專利名稱：柵極絕緣材料、柵極絕緣膜及有機場效應型晶體管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及柵極絕緣材料、柵極絕緣膜及有機場效應型晶體管。
背景技術：
近年，提出了將成形性優(yōu)異的有機半導體用作半導體層的有機場效應型晶體管 (以下稱為有機FET)。通過將有機半導體用作墨水，可以利用噴墨技術或篩網(wǎng)技術等在 基板上直接形成電路圖案，所以代替目前使用無機半導體的場效應型晶體管(以下稱為 FET)，積極研究使用有機半導體的有機FET。作為表示FET的性能的重要指標，可以舉出遷 移率。遷移率提高即意味著增加通態(tài)電流。這使得FET的開關特性提高，例如使液晶顯示裝 置實現(xiàn)高灰度。例如為液晶顯示裝置時，要求遷移率在0. lcm2/V*sec以上。另外，作為其 他重要指標，有磁滯。磁滯表示相對于電壓履歷的電流值的變動幅度，為了穩(wěn)定地驅動FET， 必須減小磁滯值。作為FET的重要構件，有柵極絕緣膜。通常，在包含柵極絕緣膜的柵極絕緣層上將 半導體層成膜，在半導體層中的柵極絕緣層表面附近形成作為電流通道的通道，所以柵極 絕緣膜(特別是表面)的性質對FET特性的影響大。作為通常的柵極絕緣膜，有二氧化硅 等無機膜，為了形成無機膜，需要CVD等昂貴的真空裝置，所以成本高。另外，無機成膜需要 高溫工藝，存在難以在塑料等柔性基板上制作的課題。另一方面，有機聚合物等有機材料可 溶于有機溶劑，所以能夠利用噴墨印刷等涂布法低成本地形成薄膜，并且能夠采用低溫工 藝在柔性基板上進行制作，所以進行精心研究。作為可溶于有機溶劑的涂布型柵極絕緣材料的例子，已知聚乙烯基苯酚和交聯(lián)劑 的組合(例如參照非專利文獻1)。但是，因為大量殘留氨基、苯酚基之類極性基團，所以 存在FET特性、特別磁滯大的課題。另外，如果具有上述極性基團，則用抗蝕劑等進行圖案 加工時，在抗蝕劑的涂布、顯影、剝離工序中，可能引起藥水滲入絕緣膜或溶脹，使絕緣膜劣 化。作為其他柵極絕緣膜的例子，有聚硅氧烷(例如參照專利文獻1 幻，因為聚硅氧烷的 憎水性高，所以在聚硅氧烷膜上涂布抗蝕劑或有機半導體的工藝中，存在發(fā)生涂布液凹陷、 難以形成均勻膜的課題。另一方面，公開了用導入了環(huán)氧基的聚硅氧烷改善光致抗蝕劑的 涂膜性的方法(例如參照專利文獻4)，但還沒有關于使用該聚硅氧烷的FET的報告例。專利文獻1 特開2004-304121號公報(權利要求書)專利文獻2 特開2005-120371號公報(權利要求書)專利文獻3 特開2007-258663號公報(權利要求書)專利文獻4 特開2007-119744號公報(權利要求書)非專利文獻1 "APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 82，p. 4175-4177 (2003 年)

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明的目的是提供耐化學試劑性及抗蝕劑、有機半導體涂液的涂布性優(yōu)異、并且能夠實現(xiàn)低磁滯的柵極絕緣材料、柵極絕緣膜及使用該柵極絕緣膜的FET。用于解決課題的手段本發(fā)明是含有至少以通式(1)表示的硅烷化合物及通式( 表示的含環(huán)氧基的硅 烷化合物為共聚成分的聚硅氧烷的柵極絕緣材料。R1m Si(0R2)4_m(l)此處，R1表示氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，存在多個R1時，各 R1可以相同，也可以不同。R2表示烷基或環(huán)烷基，存在多個R2時，各R2可以相同，也可以不 同。m表示1 3的整數(shù)。R3nR41Si (OR5) 4^(2)此處，R3表示鏈的一部分具有1個以上環(huán)氧基的烷基或環(huán)烷基，存在多個R3時，各 R3可以相同，也可以不同。R4表示氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，存在多 個R4時，各R4可以相同，也可以不同。R5表示烷基或環(huán)烷基，存在多個R5時，各R5可以相 同，也可以不同。L表示0 2的整數(shù)，η表示1或2。但1+η彡3。另外，本發(fā)明是將通過涂布上述柵極絕緣材料形成的涂膜在100°C 300°C的范 圍內進行熱處理得到的柵極絕緣膜。進而，本發(fā)明是具有柵極、柵極絕緣層、半導體層、源 極、漏極的有機場效應型晶體管，該柵極絕緣層是含有上述柵極絕緣膜的有機場效應型晶 體管。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供耐化學試劑性及抗蝕劑、有機半導體涂液的涂布性優(yōu)異、并 且能夠實現(xiàn)低磁滯的柵極絕緣材料、柵極絕緣膜及使用該柵極絕緣膜的有機場效應型晶體管。


[圖1]表示作為本發(fā)明的一個方式的FET的模式剖面圖[圖2]表示作為本發(fā)明的其他方案的FET的模式剖面圖符號說明1 基板2 柵極
3柵極絕緣層4半導體層5 源極6 漏極
具體實施例方式詳細說明本發(fā)明的至少以通式(1)表示的硅烷化合物及通式( 表示的含環(huán)氧基 的硅烷化合物為共聚成分的聚硅氧烷。首先，說明通式⑴表示的硅烷化合物。R1mSi (0R2)4_m(l)此處，R1表示氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，存在多個R1時，各R1可以相同，也可以不同。R2表示烷基或環(huán)烷基，存在多個R2時，各R2可以相同，也可以不 同。m表示1 3的整數(shù)。烷基表示例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等飽和脂肪族 烴基，其可以具有取代基，也可以不具有取代基。具有取代基時追加的取代基沒有特別限 定，例如可以舉出烷氧基、芳基、雜芳基等，它們可以進一步具有取代基。另外，烷基的碳原 子數(shù)沒有特別限定，從購入的容易性或成本方面考慮，優(yōu)選1以上20以下，更優(yōu)選1以上8 以下。環(huán)烷基表示例如環(huán)丙基、環(huán)己基、降冰片烷基、金剛烷基等飽和脂環(huán)式烴基，其可 以具有取代基，也可以不具有取代基。具有取代基時，取代基沒有特別限定，例如可以舉出 烷基、烷氧基、芳基、雜芳基等，上述取代基可以進一步具有取代基。上述關于取代基的說明 在以下記載中通用。環(huán)烷基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選為3以上20以下的范圍。雜環(huán)基表示例如由吡喃環(huán)、哌啶環(huán)、酰胺環(huán)等環(huán)內具有碳以外的原子的脂肪族環(huán) 衍生的基團，其可以具有取代基，也可以不具有取代基。雜環(huán)基的碳原子數(shù)沒有特別限定， 優(yōu)選為2以上20以下的范圍。芳基表示例如苯基、萘基、聯(lián)苯基、蒽基、菲基、聯(lián)三苯基、芘基等芳香族烴基，其可 以具有取代基，也可以不具有取代基。芳基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選為6 40的范 圍。雜芳基表示例如呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡啶基、喹啉基等在 一個或多個環(huán)內具有碳以外的原子的芳香族基團，其可以具有取代基，也可以不具有取代 基。