JP2011014829A - パターン化膜およびその形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易な方法で微細かつ平坦性に優れるパターン化膜を実現するためのパターン化膜の形成方法を提供する。
【解決手段】パターン化膜の形成方法は、第１の基板２１上に被転写膜６０を形成する工程と、第２の基板２０上に濡れ性変化層３０を形成する工程と、濡れ性変化層３０に低表面エネルギー部位と高表面エネルギー部位とを形成する工程と、第１の基板２１上に形成された被転写膜６０を、濡れ性変化層３０が形成された第２の基板２０に押し当てる工程と、第２の基板２０から第１の基板２１を剥離して濡れ性変化層３０の高表面エネルギー部位４０のみに選択的に被転写膜６０を転写してパターン化膜６０ａを形成する工程と、を備えている。
【選択図】図１Ｄ

Description

本発明は、例えば、導電体、絶縁体、半導体などの機能性材料からなるパターン化膜およびその形成方法に関する。

有機薄膜トランジスタや有機エレクトロルミネッセンス素子などの電子素子に用いられる機能性材料（導電体、絶縁体、半導体など）からなるパターン化膜の形成方法として、印刷法などの低コストプロセスが注目されている。従来このような電子素子の製造方法としてはフォトリソグラフィー法を用いるのが主流であったが、真空成膜装置などの大掛かりな設備を必要とし、工程数が多く、さらに材料使用効率が低いという問題があった。これに対して、機能性材料を含む機能液を、版などを介して基板上の所定位置に所定量だけ供給してパターン化膜を形成する印刷法は、大掛かりな設備が不要、工程数が少ない、材料使用効率が非常に高いといった特徴を有している。

これまでに様々な印刷方式が開発されてきたが、流動性を有する機能液を用いるという特徴から微細化や膜の平坦性に課題があった。例えばインクジェット法では低粘度の機能液をノズルから吐出させてパターニングするが、基板上での機能液の濡れ広がりや液だまり発生などの問題があり、５０μｍ以下の微細化を実現するのが困難である。更に機能液の流動は溶媒の乾燥中にも生じ、乾燥後に平坦な膜が得られにくいという問題もある。

また、スクリーン印刷法では粘性の高いペースト状の機能液をスクリーンの開口部から吐出させてパターニングするが、ペーストの流動性によりパターン幅の揺らぎが発生し、数１０μｍ以下の微細化が困難である。ペーストの流動性はパターン化膜の断面形状にも影響し、微細化が進むと断面形状がドーム型になってしまい平坦化が困難になるという問題もある。

上記印刷法とは別に、基板上に形成された被転写膜を他の基板に転写するといった、転写によるパターン化膜の形成法が提案されている。

例えば特許文献１では、基材上に濡れ性の異なる部位を有する濡れ性変化層と濡れ性変化層上に形成された有機EL層を有する転写シートを作製し、電極層が形成された別基材に接触させた後、加熱および剥離によって有機EL層を別基材に転写する、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が開示されている。

特許文献１記載のパターン化膜の形成方法は、簡易な製造工程で数１０μｍの微細なパターン化膜を形成することが可能な点で優れている。

しかしながら濡れ性の異なる部位を有する濡れ性変化層上に均一に有機EL層を塗布などにより形成するのは困難である。特に撥水性領域上に均一に有機EL層を形成するのは困難であり、撥水性領域上に形成された有機EL層を別基材に転写した際に、その膜厚が不均一になるという問題がある。

