JP2003234522A - 薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低分子化合物の薄膜を形成する。
【解決手段】シリコン基板１の表面の薄膜形成領域を、
薄膜形成材料との親和性が高い表面状態にする。そのた
めに、前記薄膜形成領域に、薄膜形成材料を構成する分
子と共通の原子団を有する自己組織化膜５を形成する。
その後に、シリコン基板１の表面に対して、インクジェ
ット法で溶液の吐出を行う。
薄膜形成材料との親和性が高い表面状態にする。そのた
めに、前記薄膜形成領域に、薄膜形成材料を構成する分
子と共通の原子団を有する自己組織化膜５を形成する。
その後に、シリコン基板１の表面に対して、インクジェ
ット法で溶液の吐出を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成材料が溶
媒に溶解している溶液を吐出することにより、前記溶液
の液滴を基板上に配置し、前記液滴から溶媒を蒸発させ
ることにより前記基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法
に関する。
媒に溶解している溶液を吐出することにより、前記溶液
の液滴を基板上に配置し、前記液滴から溶媒を蒸発させ
ることにより前記基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、インクジェット法で形成して
いる薄膜は、高分子化合物からなる薄膜である。このよ
うな高分子化合物からなる薄膜は、高分子化合物を溶媒
に溶解させた溶液をインクジェット法で基板上に配置し
た後、この配置された溶液から溶媒を蒸発させることに
より簡単に形成される。
いる薄膜は、高分子化合物からなる薄膜である。このよ
うな高分子化合物からなる薄膜は、高分子化合物を溶媒
に溶解させた溶液をインクジェット法で基板上に配置し
た後、この配置された溶液から溶媒を蒸発させることに
より簡単に形成される。
【０００３】なお、この出願の発明に関連する先行技術
文献情報としては次のようなものがある。
文献情報としては次のようなものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−４０３５８号公報
【特許文献２】特開平１１−５４２７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高分子
化合物に分類されない分子量の小さい化合物（以下、
「低分子化合物」と称する。）を用いて、上述の高分子
化合物の場合と同じ方法で薄膜を形成しようとしても、
低分子化合物からなる薄膜は形成されず、低分子化合物
の粒子が基板上に析出する。これは、親液性に処理され
た基板であっても、低分子化合物と基板とが結合する力
よりも低分子化合物同士の凝集力の方が遥かに大きいこ
とに起因している。
化合物に分類されない分子量の小さい化合物（以下、
「低分子化合物」と称する。）を用いて、上述の高分子
化合物の場合と同じ方法で薄膜を形成しようとしても、
低分子化合物からなる薄膜は形成されず、低分子化合物
の粒子が基板上に析出する。これは、親液性に処理され
た基板であっても、低分子化合物と基板とが結合する力
よりも低分子化合物同士の凝集力の方が遥かに大きいこ
とに起因している。
【０００６】このように、低分子化合物は、凝集力が高
いという点から結晶性の高い材料であると言うことがで
きる。そして、結晶性が高いということは、例えば伝導
性等の機能において大きな利点である。そのため、低分
子化合物の薄膜を形成できる方法が待望されている。一
方、多くの電子デバイスでは、機能性薄膜がパターニン
グされて使用されるが、例え真空蒸着法等によって結晶
性有機薄膜が形成されたとしても、特異な条件が必要で
あったり、使用材料に制約を受けたりする。さらに、有
機薄膜はレジスト耐性が低いため、フォトリソグラフィ
工程とエッチング工程からなる通常のパターニング方法
でパターニングすることは困難である。
いという点から結晶性の高い材料であると言うことがで
きる。そして、結晶性が高いということは、例えば伝導
性等の機能において大きな利点である。そのため、低分
子化合物の薄膜を形成できる方法が待望されている。一
方、多くの電子デバイスでは、機能性薄膜がパターニン
グされて使用されるが、例え真空蒸着法等によって結晶
性有機薄膜が形成されたとしても、特異な条件が必要で
あったり、使用材料に制約を受けたりする。さらに、有
機薄膜はレジスト耐性が低いため、フォトリソグラフィ
工程とエッチング工程からなる通常のパターニング方法
でパターニングすることは困難である。
【０００７】これに対して、インクジェット法で結晶性
薄膜が形成できれば、従来の技術では困難であった、パ
ターン状の結晶性有機薄膜の形成が容易に行われるよう
になる。本発明の目的は、低分子化合物の薄膜を形成で
きるようにすることと、インクジェット法でパターン状
の結晶性薄膜（特に有機薄膜）を容易に形成できるよう
にすることである。
薄膜が形成できれば、従来の技術では困難であった、パ
ターン状の結晶性有機薄膜の形成が容易に行われるよう
になる。本発明の目的は、低分子化合物の薄膜を形成で
きるようにすることと、インクジェット法でパターン状
の結晶性薄膜（特に有機薄膜）を容易に形成できるよう
にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、薄膜形成材料が溶媒に溶解している溶液
を吐出することにより、前記溶液の液滴を基板上に配置
し、前記液滴から溶媒を蒸発させることにより前記基板
上に薄膜を形成する方法において、前記基板上を前記薄
膜形成材料との親和性を有する表面状態に処理した後
に、前記溶液の吐出を行うことを特徴とする薄膜形成方
法を提供する。
に、本発明は、薄膜形成材料が溶媒に溶解している溶液
を吐出することにより、前記溶液の液滴を基板上に配置
し、前記液滴から溶媒を蒸発させることにより前記基板
上に薄膜を形成する方法において、前記基板上を前記薄
膜形成材料との親和性を有する表面状態に処理した後
に、前記溶液の吐出を行うことを特徴とする薄膜形成方
法を提供する。
【０００９】この方法によれば、インクジェット法等に
よる吐出時に、吐出された溶液に溶解している薄膜形成
材料は、この薄膜形成材料との親和性を有する表面状態
の基板上に留まる。これにより、薄膜形成材料が低分子
化合物の場合でも、薄膜形成材料と基板との結合力が材
料同士の凝集力よりも高くなるため、インクジェット法
等によって薄膜が形成できるようになる。
よる吐出時に、吐出された溶液に溶解している薄膜形成
材料は、この薄膜形成材料との親和性を有する表面状態
の基板上に留まる。これにより、薄膜形成材料が低分子
化合物の場合でも、薄膜形成材料と基板との結合力が材
料同士の凝集力よりも高くなるため、インクジェット法
等によって薄膜が形成できるようになる。
【００１０】基板上を薄膜形成材料との親和性を有する
表面状態にする方法としては、基板上に自己組織化膜を
形成する方法を採用することが好ましい。ここで、自己
組織化膜とは、膜形成面の構成原子と結合可能な官能基
を有する化合物（例えば、前記官能基が直鎖分子に結合
されている化合物）を、気体または液体の状態で膜形成
面と共存させることにより、前記官能基が膜形成面に吸
着して膜形成面の構成原子と結合し、直鎖分子を外側に
向けて形成された緻密な単分子膜である。この単分子膜
は、化合物の膜形成面に対する自発的な化学吸着によっ
て形成されることから、自己組織化膜と称される。
表面状態にする方法としては、基板上に自己組織化膜を
形成する方法を採用することが好ましい。ここで、自己
組織化膜とは、膜形成面の構成原子と結合可能な官能基
を有する化合物（例えば、前記官能基が直鎖分子に結合
