半导体元件及绝缘层形成用组成物的制作方法

文档序号:11891360阅读:421来源:国知局

本发明涉及一种半导体元件及绝缘层形成用组成物。



背景技术:

液晶显示器、有机EL显示器及电泳型显示器等显示装置等具备薄膜晶体(以下也称作TFT)等半导体元件。

TFT具有栅电极、栅绝缘层、源电极及漏电极,且具有源电极-漏电极之间通过半导体层来连结的结构。

若对栅电极施加电压,则在源电极-漏电极之间的半导体层和与该半导体层相邻的栅绝缘层的界面上形成电流的流路(沟道)。即,根据施加到栅电极的输入电压来控制在源电极和漏电极之间流动的电流。如此与半导体层相邻设置的栅绝缘层具有与半导体层一起来形成电流的流路的功能。

因此,为了提高TFT的性能,栅绝缘层和形成栅绝缘层的材料变得重要。

例如,在专利文献1中记载有包含高分子化合物的有机薄膜晶体绝缘层材料,所述高分子化合物含有具有环醚结构的重复单元、具有通过酸进行脱离的有机基的重复单元。

上述的绝缘层和形成绝缘层的材料对于提高性能非常重要,关于这一点,只要为具有与半导体层相邻而设置的绝缘层的半导体元件,则并不限定于TFT,也通用于除TFT以外的情况。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利公开2013-102116号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

近年来,显示装置等的高性能化快速发展,因此对于在显示装置等中使用的半导体元件也要求高性能化。

本发明的课题在于提供一种载流子迁移率较高且on/off比方面也优异的半导体元件。

并且,本申请发明的课题在于提供一种能够形成耐溶剂性及表面平滑性优异,而且绝缘特性也优异的绝缘层的绝缘层形成用组成物。

用于解决技术课题的手段

本发明人等发现,对于包含具有与芳香族环直接键合的羟基(酚性羟基)的重复单元和具有与该重复单元进行交联反应的交联性基的特定重复单元的高分子化合物,通过使重复单元相互进行交联反应来形成交联物,能够形成表面平滑且显示出高耐溶剂性的栅绝缘层。而且发现,具有由该高分子化合物的交联物形成的栅绝缘层的TFT显示出高载流子迁移率,且on/off比也优异。并且发现,含有上述高分子化合物的组成物能够形成耐溶剂性及表面平滑性优异的绝缘层,且作为形成TFT的绝缘层(栅绝缘层)的组成物是优异的。本发明是基于这些技术思想而完成的。

上述课题是通过以下方法来解决的。

[1]一种半导体元件,其具有半导体层、及与半导体层相邻的绝缘层,在所述半导体元件中,

绝缘层由高分子化合物的交联物形成,所述高分子化合物的交联物具有以下述通式(IA)表示的重复单元(IA)和以下述通式(IB)表示的重复单元(IB)。

[化学式1]

通式(IA)中,R1a表示氢原子、卤原子或烷基。L1a及L2a分别独立地表示单键或连结基。X表示交联性基。m2a表示1~5的整数,当m2a为2以上时,m2a个X可以彼此相同也可以互不相同。m1a表示1~5的整数,当m1a为2以上时,m1a个(-L2a-(X)m2a)可以彼此相同也可以互不相同。

通式(IB)中,R1b表示氢原子、卤原子或烷基。L1b表示单键或连结基,Ar1b表示芳香族环。m1b表示1~5的整数。

[2]根据[1]所记载的半导体元件,其中,L1a由下述式(1a)表示。

式(1a)*-Ar1a-L3a-**

式(1a)中,L3a表示单键或连结基。Ar1a表示芳香族环。*表示与重复单元(IA)的R1a所键合的碳原子键合的位置,**表示与L2a的键合位置。

[3]根据[2]所记载的半导体元件,其中,Ar1a为苯环。

[4]根据[1]~[3]中任一项所记载的半导体元件,其中,重复单元(IA)为以下述通式(IA-1)表示的重复单元(IA-1)。

[化学式2]

通式(IA-1)中,L1a与通式(IA)的L1a的含义相同。R2a及R3a分别独立地表示氢原子或甲基。Z表示氢原子或取代基。Y表示1价的取代基。n1a表示1~5的整数。p表示0~4的整数。当n1a为2以上时,n1a个R2a及R3a以及Z可以分别彼此相同也可以互不相同。当p为2以上时,p个Y可以彼此相同也可以互不相同。

[5]根据[1]~[3]中任一项所记载的半导体元件,其中,重复单元(IA)为以下述通式(IA-2)表示的重复单元(IA-2)。

[化学式3]

通式(IA-2)中,L4a表示单键或连结基。X表示交联性基。n2a表示1~5的整数,当n2a为2以上时,n2a个X可以彼此相同也可以互不相同。n1a表示1~5的整数,当n1a为2以上时,n1a个(-O-L4a-(X)n2a)可以彼此相同也可以互不相同。

[6]根据[1]~[3]及[5]中任一项所记载的半导体元件,其中,交联基X为环氧基、氧杂环丁基、羟甲基、烷氧基甲基、(甲基)丙烯酰氧基、苯乙烯基或乙烯基。

[7]根据[1]~[3]、[5]及[6]中任一项所记载的半导体元件,其中,交联基X为羟甲基或烷氧基甲基。

[8]根据[1]~[7]中任一项所记载的半导体元件,其中,交联物为通过重复单元(IA)的交联基X和重复单元(IB)的交联反应而得到的交联物。

[9]根据[8]所记载的半导体元件,其中,交联物具有将羟甲基或烷氧基甲基作为交联基进行反应而形成的交联部。

[10]根据[1]~[9]中任一项所记载的半导体元件,其中,半导体层含有有机半导体。

[11]一种绝缘层形成用组成物,其用于形成半导体元件的绝缘层,所述绝缘层形成用组成物含有高分子化合物,所述高分子化合物具有以下述通式(IA)表示的重复单元(IA)和以下述通式(IB)表示的重复单元(IB)。

[化学式4]

通式(IA)中,R1a表示氢原子、卤原子或烷基。L1a及L2a分别独立地表示单键或连结基。X表示交联性基。m2a表示1~5的整数,当m2a为2以上时,m2a个X可以彼此相同也可以互不相同。m1a表示1~5的整数,当m1a为2以上时,m1a个(-L2a-(X)m2a)可以彼此相同也可以互不相同。

通式(IB)中,R1b表示氢原子、卤原子或烷基。L1b表示单键或连结基,Ar1b表示芳香族环。m1b表示1~5的整数。

在本说明书中,以特定的符号表示的取代基和连结基等(以下称作取代基等)存在多个时或同时规定多个取代基等时,各个取代基等意味着可以彼此相同也可以互不相同。这种情况对于取代基等的数量的规定也一样。并且,式中存在以相同的表示来示出的多个部分结构的重复时,各部分结构乃至重复单元可以相同也可以不同。并且,即使在没有特别说明的情况下,当多个取代基等接近(尤其是相邻)时它们也可以相互连结或缩环而形成环。

本说明书中关于化合物的表示,以除了包含该化合物本身外,还包含其盐、其离子的含义来使用。并且,其含义为包括在起到目标效果的范围内改变了一部分结构的物质。

在本说明书中,关于未写明取代、未取代的取代基(对于连结基也一样),其含义为在起到所希望的效果的范围内,该基也可以具有任意的取代基。这对于未写明取代、无取代的化合物也是相同的含义。

另外,在本说明书中使用“~”来表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包含在内的范围。

发明效果

本发明的半导体元件的载流子迁移率较高,on/off比也优异。

并且,本发明的绝缘层形成用组成物能够形成耐溶剂性及表面平滑性优异的绝缘层。

关于本发明的上述及其他特征及优点,适当参考附图,并通过下述记载会更明确。

附图说明

图1是示意表示有机薄膜晶体的形态的图,该有机薄膜晶体的形态是本发明的半导体元件的一例。

具体实施方式

[半导体元件]

本发明的半导体元件只要为具有半导体层及与该半导体层相邻的绝缘层的元件则没有特别的限定,但从载流子迁移率及on/off比的改善效果来看,优选TFT,尤其优选通过有机材料形成的有机薄膜晶体(称作OTFT)。

以下对作为本发明的优选的半导体元件的TFT进行说明,但本发明的半导体元件并不限定于此。

本发明的TFT在基板上具有栅电极、半导体层、设置于栅电极及半导体层之间的栅绝缘层、与半导体层相接触而设置且经由半导体层而连结的源电极及漏电极。在TFT中,半导体层1和栅绝缘层通常相邻而设。在这种TFT中,如上所述可控制在源电极与漏电极之间流动的电流。

根据附图对本发明的TFT的优选形态进行说明。各附图中所示的TFT是用于易于理解本发明的模式图,对于各部材的尺寸乃至相对大小关系等,为方便说明有时会改变其大小,并非完全按照实际关系示出。并且,除了在本发明中规定的事项以外,也并不限定于附图所示的外形、形状。例如,在图1(A)及图1(B)中,栅电极5无需一定要完全覆盖基板6,设置于基板6的中央部分的形态作为本发明的TFT的形态也优选。

图1(A)~图1(D)是示意表示各个TFT的典型优选形态的纵剖视图。在图1(A)~图1(D)中,1表示半导体层,2表示栅绝缘层,3表示源电极,4表示漏电极,5表示栅电极,6表示基板。

并且,图1(A)表示底部栅极-底部接触形态的TFT,图1(B)表示底部栅极-顶部接触形态的TFT,图1(C)表示顶部栅极-底部接触形态的TFT,图1(D)表示顶部栅极-顶部接触形态的TFT。

本发明的TFT包含上述全部4种形态。虽省略了图示,但也有时在各TFT的附图最上部(相对于基板6的相反侧的最上部)形成有外涂层。

底部栅极形态为在基板6上依次配置栅电极5、栅绝缘层2及半导体层1的形态。另一方面,顶部栅极形态为在基板6上依次配置有半导体层1、栅绝缘层2及栅电极5的形态。

并且,底部接触形态是相对于半导体层1在基板6侧(即图1中的下方)配置源电极3及漏电极4的形态。另一方面,顶部接触形态是相对于半导体层1在基板6的相反侧配置源电极3及漏电极4的形态。

在TFT中,半导体层1、栅绝缘层2等由有机材料形成时,特别地称作OTFT。此时,由有机材料形成的半导体层有时被称作有机半导体层。

[基板]

基板只要能支承TFT及制作于TFT之上的显示面板等即可。基板只要表面具有绝缘性,且为片状且表面平坦,则没有特别的限定。

作为基板的材料,可以使用无机材料。作为由无机材料构成的基板,例如能够举出钠钙玻璃、石英玻璃等各种玻璃基板、在表面上形成有绝缘膜的各种玻璃基板、在表面上形成有绝缘膜的硅基板、蓝宝石基板、由不锈钢、铝、镍等各种合金和各种金属构成的金属基板、金属箔、纸等。

当基板由不锈钢板材、铝箔、铜箔或硅晶片等导电性或半导体性的材料形成时,通常在表面上涂布或层叠绝缘性的高分子材料或金属氧化物等来使用。

并且,作为基板的材料,可以使用有机材料。例如能够举出由例示出的聚甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)和聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯苯酚(PVP)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙基醚酮、聚烯烃、聚环烯烃等有机聚合物构成的具有挠性的塑料基板(也称作塑料膜、塑料片)。并且,还能够举出由云母形成的基板。

若使用这种具有挠性的塑料基板等,则能够实现例如将TFT组装于具有曲面形状的显示器装置或电子设备器或者实现它们的一体化。

形成基板的有机材料从层叠其他层时或进行加热时不易软化的观点来看,优选玻璃化转变点较高,且优选玻璃化转变点为40℃以上。并且,从不易通过制造时的热处理而引起尺寸变化且晶体管性能的稳定性优异的观点来看,优选线性膨胀系数较小。例如,优选线性膨胀系数为25×10-5cm/cm·℃以下的材料,进一步优选10×10-5cm/cm·℃以下的材料。

