JP2008183702A - パターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法 - Google Patents

パターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2008183702A
JP2008183702A JP2007274254A JP2007274254A JP2008183702A JP 2008183702 A JP2008183702 A JP 2008183702A JP 2007274254 A JP2007274254 A JP 2007274254A JP 2007274254 A JP2007274254 A JP 2007274254A JP 2008183702 A JP2008183702 A JP 2008183702A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nanocrystal
group
nanocrystals
substrate
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007274254A
Other languages
English (en)
Inventor
Seisai Sai
誠 宰 崔
Kyung-Sang Cho
慶 相 趙
Jai-Young Choi
在 榮 崔
Dong Kee Yi
東 旗 李
Hyeon Jin Shin
鉉 振 申
Zenbi In
善 美 尹
Jong Hyun Lee
鍾 賢 李
Duk Young Jung
徳 永 鄭
Geun Tae Cho
根 泰 趙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JP2008183702A publication Critical patent/JP2008183702A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/30—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus preventing or obstructing access or passage, e.g. by means of barriers, spikes, cords, obstacles or sprinkled water
    • A01M29/32—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus preventing or obstructing access or passage, e.g. by means of barriers, spikes, cords, obstacles or sprinkled water specially adapted for birds, e.g. spikes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/18—Deposition of organic active material using non-liquid printing techniques, e.g. thermal transfer printing from a donor sheet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/24413—Metal or metal compound
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24628—Nonplanar uniform thickness material
    • Y10T428/24669—Aligned or parallel nonplanarities
    • Y10T428/24678—Waffle-form

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

【課題】パターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターン形成方法を提供する。
【解決手段】基板上に無機物層が形成されているパターン形成用基板であって、前記無機物層の表面上を、一端にはナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端には前記無機物層に対して親和性を有する官能基を有する二官能性化合物でコーティングすることによって形成される表面改質層を含むことを特徴とするパターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、パターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法に関し、さらに詳細には、改質された表面を有する無機物層を含むパターン形成用基板であって、前記無機物層の表面を、一端にはナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端には無機物層に対して親和性を有する官能基を有する二官能性化合物でコーティングすることによって形成される表面改質層を含むことを特徴とするパターン形成用基板、およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法に関する。
ナノ結晶は、わずか数ナノメートル断面を有する単結晶粒子である。ナノ結晶は単位体積当たりの表面積が大きいため、ナノ結晶の大部分の原子はナノ結晶の表面に存在する。また、この構造特性により、ナノ結晶は量子閉じ込め効果や、ナノ結晶の構成原子固有の特性とは異なる独特の電気的、磁気的、光学的、化学的、および機械的特性を有する。特に、半導体ナノ結晶は、発光効率が高くＰＬスペクトルの半値幅が小さいため、発光物質として有利である。この点から、各種の電界発光素子や、ディスプレイ素子の発光層物質として注目を集めている。
例えば、図１ａに示すように、従来の電界発光素子は、基板上にカソード１０、電子輸送層２０、ナノ結晶発光層３０、正孔輸送層４０、およびアノード５０が順次に積層された構造を有する。ナノ結晶を各種ディスプレイ素子の発光層物質として適用するためには、図１ｂに示すように、ナノ結晶発光層３０をＲＧＢのそれぞれの波長に対応するナノ結晶パターンへパターニングする必要がある。さらに、最近のディスプレイ素子の軽薄短小化の傾向に伴って、パターン微細化への要求が増加しつつある。
ナノ結晶のパターン形成のための技術を見出すために、ここ数年間インクジェットプリンティングや自己組織化法などの様々な方法が研究されてきている。しかし、最近では、将来のナノデバイス用の超微細パターン形成技術として、ナノインプリンティングリソグラフィ（ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＮＩＬ）技術が半導体産業をはじめとする多くの分野で大きな注目を集めている。ナノインプリンティングリソグラフィは、低コストで単純な工程によって高解像度の微細パターンを基板上に転写することができ、経済的で効果的にナノ結晶パターンを形成することができる。
ナノインプリンティング法は、パターニングされたスタンプ上にナノ結晶薄膜を形成した後、所望の基板上に繰り返しスタンピングすることによってナノ結晶のパターンを形成できる便利な方法である。例えば、ナノインプリンティング法によれば、無機電界発光（ＥＬ）素子などの無機物層上に、パターニングされたナノ結晶薄膜を形成することができる。このようにナノインプリンティング法によってパターニングされたナノ結晶薄膜は、無機ＥＬ素子、バックライトユニット、ナノバイオ素子など広範囲に用いられうる。
