JP2007268715A - 印刷方法、電極パターンの形成方法及び薄膜トランジスタの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、解像度の高い反転印刷法用いて基材上へインキからなる画像パターンを形成するにあたり、基材の特定の箇所へ精度良くインキパターンを形成することを目的とする。
【解決手段】
基材上にインキパターンを形成する印刷方法であって、ブランケット上にインキ層を設ける工程と、凸部パターンを有する凸版をブランケットに接触させることにより、該ブランケット上のインキ層のうち凸部パターンと接触した部分のインキを除去し、該ブランケット上にインキパターンを形成する工程と、ブランケット上のインキパターンを、非インキパターン部に撥インキパターンを備えた基材と接触させ転写し、基材上に前記インキパターンから前記撥インキパターンを差し引いたパターンを形成する工程を備えることを特徴とする印刷方法とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、微細なパターンを精度よく基材上に形成する印刷方法、電極の形成方法および薄膜トランジスタの形成方法に関する。

印刷は、紙に文字や画像を書く出版の分野から、配線や抵抗体などを形成するエレクトロニクス分野へと応用が広がり、微細化、高品質化が求められている。微細なパターニングを実現する方法として、反転印刷法が開発されている（特許文献１）。

反転印刷法は、シリンダーに固定されたブランケットを用い、ブランケット上にインキを設ける工程と、凸部パターンを有する凸版をブランケットに接触させることにより、該ブランケット上のインキのうち凸部パターンと接触した部分のインキを除去し、該ブランケット上にインキパターンを形成する工程と、ブランケット上のインキパターンを基材の所定の箇所に接触させ転写し、基材上にインキパターンを形成する工程からなるものである。

また、近年、フレキシブルディスプレイの実現への期待が高まっている。フレキシブルディスプレイは、曲げられる、割れにくい、軽い、薄いといった特徴があり、具体的には電子ペーパー、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等が挙げられる。

フレキシブルディスプレイを作製するには、薄膜トランジスタをプラスチック基板上に形成する必要がある。そのためには、低温プロセスで形成できる必要があり、有機半導体がその候補になっている。

有機半導体を用いた薄膜トランジスタは、液体塗布即ち印刷法に適している。しかし、薄膜トランジスタの特性を上げるには、パターンを小さくすることと、精密に位置合わせすることが重要である。パターンの細かさ、特にチャネル長と呼ばれる電極間隔が、ｏｎ電流や応答速度を上げるために重要であり、精密な位置あわせ、特に、電極同士の重なりを小さくすることが、フィードスルーと呼ばれる電圧変化の低減や応答速度の向上に重要である。

特公昭６０−２９３５８号公報

反転印刷は、高解像度のパターンを形成できる印刷方法であるが、他の印刷方法と同様に、基材との精密な位置合わせが難しいという欠点を有していた。これは、基材やシリンダーの物理的な移動を伴うことが原因であり、基材上の特定の位置に所望のインキからなる画像パターンを形成することは困難であった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、解像度の高い反転印刷法用いて基材上へインキからなる画像パターンを形成するにあたり、基材の特定の箇所へ精度良くインキパターンを形成することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、基材上にインキパターンを形成する印刷方法であって、ブランケット上にインキ層を設ける工程と、凸部パターンを有する凸版をブランケットに接触させることにより、該ブランケット上のインキ層のうち凸部パターンと接触した部分のインキを除去し、該ブランケット上にインキパターンを形成する工程と、ブランケット上のインキパターンを、非インキパターン部に撥インキパターンを備えた基材と接触させ転写し、基材上に前記インキパターンから前記撥インキパターンを差し引いたパターンを形成する工程を備えることを特徴とする印刷方法とした。

また、請求項２に係る発明は、前記撥インキパターン形成材料が、シランカップリング剤であることを特徴とする請求項１記載の印刷方法とした。

また、請求項３に係る発明は、前記撥インキパターン形成材料を溶媒に溶解または分散させたインキを用いて、マイクロコンタクトプリント法により、前記基板上に撥インキパターンを形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷方法とした。

また、請求項４に係る発明は、基板上に電極パターンを形成する方法であって、金属ナノ粒子を溶媒に分散させたインキを用いて請求項１乃至３に記載の印刷方法により、基板上に該インキからなる電極パターンを形成することを特徴とする電極パターン形成方法とした。