雜芳基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選為2 30的范圍。鏈烯基表示例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含雙鍵的不飽和脂肪族烴基，其可 以具有取代基，也可以不具有取代基。鏈烯基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選為2以上20 以下的范圍。另外，上述作為取代基列舉的烷氧基表示例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等醚鍵的一 側被脂肪族烴基取代的官能團，該脂肪族烴基可以具有取代基，也可以不具有取代基。烷氧 基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選為1以上20以下的范圍。通過在本發(fā)明中使用的聚硅氧烷內導入通式(1)表示的硅烷化合物，能夠形成在 可見光區(qū)域保持高透明性的同時、提高絕緣性、耐化學試劑性、并且成為磁滯原因的絕緣膜 內的陷阱少的柵極絕緣膜。另外，如果通式(1)中的mfR1中的至少1個為芳基或雜芳基，則柵極絕緣膜的 柔軟性提高，能夠防止發(fā)生開裂，故而優(yōu)選。作為本發(fā)明中使用的通式(1)表示的硅烷化合物，具體地可以舉出乙烯基三甲氧
基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基 丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙 氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基 硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、對甲苯基三甲氧基 硅烷、芐基三甲氧基硅烷、α -萘基三甲氧基硅烷、β -萘基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙 氧基硅烷、N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、二甲基二 甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲 氧基硅烷、N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、 3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基 硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三氟乙基三甲氧基硅烷、三氟乙基三乙 氧基硅烷、三氟乙基三異丙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、三 氟丙基三異丙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基 三異丙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三異丙 氧基硅烷、三氟乙基甲基二甲氧基硅烷、三氟乙基甲基二乙氧基硅烷、三氟乙基甲基二異丙 氧基硅烷、三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基甲基二乙氧基硅烷、三氟丙基甲基二異丙 氧基硅烷、十七氟癸基甲基二甲氧基硅烷、十七氟癸基甲基二乙氧基硅烷、十七氟癸基甲基 二異丙氧基硅烷、十三氟辛基甲基二甲氧基硅烷、十三氟辛基甲基二乙氧基硅烷、十三氟辛 基甲基二異丙氧基硅烷、三氟乙基乙基二甲氧基硅烷、三氟乙基乙基二乙氧基硅烷、三氟乙 基乙基二異丙氧基硅烷、三氟丙基乙基二甲氧基硅烷、三氟丙基乙基二乙氧基硅烷、三氟丙 基乙基二異丙氧基硅烷、十七氟癸基乙基二甲氧基硅烷、十七氟癸基乙基二乙氧基硅烷、 十七氟癸基乙基二異丙氧基硅烷、十三氟辛基乙基二乙氧基硅烷、十三氟辛基乙基二甲氧 基硅烷、十三氟辛基乙基二異丙氧基硅烷、對三氟苯基三乙氧基硅烷等。上述硅烷化合物中，為了提高交聯(lián)密度、提高耐化學試劑性和絕緣特性，優(yōu)選使用 m= 1的乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅 烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三 甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、對甲苯 基三甲氧基硅烷、芐基三甲氧基硅烷、α-萘基三甲氧基硅烷、β-萘基三甲氧基硅烷、三氟 乙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、對三氟苯基三乙氧基硅烷。另外，從批量生產(chǎn)率的觀點 考慮，特別優(yōu)選使用R2為甲基的乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅 烷、丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅 烷、苯基三甲氧基硅烷、對甲苯基三甲氧基硅烷、芐基三甲氧基硅烷、α-萘基三甲氧基硅 烷、β-萘基三甲氧基硅烷、三氟乙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷。另外，作為優(yōu)選例可以舉出將2種以上通式(1)表示的硅烷化合物組合。其中，通 過組合具有烷基的硅烷化合物和具有芳基或雜芳基的硅烷化合物，可以兼具高絕緣性和用 于防止開裂的柔軟性，故而特別優(yōu)選。以下說明通式⑵表示的含環(huán)氧基的硅烷化合物。R3nR41Si (OR5)—“⑵此處，R3表示鏈的一部分具有1個以上環(huán)氧基的烷基或環(huán)烷基，R3存在多個時，各 R3可以相同，也可以不同。R4表示氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，R4存在 多個時，各R4可以相同，也可以不同。R5表示烷基或環(huán)烷基，R5存在多個時，各R5可以相同， 也可以不同。1表示0 2的整數(shù)，η表示1或2。但1+η彡3。R3的鏈的一部分具有環(huán)氧基的烷基或環(huán)烷基表示相鄰的2個碳原子與1個氧原子 鍵合形成的在鏈的一部分具有3元環(huán)醚結構的烷基或環(huán)烷基。其他R3 R5的說明與上述R1及R2的說明相同。本發(fā)明中使用的聚硅氧烷具有通式( 表示的含環(huán)氧基的硅烷化合物，由此可以改善抗蝕劑或有機半導體涂液在柵極絕緣膜上的涂布性，并且得到磁滯小的優(yōu)異FET。