JP2015231678A - 平坦化フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、近年さらに欠陥抑制の要求が高まり、平坦化層が有する欠点をさらに抑制することが望まれている。
また、平坦化層の上に電極(例えば上述したようなTFTの電極)を設けるに際しては、かかる電極との密着性が要求される。
上記界面活性剤は、主鎖および/または側鎖の末端に下記式(I)で表わされる末端基Aを有するアルキレングリコール(メタ)アクリレート共重合アクリル化合物であって、該末端基Aの含有量が、該アクリル化合物の全末端基100モル%に対して50〜90モル%であり、
上記塗液における上記界面活性剤の含有量が塗液の固形分質量に対して0.05〜0.8質量%である、平坦化フィルム。
−R1−Rf ・・・(I)
(上記式(I)において、R1は炭素数1〜6のアルキレン基であり、Rfは炭素数2〜7のパーフルオロアルキル基である。)
2.上記アクリル化合物が、主鎖および/または側鎖の末端にさらに下記式(II)で表わされる末端基Bを該アクリル化合物の全末端基100モル%に対して10〜50モル%含有する、上記1に記載の平坦化フィルム。
−R3−O−R4 ・・・(II)
(上記式(II)において、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、R4は炭素数1〜4のアルキル基である。)
3.上記アクリル化合物が、主鎖および/または側鎖の末端に、該アクリル化合物の全末端基100モル%に対して、上記末端基Aを70〜90モル%、上記末端基Bを10〜20モル%、下記式(III)で表わされる末端基Cを0〜10モル%含有する、上記1に記載の平坦化フィルム。
−OH ・・・(III)
4.薄膜トランジスタ基板用である、上記1〜3のいずれか1に記載の平坦化フィルム。
また、薄膜トランジスタ基板用として用いる際には、直接薄膜トランジスタを形成しても、かかる薄膜トランジスタの動作不良を十分に抑制することができ、それにより線状欠陥の発生を抑制することができる平坦化フィルムを提供することができる。したがって、本発明の平坦化フィルムは、薄膜トランジスタ基板用として特に好適に用いることができる。
本発明における基材フィルムは、特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレントリアセチルセルロース、アクリル、ポリイミド等からなるシートあるいはフィルムを例示することができる。中でも、機械特性、耐熱性に優れ、またこれらの特性と価格とのバランスが良いという観点から、ポリエステルからなるフィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートからなるフィルムが好ましい。かかるフィルムとしては、二軸延伸フィルムであることが、機械特性、耐熱性にさらに優れるため好ましい。
基材フィルムの厚みは、特に限定されないが、光学特性とハンドリング性とが良好であるという観点から、好ましくは12μm以上300μm以下、さらに好ましくは25μm以上200μm以下、特に好ましくは50μm以上150μm以下である。
本発明の平坦化層は、固形分が硬化性樹脂を主たる構成成分とし、後述する界面活性剤を含有する塗液から形成されてなる。ここで「主たる構成成分」とは、塗液の固形分に対して50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上のことを指す。なお、塗液の固形分における硬化性樹脂の含有量の上限は特に限られず、他の必須成分や任意成分を添加してその余が硬化性樹脂となるようにすればよい。
本発明における平坦化層は、前述のとおり、硬化性樹脂を構成成分として含有する。ここで硬化性樹脂は、より正確には平坦化層を形成するための塗液の硬化性樹脂が硬化して得られた硬化樹脂であるが、便宜的に硬化性樹脂と呼称する。本発明においては、平坦化層を構成する構成成分として、硬化性樹脂と無機充填剤とを併用(ハイブリッド化)することによって、平坦化層を形成するための塗液を塗工する際に、コーター等のシェアによって発生する凝集物(塗液の成分が凝集したもの)をより抑制できたり、凝集物の平均直径を小さくできたり、凝集物の個数を少なくできたりするため好ましい。また、表面硬度および強度が高い平坦化層を得ることができる。
(硬化性樹脂)
