(57)【要約】  屈曲性が高く、大気安定性の高い有機薄膜トランジスタ、および、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供する。樹脂層および無機層からなるガスバリア層と、ガスバリア層の一方の主面側に形成される、ゲート電極、絶縁膜、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するトランジスタ素子と、トランジスタ素子の、ガスバリア層とは反対側に接着層を介して積層される封止層と、を有し、ガスバリア層の樹脂層の厚みが、ガスバリア層の無機層から封止層までの厚みよりも薄い。
2020039864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層および無機層からなるガスバリア層と、
前記ガスバリア層の一方の主面側に形成される、ゲート電極、絶縁膜、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するトランジスタ素子と、
前記トランジスタ素子の、前記ガスバリア層とは反対側に接着層を介して積層される封止層と、を有し、
前記ガスバリア層の前記樹脂層の厚みが、前記ガスバリア層の前記無機層から前記封止層までの厚みよりも薄い有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記封止層が、樹脂層および無機層からなるガスバリア層であり、前記トランジスタ素子の両側のガスバリア層の少なくとも一方の前記樹脂層の厚みが、一方の前記ガスバリア層の前記無機層から他方の前記ガスバリア層の前記無機層までの厚みよりも薄い請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記トランジスタ素子の両側のガスバリア層の前記樹脂層の厚みが、一方の前記ガスバリア層の前記無機層から他方の前記ガスバリア層の前記無機層までの厚みよりも薄い請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記ガスバリア層の、前記トランジスタ素子とは反対側の面に、前記ガスバリア層から剥離可能な基板を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ガスバリア層の前記無機層から前記封止層までの厚みに対する、前記ガスバリア層の前記樹脂層の厚みの比率が０．０１〜０．９の範囲である請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記ガスバリア層の前記無機層が窒化珪素からなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記ガスバリア層の前記無機層の厚みが５０ｎｍ以下である請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記ガスバリア層の前記樹脂層の厚みが０．１μｍ〜２μｍの範囲である請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記接着層の厚みが２．１μｍ〜１０μｍの範囲である請求項１〜８のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記ガスバリア層の前記樹脂層のガラス転移温度が２００℃以上である請求項１〜９のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記ガスバリア層の前記樹脂層が、ビスフェノール構造を含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記ガスバリア層の前記樹脂層が、ポリアリレートを含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
基板と、前記基板から剥離可能な樹脂層および前記樹脂層上に形成された無機層を有する第１のガスバリア層とを有する転写型ガスバリアフィルムの前記ガスバリア層の上に、ゲート電極、絶縁膜、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するトランジスタ素子を形成するトランジスタ形成工程と、
前記トランジスタ素子の上に接着層を介して、基板と前記基板から剥離可能な樹脂層および前記樹脂層上に形成された無機層を有する第２のガスバリア層とを有する転写型ガスバリアフィルムを、前記無機層側を前記トランジスタ素子に向けて貼り合わせる貼合工程と、
２つの前記転写型ガスバリアフィルムそれぞれから前記基板を剥離する剥離工程と、を有し、
前記貼合工程において、前記第１のガスバリア層の前記樹脂層の厚み、および、前記第２のガスバリア層の前記樹脂層の厚みの少なくとも一方が、前記第１のガスバリア層の前記無機層から前記第２のガスバリア層の前記無機層までの厚みよりも薄くなるように前記転写型ガスバリアフィルムを貼り合わせる有機薄膜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、有機薄膜トランジスタ、および、この有機薄膜トランジスタを製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体は、従来の無機半導体とは異なり、各種溶剤に溶かすことができる有機分子からなるため、塗布および印刷技術等によって形成することができる。そのため、ロール・トゥ・ロール（以下、ＲｔｏＲともいう）で製造する各種デバイスに用いることができる。このような有機半導体を用いた有機薄膜トランジスタが各種提案されている。【０００３】
有機薄膜トランジスタの一般的な構成としては、基板上に形成されるゲート電極、このゲート電極を覆う絶縁膜、絶縁膜上に形成される有機半導体層、有機半導体層上に形成されるソース電極およびドレイン電極を有する。
このように半導体として有機半導体を用いることで、有機薄膜トランジスタにフレキシブル性を持たせることが多数提案されている。しかしながら、フレキシブルな有機薄膜トランジスタには２つの問題がある。【０００４】
１つはフレキシブルな有機薄膜トランジスタを曲げたときに生じる、屈曲性に起因するトランジスタ素子を構成する部材の破損である。トランジスタ素子の積層構造は、構成要素同士の密着性が低く、曲げると壊れやすい。そのため、フレキシブルな有機薄膜トランジスタを作製するには、トランジスタ素子を挟み込む封止構造が必要である。【０００５】
２つめは、この封止構造はガスバリア性を有する必要がある。有機半導体そのものは熱安定性が高く、湿度の影響も受けにくいので大気安定性は比較的高い。しかしながら、有機半導体と絶縁膜との界面、有機半導体と各電極との界面は水分により酸化し、電子トラップが増加するため電子リークが増加してしまう。そのため、大気安定性を持たせるためには、封止構造がガスバリア性を有する必要がある。【０００６】
上記２つの問題から有機薄膜トランジスタは、屈曲性が高く、水分を遮蔽できる材料での封止構造が求められている。【０００７】
このような問題に対して、有機薄膜トランジスタをガスバリアフィルムで封止することが提案されている。
例えば、特許文献１には、樹脂フィルムの一方の表面に第１無機層及び薄膜トランジスタがこの順序で形成され、もう一方の表面に第２無機層が形成された薄膜デバイスが記載されている。【０００８】
しかしながら、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の樹脂フィルム上に無機層を積層してなるガスバリアフィルムを用いる構成では、上述した２つの問題を十分に回避することができない。【０００９】
一方、特許文献２には、基板（セパレータ）の表面に剥離層を形成し、剥離層の表面にガスバリア層を形成してなる転写型のガスバリアフィルムが開示されている。
このような転写型のガスバリアフィルムを、例えば、有機ＥＬ素子等の貼着対象に接着層を介して貼着して、基板を剥離することで、貼着対象に転写（剥離転写）することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１７−０８４８４６号公報
【特許文献２】特開２０１７−０４３０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載の転写型ガスバリアフィルムから基板を剥離して転写される転写層は、ＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）樹脂等で形成された剥離樹脂層の上に、ガラス転移温度が高いアクリレート樹脂等で形成された有機層を有し、この有機層の上に窒化珪素等で形成された無機層を有する構成である。
