(57)【要約】【課題】均一な高分子密度を有するグラフト重合層を形成し得るグラフト重合層の形成方法、かかるグラフト重合層の形成方法で形成されたグラフト重合層を備える電子デバイス、および信頼性に優れる電子機器を提供すること。【解決手段】本発明のグラフト重合層３の形成方法は、基材２上に、重合触媒３８により活性化される化学結合と基材２に連結する連結基とを有する重合開始剤を連結基を基材２に連結させることにより重合開始層２１を形成する工程と、重合開始層２１上の層形成領域２１ａに、液滴吐出法により、重合触媒３８を含有する溶液と、化学結合に重合可能な重合基と側鎖とを有する第１のモノマー３７を含有する溶液とを、別個に供給することにより、化学結合に複数の第１のモノマー３７が直鎖状に連結したグラフト重合体で構成されるグラフト重合層３を形成する工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、重合触媒により活性化される化学結合と前記基材に連結する連結基とを有する重合開始剤を、前記連結基を前記基材に連結させることにより重合開始層を形成する第１の工程と、
前記重合開始層上の全域または一部に対し、液滴吐出法により、前記重合触媒を含有する第１の溶液と、前記化学結合に重合可能な重合基と第１の側鎖とを有する第１のモノマーを含有する第２の溶液とを、別個に供給することにより、前記化学結合に複数の前記第１のモノマーが直鎖状に連結した第１のグラフト重合体で構成される前記グラフト重合層を形成する第２の工程とを有することを特徴とするグラフト重合層の形成方法。
【請求項２】
基材上に、重合触媒により活性化される化学結合と前記基材に連結する連結基とを有する重合開始剤を、前記連結基を前記基材に連結させることにより重合開始層を形成し、前記基材上の前記重合開始層が形成されていない領域に、前記重合触媒により活性化される化学結合を有さず、前記連結基を有する安定化剤が該連結基を介して前記基材に連結する安定化層を形成する第１の工程と、
前記重合開始層上の全域または一部に対し、液滴吐出法により、前記重合触媒を含有する第１の溶液と、前記化学結合に重合可能な重合基と第１の側鎖とを有する第１のモノマーを含有する第２の溶液とを、別個に供給することにより、前記化学結合に複数の前記第１のモノマーが直鎖状に連結した第１のグラフト重合体で構成される前記グラフト重合層を形成する第２の工程とを有することを特徴とするグラフト重合層の形成方法。
【請求項３】
前記第１の工程において、前記グラフト重合層を形成すべき部位に対応するように、前記重合開始層を形成する請求項１または２に記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記重合開始層上に、前記第１の溶液を供給した後、前記第２の溶液を供給する請求項１ないし３のいずれかに記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、前記重合開始層上に、前記第２の溶液を供給した後、前記第１の溶液を供給する請求項１ないし３のいずれかに記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項６】
前記第１の溶液および前記第２の溶液に含まれる溶媒には、同種または同一のものが用いられる請求項１ないし５のいずれかに記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項７】
前記溶媒は、イオン性液体である請求項６に記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項８】
前記第１のモノマーに重合可能な重合基と前記第１の側鎖とは異なる第２の側鎖とを有する第２のモノマーを含有する第３の溶液を前記層形成領域に供給することにより、第１のグラフト重合体に複数の前記第２のモノマーが直鎖状に連結した第２のグラフト重合体を連結する第３の工程を有する請求項１ないし７のいずれかに記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項９】
前記第３の工程に先立って、前記第１の溶液および前記第２の溶液を洗浄する請求項８に記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項１０】
前記第２の工程の後に、前記第１の側鎖に置換基を導入する請求項１ないし７のいずれかに記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項１１】
前記第２の工程の後に、前記第１のグラフト重合体の末端に修飾基を導入する請求項１ないし７のいずれかに記載のグラフト重合層の形成方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラフト重合層の形成方法、電子デバイスおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高分子を用いた薄膜形成は、一般的に、高分子を含有する溶液を、キャスト法、スピンキャスト法およびスプレー法等の液相成膜法を用いて基材の表面に供給し、この溶液で構成される液状薄膜を形成した後、この液状薄膜を乾燥することにより行われる。
しかしながら、この手法では、形成された薄膜中に含まれる高分子の密度が低いものしか成膜できないことが知られている。
【０００３】
これに対して、近年、基材の表面に重合開始点を有する重合開始剤を連結し、この重合開始剤の重合開始点にモノマーを順次連結させることにより高分子を生成するグラフト重合層（ポリマーブラシ）について盛んに研究がなされている（例えば、特許文献１参照。）。このようなグラフト重合層の形成方法では、形成された層中に含まれる高分子の密度を高くすることも可能であり、さらに、前記モノマーを連結させる際の反応系を選択することにより、簡便かつマイルドな条件で高分子を生成することができる。
【０００４】
このようなグラフト重合層を形成方法として、例えば、基材上に重合触媒により活性化される重合開始点を有する重合開始剤で構成される重合開始層を形成した後、重合触媒と重合開始点に連結し得るモノマーとを含有する溶液を供給することによりグラフト重合層を形成する方法がある。しかしながら、かかる方法では、重合触媒とモノマーとが同一の溶液中に含まれるため、重合開始層上にこの溶液を供給するのに先立ってモノマー同士が反応してしまうことがある。そのため、この溶液の粘度が上昇して、重合開始層上に溶液を供給するのが困難となったり、重合開始層に連結しないオリゴマーが生じることから、形成されるグラフト重合層中に含まれる高分子の密度が不均一となるという問題が生じる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６１９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、均一な高分子密度を有するグラフト重合層を形成し得るグラフト重合層の形成方法、かかるグラフト重合層の形成方法で形成されたグラフト重合層を備える電子デバイス、および信頼性に優れる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明の態様により達成される。
本発明のグラフト重合層の形成方法は、基材上に、重合触媒により活性化される化学結合と前記基材に連結する連結基とを有する重合開始剤を、前記連結基を前記基材に連結させることにより重合開始層を形成する第１の工程と、
前記重合開始層上の全域または一部に対し、液滴吐出法により、前記重合触媒を含有する第１の溶液と、前記化学結合に重合可能な重合基と第１の側鎖とを有する第１のモノマーを含有する第２の溶液とを、別個に供給することにより、前記化学結合に複数の前記第１のモノマーが直鎖状に連結した第１のグラフト重合体で構成される前記グラフト重合層を形成する第２の工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
