專利名稱：低粘度聚合物印刷溶液和包含基于低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亞胺的電子元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及聚合物印刷溶液(polymeric printing solutions)，印刷聚合物印刷溶液的方法，以及包括一個(gè)或多個(gè)衍生自該聚合物印刷溶液的聚酰亞胺層的物品(制品)。更具體地，本發(fā)明涉及低粘度聚合物印刷溶液，將低粘度聚合物印刷溶液印刷在電子元件上的方法，以及包括一個(gè)或多個(gè)衍生自該低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亞胺層的電子元件。
背景技術(shù)：
多年來，電子元件包括作為涂層或中間結(jié)構(gòu)膜的聚合物層。這些聚合物層的化學(xué)性質(zhì)和這些聚合物層的涂敷技術(shù)影響電子元件的成本和性能。例如，特定聚合物層的化學(xué)性質(zhì)可能影響聚合物層的熱穩(wěn)定性，聚合物層的柔性和耐久性，聚合物層牢固地附著至任何下層部件的能力，以及可用于聚合物層的涂敷技術(shù)。類似地，將特定的涂敷技術(shù)用于聚合物層的能力可能影響涂敷精度、聚合物層的均勻性、實(shí)現(xiàn)特定聚合物層厚度所必需的涂敷次數(shù)、以及聚合物層形成的時(shí)間和成本(效率)。
現(xiàn)在，當(dāng)形成電子元件的聚合物層時(shí)，一般使用能夠精確地控制涂敷速度和位置兩者的可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(electronicallycontrollable application techniques)，例如，噴墨涂敷技術(shù)。這樣的可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)相對于以前需要更多人力勞動(dòng)或控制的技術(shù)改進(jìn)了層形成的精度和效率。
近年來，使用可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)已經(jīng)涂敷了一些類型的聚合物(polymeric compounds)。例如，使用可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)已經(jīng)涂敷了一些聚合物或預(yù)聚合物(polymeric orpre-polymeric substances)，以形成電子元件的環(huán)氧聚合物層和丙烯酸聚合物層。令人遺憾地，這樣的環(huán)氧聚合物和丙烯酸(酯)類聚合物并不總是電子元件層的最適合的選擇。例如，至少一些環(huán)氧聚合物和至少一些丙烯酸類聚合物的熱穩(wěn)定性和吸水性對于電子元件制造來說可能不是最佳的。
在對用作絕緣功能的聚合物材料涂敷導(dǎo)電材料的過程中，可能需要聚合物層的高熱穩(wěn)定性。由可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)產(chǎn)生的一些環(huán)氧聚合物和一些丙烯酸類聚合物表現(xiàn)出熱穩(wěn)定性對這些導(dǎo)電材料涂敷而言不足，或小于最佳熱穩(wěn)定性。此外，對于電子元件制造來說，需要較低的吸水性，以最優(yōu)化電子元件的工作特性。由可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)產(chǎn)生的一些環(huán)氧聚合物和一些丙烯酸類聚合物表現(xiàn)出吸水性對這些導(dǎo)電材料涂敷而言過量，或高于最佳吸水性。
因此，除了環(huán)氧聚合物和丙烯酸類聚合物以外，電子元件制造商正尋找對于電子元件制造而言具有改進(jìn)的熱穩(wěn)定性和吸水性的聚合物材料。聚酰亞胺是一種這樣的在研究中的聚合物材料。令人遺憾地，產(chǎn)生聚酰亞胺的聚合物和預(yù)聚合物并不完全適合于通過可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)來涂敷。例如，可獲得的產(chǎn)生聚酰亞胺的聚合物和預(yù)聚合物可通過可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)而僅作為稀溶液來涂敷。由于產(chǎn)生聚酰亞胺的聚合物和預(yù)聚合物(可在由可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)涂敷的聚合物溶液中使用)的濃度相對低，所以需要進(jìn)行多次涂敷，以在電子元件制造過程中實(shí)現(xiàn)所需厚度的聚酰亞胺層。對于在電子元件制造過程中形成聚酰亞胺層，這不能令人滿意地減少了使用可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)的好處。
存在對產(chǎn)生聚酰亞胺并適于在電子元件制造過程中使用可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)的改進(jìn)聚合物的需要。這些聚合物應(yīng)允許形成具有適當(dāng)厚度的聚酰亞胺層，同時(shí)，將可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)需要涂敷的次數(shù)減到最少，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)木埘啺穼雍穸?。本發(fā)明滿足這些改進(jìn)聚合物的需求，所述改進(jìn)的聚合物通過可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)以最少的涂敷可達(dá)到適當(dāng)?shù)木埘啺穼雍穸取?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括帶有基板和與基板工作連接(in working relation)地定位的聚合物層的電子元件，其中，聚合物層包括低分子量聚酰亞胺。本發(fā)明進(jìn)一步包括聚合物組合物(polymeric composition)和方法。
附圖是根據(jù)本發(fā)明的包含聚酰亞胺層的電子元件的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式 在以下詳細(xì)描述中，參照附圖，其形成本文的一部分并通過圖示說明本發(fā)明可實(shí)踐的具體實(shí)施方式
而示出。在這點(diǎn)上，可參照所描述的附圖的方向來使用方向性術(shù)語，諸如“頂部”、“底部”、“前面”、“后面”、“前”、“后”等。因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施方式的元件(部件，components)可定位在多個(gè)不同的方向上，所以為了說明的目的可使用任何方向性術(shù)語，并且其是非限制性的。將可理解，在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可使用除了那些這里公開的實(shí)施方式以外的實(shí)施方式，并可進(jìn)行結(jié)構(gòu)變化或邏輯變化。因此，以下詳細(xì)描述不能理解成限制含義，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
本發(fā)明通常涉及聚合物印刷溶液，印刷聚合物印刷溶液的方法，以及包括一個(gè)或多個(gè)衍生自該聚合物印刷溶液的聚酰亞胺層的物品。更具體地，本發(fā)明涉及低粘度聚合物印刷溶液，將低粘度聚合物印刷溶液印刷在電子元件上的方法，以及包括一個(gè)或多個(gè)衍生自低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亞胺層的電子元件。
