JP5620991B2 - 表面改質 - Google Patents

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Description

本発明は、表面の改質に関し、特に、フッ素化ポリマー表面上の非フッ素化物質の堆積を可能とするようなフッ素化ポリマー表面の改質に関する。本発明は、薄膜トランジスタ等の薄膜デバイスの分野において特に有用となり得る。
トランジスタは、バイポーラ接合トランジスタおよび電界効果トランジスタの２つの主要な種類に分けることができる。これらの種類は両方とも、チャネル領域において間に半導体材料が配置された３つの電極を備える共通の構造を有する。バイポーラ接合トランジスタの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、一方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ている。バイポーラ接合トランジスタは、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り制御されるため、電流操作型デバイスということができる。対照的に、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り制御されるため、電圧操作型デバイスということができる。
トランジスタはまた、正電荷担体（正孔）または負電荷担体（電子）を伝導する半導体材料を備えているかによって、それぞれｐ型およびｎ型に分類することができる。半導体材料は、電荷を受容、伝導、および供与する能力に従い選択することができる。正孔または電子を受容、伝導および供与する半導体材料の能力は、材料のドーピングにより向上させることができる。
例えば、ｐ型トランジスタデバイスは、正孔の受容、伝導および供与に効率的である半導体材料を選択し、半導体材料からの正孔の注入および受容に効率的である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り、形成することができる。電極内のフェルミ準位と半導体材料の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）準位との良好なエネルギー準位の整合により、正孔の注入および受容が向上され得る。対照的に、ｎ型トランジスタデバイスは、電子の受容、伝導および供与に効率的である半導体材料を選択し、半導体材料への電子の注入および半導体材料からの電子の受容に効率的である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り、形成することができる。電極内のフェルミ準位と半導体材料の最低空軌道（ＬＵＭＯ）準位との良好なエネルギー準位の整合により、電子の注入および受容が向上され得る。
トランジスタは、成分を薄膜として堆積させて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成することにより、形成され得る。そのようなデバイスにおける半導体材料として有機材料が使用される場合、デバイスは有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）として知られる。
ＯＴＦＴは、溶液処理等の安価な低温法により製造され得る。さらに、ＯＴＦＴは、フレキシブルプラスチック基板に適合し、ロールツーロールプロセスにおけるフレキシブル基板上へのＯＴＦＴの大規模製造の可能性を提供する。
図１を参照すると、ボトムゲート有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）の一般的構造は、基板１０上に堆積されたゲート電極１２を備える。誘電材料の絶縁層１１は、ゲート電極１２の上に堆積され、ソースおよびドレイン電極１３、１４は、誘電材料の絶縁層１１の上に堆積される。ソースおよびドレイン電極１３、１４は離間し、ゲート電極１２の上に位置するチャネル領域をその間に画定する。有機半導体（ＯＳＣ）材料１５が、ソースおよびドレイン電極１３、１４を接続するためにチャネル領域に堆積される。ＯＳＣ材料１５は、少なくとも部分的に、ソースおよびドレイン電極１３、１４の上に延在し得る。
あるいは、有機薄膜トランジスタの最上部にゲート電極を提供し、いわゆるトップゲート有機薄膜トランジスタを形成することが知られている。そのような構造において、ソースおよびドレイン電極は基板上に堆積され、離間してその間にチャネル領域を画定する。有機半導体材料の層がチャネル領域に堆積されてソースおよびドレイン電極を接続し、また少なくとも部分的にソースおよびドレイン電極の上に延在し得る。誘電材料の絶縁層が有機半導体材料の上に堆積され、また同様に少なくとも部分的にソースおよびドレイン電極の上に延在し得る。ゲート電極が絶縁層の上に堆積され、チャネル領域の上に位置付けられる。
有機薄膜トランジスタは、硬質またはフレキシブル基板上に作製することができる。硬質基板は、ガラスまたはシリコンから選択することができ、フレキシブル基板は、薄いガラスまたはポリ（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）、ポリカーボネートおよびポリイミド等のプラスチックを含み得る。
有機半導体材料は、好適な溶媒の使用による溶液加工が可能とされてもよい。例示的な溶媒は、トルエンおよびキシレン等のモノ−またはポリ−アルキルベンゼン、テトラリン、ならびにクロロホルムを含む。好ましい溶液堆積技術は、スピンコーティングおよびインクジェット印刷を含む。他の溶液堆積技術は、ディップコーティング、ロール印刷およびスクリーン印刷を含む。
ソース電極とドレイン電極との間に画定されるチャネルの長さは、最長５００ミクロンであってもよいが、好ましくは、長さは２００ミクロン未満、より好ましくは１００ミクロン未満、最も好ましくは２０ミクロン未満である。
ゲート電極は、例えば金属（例えば金）または金属化合物（例えばインジウムスズ酸化物）等、広範な導電性材料から選択することができる。あるいは、導電性ポリマーを、ゲート電極として堆積させることができる。そのような導電性ポリマーは、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、および上述の他の溶液堆積技術を使用して、溶液から堆積させることができる。
誘電材料は、当技術分野において知られているような熱蒸発、真空処理またはラミネーション技術により堆積させることができる。あるいは、誘電材料は、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、および上述の他の溶液堆積技術を使用して、溶液から堆積させることができる。
