3表面的親水性增減來適當地調節。
閘極絕緣層3表面的親水性之增減,係能夠藉由調節進行加熱處理之環境的成分來進行。例如將在形成閘極絕緣層3時所進行的乾燥階段及硬化階段(加熱或煅燒)等,在含有氧的環境中進行時,閘極絕緣層3表面的親水性增大,且在惰性氣體環境中進行時,閘極絕緣層3表面的親水性降低。在含有氧氣的環境中進行加熱時,若提高溫度,閘極絕緣層3表面的親水性會更增大。
特別是藉由調節氟原子的量,能夠將閘極絕緣層3的表面能量調節至適當的範圍,結果能夠使與有機半導體層4的界面形成良好的界面。藉此,能夠更提升有機薄膜電晶體的載體移動度。
在閘極絕緣層3的有機半導體層4側之表 面,亦可形成自己組織化單分子層。該自己組織化單分子層係例如能夠藉由以1至10重量%的烷基氯矽烷化合物或烷基烷氧基矽烷化合物溶解在有機溶劑而成之溶液,處理閘極絕緣層3來形成。
用以形成自己組織化單分子層之烷基氯矽烷化合物,例如可舉出甲基三氯矽烷、乙基三氯矽烷、丁基三氯矽烷、癸基三氯矽烷、十八基三氯矽烷等。
用以形成自己組織化單分子層之烷基烷氧基矽烷化合物,可舉出甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十八基三甲氧基矽烷等。
基板1、閘極電極2、源極電極5、汲極電極6及有機半導體層4,係只要以先前眾所周知的有機薄膜電晶體的製造方法通常所使用的材料及方法構成即可。例如基板1係能夠使用樹脂基板或樹脂膜、塑膠基板或塑膠膜、玻璃基板、矽基板等。閘極電極2、源極電極5及汲極電極6的材料之例子,可舉出鉻、金、銀、鋁等。閘極電極2、源極電極5及汲極電極6係能夠以蒸鍍法、濺射法、噴墨印刷法等的塗佈法等眾所周知的方法來形成。
有機半導體層4的材料之有機半導體化合物,係可廣泛地使用π共軛聚合物,例如能夠使用聚吡咯類、聚噻吩類、聚苯胺類、聚烯丙胺類、茀類、聚咔唑類、聚吲哚類、聚(對伸苯基乙烯)類等。
有機半導體層4的材料之有機半導體化合 物係亦能夠使用對有機溶劑具有溶解性之低分子化合物。此種低分子化合物,例如可舉出稠五苯等多環芳香族的衍生物、酞花青衍生物、苝衍生物、四硫富瓦烯(tetrathiafulvalene)衍生物、四氰基醌二甲烷衍生物、富勒烯(fullerene)類、奈米碳管類等。此種低分子化合物的例子,具體而言可舉出9,9-二-正辛基茀-2,7-二(伸乙基硼酸酯)與5,5’-二溴-2,2’-二噻吩的縮合物等。
有機半導體層4的形成步驟,係例如必要時將溶劑等添加在有機半導體化合物而調製有機半導體層4的形成用塗佈液,且藉由將其塗佈在閘極絕緣層3、源極電極5及汲極電極6,並使塗佈層乾燥來進行。
能夠使用在有機半導體層4的形成步驟之溶劑,只要能夠使有機半導體化合物溶解或分散之溶劑即可,並無特別限制。此種溶劑,係以在常壓的沸點為50℃至200℃的溶劑為佳。此種溶劑的例子,可舉出氯仿、甲苯、茴香醚、2-庚酮、二甲苯、丙二醇甲醚乙酸酯等。有機半導體層4的形成用塗佈液,係與已說明的絕緣層3之形成用塗佈液同樣地,能夠藉由眾所周知的旋轉塗佈法、模頭塗佈法、網版印刷法、噴墨印刷法等的塗佈法塗佈在閘極絕緣層3上。
被覆層7(保護層)係與已說明的閘極絕緣層3之製造方法同樣地進行,例如能夠使用已說明之本發明的高分子化合物而形成。
有關未圖示的底塗層,亦能夠與被覆層7同樣地進行 而形成。
本發明的高分子化合物係保存安定性良好且能夠在低溫使其硬化,結果能夠更簡便地實施閘極絕緣層的形成步驟,甚至是有機薄膜電晶體的製造方法。
採用以本發明的高分子化合物製造的有機薄膜電晶體,而能夠製造含有有機薄膜電晶體之顯示器用構件。又,使用含有該有機薄膜電晶體之顯示器用構件,而能夠製造具備顯示器用構件之顯示器。
使用本發明的高分子化合物所形成之有機薄膜電晶體,亦能夠使用在OFET感測器。OFET感測器係使用有機薄膜電晶體(有機電場效果電晶體:OFET)作為將輸入訊號轉換成為電性訊號而輸出的訊號變換元件之感測器,而且在電極、絕緣層及有機半導體層的任一構造中,為賦予感應性功能或選擇性功能者。OFET感測器,例如可舉出生物感測器(biosensor)、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器。
例如生物感測器係具備具有如上述的構成之有機薄膜電晶體。有機薄膜電晶體係在通道區域及/或閘極絕緣層具有與標的物質進行專一性相互作用之探針(感應性區域)。若標的物質之濃度變化,藉由探針的電性特性變化,能夠使其作用為生物感測器之功能。
檢測被檢試料中的標的物質之方法,例如 可舉出將核酸、蛋白質等的活體分子、或人工合成的官能基固定在固相載體表面,而使用該等作為探針之方法。
在該方法中,係利用具有互補性的配列之核酸鏈的相互作用、抗原-抗體反應、酵素-基質反應、接受體-配位體(ligand)的相互作用等物質彼此間或官能基彼此間之專一性的親和性,而能夠以固相載體的探針捕捉標的物質。因此,能夠選擇對於標的物質具有專一性的親和性之物質或官能基作為探針。
探針係依照適應所選擇的探針種類和固相載體種類之方法,而被固定在固相載體的表面。亦能夠在固相載體之表面合成探針(例如藉由核酸伸長反應合成探針)。任一種情況均能夠藉由使被固定在固相載體表面之探針接觸被檢試料,且在適當的條件下處理,在固相載體表面形成探針-標的物質複合體。有機薄膜電晶體的通道區域及/或閘極絕緣層本身亦可作用為探針之功能。
氣體感測器係具備具有如上述的構成之有機薄膜電晶體。在此時的有機薄膜電晶體,通道區域及/或閘極絕緣層係作用為氣體感應部之功能。藉由被探測氣體接觸氣體感應部時,在氣體感應部的電性特性(導電率、介電常數等)產生變化,而能夠使其作用為氣體感測器之功能。
被探測氣體,例如可舉出電子接受性氣體、電子供給性氣體。電子接受性氣體,例如可舉出F2、Cl2等的鹵素氣體、氮氧化物氣體、硫氧化物氣體、乙酸等的 有機酸氣體。電子供給性氣體,例如可舉出氨氣、苯胺等的胺類氣體、一氧化碳氣體、氫氣。
使用本發明的高分子化合物所形成的有機薄膜電晶體,亦能夠使用於壓力感測器之製造。壓力感測器係具備具有如上述的構成之有機薄膜電晶體。此時,在有機薄膜電晶體中,通道區域及/或閘極絕緣層係作用為感壓部之功能。在對感壓部施加應力時,藉由感壓部的電性特性產生變化,而能夠使其作用為感壓感測器之功能。
通道區域作用為感壓部之功能時,為了更提高在通道區域所含有的有機半導體的結晶性,有機薄膜電晶體亦可進一步具有配向層。配向層,例如可舉出以使用六甲基二矽氮烷等的矽烷偶合劑而與閘極絕緣層接合的方式所設置之單分子層。
使用本發明的高分子化合物所形成的有機薄膜電晶體,亦能夠使用於製造導電度調變型感測器。本發明的導電度調變型感測器,係使用之導電度計量元件作為將輸入訊號轉換成電性訊號而輸出的訊號變換元件者,且為賦予本發明的高分子化合物經硬化後的膜、或對本發明的高分子化合物經硬化後的膜賦予對於檢測對象的輸入之感應性功能或選擇性功能而成者。導電度調變型感測器係以使本發明的高分子化合物硬化後的膜之導電度變化之方式而使檢測對象的輸入進行檢測。導電度調變型感測器,例如可舉出生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器。
使用本發明的高分子化合物所形成的有機薄膜電晶體,亦能夠使用於製造用以將來自生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器、壓力感測器等各種感測器的輸出訊號放大之包含有機薄膜電晶體的放大電路。