本発明における硬化性樹脂は、好ましくは放射線硬化型樹脂である。かかる放射線硬化型樹脂は、放射線により硬化させることができるモノマー、オリゴマー、あるいはポリマーである。本発明における放射線硬化型樹脂としては、硬化後の架橋密度を高くすることができ、表面硬度および強度をより高くすることができ、それらによって平坦化層の平坦性を保持することができ、かつ透明性をより高くすることができるという観点から、多官能(メタ)アクリレートモノマー、多官能(メタ)アクリレートオリゴマー、あるいは多官能(メタ)アクリレートポリマー等の多官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
また、本発明においては、より優れた表面硬度、平坦性および強度を具備する平坦化層を形成するために、光重合開始剤を用いることが好ましい。表面硬度および強度に優れることによって、平坦化層の平坦性を保持することができる。光重合開始剤としては、例えば1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フロオレノン、アントラキノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−メチル−1−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド等を挙げることができる。
本発明における平坦化層(平坦化層を形成するための塗液の固形分)は、平坦化層の表面における凝集物の平均直径や個数を低減する目的、または、平坦性を高くする目的、または表面硬度および強度を高くする目的、またはカールを抑制する目的において無機充填剤を含有してもよい。
かかる無機充填剤としては、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物が好ましく、平坦化層表面における凝集物の平均直径や個数をより低減することができ、平坦性をより高くすることができる。また、透明性をより高くすることができる。中でも、ケイ素酸化物が好ましく、平坦化層表面における凝集物の平均直径や個数を特に低減することができ、平坦性を特に高くすることができる。
上記のような無機充填剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
かかる表面処理剤としては、例えばシラノール基を含有する、もしくは加水分解することでシラノール基を生成する化合物(以下、シランカップリング剤と表記することがある。)が挙げられ、好ましく用いられる。さらには、シラノール基と、シラノール基以外の重合性官能基とを併せ持ったシランカップリング剤が好ましい。このようなシランカップリング剤におけるシラノール基と無機充填剤の表面に存在する水酸基とは、熱等により架橋反応することができ、それによって無機充填剤の表面にシランカップリング剤が結合し、有機成分中における分散性を高くすることができる。シラノール基以外の重合性官能基としては、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、プロペニル基、ブタジエニル基、スチリル基、エチニル基、アクリルアミド基、水酸基等を挙げることができる。
本発明において平坦化層に用いる界面活性剤は、主鎖および/または側鎖の末端に後述する末端基Aを有するアクリル化合物である。
上記のアクリル化合物は、(メタ)アクリル酸エステル成分をモノマーユニットとしてなるポリ((メタ)アクリル酸エステル)である。ただし、他の共重合可能なモノマーユニット(例えばビニル化合物、オレフィン化合物、ジエン化合物等)を本発明の目的を阻害しない範囲で少量含有する態様を排除しない。そして、前記末端基Aや後述する他の末端基は、アクリル化合物の主鎖の末端や、側鎖の末端に含有する。特に側鎖の末端に含有する場合は、エステル結合に直接結合していてもよいし、エステル結合にアルキレングリコール鎖を介して結合していてもよく、凝集物抑制効果がより高いことから後者が好ましい。
本発明におけるアクリル化合物は、主鎖または側鎖の末端に下記式(I)で表わされる末端基Aを有する。
−R1−Rf ・・・(I)
(上記式(I)において、R1は炭素数1〜6のアルキレン基であり、Rfは炭素数2〜7のパーフルオロアルキル基である。)
上記式(I)において、R1の炭素数は、好ましくは1〜4、より好ましくは1〜3である。Rfの炭素数は、好ましくは3〜7、より好ましくは4〜7、さらに好ましくは5〜7である。このようにすることでアクリル化合物の極性が適度になるためか、凝集物抑制効果をより向上できる。