誘電材料が溶液から有機半導体上に堆積される場合、有機半導体の溶解がもたらされるべきではない。同様に、誘電材料は、有機半導体が溶液からその上に堆積される場合、溶解するべきではない。そのような溶解を回避する技術は、いわゆる「直交」溶媒の使用、例えば下の層を溶解しない最上層の堆積用の溶媒の使用、および／または下の層の架橋を含む。
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。
誘電材料は、フッ素化ポリマーを含み得ることが知られている。好適なフッ素化ポリマーは、パーフルオロシクロオキシ脂肪族ポリマー（ＣＹＴＯＰ）、パー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）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、Ｋａｌｒｅｚ（登録商標）またはＴｅｃｎｏｆｌｏｎ（登録商標）等のパーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）等のフルオロエラストマー、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）、ならびにテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびフッ化ビニリデンのポリマー（ＴＨＶ）を含む。
フッ素化ポリマーは、以下を含むいくつかの有利な特性を有し得るため、特に有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）の分野において、誘電材料の魅力的な選択肢である。
（ｉ）優れたスピンコーティング特性、例えば（ａ）多種多様な表面に対する濡れ性、および（ｂ）多層コーティングを行う選択肢を有する製膜。
（ｉｉ）化学的不活性。
（ｉｉｉ）ほぼ完全な溶媒直交性：結果として、ＯＳＣが誘電体のスピンコーティングに使用される溶媒に溶解するリスクが、ゲート電極のインクジェットに使用される溶媒との相互作用のリスクと同様最小限である。
（ｉｖ）高い疎水性：これは、フッ素化ポリマー誘電体における低い水分吸収および低いイオン性不純物移動度（低いヒステリシス）をもたらすため、有利となり得る。
しかしながら、ＯＴＦＴにおける誘電材料としてのフッ素化ポリマーの使用は、多くの課題を提供する。
第一に、フッ素化ポリマー上に堆積される導電性ポリマー等の物質の良好な濡れ性を達成するのが困難である。例えば、トップゲート有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）において、１種または複数種の導電性ポリマーを含む導電性インクが、ゲート電極を絶縁層上にインクジェット印刷するのに使用され得る（より一般的には、トップゲートデバイスにおいて、ゲート電極を印刷するのに金属コロイドインクが使用される）が、これは、絶縁層がフッ素化ポリマーを含む場合困難となり得る。
第二に、フッ素化ポリマー表面への導電性インク等の物質の接着が、堆積後の乾燥およびアニールの間および／またはその後において不十分となり得る。
第三に、デバイスをカプセル化することが所望される場合、接着剤が使用され得るが、最も一般的に使用される接着剤とフッ素化ポリマー表面との間の良好な接着を達成するのが困難となり得る。
これらの問題の１つまたは複数を軽減または解決するべく、多くのアプローチがなされてきた。
アプローチの第１のカテゴリーは、一般に反応性処理と呼ぶことができる。そのような処理の一例において、フッ素化ポリマーは、強い還元剤として機能する液体アンモニア中のナトリウムまたはＴＨＦ中のナトリウムナフタレンを使用して処理され、Ｃ−Ｆ結合の開裂、ならびにフッ化ナトリウム、炭素基およびカルボアニオンの形成がもたらされる。脱フッ素化は急速に生じ得る。
ある研究において、Ｈａら［Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ ３３、Ｎｏ．３、１６９〜８４頁（１９９１）］は、パーフルオロアルコキシコポリマー（ＰＦＡ）のナトリウムナフタレニド処理が、１１２ｎｍの深さまで不飽和を導入し、−ＯＨ、−Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯＨ等の酸素含有官能基が最初の数ｎｍに集中していることを示した。
報告されている別の研究において、Ｍａｒｃｈｅｓｉら［Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ ３６、Ｎｏ．１、５５〜６９頁（１９９１）］は、周囲温度で、ＴＨＦ中のナトリウムナフタレニドで様々なフッ素化ポリマーを処理した。彼らは、ＰＦＡ、ＦＥＰおよびＰＴＦＥに対して、処理された深さが１１２〜１５０ｎｍの範囲内であることを突き止めた。
これらの処理は、「溝状」のトポグラフィーをもたらすと報告されている［Ｌｉｎら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １４、Ｎｏ １、１〜１４頁（２０００）］。
別の研究において、ＣａｓｔｅｌｌｏおよびＭｃＣａｒｔｈｙ［Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２０、Ｎｏ．１１、２８１９〜２８頁（１９８７）］は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中のベンゾインジアニオンのカリウム塩によるＰＴＦＥの還元が、ＰＴＦＥ表面の若干の変色および表面エネルギーの著しい増大をもたらすことを発見した。
また、この処理は、一連のフッ素ポリマーに成功裏に適用可能であったが、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）ＡＦ（ＴＦＥおよびパーフルオロ２，２−ジメチル−１，３ジオキソールのコポリマー）は完全に不活性であったことが報告されている［Ｈｕｎｇら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ５５、Ｎｏ．４、５４９〜５９頁（１９９５）］。
湿式化学還元処理は、危険で取扱いが困難となり得る極めて反応性の高い化学物質の使用を含むことが容易に理解される。上述の還元処理はすべて、例えば液体アンモニア中のナトリウム、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中のナトリウムナフタレニド、またはＤＭＳＯ中のベンゾインジアニオンのカリウム塩等、溶媒に溶解した強力な電子供与体の使用を含む。フッ素化ポリマー表面の還元は、フッ素化物アニオンの放出をもたらし、これは、還元液に溶解したフッ素化ナトリウムまたはフッ素化カリウムとして洗い流される。
さらに、そのような処理は、フッ素化ポリマー表面の望ましくない粗面化をもたらし得る。またさらに、そのような処理は、ＯＴＦＴ等のデバイスの性能に影響を与える不純物を導入し得る。
