(57)【要約】【課題】低誘電正接であり、かつ高誘電率であるゲート絶縁層を形成することができる絶縁材料用組成物を提供することを課題とする。【解決手段】式（１）で表されるイミダゾール化合物と高分子化合物とを含有する絶縁材料用組成物。2017002157.tif 000016    （１）［式中、Ｒ１、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに環を形成していてもよい。］【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表されるイミダゾール化合物と高分子化合物とを含有する絶縁材料用組成物。
2017002157.tif 000013
（１）
［式中、Ｒ１、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに環を形成していてもよい。］
【請求項２】
前記式（１）で表されるイミダゾール化合物が、式（２）で表されるイミダゾール化合物である請求項１記載の絶縁材料用組成物。
2017002157.tif 000014
（２）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。］
【請求項３】
前記高分子化合物が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１または２記載の絶縁材料用組成物。
【請求項４】
前記高分子化合物が、式（３）で表される繰り返し単位を含有する請求項１〜３のいずれか記載の絶縁材料用組成物。
2017002157.tif 000015
（３）
［式中、Ｒ６は、水素原子またはメチル基を表す。Ｒａａは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、−ＣＯ−で表される基、−ＣＯＯ−で表される基、−ＮＨＣＯ−で表される基、または−ＮＨＣＯＯ−で表される基を表す。該「−」で表される結合手は、左側の結合手が式（３）中の上側の結合手であってもよく、右側の結合手が式（３）中の上側の結合手であってもよい。Ｒは、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を表す。Ｒｆは、フッ素原子またはフッ素原子を有する炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ａは、０または１の整数を表し、ｎは、１から５の整数を表す。Ｒが複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ｒｆが複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］
【請求項５】
請求項１−４のいずれか記載の絶縁材料用組成物を有する有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
請求項５記載の有機薄膜トランジスタを備える電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組成物およびそれを用いた有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜トランジスタの１種である電界効果型有機薄膜トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層およびゲート絶縁層を有する。電界効果型有機薄膜トランジスタのゲート絶縁層には、とりわけ、高誘電率であること、低誘電正接であることが求められる。
たとえば、電界効果型有機薄膜トランジスタのゲート絶縁層に用いる材料として下記高分子化合物１が報告されている（特許文献１）。
2017002157.tif 000002
高分子化合物１
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０３８０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された材料を有するゲート絶縁層は、低誘電正接であるが誘電率が小さいという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、低誘電正接であり、かつ高誘電率であるゲート絶縁層を形成することができる絶縁材料用組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、下記の絶縁材料用組成物および該組成物を有する電子デバイスを提供する。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の発明を提供する。
［１］  式（１）で表されるイミダゾール化合物と高分子化合物とを含有する絶縁材料用組成物。
2017002157.tif 000003
（１）
［式中、Ｒ１、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに環を形成していてもよい。］
［２］  前記式（１）で表されるイミダゾール化合物が、式（２）で表されるイミダゾール化合物である［１］記載の絶縁材料用組成物。
2017002157.tif 000004
（２）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。］
［３］  前記高分子化合物が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種である［１］または［２］記載の絶縁材料用組成物。
［４］  前記高分子化合物が、式（３）で表される繰り返し単位を含有する［１］〜［３］のいずれか記載の絶縁材料用組成物。
2017002157.tif 000005
（３）
［式中、Ｒ６は、水素原子またはメチル基を表す。Ｒａａは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、−ＣＯ−で表される基、−ＣＯＯ−で表される基、−ＮＨＣＯ−で表される基、または−ＮＨＣＯＯ−で表される基を表す。該「−」で表される結合手は、左側の結合手が式（３）中の上側の結合手であってもよく、右側の結合手が式（３）中の上側の結合手であってもよい。Ｒは、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を表す。Ｒｆは、フッ素原子またはフッ素原子を有する炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ａは、０または１の整数を表し、ｎは、１から５の整数を表す。Ｒが複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ｒｆが複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］
［５］  ［１］−［４］のいずれか記載の絶縁性組成物を絶縁層に有する有機薄膜トランジスタ。
［６］  ［５］記載の有機薄膜トランジスタを備える電子デバイス。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低誘電正接であり、かつ高誘電率であるゲート絶縁層を形成することができる絶縁材料用組成物を提供することができる。なお、本発明の組成物はオーバーコート層を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態であるボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態であるボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
＜共通する用語の説明＞
以下、本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
【００１２】
「高分子化合物」とは、分子中に同じ構造単位を２個以上含む化合物を意味し、該構造単位を「繰り返し単位」と呼ぶ。いわゆる２量体も高分子化合物に該当する。高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、通常、１×１０３〜１×１０８である。
【００１３】
「低分子化合物」とは、分子中に同じ構造単位を２個以上含まない化合物を意味する。
【００１４】
高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
【００１５】
アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基又はシクロアルキル基のいずれであってもよい。直鎖アルキル基の炭素原子数は、通常１〜３０であり、分岐アルキル基の炭素原子数は、通常３〜３０であり、シクロアルキル基の炭素原子数は、通常３〜３０である。これらのアルキル基は、置換基を有していてもよい。なお、アルキル基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ドデシル基およびｎ−ヘキサデシル基等が挙げられる。分岐アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、３，７−ジメチルオクチル基、２−ヘキシルデシル基、２−オクチルドデシル基および２−デシルテトラデシル基等が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基およびシクロヘキシル基が挙げられる。
直鎖アルキル基及び分岐アルキル基が有していてもよい置換基としては、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基が挙げられる。シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基が挙げられる。
置換基を有しているアルキル基としては、例えば、メトキシエチル基、ベンジル基、トリフルオロメチル基、パーフルオロヘキシル基、ヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、アミノメチル基、２−アミノエチル基、３−アミノプロピル基が挙げられる。
【００１６】
アルコキシ基は、直鎖アルコキシ基、分岐アルコキシ基又はシクロアルコキシ基のいずれであってもよい。直鎖アルコキシ基の炭素原子数は、通常１〜３０であり、分岐アルコキシ基の炭素原子数は、通常３〜３０であり、シクロアルコキシ基の炭素原子数は、通常３〜３０である。アルコキシ基は置換基を有していてもよい。なお、アルコキシ基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。  直鎖アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基およびｎ−ヘキサデシルオキシ基等の直鎖アルコキシ基が挙げられる。分岐アルコキシ基としては、例えば、イソプロピルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、２−ヘキシルデシルオキシ基、２−オクチルドデシルオキシ基および２−デシルテトラデシルオキシ基等が挙げられる。シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
