TWI487735B - 表面改質 - Google Patents

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Description

表面改質
本發明係關於表面之改質，特定言之係關於氟化聚合物表面之改質以能在其上沉積非氟化物質。本發明可特別用於薄膜裝置，諸如薄膜電晶體之領域中。
電晶體可分為兩種主要類型：雙極接面電晶體及場效應電晶體。兩類型享有共同結構，該共同結構於通道區域中包括三個電極且其間置有半導體材料。雙極接面電晶體之三個電極稱為射極、集極與基極，而在場效應電晶體中，三個電極稱為源極、汲極與閘極。當射極與集極間之電流受控於基極與射極間之電流時，雙極接面電晶體可描述為電流操作之裝置。反之，當源極與汲極間之電流受控於閘極與源極間的電壓時，場效應電晶體可描述為電壓操作之裝置。
根據其等是否包括分別傳導正電荷載子(電洞)或負電荷載子(電子)的半導體材料，亦可將電晶體分為p型與n型。可根據其接收、傳導及捐獻電荷之能力，選擇半導體材料。可藉由摻雜材料增強半導體材料接收、傳導及捐獻電洞或電子之能力。
例如，藉由選擇有效接收、傳導及捐獻電洞之半導體材料並選擇有效注入及接收自半導體材料之電洞之源及汲電極的材料可形成p型電晶體裝置。電極中之費米(Fermi)能階與半導體材料之最高佔有分子軌道(HOMO)能階之較佳能級匹配可增強電洞注入與接收。與之相反，n型電晶體裝置可藉由選擇有效接收、傳導及捐獻電子之半導體材料及選擇有效將電子注入半導體材料並接收自半導體材料的電子之源電極及汲電極材料形成。電極中之費米能階與半導體材料之最低空分子軌道(LUMO)能階之較佳能級匹配可增強電子注入與接收。
電晶體可藉由將組份沉積於薄膜中以形成薄膜電晶體(TFT)而形成。當有機材料係用作此裝置之半導體材料時，其稱為有機薄膜電晶體(OTFT)。
OTFT可藉由諸如溶液處理之低成本、低溫方法製造。此外，OTFT係與可撓性塑膠基板相適合，提供在可撓性基板上以卷軸式製程大規模製造OTFT之前景。
參照圖1，底閘極有機薄膜電晶體(OTFT)之通用結構包括沉積於一基板10上之一閘電極12。介電材料之絕緣層11係沉積於閘電極12上且源電極13與汲電極14係沉積於介電材料之絕緣層11上。源電極13與汲電極14定距離相隔以界定其間置於閘電極12上之通道區域。有機半導體(OSC)材料15係沉積於通道區域中用於連接源電極13與汲電極14。OSC材料15可至少部分地延伸至源電極13與汲電極14上。
或者，已知在有機薄膜電晶體之頂部提供一閘電極以形成所謂之頂閘極有機薄膜電晶體。在此結構中，源電極與汲電極係沉積於一基板上並定距離相隔以界定其間之一通道區域。將一有機半導體材料層沉積於該通道區域中以連接該源電極與該汲電極並可至少部分地延伸至該源電極與該汲電極上。將一介電材料絕緣層沉積於該有機半導體材料上且亦可至少部分地延伸至源電極與汲電極上。將一閘電極沉積於該絕緣層上並置於該通道區域上方。
可在剛性或撓性基板上製造有機薄膜電晶體。剛性基板可選自玻璃或矽而撓性基板可包括薄玻璃或塑膠，諸如聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)、聚碳酸酯與聚醯亞胺。
經由利用適宜溶劑使有機半導體材料可溶液加工。例示性溶劑包括單或聚烷基苯，諸如甲苯與二甲苯；四氫化萘；及氯仿。較佳溶液沉積技術包括旋塗及噴墨印刷。其他溶液沉積技術包括浸塗、輥式印刷及篩網印刷。
在源電極與汲電極間界定之通道之長度可達500微米，但較佳地，長度係小於200微米，更佳地小於100微米，最佳地小於20微米。
閘電極可選自多種導電材料，例如金屬(例如金)或金屬化合物(例如銦錫氧化物)。或者，導電聚合物可以閘電極沉積。例如利用旋塗或噴墨印刷技術或以上所述之其他溶液沉積技術自溶液沉積此等導電聚合物。
可藉由技術中已知之熱蒸發、真空處理或層壓技術沉積介電材料。或者，例如利用旋塗或噴墨印刷技術及以上所述之其他溶液沉積技術自溶液沉積介電材料。
若介電材料係自溶液沉積於有機半導體上，則不會導致有機半導體之溶解。同樣地，若有機半導體係自溶液沉積於介電材料上，則介電材料不會溶解。避免此溶解之技術包括：利用所謂之「正交」溶劑，例如利用沉積最上層，但不溶解下層；或/及使下層交聯的溶劑。
絕緣層之厚度較佳小於2微米，更佳小於500 nm。