附圖中主要描述了電子元件10，例如半導(dǎo)體元件。電子元件10包括第一導(dǎo)電元件12、第二導(dǎo)電元件14和在基板18上定向的介電層16。電子元件10進(jìn)一步包括第三導(dǎo)電元件20，其與第一導(dǎo)電元件12和第二導(dǎo)電元件14電連接。第三導(dǎo)電元件20還被定向?yàn)榕c介電層16接觸。
電子元件10的任何層(例如，介電層16)可包括任何低分子量聚酰亞胺，或由其形成。如這里所使用的，術(shù)語“低分子量聚酰亞胺”是指由任何“低分子量聚酰胺”制成的芳香族聚酰亞胺的任何非交聯(lián)形式。如這里所使用的，術(shù)語“低分子量聚酰胺”是指當(dāng)聚合物溶液的溶劑是N-甲基吡咯烷酮(NMP)并且基于聚合物溶液的總重量，聚合物溶液中芳香族聚酰胺的濃度是低至約10重量百分比(wt％)至高達(dá)約80重量百分比時(shí)，能夠形成粘度(在25℃下測量)在低至約5毫帕·秒至高達(dá)約40毫帕·秒范圍內(nèi)的均勻聚合物溶液的芳香族聚酰胺。
在將包含低分子量聚酰胺的聚合物溶液涂敷至基板(例如，電子元件10的基板18)之后，驅(qū)散溶劑；可在適于影響(1)將低分子量聚酰胺轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿恿烤埘啺返孽啺坊?2)低分子量聚酰亞胺的相鄰分子之間的交聯(lián)的條件下放置剩下的低分子量聚酰胺。還可以并允許出現(xiàn)一些酰亞胺化，使得在對基板涂敷聚合物溶液之前，一些低分子量聚酰亞胺與聚合物溶液中的低分子量聚酰胺共存。另外，雖然落在低分子量聚酰亞胺的定義內(nèi)的聚酰亞胺典型地被認(rèn)為是比落在低分子量聚酰亞胺的定義外的聚酰亞胺產(chǎn)生更多的本發(fā)明的有益方面，但是，電子元件10的層(諸如，介電層16)可包括落在低分子量聚酰亞胺的定義外的聚酰亞胺，或由其制成。
這里，通過各種化學(xué)結(jié)構(gòu)式(例如，化學(xué)結(jié)構(gòu)式I-XX)公開了各種聚酰胺、聚酰亞胺、二酐和二胺。雖然，至少一些化學(xué)結(jié)構(gòu)式描述了聚酰胺、聚酰亞胺、二酐或二胺(其是特定化學(xué)結(jié)構(gòu)式的主題)的特定異構(gòu)體，但是，將可理解，在本申請中出現(xiàn)的每個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)式都旨在代表和公開聚酰胺、聚酰亞胺、二酐或二胺(其是特定化學(xué)結(jié)構(gòu)式的主題)的任何以及所有異構(gòu)體。
對于電子元件10的聚酰亞胺層的后續(xù)形成可用作低分子量聚酰胺的聚酰胺的一些非窮盡實(shí)例包括以下化學(xué)結(jié)構(gòu)式I、II、III和IV的聚酰胺
其中 M，聚合度(Pn)，可在低至約10到高達(dá)約100的范圍內(nèi)，并且，在一些實(shí)施方式中，可在低至約30到高達(dá)約100的范圍內(nèi)。
R1可以是烷基、烯基(鏈烯基，alkenyl)或羰基，并且 R2、R3、R4和R5可以是分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔?烴)，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R6可以是例如烷基或烯基。此外，R2、R3、R4和R5可以均相同，或者R2、R3、R4和R5中的一個(gè)或多個(gè)可與R2、R3、R4和R5中的其他不同。
可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺中的R1的烷基可以是分子式CnH2n，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。因此，例如，化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺可以是化學(xué)結(jié)構(gòu)式V的聚酰胺
作為另一備選方案，化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺中的R1可以是分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為又一備選方案，化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺中的R1可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺中的R1還可以是羰基，例如，分子式
的酮基團(tuán)，分子式
的酯基團(tuán)，分子式
的酰胺基，或分子式
的烯酮基團(tuán)(enone group)。在分子式
的酮基團(tuán)中，R7和R8可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R7和R8可以是相同的或不同的。例如，R7可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R8可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為一個(gè)實(shí)例，化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺可以是化學(xué)結(jié)構(gòu)式VI的聚酰胺
在分子式
的酯基團(tuán)中，R9和R10可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R9和R10可以是相同的或不同的。例如，R9可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R10可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
在分子式
的酰胺基團(tuán)中，R11、R12和R13可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R11、R12和R13可以是相同的或不同的。例如，R11可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；R12可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；并且R13可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
在分子式
的烯酮基團(tuán)中，R14、R15、R16和R17可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R14、R15、R16和R17可以是相同的或不同的。例如，R14和R15可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；R16可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；并且，R17可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