直鎖アルコキシ基及び分岐アルコキシ基が有していてもよい置換基としては、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子が挙げられる。シクロアルコキシ基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子が挙げられる。
【００１７】
アリール基は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子１個を除いた残りの原子団である。芳香族炭化水素の炭素原子数は、通常６〜６０であり、好ましくは６〜２０である。芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。なお、芳香族炭化水素基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。
芳香族炭化水素としては、ベンゼン、ベンゼンを含む炭化水素縮合環化合物ならびにベンゼンおよびベンゼンを含む炭化水素縮合環化合物からなる群より選ばれる２個以上が直接結合した化合物が挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基、４−フェニルフェニル基が挙げられる。
芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、ハロゲン原子が挙げられ、アルキル基またはシクロアルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。
【００１８】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００１９】
アルキレン基は、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基又はシクロアルキレン基のいずれであってもよい。直鎖アルキレン基の炭素原子数は、通常１〜２０であり、分岐アルキレン基の炭素原子数は、通常３〜２０であり、シクロアルキレン基の炭素原子数は、通常３〜２０である。アルキレン基は置換基を有していてもよい。なお、アルキレン基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。アルキレン基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、シアノ基、アルキルカルボニル基、シクロアルキルカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、ハロゲン原子が挙げられる。
直鎖アルキレン基又は分岐アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピルレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基、ジメチルプロピレン基が挙げられる。シクロアルキレン基としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基が挙げられる。
【００２０】
アリーレン基は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子２個を除いた残りの原子団である。芳香族炭化水素の炭素原子数は、通常６〜２０である。アリーレン基は置換基を有していてもよい。なお、アリーレン基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
アリーレン基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、１価の複素環基、ハロゲン原子が挙げられ、アルキル基またはシクロアルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。
アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、ジメチルフェニレン基、トリメチルフェニレン基、フェニレンメチレン基、フェニレンジメチレン基、フェニレントリメチレン基、フェニレンテトラメチレン基、メチルナフチレン基、ジメチルナフチレン基、トリメチルナフチレン基、ビニルナフチレン基、エテニルナフチレン基、メチルアンスリレン基、エチルアンスリレン基が挙げられる。
【００２１】
＜絶縁材料用組成物＞
本発明の絶縁材料用組成物は、式（１）で表されるイミダゾール化合物と高分子化合物とを含有する。
【００２２】
【化１】
2017002157.tif 000006
（１）
［式中、Ｒ１、Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。Ｒ１ａ及びＲ１ｂは、互いに結合することにより、環を形成していてもよい。］
【００２３】
Ｒ１ａ及びＲ１ｂが互いに結合することにより環を形成するイミダゾール化合物は下記式（１−１）で示される。式（１−１）で表される化合物として、式（１−２）〜（１〜５）で表されるイミダゾール化合物を例示することができる。
【００２４】
【化２】
2017002157.tif 000007
（１−１）         （１−２） （１−３）      （１−４）       （１−５）
【００２５】
前記Ｒ１ａ及びＲ１ｂが互いに結合することにより形成された環状基上の置換基としては、水酸基、ハロゲノ基、シアノ基、カルボキシ基、ホスホノ基、スルホ基、ホルミル基、メルカプト基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換基を有していてもよい炭素数３〜２０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数３〜２０のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数３〜２０のアリールチオ基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２１のアシル基、置換基を有していてもよい炭素数４〜２１のアロイル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜２０のアリールスルホニル基または置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキルスルホニル基から選ばれる基が挙げられる。
【００２６】
本発明の組成物における前記式（１）で表されるイミダゾール化合物は、前記高分子化合物に対して、５重量％から２００重量％であることが好ましく、１０重量％から１５０重量％であることがより好ましい。
【００２７】
本発明の組成物は、有機薄膜トランジスタの絶縁層の形成に有用である。該絶縁層の中でも、ゲート絶縁層および／またはオーバーコート層の形成に用いることができ、ゲート絶縁層の形成に用いることが好ましい。
【００２８】
本発明の組成物から形成される絶縁層は、その上に平坦な膜等を積層することができ、積層構造を容易に形成することができる。例えば、絶縁層上に、有機エレクトロルミネッセンス素子を好適に搭載することができる。
【００２９】
＜イミダゾール化合物＞
本発明の絶縁材料用組成物に含有される式（１）で表されるイミダゾール化合物は、水素結合型の強誘電性を示す。水素結合型の強誘電性化合物である該イミダゾール化合物を採用し、高誘電率であり、かつ低誘電正接の効果を奏する電子デバイスを提供することができる。式（１）で表されるイミダゾール化合物は、下記式（２）で表される化合物であることが好ましい。
【００３０】
【化３】
2017002157.tif 000008
（２）
［式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。］
【００３１】
前記イミダゾール化合物としては、５,６−ジクロロ−２−メチルベンゾイミダゾール、２−メチルベンゾイミダゾール、
２−トリフルオロメチルベンゾイミダゾール、２−ジフルオロメチルベンゾイミダゾール、２−トリクロロメチルベンゾイミダゾール、４，５−ジクロロ−２−メチルイミダゾール、４，５−ジシアノ−２−メチルイミダゾール、４，５−ジニトロ−２−メチルイミダゾール等が挙げられる。
【００３２】
＜高分子化合物＞
本発明の絶縁材料用組成物に含有される高分子化合物は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００３３】
本発明の絶縁材料用組成物に含有される高分子化合物は、耐溶剤性の観点から熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂であることが好ましい。
【００３４】
高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、３，０００〜１，０００，０００であることが好ましく、５，０００〜５００，０００であることがより好ましい。
【００３５】
本発明の組成物に含まれる高分子化合物は、１種のみであってもよいし、２種以上含まれていてもよい。
【００３６】
また、高分子化合物は、式（３）で表される繰り返し単位を含有することが好ましい。
【００３７】
【化４】
2017002157.tif 000009
（３）
［式中、Ｒ６は、水素原子またはメチル基を表す。Ｒａａは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、−ＣＯ−で表される基、−ＣＯＯ−で表される基、−ＮＨＣＯ−で表される基、または−ＮＨＣＯＯ−で表される基を表す。該「−」で表される結合手は、左側の結合手が式（３）中の上側の結合手であってもよく、右側の結合手が式（３）中の上側の結合手であってもよい。Ｒは、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を表す。Ｒｆは、フッ素原子またはフッ素原子を有する炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ａは、０または１の整数を表し、ｎは、１から５の整数を表す。Ｒが複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ｒｆが複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。］
【００３８】
式（３）中、Ｒ６は水素原子であることが好ましく、ａは０であることが好ましく、Ｒｆはフッ素原子であることが好ましい。
【００３９】
本発明に係る組成物が含有する高分子化合物に含まれる式（３）で表される繰り返し単位は、高分子化合物に含まれる全繰り返し単位に対して、１モル％以上８０モル％以下であることがこのましく、５モル％以上６０モル％以下であることがより好ましい。
