(57)【要約】本発明は、光化学的開始剤と、ポリ酸又はその塩と、アルキレン部分が任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）又は１，２−シクロヘキシレンであるポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）とを有する感光性組成物であって、上記光化学的開始剤が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマである感光性組成物に関するものである。上記水溶性のポリマは、ｐＨ６以下、より好ましくはｐＨ２以下において化学的に安定である。
2005517083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光化学的開始剤と、ポリ酸又はその塩と、有機導体とを有する感光性組成物であって、
前記光化学的開始剤が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマであることを特徴とする感光性組成物。
【請求項２】
前記有機導体はポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）であり、このポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）のアルキレン部分が、任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）又は１，２−シクロヘキシレンである請求項１記載の感光性組成物。
【請求項３】
前記水溶性のポリマが、ｐＨ６以下、好ましくはｐＨ２以下において化学的に安定である請求項１記載の感光性組成物。
【請求項４】
前記光化学的開始剤が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基と、式-[Ｒ（Ｘ-Ｒ１）-]-（式中、Ｘは芳香族基を含む部分であり、Ｒ１は前記部分Ｘの芳香族基に付くアジド基又はジアゾニウム基であり、Ｒは置換された又は置換されていない炭素数１ないし６のアルキレン基である。）を有する繰り返しユニットとを有する水溶性のポリマである請求項１又は２記載の感光性組成物。
【請求項５】
前記光化学的開始剤が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基と、式-[Ｒ（Ｘ-Ｒ１）-]-（式中、ＲはＣ６Ｈ４であり、Ｒ１はジアゾニウム基Ｎ２＋Ａ−（Ａ−は無機又は有機アニオン）であり、Ｘは-ＮＨ-Ｃ６Ｈ４-である。）を有する繰り返しユニットとを有する水溶性のポリマである請求項４記載の感光性組成物。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１項に記載の感光性組成物を製造する方法であり、光化学的開始剤と、ポリ酸又はその塩と、アルキレン部分が任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）又は１，２−シクロヘキシレンであるポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）とが共に混合される製造方法であって、
少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマが、前記光化学的開始剤として用いられることを特徴とする製造方法。
【請求項７】
アルキレン部分が任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）又は１，２−シクロヘキシレンであるポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）を架橋させる光化学的開始剤の使用であって、
前記光化学的開始剤が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマであることを特徴とする光化学的開始剤の使用。
【請求項８】
電子部品用の可塑性の導体における及び高分子発光ダイオード（ポリＬＥＤ）における電気的伝導部の製造に対する請求項１又は２記載の感光性組成物の使用。
【請求項９】
電気絶縁性の基板の表面に少なくとも１つの電極を有する電気伝導性のレリーフ構造部を有する電子部品又はポリＬＥＤであって、
前記電気伝導性のレリーフ構造部が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマである光化学的開始剤の存在下において有機導体の架橋反応により得られることを特徴とする電子部品又はポリＬＥＤ。
【請求項１０】