また、本発明におけるアクリル化合物は、主鎖または側鎖の末端に下記式(II)で表わされる末端基Bを有することが好ましい。
−R3−O−R4 ・・・(II)
(上記式(II)において、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、R4は炭素数1〜4のアルキル基である。)
上記式(II)において、R3の炭素数は、好ましくは1〜4、より好ましくは1〜3である。R4の炭素数は、好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2である。このようにすることでアクリル化合物の極性が適度になるためか、凝集物抑制効果をより向上できる。
さらに本発明におけるアクリル化合物は、主鎖または側鎖の末端に下記式(III)で表わされる末端基Cを有することが好ましい。
−OH ・・・(III)
アクリル化合物における末端基Cの量は、該アクリル化合物の全末端基量を100モル%として、0〜10モル%が好ましく、これにより平坦化層の凝集物をさらに抑制できる。かかる量は、好ましくは5〜10モル%である。
・末端基Aを50〜90モル%、炭素数1〜8アルキル基を他の末端基として50〜10モル%含有する態様。かかる態様において末端基Aは、アクリル化合物の側鎖のエステル結合からアルキレングリコール鎖、好ましくはエチレングリコール鎖を介して含有する態様が好ましい。
・末端基Aを50〜90モル%、末端基Bを50〜10モル%含有する態様。かかる態様において末端基Aおよび/または末端基Bは、アクリル化合物の側鎖のエステル結合からアルキレングリコール鎖、好ましくはエチレングリコール鎖を介して含有する態様が好ましい。
・末端基Aを70〜90モル%、末端基Bを20〜10モル%、末端基Cを10〜0モル%含有する態様。かかる態様において末端基A、末端基B、末端基Cは、アクリル化合物の側鎖のエステル結合からアルキレングリコール鎖、好ましくはエチレングリコール鎖を介して含有する態様が好ましい。
本発明における平坦化層(または平坦化層を形成するための塗液の固形分)は、前記のものに加えて、さらに本発明の目的を阻害しない範囲で、光増感剤、滑剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、顔料、染料等を有していても良い。
本発明の平坦化フィルムは、平坦化層を形成するための塗液(以下、単に塗液と呼称する場合がある。)を、前記の基材フィルム上の平坦化層を形成したい側の表面に塗布し、加熱乾燥し、硬化することにより得ることができる。
(平坦化層を形成するための塗液)
本発明における平坦化層を形成するための塗液は、溶媒に、硬化性樹脂、および任意に添加してもよい無機充填剤、光重合開始剤、その他の添加剤を添加し、混合して得られる溶液である。各成分の添加にあたっては、粉体等の固体として添加してもよいし、固体を適当な溶媒を用いて溶液あるいは分単体としたものを添加してもよい。塗液に用いられる溶媒は、硬化性樹脂や界面活性剤の溶解性、無機充填剤の分散性の良いものであれば特に制限されることなく一般の有機溶剤を使用することができる。例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、セカンダリーブタノール、t−ブタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、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等のグリコールエーテル類等を用いることができ、塗液の分散性が良好となり、平坦化層の外観が良好となる。中でも、溶解性が良好であるという観点から、ケトン類が好ましく、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンが特に好ましい。
本発明においては、平坦化層を形成するための塗液を塗布する際には、その塗布方法としては公知の方法を採用することができ、例えばリップダイレクト法、コンマコーター法、スリットリバース法、ダイコーター法、グラビアロールコーター法、ブレードコーター法、スプレーコーター法、エアーナイフコート法、ディップコート法、バーコーター法等が挙げられるが、中でもグラビアロールコーター法(グラビア塗工)が好ましい。本発明においてはとりわけリバースグラビア塗工が好ましく、小径リバースグラビア塗工(例えば康井精機製マイクログラビアコーター等を用いた塗工をいう。また、「小径」とは、直径がおおよそ100mm以下、好ましくは80mm以下のものをいう。)が特に好ましく、平坦化層の表面における凝集物の平均直径および個数を低減することができる。それによりTFTの動作不良を抑制できる傾向にあり好ましい。
