JP4407673B2 - バンク構造、電子回路、及び電子デバイスの製造方法、並びにパターン形成方法 - Google Patents
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Description
本発明のある態様によれば、バンク構造の製造方法が、基体上に第1の層を形成する工程(a)と、前記第1の層上に濡れ性改質層を形成する工程(b)と、前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(c)と、前記第2の層にエンボス処理を施すことにより、前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成する工程(d)と、前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写してバンク構造を形成する工程(e)と、前記濡れ性改質層の表面を露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(e)の後で、前記第2の層を取り除く工程(f)と、を包含している。
本発明のある態様によれば、パターン形成方法が、基体上に第1の層を形成する工程(a)と、前記第1の層上に濡れ性改質層を形成する工程(b)と、前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(c)と、前記第2の層にエンボス処理を施すことにより、前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成する工程(d)と、前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写して凹領域を縁取るバンク構造を形成する工程(e)と、前記濡れ性改質層の表面が露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(e)の後で、前記第2の層を取り除く工程(f)と、前記凹領域にノズルから液滴として吐出されうる流動性を備える機能液を配置して、前記凹領域内に前記機能液を含んだパターンを形成する工程(g)と、を包含している。
本発明の他の態様では、前記工程(g)は、インクジェットヘッドの前記ノズルから前記機能液を吐出して、前記凹領域に前記機能液を配置する工程(g1)を含んでいる。
本発明のある態様によれば、バンク構造の製造方法が、濡れ性改質層で覆われた第1の層を基体上に形成する工程(a)と、前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(b)と、前記第2の層にエンボス処理を施すことにより、前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成する工程(c)と、前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写してバンク構造を形成する工程(d)と、前記濡れ性改質層の表面が露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(d)の後で、前記第2の層を取り除く工程(e)と、を包含している。
本発明の他の態様によれば、前記工程(a)は、前記第1の層の材料と界面活性剤とを含有した溶液を前記基体上に配置することと、前記第1の層の前記材料と前記界面活性剤とからそれぞれ前記第1の層と前記濡れ性改質層とが得られるように、前記配置された溶液を加熱することと、を含んでいる。
本発明の他の態様によれば、前記工程(a)は、前記第1の層の材料と前記濡れ性改質層の材料とを含有した溶液を前記基体上に配置して、前記第1の層の前記材料と前記濡れ性改質層の前記材料とからそれぞれ前記第1の層と前記濡れ性改質層を相分離によって得ることを含んでいる。
本発明の他の態様によれば、前記工程(a)は、前記基体上に前記第1の層を形成することと、前記濡れ性改質層が得られるように前記第1の層に物理処理または化学処理を施すことと、を含んでいる。
本発明の他の態様によれば、前記基体表面は、ITO層または基板上に形成された自己組織化分子層によって実現されている。
本発明のある態様によれば、パターン形成方法が、濡れ性改質層で覆われた第1の層を基体上に形成する工程(a)と、前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(b)と、前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成するように、前記第2の層にエンボス処理を施す工程(c)と、凹領域を縁取るバンク構造が得られるように、前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写する工程(d)と、前記濡れ性改質層の表面が露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(d)の後で、前記第2の層を取り除く工程(e)と、前記凹領域にノズルから液滴として吐出されうる流動性を備える機能液を配置して、前記凹領域内に前記所定材料を含んだパターンを形成する工程(f)と、を包含している。