されている化合物）を、気体または液体の状態で膜形成
面と共存させることにより、前記官能基が膜形成面に吸
着して膜形成面の構成原子と結合し、直鎖分子を外側に
向けて形成された緻密な単分子膜である。この単分子膜
は、化合物の膜形成面に対する自発的な化学吸着によっ
て形成されることから、自己組織化膜と称される。
【００１１】なお、自己組織化膜については、Ａ．Ｕｌ
ｍａｎ著の「Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ
Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ ｆｒ
ｏｍＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ ｔｏ Ｓｅ
ｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅ
ｓｓ Ｉｎｃ．Ｂｏｓｔｏｎ，１９９１）の第３章に詳
細に記載されている。
ｍａｎ著の「Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ
Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ ｆｒ
ｏｍＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ ｔｏ Ｓｅ
ｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅ
ｓｓ Ｉｎｃ．Ｂｏｓｔｏｎ，１９９１）の第３章に詳
細に記載されている。
【００１２】このような自己組織化膜の形成によって基
板の表面状態を調整する方法は、本発明の方法で形成さ
れた薄膜を電子デバイスの機能性薄膜として使用した場
合に、基板とこの薄膜との導通性が確保できる方法の一
つである。自己組織化膜を形成することで基板上を薄膜
形成材料との親和性を有する表面状態にするためには、
例えば、薄膜形成材料を構成する分子と共通の原子団を
有する分子で構成された自己組織化膜を、基板上に形成
する。
板の表面状態を調整する方法は、本発明の方法で形成さ
れた薄膜を電子デバイスの機能性薄膜として使用した場
合に、基板とこの薄膜との導通性が確保できる方法の一
つである。自己組織化膜を形成することで基板上を薄膜
形成材料との親和性を有する表面状態にするためには、
例えば、薄膜形成材料を構成する分子と共通の原子団を
有する分子で構成された自己組織化膜を、基板上に形成
する。
【００１３】本発明の方法で使用可能な薄膜形成材料と
しては、オリゴフェニレンまたはその誘導体、あるいは
オリゴチオフェンまたはその誘導体が挙げられる。オリ
ゴフェニレンは下記の（１）式で表され、オリゴチオフ
ェンは下記の（２）式で表され、いずれの場合もｎは２
以上である。また、いずれの場合もｎが２以上６以下で
あるものが好ましい。
しては、オリゴフェニレンまたはその誘導体、あるいは
オリゴチオフェンまたはその誘導体が挙げられる。オリ
ゴフェニレンは下記の（１）式で表され、オリゴチオフ
ェンは下記の（２）式で表され、いずれの場合もｎは２
以上である。また、いずれの場合もｎが２以上６以下で
あるものが好ましい。
【００１４】
【化１】
【００１５】
【化２】
【００１６】オリゴフェニレンの例としては、下記の
（３）式で示されるｐ−ターフェニルが挙げられる。オ
リゴチオフェンの例としては、下記の（４）式で示され
るターチオフェンが挙げられる。オリゴフェニレンの誘
導体の例としては、下記の（５）式で示される４−アミ
ノ−ｐ−ターフェニルが挙げられる。オリゴチオフェン
の誘導体の例としては、下記の（６）式で示される2,
2':5',2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデ
ヒドが挙げられる。
（３）式で示されるｐ−ターフェニルが挙げられる。オ
リゴチオフェンの例としては、下記の（４）式で示され
るターチオフェンが挙げられる。オリゴフェニレンの誘
導体の例としては、下記の（５）式で示される４−アミ
ノ−ｐ−ターフェニルが挙げられる。オリゴチオフェン
の誘導体の例としては、下記の（６）式で示される2,
2':5',2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデ
ヒドが挙げられる。
【００１７】
【化３】
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
【００２１】薄膜形成材料がオリゴフェニレンまたはそ
の誘導体である場合には、例えば、ベンゼン環を有する
分子で構成された自己組織化膜を基板上に形成する。薄
膜形成材料がオリゴチオフェンまたはその誘導体である
場合には、例えば、チオフェン環を有する分子で構成さ
れた自己組織化膜を基板上に形成する。本発明はまた、
薄膜形成材料が溶媒に溶解している溶液を吐出すること
により、前記溶液の液滴を基板上に配置し、前記液滴か
ら溶媒を蒸発させることにより前記基板上に薄膜を形成
する方法において、前記基板上に、前記薄膜形成材料と
の親和性が高い表面状態の第１の領域（薄膜形成領域に
対応させた領域）と、前記薄膜形成材料との親和性が低
い表面状態の第２の領域とを形成し、前記第１の領域上
に当該領域全体を覆う液滴が形成されるように、前記溶
液の吐出を行うことを特徴とする薄膜形成方法を提供す
る。
の誘導体である場合には、例えば、ベンゼン環を有する
分子で構成された自己組織化膜を基板上に形成する。薄
膜形成材料がオリゴチオフェンまたはその誘導体である
場合には、例えば、チオフェン環を有する分子で構成さ
れた自己組織化膜を基板上に形成する。本発明はまた、
薄膜形成材料が溶媒に溶解している溶液を吐出すること
により、前記溶液の液滴を基板上に配置し、前記液滴か
ら溶媒を蒸発させることにより前記基板上に薄膜を形成
する方法において、前記基板上に、前記薄膜形成材料と
の親和性が高い表面状態の第１の領域（薄膜形成領域に
対応させた領域）と、前記薄膜形成材料との親和性が低
い表面状態の第２の領域とを形成し、前記第１の領域上
に当該領域全体を覆う液滴が形成されるように、前記溶
液の吐出を行うことを特徴とする薄膜形成方法を提供す
る。
【００２２】この方法では、例えば、基板上に、薄膜形
成材料との親和性が高い表面状態の第１の領域を所定パ
ターンで設け、これ以外の基板上の領域を薄膜形成材料
との親和性が低い表面状態の第２の領域とした後に、前
記溶液の吐出を行う。なお、基板上に前記第１の領域を
複数個設けた場合には、その各領域毎に、当該領域全体
を覆う液滴が形成されるように、前記溶液の吐出を行
う。
成材料との親和性が高い表面状態の第１の領域を所定パ
ターンで設け、これ以外の基板上の領域を薄膜形成材料
との親和性が低い表面状態の第２の領域とした後に、前
記溶液の吐出を行う。なお、基板上に前記第１の領域を
複数個設けた場合には、その各領域毎に、当該領域全体
を覆う液滴が形成されるように、前記溶液の吐出を行
う。
【００２３】この方法によれば、インクジェット法等に
よる吐出時に、吐出された溶液に溶解している薄膜形成
材料は、液滴が前記第２の領域上にまで広がって形成さ
れた場合でも、この薄膜形成材料との親和性が高い表面
状態になっている基板上の第１の領域に留まり、この薄
膜形成材料との親和性が低い表面状態になっている基板
上の第２の領域には存在しないようになる。
よる吐出時に、吐出された溶液に溶解している薄膜形成
材料は、液滴が前記第２の領域上にまで広がって形成さ
れた場合でも、この薄膜形成材料との親和性が高い表面
状態になっている基板上の第１の領域に留まり、この薄
膜形成材料との親和性が低い表面状態になっている基板
上の第２の領域には存在しないようになる。
【００２４】そのため、薄膜形成材料が低分子化合物の