このように基板を有さない構成の転写層は、プラスチックフィルムよりも屈曲性は高い。しかしながら、無機層の下地層となる有機層は、無機層を形成する際に耐熱性が必要となるため、ガラス転移温度が高い材料で形成される。ガラス転移温度が高い有機層は硬いため、屈曲性に限界がある。そのため、有機薄膜トランジスタには、さらに屈曲性が高い封止手段が必要である。【００１２】
本発明の課題は、このような問題点を解決することにあり、屈曲性が高く、大気安定性の高い有機薄膜トランジスタ、および、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、以下の構成によって課題を解決する。
［１］  樹脂層および無機層からなるガスバリア層と、
ガスバリア層の一方の主面側に形成される、ゲート電極、絶縁膜、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するトランジスタ素子と、
トランジスタ素子の、ガスバリア層とは反対側に接着層を介して積層される封止層と、を有し、
ガスバリア層の樹脂層の厚みが、ガスバリア層の無機層から封止層までの厚みよりも薄い有機薄膜トランジスタ。
［２］  封止層が、樹脂層および無機層からなるガスバリア層であり、トランジスタ素子の両側のガスバリア層の少なくとも一方の樹脂層の厚みが、一方のガスバリア層の無機層から他方のガスバリア層の無機層までの厚みよりも薄い［１］に記載の有機薄膜トランジスタ。
［３］  トランジスタ素子の両側のガスバリア層の樹脂層の厚みが、一方のガスバリア層の無機層から他方のガスバリア層の無機層までの厚みよりも薄い［２］に記載の有機薄膜トランジスタ。
［４］  ガスバリア層の、トランジスタ素子とは反対側の面に、ガスバリア層から剥離可能な基板を有する［１］〜［３］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［５］  ガスバリア層の無機層から封止層までの厚みに対する、ガスバリア層の樹脂層の厚みの比率が０．０１〜０．９の範囲である［１］〜［４］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［６］  ガスバリア層の無機層が窒化珪素からなる［１］〜［５］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［７］  ガスバリア層の無機層の厚みが５０ｎｍ以下である［１］〜［６］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［８］  ガスバリア層の樹脂層の厚みが０．１μｍ〜２μｍの範囲である［１］〜［７］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［９］  接着層の厚みが２．１μｍ〜１０μｍの範囲である［１］〜［８］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［１０］  ガスバリア層の樹脂層のガラス転移温度が２００℃以上である［１］〜［９］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［１１］  ガスバリア層の樹脂層が、ビスフェノール構造を含む［１］〜［１０］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［１２］  ガスバリア層の樹脂層が、ポリアリレートを含む［１］〜［１１］のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタ。
［１３］  基板と、基板から剥離可能な樹脂層および樹脂層上に形成された無機層を有する第１のガスバリア層とを有する転写型ガスバリアフィルムのガスバリア層の上に、ゲート電極、絶縁膜、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するトランジスタ素子を形成するトランジスタ形成工程と、
トランジスタ素子の上に接着層を介して、基板と基板から剥離可能な樹脂層および樹脂層上に形成された無機層を有する第２のガスバリア層とを有する転写型ガスバリアフィルムを、無機層側をトランジスタ素子に向けて貼り合わせる貼合工程と、
２つの転写型ガスバリアフィルムそれぞれから基板を剥離する剥離工程と、を有し、
貼合工程において、第１のガスバリア層の樹脂層の厚み、および、第２のガスバリア層の樹脂層の厚みの少なくとも一方が、第１のガスバリア層の無機層から第２のガスバリア層の無機層までの厚みよりも薄くなるように転写型ガスバリアフィルムを貼り合わせる有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、屈曲性が高く、大気安定性の高い有機薄膜トランジスタ、および、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタの一例を概念的に示す断面図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタの他の例を概念的に示す断面図である。
【図３】本発明の有機薄膜トランジスタの他の例を概念的に示す断面図である。
【図４】本発明の有機薄膜トランジスタの他の例を概念的に示す断面図である。
【図５】本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一例を説明するための図である。
【図６】本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一例を説明するための図である。
【図８】本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の有機薄膜トランジスタ、および、有機薄膜トランジスタの製造方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
［有機薄膜トランジスタ］
本発明の有機薄膜トランジスタは、
樹脂層および無機層からなるガスバリア層と、
ガスバリア層の一方の主面側に形成される、ゲート電極、絶縁膜、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するトランジスタ素子と、
トランジスタ素子の、ガスバリア層とは反対側に接着層を介して積層される封止層と、を有し、
ガスバリア層の前記樹脂層の厚みが、ガスバリア層の無機層から封止層までの厚みよりも薄い有機薄膜トランジスタである。
【００１８】
図１に、本発明の有機薄膜トランジスタの一例を概念的に示す。
図１は、本発明の有機薄膜トランジスタの主面に垂直な方向の断面を模式的に示す断面図である。主面とは、シート状物（フィルム、板状物）の最大面である。
【００１９】
図１に示す有機薄膜トランジスタ１０ａは、第１のガスバリア層１２ａと、トランジスタ素子１８と、接着層３０と、第２のガスバリア層１２ｂとを有して構成される。
なお、以下の説明において、便宜的に有機薄膜トランジスタの第１のガスバリア層１２ａ側を下側、第２のガスバリア層１２ｂ側を上側として説明を行う。
【００２０】
第１のガスバリア層１２ａは、第１の樹脂層１４ａと、無機層１６とからなり、ガスバリア性を発現する層である。第１のガスバリア層１２ａは、転写型のガスバリアフィルムから剥離基板を剥離されたものである。この点は後に詳述する。
第１のガスバリア層１２ａの無機層１６の上には、トランジスタ素子１８が形成される。
【００２１】
トランジスタ素子１８は、第１のガスバリア層１２ａの無機層１６の表面に形成されたゲート電極２０と、ゲート電極２０を包含するように形成された絶縁膜２２と、絶縁膜２２上に形成された有機半導体層２４と、有機半導体層２４上にそれぞれ離間して形成されるソース電極２６およびドレイン電極２８と、を有する。すなわち、トランジスタ素子１８は、いわゆるボトムゲート−トップコンタクト型のトランジスタ素子である。
【００２２】
トランジスタ素子１８の上には接着層３０を介して第２のガスバリア層１２ｂが積層されている。すなわち、トランジスタ素子１８は接着層３０に包埋されており、接着層３０の上面には第２のガスバリア層１２ｂが積層されている。接着層３０は、第１のガスバリア層１２ａの、トランジスタ素子１８が形成されていない部分にも接している。