かくして、本発明が規定する凝集物の態様を満足する平坦化層が透明樹脂基材上に形成された平坦化フィルムを得ることができる。
(平坦化層内の凝集物)
本発明における平坦化層は、その中に含まれ後述の観測方法で観測できる平均直径(凝集物の長径と、長径に垂直な方向の長さと、長径から±45°方向の長さの4点の平均値として求められる。)が20μm以上の凝集物の個数が5個/m2以下であることが好ましい。平坦化層における凝集物が上記のような態様であると、平坦性に優れることとなる。ここで凝集物とは、平坦化層の構成成分が凝集した凝集物である。平坦化層の表面に直接TFTを形成する際において、上記特定の平均直径を有する凝集物が、上記特定の個数範囲であると、TFTの動作不良が十分に抑制される。かかる20μm以上の凝集物の個数は、4個/m2以下であることがより好ましく、3個/m2以下であることがさらに好ましく、2個/m2以下であることが特に好ましく、TFTの動作不良がさらに抑制される。かかる凝集物は時間の経過とともにコーターやコーターとフィルム間でのシェアによって増加傾向にあるが、平坦化層を形成するための最適な塗液、特に特定の界面活性剤の態様を見出すことで安定することが、本発明者によって初めて達成された。
本発明における平坦化層は、その表面における中心線平均表面粗さ(Ra)の上限が、好ましくは10nm以下である。平坦化層表面におけるRaが上記数値範囲にあると、その上に形成されるTFTの膜厚が均一となる。Raが大きすぎる場合は、その上に形成されるTFTの膜厚が不均一となる傾向にある。このような観点から、Raの上限は、さらに好ましくは5nm以下、特に好ましくは2nm以下である。他方、Raの下限は、小さい程好ましいが、実質的な下限は0.1nm以上である。
上記Raとするためには、平坦化層の膜厚みや、基材フィルムにおける滑剤粒子の平均粒径や含有量を適宜調整すればよく、例えば本発明における好ましい数値範囲を採用すればよい。
本発明における平坦化層の膜厚みは、好ましくは2μm以上、8μm以下、さらに好ましくは3μm以上、6μm以下である。平坦化層の膜厚みが上記数値範囲にあると、基材フィルムの表面粗さをキャンセルして平坦性の向上効果を高くすることができる。また、カールを抑制することができる。膜厚みが薄すぎる場合は、基材フィルム表面の傷等の欠点、表面凹凸等を覆いにくくなる傾向にあり、平坦性の向上効果が低くなる傾向にある。他方、厚すぎる場合は、TFTを形成するプロセス等で加熱された場合に、平坦化層の収縮応力が大きくなりすぎる傾向にあり、平坦化フィルムがカールしてしまう傾向にある。
本発明における平坦化層の水接触角は、好ましくは85度未満、さらに好ましくは83度以下である。平坦化層の水接触角が上記数値範囲にあると、電極との密着性が良好となり、薄膜トランジスタ欠陥率をより低く抑えることができる。上記水接触角の範囲は、界面活性剤(アクリル化合物)の構成を上述したものとし、さらに塗液の固形分中の含有量を上述した範囲とすることで達成される。例えば、末端基Aを少なくしたり、含有量を減らしたりする方向は、水接触角が小さくなる傾向にある。
平坦化フィルムを鋭利な剃刀にてカットし、得られた断面を光学顕微鏡によって観察し、平坦化層の厚みを測定した。測定は、任意の10箇所について実施し、それらの平均値を平坦化層の膜厚み(単位;μm)とした。なお、凝集物等による特異的な凸部や凹部のない箇所において測定した。
平坦化フィルムを1m角サイズに切り出し、三波長蛍光灯を平坦化フィルムの平坦化層上15cmの距離に設置し、平坦化フィルムの表面における照度が2000lx以上となるようにした。ここで観察する前にエアー等によりフィルム表面に後から付着した外部異物を除去した。かかる条件において平坦化層表面を観察し、目視にて確認できる凝集物にマーキングをつけた。マーキングをつけた凝集物について顕微鏡観察を実施し、平均直径を次の方法にて求めた。すなわち、凝集物の長径と、長径に垂直な方向の長さと、長径から±45°方向の長さの4点の平均値を求め、平均直径(単位;μm)とした。かかる測定を、上記でマーキングした全ての凝集物について実施し、平均直径が20μm以上、100μm以下の凝集物の個数をカウントし、単位面積当たりの凝集物の個数(単位;個/m2)を求めた。