【００４０】
（熱可塑性樹脂）
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、ABS樹脂、ポリプロピレンおよびその誘導体、ポリエチレンおよびその誘導体、ポリスチレンおよびその誘導体、ポリメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ナイロン／ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂ならびにウレタン樹脂等が挙げられる。中でも、ポリスチレンおよびその誘導体、ポリメタクリレート、ナイロン／ポリアミドが好ましく、式（３）で表される繰り返し単位を含有するポリスチレンおよびその誘導体、ポリメタクリレート共重合体がより好ましい。
【００４１】
（熱硬化性樹脂）
本発明に用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂、側鎖にオキセタニル基を有する樹脂ならびに側鎖にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基およびブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂が挙げられる。中でも、フェノール樹脂、側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂、側鎖にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基およびブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂が好ましく、式（３）で表される繰り返し単位を有する側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂、側鎖にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基およびブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂がより好ましい。
【００４２】
前記側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂は、側鎖に活性水素を有する重合性モノマーを光重合開始剤または熱重合開始剤の存在下において、重合させた後、得られたポリマーを、活性水素と反応する基と炭素−炭素二重結合とを有する化合物と反応させることにより製造することができる。  前記活性水素と反応する基としては、エポキシ基、イソシアナト基、−ＣＯ−Ｃｌで表される基、−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−で表される基等が挙げられる。
前記活性水素と反応する基と炭素−炭素二重結合とを有する化合物としては、グリシジルメタクリレート、２−イソシアナトエチルメタクリレート、メタクリロイルクロライド、無水メタクリル酸等が挙げられる。
【００４３】
前記側鎖にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基およびブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂は、側鎖にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基およびブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基からなる群より選ばれる１以上の基を有する重合性モノマーを光重合開始剤または熱重合開始剤の存在下において、重合させることにより製造することができる。
ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基を含有する繰り返し単位を含む化合物の原料となる重合性モノマーとしては、ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基と不飽和結合とを有するモノマーが挙げられる。該ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基と不飽和結合とを有するモノマーは、イソシアナト基又はイソチオシアナト基と不飽和結合とを分子内に有する化合物とブロック化剤とを反応させることにより製造することが出来る。不飽和結合としては、不飽和二重結合が好ましい。
【００４４】
不飽和二重結合とイソシアネナト基を有する化合物としては、２−アクリロイルオキシエチルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、２−（２’−メタクリロイルオキシエチル）オキシエチルイソシアネート等が挙げられる。不飽和二重結合とイソチオシアネート基を有する化合物としては、２−アクリロイルオキシエチルイソチオシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソチオシアネート、２−（２’−メタクリロイルオキシエチル）オキシエチルイソチオシアネート等が挙げられる。
【００４５】
前記ブロック化剤としては、イソシアナト基又はイソチオシアナト基と反応した後でも、１７０℃以下の温度で解離するものが好ましい。ブロック化剤としては、例えば、アルコ−ル系化合物、フェノ−ル系化合物、活性メチレン系化合物、メルカプタン系化合物、酸アミド系化合物、酸イミド系化合物、イミダゾール系化合物、尿素系化合物、オキシム系化合物、アミン系化合物、イミン系化合物、重亜硫酸塩、ピリジン系化合物、ピラゾール系化合物等が挙げられる。これらを単独であるいは２種以上を混合して使用してもよい。中でも、オキシム系化合物、ピラゾール系化合物が好ましい。
【００４６】
具体的には、前記アルコ−ル系化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、２−エチルヘキサノール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール等が挙げられる。前記フェノール系化合物としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、ノニルフェノール、ジノニルフェノール、スチレン化フェノール、ヒドロキシ安息香酸エステル等が挙げられる。前記活性メチレン系化合物としては、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等が挙げられる。前記メルカプタン系化合物としては、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等が挙げられる。前記酸アミド系化合物としては、アセトアニリド、酢酸アミド、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム等が上げられる。前記酸イミド系化合物としては、コハク酸イミド、マレイン酸イミド等が挙げられる。前記イミダゾール系化合物としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール等が挙げられる。前記尿素系化合物としては、尿素、チオ尿素、エチレン尿素等が挙げられる。前記オキシム系化合物としては、ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等が挙げられる。前記アミン系化合物としては、ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール等が挙げられる。イミン系化合物としては、エチレンイミン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。前記重亜硫酸塩としては、重亜硫酸ソーダ等が挙げられる。前記ピリジン系化合物としては、２−ヒドロキシピリジン、２−ヒドロキシキノリン等が挙げられる。前記ピラゾール系化合物としては、３，５−ジメチルピラゾール、３，５−ジエチルピラゾール等が挙げられる。  
【００４７】
ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基としては、例えば、Ｏ−（メチリデンアミノ）カルボキシアミノ基、Ｏ−（１−エチリデンアミノ）カルボキシアミノ基、Ｏ−（１−メチルエチリデンアミノ）カルボキシアミノ基、Ｏ−[１−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ基、（Ｎ−３，５−ジメチルピラゾリルカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３−エチル−５−メチルピラゾリルカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３，５−ジエチルピラゾリルカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３−プロピル−５−メチルピラゾリルカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３−エチル−５−プロピルピラゾリルカルボニル）アミノ基等が挙げられる。
【００４８】
ブロック化剤でブロックされたイソチオシアナト基としては、例えば、Ｏ−（メチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ基、Ｏ−（１−エチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ基、Ｏ−（１−メチルエチリデンアミノ）チオカルボキシアミノ基、Ｏ−[１−メチルプロピリデンアミノ] チオカルボキシアミノ基、（Ｎ−３，５−ジメチルピラゾリルチオカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３−エチル−５−メチルピラゾリルチオカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３，５−ジエチルピラゾリルチオカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３−プロピル−５−メチルピラゾリルチオカルボニル）アミノ基、（Ｎ−３−エチル−５−プロピルピラゾリルチオカルボニル）アミノ基等が挙げられる。
【００４９】
前記不飽和二重結合とブロック化剤でブロックされたイソシアナト基を有するモノマーとしては、２−〔Ｏ−[１’−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート、２−〔Ｎ−[１’、３’−ジメチルピラゾリル]カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート等が挙げられる。
【００５０】
