(57)【要約】【課題】  平滑性、平坦性が高く、導電性微粒子の分散液やペーストからでも十分に抵抗の低い導電層の形成に適した基板、導電性基板およびそれを用いた有機電界効果型トランジスタを提供する。【解決手段】  基材１上に有機樹脂層２を具備した基板において、該基材１の表面面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、該有機樹脂層２の表面面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下であり、かつ該有機樹脂層２の表面の少なくとも一部に、有機樹脂層を紫外線照射、電子線照射、コロナ放電あるいはオゾン処理して形成した親水性領域８を有する基板。基板の有機樹脂表面の少なくとも一部の親水性領域８に導電層７が設けられている導電性基板およびそれを用いた有機電界効果型トランジスタ。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に有機樹脂層を有する基板において、該基材の平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、該有機樹脂層の平均面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下であり、かつ該有機樹脂層表面の少なくとも一部に親水性領域を有することを特徴とする基板。
【請求項２】
前記有機樹脂層の膜厚が１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項３】
前記有機樹脂層の熱変形温度が１３０℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板。
【請求項４】
前記有機樹脂層がフェノール樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の基板。
【請求項５】
前記有機樹脂層の表面抵抗が１．０×１０12Ω／□以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の基板。
【請求項６】
前記有機樹脂層表面の少なくとも一部の親水性領域の水の接触角が５〜５５°であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の基板。
【請求項７】
前記基材が樹脂基材であることを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の基板の有機樹脂層表面の少なくとも一部の親水性領域に導電層が設けられていることを特徴とする導電性基板。
【請求項９】
前記導電層が平均粒径１０ｎｍ〜２μｍの導電性微粒子を含有することを特徴とする請求項８記載の導電性基板。
【請求項１０】
平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが０．１μｍ以上１．０μｍ以下である基材上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱して平均面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機樹脂層を形成する工程、該有機樹脂層を紫外線照射、電子線照射、コロナ放電あるいはオゾン処理して有機樹脂層表面の少なくとも一部に親水性領域を形成する工程を有することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１１】
前記紫外線照射、電子線照射、コロナ放電あるいはオゾン処理を行なうことによって有機樹脂層表面の少なくとも一部の親水性領域の水の接触角を５〜５５°まで変化させることを特徴とする請求項１０記載の基板の製造方法。
【請求項１２】
平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが０．１μｍ以上１．０μｍ以下である基材上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱して平均面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機樹脂層を形成する工程、該有機樹脂層を紫外線照射、電子線照射、コロナ放電あるいはオゾン処理して有機樹脂層表面の少なくとも一部に親水性領域を形成する工程、該親水性領域に導電層を形成する工程を有することを特徴とする導電性基板の製造方法。
【請求項１３】
前記導電層を形成する工程が直径１０ｎｍ〜２μｍの導電性微粒子を水もしくはアルコール中に分散もしくは溶解した溶液の塗布と加熱を含む工程であることを特徴とする請求項１２記載の導電性基板の製造方法。
【請求項１４】
平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが０．１μｍ以上１μｍ以下である基材上に、表面面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機層を有し、該有機層上に疎水性有機層を有し、該疎水性有機層の親水化された親水性部分に微細構造が形成されていることを特徴とする微細構造基板。
【請求項１５】
前記基材が樹脂基材であることを特徴とする請求項１４に記載の微細構造基板。
【請求項１６】
前記疎水性有機層は、少なくともフルオロアルキル基を有する高分子材料であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の微細構造基板。
【請求項１７】
平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが０．１μｍ以上１μｍ以下である基材上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱して表面面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機層を形成する工程、該有機層上に疎水性有機層を形成する工程、該疎水性有機層の少なくとも一部を親水処理して親水性部分を形成する工程、該親水性部分に微細構造を形成する工程を有することを特徴とする微細構造基板の製造方法。
【請求項１８】
前記親水性部分の水の接触角が５°以上５５°以下であることを特徴とする請求項１７に記載の微細構造基板の製造方法。
【請求項１９】
前記疎水性有機層の水に対する接触角が８０°以上１３０°以下であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の微細構造基板の製造方法。
【請求項２０】
前記親水性部分と前記疎水性有機層の水に対する接触角の角度差が３０°以上１１０°以下であることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかの項に記載の微細構造基板の製造方法。
【請求項２１】
樹脂基材上に有機樹脂からなる平坦化層を有する基板。
【請求項２２】
前記樹脂基材の前記平坦化層との界面での平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であり、前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の平均面粗さが１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２１記載の基板。
【請求項２３】
前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の少なくとも一部に親水性領域を有することを特徴とする請求項２１または２２に記載の基板。
【請求項２４】
前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の一部と他の部分との親水性が異なることを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれかの項に記載の基板。
【請求項２５】
前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の一部と他の部分との表面エネルギーが異なることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれかの項に記載の基板。
【請求項２６】
前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の一部に親水性領域を有し、他の部分に疎水性領域を有することを特徴とする請求項２１乃至２５のいずれかの項に記載の基板。
【請求項２７】
前記親水性領域上に導電性部材を有することを特徴とする請求項２１乃至２６のいずれかの項に記載の基板。
【請求項２８】
前記平坦化層が２層以上の有機樹脂層からなることを特徴とする請求項２１乃至２７のいずれかの項に記載の基板。
【請求項２９】
請求項２１乃至２８のいずれかに記載の基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、を少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタ。
【請求項３０】
少なくとも樹脂基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層を有する有機電界効果トランジスタの製造方法であって、少なくとも該樹脂基板上に平坦化層を塗布にて形成する工程と、該平坦化層に処理を施して、該平坦化層表面の第一の領域と、該第一の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該平坦化層表面の第二の領域と、を形成する工程と、該第一の領域あるいは該第二の領域のいずれか一方の上のみに該ゲート電極を塗布にて形成する工程と、該ゲート電極上に該ゲート絶縁層を塗布にて形成する工程と、該ゲート絶縁層表面の一部に該ソース電極、該ドレイン電極を塗布にて形成し、該ゲート絶縁層上に該ソース電極と該ドレイン電極を同時に形成する工程と、該ソース電極と該ドレイン電極との間の該ゲート絶縁層上に有機半導体層を塗布にて形成工程とを少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３１】
前記第一の領域の表面自由エネルギーを前記第二の領域の表面自由エネルギーよりも高くすることを特徴とする請求項３０に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３２】
前記第一の領域にゲート電極を形成することを特徴とする請求項３０または３１に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３３】
前記ゲート絶縁層形成後に、該ゲート絶縁層表面と前記平坦化層表面に同時に処理を施して、該平坦化層表面の第三の領域と、該第三の領域と表面エネルギーの異なる該平坦化層表面の第四の領域と、該ゲート絶縁層表面の第五の領域と、該第五の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該ゲート絶縁層表面の第六の領域と、を同時に形成する工程と、該第三の領域上と該第五の領域上、あるいは、該第四の領域上と該第六の領域上、のいずれか一方の上のみに前記ソース電極及び前記ドレイン電極を塗布にて同時に形成する工程と、を有することを特徴とする請求項３０乃至３２のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３４】
前記第三の領域の表面自由エネルギーを前記第四の領域の表面自由エネルギーよりも高くし、前記第五の領域の表面自由エネルギーを前記第六の領域の表面自由エネルギーよりも高くすることを特徴とする請求項３０乃至３３のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３５】
前記第三の領域にソース電極及びドレイン電極を形成することを特徴とする請求項３０乃至３４のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３６】
少なくとも樹脂基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層を有する有機電界効果トランジスタの製造方法であって、少なくとも該樹脂基板上に平坦化層を塗布にて形成する工程と、前記平坦化層上に疎水性有機層を塗布する工程と、該疎水性有機層に処理を施して、該疎水性有機層表面もしくは前記平坦化層表面の第一の領域と、該第一の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該疎水性有機層表面の第二の領域と、を設ける工程と、該第一の領域あるいは該第二の領域のいずれか一方の上のみにゲート電極を形成する工程と、該ゲート電極上に該ゲート絶縁層を塗布にて形成する工程と、該ゲート絶縁層表面の一部に該ソース電極、該ドレイン電極を塗布にて形成し、該ゲート絶縁層上に該ソース電極と該ドレイン電極を同時に形成する工程と、該ソース電極と該ドレイン電極との間の該ゲート絶縁層上に有機半導体層を塗布にて形成工程とを少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３７】
前記第一の領域の表面自由エネルギーを前記第二の領域よりも高くすることを特徴とする請求項３６に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３８】
前記第一の領域にゲート電極を形成することを特徴とする請求項３６または３７に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項３９】
前記ゲート絶縁層形成後に、該ゲート絶縁層表面と前記平坦化層表面に同時に処理を施して、前記疎水性有機層表面もしくは該平坦化層表面の第三の領域と、該第三の領域と表面エネルギーの異なる該平坦化層表面の第四の領域と、該ゲート絶縁層表面の第五の領域と、該第五の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該ゲート絶縁層表面の第六の領域と、を同時に形成する工程と、該第三の領域上と該第五の領域上、あるいは、該第四の領域上と該第六の領域上、のいずれか一方の上のみに前記ソース電極及び前記ドレイン電極を塗布にて同時に形成する工程と、を有することを特徴とする請求項３６乃至３８のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項４０】
前記第三の領域の表面自由エネルギーを前記第四の領域の表面自由エネルギーよりも高くし、前記第五の領域の表面自由エネルギーを前記第六の領域の表面自由エネルギーよりも高くすることを特徴とする請求項３６乃至３９のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項４１】
前記第三の領域にソース電極及びドレイン電極を形成することを特徴とする請求項３６乃至４０のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項４２】
前記第一の領域の水の液滴接触角が２０°以上５０°以下であり、前記第二の領域の水の液滴接触角が９０°以上１３０°以下であり、該第一の領域の水の液滴接触角と該第二の領域の水の液滴接触角の差が６０°以上１１０°以下であることを特徴とする請求項３０乃至４１のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項４３】
前記疎水性有機層は、少なくともフルオロアルキル基を有する高分子材料であることを特徴とする請求項３０乃至４１のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項４４】
前記平坦化層がフェノール樹脂であることを特徴とする請求項３０乃至４１のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項４５】
前記ゲート絶縁層がフェノール樹脂、シルセスキオキサンの中から選択される絶縁材料であることを特徴とする請求項３０乃至４１のいずれかの項に記載の有機電界効果型トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板、導電性基板、微細構造基板、有機電界効果型トランジスタおよびそれらの製造方法に関し、特に樹脂基材のような凹凸のある基材上に、種々の応用が可能な電極、金属配線、絶縁層などの層や、これらの層の微細なパターンなどを形成できる基板、導電性基板およびそれらの製造方法に関する。
【０００２】
特に、本発明は、安価な基材上に塗布法などの簡便な方法で平坦かつ平滑な層を設けることで電極、金属配線、絶縁層などの層を容易に、かつ密着性良く形成することができ、半導体素子、集積回路、画像ディスプレイデバイスなどの微細素子の作製に用いられる基板、導電性基板、微細構造基板、有機電界効果型トランジスタおよびそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、電子機器の小型化、薄型化、携帯性が重視される中で、樹脂基材などの薄くかつ柔軟性のある基材を使用した電子部品が注目されている。同時に配線パターンの微細化、高密度化、信頼性、低コスト化も要求されており、電子部品製造に適した基板が必須となっている。また、樹脂基板上に金属配線などの微細構造を形成した微細構造基板の要望が高まってきている。
【０００４】
また、有機半導体材料を用いた電界効果型トランジスタの開発は、１９８０年代後半から徐々に活発になってきており、近年では基本性能としてアモルファスシリコンの薄膜トランジスタの特性を越えるに至っている。有機材料は加工が容易であり、一般に薄膜ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が形成されるプラスチック基板と親和性が高く、有機材料を用いることでプロセスの低温化が図れ、塗布法や印刷法などの製造方法により、簡便なプロセスで大面積に安価でトランジスタを形成することができる。薄膜ディスプレイや電子ペーパーの駆動回路、無線認証（ＲＦ−ＩＤ）のタグ、ＩＣカードなどの応用展開が想定されており、技術的なレビューが幾つかある。（例えば、非特許文献１参照）
【０００５】
特に樹脂基板上の有機電界効果型トランジスタは、これらの特徴を全て兼ね備えており、産業的にも大変有効なことである。従って、樹脂基板上に金属配線や絶縁体などの微細構造体を形成した有機電界効果型トランジスタに対するする要望が高まってきている。
【０００６】
従来、例えば、半導体集積回路（ＩＣ）のような電気・電子回路基板或いはＤＲＡＭのキャパシタのような電子部品の製造に際しては、基板上の所定の部分に微細構造を形成する方法として、蒸着法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、スパッタリング法等の気相法、或いはゾルゲル法等を用いた塗布法によって基板上に製層し、フォトリソグラフィー法によりパターンを形成した後、不必要な部分を除去する方法等が知られている。
【０００７】
しかし、フォトリソグラフィー法により微細構造基板を形成する場合、蒸着やスッパタリングなどの真空装置により薄膜を形成し、パターニングして素子を作製している。一般に、フォトリソグラフィー法は次のような工程を経てパターンニングが行われる。まず、パターンニングを行う薄膜を基板全面に形成する。さらに、レジストコート、露光、現像、リンスなどを経てレジストパターンを形成する。その後に、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行い不要な部分を除去して所望のパターン形状を得る。以上で述べたように、フォトリソグラフィー法は非常に多くの工程を必要とする。このため、フォトリソグラフィー法は高コストになってしまう。
【０００８】
一方、半導体集積回路（ＩＣ）のような電気・電子回路基板上に電極などを形成する方法として、金属微粉末を分散したペーストやスラリーを用いてインクジェット法やスクリーン印刷、オフセット印刷などの塗布法による簡便な方法が可能になって来た。これによりメッキや真空蒸着、スパッタリングなどの煩雑な方法や、フォトリソグラフィー法などの高コストの方法を用いずに金属電極を形成することができるようになると期待されている。
【０００９】
