(57)【要約】【課題】レオロジーおよび内部被覆接着性に関して有利な溶液特性を示し、したがって、電子デバイスの誘電体層の製造に特に好適な、アミン誘導体および／またはそれらの架橋ポリマー生成物を提供する。【解決手段】それ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成する能力を有する少なくとも一つの有機アミン誘導体、および／または、該アミン誘導体をそれ自体でまたは少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋することにより得られる、架橋ポリマー生成物を、電子デバイスの誘電体層の製造に使用する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
それ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成する能力を有する少なくとも一つの有機アミン誘導体、および／または、該アミン誘導体をそれ自体でまたは少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋することにより得られる、架橋ポリマー生成物の電子デバイスの誘電体層の製造への使用。
【請求項２】
アミン誘導体が、次の従属式Ｉ
【化１】
2004158858.tif 000016
式中、
ＲａはＨ、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＣＯ］ｒ−Ｒ”’、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｒ”’または−（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＮＨＺであり、
Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’は互いに独立して、Ｈ，１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ハロゲンにより置換されてもよく、
Ｚは、Ｈまたは保護基であり、
ｖは、０または１以上であり、および、
ｒは、１以上であり、ｖが０の場合はｒは１である、
で表される２または３個以上の同一または異なる基を含むことを特徴とする、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
少なくとも一つのＲａ基が、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基を含み、ハロゲンにより置換されてもよい、請求項２に定義された従属式Ｉで表される基を２または３個以上含む一つまたは２以上のアミン誘導体であることを特徴とする、請求項２に記載の使用。
【請求項４】
少なくとも一つの
Ｒａ基が、−［（ＣＲ’Ｒ”）ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｈであり、
Ｒ’、Ｒ”、ｖおよびｒは請求項２の定義による、
請求項２に定義された従属式Ｉで表される基を２または３個以上含む一つまたは２以上のアミン誘導体であることを特徴とする、請求項２または３に記載の使用。
【請求項５】
次の式Ｉ．１〜Ｉ．３
【化２】
2004158858.tif 000017
式中、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は互いに独立して、式ＩＩ
【化３】
2004158858.tif 000018
で表された基であり、
Ｒａ，Ｒｂ，
Ｒｃ，Ｒｄは互いに独立して、Ｈ、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＣＯ］ｒ−Ｒ”’、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｒ”’または−（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＮＨＺであり、
Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’は互いに独立して、Ｈ，１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基であって、ハロゲンにより置換されてもよく、
Ｚは、Ｈまたは保護基であり、
ｖは、０または１以上であり、
ｒは、１以上であり、ｖが０の場合はｒは１であり、
Ｗは、ＯまたはＳであり、
Ｒ３は、前述の意味に加えてアルキル、シクロアルキル、アリール、またはアルキルアリール基であってもよく、随意にハロゲンにより置換される、
で表される基から選択された一つまたは２以上のアミン誘導体であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の使用。
【請求項６】
少なくとも一つのＲ１、Ｒ２、Ｒ３および／またはＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ基が、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基を含み、ハロゲンにて置換されてもよい、請求項５に定義された式Ｉ．１〜Ｉ．３から選択された一つまたは２以上のアミン誘導体であることを特徴とする、請求項５に記載の使用。
【請求項７】
１、２または３個のＲ１、Ｒ２、Ｒ３基が互いに独立に、従属式ＩＩｂ
【化４】
2004158858.tif 000019
式中、
ｖ１は、０、１、２、３または４であり、
ｖ２は、１、２、３または４であり、
Ｒ”’は、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基であり、１、２以上、または全ての水素原子がハロゲンにより置換されてもよい、
で表される基である、請求項５に定義された式Ｉ．１およびＩ．２から選択された一つまたは２以上のアミン誘導体を特徴とする、請求項５または６に記載の使用。
【請求項８】
重合可能なアミン混合物であって、
成分Ａを５０〜９９．５重量％、
成分Ｂを０〜５０重量％、好ましくは０．５〜５０重量％、
成分Ｃを０〜１０重量％、
含み、
Ａは、それ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成する能力を有する、少なくとも一つの有機アミン誘導体であって、従属式Ｉ
【化５】
2004158858.tif 000020
式中、
Ｒａは、Ｈ、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＣＯ］ｒ−Ｒ”’、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｒ”’または−（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＮＨＺであり、
Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’は互いに独立して、Ｈ，１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ハロゲンにより置換されてもよく、
Ｚは、Ｈまたは保護基であり、
ｖは、０または１以上であり、
ｒは、１以上であり、ｖが０の場合はｒは１である、
で表される２または３個以上の同一または異なる基を含み、
Ｂは、Ａの少なくとも一つの成分と反応して架橋ポリマーを形成することのできる、少なくとも一つの多機能性化合物であり、さらに、
Ｃは、成分Ａ、または成分ＡおよびＢの重合における、少なくとも一つの開始剤である、
前記重合可能なアミン混合物。
【請求項９】