いわゆるプラズマ処理は、フッ素化ポリマー表面の改質の第２のアプローチである。例えば、ＰＴＦＥ表面は、酸素またはアルゴンプラズマ中での短時間（１０〜２０秒）の処理後、水湿潤性となることが知られている。また、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）に対する真空蒸着金膜の接着性が、これらの処理後に増加することが知られている。酸素プラズマは、ＰＴＦＥ表面上に、Ｃ＝Ｏ、−ＣＨ2、および−ＣＨＦ基を導入すると言われている［Ｋｉｎｂａｒａら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ７、Ｎｏ．５、４５７〜６６頁（１９９３）］。
別の研究において、Ｉｎａｇａｋｉら［Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ３、Ｎｏ．８、６３７〜４９頁（１９８９）］は、ＰＴＦＥ表面に対するＮＨ3−プラズマ処理の効果について研究した。１６度もの小さい水接触角が観察され、広範囲の脱フッ素化に伴ってカルボニルおよびアミド表面基の形成が生じたことを報告している。
プラズマプロセスにおける反応性シラン（例えば、３−アミノプロピルエトキシシラン）の使用もまた調査されている。反応性シランは、ＰＴＦＥ等の不活性フッ素ポリマーの表面に共有結合することができ、後に接着促進剤として機能し得ることが報告されている（「Ｃｏｌｄ Ｇａｓ Ｐｌａｓｍａ ａｎｄ Ｓｉｌａｎｅｓ」、Ｓ．Ｌ．Ｋａｐｌａｎ、Ｆｏｕｒｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｉｌａｎｅｓ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ａｇｅｎｔｓ、６月１１〜１３日、２００３年、Ｏｒｌａｎｄｏ、Ｆｌｏｒｉｄａ）。
フッ素化ポリマー表面改質の別の一般的な種類のアプローチにおいて、フッ素系界面活性剤の使用が調査されている。
例えば、Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製の接着促進剤であるＺｏｎｙｌ ＦＳＮは、他の膜がフッ素ポリマーＴＦＥ ＡＦに接着するのを補助し得ることが知られている。米国特許第５，４０３，４３７号は、フォトレジスト溶液に５％ＺＦＳＮＦを添加し、ＴＦＥ ＡＦ上に７０℃でフォトレジストを塗布することにより、約９８％の被覆率を得ることができることを開示している。フォトレジスト溶液を２回塗布することにより、完全被覆が得られると言われている。
また、親水性デキストランオリゴ糖および疎水性パーフルオロウンデカノイル基がポリ（ビニルアミン）骨格上に逐次的に組み込まれた、ポリ（Ｎ−ビニルデキストランアルドンアミド−ｃｏ−Ｎ−ビニルパーフルオロウンデカンアミド）等のポリマー性フルオロカーボン界面活性剤は、ＰＴＦＥ表面上への安定な界面活性剤の吸着および接着を示すことが示されている［Ｓ．Ｗａｎｇら、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ３７（９）、３３５３〜３３５９頁（２００４）］。
フッ素系界面活性剤の方法に関連した問題は、（液体）フッ素系界面活性剤分子の使用が、電子デバイス内の活性層（例えば、ＯＴＦＴ内のＯＳＣ層）への界面活性剤分子の拡散をもたらす可能性を有し得ることである。
したがって、従来技術に関連した欠点の影響を受けない、または少なくともそれを低減する、フッ素化ポリマー表面のための表面改質技術が必要とされている。
本発明の第１の態様は、フッ素化ポリマー表面を改質する方法であって、
フッ素化ポリマー表面の少なくとも一部上に第１の層すなわち湿潤層を堆積させるステップであって、湿潤層は第１のポリマーを含み、第１のポリマーはパーフルオロ化芳香族ポリマーであるステップと、
湿潤層の少なくとも一部上に第２の層を堆積させるステップであって、第２の層は第２のポリマーを含み、第２のポリマーは、第１のポリマーより低いフッ素化度を有する芳香族ポリマーであり、それにより第２の層は、第１のポリマーより低いフッ素化度を有する物質、例えば非フッ素化物質が堆積可能である表面を提供するステップと
を含む方法を提供する。
図１は、ボトムゲート有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）の一般的構造を示す。 図２は、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）の化学構造を示す。
好ましくは、第２のポリマーは、非フッ素化ポリマーである。
パーフルオロ化芳香族ポリマーは、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（ペンタフルオロスチレン）およびポリスチレン−ｃｏ−ペンタフルオロスチレンから選択され得る。
非フッ素化芳香族ポリマーは、ポリ（スチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリイミド、ポリベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリビニルフェノールおよびポリビニルピリジンから選択され得る。
湿潤層は、いくつかの基準に従い選択される。第一に、湿潤層は、特に乾燥時におけるＰＴＦＥ等のフッ素化ポリマーへの良好な接着性を示す必要がある。
ＰＴＦＥは、パーフルオロ化飽和ポリマーの一例である。パーフルオロ化芳香族ポリマーは、当該ポリマーがＰＴＦＥ表面上に付着する上でＰＴＦＥに十分類似し得ることが判明した。
パーフルオロ化芳香族ポリマー、例えばポリ（ペンタフルオロスチレン）を含む湿潤層は、次いで、後に堆積される非フッ素化芳香族ポリマーまたは分子のための固着層として機能し得る。
特定のパーフルオロアレーン−アレーン相互作用が、そのような後に堆積される非フッ素化芳香族ポリマーまたは分子を、湿潤層に付着させる。
パーフルオロアレーン−アレーン相互作用は、非共有結合であり、芳香族ｐ系の間に生じる。芳香環は、典型的には、電子供与または電子求引置換基を導入することにより改質することができる、四極子モーメントを有する。例えば、ベンゼンの６個全てのプロトンが６個の電気陰性フッ素原子で置き換えられた場合、ベンゼンの四極子モーメント（ＱＣ6Ｈ6＝−２９ｘ１０-40Ｃｍ-2）は、大きさは同様であるが逆の符号を有するヘキサフルオロベンゼンの四極子モーメント（ＱＣ6Ｆ6＝３２ｘ１０-40Ｃｍ-2）に変化することが判明している［Ｍ．Ｒ．Ｂａｔｔａｇｌｉａら、Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８、４２１（１９８１）］。
パーフルオロアレーン−アレーン相互作用は、無限円柱において交互に積み重なったほぼ平行な分子を示す結晶複合体をもたらし得ることが報告されている［Ｊ．Ｈ．Ｗｉｌｌｉａｍｓ、Ｊ．Ｋ．Ｃｏｃｋｃｒｏｆｔ、Ａ．Ｎ．Ｆｉｔｃｈ．Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．、Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．３１、１６５５（１９９２）］。