また、有機EL層は熱により溶融転写されるが、溶融させた場合に生じる流動性によって転写性が劣化する可能性がある。

さらに、転写シート上の濡れ性の高い領域にも有機EL層が形成されるために、一度転写した後、濡れ性の高い領域に残った有機EL層を剥離などで除去しなければならないため、転写シートを再利用することが困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より簡易な方法で微細かつ平坦性に優れるパターン化膜を実現するためのパターン化膜の形成方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために第１の発明は、第１の基板上に直接または剥離層を介して被転写膜を形成する工程と、被転写膜が転写される相手側である第２の基板上に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含んでなり、少なくとも、相対的に表面エネルギーが高い高表面エネルギー部位と相対的に表面エネルギーが低い低表面エネルギー部位との２つの部位を有する濡れ性変化層を形成する工程と、第１の基板上に形成された被転写膜を第２の基板の濡れ性変化層に押し当てることで被転写膜の少なくとも一部を、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー部位上に転写してパターン化膜を形成する工程と、を備え、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー部位の表面エネルギーを、転写前に被転写膜が接する第１の基板もしくは剥離層の表面の表面エネルギーよりも高くしておくことを特徴とするパターン化膜の形成方法である。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記第１の基板上に形成される剥離層として、前記濡れ性変化材料を含んでなる濡れ性変化層を用いることを特徴とするパターン化膜の形成方法である。

また、第３の発明は、第１の発明において、第２の基板上に形成された濡れ性変化層の低表面エネルギー部位の表面エネルギーを、転写前に被転写膜が接する第１の基板もしくは剥離層の表面の表面エネルギーよりも相対的に低くしておくことを特徴とするパターン化膜の形成方法である。

また、第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、被転写膜が、少なくとも樹脂と無機微粒子とを含む混合物で形成されていることを特徴とするパターン化膜の形成方法である。

また、第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、前記被転写膜を第１の基板または剥離層の上に部分的に形成することを特徴とするパターン化膜の形成方法である。

また、第６の発明は、上記いずれかのパターン化膜の形成方法により形成されたパターン化膜である。

第１の発明によれば、第２の基板上にエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含み、少なくとも表面エネルギーの異なる２つの部位を有する濡れ性変化層を形成しておくことにより、より密着性の高い高表面エネルギー部位に選択的に被転写膜が転写されるため、微細なパターン化膜を簡易な工程で得ることができる。

第２の発明によれば、第１の基板上の剥離層として濡れ性変化層を形成することによって、被転写膜が接する表面の表面エネルギーを任意に調節できるので、第２の基板上の濡れ性変化層の表面エネルギーとの高低差を設定しやすい。

第３の発明によれば、第２の基板上に形成された濡れ性変化層の低表面エネルギー部位の表面エネルギーが、被転写膜が接する表面の表面エネルギーよりも相対的に低く、濡れ性変化層の低表面エネルギー部位に被転写膜が転写されにくいため、濡れ性変化層の低表面エネルギー部位へ被転写膜の残渣付着を低減できる。

第４の発明によれば、少なくともポリマーと無機微粒子からなる混合物で被転写膜が形成されていることにより、樹脂とフィラーの組み合わせによって転写性・密着性・ガスバリア性・導電性・熱伝導性・硬度などの機能を制御可能である。

第５の発明によれば、被転写膜を第１の基板または剥離層の上に部分的に形成することによって段差が生じるので、第２の基板の濡れ性変化層に押し当てる際の圧接力を大きくし、転写効率を高めることができる。

第６の発明によれば、第１〜第５のいずれか１つの発明に係るパターン化膜の形成方法を用いることによって、低コストにパターン化膜を提供できる。

第１の実施の形態において、第１の基板上に被転写膜を形成した状態を示す図面である。 第１の実施の形態において、第２の基板上に濡れ性変化層を形成した状態を示す図面である。 第１の実施の形態において、濡れ性変化層上に、高表面エネルギー部位と低表面エネルギー部位を形成する工程を説明する図面である。 第１の実施の形態において、第１の基板上の被転写膜を、第２の基板上の濡れ性変化層に押し当てる工程を説明する図面である。 第１の実施の形態において、高表面エネルギー部位のみに選択的に被転写膜を転写した状態を示す図面である。 第２の実施の形態において、第１の基板上に濡れ性変化層と被転写膜を形成する工程を説明する図面である。 第２の実施の形態において、第２の基板上に濡れ性変化層を形成した状態を示す図面である。 第２の実施の形態において、第２の基板の濡れ性変化層上に、高表面エネルギー部位と低表面エネルギー部位を形成する工程を説明する図面である。 第２の実施の形態において、第１の基板上の被転写膜を、第２の基板上の濡れ性変化層に押し当てる工程を説明する図面である。 第２の実施の形態において、高表面エネルギー部位のみに選択的に被転写膜を転写した状態を示す図面である。 第３の実施の形態において、第１の基板上に濡れ性変化層と被転写膜を形成する工程を説明する図面である。 第３の実施の形態において、第２の基板上に濡れ性変化層を形成した状態を示す図面である。 第３の実施の形態において、第２の基板の濡れ性変化層上に、高表面エネルギー部位と低表面エネルギー部位を形成する工程を説明する図面である。 第３の実施の形態において、第１の基板上の被転写膜を、第２の基板上の濡れ性変化層に押し当てる工程を説明する図面である。 第３の実施の形態において、高表面エネルギー部位のみに選択的に被転写膜を転写した状態を示す図面である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態のパターン化膜の形成方法について説明する。図１Ａ〜図１Ｅは、第１の実施の形態のパターン化膜の形成方法の工程手順の一例を示した図である。

