トランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置
【課題】可撓性を有するとともに、ＴＦＴの性能安定性が高いトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一方の面にガスバリア層２０が設けられたプラスチック基材１２と、前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極４２、ゲート絶縁層３０、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層４４、ソース電極４６、及びドレイン電極４８を有する電界効果型薄膜トランジスタ４０と、を含み、前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層２４と少なくとも１つの無機層２２，２６とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層３４と少なくとも１つの無機層３２，３６とが積層した構造を有することを特徴とするトランジスタ基板１０。
【解決手段】少なくとも一方の面にガスバリア層２０が設けられたプラスチック基材１２と、前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極４２、ゲート絶縁層３０、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層４４、ソース電極４６、及びドレイン電極４８を有する電界効果型薄膜トランジスタ４０と、を含み、前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層２４と少なくとも１つの無機層２２，２６とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層３４と少なくとも１つの無機層３２，３６とが積層した構造を有することを特徴とするトランジスタ基板１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶素子、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などを用いた薄型の表示装置が多く利用されている。例えば、有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、ガラス等の支持基板上に、陽極電極、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層、陰極を順次積層して有機ＥＬ素子を形成し、大気中の酸素や水分から有機ＥＬ素子を保護するための封止層を設ける。両電極の引出配線（端子）を介して外部の配線と接続し、電界を印加することにより、電極間に挟まれた領域の発光層において正孔と電子が再結合して発光する。
【０００３】
そして、カラー表示をする場合には、一般的に、基板上の直交する方向、例えば縦横に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）といった発光色が異なる画素を多数配列し、画素を個々に駆動させる。
画素を駆動させる方式としては、パッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式がある。パッシブマトリクス方式では、基板上に、陽極、有機ＥＬ層、陰極を順次パターニングし、陽極と陰極との交点が画素となって駆動する。
【０００４】
一方、アクティブマトリクス方式では、画素ごとに電界効果型薄膜トランジスタ（適宜、「薄膜トランジスタ」又は「ＴＦＴ」という。）を形成し、薄膜トランジスタにより画素（有機エレクトロルミネッセンス素子）が駆動される。図４は、アクティブマトリクス方式の回路構成の一例を示している。一般的に、アクティブマトリクス方式では、画素７０ごとにスイッチ素子とドライブ素子を含む薄膜トランジスタと、データ記憶のためのキャパシタを有する素子駆動回路が形成されており、走査線とデータ線で選択された画素に電流が流れて発光する。
【０００５】
図５及び図６は、薄膜トランジスタの基本的な構成を概略的に示している。基板６８上にゲート７４、絶縁層８４、アモルファスシリコン又はポリシリコンの半導体層７６が順次積層され、さらにシリコン半導体層７６上にはソース電極８０とドレイン電極８２が所定の間隔Ｌを開けて形成されている。ドレイン電極８２は画素電極７８とも接続しており、ゲート７４に所定の電圧を印加することでシリコン半導体層７６を介してソース−ドレイン間に電流が流れ、画素電極７８に電流を供給することができる。
【０００６】
基板６８に関しては、ガラス基板のほか、プラスチック製の基板を用いた表示装置が提案されている。厚みの薄いプラスチック基板であれば可撓性を有し、曲げたり丸めたりすることができる。しかし、プラスチック基板は、ガスバリア性が低く、大気中の酸素や水分が透過して素子の劣化を招きやすい。
例えば、プラスチック基板の表面に、酸化ケイ素、窒化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物又は無機窒化物からなるガスバリア層を形成するとともに、薄膜トランジスタの半導体層をＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物により形成すること、さらに、薄膜トランジスタを酸化ケイ素、窒化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物又は無機窒化物からなる保護層で覆うことが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１１５７３５号公報
【特許文献２】特開２００７−１１５８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
無機物からなるガスバリア層を形成したプラスチック基板上に酸化物半導体層を有するＴＦＴを形成し、さらにＴＦＴを無機物の保護層で被覆すれば、酸素や水分の透過が抑制されるものの、曲げによって剥離や亀裂が生じ易く、ＴＦＴ又は素子を構成する電極又は配線が断線し易い。本発明者らの研究によれば、例えば、曲げを繰り返したり、長時間曲げた状態にすると、キャリア移動度が６．８ｃｍ２／Ｖｓｅｃから１ｃｍ２／Ｖｓｅｃに低下したり、ｏｎ／ｏｆｆ比が１０６から１０３に低下するなど、ＴＦＴの性能が大きく変化し易いことがわかった。
【０００９】
本発明は、可撓性を有するとともに、ＴＦＴの性能安定性が高いトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では以下のトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置が提供される。
＜１＞ 少なくとも一方の面にガスバリア層が設けられたプラスチック基材と、前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する電界効果型薄膜トランジスタと、を含み、前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有することを特徴とするトランジスタ基板。
＜２＞ 前記電界効果型薄膜トランジスタ上に、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する平坦化層をさらに含むことを特徴とする＜１＞に記載のトランジスタ基板。
＜３＞ 前記電界効果型薄膜トランジスタを封止する、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する封止層をさらに含むことを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載のトランジスタ基板。
＜４＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層と無機層のそれぞれ厚みが、無機層厚＜有機層厚＜無機層厚×２０、の関係を満たすことを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜５＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層が、下記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートと、低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを含む重合性組成物が硬化した層であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ1とＲ2は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ3およびＲ4は、それぞれ置換基を表す。ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ3は同じでも異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ4は同じでも異なっていてもよい。ただし、Ｒ3およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。）
＜６＞ 前記一般式（１）は、下記一般式（２）で表されることを特徴とする＜５＞に記載のトランジスタ基板。
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ、連結基であり、Ａｃ１およびＡｃ２は、それぞれ、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。）
＜７＞ 前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、アクリル当量が、１１０〜１８０であることを特徴とする＜５＞又は＜６＞に記載のトランジスタ基板。
＜８＞ 前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、（メタ）アクリロイルオキシ基を２〜６個含むことを特徴とする＜５＞〜＜７＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜９＞ 前記重合性組成物が、さらに酸性モノマーを含むことを特徴とする＜５＞〜＜８＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１０＞ 前記重合性組成物が、下記一般式（Ｐ）で表される化合物を含むことを特徴とする＜５＞〜＜９＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
【化３】
（一般式（Ｐ）中、Ｚ１はＡｃ２−Ｏ−Ｘ２−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ｚ２はＡｃ３−Ｏ−Ｘ３−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ａｃ１、Ａｃ２およびＡｃ３はそれぞれアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ２価の連結基を表す。）
＜１１＞ 前記重合性組成物は、前記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートを７０〜９０重量％、及び、前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを１０〜３０重量％含むことを特徴とする＜５＞〜＜１０＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１２＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する無機層が、アルミニウムおよび／またはケイ素の、酸化物もしくは窒化物であることを特徴とする＜１＞〜＜１１＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１３＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、無機層と有機層が交互に積層している構造を有することを特徴とする＜１＞〜＜１２＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１４＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層が、無機層、有機層、及び無機層の順に積層している構造を有することを特徴とする＜１＞〜＜１３＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１５＞ ＜１＞〜＜１４＞のいずれかに記載のトランジスタ基板を有し、画素毎に、前記電界効果型薄膜トランジスタと、該電界効果型薄膜トランジスタによって駆動される有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されていることを特徴する有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、可撓性を有するとともに、ＴＦＴの性能安定性が高いトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係るトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置について説明する。
本発明に係るトランジスタ基板は、少なくとも一方の面にガスバリア層が設けられたプラスチック基材と、前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する電界効果型薄膜トランジスタと、を含み、前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する。
【００１３】
図１は、本発明に係るトランジスタ基板の構成の一例（第１実施形態）を概略的に示している。このトランジスタ基板１０は、プラスチック基材１２と、該プラスチック基材１２の片面に設けられたガスバリア層２０と、ガスバリア層２０を介してプラスチック基材１２上に設けられた薄膜トランジスタ４０と、を有している。
【００１４】
＜プラスチック基材＞
プラスチック基材１２は、可撓性を有するとともに、支持体としての強度を有するものであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
【００１５】
プラスチック基材１２の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、トランジスタ基板１０の用途、目的等に応じて選択すればよい。一般的には、製造容易性、取り扱い性等の観点から、板状のプラスチック基材であることが好ましい。プラスチック基材１２の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、プラスチック基材１２は、単一部材で構成されていてもよいし、２つ以上の部材で構成されていてもよい。
プラスチック基材１２の厚みも、トランジスタ基板１０の用途、目的等に応じて選択すればよく、通常は、１〜８００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍである。
また、熱可塑性のプラスチック基材を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００１６】
＜ガスバリア層＞
本発明におけるガスバリア層２０は、少なくとも１層の有機層と少なくとも１層の無機層とから構成される。本実施形態では、無機層２２、有機層２４、及び無機層２６が積層してガスバリア層２０が形成されている。
なお、ガスバリア層２０を構成する層数に関しては特に制限はないが、生産性、製造コスト等の観点から、典型的には２層〜３０層が好ましく、３層〜２０層がさらに好ましい。
また、ガスバリア層２０が複数の無機層を含む場合、各無機層は異なる材料で形成してもよいが、剥離防止や成膜容易性の観点から、同じ材質又は組成が近い材質で形成することが好ましい。複数の有機層を有する場合も、同様の理由から、各有機層は同じ材質又は組成が近い材質で形成することが好ましい。
【００１７】
また、有機層２４からのイオン溶出を防止するとともに、ＴＦＴ４０の形成プロセス中の剥離をより効果的に抑制する観点から、有機層と無機層とが交互に積層していることが好ましく、特に、図１に示されるように、２つの無機層２２，２６の間に有機層２４が挟まれるように積層された構造を有すれば、有機層２４からのイオン溶出が防止されるとともに、ＴＦＴ４０の形成プロセス中の剥離も効果的に抑制することができる。
【００１８】
また、本発明におけるガスバリア層２０は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、ガスバリア層を構成する組成が層厚方向に有機領域と無機領域が連続的に変化するいわゆる傾斜材料層を含んでいてもよい。前記傾斜材料の例としては、キムらによる論文「Journal of Vacuum Science and Technology A Vol. 23 p971−977(2005 American Vacuum Society) ジャーナル オブ バキューム サイエンス アンド テクノロジー Ａ 第２３巻 ９７１頁〜９７７ページ（２００５年刊、アメリカ真空学会）」に記載の材料や、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示されているように有機領域と無機領域が界面を持たない連続的な層等が挙げられる。簡略化のため、本明細書では、有機層と有機領域は「有機層」として、無機層と無機領域は無機層として記述する。
【００１９】
−有機層−
本発明におけるガスバリア層２０を構成する有機層２４とは有機ポリマーを主成分とする有機層であることが好ましい。ここで主成分とは、有機層２４を構成する成分のうち含有量（重量％）が最も多い成分が有機ポリマーであることをいい、通常は、有機層２４を構成する成分の８０重量％以上が有機ポリマーであることをいう。
ガスバリア層２０の有機層２４を構成する有機ポリマーとしては、例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、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ロイル化合物などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン等の有機珪素ポリマーなどが挙げられる。