しかし、スクリーン印刷などの印刷法においては、例えば線幅１０μｍ以下の精細なパターンの作製には、困難を伴う。これはマスクの加工精度がパターン精度に反映されるためである。
【００１０】
一方、このような印刷可能な電極材料は、蒸着金属膜と同等の高導電性を得ることが可能になりつつあるが、そのためには１５０℃以上の焼成温度が必要なことが大きな課題である。そのため基材や基板に対する耐熱性を無視することはできない。現在最も汎用な樹脂基材であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの場合、耐熱性の面で劣るため、１５０℃以上に加熱する場合など使用が困難であった。一方、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリイミド基材は、２００℃程度の加熱に耐える基材ではあるが、ＰＥＴに比べ高価である。
【００１１】
また、液体から印刷などで電極パターンを形成する場合、基材の表面状態が得られる膜の特性に影響する。その状態によっては所望の導電性を得ることはできない。もしくは必要以上に厚膜化する必要が生じる。基材の表面状態の一つとして、表面の平坦性、平滑性が挙げられる。シート状に加工された樹脂基材は加工や変形が容易な上、安価であるなどの利点があるが、成形時にできる段差や凹凸が多く見られ、表面の平坦性、平滑性がガラスやシリコン基材に比較して劣ることが問題であった。このような樹脂基材表面に、溶液をバーコーターやディッピングで塗布した場合には均一に塗布することは困難であった。焼成後の膜特性も均一ではなかった。
【００１２】
また、導電性インクなどは基材表面の状態で濡れ性が大きく変化する。特に水分散液などは、水の接触角の高い基材上では弾きが発生したり膜厚の均一性が著しく低下したり、分散液中の粒子が凝集したりすることがある。また、ペーストを用いてパターンを形成する場合にもパターン形状や解像性は基材表面の凹凸や濡れ性に大きく影響される。
【００１３】
基材表面の濡れ性に関しては、種々の表面改質によって改善することができる。それらの方法として薬品やカップリング剤で処理する化学的処理法や、紫外線照射やプラズマ接触などの物理的処理法がある。前者の化学的処理法の一例としては硫酸中に基材を浸漬し、表面を親水化する方法があるが、基材の種類によってはダメージが大きかったり処理後の洗浄が必要であったりした。一方、紫外線照射やプラズマ処理はフッ素樹脂基材を始め多くの樹脂基材に対して親水化する効果があり、接着性も改善することが知られている。しかしながら、基材の種類によって処理の表面改質への効果が異なるため、使用できる基材が限定されることが問題であった。
【００１４】
そこで、基材上に親水性ポリマー薄膜を形成することで、表面処理する例も報告されている。この例では、スルホン酸のような親水性の基を有するポリマー薄膜が用いられる。ポリマー薄膜は基材上に固定化するため、電離放射線の照射が必要である。厚膜化しようとしたり、固定化の操作を行なわなかったりすると水中に浸漬する際に膨潤などが起こる可能性があった（特許文献１）。
【００１５】
一方、例えば、基板にシラン誘導体などの疎水性皮膜を形成し、フォトマスクを介して光を照射することにより親水性潜像を形成し、この親水性潜像にゾルゲル法などによりＴｉＯ2 などの金属酸化物を析出させることによって、パターン形成を行っているものがある（例えば、特許文献２参照。）。疎水性皮膜にはＴｉＯ2 が成長しないので、精細なパターンが得られるものの、ＴｉＯ2 の成膜を常温で行っているが、水に対する接触角を低下するのに長時間の紫外光照射が必要であるため、製造時間が長くなるので、大きなコスト減にはならない。
【００１６】
また、基板上の極性を制御することによって、パターンを形成する方法がある。この方法では、基板表面に光極性変化を起こすＴｉＯ2 などの金属酸化物を形成し、フォトマスクを介して光を照射することにより潜像を形成し、インクジェット描画方式を用いて、この潜像上にインクを着弾することによってパターン形成を行っているものもある（例えば、特許文献３参照。）。
【００１７】
樹脂基板表面は高さ２００ｎｍ程度のバンプが多く存在するので、このバンプを埋めるためには樹脂基板上に２μｍ以上の製膜をする必要がある。しかし、一般に金属酸化物をミクローンオーダーで成膜することはできないので、樹脂基板のバンプを埋めることができないため、平滑性が良い樹脂基板は得られない。また、得られるパターンも滲みが発生し、精緻なパターンが得られない。また、上記の方法では金属酸化物を成膜するのに、蒸着法やゾルゲル法を用いている。蒸着法の場合、樹脂基板との間でマイグレーションが発生したり、樹脂基板が変形したりする。ゾルゲル法の場合、光感度が良いアナターゼ型結晶を得るには、２００℃以上の高温焼成が必要であり、前述したようにＰＥＴが使用できないなど、使用できる樹脂基板が限定されるという問題点がある。
【００１８】
このような金属酸化物を使わないで基板極性変化を利用した方法がある。この方法では、反応活性或いは粗面化処理された樹脂基板上に極性変化が起こる高分子化合物をグラフト重合により成長させる（例えば、特許文献４参照。）。この場合、低温で高分子化合物を成長させることができるが、樹脂基板表面は粗いため、精緻なパターンを形成できないという問題点がある。
【００１９】
また、これらの有機電界効果型トランジスタでは、有機半導体層上にゲート電極を形成している。一般に有機半導体材料の表面はＵＶ光等で分解してしまうので、このような積層順の場合、ＵＶ光を用いて表面エネルギーを変えることは、性能の低下を招く恐れがある。また、基板上にソース電極、ドレイン電極を形成しているため、ソース電極、ドレイン電極上の絶縁膜が薄くなるため、リーク電流が発生しやすくなるという問題点があった。
【特許文献１】特開平１１−１２３７６号公報
【特許文献２】特開２００２−１６９３０３号公報
【特許文献３】特開２００３−５９９４０号公報
【特許文献４】特開２００３−７６００４号公報
【非特許文献１】Ｃ．Ｄ．Ｄｉｍｉｔｒａｋｏｐｏｕｌｏｓ他、「Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｌａｒｇｅ  Ａｒｅａ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ誌、２００２年１４、Ｎｏ．２、Ｐ．９９−１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
以上述べたように、汎用の樹脂基材上に電極などの層を形成する場合、基材上の凹凸が原因で導電性微粒子の分散液やペーストから、抵抗が低く、特性が均一な電極などといった所望の層を形成することが困難であった。
【００２１】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、樹脂基材のように表面に凹凸や突起物が多い基材上でも、所望の層が形成できる基板、有機電界効果型トランジスタおよびそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
また本発明は、樹脂基板上に精密で微細なパターンを形成した微細構造基板およびそれを用いた有機電界効果型トランジスタを提供することを目的とする。
さらに本発明は、上記基板や有機電界効果型トランジスタを複雑な工程や高価な装置を必要とせず、容易に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
そこで本発明は、基材上に有機樹脂層を具備した基板において、該基材の平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、該有機樹脂層の平均面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下であり、かつ該有機樹脂層表面の少なくとも一部に親水性領域を有することを特徴とする基板である。
【００２４】
かかる基板において、前記有機樹脂層の膜厚が１〜１０μｍであることが好ましい。また、前記有機樹脂層の熱変形温度が１３０℃以上であることが好ましい。また、前記有機樹脂層がフェノール樹脂を含むことが好ましい。
【００２５】
また、前記基材が樹脂基材であることが好ましい。また、前記有機樹脂層の表面抵抗が１．０×１０12Ω／□以上であることが好ましい。また、前記有機樹脂層表面の少なくとも一部の親水性領域の水の接触角が５〜５５°であることが好ましい。
【００２６】
また、本発明は、前記基板の有機樹脂層表面の少なくとも一部の親水性領域に導電層が設けられていることを特徴とする導電性基板である。
かかる導電性基板において、前記導電層が平均粒径１０ｎｍ〜２μｍの導電性微粒子を含有することが好ましい。
【００２７】
また、本発明は、平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが０．１μｍ以上１．０μｍ以下である基材上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱して平均面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機樹脂層を形成する工程、該有機樹脂層を紫外線照射、電子線照射、コロナ放電あるいはオゾン処理して有機樹脂層表面の少なくとも一部に親水性領域を形成する工程を有することを特徴とする基板の製造方法である。
【００２８】
かかる製造方法において、前記紫外線照射、電子線照射、コロナ放電あるいはオゾン処理を行なうことによって有機樹脂層表面の少なくとも一部の親水性領域の水の接触角を５〜５５°まで変化させることが好ましい。
【００２９】
また、本発明は、平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが０．１μｍ以上１．０μｍ以下である基材上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱して平均面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機樹脂層を形成する工程、該有機樹脂層を紫外線照射、電子線照射、コロナ放電あるいはオゾン処理して有機樹脂層表面の少なくとも一部に親水性領域を形成する工程、該親水性領域に導電層を形成する工程を有することを特徴とする導電性基板の製造方法である。
【００３０】
かかる製造方法において、前記導電層を形成する工程が直径１０ｎｍ〜２μｍの導電性微粒子を水もしくはアルコール中に分散もしくは溶解した溶液の塗布と加熱を含む工程であることが好ましい。
【００３１】
また、本発明は、平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが０．１μｍ以上１μｍ以下である基材上に、表面面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機層を有し、該有機層上に疎水性有機層を有し、該疎水性有機層の親水化された親水性部分に微細構造が形成されていることを特徴とする微細構造基板である。
【００３２】
かかる基板において、前記基材が樹脂基材であることが好ましい。また、前記有機層が硬化性樹脂であることが好ましい。また、前記疎水性有機層は、少なくともフルオロアルキル基を有する高分子材料であることが好ましい。前記微細構造は、導電性材料または絶縁性材料からなるパタ−ンであることが好ましい。
【００３３】
また、本発明は、平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが０．１μｍ以上１μｍ以下である基材上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱して表面面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機層を形成する工程、該有機層上に疎水性有機層を形成する工程、該疎水性有機層の少なくとも一部を親水処理して親水性部分を形成する工程、該親水性部分に微細構造を形成する工程を有することを特徴とする微細構造基板の製造方法である。
【００３４】
かかる製造方法において、前記親水性部分の水の接触角が５°以上５５°以下であることが好ましい。また、前記疎水性有機層の水に対する接触角が８０°以上１３０°以下であることが好ましい。また、前記親水性部分と前記疎水性有機層の水に対する接触角の角度差が３０°以上１１０°以下であることが好ましい。
【００３５】
前記親水処理は、紫外光照射、オゾン処理、コロナ処理、電子線照射、プラズマ処理のうちから選ばれた少なくとも１つの方法で行うことが好ましい。また、前記紫外光照射の光の波長が１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
また、前記親水性部分に微細構造を形成する工程が、ディップ法により親水性部分に導電性材料または絶縁性材料を塗布してパタ−ンを形成することが好ましい。前記親水性部分に微細構造を形成する工程が、インクジェット法により親水性部分に導電性材料または絶縁性材料を塗布してパタ−ンを形成することも好ましい。
【００３７】
また、本発明は、樹脂基材上に有機樹脂からなる平坦化層を有する基板である。
かかる基板において、前記樹脂基材の前記平坦化層との界面での平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であり、前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の平均面粗さが１ｎｍ以下であることが好ましい。また、前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の少なくとも一部に親水性領域を有することが好ましい。また、前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の一部と他の部分との親水性が異なることが好ましい。
【００３８】
また、前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の一部と他の部分との表面エネルギーが異なることが好ましい。また、前記平坦化層の前記樹脂基材とは反対側の表面の一部に親水性領域を有し、他の部分に疎水性領域を有することが好ましい。また、前記親水性領域上に導電性部材を有することが好ましい。また、前記平坦化層が２層以上の有機樹脂層からなることが好ましい。
【００３９】
また、本発明は、かかる樹脂基材上に有機樹脂からなる平坦化層を有する基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、を少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタである。
【００４０】
また、本発明は、少なくとも樹脂基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層を有する有機電界効果トランジスタの製造方法であって、少なくとも該樹脂基板上に平坦化層を塗布にて形成する工程と、該平坦化層に処理を施して、該平坦化層表面の第一の領域と、該第一の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該平坦化層表面の第二の領域と、を形成する工程と、該第一の領域あるいは該第二の領域のいずれか一方の上のみに該ゲート電極を塗布にて形成する工程と、該ゲート電極上に該ゲート絶縁層を塗布にて形成する工程と、該ゲート絶縁層表面の一部に該ソース電極、該ドレイン電極を塗布にて形成し、該ゲート絶縁層上に該ソース電極と該ドレイン電極を同時に形成する工程と、該ソース電極と該ドレイン電極との間の該ゲート絶縁層上に有機半導体層を塗布にて形成工程とを少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタの製造方法である。
【００４１】
なお、かかる製造方法において、該ゲート絶縁層をパターニングする場合、該ソース電極と該ドレイン電極は、該ゲート絶縁層上だけではなく、パターン状の該ゲート絶縁層の表面と該平坦化層表面の一部に形成される場合もある。この場合、例えば、少なくとも該樹脂基板上に平坦化層を塗布にて形成する工程と、該平坦化層に処理を施して、該平坦化層表面の第一の領域と、該第一の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該平坦化層表面の第二の領域と、を形成する工程と、該第一の領域あるいは該第二の領域のいずれか一方の上のみに該ゲート電極を塗布にて形成する工程と、該ゲート電極上に該ゲート絶縁層を塗布にて形成する工程と、該ゲート絶縁層表面の一部に該ソース電極、該ドレイン電極を塗布にて形成し、該ゲート絶縁層上に該ソース電極と該ドレイン電極を同時に形成する工程と、該ソース電極と該ドレイン電極との間の該ゲート絶縁層上に有機半導体層を塗布にて形成工程とを少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタの製造方法となる。
【００４２】
また、本発明は、少なくとも樹脂基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層を有する有機電界効果トランジスタの製造方法であって、少なくとも該樹脂基板上に平坦化層を塗布にて形成する工程と、前記平坦化層上に疎水性有機層を塗布する工程と、該疎水性有機層に処理を施して、該疎水性有機層表面もしくは前記平坦化層表面の第一の領域と、該第一の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該疎水性有機層表面の第二の領域と、を設ける工程と、該第一の領域あるいは該第二の領域のいずれか一方の上のみにゲート電極を形成する工程と、該ゲート電極上に該ゲート絶縁層を塗布にて形成する工程と、該ゲート絶縁層表面の一部に該ソース電極、該ドレイン電極を塗布にて形成し、該ゲート絶縁層上に該ソース電極と該ドレイン電極を同時に形成する工程と、該ソース電極と該ドレイン電極との間の該ゲート絶縁層上に有機半導体層を塗布にて形成工程とを少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタの製造方法である。
【００４３】
なお、かかる製造方法において、該ゲート絶縁層をパターニングする場合、該ソース電極と該ドレイン電極は、該ゲート絶縁層上だけではなく、パターン状の該ゲート絶縁層の表面と該平坦化層表面の一部に形成される場合もある。この場合、少なくとも該樹脂基板上に平坦化層を塗布にて形成する工程と、前記平坦化層上に疎水性有機層を塗布する工程と、該疎水性有機層に処理を施して、該疎水性有機層表面もしくは前記平坦化層表面の第一の領域と、該第一の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該疎水性有機層表面の第二の領域と、を設ける工程と、該第一の領域あるいは該第二の領域のいずれか一方の上のみにゲート電極を形成する工程と、該ゲート電極上に該ゲート絶縁層を塗布にて形成する工程と、該ゲート絶縁層表面に該ソース電極、該ドレイン電極を塗布にて形成し、該ゲート絶縁層上に該ソース電極と該ドレイン電極を同時に形成する工程と、該ソース電極と該ドレイン電極との間の該ゲート絶縁層上に有機半導体層を塗布にて形成工程とを少なくとも有することを特徴とする有機電界効果型トランジスタの製造方法となる。
【００４４】
なお、ここで、疎水性有機層に処理を施して、該疎水性有機層表面もしくは前記平坦化層表面に第一の領域が形成されるのは、処理の種類や程度によっては、処理領域の疎水性有機層が完全に除去され、露出した平坦化層表面が第一の領域となる場合があり、かかる場合も本発明が包含することを意味している。
【００４５】
これらの製造方法において、前記第一の領域の表面自由エネルギーを前記第二の領域の表面自由エネルギーよりも高くすることが好ましい。また、前記第一の領域にゲート電極を形成することが好ましい。
【００４６】
また、前記ゲート絶縁層形成後に、該ゲート絶縁層表面と前記平坦化層表面（あるいは、前記疎水性有機層表面）に同時に処理を施して、該平坦化層表面（あるいは、該平坦化層表面あるいは該疎水性有機層表面）の第三の領域と、該第三の領域と表面エネルギーの異なる該平坦化層表面の第四の領域と、該ゲート絶縁層表面の第五の領域と、該第五の領域と異なる表面自由エネルギーを有する該ゲート絶縁層表面の第六の領域と、を同時に形成する工程と、該第三の領域上と該第五の領域上、あるいは、該第四の領域上と該第六の領域上、のいずれか一方の上のみに前記ソース電極及び前記ドレイン電極を塗布にて同時に形成する工程と、を有することが好ましい。
