有機薄膜晶體管及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有機薄膜晶體管及有機薄膜晶體管的制造方法。本發(fā)明的有機薄膜晶體管在基板上具有柵極電極、有機半導體層、柵極絕緣層、源極電極及漏極電極,有機半導體層包含有機半導體及樹脂(C),所述樹脂(C)具有選自由含氟原子的基團、含硅原子的基團、碳原子數(shù)1以上且在形成烷氧基羰基的情況下為碳原子數(shù)2以上的烷基、環(huán)烷基、芳烷基、芳氧基羰基、經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基及經(jīng)至少一個環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基構(gòu)成的組中的一個以上的基團;所述有機薄膜晶體管的制造方法中,涂布含有有機半導體及樹脂(C)的涂布液而使樹脂(C)偏向存在。
【專利說明】
有機薄膜晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種有機薄膜晶體管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在液晶顯示器、有機化顯示器及電泳型顯示器等顯示裝置中,大多具備薄膜晶體 管(稱為TFT)作為顯示開關(guān)設(shè)備。TFT具有柵極電極、柵極絕緣層、源極電極及漏極電極,且 具有源極電極-漏極電極之間經(jīng)半導體層連結(jié)的結(jié)構(gòu)。
[0003] 作為形成TFT的半導體層的材料,娃等無機材料成為主流。
[0004] 然而近年來,有機材料受到關(guān)注并對其進行了研究,所述有機材料可通過印刷法 等涂布法W比無機材料更低的溫度例如常溫附近,高速、有效地且W低成本進行成膜。
[0005] 作為有機材料,已知有機聚合物等有機半導體。
[0006] 并且,也公開了將運種有機半導體與有機半導體W外的聚合物并用(專利文獻1)。
[0007] 而且,關(guān)于有機薄膜晶體管(也稱為0TFT),在專利文獻2中記載有如下方法:使含 有TIPS并五苯與聚(α-甲基苯乙締)或聚苯乙締的有機材料發(fā)生相分離,形成Ξ層結(jié)構(gòu)的半 導體層
[000引 W往技術(shù)文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:日本特表2004-525501號公報 [0011 ] 專利文獻2:日本特開2009-177136號公報 [0012]發(fā)明的概要
[0013] 發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0014] 然而,與有機半導體并用的有機粘合劑等為絕緣性,如專利文獻1僅并用運些,另 外如專利文獻2使有機材料發(fā)生相分離而形成半導體層,有機薄膜晶體管的特性也還不充 分,在載流子遷移率、耐久性及闊值電壓的方面有改善的余地。
[0015] 本發(fā)明的課題在于提供一種載流子遷移率高、耐久性也優(yōu)異的有機薄膜晶體管。 而且,本發(fā)明的課題在于提供一種也顯示出較低的闊值電壓的有機薄膜晶體管。
[0016] 并且,本發(fā)明的課題在于提供一種制造所述具有優(yōu)異特性的有機薄膜晶體管的方 法。
[0017] 用于解決技術(shù)課題的手段
[0018] 本
【發(fā)明人】等人對形成有機半導體層的有機材料進行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過將有 機半導體與特定的樹脂并用,在有機半導體層中可確保電荷遷移通道而維持較高的載流子 遷移率,而且也可降低闊值電壓。
[0019] 本發(fā)明是根據(jù)運些發(fā)現(xiàn)而完成的。
[0020] 上述課題是通過W下方案而解決的。
[0021] (1)-種有機薄膜晶體管,其在基板上具有柵極電極、有機半導體層、設(shè)于柵極電 極與有機半導體層之間的柵極絕緣層、W及與有機半導體層接觸而設(shè)置且經(jīng)由有機半導體 層而連結(jié)的源極電極及漏極電極,
[0022] 有機半導體層包含有機半導體及樹脂(C),所述樹脂(C)具有選自由含氣原子的基 團、含娃原子的基團、碳原子數(shù)上且在形成烷氧基幾基的情況下為碳原子數(shù)2W上的燒 基、環(huán)烷基、芳烷基、芳氧基幾基、經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基及經(jīng)至少一個環(huán)烷基取 代的芳香環(huán)基構(gòu)成的組中的一個W上的基團。
[0023] (2)根據(jù)(1)所述的有機薄膜晶體管,其中,樹脂(C)具有下述通式(C-Ia)~通式 (C-Id)的任一個所表示的重復(fù)單元。
[0024] [化學式。
[0025]
[00%] 通式中,Rio及Rii表不氨原子、氣原子或烷基。
[0027] 化表示具有選自由含氣原子的基團、含娃原子的基團、碳原子數(shù)2W上的烷基、環(huán) 烷基、芳基及芳烷基構(gòu)成的組中的一個W上的有機基團。
[0028] W4表示具有選自由氣原子、含氣原子的基團、含娃原子的基團、烷基及環(huán)烷基構(gòu)成 的組中的一個W上的有機基團。
[0029] W5及W6表示具有選自由含氣原子的基團、含娃原子的基團、烷基、環(huán)烷基、芳基及芳 烷基構(gòu)成的組中的一個W上的有機基團。
[0030] An康示(r+1)價的芳香環(huán)基。
[0031] r表示1~10的整數(shù)。
[0032] (3)根據(jù)(1)或(2)所述的有機薄膜晶體管,其中,樹脂(C)具有含氣原子的基團及 含娃原子的基團的至少一種基團。
[0033] (4)根據(jù)(1)至(3)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其中,有機半導體偏向存在于 柵極絕緣層側(cè),樹脂(C)偏向存在于柵極絕緣層的相反側(cè)。
[0034] (5)根據(jù)(1)至(4)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其中,有機半導體在柵極絕緣 層側(cè)、并且樹脂(C)在柵極絕緣層的相反側(cè)彼此發(fā)生相分離。
[0035] (6)根據(jù)(1)至(5)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其中,樹脂(C)的表面能量為 30mNm-iW 下。
[0036] (7)根據(jù)(1)至(6)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其為底部柵極方式。
[0037] (8)根據(jù)(7)所述的有機薄膜晶體管,其為底部接觸方式。
[0038] (9)根據(jù)(1)至(8)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其中,有機半導體為低分子化 合物。
[0039] (10)根據(jù)(1)至(9)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其中,有機半導體為縮合多 環(huán)芳香族化合物。
[0040] (11)根據(jù)(1)至(10)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其中,有機半導體為下述通 式(c)~通式(τ)的任一個所表示的化合物,
[0041] [化學式2]
[0042]
[0043] 通式(C)中,AU、aE2表示氧原子、硫原子或砸原子。rU~護6表示氨原子或取代基, rU~護6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0044] 通式(D)中,X??萖。嗦示nrD9、氧原子或硫原子。aD嗦示crW或氮原子,aD嗦示crDS 或氮原子,RDS表示氨原子、烷基、締基、烘基或酷基。RDI~RDS表示氨原子或取代基,rDI~rE8 中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0045] 通式化)中,χΕ?及χΕ嗦示氧原子、硫原子或nrE7dAE1及aE嗦示crES或氮原子。rEI~ REs表示氨原子或取代基,REi~REs中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0046] 通式(F)中,X"及滬嗦示氧原子、硫原子或砸原子。R"~R"\Rpa及Rpb表示氨原子 或取代基,護1~R?、RPa及Rpb中的至少一個為通式(W)所表示的取代基。P及q表示0~2的整 數(shù)。
[0047] 通式(G)中,XG咳滬嗦示nrG9、氧原子或硫原子。aG嗦示CR"或氮原子,aG嗦示crGS 或氮原子。護9表示氨原子、烷基、締基、烘基、酷基、芳基或雜芳基,RU~護8表示氨原子或取 代基,RU~護8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[004引通式化)中,χΗ?~χΜ表示nrW、氧原子或硫原子,護7表示氨原子、烷基、締基、烘基、 酷基、芳基或雜芳基。RHi~RH嗦示氨原子或取代基,RHi~rHs中的至少一個為下述通式(W)所 表示的取代基。
[0049] 通式(J)中,)("及滬表示氧原子、硫原子、砸原子或麻9。滬及妒表示氧原子、硫原 子或砸原子。護~趴表示氨原子或取代基,護~趴中的至少一個為下述通式(W)所表示的 取代基。
[0050] 通式(K)中,χκ咬χκ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或nrK9dXK3及χκ嗦示氧原子、硫原 子或砸原子。RK1~RK嗦示氨原子或取代基,RK1~護9中的至少一個為下述通式(W)所表示的 取代基。
[0051] 通式化)中,XLI及xL2表示氧原子、硫原子或nrLIIdRLI~rLii表示氨原子或取代基,rLI ~RUI中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0化^ 通式(M)中,χΜ咳嚴表示氧原子、硫原子、砸原子或nrM9dRM1~rM9表示氨原子或取 代基,RMI~rMS中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0化引通式(N)中,χΝ咳χΝ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或nrNUdRNI~rNI嗦示氨原子或取 代基,護1~RWU中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0054] 通式(P)中,X"及χΡ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或NR"3。!?"~R"嗦示氨原子或取 代基,RP1~RPu中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[00對通式(Q)中,χ9咳χ9嗦示氧原子、硫原子、砸原子或~r9i嗦示氨原子或取 代基,護1~RW中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0056] 通式(R)中,χκι、χκ2及χκ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或nrK 9"rK1~rK嗦示氨原子或 取代基,RK1~護9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0057] 通式(S)中,XSi、xS2、xS3及xs4表示氧原子、硫原子、砸原子或nrS 7dRS1~rS?表示氨原 子或取代基,RS1~RW中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[005引通式(T)中,χΤ1、χΤ2、χΤ3及χΜ表示氧原子、硫原子、砸原子或nrT 7dRT1~護7表示氨原 子或取代基,RT1~護7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0化9]通式(W):-L-RW
[0060] 通式(W)中,L表示下述通式化-1)~通式化-25)的任一個所表示的二價連接基團、 或2個W上的下述通式化-1)~通式化-25)的任一個所表示的二價連接基團鍵合而成的二 價連接基團。
[0061] RW表示取代或未取代的烷基、氯基、乙締基(Vinyl)、乙烘基、氧乙締基 (Oxyethylene)、氧乙締單元的重復(fù)數(shù)V為2W上的低聚氧乙締基、娃氧烷基、娃原子數(shù)為2W 上的低聚娃氧烷基、或者取代或未取代的Ξ烷基甲娃烷基。
[0062] [化學式3]
[0063]
[0064] 通式化-1)~通式化-25)中,波線部分表示與形成上述通式(C)~通式(Τ)所表示 的各骨架的任一個環(huán)鍵合的位置。*表示與RW鍵合的位置或與通式化-1)~通式化-25)的波 線部分鍵合的位置。
[0065] 通式化-13)中的m表示4,通式化-14)及通式化-15)中的m表示3,通式化-16)~通 式化-20)中的m表示2,化-22)中的m表示6。
[0066] 通式化-1)、通式化-2)、通式α-6)及通式化-13)~通式化-24)中的RLZ分別獨立地 表示氨原子或取代基。
[0067] 護表示氨原子或取代基,RS1分別獨立地表示氨原子、烷基、締基或烘基。
[0068] (12)根據(jù)(11)所述的有機薄膜晶體管,其中,有機半導體為通式(C)、通式(F)、通 式(J)或通式化)的任一個所表示的化合物。
[0069] (13)根據(jù)(1)至(12)中任一個所述的有機薄膜晶體管,其中,柵極絕緣層由有機高 分子形成。
[0070] (14)-種有機薄膜晶體管的制造方法,所述有機薄膜晶體管在基板上具有柵極電 極、有機半導體層、設(shè)于柵極電極與有機半導體層之間的柵極絕緣層、W及與有機半導體層 接觸而設(shè)置且經(jīng)由有機半導體層而連結(jié)的源極電極及漏極電極,所述有機薄膜晶體管的制 造方法中,將含有有機半導體及樹脂(c)的涂布液涂布于基板或柵極絕緣層上,所述樹脂 (C)具有選自由含氣原子的基團、含娃原子的基團、碳原子數(shù)上且在形成烷氧基幾基的 情況下為碳原子數(shù)2W上的烷基、環(huán)烷基、芳烷基、芳氧基幾基、經(jīng)至少一個烷基取代的芳香 環(huán)基、及經(jīng)至少一個環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基構(gòu)成的組中的一個W上的基團。
[0071] (15)根據(jù)(14)所述的有機薄膜晶體管的制造方法,其中,通過涂布液的涂布使樹 月旨(C)偏向存在于基板或柵極絕緣層的相反側(cè)。
[0072] 本說明書中,在存在多個由特定符號表示的取代基或連接基團等下稱為取代 基等)時,或者同時規(guī)定多個取代基等時,意味著各取代基等可彼此相同也可不同。運一情 況對于取代基等的個數(shù)的規(guī)定而言也相同。并且,在式中具有由同一表述表示的多個重復(fù) 的部分結(jié)構(gòu)的情況下,各部分結(jié)構(gòu)或重復(fù)單元可相同也可不同。并且,即使在未特別說明的 情況下,在多個取代基等接近(特別是相鄰)時運些也可W相互連結(jié)或縮環(huán)而形成環(huán)。
[0073] 本說明書中,關(guān)于化合物(包含樹脂)的表述,被用作除了該化合物本身W外也包 含其鹽、其離子的含意。并且,是指在發(fā)揮目標效果的范圍內(nèi)包含使結(jié)構(gòu)的一部分變化所得 的化合物。
[0074] 本說明書中,關(guān)于未明確記載取代或未取代的取代基(關(guān)于連接基團而言也相 同),是指在發(fā)揮所期望的效果的范圍內(nèi)在該基團上可具有任意的取代基。
[0075] 本說明書中使用"~"所表示的數(shù)值范圍是指將"~"前后所記載的數(shù)值作為下限 值及上限值而包含的范圍。
[0076] 發(fā)明效果
[0077] 本發(fā)明的有機薄膜晶體管的載流子遷移率較高,耐久性也優(yōu)異。而且也顯示出較 低的闊值電壓。
[0078] 本發(fā)明的有機薄膜晶體管的制造方法可制造具有上述優(yōu)異特性的有機薄膜晶體 管。
[0079] 適當參考附圖根據(jù)下述記載,使本發(fā)明的上述及其他特征及優(yōu)點更為明確。
【附圖說明】
[0080] 圖1是示意地表示本發(fā)明的有機薄膜晶體管的方式的圖。
【具體實施方式】
[0081] [有機薄膜晶體管]
[0082] W下對本發(fā)明的有機薄膜晶體管下簡稱為"本發(fā)明的0TFT")的方式進行說明。
[0083] 本發(fā)明的0TFT在基板上具有柵極電極、有機半導體層、設(shè)于柵極電極與有機半導 體層之間的柵極絕緣層、W及與有機半導體層接觸而設(shè)置且經(jīng)由有機半導體層而連結(jié)的源 極電極及漏極電極。若對柵極電極施加電壓,則在源極電極-漏極電極間的有機半導體層與 相鄰的層的界面形成電流的流路(通道)。即,根據(jù)對柵極電極施加的輸入電壓,控制在源極 電極與漏極電極之間流動的電流。
[0084] 根據(jù)附圖對本發(fā)明的0TFT的優(yōu)選方式進行說明。各附圖中所示的0TFT為用于容易 理解本發(fā)明的示意圖,各部件的尺寸或相對的大小關(guān)系等有時為了便于說明而改變大小, 并非直接表示實際的關(guān)系。并且,本發(fā)明中規(guī)定的事項W外并不限定于運些附圖所示的外 形、形狀。例如在圖1(A)及圖1(B)中,柵極電極5未必一定要將基板6全部覆蓋,設(shè)于基板6的 中央部分的方式也優(yōu)選作為本發(fā)明的OTFT的方式。
[0085] 圖1(A)~圖1(D)分別為示意地表示0TFT的代表性的優(yōu)選方式的縱剖視圖。在圖1 (A)~圖1 (D)中,1表示有機半導體層,2表示柵極絕緣層,3表示源極電極,4表示漏極電極,5 表示柵極電極,6表示基板。
[0086] 并且,圖1(A)表示底部柵極-底部接觸方式(結(jié)構(gòu))的0TFT,圖1(B)表示底部柵極- 頂部接觸方式的0TFT,圖1(C)表示頂部柵極-底部接觸方式的0TFT,圖1(D)表示頂部柵極- 頂部接觸方式的0TFT。
[0087] 本發(fā)明的0TFT中包含上述4個方式的全部。雖省略圖示,但有時也在各0TFT的附圖 最上部(相對于基板6相反側(cè)的最上部)形成外涂層。圖1(A)的圓內(nèi)為示意地表示有機半導 體及樹脂(C)的偏向存在狀態(tài)的有機半導體層1的概略放大圖。
[0088] 底部柵極方式是在基板6上依次配置有柵極電極5、柵極絕緣層2及有機半導體層 1。另一方面,頂部柵極方式是在基板6上依次配置有有機半導體層1、柵極絕緣層2及柵極電 極5。
[0089] 并且,底部接觸方式是相對于有機半導體層1在基板6側(cè)(即,圖1中為下方)配置有 源極電極3及漏極電極4。另一方面,頂部接觸方式是相對于有機半導體層1在基板6的相反 側(cè)配置有源極電極3及漏極電極4。
[0090] 本發(fā)明的0TFT中,有機半導體層1含有有機半導體及樹脂(C),且優(yōu)選在有機半導 體層1的厚度方向上有機半導體和樹脂(C)相互偏向存在。此時,有機半導體層1具有有機半 導體的含有率較多的區(qū)域1B、及樹脂(C)的含有率較多的區(qū)域1A。運些區(qū)域1A及區(qū)域1B只要 分別存在于有機半導體層的至少表面附近即可,也可W不遍及整個有機半導體層而存在。 另外,如圖1(A)中虛線所示,有時也無法明確判別兩區(qū)域1A及區(qū)域1B的邊界。
[0091] 優(yōu)選有機半導體與樹脂(C)彼此發(fā)生相分離。此時,有機半導體層1具有包含有機 半導體的層1B、及包含樹脂(C)的層1A。
[0092] 在此,所謂"偏向存在",是指具有雖然有機半導體、樹脂(C)的任一種成分較其總 體質(zhì)量比更多但也存在另一種成分的相的狀態(tài),所謂"相分離",是指具有有機半導體、樹脂 (C)的任一種單獨存在的相的狀態(tài)。
