JP4316190B2 - 機能性薄膜の形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望のパターンを有する機能性薄膜の形成方法、該方法により得られる機能性薄膜のパターンを有する基材、および該薄膜のパターンを有する基材でなる電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上にパターン化された機能性薄膜（例えば導電性の薄膜）を形成して、電子回路の調製を行うなど、多くの分野で機能性薄膜のパターンを有する基材が調製されている。
【０００３】
所定の機能性薄膜のパターンを有する基材を調製する場合、機能性薄膜を形成するための材料が感放射線性（例えば感光性）を有していないときには、代表的には次のようなエッチングによる方法を用いて、パターニングがなされている：基板上に機能性薄膜を形成する工程；該薄膜上に、目的とするパターンと同一パターンを感放射線性樹脂組成物により形成する工程；該パターンが形成されていない部分の機能性薄膜をエッチングにより除去する工程；および該パターンを除去する工程。しかしながら、この方法は、エッチングが容易でない薄膜の場合には不適であり、工程数も多いという欠点を有する。
【０００４】
エッチング工程を必要としない従来の簡易なパターニング方法が、特開昭６１−２４５５３３号公報に記載されている。この方法は、基板上に目的とする機能性薄膜パターンの逆パターンを、感放射線性樹脂組成物により形成する工程；この上に金属や金属酸化物などでなる機能性薄膜を蒸着により形成する工程；および該感放射線性樹脂組成物により形成されたパターンが溶解可能な剥離液で処理することにより、該パターンと共にパターン上の機能性薄膜を除去し、目的の機能性薄膜のパターンを残す工程を包含する（該公報の第２図参照）。この方法においては感放射線性樹脂組成物で形成されたパターンの側面に機能性薄膜が形成されていない部分が存在し、該部分に上記剥離液が接触し、該パターンおよび該パターン上の薄膜が除去される。蒸着時の側方からの薄膜成分の付着を避けるために、該公報においては、第１図に示すような特定の断面形状のパターンを調製する方法を提案している。同様の目的で、該パターンの垂直方向断面形状が逆テーパ型となるように形成する方法も知られている。
【０００５】
これらの方法は、形成されたパターンの側面に機能性薄膜が付着していない部分を有する場合に適用され、主として金属、金属酸化物などの機能性成分を蒸着により形成する場合にのみ利用されている。
【０００６】
特表２００２−５００４０８号公報には、導電性重合体のような機能性成分を含む溶液または分散液を含み特定の粘度を有する印刷ペーストを用いてスクリーン印刷法により直接パターンを描き、ペースト中の溶剤または分散媒を除去することにより目的とする機能性薄膜のパターンを形成することを記載している。しかし、その解像度は必ずしも十分ではなく、印刷ペーストを特定の粘度に調整するという手間がかかる。
【０００７】
さらに、特開平１０−１５３９６７号公報には、インクジェットプリント装置により機能性材料として発光材料をパターニングする方法が示されている。この方法では、液状の発光材料をインクジェット装置により基板上に付与し、加熱処理により高分子化している。しかし、液状の発光材料を基板上に付与する際に、あらかじめ垂れ防止壁を形成する必要があり、さらには、液状の発光材料の粘度および表面張力を調整する手間がかかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされ、その目的とするところは、精度の高い、機能性薄膜のパターンを簡便に形成する方法を提供することにある。特に、機能性薄膜を形成する材料が感放射線性を有していない場合、機能性薄膜のエッチングが困難である場合、あるいは、蒸着により該薄膜を形成することが困難な場合であっても、容易にパターンを形成する方法を提供することにある。本発明の他の目的は、上記方法により得られ、所定の機能を有する機能性薄膜のパターンを有する基材を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、上記方法により得られる導電性と透明性とに優れた透明電極を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討した結果、機能性成分を含む液状組成物を用いた、所望のパターンを有する機能性薄膜の形成方法を開発し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明の所望のパターンを有する機能性薄膜の形成方法は、（１）基板上に目的とする機能性薄膜パターンの逆パターンを、感放射線性樹脂組成物により形成する工程、（２）該逆パターンを有する基板の表面に、機能性成分を含む液状組成物を塗布・乾燥し、該パターンと該基板表面との全体を覆う機能性薄膜を形成する工程、および（３）該機能性薄膜が形成された基板を剥離剤で処理することにより、該逆パターンを、該パターン上の機能性薄膜と共に除去し、目的の機能性薄膜のパターンを得る工程、を包含する。
