(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体層と誘電体層を含む多層デバイスであって、
前記誘電体層が、側鎖にオレフィン性ジヒドロジシクロペンタジエニル官能基を有する脂肪族ポリマーを含むかまたはそれからなり、
前記脂肪族ポリマーが1つ以上の単位を含有し、該脂肪族ポリマー中の単位の総数の５０〜１００モル％は、架橋性側基を有する下記一般式（１）で表される単位（Ａ）である、多層デバイス。
一般式（１）
【化１】
0006690852.tif 000031
ここで
Ｘは、それぞれ独立して、メチレン基または酸素であり、
Ｒは、それぞれ独立して、メチル基または水素であり、
Ｌ1は、ポリマー鎖を側基に接続する二価の基であり、
Ｌ2は、ポリマー鎖を側基に結合する二価の基であるか、または水素であり、但し、Ｌ2が水素である場合、前記ポリマー鎖を結合する前記側基は存在しない。
【請求項２】
前記有機半導体層が、前記誘電体層と接触する、請求項１に記載の多層デバイス。
【請求項３】
Ｌ1は、カルボニル基、カルボニルオキシエチレン基、カルボニルオキシイソプロピレン基、カルボニルオキシエチルアミド基、フェニレン基およびベンジレン基からなる群から選択され、
Ｌ2は、水素であり、
Ｘは、メチレン基であり、
Ｒは、独立してメチル基または水素であり、
ｎは、０である、請求項１又は２に記載の多層デバイス。
【請求項４】
Ｌ1は、カルボニル基またはカルボニルオキシエチレン基であり、
Ｌ2は、水素であり、
Ｒは、メチル基または水素であり、
ｎは、０である、請求項１又は２に記載の多層デバイス。
【請求項５】
Ｌ1、2は、カルボニル単位であり、
Ｘは、メチレン基であり、
Ｒは、水素であり、
ｎは、０である、請求項１又は２に記載の多層デバイス。
【請求項６】
Ｌ1は、ベンジル単位であり、
Ｒは、水素であり、
ｎは、０である、請求項１又は２に記載の多層デバイス。
【請求項７】
前記脂肪族ポリマー中の単位として、前記単位（Ａ）とは独立して、下記一般式（２）〜（５）およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの第２の単位を含有する、請求項１〜６のいずれかに記載の多層デバイス。
一般式（２）
【化２】
0006690852.tif 000032
ここで、Ｌはそれぞれエチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
一般式（３）
【化３】
0006690852.tif 000033
ここで、Ｌはそれぞれエチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
一般式（４）
【化４】
0006690852.tif 000034
ここで、Ｌはそれぞれエチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
一般式（５）
【化５】
0006690852.tif 000035
ここで、Ｌはそれぞれエチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
【請求項８】
前記脂肪族ポリマーは、さらなる単位として、直鎖状、分岐状または環状の炭化水素基を有するメタクリレート由来の基を含み、前記炭化水素基は、１〜１８個の炭素原子を含み、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい、請求項１〜７のいずれかに記載の多層デバイス。
【請求項９】
前記脂肪族ポリマーのさらなる単位が、スチレン、エチレン、メチルビニルエーテルまたはオクタデセン由来の基を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の多層デバイス。
【請求項１０】
前記脂肪族ポリマーが下記一般式（６）〜（１３）の単位またはその組み合わせの1つを含む、請求項１、２、３、４、５、８及び９のいずれかに記載の多層デバイス。
一般式（６）
【化６】
0006690852.tif 000036
一般式（７）
【化７】
0006690852.tif 000037
一般式（８）
【化８】
0006690852.tif 000038
一般式（９）
【化９】
0006690852.tif 000039
一般式（１０）
【化１０】
0006690852.tif 000040
一般式（１１）
【化１１】
0006690852.tif 000041
一般式（１２）
【化１２】
0006690852.tif 000042
一般式（１３）
【化１３】
0006690852.tif 000043
【請求項１１】
前記誘電体層が、下記（ａ）の他に、（ｂ）と（ｃ）の少なくとも何れかを含むか、または下記（ａ）〜（ｃ）からなる、請求項１〜１０のいずれかに記載の多層デバイス。
（ａ）前記脂肪族ポリマー
（ｂ）メタクリレートポリマー
（ｃ）フリーラジカル光開始剤、安定剤、粘着促進剤からなる群から選択される少なくとも何れか
【請求項１２】
トップゲート構造またはボトムゲート構造の有機電界効果トランジスタである、もしくは、トップゲート構造またはボトムゲート構造の有機電界効果トランジスタを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の多層デバイス。
【請求項１３】
薄膜キャパシタであるか、または、薄膜キャパシタを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の多層デバイス。
【請求項１４】
有機半導体層と誘電体層を含む多層デバイスを製造するための方法であって、
前記誘電体層の製造は、下記（ａ）〜（ｃ）の工程を含むか、または下記（ａ）〜（ｃ）の工程からなる、多層デバイスを製造するための方法。
（ａ）下記（i）〜（iii）を含む剤を、基材上に製膜する工程
（i）少なくとも１種のポリマー。前記ポリマーは、１つ以上の単位を含有し、該ポリマー中の単位の総数の少なくとも５モル％は、架橋性側基を有する下記一般式（１４）で表される単位（Ａ）である。
一般式（１４）
【化１４】
0006690852.tif 000044
ここで
Ｘは、それぞれ独立して、メチレン基または酸素であり、
Ｒは、それぞれ独立して、メチル基または水素であり、
Ｌ1は、ポリマー鎖を側基に接続する二価の基であり、
Ｌ2は、ポリマー鎖を側基に結合する二価の基であるか、または水素であり、但し、Ｌ2が水素である場合、前記ポリマー鎖を結合する前記側基は存在しない。
（ii）少なくとも１種の光開始剤
（iii）少なくとも１種の有機溶媒
（ｂ）前記溶媒を除去する工程
（ｃ）得られた層を、化学線によって光架橋させる工程
【請求項１５】
前記多層デバイスが、請求項１〜１３のいずれかに記載の多層デバイスである、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋性ポリマー、それらを含む誘電体層、それらを含む電子デバイス、より詳細には有機電界効果トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
本特許出願において引用された全ての文献は、それらの全体が参照により本開示に組み込まれる。
有機電界効果トランジスタ（OFET）は、フレキシブルディスプレイ、センサデバイスまたは電子回路に適用される電子デバイスである。
【０００３】