場合、前記第１の領域では、薄膜形成材料と基板との結
合力が材料同士の凝集力よりも高くなって、薄膜が形成
されるが、前記第２の領域では、薄膜形成材料が存在し
ないことから、この薄膜形成材料からなる粒子の析出も
生じない。その結果、基板上に、第１の領域と同じパタ
ーンで薄膜が形成される。
場合、前記第１の領域では、薄膜形成材料と基板との結
合力が材料同士の凝集力よりも高くなって、薄膜が形成
されるが、前記第２の領域では、薄膜形成材料が存在し
ないことから、この薄膜形成材料からなる粒子の析出も
生じない。その結果、基板上に、第１の領域と同じパタ
ーンで薄膜が形成される。
【００２５】この方法においては、前記第１の領域およ
び第２の領域に対する前記溶液の親和性が接触角の差で
１０°以内とすることが好ましい。この方法において
は、基板上に、薄膜形成材料を構成する分子と共通の原
子団を有する分子からなる第１の自己組織化膜を形成す
ることで、前記第１の領域を設け、基板上に、前記第１
の自己組織化膜とは異なる分子（例えば、薄膜形成材料
を構成する分子と共通の原子団を有さない分子）からな
る第２の自己組織化膜を形成することで、前記第２の領
域を設けることが好ましい。
び第２の領域に対する前記溶液の親和性が接触角の差で
１０°以内とすることが好ましい。この方法において
は、基板上に、薄膜形成材料を構成する分子と共通の原
子団を有する分子からなる第１の自己組織化膜を形成す
ることで、前記第１の領域を設け、基板上に、前記第１
の自己組織化膜とは異なる分子（例えば、薄膜形成材料
を構成する分子と共通の原子団を有さない分子）からな
る第２の自己組織化膜を形成することで、前記第２の領
域を設けることが好ましい。
【００２６】本発明はまた、本発明の方法で薄膜を形成
する工程を有する電子デバイスの形成方法を提供する。
する工程を有する電子デバイスの形成方法を提供する。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。 ＜第１実施形態＞この実施形態では、前記化学式（３）
で示されるｐ−ターフェニル（薄膜形成材料）の２，３
−ジヒドロベンゾフラン溶液を使用して、インクジェッ
ト法によりｐ−ターフェニル薄膜を形成する方法につい
て説明する。図１は、この方法で行う各工程を示す断面
図である。
説明する。 ＜第１実施形態＞この実施形態では、前記化学式（３）
で示されるｐ−ターフェニル（薄膜形成材料）の２，３
−ジヒドロベンゾフラン溶液を使用して、インクジェッ
ト法によりｐ−ターフェニル薄膜を形成する方法につい
て説明する。図１は、この方法で行う各工程を示す断面
図である。
【００２８】先ず、図１（ａ）に示すように、シリコン
基板１の表面に波長１７２ｎｍの紫外光２を照射するこ
とにより、シリコン基板１の表面を親水性にした。
基板１の表面に波長１７２ｎｍの紫外光２を照射するこ
とにより、シリコン基板１の表面を親水性にした。
【００２９】
【化７】
【００３０】次に、上記（７）式で示される液状のオク
チルトリエトキシシランを蓋のない容器に入れ、この容
器とこのシリコン基板１を密閉空間に置いて、この空間
内を１２０℃に保持しながら１時間放置した。これによ
り、シリコン基板１の表面のヒドロキシル基とオクチル
トリエトキシシランのエトキシ基とが反応して、エトキ
シ基の酸素原子とシリコン基板１との結合が生じ、オク
チル基を表面に有する自己組織化膜（ｐ−ターフェニル
を構成する分子と共通の原子団を有さない分子からなる
第２の自己組織化膜）３が、シリコン基板１の表面全体
に形成された。
チルトリエトキシシランを蓋のない容器に入れ、この容
器とこのシリコン基板１を密閉空間に置いて、この空間
内を１２０℃に保持しながら１時間放置した。これによ
り、シリコン基板１の表面のヒドロキシル基とオクチル
トリエトキシシランのエトキシ基とが反応して、エトキ
シ基の酸素原子とシリコン基板１との結合が生じ、オク
チル基を表面に有する自己組織化膜（ｐ−ターフェニル
を構成する分子と共通の原子団を有さない分子からなる
第２の自己組織化膜）３が、シリコン基板１の表面全体
に形成された。
【００３１】次に、図１（ｂ）に示すように、薄膜形成
領域（直径２０μｍの円）に対応させた光透過部４ａを
有するフォトマスク４を介して、第２の自己組織化膜３
に波長１７２ｎｍの紫外光を照射した。これにより、第
２の自己組織化膜３の薄膜形成領域に対応する部分３ａ
が分解された。次に、このシリコン基板１がエタノール
で洗浄することにより、第２の自己組織化膜３の前記部
分３ａを除去した。これにより、図１（ｃ）に示すよう
に、第２の自己組織化膜３の円形の薄膜形成領域に対応
する部分は、円形の開口部３ｂとなって、この開口部３
ｂの基板面が露出した。
領域（直径２０μｍの円）に対応させた光透過部４ａを
有するフォトマスク４を介して、第２の自己組織化膜３
に波長１７２ｎｍの紫外光を照射した。これにより、第
２の自己組織化膜３の薄膜形成領域に対応する部分３ａ
が分解された。次に、このシリコン基板１がエタノール
で洗浄することにより、第２の自己組織化膜３の前記部
分３ａを除去した。これにより、図１（ｃ）に示すよう
に、第２の自己組織化膜３の円形の薄膜形成領域に対応
する部分は、円形の開口部３ｂとなって、この開口部３
ｂの基板面が露出した。
【００３２】
【化８】
【００３３】次に、上記（８）式で示される液状のベン
ジルトリエトキシシランを蓋のない容器に入れ、この容
器とこのシリコン基板１を密閉空間に置いて、この空間
内を１２０℃に保持しながら１時間放置した。次に、基
板１の表面全体をエタノールで洗浄した。これにより、
開口部３ｂで露出しているシリコン基板１の表面のヒド
ロキシル基とベンジルトリエトキシシランのエトキシ基
とが反応して、エトキシ基の酸素原子とシリコン基板１
との結合が生じ、ベンジル基を表面に有する第１の自己
組織化膜（ｐ−ターフェニルを構成する分子と共通の原
子団であるベンゼン環を有する分子からなる自己組織化
膜）５が、第２の自己組織化膜３の円形の開口部３ｂに
形成された。
ジルトリエトキシシランを蓋のない容器に入れ、この容
器とこのシリコン基板１を密閉空間に置いて、この空間
内を１２０℃に保持しながら１時間放置した。次に、基
板１の表面全体をエタノールで洗浄した。これにより、
開口部３ｂで露出しているシリコン基板１の表面のヒド
ロキシル基とベンジルトリエトキシシランのエトキシ基
とが反応して、エトキシ基の酸素原子とシリコン基板１
との結合が生じ、ベンジル基を表面に有する第１の自己
組織化膜（ｐ−ターフェニルを構成する分子と共通の原
子団であるベンゼン環を有する分子からなる自己組織化
膜）５が、第２の自己組織化膜３の円形の開口部３ｂに
形成された。
【００３４】図１（ｄ）はこの状態を示す断面図であ
り、図２はこの状態を示す平面図である。これらの図に
示すように、以上の工程によって、シリコン基板１上
に、ｐ−ｐ−ターフェニル（薄膜形成材料）との親和性
が高い表面状態の第１の領域（第１の自己組織化膜５が
形成された領域）５０が、円形のパターンで形成され、
これ以外のシリコン基板１上の領域が、ｐ−ターフェニ
ルとの親和性が低い表面状態の第２の領域（第２の自己
組織化膜３が形成された領域）３０となった。
り、図２はこの状態を示す平面図である。これらの図に
示すように、以上の工程によって、シリコン基板１上
に、ｐ−ｐ−ターフェニル（薄膜形成材料）との親和性
が高い表面状態の第１の領域（第１の自己組織化膜５が
形成された領域）５０が、円形のパターンで形成され、
これ以外のシリコン基板１上の領域が、ｐ−ターフェニ
ルとの親和性が低い表面状態の第２の領域（第２の自己
組織化膜３が形成された領域）３０となった。
【００３５】次に、ｐ−ターフェニル（薄膜形成材料）
を２，３−ジヒドロベンゾフラン（溶媒）に、濃度が