[0093] 如此,偏向存在與相分離的成分質(zhì)量比的程度不同,偏向存在的程度變高則會成 為相分離。其邊界在學術(shù)上并未特別明確地規(guī)定,但在形成有機半導體或樹脂(C)的任一種 W99%W上的質(zhì)量比存在的相時,在本申請中規(guī)定為"相分離"狀態(tài)。因此,本發(fā)明中,在提 及偏向存在時,只要無特別說明,則有時包括相分離。
[0094] 有機半導體層中,關(guān)于樹脂(C)是否偏向存在或發(fā)生相分離,可并用蝕刻用離子 束,通過飛行時間型二次離子質(zhì)譜分析(T0F-SIMS)對有機半導體層進行元素映射測定而確 認。
[0095] 另外,測定后述的表面能量,根據(jù)表面能量接近有機半導體與樹脂(C)的哪一種的 值,也可類推哪一種更多地存在于有機半導體的表面上。
[0096] 可認為樹脂(C)具有疏水性較高的上述基團,表面能量變小,其結(jié)果與有機半導體 的相容性降低,與有機半導體發(fā)生偏向存在或相分離。
[0097] 此時,相對于有機半導體,表面能量較小的樹脂(C)在涂布層中厚度方向上,通常 在表面(空氣)側(cè)偏向存在或發(fā)生相分離。
[0098] 另外,表面能量可利用水及有機溶劑(主要使用甘油或二艦甲燒)運兩者來測定包 含樹脂(C)的膜的接觸角,并代入下述Owens式中,由此利用公知的方法而求出(下述為有機 溶劑中使用甘油(gly)的情況)。
[0099] Owens式
[0102] 在此,若代入丫 H2〇d = 21.8、丫 glyd = 37.0、丫 H2〇h=51.0、丫 glyh = 26.4、丫 Η20,ν = 72.8、丫 gly,ν = 63.4的文獻測定值后,對Θη2日代入水的接觸角的測定值、對0giy代入甘油的接 觸角的測定值,則能夠分別求出表面能量的分散力成分丫 sd、極性成分丫 sh,且能夠求出其 和丫 sVh= 丫 sd+ 丫 sh作為表面能量(mNnfi)。
[0103] 為了使樹脂(C)與有機半導體偏向存在或發(fā)生相分離,優(yōu)選樹脂(C)的表面能量為 30mNnfi W下,更優(yōu)選為ImNnfi~30mNnfi,進一步優(yōu)選為5mNnf 1~27mNnf 1,尤其優(yōu)選為lOmNnf 1 ~25mNnfi。若樹脂(C)的表面能量較小,則與有機半導體的偏向存在或相分離變快。另一方 面,從形成有機半導體層的涂布液的涂布性及所成膜的有機半導體層的膜性優(yōu)異的方面考 慮,樹脂(C)的表面能量的下限優(yōu)選為上述值。
[0104] 樹脂(C)只要具有上述基團即可,從容易發(fā)生相對于有機半導體的偏向存在或相 分離的方面考慮,優(yōu)選含有后述的通式(C-Ia)~通式(C-Id)的任一個所表示的重復(fù)單元。
[0105] 并且,樹脂(C)所具有的上述基團優(yōu)選為含氣原子的基團及含娃原子的基團的至 少一個,更優(yōu)選為含氣原子的基團。即,在樹脂(C)具有后述的通式(C-Ia)~通式(C-Id)所 表示的重復(fù)單元的情況下,優(yōu)選化~W6的至少一個為含氣原子的基團及含娃原子的基團的 至少一個,更優(yōu)選為含氣原子的基團。
[0106] 在有機半導體層中,有機半導體與樹脂(C)偏向存在或發(fā)生相分離的方式,只要在 有機半導體層的厚度方向上偏向存在或發(fā)生相分離,則并無特別限定。有機半導體或樹脂 (C)的任一種可在有機半導體層的厚度方向(深度方向、基板6的方向)上偏向存在或發(fā)生相 分離。
[0107] 如圖1(A)所示,優(yōu)選在有機半導體層中,有機半導體偏向存在于柵極絕緣層側(cè),樹 月旨(C)偏向存在于柵極絕緣層的相反側(cè)。由此,可在柵極絕緣層與有機半導體層的界面上確 保電荷遷移通道,顯示出更高的載流子遷移率。
[0108] 在該情況下,進一步優(yōu)選有機半導體在有機半導體層的厚度方向上偏向存在或發(fā) 生相分離,樹脂(C)在表面?zhèn)绕虼嬖诨虬l(fā)生相分離。
[0109] 此時,本發(fā)明的0TFT成為在柵極絕緣膜上設(shè)有有機半導體層的底部柵極方式。
[0110] 并且,本發(fā)明的0TFT優(yōu)選為與有機半導體層的下表面接觸而設(shè)有源極電極及漏極 電極的底部接觸方式。由此,容易從源極電極將載流子注入至有機半導體層中,并且所注入 的載流子容易流向漏極電極而闊值電壓降低。
[0111] 尤其,若本發(fā)明的0TFT為底部柵極-底部接觸方式(圖1 (A)),則在有機半導體層中 確保電荷遷移通道的基礎(chǔ)上,可利用樹脂(C)偏向存在的區(qū)域1A來保護有機半導體層、尤其 是有機半導體偏向存在的區(qū)域1B的表面,由此可使載流子遷移率、載流子遷移率的維持率 (耐久性)的提高效果進一步增大。而且,闊值電壓的降低效果也優(yōu)異。
[0112] [基板]
[0113] 基板只要可支撐0TFT及制作于其上的顯示面板等即可?;逯灰诒砻婢哂薪^緣 性、為片材狀且表面平坦,則并無特別限定。
[0114] 也可使用無機材料作為基板的材料。作為包含無機材料的基板,例如可列舉:鋼巧 玻璃、石英玻璃等各種玻璃基板、或在表面上形成有絕緣膜的各種玻璃基板、在表面上形成 有絕緣膜的石英基板、在表面上形成有絕緣膜的娃基板、藍寶石基板、包含不誘鋼、侶、儀等 各種合金或各種金屬的金屬基板、金屬錐、紙等。
[0115] 在基板是由不誘片材、侶錐、銅錐或娃晶圓等導電性或半導體性的材料形成的情 況下,通常在表面上涂布或?qū)盈B絕緣性的高分子材料或金屬氧化物等而使用。
[0116] 并且,也可使用有機材料作為基板的材料。例如可列舉:由聚甲基丙締酸甲醋 (Polymethyl methacrylate,PMMA)或聚乙締醇(PVA)、聚乙締基苯酪(PVP)、聚酸諷(PES)、 聚酷亞胺、聚酷胺、聚縮醒、聚碳酸醋(PC)、聚對苯二甲酸乙二醋(PET)、聚糞二甲酸乙二醋 (PEN)、聚乙基酸酬、聚締控、聚環(huán)締控中所例示的有機聚合物構(gòu)成的具有曉性的塑膠基板 (也稱為塑膠膜、塑膠片材)。并且,也可列舉由云母形成的基板。
[0117] 若使用運種具有曉性的塑膠基板等,則例如可對具有曲面形狀的顯示器裝置或電 子設(shè)備組入0TFT或?qū)崿F(xiàn)一體化。
[0118] 關(guān)于形成基板的有機材料,從在其他層的層疊時或加熱時不易軟化的方面考慮, 優(yōu)選玻璃化轉(zhuǎn)變點較高,優(yōu)選玻璃化轉(zhuǎn)變點為40°CW上。并且,從不易因制造時的熱處理而 引起尺寸變化,且晶體管性能的穩(wěn)定性優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選線膨脹系數(shù)較小。例如,優(yōu)選 為線膨脹系數(shù)為25Xl(T5cm/cm · 下的材料,進一步優(yōu)選為10Xl(T5cm/cm · 下的 材料。
[0119] 并且,構(gòu)成基板的有機材料優(yōu)選為對制作0TFT時所使用的溶劑具有耐性的材料, 并且,優(yōu)選為與柵極絕緣層及電極的粘附性優(yōu)異的材料。
[0120] 而且,也優(yōu)選使用阻氣性較高的包含有機聚合物的塑膠基板。
[0121] 也優(yōu)選在基板的至少單面上設(shè)置致密的娃氧化膜等,或者蒸鍛或?qū)盈B無機材料。
[0122] 作為基板除了上述W外,也可列舉導電性基板(包含金或侶等金屬的基板、包含高 取向性石墨的基板、不誘鋼制基板等)。
[0123] 在基板上,也可形成用于改善粘附性或平坦性的緩沖層、用于提高阻氣性的阻擋 膜等功能性膜,并且也可在表面上形成易粘接層等表面處理層,也可實施電暈處理、等離子 體處理、UV/臭氧處理等表面處理。
[0124] 基板的厚度優(yōu)選為lOmmW下,進一步優(yōu)選為2mmW下,尤其優(yōu)選為1mmW下。并且, 另一方面,優(yōu)選為O.OlmmW上,進一步優(yōu)選為0.05mmW上。尤其在塑膠基板的情況下,厚度 優(yōu)選為0.05mm~0.1mm左右。并且,包含無機材料的基板的情況下,厚度優(yōu)選為0.1mm~10mm JjL -6" ο
[0125] [柵極電極]
[0126] 柵極電極可使用作為0TFT的柵極電極而使用的現(xiàn)有公知的電極。作為構(gòu)成柵極電 極的導電性材料(也稱為電極材料)并無特別限定。例如可列舉:銷、金、銀、侶、銘、儀、銅、 鋼、鐵、儀、巧、領(lǐng)、鋼、鈕、鐵、儘等金屬;Ιη〇2、Sn化、鋪-錫氧化物(ΙΤ0)、滲氣氧化錫(FT0)、滲 侶氧化鋒(AZ0)、滲嫁氧化鋒(GZ0)等導電性金屬氧化物;聚苯胺、聚化咯、聚嚷吩、聚乙烘、 聚(3,4-亞乙基二氧嚷吩)/聚苯乙締橫酸(PEDOT/PSS)等導電性高分子;添加有鹽酸、硫酸、 橫酸等酸,PF6、AsFs、FeCl3等路易斯酸,艦等面素原子,鋼、鐘等金屬原子等滲雜劑的上述導 電性高分子;W及分散有碳黑、石墨粉、金屬微粒子等的導電性復(fù)合材料等。運些材料可僅 使用一種,也可任意的組合及比率并用兩種W上。
[0127] 并且,柵極電極可為包含上述導電性材料的一層,也可層疊兩層W上。
[0128] 對柵極電極的形成方法并無限制。例如可列舉:將通過真空蒸鍛法等物理蒸鍛法 (PVD)、化學蒸鍛法(CVD)、瓣射法、印刷法(涂布法)、轉(zhuǎn)印法、溶膠凝膠法、電鍛法等所形成 的膜根據(jù)需要W所期望的形狀進行圖案形成的方法。
[0129] 涂布法中,制備上述材料的溶液、漿料(paste)或分散液并進行涂布,通過干燥、般 燒、光固化或老化(aging)等而形成膜,或可直接形成電極。
[0130] 并且,噴墨印刷、網(wǎng)版印刷、(反轉(zhuǎn))膠版印刷(off set printing)、凸版印刷、凹版 印刷、平版印刷、熱轉(zhuǎn)印印刷、微接觸印刷法等可進行所期望的圖案形成,在工序的簡化、成 本降低、高速化的方面上優(yōu)選。
[0131] 在采用旋涂法、模涂法、微凹版涂布法、浸涂法的情況下,也可與下述光刻法等組 合來進行圖案形成。
[0132] 作為光刻法,例如可列舉:將光致抗蝕劑的圖案形成、與利用蝕刻液的濕式蝕刻或 利用反應(yīng)性等離子體的干式蝕刻等蝕刻或剝離(lift-off)法等組合的方法等。
[0133] 作為其他圖案形成方法,也可列舉:對上述材料照射激光或電子束等能量線,進行 研磨或使材料的導電性變化的方法。
[0134] 而且也可列舉:使印刷于基板W外的支撐體上的柵極電極用組合物轉(zhuǎn)印至基板等 基底層上的方法。
[0135] 柵極電極的厚度為任意,但優(yōu)選為InmW上,尤其優(yōu)選為lOnmW上。并且,優(yōu)選為 500nm W下,尤其優(yōu)選為200nm W下。
[0136] [柵極絕緣層]
[0137] 柵極絕緣層只要是具有絕緣性的層則并無特別限定,可為單層也可為多層。
[0138] 柵極絕緣層優(yōu)選由絕緣性的材料形成,作為絕緣性的材料例如可優(yōu)選列舉有機高 分子、無機氧化物等。
[0139] 有機高分子及無機氧化物等只要具有絕緣性則并無特別限定,優(yōu)選為可形成薄 膜、例如厚度lymW下的薄膜的材料。
[0140] 有機高分子及無機氧化物分別可使用1種,也可并用巧巾W上,并且,也可將有機高 分子與無機氧化物并用。
[0141] 作為有機高分子并無特別限定,例如可列舉:聚乙締基苯酪、聚苯乙締(PS)、聚甲 基丙締酸甲醋為代表的聚(甲基)丙締酸醋、聚乙締醇、聚氯乙締(PVC)、聚偏氣乙締(PVDF)、 聚四氣乙締(PTFE)、CYT0P(注冊商標)為代表的環(huán)狀氣烷基聚合物、聚環(huán)締控、聚醋、聚酸 諷、聚酸酬、聚酷亞胺、環(huán)氧樹脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)為代表的聚有機硅氧烷、聚倍半娃 氧燒或下二締橡膠等。并且,除了上述W外,也可列舉:苯酪樹脂、酪醒清漆樹脂、肉桂酸醋 樹脂、丙締酸樹脂、聚對二甲苯樹脂等熱固化性樹脂。
[0142] 有機高分子也可與具有烷氧基甲娃烷基或乙締基、丙締酷氧基、環(huán)氧基、徑甲基等 反應(yīng)性取代基的化合物并用。
[0143] 在由有機高分子形成柵極絕緣層的情況下,W增大柵極絕緣層的耐溶劑性或絕緣 耐性的目的等,也優(yōu)選使有機高分子交聯(lián)、固化。交聯(lián)優(yōu)選通過使用光、熱或運兩者來產(chǎn)生 酸或自由基而進行。
[0144] 在通過自由基進行交聯(lián)的情況下,作為通過光或熱而產(chǎn)生自由基的自由基產(chǎn)生 劑,例如可優(yōu)選使用:日本特開2013-214649號公報的[0182]~[0186]中記載的熱聚合引發(fā) 劑化1)及光聚合引發(fā)劑化2)、日本特開2011-186069號公報的[0046]~[0051]中記載的光 自由基產(chǎn)生劑、日本特開2010-285518號公報的[0042]~[0056]中記載的光自由基聚合引 發(fā)劑等,優(yōu)選將運些內(nèi)容編入本說明書中。
[0145] 并且,也優(yōu)選使用日本特開2013-214649號公報的[0167]~[0177]中記載的"數(shù)均 分子量(Μη)為140~5,000、具有交聯(lián)性官能團、且不具有氣原子的化合物(G)",運些內(nèi)容優(yōu) 選編入本說明書中。
[0146] 在通過酸而交聯(lián)的情況下,作為通過光而產(chǎn)生酸的光酸產(chǎn)生劑,例如可優(yōu)選使用: 日本特開2010-285518號公報的[0033]~[0034]中記載的光陽離子聚合引發(fā)劑、日本特開 2012-163946號公報的[0120]~[0136]中記載的酸產(chǎn)生劑、尤其是梳鹽、艦鐵鹽等,優(yōu)選將 運些內(nèi)容編入本說明書中。
[0147] 作為通過熱而產(chǎn)生酸的熱酸產(chǎn)生劑(催化劑),例如可優(yōu)選使用:日本特開2010- 285518號公報的[0035]~[003引中記載的熱陽離子聚合引發(fā)劑、尤其是鐵鹽等,或日本特 開2005-354012號公報的[0034]~[0035]中記載的催化劑、尤其是橫酸類及橫酸胺鹽等,優(yōu) 選將運些內(nèi)容編入本說明書中。
[014引并且,也優(yōu)選使用日本特開2005-354012號公報的[0032]~[0033]中記載的交聯(lián) 劑、尤其是二官能W上的環(huán)氧化合物、氧雜環(huán)下燒化合物、日本特開2006-303465號公報的 [0046]~[0062]中記載的交聯(lián)劑、尤其是W具有2個W上的交聯(lián)基且交聯(lián)基的至少一個為 徑甲基或NH基為特征的化合物、及日本特開2012-163946號公報的[0137]~[0145]中記載 的在分子內(nèi)具有2個W上的徑基甲基或烷氧基甲基的化合物,運些內(nèi)容優(yōu)選編入本說明書 中。
[0149] 作為由有機高分子來形成柵極絕緣層的方法,例如可列舉:涂敷有機高分子并使 其固化的方法。涂敷方法并無特別限定,可列舉上述各印刷法。其中,優(yōu)選為微凹版涂布法、 浸涂法、網(wǎng)版涂布印刷、模涂法或旋涂法等濕式涂布法。
[0150] 作為上述無機氧化物,并無特別限定,例如可列舉:氧化娃、氮化娃(SiNY)、氧化 給、氧化鐵、氧化粗、氧化侶、氧化妮、氧化錯、氧化銅、氧化儀等氧化物,并且可列舉:如 51'11〇3、〔曰11〇3、13曰11〇3、]\%11〇3、51'師2〇6的巧鐵礦(口61'0¥31^16),或運些的復(fù)合氧化物或混 合物等。在此,作為氧化娃,除了氧化娃(Si化)W外,包含BPSG(Bo;ron化OS曲orus Silicon Glass)、PSG(F*hos曲orus Silicon Glass)、BSG(Bo;ron Silicon Glass)、AsSG(滲As的二氧 化娃玻璃)、PbSG化ead Silicon Glass)、氮氧化娃(Si0N)、S0G(旋涂玻璃)、低介電常數(shù) Si化系材料(例如聚芳基酸、環(huán)全氣碳聚合物及苯并環(huán)下締、環(huán)狀氣樹脂、聚四氣乙締、氣化 芳基酸、氣化聚酷亞胺、非晶質(zhì)碳、有機S0G)。
[0151] 作為由無機氧化物來形成柵極絕緣層的方法,例如可使用真空蒸鍛法、瓣射法、離 子鍛或CVD法等真空成膜法,并且,也可在成膜中利用使用了任意氣體的等離子體或離子 槍、自由基槍等進行輔助(asist)。
[0152] 并且,也可通過W下方式來形成柵極絕緣層:使與各金屬氧化物對應(yīng)的前體、具體 而言氯化物、漠化物等金屬面化物或金屬燒氧化物、金屬氨氧化物等,在醇或水中與鹽酸、 硫酸、硝酸等酸或氨氧化鋼、氨氧化鐘等堿反應(yīng)而進行水解。在使用運種溶液系的工藝的情 況下,可使用上述濕式涂布法。
[0153] 除了上述方法W外,柵極絕緣層也可通過將剝離法、溶膠-凝膠法、電沉積法及蔭 罩(shadow mask)法的任一種根據(jù)需要與圖案形成法組合的方法而設(shè)置。
[0154] 柵極絕緣層也可實施電暈處理、等離子體處理、UV/臭氧處理等表面處理,此時,優(yōu) 選不使由處理所得的表面粗糖度變粗糖。優(yōu)選柵極絕緣層表面的算術(shù)平均粗糖度Ra或均方 根粗糖度Rms為0.5nmW下。
[0155] [自組織化單分子膜層(SAM)]
[0156] 在柵極絕緣層上,也可形成自組織化單分子膜層。
[0157] 作為形成自組織化單分子膜層的化合物,只要是進行自組織化的化合物,則并無 特別限定,例如作為進行自組織化的化合物,可使用下述式1S所表示的一種W上的化合物。 [015 引式 1S:r1S-xS
[0159] 式IS中,Ris表示烷基、締基、烘基、芳基、烷氧基、芳氧基或雜環(huán)基(嚷吩基、化咯基、 化晚基、巧基等)的任一個。
[0160] 滬表示吸附性取代基或反應(yīng)性取代基,具體而言,表示-six4x5x6基(X 4表示面化物 基或烷氧基,X5、X6分別獨立地表示面化物基、烷氧基、烷基、芳基。x4、x 5、x6優(yōu)選為分別相同, 更優(yōu)選為氯基、甲氧基、乙氧基)、麟酸基(-P0抽2)、次麟酸基(-PRO抽,R為烷基)、憐酸基、亞 憐酸基、氨基、面化物基、簇基、橫酸基、棚酸基(-B(0H)2)、徑基、硫醇基、乙烘基、乙締基、硝 基或氯基的任一個。
[0161] Ris優(yōu)選不分支,例如優(yōu)選為直鏈狀的正燒(η-烷基)基、或Ξ個苯基串聯(lián)配置而成 的ter-苯基、或如在苯基的對位的兩側(cè)配置有正烷基的結(jié)構(gòu)。并且,在烷基鏈中可具有酸 鍵,也可具有碳-碳的雙鍵或Ξ鍵。
[0162] 自組織化單分子膜層是通過W下方式而形成于柵極絕緣層上:吸附性取代基或反 應(yīng)性取代基與對應(yīng)的柵極絕緣層表面的反應(yīng)性部位(例如-OH基)相互作用、吸附或反應(yīng) 而形成鍵。通過更致密地填充分子,自組織化單分子膜層的表面形成更平滑且表面能量較 低的表面,因此上述式1S所表示的化合物優(yōu)選為主骨架為直線狀,且分子長一致。
[0163] 作為式1S所表示的化合物的尤其優(yōu)選例,具體而言,例如可列舉:甲基Ξ氯硅烷、 乙基Ξ氯硅烷、下基Ξ氯硅烷、辛基Ξ氯硅烷、癸基Ξ氯硅烷、十八烷基Ξ氯硅烷、苯乙基Ξ 氯硅烷等烷基二氯硅烷化合物、甲基二甲氧基硅烷、乙基二甲氧基硅烷、下基二甲氧基娃 燒、辛基Ξ甲氧基硅烷、癸基Ξ甲氧基硅烷、十八烷基Ξ甲氧基硅烷等烷基Ξ烷氧基硅烷化 合物、烷基麟酸、芳基麟酸、烷基簇酸、烷基棚酸基、芳基棚酸基、烷基硫醇基、芳基硫醇基 等。
[0164] 自組織化單分子膜層可使用W下方法來形成:將上述化合物在真空下蒸鍛于柵極 絕緣層的方法、在上述化合物的溶液中浸潰柵極絕緣層的方法、Langmuir-Blodgett法等。 并且,例如通過利用將烷基氯硅烷化合物或烷基烷氧基硅烷化合物質(zhì)量%~1〇質(zhì)量% 溶解于有機溶劑中而成的溶液對柵極絕緣層進行處理,從而可形成自組織化單分子膜層。 本發(fā)明中,形成自組織化單分子膜層的方法并不限于運些。
[0165] 例如,作為獲得更致密的自組織化單分子膜層的優(yōu)選方法,可列舉:Langmuir 19, 1159(2003)及 J.I^ys.Chem.B 110,21101 (2006)等中記載的方法。
[0166] 具體而言,使柵極絕緣層浸潰于分散上述化合物的揮發(fā)性較高的脫水溶劑中而形 成膜,取出柵極絕緣層,根據(jù)需要進行退火等上述化合物與柵極絕緣層的反應(yīng)工序后,利用 脫水溶劑進行沖洗,然后加 W干燥,可形成自組織化單分子膜層。
