(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に配設されたゲート電極と、前記ゲート電極に接して形成されたゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極に接して形成された半導体層と、該半導体層に対して、前記ゲート絶縁層とは反対側に形成された保護層とを備え、前記保護層は下記式（ａ）および（ｂ）で表される繰り返し単位を含む重合体を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
【化１】
0005974588.tif 000021
（式（ａ），（ｂ）において、Ｒａ１、Ｒｂ１はそれぞれ独立に水素原子、またはメチル基を表す。Ｒａ２は下記式（ｘ１）または（ｘ２）で表される１価の有機基であり、Ｒｂ２は下記式（ｙ１）または（ｙ２）で表される１価の有機基である。なお、１分子中に上記式（ａ）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよく、上記式（ｂ）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。）
【化２】
0005974588.tif 000022
（式（ｘ１），（ｘ２）において、Ｒｘ１、Ｒｘ２はそれぞれ独立に水素原子、もしくは置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基を表す。ただし、Ｒｘ１とＲｘ２のうちの少なくとも一方は、置換基を有していても良い炭素数が１から２０の１価の有機基である。
式（ｘ２）において、Ｒｘ３は置換基を有していても良い炭素数１から１０の２価の炭化水素基を表す。）
【化３】
0005974588.tif 000023
（式（ｙ１），（ｙ２）において、Ｒｆはフッ素原子で置換された炭素数１から２０の１価の脂肪族炭化水素基を表す。）
【請求項２】
前記保護層を形成する重合体が、更に、下記式（ｃ１）および（ｃ２）で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つの繰り返し単位を含む重合体であることを特徴とする請求項１に記載の電界効果トランジスタ。
【化４】
0005974588.tif 000024
（式（ｃ２）において、Ｒｃは置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基を表す。なお、１分子中に上記式（ｃ１）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよく、上記式（ｃ２）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。）
【請求項３】
前記半導体層が前駆体変換型の有機半導体からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電界効果トランジスタを用いた表示用パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果トランジスタと、この電界効果トランジスタを用いた表示用パネル、並びにこの電界効果トランジスタの保護層の材料として好適に用いられる重合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界効果トランジスタは、支持基板、ゲート絶縁層、該ゲート絶縁層により隔離されたゲート電極と半導体層、該半導体層に接して設けられたソース電極とドレイン電極を有する。ここで、半導体層の材料としては、従来から幅広く用いられているアモルファスシリコンや、酸化物半導体材料などの無機材料に加え、有機半導体材料を用いることも可能である。半導体層として有機材料を用いた場合、半導体層を湿式製膜により形成することが比較的容易となる。また、金属塩を前駆体としてそれらを適当な溶媒に溶解して湿式製膜を行い、さらに加熱などにより酸化物半導体層を形成することもでき、無機半導体も湿式法で形成することが可能である。このような湿式製膜による方法は、シリコン等の無機材料を蒸着する方法に比べ、製造コストが安価で、軽量性や耐衝撃性に優れた素子とすることができることから注目されている。
【０００３】
一方で、電界効果トランジスタの半導体層材料においては、湿度、酸素等の環境の影響を受けやすいものも多く、このような化合物を用いた場合、トランジスタ特性が、湿度、酸素等に起因する経時劣化を起こしやすい。
【０００４】
このため、一般に、ボトムゲート型のような電界効果型トランジスタ素子構造では、半導体層が外気に触れる構造となるため、該半導体層を外部環境から保護するために少なくとも半導体層を覆うような絶縁層である保護層を形成して半導体化合物を外部環境から保護する必要が生じる場合がある。
このような保護層としてポリスチレンやポリメチルメタクリレートなどの高分子材料を半導体層に接して形成することが知られている（特許文献１）。また、金属酸化物を保護層に用いることなども知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６７５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０２８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属酸化物などを保護層とする場合は、該保護層形成には蒸着法や、スパッタ法などの真空プロセスが必要であり、これらの工程は塗布法などに代表される湿式法に比べ、設備負荷が大きく、製造コストが高くなる傾向がある。
【０００７】
また、ポリスチレン等の材料は湿式法にて形成可能であるが、これらの材料による保護層を形成しても、トランジスタ特性の経時変動を抑制するには十分でなく、また保護層を形成することによりその形成前後でトランジスタ特性が変化してしまうというような問題もあった。
さらには、保護層についても所望のパターン形成が行えることが好ましく、その場合はエネルギー線、特に紫外線などの光による硬化、架橋が行える材料が望ましい。
【０００８】
本発明の目的は、湿式法により層形成することができ、架橋による硬化が可能で、形成前後での電界効果トランジスタ特性の変動が少なく、かつトランジスタ特性の経時変動も抑制しうる保護層を設けた電界効果トランジスタ及び該電界効果トランジスタを用いた表示パネル及び該電界効果トランジスタの保護層として好適な重合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の重合体が、保護層の材料として上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明は以下を要旨とする。
【００１１】
［１］  基板に配設されたゲート電極と、前記ゲート電極に接して形成されたゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極に接して形成された半導体層と、該半導体層に対して、前記ゲート絶縁層とは反対側に形成された保護層とを備え、前記保護層は下記式（ａ）および（ｂ）で表される繰り返し単位を含む重合体を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
【００１２】
【化１】
0005974588.tif 000002
【００１３】
（式（ａ），（ｂ）において、Ｒａ１、Ｒｂ１はそれぞれ独立に水素原子、またはメチル基を表す。Ｒａ２は下記式（ｘ１）または（ｘ２）で表される１価の有機基であり、Ｒｂ２は下記式（ｙ１）または（ｙ２）で表される１価の有機基である。なお、１分子中に上記式（ａ）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよく、上記式（ｂ）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。）
【００１４】
【化２】
0005974588.tif 000003
【００１５】
（式（ｘ１），（ｘ２）において、Ｒｘ１、Ｒｘ２はそれぞれ独立に水素原子、もしくは置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基を表す。ただし、Ｒｘ１とＲｘ２のうちの少なくとも一方は、置換基を有していても良い炭素数が１から２０の１価の有機基である。
式（ｘ２）において、Ｒｘ３は置換基を有していても良い炭素数１から１０の２価の炭化水素基を表す。）
【００１６】
【化３】
0005974588.tif 000004
【００１７】
（式（ｙ１），（ｙ２）において、Ｒｆはフッ素原子で置換された炭素数１から２０の１価の脂肪族炭化水素基を表す。）
【００１８】
［２］  前記保護層を形成する重合体が、更に、下記式（ｃ１）および（ｃ２）で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つの繰り返し単位を含む重合体であることを特徴とする［１］に記載の電界効果トランジスタ。
【００１９】
【化４】
0005974588.tif 000005
【００２０】
（式（ｃ２）において、Ｒｃは置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基を表す。なお、１分子中に上記式（ｃ１）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよく、上記式（ｃ２）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。）
【００２２】
［３］  前記半導体層が前駆体変換型の有機半導体からなることを特徴とする［１］又は［２］に記載の電界効果トランジスタ。
【００２３】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかに記載の電界効果トランジスタを用いた表示用パネル。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の重合体は、湿式法で膜形成することができ、また、エネルギー線の照射で架橋、硬化が可能である。また、この重合体を用いて電界効果トランジスタの保護層を形成した場合、保護層形成前後でのトランジスタ特性の変化、さらには、保護層形成後のトランジスタ特性の経時変化も抑制される。
【００３５】
このため、本発明によれば、保護層により半導体層を保護して周囲環境による劣化を効果的に防止した電界効果トランジスタであって、保護層形成によるトランジスタ特性の変化およびその後の経時変化が小さく、安定した特性を示す電界効果トランジスタを、湿式法を採用して安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の電界効果トランジスタの代表的な構造を表す縦断面の模式図である。
【図２】実施例１およびと比較例１で作製した電界効果トランジスタの伝達特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３８】
本発明の電界効果トランジスタは、基板に配設されたゲート電極と、前記ゲート電極に接して形成されたゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成されたソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極に接して形成された半導体層と、半導体層に対してゲート絶縁層と反対側に形成された保護層とを備えるものである。