OFETは、基板、ソース電極およびドレイン電極、有機半導体層、誘電体層、およびゲート電極を含む多層デバイスである。半導体層は、典型的には有機ポリマーおよび/または小分子を含む。
【０００４】
OFETにおける層の配置よって、トップゲート構造とボトムゲート構造が区別される。トップゲート構造では、半導体層の後に誘電体が続き、最後にゲート電極が続く。ボトムゲート構造では、層配置は反対の順序である(図1および図2参照)。
【０００５】
OFETは好ましくは溶液からのコーティング(例えば、スピンコーティングまたはスロットダイ)または印刷(例えば、インクジェットまたはグラビア)プロセスによって加工され、例えば、PETフィルムなどの可撓性ポリマー基材上で低温での大面積処理を可能にする。
【０００６】
溶液からのトランジスタの多層加工では、下地層が後続の層の加工によって部分的に溶解されないことが重要である。従って、下地層を不溶性状態に変換するか、又は後続層のプロセス溶媒を下層に直交させなければならない。
【０００７】
架橋性誘電材料は、溶液から加工できるものが好ましく、それらの層は架橋により不溶性状態に変換され、さらにフォトリソグラフィーによりパターン化することができる。
【０００８】
国際公開第2012/059386号には、誘電体が光硬化性ポリイミドを含むトランジスタの製造方法が記載されている。ポリイミドは実際に優れた誘電特性を有するが、その溶解度が限られているということは、それらがしばしばN-メチル-2-ピロリドン（NMP）のような非相溶性溶媒からしか適用できないことを意味する。
【０００９】
米国特許第8853820は、OFETにおける誘電体として好ましい用途を見出すアクリレート側基およびアルキド樹脂を有するラジカル架橋性ポリマーを記載している。
【００１０】
WO2012/028279は、主にOFETにおける誘電体としてのポリシクロオレフィンの使用に関する。この特許は、マレイミド官能化側鎖の増感型光二量化を介して架橋される好ましいポリマーを記載している。例えば、ポリノルボルネンなどのポリシクロオレフィンは優れた誘電特性を有するが、その高いガラス転移温度のために、特に非極性有機半導体膜上では、粘着力が制限されることが多い。この特許では、この困難性が架橋可能な粘着促進剤をさらに使用することによって解決される。しかし、一般的に言えば、これには追加の方法の工程が伴う。
【００１１】
EP2089442にはシンナメート側基を有するポリマーが記載されており、このポリマーは光二量化によって架橋され、好ましくはOFETにおける誘電体として使用される。
【００１２】
EP2368281(US8937301に相当)には、クマリン側基の光二量化により架橋され、好ましくは誘電体としてOFETに適用されるビニルポリマーが記載されている。しかしながら、UV光への連続的な曝露下では、シンナメートおよびクマリンのこれらの光二量化反応は可逆的であると考えられる。
【００１３】
JP2011022509には、有機絶縁膜用の感光性材料が記載されている。これらの樹脂は、エレクトロルミネセンスディスプレイおよびLCDデバイスにおける絶縁フィルムとして使用される。樹脂組成物はアルカリ可溶性であり、カチオン性硬化触媒を含む。これらの組成物は、OFETデバイスにおけるUV硬化誘電層としての使用には適していない。
【００１４】
EP329441はプリント配線板を周囲から保護するために、プリント配線板をコーティングするのに使用するためのUV硬化性コンフォーマルコーティングを記載している。モノマーの混合物を基材に適用し、次いでUV放射を用いて硬化させる。この樹脂組成物は、OFETデバイスにおける誘電体層としての使用には適していない。
【００１５】
US2015/0041735は、LCD装置に使用するための感光性組成物を記載している。カラーフィルタ用感光性樹脂を基板上に塗布し、紫外線を用いて硬化させる。この樹脂組成物は、OFETデバイスにおける誘電体層としての使用には適していない。
【００１６】
US2015/03553665には、有機電界効果トランジスタの性能を改善するための絶縁材料が記載されている。この文献は、これらのデバイスにおける誘電体層の調製におけるオレフィン性ジヒドロジシクロペンタジエニル官能基を含むポリマーの使用を開示または示唆していない。
【００１７】
本発明は、脂肪族ポリマーが、側鎖におけるオレフィン性ジヒドロジシクロペンタジエニル（DCPD）官能基によって効率的に架橋され得るという知見に基づく。さらに、非極性DCPD側基は、疎水性半導体ポリマーに対する濡れ性および粘着性の向上を促し、半導体界面における望ましくない双極子相互作用が最小限に抑えられ、そのような相互作用がOFETのデバイス性能に影響を及ぼす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第2012/059386号
【特許文献２】米国特許第8853820号明細書
【特許文献３】国際公開第2012/028279号
【特許文献４】欧州特許公開第2089442号明細書
【特許文献５】欧州特許公開第2368281号明細書
【特許文献６】特開2011-022509号公報
【特許文献７】欧州特許公開第329441号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第2015/0041735号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第2015/03553665号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明により対処される問題は、先行技術の欠点を有さない新規な、場合により不可逆的に架橋可能なポリマーを提供することである。該ポリマーは、好ましくは電子デバイス、特に有機電界効果トランジスタ（OFET）のための誘電体層の構成要素、場合によっては唯一の構成要素として適するものであり、また、該ポリマーは、相溶性溶媒すなわち下層がエステル及びケトンのような下層に直角であるプロセス溶媒に可溶なものであり、また、該ポリマーは、有機半導体層に効果的に粘着し、かつ相溶性のものである。
【００２０】
本発明によって対処されるさらなる問題は、従来技術と比較して改善された新しい誘電物質を提供することであった。
【００２１】
本発明によって対処されるさらなる問題は、改善された電子デバイス、より具体的にはOFETを提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
これらの問題は、この側鎖にオレフィン性ジヒドロジシクロペンタジエニル(DCPD)官能基を有する脂肪族ポリマーによって、これらのポリマーを含むかまたはそれからなる誘電体層によって、これらの誘電体層を含む電子デバイスによって、およびこれらのポリマー、誘電体層およびデバイスの使用によって解決される。
【００２３】
（用語の定義）
本発明の目的のために、全ての量の詳細は他に示さない限り、重量の詳細として理解されるべきである。
【００２４】
本発明の目的において、「室温」は、20℃温度を意味する。気温の細部は他に指示がない限り、摂氏(℃)である。
【００２５】
特に明記しない限り、記載した反応またはプロセスステップは、標準/大気圧下で、すなわち1013mbarで実施する。
【００２６】
本発明の目的のために、処方「および/または」は、任意の所望の組合せだけでなく、問題のリストに記載された要素のすべての組合せも含む。
【００２７】
本発明の目的のために、用語「光開始剤」は他に示さない限り、光増感剤およびより狭い意味での光開始剤の両方を指す。