【００１１】
好適な実施態様においては、上記機能性成分は導電性ポリマーである。
【００１２】
好適な実施態様においては、上記導電性ポリマーは、以下の式（１）
【００１３】
【化２】
【００１４】
（式中、Ｒ１およびＲ２は相互に独立して水素またはＣ１−４のアルキル基であるか、あるいは一緒になってＣ１−４のアルキレン基を形成し、該アルキレン基は任意に置換されてもよい）で示される反復構造を有するポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体であり、該複合体は水系溶剤に分散されている。
【００１５】
好適な実施態様においては、上記機能性薄膜は透明導電膜である。
【００１６】
本発明は、上記方法により形成された機能性薄膜のパターンを有する基材を包含する。
【００１７】
本発明は、上記方法で形成された機能性薄膜パターンを有する透明電極を包含する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
【００１９】
本明細書で「放射線」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射線、プロトンビームなどの総称である。
【００２０】
本発明の機能性薄膜の形成方法においては、まず、基板上に目的とする機能性薄膜パターンの逆パターンが、感放射線性樹脂組成物により形成される。
【００２１】
上記パターンを形成するための基板としては、シリコンウェハー、ガラス板などの無機材料でなる基板；ならびにポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、これらのブレンド、これらのポリマーを構成するモノマーを含有する共重合体、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂でなる基板（プラスチックフィルム、プラスチックシートなど）が挙げられる。
【００２２】
上記感放射線性樹脂組成物としては、ポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物のいずれもを用いることができる。ポジ型感放射線性樹脂組成物としては、フェノールノボラック樹脂とナフトキノンジアジドとの混合物（例えば、フェノールノボラック樹脂約８０％とナフトキノンジアジド約２０％との混合物）が代表的である。ネガ型感放射線性樹脂組成物としては、環化ゴムと芳香族ビスアジドとの混合物、およびフェノール樹脂と芳香族アジドとの混合物などがある。
【００２３】
上記基板上に逆パターンを形成するには、例えばまず、図１（ａ）に示すように基板１上に、溶媒または分散媒を含む上記感放射線性樹脂組成物を塗布した後、これを加熱・乾燥させて、感放射線性樹脂組成物層２を形成する。塗布する方法としては、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティングなどの方法が挙げられる。
【００２４】
このようにして形成される感放射線性樹脂組成物層２の膜厚は、特に限定されないが、０．５〜５０μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜１０μｍの範囲である。膜厚が薄すぎると機能性薄膜のパターンの解像度が低下し、逆に、膜厚が必要以上に厚すぎても解像度は向上しない。
【００２５】
次に、得られた感放射線性樹脂組成物層２を以下のようにパターニングすることにより、目的とする機能性薄膜パターンとは逆のパターンが形成される。感放射線性樹脂組成物としてポジ型感放射線性樹脂組成物を用いる場合は、まず、図１（ｂ）に示すように、基板１上の感放射線性樹脂組成物層２表面に、目的とする機能性薄膜パターンの逆パターン（形成される感放射線性樹脂組成物薄膜のパターンと同一のパターン）の遮光層を有するフォトマスク３を載置し、これを通して放射線を照射する。照射された部分２１は、所定の溶剤に対して可溶性となる（図１（ｃ））。次に、該溶剤により照射部分を溶解して除去し、目的とする機能性薄膜パターンの逆パターン２０が得られる（図１（ｄ））。
【００２６】
他方、ネガ型感放射線性樹脂組成物の場合は、まず、ポジ型の場合と同様に、基板１上に感放射線性樹脂組成物層２を有する積層体を準備する（図２（ａ））。この該樹脂組成物層表面に、目的とする機能性薄膜パターンと同一のパターン（形成される感放射線性樹脂組成物由来の薄膜のパターンとは逆のパターン）の遮光層を有するフォトマスク４を載置し、これを通して放射線を照射する（図２（ｂ））。照射前の感放射線性樹脂組成物薄膜のパターンは所定の溶剤に可溶であるが、照射された部分２２は、硬化して該溶剤に不溶となる（図２（ｃ））。そのため、遮光部分２３を該溶剤により溶解して除去し、目的とする機能性薄膜パターンの逆パターン２０を形成することができる（図２（ｄ））。