【００３９】
本発明の実施の形態に係る電界効果トランジスタの構造を図面に基づいて説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は、電界効果トランジスタの代表的構造を示す縦断面の模式図であり、図１（Ａ），（Ｂ）において、１は半導体層、２はゲート絶縁層、３はソース電極、４はドレイン電極、５はゲート電極、６は支持基板、７は保護層である。図１（Ａ）に示される電界効果トランジスタは、ボトムゲート・ボトムコンタクト型、図１（Ｂ）に示される電界効果トランジスタはボトムゲート・トップコンタクト型と称される。なお、図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の電界効果トランジスタの構造の代表例であり、本発明の電界効果トランジスタは何ら図１（Ａ），（Ｂ）に示される構造のものに限定されるものではない。
図１（Ａ），（Ｂ）に示されるようなボトムゲート型の電界効果トランジスタにおいて、保護層７は、半導体層１が外部環境と直接触れることがないように、また、半導体層１の汚染や、特性変動を抑制するため、ゲート絶縁層２と反対側に形成される。
【００４０】
このような本発明の電界効果トランジスタの各構成要素について以下に説明する。
【００４１】
[支持基板]
本発明の電界効果トランジスタにおいて、支持基板６としては、電界効果トランジスタにおいて用いられている公知の基板を用いることができる。その材料としては、電界効果トランジスタおよびその上に作製される表示素子、表示パネル等を支持できるものであればよく、公知のガラス、酸化珪素、および珪素等の金属等の無機材料、並びに各種有機ポリマー等の有機材料等が挙げられ、これらは、例えば、無機材料の基板の表面に有機ポリマー等をコーティングして表面に絶縁層を形成した基板等の無機材料と有機材料との併用の場合も含めて２種以上を組み合わせて用いることもできる。尚、有機ポリマーとしては、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルスルフォン、エポキシ樹脂、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリパラバン酸、ポリシルセスキオキサン、ポリビニルフェノール、およびポリオレフィン等が挙げられ、これらを成形したフィルム状もしくはシート状のものを用いることができる。また、これらの有機ポリマーは、必要に応じて、充填材、添加剤等を含んでいてもよい。
【００４２】
支持基板６の厚みは、機械的強度が強く破損や破断が起こり難い点では厚いことが好ましいが、また、一方で、素子の軽量性及び可撓性が必要な場合に可撓性が大きくなりやすい点では薄いことが好ましい。具体的には、支持基板の厚みは、０．０１〜１０ｍｍの範囲であることが好ましく、０．０５〜２ｍｍの範囲であることが特に好ましい。これら範囲の中で、例えば、有機ポリマーよりなる基板の場合は、０．０５〜０．１ｍｍ程度の厚みとし、ガラス、珪素等よりなる基板の場合は、０．１〜１０ｍｍ程度の厚みとすることが好ましい。また、支持基板６は、複数の層からなる積層体であってもよい。
【００４３】
[ゲート電極]
本発明の電界効果トランジスタにおいて、ゲート電極５としては、従来の電界効果トランジスタにおいて用いられている導電性材料を用いることができる。ゲート電極５の導電性材料としては、例えば、白金、金、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属の他、ＩｎＯ２、ＳｎＯ２、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子、および、それらに塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＰＦ６、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、沃素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子等のドーパントを添加したもの、並びに、カーボンブラック、グラファイト粉、金属微粒子等を分散した導電性の複合材料等が挙げられる。また、支持基板とゲート電極を兼ねて、導電性ｎ型シリコンウェハを用いてもよい。
【００４４】
これらの導電性材料によるゲート電極は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、塗布法、印刷法、ゾルゲル法等により形成された膜を、必要に応じて所望の形状にパターニングすることにより形成される。そのパターニング法としては、例えば、フォトレジストのパターニングと、エッチング液によるウェットエッチングや反応性のプラズマによるドライエッチング等のエッチングを組み合わせたフォトリソグラフィー法、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィーの手法、およびこれらの手法を複数組み合わせた手法等が挙げられる。また、レーザーや電子線等のエネルギー線を照射して材料を除去したり、材料の導電性を変化させることにより、直接パターンを形成することも可能である。
【００４５】
このようなゲート電極５の厚みは、電界効果トランジスタを構成する層の段差が小さく、その上から更に層を構成する場合に層欠陥や接触不良が起こり難い点では薄いことが好ましいが、また、一方で、電極の断線等が生じ難く素子の信頼性に優れる点では厚いことが好ましい。具体的には、１ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることが特に好ましい。また、１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【００４６】
[ゲート絶縁層]
本発明の電界効果トランジスタにおいて、ゲート絶縁層２の構成材料としては、従来の電界効果トランジスタにおいて用いられている材料を用いることができる。例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の有機ポリマー等の有機材料、および、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化物、窒化珪素等の窒化物、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３等の強誘電性酸化物等の無機材料が挙げられる。また、有機材料と無機材料との混合物も用いられ、例えば、上記酸化物や窒化物、強誘電性酸化物等の粒子を分散させた上記有機ポリマー等が挙げられる。
【００４７】
ゲート絶縁層２は、スピンコーティングやブレードコーティング等の塗布法、蒸着法、スパッタ法、スクリーン印刷やインクジェット等の印刷法、アルミニウム上のアルマイトのように金属上に酸化膜を形成する方法等、材料特性に合わせた方法で形成することができる。
【００４８】
ゲート絶縁層２の厚みは、リーク電流が発生し難いことから、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上であることが特に好ましく、また、ゲート絶縁層２としての容量が大きく、ゲート電圧印加時のキャリア誘起量に優れることから、４μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下であることが特に好ましい。
【００４９】
尚、一般にゲート絶縁層の静電容量が大きくなる程、ゲート電圧を低電圧で駆動できることになるので有利になり、これには、ゲート絶縁層の材料として誘電率の大きな絶縁材料を用いるか、ゲート絶縁層の厚さを薄くすることで対応できる。
【００５０】
[半導体層]
本発明の電界効果トランジスタにおいて、半導体層１を形成する材料としては、公知の半導体材料を用いることができ、特に制限はない。例えば、シリコン類や酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ガリウム、酸化テルル、酸化ゲルマニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、ＩＴＯ、ＩｎＧａＯＺｎＯ４などのＩＧＺＯ類、ＩＨｆＺＯ、ＬａＣｕＯＳ、ＬａＣｕＯＳｅ、ＳｒＣｕ２Ｏ２、酸化ニッケルに代表される酸化物半導体などの無機材料、および有機物半導体材料を用いることができる。
【００５１】
有機半導体材料の例としては、ポリピロールおよびポリピロール置換体、（レジオレギュラー）ポリチオフェンおよびポリ（３−ヘキシルチオフェン）、ポリ（２，５−ビス（２−チエニル）−３，６−ジアルキルチエノチオフェン、ポリ（２，５−ビス（３−アルキルチオフェン−２−イル）チエノチオフェンなどのポリチオフェン置換体、ポリイソチアナフテンなどのイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリンおよびポリアニリン置換体、ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類、ポリアズレン類、ポリピレン類、ポリカルバゾール類、ポリセレノフェン類、ポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドール類、ポリピリダジン類、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのπ共役系のポリマー、オリゴマーおよび多環縮合体、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類、およびトリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジンなどのアセン類の炭素原子の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体、さらには６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセンなど、アセン類の水素原子を他の官能基で置換して溶媒に可溶化した誘導体、１３，６−Ｎ−スルフィニルアセトアミドペンタセンなどの変換型アセン類、金属フタロシアニン類、ポルフィリン誘導体、金属ポルフィリン誘導体等のアヌレン化合物に代表される大環状共役低分子化合物、テトラチアフルバレンおよびテトラチアフルバレン誘導体、ベンゾチエノベンゾチオフェン、テトラチアペンタレンおよびテトラチアペンタレン誘導体、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ'−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ'−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ'−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）、Ｎ，Ｎ'−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、アントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素とこれらの誘導体、可溶化したフラーレンなどが挙げられる。