作為本發(fā)明中使用的通式( 表示的含環(huán)氧基的硅烷化合物，具體地可以舉出 Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3，4_環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙 氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基三 異丙氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三異丙氧基硅烷、Y -環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲 氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基甲基二甲氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧 基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基甲基二乙氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二異丙氧 基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基甲基二異丙氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基乙基二甲氧 基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基乙基二甲氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基乙基二乙氧基 硅烷、β-(3，4_環(huán)氧環(huán)己基)乙基乙基二乙氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基乙基二異丙氧基 硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基乙基二異丙氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)丙基三甲 氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷等。其中，為了提高交聯(lián)密度、提高耐化學試劑性和絕緣特性，優(yōu)選使用η = 1、1 = 0 的Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3，4_環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-環(huán)氧 丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β _(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基 三異丙氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三異丙氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)丙 基三甲氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷。另外，從批量生產(chǎn)率的觀點考慮，特 別優(yōu)選R5為甲基的Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β_(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧 基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)丙基三甲氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷。本發(fā)明中使用的聚硅氧烷除通式⑴或(2)表示的硅烷化合物以外，可以含有其 他硅烷化合物作為共聚成分。作為其他硅烷化合物，可以舉出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等。另外，聚硅氧烷中，來自通式( 表示的含環(huán)氧基的硅烷化合物的構成單元的含 量相對于作為聚硅氧烷的共聚成分的硅烷化合物的全部構成單元優(yōu)選為0. 1摩爾％ 40 摩爾％。如果在0. 1摩爾％以上，則可以得到抑制了有機半導體涂液的凹陷的良好涂布性， 更優(yōu)選在1摩爾％以上。另一方面，如果在40摩爾％以下，則能夠得到磁滯小的優(yōu)異FET 特性，更優(yōu)選為35摩爾％以下。本發(fā)明中使用的聚硅氧烷例如可以通過下述方法得到。在溶劑中溶解全部硅烷化 合物，用1 180分鐘添加酸催化劑及水后，在室溫 80°C下水解反應1 180分鐘。水 解反應時的溫度更優(yōu)選為室溫 。通過在50°C以上、溶劑的沸點以下將該反應液加熱 1 100小時，進行縮合反應，可以得到含環(huán)氧基的聚硅氧烷。此時，為了在通式( 表示的 含環(huán)氧基的硅烷化合物的環(huán)氧基中加成水形成二醇，需要添加與全部硅烷化合物中的烷氧 基等當量的水，進而添加與環(huán)氧基等當量以上的水。另外，水解的各種條件考慮反應標度、反應容器的大小、形狀等設定例如酸濃度、 反應溫度、反應時間等，由此可以得到適合目的用途的物性。作為用于硅烷化合物的水解反應的酸催化劑，可以舉出甲酸、草酸、鹽酸、硫酸、乙 酸、三氟乙酸、磷酸、聚磷酸、多元羧酸或者其酐、離子交換樹脂等酸催化劑。酸催化劑的含 量相對于作為聚硅氧烷的共聚成分的全部硅烷化合物100重量份優(yōu)選為0. 05重量份以上， 更優(yōu)選為0.1重量份以上。另外，優(yōu)選在10重量份以下，更優(yōu)選在5重量份以下。如果酸催化劑的含量在0. 05重量份以上，則水解反應充分進行，另外，如果在10重量份以下，則能 夠抑制劇烈反應。作為水解反應中使用的溶劑，優(yōu)選有機溶劑，可以舉出乙醇、丙醇、丁醇、3-甲 基-3-甲氧基-1-丁醇等醇類，乙二醇、丙二醇等二醇類，乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基 醚、丙二醇單丁基醚、二乙基醚等醚類，甲基異丁基酮、二異丁基酮等酮類，二甲基甲酰胺、 二甲基乙酰胺等酰胺類，乙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇乙酸酯 等乙酸酯類，甲苯、二甲苯、己烷、環(huán)己烷等芳香族或者脂肪烴，除此之外可以舉出Y-丁內 酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亞砜等。溶劑的量相對于作為聚硅氧烷的共聚成分的全 部硅烷化合物100重量份優(yōu)選為50重量份 500重量份的范圍。如果在50重量份以上， 則能夠抑制劇烈反應，如果在500重量份以下，則能夠充分進行水解。另外，作為水解中使用的水，優(yōu)選離子交換水。水量可以任意選擇，可以添加與硅 烷化合物中的烷氧基等當量摩爾的水，添加與環(huán)氧基等當量摩爾以上的水。為了提高聚硅 氧烷的聚合度，也可以進行再加熱或添加堿催化劑。本發(fā)明中使用的含有含環(huán)氧基的硅烷化合物作為共聚成分的聚硅氧烷的絕緣性、 耐化學試劑性高、并且成為磁滯原因的絕緣膜內的陷阱少，所以優(yōu)選用作柵極絕緣材料。聚 硅氧烷包含含環(huán)氧基的硅烷化合物可以單獨或組合多個元素分析、核磁共振分析、紅外分 光分析等各種有機分析手法進行判定。本發(fā)明的柵極絕緣材料可以含有1種或2種以上聚硅氧烷。另外，也可以混合使 用1種以上聚硅氧烷和1種以上上述硅烷化合物。本發(fā)明的柵極絕緣材料優(yōu)選進一步含有1氣壓下的沸點為110 200°C的溶劑。