なお、通常裸眼にて確認できる一般的な凝集物のサイズは50μm以上と言われているが、本発明の平坦化フィルムにおいては、凝集物周辺のレンズ効果により、実際の凝集物サイズが15μm程度のものでも目視にて発見できることを確認した。
平坦化フィルムの平坦化層上に、後述の方法によりTFT素子を形成し、次いで、形成したTFT素子につき、pチャンネルのエンハンスメント型FETの動作特性を評価し、各々のトランジスタ素子についてON/OFF比(ドレインバイアスを−40Vとし、ゲートバイアスを−50Vおよび0Vにしたときのドレイン電流値の比率)を求めた。ON/OFF比が102以下の場合は、その素子は機能していないと見なし、機能していない素子の個数を全素子の個数で除して、その比率を欠陥率(単位;%)とした。なお、欠陥率は0.1%以下であることが好ましい。
平坦化層の電極に対する密着性の代替評価として、エルマ接触角測定画像解析装置G−1−1000を用いて、フィルムの測定面に水を滴下、10秒後の接触角を測定した。水接触角が高すぎると電極との密着性が低下し、薄膜トランジスタ欠陥率が高くなる傾向にある。水接触角が85°未満であれば電極との密着性に優れ、より好ましい水接触角の範囲であると密着性はより優れる。
<易接着層を形成するための塗液の調製>
ポリエステル樹脂:酸成分が2,6−ナフタレンジカルボン酸65モル%/イソフタル酸30モル%/5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%と、グリコール成分がエチレングリコール90モル%/ジエチレングリコール10モル%とからなるポリエステル樹脂(Tg=80℃、数平均分子量13000)を用いた。なお、かかるポリエステル樹脂は、特開平6−116487号公報の実施例1に記載の方法に準じて下記のとおり製造した。すなわち2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル100部、イソフタル酸ジメチル37部、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル9部、エチレングリコール75部、ジエチレングリコール6部を反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン0.05部を添加して窒素雰囲気下で温度を230℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで、反応系の温度を徐々に255℃までに上昇させ、系内を1mmHgの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂は、溶液としてテトラヒドロフランを用い、常法により、水分散体(固形分濃度15質量%)として用いた。
なお、かかるアクリル樹脂は、特開昭63−37167号公報の製造例1〜3に記載の方法に準じて下記のとおり製造した。すなわち、四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム3部、およびイオン交換水181部を仕込んで窒素気流中で60℃まで昇温し、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5部、亜硝酸水素ナトリウム0.2部を添加し、さらにモノマー類であるメチルメタクリレート23.3部、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン22.6部、ポリエチレンオキシド(n=10)メタクリレート40.7部、アクリルアミド13.3部の混合物を3時間にわたり、液温が60〜70℃になるように調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却してアクリル樹脂の水分散体(固形分濃度35質量%)を得た。
濡れ剤:ポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル(三洋化成株式会社製、商品名:ナロアクティーN−70)を用いた。
上記で得られた各原料を、固形分比率で、ポリエステル樹脂60質量%、アクリル樹脂30質量%、添加剤5質量%、濡れ剤5質量%となるように配合し、十分に攪拌し、さらにイオン交換水を用いて固形分濃度8質量%となるように希釈し、易接着層を形成するための塗液を作成した。