第１の実施の形態のパターン化膜の形成方法は、転写する側の第１の基板２１上に被転写膜６０を形成する第１の工程と、転写される側の第２の基板２０上に濡れ性変化層３０を形成する第２の工程と、濡れ性変化層３０の一部に紫外線等のエネルギーを付与し、濡れ性変化層３０に低表面エネルギー部位５０と、この低表面エネルギー部位４０よりも相対的に表面エネルギーが高い高表面エネルギー部位４０とを形成する第３の工程と、第１の基板２１上に形成された被転写膜６０を、濡れ性変化層３０が形成された第２の基板２０に押し当てる第４の工程と、第２の基板２０から第１の基板２１を剥離して第２の基板２０上の濡れ性変化層３０の高表面エネルギー部位４０のみに選択的に被転写膜６０を部分的に転写してパターン化膜６０ａを形成する第５の工程と、を有する。

第１の工程では、導電体・絶縁体などの機能性材料を含有する機能液を第１の基板２１上に塗布し、乾燥させて、図１Ａに示すように、第１の基板２１上に被転写膜６０を形成する。

第１の基板２１には、例えばガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板などの基板を用いることができる。フィルム基板としては、例えばポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）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）基板などを用いることができる。

被転写膜６０の形成に用いられる機能性材料には、任意の材料を用いることができるが、第１の基板２１上に塗布するために、無機材料からなる微粒子、有機材料、あるいはこれらの混合物を溶媒中に分散または溶解させたものを用いることが好ましい。

導電性材料を含む機能液の具体例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウムなどの透明導電体からなる金属微粒子を有機溶媒や水などの溶媒中に分散させたインクや、金属錯体を有機溶媒や水などの溶媒中に溶解させたインクや、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液などが挙げられる。

また、絶縁体材料を含む機能液の具体例としては、ポリビニルアルコール、セルロース系ポリマー、シリコンポリマー、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、高分子量ポリエーテル、ポリビニルブチラール、ポリビニルフェノール、メタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル重合体、ブチルメタクリレート樹脂等のポリマー材料を、一般的な溶媒と混合したもの、さらに必要であれば可塑剤、粘度調整剤と混合したものを用いることができる。また、絶縁膜に高硬度、高熱伝導性、パシベーション性を付与したい場合は、絶縁性の無機物フィラーをこれらの樹脂に混合しても良い。フィラーとしては、例えば金属酸化物や金属窒化物の微粒子が好ましい。絶縁性の無機物の例としては、絶縁性のセラミックスに用いられるアルミナ、シリカ、チタニア、イットリア、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化チタンなどの微粒子を用いることができる。

機能性材料を含有する機能液を第１の基板２１上に塗布する方法は、例えばスピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、ブレードコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、フレキソ印刷等が挙げられる。この場合、各種塗布方法に適した粘度・表面張力となるように機能液の物性を調整することが好ましい。塗布方法として印刷方法を用いる場合、転写したい領域のみに選択的に塗布することで材料使用効率を高めることが可能になると同時に、転写したい領域とそうでない領域に高低差（段差）が生じることで第４の工程において被転写膜に選択的に圧力を加えることが可能になるため、好適である（第３の実施の形態を参照）。

