特許 6262204 有機電子デバイス用バンク構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6262204

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】有機電子デバイス用バンク構造

(51)【国際特許分類】

   H01L 51/40 20060101AFI20180104BHJP

   H01L 51/05 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 29/786 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 29/417 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 29/423 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 29/49 20060101ALI20180104BHJP

   C08F 32/02 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20180104BHJP

   H05B 33/22 20060101ALI20180104BHJP

   H05B 33/12 20060101ALI20180104BHJP

   G03F 7/038 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 27/10 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   H01L29/28 310J

   H01L29/28 100A

   H01L29/78 618B

   H01L29/78 618C

   H01L29/78 627C

   H01L29/78 619A

   H01L21/28 301B

   H01L21/28 301R

   H01L29/50 M

   H01L29/58 G

   C08F32/02

   H05B33/14 A

   H05B33/22 Z

   H05B33/12 B

   G03F7/038 501

   H01L27/10 449

【請求項の数】29

【全頁数】46

(21)【出願番号】特願2015-507411(P2015-507411)

(86)(22)【出願日】2013年4月18日

(65)【公表番号】特表2015-523708(P2015-523708A)

(43)【公表日】2015年8月13日

(86)【国際出願番号】EP2013001147

(87)【国際公開番号】WO2013159881

(87)【国際公開日】20131031

【審査請求日】2016年4月15日

(31)【優先権主張番号】61/637,988

(32)【優先日】2012年4月25日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12002925.1

(32)【優先日】2012年4月26日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】308014846

【氏名又は名称】メルク パテント ゲーエムベーハー

(73)【特許権者】

【識別番号】303043461

【氏名又は名称】プロメラス， エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】ミスキェヴィッチ、パヴェル

(72)【発明者】

【氏名】バックランド、トーマス

(72)【発明者】

【氏名】メイ、フィリップ エドワード

(72)【発明者】

【氏名】カル、トビー

(72)【発明者】

【氏名】ローズ、ラリー エフ．

(72)【発明者】

【氏名】エルセ、エドモンド

(72)【発明者】

【氏名】ベル、アンドリュー

【審査官】 竹口 泰裕

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００５６１８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００５６２４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５４１１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４３６５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／３３６、２７／２８、２９／７８６、

５１／００、５１／０５−５１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つ以上のバンク構造を含んでなる有機電子デバイスにおいて、前記バンク構造がノルボルネン系ポリマーのポリシクロオレフィンポリマーを含む、有機電子デバイス。

【請求項2】

前記ポリシクロオレフィンポリマーが２種以上の別種の繰り返し単位を含む、請求項１に記載の有機電子デバイス。

【請求項3】

前記ポリシクロオレフィンポリマーが、ペンダント架橋性基を有する第１の種の繰り返し単位を含む、請求項１〜２のいずれか一項に記載の有機電子デバイス。

【請求項4】

前記ペンダント架橋性基が潜伏性の架橋性基である、請求項３に記載の有機電子デバイス。

【請求項5】

前記ペンダント架橋性基が、置換又は非置換マレイミド部分、エポキシド部分、ビニル部分、アセチレン部分、インデニル部分、シンナメート部分又はクマリン部分を含む、請求項４に記載の有機電子デバイス。

【請求項6】

ペンダント架橋性基を有する前記第１の種の繰り返し単位が、以下のモノマー：

【化1】

［式中、ｎは１〜８の整数であり、Ｑ^１及びＱ^２は、各々、互いに独立して−Ｈ又は−ＣＨ_３であり、Ｒ’は−Ｈ又は−ＯＣＨ_３である］
のうちの１つから重合中に得られる、請求項５に記載の有機電子デバイス。

【請求項7】

前記ポリシクロオレフィンポリマーが、式Ｉ

【化2】

［式中、Ｚは、−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−又は−Ｏ−から選択され、ｍは０〜５の整数であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４の各々は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_２５ヒドロカルビル基、Ｃ_１〜Ｃ_２５ハロヒドロカルビル基又はＣ_１〜Ｃ_２５パーハロカルビル基から独立して選択される］
の１種以上の別種の繰り返し単位を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機電子デバイス。

【請求項8】

前記ポリシクロオレフィンポリマーが、以下の式：

【化3】

［式中、ｂは１〜６の整数である］
から独立して選択されるノルボルネン系モノマーから形成される１種以上の別種の繰り返し単位を含む、請求項７に記載の有機電子デバイス。

【請求項9】

前記ポリシクロオレフィンポリマーが、以下の式：

【化4】

から独立して選択されるノルボルネン系モノマーから形成される１種以上の別種の繰り返し単位を含む、請求項７又は８に記載の有機電子デバイス。

【請求項10】

前記バンク構造が、式Ｉ

【化5】

［式中、Ｚは、−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−又は−Ｏ−から選択され、ｍは０〜５の整数であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４の各々は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_２５ヒドロカルビル基、
Ｃ_１〜Ｃ_２５ハロヒドロカルビル基又はＣ_１〜Ｃ_２５パーハロカルビル基から独立して選択される］の１種以上の別種の繰り返し単位を有する２種以上の別個のポリシクロオレフィンポリマーを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の有機電子デバイス。

【請求項11】

前記バンク構造が、溶媒、架橋剤、任意選択の反応性溶媒、安定化剤、紫外線増感剤、定着剤、及び熱増感剤の１つ以上を含むポリマー組成物から得られる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の有機電子デバイス。

【請求項12】

前記ポリマー組成物が、式ＩＩＩ１又はＩＩＩ２
Ｐ−Ａ’’−Ｘ’−Ａ’’−Ｐ ＩＩＩ１
Ｈ_４−ｃＣ（Ａ’’−Ｐ）_ｃ ＩＩＩ２
［式中、Ｘ’は、Ｏ、Ｓ、ＮＨ又は単結合であり、Ａ’’は単結合であるか又は（ＣＺ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−（ＣＨ＝ＣＨ）_ｐ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_１０−（ＣＨ_２）_ｎ、及びＣ（Ｏ）（式中、各ｎは独立して０〜１２の整数であり、ｐは１〜６の整数であり、Ｚは独立してＨ又はＦであり、Ｃ_６Ｑ_１０は、Ｑにより置換されているシクロヘキシルであり、Ｑは、独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＨ_３、ＣＦ_３又はＯＣＨ_３であり、Ｐは請求項５に定義されるとおりの架橋性基であり、及びｃは２、３又は４である）から選択される結合基、スペーサ基又は架橋基であり、式ＩＩＩ１においてＸ’及び２つのＡ’’基のうちの少なくとも１つが単結合ではない］
から選択される化合物を含む、請求項１１に記載の有機電子デバイス。

【請求項13】

前記式ＩＩＩ１の化合物が式Ｃ１

【化6】

［式中、Ｒ^１０及びＲ^１１は、互いに独立して、Ｈ又はＣ_１〜Ｃ_６アルキル基であり、Ａ’’は請求項１２に定義されるとおりである］
から選択される、請求項１２に記載の有機電子デバイス。

【請求項14】

前記ポリマー組成物が、式ＩＶ
Ｇ−Ａ’’−Ｐ ＩＶ
［式中、Ｇ^１は界面活性基であり、Ａ’’は単結合又は結合基、スペーサ基若しくは架橋基であり、Ｇ^２は架橋性基又は非反応性相溶化基である］
の化合物を含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の有機電子デバイス。

【請求項15】

Ｇ^１が、式−ＳｉＲ^１２Ｒ^１３Ｒ^１４の界面活性基、又は式−ＮＨ−ＳｉＲ^１２Ｒ^１３Ｒ^１４の基（式中、Ｒ^１２、Ｒ^１３及びＲ^１４は、各々、ハロゲン、シラザン、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルアミノ、場合により置換されているＣ_５〜Ｃ_２０アリールオキシ及び場合により置換されているＣ_２〜Ｃ_２０ヘテロアリールオキシから独立して選択され、式中、Ｒ^１２、Ｒ^１３及びＲ^１４の１つ又は２つはまた、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、場合により置換されているＣ_５〜Ｃ_２０アリール又は場合により置換されているＣ_２〜Ｃ_２０ヘテロアリールも表す）であり、
Ｇ^２が、マレイミド基、３−モノアルキルマレイミド基、３，４−ジアルキルマレイミド基、エポキシ基、ビニル基、アセチル基、インデニル基、シンナメート基若しくはクマリ
ン基から選択される架橋性基であるか、又は置換若しくは非置換マレイミド部分、エポキシド部分、ビニル部分、アセチレン部分、インデニル部分、シンナメート部分若しくはクマリン部分を含み、及び
Ａ’’が、単結合であるか、又は（ＣＺ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−（ＣＨ＝ＣＨ）_ｐ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_４−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_１０−（ＣＨ_２）_ｎ及びＣ（Ｏ）−Ｏ（式中、各ｎは独立して０〜１２の整数であり、ｐは１〜６の整数であり、Ｚは独立してＨ又はＦであり、Ｃ_６Ｑ_４は、Ｑにより置換されているフェニルであり、Ｃ_６Ｑ_１０は、Ｑにより置換されているシクロヘキシルであり、Ｑは、独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＨ_３、ＣＦ_３又はＯＣＨ_３である）から選択される結合基、スペーサ基又は架橋基である、
請求項１４に記載の有機電子デバイス。

【請求項16】

前記式ＩＶの化合物が、式Ａ１：

【化7】

［式中、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４、及びＡ’’は請求項１５に定義されるとおりであり、Ｒ^１０及びＲ^１１は、各々独立して、Ｈ又はＣ_１〜Ｃ_６アルキル基である］
から選択される、請求項１５に記載の有機電子デバイス。

【請求項17】

有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又は有機光起電力（ＯＰＶ）デバイスである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の有機電子デバイス。

【請求項18】

トップゲート型ＯＦＥＴ又はボトムゲート型ＯＦＥＴである、請求項１７に記載の有機電子デバイス。

【請求項19】

離間されていて間に位置するチャネル領域を画成する１つ以上の電極を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の有機電子デバイスであって、前記バンク構造が前記電極の上に重なり、且つ有機半導体層を堆積させるウェル又はウェルのパターンを画成し、従って前記バンク構造が前記電極及び前記有機半導体層と接触するようにして前記バンク構造が提供される、有機電子デバイス。

【請求項20】

基板（１）と、ゲート電極（２）と、ゲート絶縁体として働く誘電体層（３）と、離間されていて間にチャネル領域（７）が位置するソース電極及びドレイン電極（４）と、前記チャネル領域（７）にわたって延在するウェル（８）を画成するようにパターニングされる第１及び第２のバンク構造（５ａ、５ｂ）と、前記チャネル領域（７）に提供されるＯＳＣ層（６）とを含む、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の有機電子デバイスであって、前記バンク構造（５ａ、５ｂ）が、請求項１〜１６のいずれか一項に定義されるとおりのポリシクロオレフィンポリマー又はポリマー組成物から得られる、有機電子デバイス。

【請求項21】

請求項２０に記載の電子デバイスの作製方法において、
ａ）基板（１）上にゲート電極（２）を形成する工程と、
ｂ）前記ゲート電極（２）上に誘電体材料の層（３）を堆積させる工程と、
ｃ）前記誘電体層（３）上にソース電極及びドレイン電極（４）を、それらが離間されていて間にチャネル領域（７）が位置するように形成する工程と、ｄ）請求項１〜１６のいずれか一項に定義されるとおりのポリシクロオレフィンポリマー又はポリマー組成物を含むバンク構造材料を前記ソース電極及びドレイン電極（４）上に堆積させることによりバンク構造（５ａ、５ｂ）を形成する工程であって、それにより前記チャネル領域（７）にわたって延在するウェル（８）を画成する、バンク構造（５ａ、５ｂ）を形成する工程と、
ｅ）前記バンク構造（５ａ、５ｂ）により形成された前記ウェル（８）内且つ前記ソース電極及びドレイン電極（４）上に半導体材料の層（６）を堆積させる工程と
を備える方法。

【請求項22】

基板（１）と、離間されていて間にチャネル領域（図示せず）が位置するソース電極及びドレイン電極（４）と、前記チャネル領域にわたって延在するウェル（８）を画成するようにパターニングされる第１及び第２のバンク構造（５ａ、５ｂ）と、前記チャネル領域（７）に提供されるＯＳＣ層（６）と、ゲート絶縁体として働く誘電体層（３）と、ゲート電極（２）とを含む、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の有機電子デバイスであって、前記バンク構造（５ａ、５ｂ）が、請求項１〜１６のいずれか一項に定義されるとおりのポリシクロオレフィンポリマー又はポリマー組成物から得られる、有機電子デバイス。

【請求項23】

請求項２２に記載の電子デバイスの作製方法において、
ａ）基板（１）上にソース電極及びドレイン電極（４）を、それらが離間されていて間にチャネル領域が位置するように形成する工程と、
ｂ）請求項１〜１５のいずれか一項に定義されるとおりのポリシクロオレフィンポリマー又はポリマー組成物を含むバンク構造材料を前記ソース電極及びドレイン電極（４）上に堆積させることによりバンク構造（５ａ、５ｂ）を形成する工程であって、それにより前記チャネル領域にわたって延在するウェル（８）を画成する、バンク構造（５ａ、５ｂ）を形成する工程であって工程と、
ｃ）前記バンク構造（５ａ、５ｂ）により形成された前記ウェル（８）内且つ前記ソース電極及びドレイン電極（４）上に半導体材料の層（６）を堆積させる工程と、
ｄ）前記半導体層（６）上に誘電体材料の層（３）を堆積させる工程と、
ｅ）前記誘電体層（３）上にゲート電極（２）を形成する工程と
を備える方法。

【請求項24】

前記バンク構造が、ポリシクロオレフィンポリマーを含む単層として形成される、請求項１〜２０，２２のいずれか一項に記載の有機電子デバイス。

【請求項25】

前記バンク構造が、ポリシクロオレフィンポリマーを含む単層として形成される、請求項２１又は２３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項26】

集積回路（ＩＣ）；無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ、ＲＦＩＤタグを含むセキュリティマーキング又はセキュリティデバイス、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、ＦＰＤのバックプレーン、ＦＰＤのバックライト、電子写真デバイス、電子写真記録デバイス、有機メモリデバイス、センサ、バイオセンサー又はバイオチップである、請求項１〜２０、２２又は２４のいずれか一項に記載の有機電子デバイスを含む製品又はアセンブリ。

【請求項27】

有機電子デバイスにおけるバンク構造であって、請求項１〜１０のいずれか一項に定義されるとおりのポリシクロオレフィンポリマーを含むか、又は請求項１１〜１６のいずれか一項に定義されるとおりのポリマー組成物から得られる、バンク構造。