[0167] 作為脫水溶劑并無特別限定,例如可將氯仿、Ξ氯乙締、苯甲酸、二乙酸、己燒、甲 苯等單獨或混合使用。
[0168] 而且,優(yōu)選通過干燥氣氛中或干燥氣體的噴吹而使膜干燥。干燥氣體中,優(yōu)選使用 氮氣等惰性氣體。通過使用運種自組織化單分子膜層的制造方法,形成致密且并無凝聚或 缺損的自組織化單分子膜層,因此能夠?qū)⒆越M織化單分子膜層的表面粗糖度抑制為0.3nm W下。
[0169] [有機半導體層]
[0170] 有機半導體層為顯示出半導體性且可蓄積載流子的層。
[0171] 有機半導體層只要是含有有機半導體及樹脂(C)的層即可,如上所述,優(yōu)選有機半 導體與樹脂(C)在有機半導體層的厚度方向上彼此偏向存在。
[0172] 作為有機半導體并無特別限定,可列舉有機聚合物及其衍生物、低分子化合物等。
[0173] 本發(fā)明中,低分子化合物是指有機聚合物及其衍生物W外的化合物。即,是指不具 有重復(fù)單元的化合物。低分子化合物只要是運種化合物,則分子量并無特別限定。低分子化 合物的分子量優(yōu)選為300~2000,進一步優(yōu)選為400~1000。
[0174] 作為低分子化合物,可列舉縮合多環(huán)芳香族化合物。例如可列舉:糞、并五苯(2,3, 6,7-二苯并蔥)、并六苯、并屯苯、二苯并五苯、四苯并五苯等并苯(acene),雙嚷吩蔥 (曰]11:11阿(1;[1:11;[09116]16)、巧、苯并巧、二苯并巧、屈((311巧36]16)、巧、六苯并苯((301'〇]16]16)、^ 糞嵌二苯(terrylene)、卵苯(ovalene)、四糞嵌 Ξ 苯(quaterrylene)、循環(huán)蔥 (circumanthracene),及運些碳原子的一部分經(jīng)N、S、0等原子取代的衍生物或鍵合于上述 碳原子的至少一個氨原子經(jīng)幾基等官能團取代的衍生物(包含迫咕噸并咕噸(peri- xanthenoxanthene)及其衍生物的二氧雜蔥嵌蔥(dioxa anthanthrene)系化合物、Ξ苯并 二嗯嗦(tri曲enodioxazine)、Ξ苯并二嚷嗦(tri曲enodithiazine)、并六苯-6,15-釀等), W及上述氨原子經(jīng)其他官能團取代的衍生物。
[0175] 并且也可列舉銅獻菁為代表的金屬獻菁,四硫并環(huán)戊二締 (tetrathiapentalene)及其衍生物,糞-1,4,5,8-四簇酸二酷亞胺、N,N'-雙(4-Ξ氣甲基節(jié) 基)糞-1,4,5,8-四簇酸二酷亞胺、N,N'-雙全氣辛基)、N,N'-雙全氣下基)、 N,Ν' -二辛基糞-1,4,5,8-四簇酸二酷亞胺衍生物、糞-2,3,6,7-四簇酸二酷亞胺等糞四簇 酸二酷亞胺,蔥-2,3,6,7-四簇酸二酷亞胺等蔥四簇酸二酷亞胺等稠環(huán)四簇酸二酷亞胺, 060、〔70、〔76、〔78、〔84等富勒締及運些的衍生物,5'^1'(5111旨16-*日1111日11〇化663)等碳奈米 管,部花青染料、半菁染料等染料及運些的衍生物等。
[0176] 進一步可列舉:聚蔥、S亞苯(tri地enylene)、哇日丫晚酬。
[0177] 并且,作為低分子化合物,例如可例示:4,4'-聯(lián)苯二硫醇(BPDT)、4,4'-二異氯基 聯(lián)苯、4,4 ' -二異氯基-對聯(lián)Ξ苯、2,5-雙(5 ' -硫代乙酷基-2 ' -苯硫基)嚷吩、2,5-雙(5 ' -硫 代乙酷氧基-2'-苯硫基)嚷吩、4,4'-二異氯基苯基、聯(lián)苯胺(聯(lián)苯-4,4'-二胺)、TCNQ(四氯 基釀二甲燒)、四硫富瓦締(TTF)及其衍生物、四硫富瓦締(TTF)-TCNQ絡(luò)合物、雙亞乙基四硫 富瓦締(B邸TTTF)-高氯酸絡(luò)合物、B邸TTTF-艦絡(luò)合物、TCNQ-艦絡(luò)合物為代表的電荷遷移絡(luò) 合物,聯(lián)苯-4,4'-二簇酸、1,4-二(4-苯硫基乙烘基)-2-乙基苯、1,4-二(4-異氯基苯基乙烘 基)-2-乙基苯、1,4-二(4-苯硫基乙烘基)-2-乙基苯(1,4-di (4-thio地enylethynyl)-2- ethylbenzene)、2,2' 二徑基-1,1' :4',1' 聯(lián)Ξ苯、4,4'-聯(lián)苯二乙醒(4,4'- biphenyldiethanal)、4,4'-聯(lián)苯二醇、4,4'-聯(lián)苯二異氯酸醋、1,4-二乙烘基苯(1,4- 扣日。61716]17166郵6]16)、二乙基聯(lián)苯-4,4'-二簇酸醋、苯并[1,2-。;3,4-。';5,6-。'']^ [1 ,2]二硫醇-1 ,4,7-Ξ硫酬、α-六嚷吩(a-sexithiophene)、四硫雜并四苯 (tetrathiatetracene)、四砸雜并四苯(tetraselenotetracene)、四蹄并四苯 (te1:ratellu;rtetracene)、聚(3-烷基嚷吩)、聚(3-嚷吩-β-乙橫酸)、聚(N-烷基R比咯)、聚 (3-烷基化咯)、聚(3,4-二烷基化咯)、聚(2,2 ' -嚷吩基化咯)、聚(二苯并嚷吩硫酸)。
[0178] 從容易與樹脂(C)偏向存在的方面考慮,有機半導體優(yōu)選低分子化合物,其中優(yōu)選 縮合多環(huán)芳香族化合物。若將縮合多環(huán)芳香族化合物與樹脂(C)并用,則載流子遷移率及耐 久性的提高效果高,而且也顯示出優(yōu)異的闊值電壓的降低效果。
[0179] 縮合多環(huán)芳香族化合物優(yōu)選式(Α1)~式(Α4)的任一個所表示的并苯及下述通式 (C)~通式(Τ)的任一個所表示的化合物,從容易與樹脂(C)偏向存在的方面考慮,更優(yōu)選下 述通式(C)~通式(Τ)的任一個所表示的化合物。
[0180] 作為縮合多環(huán)芳香族化合物而優(yōu)選的并苯為下述式(Α1)或式(Α2)所表示的化合 物。
[0181] [化學式4]
[0182]
[0183] 式中,rAi~rAs、xAi及χΑ2表示氨原子或取代基。
[0184] ZAI及 ΖΑ 嗦示S、0、Se 或 Te。
[01化]nAl及nA2表示0~3的整數(shù)。其中,nAl及nA2不同時為0。
[0186]作為rAi~rASjA咳χΑ2各自所表示的取代基,并無特別限定,可列舉:烷基(例如甲 基、乙基、丙基、異丙基、叔下基、戊基、叔戊基、己基、辛基、叔辛基、十二烷基、十Ξ烷基、十 四烷基、十五烷基等)、環(huán)烷基(例如環(huán)戊基、環(huán)己基等)、締基(例如乙締基、締丙基、1-丙締 基、2-了締基、1,3-了^締基、2-戊締基、異丙締基等)、烘基(例如乙烘基、烘丙基等)、芳香 族控基(也稱為芳香族碳環(huán)基、芳基等,例如苯基、對氯苯基、均Ξ甲苯基、甲苯基、二甲苯 基、糞基、蔥基、奧基、起基、巧基、菲基、巧基、巧基、聯(lián)苯基等)、芳香族雜環(huán)基(也稱為雜芳 基,例如化晚基、喀晚基、巧喃基、化咯基、咪挫基、苯并咪挫基、化挫基、化嗦基、Ξ挫基(例 如1,2,4-Ξ挫-1-基、1,2,3-Ξ挫-1-基等)、嗯挫基、苯并嗯挫基、嚷挫基、異嗯挫基、異嚷挫 基、巧?;?^razanyl )、嚷吩基、哇嘟基、苯并巧喃基、二苯并巧喃基、苯并嚷吩基、二苯并 嚷吩基、嗎I噪基、巧挫基、巧嘟基、二氮雜巧挫基(表示構(gòu)成巧嘟基的巧嘟環(huán)的一個碳原子經(jīng) 氮原子取代而成的基團)、哇喔嘟基、嗟嗦基、Ξ嗦基、哇挫嘟基、獻嗦基等)、雜環(huán)基(也稱為 雜芳基環(huán)基等,例如化咯烷基、咪挫烷基、嗎嘟基、嗯挫烷基(oxazol idyl)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)、環(huán)烷氧基(例如環(huán)戊氧 基、環(huán)己氧基等)、芳氧基(例如苯氧基、糞氧基等)、燒硫基(例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊 硫基、己硫基、辛硫基、十二燒硫基等)、環(huán)燒硫基(例如環(huán)戊硫基、環(huán)己硫基等)、芳硫基(例 如苯硫基、糞硫基等)、烷氧基幾基(例如甲氧基幾基、乙氧基幾基、下氧基幾基、辛氧基幾 基、十二烷氧基幾基等)、芳氧基幾基(例如苯氧基幾基、糞氧基幾基等)、氨橫酷基(例如氨 基橫酷基、甲基氨基橫酷基、二甲基氨基橫酷基、下基氨基橫酷基、己基氨基橫酷基、環(huán)己基 氨基橫酷基、辛基氨基橫酷基、十二烷基氨基橫酷基、苯基氨基橫酷基、糞基氨基橫酷基、2- 化晚基氨基橫酷基等)、酷基(例如乙酷基、乙基幾基、丙基幾基、戊基幾基、環(huán)己基幾基、辛 基幾基、2-乙基己基幾基、十二烷基幾基、苯基幾基、糞基幾基、化晚基幾基等)、酷氧基(例 如乙酷氧基、乙基幾氧基、下基幾氧基、辛基幾氧基、十二烷基幾氧基、苯基幾氧基等)、酷胺 基(例如甲基幾基氨基、乙基幾基氨基、二甲基幾基氨基、丙基幾基氨基、戊基幾基氨基、環(huán) 己基幾基氨基、2-乙基己基幾基氨基、辛基幾基氨基、十二烷基幾基氨基、苯基幾基氨基、糞 基幾基氨基等)、氨基甲酯基(例如氨基幾基、甲基氨基幾基、二甲基氨基幾基、丙基氨基幾 基、戊基氨基幾基、環(huán)己基氨基幾基、辛基氨基幾基、2-乙基己基氨基幾基、十二烷基氨基幾 基、苯基氨基幾基、糞基氨基幾基、2-化晚基氨基幾基等)、脈基(例如甲基脈基、乙基脈基、 戊基脈基、環(huán)己基脈基、辛基脈基、十二烷基脈基、苯基脈基、糞基脈基、2-化晚基氨基脈基 等)、亞橫酷基(例如甲基亞橫酷基、乙基亞橫酷基、下基亞橫酷基、環(huán)己基亞橫酷基、2-乙基 己基亞橫酷基、十二烷基亞橫酷基、苯基亞橫酷基、糞基亞橫酷基、2-化晚基亞橫酷基等)、 烷基橫酷基(例如甲基橫酷基、乙基橫酷基、下基橫酷基、環(huán)己基橫酷基、2-乙基己基橫酷 基、十二烷基橫酷基等)、芳基橫酷基(苯基橫酷基、糞基橫酷基、2-化晚基橫酷基等)、氨基 (例如氨基、乙基氨基、二甲基氨基、下基氨基、環(huán)戊基氨基、2-乙基己基氨基、十二烷基氨 基、苯氨基、糞基氨基、2-化晚基氨基等)、面素原子(例如氣原子、氯原子、漠原子等)、氣化 控基(例如氣甲基、Ξ氣甲基、五氣乙基、五氣苯基等)、氯基、硝基、徑基、琉基、甲娃烷基(例 如二甲基甲娃烷基、二異丙基甲娃烷基、二苯基甲娃烷基、苯基^乙基甲娃烷基等)、下述通 式(SG1)所表示的基團(其中,χΑ為Ge或Sn)等。
[0187] 運些取代基也可進一步具有多個取代基。作為可具有多個的取代基可列舉上述rAi ~RA6所表示的取代基。
[0188] 上述并苯中,更優(yōu)選為下述式(A3)或式(A4)所表示的并苯。
[0189] [化學式引
[0190]
[0191] 式中,R"、RAs、xA咳χΑ嗦示氨原子或取代基。rA7、rAs、xA咳χΑ2可相同也可不同。rA 7及RAs所表示的取代基優(yōu)選為上述中作為可用作式(A1)及(A2)的rAi~rAs的取代基而列舉的 基團。
[0192] zAi 及 Z*2 表示S、0、Se 或 Te。
[0193] nAl及nA2表示0~3的整數(shù)。其中,nAl與nA2不同時為0。
[0194] 式(A3)或式(A4)中,R"及rAs優(yōu)選為由下述式(SG1)所表示的基團。
[0195] [化學式6]
[0196]
[0197] 式中,rAs~rAii表示取代基。χΑ表示si、Ge或SruRAs~rAii所表示的取代基優(yōu)選為上 文中作為可用作式(A1)及(A2)的rAi~rAs的取代基而列舉的基團。
[0198] W下示出式(A1)~式(A4)所表示的并苯或并苯衍生物的具體例,但并不限定于運 些。
[0199] [化學式7]
[0200]
[0201][化學式引
[0202]
[0203][化學式9]
[0204]
[0205] [化學式 10]
[0206]
[0207]作為縮合多環(huán)芳香族化合物,進一步也優(yōu)選為下述通式(C)~通式(Τ)所表示的化 合物。
[020引[化學式11]
[0209]
[0210] 通式(C)中,A"、AE嗦示氧原子、硫原子或砸原子。優(yōu)選A"、AE咱表示氧原子、硫原 子,更優(yōu)選表示硫原子。護1~護6表示氨原子或取代基。護1~護6中的至少一個為下述通式(W) 所表示的取代基。
[0別"通式(D)中,xD咳xD嗦示nrD9、氧原子或硫原子。aD嗦示crW或氮原子,aD嗦示crDS 或氮原子,RDS表示氨原子、烷基、締基、烘基或酷基。RDI~RDS表示氨原子或取代基,rDI~rE8 中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0212] 通式(E)中,χΕ?及χΕ嗦示氧原子、硫原子或nrE7dAE1及aE嗦示crES或氮原子。rEI~ RES表示氨原子或取代基。REI~RES中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0213] 通式(F)中,X"及滬嗦示氧原子、硫原子或砸原子。優(yōu)選X"及滬嗦示氧原子、硫原 子,更優(yōu)選表示硫原子。R"~R?、Rpa及護嗦示氨原子或取代基。R"~R?、Rpa及護b中的至少 一個為通式(W)所表示的取代基。P及q表示0~2的整數(shù)。
[0214] 通式(G)中,X。咳X。嗦示NR。9、氧原子或硫原子。A。嗦示CR"或氮原子。A。嗦示CRC8 或氮原子。護9表示氨原子、烷基、締基、烘基、酷基、芳基或雜芳基。RU~護8表示氨原子或取 代基。RU~護8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0215] 通式(H)中,ΧΗΙ~χΜ表示NrW、氧原子或硫原子。χΗΙ~χΜ優(yōu)選表示硫原子。rH嗦示 氨原子、烷基、締基、烘基、酷基、芳基或雜芳基。RHI~RHS表示氨原子或取代基。RHI~rHS中的 至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0216] 通式(J)中,)(J咬XJ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或NRJ9"xJ3及XJ嗦示氧原子、硫原 子或砸原子。XJ1、XJ2、XJ3及ΧΚ優(yōu)選表示硫原子。Rji~RJ嗦示氨原子或取代基。Rji~趴中的 至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0217] 通式(K)中,χκ咬χκ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或nrK9dXK3及χκ嗦示氧原子、硫原 子或砸原子。χΚ1、χΚ2、χΚ3及χΚ4優(yōu)選表示硫原子。RK1~護 9表示氨原子或取代基。RK1~護9中的 至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[021引通式(L)中,X"及xL嗦示氧原子、硫原子或nrLIIdXLI及xL2優(yōu)選表示氧原子或硫原 子。rli~rlii表示氨原子或取代基,rli~rlii中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0219] 通式(M)中,χΜ咬χΜ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或nrM9dXM咬χΜ2優(yōu)選表示硫原子。 RMI~rMS表示氨原子或取代基。rMI~炒9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
[0220] 通式(N)中,χΜ咳嚴表示氧原子、硫原子、砸原子或nrNUdXN咬χΝ2優(yōu)選表示硫原子。 護1~rWU表示氨原子或取代基。護1~rWU中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。 [022。 通式(P)中,χΡ咳χΡ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或NRPUdX"及嚴優(yōu)選表示硫原子。 RP1~RPU表示氨原子或取代基。RP1~RPU中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。 [022^ 通式(Q)中,χ9咳χ9嗦示氧原子、硫原子、砸原子或NRWdXQ咬好2優(yōu)選表示硫原子。 r9i~rw表示氨原子或取代基。r91~rw中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。 [022;3]通式(R)中,χκι、χκ2及χκ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或ΝκΚ9"χΚ?、χΚ 2及χκ3優(yōu)選表示 硫原子。RK1~護9表示氨原子或取代基。RK1~護9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代 基。
[0224] 通式(S)中,XSljSSjS3及xS嗦示氧原子、硫原子、砸原子或順57。乂51心5 2心53及乂54優(yōu) 選表示硫原子。RS1~RW表示氨原子或取代基。RS1~rW中的至少一個為下述通式(W)所表示 的取代基。
[0225] 通式(T)中,χτι、χτ2、χτ3及χτ嗦示氧原子、硫原子、砸原子或順17。乂^心 2心3及乂"優(yōu) 選表示硫原子。RT1~護7表示氨原子或取代基。RT1~護7中的至少一個為下述通式(W)所表示 的取代基。
[02%] W下,對上述通式(C)~通式(Τ)中表示氨原子或取代基的護1~護6、炒1~rDS、rE1~ rE8、rF1 ~RF10、RFa 及 RFb、RGl ~rG8、rH1 ~rH6、rJ1 ~rJ9、rK1 ~rK9、rL1 ~rL11、rM1 ~rM9、rN1 ~rN13、rP1 ~rP13、r91~r913、rK1~rK9、rS1~rS7及護1~護 7(臥下稱為取代基護~取代基rT)進行說明。
[0227]作為取代基護~取代基rT可取的取代基,可列舉:面素原子、烷基(甲基、乙基、丙 基、下基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十Ξ烷基、十四烷基、十 五烷基等碳原子數(shù)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-下基癸基、1-辛基壬基、2-辛基十四烷基、2-乙基己基、環(huán)烷基、雙環(huán)燒 基、Ξ環(huán)烷基等)、締基(包含1-戊締基、環(huán)締基、雙環(huán)締基等)、烘基(包含1-戊烘基、Ξ甲基 甲娃烷基乙烘基、Ξ乙基甲娃烷基乙烘基、Ξ異丙基甲娃烷基乙烘基、2-對丙基苯基乙烘基 等)、芳基(包含苯基、糞基、對戊基苯基、3,4-二戊基苯基、對庚氧基苯基、3,4-二庚氧基苯 基的碳原子數(shù)6~20的芳基等)、雜環(huán)基(也稱為多元素環(huán)基化eterocyclic group)。包含2- 己基巧喃基等)、氯基、徑基、硝基、酷基(包含己酷基、苯甲酯基等)、烷氧基(包含下氧基 等)、芳氧基、甲娃烷氧基、雜環(huán)氧基、酷氧基、氨基甲酯氧基、氨基(包含苯胺基)、酷氨基、氨 基幾基氨基(包含脈基)、烷氧基幾基氨基及芳氧基幾基氨基、烷基橫酷氨基及芳基橫酷氨 基、琉基、燒硫基及芳硫基(包含甲硫基、辛硫基等)、雜環(huán)硫基、氨橫酷基、橫基、烷基亞橫酷 基及芳基亞橫酷基、烷基橫酷基及芳基橫酷基、烷氧基幾基及芳氧基幾基、氨基甲酯基、芳 基偶氮基及雜環(huán)偶氮基、酷亞胺基、麟基、氧麟基、氧麟基氧基、氧麟基氨基、麟酷基、甲硅烷 基(二-Ξ甲基娃烷氧基甲基下氧基等)、阱基、脈基、棚酸根基(-B(0H)2)、憐酸基(-0P0 (0H)2)、硫酸根基(-0S化H)、其他公知的取代基。
[0228] 運些取代基也可W進一步具有上述取代基。
[0229] 運些之中,作為取代基護~取代基護可取的取代基,優(yōu)選為烷基、芳基、締基、烘基、 雜環(huán)基、烷氧基、燒硫基、后述通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選為碳原子數(shù)1~12的烷基、碳原 子數(shù)6~20的芳基、碳原子數(shù)2~12的締基、碳原子數(shù)2~12的烘基、碳原子數(shù)1~11的燒氧 基、碳原子數(shù)5~12的雜環(huán)基、碳原子數(shù)1~12的燒硫基、后述通式(W)所表示的基團,尤其優(yōu) 選為后述通式(W)所表示的基團。