接着層３０は、常温では固体であり、加熱により流動する樹脂からなる層である。
【００２３】
第２のガスバリア層１２ｂは、第２の樹脂層１４ｂと、無機層１６とからなり、ガスバリア性を発現する層である。第２のガスバリア層１２ｂは、転写型のガスバリアフィルムから剥離基板を剥離されたものである。この点は後に詳述する。
すなわち、有機薄膜トランジスタ１０ａは、トランジスタ素子１８を２つのガスバリア層で封止した構成である。
【００２４】
ここで、図１に示す有機薄膜トランジスタは、第１のガスバリア層１２ａの第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1、および、第２のガスバリア層１２ｂの第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2が、第１のガスバリア層１２ａの無機層１６から第２のガスバリア層１２ｂの無機層１６までの厚みＴ0よりも薄い構成を有する。第１のガスバリア層１２ａの無機層１６から第２のガスバリア層１２ｂの無機層１６までの間の、トランジスタ素子１８が形成されていない領域は接着層３０が充填されているので、以下の説明では、第１のガスバリア層１２ａの無機層１６から第２のガスバリア層１２ｂの無機層１６までの厚みＴ0を、接着層３０の厚みともいう。
【００２５】
前述のとおり、有機薄膜トランジスタにおいて、トランジスタ素子をガスバリアフィルムで封止する場合に、ガスバリアフィルムがＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムを有する構成の場合には、トランジスタ素子を構成する有機半導体層および各電極が、プラスチックフィルムの屈曲に追従することができずに損傷してしまうという問題があった。
また、ガスバリア層から基板を剥離可能な転写型ガスバリアフィルムが提案されており、この転写型ガスバリアフィルムを用いることも考えられるが、無機層の下地層となる有機層は、無機層を形成する際に耐熱性が必要となるため、ガラス転移温度が高い材料で形成されており、屈曲性に限界がある。そのため、有機薄膜トランジスタには、さらに屈曲性が高い封止手段が必要であった。
【００２６】
これに対して、本発明は、第１のガスバリア層１２ａの第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1、および、第２のガスバリア層１２ｂの第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2をガスバリア層に挟まれた接着層３０の厚みＴ0よりも薄くすることで、有機薄膜トランジスタとしての屈曲性を高くすることができる。これにより、屈曲性が高く、かつ、水分の侵入の無く大気安定性に優れ、トランジスタ素子の損傷を抑制でき、耐久性に優れた有機薄膜トランジスタとすることができる。
【００２７】
なお、図１に示す例では、第１のガスバリア層１２ａの第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1、および、第２のガスバリア層１２ｂの第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2の両方を接着層３０の厚みＴ0よりも薄くする構成としたが、本発明はこれに限定はされず、厚みＴ1および厚みＴ2の少なくとも一方が接着層３０の厚みＴ0よりも薄い構成であればよい。屈曲性をより高くできる等の点から、厚みＴ1および厚みＴ2の両方が接着層３０の厚みＴ0よりも薄いことが好ましい。
【００２８】
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1、および、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2は、薄いほど屈曲性を高くできる。また、接着層３０の厚みＴ0はある程度厚いと屈曲性を高くできる。
一方、第１の樹脂層１４ａ、および、第２の樹脂層１４ｂは無機層の下地層となるため、欠陥のない緻密な無機層１６を形成するためには、第１の樹脂層１４ａ、および、第２の樹脂層１４ｂが基板の表面の凹凸および異物を包埋して、無機層１６の形成面を平坦な表面とする必要がある。また、第１のガスバリア層１２ａ、および、第２のガスバリア層１２ｂから基板を剥離する際に、剥離時に引き裂かれない機械強度を維持する必要がある。そのため、第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1、および、第２の樹脂層１４ｂはある程度の厚みが必要である。また、十分な密着性を得られる観点から接着層３０はある程度の厚みが必要である。
また、有機薄膜トランジスタ全体の軽量化および薄手化を図れる観点からは、第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1、第２の樹脂層１４ｂおよび接着層３０の厚みＴ0は薄いのが好ましい。
以上の観点から、第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1と接着層３０の厚みＴ0との比率Ｔ1／Ｔ0は、０．０１〜０．９が好ましく、０．０５〜０．６がより好ましく、０．１〜０．５がさらに好ましい。
同様に、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2と接着層３０の厚みＴ0との比率Ｔ2／Ｔ0は、０．０１〜０．９が好ましく、０．０５〜０．６がより好ましく、０．１〜０．５がさらに好ましい。
【００２９】
具体的には、第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1、および、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2は、０．１μｍ〜２μｍの範囲とするのが好ましく、０．５μｍ〜１．５μｍの範囲とするのがより好ましく、０．７μｍ〜１μｍの範囲とするのがさらに好ましい。
【００３０】
また、接着層の厚みＴ0は、０．１μｍ〜１０μｍの範囲とするのが好ましく、２．１μｍ〜１０μｍの範囲とするのがより好ましく、３μｍ〜５μｍの範囲とするのがさらに好ましい。
【００３１】
ここで、図１に示す例では、トランジスタ素子１８は、いわゆるボトムゲート−トップコンタクト型のトランジスタ素子としたが、これに限定はされない。例えば、図２に示す有機薄膜トランジスタ１０ｂのように、トランジスタ素子１８は、ゲート電極２０、ならびに、ソース電極２６およびドレイン電極２８が、有機半導体層２４の下側にある、いわゆるボトムゲート−ボトムコンタクト型のトランジスタ素子としてもよい。あるいは、ゲート電極２０、ならびに、ソース電極２６およびドレイン電極２８が、有機半導体層２４の上側にある、いわゆるトップゲート−トップコンタクト型のトランジスタ素子としてもよいし、ゲート電極２０が有機半導体層２４の上側にあり、ソース電極２６およびドレイン電極２８が有機半導体層２４の下側にある、いわゆるトップゲート−ボトムコンタクト型のトランジスタ素子としてもよい。
【００３２】
また、図１に示す例では、トランジスタ素子１８は、第１のガスバリア層１２ａの無機層１６に接して形成される構成としたが、これに限定はされない。例えば、図３に示す有機薄膜トランジスタ１０ｃのように、トランジスタ素子１８が第１のガスバリア層１２ａの無機層１６との間に接着層３０を有する構成としてもよい。
【００３３】
また、前述のとおり、第１のガスバリア層１２ａおよび第２のガスバリア層１２ｂは、転写型ガスバリアフィルムから転写された層である。そのため、有機薄膜トランジスタを使用する際には、図１に示すように、基板が剥離された状態であるが、例えば、搬送時等には、図４に示す有機薄膜トランジスタ１０ｄのように、基板３２が積層された状態であってもよい。
図４に示す有機薄膜トランジスタ１０ｄは、第１のガスバリア層１２ａの、トランジスタ素子とは反対側の面に積層された基板３２と、第２のガスバリア層１２ｂの、トランジスタ素子とは反対側の面に積層された基板３２と、を有する以外は、図１に示す有機薄膜トランジスタ１０ａと同様の構成を有する。各基板３２それぞれは、第１のガスバリア層１２ａ、または、第２のガスバリア層１２ｂから剥離可能に積層されている。
【００３４】