已知介電材料可包括氟化聚合物。適宜氟化聚合物包括全氟環氧脂肪族聚合物(CYTOP)、全氟烷氧基聚合物樹脂(PFA)、氟化乙烯-丙烯(FEP)、(乙烯/四氟乙烯)共聚物(ETFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚四氟乙烯(PTFE)、(乙烯/三氟氯乙烯)共聚物(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、全氟彈性體(FFKM)(諸如Kalrez(RTM)或Tecnoflon(RTM))、氟彈性體(諸如Viton(RTM))、全氟聚醚(PFPE)及四氟乙烯、六氟丙烯及偏氟乙烯之聚合物(THV)。
氟化聚合物係具吸引力之介電材料，尤其在有機薄膜電晶體(OTFT)之領域中，此因其等具有大量有利性質之故，包括：
(i)　優異的旋塗性質，例如：(a)在多種表面上潤濕；及(b)成膜，視需要製作多層塗層。
(ii)　化學惰性。
(iii)　準-全部溶劑正交性：因此，OSC被用以旋塗電介質之溶劑溶解之風險降至最低，與用以噴墨閘電極的溶劑之相互作用之風險亦如此。
(iv)　高疏水性：因導致低水吸收及離子污染物於氟化聚合物電介質中之低流動性(低滯後性)，故此為有利。
然而，氟化聚合物在OTFT中以介電材料之用途呈示大量考驗。
首先，沉積於氟化聚合物上之諸如導電聚合物之物質難以達到良好的潤濕。例如，在頂閘極之有機薄膜電晶體(OTFT)中，可利用包括一或多種導電聚合物之導電墨水將閘電極噴墨印刷於絕緣層上(更普遍使用的是用於印刷頂閘極裝置中之閘電極的金屬膠體墨水)；然而，當該絕緣層包括氟化聚合物時，此很難進行。
其次，在沉積後乾燥及退火期間及/或之後，物質(例如導電墨水)對氟化聚合物表面之黏附係不令人滿意的。
再次，當需囊封一裝置時，可使用膠水；然而，最常用的膠水與氟化聚合物表面之間難以獲得良好的黏附。
故已採取大量方法以盡力緩解或解決此等問題中之一或多者。
第一類方法通常稱為反應性處理。在此處理之一實例中，利用用作強還原劑之溶於液氨中之鈉或溶於THF中之萘基鈉處理氟化聚合物，導致C-F鍵斷裂並形成氟化鈉、碳基與碳負離子。可快速進行脫氟作用。
在研究中，Ha與合作者[Journal of Adhesion 33，第3期，第169-84頁(1991)]顯示全氟烷氧基共聚物(PFA)之萘化鈉處理引起深度為112 nm之不飽和，而諸如-OH、-C=O及-COOH之含氧官能基係以第一若干nm濃縮。
在另一報導研究中，Marchesi等人[Journal of Adhesion 36，第1期，第55-69頁(1991)]在周溫下以溶於THF中之萘化鈉處理各種氟化聚合物。其等確定PFA、FEP及PTFE之處理深度係在112-150 nm之範圍內。
已報導此等處理導致「似凹槽」構形[Lin等人，Journal of Adhesion Science and Technology 14，第1期，第1-14頁(2000)]。
在另一研究中，Castello與McCarthy[Macromolecules 20，第11期，第2819-28頁(1987)]發現PTFE因溶於二甲亞碸(DMSO)中之安息香鉀鹽之二價陰離子而還原導致PTFE表面之略微著色及表面能之相當大的增強。
亦已報導雖然此處理可成功地施用於一系列氟代聚合物，但TeflonAF(TFE與全氟2,2-二甲基-1,3間二氧雜環戊烯之共聚物)係完全惰性[Hung等人，Journal of Applied Polymer Science 55，第4期，第549-59頁(1995)]。
應輕易瞭解濕化學還原處理一般包括利用高反應性化學試劑，其可能使處理具危險性或難度。以上所述之還原處理皆包含使用溶於溶劑中之強電子供體：例如，溶於液氨中之鈉、溶於四氫呋喃(THF)中之萘化鈉(sodium napthalemide)、或溶於DMSO中之安息香鉀鹽二價陰離子。氟化聚合物表面之還原導致氟陰離子之釋放，其以溶於還原液體中之氟化鈉或氟化鉀沖走。
此外，此等處理可導致氟化聚合物表面不期望之粗糙。又另外，此等處理可引入對諸如OTFT裝置性能有影響的污染物。
所謂之電漿處理代表改質氟化聚合物表面之第二類方法。例如，已知在氧或氬電漿中之短暫(10-20秒)處理後，PTFE表面變為水可濕性。亦已知在此等處理後，真空沉積之金膜於Teflon上之黏附會增加。據說氧電漿將C=O、-CH2 及-CHF基引於PTFE表面上[Kinbara等人，Journal of Adhesion Science and Technology 7，第5期，第457-66頁(1993)]。