したがって、有利には、湿潤層は、ＰＴＦＥ基板、ならびに芳香族非フッ素化ポリマーおよび／または分子を含む後に堆積される層の両方に対して、良好な接着性を示し得る。
さらに、本発明は、例えば化学的に極めて反応性の高い、不安定で潜在的に危険な溶液への含浸によるフッ素化ポリマー表面の化学改質に依存しないことが理解される。
好ましくは、湿潤層は、スピンコーティングまたはインクジェット印刷等の溶液堆積技術を使用して堆積され得る。そのようにして堆積される溶液中のパーフルオロ化芳香族ポリマーの濃度は、好ましくは、約５重量％未満である。より好ましくは、溶液中のパーフルオロ化芳香族ポリマーの濃度は、約１重量％未満、例えば約０．２重量％である。
第２の層は、非フッ素化芳香族ポリマーを含み、湿潤層の少なくとも一部上に堆積され、スピンコーティング等の溶液堆積技術を使用して堆積され得る。そのようにして堆積される溶液中の非フッ素化芳香族ポリマーの濃度は、好ましくは、約５重量％未満である。より好ましくは、溶液中の非フッ素化芳香族ポリマーの濃度は、約１重量％未満、例えば約０．２重量％である。
非フッ素化芳香族ポリマーを含む前記さらなる層の上に、好ましくはスピンコーティング等の溶液堆積技術を使用して、１つまたは複数の追加の層が堆積されてもよい。１つまたは複数の追加の層は、表面エネルギーをさらに変更し得る。追加的に、または代替的に、より高い極性および／またはより低い共役度のポリマーを連続して含有する層が堆積されてもよい。
本発明に従い、スピンコーティング等の溶液堆積技術を使用する場合、適切な溶媒を選択することが重要である。
湿潤層を堆積させる場合、選択される溶媒系は、典型的には、フッ素化ポリマー表面に対する良好な濡れ性を確実とするために、高い割合のフッ素化溶媒を含有する必要がある。しかしながら、フッ素化ポリマー表面に対する良好な濡れ特性を有する完全フッ素化溶媒系は、フッ素化ポリマー下層を溶解し得るという危険性がある。また、堆積後に湿潤層に残留する任意の残留フッ素化溶媒は、後の非フッ素化芳香族ポリマー含有層の堆積に必要なパーフルオロアレーン−アレーン相互作用に対し、悪影響を有し得る。
したがって、非フッ素化溶媒（例えばＭＥＫまたはクロロホルム）を含む溶媒混合物が好ましくなり得る。特に、パーフルオロ化芳香族ポリマーは、フッ素化溶媒（例えばヘキサフルオロベンゼン）および非フッ素化溶媒の混合物に溶解し得る。非フッ素化溶媒に対するフッ素化溶媒の体積比は、約２：１となり得る。
フッ素／非フッ素溶媒の組合せの代替例は、オクタフルオロトルエン：クロロホルムおよびパーフルオロベンゼン／メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を含む。
非フッ素化溶媒に対するフッ素化溶媒の比は、５：１から１：５の間、好ましくは５：１から１：１の間であってもよい。
好ましい濃度比は、フッ素化溶媒成分に対するフッ素化ポリマーの溶解度に依存する。例えば、フッ素化ポリマーが極めて溶解性である場合、フッ素ポリマー層の完全性を確保するためには、より高い含量の非フッ素化溶媒が必要である。
好ましくは、非フッ素化溶媒は、フッ素化溶媒よりも低い沸点を有し得る。
フッ素化溶媒および非フッ素化溶媒は、スピンコーティングプロセス中に生じる全ての濃度比において完全に混和性である必要がある。例えば、まず、フッ素化ポリマー表面に対する溶液の良好な濡れ性を確実とするために、フッ素化成分が支配的であってもよい。しかしながら、混合物は、典型的には、フッ素化ポリマー下層を溶媒混合物への溶解から保護するために、十分に高い非フッ素化溶媒含量を含有する。
非フッ素化溶媒に対するフッ素化溶媒の濃度比は、乾燥中に変化し得る。好ましくは、非フッ素化溶媒成分は、フッ素化溶媒成分と比較してより低い沸点を有し得る。したがって、乾燥中、非フッ素化溶媒成分はより速く蒸発し、混合物中のフッ素化成分の相対的濃縮をもたらす。このフッ素化成分の濃縮は、乾燥中、フッ素化ポリマー下層のパーフルオロ化芳香族ポリマーの溶液に対する溶解度の増加をもたらし得る。有利には、これによって、段階的または混合界面を形成し、結果として、フッ素化ポリマー表面に対する湿潤層の接着性の改善をもたらすことができる。
本発明の第２の態様は、フッ素化ポリマーを含む基板と、その上に位置する複数の連続層であって、最上層はフッ素含まない連続層とを有する電子デバイス、好ましくはＴＦＴを提供する。
好ましくは、非フッ素化基板は、最上層の上に位置してもよく、例えば最上層に接着していてもよい。
本発明のさらなる態様またはより具体的な態様は、
フッ素化ポリマーを含有する絶縁層と、
絶縁層の少なくとも一部を被覆する第１の層すなわち湿潤層であって、パーフルオロ化芳香族ポリマーを含む湿潤層と、
湿潤層の少なくとも一部を被覆し、第１のポリマーより低いフッ素化度を有する第２のポリマー、例えば非フッ素化芳香族ポリマーを含む第２の層と、
非フッ素化物質を含む少なくとも１つの部分と
を備え、湿潤層およびさらなる層は、一緒になって、絶縁層と非フッ素化物質を含む前記部分または各部分との間の接着層を構成する、電子デバイス、好ましくは薄膜トランジスタを提供する。
好ましくは、非フッ素化物質を含む前記部分または各部分は、電極、例えばゲート電極を備えてもよい。
例えば、本発明は、有利には、トップゲートＯＴＦＴの作製中、接着層上へのゲート電極の直接インクジェット印刷を可能とし得る。
さらに、ゲート電極材料のエッチング速度が、絶縁層およびその下の半導体層、例えばＯＳＣ層のエッチング速度より大幅に低い場合、後にインクジェット印刷ゲート電極を、プラズマ乾式エッチングプロセスによるフッ素化および半導体層のパターニングのためのエッチングマスクとして使用することができる。
好ましくは、第１のポリマーは、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（ペンタフルオロスチレン）、ポリスチレン−ｃｏ−ペンタフルオロスチレンから選択される。
好ましくは、第２のポリマーは、ポリ（スチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリイミド、ポリベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリビニルフェノール、ポリビニルピリジンの群から選択される。
いくつかの実施形態において、デバイスは、第２の層と非フッ素化物質を含む前記部分または各部分との間の１つまたは複数のさらなる層、例えば第３の層をさらに備えてもよく、さらなる層すなわち第３の層は、第２のポリマーより低い共役度および／またはより高い極性を有する第３のポリマーを含んでもよい。
本発明の別の態様は、電子デバイスの製造方法であって、電子デバイスは、フッ素化ポリマー表面を備え、前記方法は、