また、図１に示す例では、トランジスタ素子１８の上側および下側の両面をガスバリア層１２で封止する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、少なくとも一方がガスバリア層１２であり、他方がＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）基板、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＩ（ポリイミド）等の、有機薄膜トランジスタで用いられる従来公知の封止層、あるいは、支持体であってもよい。
具体的には、トランジスタ素子１８の下側、すなわち、トランジスタ素子１８が形成される面をガスバリア層１２とし、トランジスタ素子１８の上側を接着層３０を介して従来公知の封止層で封止する構成であってもよい。あるいは、トランジスタ素子１８が形成される面を従来公知のトランジスタ素子の支持体（封止層）とし、トランジスタ素子１８の上側を接着層３０を介してガスバリア層１２で封止する構成であってもよい。
【００３５】
以下、有機薄膜トランジスタを構成する部位について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、第１のガスバリア層１２ａおよび第２のガスバリア層１２ｂを区別する必要がない場合には、まとめてガスバリア層１２として説明を行う。同様に、第１の樹脂層１４ａおよび第２の樹脂層１４ｂを区別する必要がない場合には、まとめて樹脂層１４として説明を行う。
【００３６】
＜基板（セパレータ）＞
基板３２は、各種のガスバリアフィルムおよび各種の積層型の機能性フィルムなどにおいて基板（支持体）として利用される、公知のシート状物（フィルム、板状物）を用いることができる。
また、基板３２は、各種の光学透明接着剤（ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive））においてセパレータ（軽剥離セパレータおよび重剥離セパレータ）として用いられている各種のシート状物も利用可能である。
【００３７】
基板３２の材料には、制限はなく、樹脂層１４、無機層１６、接着層３０、および、トランジスタ素子１８を形成可能で、さらに、樹脂層１４を形成するための組成物に含まれる溶剤で溶解しないものであれば、各種の材料が利用可能である。基板３２の材料としては、好ましくは、各種の樹脂材料が例示される。
基板３２の材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリトニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、透明ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、および、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等が挙げられる。
【００３８】
基板３２の厚さは、用途および材料等に応じて、適宜、設定できる。
基板３２の厚さには、制限はないが、転写型ガスバリアフィルムの機械的強度を十分に確保できる、可撓性（フレキシブル性）の良好な転写型ガスバリアフィルムが得られる、転写型ガスバリアフィルムの軽量化および薄手化を図れる、転写の際にガスバリア層１２から容易に剥離できる転写型ガスバリアフィルムが得られる等の点で、５〜１５０μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。
【００３９】
＜樹脂層＞
樹脂層１４は、ガスバリア層１２を構成する層であり、無機層１６を適正に形成するための下地層となる層である。また、樹脂層１４は、基板３２が剥離可能に貼着される樹脂層である。すなわち、樹脂層１４は、基板３２から剥離可能な樹脂層である。従って、樹脂層１４と無機層１６との密着力が、基板３２と樹脂層１４との密着力よりも強い。
後述するが、樹脂層１４の表面に形成される無機層１６は、好ましくは、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって形成される。そのため、無機層１６を形成する際に、樹脂層１４がプラズマによってエッチングされて、樹脂層１４と無機層１６との間には、樹脂層１４の成分と無機層１６の成分とを有する、混合層のような層が形成される。その結果、樹脂層１４と無機層１６とは、非常に強い密着力で密着される。
従って、樹脂層１４と無機層１６との密着力は、基板３２と樹脂層１４との密着力よりも、遥かに強く、樹脂層１４から基板３２を剥離しても、樹脂層１４と無機層１６とが剥離することは無い。
なお、樹脂層１４の厚さとは、上述の混合層を含まない、樹脂層１４の形成成分のみからなる層の厚さである。
【００４０】
また、樹脂層１４は、無機層１６を適正に形成するための下地層であるので、基板３２の表面に形成される樹脂層１４は、基板３２の表面の凹凸および表面に付着する異物等を包埋する。その結果、無機層１６の形成面を適正にして、適正に無機層１６を形成することを可能にする。
基板３２を剥離可能にする樹脂層１４に無機層１６を形成することにより、基板３２が剥離可能な転写型ガスバリアフィルムを実現している。
さらに、樹脂層１４は、基板３２を剥離した後は、無機層１６を保護する保護層として作用する。
【００４１】
無機層１６の形成の際に樹脂層１４には高い温度がかかるため、樹脂層１４は、耐熱性が高いのが好ましい。具体的には、樹脂層１４は、ガラス転移点（Ｔｇ）が１７５℃以上であるのが好ましく、２００℃以上であるのがより好ましく、２５０℃以上であるのがさらに好ましい。
上述のように、樹脂層１４の表面に形成される無機層１６は、好ましくは、プラズマＣＶＤによって形成される。樹脂層１４のＴｇを１８０℃以上とすることにより、無機層１６を形成する際における、プラズマによる樹脂層１４のエッチングおよび揮発を好適に抑制して、適正な樹脂層１４および無機層１６を好適に形成できる等の点で好ましい。
樹脂層１４のＴｇの上限には、制限はないが、５００℃以下であるのが好ましい。
【００４２】
また、Ｔｇと同様の理由で、樹脂層１４を形成する樹脂は、ある程度、分子量が大きいのが好ましい。
具体的には、樹脂層１４を形成する樹脂は、分子量（重量平均分子量（Ｍｗ））が５００以上であるのが好ましく、１０００以上であるのがより好ましく、１５００以上であるのがさらに好ましい。
【００４３】
なお、樹脂層１４のＴｇは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）等を用いる公知の方法で特定すればよい。また、分子量も、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）等を用いる公知の方法で測定すればよい。また、市販品を用いる場合には、樹脂層１４のＴｇおよび分子量は、カタログ値を用いればよい。
以上の点に関しては、後述する接着層３０も同様である。
【００４４】
樹脂層１４の形成材料としては、公知のガスバリアフィルムで無機層の下地層として用いられている、樹脂層（有機層）が各種利用可能である。樹脂層１４は、例えば、モノマー、ダイマーおよびオリゴマー等を重合（架橋、硬化）した有機化合物からなる層である。樹脂層１４を形成するための組成物は、有機化合物を１種のみ含んでもよく、２種以上含んでもよい。
樹脂層１４は、例えば、熱可塑性樹脂および有機ケイ素化合物等を含有する。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエステル、（メタ）アクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、および、アクリル化合物等が挙げられる。有機ケイ素化合物は、例えば、ポリシロキサンが挙げられる。
【００４５】
樹脂層１４は、強度が優れる観点と、ガラス転移点の観点とから、好ましくは、ラジカル硬化性化合物および／またはエーテル基を有するカチオン硬化性化合物の重合物を含む。
樹脂層１４は、樹脂層１４の屈折率を低くする観点から、好ましくは、（メタ）アクリレートのモノマー、オリゴマー等の重合体を主成分とする（メタ）アクリル樹脂を含む。樹脂層１４は、屈折率を低くすることにより、透明性が高くなり、光透過性が向上する。
【００４６】
樹脂層１４は、より好ましくは、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（ＤＰＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート（ＤＰＨＡ）などの、２官能以上の（メタ）アクリレートのモノマー、ダイマーおよびオリゴマー等の重合体を主成分とする（メタ）アクリル樹脂を含み、さらに好ましくは、３官能以上の（メタ）アクリレートのモノマー、ダイマーおよびオリゴマー等の重合体を主成分とする（メタ）アクリル樹脂を含む。また、これらの（メタ）アクリル樹脂を、複数用いてもよい。主成分とは、含有する成分のうち、最も含有質量比が大きい成分をいう。