【００２７】
機能性薄膜に含有される機能性成分は、目的とする機能を有する成分であり、後述の所定の溶媒または分散媒に溶解もしくは分散するものであれば特に限定されない。例えば、目的の機能が導電性であれば、導電性ポリマー、金属、金属酸化物などの導電材料であり、目的の機能が絶縁性であれば、絶縁性樹脂などの絶縁材料であり、目的の機能が色であれば、染料、顔料、発光体などである。特に、後述のポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体である導電性ポリマーを機能性成分として含有する薄膜が好適に形成され得る。
【００２８】
上記液状組成物には、機能性成分に加えて、通常、溶媒または分散媒が含有される。この溶媒または分散媒は、機能性成分を溶解または分散可能であり、かつ上記基板および上記感放射線性樹脂組成物あるいは該組成物由来の硬化物を腐食しない液体であれば特に限定されない。使用する機能性成分に応じて適切な溶媒または分散媒が採用される。例えば、水系溶媒、特に水が好適に用いられる。水以外の水系溶媒としては、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−プロパノールなどのアルコール；アセトン、アセトニトリルなどの水溶性の溶媒と水との混合物が挙げられる。
【００２９】
本発明の方法に用いられる液状組成物には、さらに必要に応じて、バインダー、架橋剤、レベリング剤などが含有される。
【００３０】
上記バインダーは、機能性成分自体の成膜性が乏しい場合に用いるのが好適である。含有させることができるバインダーとしては、例えば、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレート、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド、ビニル系またはアクリル系共重合体（スチレン、塩化ビニリデン、塩化ビニル、およびアルキル（メタ）アクリレートからなる選択される共重合成分を有する共重合体）などの樹脂；および３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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などのアルコキシシラン化合物が挙げられる。
【００３１】
架橋剤は、機能性薄膜の強度を向上させる目的で用いられる。架橋剤としては、メラミン系、ポリカルボジイミド系、ポリオキサゾリン系、ポリエポキシ系、およびポリイソシアネート系の架橋剤が好適である。
【００３２】
レベリング剤としては界面活性剤などが用いられ、あるいはレベリング性の向上および乾燥性の向上を目的としてアルコールなどを用いてもよい。
【００３３】
上記液状組成物は、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティングなどの方法で逆パターン２０を有する基板１上に塗布され、加熱・乾燥させることにより、機能性薄膜５が形成される（図３（ａ）および（ｂ）参照）。液状組成物が塗布されるため、機能性薄膜は、基板１表面および逆パターン２０の薄膜表面全体（側面を含む）に付与される。
【００３４】
機能性薄膜の膜厚は、特に限定されないが、０．０１〜０．８μｍが好ましく、さらに好ましくは０．０４〜０．３μｍの範囲である。膜厚が薄すぎると薄膜に十分な機能が付与できず、逆に、膜厚が厚すぎるとパターンの解像度が低下する。
【００３５】
次に、上記基板上に形成された逆パターン２０を、該パターン上の機能性薄膜５と共に除去する。これは、例えば、上記図３（ｂ）に示される機能性薄膜が形成された基板を、感放射線性樹脂組成物あるいは可溶化された感放射線性樹脂組成物でなる薄膜を溶解し得る剥離剤に浸漬処理することにより達成される。
【００３６】
上記剥離剤は、感放射線性樹脂組成物の種類により異なるが、例えば、ポジ型感放射性樹脂であるクレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジドとの混合物の場合は、剥離剤としてアミンなどのアルカリを含有する水溶液が、ネガ型感放射性樹脂である環化ゴムと芳香族ビスアジドとの混合物の場合には、剥離剤としてアルキルベンゼンスルホン酸などが利用され、フェノール樹脂と芳香族アジドとの混合物の場合は、剥離剤としてアミンなどのアルカリを含有する水溶液などが利用される。剥離剤は、機能性薄膜５の空孔部分を通って、あるいは、該機能性薄膜５に含まれるバインダーを溶解して侵入し、該パターン２０と接触し、これを溶解する。このことにより目的の機能性薄膜のパターン５０を得ることができる（図３（ｃ））。
【００３７】