前記有機導体が、アルキレン部分が任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）又は１，２−シクロヘキシレンであるポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）であることを特徴とする請求項９記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光化学的開始剤と、ポリ酸又はその塩と、有機導体とを有する感光性組成物、この感光性組成物の製造方法、ポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）を架橋させる上記感光性組成物の使用及び電気伝導性の部品の製造に対する上記感光性組成物の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
光化学的開始剤と、ポリ酸又はその塩と、ポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）とを有する感光性組成物は、有機導体としてＷＯ０１／２０６９１公報から知られている。この特許出願では電子部品が開示されており、上記電子部品においては、レリーフ構造部が、アルキレン基が１つ又はそれ以上の置換基を任意に備えたメチレン、１，２−エチレン、１，３−プロピレン及び１，２−シクロヘキセン基よりなる群から選択されたポリ−３，４−アルキレンジオキシチオフェンのポリ酸塩を含むとともに、少なくとも１つの電極を有している。
【０００３】
上記組成物の安定な伝導率は、ポリ（３，４−置換チオフェン）の特定の基の特定の電気伝導性の塩の選択を通して実現され、上記チオフェンの基はＰＥＤＯＴとも呼ばれている。上記ＰＥＤＯＴは、かなり高い伝導率を有し、１００Ｓ／ｃｍよりも高い伝導率が開示されており、これはポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）のアルキレン部分の３，４−位置における酸素の置換に帰するものである。
【０００４】
用いられた上記光化学的開始剤は、ビスアジド４−４´−ジアジドベンザルアセトン−２，２´−ジスルホン酸二ナトリウム塩であった。この組成物は、３６０〜３７０ｎｍの波長において照射により架橋を引き起こす。これは、上述したような波長は水銀ランプにより与えられるので有利である。更に、３００ｎｍ未満のようなより短波長で照射により架橋を引き起こす開始剤を用いると、照射はおそらくＰＥＤＯＴの伝導率に影響を及ぼすであろう。４００ｎｍよりも長いようなより長波長で照射により架橋を引き起こす開始剤を用いると、開始剤は通常の光により引き起こし、プロセスは暗室において行われるべきである。過塩素酸塩、クロム酸塩及び鉄（ＩＩＩ）トリス（トルエンスルホン酸塩）のような他の低分子開始剤もまた開示されており、これらは照射により励起状態にされると考えられ、その後、照射感受性の（radiation-sensitive）層においてポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンの共役鎖に対して強い酸化剤として役割を果たし、共役を破壊する。具体的な例はクロム酸二ナトリウムである。ＰＥＤＯＴのポリ（スチレンスルホン酸）塩のクロム酸塩ドープ層の照射の後、１５０℃に加熱することにより、電気伝導性のＰＥＤＯＴが水に不溶とされる。その後、照射された部分は、レリーフ構造を形成するように水又はアルコールのような何らかの他の極性溶媒に溶解される。現像工程の間における領域の除去は、スプレープロセスにおいて強化（enhance）され得る。
【０００５】
しかしながら、これらの開始剤は、酸素及び／又は存在する酸と副反応を起こし、ポリチオフェン−ポリスチレンスルホン酸混合物の酸性状態のもとで十分に安定していないこともある。溶液が上記混合物のｐＨを高くし得るが、例えば塩基を加えることによりそのように高くすることは、結果として得られる導電部の伝導率の低下を招く。許容可能な導電層を得るためには、開始剤の高い濃度及び高いドーズ量が必要であることも分かっている。また、このタイプの開始剤を用いると基板の選択が制限され、例えばガラス基板を用いることはできないことが分かっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、上述した欠点を被らず、酸性状態のもとで安定であり、増大した導電率を示す光化学的開始剤を見出すことにある。より急傾斜の壁面、より平坦な上面、感光性組成物中の開始剤のより低い濃度、より低いドーズ量、より良好な基板の互換性、酸素に対する本質的な無感覚性（insensibility）を伴う改善されたレリーフ構造のような更なる利点は、説明及び例から明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