【００４７】
また、樹脂層１４は、芳香族環を有する樹脂によって形成することで、基板３２を剥離可能にすることができる。
樹脂層１４は、好ましくは、ビスフェノール構造を含む樹脂を主成分とする。樹脂層１４は、より好ましくは、ポリアリレート（ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ））を主成分とする。周知のように、ポリアリレートとは、ビスフェノールＡに代表されるビスフェノールなどの２価フェノールと、フタル酸（テレフタル酸、イソフタル酸）などの２塩基酸との重縮合体からなる芳香族ポリエステルである。
樹脂層１４をビスフェノール構造を含む樹脂を主成分とすることにより、特に、樹脂層１４をポリアリレートを主成分とすることにより、基板３２と樹脂層１４との密着力が適正で、かつ、容易に基板３２を剥離可能とすることができる。また、適度な柔軟性を有するので基板３２を剥離する際の無機層１６の損傷（割れおよびヒビ等）を防止できる、耐熱性が高いため適正な無機層１６を安定して形成できる、転写後の性能劣化を防止できる、有機薄膜トランジスタとしての屈曲性を高くすることができる等の点で好ましい。
なお、主成分とは、含有する成分のうち、最も含有質量比が大きい成分をいう。
【００４８】
樹脂層１４を芳香族環を有する各種の樹脂で形成する場合には、樹脂層１４は、芳香族環を有する樹脂であれば、市販品を用いて形成してもよい。
樹脂層１４の形成に利用可能な市販品の樹脂としては、ユニチカ株式会社製のユニファイナー（unifiner）（登録商標）およびＵポリマー（登録商標）、ならびに、三菱ガス化学株式会社製のネオプリム（登録商標）等が例示される。
【００４９】
樹脂層１４は、材料に応じた公知の方法で形成できる。
例えば、樹脂層１４は、樹脂層１４となる樹脂（有機化合物）等を溶剤に溶解した組成物（樹脂組成物）を調製して、基板３２に塗布し、組成物を乾燥させる、塗布法で形成できる。塗布法による樹脂層１４の形成では、必要に応じて、さらに、乾燥した組成物に、紫外線を照射することにより、成物中の樹脂（有機化合物）を重合（架橋）させてもよい。
樹脂層１４を形成するための組成物は、有機化合物に加え、好ましくは、有機溶剤、界面活性剤、および、シランカップリング剤などを含む。
【００５０】
樹脂層１４は、ロール・トゥ・ロールによって形成するのが好ましい。以下の説明では、『ロール・トゥ・ロール』を『ＲｔｏＲ』とも言う。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺なシート状物を巻回してなるロールから、シート状物を送り出し、長尺なシートを長手方向に搬送しつつ成膜を行い、成膜済のシート状物をロール状に巻回する製造方法である。ＲｔｏＲを利用することで、高い生産性と生産効率が得られる。
【００５１】
なお、第１のガスバリア層１２ａの第１の樹脂層１４ａと第２のガスバリア層１２ｂの第２の樹脂層１４ｂとは、同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。また、厚みも同じであっても異なっていてもよい。
【００５２】
また、樹脂層１４は基板３２と剥離可能に形成される必要がある。そのため、上述のように樹脂層１４の材料として剥離性を有する材料を用いてもよいし、樹脂層１４と基板３２との間に剥離層を設けてもよい。剥離層としては、従来公知の剥離層が適宜利用可能である。
【００５３】
＜無機層＞
無機層１６は、無機化合物を含む薄膜であり、少なくとも樹脂層１４の表面に形成される。ガスバリア層１２おいて、無機層１６が、主にガスバリア性能を発現する。
基板３２の表面には、凹凸および異物のような、無機化合物が着膜し難い領域がある。上述のように、基板３２の表面に樹脂層１４を設け、その上に無機層１６を形成することにより、無機化合物が着膜し難い領域が覆われる。そのため、無機層１６の形成面に、無機層１６を隙間無く形成することが可能になる。
【００５４】
無機層１６の材料には、制限はなく、ガスバリア性能を発現する無機化合物からなる、公知のガスバリア層に用いられる無機化合物が、各種、利用可能である。
無機層１６の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの金属酸化物；  窒化アルミニウムなどの金属窒化物；  炭化アルミニウムなどの金属炭化物；  酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化窒化炭化ケイ素などのケイ素酸化物；  窒化ケイ素、窒化炭化ケイ素などのケイ素窒化物；  炭化ケイ素等のケイ素炭化物；  これらの水素化物；  これら２種以上の混合物；  および、これらの水素含有物等、の無機化合物が挙げられる。また、これらの２種以上の混合物も、利用可能である。
中でも、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、および、これらの２種以上の混合物は、透明性が高く、かつ、優れたガスバリア性能を発現できる点で、好適に利用される。その中でも、ケイ素を含有する化合物は、好適に利用され、その中でも特に、優れたガスバリア性能を発現できる点で、窒化ケイ素は、好適に利用される。
【００５５】
無機層１６の厚さには、制限はなく、材料に応じて、目的とするガスバリア性能を発現できる厚さを、適宜、設定できる。
無機層１６の厚さは、５０ｎｍ以下が好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましく、１０〜３０ｎｍがさらに好ましい。
無機層１６の厚さを２ｎｍ以上とすることにより、十分なガスバリア性能を安定して発現する無機層１６が形成できる点で好ましい。また、無機層１６は、一般的に脆く、厚過ぎると、割れ、ヒビ、および、剥がれ等を生じる可能性が有るが、無機層１６の厚さを５０ｎｍ以下とすることにより、割れが発生することを防止できる。
【００５６】
なお、第１のガスバリア層１２ａの無機層１６と第２のガスバリア層１２ｂの無機層１６とは、同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。また、厚みも同じであっても異なっていてもよい。
【００５７】
無機層１６は、材料に応じた公知の方法で形成できる。
例えば、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma）−ＣＶＤおよびＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＣＶＤ等のプラズマＣＶＤ、原子層堆積法（ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition））、マグネトロンスパッタリングおよび反応性スパッタリング等のスパッタリング、ならびに、真空蒸着などの各種の気相成膜法が好適に挙げられる。
中でも、上述したように、樹脂層１４と無機層１６との密着力を向上できる点で、ＣＣＰ−ＣＶＤおよびＩＣＰ−ＣＶＤ等のプラズマＣＶＤは、好適に利用される。
なお、無機層１６も、ＲｔｏＲで形成するのが好ましい。
【００５８】
＜接着層＞
接着層３０は、第２のガスバリア層１２ｂを、トランジスタ素子１８が形成された第１のガスバリア層１２ａに貼り合わせるためのものである。接着層３０は、第１のガスバリア層１２ａと第２のガスバリア層１２ｂとの間に、トランジスタ素子１８を包埋するように形成される。
また、接着層３０は、ガスバリア性能を発現する無機層１６を保護する保護層としても作用する。
【００５９】
本発明の有機薄膜トランジスタ１０において、接着層３０は、従来より転写型のガスバリアフィルムにおいて用いられているＯＣＡ（光学透明接着剤）でもよいし、ホットメルト接着剤（ＨＭＡ（Hot Melting Adhesive））を用いる接着層であってもよい。具体的には、ホットメルト接着層は、常温では固体で、加熱することで流動して、接着性を発現する接着層である。なお、本発明において、常温とは２３℃である。
接着層３０として、ホットメルト接着剤を用いることにより、従来の転写型のガスバリアフィルムに比して、ガスバリア性能をより高くすることができる。
【００６０】