【００２８】
(メタ)アクリルという表現は本発明の目的のために、メタクリルおよびアクリルの両方、ならびに両方の混合物を包含することが意図される。
【００２９】
本明細書および以下での化学線は、赤外線、近赤外線、可視光線、UV線またはX線などの電磁放射線、より具体的にはUV放射線、または電子放射線などの微粒子放射線を指す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
図面は必ずしも縮尺通りではない。明瞭化および表現の容易さの理由から、本発明の特定の特徴は、誇張されたサイズまたは概略的な形態で示されてもよく、同様に、従来のまたは既知の要素の特定の詳細は示されなくてもよい。
【図１】トップゲートトランジスタ(ボトムコンタクト)の概略構成を示す。
【図２】ボトムゲートトランジスタ(ボトムコンタクト)の概略構成を示す。
【図３】本発明のポリマーに基づくフォトパターン化層（photopatterned layer）の顕微鏡写真を示す
【図４】ポリマー1を有するトップゲートOFETの伝達特性を示す。
【図５】ポリマー6を有するボトムゲートOFETの伝達特性を示す。
【図６】ポリマー7を有するトップゲートOFETの伝達特性を示す。
【図７】ポリマー7を有するボトムゲートOFETの伝達特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、脂肪族ポリマーが、側鎖におけるオレフィン性ジヒドロジシクロペンタジエニル（DCPD）官能基によって効率的に架橋され得るという知見に基づく。さらに、非極性DCPD側基は疎水性半導体ポリマー上での濡れ性および粘着性の向上を促し、半導体界面での望ましくない双極性相互作用が最小限に抑えられ、このような相互作用は、OFETのデバイス性能に影響を及ぼす可能性がある。
【００３２】
本発明の第一の主題は、電子デバイス内の誘電体層を提供するための組成物であって、1種のポリマーを含み、該ポリマーが1つ以上の単位を含有し、該ポリマー中の単位の総数の少なくとも25モル％は、ペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側基（pendant oligodihydrocyclopentadienyl side groups）を有する下記一般式（1）で表される単位（A）である、組成物。
【００３３】
一般式（1）
【化１】
0006690852.tif 000002
ここで
Xは、それぞれ独立して、メチレン基または酸素であり、
Rは、それぞれ独立して、メチル基または水素であり、
L1は、ポリマー鎖を側基に接続する二価の基であり、
L2は、ポリマー鎖を側基に結合する二価の基であるか、または水素であり、但し、L2が水素である場合、問題の側基は存在しない。
【００３４】
本発明の1つの変形において、二価の基L1, 2は、カルボニル基、フェニル基、ベンジル基、カルボニルオキシエチル基、カルボニルオキシイソプロピル基およびカルボニルオキシエチルアミド基からなる群から互いに独立して選択され、より特に、二価の基L1, 2は、カルボニル基およびカルボニルオキシエチル基からなる群から選択される。
【００３５】
本発明のさらなる主題は、本発明の架橋組成物を有する誘電体層を含む有機電界効果トランジスタである。
【００３６】
本発明はさらに、電子デバイスの製造方法、および薄膜キャパシタのためのその使用に関する。
【００３７】
本発明はさらに、ペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側鎖基を有する単位を有するポリマーを使用することによる有機電界効果トランジスタの製造方法に関し、ポリマーがUV線を用いて架橋されるものに関する。
【００３８】
本発明の組成物に使用されるポリマーは、上記一般式（1）の構造（A）の単位を有し、下記一般式（2）〜（15）のモノマーまたはこれらのモノマーの混合物からなる群から選択されるモノマーを用いて調製される。
【００３９】
一般式（2）
【化２】
0006690852.tif 000003
【００４０】
一般式（3）
【化３】
0006690852.tif 000004
【００４１】
一般式（4）
【化４】
0006690852.tif 000005
【００４２】
一般式（5）
【化５】
0006690852.tif 000006
【００４３】
一般式（6）
【化６】
0006690852.tif 000007
【００４４】
一般式（7）
【化７】
0006690852.tif 000008
【００４５】
一般式（8）
【化８】
0006690852.tif 000009
【００４６】
一般式（9）
【化９】
0006690852.tif 000010
【００４７】
一般式（10）
【化１０】
0006690852.tif 000011
【００４８】
一般式（11）
【化１１】
0006690852.tif 000012
【００４９】
一般式（12）
【化１２】
0006690852.tif 000013
【００５０】
一般式（13）
【化１３】
0006690852.tif 000014
【００５１】
一般式（14）
【化１４】
0006690852.tif 000015
【００５２】
一般式（15）
【化１５】
0006690852.tif 000016
【００５３】
これらの列挙された(メタ)アクリレートモノマーの代わりに、類似のビニルおよびビニルベンジルモノマーを、本発明によるポリマーの製造に使用することも可能である。
【００５４】
モノマーとして、オリゴジヒドロシクロペンタジエンの重合性誘導体（polymerizable derivatives）をさらに使用することができ、例えば、好ましくはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ソルビン酸、桂皮酸、アビエチン酸およびそれらの混合物からなる群から選択される不飽和酸と、対応するアルコールのエステルまたはジエステルである。
【００５５】
さらに、本発明のポリマーを調製する場合、コモノマーを使用することが可能である。
コモノマーの使用はポリマーの物理化学的特性(例えば、ガラス転移温度(TG)、溶解度、表面の濡れ性、粘着性、誘電率など)をより効果的に適合させることを可能にする。
【００５６】
上記一般式（1）の構造（A）の単位を製造するモノマーは、好ましくはメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、(イソ)プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、エチルヘキシルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、セチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、アリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2-イソボルニルメタクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシルメタクリレート、1-アダマンチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート、およびそれらの混合物からなる群から選択されるモノマーと共重合される。
【００５７】