并且,构成基板的有机材料优选相对于在制作TFT时使用的溶剂具有耐性的材料,并且,优选与栅绝缘层及电极的粘附性优异的材料。

进一步还优选使用由阻气性较高的有机聚合物构成的塑料基板。

也优选在基板的至少一个面上设置致密的二氧化硅膜等,或将无机材料进行蒸镀或层叠。

作为基板,除上述以外,还能够举出导电性基板(由金或铝等金属构成的基板、由高取向性石墨构成的基板、不锈钢制基板等)。

在基板上也可以形成用于改善粘附性和平坦性的缓冲层、用于提高阻气性的阻隔膜等功能性膜,并且在表面上形成易接着层等表面处理层,也可以实施电晕处理、等离子体处理、UV/臭氧处理等表面处理。

基板的厚度优选为10mm以下,进一步优选为2mm以下,尤其优选为1mm以下。并且,另一方面,优选为0.01mm以上,进一步优选为0.05mm以上。尤其当为塑料基板时,优选厚度为0.05~0.1mm左右。并且,当为由无机材料构成的基板时,优选厚度为0.1~10mm左右。

[栅电极]

栅电极能够使用以往公知的用作TFT的栅电极的电极。作为构成栅电极的导电性材料(也称作电极材料),并没有特别的限定。例如可举出白金、金、银、铝、铬、镍、铜、钼、钛、镁、钙、钡、钠、钯、铁、锰等金属;InO2、SnO2、铟·锡氧化物(ITO)、掺杂了氟的氧化锡(FTO)、掺杂了铝的氧化锌(AZO)、掺杂了镓的氧化锌(GZO)等导电性金属氧化物;聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等导电性高分子;盐酸、硫酸、磺酸等酸、PF6、AsF5、FeCl3等路易斯酸、碘等卤原子、添加了钠、钾等金属原子等掺杂剂的上述导电性高分子、以及分散有炭黑、石墨粉、金属微粒等导电性复合材料等。这些材料可以仅使用1种,也可以将2种以上以任意的组合及比率并用。

并且,栅电极可为由上述导电性材料构成的1层,也可层叠2层以上。

栅电极的形成方法没有限制。例如可举出将通过真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD)、化学蒸镀法(CVD法)、溅射法、印刷法(涂布法)、转印法、溶胶凝胶法、电镀法等来形成的膜根据需要来图案形成为所希望的形状的方法。

在涂布法中,能够制备上述材料的溶液、糊料或分散液并通过涂布、干燥、烧成、光固化或老化等来形成膜,或直接形成电极。

并且,喷墨印刷、丝网印刷、(反向)胶版印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、热转印印刷、微接触印刷法等能够形成所希望的图案,且从工序的简单化、成本降低、高速化的观点来看优选。

在采用旋涂法、模涂法、微凹版涂布法、浸涂法时,也能够组合下述光刻法等来进行图案形成。

作为光刻法,例如可举出光致抗蚀剂的图案形成、将基于蚀刻液的湿式蚀刻与基于反应性等离子体的干式蚀刻等蚀剂或剥离法等进行组合的方法等。

作为其他图案形成方法,还可以举出对上述材料照射激光或电子射线等能量射线并进行研磨,或改变材料的导电性的方法。

而且,还可以举出将在除基板以外的支承体上印刷的栅电极用组成物转印到基板等的基底层上的方法。

栅电极的厚度可任意,但优选为1nm以上,尤其优选为10nm以上。并且,优选为500nm以下,尤其优选为200nm以下。

[栅绝缘层]

栅绝缘层只要为具有绝缘性的层则没有特别的限定,可为单层,也可为多层。

<高分子化合物的交联物>

栅绝缘层由高分子化合物的交联物形成,所述高分子化合物的交联物具有以下述通式(IA)表示的重复单元(IA)和以下述通式(IB)表示的重复单元(IB)。

[化学式5]

通式(IA)中,R1a表示氢原子、卤原子或烷基。L1a及L2a分别独立地表示单键或连结基。X表示交联性基。m2a表示1~5的整数,当m2a为2以上时,m2a个X可以彼此相同也可以互不相同。m1a表示1~5的整数,当m1a为2以上时,m1a个(-L2a-(X)m2a)可以彼此相同也可以互不相同。

通式(IB)中,R1b表示氢原子、卤原子或烷基。L1b表示单键或连结基,Ar1b表示芳香族环。m1b表示1~5的整数。

高分子化合物的交联反应并无特别限定。例如可为高分子化合物的重复单元彼此的交联反应,并且也可为可共存的交联剂和重复单元的交联反应。在本发明中,从TFT的特性来看,优选重复单元(IA)和重复单元(IB)的交联反应。此时,重复单元彼此的交联反应可为分子内反应也可为分子间反应。

交联物的交联部并非由重复单元、交联性基X等来一概而定。优选将羟甲基或烷氧基甲基作为交联基进行反应而形成的交联部,交联部包含羟甲基或烷氧基甲基的残基(均为亚甲基氧基)。

若由上述高分子化合物的交联物形成栅绝缘层,则其表面变得平滑。关于其详细原因尚不明确,但可推定为是由于通过重复单元(IB)的“Ar1b-(OH)m1b”基和重复单元(IA)的交联性基X的反应得到的交联物的表面能较低,并且由于上述“Ar1b-(OH)m1b”基不具有保护基,不会产生具有不良影响的保护基分解物(低分子成分)。如此,可认为栅绝缘层的表面变得平滑,则与其相邻而设的半导体易均匀地排列,并有效地形成载流子通路。其结果,TFT的载流子迁移率变高。

并且,具有由上述高分子化合物的交联物形成的栅绝缘层的TFT的on/off比变高,具有优异的特性。关于其详细内容尚不明确,但可如下考虑。即可认为,高分子化合物具有在分子内(侧链)形成交联的交联性基及被交联基,由此高分子化合物的交联反应性变高且高分子化合物的交联物的交联率提高。由此,栅绝缘层的膜质量提高,栅绝缘层和半导体层的层间混合被抑制。由此绝缘性能进一步提高。其结果,TFT的on/off比变大。

关于绝缘层中的高分子化合物的交联物的含有率,只要能够形成绝缘层则没有特别的限定。从载流子迁移率及on/off比的观点来看,相对于绝缘层的固体成分,绝缘层中的高分子化合物的交联物的含有率优选为60~100质量%,更优选为80~100质量%,尤其优选为80~95质量%。

栅绝缘层含有1种或2种以上的高分子化合物的交联物。

栅绝缘层中除了高分子化合物的交联物,还可含有1种或2种以上未进行交联的上述高分子化合物。

<重复单元(IA)>

对于形成高分子化合物的重复单元(IA)进行说明。

对于R1a的烷基没有特别的限定,优选碳原子数1~6的烷基,更优选碳原子数1~4的烷基,进一步优选甲基或乙基,尤其优选甲基。作为烷基可具有的取代基可举出后述的取代基T。

卤原子可举出氟原子、氯原子、溴原子等,优选氟原子或氯原子。

R1a尤其优选为氢原子。

L1a为单键或连结基,优选为连结基,更优选为2价连结基。

作为连结基没有特别的限定,优选羰基、硫代羰基、亚烷基(优选碳原子数1~10,更优选碳原子数1~5)、芳香族环、脂肪族环、-O-基、磺酰基、-NH-基或将这些组合成的基(优选总碳原子数1~20,更优选总碳原子数1~10)。

芳香族环可为芳香族烃环,也可为芳香族杂环。并且,可为单环也可为多环,当为多环的情况下可为稠环。优选为芳香族烃环及芳香族杂环,更优选为芳香族烃环。作为芳香族烃环,优选为苯环、萘环,尤其优选为苯环。芳香族杂环可举出噻吩环、呋喃环、吡咯环、三嗪环、咪唑环、三唑环、噻二唑环、噻唑环等。

脂肪族环可为脂肪族烃环,也可为脂肪族杂环。并且,可为单环也可为多环,当为多环的情况下可为稠环。作为脂肪族烃环,可举出环己烷等。作为脂肪族杂环,可举出后述的作为“具有羟甲基或烷氧基甲基的环结构”而示出的杂环中的脂肪族杂环。

当连结基L1a为“组合成的基”时,优选包含-CO-O-的基、包含芳香族环的基,更优选以下述式(1a)表示的基。

在本发明中,“包含XXX的基”也包括仅由XXX构成的基。

式(1a)*-Ar1a-L3a-**

式(1a)中,L3a表示单键或连结基。Ar1a表示芳香族环。*表示与重复单元(IA)的R1a所键合的碳原子键合的位置,**表示与L2a的键合位置。

Ar1a与上述L1a的芳香族环的含义相同,优选内容也相同。

L3a与上述L1a的含义相同,优选除芳香族环及脂肪族环以外的基。

作为“组合成的基”,更优选包含-Ar1a-O-等的基,进一步优选包含-Ar1a-O-CO-的基及包含-Ar1a-O-亚烷基-的基,尤其优选为-Ar1a-O-亚烷基-O-基。在这里,亚烷基优选为亚甲基及乙撑基。

通式(IA)中,L2a为单键或连结基。当为连结基时优选为2价。在这里,优选L1a及L2a的至少一个为连结基。

连结基L2a并无特别限定,与上述连结基L1a的含义相同,但优选为单键、芳香环、脂肪族环,进一步优选为苯环、脂肪族杂环。

交联性基X只要为与上述重复单元(IB)进行反应的基则没有特别的限定,例如可举出羟甲基、烷氧基甲基、(甲基)丙烯酰氧基、苯乙烯基、乙烯基(包含乙烯基醚基)、具有环结构的基等。作为具有环结构的基,可举出环氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁基、环硫乙烷基、硫杂环丁基等。

其中,优选环氧基、氧杂环丁基、羟甲基,烷氧基甲基、(甲基)丙烯酰氧基、苯乙烯基、乙烯基,进一步优选羟甲基或烷氧基甲基。作为烷氧基甲基的烷氧基,例如可举出碳原子数1~10的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己基、环己基等)。

具有环结构的基的“环结构”可为芳香族环也可为脂肪族环。并且,可为单环也可为多环。当为多环时,可为稠环、桥环、螺环中的任一个。

并且,交联性基例如如环氧乙烷等般具有环结构时,作为包含交联性基的环结构,具有环结构的交联性基可与环(单环及多环)结构进行稠合,或者可通过螺接来连结而形成多环结构。

“环结构”可进一步具有取代基,作为取代基可举出后述的取代基T。

在本发明中,当包含交联性基的环结构为多环结构时,优选为稠环或桥环。并且,优选作为多环结构的一部分而包含环己烷环,尤其从反应性的观点来看,优选具有环氧环己烷结构(环己烷环和环氧乙烷环稠合的结构)。

作为这种环结构及包含交联性基的多环结构,可举出以下结构。但本发明并不限定于此。

[化学式6]

[化学式7]

m2a为1~5的整数,优选为2~4的整数,更优选为2或3。

通式(IA)中,以(-L2a-(X)m2a)表示的基可将上述L2a及X任意地进行组合,但优选具备具有羟甲基或烷氧基甲基的环结构。将优选的环结构在下述中示出,但本发明并不限定于此。

另外,在下述环结构中,可具有取代基T,并且与L1a键合的键合位置可为环构成原子的任意位置。下述环结构中“O-”表示“O-CH3”。

[化学式8]

m1a为1~5的整数,优选为1~4的整数,更优选为1~2。

上述重复单元(IA)优选为以下述通式(IA-1)表示的重复单元(IA-1)。

[化学式9]

通式(IA-1)中,L1a与上述通式(IA)的L1a的含义相同,作为“组合成的基”,除了上述基,还优选包含-CO-O-亚烷基的基。在这里,亚烷基优选为亚甲基及乙撑基。