新しい種類の光開始剤は、より低いｐＨにおいて非常に安定であり、上記感光性組成物に適用されると高い伝導率の層をもたらすとともに、上述した利点を満たし、更に従来技術の開始剤の全ての利点を維持することが見出された。従って、本発明は、光化学的開始剤と、ポリ酸又はその塩と、有機導体とを有する感光性組成物であって、上記光化学的開始剤が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマであることを特徴とする感光性組成物に関係するものである。この感光性組成物は、好ましくはｐＨ６以下、より好ましくはｐＨ２以下において化学的に安定である。
【０００８】
少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマは、ホモポリマ又はコポリマであり得る。好適なポリマは、式-[Ｒ（Ｘ-Ｒ１）-]-（式中、Ｘは芳香族基を含む部分であり、Ｒ１は上記部分Ｘの芳香族基に付くアジド基又はジアゾニウム基であり、Ｒは置換された又は置換されていない炭素数１ないし６（Ｃ１〜Ｃ６）のアルキレン基である。）を持つ繰り返しユニットを有しており、Ｒ１はジアゾニウム基Ｎ２＋Ａ−（Ａ−は無機又は有機アニオン）であり、Ｘは-ＣＯＮＨ-Ｃ６Ｈ４-であることの選択を伴っている。有機（無機）アニオンは、塩化物、硫酸水素塩、テトラフロロホウ酸塩、リン酸水素塩、チオシアン酸塩、ヘキサフロロリン酸塩、ドデシル硫酸塩等のハロゲン化物のような任意の適当なアニオンであり得る。アルキレン基が置換されている場合、置換基はフェニル基、ハロゲン基、水酸基等であり得る。
【０００９】
芳香族基は、フェニル基であることが好ましい。水酸基がエーテル化、エステル化されるか、又は、環状構造を形成するために２つの水酸基の置換基がケタール化されていてもよい。このような水酸基は、例えば、エーテル若しくはエステル結合を介して、又は繰り返しユニットに２つの水酸基が存在する場合にはケタール基を介して部分Ｘを付けるための固定点として用いるのに好適である。部分Ｘは、繰り返しユニットの骨格（backbone）とアジド基又はジアゾニウム基が付いたフェニル基との間のスペーサとして役割を果たす。このスペーサの正確な化学的構造は重要ではなく、通常、化学合成の容易さ及びその有効性によって決定される。エステル及びケタールは、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳラテックスのような強酸の媒体中において加水分解され得るので、より少なく好ましい。
【００１０】
本発明の感光性組成物は、他の有機酸及び無機酸よりもアルカリ分子を汚染することによるアタックにより少なく弱いポリ酸を有している。ポリ酸は、アルカリ分子及びポリ酸自体の汚染の両方の拡散を妨げると思われる高分子（polymeric）構造を有している。ＷＯ０１／２０６９１の利点から利益を得るために、その公報に記載されている種類の、安定な伝導率を有する成分を用いることが好ましい。
【００１１】
ポリ酸の例は、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ（ビニルスルホン酸）、ポリ（ビニル硫酸）、ポリ（ビニルホウ酸）、ポリ（スチレンホウ酸）、ポリ（ビニルリン酸）、ポリ（スチレンリン酸）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン置換の炭素数１ないし１２のアルキルスルホン酸）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン置換の炭素数１ないし１２のアルコキシスルホン酸）を含んでいる。ポリ酸は、また、鎖状部が例えばＰＥＤＯＴの導電性ユニットのブロックと酸ユニットのブロックとを有する、導電性ポリマとポリ酸とのコポリマであり得る。
【００１２】
アルキレン基に任意に存在する置換部の例は、炭素数１ないし１２のアルキル基、炭素数１ないし１２のアルコキシ基、フェニル基、スルホン酸，カルボン酸，ホウ酸及び硫酸のような酸類、炭素数１ないし１２のアルキル基及び炭素数１ないし１２のアルコキシ基置換の酸である。上記置換部は、異なる溶媒中における有機導体の溶解度に影響を及ぼす、レリーフ構造部においてより高い配列（order）を与える構造を提供する等の種々の目的のために用いられ得る。
【００１３】