下記一般式（16）〜（19）で示される高極性のコモノマーを用いると、本発明のポリマーの誘電率を高めることが可能であり、これが、本発明の一形態において、共重合によって組み込まれる理由である。
【００５８】
一般式（16）
【化１６】
0006690852.tif 000017
ここで、Lはそれぞれ、エチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
【００５９】
一般式（17）
【化１７】
0006690852.tif 000018
ここで、Lはそれぞれ、エチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
【００６０】
一般式（18）
【化１８】
0006690852.tif 000019
ここで、Lはそれぞれ、エチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
【００６１】
一般式（19）
【化１９】
0006690852.tif 000020
ここで、Lはそれぞれ、エチルオキシ、イソプロピルオキシまたはエチルアミドオキシであるか存在しない。
【００６２】
列挙されたメタクリレートコモノマーの代わりに、類似のアクリレート、ビニルおよびビニルベンジルモノマーを本発明のポリマーの製造に使用することも可能である。
【００６３】
本発明の一形態において、本発明のポリマーは、1H-NMR分光法によって測定して少なくとも35モル％、好ましくは50〜100モル％の単位（A）を含有する。
【００６４】
本発明の一形態において、本発明のポリマーは、クマリン基を有さない。本発明の一形態において、本発明のポリマーはケイ皮酸基を有さない。
【００６５】
本発明に従って使用されるポリマーは、通常の重合プロセスによって調製することができる。
【００６６】
慣用の重合プロセスは、ラジカル開始剤を用いたフリーラジカル重合、またはATRP(原子移動ラジカル重合)、RAFT(可逆的付加フラグメンテーション連鎖移動)もしくはNMP(窒素酸化物媒介重合)などの制御されたフリーラジカル重合を含む。
使用するポリマーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の手段により測定して、好ましくは10,000〜2,000,000ダルトン、より好ましくは50,000〜500,000ダルトンの平均分子量(MW)を有する。
【００６７】
さらに、本発明に従って使用されるポリマーは、市販のポリマーとヒドロキシジシクロペンタジエン(DCPD-OH)とのポリマー類似反応によって調製することもできる。
【００６８】
このような反応に特に適したポリマーは、DCPD-OHでエステル化することができる酸または酸無水物基を有するものである。
本発明の一形態では、これはポリ(スチレン-コ-無水マレイン酸)、ポリ(エチレン-コ-無水マレイン酸)、ポリ(ビニルメチルエーテル-コ-無水マレイン酸)、ポリ(オクタデセン-コ-無水マレイン酸)、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーを使用して行われる。
【００６９】
本発明の一形態において使用することができるポリマー類似反応の別の可能性は、DCPD-OHアルコキシドと、例えばポリビニルベンジルクロライドのようなポリマーとの求核置換反応によって得られる。
【００７０】
本発明の一形態において、上記一般式（1）の構造（A）を形成するのに用いられるモノマーは、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレートまたはジシクロペンテニルメタクリレートまたはジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレートおよびジシクロペンテニルメタクリレートであり、用いられるコモノマーは、5-メタクリロイルオキシ-2,6-ノルボルナンカルボラクトン,メチルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ステアリルメタクリレートおよびそれらの混合物からなる群から選択されるものである。
【００７１】
本発明の他の形態では、本発明に従って使用されるポリマーがスチレン-コ-無水マレイン酸とヒドロキシジシクロペンタジエンおよびジシクロペンタジエンとの反応から、またはポリ塩化ビニルベンジルとヒドロキシジシクロペンタジエンとの反応から得られる。
【００７２】
例えば、本発明の一形態において、本発明で使用されるポリマーが繰り返し単位(A)からなるだけでなく、コモノマーが重合によって組み込まれる場合、コポリマーは、交互コポリマー、ランダムコポリマー、勾配コポリマー、ブロックコポリマー、セグメントコポリマー、グラフトコポリマーおよび/またはくし型ポリマーであってもよい。
【００７３】
本発明に従って使用される好ましいポリマーは、下記一般式（20）〜（27）で表されるポリマー1〜8である（ポリマー3〜8はコポリマーであり、異なる繰り返し単位は、読みやすくするために下記の式の画像において互いに離れている） 。
【００７４】
一般式（20）
【化２０】
0006690852.tif 000021
【００７５】
一般式（21）
【化２１】
0006690852.tif 000022
【００７６】
一般式（22）
【化２２】
0006690852.tif 000023
【００７７】
一般式（23）
【化２３】
0006690852.tif 000024
【００７８】
一般式（24）
【化２４】
0006690852.tif 000025
【００７９】
一般式（25）
【化２５】
0006690852.tif 000026
【００８０】
一般式（26）
【化２６】
0006690852.tif 000027
【００８１】
一般式（27）
【化２７】
0006690852.tif 000028
【００８２】
本発明で使用されるポリマーは、本発明で使用される誘電体層を形成するように加工することができる。 この層は、下記（a）〜（c）を含むか、または下記（a）〜（c）からなる。
（a）上記のポリマーの一種
（b）必要に応じて、さらなるポリマー、好ましくはメタクリレートポリマー
（c）必要に応じてフリーラジカル光開始剤、安定剤、必要に応じて、粘着促進剤などのさらなる添加剤。
【００８３】
基材への誘電体層の適用のために、本発明のポリマーは溶媒の溶液に与えられる（provided in solution in a solvent）。溶液中で、溶媒に対するポリマーの割合は、好ましくは1〜40質量%、より好ましくは5〜15質量%である。
【００８４】
この溶液は、光重合開始剤をさらに含んでいてもよく、ポリマーに対する割合は、好ましくは0.2〜15質量％、より好ましくは0.5〜4質量％である。
【００８５】
本発明の一形態において、溶液は、貯蔵安定性を高めるために、例えば、酸化防止剤およびブチル化ヒドロキシトルエンのようなラジカル捕捉剤をさらに含んでもよい。
【００８６】
本発明の目的のために、配合物のポリマーおよび他のデバイスの十分な溶解性が確保されるならば、実質的に全ての溶媒を使用することが可能である。溶媒は個々に、および2つ以上の組み合わせの両方で使用され得る。
【００８７】
本発明の目的に使用するのに好ましいのは、エステル、ケトン、エーテル、(シクロ)脂肪族および芳香族溶媒およびこれらの混合物からなる群から選択される溶媒である。
【００８８】