成分Ａ、ＢおよびＣの総重量に対して０．５〜５００００重量％の成分Ｄをさらに含みＤが、成分Ａ、Ｂおよび／またはＣを溶解可能な一つの溶媒、または２または３以上の溶媒の混合物である、請求項８に記載の重合可能なアミン混合物。
【請求項１０】
超微細セラミック粒子を成分Ｆとしてさらに含むことを特徴とする、請求項８または９に記載の重合可能なアミン混合物。
【請求項１１】
成分Ａ、ＢおよびＣの総重量に対して０〜８０重量％の超微細セラミック粒子Ｆを重合化能なアミン混合物に含むことを特徴とする、請求項１０に記載の重合可能なアミン混合物。
【請求項１２】
請求項２から７のいずれかに定義の一つまたは２以上のアミン誘導体であることを特徴とする、請求項８から１１のいずれかに記載の重合可能なアミン混合物。
【請求項１３】
成分Ｂの少なくとも一つの多機能性化合物が、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨおよびそれの反応性誘導体からなるクラスから選択された少なくとも２個の官能基を有する有機化合物であって、Ａの少なくとも一つの成分と反応して架橋ポリマーを形成可能であることを特徴とする、請求項８から１２のいずれかに記載の重合可能なアミン混合物。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれかに記載の重合可能なアミン混合物の重合によって得ることができる、アミンポリマー材料。
【請求項１５】
電子デバイスの誘電体層の製造におけるプロセスであって、ステップ
ａ）絶縁、半伝導、伝導、電子および／またはフォトニック機能を有する材料の一つまたは２以上の層またはパターンを随意に含む基板を生成すること、
ｂ）請求項１から７のいずれかに定義の一つまたは２以上の有機アミン誘導体を含む重合可能なアミン混合物の薄い層を、前記基板上または前記基板の規定領域上に形成すること、および
ｃ）前記薄い層の重合可能なアミン混合物の重合を開始すること、
を含む、前記プロセス。
【請求項１６】
請求項８から１３のいずれかに記載の重合可能なアミン混合物であることを特徴とする、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載のプロセスによって得られる電子デバイス。
【請求項１８】
請求項１４に記載のアミンポリマー材料を誘電体として含む電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの誘電体層の製造における、それ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成する能力を有する、少なくとも一つの有機アミン誘導体、および／または、該有機アミン誘導体をそれ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋することにより得られる、該有機アミン誘導体の架橋ポリマー生成物の使用に関する。また本発明は、重合可能なアミン混合物およびアミンポリマー材料に関する。さらに本発明は、電子デバイスの誘電体層製造における方法およびかかる電子デバイスに関する。
【０００２】
有機電子デバイス、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴｓ）、および有機集積回路は、現在、多大な研究の対象である。有機電子デバイスの一つの主要な利点は、従来のシリコンに基づく電子デバイスと比較し、安価な生産コストであり、特に、電子および／または光学機能を有する、多数の部品および／または広い面積が含まれる場合にそうである。更なる利点は、かかる有機物に基づくデバイスの機械的柔軟性および軽量性に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来有機電子デバイスの開発においては、特にＯＦＥＴｓの場合は、半伝導および伝導性材料特性の最適化に多大な努力が集中されていた。しかし、動作中のデバイス内の半導体−絶縁体の境界において一義的に荷電流（charge flow）が発生するため、デバイスが成功するためには、前記絶縁体のフィルムおよび電気的振る舞いの最適化もまた要求される。代表的なデバイス構造が論文に示されている（例えば、非特許文献１〜６参照）。
【０００４】
有機物に基づく集積回路の、大規模低生産コスト製造への有望なアプローチは、製造のステップを溶解処理（solution processing）にて行うことである。これにより、大面積に高速で被覆およびプリントできる、ロールトゥロールの（roll to roll）処理の可能性が生じる。この技術に適合する絶縁体に対する主要な要求は、溶液が（絶縁体）表面を濡らし被覆形成されたフィルムが密着するものであることを確実にするのに適切な溶媒の、プロセスにおける十分な溶解性であることである。このため、溶液のレオロジーおよび蒸発速度の最適化が要求される。さらに、多層構造に対しては、各層の蒸着に用いられる溶媒が、接触する層を溶解したり膨張させたりせず、それによって、劣化した境界および層間の拡散を防ぐことが必須である。各層は溶液を介して適用されるため、前の層に対して不適合な溶解性パラメータを有する溶媒が要求され、これは直行溶媒（orthogonal solvent）とも呼ばれる。この溶媒パラメータの許容範囲は、前の層が架橋などの化学処理が可能な場合は大幅に広げることができる。そのままフィルムを架橋するため、より短い、潜在的に可動性のある分子ユニットが不動ネットワーク内に拘束される。過剰な架橋はしかし、過剰に収縮した脆弱なフィルムを生じ、したがって、化学反応を上手に制御することが必要とされる。
【０００５】
通常のデバイス構造においては、絶縁体は半導体の表面に取り付けられる。多くの半導体は脂肪鎖を含んでおり、これによって溶解性が付与され、しばしば形態が改善される。しかしながら、この化学構造の結果として、脂肪族基が熱力学的に半導体表面に引き寄せられ、半導体の疎水性かつ非常に低いエネルギーの原因となっている。このため、絶縁体の溶液の適用中に表面が濡れることが、重要な考慮のポイントとなっている。
【０００６】
作動しているデバイスが必要とするのは、高い電気抵抗率を示し、該デバイスの幾何学により定義される最適な誘電率を有し、該デバイスの寿命期間中化学的に不活性である絶縁体である。電子バンドギャップの高い有機材料は良好な電気絶縁を提供するが、一方フィルムの誘電率は電子分極率の関数であり、周波数に依存する。電子分極率は極性基を付加することによって高めることができる。
【０００７】
現在の多くのＯＦＥＴデバイスは、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）（非特許文献１〜６参照）を絶縁層として用いており、ＰＶＰはその溶解性を下げるためにヘキサメトキシメチルメラミン（メラミンホルムアルデヒド樹脂）と共に架橋することができる（非特許文献１参照）。このメラミン誘導体は単純な架橋剤として用いられ、許容可能な溶液のレオロジーまたは、大量生産、特にロールトゥロールの処理による大量生産に適するフィルム特性は有していない。しかし、ＰＶＰは酸化されやすく、酸性で、含水性であり、ＰＶＰメラミンは架橋を達成するために温度を上げることが必要である。その結果、達成された信頼性は常に十分というわけではなく、そのため、プロセスコストに付加される余分なステップが付随してくる。
【０００８】
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）もまた絶縁層として用いられている（非特許文献２、５参照）。このポリマーはしかし、架橋することができないため、次の溶液処理の段階で膨張したり溶解しやすい。そのために境界が劣化する。さらに、ＰＭＭＡは反応性の機能を持たないホモポリマーであるため、化学的組成が固定されており、ＰＶＰとは異なり、混合物として付加ポリマーを導入しない限り、その特性を細かく調整することができない。さらに、ＰＭＭＡの誘電率は比較的低い。