[0230] 上述rD9、rG9及rW的烷基、締基、烘基、酷基、芳基分別與取代基護~取代基rT可取的 取代基中說明的烷基、締基、烘基、酷基、芳基的定義相同。
[0231] 并且,雜芳基與rAi~rAs的取代基中說明的雜芳基的定義相同。
[0232] 對通式(W) :A-RW所表示的基團進行說明。
[0233] 通式(W)中,L表示下述通式化-1)~通式化-25)的任一個所表示的二價連接基團、 或2個W上(優(yōu)選為2個~10個、更優(yōu)選為2個~6個、進一步優(yōu)選為2個或3個)的下述通式化- 1)~通式化-25)的任一個所表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團。rW表示取代或 未取代的烷基、氯基、乙締基、乙烘基、氧乙締基、氧乙締單元的重復(fù)數(shù)V為2W上的低聚氧乙 締基、娃氧烷基、娃原子數(shù)為2W上的低聚娃氧烷基、或者取代或未取代的Ξ烷基甲娃烷基。
[0234] [化學式 12]
[0235]
[0236] 通式化-1)~通式化-25)中,波線部分表示與形成上述通式(C)~通式(Τ)所表示 的各骨架的任一個環(huán)的鍵合位置。另外,本說明書中,在L表示2個W上的通式化-1)~通式 化-25)的任一個所表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團的情況下,波線部分也可 W表示與形成上述通式(C)~通式(Τ)所表示的各骨架的任一個環(huán)的鍵合位置、及與通式 α-1)~通式化-25)所表示的二價連接基團的任一個的鍵合位置。
[0237] *表示與r的鍵合位置或與通式化-1)~通式化-25)的波線部分的鍵合位置。
[0238] 通式化-13)中的m表示4,通式化-14)及通式化-15)中的m表示3,通式化-16)~通 式化-20)中的m表示2,化-22)中的m表示6。
[0239] 通式化-1)、通式化-2)、通式α-6)及通式化-13)~通式化-24)中的RLZ分別獨立地 表示氨原子或取代基,通式化-1)及通式化-2)中的R"也可W分別與和L相鄰的R*鍵合而形 成稠環(huán)。
[0240] 護表示氨原子或取代基,RS1分別獨立地表示氨原子、烷基、締基或烘基。
[0241] 其中,通式化-17)~通式化-21)、通式化-23)及通式化-24)所表示的二價連接基 團更優(yōu)選為下述通式化-17A)~通式化-21A)、通式化-23A)及通式化-24A)所表示的二價連 接基團。
[0242] [化學式 13]
[0243]
[0244] 在此,在取代或未取代的烷基、氧乙締基、氧乙締單元的重復(fù)數(shù)V為2W上的低聚氧 乙締基、娃氧烷基、娃原子數(shù)為2W上的低聚娃氧烷基、或者取代或未取代的Ξ烷基甲硅烷 基存在于取代基的末端的情況下,可單獨解釋為通式(W)中的-RW,也可解釋為通式(W)中 的-kRW。
[0245] 本發(fā)明中,在主鏈碳原子數(shù)為N個的取代或未取代的烷基存在于取代基的末端的 情況下,從取代基的末端盡可能地包含連接基團,在此基礎(chǔ)上解釋為通式(W)中的-L-RW,而 并不單獨解釋為通式(W)中的-RW。具體而言,解釋為"相當于通式(W)中的L的1個化-1)"與 "相當于通式(W)中的RW的主鏈碳原子數(shù)為N-1個的取代或未取代的烷基"鍵合而成的取代 基。例如在作為碳原子數(shù)8的烷基的正辛基存在于取代基的末端的情況下,解釋為2個rU為 氨原子的1個化-1)與碳原子數(shù)7的正庚基鍵合而成的取代基。并且,在通式(W)所表示的取 代基為碳原子數(shù)8的烷氧基的情況下,解釋為作為-0-的通式化-4)所表示的1個連接基團、2 個RU為氨原子的化-1)所表示的1個連接基團、及碳原子數(shù)7的正庚基鍵合而成的取代基。
[0246] 另一方面,本發(fā)明中,在氧乙締基、氧乙締單元的重復(fù)數(shù)V為2W上的低聚氧乙締 基、娃氧烷基、娃原子數(shù)為2W上的低聚娃氧烷基、或者取代或未取代的Ξ烷基甲娃烷基存 在于取代基的末端的情況下,從取代基的末端盡可能地包含連接基團,在此基礎(chǔ)上單獨解 釋為通式(W)中的rM列如在-(0C出C出)-(oc出C此)-(oc此C此)-0C出基存在于取代基的末端 的情況下,解釋為氧乙締單元的重復(fù)數(shù)V為3的低聚氧乙締基單獨的取代基。
[0247] 在L形成通式化-1)~通式化-25)的任一個所表示的二價連接基團鍵合而成的連 接基團的情況下,通式化-1)~通式化-25)的任一個所表示的二價連接基團的鍵合數(shù)優(yōu)選 為2~4,更優(yōu)選為2或3。
[0248] 作為通式化-1)、通式化-2)、通式化-6)及通式化-13)~通式化-24)中的取代基 RLZ,可列舉:作為通式(C)~通式(T)的取代基護~取代基rT可取的取代基而例示的基團。其 中,通式化-6)中的取代基RLZ優(yōu)選為烷基,在化-6)中的rLZ為烷基的情況下,烷基的碳原子 數(shù)優(yōu)選為1~9,從化學穩(wěn)定性、載流子傳輸性的觀點考慮,更優(yōu)選為4~9,進一步優(yōu)選為5~ 9。在化-6)中的rU為烷基的情況下,從可提高載流子遷移率的觀點考慮,優(yōu)選烷基為直鏈燒 基。
[0249] 作為炒可列舉:作為取代基護~取代基rT可取的取代基而例示的基團。其中,作為 護優(yōu)選為氨原子或甲基。
[0250] RSI優(yōu)選為烷基。作為RSI可取的烷基并無特別限制,但RSI可取的烷基的優(yōu)選范圍在 RW為甲娃烷基的情況下與甲娃烷基可取的烷基的優(yōu)選范圍相同。作為RS1可取的締基并無特 別限制,優(yōu)選為取代或未取代的締基,更優(yōu)選為分枝締基,締基的碳原子數(shù)優(yōu)選為2~3。作 為RS1可取的烘基并無特別限制,優(yōu)選為取代或未取代的烘基,更優(yōu)選為分枝烘基,烘基的碳 原子數(shù)優(yōu)選為2~3。
[0251] L優(yōu)選為通式化-1)~通式化-5)、通式化-13)、通式化-17)或通式化-18)的任一個 所表示的二價連接基團,或者2個W上的通式化-1)~通式化-5)、通式化-13)、通式化-17) 或通式化-18)的任一個所表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團,更優(yōu)選為通式 化-1)、通式化-3)、通式化-13)或通式化-18)的任一個所表示的二價連接基團,或者2個W 上的通式化-1)、通式化-3)、通式化-13)或通式化-18)所表示的二價連接基團鍵合而成的 二價連接基團,尤其優(yōu)選為通式化-1)、化-3)、化-13)或化-18)所表示的二價連接基團,或 者通式化-3)、通式化-13)或通式化-18)的任一個所表示的二價連接基團與通式化-1)所表 示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團。通式化-3)、通式化-13)或通式化-18)的任一 個所表示的二價連接基團與通式化-1)所表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團優(yōu) 選通式化-1)所表示的二價連接基團鍵合于rw側(cè)。
[0252] 從化學穩(wěn)定性、載流子傳輸性的觀點考慮,尤其優(yōu)選為包含通式化-1)所表示的二 價連接基團的二價連接基團,更尤其優(yōu)選為通式化-1)所表示的二價連接基團,進一步更尤 其優(yōu)選L為通式化-18)及通式化-1)所表示的二價連接基團,且經(jīng)由化-1)而與RW鍵合,rW為 取代或未取代的烷基,進一步更尤其優(yōu)選L為通式化-18A)及通式化-1)所表示的二價連接 基團,且經(jīng)由化-1)而與rw鍵合,rw為取代或未取代的烷基。
[0253] 通式(W)中,RW優(yōu)選為取代或未取代的烷基。通式(W)中,在與RW相鄰的L為通式化- 1)所表示的二價連接基團的情況下,RW優(yōu)選為取代或未取代的烷基、氧乙締基、氧乙締單元 的重復(fù)數(shù)為2W上的低聚氧乙締基、娃氧烷基、娃原子數(shù)為2W上的低聚娃氧烷基,更優(yōu)選為 取代或未取代的烷基。
[0254] 通式(W)中,在與rw相鄰的L為通式α-2)及通式α-4)~通式α-25)所表示的二價 連接基團的情況下,RW更優(yōu)選為取代或未取代的烷基。
[0255] 通式(W)中,在與RW相鄰的L為通式化-3)所表示的二價連接基團的情況下,RW優(yōu)選 為取代或未取代的烷基、取代或未取代的甲娃烷基。
[0256] 在rW為取代或未取代的烷基的情況下,碳原子數(shù)優(yōu)選為4~17,從化學穩(wěn)定性、載 流子傳輸性的觀點考慮,更優(yōu)選為6~14,進一步優(yōu)選為6~12。從分子的直線性得到提高, 且可提高載流子遷移率的觀點考慮,優(yōu)選RW為上述范圍的長鏈烷基,尤其優(yōu)選為長鏈的直 鏈烷基。
[0257] 在RW表示烷基的情況下,可為直鏈烷基,也可為分枝烷基,也可為環(huán)狀烷基,從分 子的直線性得到提高,且可提高載流子遷移率的觀點考慮,優(yōu)選為直鏈烷基。
[0258] 運些之中,作為通式(W)中的RW與L的組合,從提高載流子遷移率的觀點考慮,優(yōu)選 通式(C)~通式(T)的L為通式化-1)所表示的二價連接基團,且RW為直鏈的碳原子數(shù)4~17 的烷基;或者L為通式化-3)、通式化-13)或通式化-18)的任一個所表示的二價連接基團與 通式化-1)所表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團,且RW為直鏈的烷基。
[0259] 在L為通式化-1)所表示的二價連接基團,且RW為直鏈的碳原子數(shù)4~17的烷基的 情況下,從提高載流子遷移率的觀點考慮,更優(yōu)選RW為直鏈的碳原子數(shù)6~14的烷基,尤其 優(yōu)選為直鏈的碳原子數(shù)6~12的烷基。
[0260] 在L為通式化-3)、通式化-13)或通式化-18)的任一個所表示的二價連接基團與通 式化-1)所表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團,且RW為直鏈的烷基的情況下,更 優(yōu)選RW為直鏈的碳原子數(shù)4~17的烷基,從化學穩(wěn)定性、載流子傳輸性的觀點考慮,更優(yōu)選 為直鏈的碳原子數(shù)6~14的烷基,從提高載流子遷移率的觀點考慮,尤其優(yōu)選為直鏈的碳原 子數(shù)6~12的烷基。
[0261] 另一方面,從提高在有機溶劑中的溶解度的觀點考慮,rW優(yōu)選為分枝烷基。
[0262] 作為rW為具有取代基的烷基時的取代基,可列舉面素原子等,優(yōu)選為氣原子。另 夕h在RW為具有氣原子的烷基的情況下,烷基的氨原子可全部經(jīng)氣原子取代而形成全氣燒 基。其中,RW優(yōu)選為未取代的烷基。
[0263] 在RW為乙締氧基或低聚乙締氧基的情況下,所謂rW所表示的"低聚氧乙締基",在本 說明書中是指-(0C此C此)vOY所表示的基團(氧乙締單元的重復(fù)數(shù)V表示擬上的整數(shù),末端 的Y表示氨原子或取代基)。另外,低聚氧乙締基的末端的Y為氨原子的情況下成為徑基。氧 乙締單元的重復(fù)數(shù)V優(yōu)選為2~4,進一步優(yōu)選為2~3。優(yōu)選低聚氧乙締基的末端的徑基被密 封,即Y表示取代基。此時,優(yōu)選徑基被碳原子數(shù)為1~3的烷基密封,即Y為碳原子數(shù)1~3的 烷基,更優(yōu)選Y為甲基或乙基,尤其優(yōu)選為甲基。
[0264] 在rW為娃氧烷基或低聚娃氧烷基的情況下,硅氧烷單元的重復(fù)數(shù)優(yōu)選為2~4,進 一步優(yōu)選為2~3。并且,優(yōu)選在Si原子上鍵合氨原子或烷基。在烷基鍵合于Si原子的情況 下,烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~3,例如優(yōu)選為甲基或乙基鍵合。在Si原子上可鍵合相同的燒 基,也可鍵合不同的烷基或氨原子。并且,構(gòu)成低聚娃氧烷基的硅氧烷單元可全部相同也可 不同,優(yōu)選為全部相同。
[0265] 在與RW相鄰的L為通式化-3)所表示的二價連接基團的情況下,也優(yōu)選RW為取代或 未取代的甲娃烷基。在RW為取代或未取代的甲娃烷基的情況下,其中優(yōu)選RW為取代甲硅烷 基。作為甲娃烷基的取代基并無特別限制,優(yōu)選為取代或未取代的烷基,更優(yōu)選為分枝燒 基。在RW為Ξ烷基甲娃烷基的情況下,鍵合于Si原子的烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~3,例如優(yōu) 選為甲基或乙基或異丙基鍵合。在Si原子上可鍵合相同的烷基,也可鍵合不同的烷基。作為 RW為在烷基上進一步具有取代基的Ξ烷基甲娃烷基時的取代基,并無特別限制。
[0266] 通式(W)中,L及RW中所含的碳原子數(shù)的合計優(yōu)選為5~18。若L及RW中所含的碳原子 數(shù)的合計為上述范圍的下限值W上,則載流子遷移率變高,驅(qū)動電壓變低。若L及RW中所含 的碳原子數(shù)的合計為上述范圍的上限值W下,則在有機溶劑中的溶解性變高。
[0267] L及RW中所含的碳原子數(shù)的合計優(yōu)選為5~14,更優(yōu)選為6~14,尤其優(yōu)選為6~12, 更尤其優(yōu)選為8~12。
[0268] 通式(C)~通式(T)所表示的各化合物中,從提高載流子遷移率且提高在有機溶劑 中的溶解性的觀點考慮,優(yōu)選取代基護~取代基護中,通式(W)所表示的基團為1個~4個,更 優(yōu)選為1個或2個,尤其優(yōu)選為2個。
[0269] 取代基護~取代基護中,對通式(W)所表示的基團的位置并無特別限制。
[0270] 通式(C)所表示的化合物中,優(yōu)選護1、護2、護3、護6的任一個為通式(W)所表示的基 團,更優(yōu)選護1與RE哺者或護3與護哺者為通式(W)所表示的基團。
[0271] 通式(D)所表示的化合物中,優(yōu)選RDS為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選RDS與rDS兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0272] 通式化)所表示的化合物中,優(yōu)選rES為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選RES與rES兩者 為通式(W)所表示的基團。并且,在RES及rES為通式(W)所表示的基團W外的取代基的情況 下,也優(yōu)選2個RK為通式(W)所表示的基團。
[0273] 通式(F)所表示的化合物中,優(yōu)選護2、護3、護8及護9中的至少一個為通式(W)所表示 的取代基。
[0274] 通式(G)所表示的化合物中,從提高載流子遷移率、提高在有機溶劑中的溶解性的 觀點考慮,優(yōu)選護5或護6為通式(W)所表示的基團。
[0275] 通式化)所表示的化合物中,優(yōu)選RM或rHS為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選rM或 RHS、及RHS或rHS為通式(W)所表示的基團。
[0276] 通式(J)所表示的化合物中,優(yōu)選RW為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選RW與RW兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0277] 通式化)所表示的化合物中,優(yōu)選rK為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選RK與護3兩者 為通式(W)所表示的基團。
[027引通式化)所表示的化合物中,更優(yōu)選RL2、RL3、rLS及rU中的至少一個為通式(W)所表 不的基團。
[0279] 通式(M)所表示的化合物中,優(yōu)選rM2為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選RM2與rMS兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0280] 通式(N)所表示的化合物中,優(yōu)選RW為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選RW與rW兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0281] 通式(P)所表示的化合物中,優(yōu)選護2或護3為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選護2與RP8 兩者或護3與護9兩者為通式(W)所表示的基團。
[0282] 通式(Q)所表示的化合物中,優(yōu)選rW為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選RW與rW兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0283] 通式(R)所表示的化合物中,優(yōu)選護2為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選護2與護7兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0284] 通式(S)所表示的化合物中,優(yōu)選護2為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選護2與rSS兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0285] 通式(T)所表示的化合物中,優(yōu)選護2為通式(W)所表示的基團,更優(yōu)選護2與護5兩者 為通式(W)所表示的基團。
[0286] 取代基護~取代基rT中,通式(W)所表示的基團W外的取代基優(yōu)選為0個~4個,更 優(yōu)選為0個~2個。
[0287] W下,W下示出通式(C)~通式(T)所表示的各化合物的具體例,但本發(fā)明中可使 用的化合物不應(yīng)受到運些具體例的限定性解釋。
[0288] 示出通式(C)所表示的化合物C的具體例。
[0289] [化學式 14]
[0290]
[0291] 通式(C)所表示的化合物優(yōu)選分子量為3000W下,更優(yōu)選為2000W下,進一步優(yōu)選 為1000W下,尤其優(yōu)選為850W下。若分子量在上述范圍內(nèi),則可提高在溶劑中的溶解性。
[0292] 另一方面,從薄膜的膜質(zhì)穩(wěn)定性的觀點考慮,分子量優(yōu)選為300W上,更優(yōu)選為350 W上,進一步優(yōu)選為400 W上。
[0293] 示出通式(D)所表示的化合物D的具體例。
[0294] [化學式 15]
[0298] 關(guān)于通式(D)所表示的化合物的分子量,上限與通式(C)所表示的化合物相同的情 況下,可提高在溶劑中的溶解性,因而優(yōu)選。另一方面,從薄膜的膜質(zhì)穩(wěn)定性的觀點考慮,分 子量優(yōu)選為400 W上,更優(yōu)選為450 W上,進一步優(yōu)選為500 W上。
[0299] 依次示出通式化)所表示的化合物E、通式(F)所表示的化合物F、通式(G)所表示的 化合物G及通式化)所表示的化合物Η各自的具體例。
[0300] [化學式 17]
[0304][化學式 19]
[030引[化學式21]
[0312]關(guān)于上述化合物E、化合物F、化合物G及化合物Η的分子量,上限分別與通式(C)所 表示的化合物C相同的情況下,可提高在溶劑中的溶解性,因而優(yōu)選。另一方面,從薄膜的膜 質(zhì)穩(wěn)定性的觀點考慮,分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