また、請求項５に係る発明は、基板上に、金属ナノ粒子を分散させたインキを用いて請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法によりソース電極、ドレイン電極を形成し、且つ、有機半導体層を設ける工程と、該ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層が設けられた基板上にゲート絶縁層を形成する工程と、該ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、ゲート絶縁層が設けられた基板上にゲート電極を設ける工程を備えることを特徴とする薄膜トランジスタの形成方法とした。

また、請求項６に係る発明は、基板上にゲート電極を設ける工程と、該ゲート電極が形成された基板上にゲート絶縁層を形成する工程と、該ゲート電極、ゲート絶縁層が形成された基板上に、金属ナノ粒子を分散させたインキを用いて請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法によりソース電極、ドレイン電極を形成し、且つ、有機半導体層を形成する工程を備えることを特徴とする薄膜トランジスタの形成方法とした。

本発明の印刷方法を用いれば、あらかじめ基材に精密に位置合わせした撥インク性パターンにインクが載らないことになり、反転印刷を用いながらその位置精度を向上させることができる。また、この方法によりソース電極、ドレイン電極を形成した薄膜トランジスタは、電極同士の重なりが精度良く形成されているため、トランジスタ特性が良好なものとなる。

本発明においては、非インキパターン部に撥インキパターンを備えた基材を用いて、反転印刷法により基材上にインキパターンを形成することを特徴とする。本発明に用いられるインキとしては公知のものを使用することができ、金属材料、有機材料を溶媒に溶解または分散させたインキを用いることができる。

まず、基材上への撥インキパターンの形成方法について述べる。本発明に用いられる基材としては、ガラス、金属、プラスチック等の公知の材料を用いることができる。特に、プラスチック材料を好適に用いることができ、プラスチック材料としては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、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロース等のフィルムやシートを用いることができる。中でも、耐熱性のポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミドなどが好適に使用することができる。また、無機フィラーを上記樹脂に添加して耐熱性を向上させたものも好適に使用することができる。

本発明に用いられる撥インキパターン形成材料としては、シランカップリング剤を用いることができる。シランカップリング剤としては、トリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類等を用いることができる。また、シランカップリング剤の一部位としては、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などの有機化合物との反応性基を用いることがができる。また、アルキル基や、その一部にフッ素原子が置換された基や、シロキサンが結合して、表面エネルギーの小さな表面を形成できる置換基を用いることができる。反応性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを用いることができ、モノマーとしては、スチレン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチルプロパントリグリシジルエーテル、ラウリルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。また、反応性基を有さないシランカップリング剤としてはメチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシランなどを用いることができる。但し、アルキル基に限定されるものではない。

本発明に用いられる基材上への撥インキパターンの形成方法としては、マイクロコンタクトプリント法を好適に用いることができる。マイクロコンタクトプリント法は、実際に顕微鏡等で位置合わせをしながら、精密に凸状版を基板に接触させてインクパターン形成するものであり、通常の印刷法ほどのスループットはないが、フォトリソよりは簡単なプロセスで精密な位置合わせが可能であり、高い位置精度で基材の所望の位置に撥インキパターンを形成することができる。本発明において、基材上の非インキパターン部に形成される撥インキパターンは、基材状のインキパターンが形成される部分の周辺部に設けられる。このとき、撥インキパターンはインキパターン形成部分を取り囲むように形成しても良いし、インキパターン形成部分の周辺部において、他のインキ形成部分と近接している部分についてのみ形成しても良い。

図１に本発明のマイクロコンタクトプリント法の概略図を示した。凸状版２は凸部３を有しており、凸部３を撥インキパターン形成材料を溶媒に溶解または分散させたインキに浸すことにより、凸状版２の凸部３には撥インキパターン形成材料からなるインキが塗布されている。そして、凸状版２を基材１と密着させることにより、凸状版２の凸部上にある撥インキパターン形成材料からなるインキが基材１上に転写され、基材１上に撥インキパターンを形成することができる。マイクロコンタクトプリンティング法を用いることにより、安定した単分子膜を形成することが可能となる。凸状版は、例えば、マスター版から型取りすることにより得ることができ、形成材料としてはシリコーンゴム、ポリアミド等を好適に用いることができる。

次に、本発明の反転印刷法について示す。本発明における反転印刷装置の模式図を図２に示した。シリンダー１１表面に固定されたブランケット１０と、ブランケット１０上にインキを供給するインキ塗布装置１２を有しており、ステージ１６上には凸部パターンを有する凸版１４と非インキパターン部に撥インキパターンが形成された基材１が固定されている。