R2a及R3a分别独立地表示氢原子或甲基。

Z表示氢原子或取代基。取代基只要为1价基则没有特别的限定。优选地可举出烷基(可为直链或支化中的任一种,优选为碳原子数1~12)、烯基(优选为碳原子数2~12)、炔基(优选为碳原子数2~12)、环烷基(优选为碳原子数3~8)、芳基(可为单环、多环中的任一种,优选为碳原子数6~18)、卤烷基、烷酰基(优选为碳原子数2~12)、烷氧基羰基(优选为碳原子数2~12)、芳氧基羰基(优选为碳原子数7~30)、烷基磺酰氧基(优选为碳原子数1~20)、芳基磺酰氧基(优选为碳原子数6~30)、烷基磺酰基(优选为碳原子数1~20)、芳基磺酰基(优选为碳原子数6~30)、氰基、烷硫基(优选为碳原子数1~30)、芳硫基(优选为碳原子数6~30)、烷氧基烷基及杂环基。

作为取代基Z的优选例,可举出氢原子、烷基、环烷基、烷酰基、烯基、卤烷基、烷氧基烷基。其中优选氢原子、烷基。

Y表示1价的取代基。1价的取代基与后述的取代基T的含义相同。

n1a表示1~5的整数,优选为2~4的整数,更优选为2或3。当n1a为2以上时,n1a个R2a及R3a以及Z分别可以彼此相同也可以互不相同。

p表示0~4的整数,当p为2以上时,p个Y可以彼此相同也可以互不相同。

上述重复单元(IA)还优选为以下述通式(IA-2)表示的重复单元(IA-2)。

[化学式10]

通式(IA-2)中,L4a表示单键或连结基。L4a与上述L2a的含义相同,优选为除-O-以外的基。L4a更优选为由上述通式(IA-2)的“苯环-O-L4a”构成的基与上述L1a的优选的“组合成的基”相同。

X表示交联性基,其与上述的含义相同,且优选内容也相同。

n2a表示1~5的整数,其与上述m2a的含义相同,且优选内容也相同。当m2a为2以上时,n2a个X可以彼此相同也可以互不相同。

n1a表示1~5的整数,其与上述m1a的含义相同,且优选内容也相同。当n1a为2以上时,n1a个(-O-L4a-(X)n2a)可以彼此相同也可以互不相同。

在重复单元(IA)、重复单元(IA-1)及重复单元(IA-2)中,R1a、R2a、R3a、L1a、L2a、Ar1a、L3a、L4a及Z分别可以具有取代基。作为这种取代基T,例如可举出烷基(优选为碳原子数1~6)、环烷基(优选为碳原子数3~10)、芳基(优选为碳原子数6~15)、卤原子、羟基、烷氧基(优选为碳原子数1~6)、羧基、羰基、硫羰基、烷氧基羰基(优选为碳原子数2~7)、酮氧基(=O)及将这些基进行组合而成的基(优选为总碳原子数1~30,更优选为总碳原子数1~15)。

以通式(IA)表示的重复单元(IA)的具体例在以下示出,但本发明并不限定于此。另外,*表示重复单元(IA)的键合位置。

[化学式11]

[化学式12]

[化学式13]

[化学式14]

[化学式15]

[化学式16]

[化学式17]

[化学式18]

[化学式19]

[化学式20]

[化学式21]

[化学式22]

[化学式23]

[化学式24]

[化学式25]

重复单元(IA)的含有率相对于高分子化合物的所有重复单元优选为3~50摩尔%,更优选为5~30摩尔%,进一步优选为10~20摩尔%。由此,能够形成表面平滑而且显示出高耐溶剂性的栅绝缘层。

<重复单元(IB)>

对于形成高分子化合物的重复单元(IB)进行说明。在以上述通式(IB)表示的上述重复单元(IB)中,R1b表示氢原子、卤原子或烷基。卤原子或烷基与上述R1a的卤原子或烷基的含义相同,优选内容也相同。R1b尤其优选为氢原子。

L1b表示单键或连结基。L1b优选为单键。当L1b为连结基时,连结基与L1a的含义相同,优选为羰基、-O-基、-NH-基或将这些组合成的基(优选为总碳原子数1~20,更优选为总碳原子数1~10),进一步优选为-CO-O-基、-CO-NH-基。

Ar1b表示芳香族环,其与上述L1a的芳香族环的含义相同,且优选内容也相同。

m1b表示1~5的整数,优选为1~3的整数,优选为1。

在以通式(IB)表示的重复单元(IB)中,羟基进行键合的位置可为Ar1b的任意的环构成原子。当Ar1b为苯环且m1b为1时,相对于苯环的与重复单元(IB)的R1b所键合的碳原子或连结基L1b所键合的碳原子键合的位置,羟基可处于邻位、间位及对位中的任一个位置,优选为对位。

重复单元(IB)优选为由下述所示的羟基苯乙烯构成的重复单元。

[化学式26]

在重复单元(IB)中,R1b、L1b及Ar1b可以分别具有取代基。作为这种取代基,与上述取代基T的含义相同。

在以下示出以通式(IB)表示的重复单元(IB)的具体例,但本发明并不限定于此。另外,*表示重复单元(IB)的键合位置。

[化学式27]

[化学式28]

重复单元(IB)的含有率相对于高分子化合物的所有重复单元优选为50~97摩尔%,更优选为70~95摩尔%,进一步优选为80~90摩尔%。由此,高分子化合物的交联密度变高,能够形成表面平滑且显示出高耐溶剂性的栅绝缘层。

并且,高分子化合物中的重复单元(IA)的含有率和重复单元(IB)的含有率的比率以摩尔比计优选为3:97~50:50,更优选为5:95~30:70,进一步优选为7:93~25:75,尤其优选为10:90~20:80。

重复单元(IA)及重复单元(IB)可以分别在高分子化合物中含有2种以上。

<其他重复单元>

高分子化合物除了重复单元(IA)及重复单元(IB)以外,还可以包含其他重复单元。

其他重复单元只要能够与重复单元(IA)及重复单元(IB)共聚则没有特别的限定。例如可举出由(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、N-取代马来酰亚胺、丙烯腈、(甲基)丙烯腈、乙烯基萘、乙烯基蒽、茚等构成的各重复单元。

另外,在其他重复单元中不包括在上述重复单元(IB)中与Ar1b键合的羟基的氢原子被可通过酸脱离的有机基而取代的重复单元。作为可通过酸脱离的有机基,可举出通过酸的作用而脱离并生成“(Ar1b)-OH”的有机基等。

当高分子化合物含有上述其他重复单元时,其他重复单元的高分子化合物中的含有率相对于构成高分子化合物的所有重复单元优选为1~20摩尔%,更优选为2~10摩尔%。

<高分子化合物>

高分子化合物优选通过高分子反应将包含交联性基X的基例如-L2a-(X)m2a基修饰在以自由基聚合法、活性自由基聚合法、活性阴离子聚合法合成的聚合物上来合成。

尤其作为交联性基X当具有环氧乙烷、氧杂环丁烷时,优选在以自由基聚合法、活性自由基聚合法或活性阴离子聚合法合成的聚合物上通过高分子反应来修饰具有包含烯烃的多环结构的基后,通过基于氧化剂(例如过氧化氢水、mCPBA等)的氧化来进行合成。

在本发明中所使用的高分子化合物的重量平均分子量(Mw)优选为1000~200000,更优选为2000~100000,尤其优选为2000~50000。

高分子化合物的分散度(分子量分布)(Mw/Mn)优选为1.0~3.0,更优选为1.0~2.0,尤其优选为1.0~1.7。若利用活性阴离子聚合等活性聚合,则高分子化合物的分散度变得均匀,因此优选。高分子化合物的重量平均分子量及分散度可由基于GPC测定的聚苯乙烯换算值来定义。

以下示出具有重复单元(IA)及以下述通式(IB)表示的重复单元(IB)的高分子化合物的具体例,但本发明并不限定于此。另外,*表示重复单元(IA)及下述通式(IB)的键合位置。

[化学式29]

[化学式30]

[化学式31]

[化学式32]

[化学式33]

[化学式34]

[化学式35]

[化学式36]

[化学式37]

[化学式38]

[化学式39]

[化学式40]

[化学式41]

[化学式42]

<交联剂>

作为本发明的一实施方式,高分子化合物可通过绝缘层形成用组成物中所含的交联剂来进行交联。若通过交联剂进行交联,则栅绝缘层的耐溶剂性和绝缘耐性提高。此时,高分子化合物的交联物不仅是重复单元(IA)和重复单元(IB)的交联物,而且是重复单元(IB)和交联剂的交联物。

作为可在本发明中使用的交联剂,可举出具有与重复单元(IB)进行反应的官能团的交联剂。作为交联形式,能够不受限地使用酸交联、阳离子聚合、自由基聚合等。具体地,能够使用含有羟甲基的化合物(称作羟甲基化合物)、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、苯乙烯化合物等。其中,优选具有羟基甲基或烷氧基甲基的羟甲基化合物。

交联剂的官能团数并没有特别的限定,但由于官能团数越多则交联度越提高,因此优选为2~6。

作为羟甲基化合物,优选在分子内具有2个以上的羟甲基或烷氧基甲基的化合物(C)。

作为这种化合物(C),可优选地举出羟基甲基化或烷氧基甲基化系酚化合物、烷氧基甲基化三聚氰胺系化合物、烷氧基甲基甘脲系化合物及烷氧基甲基化脲系化合物。作为尤其优选的化合物(C),可举出在分子内含有3~5个苯环,进一步合计具有2个以上羟甲基或烷氧基甲基,且分子量为1200以下的酚衍生物,或至少具有2个游离N-烷氧基甲基的三聚氰胺-甲醛衍生物或烷氧基甲基甘脲衍生物。

作为烷氧基甲基,优选甲氧基甲基、乙氧基甲基。

在化合物(C)中,具有羟甲基的酚衍生物能够通过使不具有对应的羟甲基的酚化合物和甲醛在碱催化剂下进行反应来得到。并且,具有烷氧基甲基的酚衍生物能够通过使具有对应的羟甲基的酚衍生物和醇在酸催化剂下进行反应来得到。

在如此合成的酚衍生物中,从灵敏度、保存稳定性等观点来看尤其优选具有烷氧基甲基的酚衍生物。

作为优选的化合物(C)的例子,上述烷氧基甲基化三聚氰胺系化合物、烷氧基甲基甘脲系化合物及烷氧基甲基化脲系化合物为具有N-羟甲基或N-烷氧基甲基的化合物,因此优选。

作为这种化合物,具体地可举出六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、四甲氧基甲基甘脲、1,3-二甲氧基甲基-4,5-二甲氧基乙烯脲、二甲氧基甲基脲等,公开于EP0,133,216A、西德专利第3,634,671号、西德专利第3,711,264号、EP0,212,482A号。

以下举出在这些交联剂中尤其优选的交联剂。

[化学式43]

式中,L1~L8分别独立地表示氢原子、羟甲基、甲氧基甲基、乙氧基甲基或碳原子数1~6的烷基。

作为除上述羟甲基化合物以外的交联剂,优选使用例如日本专利公开2006-303465号公报的[0046]~[0061]所记载的化合物、及日本专利公开2005-354012号公报的[0032]~[0033]所记载的交联剂、尤其是二官能以上的环氧化合物、氧杂环丁烷化合物等,这些内容优选编入于本申请说明书中。

基于交联剂的交联能够通过使用光、热或这两者来产生酸或自由基来进行。例如,可举出基于酸的交联、基于阳离子聚合的交联、基于自由基聚合的交联等。

通过自由基来进行交联时,作为通过光或热来产生自由基的自由基发生剂,例如能够适当地使用日本专利公开2013-214649号公报的[0182]~[0186]所记载的热聚合引发剂(H1)及光聚合引发剂(H2)、日本专利公开2011-186069号公报的[0046]~[0051]所记载的光自由基发生剂、日本专利公开2010-285518号公报的[0042]~[0056]所记载的光自由基聚合引发剂等,优选将这些内容编入于本申请说明书中。

并且,还优选使用日本专利公开2013-214649号公报的[0167]~[0177]所记载的“数均分子量(Mn)为140~5,000,并且具有交联性官能团且不具有氟原子的化合物(G)”,这些内容优选编入于本申请说明书中。

