(57)【要約】  有機薄膜トランジスタは、間にチャネルを規定するソース電極およびドレイン電極と、ソース電極およびドレイン電極のそれぞれの表面の少なくとも一部上の表面改質層と、チャネルにわたって延び、表面改質層と接触する有機半導体層と、ゲート電極と、有機半導体層とゲート誘電体との間のゲート誘電体とを含む。表面改質層は、部分的にフッ素化されたフラーレンから本質的になる。【選択図】図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ
2015502656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間にチャネルを規定するソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極およびドレイン電極のそれぞれの表面の少なくとも一部に部分的にフッ素化されたフラーレンを含む表面改質層と、チャネルにわたって延び、前記表面改質層と接触する有機半導体層と、ゲート電極と、前記有機半導体層と前記ゲート誘電体との間のゲート誘電体とを含む有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記表面改質層が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンによってドープされた有機半導体を実質的に含まない、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記表面改質層が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンから本質的になる、請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記ソース電極およびドレイン電極が、金属または金属合金または伝導性金属酸化物から選択される、請求項１〜３のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ソース電極およびドレイン電極が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンのＬＵＭＯ値よりも真空に近い仕事関数を有する材料を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記表面改質層が、１０ｎｍ未満の厚さを有する、請求項１〜５のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記部分的にフッ素化されたフラーレンが、部分的にフッ素化されたバックミンスターフラーレンである、請求項１〜６のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記ソース電極およびドレイン電極の前記少なくとも１つの表面が、複数の面を含み、前記表面改質層が、前記複数の面の少なくとも２つに形成される、請求項１〜７のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記表面改質層が、前記チャネルに面する前記ソース電極およびドレイン電極の１つまたは両方の表面の面に形成される、請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記トランジスタがトップゲートトランジスタである、請求項１〜９のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記トランジスタが、ボトムゲートトランジスタである、請求項１〜９のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記有機半導体性層がポリマーを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記ポリマーが、式（ＸＩ）の繰り返し単位を含む、請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタ：
【化１】
2015502656.tif 000021
式中、Ａｒ１およびＡｒ２は、各出現において独立に、非置換または置換されたアリールまたはヘテロアリール基から選択され、ｎは１以上、好ましくは１または２であり、ＲはＨまたは置換基であり、Ａｒ１、Ａｒ２およびＲのいずれかは、直接結合または連結基によって連結されてもよく、ｘおよびｙはそれぞれ独立に、１、２または３である。
【請求項１４】
前記ポリマーが、１つ以上の非置換または置換アリーレン繰り返し単位を含む、請求項１２または１３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１５】
前記１つ以上の置換または非置換アリーレン繰り返し単位が、置換または非置換フルオレン繰り返し単位および置換または非置換フェニレン繰り返し単位からなる群から選択される、請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１６】
前記有機半導体層が小分子有機半導体を含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１７】
前記小分子有機半導体が、式（Ｉ）〜（Ｖ）の化合物から選択される、請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ：
【化２】
2015502656.tif 000022
式中、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７、Ａｒ８およびＡｒ９は、それぞれ独立に、単環式芳香族環および単環式ヘテロ芳香族環からなる群から選択され、式中、Ａｒ３、Ａｒ４およびＡｒ５はそれぞれ、１つ以上のさらなる単環式芳香族またはヘテロ芳香族環に縮合してもよい。
【請求項１８】
前記部分的にフッ素化されたフラーレンが式ＣａＦｂを有し、式中ａがｂより大きい、請求項１〜１７のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタを形成する方法であって、前記方法が、ソース電極およびドレイン電極のそれぞれの前記表面の少なくとも一部上に部分的にフッ素化されたフラーレンを有するソースおよびドレイン電極を提供する工程であって、前記ソース電極およびドレイン電極が、それらの間にチャネルを規定する工程、および少なくとも１つの有機半導体性材料を堆積させて前記有機半導体性層を形成する工程を含む、方法。
【請求項２０】
前記部分的にフッ素化されたフラーレンを前記ソース電極およびドレイン電極に堆積させて表面改質層を形成する工程および少なくとも１つの有機半導体性材料を前記表面改質層上に堆積させる工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記表面改質層が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンを、前記ソース電極およびドレイン電極に、前記部分的にフッ素化されたフラーレンおよび少なくとも１つの溶媒を含む部分的にフッ素化されたフラーレン溶液から堆積させ、少なくとも１つの溶媒を蒸発させることによって形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記部分的にフッ素化されたフラーレン溶液が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンによってドープできる有機半導体を実質的に含まない、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記部分的にフッ素化されたフラーレン溶液が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンおよび前記少なくとも１つの溶媒から本質的になる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記有機半導体層が、少なくとも１つの有機半導体および少なくとも１つの溶媒を含む有機半導体溶液を、前記表面改質層上に堆積させ、前記少なくとも１つの溶媒を蒸発させることによって形成される、請求項２０から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記有機半導体溶液が、半導体性ポリマーおよび半導体性小分子の１つまたは両方を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記部分的にフッ素化されたフラーレンが、０．１Ｍ未満（０．０１Ｍ未満であってもよい）のモル濃度で前記溶液中に提供される、請求項２０から２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）およびＯＴＦＴの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタは、２つの主要なタイプ：バイポーラジャンクショントランジスタおよび電界効果トランジスタに分けることができる。両方のタイプは、３つの電極と、チャネル領域においてその間に配設された半導体材料とを含む構造が共通する。バイポーラジャンクショントランジスタの３つの電極は、エミッタ、コレクタ、およびベースとして知られる一方で、電界効果トランジスタにおいては、３つの電極は、ソース、ドレインおよびゲートとして知られる。バイポーラジャンクショントランジスタは、エミッタとコレクタとの間の電流が、ベースとエミッタとの間を流れる電流によって制御されるので、電流作動型デバイスと記載され得る。反対に、電界効果トランジスタは、ソースとドレインとの間を流れる電流が、ゲートとソースとの間の電圧によって制御されるので、電圧作動型デバイスと記載され得る。