ホットメルト接着剤を用いる場合は、接着層３０は、３０〜２００℃で流動して接着性を発現するのが好ましく、接着層３０は、４０〜１８０℃で流動して接着性を発現するのがより好ましく、５０〜１５０℃で流動して接着性を発現するのがさらに好ましい。
接着層３０が常温で流動して接着性を発現する場合には、ガスバリアフィルムの切断時および転写時に、上述した箔引きが生じやすく、ガスバリア性能の低下等を生じる。
また、流動して接着性を発現する温度が高すぎると、貼着対象への貼着時に必要な加熱温度が高くなってしまい、基板３２、樹脂層１４および貼着対象に熱ダメージを与えてしまう。
【００６１】
ホットメルト接着剤を用いる場合は、接着層３０のＴｇには制限は無いが、１３０℃以下であるのが好ましく、１００℃以下であるのがより好ましく、６０℃以下であるのがさらに好ましく、３０℃以下であるのが特に好ましい。
接着層３０のＴｇを１３０℃以下とすることにより、熱流動性が得やすいため、加熱による接着性および転写性を向上して上述した箔引きを防止できる、低温で接着でき生産性を向上できる等の点で好ましい。
接着層３０のＴｇの下限にも制限はないが、−１５０℃以上であるのが好ましい。
【００６２】
ホットメルト接着剤を用いる場合は、接着層３０は、常温では固体で、加熱により流動して接着性を発現できれば、材料に制限はない。
ホットメルト接着剤を用いる場合は、接着層３０は、非晶性樹脂を主成分とするのが好ましく、アクリル樹脂を主成分とするのがより好ましく、単一のアクリレートモノマーを重合してなる樹脂（アクリルホモポリマー（ホモアクリルポリマー））を主成分とするのがさらに好ましい。
接着層３０の主成分を非晶性樹脂、特にアクリル樹脂とすることにより、透明性が高いガスバリアフィルムが得られる等の点で好ましい。
さらに、接着層３０の主成分をアクリルホモポリマーとすることにより、上述した利点に加え、熱による転写性を良好にできる、箔引きを防止できる、硬化した後の巻き取り時にブロッキングしにくい等の点で好ましい。また、接着層３０をアクリルホモポリマーで形成することにより、上述した利点に加え、接着層３０を、比較的、低い温度で流動して接着性を発現する層にできる。従って、ガスバリアフィルムに高い耐熱性を要求されない場合には、アクリルホモポリマーからなる接着層３０は、好適に利用される。
【００６３】
ホットメルト接着剤を用いる場合は、常温では固体で、加熱により流動して接着性を発現する接着層３０を形成できれば、公知の各種の樹脂が利用可能であり、また、市販品も利用可能である。
具体的には、大成ファインケミカル株式会社製の０４１５ＢＡ（アクリルホモポリマー）および＃７０００シリーズ等が例示される。
【００６４】
接着層３０には、必要に応じて、スチレンアクリル共重合体（スチレン変性アクリル樹脂）、ウレタンアクリル共重合体（ウレタン変性アクリル樹脂）、および、ガラス転移点調節用のアクリル樹脂からなる群より選択される１以上を含んでもよい。
接着層３０に、これらの成分を添加することで、接着層３０のＴｇを向上できる。従って、用途等に応じて、有機薄膜トランジスタに耐熱性が要求される場合には、これらの成分を添加した接着層３０は、好適に例示される。
また、接着層３０にスチレンアクリル共重合体と添加することで、接着層３０の硬さを調節できるので、貼着対象との硬さのバランスを調節できる。接着層３０にウレタンアクリル共重合体を添加することにより、無機層１６との密着性を向上できる。
【００６５】
なお、これらの成分の添加量には、制限はなく、添加する成分および目的とするＴｇに応じて、適宜、すればよい。しかしながら、これらの成分の添加量は、接着層３０の主成分が、上述した非晶性樹脂およびアクリル樹脂等となる量とするのが好ましい。
【００６６】
スチレンアクリル共重合体、ウレタンアクリル共重合体、および、ガラス転移点調節用のアクリル樹脂には、制限はなく、樹脂等のＴｇ調節に使用される、各種の樹脂が利用可能である。また、これらの成分は、市販品も利用可能である。
一例として、スチレンアクリル共重合体としては、大成ファインケミカル株式会社製の＃７０００シリーズ等が例示される。
ウレタンアクリル共重合体としては、アクリット８ＵＡ３４７Ｈなどの大成ファインケミカル株式会社製のアクリット（登録商標）８ＵＡシリーズ等が例示される。
ガラス転移点調節用のアクリル樹脂としては、ＰＭＭＡ（例えば、三菱ケミカル株式会社製のダイヤナール（登録商標）など）等が例示される。
【００６７】
＜ゲート電極＞
ゲート電極２０は、有機薄膜トランジスタのゲート電極として用いられている従来公知の電極を用いることができる。
ゲート電極２０の材料および形成方法は、特開２０１５−１７０７６０号公報の段落［００４９］〜［００５１］に記載の材料および形成方法が例示される。
【００６８】
ゲート電極２０の厚みは、任意であるが、１ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以上が特に好ましい。また、５００ｎｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以下が特に好ましい。
【００６９】
＜ソース電極、ドレイン電極＞
ソース電極２６は、有機薄膜トランジスタにおいて、配線を通じて外部から電流が流入する電極である。また、ドレイン電極２８は、配線を通じて外部に電流を送り出す電極であり、通常、有機半導体層２４に接して設けられる。
ソース電極２６およびドレイン電極２８の材料および形成方法は、上記ゲート電極と同様の材料および形成方法が例示される。また、特開２０１５−１７０７６０号公報の段落［０１６３］〜［０１６４］に記載の形成方法も例示される。
【００７０】
ソース電極２６及びドレイン電極２８の厚みは、任意であるが、それぞれ、１ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以上が特に好ましい。また、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下が特に好ましい。
【００７１】
＜絶縁膜＞
絶縁膜２２は、絶縁性を有する層であれば特に限定されず、単層であってもよいし、多層であってもよい。
絶縁膜２２の材料および形成方法としては、特開２０１５−１７０７６０号公報の段落［００５３］〜［００６２］に記載の材料および形成方法が例示される。
【００７２】
絶縁膜２２の厚みは、任意であるが、０．２μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上が特に好ましい。また、５μｍ以下が好ましく、２μｍ以下が特に好ましい。
【００７３】
＜有機半導体層＞
有機半導体層２４は、半導体性を示し、キャリアを蓄積可能な層である。有機半導体層２４は、有機半導体を含有する層であればよい。
有機半導体層２４の材料および形成方法としては、特開２０１５−１７０７６０号公報の段落［００６３］〜［０１６０］に記載の材料および形成方法が例示される。また、有機半導体層２４の材料として、特開２０１５−１９５３６１に記載の有機半導体、特開２０１８−００６７４５号に記載の有機半導体も例示される。
【００７４】
有機半導体層２４の厚みは、任意であるが、０．００１μｍ以上が好ましく、０．０１μｍ以上が特に好ましい。また、１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下が特に好ましい。
【００７５】
［有機薄膜トランジスタの製造方法］
本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、
基板と、基板から剥離可能な樹脂層および樹脂層上に形成された無機層を有する第１のガスバリア層とを有する転写型ガスバリアフィルムのガスバリア層の上に、ゲート電極、絶縁膜、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するトランジスタ素子を形成するトランジスタ形成工程と、
トランジスタ素子の上に接着層を介して、基板と基板から剥離可能な樹脂層および樹脂層上に形成された無機層を有する第２のガスバリア層とを有する転写型ガスバリアフィルムを、無機層側をトランジスタ素子に向けて貼り合わせる貼合工程と、
２つの転写型ガスバリアフィルムそれぞれから基板を剥離する剥離工程と、を有し、
貼合工程において、第１のガスバリア層の樹脂層の厚みＴ1が、第１のガスバリア層の無機層から第２のガスバリア層の無機層までの厚みＴ0よりも薄くなるように転写型ガスバリアフィルムを貼り合わせる有機薄膜トランジスタの製造方法である。
