(57)【要約】【課題】電子装置を提供する。【解決手段】本発明は、ゲート絶縁体（４）およびゲート電極（５）の間に中間層（７）を含む有機電子（ＯＥ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ）装置、特に、トランジスタと、該装置を調製する新規な方法と、該中間層において使用するための誘電体材料とに関する。【選択図】図７および図８
2011523201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置であって、
有機半導体（ＯＳＣ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）層（３）と、
ゲート電極（５）と、
誘電体材料を含み、該ＯＳＣ層（３）および該ゲート電極（５）の間に位置するゲート絶縁体層（４）と、
任意の構成要素として、該ゲート電極（５）および該ゲート絶縁体層（４）を覆う追加の絶縁体層（６）とを含み、
ただし、該装置は、更に、該ゲート絶縁体層（４）および該ゲート電極（５）の間、または、該ゲート電極（５）および該追加の絶縁体層（６）の間において、少なくとも１つの中間層（７）を含み、
該中間層（７）は、少なくとも１個の極性繰り返し単位と、少なくとも１個の非極性繰り返し単位とを含むコポリマーを含み、ただし、極性単位は、それのホモポリマーが３０ｍＮ／ｍ以上の表面エネルギーを有する繰り返し単位を意味し、非極性単位は、それのホモポリマーが２５ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギーを有する繰り返し単位を意味することを特徴とする電子装置。
【請求項２】
−任意の構成要素として、基板（１）と、
−ソースおよびドレイン電極（２）と、
−ＯＳＣ層（３）と、
−ゲート電極（５）と、
−誘電体材料を含み、該ＯＳＣ層（３）および該ゲート電極（５）の間に位置するゲート絶縁体層（４）と、
−任意の構成要素として、該ゲート電極（５）の最上部上の第２の絶縁体層（６）と、
−請求項１において定義される通りのコポリマーを含み、該ゲート絶縁体（４）および該ゲート電極（５）の間、または、該ゲート電極および該第２の絶縁体層（６）の間に位置している中間層（７）と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
該中間層（７）が、表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍより大きいコポリマーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
該中間層（７）が、２．０〜４０の誘電率を有する材料より成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項５】
該中間層（７）が、該ゲート絶縁体層（４）の材料よりも高い誘電率を有する材料より成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項６】
該ゲート絶縁体層（４）が、１．１〜３．０の誘電率を有する材料より成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項７】
該中間層（７）の厚みが５〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項８】
該中間層（７）が、１，１−ジフルオロエチレンおよび／または１−フルオロエチレン繰り返し単位と、２〜８個のＣ原子を有しペルフッ素化されたアルキレンより選択される１種類以上の繰り返し単位とを含むコポリマーを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項９】
該中間層（７）が、式１または２のコポリマーを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子装置。
【化１】
2011523201.tif 000007
（式中、ｎは１より大きい整数であり、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＝１。）
【請求項１０】
該中間層（７）の該コポリマーが、１個以上の架橋性基を含む単位を１個以上含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１１】
該中間層（７）が、硬化性または硬化された有機材料を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１２】
該中間層（７）の最上部上に硬化された材料の安定化層（８）を追加的に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１３】
トップゲート有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電子装置を調製する方法であって、
ｂ）ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程と、および
ｃ１）該第１の誘電体層（４）上に、請求項１〜１２のいずれか一項で定義される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程と、
ｄ１）該中間層（７）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程と、
ｅ１）任意工程として、該ゲート電極（５）および該中間層（７）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程と、
または、工程ｃ１）〜ｅ１）に代えて、
ｃ２）該第１の誘電体層（４）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程と、
ｄ２）該ゲート電極（５）および該第１の誘電体層（４）上に、請求項１〜８のいずれか一項で定義される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程と、
ｅ２）該中間層（７）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程と
を含む方法。
【請求項１５】
ａ１）基板（１）上にソースおよびドレイン電極（２）を堆積する工程と、
ａ２）該基板（１）および該ソースおよびドレイン電極（２）上にＯＳＣ材料の層（３）を堆積する工程と、
ｂ）該ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程と、
ｃ１）該第１の誘電体層（４）上に、請求項１〜１２のいずれか一項で定義される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程と、
ｃ２）該中間層（７）の最上部に硬化性または硬化された材料の層（８）を堆積し、任意工程として、該材料を硬化する工程と、
ｄ１）該中間層（７）または該硬化層（８）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程と、
ｅ１）任意工程として、該ゲート電極（５）および該中間層（７）または該硬化層（８）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程と
を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
ａ１）基板（１）上にソースおよびドレイン電極（２）を堆積する工程と、
ａ２）該基板（１）および該ソースおよびドレイン電極（２）上にＯＳＣ材料の層（３）を堆積する工程と、
ｂ）該ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程と、
ｃ２）該第１の誘電体層（４）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程と、
ｄ２）該ゲート電極（５）および該第１の誘電体層（４）上に、請求項１〜１２のいずれか一項で定義される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程と、
ｄ３）該中間層（７）の最上部に硬化性または硬化された材料の層（８）を堆積し、任意工程として、該材料を硬化する工程と、
ｅ２）該中間層（７）または該硬化層（８）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程と
を含む請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲート絶縁体およびゲート電極の間に中間層を含む有機電子（ＯＥ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ）装置、特に、トランジスタと、該装置を調製する新規な方法と、該中間層において使用するための誘電体材料とに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、ディスプレイ装置および論理能力のある回路において使用される。従来のＯＦＥＴは、典型的には、ソース、ドレインおよびゲート電極、有機半導体（ＯＳＣ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）材料を含む半導体層、および、ＯＳＣ層およびゲート電極の間に誘電体材料を含むゲート絶縁体層を含む。
【０００３】