【０００３】
トランジスタはまた、トランジスタがそれぞれ正電荷キャリア（ホール）または負電荷キャリア（電子）を伝導する半導体材料を含むかどうかによってｐ型またはｎ型に分類できる。半導体材料は、電荷を受容、伝導、および供与するその能力に従って選択され得る。ホールまたは電子を受容、伝導、および供与する半導体材料の能力は、材料をドープすることによって向上できる。ソースおよびドレイン電極用に使用される材料はまた、ホールまたは電子を受容および注入するその能力に従って選択できる。例えば、ｐ型トランジスタデバイスは、ホールを受容、伝導、および供与する際に効率の良い半導体材料を選択することによって、および半導体材料からのホールを注入および受容する際に効率の良いソースおよびドレイン電極用の材料を選択することによって形成できる。電極のフェルミ準位と半導体材料のＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位との良好なエネルギー準位のマッチングは、ホールの注入および受容を向上できる。反対に、ｎ型トランジスタデバイスは、電子を受容、伝導、および供与する際に効率の良い半導体材料を選択することによって、および半導体材料に電子を注入するおよび半導体材料から電子を受容する際に効率の良いソース電極およびドレイン電極用材料を選択することによって形成できる。電極のフェルミ準位と半導体材料のＬＵＭＯ（最低空軌道）準位との良好なエネルギー準位のマッチングは、電子注入および受容を向上できる。
【０００４】
トランジスタは、薄膜トランジスタを形成するために薄膜に構成成分を堆積させることによって形成できる。こうしたデバイスにおいて有機材料が半導体材料として使用される場合、それは、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）として知られる。
【０００５】
ＯＴＦＴに関して種々の配置が知られている。こうしたデバイスの１つは、ソースおよびドレイン電極と、チャネル領域においてそれらの間に配設される半導体材料と、この半導体材料上に配設されたゲート電極と、チャネル領域においてゲート電極と半導体材料との間に配設される侮辱的な（ｉｎｓｕｌｔｉｎｇ）材料層とを含む、絶縁ゲート電界効果トランジスタである。
【０００６】
チャネルの伝導度は、ゲートに電圧を印加することによって変更できる。このようにして、トランジスタは、印加されたゲート電圧を用いてオンとオフとの切り替えが可能である。所与の電圧で得ることができるドレイン電流は、デバイスの活性領域（ソース電極とドレイン電極との間のチャネル領域）における有機半導体の電荷キャリアの移動度に依存する。故に、低い作動電圧を用いて高いドレイン電流を達成するために、有機薄膜トランジスタは、チャネル領域において高度に移動性の電荷キャリアを有する有機半導体を有していなければならない。
【０００７】
「小分子」有機半導体材料を含有する高い移動度のＯＴＦＴが報告されており、その高い移動度は、少なくとも部分的には、ＯＴＦＴの小分子有機半導体の高い結晶性の性質に起因している。特に高い移動度が単結晶ＯＴＦＴにおいて報告されており、ここでは有機半導体が、熱蒸発によって堆積される。
【０００８】
小分子有機半導体およびポリマーのブレンドの溶液堆積による半導体領域の形成は、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、非特許文献７、非特許文献８、および特許文献１に開示されている。
【０００９】
ソースおよびドレイン電極の接触抵抗を低減することは、ソース電極およびドレイン電極の表面に有機半導体のためのドーパントの自己集合層を選択的に形成することによるものが、特許文献２に開示されている。
【００１０】
特許文献３には、ＯＬＥＤのアノードとホール注入層との間にフッ素含有化合物を含む有機層が開示されている。
【００１１】
特許文献４には、ソース電極およびドレイン電極と半導体との間に配置されたニトリル層を含むＯＴＦＴが開示されている。開示されたニトリルは、ｏ−フルオロベンゾニトリル、ｐ−フルオロベンゾニトリル、ペルフルオロベンゾニトリルおよびテトラシアノキノジメタンを含む。
【００１２】
特許文献５には、ソース電極およびドレイン電極上に自己集合薄層を含むＯＴＦＴが開示されており、ここでこの自己集合材料は、有機半導体材料をドープするためのドーパント部分、およびドーパント部分と結合し、ソース電極およびドレイン電極と選択的に結合する別個の結合部分を含む。
【００１３】
特許文献６には、溶液中でドーパントおよび有機半導体を混合することによって、またはドーパントおよび有機半導体の共蒸発によって、フッ素化フラーレンドーパントで有機半導体をドーピングすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５５２４８号
【特許文献２】国際公開第２００９／０００６８３号
【特許文献３】欧州特許第１９５０８１８号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０１３３７８２号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１０／０２０３６６３号明細書
【特許文献６】国際公開第２０１０／０２９５４２号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｓｍｉｔｈ  ｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ  ９３，２５３３０１（２００８）
【非特許文献２】Ｒｕｓｓｅｌｌ  ｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ  ８７，２２２１０９（２００５）
【非特許文献３】Ｏｈｅ  ｅｔ．  ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ  ９３，０５３３０３（２００８）
【非特許文献４】Ｍａｄｅｃ  ｅｔ．  ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ  ７，４５５−４５８（２００９）
【非特許文献５】Ｋａｎｇ  ｅｔ．  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ  １３０，１２２７３−７５（２００８）
【非特許文献６】Ｃｈｕｎｇ  ｅｔ  ａｌ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（２０１１），１３３（３），４１２−４１５
【非特許文献７】Ｌａｄａ  ｅｔ  ａｌ，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．（２０１１），２１（３０），１１２３２−１１２３８
【非特許文献８】Ｈａｍｉｌｔｏｎ  ｅｔ  ａｌ，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．（２００９），２１（１０−１１），１１６６−１１７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、ソース電極およびドレイン電極からの電荷注入に対して低いバリアを、ＯＴＦＴの有機半導体に提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、電荷注入バリアを低減するために電極表面を改質するための簡単で制御可能な方法を提供することである。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、ＯＴＦＴの有機半導体の結晶化を制御することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の態様において、本発明は、間にチャネルを規定するソース電極およびドレイン電極と、ソース電極およびドレイン電極のそれぞれの表面の少なくとも一部に、部分的にフッ素化されたフラーレンを含む表面改質層と、チャネルにわたって延び、表面改質層と接触する有機半導体層と、ゲート電極と、有機半導体層とゲート誘電体との間のゲート誘電体を含む有機薄膜トランジスタとを提供する。
【００２０】
表面改質層は、部分的にフッ素化されたフラーレンによってドープされた有機半導体を実質的に含まなくてもよい。
【００２１】
表面改質層は、部分的にフッ素化されたフラーレンから本質的になってもよい。
【００２２】
ソース電極およびドレイン電極は、金属または金属合金または伝導性金属酸化物から選択されてもよく、銀、金、銅、ニッケルおよびそれらの合金から選択されてもよい。
【００２３】
ソース電極およびドレイン電極は、部分的にフッ素化されたフラーレンのＬＵＭＯ値よりも真空に近い仕事関数値を有する材料を含んでいてもよい。
【００２４】
表面改質層は、１０ｎｍ未満の厚さを有していてもよく、単層であってもよい。
【００２５】
部分的にフッ素化されたフラーレンは、部分的にフッ素化されたバックミンスターフラーレンであってもよく、部分的にフッ素化されたＣ６０であってもよい。
【００２６】
ソース電極およびドレイン電極の少なくとも１つの表面は、複数の面を含んでいてもよく、ここでこの表面改質層は、複数の面の少なくとも２つに形成される。
【００２７】
表面改質層が、チャネルに面するソース電極およびドレイン電極の１つまたは両方の表面の面に形成されてもよい。
【００２８】
トランジスタはトップゲートトランジスタであってもよい。
【００２９】
トランジスタは、ボトムゲートトランジスタであってもよい。
【００３０】
有機半導体性層がポリマーを含んでいてもよい。
【００３１】
ポリマーは、式（ＸＩ）の繰り返し単位を含んでいてもよい：
【化１】
2015502656.tif 000003
【００３２】