使用本發明的高分子化合物所形成的有機薄膜電晶體,係亦能夠使用於製造生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器、壓力感測器等將各種感測器聚積複數個而成之感測器陣列。
使用本發明的高分子化合物所形成的有機薄膜電晶體,係亦可將生物感測器、氣體感測器、離子感測器、濕度感測器、壓力感測器等各種感測器聚積複數個,使用於製造包含有機薄膜電晶體之附放大電路的感測器陣列,該附放大電路的感測器陣列係用以將來自各感測器的輸出訊號個別地放大者。
以下,藉由實施例而進一步詳細地說明本發明。本發明係不被以下說明的實施例限定。
後述之高分子化合物C的數量平均分子量及重量平均分子量,係使用凝膠滲透層析法(GPC、Waters公司製、商品名:Alliance GPC 2000)而求取。所測定的高分子化合物C,係使其溶解在鄰二氯苯且注入於GPC。GPC的移動相 係使用鄰二氯苯。管柱係使用「TSKgel GMHHR-H(S)HT(2支連結、TOSOH公司製)」。檢測器係使用UV檢測器。
高分子化合物1至13的數量平均分子量及重量平均分子量係使用凝膠滲透層析法(GPC、TOSOH公司製)而求取。GPC的移動相係使用THF。管柱係使用「PLgel 10μm MIXED-B(1支、Agilent Technologies公司製)」。檢測器係使用UV檢測器。
沿著下述的機構而合成高分子化合物C。
以氮氣取代反應容器內的氣體之後,添加下述式B-1表示的化合物B-1(286.8mg、0.200毫莫耳)、下述式B-2表示的化合物B-2(77.6mg、0.200毫莫耳)、四氫呋喃19mL、參(二亞苄基丙酮)二鈀7.3mg、四氟硼酸三-第三丁基鏻9.3mg並攪拌。將1.0mL之3莫耳/L的磷酸鉀水溶液滴入於所得到的反應溶液,並使其回流3小時。在所得到的反應溶液中添加苯基硼酸24.4mg,使其回流1小時。在所得到的反應溶液中添加N,N-二乙基二硫脲酸鈉三水合物0.1g並使其回流3小時。將所得到的反應溶液注入水中,添加甲苯,萃取甲苯層。將所得到的甲苯溶液以乙酸水溶液及水洗淨之後,使用氧化矽凝膠管柱而進行純化。將所得到的甲苯溶液滴入於丙酮時,得到析出物。將所得到的析出物,使用丙酮作為溶劑而進行索格利特(Soxhlet)洗淨,得到包含下述式表示的重複單元之高分子化合物 C。高分子化合物C的獲得量為244mg,聚苯乙烯換算的數量平均分子量為3.1×104,重量平均分子量為6.5×104。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)5.65g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)1.74g、4-乙烯基苯甲酸(東京化成工業股份公司製)1.07g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.063g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)19.89g,添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊,使其在70℃的油浴中聚合18小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(1)之黏稠的PGMEA溶液(組成物(1))。所得到的高分子化合物(1)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為4.0×104,重量平均分子量為9.7×104。聚合 物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:4-乙烯基苯甲酸單元係以添加比率計為70莫耳%:15莫耳%:15莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)6.73g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)1.21g、4-乙烯基苯甲酸(東京化成工業股份公司製)6.73g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.066g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)20.40g,添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊,並使其在70℃的油浴中聚合16小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(2)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(2)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.9×104,重量平均分子量為9.1×104。聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:4-乙烯基苯甲酸單元係以添加比率計為80莫耳%:10莫耳%:10莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)3.43g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)1.65g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)0.89g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.045g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)14.02g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合18小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(3)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(3)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.2×104,重量平均分子量為1.2×105。