有機導体の例は、とりわけ、ＰＥＤＯＴ、すなわちアルキレン部分が任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）であるポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）、又は任意に置換された１，２−シクロヘキシレン、アルキル基，アルコキシ基等により置換され、例えば置換基が１ないし１２個の炭素原子の鎖長を有するポリアニリン、ポリピロール、ポリアクチレンを含んでいる。環形状のアラルキル及びアルカリル置換基もまた存在し得る。ＰＥＤＯＴを用いることが好ましい。ポリ酸のＰＥＤＯＴの塩は、塩基に対して非常に高い安定性を有している。これは、有機絶縁体が塩基性を有することが多いので、又は塩基性の溶媒と共に使用されるので、製造又は集積回路のような電子部品の観点から有利である。広く適用可能であることが、有機導体を構成するこの態様の注目すべきところである。ジアゾニウム化合物は、有機硫酸塩が存在するとかなり制限された溶解度を有することが知られている。組成物の濾過後、ジアゾニウム化合物の濃度は（例では）約０．００５重量％である。明らかに及び驚くべきことに、これはレリーフ構造を提供するのに十分である。より重要なことに、ポリアニリン及びＰＥＤＯＴとは異なる有機導体に対して作用することが分かった。
【００１４】
ポリ酸ＰＥＤＯＴ塩を有する構造は、１つ又はそれ以上の電極に加えて、相互接続部及び抵抗を有し得る。上記電極は、例えば、ダイオード、発光ダイオード、バイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタの一部であり得る。ＰＥＤＯＴのポリ酸塩を有する電気伝導性のレリーフ構造部を伴う部品の明らかな利点は、該構造が例えば有機水性溶媒、高分子溶融物又は蒸着物と接触した場合のレリーフ構造部及び材料の優れた安定性である。ＰＥＤＯＴ塩を含むレリーフ構造部は、アルカリ溶液中における溶解及び伝導性の低下に対してより少なく弱い。
【００１５】
電気伝導性のＰＥＤＯＴのパターンを有する基板表面の層は、ＵＳ−Ａ−５，４４７，８２４公報から知られている。この層は、導電性の領域とより少ない導電性の領域（less
conductive area）とを有している。しかしながら、上記より少ない導電性の領域を通して起こる漏れ電流が、電極としての導電性の領域の使用を妨げている。
【００１６】
ＰＥＤＯＴの塩の電気伝導性レリーフ構造部を伴う部品は、例えば、マイクロコンタクトプリンティング、インクジェットプリンティング及びシルクスクリーンプリンティングのようなプリント技術により実現され得る。代替として、リソグラフィ技術が用いられてもよく、特に、かなり小さいトラック幅及びかなり小さいトラック間の距離を伴うトラックの製造に対して用いられ得る。
【００１７】
本発明の部品の一形態では、任意の存在する置換部がスルホン酸を含んでいる。この酸はまた、その酸アニオンとしても存在し得る。上記酸が酸アニオンとして存在する程度は、おそらく溶液の酸性度に依存し、これからレリーフ構造部が形成される。そのような置換の利点は、架橋前にＰＥＤＯＴ自体が水溶性であることである。実際には、置換は、ＰＥＤＯＴに酸性の特性を与え、その結果ＰＥＤＯＴはポリ酸自体として考慮されるべきである。
【００１８】
この形態においては、明らかに追加のポリ酸が絶対に必要というわけではない。追加の利点は、本発明の部品のレリーフ構造部に存在する１ｃｍ３当たりのＰＥＤＯＴの量の増加であり、これはより優れた伝導性をもたらす。本発明の部品の他の形態では、レリーフ構造部は、互いに１０μｍよりも小さい距離で存在する隣接するトラックを有する。
【００１９】
そのようなレリーフ構造は、集積回路における使用に適している。この用途では、隣接するトラックはＭＯＳ型電界効果トランジスタのソース電極及びドレイン電極の部分として用いられる。隣接するトラック間の隔たりは半導体材料により埋められ、チャネルとして機能する。従って、隣接するトラック間の距離はチャネル長ｃＬに等しい。これには、少なくとも２つの重要な意味がある。第１に、トランジスタのスイッチング速度はチャネル長に依存する。電界効果トランジスタの理論によれば、この依存性は二次式である。１０μｍよりも小さいチャネル長であれば、１ｋビット／秒のビットレートを得ることが可能である。そのようなビットレートの集積回路は、データ記憶装置及びトランスポンダにおける使用に適している。さらに、ブラウン等のSynthetic Metals 88 (1997), 37-55から知られているように、小さなチャネル長は、また、トランジスタの品質に関する尺度であるトランジスタの高いオンオフ比ももたらす。第２に、集積回路を持つためには、小さなチャネル長が必要なだけではなく、「利得」も必要である。上記「利得」という語は、トランジスタ又はブロックを構築するＮＡＮＤ−、ＮＯＲ−、ＡＮＤ−、ＯＲ−ビルディングブロックのような結合トランジスタのセットの出力信号が入力信号の電圧と少なくとも同じ高さである電圧を有することを意味する。１０μｍよりも小さいチャネル長であれば、利得が１よりも大きいことが分かった。