フッ素化ポリマー表面を有するデバイスの一部を提供するステップと、
フッ素化ポリマー表面の少なくとも一部上に第１の層すなわち湿潤層を堆積させるステップであって、湿潤層は第１のポリマーを含み、第１のポリマーは実質的にパーフルオロ化された芳香族ポリマーであるステップと、
湿潤層の少なくとも一部を被覆し、第２のポリマーを含む第２の層を堆積させるステップであって、第２のポリマーは、第１のポリマーより低いフッ素化度を有する芳香族ポリマーであり、湿潤層および第２の層は、一緒になって、絶縁層と非フッ素化物質との間の接着層を構成するステップと、
第１のポリマーより低いフッ素化度を有する物質を含有する少なくとも１種の化合物、例えば非フッ素化物質を、接着層の少なくとも一部上に堆積させるステップと
を含む方法を提供する。
有利には、本発明は、フッ素化ポリマー外面または頂面を有するデバイスをカプセル化するために、有効に適用することができる。
本発明のさらなる態様は、フッ素含有ポリマーをフッ素化表面上に堆積させる方法であって、フッ素含有ポリマーを、フッ素化溶媒種および非フッ素化溶媒種を含有する溶媒混合物に溶解するステップであって、非フッ素化溶媒種は、好ましくは、フッ素化溶媒種より低い沸点を有するステップと、溶解したフッ素含有ポリマーを、フッ素化表面と接触させ、フッ素含有ポリマーの層をフッ素化表面上に形成するステップとを含む方法を提供する。
ここで、本発明をより完全に理解することができるように、例示のみを目的として、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。
図２は、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）の化学構造を示す。
この実施例では、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）を、スピンコーティングによりフッ素化ポリマー表面上に堆積させた。
ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）は、主にペンタフルオロフェニル基を有するコポリマーであり、グリシジルメタクリレートの割合はわずか約１０％である。ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）の構造は、図２に示される。
フッ素化ポリマー表面は、ＦＣ−７０（パーフルオロトリペンチルアミン）およびＦＣ−７５（パーフルオロ−２−ｎ−ブチルＴＨＦ）（共に３Ｍ社から供給されている）の１：１混合物中の２％ＰＴＦＥ溶液を、ガラス基板上にスピンコーティングすることにより調製した。スピンコーティングは、１０００ｒｐｍで２０秒間行った。これに続いて、空気中で１０分間、１００℃でアニールした。
（ｉ）ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）をヘキサフルオロベンゼンに溶解する、（ｉｉ）ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）を、ヘキサフルオロベンゼンおよびクロロホルムの２：１（体積比）混合物に溶解する、ならびに（ｉｉｉ）ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）をクロロホルムに溶解することで、３種のポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）溶液を調製した。
ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）溶液を、それぞれフッ素化ポリマー表面上にスピンコーティングした。スピンコーティングは、１０００ｒｐｍで６０秒間行った。これに続いて、空気中で１０分間、１００℃でアニールした。
ヘキサフルオロベンゼン／クロロホルム混合物からのポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）のスピンコーティングでは、フッ素化ポリマー表面上への高品質フィルムの形成がもたらされた。
また、ヘキサフルオロベンゼンからのポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）のスピンコーティングでは、粗い膜が得られることが判明した。これはおそらく、乾燥プロセス中のヘキサフルオロベンゼンによるフッ素化ポリマー表面の部分的溶解に起因するものであった。
比較として、クロロホルムからのポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）のフッ素化ポリマー表面上へのスピンコーティングは、溶液とフッ素化ポリマー表面との間の完全な脱湿潤に起因して不可能であることが判明した。
したがって、ヘキサフルオロベンゼン／クロロホルム混合物からのポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）のスピンコーティングは、最善の結果をもたらしたことが理解される。
いかなる理論にも束縛されることを望まないが、これは以下のように説明することができると考えられる。スピンコーティングプロセスの初期段階中、クロロホルム成分、すなわち非フッ素化成分が、フッ素化ポリマー表面が溶解するのを防止し、一方溶液のヘキサフルオロベンゼン（フッ素化成分）含量は、フッ素化ポリマー表面に対するポリマー溶液の良好な濡れ性を確実とするのに十分に高い。
クロロホルムは、ヘキサフルオロベンゼンの沸点（８２℃）より低い沸点（６２．３℃）を有する。したがって、クロロホルムはヘキサフルオロベンゼンより速く蒸発し、それにより、乾燥プロセス中のポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）ポリマーの沈殿が防止される。クロロホルムが蒸発するに従い、溶媒は比較的ヘキサフルオロベンゼンに富むようになり、結果として、フッ素化ポリマー表面を部分的に溶解し得る。これは、フッ素化ポリマーとポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）ポリマーとの間の混合をもたらすことができ、これによって、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）のフッ素化ポリマー表面への接着性がさらに改善され得る。
実験のさらなる段階において、非フッ素化芳香族ポリマー、つまりポリスチレンを、それ自体はフッ素化ポリマー表面上に堆積しているポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）層上に堆積させた。ポリスチレンのトルエン中の希釈溶液を、１０００ｒｐｍで６０秒間、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）層上にスピンコーティングした。スピンコーティングおよび最高１００℃の温度でのアニール中、ポリスチレン層の脱湿潤は観察されなかった。