第１の基板２１へ機能液を塗布した後、溶媒成分を乾燥させて被転写膜６０が形成される。被転写膜６０の膜厚は機能液の物性や塗布方法により制御可能である。

なお、後述する第２の実施の形態や第３の実施の形態にも示したが、被転写膜６０は第１の基板２１上に剥離層を介して形成されても良い。第１の基板２１の表面エネルギーよりも相対的に表面エネルギーの低い剥離層を形成することで、剥離層と被転写膜６０の密着性が下がるため、転写効率をより改善することが可能である。

次に、第２の工程では、濡れ性変化材料を含む溶液を、スピンコート法などにより第２の基板２０上に塗布し、乾燥させて、図１Ｂに示したように濡れ性変化層３０を形成する。

第２の基板２０には、例えばガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板などの基板を用いることができる。ここで、フィルム基板としては、例えばポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）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）基板などを用いることができる。

濡れ性変化層３０は、例えば、熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与により表面エネルギー（臨界表面張力）が変化する濡れ性変化材料を含む。この濡れ性変化材料には、側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いることができる。このような高分子材料は、紫外線などのエネルギーの付与により、疎水性基の結合が切断されることで、低表面エネルギー（疎水性）から高表面エネルギー（親水性）に変化する。したがって、所定のパターンを有するフォトマスクなどを用いて、紫外線を濡れ性変化層３０上の一部に照射し、露光することで、濡れ性変化層３０上の露光領域を高表面エネルギー部位４０に変化させ、高表面エネルギー部位４０と低表面エネルギー部位５０とからなるパターンを形成することができる。

濡れ性変化層３０は、エネルギーを与えることによって、臨界表面張力が変化する材料からなる層であるため、濡れ性変化層３０を構成する材料は、エネルギー付与の前後での臨界表面張力の変化量が大きいものが好ましい。このような材料の場合、濡れ性変化層３０の一部分にエネルギーを付与し、高表面エネルギー部位４０と低表面エネルギー部位５０とからなる臨界表面張力の異なるパターンを形成することにより、被転写膜が、高表面エネルギー部位４０には付着しやすく、低表面エネルギー部位５０には付着しにくくなる。なお、本発明において、「高表面エネルギー」および「低表面エネルギー」の語は、相対的な意味で用いられる。

なお、固体表面に対する液体の濡れ性（付着性）については、以下に示すヤングの式（１）が成立する。
γ_Ｓ＝γ_ＳＬ＋γ_Ｌcosθ … （１）
ここで、γ_Ｓは固体の表面張力、γ_ＳＬは固体と液体の界面張力、γ_Ｌは液体の表面張力である。表面張力は表面自由エネルギーと実質的に同義であり、同じ値となる。cosθ＝１の時、θ＝０°となり、固体は完全に濡れる。この時のγ_Ｌの値はγ_Ｓ−γ_ＳＬとなり、これをその固体の臨界表面張力γ_Ｃと呼ぶ。γ_Ｃは表面張力が判明している液体を用いて、液体の表面張力と接触角の関係をプロットし、θ＝０°（cosθ＝１）となる表面張力を求めることにより容易に決定できる（Zismannプロット）。γ_Ｃの大きい固体表面は液体で濡れやすく、γ_Ｃの小さい固体表面は液体で濡れにくい。なお、接触角θの測定は、公知の液滴法で行うことができる。

濡れ性変化層３０を形成するための高分子材料としては、具体的には、ポリイミドや（メタ）アクリルレート等の骨格を有する主鎖に直接或いは結合基を介して疎水性基を有する側鎖が結合しているものを用いることができる。疎水性基としては、例えばフッ素原子を含むフルオロアルキル基やフッ素元素を含まない炭化水素基を用いることができる。