【００５２】
有機半導体材料、溶媒に可溶な酸化物半導体材料などは、半導体層を湿式製膜できる可能性を有することから、電界効果トランジスタの製造をより簡便に行うことができ、好ましい。その中でも、半導体層の形成時には溶媒に可溶な形態であって、半導体層の湿式製膜後に加熱、光照射などにより化合物の構造を変化させ溶解度を低減させるような前駆体変換型の化合物は、半導体層形成後に更に他の層を形成する際に半導体層が溶媒等の影響を受けにくいという点でより好ましく用いられる。そのような化合物として、アヌレン化合物が特に好ましく用いられ、さらに後述する前駆体変換型のアザアヌレン化合物が好ましい。
【００５３】
ここで、アザアヌレン構造とは、Ｃ−Ｃ結合とＣ＝Ｃ結合とが交互に共役して単環を形成した単環状共役ポリエン（アヌレン）の炭素原子の一部が窒素原子に置換したものであり、本発明においては、その１６員環である〔１６〕アザアヌレン構造が好ましく、その〔１６〕アザアヌレン構造を有する化合物として、代表的には、ポルフィリン化合物、およびフタロシアニン化合物が挙げられる。これらは、同じく有機半導体として知られているペンタセンやオリゴチオフェン等の分子構造が棒状であるのに対し、平面性の高い環状構造を有している。
【００５４】
そのようなアザアヌレン化合物としては単結晶または多結晶の有機半導体を形成する化合物であれば、特に限定は無い。具体的には、ポルフィリン化合物やフタロシアニン化合物等が挙げられる。これらのうち、結晶性が高く、化学的安定性に優れることからポルフィリン化合物が好ましく、ベンゾポルフィリン化合物または加熱や光照射などによりベンゾポルフィリン化合物に変換可能なビシクロベンゾポルフィリン化合物が更に好ましい。なお、本発明において、ポルフィリン化合物とは、ポルフィリン骨格を有する化合物のことを言い、フタロシアニン化合物とは、フタロシアニン骨格を有する化合物のことを言う。
【００５５】
これらアザアヌレン化合物の中でも、前駆体変換型の有機半導体が好ましい。前駆体変換型の有機半導体とは、加熱または光照射等により化学構造が変化することにより半導体特性を有する半導体である。この前駆体としては、加熱または光照射等により逆ディールス・アルダー反応を起こす熱および／または光変換型のビシクロ構造を有するアヌレン化合物が好ましく、加熱により逆ディールス・アルダー反応を起こす熱変換型のビシクロ構造を有するアヌレン化合物が特に好ましい。
【００５６】
ビシクロ構造を有するアヌレン化合物としては、下記式（１）および（２）で表される構造の化合物が好ましい。
【００５７】
【化９】
0005974588.tif 000006
【００５８】
（式（１），（２）中、Ｒ５〜Ｒ１６は、各々１価の原子または１価の原子団を表し、（Ｒ９，Ｒ１０）、（Ｒ１１，Ｒ１２）、（Ｒ１３，Ｒ１４）および（Ｒ１５，Ｒ１６）のうちの少なくとも一つの組は一体となって下記式（３）で表される基を形成する。また、Ｍは金属原子または金属原子団を表す。）
【００５９】
【化１０】
0005974588.tif 000007
【００６０】
（式（３）中、Ｒ１〜Ｒ４は、各々水素原子または炭素数１０以下のアルキル基を表し、Ｒ１７〜Ｒ２０は、各々１価の原子または１価の原子団を表す。）
【００６１】
Ｒ５〜Ｒ８は、各々同一でも異なっていても良いが、合成及び精製が容易であることから同一であることが好ましい。また、Ｒ５〜Ｒ８は、ポルフィリン環が歪むことによる平面性の低下が起こり難く、その原子又は原子団自体がπ共役系の重なりを阻害する原因になり難いことから小さな基であることが好ましい。具体的には、Ｒ５〜Ｒ８としては、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数１〜１０の１価の有機基が好ましい。Ｒ５〜Ｒ８の好ましい具体例を挙げると、水素原子；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、プロパニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基などの炭素数１〜１０の１価の有機基などが挙げられる。ここで、上述の１価の有機基は、アルキル基等の有機基で更に置換されていてもよい。また、上述の１価の有機基は、フッ素、塩素等のハロゲン原子やアルキル基等の有機基で更に置換されていてもよい。なお、置換基を有する場合の１価の有機基が有する炭素数は、置換基も含めた炭素数を言う。これらのうち、水素原子又はハロゲン原子等の１価の原子が好ましく、水素原子、フッ素原子又は塩素原子が特に好ましい。
【００６２】
また、Ｒ９〜Ｒ１６は、各々同一でも異なっていても良いが、合成及び精製が容易であることから同一であることが好ましい。１価の原子としては、例えば、水素原子及びハロゲン原子等が挙げられる。また、１価の原子団としては、例えば、ヒドロキシル基及びメチル基、エチル基等のアルキル基やカルボキシル基等の１価の有機基等が挙げられる。これらの内、化学的安定性に優れることから１価の有機基が好ましい。なお、この１価の有機基は、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ元素を有していても良い。
【００６３】
（Ｒ９、Ｒ１０）、（Ｒ１１、Ｒ１２）、（Ｒ１３、Ｒ１４）及び（Ｒ１５、Ｒ１６）のうちの少なくとも一つの組は、一体となって式（３）で表される基（式（３）で表されるビシクロ構造を有するビシクロ基）を形成したものを表す。ここで、好ましくは２組以上、更に好ましくは４組が、一体となって式（３）で表される基（式（３）で表されるビシクロ構造を有するビシクロ基）を形成しているのがよい。Ｒ９とＲ１０の合計炭素数、Ｒ１１とＲ１２の合計炭素数、Ｒ１３とＲ１４の合計炭素数、及びＲ１５とＲ１６の合計炭素数は、溶解性の点では多いのが好ましいが、一方、結晶化するまでに要する時間が短い点では少ないことが好ましい。そこで、具体的には、これらの各合計炭素数が６以上であることが好ましく、８以上であるのが更に好ましく、また、一方、５０以下であることが好ましく、３０以下であるのが更に好ましい。
【００６４】
Ｒ１〜Ｒ４は、各々同一でも異なっていても良いが、合成及び精製が容易であることから同一であることが好ましい。また、短時間で結晶化させやすいことから水素原子が好ましい。Ｒ１〜Ｒ４がアルキル基である場合、脱離するエチレン誘導体の分子量が小さくて蒸気圧が高いために脱離して系外に除去し易いことから、Ｒ１〜Ｒ４の炭素数は少ないのが好ましい。従って、該アルキル基の炭素数は１０以下、好ましくは６以下、より好ましくは３以下である。Ｒ１〜Ｒ４がアルキル基である場合、該アルキル基は、直鎖状でも分岐状でも環を形成していてもよい。例を挙げると、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基等が挙げられる。なお、これらのアルキル基は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、Ｒ１〜Ｒ４がアルキル基である場合、該アルキル基は、置換基を有していてもよい。Ｒ１〜Ｒ４の置換基としては、任意であるが、例えば、フッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子などが挙げられる。また、１価のアルキル基は、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ元素を有する基で置換されていても良い。
【００６５】
なお、これらの置換基は１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【００６６】
（Ｒ１、Ｒ２）及び（Ｒ３、Ｒ４）のうちの少なくとも一つの組は、２つのＲが両方とも炭素数１０以下のアルキル基であることが好ましい。この際、炭素数１０以下のアルキル基は、直鎖状でもよく、分岐状でもよい。また、置換基を有していてもよく、環を形成してもよい。このように、ビシクロ構造中の１つの炭素原子に炭素数１０以下のアルキル基置換基を２個有することにより、多様な有機溶媒に対して、ビシクロポルフィリン化合物の溶解性を高めることが可能となっている。
【００６７】
Ｒ１７〜Ｒ２０としては、有機半導体の製造（結晶化熱処理）の際に脱離するエチレン誘導体（エチレン化合物）が、常圧２００℃で気体または液体となるものが好ましく、常温常圧において、気体または液体となるものが好ましい。また、これらの条件で気体となるものが特に好ましい。また、Ｒ１７〜Ｒ２０は、ビシクロポルフィリン化合物から有機半導体を製造した場合に得られる有機半導体の特性を発現するためのπ共役系の分子間の重なりを阻害し難いことから、立体障害が小さく、置換基が小さいものが好ましい。従って、具体的には、水素原子；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、プロパニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基などの１価の有機基などが好ましく、水素原子、フッ素原子または塩素原子が更に好ましく、水素原子が特に好ましい。Ｒ１７〜Ｒ２０が１価の有機基である場合、その炭素数は、１〜１０であることが好ましい。
【００６８】
式（２）において、Ｍは金属原子または金属原子団を表す。この金属原子または金属原子団の中心金属は、半導体特性が良好となりやすいことから、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｉｒ、ＲｕおよびＰｂ等が好ましく、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅが更に好ましく、ＣｕおよびＺｎが特に好ましい。
【００６９】
特に好適なビシクロポルフィリン化合物を次に例示する。なお、以下の例示物では、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｍｅ（Ｍｅはメチル基を表す）で、Ｒ３＝Ｒ４＝Ｈの例を示しているが、メチル基の代わりに他のアルキル基を用いた例も好適である。また、合成上、（Ｒ１，Ｒ２）と（Ｒ３，Ｒ４）とが入れ替わったものも生じるため、メチル基で置換された位置の異なる異性体あるいはそれらの混合物も合成時には得られるが、それらも好適である。
【００７０】
【化１１】
0005974588.tif 000008
【００７１】
ここで、熱変換型のビシクロ構造を有するポルフィリンは、通常１５０℃以上、好ましくは１５０〜２５０℃程度に加熱されることにより、例えば、次式の様に、エチレン化合物が脱離して、変換され、結晶化することにより、高い移動度を有するアヌレン構造の有機半導体膜となる。
【００７２】
【化１２】
0005974588.tif 000009
【００７３】
（式（７），（８）中、Ｍは、前述と同じ金属原子または金属原子団を表す。）
【００７４】
ビシクロ構造を有するアヌレン化合物としては、分子間相互作用が大きくなることから、中心に金属原子が無い式（１）で表される構造に対し、中心に金属原子または金属原子団がある式（２）で表される構造のものが好ましく、式（２）において中心に金属原子を有する構造のものが更に好ましい。また、上記式（１）および（２）で表されるように対称性の良い構造が好ましいが、非対称構造であっても良い。
【００７５】