図１に、基板（１）と、ソースおよびドレイン電極（２）と、ＯＳＣ層（３）と、誘電体を含むゲート絶縁体層（４）と、ゲート電極（５）と、ＯＦＥＴの最上部に提供される更なる層または装置よりゲート電極を守るための第２の絶縁体または保護層（６）とを含む先行技術による従来のトップゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【０００４】
図２に、基板（１）と、ソースおよびドレイン電極（２）と、ＯＳＣ層（３）と、誘電体を含むゲート絶縁体層（４）と、ゲート電極（５）と、ＯＦＥＴの最上部に提供される更なる層または装置よりソースおよびドレイン電極を守るための第２の絶縁体または保護層（６）とを含む先行技術による従来のボトムゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【０００５】
国際特許出願公開第０３／０５２８４１号パンフレット（特許文献１）には、ゲート絶縁体層が、３．０未満の低誘電率ε（比誘電率または誘電定数としても知られる）を有する誘電体材料（「低ｋ材料」）を含むＯＦＥＴが開示されている。そのような低ｋ材料を使用することで、特に、溶液法によって調製される装置において、誘電体／ＯＳＣ接触面における電荷捕獲が低減され、改良されたトランジスタ性能を与えることが報告されている。更に、国際特許出願公開第０３／０５２８４１号パンフレット（特許文献１）には、Ｃｙｔｏｐ（商標）（旭硝子製）またはＴｅｆｌｏｎ  ＡＦ（商標）（デュポン製）などの商業的に入手可能なフルオロポリマーが低ｋ材料として特に適切であると報告されている。
【０００６】
例えば、国際特許出願公開第２００５／０５５２４８号パンフレット（特許文献２）において開示される通り、ペンタセン、テトラセンまたはアントラセン、または、それらのヘテロ環式誘導体などの可溶性置換オリゴアセンよりＯＳＣ材料が選択されている溶液法によるＯＦＥＴ装置に対し、ゲート絶縁体としてフルオロポリマーの使用が有利である。これらのＯＳＣ材料は、殆どの一般的な有機溶媒に可溶である。従って、トップゲート装置を調製する場合、ＯＳＣ層（３）の最上部にゲート絶縁体（４）用の配合物を堆積する際にＯＳＣ材料の溶解を避けるため、ゲート絶縁体配合物用の溶媒を注意深く選択しなければならない。同様に、ボトムゲート装置を調製する場合、ゲート絶縁体（４）の最上部にＯＳＣ層（３）用の配合物を堆積する際に、ゲート絶縁体材料の溶解を避けなければならない。上述のＯＳＣ材料用に使用される典型的な溶媒とはオルソゴナルなペルフッ素化された溶媒にフルオロポリマーは可溶であるため、これらの装置におけるゲート絶縁体材料として、特に、フルオロポリマーが適切である。
【０００７】
しかしながら、上述のフルオロポリマーは、特に、ＯＦＥＴ装置の量産に関して特定の欠点を有する。主な欠点はフルオロポリマーが加工性に劣り、構造的完全性が限定されていることに基づく。よって、フルオロポリマーは、しばしば、基板（１）およびＯＳＣ層（３）に十分接着しない。また、しばしば、接着が不良（剥離する）および濡れが不良のため、ゲート絶縁体（４）の最上部にゲート電極（５）または保護層（６）などの更なるコーティングを加工および接着することが困難である。加えて、例えば、Ｃｙｔｏｐ（商標）シリーズからのものなどの多くのフルオロポリマーは低いガラス温度Ｔｇ（１００〜１３０℃程度）を有し、このため、特定の加工工程の際に問題が生じることがある。例えば、誘電体層の最上部に金属化ゲート電極層を、例えば、スパッタリングによって塗工する場合、誘電体層をＴｇまで加熱すると、内蔵応力のために、ポリマーの亀裂が生じることがある。フィルムに残留応力がない場合ですら、Ｔｇより高く加熱すると、膨脹差、よって、ポリマーのしわが発生することがある。一方、より高いＴｇのフルオロポリマー、Ｔｅｆｌｏｎ  ＡＦ（商標）シリーズからのもの（例えば、Ｔｇが２４０℃であるＴｅｆｌｏｎ  ＡＦ  ２４００）などは、ポリマーのしわおよび亀裂を克服できるが、しばしば、大型基板を十分に被覆せず、追加の層に対する接着が不良である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許出願公開第０３／０５２８４１号パンフレット
【特許文献２】国際特許出願公開第２００５／０５５２４８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、電子装置、特に、トップゲートＯＦＥＴを調製するためで、先行技術の材料および方法の欠点を有しておらず、電子装置の時間的、コスト的および材料的に効率のよい大規模生産を行える改良された材料および方法を提供することが本発明の目的である。特に、溶液加工技術によって電子装置を製造する場合、誘電体層の接着および構造的完全性を改良することが望まれる。本発明のもう一つの目的は、そのような材料および方法より得られる改良された電子装置、特に、ＯＦＥＴを提供することである。本発明の他の目的は、以下の詳細な記載より当業者には直ちに明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明において特許請求される通りの方法、材料および装置を提供することにより、これらの目的を達成できることを見出した。特に、本発明の発明者らは、ゲート絶縁体層およびゲート電極および／またはゲート電極保護層の間に中間層を塗工し、ただし、フッ素化ビニリデンまたはフッ素化ビニルなどの極性繰り返し単位と、ペルフルオロアルキレン単位などの非極性繰り返し単位とを含むコポリマーを前記中間層が含むことにより、上述の欠点の少なくとも幾つかを克服することが可能であることを見出した。そのような中間層を使用することで、引き続く製造加工工程において更なる装置層を塗工する際に、ゲート絶縁体層の接着、濡れ性および構造的完全性が改良される。
【００１１】
＜発明の概要＞
本発明は、電子装置であって、
有機半導体（ＯＳＣ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）層（３）と、
ゲート電極（５）と、
誘電体材料を含み、該ＯＳＣ層（３）および該ゲート電極（５）の間に位置するゲート絶縁体層（４）と、
任意の構成要素として、該ゲート電極（５）および該ゲート絶縁体層（４）を覆う追加の絶縁体層（６）とを含み、
ただし、該装置は、更に、該ゲート絶縁体層（４）および該ゲート電極（５）の間、または、該ゲート電極（５）および該追加の絶縁体層（６）の間において、少なくとも１つの中間層（７）を含み、
該中間層（７）は、少なくとも１個の極性繰り返し単位と、少なくとも１個の非極性繰り返し単位とを含むコポリマーを含み、好ましくは本質的に成り、非常に好ましくは排他的になり、ただし、「極性単位」は、それのホモポリマーが３０ｍＮ／ｍ以上の表面エネルギーを有する繰り返し単位を意味し、「非極性単位」は、それのホモポリマーが２５ｍＮ／ｍ以下の表面エネルギーを有する繰り返し単位を意味することを特徴とする電子装置に関する。
【００１２】
本発明は、更に、上および下で記載される通りの電子装置の調製方法であって、
ｂ）ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程と、および
ｃ１）該第１の誘電体層（４）上に、上および下で記載される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程と、
ｄ１）該中間層（７）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程と、
ｅ１）任意工程として、該ゲート電極（５）および該中間層（７）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程と、
または、工程ｃ１）〜ｅ１）に代えて、
ｃ２）該第１の誘電体層（４）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程と、
ｄ２）該ゲート電極（５）および該第１の誘電体層（４）上に、上および下で記載される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程と、
ｅ２）該中間層（７）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程とを含む方法に関する。
【００１３】
本発明は、更に、上および下で記載される通りの方法によって得られる電子装置に関する。
【００１４】
好ましくは、電子装置は、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）または薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、好ましくは、トップゲートトランジスタ、集積回路（ＩＣ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）または無線識別（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】先行技術によるトップゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【図２】先行技術によるボトムゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【図３】本発明の第１の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【図４】本発明の第２の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【図５】本発明の第１の実施形態によるＯＦＥＴを調製する方法を図解する。