本発明の他の態様によれば、前記工程(f)は、インクジェットヘッドの前記ノズルから前記機能液を吐出して、前記凹領域に前記機能液を配置する工程(f1)を含んでいる。
図1(a)および(b)に示すそれぞれのバンク構造1は、どちらも所定の厚さを有した少なくとも一つのバンク2を備えている。ここで、バンク2は、上面2aと複数の側面2bとを有している。バンク2は、後に述べるように、1層だけで構成される場合もあるし、複数の層から構成される場合もある。なお、バンク2の側面2bは「バンク構造の側面2b」とも表記される。
インクジェット印刷法への応用という観点から、バンク構造1は、2つのタイプに分類され得る。その一方のタイプによれば、バンク構造1の上面2aの濡れ性と、バンク構造1の側面2bの濡れ性と、が互いに異なる。例えば、上面2aが撥水性を有し、側面2bが親水性を有し得る。このようなタイプのバンク構造1は、「濡れ性のコントラストを有するバンク構造」とも呼ばれる。他方のタイプによれば、上面2aと側面2bとの間に濡れ性の差異がない。このようなタイプのバンク構造1は、「均一な濡れ性を有するバンク構造」とも呼ばれる。
「濡れ性のコントラストを有するバンク構造」の重要な性質の一つは、少なくとも一つの側面2bによって縁取られたチャネル内に配置された液状材料が、チャネル内で流れやすいことである。この性質は、上面2aの撥液性の程度と側面2bの撥液性の程度とが互いに異なることに起因する。そして、このような性質があるために、「濡れ性のコントラストを有するバンク構造」は、高解像度のインクジェット印刷法にとって有用である。なお上述のように、チャネルは、凹領域3の一例である。
「均一な濡れ性を有するバンク構造」の場合には、配置された液状材料の流れは、よく濡れた溝の底面によってのみ駆動される。そして、この流れは、「濡れ性のコントラストを有するバンク構造」に起因する流れと比較すると、効果的ではない。ただし、「均一な濡れ性を有するバンク構造」の製造工程はシンプルである。
図2を参照しながら、3層プロセスの原理を説明する。3層プロセスによれば、まず、図2(a)に示すような3層構造104を準備する。3層構造104は、下部層101と、下部層101上に位置する濡れ性改質層102と、濡れ性改質層102上に位置する上部層103と、を備えている。なお、下部層101は、基板100上に設けられている。
濡れ性改質層12は、フルオロアルキルシラン(以下FAS)膜であってもよい。例えば、FAS膜を気相から形成する方法は次の通りである。原料化合物(つまりFAS)と、下部層11が設けられた基体と、を同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合は2〜3日程度の間放置する。そうすると、下部層11上に自己組織化分子層、つまりFAS膜が形成される。また、密閉容器全体を100℃に保持する場合には、3時間程度で下部層11上にFAS膜が形成される。なお、上述のように「基体」とは、下地物体と、下地物体上に形成された少なくとも1層と、を含んだ構造のことである。
本実施例の濡れ性改質層22の形成方法は、上述の方法に限定されない。例えば、下部層21を構成することになる材料と、濡れ性改質層22を構成することになる材料と、の混合物を含有した溶液を下地表面へ配置して、配置された溶液を相分離させることでも、濡れ性改質層22は形成される。例えば、これら混合物を含有した溶液は、ポリアリルアミン(polyarylamine:以下PAA)と、ポリ(9,9’−ジオクチルフルオレン−コベンゾチアジアゾ−ル)(poly(9,9’−dioctylfluoren−co−benzothiadiazole:以下F8BT)と、を、メシチレンを含んだ適切な溶媒に共溶解させることで得られる。そして、下地表面にスピンコート法でこの溶液を塗布して乾燥させると、PAA層からなる下部層21と、F8BT層からなる濡れ性改質層22と、が得られる。
実施例1から4によれば、多層構造のそれぞれの層を構成する材料を配置する方法としてスピンコート法が用いられる。ただし、スピンコート法に代えて、例えば、ドクターブレード法、印刷法(例えば、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、パッド印刷法、インクジェット印刷法、など)、蒸着法、スパッタ法、CVD法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、電解めっき法、などが用いられてもよい。
実施例1から4によれば、多層構造をエッチングする技術としてプラズマ処理が用いられる。ただし、プラズマ処理に代えて、例えば、レーザアブレーション、コロナ放電処理、紫外光・オゾン処理、溶媒溶解または化学溶解を含む湿式化学エッチング、などが用いられてもよい。