０．１重量％となるように溶解させて溶液を得た。この
溶液をインクジェット装置のヘッドに入れ、図１（ｄ）
の状態のシリコン基板１の表面に、１滴当たり２０ピコ
リットルの吐出量で吐出した。この吐出は、第１の自己
組織化膜５をなす円の中心とヘッドのノズル位置を合わ
せて行った。
を２，３−ジヒドロベンゾフラン（溶媒）に、濃度が
０．１重量％となるように溶解させて溶液を得た。この
溶液をインクジェット装置のヘッドに入れ、図１（ｄ）
の状態のシリコン基板１の表面に、１滴当たり２０ピコ
リットルの吐出量で吐出した。この吐出は、第１の自己
組織化膜５をなす円の中心とヘッドのノズル位置を合わ
せて行った。
【００３６】これにより、前記溶液からなる液滴６０
が、図２に２点鎖線で示すように、第１の自己組織化膜
５からなる第１の領域５０より大きな円形（４０μｍ）
の底面で、シリコン基板１の上に配置された。すなわ
ち、液滴６０が、第１の領域５０全体を覆い、第２の領
域３０上にまで広がった状態で形成された。図１（ｅ）
はこの状態を示す。
が、図２に２点鎖線で示すように、第１の自己組織化膜
５からなる第１の領域５０より大きな円形（４０μｍ）
の底面で、シリコン基板１の上に配置された。すなわ
ち、液滴６０が、第１の領域５０全体を覆い、第２の領
域３０上にまで広がった状態で形成された。図１（ｅ）
はこの状態を示す。
【００３７】次に、この状態で自然放置することで液滴
６０から溶媒を蒸発させたところ、図１（ｆ）に示すよ
うに、シリコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成
されている部分にのみｐ−ターフェニル薄膜６が形成さ
れた。すなわち、第１の自己組織化膜５と同じ円形のｐ
−ターフェニル薄膜６が形成された。ただし、このｐ−
ターフェニル薄膜６は結晶性薄膜ではなく、アモルファ
ス状の薄膜であった。 ＜第２実施形態＞インクジェット法で結晶性薄膜を形成
するためには、配置された液滴をなす溶液を過飽和状態
にするとともに、前記液滴近傍での前記溶媒と同じ成分
からなる気体の分圧を、当該液滴をなす溶液から溶媒が
蒸発し難い第１の分圧（例えば、飽和蒸気圧と同じかほ
ぼ同じ分圧）に制御することにより、前記液滴に結晶核
を生成させ、前記結晶核の生成後に、前記液滴近傍での
前記気体の分圧を、当該結晶核の結晶成長が更なる結晶
核の生成よりも優先的に生じる第２の分圧（例えば、飽
和蒸気圧の１／１０〜１／１００）となるまで低下させ
る必要がある。以下、このインクジェット法による結晶
性薄膜の形成方法について説明する。
６０から溶媒を蒸発させたところ、図１（ｆ）に示すよ
うに、シリコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成
されている部分にのみｐ−ターフェニル薄膜６が形成さ
れた。すなわち、第１の自己組織化膜５と同じ円形のｐ
−ターフェニル薄膜６が形成された。ただし、このｐ−
ターフェニル薄膜６は結晶性薄膜ではなく、アモルファ
ス状の薄膜であった。 ＜第２実施形態＞インクジェット法で結晶性薄膜を形成
するためには、配置された液滴をなす溶液を過飽和状態
にするとともに、前記液滴近傍での前記溶媒と同じ成分
からなる気体の分圧を、当該液滴をなす溶液から溶媒が
蒸発し難い第１の分圧（例えば、飽和蒸気圧と同じかほ
ぼ同じ分圧）に制御することにより、前記液滴に結晶核
を生成させ、前記結晶核の生成後に、前記液滴近傍での
前記気体の分圧を、当該結晶核の結晶成長が更なる結晶
核の生成よりも優先的に生じる第２の分圧（例えば、飽
和蒸気圧の１／１０〜１／１００）となるまで低下させ
る必要がある。以下、このインクジェット法による結晶
性薄膜の形成方法について説明する。
【００３８】この結晶性薄膜の形成方法によれば、先
ず、基板上に配置された直後の液滴をなす溶液が過飽和
状態となることによって、結晶化に必要な結晶核が前記
溶液内に生成される。次に、前記液滴近傍での前記気体
（溶媒と同じ成分からなる気体）の分圧を、前記第１の
分圧（液滴をなす溶液から溶媒が蒸発し難い高い分圧）
から前記第２の分圧（既に生じた結晶核の結晶成長が、
更なる結晶核の生成よりも優先的に生じる低い分圧）と
なるまで低下させることにより、結晶成長が始まる。
ず、基板上に配置された直後の液滴をなす溶液が過飽和
状態となることによって、結晶化に必要な結晶核が前記
溶液内に生成される。次に、前記液滴近傍での前記気体
（溶媒と同じ成分からなる気体）の分圧を、前記第１の
分圧（液滴をなす溶液から溶媒が蒸発し難い高い分圧）
から前記第２の分圧（既に生じた結晶核の結晶成長が、
更なる結晶核の生成よりも優先的に生じる低い分圧）と
なるまで低下させることにより、結晶成長が始まる。
【００３９】したがって、この方法において、例えば、
前記液滴の配置をインクジェット法により所定パターン
で行うことによって、パターン状の結晶性薄膜を基板上
に容易に形成することができる。ここで、液滴配置工程
を例えばインクジェット法で行った場合のように、基板
上に配置された液滴の体積が例えば２０ピコリットルと
極少量である場合には、液滴近傍での前記気体（液滴を
なす溶液の溶媒と同じ成分からなる気体）の分圧が低い
と、溶媒が液滴から蒸発し易いため、液滴をなす溶液の
濃度が急上昇して溶液の過飽和度も急激に高くなり、多
数の結晶核が形成されて溶質が粉末化し易い。これに対
して、前記結晶性薄膜の形成方法では、液滴配置直後の
液滴近傍での前記気体の分圧を、前記第１の分圧（液滴
をなす溶液から溶媒が蒸発し難い高い分圧）に制御する
ことにより、液滴をなす溶液が比較的低い過飽和度の過
飽和状態で安定する（すなわち、液滴をなす溶液の過飽
和度の上昇度合いが穏やかになる）ため、少数（理想的
には１個）の核が生成される。
前記液滴の配置をインクジェット法により所定パターン
で行うことによって、パターン状の結晶性薄膜を基板上
に容易に形成することができる。ここで、液滴配置工程
を例えばインクジェット法で行った場合のように、基板
上に配置された液滴の体積が例えば２０ピコリットルと
極少量である場合には、液滴近傍での前記気体（液滴を
なす溶液の溶媒と同じ成分からなる気体）の分圧が低い
と、溶媒が液滴から蒸発し易いため、液滴をなす溶液の
濃度が急上昇して溶液の過飽和度も急激に高くなり、多
数の結晶核が形成されて溶質が粉末化し易い。これに対
して、前記結晶性薄膜の形成方法では、液滴配置直後の
液滴近傍での前記気体の分圧を、前記第１の分圧（液滴
をなす溶液から溶媒が蒸発し難い高い分圧）に制御する
ことにより、液滴をなす溶液が比較的低い過飽和度の過
飽和状態で安定する（すなわち、液滴をなす溶液の過飽
和度の上昇度合いが穏やかになる）ため、少数（理想的
には１個）の核が生成される。
【００４０】また、単結晶の薄膜を形成するためには、
１個の核が生成された後にこの核のみを結晶成長させ、
他の核形成を生じさせないようにする必要があるが、液
滴配置直後の液滴近傍での前記気体の分圧が高いままで
あると、更なる核が生成されることになる。これに対し
て、前記結晶性薄膜の形成方法では、結晶核の生成後に
前記分圧を、既に生じた結晶核の結晶成長が更なる結晶
核の生成よりも優先的に生じる低い分圧（第２の分圧）
となるまで低下させることにより、更なる核生成を防止
しながら結晶成長を促進している。
１個の核が生成された後にこの核のみを結晶成長させ、
他の核形成を生じさせないようにする必要があるが、液
滴配置直後の液滴近傍での前記気体の分圧が高いままで
あると、更なる核が生成されることになる。これに対し
て、前記結晶性薄膜の形成方法では、結晶核の生成後に
前記分圧を、既に生じた結晶核の結晶成長が更なる結晶
核の生成よりも優先的に生じる低い分圧（第２の分圧）
となるまで低下させることにより、更なる核生成を防止