有機層２４は単独の材料からなっていても混合物からなっていてもよいし、サブレイヤーの積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤーが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、上述したとおり、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように無機層との界面が明確で無く、組成が層厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【００２０】
ガスバリア層２０の有機層２４は、好ましくは、（Ａ）下記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートと、（Ｂ）低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを含む重合性組成物を硬化して形成することができる。
なお、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を含む意味で使用される。また、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【００２１】
（Ａ）一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレート
【化４】
（一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ１とＲ２は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ３およびＲ４は、それぞれ置換基を表す。ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ３は同じでも異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ４は同じでも異なっていてもよい。ただし、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。）
【００２２】
一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ１とＲ２は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ１およびＲ２は、水素原子、アルキル基、アリール基のいずれも好ましいが、アルキル基としてはメチル基がより好ましく、アリール基としては、フェニル基がより好ましい。Ｒ１およびＲ２は、水素原子またはアルキル基であることがさらに好ましい。Ｒ１およびＲ２がともにアルキル基であって互いに結合して環を形成する場合、１，１−シクロヘキシリデン基を形成することが特に好ましい。Ｒ１およびＲ２がともにアリール基であって互いに結合して環を形成する場合、付け根の炭素も含めてフルオレン環を形成することが特に好ましい。
また、Ｒ１およびＲ２は置換基を有しても良い。置換基の例としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、２−ブテニル基、３−ペンテニル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、アシル基（例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセトキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基等）、スルホニル基（例えば、メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基等）、スルフィニル基（メタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基等）、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含み、脂肪族ヘテロ環基であってもヘテロアリール基であってもよく、例えば、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、カルバゾリル基、アゼピニル基等）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。
【００２３】
Ｒ３およびＲ４は置換基を表す。Ｒ３およびＲ４の例としては、前述のＲ１およびＲ２に対する置換基と同様のものが例示できる。
ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ３は同じでも異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ４は同じでも異なっていてもよい。
一般式（１）で表される（メタ）アクリレートは、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含み、好ましくはＲ３およびＲ４が（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。（メタ）アクリロイルオキシ基を含む基の好ましい例としては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、２−アクリロイルオキシエトキシ基、２−メタクリロイルオキシエトキシ基、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルオキシプロポキシ基、２−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキシプロポキシ基、２−オクタノイルオキシ−３−アクリロイルオキシプロポキシ基、２−ヘプタノイルオキシ−３−メタクリロイルオキシプロポキシ基、２、３−ビス（アクリロイルオキシ）プロポキシ基、２、３−ビス（メタクリロイルオキシ）プロポキシ基等が挙げられる。
【００２４】
一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートは、下記一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであることが好ましい。
【化５】
（一般式（２）中、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ、連結基であり、Ａｃ１およびＡｃ２は、それぞれ、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。）
【００２５】
ここで、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ２価の連結基を表すが、そのような２価の連結基の例として、アルキレン基（例えば、エチレン基、１，２−プロピレン基、２，２−プロピレン基（２，２−プロピリデン基、１，１−ジメチルメチレン基とも呼ばれる）、１，３−プロピレン基、２，２−ジメチル−１，３−プロピレン基、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロピレン基、１，６−ヘキシレン基、１，９−ノニレン基、１，１２−ドデシレン基、１，１６−ヘキサデシレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基、ナフチレン基）、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、スルホニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価残基（例えば、ポリエチレンオキシエチレン基、ポリプロピレンオキシプロピレン基、２，２−プロピレンフェニレン基等）を挙げることができる。Ｌ１およびＬ２は置換基を有してもよく、Ｌ１およびＬ２を置換することのできる置換基の例としては、前述のＲ１およびＲ２に対する置換基と同様のものが例示できる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。この中でも、アルキレン基、アリーレン基およびこれらが複数直列に結合した２価の基が好ましく、無置換のアルキレン基、無置換のアリーレン基およびこれらが複数直列に結合した２価の基がより好ましい。
【００２６】
一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートの分子量は、３００〜１０００であることが好ましく、４００〜８００であることがより好ましい。一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートは、重合性組成物中に２種類以上含まれていてもよい。また、一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートのアクリル当量は、１８０〜３６０であることが好ましく、１８０より大きく３６０以下であることがより好ましく、２１０〜３３０であることがさらに好ましい。
【００２７】
以下に、一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
【化６】
【００２９】
【化７】
【００３０】
【化８】
【００３１】
【化９】
【００３２】
（Ｂ）低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレート
一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートは、単独で用いるよりも低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを混合した方が高いバリア能を得ることができる。ここで、低アクリル当量とは、アクリル当量が２００以下のものをいう。本発明で用いられる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、公知のものを広く採用できる。本発明で用いる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、好ましくはアクリル当量が１１０〜１８０の（メタ）アクリレートであり、より好ましくはアクリル当量が１２０〜１８０の（メタ）アクリレートであり、さらに好ましくはアクリル当量が１３０〜１７０の（メタ）アクリレートである。尚、アクリル当量とは、（メタ）アクリレートモノマーの分子量を官能基数で割った値である。
また、本発明で用いる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、２〜６個の（メタ）アクリロイルオキシ基を含むことが好ましい。
【００３３】
以下に、本発明で用いる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
【化１０】
【００３５】
【化１１】
【００３６】
【化１２】
【００３７】
【化１３】
【００３８】
【化１４】
【００３９】
（Ｃ）酸性モノマー
有機層２４の形成に用いる重合性組成物には、酸性モノマーが含まれていても良い。酸性モノマーを含めることにより、層間密着性が向上する。酸性モノマーとは、カルボン酸、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸等の酸性基を含有するモノマーをいう。本発明で用いる酸性モノマーは、カルボン酸基またはリン酸基を含有するモノマーが好ましく、カルボン酸基またはリン酸基を含有する（メタ）アクリレートがより好ましく、リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレートがさらに好ましい。
【００４０】
−リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレート−
リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレートとしては、下記一般式（Ｐ）で表される化合物を含んでいることがより好ましい。リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレートを含むことにより、無機層２２，２６との密着が良くなる。
【００４１】
【化１５】
（一般式（Ｐ）中、Ｚ１はＡｃ２−Ｏ−Ｘ２−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ｚ２はＡｃ３−Ｏ−Ｘ３−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ａｃ１、Ａｃ２およびＡｃ３はそれぞれアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ２価の連結基を表す。
一般式（Ｐ）で表される化合物は、以下の一般式（Ｐ−１）で表される単官能モノマー、以下の一般式（Ｐ−２）で表される２官能モノマー、および以下の一般式（Ｐ−３）で表される３官能モノマーが好ましい。
【００４２】
【化１６】
【００４３】
【化１７】
【００４４】
【化１８】
【００４５】
Ａｃ１、Ａｃ２、Ａｃ３、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３の定義は、一般式（Ｐ）における定義と同じである。一般式（Ｐ−１）および（Ｐ−２）において、Ｒ１は重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ｒ２は重合性基を有しない置換基または水素原子を表す。
一般式（Ｐ）、（Ｐ−１）〜（Ｐ−３）において、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は、一般式（２）におけるＬ１と同様の基である。Ｘ１、Ｘ２およびＸ３として好ましいのは、アルキレン基、またはアルキレンオキシカルボニルアルキレン基である。
一般式（Ｐ）、（Ｐ−１）〜（Ｐ−３）において、重合性基を有しない置換基としては、例えばアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた基などを挙げることができる。好ましいのはアルキル基である。
アルキル基の炭素数は、１〜１２が好ましく、１〜９がより好ましく、１〜６がさらに好ましい。アルキル基の具体例として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。アルキル基は、直鎖状であっても分枝状であっても環状であっても構わないが、好ましいのは直鎖アルキル基である。アルキル基は、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基などで置換されていてもよい。
アリール基の炭素数は、６〜１４が好ましく、６〜１０がより好ましい。アリール基の具体例として、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基が挙げられる。アリール基は、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基などで置換されていてもよい。
【００４６】
一般式（Ｐ）で表されるモノマーを１種類だけ用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、組み合わせて用いる場合は、一般式（Ｐ−１）で表される単官能モノマー、一般式（Ｐ−２）で表される２官能モノマー、および一般式（Ｐ−３）で表される３官能モノマーのうちの２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記のリン酸エステル基を有する重合性モノマー類として、日本化薬（株）製のＫＡＹＡＭＥＲシリーズ、ユニケミカル（株）製のＰｈｏｓｍｅｒシリーズ等、市販されている化合物をそのまま用いてもよく、新たに合成された化合物を用いてもよい。
【００４７】
以下に、本発明で好ましく用いられる酸性モノマーの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００４８】
【化１９】
【００４９】
（Ｄ）その他の重合性成分、ポリマー
有機層２４の形成に用いる重合性組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、（メタ）アクリレート以外のモノマー（例えば、スチレン誘導体、無水マレイン酸誘導体、エポキシ化合物、オキセタン誘導体など）や、各種のポリマー（例えば、ポリエステル、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等）を含んでも良い。
【００５０】
（構成比）
有機層２４の形成に用いる重合性組成物における一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートの混合比率は、樹脂成分中、３０〜９９重量％であることが好ましく、５０〜９５重量％であることがより好ましく、６０〜９０重量％であることがさらに好ましく、７０重量％〜９０重量％であることが特に好ましい。
一方、上記重合性組成物における低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートの混合比率は１〜７０重量％であることが好ましく、５〜５０重量％であることがより好ましく、１０〜４０重量％であることがさらに好ましく、１０〜３０重量％であることが特に好ましい。
また、上記重合性組成物における、酸性モノマーの混合比率は、０〜３０重量％であることが好ましく、５〜２０重量％であることがさらに好ましい。
また、上記重合性組成物において、その他の重合性成分、ポリマーの混合比率は、３０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。
【００５１】
（種類）
有機層２４の形成に用いる重合性組成物に含まれるモノマーの組み合わせとしては、例えば、以下のものが挙げられるが、本発明におけるモノマーの組み合わせはこれらに限定されるものではない。
（ａ）一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであって、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、アルキル基であり、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ置換アルキレン基である化合物と、３官能（メタ）アクリレートの組み合わせ。
（ｂ）一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであって、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、アルキル基であり、Ｌ１およびＬ２はそれぞれアルキレン基、もしくはアルキレンオキシアルキレン基である化合物と、６官能（メタ）アクリレートの組み合わせ。