【０００９】
絶縁材料のその他の一般的な選択肢としては、ポリイミド（ＰＩ）がある（非特許文献２、５、６参照）。この材料は多塩基酸アミド前駆体として液体を介して適用することが可能で、水を除去すれば熱的にポリイミドに変換される。このプロセスには２つの重大な欠点がある。すなわち、脱水の段階で高温が必要なこと、および、水が形成され、それをデバイスから取り除くのが困難であり、安定性の問題と高いオフ電流の原因となることである。
【００１０】
また、二酸化珪素が絶縁材料として用いられる。二酸化珪素はロールトゥロールの製造プロセスに適用不可能な高温蒸着技術を必要とし、いかなる機械的柔軟性も持たず、したがってフレキシブルな有機電子デバイスには好適ではない。
【００１１】
それ自体で、および／または、少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成できる、多数の異なる有機アミン誘導体が知られている。代表的なアミン誘導体は、アミンレジン、すなわちアミン誘導体およびホルムアルデヒドのレジン類である。代表的なアミン前駆体は、メラミン、尿素またはベンゾグアナミン（benzoguanamine）およびそれらの誘導体である。
【００１２】
特許文献１には、次式
【化１】
2004158858.tif 000002
式中、各Ｒは、アルキル、シクロアルキル、アリール、ＮＨ２、およびＮＨＲから選択される、
で表されたメラミン誘導体の合成について記述されている。
【００１３】
特許文献２には、ヒドロキシアルキルメラミンまたはヒドロキシアルキルメラミンの反応生成物、ホルムアルデヒド、およびメラミンホルムアルデヒドレジン、の混合物を含む組成が開示されている。かかる組成は、熱および圧力強化積層品（heat and pressure consolidated laminates）のレジン成分として用いられる。
【００１４】
特許文献３には、分子量が１０．０００より高いフェノキシレジンを含む絶縁材料であって、少なくとも２つの材料、その内の一つは例えばアミン誘導体レジンでもよい材料と共に硬化された、前記絶縁材料が開示されている。
【００１５】
特許文献４には、次式
【化２】
2004158858.tif 000003
式中、Ｒのうち少なくとも一つは、アミドアルキル基−（ＣＨ２）ｎ−ＮＨＺまたはアミノアルキル基−（ＣＨ２）ｎ−ＮＨ２であり、ｎは２〜１０であり、Ｚはアミノ保護基である、
で表されたアミドアルキルメラミンおよびアミノアルキルメラミンの生成について記述されている。
【００１６】
特許文献５には、上述の式のヒドロキシオキサアルキルメラミンが開示されており、式中、複数のＲ基は同一でも異なっていてもよく、それぞれＨまたは−（ＣＨＲ’−ＣＨＲ’−Ｏ−）ｎ−Ｈであり、Ｒ’はＨまたはＣ１−４アルキルであり、ｎは２または３である。これらのアミン誘導体はウレタンまたはアミノプラストレジンの生成に有用である。
ポリアルコキシメチルメラミンの生成は特許文献６に記載されている。メラミンはホルムアルデヒドと反応し、続いて超酸触媒の存在下で過剰なアルコールと共にアルキル化する。
【特許文献１】米国特許第４，３１２，９８８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４２４，２６１号明細書
【特許文献３】米国特許第４，５７８，３１２号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６７０，５５８号明細書
【特許文献５】米国特許第４，８８６，８８２号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０１７，６９９号明細書
【非特許文献１】シー・ジェイ・ドルーリー（C.J. Drury）ら著、「アプライド・フィジカル・レターズ（Applied Physical Letters）」、第７３巻、１９９８年、ｐ．１０８−１１０
【非特許文献２】ゼット・バオ（Z. Bao）著、「アドバンスト・マテリアルズ（Advanced Materials）」、第１２巻、２０００年、ｐ．２２７−２３０
【非特許文献３】エム・マターズ（M. Matters）ら著、「オプティカル・マテリアルズ（Optical Materials）」、第１２巻、１９９９年、ｐ．１８９−１９７
【非特許文献４】エイチ・シリングハウス（H. Sirringhaus）ら著、「アプライド・フィジカル・レターズ（Applied Physical Letters）」、第７７巻、２０００年、ｐ．４０６−４０８
【非特許文献５】ゼット・バオ、ジェイ・エイ・ロジャーズおよびエイチ・イー・カッツ（Z. Bao, J.E. Rogers and H.E. Katz）著、「ジャーナル・オブ・マテリアル・ケミストリー（J. Mater. Chem）」、第９巻、１９９９年、ｐ．１８９５−１９０４
【非特許文献６】ゼット・バオ、ワイ・フェン（Z. Bao, Y. Feng）ら著、「ジャーナル・オブ・マテリアル・ケミストリー（J. Mater. Chem）」、第９巻、１９９７年、ｐ．１２９９−１３０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、誘電体材料またはその前駆体の要件、すなわち、溶液から加工可能であり、少なくとも部分的には緒言に記述された既知の誘電体の欠点を有さないこと、を少なくとも部分的に満たすアミン誘導体および／またはそれらの架橋ポリマー生成物を提供することである。
さらに、本発明の一つの目的は、レオロジーおよび内部被覆接着性（intercoat adhesion）に関して有利な溶液特性を示し、したがって、電子デバイスの誘電体層の製造に特に好適な、アミン誘導体および／またはそれらの架橋ポリマー生成物を提供することである。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、レオロジーおよび内部被覆接着性に関して有利な溶液特性を示す重合可能なアミン混合物を提供することである。
したがって、かかる混合物から得られるアミンポリマー材料は、本発明のその他の目的である。
また、本発明は、電子デバイスの誘電体層製造における方法を示すという目的を持ち、該方法は特に、多数の部品および／または大面積の生産に好適である。
本発明のその他の目的は、有機電子デバイスに関する。
本発明の他の目的は、以下の詳細な説明から、当業者には直ちに明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
用語の定義
用語「電子デバイス」は、電子光学機能を含む電子的機能、好ましくはマイクロエレクトロニクス機能、を有する全てのデバイスおよび構成部品を含み、例えば、抵抗器、ダイオード、トランジスタ、集積回路、発光ダイオードおよび電子光学ディスプレイなどである。特に、用語「電子デバイス」は、有機電子デバイス、すなわち、例えば伝導、半伝導、および／または発光などの機能のうち少なくとも一つが、ポリマーおよび／または有機材料により達成されている全てのデバイスおよび構成部品を含む。かかる有機電子デバイスの例としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴｓ）、およびかかる構成部品を多数含むデバイスであって、構成部品の例としては，例えばＯＦＥＴｓを含有する重合体集積回路や、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）およびその他のディスプレイの薄膜トランジスタ（ＴＦＴｓ）を含むアクティブマトリクスなどである。
【００２０】
用語「誘電体層」または「誘電体材料」は、非常に低い伝導性、または非伝導性電気特性を示す層または材料、特に、抵抗率が１０＋８Ωｃｍ以上のものを言う。