作為上述溶劑，具體可以舉出乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇 單乙基醚、丙二醇單正丁基醚、丙二醇單叔丁基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二 醇二丁基醚、二甘醇乙基甲基醚等醚類、乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、 乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸3-甲氧基丁基酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁基酯、 乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯等乙酸酯類、乙酰丙酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲基異丁 基酮、環(huán)戊酮、2-庚酮等酮類、丁基醇、異丁基醇、戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-2- 丁醇、 3-甲基-3-甲氧基丁醇、二丙酮醇等醇類、甲苯、二甲苯等芳香族烴類。如果沸點在110°C 以上，則涂布柵極絕緣材料時，抑制溶劑揮發(fā)，涂布性變良好，另外，如果在200°C以下，則 殘留在膜中的溶劑少，得到耐化學試劑性或絕緣性優(yōu)異的柵極絕緣膜。進一步優(yōu)選沸點為 130°C 190°C。上述溶劑可以單獨使用或者使用2種以上。上述溶劑的優(yōu)選含量相對于聚硅氧烷100重量份為100重量份 1500重量份。如 果在100重量份以上，則涂布柵極絕緣材料時，抑制溶劑揮發(fā)，涂布性變良好，如果在1500 重量份以下，則殘留在膜中的溶劑少，能夠得到耐化學試劑性或絕緣性優(yōu)異的柵極絕緣膜。使用2種以上溶劑時，也可以含有1種以上大氣壓下的沸點低于110°C的低沸點溶 劑或者大氣壓下的沸點超過200°C的高沸點溶劑。本發(fā)明的柵極絕緣材料優(yōu)選進一步含有粒子。從柵極絕緣膜的平坦性的觀點考 慮，粒子優(yōu)選粒子徑在IOOnm以下，進一步優(yōu)選在50nm以下。另外，從與聚硅氧烷的相溶性 的觀點考慮，優(yōu)選為溶膠狀態(tài)。進而，為了縮小FET的閾值電壓(Vt)，優(yōu)選比介電常數(shù)在3 以上的粒子。作為粒子的具體例，可以舉出二氧化硅粒子、氧化鈦粒子、鈦酸鋇粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子等。本發(fā)明的柵極絕緣材料優(yōu)選進一步含有固化劑。作為固化劑，優(yōu)選金屬醇鹽化合 物或金屬螯合物，也可以并用。作為金屬醇鹽化合物的優(yōu)選具體例，可以舉出二乙醇鎂、三異丙醇鋁、四正丁醇 鋯、四叔丁醇鋯、四異丙醇鉿、四異丙醇鈦等。金屬螯合物可以通過使螯合劑與金屬醇鹽反應而容易地得到。作為螯合劑的例 子，可以使用乙酰丙酮、苯?；?、二苯?；淄榈圈?二酮、乙酰乙酸乙酯、苯?；宜?乙酯等β-酮酸酯等。作為金屬螯合物的優(yōu)選具體例，可以舉出乙基乙酰乙酸鋁二異丙酸酯、三(乙基 乙酰乙酸)鋁、烷基乙酰乙酸鋁二異丙酸酯、單乙?；宜徜X雙(乙基乙酰乙酸酯)、三(乙 ?；?鋁等鋁螯合物，乙基乙酰乙酸鎂單異丙酸酯、雙(乙基乙酰乙酸)鎂、烷基乙 酰乙酸鎂單異丙酸酯、雙(乙?；?鎂等鎂螯合物，氧化鋯四(乙基乙酰乙酸酯)、氧 化鋯四(乙酰基丙酮酸酯)等氧化鋯螯合物，四(乙基乙酰乙酸)鈦、四(乙?；? 鈦等鈦螯合物。上述固化劑中，優(yōu)選四異丙醇鈦、三(乙酰基丙酮酸)鋁、三(乙基乙酰乙 酸)鋁、雙(乙?；?鎂、雙(乙基乙酰乙酸)鎂、氧化鋯四(乙基乙酰乙酸酯)、氧 化鋯四(乙酰基丙酮酸酯)、四(乙基乙酰乙酸)鈦、四(乙酰基丙酮酸)鈦，如果考慮保 存穩(wěn)定性、購入容易性，特別優(yōu)選四異丙醇鈦、三(乙?；?鋁、三(乙基乙酰乙酸) 鋁、氧化鋯四(乙基乙酰乙酸酯)、氧化鋯四(乙?；狨?、四(乙基乙酰乙酸)鈦、 四(乙酰基丙酮酸)鈦。固化劑的含量相對于聚硅氧烷100重量份優(yōu)選為0. 1重量份 10重量份，進一步 優(yōu)選為1重量份 6重量份。如果含量在0. 1重量份以上，則固化充分進行，得到具有良好 的耐化學試劑性或絕緣性的柵極絕緣膜。另一方面，如果在10重量份以下，則柵極絕緣材 料的保存穩(wěn)定性良好。本發(fā)明的柵極絕緣材料可以進一步含有在光的作用下產(chǎn)生酸的化合物，此時，具 有陰型感光性。作為在光的作用下產(chǎn)生酸的化合物(光致酸發(fā)生劑)，例如可以舉出ft鹽 化合物、含商化合物、重氮酮化合物、重氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物、砜酰亞胺 化合物等。作為銻.鹽化合物的具體例，可以舉出重氮鹽、銨鹽、碘銻鹽、锍鹽、憐鹽、氧銻鹽 等。作為優(yōu)選的M鹽，可以舉出三氟甲磺酸二苯基碘銻、芘磺酸二苯基碘I翁、十二烷基苯磺 酸二苯基碘f翁、三氟甲磺酸三苯基锍(商品名“TPS-105”綠化學(株)制)、4_叔丁基苯基 二苯基锍三氟甲磺酸鹽(商品名“WPAG-339”和光純藥工業(yè)(株)制)、4_甲氧基苯基二 苯基锍三氟甲磺酸鹽(商品名“WPAG-370”和光純藥工業(yè)(株)制)、九氟辛磺酸三苯基锍 (商品名“TPS-109”綠化學(株)制)、六氟銻酸三苯基锍、萘磺酸三苯基锍、甲苯磺酸(羥 基苯基)芐基甲基锍等。作為含鹵化合物的具體例，可以舉出含鹵代烷基的烴化合物、含鹵代烷基的雜環(huán) 狀化合物等。作為優(yōu)選的含鹵化合物，可以舉出1，1-雙(4-氯苯基)-2，2，2_三氯乙烷、 2-苯基-4，6-雙(三氯甲基)_均三嗪、2-萘基-4，6-雙(三氯甲基)_均三嗪等。作為重氮酮化合物的具體例，可以舉出1，3_ 二酮-2-重氮化合物、重氮苯醌化合物、重氮萘醌化合物等。優(yōu)選的重氮酮化合物可以舉出1，2-萘醌二疊氮基-4-磺酸和2， 2,3,4,4'-四羥基二苯甲酮的酯、1，2_萘醌二疊氮基-4-磺酸和1，1，1_三(4-羥基苯基) 乙烷的酯等。作為重氮甲烷化合物的具體例，可以舉出雙(三氟甲基磺?；?重氮甲烷、雙(環(huán) 己基磺?；?重氮甲烷、雙(苯基磺?；?重氮甲烷、雙(對甲苯基磺酰基)重氮甲烷、雙 (2，4_ 二甲苯基磺?；?重氮甲烷、雙(對氯苯基磺?；?重氮甲烷、甲基磺?；?對甲苯 磺?；氐淄椤h(huán)己基磺?；?1，1_ 二甲基乙基磺?；?重氮甲烷、雙(1，1_ 二甲基乙基 磺?；?重氮甲烷、苯基磺酰基(苯?；?重氮甲烷等。作為砜化合物的具體例，可以舉出β-酮砜化合物、β-磺酰基砜化合物等。作為 優(yōu)選化合物，可以舉出4-三苯酰甲基砜、均三甲基苯酰甲基砜、雙(苯基磺?；?甲烷等。作為磺酸酯化合物的例子，可以舉出烷基磺酸酯、鹵代烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、 亞氨基磺酸酯等。作為具體例，可以舉出苯偶姻甲苯磺酸酯、焦掊酚三甲磺酸酯、硝基芐 基-9，10- 二乙氧基蒽-2-磺酸酯等。作為砜酰亞胺化合物的具體例，可以舉出N-(三氟甲基磺酰氧基)琥珀酰亞胺、 N-(三氟甲基磺酰氧基)鄰苯二甲酰亞胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基馬來酰亞胺、 N-(三氟甲基磺酰氧基)雙環(huán)[2. 2.1]庚-5-烯-2，3-二甲酰亞胺、Ν-(三氟甲基磺酰 氧基)-7-氧雜雙環(huán)[2. 