（ｃ）一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであって、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、アルキル基であり、Ｌ１およびＬ２はそれぞれアルキレン基、もしくはアルキレンオキシアルキレン基である化合物と、６官能（メタ）アクリレートと、酸性モノマーの組み合わせ。
【００５２】
（重合開始剤）
有機層２４の形成に用いる重合性組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤を用いる場合、その含量は、重合性化合物の合計量の０．１モル％以上であることが好ましく、０．５〜２モル％であることがより好ましい。このような組成とすることにより、活性成分生成反応を経由する重合反応を適切に制御することができる。光重合開始剤の例としてはチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社から市販されているイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）シリーズ（例えば、イルガキュア６５１、イルガキュア７５４、イルガキュア１８４、イルガキュア２９５９、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア３７９、イルガキュア８１９など）、ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）シリーズ（例えば、ダロキュアＴＰＯ、ダロキュア１１７３など）、クオンタキュア（Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ）ＰＤＯ、サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）社から市販されているエザキュア（Ｅｚａｃｕｒｅ）シリーズ（例えば、エザキュアＴＺＭ、エザキュアＴＺＴ）、同じくオリゴマー型のエザキュアＫＩＰシリーズ等が挙げられる。
【００５３】
（有機層の形成方法）
有機層２４の形成方法としては、特に定めるものではないが、例えば、溶液塗布法や真空成膜法により形成することができる。溶液塗布法としては、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法、或いは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法により塗布することができる。真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。本発明においてはポリマーを溶液塗布しても良いし、特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報等に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。
【００５４】
本発明では、通常、重合性化合物を含む組成物を光照射して硬化させる。照射する光は、通常、高圧水銀灯もしくは低圧水銀灯による紫外線である。照射エネルギーは０．１Ｊ／ｃｍ２以上が好ましく、０．５Ｊ／ｃｍ２以上がより好ましい。重合性化合物として、（メタ）アクリレート系化合物を採用する場合、空気中の酸素によって重合阻害を受けるため、重合時の酸素濃度もしくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は２％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が１０００Ｐａ以下であることが好ましく、１００Ｐａ以下であることがより好ましい。また、１００Ｐａ以下の減圧条件下で０．５Ｊ／ｃｍ２以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行うのが特に好ましい。
【００５５】
モノマーの重合率は８５％以上であることが好ましく、８８％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９２％以上であることが特に好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基（アクリロイル基およびメタクリロイル基）のうち、反応した重合性基の比率を意味する。重合率は赤外線吸収法によって定量することができる。
【００５６】
有機層２４の厚みは１層あたり３００ｎｍ〜９００ｎｍであり、４００ｎｍ〜８００ｎｍが好ましい。有機層２４をこのような範囲とすることにより、バリア性が向上し、さらに、密着性が高くなる。
有機層２４は、その上に形成する無機層２６、さらに、ガスバリア層２０の上に形成するＴＦＴ４０を形成し易いように平滑であることが好ましい。有機層２４の平滑性は１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１ｎｍ未満が好ましく、０．５ｎｍ未満であることがより好ましい。有機層２４の表面にはパーティクル等の異物、突起が無いことが要求される。このため、有機層２４の形成はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。
【００５７】
有機層２４の硬度は高いほうが好ましい。有機層２４の硬度が高いと、その上の無機層２６が平滑に形成され、その結果としてバリア能が向上する。有機層２４の硬度はナノインデンテーション法に基づく微小硬度として表すことができる。有機層２４の微小硬度は１００Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましく、１２０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましく、１５０Ｎ／ｍｍ以上であることが特に好ましい。
【００５８】
−無機層−
ガスバリア層２０を構成する無機層２２，２６は、通常、金属化合物からなる薄膜の層である。無機層２２，２６の形成方法は、目的の薄膜を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、種々の化学的気相成長法（ＣＶＤ）、めっきやゾルゲル法等の液相成長法がある。
【００５９】
無機層２２，２６に含まれる成分は、上記性能を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物または金属酸化炭化物であり、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＣｅおよびＴａから選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物または酸化炭化物などを好ましく用いることができる。これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＺｎおよびＴｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましく、特にＳｉまたはＡｌの金属酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましい。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。
【００６０】
本発明により形成される無機層２２，２６の平滑性は、１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１ｎｍ未満であることが好ましく、０．５ｎｍ以下がより好ましい。平滑性の高い無機層２２，２６を形成するため、無機層２２，２６の形成はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。
【００６１】
無機層２２，２６の厚みは特に限定されないが、１層に付き、通常、５〜５００ｎｍの範囲内であり、好ましくは１０〜２００ｎｍである。無機層は複数のサブレイヤーから成る積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤーが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、上述したとおり、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように有機層２４との界面が明確で無く、組成が層厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【００６２】
（有機層と無機層の積層）
ガスバリア層２０を構成する有機層と無機層の積層は、所望の層構成に応じて、例えば、有機層と無機層を順次繰り返し成膜することにより行う。例えば、無機層を、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法などの真空成膜法で形成する場合、有機層も前記フラッシュ蒸着法のような真空成膜法で形成することが好ましい。バリア層２０を成膜する間、途中で大気圧に戻すことなく、常に１０００Ｐａ以下の真空中で有機層と無機層を積層することが特に好ましい。圧力は１００Ｐａ以下であることがより好ましく、５０Ｐａ以下であることがより好ましく、２０Ｐａ以下であることがさらに好ましい。
【００６３】
前記したように、本発明に係るガスバリア層２０は、特に、有機層と無機層を交互に積層した層構成、特に、無機層２２、有機層２４、無機層２６の層構成を有することが好ましい。また、例えば２層の有機層と２層の無機層を交互に積層する場合は、例えば、プラスチック基材１２側から有機層／無機層／有機層／無機層の順に積層していても良いし、無機層／有機層／無機層／有機層の順に積層しても良い。
【００６４】
なお、有機層と無機層のそれぞれの厚みは、無機層厚＜有機層厚＜無機層厚×２０、との関係を満たすことが特に好ましい。有機層２４の厚みが無機層２２，２６の厚みよりも大きければ、プラスチック基材１２が本来有する可撓性の低下が抑制されるともに、曲げを繰り返してもガスバリア層２０の剥離や亀裂が生じ難いという利点がある。但し、無機層の厚みに対して有機層の厚みが極度に大き過ぎると、バリア性が十分確保できないなどのおそれもあるため、有機層の厚さは無機層の厚みの２０倍よりも小さいことが好ましい。
【００６５】
＜薄膜トランジスタ＞
薄膜トランジスタ４０は、プラスチック基材１２上にガスバリア層２０を介して設けられており、ゲート電極４２、ゲート絶縁層３０、酸化物半導体又は有機半導体を含有する活性層４４、ソース電極４６、及びドレイン電極４８から構成されている。なお、プラスチック基材１２のガスバリア層２０が設けられた面とは反対側の面にＴＦＴ４０が設けられていてもよい。また、プラスチック基材１２の両面にガスバリア層２０が設けられ、いずれか一方の面にＴＦＴ４０が設けられてもよい。
【００６６】
（ゲート電極）
ゲート電極４２は、電圧の印加により、ソース電極４６とドレイン電極４８との間に流れる電流を制御する。ゲート電極４２を形成する材料としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電層、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
例えば、ガスバリア層２０（無機層２６）上に、選択した材料でスパッタリングにより成膜した後、フォトリソグラフィによってパターニングされたゲート電極４２を形成する。ゲート電極４２の厚みは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００６７】
（ゲート絶縁層）
ゲート絶縁層３０は、ゲート電極４２と、活性層４４、ソース電極４６、及びドレイン電極４８を絶縁状態に隔てる層であり、本発明では、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層から構成される。本実施形態に係るゲート絶縁層３０は、無機層３２、有機層３４、及び無機層３６が積層して構成されている。
ゲート絶縁層３０の有機層３４と無機層３２，３６を構成する材料としては、それぞれ前記したガスバリア層２０を構成する有機層２４と無機層２２，２６と同様の材料が挙げられ、各層３２，３４，３６の厚みや形成方法もガスバリア層２０の場合と同様である。
【００６８】
（活性層）
ゲート絶縁層３０上には活性層（チャネル層）４４が形成されている。本発明における活性層４４は、酸化物半導体又は有機半導体を含んでいる。
活性層４４は、好ましくはＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の酸化物半導体、より好ましくは非晶質酸化物半導体により形成する。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。これらの酸化物半導体は、電子キャリア濃度が高いほど電子移動度が高くなる、つまり、電気伝導度が大きいほど電子移動度が高くなる（参考文献：Nature Vol.432 (25 November 2004) p488-492）。
【００６９】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物半導体からなる活性層４４であれば、スパッタリングによって低温で成膜することができる。形成すべき活性層４４に応じて、フォトリソグラフィによってＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物半導体の層をパターニングしてもよいし、形成すべき活性層４４に対応した孔を有するマスクを介して所定の位置及び形状に活性層４４を形成してもよい。
【００７０】
活性層４４は、有機半導体により形成してもよい。低温成膜可能であり、導電性及び光透過性を有する種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物などの有機半導体を用いることができる。
具体的には、低分子有機半導体としては、ペンタセン、テトラセン、アントラセンに代表されるアセン系化合物、中心金属がＣｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｇ等の２価もしくは無金属フタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニン、インジウムクロロフタロシアニン、ガリウムクロロフタロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属のフタロシアニン、その他バアナジルフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の酸素が配位したフタロシアニン等に代表されるフタロシアニン系顔料、インジゴ、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレンもしくはＰＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＩ、ＰＴＣＢＩ．Ｍｅ−ＰＴＣなどのペリレン系顔料、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、カーボンナノチューブ類、メロシアニン色素などの色素類などを用いることができる。
【００７１】
高分子有機半導体としては、ポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）などのポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーを用いることができる。
上記の材料は単体で用いてもよいし、樹脂などのバインダーに分散混合させて用いて用いることができる。
また、有機半導体の導電率を調整するために、ドナー性、もしくはアクセプター性の無機材料、無機化合物、有機化合物などのドーパントをドープしてもよい。
【００７２】
有機半導体により活性層４４を形成する方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができる。乾式成膜法の具体例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のＣＶＤ法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、ＬＢ法等の塗布法と用いることができる。また、インクジェット印刷やスクリーン印刷などの印刷法、熱転写やレーザー転写などの転写法を用いてもよい。パターニングは、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングにより行ってもよいし、紫外線やレーザーなどによる物理的エッチングにより行ってもよいし、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法、印刷法、転写法により行ってもよい。
【００７３】
低分子有機半導体を用いる場合は、乾式成膜法が好ましく用いられ、特に真空蒸着法が好ましく用いられる。真空蒸着法は抵抗加熱蒸着法、電子線加熱蒸着法等の化合物の加熱の方法、るつぼ、ボート等の蒸着源の形状、真空度、蒸着温度、基板温度、蒸着速度等が基本的なパラメーターである。均一な蒸着を可能とするために基板１２を回転させて蒸着することが好ましい。真空度は高い方が好ましく１０−４Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０−６Ｔｏｒｒ以下、特に好ましくは１０−８Ｔｏｒｒ以下で真空蒸着が行われる。蒸着時のすべての工程は真空中で行われることが好ましく、基本的には化合物が直接、外気の酸素、水分と接触しないようにする。真空蒸着の上述した条件は有機層の結晶性、アモルファス性、密度、緻密度等に影響するので厳密に制御する必要がある。水晶振動子、干渉計等の層厚モニターを用いて蒸着速度をＰＩもしくはＰＩＤ制御することが好ましい。２種類以上の化合物を同時に蒸着する場合には共蒸着法、フラッシュ蒸着法等を好ましく用いることができる。
【００７４】
高分子半導体を用いる場合は、湿式成膜法により成膜することが好ましい。蒸着等の乾式成膜法を用いた場合、高分子を用いることは分解のおそれがあるため難しく、代わりとしてそのオリゴマーを好ましく用いることができる。
【００７５】
活性層４４の厚みは、使用する材料等にもよるが、好ましくは、１０ｎｍ以上１μｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、特に好ましくは３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００７６】
（ソース電極及びドレイン電極）