【００２１】
本明細書で用いられる用語「層」は、いくらか顕著な機械的安定性および柔軟性を示す、支持基板上または２つの基板の間の被覆および自己支持性フィルムすなわち独立フィルムを含む。層は平らであるか、または３次元のいずれかの方向において異なる形状をとってもよく、パターンを有するものを含む。
本明細書で用いられる用語「基板」は、アミン混合物がその上に被覆される、有機デバイスの一部に関する。
【００２２】
用語「基板」はまた、デバイスのベースとして用いられる出発材料としても用いられる。この材料の代表的なものは、シリコンウェファー、ガラス、またはプラスチック（例えばＰＥＴホイル）である。代表的なトランジスタデバイスにおいては、ソースおよびドレイン電極は予め表面に構成されている（リソグラフィ、熱蒸発、または印刷方式）。この構造の上に、表面エネルギー改変層（surface energy modification layer）または整列層（alignment layer）が随意に蒸着され、つぎに半導体（例えばポリヘキシルチオフェン）、絶縁体すなわちアミン混合物、および最後にゲート電極が配置される。
【００２３】
本発明者らは鋭意検討を重ねる中で、ある特定の有機アミン誘導体および該有機アミン誘導体の架橋ポリマー生成物が、レオロジーおよび内部被覆接着性についての有用な溶液特性を示すことを見出し、さらに研究を進めた結果、本発明に至った。
本発明の一つの対象は、電子デバイスの誘電体層の製造における、それ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成することができる、少なくとも一つの有機アミン誘導体、および／または、該アミン誘導体をそれ自体でまたは少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋することにより得られる、該アミン誘導体の架橋ポリマー生成物の使用に関する。
【００２４】
好ましいのは、電子デバイスの誘電体層の製造における組成物の主要構成成分としての、少なくとも一つの有機アミン誘導体、および／または、その架橋ポリマー生成物の使用であり、該有機アミン誘導体は、それ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成することができる有機アミン誘導体であり、前記架橋ポリマー生成物は、該アミン誘導体をそれ自体でまたは少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋することにより得られる架橋ポリマー生成物である。
【００２５】
他の好ましい態様においては、アミン誘導体は、下記の従属式Ｉ
【化３】
2004158858.tif 000004
式中、
ＲａはＨ、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＣＯ］ｒ−Ｒ”’、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｒ”’または−（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＮＨＺであり、
Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’は互いに独立して、Ｈ，１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ハロゲンにより置換されてもよく、
Ｚは、Ｈまたは保護基であり、
ｖは、０または１以上であり、および、
ｒは、１以上であり、ｖが０の場合はｒは１である、
で表される２または３個以上の同一または異なる基を含む。
【００２６】
本発明のさらなる対象は、重合可能なアミン混合物であって、
成分Ａを５０〜９９．５重量％、
成分Ｂを０〜５０重量％、好ましくは０．５〜５０重量％，および
成分Ｃを０〜１０重量％含み、
Ａは、それ自体でおよび／または少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋ポリマーを形成することができる、少なくとも一つの有機アミン誘導体であって、従属式Ｉ
【化４】
2004158858.tif 000005
式中、
ＲａはＨ、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＣＯ］ｒ−Ｒ”’、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｒ”’または−（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＮＨＺであり、
Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’は互いに独立して、Ｈ，１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基であって、ハロゲンにより置換されてもよく、
Ｚは、Ｈまたは保護基であり、
ｖは、０または１以上であり、
ｒは、１以上であり、ｖが０の場合はｒは１である、
で表される２または３個以上の同一または異なる基を含み、
Ｂは、少なくとも一つの多機能性化合物であって、Ａの少なくとも一つの構成成分と反応して架橋ポリマーを形成することができ、
Ｃは、成分Ａ、または、成分ＡとＢの重合における、少なくとも一つの開始剤である、前記重合可能なアミン混合物である。
【００２７】
本発明の他の対象は、本発明記載の重合可能なアミン混合物の重合によって得ることができる、アミンポリマー材料である。
【００２８】
本発明のさらなる対象は、電子デバイスの誘電体層の製造におけるプロセスであって、ステップ
ａ）絶縁、半伝導、伝導、電子、および／またはフォトニック機能を有する材料の１つまたは２以上の層またはパターンを随意に含む基板を生成すること、
ｂ）１つまたは２以上の上記および下記に定義したアミン誘導体を含む、重合可能なアミン混合物の薄い層を、前記基板上または前記基板の定義された領域上に形成すること、
ｃ）前記薄い層の重合可能なアミン混合物の重合を開始すること、
を含む、前記プロセスである。
【００２９】
本発明のさらなる対象は、本発明記載のプロセスによって得ることが可能な電子デバイスに関する。
さらに本発明の対象は、本発明記載のアミンポリマー材料を誘電体として含む電子デバイスに関する。
【発明の効果】
【００３０】
従属式Ｉで表される基を含むアミン誘導体は、レオロジーおよび内部被覆接着性についての有用な溶液特性を示すことが見出されており、したがって、電子デバイスの誘電体層の製造に特に好適である。この発見はまた、前記アミン誘導体をそれ自体でまたは少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋することにより得られる、前記アミン誘導体の架橋ポリマー生成物にもあてはまる。さらに、これらの誘導体は、低エネルギーの疎水性表面、特に有機半導体材料の表面、を効果的に湿潤させることができる。しかも、本発明記載のアミン誘導体それ自体を架橋するかまたは少なくとも一つの多機能性化合物と共に架橋することにより、電気的および粘弾性的振舞いおよび圧密化、すなわち、改善された柔軟性、塑性、耐性、溶媒耐性、および／または絶縁体特性、に関する有用な変化を達成できることが観察されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明記載のアミン誘導体は、それら自体でまたは共同成分と共に、特に、以下に定義するような多機能性化合物と共に、架橋ポリマーネットワークを形成するための化学反応を受けることが可能な官能基を有する。前記化学反応は、少なくとも室温、すなわち２０℃、または、アミン誘導体が基本的に化学反応を起こすことなく保存できる温度以下において、制御可能である。前記化学反応は、例えば温度を上げる、ｐＨを変化させる、電磁波もしくは粒子照射（particle radiation）もしくは反応性化合物への暴露、などによって開始することができる。これらのアミン誘導体であって、それ自体でまたは一つもしくは２以上の多機能性化合物と架橋され、その結果高い抵抗率、特に抵抗率が１０＋８Ωｃｍ以上の安定した誘電フィルムを形成する前記アミン誘導体が好ましい。