本発明の一形態において、溶媒は、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n-アミル、酢酸イソアミル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、イソプロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸イソプロピル、イソプロピオン酸イソブチル、イソプロピオン酸ブチル、プロピオン酸アミル、イソ酪酸イソプロピル、酪酸イソプロピル、イソ酪酸イソブチル、イソ酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、炭酸プロピレン、および3-エトキシプロピオン酸エチル、シェルゾールD25、テトラヒドロフラン、トルエン、アニソール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、メチルイソアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコールおよびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００８９】
誘電体層を製造するための本発明の組成物は、一形態において、ガンマ線、E-ビーム、UV線、可視光線または赤外線などの化学線によって活性化されるラジカル重合開始剤を含むことができる。
【００９０】
本発明の一形態において、ラジカル重合開始剤は、アセトフェノン化合物、ベンゾフェノン化合物、チオキサントン化合物、キサントン化合物、ケト-クマリン化合物、オキシムエステル化合物、ハロメチル-トリアジン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ホスフィン化合物、ケタール化合物およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００９１】
例えば、DCPD基の存在下ではDCPD上に直接アリル水素引抜きが存在するので、例えばチオキサントン化合物のようなノリッシュII型開始剤は第三級アミンまたはチオールのような追加の水素供与体を必要としない。
【００９２】
本発明の一形態において、光開始剤は、ベンゾフェノン、2-エチルアントラキノン、チオキサントン、2、4-イソプロピルチオキサントン(異性体) 、2-クロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-トリフルオロメチルチオキサントン、2、4-ビス(トリクロロメチル)-6-メトキシスチリル-s-トリアジン、(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)-フェニルホスフィン、2、2′-ビス(o-クロロフェニル)-4、4'、5、5'-テトラフェニル-1、2-ビイミダゾール、4-)-4′-メチルフェニルチオ)ベンゾフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-(4-メチルベンジル)-2-(ジメチルアミノ)-4-モルホリノブチロフェノン)、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)エタノン1(o-アセチルオキシム)(OXE02)、2-(o-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1、2-オクタンジオン(oxe01)、3-ベンゾイル-7-メトキシクマリン、ベンジルジメチルケタール、2、2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、オリゴマー1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン(speedcure 7010)、5-ジベンゾスベレノンおよびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００９３】
本発明のポリマーの光架橋のために、本発明の一変形において、同様に、アジド、ジアジリンまたはマレイミドをベースとする二官能性光架橋剤を使用することが可能である。
【００９４】
本発明はまた、下記（a）〜（c）の工程を含むか、または下記（a）〜（c）の工程からなる誘電体層の製造を含む電子デバイスの製造方法を含む。
（a）少なくとも1種の架橋性ポリマーであってペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側基を有する単位を有する架橋性ポリマーと、少なくとも1種の光開始剤と、少なくとも1種の有機溶媒を含むか、または、少なくとも1種の架橋性ポリマーであってペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側基を有する単位を有する架橋性ポリマーと、少なくとも1種の光開始剤と、少なくとも1種の有機溶媒からなる剤を、基材上に製膜する工程
（b）前記溶媒を除去する工程
（c）得られた層を、化学線によって光架橋させる工程
【００９５】
一実施形態では、架橋性ポリマーがペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側基を有する単位を少なくとも5モル%含む。
さらなる実施形態において、架橋性ポリマーは、ペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側鎖基を有する単位を少なくとも10モル%含む。
さらなる実施形態において、架橋性ポリマーは、ペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側基を有する単位を少なくとも20モル%含む。
さらなる実施形態において、架橋性ポリマーは、ペンダントオリゴジヒドロシクロペンタジエニル側鎖基を有する単位を少なくとも25モル%含む。
【００９６】
本発明に従って製造される誘電層の堆積は、当技術分野の慣用手段によって、好ましくはスピンコーティング、スロットダイコーティング、ナイフコーティング、インクジェット、グラビア印刷、フレキソ印刷またはスプレーコーティングによって行うことができる。
【００９７】
本発明の一形態において、溶媒は、好ましくは50〜200℃、より好ましくは70〜100℃の温度でベーキングすることによって除去され、PET基板上での低温加工を可能にする。
【００９８】
本発明の一形態において、誘電体層は、100〜2000nm、好ましくは300〜1000nmの乾燥フィルム層厚さ（dry film layer thickness）を有する。
【００９９】
光架橋は化学線、本発明の一形態において、100〜800nm、好ましくは250〜600nm、より好ましくは300〜500nmの波長範囲で、行われる。
【０１００】
典型的な放射線源は、HgまたはHg/Feランプ、またはLEDなどの単色放射線源である。ポリマーの光架橋に必要な放射線量は、50〜4000mJ/cm2、好ましくは100〜1000mJ/cm2、より好ましくは300〜1000mJ/cm2の範囲にある。原則として、目的は、できるだけ低い放射線量を使用することである。
【０１０１】
本発明の一形態において、本発明の架橋性ポリマーを有する誘電体層を含む本発明の電子デバイスが、OFET、ダイオード、またはキャパシタであってもよい。
【０１０２】