この実施例は、フッ素化ポリマー表面上へのポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）湿潤層の堆積に関する限りは実施例１と同様である。
しかしながら、この実施例では、非フッ素化芳香族小分子、つまりトリイソプロピルシリルエチニル（ＴＩＰＳ）ペンタセンを、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）層上に堆積させた。ポリスチレンと比較して、ＴＩＰＳペンタセンは、その強烈な色および結晶性に起因して、より容易に観察され得る。
第１の実験において、トルエンに溶解したＴＩＰＳペンタセンを、１０００ｒｐｍで６０秒間、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）層上にスピンコーティングした。
トルエンからのＴＩＰＳペンタセンのスピンコーティングでは、青みを帯びた薄いＴＩＰＳペンタセン膜の形成がもたらされた。恐らくは、スピンコーティング中のＴＩＰＳペンタセン／トルエン溶液に対するポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）湿潤層のいくらかの溶解に起因して、局所的な膜欠陥が観察された。
さらなる実験において、テトラリンに溶解したＴＩＰＳペンタセンを、１０００ｒｐｍで６０秒間、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）層上にスピンコーティングした。
この場合、恐らくは、テトラリンが比較的緩やかに蒸発し、それにより湿潤層がテトラリンに溶解し得たことに起因して、フッ素化ポリマー表面からのポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）湿潤層の完全な脱湿潤が観察された。
したがって、非フッ素化芳香族ポリマーまたは分子がそこからスピンコーティングされる溶液は、好ましくは比較的速やかに蒸発するべきであることが理解される。
トルエンに加えて、またはその代わりとして、他の好適な溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、キシレン、メシチレン、４−メトキシベンゼンまたはクロロベンゼンを含み得る。
他の好適なフッ素化ポリマー表面は、パーフルオロシクロオキシ脂肪族ポリマー（ＣＹＴＯＰ）、パー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）、ポリフッ化ビニル（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）、Ｋａｌｒｅｚ（登録商標）またはＴｅｃｎｏｆｌｏｎ（登録商標）等のパーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）等のフルオロエラストマー、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）、ならびにテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびフッ化ビニリデンのポリマー（ＴＨＶ）を含み得る。
いくつかの実施形態において、電子デバイスの接着層と非フッ素化層との間に、他の層が提供されてもよい。構造の他の部分に他の層が提供されてもよい。
本発明は、フッ素勾配が必要とされる（すなわち、構造を横断するにつれて、フッ素化度が変化する、例えばより低くまたはより高くなる）他の分野において使用することができる。したがって、この概念を使用して、非フッ素化構造から離れるにつれてフッ素濃度を増加させることができる。
おそらく、当業者は多くの他の効果的な代替例を思い付くであろう。本発明は、記載された実施形態に限定されず、本明細書に添付される特許請求の精神および範囲内にある、当業者に明らかな修正を包含することが理解される。

Claims (45)

  1. フッ素化ポリマー表面を改質する方法であって、
    フッ素化ポリマー表面の少なくとも一部上に第１の層を堆積させるステップであって、第１の層は第１のポリマーを含み、第１のポリマーは実質的にパーフルオロ化芳香族ポリマーであるステップと、
    第１の層の少なくとも一部上に第２の層を堆積させるステップであって、第２の層は第２のポリマーを含み、第２のポリマーは、前記第１のポリマーより低いフッ素化度を有する芳香族ポリマーであり、それにより第２の層は、第１のポリマーより低いフッ素化度を有する物質、例えば非フッ素化物質が堆積可能である表面を提供するステップと
    を含む方法。
  2. 第２のポリマーが、非フッ素化芳香族ポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 第１の層が、溶液堆積技術、例えばスピンコーティングまたはインクジェット印刷を使用して堆積される、請求項１または請求項２に記載の方法。
  4. 第１のポリマーが、フッ素化溶媒および非フッ素化溶媒を含む第１の溶媒系に溶解している、請求項３に記載の方法。
  5. 第１の溶媒系におけるフッ素化溶媒：非フッ素化溶媒の比が、５〜１：１〜５、例えば５〜１：１である、請求項４に記載の方法。
  6. フッ素化溶媒が、ヘキサフルオロベンゼン、オクタフルオロトルエンの群から選択される、請求項４または請求項５に記載の方法。
  7. 非フッ素化溶媒が、クロロホルム、メチルエチルケトンの群から選択される、請求項４から６のいずれかに記載の方法。
  8. 非フッ素化溶媒が、フッ素化溶媒よりも低い沸点を有する、請求項４から７のいずれかに記載の方法。
  9. 第１の溶媒系における第１のポリマーの濃度が、約５重量％未満である、請求項４から８のいずれかに記載の方法。
  10. 第１のポリマーが、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（ペンタフルオロスチレン）、ポリスチレン−ｃｏ−ペンタフルオロスチレンの群から選択される、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
  11. 第２の層が、溶液堆積技術、例えばスピンコーティングまたはインクジェット印刷を使用して堆積される、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
  12. 第２のポリマーが、第２の溶媒系に溶解している、請求項１１に記載の方法。
  13. 第２の溶媒系における第２のポリマーの濃度が、約５重量％未満である、請求項１２に記載の方法。