これにより、第１の溶液と第２の溶液とが重合開始層上で混合した時点で重合触媒と第１のモノマーとが反応することとなるので、基材上に供給するよりも前にこれらの溶液の粘度が上昇するのを確実に防止することができるとともに、重合開始層に連結しないオリゴマーが生じるのを好適に抑制または防止することができる。その結果、均一な高分子密度を有するグラフト重合層を形成することができる。
【０００９】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、基材上に、重合触媒により活性化される化学結合と前記基材に連結する連結基とを有する重合開始剤を、前記連結基を前記基材に連結させることにより重合開始層を形成し、前記基材上の前記重合開始層が形成されていない領域に、前記重合触媒により活性化される化学結合を有さず、前記連結基を有する安定化剤が該連結基を介して前記基材に連結する安定化層を形成する第１の工程と、
前記重合開始層上の全域または一部に対し、液滴吐出法により、前記重合触媒を含有する第１の溶液と、前記化学結合に重合可能な重合基と第１の側鎖とを有する第１のモノマーを含有する第２の溶液とを、別個に供給することにより、前記化学結合に複数の前記第１のモノマーが直鎖状に連結した第１のグラフト重合体で構成される前記グラフト重合層を形成する第２の工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、第１の溶液と第２の溶液とが重合開始層上で混合した時点で重合触媒と第１のモノマーとが反応することとなるので、基材上に供給するよりも前にこれらの溶液の粘度が上昇するのを確実に防止することができるとともに、重合開始層に連結しないオリゴマーが生じるのを好適に抑制または防止することができる。その結果、均一な高分子密度を有するグラフト重合層を形成することができる。
【００１１】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第１の工程において、前記グラフト重合層を形成すべき部位に対応するように、前記重合開始層を形成することが好ましい。
これにより、第２の工程において、重合開始層が形成されていない領域に、たとえ第１の溶液と第２の溶液とが供給されたとしても、この領域には重合開始層が形成されていないので、この領域にグラフト重合層が形成されるのを確実に防止することができる。すなわち、グラフト重合層を形成すべき部位に対するグラフト重合層の成膜精度の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第２の工程において、前記重合開始層上に、前記第１の溶液を供給した後、前記第２の溶液を供給することが好ましい。
これにより、第１の溶液中に含まれる重合触媒により、重合開始層の表面で露出する化学結合が活性化した後に、第１のモノマーが供給されることとなる。その結果、活性化されない化学結合が残存するのを好適に防止または低減できることから、均一な膜密度のグラフト重合層を形成することができる。
【００１３】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第２の工程において、前記重合開始層上に、前記第２の溶液を供給した後、前記第１の溶液を供給することが好ましい。
ここで、第１の溶液と第２の溶液とでは、一般的に、第１のモノマーを含有する第２の溶液のほうが、その粘度が高くなる傾向を示す。そのため、重合開始層上に、第１の溶液を供給するのに先立って、第１の溶液よりも粘度の高い第２の溶液を供給する構成とすることにより、液滴吐出法により供給された第１の溶液が、重合開始層上に供給された領域から濡れ広がるのを確実に防止することができる。これにより、この領域内にグラフト重合層をより確実に形成することができる。
【００１４】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第１の溶液および前記第２の溶液に含まれる溶媒には、同種または同一のものが用いられることが好ましい。
これにより、第１の溶液と第２の溶液とが分離することなく確実に溶解することができる。すなわち、第１の溶液と第２の溶液とを確実に混和することができる。その結果、形成されるグラフト重合層の各部における膜密度を均一なものとすることができる。
【００１５】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記溶媒は、イオン性液体であることが好ましい。
イオン性液体は、不揮発性の溶媒であることから、第１のモノマーがグラフト重合してポリマー化する際に、溶媒自体が気化してしまうのを好適に防止することができる。これにより、第１のモノマーの重合化が途中で停止するのを確実に防止することができる。
【００１６】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第１のモノマーに重合可能な重合基と前記第１の側鎖とは異なる第２の側鎖とを有する第２のモノマーを含有する第３の溶液を前記層形成領域に供給することにより、第１のグラフト重合体に複数の前記第２のモノマーが直鎖状に連結した第２のグラフト重合体を連結する第３の工程を有することが好ましい。
これにより、第１のグラフト重合体に第２のグラフト重合体が連結するような複雑な構成のグラフト重合体を備えるグラフト重合層を形成することができる。
【００１７】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第３の工程に先立って、前記第１の溶液および前記第２の溶液を洗浄することが好ましい。
これにより、第１のモノマーの重合体で構成される第１のグラフト重合体に、第２のモノマーの重合体で構成される第２のグラフト重合体が連結するグラフト重合体を備えるグラフト重合層を形成することができる。
【００１８】
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第２の工程の後に、前記第１の側鎖に置換基を導入することが好ましい。
これにより、置換基が有する特性をグラフト重合層に付与することができる。
本発明のグラフト重合層の形成方法では、前記第２の工程の後に、前記第１のグラフト重合体の末端に修飾基を導入することが好ましい。
これにより、修飾基が有する特性をグラフト重合層に付与することができる。
【００１９】
本発明の電子デバイスは、本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子デバイスが得られる。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のグラフト重合層の形成方法、電子デバイスおよび電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
まず、本発明のグラフト重合層の形成方法について説明する。
＜グラフト重合層の形成方法＞
＜＜第１の形成方法＞＞
まず、グラフト重合層の第１の形成方法について説明する。
【００２１】
図１は、グラフト重合層の第１の形成方法を説明するための概略図、図２および図３は、図１に示すグラフト重合層の形成方法の各工程を説明するための模式図である。なお、以下では、図１〜図３中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
グラフト重合層の第１の形成方法では、基材２上に重合開始層２１を形成する重合開始層形成工程（図１（ａ））と、重合開始層２１上に重合触媒３８を含有する第１の溶液を供給する第１の溶液供給工程（図１（ｂ））と、さらに第１のモノマー３７を含有する第２の溶液を供給する第２の溶液供給工程（図１（ｃ））とを有し、重合開始層２１上において、重合触媒３８の触媒作用により、第１のモノマー３７が直鎖状に連結した第１のグラフト重合体で構成されるグラフト重合層３が形成される（図１（ｄ））。
【００２２】