【００２０】
それに加えて、導電性のレリーフ構造は、ディスプレイ、特にフレキシブルディスプレイにおいて又はローラブルディスプレイにおいてさえも用いられ得る。その場合、レリーフ構造部は、画素トランジスタの電極及び更にデータラインとして用いられ得る。レリーフ構造部の伝導率は、金属を用いて層を強化しない場合であっても、この使用に対して十分である。これに関連して、ディスプレイの電気光学的な層として電気泳動材料を用いることが特に有利である。
【００２１】
本発明の部品の好ましい形態では、上記隣接するトラックが、ソース電極及びドレイン電極のペアとして機能し得る。トラックの少なくとも１つが、分岐しており、１つ以上の分岐部（prong）を有し、上記電極は交互に嵌合する。これらの電極は相互の露出領域を大きくするように配置される。この形態は、選択されるドレイン電圧におけるソース−ドレイン電流を大きくし、それにより、オン／オフ比を大きくする。
【００２２】
本発明の電子部品の他の形態では、当該部品は、少なくとも絶縁層により上記第１のレリーフ構造部と分離された電気伝導材料の第２のレリーフ構造部を有する。この第２のレリーフ構造部は、相互接続部として用いる際のトラック間、並びに種々のトランジスタ、ダイオート及びキャパシタの電極として用いる際のトラック間の漏れ電流を防止する。
【００２３】
好ましい形態では、上記第２のレリーフ構造部もまたＰＥＤＯＴの塩を有する。
【００２４】
他の形態では、本発明の部品は電界効果トランジスタを有している。そのようなトランジスタは、半導体材料を有するチャネルを通して相互接続されたソース電極及びドレイン電極を含んでいる。そのようなトランジスタは、また、少なくとも絶縁層によりソース電極及びドレイン電極と分離されたゲート電極も有している。この形態では、部品の１つのレリーフ構造部がソース電極及びドレイン電極を有している。これらの電極は、チャネル幅を広げるために交互に嵌合していることが好ましい。他のレリーフ構造部は、ゲート電極を含んでいる。少なくとも１つの上記レリーフ構造部はＰＥＤＯＴの塩を有するレリーフ構造である。他の第２の電気伝導性のレリーフ構造部は、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリン、シリコン又は金のような金属の塩を有している。トランジスタの製造の技術において知られているように、「トップゲート」の設計及び「ボトムゲート」の設計のような種々の設計が可能である。
【００２５】
本発明による部品の他の形態では、ＰＥＤＯＴの塩がポリ酸塩である。ポリ（スチレンスルホン酸）が好ましいポリ酸である。
【００２６】
更に他の形態では、第１のレリーフ構造部のみではなく、全部の部品が実質的に高分子材料からなる。そのような「全高分子」デバイスは、高い機械的なフレキシビリティ及び低重量のような有利な特性を有する。また、部品が安価であり、製造中に有害な物質が容易に回避され得る。
【００２７】
半導体層用の有機材料は、ＷＯ９９／１０９３９公報から知られている。例は、ポリピロール、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリフェニレン−ビニレン、ポリチエニレン−ビニレン、ポリ（ジ）アセチレン、ポリフラン、ポリフラニレンビニレン、ポリアニリンである。代替として、これらのポリマの置換された誘導体が適用される。
【００２８】
置換基の例は、アルキル及びアルコキシ基、並びにアルキレンジオキシ基のような環状の基である。選択により、置換基は１個以上の炭素原子の炭素鎖を有する。当業者に知られているように、そのような材料は、例えば、酸化剤、還元剤及び／又は酸をドープすることにより半導体性とされ得る。有機材料の好ましい選択は、ポリチエニレン−ビニレンである。ペンタセンのようなオリゴマもまた有機半導体材料として用いられ得る。
【００２９】
絶縁層用の有機材料は、ＵＳ５，３４７，１４４公報から知られている。例は、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール及びシアノエチルプルレン（pullane）を含んでいる。ヘキサメトキシメチレンメラミンのような架橋剤を用いる架橋及び加熱により絶縁性とされ得るポリビニルフェノールのような誘電率が少なくとも６である絶縁材料が用いられることが好ましい。
【００３０】
基板材料は、例えば、ポリスチレン，ポリイミド，ポリアミド及びポリエステル、又はガラス，セラミックス若しくはシリカである。
【００３１】