本発明の方法により、上記所望の機能性成分を含有する機能性薄膜のパターンが基板上に形成される。この方法は、種々のタイプの機能性薄膜を得るのに好適である。特に、電子回路、透明電極などを調製する際に、導電性ポリマーを機能性成分とする薄膜を形成するのに好適である。その中でも上述のポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体を導電性ポリマーとして用いた機能性薄膜が好適に利用される。
【００３８】
以下に、上記導電性成分である（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体について説明する。
【００３９】
この（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体は、以下の式（１）：
【００４０】
【化３】
【００４１】
（式中、Ｒ１およびＲ２は相互に独立して水素またはＣ１−４のアルキル基であるか、あるいは一緒になってＣ１−４のアルキレン基を形成し、該アルキレン基は任意に置換されてもよい）で示される反復構造を有するポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体である。
【００４２】
上記ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）において、Ｒ１およびＲ２のＣ１−４のアルキル基としては、好適には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基などが挙げられる。Ｒ１およびＲ２が一緒になって形成されるＣ１−４のアルキレン基としては、１，２−アルキレン基、１，３−アルキレン基などが挙げられ、好適には、メチレン基、１，２−エチレン基、１，３−プロピレン基などが挙げられる。このうち、１，２−エチレン基が特に好適である。また、Ｃ１−４のアルキレン基は置換されていてもよく、置換基としては、Ｃ１−１２のアルキル基、フェニル基などが挙げられる。置換されたＣ１−４のアルキレン基としては、１，２−シクロヘキシレン基、２，３−ブチレン基などが挙げられる。このようなアルキレン基の代表例として、Ｒ１およびＲ２が一緒になって形成されるＣ１−１２のアルキル基で置換された１，２−アルキレン基は、エテン、プロペン、ヘキセン、オクテン、デセン、ドデセン、スチレンなどのα−オレフィン類を臭素化して得られる１，２−ジブロモアルカン類から誘導される。
【００４３】
上記ポリ陰イオンを生じ得る化合物としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸などのポリカルボン酸類；ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸などのポリスルホン酸類などが挙げられる。これらの中で、ポリスチレンスルホン酸が特に好適である。これらはまた、ビニルカルボン酸類またはビニルスルホン酸類と他の重合可能なモノマー類（例えば、アクリレート類、スチレンなど）との共重合体であっても良い。このポリ陰イオンの数平均分子量は、１，０００から２，０００，０００の範囲が好ましく、より好ましくは、２，０００から５００，０００の範囲であり、最も好ましくは、１０，０００から２００，０００の範囲である。
【００４４】
上記複合体を機能性成分として用いる場合は、分散媒として、水系の分散媒が好適である。上記ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体の製造方法は、例えば、特許第２６３６９６８号公報に記載されている。このポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）は、ポリ陰イオンがドープした状態であると考えられ、本明細書では、これを「ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体」、あるいは単に「複合体」と記載する。
【００４５】
このように、上記所望の機能性成分を含有する機能性薄膜のパターンが基板上に形成される。特に上述のポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体を導電性ポリマーとして用いると、透明性と導電性とに優れた導電性薄膜のパターンを有する基材が得られる。基板として透明な材料でなる基板を選択すれば、透明性に優れた電極が得られ、これは液晶ディスプレイの画素電極など、透明電極として有用である。本発明で得られる機能性薄膜のパターンを有する基材は、目的に応じて種々の分野で利用される。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。本実施例および比較例で使用した材料および各種評価方法を次に説明する。以下の実施例において「部」は、「重量部」を示す。
【００４７】
１．使用材料
（1.1）基板
ガラス板（直径４インチ（１０．１６ｃｍ）、厚み０．７ｍｍの円盤状；全光線透過率：９１．４％）を用いた。
【００４８】
（1.2）ポジ型感放射線性樹脂組成物