ソース電極４６とドレイン電極４８は活性層４４上に互いに離間して形成されている。
ソース電極４６及びドレイン電極４８は、導電性材料であれば特に限定されず、例えば白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、これらの金属の合金、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、ドーピング等で導電率を向上させた無機及び有機半導体（シリコン単結晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン等）、これらの材料の複合体等が挙げられる。特にソース領域及びドレイン領域に用いる電極の材料は、上記の材料の中でも活性層４４との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００７７】
また、特に低温成膜が可能な材料、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、あるいはドーピング等で導電率を向上させた有機半導体を用いてソース・ドレイン電極４６，４８を形成することが好ましい。これらの材料を用いれば、薄膜トランジスタ全体を低温プロセスで形成することができるとともに、光透過性及び可撓性がより高い薄膜トランジスタを形成することができる。なお、有機ＥＬ表示装置では、プラスチック基材１２側から光を取り出すボトムエミッションタイプと、反対側から取り出すトップエミッションタイプがあるが、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置を製造する場合は、薄膜トランジスタ４０は光透過率が高いほど好ましく、具体的には可視光透過率が、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。
ソース電極４６及びドレイン電極４８の形成も、ゲート電極４２と同様の方法を採用することができる。
ソース電極４６及びドレイン電極４８の厚みは、好ましくは、１０ｎｍ以上１μｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００７８】
このような構成の第１実施形態に係るトランジスタ基板１０は、ＴＦＴ４０の活性層４４が酸化物半導体又は有機半導体から形成されているため、プラスチック基材１２が有する可撓性を活かしやすい反面、酸素や水分によってＴＦＴ４０（特に活性層４４）の性能が変化しやすい。しかし、プラスチック基材１２上のガスバリア層２０と、ＴＦＴ４０のゲート絶縁層３０が、それぞれ有機層と無機層から構成されているため、可撓性を維持しつつ、外部からの酸素や水分の浸入が効果的に抑制され、特にＴＦＴ４０の活性層４４の性能が変化することが効果的に抑制される。
【００７９】
図２は、第２実施形態に係るトランジスタ基板１１の構成を概略的に示している。このトランジスタ基板１１は、ＴＦＴ４０上にさらに平坦化層５０が形成されている。平坦化層５０以外の構成は第１実施形態に係るトランジスタ基板１０と同様である。
平坦化層５０は、ＴＦＴ４０上の凹凸を小さくするために形成する層である。特にＴＦＴ４０を形成する際、各電極４２，４６，４８のパターニングを行うため表面には凹凸が生じる。例えば、このような凹凸面にさらに有機ＥＬ素子の形成を行うと、断線が生じやすくなり、特にプラスチック基材１２を用いて曲げたり、丸めたりして使用する表示装置では、ＴＦＴの形成プロセスにおける剥離や、使用中の断線を招き易い。そこで、ＴＦＴ４０の形成後、平坦化層５０を形成しておけば、前記したような剥離や断線を効果的に防ぐことができる。
【００８０】
本発明に係る平坦化層５０も、ガスバリア層２０及びゲート絶縁層３０と同様、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層から構成され、本実施形態に係る平坦化層５０は、無機層５２、有機層５４、及び無機層５６が積層されて平坦化層５０が構成されている。
平坦化層５０の有機層５４と無機層５２，５６を構成する材料としては、それぞれ前記したガスバリア層２０を構成する有機層２４と無機層２２，２６と同様の材料が挙げられ、各層５２，５４，５６の厚みや形成方法もガスバリア層２０と同様である。
なお、このような有機層５４と無機層５２，５６からなる平坦化層５０をＴＦＴ４０の上に設ければ、プラスチック基材１２の可撓性を維持しつつ、基材１２とは反対側から浸入する酸素や水分からＴＦＴ４０を保護する作用も発揮し、ＴＦＴ４０の性能安定性を一層高める効果も期待することができる。
【００８１】
＜有機エレクトロルミネッセンス表示装置＞
本発明に係るトランジスタ基板１０，１１は、ＴＦＴを備えた各種デバイスの製造に好適に利用することができるが、特に、可撓性を有する薄型の表示装置や撮像装置の製造に好適に用いることができる。
例えば、図３に示すように、第２実施形態に係るトランジスタ基板１１を用い、下部電極１３、有機ＥＬ層１５、及び上部電極１７を順次積層して有機ＥＬ素子を形成する。有機ＥＬ素子の構成は特に限定されず、公知の材料及び方法を用い、目的等に応じた層構成を有する有機ＥＬ素子を形成すればよい。本発明に係る有機ＥＬ素子は、例えば以下のような層構成を採用することができるが、以下の層構成に限定されず、適宜決めればよい。なお、製造する有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型でも、ボトムエミッション型でもよい。
【００８２】
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００８３】
（発光層）
有機発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光性ドーパントの混合層とした構成でも良い。発光性ドーパントは蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、２種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【００８４】
（封止層）
上部電極１７を形成した後、封止層６０を形成する。ここで、封止層６０も、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とを積層して構成することが好ましい。上部電極１７上に、例えば、ガスバリア層２０と同様に、無機層、有機層、及び無機層を順次積層して封止層６０を形成すれば、可撓性を維持しつつ、酸素や水分から有機ＥＬ素子を効果的に保護し、性能安定性を一層高めることができる。このような封止層６０を構成する有機層と無機層の各材料、厚み、形成方法等もガスバリア層２０と同様である。
【００８５】
このように本発明に係るトランジスタ基板１０，１１を用いて有機ＥＬ表示装置を製造する場合、画素毎に、前記電界効果型薄膜トランジスタ４０と、該電界効果型薄膜トランジスタ４０によって駆動される有機エレクトロルミネッセンス素子１３，１５，１７を形成する。これにより、可撓性を有するとともに、長期間曲げた状態にしたり、曲げを繰り返してもＴＦＴ４０の性能が変化しにくく、安定して駆動するアクティブマトリクス型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することができる。
【実施例】
【００８６】
＜実施例１＞
−ガスバリア層の形成−
ポリエチレンナフタレートフィルム（帝人デュポン社製、テオネックスＱ６５ＦＡ、厚さ１００μｍ）上に、真空スパッタによってＡｌ２Ｏ３層（４０ｎｍ厚）を形成した後、Ａｌ２Ｏ３層上にＮＫエステル ＡＢＥ−３００（新中村化学（株）製）とＤＰＣＡ−２０（日本化薬（株）製）を８５：１５重量％の配合比の重合性組成物（合計１４重量部）と重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７；１重量部）及び２−ブタノン（１８５重量部）とからなる組成物をワイヤーバーにて塗布し、窒素１００ｐｐｍ雰囲気下で紫外線照射量０．５Ｊ／ｃｍ２で照射して硬化させて厚み３７０ｎｍのメタクリレート層（３７０ｎｍ厚）を形成した。
次いで、メタクリレート層上に、真空スパッタによってＡｌ２Ｏ３層（４０ｎｍ厚）を形成した。これにより、ポリエチレンナフタレートフィルム上に、Ａｌ２Ｏ３（４０ｎｍ）／メタクリレート（３７０ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（４０ｎｍ）の構成のガスバリア層を形成した。
【００８７】
−ＴＦＴの形成−
次に、ポリエチレンナフタレートフィルムのガスバリア層側にＴＦＴを形成した。
上記ガスバリア層上に、順に下記層を設けた。
ゲート電極：ＩＴＯをスパッタ法により厚み３０ｎｍに蒸着した。
ゲート絶縁膜：ガスバリア層と同様に厚み３７０ｎｍに形成した。
活性層：ＩｎＧａＺｎＯ４の組成を有する多結晶焼結体をターゲットとして、ＲＦマグネトロンスパッタ真空蒸着法により、Ａｒ流量１２ｓｃｃｍ、Ｏ２流量１．４ｓｃｃｍ、ＲＦパワー２００Ｗ、圧力０．４Ｐａの条件で行いＩＧＺＯ膜を厚み５０ｎｍに形成した。
ソース電極及びドレイン電極：上記活性層の上にソース電極及びドレイン電極としてＩＴＯをスパッタ法により４０ｎｍの厚みに設けてＴＦＴフィルムを作製した。
【００８８】
＜比較例１−３＞
実施例１と同種のプラスチック基材を用い、表１に示す構成のガスバリア層及びゲート絶縁層を形成した以外は、実施例１と同様にしてトランジスタ基板を製造した。比較例１−３におけるＳｉＯ２のガスバリア層及びゲート絶縁膜はいずれもスパッタ法で形成した。
【００８９】
【表１】
【００９０】
−性能評価−
得られた各ＴＦＴ素子について、飽和領域ドレイン電圧Ｖｄ＝４０Ｖ（ゲート電圧−２０Ｖ≦Ｖｇ≦４０Ｖ）でのＴＦＴ伝達特性の測定を行い、ＴＦＴの電界効果移動度およびＯＮ／ＯＦＦ比を評価した。ＴＦＴ伝達特性の測定は、半導体パラメータ・アナライザー４１５６Ｃ（アジレントテクノロジー社製）を用いて行った。
【００９１】
−電界効果移動度の算出方法−
飽和領域における電界効果移動度μは、ＴＦＴ伝達特性から次式で求められる。
μ＝（２Ｌ／Ｗ＊Ｃｏｘ）＊（∂Ｉｄ１／２／∂Ｖｇ）
ここで、Ｌはチャネル長、Ｗはチャネル幅、Ｃｏｘはゲート絶縁膜の静電容量、Ｉｄはドレイン電流、Ｖｇはゲート電圧を示す。
【００９２】
−ＯＮ／ＯＦＦ比の算出方法−
ＯＮ／ＯＦＦ比はＴＦＴ伝達特性からドレイン電流Ｉｄにおける最大値Ｉｄｍａｘと最小値Ｉｄｍｉｎとの比Ｉｄｍａｘ／Ｉｄｍｉｎから求めた。
【００９３】
−曲率／通常使用併用繰り返し試験−
実施例及び比較例で製造した各トランジスタ基板を、曲げた状態（Ｒ＝３０ｍｍ）と、平らにした状態（Ｒ＝０ｍｍ）で２５℃５５％にて、それぞれ５分間保つ動作を１回とし、この動作を１回、１０回、及び１００回行った。試験後、ＴＦＴの状態を移動度とＯＮ／ＯＦＦ比によって評価した。
【００９４】
−曲率使用耐久性試験−
実施例及び比較例で製造した各トランジスタ基板を、曲げた状態（Ｒ＝３０ｍｍ）で、（１）２５℃５５％、（２）２５℃９０％の状態にて、１時間、１日、７日、及び２８日間保った後、ＴＦＴの状態を移動度によって評価した。
【００９５】
上記の各試験結果を表２及び３に示す。
【表２】
【００９６】
【表３】
【００９７】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。
例えば、本発明に係るトランジスタ基板のＴＦＴは、図１及び図２に示すような構成のボトムゲート型に限定されず、ゲート絶縁層３０上にソース電極４６とドレイン電極４８を形成した後、活性層４４を形成してもよい。
また、例えば、図７に示すようなトップゲート型のＴＦＴを形成してもよい。この場合も、活性層４４を酸化物半導体又は有機半導体で形成し、ガスバリア層２０とゲート絶縁層３０を、それぞれ有機層２４（３４）と無機層２２，２６（３２，３６）を積層した構造とすれば、可撓性が良好に保たれるとともに、活性層４４は両面からの酸素や水分の浸入が効果的に抑制され、性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係るトランジスタ基板の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係るトランジスタ基板の構成の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の構成の一例を示す概略図である。
【図４】アクティブマトリクス型の回路構成の一例を示す図である。
【図５】ＴＦＴの構成の一例を概略的に示す平面図である。
【図６】ＴＦＴの構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明に係るトランジスタ基板の構成の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０，１１ トランジスタ基板
１２ プラスチック基材
１３ 下部電極
１５ 有機ＥＬ層
１７ 上部電極
２０ ガスバリア層
２２，２６ 無機層
２４ 有機層
３０ ゲート絶縁層
３２，３６ 無機層
３４ 有機層
４０ 電界効果型薄膜トランジスタ
４２ ゲート電極
４４ 活性層
４６ ソース電極
４８ ドレイン電極
５０ 平坦化層
５２，５６ 無機層
５４ 有機層
６０ 封止層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶素子、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などを用いた薄型の表示装置が多く利用されている。例えば、有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、ガラス等の支持基板上に、陽極電極、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層、陰極を順次積層して有機ＥＬ素子を形成し、大気中の酸素や水分から有機ＥＬ素子を保護するための封止層を設ける。両電極の引出配線（端子）を介して外部の配線と接続し、電界を印加することにより、電極間に挟まれた領域の発光層において正孔と電子が再結合して発光する。
【０００３】
そして、カラー表示をする場合には、一般的に、基板上の直交する方向、例えば縦横に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）といった発光色が異なる画素を多数配列し、画素を個々に駆動させる。
画素を駆動させる方式としては、パッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式がある。パッシブマトリクス方式では、基板上に、陽極、有機ＥＬ層、陰極を順次パターニングし、陽極と陰極との交点が画素となって駆動する。
【０００４】
一方、アクティブマトリクス方式では、画素ごとに電界効果型薄膜トランジスタ（適宜、「薄膜トランジスタ」又は「ＴＦＴ」という。）を形成し、薄膜トランジスタにより画素（有機エレクトロルミネッセンス素子）が駆動される。図４は、アクティブマトリクス方式の回路構成の一例を示している。一般的に、アクティブマトリクス方式では、画素７０ごとにスイッチ素子とドライブ素子を含む薄膜トランジスタと、データ記憶のためのキャパシタを有する素子駆動回路が形成されており、走査線とデータ線で選択された画素に電流が流れて発光する。
【０００５】
図５及び図６は、薄膜トランジスタの基本的な構成を概略的に示している。基板６８上にゲート７４、絶縁層８４、アモルファスシリコン又はポリシリコンの半導体層７６が順次積層され、さらにシリコン半導体層７６上にはソース電極８０とドレイン電極８２が所定の間隔Ｌを開けて形成されている。ドレイン電極８２は画素電極７８とも接続しており、ゲート７４に所定の電圧を印加することでシリコン半導体層７６を介してソース−ドレイン間に電流が流れ、画素電極７８に電流を供給することができる。
【０００６】
基板６８に関しては、ガラス基板のほか、プラスチック製の基板を用いた表示装置が提案されている。厚みの薄いプラスチック基板であれば可撓性を有し、曲げたり丸めたりすることができる。しかし、プラスチック基板は、ガスバリア性が低く、大気中の酸素や水分が透過して素子の劣化を招きやすい。
例えば、プラスチック基板の表面に、酸化ケイ素、窒化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物又は無機窒化物からなるガスバリア層を形成するとともに、薄膜トランジスタの半導体層をＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物により形成すること、さらに、薄膜トランジスタを酸化ケイ素、窒化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物又は無機窒化物からなる保護層で覆うことが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１１５７３５号公報
【特許文献２】特開２００７−１１５８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
無機物からなるガスバリア層を形成したプラスチック基板上に酸化物半導体層を有するＴＦＴを形成し、さらにＴＦＴを無機物の保護層で被覆すれば、酸素や水分の透過が抑制されるものの、曲げによって剥離や亀裂が生じ易く、ＴＦＴ又は素子を構成する電極又は配線が断線し易い。本発明者らの研究によれば、例えば、曲げを繰り返したり、長時間曲げた状態にすると、キャリア移動度が６．８ｃｍ２／Ｖｓｅｃから１ｃｍ２／Ｖｓｅｃに低下したり、ｏｎ／ｏｆｆ比が１０６から１０３に低下するなど、ＴＦＴの性能が大きく変化し易いことがわかった。
【０００９】
本発明は、可撓性を有するとともに、ＴＦＴの性能安定性が高いトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では以下のトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置が提供される。
＜１＞ 少なくとも一方の面にガスバリア層が設けられたプラスチック基材と、前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する電界効果型薄膜トランジスタと、を含み、前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有することを特徴とするトランジスタ基板。
＜２＞ 前記電界効果型薄膜トランジスタ上に、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する平坦化層をさらに含むことを特徴とする＜１＞に記載のトランジスタ基板。