方法に関する目的は、基板にレリーフ構造部を製造する方法が、本発明の光化学的開始剤と、ポリ酸のアニオンの塩と、アルキレン基が任意に置換されたメチレン基、１，２−エチレン基、１，３−プロピレン基及び１，２−シクロエキシレン基よりなる群から選択されたポリ−３，４−アルキレンジオキシチオフェンとを有する放射線感受性の組成物を形成する工程と、層を形成するために基板に上記放射線感受性の組成物を与える工程と、所望のパターンに従って上記層を照射し、それにより照射領域と非照射領域とを得る工程と、上記所望のパターンの電気伝導性レリーフ構造部を形成するように上記層を現像する工程とを含む点で達成される。
【００３２】
上記方法に関する目的は、３つの要素、すなわち、安定な伝導率を有するトラックの製造、狭いトラックを有する部品の製造及び安価な製造を含んでいる。上記安定な伝導率は、本発明による方法において用いられる組成物がＰＥＤＯＴの塩を有する点で実現される。そのような組成物は市販されているが、この組成物が電気伝導性のレリーフ構造の製造に適用され得ることは知られていない。ＵＳ５，３００，５７５公報は、帯電防止層を設けるためにこの組成物を使用することのみを教示している。
【００３３】
上記狭いトラックは、対イオンとしてのポリ酸のアニオンを含むＰＥＤＯＴの塩（以後、ポリ酸塩とも言う。）の使用により得られる。このポリ酸塩は、ＰＥＤＯＴの加工性をかなり高める。ポリ酸は水のような極性溶媒に溶解するので、ＰＥＤＯＴのポリ酸塩もまた、多かれ少なかれ水に可溶であるか又は少なくとも水と混和可能である。所望のパターンにおけるＰＥＤＯＴのポリ酸塩の層の紫外線照射及びその後の塩の溶解により、１０μｍのトラック幅及びチャネル長を有するレリーフ構造が得られる。プラスチックエレクトロニクスの技術では、そのようなトラックは狭いと言われる。
【００３４】
上記安価な製造は、レジスト層の使用が必ずしも必要ではない点、及び溶媒として水が用いられ得る点で実現される。上記層は、現像工程において水で洗浄されることが好ましい。
【００３５】
本発明の方法では、放射線感受性の層が、スピンコーティング、ウェブコーティング、又は溶液の電着若しくは分散（dispersion）及びその後の溶媒若しくは分散剤の除去により基板に塗布され得る。用いられる照射は、フォトマスクを用いる紫外線照射、レーザ光、電子、Ｘ線、又はイオンビームであり得る。照射は、存在する開始剤に影響を及ぼす。
【００３６】
本発明の開始剤は、上記放射線感受性の層の高分子間の架橋を引き起こすと考えられる。開始プロセスにおいて、開始剤の分子は反応して消える。そのような開始剤を用いると、非照射領域は架橋されず、洗浄されて消える。従って、本発明の他の目的は、例えば、電子部品用の可塑性の導体に及び高分子発光ダイオード（ポリＬＥＤ）に電気伝導部を製造する場合に、アルキレン部分が任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）又は１，２−シクロヘキシレンであるポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）を架橋する光化学的開始剤であって、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマであることを特徴とする光化学的開始剤を用いることにある。
【００３７】
本発明の他の目的では、電気絶縁性の基板２の表面に少なくとも１つの電極を備えた電気伝導性のレリーフ構造部３を有する電子部品又はポリＬＥＤであって、電気伝導性のレリーフ構造部３が、少なくとも２つのアジド基又はジアゾニウム基を有する水溶性のポリマである光化学的開始剤の存在下において、アルキレン部分が任意に置換された-（ＣＨ２）ｎ-（ｎは１から３までの整数）又は１，２−シクロヘキシレンであるポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）の架橋反応により得られる電子部品又はポリＬＥＤが提供される。
【００３８】
本発明の方法の好ましい形態では、ＰＥＤＯＴのポリ酸塩を有する組成物が、基板への塗布の前に濾過される。この濾過において５μｍ以下の径の孔を持つフィルタが用いられることが好ましい。濾過は、形成されるトラックの幅よりも大きい粒子の偶発的な存在を防止する。
【００３９】
本発明の方法の他の形態では、洗浄後に行われる、レリーフ構造部がジヒドロキシ、ポリヒドロキシ、カルボキシル、ラクタム、アミド、スルホニル、スルホキシ、リン酸塩及び尿素から選択される第１の機能基を含む有機化合物をドープされる追加の工程により、レリーフ構造部の電気伝導度が高められる。電気伝導度の向上は思いがけず大きく、その一方でレリーフ構造部は損傷又は破壊されない。本願発明者等は、それにより結合されることなく、上記有機化合物のドープはレリーフ構造部の少なくとも一部の微細構造に変化を与えると暫定的に推定している。更に、本願発明者等は、第１に、その時点においてＰＥＤＯＴの塩を有する組成物の溶媒が少なくとも大部分に関して除去されているという点で、洗浄後のドープが非常に効果的であるという感じを受けている。添加される有機化合物の分子は主に高分子と相互作用する。第２に、レリーフ構造部の表面領域が層の表面領域よりも大きい。有機化合物の分散がかなり良好であると考えられ得る。