側鎖に疎水性基を有する構造の高分子材料の具体例としては、下記構造式１または構造式２に記載した化合物を例示できる。

なお、構造式１および構造式２中、ｘ，ｙは各構成単位の繰り返し数を示す。

濡れ性変化材料として、側鎖に疎水性基を有する構造の高分子材料を用いた場合、低表面エネルギー部位５０からなる濡れ性変化層３０が第２の基板２０上に形成される。

なお、濡れ性変化層３０を形成するための高分子材料や、濡れ性変化層３０の形成方法については、特許文献２および特許文献３に記載されており、それらを参照することにより本発明の開示内容に含まれる。

次に、第３の工程では、図１Ｃに示したように、フォトマスク９１を用いて、紫外線９２を濡れ性変化層３０上の一部へ露光する。紫外線９２を露光した部分の濡れ性変化層３０は、疎水性基の結合が切断され、低表面エネルギーから高表面エネルギーへと変化する。このため、濡れ性変化層３０上に、高表面エネルギー部位４０と低表面エネルギー部位５０とからなるパターンを形成することができる。

次に、第４の工程では、図１Ｄに示したように、第１の基板２１上に形成された被転写膜６０を、第２の基板２０上に形成された濡れ性変化層３０に押し当てる。

転写を行う際の圧力は、例えば０．０１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下が好ましい。第１の基板２１および第２の基板２０がガラス基板のように硬質材料からなる場合、プレス機で直接加圧することができる。また、第１の基板２１あるいは第２の基板２０の少なくとも一方がフィルム基板の場合には、例えばガラス板などのプレス板を介して加圧することが好ましい。加圧時には必要に応じて熱を加えても良い。熱を加えることでより効率良く転写することができる。

また、例えば被転写膜を構成する機能性材料が熱可塑性樹脂を含有する場合、ガラス転移温度以上の温度に加熱することで可塑性が生じるため、転写後の被転写膜６０の表面が平坦化される。同様に機能性材料が熱硬化性樹脂を含有する場合には、第１の工程の機能液乾燥時において、硬化する（架橋反応が生じる）温度以下の温度で熱処理を加えることで、転写後の被転写膜６０の表面を平坦化することが可能である。

次に、第５の工程では、第２の基板２０から第１の基板２１を剥離する。第２の基板２０上の濡れ性変化層３０にはあらかじめ低表面エネルギー部位５０と高表面エネルギー部位４０が形成されているため、図１Ｅに示したように、機能性材料との密着性に優れる高表面エネルギー部位４０のみに選択的に被転写膜６０が転写されてパターン化膜６０ａが形成される。

ここで、被転写膜６０が形成されていた第１の基板２１の表面の表面エネルギーが、前記第２の基板２０上に形成された濡れ性変化層３０の高表面エネルギー部位４０の表面エネルギーよりも相対的に低い場合、被転写膜６０の転写効率をより高めることが可能である。具体的には第１の基板２１の表面の水に対する接触角と、濡れ性変化層３０の高表面エネルギー部位４０の水に対する接触角との接触角差が２０°以上であることが好ましく、３０°以上であることがより好ましい。

また、第２の基板２０上に形成された濡れ性変化層３０の低表面エネルギー部位５０の表面エネルギーが、被転写膜６０が形成されていた第１の基板２１の表面の表面エネルギーよりも相対的に低い場合、転写後に濡れ性変化層３０の低表面エネルギー部位５０に被転写膜６０の残渣付着が発生することが無いので好ましい。具体的には、第２の基板２０上に形成された濡れ性変化層３０の低表面エネルギー部位５０の水に対する接触角と、被転写膜６０が形成されていた第１の基板２１の表面の水に対する接触角との接触角差が１０°以上であることが好ましく、２０°以上であることがより好ましい。また、濡れ性変化層３０の低表面エネルギー部位５０の水に対する接触角は、５０°以上であることが好ましく、８０°以上であることがより好ましい。