【図６】本発明の第２の実施形態によるＯＦＥＴを調製する方法を図解する。
【図７】本発明の第３の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【図８】本発明の第４の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置を示す。
【図９】例１によって調製されたトップゲートＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す。
【図１０】例１によって調製されたトップゲートＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す。
【図１１】例１によって調製されたトップゲートＯＦＥＴのトランジスタ特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
用語「ポリマー」は、一般に、高い相対分子量の分子を意味し、その構造は、低い相対分子量の分子より実際または概念的に誘導される単位の多数の繰返しを本質的に含む（ＰＡＣ、１９９６年、６８巻、２２９１頁）。用語「オリゴマー」は、一般に、中程度の相対分子量の分子を意味し、その構造は、より低い相対分子量の分子より実際または概念的に誘導される僅かに数個の単位を本質的に含む（ＰＡＣ、１９９６年、６８巻、２２９１頁）。本発明による好ましい意味において、「ポリマー」は、１０より多い、非常に好ましくは２０より多い繰り返し単位を有し、好ましくは３，０００より高い、非常に好ましくは５，０００より高い分子量Ｍｗを有する重合体化合物を意味し、「オリゴマー」は、１より多く２０以下、好ましくは１０以下の繰り返し単位で、好ましくは３，０００未満、非常に好ましくは２，０００未満の分子量Ｍｗを有するオリゴメリック化合物を意味する。
【００１７】
他に明言しない限り、オリゴマーおよびポリマーの分子量は重量平均分子量Ｍｗを意味し、それは、適切な溶媒においてポリスチレン標準に対するＧＰＣによって決定される。
【００１８】
用語「繰り返し単位」および「単量体単位」は構成繰り返し単位（ＣＲＵ）を意味し、それは、それの繰り返しが規則的な巨大分子、規則的なオリゴマー分子、規則的なブロックまたは規則鎖を構成する最小構成単位である（ＰＡＣ、１９９６年、６８巻、２２９１頁）。コポリマーは、２種類以上の異なる繰り返し単位を含んでもよい。
【００１９】
本発明による好ましい電子装置、好ましくはトップゲートＯＦＥＴは、以下の構成要素を含む：
−任意の構成要素として、基板（１）、
−ソースおよびドレイン電極（２）、
−ＯＳＣ層（３）、
−ゲート電極（５）、
−誘電体材料を含み、該ＯＳＣ層（３）および該ゲート電極（５）の間に位置するゲート絶縁体層（４）、
−任意の構成要素として、該ゲート電極（５）の最上部上の第２の絶縁体層（６）、
−上および下に記載される通りで、該ゲート絶縁体（４）および該ゲート電極（５）の間、または、該ゲート電極および該第２の絶縁体層（６）の間に位置している中間層（７）。
【００２０】
図３に、基板（１）と、ソースおよびドレイン電極（２）と、ＯＳＣ層（３）と、誘電体材料を含むゲート絶縁体層（４）と、ゲート電極（５）と、ＯＦＥＴの最上部に提供される更なる層または装置より該ゲート電極を守るための第２の絶縁体または保護層（６）と、上および下で記載される通りのコポリマーを含み、該ゲート絶縁体（４）および該ゲート電極（５）の間に位置する中間層（７）とを含む、本発明の第１の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置を例示的に図解する。
【００２１】
第１の好ましい実施形態の前記装置を調製する好ましい方法が図５に示されており、以下を含む：
ａ１）基板（１）上にソースおよびドレイン電極（２）を堆積する工程、
ａ２）該基板（１）および該ソースおよびドレイン電極（２）上にＯＳＣ材料の層（３）を堆積する工程、
ｂ）該ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程、
ｃ１）該第１の誘電体層（４）上に、上および下で記載される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程、
ｄ１）該中間層（７）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程、
ｅ１）任意工程として、該ゲート電極（５）および該中間層（７）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程。
【００２２】
図４に、基板（１）と、ソースおよびドレイン電極（２）と、ＯＳＣ層（３）と、誘電体材料を含むゲート絶縁体層（４）と、ゲート電極（５）と、ＯＦＥＴの最上部に提供される更なる層または装置より該ゲート電極を守るための第２の絶縁体または保護層（６）と、ならびに、該ゲート電極（５）および該第２の絶縁体層（６）の間に位置し、上および下で記載される通りのコポリマーを含む中間層（７）とを含む、本発明の第２の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置を例示的に図解する。
【００２３】
第２の好ましい実施形態の前記装置を調製する好ましい方法が図６に示されており、以下を含む：
ａ１）基板（１）上にソースおよびドレイン電極（２）を堆積する工程、
ａ２）該基板（１）および該ソースおよびドレイン電極（２）上にＯＳＣ材料の層（３）を堆積する工程、
ｂ）該ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程、
ｃ２）該第１の誘電体層（４）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程、
ｄ２）該ゲート電極（５）および該第１の誘電体層（４）上に、上および下で記載される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程、
ｅ２）該中間層（７）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程。
【００２４】
好ましくは、上および下に記載される通りの方法における層の堆積は、溶液法、即ち、配合物、好ましくは、ＯＳＣまたは誘電体材料および１種類以上の有機溶媒を含む溶液を、先に堆積された層の上に塗工し、続いて、溶媒（１種類または複数種類）を蒸発させることにより行う。好ましい堆積技術としては、限定することなく、浸漬コーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、レタープレス印刷、スクリーン印刷、ドクターブレードコーティング、ローラー印刷、逆ローラー印刷、オフセットリソグラフィー印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、噴霧コーティング、はけ塗りコーティングまたはパッド印刷が挙げられる。好ましい溶液堆積技術は、スピンコーティング、フレキソ印刷およびインクジェット印刷である。
【００２５】
好ましくは、中間層（７）を溶液法で堆積し、非常に好ましくは、上および下で記載される通りのコポリマーおよび１種類以上の有機溶媒を含む配合物を使用する。好ましい配合物は、有機ケトンより選択される１種類以上の溶媒、好ましくは、ＭＥＫ、ＭＡＫ（２−ヘプタノン）またはシクロヘキサノン、最も好ましくは、ＭＡＫを含む。配合物におけるコポリマーの濃度は、好ましくは、０．１〜５重量％である。特に、高沸点の有機ケトン溶媒が、インクジェットおよびフレキソ印刷用の溶液における使用に好都合である。
【００２６】
中間層（７）は、中間層の最上部にコートされる更なる層に対して十分な濡れ性および接着を提供する程度に厚くなるように、および、中間層が装置性能に悪影響を及ぼさない程度に薄くなるよう選択されなければならない。好ましくは、中間層（７）の厚みは１〜１０００ｎｍ、非常に好ましくは１〜１００ｎｍ、最も好ましくは５〜５０ｎｍである。
【００２７】
好ましい実施形態において、ゲート絶縁体層（４）は、国際特許出願公開第０３／０５２８４１号パンフレットで開示される通り、誘電定数（誘電率）εが３．０以下（「低ｋ誘電体」）である誘電材料（「ゲート誘電体」）から成り、εは、非常に好ましくは１．１〜３．０、最も好ましくは２．０〜３．０、特には２．５〜３．０または２．０〜２．６である。ＯＳＣと直接接触するゲート絶縁体層用の低ｋゲート誘電体材料は、好ましくは、有機フルオロポリマーである。適切な低ｋゲート誘電体材料としては、例えば、商業的に入手可能なＣｙｔｏｐ（商標）シリーズ（旭硝子）、Ｔｅｆｌｏｎ  ＡＦ（商標）シリーズ（デュポン）またはＨｙｆｌｏｎ  ＡＤ（商標）シリーズ（ソルベー製）からのものなどの高可溶性ペルフルオロポリマーが挙げられる。Ｃｙｔｏｐポリマーは、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、「Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｏｂｔａｉｎｅｄ  ｂｙ  ｃｙｃｌｏｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ」章、Ｎ．Ｓｕｇｉｙａｍａ著、５４１ｆｆ頁に記載されている。Ｔｅｆｌｏｎ  ＡＦは、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、「Ｔｅｆｌｏｎ  ＡＦ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ」章、Ｐ．Ｒ．Ｒｅｓｎｉｃｋ著、３９７ｆｆ頁に記載されている。Ｈｙｆｌｏｎ  ＡＤは、「Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｉｌｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ」、Ｖ．Ａｒｃｅｌｌａら、Ａｎｎ．Ｎ．Ｙ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．９８４巻、２２６〜２４４頁（２００３年）に記載されている。