図２を用いて、反転印刷法による基材上へのインキパターンの形成方法について示す。まず、シリンダー１１を回転させ、インキ塗布装置１２からインキを供給することにより、シリンダー１１に固定されたブランケット１０表面にインキ１３層を形成する。次に、ブランケット１０を除去版である凸版１４の凸部パターンとを接触させ、シリンダー１１を回転させる。このときブランケット１０上にあるインキ３層のうち凸部パターンと接触したインキはブランケットから除去版４の凸部パターンに転移し、ブランケット上にはインキパターンが形成される。そして、ブランケット１０と基材５を接触させシリンダー１１を回転させることにより、ブランケット１０上にあるインキパターンを基材１に転写させ、基材１上にインキパターンが形成される。すなわち、凸版１４の凸部パターンは、基材１に形成される所望のインキパターンのネガパターンとなっている。なお、図１では、シリンダー１１を凸版１４及び基材１に接触、回転させるにあたって、シリンダー１１が移動する様子を矢印により示してある。なお、本発明の反転印刷装置にあっては、ブランケット１０を固定したシリンダー１１が固定されており回転機構のみを有し、凸版１４、基材１が固定されたステージ１６が可動式であっても構わない。

本発明における基材上にインキパターンを形成する際の模式図を図３に示した。図３（ａ）において、基材１は凸状版２の凸部３と接触させることにより、表面に撥インキパターン１９が形成される。次に、図３（ｂ）、（ｃ）においてシリンダー１１に形成されたブランケット１０上に形成されたインキパターンを基材上に転写、印刷する。このとき、ブランケット１０上にあるインキパターンは、凸版１４によって予めパターニングされている。そして、基材上の撥インキパターン１９部分にあってはインキは転移されず、インキパターン１３は形成されないこととなる。そして、図３（ｄ）において、基材１上にインキパターン１３が形成される。なお、基材上にインキパターンが形成された後は、必要に応じて乾燥工程が設けられる。

本発明においてインキのパターニングは、ブランケット１０上のインキに対し凸部パターンを有する凸版１４を接触させることによりおこなわれ、また、基材１上に撥インキパターン１９を形成し基材上の撥インキパターン形成部分においてブランケット１０上のインキがはじかれることによりおこなわれる。

本発明においては、形成されるインキパターンが高い位置精度が要求される部分において、基材１上に撥インキパターン１９を形成することが好ましい。そして、高い位置精度が要求されない部分においては、除去版である凸版１４によりブランケット１０上でインキパターンを形成することが好ましい。すなわち、本発明では、大まかなインキのパターニングをブランケット１０上のインキに対して除去版である凸版１４を押し当てることでおこない、位置精度が要求される部分のインキのパターニングを基材１上に撥インキパターン１９を形成しブランケット１０から基材１へインキを転写、印刷することでおこなうことにより、基板上に高い位置精度でインキパターンを形成することが可能となる。

本発明の反転印刷装置においてはシリンダー上に固定されるブランケットとしては弾性ブランケットと、剛性ブランケットのいずれかを用いることができる。ブランケットという言葉は本来、毛布もしくは毛布のようにくるむものを意味しており、シリンダー上に形成されたゴム状の部分を意味する。しかし本発明では、反転印刷法において、インキ層を形成し、凸版で不要部を除去し、できたパターンを基材に転写するための、一時的な保持体をブランケットと呼ぶ。

弾性ブランケット形成材料としてはシリコーンゴムを好適に用いることができる。本発明では弾性ブランケットとシリンダーの間に、弾性ブランケットより柔かいクッション層を有しても良い。弾性ブランケットのシリンダーへの固定化の方法としては、金属製のシリンダーに対しシリコーンゴムを塗布し、硬化させる方法や、シリコーンゴムシートをシリンダー上に貼り付ける方法を用いることができる。

一方、剛性ブランケット形成材料として金属やガラスを使用することができる。このとき、シリンダーをブランケットとしても構わない。また、シランカップリング剤を用いて、金属やガラス表面を表面処理したものを用いることもできる。シランカップリング剤の例としては、トリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類などが挙げられる。シランカップリング剤の一部位としては、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などの有機化合物との反応性基を選ぶことができる。また、アルキル基や、その一部にフッ素原子が置換された基や、シロキサンが結合して、表面エネルギーの小さな表面を形成できる置換基を選ぶことができる。反応性基を有するシランカップリング剤を用いる場合には、シランカップリング剤でガラス基板の表面を処理した後、所定の表面自由エネルギーになるように他のモノマー成分を塗工し結合させても良い。反応性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを用いることができ、モノマーとしては、スチレン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチルプロパントリグリシジルエーテル、ラウリルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。また、反応性基を有さないシランカップリング剤としてはメチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシランなどを用いることができる。但し、アルキル基に限定されるものではない。