なお、これらの有機半導体化合物は、１種のみを用いても２種以上を任意の組合せと比率で用いてもよい。
【００７６】
本発明において、半導体層１の形成方法に特に制限は無い。
【００７７】
半導体材料としてシリコン系材料を用いる場合は、シリコン単結晶基板を用い、公知の方法で半導体層の形成を行うことができる。またアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のエキシマレーザアニール（ＥＬＡ）による結晶化、ａ−Ｓｉからの固相成長、ポリシリコンの直接堆積（ａｓ-ｄｅｐｏ  ｐｏｌｙ-Ｓｉ）などの方法により形成することもできる。シリコン窒化物などを用いる場合はＣＶＤなどの方法を用いることもできる。
【００７８】
また、酸化物半導体材料を用いる場合は、公知のスパッタ法などでインジウム、ガリウム、亜鉛、ハフニウム、スズ等をスパッタすることにより半導体層を形成することができる。一方でインジウム、ガリウムなどの硝酸塩、および酢酸亜鉛などの溶液を塗布した後、加熱処理することなどによる湿式法による形成も可能である。
【００７９】
有機半導体材料を用いる場合についても、蒸着により半導体層を形成することもでき、塗布等の湿式法により形成しても、蒸着等の乾式法により形成してもよい。ただし、簡便で低コストに高性能な電界効果トランジスタを得やすい上に大面積化にも適していることから、湿式法で形成することが好ましい。湿式法による場合は、例えば、スピンコーティング、インクジェット、ノズルプリント、スタンプ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等により半導体材料を塗布した後、乾燥させることにより形成することができる。
【００８０】
有機半導体層を湿式法により形成する場合、電界効果トランジスタが高性能になりやすいことから、半導体層は結晶化処理が施されているのが好ましく、加熱やレーザー照射による結晶化処理が施されているのが特に好ましい。結晶化処理としては、ホットプレート、オーブンなどによる加熱またはレーザー照射などが挙げられる。加熱温度については、結晶化が進行しやすい点では高温が好ましく、また、一方で、基板等に熱の影響を与え難い点では低温が好ましい。具体的には、１００℃以上が好ましく、１５０℃以上が特に好ましく、また、一方で、３００℃以下が好ましく、２５０℃以下が特に好ましい。
【００８１】
半導体層１の膜厚は、任意であるが、１ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以上が更に好ましい。また、１０μｍ以下が好ましく、１μｍ以下が更に好ましく、５００ｎｍ以下が特に好ましい。
【００８２】
半導体層１のキャリア密度は、半導体特性の発現の点では、高いことが好ましいが、オフ電流低減の点では、低いことが好ましい。そこで、移動度、ソース電極−ドレイン電極間の電気伝導度および電荷素量から求めたキャリア密度は１×１０７／ｃｍ３以上が好ましく、１×１０８／ｃｍ３以上がより好ましく、また、一方で、１×１０１８／ｃｍ３以下が好ましく、１×１０１７／ｃｍ３以下がより好ましい。
【００８３】
[ソース電極、ドレイン電極]
電界効果トランジスタにおいて、ソース電極３は、配線を通じて外部から電流が流入する電極であり、ドレイン電極４は、配線を通じて外部に電流を送り出す電極であり、前述した半導体層１に接して設けられている。
【００８４】
本発明の電界効果トランジスタにおいて、ソース電極３およびドレイン電極４の材料としては、従来の電界効果トランジスタに用いられている導電性材料を用いることができ、例えば、前記ゲート電極５の材料として挙げたものと同様の材料が挙げられる。
【００８５】
また、これらの導電性材料によるソース電極３およびドレイン電極４は、前記ゲート電極５の製膜法および必要に応じたパターニング法として挙げたものと同様の製膜法およびパターニング法により形成される。また、レーザーや電子線等のエネルギー線を照射して電極外の部分を除去したり、電極材の導電性を変化させたりすることにより、直接にパターンを形成することもできる。中でも、ソース電極３およびドレイン電極４におけるパターニング法としては、フォトリソグラフィー法による方法が好ましい。そのフォトリソグラフィー法としては、電極材料を製膜し、形成された膜の電極外の部分をエッチングにより除去する方法、および、電極外の部分にレジスト等を塗布等によりパターニングした後、その上に電極材を製膜し、しかる後、レジスト等を溶解する溶剤で溶出することにより、その上に製膜された電極材を除去する方法（リフトオフ法）に大別されるが、本発明におけるソース電極３およびドレイン電極４の形成におけるパターニング方法としては前者が好ましい。
【００８６】
これらソース電極３およびドレイン電極４の厚みは、電界効果トランジスタを構成する層の段差が小さく、その上から更に層を構成する場合に層欠陥や接触不良が起こり難い点では薄いことが好ましいが、また、一方で、電極の断線等が生じ難く、素子の信頼性が高い点では厚いことが好ましい。そこで、具体的には、１ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることが特に好ましい。また、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以下であることが更に好ましく、１００ｎｍ以下であることが特に好ましく、５０ｎｍ以下であることが最も好ましい。
【００８７】
また、ソース電極３とドレイン電極４との間の間隔（チャネル長さＬ）は１００μｍ以下として形成するのが好ましく、５０μｍ以下として形成するのが特に好ましく、チャネル幅Ｗは２，０００μｍ以下として形成するのが好ましく、５００μｍ以下として形成するのが特に好ましく、Ｌ／Ｗは１以下として形成するのが好ましく、０．１以下として形成するのが特に好ましい。
【００８８】
[保護層]
本発明の電界効果トランジスタにおいて、保護層は、下記式（ａ）および（ｂ）で表される繰り返し単位を含み、好ましくは更に、下記式（ｃ１）および（ｃ２）で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つの繰り返し単位を含む本発明の重合体により形成される。
【００８９】
なお、以下において、本発明の重合体の有機基についての炭素数は、当該有機基が置換基を有する場合は、その置換基も含めた炭素数である。また、有機基は、Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｓなどのヘテロ原子を含んでいてもよい。
また、「（メタ）アクリル」は「アクリル」と「メタアクリル」の双方を表し、「（メタ）アクリロ」等についても同様である。
【００９０】
【化１３】
0005974588.tif 000010
【００９１】
（式（ａ），（ｂ）において、Ｒａ１、Ｒｂ１はそれぞれ独立に水素原子、またはメチル基を表す。Ｒａ２は下記式（ｘ１）または（ｘ２）で表される１価の有機基であり、Ｒｂ２は下記式（ｙ１）または（ｙ２）で表される１価の有機基である。なお、１分子中に上記式（ａ）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよく、上記式（ｂ）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。）
【００９２】
【化１４】
0005974588.tif 000011
【００９３】
（式（ｘ１），（ｘ２）において、Ｒｘ１、Ｒｘ２はそれぞれ独立に水素原子、もしくは置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基を表す。ただし、Ｒｘ１とＲｘ２のうちの少なくとも一方は、置換基を有していても良い炭素数が１から２０の１価の有機基である。
式（ｘ２）において、Ｒｘ３は置換基を有していても良い炭素数１から１０の２価の炭化水素基を表す。）
【００９４】
【化１５】
0005974588.tif 000012
【００９５】
（式（ｙ１），（ｙ２）において、Ｒｆはフッ素原子で置換された炭素数１から２０の１価の脂肪族炭化水素基を表す。）
【００９６】
【化１６】
0005974588.tif 000013
【００９７】
（式（ｃ２）において、Ｒｃは置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基を表す。なお、１分子中に上記式（ｃ１）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよく、上記式（ｃ２）で表される繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。）
【００９８】
本発明の重合体は、式（ｂ）で表される繰り返し単位がフッ素原子を含むため、この重合体を用いて形成される保護層が撥水性に優れたものとなり、水を通し難い。また、半導体層上に湿式法で保護層を形成する際、フッ素原子を含む保護層形成用組成物は、湿式製膜後の乾燥で、半導体層に強く接着しすぎないため、保護層の形成による半導体特性の低下が起こり難い。更に、式（ｂ）で表される繰り返し単位に含まれるＲｆ基が脂肪族炭化水素基であるするため、形成される保護層は脆性が低いものとなる。また、本発明の重合体は、式（ａ）で表される繰り返し単位が有する架橋基（式（ｘ１）または（ｘ２）で表される有機基）により、重合開始剤が無くても架橋可能であるといった利点を備える。
【００９９】
Ｒａ１及びＲｂ１は、重合体のガラス転移温度を高くしたい場合は、メチル基であることが好ましいが、また、一方で、重合体のガラス転移温度を低くし、靭性を上げたい場合は水素原子にすることが好ましい。
また、式（ｘ１）及び（ｘ２）は、どちらの構造を選択しても良いが、例えば、式中の二重結合周辺の立体障害を低減し反応性を向上させたい場合は、式（ｘ２）の構造を導入することが効果的である。
【０１００】
式（ｘ１）および（ｘ２）において、Ｒｘ１及びＲｘ２はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基を表す。Ｒｘ１及びＲｘ２のうちの少なくとも一方は、置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基である。また、Ｒｘ１及びＲｘ２は式中の二重結合周辺の立体障害を低減する点では、どちらか一方が水素原子であることが望ましい。ただし、後述するように光反応性を高めるためには、他方は有機基であることが好ましい。
【０１０１】
置換基を有していても良い有機基の炭素数は、１から２０であるが、好ましくは炭素数１から１０である。その例としては、置換基を有していても良い、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、エチルヘキシル基、ノニル基、デカニル基、ドデシル基、などの直鎖もしくは分枝のアルキル基；置換基を有していても良い、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などの環状アルキル基；置換基を有していても良い、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、トリル基、キシリル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、ジエチルフェニル基、トリエチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、メチルナフチル基、ジメチルナフチル基、トリメチルナフチル基などの芳香族炭化水素基；置換基を有していても良い、エチニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などのアルケニル基；置換基を有していても良い、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基などのアルコキシ基；置換基を有していても良い、フェノキシ基、ナフトキシ基などのアリールオキシ基などが挙げられる。