【００２８】
中間層（７）は、好ましくは、ゲート誘電体よりも高い誘電率を有する誘電体材料を含み、非常に好ましくは排他的に成る。中間層材料は、好ましくは２．０〜４０、非常に好ましくは２．５〜２０の誘電率を有する。
【００２９】
中間層材料は、上および下で記載される通りの１種類以上のコポリマーを含む。コポリマーは、コポリマーに直接接触する層、特に、ゲート絶縁体層（４）および任意成分である第２の誘電体層（６）上で良好な接着を提供するために選択される。特に、中間層（７）がゲート誘電体フルオロポリマー上で良好な接着を示し、同時に、十分に高い表面エネルギー、好ましくは２０ｍＮ／ｍより高い、非常に好ましくは２５ｍＮ／ｍより高い、最も好ましくは３０ｍＮ／ｍ以上を有するように、コポリマーを選択しなければならない。
【００３０】
本発明の発明者は、中間層（７）において使用されるコポリマーが、上および下で定義される通りの１個以上の「極性」繰り返し単位および１個以上の「非極性」繰り返し単位を含む場合に、これらの要求を満たすことができることを見出した。
【００３１】
よって、本発明による装置における中間層は、少なくとも１個の極性繰り返し単位および少なくとも１個の非極性繰り返し単位を含むコポリマーを含み、好ましくは本質的に成り、非常に好ましくは排他的に成る。好ましくは、コポリマーは、そのような非極性および極性単位から成る群より選択される繰り返し単位から本質的に成り、非常に好ましくは、排他的に成る。コポリマーは、好ましくは、１〜５個、非常に好ましくは、１個、２個または３個のそのよう極性単位と、１〜５個、非常に好ましくは、１個、２個または３個のそのよう非極性単位とを含む。
【００３２】
本発明の目的のために、「極性単位」は、それのホモポリマーが３０ｍＮ／ｍ（ダイン／ｍ）以上、好ましくは３０〜５０ｍＮ／ｍの表面エネルギーを有するモノメリックまたは繰り返し単位を意味し、「非極性単位」は、それのホモポリマーが２５ｍＮ／ｍ（ダイン／ｃｍ）以下、好ましくは１０〜２５ｍＮ／ｍ、より好ましくは１０〜１５ｍＮ／ｍの表面エネルギーを示すモノメリックまたは繰り返し単位を意味する。この関連において使用される用語「ホモポリマー」は、１つの型のモノメリックまたは繰り返し単位から排他的に成り、３，０００より高い分子量Ｍｗを有するポリマーを意味する。
【００３３】
「Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（４版、Ｊ．Ｂｒａｎｄｒｕｐ、Ｅ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ、Ｅ．Ａ．Ｇｒｕｌｋｅ編、「Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  Ｔｅｎｓｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ，Ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ，ａｎｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ」章、Ｓｏｕｈｅｎｇ  Ｗｕ著、ＶＩ／５２１〜２２頁）によれば、通常、表面張力は、分子量の増加に伴い増加する。分子量Ｍｗが約２０００〜３０００よりも大きくなると、表面張力は、無限大分子量における値である１ｍＮ／ｍ（ダイン／ｃｍ）内に達する。従って、分子量の影響は、通常、３，０００よりも大きい分子量Ｍｗを有するポリマーに対しては無視できるが、オリゴマーに対しては無視できない。しかしながら、幾つかの例外が観測されており、末端基効果として説明されている。
【００３４】
中間層における使用に適するモノマーおよびコポリマーは、文献に記載されている。例えば、ポリ（フッ素化ビニル）（ＰＶＦ）およびポリ（フッ素化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）などの部分的にフッ素化された材料は、ＰＴＦＥよりも高い表面エネルギーを有する。また、下の表１に示す通り、それらは、例えば、ポリエチレンまたはＰＴＦＥと比較して、表面エネルギーに対して比較的高い極性の寄与も有する。従って、それらの対応するモノマーが本発明による「極性単位」として適している。
【００３５】
【表１】
2011523201.tif 000003
表１の値は、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、（１９９７年）、「Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ」章、Ｄ．Ｍ．ＢｒｅｗｉｓおよびＩ  Ｍａｔｈｉｅｓｏｎ著、１６５ｆｆ頁；およびＤ．ＯｗｅｎｓおよびＲ．Ｗｅｎｄｔ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１３巻、１７４１〜１７４７頁（１９６９年）で開示されている。
【００３６】
好ましくは、極性モノメリックまたは繰り返し単位は、部分的にフッ素化された（即ち、フッ素化されているがペルフッ素化はされていない）炭化水素単位、非常に好ましくは、２〜８個、最も好ましくは２個または３個のＣ原子を有する部分的にフッ素化されたアルキレンより選択され、ただし、１個以上のＣ原子がフッ素化されていなくてもよく、および／または、ただし、Ｆ原子の数は、１個、２個、３個または４個、好ましくは、１個または２個であり、例えば、１，１−ジフルオロエチレン（フッ素化ビニリデン、ＶＤＦ）または１−フルオロエチレン（フッ素化ビニル、ＶＦ）などである。
【００３７】
非極性モノメリックまたは繰り返し単位は、好ましくは、ペルフッ素化された炭化水素基、好ましくは、直鎖、分岐または環式のアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレン（ただし、１個以上のＦ原子はＣｌまたはＢｒで置き換えられていてもよく）、非常に好ましくは、２〜８個のＣ原子、最も好ましくは、２個、３個または４個のＣ原子を有するペルフルオロ−またはペルフルオロ／クロロアルキレン単位より選択され、例えば、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）またはクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）などである。また、これらの好ましい単位において、１個または２個のＦ原子がＨで置き換えられていることも可能である。
【００３８】
極性および非極性繰り返し単位の全比率は、結果として生じるコポリマーが、２０ｍＮ／ｍより大きい、好ましくは２５ｍＮ／ｍより大きい、非常に好ましくは３０ｍＮ／ｍ以上の表面エネルギー（「極性」単位によって生じる）、および、ゲート誘電体フルオロポリマー上での良好な接着（ペルフッ素化または非極性単位のフルオロポリマーとの相互作用によって生じる）を有するように選択しなければならない。好ましくは、コポリマーにおける全ての極性単位の総量は、５０モル％より高くなければならない。
【００３９】
一般に、中間層コポリマーのモノメリック単位は、以下の基準および機能性に従って選択されなければならない。
【００４０】
極性単位（ＶＤＦまたはＶＦなど）のモノマーは、非極性ペルフッ素化単位（例えば、ＴＦＥ、ＨＦＰ、ＣＴＦＥなど）のモノマーとランダムまたは交互共重合が行えるもので、十分な溶解性（例えば、ＭＥＫ、ＭＡＫ、シクロヘキサノンなどの低分子量ケトンなどの極性溶媒）を生じ、ゲート誘電体フルオロポリマーよりも高い表面エネルギー（２０ｍＮ／ｍより大きい、好ましくは２５ｍＮ／ｍより大きい、非常に好ましくは３０ｍＮ／ｍ以上）を生じるものでなければならない。表面エネルギーの極性成分は結合極性成分にとって有益である。極性単位が表面に存在するように、極性単位はポリマーの骨格中に直接組み込まれており、好ましくはランダムに分布していなければならない。極性単位がＶＤＦの場合、コポリマーにおけるＶＤＦの比率は、好ましくは、５０モル％より高い。
【００４１】
ＶＤＦまたはＶＦの代わりに、非極性フッ素化コモノマーと共重合でき、例えば、柔軟すぎる結合により熱力学的理由からポリマーの表面から内側へ失われるために表面における極性単位の喪失に至らない構造であれば、他の極性モノマーも使用できる。適切なモノマーの例は、例えば、Ｂｒｕｎｏ  Ａｍｅｄｕｒｉ  ＆  Ｂｅｒｎａｒｄ  Ｂｏｕｔｅｖｉｎ、Ｗｅｌｌ−Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｄ  Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、ＩＳＢＮ  ００８０４４３８８５、２章において見出すことができる。
【００４２】