【００４７】
また、前記第三の領域の表面自由エネルギーを前記第四の領域の表面自由エネルギーよりも高くし、前記第五の領域の表面自由エネルギーを前記第六の領域の表面自由エネルギーよりも高くすることが好ましい。また、前記第三の領域にソース電極及びドレイン電極を形成することが好ましい。
【００４８】
また、前記第一の領域の水の液滴接触角が２０°以上５０°以下であり、前記第二の領域の水の液滴接触角が９０°以上１３０°以下であり、該第一の領域の水の液滴接触角と該第二の領域の水の液滴接触角の差が６０°以上１１０°以下であることが好ましい。
【００４９】
また、前記疎水性有機層は、少なくともフルオロアルキル基を有する高分子材料であることが好ましく、前記平坦化層がフェノール樹脂であることが好ましく、前記ゲート絶縁層がフェノール樹脂、シルセスキオキサンの中から選択される絶縁材料であることが好ましい。
【００５０】
また前記ゲート絶縁層の膜厚が０．３μｍ以上１．２μｍ以下であることが好ましい。
また、前記、前記第一の領域、第三の領域、第五の領域は、それぞれの領域を形成しようとする部分に選択的に紫外光、プラズマ処理、オゾン処理、コロナ処理、電子線照射の内の少なくとも１つの処理を施すことにより形成することが好ましい。
【００５１】
また、前記紫外光の波長が１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、前記平坦化層が硬化性樹脂であることが好ましい。また、前記平坦化層の平均面粗さが０．２ｎｍ以下で最大高さが１ｎｍ以下であることが好ましい。また、前記ゲート絶縁層の平均面粗さが２ｎｍ以下、最大高さが１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
また、少なくとも前記ソース電極と前記ドレイン電極を形成する方法がにディップ法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法の少なくとも１つの塗布法により形成することが好ましい。また、少なくとも該ゲート電極、該ゲート絶縁膜をスクリーン印刷法、フレキソ印刷法、ディップ法、ディスペンス法の少なくとも１つの塗布法で形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、樹脂基材のように表面に凹凸が多い基材上でも、平滑性、平坦性が高く、外部刺激によって水の表面接触角を変化させることができる有機樹脂層を形成することによって、導電性微粒子の分散液やペーストからでも十分に抵抗の低い導電層形成に適した基板およびその基板を容易に製造する方法を提供することができる。
【００５４】
また、本発明は、上記の基板に導電性微粒子の分散液やペーストを用いて抵抗の低い導電層を形成した導電性基板およびその導電性基板を容易に製造する方法を提供することができる。
【００５５】
また、本発明は、樹脂基板上に精密で微細なパターンを形成した微細構造基板を提供することができる。
また、本発明は、上記の微細構造基板を複雑な工程や高価な装置を必要とせず、容易に製造する方法を提供することができる。
【００５６】
また、本発明は、樹脂基板のように表面に凹凸が多い基材上でも、平滑性、平坦性が高く、外部刺激によって水の表面接触角を変化させることができる有機樹脂層を備え、さらにゲート絶縁層も同様に光などの外部刺激により水に対する接触角を変化させることができ、導電性微粒子の分散液やペーストにより微細な抵抗の低い導電層形成が可能な有機電界効果型トランジスタを提供することができる。
【００５７】
また、本発明は、この方法により有機半導体やゲート電極も塗布法により形成することが可能で、簡便な方法で安価に有機電界効果型トランジスタを作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の基板の第一の形態について図１によって説明する。図１は本発明の基板の一例を示す断面図である。本発明の基板５は、表面に突起（或いはバンプ）３を有する凹凸の基材１上に、突起３を覆う有機樹脂層（平坦化層）２が形成されてなるものである。この時、基材１に対して有機樹脂層２は片面のみでなく両面に有していても良い。この有機樹脂層２に求められる特性は、その表面の平滑性が良いことである。また、この有機樹脂層２は、ぬれ性などの制御が容易であることであることが好ましい。たとえば、有機樹脂層２が、紫外線照射、電子線照射、コロナ放電、あるいはオゾン処理に対し感度を有し、それらの処理によって表面が改質されることにより、例えば親水性を有するようであれば、ぬれ性などの制御が容易であるので好ましい。
【００５９】
以下にこれらの構成要素について説明する。
本形態における基材１とは、平均面粗さが１．２ｎｍ以上５ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さ（以降、「最大山高さ」と略記する）が０．１μｍ以上１．０μｍ以下である基材であり、例えば、未研磨のシリコン（Ｓｉ）などの半導体基板、金属、ガラス、カーボン、セラミックス、樹脂基材等が挙げられる。また、複数の材質が多層化された基材や前記の平均面粗さや最大高さの範囲であればメモリアレイ等の構造物を有した基材であっても構わない。特に経済性、柔軟性、加工性の面から有機樹脂からなる基材が好ましい。有機樹脂からなる基材は、その表面平滑性が悪いのが通常である。そこで、本発明の最良の形態では、表面平滑性が悪い基材の表面を平滑化すべく、有機樹脂層２を設けている。なお、基材１の好ましい平均面粗さは１．２ｎｍ以上４ｎｍ以下、最大高さは０．１μｍ以上０．４μｍ以下である。なお、特に断らない限り、本発明において、「基材の表面」、「基材の面粗さ」、「基材の最大山高さ」は、いずれも、基材と有機樹脂層（あるいは有機層、平坦化層）との界面についてのものであり、「有機樹脂層（あるいは有機層、平坦化層）の表面」、「有機樹脂層（あるいは有機層、平坦化層）の面粗さ」、「有機樹脂層（あるいは有機層、平坦化層）の最大山高さ」とは、いずれも、層の基材とは反対側の面についてのものである。
【００６０】
本発明において、平均面粗さ（Ｒａ’）は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で定義されている中心線平均粗さＲａを、測定面に対し適用し三次元に拡張したもので、「基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値」と表現し、次式（１）で与えられる。
【００６１】
【数１】
2005289054.tif 000003
【００６２】
Ｒａ’：平均面粗さ値（ｎｍ）
Ｓ0 ：測定面が理想的にフラットであるとした時の面積で、｜ＸR −ＸL ｜×｜ＹT −ＹB ｜
Ｆ（Ｘ，Ｙ）：測定点（Ｘ，Ｙ）における高さ、ＸはＸ座標、ＹはＹ座標
ＸR 〜ＸL ：測定面のＸ座標の範囲
ＹT 〜ＹB ：測定面のＹ座標の範囲
Ｚ0 ：測定面内の平均の高さ
樹脂基材の場合、剛性が低いので樹脂基材のたわみにより、正確な測定ができない場合もある。この場合、走査型プローブ顕微鏡を用いると便利である。
【００６３】
また、表面凹凸の最大山高さ（Ｒｐ）は、表面凹凸の高さの最大山高さを示す。「表面凹凸の高さ」は被膜表面に形成された凸部の頂点と凹部の底点との高低差（被膜表面に形成された凸部の頂点と凹部の底点との高低差）を指す。すなわち、最大山高さ（Ｒｐ）は、測定範囲において、凸部の最大高さ（ＪＩＳ−Ｂ−０６０１の「表面粗さの定義と表示」に規定されている山頂と谷底との高低差）を示すものである。
【００６４】
本発明では、平均面粗さは、走査型プローブ顕微鏡で測定した値を表している。つまり、ＤＦＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｏｄｅ）で走査周波数＝０．６５Ｈｚ、走査範囲＝２０μｍ×２０μｍで測定したときの平均面粗さである。また、最大山高さは、触針式段差計において、測定範囲１ｍｍ、スキャンスピード１００μｍ／ｓで測定した値を表している。
【００６５】
本発明に用いられる基材として、樹脂基材が好ましい。本発明で好適に使用される樹脂基材の材質としては、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）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などが挙げられる。その他の樹脂基材としてはポリシクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。
【００６６】
ここで、基材は、有機層２や後述する微細構造１０や有機電界効果型トランジスタの形成時の焼成温度によって適宜選択することが可能である。また、本発明の実施例では、基材の表面に平坦化層を設け、その上に微細構造を形成することを好適な実施例としているが、本発明の趣旨を逸脱しない基材であれば、本発明の範囲から排除されるものではない。樹脂基材の膜厚は任意であるが、強度と柔軟性および加工性を併せ持った基板作製の為には２０〜５００μｍが好ましく、２０〜３００μｍがより好ましい。
【００６７】
本発明の有機樹脂層２に要求される好ましい特性は、以下のとおりである。
有機層２に求められる好ましい特性としては、基材１の突起３を覆うことができ、かつ、有機層２表面の平滑性が良好なこと、さらに有機層２の表面改質によるぬれ性の時間変化が急峻であることが挙げられる。
【００６８】
より具体的には、まず、平均面粗さ（Ｒａ’）は好ましくは１ｎｍ以下、より好ましくは０．２ｎｍ以上１ｎｍ以下、さらに好ましくは０．２ｎｍ以上０．８ｎｍ以下である。平均面粗さが１ｎｍを越えると、有機樹脂層上に印刷などで導電性のパターンを描いた時に、エッジが不鮮明になるおそれがある。
【００６９】
また、有機樹脂層の表面凹凸の最大高さは３０ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。有機樹脂層の表面凹凸の最大高さが３０ｎｍを越えると有機樹脂層上に導電層を形成した場合に十分な導電性が得られないおそれがある。
【００７０】
また、有機樹脂層表面が紫外線照射、電子線照射、コロナ放電、あるいはオゾン処理によって感度を持つことが好ましい。ここで言う「感度を持つ」とは、これらの処理によって表面の水の接触角が変化することであり、例えば親水化することを示す。
【００７１】
本発明の有機樹脂層２の膜厚は１〜１０μｍが好ましく、基材の表面の粗さや凹凸を覆い、かつ有機樹脂層表面を平滑化できることが重要である。膜厚が１μｍ未満では基材表面を平坦かつ平滑化することが困難であり、一方膜厚が１０μｍをこえると有機樹脂層形成時に基材が反る、表面平滑性が悪く、膜厚ムラも起こりやすくなるなどの問題が発生する恐れがある。より好ましくは１〜６μｍ、さらに好ましくは１〜５μｍである。膜厚を５μｍ以下とすることで、膜厚均一性が高く、乾燥の時間を短縮できるなどの利点がある。
【００７２】
本発明の基板を用いて導電層や絶縁層を積層して行く場合などを考慮に入れると、有機樹脂層２の熱変形温度は１３０℃以上であることが好ましい。また、有機樹脂層上に導電層を設ける場合、本発明の有機樹脂層は絶縁性が高いことが望まれる。特に表面抵抗が１．０×１０12Ω／□以上であることが好ましい。
【００７３】
本発明の有機樹脂層２を構成する樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など種々の樹脂が挙げられる。本発明の有機樹脂層２を構成する樹脂に求められる特性は、凹凸のある基材表面を平坦化、かつ平滑化できることである。
【００７４】
本発明の有機樹脂層２として使用される熱可塑樹脂としては、ガラス転移温度が１３０℃以上であり、より好ましくは１３０〜１８０℃であり、有機溶媒に可溶で、かつ溶液から塗膜を形成できる熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。熱可塑性樹脂の場合、ガラス転移温度以上まで加熱することで基材表面の凹凸を平坦化し、表面を平滑化することができる。熱可塑性樹脂の例としてはポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリシクロオレフィン骨格を有する樹脂が挙げられる。有機樹脂層形成後の紫外線照射、電子線照射、コロナ放電、あるいはオゾン処理に対する感度が高く、親水化し易い点からポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネートが好ましい。
【００７５】
本発明の有機樹脂層２として適正な化合物としては、硬化性樹脂も好適である。
硬化性樹脂は一般的に樹脂、架橋剤、硬化剤、触媒などから構成され、その硬化性樹脂膜を熱或いは光によって硬化することで有機樹脂層２が得られる。それ以外には、樹脂自体に架橋基を持った樹脂を触媒存在下もしくは無触媒下で硬化させることによっても得ることができる。
【００７６】
なお、熱硬化性樹脂は電気絶縁性、機械強度、耐熱性に優れ、安価である等の点から単独で、或いは、他樹脂と組み合わせで、多くの用途に使用されている。
本発明で使用される熱硬化性樹脂の硬化前の軟化点は５０℃〜１６０℃であることが好ましい。軟化点が５０℃未満である場合は硬化中にダレが発生し、１６０℃を越える場合は硬化時間内に十分にリフローせず、いずれの場合でも平坦性、平滑性が低下する。
【００７７】
また、前記熱硬化性樹脂の原料に用いられる樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。中でもフェノール樹脂を用いると耐水性や熱変形温度が高く、かつ絶縁性が高くなるなどの点からより好ましい。これらの樹脂を２種以上混合して用いることもできる。
【００７８】
フェノール樹脂の一般的な例としてはフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などが挙げられるが、その他のフェノール基を有する樹脂としてポリビニルフェノールなども同様に使用することができる。
【００７９】
フェノール樹脂の例としてはフェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂や複数のフェノール成分を用いることにより得られる共重合フェノールノボラック樹脂などのノボラック樹脂、あるいはメチロール基やジメチロール基等の反応性架橋基を有するレゾール型フェノール樹脂やジベンジルエーテル型フェノール樹脂も用いることができる。また、ノボラック樹脂をオイルなどで変性した変性フェノール樹脂を用いることもできる。中でも好ましくはノボラック樹脂であり、焼成後の膜強度が高いなどの利点がある。
【００８０】
また、フェノール樹脂に架橋剤を混合するなどして併用することで硬化後の膜の強度を向上できる。
フェノール樹脂と組み合わせて使用される架橋剤としては、２官能以上の、エポキシ化合物、オキセタン化合物、イソシアネート化合物やメラミン系架橋剤、置換尿素系架橋剤などが挙げられる。中でも紫外線照射などを行なった後に親水化し易いなどの点からエポキシ化合物、メラミン系架橋剤、置換尿素系架橋剤が好ましい。
【００８１】
エポキシ化合物の例としてはビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＦジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロビスフェノールＡジグリシジルエーテル、テトラフェニルグリシジルエーテルエタン、トリフェニルグリシジルエーテルメタン、フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラック樹脂エポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、トリグリシジルイソシアヌレート、エポキシ化大豆油、３，４−エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレートなどが挙げられる。
【００８２】
メラミン系架橋剤、置換尿素系架橋剤の例としてはヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、メトキシメチル化グリコールウリル、メチロール化グリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリルやこれらの化合物が樹脂化したものなどが挙げられる。
【００８３】
前記架橋剤の配合量は前記樹脂１００重量部に対して好ましくは１〜２００重量部、より好ましくは１０〜２００重量部である。配合量が１重量部未満であると硬化時間が長過ぎ、２００重量部をこえると未反応の架橋部位が多過ぎて膜の特性が低下するおそれがある。
【００８４】
前記樹脂と前記架橋剤を効率良く架橋させるために、触媒を併用することができる。フェノール樹脂と併用される触媒としては酸性触媒、塩基性触媒いずれかを使用することができるが、架橋剤の種類によって選択できる触媒が異なる。例えば前記メラミン系架橋剤、置換尿素系架橋剤を架橋剤として使用する場合には主に酸性触媒が用いられる。酸性触媒の例としては蟻酸、酢酸、蓚酸などのカルボン酸類やｐ−トルエンスルホン酸、カンファースルホン酸などのスルホン酸類、三フッ化ホウ素、五フッ化リンなどのルイス酸が用いられる。スルホン酸やルイス酸は一般的に有機溶媒への溶解性が低い上に、室温で不安定であることから、それらのアミン塩や錯体を用いることもできる。
【００８５】
塩基性触媒はフェノール樹脂の水酸基とエポキシ化合物を効率良く反応させることが良く知られている。塩基性触媒の例としてイミダゾール類やジエチレントリアミンのような有機アミン類が挙げられる。
【００８６】
前記触媒の好ましい配合量は前記樹脂と前記架橋剤の総量に対して１００重量部に対して０．１〜１０重量部である。配合量が０．１重量部未満であると硬化が不十分で耐溶剤性や膜強度が低下する、１０重量部を越えると膜の吸水性などが上昇し膜の特性が保てない。
【００８７】
前記樹脂などを溶解させる溶剤としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジグライム、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等を用いることができる。これらの有機溶剤は単独で、又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８８】
前記の溶剤の中で、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル及びシクロヘキサノンがレベリング性の向上の観点から好ましい。
【００８９】
また、選択する印刷方法などによって任意に粘度を調整したい場合などには、希釈剤として液状のエポキシを単独もしくは溶剤と併用して使用することができる。
得られた有機樹脂層表面の平滑性を保つために極力ゴミなどを混入させないことが重要であり、事前にメンブランフィルタで濾過することが望ましい。
【００９０】
本発明の有機樹脂層を塗布する方法としては、スピンキャスト法、ディッピング法、滴下法、スプレー塗布法、ドクターブレード法、ダイコーティング法、オフセットあるいはスクリーンなどの印刷法、インクジェット法などが挙げられる。好ましくはディッピング法であり、樹脂基材のような柔軟な基材や大面積の基材を一度に処理することができる。
【００９１】
本発明においては、基材上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱することにより、基板表面の凹凸を埋めて平坦化すると共に、例えば有機樹脂層の平均面粗さが０．２以上１ｎｍ以下、表面凹凸の最大高さが３０ｎｍ以下になるように形成することができる。加熱温度は、１３０℃〜２２０℃が好ましく、選択する樹脂によって任意に変えることができる。加熱温度が１３０℃未満だと十分にリフローせず平坦性、平滑性が低下するだけでなく、十分な強度が得られない。２２０℃をこえると急激な加熱による膜収縮が起こり、クラックが発生するなどの問題が生じる。加熱方法としてはホットプレート、熱風循環式オーブン、ハロゲンランプ、ＩＲヒーター、セラミックヒーター、ＩＨヒーターなどを用いた方法が適用できる。
【００９２】