前記デバイスは、好ましくは、基板、ソース電極およびドレイン電極、有機半導体層、誘電体層、およびゲート電極からなるOFETを含むか、または基板、ソース電極およびドレイン電極、有機半導体層、誘電体層、およびゲート電極からなるOFETである。
【０１０３】
層構成に応じて、トップゲートOFETとボトムゲートOFETとが区別され、本発明は、両方の構成に関する(図1および2を参照)。
【０１０４】
ボトムゲートOFETは、基板上のゲート電極と、ゲート電極に適用される誘電体層と、誘電体層に隣接する有機半導体層と、半導体層と接触するドレイン電極およびソース電極とを含む。ソース電極およびドレイン電極は半導体層(上部コンタクト)上に堆積されるか、または逆に、半導体は、ソース電極およびドレイン電極(下部コンタクト)に適用される。
【０１０５】
トップゲート構造では、層配置は逆の順序である。基板上に堆積され、ドレイン電極およびソース電極と接触する有機半導体層の後に、誘電体層が堆積され、その上にゲート電極が堆積される。
【０１０６】
本発明の電子デバイスに使用される基板は、この目的のために一般に使用される任意の材料であり得る。本発明の一実施形態では、ガラスまたはプラスチックが使用される。本発明の一実施形態では、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)、ポリカーボネート(PC)またはポリイミド(PI)で作られた可撓性ポリマーフィルムが基材として使用される。
【０１０７】
本発明の目的のための半導体層は、半導体有機材料を含む。該材料は、小分子(モノマー、オリゴマー)、ポリマー、またはそれらの組み合わせであり得る。無機半導体と同様に、多数電荷キャリアの極性に応じて、n型半導体とp型半導体とが区別される。
【０１０８】
p型半導体小分子の例は、6,13-[ビストリイソプロピルシリルエチニル]ペンタセン(TIPSペンタセン)などのオリゴアセンまたは2,7-ジオクチル[1]ベンゾチエノ[3,2-b][1]ベンゾチオフェン(C8-BTBT)などのオリゴヘテロアセンである。p型半導体ポリマーの例は、ポリ-3-ヘキシルチオフェン(P3HT)、2,4-ジメチル[ポリトリアリールアミン](PTAA)、ポリフルオレンなどのポリチオフェン、およびイソインジゴまたはジケトピロロピロール単位（DPP）を含む繰り返し単位を有するコポリマーである。
【０１０９】
n型半導体特性を有する小分子の例は、フラーレン誘導体である[6,6]-フェニル-C61メチル酪酸塩（PCBM）である。例えば、既知のn型半導体ポリマーは、ナフタレンジカルボキシイミド、例えばポリ([n, n'-ビス(2-オクチルドデシル)-11-ナフタレン-1,4,5,8-ビス(ジカルボキシミド)-2,6-ジイル]-alt-5,5'-(2,2'-12-ビチオフェン))(P(ND12OD-T2))を含む繰り返し単位を有するコポリマーである。
【０１１０】
本発明の一変形形態では、本発明の電子デバイスが好ましくは金属、より詳細にはAu、Ag、CuまたはAl、または導電性ポリマー接点（contact）(例えば、PEDOT:PSS)からなる電極を備える。
【０１１１】
本発明の様々な実施形態は例えば、限定的ではないが様々な従属請求項の実施形態のように、任意の所望の方法で互いに組み合わせることができる。
【実施例】
【０１１２】
本発明は、以下の非限定的な実施例を参照して説明される。
【０１１３】
（実施例A1  ポリマー1の製造）
注射器技術を使用して、20mlの新たに蒸留したジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(FA-512M、日立化成社)および20mlのTHFをアルゴン中で二口フラスコに移した。次に、THF溶液の形態の30mgの2,2'-アゾビスイソブチロニトリルを添加し、混合物を撹拌しながら60℃まで加熱した。6時間後、50mgのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を添加し、室温まで冷却することにより反応を停止した。重合溶液を1000mlのメタノールから沈殿させ、ポリマーを濾過により単離し、減圧下で乾燥させた。次いで、ポリマーを再び100mlのTHFに3回溶解し、各回20mgのBHTを添加しながら800mlのメタノールから沈殿させた。
収率20.2%
Mn=219,000g/mol、Mw=520,000g/mol
Tg=61℃
【０１１４】
（実施例A2  ポリマー2の製造）
注射器技術を使用して、20mlの新たに蒸留したジシクロペンテニルメタクリレート(CD535、サートマー社)および20mlのTHFをアルゴン中で二口フラスコに移した。次いで、THF溶液の形態の40mgの2,2'-アゾビスイソブチロニトリルを添加し、混合物を撹拌しながら50℃まで加熱した。10時間後、50mgのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を添加し、室温まで冷却することにより反応を停止した。重合溶液を1000mlのメタノールから沈殿させ、ポリマーを濾過により単離し、減圧下で乾燥させた。次いで、ポリマーを再び100mlのTHFに3回溶解し、各回20mgのBHTを添加しながら800mlのメタノールから沈殿させた。
収率18.5%
Mn=89,600g/mol、Mw=237,000g/mol
Tg=178℃
【０１１５】
（実施例A3  ポリマー3の製造）
注射器技術を用いて、新たに蒸留したジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(FA-512M、日立化成社)10ml、新たに蒸留したメチルメタクリレート10mlおよびTHF40mlをアルゴン中で二口フラスコに移した。次に、THF溶液の形態の30mgの2,2'-アゾビスイソブチロニトリルを添加し、混合物を撹拌しながら50℃まで加熱した。8時間後、50mgのBHTを添加し、室温まで冷却することによって反応を停止した。重合溶液を1000mlのメタノールから沈殿させ、ポリマーを濾過により単離し、減圧下で乾燥させた。次いで、ポリマーを再び100mlのTHFに3回溶解し、各回20mgのBHTを添加しながら800mlのメタノールから沈殿させた。
収率35%
Mn=87,700g/mol、Mw=317,000g/mol
Tg=94℃
ポリマー中の繰り返し単位:FA-512M/MMA比率28:72(1H-NMRにより測定)
【０１１６】
（実施例A4  ポリマー4の製造）
9gの5-メタクリロイルオキシ-2,6-ノルボルナンカルボラクトン(NLAM、クラレ社)およびまた注射器技術を使用して、10mlの新たに蒸留したジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(FA-512M、日立化成社)および40mlのTHFをアルゴン下で二口フラスコに移した。次に、THF溶液の形態の30mgの2,2'-アゾビスイソブチロニトリルを添加し、混合物を撹拌しながら50℃まで加熱した。8時間後、50mgのBHTを添加し、室温まで冷却することによって反応を停止した。重合溶液を1000mlのメタノールから沈殿させ、ポリマーを濾過により単離し、減圧下で乾燥させた。次いで、ポリマーを再び100mlのTHFに3回溶解し、各回20mgのBHTを添加しながら800mlのメタノールから沈殿させた。
収率15.3%
Mn=55,200g/mol、Mw=158,000g/mol
Tg=143℃
ポリマー中の繰り返し単位: FA-512M/NLAM比率48:52(1H-NMRで測定)