在另一研究中，Inagaki等人[Journal of Adhesion Science and Technology 3，第8期，第637-49頁(1989)]研究NH3 -電漿處理對PTFE表面之作用。觀察到低至16度之水接觸角且據報告會發生大規模的脫氟作用，並伴有羰基及醯胺表面基之形成。
亦已探究在電漿方法中使用反應性矽烷(例如，3-胺丙基乙氧基矽烷)。已報告反應性矽烷可共價偶合於惰性氟化聚合物(諸如PTFE)之表面且隨後可用作黏附促進劑(S.L. Kaplan之「Cold Gas Plasma and Silanes」,Fourth International Symposium on Silanes and Other Coupling Agents，6月11-13日,2003,Orlando,Florida)。
已探究氟表面活性劑於另一通用類型之方法中以改質氟化聚合物表面之用途。
例如，已知由Du Pont製造之黏附促進劑Zonyl FSN可利於其他膜黏附於氟聚合物TFE AF。US 5,403,437揭示藉由將5%之ZFSNF加入光阻溶液中並在70℃下將該光阻溶液施用於TFE AF上可獲得約98%之覆蓋率。據說完全覆蓋率可藉由施用光阻溶液兩次而達成。
同樣地，已顯示諸如聚(N-乙烯基右旋糖苷醛糖醯胺-共-N-乙烯基全氟十一烷醯胺)之聚合氟碳表面活性劑展現在PTFE表面上之穩定的表面活性劑吸附及黏附，其中親水性右旋糖苷寡糖及疏水性全氟十一烷醯基係依序地併於聚(乙烯胺)主鏈上[S. Wang等人，Macromolecules 37(9)，第3353-3359頁(2004)]。
與氟表面活性劑方法相關之問題係(液態)氟表面活性劑分子之使用可潛在地導致表面活性劑分子擴散於電子裝置中之活性層(例如OTFT中之OSC層)中。
因此，需求一種氟化聚合物表面之表面改質技術，其不會受到或至少減少與先前技術相關之不足的影響。
本發明之第一態樣提供一種改質氟化聚合物表面之方法，其包括以下步驟：
‧　將一第一或潤濕層沉積在氟化聚合物表面之至少一部分上，該潤濕層包括第一聚合物，其為全氟化芳香族聚合物；及
‧　將一第二層沉積在該潤濕層之至少一部分上，該第二層包括第二聚合物，該第二聚合物係具較該第一聚合物更低氟化度之芳香族聚合物，由此該第二層提供其上可沉積具較該第一聚合物更低氟化度之物質(例如非氟化物質)的表面。
較佳地，該第二聚合物係非氟化聚合物。
全氟化芳香族聚合物可選自聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(五氟苯乙烯)及聚苯乙烯-共-五氟苯乙烯。
非氟化芳香族聚合物可選自聚(苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚苯并環丁烯(BCB)、聚乙烯苯酚及聚乙烯基吡啶。
根據大量標準選擇潤濕層。首先，潤濕層需展現對諸如PTFE之特定言之乾燥態的氟化聚合物表面之較佳黏附。
PTFE係全氟化飽和聚合物之實例。意識到全氟化芳香族聚合物可與PTFE極為類似以使聚合物可黏附於PTFE表面上。
則包括全氟化芳香族聚合物(例如聚(五氟苯乙烯))之潤濕層可作為隨後沉積的非氟化芳香族聚合物或分子之錨定層。
具體全氟芳烴-芳烴相互作用導致隨後沉積的非氟化芳香族聚合物或分子黏附潤濕層。
全氟芳烴-芳烴相互作用係非共價且發生於芳香族p系統間。芳香環一般具有可藉由引入供電子或吸電子取代基而改質之四極矩(quadropole moment)。例如，當苯之所有六個質子係以六個電負性氟原子取代時，發現苯之四極矩(QC6 H6 =-29×10-40 Cm-2 )變為六氟苯之四極矩，其數值相仿但符號相反(QC6 F6 =32×10-40 Cm-2 )[M. R. Battaglia等人，Chem. Phys. Lett. 78,421(1981)]。
已報導全氟芳烴-芳烴相互作用可產生展現在無限欄中交替堆疊之幾乎平行的分子的晶體錯合物[J. H. Williams,J. K. Cockcroft,A. N. Fitch. Angew. Chem.,Int. Ed. Engl. 31,1655(1992)]。
因此，有利地，潤濕層可對PTFE基質與對包括芳香族非氟化聚合物及/或分子之隨後沉積之層體皆表現較佳黏附。