【００３２】
好ましくは、本発明記載のアミン誘導体は、上に定義した従属式Ｉで表される基を２つまたは３個以上含み、式中、少なくとも１個のＲａ基は、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基を含み、ハロゲンにより置換されてもよい。
【００３３】
さらに、本発明記載のアミン誘導体は、好ましくは１または２個以上の−ＯＨ基を含む。もっとも好ましくは、上に定義した従属式Ｉで表される基を２または３個以上含み、式中、少なくとも一つの
Ｒａは、−［（ＣＲ’Ｒ”）ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｈであり、
Ｒ’、Ｒ”、ｖおよびｒは上の定義と同じである。
【００３４】
本発明の好ましい態様によれば、アミン誘導体は次の式Ｉ．１〜Ｉ．３から選択される。
【化５】
2004158858.tif 000006
式中、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は互いに独立して、式ＩＩ
【化６】
2004158858.tif 000007
で表された基であり、
Ｒａ，Ｒｂ，
Ｒｃ，Ｒｄは互いに独立して、Ｈ、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＣＯ］ｒ−Ｒ”’、−［（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｒ”’または−（ＣＲ’Ｒ”）Ｖ−ＮＨＺであり、
Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’は互いに独立して、Ｈ，１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基であって、ハロゲンにより置換されてもよく、
Ｚは、Ｈまたは保護基であり、
ｖは、０または１以上であり、
ｒは、１以上であり、ｖが０の場合はｒは１であり、
Ｗは、ＯまたはＳであり、
Ｒ３は、前述の意味に加えてアルキル、シクロアルキル、アリール、またはアルキルアリール基であってもよく、随意にハロゲンにより置換される。
【００３５】
以下においては、特に記載がない限り、基、置換基、およびインデックスであるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、Ｚ、ｖ、ｒおよびｎは、上に与えられた意味を持つものとする。
本明細書中に記載される式の一つに２または３回以上現れるそれぞれの基、置換基、およびインデックスは、同一でも異なっていてもよい、ということが強調される。
【００３６】
置換基ＲａおよびＲｂの選択により、アミン誘導体、その重合可能な混合物、および結果として得られるポリマーの物理的および化学的特性を、有機電子デバイスの誘電体層の製造における要件に合うように変えることができる。さらに、かかるアミン誘導体を含む重合可能な混合物の加工（processing）およびその重合特性が、置換基ＲａおよびＲｂにより影響される。
【００３７】
式Ｉ．１〜Ｉ．３から選択されるアミン誘導体であって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３基および／またはＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ基のうち少なくとも一つが１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ハロゲンにより置換されてもよい、前記アミン誘導体が好ましい。
Ｚは、Ｈまたはアミノ官能基の保護基、例えば、ホルミル、トシル、アセチル、トリフルオロアセチル、メトキシ、エトキシ、ｔｅｒｔ．−ブトキシ、シクロペンチロキシ、およびフェノキシカルボニル、カルボベンジロキシ、およびｐ−ニトロベンジロキシ基である。
インデックスｖは好ましくは１〜６、最も好ましくは１または２である。
インデックスｒは好ましくは１〜４、最も好ましくは１または２である。
【００３８】
式Ｉ．１およびＩ．２から選択される誘導体であって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３基の１、２または３個が式ＩＩａ
【化７】
2004158858.tif 000008
式中、Ｒａ、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、ｖおよびｒは上記と同じである、
で表される基である前記誘導体が好ましい。
【００３９】
式ＩＩａの好ましい態様によれば、以下の変種（variant）それら自体または２または３個のこれら変種の組合せが好ましい。
＊ 式Ｉ．１およびＩ．２で表されたＲ１、Ｒ２、Ｒ３基の２または３個が、互いに独立して、式ＩＩａに記載の意味を有する。
＊ Ｒ”’は、２〜１２個、好ましくは３〜１２個のＣ原子を有するアルキル基であって、ハロゲンにより置換されてもよい。
＊ Ｒ”’は、２〜８個、好ましくは３〜８個、最も好ましくは３、４、５または６個のＣ原子を有するアルキル基であって、１個、２個以上、または全ての水素原子がハロゲン、好ましくはＦまたはＣｌにより置換されてもよい前記アルキル基である。
＊ ｒは、１または２、好ましくは１である。
＊ ｖは、１、２、３または４、好ましくは１である。
＊ Ｒ’およびＲ”は、Ｈである。
＊ Ｒａは、Ｈであるか、または少なくとも１個の−ＯＨ基を含む。
＊ Ｒａは−［（ＣＲ’Ｒ”）ｖ−Ｏ−］ｒ−Ｈであって、Ｒ’、Ｒ”、ｖおよびｒは上記定義と同じであり、Ｒ’およびＲ”は好ましくはＨであり、ｖは好ましくは１、２、３または４で、最も好ましくは１または２であり、ｒは好ましくは１または２で、最も好ましくは１である。
＊ Ｒａは、−ＣＨ２−ＯＨである。
【００４０】
さらに、式Ｉ．１およびＩ．２から選択された誘導体であって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３基の１、２または３個が互いに独立して、下の式ＩＩｂ
【化８】
2004158858.tif 000009
式中、
ｖ１は、０、１、２、３または４で、好ましくは１であり、
ｖ２は、１、２、３または４で、好ましくは１であり、
Ｒ”’は、Ｈまたは、１〜１２個、好ましくは２〜８個のＣ原子を有するアルキル基であって、１個、２個以上、または全ての水素原子がハロゲン、好ましくはＦまたはＣｌによって置換されてもよい前記アルキル基である、
で表される、前記誘導体が好ましい。
【００４１】
好ましい条件、すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３基および／またはＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ基のうち少なくとも一つが、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル基、または２〜１２個のＣ原子を有するアルキレン基であり、ハロゲンにより置換されてもよいとの条件の他に、以下の事項が見出された。
＊ Ｒａ、Ｒｂの少なくとも一つがＨである場合、素早い硬化応答および良好なフィルム硬度が達成できる。
＊ Ｒａ、Ｒｂの少なくとも一つが−ＯＨまたは−ＣＨ２ＯＨである場合、このアミン誘導体を含む混合物は有用なレオロジー特性を示す。