ナノインプリンティング法において、より安定的に所望のパターンを形成するための研究が進んでいる。ナノインプリンティング法において最も重要なのは、基板上にナノ結晶を所望のパターンで効率的かつ確実に転写することである。すなわち、もし、スタンプ上に形成されたナノ結晶薄膜と、ナノ結晶薄膜が転写される基板上の無機物層との間の強い引力がない場合、薄膜はほとんど転写されずスタンプに残る。そのため、基板上に均一なナノ結晶パターンを転写することが不可能となる。また、ナノ結晶薄膜を基板上に確実に転写したとしても、後続の工程においてナノ結晶が脱落し、本来の均一な薄膜状態を維持できないという問題があった。
このような問題を解決するために、スタンプの表面を改質する方法などが研究されてきたが、スタンプ表面を改質する方法は非常に複雑であるという問題があった。
本発明は、上記のような問題を解決するためのものであって、その目的は、スタンプ上に形成されたナノ結晶薄膜との優れた親和力によって、ナノインプリンティング法によるパターン転写時の転写効率を向上させうるパターン形成用基板を提供することにある。
本発明の他の目的は、ナノ結晶パターンが形成されるべき無機物層の表面を、二官能性化合物で表面処理することによって、ナノインプリンティング法を実施する際にナノ結晶薄膜が容易に転写されるようにし、ナノ結晶薄膜の信頼性を向上させうる、ナノ結晶パターンを形成する方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、基板上に無機物層が形成されているパターン形成用基板であって、前記無機物層の表面上を、一端にはナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端には前記無機物層に対して親和性を有する官能基を有する二官能性化合物でコーティングすることによって形成される表面改質層を含むことを特徴とするパターン形成用基板を提供する。
本発明において、前記二官能性化合物は、自己組織化単分子膜を形成しうる化合物であることが好ましく、下記化学式（１）で表される化合物であることがより好ましい。
前記化学式（１）中、Ａは、アセチル基、アセチルオキシ基、ホスフィン基、ホスホン酸基、ヒドロキシ基、ビニル基、アミド基、フェニル基、アミノ基、アクリル基、シラン基、シアノ基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基であり、Ｘは、炭素数１〜２０の直鎖状または分岐状の炭素鎖、Ｂは、カルボキシル酸基、アミノ基、ホスフィン基、ホスホン酸基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基である。
前記二官能性化合物は、２−カルボキシエチルホスホン酸、メルカプト酢酸、メルカプトヘキサノールおよびシスチアミンからなる群より選択される少なくとも１種の化合物が好ましい。
また、本発明は、ナノスケールの凹凸パターンが形成され、表面上にナノ結晶がコーティングされているスタンプに対して、無機物層を有するパターン形成用基板を接触させるかまたはプレスすることによってナノ結晶パターンを転写して、前記パターン形成用基板上にナノ結晶パターンを形成する方法であって、一端には前記ナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端には前記無機物層に対して親和性を有する官能基を有する二官能性化合物を用いて、前記無機物層の表面を処理する段階を含むことを特徴とする、ナノ結晶パターンを形成する方法を提供する。
本発明のナノ結晶パターンを形成する方法は、パターン形成用基板上に形成されるナノ結晶パターンに対応するパターンを有するスタンプを準備する段階と、パターニングされた前記スタンプの表面上にナノ結晶をコーティングしてナノ結晶薄膜を形成する段階と、二官能性化合物を用いて前記パターン形成用基板上の無機物層の表面を処理する段階と、表面処理された前記パターン形成用基板に前記スタンプを接触させてナノ結晶パターンを転写する段階と、をさらに含むことが好ましい。
本発明によれば、微細なナノ結晶パターンを単純な工程および安価な装置によって一括して基板上に転写でき、大面積の極微細パターンを形成することが可能になる。
また、本発明によれば、スタンピング時に転写効率を向上させ、素子製造の後工程で、ナノ結晶パターンが損傷されないように、パターン化したナノ結晶薄膜を支持し、ナノ結晶発光層の信頼性を向上させることができる。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明についてより詳細に説明する。
本発明の一実施形態によれば、本発明は、基板上に無機物層が形成されているパターン形成用基板であって、前記無機物層の表面に、一端にはナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端には前記無機物層に対して親和性を有する官能基を有する二官能性化合物でコーティングすることによって形成される表面改質層を含むことを特徴とする、パターン形成用基板を提供する。
このような本発明の基板は、ナノインプリンティング法によるナノ結晶パターンの形成時に用いられうる。例えば、得ようとするパターンに対してネガティブパターンのプロファイルを有するパターニングされたスタンプ上にナノ結晶薄膜を形成した後、これを、本発明の基板上にスタンピングすることによって、所望のパターンを含むナノ結晶薄膜が得ることができる。
該基板上の表面改質層の前記二官能性化合物は、分子の両端にそれぞれナノ結晶および無機物層の表面に対する結合基の役割を果たす官能基を有する。それゆえ、前記二官能性化合物は、無機物層およびナノ結晶薄膜の表面によく吸着される。したがって、前記二官能性化合物は、スタンピング時の転写効率を向上させ、また、素子製造の後工程でナノ結晶パターンが損傷されないように、パターニングされたナノ結晶薄膜を支持し、ナノ結晶発光層の信頼性を向上させることができる。
本発明において、前記表面改質層を構成する二官能性化合物は、自己組織化単分子膜を形成する化合物でありうる。前記二官能性化合物が自己組織化単分子膜を形成する化合物であれば、前記二官能性化合物と基板表面との間の化学反応を利用することによって、安定した自己組織化単分子膜が基板上に形成されうる。
図２は、本発明の一実施形態によるパターン形成用基板の概略断面図である。図２を参照すれば、本発明のパターン形成用基板は、基板１１０、基板上に形成された無機物層１２０、および無機物層１２０上に形成された表面改質層１３０を含む。
本発明において、基板１１０は、通常の電子素子に用いられるいかなる基板であっても良いが、透明性、表面平滑性、取扱い容易性および防水性に優れたガラス基板、シリコン基板および透明プラスチック基板からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。より具体的な例としては、水晶基板またはガラス基板などの透明無機基板、シリコン基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板、ポリカーボネート基板、ポリスチレン基板、ポリプロピレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）基板などの透明プラスチック基板、またはこれらの２種以上の組合せが挙げられる。前記基板の厚さは、０．３〜１．１ｍｍであることが好ましい。
該基板上には、電極の材料として導電性金属、金属酸化物または導電性高分子などの導電性物質がコーティングされていることが好ましい。前記導電性金属または前記金属酸化物の具体的な例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、またはこれらの２種以上の組合せなどが挙げられる。前記導電性高分子の非制限的な例としては、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）／ＰＳＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、またはこれらの２種以上の組合せなどが挙げられる。