可用作分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式IV的聚酰胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6的烷基可具有分子式CnH2n，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為另一備選方案，分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式IV的聚酰胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6可以是分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為又一備選方案，分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式IV的聚酰胺中R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
可在傳統(tǒng)的聚酰胺合成條件下生產(chǎn)本發(fā)明的聚酰胺，該合成條件適于支持(support)適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑(例如，N-甲基吡咯烷酮(NMP))中的二酐組分和二胺組分的縮合。選擇性地控制聚酰胺形成過程中的反應(yīng)條件，使得本發(fā)明的聚酰胺表現(xiàn)出在低至約10到高達(dá)約100的范圍的聚合度(Pn)。例如，可選擇性地控制縮合反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，例如，通過比合成較長鏈聚酰胺典型地更早終止反應(yīng)，使得本發(fā)明的聚酰胺表現(xiàn)出在低至約10到高達(dá)約100范圍的聚合度(Pn)。
用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式I的聚酰胺的二酐具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式VII
并且，用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式I的聚酰胺的二胺具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式VIII
用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式II的聚酰胺的二酐具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式IX
并且，用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式II的聚酰胺的二胺具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式VIII
用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺的二酐具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式X
并且，用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺的二胺具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式XI
其中，R1可以是烷基、烯基或羰基?？捎米骰瘜W(xué)結(jié)構(gòu)式XI的二胺中的R1的烷基可以是分子式CnH2n，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。因此，用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺的二胺可具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式XII
作為另一備選方案，化學(xué)結(jié)構(gòu)式XI的二胺中的R1可以是分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為又一備選方案，化學(xué)結(jié)構(gòu)式XI的二胺中的R1可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
化學(xué)結(jié)構(gòu)式XI的二胺中的R1還可以是羰基，例如，分子式
的酮基團(tuán)、分子式
的酯基團(tuán)、分子式
的酰胺基團(tuán)、或分子式
的烯酮基團(tuán)。在分子式
的酮基團(tuán)中，R7和R8可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R7和R8可以是相同的或不同的。例如，R7可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R8可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。因此，作為一個(gè)實(shí)例，用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺的二胺可具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIII
在可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XI的二胺(用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺)中的R1的分子式
的酯基團(tuán)中，R9和R10可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R9和R10可以是相同的或不同的。例如，R9可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R10可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
在可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XI的二胺(用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺)中的R1的分子式
的酰胺基團(tuán)中，R11、R12和R13可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R11、R12和R13可以是相同的或不同的。例如，R11可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；R12可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；并且R13可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
在可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XI的二胺(用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺)中的R1的分子式
的烯酮基團(tuán)中，R14、R15、R16和R17可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R14、R15、R16和R17可以是相同的或不同的。例如，R14和R15可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；R16可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；并且R17可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式IV的聚酰胺的二酐具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式X