２９．６重量部のクレゾールノボラック樹脂（ｍ体およびｐ体の混合物）と、７．４重量部の２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルと、０．１重量部のフッ素系界面活性剤と、６３．０重量部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとを混合し、得られた混合物を用いた。
【００４９】
（1.3）現像液
２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド水溶液を現像液とした。
【００５０】
（1.4）機能性成分を含む水分散体
２０．８部の重量平均分子量が７５０００のポリスチレンスルホン酸を含む１，８８７部の水溶液中に、４９部の１重量％硫酸鉄（III）水溶液、８．８部の３，４−エチレンジオキシチオフェン、および１１７部の１０．９重量％のペルオキソ二硫酸水溶液を加え、得られた混合物を、１８℃で２３時間攪拌することにより、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体を得た。これに、１５４部の陽イオン交換樹脂および２３２部の陰イオン交換樹脂を加えて２時間攪拌した後、イオン交換樹脂をろ別し、脱塩された、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との複合体を１．４重量％の割合で含有する水分散体を得た。
【００５１】
（1.5）機能性成分を含む液状組成物
（1.4）項で得られた機能性成分を含む水分散体７０．０部と、１．４部の２５重量％のポリエステル樹脂水分散体（ナガセケムテックス株式会社製ガブセンＥＳ-２１０）と、０．７部の１０重量％のフッ素系界面活性剤（互応化学工業株式会社製プラスコートＲＹ-２）と、３．０部のＮ-メチルホルムアミドと、０．７部の１０重量％のアンモニア水溶液と、２３．５部の脱塩水と、０．７部の４０重量％のメチル化メラミン樹脂水溶液とを混合し、得られた混合物を機能性成分を含む液状組成物とした。
【００５２】
（1.6）剥離剤
ナガセケムテックス株式会社製剥離剤Ｎ−３２１（アミン水溶液）を用いた。
【００５３】
２．評価方法
（2.1）ポジ型感放射線性樹脂組成物により形成されたパターンの膜厚
ＮＡＮＯＭＥＴＲＩＣＳ製ＮａｎｏＳｐｅｃ／ＡＦＴを用いて測定した。
【００５４】
（2.2）機能性薄膜の膜厚
Ｓｌｏａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製ＤＥＫＴＡＫ３を用いて測定した。
【００５５】
（2.3）機能性薄膜パターンの解像度
５０μｍ〜０．８８μｍの３６段階の線幅で平行に複数の線が描かれたフォトマスクを使用し、パターン化された機能性薄膜を形成した。光学顕微鏡観察により観察を行い、フォトマスクどおりのパターンが、どの線幅まで得られたかを調べ、これを解像度とした。
【００５６】
（2.4）機能性薄膜の表面抵抗率、体積抵抗率および全光線透過率
基板上に、機能性薄膜形成用の液状組成物を、スピンコーターを用いて７００ｒｐｍで８秒間の条件で塗布し、ホットプレートにて１１５℃で５分間、加熱・乾燥させた。これを剥離剤に１分間浸漬し、洗浄し、風乾させて、機能性薄膜が全面に形成された基板を得た。これについて、次のように表面抵抗率、体積抵抗率および全光線透過率を評価した。
【００５７】
(2.4.1) 表面抵抗率および体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ７１９４に従い、三菱化学（株）製ロレスタ−ＧＰ（ＭＣＰ−Ｔ６００）を用いて測定した。
【００５８】
(2.4.2) 全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７１５０に従い、スガ試験機（株）製ヘイズコンピュータＨＧＭ−２Ｂを用いて測定した。
【００５９】
（実施例１）
基板上に上記ポジ型感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて２５００ｒｐｍで３０秒間の条件で塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間、加熱・乾燥させて、５μｍの膜厚のポジ型感放射線性樹脂組成物層を形成した。
【００６０】
このポジ型感放射線性樹脂組成物層が形成された基板にフォトマスクを載置し、キャノン株式会社製露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、１５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量でコンタクト露光した。次いで、これを２３℃の現像液に１分間浸漬して、露光部分を溶解・除去し、水洗することで、ポジ型感放射線性樹脂組成物の所定のパターンを形成した。
【００６１】