[0313] 示出通式(J)及通式化)所表示的化合物J及化合物Κ的具體例。
[0314] [化學式 23]
[0318]關(guān)于上述化合物J及化合物Κ的分子量,上限分別與通式(C)所表示的化合物C相同 的情況下,可提高在溶劑中的溶解性,因而優(yōu)選。另一方面,從薄膜的膜質(zhì)穩(wěn)定性的觀點考 慮,分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
[0319] 依次示出通式化)所表示的化合物L、通式(M)所表示的化合物M、通式(N)所表示的 化合物N、通式(P)所表示的化合物P及通式(Q)所表示的化合物Q各自的具體例。
[0320] [化學式 25]
[0322][化學式 26]
[0326][化學式2引
[032引[化學式29]
[0330] 關(guān)于上述化合物L、化合物Μ、化合物N、化合物P及化合物Q的分子量,上限分別與通 式(C)所表示的化合物C相同的情況下,可提高在溶劑中的溶解性,因而優(yōu)選。另一方面,從 薄膜的膜質(zhì)穩(wěn)定性的觀點考慮,分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
[0331] 依次示出通式(R)所表示的化合物R、通式(S)所表示的化合物S及通式(T)所表示 的化合物T各自的具體例。
[0332] [化學式 30]
[0333]
[0334] [化學式 31]
[0338] 關(guān)于上述化合物R、化合物S及化合物Τ的分子量,上限分別與通式(C)所表示的化 合物C相同的情況下,可提高在溶劑中的溶解性,因而優(yōu)選。另一方面,從薄膜的膜質(zhì)穩(wěn)定性 的觀點考慮,分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
[0339] 作為有機聚合物及其衍生物,例如可列舉:聚化咯及其衍生物、聚二酬基化咯及其 衍生物、聚嚷吩及其衍生物、聚異苯并嚷吩(polrisothiana地thene)等異苯并嚷吩、聚亞嚷 吩亞乙締(pol^thien^ene vin^ene)等亞嚷吩亞乙締、聚(對苯亞乙締)、聚苯胺及其衍生 物、聚乙烘、聚二乙烘、聚奧、聚巧、聚巧挫、聚砸吩、聚巧喃、聚(對亞苯基)、聚嗎I噪、聚嗟嗦、 聚蹄吩(polytelluro地ene)、聚糞、聚乙締基巧挫、聚苯硫酸、聚乙締硫酸等聚合物及縮合 多環(huán)芳香族化合物的聚合物等。
[0340] 作為聚嚷吩及其衍生物,并無特別限定,例如可列舉:在聚嚷吩中導入有己基的 聚-3-己基嚷吩(P3HT)、聚亞乙基二氧嚷吩、聚(3,4-亞乙基二氧嚷吩)/聚苯乙締橫酸 (陽 D0T/PSS)等。
[CX341]并且,也可列舉具有與運些聚合物相同的重復(fù)單元的低聚物(例如低聚嚷吩)。
[0342] 并且,作為有機聚合物,可列舉下述通式(C)~通式(T)所表示的化合物具有重復(fù) 結(jié)構(gòu)的高分子化合物。
[0343] 作為運種高分子化合物可列舉:通式(C)~通式(T)所表示的化合物經(jīng)由至少一個 W上的亞芳基、雜亞芳基(嚷吩、聯(lián)嚷吩等)而顯示出重復(fù)結(jié)構(gòu)的η共輛聚合物,或通式(C)~ 通式(Τ)所表示的化合物經(jīng)由側(cè)鏈而鍵合于高分子主鏈的懸掛(pendant)型聚合物。作為高 分子主鏈優(yōu)選為聚丙締酸醋、聚乙締、聚硅氧烷等,作為側(cè)鏈優(yōu)選為亞烷基、聚環(huán)氧乙烷基 等。懸掛型聚合物的情況下,高分子主鏈也可為取代基護~取代基護的至少一個具有源自聚 合性基的基團且該基團進行聚合而成的聚合物。
[0344] 運些有機聚合物的重均分子量優(yōu)選為3萬W上,更優(yōu)選為5萬W上,進一步優(yōu)選為 10萬W上。通過將重均分子量設(shè)為上述下限值W上,能夠提高分子間相互作用,可獲得較高 的遷移率。
[0345] 上述樹脂(C)為優(yōu)選在側(cè)鏈中具有W下基團的樹脂:選自由含氣原子的基團、含娃 原子的基團、碳原子數(shù)上且在形成烷氧基幾基的情況下為碳原子數(shù)2W上的烷基、環(huán)燒 基(碳原子數(shù)3W上)、芳烷基、芳氧基幾基、經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基及經(jīng)至少一個 環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基構(gòu)成的組中的一個W上的基團。
[0346] 如上所述,樹脂(C)在有機半導體層中相對于上述有機半導體而偏向存在或發(fā)生 相分離。
[0347] 樹脂(C)只要具有一個(一種)上述基團即可。從相對于有機半導體容易偏向存在 的方面考慮,優(yōu)選具有2個W上的上述基團。另外,樹脂(C)所具有的上述基團相對于重復(fù)單 元數(shù)的合計數(shù)(摩爾% )與后述重復(fù)單元(α)的含有率相同。
[0348] 樹脂(C)優(yōu)選含有具有選自上述組中的一個W上的基團的重復(fù)單元下也簡稱 為重復(fù)單元(α))。
[0349] 該樹脂(C)可為包含上述重復(fù)單元(α)的均聚物的樹脂,也可為包含含有重復(fù)單元 (曰)的共聚物的樹脂。
[0350] 樹脂(C)所具有的基團優(yōu)選為選自由含氣原子的基團、含娃原子的基團、碳原子數(shù) 為6W上的烷基、碳原子數(shù)為5W上的環(huán)烷基、芳基的碳原子數(shù)為6W上的芳氧基幾基、碳原 子數(shù)為7W上的芳烷基、經(jīng)至少一個碳原子數(shù)3W上的烷基取代的芳香環(huán)基及經(jīng)至少一個碳 原子數(shù)5W上的環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基構(gòu)成的組中的一個W上的基團。作為經(jīng)至少一個碳 原子數(shù)3W上的烷基取代的芳香環(huán)基,更優(yōu)選為叔下基苯基、二(叔下基)苯基。
[0351] 進一步優(yōu)選為含氣原子的基團及含娃原子的基團的至少一個基團,尤其優(yōu)選為含 氣原子的基團。
[0352] 含氣原子的基團并無特別限定,可列舉:含氣原子的烷基、含氣原子的環(huán)烷基或含 氣原子的芳基等。運些基團也可W進一步具有氣原子W外的取代基。
[0353] 作為含氣原子的烷基,可列舉:至少一個氨原子經(jīng)氣原子取代的直鏈或分支烷基, 可列舉優(yōu)選碳原子數(shù)1~10、更優(yōu)選碳原子數(shù)1~4的含氣原子的烷基。
[0354] 作為含氣原子的環(huán)烷基,可列舉:至少一個氨原子經(jīng)氣原子取代的單環(huán)或多環(huán)的 環(huán)烷基。
[0355] 作為含氣原子的芳基,可列舉:苯基、糞基等芳基的至少一個氨原子經(jīng)氣原子取代 的基團。
[0356] 作為含氣原子的烷基、含氣原子的環(huán)烷基及含氣原子的芳基,優(yōu)選可列舉下述通 式(CF2)~通式(CF4)所表示的基團,但本發(fā)明并不限定于此。
[Ο%7][化學式33]
[035引
[0巧9] 通式(CF2)~通式(CF4)中,R57~R68表示氨原子、氣原子或烷基(直鏈或分支)。其 中,Rs7~Rsi的至少一個、R62~R64的至少一個及R65~R68的至少一個表示氣原子或至少一個 氨原子經(jīng)氣原子取代的烷基(優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4)。
[0360] R日7~Rsi及Rs日~Rs7優(yōu)選全部為氣原子。R62、R63、Rs4及Rs8優(yōu)選為氣原子或至少一個 氨原子經(jīng)氣原子取代的烷基(優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4),進一步優(yōu)選為氣原子或碳原子數(shù)1~4 的全氣烷基。R62與R63可相互連結(jié)而形成環(huán)。
[0361] 作為通式(CF2)所表示的基團的具體例,可列舉:對氣苯基、五氣苯基、3,5-二(Ξ 氣甲基)苯基等。
[0362] 作為通式(CF3)所表示的基團的具體例,可列舉:Ξ氣甲基、氣乙基、九氣 下基乙基、五氣丙基、五氣乙基、屯氣下基、六氣異丙基、屯氣異丙基、六氣(2-甲基)異丙基、 九氣下基、八氣異下基、九氣己基、九氣-叔下基、全氣異戊基、全氣辛基、全氣(Ξ甲基)己 基、2,2,3,3-四氣環(huán)下基、全氣環(huán)己基等,優(yōu)選為氣乙基、九氣下基乙基、六氣異丙 基、屯氣異丙基、六氣(2-甲基)異丙基、八氣異下基、九氣-叔下基、全氣異戊基。
[0363] 作為通式(CF4)所表示的基團的具體例例如可列舉:-C(CF3)20H、-C(C2F5)20H、-C (CF3)(咖)OH、-CH (CF3) OH 等,優(yōu)選為-C (CF3) 20H。
[0364] 通式(CF2)、通式(CF3)、通式(CF4)中,優(yōu)選為通式(CF2)、通式(CF3)。
[0365] 作為含娃原子的基團,可列舉:具有至少一個烷基甲娃烷基結(jié)構(gòu)(優(yōu)選為Ξ烷基甲 娃烷基)、環(huán)狀硅氧烷結(jié)構(gòu)的基團等。
[0366] 作為上述具有至少一個烷基甲娃烷基結(jié)構(gòu)或環(huán)狀硅氧烷結(jié)構(gòu)的基團,優(yōu)選可列舉 下述通式(CS-1)~通式(CS-3)所表示的基團等。
[0367] [化學式 34]
[036引
[0369] 通式(CS-1)~通式(CS-3)中,Ri2~R26表示直鏈或分支烷基(優(yōu)選為碳原子數(shù)1~ 20)或環(huán)烷基(優(yōu)選為碳原子數(shù)3~20)。
[0370] L3~Ls表示單鍵或二價連接基團。作為二價連接基團,可列舉:選自由亞烷基、亞苯 基、酸鍵、硫酸鍵、幾基、醋鍵、酷胺鍵、氨基甲酸醋鍵及脈鍵構(gòu)成的組中的單獨一種、或者包 含2個W上的組合(優(yōu)選為總碳原子數(shù)12W下)的基團或鍵。
[0371] η表示1~5的整數(shù)。η優(yōu)選為2~4的整數(shù)。
[0372] 從進一步提高樹脂(C)的疏水性的觀點考慮,作為樹脂(C)所具有的烷基,可列舉 優(yōu)選碳原子數(shù)6W上、更優(yōu)選碳原子數(shù)6~20、進一步優(yōu)選碳原子數(shù)6~15的直鏈或分支燒 基,也可W進一步具有取代基(其中,不相當于含氣原子的基團及含娃原子的基團)。
[0373] 作為樹脂(C)所具有的環(huán)烷基可列舉優(yōu)選碳原子數(shù)5W上、更優(yōu)選碳原子數(shù)6~20、 進一步優(yōu)選碳原子數(shù)6~15的環(huán)烷基,也可W進一步具有取代基(其中,不相當于含氣原子 的基團及含娃原子的基團)。
[0374] 作為樹脂(C)所具有的芳氧基幾基的芳基,優(yōu)選碳原子數(shù)為6W上,從進一步提高 樹脂(C)的疏水性的觀點考慮,更優(yōu)選為9~20,進一步優(yōu)選為9~15。該芳基優(yōu)選與具有氣 原子的芳基中例示的基團相同。該芳氧基幾基也可W進一步具有取代基(其中,不相當于含 氣原子的基團及含娃原子的基團)。
[0375] 作為樹脂(C)所具有的芳烷基,可列舉優(yōu)選碳原子數(shù)7W上、更優(yōu)選碳原子數(shù)7~ 20、進一步優(yōu)選碳原子數(shù)10~20的芳烷基。也可W進一步具有取代基(其中,不相當于含氣 原子的基團及含娃原子的基團)。
[0376] 作為經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基及經(jīng)至少一個環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基中的 芳香環(huán),可列舉優(yōu)選碳原子數(shù)6~20、更優(yōu)選碳原子數(shù)6~15的芳香環(huán),也可具有烷基及環(huán)燒 基W外的取代基(其中,不相當于含氣原子的基團及含娃原子的基團)。
[0377] 從進一步提高樹脂(C)的疏水性的觀點考慮,作為該芳香環(huán)基所具有的烷基,可列 舉:優(yōu)選碳原子數(shù)3W上、更優(yōu)選碳原子數(shù)3~15、進一步優(yōu)選碳原子數(shù)3~10的直鏈或分支 烷基。在經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基中,芳香環(huán)優(yōu)選被1個~9個烷基(優(yōu)選為碳原子數(shù) 3W上)取代,更優(yōu)選被1個~7個碳原子數(shù)3W上的烷基取代,進一步優(yōu)選被1個~5個碳原子 數(shù)3W上的烷基取代。
[0378] 作為上述芳香環(huán)基所具有的環(huán)烷基,可列舉:優(yōu)選碳原子數(shù)5W上、更優(yōu)選碳原子 數(shù)5~20、進一步優(yōu)選碳原子數(shù)5~15的環(huán)烷基。在經(jīng)至少一個環(huán)烷基(優(yōu)選為碳原子數(shù)5W 上)取代的芳香環(huán)基中,芳香環(huán)優(yōu)選被1個~5個碳原子數(shù)5W上的環(huán)烷基取代,更優(yōu)選被1個 ~4個碳原子數(shù)5W上的環(huán)烷基取代,進一步優(yōu)選被1個~3個碳原子數(shù)5W上的環(huán)烷基取代。
[0379] 樹脂(C)優(yōu)選具有至少一種下述通式(C-Ia)~通式(C-Id)的任一個所表示的重復(fù) 單元而作為上述重復(fù)單元(曰)。
[0380] [化學式 35]
[0381]
[0382] 上述通式中,Rio及Rii表示氨原子、氣原子或烷基。
[0383] 烷基優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4的直鏈或分支的烷基,也可具有取代基,作為具有取代 基的烷基,尤其可列舉氣化烷基、優(yōu)選為全氣烷基。Rio及化1優(yōu)選為氨原子或甲基。
[0384] 化表示具有選自由含氣原子的基團、含娃原子的基團、碳原子數(shù)2W上的烷基、環(huán) 烷基、芳基及芳烷基構(gòu)成的組中的一個W上的有機基團。
[0385] W4表示具有選自由氣原子、含氣原子的基團、含娃原子的基團、烷基及環(huán)烷基構(gòu)成 的組中的一個W上的有機基團。
[0386] W5及W6表示具有選自由含氣原子的基團、含娃原子的基團、烷基、環(huán)烷基、芳基及芳 烷基構(gòu)成的組中的一個W上的有機基團。
[0387] 另外,化~W6分別可具有-C00-所表示的基團,此時,優(yōu)選最多為一個。
[038引 Ari康示(r+1)價的芳香環(huán)基。
[0389] 作為(r+1)價的芳香環(huán)基Arn,r為1時的二價芳香環(huán)基也可具有取代基,例如可列 舉:亞苯基、甲亞苯基、亞糞基、亞蔥基等碳原子數(shù)6~18的亞芳基等。
[0390] 作為r為2 W上的整數(shù)時的(r+1)價的芳香環(huán)基的具體例,可優(yōu)選列舉:從二價芳香 環(huán)基的上述的具體例中去除(r-1)個任意的氨原子而成的基團。
[0391] r表示1~10的整數(shù)。
[0392] 作為化~W6中的含氣原子的基團,與上述的含氣原子的基團中列舉的基團相同。
[0393] 化~W6中的含氣原子的基團可在通式(C-Ia)~(C-Id)所表示的重復(fù)單元上,經(jīng)由- C00-、Arn、-C出-或-0-,與選自由亞烷基、亞苯基、酸鍵、硫酸鍵、幾基、醋鍵、酷胺鍵、氨基甲 酸醋鍵及亞脈基鍵構(gòu)成的組中的基團或?qū)⑦\些基團的2個W上組合而成的基團,鍵合于通 式(C-Ia)~通式(C-Id)所表示的重復(fù)單元。
[0394] 作為化~W6中的含娃原子的基團,與上述的含娃原子的基團中列舉的基團相同。 [03M]化中的碳原子數(shù)2W上的烷基與樹脂(C)所具有的碳原子數(shù)2W上的烷基相同,具 體例及優(yōu)選基團也相同。從進一步提高樹脂(C)的疏水性的觀點考慮,W3、Ws及W6中的烷基優(yōu) 選為碳原子數(shù)6 W上。
[0396] 化、^^及胖6中的環(huán)烷基與上述中作為樹脂(C)所具有的環(huán)烷基而所述的基團相同, 具體例及優(yōu)選例也相同。
[0397] 化、^^及胖6中的芳基及芳烷基分別與上述中作為樹脂(C)所具有的芳氧基幾基的芳 基、芳烷基而所述的基團相同,具體例及優(yōu)選例也相同。
[0398] 關(guān)于W4的烷基及環(huán)烷基分別與關(guān)于上述經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基中的燒 基、及上述經(jīng)至少一個環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基中的環(huán)烷基所說明的基團相同。
[0399] 化、^^及胖6優(yōu)選為含氣原子的有機基團、含娃原子的有機基團、碳原子數(shù)6 W上的燒 基、碳原子數(shù)5W上的環(huán)烷基、碳原子數(shù)6W上的芳基或碳原子數(shù)7W上的芳烷基,更優(yōu)選為 含氣原子的有機基團、含娃原子的有機基團、碳原子數(shù)6 W上的烷基、碳原子數(shù)6 W上的環(huán)燒 基、碳原子數(shù)9W上的芳基或碳原子數(shù)10W上的芳烷基,進一步優(yōu)選為含氣原子的有機基團 或含娃原子的有機基團。
[0400] W4優(yōu)選為氣原子、含氣原子的有機基團、含娃原子的有機基團、碳原子數(shù)3 W上的 烷基或碳原子數(shù)5W上的環(huán)烷基,更優(yōu)選為氣原子、含氣原子的有機基團、含娃原子的有機 基團、碳原子數(shù)3W上的烷基或碳原子數(shù)5W上的環(huán)烷基,進一步優(yōu)選為氣原子、含氣原子的 有機基團或含娃原子的有機基團。
[0401 ] W下示出通式(C-Ia)~通式(C-Id)的任一個所表示的重復(fù)單元的具體例,但本發(fā) 明并不限定于此。
[0402] 具體例中,&表示氨原子、-C出、-F或-C的。
[0403] [化學式 36]
[0404;
[0405][化學式 37]
[0406]
[0407] 相對于樹脂(C)的所有重復(fù)單元,重復(fù)單元(α)的含有率優(yōu)選為5摩爾%~100摩 爾%,更優(yōu)選為10摩爾%~90摩爾%,進一步優(yōu)選為10摩爾%~80摩爾%。
[040引樹脂(C)優(yōu)選具有芳香環(huán)基,更優(yōu)選含有具有芳香環(huán)基的重復(fù)單元。
[0409] 此時,重復(fù)單元(α)可W具有芳香環(huán)基,或者樹脂(C)可進一步具有重復(fù)單元(a)W 外的重復(fù)單元且重復(fù)單元具有芳香環(huán)基。
[0410] 重復(fù)單元(α)具有芳香環(huán)基時的重復(fù)單元(α)優(yōu)選為下述通式(C-II)所表示的重 復(fù)單元。
[041U [化學式3引
[0412]
[041引上述通式中,Ri2表示氨原子、甲基、S氣甲基或氣原子。W讀示具有選自由含氣原 子的基團、含娃原子的基團、烷基、環(huán)烷基構(gòu)成的組中的一個W上的有機基團。
[0414]。表示單鍵或-COOL廣基。L2表示單鍵或亞烷基。
[041引 r表示1~5的整數(shù)。
[0416] 作為W7中的含氣原子的基團及含娃原子的基團分別與上述的含氣原子的基團及 含娃原子的基團中列舉的基團相同。
[0417] W7中的烷基及環(huán)烷基分別與關(guān)于上述經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基中的烷基、 及上述經(jīng)至少一個環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基中的環(huán)烷基所說明的基團相同。