しながら結晶成長を促進している。
【００４１】したがって、前記結晶性薄膜の形成方法に
おいては、前記第１の分圧から第２の分圧への分圧低下
を、前記溶液に少数（理想的には１個）の結晶核が生成
した直後に急激に行うことによって、例えば、飽和蒸気
圧と同じかほぼ同じ分圧である第１の分圧から、１．３
Ｐａ（１０-2torr）である第２の分圧まで、１〜１０秒
間で低下させることことによって、液滴をなす溶液の過
飽和度を急激に高くして、単結晶の結晶性薄膜を得るこ
とができる。
おいては、前記第１の分圧から第２の分圧への分圧低下
を、前記溶液に少数（理想的には１個）の結晶核が生成
した直後に急激に行うことによって、例えば、飽和蒸気
圧と同じかほぼ同じ分圧である第１の分圧から、１．３
Ｐａ（１０-2torr）である第２の分圧まで、１〜１０秒
間で低下させることことによって、液滴をなす溶液の過
飽和度を急激に高くして、単結晶の結晶性薄膜を得るこ
とができる。
【００４２】前記結晶性薄膜の形成方法を実施する際に
は、本発明の方法、すなわち、基板上を薄膜形成材料と
の親和性を有する表面状態にした後に、前記溶液の吐出
を行う方法を、採用することが好ましい。これにより、
低分子化合物である結晶性の高い材料が基板上に安定的
に凝集されるため、結晶性薄膜が安定的に形成され易く
なる。
は、本発明の方法、すなわち、基板上を薄膜形成材料と
の親和性を有する表面状態にした後に、前記溶液の吐出
を行う方法を、採用することが好ましい。これにより、
低分子化合物である結晶性の高い材料が基板上に安定的
に凝集されるため、結晶性薄膜が安定的に形成され易く
なる。
【００４３】また、前記結晶性薄膜の形成方法におい
て、インクジェット法による溶液の吐出を所定パターン
で行うことにより、パターン状の結晶性薄膜が基板上に
容易に形成される。その際に、本発明の方法、すなわ
ち、基板上に、薄膜形成材料との親和性が高い表面状態
の第１の領域（薄膜形成領域に対応させた領域）を所定
パターンで設け、これ以外の基板上の領域を薄膜形成材
料との親和性が低い表面状態の第２の領域とした後に、
前記第１の領域上に当該領域全体を覆う液滴が形成され
るように、前記溶液の吐出を行う方法、を採用すること
が好ましい。これにより、低分子化合物である結晶性の
高い材料が、薄膜形成領域にのみ安定的に凝集されるた
め、結晶性薄膜がパターンに応じた基板上の所定位置に
安定的に形成され易くなる。
て、インクジェット法による溶液の吐出を所定パターン
で行うことにより、パターン状の結晶性薄膜が基板上に
容易に形成される。その際に、本発明の方法、すなわ
ち、基板上に、薄膜形成材料との親和性が高い表面状態
の第１の領域（薄膜形成領域に対応させた領域）を所定
パターンで設け、これ以外の基板上の領域を薄膜形成材
料との親和性が低い表面状態の第２の領域とした後に、
前記第１の領域上に当該領域全体を覆う液滴が形成され
るように、前記溶液の吐出を行う方法、を採用すること
が好ましい。これにより、低分子化合物である結晶性の
高い材料が、薄膜形成領域にのみ安定的に凝集されるた
め、結晶性薄膜がパターンに応じた基板上の所定位置に
安定的に形成され易くなる。
【００４４】前記結晶性薄膜の形成方法において、前記
高い分圧への分圧制御方法としては、前記液滴の吐出
間隔を調整する方法、前記溶液の吐出量を調整する方
法、前記液滴配置工程前に、液滴が配置される位置の
前記気体の分圧を調整する方法が挙げられる。前記結晶
性薄膜の形成方法において、前記分圧低下方法として
は、前記液滴近傍の雰囲気を減圧する方法、前記液
滴近傍の温度を上昇させる方法、前記液滴近傍の雰囲
気を不活性ガス雰囲気に置換する方法が挙げられる。
高い分圧への分圧制御方法としては、前記液滴の吐出
間隔を調整する方法、前記溶液の吐出量を調整する方
法、前記液滴配置工程前に、液滴が配置される位置の
前記気体の分圧を調整する方法が挙げられる。前記結晶
性薄膜の形成方法において、前記分圧低下方法として
は、前記液滴近傍の雰囲気を減圧する方法、前記液
滴近傍の温度を上昇させる方法、前記液滴近傍の雰囲
気を不活性ガス雰囲気に置換する方法が挙げられる。
【００４５】さらに、前記結晶性薄膜の形成方法におい
ては、前記溶液として、（１）吐出時に飽和状態となる
量の薄膜形成材料を含有している溶液、または（２）吐
出時に濃度が飽和濃度の１／１０以上飽和濃度未満とな
る量で、薄膜形成材料を含有している溶液、または
（３）吐出時に過飽和状態となる量の薄膜形成材料を含
有している溶液を使用することが好ましい。これによ
り、基板上に配置された液滴をなす溶液が、インクジェ
ット法で吐出された直後に過飽和状態となり易くなるた
め、結晶核の形成が確実に行われるようになる。
ては、前記溶液として、（１）吐出時に飽和状態となる
量の薄膜形成材料を含有している溶液、または（２）吐
出時に濃度が飽和濃度の１／１０以上飽和濃度未満とな
る量で、薄膜形成材料を含有している溶液、または
（３）吐出時に過飽和状態となる量の薄膜形成材料を含
有している溶液を使用することが好ましい。これによ
り、基板上に配置された液滴をなす溶液が、インクジェ
ット法で吐出された直後に過飽和状態となり易くなるた
め、結晶核の形成が確実に行われるようになる。
【００４６】この第２実施形態は、前記結晶性薄膜の形
成方法を行う際に、本発明の方法を適用した実施形態で
ある。先ず、図１（ａ）〜（ｄ）の工程を第１実施形態
と同じ方法で行った。ただし、第１の自己組織化膜５
を、直径２０μｍの円がピッチ２１０μｍで多数配列さ
れているパターン状に形成した。
成方法を行う際に、本発明の方法を適用した実施形態で
ある。先ず、図１（ａ）〜（ｄ）の工程を第１実施形態
と同じ方法で行った。ただし、第１の自己組織化膜５
を、直径２０μｍの円がピッチ２１０μｍで多数配列さ
れているパターン状に形成した。
【００４７】次に、図１（ｄ）の状態となったシリコン
基板１を、減圧ポンプ付きの密閉空間内に配置し、密閉
空間内を２５℃に保持し、この基板の表面に、第１実施
形態と同じ溶液を、セイコーエプソン（株）製のインク
ジェット装置「ＭＪ−９３０Ｃ」を用い、１滴当たり２
０ピコリットルの吐出量で吐出した。なお、２５℃での
２，３−ジヒドロベンゾフランに対するｐ−ターフェニ
ルの飽和濃度は１．０重量％であるため、この溶液のｐ
−ターフェニル濃度は吐出時に飽和濃度の１／１０とな
っている。
基板１を、減圧ポンプ付きの密閉空間内に配置し、密閉
空間内を２５℃に保持し、この基板の表面に、第１実施
形態と同じ溶液を、セイコーエプソン（株）製のインク
ジェット装置「ＭＪ−９３０Ｃ」を用い、１滴当たり２
０ピコリットルの吐出量で吐出した。なお、２５℃での
２，３−ジヒドロベンゾフランに対するｐ−ターフェニ
ルの飽和濃度は１．０重量％であるため、この溶液のｐ
−ターフェニル濃度は吐出時に飽和濃度の１／１０とな
っている。
【００４８】このインクジェット装置のヘッドとして
は、ノズルを１個備えたものを使用した。密閉空間内の
雰囲気は大気圧の空気とし、前記ヘッドを２１０μｍず
つ基板の１辺に沿って移動させながら、前記溶液を吐出
することを１０回繰り返した。この吐出は、第１の自己
組織化膜５をなす円の中心とヘッドのノズル位置を合わ
せて行った。ヘッドのノズルと基板との距離は１ｍｍと
した。これにより、シリコン基板１上にピッチ２１０μ
ｍで一直線に沿って１０個の液滴６０が形成された。こ
の状態は第１実施形態の図１（ｅ）と同じである。
は、ノズルを１個備えたものを使用した。密閉空間内の
雰囲気は大気圧の空気とし、前記ヘッドを２１０μｍず
つ基板の１辺に沿って移動させながら、前記溶液を吐出
することを１０回繰り返した。この吐出は、第１の自己
組織化膜５をなす円の中心とヘッドのノズル位置を合わ
せて行った。ヘッドのノズルと基板との距離は１ｍｍと