次に、このポジ型感放射線性樹脂組成物で形成されたパターンを有する基板表面に、機能性薄膜形成用の液状組成物を、スピンコーターを用いて７００ｒｐｍで８秒間の条件で塗布し、ホットプレートにて１１５℃で５分間、加熱・乾燥させて０．１３μｍの膜厚の機能性薄膜を形成した。
【００６２】
最後に、上記機能性薄膜を有する基板を２３℃の剥離剤に１分間浸漬して、該パターンの感放射線性樹脂組成物を溶解させ、これを水洗した。このことにより、不要な部分の機能性薄膜を上記パターンと共に除去し、機能性薄膜のパターンを得た。
【００６３】
この機能性薄膜のパターンの解像度は、３μｍであった（３μｍの線幅までの解像度を有していた）。機能性薄膜の表面抵抗率は３．０×１０３Ω／□、体積抵抗率は４．４×１０−２Ω・ｃｍであった。基板を含む機能性薄膜の全光線透過率は８７．１％であった。
【００６４】
このようにして得られた機能性薄膜のパターンを有する基材は、液晶ディスプレイの画素電極として、使用可能な解像度、導電性、および透明性を有している。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、このように、所望の機能を有する機能性薄膜のパターンが、容易にかつ高解像度で形成される。従来、機能性薄膜を形成するための材料自体が感放射線性を有していない場合には、解像度よく機能性薄膜のパターンを形成することは困難であったが、本発明により解像度の高い機能性薄膜のパターンが形成される。一般に機能性薄膜を形成するための材料が水系の塗工液である場合、感放射線性を有するように設計することは難しいので、本発明の方法は特に有効である。本発明により、スパッタ装置などを用いることなく、容易に機能性薄膜が形成され、例えば、透明な材料でなる基板を用いてディスプレイの透明電極などを容易に形成することができる。本発明で得られる機能性薄膜のパターンを有する基材は、目的に応じて種々の分野で利用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、ポジ型の感放射線性組成物を使用して、基板上に所望の機能性薄膜のパターンとは逆のパターンを形成する工程を示す概略図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、ネガ型の感放射線性組成物を使用して、基板上に所望の機能性薄膜のパターンとは逆のパターンを形成する工程を示す概略図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の方法により、基板上に機能性薄膜のパターンを形成する工程を示す概略図である。
【符号の説明】
１：基板
２：感放射線性樹脂組成物層
５：機能性薄膜
２０：逆パターン
５０：機能性薄膜のパターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望のパターンを有する機能性薄膜の形成方法、該方法により得られる機能性薄膜のパターンを有する基材、および該薄膜のパターンを有する基材でなる電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上にパターン化された機能性薄膜（例えば導電性の薄膜）を形成して、電子回路の調製を行うなど、多くの分野で機能性薄膜のパターンを有する基材が調製されている。
【０００３】
所定の機能性薄膜のパターンを有する基材を調製する場合、機能性薄膜を形成するための材料が感放射線性（例えば感光性）を有していないときには、代表的には次のようなエッチングによる方法を用いて、パターニングがなされている：基板上に機能性薄膜を形成する工程；該薄膜上に、目的とするパターンと同一パターンを感放射線性樹脂組成物により形成する工程；該パターンが形成されていない部分の機能性薄膜をエッチングにより除去する工程；および該パターンを除去する工程。しかしながら、この方法は、エッチングが容易でない薄膜の場合には不適であり、工程数も多いという欠点を有する。
【０００４】
エッチング工程を必要としない従来の簡易なパターニング方法が、特開昭６１−２４５５３３号公報に記載されている。この方法は、基板上に目的とする機能性薄膜パターンの逆パターンを、感放射線性樹脂組成物により形成する工程；この上に金属や金属酸化物などでなる機能性薄膜を蒸着により形成する工程；および該感放射線性樹脂組成物により形成されたパターンが溶解可能な剥離液で処理することにより、該パターンと共にパターン上の機能性薄膜を除去し、目的の機能性薄膜のパターンを残す工程を包含する（該公報の第２図参照）。この方法においては感放射線性樹脂組成物で形成されたパターンの側面に機能性薄膜が形成されていない部分が存在し、該部分に上記剥離液が接触し、該パターンおよび該パターン上の薄膜が除去される。蒸着時の側方からの薄膜成分の付着を避けるために、該公報においては、第１図に示すような特定の断面形状のパターンを調製する方法を提案している。同様の目的で、該パターンの垂直方向断面形状が逆テーパ型となるように形成する方法も知られている。