[0418] W7優(yōu)選為Ξ烷基甲娃烷基、Ξ烷氧基甲娃烷基、具有Ξ烷基甲娃烷基的烷基、具有 Ξ烷氧基甲娃烷基的烷基、碳原子數(shù)3W上的烷基或碳原子數(shù)5W上的環(huán)烷基。
[0419] 在作為W7的Ξ烷基甲娃烷基、Ξ烷氧基甲娃烷基、具有Ξ烷基甲娃烷基的烷基及 具有Ξ烷氧基甲娃烷基的烷基中,鍵合于娃原子的烷基或烷氧基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~5, 更優(yōu)選為1~3。
[0420] 并且,在作為W7的具有Ξ烷基甲娃烷基的烷基、及具有Ξ烷氧基甲娃烷基的烷基 中,鍵合于Ξ烷基甲娃烷基或Ξ烷氧基甲娃烷基的烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~5,更優(yōu)選為1 ~3。
[0421] 化2優(yōu)選為氨原子或甲基。
[0422] 作為L2的亞烷基優(yōu)選為碳原子數(shù)1~5的亞烷基,更優(yōu)選為碳原子數(shù)1~3的亞燒 基。L2優(yōu)選為單鍵。
[0423] W7優(yōu)選為含氣原子的有機基團、含娃原子的有機基團、碳原子數(shù)3 W上的烷基或碳 原子數(shù)5W上的環(huán)烷基,尤其優(yōu)選為碳原子數(shù)3W上的烷基,進一步優(yōu)選為叔下基。
[0424] W下,除了上述W外示出通式(C-II)所表示的重復(fù)單元的具體例,但本發(fā)明并不 限定于運些具體例。
[04巧][化學式39]
[04%]
[0427] 在樹脂(C)具有通式(C-II)所表示的重復(fù)單元的情況下,通式(C-II)所表示的重 復(fù)單元相對于樹脂(C)的所有重復(fù)單元的含有率優(yōu)選為1摩爾%~100摩爾%,更優(yōu)選為3摩 爾%~8〇摩爾%,進一步優(yōu)選為5摩爾%~75摩爾%。
[0428] 并且,除了上述W外,作為具有芳香環(huán)基的重復(fù)單元,也優(yōu)選為下述通式(II)所表 示的重復(fù)單元。
[04巧][化學式40]
[0430]
[0431] 通式中,Rsi、R52及R53表示氨原子、烷基、環(huán)烷基、面素原子、氯基或烷氧基幾基。其 中,R52也可與An鍵合而形成環(huán),此時的R52表示單鍵或亞烷基。
[0432] X5表示單鍵、-C00-或-C0NR64-,R64表示氨原子或烷基。
[0433] Ls表示單鍵或亞烷基。
[0434] An表示一價芳香環(huán)基,與化2鍵合而形成環(huán)的情況下表示二價芳香環(huán)基。
[0435] 作為R日i、R日2、R日3的烷基及烷氧基幾基所含的烷基,優(yōu)選例舉可具有取代基的、甲 基、乙基、丙基、異丙基、正下基、仲下基、己基、2-乙基己基、辛基、十二烷基等碳原子數(shù)20W 下的烷基,更優(yōu)選列舉碳原子數(shù)8W下的烷基,尤其優(yōu)選列舉碳原子數(shù)3W下的烷基。
[0436] 作為R51、Rs2、R53的環(huán)烷基,可為單環(huán)型也可為多環(huán)型。優(yōu)選列舉:如可具有取代基 的環(huán)丙基、環(huán)戊基、環(huán)己基的碳原子數(shù)3個~10個且單環(huán)型的環(huán)烷基。
[0437] 作為R51、R52、Rs3的面素原子,可列舉氣原子、氯原子、漠原子及艦原子,尤其優(yōu)選為 氣原子。
[0438] -價芳香環(huán)基Ars可具有取代基,可列舉W下基團作為優(yōu)選例:例如苯基、甲苯基、 糞基、蔥基等碳原子數(shù)6~18的亞芳基,或者例如包含嚷吩、巧喃、化咯、苯并嚷吩、苯并巧 喃、苯并化咯、Ξ嗦、咪挫、苯并咪挫、Ξ挫、嚷二挫、嚷挫等雜環(huán)的芳香環(huán)基。其中,尤其優(yōu)選 為苯基、糞基、聯(lián)苯基。作為二價芳香環(huán)基的具體例,可優(yōu)選列舉:從一價芳香環(huán)基的上述的 具體例中去除一個任意的氨原子而成的基團。
[0439] 作為上述的烷基、環(huán)烷基、烷氧基幾基、亞烷基及一價芳香環(huán)基所具有的取代基, 可列舉:Rsi中列舉的烷基,甲氧基、乙氧基、徑基乙氧基、丙氧基、徑基丙氧基及下氧基等燒 氧基,苯基等芳基。
[0440] 作為X5所表示的-C0NR64-(R64表示氨原子、烷基)中的R64的烷基,可列舉與Rsi~R53 的烷基相同的基團。作為X5優(yōu)選為單鍵、-C00-、-C0NH-,更優(yōu)選為單鍵、-C00-。
[0441 ] 作為Ls中的亞烷基,優(yōu)選可列舉:可具有取代基的亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞下 基、亞己基、亞辛基等碳原子數(shù)1個~8個的基團。
[0442] W下示出通式(II)所表示的重復(fù)單元的具體例,但并不限定于運些。
[0443] [化學式 41]
[0444]
[0445] 樹脂(C)可含有通式(II)所表示的重復(fù)單元,也可W不含有通式(II)所表示的重 復(fù)單元。在含有通式(II)所表示的重復(fù)單元的情況下,通式(II)所表示的重復(fù)單元相對于 樹脂(C)的所有重復(fù)單元的含有率優(yōu)選為1摩爾%~80摩爾%,更優(yōu)選為1摩爾%~70摩 爾%,進一步優(yōu)選為1摩爾%~50摩爾%。
[0446] <重復(fù)單元(β)或重復(fù)單元(丫)>
[0447] 樹脂(C)可含有如下重復(fù)成分下也稱為"重復(fù)單元(β)"。)及來源于下述通式 (aal-1)所表示的單體的至少一種重復(fù)單元下也稱為"重復(fù)單元(丫 Γ。)中的至少一種, 該重復(fù)成分包含至少一個含氣原子或娃原子的基團與至少一個內(nèi)醋環(huán)。
[044引(重復(fù)單元(β))
[0449] 作為重復(fù)單元(β)所含的內(nèi)醋環(huán)結(jié)構(gòu),更優(yōu)選為具有下述式化C1-1)~式化C1-17) 的任一個所表示的內(nèi)醋結(jié)構(gòu)的基團。并且,具有內(nèi)醋結(jié)構(gòu)的基團也可直接鍵合于主鏈上。作 為優(yōu)選的內(nèi)醋結(jié)構(gòu),為化C1-1)、化C1-4)、化C1-5)、化C1-6)、化C1-13)、(LC1-14)、化C1- 17)。
[0450] [化學式 42]
[0451]
[0452] 內(nèi)醋結(jié)構(gòu)部分可具有取代基肺2,也可W不具有取代基肺2。作為優(yōu)選的取代基肺2, 可列舉:碳原子數(shù)1~8的烷基、碳原子數(shù)4~7的一價環(huán)烷基、碳原子數(shù)1~8的烷氧基、碳原 子數(shù)2~8的烷氧基幾基、碳原子數(shù)6~10的芳氧基幾基、簇基、面素原子、徑基、氯基。更優(yōu)選 為碳原子數(shù)1~4的烷基、氯基、碳原子數(shù)2~8的烷氧基幾基、碳原子數(shù)7~13的芳氧基幾基, 進一步優(yōu)選為氯基、至少一個氨原子經(jīng)氣原子或娃原子取代的烷基、烷氧基幾基或芳氧基 幾基,尤其優(yōu)選為氯基、至少一個氨原子經(jīng)氣原子取代的烷基、烷氧基幾基或芳氧基幾基。
[0453] Π 2表示0~4的整數(shù)。在Π 2為2W上時,存在多個的取代基(肺2)可相同也可不同,并 且,存在多個的取代基(肺2)彼此也可鍵合而形成環(huán)。
[0454] 具有內(nèi)醋基的重復(fù)單元通常存在光學異構(gòu)體,可使用任一種光學異構(gòu)體。并且,可 單獨使用一種光學異構(gòu)體,也可將多種光學異構(gòu)體混合使用。在主要使用一種光學異構(gòu)體 的情況下,其光學純度(ee)優(yōu)選為90% W上,更優(yōu)選為95% W上。
[0455] 重復(fù)單元(β)只要是進行加成聚合、縮合聚合、加成縮合等聚合的重復(fù)單元,則并 無限定,優(yōu)選為具有碳-碳雙鍵且由此進行加成聚合的重復(fù)單元。作為例子,可列舉:丙締酸 醋系重復(fù)單元(也包含在α位、β位上具有取代基的系統(tǒng))、苯乙締系重復(fù)單元(也包含在α位、 β位上具有取代基的系統(tǒng))、乙締酸系重復(fù)單元、降冰片締系重復(fù)單元、馬來酸衍生物(馬來 酸酢或其衍生物馬來酷亞胺等)的重復(fù)單元等,優(yōu)選為丙締酸醋系重復(fù)單元、苯乙締系重復(fù) 單元、乙締酸系重復(fù)單元、降冰片締系重復(fù)單元,更優(yōu)選為丙締酸醋系重復(fù)單元、乙締酸系 重復(fù)單元、降冰片締系重復(fù)單元,尤其優(yōu)選為丙締酸醋系重復(fù)單元。
[0456] W下示出重復(fù)單元(β)的具體例,但本發(fā)明并不限定于此。Ra表示氨原子、氣原子、 甲基或Ξ氣甲基。
[0457] [化學式 43]
[0461 ][化學式 45]
[04化][化學式47]
[0466]
[0467] 在樹脂(C)含有重復(fù)單元(β)的情況下,相對于樹脂(C)中的所有重復(fù)單元,重復(fù)單 元(β)的含有率優(yōu)選為10摩爾%~90摩爾%,更優(yōu)選為20摩爾%~85摩爾%。
[0468] (重復(fù)單元(丫))
[0469] 接著,對來源于通式(aal-1)所表示的單體的重復(fù)單元(丫)加 W說明。
[0470] [化學式4引
[0471]
[0472] 式中,化所表示的含聚合性基的有機基團只要是含有聚合性基的基團,則并無特 別限定。作為聚合性基,例如可列舉:丙締酷基、甲基丙締酷基、苯乙締基、降冰片締基、馬來 酷亞胺基、乙締酸基等,尤其優(yōu)選為丙締酷基、甲基丙締酷基及苯乙締基。
[0473] 作為。及1^2所表示的二價連接基團,例如可列舉:取代或未取代的亞芳基、取代或 未取代的亞烷基、取代或未取代的亞環(huán)烷基、酸鍵(-〇-)、幾基(-C0-)或?qū)⑦\些基團多個組 合而成的二價連接基團。
[0474] 作為亞芳基,例如優(yōu)選碳原子數(shù)為6~14的基團。作為具體例,可列舉:亞苯基、亞 糞基、亞蔥基、亞菲基、亞聯(lián)苯基、亞聯(lián)Ξ苯基等。
[0475] 作為亞烷基及亞環(huán)烷基,例如優(yōu)選碳原子數(shù)為1~15的基團。作為具體例,可列舉: 從W下列舉的直鏈狀、分支狀或環(huán)狀的烷基中去掉一個氨原子而成的基團。作為去掉一個 氨原子之前的烷基,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正下基、仲下基、叔下基、叔戊 基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基。并且,作為去掉一個氨原子之前的亞 環(huán)烷基,例如可列舉:環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)戊基甲基、環(huán)戊基乙基、環(huán)戊基下基、環(huán)己基甲基、 環(huán)己基乙基、環(huán)己基下基、金剛烷基。
[0476] 作為亞芳基、亞烷基及亞環(huán)烷基可具有的取代基,例如可列舉:烷基、芳烷基、燒氧 基、氣原子等。
[0477] 在本發(fā)明的一方式中,Li更優(yōu)選為單鍵、亞苯基、酸鍵、幾基、幾氧基,L2更優(yōu)選為亞 烷基、酸鍵、幾基、幾氧基。
[0478] 作為Rf的含氣原子的有機基團中的有機基團為含有至少一個碳原子的基團,優(yōu)選 為含有碳-氨鍵部分的有機基團。Rf例如為經(jīng)氣原子取代的烷基或經(jīng)氣原子取代的環(huán)烷基。 運些烷基及環(huán)烷基與^及12中說明的去掉一個氨原子之前的烷基及環(huán)烷基相同。
[0479] 重復(fù)單元(丫)在一方式中,優(yōu)選為下述通式(aal-2-l)或通式(aal-3-l)所表示的 重復(fù)單元。
[0480] [化學式 49]
[0481]
[0482] 通式(aal-2-l)及通式(aal-3-l)中,Rai及Ra2表示氨原子或烷基。Rai及Ra2優(yōu)選為 氨原子或甲基。
[0483] L21及L22表示單鍵或二價連接基團,與通式(aal-1)中的L2的定義相同。
[0484] Rfi及Rf2表示含氣原子的有機基團,與通式(aal-1)中的Rf的定義相同。
[04化]并且,重復(fù)單元(丫)在一方式中,也優(yōu)選為下述通式(aal-2-2)或通式(aal-3-2) 所表示的重復(fù)單元。
[04化][化學式50]
[0487]
[0488] 通式(aal -2-2)及通式(aal -3-2)中,Rai及Ra2表示氨原子或烷基。
[0489] 化、化、R3及R4表示氨原子或烷基。
[0490] mi及m2表示0~5的整數(shù)。
[0491] Rfi及Rf2表示含氣原子的有機基團。
[0492] Rai及Ra2優(yōu)選為氨原子或甲基。
[0493] 作為Ri、R2、R3及R4所表示的烷基,例如優(yōu)選為碳原子數(shù)1~10的直鏈或支鏈的燒 基。該烷基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉烷氧基、芳基、面素原子等。
[0494] mi及m2優(yōu)選為0~3的整數(shù),更優(yōu)選為0或1,尤其優(yōu)選為1。
[04對作為Rfi及Rf2的含氣原子的有機基團與通式(aal-1)中的Rf的定義相同。
[0496] 并且,重復(fù)單元(丫)在一方式中,也優(yōu)選為下述通式(aal-2-3)或通式(aal-3-3) 所表示的重復(fù)單元。
[0497] [化學式 51]
[0498]
[0499] 通式(aal-2-3)及通式(aal-3-3)中,Rai表示氨原子或甲基。
[0500] Rfi及Rf2表示含氣原子的有機基團,與通式(aal-1)中的Rf的定義相同。W下示出 重復(fù)單元(丫)的具體例,但本發(fā)明并不限定于此。
[0501 ][化學式 52]
[ο如 2]
[0503][化學式 53]
[ο如4]
[Ο如5][化學式54]
[ο如 6]
[0507]在樹脂(C)含有重復(fù)單元(丫)的情況下,相對于樹脂(C)中的所有重復(fù)單元,重復(fù) 單元(丫)的含有率W摩爾%計,優(yōu)選為10摩爾%~90摩爾%,更優(yōu)選為20摩爾%~85摩 爾%。
[050引樹脂(C)的標準聚苯乙締換算的重均分子量(Mw)優(yōu)選為1,000~1,000,000,更優(yōu) 選為10,000~700,000,進一步更優(yōu)選為20,000~500,000。重均分子量的測定方法將于后 述。
[0509] 本發(fā)明中所使用的樹脂(C)的分散度(重均分子量/數(shù)均分子量)并無特別限定,優(yōu) 選為1.0~3.0,更優(yōu)選為1.0~2.5,進一步優(yōu)選為1.1~2.3,尤其優(yōu)選為超過1.2且2.0 W 下。
[0510] 在樹脂(C)含有含氣原子的基團的情況下,W樹脂(C)的所有重復(fù)單元為基準,含 有含氣原子的基團的重復(fù)單元的含有率優(yōu)選為5摩爾%~100摩爾%,更優(yōu)選為10摩爾%~ 100摩爾%。在樹脂(C)含有具有芳香環(huán)基的重復(fù)單元的情況下,W樹脂(C)的所有重復(fù)單元 為基準,具有芳香環(huán)基的重復(fù)單元的含有率優(yōu)選為3摩爾%~100摩爾%,更優(yōu)選為5摩爾% ~100摩爾%。
[0511] 在樹脂(C)為共聚物的情況下,可為無規(guī)共聚物、嵌段共聚物等的任一種,優(yōu)選為 無規(guī)共聚物。并且,樹脂(C)可為直鏈狀高分子、分支狀高分子、梳型高分子及星型高分子的 任一種。
[0512] 樹脂(C)也可利用各種市售品,可依據(jù)公知的方法(例如自由基聚合)來合成。
[0513] 樹脂(C)例如可通過與各結(jié)構(gòu)對應(yīng)的不飽和單體的自由基、陽離子或陰離子聚合 來合成。并且,通過使用相當于各結(jié)構(gòu)的前體的不飽和單體來進行聚合后,進行高分子反 應(yīng),也可獲得目標樹脂。
[0514] 例如,作為公知的方法,可列舉:使不飽和單體種類及引發(fā)劑溶解于溶劑中并進行 加熱,由此進行聚合的總括聚合法;在加熱溶劑中經(jīng)過1小時~10小時滴加添加單體種類與 引發(fā)劑的溶液的滴加聚合法等,優(yōu)選為滴加聚合法。
[0515] 反應(yīng)溶劑、聚合引發(fā)劑、反應(yīng)條件(溫度、溫度等)及反應(yīng)后的提純方法可參考日本 特開2012-208447號公報的0173~0183段的記載,將運些內(nèi)容編入本說明書中。
[0516] 樹脂(C)的合成時,反應(yīng)的濃度優(yōu)選為30質(zhì)量%~50質(zhì)量%。
[0517] 樹脂(C)可使用一種,也可并用多種。
[0518] W下示出樹脂(C)的具體例。并且,在下述表1中示出各樹脂的重復(fù)單元的摩爾比 (從左依次與各重復(fù)單元對應(yīng))、重均分子量、分散度。
[0519] [化學式 55]
[0520]
[0521] [化學式 56]
[0522]
[0523] [化學式 57]
[0524]
[05巧][化學式5引
[0526]
[0527] [表1]
[化2引表1
[0529]
[0530] 除了本發(fā)明中所使用的樹脂(C)W外,也優(yōu)選進一步使用除此W外的樹脂(D)。作 為樹脂(D)可列舉:聚苯乙締、聚α-甲基苯乙締、聚碳酸醋、聚芳醋、聚醋、聚酷胺、聚酷亞胺、 聚氨基甲酸醋、聚硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚諷、聚甲基丙締酸甲醋為代表的聚甲基丙締酸 醋、聚丙締酸甲醋為代表的聚丙締酸醋、Ξ乙酷纖維素為代表的纖維素、聚乙締、聚丙締、聚 乙締基苯酪、聚乙締醇、聚乙締基下醒等絕緣性聚合物、及將運些構(gòu)成成分共聚合巧巾W上 而得到的共聚物。
[0531] 在使用樹脂(D)的情況下,樹脂(C)相對于樹脂(C)與樹脂(D)的總量的質(zhì)量比例優(yōu) 選為10質(zhì)量% ^上且小于100質(zhì)量%,更優(yōu)選為20質(zhì)量% ^上且小于100質(zhì)量%。
[0532] 有機半導體層中,樹脂(C)及樹脂(D)的合計含有率優(yōu)選為1質(zhì)量%~80質(zhì)量%,更 優(yōu)選為5質(zhì)量%~60質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為10質(zhì)量%~50質(zhì)量%。若樹脂(C)的含有率在上 述范圍內(nèi),則在有機半導體層中,可使樹脂(C)在表面?zhèn)?、使有機半導體在基板側(cè)偏向存在 或發(fā)生相分離,遷移率維持率(耐久性)增加,且可確保有機半導體的導電通路,也可提高遷 移率。
[0533] 有機半導體層中,上述有機半導體的含有率優(yōu)選為與后述的涂布液的總固體成分 中的含有率相同。
[0534] 若利用濕式法(濕式涂布法)在柵極絕緣層上形成有機半導體層,則容易簡便地W 低成本獲得高性能的0TFT,而且也適于大面積化。因此,有機半導體層的形成方法優(yōu)選為濕 式法。
[0535] 作為濕式法并無特別限定,例如通過旋涂法、噴墨法、噴嘴印刷(nozzle print)、 模壓印刷(stamp-print)、網(wǎng)版印刷、凹版印刷、靜電噴涂沉積(electrospraydeposition) 法等涂布半導體材料后,使其干燥,由此能夠形成有機半導體層。
[0536] 通過濕式涂布法在柵極絕緣層上形成有機半導體層的情況下,由于0TFT容易成為 高性能,因此有機半導體層優(yōu)選實施結(jié)晶化處理,尤其優(yōu)選實施利用加熱或激光照射的結(jié) 晶化處理。
[0537] 作為結(jié)晶化處理的方法并無特別限定,可列舉利用熱板、烘箱等的加熱或激光照 射等。關(guān)于加熱溫度,從容易進行結(jié)晶化的方面考慮,優(yōu)選為高溫,并且,另一方面從不易對 基板等造成熱影響的方面考慮,優(yōu)選為低溫。具體而言,優(yōu)選為50°CW上,尤其優(yōu)選為100°C W上,并且,另一方面優(yōu)選為300°C W下,尤其優(yōu)選為250°C W下。