【００４０】
ジヒドロキシ若しくはポリヒドロキシ及び／又はカルボキシル基若しくはアミド基を含む好適な有機化合物は、ＷＯ０１／２０６９１公報に開示されており、スクロース、グルコース、フラクトース、ラクトース、ソルビトール、マンニトール及びラクチトールのような糖、糖誘導体及び糖アルコール、エチレングリコール、グリセロール、ジオールトリエチレングリコールのようなアルコール、フランカルボン酸のようなカルボン酸を含んでいる。
【００４１】
以下の非限定的な例が本発明を説明するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
単一トランジスタを作製するために用いられる手順及び論理
【００４３】
実施例１
図１に、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンのポリ（スチレンスルホン酸）塩の構造式が示されている。水中におけるこの塩の組成物はバイエル社から市販されている。この組成物のＰＥＤＯＴの濃度は０．５重量％であり、ポリ（スチレンスルホン酸）の濃度は０．８重量％である。上記組成物に対して、見かけ上コロイド溶液である約０．２重量％のジアゾニウムの樹脂ＳＣＬ２２Ｓ（４−ジアゾ−ジフェニルアミン硫酸水素塩及びホルムアルデヒドの縮合物、米国マサチューセッツのSecant
Chemical社）が加えられた。５μｍのフィルタを通す濾過の後、上記組成物は絶縁性の平坦化された基板上にスピンコートされた。得られた層は、６０℃で３分乾燥された。乾燥した層は、水銀ランプを用いた紫外光（λ＝３６５ｎｍ）によるパターン照射のためにマスクを介して露光された。この層は、水を伴うスプレー現像液中で現像された。この現像工程において、層の非照射領域が除去された。２００℃で乾燥させた後、残存する層の平均の厚さは８０ｎｍであった。これらの領域は、１Ｓ／ｃｍの電気伝導率を有していた。それぞれの連続的な非溶解領域はトラックとして機能する。種々の実験において、１、３、５、８、１０及び２０μｍのトラック幅並びに１、３、５、８、１０及び２０μｍのトラック間の距離が得られた。
【００４４】
実施例２
レリーフ構造部を得るための実施例１における手順と同じ手順がたどられた。しかしながら、洗浄及び室温で乾燥し、ＰＥＤＯＴを有するレリーフ構造部が基板に得られた後、ソルビトールの溶液（約４〜６重量％）がレリーフ構造部にスピンコートされた。得られた構造は２００℃に加熱された。残存領域は１７０Ｓ／ｃｍの電気伝導率を有していた。それぞれの連続的な非溶解領域はトラックとして機能する。
【００４５】
実施例３
４．０重量％の濃度のポリアニリン及びポリ（スチレンスルホン酸）の溶液は、ＰＡＴ０１０としてコビオン社から市販されている。この溶液に対して、約０．４重量％の上述したジアゾニウムの樹脂ＳＣＬ２２５が加えられた。１μｍのフィルタを通す濾過の後、組成物は絶縁性の平坦化された基板上にスピンコートされた。層は、６０℃で３〜５分乾燥された。この層は、紫外光（λ＝３６５ｎｍ、強度＝１０ｍＷ／ｃｍ２）によるパターン照射のために２０秒間マスクを介して露光された。層は、水を伴うスプレー現像液中で現像された。1から５０μｍまでのマイクロメータ範囲のトラック幅が得られた。伝導率は、１０Ｓ／ｃｍのオーダーであった。しかしながら、この伝導率は、市販されているものからのポリアニリンの好適な選択によって改善され得る。
【００４６】
実施例４
図２は、本発明による部品の導電性のレリーフ構造部を有する電界効果トランジスタ１の平面図を模式的に示している。図３は、電界効果トランジスタ１を図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図において模式的に示している（縮尺は正しくない。）。この電界効果トランジスタ１は、ヘキサメトキシメチルメラミンと架橋されたポリビニルフェノールよりなる平坦化層により覆われたポリアミドよりなる電気絶縁性の基板２を有しており、その上には、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（スチレンスルホン酸）及びソルビトールを有する第１の電気伝導性の構造が設けられている。レリーフ構造部は、５μｍのトラック幅ｔＷのソース電極３４及びドレイン電極３５を有している。