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為60莫耳%:20莫耳%:20莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)5.77g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)1.78g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)0.96g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.064g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)19.99g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合18小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(4)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(4)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.3×104,重量平均分子量為1.1×105。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為70莫耳%:15莫耳%:15莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)2.86g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)2.06g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)1.11g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.045g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)14.16g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合18小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(5)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(5)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.2×104,重量平均分子量為1.1×105。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為50莫耳%:25莫耳%:25莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)2.29g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)2.47g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)1.33g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.045g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)14.30g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合18小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(6)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(6)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.2×104,重量平均分子量為9.8×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為40莫耳%:30莫耳%:30莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)1.66g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)2.80g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)1.50g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.043g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)14.02g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合18小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(7)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(7)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.8×104,重量平均分子量為6.7×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為30莫耳%:35莫耳%:35莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)3.95g、苯乙烯(純正化學公司製)0.98g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)1.71g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)0.92g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.062g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)17.77g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合19小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(8)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(8)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.5×104,重量平均分子量為8.3×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:苯乙烯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為50莫耳%:20莫耳%:15莫耳%:15莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)3.36g、苯乙烯(純正化學公司製)1.56g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)1.82g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)0.98g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.066g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)18.16g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合19小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(9)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(9)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.6×104,重量平均分子量為8.0×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:苯乙烯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為40莫耳%:30莫耳%:15莫耳%:15莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)4.71g、甲基丙烯酸甲酯(和光純藥公司製)1.17g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)2.04g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(東京化成工業股份公司製)1.09g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.074g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)21.18g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合19小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(10)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(10)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.5×104,重量平均分子量為1.0×105。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:甲基丙烯酸甲酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:甲基丙烯酸2-羥基乙酯單元係以添加比率計為50莫耳%:20莫耳%:15莫耳%:15莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)4.04g、苯乙烯(純正化學公司製)5.00g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)0.97g、丙烯酸4-羥基丁酯(日本化成公司製)0.58g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.053g、2-庚酮(MAKN)(東京化成工業股份公司製)15.95g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合18小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(11)之黏稠的MAKN溶液。所得到的高分子化合物(11)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.4×104,重量平均分子量為6.5×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:苯乙烯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:丙烯酸4-羥基丁酯單元係以添加比率計為30莫耳%:60莫耳%:5莫耳%:5莫耳%。
甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)1.56g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)3.76g、羥丙基丙烯酸酯(東京化成工業股份公司製)0.81g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.041g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)14.39g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊,並使其在70℃的油浴中聚合19小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(12)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(12)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.1×104,重量平均分子量為8.4×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:羥丙基丙烯酸酯單元係以添加比率計為40莫耳%:30莫耳%:30莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)1.56g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)2.63g、羥丙基丙烯酸酯(東京化成工業股份公司製)1.41g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.041g、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)(東京化成工業股份公司製)13.17g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在70℃的油浴中聚合17小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(13)之黏稠的PGMEA溶液。所得到的高分子化合物(13)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為2.7×104,重量平均分子量為6.9×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元:羥丙基丙烯酸酯單元係以添加比率計為30莫耳%:35莫耳%:35莫耳%。
將甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(東京化成工業股份公司製)2.35g、苯乙烯(純正化學公司製)1.82g、2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯(昭和電工公司製、商品名「KARENZ MOI-BM」)0.85g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.046g、2-庚酮(MAKN)(東京化成工業股份公司製)11.83g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在60℃的油浴中聚合17小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(14)之黏稠的MAKN溶液。所得到的高分子化合物(14)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.9×104,重量平均分子量為7.2×104。
聚合物中的甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯單元:苯乙烯單元:2-[O-[1’-甲基亞丙基胺基]羧胺基]乙基-甲基丙烯酸酯單元係以添加比率計為40莫耳%:50莫耳%:10莫耳%。
將2,3,4,5,6-五氟苯乙烯(ALDRICH公司製)9.51g、4-胺基苯乙烯(東京化成工業股份公司製)2.50g、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)0.092g、2-庚酮(MAKN)(東京化成工業股份公司製)18.16g添加至50mL耐壓容器(ACE GLASS公司製),以氮氣起泡之後,蓋緊並使其在60℃的油浴中聚合17小時,得到溶解有具有下述式的重複單元及組成的高分子化合物(15)之黏稠的MAKN溶液。所得到的高分子化合物(15)的聚苯乙烯換算之數量平均分子量為3.9×104,重量平均分子量為7.2×104。
聚合物中的2,3,4,5,6-五氟苯乙烯單元:4-胺基苯乙烯單元係以添加比率計為70莫耳%:30莫耳%。
使用含有實施例1所得到的高分子化合物(1)的 PGMEA溶液(組成物(1))及高分子化合物C之溶液,製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體元件(1)(有時稱為電晶體(1)。以下同樣)。以下,具體地說明。
藉由微影術步驟及蝕刻步驟,將形成在玻璃基板之鉻(Cr)層進行圖案化而形成閘極電極。
接著,將組成物(1)藉由旋轉塗佈法塗佈在形成有閘極電極之玻璃基板的閘極電極側,將所形成的塗佈層在180℃進行加熱處理30分鐘,以形成屬於組成物(1)的塗佈層經硬化而形成之硬化膜的閘極絕緣層。所形成的閘極絕緣層的厚度為1167nm。
其次,在形成有閘極絕緣層之玻璃基板的閘極絕緣層側,藉由蒸鍍法圖案形成金的層以形成源極電極及汲極電極。
其次,藉由將形成有源極電極及汲極電極之玻璃基板浸漬在五氟苯硫醇的異丙醇稀釋液2分鐘,將形成在玻璃基板的源極電極及汲極電極表面改性。接著,將0.5重量%的高分子化合物C的甲苯溶液旋轉塗佈在源極電極及汲極電極側,使用加熱板而於120℃加熱處理30分鐘,以形成有機半導體層而得到有機薄膜電晶體(1)。所製造的有機薄膜電晶體(1)之通道長為80μm,通道寬為2mm。
評價所得到的有機薄膜電晶體(1)。具體而言,係對有機薄膜電晶體(1)的閘極電極施加電壓,而使閘極電壓Vg在20V至-40V變化,使源極/汲極間電壓Vsd 在0V至-40V變化的條件下,使用真空探針(BCT22MDC-5-HT-SCU;Nagase Electronic Equipments Service Co.,LTD製)測定其電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
有機薄膜電晶體(1)的載體移動度為0.48cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例2所得到的高分子化合物(2)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(2),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為981nm。所得到的有機薄膜電晶體(2)的載體移動度為0.94cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例3所得到的高分子化合物(3)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(3),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1008nm。所得到的有機薄膜電晶體(3)的載體移動度為0.57cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例4所得到的高分子化合物(4)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(4),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為996nm。所得到的有機薄膜電晶體(4)的載體移動度為0.80cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例5所得到的高分子化合物(5)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(5),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1000nm。所得到的有機薄膜電晶體(5)的載體移動度為0.51cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例6所得到的高分子化合物(6)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(6),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述 表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1017nm。所得到的有機薄膜電晶體(6)的載體移動度為0.49cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用比較例1所得到的高分子化合物(7)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(7),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為959nm。所得到的有機薄膜電晶體(7)的載體移動度為0.33cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例7所得到的高分子化合物(8)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(8),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1034nm。