式中、Ａｒ１およびＡｒ２は、各出現において独立に、非置換または置換されたアリールまたはヘテロアリール基から選択され、ｎは１以上、好ましくは１または２であり、ＲはＨまたは置換基であり、Ａｒ１、Ａｒ２およびＲのいずれかは、直接結合または連結基によって連結されてもよく、ｘおよびｙはそれぞれ独立に、１、２または３である。
【００３３】
ポリマーは、１つ以上の非置換または置換アリーレン繰り返し単位を含んでいてもよい。
【００３４】
１つ以上の置換または非置換アリーレン繰り返し単位は、置換または非置換フルオレン繰り返し単位および置換または非置換フェニレン繰り返し単位からなる群から選択されてもよい。
【００３５】
有機半導体層は、小分子有機半導体を含んでいてもよい。
【００３６】
小分子有機半導体は、式（Ｉ）〜（Ｖ）の化合物から選択されてもよい：
【化２】
2015502656.tif 000004
【００３７】
式中、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７、Ａｒ８およびＡｒ９は、それぞれ独立に、単環式芳香族環および単環式ヘテロ芳香族環からなる群から選択され、式中、Ａｒ３、Ａｒ４およびＡｒ５はそれぞれ、１つ以上のさらなる単環式芳香族またはヘテロ芳香族環に縮合してもよい。
【００３８】
部分的にフッ素化されたフラーレンは式ＣａＦｂを有していてもよく、ここでａはｂより大きい。
【００３９】
第２の態様において、本発明は、第１の態様に従う有機薄膜トランジスタを形成する方法を提供し、この方法は、ソース電極およびドレイン電極のそれぞれの表面の少なくとも一部上に、部分的にフッ素化されたフラーレンを有するソースおよびドレイン電極を提供する工程であって、このソース電極およびドレイン電極が、それらの間にチャネルを規定する工程、および少なくとも１つの有機半導体性材料を堆積させて有機半導体性層を形成する工程を含む。
【００４０】
第２の態様によれば、この方法は、部分的にフッ素化されたフラーレンを、ソース電極およびドレイン電極上に堆積させて、表面改質層を形成する工程、および少なくとも１つの有機半導体性材料を表面改質層上に堆積させる工程を含んでいてもよい。
【００４１】
第２の態様によれば、表面改質層は、部分的にフッ素化されたフラーレンを、部分的にフッ素化されたフラーレンおよび少なくとも１つの溶媒を含む部分的にフッ素化されたフラーレン溶液からソース電極およびドレイン電極上に堆積させる工程、および少なくとも１つの溶媒を蒸発させる工程によって形成されてもよい。
【００４２】
第２の態様によれば、部分的にフッ素化されたフラーレン溶液は、部分的にフッ素化されたフラーレンによってドープされることができる有機半導体を実質的に含まなくてもよい。
【００４３】
第２の態様によれば、部分的にフッ素化されたフラーレン溶液は、本質的に部分的にフッ素化されたフラーレンおよび少なくとも１つの溶媒からなってもよい。
【００４４】
第２の態様によれば、有機半導体層は、少なくとも１つの有機半導体および少なくとも１つの溶媒を含む有機半導体溶液を、表面改質層上に堆積させる工程、および少なくとも１つの溶媒を蒸発させる工程によって形成されてもよい。
【００４５】
第２の態様によれば、有機半導体溶液は、半導体性ポリマーおよび半導体性小分子の１つまたは両方を含んでいてもよい。
【００４６】
第２の態様によれば、部分的にフッ素化されたフラーレンは、０．１Ｍ未満のモル濃度で溶液中に提供されてもよく、０．０１Ｍ未満であってもよい。
【００４７】
ここで、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】本発明の実施形態に従うトップゲートＯＴＦＴの概略図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に従う第１のボトムゲートＯＴＦＴの概略図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態に従う第２のボトムゲートＯＴＦＴの概略図である。
【図２Ａ】Ｃ６０Ｆ３６で処理された金層に関してのＡＣ−２スペクトルを示す。
【図２Ｂ】比較の未処理の金層に関してのＡＣ−２スペクトルを示す。
【図２Ｃ】ペンタフルオロベンゼンチオールで処理された比較の金層に関してのＡＣ−２スペクトルを示す。
【図３】Ｃ６０Ｆ３６で処理された銀層に関してのＡＣ−２スペクトルを示す。
【図４】Ｃ６０Ｆ４８で処理された銀層に関してのＡＣ−２スペクトルを示す。
【図５】Ｃ６０Ｆ４８で処理された金層に関してのＡＣ−２スペクトルを示す。
【図６】チャネル長さに関してのチャネル長さ対移動度のグラフである。
【図７】比較デバイスの半導体層の分極光学顕微鏡画像を示す。
【図８】本発明の実施形態に従うデバイスの半導体層の分極光学顕微鏡画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
正確な倍率では記載されていない図１Ａは、例示的なトップゲート有機薄膜トランジスタを図示する。例示された構造は、基板１０１上に堆積されてもよく、その間に位置するチャネル領域１０７で間隔をあけたソース電極およびドレイン電極１０３，１０５を含む。チャネルは、５００ミクロン未満（１００ミクロン未満であってもよい）の、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル長さを有していてもよい。ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５は、表面改質層１０９を保持する。チャネル領域１０７の有機半導体層１１１は、表面改質層１０９と接触し、ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５の少なくとも一部にわたって延びてもよい。誘電体材料の絶縁層１１３は、有機半導体層１１１にわたって堆積され、ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５の少なくとも一部にわたって延びてもよい。最後に、ゲート電極１１５は、絶縁層１１３にわたって堆積される。ゲート電極１１５は、チャネル領域１０７の上方に位置し、ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５の少なくとも一部にわたって延びてもよい。さらなる層が提供されてもよい。例えば、チャネル領域のベースは、有機半導体の堆積の前に有機材料で処理されてもよい。
【００５０】
図１Ａに例示される構造は、ゲートが基板に対してデバイスの上部側に位置するので、トップゲート有機薄膜トランジスタとして知られる。あるいは、いわゆるボトムゲート有機薄膜トランジスタを形成するためにデバイスの底部側にゲートを提供することも知られている。
【００５１】
ボトムゲート有機薄膜トランジスタの例を、正確な倍率では示されていない図１Ｂに示す。図１Ａおよび１Ｂに例示される構造間の関係をより明確に示すために、同様の参照番号が、対応する部品に関して使用されている。
【００５２】
正確な倍率では示されていない図１Ｂに例示されるボトムゲート構造は、基板１０１上に堆積されたゲート電極１１５を含み、誘電体材料の絶縁層１１３がその上に堆積されている。ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５は、誘電体材料の絶縁層１１３上に堆積される。ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５は、それらの間に位置するチャネル領域１０７がゲート電極上に位置して間隔をあけている。チャネル領域１０７の有機半導体層１１１は、表面改質層１０９と電気的に接触し、ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５の少なくとも一部分にわたって延びてもよい。
【００５３】
正確な倍率では示されていない図１Ｃは、別のボトムゲート構造を例示し、これは、表面改質層１０９が、誘電体層と、ソース電極およびドレイン電極１０３，１０５との間に提供される以外、図１Ｂを参照して記載されるような要素を含む。
【００５４】
図１Ａまたは１Ｂのいずれかの表面改質層と接触する有機半導体層は、５．８ｅＶ以下（４．５〜５．７ｅＶの範囲であってもよく、５．３〜５．４ｅＶであってもよい）のＨＯＭＯを有していてもよい。ＨＯＭＯ準位は、光電子分光法によって測定されてもよい。
【００５５】
図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃにおいて、表面改質層１０９は、それが存在している電極の上方面のみに存在しているように例示され（図１Ａおよび１Ｂでは上方面、図１Ｃでは下方面）、その面を完全に覆う。しかし、表面改質層は、露呈した電極面のいずれかの一方の面または電極面の複数（ｍｏｒｅ  ｔｈａｔ  ｏｎｅ）面を部分的にまたは完全に覆ってもよいことが理解される。表面改質層は、チャネルに面するソース電極および／またはドレイン電極の面の一部またはすべてを覆ってもよい。図１Ａおよび１Ｂを参照して、部分的にフッ素化されたフラーレンの溶液をチャネルおよびソース電極および／またはドレイン電極表面に対して堆積する際、部分的にフッ素化されたフラーレンは、溶液と接触した露呈ソース電極および／またはドレイン電極面（チャネルに面した電極面の１つまたは両方および上方電極面を含む）に選択的に接着し得る。
【００５６】
部分的にフッ素化されたフラーレン
部分的にフッ素化されたフラーレンのフラーレンは、中空球体または楕円の形態のいずれかの炭素同素体であってもよい。
【００５７】
フラーレンは、５、６および／または７員環、好ましくは５および／または６員環に配置される炭素原子からなってもよい。Ｃ６０バックミンスターフラーレンは、特に好ましい。
【００５８】