【００７６】
以下、図５〜図８の概念図を参照して、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法の一例を説明する。
【００７７】
まず、図５に示すような基板３２と、第１の樹脂層１４ａおよび無機層１６を有する第１のガスバリア層１２ａとを有する転写型ガスバリアフィルム４０ａを準備する。この転写型ガスバリアフィルム４０ａは、第１のガスバリア層１２ａから基板３２を剥離可能なものである。
このような転写型ガスバリアフィルム４０ａは、基板３２の上に前述の方法で第１の樹脂層１４ａを形成し、さらに、第１の樹脂層１４ａの上に、前述の方法で無機層１６を形成することで作製することができる。
【００７８】
次に、図６に示すように、トランジスタ形成工程において、上記転写型ガスバリアフィルム４０ａの無機層１６上にトランジスタ素子１８を形成する。
前述のとおり、トランジスタ素子１８は、ゲート電極２０と、絶縁膜２２と、有機半導体層２４と、ソース電極２６およびドレイン電極２８と、を有する。上述のとおり、トランジスタ素子１８の各構成要素は従来公知の方法で形成することができる。
【００７９】
次に、図７に示すように、貼合工程において、トランジスタ素子１８が形成された転写型ガスバリアフィルム４０ａの上に、接着層３０を介して、基板３２と第２のガスバリア層１２ｂとを有する転写型ガスバリアフィルム４０ｂを貼り合わせる。貼り合わせの際には、第２のガスバリア層１２ｂの無機層１６側をトランジスタ素子１８に向けて貼り合わせる。転写型ガスバリアフィルム４０ｂは、転写型ガスバリアフィルム４０ａと同様の構成を有する。
【００８０】
接着層３０は、あらかじめ、転写型ガスバリアフィルム４０ｂの無機層１６側の表面に積層されていてもよいし、トランジスタ素子１８が形成された転写型ガスバリアフィルム４０ａの上に、接着層３０となる接着剤を塗布した後に、接着剤の上に転写型ガスバリアフィルム４０ｂを貼り合わせた後、接着剤を硬化させてもよい。
【００８１】
接着層３０を、転写型ガスバリアフィルム４０ｂの無機層１６側の表面にあらかじめ積層している場合には、接着層３０側をトランジスタ素子１８に向けて転写型ガスバリアフィルム４０ｂを当接し、基板３２側から加熱することで、接着層３０を流動させて接着性を発現させた後、再度硬化させることで、転写型ガスバリアフィルム４０ｂを貼り合わせることができる。
【００８２】
次に、図８に示すように、剥離工程において、転写型ガスバリアフィルム４０ａおよび転写型ガスバリアフィルム４０ｂの基板３２をそれぞれ剥離する。
【００８３】
ここで、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法においては、貼合工程において、第１のガスバリア層１２ａの第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1が、第１のガスバリア層１２ａの無機層１６から第２のガスバリア層１２ｂの無機層１６までの厚み（接着層３０の厚み）Ｔ0よりも薄くなるように転写型ガスバリアフィルム４０ｂを貼り合わせる。言い換えると、転写型ガスバリアフィルム４０ａの作製の際に、第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1を接着層３０の厚みＴ0よりも薄くなるように形成しておく。
これによって、第１のガスバリア層の樹脂層の厚みＴ1が、第１のガスバリア層の無機層から第２のガスバリア層の無機層までの厚みＴ0よりも薄い、本発明の有機薄膜トランジスタが作製される。
【００８４】
なお、上記有機薄膜トランジスタの製造方法は、各工程をＲｔｏＲによって行ってもよいし、カットされた転写型ガスバリアフィルムを用いて、バッチ式で行ってもよい。また、転写型ガスバリアフィルム４０ａおよび転写型ガスバリアフィルム４０ｂの作製、および、上記有機薄膜トランジスタの製造方法の各工程のすべてを一連のＲｔｏＲによって行ってもよい。
【００８５】
上記例では、トランジスタ素子１８の上側および下側の両面をガスバリア層１２で封止する構成の有機薄膜トランジスタの製造方法について説明したがこれに限定はされない。
例えば、トランジスタ素子１８が形成される面がガスバリア層１２で、トランジスタ素子１８の上側を接着層３０を介して従来公知の封止層で封止する構成の場合には、上記貼合工程において、転写型ガスバリアフィルムに代えて、従来公知の封止層を用いればよい。
また、トランジスタ素子１８が形成される面が従来公知の封止層（支持体）で、トランジスタ素子１８の上側を接着層３０を介してガスバリア層１２で封止する構成の場合には、トランジスタ形成工程において、転写型ガスバリアフィルムに代えて、従来公知の封止層を用いればよい。
【００８６】
以上、本発明の有機薄膜トランジスタ、および、有機薄膜トランジスタの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記の態様に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々、改良や変更を行ってもよい。
【実施例】
【００８７】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。本発明は、以下に示す具体例に限定されない。【００８８】
［実施例１］
＜転写型ガスバリアフィルムの作製＞
基板３２としてＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム（富士フイルム株式会社製  厚み８０μｍ、幅１０００ｍｍ、長さ１００ｍ）を用い、基板３２の上に以下の手順でガスバリア層１２を形成した。【００８９】
（樹脂層の形成）
ポリアリレート（ユニチカ株式会社製ユニファイナ―（登録商標）Ｍ−２０００Ｈ）とシクロヘキサノンを用意し、重量比率として５：９５となるように秤量し、常温で溶解させ、固形分濃度５％の塗布液とした。使用したポリアリレートのＴｇは２７５℃（カタログ値）である。
この塗布液を、ダイコーターを用いてＲｔｏＲにより上記基板に塗布し、１３０℃の乾燥ゾーンを３分間通過させた。最初の膜面タッチロールに触れる前に、ＰＥ（ポリエチレン）の保護フィルムを貼合し、後に巻き取った。基板３２上に形成された樹脂層１４の厚さは、２μｍであった。【００９０】
（無機層の形成）
ドラムに基板を巻きかけて成膜を行う、ＲｔｏＲの一般的なＣＶＤ装置を用いて、樹脂層１４の表面に無機層１６として窒化珪素層を形成した。
ＣＶＤ装置は、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜装置、基板を巻き掛けて搬送する対向電極となるドラム、樹脂層に積層された保護フィルムを剥離するガイドローラ、剥離した保護フィルムを巻き取る回収ロール、長尺な保護フィルムを巻回したロールの装填部、および、成膜済の無機層の表面に保護フィルムを積層するガイドローラ等を有する。なお、ＣＶＤ装置は２つ以上の成膜ユニット（成膜装置）を有するものを用いた。【００９１】
装填部に装填されたロールから樹脂層１４が形成された基板３２を送り出し、成膜前の最後の膜面タッチロールを通過後に保護フィルムを剥離し、暴露された樹脂層１４の上に無機層１６を形成した。無機層１６の形成には、２つの電極（成膜ユニット）を使用し、原料ガスは、シランガス、アンモニアガスおよび水素ガスを用いた。原料ガスの供給量は、第１成膜ユニットは、シランガス１５０ｓｃｃｍ、アンモニアガス３００ｓｃｃｍおよび水素ガス５００ｓｃｃｍとし、第２成膜ユニットは、シランガス１５０ｓｃｃｍ、アンモニアガス３５０ｓｃｃｍおよび水素ガス５００ｓｃｃｍとした。第１成膜ユニットおよび第２成膜ユニットにおいて、プラズマ励起電力は２．５ｋＷ、プラズマ励起電力の周波数は１３．５６ＭＨｚとした。ドラムには、周波数０．４ＭＨｚ、０．５ｋＷのバイアス電力を供給した。また、ドラムは、冷却手段によって３０℃に温度制御した。成膜圧力は５０Ｐａとした。成膜直後の無機層１６の膜面にＰＥの保護フィルムを貼合し、後に巻き取った。無機層１６の膜厚は２０ｎｍであった。【００９２】
以上により、ロール状に巻き取られた長尺な転写型ガスバリアフィルムを作製した。この長尺な転写型ガスバリアフィルムから、転写型ガスバリアフィルム４０ａおよび４０ｂを１００×１００ｍｍの大きさで切り出した。【００９３】
＜トランジスタ素子の作製＞
転写型ガスバリアフィルム４０ａの無機層１６上に以下のようにしてトランジスタ素子１８を作製した。【００９４】
（ゲート電極の形成）