ここで、図１に示すように、本発明のグラフト重合層の形成方法では、第１の溶液および第２の溶液は、液滴吐出法（インクジェット法）を用いて、それぞれ別個に、重合開始層２１上のグラフト重合層３を形成すべき部位である層形成領域２１ａに対応するように選択的に供給される。液滴吐出法によれば、真空装置等の大掛かりな設備や、マスクパターン等を要せず、重合開始層２１上の層形成領域２１ａすなわち所望の位置に第１の溶液および第２の溶液を選択的に供給することができる。さらに、液滴吐出法によれば、第１の溶液および第２の溶液が、重合開始層２１上の層形成領域２１ａに選択的に供給される。そのため、重合開始層２１の上面を覆うようにグラフト重合層を形成した後、膜形成領域２１ａを除く領域に形成されたグラフト重合層を除去する場合と比較して材料の無駄が少ない。また、本発明のグラフト重合層の形成方法に用いられる材料は、特に高価なものであることから、膜を形成する領域に選択的に供給する構成とすることにより、大幅な経費の削減を図ることができる。
【００２３】
以下、上述した各工程について、詳述する。
［１Ａ］重合開始層形成工程（第１の工程）
まず、後述する重合触媒３８により活性化される化学結合を一端部に、連結基として機能するＳＨ基を他端部に有する下記化合物（Ａ１）を重合開始剤２２として用意する。
【００２４】
【化１】
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【００２５】
また、Ａｕ、ＡｇまたはＣｕ等の金属材料、またはこれらを含む合金で構成される金属層を表面に備える基材２を用意する。なお、この基材２は、基材全体が金属層で構成されるものであってもよいし、基材の表面が金属層で構成されるものであってもよい。
そして、この重合開始剤２２のＳＨ基と、基材２の表面とを反応させることにより、図２に示すように、基材２の表面に重合開始剤２２を−Ｓ−結合により結合（連結）させて重合開始層２１を形成する。
これは、例えば、上記化合物（Ａ１）で表される重合開始剤２２を含む溶液を、基材２の表面に接触させること等により行うことができる。
【００２６】
また、重合開始剤２２を溶解する溶媒としては、特に限定されないが、後述する重合触媒３８を溶解する溶媒として説明するものを用いることができる。
このような工程により、重合開始剤２２が、基材２の表面に固定化（連結）される。
なお、重合開始剤２２としては、化合物（Ａ１）の他に、例えば、連結基としてＳｉ−Ｘ基を有する下記化合物（Ａ２）を用いることができる。
【００２７】
【化２】
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（式中、Ｘは、加水分解によりシラノール基を生成する加水分解基を表す。）
【００２８】
この場合、基材２としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３等の無機酸化物材料で構成される無機酸化物層や、化学エッチング処理、紫外線照射処理、オゾン処理のような表面処理が施されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系の有機物材料等で構成される有機物層を表面に備える基材２を用いることにより、基材２の表面に、水酸基が露出することとなるため、重合開始剤２２を−Ｓｉ−Ｏ−結合により結合（連結）させることができる。
また、重合開始剤２２が一端部に備える化学結合としては、化合物（Ａ１）および化合物（Ａ２）が備える−Ｂｒ基の他、例えば、スルフォニルクロライド（−ＳＯ２Ｃｌ）基等が挙げられる。
【００２９】
［２Ａ］第１の溶液供給工程
次に、重合触媒３８を含有する第１の溶液を用意する。この第１の溶液は、例えば、重合触媒３８を溶媒中に溶解することにより調整することができる。
重合触媒３８としては、後述する第２の溶液供給工程において、重合体が成長する際に、成長末端を活性化することができるものであればよく、例えば、遷移金属のハロゲン化物、水酸化物、酸化物、アルコキシド、シアン化物、シアン酸塩、チオシアン酸塩、アジド化物等が挙げられ、その他、ビピリジル、ホスフィン、一酸化炭素等の遷移金属の配位子として一般的なものを有する遷移金属錯体でもよい。これらのうち遷移金属のハロゲン化物を主成分とするものが好適である。遷移金属のハロゲン化物を主成分とする重合触媒３８は、リビング重合に適したものであることから好ましい。また、比較的安価かつ入手が容易であり、また取り扱いが容易であることからも好ましい。
【００３０】
また、遷移金属としては、例えば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｍｏ、ＮｂおよびＺｎ等が挙げられる。
また、重合触媒３８を溶解する溶媒としては、特に限定されず、例えば、水、メタノール、エタノール、ブタノールのようなアルコール類、ｏ−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類等を用いることができるが、特に、四フッ化ホウ酸Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−（２−メトキシエチル）アンモニウム、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミドＮ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−（２−メトキシエチル）アンモニウムのような脂肪族四級アンモニウム系イオン性液体、ヨード１−エチル−３−アリルイミダゾリウム、四フッ化ホウ酸１−sec−ブチル−３−アリルイミダゾリウムのようなイミダゾリウム系イオン性液体、および、ヨード  ４−（２−オクチルオキシナフタレン−６−イル）ピリジニウム、四フッ化ホウ酸  ４−（２−オクチルオキシナフタレン−６−イル）ピリジニウムのようなピリジウム系イオン性液体等のイオン性液体（常温溶融塩）を用いるのが好ましい。イオン性液体は、不揮発性および不燃性という特徴を有することから、特に安全性に優れた有機材料である。なお、これら溶媒は、単独または混合溶媒として用いることができる。
次に、この第１の溶液を、重合開始層２１上のグラフト重合層３を形成すべき部位に対応する層形成領域２１ａに、液滴吐出法（インクジェット法）を用いて供給することにより、重合触媒３８を含有する第１の液状被膜を形成する。
【００３１】
［３Ａ］第２の溶液供給工程
次に、化学結合に重合可能な重合基と、第１の側鎖とを有する第１のモノマー３７を含有する第２の溶液を用意する。この第２の溶液は、例えば、第１のモノマー３７を溶媒中に溶解することにより調整することができる。
この第１のモノマー３７が有する重合基としては、例えば、ビニル基、スチリル基、（メタ）アクリロイル基、ビニルピリジル基、アクリルアミド基のような炭素−炭素二重結合を含むもの、ノルボルニル基、エポキシ基、オキセタニル基等の開環反応を生起するもの等が挙げられるが、比較的重合活性が高く、安価という点等では、スチリル基や（メタ）アクリロイル基を含むモノマーを用いることが好ましい。
このような第１のモノマー３７の具体例としては、例えば、下記化学式（Ｂ）、（Ｃ）で表される化合物等が挙げられる。
【００３２】
【化３】
2008189856.tif 000005
（式中、ｅｎｄ１は、第１の側鎖の末端基を表す。また、Ｒ１は、水素原子、メチル基またはエチル基を、Ｒ２は、単結合、メチレン基またはエチレン基をそれぞれ表す。）
【００３３】
【化４】
2008189856.tif 000006
（式中、ｅｎｄ１は、第１の側鎖の末端基を表す。また、Ｒ７、Ｒ８は、水素原子、メチル基またはエチル基を、Ｒ９は、単結合、メチレン基またはエチレン基をそれぞれ表す。）
【００３４】
また、第１の側鎖の末端基（ｅｎｄ１）の具体例としては、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、（メタ）アクリロイル基、チオール基、イソシアナート基、水素原子およびメチル基等が挙げられる。またこれらの官能基だけでなく、後述するラジカル重合の影響を受けない場合なら、最初から側鎖末端（末端基）に機能性部位（例えば、後述する置換基等）を導入しておくこともできる。
【００３５】
第１のモノマー３７を溶解する溶媒としては、特に限定されないが、例えば、重合触媒３８を溶解する溶媒として説明したのと同様のものを用いることができる。