【０１１７】
（実施例A5  ポリマー5の製造）
注射器技術を使用して、10mlの新たに蒸留したジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(FA-512M、日立化成社)、1.5mlの新たに蒸留したオクタフルオロペンチルメタクリレート(OFPMA)および40mlのTHFをアルゴン下で二口フラスコに移した。次に、THF溶液の形態の30mgの2,2'-アゾビスイソブチロニトリルを添加し、混合物を撹拌しながら50℃まで加熱した。8時間後、50mgのBHTを添加し、室温まで冷却することによって反応を停止した。重合溶液を1000mlのメタノールから沈殿させ、ポリマーを濾過により単離し、減圧下で乾燥させた。次いで、ポリマーを再び100mlのTHFに3回溶解し、各回20mgのBHTを添加しながら800mlのメタノールから沈殿させた。
収率19.8%
Mn=71,800g/mol、Mw=201,000g/mol
Tg=64℃
ポリマー中の繰り返し単位: FA-512M/OFPMA比率80.5:19.5(1H-NMRで測定)
【０１１８】
（実施例A6  ポリマー6の製造）
注射器技術を使用して、10mlの新たに蒸留したジシクロペンテニルメタクリレート(CD535、サートマー社)、0.8mlの新たに蒸留したステアリルメタクリレート(SMA)および40mlのTHFをアルゴン下で二口フラスコに移した。次に、THF溶液の形態の30mgの2,2'-アゾビスイソブチロニトリルを添加し、混合物を撹拌しながら50℃まで加熱した。8時間後、50mgのBHTを添加し、室温まで冷却することによって反応を停止した。重合溶液を1000mlのメタノールから沈殿させ、ポリマーを濾過により単離し、減圧下で乾燥させた。次いで、ポリマーを再び100mlのTHFに3回溶解し、各回20mgのBHTを添加しながら800mlのメタノールから沈殿させた。
収率16.3%
Mn=109,000g/mol、Mw=319,000g/mol
Tg=128℃
ポリマー中の繰り返し単位:CD535/SMA比率91:9(1H-NMRにより測定)
【０１１９】
（実施例A7  ポリマー7の製造）
単口フラスコ中で、窒素雰囲気下、175gのスチレン-コ-無水マレイン酸(Xiran 28110、ポリスコープ、28%MAn画分、Mw=110,000)を450mLの溶媒のナフサに溶解した。次いで、ヒドロキシジシクロペンタジエン（テックスマーク社）75.11gおよびジシクロペンタジエン66.0gを加え、130℃で4時間撹拌した。さらに230mLの溶媒ナフサを加えた後、さらに4時間160℃還流撹拌した。バッチをさらに350mlのキシレンで希釈した。重合体溶液を室温に冷却し、20gの溶液を475mLのイソプロパノール溶液から沈殿させた。ろ過し、500mlのイソプロパノールで洗った後、残渣を25mlのメチルのエチルのケトンに2回溶解し、500mlのシェルゾールD25から沈殿させた。
収率86.4%
Mn=73,100g/mol、Mw=211,000g/mol
Tg=147℃
【０１２０】
（実施例A8  ポリマー8の製造）
第1の単口フラスコにおいて、10.4のポリビニルベンジルクロリド(Sigma Aldrich 182532、Mn=43,300およびMw=79,600)を250mlの乾燥THFにアルゴン下、撹拌しながら室温で溶解した。第2の単口フラスコにおいて、9.4mlのヒドロキシジシクロペンタジエンをアルゴン下で移し、ヘキサン中の43mlのブチルリチウム(1.6モル)を、撹拌しながらシリンジ技術を用いて滴下した。5時間の反応時間の後、溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、80mlの乾燥THFをアルゴン下で添加した。シリンジ技術を使用して、この溶液を、続いて、第1のフラスコ中のポリマー溶液に滴下した。48時間後、1000mlのイソプロパノールからの沈殿により反応を停止した。生成物を濾過により単離し、減圧下で乾燥させた。次いで、それを再び300mlのTHFに2回溶解し、1000mlのイソプロパノールから沈殿させた。
収率41%
Mn=48,300g/mol、Mw=116,000g/mol
Tg=89℃
【０１２１】
（実施例B1  ポリマー1-8の光架橋誘電体層の調製）
光開始剤と混合した重合体液を0.45μmのPTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpmで30秒間スピンコートにより25×25mmのガラス基体に適用した。90℃で60秒間、ホットプレート上でコーティングされた基材を加熱した後、フィルムを365nmLED発光ユニット(LED Cube 100、Dr．Honle社)で露光した。UV線量は300〜1000mJ/cm2で可変させ、照射パワーは100mW/cm2で一定とした。光架橋フィルムの不溶性の度合いを評価するために、露光後の基材を、プロセス溶媒に対応する溶媒浴中に60秒間浸漬し、次いでフィルム保持率を確認した。フィルム保持率は、溶媒浴への浸漬後および浸漬前の乾燥フィルムの層厚の比から決定した。層の厚さは、表面プロフィロメータ(surface profilometer)(surface Profiler 150 Veeco社)の助けを借りて、フィルムを引っかき、ステップ高さを決定することによって決定した。
【０１２２】
【表１】
0006690852.tif 000029
【０１２３】
（実施例B2  ポリマー1のフォトパターン化層の調製）
メチルアミルケトン(MAK)中の2%の光開始剤OXE02(質量分率ポリマー)を含むポリマー1の120mg/ml溶液を、スピンコーティングによって25×25mmのガラス基材に塗布した。このフィルムをホットプレート上で90℃で60秒間加熱し、続いてシャドーマスク(LED365nm、300mJ/cm2)を通して画像紫外線露光にかけた。フィルムをMAK溶媒浴に60秒間浸漬した後、フィルムの未露光部分を除去し、画像露光した架橋部分を残した。
図3は、実施例B2のフォトパターン化層の5倍拡大の顕微鏡写真を示す。
【０１２４】
（実施例C1  ポリマー1-8からのキャパシタ装置の製造）
使用された基板は、インジウムスズ酸化物（ITO）でコーティングされた25×25mmのガラスであり、ITO層（120nm）を背面電極とした。90〜120mg/mlのポリマー溶液を0.45μmのPTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpmで30秒間スピンコーティングにより基材に適用した。その後、基材をホットプレート上で90℃で10分間加熱した。最後に、それぞれ3mm2の面積を有するパターン化対向電極(50nm)を、シャドーマスクを用いて金の熱蒸着(HHV Auto 306)によって適用した。
キャパシタ装置は、Cascade Microtech MS 150 Probe StationおよびAgilent E4980A LCRメーターを用いて電気的に特性評価した。
【０１２５】
【表２】
0006690852.tif 000030
【０１２６】
（実施例C2  誘電体層としてポリマー1を有するトップゲートOFETの製造）