通过酸进行交联时,除了上述以外,作为通过光来产生酸的光酸产生剂,例如还能够优选地使用日本专利公开2010-285518号公报的[0033]~[0034]所记载的光阳离子聚合引发剂、日本专利公开2012-163946号公报的[0120]~[0136]所记载的酸发生剂,尤其是硫盐、碘盐等,优选将这些内容编入于本申请说明书。

作为通过热来产生酸的热酸产生剂(催化剂),例如能够优选地使用日本专利公开2010-285518号公报的[0035]~[0038]所记载的热阳离子聚合引发剂尤其是鎓盐等、或日本专利公开2005-354012号公报的[0034]~[0035]所记载的催化剂尤其是磺酸类及磺酸胺盐等,优选将这些内容编入于本申请说明书中。

<栅绝缘层的成膜>

栅绝缘层能够如下来形成:涂布含有具有上述重复单元(IA)和上述重复单元(IB)的高分子化合物的绝缘层形成用组成物,并使这些重复单元进行交联反应。

本发明的绝缘层形成用组成物在不损害本发明的目的的范围内,可含有上述重复单元的一部分已进行交联的部分交联物。

在本发明的绝缘层形成用组成物中,为了抑制上述高分子化合物的交联物的生成,最好避开热或光。

绝缘层形成用组成物可含有上述交联剂及催化剂。在本发明中,交联剂及催化剂可以分别单独使用,也可以将2种以上并用。

为提高绝缘层形成用组成物相对于基板或电极的润湿性和粘附性,可在不损坏绝缘性等电性的范围内含有表面活性剂或偶联剂。

绝缘层形成用组成物可含有溶剂。作为溶剂没有特别的限定,例如能够使用乙二醇单甲醚、甲基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲醚、丙二醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、2-羟基丙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇等。这些有机溶剂可单独使用或将2种以上并用。

其中,从提高流平性的观点来看,优选丙二醇单甲醚,丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、环己酮、乙酯、1-丁醇。

相对于组成物的总固体成分,高分子化合物的含有率优选为60~100质量%,更优选为80~100质量%。

当使用交联剂时,优选交联剂的含有率相对于高分子化合物为1~40质量%,更优选为5~20质量%。如此一来,不会因未反应的交联剂而导致载流子迁移率下降,且能够提高交联密度来提高栅绝缘层的耐溶剂性。

涂布绝缘层形成用组成物的方法例如可举出旋转浇铸法、浸涂法、模涂法、狭缝涂布法、滴下法、胶版印刷或丝网印刷等、喷墨法等。并且,为了保持所得到的膜的表面平滑性优选防止杂质等的混入,且优选在涂布前以膜滤器等来进行过滤。

使绝缘层形成用组成物交联、固化的条件并没有特别的限定。优选与上述交联剂同样地利用催化剂来进行。作为交联条件,例如优选加热温度为40~300℃,更优选为60~200℃,加热时间优选为10分钟~3小时,更优选为5分钟~2小时。

并且,当使用交联剂时,由于使高分子化合物进行交联,因此优选使用上述适当的方法。当作为交联剂使用羟甲基化合物时,例如作为交联条件,优选加热温度为40~300℃,更优选为60~200℃,优选加热时间为1分钟~3小时,更优选为5分钟~2小时。

栅绝缘层可实施电晕处理、等离子体处理、UV/臭氧处理等表面处理,此时,优选不因处理而使表面粗糙度增加。优选栅绝缘层表面的算术平均粗糙度Ra或均方根粗糙度RMS为0.5nm以下。

[自组装单分子膜层(SAM)]

在栅绝缘层上能够形成自组装单分子膜层。作为形成自组装单分子膜层的化合物,只要为进行自组装的化合物则没有特别的限定,例如作为进行自组装的化合物,能够使用以下述式1S表示的1种以上的化合物。

式1S:R1S-XS

式1S中,R1S表示烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基、或杂环基(噻吩基、吡咯基、吡啶基、芴基等)中的任一种。

XS表示吸附性或反应性取代基,具体地,-SiX4X5X6基(X4表示卤基或烷氧基,X5、X6分别独立地表示卤基、烷氧基、烷基、芳基。优选X4、X5、X6分别相同,更优选为氯基、甲氧基、乙氧基)、膦酸基(-PO3H2)、次膦酸基(-PRO2H,R为烷基)、磷酸基、亚磷酸基、氨基、卤基、羧基、磺酸基、硼酸基(-B(OH)2)、羟基、硫醇基、乙炔基、乙烯基、硝基或氰基中的任一种。

R1S优选未分支,例如优选如直链状正烷基(n-烷基)、3个苯基串联配置的三联苯基、在苯基的对位的两侧配置有n-烷基的结构。并且,可在烷基链中具有醚键、碳-碳双键或三键。

自组装单分子膜层通过吸附性或反应性取代基XS与所对应的栅绝缘层表面的反应性部位(例如-OH基)相互作用、吸附或进行反应而形成键来形成于栅绝缘层上。通过分子更致密地被填充,自组装单分子膜层的表面产生更平滑且表面能较低的表面,因此优选以上述式1S表示的化合物的主骨架为直线状,且分子长度相同。

作为以式1S表示的化合物的尤其优选的例子,具体地例如可举出甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷、丁基三氯硅烷、辛基三氯硅烷、癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、苯乙基三氯硅烷等烷基三氯硅烷化合物、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷等烷基三烷氧基硅烷化合物、烷基膦酸、芳基膦酸、烷基羧酸、烷基硼酸基、芳基硼酸基、烷基硫醇基、芳基硫醇基等。

自组装单分子膜层能够利用将上述化合物在真空下蒸镀到栅绝缘层上的方法、在上述化合物的溶液中浸泡栅绝缘层的方法、Langmuir-Blodgett法等来形成。并且,例如能够利用如下溶液对栅绝缘层进行处理来形成,该溶液是将烷基氧硅烷化合物或烷基烷氧基硅烷化合物在有机溶剂中以1~10质量%溶解得到的。在本发明中,形成自组装单分子膜层的方法并不限定于此。

例如,作为得到更致密的自组装单分子膜层的优选方法,可举出在Langmuir 19,1159(2003)及J.Phys.Chem.B 110,21101(2006)等中记载的方法。

具体地,能够在使上述化合物分散的高挥发性的脱水溶剂中浸泡栅绝缘层来形成膜,并取出栅绝缘层后,根据需要来进行退火等上述化合物与栅绝缘层的反应工序,并以脱水溶剂进行清洗后使其干燥来形成自组装单分子膜层。

作为脱水溶剂并没有特别的限定,例如能够将氯仿、三氯乙烯、苯甲醚、二乙醚、己烷、甲苯等进行单独或混合使用。

而且,优选通过在干燥气氛中或者喷吹干燥气体来使膜干燥。干燥气体优选使用氮等惰性气体。通过使用这种自组装单分子膜层的制造方法,可形成致密地凝集或没有缺损的自组装单分子膜层,由此能够将自组装单分子膜层的表面粗糙度抑制为0.3nm以下。

[半导体层]

半导体层是显示半导体性且能够积蓄载体的层。

半导体层由半导体材料形成。当由有机半导体化合物(还简称为有机半导体)形成时,称作有机半导体层,当由无机半导体化合物(还简称为无机半导体)形成时,称作无机半导体层。在本发明中,可为有机半导体层,也可为无机半导体层。

以下说明的有机半导体及无机半导体可以分别使用1种也可以将2种以上并用,并且,也可将有机半导体和无机半导体并用。

<有机半导体层>

有机半导体层可为含有有机半导体的层。

作为有机半导体并没有特别的限定,可举出有机聚合物及其衍生物、低分子化合物等。

在本发明中,低分子化合物意味着除有机聚合物及其衍生物以外的化合物。即,称作不具有重复单元的化合物。低分子化合物只要是这种化合物,对于分子量并无特别的限定。低分子化合物的分子量优选为300~2000,进一步优选为400~1000。

作为低分子化合物,可举出稠合多环芳香族化合物。例如,能够举出并四苯、并五苯(2,3,6,7-二苯并蒽)、并六苯、并七苯、二苯并五苯、四苯并五苯等并苯、蒽二噻吩、芘、苯并芘、二苯并芘、屈、二萘嵌苯、六苯并苯、三萘嵌二苯、卵苯、四萘嵌三苯、循环蒽、及将它们的碳原子的一部分以N、S、O等原子取代的衍生物、或将与上述碳原子键合的至少1个氢原子以羰基等官能团取代的衍生物(包含迫咕吨并咕吨及其衍生物的二氧杂蒽嵌蒽系化合物、三苯并二噁嗪、三苯并二噻嗪、并六苯-6,15-醌等)、以及将上述氢原子以其他官能团取代的衍生物。

并且,还能够举出以铜酞菁为代表的金属酞菁、四硫并环戊二烯及其衍生物、萘-1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺、N,N’-双(4-三氟甲基苄基)萘-1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺、N,N’-双(1H,1H-全氟辛基)、N,N’-双(1H,1H-全氟丁基)、N,N’-二辛基萘-1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺衍生物、萘-2,3,6,7-四羧酸二酰亚胺等萘四羧酸二酰亚胺、蒽-2,3,6,7-四羧酸二酰亚胺等蒽四羧酸二酰亚胺等稠环四羧酸二酰亚胺、C60、C70、C76、C78、C84等富勒烯及它们的衍生物、SWNT(Single-wall nanotubes,单壁碳纳米管)等碳纳米管、部花青染料、半菁染料等染料和它们的衍生物等。

而且,还能够举出聚蒽、三亚苯、喹吖啶酮。

并且,作为低分子化合物,例如能够例示出4,4’-联苯二硫酚(BPDT)、4,4’-二异氰基联苯、4,4’-二异氰基-对-三联苯、2,5-双(5’-硫代乙酰基-2’-噻吩基)噻吩、2,5-双(5’-硫代乙酰基-2’-噻吩基)噻吩、4,4’-二异氰基苯基、联苯胺(联苯-4,4’-二胺)、TCNQ(四氰基醌二甲烷)、四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物、以四硫富瓦烯(TTF)-TCNQ络合物、双(亚乙基二硫醇)四硫代富瓦烯(BEDTTTF)-高氯酸络合物、BEDTTTF-碘络合物、TCNQ-碘络合物为代表的电荷转移络合物、联苯-4,4’-二羧酸、1,4-二(4-噻吩基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-异氰基苯基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-噻吩基乙炔基)-2-乙基苯、2,2”-二羟基-1,1’:4’,1”-联三苯、4,4’-联苯二乙醛、4,4’-联苯二酚、4,4’-联苯异氰酸酯、1,4-二乙炔基苯、二乙基联苯-4,4’-二羧酸酯、苯并[1,2-c;3,4-c’;5,6-c”]三[1,2]二硫酚-1,4,7-三硫酮、α-六噻吩、四硫代并四苯、四硒代并四苯、四碲代并四苯、聚(3-烷基噻吩)、聚(3-噻吩-β-乙烷磺酸)、聚(N-烷基吡咯)、聚(3-烷基吡咯)、聚(3,4-二烷基吡咯)、聚(2,2’-噻吩基吡咯)、聚(二苯并噻吩硫醚)。

有机半导体优选为低分子化合物,其中优选稠合多环芳香族化合物。稠合多环芳香族化合物提高载流子迁移率及耐久性的效果较高,而且还显示出优异的阈值电压的降低效果。

稠合多环芳香族化合物优选为以通式(A1)~(A4)中的任一个表示的并苯、及以下述通式(C)~(T)中的任一个表示的化合物,从易与树脂(C)偏在的观点来看,更优选以下述通式(C)~(T)中的任一个表示的化合物。

作为稠合多环芳香族化合物而优选的并苯为以下述通式(A1)或(A2)表示的物质。

[化学式44]