本発明の有機樹脂層２は紫外光照射、オゾン処理、コロナ処理、電子線照射、プラズマ表面処理等のエネルギー照射６に対して感度を有し、図２に示すように有機樹脂層表面の一部あるいは全部をこれらの処理によって表面改質して親水性領域を形成することができる。これらの方法のうち、１つを選択しても良いし、或いは幾つかを組み合わせても構わない。選択する基準としては有機樹脂層の水に対する接触角が所望の値まで短時間に変化することである。有機樹脂層表面の親水性表面改質によって到達すべき水の接触角は５〜５５°であり、水系のスラリーなどでコーティングを行なうことなどを考慮に入れると、１５〜４５°がより好ましい。さらに、処理時間を変えることによって水の接触角を５〜５５°の範囲で制御できるとより好ましい。また、有機樹脂層２が同じ組成で基材両面に形成されている場合、片面のみ表面処理することも、両面を上下から同時にまたは片面ずつ表面処理することもできる。
【００９３】
これらの表面処理で最適なのが紫外光照射、或いは紫外光照射とオゾン処理の組み合わせである。紫外光照射の波長は１５０〜３５０ｎｍの光が好ましい。この波長の選択基準も有機樹脂層表面の接触角の時間変化が短いことである。この紫外光照射の光源としては、水銀ランプ、ＫｒＣｌエキシマランプ、ＸｅＣｌ、Ｘｅ2 エキシマランプなど十分な光強度を有する光源であれば使用可能である。さらに紫外光照射にオゾン処理を組み合わせることで光照射による表面処理を効率良く行なうことができる。
【００９４】
本発明の導電性基板は、図３に示すように、前記基板の有機樹脂層２上の親水性領域８に導電層４を設けることにより得ることができる。導電層には金、銅、銀、白金、クロム、アルミニウム、ニッケルなどの金属、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 、ＺｎＯのような金属酸化物、またはポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子が使用される。
【００９５】
導電層の形成方法としては蒸着、スパッタ、イオンプレーティングなどの乾式での製膜方法、メッキ、電着、スラリー、ペーストや溶液からの塗布などの湿式の製膜方法を選択することができる。基材１の両面に有機樹脂層２が形成されている場合、その両面に導電層４を設けることもできる。
【００９６】
特に、本発明の基板は金属微粒子や導電性高分子微粒子を水または有機溶媒に分散させて得られるスラリーやペーストあるいは有機金属化合物の溶液から導電層を形成する際に適した基板である。本発明の基板上の有機樹脂層２表面を前述の方法で処理することで、ディッピング法、滴下法、スプレー塗布法、ドクターブレード法、ダイコーティング法、オフセットあるいはスクリーンなどの印刷法、インクジェット法などの簡便な方法で上記スラリーやペーストを基板表面に均一に塗布することができ、本発明の有機樹脂層上に容易に平均粒径１０ｎｍ〜２μｍの導電性微粒子を含有する導電層を形成することが可能である。この様な方法で表面抵抗率５ｋΩ／□以下の導電層を具備した基板を作ることができる。この時の導電層を形成する導電微粒子の形状は真球形、真球形以外の形状でもよく、例えば鱗片状、棒状などであっても良い。特に粒子同士がその一部分を融着させているような形態をとる時、抵抗が下がり、高い導電性を示す。
【００９７】
導電性微粒子のスラリーやペーストの代表的な例としては銀微粒子を水中に分散させた銀コロイド液や銀微粒子を有機溶媒中に分散させた銀ペースト、有機銀化合物の溶液などがあるが、微粒子の分散性を向上させたり焼成時に銀微粒子同士を融着させるために微量の樹脂を添加することができる。また、導電性ポリマーをスルホン酸などでドープした導電性ポリマー微粒子を水中に分散させた導電性スラリーを使用することができる。代表的な例としてポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリ（４−スチレンスルホン酸）の水分散液が挙げられる。
【００９８】
有機樹脂層表面に塗布した導電性微粒子や有機銀化合物は加熱することで、溶媒の揮発、添加されている樹脂や有機基の分解、微粒子自体の溶融などが起こり、導電性微粒子同士が会合するため集合して導電層を形成することができる。その時の温度は１３０〜３００℃が一般的であるが、より好ましくは１３０〜２２０℃である。
導電層の厚さは、３０ｎｍ〜１０μｍが好ましい。
【００９９】
次に、本発明の基板の第二の形態について図５によって説明する。本形態は、有機樹脂層を２層とし、その上に微細構造を形成するものである。
【０１００】
図５は、本発明の微細構造基板の構成を示す概念図である。２００〜３００ｎｍの突起（或いはバンプ）３を有する樹脂基材１上に、突起３を覆う有機層２が設けられている。この有機層２に求められる特性は、その表面の平滑性が良いこと、表面改質によるぬれ性の制御が容易であることである。この有機層２上に疎水性有機層９が形成されている。疎水性有機層９の一部に微細構造１０が形成されている。微細構造１０が形成されている疎水性有機層９の表面及び有機層２との界面１１は改質され、ぬれ性が親水性になっている。この疎水性有機層９は、微細なパターンの微細構造を得るのに有効な層である。
【０１０１】
本形態における有機層は、これまでに述べてきた有機樹脂層と同様である。また、疎水性有機層以外の層及び部材もこれまでに述べてきたものと同様である。
以下、疎水性有機層９について説明する。この疎水性有機層９は微細な微細構造を形成するために設けられている層である。つまり、この疎水性有機層９の表面及び有機層２の界面の改質により親水化された親水性部分に微細構造１０が形成されるためには、親水性部分以外の部分に微細構造が形成されないことが重要である。つまり、この疎水性有機層９に必要とされる特性は、水に対する接触角が高いこと、表面改質による接触角が短時間で変化することが挙げられる。疎水性有機層９として好適な化合物としてはフッ素樹脂が挙げられる。
【０１０２】
フッ素樹脂とは、主に炭素とフッ素からなる重合体であり、ポリテトラフルオロエチレン，ポリクロロフルオロエチレン，ポリビニリデンフルオライド，ポリビニルフルオライド，テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体，テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体，テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、クロロトリフルオロエチレンとエチレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレンオキシド、ポリヘキサフルオロプロピレンオキシド、ポリパーフルオロアクリレート、ポリパーフルオロメタクリレートなどがあげられる。
【０１０３】
疎水性有機層９の厚さは５〜１００ｎｍ、好ましくは５〜８０ｎｍが望ましい。膜厚が５ｎｍ未満であると、均一な塗布膜ができないため十分な疎水性が発現できないおそれがある。また、１００ｎｍをこえると、表面改質に要する時間が長くなってしまう。
【０１０４】
次に、微細構造１０について説明する。
微細構造１０は、用途によって使用する微細構造材料を変えても構わない。微細構造材料は、回路基板の場合は導電性材料を、半導体素子の場合は導電性材料や絶縁性材料を、画像ディスプレー用デバイスの場合、絶縁性材料や導電性材料を用いる。使用される材料は、疎水性有機層９の親水化された部分と親和性が良く、疎水性有機層でのぬれ性が悪いものが良い。
【０１０５】
導電性材料には金、銅、銀、白金、クロム、アルミニウム、ニッケルなどの金属、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 、ＺｎＯのような金属酸化物、またはポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子が使用される。
【０１０６】
また、本発明の基板は金属微粒子や導電性高分子微粒子を水または有機溶媒に分散させて得られるスラリーやペーストから導電性材料の使用にも適している。この時の導電層を形成する導電微粒子の形状は真球形や、鱗片状などであっても良い。
【０１０７】
導電性微粒子のスラリーやペーストの代表的な例としては銀微粒子を水中に分散させた銀コロイド液や銀微粒子を有機溶媒中に分散させた銀ペーストなどがあるが、微粒子の分散性を向上させたり焼成時に銀微粒子同士を結着させるために微量の樹脂を添加することが一般的である。
【０１０８】
また、導電性ポリマーをスルホン酸などでドープした導電性ポリマー微粒子を水中に分散させた導電性スラリーを使用することができる。代表的な例としてポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリ（４−スチレンスルホン酸）の水分散液が挙げられる。
【０１０９】
また、絶縁性材料としては例えば、ポリイミド，ポリアミド，ポリエステル，ポリカーボネート，ポリスルホン、ポリベンズイミダゾール，フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂，エポキシ樹脂，アクリル樹脂，メタクリル樹脂，不飽和ポリエステル樹脂、有機官能基を有するシロキサン化合物などが挙げられる。
【０１１０】
次に、本発明の微細構造１０の形成方法について、図面を参照して詳細に説明する。図６および図７は、本発明に係る微細構造基板の製造方法を示す工程図である。
先ず、図６（ａ）に示す様に、樹脂基材１上に有機樹脂溶液を塗布した後に加熱して表面面粗さが１ｎｍ以下、表面凹凸の最大山高さが３０ｎｍ以下である有機層２を形成し、該有機層２上に疎水性有機層９を形成する「疎水性有機層形成工程」と、該疎水性有機層９に表面改質を行い親水性の親水性部分１３を形成する「親水性部分形成工程」と、該親水性部分に微細構造１０を形成する「微細構造形成工程」からなる。
【０１１１】
初めに「疎水性有機層形成工程」（図６（ａ））では、例えば有機層２上にパーフルオロアルキルアクリレート共重合体を溶解した溶液を用いてディップコーティングする。
疎水性有機層９の水に対する接触角は、８０〜１３０°であることが望ましい。さらに好ましくは、１００〜１２０°であることが好ましい。接触角が８０°未満の場合、疎水性有機層９上にも流動体が塗布されるため、微細な微細構造を有機層２上に形成することができない。また、疎水性有機層９のみで１３０°以上の水に対する接触角を得るのは、現状困難である。
【０１１２】
次に、「親水性部分形成工程」（図６（ｂ）、図７（ｃ））では、上述の疎水性有機層９上に所定のパターンのフォトマスク１２等を介して疎水性有機層を改質をする。このときの表面改質の方法としては、紫外光照射、オゾン処理、コロナ処理、電子線照射、プラズマ処理などが挙げられる。また、紫外線レーザー光や集光した電子線照射などにより直接親水性部分を形成しても良い。これらの方法のうち１つを選択しても良いし、或いは幾つかを組み合わせても構わない。疎水性有機層の水に対する接触角が所望の値まで短時間に変化し、微細な親水性パターンが得られる方法を適宜選択することが好ましい。
【０１１３】
これらの表面処理で適している方法は紫外光照射、或いは紫外光照射とオゾン処理の組み合わせである。紫外光照射は、フォトマスクを使用して微細なパターンを得るのに適している。紫外光照射の波長は１５０〜３５０ｎｍの光が好ましく、２００〜３５０ｎｍの光がより好ましい。この波長を選択する際、有機層２と疎水性有機層９の接触角の時間変化が短く、微細なパターンの親水性部分が得られるようにすることが好ましい。この紫外光照射の光源としては、水銀ランプ、ＫｒＣｌエキシマランプ、ＸｅＣｌエキシマランプなど十分な光強度を有する光源であれば使用可能である。この波長域では石英の吸収が低いためフォトマスクの基板材料としても石英を使用することができる。
【０１１４】
また、紫外光照射にオゾン処理を組み合わせた場合は、光照射に比べて表面処理時間を短くできるので有効である。光源としては、１５０〜３５０ｎｍの波長を有するものが好適なものとして選ばれる。つまり、低圧水銀ランプ、Ｘｅ2エキシマランプが使用される。この場合、石英は使用できないが、合成石英やメタルマスクを使用することによって微細なパターン潜像を得ることができる。
【０１１５】
また、これら２つの処理法とも、マスクを疎水性有機層に密着させてもよいし、ある程度の距離を保って照射しても良い。
疎水性有機層９を表面改質したとき、その表面の接触角が短時間で低減することが望まれる。水に対しての接触角が高く、接触角の時間変化が短い疎水性有機層９として好適な化合物としては、フッ素樹脂が挙げられる。
【０１１６】
フッ素樹脂とは、主に炭素とフッ素からなる重合体であり、ポリテトラフルオロエチレン，ポリクロロフルオロエチレン，ポリビニリデンフルオライド，ポリビニルフルオライド，テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体，テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体，テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、クロロトリフルオロエチレンとエチレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレンオキシド、ポリヘキサフルオロプロピレンオキシド、ポリパーフルオロアクリレート、ポリパーフルオロメタクリレートなどがあげられる。
【０１１７】
次に、親水性部分パターン（図７（ｃ））について説明する。図７（ｃ）は、親水性部分パターン形成工程（図６（ｂ））後の疎水性有機層９の表面の親水性部分１３のパターンを示している。親水性部分パターン形成工程で表面改質された親水性部分１３は、親水化されている。前記親水性部分の水の接触角が５°以上５５°以下、好ましくは２０〜５０°である。この親水性部分１３や疎水性有機層９の水に対する接触角及び表面自由エネルギーは、微細構造基板及びそれを用いた有機電界効果型トランジスタを形成する上で重要であるので、詳細に説明する。
【０１１８】
親水性部分１３での水に対する接触角と疎水性有機層９での水に対する接触角の差は微細構造を得るには重要な指標である。ここでの接触角差とは、表面改質された親水性部分１３の接触角と疎水性有機層９の接触角の差を示している。この接触角差が十分でないと、親水性部分パターンである親水性部分に塗布した微細構造材料が疎水部にまで塗布され、微細構造を得ることが不可能になる。このとき、微細構造基板を得るのに好ましい接触角差は３０°以上１１０°以下である。より好ましい接触角差は、５０°以上１１０°以下である。接触角差が３０°未満の場合、疎水性有機層９の疎水部にも微細構造材料が塗布されて、微細構造が形成できないおそれがある。また、接触角差が１１０°をこえると、疎水性有機層のみで制御するのは困難である。つまり、疎水性有機層９の水に対する接触角が１３０°以上で均一な膜形成が困難であるためである。
【０１１９】
次に「微細構造形成工程」（図７（ｄ））では、親水性部分パターン形成工程で得られた親水性部分パターン上に微細構造材料を塗布し、微細構造を形成する工程である。表面改質により親水化された親水性部分１３上に微細構造材料を塗布することによって得られる。この微細構造材料は、親水性部分に親和性をもつものが選択される。微細構造としては、電極として使われる場合、導電性高分子、金属コロイド、などが使われる。
【０１２０】
また、微細構造材料の塗布法としては、ディップ法、ロールコーター法、インクジェット法、ディスペンス法、スピンコーティング、キャスト法、スプレー塗布法、ドクターブレード法、ダイコーティング法、印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法などが好適である。これらの塗布法は、親水性部分と微細構造材料の相溶性から適宜選ばれる。ディップ法などは、低コストで大面積な微細構造基板を形成するのに適している。この場合、親水性部分を形成した基板を浸漬させるが、親水部と疎水部の接触角差が高いため微細なパターンを得ることができる。また、十分な平滑性をもつ基板であるので、突起などによるニジミは発生しない。
【０１２１】
また、微細構造を形成するには、インクジェット法やマイクロコンタクトプリンティング法が適している。親水性部分パターンにのみ微細構造材料を塗布することができるためである。また、本発明の微細構造基板は、十分な平滑性をもつので、突起によるニジミなどが発生しない。
【０１２２】
次に、本発明のうち、有機電界効果型トランジスタおよびその製造方法に関して、詳細に説明する。
本発明の目的の一つは、基材表面に突起物が多く存在する樹脂基材上に流動体の塗布により精緻な積層型の微細構造体から成る有機電界効果型トランジスタの製造方法を提供することである。
【０１２３】
また、電極層、絶縁層、有機半導体層の各層を微細構造体として積層し、有機電界効果型トランジスタを提供することである。
また、電極層、絶縁層の各層の表面自由エネルギー制御し、精緻なパターンを形成する有機電界効果型トランジスタの製造方法を提供することにある。
【０１２４】
樹脂基材上に積層した微細構造体から成る有機電界効果型トランジスタにおいて塗布法で形成することに際して、各層上の平滑性や表面自由エネルギーの制御や、樹脂基板上の突起物の埋め込み、基板表面の平滑性が重要である。
【０１２５】
以下、本発明の有機電界効果型トランジスタの重要な構成要素について説明する。
本発明の有機電界効果型トランジスタの一形態について図８（ａ）、（ｂ）によって説明する。図８は、本発明の有機電界効果型トランジスタの構成を示したものであり、図８（ａ）は有機電界効果型トランジスタの平面図、図８（ｂ）は有機電界効果型トランジスタの断面図を示したものであり、ボトムコンタクト構造と呼ばれているものである。
【０１２６】
この有機電界効果型トランジスタは、樹脂などからなる基材１、平坦化層２、ゲート電極１４、ゲート絶縁層１５、ソース電極１６、ドレイン電極１７、有機半導体層１８、界面処理層１９から構成される。
【０１２７】
本形態では、２００〜１０００ｎｍの突起（或いはバンプ）３を有する樹脂基材１上に平坦化層２が具備されている。この平坦化層２は、樹脂基板１の突起３を完全に被覆し、かつその表面の平滑性を良くするための層である。また、この平坦層２は、表面改質により表面自由エネルギーの制御が容易であることが好ましい。この平坦化層２上にゲート電極１４がある。このゲート電極１４を被覆し、かつ平坦化層上の一部をも被覆するようにゲート絶縁層１５がある。ゲート絶縁層１５上にはソース電極１６、ドレイン電極１７、界面処理層１９が具備されている。ソース電極１６とドレイン電極１７はゲート絶縁層１５と平坦化層２にわたってパターンが形成されている。さらにソース電極１６、ドレイン電極１７、界面処理層１９上に有機半導体層１８が具備されている。
【０１２８】
本発明の好ましい有機電界効果型トランジスタは、塗布法や印刷法などのパターン形成法に作製されるもので、有機電界効果型トランジスタの各層は、この製法に適した特徴も兼ね備えることが好ましい。このような特徴とは、表面自由エネルギーを適当に制御できることと平均面粗さが十分に低いことである。
【０１２９】
これらのことについて図９を用いて説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は、有機電界効果型トランジスタの形成工程の一部を説明した図であり、平坦化層上に例えばソース電極１６、ドレイン電極１７をパターン形成するときについて説明したものである。なお、図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る微細構造体の形成方法の概略工程を示したものであるが、図６〜図７に示したものと重複する部分もあり、図６〜図７に関して記載した事項も適用可能である。それに限らず、これまでに説明した好適な材料や好適なパラメータも、原則として同様に妥当する。
【０１３０】
図９（ａ）は、樹脂基板５上に疎水性有機性層９を形成する「疎水性有機層形成工程」、図９（ｂ）は、樹脂基板５及び疎水性有機性層９に表面改質を行い親水性の潜像を形成する「潜像形成工程」、図９（ｃ）は、この潜像形成工程を経た材料表面の潜像にソース電極１６、ドレイン電極１７を形成する工程である。
【０１３１】
初めに「疎水性有機性層形成工程」（図９（ａ））では、樹脂基材１上の平坦化層２に疎水性有機層９を塗布する。この平坦化層２は、先に説明したように樹脂基材１の突起３を完全に被覆し、かつその表面の平滑性を良くするための層である。一般的に樹脂基材１は、その表面平滑性が悪く、表面の平均面粗さ（Ｒａ’）が大きい、または最大粗さ（Ｒｍａｘ）が大きい。これらの定義や測定法は、前述したとおりである。