非極性ペルフッ素化単位（例えば、ＴＦＥまたはＨＦＰ）のモノマーは、極性単位（例えば、ＶＤＦまたはＶＦなど）のモノマーとランダムまたは交互共重合が行えるもので、使用条件下においてコポリマーの結晶化を防ぐために（特に、ＨＦＰなどの、より長いペルフルオロアルキレンの場合）、十分な溶解性を生じなければならない。接着を提供するためにゲート誘電体フルオロポリマーに対する接合部分に非極性単位が存在するが、濃縮および表面に完全に移動しないように、非極性単位はポリマーの骨格中に直接組み込まれており、好ましくはランダムに分布していなければならない。
【００４３】
ＴＦＥまたはＨＦＰの代わりに、極性コモノマーと共重合でき、フッ素化誘電体上での良好な接着のために極性および接着特性が最適化され、例えば、柔軟すぎる結合により、よって熱力学的理由から表面へ移動するために表面における濃縮、よって表面エネルギーの低下に至らない構造であれば、他の非極性モノマーも使用できる。
【００４４】
コポリマー内でのブロックまたは相分離において非極性または極性基の濃縮を避けるために、極性および非極性単位はポリマー骨格の近傍でなければならない。また、表面エネルギーを低下させる、中間層の空気表面における非極性側鎖の濃縮は避けなければならない。代わりに、または加えて、コポリマーにおける非極性単位の比率は、相分離を避けるのに十分低く維持しなければならない。一方、ゲート誘電体フルオロポリマーへの良好な接着を確かなものとするために、非極性側鎖は十分に長くなければならず、および／または、コポリマーにおける非極性側鎖の比率は十分に高くなければならない。例えば、ポリマー骨格においてはＣＦ２−ＣＦ基から、および側鎖においてはＣＦ３基から成る非極性単位ＨＦＰは、これらの要求間の良好なバランスを維持するのに適している。
【００４５】
交互、ランダムまたは統計的コポリマーが、ブロックコポリマーよりも好ましい。よって、非極性および極性構成成分をランダムまたは交互に（分布させて）共重合できることが重要である。表面におけるペルフッ素化鎖セグメントの濃縮に至り、よって低い表面エネルギーへ至る可能性のある相分離効果を防ぐために、著しいブロック重合は避けなければならない。
【００４６】
ＴＦＥ、ＨＦＰまたはＣＴＦＥなどの幾つかの非極性フッ素化モノマーと共にＶＤＦおよび／またはＶＦなどの部分的にフッ素化された単位のコポリマーは文献に報告されており、それらはランダムコポリマーが既知であり、更に商業的に入手可能である。ＨＦＰは非常に低い反応性を有し、通常、２価基を形成せず、ホモポリマー化されず、および、ＴＦＥおよびＶＤＦは殆ど同様の反応性値を有するため、典型的には、統計的コポリマーが形成される。これは、例えば、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、「Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ」章、Ｖ．Ａｒｃｅｌｌａら著、７１ｆｆ頁および「Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｏｆ  ｖｉｎｙｌｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ」章、Ｃ．Ｔｏｕｒｎｕｔ著、５７７ｆｆ頁；Ｌ．Ｌｏｇｏｔｈｅｔｉｓ、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９８９年、１４巻、２５１〜２９６頁；Ｇ．ＢｒｉｎａｔｉおよびＶ．Ａｒｃｅｌｌａ、Ｋａｕｔｓｃｈｕｋ＋Ｇｕｍｍｉ−Ｋｕｎｓｔｏｆｆｅ、１９９２年、４５巻、４７０ｆｆ頁に記載されている。
【００４７】
側鎖においてペルフッ素化された部分構造を備えるフッ素化炭素モノマー（例えば、フッ素化されたポリアクリレートおよびポリウレタンなど）は、フッ素化された側鎖のモノマーの比率が比較的低い場合においてすら、非常に低い表面エネルギーの表面を生成する傾向がある。これは、フッ素化された基を空気接合部分に存在させるのに十分な移動度を有する骨格により増大され、ポリマーおよび空気の間の界面自由エネルギーが低下するため、熱力学的に好ましい。そのようなポリマーは、例えば、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、「Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ」章、Ｖ．Ａｒｃｅｌｌａら著、７１ｆｆ頁に記載されている。従って、そのようなモノマー単位のみから成るポリマーは、本発明の目的には適さない。対照的に、本発明のポリマーにおいて、非極性単位のペルフッ素化された炭化水素基はポリマー骨格の一部分を形成する。
【００４８】
本発明のもう一つの好ましい実施形態において、コポリマーは、更に、１個以上の架橋性基、即ち、架橋反応を行える基（「架橋単位」）を含む１種類以上の単位を含む。適切で好ましい架橋性基としては、例えば、ヒロドキシ、アミン、イソシアネート、エポキシおよび臭素基が挙げられる。
【００４９】
このタイプの適切なモノマーおよびコポリマーは文献に記載されている。例えば、ＶＤＦおよび／またはＶＦおよび／またはＴＦＥおよび／またはＨＦＥおよびその他を、ビニルまたはアリルエーテルおよびビニルグリシジルエーテル（エポキシ基）またはモノマーを含有する種々のアルコール（例えば、Ｆ２Ｃ＝ＣＦ−ＣＨ２ＯＨ）またはモノマーを含有する臭素（例えば、Ｆ２Ｃ＝ＣＦ−ＣＨ２Ｂｒ）などのモノマーを備える適切な官能性基と共重合させることが広範囲にわたって文献、例えば、Ｂｒｕｎｏ  Ａｍｅｄｕｒｉ＆Ｂｅｒｎａｒｄ  Ｂｏｕｔｅｖｉｎ、Ｗｅｌｌ−Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｄ  Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、ＩＳＢＮ００８０４４３８８５、２章およびそこで引用されている文献、またはＰｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ、Ｊ．Ｃ．Ｓａｌａｍｏｎｅ編集長、ＩＳＢＮ０−８４９３−２４７０−Ｘ、「ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｏａｔｉｎｇｓ」章、２４９８〜２５０７頁およびそこで引用されている文献に記載されている。
【００５０】
エポキシ基を含有するポリマーは、例えば、アミン、メラミン、アルコールまたはイソシアネートなどより選択される架橋剤で適切に熱的に架橋される。アルコール基を含有するポリマーは、例えば、イソシアネートおよびエポキシ基より選択される架橋剤で適切に熱的に架橋される。臭素基を含有するポリマーは、例えば、レジカル的機構を介して、好ましくはラジカル開始剤の存在下において適切に架橋される。
【００５１】
イソシアネート硬化樹脂の例は、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、６章：「Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ」Ｒ．Ｆ．Ｂｒａｄｙ著、１２７ｆｆ頁に記載されている。特開平０７−０１８２１４号公報には、４０：１０：４０：１０  ＴＦＥ：ＨＦＥ：ＶＤＦ：４−ヒドロキシエチル−アリルエーテルコポリマーのイソシアネート硬化が記載されている。Ｃ．Ｔｏｕｒｎｕｔは、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、「Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｏｆ  ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ」章、Ｃ．Ｔｏｕｒｎｕｔ著、５７７ｆｆ頁において、硬化性基を含有するＶＤＦコポリマーを記載している。
【００５２】
例えば、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、「Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ」章、Ｖ．Ａｒｃｅｌｌａら著、７１ｆｆ頁；および「Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ」／Ｊ．Ｃ．Ｓａｌａｍｏｎｅ編集長、ＩＳＢＮ０−８４９３−２４７０−Ｘ、「Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｏａｔｉｎｇｓ」章、２４９８〜２５０７頁およびそこで引用される文献に記載される通り、ＶＤＦ単位を含むコポリマーは、アミンおよび過酸化物で適切に架橋される。
【００５３】
非常に好ましくは、架橋単位は、好ましくは２〜８個、最も好ましくは２個、３個または４個のＣ原子を有し、部分的にフッ素化またはペルフッ素化された炭化水素基であり、ただし、１個以上のＨ原子またはＦ原子は、架橋基、好ましくは、ポリマー骨格の一部またはポリマー骨格に結合しているもう一つの反応性基とポリマー類似反応において反応できる基、非常に好ましくは、ヒドロキシ、アミン、イソシアネート、エポキシまたは臭素基で置き換えられている。
【００５４】