これらの有機基の中では、光照射時、特に紫外線照射時の反応性が高いことから、フェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基が好ましい。
【０１０２】
なお、Ｒｘ１とＲｘ２のうちの少なくとも一方は、置換基を有していても良い炭素数が１から２０の１価の有機基であり、Ｒｘ１とＲｘ２とは共に水素原子であることはない。
【０１０３】
式（ｘ２）中のＲｘ３は、置換基を有していても良い炭素数１から１０の２価の炭化水素基である。炭化水素基は具体的には脂肪族炭化水素基もしくは芳香族炭化水素基であれば特に制限はないが、その例としては、置換基を有していても良い、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、イソペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、エチルへキシレン基、ノネン基、などの直鎖もしくは分枝アルキレン基；置換基を有していても良い、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基などのシクロアルキレン基；置換基を有していても良い、フェニレン基、ナフチレン基などのアリーレン基などが挙げられる。
この中でメチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、フェニレン基、ナフチレン基などが好ましい。
【０１０４】
式（ｙ１）、（ｙ２）中のＲｆは、フッ素原子で置換された炭素数１から２０の１価の脂肪族炭化水素基である。該１価の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数１から１５の１価の脂肪族炭化水素基である。該脂肪族炭化水素基は鎖状でも環状でもよく、鎖状は直鎖でも分岐であってもよい。Ｒｆがフッ素原子で置換された脂肪族炭化水素基である場合、該重合体により形成される保護層をより靭性の高いものに設計することが可能となり、本発明の重合体を湿式成膜して得られる膜に亀裂や割れが生じ難い。このため、本発明の重合体では、Ｒｆとして、フッ素原子で置換された脂肪族炭化水素基を用いる。
【０１０５】
このようなＲｆの例として、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロノニル基、パーフルオロデカニル基などの鎖状パーフルオロアルキル基；パーフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などの環状パーフルオロアルキル基；ペンタフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、トリフルオロブチル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、２−（パーフルオロブチル）エチル基、３−（パーフルオロブチル）−２−ヒドロキシプロピル基、２−（パーフルオロヘキシル）エチル基、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピル基、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピル基、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピル基、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチル基、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル基、１Ｈ−１−（トリフルオロメチル）トリフルオロエチル基、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチル基、１，２，２，２−テトラフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル基などのフルオロアルキル基が挙げられる。
【０１０６】
これらのうち、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、トリフルオロブチル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、２−（パーフルオロブチル）エチル基、２−（パーフルオロヘキシル）エチル基、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピル基、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチル基、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル基、１Ｈ−１−（トリフルオロメチル）トリフルオロエチル基、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチル基、１，２，２，２−テトラフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル基などの、フッ素原子を１〜１５個有する鎖状又は環状のフルオロアルキル基が好ましい。
【０１０７】
また、前記式（ｃ２）におけるＲｃの置換基を有していても良い炭素数１から２０の１価の有機基としては、前記Ｒｘ１で例示した有機基を挙げることができる。その中でも、炭素数１から６の分岐したものを含む鎖状もしくは環状のアルキル基等の脂肪族炭化水素基、フェニル基、ナフチル基などが好ましい。
【０１０８】
なお、Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｃの有機基が置換基を有する場合、その置換基としては、アルキル基等が挙げられる。
【０１０９】
本発明の重合体の分子量には特に制限はないが、通常ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によるポリスチレン換算の数平均分子量で１０００から１００００００の範囲、好ましくは５０００から３０００００、更に好ましくは５０００から１０００００のものが用いられる。分子量が上記下限以上であると、膜形成能や形成された膜の機械強度などの物性が十分なものとなり、上記上限以下であると、湿式法により保護層を形成する場合の溶液粘度が高くなりすぎず均一に製膜することができる。
【０１１０】
また、本発明の重合体に含まれる前記式（ａ）で表される繰り返し単位（以下「繰り返し単位（ａ）」と称す場合がある。）と前記式（ｂ）で表される繰り返し単位（以下「繰り返し単位（ｂ）」と称す場合がある。）は、トランジスタ特性の経時変動抑制効果、エネルギー線照射による硬化特性を十分なものとすることができることから多いことが好ましいが、溶媒に対する溶解性の制御などの点では少ないことが好ましい。そこで、繰り返し単位（ａ）と繰り返し単位（ｂ）の合計は、本発明の重合体を構成する全繰り返し単位のうち５モル％以上であることが好ましく、１０モル％以上であることが更に好ましく、また、一方、９５モル％以下であることが好ましく、９０モル％以下であることが更に好ましい。
また、繰り返し単位（ａ）と繰り返し単位（ｂ）の相対比は、エネルギー線の照射で架橋反応を円滑に進行させることができ、十分に硬化させることができる点では、繰り返し単位（ａ）が多いことが好ましいが、また、一方で、トランジスタ特性の経時での変動抑制の効果や保護層と隣接する層との接着力低減の効果を得ることができるようになる点では、繰り返し単位（ｂ）が多いことが好ましい。具体的には、繰り返し単位（ａ）：繰り返し単位（ｂ）が１モル％：９９モル％〜９９モル％：１モル％であることが好ましく、５モル％：９５モル％〜９５モル％：５モル％であることが更に好ましい。なお、本発明の重合体の１分子中には、繰り返し単位（ａ）が１種のみが含まれていてもよく、複数種が含まれていてもよい。また、繰り返し単位（ｂ）についても、その１種のみが含まれていてもよく、複数種が含まれていてもよい。
【０１１１】
また、本発明の重合体は、前記式（ｃ１）で表される繰り返し単位（以下「繰り返し単位（ｃ１）」と称す場合がある。）および／または前記式（ｃ２）で表される繰り返し単位（以下「繰り返し単位（ｃ２）」と称す場合がある。）を含むことにより、耐熱性や、弾性率を向上させることができる。この場合、繰り返し単位（ａ）、繰り返し単位（ｂ）、繰り返し単位（ｃ１）及び繰り返し単位（ｃ２）の合計量は、本発明の重合体を構成する全繰り返し単位のうち５モル％以上であることが好ましく、１０モル％以上であることが更に好ましく、また、一方、９５モル％以下であることが好ましく、９０モル％以下であることが更に好ましい。また、繰り返し単位（ａ）、繰り返し単位（ｂ）、繰り返し単位（ｃ１）及び繰り返し単位（ｃ２）の割合は、繰り返し単位（ｃ１）および／または（ｃ２）を導入することによる上記効果を得る上で、繰り返し単位（ｃ１）および／または（ｃ２）の割合（繰り返し単位（ｃ１）と（ｃ２）を含む場合はこれらの合計の割合）は、重合体を構成する繰り返し単位（ａ）、繰り返し単位（ｂ）の合計量に対して５モル％以上であることが好ましく、特に１０モル％以上であることが好ましく、繰り返し単位（ａ）と繰り返し単位（ｂ）の導入で、繰り返し単位（ａ）および（ｂ）による上記効果を十分に得る上で８０モル％以下、特に６０モル％以下であることが好ましい。
繰り返し単位（ｃ１）と繰り返し単位（ｃ２）は、重合体の溶媒溶解性や極性等に応じて適宜選択すればよい。重合体の耐熱性を向上させると同時に極性を上げたい場合は、繰り返し単位（ｃ２）の構造を導入することが効果的であり、一方で耐熱性を向上させる一方で極性を低めにしたい場合などは繰り返し単位（ｃ１）の構造を導入することが好ましい。
【０１１２】
なお、本発明の重合体は、繰り返し単位（ａ），繰り返し単位（ｂ），繰り返し単位（ｃ１），（ｃ２）をそれぞれ１種のみ含むものであってもよく、２種以上含むものであってもよい。
【０１１３】
本発明の重合体はまた、繰り返し単位（ａ），（ｂ），（ｃ１），（ｃ２）以外の繰り返し単位（以下「その他の繰り返し単位」と称す場合がある。）を含むものであってもよい。
本発明の重合体が含有し得るその他の繰り返し単位としては、ビニル系モノマー、（メタ）アクリル酸エステル系モノマーなどに由来する構造単位が挙げられる。
【０１１４】
その他の繰り返し単位を構成するビニル系モノマーとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、塩化ビニル、ビニルモルホリン等のビニルエステル類、もしくはビニルモノマー、スチレン、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−クロロスチレンビニルナフタレンなどのスチレン誘導体、もしくは芳香族ビニルモノマー類が挙げられる。