【０１３２】
次に疎水性有機層９について説明する。
この疎水性有機層９はソース電極１６、ドレイン電極１７を形成するために設ける層である。つまり、この疎水性有機層９の表面及び平坦化層２の界面の改質により親水化された部分に潜像を反映したソース電極１６、ドレイン電極１７が形成されるためには、潜像外の部分にソース電極１６、ドレイン電極１７が形成されないことが重要である。つまり、この疎水性有機層９は、水に対する接触角が高いことが好ましい。
【０１３３】
より具体的には、疎水性有機層９の水に対する接触角は、８０〜１３０°であることが好ましく、９０〜１２０°であることがより好ましく、１００〜１２０°であることがさらに好ましい。接触角が８０°未満の場合、疎水性有機層９上にも流動体が塗布されることになる場合が多いため、精緻なソース電極１６、ドレイン電極１７を平坦化層２上に形成することが困難となるおそれがある。また、疎水性有機層のみで１３０°以上の水に対する接触角を得るのは、困難である。
【０１３４】
次の「潜像形成工程」（図９（ｂ））では、上述の疎水性有機性層９を形成した平坦化層２に所定のパターンのフォトマスク等を介して改質をする。このときの表面改質の方法は、「親水性部分形成工程」（図６（ｂ）、図７（ｃ））の個所で前述したとおりである。
【０１３５】
次にソース電極１６、ドレイン電極１７形成工程（図９（ｃ））について説明する。
図９（ｂ）に示したように表面改質された部分は、親水化されて親水性部分１３となっている。この親水性部分１３や平坦化層２の表面自由エネルギーは、前述したように、微細構造基板を有する有機電界効果型トランジスタを形成する上で重要である。
【０１３６】
親水性部分１３での水に対する接触角と疎水性有機性層９での水に対する接触角の差はソース電極１６やドレイン電極１７のような精緻なパターンを得るには重要な指標である。ここでの接触角差とは、表面改質された平坦化層２の接触角と疎水性有機層９の接触角の差を示している。この接触角差が十分でないと、親水性部分１３に塗布した流動体が疎水性有機層９にまで塗布され、精緻なパターンを得ることができない。このとき、精緻なパターンを得るのに好ましい接触角差は３０°以上１１０°以下である。より好ましい接触角差は、５０°以上１１０°以下である。接触角差が３０°以下の場合、撥水部９にも流動体が塗布されて、精緻なパターンができないおそれがある。また、接触角差が１１０°以上にすることは、疎水性有機層９のみで制御するのは困難である。つまり、疎水性有機層９の水に対する接触角が１３０°以上で均一な膜形成が困難であるためである。
【０１３７】
また、ソース電極１６やドレイン電極１７のような精緻なパターンを得るのには親水性部分１３の表面自由エネルギー自体も重要である。つまり、この親水性部分１３での好ましい水に対する接触角は、１０°以上５０°以下であることが好ましい。より好ましい接触角は、２０°以上４０°以下である。接触角が１０°未満の場合、塗布した流動体が濡れ広がり、撥水部１０までパターンができてしまうおそれがある。接触角が５０°をこえる場合、表面自由エネルギーが低く、流動体が親水性部分１３に濡れないおそれがある。
【０１３８】
ソース電極１６、ドレイン電極１７は表面改質により親水化された平坦化層２上に流動体を塗布することによって得られる。
パターンの大きさによって、用いる流動体を選択する必要がある。つまり、ソース電極１６やドレイン電極１７など細線パターンでは、疎水性溶媒の流動体が用いられる。また、比較的大きなパターンについては、親水性部分１３の接触角によっては、流動体の溶媒は親水性溶媒、疎水性溶媒のいずれをも選択し得る。ソース電極１６やドレイン電極１７を形成する場合、導電性高分子、金属コロイド、有機金属などが使われる。
【０１３９】
電極をソース電極１６、ドレイン電極１７として使用する場合、上に挙げた電極材料の中でも半導体層との接触面において電気抵抗が小さいものが好ましい。
具体的には導電性高分子の分散液や溶液、金属微粒子や金属酸化物、カーボンブラックのスラリーやペースト、有機金属の溶液などから形成された電極である。導電性高分子の例としては、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホン酸）やポリ（ｐ−アニリン）／カンファースルホン酸などが挙げられる。金属微粒子の例としては一次粒径が数十ｎｍの銀や金、ニッケルなどのナノ微粒子や、金属酸化物としては酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、錫をドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化錫、酸化ジルコニウム等の微粉末が挙げられる。有機金属の例としては銀の有機酸塩などが挙げられる。微粒子を均一に分散するために界面活性剤や樹脂を少量添加したり、粒子表面を有機分子で修飾したりすることもできる。
【０１４０】
導電性微粒子の集合体の形状として、例えば一次粒径５ｎｍ以上２μｍ未満の導電性微粒子同士が互いに接触しながら堆積している。また、微粒子同士が融着したり、密に堆積したりしていても良い。
【０１４１】
塗布によって形成される電極材料の多くは抵抗を下げるために一定の加熱が必要であり、加熱温度は樹脂基材を使用することを考慮に入れると１２０℃以上２００℃以下が好ましい。電極の膜厚は使用する導電性材料の比抵抗にもよるが、積層する際の段差乗越えやシート抵抗を考慮に入れると３０ｎｍ以上２μｍ以下が好ましい。
【０１４２】
また、流動体の塗布法としては、ディップ法、ロールコーター法、インクジェット法、スピンコーティング法、キャスト法、スプレー塗布法、ドクターブレード法、ダイコーティング法、印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法などが好適である。これらの塗布法は、本発明の有機半導体薄膜との相溶性から適宜選ばれる。ディップ法などは、低コストで大面積な基板に比較的大きなパターンを形成するのに適している。この場合、基板を浸漬させるが、親水部と疎水部の接触角差が高いため精緻なパターンを得ることができる。また、十分な平滑性をもつ基板を用いるため、突起などによるニジミは発生しない。
【０１４３】
また、ソース電極１６やドレイン電極１７などの精緻なパターンを形成するには、インクジェット法が適している。親水性部分の潜像パターンにのみ流動体を塗布することができるためである。また、本発明の基板は、十分な平滑性をもつので、突起によるニジミなどが発生しない。
【０１４４】
以上のように本発明の有機電界効果型トランジスタの製造法の一部について説明した。本発明の有機電界効果型トランジスタの場合、構成する層を塗布法や印刷法で作製する。この製造方法は、ソース電極１６やドレイン電極１７など精緻なパターンに適している。ゲート電極１４やゲート絶縁層１５などの比較的大きなパターンの場合については、本発明方法を用いても良いが、印刷法などの簡便な方法を用いることもあり得る形態である。
【０１４５】
ボトムコンタクト構造の有機電界効果型トランジスタの場合、ゲート絶縁層１５上と平坦化層２上にソース電極１６とドレイン電極１７を形成しなくてはならない。このことについて図１０、図１１を用いて説明する。ソース電極１６とドレイン電極１７は、図１０（図８とは若干異なる形態の断面図）の有機電界効果型トランジスタの断面図に示すように平坦化層２上とゲート絶縁層１５上にパターンが形成されている。なお、ゲート絶縁層の端面にもソース電極１６とドレイン電極１７が形成されている。塗布法や印刷法で形成したパターンは勾配が緩やかな断面形状をもつ。このためゲート絶縁層を塗布法や印刷法で形成した場合には、その端面で電極が切れる現象は起こりにくい。
【０１４６】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、ゲート電極１４、ゲート絶縁層１５をパターニングした後のソース電極１６とドレイン電極１７のパターン形成について説明した図である。基本的な製造方法は、平坦化層２上のソース電極１６とドレイン電極１７のパターン形成法と同じである。ただし、ゲート絶縁層１５上のパターン形成は、積層構造のパターンであるので、このことについて主に説明する。
【０１４７】
図１１（ａ）は、平坦化層１３とゲート絶縁層１５上に疎水性有機層９をコーティングしたものである。ここで使用する疎水性有機層９は平坦化層２上にソース電極１６、ドレイン電極１７を形成したときと同じものである。例えば、フッ素樹脂が挙げられる。ゲート絶縁層１５の端面は緩やかな斜面なので、ゲート絶縁層１５の端面にも均一に疎水性有機層９をコーティングすることができる。
【０１４８】
ゲート絶縁層１５上の表面粗さも平坦化層２上と同様に精緻なパターンを形成するための重要な要素である。
ゲート絶縁層５の平滑性として、平均面粗さ（Ｒａ’）が２ｎｍ以下を有することが好ましい。平均面粗さが２ｎｍ以上の場合、端部が精緻なパタ―ンが形成できないおそれがある。
【０１４９】
次に図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように平坦化層２とゲート絶縁層１５の一部を表面改質して、親水化する。ここでの平坦化層２上にパターンを形成したときと同様の手段で構わない。適した表面改質手段は、１５０〜３５０ｎｍの波長の紫外光照射である。特に２００ｎｍ以下の紫外光の場合高エネルギーであり、短時間で表面改質ができるので、露光時間も少なくなる。このため、微小なパターンでも正確に潜像を得ることができる。ここで、ゲート絶縁層１５の端面が緩やかな斜面になっているため、回折光が少なく、端面にもフォトマスク１２のパターンを潜像として表面改質することができる。さらに、フォトマスク１２と被処理体（疎水性有機層９までが形成された基板）をハードコンタクトで密着させると回折光の影響もさらに小さくなる。
【０１５０】
親水性部分１３での水に対する接触角と疎水性有機性層９での水に対する接触角の差はソース電極１６やドレイン電極１７のような精緻なパターンをゲート絶縁層で得るには重要な指標である。ここでの接触角差とは、表面改質されたゲート絶縁層１５の接触角と疎水性有機層９の接触角の差を示している。この接触角差が十分でないと、親水性部分１３に塗布した流動体が撥水部（すなわち疎水性有機層）９にまで塗布され、精緻なパターンを得ることができない。このとき、精緻なパターンを得るのに好ましい接触角差は前述したとおりである。
【０１５１】
また、ソース電極１６やドレイン電極１７のような精緻なパターンを得るのには親水性部分１３の表面自由エネルギー自体も重要であり、この点も前述したとおりである。
このような表面粗さが低く、表面改質法に対して適している絶縁材料としてフェノール樹脂やシルセスキオキサンなどが挙げられる。
【０１５２】
本発明の有機電界効果型トランジスタのゲート絶縁層１５として好ましい有機樹脂の硬化物としては、下記一般式（１）で表されるフェノール樹脂の硬化物である。
【０１５３】
【化１】
2005289054.tif 000004
【０１５４】
上記一般式（１）において、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシメチル基、または炭素数１以上１２以下のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アルキルエステル基より選ばれる少なくとも１種を示す。
【０１５５】
Ｘ1 およびＸ2 はそれぞれ独立して水素原子、または炭素数１以上１２以下のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、またはアリール基より選ばれる少なくとも１種を示す。ｎは０以上２０００以下、好ましくは１〜５００の整数を示す。
【０１５６】
本発明に用いられる上記一般式（１）で表されるフェノール樹脂の例としては、フェノールノボラック樹脂、ｏ−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂や複数のフェノール成分を用いることにより得られる共重合フェノールノボラック樹脂などのノボラック樹脂、あるいはメチロール基やジメチロール基等の反応性架橋基を有するレゾール型フェノール樹脂やジベンジルエーテル型フェノール樹脂も用いることができる。また、ノボラック樹脂をオイルなどで変性した変性フェノール樹脂を用いることもできる。中でも好ましくはノボラック樹脂であり、焼成後の膜強度が高いなどの利点がある。
【０１５７】
本発明に用いられるフェノール樹脂の軟化点は７０〜１３０℃、好ましくは８０〜１２０℃であることが好ましい。軟化点が７０℃未満であると硬化後の強度が不十分であり、１３０℃を越えると場合には熱硬化時に十分にリフローせず、電極表面の凹凸を平滑にすることができない。
【０１５８】
また、フェノール樹脂に架橋剤を併用することで硬化後の膜の強度を向上することができる。
本発明のＦＥＴの製造方法は、上記一般式（１）で表されるフェノール樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物を塗布した後に加熱して絶縁層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【０１５９】
前記熱硬化性樹脂組成物は、一般式（１）で表されるフェノール樹脂、架橋剤、触媒、溶媒等を含有する。
前記熱硬化性樹脂組成物に含有される一般式（１）で表されるフェノール樹脂の含有量は、０．５〜５０重量％、好ましくは１〜４０重量％の範囲が望ましい。
【０１６０】
前記フェノール樹脂と組み合わせて使用される架橋剤としては、二官能以上のエポキシ化合物、オキセタン化合物、イソシアネート化合物、メチロール化合物、アセチル化メチロール化合物やメラミン系架橋剤、置換尿素系架橋剤などが挙げられる。中でも好ましいのはメラミン系架橋剤、置換尿素系であり、例としてメトキシメチル化グリコールウリル、メトキシメチル化メラミン、メチロール化メラミン等の化合物が挙げられる。特に好ましくは、テトラメトキシメチルグリコールウリル又はヘキサメトキシメチルメラミンである。
【０１６１】
前記架橋剤の混合量は前記フェノール樹脂１００重量部に対して１０〜２００重量部である。混合量が１０重量部未満であると硬化時間が長過ぎ、２００重量部を越えると未反応の架橋部位が多過ぎて膜の特性が保てない。ただし、一般式（１）で表されるフェノール樹脂のＲ1 、Ｒ2 およびＲ3 の全部または一部がヒドロキシメチル基などの反応性架橋基である場合は、フェノール樹脂に架橋剤を併用しなくても十分に硬化した膜が得られる。
【０１６２】
前記樹脂と前記架橋剤を効率良く架橋させるために、触媒を併用することができる。
フェノール樹脂と併用される触媒は使用される架橋剤などによって酸性触媒、塩基性触媒、四級オニウム塩などから選択することができる。例えば、ヘキサメトキシメチルメラミンを架橋剤として用いた場合、酸性触媒として蟻酸、酢酸、蓚酸などのカルボン酸類やｐ−トルエンスルホン酸、カンファースルホン酸などのスルホン酸類が用いられるが、好ましくはｐ−トルエンスルホン酸、カンファースルホン酸などのスルホン酸類である。溶液中での安定性を高めると共に、硬化速度を下げて平坦化性を高めるためにスルホン酸アミン塩を用いることもできる。スルホン酸アミン塩としてはｐ−トルエンスルホン酸ピリジン塩が挙げられる。
【０１６３】
前記触媒の混合量は前記フェノール樹脂と前記架橋剤の総量１００重量部に対して０．１〜１０重量部である。混合量が０．１重量部未満であると硬化が不十分で耐溶剤性や膜強度が低下する、１０重量部を越えると膜の吸水性などが上昇し膜の特性が保てない。
【０１６４】
前記樹脂などを溶解させる溶媒としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、ブチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等を用いることができる。これらの有機溶剤は単独で、又は二種以上の組み合わせて使用することができる。
【０１６５】
前記の溶剤の中で、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、ブチルアルコール、エチルアルコール、イソピロピルアルコールなどがレベリング性の向上及びゲート絶縁膜１５のパターニング性の観点から好ましい。
【０１６６】
本発明における熱硬化性樹脂組成物の固形分の含有量は所望の膜厚によって任意に調節されるが、好ましくは１〜５０重量％である。
また、本発明の有機電界効果型トランジスタのゲート絶縁層１５に適した別の絶縁材料として、下記の一般式（２）で示されるような特定のシルセスキオキサン骨格を有する化合物を構成物に含有していると絶縁性能が向上するために好ましい。
【０１６７】
【化２】
2005289054.tif 000005
【０１６８】
式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 は置換または非置換の炭素原子数１〜５個のアルキル基あるいは置換または非置換のフェニル基であり、Ｒ1 〜Ｒ4 は同じでも異なっていてもよい。また、ｍおよびｎは０以上の整数であり、ｍとｎの和は１以上の整数である。
【０１６９】
この特定のシロキサン骨格を有する材料とは、主鎖が無機シロキサンユニット、側鎖が炭素を有する置換基である。つまり、有機無機ハイブリッド型のラダー型骨格をゲート絶縁膜の主成分とすることにより、低温の乾燥処理でも緻密で絶縁性の高い薄膜が得られる。本発明でいう「ラダー型」とは一般に言われている分岐が少ないという意味を示す表現である。一般式（２）で示される構造は分岐がごく少ないシルセスキオキサン骨格を表している。骨格がラダー型であれば、ランダムに分岐したシルセスキオキサンと比べて膜中の空隙は低減され、緻密性が向上する。
【０１７０】
また、本発明におけるシルセスキオキサン骨格の側鎖に相当する炭素を有する置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は置換または非置換の炭素原子数１〜５個のアルキル基、もしくは置換または非置換のフェニル基であり、Ｒ1 〜Ｒ4 は箇所によって同じ官能基であっても違う官能基であっても良い。例えば、メチル基、エチル基のような非置換アルキル基、非置換のフェニル基、ジメチルフェニル基やナフチル基といった置換フェニル基などが挙げられる。また、置換基Ｒ1 〜Ｒ4 には炭素原子、水素原子の他に酸素原子や窒素原子や金属原子など各種の原子が含まれていて良いが、ハロゲン原子を含んだ置換基は絶縁性低下の原因となるので好ましくない。
【０１７１】
本発明におけるシルセスキオキサン骨格を説明する。一般式（２）では、置換基Ｒ1 、Ｒ2 を有するシスセスキオキサンユニット（以後、第一ユニット）がｍ個繰り返したものと、置換基Ｒ3 、Ｒ4 を有するシスセスキオキサンユニット（以後、第二ユニット）がｎ個繰り返したものが接続した構造式が示されている（ｍおよびｎは０以上の整数であり、ｍ＋ｎは１以上の整数である）が、これは第一ユニットの繰り返しと、第二ユニットの繰り返しが分離していることを意味するのではない。両ユニットは、分離して接続していてもランダムに入り交じって接続していても良い。
【０１７２】
一般式（２）に示すような特定のシルセスキオキサン骨格を有する化合物を主体として、ゲート絶縁層１５を形成するためには、下記の一般式（３）および／または一般式（４）に示すポリオルガノシルセスキオキサン化合物を含む溶液を塗布しパターン形成を行えばよい。
【０１７３】
【化３】
2005289054.tif 000006
【０１７４】
式中、Ｒ1 、Ｒ2 は置換または非置換の炭素原子数１〜５個のアルキル基あるいは置換または非置換のフェニル基のいずれかであり、Ｒ1 とＲ2 は同じでも異なっていてもよい。Ｒ5 は炭素原子数１〜４個のアルキル基または水素原子であり、ｘは１以上の整数である。
【０１７５】
【化４】
2005289054.tif 000007
【０１７６】
式中、Ｒ3 、Ｒ4 は置換または非置換の炭素原子数１〜５個のアルキル基あるいは置換または非置換のフェニル基のいずれかであり、Ｒ3 とＲ4 は同じでも異なっていてもよい。Ｒ6 は炭素原子数１〜４個のアルキル基または水素原子であり、ｙは１以上の整数である。
【０１７７】