式中,RA1~RA6、XA1及XA2表示氢原子或取代基。

ZA1及ZA2表示S、O、Se或Te。

nA1及nA2表示0~3的整数。其中,nA1及nA2不会同时成为0。

作为以RA1~RA6、XA1及XA2各自代表的取代基,没有特别的限定,可举出烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、叔戊基、己基、辛基、叔辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等)、环烷基(例如环戊基、环己基等)、烯基(例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、异丙烯基等)、炔基(例如乙炔基、炔丙基等)、芳香族烃基(也称作芳香族碳环基、芳基等,例如苯基、对氯苯基、均三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、薁基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基等)、芳香族杂环基(也称作杂芳基,例如吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、吡嗪基、三唑基(例如1,2,4-三唑-1-基、1,2,3-三唑-1-基等)、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、异噁唑基、异噻唑基、呋吖基、噻吩基、喹啉基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、咔啉基、二氮杂咔唑基(表示构成咔啉基的咔啉环的1个碳原子被氮原子取代后的物质)、喹喔啉基、哒嗪基、三嗪基、喹唑啉基、酞嗪等)、杂环基(也称作杂芳基环基等,例如吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基、噁唑基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷氧基等)、环烷氧基(例如环戊氧基、环己氧基等)、芳氧基(例如苯氧基、萘氧基等)、烷硫基(例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷硫基等)、环烷硫基(例如环戊硫基、环己硫基等)、芳硫基(例如苯硫基、萘硫基等)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基、丁氧羰基、辛氧羰基、十二烷氧羰基等)、芳氧羰基(例如苯氧羰基、萘氧羰基等)、氨磺酰基(例如氨基磺酰基、甲氨基磺酰基、二甲氨基磺酰基、丁氨基磺酰基、己氨基磺酰基、环己氨基磺酰基、辛氨基磺酰基、十二烷氨基磺酰基、苯氨基磺酰基、萘氨基磺酰基、2-吡啶氨基磺酰基等)、酰基(例如乙酰基、乙羰基、丙羰基、戊羰基、环己羰基、辛羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、乙基羰氧基、丁基羰氧基、辛基羰氧基、十二烷基羰氧基、苯基羰氧基等)、酰胺基(例如甲基羰氨基、乙基羰氨基、二甲基羰氨基、丙基羰氨基、戊基羰氨基、环己基羰氨基、2-乙基己基羰氨基、辛基羰氨基、十二烷基羰氨基、苯基羰氨基、萘基羰氨基等)、氨基甲酰基(例如氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲基氨基羰基、丙基氨基羰基、戊基氨基羰基、环己基氨基羰基、辛基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、十二烷基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等)、脲基(例如甲基脲基、乙基脲基、戊基脲基、环己基脲基、辛基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基、萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等)、亚硫酰基(例如甲基亚硫酰基、乙基亚硫酰基、丁基亚硫酰基、环己基亚硫酰基、2-乙基己基亚硫酰基、十二烷基亚硫酰基、苯基亚硫酰基、萘基亚硫酰基、2-吡啶基亚硫酰基等)、烷基磺酰基(例如甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基、十二烷基磺酰基等)、芳基磺酰基(苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等)、氨基(例如氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、环戊基氨基、2-乙基己基氨基、十二烷基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基等)、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子等)、氟化烃基(例如氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羟基、巯基、甲硅烷基(例如三甲基硅烷、三异丙基硅烷、三苯基硅烷、苯基二乙基硅烷等)、以下述通式(SG1)表示的基(其中,XA为Ge或Sn)等。

这些取代基还可以具有多个取代基。作为可具有的多个取代基,可举出上述以RA1~RA6表示的取代基。

在上述并苯中,更优选为以下述通式(A3)或(A4)表示的并苯。

[化学式45]

式中,RA7、RA8、XA1及XA2表示氢原子或取代基。RA7、RA8、XA1及XA2可以相同也可以不同。以RA7及RA8表示的取代基优选为在上述中列举的可作为通式(A1)及(A2)的RA1~RA6而采用的取代基。

ZA1及ZA2表示S、O、Se或Te。

nA1及nA2表示0~3的整数。其中,nA1和nA2不会同时成为0。

通式(A3)或(A4)中,RA7及RA8优选为以下述通式(SG1)表示的物质。

[化学式46]

通式(SG1)

式中,RA9~RA11表示取代基。XA表示Si、Ge或Sn。以RA9~RA11表示的取代基优选为在上述中列举的可作为通式(A1)及(A2)的RA1~RA6而采用的取代基。

以下,示出以通式(A1)~(A4)表示的并苯或并苯衍生物的具体例,但并不限定于这些例子。

[化学式47]

[化学式48]

[化学式49]

[化学式50]

作为稠合多环芳香族化合物,进一步还优选以下述通式(C)~(T)表示的化合物。

[化学式51]

通式(C)中,AC1、AC2表示氧原子、硫原子或硒原子。优选AC1、AC2均表示氧原子、硫原子,更优选表示硫原子。RC1~RC6表示氢原子或取代基。RC1~RC6中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(D)中,XD1及XD2表示NRD9、氧原子或硫原子。AD1表示CRD7或N原子,AD2表示CRD8或N原子,RD9表示氢原子、烷基、烯基、炔基或酰基。RD1~RD8表示氢原子或取代基,RD1~RD8中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(E)中,XE1及XE2表示氧原子、硫原子或NRE7。AE1及AE2表示CRE8或氮原子。RE1~RE8表示氢原子或取代基。RE1~RE8中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(F)中,XF1及XF2表示氧原子、硫原子或硒原子。优选XF1及XF2表示氧原子、硫原子,更优选表示硫原子。RF1~RF10、RFa及RFb表示氢原子或取代基。RF1~RF10、RFa及RFb中至少1个为以通式(W)表示的取代基。p及q表示0~2的整数。

通式(G)中,XG1及XG2表示NRG9、氧原子或硫原子。AG1表示CRG7或N原子。AG2表示CRG8或N原子。RG9表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基或杂芳基。RG1~RG8表示氢原子或取代基。RG1~RG8中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(H)中,XH1~XH4表示NRH7、氧原子或硫原子。XH1~XH4优选为表示硫原子。RH7表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基或杂芳基。RH1~RH6表示氢原子或取代基。RH1~RH6中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(J)中,XJ1及XJ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRJ9。XJ3及XJ4表示氧原子、硫原子或硒原子。XJ1、XJ2、XJ3及XJ4优选为表示硫原子。RJ1~RJ9表示氢原子或取代基。RJ1~RJ9中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(K)中,XK1及XK2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRK9。XK3及XK4表示氧原子、硫原子或硒原子。XK1、XK2、XK3及XK4优选为表示硫原子。RK1~RK9表示氢原子或取代基。RK1~RK9中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(L)中,XL1及XL2表示氧原子、硫原子或NRL11。XL1及XL2优选为表示氧原子或硫原子。RL1~RL11表示氢原子或取代基,RL1~RL11中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(M)中,XM1及XM2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRM9。XM1及XM2优选为表示硫原子。RM1~RM9表示氢原子或取代基。RM1~RM9中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(N)中,XN1及XN2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRN13。XN1及XN2优选为表示硫原子。RN1~RN13表示氢原子或取代基。RN1~RN13中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(P)中,XP1及XP2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRP13。XP1及XP2优选为表示硫原子。RP1~RP13表示氢原子或取代基。RP1~RP13中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(Q)中,XQ1及XQ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRQ13。XQ1及XQ2优选为表示硫原子。RQ1~RQ13表示氢原子或取代基。RQ1~RQ13中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(R)中,XR1、XR2及XR3表示氧原子、硫原子、硒原子或NRR9。XR1、XR2及XR3优选为表示硫原子。RR1~RR9表示氢原子或取代基。RR1~RR9中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(S)中,XS1、XS2、XS3及XS4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRS7。XS1、XS2、XS3及XS4优选为表示硫原子。RS1~RS7表示氢原子或取代基。RS1~RS7中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

通式(T)中,XT1、XT2、XT3及XT4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRT7。XT1、XT2、XT3及XT4优选为表示硫原子。RT1~RT7表示氢原子或取代基。RT1~RT7中至少1个为以下述通式(W)表示的取代基。

以下,关于在上述通式(C)~(T)中表示氢原子或取代基的RC1~RC6、RD1~RD8、RE1~RE8、RF1~RF10、RFa及RFb、RG1~RG8、RH1~RH6、RJ1~RJ9、RK1~RK9、RL1~RL11、RM1~RM9、RN1~RN13、RP1~RP13、RQ1~RQ13、RR1~RR9、RS1~RS7及RT1~RT7(以下称作取代基RC~RT)进行说明。

作为取代基RC~RT可采用的取代基,可举出卤原子、烷基(甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等碳原子数1~40的烷基,其中,包含2,6-二甲基辛基、2-癸基十四烷基、2-己基十二烷基、2-乙基辛基、2-丁基癸基、1-辛基壬基、2-辛基十四烷基、2-乙基己基、环烷基、二环烷基、三环烷基等)、烯基(1-戊烯基、环烯基、双环烯基等)、炔基(包含1-戊炔基、三甲基甲硅烷基乙炔基、三乙基甲硅烷基乙炔基、三异丙基甲硅烷基乙炔基、2-对丙基苯基乙炔基等)、芳基(包含苯基、萘基、对戊基苯基、3,4-二戊基苯基、对戊氧基苯基、3,4-二戊氧基苯基的碳原子数6~20的芳基等)、杂环基(也可称作含杂原子环基。包含2-己基呋喃基等)、氰基、羟基、硝基、酰基(包含己酰基、苯甲酰基等。)、烷氧基(包含丁氧基等)、芳基氧基、甲硅烷基氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰基氧基、氨基(包含苯氨基)、酰氨基、氨基羰基氨基(包含脲基)、烷氧基及芳基氧羰基氨基、烷基及芳基磺酰基氨基、巯基、烷基及芳硫基(包含甲硫基、辛硫基等)、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基及芳基亚硫酰基、烷基及芳基磺酰基、烷基及芳氧基羰基、氨基甲酰基、芳基及杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基(二(三甲基甲硅氧基)甲基丁氧基等)、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸根基(-OPO(OH)2)、硫酸根基(-OSO3H)、其他公知的取代基。

这些取代基可以进一步具有上述取代基。

在这些之中,作为取代基RC~RT可采用的取代基,优选烷基、芳基、烯基、炔基、杂环基、烷氧基、烷硫基、以后述的通式(W)表示的基,更优选碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数2~12的烯基、碳原子数2~12的炔基、碳原子数1~11的烷氧基、碳原子数5~12的杂环基、碳原子数1~12的烷硫基、以后述的通式(W)表示的基,尤其优选以后述的通式(W)表示的基。

上述RD9、RG9及RH7的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基分别与用取代基RC~RT可采用的取代基来说明的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基的含义相同。

并且,杂芳基与以RA1~RA6的取代基进行说明的杂芳基的含义相同。

对于以通式(W):-L-RW表示的基进行说明。

通式(W)中,L表示以下述通式(L-1)~(L-25)的任一个表示的2价连结基、或2个以上(优选为2~10个,更优选为2~6个,进一步优选为2或3个)的以下述通式(L-1)~(L-25)的任一个表示的2价连结基键合而成的2价连结基。RW表示取代或无取代的烷基、氰基、乙烯基、乙炔基、氧亚乙基、氧亚乙基单元的重复数v为2以上的低聚氧亚乙基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或无取代的三烷基甲硅烷基。

[化学式52]

通式(L-1)~(L-25)中,波浪线部分表示与形成以上述通式(C)~(T)表示的各骨架的任一个环的键合位置。另外,本说明书中,当L表示2个以上以通式(L-1)~(L-25)的任一个表示的2价连结基键合而成的2价连结基时,波浪线部分可以表示与形成以上述通式(C)~(T)表示的各骨架的任一个环的键合位置及与以通式(L-1)~(L-25)表示的2价连结基的任一个的键合位置。

*表示与Rw的键合位置或与通式(L-1)~(L-25)的波浪线部分的键合位置。

通式(L-13)中的m表示4,通式(L-14)及(L-15)中的m表示3,通式(L-16)~(L-20)中的m表示2,通式(L-22)中的m表示6。

通式(L-1)、(L-2)、(L-6)及(L-13)~(L-24)中的RLZ分别独立地表示氢原子或取代基,通式(L-1)及(L-2)中的RLZ可以分别和与L相邻的RW键合而形成稠环。