【０１１５】
また、（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとしては、（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−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、（メタ）アクリル酸シクロペンチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−メチルシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ジシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸アダマンチル、（メタ）アクリル酸アリル、（メタ）アクリル酸プロパギル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ナフチル、（メタ）アクリル酸アントラセニル、（メタ）アクリル酸アントラニノニル、（メタ）アクリル酸ピペロニル、（メタ）アクリル酸サリチル、（メタ）アクリル酸フリル、（メタ）アクリル酸フルフリル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフリル、（メタ）アクリル酸ピラニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸フェネチル、（メタ）アクリル酸クレジル、Ｎ−アクリロイルモルフォリン、（メタ）アクリロニトリル等を挙げることができる。
【０１１６】
本発明の重合体は、上述のようなその他の繰り返し単位についても１種のみを含むものであってもよく、２種以上を含んでいてもよい。
【０１１７】
本発明の重合体の製造方法は、繰り返し単位（ａ）および繰り返し単位（ｂ）、必要に応じて更に繰り返し単位（ｃ１）および／または（ｃ２）を含む構造が得られる方法であればよく特に制限はないが、例えば下記のような方法で本発明の重合体を製造することができる。
【０１１８】
なお、以下に示す各式において、Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｆ，Ｒｃは、それぞれ式（ｘ１），（Ｘ２），（ｙ１），（ｙ２），（ｃ２）におけると同義である。
【０１１９】
（１）  繰り返し単位（ａ）および（ｂ）を与える単量体を共重合する方法
この方法は、繰り返し単位（ａ）および繰り返し単位（ｂ）を与える単量体として、例えば下記式（ｘｘ１），（ｘｘ２），（ｙｙ１），（ｙｙ２）で示すような単量体を混合し、通常のラジカル重合法、カチオン重合法、アニオン重合法などで重合させて重合体を得る方法である。
【０１２０】
【化１７】
0005974588.tif 000014
【０１２１】
（上記の各式中のＸは水素原子もしくはメチル基を表す。）
【０１２２】
さらに、この時、下記式（ｃｃ１）および／または（ｃｃ２）で表されるような、繰り返し単位（ｃ１）および／または（ｃ２）を与える単量体を共重合させることにより、繰り返し単位（ｃ１）および／または繰り返し単位（ｃ２）を含む重合体を製造することができる。
【０１２３】
【化１８】
0005974588.tif 000015
【０１２４】
これらの単量体を共重合する際は、適当な溶媒を用いることも可能である。用いられる溶媒には特に制限はなく、用いられる重合法によって適宜選択されうる。例えば通常のラジカル重合を行う場合には、ラジカルによる連鎖移動の少ない溶媒を用いることが望ましい。またイオン重合を行う場合は、重合活性種であるイオンの状態を不活性化させないような溶媒を選択することが好ましい。これらの溶媒の例として、トルエン、キシレン、シクロヘキシルベンゼンなどの芳香族炭化水素；テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、トリオキサンなどの環状エーテル；ジt−ブチルエーテル、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの鎖状エーテル；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、デカリンなどの脂肪族炭化水素などが用いられる。
【０１２５】
また、重合反応を行う際には重合開始剤を用いることもできる。重合開始剤についても、重合法によって適宜選択されるが、目的を達することができるかぎり特に制限はない。ラジカル重合を行う場合はアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フィエニルプロパン−１−オンなどのようなアルキルフェノン型の開始剤；２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノンなどのα−アミノアルキルフェノン類、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキシドなどのアシルホスフィンオキシド類、２，２’−アゾイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリルなどのようなアゾ化合物；ジイソブチリルパーオキシド、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ジラウロイルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ジベンゾイルパーオキシド、１，１’−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ジクミルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシドなどの過酸化物や過酸；などを用いることができる。カチオン重合には、塩酸、硫酸などのブレンステッド酸；芳香族オニウム塩、塩化アルミニウムなどのルイス酸を用いることができ、アニオン重合にはアルキルリチウムなどの塩基を用いることができる。
【０１２６】
（２）  重合後の変性により繰り返し単位（ａ）および（ｂ）とする方法
重合体主鎖を合成した後に、繰り返し単位（ａ）、（ｂ）中のＲａ２，Ｒｂ２に相当する構造を主鎖に導入する手法により、本発明の重合体を製造することもできる。
【０１２７】
この場合、例えば、主鎖の構造として下記式（ａａ１）もしくは（ａａ２）で表される繰り返し単位を有する重合体を合成した後、同様に下記式（ｘｘ３）、（ｙｙ３）で表される化合物を反応させることによって、本発明の重合体を製造することができる。
【０１２８】
【化１９】
0005974588.tif 000016
【０１２９】
式（ａａ１）で表される繰り返し単位を有する重合体の例としては、ポリビニルアルコールやポリ（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、ポリ（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、ポリ（メタ）アクリル酸ヒドロキシブチルなど主鎖に水酸基を有するポリマーを挙げることができる。これらの重合体を合成する際に先に挙げた式（ｃｃ１）や式（ｃｃ２）で表される単量体を共重合することもできる。
【０１３０】
なお、式（ｘｘ３）中のＹは、主鎖の構造として上記式（ａａ１）もしくは（ａａ２）で表される繰り返し単位を有する重合体の水酸基と反応しうる官能基を形成する原子であり、例えば水素原子や塩素原子等のハロゲン原子が挙げられる。
【０１３１】
式（ａａ１）や（ａａ２）で表される繰り返し単位を有する重合体と式（ｘｘ３）、（ｙｙ３）で表される化合物との反応は、通常、式（ａａ１）や（ａａ２）で表される繰り返し単位を有する重合体を溶媒に溶解もしくは懸濁させた後、式（ｘｘ３）、（ｙｙ３）で表される化合物と反応させることによって行うことができる。
【０１３２】
また、上記（１）繰り返し単位（ａ）および（ｂ）を与える単量体を共重合する方法と、上記（２）重合後の変性により繰り返し単位（ａ）および（ｂ）とする方法とを組み合わせて、本発明の重合体を得ることも可能である。
【０１３３】
本発明の電界効果トランジスタの保護層は、上述の本発明の重合体を含む必要があるが、その効果を大幅に阻害しない程度に、他の構造の重合体を混合して併用することもできる。
そのような重合体としては、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリ（メタ）アクリル酸エチル、ポリ（メタ）アクリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸エステルの重合体、およびそれらの共重合体、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート類、脂肪族ポリエステル類、ポリアミド類、ポリシロキサン類などが挙げられる。これらの他の重合体は、１種を用いてもよく、２種以上を用いてもよいが、本発明の重合体による効果を十分に得る上で、本発明の重合体は、本発明の重合体と他の重合体との合計に対して１０重量％以上の範囲で用いることが好ましい。また、上限は通常１００重量％である。
【０１３４】
本発明の電界効果トランジスタにおいて、保護層７は、通常、電界効果トランジスタの半導体層１に隣接してもしくは他の層を介して、ゲート絶縁層２とは半導体層１を介して反対の面に形成される。
【０１３５】
その保護層の形成の方法は公知の薄膜形成法によって行うことができるが、特に本発明の重合体は湿式製膜が可能であることから、湿式法により形成することが好ましい。
【０１３６】
湿式法により保護層を形成する場合、具体的には、半導体層などの上に、上述の本発明の重合体および必要に応じて用いられる他の重合体を溶剤に溶解して調製した溶液（以下、「本発明の重合体溶液」と称す場合がある。）を塗布または印刷した後、必要に応じて、パターニングを行う。
【０１３７】
本発明の重合体溶液の調製に用いる溶剤としては、本発明の重合体溶液および必要に応じて用いられる他の重合体を溶解し得るものであればよく、特に制限はないが、例えば、後述の露光後の現像に用いられる有機溶剤などが挙げられる。また、本発明の重合体溶液中の本発明の重合体溶液濃度としては、０．１重量％以上、５０重量％以下であることが、取り扱い性、製膜効率の面で好ましい。
【０１３８】
本発明の重合体溶液の塗布方法としては、例えば、スピナー法、ワイヤーバー法、フローコート法、ダイコート法、ブレードコート法、ロッドコート法、ロールコート法、スプレーコート法などが挙げられる。中でも、ダイコート法は、少量塗布が可能で、スピンコート法などの方法に比べ、ミストが付着する危険性が少なく、異物が発生し難いため、好ましい。
【０１３９】
印刷方法としては、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、ステンシル印刷、インクジェット印刷、ノズルプリント、スタンピング（マイクロコンタクト印刷）などが挙げられる。
【０１４０】