2.1]庚-5-烯-2，3-二甲酰亞胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)雙環(huán) [2. 2. 1]庚烷-5，6-氧代-2，3- 二甲酰亞胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)萘基二甲酰亞胺、 N-(樟腦磺酰氧基)琥珀酰亞胺、N-(樟腦磺酰氧基)鄰苯二甲酰亞胺、N-(樟腦磺酰氧基) 二苯基馬來酰亞胺、N-(樟腦磺酰氧基)雙環(huán)[2. 2.1]庚-5-烯-2，3-二甲酰亞胺、N-(樟 腦磺酰氧基)-7-氧雜雙環(huán)[2. 2.1]庚-5-烯-2，3-二甲酰亞胺、N-(樟腦磺酰氧基)雙環(huán) [2. 2. 1]庚烷-5，6-氧代-2，3- 二甲酰亞胺、N-(樟腦磺酰氧基)萘基二甲酰亞胺、N- (4-甲 基苯基磺酰氧基)琥珀酰亞胺、N-甲基苯基磺酰氧基)鄰苯二甲酰亞胺、N-甲基苯 基磺酰氧基)二苯基馬來酰亞胺、N-G-甲基苯基磺酰氧基)雙環(huán)[2. 2.1]庚-5-烯-2， 3-二甲酰亞胺、N-甲基苯基磺酰氧基)-7-氧雜雙環(huán)[2. 2. 1]庚-5-烯-2，3-二甲酰亞 胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)雙環(huán)[2. 2. 1]庚烷_5，6-氧代-2，3-二甲酰亞胺、N-(4-甲基 苯基磺酰氧基)萘基二甲酰亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)琥珀酰亞胺、N-(2-三氟 甲基苯基磺酰氧基)鄰苯二甲酰亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二苯基馬來酰亞胺、 N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)雙環(huán)[2. 2. 1]庚-5-烯-2，3-二甲酰亞胺、N-(2-三氟甲基 苯基磺酰氧基)-7-氧雜雙環(huán)[2. 2.1]庚-5-烯-2，3-二甲酰亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺 酰氧基)雙環(huán)[2. 2. 1]庚烷_5，6-氧代-2，3-二甲酰亞胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基) 萘基二甲酰亞胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)琥珀酰亞胺、N-(2-氟苯基磺酰氧基)鄰苯二甲 酰亞胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)二苯基馬來酰亞胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)雙環(huán)[2. 2. 1] 庚-5-烯_2，3- 二甲酰亞胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)-7-氧雜雙環(huán)[2. 2. 1]庚-5-烯-2， 3-二甲酰亞胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)雙環(huán)[2. 2. 1]庚烷_5，6-氧代-2，3-二甲酰亞胺、 N-(4-氟苯基磺酰氧基)萘基二甲酰亞胺等。除此之外，還可以舉出5-降冰片烯-2，3-二甲酰亞氨基三氟甲磺酸酯(商品 名“NDI-105”綠化學(株)制)、5_降冰片烯-2，3-二甲酰亞氨基甲苯磺酸酯(商品名 “NDI-101”綠化學(株)制)、4_甲基苯基磺?；趸鶃啺被?α-(4-甲氧基苯基)乙腈(商品名“PAI-101”綠化學(株)制)、三氟甲基磺?；趸鶃啺被?α 44-甲氧基苯基) 乙腈(商品名“ΡΑΙ-105”綠化學(株)制)、9_樟腦磺酰基氧基亞氨基α ~4~甲氧基苯基 乙腈(商品名“ΡΑΙ-106”綠化學(株)制)、1，8_萘二甲酰亞氨基丁烷磺酸酯(商品名 “ΝΑΙ-1004”綠化學(株)制)、1，8_萘二甲酰亞氨基甲苯磺酸酯(商品名“ΝΑΙ-101”綠化 學(株)制)、1，8_萘二甲酰亞氨基三氟甲磺酸酯(商品名“ΝΑΙ-105”綠化學(株)制)、 1，8_萘二甲酰亞氨基九氟丁烷磺酸酯(商品名“ΝΑΙ-109”綠化學(株)制)等。其中， 特別優(yōu)選 TPS-105、WPAG-339、WPAG-370、TPS-109、芘磺酸二苯基碘鋪、NDI-105、PAI-10U ΝΑΙ-105。光致酸發(fā)生劑可以單獨使用或者使用2種以上。光致酸發(fā)生劑的含量相對于聚硅 氧烷100重量份優(yōu)選為1 10重量份，更優(yōu)選為1 7重量份。如果光致酸發(fā)生劑的含量 為1重量份以上，則可以容易地形成圖案，如果在10重量份以下，則與顯影液的親和性良 好，顯影性良好。進而，優(yōu)選光致酸發(fā)生劑作為敏化劑與9，10- 二取代蒽類化合物組合進行使用。 該敏化劑在光退色反應中不發(fā)生著色，所以即使殘留在柵極絕緣膜內，也可以維持高透明 性，同時實現(xiàn)高靈敏度化。作為9，10-二取代蒽類化合物，可以舉出9，10-二苯基蒽、9，10-雙0-甲氧基苯 基)蒽、9，10-雙(三苯基甲硅烷基)蒽、9，10-二甲氧基蒽、9，10-二乙氧基蒽、9，10-二丙 氧基蒽、9，10- 二丁氧基蒽、9，10- 二戊氧基蒽、2-叔丁基-9，10- 二丁氧基蒽、9，10-雙(三 甲基甲硅烷基乙炔基)蒽等。其中，特別優(yōu)選的化合物是9，10-二甲氧基蒽、9，10-二乙氧 基蒽、9，10- 二丙氧基蒽、9，10- 二丁氧基蒽。上述敏化劑可以單獨使用或者使用2種以上。敏化劑的含量相對于聚硅氧烷100 重量份優(yōu)選為0. 05 5重量份，更優(yōu)選為0. 1 3重量份。如果敏化劑的含量為0. 05重 量份以上，則能夠容易地形成圖案，如果在5重量份以下，則與顯影液的親和性良好，顯影 性變得良好。另外，作為敏化劑，不限定于上述9，10-二取代蒽類化合物，可以使用公知材料。本發(fā)明的柵極絕緣材料中存在通式(1)及( 表示的硅烷化合物或其他硅烷化合 物的水解物、即硅烷醇。硅烷醇在酸或堿的作用下縮合成為硅氧烷，但如果在柵極絕緣材料 保存期間進行縮合，則粘度升高，成為涂膜的膜厚發(fā)生變化的要因。用作柵極絕緣膜時，膜 厚變化因施加柵極電壓時即通態(tài)下蓄積的絕緣膜中的電荷容量發(fā)生變化，所以成為FET特 性差異的要因。因此，優(yōu)選將柵極絕緣材料的PH控制在作為硅烷醇的縮合速度慢的條件的 2 7、優(yōu)選3 6，抑制粘度升高?？梢酝ㄟ^使柵極絕緣材料和同重量的水接觸攪拌，測定 該水溶液相的PH來測定pH。作為pH控制方法，優(yōu)選使用將柵極絕緣材料水洗的方法、用離 子交換樹脂除去過剩的酸或堿的方法等。另外，本發(fā)明的柵極絕緣材料可以根據(jù)需要含有粘度調整劑、表面活性劑、穩(wěn)定化劑等。作為表面活性劑，例如可以舉出氟類表面活性劑、有機硅類表面活性劑、聚環(huán)氧烷 類表面活性劑、丙烯酸類表面活性劑等。