[0538] 有機半導體層的膜厚為任意,但優(yōu)選為InmW上,進一步優(yōu)選為lOnmW上。并且,優(yōu) 選為lOymW下,進一步優(yōu)選為ΙμL?Κ下,尤其優(yōu)選為500nmW下。
[0539] [源極電極、漏極電極]
[0540] 本發(fā)明的0TFT中,源極電極為電流從外部通過配線流入的電極。并且,漏極電極為 通過配線向外部送出電流的電極,通常是與上述半導體層接觸而設(shè)置。
[0541] 作為源極電極及漏極電極的材料,可使用W往有機薄膜晶體管中所使用的導電性 材料,例如可列舉上述柵極電極中所說明的導電性材料等。
[0542] 源極電極及漏極電極分別可通過與上述柵極電極的形成方法相同的方法來形成。
[0543] 作為上述光刻法,可采用剝離法或蝕刻法。
[0544] 尤其柵極絕緣層對蝕刻液或剝離液的耐性優(yōu)異,因此源極電極及漏極電極通過蝕 刻法也能夠適當?shù)匦纬伞Ng刻法為將導電性材料進行成膜后通過蝕刻將不需要的部分去除 的方法。若通過蝕刻法進行圖案形成,則去除抗蝕劑時防止殘留于基底的導電性材料的剝 離、及抗蝕劑殘渣或經(jīng)去除的導電性材料對基底的再附著,電極邊緣部的形狀優(yōu)異。在運一 點上,比剝離法更優(yōu)選。
[0545] 剝離法為如下方法:在基底的一部分涂布抗蝕劑,在其上將導電性材料進行成膜, 通過溶劑將抗蝕劑等溶出或剝離等,由此連同抗蝕劑上的導電性材料一起去除,僅在未涂 布抗蝕劑的部分形成導電性材料的膜。
[0546] 源極電極及漏極電極的厚度為任意,但分別優(yōu)選為InmW上,尤其優(yōu)選為lOnmW 上。并且,優(yōu)選為500nm W下,尤其優(yōu)選為300nm W下。
[0547] 源極電極與漏極電極之間的間隔(通道長)為任意,但優(yōu)選為lOOymW下,尤其優(yōu)選 為50μηι W下。并且,通道寬優(yōu)選為5000μηι W下,尤其優(yōu)選為ΙΟΟΟμηι W下。
[054引[外涂層]
[0549] 本發(fā)明的0TFT也可具有外涂層。外涂層通常是在0TFT的表面上作為保護層而形成 的層??蔀閱螌咏Y(jié)構(gòu)也可為多層結(jié)構(gòu)。
[0550] 外涂層可為有機系的外涂層,也可為無機系的外涂層。
[0551] 作為形成有機系的外涂層的材料,并無特別限定,例如可列舉:聚苯乙締、丙締酸 樹脂、聚乙締醇、聚締控、聚酷亞胺、聚氨基甲酸醋、聚起(求リア^rナフテレシ)、環(huán)氧樹脂等 有機聚合物,及在運些有機聚合物中導入有交聯(lián)性基或撥水基等的衍生物等。運些有機聚 合物或其衍生物也可與交聯(lián)成分、氣化合物、娃化合物等并用。
[0552] 作為形成無機系的外涂層的材料,并無特別限定,可列舉:氧化娃、氧化侶等金屬 氧化物、氮化娃等金屬氮化物等。
[0553] 運些材料可使用一種,也可任意的組合及比率并用兩種W上。
[0554] 對外涂層的形成方法并無限制,可通過公知的各種方法來形成。
[0555] 例如,有機系的外涂層例如可通過在成為其基底的層上涂布包含成為外涂層的材 料的溶液后加 W干燥的方法、將包含成為外涂層的材料的溶液涂布、干燥后進行曝光、顯影 而進行圖案形成的方法等而形成。另外,關(guān)于外涂層的圖案形成,也可通過印刷法或噴墨法 等來直接形成。并且,也可在外涂層的圖案形成后,通過曝光或加熱而使外涂層交聯(lián)。
[0556] 另一方面,無機系的外涂層可通過瓣射法、蒸鍛法等干式法或溶膠凝膠法等濕式 法來形成。
[0557] [其他層]
[055引本發(fā)明的0TFT可設(shè)置上述W外的層或部件。
[0559] 作為其他層或部件,例如可列舉擋堤(bank)等。擋堤是W如下目的等而使用,即在 通過噴墨法等來形成半導體層或外涂層等時,將噴出液攔截于規(guī)定的位置。因此,擋堤通常 具有撥液性。作為擋堤的形成方法,可列舉:通過光刻法等進行圖案形成后,實施氣等離子 體法等撥液處理的方法;使包含氣化合物等撥液成分的感光性組合物等固化的方法等。
[0560] 本發(fā)明的有機薄膜晶體管的情況下,由于柵極絕緣層為有機層,因此后者的使包 含撥液成分的感光性組合物固化的方法中,柵極絕緣層不可能受到撥液處理的影響,因而 優(yōu)選。另外,也可使用W下技術(shù):不使用擋堤而使基底具有撥液性的對比度,使之具有與擋 堤相同的作用。 郵W][制造方法]
[0562]本發(fā)明的有機薄膜晶體管的制造方法下有時稱為本發(fā)明的方法)包括W下工 序:將含有有機半導體及樹脂(C)的涂布液涂布于基板6或柵極絕緣層2上并加 W干燥,使樹 月旨(c)偏向存在于基板6或柵極絕緣層2的相反側(cè)。
[0563] 有機半導體及樹脂(C)如上所述。
[0564] 涂布液除了有機半導體及樹脂(C)W外,也可含有其他成分。例如可列舉:上述樹 月旨(C)W外的樹脂、硅烷偶聯(lián)劑等進行自組織化的化合物、表面活性劑等。
[0565] 涂布液優(yōu)選含有溶劑。該溶劑只要使有機半導體及嵌段共聚物溶解或分散,則并 無特別限定。例如可列舉:有機溶劑、水及它們的混合溶劑。
[0566] 作為有機溶劑,例如可列舉:己燒、辛燒、癸燒、甲苯、二甲苯、均Ξ甲苯、乙基苯、四 氨糞、十氨糞、1-甲基糞等控系溶劑;丙酬、甲基乙基酬、甲基異下基酬、環(huán)己酬等酬系溶劑; 二氯甲燒、氯仿、四氯甲燒、二氯乙燒、Ξ氯乙燒、四氯乙燒、氯苯、二氯苯、氯甲苯等面化控 系溶劑;乙酸乙醋、乙酸下醋、乙酸戊醋等醋系溶劑;甲醇、丙醇、下醇、戊醇、己醇、環(huán)己醇、 甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、乙二醇等醇系溶劑;二下基酸、四氨巧喃、二嗯燒、苯甲酸等酸系 溶劑;N,N-二甲基甲酯胺、N,N-二甲基乙酷胺、1-甲基-2-化咯燒酬、1-甲基-2-咪挫晚酬等 酷胺或酷亞胺系溶劑;二甲基亞諷等亞諷系溶劑;乙臘、苯甲臘等臘系溶劑等。
[0567] 有機溶劑可單獨使用,也可混合使用兩種W上。作為有機溶劑尤其優(yōu)選為甲苯、二 甲苯、均S甲苯、四氨糞、甲基乙基酬、環(huán)戊酬、二氯甲燒、氯仿、氯苯、二氯苯、苯甲酸、苯甲 臘等。
[056引涂布液中的總固體成分濃度優(yōu)選為0.01質(zhì)量%~20質(zhì)量%,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量% ~10質(zhì)量%,尤其優(yōu)選為0.2質(zhì)量%~5質(zhì)量%。
[0569] 在涂布液的總固體成分中,樹脂(C)及樹脂(D)在涂布液中的合計含有率優(yōu)選為1 質(zhì)量%~80質(zhì)量%,更優(yōu)選為5質(zhì)量%~60質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為10質(zhì)量%~50質(zhì)量%。
[0570] 另外,樹脂(C)相對于樹脂(C)與樹脂(D)的總量的質(zhì)量比例優(yōu)選為10質(zhì)量% ^上 且小于100質(zhì)量%,更優(yōu)選為20質(zhì)量% ^上且小于100質(zhì)量%。
[0571] 在涂布液的總固體成分中,有機半導體在涂布液中的含有率優(yōu)選為20質(zhì)量%~99 質(zhì)量%,更優(yōu)選為40質(zhì)量%~95質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為50質(zhì)量%~90質(zhì)量%。
[0572] 本發(fā)明的方法中,涂布涂布液。涂布液是根據(jù)要制造的0TFT的方式而涂布于基板 或柵極絕緣層上。即,在制造底部柵極方式的0TFT的情況下,在基板上設(shè)置柵極電極及柵極 絕緣層,在該柵極絕緣層上涂布涂布液。另一方面,在制造頂部柵極方式的0TFT的情況下, 在基板(底部接觸方式中進一步設(shè)于基板上的源極電極及漏極電極)上涂布涂布液。
[0573] 涂布涂布液的方法并無特別限定,可采用上述的方法。其中,優(yōu)選為印刷法,更優(yōu) 選為旋涂法。
[0574] 涂布條件并無特別限定??稍谑覝馗浇M行涂布,為了增大有機半導體在涂布溶 劑中的溶解性,也可在加熱狀態(tài)下進行涂布。涂布溫度優(yōu)選為15°C~150°C,更優(yōu)選為15°C ~100°C,進一步優(yōu)選為15°C~50°C,尤其優(yōu)選為室溫附近(20°C~30°C)。
[化巧]旋涂法中,優(yōu)選將轉(zhuǎn)速設(shè)為10化pm~3000巧m。
[0576] 本發(fā)明的方法中,優(yōu)選將所涂布的涂布液進行干燥。干燥條件只要是可揮發(fā)、去除 溶劑的條件即可,例如可列舉室溫放置、加熱干燥、送風干燥、減壓干燥等方法。
[0577] 本發(fā)明的方法中,若如此將涂布液涂布并進行干燥,則如上所述,樹脂(C)與有機 半導體彼此偏向存在或發(fā)生相分離。
[0578] 因此,本發(fā)明的制造方法中,無需用于使樹脂(C)與有機半導體偏向存在的特殊處 理,但也可實施。作為運種處理,例如可列舉加熱(優(yōu)選為加熱至樹脂的TgW上)退火或暴露 于溶劑蒸氣下(溶劑退火)等。
[0579]另外,柵極電極、柵極絕緣膜、源極電極及漏極電極可通過上述方法來進行成膜或 設(shè)置。
[化80] 如此可制造本發(fā)明的0TFT。
[0581] 本發(fā)明的方法中,涂布含有樹脂(C)及有機半導體的涂布液,優(yōu)選進行干燥,由此 可使樹脂(C)與有機半導體偏向存在而形成具有樹脂(C)偏向存在的區(qū)域1A及有機半導體 偏向存在的區(qū)域1B的有機半導體層1。因此,可發(fā)揮使用有機半導體的溶液涂布法的優(yōu)點, 并且將發(fā)揮上述優(yōu)異特性的有機半導體層1進行成膜。
[0582] [顯示面板]
[0583] 作為本發(fā)明的有機薄膜晶體管的用途的一例,可列舉顯示面板。作為顯示面板,例 如可列舉:液晶面板、有機化面板、電子紙面板等。
[0584] 實施例
[0585] W下根據(jù)實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明,但本發(fā)明并不受運些實施例的限 定。
[0586] [合成例]
[0587] W下示出各例中所使用的有機半導體。
[058引[化學式59 ]
[化例
[0590] 上述化合物L9為通式化)所表示的化合物,是依據(jù)應(yīng)用物理學會有機分子?生物 電子學分科會會刊、2011,22,9-12.、國際公開第2009/148016號小冊子等中記載的方法而 合成的。
[0591] 上述化合物C16為通式(C)所表示的化合物,是依據(jù)下述化合物C1的下述合成方法 而合成的。
[0592] [化學式 60]
[0593]
[0594] (化合物Cla的合成)
[0595] 在1,5-二氨基糞(lOg)的化晚溶液(125mL)中緩慢添加對甲苯橫酷氯(34g),在室 溫下攬拌2小時。將反應(yīng)液注入于冰水中,對析出物進行減壓過濾。利用甲醇對所得的粗結(jié) 晶進行清洗,獲得化合物Cla(29g)。
[0596] (化合物Qb的合成)
[0597] 在95°C下對化合物Cla(lOg)的冰醋酸溶液進行加熱攬拌,在其中緩慢滴加用冰醋 酸lOmL稀釋的漠(2mL)。反應(yīng)10分鐘,放置冷卻后進行過濾,由此W灰色固體的形式獲得粗 結(jié)晶。將粗結(jié)晶在硝基苯中進行再結(jié)晶,由此獲得化合物Clb(6.8g)。
[0598] (化合物Clc的合成)
[0599] 將化合物Clb(5g)的濃硫酸溶液在室溫下攬拌24小時。將反應(yīng)液注入于冰水中,將 析出的固體過濾并進行回收。將該固體再次分散于冰水中,用氨水進行中和,獲得化合物 Clc(0.5g)。
[0600] (化合物Cld的合成)
[0601] 在室溫下,在化合物Clc(2g)的化晚溶液中滴加戊酷氯(戊酸氯)(2.6mL)并攬拌2 小時。在冰水中注入反應(yīng)液,將固體減壓過濾。分散于甲醇中并攬拌1小時后,將固體過濾, 由此獲得化合物Cld(1.39g)。
[0602] (化合物Cle的合成)
[0603] 在THF(360mL)及甲苯(72mL)的混合溶液中添加化合物Cld(1.2g)及勞森試劑 化awesson's ReagentKl .48g)后,一邊加熱回流一邊攬拌3小時。通過蒸發(fā)僅去除THF而制 成甲苯溶液后,在60°C下攬拌1小時。其后,將不溶物過濾,由此獲得化合物Cle(0.5g)。
[0604] (化合物Cl的合成)
[0605] 使化合物Cle(0.4g)與碳酸飽(1.33g)在二甲基乙酷胺中在120°C下反應(yīng)2小時。將 反應(yīng)液注入于水中并將析出物過濾。使過濾的固體在THF中反復(fù)再結(jié)晶,合成目標化合物C1 (0.12g)。所獲得的化合物C1的鑒定是通過IH-NMR及質(zhì)譜(Massspectr皿)來進行。
[0606] 另外,化合物A6(TIPS-并五苯)及化合物M3(C8-BTBT)是依據(jù)公知的方法來合成。
[0607] 分別使用W下所示的樹脂作為樹脂(C)。
[060引對各樹脂使用凝膠滲透色譜(GPC,Tosoh Corporation制;HLC-8120 ; TskgelMultipore HXkM),使用THF作為溶劑,測定重均分子量(Mw、標準聚苯乙締換算)及 分散度(Pd)。
[0609] 并且,使用NMR測定裝置(Bruker BioSpin K.K.制;AVANCEIII400型)通過iH-NMR 或"C-NIR來算出各樹脂(C)的組成比。
[0610] 進一步,如上所述測定各樹脂的表面能量。
[OW]將所得的結(jié)果示于W下。另外,表面能量的單位為mNnfi。
[0612] [化學式 61]
[0613]
[0614] 依照下述方案來合成樹脂化R-40)。
[061引[化學式62]
[0616]
[0617]使 1.20g(7.5mmol)的化合物(l)、16.69g(40mmol)的化合物(2)、0.46g(2.5mmol) 的化合物(3)與0.69旨的聚合引發(fā)劑¥-601(胖日4〇化'6化6111;[。日11]1(1113化163,1^(1.制)溶解 于90g的環(huán)己酬中。在反應(yīng)容器中加入2:3g的環(huán)己酬,在氮氣氣氛下經(jīng)過4小時滴加于85°C的 體系中。經(jīng)過2小時將反應(yīng)溶液加熱攬拌后,將其放置冷卻至室溫為止。
[0618] 將上述反應(yīng)溶液滴加于1350g的庚燒/乙酸乙醋= 8/2(質(zhì)量比)中,使聚合物沉淀, 并進行過濾。使用400g的庚燒/乙酸乙醋= 8/2(質(zhì)量比)來進行經(jīng)過濾的固體的清洗。其后, 對清洗后的固體進行減壓干燥,從而獲得12.85g的樹脂(樹脂化R-40))。
[0619] 關(guān)于各例中所使用的其他樹脂(C),也同樣地進行而合成。
[0620] 準備下述樹脂作為用于進行比較的樹脂。
[0621] 聚苯乙締(PS):A1化ich公司制,重均分子量為280000,表面能量為38.4mNm-i
[0622] 聚(α-甲基苯乙締)(陽PS):通過已知的方法進行合成。重均分子量為407000,分散 度為1.34,表面能量為33.7mNm-i
[0623] 聚四氣乙締:A1化ich公司制
[0624] 聚氯Ξ氣乙締:A1化ich公司制
[0625] [實施例。
[06%][底部柵極型0TFT的制造]
[0627]制造圖1(A)所示的底部柵極-底部接觸型的0TFT。
[06%]在作為基板6的厚度1mm的滲娃基板(兼作柵極電極5)上形成柵極絕緣層2。柵極絕 緣層2如下形成。
[0629] 使聚(4-乙締基苯酪KNippon Soda Co.,Ltd.制,商品名:VP-8000,Mn為 11000,分 散度為1.1) 6.3g與作為交聯(lián)劑的2,2-雙(3,5-二徑基甲基-4-徑基倆燒2.7g在室溫下完全 溶解于1-下醇/乙醇= 1/1(體積比)的混合溶劑91g中。利用Φ為0.2WI1的聚四氣乙締(PTFE) 制薄膜過濾器對該溶解液進行過濾。在所得的濾液中添加作為酸催化劑的二苯基艦六氣憐 酸鹽〇.18g,涂布于基板6上,加 W干燥而成膜。其后,加熱至100°C而進行交聯(lián),形成厚度0.7 皿的柵極絕緣層2。
[0630] 接著,如圖1(A)所示,形成W梳型配置的包含銘/金的電極(柵極寬W=100mm,柵極 長L = 1 ΟΟμηι)作為源極電極3及漏極電極4。
[0631] 將下述表2所示的有機半導體2.5mg及下述表2所示的樹脂(C)2.5mg溶解于甲苯 ImL中,制備形成有機半導體層的涂布液。
[0632] 另外,聚四氣乙締及聚氯Ξ氣乙締不溶解于甲苯中,無法制備涂布液。
[0633] 在25°C下通過旋涂法(轉(zhuǎn)速5(K)rpm)將所制備的涂布液分別W干燥后的層厚成為 150nm的方式涂布于柵極絕緣層2W及源極電極3及漏極電極4上。其后,在80°C下進行干燥 而將有機半導體層1進行成膜。
[0634] 如此進行而分別制造圖1 (A)所示的0TFT(試樣No. 1-1~No. 1-11、No. 2-1~No . 2- ll、No.3-l ~No.3-ll及No.4-l~No.4-llW及用于進行比較的No.cl-l~No.cl-3、No.c2-l ~No. c2-3、No. c3-l ~No. c3-3及No. c4-l ~No. c4-3)。
[06對[底部柵極型OTFT的評價]
[0636] 關(guān)于所制造的各OTFT的特性進行下述評價。將其結(jié)果示于表2。
[0637] (樹脂及有機半導體的偏向存在評價:水平方向)
[063引關(guān)于所得的各0TFT,如上所述,通過偏振顯微鏡對有機半導體層的表面中任意的 多個部位進行觀察,并且并用蝕刻用離子束通過飛行時間型二次離子質(zhì)譜分析(TOF-SIMS) 來進行元素映射測定。
[0639] 結(jié)果,在所制造的所有試樣中,有機半導體層的表面均具有大致均勻的組成。
[0640] (樹脂及有機半導體的偏向存在評價:厚度方向)
[0641] 關(guān)于所得的各0TFT,對將有機半導體層于在厚度方向上切斷所得的剖面中在厚度 方向上任意選擇的多個部位,與上述"樹脂(C)的偏向存在評價:水平方向"同樣地并用蝕刻 用離子束通過飛行時間型二次離子質(zhì)譜分析(T0F-SIMS)來進行元素映射測定,按照下述評 價基準來評價樹脂(C)的偏向存在狀態(tài)。另外,偏向存在及相分離的含意如上所述。
[0642] A:在有機半導體層1的深度方向(柵極絕緣層2側(cè))上有機半導體發(fā)生相分離的情 況
[0643] B:在有機半導體層1的深度方向上有機半導體偏向存在(不包括相分離)的情況
[0644] C:有機半導體在有機半導體層1的表面?zhèn)绕虼嬖?不包括相分離)的情況
[0645] D:樹脂及有機半導體未偏向存在的情況
[0646] (載流子遷移率μ的測定)
[0647] 對各0TFT的源極電極3與漏極電極4之間施加-40V的電壓,使柵極電壓Vg在40V~- 40V的范圍內(nèi)變化,使用表示漏極電流Id的下述式來算出載流子遷移率y(cm2/Vs)。
[064引 Id=(w/2L)yCi(Vg-Vth)2
[0649] 式中,L為柵極長,W為柵極寬,Ci為柵極絕緣層2的每單位面積的容量,Vg為柵極電 壓,Vth為闊值電壓。
[0650] (載流子遷移率維持率的評價)
[0651] 大氣下在25度下放置2周后,測定載流子遷移率μ,由下述式算出載流子遷移率維 持率。
[0652] 載流子遷移率維持率(% )=遷移率(放置2周后)/遷移率(初始值)
[0紙3] (on/off比的測定)
[0654]將對各0TFT的源極電極3與漏極電極4之間施加的電壓固定為-40V,將使柵極電壓 Vg從40V變化至-40V時的(I Id I的最大值)/( I Id I的最小值)作為化/Off比。
[06巧](闊值電壓Vth的測定)
[0656] 對各0TFT的源極電極3與漏極電極4之間施加-40V的電壓,使柵極電壓在40V~- 40V的范圍內(nèi)變化,測定闊值電壓Vth。
[0 化 7][表 2]
[0化引 表2
[ο 化9]
[0660]如表2所示得知,若將上述具有特定基團的樹脂(C)與有機半導體并用來將有機半 導體層進行成膜,則在有機半導體層中樹脂(C)與有機半導體在其厚度方向上偏向存在,尤 其樹脂(c)偏向存在于有機半導體層的表面?zhèn)取?br>[0661] 即使變更樹脂(C)及有機半導體的種類也確認到樹脂(C)的偏向存在。