【０００５】
これらの方法は、形成されたパターンの側面に機能性薄膜が付着していない部分を有する場合に適用され、主として金属、金属酸化物などの機能性成分を蒸着により形成する場合にのみ利用されている。
【０００６】
特表２００２−５００４０８号公報には、導電性重合体のような機能性成分を含む溶液または分散液を含み特定の粘度を有する印刷ペーストを用いてスクリーン印刷法により直接パターンを描き、ペースト中の溶剤または分散媒を除去することにより目的とする機能性薄膜のパターンを形成することを記載している。しかし、その解像度は必ずしも十分ではなく、印刷ペーストを特定の粘度に調整するという手間がかかる。
【０００７】
さらに、特開平１０−１５３９６７号公報には、インクジェットプリント装置により機能性材料として発光材料をパターニングする方法が示されている。この方法では、液状の発光材料をインクジェット装置により基板上に付与し、加熱処理により高分子化している。しかし、液状の発光材料を基板上に付与する際に、あらかじめ垂れ防止壁を形成する必要があり、さらには、液状の発光材料の粘度および表面張力を調整する手間がかかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされ、その目的とするところは、精度の高い、機能性薄膜のパターンを簡便に形成する方法を提供することにある。特に、機能性薄膜を形成する材料が感放射線性を有していない場合、機能性薄膜のエッチングが困難である場合、あるいは、蒸着により該薄膜を形成することが困難な場合であっても、容易にパターンを形成する方法を提供することにある。本発明の他の目的は、上記方法により得られ、所定の機能を有する機能性薄膜のパターンを有する基材を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、上記方法により得られる導電性と透明性とに優れた透明電極を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討した結果、機能性成分を含む液状組成物を用いた、所望のパターンを有する機能性薄膜の形成方法を開発し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明の所望のパターンを有する機能性薄膜の形成方法は、（１）基板上に目的とする機能性薄膜パターンの逆パターンを、感放射線性樹脂組成物により形成する工程、（２）該逆パターンを有する基板の表面に、機能性成分を含む液状組成物を塗布・乾燥し、該パターンと該基板表面との全体を覆う機能性薄膜を形成する工程、および（３）該機能性薄膜が形成された基板を剥離剤で処理することにより、該逆パターンを、該パターン上の機能性薄膜と共に除去し、目的の機能性薄膜のパターンを得る工程、を包含する。
【００１１】
好適な実施態様においては、上記機能性成分は導電性ポリマーである。
【００１２】
好適な実施態様においては、上記導電性ポリマーは、以下の式（１）
【００１３】
【化２】
（式中、Ｒ１およびＲ２は相互に独立して水素またはＣ１−４のアルキル基であるか、あるいは一緒になってＣ１−４のアルキレン基を形成し、該アルキレン基は任意に置換されてもよい）で示される反復構造を有するポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体であり、該複合体は水系溶剤に分散されている。
【００１５】
好適な実施態様においては、上記機能性薄膜は透明導電膜である。
【００１６】
本発明は、上記方法により形成された機能性薄膜のパターンを有する基材を包含する。
【００１７】
本発明は、上記方法で形成された機能性薄膜パターンを有する透明電極を包含する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
【００１９】
本明細書で「放射線」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射線、プロトンビームなどの総称である。
【００２０】
本発明の機能性薄膜の形成方法においては、まず、基板上に目的とする機能性薄膜パターンの逆パターンが、感放射線性樹脂組成物により形成される。
【００２１】
上記パターンを形成するための基板としては、シリコンウェハー、ガラス板などの無機材料でなる基板；ならびにポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、これらのブレンド、これらのポリマーを構成するモノマーを含有する共重合体、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂でなる基板（プラスチックフィルム、プラスチックシートなど）が挙げられる。
【００２２】