部分的にフッ素化されたフラーレンは、式ＣａＦｂを有していてもよく、式中、ｂは１０〜６０（１０〜５０であってもよい）の範囲であり、ａはｂより大きい。例としては、Ｃ６０Ｆ１８、Ｃ６０Ｆ２０、Ｃ６０Ｆ３６、Ｃ６０Ｆ４８、Ｃ７０Ｆ４４、Ｃ７０Ｆ４６、Ｃ７０Ｆ４８、およびＣ７０Ｆ５４が挙げられる。部分的にフッ素化されたフラーレンおよびそれらの合成は、例えばＡｎｄｒｅａｓ  Ｈｉｒｓｃｈ  ａｎｄ  Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｂｒｅｔｔｒｅｉｃｈ，「Ｆｕｌｌｅｒｅｎｓ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ」，２００５  Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ  ＫＧａＡ、および「Ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｏｆ  Ｆｕｌｌｅｒｅｎｓ」，Ｒｏｇｅｒ  Ｔａｙｌｏｒ（ｅｄｉｔｏｒ）Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｆｕｌｌｅｒｅｎｓ−Ｖｏｌ．４により詳細に記載されている。
【００５９】
部分的にフッ素化されたフラーレンは、炭素およびフッ素だけからなってもよく、または他の元素、例えばフッ素以外のハロゲンおよび／または酸素を含んでいてもよい。
【００６０】
部分的にフッ素化されたフラーレンは、支持電解質としてテトラエチルアンモニウムペルクロレートを用いてアセトニトリル中の飽和カロメル電極（ＳＣＥ）に対するサイクリックボルタンメトリーによって測定され、４．９４ｅＶとしてＳＣＥのフェルミエネルギー準位を想定する場合、約−４．０またはそれより深い（−４．０〜−５．０ｅＶであってもよい）範囲のＬＵＭＯ準位を有していてもよい。
【００６１】
表面改質層
部分的にフッ素化されたフラーレンは、当業者に既知のいずれかの方法によって堆積されてもよく、その方法としては部分的にフッ素化されたフラーレンの少なくとも１つの溶媒溶液から堆積し、続いて少なくとも１つの溶媒を蒸発させ、部分的にフッ素化されたフラーレンを熱蒸発させる方法が挙げられる。
【００６２】
溶液加工処理方法は、コーティングおよび印刷方法を含む。例示的なコーティング方法としては、スピンコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティングおよびドクターブレードコーティングが挙げられる。例示的な印刷方法としては、インクジェット印刷、フレキソ印刷およびグラビア印刷が挙げられる。ソース電極およびドレイン電極を部分的にフッ素化されたフラーレンの溶液に含浸させる溶液加工処理方法の使用により、ソース電極およびドレイン電極のすべての露呈面をコーティング可能となり得る。特に、チャネルに面したソース電極および／またはドレイン電極の面はコーティングされ得る。
【００６３】
部分的にフッ素化されたフラーレンの好適な溶媒としては、ハロゲン、例えば塩素；Ｃ１−１０アルキル、例えばメチル；およびＣ１−１０アルコキシ、例えばメトキシから選択される１つ以上の置換基で置換されたベンゼンおよびナフタレンが挙げられる。例示的な溶媒としては、モノ塩素化またはポリ塩素化ベンゼンまたはナフタレン、例えばジクロロベンゼンおよび１−クロロナフタレン；１つ以上のメチル基で置換されたベンゼンまたはナフタレン、例えばトルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、１−メチルナフタレン；および複数のハロゲン、Ｃ１−１０アルキルおよびＣ１−１０アルコキシで置換された溶媒、例えば４−メチルアニソールが挙げられる。単一溶媒または複数の溶媒の混合物は、部分的にフッ素化されたフラーレンを堆積するために使用されてもよい。
【００６４】
部分的にフッ素化されたフィルムの厚さは、１０ｎｍ以下（５ｎｍ未満であってもよい）であってもよく、単層であってもよい。
【００６５】
いかなる理論にも束縛されることを望まないが、部分的にフッ素化されたフラーレンは、それが堆積された電極材料の表面に電荷移動錯体を形成し、結果として得られた表面での仕事関数を増大させると考えられる。
【００６６】
薄い厚さ、特に単層厚さでは、電極表面上に堆積された実質的にすべての部分的にフッ素化されたフラーレンは、電荷移動錯体を形成でき、この場合実質的にすべての有機半導体／表面改質層界面は、電荷移動錯体と有機半導体との界面であってもよい。
【００６７】
より厚い厚さにおいて、表面改質層は、電荷移動錯体層部分、例えば電荷移動錯体の単層、および電荷移動錯体層を覆う電荷移動錯体が形成されていないフラーレンの残りの層部分を含んでいてもよい。電荷移動錯体が形成されていない残りのフラーレンは、表面改質層を覆う有機半導体をドープしてもよい。デバイスの製造後および／または製造中に行われ得る有機半導体層の加熱は、特に有機半導体層の有機半導体材料が非晶質材料、例えばポリマーである場合に、有機半導体層のドーピングの程度を増大させ得る。加熱温度は、少なくとも６０℃であってもよい。有機半導体層を、有機半導体材料のガラス転移温度を超える温度に加熱することにより、ドーピングの程度を増大できる。
【００６８】
いかなる理論にも束縛されることを望まないが、電荷移動錯体部分も形成せず、有機半導体をドープもしない表面改質層の部分的にフッ素化されたフラーレンの相当量が存在することにより、デバイスの性能を阻害し得ると考えられる。従って、１０ｎｍ以下の厚さを有する表面改質層は、電荷移動錯体層の形成を可能にし、デバイスの性能を阻害し得る量のフラーレンを含有せずに、残りのフラーレンによって有機半導体材料をドーピング可能にしてもよい十分な部分的にフッ素化されたフラーレンを含有し得る。
【００６９】
表面改質層の厚さは、ソース電極およびドレイン電極表面上の部分的にフッ素化されたフラーレンの制御された量を蒸発させることによって制御できる。
【００７０】
本発明者らは、表面改質層の厚さは、例えば１つ以上の以下によって、溶液からの部分的にフッ素化されたフラーレンの堆積によって制御され得ることを見出した：
（ｉ）部分的にフッ素化されたフラーレンの選択された濃度の溶液を、ソース電極およびドレイン電極の表面上に堆積させる工程、および／または
（ｉｉ）部分的にフッ素化されたフラーレンの溶液をソース電極およびドレイン電極の表面上に堆積させ、次いで実質的にすべての溶媒が蒸発する前に、電極の表面から溶液を除去する工程。例示的な除去方法としては、すすぎ溶媒を用いてすすぐこと、溶液を電極からブローオフすること、および電極の溶液を掻き取ることが挙げられる。高沸点を有する溶媒は、溶媒の蒸発および部分的にフッ素化されたフラーレンの関連する溶液からの沈澱が徐々に行われるように使用されてもよい。溶媒は、少なくとも２００℃の沸点を有していてもよい。
【００７１】
部分的にフッ素化されたフラーレンの薄膜（１０ｎｍ以下であってもよい）の形成は、０．１Ｍ（０．０１Ｍ未満であってもよい）のフッ素化フラーレンモル濃度を有する溶液から得られてもよい。
【００７２】
部分的にフッ素化されたフラーレンは、部分的にフッ素化されたフラーレンが無差別の堆積方法を用いてソース電極およびドレイン電極上に適用されてもよい場合にソース電極およびドレイン電極に選択的に結合してもよく、ソース電極およびドレイン電極の露呈表面と接触しない部分的にフッ素化されたフラーレンは、好適な溶媒で洗浄することによって除去されてもよい。例えば、部分的にフッ素化されたフラーレンは、ソース電極およびドレイン電極の表面およびチャネル表面（例えばガラス、プラスチックまたは処理されたガラスまたはプラスチック表面であってもよい）の両方において溶液から堆積されてもよく、チャネル中の部分的にフッ素化されたフラーレンは洗浄されてもよい。あるいは、部分的にフッ素化されたフラーレンは、ソース電極およびドレイン電極のみに選択的に堆積されてもよい。チャネル中の部分的にフッ素化されたフラーレンの存在は、デバイスの性能を阻害し得るので、好ましくは、例えば無差別の堆積方法の場合は洗浄によって除去され、またはソース電極およびドレイン電極のみに選択的に堆積される。
【００７３】
ソース電極およびドレイン電極
ソース電極およびドレイン電極を形成するために好適な材料としては、伝導性電極材料が挙げられ、ここで部分的にフッ素化されたフラーレンのＬＵＭＯ準位は、伝導性電極材料の仕事関数よりも深い（例えば、明確にするために、エネルギー準位の文脈で本明細書において使用される場合に「深い」とは、真空準位から遠いことを意味する）。
【００７４】
例示的な材料としては、金属および金属合金、例えば銀、金、ニッケル、銅およびこれらの合金、例えば銀−パラジウム−銅合金ＡＰＣ；および伝導性金属酸化物、例えばインジウムスズオキシド、およびフッ素化スズオキシドが挙げられる。
【００７５】
有機半導体
例示的な有機半導体としては、少なくとも３つの縮合環のコアを有する小分子（すなわち非ポリマー性）化合物が挙げられ、ここで各環は、独立に、芳香族環およびヘテロ芳香族環から選択され、それぞれが個々に、非置換であるまたは１つ以上の置換基（１つ以上の可溶化置換基であってもよい）で置換され得る。
【００７６】
小分子化合物は、１の多分散性を有する化合物であってもよく、デンドリマーおよびオリゴマー（例えばダイマー、トリマー、テトラマーまたはペンタマー）を含んでいてもよい。
【００７７】
可溶化置換基は、有機溶媒、例えば非極性有機溶媒中の有機半導体の可溶性を、非置換有機半導体に比べて増大させる置換基であってもよい。
【００７８】
第１の小分子有機半導体は、上記で記載されるような式（Ｉ）〜（Ｖ）の化合物から選択されてもよい。
【００７９】
Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７、Ａｒ８およびＡｒ９は、それぞれ独立に、非置換であってもよく、または１つ以上の置換基で置換されてもよい。