最も好ましくは、コポリマーは、１個以上の１，１−ジフルオロエチレン（ＶＤＦ）および／または１−フルオロエチレン（ＶＦ）繰り返し単位と、直鎖、分岐または環状、非常に好ましくは直鎖または分岐のフッ素化炭化水素基より選択される少なくとも１個、好ましくは、１個、２個または３個の更なる繰り返し単位とを含む。好ましくは、更なる繰り返し単位は、好ましくは２〜８個、最も好ましくは、２個、３個または４個のＣ原子を有する部分的にフッ素化またはペルフッ素化された直鎖または分岐のアルキルまたはアルコキシ基より選択される。好ましいフルオロアルキル繰り返し単位は、例えば、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）およびクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）である。コポリマーは、フッ素化ビニリデン（ＣＨ２＝ＣＦ２）および／またはフッ素化ビニル（ＣＨ２＝ＣＨＦ）モノマーと、例えば、テトラフルオロエチレン（ＣＦ２＝ＣＦ２）またはヘキサフルオロプロピレン（ＣＦ２＝ＣＦ−ＣＦ３）などの、エチレン性不飽和を含有するフッ素化またはペルフッ素化されたモノマーとから導かれる。
【００５５】
特に好ましくは、コポリマーは、ＶＤＦ、ＨＦＰおよびＴＦＥの、好ましくは式１の３元ポリマー、または、ＶＤＦおよびＨＦＰの、好ましくは式２のコポリマーである。
【００５６】
【化１】
2011523201.tif 000004
式中、ｎは１より大きい整数であり、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＝１、好ましくは、０．５≦ｘ＜１および０．５≦ａ＜１である。
【００５７】
式１のポリマーは、例えば、Ｄｙｎｅｏｎ（商標）ＴＨＶ  ２２０ＡなどのＤｙｎｅｏｎ（商標）ＴＨＶシリーズ（ドイツ国、ブルクキルヒェン市、ダイニオン社製）において商業的に入手可能である。また、これらのポリマーは、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、１３章：「ＴＨＶ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃ」Ｄ．Ｅ．Ｈｕｌｌら著、２５７ｆｆ頁にも記載されている。例えば、Ｄｙｎｅｏｎ（商標）ＴＨＶ  ２２０Ａは、４を超える誘電率を有する。
【００５８】
式２のポリマーは、例えば、Ｋｙｎａｒ（商標）シリーズ（フランス国コロンブ市アルケマ製）、例えば、Ｋｙｎａｒ  ２８０１（８８％ＶｄＦ：１２％ＨＦＰ）において、または、ソルベーフルオロポリマー社製またはシグマ−アルドリッチ（製品番号４２７１６０）を介してＳＯＬＥＦ（商標）シリーズ（ＶＤＦ／ＨＦＰまたはＶＦ２／ＨＦＰのコポリマー）において、異なるグレードおよび比率で商業的に入手可能である。また、これらのポリマーは、「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ」、Ｊｏｈｎ  Ｓｃｈｅｒｉｓ編、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社、１９９７年、「Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｏｆ  ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ」章、Ｃ．Ｔｏｕｒｎｕｔ著、５７７ｆｆ頁にも記載されている。
【００５９】
本発明の好ましい実施形態において、中間層の構造的完全性および耐久性を改良するために、電子装置は、更に、中間層（７）の最上部に追加の安定化層（８）を含む。これは、フルオロコポリマーのＴｇ以上に中間層を加熱する場合、例えば、中間層の最上部にゲート電極を提供する場合に生じることのある亀裂またはしわの問題の低減を助ける。安定化層（８）は、好ましくは、硬化性（即ち、重合性または架橋性）または硬化された（即ち、重合されたまたは架橋された）材料、好ましくは、有機材料を含む。
【００６０】
安定化層（８）に適切で好ましい材料は、例えば、米国特許第５，８６１，２３５号明細書に記載される通りのポリシルセスキオキサンなどの、例えば、シラノール官能性ポリマーなどのガラス樹脂である。特に、ＨａｒｄＳｉｌ（商標）ＡＭなどのＨａｒｄＳｉｌ（商標）シリーズ（米国ペンシルベニア州モリスビル市ゲレスト社製）の材料、アルコール混合物中１９〜２１％のポリシルセスキオキサン樹脂の配合物、ＡＳ４０００  Ｈａｒｄｃｏａｔ（商標）、ＡＳ４７００  Ｈａｒｄｃｏａｔ（商標）またはＳＨＣ（商標）５０２０などのＡＳ  Ｈａｒｄｃｏａｔ（商標）またはＳＨＣ（商標）シリーズ（米国コネティカット州ウィルトン市モメンティブパフォーマンスマテリアルズ社製）の材料、または、ＧＲ６５０Ｆ（商標）などの材料（米国オハイオ州ペリーズバーグ市テクネグラス社製）などの商業的に入手可能なポリシルセスキオキサンまたはそれらの前駆体が適切で好ましい。
【００６１】
好ましくは、安定化層（８）の硬化性または硬化された材料は、好ましくは、中間層（７）の材料用に使用される溶媒にオルソゴナルな溶媒、例えば、ブタノールまたはイソプロパノールなどのアルコールである溶媒中に溶解される。次いで、上および下で記載する通り装置上に溶液を堆積し、任意工程として硬化して、安定化層（８）を形成する。
【００６２】
硬化性材料を使用する場合、堆積し、任意工程として、例えば、熱または照射に曝露することで溶媒を除去後に、好ましくは熱硬化によって、非常に好ましくは１２０℃未満の熱硬化によって、または、光硬化によって、非常に好ましくはＵＶ光硬化によって、硬化性材料を硬化できる。光開始剤、または、例えば、米国特許第５，８６１，２３５号明細書に記載される通りのＵＶ系生成剤などの開始剤を、硬化性材料または配合物に添加することによって、硬化を開始または助けてもよい。適切な光開始剤は、当業者に既知であり文献に記載されている。好ましくは、イオン性不純物が形成され、それらが装置性能に悪影響を及ぼす可能性のあるＯＳＣ／ゲート誘電体接合部分に拡散するのを避けるために、非イオン性重合または硬化用の方法および材料を使用する。
【００６３】
第３の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置が図７に例示的に図解されており、図３に記載される通りのアセンブリーにおける構成要素（１）〜（７）を含み、中間層（７）の最上部に硬化された安定化層（８）を追加的に含む。
【００６４】
前記装置を調製する好ましい方法は、以下を含む：
ａ１）基板（１）上にソースおよびドレイン電極（２）を堆積する工程、
ａ２）該基板（１）および該ソースおよびドレイン電極（２）上にＯＳＣ材料の層（３）を堆積する工程、
ｂ）該ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程、
ｃ１）該第１の誘電体層（４）上に、上および下で記載される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程、
ｃ２）該中間層（７）の最上部に硬化性または硬化された材料の層（８）を堆積し、任意工程として、該材料を硬化する工程、
ｄ１）該硬化層（８）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程、
ｅ１）任意工程として、該ゲート電極（５）および該硬化層（８）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程。
【００６５】
第４の好ましい実施形態によるトップゲートＯＦＥＴ装置が図８に例示的に図解されており、図５に記載される通りのアセンブリーにおける構成要素（１）〜（７）を含み、中間層（７）の最上部に硬化された安定化層（８）を追加的に含む。
【００６６】
前記装置を調製する好ましい方法は、以下を含む：
ａ１）基板（１）上にソースおよびドレイン電極（２）を堆積する工程、
ａ２）該基板（１）および該ソースおよびドレイン電極（２）上にＯＳＣ材料の層（３）を堆積する工程、
ｂ）該ＯＳＣ層（３）上に、誘電体材料の第１の層（４）を堆積する工程、
ｃ２）該第１の誘電体層（４）の少なくとも一部の上に、ゲート電極（５）を堆積する工程、
ｄ２）該ゲート電極（５）および該第１の誘電体層（４）上に、上および下で記載される通りの少なくとも１つの中間層（７）を堆積する工程、
ｄ３）該中間層（７）の最上部に硬化性または硬化された材料の層（８）を堆積し、任意工程として、該材料を硬化する工程、
ｅ２）該硬化層（８）上に、誘電体材料の第２の層（６）を堆積する工程。
【００６７】
また、中間層（７）の最上部上の分離している安定化層（８）に代えるか加えて、中間層（７）材料の成分、好ましくは、例えば、有機ポリシロキサンまたはそれの前駆体などの有機材料として硬化性または硬化された材料を使用することも可能である。硬化性材料は、例えば、硬化すると架橋されたポリマーを与える２個以上の重合性基を有するモノメリックまたはオリゴメリック化合物、または、例えば、上記の通りの熱硬化性シルセスキオキサン前駆体である。コート可能または印刷可能な中間層配合物を提供するために、硬化性材料は、好ましくは、中間層コポリマーと共に適切な溶媒中に溶解され、装置上に堆積され、任意工程として上および下で記載される通り硬化され、中間層（７）を形成する。
【００６８】
基板、ゲート絶縁体、電極およびＯＳＣ層などの電子装置の他の構成要素または機能層は標準的な材料より選択でき、標準的な方法によって製造および装置に塗工できる。これらの構成要素および層にとって適切な材料および製造方法は当業者に既知であり、文献に記載されている。
【００６９】
堆積方法としては、液体コーティングおよび蒸着または真空堆積が挙げられる。好ましい堆積技術としては、限定することなく、浸漬コーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、レタープレス印刷、スクリーン印刷、ドクターブレードコーティング、ローラー印刷、逆ローラー印刷、オフセットリソグラフィー印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、噴霧コーティング、はけ塗りコーティングまたはパッド印刷が挙げられる。インクジェット印刷が、高解像度の層および装置を製造できるため、特に好ましい。