加熱処理は２２０℃以下で行われる。この加熱により化合物の末端で重合反応が行われ、原料であるシルセスキオキサン化合物はラダー状に接続され、緻密化し絶縁性を発現する。ただしこの時、乾燥温度は有機物が完全に消失するほど高くないので原料化合物は完全なシリカ構造にまでにはならずに大部分の置換基が残存しているシルセスキオキサン骨格となる。より好ましい加熱処理温度は１４０℃以上１８０℃以下である。１４０℃未満で加熱すると重合反応が不充分となるおそれがある。２２０℃以上で加熱すると樹脂基板の場合、損傷するおそれがある。
【０１７８】
また、乾燥工程に際してオリゴマーであるシルセスキオキサン化合物が互いに架橋しあう反応を補助する目的で、塗布溶液にはギ酸などの酸を少量添加しても良い。
酸の添加量は特に限定されるものではないが、ギ酸の場合は、塗布溶液に含まれるポリオルガノシルセスキオキサン化合物の固形分重量に対して１重量％から３０重量％の範囲で添加すると架橋反応が促進される。添加量が１重量％より少ないと架橋反応の促進効果が十分でなくなり、逆に添加量が３０重量％より多いと乾燥後の膜の絶縁性を阻害するおそれがある。
【０１７９】
架橋反応、溶剤除去は２２０℃以下の低温で行われるため、その温度領域で蒸発、揮発、焼失しない安定剤は溶液系から極力除去する。
塗布溶液の溶媒にはアルコール類やエステル類など任意のものを使用できる。また基板への濡れ性などを考慮して溶媒を選択すればよい。
【０１８０】
次に、図１１（ｄ）、（ｅ）に示すように平坦化層２とゲート絶縁層１５の親水性部分１３に電極材料を塗布し、ソース電極１６とドレイン電極１７を形成する。図１０、図１１（ｅ）に示すようにソース電極１６とドレイン電極１７は平坦化層２からゲート絶縁層１５へ乗り越えて形成することが好ましい。
【０１８１】
この場合、ゲート絶縁層１５の厚さと断面形状が重要である。ゲート絶縁層１５端面は、緩やかな傾斜であり、潜像としてフォトマスク１２のパターン通りの親水性領域１３パターンができているので、この端面部分にも精緻なソース電極１６、ドレイン電極１７を塗布法により形成することができる。また、ゲート絶縁層１５とゲート電極１４の合計の膜厚が１．２μｍ以下であれば、精緻なソース電極１６、ドレイン電極１７を塗布により作製できるので好ましい。より好ましくは、０．４μｍ以上０．８μｍであればより好ましい。１．２μｍ以上の場合、膜厚が厚いため塗布法によるソース電極１６、ドレイン電極１７は、端部でパターン形成ができなくなるおそれがある。
【０１８２】
このように平均面粗さが低く、その表面自由エネルギーを容易に制御できる平坦化層とゲート絶縁層により塗布法により形成した有機電界効果型トランジスタを提供することができる。
【０１８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらは本発明の範囲から排除されるものではない。
【実施例】
【０１８４】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
・樹脂基材１の洗浄
厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（帝人デュポンフィルム（株）製）をアセトン、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。この樹脂基材の表面粗さを走査型プローブ顕微鏡（セイコーインスツルメンツ（株）社製、ＳＰＩ３８００）及び触針式段差形状測定装置（ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲＥ社製、ＴＥＮＣＯＲＥ  Ｐ−１０）で測定した。この樹脂基材の平均面粗さ（Ｒａ’）は５ｎｍ、最大山高さは０．３μｍであった。基材表面の水の接触角を全自動動的接触角計（協和界面科学製、商品名ＤＣＡ−ＷＺ）で測定したところ、７４°であった。
【０１８５】
・樹脂基材２の洗浄
厚さ１２５μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（東レデュポン（株）製）をアセトン、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。樹脂基材１と同様にこの樹脂基材の表面粗さを測定したところ、平均面粗さ（Ｒａ’）は５ｎｍ、最大山高さは０．３μｍであった。基材表面の水の接触角は７４°であった。
【０１８６】
・樹脂基材３の洗浄
厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（帝人デュポンフィルム（株）製）をアセトン、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。樹脂基材１と同様にこの樹脂基材の表面粗さを測定したところ、この樹脂基材の平均表面粗さ（Ｒａ’）は４ｎｍ、最大山高さは、０．３μｍであった。
【０１８７】
・樹脂基材４の洗浄
厚さ１２５μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（東レデュポン（株）製）をアセトン、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。樹脂基材１と同様にこの樹脂基材の表面粗さを測定したところ、平均表面粗さ（Ｒａ’）は４．５ｎｍ、最大山高さは、０．２５μｍであった。
【０１８８】
・樹脂基材５の洗浄
厚さ１２５μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（東レデュポン（株）製）をアセトン、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。樹脂基材１と同様にこの樹脂基材の表面粗さを測定したところ、平均表面粗さ（Ｒａ’）は７ｎｍ、最大高さは、０．２５μｍであった。
【０１８９】
・樹脂基材６の洗浄
厚さ１７５μｍのポリイミド（ＰＩ）フィルム（帝人デュポンフィルム（株）製）をアセトン、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。樹脂基材１と同様にこの樹脂基材の表面粗さを測定したところ、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は６ｎｍ、最大高さは、０．３５μｍであった。
【０１９０】
・樹脂基材７の洗浄
厚さ１７５μｍのポリイミド（ＰＩ）フィルム（帝人デュポンフィルム（株）製）をアセトン、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。樹脂基材３と同様にこの樹脂基材の表面粗さを測定したところ、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は５ｎｍ、最大山高さは、０．３５μｍであった。
【０１９１】
・有機樹脂溶液１の調製
フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト製、商品名ＰＲ−５３１９５）１９．５ｇ、ヘキサメトキシメチルメラミン樹脂（三井サイテック製、商品名サイメル３０３）１０．５ｇを４２．０ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡと記す）と２７．６ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥと記す）との混合溶媒中に室温で完全に溶解した。得られた溶液に触媒の４０重量％２−プロパノール溶液（三井サイテック製、商品名キャタリスト４０４０）０．７５ｇを添加した後、孔径φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブレンフィルタで濾過して有機樹脂溶液１を調製した。
【０１９２】
・有機樹脂溶液２の調製
フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト製、商品名ＰＲ−５３１９５）１７．１ｇと、テトラメトキシメチルグリコールウレア樹脂（三井サイテック製、商品名パウダーリンク１１７４）１２．９ｇを４２．９ｇのＰＧＭＥＡと２７．６ｇのＰＧＭＥとの混合溶媒中に室温で完全に溶解した。得られた溶液に２−プロパノール溶液（キャタリスト４０４０）０．７５ｇを添加した後、φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブランフィルタで濾過して有機樹脂溶液２を調製した。
【０１９３】
・有機樹脂溶液３の調製
フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト製、商品名ＰＲ−５３１９５）１６．０ｇ、エポキシ樹脂（旭電化製、商品名ＥＰ５１００Ｒ）７．０ｇと、テトラメトキシメチルグリコールウレア樹脂（三井サイテック製、商品名パウダーリンク１１７４）の７．０ｇを、４２．９ｇのＰＧＭＥＡと２７．６ｇのＰＧＭＥとの混合溶媒中に室温で完全に溶解した。得られた溶液に２−プロパノール溶液（キャタリスト４０４０）０．７５ｇを添加した後、φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブランフィルタで濾過して有機樹脂溶液３を調製した。
【０１９４】
・有機樹脂溶液４の調製
油溶性ノボラック樹脂（住友ベークライト製、商品名ＰＲ−２１９）２１．０ｇ、ヘキサメトキシメチルメラミン樹脂（三井サイテック製、商品名サイメル３０３）９．０ｇを、６９．４ｇのＰＧＭＥＡに室温で完全に溶解した。得られた溶液に２−プロパノール溶液（キャタリスト４０４０）０．９４ｇを添加した後、φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブランフィルタで濾過して有機樹脂溶液４を調製した。
【０１９５】
・有機樹脂溶液５の調製
ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学製、商品名Ｚ−２００）１０ｇを９０．０ｇのシクロヘキサノンに室温で完全に溶解した。得られた溶液をφ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブランフィルタで濾過して有機樹脂溶液５を調製した。
【０１９６】
・有機樹脂溶液６の調製
フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト、商品名ＰＲ−５３１９５）１９．５ｇ、テトラメトキシメチルグリコールウレア樹脂（三井サイテック製、商品名パウダーリンク１１７４）１０．５ｇを６９．６ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に室温で完全に溶解した。得られた溶液に酸触媒の４０重量％２−プロパノール溶液（三井サイテック製、商品名キャタリスト４０４０）０．７５ｇを添加した後、φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブレンフィルタで濾過、有機樹脂溶液６を調製した。
【０１９７】
・有機樹脂溶液７の調製
フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト、商品名ＰＲ−２１９）２４．５ｇ、ヘキサメトキシメチルメラミン樹脂（三井サイテック製、商品名サイメル３０３）１０．５ｇを６３．５ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に室温で完全に溶解した。得られた溶液に酸触媒の４０重量％２−プロパノール溶液（三井サイテック製、商品名キャタリスト４０５０）２．１４ｇを添加した後、φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブレンフィルタで濾過、有機樹脂溶液７を調製した。
【０１９８】
・有機樹脂溶液８の調製
フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト、商品名ＰＲ−５３１９５）９．５ｇ、テトラメトキシメチルグリコールウレア樹脂（三井サイテック製、商品名パウダーリンク１１７４）１０．５ｇを６９．６ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に室温で完全に溶解した。得られた溶液に酸触媒の４０重量％２−プロパノール溶液（三井サイテック製、商品名キャタリスト４０４０）０．７５ｇを添加した後、φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブレンフィルタで濾過、有機樹脂溶液８を調製した。
【０１９９】
・有機樹脂溶液９（ゲート絶縁層用）の調製
フェノールノボラック樹脂（数平均分子量７７０、分子量分布１．５，軟化点１０８℃）５．９ｇと、ヘキサメトキシメチルメラミン系架橋剤（三井サイテック製、商品名サイメル３０３）４．１ｇを、５４ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（以下、ＰＧＭＥＡと略す）と、４５．７ｇのプロピレングリコールモノメチルエーテル（以下、ＰＧＭＥと略す）との混合溶媒に室温で完全に溶解した。得られた溶液に酸触媒の２−プロパノール溶液（三井サイテック製、商品名キャタリスト４０４０）０．５ｇを添加した後、φ０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブランフィルタで濾過して熱硬化性樹脂組成物１を調製した。
【０２００】
・有機樹脂溶液１０（ゲート絶縁層用）の調製
エタノール４６．５ｇ、１−ブタノール４６．５ｇよりなる混合溶媒に、市販のフレーク状のメチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）（昭和電工製、商品名ＧＲ６５０）７．０ｇを溶解させることで、７重量％濃度の溶液を調製した。ここに、架橋反応を促進させる目的で、ギ酸を０．７ｇ添加した。
【０２０１】
・有機樹脂溶液１１（界面処理層用）の調製
エタノール４９．５ｇ、１−ブタノール４９．５ｇよりなる混合溶媒に市販のフレーク状のメチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）（昭和電工製、商品名ＧＲ６５０）１．０ｇを溶解させることで、１重量％濃度の溶液を調製した。
【０２０２】
・基板１の作製
上記樹脂基材３にディップコーターで上記有機樹脂溶液６を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行なった。
【０２０３】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を全自動動的接触角計ＤＣＡ−ＷＺ（協和界面科学製）で測定したところ６３°であった。樹脂基材３と同様に得られた基板の表面形状を観察したところ、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は０．３ｎｍ、最大山高さは３ｎｍであった。
【０２０４】
・基板２の作製
上記樹脂基材３にディップコーターで上記有機樹脂溶液７を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行なった。
【０２０５】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を基板１と同様に測定したところ７２°であった。また、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は０．４ｎｍ、最大山高さは４ｎｍであった。
【０２０６】
・基板３の作製
上記樹脂基材４にディップコーターで上記有機樹脂溶液６を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行なった。
【０２０７】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を基板１と同様に測定したところ６５°であった。また、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は０．３ｎｍ、最大山高さは３ｎｍであった。
【０２０８】
・基板４の作製
上記樹脂基材４にディップコーターで上記有機樹脂溶液７を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行なった。
【０２０９】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を基板１と同様に測定したところ７３°であった。また、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は０．４ｎｍ、最大山高さは４ｎｍであった。
【０２１０】
・基板５の作製
上記樹脂基材３にディップコーターで上記有機樹脂溶液８を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行なった。
【０２１１】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を基板１と同様に測定したところ６８°であった。また、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は１ｎｍ、最大山高さは４５ｎｍであった。
【０２１２】
・基板６の作製
上記樹脂基材３にディップコーターで上記有機樹脂溶液６を塗布した後、９５℃の熱風循環式オーブン中で３時間加熱を行なった。
【０２１３】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を基板１と同様に測定したところ６４°であった。また、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は１．５ｎｍ、最大山高さは１０ｎｍであった。
【０２１４】
・基板７の作製
上記樹脂基材３にディップコーターで上記有機樹脂溶液１を塗布した後，１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行った。
【０２１５】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を基板１と同様に測定したところ６６°であった。また，この基板の平均面粗さ（Ｒａ’）は０．３ｎｍ、最大山高さは４ｎｍであった。
【０２１６】
・基板８の作製
上記樹脂基材３にディップコーターで上記有機樹脂溶液２を塗布した後，１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行った。
【０２１７】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を基板１と同様に測定したところ６６°であった。また，この基板の平均面粗さ（Ｒａ’）は０．３ｎｍ、最大山高さは４ｎｍであった。
【０２１８】
実施例１
前記樹脂基材１のＰＥＴフィルムにディップコーターで上記有機樹脂溶液１を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行ない膜厚３μｍの有機樹脂層を形成した。
【０２１９】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角は６３°であった。また、有機樹脂層表面の表面抵抗率を高抵抗測定機（三菱化学製、商品名ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０［プローブＵＲＳ］）で測定したところ、印加電圧１００Ｖの時、１×１０13Ω／□以上であった。さらに、有機樹脂溶液１を加熱して得られた膜の熱特性を熱走査熱量計を用いて分析したところ、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１８０℃以下では観測されなかった。
【０２２０】
得られた基板の表面粗さを走査型プローブ顕微鏡（セイコーインスツルメンツ（株）社製、ＳＰＩ３８００）及び触針式段差形状測定装置（ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲＥ社製、ＴＥＮＣＯＲＥ  Ｐ−１０）で測定したところ、この基板の平均面粗さ（Ｒａ’）は０．５ｎｍ、最大山高さは４ｎｍであった。
【０２２１】
有機樹脂層を形成した基板表面を低圧水銀灯で露光した際の水の接触角変化を図４に示した。３分間露光を行なった後、基板表面の水の接触角、平均面粗さ、最大高さはそれぞれ３８°、０．５ｎｍ、４ｎｍであり、水の接触角のみ変化した。