＊ Ｒａ、Ｒｂの少なくとも一つが−（ＣＨ２）ｖ−Ｏ−Ｒ”’であって、ｖ≧１およびＲ”’がアルキル基である場合、特に２個以上のＣ原子を有するアルキル基である場合、より柔軟性のある誘電体層を得ることができる。
＊ Ｒａ、Ｒｂの少なくとも一つが−（ＣＨ２）ｖ−ＣＯ−Ｒ”’であって、ｖ≧１およびＲ”’がアルキル基である場合、特に２個以上のＣ原子を有するアルキル基である場合、本発明記載のアミン誘導体を含む重合可能な混合物において、比較的低い粘性、改善されたフロー、平準化（leveling）および濡れ性、および良好な内部被覆接着性を得ることができる。さらに、前記混合物は高い成形安定性を示し、結果として得られる誘電体層は良好な柔軟性を有する。
【００４２】
本発明記載のアミン誘導体は、Ｎ−Ｈ、Ｎ−ＣＨ２−ＯＨ、および／またはＮ−ＣＨ２−Ｏ−アルキル官能性に加えて、−ＣＯ−基を有してもよい。
したがって、有機電子デバイスの誘電体層の製造のためのプロセス技術の要件および誘電体層それ自体の要件を満たすためには、一つの置換基のみでなく異なる置換基の組合せ、特に前述の組合せを示すアミン誘導体、および／または、本発明記載の２または３つ以上のアミン誘導体の組合せが好ましい。
【００４３】
以下の利点においては、本発明記載の重合可能なアミン混合物の好ましい態様および変形について、記述する。
本発明記載の重合可能なアミン混合物を用いて、疎水性表面、特に表面エネルギーが２０ｍＮ／ｃｍより低いものであっても湿潤し被覆することができ、密着したフィルムが生成され、それは硬化可能である。従って、低い、および非常に低い表面エネルギーを有する材料のパターンや層、例えば溶解性を改善するため脂肪族鎖を有する半導体ポリマーのパターンや層も、本発明の誘電アミン誘導体材料と共に被覆可能である。
【００４４】
前述のアミン誘導体であって、特に式Ｉ．１および／もしくは式Ｉ．２に記載の１つのアミン誘導体または２、３もしくは４個以上のアミン誘導体の組合わせであって、１、２または３個のＲ１、Ｒ２、Ｒ３置換基が互いに独立して、式ＩＩで表されたもの、特に式ＩＩａおよび／またはＩＩｂで表されたものが、成分Ａとして好ましい。
好ましい態様においては、メラミン−ホルムアルデヒド・レジンおよびウレア−ホルムアルデヒド・レジンが成分Ａとして用いられる。例えば商品名Ｃｙｍｅｌ（登録商標）の商業的に入手可能なメラミン−ホルムアルデヒド・レジンは、ＣＹＴＥＣ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ  ＩＮＣ．、ウェストパターソン、ニュージャージー０７４２４、米国、から商業的に入手可能である。商業的に入手可能なウレア−ホルムアルデヒド・レジンは、ＣＹＴＥＣ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ  ＩＮＣ．、ウェストパターソン、ニュージャージー０７４２４、米国からのＵＩ２０−Ｅである。
【００４５】
成分Ｂは、少なくとも一つの多機能性化合物であり、Ａの少なくとも一つの構成成分と反応して架橋ポリマーを形成する能力を有する。多機能性化合物は、結果として得られる混合物が、採用された薄い誘電体層の製造技術に関して良好なレオロジー特性を示すよう有用に選択される。さらに、結果として得られる誘電体層の機械的および電気的特性は多機能性化合物の選択によって影響され得る。さらに、結果として得られるアミンポリマーによる水の取り込みは、例えば脂肪族アルキル鎖などの少なくとも一つの疎水基を有する多機能性化合物を用いることで、最少化することができる。
【００４６】
好ましくは、成分Ｂの少なくとも一つの多機能性化合物は、少なくとも２個の、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＯＯＨおよびその反応性誘導体（reactive derivative）から成るクラスの官能基を有し、Ａの少なくとも一つの構成成分と反応して架橋ポリマーを形成できる、有機化合物である。好ましい多機能性化合物は、脂肪族、脂環式（cycloaliphatic）および芳香族のジオール、ポリオール（polyoles）、二酸、ポリ酸、ジアミン、ポリアミン、およびそれらの反応性誘導体である。反応性誘導体とは有用には、その誘導体から所望の官能基を適切な反応条件、例えば保護基の除去、のもとで遊離できる誘導体である。好ましい多機能性化合物のクラスは、２〜１２個のＣ原子を有するアルカンジオール、ポリヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリオール、および随意に置換されたフェノールホルムアルデヒド縮合（condensation）共重合体である。かかる化合物の例は、１，４−ブタンジオール、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート、ポリアクリル酸、ポリウレタンポリオール、ポリエチレンイミン、ポリビニルフェノール、およびクレゾールホルムアルデヒド縮合共重合体である。商業的に入手可能なポリウレタンポリオールはＫ−ＦｌｅｘジオールＤＵ  ３２０であり、ＫＩＮＧ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ（２７４１  ＥＺ  Ｗａｄｄｉｎｘｖｅｅｎ、オランダ）製である。商業的に入手可能なクレゾールホルムアルデヒド縮合共重合体はＮｏｖｏｌａｋ  ＡＺ  ５２０Ｄであり、Ｃｌａｒｉａｎｔ  ＧｍｂＨ（６５９２６、フランクフルトアムマイン、ドイツ）製である。
【００４７】
成分Ｃは、成分Ａの重合、または成分ＡおよびＢの重合における少なくとも一つの開始剤である。好適な開始剤は、酸または塩基および、例えば熱または化学線照射などの適切な反応条件のもとで酸または塩基を遊離する化合物である。基本的に、かかる開始剤は当業者には既知のものである。好ましい開始剤は、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、およびｓ−トリアジンなどのフォト酸（photoacid）である。さらなる例は、例えばパラトルエンスルホン酸などのスルホン酸、および硝酸アンモニウムなどの熱酸（thermal acid）である。
【００４８】
前記組成の好ましい下限値は
＊成分Ａ：６０重量％、最も好ましくは７５重量％、
＊成分Ｂ：２重量％、最も好ましくは５重量％、
＊成分Ｃ：０重量％、最も好ましくは０．５重量％、
である。
【００４９】
前記組成の好ましい上限値は
＊成分Ａ：９８重量％、最も好ましくは９５重量％、
＊成分Ｂ：４０重量％、最も好ましくは２５重量％、
＊成分Ｃ：５重量％、最も好ましくは２重量％、
である。
上に示された重量％は、成分Ａ、ＢおよびＣの総重量に対する重量％である。
【００５０】
好ましくは、本発明記載の重合可能な混合物は、成分Ａ、ＢおよびＣの総重量に対して、さらに成分Ｄを０．５〜５００００重量％含み、ここでＤは、成分Ａ、Ｂおよび／またはＣを溶解することが可能な、１種類の溶媒または２もしくは３種以上の溶媒の混合物である。
この場合、用語「溶解する」は、随意的に１または２種以上の乳濁剤または界面活性剤の助けによって、成分Ａ、Ｂおよび／またはＣの溶液、乳濁液、もしくは懸濁液を生成可能であることを意味する。
【００５１】
溶媒または溶媒混合物は、溶液被覆技術に有用に適用できる。好ましい溶媒は、脂肪族もしくは脂環式のケトン、アルコールおよびエーテルであり、例えばシクロヘキサノン、ブタノン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ブタノール、乳酸エチル、プロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテート（ＰＧＭＥＡ）およびプロピレン・グリコール・メトキシプロパノール（ＰＧＭＥ）、さらにそれらの混合物である。前記溶媒または溶媒混合物は、好ましくは、結果として得られる混合物を安定化させ、またそれらの貯蔵寿命を延長させるように選択する。