基板１１０上に形成される無機物層１２０は、金属酸化物および金属窒化物からなる群より選択される少なくとも１種の物質から形成されることが好ましい。本発明のパターン形成用基板が、例えば電界発光素子に用いられる場合、前記無機物層１２０は、電子を注入するカソードとしての役割を果たしうる。この無機物層１２０の形成物質の例としては、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、もしくはＺｒＳｉＯ４などの金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４などの金属窒化物、またはこれらの２種以上の組合せが好ましく挙げられる。しかし、必ずしもこれらに限定されるわけではない。
前記無機物層１２０の厚さは、好ましくは１〜１０００ｎｍである。前記無機物層１２０の厚さが１ｎｍ未満であると、前記無機物層の物性が均一にならない場合がある。前記無機物層１２０の厚さが１０００ｎｍを超えると、電子の流れを妨げる場合がある。
本発明において、表面改質層１３０は、ナノ結晶および無機物層の表面に対して親和性を有する二官能性化合物で構成されることが好ましい。このような二官能性化合物は、自己組織化単分子膜を形成しうる化合物であることが好ましく、下記化学式（１）で表される化合物であることがより好ましい。
前記化学式（１）中、Ａは、アセチル基、アセチルオキシ基、ホスフィン基、ホスホン酸基、ヒドロキシ基、ビニル基、アミド基、フェニル基、アミノ基、アクリル基、シラン基、シアノ基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基であり、Ｘは、炭素数１〜２０の直鎖状または分岐状の炭素鎖であり、Ｂは、カルボン酸基、アミノ基、ホスフィン基、ホスホン酸基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基である。
上記化学式（１）の二官能性化合物において、Ａは、無機物層への親和性を有する官能基であり、Ｂは、ナノ粒子への親和性を有する官能基である。このように前記二官能性化合物は、一端にはホスホン酸基のようなナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端にはカルボン酸のような無機物層の表面に対して親和性を有する官能基を有する。したがって、前記二官能性化合物は、金属酸化物などから形成される無機物層および半導体ナノ結晶のいずれにも強く親和することができる。これにより、スタンプ上のナノ結晶薄膜を基板上の無機物層に転写する場合、前記二官能性化合物は、転写効率を増加させるだけでなく、ナノ結晶薄膜の接触より後の工程において発生するパターンの損傷を防止する役割を果たすことができる。
前記化学式（１）で表される二官能性化合物の例としては、２−カルボキシメチルホスホン酸、２−カルボキシエチルホスホン酸、２−カルボキシプロピルホスホン酸、２−カルボキシブチルホスホン酸、メルカプト酢酸、メルカプトヘキサノール、またはシスチアミンなどが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。これらの中でも、２−カルボキシエチルホスホン酸、メルカプト酢酸、メルカプトヘキサノールおよびシスチアミンからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。しかし、必ずしもこれらに限定されるわけではない。
前記表面改質層１３０の厚さは、好ましくは２〜２０ｎｍである。前記表面改質層１３０の厚さが２ｎｍ未満であると、前記表面改質層の物性が均一にならない場合がある。前記表面改質層１３０の厚さが２０ｎｍを超えると、電子の流れを妨げる場合がある。
本発明によるパターン形成用基板は、発光層の形成材料としてナノ結晶が用いられている各種の電子素子に用いることができる。さらに、本発明のパターン形成用基板は、ＭＯＳＦＥＴ、単電子メモリ、回折格子などの電子デバイス、パターンドメディア、バイオチップ、またはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）などの広範囲な電子素子において用いられることができる。
例えば、本発明のパターン形成用基板は、有機電界発光素子または無機電界発光素子に用いられうる。この電界発光素子は、正孔輸送層と電子輸送層との間に、別の独立したナノ結晶発光層を含む。このような電界発光素子は、図１に示すように、基板上に形成された導電性物質からなるカソード１０、カソード１０上に形成された電子輸送層２０、電子輸送層２０上に形成されナノ結晶からなるナノ結晶発光層３０、ナノ結晶発光層３０上に形成される正孔輸送層４０およびアノード５０を含む。
前記電界発光素子の２つの電極に電圧が印加されると、アノード５０から正孔が正孔輸送層４０に注入され、カソード１０から電子が電子輸送層２０に注入される。電子と正孔とが結合すると励起子が形成され、この励起子が再結合しながら発光する。アノード５０と正孔輸送層４０との間には正孔注入層が設けられてもよく、正孔輸送層４０とナノ結晶発光層３０との間には電子抑制層、正孔抑制層または電子／正孔抑制層が設けられてもよく、ナノ結晶発光層３０と電子輸送層２０との間には電子抑制層、正孔抑制層または電子／正孔抑制層が設けられてもよい。
前記正孔輸送層４０の形成材料は、通常用いられるいかなる物質でもあってよい。その具体的な例としては、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリフェニレンビニレンもしくはその誘導体、ポリパラフェニレンもしくはその誘導体、ポリメタクリレートもしくはその誘導体、ポリ（９，９−オクチルフルオレン）もしくはその誘導体、ポリスピロフルオレンもしくはその誘導体、またはこれらの２種以上の組合せが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
電子輸送層２０の形成物質は、通常用いられるいかなる物質であってもよい。その具体的な例としては、例えば、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール系化合物、オキシジアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、ペリレン系化合物、Ａｌｑ３（ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ（ＩＩＩ））、Ｂａｌｑ、Ｓａｌｑ、Ａｌｍｑ３などのアルミニウム錯体、またはこれらの２種以上の組合せが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
電子抑制層、正孔抑制層または電子／正孔抑制層の形成材料は、通常用いられるいかなる物質であってもよい。その具体的な例としては、例えば、ＴＡＺ（３−（Ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｙｌ）−４−ｐｈｅｎｙｌ−５−（４−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）−１，２，４−ｔｒｉａｚｏｌｅ）、ＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、フェナントロリン系化合物、イミダゾール系化合物、トリアゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、またはアルミニウム錯体などが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