【０２２２】
照射後の基板表面に有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）をディッピング法でコートし、１８０℃の熱風循環オーブン中で１時間焼成し、膜厚３００ｎｍの銀箔を形成した。その後１８０℃まで加熱しても熱変形に伴う膜剥がれ等は観測されなかった。加熱後の銀箔の表面抵抗率を低抵抗測定機（三菱化学製、商品名ロレスタＧＰ  ＭＣＰ−Ｔ６００［プローブＡＳＰ］）で測定したところ０．１２Ω／□であった。
【０２２３】
実施例２
有機樹脂溶液１を有機樹脂溶液２に変更した以外は実施例１と同様に操作を行なった。形成された膜厚２．８μｍの有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されず、基板表面の水の接触角と１００Ｖでの表面抵抗率はそれぞれ６３°と１×１０13Ω／□以上であった。さらに、有機樹脂溶液２を加熱して得られた膜のＴｇは１８０℃以下では観測されなかった。
【０２２４】
実施例１と同様に、得られた基板の表面粗さを測定したところ、この基板の有機樹脂層の平均面粗さ（Ｒａ’）は０．３ｎｍ、最大山高さは３ｎｍであった。
低圧水銀灯で３分間露光を行なった後、基板表面の水の接触角、平均面粗さ、最大高さを測定したところそれぞれ２２°、０．３ｎｍ、３ｎｍであり、水の接触角のみ変化した。露光した有機樹脂層上に有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）から形成した膜厚３００ｎｍの銀箔の表面抵抗率は０．１５Ω／□であり、焼成中の剥離などは観察されなかった。なお、有機樹脂層を形成した基板表面を低圧水銀灯で露光した際の水の接触角変化を図４に示した。
【０２２５】
実施例３
有機樹脂溶液１を有機樹脂溶液３に変更した以外は実施例１と同様に操作を行なった。形成された膜厚３．６μｍの有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されず、基板表面の水の接触角と１００Ｖでの表面抵抗率はそれぞれ６５°と１×１０13Ω／□以上であった。さらに、有機樹脂溶液３を加熱して得られた膜のＴｇは１８０℃以下では観測されなかった。
【０２２６】
実施例１と同様に、得られた基板の表面粗さを測定したところ、この基板の有機樹脂層の平均面粗さ（Ｒａ’）は０．８ｎｍ、最大山高さは１０ｎｍであった。
低圧水銀灯で５分間露光を行なった後、基板表面の水の接触角、平均面粗さ、最大高さを測定したところ２０°、０．８ｎｍ、１０ｎｍであり、水の接触角のみ変化した。露光した有機樹脂層上に有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）から形成した膜厚３３０ｎｍの銀箔の表面抵抗率は０．２２Ω／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２２７】
実施例４
有機樹脂溶液１を有機樹脂溶液４に変更した以外は実施例１と同様に操作を行なった。形成された膜厚２．８μｍの有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されず、基板表面の水の接触角と１００Ｖでの表面抵抗率はそれぞれ７２°と１×１０13Ω／□以上であった。さらに、有機樹脂溶液４を加熱して得られた膜のＴｇは１８０℃以下では観測されなかった。
【０２２８】
実施例１と同様に、得られた基板の表面粗さを測定したところ、この基板の有機樹脂層の平均表面粗さ（Ｒａ’）は０．４ｎｍ、最大山高さは６ｎｍであった。
低圧水銀灯で３分間露光を行なった後、基板表面の水の接触角、平均面粗さ、最大高さを測定したところ３８°、０．４ｎｍ、６ｎｍであり、水の接触角のみ変化した。露光した有機樹脂層上に有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）から形成した膜厚３２０ｎｍの銀箔の表面抵抗率は０．１４Ω／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２２９】
実施例５
有機樹脂溶液１を有機樹脂溶液５に変更した以外は実施例１と同様の操作を行なった。形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されず、基板表面の水の接触角と１００Ｖでの表面抵抗率はそれぞれ８７°と１×１０13Ω／□以上であった。さらに、有機樹脂溶液５を加熱して得られた膜のＴｇは１８０℃に観測された。
【０２３０】
実施例１と同様に、得られた基板の表面粗さを測定したところ、この基板の有機樹脂層の平均面粗さ（Ｒａ’）は０．９ｎｍ、最大山高さは１５ｎｍであった。
超低圧水銀灯で６分間露光を行なった後の基板表面の水の接触角、平均面粗さと最大高さはそれぞれ１９°、０．９ｎｍ、１５ｎｍであり、水の接触角のみ変化した。露光した有機樹脂層上に有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）から形成した膜厚３２０ｎｍの銀箔の表面抵抗率は０．２３Ω／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。なお、有機樹脂層を形成した基板表面を低圧水銀灯で露光した際の水の接触角変化を図４に示した。
【０２３１】
実施例６
樹脂基材を樹脂基材２のＰＥＮフィルムに変更した以外は実施例１と同様の操作を行なった。ＰＥＮ上に形成された膜厚３μｍの有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されず、基板表面の水の接触角と１００Ｖでの表面抵抗率はそれぞれ６３°と１×１０13Ω／□以上であった。実施例１と同様に、得られた基板の表面粗さを測定したところ、この基板の有機樹脂層の平均面粗さ（Ｒａ’）は０．５ｎｍ、最大山高さは４ｎｍであった。
【０２３２】
低圧水銀灯で３分間露光を行なった後、有機樹脂層上に有機銀化合物溶液から形成した膜厚４７０ｎｍの銀箔の表面抵抗率は０．２０Ω／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２３３】
実施例７
有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）の代わりに銀コロイド（日本ペイント製、商品名ファインスフェアＳＶＥ１０２）から銀箔を形成した以外は、実施例１と同様の操作を行なった。銀コロイドを露光した基板表面に均一にコートし、１５０℃の熱風循環オーブン中で１時間焼成した。膜厚２２０ｎｍの銀箔が形成され、表面抵抗率は０．６５Ω／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２３４】
実施例８
有機樹脂溶液１を有機樹脂溶液２に変更した以外は実施例７と同様の操作を行なった。露光した有機樹脂層上に銀コロイド（日本ペイント製、商品名ファインスフェアＳＶＥ１０２）から形成した膜厚２００ｎｍの銀箔の表面抵抗率は０．６９Ω／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２３５】
実施例９
銀箔を形成する代わりに導電性高分子水分散液から導電性高分子膜を形成した以外は、実施例１と同様の操作を行なった。ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリ（４−スチレンスルホン酸）の微粒子の水分散液（スタルクヴィテック製、商品名バイトロンＰ）を露光した基板表面に均一にコートし、１５０℃の熱風循環オーブン中で１時間焼成した。膜厚３００ｎｍの導電性高分子膜が形成され、表面抵抗率は３ｋΩ／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２３６】
実施例１０
樹脂基材をＰＥＮフィルムに変更した以外は実施例９と同様の操作を行なった。露光した有機樹脂層上に導電性高分子水分散液（スタルクヴィテック製、商品名バイトロンＰ）から形成した膜厚３５０ｎｍの導電性高分子膜の表面抵抗率は３．２ｋΩ／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２３７】
実施例１１
有機樹脂溶液１を有機樹脂溶液２に変更した以外は実施例９と同様の操作を行なった。露光した有機樹脂層上に導電性高分子水分散液（スタルクヴィテック製、商品名バイトロンＰ）から形成した膜厚３１０ｎｍの導電性高分子膜の表面抵抗率は３．５ｋΩ／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２３８】
実施例１２
有機樹脂溶液１を有機樹脂溶液５に変更した以外は実施例９と同様の操作を行なった。露光した有機樹脂層上に導電性高分子水分散液（スタルクヴィテック製、商品名バイトロンＰ）から形成した膜厚３４０ｎｍの導電性高分子膜の表面抵抗率は３．１ｋΩ／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２３９】
比較例１
前記樹脂基材１のＰＥＴフィルムに有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）をディッピング法でコートし、１８０℃の熱風循環オーブン中で１時間焼成した。厚い部分の膜厚が３００ｎｍの膜が得られたが、銀白色部分と褐色部分のムラが見られた。表面抵抗率は場所によって０．５６〜１５ｋ／□までバラついた。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２４０】
比較例２
基材を樹脂基材２のＰＥＮフィルムに変えた以外は比較例１と同様に操作を行なった。厚い部分の膜厚が３１０ｎｍの膜が得られたが、銀白色部分と褐色部分のムラが見られた。表面抵抗率は０．８〜１０ｋΩ／□までバラついた。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２４１】
比較例３
有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）から銀コロイド（日本ペイント製、商品名ファインスフェアＳＶＥ１０２）に代えた以外は比較例１と同様に操作を行なった。膜厚１９０ｎｍの銀箔膜が形成されたが、凝集物の発生が見られた。表面抵抗率は２４ｋΩ／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２４２】
比較例４
有機銀化合物ドータイト９０１９から導電性高分子水分散液（スタルクヴィテック製、商品名バイトロンＰ）に変えた以外は比較例１と同様に操作を行なった。膜厚１８０ｎｍの導電性高分子膜が形成されたが、表面抵抗率は５０ｋΩ／□であった。焼成中の剥離などは観察されなかった。
【０２４３】
比較例５
加熱を１２０℃の熱風循環式オーブン中で３時間行なった以外は実施例１と同様に操作を行った。
【０２４４】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角と１００Ｖでの表面抵抗率はそれぞれ５８°と１×１０13Ω／□以上であった。ガラス転移温度（Ｔｇ）は１８０℃以下では観測されなかった。
【０２４５】
実施例１と同様に、得られた基板の表面粗さを測定したところ、この基板の平均面粗さ（Ｒａ’）は２．１ｎｍ、最大山高さは４５ｎｍであった。
３分間露光を行なった後、基板表面の水の接触角、平均面粗さ、最大高さはそれぞれ３５°、２．１ｎｍ、４５ｎｍであり、水の接触角のみ変化した。
【０２４６】
露光した有機樹脂層上に有機銀化合物（藤倉化成製、商品名ドータイトＸＡ−９０１９）から形成した膜厚３２０ｎｍの銀箔が得られたが、銀白色部分と褐色部分のムラが見られた。表面抵抗率は０．５０〜１８ｋ／□までバラついた。焼成中の剥離は観察されなかったが部分的にクラックが観察された。
【０２４７】
実施例１３
基板１にディップコーターでフッ素系樹脂（セイミケミカル（株）社製、商品名ＳＲ２０００）を塗布した後、８０℃の熱風循環式オーブン中で１０分加熱を行なって厚さ１０ｎｍの疎水性有機層を形成した。その後、メタルマスクを介してエキシマランプ（波長１７２ｎｍ）で１０秒露光し、該基板１上に親水性部分を作成した。このとき使用したメタルマスクのライン幅は５０μｍ、ライン間隔は５０μｍであった。このときの親水性部分の水に対する接触角は２１°、疎水性部分の水に対する接触角は、１２０°であった。この親水性部分を有する基板１にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（スタルクビテック製、商品名バイトロンＰ）をディップコーターで塗布した。熱風循環式オーブン中で１５０℃、６０分加熱を行った。この微細構造の形状を光学顕微鏡で観察したところ、ライン幅は５１μｍ、ライン間隔は４９μｍ、厚さ１５０ｎｍであった。
【０２４８】
実施例１４
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板２上にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸の微細構造を作製した。親水性部分の水に対する接触角は２２°、疎水性部分の水に対する接触角は、１２０°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５２μｍ、ライン間隔は４８μｍであった。
【０２４９】
実施例１５
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板３上にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸の微細構造を作製した。親水性部分の水に対する接触角は１９°、疎水性部分の水に対する接触角は、１１９°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５３μｍ、ライン間隔は４７μｍであった。
【０２５０】
実施例１６
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板４上にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸の微細構造を作製した。親水性部分の水に対する接触角は５３°、疎水性部分の水に対する接触角は、１１９°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５１μｍ、ライン間隔は４９μｍであった。
【０２５１】
実施例１７
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板１上に銀コロイド液（日本ペイント（株）社製、商品名ファインスフェア）をディッピング法によって塗布し、熱風循環式オーブン中で１８０℃／３０分加熱を行ない微細構造を形成した。ただし、疎水性有機層において、親水性部分の水に対する接触角は１９°、疎水性部分の水に対する接触角は、１１９°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５４μｍ、ライン間隔は４６μｍであった。
【０２５２】
実施例１８
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板１上に有機銀化合物（藤倉化成（株）社製、ドータイト）をディッピング法によって塗布し、熱風循環式オーブン中で１８０℃／３０分加熱を行ない微細構造を形成した。ただし、疎水性有機層において、親水性部分の水に対する接触角は１９°、疎水性部分の水に対する接触角は、１１９°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５３μｍ、ライン間隔は４７μｍであった。
【０２５３】
実施例１９
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板２上にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸の微細構造を作製した。ただし、基板２上に親水性部分を作る際に低圧水銀灯（波長１８５、２５４ｎｍ）を使用した。親水性部分の水に対する接触角は２２°、疎水性部分の水に対する接触角は、１２０°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５４μｍ、ライン間隔は４６μｍであった。
【０２５４】
実施例２０
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板１上に重量比１：１のエタノール、１−ブタノール混合溶媒に溶解させたメチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）（昭和電工製、商品名ＧＲ６５０）をディップ法で塗布することにより微細構造を作製した。ただし、基板２上に親水性部分を作る際に低圧水銀灯（波長１８５、２５４ｎｍ）を使用した。親性水部分の水に対する接触角は２２°、疎水性部分の水に対する接触角は、１２０°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５２μｍ、ライン間隔は４８μｍであった。
【０２５５】
実施例２１
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板１上にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸の微細構造を作製した。ただし、このとき使用したメタルマスクのライン幅は４０μｍ、ライン間隔は４０μｍであった。このとき得られた微細構造の形状は、ライン幅は４３μｍ、ライン間隔は３７μｍであった。
【０２５６】
実施例２２
露光、親水性部分する工程までは実施例１３と同じ工程で親水性部分パターンを作製した。この親水性部分を有した基板１をポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（スタルクビテック製、商品名バイトロンＰ）をインクジェット法で塗布した。熱風循環式オーブン中で１５０℃、６０分加熱を行った。この微細構造の形状を光学顕微鏡で観察したところ、ライン幅は５３μｍ、ライン間隔は４６μｍであった。
【０２５７】
比較例５
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板５上にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸の微細構造を作製した。この基板での親水性部分の水に対する接触角は２０°、疎水性部分の水に対する接触角は、１１４°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５８μｍ、ライン間隔は４２μｍであり、鮮明なエッジを有する微細構造体が得られなかった。
【０２５８】
比較例６
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板１上にポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸の微細構造を作製した。親水性部分の水に対する接触角は１８°、疎水性部分の水に対する接触角は、１１０°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５９μｍ、ライン間隔は４２μｍであった。
【０２５９】
実施例２３
工程１−１（平坦化層の塗布）
上記樹脂基材５にディップコーターで上記有機樹脂溶液６を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行なった。
【０２６０】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を全自動動的接触角計ＤＣＡ−ＷＺ（協和界面科学製）で測定したところ６３°であった。樹脂基材１と同様に得られた基板の表面形状を観察したところ、この平坦化層の平均表面粗さ（Ｒａ’）は０．３ｎｍ、最大高さは３ｎｍであった。また、この平坦化層の厚さは、２．５μであった。
【０２６１】
工程１−２（疎水性有機層の塗布）
上記有機樹脂溶液６を塗布した樹脂基材５にディップコーターでフッ素系樹脂（フロロテクノロジー（株）社製、商品名ＦＳ−１０１０ＴＨＺ）を塗布した後、８０℃の熱風循環式オーブン中で１０分加熱を行なった。このときの水に対する接触角は、１１８°であった。
【０２６２】