【００５２】
成分Ｄに加え、本発明記載の混合物は、成分Ｅとして少なくとも一つの界面活性剤を含んでもよく、これは、配合物および結果として得られるフィルムの表面エネルギーを調節することにより、基板と連続する層についての所望の濡れ性、レオロジーおよび密着性を得るためである。付加される界面活性剤のさらなる利点は、結果として得られるアミンポリマー層の水の取り込みを減少させることである。前記界面活性剤は、好ましくは非イオン性界面活性剤であり、例えばポリオキシエチレン、ポリオール、シロキサン、プルオロニクス（pluoronics）およびトゥイーンである。
【００５３】
前記組成の好ましい下限値は
＊成分Ｄ：１０重量％、最も好ましくは１００重量％、
＊成分Ｅ：０重量％、最も好ましくは０．０５重量％、
であり、
前記組成の好ましい上限値は
＊成分Ｄ：１００００重量％、最も好ましくは５０００重量％、
＊成分Ｅ：２重量％、最も好ましくは０．５重量％、
であり、
ここで上に示された重量％は、成分Ａ、ＢおよびＣの総重量に対する重量％である。
【００５４】
本出願の他の好ましい態様においては、本発明記載の重合可能なアミン混合物はさらに、セラミック超微粒子を成分Ｆとして含む。
前記のセラミック超微粒子Ｆは、重合可能なアミン混合物に、成分Ａ、ＢおよびＣの総重量に対する重量％で０〜８０重量％含まれる。
【００５５】
前記セラミック粒子は、平均直径が２００ｎｍ未満でなければならない。これは、誘電体層の所望の厚さの代表的な最大値が２００ｎｍであるからである。重合マトリクス内での分散を容易にするため、粒子は１００ｎｍ未満が好ましく、より好ましくは平均直径約５０ｎｍである。
【００５６】
前記粒子は、高い誘電性を有する粒子に成形可能ないかなる好適な材料からも形成でき、これら材料は、例えば高い誘電率の強誘電性セラミック材料であり、以下のものを含むがこれには限定されない：ジルコン酸鉛、ジルコン酸バリウム、ニオブ酸カドミウム、チタン酸バリウム、ならびに、ストロンチウム、鉛、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、およびネオジムのチタン塩およびタンタル塩、ならびにそれらの固溶体。用語セラミックの「固溶体」は、２または３以上の構成成分から成り、セラミック成分が互いに混和性であるセラミックシステムを意味する。さらに、本発明に有用なセラミック材料は、チタン酸バリウムジルコニウム（ＢＺＴ）、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸バリウムネオジム（ＢＺＴ）、ニオブ酸鉛マグネシウム、およびニオブ酸鉛亜鉛を含む。各粒子は、これら材料単一で、またはこれら材料の組み合わせから、形成することができる。
【００５７】
層に含まれる粒子は、全体が均一でもあり得るし、また材料の組成および／またはサイズにより変化することもある。さらに、本発明に有用なセラミック材料は、添加剤により改変されてもよく、該添加剤は、ジルコニウム、ビスマス、およびニオビウムの酸化物を含むが、しかしこれらに限定されるものではない。好ましくは、セラミック粒子はチタン酸バリウムを含む。
本発明記載の混合物の構成成分はまた、良好なレオロジー特性、すなわち、溶液被覆プロセスにて密着したフィルムを形成するのに十分なだけの高い粘性と、ろ過でき展開可能（spreadable）なほど十分に低い粘性、を示すように選択される。前記混合物の好ましい粘性の範囲は、３００〜１０００００ｍＰａ・ｓである。
【００５８】
上記または下記の化合物および構成成分において、置換基、特にＲ’、Ｒ”、Ｒ”’、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄがアルキル基である場合、これは直鎖または分枝状でもよい。好ましくは直鎖で１〜１２個のＣ原子を有し、したがって好ましくはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルまたはドデシルである。フッ化アルキルは好ましくはＣｉＦ２ｉ＋１であって、ｉは１〜１２の整数であり、特にＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、Ｃ９Ｆ１９、Ｃ１０Ｆ２１、Ｃ１１Ｆ２３またはＣ１２Ｆ２５である。
シクロアルキルは好ましくは、３〜７個のＣ原子を含む環状脂肪族基を言い、例としてはシクロプロピル、シクロペンチルおよびシクロヘキシルである。
【００５９】
アリールは、好ましくは５〜１５個のＣ原子を有する芳香族炭化水素であり、１または２個以上のＯ、Ｓおよび／またはＮヘテロ原子により置換されてもよく、お互いに融合（fuse）してもよい１、２または３個の環を構成している。アリールの意味するもので最も好ましいのはフェニルである。
アルキルアリールは好ましくは、アリール部位に５〜１５個のＣ原子を有し、アルキレン部位に１〜１２個のＣ原子を有する。例としては、ベンジル、フェネチルおよびフェンプロピルである。
ハロゲンはＦ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、好ましくはＦまたはＣｌである。多置換の場合、ハロゲンは特にＦである。
下に、本発明記載の電子デバイスの誘電体層の製造におけるプロセスを記述する。
【００６０】
プロセスのステップａ）においては、絶縁、半伝導、伝導、電子および／またはフォトニック機能を有する材料の、一つまたは２以上の層またはパターンを随意に含む基板を作成する。当業者には、従来の電子デバイスの製造および、本発明記載の好ましい有機電子デバイスの製造における、多数の既知の加工技術が利用可能である。例えば、有機電子デバイスの構造、それらの製造のための材料および技術が、緒言に引用した文献に詳細に記述されている。加工は、通常は有機および／またはポリマー材料の溶液を用いて、例えば下に記述する方法によって実施する。結果として得られるフィルムの分子は、異方性の電荷キャリア移動性および／または光学的２色性を達成するために整列されてもよい。有機フィルムは硬化するのが好ましく、規定の領域を例えばマスクを用いた照射などにより硬化する。暴露された領域は、その物理的および／または化学的特性、例えば伝導性または溶解性などが変化する。暴露されない領域は、その高い溶解性のために除去してもよい。この手順により、パターンが施されていてもよい異なる電子機能性を有する幾つかの層が、お互いの上に形成される。前に形成された層またはパターンを損なわないようにするため、緒言に記述したように、直交溶媒を有用に適用する。このほかに、例えばマイクロリソグラフィ、スタンピングまたはマイクロモールディングなどの他のパターニング方法を用いてもよい。
【００６１】
プロセスのステップｂ）においては、一つまたは２以上の上記定義のアミン誘導体を含む重合可能なアミン混合物の薄い層を、基板上または基板の規定された領域上に形成する。前記混合物は、溶液として適用するのが好ましく、かかる有用な溶媒およびその混合物は上に記述されている。好ましくは、本発明記載の重合可能なアミン混合物はステップｂ）において用いる。薄い層を形成する好ましい技術は、広い面積および／または多数の基板を低価格で加工することを可能にする。例としては、スピンコーティング、キャピラリーのマイクロモールディングなどのモールディング、ならびに、スクリーン印刷、インクジェット印刷およびマイクロコンタクト印刷などの印刷技術がある。リールトゥリールの製造プロセスは特に好ましい。これらおよび他の加工技術は、例えば、Z. Bao著、Adv. Mater.、2000年、12巻、p.227-230；Z. Baoら著、J. Mater. Chem.、1999年、9巻、p.1895-1904およびこの中で引用された文献に記述されている。上述のように、用いられたアミン誘導体混合物のレオロジー特性は広い範囲で調節可能であり、混合物の構成成分の選択、特にアミン誘導体の置換基および随意の多機能性成分の選択、およびそれらの含有量の選択によってフィルム形成技術の要件を満たすことができる。