【００８０】
好ましい置換基は、Ｘであり、これは各出現において、同一または異なっていてもよく、１〜２０個の炭素原子を有する非置換または置換直鎖、分岐または環状アルキル基、１〜１２個の炭素原子を有するアルコキシ基、非置換または１〜８個の炭素原子を有する１または２つのアルキル基で置換されてもよいアミノ基（そのそれぞれは同一または異なっていてもよい）、アミド基、非置換または１〜８個の炭素原子を有する１、２または３つのアルキル基で置換されたシリル基、非置換または１〜８個の炭素原子を有する１、２または３つのアルキル基で置換されてもよいシリルエチニル基、２〜１２個の炭素原子を有するアルケニル基からなる群から選択されてもよい。
【００８１】
Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７、Ａｒ８およびＡｒ９の少なくとも１つは、１〜３個の硫黄原子、酸素原子、セレニウム原子および／または窒素原子を含有する５〜７員のヘテロアリール基を含んでいてもよい。
【００８２】
有機半導体は電子が豊富な化合物、例えば縮合されたチオフェン繰り返し単位を含む化合物であってもよい。Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７、Ａｒ８およびＡｒ９は、それぞれ独立に、フェニルおよびチオフェンから選択されてもよく、ここでＡｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７、Ａｒ８およびＡｒ９の少なくとも１つは、チオフェンである。
【００８３】
有機半導体は、式（ＶＩ）、（ＶＩＩ）、（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）および（Ｘ）の化合物から選択されてもよい：
【化３】
2015502656.tif 000005
【００８４】
式中、Ｘ１およびＸ２は、同一または異なっていてもよく、上記で記載されるような置換基Ｘから選択され、Ｚ１およびＺ２は、独立に、Ｓ、Ｏ、ＳｅまたはＮＲ４であり、Ｗ１およびＷ２は、独立に、Ｓ、Ｏ、Ｓｅ、ＮＲ４または−ＣＲ４＝ＣＲ４−であり、式中Ｒ４は、Ｈあるいは１〜２０個の炭素原子を有する非置換または置換の直鎖、分岐または環状アルキル基、１〜１２個の炭素原子を有するアルコキシ基、非置換または１〜８個の炭素原子を有する１つまたは２つのアルキル基で置換されたアミノ基（そのそれぞれは同一または異なっていてもよい）、アミド基、シリル基および２〜１２個の炭素原子を有するアルケニル基からなる群から選択される置換基である。
【化４】
2015502656.tif 000006
【００８５】
式中、Ｘ１およびＸ２は、式（ＶＩ）を参照して記載される通りであり、Ｚ１、Ｚ２、Ｗ１およびＷ２は、式（ＶＩ）を参照して記載される通りであり、Ｖ１およびＶ２は、独立に、Ｓ、Ｏ、ＳｅまたはＮＲ５であり、式中、Ｒ５は、Ｈあるいは１〜２０個の炭素原子を有する置換または非置換の直鎖、分岐または環状アルキル基、１〜１２個の炭素原子を有するアルコキシ基、非置換または１〜８個の炭素原子を有する１つまたは２つのアルキル基で置換されてもよいアミノ基（そのそれぞれは同一または異なっていてもよい）、アミド基、シリル基および２〜１２個の炭素原子を有するアルケニル基からなる群から選択される置換基である。
【化５】
2015502656.tif 000007
【００８６】
式中、Ｘ１、Ｘ２、Ｚ１、Ｚ２、Ｗ１およびＷ２は、式（ＶＩ）を参照して記載される通りである。
【化６】
2015502656.tif 000008
【００８７】
式中、Ｚ１、Ｚ２、Ｗ１およびＷ２は、式（ＶＩ）を参照して記載される通りであり、Ｘ１〜Ｘ１０は、同一または異なっていてもよく、上記で記載されるような置換基Ｘから選択される。
【化７】
2015502656.tif 000009
【００８８】
式中、Ａは、フェニル基またはチオフェン基であり、このフェニル基またはチオフェン基は、フェニル基またはチオフェン基と縮合されてもよく、これはフェニル基、チオフェン基およびベンゾチオフェン基から選択される基で縮合されることができる場合があり、このフェニル、チオフェンおよびベンゾチフェン（ｂｅｎｚｏｔｈｉｐｈｅｎｅ）基のいずれかは、非置換または式Ｘ１１の少なくとも１つの基で置換され、
各基Ｘ１１は、同一または異なっていてもよく、上記で記載されるような置換基Ｘから選択され、好ましくは式ＣｎＨ２ｎ＋１の基であり、式中ｎは１〜２０の整数である。
【００８９】
式（Ｘ）の化合物において、Ａは、以下から選択されてもよい。
【００９０】
式Ｘ１１の少なくとも１つの基で置換されるフェニル基と縮合するチオフェン基、または
非置換または式Ｘ１１の少なくとも１つの基で置換されてもよいフェニル基であって、このフェニル基はさらに、チオフェン基と縮合してもよく、これは非置換または式Ｘ１１の少なくとも１つの基で置換でき、および／またはベンゾチオフェン基と縮合でき、このベンゾチフェン（ｂｅｎｚｏｔｈｉｐｈｅｎｅ）基は、非置換または式Ｘ１１の少なくとも１つの基で置換され、Ｘ１１は、式ＣｎＨ２ｎ＋１の基であり、式中ｎは１〜１６の整数である。
【００９１】
式（Ｘ）の化合物としては、以下が挙げられる
【化８】
2015502656.tif 000010
【００９２】
2015502656.tif 000011
【００９３】
式中、Ｘ１１は、式ＣｎＨ２ｎ＋１の基であり、式中ｎは１〜１６の整数である。
【００９４】
式（ＩＩＩ）の好ましい化合物は、１つ以上のトリ（Ｃ１−１０アルキル）シリルエチニル基で置換されたペンタセンである。好ましくはトリ（Ｃ１−１０アルキル）シリルエチニル置換基は、ペンタセンの６位および１３位に提供される。例示的な置換ペンタセンは、６，１３−（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」）である。
【化９】
2015502656.tif 000012
【００９５】
有機半導体の１つ以上の置換基、例えば上記で記載されるような置換基ＸおよびＸ１〜Ｘ１１は、（ａ）有機半導体コアの端部における単環式芳香族またはヘテロ芳香族環の一方または両方、（ｂ）有機半導体コアの端部ではない１つ以上の単環式芳香族またはヘテロ芳香族環、あるいは（ａ）および（ｂ）の両方に提供されてもよい。
【００９６】
有機半導体性層は、本質的に小分子有機半導体からなってもよく、または小分子有機半導体および１つ以上のさらなる材料のブレンドを含んでいてもよい。有機半導体性層は、小分子有機半導体および半導体性または絶縁ポリマーのブレンドを含んでいてもよい。例示的な半導体性ポリマーを以下により詳細に記載する。
【００９７】
有機半導体は、当業者に既知のいずれかの方法によって、例えば蒸発または可溶性の有機半導体の場合には１つ以上の溶媒の溶液からの蒸発によって堆積されてもよい。
【００９８】
ポリマー
ＯＴＦＴの有機半導体層は、１つ以上の半導体性ポリマーを含有してもよい。
【００９９】
有機半導体層は、半導体性ポリマーから本質的になってもよく、または有機半導体層は、１つ以上のさらなる材料を含有してもよい。
【０１００】
好ましい実施形態において、有機半導体層は、半導体性ポリマーから本質的になる層；半導体性ポリマーを含む層であって、この半導体性材料だけが半導体性ポリマーである層；および半導体性ポリマーおよび小分子有機半導体、例えば上記で記載されるような小分子有機半導体のブレンドを含む層の１つから選択される。
【０１０１】
半導体性ポリマーは、共役ポリマーであってもよい。半導体性ポリマーは、２つ以上の異なる繰り返し単位を含むホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。
【０１０２】
共役ポリマーは、置換または非置換（ヘテロ）アリールアミン繰り返し単位；置換または非置換ヘテロアリーレン繰り返し単位；および置換または非置換アリーレン繰り返し単位の１つ以上から選択される繰り返し単位を含んでいてもよい。共役ポリマーは、２つ以上の異なる繰り返し単位を含むホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。例示的なコポリマーは、１つ以上の（ヘテロ）アリールアミン繰り返し単位、例えば以下に記載される式（ＸＩ）の繰り返し単位、および１つ以上のアリーレン繰り返し単位、例えば以下に記載されるような１つ以上のフルオレンおよび／またはフェニレン繰り返し単位を含む。
【０１０３】
例示的な（ヘテロ）アリールアミン繰り返し単位は、式（ＸＩ）の繰り返し単位から選択されてもよい：
【化１０】
2015502656.tif 000013
【０１０４】
式中、Ａｒ１およびＡｒ２は、各出現において、独立に、置換または非置換アリールまたはヘテロアリール基から選択され、ｎは１以上であり、好ましくは１または２であり、Ｒは各出現において、Ｈまたは置換基、好ましくは置換基であり、ｘおよびｙはそれぞれ独立に１、２または３である。
【０１０５】
例示的な基Ｒとしては、アルキル、Ａｒ１０、またはＡｒ１０基の分岐または線状鎖、例えば−（Ａｒ１０）ｖが挙げられ、式中、Ａｒ１０は、各出現において、独立にアリールまたはヘテロアリールから選択され、ｖは少なくとも１であり、１、２または３であってもよい。
【０１０６】
Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ１０のいずれかは、独立に、１つ以上の置換基で置換されてもよい。好ましい置換基は以下からなる基Ｒ３から選択され：
アルキル（１つ以上の非隣接Ｃ原子は、Ｏ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えられてもよく、アルキル基の１つ以上のＨ原子は、Ｆ、あるいは非置換または１つ以上の基Ｒ８で置換されてもよいアリールまたはヘテロアリールで置き換えられてもよい）