RN表示氢原子或取代基,Rsi分别独立地表示氢原子、烷基、烯基或炔基。

其中,以通式(L-17)~(L-21)、(L-23)及(L-24)表示的2价连结基更优选为以下述通式(L-17A)~(L-21A)、(L-23A)及(L-24A)表示的2价连结基。

[化学式53]

在这里,取代或无取代的烷基、氧亚乙基、氧亚乙基单元的重复数v为2以上的低聚氧亚乙基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或无取代的三烷基甲硅烷基存在于取代基的末端时,能够解释为通式(W)中存在单独的-RW,也能够解释为通式(W)中存在-L-RW

本发明中,主链碳原子数为N个的取代或无取代的烷基存在于取代基的末端时,在从取代基的末端起尽可能地包含连结基的基础上解释为通式(W)中存在-L-RW,而不解释为通式(W)中存在单独的-RW。具体而言,解释为“相当于通式(W)中的L的(L-1)1个”和“相当于通式(W)中的RW的主链为碳原子数N-1个的取代或无取代的烷基”键合而成的取代基。例如,作为碳原子数8的烷基的正辛基存在于取代基的末端时,2个RLZ解释为作为氢原子的1个(L-1)与碳原子数7的正庚基键合而成的取代基。并且,以通式(W)表示的取代基为碳原子数8的烷氧基时,解释为作为-O-的以通式(L-4)表示的1个连结基、2个RLZ为氢原子的以(L-1)表示的1个连结基、及碳原子数7的正庚基键合而成的取代基。

另一方面,本发明中,氧亚乙基、氧亚乙基单元的重复数v为2以上的低聚氧亚乙基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或无取代的三烷基甲硅烷基存在于取代基的末端时,在从取代基的末端起尽可能地包含连结基的基础上,解释为通式(W)中存在单独的RW。例如,-(OCH2CH2)-(OCH2CH2)-(OCH2CH2)-OCH3基存在于取代基的末端时,解释为氧亚乙基单元的重复数v为3的单独低聚氧亚乙基的取代基。

L形成以通式(L-1)~(L-25)的任一个表示的2价连结基键合而成的连结基时,以通式(L-1)~(L-25)的任一个表示的2价连结基的键合数优选为2~4,更优选为2或3。

作为通式(L-1)、(L-2)、(L-6)及(L-13)~(L-24)中的取代基RLZ,能够举出作为通式(C)~(T)的取代基RC~RT可采用的取代基而例示出的取代基。其中,通式(L-6)中的取代基RLZ优选为烷基,当(L-6)中的RLZ为烷基时,烷基的碳原子数优选为1~9,从化学稳定性及载流子运输性的观点来看更优选为4~9,进一步优选为5~9。当(L-6)中的RLZ为烷基时,从能够提高载流子迁移率的观点来看烷基优选为直链烷基。

作为RN,能够举出作为取代基RC~RT所采用的取代基而例示出的取代基。其中作为RN优选氢原子或甲基。

Rsi优选为烷基。作为Rsi可采用的烷基并没有特别的限制,Rsi可采用的烷基的优选范围与当RW为甲硅烷基时甲硅烷基可采用的烷基的范围相同。作为Rsi可采用的烯基并没有特别的限制,优选为取代或无取代的烯基,更优选为支化烯基,且优选烯基的碳原子数为2~3。作为Rsi可采用的炔基并没有特别的限制,优选为取代或无取代的炔基,更优选为支化炔基,且优选炔基的碳原子数为2~3。

L优选为以通式(L-1)~(L-5)、(L-13)、(L-17)或者(L-18)的任一个表示的2价连结基、或2个以上以通式(L-1)~(L-5)、(L-13)、(L-17)或者(L-18)的任一个表示的2价连结基键合而成的2价连结基,更优选为以通式(L-1)、(L-3)、(L-13)或者(L-18)的任一个表示的2价连结基或2个以上以通式(L-1)、(L-3)、(L-13)或者(L-18)表示的2价连结基键合而成的2价连结基,尤其优选为以通式(L-1)、(L-3)、(L-13)或者(L-18)表示的2价连结基、或者以通式(L-3)、(L-13)或(L-18)的任一个表示的2价连结基和以通式(L-1)表示的2价连结基键合而成的2价连结基。关于以通式(L-3)、(L-13)或(L-18)的任一个表示的2价连结基和以通式(L-1)表示的2价连结基键合而成的2价连结基,优选以通式(L-1)表示的2价连结基键合在RW侧。

从化学稳定性、载流子运输性的观点来看,尤其优选为包含以通式(L-1)表示的2价连结基的2价连结基,更加尤其优选为以通式(L-1)表示的2价连结基,进一步更加尤其优选L为以通式(L-18)及(L-1)表示的2价连结基,且经由(L-1)与RW键合,并且RW为取代或无取代的烷基,更加进一步尤其优选L为以通式(L-18A)及(L-1)表示的2价连结基,且经由(L-1)与RW键合,并且RW为取代或无取代的烷基。

通式(W)中,RW优选为取代或无取代的烷基。通式(W)中,当与RW相邻的L为以通式(L-1)表示的2价连结基时,优选RW为取代或无取代的烷基、氧亚乙基、氧亚乙基单元的重复数为2以上的低聚氧亚乙基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基,更优选为取代或无取代的烷基。

通式(W)中,当与RW相邻的L为以通式(L-2)及(L-4)~(L-25)表示的2价连结基时,RW更优选为取代或无取代的烷基。

通式(W)中,当与RW相邻的L为以通式(L-3)表示的2价连结基时,RW优选为取代或无取代的烷基、取代或无取代的甲硅烷基。

当RW为取代或无取代的烷基时,优选碳原子数为4~17,从化学稳定性、载流子运输性的观点来看更优选为6~14,进一步优选为6~12。从能够提高分子的直线性且能够提高载流子迁移率的观点来看,优选RW为上述范围的长链烷基尤其是长链的直链烷基。

当RW表示烷基时,可为直链烷基,也可为支化烷基,也可为环状烷基,但从能够提高分子的直线性且能够提高载流子迁移率的观点来看优选为直链烷基。

其中,作为通式(W)中的RW和L的组合,从提高载流子迁移率的观点来看,优选通式(C)~(T)的L为以通式(L-1)表示的2价连结基,且RW为直链的碳原子数4~17的烷基;或者L为以通式(L-3)、(L-13)或(L-18)的任一个表示的2价连结基和以通式(L-1)表示的2价连结基键合而成的2价连结基,且RW为直链的烷基。

当L为以通式(L-1)表示的2价连结基,且RW为直链的碳原子数4~17的烷基时,从提高载流子迁移率的观点来看更优选RW为直链的碳原子数6~14的烷基,尤其优选为直链的碳原子数6~12的烷基。

当L为以通式(L-3)、(L-13)或(L-18)的任一个表示的2价连结基和以通式(L-1)表示的2价连结基键合而成的2价连结基,且RW为直链的烷基时,更优选RW为直链的碳原子数4~17的烷基,从化学稳定性、载流子运输性的观点来看,更优选为直链的碳原子数6~14的烷基,且从提高载流子迁移率的观点来看尤其优选为直链的碳原子数6~12的烷基。

另一方面,从提高有机溶剂中的溶解度的观点来看,优选RW为支化烷基。

作为RW为具有取代基的烷基时的取代基,能够举出卤原子等,优选为氟原子。另外,当RW为具有氟原子的烷基时,烷基的氢原子可全部被氟原子取代而形成全氟烷基。其中,优选RW为无取代的烷基。

当RW为乙烯氧基或低聚乙烯氧基时,RW所表示的“低聚氧亚乙基”是指本说明书中以-(OCH2CH2)vOY表示的基(表示氧亚乙基单元的重复数v为2以上的整数,末端的Y表示氢原子或取代基)。另外,低聚氧亚乙基的末端的Y为氢原子时成为羟基。优选氧亚乙基单元的重复数v为2~4,进一步优选为2~3。优选低聚氧亚乙基的末端的羟基被封即Y表示取代基。此时,优选羟基通过碳原子数为1~3的烷基而被封,即Y为碳原子数1~3的烷基,更优选Y为甲基或乙基,尤其优选为甲基。

RW为硅氧烷基或低聚硅氧烷基时,优选硅氧烷单元的重复数为2~4,进一步优选为2~3。并且,Si原子优选与氢原子或烷基键合。当Si原子与烷基键合时,优选烷基的碳原子数为1~3,例如,优选与甲基或乙基键合。Si原子可以与相同的烷基键合,也可以与不同的烷基或氢原子键合。并且,构成低聚硅氧烷基的硅氧烷单元可以全部相同也可以不同,但优选全部相同。

与RW相邻的L为以通式(L-3)表示的2价连结基时,优选RW为取代或无取代的甲硅烷基。当RW为取代或无取代的甲硅烷基时,其中,优选RW为经取代甲硅烷基。作为甲硅烷基的取代基并没有特别的限制,优选为取代或无取代的烷基,更优选为支化烷基。当RW为三烷基甲硅烷基时,优选与Si原子键合的烷基的碳原子数为1~3,例如,优选与甲基或乙基或异丙基键合。Si原子可以与相同的烷基键合,也可以与不同的烷基键合。作为RW为在烷基上还具有取代基的三烷基甲硅烷基时的取代基,并没有特别的限制。

通式(W)中,优选L及RW中所含的碳原子数的总计为5~18。若L及RW中所含的碳原子数的总计为上述范围的下限值以上,则载流子迁移率变高,驱动电压变低。若L及RW中所含的碳原子数的总计为上述范围的上限值以下,则相对于有机溶剂的溶解性变高。

优选L及RW中所含的碳原子数的总计为5~14,更优选为6~14,尤其优选为6~12,更加尤其优选为8~12。

以通式(C)~(T)表示的各化合物中的取代基RC~RT中,从提高载流子迁移率,且提高有机溶剂中的溶解性的观点来看,优选以通式(W)表示的基为1~4个,更优选为1或2个,尤其优选为2个。

取代基RC~RT中,以通式(W)表示的基的位置并没有特别的限制。

在以通式(C)表示的化合物中,优选RC1、RC2、RC3、RC6的任一个为以通式(W)表示的基,更优选RC1和RC2两者、或RC3和RC6两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(D)表示的化合物中,优选RD6为以通式(W)表示的基,更优选RD5和RD6两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(E)表示的化合物中,优选RE6为以通式(W)表示的基,更优选RE5和RE6两者为以通式(W)表示的基。并且,当RE5及RE6为除以通式(W)表示的基以外的取代基时,优选2个RE7为以通式(W)表示的基。

在以通式(F)表示的化合物中,优选RF2、RF3、RF8及RF9中至少1个为以通式(W)表示的取代基。

在以通式(G)表示的化合物中,从提高载流子迁移率,且提高有机溶剂中的溶解性的观点来看,优选RG5或RG6为以通式(W)表示的基。

在以通式(H)表示的化合物中,优选RH4或RH6为以通式(W)表示的基,更优选RH4或RH6、及RH3或RH5为以通式(W)表示的基。

在以通式(J)表示的化合物中,优选RJ8为以通式(W)表示的基,更优选RJ8和RJ4两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(K)表示的化合物中,优选RK7为以通式(W)表示的基,更优选RK7和RK3两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(L)表示的化合物中,更优选RL2、RL3、RL6及RL7中至少1个为以通式(W)表示的基。

在以通式(M)表示的化合物中,优选RM2为以通式(W)表示的基,更优选RM2和RM6两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(N)表示的化合物中,优选RN3为以通式(W)表示的基,更优选RN3和RN9两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(P)表示的化合物中,优选RP2或RP3为以通式(W)表示的基,更优选RP2和RP8两者、或RP3和RP9两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(Q)表示的化合物中,优选RQ3为以通式(W)表示的基,更优选RQ3和RQ9两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(R)表示的化合物中,优选RR2为以通式(W)表示的基,更优选RR2和RR7两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(S)表示的化合物中,优选RS2为以通式(W)表示的基,更优选RS2和RS5两者为以通式(W)表示的基。