【請求項28】

前記有機電子デバイスが、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又は有機光起電力（ＯＰＶ）デバイスである、請求項２７に記載のバンク構造。

【請求項29】

有機電子デバイスの隔離構造又はバンク構造における構造画成材料としての請求項１〜１０のいずれか一項に定義されるとおりのポリシクロオレフィンポリマーの使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、有機電子デバイスにおける構造画成材料としてのポリシクロオレフィンポリマーの使用に関し、より具体的には、かかるデバイスのセパレータ、隔離構造又はバンク構造、並びにかかる構造を含む有機電子デバイス、かかる構造の作製方法及びかかる構造を含む有機電子デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

有機電子（ＯＥ）デバイス、例えば有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の性能を向上させるためには、個々の機能層、例えば半導体層を、溶液から基板上の特定の限定された場所に堆積可能であることが望ましい。

【0003】

基板上でのかかる限定された場所の画成に、バンク構造、及びその形成方法が用いられることは公知である。例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８及び特許文献９が、個々に、及びまとめて、かかる公知の構造及び方法の代表的な開示である。しかしながら、これらの開示にも関わらず、インクジェット印刷又はフォトリソグラフィに適合する製造方法又は材料を提供しているもの、或いは有害な反応性又は移動性の化学物質又は方法なしに使用可能な溶液加工性材料を開示しているものはない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００７／００２３８３７ Ａ１号明細書

【特許文献2】国際公開第２００８／１１７３９５ Ａ１号パンフレット

【特許文献3】欧州特許出願公開第１ ９３３ ３９３ Ａ１号明細書

【特許文献4】英国特許出願公開第２，４５８，４５４ Ａ号明細書

【特許文献5】英国特許出願公開第２，４６２，８４５ Ａ号明細書

【特許文献6】米国特許出願公開第２００３／０１７３６０ Ａ１号明細書

【特許文献7】米国特許出願公開第２００７／１９０６７３ Ａ１号明細書

【特許文献8】国際公開第２００７／０２３２７２ Ａ１号パンフレット

【特許文献9】国際公開第２００９／０７７７３８ Ａ１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】

【0005】

従って、バンク構造の形成に使用される構造画成材料であって、本質的に前述の有害な反応性又は移動性化学物質を含まない、インクジェット印刷又はフォトリソグラフィに適合する材料を提供するならば、望ましい。さらに、インクジェット印刷又はフォトリソグラフィに適合すると同時に、ハロカーボン反応性イオンエッチングなどのプロセスを用いる必要がない方法を用いた、かかるバンク構造の形成方法を提供するならば、望ましい。さらにまた、かかる望ましい構造画成材料及び構造形成方法を用いて製造されるＯＥデバイスを提供するならば、望ましい。

【0006】

本発明の一つの目的は、これらの要件を満たすバンク構造に使用される構造画成材料を提供することである。別の目的は、汚染、残留加工化学物質、及び光触媒残渣を含まない構造画成材料を提供することである。別の目的は、かかるバンク構造を製造する改良された方法を提供することである。別の目的は、かかるバンク構造を含む改良されたＯＥデバイスを提供することである。さらなる目的は、当業者には以下の説明から直ちに明らかとなる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、本発明に基づき、及び以下に特許請求されるとおり、バンク構造、その製造方法、及びそれに含まれる構造画成材料を提供することにより、これらの目的を実現し得ることを見出した。本発明は、より具体的には、ＯＥデバイス及び溶液加工法を用いたその製造方法、並びにＯＥデバイスのバンク構造を製造するためのポリシクロオレフィンポリマーをベースとする新規構造画成ポリマーに関する。構造画成材料としてのポリシクロオレフィンポリマーの使用は、いくつかの利点をもたらすことが見出された。こうしたポリマーは、環境に無害な非フッ素化溶媒からの加工性と、紫外線硬化処理の適用可能性とを合わせ持ち、また、インクジェット印刷又はフレキソ印刷などの標準方法により塗布することができる。その上、こうしたポリマーの加工及び硬化は、光触媒などの光活性添加剤を必要としないため、硬化構造中にかかる添加剤の光反応による不純物が生じることを回避し得る。

【0008】

本発明はまた、バンク構造向けの単層手法を提示し、疎水性及び紫外線感光性の双方に関する材料設計の柔軟性を提供し、及び構造画成材料の溶解性プロファイルの調整を可能にする。

【0009】

本発明は、セパレータ、隔離構造又はバンク構造などの１つ以上の画成された構造を含む有機電子デバイスに関し、前記画成された構造はポリシクロオレフィンポリマーを含む。

【0010】

本発明はさらに、有機電子デバイス、例えばかかるデバイスのセパレータ、隔離構造又はバンク構造において構造画成材料として使用されるポリシクロオレフィンポリマーに関する。

【0011】

本発明はさらに、有機電子デバイスにおける隔離構造又はバンク構造などの画成された構造に関し、前記画成された構造はポリシクロオレフィンポリマーを含む。
本発明はさらに、有機電子デバイスにおけるバンク構造の使用に関し、前記バンク構造はポリシクロオレフィンポリマーを含む。

【0012】

有機電子デバイスは、例えば、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）を含む有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又は有機光起電力（ＯＰＶ）デバイス、特にトップゲート型ＯＦＥＴ又はボトムゲート型ＯＦＥＴである。

【0013】

本発明はさらに、上記及び下記に説明するとおりの有機電子デバイスを含む製品又は組立体に関する。かかる製品又は組立体は、好適には、集積回路（ＩＣ）、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ、ＲＦＩＤタグを含むセキュリティマーキング又はセキュリティデバイス、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、ＦＰＤのバックプレーン、ＦＰＤのバックライト、電子写真デバイス、電子写真記録デバイス、有機メモリデバイス、センサ、バイオセンサー又はバイオチップである。

【0014】

本発明はさらに、以下に説明するとおりの１つ以上のバンク構造を含む、トップゲート型ＯＦＥＴ又はボトムゲート型ＯＦＥＴなどの有機電子デバイスの作製方法に関する。
下記に、以下の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明におけるボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの概略を示す断面図。

【図2】本発明におけるトップゲート型ＯＦＥＴデバイスの概略を示す断面図。

【図3】実施例１、２及び４のＯＦＥＴデバイスにおけるバンク構造パターンの概略を示す上面図。

【図4】実施例３のＯＦＥＴデバイスにおけるバンク構造パターンの概略を示す上面図。

【図5】実施例１のボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達曲線を示すグラフ。

【図6】実施例２のボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達曲線を示すグラフ。

【図7】実施例３のボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達曲線を示すグラフ。

【図8】比較例１のボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達曲線を示すグラフ。

【図9】実施例４のトップゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達曲線を示すグラフ。

【図10】比較例２のトップゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達曲線を示すグラフ。

【図11a】実施例５のＯＬＥＤデバイスの作製に使用した、光パターニングされたバンク構造の画像。

【図11b】実施例５のＯＬＥＤデバイスの作製に使用した、光パターニングされたバンク構造の画像。

【図12a】実施例５のＯＬＥＤデバイスの光パターニングされたバンク構造に印刷したＯＬＥＤインクの顕微鏡写真。

【図12b】実施例５のＯＬＥＤデバイスの光パターニングされたバンク構造に印刷したＯＬＥＤインクの顕微鏡写真。

【図13】実施例６のＯＬＥＤデバイスの作製に使用した、インクジェットパターニングされたバンク構造の画像。

【図14】実施例６のＯＬＥＤデバイスの光パターニングされたバンク構造に印刷したＯＬＥＤインクの顕微鏡写真。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本明細書で使用されるとき、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）という用語は、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）として知られるかかるデバイスのサブクラスを包含することが理解されるであろう。

【0017】

加えて、用語「誘電体の」と「絶縁の」とは、本明細書では同義的に用いられることが理解されるであろう。従って絶縁材料又は絶縁層への言及には誘電体材料又は誘電体層が包含され、逆もまた同様である。さらに、本明細書で使用されるとき、用語「有機電子デバイス」には、用語「有機半導体デバイス」、及び上記に定義するとおりのＯＦＥＴなどの、かかるデバイスのいくつかの特定の実施態様が包含されることが理解されるであろう。

【0018】

本明細書で使用されるとき、用語「直交の」及び「直交性」は、化学的直交性を意味することが理解されるであろう。例えば、直交溶媒は、既に堆積済みの層の上にその溶媒中に溶解した材料の層を堆積するのに使用したとき、前記既に堆積済みの層を溶解しない溶媒を意味する。

【0019】

本明細書で使用されるとき、用語「隔離構造」及び「バンク構造」は、下層の基板上に提供され、且つ前記基板上に、半導体又は誘電体などの機能材料で充填され得る特定の構造、例えばウェルを画成するパターニング構造、例えばパターニング層を意味することが理解されるであろう。パターニング構造は、前記パターニング構造と前記基板との間で表面エネルギーに相違が生じるように選択される構造画成材料を含む。通常、基板の方が表面エネルギーが高く、パターニング構造の方が表面エネルギーが低い。基板は例えば電子デバイスの機能層であり、電極、半導体層又は誘電体層などである。隔離構造又はバンク構造は、液体である溶液が表面エネルギーのより高い範囲、すなわち基板に移動して付着する傾向を用いて、電子デバイスにおいて溶液加工された例えば半導体の薄膜の活性範囲をより容易に画成するために使用される。液体を所与の範囲に制限することにより、特定のデバイス適用の必要に応じた薄膜を形成することができる。これは特定の利益をもたら
し、例えばＯＦＥＴでは、有機半導体の範囲が限られていることでオフ状態電流が改善される。用語「バンク構造」と「隔離構造」とは、本明細書では同義的に使用されることが理解されるであろう。従ってバンク構造への言及には、隔離構造が包含される。

【0020】

本明細書で使用されるとき、用語「ポリマー」は、１種以上の別種の繰り返し単位（分子の最も小さい構成単位）の骨格を含む分子を意味するものと理解され、一般に知られる用語「オリゴマー」、「コポリマー」、「ホモポリマー」などが包含される。さらに、用語のポリマーには、ポリマーそれ自体に加えて、かかるポリマーの合成に伴う開始剤、触媒及び他の成分由来の残渣が包含されることが理解され、ここでかかる残渣は、ポリマーに共有結合に取り込まれてはいないものと理解される。さらに、かかる残渣及び他の成分は、通常は重合後の精製過程で取り除かれるものの、典型的にはポリマーと共に混じり合い又は混在し、従ってポリマーが容器間又は溶媒若しくは分散媒間で移し替えられるときに、概してポリマーと共に残る。

【0021】

本明細書で使用されるとき、用語「ポリマー組成物」は、少なくとも１つのポリマーと、ポリマー組成物及び／又はその中の少なくとも１つのポリマーの特定の特性を提供するため、又はそれを修飾するため、その少なくとも１つのポリマーに加えられる１つ以上の他の材料を意味する。ポリマー組成物が、基板上への層又は構造の形成を可能にするためポリマーを基板に運ぶ媒体であることは理解されるであろう。例示的材料としては、限定はされないが、溶媒、抗酸化剤、光開始剤、光増感剤、架橋部分又は架橋剤、反応性希釈剤、酸掃去剤、均展剤及び定着剤が挙げられる。さらに、ポリマー組成物は、前述の例示的材料に加え、２つ以上のポリマーのブレンドも含み得ることが理解されるであろう。

【0022】

本明細書で定義するとき、用語「ポリシクロオレフィン」、「多環状オレフィン」、及び「ノルボルネン系」は同義的に使用され、以下の構造Ａ１又はＡ２のいずれかに示すような、少なくとも１つのノルボルネン部分を含む付加重合可能なモノマー、又は得られる繰り返し単位を指す。最も単純なノルボルネン系又は多環状オレフィンモノマーであるビシクロ［２．２．１］ヘプタ−２−エン（Ａ１）は、一般にノルボルネンと称される。

【0023】

【化1】

【0024】

しかしながら、用語「ノルボルネン系モノマー」又は「ノルボルネン系繰り返し単位」は、本明細書で使用されるとき、ノルボルネンそれ自体を意味するのみならず、任意の置換ノルボルネン、又は例えば以下に示す構造Ｂ１及びＢ２（式中、ｍは０より大きい整数である）の、その置換及び非置換高次環状誘導体もまた指すものと理解される。

【0025】

【化2】

【0026】

ノルボルネン系モノマーをペンダント基で置換することにより、それから形成されるポリマーの特性を、個々の適用の必要性を満たすように調整することができる。機能化したノルボルネン系モノマーを重合させるために開発されたこの手順及び方法は、モノマーの様々な部分及び基に対する優れた柔軟性及び許容性を呈する。特定のペンダント基によるモノマーの重合に加え、様々な別個の機能性を有するモノマーをランダムに重合して最終的な材料を形成することができ、ここでは用いるモノマーの種類及び比率によって、得られるポリマーの全体的なバルク特性が左右される。

【0027】

本明細書で使用されるとき、「ヒドロカルビル」は、各炭素が１つ以上の水素原子で適切に置換されている炭素骨格を含むラジカル又は基を指す。用語「ハロヒドロカルビル」は、水素原子のうち、全てではないが、１つ以上がハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩ）に置き換えられているヒドロカルビル基を指す。用語パーハロカルビルは、各水素がハロゲンに置き換えられているヒドロカルビル基を指す。ヒドロカルビルの非限定的な例としては、限定はされないが、Ｃ_１〜Ｃ_２５アルキル、Ｃ_２〜Ｃ_２４アルケニル、Ｃ_２〜Ｃ_２４アルキニル、Ｃ_５〜Ｃ_２５シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_２４アリール又はＣ_７〜Ｃ_２４アラルキルが挙げられる。代表的なアルキル基としては、限定はされないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル及びドデシルが挙げられる。代表的なアルケニル基としては、限定はされないが、ビニル、プロペニル、ブテニル及びヘキセニルが挙げられる。代表的なアルキニル基としては、限定はされないが、エチニル、１−プロピニル、２−プロピニル、１ ブチニル、及び２−ブチニルが挙げられる。代表的なシクロアルキル基としては、限定はされないが、シクロペンチル、シクロヘキシル、及びシクロオクチル置換基が挙げられる。代表的なアリール基としては、限定はされないが、フェニル、ビフェニル、ナフチル、及びアントラセニルが挙げられる。代表的なアラルキル基としては、限定はされないが、ベンジル、フェネチル及びフェンブチルが挙げられる。