此外，應瞭解本發明不依賴於氟化聚合物表面之化學改質，例如藉由浸漬於化學上高反應性、不穩定及潛在危險性溶液中。
較佳地，可利用諸如旋塗或噴墨印刷之溶液沉積技術沉積潤濕層。全氟化芳香族聚合物於如此沉積之溶液中的濃度較佳係小於約5重量%。更佳地，全氟化芳香族聚合物於溶液中之濃度係小於約1重量%，例如約0.2重量%。
第二層體包括非氟化芳香族聚合物，其可利用諸如旋塗之溶液沉積技術沉積於潤濕層之至少一部分上。非氟化芳香族聚合物於如此沉積之溶液中的濃度較佳係小於約5重量%。更佳地，非氟化芳香族聚合物於該溶液中之濃度係小於約1重量%，例如約0.2重量%。
較佳利用諸如旋塗之溶液沉積技術將一或多個額外層沉積於包括非氟化芳香族聚合物之該另一層上。該一或多個額外層可進一步改質表面能。另或替代地，可沉積連續地含有更大極性及/或更少共軛性聚合物之層體。
當根據本發明利用諸如旋塗之溶液沉積技術時，重要的在於選擇適宜溶劑。
當沉積潤濕層時，常選擇之溶劑系統將需包含大部分氟化溶劑，以保證於氟化聚合物表面上之較佳潤濕。然而，風險在於在氟化聚合物表面上具有良好潤濕性能的全氟化溶劑系統可溶解氟化聚合物底層。同樣地，沉積後，留在潤濕層中之任何殘留氟化溶劑可對含非氟化芳香族聚合物之層的隨後沉積所需之全氟芳烴-芳烴相互作用具不利影響。
因此，較佳可係包含非氟化溶劑(例如MEK或氯仿)之溶劑混合物。特定言之，全氟化芳香族聚合物可溶解於氟化(例如六氟苯)及非氟化溶劑之混合物中。氟化溶劑對非氟化溶劑之體積比可係約2：1。
氟化/非氟化溶劑對之替代實例包括八氟甲苯：氯仿及全氟苯/甲基乙基酮(MEK)。
氟化溶劑對非氟化溶劑之比可介於5：1與1：5之間，較佳介於5：1與1：1之間。
較佳濃度比取決於氟化聚合物於氟化溶劑組份中之溶解度。例如，若氟化聚合物極易溶解，則要求較高含量的非氟化溶劑以保持氟化聚合物層之完整性。
較佳地，非氟化溶劑可具有較氟化溶劑更低之沸點。
氟化與非氟化溶劑需在旋塗法期間可以所有濃度比完全混溶。例如，起初，氟化組份可占主要優勢以保證溶液於氟化聚合物表面上之較佳潤濕。然而，混合物一般含有足夠高含量的非氟化溶劑，以保護氟化聚合物底層免溶於溶劑混合物中。
在乾燥期間，氟化溶劑對非氟化溶劑之濃度比可變化。較佳地，非氟化溶劑組份可具有較氟化溶劑組份更低的沸點。因此，在乾燥期間，非氟化溶劑組份將更快速地蒸發，導致氟化組份於混合物中之相對富集。氟化組份之該富集可導致在乾燥期間，氟化聚合物底層於全氟化芳香族聚合物溶液中之溶解度的增加。有利地，此可產生分級或混合界面並因此改良潤濕層對氟化聚合物表面之黏附。
本發明之第二態樣提供具有包括氟化聚合物之基板及置於其上之複數個連續層(最上層無氟)的電子裝置，較佳為TFT。
較佳地，非氟化物質可置於(例如黏附於)頂層。
本發明之另一或更特定言之態樣提供一種電子裝置，較佳為薄膜電晶體，其包括：
‧　一含有氟化聚合物之絕緣層；
‧　一覆蓋該絕緣層之至少一部分的第一或潤濕層，該潤濕層包括全氟化芳香族聚合物；
‧　一覆蓋該潤濕層之至少一部分及包括具較該第一聚合物更低氟化度之第二聚合物(例如非氟化芳香族聚合物)的第二層；及
‧　包括非氟化物質之至少一部分；
其中該潤濕層及該另一層一起組成介於絕緣層與包括非氟化物質之該部分或各部分間的黏附層。
較佳地，包括非氟化物質之該部分或各部分可包括一電極，例如閘電極。
例如，本發明利於在製造頂部閘極OTFT期間將閘電極直接噴墨印刷於黏附層上。
此外，在閘電極材料之蝕刻速度顯著低於絕緣層及底層半導體(例如OSC)層之情況下，經噴墨印刷之閘電極隨後可用作用於藉由電漿乾蝕刻法圖案化氟化及半導體層之蝕刻遮罩。
較佳地，第一聚合物係選自以下之群：聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(五氟苯乙烯)、聚苯乙烯-共-五氟苯乙烯。
較佳地，第二聚合物係選自以下之群：其中該第二聚合物係選自以下之群：聚(苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚苯并環丁烯(BCB)、聚乙烯基苯酚、聚乙烯基吡啶。
在一些實施例中，該裝置可進一步包括一或多個其他層體，例如介於該第二層與包括非氟化物質之該部分或每一部分間的第三層，其中該另一或第三層可包括具較該第二聚合物更低共軛性及/或更大極性之第三聚合物。
本發明之另一態樣提供一種製造電子裝置之方法，其中該電子裝置包括氟化聚合物表面，該方法包括：