在以通式(T)表示的化合物中,优选RT2为以通式(W)表示的基,更优选RT2和RT5两者为以通式(W)表示的基。

取代基RC~RT中,优选除了以通式(W)表示的基以外的取代基为0~4个,更优选为0~2个。

接下来,示出以通式(C)~通式(T)表示的各化合物的具体例,能够在本发明中使用的化合物不应因这些具体例而被限定性地解释。

示出以通式(C)表示的化合物C的具体例。

[化学式54]

优选以通式(C)表示的化合物的分子量为3000以下,更优选为2000以下,进一步优选为1000以下,尤其优选为850以下。若分子量在上述范围内,则能够提高在溶剂中的溶解性。

另一方面,从薄膜的膜质稳定性的观点来看,优选分子量为300以上,更优选为350以上,进一步优选为400以上。

示出以通式(D)表示的化合物D的具体例。

[化学式55]

[化学式56]

以通式(D)表示的化合物的分子量的上限与以通式(C)表示的化合物相同,这能够提高在溶剂中的溶解性,因此优选。另一方面,从薄膜的膜质稳定性的观点来看,优选为分子量为400以上,更优选为450以上,进一步优选为500以上。

依次分别示出以通式(E)表示的化合物E、以通式(F)表示的化合物F、以通式(G)表示的化合物G及以通式(H)表示的化合物H的具体例。

[化学式57]

[化学式58]

[化学式59]

[化学式60]

[化学式61]

[化学式62]

上述化合物E、化合物F、化合物G及化合物H的分子量的上限分别与以通式(C)表示的化合物C相同,这能够提高在溶剂中的溶解性,因此优选。另一方面,从薄膜的膜质稳定性的观点来看,分子量的下限分别与以通式(D)表示的化合物相同。

示出以通式(J)及通式(K)表示的化合物J及化合物K的具体例。

[化学式63]

[化学式64]

上述化合物J及化合物K的分子量的上限分别与以通式(C)表示的化合物C相同,这能够提高在溶剂中的溶解性,因此优选。另一方面,从薄膜的膜质稳定性的观点来看,分子量的下限分别与以通式(D)表示的化合物相同。

依次分别示出以通式(L)表示的化合物L、以通式(M)表示的化合物M、以通式(N)表示的化合物N、以通式(P)表示的化合物P及以通式(Q)表示的化合物Q。

[化学式65]

[化学式66]

[化学式67]

[化学式68]

[化学式69]

上述化合物L、化合物M、化合物N、化合物P及化合物Q的分子量的上限分别与以通式(C)表示的化合物C相同,这能够提高在溶剂中的溶解性,因此优选。另一方面,从薄膜的膜质稳定性的观点来看,分子量的下限分别与以通式(D)表示的化合物相同。

依次分别示出以通式(R)表示的化合物R、以通式(S)表示的化合物S及以通式(T)表示的化合物T的具体例。

[化学式70]

[化学式71]

[化学式72]

上述化合物R、化合物S及化合物T的分子量的上限分别与以通式(C)表示的化合物C相同,这能够提高在溶剂中的溶解性,因此优选。另一方面,从薄膜的膜质稳定性的观点来看,分子量的下限分别与以通式(D)表示的化合物相同。

作为有机聚合物及其衍生物,例如能够举出聚吡咯及其衍生物、聚二酮吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚异硫茚等异硫茚类、聚噻吩乙烯等噻吩乙烯类、聚(对苯撑乙炔)类、聚苯胺及其衍生物、聚乙炔、聚二乙炔、聚薁、聚乙烯、聚咔唑、聚硒吩、聚呋喃、聚(对亚苯基)、聚吲哚、聚哒嗪、聚碲吩、聚萘、聚乙烯基咔唑、聚苯硫醚、聚亚乙烯硫化物等聚合物及稠合多环芳香族化合物的聚合体等。

作为聚噻吩及其衍生物没有特别的限定,例如可举出在聚噻吩中已导入己基的聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚乙烯二氧噻吩、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等。

并且,还能够举出具有与这些聚合物相同的重复单元的低聚物(例如低聚噻吩)。

并且,作为有机聚合物,可举出以下述通式(C)~(T)表示的化合物具有重复结构的高分子化合物。

作为这种高分子化合物,可举出以通式(C)~(T)表示的化合物经由至少1个以上的亚芳基、杂亚芳基(噻吩、双噻吩等)显示出重复结构的π共轭聚合物、或以通式(C)~(T)表示的化合物经由侧链与高分子主链键合而成的梳型聚合物。作为高分子主链,优选聚丙烯酸酯、聚乙烯基、聚硅氧烷等,作为侧链,优选亚烷基、聚环氧乙烷基等。当为梳型聚合物时,高分子主链可以是取代基RC~RT的至少1个具有来自聚合性基的基,该基团聚合而成的高分子主链。

这些有机聚合物的重量平均分子量优选为3万以上,更优选为5万以上,进一步优选为10万以上。通过将重量平均分子量设为上述下限值以上,能够提高分子间相互作用,且可获得较高的迁移率。

优选除了上述有机聚合物外,进一步使用其他的树脂(D)。作为树脂(D),能够举出以聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、聚硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯为代表的聚甲基丙烯酸酯、以聚丙烯酸甲酯为代表的聚丙烯酸酯、以三醋酸纤维素为代表的纤维素、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯苯酚、聚乙烯醇、聚乙烯基缩丁醛等绝缘性聚合物、及将这些构成成分的2种以上进行共聚合而得到的共聚合体。

当使用树脂(D)时,优选有机聚合物相对于有机聚合物和树脂(D)的总量的质量比例为10质量%以上且小于100质量%,更优选为20质量%以上且小于100质量%。

有机半导体层中,优选有机聚合物及树脂(D)的总计含有率为1~80质量%,更优选为5~60质量%,进一步优选为10~50质量%。

若有机半导体层在栅绝缘层上通过湿式法(湿式涂布法)来形成,则不仅可简便且以低成本来获得高性能的OTFT,还适用于大面积。因此,有机半导体层的形成方法优选湿式法。

作为湿式法并没有特别的限定,例如能够通过旋涂法、喷墨法、喷嘴印刷法、印模印刷、丝网印刷、凹版印刷、静电喷涂沉积法等来涂布半导体材料后,通过使其干燥来形成。

当在栅绝缘层上通过湿式涂布法来形成有机半导体层时,OTFT易成为高性能,因此优选已对于有机半导体层实施结晶化处理,尤其优选实施基于加热或激光照射的结晶化处理。

作为结晶化处理的方法并没有特别的限定,可举出基于热板、烘箱等的加热或激光照射等。关于加热温度,从易进行结晶的观点来看优选高温,并且另一方面,从不易对基板等产生热量影响的观点来看优选低温。具体地,优选为50℃以上,尤其优选为100℃以上,并且,另一方面,优选为300℃以下,尤其优选为250℃以下。

<无机半导体层>

作为形成半导体层的无机半导体材料并没有特别的限定,优选涂布型半导体,作为其优选例,可举出氧化物半导体。

作为氧化物半导体,只要由金属氧化物构成则没有特别的限定。由氧化物半导体构成的半导体层优选利用氧化物半导体前体形成,所谓半导体前体即通过热氧化等转换处理来转换成由金属氧化物构成的半导体材料的材料。

对于氧化物半导体并没有特别的限定,例如可举出铟镓锌氧化物、氧化铟镓、氧化铟锡锌、氧化镓锌、氧化铟锡、氧化铟锡、氧化锡、氧化锌、氧化锡,例如InGaZnOx、InGaOx、InSnZnOx、GaZnOx、InSnOx、InZnOx、SnZnOx(均为x>0)、ZnO、SnO2

作为上述氧化物半导体前体,例如可举出金属的硝酸塩、金属的卤化物、醇盐。上述氧化物半导体前体所含有的金属例如可举出选自由Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu构成的组中的至少1种。

作为氧化物半导体前体的具体例,例如可举出硝酸铟、硝酸锌,硝酸镓、硝酸锡、硝酸铝、氯化铟、氯化锌、氯化锡(2价)、氯化锡(4价)、氯化镓、氯化铝、三异丙氧基铟、二乙氧基锌、双(2,2,6,6,-四甲基-3,5-庚二酮酸)锌(Bis(dipivaloylmethanato)zinc)、四乙氧基锡、四异丙氧基锡、三异丙氧基镓、三异丙氧基铝。

无机半导体层能够通过公知的方法来设置。

半导体层的膜厚可任意,但优选为1nm以上,更优选为10nm以上。并且,优选为10μm以下,进一步优选为1μm以下,尤其优选为500nm以下。

[源电极、漏电极]

本发明的TFT中,源电极是电流通过配线从外部流入的电极。并且,漏电极是通过配线向外部送出电流的电极,通常与上述半导体层相接触而设置。

作为源电极及漏电极的材料,能够使用在现有的有机薄膜晶体中所使用的导电性材料,例如可举出在上述栅电极中已说明的导电性材料等。

源电极及漏电极能够分别通过与上述栅电极的形成方法相同的方法来形成。

作为上述光刻法,能够采用剥离法或蚀刻法。

特别地,栅绝缘层相对于蚀刻液和剥离液的耐性优异,因此源电极及漏电极还能够优选地通过蚀刻法来形成。蚀刻法是成膜导电性材料后将不需要的部分通过蚀刻来去除的方法。若通过蚀刻法进行图案形成,则能够防止在去除抗蚀剂时存留于基底的导电性材料的剥离、及抗蚀剂残渣和被去除的导电性材料再次附着到基底,且电极边缘部的形状优异。从这点来看,比剥离法更优选。

剥离法是在基底的一部分涂布抗蚀剂,在之上成膜导电性材料后,将抗蚀剂等通过溶剂来溶出或剥离等,以此将抗蚀剂上的导电性材料逐一去除,并仅在未涂布抗蚀剂的部分形成导电性材料的膜的方法。

源电极及漏电极的厚度任意,优选分别为1nm以上,尤其优选为10nm以上。并且,优选为500nm以下,尤其优选为300nm以下。

源电极和漏电极之间的间隔(沟道长度)任意,优选为100μm以下,尤其优选为50μm以下。并且,沟道宽度优选为5000μm以下,尤其优选为1000μm以下。

[外涂层]

本发明的TFT可具有外涂层。外涂层通常是在TFT的表面上作为保护层而形成的层。可为单层结构也可为多层结构。

外涂层可为有机系的外涂层也可为无机系的外涂层。

作为形成有机系外涂层的材料并没有特别的限定,例如可举出聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚烯烃、聚酰亚胺、聚苊、聚乙炔、环氧树脂等有机聚合物、及在这些有机聚合物中导入有交联性基或防水基等的衍生物等。这些有机聚合物或其衍生物也能够与交联成分、氟化合物、硅化合物等并用。

作为形成无机系的外涂层的材料并没有特别的限定,可举出氧化硅、铝等金属氧化物、氮化硅等金属氮化物等。

这些材料可以使用1种,也可以将2种以上以任意的组合及比率并用。

外涂层的形成方法并无限制,能够通过公知的各种方法来形成。

例如,有机系的外涂层例如能够通过在作为其基底的层上涂布包含形成外涂层的材料的溶液后使其干燥;将包含形成外涂层的材料的溶液涂布、干燥后曝光、显影来进行图案形成等的方法来形成。另外,外涂层的图案形成也能够通过印刷法或喷墨法等来直接形成。并且,可在外涂层的图案形成后,通过曝光和加热来使外涂层交联。

另一方面,无机系的外涂层能够通过如溅射法、蒸镀法等干式法或如溶胶凝胶法那样的湿式法来形成。

[其他层]

本发明的TFT可以设置除上述以外的层或部件。

作为其他的层或部材,例如可举出堤等。堤在通过喷墨法等来形成半导体层或外涂层等时,以将吐出液拦截在规定位置上为目的等来使用。因此,堤通常具有疏液性。作为堤的形成方法,可举出通过光刻法等进行图案形成后实施氟等离子体法等疏液处理的方法、使包含氟化合物等疏液成分的感光性组成物等固化的方法等。