【0028】

用語「ハロヒドロカルビル」は、本明細書で使用されるとき、上述のヒドロカルビル部分を包含するが、少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子に置き換えられている場合（例えばフルオロメチル基）乃至パーハロゲン化とも称される、ヒドロカルビル基の全ての水素原子がハロゲン原子に置き換えられている場合（例えばトリフルオロメチル又はパーフルオロメチル）に及び得るある程度のハロゲン化がある場合である。例えば、本発明の実施形態において有用であり得るハロゲン化アルキル基は、部分的又は完全にハロゲン化された、式Ｃ_ａＸ_２ａ＋１（式中、Ｘは独立してハロゲン又は水素であり、ａは１〜２５の整数から選択される）のアルキル基であってよい。一部の実施形態では、各Ｘは、水素、塩素、フッ素、臭素及び／又はヨウ素から独立して選択される。他の実施形態では、各Ｘは、独立して水素又はフッ素のいずれかである。従って、代表的なハロヒドロカルビル及びパーハロカルビルは、前述の例示的ヒドロカルビルにより例示され、ここでは適切な数の水素原子が各々ハロゲン原子により置き換えられる。

【0029】

加えて、用語「ヒドロカルビル」、「ハロヒドロカルビル」、及び「パーハロヒドロカルビル」の定義には、炭素原子の１つ以上が、Ｏ、Ｎ、Ｐ、又はＳｉから独立して選択されるヘテロ原子に置き換えられている部分が包含される。かかるヘテロ原子含有部分は、例えば「ヘテロ原子−ヒドロカルビル」又は「ヘテロヒドロカルビル」のいずれとも称することができ、とりわけ、エーテル、エポキシ、グリシジルエーテル、アルコール、カルボン酸、エステル、マレイミド、アミン、イミン、アミド、フェノール、アミドフェノール、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフィンオキシド、亜ホスフィン酸塩、亜ホスホン酸塩、亜リン酸塩、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、及びリン酸塩が含まれる。

【0030】

ヘテロ原子を包含するさらなる例示的ヒドロカルビル、ハロヒドロカルビル、及びパーハロカルビルとしては、限定はされないが、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ａｒ−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ａｒ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＣＨ_２Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（（ＣＨ_２）_ｉ−Ｏ−）_ｋ−（ＣＨ_２）−Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（ＣＦ_３）（ＣＨ_３）−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＲ^＊、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）ＯＲ^＊、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＲ^＊、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＣ（Ｏ）Ｒ^＊及び−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）Ｒ^＊（式中、ｎは独立して０〜１２の整数を表し、ｉは２、３又は４であり、ｋは１、２又は３であり、Ａｒはアリール、例えばフェニルであり、及びＲ^＊は、独立して、水素、Ｃ_１〜Ｃ_１１アルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１１ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アルキル、Ｃ_２〜Ｃ_１０アルケニル、Ｃ_２〜Ｃ_１０アルキニル、Ｃ_５〜Ｃ_１２シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１４アリール、Ｃ_６〜Ｃ_１４ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アリール、Ｃ_７〜Ｃ_１４アラルキル又はハロゲン化若しくはパーハロゲン化Ｃ_７〜Ｃ_１４アラルキルを表す）が挙げられる。

【0031】

例示的パーハロゲン化アルキル基としては、限定はされないが、トリフルオロメチル、トリクロロメチル、−Ｃ_２Ｆ_５、−Ｃ_３Ｆ_７、−Ｃ_４Ｆ_９、Ｃ_６Ｆ_１３−、−Ｃ_７Ｆ_１５、及び−Ｃ_１１Ｆ_２３が挙げられる。例示的ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アリール基及びアラルキル基としては、限定はされないが、式−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｃ_６Ｆ_ｙＨ_５−ｙ、及び−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｃ_６Ｆ_ｙＨ_４−ｙ−ｐＣ_ｚＦ_ｑＨ_{２ｚ＋１−ｑ}（式中、ｘ、ｙ、ｑ及びｚは、それぞれ０〜５、０〜５、０〜９及び１〜４から独立して選択される整数である）を有する基が挙げられる。具体的には、かかる例示的ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アリール基としては、限定はされないが、ペンタクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタフルオロベンジル、４−トリフルオロメチルベンジル、ペンタフルオロフェネチル、ペンタフルオロフェンプロピル、及びペンタフルオロフェンブチルが挙げられる。

【0032】

本発明のバンク構造において使用されるとおりのポリシクロオレフィンポリマーは、好適にはノルボルネン系ポリマーである。
本発明の好適な実施形態において、ノルボルネン系ポリマーは、２種以上の別種の繰り返し単位を組み込む。

【0033】

本発明の別の好適な実施形態において、ノルボルネン系ポリマーは１種以上の別種の繰り返し単位を組み込み、ここで少なくとも１種のかかる種の繰り返し単位は、何らかの程度の潜伏性を有するペンダント架橋性基又は部分を含む。「潜伏性」とは、かかる基が周囲条件では又はポリマーの初期形成の間は架橋せず、しかしかかる反応が例えば化学線又は熱によって明確に開始されると架橋することを意味する。かかる潜伏性の架橋性基は、例えば、かかるペンダント架橋性基、例えば置換又は非置換マレイミド又はマレイミド含有ペンダント基を含む１つ以上のノルボルネン系モノマーを重合反応混合物に提供し、それを重合させることにより、ポリマー骨格に組み込まれる。好適な架橋性基としては、置換又は非置換マレイミド部分、エポキシド部分、ビニル部分、アセチレン部分、インデニル部分、シンナメート部分又はクマリン部分を含む基、より具体的には、３−モノアルキル又は３，４−ジアルキルマレイミド、エポキシ、ビニル、アセチレン、シンナメート、インデニル又はクマリン基から選択される基が挙げられる。

【0034】

別の好適な実施形態において、ノルボルネン系ポリマーは、式Ｉ

【0035】

【化3】

【0036】

［式中、Ｚは、−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−又は−Ｏ−から選択され、ｍは０〜５の整数であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４の各々は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_２５ヒドロカルビル基、Ｃ_１〜Ｃ_２５ハロヒドロカルビル基又はＣ_１〜Ｃ_２５パーハロカルビル基から独立して選択される］
の１種以上の別種の繰り返し単位を含む。

【0037】

式Ｉの繰り返し単位は、式Ｉａ（式中、Ｚ、ｍ及びＲ^１〜４は上記に定義するとおりである）の対応するノルボルネン系モノマーから形成される。

【0038】

【化4】

【0039】

式Ｉ及び式Ｉａの繰り返し単位及びモノマーにおいて、好適な実施形態ではＺが−ＣＨ_２−であり、且つｍが０、１又は２であり、別の好適な実施形態ではＺが−ＣＨ_２−であり、且つｍが０又は１であり、さらに別の好適な実施形態ではＺが−ＣＨ_２−であり、且つｍが０である。

【0040】

別の好適な実施形態において、バンク構造は、単一のノルボルネン系ポリマーを含むか、或いは２種以上の異なるノルボルネン系ポリマーのブレンドを含むポリマー組成物を含む。かかるポリマー組成物の実施形態が単一のノルボルネン系ポリマーを含む場合、かかるポリマーはホモポリマー、すなわち１種の繰り返し単位のみを含むポリマーであってもよく、又はコポリマー、すなわち２種以上の別種の繰り返し単位を含むポリマーであってもよい。かかるポリマー組成物の実施形態が異なるポリマーのブレンドを含む場合、「異なる」は、ブレンドされたポリマーの各々が、ブレンドされた他のポリマーのいずれとも別個の少なくとも１種の繰り返し単位、又は繰り返し単位の組み合わせを含むことを意味するものと理解される。

【0041】

本発明の別の好適な実施形態において、ポリマー組成物は、２種以上の異なるノルボルネン系ポリマーのブレンドであり、ここで各ポリマーは、式Ｉ

【0042】

【化5】

【0043】

［式中、Ｚは、−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−又は−Ｏ−から選択され、ｍは０〜５の整数であり、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４の各々は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_２５ヒドロカルビル基、Ｃ_１〜Ｃ_２５ハロヒドロカルビル基又はＣ_１〜Ｃ_２５パーハロカルビル基から独立して選択される］
の１種以上の別種の繰り返し単位を含む。

【0044】

本発明のポリマー及びポリマー組成物の実施形態は、有利には、多くの特定の適用のそれぞれに合わせて別個の一組の特性を提供するように調整することができる。すなわち、ノルボルネン系モノマーと数種の異種ペンダント基との異なる組み合わせを重合することにより、とりわけ柔軟性、密着性、比誘電率、及び有機溶媒に対する溶解性などの特性に関する制御性の獲得をもたらす特性を備えたノルボルネン系ポリマーを提供することができる。例えば、アルキルペンダント基の長さを変化させることにより、ポリマーの弾性率及びガラス転移温度（Ｔｇ）の制御が可能となり得る。また、マレイミド、シンナメート、クマリン、無水物、アルコール、エステル、及びエポキシ官能基から選択されるペンダント基を使用して架橋を促進し、溶解特性を修飾することができる。極性官能基のエポキシ基及びトリエトキシシリル基を使用して、隣接するデバイス層の金属、ケイ素、及び酸化物に対する密着性を提供することができる。例えばフッ素化基を使用して表面エネルギー、比誘電率を有効に修飾し、他の材料に対する溶液の直交性に影響を与えることができる。

【0045】

従って、本発明のさらに好適な実施形態において、詳細にはＲ^１〜４のうち１つのみがＨと異なるかかる実施形態について、Ｒ^１〜４の１つ以上は、限定はされないが、式−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｃ_６Ｆ_ｙＨ_５−ｙ、及び−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｃ_６Ｆ_ｙＨ_４−ｙ−ｐＣ_ｚＦ_ｑＨ_{２ｚ＋１−ｑ}（式中、ｘ、ｙ、ｑ、及びｚは、それぞれ０〜５、０〜５、０〜９、及び１〜４から独立して選択される整数であり、「ｐ」は「パラ」を意味する）のものを含めた、ハロゲン化又はパーハロゲン化アリール基又はアラルキル基を表す。具体的にかかる式としては、限定はされないが、トリフルオロメチル、トリクロロメチル、−Ｃ_２Ｆ_５、−Ｃ_３Ｆ_７、−Ｃ_４Ｆ_９、Ｃ_６Ｆ_１３、−Ｃ_７Ｆ_１５、−Ｃ_１１Ｆ_２３、ペンタクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタフルオロベンジル、４−トリフルオロメチルベンジル、ペンタフルオロフェニルエチル、ペンタフルオロフェンプロピル、及びペンタフルオロフェンブチルが挙げられる。

【0046】

さらにまた、本発明の一部の好適な実施形態は、詳細にはＲ^１〜４のうち１つのみがＨと異なるかかる実施形態について、Ｈと異なる基であって、末端ヒドロキシ、カルボキシ又はオリゴエチレンオキシ部分、例えば末端ヒドロキシアルキル、アルキルカルボニルオキシ（例えばアセチル）、ヒドロキシ−オリゴエチレンオキシ、アルキルオキシ−オリゴエチレンオキシ又はアルキルカルボニルオキシ−オリゴエチレンオキシ部分を有する極性基である基を含み、ここで「オリゴエチレンオキシ」は、−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｓ−においてｓが１、２又は３であるもの；例えば１−（ビシクロ［２．２．１］ヘプタ−５−エ
ン−２−イル）−２，５，８，１１−テトラオキサドデカン（ＮＢＴＯＤＤ）（式中、ｓは３である）及び５−（（２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ）メチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタ−２−エン（ＮＢＴＯＮ）（式中、ｓは２である）を意味するものと理解される。

【0047】

さらにまた、本発明の他の好適な実施形態において、詳細にはＲ^１〜４のうち１つのみがＨと異なるかかる実施形態について、Ｈと異なる基であって、ペンダントシリル基、例えば−（ＣＨ_２）_ｎ−ＳｉＲ^９_３（式中、ｎは０〜１２の整数であり、各Ｒ^９は、塩素、フッ素、臭素及びヨウ素からなる群から選択されるハロゲン、線状又は分枝状（Ｃ_１〜Ｃ_２０）アルキル、線状又は分枝状（Ｃ_１〜Ｃ_２０）アルコキシ、置換又は非置換（Ｃ_６〜Ｃ_２０）アリールオキシ、線状又は分枝状（Ｃ_１〜Ｃ_２０）アルキルカルボニルオキシ；線状又は分枝状（Ｃ_１〜Ｃ_２０）ジアルキルアミド；置換又は非置換（Ｃ_６〜Ｃ_２０）ジアリールアミド；置換又は非置換（Ｃ_１〜Ｃ_２０）アルキルアリールアミドを独立して表す）によって表されるシリル基を有する基である基を含む。

【0048】

なおもまた、Ｒ^１〜４のうちの１つのみがＨと異なり、且つＲ^５〜^８のうち１つのみがＨと異なるかかる実施形態について、好適な実施形態は、光反応性基又は架橋性基のいずれかである基を含む。好適な光反応性基又は架橋性基は、結合部分Ｌと機能部分Ｆとを含む。好適にはＬは、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、アラルキル、アリール又はヘテロ原子類似体から選択される基を表すか又はそれを含む。さらに好適には、Ｆは、マレイミド、３−モノアルキル又は３，４−ジアルキルマレイミド、エポキシ、ビニル、アセチレン、シンナメート、インデニル又はクマリン部分の１つ以上を表すか又はそれを含み、これは架橋又は２＋２架橋反応が可能である。

【0049】

本明細書で使用されるとき、語句「光反応性及び／又は架橋性」は、ある種のペンダント基の説明に用いられるとき、化学線に対して反応性を有する基であって、その反応性の結果として架橋反応を開始する基か、又は化学線との反応性を有しない基であって、しかしながら架橋活性化剤の存在下で架橋反応を開始する基を意味することが理解されるであろう。

【0050】

式Ｉを代表するペンダント光反応性基又は架橋性基を含む好適な繰り返し単位は、限定はされないが、以下の式：

【0051】

【化6】

【0052】

［式中、ｎは１〜８の整数であり、Ｑ^１及びＱ^２は、各々、互いに独立して−Ｈ又は−ＣＨ_３であり、Ｒ’は−Ｈ又は−ＯＣＨ_３である］
から選択されるものを含むノルボルネン系モノマーから重合中に形成される。