実施例1から4は、広い面積に亘った電子回路の製造および電子デバイスの製造にとって特に好適である。そして、実施例1から4のバンク構造1に縁取られる凹領域3内にインクジェット法で配置される材料は、例えば、導電性材料、誘電体材料、半導体、ポリマー溶液、コロイド懸濁液、または無機材料のコロイド懸濁液であり得る。
実施例1から4によれば、バンク構造1の側面2bの濡れ性を改質するためにプラズマ処理が用いられる。ただし、プラズマ処理に代えて、例えば、紫外光を照射する処理が用いられてもよいし、表面にフルオロアルキルシラン(FAS)膜を形成する処理が用いられてもよい。
実施例1から4によれば、上部層にシリコンスタンプを押し付ける際に、上部層の温度をガラス転移温度以上の温度に加熱させる。ただし、上部層にシリコンスタンプを押し付ける際の加熱を省略してもよい。
実施例1から4によれば、上部層にシリコンスタンプを押し付ける際に、上部層の温度をガラス転移温度以上の温度に加熱させる。ただし、上部層にシリコンスタンプを押し付ける際の加熱を省略してもよい。
Claims (30)
- 基体上に第1の層を形成する工程(a)と、
前記第1の層上に濡れ性改質層を形成する工程(b)と、
前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(c)と、
前記第2の層にエンボス処理を施すことにより、前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成する工程(d)と、
前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写してバンク構造を形成する工程(e)と、
前記濡れ性改質層の表面を露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(e)の後で、前記第2の層を取り除く工程(f)と、
を包含したバンク構造の製造方法。 - 請求項1記載のバンク構造の製造方法であって、
前記濡れ性改質層の撥液性は前記第1の層の撥液性よりも高い、バンク構造の製造方法。 - 請求項2記載のバンク構造の製造方法であって、
凹領域を縁取る前記バンク構造の側面と、前記上面と、の間で濡れ性の差異が生じるように、前記工程(e)と(f)との間で前記側面の親液性を向上させる工程(g)をさらに包含したバンク構造の製造方法。 - 請求項1記載のバンク構造の製造方法であって、
凹領域を縁取る前記バンク構造の凹領域の深さは2μm以上である、バンク構造の製造方法。 - 基体上に第1の層を形成する工程(a)と、
前記第1の層上に濡れ性改質層を形成する工程(b)と、
前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(c)と、
前記第2の層にエンボス処理を施すことにより、前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成する工程(d)と、
前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写して凹領域を縁取るバンク構造を形成する工程(e)と、
前記濡れ性改質層の表面が露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(e)の後で、前記第2の層を取り除く工程(f)と、
前記凹領域にノズルから液滴として吐出されうる流動性を備える機能液を配置して、前記凹領域内に前記機能液を含んだパターンを形成する工程(g)と、
を包含したパターン形成方法。 - 請求項5記載のパターン形成方法であって、
前記工程(g)は、インクジェットヘッドの前記ノズルから前記機能液を吐出して、前記凹領域に前記機能液を配置する工程(g1)を含んでいる、パターン形成方法。 - 請求項5または6記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は導電性材料であり、
前記工程(g)によって導電性パターンが形成される、パターン形成方法。 - 請求項5または6記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は強誘電体材料であり、
前記工程(g)によって強誘電体パターンが形成される、
パターン形成方法。 - 請求項5または6記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は半導体材料であり、
前記工程(g)によって半導体パターンが形成される、
パターン形成方法。 - 請求項5または6記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は誘電体材料であり、
前記工程(g)によって誘電体パターンが形成される、
パターン形成方法。 - 請求項5または6記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は電気発光材料であり、
前記工程(g)によって電気発光体パターンが形成される、
パターン形成方法。 - 請求項5または6記載のパターン形成方法を包含した電子回路の製造方法。
- 請求項5または6記載のパターン形成方法を包含した電子デバイスの製造方法。