ここで、本発明では、第１の溶液と第２の溶液とを別個に用意（調整）することから、第２の溶液中には、重合触媒３８が含まれない。そのため、第１のモノマーと重合触媒３８とが共存することによる重合基の活性化が防止される。その結果、第２の溶液中において、第１のモノマー３７同士が連結すること、すなわちダイマーやオリゴマー、ポリマー等が生成するのを確実に防止することができる。これにより、第２の溶液の粘度上昇を確実に防止することができる。
【００３６】
次に、重合開始層２１上の層形成領域２１ａに、液滴吐出法（インクジェット法）を用いて第２の溶液を供給すること、すなわち前記工程［２Ａ］で形成した第１の液状被膜に第２の溶液を供給することにより、第１の溶液と第２の溶液とを混合して、重合触媒３８と第１のモノマー３７とを含有する第２の液状被膜を形成する。
このように、重合開始層２１の表面から化学結合（図２では、Ｃ−Ｂｒ結合）が露出する状態で、重合開始層２１上に、重合触媒３８と第１のモノマー３７とを含有する第２の液状被膜を形成すると、重合開始剤２２（前記化学式（Ａ１）で表される化合物）の化学結合を基点として、第１のモノマー３７がリビング重合（原子移動ラジカル重合：ＡＴＲＰ）により重合して、第１のグラフト重合体３１が合成される。
【００３７】
すなわち、層形成領域２１ａに形成された第２の液状被膜中において、重合開始剤２２および重合触媒３８の存在下で、第１のモノマー３７を作用させると、まず重合開始剤２２に含まれる化学結合が重合触媒３８により活性化される。これにより、活性化した化学結合と第１のモノマー３７とが化合し、重合開始剤２２の重合触媒により活性化された化学結合に含まれる原子が第１のモノマー３７側に移動し、重合触媒により活性化される化学結合が成長末端として再生する。この状態で第１のモノマー３７が重合する成長末端を再生しながら主鎖が伸長する。このようにして化学結合に複数の第１のモノマーが直鎖状に連結した第１のグラフト重合体３１が合成され、第１のグラフト重合体３１で構成されるグラフト重合層３が形成される。
【００３８】
例えば、第１のモノマー３７として前記化学式（Ｂ）で表される化合物を用い、重合触媒としてＣｕＢｒを用いた場合には、図３に示すような成長末端を有する第１のグラフト重合体３１を形成することができる。なお、図３では、基材２に連結する１つの重合開始剤２２に、第１のグラフト重合体３１が連結している場合を示すが、実際には、基材２には複数の重合開始剤２２が連結しており、それぞれの重合開始剤２２に第１のグラフト重合体３１が連結している。
【００３９】
ここで、上述したように、第２の溶液中にはダイマーやオリゴマー、ポリマー等が実質的に存在しない状態とすることができる。そのため、第２の溶液の粘度上昇を確実に防止し得ることから、液滴吐出法により層形成領域２１ａに形成された第１の液状被膜中に確実に第２の溶液を供給することができる。さらに、重合開始剤２２に連結しないダイマーやオリゴマー、ポリマー等の混入を好適に防止または抑制し得ることから、均一な高分子の密度を有するグラフト重合層３を、基材２上の層形成領域２１ａに重合開始層２１を介して形成することができる。
【００４０】
なお、第１の溶液および第２の溶液は（反応液）は、重合開始層２１上の層形成領域２１ａに供給するのに先立って、脱酸素処理を行っておくのが好ましい。脱酸素処理としては、例えば、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスによる真空脱気後の置換やパージ処理等が挙げられる。
また、第１の溶液および第２の溶液に含まれる溶媒は、異なるものであってもよいが、同種または同一のものであるのが好ましい。これにより、第１の溶液で構成される第１の被膜中に第２の溶液を供給した際に、第１の被膜中で第２の溶液が分離することなく、第２の溶液を第２の被膜中に確実に溶解することができる。すなわち、第１の溶液と第２の溶液とを確実に混和することができる。その結果、第２の被膜中において、第１のモノマー３７および重合触媒３８が均一に分散されることから、形成されるグラフト重合層３の各部における膜密度を均一なものとすることができる。
【００４１】
さらに、この場合、同種または同一の溶媒は、イオン性液体であるのが好ましい。上述したようにイオン性液体は、不揮発性の溶媒であることから、第１のモノマー３７がグラフト重合してポリマー化する際に、溶媒自体が気化して、第２の液状被膜が乾燥してしまうのを好適に防止することができる。これにより、第１のモノマー３７の重合化が途中で停止するのを確実に防止することができる。
【００４２】
また、第１のモノマー３７同士を重合反応させるに際して、第２の液状被膜の温度を所定の温度（第１のモノマー３７および重合触媒が活性化する温度）まで加熱（加温）することにより、この重合反応をより迅速かつ確実に行うことができる。
この加熱の温度は、第１のモノマー３７や重合触媒の種類等によっても若干異なり、特に限定されるものではないが、２０〜５０℃程度であるのが好ましい。また、加熱の時間（反応時間）は、加熱の温度を前記範囲とする場合、１〜２時間程度であるのが好ましい。一方、重合反応は若干遅くなるが、膜均一性および形成膜厚の精密制御を行う場合は、反応温度を−１０〜１０℃程度にするのが好ましい。
【００４３】
また、この第１の形成方法では、重合開始層２１上に、第１の溶液を供給した後、第２の溶液を供給する構成となっている。かかる構成とすることにより、第１の溶液中に含まれる重合触媒３８により、重合開始層２１の表面で露出する化学結合が活性化した後に、第１のモノマー３７が供給されることとなる。その結果、活性化されない化学結合が残存するのを好適に防止または低減できることから、均一な膜密度のグラフト重合層３を形成することができる。
【００４４】
なお、この第１の形成方法では、前記第１の溶液供給工程［２Ａ］と前記第２の溶液供給工程［３Ａ］とにより、第２の工程が構成される。
また、本工程の後には、グラフト重合体３１の末端に修飾基を導入するようにしてもよい。これにより、修飾基が有する特性（機能）をグラフト重合層３に付与することができる。
【００４５】
修飾基としては、特に限定されないが、例えば、蛍光物質、吸光物質、導電性物質、酵素、抗原、抗体、ＤＮＡおよび重合開始剤等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような修飾基の導入は、この修飾基と、第１のグラフト重合体３１の末端に成長末端として存在する化学結合と反応し得る官能基とを有する化合物を、前記化学結合に反応させることにより行うことができる。これにより、修飾基が有する機能をグラフト重合体３１すなわちグラフト重合層３に付与することができる。
【００４６】
［４Ａ］重合停止溶液供給工程
次に、層形成領域２１ａに形成されたグラフト重合層３上に残存する第２の液状被膜に、液滴吐出法を用いて、重合停止剤を含有する重合停止溶液を供給する。これにより、第１のグラフト重合体３１に対して第１のモノマー３７が重合するのを停止させる。
重合停止剤としては、特に限定されないが、例えば、塩化ベンジル、臭化ベンジル、ヨウ化ベンジル、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化エチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、塩化ブチル、臭化ブチル、ヨウ化ブチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、ジフェニルケトン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、後述する第３の形成方法のように、第１のモノマー３７による重合反応停止後にさらに新たなモノマー（第２のモノマー３９）から重合層を形成する場合は、反応末端のラジカル種の活性を維持するような一時的な重合停止剤（一時重合停止剤）を用いる。この一時重合停止剤は、重合開始層の種類により異なるが、アルキルハライド系であれば、臭化第二銅およびビピリジンの水溶液等が挙げられる。