【0053】

上記に説明したような式Ｉのさらに好適な繰り返し単位は、下記における以下の構造式１〜５：

【0054】

【化7】

【0055】

によって表される１つ以上のノルボルネン系モノマーから得られる。
上記の構造式１〜５に関して、ｍは０〜３の整数であり、Ａは、（ＣＺ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−（ＣＨ＝ＣＨ）_ｐ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_４−（ＣＨ_２）_ｎから選択され、構造１についてはさらに（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ及びＣ（Ｏ）−Ｏから選択される結合基、スペーサ基又は架橋基であり；Ｒは、Ｈ、ＣＺ_３、（ＣＺ_２）_ｎＣＺ_３、ＯＨ、Ｏ−（Ｏ）ＣＣＨ_３、（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_３、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_５、シンナメート又はｐ−メトキシシンナメート、クマリン、フェニル−３−インデン、エポキシド、Ｃ≡Ｃ−Ｓｉ（Ｃ_２Ｈ_５）_３又はＣ≡Ｃ−Ｓｉ（ｉ−Ｃ_２Ｈ_５）_３（各ｎは独立して０〜１２の整数であり、ｐは１〜６の整数であり、Ｃ_６Ｑ_４及びＣ_６Ｑ_５は、Ｑにより置換されているベンゼンを表し、Ｑは、独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＨ_３、ＣＦ_３又はＯＣＨ_３であり、Ｚは独立してＨ又はＦであり、但し、−Ａ−Ｒは−Ｏ−Ｏ−（ペルオキシ）結合を含まないものとし、及びＲ’’は独立してＨ又はＣＨ_３である）から選択される。

【0056】

上記に記載したような式Ｉのさらに好適な繰り返し単位は、限定はされないが、以下の式からなる群から選択されるものを含めた１つ以上のノルボルネン系モノマーにより形成される：

【0057】

【化8】

【0058】

式中、「Ｍｅ」はメチルを意味し、「Ｅｔ」はエチルを意味し、「ＯＭｅ−ｐ」はパラメトキシを意味し、「Ｐｈ」及び「Ｃ_６Ｈ_５」はフェニルを意味し、「Ｃ_６Ｈ_４」はフェニレンを意味し、「Ｃ_６Ｆ_５」はペンタフルオロフェニルを意味し、部分式９及び１１において「ＯＡｃ」はアセテートを意味し、部分式２５において「ＰＦＡｃ」は−ＯＣ（Ｏ）−Ｃ_７Ｆ_１５を意味し、及びメチレン架橋基（ノルボルネン環及び官能基の両方に共有結合したＣＨ_２）を有する上記の部分式（限定はされないが１１〜１４、１６、１８、１９及び５５を含む）の各々について、メチレン架橋基が共有結合又は式２０にあるとおりの−（ＣＨ_２）_ｂ−に置き換えられてもよく、ｂは１〜６の整数であることは理解されるであろう。

【0059】

さらに、上記に具体例を５５例提供しているが、本発明の実施形態における他のモノマーには、式Ｉａ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４の少なくとも１つは、ヘテロ原子を含む、ヒドロカルビル、ハロヒドロカルビル、及びパーハロカルビルであり、これには、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ａｒ−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ａｒ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＣＨ_２Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（（ＣＨ_２）_ｉ−Ｏ−）_ｋ−（ＣＨ_２）−Ｃ（ＣＦ_３）_２−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（ＣＦ_３）（ＣＨ_３）−ＯＨ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＲ^＊、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）Ｃｌ、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）ＯＲ^＊、（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＲ^＊、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＣ（Ｏ）Ｒ^＊及び−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ（Ｏ）Ｒ^＊（式中、ｎは独立して０〜１２の整数を表し、ｉは２、３又は４であり、ｋは１、２又は３であり、Ａｒはアリール、例えばフェニルであり、及びＲ^＊は、独立して、水素、Ｃ_１〜Ｃ_１１アルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１１ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アルキル、Ｃ_２〜Ｃ_１０アルケニル、Ｃ_２〜Ｃ_１０アルキニル、Ｃ_５〜Ｃ_１２シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１４アリール、Ｃ_６〜Ｃ_１４ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アリール、Ｃ_７〜Ｃ_１４アラルキル又はハロゲン化若しくはパーハロゲン化Ｃ_７〜Ｃ_１４アラルキルを表す）が含まれる］によって表されるモノマーが包含されることを注記し得る。例示的パーハロゲン化アルキル基としては、限定はされないが、トリフルオロメチル、トリクロロメチル、−Ｃ_２Ｆ_５、−Ｃ_３Ｆ_７、−Ｃ_４Ｆ_９、−Ｃ_７Ｆ_１５、及び−Ｃ_１１Ｆ_２３が挙げられる。例示的ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アリール基及びアラルキル基としては、限定はされないが、式−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｃ_６Ｆ_ｙＨ_５−ｙ、及び−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｃ_６Ｆ_ｙＨ_４−ｙ−ｐＣ_ｚＦ_ｑＨ_{２ｚ＋１−ｑ}（式中、ｘ
、ｙ、ｑ、及びｚは、それぞれ０〜５、０〜５、０〜９、及び１〜４から独立して選択される整数である）を有する基が挙げられる。具体的には、かかる例示的ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アリール基としては、限定はされないが、ペンタクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタフルオロベンジル、４−トリフルオロメチルベンジル、ペンタフルオロフェニルエチル、ペンタフルオロフェンプロピル、及びペンタフルオロフェンブチルが挙げられる。

【0060】

式Ｉ及び式Ｉａは、また上記に提供する部分式及び一般式の各々も、立体化学は何ら示すことなく表現されているが、概してモノマーの各々は、特に指示がない限り、繰り返し単位に変換されたときにその立体配置を保つジアステレオマー混合物として得られることに留意しなければならない。かかるジアステレオマー混合物のエキソ異性体及びエンド異性体は僅かに異なる特性を有し得るため、本発明の好適な実施形態は、エキソ異性体又はエンド異性体のいずれかを多く含む異性体混合物であるか、又は本質的に有利な純異性体であるモノマーを使用することにより、かかる違いを利用するようになされることがさらに理解されなければならない。

【0061】

本発明の別の好適な実施形態は、繰り返し単位を含む式Ｉのポリマーであって、式中、Ｒ^１〜４のうちの１つ、例えばＲ^１が、上記に記載したとおりのフッ素化又はパーフッ素化アルキル基、アリール基又はアラルキル基であり、Ｒ^１〜４のその他がＨであるポリマーに関する。好適にはＲ^１は、上記の部分式１５〜２６（ＮＢＣ_４Ｆ_９、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｆ_５、ＮＢＣ_６Ｆ_５、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_３Ｆ_２、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_４ＣＦ_３、ＮＢアルキルＣ_６Ｆ_５、ＦＰＣＮＢ、ＦＨＣＮＢ、ＦＯＣＨＮＢ、ＦＰＣＨＮＢ、Ｃ_８ＰＦＡｃＮＢ、ＰＰＶＥＮＢ）のうちの１つから、及びより好適には、部分式１６、１７、１８、１９、２０又は２６（ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｆ_５、ＮＢＣ_６Ｆ_５、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_３Ｆ_２、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_４ＣＦ_３、ＮＢアルキルＣ_６Ｆ_５又はＰＰＶＥＮＢ）から選択される。

【0062】

本発明の別の好適な実施形態は、繰り返し単位を有する式Ｉのポリマーであって、式中、Ｒ^１〜４のうちの１つ、例えばＲ^１が、上記に記載したとおりの光反応性基又は架橋性基であり、Ｒ^１〜４のその他がＨであるポリマーに関する。好適にはＲ^１は、上記の部分式２７〜５０の１つに示されるとおりの、及びより好適には部分式３４、３５、３６、３７及び３８（ＤＭＭＩＭｅＮＢ、ＤＭＭＩＥｔＮＢ、ＤＭＭＩＰｒＮＢ、ＤＭＭＩＢｕＮＢ及びＤＭＭＩＨｘＮＢ）に示されるとおりの基である。

【0063】

本発明の別の好適な実施形態は、繰り返し単位を有する式Ｉのポリマーであって、式中、Ｒ^１〜４のうちの１つ、例えばＲ^１が、上記に記載したとおりのヒドロキシ、カルボキシ、アセトキシ又はオリゴエチレンオキシ部分を有する極性基であり、Ｒ^１〜４のその他がＨを表すポリマーに関する。好適にはＲ^１は、上記の部分式９〜１４の１つに示されるとおりの基、及びより好適には部分式９（ＭｅＯＡｃＮＢ）に示されるとおりの基である。

【0064】

本発明の別の好適な実施形態は、上記に記載したとおりのフッ素化型の繰り返し単位から選択される第１の種の繰り返し単位と、同様に上記に記載したとおりの架橋性の繰り返し単位から選択される第２の種の繰り返し単位とを有するポリマーに関する。この実施形態の好適なポリマーには、部分式１５〜２６、より好適には１５、１６、１７、１８、１９、２０及び２６（ＮＢＣ_４Ｆ_９、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｆ_５、ＮＢＣ_６Ｆ_５、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_３Ｆ_２、ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_４ＣＦ_３、ＮＢアルキルＣ_６Ｆ_５、及びＰＰＶＥＮＢ）から選択される第１の種の繰り返し単位と、部分式３４、３５、３６、３７及び３８（ＤＭＭＩＭｅＮＢ、ＤＭＭＩＥｔＮＢ、ＤＭＭＩＰｒＮＢ、ＤＭＭＩＢｕＮＢ及びＤＭＭＩＨｘＮＢ）から選択される第２の種の繰り返し単位とを有するポリマーが含まれる。

【0065】

本発明の別の好適な実施形態は、上記に記載したとおりのフッ素化型の繰り返し単位から選択される第１の種の繰り返し単位と、同様に上記に記載したとおりの架橋性の繰り返し単位から選択される第２の種の繰り返し単位と、これも同様に上記に記載したとおりの極性の繰り返し単位から選択される第３の種の繰り返し単位とを有するポリマーに関する。この実施形態の好適なポリマーには、部分式９（ＭｅＯＡｃＮＢ）の第１の繰り返し単位と、部分式３４、３５、３６、３７、又は３８（ＤＭＭＩＭｅＮＢ、ＤＭＭＩＥｔＮＢ、ＤＭＭＩＰｒＮＢ、ＤＭＭＩＢｕＮＢ及びＤＭＭＩＨｘＮＢ）から選択される第２の種の繰り返し単位と、部分式１６（ＮＢＣＨ_２Ｃ_６Ｆ_５）から選択される第３の種の繰り返し単位とを有するポリマーが含まれる。

【0066】

本発明の別の好適な実施形態は、式Ｉに従う３種より多い異種繰り返し単位を有するポリマーに関する。本発明の別の好適な実施形態は、式Ｉに従う第１の種の繰り返し単位を有する第１のポリマーと、第１の種の繰り返し単位及び第１の種と別の式Ｉに従う第２の種の繰り返し単位を少なくとも有する第２のポリマーとのポリマーブレンドに関する。或いはかかるポリマーブレンドは、式Ｉに従う２種以上の別種の繰り返し単位を有する代替的な第１のポリマーと混合された前述の第２のポリマーを含み得る。さらに好適には、かかるポリマーブレンドは、式Ｉに従う３種の別種の繰り返し単位を有する代替的な第２のポリマーと混合された前述の代替的な第１のポリマーを含み得る。

【0067】

本発明の別の好適な実施形態は、式Ｉに従う第１及び第２の別種の繰り返し単位を有するポリマーに関し、ここでかかる第１の種と第２の種との繰り返し単位の比は、９５：５〜５：９５である。別の好適な実施形態において、かかる第１の種と第２の種との繰り返し単位の比は、８０：２０〜２０：８０である。さらに別の好適な実施形態において、かかる第１の種と第２の種との繰り返し単位の比は、６０：４０〜４０：６０である。さらに別の好適な実施形態において、かかる第１の種と第２の種との繰り返し単位の比は、５５：４５〜４５：５５である。

【0068】

好適なノルボルネンモノマー、ポリマー及びそれらの合成方法の例は、本明細書に提供され、また、米国特許第５，４６８，８１９号明細書、米国特許第６，５３８，０８７号明細書、米国特許出願公開第２００６／００２００６８ Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００７／００６６７７５ Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１９４７４０ Ａ１号明細書、ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／００４２８１号明細書、米国特許出願第１３／２２３，７８４号明細書、ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／００４２８２号明細書及び米国特許出願第１３／２２３，８８４号明細書（これらの関連する部分は参照により本願に援用される）にも見出すことができる。例えば、第ＶＩＩＩ族遷移金属触媒を用いる例示的重合プロセスが、前述の米国特許出願公開第２００６／００２００６８ Ａ１号明細書に記載されている。

【0069】

本発明のポリマーの実施形態は、その使用に適切な重量平均分子量（Ｍ_ｗ）を有して形成される。概して５，０００〜５００，０００のＭ_ｗが一部の実施形態に適切であると認められるが、他の実施形態については他のＭ_ｗ範囲が有利であり得る。例えば、好適な実施形態において、ポリマーは少なくとも３０，０００のＭ_ｗを有し、一方、別の好適な実施形態ではポリマーは少なくとも６０，０００のＭ_ｗを有する。別の好適な実施形態において、ポリマーのＭ_ｗの上限は最大４００，０００であり、一方、別の好適な実施形態ではポリマーのＭ_ｗの上限は最大２５０，０００である。適切なＭ_ｗは、それから得られる硬化ポリマー、膜、層又は構造における所望の物理的特性に応じて変わるため、それは設計上の選択であり、従って上記に提供される範囲内の任意のＭ_ｗが本発明の範囲に含まれることは理解されるであろう。

【0070】

本発明の好適な実施形態では、架橋性を有する又は架橋されたポリシクロオレフィンポ
リマーが、バンク構造材料として、又はその構成成分として使用される。かかる架橋性を有する又は架橋されたポリマーは、ゲート誘電体層及び電子デバイスの構造的完全性、耐久性、機械的抵抗性及び耐溶剤性から選択される１つ以上の特性の向上に役立ち得ることが分かっている。極めて好適な架橋性ポリマーは、例えば、式Ｉ（式中、Ｒ^１〜４のうち１つ以上が架橋性基を表す）の１つ以上の繰り返し単位、極めて好適には部分式２７〜５０から選択されるモノマーにより形成される単位を有するものである。