作為氟類表面活性劑的具體例，可以舉出1，1，2，2_四氟辛基(1，1，2，2_四氟丙 基)醚、1，1，2，2-四氟辛基己基醚、八甘醇二 (1,1,2,2-四氟丁基)醚、六甘醇(1,1,2,2,3，3_六氟戊基)醚、八丙二醇二(1，1，2，2-四氟丁基)醚、六丙二醇二(1，1，2，2，3，3_六 氟戊基)醚、全氟十二烷基磺酸鈉、1，1，2，2，8，8，9，9，10，10-十氟十二烷、1，1，2，2，3，3-六 氟癸烷、N-[3-(全氟辛烷磺酰胺)丙基]-N，N' - 二甲基-N-羧基亞甲基銨甜菜堿、全氟 烷基磺酰胺丙基三甲基銨鹽、全氟烷基-N-乙基磺?；拾彼猁}、磷酸雙(N-全氟辛基磺酰 基-N-乙基氨基乙酯)、單全氟烷基乙基磷酸酯等。另外，作為市售品，可以舉出Megafac F142D,Megafac F172,Megafac F173、MegafacF183 (以上為大日本油墨化學工業(yè)(株)制)、 Eftop EF301、Eftop 303、Eftop352 (新秋田化成(株)制)、Fluorad FC-430、Fluorad FC-431(住友 3M(株)制))、Asahi Guard AG710、Surflon S—382、Surflon SC-IOU SurflonSC-102,Surflon SC-103,Surf Ion SC-104,Surf Ion SC-105、SurflonSC_106 (旭硝 子(株)制)、BM-1000、BM-1100 (裕商(株)制)、NBX-15、FTX-218 ((株)NEOS 制)等。作為有機硅類表面活性劑，可以舉出Sffi8PA、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA(均 為東麗·道康寧·有機硅(株)制)、BYK-333 (畢克化學 日本(株)制)等。作為其他 表面活性劑的例子，可以舉出聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯壬基苯基 醚、聚氧乙烯二硬脂酸酯等。表面活性劑的含量優(yōu)選相對于聚硅氧烷100重量份為0. 0001 1重量份。表面 活性劑可以同時使用2種以上。接下來詳細說明本發(fā)明的柵極絕緣膜。本發(fā)明的柵極絕緣膜是將通過涂布本發(fā)明 的柵極絕緣材料形成的涂膜在100 300°C的范圍內進行熱處理而得到的。作為上述柵極絕緣材料的涂布方法，可以舉出旋涂法、刮刀涂布法、狹縫模頭涂布 法、網(wǎng)板印刷法、棒涂機法、澆鑄法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法等公知方法。將柵極絕 緣材料用上述涂布方法涂布在玻璃基板或塑料基板上，進行干燥，將得到的涂膜進行熱處 理，可以形成柵極絕緣膜。另外，為含有光致酸發(fā)生劑的柵極絕緣材料時可以通過將涂膜曝 光、顯影后進行熱處理，形成柵極絕緣膜。干燥溫度優(yōu)選為50 150°C。柵極絕緣膜的膜厚優(yōu)選為0. 01 5 μ m，更優(yōu)選為0. 05 1 μ m。作為熱處理的溫 度，優(yōu)選在100 300°C的范圍內。從在塑料基板上形成柵極絕緣膜的觀點考慮，進一步優(yōu) 選 120 200°C。此處，說明使用含光致酸發(fā)生劑的柵極絕緣材料的涂膜圖案形成。從涂膜的上方 通過具有所希望圖案的掩模照射(曝光)化學射線。作為曝光中使用的化學射線，有紫 外線、可見光線、電子射線、X射線等，本發(fā)明中，優(yōu)選利用汞燈的i射線(365nm)、h射線 G05nm)、g射線G36nm)。然后，將曝光后的涂膜顯影。作為顯影液，優(yōu)選四甲基銨、二乙 醇胺、二乙基氨基乙醇、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、三乙基胺、二乙基胺、甲基胺、 二甲基胺、乙酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基乙醇、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、環(huán)己胺、乙 二胺、六亞甲基二胺等顯示堿性的化合物的水溶液，可以含有1種或者2種以上。另外，也 可以在上述堿水溶液中混合N-甲基-2-吡咯烷酮、N, N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰 胺、二甲基亞砜、Y-丁內酯、二甲基丙烯酰胺等極性溶劑、甲醇、乙醇、異丙醇等醇類、乳酸 乙酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯等酯類、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、異丁基酮、甲基異丁基酮等酮類等進 行使用。顯影后，通常用水進行沖洗處理，也可以將乙醇、異丙基醇等醇類、乳酸乙酯、丙二 醇單甲基醚乙酸酯等酯類等加入水中進行沖洗處理。另外，本發(fā)明的柵極絕緣膜的比介電常數(shù)優(yōu)選為3 50。比介電常數(shù)越大越能夠減小FET的閾值電壓。另外，本發(fā)明的柵極絕緣膜優(yōu)選堿金屬或堿土類金屬、鹵離子的濃度少。具體優(yōu) 選重金屬、鹵離子均在柵極絕緣材料的IOOppm以下，更優(yōu)選在Ippm以下，進一步優(yōu)選在 0. Ippm 以下。接下來說明使用本發(fā)明的柵極絕緣膜的FET。本發(fā)明的FET是具有柵極、柵極絕緣 層、半導體層、源極及漏極的有機場效應型晶體管，上述柵極絕緣層含有本發(fā)明的柵極絕緣膜。圖1及圖2是表示本發(fā)明的FET例的模式剖面圖。圖1中，在具有被含有本發(fā)明 的柵極絕緣膜的柵極絕緣層3覆蓋的柵極2的基板1上，形成源極5及漏極6后，再在其上 形成半導體層4。圖2中，在具有被含有本發(fā)明的柵極絕緣膜的柵極絕緣層3覆蓋的柵極2 的基板1上，形成含有本發(fā)明的有機晶體管材料的半導體層4后，再在其上形成源極5及漏 極6。作為基板1中使用的材料，例如可以舉出硅晶片、玻璃、氧化鋁燒結體等無機材 料、聚酰亞胺、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚苯硫醚、聚對二甲苯等有機材料。作為柵極2、源極5及漏極6中使用的材料，例如可以舉出氧化錫、氧化銦、氧化錫 銦(ITO)等導電性金屬氧化物、或者鉬、金、銀、銅、鐵、錫、鋅、鋁、銦、鉻、鋰、鈉、鉀、銫、鈣、 鎂、鈀、鉬、非晶硅或聚硅等金屬或它們的合金、碘化銅、硫化銅等無機導電性物質、聚噻吩、 聚吡咯、聚苯胺、聚亞乙二氧基噻吩和聚苯乙烯磺酸的配位化合物等、通過碘等的摻雜等提 高導電率的導電性聚合物等，但并不限定于上述物質。上述電極材料可以單獨使用，也可以 將多個材料層疊或混合使用。本發(fā)明的FET中，柵極絕緣層3含有本發(fā)明的柵極絕緣膜。柵極絕緣層3由單層 或多層構成。為多層時，可以層疊本發(fā)明的多個柵極絕緣膜，也可以層疊本發(fā)明的柵極絕緣 膜和公知的柵極絕緣膜。作為已知的柵極絕緣膜，沒有特別限定，可以使用二氧化硅、氧化 鋁等無機材料、聚酰亞胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚硅 氧烷、聚乙烯基苯酚(PVP)等有機高分子材料、或者無機材料粉末和有機高分子材料的混 合物。柵極絕緣層3的膜厚優(yōu)選為0. 01 μ m以上5 μ m以下。通過為該范圍的膜厚，容易 形成均勻的薄膜，進而抑制無法由柵極電壓控制的源極·漏極間電流，可以進一步提高FET 的通-斷比。膜厚可以通過原子力顯微鏡或偏振光分析測定法等測定。半導體層4中使用的有機半導體只要是顯示半導體性的材料即可，不論分子量如 何均可使用，可以優(yōu)選使用載流子遷移率高的材料。