‧　提供具有氟化聚合物表面之該裝置的一部分；
‧　將一第一或潤濕層沉積於氟化聚合物表面之至少一部分上，該潤濕層包括第一聚合物，其係實質上全氟化的芳香族聚合物；
‧　沉積覆蓋該潤濕層之至少一部分且包括第二聚合物的一第二層，該第二聚合物係具較該第一聚合物更低氟化度之芳香族聚合物，其中該潤濕層與該第二層一起組成介於該絕緣層與非氟化物質間之一黏附層；及
‧　將含至少一化合物之具較該第一聚合物更低氟化度之物質(例如非氟化物質)沉積於該黏附層之至少一部分上。
有利地，可有效施用本發明以囊封具氟化聚合物外表面或上表面的裝置。
本發明之另一態樣提供一種將含氟聚合物沉積於氟化表面上之方法，該方法包括將含氟聚合物溶於含有氟化溶劑類及非氟化溶劑類之溶劑混合物中，非氟化溶劑類較佳具有較氟化溶劑類更低之沸點，及令溶解的含氟聚合物與氟化表面接觸以在氟化表面上形成含氟聚合物之層。
為更充分瞭解本發明，現僅參照附圖僅以舉例之方式描述，其中：
圖2顯示聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)之化學結構。
實例1
在此實例中，藉由旋塗將聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)沉積於氟化聚合物表面上。
聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)係主要包括五氟苯基之共聚物，甲基丙烯酸縮水甘油酯僅約10%。聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)之結構示於圖2中。
藉由將2% PTFE之FC-70(全氟三戊胺)與FC-75(全氟-2-正丁基THF)(兩者均由3M供應)之1：1混合物溶液旋塗於玻璃基板上而製備氟化聚合物表面。以1000 rpm進行20秒旋塗。接著在100℃下於空氣中退火10分鐘。
製備三種聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)溶液，其中：(i)將聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)溶於六氟苯中；(ii)將聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)溶於六氟苯與氯仿之2：1(以體積計)混合物中；及(iii)將聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)溶於氯仿中。
將聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)各旋塗於氟化聚合物表面上。以1000 rpm進行60秒旋塗。接著在100℃下於空氣中退火10分鐘。
自六氟苯/氯仿混合物旋塗聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)，在氟化聚合物表面上形成高品質膜。
亦發現自六氟苯旋塗聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)會產生粗糙膜。此可歸因於在乾燥期間，氟化聚合物表面因六氟苯而部分溶解。
經由比較，發現自氯仿將聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)旋塗於氟化聚合物表面上不可行，此歸因於溶液與氟化聚合物表面間之完全脫濕。
因此，應瞭解自六氟苯/氯仿混合物旋塗聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)得到最佳結果。
雖然吾等不欲受任何理論侷限，但吾等咸信此可如下解釋。在旋塗之初始階段，氯仿組份(即非氟化組份)防止氟化聚合物表面溶解，而溶液中六氟苯(氟化組份)含量係足夠高以確保聚合物溶液於氟化聚合物表面上之良好潤濕。
氯仿具有較六氟苯(82℃)更低之沸點(62.3℃)。因此，氯仿較六氟苯更快地蒸發，由此防止聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)在乾燥期間沉澱。當氯仿蒸發時，溶劑會相對富集六氟苯且因此可部分溶解氟化聚合物表面。此可導致氟化聚合物、聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)聚合物之相互混合，其可進一步改良聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)對氟化聚合物表面之黏附。