シランカップリング剤は、金属製のシリンダー上に塗布する方法や、金属性のシリンダーの表面にガラス膜を形成し、さらにシランカップリング剤を塗布する方法により、シリンダー表面に固定化することができる。具体的には、シランカップリング剤を水、酢酸水、水−アルコール混合液、或いは、アルコール溶液に希釈させた溶液を、アプリケータ法などを用いて表面に塗工し乾燥する方法を用いることができる。

また、ブランケット１０上へインキ１３を塗布するインキ塗布装置１２としては、公知のものが使用できるが、具体的には、ダイコート方式、キャップコート方式、ロールコート方式、アプリケータ方式、スプレーコート方式などを用いることができる。

また、ブランケット１０上のインキ１３が凸版１４と接触する前に乾燥工程が入ることが望ましい。乾燥工程の目的はインキ１３の粘度、チキソトロピー性、脆性をコントロールすることである。乾燥工程としては、自然乾燥法、冷風乾燥法・温風乾燥法、マイクロ波乾燥法、減圧乾燥法、および、紫外線や電子線などの放射線乾燥法などの公知の方法を用いることができる。

除去版である凸版１４にあっては、剛性凸版、弾性凸版のいずれかを用いることができる。また、図２において凸版１４は板状であるが、凸版はロール状のものであっても構わない。凸版は円筒状の版胴に装着することにより、円筒状の凸版として使用されるが、凸版と円筒状の版胴の間に凸版より柔かいクッション層を有しても良い。剛性凸版としては金属板や金属ロールの表面を加工したものや、金属表面にガラス膜を形成し、該ガラス膜を加工して凸部パターンを形成したものを用いることができる。また、弾性凸版としては、樹脂凸版を用いることができ、ナイロン、アクリル、シリコーン樹脂、スチレン−ジエン共重合体といった樹脂材料、および、エチレンプロピレン系、ブチル系、ウレタン系のゴム等のゴム材料から成る凸版印刷やフレキソ印刷用の樹脂製の凸版を用いることができる。

樹脂凸版の製造方法としては、型に樹脂を流し込む方法、彫刻する方法等を用いることができる。また感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィー法により凸部を形成することにより高精度のものが作製できる。

本発明においては、ブランケットとして剛性ブランケット、弾性ブランケットのいずれかを用いることができ、凸版として剛性凸版、弾性凸版のいずれかを用いることができる。弾性ブランケットを用いた場合には、凸版としては剛性凸版を用いることが好ましく、一方、剛性ブランケットを用いた場合には、弾性凸版を用いることが好ましい。

次に、本発明における薄膜トランジスタの形成方法について示す。図４に本発明のトップゲート型の薄膜トランジスタの説明断面図を示した。

図４のトップゲート型の薄膜トランジスタにおいては、基板２１上に無機絶縁層２２が形成され、さらに、無機絶縁層２２上にソース電極２３、ドレイン電極２４が形成され、さらに、有機半導体層２５が形成され、有機半導体層２５上にゲート絶縁層２６が形成され、ゲート絶縁層２６上にゲート電極２７が形成されている。

トップゲート型の薄膜トランジスタおいて、基板２１はガラス、金属、プラスチック等の公知の材料を用いることができる。特に、プラスチック材料を好適に用いることができ、プラスチック材料としては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、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロース等のフィルムやシートを用いることができる。中でも、耐熱性のポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミドなどが好適に使用することができる。また、無機フィラーを上記樹脂に添加して耐熱性を向上させたものも好適に使用することができる。

基板２１上には必要に応じて無機絶縁層２２が形成される。無機絶縁層２２としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯＮ、Ｔａ_２Ｏ_５など、各種の酸化物、酸窒化物などを用いることができる。形成方法としては、真空蒸着層、スパッタ法、ＣＶＤ法等を用いることができる。