【0071】

ポリマーは、架橋させるため、概してその堆積後に電子ビーム又は電磁（化学線）放射、例えばＸ線、紫外線若しくは可視光線に露光されるか、又はそれが熱架橋性の基を含む場合には、加熱される。例えば、化学線を用いることにより、１１ｎｍ〜７００ｎｍ、例えば２００〜７００ｎｍの波長を使用してポリマーをイメージングし得る。化学線の露光線量は、概して２５〜１５０００ｍＪ／ｃｍ^２である。好適な放射線源には、水銀、水銀／キセノン、水銀／ハロゲン及びキセノンランプ、アルゴン又はキセノンレーザ光源、Ｘ線が含まれる。このように化学線に露光するのは、露光された領域に架橋を生じさせるためである。他の架橋する繰り返し単位ペンダント基が提供されてもよいが、一般には、かかる架橋は、マレイミドペンダント基を含む繰り返し単位、すなわちＲ^１〜Ｒ^４のうちの１つが置換又は非置換マレイミド部分である繰り返し単位によって提供される。マレイミド基の光吸収帯域外の波長を有する光源を使用することが望ましい場合、感放射線性の光増感剤を加えることができる。ポリマーが熱架橋性の基を含む場合、例えば架橋反応が熱的に開始されない例など、場合により架橋反応を開始させるため開始剤を加えてもよい。

【0072】

好適な実施形態において、バンク構造は、露光後に７０℃〜１３０℃の温度で、例えば１〜１０分間にわたりベークされる。露光後ベークを用いると、ポリマーの露光された部分の範囲内にある架橋性部分の架橋をさらに促進することができる。

【0073】

別の好適な実施形態において、架橋性ポリマー組成物は安定化材料又は部分を含むことにより自発架橋を防止し、ポリマー組成物の保存寿命を向上させる。好適な安定化剤は、場合により１つ以上のバルクのアルキル基、例えばｔ−ブチル基をフェノールＯＨ基に対してオルト位に含むカテコール又はフェノール誘導体などの抗酸化剤である。

【0074】

機能層及びバンク構造を含めた個々のデバイス構成要素の加工、及び電子デバイスの完全性を向上させるため、形成される構成要素の物理的特性を保ち又は向上させながらも、加工に要する時間を短縮することが望ましい。この物理的特性は、後続の構成要素と、かかる構成要素の形成に使用される溶媒とが直交性であり、従って互いを溶解しない場合に維持することができる。かかる直交性を得ることが困難である場合、第１の構成要素を架橋、典型的には紫外線架橋することによりかかる第１の構成要素を第２の構成要素のポリマー組成物に対して不溶性にすると、いずれか一方の構成要素の特性が他方の構成要素に任意の影響を及ぼすことが防止され得る。

【0075】

加工に要する時間の短縮は、例えば成膜プロセスを調整することにより行うことができ、一方、紫外線架橋に要する時間の低減は、ポリマーの化学的調節又はプロセスの変更のいずれによっても実現することができる。

【0076】

しかしながら、紫外線感光性がポリマーのある種の特性と関係しているために、ポリマーの化学的修飾は限られており、例えば紫外線感光性を増加させようとする変更が溶解性を低下させ得る。プロセスを、例えば高出力の紫外線を使用することにより変更すると、オゾン雰囲気が発生し、ひいてはポリマー誘電体の表面に望ましくない変化が生じる可能性が高くなり得る。

【0077】

従って、本発明の好適な実施形態において、ポリマー組成物は１つ以上の架橋添加剤を
含む。かかる添加剤は、バンク構造の形成に使用されるポリシクロオレフィンポリマーのペンダント架橋性基と反応することが可能な２つ以上の官能基を含む。また、かかる架橋添加剤の使用が前述のポリマーの架橋も増進し得ることが理解されるであろう。

【0078】

紫外線への露光による架橋が好適である。
架橋剤の使用は、適切な波長及び紫外線線量に対するイメージワイズな露光を使用したバンク構造のパターニング能力を増進する。

【0079】

架橋剤の架橋性基は、好適には、マレイミド基、３−モノアルキルマレイミド基、３，４−ジアルキルマレイミド基、エポキシ基、ビニル基、アセチレン基、インデニル基、シンナメート基又はクマリン基、又は置換若しくは非置換マレイミド部分、エポキシド部分、ビニル部分、アセチレン部分、インデニル部分，シンナメート部分又はクマリン部分を含む基から選択される。

【0080】

極めて好適には、架橋剤は、式ＩＩＩ１又は式ＩＩＩ２
Ｐ−Ａ’’Ｘ’−Ａ’’−Ｐ ＩＩＩ１
Ｈ_４−ｃＣ（Ａ’’−Ｐ）_ｃ ＩＩＩ２
［式中、Ｘ’は、Ｏ、Ｓ、ＮＨ又は単結合であり、Ａ’’は単結合であるか、又は（ＣＺ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−（ＣＨ＝ＣＨ）_ｐ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_１０−（ＣＨ_２）_ｎ、及びＣ（Ｏ）（式中、各ｎは独立して０〜１２の整数であり、ｐは１〜６の整数であり、Ｚは独立してＨ又はＦであり、Ｃ_６Ｑ_１０は、Ｑにより置換されているシクロヘキシルであり、Ｑは、独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＨ_３、ＣＦ_３、又はＯＣＨ_３であり、Ｐは架橋性基であり、及びｃは２、３、又は４である）から選択される結合基、スペーサ基若しくは架橋基であり、式ＩＩＩ１においてＸ’及び２つのＡ’’基のうちの少なくとも１つが単結合ではない］から選択される。

【0081】

Ｐは、好適には、マレイミド基、３−モノアルキルマレイミド基、３，４−ジアルキルマレイミド基、エポキシ基、ビニル基、アセチレン基、インデニル基、シンナメート基又はクマリン基から選択されるか、又は置換若しくは非置換マレイミド部分、エポキシド部分、ビニル部分、アセチレン部分、インデニル部分、シンナメート部分又はクマリン部分を含む。

【0082】

式ＩＩＩ１の好適な化合物は、式Ｃ１：

【0083】

【化9】

【0084】

［式中、Ｒ^１０及びＲ^１１は、互いに独立してＨ又はＣ_１〜Ｃ_６アルキル基であり、Ａ’’は、式ＩＩＩ１に定義されるとおりである］から選択される。この発明の好適な一実施形態において、架橋剤は、ＤＭＭＩ−ブチル−ＤＭＭＩ、ＤＭＭＩ−ペンチル−ＤＭＭＩ及びＤＭＭＩ−ヘキシル−ＤＭＭＩから選択され、ここで「ＤＭＭＩ」は３，４−ジメチルマレイミドを意味する。

【0085】

スペーサ基Ａ’’は、好適には、線状Ｃ_１〜Ｃ_３０アルキレン又は分枝状Ｃ_３〜Ｃ_３０
アルキレン又は環状Ｃ_５〜Ｃ_３０アルキレンを表し、これらの各々は非置換型であるか、又はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ若しくはＣＮによる一置換型若しくは多置換型であり、ここで場合により１つ以上の非隣接ＣＨ_２基が、いずれの場合も互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ^１８−、−ＳｉＲ^１８Ｒ^１９−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｓ−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−により、Ｏ及び／又はＳ原子が互いに直接結合しない形で置き換えられており、Ｒ^１８及びＲ^１９は、互いに独立して、Ｈ、メチル、エチル又はＣ_３〜Ｃ_１２線状又は分枝状アルキル基である。

【0086】

好適なＡ’’基は、−（ＣＨ_２）_ｒ−、−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｓ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−Ｓ−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＮＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は−（ＳｉＲ^１８Ｒ^１９−Ｏ）_ｒ−（式中、ｒは２〜１２の整数であり、ｓは１、２又は３であり、Ｒ^１８及びＲ^１９は上記に提供した意味を有する）である。

【0087】

さらに好適なＡ’’基は、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレン−チオエチレン、エチレン−Ｎ−メチル−イミノエチレン、１−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレン及びブテニレンから選択される。

【0088】

式Ｃ１のような架橋剤の合成は、例えば米国特許第３，６２２，３２１号明細書に開示されている。
別の好適な実施形態において、ポリマー組成物は、架橋性ポリシクロオレフィンポリマーと反応性定着剤とを含む。反応性定着剤は、バンク構造が上に提供される基板と相互作用、例えば化学結合することが可能な界面活性基である第１の官能基と、化学結合の形成を伴い、或いは伴わずに、ポリシクロオレフィンポリマーと相互作用することが、例えばポリシクロオレフィンポリマー中のペンダント架橋性基との架橋により可能な第２の官能基とを含む。定着剤は、特にフォトリソグラフィ法が用いられる場合に、バンク構造又はさらなる機能層を提供する際に使用され得る。

【0089】

好適には定着剤は、式ＩＶ
Ｇ^１−Ａ’’−Ｇ^２ ＩＶ
［式中、Ｇ^１は界面活性基、好適にはシラン基又はシラザン基であり、Ａ’’は単結合であるか又は好適には上記の式ＩＩＩ１に定義されるとおりの、結合基、スペーサ基若しくは架橋基であり、Ｇ^２は、好適には上記の式ＩＩＩ１に定義されるとおりの架橋性基であるか、又はＧ^２は、ポリシクロオレフィンポリマー用の非反応性相溶化基である］の化合物である。本明細書で使用されるとき、用語「相溶化」は、通常は不混和性であるポリマーの均一なブレンドの形成を促進する界面剤又は基を意味することが理解されるであろう。例えば、ポリシクロオレフィンポリマーがハロゲン化又はパーハロゲン化部分を含む場合（例えばモノマー１５〜２６）、相溶化基Ｇ^２は、ハロゲン化又はパーハロゲン化アルキル基、アリール基又はアラルキル基から選択されてもよい。

【0090】

Ｇ^１は、好適には、式−ＳｉＲ^１２Ｒ^１３Ｒ^１４の基、又は式−ＮＨ−ＳｉＲ^１２Ｒ^１３Ｒ^１４の基であり、式中、Ｒ^１２、Ｒ^１３及びＲ^１４は、各々、ハロゲン、シラザン、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルアミノ、場合により置換されているＣ_５〜Ｃ_２０アリールオキシ及び場合により置換されているＣ_２〜Ｃ_２０ヘテロアリールオキシから独立して選択され、式中、Ｒ^１２、Ｒ^１３及びＲ^１４の１つ又は２つはまた、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル、場合により置換されているＣ_５〜Ｃ_２０アリール又は場合により置換されているＣ_２〜Ｃ_２０ヘテロアリールも表し得る。

【0091】

Ｇ^２は、好適には、マレイミド基、３−モノアルキルマレイミド基、３，４−ジアルキルマレイミド基、エポキシ基、ビニル基、アセチル基、インデニル基、シンナメート基又はクマリン基から選択される架橋性基であるか、又は置換又は非置換マレイミド部分、エポキシド部分、ビニル部分、アセチル部分、インデニル部分、シンナメート部分又はクマリン部分を含む。

【0092】

別の好適な実施形態において、Ｇ^２は、Ｃ_１〜Ｃ_１１ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１４ハロゲン化若しくはパーハロゲン化アリール、又はハロゲン化若しくはパーハロゲン化Ｃ_７〜Ｃ_１４アラルキルから選択され、より好適にはＣ_１〜Ｃ_１１アルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１４アリール又はＣ_７〜Ｃ_１４アラルキルであって、各々フッ素化又はパーフッ素化されているものから選択され、最適には−Ｃ_４Ｆ_９、−（ＣＨ_２）_ｂ−Ｃ_６Ｆ_５、−ＣＨ_２Ｃ_６Ｆ_２、−ＣＨ_２−Ｃ_２Ｆ_５、−ＣＨ_２ＣＨ_２−Ｃ_４Ｆ_９、−ＣＨ_２−（ＣＦ_２）_３−ＣＦ_２Ｈ、−ＣＨ_２ＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ、−Ｃ_７Ｆ_１５又はＣＦ_２ＣＦＨＯＣ_３Ｆ_７（式中、ｂは１〜６の整数である）から選択される非反応性の相溶化基である。

【0093】

Ａ’’は、好適には、（ＣＺ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−（ＣＨ＝ＣＨ）_ｐ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_４−（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｎ−Ｃ_６Ｑ_１０−（ＣＨ_２）_ｎ及びＣ（Ｏ）−Ｏ（式中、各ｎは独立して０〜１２の整数であり、ｐは１〜６の整数であり、Ｚは独立してＨ又はＦであり、Ｃ_６Ｑ_４は、Ｑにより置換されているフェニルであり、Ｃ_６Ｑ_１０は、Ｑにより置換されているシクロヘキシルであり、Ｑは、独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＨ_３、ＣＦ_３又はＯＣＨ_３である）から選択される。

【0094】

式ＩＶの好適な化合物は、式Ａ１：

【0095】

【化10】

【0096】

［式中、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４、及びＡ’’は上記に定義するとおりであり、Ｒ^１０及びＲ^１１は、各々独立して、Ｈ又はＣ_１〜Ｃ_６アルキル基である］から選択される。特に、ＤＭＭＩ−プロピル−Ｓｉ（ＯＥｔ）_３、ＤＭＭＩ−ブチル−Ｓｉ（ＯＥｔ）_３、ＤＭＭＩ−ブチル−Ｓｉ（ＯＭｅ）_３、ＤＭＭＩ−ヘキシル−Ｓｉ（ＯＭｅ）_３（式中、「ＤＭＭＩ」は３，４−ジメチルマレイミドを意味する）が好適である。

【0097】

前述のポリマー及びポリマー組成物は、有機電子デバイスにおけるバンク構造の形成に使用される。本発明のバンク構造は、多種多様な有機電子ＯＥデバイス、特にＯＦＥＴ及びＯＬＥＤにおいて使用することができ、ここでバンク構造は、典型的には電極の周囲（ＯＦＥＴにおいて）又は電極上（ＯＬＥＤにおいて）に位置する。

【0098】

ポリシクロオレフィンポリマーを含むバンク構造は、ＯＥデバイス、特にＯＦＥＴ及びＯＬＥＤを、高い時間効率、費用効率及び材料効率で、有機半導体（ＯＳＣ）材料及び有機誘電体材料を用いて大規模に生産することを可能にする。

【0099】

有利には、本発明のバンク構造は単層構造として適用され得る。従って、本発明における好適な実施形態において、バンク構造は、上記及び下記に説明するとおりポリシクロオレフィンポリマー又はポリシクロオレフィンポリマーブレンドを含む単層として形成される。

【0100】

さらに有利には、本発明におけるバンク構造で使用されるポリシクロオレフィンポリマーは、限られた加工性及び有機溶媒に対する限られた溶解性などの、これまでに公知のバンク構造材料に認められている欠点を解消するように調整することができる。従って、ポリシクロオレフィンポリマーは、有機溶媒に対するその溶解性などのポリマー特性の優れた調整自在性を示し、疎水性及び紫外線感光性の両方を組み合わせた柔軟な材料設計を可能にする。詳細には、ポリシクロオレフィンポリマーは、フッ素化されていない環境に無害な溶媒から加工可能であり、紫外線硬化法により架橋することができ、及びインクジェット印刷又はフレキソ印刷などの標準的な方法で堆積させることができる。