【００７０】
一般に、本発明による電子装置における機能層の厚みは１ｎｍ（単層の場合）から１０μｍ、好ましくは、１ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは、１ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７１】
種々の基板を有機電子装置の製造のために使用でき、例えば、ガラスまたはプラスチックであり、プラスチック材料が好ましく、例として、アルキド樹脂、アリルエステル類、ベンゾシクロブテン、ブタジエン−スチレン、セルロース、セルロースアセテート、エポキシド、エポキシポリマー類、エチレン−クロロトリフルオロエチレン、エチレン−テトラ−フルオロエチレン、ガラス繊維強化プラスチック、フルオロカーボンポリマー、ヘキサフルオロプロピレンビニリデンフルオリドコポリマー、高密度ポリエチレン、パリレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアラミド、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリケトン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、シリコーンゴム、シリコーン類が挙げられる。好ましい基板材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドおよびポリエチレンナフタレートである。基板は、上の材料でコートされた任意のプラスチック材料、金属またはガラスでもよい。基板は、好ましくは、良好なパターン鮮明度を保証するために均質でなければならない。また、押出、延伸、ラビングまたは光化学的技術によって基板を均一に事前に配向してもよく、キャリアの移動度を高めるための、有機半導体の配向を誘発する。
【００７２】
電極は、噴霧、浸漬、ウェブまたはスピンコーティングなどの液体コーティング、または真空堆積または蒸着法で堆積できる。適切な電極材料および堆積方法は、当業者に既知である。適切な電極材料としては、限定することなく、無機または有機材料、またはその２種類の複合体が挙げられる。適切な導電体または電極材料の例としては、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴまたはドープされた共役ポリマー、更に、グラファイトまたはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉまたはそれらの混合物などの金属の粒子の分散物またはペースト、ならびに、例えば、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｔ／Ｐｄなどのスパッタコートまたは蒸着金属、および、例えば、ＩＴＯなどの半導体が挙げられる。また、有機金属前駆体も液相より堆積して使用できる。
【００７３】
ＯＳＣ材料およびＯＳＣ層を塗工する方法は、当業者に既知で文献に記載されている標準的な材料および方法より選択できる。
【００７４】
ＯＦＥＴ層がＯＳＣであるＯＦＥＴ装置の場合、ＯＳＣはｎ型またはｐ型ＯＳＣのいずれでもよく、それは真空堆積または蒸着によって堆積でき、または、好ましくは、溶液より堆積できる。好ましいＯＳＣは、１０−５ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１を超えるＦＥＴ移動度を有する。
【００７５】
ＯＳＣは、例えば、ＯＦＥＴにおけるアクティブチャネル材料または有機整流ダイオードの層要素として使用される。周辺の環境で加工できる液体コーティングによって堆積されるＯＳＣが好ましい。ＯＳＣは、好ましくは、任意の液体コーティング技術により、噴霧、浸漬、ウェブ、スピンコートまたは堆積される。また、インクジェット堆積も適切である。ＯＳＣを真空堆積または蒸着することもできる。
【００７６】
また、半導体チャネルは、同じ型の半導体の２種類以上の複合体でもよい。更に、層をドープする効果のために、例えば、ｐ型チャネル材料をｎ型材料と混合してもよい。また、多層の半導体層も使用できる。例えば、絶縁体との接合部分の近傍において半導体は真性でよく、真性層に隣接して高度にドープされた領域を追加的にコートすることもできる。
【００７７】
ＯＳＣ材料は、少なくとも３個の芳香族環を含有する任意の共役芳香族分子でよい。ＯＳＣは、好ましくは、５員、６員または７員の芳香族環を含有し、より好ましくは、５員または６員の芳香族環を含有する。材料はモノマー、オリゴマーまたはポリマーでよく、混合物、分散物および配合物を含む。
【００７８】
それぞれの芳香族環は、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｓ、Ｎ、ＯまたはＳより、好ましくは、Ｎ、ＯまたはＳより選ばれる１個以上のヘテロ原子を含有してもよい。
【００７９】
芳香族環は、アルキル、アルコキシ、ポリアルコキシ、チオアルキル、アシル、アリールまたは置換アリール基、ハロゲン、特にフッ素、シアノ、ニトロまたは−Ｎ（Ｒ３）（Ｒ４）で表される置換されていてもよい２級または３級アルキルアミンまたはアリールアミンで置換されていてもよく、ただし、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に、Ｈ、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシまたはポリアルコキシ基である。Ｒ３およびＲ４がアルキルまたはアリールの場合、これらはフッ素化されていてもよい。
【００８０】
環は縮合されていてもよく、または−Ｃ（Ｔ１）＝Ｃ（Ｔ２）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ’）−、−Ｎ＝Ｎ−、（Ｒ’）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ’）−などの共役結合基で結合されていてもよい。Ｔ１およびＴ２は、それぞれ独立に、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ、−Ｃ≡Ｎまたは低級アルキル基、特にＣ１〜４アルキル基を表し；Ｒ’はＨ、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいアリールを表す。Ｒ’がアルキルまたはアリールの場合、これらはフッ素化されていてもよい。
【００８１】
本発明において使用できる他のＯＳＣ材料としては、ポリアセン、ポリフェニレン、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレンなどの共役炭化水素ポリマー（これらの共役炭化水素ポリマーのオリゴマーを含む）；テトラセン、クリセン、ペンタセン、ピレン、ペリレン、コロネン、またはこれらの可溶性置換誘導体などの縮合芳香族炭化水素；ｐ−クオターフェニル（ｐ−４Ｐ）、ｐ−クインクエフェニル（ｐ−５Ｐ）、ｐ−セクシフェニル（ｐ−６Ｐ）、またはこれらの可溶性置換誘導体などのパラ置換フェニレンオリゴマー；ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）、ポリフラン、ポリピリジン、ポリ−１，３，４−オキサジアゾール、ポリイソチアナフテン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（２−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−二置換アニリン）、ポリアズレン、ポリピレンなどの共役へテロ環式ポリマー；ピラゾリン化合物；ポリセレノフェン；ポリベンゾフラン；ポリインドール；ポリピリダジン；ベンジジン化合物；スチルベン化合物；トリアジン；置換されたメタロ−または金属を含まない−ポルフィン、フタロシアニン、フルオロフタロシアニン、ナフタロシアニンまたはフルオロナフタロシアニン；Ｃ６０およびＣ７０フラーレン；Ｎ，Ｎ’−ジアルキル、置換ジアルキル、ジアリールまたは置換ジアリール−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミドおよびフッ素化誘導体；Ｎ，Ｎ’−ジアルキル、置換ジアルキル、ジアリールまたは置換ジアリール−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド；バソフェナントロリン；ジフェノキノン；１，３，４−オキサジアゾール；１１，１１，１２，１２−テトラシアノナフト−２，６−キノジメタン；α，α’−ビス（ジチエノ［３，２−ｂ２’，３’−ｄ］チオフェン）；２，８−ジアルキル、置換ジアルキル、ジアリールまたは置換ジアリールアントラジチオフェン；２’，２’−ビベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェンを含む群より選択される化合物、オリゴマーおよび化合物の誘導体が挙げられる。好ましい化合物は、上のリストからのもの、およびそれらの可溶性の誘導体である。
【００８２】
特に好ましいＯＳＣ材料は、ペンタセン、テトラセンまたはアントラセンなどの置換オリゴアセン、または、それのヘテロ環式誘導体、特に、例えば、米国特許第６，６９０，０２９号明細書または国際特許出願公開第２００５／０５５２４８号パンフレットに開示される通りのビス（トリアルキルシリルエチニル）オリゴアセンまたはビス（トリアルキルシリルエチニル）ヘテロアセンである。