在實驗之另一階段中，將非氟化芳香族聚合物(即聚苯乙烯)沉積於自身沉積於氟化聚合物表面上的聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)層上。60秒內以1000 rpm將聚苯乙烯之甲苯稀釋溶液旋塗於聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)層。在旋塗及高達100℃溫度下之退火期間，未觀察到聚苯乙烯層之脫濕。
實例2
此實例與實例1在涉及將聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)潤濕層沉積於氟化聚合物表面上之方面上相似。
然而，在此實例中，將非氟化芳香族小分子(亦即三異丙基甲矽烷基乙炔基(TIPS)稠五苯)沉積於聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)層上。如與聚苯乙烯相比，因TIPS稠五苯之濃重顏色及結晶度，所以可更輕易地觀察到TIPS稠五苯。
在第一實驗中，60秒內以1000 rpm將溶於甲苯中之TIPS稠五苯旋塗於聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)層上。
自甲苯旋塗TIPS稠五苯會形成薄、淡藍色TIPS稠五苯膜。可觀察到局部膜之不足，此可歸因於在旋塗期間，聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)潤濕層於TIPS稠五苯/甲苯溶液中的部分溶解。
在另一實驗中，60秒內以1000 rpm將溶於四氫化萘中的TIPS稠五苯旋塗於聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)層上。
在此情況下，可觀察到聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)潤濕層自氟化聚合物表面之徹底脫濕，此可歸因於四氫化萘的相對緩慢蒸發，由此使潤濕層溶於四氫化萘中。
因此，應瞭解旋塗非氟化芳香族聚合物或分子的溶液應較佳相對快速蒸發。
除甲苯以外，或替代甲苯之其他適宜溶劑可包括己烷、庚烷、辛烷、環己烷、四氫呋喃、二甲苯、三甲苯、4-甲氧基苯或氯苯。
其他適宜的氟化聚合物表面可包括全氟環氧脂肪族聚合物(CYTOP)、全氟烷氧基聚合物樹脂(PFA)、氟化乙烯-丙烯(FEP)、聚乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、全氟彈性體(FFKM)(諸如Kalrez(RTM)或Tecnoflon(RTM))、氟彈性體(諸如Viton(RTM))、全氟聚醚(PFPE)及四氟乙烯、六氟丙烯及偏氟乙烯之聚合物(THV)。
在一些實施例中，可於電子裝置之黏附層與非氟化層間提供其他層體。可於結構之其他部分中提供其他層體。
本發明可用於要求氟梯度(亦即當移經一結構時，氟化度改變，例如變低或變高)的其他領域中。因此，當自非氟化結構移開時，該概念可用以增加氟濃度。
毫無疑問，熟練者可作出許多其他有效替代。應瞭解本發明不限於所述之實施例且涵蓋隨附申請專利範圍之精神及範圍內之對熟習此項技術者明顯之修飾。
10．．．基板
11．．．絕緣層
12．．．閘電極
13．．．源電極
14．．．汲電極
15．．．OSC材料
圖1顯示底閘極有機薄膜電晶體(OTFT)之通用結構包括沉積於一基板10上之一閘電極12。介電材料之絕緣層11係沉積於閘電極12上且源電極13與汲電極14係沉積於介電材料之絕緣層11上。源電極13與汲電極14定距離相隔以界定其間置於閘電極12上之通道區域。有機半導體(OSC)材料15係沉積於通道區域中用於連接源電極13與汲電極14。OSC材料15可至少部分地延伸至源電極13與汲電極14上；及
圖2顯示聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)之化學結構。
(無元件符號說明)

Claims (58)