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、４−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、ベンゾフェノン、メチル（ｏ−ベンゾイル）ベンゾエート、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインオクチルエーテル、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール、ジアセチル等のカルボニル化合物；メチルアントラキノン、クロロアントラキノン、クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン等のアントラキノン誘導体およびチオキサントン誘導体；ジフェニルジスルフィド、ジチオカーバメート等の硫黄化合物が挙げられる。
【００５１】
共重合を開始させるエネルギーとして光エネルギーを用いる場合、重合性モノマーに照射する光の波長は、通常、３６０ｎｍ以上であり、好ましくは、３６０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である。
【００５２】
熱重合開始剤としては、ラジカル重合の開始剤となる化合物であればよく、例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビスイソバレロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、４，４’−アゾビス（４−シアノバレリックアシッド）、１、１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）２塩酸塩等のアゾ系化合物；メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、アセチルアセトンパーオキシド等のケトンパーオキシド化合物；イソブチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキシド、ｏ−メチルベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ｐ−クロロベンゾイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド化合物；２，４，４−トリメチルペンチル−２−ヒドロパーオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキシド等のヒドロパーオキシド化合物；ジクミルパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド、トリス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン等のジアルキルパーオキシド化合物；１，１−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン等のパーオキシケタール化合物；ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアゼレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート等のアルキルパーエステル化合物；ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｓｅｃ−ブチルパーオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシカーボネート化合物が挙げられる。
【００５３】
本発明に用いられる熱硬化性樹脂は、式（３）で表される繰り返し単位の由来となる重合性モノマーと、その他の繰り返し単位の由来となる重合性モノマーとを、共重合させることにより製造してもよい。
【００５４】
式（３）で表される繰り返し単位の由来となる重合性モノマーとしては、２−フルオロスチレン、３−フルオロスチレン、４−フルオロスチレン、２，３，４，５，６−ペンタフルオロスチレン、２−トリフルオロメチルスチレン、３−トリフルオロメチルスチレン、４−トリフルオロメチルスチレンが挙げられる。
【００５５】
その他の繰り返し単位の由来となる重合性モノマーとしては、例えば、アクリル酸エステルおよびその誘導体、メタアクリル酸エステルおよびその誘導体、スチレンおよびその誘導体、有機カルボン酸のビニルエステルおよびその誘導体、有機カルボン酸のアリルエステルおよびその誘導体、フマル酸のジアルキルエステルおよびその誘導体、マレイン酸のジアルキルエステルおよびその誘導体、イタコン酸のジアルキルエステルおよびその誘導体、有機カルボン酸のＮ−ビニルアミド誘導体、末端不飽和炭化水素およびその誘導体、不飽和炭化水素基を含む有機ゲルマニウム誘導体、ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンおよびその誘導体等が挙げられる。
【００５６】
前記その他の繰り返し単位の由来となる重合性モノマーの種類は、ゲート絶縁層またはオーバーコート層に要求される特性に応じて適宜選択される。溶媒に対する耐久性が優れ、有機薄膜トランジスタのヒステリシスが小さくなるため、スチレンおよびその誘導体のような分子の密度が高く、硬い膜を形成する重合性モノマーが選択される。また、ゲート電極や隣接する層との密着性が優れるため、メタアクリル酸エステルおよびその誘導体、アクリル酸エステルおよびその誘導体のような可塑性を付与する重合性モノマーが選択される。
【００５７】
アクリル酸エステルおよびその誘導体は、単官能のアクリレートであっても、多官能のアクリレートであってもよい。アクリル酸エステルおよびその誘導体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−２−ヒドロキシブチル、アクリル酸−２−ヒドロキシフェニルエチル、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルアクリレート、２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレート、３−パーフルオロブチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレート、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレート、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−（パーフルオロデシル）エチルアクリレート、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）エチルアクリレート、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）エチルアクリレート、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）エチルアクリレート、３−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、１Ｈ−１−（トリフルオロメチル）トリフルオロエチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルモルフォリンが挙げられる。
【００５８】
メタアクリル酸エステルおよびその誘導体は、単官能のメタアクリレートであってもよく、多官能のメタアクリレートであってもよい。メタアクリル酸エステルおよびその誘導体としては、例えば、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸−ｎ−プロピル、メタアクリル酸イソプロピル、メタアクリル酸−ｎ−ブチル、メタアクリル酸イソブチル、メタアクリル酸−ｓｅｃ−ブチル、メタアクリル酸ヘキシル、メタアクリル酸オクチル、メタアクリル酸−２−エチルヘキシル、メタアクリル酸デシル、メタアクリル酸イソボルニル、メタアクリル酸シクロヘキシル、メタアクリル酸フェニル、メタアクリル酸ベンジル、メタアクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタアクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸−３−ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸−２−ヒドロキシブチル、メタアクリル酸−２−ヒドロキシフェニルエチル、エチレングリコールジメタアクリレート、プロピレングリコールジメタアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリエチレングリコールジメタアクリレート、トリメチロールプロパンジメタアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、ペンタエリスリトールペンタメタアクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルメタアクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタアクリレート、２−（パーフルオロブチル）エチルメタアクリレート、３−パーフルオロブチル−２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタアクリレート、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、２−（パーフルオロオクチル）エチルメタアクリレート、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、２−（パーフルオロデシル）エチルメタアクリレート、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）エチルメタアクリレート、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、２−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）エチルメタアクリレート、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、３−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）−２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、２−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）エチルメタアクリレート、３−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）−２−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピルメタアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチルメタアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルメタアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルメタアクリレート、１Ｈ−１−（トリフルオロメチル）トリフルオロエチルメタアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチルメタアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルモルフォリンが挙げられる。