した。これにより、シリコン基板１上にピッチ２１０μ
ｍで一直線に沿って１０個の液滴６０が形成された。こ
の状態は第１実施形態の図１（ｅ）と同じである。
【００４９】この液滴形成を終了すると同時に、減圧ポ
ンプを稼働させてこの密閉空間内を１．３Ｐａ（１０
−２torr）まで減圧し、この状態を６時間保持した。６
時間後に密閉空間から取り出したシリコン基板１には、
図１（ｆ）に示すように、シリコン基板１上の第１の自
己組織化膜５が形成されている部分にのみ、直径２０μ
ｍの円形のｐ−ターフェニル薄膜（厚さ０．１μｍ）
が、略単結晶の状態で形成されていた。すなわち、基板
上に、第１の自己組織化膜５と同じパターンでｐ−ター
フェニル薄膜が形成された。
ンプを稼働させてこの密閉空間内を１．３Ｐａ（１０
−２torr）まで減圧し、この状態を６時間保持した。６
時間後に密閉空間から取り出したシリコン基板１には、
図１（ｆ）に示すように、シリコン基板１上の第１の自
己組織化膜５が形成されている部分にのみ、直径２０μ
ｍの円形のｐ−ターフェニル薄膜（厚さ０．１μｍ）
が、略単結晶の状態で形成されていた。すなわち、基板
上に、第１の自己組織化膜５と同じパターンでｐ−ター
フェニル薄膜が形成された。
【００５０】なお、ｐ−ターフェニル単結晶薄膜は、各
種電子デバイス用の半導体膜として好適に使用可能な機
能性薄膜である。この実施形態では、吐出時の溶液の濃
度が飽和濃度の１／１０であるため、基板上に配置され
た直後に液滴をなす溶液が過飽和状態になり易い。ま
た、１滴当たりの吐出量を２０ピコリットルとし、液滴
をピッチ２１０μｍで形成することによって、配置され
た直後の液滴近傍での２，３−ジヒドロベンゾフラン
（溶媒と同じ成分）からなる気体の分圧が、液滴となっ
ている溶液から２，３−ジヒドロベンゾフラン（溶媒）
が蒸発し難い高い分圧となっている。これらのことか
ら、液滴となっている溶液が比較的低い過飽和度の過飽
和状態で安定して、少数の核形成がなされたと考えられ
る。
種電子デバイス用の半導体膜として好適に使用可能な機
能性薄膜である。この実施形態では、吐出時の溶液の濃
度が飽和濃度の１／１０であるため、基板上に配置され
た直後に液滴をなす溶液が過飽和状態になり易い。ま
た、１滴当たりの吐出量を２０ピコリットルとし、液滴
をピッチ２１０μｍで形成することによって、配置され
た直後の液滴近傍での２，３−ジヒドロベンゾフラン
（溶媒と同じ成分）からなる気体の分圧が、液滴となっ
ている溶液から２，３−ジヒドロベンゾフラン（溶媒）
が蒸発し難い高い分圧となっている。これらのことか
ら、液滴となっている溶液が比較的低い過飽和度の過飽
和状態で安定して、少数の核形成がなされたと考えられ
る。
【００５１】また、液滴形成を終了すると同時に密閉空
間内の減圧を開始することによって、液滴近傍での溶媒
蒸気の分圧が、少数の結晶核が形成された段階で急激に
低下し、液滴となっている溶液の過飽和度が急激に高く
なって、更なる結晶核の形成よりも結晶成長が優先的に
生じる状態となり、この減圧状態を６時間保持すること
によって、結晶成長が促進されたと考えられる。
間内の減圧を開始することによって、液滴近傍での溶媒
蒸気の分圧が、少数の結晶核が形成された段階で急激に
低下し、液滴となっている溶液の過飽和度が急激に高く
なって、更なる結晶核の形成よりも結晶成長が優先的に
生じる状態となり、この減圧状態を６時間保持すること
によって、結晶成長が促進されたと考えられる。
【００５２】なお、この実施形態では、薄膜形成材料と
してｐ−ターフェニルを用い、溶媒として２，３−ジヒ
ドロベンゾフランを用い、基板上をｐ−ターフェニルと
の親和性が高い（親和性を有する）表面状態にするため
の第１の自己組織化膜としてベンジルトリエトキシシラ
ンを用い、ｐ−ターフェニルとの親和性が低い（親和性
の無い）表面状態にするための第２の自己組織化膜とし
てオクチルトリエトキシシランを用いているが、ベンジ
ルトリエトキシシランに代えて、ベンジルトリエトキシ
シランのベンゼン環がナフタレン環等に置換された化合
物やベンジルのメチレン基が他のアルキレン基である化
合物等を用いてもよい。また、ベンジルトリエトキシシ
ランは末端にベンゼン環を有する分子であるが、これに
代えて、末端以外の位置にベンゼン環を有する分子を用
いてもよい。 ＜第３実施形態＞この第３実施形態も、第２実施形態と
同様に、前記結晶性薄膜の形成方法を行う際に、本発明
の方法を適用した実施形態である。
してｐ−ターフェニルを用い、溶媒として２，３−ジヒ
ドロベンゾフランを用い、基板上をｐ−ターフェニルと
の親和性が高い（親和性を有する）表面状態にするため
の第１の自己組織化膜としてベンジルトリエトキシシラ
ンを用い、ｐ−ターフェニルとの親和性が低い（親和性
の無い）表面状態にするための第２の自己組織化膜とし
てオクチルトリエトキシシランを用いているが、ベンジ
ルトリエトキシシランに代えて、ベンジルトリエトキシ
シランのベンゼン環がナフタレン環等に置換された化合
物やベンジルのメチレン基が他のアルキレン基である化
合物等を用いてもよい。また、ベンジルトリエトキシシ
ランは末端にベンゼン環を有する分子であるが、これに
代えて、末端以外の位置にベンゼン環を有する分子を用
いてもよい。 ＜第３実施形態＞この第３実施形態も、第２実施形態と
同様に、前記結晶性薄膜の形成方法を行う際に、本発明
の方法を適用した実施形態である。
【００５３】前記化学式（５）で示される構造の４−ア
ミノ−ｐ−ターフェニル（薄膜形成材料）を、ジメチル
ホルムアミド（溶媒）に、濃度が１．０重量％となるよ
うに溶解させて溶液を得た。２５℃（溶液吐出時の温
度）でのジメチルホルムアミドに対する４−アミノ−ｐ
−ターフェニルの飽和濃度は１．０重量％である。した
がって、この溶液は、吐出時に、４−アミノ−ｐ−ター
フェニルが飽和状態となる。
ミノ−ｐ−ターフェニル（薄膜形成材料）を、ジメチル
ホルムアミド（溶媒）に、濃度が１．０重量％となるよ
うに溶解させて溶液を得た。２５℃（溶液吐出時の温
度）でのジメチルホルムアミドに対する４−アミノ−ｐ
−ターフェニルの飽和濃度は１．０重量％である。した
がって、この溶液は、吐出時に、４−アミノ−ｐ−ター
フェニルが飽和状態となる。
【００５４】この溶液を用いた以外は全て第２実施形態
と同じ方法を行った。その結果、６時間後に密閉空間か
ら取り出したシリコン基板１には、図１（ｆ）に示すよ
うに、シリコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成
されている部分にのみ、直径２０μｍの円形の４−アミ
ノ−ｐ−ターフェニル薄膜（厚さ０．１μｍ）が、略単
結晶の状態で形成されていた。すなわち、基板上に、第
１の自己組織化膜５と同じパターンで４−アミノ−ｐ−
ターフェニル薄膜が形成された。なお、４−アミノ−ｐ
−ターフェニル結晶性薄膜は、各種電子デバイス用の半
導体膜として好適に使用可能な機能性薄膜である。 ＜第４実施形態＞この第４実施形態も、第２実施形態と
同様に、前記結晶性薄膜の形成方法を行う際に、本発明
の方法を適用した実施形態である。
と同じ方法を行った。その結果、６時間後に密閉空間か
ら取り出したシリコン基板１には、図１（ｆ）に示すよ
うに、シリコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成
されている部分にのみ、直径２０μｍの円形の４−アミ
ノ−ｐ−ターフェニル薄膜（厚さ０．１μｍ）が、略単
結晶の状態で形成されていた。すなわち、基板上に、第
１の自己組織化膜５と同じパターンで４−アミノ−ｐ−
ターフェニル薄膜が形成された。なお、４−アミノ−ｐ
−ターフェニル結晶性薄膜は、各種電子デバイス用の半
導体膜として好適に使用可能な機能性薄膜である。 ＜第４実施形態＞この第４実施形態も、第２実施形態と