本発明の保護層を形成する際、本発明の重合体溶液を塗布または印刷した後に、通常、これを乾燥させる。乾燥は、クリーンオーブン、ホットプレート、赤外線、ハロゲンヒーター、マイクロ波照射などの加熱機器を用いて加熱することにより行うことができる。中でも、膜全体を均等に加熱しやすいことから、クリーンオーブンおよびホットプレートが好ましい。乾燥条件は、本発明の重合体溶液の溶剤の種類や乾燥方法などに応じて、適宜選択すればよい。十分に乾燥させることにより、安定な素子を得やすい点では、高温で長時間乾燥させることが好ましいが、また、一方で、乾燥に要する時間が短く、生産性に優れ、基板やその他の層に加熱の影響を及ぼし難い点では、低温で短時間乾燥させることが好ましい。そこで、乾燥温度は、通常４０℃以上、好ましくは５０℃以上であり、また、一方、通常２００℃以下、好ましくは１２０℃以下である。また、乾燥時間は、１５秒以上が好ましく、３０秒以上が更に好ましいが、また、一方で、６０分以下が好ましく、３０分以下が更に好ましい。また、乾燥は、減圧乾燥法により行ってもよく、加熱法と減圧乾燥法を併用してもよい。
【０１４１】
本発明の保護層のパターニングは、通常、製膜した（溶剤を含む場合は更に乾燥させた）保護層の一部に露光マスクを被せ、露光マスクが被っていない部分のみにエネルギー線を照射し、その部分のみ架橋反応を進行させ、硬化、不溶化させた後、現像により露光マスクが被さっていた部分の保護層の重合体を取り除くことにより行う。また、必要に応じて、更に熱処理を施してもよい。なお、保護層を基板上にパターン印刷する場合は、パターニングは不要であるが、必要に応じて、エネルギー線による露光および／または加熱により架橋処理を行うことができる。本発明の保護層は該操作により塗膜を架橋させることができるため、保護層の耐溶剤性、耐熱性、機械物性などの向上が期待できる。
【０１４２】
パターニングのためのエネルギー線による露光は、通常、次のような手法を採ることができる。即ち、製膜した（溶剤を含む場合は更に乾燥させた）保護層の一部に露光マスク（ネガタイプのマスクパターン）を被せた後、紫外線〜可視光線等の光を照射することにより行う。これにより、パターンの開口部分にのみが露光され不溶化されるため、不溶化されなかった部分を現像により除去することが可能となる。露光マスクは、製膜した（溶剤を含む場合は更に乾燥させた）保護層に近接させてもよいし、露光マスクを離れた位置に配置して、露光マスクを介して製膜した（溶剤を含む場合は更に乾燥させた）保護層に投影させてもよい。また、走査露光方式により露光を行う場合は、露光マスクを用いずに露光させてもよい。これらの露光は大気下で行うこともできるし、必要であれば不活性ガス雰囲気下で行っても良い。
【０１４３】
近接露光方式の場合、露光対象とマスクパターンとの距離は、通常１０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは７５μｍ以上であり、また、一方、通常５００μｍ以下、好ましくは４００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。
【０１４４】
露光に使用されるエネルギー線は、特に限定されるものではない。光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、蛍光ランプなどのランプ光源、アルゴンイオンレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、窒素レーザー、ヘリウムカドミニウムレーザー、青紫色半導体レーザー、近赤外半導体レーザーなどのレーザー光源、および電子線などが挙げられる。
【０１４５】
ここで、特定波長の光を使用する場合には、光学フィルタを用いてもよい。光学フィルタを用いる場合、光学フィルタとしては、例えば、薄膜で、露光波長における光透過率を制御可能なタイプでもよい。光学フィルタの材質としては、例えば、Ｃｒ化合物（Ｃｒ酸化物、窒化物、酸窒化物、フッ化物など）、ＭｏＳｉ、Ｓｉ、Ｗ、Ａｌ等が挙げられる。
【０１４６】
露光量は、通常０．１ｍＪ／ｃｍ２以上、好ましくは０．５ｍＪ／ｃｍ２以上、より好ましくは１ｍＪ／ｃｍ２以上であり、また、一方、通常１０００ｍＪ／ｃｍ２以下、好ましくは８００ｍＪ／ｃｍ２以下、より好ましくは５００ｍＪ／ｃｍ２以下である。
【０１４７】
本発明の重合体を用いて上述のようにして保護層を形成する場合、開始剤を用いなくても、露光などにより本発明の重合体の架橋反応を進行させることができる。即ち、本発明の重合体は、前述の如く、繰り返し単位（ａ）に架橋基を有するため、開始剤を用いなくても、架橋反応が可能である。このように開始剤を用いないことで、次のような利点がある。
【０１４８】
即ち、開始剤の種類によっては露光、加熱後に分解した開始剤残基、もしくは未反応の開始剤そのものが保護層中に残存し、その後トランジスタ特性へ影響を及ぼす場合もある。そのような場合は、敢えて開始剤を用いずに架橋反応を行い、塗膜を硬化させることが好ましいが、本発明の重合体は開始剤を用いなくとも架橋反応を起こすことが可能である。架橋反応を起こしうる官能基として通常よく用いられる（メタ）アクリル基などは、開始剤を用いない場合、一般に架橋、硬化反応は生じにくく、効率的な架橋を行おうとする場合は開始剤の併用が必須となる。これに対し、本発明の重合体は、繰り返し単位（ａ）に含まれる架橋基により、開始剤を用いずにエネルギー線の照射などによる効率的な架橋、硬化反応が可能である。
【０１４９】
上記の露光を行った後、現像することにより、保護層にパターンを形成することができる。現像液としては、限定されるものではないが、保護層に用いられる重合体を溶解するような有機溶剤を選択することが好ましい。
【０１５０】
該有機溶剤としては、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコールなどのモノアルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのエーテルグリコール類；テトラヒドロフラン、アセトキシメトキシプロパンなどのエーテルアセテート；エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブなどのモノエーテルグリコール類；ジアセトンアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類およびＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド類などが挙げられる。有機溶剤は、１種を単独で用いても、２種以上を任意の組合せおよび比率で用いてもよい。
【０１５１】
現像後は、更に熱処理を施しても良い。該熱処理によって保護層の更なる硬化を促進すること、および比較的低温で揮発する成分を除去することなどの効果が期待できる。熱処理温度については、上記の効果を大きくするという点では、高温で長時間行うことが好ましいが、一方で、半導体層を始めとする電界効果トランジスタを構成する他の材料の耐熱性などを考慮した場合は低温処理が好ましく、また、生産性の点では、短時間処理が好ましい。そこで、熱硬化処理時の温度は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１５０℃以上であり、また、一方、通常２８０℃以下、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下である。また、熱硬化処理を施す時間は、通常５分以上、好ましくは１０分以上であり、通常６０分以下である。熱硬化処理を行うときの雰囲気は、大気、窒素または減圧下などから適宜選択すればよい。
【０１５２】
本発明の電界効果トランジスタでは、保護層を形成することにより、半導体層が外部環境に直接さらされることを防ぐことができ、外部からの水分、酸素、二酸化炭素などの化合物の半導体層への影響を抑制することが可能である。本発明の電界効果トランジスタの保護層を形成する本発明の重合体は、その構成要素としてフッ素原子を含む繰り返し単位（ｂ）を含みかつ、エネルギー線で架橋反応可能な繰り返し単位（ａ）を含むことから、上記効果が顕著に現れる。即ち、保護層を形成する重合体中にフッ素原子が含まれるため環境中の水分等が保護層を透過しにくくなった効果、および架橋反応により塗膜が緻密となった結果、物質の浸透がしにくくなったなどの理由により上記効果が顕著に現れる。
【０１５３】
また、本発明の保護層を形成する本発明の重合体には、フッ素原子を含むため、該重合体の表面エネルギーがフッ素原子がないものに比べて低くなり、その結果として該保護層と隣接する層との接着性は一般に低下する。その結果、該保護層の成膜時に生じた応力などが隣接層に伝わりにくくなり、特に隣接層が半導体層である場合については該半導体層が保護層の製膜による応力の影響を受けにくくなる。その結果として保護層の製膜による半導体特性の変動が少なくなる効果も期待できる。
【０１５４】
なお、前述の如く、本発明の重合体は開始剤を用いなくても架橋反応を起こすことができるが、保護層の形成時には、エネルギー線の露光もしくは、塗膜の加熱に際してエネルギー線を照射することにより、もしくは、熱を加えることによりラジカル種を発生するような開始剤を用いることもできる。この場合、開始剤は、１種類のみを用いても、２種類以上を任意の比率と組合せで用いても良い。
【０１５５】
開始剤を用いる場合、開始剤としては、例えば、(1)ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類、(2)アントラキノン誘導体、（3）ベンズアンスロン誘導体、（4）ベンゾフェノン誘導体、（5）アセトフェノン誘導体、(6)チオキサントン誘導体、（7）安息香酸エステル誘導体、（8）アクリジン誘導体、（9）フェナジン誘導体、（10）チタノセン誘導体、（11）α−アミノアルキルフェノン系化合物、（12）アシルホスフィンオキサイド系化合物、（13）オキシムエステル化合物などが挙げられる。
以下に、これらの好ましい具体例を挙げる。
【０１５６】
（1）  ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類としては、具体的には、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどが挙げられる。
【０１５７】
（2）  アントラキノン誘導体としては、具体的には、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンなどが挙げられる。
（3）  ベンズアンスロン誘導体としては、具体的には、３−ニトロベンズアンスロンなどが挙げられる。
（4）  ベンゾフェノン誘導体としては、具体的には、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、２−メチルベンゾフェノン、３−メチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、４−ブロモベンゾフェノン、２−カルボキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
【０１５８】