另外，更優(yōu)選可溶于有機溶劑的材料， 通過將溶液涂布在玻璃基板或塑料基板上即可簡單地形成半導體層。有機半導體的種類 沒有特別限定，作為例子，優(yōu)選舉出聚-3-己基噻吩、聚苯并噻吩等聚噻吩類、聚(2，5_雙 (2-噻吩基)-3，6-二(十五烷基)噻吩并[3，2-b]噻吩)、聚(4，8-二己基-2，6-雙(3-己 基噻吩-2-基)苯并[1，2-b 4, 5-b，] 二噻吩)、聚辛基-2-(3-辛基噻吩-2-基)噻 唑)、聚(5，5’-雙(4-辛基噻唑-2-基)-2，2’-二噻吩)等在主鏈中包含噻吩單元的化合 物、聚吡咯類、聚(對苯撐亞乙烯基)等聚(對苯撐亞乙烯基)類、聚苯胺類、聚乙炔類、聚 二乙炔類、聚咔唑類、聚呋喃、聚苯并呋喃等聚呋喃類、吡啶、喹啉、菲繞啉、噴唑7惡二唑等 以含氮芳環(huán)為構成單元的聚雜芳基類、蒽、芘、丁省、戊省、己省、紅熒烯等縮合多環(huán)芳香族化合物、呋喃、噻吩、苯并噻吩、二苯并呋喃、吡啶、喹啉、菲繞啉、噴唑、噴二唑等含氮芳香族 化合物、以4，4’_雙(N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯為代表的芳香族胺衍生物、雙 (N-烯丙基咔唑)或雙(N-烷基咔唑)等雙咔唑衍生物、吡唑啉衍生物、1，2-二苯乙烯類化 合物、腙類化合物、銅酞菁等金屬酞菁類、銅卟啉等金屬卟啉類、二苯乙烯基苯衍生物、氨基 苯乙烯基衍生物、芳香族乙炔衍生物、萘-1，4，5，8-四羧酸二酰亞胺、茈-3，4，9，10-四羧酸 二酰亞胺等縮合環(huán)四羧酸二酰亞胺類、份菁、吩喝嗪、羅丹明等有機色素等?？梢院?種 以上上述化合物。其中，優(yōu)選具有噻吩骨架的有機半導體。另外，作為半導體層4的其他優(yōu)選方式，可以舉出使用有機半導體和碳納米管 (CNT)的組合物(composite)的方法。作為提高有機半導體的遷移率的手段優(yōu)選使用添加 CNT的方法。為了得到半導體特性，有機半導體和CNT的組合物中包含的CNT的重量分率相對 于有機半導體優(yōu)選為0. 01 3重量％。小于0. 01重量％時，添加效果小，大于3重量％的 重量分率時組合物的導電率過度增加，所以不適合用作半導體層。更優(yōu)選在2重量％以下。 通過在2重量％以下，容易兼具高遷移率和高通-斷比。將有機半導體和CNT的組合物用于FET時，優(yōu)選CNT的長度至少比源極和漏極間 的距離(通道長)短。比該距離長時，導致電極間短路。因此，優(yōu)選使用長度至少比源極和 漏極間的距離(通道長)短的CNT、或經(jīng)過使CNT比通道長度短的工序。普通市售的CNT在 長度上有分布，有時包括比通道長度長的CNT。因此，增加使CNT比通道長度短的工序比較 理想，可以確實地防止電極間的短路。CNT的平均長度因電極間距離而異，優(yōu)選在5μπι以 下、更優(yōu)選在Iym以下使用。另外，CNT的直徑?jīng)]有特別限定，優(yōu)選為Inm以上IOOnm以下，更優(yōu)選在50歷以下。本發(fā)明中，優(yōu)選使用在表面的至少一部分附著了共軛類聚合物的CNT。由此，可以 使CNT在矩陣(有機半導體)中均勻分散，可以實現(xiàn)高遷移率和高通-斷比。在CNT表面的 至少一部分附著共軛類聚合物的狀態(tài)是指CNT表面的一部分或者全部被覆共軛類聚合物 的狀態(tài)。推測共軛類聚合物可以被覆CNT是因為來自各共軛類結構的π電子云重疊產(chǎn)生 相互作用。CNT是否被共軛類聚合物被覆可以根據(jù)被覆的CNT的反射色與未被覆的CNT的 顏色相比更接近于共軛類聚合物的顏色進行判斷。定量可以通過X射線光電子分光(XPS) 等元素分析鑒定附著物的存在和附著物相對于CNT的重量比。使共軛類聚合物附著在CNT上的方法可以舉出(I)在熔融的共軛類聚合物中添加 CNT進行混合的方法；(II)將共軛類聚合物溶解在溶劑中，在其中添加CNT進行混合的方 法；(III)將CNT預先用超聲波等進行預分散，在其中添加共軛類聚合物進行混合的方法； (IV)在溶劑中放入共軛類聚合物和CNT，對該混合體系照射超聲波進行混合的方法等。本 發(fā)明中可以使用任一種方法，也可以組合任一種方法。上述被覆CNT的共軛聚合物可以舉出聚噻吩類聚合物、聚吡咯類聚合物、聚苯胺 類聚合物、聚乙炔類聚合物、聚對苯撐類聚合物、聚對苯撐亞乙烯基類聚合物等，沒有特別 限定。上述聚合物優(yōu)選為單一的單體單元排列的聚合物，但也可以使用不同單體單元嵌段 共聚的聚合物、無規(guī)共聚的聚合物。另外，還可以使用接枝聚合的聚合物。上述聚合物中， 本發(fā)明特別優(yōu)選使用容易附著到CNT上、容易形成CNT復合體的聚噻吩類聚合物。半導體層4的形成工序也可以使用電阻加熱蒸鍍、電子射線束、濺鍍、CVD等干式方法，從制造成本或適合大面積的觀點考慮，以及為了發(fā)揮在包含本發(fā)明的柵極絕緣膜的 柵極絕緣層3中抑制涂液凹陷的優(yōu)點，優(yōu)選使用涂布法。具體可以優(yōu)選使用旋涂法、刮刀涂 布法、狹縫模頭涂布法、網(wǎng)板印刷法、棒涂布機法、澆鑄法、印刷轉印法、浸漬提拉法、噴墨法 等，可以根據(jù)涂膜厚度控制或取向控制等希望得到的涂膜特性選擇涂布方法。另外，為了降 低對塑料基板的影響，優(yōu)選溶液涂布后的加熱處理在220°C以下。形成的FET可以通過改變柵極電壓來控制流經(jīng)源極和漏極之間的電流。FET的遷 移率可以使用下述(a)式算出。μ = ( δ Id/ δ Vg) L · D/(W ‘ ε r · ε · Vsd) (a)其中，Id(A)為源極·漏極間的電流，Vsd(V)為源極·漏極間的電壓，Vg(V)為柵 極電壓，D(m)為絕緣層的厚度，L(m)為通道長，W(m)為通道寬，、為柵極絕緣層的比介電 常數(shù)，ε為真空的介電常數(shù)(8.85X10_12F/m)。另外，可以由某一負的柵極電壓下的Id(通態(tài)電流)的值和某一正的柵極電壓下 的Id(阻斷電流)的值之比求出通-斷比。磁滯可以由從正向負施加Vg時的Id = 10_8A中的柵極電壓Vg1和從負向正施加 Vg時的id = 10_8a中的柵極電壓Vg2之差的絕對值I Vg1-Vg21求出。本發(fā)明的柵極絕緣材料及柵極絕緣膜可以有效用于薄膜場效應型晶體管、光敏元 件、開關元件等各種器件的制造。實施例以下列舉實施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于這些實施例。需要說明的是，實施 例中的各評價法在以下的⑴ ⑶中進行說明。(1)涂膜的制作在6英寸硅晶片上及6英寸玻璃基板上，使用旋轉涂布機涂布柵極絕緣材料至干 燥后的膜厚為0.5μπι，然后使用熱板(大日本印刷制造(株)制SCW-636)，在120°C下干燥 3分鐘，得到涂膜。(2)-1柵極絕緣膜的制作(a)柵極絕緣材料中，對于不具有感光性的材料，采用以下方法制作柵極絕緣膜。將上 述(1)中制作的6英寸硅晶片上及6英寸玻璃基板上的涂膜在規(guī)定的溫度、時間下進行加 熱處理，由此得到柵極絕緣膜。(2)-2柵極絕緣膜的制作(b)柵極絕緣材料中，對于具有感光性的材料，采用以下方法制作柵極絕緣膜。將采用 上述(1)所述方法制作的形成在6英寸硅晶片上及6英寸玻璃基板上的涂膜放置在i射 線步進曝光裝置(GCA制DSW-8000)上，以800mJ/cm2的曝光量將涂膜整面曝光。曝光后， 在90°C的熱板上進行1分鐘PEB，用2. 38重量％的TMAH水溶液(三菱氣體化學(株)制、 ELM-D)進行60秒顯影，然后用純水沖洗。將該膜在規(guī)定的溫度、時間下進行加熱處理，得到 柵極絕緣膜。(3)柵極絕緣膜的膜厚測定使用Lambda Ace STM-602 (大日本印刷制造(株)制)，在折射率1. 55下進行膜