次に、無機絶縁層２２上にソース電極２３、ドレイン電極２４が本発明の印刷方法により形成される。このとき撥インキパターン３０は、基材上のソース電極２３、ドレイン電極２４が形成される箇所の周辺部に設けられ、少なくともソース電極、ドレイン電極間に設けられる。本発明にあっては、ソース電極、ドレイン電極形成材料をインキ化する必要があるが、金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム等の金属ナノ粒子を溶媒として水またはアルコールに溶解したインキを好適に用いることができる。ここで、金属ナノ粒子としては平均粒径が１μｍ未満の金属粒子を意味する。

次に、無機絶縁層２２、ソース電極２３、ドレイン電極２４上に有機半導体層２５が設けられる。有機半導体層形成材料としては、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアリルアミン誘導体、ポリアセチレン誘導体、アセン誘導体、オリゴチオフェン誘導体等を用いることができ、これらを溶媒に溶解または分散させたインキを用い、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法等により形成される。なお、図４においては、有機半導体層２５を全面に形成しているが、ソース電極２３、ドレイン電極２４間のチャネル部のみに形成してもよい。

次に、有機半導体層２５上にゲート絶縁層２６が設けられる。ゲート絶縁層２６としては、成膜が容易な有機絶縁膜を好適に用いることができ、例えば、ポリビニルフェノールを使用することができる。ポリビニルフェノールにあっては、例えば、イソプロピルアルコールに溶解させスピンコート法により有機半導体層上に形成される。

次に、ゲート絶縁層２６上にゲート電極２７が設けられる。ゲート電極２７としては、マイクロコンタクトプリンタ、スクリーン印刷、反転印刷等の印刷法を用いる他、マスク蒸着を用いてもよい。印刷法でゲート電極を形成するのであれば金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウムなどを含むインクを使用することができる。また、真空蒸着法によりゲート電極２７を形成するのであれば、Ａｌ、金、白金、パラジウム、ロジウムなどを使用することができる。

また、図５に、本発明のボトムゲート型の薄膜トランジスタの説明断面図を示した。図５のボトムゲート型の薄膜トランジスタにおいては、基板２１上に必要に応じて無機絶縁層２２が形成され、ゲート電極２７が形成され、ゲート絶縁層２６が形成され、ソース電極２３、ドレイン電極２４が形成され、有機半導体層２５が形成される。

ボトムゲート型の薄膜トランジスタにあっても、本発明の印刷方法を用いて、ソース電極２３、ドレイン電極２４を好適に形成することができる。このとき撥インキパターン３０は、基材上のソース電極２３、ドレイン電極２４が形成される箇所の周辺部に設けられ、少なくともソース電極、ドレイン電極間に設けられる。また、無機絶縁層２２、ゲート電極２７、ゲート絶縁層２６、有機半導体層２５についても、トップゲート型の薄膜トランジスタと同様の形成材料、形成方法を用いることができる。なお、ゲート絶縁層としては、有機絶縁膜の他にＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯＮ、Ｔａ_２Ｏ_５など、各種の酸化物、酸窒化物を用いることもできる。

実施例１について示す。基板としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用い、無機絶縁層としてＳｉＯ_２を３０ｎｍ成膜した。次に、マイクロコンタクトプリント法により撥インキパターンとしてドデシルトリメトキシシランのパターンを形成した。このとき、凸状版としてはシリコーンゴム製のものを用い、ドデシルトリメトキシシランはイソプロピルアルコールに溶解して、凸状版の凸部に塗布した。得られた基板上の撥インキパターンの線幅は１０μｍである。そして、反転印刷によってＡｇナノインクのインキを基材に接触させ、撥インキパターン以外の部分にインキを転写してソース電極、ドレイン電極を形成し、形成後、１８０℃１分の乾燥を行った。さらに有機半導体層としてポリチオフェンのトルエン溶液をスピンコートし、１００℃３０分の乾燥をおこなった。さらにゲート絶縁層としてポリビニルフェノールのイソプロピルアルコール溶液をスピンコートし、１００℃３０分の乾燥をおこなった。最後に、マスク蒸着によってＡｌを３０ｎｍ蒸着し、トップゲート型の薄膜トランジスタとした。