  1. 一種改質氟化聚合物表面之方法，其包括以下步驟：將第一層沉積在氟化聚合物表面之至少一部分上，該第一層包括第一聚合物，該第一聚合物為全氟化之芳香族聚合物，其中該第一層係利用溶液沉積技術沉積；及將第二層沉積在該第一層之至少一部分上，該第二層包括第二聚合物，該第二聚合物係具較該第一聚合物更低氟化度之芳香族聚合物，由此該第二層提供其上可沉積具較該第一聚合物更低氟化度的物質的表面，其中該第一聚合物係溶於包括氟化溶劑及非氟化溶劑的第一溶劑系統中，且在該第一溶劑系統中的氟化溶劑：非氟化溶劑之比係5-1：1-5。
  2. 如請求項1之方法，其中該第二聚合物包括非氟化芳香族聚合物。
  3. 如請求項1之方法，其中該氟化溶劑係選自由以下組成之群：六氟苯及八氟甲苯。
  4. 如請求項1之方法，其中該非氟化溶劑係選自由以下組成之群：氯仿及甲基乙基酮。
  5. 如請求項1之方法，其中該非氟化溶劑具有較該氟化溶劑更低之沸點。
  6. 如請求項1之方法，其中該第一聚合物於該第一溶劑系統中之濃度係小於5重量%。
  7. 如請求項1之方法，其中該第一聚合物於該第一溶劑系統中之濃度係小於1重量%。
  8. 如請求項1之方法，其中該第一聚合物於該第一溶劑系統中之濃度係0.2重量%。
  9. 如請求項1之方法，其中該第一聚合物係選自由以下組成之群：聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(五氟苯乙烯)及聚苯乙烯-共-五氟苯乙烯。
  10. 如請求項1之方法，其包含利用溶液沉積技術沉積該第二層。
  11. 如請求項10之方法，其中該第二聚合物係溶於第二溶劑系統中。
  12. 如請求項11之方法，其中該第二聚合物於該第二溶劑系統中之濃度係小於5重量%。
  13. 如請求項12之方法，其中該第二聚合物於該第二溶劑系統中之濃度係小於1重量%。
  14. 如請求項13之方法，其中該第二聚合物於該第二溶劑系統中之濃度係0.2重量%。
  15. 如請求項10之方法，其包含利用旋塗或噴墨印刷沉積該第二層。
  16. 如請求項1之方法，其中該第二聚合物係選自由以下組成之群：聚(苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚苯并環丁烯、聚乙烯基苯酚及聚乙烯基吡啶。
  17. 如請求項1之方法，其包括將第三層沉積於該第二層之至少一部分上，該第三層包括具較該第二聚合物更低共軛性及/或更大極性之第三聚合物。
  18. 如請求項17之方法，其包含利用溶液沉積技術沉積該第三層。
  19. 如請求項18之方法，其包含利用旋塗或噴墨印刷沉積該第三層。
  20. 如請求項1之方法，其中較該第一聚合物具更低氟化度的物質為非氟化物質。
  21. 如請求項1之方法，其包含利用旋塗或噴墨印刷沉積該第一層。
  22. 如請求項1之方法，其中在該第一溶劑系統中的氟化溶劑：非氟化溶劑之比係5-1：1。
  23. 一種電子裝置，其包括：含有氟化聚合物之絕緣層；覆蓋該絕緣層之至少一部分的第一層，該第一層包括含全氟化的芳香族聚合物之第一聚合物；覆蓋該第一層之至少一部分及包括具較該第一聚合物更低氟化度之第二聚合物的第二層；包括非氟化物質之至少一部分；及介於該第二層與包括非氟化物質之該部分或各部分間的第三層；其中該第一層及該第二層一起組成介於該絕緣層與包括非氟化物質之該部分或各部分間的黏附層之至少一部分，且該第三層包括具較該第二聚合物更低共軛性及/或更大極性之第三聚合物。
  24. 如請求項23之電子裝置，其中該第二聚合物係選自以下 之群：聚(苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚苯并環丁烯、聚乙烯苯酚及聚乙烯基吡啶。
  25. 如請求項23之電子裝置，其中該電子裝置係薄膜電晶體。
  26. 一種電子裝置，其包括：含有氟化聚合物之絕緣層；覆蓋該絕緣層之至少一部分的第一層，該第一層包括含全氟化的芳香族聚合物之第一聚合物；覆蓋該第一層之至少一部分及包括具較該第一聚合物更低氟化度之第二聚合物的第二層；包括非氟化物質之至少一部分；及其中該第一層及該第二層一起組成介於該絕緣層與包括非氟化物質之該部分或各部分間的黏附層之至少一部分，其中該第一聚合物係選自由以下組成之群：聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(五氟苯乙烯)及聚苯乙烯-共-五氟苯乙烯。