并且，用來形成化學(xué)結(jié)構(gòu)式IV的聚酰胺的二胺具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIV
在化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIV的二胺中，R2、R3、R4和R5可以是分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔?，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，并且R6可以是例如烷基或烯基。此外，R2、R3、R4和R5可以均相同，或者R2、R3、R4和R5中的一個(gè)或多個(gè)可與R2、R3、R4和R5中的其他不同。
可用作分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIV的二胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6的烷基可具有分子式CnH2n，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為另一備選方案，分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIV的二胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6可以是分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為又一備選方案，分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIV的二胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
本發(fā)明的聚酰胺可與有機(jī)溶劑(例如，有機(jī)二胺溶劑)均勻混合，以形成本發(fā)明的聚合物溶液。當(dāng)通過可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)印刷時(shí)，聚合物溶液在這里有時(shí)還稱作低粘度聚合物印刷溶液?？捎脕硇纬杀景l(fā)明的聚合物溶液的有機(jī)溶劑的一些非窮盡實(shí)例包括丙酮、環(huán)戊酮、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、間甲酚和對氯苯酚。本發(fā)明的聚合物溶液中使用的有機(jī)溶劑可單獨(dú)地或者以任何有機(jī)溶劑的任何組合而包括在聚合物溶液中。
本發(fā)明的聚酰胺可單獨(dú)地或者以任何聚酰胺的任何組合而包括在聚合物溶液中。同樣，還可能并允許一些低分子量聚酰亞胺與聚合物溶液中的聚酰胺共存。雖然聚酰亞胺將典型地被認(rèn)為是不包括在聚合物溶液中，但是可以認(rèn)為，在本發(fā)明的聚酰胺形成之后，可能出現(xiàn)一些酰亞胺化，使得包括在聚合物溶液中或指定用于聚合物溶液的一定量的聚酰胺可能以聚酰亞胺存在于聚合物溶液中。
在各種涂敷中(例如，在電子元件10的介電層16中)可用作低分子量聚酰胺的一些非窮盡實(shí)例，包括以下化學(xué)結(jié)構(gòu)式XV、XVI、XVII或XVIII的聚酰亞胺，其分別由相應(yīng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)式I、II、III和IV的聚酰胺隨后的酰亞胺化導(dǎo)致
其中 M，聚合度(Pn)，可以在低至約10至高達(dá)約100的范圍內(nèi)，并且在一些實(shí)施方式中在低至約30至高達(dá)約100的范圍內(nèi)。
R1可以是烷基、烯基或羰基，并且 R2、R3、R4和R5可以是分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔铮渲?，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R6可以是例如烷基或烯基。此外，R2、R3、R4和R5可以均相同，或者R2、R3、R4和R5中的一個(gè)或多個(gè)可與R2、R3、R4和R5中的其他不同。
可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XV的聚酰亞胺中的R1的烷基可以是分子式CnH2n，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。因此，例如，化學(xué)結(jié)構(gòu)式XV的聚酰亞胺可以是化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIX的聚酰亞胺
化學(xué)結(jié)構(gòu)式XIX的聚酰亞胺與化學(xué)結(jié)構(gòu)式V的聚酰胺相對應(yīng)。
作為另一備選方案，化學(xué)結(jié)構(gòu)式XV的聚酰亞胺中的R1可以是分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為又一備選方案，化學(xué)結(jié)構(gòu)式XV的聚酰亞胺中的R1可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
化學(xué)結(jié)構(gòu)式XV的聚酰亞胺中的R1還可以是羰基，例如，分子式
的酮基團(tuán)、分子式
的酯基團(tuán)、分子式
的酰胺基團(tuán)、或分子式
的烯酮基團(tuán)。在分子式
的酮基團(tuán)中，R7和R8可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R7和R8可以是相同的或不同的。例如，R7可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R8可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為一個(gè)實(shí)例，化學(xué)結(jié)構(gòu)式XV的聚酰亞胺可以是化學(xué)結(jié)構(gòu)式XX的聚酰亞胺
化學(xué)結(jié)構(gòu)式XX的聚酰亞胺與化學(xué)結(jié)構(gòu)式VI的聚酰胺相對應(yīng)。
在分子式
的酯基團(tuán)中，R9和R10可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R9和R10可以是相同的或不同的。例如，R9可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)，而R10可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
在分子式
的酰胺基團(tuán)中，R11、R12和R13可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R11、R12和R13可以是相同的或不同的。例如，R11可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；R12可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；并且R13可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
在分子式