【００４７】
また、重合停止溶液を調整する際に用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、重合触媒３８を溶解する溶媒として説明したのと同様のものを用いることができる。
なお、本工程は必要に応じて省略することができる。
すなわち、例えば、第２の液状皮膜中に含まれる第１のモノマー３７のほぼ全てを反応させる場合、本工程は省略される。
【００４８】
また、本工程の後に、グラフト重合体３１が備える第１の側鎖に置換基を導入するようにしてもよい。
置換基としては、特に限定されないが、フェロセンのような有機金属錯体、クラウンエーテルのような大環状エーテル、キャリア輸送性を有するアリールアミン誘導体、抗体および核酸等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４９】
このような置換基の導入は、第１の側鎖の末端基（ｅｎｄ１）として、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、（メタ）アクリロイル基、チオール基およびイソシアナート基のように反応性に優れる官能基が導入されている場合、上述した置換基と、第１の側鎖の末端基と反応し得る官能基とを有する化合物を、第１の側鎖の末端基に反応させることにより行うことができる。
【００５０】
この化合物が有する官能基の具体例としては、例えば、第１の側鎖の末端基がカルボキシル基である場合には、アミノ基等が挙げられる。また、第１の側鎖の末端基が水酸基である場合には、塩化カルボニル基等が挙げられる。
具体的には、末端基として水酸基を備えている第１の側鎖に対して、置換基としてフェロセンを導入する場合、例えば、次のようにして行うことができる。
まず、フェロセンを備える下記化学式（Ｆ）で表される化合物を用意する。
【００５１】
【化５】
2008189856.tif 000007
【００５２】
この化学式（Ｆ）で表される化合物は、例えば、以下に示すようにして得ることができる。
まず、ジクロロメタン（ＤＣＭ）中にフェロセンを溶解した後、Ｎａ２Ｆｅ（ＣＯ）４を添加して混合した後、酸素ガスを供給して、フェロセンにカルボキシル基を導入した。
次いで、この溶液に、ＤＣＭ中でオキサリルクロライドを反応して、カルボキシル基を塩化カルボニル基とすることにより、上記化学式（Ｆ）で表される化合物が得られる。
【００５３】
次に、上記化学式（Ｆ）で表される化合物を含有するジクロロメタン溶液を、液滴吐出法を用いて、第１のグラフト重合体３１で構成されるグラフト重合層３上に供給する。これにより、第１の側鎖が有する水酸基と、上記化学式（Ｆ）で表される化合物が有する塩化カルボニル基とが反応することによりエステル結合が形成され、その結果、第１の側鎖にフェロセンが導入される。
かかる方法により、置換基が有する特性（機能）をグラフト重合体３１すなわちグラフト重合層３に付与することができる。
【００５４】
［５Ａ］洗浄工程
次に、グラフト重合層３上に残存する第２の液状被膜を、洗浄溶液を用いて洗浄する。
この洗浄溶液としては、特に限定されないが、例えば、重合触媒３８を溶解する溶媒として説明したのと同様のものを用いることができが、これらの中でも、揮発性に優れるものが好適に用いられる。
また、洗浄溶液による洗浄の後、グラフト重合層３が形成された基材２を乾燥するようにしてもよい。
以上のような工程を経て、基材２上の層形成領域２１ａに重合開始層２１を介してグラフト重合層３を形成することができる。
【００５５】
＜＜第２の形成方法＞＞
次に、グラフト重合層の第２の形成方法について説明する。
以下、グラフト重合層の第２の形成方法について説明するが、前記第１の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
グラフト重合層の第２の形成方法では、重合開始層２１上の層形成領域２１ａに、第２の溶液を供給した後、第１の溶液を供給する以外は、前記第１の形成方法と同様である。
【００５６】
すなわち、第２の形成方法では、第１のモノマー３７を含有する第１の液状被膜を重合開始層２１上に形成した後、この第１の液状被膜に第１の溶液を供給して、第１のモノマー３７と重合触媒３８とを含有する第２の液状被膜を形成する構成となっている。
かかる構成とすることによっても、前記第１の形成方法で説明したのと同様の効果が得られる。
【００５７】
さらに、第１の溶液と第２の溶液とでは、一般的に、第１のモノマー３７を含有する第２の溶液のほうが、その粘度が高くなる傾向を示す。そのため、この第２の形成方法のように、重合開始層２１上の層形成領域２１ａに、第１の溶液を供給するのに先立って、第１の溶液よりも粘度の高い第２の溶液を供給する構成とすることにより、液滴吐出法により供給された第１の溶液が、この領域２１ａから濡れ広がるのを確実に防止することができる。これにより、この領域２１ａ内に第１の液状被膜および第２の液状被膜をより確実に形成することができる。すなわち、この領域２１ａ内にグラフト重合層３をより確実に形成することができる。
【００５８】
＜＜第３の形成方法＞＞
次に、グラフト重合層の第３の形成方法について説明する。
以下、グラフト重合層の第３の形成方法について説明するが、前記第１の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図４は、グラフト重合層の第３の形成方法を説明するための概略図、図５は、図４に示すグラフト重合層の形成方法の工程を説明するための模式図である。なお、以下では、図４および図５中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
【００５９】
グラフト重合層の第３の形成方法では、第１のグラフト重合体３１に連結する第２のグラフト重合体３２を形成してグラフト重合層３を得る以外は、前記第１の形成方法と同様である。
すなわち、第３の形成方法では、図４（ａ）に示すように前記第１の形成方法で形成された第１のグラフト重合体３１上に、第２のモノマー３９を含有する第３の溶液を供給することにより（図４（ｂ））、第１のグラフト重合体３１に連結する第２のグラフト重合体３２を形成して、第１のグラフト重合体３１と第２のグラフト重合体３２とで構成されるグラフト重合層３を形成する以外は、前記第１の形成方法と同様である。
【００６０】
以下、第２のグラフト重合体３２を形成する各工程について、詳述する。
［１Ｂ］洗浄工程
まず、前記工程［３Ａ］を経ることにより、重合開始層２１上の層形成領域２１ａに形成された第１のグラフト重合体３１上に残存する第２の液状被膜を洗浄する。
この第２の液状被膜の洗浄は、前述した工程［５Ａ］と同様にして行うことができる。
【００６１】
［２Ｂ］第３の溶液供給工程（第３の工程）
次に、第１のグラフト重合体３１すなわち第１のモノマーに重合可能な重合基と、第１の側鎖とは異なる第２の側鎖とを有する第２のモノマー３９を含有する第３の溶液を用意する。この第３の溶液は、例えば、第２のモノマー３９を溶媒中に溶解することにより調整することができる。
この第２のモノマー３９が有する重合基としては、前記第１のモノマー３７と同様の理由から、スチリル基や（メタ）アクリロイル基を含むものが好ましい。
この第２のモノマー３９の具体例としては、例えば、下記化学式（Ｄ）、（Ｅ）で表される化合物等が挙げられる。
【００６２】
【化６】
2008189856.tif 000008
（式中、ｅｎｄ２は、第２の側鎖の末端基を表す。また、Ｒ５は、水素原子、メチル基またはエチル基を、Ｒ６は、単結合、メチレン基またはエチレン基をそれぞれ表す。）
【００６３】
【化７】
2008189856.tif 000009
（式中、ｅｎｄ２は、第２の側鎖の末端基を表す。また、Ｒ１３、Ｒ１４は、水素原子、メチル基またはエチル基を、Ｒ１５は、単結合、メチレン基またはエチレン基をそれぞれ表す。）
【００６４】
また、第２の側鎖の末端基（ｅｎｄ２）の具体例としては、前述した第１の側鎖の末端基（ｅｎｄ１）と同様のものが挙げられるが、この第３の形成方法では、第２の側鎖の末端基は、第１の側鎖の末端基として用いたものとは異なるものが選択される。