【0101】

従って、本発明における好適な実施形態において、バンク構造は、フッ素化基で表される疎水性部分と、ペンダント架橋性基で表される紫外線感光性部分とを含むポリシクロオレフィンポリマーを含む。

【0102】

本発明におけるバンク構造はアディティブ加工法によって、例えば、インクジェット印刷、フレキソ印刷又はグラビア印刷などの印刷技術を使用してポリマー溶液からバンク構造を印刷し、続いて溶媒を除去し、場合によりポリマーを例えば紫外線露光により硬化させることにより提供されてもよい。

【0103】

或いは本発明におけるバンク構造はサブトラクティブ加工法によって、例えばフォトリソグラフィ式の加工法により提供されてもよい。例えば、スピンコーティング及び乾燥後、ネガ型レジストのように塗膜材料を紫外線に露光し、次に溶媒で現像するとパターニング構造が得られ、次にこれを紫外線露光によりさらに硬化させて架橋を増加させることができる。

【0104】

本発明の好適な実施形態において、ポリシクロオレフィンポリマーを含むバンク構造は、有機電子デバイスにおいて、１つ以上の電極、例えばＯＦＥＴにおけるソース電極及びドレイン電極の上に重なり、且つ例えば有機半導体層などの機能層を堆積させるウェル又はウェルのパターンを画成し、従ってバンク構造が前記電極及び前記機能層と接触するように提供される。例えば、ソース電極及びドレイン電極（これらは離間されていて、間に位置するチャネル領域を画成する）を含むＯＦＥＴでは、バンク構造がソース電極及びドレイン電極の上に重ねて堆積され、チャネル領域にわたって延在するウェルがバンク構造により画成されるようにしてパターニングされる。チャネル領域には有機半導体層が提供され、従ってバンク構造はソース電極及びドレイン電極並びに有機半導体層と接触する。

【0105】

本発明における好適な実施形態は、バンク構造を提供する方法に関し、この方法は以下の工程を含む：バンク構造材料の溶液を基板上にスピンコートするか又は他の方法で堆積させて薄膜を形成する。次にマスクアライナを使用し、フォトマスクを介して薄膜を紫外線に露光させる。次に薄膜を現像して露光したバンク構造材料のパターンを残し、有機溶媒で洗浄して未硬化の材料を除去し、乾燥させる。次にバンク構造材料に紫外線をフラッド照射する。

【0106】

本発明における別の好適な実施形態は、上記及び下記に記載するとおりのポリシクロオレフィンポリマー又はポリマー組成物を含む、又はそれを使用することにより得られる有機電子デバイスに関する。かかる有機電子デバイスには、とりわけ、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）（トップゲート型又はボトムゲ
ート型トランジスタであってよい）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又は有機光起電力（ＯＰＶ）デバイスが含まれる。例えば、本発明におけるポリマー又はポリマー組成物を使用して作製されるボトムゲート型及びトップゲート型トランジスタを、図１及び図２に概略的に示す。

【0107】

ここで図１を見ると、本発明の好適な実施形態におけるボトムゲート型ＦＥＴデバイスの概略簡略図が提供される。かかるＦＥＴデバイスは、基板（１）と、ゲート電極（２）と、ゲート絶縁体として働く誘電体層（３）と、離間されていて間にチャネル領域（７）が位置するソース電極及びドレイン電極（４）と、チャネル領域（７）にわたって延在するウェル（８）を画成するようにパターニングされる第１及び第２のバンク構造（５ａ、５ｂ）と、チャネル領域（７）に提供されるＯＳＣ層（６）とを含み、ここでバンク構造（５ａ、５ｂ）は、上記及び下記に記載するとおりのポリシクロオレフィンポリマー又はポリマー組成物から得られる。

【0108】

本発明の別の実施形態は、以下による、例えば図１に示すとおりのボトムゲート型ＦＥＴデバイスの作製方法に関する
ａ）図示されるとおり基板（１）上にゲート電極（２）を形成する工程、
ｂ）ゲート電極（２）上に誘電体材料の層（３）を堆積させる工程、
ｃ）誘電体層（３）上にソース電極及びドレイン電極（４）を、それらが離間されていて間にチャネル領域（７）が位置するように形成する工程、
ｄ）ポリシクロオレフィンポリマーを含むか、又はポリシクロオレフィンポリマーを含むポリマー組成物を含むバンク構造材料をソース電極及びドレイン電極（４）上に堆積させることによりバンク構造（５ａ、５ｂ）を形成する工程であって、それによりチャネル領域（７）にわたって延在するウェル（８）を画成する工程、
ｅ）バンク構造（５ａ、５ｂ）により形成されたウェル（８）内且つソース電極及びドレイン電極（４）上に半導体材料の層（６）を堆積させる工程。

【0109】

ここで図２を見ると、本発明の別の好適な実施形態におけるトップゲート型ＦＥＴデバイスの概略簡略図が提供される。かかるＦＥＴデバイスは、基板（１）と、離間されていて間にチャネル領域（図示せず）が位置するソース電極及びドレイン電極（４）と、チャネル領域にわたって延在するウェル（８）を画成するようにパターニングされる第１及び第２のバンク構造（５ａ、５ｂ）と、チャネル領域（７）に提供されるＯＳＣ層（６）と、ゲート絶縁体として働く誘電体層（３）と、ゲート電極（２）とを含み、ここでバンク構造（５ａ、５ｂ）は、上記及び下記に記載するとおりのポリシクロオレフィンポリマー又はポリマー組成物から得られる。

【0110】

本発明の別の実施形態は、以下による、例えば図２に示すとおりのトップゲート型ＦＥＴデバイスの作製方法に関する
ａ）基板（１）上にソース電極及びドレイン電極（４）を、それらが離間されていて間にチャネル領域が位置するように形成する工程、
ｂ）ポリシクロオレフィンポリマー又はポリシクロオレフィンポリマーを含むポリマー組成物を含むバンク構造材料をソース電極及びドレイン電極（４）上に堆積させることによりバンク構造（５ａ、５ｂ）を形成する工程であって、それによりチャネル領域にわたって延在するウェル（８）を画成する工程、
ｃ）バンク構造（５ａ、５ｂ）により形成されたウェル（８）内且つソース電極及びドレイン電極（４）上に半導体材料の層（６）を堆積させる工程、
ｄ）半導体層（６）上に誘電体材料の層（３）を堆積させる工程、
ｅ）誘電体層（３）上にゲート電極（２）を形成する工程。

【0111】

電極（２、４）は、例えば、スパッタリング法によって基板又は誘電体層（３）上に設
けられ、エッチング及び／又はリソグラフィパターニングによりパターニングすることができる。バンク構造（５ａ、５ｂ）は例えば印刷法で溶液加工し、乾燥させて任意選択で硬化させることにより所望の形状に設けることができ、又はリソグラフィ法により所望の形状に設けてパターニングすることができる。ＯＳＣ層（６）及び誘電体層（３）は、コーティング又は印刷法により設けることができる。

【0112】

ポリシクロオレフィンポリマーの堆積に用いられる溶媒は、バンク構造上又はその間に有機半導体を堆積させる前に、又はパターニング工程が含まれる場合には、バンク構造の前記パターニングの前に取り除かれる。

【0113】

本発明における好適な実施形態において、ＦＥＴ及びＯＦＥＴの層及び構造の堆積及び／又は形成は溶液加工技法を用いて実施され、ここでかかる技法は可能である。例えば材料の配合物又は組成物、典型的には１つ以上の有機溶媒を含む溶液を、好適な技法を用いて堆積させ又は形成することができ、そのような技法には、限定はされないが、ディップコーティング、スロットダイコーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、凸版印刷、スクリーン印刷、ドクターブレードコーティング、ローラ印刷、リバースローラ印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、スプレーコーティング、ブラシコーティング、又はパッド印刷と、続くかかる溶液の形成に用いられた溶媒の蒸発が含まれる。例えば、有機半導体材料、バンク構造材料及び有機誘電体材料は、各々、形成されるデバイスに適切な順序でのスピンコーティング、フレキソ印刷、及びインクジェット印刷技法によって堆積させ又は形成することができる。

【0114】

本発明における好適な実施形態において、ポリマー組成物は、１つ以上のポリシクロオレフィンポリマーに加えて、キャスト溶媒又は印刷溶媒と、場合により、架橋剤、定着剤、反応性溶媒、安定化剤、紫外線増感剤、及び熱増感剤から選択される１つ以上の添加剤とを含む。

【0115】

溶媒は好適には、限定はされないが、有機ケトン、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルｎ−アミルケトン（２−ヘプタノン、ＭＡＫ）、デカノン、３−デカノン、シクロヘキサノン、及びエーテル類、例えば、ブチルフェニルエーテル、４−メチルアニソール及び芳香族炭化水素、例えば、シクロヘキシルベンゼン、又はこれらの混合物から選択される。好適には、溶媒中におけるバンク構造材料の濃度は１〜３０ｗｔ．％であり、しかしながら他の濃度もまた適し得る。高沸点の有機ケトン溶媒は、インクジェット印刷及びフレキソ印刷技法が用いられる場合に特に好適な溶媒であることが分かっている。

【0116】

本発明におけるＯＦＥＴの実施形態は、好適には、国際公開第０３／０５２８４１号パンフレットに開示されるとおりの３．０以下の誘電率（ε）を有する（「低ｋ誘電体」）誘電体材料（「ゲート誘電体」）からなるゲート誘電体層（３）を用いる。一部の好適な実施形態において、εは１．３〜３．０の範囲にあり、好適には１．７〜３．０が適切であることが分かっているが、他の好適な実施形態では２．０〜３．０の範囲が適切である。本発明におけるさらに他の好適なＯＦＥＴの実施形態では、２．５〜３．０又は２．０〜２．６の誘電率範囲が適切であることが分かっている。

【0117】

上記に記載したとおり、ゲート誘電体層に低ｋゲート誘電体材料を用いる、本発明における好適なＯＦＥＴの実施形態において、かかる材料は、典型的には有機フッ素化ポリマーである。好適なフッ素化ポリマーとしては、例えば、市販のサイトップ（ＣＹＴＯＰ）（商標）シリーズ（旭硝子）、テフロンＡＦ（Ｔｅｆｌｏｎ ＡＦ）（登録商標）シリーズ（デュポン（ＤｕＰｏｎｔ））又はハイフロンＡＤ（Ｈｙｆｌｏｎ ＡＤ）（登録商標）シリーズ（ソルベイ（Ｓｏｌｖａｙ）製）からのものなどの高溶解性全フッ素化ポリマーが挙げられる。サイトップ（ＣＹＴＯＰ）ポリマーについては、「モダン・フルオロプ
ラスティックス（Ｍｏｄｅｒｎ Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ）」、編者ジョン・シェリス（Ｊｏｈｎ Ｓｃｈｅｒｉｓ）、ジョン・ワイリー・アンド・サンズリミテッド（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ Ｌｔｄ．）、１９９７年、章：「環化重合により得られる全フッ素化ポリマー（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ
Ｃｙｃｌｏｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）」、Ｎ．スギヤマ（Ｎ．Ｓｕｇｉｙａｍａ）著、５４１ｆｆ頁に記載されている。テフロンＡＦ（Ｔｅｆｌｏｎ ＡＦ）については、「モダン・フルオロプラスティックス（Ｍｏｄｅｒｎ Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ）」、編者ジョン・シェリス（Ｊｏｈｎ Ｓｃｈｅｒｉｓ）、ジョン・ワイリー・アンド・サンズリミテッド（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ Ｌｔｄ．）、１９９７年、章：「テフロンＡＦアモルファスフッ素化ポリマー（Ｔｅｆｌｏｎ ＡＦ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）」、Ｐ．Ｒ．レスニク（Ｐ．Ｒ．Ｒｅｓｎｉｃｋ）著、３９７ｆｆ頁に記載されている。ハイフロンＡＤ（Ｈｙｆｌｏｎ ＡＤ）については、「高性能全フッ素化ポリマーフィルム及び膜（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍｓ ａｎｄ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）」、Ｖ．アルセラ（Ｖ．Ａｒｃｅｌｌａ）ら、ニューヨーク科学アカデミー年報（Ａｎｎ．Ｎ．Ｙ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．）、第９８４巻、２２６〜２４４頁（２００３年）に記載されている。

【0118】

基板、ゲート電極並びにソース及びドレイン電極などの、電子デバイスの他の構成要素又は機能層は、標準的な材料から選択することができ、標準的な方法により製造してデバイスに加え得る。これらの構成要素及び層に好適な材料及び製造方法は、当業者に公知であり、文献に記載されている。例示的な堆積方法としては、既述の液体コーティング方法並びに化学蒸着法（ＣＶＤ）又は物理蒸着法が挙げられる。

【0119】

概して、機能層、例えばゲート誘電体層又は半導体層の厚さは、本発明に係る一部の好適な電子デバイスの実施形態において０．００１（単分子層の場合）〜１０μｍであり；他の好適な実施形態ではかかる厚さは０．００１〜１μｍの範囲であり、さらに他の好適な実施形態では５ｎｍ〜５００ｎｍであるが、他の厚さ又は厚さ範囲が企図され、従って本発明の範囲内にある。

【0120】

本発明の電子デバイスの実施形態の作製には、種々の基板を使用し得る。例えばガラス又はポリマー材料が、ほとんどの場合に使用される。好適なポリマー材料としては、限定はされないが、アルキド樹脂、アリルエステル、ベンゾシクロブテン、ブタジエン−スチレン、セルロース、酢酸セルロース、エポキシド、エポキシポリマー、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、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−フルオライド共重合体、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、ポリシクロオレフィン、シリコーンゴム、及びシリコーンが挙げられ、ここではポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン及びポリエチレンナフタレート材料が最適であることが分かっている。加えて、本発明の一部の実施形態については、基板は、上記に列挙した材料の１つ以上で被覆された任意の好適な材料、例えばプラスチック、金属又はガラス材料であってよい。かかる基板の形成において、デバイス作製用に均一な表面を提供し、並びに有機半導体材料の事前の位置合わせを提供してその材料のキャリア移動度を増進させるため、押出し、延伸、ラビング又は光化学的技法などの方法が用いられ得ることは理解されるであろう。