（5）  アセトフェノン誘導体としては、具体的には、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、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシ−２−メチルフェニルプロパノン、１−ヒドロキシ−１−メチルエチル−（ｐ−イソプロピルフェニル）ケトン、１−ヒドロキシ−１−（ｐ−ドデシルフェニル）ケトン、２−メチル−（４’−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノ−１−プロパノン、１，１，１−トリクロロメチル−（ｐ−ブチルフェニル）ケトンなどが挙げられる。
【０１５９】
（6）  チオキサントン誘導体としては、具体的には、チオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。
（7）  安息香酸エステル誘導体としては、具体的には、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル、ｐ−ジエチルアミノ安息香酸エチルなどが挙げられる。
（8）  アクリジン誘導体としては、具体的には、９−フェニルアクリジン、９−（ｐ−メトキシフェニル）アクリジンなどが挙げられる。
（9）  フェナジン誘導体としては、具体的には、９，１０−ジメチルベンズフェナジンなどが挙げられる。
【０１６０】
（10）  チタノセン誘導体としては、具体的には、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ジ−クロライド、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，５，６−テトラフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，４，６−トリフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，４−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロ−３−（ピル−１−イル）−フェニ−１−イルなどが挙げられる。
【０１６１】
（11）  α−アミノアルキルフェノン系化合物としては、具体的には、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタノン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、４−ジメチルアミノエチルベンゾエート、４−ジメチルアミノイソアミルベンゾエート、４−ジエチルアミノアセトフェノン、４−ジメチルアミノプロピオフェノン、２−エチルヘキシル−１，４−ジメチルアミノベンゾエート、２，５−ビス（４−ジエチルアミノベンザル）シクロヘキサノン、７−ジエチルアミノ−３−（４−ジエチルアミノベンゾイル）クマリン、４−（ジエチルアミノ）カルコンなどが挙げられる。
【０１６２】
（12）  アシルホスフィンオキサイド系化合物としては、具体的には、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。
【０１６３】
（13）  オキシムエステル化合物としては、具体的には、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）フェニル］−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、特開２０００−８００６８号公報、特開２００１−２３３８４２号公報、特開２００１−２３５８５８号公報、特開２００５−１８２００４号公報、国際公開ＷＯ０２／００９０３号パンフレットおよび特開２００７−０４１４９３号公報に記載されている化合物などが挙げられる。
【０１６４】
本発明の電界効果トランジスタにおいて、保護層７の厚さは、その保護効果および絶縁性を十分に得る上には厚い方が好ましい。本発明の電界効果トランジスタに形成される保護層７の厚さは、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上で、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。
【０１６５】
［表示用パネル］
このような本発明の電界効果トランジスタは、各種の表示用パネルやセンサー等に有用であり、具体的には液晶ディスプレイ、電子ペーパー、有機ＥＬディスプレイのバックプレーン、センサーにおける電圧変動感知部などに用いられる。
【実施例】
【０１６６】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施できる。
【０１６７】
［トランジスタ特性の測定］
＜移動度、しきい値電圧＞  
電界効果トランジスタの移動度は、測定対象のトランジスタ（電子デバイス）の出力特性を「Ａｇｉｌｅｎｔ４１５５ｃ半導体パラメータアナライザー」を用いて測定することによって求めた。測定時の雰囲気は、乾燥窒素とし、ドレイン電圧は−３０Ｖ、ゲート電圧は、＋１０Ｖ〜−３０Ｖとした。そして、得られた伝達特性から、以下の式を用いて、√（Ｉｄｓａｔ）とＶｇの直線の傾きから移動度を求め、その直線のＩｄｓａｔ切片から、しきい値電圧Ｖｔｈを求めた。
【０１６８】
【数１】
0005974588.tif 000017
【０１６９】
（式中、Ｉｄｓａｔはドレイン電流、Ｗはチャンネル幅、Ｃｉはゲート絶縁膜の電気容量、Ｌはチャンネル長、μｓａｔは移動度、Ｖｇはゲート電圧、Ｖｔｈは閾値電圧を表す。）
なお、チャンネル長とは、ソース電極とドレイン電極との間の最短距離を言う。
【０１７０】
＜Ｏｎ/Ｏｆｆ比＞
Ｏｎ／Ｏｆｆ比は、Ｖｇ＝−３０ＶおよびＶｇ＝＋１０Ｖにおけるドレイン電流の比を求めた。
【０１７１】
[実施例１]  
（１）重合体溶液の調製
冷却器を装備したフラスコ内に２．０ｇ（１５．４ミリモル）のメタクリル酸ヒドロキシエチル、２．７５ｇ（１８．１ミリモル）のアセナフチレン、０．３ｇ（１７．８ミリモル）のアクリル酸２，２，２−トリフルオロエチル、および０．０２５ｇのアゾイソブチロニトリルを仕込み、７．０ｇのテトラヒドロフランに溶解した後系内を窒素置換した。
その後、７０℃に加熱しながら、１２時間攪拌を継続して、以下構造式の重合体の溶液を得た。
【０１７２】
【化２０】
0005974588.tif 000018
【０１７３】
（２）酸クロリド調製
冷却器を装着したフラスコ内に３．６６ｇ（１８．５ミリモル）のナフチルプロペン酸とトルエンを仕込み、ジメチルホルムアミドを１滴加えた。系内を窒素置換した後、４０℃に加熱しながら２．６４ｇ（２２．２ミリモル）の塩化チオニルを５分かけて滴下し、そのまま４時間攪拌を続けた。その後、余分の塩化チオニルおよびトルエンを減圧下に留去し、留去残渣に新たに１０ｇの脱水したテトラヒドロフランを加え、酸クロリド溶液とした。
【０１７４】
（３）重合体と酸クロリドとの反応
上記（１）で得られた重合体溶液に５ｇのピリジンを加え、よく攪拌した。さらに、その中に上記（２）で得られた酸クロリド溶液を攪拌しながら少しずつ加えた。４０℃で２時間攪拌を続けた後、反応組成物を吸引濾過し発生した塩を取り除いた。濾液を５００ｍｌのメタノール中に攪拌しながら徐々に投入し、以下の構造式の重合体を析出させた。析出した固形物を吸引濾過で濾別、真空乾燥して重合体αを得た。得られた重合体αの分子量はＧＰＣにおけるポリスチレン換算の数平均分子量で２９０００であった。
また、重合体αの全繰り返し単位中の繰り返し単位（ａ）の割合は３０モル％、繰り返し単位（ｂ）の割合は３５モル％、繰り返し単位（ｃ１）の割合は３５モル％であった。
【０１７５】
【化２１】
0005974588.tif 000019
【０１７６】
［実施例２］
図１（Ａ）に示す電界効果トランジスタを以下の手順で作製した。
支持基板６とゲート電極５を兼ねた導電性ｎ型シリコンウェハーの表面に、ゲート絶縁層２として膜厚３００ｎｍの熱酸化シリコン膜を形成した。次に、この熱酸化シリコン膜上にポリメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）のレジスト（化薬マイクロケム社製「ＳＦ−９」）を０．５μｍの厚さにスピンコートし、１８０℃で５分間加熱した。このレジスト膜上に、ネガ型のフォトレジスト（日本ゼオン社製「ＺＰＮ−１１５０」）を厚さ４μｍにスピンコートし、８０℃で１８０秒間加熱した後、露光し、１１０℃で１２０秒加熱し、その後、有機アルカリ現像液（ナガセケムテックス社製「ＮＰＤ−１８」）によって現像することにより、ソース電極およびドレイン電極の形状にレジストのパターンを形成した。得られたレジストのパターン上に、Ｍｏを厚さ１００ｎｍとなるようにスパッタした。その後、リフトオフ法により上記２層レジストパターンごと、不要なＭｏを除去することによって、ソース電極３およびドレイン電極４を、チャネル長Ｌ＝１０μｍ、チャンネル幅Ｗ＝５００μｍで形成した。
【０１７７】
次いで、下記式（ｚ１）に示す、加熱により逆ディールス・アルダー反応を起こす熱変換型のビシクロ構造を有するポルフィリン誘導体（０．７重量％）のクロロホルム溶液をスピンコートした。これを２１０℃で３０分間加熱することにより、下記式（ｚ２）に示すポルフィリン誘導体に変換させると共に、結晶化させ、膜厚６０ｎｍの有機半導体層１を形成した。
【０１７８】
【化２２】
0005974588.tif 000020
【０１７９】
上記式（ｚ１）及び（ｚ２）におけるＭは、銅原子（Ｃｕ）である。  
【０１８０】
その後、実施例１で得られた重合体αの１０重量％シクロヘキサノン溶液をスピンコートし、１６０℃で３０分乾燥した後、高圧水銀ランプによる紫外光（２００ｍJ）を照射し、厚さ５００ｎｍの保護層７を、上記半導体層１上に形成し、保護層付き電界効果トランジスタ素子を作製した。
【０１８１】
このようにして得られた作製直後の素子特性は、移動度μｓａｔ＝０．９５ｃｍ２／Ｖｓ、しきい値電圧Ｖｔｈ＝＋４．８Ｖであった。
また、この素子を、室温２１℃、相対湿度約２５％の室内に２４時間放置した後は、移動度μｓａｔ＝１．０ｃｍ２／Ｖｓ、しきい値電圧Ｖｔｈ＝５．２Ｖであった。
この素子の作製直後の伝達特性と、室温２１℃、相対湿度約２５％の室内に２４時間放置後の伝達特性のグラフを図２（Ａ）に示した。
【０１８２】
［比較例１］
重合体αの代わりに、ポリスチレン（アルドリッチ社、分子量３５０００）の１０重量％トルエン溶液をスピンコートした以外は実施例２と同様にして保護層付き電界効果トランジスタ素子を作製した。
得られた作製直後の素子特性は、移動度移動度μｓａｔ＝０．４５ｃｍ２／Ｖｓ、しきい値電圧Ｖｔｈ＝−６．５Ｖであった。
また、この素子を室温２１℃、相対湿度約２５％の室内に２４時間放置した後は、移動度μｓａｔ＝０．５ｃｍ２／Ｖｓ、しきい値電圧Ｖｔｈ＝＋２．５Ｖであった。
この素子の作製直後の伝達特性と、室温２１℃、相対湿度約２５％の室内に２４時間放置後の伝達特性を図２（Ｂ）に示した。
【０１８３】
実施例２と比較例１の結果から、本発明の重合体を用いて保護層を形成した本発明の電界効果トランジスタは、経時でのしきい値電圧の変動が少なく、トランジスタ特性を安定に維持することが分かる。
【符号の説明】
【０１８４】
１  半導体層
２  ゲート絶縁層
３  ソース電極
４  ドレイン電極
５  ゲート電極
６  支持基板
７  保護層
【図１】
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【図２】
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