第２のモノマー３９を溶解する溶媒としては、特に限定されないが、例えば、重合触媒３８を溶解する溶媒として説明したのと同様のものを用いることができる。
【００６５】
ここで、本発明では、前記第２の溶液と同様に、第３の溶液中にも、重合触媒３８が含まれない。そのため、第３の溶液中において、第２のモノマー３９同士が連結すること、すなわちダイマーやオリゴマー、ポリマー等が生成するのを確実に防止することができる。
次に、第１のグラフト重合体３１が形成された重合開始層２１の層形成領域２１ａに、液滴吐出法を用いて第３の溶液を供給することにより、第２のモノマー３９を含有する第３の液状被膜を形成する。
【００６６】
ここで、第１のグラフト重合体３１の末端には、前記工程［３Ａ］において、重合触媒３８により活性化された化学結合が成長末端として残存している。そのため、第３の液状被膜中に含まれる第２のモノマー３９が、この成長末端に接触すると、成長末端を再生しながら、成長末端に連結することから、第２のモノマー３９で構成される主鎖が伸長する。このようにして第１のグラフト重合体３１の末端に複数の第２のモノマー３９が直鎖状に連結した第２のグラフト重合体３２が合成され、第１のグラフト重合体３１と第２のグラフト重合体３２とで構成されるグラフト重合層３が形成される。
【００６７】
例えば、第２のモノマー３９として前記化学式（Ｄ）で表される化合物を用いた場合には、図５に示すような成長末端を有する第１のグラフト重合体３１に連結する第２のグラフト重合体３２を形成することができる。
このように、第２の溶液（第１のモノマー３７）と第３の溶液（第２のモノマー３９）とを、順次、液滴吐出法を用いて重合開始層２１上の層形成領域２１ａに供給する構成とすることにより、第１のグラフト重合体３１に第２のグラフト重合体３２が連結するような複雑な構成のグラフト重合体を備えるグラフト重合層３をも形成することができる。
なお、図５では、基材２に連結する１つの重合開始剤２２に、第１のグラフト重合体３１と第２のグラフト重合体３２とが連結している場合を示すが、実際には、基材２には複数の重合開始剤２２が連結しており、それぞれの重合開始剤２２に第１のグラフト重合体３１と第２のグラフト重合体３２とが連結している。
【００６８】
［３Ｂ］重合停止溶液供給工程
次に、第２のグラフト重合体３２に対して第２のモノマー３９が重合するのを停止させる。これは、例えば、前記工程［４Ａ］で説明したのと同様にして行うことができる。
［４Ｂ］洗浄工程
次に、グラフト重合層３上に残存する第３の液状被膜を洗浄する。これは、例えば、前記工程［５Ａ］で説明したのと同様にして、洗浄溶液を用いて洗浄することができる。
【００６９】
以上のような工程を経て、基材２上の層形成領域２１ａに重合開始層２１を介してグラフト重合層３を形成することができる。
このような第３の形成方法においても、前記第１の形成方法で説明したのと同様の効果が得られる。
なお、この第３の形成方法においては、前記工程［１Ｂ］で示した洗浄工程を省略するようにしてもよい。この場合、第１のモノマー３７と第２のモノマー３９とが共存する状態で第３の液状被膜が形成される。そのため、第２のグラフト重合体３２も、その重合体を構成するモノマー成分として、第１のモノマー３７と第２のモノマー３９とが共存する状態で形成される。
【００７０】
＜＜第４の形成方法＞＞
次に、グラフト重合層の第４の形成方法について説明する。
以下、グラフト重合層の第４の形成方法について説明するが、前記第１の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図６は、グラフト重合層の第４の形成方法を説明するための概略図、図７は、図６に示すグラフト重合層の形成方法の工程を説明するための模式図である。なお、以下では、図６および図７中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
【００７１】
グラフト重合層の第４の形成方法では、図６（ａ）に示すように、基材２上のグラフト重合層３を形成すべき部位に対応する層形成領域２１ａに重合開始層２１を形成し、図６（ｂ）に示すように、基材２上の重合開始層２１が形成されていない非層形成領域２１ｂに安定化層２３をする以外は、前記第１の形成方法と同様である。すなわち、グラフト重合層の第４の形成方法では、層形成領域２１ａに対応するように、重合開始層２１を形成し、非層形成領域２１ｂに対応するように、安定化層２３を形成する以外は、前記第１の形成方法と同様である。
以下、かかる構成の重合開始層２１および安定化層２３を形成する各工程について、詳述する。
【００７２】
［１Ｃ］重合開始層形成工程
まず、前記工程［１Ａ］と同様に、前記化合物（Ａ１）を重合開始剤２２として用意し、この重合開始剤２２を含有する溶液を調整する。
次に、この重合開始剤２２を含有する溶液を、基材２上の層形成領域２１ａに、液滴吐出法を用いて供給して、この重合開始剤２２のＳＨ基と、基材２の表面とを反応させることにより、図７に示すように、基材２の表面に重合開始剤２２を−Ｓ−結合により結合（連結）させる。これにより、基材２の層形成領域２１ａに重合開始層２１を選択的に形成する。
【００７３】
なお、このように基材２の層形成領域２１ａに選択的に重合開始層２１を形成する方法としては、液滴吐出法を用いる方法の他、例えば、以下のようなフォトリソグラフィー法を用いた方法によっても形成することができる。
まず、前記工程［１Ａ］と同様にして、基材２の上面全体を覆うように重合開始層２１を形成する。次に、膜形成領域２１ａに存在する重合開始層２１を覆うようにフォトリソグラフィー法を用いてレジスト層を形成する。次に、このレジスト層をマスクとして用いて、膜形成領域２１ａを除く非膜形成領域２１ｂに存在する重合開始層２１を各種エッチング法を用いて除去することにより、基材２の層形成領域２１ａに重合開始層２１を選択的に形成することができる。
【００７４】
［２Ｃ］安定化層形成工程
次に、重合触媒３８により活性化されない末端基を一端部に、連結基として機能するＳＨ基を他端部に有する下記化合物（Ｇ１）を安定化剤２４として用意し、この安定化剤２４を含有する溶液を調整する。
【００７５】
【化８】
2008189856.tif 000010
【００７６】
次に、この安定化剤２４を含有する溶液を、基材２上の膜形成領域２１ａを除く非層形成領域２１ｂすなわち重合開始層２１が形成されていない領域に、液滴吐出法を用いて供給して、この安定化剤２４のＳＨ基と、基材２の表面とを反応させることにより、図７に示すように、基材２の表面に安定化剤２４を−Ｓ−結合により結合（連結）させる。これにより、基材２の非層形成領域２１ｂに安定化層２３が選択的に形成される。
なお、安定化剤２４としても、化合物（Ｇ１）の他に、例えば、連結基としてＳｉ−Ｘ基を有する下記化合物（Ｇ２）を用いることができる。
【００７７】
【化９】
2008189856.tif 000011
（式中、Ｘは、加水分解によりシラノール基を生成する加水分解基を表す。）
【００７８】
また、重合触媒３８に活性化されない末端基としては、化合物（Ｇ１）および化合物（Ｇ２）が備える水酸基の他、例えば、カルボキシル基、アルキル基およびフッ素分子等が挙げられる。このような末端基とすることにより、重合触媒３８により活性化される化学結合と異なり、重合触媒３８により活性化されないことから、この末端基に第１のモノマー３７がたとえ接触したとしても、この末端基に第１のモノマー３７が連結（結合）することを確実に防止することができる。
【００７９】
以上のような工程を経ることにより、基材２の層形成領域２１ａおよび非層形成領域２１ｂに、それぞれ重合開始層２１および安定化層２３を形成することができる。
このように基材２の層形成領域２１ａに、重合開始層２１を選択的に形成する構成とすることにより以下のような効果が得られる。すなわち、グラフト重合層３を形成する際に、非層形成領域２１ｂに、たとえ第１のモノマー３７および重合触媒３８が供給されたとしても、非層形成領域２１ｂには重合開始層２１が形成されていないので、この領域２１ｂにグラフト重合層３が形成されるのを確実に防止することができる。換言すれば、層形成領域２１ａに対するグラフト重合層３の成膜精度の向上を図ることができる。
