[发明专利]光交联性有机薄膜晶体管绝缘层材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成绝缘层的材料，特别涉及用于形成有机薄膜晶体管的绝缘层的材料。

背景技术

与由无机半导体构成的晶体管相比，有机薄膜晶体管更加具有挠性、可以利用低温工艺制造，因此，可以使用塑料基板和膜作为基板，制成轻量且不易破坏的元件。此外，有时可以通过使用包含有机材料的溶液的涂布或印刷法的成膜来制作元件，可以在大面积的基板上以低成本制造多个元件。

进而，由于可以用于晶体管的研究的材料的种类丰富，因此，如果将分子结构不同的材料用于研究，则可以制造具有广范围的特性的变化的元件。

在作为有机薄膜晶体管之一种的有机薄膜场效应晶体管中，施加到栅电极的电压通过栅绝缘层作用于半导体层，控制漏电流的接通、断开。因此，在栅电极和半导体层之间形成栅绝缘层。

此外，用于有机薄膜场效应晶体管的有机半导体化合物容易受到湿度、氧等环境的影响，容易发生起因于湿度、氧等的晶体管特性的随时间的劣化。

因此，在有机半导体化合物成为露出状态的底栅型有机薄膜晶体管元件结构中，必须形成覆盖元件结构整体的外涂层来保护有机半导体化合物以使其不与大气接触。另一方面，在顶栅型有机薄膜晶体管元件结构中，有机半导体化合物被栅绝缘层覆盖而得到保护。

这样，在有机薄膜晶体管中，为了形成覆盖有机半导体层的外涂层和栅绝缘层等，使用绝缘层材料。本申请说明书中，将上述外涂层和栅绝缘层之类的有机薄膜晶体管的绝缘层或绝缘膜称为有机薄膜晶体管绝缘层。此外，将用于形成有机薄膜晶体管绝缘层的材料称为有机薄膜晶体管绝缘层材料。需要说明的是，在此所说的材料的概念包括高分子化合物、含有高分子化合物的组合物、树脂和树脂组合物之类的无定形材料。

对于有机薄膜晶体管绝缘层材料，要求如下特性：在形成薄膜时表现出高绝缘破坏强度、与有机半导体的亲和性高以形成与有机半导体密合的界面、以及在有机半导体上形成膜时与该半导体的界面的膜表面的平坦度高等。

迄今为止，对用于有机薄膜晶体管的绝缘层材料的各种材料进行了研究，但是近年来，利用对绝缘层形成不需要高温条件或复杂的设备的有机材料的技术受到关注。

例如，在非专利文献1中，作为有机场效应晶体管中的栅绝缘层，报道了含有聚(4-乙烯基苯基-共-甲基丙烯酸甲酯)(PVP-PMMA)的层。但是，在将上述树脂用于绝缘层的有机场效应晶体管中，存在阈值电压(Vth)的绝对值不足够小这样的问题。

因此，期望一种如下有机薄膜晶体管绝缘层材料：在用于有机场效应晶体管的情况下，提供阈值电压(Vth)的绝对值小的有机晶体管，在低温下进行交联，由此可容易形成包含绝缘层的有机层的层叠结构。

现有技術文献

非专利文献

非专利文献1：Appl.Phys.Lett.92，183306(2008)

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是解决上述现有的问题的发明，其目的在于提供一种有机薄膜晶体管绝缘层材料，该有机薄膜晶体管绝缘层材料可以不进行高温下的处理即形成交联结构，在用于形成栅绝缘层时有机薄膜晶体管的阈值电压(Vth)的绝对值变小。

用于解决课题的手段

鉴于以上的课题，进行了各种研究，结果发现，通过使用特定的有机薄膜晶体管绝缘层材料，可以解决上述课题，从而完成了本发明。

即，本发明提供一种有机薄膜晶体管绝缘层材料，其包含高分子化合物，所述高分子化合物具有：

式(1)所示的重复单元，

[化1]

(式中，R₁表示氢原子或甲基。R表示氢原子或碳数1～20的一价有机基。Rf表示氟原子或具有氟原子的碳数1～20的一价有机基。R_aa表示碳数1～20的二价有机基。该二价有机基中的氢原子可以被氟原子取代。a表示0～20的整数。b表示1～5的整数。当存在多个R_aa时，它们可以相同也可以不同。当存在多个R时，它们可以相同也可以不同。当存在多个Rf时，它们可以相同也可以不同)；和

式(2)所示的重复单元，

[化2]