使用した基板は、予めパターン化されたソースおよびドレイン電極(40nm金)を有するPETフィルム(Fraunhofer IPM、Freiburgから入手)であった。チャネル長は10μm、チャネル幅は10mmとした。キシレン中の半導体ポリマーPDPP2T-TT-OD(Sigma Aldrich 791989)の8mg/ml溶液を、0.45μm PTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpm(30秒)でのスピンコーティングによってフィルムに適用した。続いて、基材をホットプレート上で90℃で60秒間加熱した。MAK中の2%の光開始剤OXE02(重量分率ポリマー)を含むポリマー1の110mg/ml溶液を、0.45μm PTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpm(30秒)でスピンコーティングによってフィルムに適用した。コーティングした基材をホットプレート上で90℃で60秒間予備焼成した。基材を紫外線露光(LED365nm、300mJ/cm2)に供し、続いてホットプレート上で90℃で60秒間ポストベーク(postbake)した。続いて、基材を60秒間MAKバスに浸漬し、窒素気流中で乾燥させ、ホットプレート上で90℃で10分間加熱した。シャドーマスクを用いて金の熱蒸着(HHV Auto 306)により、パターン化ゲート電極(50nm)を適用した。
トランジスタデバイスは、Cascade Microtech MS 150 Probe StationおよびKeithley 2612A SMUを用いて電気的に特性評価した。
図4は、飽和領域（VD=-20V）でトップゲートOFETの伝達特性を示した。この特性の傾きから、電荷キャリア移動度μsat= 0.11cm2/Vsおよび1.1×106のon/off比を見出した。
【０１２７】
（実施例C3  誘電体層としてポリマー6を有するボトムゲートOFETの製造）
使用した基板は、ITO層がゲート電極として働くITO被覆ガラス基板であった。2%のOXE02(質量分率ポリマー)を含むポリマー6の110mg/ml溶液を、0.45μmのPTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpmで30秒間スピンコーティングすることによりITO基材に適用した。コーティングした基材をホットプレート上で90℃で60秒間予備焼成した。その後、基材を紫外線露光(LED365nm、300 mJ/cm2)し、続いてホットプレート上で90℃で60秒間ポストベーク(postbake)した。続いて、基材を60秒間MAKバスに浸漬し、窒素気流中で乾燥させ、ホットプレート上で90℃で10分間加熱した。パターニングされたソース電極およびドレイン電極(30nm)を、シャドーマスクを用いて金の熱蒸着(HHV Auto 306)によって適用した。チャネル長は100μm、チャネル幅は4mmとした。PDPP2T-TT-OD(Sigma Aldrich 791989)のキシレン溶液8mg/mlを0.45μmのPTFEシリンジフィルターで濾過し、1000rpm(30秒)でスピンコーティングにより基材に塗布した。最後に、基材をホットプレート上で90℃で10分間加熱した。
トランジスタデバイスは、Cascade Microtech MS 150 Probe StationおよびKeithley 2612A SMUを用いて電気的に特性評価した。
図5は、飽和範囲(VD=-20V)におけるボトムゲートOFETの伝達特性を示す。この特性の傾きから、電荷キャリア移動度μsat=0.07cm2/Vsおよびon/off比3.4×104を見出した。
【０１２８】
（実施例C4  誘電体層としてポリマー7を有するトップゲートOFETの製造）
使用した基板は、予めパターン化されたソースおよびドレイン電極(40nm金)を有するPETフィルム(Fraunhofer IPM、Freiburgから入手)であった。チャネル長は10μm、チャネル幅は10mmとした。キシレン中の半導体ポリマーPDPP2T-TT-OD(Sigma Aldrich 791989)の8mg/ml溶液を、0.45μm PTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpm(30秒)でのスピンコーティングによってフィルムに適用した。続いて、基材をホットプレート上で90℃で60秒間加熱した。PGMEA中の8%の光開始剤OXE02(質量分率ポリマー)を含むポリマー7の110mg/ml溶液を、0.45μmのPTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpm(30秒)でスピンコーティングによりフィルムに適用した。コーティングした基材をホットプレート上で90℃で60秒間予備焼成した。基材を紫外線露光(LED365nm、1000 mJ/cm2)に供し、続いてホットプレート上で90℃で60秒間ポストベーク(postbake)した。続いて、基材を60秒間MAKバスに浸漬し、窒素気流中で乾燥させ、ホットプレート上で90℃で10分間加熱した。シャドーマスクを用いて金の熱蒸着(HHV Auto 306)により、パターン化ゲート電極(50nm)を適用した。
トランジスタデバイスは、Cascade Microtech MS 150 Probe StationおよびKeithley 2612A SMUを用いて電気的に特性評価した。
図6は、飽和範囲(VD=-20V)におけるトップゲートOFETの伝達特性を示す。特性の傾きから、電荷キャリア移動度μsat=0.096cm2/Vsおよびon/off比3.8×104を見出した。
【０１２９】
（実施例C5  誘電体層としてポリマー7を有するボトムゲートOFETの製造）
使用した基板は、ITO層がゲート電極として働くITO被覆ガラス基板であった。OXE02(weight fraction polymer)8%を含むポリマー7の110mg/ml溶液を0.45μmのPTFEシリンジフィルターで濾過し、1000rpmで30秒間スピンコーティングすることによりITO基材に適用した。コーティングした基材をホットプレート上で90℃で60秒間予備焼成した。その後、基材を紫外線露光(LED365nm、1000mJ/cm2)し、続いてホットプレート上で90℃で60秒間ポストベーク(postbake)した。続いて、基材を60秒間MAKバスに浸漬し、窒素気流中で乾燥させ、ホットプレート上で90℃で10分間加熱した。パターニングされたソース電極およびドレイン電極(30nm)を、シャドーマスクを用いて金の熱蒸着(HHV Auto 306)によって適用した。チャネル長は100μm、チャネル幅は4mmとした。キシレン中の半導体ポリマーPDPP2T-TT-OD(Sigma Aldrich 791989)の8mg/ml溶液を、0.45μm PTFEシリンジフィルターを通して濾過し、1000rpm(30秒)でのスピンコーティングによってフィルムに適用した。最後に、基材をホットプレート上で90℃で10分間加熱した。
トランジスタデバイスは、Cascade Microtech MS 150 Probe StationおよびKeithley 2612A SMUを用いて電気的に特性評価した。
図7は、飽和範囲(VD=-20V)におけるボトムゲートOFETの伝達特性を示す。この特性の傾きから、電荷キャリア移動度μsat=0.02cm2/Vsおよび2.2×104のon/off比を見出した。
【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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