工程１−３（ゲート電極潜像形成工程）
合成石英硝子（旭硝子（株）社製、商品名ＡＱＸ）のフォトマスクを介してエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）で１２０秒露光し、平坦化層上に潜像を作った。このとき使用したフォトマスクのパターンは、□１００μであった。また、このときの親水部分の水に対する接触角は２１°であった。
【０２６３】
工程１−４（ゲート電極形成）
平坦化層の一部を表面改質した銀樹脂基板にコロイド（日本ペイント（株）商品名ファインスフェアＳＶＷ１０２）をディップ法により塗布を行い、熱風循環式オーブン中で１８０℃、３０分加熱を行った。このゲート電極の形状を光学顕微鏡で観察したところ、１０２×１００μｍであった。
【０２６４】
工程１−５（疎水性有機層の除去）
上記の平坦化層上にゲート電極パターンを有した樹脂基板全面にエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）で１２０秒間照射した。このときの平坦化層上の水に対する接触角は、６５°であった。
【０２６５】
工程１−６（疎水性有機層の塗布）
上記の平坦化層上にゲート電極パターンを有した樹脂基板にディップコーターでフッ素系樹脂（フロロテクノロジー（株）社製、商品名ＦＳ−１０１０ＴＨＺ）を塗布した後、８０℃の熱風循環式オーブン中で１０分加熱を行なった。このときの平坦化層の水に対する接触角は１１８°、ゲート電極の水に対する接触角は１１２°であった。
【０２６６】
工程１−７（ゲート絶縁層潜像形成工程）
上記の疎水性有機層を塗布した平坦化層上にゲート電極パターンを有した樹脂基板に合成石英硝子（旭硝子（株）社製、商品名ＡＱＸ）のフォトマスクを介してエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）により照射した。このときのゲート絶縁層のフォトマスクでのパターンは、□３００μであり、ゲート電極を覆うようなパターンであった。
【０２６７】
工程１−８（ゲート絶縁層形成工程）
平坦化層の一部とゲート電極を表面改質した樹脂基板に有機樹脂溶液９をディップ法により塗布を行い、熱風循環式オーブン中で１８０℃、３０分加熱を行った。このゲート電極の形状を光学顕微鏡で観察したところ、３０５×３０２μｍであった。
【０２６８】
工程１−９（疎水性有機層の除去）
上記の平坦化層上にゲート電極パターンとゲート絶縁層パターンを有した樹脂基板全面にエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）で１２０秒間照射した。このときの平坦化層上の水に対する接触角は６５°、ゲート絶縁層上での水に対する接触角は６０°であった。
【０２６９】
工程１−１０（疎水性有機層の塗布）
上記の平坦化層上にゲート電極パターンとゲート絶縁層パターンを有した樹脂基板にディップコーターでフッ素系樹脂（フロロテクノロジー（株）社製、商品名ＦＳ−１０１０ＴＨＺ）を塗布した後、８０℃の熱風循環式オーブン中で１０分加熱を行なった。このときの平坦化層の水に対する接触角は１１８°、ゲート絶縁層の水に対する接触角は１１５°であった。
【０２７０】
工程１−１１（ソース電極、ドレイン電極潜像形成工程）
上記の疎水性有機層を塗布した平坦化層上にゲート電極パターンとゲート絶縁層パターンを有した樹脂基板に合成石英硝子（旭硝子（株）社製、商品名ＡＱＸ）のフォトマスクを介してエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）により照射した。このときのソース電極、ドレイン電極のフォトマスクでのパターンは、線幅２０μ、線間隔２０μであった。
【０２７１】
工程１−１２（ソース電極、ドレイン電極形成工程）
平坦化層の一部とゲート絶縁膜の一部を表面改質した樹脂基板に有機銀化合物（藤倉化成（株）社製、ドータイト）をディップ法により塗布を行い、熱風循環式オーブン中で１８０℃、４５分加熱を行った。このソース電極、ドレイン電極の形状を光学顕微鏡で観察したところ、線幅２１μ、線間隔１９μｍであった。
【０２７２】
工程１−１３（疎水性有機層の除去）
上記の平坦化層上にゲート電極パターン、ゲート絶縁層とソース電極、ドレイン電極パターン及びゲート絶縁層上にソース電極、ドレイン電極パターンを有した樹脂基板全面にエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）で１００秒間照射した。このときの平坦化層上の水に対するゲート絶縁層上での水に対する接触角は２５°であった。
【０２７３】
工程１−１４（疎水性有機層の塗布）
上記の平坦化層上にゲート電極パターン、ゲート絶縁層とソース電極、ドレイン電極パターン及びゲート絶縁層上にソース電極、ドレイン電極パターンを有した樹脂基板にディップコーターでフッ素系樹脂（フロロテクノロジー（株）社製、商品名ＦＳ−１０１０ＴＨＺ）を塗布した後、８０℃の熱風循環式オーブン中で１０分加熱を行なった。このときの平坦化層の水に対する接触角は１１８°であった。
【０２７４】
工程１−１５（有機半導体層潜像形成工程）
上記の平坦化層上にゲート電極パターン、ゲート絶縁層とソース電極、ドレイン電極パターン及びゲート絶縁層上にソース電極とドレイン電極間のチャネル部にパターンを有した樹脂基板に合成石英硝子（旭硝子（株）社製、商品名ＡＱＸ）のフォトマスクを介してエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）により照射した。このときのフォトマスクでのパターンは、３０μ×３００μであった。であった。
【０２７５】
工程１−１６（有機半導体層の塗布）
有機半導体層には、下記の式（５）で表される繰り返し単位を持つポリ（３−ヘキシルチオフェン）からなる有機半導体層を用いた。ポリ（３−ヘキシルチオフェン）の０．５％クロロベンゼン溶液を法により塗布し、１００℃で乾燥することで有機半導体層６を形成した。なお、原料のポリ（３−ヘキシルチオフェン）粉末は市販のアルドリッチ社製、レジオレギュラータイプを再沈殿法により精製したものを用いた。
【０２７６】
【化５】
2005289054.tif 000008
【０２７７】
以上の工程により有機電界効果型トランジスタ１を作製した。
得られたＦＥＴのＶｄ−Ｉｄ曲線をパラメーターアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ社（製）、４１５６Ｃ（商品名））を用いて測定したところ、ゲート電圧（Ｖｇ）の変化にともない、ソース電極／有機半導体／ドレイン電極間を流れるドレイン電流値（Ｉｄ）が変化するスイッチング特性を示していた。この有機電界効果型トランジスタ１のキャリア移動度は、１．０×１０-2ｃｍ2 ／Ｖｓ、オン／オフ比は、７００であった。
【０２７８】
このとき、移動度とオンオフ比は、以下の式（２）から算出した。
【０２７９】
【数２】
2005289054.tif 000009
【０２８０】
ただし、Ｗはチャネル幅（ｃｍ）、Ｌはチャネル長（ｃｍ）、Ｃi はゲート絶縁層のキャパシタンス（Ｆ／ｃｍ2 ）（単位面積あたり）である。飽和領域におけるドレイン−ソース（Ｉds）電流（Ａ）の平方根とゲート電圧（ＶG ）（Ｖ）の間の関係から、測定値からＩds＝０へ外挿することによって、見かけのしきい値電圧（Ｖ0 ）が決定される。飽和領域におけるＩdsは、与えられたＶG におけるドレイン−ソース電圧（Ｖds）とドレイン−ソース電流の間の関係を観測することによって決定される。飽和領域におけるＩdsとは、ドレイン−ソース電圧を上げてもＩdsがもはや増大しないときのＩdsである。飽和領域におけるＩdsはＶG とともに変動する。このＶ0 を決定する方法は公知の方法により行う。
【０２８１】
また、オン／オフ比は、ゲート電圧（ＶG ）がドレイン電圧（ＶD ）以上であるときに飽和状態で流れるドレイン電流の、ＶG が０のときに流れるドレイン電流に対する比である。
【０２８２】
実施例２４
実施例２３の工程１−２から工程１−１４までは同じである。ただし、樹脂基材６を用い、界面処理層を有した有機電界効果型トランジスタである。また、有機半導体層の材料も実施例２３と異なる。
【０２８３】
工程２−１（平坦化層塗布工程）
上記樹脂基材６にディップコーターで上記有機樹脂溶液６を塗布した後、１８０℃の熱風循環式オーブン中で１時間加熱を行なった。
【０２８４】
形成された有機樹脂層表面には目視でクラックなどは観察されなかった。基板表面の水の接触角を全自動動的接触角計ＤＣＡ−ＷＺ（協和界面科学製）で測定したところ６３°であった。樹脂基材５と同様に得られた基板の表面形状を観察したところ、この基板の平均表面粗さ（Ｒａ’）は０．３ｎｍ、最大高さは３ｎｍであった。
【０２８５】
工程２−１５（界面処理層潜像形成工程）
上記の平坦化層上にゲート電極パターン、ゲート絶縁層とソース電極、ドレイン電極パターン及びゲート絶縁層上にソース電極、ドレイン電極パターンを有した樹脂基板に合成石英硝子（旭硝子（株）社製、商品名ＡＱＸ）のフォトマスクを介してエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）により照射した。このときのフォトマスクでのパターンは、３０μ×２８０μであった。
【０２８６】
工程２−１６（界面処理層形成工程）
ゲート絶縁膜の一部を表面改質した樹脂基板に樹脂溶液１１をディップ法により塗布を行い、熱風循環式オーブン中で１８０℃、４５分加熱を行った。この界面処理層パターンの形状を光学顕微鏡で観察したところ、３０×２８２μｍであった。
【０２８７】
工程２−１７（有機半導体層形成工程）
上記のチャネル部に界面処理層を形成した平坦化層上にゲート電極パターン、ゲート絶縁層とソース電極、ドレイン電極パターン及びゲート絶縁層上にソース電極、ドレイン電極パターンを有した樹脂基板にディップ法で有機半導体層を形成した。このとき使用した有機半導体は、下記の式（６）で表されるテトラビシクロポルフィリン銅錯体の０．５％クロロホルムとアセトンの混合溶液であり、ディップ法で塗布し、２２０℃で焼成し、式（７）で表されるテトラベンゾポルフィリン銅錯体膜を形成した。以上の工程により有機電界効果型トランジスタ２を得た。この有機電界効果型トランジスタ２の移動度（μ）は、１．０ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓであり、オン／オフ比は１０００であった。移動度とオン／オフ比は実施例２３と同様の方法で算出した。
【０２８８】
【化６】
2005289054.tif 000010
【０２８９】
実施例２５
実施例２４と同様の有機電界効果型トランジスタ３を作製した。ただし、ソース電極とドレイン電極の形成工程（工程１−１２）においてインクジェット法を用いた。また、潜像形成工程でも工程１−１１と同じフォトマスクを用いた。このときのソース電極とドレイン電極の線幅は２１μｍ、ソース電極とドレイン電極の間隔は１９μｍであった。後の工程は実施例２３と同様の方法で有機電界効果型トランジスタ３を得た。この有機電界効果型トランジスタ３の移動度（μ）は、１．１ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓであり、オン／オフ比は１０００であった。移動度とオン／オフ比は実施例２２と同様の方法で算出した。
【０２９０】
比較例７
実施例２３の工程１−１から工程１−１０まで同様の工程である。工程１−１１において、ＵＶ照射時間を６０ｓにした。このときのゲート絶縁層の水に対する接触角は、４５°であった。この後、工程１−１２と同様の方法で、ソース電極とドレイン電極の形成を行った。しかし、ゲート絶縁層上のソース電極とドレイン電極は断線しており、形成することは、できなかった。
【０２９１】
比較例８
実施例２３の工程１−１と同様に平坦化層を塗布した。ただし、平坦化層の厚さは、１．５μであった。この平坦化層の平均表面粗さ（Ｒａ’）は３ｎｍ、最大高さは２０ｎｍであった。この後の工程は、実施例２３と同様である。このとき、工程１−１１において形成されたソース電極とドレイン電極は、樹脂基板の突起を覆うことができなかった部分があるためソース電極とドレイン電極が結線していた。
【０２９２】
実施例２６
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板７上に有機銀化合物（藤倉化成（株）社製、ドータイト）をディッピング法によって塗布し、熱風循環式オーブン中で１８０℃／３０分加熱を行い微細構造を形成した。ただし、疎水性有機層において、親水部の水に対する水の接触角は２３°、疎水性部分の水に対する接触角は１１８°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５２μｍ、ライン間隔は、４８μｍであった。
【０２９３】
実施例２７
実施例１３と同様の微細構造形成方法で基板８上に有機銀化合物（藤倉化成（株）社製、ドータイト）をディッピング法によって塗布し、熱風循環式オーブン中で１８０℃／３０分加熱を行い微細構造を形成した。ただし、疎水性有機層において、親水部の水に対する水の接触角は２４°、疎水性部分の水に対する接触角は１１７°であり、この微細構造の形状は、ライン幅は５３μｍ、ライン間隔は、４７μｍであった。
【０２９４】
実施例２８
実施例２４と同様に有機電界効果型トランジスタを作製した。ただし、ゲート絶縁層に樹脂溶液１０を用いた。また、このゲート絶縁層は、界面処理層の効果も併せ持っているので、界面処理層を塗布する必要が無い。
【０２９５】
なお、実施例２４と異なる工程については、以下のとおりである。
工程４−８（ゲート絶縁層形成工程）
平坦化層の一部とゲート電極を表面改質した樹脂基板６に樹脂溶液１０をディップ法により塗布を行い、熱風循環式オーブン中で２００℃、３０分加熱した。
【０２９６】
工程４−９（疎水性有機層の除去）
上記の平坦化層上にゲート電極パターンとゲート絶縁層パターンを有した樹脂基板前面にエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）で１２０秒間照射した。このときの平坦化層上水に対する接触角は６６°、ゲート絶縁層上での水に対する接触各は４０°であった。
【０２９７】
工程４−１０（疎水性有機層の塗布）
上記の平坦化層上にゲート電極パターンとゲート絶縁層パターンを有した樹脂基板２にディップコーターでフッ素系樹脂（ダイキン工業（株）社製、商品名ユニダインＴＧ−６５６）を塗布した後、８０℃の熱風循環式オーブン中で１５分加熱を行った。このときの平坦化層の水に対する１１６°、ゲート絶縁層に水に対する接触角は１１８°であった。
【０２９８】
工程４−１１（ソース電極、ドレイン電極潜像形成工程）
上記の疎水性有機層を塗布した平坦化層上にゲート電極パターンとゲート絶縁層パターンを有した樹脂基板に合成石英硝子（旭硝子（株）社製、商品名ＡＱＸ）のフォトマスクを介してエキシマランプ（λ＝１７２ｎｍ）により照射した。このときのソース電極、ドレイン電極のフォトマスクでのパターンは、線幅２０μ、線間隔２０μであった。また、ゲート絶縁層上の親水部に水に対する接触角は２０°であった。
【０２９９】
工程４−１２（ソース電極、ドレイン電極形成工程）
平坦化層の一部とゲート絶縁膜の一部を表面改質した樹脂基板に有機銀化合物（藤倉化成（株）社製、ドータイト）をディップ法により塗布を行い、熱風循環式オーブン中で１８０℃、４５分加熱を行った。このソース電極、ドレイン電極の形状を光学顕微鏡で観察したところ、線幅２２μ、線間隔１８μｍであった。
【０３００】
この後、実施例２４と同様にチャネル部に式（６）で表されるテトラビシクロポルフィリン銅錯体の０．５％クロロホルムとアセトンの混合溶液であり、ディスペンス法で塗布し、２２０℃で焼成し、式（７）で表されるテトラベンゾポルフィリン銅錯体膜を形成した。以上の工程により有機電界効果型トランジスタ２を得た。この有機電界効果型トランジスタ２の移動度（μ）は、１．１ｃｍ2 ／Ｖ・ｓであり、オン／オフ比は９００であった。移動度とオン／オフ比は実施例２３と同様の方法で算出した。
【産業上の利用可能性】
【０３０１】
本発明の基板は、樹脂基材のように表面に凹凸が多い基材上でも、平滑性、平坦性が高く、外部刺激によって水の表面接触角を変化させることができる有機樹脂層を形成することによって、導電性微粒子の分散液やペーストからでも十分に抵抗の低い導電層形成に適しているために、半導体素子、集積回路、画像ディスプレイデバイスなどの微細素子の作製に用いられる基板や導電性基板に利用することができる。
【０３０２】
また、本発明の有機電界効果型トランジスタは、樹脂基板のように表面に凹凸が多い基材上でも、平滑性、平坦性が高く、外部刺激によって水の表面接触角を変化させることができる有機樹脂層を備え、さらにゲート絶縁層も同様に光などの外部刺激により水に対する接触角を変化させることができる。
【０３０３】
従って、導電性微粒子の分散液やペーストにより微細な抵抗の低い導電層形成が可能である。また、この方法により有機半導体やゲート電極も塗布法により形成することが可能である。従って、簡便な方法で安価に有機電界効果型トランジスタを作製することが可能である。これらの特徴から、半導体素子、集積回路、画像ディスプレイデバイスなどのトランジスタとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３０４】
【図１】本発明の基板の一例を示す概念断面図である。
【図２】本発明の有機樹脂層２表面を改質する工程の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の導電性基板の一例を示す概念断面図である。
【図４】本発明の基板の有機樹脂層の表面の紫外線露光に対する水の接触角変化の一例を表した図である。
【図５】本発明の微細構造基板の一例を示す断面概念図である。
【図６】本発明の微細構造基板の製造方法の一例の工程の前半を示す工程図である。
【図７】本発明の微細構造基板の製造方法の一例の工程の後半を示す工程図である。
【図８】本発明の有機電界効果型トランジスタの一例を示す概念図である。
【図９】本発明の有機電界効果型トランジスタの形成工程の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の有機電界効果型トランジスタの一例を示す概念図である。
【図１１（ａ）】本発明の有機電界効果型トランジスタの形成工程の一例を示す概念図である。
【図１１（ｂ）】本発明の有機電界効果型トランジスタの形成工程の一例を示す概念図である。
【図１１（ｃ）】本発明の有機電界効果型トランジスタの形成工程の一例を示す概念図である。
【図１１（ｄ）】本発明の有機電界効果型トランジスタの形成工程の一例を示す概念図である。
【図１１（ｅ）】本発明の有機電界効果型トランジスタの形成工程の一例を示す概念図である。
【図１１（ｆ）】本発明の有機電界効果型トランジスタの形成工程の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０３０５】
１  基材
２  有機樹脂層（平坦化層）
３  突起（バンプ）
４  導電層
５  基板
６  エネルギー照射
７  導電性基板
８  親水性領域
９  疎水性有機層（撥水部）
１０  微細構造
１１  界面
１２  マスク
１３  親水性部分
１４  ゲート電極
１５  ゲート絶縁層
１６  ソース電極
１７  ドレイン電極
１８  有機半導体層
１９  界面処理層
【図１】
2005289054.tif 000011
【図２】
2005289054.tif 000012
【図３】
2005289054.tif 000013
【図４】
2005289054.tif 000014
【図５】
2005289054.tif 000015
【図６】
2005289054.tif 000016
【図７】
2005289054.tif 000017
【図８】
2005289054.tif 000018
【図９】
2005289054.tif 000019
【図１０】
2005289054.tif 000020
【図１１（ａ）】
2005289054.tif 000021
【図１１（ｂ）】
2005289054.tif 000022
【図１１（ｃ）】
2005289054.tif 000023
【図１１（ｄ）】
2005289054.tif 000024
【図１１（ｅ）】
2005289054.tif 000025
【図１１（ｆ）】
2005289054.tif 000026