カソード１０の形成材料の例としては、電子注入が容易な仕事関数の小さい金属、例えば、Ｃａ、Ｂａ、Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＢａＦ２／Ａｌ、ＢａＦ２／Ｃａ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｇ：Ｍｇ合金、またはこれらの２種以上の組合せが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
本発明で用いられるナノ結晶は、金属ナノ結晶、半導体ナノ結晶などの湿式工程で合成される大部分のナノ結晶を含む。その具体的な例としては、Ａｕナノ結晶、Ａｇナノ結晶、Ｐｔナノ結晶、Ｐｄナノ結晶、Ｃｏナノ結晶、Ｃｕナノ結晶、Ｍｏナノ結晶もしくはこれらナノ結晶のナノ結晶合金などの金属ナノ結晶、ＣｄＳナノ結晶、ＣｄＳｅナノ結晶、ＣｄＴｅナノ結晶、ＺｎＳナノ結晶、ＺｎＳｅナノ結晶、ＺｎＴｅナノ結晶、ＨｇＳナノ結晶、ＨｇＳｅナノ結晶、ＨｇＴｅナノ結晶、ＣｄＳｅ／ＺｎＳナノ結晶、もしくはこれらナノ結晶の混合物などのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶、ＧａＮナノ結晶、ＧａＰナノ結晶、ＧａＡｓナノ結晶、ＩｎＰナノ結晶、ＩｎＡｓナノ結晶、もしくはこれらナノ結晶の混合物などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ結晶、またはＰｂＳナノ結晶、ＰｂＳｅナノ結晶、ＰｂＴｅナノ結晶もしくはこれらナノ結晶の混合物などが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
本発明は、また、ナノ結晶パターンを形成する方法を提供する。
本発明によるナノ結晶パターンを形成する方法は、ナノスケールの凹凸パターンが形成され、表面上にナノ結晶がコーティングされているスタンプに対して、無機物層を有するパターン形成用基板を接触させるかまたはプレスすることによってナノ結晶パターンを転写し、前記パターン形成用基板上にナノ結晶パターンを形成する方法であって、一端にはナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、かつ他端には前記無機物層に対して親和性を有する官能基を有する二官能性化合物を用いて、前記無機物層の表面を処理する段階を含むことを特徴とする。
本発明の方法によれば、マイクロスケールまたはナノスケールのナノ結晶パターンを簡単に形成できる。それにより、本発明の方法は、電界発光素子、ディスプレイ素子などの電子分野だけでなく、化学やバイオの分野においても活用可能となる。
図３ａは、本発明の一実施形態によるナノ結晶パターンを形成する方法を説明するための模式図であり、図３ｂは、図３ａに示す方法においてスタンプと基板とを接触させる段階を詳細に説明する模式図である。以下、図３ａおよび図３ｂを参照しながら、本発明の方法について詳細に説明する。
本発明において、パターン形成用基板上にナノ結晶パターンを形成するためには、まず、パターン形成用基板上に形成すべきナノ結晶パターンに対応するパターンが形成されたスタンプ２００を用意する。前記スタンプ２００は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリイミド（ＰＩ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群より選択される少なくとも１種の材料から形成されることが好ましく、ポリジメチルシロキサンから形成されることがより好ましい。ポリジメチルシロキサンは、それ自体が透明であり、高分子材料に対して反応性が低く高分子材料との界面エネルギーが小さく、弾性に優れているため、不均一な表面においても一定な接触を維持でき、パターン形成後にパターンの歪み無しで分離できるという長所を有する。
スタンプ２００を準備する場合、パターン形成用基板上に形成しようとするパターンに対して、ネガティブパターンのプロファイルを有するパターンをスタンプ２００上に形成する。次に、パターンの表面にナノ結晶をコーティングしてパターニングされたスタンプ上にナノ結晶薄膜２２０を形成する。この際、用いられるナノ結晶の例としては、Ａｕナノ結晶、Ａｇナノ結晶、Ｐｔナノ結晶、Ｐｄナノ結晶、Ｃｏナノ結晶、Ｃｕナノ結晶、Ｍｏナノ結晶もしくはこれらナノ結晶のナノ結晶合金などの金属ナノ結晶、ＣｄＳナノ結晶、ＣｄＳｅナノ結晶、ＣｄＴｅナノ結晶、ＺｎＳナノ結晶、ＺｎＳｅナノ結晶、ＺｎＴｅナノ結晶、ＨｇＳナノ結晶、ＨｇＳｅナノ結晶、ＨｇＴｅナノ結晶ＣｄＳｅ／ＺｎＳナノ結晶、もしくはこれらナノ結晶の２種以上の混合物などのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ナノ結晶、ＧａＮナノ結晶、ＧａＰナノ結晶、ＧａＡｓナノ結晶、ＩｎＰナノ結晶、ＩｎＡｓナノ結晶もしくはこれらナノ結晶の混合物などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ結晶、または、ＰｂＳナノ結晶、ＰｂＳｅナノ結晶、ＰｂＴｅナノ結晶もしくはこれらナノ結晶の混合物などが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。しかし、必ずしもこれらに限定されるわけではない。
パターニングされたスタンプ２００上にナノ結晶薄膜２２０を形成する方法は、特に制限されず、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、またはブレードコーティング法などの従来公知の方法を用いることができる。
前記ナノ結晶薄膜２２０の厚さは、好ましくは１０〜１０００ｎｍである。前記ナノ結晶薄膜２２０の厚さが１０ｎｍ未満であると、前記ナノ結晶薄膜の物性が均一にならない場合がある。前記ナノ結晶薄膜２２０の厚さが１０００ｎｍを超えると、電子および正孔の移動を妨げ、発光効率が低下する場合がある。
前記スタンプ２００とは別に、ナノ結晶パターンを形成すべきパターン形成用基板を用意する。パターン形成用基板は、ガラス基板、シリコン基板または透明プラスチック基板などの基板１１０に対して導電性物質をコーティングした後、金属酸化物および金属窒化物のいずれか一方または両方をゾル−ゲル法、スピンコーティング法、プリンティング法、キャスティング法、もしくはスプレーコーティング法などの溶液コーティング法、または化学気相成長法（ＣＶＤ）、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、もしくは真空蒸着法などの気相コーティング法によって成膜し、無機物層１２０を形成し、次いで、基板１１０上に形成された無機物層１２０の表面を、二官能性化合物を用いて処理して表面改質層１３０を形成することによって得られる。
この際、用いられる前記二官能性化合物は、分子の両端にナノ結晶に対して親和性を有する官能基と無機物層に対して親和性を有する官能基とを有する化合物であり、下記化学式（１）で表される二官能性化合物を用いることが好ましい。
前記化学式（１）中、Ａは、アセチル基、アセチルオキシ基、ホスフィン基、ホスホン酸基、ヒドロキシ基、ビニル基、アミド基、フェニル基、アミノ基、アクリル基、シラン基、シアノ基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基であり、Ｘは、炭素数１〜２０の直鎖状または分岐状の炭素鎖であり、Ｂは、カルボン酸基、アミノ基、ホスフィン基、ホスホン酸基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基である。