的烯酮基團(tuán)中，R14、R15、R16和R17可獨(dú)立地選自(1)分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；(2)分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；以及(3)分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。R14、R15、R16和R17可以是相同的或不同的。例如，R14和R15可以是分子式CnH2n的烷基，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；R16可以是分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)；并且，R17可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
可用作分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XVII的聚酰亞胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6的烷基可具有分子式CnH2n，其中，n可以是在1至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為另一備選方案，分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XVII的聚酰亞胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6可以是分子式CnH2n-1或分子式CnH2n-3的烯基，其中，n可以是在2至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。作為又一備選方案，分子式R6＝CnH2n+1(其可用作化學(xué)結(jié)構(gòu)式XVII的聚酰亞胺中的R2、R3、R4和/或R5)的碳?xì)浠衔镏械腞6可以是分子式CnH2n-5的烯基，其中，n可以是在3至12范圍內(nèi)的任何整數(shù)。
基于聚合物溶液的總重量，在本發(fā)明的聚合物溶液中存在的所有聚酰胺和聚酰亞胺的混合濃度(聚合濃度，collectiveconcentration)通常可以為低至約10重量百分比至高達(dá)約80重量百分比。在聚合物溶液中不存在或基本上不存在聚酰亞胺的情況下，基于聚合物溶液的總重量，在本發(fā)明的聚合物溶液中存在的所有聚酰胺的混合濃度通?？梢栽诘椭良s10重量百分比至高達(dá)約80重量百分比的范圍內(nèi)。
在一些實(shí)施方式中，基于聚合物溶液的總重量，包括在本發(fā)明的聚合物溶液中的所有聚酰胺和聚酰亞胺的混合濃度或當(dāng)不存在或基本上不存在聚酰亞胺時(shí)，所有聚酰胺的混合濃度可以在低至約30重量百分比至高達(dá)約70重量百分比的范圍內(nèi)。在其他實(shí)施方式中，基于聚合物溶液的總重量，包括在本發(fā)明的聚合物溶液中的所有聚酰胺和聚酰亞胺的混合濃度或當(dāng)不存在或基本上不存在聚酰亞胺時(shí)，所有聚酰胺的混合濃度可以在低至約50重量百分比至高達(dá)約65重量百分比的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的聚合物溶液通?？梢跃哂性诘椭良s5毫帕·秒至高達(dá)約40毫帕·秒范圍內(nèi)的粘度(在25℃下測量)。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的聚合物溶液的一些實(shí)施方式具有在低至約10毫帕·秒至高達(dá)約30毫帕·秒范圍內(nèi)的粘度(在25℃下測量)。
可使用例如噴墨涂敷技術(shù)的各種可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(其能夠精確地控制涂敷速度和x-y-z(三維)坐標(biāo)上的位置)來涂敷本發(fā)明的聚合物溶液。典型地，這種可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)通過使聚合物溶液穿過孔朝向表面噴射而將聚合物溶液沉積到表面上，而無需使涂敷器與表面直接接觸。這種可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)還相對于以前需要更多人力勞動(dòng)或控制的技術(shù)改進(jìn)了層形成的精度和效率。示例性的噴墨涂敷技術(shù)可包括壓電噴墨裝置、熱噴墨裝置、按需噴射(drop-on-demand)噴墨裝置或連續(xù)噴墨裝置。根據(jù)本發(fā)明的適當(dāng)?shù)目呻妱?dòng)控制涂敷技術(shù)的其他實(shí)例包括氣溶膠噴射和自動(dòng)注射器，例如可從Honeoye Falls，N.Y.的Ohmcraft，Inc.，獲得的MICROPEN工具。
在一個(gè)實(shí)施方式中，可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)使用噴墨印刷裝置，其產(chǎn)生本發(fā)明的聚合物溶液的液滴，并將液滴集中(引導(dǎo))到表面上，例如電子元件10的表面，在此處形成聚合物層?？勺屑?xì)地控制噴墨印刷裝置的頭部的位置，并且，本發(fā)明的聚合物溶液可以高度自動(dòng)化的方式涂敷，因此，可選擇性地形成本發(fā)明的聚合物溶液的離散圖案。噴墨印刷裝置典型地能夠以每秒每次噴射約1000液滴或更高的速度來印刷，并可以以低至約10cm/s到高達(dá)約1000cm/s的速度印刷具有良好分辨率的線性形狀(線性特征，linearfeatures)。典型地，由噴墨印刷裝置的頭部產(chǎn)生的每個(gè)液滴可包括約3皮升至約100皮升的本發(fā)明的聚合物溶液，以傳遞至電子元件10的表面。
雖然也可使用其他變型，但是，典型地，噴墨印刷裝置使用壓電機(jī)構(gòu)系統(tǒng)來產(chǎn)生液滴。例如，熱噴墨印刷裝置可用來沉積本發(fā)明的聚合物溶液。在熱噴墨印刷中，可使用具有一系列微小電加熱室的打印盒。熱噴墨印刷裝置使電流脈沖穿過加熱元件，這導(dǎo)致室中蒸汽爆炸。此爆炸形成將墨滴推到目標(biāo)基板上的氣泡。當(dāng)氣泡凝結(jié)時(shí)，剩余的聚合物溶液被從印刷表面上吸回。聚合物溶液的表面張力導(dǎo)致聚合物溶液的另一電荷通過附接至容納聚合物溶液的容器的窄通道而被吸進(jìn)室中。
本發(fā)明的聚合物溶液也可通過氣溶膠噴射沉積而被沉積。在氣溶膠噴射沉積中，聚合物溶液被煙霧化成液滴，并且，液滴通過流體通道以氣流的形式被傳送至目標(biāo)基板。典型地，流體通道是筆直且相對短的。本發(fā)明的聚合物溶液也可通過各種其他技術(shù)而被沉積，包括筆/注射器、連續(xù)噴墨印刷或按需噴射噴墨印刷、凹雕(凹板)、膠版印刷(flexographic printing)、輥輪印刷機(jī)(roll printer)、噴射、浸漬涂敷(浸涂)、旋涂，以及其他將聚合物溶液的離散單元、聚合物溶液的連續(xù)流或聚合物溶液的連續(xù)片引導(dǎo)到目標(biāo)基板上的技術(shù)。其他用于本發(fā)明的聚合物溶液的示例性印刷方法包括光刻(lithographic)印刷和凹版(gravure)印刷。用于噴墨涂敷的這些示例性備選方案中的一些可能需要對聚合物溶液進(jìn)行修飾(改性，modifications)，因此，對于噴墨涂敷的特定備選方案，聚合物溶液具有適當(dāng)?shù)恼扯群?或表面張力。