【００５９】
スチレンおよびその誘導体としては、例えば、スチレン、２，４−ジメチル−α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、２，６−ジメチルスチレン、３，４−ジメチルスチレン、３，５−ジメチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、２，４，５−トリメチルスチレン、ペンタメチルスチレン、ｏ−エチルスチレン、ｍ−エチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｏ−クロロスチレン、ｍ−クロロスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｏ−ブロモスチレン、ｍ−ブロモスチレン、ｐ−ブロモスチレン、ｏ−メトキシスチレン、ｍ−メトキシスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、２−ビニルビフェニル、３−ビニルビフェニル、４−ビニルビフェニル、１−ビニルナフタレン、２−ビニルナフタレン、４−ビニル−ｐ−ターフェニル、１−ビニルアントラセン、α−メチルスチレン、ｏ−イソプロペニルトルエン、ｍ−イソプロペニルトルエン、ｐ−イソプロペニルトルエン、２，４−ジメチル−α−メチルスチレン、２，３−ジメチル−α−メチルスチレン、３，５−ジメチル−α−メチルスチレン、ｐ−イソプロピル−α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−クロロスチレン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロピルベンゼン、４−アミノスチレンが挙げられる。
【００６０】
有機カルボン酸のビニルエステルおよびその誘導体としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、アジピン酸ジビニルが挙げられる。
【００６１】
有機カルボン酸のアリルエステルおよびその誘導体としては、例えば、酢酸アリル、安息香酸アリル、アジピン酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、フタル酸ジアリルが挙げられる。
【００６２】
フマル酸のジアルキルエステルおよびその誘導体としては、例えば、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジ−ｓｅｃ−ブチル、フマル酸ジイソブチル、フマル酸ジ−ｎ−ブチル、フマル酸ジ−２−エチルヘキシル、フマル酸ジベンジルが挙げられる。
【００６３】
マレイン酸のジアルキルエステルおよびその誘導体としては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジイソプロピル、マレイン酸ジ−ｓｅｃ−ブチル、マレイン酸ジイソブチル、マレイン酸ジ−ｎ−ブチル、マレイン酸ジ−２−エチルヘキシル、マレイン酸ジベンジルが挙げられる。
【００６４】
イタコン酸のジアルキルエステルおよびその誘導体としては、例えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジイソプロピル、イタコン酸ジ−ｓｅｃ−ブチル、イタコン酸ジイソブチル、イタコン酸ジ−ｎ−ブチル、イタコン酸ジ−２−エチルヘキシル、イタコン酸ジベンジルが挙げられる。
【００６５】
有機カルボン酸のＮ−ビニルアミド誘導体としては、例えば、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミドが挙げられる。
【００６６】
末端不飽和炭化水素およびその誘導体としては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、ビニルシクロヘキサン、塩化ビニル、アリルアルコールが挙げられる。
【００６７】
不飽和炭化水素基を含む有機ゲルマニウム誘導体としては、例えば、アリルトリメチルゲルマニウム、アリルトリエチルゲルマニウム、アリルトリブチルゲルマニウム、トリメチルビニルゲルマニウム、トリエチルビニルゲルマニウムが挙げられる。
【００６８】
ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンおよびその誘導体としては、例えば、４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、５−メチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンが挙げられる。
【００６９】
その他の繰り返し単位の由来となる重合性モノマーとしては、アクリル酸アルキルエステル、メタアクリル酸アルキルエステル、スチレン、４−メトキシスチレン、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アリルトリメチルゲルマニウムまたは４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンであることが好ましい。
【００７０】
前記本発明に用いられる熱硬化性樹脂としては、具体的には、ポリ（スチレン−コ− [２−〔Ｏ−（１’−メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ− [２−〔１’−（3’、5’−ジメチルピラゾリル）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−[２−〔Ｏ−（１’−メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−[２−〔１’−（3’、5’−ジメチルピラゾリル）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−[２−〔Ｏ−（１’−メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−[２−〔１’−（3’、5’−ジメチルピラゾリル）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−[２−〔Ｏ−（１’−メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]−コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−[２−〔１’−（3’、5’−ジメチルピラゾリル）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート] −コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（メチルメタクリレート−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−[２−〔Ｏ−（１’−メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（メチルメタクリレート−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−[２−〔１’−（3’、5’−ジメチルピラゾリル）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−[２−〔Ｏ−（１’−メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−[２−〔１’−（3’、5’−ジメチルピラゾリル）カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート]）、ポリ（スチレン−コ−（２−メタクリロイルオキシエチル）メタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−（２−メタクリロイルオキシエチル）メタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−（２−メタクリロイルオキシエチル）メタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−（２−メタクリロイルオキシエチル）メタクリレート−コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−（２−メタクリロイルオキシエチル）メタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−オキセタニルメチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−オキセタニルメチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−オキセタニルメチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−オキセタニルメチルメタクリレート−コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−オキセタニルメチルメタクリレート）等が挙げられる。
【００７１】
（光硬化性樹脂）
本発明に用いられる光硬化性樹脂としては、側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂、側鎖にクロロメチルフェニル基を有する樹脂、側鎖にシンナミル基及びシンナモイル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂ならびに側鎖にエポキシ基およびオキセタニル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂が挙げられる。中でも、式（３）で表される繰り返し単位を有する、側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂、側鎖にクロロメチルフェニル基を有する樹脂、側鎖にシンナミル基及びシンナモイル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂ならびに側鎖にエポキシ基およびオキセタニル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂が好ましい。