  14. 第２のポリマーが、ポリ（スチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリイミド、ポリベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリビニルフェノール、ポリビニルピリジンの群から選択される、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
  15. 第２の層の少なくとも一部上に第３の層を堆積させるステップを含み、第３の層は、第２のポリマーより低い共役度および／またはより高い極性を有する第３のポリマーを含む、請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
  16. 第３の層が、溶液堆積技術、例えばスピンコーティングまたはインクジェット印刷を使用して堆積される、請求項１５に記載の方法。
  17. 基板を有する電子デバイスであって、フッ素化ポリマー、その上の、実質的にパーフルオロ化された芳香族ポリマーを含む第１の層、その上に位置する１つまたは複数の連続層を備え、最上層はフッ素を含まない、デバイス。
  18. フッ素化ポリマーを含有する絶縁層と、
    絶縁層の少なくとも一部を被覆する第１の層であって、実質的にパーフルオロ化された芳香族ポリマーを含む第１のポリマーを含む、第１の層と、
    第１の層の少なくとも一部を被覆し、第１のポリマーより低いフッ素化度を有する第２のポリマーを含む第２の層と、
    非フッ素化物質を含む少なくとも１つの部分と
    を備え、第１の層および第２の層は、一緒になって、絶縁層と非フッ素化物質を含む前記部分または各部分との間の接着層の少なくとも一部を構成する、電子デバイス。
  19. 第１のポリマーが、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（ペンタフルオロスチレン）、ポリスチレン−ｃｏ−ペンタフルオロスチレンの群から選択される、請求項１８に記載の電子デバイス。
  20. 第２のポリマーが、ポリ（スチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリイミド、ポリベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリビニルフェノール、ポリビニルピリジンの群から選択される、請求項１８または１９に記載の電子デバイス。
  21. 第２の層と非フッ素化物質を含む前記部分または各部分との間の第３の層をさらに備え、第３の層は、第２のポリマーより低い共役度および／またはより高い極性を有する第３のポリマーを含む、請求項１８、１９または２０に記載の電子デバイス。
  22. 薄膜トランジスタである、請求項１８から２１のいずれかに記載の電子デバイス。
  23. 電子デバイスを製造する方法であって、電子デバイスは、フッ素化ポリマー表面を有する絶縁層を備え、前記方法は、
    フッ素化ポリマー表面の少なくとも一部上に第１の層を堆積させるステップであって、第１の層は第１のポリマーを含み、第１のポリマーは実質的にパーフルオロ化された芳香族ポリマーであるステップと、
    第１の層の少なくとも一部を被覆し、第２のポリマーを含む第２の層を堆積させるステップであって、第２のポリマーは、第１のポリマーより低いフッ素化度を有する芳香族ポリマーであり、第１の層および第２の層は、一緒になって、絶縁層と非フッ素化物質との間の接着層の少なくとも一部を構成するステップと、
    非フッ素化物質を含有する少なくとも１種の化合物を、接着層の少なくとも一部上に堆積させるステップと
    を含む方法。
  24. 第２のポリマーが、非フッ素化芳香族ポリマーを含む、請求項２３に記載の方法。
  25. 第１の層が、溶液堆積技術、例えばスピンコーティングまたはインクジェット印刷を使用して堆積される、請求項２３または２４に記載の方法。
  26. 第１のポリマーが、フッ素化溶媒および非フッ素化溶媒を含む第１の溶媒系に溶解している、請求項２５に記載の方法。
  27. 第１の溶媒系におけるフッ素化溶媒：非フッ素化溶媒の比が、５〜１：１〜５、例えば５〜１：１である、請求項２６に記載の方法。
  28. フッ素化溶媒が、ヘキサフルオロベンゼン、オクタフルオロトルエンの群から選択される、請求項２６または２７に記載の方法。
  29. 非フッ素化溶媒が、クロロホルム、メチルエチルケトンの群から選択される、請求項２６から２８のいずれかに記載の方法。
  30. 非フッ素化溶媒が、フッ素化溶媒よりも低い沸点を有する、請求項２６から２９のいずれかに記載の方法。
  31. 第１の溶媒系における第１のポリマーの濃度が、約５重量％未満である、請求項２６から３０のいずれかに記載の方法。
  32. 第１のポリマーが、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（ペンタフルオロスチレン）、ポリスチレン−ｃｏ−ペンタフルオロスチレンの群から選択される、請求項２３から３１のいずれかに記載の方法。
  33. 第２の層が、溶液堆積技術、例えばスピンコーティングまたはインクジェット印刷を使用して堆積される、請求項２３から３２のいずれかに記載の方法。
  34. 第２のポリマーが、第２の溶媒系に溶解している、請求項３３に記載の方法。
  35. 第２の溶媒系における第２のポリマーの濃度が、約５重量％未満である、請求項３４に記載の方法。
  36. 第２のポリマーが、ポリ（スチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリイミド、ポリベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリビニルフェノール、ポリビニルピリジンの群から選択される、請求項２３から３５のいずれかに記載の方法。
  37. 第２の層の少なくとも一部上に第３の層を堆積させるステップを含み、第３の層は、第２のポリマーより低い共役度および／またはより高い極性を有する第３のポリマーを含み、第３の層は、接着層の一部を含む、請求項２３から３６のいずれかに記載の方法。
  38. 第３の層が、溶液堆積技術、例えばスピンコーティングまたはインクジェット印刷を使用して堆積される、請求項３７に記載の方法。
  39. フッ素含有ポリマーをフッ素化表面上に堆積させる方法であって、
    フッ素含有ポリマーを、フッ素化溶媒種および非フッ素化溶媒種を含有する溶媒混合物に溶解するステップと、溶解したフッ素含有ポリマーを、フッ素化表面と接触させ、フッ素含有ポリマーの層をフッ素化表面上に形成するステップとを含む方法。
  40. 非フッ素化溶媒種が、フッ素化溶媒種よりも低い沸点を有する、請求項３９に記載の方法。
  41. フッ素化溶媒：非フッ素化溶媒の比が、５〜１：１〜５、例えば５〜１：１である、請求項３９または４０に記載の方法。