溶融ポリエチレンテレフタレート(〔η〕=0.62dl/g(25℃、オルトクロロフェノール)、Tg=78℃)をダイより押し出し、常法により冷却ドラムで冷却して未延伸フィルムとした。次いで、かかる未延伸フィルムを縦方向に3.2倍延伸し、縦一軸延伸フィルムを得た。その後、得られた縦一軸延伸フィルムの両面に、上記で得られた易接着層を形成するための塗液を、ロールコーターで均一に塗布した。次いで、横方向に125℃で3.6倍延伸し、240℃で幅方向に1.5%収縮させながら熱固定を行い、易接着層が形成された、厚さ100μmの基材フィルムを得た。なお、易接着層の厚さは0.05μmであった。
ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを主成分とする硬化性樹脂(屈折率1.53)と、無機充填剤としてのケイ素酸化物(平均粒径20nm、屈折率1.47、シランカップリング剤により表面処理されているもの)とを主成分とした塗剤(JSR株式会社製、商品名:Z7501、乾燥後の屈折率1.51、硬化性樹脂と無機充填剤の固形分質量比率60:40)を、メチルエチルケトン(MEK)を用いて固形分濃度37.5質量%となるように希釈し、下記式(IV)で表わされる末端基a1を80モル%、下記式(V)で表わされる末端基bを15モル%、下記式(VI)で表わされる末端基cを5モル%含有するアクリル化合物である界面活性剤(ダイキン工業製、商品名:ユニダインNS9013、固形分濃度30質量%)を、塗液の固形分質量に対して0.64質量%となるように添加し、平坦化層を形成するための塗液を得た。
−CH2−CH2−(CF2)5−CF3 ・・・(IV)
−CH2−CH2−O−CH3 ・・・(V)
−OH ・・・(VI)
なお、上記アクリル化合物は、エチレングリコールユニットを全末端基量100モル%に対して350モル%有する。
上記で得られた平坦化層を形成するための塗液を、濾過精度1.2μmのフィルター(株式会社ロキテクノ製 MPS012)を通して循環し、康井精機製のマイクログラビアコーター(グラビアロールの線数100線、直径50mm)を用いて、易接着層が形成された基材フィルムの片側の表面に、乾燥・硬化後の膜厚みが4μmとなるように、リバースグラビア塗工により均一に塗布した。次いで、70℃で2分間の条件で乾燥した後、紫外線照射装置(FusionUV Systems Japan(株)製:商品名フュージョンHバルブ)を用いて、光量200mJ/cm2の条件で紫外線を照射し、基材フィルム上に平坦化層が形成された平坦化フィルムを得た。ここで平坦化フィルムは、塗工から60分後のサンプルを採取した。得られた平坦化フィルムおよび平坦化層の特性を表1に示す。
次いで、上記で得られた60分後の平坦化フィルムの平坦化層上に、以下の方法によりトップゲート型の有機TFTを形成した。基板サイズは12cm角とし、その10cm角の範囲に500×500個(想定画素ピッチ200μm)の有機TFT素子を形成した。
平坦化フィルムの平坦化層(図2符号2)上に、スパッタ法により厚さ50nmの銅皮膜を形成し、その上部に市販の感光性レジスト材料を塗布、乾燥して2μmの厚さで感光性レジスト層を形成した。その後、感光性レジスト層に波長830nm、出力100mWの半導体レーザーを200mJ/cm2のエネルギー強度で照射し、ソース/ドレイン電極のパスラインを露光し、アルカリ水溶液で現像してレジスト像を得た。その後、希硫酸/希硝酸にて不要部の銅を溶解除去した後に、残ったレジストを全て露光/アルカリ除去を行って、ソース/ドレイン電極(図2符号4、5)のパターンを得た。ソース/ドレイン電極の幅は40μm、パスラインは30μの幅で形成した。
上記のソース/ドレインの電極パターニングがされた基板上に、窒素雰囲気下、ホットプレート上で60℃に加熱しながら、ペンタセンのトルエン溶液(1.0%)を滴下し、有機半導体層(図2符号6)を形成した(膜厚200nm)。
まず、ポリスチレン(PS):アルドリッチ社製(重量平均分子量Mw=280000(GPC法による))を5%濃度でトルエンに溶解させ、0.45μmのフィルターで濾過を行った。次いで、このPS溶液を前記工程2で形成した有機半導体層上に展開し、3000rpmで120秒間スピンコートを行い、真空中で温度90℃にて30分間乾燥させることで絶縁層(図2符号7)を得た。