厚測定。(4)耐化學試劑性的評價
將利用上述( 所述的方法制作的6英寸硅晶片上的柵極絕緣膜在溫度控制為 25°C的二甲基亞砜/乙醇混合溶液(重量比70/30)中浸漬30分鐘。算出此時浸漬前后的 殘膜率。該值為95 105%時評價耐化學試劑性為良好。殘膜率根據(jù)下式算出。殘膜率(％ )=浸漬后的膜厚+浸漬前的膜厚X 100。(6)表面潤濕性的評價使用接觸角計(協(xié)和表面科學(株)制、CA-D型)，室溫下在針尖上取直徑1. 5mm 的水滴，使其接觸利用上述( 所述的方法制作的6英寸硅晶片上的柵極絕緣膜，制作液 滴。測定此時形成的液滴和面的角度，作為接觸角。該接觸角在90°以下時，可以認為表面 潤濕性良好。(7)感光特性的評價對于利用上述(2)-2所述的方法制作的6英寸硅晶片上的涂膜，使用光學顯微鏡 Lambda Ace STM-602，評價靈敏度及析像度。需要說明的是，以將100 μ m的線條與空間圖 案形成1比1寬的曝光量(以下稱為最佳曝光量)作為靈敏度，將最佳曝光量下的顯影后 得到的最小圖案尺寸作為析像度。(8)pH 的測定相對于柵極絕緣材料Ig加入Ig水。將PH試驗紙浸入其中，根據(jù)其顏色變化測定 pH。(9)比介電常數(shù)的測定在利用上述(2)的方法制作的6英寸硅晶片上的柵極絕緣膜上通過真空蒸鍍形成 鋁電極，使用LCR測量器(橫河惠普(株)制)，由下述(b)式算出比介電常數(shù)K。K = C · d/( ε · S) (b)其中，C(F)為靜電容量，d(m)為絕緣膜厚，ε為真空的介電常數(shù)(8. 85X 10_12F/ m),S(m2)為上部電極(鋁電極)面積。實施例1(1)有機半導體組合物溶液的制作將作為共軛類聚合物的聚-3-己基噻吩(Aldrich公司制、區(qū)域規(guī)整、數(shù)均分子量 (Mn) :13000、以下稱為P3HT)0. IOg放入放有氯仿5ml的燒瓶中，在超聲波洗滌機(井內盛 榮堂(株)制US-2、輸出120W)中進行超聲波攪拌，由此得到P3HT的氯仿溶液。然后，將該 溶液吸入吸管，每次滴入甲醇20ml和0. IN鹽酸IOml的混合溶液中0. 5ml，進行再沉淀。將 成為固體的P3HT用0. Ιμπι孔徑的膜過濾器(PTFE公司制四氟乙烯)濾除捕集，用甲醇充 分清洗后，通過真空干燥除去溶劑。再一次進行溶解和再沉淀，得到90mg的再沉淀P3HT。然后，將CNT (CNI公司制、單層CNT、純度95 %、以下稱為單層CNT) 1. 5mg和上述 P3HT 1. 5mg放入30ml的氯仿中，邊進行冰冷卻，邊使用超聲波均化器(東京理化器械(株) 制VCX-500)以250W的輸出功率進行30分鐘超聲波攪拌。在進行了 30分鐘超聲波照射的 時間點暫時停止照射，追加1. 5mg P3HT，再進行1分鐘超聲波照射，由此得到CNT復合體分 散液A (相對于溶劑的CNT濃度為0. 05g/l)。為了研究上述CNT復合體分散液A中P3HT是否附著在CNT上，使用膜過濾器過濾 分散液A 5ml，在過濾器上捕集CNT。將捕集的CNT在溶劑干涸之前迅速轉印到硅晶片上，得 到干燥的CNT。使用X射線光電子分光法(XPQ對該CNT進行元素分析，結果檢測到P3HT中包含的硫元素。因此，可以確認CNT復合體分散液A中的CNT上附著有P3HT。然后，在上述分散液A中加入氯仿，稀釋至0. 02g/l，使用膜過濾器(孔徑10 μ m、 直徑25mm、Millipore公司制Omnipore膜)進行過濾，除去長度10 μ m以上的CNT。以得 到的濾液為CNT復合體分散液B。在CNT復合體分散液B 0. 18ml、氯仿0. 12ml的混合溶液 中作為有機半導體加入下述0SC-1 ([1])0. 90mg，使用超聲波洗滌機((株)井內盛榮堂制 US-2、輸出120W)進行30分鐘超聲波照射，制作有機半導體溶液X。此時，將0SC-1相對于 氯仿的濃度調整為3g/l，將CNT相對于0SC-1的濃度調整至0. 4重量％。[化1]
權利要求
1.一種柵極絕緣材料，其特征在于，含有至少以通式(1)表示的硅烷化合物及通式(2) 表示的含環(huán)氧基的硅烷化合物為共聚成分的聚硅氧烷，R1mSi (OR2)4-m (1)此處，R1表示氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，R1存在多個時，各R1可 以相同，也可以不同；R2表示烷基或環(huán)烷基，R2存在多個時，各R2可以相同，也可以不同；m 表示1 3的整數(shù)；R3nR41SUOR5) “ι (2)此處，R3表示鏈的一部分具有1個以上環(huán)氧基的烷基或環(huán)烷基，R3存在多個時，各R3可 以相同，也可以不同；R4表示氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，R4存在多個 時，各R4可以相同，也可以不同；R5表示烷基或環(huán)烷基，R5存在多個時，各R5可以相同，也可 以不同；1表示0 2的整數(shù)，η表示1或2 ；但1+η彡3。
2.如權利要求1所述的柵極絕緣材料，其中，上述通式(1)中的m個R1中的至少1個 為芳基或雜芳基。
3.如權利要求1或2所述的柵極絕緣材料，其中，在上述聚硅氧烷中，來自通式(2)表 示的含環(huán)氧基的硅烷化合物的構成單元的含量為0. 1 40摩爾％。
4.如權利要求1 3中的任一項所述的柵極絕緣材料，其中，還含有1氣壓下的沸點為 110 200°C的溶劑。
5.如權利要求1 4中的任一項所述的柵極絕緣材料，其中，還含有粒子。
6.如權利要求1 5中的任一項所述的柵極絕緣材料，還作為固化劑含有金屬醇鹽化 合物及/或金屬螯合物。
7.如權利要求1 6中的任一項所述的柵極絕緣材料，其中，進一步含有在光的作用下 產(chǎn)生酸的化合物。
8.如權利要求1 7中的任一項所述的柵極絕緣材料，其中，pH為2 7。
9.一種柵極絕緣膜，是將通過涂布權利要求1 8中的任一項所述的柵極絕緣材料形 成的涂膜在100°c 300°C的范圍內進行熱處理得到的。
10.一種有機場效應型晶體管，具有含有權利要求9所述的柵極絕緣膜的柵極絕緣層 及柵極、半導體層、源極及漏極。
全文摘要
提供耐化學試劑性高、抗蝕劑或有機半導體涂液的涂布性優(yōu)異、并且磁滯小的柵極絕緣材料。是含有至少以通式(1)表示的硅烷化合物及通式(2)表示的含環(huán)氧基的硅烷化合物為共聚成分的聚硅氧烷的柵極絕緣材料。R1m Si(OR2)4-m(1)(此處，R1為氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，R2為烷基或環(huán)烷基。m為1～3的整數(shù)。)R3nR4lSi(OR5)4-n-l(2)(此處，R3是鏈的一部分具有1個以上環(huán)氧基的烷基或環(huán)烷基，R4為氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、芳基、雜芳基或鏈烯基，R5為烷基或環(huán)烷基。l為0～2的整數(shù)，n為1或2。l+n≤3)。
文檔編號C08G59/68GK102089870SQ20098010946
公開日2011年6月8日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權日2008年3月18日
發(fā)明者城由香里, 塚本遵, 村瀨清一, 藤原健典 申請人:東麗株式會社