当为本发明的有机薄膜晶体的情况下,栅绝缘层为有机层,因此使包含作为后者的疏液成分的感光性组成物固化的方法中,栅绝缘层不会受到疏液处理的影响,因此优选。另外,也可以利用不使用堤而使基底具有疏液性的反差来发挥与堤相同的作用的技术。

[制造方法]

本发明的TFT能够通过将栅电极、栅绝缘层、半导体层、源电极及漏电极等以上述方法在基板上成膜或设置,由此来制造。

特别地,若作为形成栅绝缘层和半导体层的材料而使用有机材料,则能够制造出有效使用溶液涂布法的优点同时发挥上述优选的特性的TFT。

[显示面板]

作为本发明的有机薄膜晶体的用途的一例可举出显示面板。作为显示面板,例如可举出液晶面板、有机EL面板、电子纸面板等。

实施例

以下根据实施例来对本发明进行进一步详细地说明,但本发明并受到这些实施例的限制。

将在各例子中使用的高分子化合物AP1~AP18示于以下。各高分子化合物通过上述方法来进行合成。

关于各高分子化合物,使用凝胶渗透色谱法(GPC,Tosoh Corporation制;HLC-8120;Tskgel Multipore HXL-M),且作为溶剂使用THF来测定重量平均分子量(Mw,标准聚苯乙烯换算)。

并且,使用NMR测定装置(Bruker BioSpin K.K.制;AVANCEIII400型),通过1H-NMR或13C-NMR计算出各高分子化合物的组成比(摩尔比)。另外,组成比的记载与以化学式表示的重复单元的记载对应。

将所得到的结果示于以下。

[化学式73]

[化学式74]

[化学式75]

将交联剂CA1示于以下。

[化学式76]

在各例子中,作为有机半导体而使用上述化合物A6及下述化合物C16。

[化学式77]

化合物A6根据公知的方法来进行合成。

化合物C16为以通式(C)表示的化合物,其根据下述化合物C1的下述合成方法来进行合成。

[化学式78]

(化合物C1a的合成)

在1,5-二氨基萘(10g)的吡啶溶液(125mL)中缓慢添加对甲苯磺酰氯(34g),并在室温下搅拌2小时。将反应液注入到冰水中,在减压下过滤掉沉淀物。将所得到的粗结晶用甲醇进行清洗,从而得到化合物C1a(29g)。

(化合物C1b的合成)

将化合物C1a(10g)的冰醋酸溶液以95℃进行加热搅拌,并在其中缓慢滴加以冰醋酸10mL稀释的溴(2mL)。反应10分钟,冷却后通过过滤来得到灰色固体的粗结晶。通过将粗结晶在硝基苯中进行再结晶来得到化合物C1b(6.8g)。

(化合物C1c的合成)

将化合物C1b(5g)的浓硫酸溶液在室温下搅拌24小时。将反应液注入到冰水中,将析出的固体进行过滤回收。将该固体再次分散于冰水中,并用氨水进行中和,从而得到化合物C1c(0.5g)。

(化合物C1d的合成)

室温下,在化合物C1c(2g)的吡啶溶液中滴加戊酰氯(2.6mL)并搅拌2小时。在冰水中注入反应液,并在减压下过滤掉固体。分散于甲醇中来搅拌1小时后,通过过滤固体来得到化合物C1d(1.39g)。

(化合物C1e的合成)

在THF(360mL)及甲苯(72mL)的混合溶液中添加化合物C1d(1.2g)和劳森试剂(1.48g)后,一边加热回流一边搅拌3小时。通过蒸发来仅去除THF来制成甲苯溶液后,在60℃下搅拌1小时。之后,通过过滤不溶物来得到化合物C1e(0.5g)。

(化合物C1的合成)

使化合物C1e(0.4g)与碳酸铯(1.33g)在二甲基乙酰胺中在120℃下反应2小时。在反应液中注入水并过滤出沉淀物。将过滤出的固体在THF中重复再结晶来合成出目标化合物C1(0.12g)。所得到的化合物C1的鉴定通过1H-NMR及Mass光谱来进行。

[实施例1]

[底部栅极形态的OTFT的制造]

制造出图1(B)所示的底部栅极-顶部接触形态的OTFT。

将在厚度0.7mm的玻璃基板上形成有膜厚100nm的氧化铟锡(ITO)膜的带ITO电极的玻璃基板以丙醇、异丙醇来进行清洗,并使其干燥。将其作为基板6来使用。

在形成栅绝缘层2时制备出绝缘层形成用组成物。即,将在下述表1中所示的高分子化合物5g、及含有量如下述表1中所示的交联剂CA1分别溶解于1-正丁醇/乙醇=1/1(体积比)的混合溶剂中。将该溶解液以φ0.2μm的聚四氟乙烯(PTFE)膜滤器进行过滤,以此来制备出绝缘层形成用组成物。

在上述玻璃基板6的ITO电极(栅电极5)上通过旋涂法来涂布绝缘层形成用组成物,并通过送风干燥机来以180℃加热30分钟,以此来设置层厚300nm的栅绝缘层2。

作为形成有机半导体层的涂布液,将以表1所示的有机半导体溶解于甲苯1mL中,并制备出化合物浓度为1质量%的涂布液。将该涂布液分别在栅绝缘层2上以干燥后的层厚成为150nm的方式以25℃通过旋涂法(转速500rpm)来进行涂布。之后,在热板上以150℃加热30分钟,以此来成膜有机半导体层1。

接着如图1(B)所示,作为源电极3及漏电极4,将以梳状配置的由铬/金构成的电极(栅宽W=100mm,栅长L=100μm)利用金属蒸镀掩模通过真空蒸镀法来形成。

如此分别制造出图1(B)所示的OTFT(试样No.1-1~1-16及用于比较的c1-1~c1-4)。

[栅绝缘层的评价]

对于与上述各试样相同的方法形成的栅绝缘层或通过下述方法形成的绝缘层,评价其特性。将其结果示于表1。

(相对介电常数的测定)

在通过与上述各试样相同的方法形成的各栅绝缘层上将厚度100nm的金电极利用真空蒸镀来形成。将此作为样品,利用介电测定系统126096W型(Solartron公司制)来测定相对介电常数。

(体积电阻率的测定)

在通过与上述各试样相同的方法形成的各栅绝缘层上将厚度100nm的金电极利用真空蒸镀来形成。将此作为样品,利用6517B型电位计/绝缘电阻计(Keithley公司制)来测定体积电阻率(Ω·cm)。

(表面平滑性的评价)

将使用于上述各试样的绝缘层形成用组成物在硅晶片上旋涂后,利用热板以90℃预烘2分钟,形成厚度300nm的膜。接着,在空气中以130℃加热1小时,从而得到由形成有绝缘层的硅晶片构成的样品。

对于所得到的样品的绝缘层的表面以原子力显微镜(AMF)进行观察,以此来测定表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)。将测定出的Ra通过下述评价基准进行评价。将上述样品的评价结果作为OTFT的栅绝缘层的评价。在本试验中,求出评价为A或B的情况,优选为A。

A:0.5nm以下

B:超过0.5nm,且1.0nm以下

C:超过1.0nm,且1.5nm以下

D:超过1.5nm

(耐溶剂性的评价)

通过与上述各试样相同的方法,将形成有各栅绝缘层的玻璃基板在甲苯中浸泡12小时,并测定栅绝缘层的浸泡前后的层厚。根据下述式来计算浸泡前后的层厚变化率,并通过下述评价基准进行评价。在本试验中,求出评价为A、A-、或B的情况,优选为A或者A-,更优选为A。

浸泡前后的膜厚变化率(%)=浸泡后的膜厚(μm)/浸泡前的膜厚(μm)×100

A:95%以上且100%以下

A-:超过90%,且95%以下

B:超过80%,且90%以下

C:超过60%,且80%以下

D:60%以下

[TFT的评价]

关于所制造的各OTFT的特性,进行下述评价。将其结果示于表1。

(载流子迁移率μ的测定)

在各OTFT的源电极3及漏电极4之间施加-40V的电压,使栅极电压Vg在40V~-40V的范围内变化,并利用表示漏极电流Id的下述式来计算载流子迁移率μ(cm2/Vs),并且根据下述评价基准来进行评价。在本试验中,求出评价为A、A-、或B的情况,优选为A或者A-,更优选为A。

Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)2

式中,L表示栅长,w表示栅宽,Ci表示栅绝缘层2的每单位面积的容量,Vg表示栅极电压,Vth表示阈值电压。

A:超过0.7cm2/Vs,且0.8cm2/Vs以下

A-:超过0.5cm2/Vs,且0.7cm2/Vs以下

B:超过0.3cm2/Vs,且0.5cm2/Vs以下

B-:超过0.1cm2/Vs,且0.3cm2/Vs以下

C:超过0.05cm2/Vs,且0.10cm2/Vs以下

D:0.01cm2/Vs以上,且0.05cm2/Vs以下

(on/off比的测定)

使施加于各OTFT的源电极3及漏电极4之间的电压固定为-40V,并将栅极电压Vg从40V变化至-40V时的(|Id|的最大值)/(|Id|的最小值)作为on/off比。在本试验中,求出评价为A、A-或B的情况,优选为A或者A-,更优选为A。

A:1×107以上

A-:5×106以上且小于1×107

B:1×106以上且小于5×106

B-:5×105以上且小于1×106

C:1×105以上且小于5×105

D:小于1×105

[表1]

表1

如表1所示,若利用含有着具有以通式(IA)表示的重复单元(IA)和以下述通式(IB)表示的重复单元(IB)的高分子化合物AP1~AP14的绝缘层形成用组成物来使这些高分子化合物交联,则能够形成表面平滑性优异的栅绝缘层2。进一步地,栅绝缘层2保持着较小的相对介电常数,并且体积电阻率变大而显示出较高的绝缘性。并且,还显示出优异的耐溶剂性。

如此以本发明的绝缘层形成用组成物形成的栅绝缘层2含有上述高分子化合物的固化物,且兼具较高的表面平滑性及绝缘性。因此,在将该栅绝缘层2与半导体层相邻而设的本发明的OTFT中,与具备由不具有以通式(IA)及通式(IB)表示的重复结构的高分子化合物的固化物形成的栅绝缘层的用于比较的OTFT相比,载流子迁移率μ及on/off比均较高,且均具有优异的性能。

可知具有上述重复单元(IA)及重复单元(IB)的高分子化合物中,这些重复单元(IA)彼此能够交联而形成固化物,且即使不通过交联剂进行交联,也具有提高OTFT的上述性能的效果。

并且可知,关于基于本发明的OTFT的上述性能提高效果,若高分子化合物具有以上述通式(IA-1)表示的重复单元(IA-1)或以上述通式(IA-2)表示的重复单元(IA-2),则进一步增加。

若着眼于重复单元(IA),则存在OTFT的性能以高分子化合物AP12>AP9及AP10>AP8>AP7>AP6的顺序提高的倾向。

[实施例2]

[改变了有机半导体的底部栅极形态的OTFT的制造及评价]

在实施例2中,利用除上述有机半导体以外的有机半导体来制造底部栅极形态的OTFT,并评价其特性等。

即,在实施例1中,作为有机半导体,除了利用上述A26、A27、C1、C4、C7、D1、E2、F2、F5、F10、G12、G14、H10、H11、J2、J3、K2、K3、L2、L5、L6、L8、L9、L15、M3、M8、N4、P3、Q3、R1、S1或T1以外,其他与实施例1相同地来分别制造出图1(B)所示的OTFT。

关于所制造的各OTFT,与实施例1同样地来评价载流子迁移率μ、on/off比。其结果,TFT均具有与实施例1同样优异的特性。

将本发明结合其实施方式进行了说明,只要我们没有特别指定,则可以理解为在说明的任何细节上均不限定我们的发明,且可不违反所属的权利要求书中所示的发明的主旨和范围而被大范围地解释。

本申请要求基于2014年3月26日在日本进行专利申请的日本专利申请2014-64561的优先权,其内容在此进行参考并将其内容作为本说明书的记载的一部分来编入。

符号说明

1-半导体层(有机半导体层)

2-栅绝缘层

3-源电极

4-漏电极

5-栅电极

6-基板

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