前記二官能性化合物の非制限的な例としては、例えば、２−カルボキシメチルホスホン酸、２−カルボキシエチルホスホン酸、２−カルボキシプロピルホスホン酸、２−カルボキシブチルホスホン酸、メルカプト酢酸、メルカプトヘキサノール、またはシスチアミンなどが好ましく挙げられ、これらは単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。これらの中でも、２−カルボキシエチルホスホン酸、メルカプト酢酸、メルカプトヘキサノールおよびシスチアミンからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。しかし、必ずしもこれらに限定されるわけではない。
無機物層１２０の表面を、前記二官能性化合物を用いて表面処理して表面改質層１３０を形成する方法は、特に制限されず、例えば、溶液コーティング法または気相コーティング法などの、従来公知の方法が採用されうる。前記溶液コーティング法によって処理する場合には、前記二官能性化合物を水、有機溶媒またはこれらの混合溶媒に溶解して得られる溶液を用いる。前記溶液は、前記二官能性化合物を０．００１〜１０質量％含有することが好ましく、０．０１〜１質量％含有することがより好ましい。
前記有機溶媒の例としては、ピリジン、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、トルエン、クロロホルム、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、シクロへキセン、塩化メチレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、またはこれら有機溶媒の２種以上を混合した溶媒が好ましく挙げられる。しかし、必ずしもこれらに限定されるわけではない。
前記溶液を用いて、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、ディスペンス法、ゾル−ゲル法、プリンティング法、もしくはキャスティング法などの溶液コーティング法を行うか、または化学気相成長法（ＣＶＤ）もしくは真空蒸着法などの気相コーティング法を行うことによって、無機物層１２０の表面を処理する。該処理は、好ましくは１０〜１５０℃の温度で、１０分〜１時間行うことが好ましい。
前記スタンプと前記パターン形成用基板とを準備した後、二官能性化合物で表面処理された前記パターン形成用基板の表面に、スタンプを接触させるかまたはプレスすることによって実施されるスタンピングによって、ナノ結晶パターンを形成する。このスタンピングは、特に制限されず、例えば、スタンプを基板の上面に接触させて所定の圧力を加えた後、熱を加えるかまたは紫外線で露光する方法が採用されうる。あるいは、特別な熱処理またはＵＶ処理なしに、スタンプを基板に密着させて転写するマイクロコンタクトプリント法を用いてスタンピングを行っても良い（図３ｂ参照）。
本発明のナノ結晶パターンを形成する方法は、ナノ結晶を発光材料として用いる各種の電界発光素子やディスプレイ素子の製造の他、ナノスケールの金属酸化物半導体、ＭＯＳＦＥＴｓ、ＭＥＳＦＥＴ、高密度磁気記録装置、単電子トランジスタ、またはナノバイオ素子などの製造に適用されうる。
例えば、図４は、本発明の一実施形態によるナノ結晶パターンを形成する方法を用いた、電界発光素子の製造方法を説明する概略図である。図４を参照すれば、基板上に導電性物質がコーティングされて形成されたカソード４１０上に、金属酸化物などの無機物からなる電子輸送層４２０を形成する。続いて、この電子輸送層４２０の表面を上記のような二官能性化合物で処理し、表面改質層４３０を形成する。表面改質層４３０が形成された後、基板上に形成すべきパターンに対応するパターンを有し、表面にナノ結晶薄膜が形成されたスタンプを用いてスタンピングし、表面改質層４３０上にナノ結晶発光層４４０を形成する。ナノ結晶発光層４４０が形成されると、その上に正孔輸送層４５０およびアノード（図示せず）が形成される。
このようにして電界発光素子を製造する場合には、アノードと正孔輸送層４５０との間に正孔注入層を挿入してもよく、正孔輸送層４５０とナノ結晶発光層４４０との間に電子抑制層を挿入してもよく、ナノ結晶発光層４４０と電子輸送層４２０との間に正孔抑制層を挿入してもよい。
以下、本発明を下記の実施例によって、さらに詳細に説明する。下記の実施例は、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するためのものではない。
（実施例）
Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標） １８４（Ｄｏｗ ｃｏｒｎｉｎｇ社製）シリコンエラストマベースと硬化剤とを１０：１の質量比で２０ｍｌバイアルに入れ、５分間攪拌した。攪拌後真空ポンプで気泡を除去し、あらかじめ準備しておいたパターンが形成されたウエハ（ＬＧシルトロン社製）上に攪拌混合物を滴下し、８０℃のオーブンで１時間硬化してから剥がすことで、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から形成されたスタンプを得た。
ＣｄＳｅ／ＺｎＳナノ結晶（Ｅｖｉｄｏｔ、Ｅｖｉｄｅｎｔｔｅｃｈ社製、発光波長６００ｎｍ）が分散されたヘキサン溶液（濃度１質量％）を、イソプロピルアルコールで洗浄したＰＤＭＳから形成されたスタンプ上に滴下した後、４０００ｒｐｍで２０秒間スピンコーティングすることによって、ＰＤＭＳから形成されたスタンプ上にナノ粒子薄膜（厚さ１００ｎｍ）を形成した。
別途、ＩＴＯがパターニングされたガラス基板（ＩＴＯ層の厚さは２０ｎｍ）を用意し、中性洗剤、脱イオン水、水、およびイソプロピルアルコール（９９％）を用いて順次に洗浄した後、ＵＶ−オゾン処理（１０分間）を行った。続いて、５０ｍＭに希釈された２−カルボキシエチルホスホン酸（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）のエタノール溶液中に、前記ガラス基板を２時間浸し溶液を十分に吸着させた後、エタノールで洗浄し、１００℃で１０分間熱処理した。２−カルボキシエチルホスホン酸から形成された層の厚さは２ｎｍであった。ＣｄＳｅ／ＺｎＳナノ粒子薄膜が形成されたスタンプを、表面処理された前記ガラス基板に３０秒間接触させた後剥がして、１００℃で５分間熱処理し、ナノ結晶パターンが形成されたパターン形成用基板を得た。
（比較例）
２−カルボキシエチルホスホン酸による表面処理を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に実施してナノ結晶パターンが形成された基板を得た。
（評価）
（１）光学顕微鏡観察
実施例および比較例で得られたナノ結晶パターンが形成された基板に、３６５ｎｍの波長の光を１分間照射し、赤色光が発光する様子を光学顕微鏡で撮影して観察した。図５は、実施例で得られた基板を観察した写真であり、上段は二官能性化合物で処理した後の写真であり、下段は二官能性化合物で処理した後の基板をヘキサンで洗浄した後の写真である。図６は、比較例で得られた基板を観察した写真であり、上段は二官能性化合物で処理した後の写真であり、下段は二官能性化合物で処理した後の基板をヘキサンで洗浄した後の写真である。
図５および図６の写真を比較すると、実施例で得られた基板は、ヘキサン洗浄後にもナノ粒子が脱落せず均一なナノ粒子薄膜をそのまま維持しているのに対し、比較例の基板は、図６のＡで示した部分からわかるように、ヘキサン洗浄後に一部のナノ粒子が脱落し、不均一なナノ粒子薄膜が得られた。
（２）走査電子顕微鏡観察
実施例および比較例で得られたナノ結晶パターンの形成された基板を走査電子顕微鏡で観察し、その結果を図７および図８に示した。図７ａおよび７ｂは、実施例で得られたナノ結晶パターンの写真であり、図７ａは二官能性化合物で処理した後の写真であり、図７ｂは二官能性化合物で処理した後の基板をヘキサンで洗浄した後の写真である。図８ａおよび図８ｂは、比較例で得られたナノ結晶パターンの写真であり、図８ａは二官能性化合物で処理した後の写真であり、図８ｂは二官能性化合物で処理した後の基板をヘキサンで洗浄した後の写真である。