非置換または１つ以上の基Ｒ８で置換されてもよいアリールまたはヘテロアリール、
ＮＲ９２、ＯＲ９、ＳＲ９、
フッ素、ニトロおよびシアノであり、
ここで、各Ｒ８は、独立に、１つ以上の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏ、および−ＣＯＯ−で置き換えられてもよいアルキルであり、アルキル基の１つ以上のＨ原子は、Ｆで置き換えられてもよく、各Ｒ９は、独立に、非置換または１つ以上のアルキル基で置換されてもよいアルキルおよびアリールまたはヘテロアリールからなる群から選択される。
【０１０７】
Ｒは、架橋性基、例えば重合性二重結合を含む基、例えばビニルまたはアクリレート基、またはベンゾシクロブタン基を含んでいてもよい。
【０１０８】
式（ＸＩ）の繰り返し単位のアリールまたはヘテロアリール基のいずれかは、直接結合または二価連結原子もしくは基によって連結されてもよい。好ましい二価連結原子および基としては、Ｏ、Ｓ；置換されたＮ；および置換されたＣが挙げられる。
【０１０９】
存在する場合、Ｒ３、Ｒ８の、または二価連結基の置換されたＮまたは置換されたＣは、独立に、各出現において、それぞれＮＲ６またはＣＲ６２であってもよく、ここでＲ６は、アルキルまたは置換または非置換アリールまたはヘテロアリールである。アリールまたはヘテロアリール基Ｒ６の任意の置換基は、Ｒ８またはＲ９から選択されてもよい。
【０１１０】
１つの好ましい配置において、ＲはＡｒ１０であり、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ１０のそれぞれは、独立に、非置換または１つ以上のＣ１−２０アルキル基で置換される。
【０１１１】
式（ＸＩ）を満たす特に好ましい単位としては、式１〜３の単位が挙げられる：
【化１１】
2015502656.tif 000014
【０１１２】
式中、Ａｒ１およびＡｒ２は、上記で定義される通りであり、Ａｒ１０は、非置換または置換アリールまたはヘテロアリールである。存在する場合、Ａｒ１０の好ましい置換基としては、Ａｒ１、Ａｒ２について記載されるような置換基、特にアルキルおよびアルコキシ基が挙げられる。
【０１１３】
Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ１０は、好ましくはフェニルであり、そのそれぞれは独立に、上記で記載されるような１つ以上の置換基で置換されてもよい。
【０１１４】
別の好ましい配置において、式（ＸＩ）のアリールまたはヘテロアリール基は、フェニルであり、各フェニル基は、非置換であり、または１つ以上のアルキル基で置換される。
【０１１５】
別の好ましい配置において、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ１０は、フェニルであり、そのそれぞれは、１つ以上のＣ１−２０アルキル基で置換されてもよく、ｖ＝１である。
【０１１６】
別の好ましい配置において、Ａｒ１およびＡｒ２は、フェニルであり、そのそれぞれは、１つ以上のＣ１−２０アルキル基で置換されてもよく、Ｒは、３，５−ジフェニルベンゼンであり、ここで各フェニルは、１つ以上のＣ１−２０アルキル基で置換されてもよい。
【０１１７】
別の好ましい配置において、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ１０は、フェニルであり、そのそれぞれは、１つ以上のＣ１−２０アルキル基で置換されてもよく、ｎ＝１であり、Ａｒ１およびＡｒ２は、Ｏによって連結され、フェノキサジン基を形成する。
【０１１８】
ポリマーは、式（ＸＩ）の１、２またはそれ以上の異なる繰り返し単位を含んでいてもよい。
【０１１９】
式（ＸＩ）の繰り返し単位を含むポリマーは、式（ＸＩ）の繰り返し単位以外の繰り返し単位を含むホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。式（ＸＩ）の繰り返し単位は、いずれかの量、例えば約１ｍｏｌ％〜約７０ｍｏｌ％の範囲で提供されてもよい。ポリマーが発光材料として使用される場合、式（ＸＩ）の繰り返し単位は、５０ｍｏｌ％未満の量、例えば２０ｍｏｌ％未満または１０ｍｏｌ％未満の量で存在してもよい。
【０１２０】
例示的なアリーレン繰り返し単位としては、フルオレン、インデノフルオレンおよびフェニレン繰り返し単位が挙げられ、そのそれぞれは、例えばアルキルまたはアルコキシで置換されてもよい。
【０１２１】
例示的なフルオレン繰り返し単位としては、式（ＸＩＩ）の繰り返し単位が挙げられる：
【化１２】
2015502656.tif 000015
【０１２２】
式中、２つの基Ｒ７は、同一または異なっていてもよく、それぞれＨまたは置換基であり、ここで２つの基Ｒ７は連結されて環を形成してもよい。
【０１２３】
各Ｒ７は、水素；非置換または置換Ａｒ１０またはＡｒ１０基の線状または分岐鎖からなる群から選択されてもよく、ここでＡｒ１０は、式（ＸＩ）を参照して上記で記載される通りであり、好ましくは置換または非置換フェニル；および非置換または置換アルキルであり、ここでアルキル基の１つ以上の非隣接Ｃ原子は、Ｏ、Ｓ，置換されたＮ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えられてもよい。
【０１２４】
Ｒ７がアルキルを含む場合、アルキル基の任意の置換基としては、Ｆ、ＣＮ、ニトロ、およびアリールまたはヘテロアリールが挙げられ、これらは非置換または１つ以上の基Ｒ８で置換され、Ｒ８は、式（ＸＩ）を参照して上記で記載される通りである。
【０１２５】
Ｒ７がアリールまたはヘテロアリールを含む場合、アリールまたはヘテロアリール基のそれぞれは、独立に置換されてもよい。アリールまたはヘテロアリール基の好ましい置換基としては、式（ＸＩ）を参照して上記で記載されるような１つ以上の置換基Ｒ３が挙げられる。
【０１２６】
置換基Ｒ７以外のフルオレン単位のための任意置換基は、好ましくは、１つ以上の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏ、および−ＣＯＯ−で置き換えられてもよいアルキル；非置換または置換アリール、例えば非置換または１つ以上のアルキル基で置換されたフェニル；非置換または置換ヘテロアリール；フッ素、シアノおよびニトロからなる群から選択される。
【０１２７】
存在する場合、式（ＸＩＩ）の繰り返し単位の置換されたＮは、独立に、各出現において、ＮＲ９またはＮＲ６であってもよく、ここでＲ６およびＲ９は、式（ＸＩ）を参照して上記で記載される通りである。
【０１２８】
１つの好ましい配置において、少なくともＲ７は、非置換または置換Ｃ１−Ｃ２０アルキルまたは非置換または置換アリール基、特に１つ以上のＣ１−２０アルキル基で置換されたフェニルを含む。
【０１２９】
式（ＸＩＩ）の繰り返し単位は、少なくとも２０ｍｏｌ％（少なくとも５０ｍｏｌ％であってもよく、５０ｍｏｌ％を超えてもよい）の量でポリマーに存在してもよい。
【０１３０】
例示的なフェニレン繰り返し単位としては、式（ＸＩＩＩ）の繰り返し単位が挙げられる：
【化１３】
2015502656.tif 000016
【０１３１】
式中、式（ＸＩＩＩ）の繰り返し単位は、式（ＸＩＩ）を参照して上記で記載される通りの１つ以上の置換基Ｒ７で置換されてもよい。１つの配置において、繰り返し単位は、１，４−フェニレン繰り返し単位である。
【０１３２】
式（ＸＩＩＩ）の繰り返し単位は、式（ＸＩＩＩａ）を有していてもよく、式中Ｒ７は、各出現において、置換基であり、同一または異なっていてもよい：
【化１４】
2015502656.tif 000017
【０１３３】
ポリマーは、１つ以上の溶媒の溶液から堆積させてもよい。
【０１３４】
溶液加工処理
ＯＴＦＴの１つ以上の層が溶液加工処理によって形成される場合、溶液加工処理方法としては、コーティングおよび印刷方法が挙げられる。例示的なコーティング方法としては、スピンコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティングおよびドクターブレードコーティングが挙げられる。例示的な印刷方法としては、インクジェット印刷、フレキソ印刷およびグラビア印刷が挙げられる。
【０１３５】
可溶性の有機半導体（可溶性の小分子有機半導体および半導体性ポリマーを含む）のために好適な溶媒としては、１つ以上のアルキル基、例えば１つ以上のＣ１−１０アルキル基で置換されたベンゼンを挙げることができる。特定の例示的な溶媒としては、トルエンおよびキシレンが挙げられる。
【０１３６】
層が、層を堆積するために使用される溶媒に可溶性であり得る下層上に溶液堆積によって形成される場合、この下層は、溶液堆積の前に架橋されてもよい。あるいはまたは加えて、溶液のための溶媒は、下層の材料を溶解しない溶媒から選択されてもよい。
【０１３７】
ゲート電極
ＯＴＦＴのゲート電極は、広範囲の伝導性材料、例えば金属（例えば金またはアルミニウム）、金属合金、金属化合物（例えばインジウムスズオキシド）または伝導性ポリマーから選択されてもよい。
【０１３８】
ゲート電極の厚さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって測定される場合に、５〜２００ｎｍの領域であってもよい。
【０１３９】
ゲート絶縁層
ゲート絶縁層は、高い抵抗率を有する絶縁材料から選択される誘電体材料を含む。ゲート誘電体の誘電率ｋは、通常、約２〜３であるが、高いｋ値を有する材料は、ＯＴＦＴに関して得ることができるキャパシタンスがｋに正比例し、ドレイン電流はキャパシタンスに正比例するので、望ましい。故に、低い作動電圧で、高いドレイン電流を得るために、チャネル領域において薄い誘電体層を有するＯＴＦＴが好ましい。絶縁層の厚さは、好ましくは２マイクロメートル未満、より好ましくは５００ｎｍ未満である。