電子元件10的涂敷有本發(fā)明的聚合物溶液的表面可由各種材料制成。能夠適當(dāng)?shù)亟邮?accepting)本發(fā)明的聚合物溶液的這些材料的非限制性實(shí)例包括傳統(tǒng)的聚酰亞胺，例如可從特拉華威爾明頓(Wilmington，Delaware)的DuPont de Nemours&Co獲得的KAPTONTM聚酰亞胺；環(huán)氧樹脂(包括玻璃填充的環(huán)氧樹脂)；聚碳酸酯；聚酯；聚乙烯；聚丙烯；聚氯乙烯；ABS共聚物；金屬和陶瓷表面；半導(dǎo)體材料，例如支持于玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)上的硅(晶體硅、非晶硅或聚合硅)；合成紙；柔性纖維板；紡織和無紡聚合織物；布和其他紡織品；纖維素基材料，例如木材或紙；金屬箔；以及玻璃(例如，薄玻璃)。
接下來是本發(fā)明的聚酰胺的合成，使聚酰胺和任何有關(guān)的聚酰亞胺溶解在有機(jī)溶劑(例如，丙酮、環(huán)戊酮、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、間甲酚、對氯苯酚或這些物質(zhì)的混合物)中。由于本發(fā)明的聚酰胺的最小化的分子量，基于聚合物溶液的總重量，本發(fā)明的一些實(shí)施方式中的聚合物溶液中的聚酰胺濃度可在高達(dá)約80重量百分比的范圍內(nèi)變動(dòng)，同時(shí)，將粘度保持在適于用傳統(tǒng)的噴墨印刷技術(shù)和裝置傳遞的范圍內(nèi)。雖然基于聚合物溶液的總重量，聚合物溶液中聚酰胺的濃度可在高達(dá)約80重量百分比的范圍內(nèi)變動(dòng)，但是，濃度也可降低，例如，在一些實(shí)施方式中相當(dāng)于大約30重量百分比，或在其他實(shí)施方式中甚至低至約10重量百分比，同時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明相關(guān)的益處。
在形成包含本發(fā)明的聚酰胺的聚合物組合物之后，聚合物組合物可放置在傳統(tǒng)噴墨印刷裝置的供料箱中，以遞送至基板的表面(例如，電子元件10的表面)。當(dāng)噴墨印刷裝置的一個(gè)噴嘴或多個(gè)噴嘴經(jīng)過表面上時(shí)，聚合物組合物被遞送至電子元件10的表面。典型地，噴墨印刷裝置將是可電動(dòng)控制的，因此，能夠?qū)⒕酆衔锝M合物作為預(yù)定x-y-z(三維)圖案中的聚合物組合物的噴射液滴而遞送，以在電子元件10上形成聚合物組合物的膜。
有利地，聚合物組合物的圖案化膜(有圖膜)可由噴墨噴嘴的僅僅幾次通過或甚至僅僅一次通過基板上而形成，同時(shí)，仍能實(shí)現(xiàn)在基板(例如，電子裝置10)上形成聚合物組合物的膜的過程中期望的聚合物組合物遞送的量。這種利用僅幾次通過或甚至僅一次通過而獲得期望結(jié)果的能力直接歸因于可在聚合物組合物中使用的聚酰胺的高濃度，同時(shí)保持足夠低的粘度以允許通過可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)來遞送聚合物組合物。
聚合物組合物(例如，從噴墨印刷裝置的噴嘴噴射的液滴)收集在基板(例如，電子元件10)的表面上，并在電子元件10的表面上形成聚合物組合物的膜。然后，可處理該膜，以從沉積的聚合物組合物中除去溶劑，固化聚合物，并將聚酰亞胺層留在基板(例如，電子元件10)的表面上。典型地，該處理可由以下步驟組成將基板(例如，電子元件10)放置在足以蒸發(fā)聚合物組合物的有機(jī)溶劑的高溫的干燥氣氛中。然后，將基板(例如，電子元件10)放置在適于將聚酰亞胺轉(zhuǎn)化成聚酰胺并將聚酰亞胺層保留為固體形式的高溫的合適氣氛中。
接下來從聚合物組合物中除去溶劑，可以認(rèn)為，在固化聚合物的過程中，在涂敷的聚合物組合物中會(huì)出現(xiàn)兩種類型的反應(yīng)。更具體地，可以認(rèn)為，出現(xiàn)酰亞胺化和交聯(lián)。酰亞胺化被認(rèn)為是通過聚酰胺的酰胺酸部分的環(huán)化作用而將酰胺結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成酰亞胺環(huán)狀結(jié)構(gòu)。作為一個(gè)實(shí)例，將結(jié)構(gòu)式III的聚酰胺轉(zhuǎn)化成結(jié)構(gòu)式XVII的聚酰亞胺的酰亞胺化被認(rèn)為是如下發(fā)生的
交聯(lián)被認(rèn)為是使有效地將不同聚酰亞胺分子聯(lián)結(jié)在一起的不同聚酰亞胺分子的側(cè)鏈發(fā)生反應(yīng)。雖然一些交聯(lián)可能在酰亞胺化之前在聚酰胺側(cè)鏈之間發(fā)生交聯(lián)(這不被認(rèn)為會(huì)影響酰亞胺化和聚酰亞胺形成)，但是，可以認(rèn)為，大多數(shù)交聯(lián)在酰亞胺化之后發(fā)生在不同的聚酰亞胺側(cè)鏈之間。
典型地，本發(fā)明的聚酰亞胺的介電常數(shù)將小于2.5。因此，電子元件10的聚酰亞胺層稱作附圖中的電子元件10的介電層16。在聚合物固化和聚酰亞胺形成之后，介電層16可具有期望的厚度，但是，將典型地具有低至約3微米至高達(dá)約20微米的厚度，即使在可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)的幾次通過或甚至僅一次通過的過程中涂敷聚合物組合物的膜。在一些實(shí)施方式中，在聚合物固化和聚酰亞胺形成之后，介電層16可具有低至約5微米至高達(dá)約15微米的厚度。在一些其他實(shí)施方式中，在聚合物固化和聚酰亞胺形成之后，介電層16可具有低至約8微米至高達(dá)約12微米的厚度。
介電層16不需要必須是寬且連續(xù)的層的形式。例如，介電層16可以以在關(guān)鍵地方放置本發(fā)明的聚酰亞胺的線或行的形式涂敷。由于可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)的靈活性，該線或行可有利地具有不大于約250μm的平均寬度，例如，不大于約200μm，不大于約150μm，不大于約100μm，或甚至不大于約50μm。
在形成介電層16之后，可涂敷電子元件10的其他元件。例如，第三導(dǎo)電元件20可形成在介電層16上，以使第一導(dǎo)電元件12和第二導(dǎo)電元件14導(dǎo)電地聯(lián)接，如附圖所示。本發(fā)明的聚酰亞胺有利地具有高度的熱穩(wěn)定性，并由此能夠在形成第三導(dǎo)電元件20的過程中承受任何施加至介電層16的熱量。另外，本發(fā)明的聚酰亞胺表現(xiàn)出低的吸水程度，這有助于防止電子元件10的電特性退化。
電子元件10在這里通常具有半導(dǎo)體元件的特征。然而，通過使用可電動(dòng)控制涂敷技術(shù)(例如，噴墨印刷)涂敷本發(fā)明的聚合物組合物而最終形成的電子特征可能會(huì)大大改變。例如，電子元件10可采用或包括無源電子元件的形式，例如，導(dǎo)體、電阻器、電介質(zhì)、感應(yīng)器、鐵磁體或電容器。在其他方面，電子元件10可采用或包括有源特征的形式，例如，晶體管、傳感器、顯示裝置或存儲裝置(例如，ROM裝置)。
特征步驟 1.聚合度(Pn) 本發(fā)明的各種聚酰胺和聚酰亞胺的特征部分地在于不同聚合物的聚合度(Pn)方面。通常，不同聚酰胺和聚酰亞胺的聚合度(Pn)可以為低至約10到高達(dá)約100，并且在一些實(shí)施方式中，可以為低至約30到高達(dá)約100。聚合度(Pn)是無單元可變的。本發(fā)明的聚酰胺和聚酰亞胺的聚合度(Pn)可使用凝膠滲入色譜法來確定。聚酰亞胺合成領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠使用凝膠滲入色譜法合理地確定聚酰胺和聚酰亞胺的聚合度(Pn)。