図７ａおよび図７ｂの写真から分かるように、実施例で得られた基板は、スタンピング時にナノ粒子薄膜の転写効率に優れているため、クラックがほとんどない均一なナノ粒子薄膜が転写されており、ヘキサンで洗浄した後にもクラックが少ないことが確認できた。これに対し、図８ａおよび図８ｂの写真から分かるように、比較例で得られた基板は、基板上に転写されたナノ粒子薄膜上に多くのクラックが観察され、ヘキサン洗浄後にはクラックがより大きくなることが確認された。
（３）発光スペクトル観察
実施例および比較例で得られたナノ結晶パターンが形成された基板の発光スペクトルを観察し、その結果を図９および図１０に示した。図９は、実施例で得た基板の発光スペクトルであり、図１０は、比較例で得られた基板の発光スペクトルである。
図９は、実施例で得られた基板に関するものであり、破線はスタンピング直後の測定結果であり、実線はヘキサンで洗浄した後の測定結果である。一方、図１０は、比較例で得られた基板に関するものであり、破線はスタンピング直後の測定結果であり、実線はヘキサンで洗浄した後の測定結果である。
図９および図１０を比較すると、実施例で得られた基板は、ヘキサン洗浄の前（スタンピング直後）と後とでは発光強度の変化がほとんどなかった。これに対し、比較例の基板は、ヘキサン洗浄の前（スタンピング直後）の発光強度は実施例の場合とほぼ同様であったが、ヘキサン洗浄後は発光強度が急激に減少することが確認された。
以上の結果から、無機物層の表面を二官能性化合物で表面処理した本発明の基板を用いてナノインプリンティング法を実施する場合には、ナノ粒子の転写効率が向上してクラックがほとんどない均一なナノ粒子薄膜が得られ、このナノ粒子薄膜は、洗浄などの後工程においても損傷されないことが確認できた。
従来の電界発光素子を示す概略断面図である。 図１ａの電界発光素子のナノ結晶パターンを示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態によるパターン形成用基板を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態によるナノ結晶パターン方法を説明する模式図である。 図３ａに示す方法においてスタンプと基板とを接触させる段階を詳細に説明する模式図である。 本発明の一実施形態によるナノ結晶パターンを形成する方法を用いた電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。 実施例で得られたパターン形成用基板の光学顕微鏡写真である。 比較例で得られたパターン形成用基板の光学顕微鏡写真である。 実施例で得られたパターン形成用基板の走査電子顕微鏡写真である。 実施例で得られたパターン形成用基板の走査電子顕微鏡写真である。 比較例で得られたパターン形成用基板の走査電子顕微鏡写真である。 比較例で得られたパターン形成用基板の走査電子顕微鏡写真である。 実施例で得られたパターン形成用基板の発光スペクトルである。 比較例で得られたパターン形成用基板の発光スペクトルである。
符号の説明
１０、４１０ カソード、
２０、４２０ 電子輸送層、
３０、４４０ ナノ結晶発光層、
４０、４５０ 正孔輸送層、
５０ アノード、
１１０ 基板、
１２０ 無機物層、
１３０、４３０ 表面改質層、
２００ スタンプ、
２２０ ナノ結晶薄膜。

Claims (24)

  1. 基板上に無機物層が形成されているパターン形成用基板であって、
    前記無機物層の表面上を、一端にはナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端には前記無機物層に対して親和性を有する官能基を有する二官能性化合物でコーティングすることによって形成される表面改質層を含むことを特徴とする、パターン形成用基板。
  2. 前記二官能性化合物は、自己組織化単分子膜を形成する化合物であることを特徴とする、請求項１に記載のパターン形成用基板。
  3. 前記二官能性化合物は、下記化学式（１）で表される化合物であることを特徴とする、請求項１または２に記載のパターン形成用基板；
    前記化学式（１）中、Ａはアセチル基、アセチルオキシ基、ホスフィン基、ホスホン酸基、ヒドロキシ基、ビニル基、アミド基、フェニル基、アミノ基、アクリル基、シラン基、シアノ基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基であり、
    Ｘは、炭素数１〜２０の直鎖状または分岐状の炭素鎖であり、
    Ｂは、カルボン酸基、アミノ基、ホスフィン基、ホスホン酸基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基である。
  4. 前記二官能性化合物は、２−カルボキシエチルホスホン酸、メルカプト酢酸、メルカプトヘキサノールおよびシスチアミンからなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項３に記載のパターン形成用基板。
  5. 前記基板は、ガラス基板、シリコン基板および透明プラスチック基板からなる群より選択される少なくとも１種であり、該基板上には導電性物質がコーティングされていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成用基板。
  6. 前記無機物層は、金属酸化物および金属窒化物からなる群より選択される少なくとも１種の物質から形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン形成用基板。
  7. 前記無機物層は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＳｉＯ４およびＳｉ３Ｎ４からなる群より選択される少なくとも１種の物質から形成されることを特徴とする、請求項６に記載のパターン形成用基板。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のパターン形成用基板およびナノ結晶発光層を含む電界発光素子。
  9. 前記電界発光素子が、無機電界発光素子または有機電界発光素子であることを特徴とする、請求項８に記載の電界発光素子。
  10. 前記ナノ結晶発光層は、Ａｕナノ結晶、Ａｇナノ結晶、Ｐｔナノ結晶、Ｐｄナノ結晶、Ｃｏナノ結晶、Ｃｕナノ結晶、Ｍｏナノ結晶およびこれらナノ結晶のナノ結晶合金、ＣｄＳナノ結晶、ＣｄＳｅナノ結晶、ＣｄＴｅナノ結晶、ＺｎＳナノ結晶、ＺｎＳｅナノ結晶、ＺｎＴｅナノ結晶、ＨｇＳナノ結晶、ＨｇＳｅナノ結晶、ＨｇＴｅナノ結晶、ＣｄＳｅ／ＺｎＳナノ結晶、ＧａＮナノ結晶、ＧａＰナノ結晶、ＧａＡｓナノ結晶、ＩｎＰナノ結晶、ＩｎＡｓナノ結晶、ＰｂＳナノ結晶、ＰｂＳｅナノ結晶ならびにＰｂＴｅナノ結晶からなる群より選択される少なくとも１種のナノ結晶を含むことを特徴とする、請求項８または９に記載の電界発光素子。
  11. ナノスケールの凹凸パターンが形成され、表面上にナノ結晶がコーティングされているスタンプに対して、無機物層を有するパターン形成用基板を接触させるかまたはプレスすることによってナノ結晶パターンを転写して、前記パターン形成用基板上にナノ結晶パターンを形成する方法であって、
    一端にはナノ結晶に対して親和性を有する官能基を有し、他端には前記無機物層に対して親和性を有する官能基を含む二官能性化合物を用いて、前記無機物層の表面を処理する段階を含むことを特徴とする、ナノ結晶パターンを形成する方法。
  12. パターン形成用基板上に形成されるナノ結晶パターンに対応するパターンを有するスタンプを準備する段階と、
    パターニングされた前記スタンプの表面上にナノ結晶をコーティングしてナノ結晶薄膜を形成する段階と、
    二官能性化合物を用いて、前記パターン形成用基板上の無機物層の表面を処理する段階と、