なお、転写後にパターン化膜６０ａに熱処理（本硬化処理）を施しても良い。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態のパターン化膜の形成方法について説明する。図２Ａ〜図２Ｅは、第２の実施の形態のパターン化膜の形成方法の工程手順の一例を示した図である。なお、以下では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明するとともに、図１Ａ〜図１Ｅと同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態のパターン化膜の形成方法は、転写する側の第１の基板２１上に、濡れ性変化層３０を形成した後、さらに被転写膜６０を積層して形成する第１の工程と、転写される側の第２の基板２０上に濡れ性変化層３０を形成する第２の工程と、濡れ性変化層３０の一部に紫外線等のエネルギーを付与し、濡れ性変化層３０に低表面エネルギー部位５０と、この低表面エネルギー部位４０よりも相対的に表面エネルギーが高い高表面エネルギー部位４０とを形成する第３の工程と、第１の基板２１上に形成された被転写膜６０を、濡れ性変化層３０が形成された第２の基板２０に押し当てる第４の工程と、第２の基板２０から第１の基板２１を剥離して第２の基板２０上の濡れ性変化層３０の高表面エネルギー部位４０のみに選択的に被転写膜６０を転写してパターン化膜６０ａを形成する第５の工程と、を有する。

第１の工程では、図２Ａに示すように、濡れ性変化材料を含む溶液を第１の基板２１上に塗布し、乾燥させて濡れ性変化層３０を形成した後、この濡れ性変化層３０上にさらに機能液を塗布し、乾燥させて、第１の基板２１上に濡れ性変化層３０を介して被転写膜６０を形成する。本実施の形態において、第１の基板２１上に形成された濡れ性変化層３０は、剥離層として機能する。すなわち、第１の基板２１の表面エネルギーよりも表面エネルギーの低い低表面エネルギー部位５０を有する濡れ性変化層３０を形成しておくことによって、剥離層である濡れ性変化層３０と被転写膜６０との密着性が下がるため、転写効率をより改善することが可能である。このように、濡れ性変化層３０を剥離層として用いることで、被転写膜６０が接する表面の表面エネルギーを任意の大きさに調節しやすくなる。

次に、第２の工程では、濡れ性変化材料を含む溶液を、スピンコート法などにより第２の基板２０上に塗布し、乾燥させて、図２Ｂに示したように濡れ性変化層３０を形成する。

次に、第３の工程では、図２Ｃに示したように、フォトマスク９１を用いて、紫外線９２を濡れ性変化層３０上の一部へ露光することにより、濡れ性変化層３０上に、高表面エネルギー部位４０と低表面エネルギー部位５０とからなるパターンを形成する。

次に、第４の工程では、図２Ｄに示したように、第１の基板２１上に形成された被転写膜６０を、第２の基板２０上に形成された濡れ性変化層３０に押し当てる。

次に、第５の工程では、第２の基板２０から第１の基板２１を剥離する。第２の基板２０上の濡れ性変化層３０にはあらかじめ低表面エネルギー部位５０と高表面エネルギー部位４０とが形成されているため、図２Ｅに示したように、機能性材料との密着性に優れる高表面エネルギー部位４０のみに選択的に被転写膜６０の一部分が転写され、パターン化膜６０ａが形成される。この際、第１の基板２１では、低表面エネルギー部位５０を有する濡れ性変化層３０を介して被転写膜６０が形成されていることから、被転写膜６０は、第２の基板２０の高表面エネルギー部位４０側に転写されやすくなり、転写効率をより高めることが可能である。この場合、濡れ性変化層３０の低表面エネルギー部位５０の水に対する接触角は５０°以上であることが好ましく、８０°以上であることがより好ましい。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態のパターン化膜の形成方法について説明する。図３Ａ〜図３Ｅは、第３の実施の形態のパターン化膜の形成方法の工程手順の一例を示した図である。本実施の形態では、第１の基板２１上に濡れ性変化層３０を介して部分的に被転写膜６０を形成すること以外は、第２の実施の形態と同様である。すなわち、図３Ａに示したように、濡れ性変化材料を含む溶液を第１の基板２１上に塗布し、乾燥させて濡れ性変化層３０を形成した後、この濡れ性変化層３０上の転写したい領域にのみ、例えばスクリーン印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、フレキソ印刷等の方法で選択的に機能液を塗布し、乾燥させて、被転写膜６０を形成する。