【０１４０】
ゲート誘電体材料は、有機または無機であってもよい。好ましい無機材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉｘＮｙ、酸窒化ケイ素およびスピンオンガラス（ＳＯＧ）が挙げられる。有機誘電体材料としては、フッ素化ポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロシクロオキシ脂肪族ポリマー（ＣＹＴＯＰ）、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ペルフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、例えばＫａｌｒｅｚ（ＲＴＭ）またはＴｅｃｎｏｆｌｏｎ（ＲＴＭ）、フルオロエラストマー、例えばＶｉｔｏｎ（ＲＴＭ）、ペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）およびテトラフルオロエチレンのポリマー、ヘキサフルオロプロピレンおよびビニリデンフルオライド（ＴＨＶ）が挙げられる。
【０１４１】
非フッ素化有機ポリマー絶縁体材料がまた使用されてもよく、それらとしては、ポリマー、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、アクリレート、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびベンゾシクロブタン（ＢＣＢ）（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能）を挙げることができる。絶縁層は、材料のブレンドから形成されてもよい。多層構造が、単一絶縁層の代わりに使用されてもよい。
【０１４２】
ゲート誘電体材料は、真空下での熱蒸発または当該技術分野において既知のような積層技術によって堆積されてもよい。あるいは、誘電体材料は、例えばスピンコーティングまたはインクジェット印刷技術および上記で議論された他の溶液堆積技術を用いて溶液から堆積されてもよい。
【０１４３】
誘電体材料が溶液から有機半導体層上に堆積される場合、有機半導体層の溶解をもたらすべきではない。同様に、誘電体材料は、有機半導体層が溶液からその上に堆積される場合に、溶解されるべきではない。こうした溶解を回避するための技術としては、直交溶媒の使用、すなわち下層を溶解しない最上層の堆積のための溶媒の使用；および下層の架橋が挙げられる。
【０１４４】
さらなる層
他の層が、ＯＴＦＴに含まれてもよい。例えばチャネル領域（すなわち、ソース電極とドレイン電極との間の領域）の表面は、結合性基および有機基を含む材料を含む単層を備えていてもよい。こうした単層のための例示的な材料としては、シラン、クロロ−またはアルコキシ−シラン、例えばＣ１−２０アルキル、フェニルおよびフェニル−Ｃ１−２０アルキルから選択されるヒドロカルビル基で置換されたトリクロロシランが挙げられる。
【０１４５】
チャネル領域の表面を改質するための材料は、材料がチャネルおよびソースおよびドレイン電極にわたって適用されてもよいようにチャネル領域に選択的に結合されてもよく、ソース電極およびドレイン電極にある材料は、すすがれてもよい。
【０１４６】
接着層は、ゲート電極および／またはソース電極およびドレイン電極を下層と結合するために提供されてもよい。例えば、トップゲートＯＴＦＴの場合、クロム接着層は、基板とソース電極およびドレイン電極との間、および／またはゲート誘電体とゲート電極との間に提供されてもよい。
【０１４７】
カプセル化
ＯＴＦＴは、湿分および酸素に対して感受性であり得る。従って、基板は、湿分および酸素のデバイスの浸入を防止するために良好なバリア特性を有していてもよい。基板は、一般にガラスであるが、代替基板が使用されてもよく、特にデバイスの可撓性が所望される場合は、例えば欧州特許第０９４９８５０号に開示されるように、プラスチック基板または代替プラスチックおよびバリア層の基板または薄いガラスおよびプラスチックの積層体が使用されてもよい。
【０１４８】
デバイスは、湿分および酸素の浸入を防止するためにカプセル材を用いてカプセル化されてもよい。好適なカプセル材としては、好適なバリア特性を有するガラス、フィルムのシート、例えば二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素またはポリマーおよび誘電体の代替スタック（例えば国際公開第０１／８１６４９号に開示されるようなもの）または気密性容器（例えば国際公開第０１／１９１４２号に開示されるようなもの）が挙げられる。基板またはカプセル化剤を通って浸透し得る大気湿分および／または酸素の吸収のためのゲッター材料を、基板とカプセル材との間に配設されてもよい。
【０１４９】
［実施例］
実施例１
Ｃ６０Ｆ３６溶液は、乾燥窒素環境下で、無水ｏ−キシレン（１．４０４ｍｇ／ｍｌ）の１ｍＭの濃度に調製した。溶液のバイアル瓶をシールし、空気に移し、続いて固体の完全な溶解を確実にするために、６０分間、６０℃に加熱した。
【０１５０】
金電極（４０ｎｍ厚さ）を有するガラス基板を、Ｃ６０Ｆ３６溶液（室温にて）に５分間含浸した（基板はこの期間中乾燥させなかった）。Ｃ６０Ｆ３６溶液を溶液から除去し、基板から過剰のＣ６０Ｆ３６材料を除去するためにｏ−キシレン中ですすいだ。
【０１５１】
フラーレン処理された材料の仕事関数は、Ｒｉｋｅｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．から入手可能なＡＣ−２光電子分光計を用いて光電子分光法によって測定した。
【０１５２】
測定は、空気中で行い、光電子収率対光子エネルギーのプロットを得た。測定は、面積が数平方ミリメートルのサンプルをプローブすることによって行った。この測定は以下の工程を含む：
・重水素放電管から放出されたＵＶ光子は、格子モノクロメーターを通って単色化される。
【０１５３】
・１０ｎＷの強度で単色化されたＵＶ光子は、改質された表面に焦点を合わせる。
【０１５４】
・ＵＶ光子のエネルギーは、０．０５ｅＶ毎に４．２ｅＶから６．２ｅＶまで増大する。
【０１５５】
・ＵＶ光子のエネルギーがサンプル材料の光電子放出の閾値エネルギー（すなわちイオン化ポテンシャル）よりも高い場合、光電子は、サンプル表面から放出される。
【０１５６】
・サンプルから放出された光電子は、空気中でオープンエアカウンターによって検出され、計数される。
【０１５７】
光電子放出閾値（仕事関数）は、背景ラインと光電子量子収率の平方根の外挿ラインとの交点のエネルギーから決定される。
【０１５８】
比較のために、ＡＣ−２仕事関数の測定を、自然金（処理されていない）コンタクトおよびペンタフルオロベンゼンチオールで処理された金で行った。
【０１５９】
結果を以下の表１に要約し、ＡＣ−２スペクトルを図２Ａ〜２Ｃに示す：
【表１】
2015502656.tif 000018
【０１６０】
実施例３〜５
Ｃ６０Ｆ３６およびＣ６０Ｆ４８から選択される部分的にフッ素化されたフラーレンの０．０３重量％の溶液を調製した。
【０１６１】
銀または金の層を保持する基板を、約１分間溶液に含浸させ、窒素ガンを用いてブロー乾燥した。結果を以下の表２に要約し、実施例３〜５のＡＣ−２スペクトルをそれぞれ図３〜５に示す。
【表２】
2015502656.tif 000019
【０１６２】
デバイス実施例１
ソース電極およびドレイン電極を、フォトレジスト層をパターニングし、５ｎｍのクロム接着層および４０ｎｍの金層を熱蒸発させることによってガラス基板上に形成した。Ｃｒ／Ａｕ二層を、フォトレジスト層を除去することによって形成し、５ミクロン長さのチャネルを規定するソース電極およびドレイン電極を得た。ソース電極およびドレイン電極の表面を酸素プラズマを用いて清浄し、残留フォトレジストを除去した。
【０１６３】
ソース電極およびドレイン電極を保持する基板を、オルトキシレン中のＣ６０Ｆ３６の１ｍＭ溶液（１ｍｌ溶媒あたり１．４ｍｇ）中に５分間含浸させた。スピンコーター上で基板をスピンさせることによって溶液を除去し、次いでｏ−キシレンですすいで過剰のＣ６０Ｆ３６溶液を除去した。これらの工程はすべて、空気中で行った。次いでサンプルを乾燥窒素環境に移し、６０℃で１０分間ベークした。
【０１６４】
以下に例示される２５重量％の小分子１および７５重量％のポリマー１の半導体性組成物を、１ｍｌの溶媒あたり１２ｍｇの濃度を有する組成物のｏ−キシレン溶液を、６００ｒｐｍで６０秒間スピンコーティングすることによって、ソース電極およびドレイン電極ならびにチャネル領域上に堆積させた。溶液を開放ボウルを用いて堆積させ、堆積中の溶媒の蒸発を可能にした。得られたフィルムを、１００℃に設定されたホットプレート上で１分間乾燥させて、フィルムから溶媒を除去した。
【０１６５】
３５０ｎｍ厚さのＰＴＦＥ誘電体層を、スピンコーティングによって有機半導体層上に堆積させ、２５０ｎｍアルミニウムゲート電極を、熱蒸発によってゲート誘電体層上に堆積させた。
【化１５】
2015502656.tif 000020
【０１６６】
デバイス実施例２〜６
デバイス実施例２〜６のチャネル長さが、それぞれ１０、２０、３０、５０および１００ミクロンであった以外は、デバイス実施例１に記載される通りにデバイスを調製した。
【０１６７】
比較デバイス１〜６
比較のために、比較デバイス１〜６を、ソース電極およびドレイン電極を保持する基板を、Ｃ６０Ｆ３６ではなくペンタフルオロベンゼンチオール（ＰＦＢＴ）の溶液中に含浸させる以外は、上記の対応するデバイス実施例１〜６に関して記載される通りに調製し、ソース電極およびドレイン電極の表面上にＰＦＢＴの単層を形成した。
【０１６８】
多数の各デバイス実施例および各比較デバイスを調製し、各デバイスについて平均ピーク移動度を決定した。