上記第１のレリーフ構造部の上には、ポリ（チエニレン−ビニレン）を有する半導体層４が設けられており、この層４は、（図３には示されておらず、図２に示されている）１５μｍのチャネル長ｃＬ及び５０μｍのチャネル幅ｃＷのチャネル４１を有している。エチルラクテートの溶液として堆積された市販のＨＰＲ５０４を有する電気絶縁層５が層４及び従ってチャネル４１を覆っている。この電気絶縁層５は、ＰＥＤＯＴを有する第２の電気伝導性のレリーフ構造部に収容されたゲート電極６４をチャネル４１から電気的に絶縁している。このトランジスタは、「トップゲート」型のものである。このトランジスタは、上記第２の電気伝導性のレリーフ構造部上に存在し、トランジスタ全体を覆う保護層、例えばポリカーボネート又はポリアクリレートの層等により水分等から保護され得る。
【００４７】
実施例５
図４は電界効果トランジスタ１１の平面図を模式的に示しており、この電界効果トランジスタ１１は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（スチレンスルホン酸）及びソルビトールを有し、ソース電極３１及びドレイン電極３２の互いにかみ合うペアを収容する第１のレリーフ構造部３を有している。基板、絶縁層及び半導体は、明瞭であるために図から省略されている。ソース電極３１は、フォーク形状であり、平行なトラック３１１，３１２，３１３，３１４を有している。上記ドレイン電極は、フォーク形状であり、トラック３２１，３２２，３２３，３２４を有している。この例では、電極３１，３２のそれぞれは、２μｍのトラック幅ｔＷの４つのトラックを有している。しかしながら、これは、不可欠ではなく、限定することを意味しているものでもない。ソース電極３１及びドレイン電極３２は、５μｍのチャネル長ｃＬのチャネル１４１により分離されている。トランジスタ１１は、また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（スチレンスルホン酸）及びソルビトールを有し、電気伝導体６１１及びゲート電極６１を収容する第２のレリーフ構造部を有している。このトランジスタは、「ボトムゲート」型のものである。この型のトランジスタでは、第２のレリーフ構造部が基板の上に位置し、その上に、誘電体層、第１のレリーフ構造部及びペンタセンを有する半導体層がこの順に配される。
これらの手順を用いて、以下のデバイス、すなわち、３．５ｋの接触抵抗の垂直方向の相互接続部と、１０ｐＡのオフ電流及び１μＡのオン電流を有するとともに、１０−２ｃｍ２／Ｖ・ｓまでの移動度を有し、１μｍまでのチャネル長のトランジスタと、（リング発振器のために重要である）１よりも大きい利得のインバータと、２５Ｖにおいて１．３ｋＨｚまでの周波数を有する７段インバータ及び５Ｖにおいて４００Ｈｚまでの周波数を有する７段２入力ＮＡＮＤインバータに基づくリング発振器とが製造された。
【００４８】
ジアゾニウム基又はアジド基を含む幾つかの水溶性高分子組成物の例は、
１）
【化１】
2005517083.tif 000003
東洋合成工業（日本）の製品ＴＧＫ−ＡＳ−９８
２）
【化２】
2005517083.tif 000004
M.P. Schmidt及びR. Zahnのドイツ特許第５９６７３１号（１９３４）公報に開示されているようなジアゾ樹脂
３）
【化３】
2005517083.tif 000005
アジド又はジアゾニウムを含む基、例えば米国特許第５，９９０，２６９号及び第５，７２５，９７８号公報により機能化されたポリアクリルアミド
４）
【化４】
2005517083.tif 000006
アジドにより機能化されたポリ（スチレン−マレイン酸無水物）コポリマ
林等のPolymeric Materials Science and Engineering (1995), Vol. 73  p559-560
である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンのポリ（スチレンスルホン酸）塩の構造式を示した図である。
【図２】本発明による部品の導電性のレリーフ構造部を有する電界効果トランジスタの模式的な平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿った模式的な断面図である。
【図４】電界効果トランジスタの模式的な平面図である。
【図１】
2005517083.tif 000007
【図２】
2005517083.tif 000008
【図３】
2005517083.tif 000009
【図４】
2005517083.tif 000010
【国際調査報告】
2005517083.tif 000011
2005517083.tif 000012