以降、図３Ｂ〜図３Ｅは、第２の実施の形態と同様に実施できるので説明を省略する。また、図１Ａ〜図１Ｅと同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態では、転写したい領域のみに選択的に塗布することで材料使用効率を高めることが可能になると同時に、転写したい領域とそうでない領域に高低差（段差）が生じることで、転写時（図３Ｄ参照）に、被転写膜に選択的に圧力を加えることが可能になるため、優れた転写効率が得られる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

（実施例１）
実施例１は図２Ａ〜図２Ｅに示すパターン化膜の形成方法に従って実施した。まず、第１の基板としてガラス基板を用い、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）溶液を、ガラス基板上にスピンコート塗布し、剥離層を形成した。この濡れ性変化材料には、前記構造式１で表されるポリイミド材料を用いた。

次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えた。

次に、剥離層上にスクリーン印刷で被転写膜としての絶縁膜をベタ状に印刷し、１Ｔｏｒｒ（１３３．３Ｐａ）の減圧環境下で１２０℃・１時間の熱処理を施して溶媒を乾燥させ、被転写膜を形成した。

絶縁膜を形成するためのペーストには、シリカ微粒子よりなるフィラーと、ポリビニルアルコール系樹脂よりなるバインダとを混合したものを用いている。その際、ペースト状とするためにエチレングリコール系溶媒を添加した。そのペーストのフィラーおよびバインダ濃度は５８ｗｔ％であり、粘度は２００Ｐａ・ｓである。

スクリーンは＃５００（１インチ当たり５００本の線密度）のステンレスメッシュ上に厚さ２５μｍの乳剤をパターニングしたものを用いた。メッシュのワイヤは高張力に対応できるステンレス線材を用い、その線径は１９μｍとした。

また乳剤のパターンとして、乳剤開口部の大きさが５０ｍｍ×５０ｍｍのものを用いている。

得られた絶縁膜の平均膜厚、面粗さ（Ｒａ）、最大高低差をレーザ顕微鏡により評価した所、それぞれ約８.５μｍ、約０.３μｍ、約３.４μｍであった。

続いて、第２の基板としてガラス基板を用い、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ溶液を、ガラス基板上にスピンコート塗布した。ここで用いた濡れ性変化材料は、第１の基板上に形成した剥離層に用いたものと同一である。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて濡れ性変化層を形成した。

続いて、線幅５０μｍ／スペース５０μｍのストライプ状の開口パターンを有するフォトマスクを用いて、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を転写用ガラス基板上に形成された濡れ性変化層上の一部へ露光させ、濡れ性変化層上に高表面エネルギー部位と低表面エネルギー部位とからなるパターンを形成した。

ここで、高表面エネルギー部位の水接触角は約５０°、低表面エネルギー部位の水接触角は約８０°である。

続いて、第１の基板上に剥離層を介して形成された絶縁パターン化膜と、転写基板上に形成された濡れ性変化層を張り当て、プレス機によって０.１ＭＰａの圧力を１０分加えた。また加圧の際に８０℃で加熱を施した。この温度は絶縁パターン化膜に用いられるポリビニルアルコール系樹脂のガラス転移温度（約７０℃）よりも高温である。

続いて、室温に冷却して第２の基板から第１の基板を剥離した所、絶縁パターン化膜が第２の基板上に形成された濡れ性変化層の高表面エネルギー部位のみに概ね選択的に転写されていることが確認できた。しかしながら第２の基板上に形成された濡れ性変化層の低表面エネルギー部位の一部に絶縁パターン化膜の残渣が確認された。

転写された絶縁パターン化膜の幅変動量、平均膜厚、面粗さ（Ｒａ）、最大高低差をレーザ顕微鏡により評価した所、それぞれ約±１μｍ、約８.４μｍ、約０.０４μｍ、約０.３μｍとなった。転写と同時に絶縁パターン化膜の平坦化も実現できることが確認された。

（実施例２）
実施例２は図３Ａ〜図３Ｅに示すパターン化膜の形成方法に従って実施したものであり、第１の基板上の剥離層上にスクリーン印刷で線幅６０μｍ／スペース４０μｍの絶縁パターン化膜を形成し、これを転写基板上の濡れ性変化層の高表面エネルギー部位に位置合わせして転写した以外は、実施例１と同様の作製方法である。