[0662] 如此樹脂(C)與有機半導體偏向存在而成的有機半導體層中,有機半導體偏向存 在的區(qū)域與柵極絕緣層相鄰,適于提高底部柵極方式的0TFT、尤其是底部柵極-底部接觸方 式的0TFT的性能。具體而言,無論使用哪種有機半導體,具備樹脂(C)與有機半導體偏向存 在而成的有機半導體層的本發(fā)明的0TFT與具備僅使用有機半導體而形成的有機半導體層 的0TFT(試樣No. cl-3、No. C2-3、No. C3-3及No. c4-3)相比,載流子遷移率μ及載流子遷移率μ 的維持率更高(耐久性更優(yōu)異)。并且,On/Off比也較高,而且闊值電壓Vth較低,具有優(yōu)異的 特性。
[0663] 得知與形成有使PS及PaPS相對于有機半導體發(fā)生相分離的有機半導體層的情況 (試樣 No.cl-l、No.cl-2、No.c2-l、No.c2-2、No.c3-l、No.c3-2、No.c4-l及No.c4-2)相比,本 發(fā)明的0TFT的上述性能提高效果也更優(yōu)異。
[0664] 若從表面能量進行考察,則得知,尤其在樹脂(C)的表面能量為30mNnfiW下的情況 下,樹脂(C)容易偏向存在于有機半導體層的表面?zhèn)?,尤其對底部柵極方式的0TFT優(yōu)選。
[0665] 得知樹脂(C)的表面能量為27mNnfiW下時其傾向更強,因而優(yōu)選,若為25mNnfiW 下,則偏向存在的傾向進一步變強而直至發(fā)生相分離,從而更優(yōu)選。
[0666] 若著眼于樹脂(C)所具有的特定的基團,則有0TFT的特性W含氣原子的基團>含 娃原子的基團>不含氣原子也不含娃原子的基團的順序提高的傾向。
[0667] 并且,若著眼于樹脂(C)與有機半導體的偏向存在狀態(tài),則有0TFT的特性W相分離 (評價4)>偏向存在(評價8)>偏向存在(評價C)及不偏向存在(評價D)的順序提高的傾向。 [066引另外,聚四氣乙締及聚氯Ξ氣乙締不溶解于甲苯中,無法制造0TFT。如此在主鏈上 直接具有氣的樹脂在甲苯等溶解有機半導體的溶劑中的溶解性極低,實質(zhì)上難本發(fā)明 的目的使用。
[0669] [實施例2]
[0670] [底部柵極型0TFT的制造及評價]
[0671] 在實施例2中,變更有機半導體及樹脂(C)的含有率而制造底部柵極型0TFT,并對 其特性等進行評價。
[0672] 目P,在實施例1的各試樣1-4、試樣1-6、試樣1-10、試樣2-4、試樣2-6、試樣2-10、試 樣3-4、試樣3-6、試樣3-10、試樣4-4、試樣4-6及試樣4-10中,將有機半導體4mg及樹脂(C) Img溶解于甲苯ImL中并進行涂布,或?qū)⒂袡C半導體3mg及樹脂(C)2mg溶解于甲苯ImL中并進 行涂布,除此W外,與實施例1相同地進行,從而分別制造圖1(A)所示的0TFT。
[0673] 關(guān)于所制造的各0TFT,與實施例1相同地進行,從而評價載流子遷移率μ、載流子遷 移率μ的維持率、On/OfT比及闊值電壓Vth。其結(jié)果,均可獲得與實施例1相同的結(jié)果。
[0674] [實施例3]
[0675] [底部柵極型0TFT的制造及評價]
[0676] 在實施例3中,使用樹脂(C)及PaMS作為與有機半導體并用的樹脂,制造底部柵極 型0TFT,并對其特性等進行評價。
[0677] 目P,在實施例1的試樣1-3、試樣2-3、試樣3-3及試樣4-3中,將樹脂化R-24)的一半 (1.25mg)替換成PaMS(樹脂化R-24)與PaMS的合計為2.5mg),除此W外,與試樣1-3、試樣2- 3、試樣3-3及試樣4-3相同地進行,從而分別制造圖1(A)所示的OTFT。
[067引并且,在實施例1的試樣1-4、試樣2-4、試樣3-4及試樣4-4中,將樹脂化R-61)的一 半(1.25mg)替換成PaMS(樹脂化R-24)與PaMS的合計為2.5mg),除此W外,與試樣1-4、試樣 2-4、試樣3-4及試樣4-4相同地進行,從而分別制造圖1(A)所示的0TFT。
[0679] 關(guān)于所制造的各0TFT,與實施例1相同地進行,從而評價載流子遷移率μ、載流子遷 移率μ的維持率、On/OfT比及闊值電壓Vth。其結(jié)果,均可獲得與實施例1相同的結(jié)果。
[0680] [實施例4]
[0681] [底部柵極型0TFT的制造及評價]
[0682] 在實施例4中,使用上述有機半導體W外的有機半導體來制造底部柵極型0TFT,并 對其特性等進行評價。
[0683] 旨P,在實施例 1 中,使用上述A26、A27、C1、C4、C7、D1、E2、F2、F5、F10、G12、G14、H10、 H11、J2、J3、K2、K3、L2、L5、L6、L8、L15、M8、M、P3、Q3、R1、S1或T1作為有機半導體,除此W外, 與實施例1相同地進行,從而分別制造圖1(A)所示的0TFT。
[0684] 關(guān)于所制造的各0TFT,與實施例1相同地進行,從而評價載流子遷移率μ、載流子遷 移率μ的維持率、On/OfT比及闊值電壓Vth。其結(jié)果,均可獲得與實施例1相同的結(jié)果。
[0685] [實施例引
[0686] [底部柵極型0TFT的制造及評價]
[0687] 在實施例5中,將形成柵極絕緣層2的有機高分子進行代替而制造底部柵極型 0TFT,并對其特性等進行評價。
[0688] 目P,在實施例1中,將形成柵極絕緣層2的有機高分子代替為聚(4-乙締基苯酪),并 使用聚乙締基苯酪(Nippon Soda Co.,Ltd.制,VP-8000,Μη為11000,分散度為1.1)、聚倍半 硅氧烷(T0AG0SEI C0.,LTD.制,0X-SQ HDX0X-SQ NDX)或氣樹脂(ASAHI GLASS C0.,LTD. 審|J,CYT0P(注冊商標)CTL-809M),除此W外,與實施例1相同地進行,從而分別制造圖1(A)所 示的0TFT。
[0689] 關(guān)于所制造的各0TFT,與實施例1相同地進行,從而評價載流子遷移率μ、載流子遷 移率μ的維持率、On/OfT比及闊值電壓Vth。其結(jié)果,均可獲得與實施例1相同的結(jié)果。
[0690] [實施例6]
[0691] [底部柵極型0TFT的制造及評價]
[0692] 在實施例6中,制造具備由無機氧化物形成的柵極絕緣層2的底部柵極型0TFT,并 對其特性等進行評價。
[0693] 目P,在實施例1中,代替形成柵極絕緣層2的有機高分子,而使用將表面0.3WI1熱氧 化而形成有Si化的娃基板作為柵極絕緣層2,除此W外,與實施例1相同地進行,從而分別制 造圖1(A)所示的0TFT。
[0694] 關(guān)于所制造的各0TFT,與實施例1相同地進行,從而評價載流子遷移率μ、載流子遷 移率μ的維持率、On/OfT比及闊值電壓Vth。其結(jié)果,均可獲得與實施例1相同的結(jié)果。
[0695] 對本發(fā)明與其實施方式一起進行了說明,但只要本
【發(fā)明人】等人未特別指定,則不 應(yīng)將該發(fā)明限定于說明的任何細節(jié)部分,認為應(yīng)該在不違背添附的權(quán)利要求書所示的發(fā)明 的精神及范圍的情況下進行廣泛地解釋。
[0696] 本申請主張基于2014年3月3日于日本提出專利申請的日本專利申請2014-40903 的優(yōu)先權(quán),參考該文獻并將其內(nèi)容作為本說明書的記載的一部分而編入本說明書中。
[0697] 符號說明
[0698] 1-有機半導體層,1A-樹脂(C)的含有率較多的區(qū)域(包含樹脂(C)的層),1B-有機 半導體的含有率較多的區(qū)域(包含有機半導體的層),2-柵極絕緣層,3-源極電極,4-漏極電 極,5-柵極電極,6-基板。
【主權(quán)項】
1. 一種有機薄膜晶體管,在基板上具有柵極電極、有機半導體層、設(shè)于所述柵極電極與 所述有機半導體層之間的柵極絕緣層、以及與所述有機半導體層接觸而設(shè)置且經(jīng)由所述有 機半導體層而連結(jié)的源極電極及漏極電極, 所述有機半導體層包含有機半導體及樹脂(C),所述樹脂(C)具有選自由含氟原子的基 團、含硅原子的基團、碳原子數(shù)1以上或在形成烷氧基羰基的情況下為碳原子數(shù)2以上的烷 基、環(huán)烷基、芳烷基、芳氧基羰基、經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基及經(jīng)至少一個環(huán)烷基取 代的芳香環(huán)基構(gòu)成的組中的一個以上的基團。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機薄膜晶體管,其中,所述樹脂(C)具有下述通式(C-Ia)~ 通式(C-Id)的任一個所表示的重復(fù)單元,通式中,Rio及Rii表不氫原子、氟原子或烷基; W3表示具有選自由含氟原子的基團、含硅原子的基團、碳原子數(shù)2以上的烷基、環(huán)烷基、 芳基及芳烷基構(gòu)成的組中的一個以上的有機基團; W4表示具有選自由氟原子、含氟原子的基團、含硅原子的基團、烷基及環(huán)烷基構(gòu)成的組 中的一個以上的有機基團; W5及W6表不具有選自由含氣原子的基團、含娃原子的基團、烷基、環(huán)烷基、芳基及芳烷基 構(gòu)成的組中的一個以上的有機基團; Arn表示(r+Ι)價的芳香環(huán)基; r表示1~10的整數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機薄膜晶體管,其中,所述樹脂(C)具有含氟原子的基團 及含娃原子的基團的至少一種基團。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的有機薄膜晶體管,其中,所述有機半導體偏向存 在于所述柵極絕緣層側(cè),所述樹脂(C)偏向存在于所述柵極絕緣層的相反側(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的有機薄膜晶體管,其中,所述有機半導體在所述 柵極絕緣層側(cè)、并且所述樹脂(C)在所述柵極絕緣層的相反側(cè)彼此發(fā)生相分離。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的有機薄膜晶體管,其中,所述樹脂(C)的表面能量 為30Π 1ΝΠΓ1以下。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的有機薄膜晶體管,其為底部柵極方式。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機薄膜晶體管,其為底部接觸方式。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的有機薄膜晶體管,其中,所述有機半導體為低分 子化合物。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的有機薄膜晶體管,其中,所述有機半導體為縮合 多環(huán)芳香族化合物。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的有機薄膜晶體管,其中,所述有機半導體為下 述通式(C)~通式(T)的任一個所表示的化合物,通式(C)中,Aei、Ae2表示氧原子、硫原子或硒原子;Rei~R e6表示氫原子或取代基,Rei~ Re6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(D)中,XD1&XD2表示NRD9、氧原子或硫原子;A D1表示CRD7或氮原子,AD2表示CRD8或氮 原子,RD9表示氫原子、烷基、烯基、炔基或?;?RD1~RD8表示氫原子或取代基,R D1~RD8中的 至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(E)中,XE^XE2表示氧原子、硫原子或NRE7;AE^A E2表示CRE8或氮原子;RE1~RE8表示 氫原子或取代基,RE1~RE8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(F)中,XFlXF2表示氧原子、硫原子或硒原子;RF1~R F1()、RFa及RFb表示氫原子或取代 基,RF1~R?、RFa及RFb中的至少一個為通式(W)所表示的取代基;p及q表示0~2的整數(shù); 通式(G)中,Xei&Xe2表示NRe9、氧原子或硫原子;A ei表示CRe7或氮原子,Ae2表示CRe8或氮 原子;Re9表示氫原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基或雜芳基,Rei~Re8表示氫原子或取代基, RQ~Re8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(H)中,XH1~XH4表示NRH7、氧原子或硫原子,R H7表示氫原子、烷基、烯基、炔基、?;?芳基或雜芳基;RH1~RH6表示氫原子或取代基,RH1~RH6中的至少一個為下述通式(W)所表示 的取代基; 通式(J)中,χη及f2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRP^3及#表示氧原子、硫原子或 硒原子;W1~W9表示氫原子或取代基,W1~M9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代 基; 通式(K)中,XK1及XK2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRK9;X K3及XK4表示氧原子、硫原子或 硒原子;RK1~RK9表示氫原子或取代基,RK1~RK9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代 基; 通式(L)中,Xu及X12表示氧原子、硫原子或NRm;R11~R m表示氫原子或取代基,R11~ Rm中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(M)中,XM1及XM2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRM9;R M1~RM9表示氫原子或取代基, Rmi~rms中的至少一個為下述通式(w)所表示的取代基; 通式(N)中,XNlXN2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRn13;R n1~Rn13表示氫原子或取代 基,RN1~RN13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(P)中,XP1及XP2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRP13;R P1~RP13表示氫原子或取代 基,RP1~RP13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(Q)中,XQlXQ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRQ13;R Q1~RQ13表示氫原子或取代 基,RQ1~RQ13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(R)中,XR1、XR!lSXR3表示氧原子、硫原子、硒原子或NR R9;RR1~RR9表示氫原子或取代 基,RR1~RR9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(S)中,XS1、XS2、XS3及Xs4表示氧原子、硫原子、硒原子或NR S7;RS1~RS7表示氫原子或 取代基,RS1~RS7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式⑴中,XT1、XT2、XT3及XT4表示氧原子、硫原子、硒原子或NR T7;RT1~RT7表示氫原子或 取代基,RT1~RT7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基; 通式(W):-L-Rw 通式(W)中,L表示下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連接基團、或2 個以上的下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連接基團鍵合而成的二價連 接基團; #表不取代或未取代的烷基、氛基、乙烯基、乙炔基、氧乙烯基、氧乙稀單兀的重復(fù)數(shù)v為 2以上的低聚氧乙烯基、硅氧烷基、硅原子數(shù)為2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的 三烷基甲硅烷基;通式(L-1)~通式(L-25)中,波線部分表示與形成上述通式(C)~通式(T)所表示的各 骨架的任一個環(huán)鍵合的位置;*表示與Rw的鍵合位置或與通式(L-1)~通式(L-25)的波線部 分鍵合的位置; 通式(L-13)中的m表示4,通式(L-14)及通式(L-15)中的m表示3,通式(L-16)~通式(L-20)中的m表示2,( L-22)中的m表示6; 通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-6)及通式(L-13)~通式(L-24)中的…分別獨立地表示 氫原子或取代基; RN表示氫原子或取代基,RS1分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基或炔基。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的有機薄膜晶體管,其中,所述有機半導體為所述通式(C)、所 述通式(F)、所述通式(J)或所述通式(L)的任一個所表示的化合物。13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的有機薄膜晶體管,其中,所述柵極絕緣層由有 機高分子形成。14. 一種有機薄膜晶體管的制造方法,所述有機薄膜晶體管在基板上具有柵極電極、有 機半導體層、設(shè)于所述柵極電極與所述有機半導體層之間的柵極絕緣層、以及與所述有機 半導體層接觸而設(shè)置且經(jīng)由所述有機半導體層而連結(jié)的源極電極及漏極電極, 所述有機薄膜晶體管的制造方法中,將含有有機半導體及樹脂(C)的涂布液涂布于所 述基板或所述柵極絕緣層上,所述樹脂(C)具有選自由含氟原子的基團、含硅原子的基團、 碳原子數(shù)1以上或在形成烷氧基羰基的情況下為碳原子數(shù)2以上的烷基、環(huán)烷基、芳烷基、芳 氧基羰基、經(jīng)至少一個烷基取代的芳香環(huán)基及經(jīng)至少一個環(huán)烷基取代的芳香環(huán)基構(gòu)成的組 中的一個以上的基團。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的有機薄膜晶體管的制造方法,其中,通過所述涂布使所述樹 月旨(C)偏向存在于所述基板或所述柵極絕緣層的相反側(cè)。
【文檔編號】H01L51/05GK106062965SQ201580011661
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月26日 公開號201580011661.7, CN 106062965 A, CN 106062965A, CN 201580011661, CN-A-106062965, CN106062965 A, CN106062965A, CN201580011661, CN201580011661.7, PCT/2015/55707, PCT/JP/15/055707, PCT/JP/15/55707, PCT/JP/2015/055707, PCT/JP/2015/55707, PCT/JP15/055707, PCT/JP15/55707, PCT/JP15055707, PCT/JP1555707, PCT/JP2015/055707, PCT/JP2015/55707, PCT/JP2015055707, PCT/JP201555707
【發(fā)明人】瀧澤裕雄, 新居輝樹, 米久田康智, 平野修史
【申請人】富士膠片株式會社