上述の絶縁層まで形成された平坦化フィルムの絶縁層の上にマスクを使ったパターニングをしながらアルミニウムを蒸着することによりゲート電極(図2符号8)を形成した。
ゲート電極へのコンタクト部をマスクによって残しながらSiOxNyをスパッタリングすることにより保護層(図2符号9)を設けた。
以上によって得られたTFTの特性を表1に示す。
界面活性剤の含有量を塗液の固形分質量に対して0.08質量%とした以外は実施例1と同様にして平坦化フィルムおよびTFTを作成した。評価結果を表1に示す。
界面活性剤の含有量を塗液の固形分質量に対して0.24質量%とした以外は実施例1と同様にして平坦化フィルムおよびTFTを作成した。評価結果を表1に示す。
界面活性剤として上記アクリル化合物の代わりに、シリコーンオイル(信越化学工業製、商品名:KP−341、固形分濃度100質量%)を、塗液の固形分質量に対して0.27質量%となるように添加した以外は実施例1と同様にして平坦化フィルムおよびTFTを作成した。評価結果を表1に示す。
下記式(VII)で表わされるフッ素含有末端基a2を35モル%、上記式(V)で表わされる末端基bを50モル%、上記式(VI)で表わされる末端基cを15モル%含有するアクリル化合物である界面活性剤(ダイキン工業製、商品名:ユニダインNS1603、固形分濃度30質量%)を、塗液の固形分質量に対して0.08質量%となるように添加した以外は、実施例1と同様にして平坦化フィルムおよびTFTを作成した。評価結果を表1に示す。
−CH2−CH2−(CF2)7−CF3 ・・・(VII)
なお、上記アクリル化合物は、エチレングリコールユニットを全末端基量100モル%に対して150モル%有する。
界面活性剤として上記アクリル化合物の代わりに、フッ素含有末端基を有しないアクリル共重合体を主成分とする界面活性剤(ビックケミー製、商品名:BYK−350、固形分濃度100質量%)を、塗液の固形分質量に対して0.27質量%となるように添加した以外は実施例1と同様にして平坦化フィルムおよびTFTを作成した。評価結果を表1に示す。
界面活性剤の含有量を塗液の固形分質量に対して0.02質量%とした以外は実施例1と同様にして平坦化フィルムおよびTFTを作成した。評価結果を表1に示す。
界面活性剤の含有量を塗液の固形分質量に対して0.96質量%とした以外は実施例1と同様にして平坦化フィルムおよびTFTを作成した。評価結果を表1に示す。
2 平坦化層
3 易接着層
4、5 ソースまたはドレイン電極
6 有機半導体層
7 絶縁層
8 ゲート電極
9 保護層
Claims (4)
- 基材フィルムの少なくとも片面に、固形分が硬化性樹脂を主たる構成成分とし、界面活性剤を含有する塗液から形成されてなる平坦化層を有する平坦化フィルムであって、
上記界面活性剤は、主鎖および/または側鎖の末端に下記式(I)で表わされる末端基Aを有するアクリル化合物であって、該末端基Aの含有量が、該アクリル化合物の全末端基100モル%に対して50〜90モル%であり、
上記塗液における上記界面活性剤の含有量が塗液の固形分質量に対して0.05〜0.8質量%である、平坦化フィルム。
−R1−Rf ・・・(I)
(上記式(I)において、R1は炭素数1〜6のアルキレン基であり、Rfは炭素数2〜7のパーフルオロアルキル基である。) - 上記アクリル化合物が、主鎖および/または側鎖の末端にさらに下記式(II)で表わされる末端基Bを該アクリル化合物の全末端基100モル%に対して10〜50モル%含有する、請求項1に記載の平坦化フィルム。
−R3−O−R4 ・・・(II)
(上記式(II)において、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、R4は炭素数1〜4のアルキル基である。) - 上記アクリル化合物が、主鎖および/または側鎖の末端に、該アクリル化合物の全末端基100モル%に対して、上記末端基Aを70〜90モル%、上記末端基Bを10〜20モル%、下記式(III)で表わされる末端基Cを0〜10モル%含有する、請求項1に記載の平坦化フィルム。
−OH ・・・(III) - 薄膜トランジスタ基板用である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の平坦化フィルム。
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