    表面処理された前記パターン形成用基板に前記スタンプを接触させるかまたはプレスしてナノ結晶パターンを転写する段階と、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記スタンプは、ポリジメチルシロキサン、ポリイミドおよびポリメチルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも１種の物質から形成されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
  14. 前記ナノ結晶は、Ａｕナノ結晶、Ａｇナノ結晶、Ｐｔナノ結晶、Ｐｄナノ結晶、Ｃｏナノ結晶、Ｃｕナノ結晶、Ｍｏナノ結晶およびこれらナノ結晶のナノ結晶合金、ＣｄＳナノ結晶、ＣｄＳｅナノ結晶、ＣｄＴｅナノ結晶、ＺｎＳナノ結晶、ＺｎＳｅナノ結晶、ＺｎＴｅナノ結晶、ＨｇＳナノ結晶、ＨｇＳｅナノ結晶、ＨｇＴｅナノ結晶、ＣｄＳｅ／ＺｎＳナノ結晶、ＧａＮナノ結晶、ＧａＰナノ結晶、ＧａＡｓナノ結晶、ＩｎＰナノ結晶、ＩｎＡｓナノ結晶、ＰｂＳナノ結晶、ＰｂＳｅナノ結晶ならびにＰｂＴｅナノ結晶からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記ナノ結晶のコーティングは、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、またはブレードコーティング法によって行われることを特徴とする、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 前記二官能性化合物は、下記化学式（１）で表される化合物であることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法；
    前記化学式（１）中、Ａは、アセチル基、アセチルオキシ基、ホスフィン基、ホスホン酸基、ヒドロキシ基、ビニル基、アミド基、フェニル基、アミノ基、アクリル基、シラン基、シアノ基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基であり、
    Ｘは、炭素数１〜２０の直鎖状または分岐状の炭素鎖であり、
    Ｂは、カルボン酸基、アミノ基、ホスフィン基、ホスホン酸基およびチオール基からなる群より選択されるいずれか１種の官能基である。
  17. 前記二官能性化合物は、２−カルボキシエチルホスホン酸、メルカプト酢酸、メルカプトヘキサノールおよびシスチアミンからなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記二官能性化合物を用いて無機物層の表面を処理する段階は、前記二官能性化合物を水、有機溶媒およびこれらの混合物からなる群より選択される少なくとも１種の溶媒に溶解して得られる溶液を用いて行われることを特徴とする、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
  19. 前記二官能性化合物を用いて無機物層の表面を処理する段階は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、ディスペンス法、ゾル−ゲル法、プリンティング法、キャスティング法、化学気相蒸着法および真空蒸着法からなる群より選択されるいずれか１つの方法によって行われることを特徴とする、請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
  20. 前記溶液は、前記二官能性化合物を０．００１〜１０質量％含むことを特徴とする、請求項１８または１９に記載の方法。
  21. 前記有機溶媒は、ピリジン、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、トルエン、クロロホルム、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、シクロへキセン、塩化メチレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンおよびこれらの混合溶媒からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
  22. 前記二官能性化合物を用いて無機物層の表面を処理する段階は、１０〜１５０℃の温度で１０分〜１時間行われることを特徴とする、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
  23. 前記無機物層は、金属酸化物および金属窒化物からなる群より選択される少なくとも１種の物質から形成されることを特徴とする、請求項１１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
  24. 前記無機物層は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＳｉＯ４およびＳｉ３Ｎ４からなる群より選択される少なくとも１種の物質から形成されることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
JP2007274254A 2007-01-26 2007-10-22 パターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法 Pending JP2008183702A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070008357A KR100825176B1 (ko) 2007-01-26 2007-01-26 패턴형성용 기판 및 이를 이용한 나노결정 패턴형성 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008183702A true JP2008183702A (ja) 2008-08-14

Family

ID=39572573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007274254A Pending JP2008183702A (ja) 2007-01-26 2007-10-22 パターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8053059B2 (ja)
JP (1) JP2008183702A (ja)
KR (1) KR100825176B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011072922A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 自己組織化膜作製法
US8852965B2 (en) 2011-07-28 2014-10-07 Panasonic Corporation Method of making semiconductor having superhydrophilic principal surface and method of arranging particles thereon

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101210954B1 (ko) * 2010-03-08 2012-12-11 한국화학연구원 자가 정렬 분자를 이용한 유리 및 세라믹 기판상에 접착력이 우수한 미세 전도성 프린팅 패턴의 제조 방법
KR101400426B1 (ko) 2012-10-15 2014-05-30 한양대학교 산학협력단 다이아세틸렌을 이용한 무기나노입자의 패턴 형성방법 및 이의 용도