【００８０】
なお、前記工程［２Ｃ］は、必要に応じて省略することができるが、末端基の種類を適宜設定することにより、安定化層２３に各種の機能を付与することができる。例えば、末端基にアルキル基やフッ素分子を用いる場合には、安定化層２３に撥液性を付与することができる。そのため、重合開始層２１上に形成された第１の液状皮膜および第２の液状皮膜が濡れ広がるのを確実に防止することができる。
【００８１】
＜電子デバイス＞
次に、上述したような本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を備える電子デバイスについて説明する。
ここで、グラフト重合層が備える各側鎖の末端基、各側鎖に導入する置換基および修飾基の種類を適宜設定することにより、電子デバイスが備える各種の層に、このグラフト重合層を適用することができる。
【００８２】
例えば、グラフト重合層を上述したような各側鎖に置換基を導入する構成や、修飾基を導入する構成とした場合、このグラフト重合層を各種センサが備える反応層に適用することができる。また、各側鎖に置換基としてキャリア輸送材料を導入する構成とした場合、このグラフト重合層を有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）が備える正孔輸送層や電子輸送層に適用することができる。さらに、各側鎖の末端基の種類を適宜設定することにより、有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）が備える各種層に適用することができる。
【００８３】
以下では、この有機薄膜トランジスタが備える各種の層に、本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を適用する場合を、一例に説明する。
図８は、トップゲート構造の有機薄膜トランジスタを示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。なお、以下の説明では、図８（ａ）中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００８４】
図８に示す薄膜トランジスタ１００は、基板２００上に設けられており、ソース電極３００およびドレイン電極４００と、中間層３１０、４１０と、有機半導体層（有機層）５００と、ゲート絶縁層６００と、ゲート電極７００とが、この順で基板２００側から積層されて構成されている。
具体的には、薄膜トランジスタ１００は、基板２００上に、ソース電極３００およびドレイン電極４００が分離して設けられ、これら電極３００、４００を覆うように、それぞれ、中間層３１０、４１０が設けられており、さらに、これら中間層３１０、４１０を覆うように有機半導体層５００が設けられている。この有機半導体層５００上には、ゲート絶縁層６００が設けられ、さらにこの上に、少なくともソース電極３００とドレイン電極４００の間の領域に重なるようにゲート電極７００が設けられている。
【００８５】
この薄膜トランジスタ１００では、有機半導体層５００のうち、ソース電極３００（中間層３１０）とドレイン電極４００（中間層４１０）との間の領域が、キャリアが移動するチャネル領域５１０となっている。
このような薄膜トランジスタ１００は、ソース電極３００よびドレイン電極４００が、ゲート絶縁層６００を介してゲート電極７００よりも基板２００側に設けられたトップゲート構造の薄膜トランジスタである。
【００８６】
以下、薄膜トランジスタ１００を構成する各部について、順次説明する。
基板２００は、薄膜トランジスタ１００を構成する各層（各部）を支持するものである。基板２００には、例えば、ガラス基板、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。
【００８７】
基板２００上には、ソース電極３００およびドレイン電極４００が、チャネル長方向に沿って、所定距離離間して並設されている。
これらのソース電極３００およびドレイン電極４００の構成材料は、特に限定されないが、それぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｐｄまたはこれらを含む合金を主とするものが好適に用いられる。
【００８８】
また、ソース電極３００およびドレイン電極４００を覆うように、それぞれ、中間層３１０および中間層４１０が設けられている。
この中間層３１０および中間層４１０に、本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を適用することができる。
具体的には、ソース電極３００およびドレイン電極４００がＡｕまたはこれを含む合金で構成され、前述した第１の形成方法を用いて中間層３１０、４１０を形成する場合、前記化合物（Ａ１）を用いて重合開始層２１を形成し、第１の側鎖の末端基として有機半導体層５００との親和性に優れるものを備える第１のモノマー３７を用いてグラフト重合層３を形成する。これにより、中間層３１０、４１０は、ソース電極３００およびドレイン電極４００と、有機半導体層５００との双方に対して密着性に優れるものとなる。その結果、中間層３１０、４１０を介した、ソース電極３００およびドレイン電極４００と、有機半導体層５００との間のキャリアの受け渡しを円滑に行うことができるようになる。
【００８９】
また、基板２００上には、中間層３１０、４１０を覆うように、有機半導体層５００が設けられている。
有機半導体層５００は、有機半導体材料（半導体的な電気伝導を示す有機材料）を主材料として構成されている。
有機半導体材料としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料（共役系高分子材料）が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００９０】
有機半導体層５００上には、ゲート絶縁層６００が設けられている。
このゲート絶縁層６００は、ソース電極３００およびドレイン電極４００に対してゲート電極７００を絶縁するものである。
このゲート絶縁層６００に、本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を適用することができる。
【００９１】
具体的には、前述した第１の形成方法を用いてゲート絶縁層６００を形成する場合、前記化合物（Ａ２）を用いて重合開始層２１を形成し、第１の側鎖の末端基として絶縁性に優れるものを備える第１のモノマー３７を用いてグラフト重合層３を形成する。これにより、ゲート絶縁層６００は、絶縁膜としての機能を発揮するとともに、有機半導体層５００に対して密着性に優れたものとなる。
【００９２】
ゲート絶縁層６００上には、ゲート電極７００が設けられている。
ゲート電極７００の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕまたはこれらを含む合金等の金属材料、ＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物等が用いられる。
さらに、有機半導体層５００とゲート絶縁層６００とを一体的に形成する場合にも、本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を適用することができる。
【００９３】
具体的には、前述した第３の形成方法を用いて有機半導体層５００およびゲート絶縁層６００を形成する場合、前記化合物（Ａ２）を用いて重合開始層２１を形成し、第１の側鎖の末端基としてキャリア輸送性に優れるものを備える第１のモノマー３７と、第２の側鎖の末端基として絶縁性に優れるものを備える第２のモノマー３９を用いてグラフト重合層３を形成する。これにより、有機半導体層５００とゲート絶縁層６００とを、この順で積層した積層体として一体的に形成することができる。
【００９４】