＜３＞ 前記電界効果型薄膜トランジスタを封止する、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する封止層をさらに含むことを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載のトランジスタ基板。
＜４＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層と無機層のそれぞれ厚みが、無機層厚＜有機層厚＜無機層厚×２０、の関係を満たすことを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜５＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層が、下記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートと、低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを含む重合性組成物が硬化した層であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ1とＲ2は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ3およびＲ4は、それぞれ置換基を表す。ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ3は同じでも異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ4は同じでも異なっていてもよい。ただし、Ｒ3およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。）
＜６＞ 前記一般式（１）は、下記一般式（２）で表されることを特徴とする＜５＞に記載のトランジスタ基板。
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ、連結基であり、Ａｃ１およびＡｃ２は、それぞれ、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。）
＜７＞ 前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、アクリル当量が、１１０〜１８０であることを特徴とする＜５＞又は＜６＞に記載のトランジスタ基板。
＜８＞ 前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、（メタ）アクリロイルオキシ基を２〜６個含むことを特徴とする＜５＞〜＜７＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜９＞ 前記重合性組成物が、さらに酸性モノマーを含むことを特徴とする＜５＞〜＜８＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１０＞ 前記重合性組成物が、下記一般式（Ｐ）で表される化合物を含むことを特徴とする＜５＞〜＜９＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
【化３】
（一般式（Ｐ）中、Ｚ１はＡｃ２−Ｏ−Ｘ２−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ｚ２はＡｃ３−Ｏ−Ｘ３−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ａｃ１、Ａｃ２およびＡｃ３はそれぞれアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ２価の連結基を表す。）
＜１１＞ 前記重合性組成物は、前記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートを７０〜９０重量％、及び、前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを１０〜３０重量％含むことを特徴とする＜５＞〜＜１０＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１２＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する無機層が、アルミニウムおよび／またはケイ素の、酸化物もしくは窒化物であることを特徴とする＜１＞〜＜１１＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１３＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、無機層と有機層が交互に積層している構造を有することを特徴とする＜１＞〜＜１２＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１４＞ 前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層が、無機層、有機層、及び無機層の順に積層している構造を有することを特徴とする＜１＞〜＜１３＞のいずれかに記載のトランジスタ基板。
＜１５＞ ＜１＞〜＜１４＞のいずれかに記載のトランジスタ基板を有し、画素毎に、前記電界効果型薄膜トランジスタと、該電界効果型薄膜トランジスタによって駆動される有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されていることを特徴する有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、可撓性を有するとともに、ＴＦＴの性能安定性が高いトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係るトランジスタ基板及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置について説明する。
本発明に係るトランジスタ基板は、少なくとも一方の面にガスバリア層が設けられたプラスチック基材と、前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する電界効果型薄膜トランジスタと、を含み、前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する。
【００１３】
図１は、本発明に係るトランジスタ基板の構成の一例（第１実施形態）を概略的に示している。このトランジスタ基板１０は、プラスチック基材１２と、該プラスチック基材１２の片面に設けられたガスバリア層２０と、ガスバリア層２０を介してプラスチック基材１２上に設けられた薄膜トランジスタ４０と、を有している。
【００１４】
＜プラスチック基材＞
プラスチック基材１２は、可撓性を有するとともに、支持体としての強度を有するものであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
【００１５】
プラスチック基材１２の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、トランジスタ基板１０の用途、目的等に応じて選択すればよい。一般的には、製造容易性、取り扱い性等の観点から、板状のプラスチック基材であることが好ましい。プラスチック基材１２の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、プラスチック基材１２は、単一部材で構成されていてもよいし、２つ以上の部材で構成されていてもよい。
プラスチック基材１２の厚みも、トランジスタ基板１０の用途、目的等に応じて選択すればよく、通常は、１〜８００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍである。
また、熱可塑性のプラスチック基材を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００１６】
＜ガスバリア層＞
本発明におけるガスバリア層２０は、少なくとも１層の有機層と少なくとも１層の無機層とから構成される。本実施形態では、無機層２２、有機層２４、及び無機層２６が積層してガスバリア層２０が形成されている。
なお、ガスバリア層２０を構成する層数に関しては特に制限はないが、生産性、製造コスト等の観点から、典型的には２層〜３０層が好ましく、３層〜２０層がさらに好ましい。
また、ガスバリア層２０が複数の無機層を含む場合、各無機層は異なる材料で形成してもよいが、剥離防止や成膜容易性の観点から、同じ材質又は組成が近い材質で形成することが好ましい。複数の有機層を有する場合も、同様の理由から、各有機層は同じ材質又は組成が近い材質で形成することが好ましい。
【００１７】
また、有機層２４からのイオン溶出を防止するとともに、ＴＦＴ４０の形成プロセス中の剥離をより効果的に抑制する観点から、有機層と無機層とが交互に積層していることが好ましく、特に、図１に示されるように、２つの無機層２２，２６の間に有機層２４が挟まれるように積層された構造を有すれば、有機層２４からのイオン溶出が防止されるとともに、ＴＦＴ４０の形成プロセス中の剥離も効果的に抑制することができる。
【００１８】
また、本発明におけるガスバリア層２０は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、ガスバリア層を構成する組成が層厚方向に有機領域と無機領域が連続的に変化するいわゆる傾斜材料層を含んでいてもよい。前記傾斜材料の例としては、キムらによる論文「Journal of Vacuum Science and Technology A Vol. 23 p971−977(2005 American Vacuum Society) ジャーナル オブ バキューム サイエンス アンド テクノロジー Ａ 第２３巻 ９７１頁〜９７７ページ（２００５年刊、アメリカ真空学会）」に記載の材料や、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示されているように有機領域と無機領域が界面を持たない連続的な層等が挙げられる。簡略化のため、本明細書では、有機層と有機領域は「有機層」として、無機層と無機領域は無機層として記述する。
【００１９】
−有機層−
本発明におけるガスバリア層２０を構成する有機層２４とは有機ポリマーを主成分とする有機層であることが好ましい。ここで主成分とは、有機層２４を構成する成分のうち含有量（重量％）が最も多い成分が有機ポリマーであることをいい、通常は、有機層２４を構成する成分の８０重量％以上が有機ポリマーであることをいう。
ガスバリア層２０の有機層２４を構成する有機ポリマーとしては、例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、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ロイル化合物などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン等の有機珪素ポリマーなどが挙げられる。
有機層２４は単独の材料からなっていても混合物からなっていてもよいし、サブレイヤーの積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤーが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、上述したとおり、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように無機層との界面が明確で無く、組成が層厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【００２０】
ガスバリア層２０の有機層２４は、好ましくは、（Ａ）下記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートと、（Ｂ）低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを含む重合性組成物を硬化して形成することができる。
なお、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を含む意味で使用される。また、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【００２１】
（Ａ）一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレート
【化４】
（一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ１とＲ２は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ３およびＲ４は、それぞれ置換基を表す。ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ３は同じでも異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ４は同じでも異なっていてもよい。ただし、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。）
【００２２】
一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ１とＲ２は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ１およびＲ２は、水素原子、アルキル基、アリール基のいずれも好ましいが、アルキル基としてはメチル基がより好ましく、アリール基としては、フェニル基がより好ましい。Ｒ１およびＲ２は、水素原子またはアルキル基であることがさらに好ましい。Ｒ１およびＲ２がともにアルキル基であって互いに結合して環を形成する場合、１，１−シクロヘキシリデン基を形成することが特に好ましい。Ｒ１およびＲ２がともにアリール基であって互いに結合して環を形成する場合、付け根の炭素も含めてフルオレン環を形成することが特に好ましい。
また、Ｒ１およびＲ２は置換基を有しても良い。置換基の例としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、２−ブテニル基、３−ペンテニル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、アシル基（例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセトキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基等）、スルホニル基（例えば、メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基等）、スルフィニル基（メタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基等）、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含み、脂肪族ヘテロ環基であってもヘテロアリール基であってもよく、例えば、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、カルバゾリル基、アゼピニル基等）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。
【００２３】
Ｒ３およびＲ４は置換基を表す。Ｒ３およびＲ４の例としては、前述のＲ１およびＲ２に対する置換基と同様のものが例示できる。
ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ３は同じでも異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ４は同じでも異なっていてもよい。
一般式（１）で表される（メタ）アクリレートは、Ｒ３およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含み、好ましくはＲ３およびＲ４が（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。（メタ）アクリロイルオキシ基を含む基の好ましい例としては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、２−アクリロイルオキシエトキシ基、２−メタクリロイルオキシエトキシ基、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルオキシプロポキシ基、２−ヒドロキシ−３−メタクリロイルオキシプロポキシ基、２−オクタノイルオキシ−３−アクリロイルオキシプロポキシ基、２−ヘプタノイルオキシ−３−メタクリロイルオキシプロポキシ基、２、３−ビス（アクリロイルオキシ）プロポキシ基、２、３−ビス（メタクリロイルオキシ）プロポキシ基等が挙げられる。
【００２４】
一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートは、下記一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであることが好ましい。
【化５】
（一般式（２）中、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ、連結基であり、Ａｃ１およびＡｃ２は、それぞれ、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。）
【００２５】
ここで、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ２価の連結基を表すが、そのような２価の連結基の例として、アルキレン基（例えば、エチレン基、１，２−プロピレン基、２，２−プロピレン基（２，２−プロピリデン基、１，１−ジメチルメチレン基とも呼ばれる）、１，３−プロピレン基、２，２−ジメチル−１，３−プロピレン基、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロピレン基、１，６−ヘキシレン基、１，９−ノニレン基、１，１２−ドデシレン基、１，１６−ヘキサデシレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基、ナフチレン基）、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、スルホニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価残基（例えば、ポリエチレンオキシエチレン基、ポリプロピレンオキシプロピレン基、２，２−プロピレンフェニレン基等）を挙げることができる。Ｌ１およびＬ２は置換基を有してもよく、Ｌ１およびＬ２を置換することのできる置換基の例としては、前述のＲ１およびＲ２に対する置換基と同様のものが例示できる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。この中でも、アルキレン基、アリーレン基およびこれらが複数直列に結合した２価の基が好ましく、無置換のアルキレン基、無置換のアリーレン基およびこれらが複数直列に結合した２価の基がより好ましい。