【0121】

本発明におけるＯＦＥＴデバイスの実施形態のゲート電極、ソース電極及びドレイン電
極は、スプレー、ディップ、ウェブ又はスピンコーティングなどの液体コーティングによるか、又は限定はされないが物理蒸着（ＰＶＤ）法、化学蒸着（ＣＶＤ）法又は熱蒸着法を含む真空蒸着法により、堆積させ、又は形成することができる。好適な電極材料及び堆積方法は当業者に公知である。好適な電極材料としては、限定なしに、無機若しくは有機材料、又はこれらの２つの複合材料が挙げられる。例示的電極材料としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）又はドープ共役ポリマー、さらにグラファイト又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属の粒子又はこれらの混合物の分散体又はペースト、並びにスパッタ被覆又は蒸発した金属、例えばＣｕ、Ｃｒ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ又は金属酸化物、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）ＦドープＩＴＯ又はＡｌドープＺｎＯが挙げられる。有機金属前駆体もまた使用することができ、液相から堆積させ得る。

【0122】

有機半導体（ＯＳＣ）層はｎ型又はｐ型ＯＳＣであってよく、これはＰＶＤ法、ＣＶＤ法又は溶液堆積法により堆積させることができる。効果的なＯＳＣは、１×１０^−５ｃｍ^２Ｖ^−１ｓ^−１より高いＦＥＴ移動度を呈する。

【0123】

本発明におけるＯＳＣの実施形態は、ＯＳＣが活性チャネル材料として使用されるＯＦＥＴであっても、ＯＳＣが電荷担体材料として使用されるＯＰＶデバイスであっても、或いはＯＳＣがかかるダイオードの層要素である有機整流ダイオード（ＯＲＤ）であってもよい。かかる実施形態のＯＳＣは、これまでに考察した堆積方法のいずれによっても堆積させることができ、しかしながら一般にはブランケット層として堆積又は形成されるため、溶媒被覆法、例えばスプレー、ディップ、ウェブ又はスピンコーティング、又は印刷法、例えばインクジェット印刷、フレキソ印刷又はグラビア印刷が典型的には用いられ、周囲温度での加工を可能にする。しかしながら、ＯＳＣは、任意の液体コーティング技法、例えばインクジェット堆積によるか、又はＰＶＤ若しくはＣＶＤ技法を用いて堆積させてもよい。

【0124】

一部の好適なＯＦＥＴの実施形態について、形成される半導体層は、同種又は異種の半導体の２つ以上の複合材料であってもよい。例えば、ｐ型ＯＳＣ材料を例えばｎ型材料と混合することにより、層のドーピング効果を実現してもよい。本発明の一部の好適な実施形態では、多層半導体層が用いられる。例えばゲート誘電体界面の近傍に真性半導体層を堆積させることができ、且つかかる真性層に隣接して高ドープ領域をさらに成膜させることができる。

【0125】

本発明における電子デバイスの実施形態に用いられるＯＳＣ材料は、任意の共役分子であってよく、例えば、好適には２つ以上の芳香環、極めて好適には少なくとも３つの芳香環を含む芳香族分子であってよい。本発明の一部の好適な実施形態において、ＯＳＣは、５員、６員又は７員芳香族環から選択される芳香環を含有し、一方、他の好適な実施形態では、ＯＳＣは、５員又は６員芳香環から選択される芳香環を含有する。ＯＳＣ材料は、モノマー、オリゴマー又はポリマーの１つ以上の混合物、分散体及びブレンドを含めた、モノマー、オリゴマー又はポリマーであってもよい。

【0126】

ＯＳＣの芳香環の各々は、場合により、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｓ、Ｎ、Ｏ又はＳ、概してＮ、Ｏ又はＳから選択される１つ以上のヘテロ原子を含有する。さらに、芳香環は、場合により、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、アリール又は置換アリール基、ハロゲン、ここではフッ素、シアノ、ニトロ、又は場合により置換されている第２級又は第３級アルキルアミン又はアリールアミン（−Ｎ（Ｒ^１５）（Ｒ^１６）によって表され、式中、Ｒ^１５及びＲ^１６は、各々独立して、Ｈ、場合により置換されているアルキル又は場合により置換されているアリールである）により置換されていてもよく、典型的にはアルコキシ基又はポリアルコキシ基が用いられる。さらに、Ｒ
^１５及びＲ^１６がアルキル又はアリールである場合、これらは場合によりフッ素化されていてもよい。

【0127】

前述の芳香環は、縮合環であるか、又は共役連結基、例えば、−Ｃ（Ｔ_１）＝Ｃ（Ｔ_２）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ’’’）−、−Ｎ＝Ｎ−、（Ｒ’’’）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ’’’）−（式中、Ｔ_１及びＴ_２は、各々独立して、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ、−Ｃ≡Ｎ又は低級アルキル基、例えばＣ_１〜４アルキル基などを表し；Ｒ’’’は、Ｈ、場合により置換されているアルキル又は場合により置換されているアリールを表す）などにより連結されていてもよい。さらに、Ｒ’’’がアルキル又はアリールである場合、それはフッ素化されていてもよい。

【0128】

本発明の一部の好適なＯＥデバイスの実施形態において、使用することのできるＯＳＣ材料には、共役炭化水素ポリマー、例えば、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（これらの共役炭化水素ポリマーのオリゴマーを含む）；縮合芳香族炭化水素、例えば、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、又はこれらの可溶性置換誘導体；オリゴマーパラ置換フェニレン、例えば、ｐ−クアテルフェニル（ｐ−４Ｐ）、ｐ−キンクフェニル（ｐ−５Ｐ）、ｐ−セクシフェニル（ｐ−６Ｐ）、又はこれらの可溶性置換誘導体；共役複素環ポリマー、例えば、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、場合により置換されているポリチエノ［２，３−ｂ］チオフェン、場合により置換されているポリチエノ［３，２−ｂ］チオフェン、ポリ（３−置換セレノフェン）、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（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；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；置換無金属（ｍｅｔａｌｌｏ−ｆｒｅｅ）又は無金属（ｍｅｔａｌ−ｆｒｅｅ）ポルフィン、フタロシアニン、フルオロフタロシアニン、ナフタロシアニン又はフルオロナフタロシアニン；Ｃ_６０及びＣ_７０フラーレン；Ｎ，Ｎ’−ジアルキル、置換ジアルキル、ジアリール又は置換ジアリール−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びフルオロ誘導体；Ｎ，Ｎ’−ジアルキル、置換ジアルキル、ジアリール又は置換ジアリール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、ジアリール又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’］ジチオフェンからなる群から選択される化合物、オリゴマー及び化合物の誘導体が含まれる。ＯＳＣの液相成長技法が望ましい場合、上記リストの化合物及びそれらの誘導体は、適切な溶媒又は適切な溶媒の混合物に可溶性であるものに限られる。

【0129】

さらに、本発明における一部の好適な実施形態では、ＯＳＣ材料は、チオフェン−２，５−ジイル、３−置換チオフェン−２，５−ジイル、場合により置換されているチエノ［２，３−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル、場合により置換されているチエノ［３，２−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル、セレノフェン−２，５−ジイル、又は３−置換セレノフェン−２，５−ジイルから選択される１つ以上の繰り返し単位を含むポリマー又はコポリマーである。

【0130】

さらに好適なｐ型ＯＳＣは、電子受容体及び電子供与体単位を含むコポリマーである。この好適な実施形態の好適なコポリマーは、例えば、好適には上記に定義するとおりの１つ以上のＲ基により４，８−二置換されている１つ以上のベンゾ［１，２−ｂ：４，５−
ｂ’］ジチオフェン−２，５−ジイル単位を含み、且つＡ群及びＢ群から選択される１つ以上のアリール単位又はヘテロアリール単位をさらに含む、好適にはＡ群の少なくとも１つの単位とＢ群の少なくとも１つ単位とを含むコポリマーであり、ここでＡ群は、電子供与体特性を有するアリール基又はヘテロアリール基からなり、Ｂ群は、電子受容体特性を有するアリール基又はヘテロアリール基からなり、及び好適には、
Ａ群は、セレノフェン−２，５−ジイル、チオフェン−２，５−ジイル、チエノ［３，２−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル、チエノ［２，３−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル、セレノフェノ［３，２−ｂ］セレノフェン−２，５−ジイル、セレノフェノ［２，３−ｂ］セレノフェン−２，５−ジイル、セレノフェノ［３，２−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル、セレノフェノ［２，３−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル、ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，６−ジイル、２，２−ジチオフェン、２，２−ジセレノフェン、ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール−５，５−ジイル、４Ｈ−シクロペンタ［２，１−ｂ：３，４−ｂ’］ジチオフェン−２，６−ジイル、２，７−ジ−チエン−２−イル−カルバゾール、２，７−ジ−チエン−２−イル−フルオレン、インダセノ［１，２−ｂ：５，６−ｂ’］ジチオフェン−２，７−ジイル、ベンゾ［１’’，２’’：４，５；４’’，５’’：４’，５’］ビス（シロロ［３，２−ｂ：３’，２’−ｂ’］チオフェン）−２，７−ジイル、２，７−ジ−チエン−２−イル−インダセノ［１，２−ｂ：５，６−ｂ’］ジチオフェン、２，７−ジ−チエン−２−イル−ベンゾ［１’’，２’’：４，５；４’’，５’’：４’，５’］ビス（シロロ［３，２−ｂ：３’，２’−ｂ’］チオフェン）−２，７−ジイル、及び２，７−ジ−チエン−２−イル−フェナントロ［１，１０，９，８−ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ］カルバゾール（これらは全て、上記に定義するとおりの１つ以上、好適には１つ又は２つのＲ基により場合により置換されている）からなり、及び
Ｂ群は、ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル、５，６−ジアルキル−ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル、５，６−ジアルコキシベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル、ベンゾ［２，１，３］セレナジアゾール−４，７−ジイル、５，６−ジアルコキシ−ベンゾ［２，１，３］セレナジアゾール−４，７−ジイル、ベンゾ［１，２，５］チアジアゾール−４，７，ジイル、ベンゾ［１，２，５］セレナジアゾール−４，７，ジイル、ベンゾ［２，１，３］オキサジアゾール−４，７−ジイル、５，６−ジアルコキシベンゾ［２，１，３］オキサジアゾール−４，７−ジイル、２Ｈ−ベンゾトリアゾール−４，７−ジイル、２，３−ジシアノ−１，４−フェニレン、２，５−ジシアノ，１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ（ｄｉｆｌｕｒｏ）−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレン、３，４−ジフルオロチオフェン−２，５−ジイル、チエノ［３，４−ｂ］ピラジン−２，５−ジイル、キノキサリン−５，８−ジイル、チエノ［３，４−ｂ］チオフェン−４，６−ジイル、チエノ［３，４−ｂ］チオフェン−６，４−ジイル、及び３，６−ピロロ［３，４−ｃ］ピロール−１，４−ジオン（これらは全て、上記に定義するとおりの１つ以上、好適には１つ又は２つのＲ基により場合により置換されている）からなる。

【0131】

本発明の他の好適な実施形態において、ＯＳＣ材料は、置換オリゴアセン、例えば、ペンタセン、テトラセン又はアントラセン、又はその複素環誘導体である。例えば、米国特許第６，６９０，０２９号明細書又は国際公開第２００５／０５５２４８ Ａ１号パンフレット又は米国特許第７，３８５，２２１号明細書に開示されるとおりの、ビス（トリアルキルシリルエチニル）オリゴアセン又はビス（トリアルキルシリルエチニル）ヘテロアセンもまた有用である。

【0132】

例えば国際公開第２００５／０５５２４８ Ａ１号パンフレットに記載されるとおり、レオロジー特性を調節することが適切な場合、及びその必要に応じて、本発明の一部の実施形態は、１つ以上の有機バインダーを含むＯＳＣ組成物を用いる。

【0133】

典型的にはポリマーであるバインダーは、絶縁バインダー又は半導体バインダーのいずれか、又はこれらの混合物を含むことができ、本明細書では有機バインダー、ポリマーバインダー、又は単にバインダーと称され得る。

【0134】

本発明に係る好適なバインダーは、低誘電率の材料、すなわち３．３以下の誘電率εを有する材料である。有機バインダーは、好適には３．０以下、より好適には２．９以下の誘電率εを有する。好適には有機バインダーは、１．７以上の誘電率εを有する。バインダーの誘電率は２．０〜２．９の範囲であることが、特に好適である。いかなる特定の理論による拘束も望むものではないが、誘電率εが３．３より高いバインダーの使用は、電子デバイス、例えばＯＦＥＴにおけるＯＳＣ層移動度の低下につながり得ると考えられる。加えて、高誘電率バインダーはデバイスの電流ヒステリシスの増加ももたらし得るが、これは望ましくない。

【0135】

好適な有機バインダーの例には、ポリスチレン、又はスチレン及びα−メチルスチレンのポリマー若しくはコポリマーが含まれ、又はスチレン、α−メチルスチレン及びブタジエンを含むコポリマーが、好適に用いられ得る。好適なバインダーのさらなる例は、例えば米国特許出願公開第２００７／０１０２６９６ Ａ１号明細書に開示されている。

【0136】

ある種の好適な実施形態において、有機バインダーは、原子の少なくとも９５％、極めて好適には原子の少なくとも９８％、最適には原子の全てが水素原子、フッ素原子及び炭素原子から選択されるものである。

【0137】

バインダーは、好適にはフィルム、より好適にはフレキシブルフィルムの形成が可能である。
バインダーはまた、架橋性バインダー、例えば、アクリレート、エポキシ、ビニルエーテル、及びチオレンから選択されてもよく、好適には十分に低い誘電率、極めて好適には３．３以下の誘電率を有する。バインダーはまた、メソゲン結晶又は液晶であってもよい。

【0138】

別の好適な実施形態において、バインダーは半導体バインダーであり、これは共役結合、特に共役二重結合及び／又は芳香環を含む。好適なバインダーは、例えば、米国特許第６，６３０，５６６号明細書に例えば開示されるとおりのポリトリアリールアミンである。

【0139】

バインダーとＯＳＣとの比率は、典型的には２０：１〜１：２０（重量単位）、好適には１０：１〜１：１０、より好適には５：１〜１：５、さらにより好適には３：１〜１：３、さらに好適には２：１〜１：２及び特に１：１である。バインダー中における式Ｉの化合物の希釈は、電荷移動度に対して有害な作用をほとんど又は全く有しないことが分かっており、これは先行技術から予想されたものと対照的である。

【0140】

文脈上特に明確に指示されない限り、本明細書で使用されるとき、本明細書における用語の複数形は単数形を含むものと解釈されるべきであり、逆もまた同様である。
本発明の前述の実施形態に変形を加えることができ、それでもなお本発明の範囲内に含まれることは理解されるであろう。本明細書に開示される各特徴は、特に明記しない限り、同じ、均等な又は類似の目的を果たす代替的な特徴に置き換えることができる。従って、特に明記しない限り、開示される各特徴は、包括的な一連の均等な又は類似の特徴のうちの一例に過ぎない。