同様に、前記結晶性薄膜の形成方法を行う際に、本発明
の方法を適用した実施形態である。
【００５５】前記化学式（４）で示される構造のターチ
オフェン（2,2':5',2"−ターチオフェン、薄膜形成材
料）を、ドデシルベンゼン（溶媒）に、濃度が１．０重
量％となるように溶解させて溶液を得た。２５℃（溶液
吐出時の温度）でのドデシルベンゼンに対するターチオ
フェンの飽和濃度は１．０重量％である。したがって、
この溶液は吐出時にターチオフェンが飽和状態となる。
オフェン（2,2':5',2"−ターチオフェン、薄膜形成材
料）を、ドデシルベンゼン（溶媒）に、濃度が１．０重
量％となるように溶解させて溶液を得た。２５℃（溶液
吐出時の温度）でのドデシルベンゼンに対するターチオ
フェンの飽和濃度は１．０重量％である。したがって、
この溶液は吐出時にターチオフェンが飽和状態となる。
【００５６】この溶液を用い、基板として表面に金を有
するものを用い、第１の自己組織化膜５を形成する際に
下記の（９）式で示される液状の2,2':5',2":5",2'''−
クォーターチオフェン−5,5'''−ジイルビスりん酸をベ
ンジルトリエトキシシランの代わりに用いた以外は、全
て第２実施形態と同じ方法を行った。
するものを用い、第１の自己組織化膜５を形成する際に
下記の（９）式で示される液状の2,2':5',2":5",2'''−
クォーターチオフェン−5,5'''−ジイルビスりん酸をベ
ンジルトリエトキシシランの代わりに用いた以外は、全
て第２実施形態と同じ方法を行った。
【００５７】
【化９】
【００５８】その結果、６時間後に密閉空間から取り出
したシリコン基板１には、図１（ｆ）に示すように、シ
リコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成されてい
る部分にのみ、直径２０μｍの円形のターチオフェン薄
膜（厚さ０．１μｍ）が、略単結晶の状態で形成されて
いた。すなわち、基板上に、第１の自己組織化膜５と同
じパターンでターチオフェン薄膜が形成された。なお、
ターチオフェン結晶性薄膜は、各種電子デバイス用の半
導体膜として好適に使用可能な機能性薄膜である。ま
た、オリゴチオフェン単結晶薄膜は、有機ＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）を構成する機能性薄膜として好適に使用
可能である。 ＜第５実施形態＞この第５実施形態も、第２実施形態と
同様に、前記結晶性薄膜の形成方法を行う際に、本発明
の方法を適用した実施形態である。
したシリコン基板１には、図１（ｆ）に示すように、シ
リコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成されてい
る部分にのみ、直径２０μｍの円形のターチオフェン薄
膜（厚さ０．１μｍ）が、略単結晶の状態で形成されて
いた。すなわち、基板上に、第１の自己組織化膜５と同
じパターンでターチオフェン薄膜が形成された。なお、
ターチオフェン結晶性薄膜は、各種電子デバイス用の半
導体膜として好適に使用可能な機能性薄膜である。ま
た、オリゴチオフェン単結晶薄膜は、有機ＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）を構成する機能性薄膜として好適に使用
可能である。 ＜第５実施形態＞この第５実施形態も、第２実施形態と
同様に、前記結晶性薄膜の形成方法を行う際に、本発明
の方法を適用した実施形態である。
【００５９】前記化学式（６）で示される構造の2,2':
5',2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデヒ
ド（ターチオフェンの誘導体、薄膜形成材料）を、ジメ
チルホルムアミド（溶媒）に、濃度が１．０重量％とな
るように溶解させて溶液を得た。２５℃（溶液吐出時の
温度）でのジメチルホルムアミドに対する前記誘導体の
飽和濃度は１．０重量％である。したがって、この溶液
は、吐出時に前記誘導体が飽和状態となる。
5',2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデヒ
ド（ターチオフェンの誘導体、薄膜形成材料）を、ジメ
チルホルムアミド（溶媒）に、濃度が１．０重量％とな
るように溶解させて溶液を得た。２５℃（溶液吐出時の
温度）でのジメチルホルムアミドに対する前記誘導体の
飽和濃度は１．０重量％である。したがって、この溶液
は、吐出時に前記誘導体が飽和状態となる。
【００６０】この溶液を用いた以外は全て第４実施形態
と同じ方法を行った。その結果、６時間後に密閉空間か
ら取り出したシリコン基板１には、図１（ｆ）に示すよ
うに、シリコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成
されている部分にのみ、直径２０μｍの円形の2,2':5',
2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデヒド薄
膜（厚さ０．１μｍ）が、略単結晶の状態で形成されて
いた。すなわち、基板上に、第１の自己組織化膜５と同
じパターンで2,2':5',2"−ターチオフェン−5,5"−ジカ
ルボキシアルデヒド薄膜が形成された。なお、2,2':5',
2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデヒド結
晶性薄膜は、各種電子デバイス用の半導体膜として好適
に使用可能な機能性薄膜である。
と同じ方法を行った。その結果、６時間後に密閉空間か
ら取り出したシリコン基板１には、図１（ｆ）に示すよ
うに、シリコン基板１上の第１の自己組織化膜５が形成
されている部分にのみ、直径２０μｍの円形の2,2':5',
2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデヒド薄
膜（厚さ０．１μｍ）が、略単結晶の状態で形成されて
いた。すなわち、基板上に、第１の自己組織化膜５と同
じパターンで2,2':5',2"−ターチオフェン−5,5"−ジカ
ルボキシアルデヒド薄膜が形成された。なお、2,2':5',
2"−ターチオフェン−5,5"−ジカルボキシアルデヒド結
晶性薄膜は、各種電子デバイス用の半導体膜として好適
に使用可能な機能性薄膜である。
【００６１】本発明の形成方法により形成された結晶性
薄膜は、各種電子デバイス（トランジスタ、ダイオー
ド、キャパシタ、有機ELにおける発光層、ホール注入／
輸送層等）用の半導体膜として好適に使用できる。ま
た、本発明の方法で薄膜形成がなされた電子デバイスを
備えた表示装置としては、液晶表示装置や有機ＥＬ表示
装置等が挙げられる。これらの表示装置は、例えば、図
３に示す各種電子機器に適用することができる。
薄膜は、各種電子デバイス（トランジスタ、ダイオー
ド、キャパシタ、有機ELにおける発光層、ホール注入／
輸送層等）用の半導体膜として好適に使用できる。ま
た、本発明の方法で薄膜形成がなされた電子デバイスを
備えた表示装置としては、液晶表示装置や有機ＥＬ表示
装置等が挙げられる。これらの表示装置は、例えば、図
３に示す各種電子機器に適用することができる。
【００６２】図３（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜
視図である。図３（ａ）において、符号６００は携帯電
話本体を示し、符号６０１は前記表示装置を用いた表示
部を示している。図３（ｂ）は、ワープロ、パソコンな
どの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
図３（ｂ）において、符号７００は情報処理装置、符号
７０１はキーボードなどの入力部、符号７０３は情報処
理装置本体、符号７０２は前記表示装置を用いた表示部