【００２６】
一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートの分子量は、３００〜１０００であることが好ましく、４００〜８００であることがより好ましい。一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートは、重合性組成物中に２種類以上含まれていてもよい。また、一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートのアクリル当量は、１８０〜３６０であることが好ましく、１８０より大きく３６０以下であることがより好ましく、２１０〜３３０であることがさらに好ましい。
【００２７】
以下に、一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
【化６】
【００２９】
【化７】
【００３０】
【化８】
【００３１】
【化９】
【００３２】
（Ｂ）低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレート
一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートは、単独で用いるよりも低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを混合した方が高いバリア能を得ることができる。ここで、低アクリル当量とは、アクリル当量が２００以下のものをいう。本発明で用いられる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、公知のものを広く採用できる。本発明で用いる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、好ましくはアクリル当量が１１０〜１８０の（メタ）アクリレートであり、より好ましくはアクリル当量が１２０〜１８０の（メタ）アクリレートであり、さらに好ましくはアクリル当量が１３０〜１７０の（メタ）アクリレートである。尚、アクリル当量とは、（メタ）アクリレートモノマーの分子量を官能基数で割った値である。
また、本発明で用いる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、２〜６個の（メタ）アクリロイルオキシ基を含むことが好ましい。
【００３３】
以下に、本発明で用いる低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
【化１０】
【００３５】
【化１１】
【００３６】
【化１２】
【００３７】
【化１３】
【００３８】
【化１４】
【００３９】
（Ｃ）酸性モノマー
有機層２４の形成に用いる重合性組成物には、酸性モノマーが含まれていても良い。酸性モノマーを含めることにより、層間密着性が向上する。酸性モノマーとは、カルボン酸、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸等の酸性基を含有するモノマーをいう。本発明で用いる酸性モノマーは、カルボン酸基またはリン酸基を含有するモノマーが好ましく、カルボン酸基またはリン酸基を含有する（メタ）アクリレートがより好ましく、リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレートがさらに好ましい。
【００４０】
−リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレート−
リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレートとしては、下記一般式（Ｐ）で表される化合物を含んでいることがより好ましい。リン酸エステル基を有する（メタ）アクリレートを含むことにより、無機層２２，２６との密着が良くなる。
【００４１】
【化１５】
（一般式（Ｐ）中、Ｚ１はＡｃ２−Ｏ−Ｘ２−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ｚ２はＡｃ３−Ｏ−Ｘ３−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ａｃ１、Ａｃ２およびＡｃ３はそれぞれアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ２価の連結基を表す。
一般式（Ｐ）で表される化合物は、以下の一般式（Ｐ−１）で表される単官能モノマー、以下の一般式（Ｐ−２）で表される２官能モノマー、および以下の一般式（Ｐ−３）で表される３官能モノマーが好ましい。
【００４２】
【化１６】
【００４３】
【化１７】
【００４４】
【化１８】
【００４５】
Ａｃ１、Ａｃ２、Ａｃ３、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３の定義は、一般式（Ｐ）における定義と同じである。一般式（Ｐ−１）および（Ｐ−２）において、Ｒ１は重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ｒ２は重合性基を有しない置換基または水素原子を表す。
一般式（Ｐ）、（Ｐ−１）〜（Ｐ−３）において、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は、一般式（２）におけるＬ１と同様の基である。Ｘ１、Ｘ２およびＸ３として好ましいのは、アルキレン基、またはアルキレンオキシカルボニルアルキレン基である。
一般式（Ｐ）、（Ｐ−１）〜（Ｐ−３）において、重合性基を有しない置換基としては、例えばアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた基などを挙げることができる。好ましいのはアルキル基である。
アルキル基の炭素数は、１〜１２が好ましく、１〜９がより好ましく、１〜６がさらに好ましい。アルキル基の具体例として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。アルキル基は、直鎖状であっても分枝状であっても環状であっても構わないが、好ましいのは直鎖アルキル基である。アルキル基は、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基などで置換されていてもよい。
アリール基の炭素数は、６〜１４が好ましく、６〜１０がより好ましい。アリール基の具体例として、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基が挙げられる。アリール基は、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基などで置換されていてもよい。
【００４６】
一般式（Ｐ）で表されるモノマーを１種類だけ用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、組み合わせて用いる場合は、一般式（Ｐ−１）で表される単官能モノマー、一般式（Ｐ−２）で表される２官能モノマー、および一般式（Ｐ−３）で表される３官能モノマーのうちの２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記のリン酸エステル基を有する重合性モノマー類として、日本化薬（株）製のＫＡＹＡＭＥＲシリーズ、ユニケミカル（株）製のＰｈｏｓｍｅｒシリーズ等、市販されている化合物をそのまま用いてもよく、新たに合成された化合物を用いてもよい。
【００４７】
以下に、本発明で好ましく用いられる酸性モノマーの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００４８】
【化１９】
【００４９】
（Ｄ）その他の重合性成分、ポリマー
有機層２４の形成に用いる重合性組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、（メタ）アクリレート以外のモノマー（例えば、スチレン誘導体、無水マレイン酸誘導体、エポキシ化合物、オキセタン誘導体など）や、各種のポリマー（例えば、ポリエステル、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等）を含んでも良い。
【００５０】
（構成比）
有機層２４の形成に用いる重合性組成物における一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートの混合比率は、樹脂成分中、３０〜９９重量％であることが好ましく、５０〜９５重量％であることがより好ましく、６０〜９０重量％であることがさらに好ましく、７０重量％〜９０重量％であることが特に好ましい。
一方、上記重合性組成物における低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートの混合比率は１〜７０重量％であることが好ましく、５〜５０重量％であることがより好ましく、１０〜４０重量％であることがさらに好ましく、１０〜３０重量％であることが特に好ましい。
また、上記重合性組成物における、酸性モノマーの混合比率は、０〜３０重量％であることが好ましく、５〜２０重量％であることがさらに好ましい。
また、上記重合性組成物において、その他の重合性成分、ポリマーの混合比率は、３０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。
【００５１】
（種類）
有機層２４の形成に用いる重合性組成物に含まれるモノマーの組み合わせとしては、例えば、以下のものが挙げられるが、本発明におけるモノマーの組み合わせはこれらに限定されるものではない。
（ａ）一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであって、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、アルキル基であり、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ置換アルキレン基である化合物と、３官能（メタ）アクリレートの組み合わせ。
（ｂ）一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであって、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、アルキル基であり、Ｌ１およびＬ２はそれぞれアルキレン基、もしくはアルキレンオキシアルキレン基である化合物と、６官能（メタ）アクリレートの組み合わせ。
（ｃ）一般式（２）で表される芳香族（メタ）アクリレートであって、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、アルキル基であり、Ｌ１およびＬ２はそれぞれアルキレン基、もしくはアルキレンオキシアルキレン基である化合物と、６官能（メタ）アクリレートと、酸性モノマーの組み合わせ。
【００５２】
（重合開始剤）
有機層２４の形成に用いる重合性組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤を用いる場合、その含量は、重合性化合物の合計量の０．１モル％以上であることが好ましく、０．５〜２モル％であることがより好ましい。このような組成とすることにより、活性成分生成反応を経由する重合反応を適切に制御することができる。光重合開始剤の例としてはチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社から市販されているイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）シリーズ（例えば、イルガキュア６５１、イルガキュア７５４、イルガキュア１８４、イルガキュア２９５９、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア３７９、イルガキュア８１９など）、ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）シリーズ（例えば、ダロキュアＴＰＯ、ダロキュア１１７３など）、クオンタキュア（Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ）ＰＤＯ、サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）社から市販されているエザキュア（Ｅｚａｃｕｒｅ）シリーズ（例えば、エザキュアＴＺＭ、エザキュアＴＺＴ）、同じくオリゴマー型のエザキュアＫＩＰシリーズ等が挙げられる。
【００５３】
（有機層の形成方法）
有機層２４の形成方法としては、特に定めるものではないが、例えば、溶液塗布法や真空成膜法により形成することができる。溶液塗布法としては、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法、或いは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法により塗布することができる。真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。本発明においてはポリマーを溶液塗布しても良いし、特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報等に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。
【００５４】
本発明では、通常、重合性化合物を含む組成物を光照射して硬化させる。照射する光は、通常、高圧水銀灯もしくは低圧水銀灯による紫外線である。照射エネルギーは０．１Ｊ／ｃｍ２以上が好ましく、０．５Ｊ／ｃｍ２以上がより好ましい。重合性化合物として、（メタ）アクリレート系化合物を採用する場合、空気中の酸素によって重合阻害を受けるため、重合時の酸素濃度もしくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は２％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が１０００Ｐａ以下であることが好ましく、１００Ｐａ以下であることがより好ましい。また、１００Ｐａ以下の減圧条件下で０．５Ｊ／ｃｍ２以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行うのが特に好ましい。
【００５５】
モノマーの重合率は８５％以上であることが好ましく、８８％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９２％以上であることが特に好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基（アクリロイル基およびメタクリロイル基）のうち、反応した重合性基の比率を意味する。重合率は赤外線吸収法によって定量することができる。
【００５６】
有機層２４の厚みは１層あたり３００ｎｍ〜９００ｎｍであり、４００ｎｍ〜８００ｎｍが好ましい。有機層２４をこのような範囲とすることにより、バリア性が向上し、さらに、密着性が高くなる。
有機層２４は、その上に形成する無機層２６、さらに、ガスバリア層２０の上に形成するＴＦＴ４０を形成し易いように平滑であることが好ましい。有機層２４の平滑性は１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１ｎｍ未満が好ましく、０．５ｎｍ未満であることがより好ましい。有機層２４の表面にはパーティクル等の異物、突起が無いことが要求される。このため、有機層２４の形成はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。
【００５７】
有機層２４の硬度は高いほうが好ましい。有機層２４の硬度が高いと、その上の無機層２６が平滑に形成され、その結果としてバリア能が向上する。有機層２４の硬度はナノインデンテーション法に基づく微小硬度として表すことができる。有機層２４の微小硬度は１００Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましく、１２０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましく、１５０Ｎ／ｍｍ以上であることが特に好ましい。
【００５８】
−無機層−
ガスバリア層２０を構成する無機層２２，２６は、通常、金属化合物からなる薄膜の層である。無機層２２，２６の形成方法は、目的の薄膜を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、種々の化学的気相成長法（ＣＶＤ）、めっきやゾルゲル法等の液相成長法がある。
【００５９】
無機層２２，２６に含まれる成分は、上記性能を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化窒化物または金属酸化炭化物であり、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＣｅおよびＴａから選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物または酸化炭化物などを好ましく用いることができる。これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＺｎおよびＴｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましく、特にＳｉまたはＡｌの金属酸化物、窒化物または酸化窒化物が好ましい。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。
【００６０】
本発明により形成される無機層２２，２６の平滑性は、１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１ｎｍ未満であることが好ましく、０．５ｎｍ以下がより好ましい。平滑性の高い無機層２２，２６を形成するため、無機層２２，２６の形成はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。
【００６１】