  27. 一種製造電子裝置之方法，其中該電子裝置包括具有氟化聚合物表面之絕緣層，該方法包括：將第一層沉積於該氟化聚合物表面之至少一部分上，該第一層包括第一聚合物，該第一聚合物係全氟化的芳香族聚合物；沉積覆蓋該第一層之至少一部分且包括第二聚合物的 第二層，該第二聚合物係具較該第一聚合物更低氟化度之芳香族聚合物，其中該第一層與該第二層一起組成介於該絕緣層與非氟化物質間之黏附層之至少一部分；及將至少一種含非氟化物質之化合物沉積於該黏附層之至少一部分上，其中該第一聚合物係選自由以下組成之群：聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(五氟苯乙烯)及聚苯乙烯-共-五氟苯乙烯。
  28. 如請求項27之方法，其中該第二聚合物包括非氟化芳香族聚合物。
  29. 如請求項27之方法，其包含利用溶液沉積技術沉積該第一層。
  30. 如請求項29之方法，其中該第一聚合物係溶於包括氟化溶劑及非氟化溶劑的第一溶劑系統中。
  31. 如請求項30之方法，其中該第一溶劑系統中之氟化溶劑：非氟化溶劑之比係5-1：1-5。
  32. 如請求項31之方法，其中該第一溶劑系統中之氟化溶劑：非氟化溶劑之比係5-1：1。
  33. 如請求項30之方法，其中該氟化溶劑係選自由以下組成之群：六氟苯及八氟甲苯。
  34. 如請求項30之方法，其中該非氟化溶劑係選自由以下組成之群：氯仿及甲基乙基酮。
  35. 如請求項30之方法，其中該非氟化溶劑具有較該氟化溶劑更低之沸點。
  36. 如請求項30之方法，其中該第一聚合物於該第一溶劑系 統中之濃度係小於5重量%。
  37. 如請求項36之方法，其中該第一聚合物於該第一溶劑系統中之濃度係小於1重量%。
  38. 如請求項37之方法，其中該第一聚合物於該第一溶劑系統中之濃度係0.2重量%。
  39. 如請求項29之方法，其包含利用旋塗或噴墨印刷沉積該第一層。
  40. 如請求項27之方法，其包含利用溶液沉積技術沉積該第二層。
  41. 如請求項40之方法，其包含利用旋塗或噴墨印刷沉積該第二層。
  42. 如請求項40之方法，其中該第二聚合物係溶於第二溶劑系統中。
  43. 如請求項42之方法，其中該第二聚合物於該第二溶劑系統中之濃度係小於5重量%。
  44. 如請求項43之方法，其中該第二聚合物於該第二溶劑系統中之濃度係小於1重量%。
  45. 如請求項44之方法，其中該第二聚合物於該第二溶劑系統中之濃度係0.2重量%。
  46. 如請求項27之方法，其中該第二聚合物係選自由以下組成之群：聚(苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚苯并環丁烯、聚乙烯苯酚及聚乙烯基吡啶。
  47. 如請求項27之方法，其包括將第三層沉積於該第二層之 至少一部分上，該第三層包括具較該第二聚合物更低共軛性及/或更大極性之第三聚合物，其中該第三層包括該黏附層之部分。
  48. 如請求項47之方法，其包含利用溶液沉積技術沉積該第三層。
  49. 如請求項48之方法，其包含利用旋塗或噴墨印刷沉積該第三層。
  50. 一種將含氟聚合物沉積於氟化表面上之方法，該方法包括：將該含氟聚合物溶於含氟化溶劑類及非氟化溶劑類之溶劑混合物中；及令溶解的含氟聚合物與氟化表面接觸以在該氟化表面上形成含氟聚合物層，其中該非氟化溶劑類具有較該氟化溶劑類更低之沸點。
  51. 如請求項50之方法，其中氟化溶劑：非氟化溶劑之比係5-1：1-5。
  52. 如請求項51之方法，其中氟化溶劑：非氟化溶劑之比係5-1：1。
  53. 如請求項50之方法，其中該氟化溶劑係選自由以下組成之群：六氟苯及八氟甲苯。
  54. 如請求項50之方法，其中該非氟化溶劑係選自由以下組成之群：氯仿及甲基乙基酮。
  55. 如請求項50之方法，其中該含氟聚合物於溶劑混合物中之濃度係小於5重量%。
  56. 如請求項55之方法，其中該含氟聚合物於該溶劑混合物 中之濃度係小於1重量%。
  57. 如請求項56之方法，其中該含氟聚合物於該溶劑混合物中之濃度係0.2重量%。
  58. 如請求項50之方法，其中該含氟聚合物係選自由以下組成之群：聚(五氟苯乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚(五氟苯乙烯)及聚苯乙烯-共-五氟苯乙烯。
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