- 請求項6から11のいずれか一つに記載のバンク構造のパターン形成方法であって、
前記凹領域の深さは2μm以上である、
パターン形成方法。 - 濡れ性改質層で覆われた第1の層を基体上に形成する工程(a)と、
前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(b)と、
前記第2の層にエンボス処理を施すことにより、前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成する工程(c)と、
前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写してバンク構造を形成する工程(d)と、
前記濡れ性改質層の表面が露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(d)の後で、前記第2の層を取り除く工程(e)と、
を包含したバンク構造の製造方法。 - 請求項15記載のバンク構造の製造方法であって、
前記工程(a)は、前記第1の層の材料と界面活性剤とを含有した溶液を前記基体上に配置することと、前記第1の層の前記材料と前記界面活性剤とからそれぞれ前記第1の層と前記濡れ性改質層とが得られるように、前記配置された溶液を加熱することと、を含んでいる、バンク構造の製造方法。 - 請求項15記載のバンク構造の製造方法であって、
前記工程(a)は、前記第1の層の材料と前記濡れ性改質層の材料とを含有した溶液を前記基体上に配置して、前記第1の層の前記材料と前記濡れ性改質層の前記材料とからそれぞれ前記第1の層と前記濡れ性改質層を相分離によって得ることを含んでいる、
バンク構造の製造方法。 - 請求項15記載のバンク構造の製造方法であって、
前記工程(a)は、前記基体上に前記第1の層を形成することと、前記濡れ性改質層が得られるように前記第1の層に物理処理または化学処理を施すことと、を含んでいる、バンク構造の製造方法。 - 請求項15記載のバンク構造の製造方法であって、
前記基体表面は、ITO層または基板上に形成された自己組織化分子層によって実現されている、バンク構造の製造方法。 - 請求項15から19のいずれか一つに記載のバンク構造の製造方法であって、
凹領域を縁取る前記バンク構造の前記凹領域の深さは2μm以上である、バンク構造の製造方法。 - 濡れ性改質層で覆われた第1の層を基体上に形成する工程(a)と、
前記濡れ性改質層上に第2の層を形成する工程(b)と、
前記第2の層にバンクパターンを規定する凸部と凹部とを形成するように、前記第2の層にエンボス処理を施す工程(c)と、
凹領域を縁取るバンク構造が得られるように、前記第2の層の凸部をマスクにしたエッチングにより、前記バンクパターンを前記濡れ性改質層を介して前記第1の層へ転写する工程(d)と、
前記濡れ性改質層の表面が露出して前記バンク構造の上面になるように、前記工程(d)の後で、前記第2の層を取り除く工程(e)と、
前記凹領域にノズルから液滴として吐出されうる流動性を備える機能液を配置して、前記凹領域内に前記所定材料を含んだパターンを形成する工程(f)と、
を包含したパターン形成方法。 - 請求項21記載のパターン形成方法であって、
前記工程(f)は、インクジェットヘッドの前記ノズルから前記機能液を吐出して、前記凹領域に前記機能液を配置する工程(f1)を含んでいる、パターン形成方法。 - 請求項21または22記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は導電性材料であり、
前記工程(f)によって導電性パターンが形成される、パターン形成方法。 - 請求項21または22記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は強誘電体材料であり、
前記工程(f)によって強誘電体パターンが形成される、パターン形成方法。 - 請求項21または22記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は半導体材料であり、
前記工程(f)によって半導体パターンが形成される、パターン形成方法。 - 請求項21または22記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は誘電体材料であり、
前記工程(f)によって誘電体パターンが形成される、パターン形成方法。 - 請求項21または22記載のパターン形成方法であって、
前記所定材料は電気発光材料であり、
前記工程(f)によって電気発光体パターンが形成される、パターン形成方法。 - 請求項21または22記載のパターン形成方法を包含した電子回路の製造方法。
- 請求項21または22記載のパターン形成方法を包含した電子デバイスの製造方法。
- 請求項21から27のいずれか一つに記載のパターン形成方法であって、
前記凹領域の深さは2μm以上である、パターン形成方法。
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