無機層２２，２６の厚みは特に限定されないが、１層に付き、通常、５〜５００ｎｍの範囲内であり、好ましくは１０〜２００ｎｍである。無機層は複数のサブレイヤーから成る積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤーが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、上述したとおり、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように有機層２４との界面が明確で無く、組成が層厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【００６２】
（有機層と無機層の積層）
ガスバリア層２０を構成する有機層と無機層の積層は、所望の層構成に応じて、例えば、有機層と無機層を順次繰り返し成膜することにより行う。例えば、無機層を、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法などの真空成膜法で形成する場合、有機層も前記フラッシュ蒸着法のような真空成膜法で形成することが好ましい。バリア層２０を成膜する間、途中で大気圧に戻すことなく、常に１０００Ｐａ以下の真空中で有機層と無機層を積層することが特に好ましい。圧力は１００Ｐａ以下であることがより好ましく、５０Ｐａ以下であることがより好ましく、２０Ｐａ以下であることがさらに好ましい。
【００６３】
前記したように、本発明に係るガスバリア層２０は、特に、有機層と無機層を交互に積層した層構成、特に、無機層２２、有機層２４、無機層２６の層構成を有することが好ましい。また、例えば２層の有機層と２層の無機層を交互に積層する場合は、例えば、プラスチック基材１２側から有機層／無機層／有機層／無機層の順に積層していても良いし、無機層／有機層／無機層／有機層の順に積層しても良い。
【００６４】
なお、有機層と無機層のそれぞれの厚みは、無機層厚＜有機層厚＜無機層厚×２０、との関係を満たすことが特に好ましい。有機層２４の厚みが無機層２２，２６の厚みよりも大きければ、プラスチック基材１２が本来有する可撓性の低下が抑制されるともに、曲げを繰り返してもガスバリア層２０の剥離や亀裂が生じ難いという利点がある。但し、無機層の厚みに対して有機層の厚みが極度に大き過ぎると、バリア性が十分確保できないなどのおそれもあるため、有機層の厚さは無機層の厚みの２０倍よりも小さいことが好ましい。
【００６５】
＜薄膜トランジスタ＞
薄膜トランジスタ４０は、プラスチック基材１２上にガスバリア層２０を介して設けられており、ゲート電極４２、ゲート絶縁層３０、酸化物半導体又は有機半導体を含有する活性層４４、ソース電極４６、及びドレイン電極４８から構成されている。なお、プラスチック基材１２のガスバリア層２０が設けられた面とは反対側の面にＴＦＴ４０が設けられていてもよい。また、プラスチック基材１２の両面にガスバリア層２０が設けられ、いずれか一方の面にＴＦＴ４０が設けられてもよい。
【００６６】
（ゲート電極）
ゲート電極４２は、電圧の印加により、ソース電極４６とドレイン電極４８との間に流れる電流を制御する。ゲート電極４２を形成する材料としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電層、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
例えば、ガスバリア層２０（無機層２６）上に、選択した材料でスパッタリングにより成膜した後、フォトリソグラフィによってパターニングされたゲート電極４２を形成する。ゲート電極４２の厚みは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００６７】
（ゲート絶縁層）
ゲート絶縁層３０は、ゲート電極４２と、活性層４４、ソース電極４６、及びドレイン電極４８を絶縁状態に隔てる層であり、本発明では、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層から構成される。本実施形態に係るゲート絶縁層３０は、無機層３２、有機層３４、及び無機層３６が積層して構成されている。
ゲート絶縁層３０の有機層３４と無機層３２，３６を構成する材料としては、それぞれ前記したガスバリア層２０を構成する有機層２４と無機層２２，２６と同様の材料が挙げられ、各層３２，３４，３６の厚みや形成方法もガスバリア層２０の場合と同様である。
【００６８】
（活性層）
ゲート絶縁層３０上には活性層（チャネル層）４４が形成されている。本発明における活性層４４は、酸化物半導体又は有機半導体を含んでいる。
活性層４４は、好ましくはＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の酸化物半導体、より好ましくは非晶質酸化物半導体により形成する。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。これらの酸化物半導体は、電子キャリア濃度が高いほど電子移動度が高くなる、つまり、電気伝導度が大きいほど電子移動度が高くなる（参考文献：Nature Vol.432 (25 November 2004) p488-492）。
【００６９】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物半導体からなる活性層４４であれば、スパッタリングによって低温で成膜することができる。形成すべき活性層４４に応じて、フォトリソグラフィによってＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物半導体の層をパターニングしてもよいし、形成すべき活性層４４に対応した孔を有するマスクを介して所定の位置及び形状に活性層４４を形成してもよい。
【００７０】
活性層４４は、有機半導体により形成してもよい。低温成膜可能であり、導電性及び光透過性を有する種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物などの有機半導体を用いることができる。
具体的には、低分子有機半導体としては、ペンタセン、テトラセン、アントラセンに代表されるアセン系化合物、中心金属がＣｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｇ等の２価もしくは無金属フタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニン、インジウムクロロフタロシアニン、ガリウムクロロフタロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属のフタロシアニン、その他バアナジルフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の酸素が配位したフタロシアニン等に代表されるフタロシアニン系顔料、インジゴ、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレンもしくはＰＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＩ、ＰＴＣＢＩ．Ｍｅ−ＰＴＣなどのペリレン系顔料、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、カーボンナノチューブ類、メロシアニン色素などの色素類などを用いることができる。
【００７１】
高分子有機半導体としては、ポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）などのポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーを用いることができる。
上記の材料は単体で用いてもよいし、樹脂などのバインダーに分散混合させて用いて用いることができる。
また、有機半導体の導電率を調整するために、ドナー性、もしくはアクセプター性の無機材料、無機化合物、有機化合物などのドーパントをドープしてもよい。
【００７２】
有機半導体により活性層４４を形成する方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができる。乾式成膜法の具体例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のＣＶＤ法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、ＬＢ法等の塗布法と用いることができる。また、インクジェット印刷やスクリーン印刷などの印刷法、熱転写やレーザー転写などの転写法を用いてもよい。パターニングは、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングにより行ってもよいし、紫外線やレーザーなどによる物理的エッチングにより行ってもよいし、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法、印刷法、転写法により行ってもよい。
【００７３】
低分子有機半導体を用いる場合は、乾式成膜法が好ましく用いられ、特に真空蒸着法が好ましく用いられる。真空蒸着法は抵抗加熱蒸着法、電子線加熱蒸着法等の化合物の加熱の方法、るつぼ、ボート等の蒸着源の形状、真空度、蒸着温度、基板温度、蒸着速度等が基本的なパラメーターである。均一な蒸着を可能とするために基板１２を回転させて蒸着することが好ましい。真空度は高い方が好ましく１０−４Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０−６Ｔｏｒｒ以下、特に好ましくは１０−８Ｔｏｒｒ以下で真空蒸着が行われる。蒸着時のすべての工程は真空中で行われることが好ましく、基本的には化合物が直接、外気の酸素、水分と接触しないようにする。真空蒸着の上述した条件は有機層の結晶性、アモルファス性、密度、緻密度等に影響するので厳密に制御する必要がある。水晶振動子、干渉計等の層厚モニターを用いて蒸着速度をＰＩもしくはＰＩＤ制御することが好ましい。２種類以上の化合物を同時に蒸着する場合には共蒸着法、フラッシュ蒸着法等を好ましく用いることができる。
【００７４】
高分子半導体を用いる場合は、湿式成膜法により成膜することが好ましい。蒸着等の乾式成膜法を用いた場合、高分子を用いることは分解のおそれがあるため難しく、代わりとしてそのオリゴマーを好ましく用いることができる。
【００７５】
活性層４４の厚みは、使用する材料等にもよるが、好ましくは、１０ｎｍ以上１μｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、特に好ましくは３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００７６】
（ソース電極及びドレイン電極）
ソース電極４６とドレイン電極４８は活性層４４上に互いに離間して形成されている。
ソース電極４６及びドレイン電極４８は、導電性材料であれば特に限定されず、例えば白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、これらの金属の合金、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、ドーピング等で導電率を向上させた無機及び有機半導体（シリコン単結晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン等）、これらの材料の複合体等が挙げられる。特にソース領域及びドレイン領域に用いる電極の材料は、上記の材料の中でも活性層４４との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００７７】
また、特に低温成膜が可能な材料、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、あるいはドーピング等で導電率を向上させた有機半導体を用いてソース・ドレイン電極４６，４８を形成することが好ましい。これらの材料を用いれば、薄膜トランジスタ全体を低温プロセスで形成することができるとともに、光透過性及び可撓性がより高い薄膜トランジスタを形成することができる。なお、有機ＥＬ表示装置では、プラスチック基材１２側から光を取り出すボトムエミッションタイプと、反対側から取り出すトップエミッションタイプがあるが、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置を製造する場合は、薄膜トランジスタ４０は光透過率が高いほど好ましく、具体的には可視光透過率が、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。
ソース電極４６及びドレイン電極４８の形成も、ゲート電極４２と同様の方法を採用することができる。
ソース電極４６及びドレイン電極４８の厚みは、好ましくは、１０ｎｍ以上１μｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００７８】
このような構成の第１実施形態に係るトランジスタ基板１０は、ＴＦＴ４０の活性層４４が酸化物半導体又は有機半導体から形成されているため、プラスチック基材１２が有する可撓性を活かしやすい反面、酸素や水分によってＴＦＴ４０（特に活性層４４）の性能が変化しやすい。しかし、プラスチック基材１２上のガスバリア層２０と、ＴＦＴ４０のゲート絶縁層３０が、それぞれ有機層と無機層から構成されているため、可撓性を維持しつつ、外部からの酸素や水分の浸入が効果的に抑制され、特にＴＦＴ４０の活性層４４の性能が変化することが効果的に抑制される。
【００７９】
図２は、第２実施形態に係るトランジスタ基板１１の構成を概略的に示している。このトランジスタ基板１１は、ＴＦＴ４０上にさらに平坦化層５０が形成されている。平坦化層５０以外の構成は第１実施形態に係るトランジスタ基板１０と同様である。
平坦化層５０は、ＴＦＴ４０上の凹凸を小さくするために形成する層である。特にＴＦＴ４０を形成する際、各電極４２，４６，４８のパターニングを行うため表面には凹凸が生じる。例えば、このような凹凸面にさらに有機ＥＬ素子の形成を行うと、断線が生じやすくなり、特にプラスチック基材１２を用いて曲げたり、丸めたりして使用する表示装置では、ＴＦＴの形成プロセスにおける剥離や、使用中の断線を招き易い。そこで、ＴＦＴ４０の形成後、平坦化層５０を形成しておけば、前記したような剥離や断線を効果的に防ぐことができる。
【００８０】
本発明に係る平坦化層５０も、ガスバリア層２０及びゲート絶縁層３０と同様、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層から構成され、本実施形態に係る平坦化層５０は、無機層５２、有機層５４、及び無機層５６が積層されて平坦化層５０が構成されている。
平坦化層５０の有機層５４と無機層５２，５６を構成する材料としては、それぞれ前記したガスバリア層２０を構成する有機層２４と無機層２２，２６と同様の材料が挙げられ、各層５２，５４，５６の厚みや形成方法もガスバリア層２０と同様である。
なお、このような有機層５４と無機層５２，５６からなる平坦化層５０をＴＦＴ４０の上に設ければ、プラスチック基材１２の可撓性を維持しつつ、基材１２とは反対側から浸入する酸素や水分からＴＦＴ４０を保護する作用も発揮し、ＴＦＴ４０の性能安定性を一層高める効果も期待することができる。
【００８１】
＜有機エレクトロルミネッセンス表示装置＞
本発明に係るトランジスタ基板１０，１１は、ＴＦＴを備えた各種デバイスの製造に好適に利用することができるが、特に、可撓性を有する薄型の表示装置や撮像装置の製造に好適に用いることができる。
例えば、図３に示すように、第２実施形態に係るトランジスタ基板１１を用い、下部電極１３、有機ＥＬ層１５、及び上部電極１７を順次積層して有機ＥＬ素子を形成する。有機ＥＬ素子の構成は特に限定されず、公知の材料及び方法を用い、目的等に応じた層構成を有する有機ＥＬ素子を形成すればよい。本発明に係る有機ＥＬ素子は、例えば以下のような層構成を採用することができるが、以下の層構成に限定されず、適宜決めればよい。なお、製造する有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型でも、ボトムエミッション型でもよい。
【００８２】
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ブロック層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００８３】
（発光層）
有機発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光性ドーパントの混合層とした構成でも良い。発光性ドーパントは蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、２種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【００８４】
（封止層）
上部電極１７を形成した後、封止層６０を形成する。ここで、封止層６０も、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とを積層して構成することが好ましい。上部電極１７上に、例えば、ガスバリア層２０と同様に、無機層、有機層、及び無機層を順次積層して封止層６０を形成すれば、可撓性を維持しつつ、酸素や水分から有機ＥＬ素子を効果的に保護し、性能安定性を一層高めることができる。このような封止層６０を構成する有機層と無機層の各材料、厚み、形成方法等もガスバリア層２０と同様である。
【００８５】
このように本発明に係るトランジスタ基板１０，１１を用いて有機ＥＬ表示装置を製造する場合、画素毎に、前記電界効果型薄膜トランジスタ４０と、該電界効果型薄膜トランジスタ４０によって駆動される有機エレクトロルミネッセンス素子１３，１５，１７を形成する。これにより、可撓性を有するとともに、長期間曲げた状態にしたり、曲げを繰り返してもＴＦＴ４０の性能が変化しにくく、安定して駆動するアクティブマトリクス型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することができる。
【実施例】
【００８６】
＜実施例１＞
−ガスバリア層の形成−
ポリエチレンナフタレートフィルム（帝人デュポン社製、テオネックスＱ６５ＦＡ、厚さ１００μｍ）上に、真空スパッタによってＡｌ２Ｏ３層（４０ｎｍ厚）を形成した後、Ａｌ２Ｏ３層上にＮＫエステル ＡＢＥ−３００（新中村化学（株）製）とＤＰＣＡ−２０（日本化薬（株）製）を８５：１５重量％の配合比の重合性組成物（合計１４重量部）と重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７；１重量部）及び２−ブタノン（１８５重量部）とからなる組成物をワイヤーバーにて塗布し、窒素１００ｐｐｍ雰囲気下で紫外線照射量０．５Ｊ／ｃｍ２で照射して硬化させて厚み３７０ｎｍのメタクリレート層（３７０ｎｍ厚）を形成した。