2.粘度 根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的聚合物溶液的特征部分地在于聚合物溶液的粘度方面。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的聚合物溶液通?？删哂性诘椭良s5毫帕·秒至高達(dá)約40毫帕·秒范圍內(nèi)的粘度(在25℃下測量)，并且在一些實(shí)施方式中，可具有在低至約10毫帕·秒至高達(dá)約30毫帕·秒范圍內(nèi)的粘度(在25℃下測量)。
可以基于以下使用裝配有用于小樣本的適配器的布氏DV-III型(Brookfield Model DV-III)可編程流變儀的程序來確定根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的聚合物溶液的粘度。布氏DV-III型流變儀可從馬薩諸塞(美國)斯托頓的布魯克菲爾德工程實(shí)驗(yàn)室公司獲得。
用室溫(約25℃)下的樣本確定聚合物溶液的特定樣本的粘度(“布氏粘度”)。將被測試的約5克聚合物溶液放置在小樣本適配器中，該小樣本適配器定位在流變儀的粘度測量室內(nèi)。將適當(dāng)?shù)男妮S定位在測量室內(nèi)的小樣本適配器內(nèi)，該心軸由心軸數(shù)確定，并且被選擇成使得測得的粘度在特定心軸的范圍內(nèi)。在以基于校準(zhǔn)研究選擇的轉(zhuǎn)每分(RPM)速度運(yùn)行所選心軸的同時(shí)，測量布氏粘度，根據(jù)可從布魯克菲爾德工程實(shí)驗(yàn)室獲得的對于布氏DV-III型可編程流變儀的指導(dǎo)進(jìn)行所述校準(zhǔn)研究。
權(quán)利要求
1.一種電子元件，所述電子元件包括
基板；以及
與所述基板工作連接的聚合物層，所述聚合物層包括低分子量聚酰亞胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其中，所述低分子量聚合物具有分子式XV、分子式XVI、分子式XVII、分子式XVIII的化學(xué)結(jié)構(gòu)或它們的異構(gòu)體
其中
M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是烷基、烯基或羰基，并且
R2、R3、R4和R5獨(dú)立地選自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔铮渲?，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)，并且R6是烷基或烯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子元件，其中，R2、R3、R4和R5各自獨(dú)立地選自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔?，其中，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R6是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
R6是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子元件，其中，
R1是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
R1是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3至高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其中，所述低分子量聚酰亞胺具有分子式XIX的化學(xué)結(jié)構(gòu)
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子元件，其中，R2、R3、R4和R5各自獨(dú)立地選自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔铮渲?，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R6是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
R6是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子元件，其中
R1是分子式
的酮基團(tuán)，其中，R7和R8獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式
的酯基團(tuán)，其中，R9和R10獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式
的酰胺基團(tuán)，其中，R11、R12和R13獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
R1是分子式
的烯酮基團(tuán)，其中，R14、R15、R16和R17獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子元件，其中，R2、R3、R4和R5各自獨(dú)立地選自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔铮渲?，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R6是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
R6是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子元件，其中，所述低分子量聚酰亞胺具有分子式XX的化學(xué)結(jié)構(gòu)
10.一種聚合物組合物，所述聚合物組合物包括
低分子量聚酰胺；以及
有機(jī)溶劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚合物組合物，其中
基于所述聚合物組合物的總重量，所述聚合物組合物中所述低分子量聚酰胺的濃度在低至約10重量百分比至高達(dá)約80重量百分比的范圍內(nèi)；并且
在25℃下測量的所述聚合物組合物的粘度在低至約5毫帕·秒至高達(dá)約40毫帕·秒的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚合物組合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式I的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
其中，M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚合物組合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式II的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
其中，M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚合物組合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式III的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
其中，M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R1是烷基、烯基或羰基。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的聚合物組合物，其中
R1是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式