【0141】

本明細書に開示される特徴は全て、かかる特徴及び／又は工程の少なくとも一部が相互
排他的である組み合わせを除き、任意の組み合わせで組み合わせることができる。詳細には、本発明の特徴は、本発明の全ての態様に適用可能であり、任意の組み合わせで用いられ得る。同様に、不可欠でない組み合わせに記載される特徴が、（組み合わせで用いるのでなく）別々に用いられてもよい。

【0142】

ここで本発明を、以下の例を参照してさらに詳細に説明する。これらの例は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
上記及び下記で、特に明記しない限り、百分率は重量パーセントであり、温度はセ氏温度（℃）で示す。比誘電率ε（「誘電率」）の値は、２０℃及び１，０００Ｈｚで取った値を指す。
（実施例）
実施例１〜３：ボトムゲート型有機トランジスタデバイスにおけるバンク構造ポリマー
コーニングイーグルＸＧ（Ｅａｇｌｅ ＸＧ）ガラスの基板を、３％デコン９０（Ｄｅｃｏｎ９０）中７０℃で３０分間超音波処理し、水で２回洗浄し、ＭｅＯＨ中で超音波処理し、次にスピンコータでスピン液切りすることにより乾燥させる。次にシャドウマスクを介して基板上に３０ｎｍアルミニウム層を熱蒸着させることにより、ゲート電極を形成する。リシコンＤ２０７（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｄ２０７）（登録商標）誘電体を塗布し、説明（メルク・カー・ゲー・アー・アー（Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ）、独国ダルムシュタットから入手可能）に従い処理する。次に、ゲート電極及び誘電体を有するこの基板を、それぞれ以下の実施例１、２又は３に記載するとおりのボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの作製に以降使用する。
実施例１
３０ｎｍ厚さの銀ソース電極及びドレイン電極を、シャドウマスクを介して基板上に熱蒸着させて、長さＬ＝５０μｍ及び幅Ｗ＝１０００μｍのチャネルを作成する。

【0143】

次に、ＮＢＣ_４Ｆ_９とＤＭＭＩＢｕＮＢとのコポリマー、コモノマーの比５２／４８、Ｍｗ８３，４００のＭＡＫ中１５％溶液を基板上に１５００ｒｐｍでスピン塗布し、厚さ５００ｎｍの膜を作成する。

【0144】

次に基板を、カールズース（ＫａｒｌＳｕｓｓ）マスクアライナを使用して、マスクを介して３６５ｎｍで８秒間照射する。膜のうち露光されない部分は、図３に概略的に示すとおり、ソース／ドレイン電極の位置に対して位置付けられる直径１．１ｍｍの円の形状を有する。

【0145】

次にパターンを混合液ＴＨＦ−ＩＰＡ（１：１）中で１分間現像し、ＩＰＡで洗浄し、スピン乾燥法により乾燥させる。次に基板を３６５ｎｍで１分間フラッド照射（１１ｍＷ／ｃｍ^２）する。

【0146】

バンク構造を作成した後、基板を表面処理配合物リシコンＭ００１（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｍ００１）（登録商標）（メルク・カー・ゲー・アー・アー）で１分間処理し、イソプロピルアルコールで洗浄し、スピンコータでスピン液切りすることにより乾燥させる。次に、ＯＳＣ配合物リシコンＳ１２００（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｓ１２００）（登録商標）（メルク・カー・ゲー・アー・アー）を、上記の処理後の基板上にスピン塗布し、次に１００℃のホットプレートで１分間アニールする。

【0147】

ボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達特性を図５に示す。オフ状態のドレイン電流が極めて低いことが見て分かる。
実施例２
ＮＢＣ_４Ｆ_９とＤＭＭＩＢｕＮＢとのコポリマー、コモノマーの比３６／６４、Ｍｗ１１８，０００のＭＡＫ中の１５％溶液を基板上に１５００ｒｐｍでスピン塗布し、厚さ５
００ｎｍの膜を作成する。

【0148】

次に基板を、カールズースマスクアライナを使用して、マスクを介して３６５ｎｍで８秒間照射する。膜のうち露光されない部分は、図３に概略的に示すとおり、ソース／ドレイン電極の位置に対して位置付けられる直径１．１ｍｍの円の形状を有する。

【0149】

次にパターンを混合液ＴＨＦ−ＩＰＡ（１：１）中で１分間現像し、ＩＰＡで洗浄し、スピン乾燥法により乾燥させる。次に基板を３６５ｎｍで１分間フラッド照射（１１ｍＷ／ｃｍ^２）する。

【0150】

バンク構造を作成した後、３０ｎｍ厚さの銀ソース電極及びドレイン電極を、シャドウマスクを介して基板上に熱蒸着させて、長さＬ＝５０μｍ及び幅Ｗ＝１０００μｍのチャネルを作成する。

【0151】

次に基板を表面処理配合物リシコンＭ００１（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｍ００１）（登録商標）で１分間処理し、イソプロピルアルコールで洗浄し、スピンコータでスピン液切りすることにより乾燥させる。次に、ＯＳＣ配合物リシコンＳ１２００（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｓ１２００）（登録商標）を、上記の処理後の基板上にスピン塗布し、次に１００℃のホットプレートで１分間アニールする。

【0152】

ボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達特性を図６に示す。オフ状態のドレイン電流が極めて低いことが見て分かる。
実施例３
３０ｎｍ厚さの銀ソース電極及びドレイン電極を、シャドウマスクを介して基板上に熱蒸着させて、長さＬ＝５０μｍ及び幅Ｗ＝１０００μｍのチャネルを作成する。

【0153】

ＮＢＣ_４Ｆ_９とＤＭＭＩＢｕＮＢとのコポリマー、コモノマーの比３６／６４、Ｍｗ１１８，０００のデカノン中７．５％溶液を、ダイマティックス（Ｄｉａｍａｔｉｘ）インクジェットプリンタを使用して５０℃基板に加熱した基板上にインクジェット塗布し、図４に概略的に示すとおりのソース／ドレイン電極の位置に対するパターンを作成する。次に基板を３６５ｎｍで１分間フラッド照射（１１ｍＷ／ｃｍ^２）する。

【0154】

バンク構造を作成した後、ＯＳＣ配合物リシコンＳ１２００（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｓ１２００）（登録商標）を、上記の処理後の基板上にスピン塗布し、次に１００℃のホットプレートで１分間アニールする。

【0155】

ボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達特性を図７に示す。オフ状態のドレイン電流が極めて低いことが見て分かる。
比較例１
ボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスを、実施例１に記載されるとおり、但しバンク構造は含まず作製する。

【0156】

ボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達特性を図８に示す。バンク構造を設けたデバイスと比べてオフ状態のドレイン電流が著しく高いことが見て分かる。
実施例４：トップゲート型有機トランジスタデバイスにおけるバンク構造ポリマー
トップゲート型ＯＦＥＴを以下のとおり作製する。コーニング１７３７ガラスの基板を、３％デコン９０（Ｄｅｃｏｎ９０）中７０℃で３０分間超音波処理し、水で２回洗浄し、ＭｅＯＨ中で超音波処理し、次にスピンコータでスピン液切りすることにより乾燥させる。３０ｎｍ厚さの金ソース電極及びドレイン電極を、シャドウマスクを介して基板上に熱蒸着させて、Ｌ＝５０μｍ及びＷ＝１０００μｍのチャネルを形成する。基板を表面処
理配合物リシコンＭ００１（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｍ００１）（登録商標）で１分間処理し、イソプロピルアルコールで洗浄し、スピンコータでスピン液切りすることにより乾燥させる。

【0157】

ＮＢＣ_４Ｆ_９とＤＭＭＩＢｕＮＢとのコポリマー、コモノマーの比４４／５６、Ｍ_ｗ８３，２００のＭＡＫ中１５％溶液を１５００ｒｐｍでスピン塗布し、厚さ５００ｎｍの膜を作成する。

【0158】

次に基板を、カールズース（ＫａｒｌＳｕｓｓ）マスクアライナを使用して、マスクを介して３６５ｎｍで１秒間照射する。膜のうち露光されない部分は、図３に概略的に示すとおり、ソース／ドレイン電極の位置に対して位置付けられる直径１．１ｍｍの円の形状を有する。

【0159】

次にパターンをシクロヘキサノン中で１分間現像し、ＩＰＡで洗浄し、スピン乾燥法により乾燥させる。
バンク構造を作成した後、ＯＳＣ配合物リシコンＳ１２００（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｓ１２００）（登録商標）を基板上にスピン塗布し、次に１００℃のホットプレートで１分間アニールする。次にリシコンＤ１３９（Ｌｉｓｉｃｏｎ Ｄ１３９）誘電体（メルク・カー・ゲー・アー・アー）をスピン塗布し、１００℃のホットプレートで２分間アニールする。次に銀を、ゲート電極としてシャドウマスクを使用して蒸着させる。

【0160】

ボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達特性を図９に示す。オフ状態のドレイン電流が極めて低いことが見て分かる。
比較例２
トップゲート型ＯＦＥＴデバイスを、実施例４に記載されるとおり、但しバンク構造は含まず作製する。

【0161】

ボトムゲート型ＯＦＥＴデバイスの伝達特性を図１０に示す。バンク構造を設けたデバイスと比べてオフ状態のドレイン電流が著しく高いことが見て分かる。
実施例５：ＯＬＥＤデバイスにおける光パターニングされたバンク構造ポリマー材料
この評価には、ＤＭＭＩＭｅＮＢとＰＰＶＥＮＢとのコポリマー、コモノマーの比５４／４６、Ｍｗ＝４９，０００を使用した。

【0162】

コポリマーの溶液を、このコポリマーをＭＡＫ中に２０％（ｗ／ｗ）の濃度で溶解することにより作製した。光開始剤ＣＰＴＸ（アルドリッチの１−クロロ−４−プロポキシ−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン）を、コポリマーの１．５％（ｗ／ｗ）で添加した。得られた溶液を、０．４５μフィルタを使用してろ過した。

【0163】

フォトレジストの塗布前に、ガラス基板（コーニングＸＧガラス）を５０℃のメタノール中で５分間超音波処理することにより清浄にした。圧縮空気を送ることにより基板を乾燥させ、次に１５０℃のホットプレートに５分間置いた。

【0164】

次にコポリマー溶液をガラス基板上に１０００ｒｐｍの回転速度で３０秒間スピンコートした。次にコートされた基板を、１２０℃の温度のホットプレートで２０秒間ベークした。次に基板をマスクアライナに置き、３６５ｎｍフィルタを使用して紫外線に１０秒間露光させた。次に得られた構造を、スライドを撹拌なしに最初に２−ヘプタノン中に７０秒間浸漬することにより現像し、次にこれを取り出して１０００ｒｐｍの速度で３０秒間スピン乾燥させた。この過程を、現像溶媒としてＰＧＭＥＡを使用して繰り返す。

【0165】

フォトレジストの画像（ここでは正方形のサイズが２ｍｍ×２ｍｍである）を、図１１
ａに示す。
フォトレジストの画像（ここではピクセルのサイズが２５０μ×７５μである）を、図１１ｂに示す。

【0166】

ダイマティックス（Ｄｉｍａｔｉｘ）ＤＭＰ２８００シリーズインクジェットプリンタを使用して、インクＴＳＧ−００３（メルク・カー・ゲー・アー・アー（Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ）により供給される）をこのピクセル中に印刷した。ＬＣＰ（液晶高分子）カートリッジを使用し、インクジェット条件は、ノズル温度２５℃、プラテン温度３５℃、滴下間隔１５μであった。

【0167】

図１２ａ及び図１２ｂは、紫外線源を使用して撮影した顕微鏡写真を示す。良好な塗膜が得られ、ピクセル化構造内にインクが入っていることが見て分かる。また、インクがバンク構造材料を濡らしていないことも認められる。
実施例６：ＯＬＥＤデバイスにおけるインクジェットパターニングされたバンク構造ポリマー材料
この評価には、ＤＭＭＩＢｕＮＢとＮＢＣ_４Ｆ_９とのコポリマー、コモノマー比６４／３６、Ｍｗ１０２，０００を使用した。

【0168】

コポリマーの溶液を、このコポリマーを３−デカノン中に７．５％（ｗ／ｗ）の濃度で溶解することにより作製した。この材料に開始剤は不要である。得られた溶液を、０．４５μフィルタを使用してろ過した。

【0169】

フォトレジストの塗布前に、ＩＴＯコートガラス基板を、３％デコン９０（Ｄｅｃｏｎ
９０）溶液を使用して１０分間超音波処理することにより清浄にした。超音波処理後、これを水で６回洗浄し、次に水中で５分間超音波処理し、次に基板を乾燥させて、次にメタノール中で５分間超音波処理した；全ての超音波処理は６０℃で実施した。圧縮空気を送ることにより基板を乾燥させ、次に１５０℃のホットプレートに５分間置いた。

【0170】

コポリマー溶液を、ダイマティックス（Ｄｉｍａｔｉｘ）ＤＭＰ２８００シリーズインクジェットプリンタを使用して清浄な基板上に印刷した。ＬＣＰ（液晶高分子）カートリッジを使用し、インクジェット条件は、ノズル温度２５℃、プラテン温度６０℃、滴下間隔３０μであった。この後、３６５ｎｍ紫外線ランプを使用して１分間にわたり材料を硬化させた。

【0171】

図１３は、壁幅が約２５０μであって、内部ピクセル寸法が約１ｍｍ×１ｍｍの、インクジェット塗布したバンク構造の画像を示し、このパターンは個々の正方形で構成され、線が必ずしも一本にならない結果として各バンクの壁の間に小さい孔が形成される。この効果はフォトルミネセンス画像で見ることができる。

【0172】

ダイマティックス（Ｄｉｍａｔｉｘ）ＤＭＰ２８００シリーズインクジェットプリンタを使用して、インクＴＳＧ−００３（メルク・カー・ゲー・アー・アー（Ｍｅｒｃｋ ＫＧａＡ）により供給される）をこのピクセル中に印刷した。ＬＣＰ（液晶高分子）カートリッジを使用し、インクジェット条件は、ノズル温度２５℃、プラテン温度２５℃、滴下間隔１５μであった。

【0173】

図１４は、紫外線源を使用して撮影した顕微鏡写真を示す。印刷されたバンク構造がインクを十分に含むことが見て分かり、均一な成膜が見られる。正方形を印刷したため、それらの正方形の間に、バンク構造材料が当接せずに隣接するピクセル間に小さい島を形成した範囲があった。これらが正方形間の白い点として見える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図12a】

【図12b】

【図13】

【図14】