【００７２】
側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂は、前述の方法により製造できる。
【００７３】
側鎖にクロロメチルフェニル基を有する樹脂は、分子内にクロロメチルフェニル基を有する重合性モノマーを共重合することにより製造することができる。該分子内にクロロメチルフェニル基を有する重合性モノマーとしては、ビニルベンジルクロライド等が挙げられる。
【００７４】
側鎖にクロロメチルフェニル基を有する樹脂としては、ポリ（スチレン−コ−ビニルベンジルクロライド）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−ビニルベンジルクロライド）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−ビニルベンジルクロライド）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−ビニルベンジルクロライド−コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−ビニルベンジルクロライド）等が挙げられる。
【００７５】
側鎖にシンナミル基及びシンナモイル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂は、分子内にシンナミル基及びシンナモイル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する重合性モノマーを共重合することにより製造することができる。該分子内にシンナミル基及びシンナモイル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する重合性モノマーとしては、桂皮酸ビニル等が挙げられる。
【００７６】
側鎖にシンナミル基及びシンナモイル基からなる群より選ばれる１以上の基を有する樹脂としては、ポリ（スチレン−コ−桂皮酸ビニル）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−桂皮酸ビニル）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−桂皮酸ビニル）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−桂皮酸ビニル−コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−桂皮酸ビニル）等が挙げられる。
【００７７】
側鎖にエポキシ基を有する樹脂は、分子内にエポキシ基を有する重合性モノマーを共重合することにより製造することができる。該分子内にエポキシ基を有する重合性モノマーとしては、グリシジルメタクリレート、グリジジルアクリレート等が挙げられる。
【００７８】
側鎖にエポキシ基を有する樹脂としては、ポリ（スチレン−コ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−グリシジルメタクリレート−コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−グリシジルメタクリレート）等が挙げられる。
【００７９】
側鎖にオキセタニル基を有する樹脂は、分子内にオキセタン基を有する重合性モノマーを共重合することにより製造することができる。該分子内にオキセタン基を有する重合性モノマーとしては、３−（メタクリロイルオキシメチル）−３−エチル−オキセタン等が挙げられる。
【００８０】
側鎖にオキセタニル基を有する樹脂としては、ポリ（スチレン−コ−３−（メタクリロイルオキシメチル）−３−エチル−オキセタン）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−３−（メタクリロイルオキシメチル）−３−エチル−オキセタン）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−３−（メタクリロイルオキシメチル）−３−エチル−オキセタン）、ポリ（スチレン−コ−ペンタフルオロスチレン−コ−アクリロニトリル−コ−３−（メタクリロイルオキシメチル）−３−エチル−オキセタン−コ−アリルトリメチルゲルマニウム）、ポリ（スチレン−コ−（２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）−コ−３−（メタクリロイルオキシメチル）−３−エチル−オキセタン）等が挙げられる。
【００８１】
＜溶媒等を含有する組成物＞
本発明の組成物は、混合や粘度調節のための溶媒、架橋剤、及び添加剤などからなる群より選ばれる１以上を含有していてもよい。使用される溶媒は、テトラヒドロフランやジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素系溶媒、ペンテン等の不飽和炭化水素系溶媒、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトンなどのケトン系溶媒、ブチルアセテートなどのアセテート系溶媒、イソプロピルアルコール、２−ブタノールなどのアルコール系溶媒、クロロホルムなどのハロゲン系溶媒またはこれらの混合溶媒である。また、添加剤としては、架橋反応を促進するための触媒、レベリング剤、界面活性剤、硬化触媒、粘度調節剤、硬化反応を促進するための重合開始剤などを用いることができる。
【００８２】
（溶媒）
前記溶媒は、式（１）で表されるイミダゾール化合物および高分子化合物を溶解させるものであれば特に制限は無いが、常圧での沸点が５０℃以上２００℃以下の溶媒が好ましい。常圧での沸点が５０℃以上２００℃以下の溶媒としては、例えば、１−ブタノール、２−ブタノール、ターシャリーブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、２−ヘプタノン、シクロペンタノンが挙げられる。
【００８３】
本発明の組成物が前記溶媒を含有する場合、組成物中における溶媒以外の成分の含有量は、１重量％から８０重量％であることが好ましく、５重量％から６０重量％であることがより好ましい。
【００８４】
（架橋剤）
本発明の組成物は架橋剤を含有していてもよい。例えば、本発明の組成物に含まれる高分子化合物として、側鎖にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロック化されたイソチオシアナト基を有する熱硬化性樹脂を用いた場合、本発明の組成物には、分子内に活性水素を少なくとも２つ以上含有する低分子化合物、分子内に活性水素を少なくとも２つ以上含有する高分子化合物を加えてもよい。典型的な活性水素としては、アミノ基、ヒドロキシ基又はメルカプト基等に含まれる水素原子が挙げられる。活性水素としては、反応性官能基に含まれる水素が好ましい。反応性官能基とは、アミノ基、ヒドロキシ基又はメルカプト基を示す。反応性官能基に含まれる水素としては、イソシアナト基あるいはイソチオシアナト基と反応を良好に生じることができるフェノール性ヒドロキシ基中のヒドロキシ基に含まれる水素及び芳香族アミノ基中のアミノ基に含まれる水素がより好ましい。
【００８５】
前記分子内に活性水素を少なくとも２つ以上含有する低分子化合物としては、２個以上の活性水素含有基が低分子（単量体）構造に結合した構造を有する化合物が挙げられる。この低分子構造としては、例えば、アルキル構造やベンゼン環構造が挙げられる。該低分子化合物の具体例としては、アミン系化合物、アルコール系化合物、フェノール系化合物又はチオール系化合物等の低分子化合物が例示できる。ここで、活性水素含有基とは、窒素原子、酸素原子、又は、硫黄原子に水素原子が直接結合した基を含有する基を示す。
【００８６】
アミン系化合物としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，−テトラアミノエチルエチレンジアミン、オルト−フェニレンジアミン、メタ−フェニレンジアミン、パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−パラ−フェニレンジアミン、メラミン、２，４，６−トリアミノピリミジン、１，５，９−トリアザシクロドデカン等が挙げられる。
【００８７】
アルコール系化合物としては、エチレングリコール、１，２−ジヒドロキシプロパン、グリセロール、１，４−ジメタノールベンゼン等が挙げられる。フェノール系化合物としては、１，２−ジヒドロキシベンゼン、１，３−ジヒドロキシベンゼン、１，４−ジヒドロキシベンゼン、１，２−ジヒドロキシナフタレン、レゾルシン、フルオログリセロール、２，３，４−トリヒドロキシベンズアルデハイド、３，４，５−トリヒドロキシベンズアミド等が挙げられる。さらに、チオール系化合物としては、エチレンジチオール、パラ−フェニレンジチオール等が挙げられる。
【００８８】
フェノール系化合物としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等が挙げられる。
【００８９】
チオール系化合物としては、エチレンジチオール、１，２−プロパンジチオール等が挙げられる。
【００９０】
前記分子内に活性水素を少なくとも２つ以上含有する高分子化合物としては、主鎖に活性水素が直接結合していている高分子化合物、側鎖に含まれる基に活性水素が結合していている高分子化合物が挙げられる。また、活性水素は、高分子化合物を構成する構造単位に含まれていてもよく、高分子化合物の末端にのみ結合していてもよい。活性水素が高分子化合物を構成する構造単位に含まれている場合、活性水素は各構造単位に含まれていてもよく、一部の構造単位にのみ含まれていてもよい。
【００９１】
前記分子内に活性水素を少なくとも２つ以上含有する高分子化合物は、活性水素含有基及び二重結合等の不飽和結合を分子内に有する単量体化合物（モノマー）を、単独で重合させるか、他の共重合性化合物と共重合させて重合体を形成することによって得られる。これらの重合の際には、光重合開始剤や熱重合開始剤を適用してもよい。なお、重合性モノマー、光重合開始剤、熱重合開始剤としては、上述したものと同様のものを適用できる。
【００９２】
前記活性水素含有基及び不飽和結合を分子内に有するモノマーとしては、例えば、アミノスチレン、ヒドロキシスチレン、ビニルベンジルアルコール、アミノエチルメタクリレート、エチレングリコールモノビニルエーテル等が挙げられる。
【００９３】
また、前記分子内に活性水素を少なくとも２つ以上含有する高分子化合物としては、フェノール化合物と、ホルムアルデヒドとを、酸触媒の存在下で縮合させることによって得られた、ノボラック樹脂が好適である。
【００９４】