こうして作製した薄膜トランジスタは、良好なＶｄ−Ｉｄ特性やＶｇ−Ｉｄ特性を示した。移動度は５×１０^−４ｃｍ^２／Ｖｓ程度であった。

実施例２について示す。基板としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用い、ゲート電極としてＡｌを３０ｎｍ蒸着、フォトリソ・エッチングによって幅１５μｍのパターンとした。さらに、無機のゲート絶縁層としてＳｉＯＮを５００ｎｍ成膜した。次に、マイクロコンタクトプリント法により撥インキパターンとしてドデシルトリメトキシシランのパターンを形成した。このとき、凸状版としてはシリコーンゴム製のものを用い、ドデシルトリメトキシシランはイソプロピルアルコールに溶解して、凸状版の凸部に塗布した。得られた基板上の撥インキパターンの線幅は１０μｍである。そして、反転印刷によってＡｇナノインクを基材に接触させ、撥インク性パターン以外の部分に転写、印刷してソース電極、ドレイン電極を形成し、形成後、１８０℃１分の乾燥を行った。さらに有機半導体層としてポリチオフェンのトルエン溶液をスピンコートし、１００℃３０分の乾燥を行って、薄膜トランジスタとした。

こうして作製した薄膜トランジスタは、良好なＶｄ−Ｉｄ特性やＶｇ−Ｉｄ特性を示した。移動度は５×１０^−４ｃｍ^２／Ｖｓ程度であった。

（比較例）
比較例について示す。基板としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用い、ゲート電極としてＡｌを３０ｎｍ蒸着、フォトリソ・エッチングによって幅１５μｍのパターンとした。さらに、無機のゲート絶縁層としてＳｉＯＮを５００ｎｍ成膜した。次に、撥インキパターンを基板上に形成せずに、反転印刷のみによってＡｇナノインクを基材に接触、転写してソース電極、ドレイン電極を形成し、１８０℃１分の乾燥を行った。このとき、ゲート電極とソース電極、ドレイン電極の間隙を合わせるのは困難であった。さらに有機半導体層としてポリチオフェンのトルエン溶液をスピンコートし、１００℃３０分の乾燥をおこない、薄膜トランジスタとした。位置ずれのために、ゲート電圧Ｖｇによる変調は確認できなかった。

図１は本発明のマイクロプリンティング法の説明図である。 図２は本発明における反転印刷装置の模式図である。 図３は本発明における基材上にインキパターンを形成する際の模式図である。 図４は本発明のトップゲート型の薄膜トランジスタの説明断面図である。 図５は本発明のボトムゲート型の薄膜トランジスタの説明断面図である。

符号の説明

１…基材
２…凸状版
３…凸部
１０…ブランケット
１１…シリンダー
１２…インキ塗布装置
１３…インキ（インキパターン）
１４…凸版
１６…ステージ
１９…撥インキパターン
２１…基板
２２…無機絶縁層
２３…ソース電極
２４…ドレイン電極
２５…有機半導体層
２６…ゲート絶縁層
２７…ゲート電極
３０…撥インキパターン

Claims (6)

1. 基材上にインキパターンを形成する印刷方法であって、
   ブランケット上にインキ層を設ける工程と、
   凸部パターンを有する凸版をブランケットに接触させることにより、該ブランケット上のインキ層のうち凸部パターンと接触した部分のインキを除去し、該ブランケット上にインキパターンを形成する工程と、
   ブランケット上のインキパターンを、非インキパターン部に撥インキパターンを備えた基材と接触させ転写し、基材上に前記インキパターンから前記撥インキパターンを差し引いたパターンを形成する工程を備えることを特徴とする印刷方法。
2. 前記撥インキパターン形成材料が、シランカップリング剤であることを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
3. 前記撥インキパターン形成材料を溶媒に溶解または分散させたインキを用いて、マイクロコンタクトプリント法により、前記基板上に撥インキパターンを形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷方法。
4. 基板上に電極パターンを形成する方法であって、
   金属ナノ粒子を溶媒に分散させたインキを用いて請求項１乃至３に記載の印刷方法により、基板上に該インキからなる電極パターンを形成することを特徴とする電極パターン形成方法。
5. 基板上に、金属ナノ粒子を分散させたインキを用いて請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法によりソース電極、ドレイン電極を形成し、且つ、有機半導体層を設ける工程と、
   該ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層が設けられた基板上にゲート絶縁層を形成する工程と、
   該ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、ゲート絶縁層が設けられた基板上にゲート電極を設ける工程を備えることを特徴とする薄膜トランジスタの形成方法。
6. 基板上にゲート電極を設ける工程と、
   該ゲート電極が形成された基板上にゲート絶縁層を形成する工程と、
   該ゲート電極、ゲート絶縁層が形成された基板上に、金属ナノ粒子を分散させたインキを用いて請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法によりソース電極、ドレイン電極を形成し、且つ、有機半導体層を形成する工程を備えることを特徴とする薄膜トランジスタの形成方法。