所得到的有機薄膜電晶體(8)的載體移動度為0.55cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例8所 得到的高分子化合物(9)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(9),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1009nm。所得到的有機薄膜電晶體(9)的載體移動度為0.66cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例9所得到的高分子化合物(10)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(10),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1030nm。所得到的有機薄膜電晶體(10)的載體移動度為0.47cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例10所得到的高分子化合物(11)的MAKN溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(11),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1009nm。所得到的有機薄膜電晶體(11)的載體移動度為0.49cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用實施例11所得到的高分子化合物(12)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(12),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1028nm。所得到的有機薄膜電晶體(12)的載體移動度為0.38cm2/Vs。
除了在閘極絕緣層的形成使用比較例2所得到的高分子化合物(13)的PGMEA溶液以外,其餘係與實施例12同樣地進行而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(13),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1000nm。所得到的有機薄膜電晶體(13)的載體移動度為0.26cm2/Vs。
將比較例3所得到的高分子化合物(14)的2-庚酮溶液4.00g、比較例4所得到的高分子化合物(15)的2-庚酮溶液1.20g、2-庚酮3.20g添加至20mL的試樣瓶,藉由攪拌使其溶解,調製均勻的塗佈液(2)。
除了在閘極絕緣層的形成使用塗佈液(2)以外,其餘係與實施例12同樣地進行,而製造底閘極底接觸型的有機薄膜電晶體(14),測定電晶體特性,進行評價。將結果顯示在下述表1。
所形成的閘極絕緣層的厚度為1026nm。所得到的有機薄膜電晶體(14)的載體移動度為0.30cm2/Vs。
使用本發明的高分子化合物時,能夠使有機薄膜電晶體的載體移動度更提升。
Claims (10)
- 一種高分子化合物,係包含:具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組的至少1種基的重複單元、及具有選自由羥基及羧基所組成之群組的至少1種基、以及下述式(1)表示的重複單元,其中,將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100mol%時,高分子化合物中之具有選自由嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基所組成之群組的至少1種基的重複單元之含量為1莫耳%以上且30莫耳%以下,
式(1)中,R 1、R 2及R 3係各自獨立地表示氫原子、或甲基。 - 如申請專利範圍第1項所述之高分子化合物,其中將在前述高分子化合物所含有的全部重複單元的合計含量設為100莫耳%時,前述式(1)表示之重複單元的含量為40莫耳%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之高分子化合物,其中前述具有選自羥基及羧基所組成之群組的至少1種基的重複單元為下述式(2)表示之重複單元,
式(2)中,R 4、R 5及R 6係各自獨立地表示氫原子、氟原子、或碳原子數1至20的一價有機基,R a為碳原子數1至20的二價有機基,以-O-表示之基,以-CO-表示之基,以-COO-表示之基,以-NHCO-表示之基,或以-NHCOO-表示之基;前述以-O-表示之基,前述以-CO-表示之基,前述以-COO-表示之基,前述以-NHCO-表示之基,及前述以-NHCOO-表示之基的連結鍵,可位於前述式(2)中之前述R 4鍵結之碳原子側,亦可位於前述式(2)中的R c側,R c係表示單鍵或碳原子數1至20的二價有機基,前述二價有機基中的氫原子亦可被氟原子取代,m係表示0至6的整數,X a係表示羥基或羧基,R a為複數個時,該等R a為各自獨立者。 - 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之高分子化合物,其中前述嵌段化異氰酸基及嵌段化異硫氰基係下述式(3)表示之基或下述式(4)表示之基,
式(3)及(4)中,X b係表示氧原子或硫原子,R 7至R 11係各自獨立地表示氫原子或碳原子數1至20的一價有機基。 - 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之高分子化合物,更包含下述式(5)表示之重複單元,
式(5)中,R 12、R 13及R 14係各自獨立地表示氫原子、氟原子、或碳原子數1至20的一價有機基,R 15係表示氯原子、氟原子、溴原子、碘原子或碳 原子數1至20的一價有機基,R b係碳原子數1至20的二價有機基、以-O-表示之基,以-CO-表示之基,以-COO-表示之基,以-NHCO-表示之基,或以NHCOO-表示之基;前述以-O-表示之基,前述以-CO-表示之基,前述以-COO-表示之基,前述以-NHCO-表示之基,及前述以-NHCOO-表示之基的連結鍵,係可位於前述式(5)中之前述R 12鍵結之碳原子側,亦可位於前述式(5)中構成苯環之碳原子側;前述二價有機基中的氫原子亦可被氟原子取代,n1係表示0至5的整數,n2係表示0至6的整數,R b為複數個時,該等R b為各自獨立者;R 15為複數個時,該等R 15為各自獨立者。 - 一種組成物,係含有申請專利範圍第1至5項中任一項所述之高分子化合物及有機溶劑。
- 一種膜,係使申請專利範圍第1至5項中任一項所述之高分子化合物硬化而成者。
- 一種電子裝置,係含有申請專利範圍第7項所述之膜。
- 一種有機薄膜電晶體,係包含申請專利範圍第7項所述之膜作為閘極絕緣層。
- 如申請專利範圍第9項所述之有機薄膜電晶體,係更包含申請專利範圍第7項所述之膜作為被覆層。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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