分子内に活性水素含有基を２個以上含有する高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、１，０００〜１，０００，０００であることが好ましく、３，０００〜５００，０００であることがより好ましい。
【００９５】
（重合開始剤）
本発明の組成物が含有していてもよい前記重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。熱重合開始剤を用いることで、例えば、側鎖に炭素−炭素二重結合を有する樹脂及び側鎖にオキセタニル基を有する樹脂を熱硬化性樹脂として使用することができる。また、光重合開始剤を用いることで、例えば、側鎖に炭素−炭素二重結合及び側鎖にオキセタニル基を有する樹脂を有する樹脂を光硬化性樹脂として使用することができる。
【００９６】
＜絶縁層の製造方法＞
有機薄膜トランジスタのゲート絶縁層および／またはオーバーコート層の製造方法は、例えば、式（１）で表されるイミダゾール化合物と、高分子化合物と、溶媒とを含有する本発明の組成物（以下、絶縁層塗布液ともいう。）を調製し、該絶縁層塗布液を基材上に塗布し、必要に応じて乾燥する工程を含む。
有機薄膜トランジスタのゲート絶縁層および／またはオーバーコート層の製造方法は、絶縁層塗布液を調製し、該絶縁層塗布液を基材上に塗布し、必要に応じて乾燥する工程と、得られた塗布膜を加熱する工程とを含んでいてもよい。加熱によって、絶縁層に含有される化合物を架橋させることができる。
ここで「基材」とは、その上に絶縁層が形成されることになる有機薄膜トランジスタの構成部材をいう。基材は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極および有機半導体層からなる群より選ばれる１以上である。
【００９７】
高分子化合物が、前記側鎖にブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はブロック化剤でブロック化されたイソチオシアナト基を含有する熱硬化性樹脂である場合、前記塗布膜を加熱する工程により、前記ブロック化剤でブロックされたイソシアナト基又はイソチオシアナト基のブロック化剤が脱離してイソシアナト基又はイソチオシアナト基が生成する。加熱を大気中で行った場合、大気中の水分とイソシアナト基又はイソチオシアナト基が反応してアミノ基が生成し、更に、該アミノ基がイソシアナト基又はイソチオシアナト基と反応することで、膜中に架橋構造が形成される。
また、前述のとおり、本発明の組成物に、架橋剤として分子内に２つ以上の活性水素を有する化合物を添加した場合、加熱により生成したイソシアナト基又はイソチオシアナト基と架橋剤が反応して膜中に架橋構造が形成される。
【００９８】
絶縁層塗布液は、スピンコート法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の公知の塗布法により基材上に塗布することができる。また、塗布後に必要に応じて乾燥させることにより、塗布された樹脂組成物に含有される溶媒を除去することができる。
【００９９】
加熱はヒーターおよびオーブンなどを用いて行うことができる。
【０１００】
塗布膜を加熱する場合は、通常、５分以上１２０分以下で加熱するが、１０分以上６０分以下で加熱することが好ましい。形成される絶縁層の架橋性および絶縁性が優れるため、塗布膜の加熱温度は、８０℃以上２５０℃以下であることが好ましく、１００℃以上２３０℃以下であることがより好ましい。
【０１０１】
＜有機薄膜トランジスタ＞
【０１０２】
有機薄膜トランジスタとしては、例えば、ボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタ、ボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタが挙げられる。該有機薄膜トランジスタは、例えば、基板、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極および有機半導体層、オーバーコート層を含む。これらは、通常使用される材料を用いて、通常使用される方法で形成すればよい。以下にその一例を示すが、これに限定されるものではない。
【０１０３】
基板の材料には、樹脂やプラスチックの板やフィルム、ガラス板、シリコン板などが用いられる。
【０１０４】
電極の材料には、クロム、金、銀、アルミニウム、モリブデン等を用いられる。電極は、蒸着法、スパッタ法、印刷法、インクジェット法等の公知の方法で形成することができる。
【０１０５】
有機半導体層を形成するための有機半導体化合物としては、π共役ポリマーが用いられる。例えば、ポリピロール系ポリマー、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリアリルアミン系ポリマー、フルオレン系ポリマー、ポリカルバゾール系ポリマー、ポリインドール系ポリマー、ポリ（Ｐ−フェニレンビニレン）系ポリマーを用いることができる。
また、有機半導体層を形成するための有機半導体化合物としては溶媒への溶解性を有する低分子化合物も用いられる。例えば、ペンタセン等の多環芳香族の誘導体、フタロシアニン誘導体、ペリレン誘導体、テトラチアフルバレン誘導体、テトラシアノキノジメタン誘導体、フラーレン化合物、カーボンナノチューブ化合物等を用いることができる。具体的には、２，１，３−ベンゾチアジアゾール−４，７−ジ（エチレンボロネート）と、２，６−ジブロモ−（４，４−ビス−ヘキサデカニル−４H−シクロペンタ[２，１−ｂ；３，４−ｂ’]−ジチオフェンとの縮合化合物、９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン−２，７−ジ（エチレンボロネート）と、５，５’−ジブロモ−２，２’−バイチオフェンとの縮合化合物等が挙げられる。
【０１０６】
有機半導体層の形成は、例えば、有機半導体化合物を溶媒に溶解させて有機半導体塗布液を調製し、有機半導体塗布液をゲート絶縁層上に塗布し、必要に応じて乾燥させることにより行う。
【０１０７】
有機半導体塗布液に使用される溶媒としては、有機半導体化合物を溶解または分散させるものであれば特に制限は無いが、常圧での沸点が５０℃以上２００℃以下の溶媒であることが好ましい。該溶媒としては、例えば、クロロホルム、トルエン、アニソール、２−ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。有機半導体塗布液は、絶縁層塗布液と同様に、スピンコート法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の公知の方法により、ゲート絶縁層上に塗布することができる。
【０１０８】
本発明の有機薄膜トランジスタは、有機半導体層を保護し、また、表面の平滑性を高める目的で、オーバーコート層を有していてもよい。オーバーコート層は、本発明の組成物から形成される層であってもよい。
【０１０９】
有機薄膜トランジスタのゲート絶縁層上には、自己組織化単分子膜層を形成してもよい。自己組織化単分子膜層は、例えば、溶媒中にアルキルクロロシラン化合物またはアルキルアルコキシシラン化合物を１〜１０重量％溶解した溶液を用いて、ゲート絶縁層をスピンコート又は浸漬等の処理することにより形成することができる。
【０１１０】
アルキルクロロシラン化合物としては、例えば、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシランが挙げられる。
【０１１１】
アルキルアルコキシシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシランが挙げられる。
【０１１２】
（ボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタ）
図１は、本発明の一実施形態であるボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。この有機薄膜トランジスタには、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極２と、ゲート電極２上に形成されたゲート絶縁層３と、ゲート絶縁層３上に形成された有機半導体層４と、有機半導体層４上にチャネル部を挟んで形成されたソース電極５およびドレイン電極６と、素子全体を覆うオーバーコート層７とが、備えられている。
【０１１３】
ボトムゲートトップコンタクト型有機薄膜トランジスタは、例えば、基板上にゲート電極を形成し、上述の方法でゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成し、有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成し、最後にオーバーコート層を形成することで製造することができる。本発明の組成物は、ゲート絶縁層及びオーバーコート層に好適に用いることができる。ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極、オーバーコート層は、上述の方法で形成することができる。
【０１１４】
（ボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ）
図２は、本発明の一実施形態であるボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタの構造を示す模式断面図である。この有機薄膜トランジスタには、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極２と、ゲート電極２上に形成されたゲート絶縁層３と、ゲート絶縁層３上にチャネル部を挟んで形成されたソース電極５およびドレイン電極６と、ソース電極５およびドレイン電極６上に形成された有機半導体層４と、素子全体を覆うオーバーコート層７とが、備えられている。
【０１１５】
ボトムゲートボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタは、例えば、基板上にゲート電極を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上にソース電極およびドレイン電極を形成し、ソース電極およびドレイン電極の上に有機半導体層を形成し、最後にオーバーコート層を形成することで製造することができる。ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層及びオーバーコート層は、上述の方法で形成することができる。
【０１１６】
＜センサ＞
本発明の絶縁材料用組成物は、ＯＦＥＴセンサの製造に用いることもできる。本発明のＯＦＥＴセンサは、入力信号を電気信号に出力する信号変換素子として有機電界効果型トランジスタを用いたものであり、金属、絶縁膜および有機半導体層のいずれかの構造中に、感応性機能または選択性機能を付与したものである。本発明のＯＦＥＴセンサとしては、例えば、バイオセンサ、ガスセンサ、イオンセンサ、湿度センサが挙げられる。