を示している。
視図である。図３（ａ）において、符号６００は携帯電
話本体を示し、符号６０１は前記表示装置を用いた表示
部を示している。図３（ｂ）は、ワープロ、パソコンな
どの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
図３（ｂ）において、符号７００は情報処理装置、符号
７０１はキーボードなどの入力部、符号７０３は情報処
理装置本体、符号７０２は前記表示装置を用いた表示部
を示している。
【００６３】図３（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を
示した斜視図である。図３（ｃ）において、符号８００
は時計本体を示し、符号８０１は前記表示装置を用いた
表示部を示している。図３（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞ
れの電子機器は、前記実施形態の方法で形成された結晶
性薄膜を半導体膜として使用した電子デバイスを備えた
表示装置を表示部として備えたものであり、本発明の薄
膜形成方法の特徴を有する。そのため、本発明の薄膜形
成方法によれば、これらの電子機器の製造方法を容易に
することができる。
示した斜視図である。図３（ｃ）において、符号８００
は時計本体を示し、符号８０１は前記表示装置を用いた
表示部を示している。図３（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞ
れの電子機器は、前記実施形態の方法で形成された結晶
性薄膜を半導体膜として使用した電子デバイスを備えた
表示装置を表示部として備えたものであり、本発明の薄
膜形成方法の特徴を有する。そのため、本発明の薄膜形
成方法によれば、これらの電子機器の製造方法を容易に
することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、低分子化合物の薄膜が形成できるようになる。ま
た、本発明の方法を、インクジェット法等によりパター
ン状の結晶性薄膜を形成する方法に適用することによっ
て、結晶性薄膜がパターンに応じた基板上の所定位置に
安定的に形成され易くなる。その結果、パターン状の結
晶性薄膜を容易に形成できるようになる。
れば、低分子化合物の薄膜が形成できるようになる。ま
た、本発明の方法を、インクジェット法等によりパター
ン状の結晶性薄膜を形成する方法に適用することによっ
て、結晶性薄膜がパターンに応じた基板上の所定位置に
安定的に形成され易くなる。その結果、パターン状の結
晶性薄膜を容易に形成できるようになる。
【図１】 本発明の実施形態で行う各工程を説明する断
面図である。
面図である。
【図２】 図１（ｄ）および（ｅ）の状態を説明する平
面図である。
面図である。
【図３】 本発明の方法で薄膜形成がなされた電子デバ
イスを備えた表示装置を有する電子機器の例を示す斜視
図である。
イスを備えた表示装置を有する電子機器の例を示す斜視
図である。
１…シリコン基板、２…紫外光、３…第２の自己組織化
膜、３ａ…第２の自己組織化膜の薄膜形成領域に対応す
る部分、３ｂ…開口部、３０…第２の領域（第２の自己
組織化膜が形成された領域）、４ａ…光透過部、４…フ
ォトマスク、５…第１の自己組織化膜、５０…第１の領
域（第１の自己組織化膜が形成された領域）、６…ｐ−
ターフェニル薄膜、６０…液滴、６００…携帯電話本
体、６０１…表示部、７００…情報処理装置、７０１…
入力部、７０３…情報処理装置本体、７０２…表示部、
８００…時計本体、８０１…表示部
膜、３ａ…第２の自己組織化膜の薄膜形成領域に対応す
る部分、３ｂ…開口部、３０…第２の領域（第２の自己
組織化膜が形成された領域）、４ａ…光透過部、４…フ
ォトマスク、５…第１の自己組織化膜、５０…第１の領
域（第１の自己組織化膜が形成された領域）、６…ｐ−
ターフェニル薄膜、６０…液滴、６００…携帯電話本
体、６０１…表示部、７００…情報処理装置、７０１…
入力部、７０３…情報処理装置本体、７０２…表示部、
８００…時計本体、８０１…表示部
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０１Ｌ 29/28
Ｆターム(参考） 3K007 AB18 DB03 FA01
4J032 BA03 BA04 BA05 BB01 CA03
CA22 CA54 CB01 CG01 CG06
5F053 AA50 DD19 FF01 HH01 LL10
RR01
Claims (9)
- 【請求項１】 薄膜形成材料が溶媒に溶解している溶液
を吐出することにより、前記溶液の液滴を基板上に配置
し、前記液滴から溶媒を蒸発させることにより前記基板
上に薄膜を形成する方法において、 前記基板上を前記薄膜形成材料との親和性を有する表面
状態に処理した後に、前記溶液の吐出を行うことを特徴
とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記基板上に自己組織化膜を形成するこ
とにより、前記基板上を前記薄膜形成材料との親和性を
有する表面状態に処理する請求項１記載の薄膜形成方
法。 - 【請求項３】 前記自己組織化膜を構成する分子は、前
記薄膜形成材料を構成する分子と共通の原子団を有する
請求項２記載の薄膜形成方法。 - 【請求項４】 前記薄膜形成材料はオリゴフェニレンま
たはその誘導体であり、前記自己組織化膜を構成する分
子はベンゼン環を有する請求項３記載の薄膜形成方法。 - 【請求項５】 前記薄膜形成材料はオリゴチオフェンま
たはその誘導体であり、前記自己組織化膜を構成する分
子はチオフェン環を有する請求項３記載の薄膜形成方
法。 - 【請求項６】 薄膜形成材料が溶媒に溶解している溶液
を吐出することにより、前記溶液の液滴を基板上に配置
し、前記液滴から溶媒を蒸発させることにより前記基板
上に薄膜を形成する方法において、 前記基板上に、前記薄膜形成材料との親和性が高い表面
状態の第１の領域と、前記薄膜形成材料との親和性が低
い表面状態の第２の領域とを形成し、 前記第１の領域上に当該領域全体を覆う液滴が形成され
るように、前記溶液の吐出を行うことを特徴とする薄膜
形成方法。 - 【請求項７】 前記第１の領域および第２の領域に対す
る前記溶液の親和性が接触角の差で１０°以内である請
求項６記載の薄膜形成方法。 - 【請求項８】 基板上に、薄膜形成材料を構成する分子
と共通の原子団を有する分子からなる第１の自己組織化
膜を形成することで、前記第１の領域を設け、 基板上に、前記第１の自己組織化膜とは異なる分子から
なる第２の自己組織化膜を形成することにより、前記第
２の領域を設ける請求項６記載の薄膜形成方法。 - 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
方法で薄膜を形成する工程を有する電子デバイスの形成
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002266958A JP4419373B2 (ja) | 2001-10-10 | 2002-09-12 | 薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法 |
| US10/267,638 US6916506B2 (en) | 2001-10-10 | 2002-10-10 | Method for forming thin film and method for forming electronic device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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