【００６２】
ステップｃ）においては、前記薄い層の重合可能なアミン混合物の重合を開始する。アミン誘導体混合物の構成成分および随意に用いられる開始剤の特性により、重合は例えば、温度を上げる、ｐＨを変える、電磁気もしくは粒子照射または反応性化合物への暴露、などによって開始される。重合反応は、通常、アミン誘導体および随意の多機能性成分の多重縮合（polycondensation）であり、それによって例えば水またはアルコールが遊離される。結果として得られるポリマー材料は、ポリマー、コポリマー、またはグラフトポリマーなどであってもよく、本明細書中ではこれらは単にポリマーと称される。
【００６３】
成分Ｄまたは、少なくとも溶媒の主要部分は、ステップｃ）の実施の最中、および／または実施後に除去する。しかし溶媒の除去は、重合可能な混合物が基板上に形成されている最中、および／または形成後でステップｃ）の実施前に行うことも可能である。
結果として得られるアミンポリマーの薄い層は、好ましくは厚さ０．０１〜５０μｍで、最も好ましくは０．１〜１０μｍである。アミンポリマー材料は、好ましくは１０＋８Ωｃｍ以上の抵抗率、より好ましくは１０＋10Ωｃｍ以上、最も好ましくは１０＋１１Ωｃｍ以上の抵抗率を示す。結果として得られる前記材料の誘電率は、好ましくは４以上、最も好ましくは４〜６の範囲である。
【００６４】
前記薄い層は、重合ステップの後に随意にパターニングしてもよい。好適な技術は当業者に既知であり、特に、マイクロエレクトロニクス、およびマイクロ技術の分野ではそうである。かかる技術の例は、エッチング；フォト−、ＵＶ−、および電子リソグラフィを含むリソグラフィ；レーザーライティング；スタンピング（打ち抜き加工）およびエンボス加工（型抜き加工）などである。さらに前記の層は、重合可能なアミン混合物を規定領域のみで重合することによりパターンニングしてもよい。規定領域での重合は、例えばパターンマスクおよび重合を開始するための電磁気または粒子照射を用いて実施してもよい。アミン誘導体混合物の重合されない領域は、硬化領域に比べて高い溶解性のため、除去してもよい。
【００６５】
誘電アミンポリマー層の形成は、電子デバイスの製造における最後の、または通常は中間のステップであってよい。したがって、ステップａ）および／またはｂ）およびｃ）を含むさらに一つまたは２以上のステップが、上記プロセスに続いてもよい。例えば、絶縁、半伝導、伝導、電子および／またはフォトニック特性を有する材料の一つまたは２以上のさらなる層またはパターンを、結果として得られた誘電体層の上に適用してもよい。
【００６６】
本発明記載のプロセスを用いて得ることのできる電子デバイス、および本発明のアミンポリマー材料を誘電体として含む電子材料もまた、本発明の対象である。好ましいデバイスは、マイクロ電子デバイスおよび／または有機電子デバイスおよび構成部品である。例としては、薄膜トランジスタ、ＯＦＥＴｓ、ＯＬＥＤｓ、ディスプレイ用大面積駆動回路（large area driving circuit）であり、特に、ＬＣＤｓ、光起電性用途（photovoltaic application）、ならびに、スマートカード、電子荷物タグ、ＩＤカード、クレジットカードおよび切符などの低コスト記憶装置である。
【００６７】
本発明記載のポリマーアミン材料は、これらのデバイスにおいて、絶縁材料を含む誘電体として用いられる。例えば、ポリマーアミン材料は、ＯＦＥＴの半伝導性材料の間に誘電体層として、ソースとドレイン電極およびゲート材料に接触させて用いられる。さらに、本発明のポリマーアミン材料はまた、絶縁材料として、電子デバイスの伝導性部品を絶縁するために用いてもよい。このように、ポリマーアミン材料は、基板として用いてその上に伝導性および／または半伝導性材料を蒸着してもよく、および／または、絶縁材料として用いて電子的機能を有する層やパターンを被覆し、それらがショート（短絡）することや酸化することを防いでもよい。
【００６８】
本明細書中に記載される全ての明細書、特許および出版物の完全な開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
前述の記述から、当業者は本発明の本質的な特徴を容易に確認することができ、またその精神および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更および改変を実施して、本発明を種々の使用法や条件に適合させることができる。
【実施例１】
【００６９】
例
以下の例は本発明のさらなる例示のためであり、本発明の精神または範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００７０】
１．重合可能なアミン混合物
本発明記載の次の重合可能なアミン混合物を配合する。重量％表示の含有量は、全成分の総重量に対する値である。
【００７１】
１．１  混合物Ｍ１
【表１】
2004158858.tif 000010
【００７２】
１．２  混合物Ｍ２
【表２】
2004158858.tif 000011
【００７３】
１．３  混合物Ｍ３
【表３】
2004158858.tif 000012
【００７４】
１．４  混合物Ｍ４
【表４】
2004158858.tif 000013
【００７５】
１．５  混合物Ｍ５
【表５】
2004158858.tif 000014
【００７６】
時間がたっても安定で均一なＭ１〜Ｍ５の混合物は、低度から中度の粘性を示す。これらのレオロジー特性は、被覆技術に適用するのに非常に良好であり、例えば、ガラスまたは有機半導体であるポリヘキシルチオフェンなどの表面の被覆に非常に良好である。
【実施例２】
【００７７】
２．アミンポリマー材料の生成
重合可能なアミン混合物Ｍ１〜Ｍ５に基づいて、アミンポリマー材料を生成する。平らなガラス基板上に混合物の試料を置き、スピンコーティング（２秒間に０から２０００ｒｐｍまで回転数を上げ、次に１分間２０００ｒｐｍを維持）により基板上に展開する。重合および架橋は、該基板を１００℃で１時間、大気圧中で熱することにより実施する。こうして得られるアミンポリマー層は、約１μｍの厚さである。
【００７８】
前記に定義された重合可能な混合物Ｍ１〜Ｍ５を用いて、アミンポリマー層を、上述の手順に従って配合する。全てのポリマー層の表面は非常に平らで、固く、しかし脆弱ではなく、非常に良好な密着性（cohesion）を示す。ピンホールが発生しているという証拠はない。下記のさらなる結果が得られ、各ケースにおいて達成された最少抵抗率を示す。
【表６】
2004158858.tif 000015
【００７９】
溶媒暴露試験は、アミンポリマー層に約１００ μｍ幅の溝を入れて、溝の深さを測定する。ジクロロメタンを溝に入れ１５分間湿潤する。溶媒によるフィルムへの影響の度合いを、溝のプロファイルの変化（膨らむか、溶解するか）によって測定する。測定可能な変化が生じない場合は、前記フィルムは非常に良好な抵抗率を持つとされ、そうでなければ、膨張を正とするパーセント変化率を示す。
上の結果からわかるように、特に機械的および電気的特性ならびに溶媒に対する抵抗率に関し、本発明記載のアミンポリマー材料は、電子デバイスの誘電体層として特に好適である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のアミンポリマー材料は、レオロジーおよび内部被覆接着性についての有用な溶液特性を示し、電子デバイスの誘電体層の製造に適用することができる。