【０１１７】
バイオセンサは、基板と基板上に設けられた有機薄膜トランジスタとを備える。有機薄膜トランジスタは、有機半導体層と、有機半導体に接触して設けられたソース領域およびドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域との間に設けられた有機半導体層内のチャネル領域と、チャネル領域に電界を印加可能なゲート電極と、チャネル領域とゲート電極との間に設けられたゲート絶縁膜とを有する。そして、有機薄膜トランジスタは、チャネル領域および／またはゲート絶縁膜に、標的物質と特異的に相互作用するプローブ（感応性領域）を有し、標的物質が濃度変化した際に、プローブの特性変化が生じることにより、バイオセンサとして機能する。
【０１１８】
被検試料中の標的物質を検出する手法としては、例えば、核酸、タンパク質等の生体分子、または、人工的に合成した官能基を、プローブとして固相担体表面に固定したバイオセンサが挙げられる。
【０１１９】
この方法では、相補核酸鎖の相互作用、抗原−抗体反応の相互作用、酵素−基質反応の相互作用、受容体−リガンドの相互作用等の生体分子の特異的な親和性を利用して、標的物質を固相担体表面に捕捉する。そのため、標的物質に対して特異的な親和性を有する物質が、プローブとして選択される。
【０１２０】
プローブは、プローブの種類や固相担体の種類に応じた方法により、固相担体表面に固定される。また、固相担体表面上でプローブを合成（例えば、核酸伸長反応によりプローブを合成する方法）することもできる。いずれの場合も、プローブが固定された固相担体表面と被検試料とを接触させ、適当な条件下で培養することにより、固相担体表面上でプローブ−標的物質複合体が形成される。有機薄膜トランジスタが有するチャネル領域および／またはゲート絶縁膜自体が、プローブとして機能してもよい。
【０１２１】
ガスセンサは、基板と基板上に設けられた有機薄膜トランジスタとを備える。有機薄膜トランジスタは、有機半導体層と、有機半導体に接触して設けられたソース領域およびドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域との間に設けられた半導体層内のチャネル領域と、チャネル領域に電界を印加可能なゲート電極と、チャネル領域とゲート電極との間に設けられたゲート絶縁膜とを有する。そして、有機薄膜トランジスタは、チャネル領域および／またはゲート絶縁膜が、ガス感応部として機能する。ガス感応部に検知ガスが吸着脱離した際に、ガス感応部の特性変化（導電率、誘電率等）が生じることにより、ガスセンサとして機能する。
【０１２２】
検知するガスとしては、例えば、電子受容性ガス、電子供与性ガスが挙げられる。電子受容性ガスとしては、例えば、Ｆ２、Ｃｌ２等のハロゲンガス；窒素酸化物ガス；硫黄酸化物ガス；酢酸等の有機酸ガスが挙げられる。電子供与性ガスとしては、例えば、アンモニアガス；アニリン等のアミン類ガス；一酸化炭素ガス；水素ガスが挙げられる。
【０１２３】
本発明の絶縁材料用組成物は、圧力センサの製造に用いることもできる。本発明の圧力センサは、基板と基板上に設けられた有機薄膜トランジスタとを備える。有機薄膜トランジスタは、有機半導体層と、有機半導体に接触して設けられたソース領域およびドレイン領域と、ソース領域とドレイン領域との間に設けられた有機半導体層内のチャネル領域と、チャネル領域に電界を印加可能なゲート電極と、チャネル領域とゲート電極との間に設けられたゲート絶縁膜とを有する。そして、有機薄膜トランジスタは、チャネル領域および／またはゲート絶縁膜が、感圧部として機能する。感圧部が感圧した際に、感圧部の特性変化が生じることにより、感圧センサとして機能する。
【０１２４】
ゲート絶縁膜が感圧部として機能する場合、有機材料は無機材料に対して柔軟性、伸縮性が優れるため、ゲート絶縁膜は有機材料を含有することが好ましい。
チャネル領域が感圧部として機能する場合、チャネル領域に含有される有機半導体の結晶性をより高めるため、有機薄膜トランジスタは更に配向層を有していてもよい。配向層としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン等のシランカップリング剤を用いてゲート絶縁膜上に形成された単分子膜が挙げられる。
【０１２５】
また、本発明の絶縁材料用組成物は、電導度変調型センサの製造に用いることもできる。本発明の電導度変調型センサは、入力信号を電気信号に出力する信号変換素子として電導度計測素子を用いたものであり、本発明の組成物もしくは高分子化合物を含有する膜、または、本発明の組成物もしくは高分子化合物を含有する膜の被覆に、センサ対象の入力に対する感応性機能または選択性機能を付与したものである。本発明の電導度変調型センサは、センサ対象の入力を、本発明の組成物または高分子化合物の電導度の変化として検出するものである。本発明の電導度変調型センサとしては、例えば、バイオセンサ、ガスセンサ、イオンセンサ、湿度センサが挙げられる。
【０１２６】
また、本発明の絶縁材料用組成物は、別個に形成されたバイオセンサ、ガスセンサ、イオンセンサ、湿度センサ、圧力センサ等の各種センサからの出力信号を増幅するための増幅回路として、有機電界効果型トランジスタを含む、増幅回路の製造に用いることもできる。
【０１２７】
また、本発明の絶縁材料用組成物は、バイオセンサ、ガスセンサ、イオンセンサ、湿度センサ、圧力センサ等の各種センサを複数含むセンサアレイの製造に用いることもできる。
【０１２８】
また、本発明の絶縁材料用組成物は、別個に形成されたバイオセンサ、ガスセンサ、イオンセンサ、湿度センサ、圧力センサ等の各種センサを複数含み、各センサからの出力信号を個別に増幅するための増幅回路として、有機電界効果型トランジスタを含む、増幅回路付きセンサアレイの製造に用いることもできる。
【実施例】
【０１２９】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【０１３０】
合成例１
スチレン（和光純薬製）２．０６ｇ、２，３，４，５，６−ペンタフルオロスチレン（アルドリッチ製）２．４３ｇ、２−〔Ｏ−［１’−メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ〕エチル−メタクリレート（昭和電工製、商品名「カレンズＭＯＩ−ＢＭ」）１．００ｇ、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）０．０６ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（東京化成工業製）１４．０６ｇを、５０ｍｌ耐圧容器（エース製）に入れ、窒素をバブリングした後、密栓し、６０℃のオイルバス中で４８時間重合させて、高分子化合物１が溶解している粘稠なプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た。高分子化合物１の化学構造は次の通りである。
【０１３１】
【化５】
2017002157.tif 000010
高分子化合物１
【０１３２】
得られた高分子化合物１の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、３２８００であった（島津製ＧＰＣ、Ｔｓｋｇｅｌ  ｓｕｐｅｒ  ＨＭ−Ｈ  １本＋Ｔｓｋｇｅｌ  ｓｕｐｅｒ  Ｈ２０００  １本、移動相＝ＴＨＦ）。
【０１３３】
合成例２
４−アミノスチレン（アルドリッチ製）３．５０ｇ、２，３，４，５，６−ペンタフルオロスチレン（アルドリッチ製）１３．３２ｇ、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）０．０８ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（東京化成工業製）２５．３６ｇを、１２５ｍｌ耐圧容器（エース製）に入れ、窒素をバブリングした後、密栓し、６０℃のオイルバス中で４８時間重合させて、高分子化合物２が溶解している粘稠なプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た。高分子化合物２の化学構造は次の通りである。高分子化合物２は架橋剤として用いることができる。
【０１３４】
【化６】
2017002157.tif 000011
高分子化合物２
【０１３５】
得られた高分子化合物２の標準ポリスチレンから求めた重量平均分子量は、１３２０００であった（島津製ＧＰＣ、Ｔｓｋｇｅｌ  ｓｕｐｅｒ  ＨＭ−Ｈ  １本＋Ｔｓｋｇｅｌ  ｓｕｐｅｒ  Ｈ２０００  １本、移動相＝ＴＨＦ）。
【０１３６】
実施例１
（有機薄膜トランジスタ絶縁層材料およびＭＩＭ素子の製造）
１０ｍｌのサンプル瓶に、合成例１で得た高分子化合物１のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を２．００ｇ、合成例２で得た高分子化合物２のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を０．７９ｇ、2−メチルベンズイミダゾールを０．１２ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを１．３０ｇ、シクロペンタノールを０．５ｇ入れ、攪拌溶解して均一な塗布溶液１を調製した。
【０１３７】
得られた塗布溶液１を、孔径０．４５μmのメンブレンフィルターでろ過した後、クロム電極の付いたガラス基板上にスピンコートした。その後、ホットプレート上で１５０℃、３０分間乾燥させることで、ゲート絶縁層を得た。
【０１３８】
得られたゲート絶縁層上に、メタルマスクを用いて蒸着によりアルミ電極を形成することで、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子を作製した。
【０１３９】
比較例１
２−メチルベンゾイミダゾールを添加しない以外は、実施例1と同様に塗布液２を調整し、ＭＩＭ素子を作製した。
【０１４０】
＜ＭＩＭ素子の電気特性の評価＞
作製したＭＩＭ素子の誘電正接および誘電率を、真空プロ−バ（Nagase Electronic Equipments Service Co., LTD製、BCT２２MDC−５−HT−SCU；）を用いて測定した。
【０１４１】
【表１】
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【０１４２】
本発明の組成物により形成される絶縁層は、低誘電正接であり、かつ高誘電率であることがわかった。
【符号の説明】
【０１４３】
１…基板、
２…ゲート電極、
３…ゲート絶縁層、
４…有機半導体層、
５…ソース電極、
６…ドレイン電極、
７…オーバーコート層。
【図１】
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【図２】
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