的酮基團(tuán)，其中，R7和R8獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式
的酯基團(tuán)，其中，R9和R10獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R1是分子式
的酰胺基團(tuán)，其中，R11、R12和R13獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
R1是分子式
的烯酮基團(tuán)，其中，R14、R15、R16和R17獨(dú)立地選自
分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚合物組合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式V的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚合物組合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式VI的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚合物組合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式IV的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
其中，
M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R2、R3、R4和R5可以是分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔铮渲?，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)，并且R6是烷基或烯基。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的聚合物組合物，其中，R2、R3、R4和R5各自獨(dú)立地分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔?，其中，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R6是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；
R6是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)；或者
R6是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)。
20.一種聚合物組合物，所述聚合物組合物包括
聚酰胺；以及
有機(jī)溶劑，其中
所述聚合物組合物中所述聚酰胺的濃度在基于所述聚合物組合物的總重量的低至約10重量百分比到高達(dá)約80重量百分比的范圍內(nèi)變動(dòng)；并且
在25℃下測量的所述聚合物組合物的粘度在低至約5毫帕·秒至高達(dá)約40毫帕·秒的范圍內(nèi)變動(dòng)。
21.一種方法，所述方法包括
使噴墨印刷裝置的噴嘴以一道次經(jīng)過電子元件的表面上方；
在一道次的過程中從所述噴墨印刷裝置的噴嘴噴射聚合物組合物的液滴，使得所述液滴收集在電子元件的表面上，并在所述電子元件的表面上形成所述聚合物組合物的膜，所述聚合物組合物包括
溶劑，以及
聚酰胺；以及
處理所述聚合物組合物的膜，以從所述膜上除去所述溶劑，并將所述聚酰胺轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺，在所述電子元件的表面上留下聚酰亞胺層，所述聚酰亞胺層具有至少約3微米的厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述聚合物組合物中聚酰胺的濃度在基于所述聚合物組合物的總重量的低至約10重量百分比到高達(dá)約80重量百分比的范圍內(nèi)變動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，在25℃下測量的所述聚合物組合物的粘度在低至約5毫帕·秒至高達(dá)約40毫帕·秒的范圍內(nèi)變動(dòng)。
24.一種方法，所述方法包括
從印刷裝置噴射聚合物組合物的液滴，使得所述液滴收集在電子元件的表面上，并在所述電子元件的表面上形成所述聚合物組合物的膜，所述聚合物組合物包括
有機(jī)溶劑，以及
聚酰胺；其中
所述聚合物組合物中聚酰胺的濃度在基于所述聚合物組合物的總重量的低至約10重量百分比到高達(dá)約80重量百分比的范圍內(nèi)變動(dòng)；并且
在25℃下測量的所述聚合物組合物的粘度在低至約5毫帕·秒至高達(dá)約40毫帕·秒的范圍內(nèi)變動(dòng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括，處理所述聚合物組合物的膜，以從所述膜上除去所述溶劑，并將所述聚酰胺轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺，在所述電子元件的表面上留下聚酰亞胺層，所述聚酰亞胺層具有至少約3微米的厚度。
26.一種方法，所述方法包括
從印刷裝置噴射聚合物組合物的液滴，使得所述液滴收集在電子元件的表面上，并在所述電子元件的表面上形成所述聚合物組合物的膜，所述聚合物組合物包括
有機(jī)溶劑，以及
低分子量聚酰胺。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式I的化學(xué)結(jié)構(gòu)
其中，M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式II的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
其中，M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式III的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
其中，M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R1是烷基、烯基或羰基。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式IV的化學(xué)結(jié)構(gòu)或其異構(gòu)體
其中，
M是在低至約10到高達(dá)約100范圍內(nèi)的整數(shù)；并且
R2、R3、R4和R5獨(dú)立地選自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳?xì)浠衔?，其中，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高達(dá)12范圍內(nèi)的整數(shù)，并且R6是烷基或烯基。
全文摘要
本發(fā)明涉及低粘度聚合物印刷溶液和包含基于低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亞胺的電子元件，其中該電子元件包括基板和被定向?yàn)榕c基板工作連接的聚合物層，聚合物層包括低分子量聚酰亞胺。
文檔編號H01L21/56GK101752325SQ20091017888
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者約阿希姆·馬勒, 曼弗雷德·門格爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司