転写型ガスバリアフィルム４０ａからＰＥの保護フィルムを剥離して、暴露された無機層１６の上に金を真空蒸着し、ゲート電極２０を形成した。ゲート電極２０は幅１０ｍｍ、厚さ５０ｎｍとした。【００９５】
（絶縁膜の形成）
ＡＧＣ株式会社製Ｃｙｔｏｐ（登録商標）  ＣＴＬ−８０９Ｍ（固形分濃度９ｗｔ％）をゲート電極２０を覆うようにスピンコートし、１５０℃にて乾燥して溶媒を除去し、絶縁膜２２（厚さ２００ｎｍ）を形成した。【００９６】
（有機半導体層の形成）
下記に示す有機半導体ｂを０．５ｗｔ％濃度で溶解したトルエン溶液を調製した。この溶液を絶縁膜２２の上にスピンコート（５００回転で２０秒及び１０００回転で２０秒）し、乾燥後の層厚が１５０ｎｍとなるように有機半導体層２４を形成した。【００９７】
【化１】
2020039864.tif 000003
【００９８】
（ソース電極およびドレイン電極の形成）
有機半導体層２４の上に金を真空蒸着し、ソース電極２６およびドレイン電極２８を形成した。ソース電極２６およびドレイン電極２８はそれぞれ、チャネル長３０μｍ、厚さ５０ｎｍとし、チャネル幅は１０ｍｍとした。
以上によりトランジスタ素子１８を作製した。【００９９】
＜第２のガスバリア層の転写＞
接着層３０として、５μｍのＯＣＡ（パナック社製）を用意し、トランジスタ素子１８を形成した転写型ガスバリアフィルム４０ａの上に貼り合わせた。もう一つの転写型ガスバリアフィルム４０ｂの保護フィルムを剥離した後、暴露した無機層１６側を接着層３０に向けて貼り合わせた。
その後、転写型ガスバリアフィルム４０ａおよび４０ｂそれぞれの基板３２を剥離した。【０１００】
以上により、２つのガスバリア層１２の間にトランジスタ素子１８を封止した有機薄膜トランジスタを作製した。
なお、第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1および第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2は、２μｍであり、接着層３０の厚みＴ0は５μｍであった。また、第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ1／Ｔ0、および、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ2／Ｔ0は、０．４であった。【０１０１】
［実施例２］
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1および第２の樹脂層の厚みＴ2を０．１μｍに変更した以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ1／Ｔ0、および、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ2／Ｔ0は、０．０２であった。【０１０２】
［実施例３］
接着層として、３μｍのＯＣＡ（パナック社製）を用いた以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ1／Ｔ0、および、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ2／Ｔ0は、０．６であった。【０１０３】
［実施例４］
第２の樹脂層の厚みＴ2を５μｍに変更した以外は実施例３と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
すなわち、第２の樹脂層の厚みＴ2が接着層３０の厚みＴ0よりも厚い構成とした。
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ1／Ｔ0、は、０．６であり、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ2／Ｔ0は、１．７であった。【０１０４】
［実施例５］
第２の樹脂層の厚みＴ2を４μｍに変更した以外は実施例２と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
すなわち、第２の樹脂層の厚みＴ2が接着層３０の厚みＴ0よりも厚い構成とした。
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ1／Ｔ0、は、０．０２であり、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ2／Ｔ0は、０．８であった。【０１０５】
［実施例６］
第２のガスバリア層に代えて、下記ガスバリアフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。【０１０６】
厚み４μｍのＰＥＮフィルム（帝人株式会社製テオネックス（登録商標））に、実施例１と同様の方法でＣＶＤで無機膜（ＳｉＮ膜）を形成し、ガスバリアフィルムを作製した。無機膜の厚みは２０ｎｍとした。【０１０７】
［比較例１］
（樹脂層の形成）
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1および第２の樹脂層の厚みＴ2を１０μｍに変更した以外は実施例１と同様にして有機薄膜トランジスタを作製した。
第１の樹脂層１４ａの厚みＴ1と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ1／Ｔ0、および、第２の樹脂層１４ｂの厚みＴ2と接着層３０の厚みＴ0の比率Ｔ2／Ｔ0は、２であった。【０１０８】
［評価］
＜キャリア移動度＞
上記で作製した各実施例および比較例の有機薄膜トランジスタについて、キャリア移動度を下記方法により評価した。
ソース電極−ドレイン電極間に−４０Ｖの電圧を印加し、ゲート電圧を４０Ｖ〜−４０Ｖの範囲で変化させ、ドレイン電流Ｉｄを表わす下記式を用いてキャリア移動度μを算出した。
Ｉｄ＝（ｗ／２Ｌ）μＣｉ（Ｖg−Ｖｔｈ）2
（式中、Ｌはゲート長、ｗはゲート幅、Ｃｉは絶縁層の単位面積当たりの容量、Ｖgはゲート電圧、Ｖｔｈは閾値電圧）【０１０９】
＜耐久性＞
各実施例および比較例の有機薄膜トランジスタを、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨの環境下に５００時間、放置した後、先と同様に、キャリア移動度を測定した（耐久５００ｈｒ）。
また、各実施例および比較例の有機薄膜トランジスタを、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨの環境下に１０００時間、放置した後にも、先と同様に、キャリア移動度を測定した（耐久１０００ｈｒ）。【０１１０】
＜屈曲性＞
各実施例および比較例の有機薄膜トランジスタを、φ８ｍｍで１０万回外曲げした後に、先と同様に、キャリア移動度を測定した。
結果を、下記の表に示す。【０１１１】
【表１】
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【０１１２】
表１から本発明の有機薄膜トランジスタは、比較例に比べて、高温多湿の環境に放置しても、キャリア移動度の低下が小さく、大気安定性が高いことがわかる。また、屈曲試験後のキャリア移動度の低下が小さく、屈曲性が高いことがわかる。【０１１３】
また、実施例１と実施例６との対比から、トランジスタ素子の両側を、樹脂層および無機層からなるガスバリア層で封止するのが好ましいことがわかる。
また、実施例３と実施例４との対比から、トランジスタ素子の両側のガスバリア層の樹脂層の厚み（Ｔ1、Ｔ2）が接着層の厚みＴ0よりも薄いことが好ましいことがわかる。
また、実施例１〜５の対比から、樹脂層の厚みと接着層の厚みとの比率は０．０１〜０．９が好ましく、０．６以下がより好ましいことがわかる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【０１１４】
１０、１０ａ〜１０ｄ  有機薄膜トランジスタ
１２ａ  第１のガスバリア層
１２ｂ  第２のガスバリア層
１４、１４ａ〜１４ｄ  樹脂層
１６  無機層
１８  トランジスタ部
２０  ゲート電極
２２  絶縁膜
２４  有機半導体膜
２６  ソース電極
２８  ドレイン電極
３０  接着層
３２  剥離基板
４０ａ、４０ｂ  転写型ガスバリアフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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