転写状態を確認した結果、第２の基板上に形成された濡れ性変化層の低表面エネルギー部位に絶縁パターン化膜の残渣は確認されなかった。高低差（段差）のある絶縁パターン化膜を用いた方が、転写性が良好であることを確認できた。

（実施例３）
実施例３は図２Ａ〜図２Ｅに示すパターン化膜の作製方法に従って実施したものであり、第１の基板上に塗布する濡れ性変化材料の種類を前記構造式１で表されるポリイミド材料のままとし、第２の基板上に塗布する濡れ性変化材料の種類を前記構造式２で表されるポリイミド材料とした以外は実施例１と同様の作製方法である。

第２の基板上に形成された濡れ性変化層の高表面エネルギー部位の水接触角は約５０°、低表面エネルギー部位の水接触角は約１００°である。

転写状態を確認した結果、第２の基板上に形成された濡れ性変化層の低表面エネルギー部位に絶縁パターン化膜の残渣は確認されなかった。第２の基板上に形成された濡れ性変化層の低表面エネルギー部位の表面エネルギーが、被転写膜が形成される表面の表面エネルギーよりも相対的に低い方が、転写性が良好であることを確認できた。

（比較例１）
実施例１の比較例として、加圧時の温度を６０℃とした以外は実施例１と同様の作製方法を試みた。

転写状態を確認した結果、第２の基板上に形成された濡れ性変化層の高表面エネルギー部位の全域に絶縁パターン化膜を形成することができなかった。また、転写された絶縁パターン化膜の面粗さ（Ｒａ）、最大高低差は、それぞれ約０.２μｍ、約２.２μｍとなっており、十分に平坦化されていないことがわかった。加圧時の加熱処理が有効であることが確認できた。

このように、本発明によれば、第２の基板上にエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含み、少なくとも表面エネルギーの異なる２つの部位を有する濡れ性変化層を形成しておくことにより、より密着性の高い高表面エネルギー部位に選択的に被転写膜が転写されるため、微細なパターン化膜を簡易な工程で得ることができる。

以上、本発明の実施の形態を述べたが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。

２０：第２の基板
２１：第１の基板
３０：濡れ性変化層
４０：高表面エネルギー部位
５０：低表面エネルギー部位
６０：被転写膜
６０ａ：パターン化膜
９１：フォトマスク
９２：紫外線

特開２００３−１００４５４号公報 特開２００５−３１０９６２号公報 特開２００８−２２７２９４号公報

Claims (6)

1. 第１の基板上に直接または剥離層を介して被転写膜を形成する工程と、
   被転写膜が転写される相手側である第２の基板上に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含んでなり、少なくとも、相対的に表面エネルギーが高い高表面エネルギー部位と相対的に表面エネルギーが低い低表面エネルギー部位との２つの部位を有する濡れ性変化層を形成する工程と、
   第１の基板上に形成された被転写膜を第２の基板の濡れ性変化層に押し当てることで被転写膜の少なくとも一部を、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー部位上に転写してパターン化膜を形成する工程と、
   を備え、
   前記濡れ性変化層の高表面エネルギー部位の表面エネルギーを、転写前に被転写膜が接する第１の基板もしくは剥離層の表面の表面エネルギーよりも高くしておくことを特徴とするパターン化膜の形成方法。
2. 前記第１の基板上に形成される剥離層として、前記濡れ性変化材料を含んでなる濡れ性変化層を用いることを特徴とする請求項１に記載のパターン化膜の形成方法。
3. 第２の基板上に形成された濡れ性変化層の低表面エネルギー部位の表面エネルギーを、転写前に被転写膜が接する第１の基板もしくは剥離層の表面の表面エネルギーよりも相対的に低くしておくことを特徴とする請求項１に記載のパターン化膜の形成方法。
4. 被転写膜が、少なくとも樹脂と無機微粒子とを含む混合物で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のパターン化膜の形成方法。
5. 前記被転写膜を第１の基板または剥離層の上に部分的に形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパターン化膜の形成方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン化膜の形成方法により形成したパターン化膜。

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