  42. フッ素化溶媒が、ヘキサフルオロベンゼン、オクタフルオロトルエンの群から選択される、請求項３９から４１のいずれかに記載の方法。
  43. 非フッ素化溶媒が、クロロホルム、メチルエチルケトンの群から選択される、請求項３９から４２のいずれかに記載の方法。
  44. 第１の溶媒系におけるフッ素含有ポリマーの濃度が、約５重量％未満である、請求項３９から４３のいずれかに記載の方法。
  45. フッ素含有ポリマーが、ポリ（ペンタフルオロスチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート）、ポリ（ペンタフルオロスチレン）、ポリスチレン−ｃｏ−ペンタフルオロスチレンの群から選択される、請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5652005B2 (ja) * 2010-06-03 2015-01-14 ソニー株式会社 薄膜トランジスタおよびその製造方法、ならびに電子機器
DE102010051959A1 (de) * 2010-11-19 2012-05-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
KR101813179B1 (ko) * 2011-06-10 2017-12-29 삼성전자주식회사 복층의 게이트 절연층을 구비한 그래핀 전자 소자
US11635688B2 (en) * 2012-03-08 2023-04-25 Kayaku Advanced Materials, Inc. Photoimageable compositions and processes for fabrication of relief patterns on low surface energy substrates
CN107111254A (zh) 2014-08-01 2017-08-29 正交公司 装置的光刻图案化
US10580987B2 (en) 2014-08-01 2020-03-03 Orthogonal, Inc. Photolithographic patterning of organic electronic devices
JP6653315B2 (ja) 2014-08-01 2020-02-26 オーソゴナル，インコーポレイテッド 有機電子デバイスのフォトリソグラフィック・パターニング
WO2016019212A1 (en) 2014-08-01 2016-02-04 Orthogonal, Inc. Photolithographic patterning of devices
US9761817B2 (en) 2015-03-13 2017-09-12 Corning Incorporated Photo-patternable gate dielectrics for OFET
CN107033306A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 苏州博纳化学科技有限公司 丙烯酸酯‑氟代苯乙烯共聚物的分散剂及其制备方法
JP6894764B2 (ja) * 2017-05-30 2021-06-30 キヤノン株式会社 画像読取装置
WO2019083337A1 (ko) * 2017-10-27 2019-05-02 주식회사 엘지화학 랜덤 공중합체 및 이를 포함하는 피닝 조성물
CA3102123A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 Hydro-Quebec Glycidyl-containing polymers, polymer compositions comprising them and their use in electrochemical cells

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US538946A (en) * 1895-05-07 Photographic camera
US5328946A (en) * 1991-08-29 1994-07-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solvents for tetrafluoroethylene polymers
US5403437A (en) 1993-11-05 1995-04-04 Texas Instruments Incorporated Fluorosurfactant in photoresist for amorphous "Teflon" patterning
US6833153B1 (en) * 2000-10-31 2004-12-21 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Hemocompatible coatings on hydrophobic porous polymers
WO2003052841A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Avecia Limited Organic field effect transistor with an organic dielectric
DE10206481C1 (de) * 2002-02-14 2003-07-03 Inst Polymerforschung Dresden Oberflächen mit schaltbarer Ultrahydrophobie und Verfahren zur Realisierung
KR101086159B1 (ko) * 2005-01-07 2011-11-25 삼성전자주식회사 불소계 고분자 박막을 포함하는 유기 박막 트랜지스터
WO2007145293A1 (ja) * 2006-06-16 2007-12-21 Asahi Glass Company, Limited 新規な含フッ素芳香族化合物、有機半導体材料および有機薄膜デバイス
FR2919521B1 (fr) * 2007-08-01 2012-03-09 Commissariat Energie Atomique Couche d'accroche sur des polymeres fluores
WO2009053089A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-30 Merck Patent Gmbh Optoelektronische vorrichtung
GB2458940B (en) * 2008-04-03 2010-10-06 Cambridge Display Tech Ltd Organic thin film transistors

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