[发明专利]电子元件用绝缘材料形成用组合物、电子元件用绝缘材料、电子元件及薄膜晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及电子元件用绝缘材料形成用组合物及使用了该组合物的电子元件。

背景技术

在薄膜晶体管(TFT)、有机EL元件、液晶单元等具有开关功能的电子元件中，使用于层间绝缘的绝缘材料是必需的材料。

代表性的电子元件即薄膜晶体管，作为液晶显示装置、有机EL显示装置等显示装置的开关元件而被广泛使用。

以往，该TFT使用无定形硅或多晶硅来制作，但是存在使用了硅的TFT的制作中所使用的CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)装置非常昂贵，且使用了TFT的显示装置等的大型化会伴随制造成本的大幅增加等问题。此外，使无定形硅或多晶硅成膜的工艺需要在非常高的温度下进行，因此，可作为基板使用的材料的种类受到限制，存在无法使用轻质的树脂基板等之类的问题。

为了解决上述问题，提出了使用有机物代替无定形硅或多晶硅而制得的TFT。作为使用有机物来形成TFT时的成膜方法，已知可以使用真空蒸镀法及涂布法，特别是通过使用涂布法，从而可在抑制制造成本上升的同时实现使用了TFT的装置的大型化，并且能使成膜时所需要的工艺温度达到比较低的温度。因此，就使用了有机物的TFT而言，具有可用于基板的材料的选择限制少的优点。

关于使用了有机物的TFT，进行了大量的报告(例如非专利文献1和2)，其实用化备受期待。

关于TFT所使用的栅绝缘体层(以下，有时称为栅绝缘膜。)，也进行了多种材料的研究，关于高分子绝缘体，就可通过旋涂等简单地成膜、并表现出优异特性的TFT用绝缘材料进行了介绍(非专利文献2)。

但是，一直以来已知的高分子绝缘体存在改良的余地。第一，能够涂布成膜的高分子绝缘体的种类有限。此外，即使是能够涂布成膜的高分子绝缘体，它们通常也无法经受后续的涂布工序、例如底栅(bottom gate)TFT的半导体层的形成、电极等导体层的形成、及TFT形成后的保护层的形成等所使用的条件(例如，所应用的溶剂的种类)，而不能形成元件。

第二，高分子绝缘体多是耐热性低的物质，特别是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表的丙烯酸系高分子绝缘膜，通常无法经受例如有机EL显示装置的形成中的、TFT形成后的有机EL元件的形成时所使用的工艺温度等TFT形成后的后续工序的工艺温度。

第三，现有的高分子绝缘体的漏电流密度比较高(通常在2MV/cm下高于1×10^-7A/cm²)，因此无法得到良好的TFT特性。

因此，作为电子元件用绝缘材料形成用组合物，而需要能够通过溶液法成膜并且可经受涂布膜形成后的后续涂布工序的交联性高分子绝缘材料。而且，还需要使其具有耐热性、且漏电流密度低。

专利文献1中公开了一种特定结构的金刚烷衍生物，但其并未着眼于漏电流密度，且未言及需要低漏电流密度的用途。

通过使用引入了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等具有特定疏水性主链的聚合物的高分子栅绝缘膜，从而可能实现低TFT栅极漏电流密度(非专利文献3)。但是，由于缺乏交联官能性，因此在成膜后进一步通过溶液工艺成膜其它层的情况下，在后续的成膜工序中发生溶解等，而可能无法经受元件的形成。

作为解决这些问题的方法，报道了像专利文献2、专利文献3及非专利文献4那样的交联高分子绝缘体，但尚未公开本发明的单体结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-105999号公报

专利文献2：日本特表2010-511094号公报

专利文献3：日本特开2006-28497号公报

非专利文献

非专利文献1：C.Dimitrakopoulos等人，Advanced Materials14卷，99页2002年

非专利文献2：A.Facchetti等人，Advanced Material17卷，1705页2005年

非专利文献3：C.Kim等人，Science318卷，76-80页2007年

非专利文献4：H.Klauk等人，Journal ofApplied Physics92卷，5259页2002年

发明内容