【００８３】
本発明のもう一つの好ましい実施形態において、例えば、国際特許出願公開第２００５／０５５２４８号パンフレットに記載される通り、粘弾性特性を調節するために、ＯＳＣ層が１種類以上の有機バインダーを含む。
【００８４】
文意が他に明瞭に示唆しない限り、本明細書において使用される場合、ここで用語の複数形は単数形を含むものとして構成され、逆もそうである。
【００８５】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、用語「含む」および「含有する」およびその用語の変形、たとえば、「含んでいる」および「含む」は、「限定はされることなく含む」ことを意味し、他の成分を除外することを意図するもの（除外するもの）ではない。
【００８６】
本発明の先述の実施形態の変形も、本発明の範囲内に収まるままで行うことができることが分かるであろう。本明細書で開示されるそれぞれの態様は、他に明言しない限り、同一、同等または同様な目的として働く代わりの態様によって置き換えることができる。よって、他に明言しない限り、開示されるそれぞれの態様は、包括的な一連の同等または同様な態様の単なる１つの例である。
【００８７】
本明細書で開示される全ての態様は、そのような態様および／または工程の少なくとも幾つかが互いに排他的な組み合わせを除き、任意の組み合わせで組み合わせてもよい。特に、本発明の好ましい態様は、本発明の全ての態様で適用でき、任意の組み合わせで使用できる。同様に、必須ではない組み合わせにおいて記載される態様を、（組み合わせることなく）別々に使用してもよい。
【００８８】
上に記載される態様、特に好ましい実施形態の多くは、それら自体で発明性があり、本発明の実施形態の単なる一部分ではないことが分かるであろう。本願で特許請求される任意の発明に追加するか代わりに、これらの態様に対しても独立した特許保護を考えることができる。
【００８９】
ここで、以下の例を参照して、本発明を更に詳細に記載するが、それは単なる例示であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００９０】
他に明言しない限り、上および下において全てのパーセンテージは重量パーセントであり、温度は摂氏度で与えられ、表面エネルギー、接触角および誘電定数の値は２０℃に関する。
【００９１】
他に明言しない限り、本出願において引用される表面エネルギーの値は、Ｄ．Ｋ．Ｏｗｅｎｓ、Ｒ．Ｃ．Ｗｅｎｄｔ、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｒｅｅ  ｅｎｅｒｇｙ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１３巻、１７４１〜１７４７頁、１９６９年；または「Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  Ｔｅｎｓｉｏｎ：Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｔｈｅｏｒｙ，ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｅｒｉｅｓ  １１９巻）」Ｓｔａｎｌｅｙ  Ｈａｒｔｌａｎｄ編、Ｔａｙｌｏｒ  ＆  Ｆｒａｎｃｉｓ社；２００４年（ＩＳＢＮ：０−８２４７−５０３４−９）、７章、３７５頁：「Ｃｏｎｔａｃｔ  Ａｎｇｌｅ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｎｓｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ」Ｋｅｎｊｉ  Ｋａｔｏｈ著）に記載される方法によるポリマーの接触角の測定より計算されるものに関する。
【実施例】
【００９２】
＜例１＞
表２に示される通りのポリマーの接触角を測定し、それらの表面エネルギーγｓを上記の通り計算する。値は、文献において報告されているデータと合致している。誘電定数に対する値は、文献より取る。
【００９３】
【表２】
2011523201.tif 000005
コポリマーＡ（ＶＤＦ／ＨＦＰ／ＴＦＥ）およびコポリマーＢ（ＶＤＦ／ＨＦＰ）の両者が２５ｍＮ／ｍを超える高い表面エネルギーを示す。加えて、それらは、それぞれ、上で与えられる定義に従って、極性単位（ＶＤＦ）および非極性単位（ポリマーＡの場合、ＴＦＥおよびＨＦＰ；ポリマーＢの場合、ＴＦＥ）を含む。よって、ポリマーＡまたはＢのいずれかから成る層は、本発明による中間層を表す。それとは対照的に、ポリマーＣ（ＰＶＤＦ）も高い表面エネルギーを示すが、極性単位（ＶＤＦ）のみを含有する。よって、ポリマーＣから成る層は、本発明による中間層を表さない。
【００９４】
およそ１００ｎｍ厚のフィルムを、それぞれ、ポリマーＡ、ポリマーＢおよびポリマーＣの２％ＭＡＫ（２−ヘプタノン）溶液より、スピンコーティングにより、ガラス上およびフルオロポリマーＣｙｔｏｐ（商標）８０９（非極性単位から成り低い表面エネルギーを有する（表２参照））の約１μｍ厚の層（ガラス基板上にコートされている）上にコートする。
【００９５】
本発明によるポリマーＡまたはＢの溶液は非極性のＣｙｔｏｐ層の最上部を良好にコートするが、一方で、ポリマーＣはＣｙｔｏｐ層へ接着せず、連続するフィルムは堆積されないことが見出される。二重層の接触角測定を行い、ポリマーＡおよびＢの場合は表２で述べられるのと同じ値の結果となるが、ポリマーＣの場合はＣｙｔｏｐに対する初期値の結果となる。
【００９６】
これは、本発明によるコポリマーＡおよびＢは、Ｃｙｔｏｐなどのフルオロポリマー誘電体の表面エネルギーを増加させる中間層の調製に適しており、そのため、フルオロポリマー誘電体の最上部に調製される更なる層へのフルオロポリマー誘電体の接着が改良されることを示す。それとは対照的に、ポリマーＣなどの極性単位のみより成るホモポリマーは、中間層の調製には適していない。
【００９７】
＜例２＞
Ｃｙｔｏｐ（商標）８０９の１μｍ層およびコポリマーＡまたはＢの０．１μｍ中間層を含む本発明によるトップゲートＯＦＥＴ装置を、それぞれ、下記の通り調製し、Ｃｙｔｏｐ層のみを含むが中間層を含まない参照サンプルと比較する。装置性能を下記の通りテストする。
【００９８】
結果を図９（参照装置）、図１０（コポリマーＡの中間層のある装置）および図１１（コポリマーＢの中間層のある装置）に示す。本発明による中間層を含む装置は、中間層のない参照装置に匹敵する良好な性能（電荷キャリア移動度およびオン／オフ比）を示すことが見て取れる。
【００９９】
これは、コポリマーＡまたはＢの中間層が誘電体層の表面エネルギーを増加させるが、装置性能に悪影響を及ぼさないことを示す。
【０１００】
＜装置調製の詳細な手順＞
トップゲートＯＦＥＴを以下の通り調製する。コーニング１７３７ガラスの基板を３％デコン９０中において３０分間７０℃で超音波処理し、水で２回洗浄し、メタノール中で超音波処理し、次いで、スピンコーター上でスピンオフして乾燥させる。３０ｎｍ厚の金製ソースおよびドレイン電極を基板上に蒸着し、Ｌ＝５０μｍおよびＷ＝１０００μｍのチャネルを形成する。基板を、表面処理配合物Ｌｉｓｉｃｏｎ（商標）Ｍ００１（ドイツ国ダルムスタット市メルク社より入手可能）で１分間処理し、イソプロピルアルコールで洗浄し、スピンコーター上でスピンオフして乾燥する。上の処理後、ＯＳＣ配合物Ｌｉｓｉｃｏｎ（商標）Ｓ１２８３（ドイツ国ダルムスタット市メルク社より入手可能）を基板上にスピンし、次いで、ホットプレート上において１００℃で１分間アニールする。Ｃｙｔｏｐ８０９の誘電体層（ＦＣ−４３中９％、旭社）を冷却された基板上にスピン（５００ｒｐｍ１０秒間および２０００ｒｐｍ２０秒間）し、ホットプレート上において２分間１００℃で加熱する。コポリマーＡまたはＢの溶液より中間層を、それぞれ、メチルエチルケトン中２０ｍｇ／ｍｌ溶液より冷却された基板上にスピンする。次いで、３０ｎｍ金製層を、ゲート電極として中間層上に蒸着する。電気的特性解析のために、サンプルをプローブステーション内に置き、Ｓｕｅｓｓ  ＰＨ１００プローブヘッドを介してＡｇｉｌｅｎｔ  ４１５５Ｃ半導体解析装置に接続する。線形および飽和移動度を、以下の式を使用し、それぞれ、ＶＤ＝−５ＶおよびＶＤ＝−６０Ｖにおいて計算する。
【０１０１】
【数１】
2011523201.tif 000006
式中、ＬおよびＷはチャネルの長さおよび幅であり、Ｃｏｘは誘電体静電容量（Ｆ／ｃｍ２）、ＩＤはドレイン電流、ｓｑｒｔＩＤはＩＤの絶対値の平方根、ＶＧはゲート電圧、ＶＤはドレイン電圧である。
【図１】
2011523201.tif 000008
【図２】
2011523201.tif 000009
【図３】
2011523201.tif 000010
【図４】
2011523201.tif 000011
【図５】
2011523201.tif 000012
【図６】
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【図７】
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【図８】
2011523201.tif 000015
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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