KR101578915B1 (ko) 2014-03-18 2015-12-18 고려대학교 산학협력단 리간드 첨가-유도 층상 자기조립법을 이용한 나노복합체 필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 나노복합체 필름
CN105514302B (zh) 2016-01-26 2017-07-18 京东方科技集团股份有限公司 量子点发光二极管亚像素阵列、其制造方法以及显示装置
US12092953B2 (en) 2016-07-08 2024-09-17 University Of Massachusetts Patterning of nanostructures using imprint lithography
CN106750971A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 孙祎 一种耐热阻燃塑料的制备方法
WO2018139427A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 東洋紡株式会社 高分子フィルム積層基板およびフレキシブル電子デバイスの製造方法
JP7053544B2 (ja) * 2018-10-02 2022-04-12 コリア・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー 飽和または不飽和炭化水素を含む官能基で表面改質された２次元マキシン（ＭＸｅｎｅ）粒子及びその製造方法及び用途
WO2020106860A1 (en) * 2018-11-20 2020-05-28 Pixelligent Technologies Llc Synthesis, capping, and dispersion of tio2 nanocrystals
US12094766B2 (en) * 2021-10-27 2024-09-17 Applied Materials, Inc. Selective blocking of metal surfaces using bifunctional self-assembled monolayers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993010564A1 (en) * 1991-11-22 1993-05-27 The Regents Of The University Of California Semiconductor nanocrystals covalently bound to solid inorganic surfaces using self-assembled monolayers
US6872472B2 (en) * 2002-02-15 2005-03-29 Eastman Kodak Company Providing an organic electroluminescent device having stacked electroluminescent units
KR100632632B1 (ko) * 2004-05-28 2006-10-12 삼성전자주식회사 나노 결정의 다층 박막 제조 방법 및 이를 이용한유·무기 하이브리드 전기 발광 소자
KR100736361B1 (ko) * 2004-11-12 2007-07-06 재단법인서울대학교산학협력재단 미끄러운 분자막을 이용하여 고체표면에 나노구조를 위치 및 정렬시키는 방법, 및 그 응용
JP4790797B2 (ja) * 2005-05-04 2011-10-12 エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ ポリマーコーティング試薬を含む新規な水溶性ナノ結晶、およびその調製方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011072922A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 自己組織化膜作製法
US8852965B2 (en) 2011-07-28 2014-10-07 Panasonic Corporation Method of making semiconductor having superhydrophilic principal surface and method of arranging particles thereon

Also Published As

Publication number Publication date
US8053059B2 (en) 2011-11-08
KR100825176B1 (ko) 2008-04-24
US20080182072A1 (en) 2008-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008183702A (ja) パターン形成用基板およびこれを用いたナノ結晶パターンを形成する方法
US7888857B2 (en) Light emitting device with three-dimensional structure and fabrication method thereof
US11005058B2 (en) Light-emitting device including quantum dots
US10056523B2 (en) Device including quantum dots
Kotov Nanoparticle assemblies and superstructures
JP5148701B2 (ja) 半導体ナノクリスタルを含む光起電力デバイス
US20100068468A1 (en) Composites and devices including nanoparticles
JP5689842B2 (ja) 半導体ナノクリスタルを含む発光デバイス
JP5528672B2 (ja) 半導体ナノクリスタルを含む発光デバイス
KR101140309B1 (ko) 양자점 다층 박막을 포함한 전기발광소자
JP2005340195A (ja) ナノ結晶の多層薄膜製造方法およびこれを用いた有機・無機ハイブリッドエレクトロルミネッセンス素子
Jun et al. Photopatterned semiconductor nanocrystals and their electroluminescence from hybrid light-emitting devices
US20110079273A1 (en) Photovoltaic devices
Torun et al. Solid-state encapsulation and color tuning in films of cesium lead halide perovskite nanocrystals for white light generation
Kim et al. Directed Self-Assembly of Colloidal Quantum Dots Using Well-Ordered Nanoporous Templates for Three-Colored Nanopixel Light-Emitting Diodes
JP5542900B2 (ja) 半導体ナノクリスタルを含む光起電力デバイス
Jung et al. Kinetically driven self-assembly of a binary solute mixture with controlled phase separation via electro-hydrodynamic flow of corona discharge
Zanella Synthesis of advanced inorganic colloidal nanocrystals