図９は、ボトムゲート構造の有機薄膜トランジスタを示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図９中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、図９の薄膜トランジスタについて、前記図８の薄膜トランジスタとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図９に示す薄膜トランジスタ１００’は、基板２００上に、ゲート電極７００と、ゲート絶縁層６００と、有機半導体層（有機層）５００と、中間層３１０、４１０と、ソース電極３００およびドレイン電極４００とが、この順で基板２００側から積層されている。
【００９５】
具体的には、薄膜トランジスタ１００は、基板２００上に、少なくともソース電極３００とドレイン電極４００とが形成される領域の間に重なるようにゲート電極７００が設けられ、このゲート電極７００を覆うように、ゲート絶縁層６００が設けられ、さらに、このゲート絶縁層６００上には、有機半導体層５００が設けられている。さらにこの上に、中間層３１０および中間層４１０が分離して設けられ、これらの上にそれぞれソース電極３００およびドレイン電極４００が設けられている。
【００９６】
このような薄膜トランジスタ１００’は、ゲート電極７００が、ゲート絶縁層６００を介してソース電極３００よびドレイン電極４００よりも基板２００側に設けられたボトムゲート構造の薄膜トランジスタである。
このような薄膜トランジスタ１００’において、中間層３１０，４１０およびゲート絶縁層６００に、本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を適用することができる。
【００９７】
具体的には、前述した第１の形成方法を用いて中間層３１０、４１０を形成する場合、前記化合物（Ａ２）を用いて重合開始層２１を形成し、第１の側鎖の末端基としてソース電極３００とドレイン電極４００との親和性に優れるものを備える第１のモノマー３７を用いてグラフト重合層３を形成する。これにより、中間層３１０、４１０は、有機半導体層５００と、ソース電極３００およびドレイン電極４００との双方に対して密着性に優れるものとなる。その結果、中間層３１０、４１０を介した、ソース電極３００およびドレイン電極４００と、有機半導体層５００との間のキャリアの受け渡しを円滑に行うことができるようになる。
【００９８】
また、前述した第１の形成方法を用いてゲート絶縁層６００を形成する場合、前記化合物（Ａ２）を用いて重合開始層２１を形成し、第１の側鎖の末端基として絶縁性に優れるものを備える第１のモノマー３７を用いてグラフト重合層３を形成する。これにより、ゲート絶縁層６００は、絶縁膜としての機能を発揮するとともに、基板２００に対して密着性に優れたものとなる。
【００９９】
さらに、ゲート絶縁層６００と有機半導体層５００とを一体的に形成する場合にも、本発明のグラフト重合層の形成方法により形成されたグラフト重合層を適用することができる。
具体的には、前述した第３の形成方法を用いてゲート絶縁層６００および有機半導体層５００を形成する場合、前記化合物（Ａ２）を用いて重合開始層２１を形成し、第１の側鎖の末端基として絶縁性に優れるものを備える第１のモノマー３７と、第２の側鎖の末端基としてキャリア輸送性に優れるものを備える第２のモノマー３９を用いてグラフト重合層３を形成する。これにより、ゲート絶縁層６００と有機半導体層５００とを、この順で積層した積層体として一体的に形成することができる。
【０１００】
以上のような薄膜トランジスタ１００、１００’は、ゲート電極７００に印加する電圧を変化させることにより、ソース電極３００とドレイン電極４００との間に流れる電流量が制御される。
すなわち、ゲート電極７００に電圧が印加されていないＯＦＦ状態では、ソース電極３００とドレイン電極４００との間に電圧を印加しても、有機半導体層５００中にほとんどキャリアが存在しないため、微少な電流しか流れない。一方、ゲート電極７００に電圧が印加されているＯＮ状態では、有機半導体層５００のゲート絶縁層６００に面した部分に電荷が誘起され、チャネル領域５１０にキャリアの流路が形成される。この状態でソース電極３００とドレイン電極４００との間に電圧を印加すると、チャネル領域５１０を通って電流が流れる。
【０１０１】
＜電子機器＞
また、前述したような、有機ＴＦＴ（スイッチング素子）１００のような本発明の電子デバイスは、各種電子機器に用いることができる。
図１０は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【０１０２】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００においては、例えば、表示ユニット１１０６が前述の有機ＴＦＴ（スイッチング素子）１００を備えている。
【０１０３】
図１１は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、例えば、この表示部が前述の有機ＴＦＴ（スイッチング素子）１００を備えている。
【０１０４】
なお、本発明の電子機器は、図１０のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図１１の携帯電話機の他にも、例えば、テレビや、ディジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【０１０５】
以上、本発明のグラフト重合層の形成方法、電子デバイスおよび電子機器を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明のグラフト重合層の形成方法は、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。
また、本発明のグラフト重合層の形成方法は、各前記形成方法のうち任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせてグラフト重合層を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】グラフト重合層の第１の形成方法を説明するための概略図である。
【図２】図１に示すグラフト重合層の形成方法の各工程を説明するための模式図である。
【図３】図１に示すグラフト重合層の形成方法の各工程を説明するための模式図である。
【図４】グラフト重合層の第３の形成方法を説明するための概略図である。
【図５】図４に示すグラフト重合層の形成方法の工程を説明するための模式図である。
【図６】グラフト重合層の第４の形成方法を説明するための概略図である。
【図７】図６に示すグラフト重合層の形成方法の工程を説明するための模式図である。
【図８】トップゲート構造の有機薄膜トランジスタを示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】ボトムゲート構造の有機薄膜トランジスタを示す図（縦断面図）である。
【図１０】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０７】
２……基材  ２１……重合開始層  ２１ａ……層形成領域  ２１ｂ……非層形成領域  ２２……重合開始剤  ２３……安定化層  ２４……安定化剤  ３……グラフト重合層  ３１……第１のグラフト重合体  ３２……第２のグラフト重合体  ３７……第１のモノマー  ３８……重合触媒  ３９……第２のモノマー  １００、１００’‥‥薄膜トランジスタ  ２００‥‥基板  ３００‥‥ソース電極  ３１０‥‥中間層  ４００‥‥ドレイン電極  ４１０‥‥中間層  ５００‥‥有機半導体層  ５１０‥‥チャネル領域  ６００‥‥ゲート絶縁層  ７００‥‥ゲート電極  １１００……パーソナルコンピュータ  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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