次いで、メタクリレート層上に、真空スパッタによってＡｌ２Ｏ３層（４０ｎｍ厚）を形成した。これにより、ポリエチレンナフタレートフィルム上に、Ａｌ２Ｏ３（４０ｎｍ）／メタクリレート（３７０ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（４０ｎｍ）の構成のガスバリア層を形成した。
【００８７】
−ＴＦＴの形成−
次に、ポリエチレンナフタレートフィルムのガスバリア層側にＴＦＴを形成した。
上記ガスバリア層上に、順に下記層を設けた。
ゲート電極：ＩＴＯをスパッタ法により厚み３０ｎｍに蒸着した。
ゲート絶縁膜：ガスバリア層と同様に厚み３７０ｎｍに形成した。
活性層：ＩｎＧａＺｎＯ４の組成を有する多結晶焼結体をターゲットとして、ＲＦマグネトロンスパッタ真空蒸着法により、Ａｒ流量１２ｓｃｃｍ、Ｏ２流量１．４ｓｃｃｍ、ＲＦパワー２００Ｗ、圧力０．４Ｐａの条件で行いＩＧＺＯ膜を厚み５０ｎｍに形成した。
ソース電極及びドレイン電極：上記活性層の上にソース電極及びドレイン電極としてＩＴＯをスパッタ法により４０ｎｍの厚みに設けてＴＦＴフィルムを作製した。
【００８８】
＜比較例１−３＞
実施例１と同種のプラスチック基材を用い、表１に示す構成のガスバリア層及びゲート絶縁層を形成した以外は、実施例１と同様にしてトランジスタ基板を製造した。比較例１−３におけるＳｉＯ２のガスバリア層及びゲート絶縁膜はいずれもスパッタ法で形成した。
【００８９】
【表１】
【００９０】
−性能評価−
得られた各ＴＦＴ素子について、飽和領域ドレイン電圧Ｖｄ＝４０Ｖ（ゲート電圧−２０Ｖ≦Ｖｇ≦４０Ｖ）でのＴＦＴ伝達特性の測定を行い、ＴＦＴの電界効果移動度およびＯＮ／ＯＦＦ比を評価した。ＴＦＴ伝達特性の測定は、半導体パラメータ・アナライザー４１５６Ｃ（アジレントテクノロジー社製）を用いて行った。
【００９１】
−電界効果移動度の算出方法−
飽和領域における電界効果移動度μは、ＴＦＴ伝達特性から次式で求められる。
μ＝（２Ｌ／Ｗ＊Ｃｏｘ）＊（∂Ｉｄ１／２／∂Ｖｇ）
ここで、Ｌはチャネル長、Ｗはチャネル幅、Ｃｏｘはゲート絶縁膜の静電容量、Ｉｄはドレイン電流、Ｖｇはゲート電圧を示す。
【００９２】
−ＯＮ／ＯＦＦ比の算出方法−
ＯＮ／ＯＦＦ比はＴＦＴ伝達特性からドレイン電流Ｉｄにおける最大値Ｉｄｍａｘと最小値Ｉｄｍｉｎとの比Ｉｄｍａｘ／Ｉｄｍｉｎから求めた。
【００９３】
−曲率／通常使用併用繰り返し試験−
実施例及び比較例で製造した各トランジスタ基板を、曲げた状態（Ｒ＝３０ｍｍ）と、平らにした状態（Ｒ＝０ｍｍ）で２５℃５５％にて、それぞれ５分間保つ動作を１回とし、この動作を１回、１０回、及び１００回行った。試験後、ＴＦＴの状態を移動度とＯＮ／ＯＦＦ比によって評価した。
【００９４】
−曲率使用耐久性試験−
実施例及び比較例で製造した各トランジスタ基板を、曲げた状態（Ｒ＝３０ｍｍ）で、（１）２５℃５５％、（２）２５℃９０％の状態にて、１時間、１日、７日、及び２８日間保った後、ＴＦＴの状態を移動度によって評価した。
【００９５】
上記の各試験結果を表２及び３に示す。
【表２】
【００９６】
【表３】
【００９７】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。
例えば、本発明に係るトランジスタ基板のＴＦＴは、図１及び図２に示すような構成のボトムゲート型に限定されず、ゲート絶縁層３０上にソース電極４６とドレイン電極４８を形成した後、活性層４４を形成してもよい。
また、例えば、図７に示すようなトップゲート型のＴＦＴを形成してもよい。この場合も、活性層４４を酸化物半導体又は有機半導体で形成し、ガスバリア層２０とゲート絶縁層３０を、それぞれ有機層２４（３４）と無機層２２，２６（３２，３６）を積層した構造とすれば、可撓性が良好に保たれるとともに、活性層４４は両面からの酸素や水分の浸入が効果的に抑制され、性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係るトランジスタ基板の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係るトランジスタ基板の構成の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の構成の一例を示す概略図である。
【図４】アクティブマトリクス型の回路構成の一例を示す図である。
【図５】ＴＦＴの構成の一例を概略的に示す平面図である。
【図６】ＴＦＴの構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明に係るトランジスタ基板の構成の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０，１１ トランジスタ基板
１２ プラスチック基材
１３ 下部電極
１５ 有機ＥＬ層
１７ 上部電極
２０ ガスバリア層
２２，２６ 無機層
２４ 有機層
３０ ゲート絶縁層
３２，３６ 無機層
３４ 有機層
４０ 電界効果型薄膜トランジスタ
４２ ゲート電極
４４ 活性層
４６ ソース電極
４８ ドレイン電極
５０ 平坦化層
５２，５６ 無機層
５４ 有機層
６０ 封止層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面にガスバリア層が設けられたプラスチック基材と、
前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する電界効果型薄膜トランジスタと、を含み、
前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有することを特徴とするトランジスタ基板。
【請求項２】
前記電界効果型薄膜トランジスタ上に、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する平坦化層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ基板。
【請求項３】
前記電界効果型薄膜トランジスタを封止する、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する封止層をさらに含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランジスタ基板。
【請求項４】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層と無機層のそれぞれ厚みが、無機層厚＜有機層厚＜無機層厚×２０、の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項５】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層が、下記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートと、低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを含む重合性組成物が硬化した層であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ1とＲ2は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ3およびＲ4は、それぞれ置換基を表す。ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ3は同じで
も異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ4は同じでも異なっていてもよい。ただし、Ｒ3およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。）
【請求項６】
前記一般式（１）は、下記一般式（２）で表されることを特徴とする請求項５に記載のトランジスタ基板。
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ、連結基であり、Ａｃ１およびＡｃ２は、それぞれ、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。）
【請求項７】
前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、アクリル当量が、１１０〜１８０であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のトランジスタ基板。
【請求項８】
前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、（メタ）アクリロイルオキシ基を２〜６個含むことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項９】
前記重合性組成物が、さらに酸性モノマーを含むことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１０】
前記重合性組成物が、下記一般式（Ｐ）で表される化合物を含むことを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【化３】
（一般式（Ｐ）中、Ｚ１はＡｃ２−Ｏ−Ｘ２−、重合性基を有しない置換基または水素原子
を表し、Ｚ２はＡｃ３−Ｏ−Ｘ３−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ａ
ｃ１、Ａｃ２およびＡｃ３はそれぞれアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ２価の連結基を表す。）
【請求項１１】
前記重合性組成物は、前記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートを７０〜９０重量％、及び、前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを１０〜３０重量％含むことを特徴とする請求項５〜請求項１０のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１２】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する無機層が、アルミニウムおよび／またはケイ素の、酸化物もしくは窒化物であることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１３】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、無機層と有機層が交互に積層している構造を有することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１４】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層が、無機層、有機層、及び無機層の順に積層している構造を有することを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載のトランジスタ基板を有し、画素毎に、前記電界効果型薄膜トランジスタと、該電界効果型薄膜トランジスタによって駆動される有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されていることを特徴する有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１】
少なくとも一方の面にガスバリア層が設けられたプラスチック基材と、
前記プラスチック基材上に設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体又は有機半導体を含む活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する電界効果型薄膜トランジスタと、を含み、
前記ガスバリア層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有し、且つ、前記ゲート絶縁層が、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有することを特徴とするトランジスタ基板。
【請求項２】
前記電界効果型薄膜トランジスタ上に、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する平坦化層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ基板。
【請求項３】
前記電界効果型薄膜トランジスタを封止する、少なくとも１つの有機層と少なくとも１つの無機層とが積層した構造を有する封止層をさらに含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランジスタ基板。
【請求項４】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層と無機層のそれぞれ厚みが、無機層厚＜有機層厚＜無機層厚×２０、の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項５】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する有機層が、下記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートと、低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを含む重合性組成物が硬化した層であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｒ1とＲ2は、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ3およびＲ4は、それぞれ置換基を表す。ｍおよびｎは、それぞれ０〜５の整数であり、ｍ≧２のとき、Ｒ3は同じで
も異なっていてもよく、ｎ≧２のとき、Ｒ4は同じでも異なっていてもよい。ただし、Ｒ3およびＲ４のうち少なくとも２つは、（メタ）アクリロイルオキシ基を含む。）
【請求項６】
前記一般式（１）は、下記一般式（２）で表されることを特徴とする請求項５に記載のトランジスタ基板。
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ１’およびＲ２’は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ、連結基であり、Ａｃ１およびＡｃ２は、それぞれ、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。）
【請求項７】
前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、アクリル当量が、１１０〜１８０であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のトランジスタ基板。
【請求項８】
前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートは、（メタ）アクリロイルオキシ基を２〜６個含むことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項９】
前記重合性組成物が、さらに酸性モノマーを含むことを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１０】
前記重合性組成物が、下記一般式（Ｐ）で表される化合物を含むことを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【化３】
（一般式（Ｐ）中、Ｚ１はＡｃ２−Ｏ−Ｘ２−、重合性基を有しない置換基または水素原子
を表し、Ｚ２はＡｃ３−Ｏ−Ｘ３−、重合性基を有しない置換基または水素原子を表し、Ａ
ｃ１、Ａｃ２およびＡｃ３はそれぞれアクリロイル基またはメタクリロイル基を表し、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ２価の連結基を表す。）
【請求項１１】
前記重合性組成物は、前記一般式（１）で表される芳香族（メタ）アクリレートを７０〜９０重量％、及び、前記低アクリル当量の多官能（メタ）アクリレートを１０〜３０重量％含むことを特徴とする請求項５〜請求項１０のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１２】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、該層を構成する無機層が、アルミニウムおよび／またはケイ素の、酸化物もしくは窒化物であることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１３】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層において、無機層と有機層が交互に積層している構造を有することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１４】
前記ガスバリア層、前記ゲート絶縁層、前記平坦化層、及び前記封止層のうちの少なくとも１つの層が、無機層、有機層、及び無機層の順に積層している構造を有することを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載のトランジスタ基板。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載のトランジスタ基板を有し、画素毎に、前記電界効果型薄膜トランジスタと、該電界効果型薄膜トランジスタによって駆動される有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されていることを特徴する有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−７３７３３（Ｐ２０１０−７３７３３Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３６６０８（Ｐ２００８−２３６６０８）
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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