【０１６９】
図６を参照して、平均ピーク移動度は、ＰＦＢＴで処理された比較デバイスに比べてＣ６０Ｆ３６で処理されたすべてのデバイスがより高い。
【０１７０】
ＰＦＢＴで処理されたソース電極およびドレイン電極上に形成された有機半導体フィルの画像である図７を参照して、比較デバイスの半導体フィルムのモルホロジーは、電極間のチャネルにおいて均一ではなく、特にソース電極およびドレイン電極付近のモルホロジーは、ソース電極およびドレイン電極のモルホロジーと大きく異なることがわかる。再びいかなる理論にも束縛されることを望まないが、有機半導体、例えば小分子の使用は、金属表面において形成した高密度の有機半導体結晶の核形成中心をもたらし得る。ソースコンタクトおよびドレインコンタクトにて形成されているこうした結晶核形成中心の因果関係は、より小さい結晶ドメインサイズまたはチャネルからの高移動度の有機半導体材料の喪失であり得る。図７において、高度に濃縮された結晶の領域は、ソース−ドレイン電極の近位において明らかである。これらの領域は、制限された横方向の結晶成長を伴う高濃度の小分子半導体に対応する。この制限された横方向の結晶成長の影響は、デバイスのチャネル領域が、ほとんど低移動度のポリマー半導体からなり得る。再びいかなる理論によっても束縛されることを望まないが、結晶核形成中心が形成される機構は、表面処理材料（図７のペンタフルオロベンゼン）と共役半導体コアとの四極子相互作用による可能性がある。
【０１７１】
Ｃ６０Ｆ３６で処理されたソース電極およびドレイン電極上に形成された有機半導体フィルムの画像である図８を参照して、部分的にフッ素化されたフラーレンの堆積により、実質的に均質なモルホロジーを有するフィルムの形成をもたらす。いかなる理論にも束縛されることを望まないが、嵩高い表面処理分子、例えば部分的にフッ素化されたフラーレンを用いて、表面処理材料と有機半導体との間で生じる四極子媒介された相互作用の可能性を低減または排除できるので、ソース電極およびドレイン電極においては低コンタクト抵抗を有し、チャネル領域においては高い移動度を有する均質な有機半導体層を有するＯＴＦＴを提供できる。
【０１７２】
本発明を、特定の例示的な実施形態により記載したが、本明細書に開示される特徴の種々の改質、変更および／または組み合わせは、以下の特許請求の範囲に示されるような本発明の範囲から逸脱しないことが当業者に明らかであることが理解される。
【図１Ａ】
2015502656.tif 000023
【図１Ｂ】
2015502656.tif 000024
【図１Ｃ】
2015502656.tif 000025
【図２Ａ】
2015502656.tif 000026
【図２Ｂ】
2015502656.tif 000027
【図２Ｃ】
2015502656.tif 000028
【図３】
2015502656.tif 000029
【図４】
2015502656.tif 000030
【図５】
2015502656.tif 000031
【図６】
2015502656.tif 000032
【図７】
2015502656.tif 000033
【図８】
2015502656.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月2日(2014.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間にチャネルを規定するソース電極およびドレイン電極と、前記ソース電極およびドレイン電極のそれぞれの表面の少なくとも一部に部分的にフッ素化されたフラーレンを含む表面改質層と、チャネルにわたって延び、前記表面改質層と接触する有機半導体層と、ゲート電極と、前記有機半導体層と前記ゲート誘電体との間のゲート誘電体とを含む有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記表面改質層が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンによってドープされた有機半導体を実質的に含まない、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記表面改質層が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンから本質的になる、請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記ソース電極およびドレイン電極が、金属または金属合金または伝導性金属酸化物から選択される、請求項１〜３のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ソース電極およびドレイン電極が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンのＬＵＭＯ値よりも真空に近い仕事関数を有する材料を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記表面改質層が、１０ｎｍ未満の厚さを有する、請求項１〜５のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記部分的にフッ素化されたフラーレンが、部分的にフッ素化されたバックミンスターフラーレンである、請求項１〜６のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記ソース電極およびドレイン電極の前記少なくとも１つの表面が、複数の面を含み、前記表面改質層が、前記複数の面の少なくとも２つに形成される、請求項１〜７のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記有機半導体性層がポリマーを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記ポリマーが、式（ＸＩ）の繰り返し単位を含む、請求項９に記載の有機薄膜トランジスタ：
【化１】
2015502656.tif 000035
式中、Ａｒ１およびＡｒ２は、各出現において独立に、非置換または置換されたアリールまたはヘテロアリール基から選択され、ｎは１以上、好ましくは１または２であり、ＲはＨまたは置換基であり、Ａｒ１、Ａｒ２およびＲのいずれかは、直接結合または連結基によって連結されてもよく、ｘおよびｙはそれぞれ独立に、１、２または３である。
【請求項１１】
前記ポリマーが、１つ以上の非置換または置換アリーレン繰り返し単位を含み、
前記１つ以上の置換または非置換アリーレン繰り返し単位が、置換または非置換フルオレン繰り返し単位および置換または非置換フェニレン繰り返し単位からなる群から選択される、請求項９又は１０に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記有機半導体層が小分子有機半導体を含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタを形成する方法であって、前記方法が、ソース電極およびドレイン電極のそれぞれの前記表面の少なくとも一部上に部分的にフッ素化されたフラーレンを有するソースおよびドレイン電極を提供する工程であって、前記ソース電極およびドレイン電極が、それらの間にチャネルを規定する工程、および少なくとも１つの有機半導体性材料を堆積させて前記有機半導体性層を形成する工程を含む、方法。
【請求項１４】
前記部分的にフッ素化されたフラーレンを前記ソース電極およびドレイン電極に堆積させて表面改質層を形成する工程および少なくとも１つの有機半導体性材料を前記表面改質層上に堆積させる工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記表面改質層が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンを、前記ソース電極およびドレイン電極に、前記部分的にフッ素化されたフラーレンおよび少なくとも１つの溶媒を含む部分的にフッ素化されたフラーレン溶液から堆積させ、少なくとも１つの溶媒を蒸発させることによって形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記部分的にフッ素化されたフラーレン溶液が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンによってドープできる有機半導体を実質的に含まない、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記部分的にフッ素化されたフラーレン溶液が、前記部分的にフッ素化されたフラーレンおよび前記少なくとも１つの溶媒から本質的になる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記有機半導体層が、少なくとも１つの有機半導体および少なくとも１つの溶媒を含む有機半導体溶液を、前記表面改質層上に堆積させ、前記少なくとも１つの溶媒を蒸発させることによって形成される、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記有機半導体溶液が、半導体性ポリマーおよび半導体性小分子の１つまたは両方を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記部分的にフッ素化されたフラーレンが、０．１Ｍ未満（０．０１Ｍ未満であってもよい）のモル濃度で前記溶液中に提供される、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2015502656.tif 000036
2015502656.tif 000037
2015502656.tif 000038