上記感放射線性樹脂組成物としては、ポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放射線性樹脂組成物のいずれもを用いることができる。ポジ型感放射線性樹脂組成物としては、フェノールノボラック樹脂とナフトキノンジアジドとの混合物（例えば、フェノールノボラック樹脂約８０％とナフトキノンジアジド約２０％との混合物）が代表的である。ネガ型感放射線性樹脂組成物としては、環化ゴムと芳香族ビスアジドとの混合物、およびフェノール樹脂と芳香族アジドとの混合物などがある。
【００２３】
上記基板上に逆パターンを形成するには、例えばまず、図１（ａ）に示すように基板１上に、溶媒または分散媒を含む上記感放射線性樹脂組成物を塗布した後、これを加熱・乾燥させて、感放射線性樹脂組成物層２を形成する。塗布する方法としては、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティングなどの方法が挙げられる。
【００２４】
このようにして形成される感放射線性樹脂組成物層２の膜厚は、特に限定されないが、０．５〜５０μｍが好ましく、さらに好ましくは１〜１０μｍの範囲である。膜厚が薄すぎると機能性薄膜のパターンの解像度が低下し、逆に、膜厚が必要以上に厚すぎても解像度は向上しない。
【００２５】
次に、得られた感放射線性樹脂組成物層２を以下のようにパターニングすることにより、目的とする機能性薄膜パターンとは逆のパターンが形成される。感放射線性樹脂組成物としてポジ型感放射線性樹脂組成物を用いる場合は、まず、図１（ｂ）に示すように、基板１上の感放射線性樹脂組成物層２表面に、目的とする機能性薄膜パターンの逆パターン（形成される感放射線性樹脂組成物薄膜のパターンと同一のパターン）の遮光層を有するフォトマスク３を載置し、これを通して放射線を照射する。照射された部分２１は、所定の溶剤に対して可溶性となる（図１（ｃ））。次に、該溶剤により照射部分を溶解して除去し、目的とする機能性薄膜パターンの逆パターン２０が得られる（図１（ｄ））。
【００２６】
他方、ネガ型感放射線性樹脂組成物の場合は、まず、ポジ型の場合と同様に、基板１上に感放射線性樹脂組成物層２を有する積層体を準備する（図２（ａ））。この該樹脂組成物層表面に、目的とする機能性薄膜パターンと同一のパターン（形成される感放射線性樹脂組成物由来の薄膜のパターンとは逆のパターン）の遮光層を有するフォトマスク４を載置し、これを通して放射線を照射する（図２（ｂ））。照射前の感放射線性樹脂組成物薄膜のパターンは所定の溶剤に可溶であるが、照射された部分２２は、硬化して該溶剤に不溶となる（図２（ｃ））。そのため、遮光部分２３を該溶剤により溶解して除去し、目的とする機能性薄膜パターンの逆パターン２０を形成することができる（図２（ｄ））。
【００２７】
機能性薄膜に含有される機能性成分は、目的とする機能を有する成分であり、後述の所定の溶媒または分散媒に溶解もしくは分散するものであれば特に限定されない。例えば、目的の機能が導電性であれば、導電性ポリマー、金属、金属酸化物などの導電材料であり、目的の機能が絶縁性であれば、絶縁性樹脂などの絶縁材料であり、目的の機能が色であれば、染料、顔料、発光体などである。特に、後述のポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体である導電性ポリマーを機能性成分として含有する薄膜が好適に形成され得る。
【００２８】
上記液状組成物には、機能性成分に加えて、通常、溶媒または分散媒が含有される。この溶媒または分散媒は、機能性成分を溶解または分散可能であり、かつ上記基板および上記感放射線性樹脂組成物あるいは該組成物由来の硬化物を腐食しない液体であれば特に限定されない。使用する機能性成分に応じて適切な溶媒または分散媒が採用される。例えば、水系溶媒、特に水が好適に用いられる。水以外の水系溶媒としては、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−プロパノールなどのアルコール；アセトン、アセトニトリルなどの水溶性の溶媒と水との混合物が挙げられる。
【００２９】
本発明の方法に用いられる液状組成物には、さらに必要に応じて、バインダー、架橋剤、レベリング剤などが含有される。
【００３０】
上記バインダーは、機能性成分自体の成膜性が乏しい場合に用いるのが好適である。含有させることができるバインダーとしては、例えば、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレート、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド、ビニル系またはアクリル系共重合体（スチレン、塩化ビニリデン、塩化ビニル、およびアルキル（メタ）アクリレートからなる選択される共重合成分を有する共重合体）などの樹脂；および３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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などのアルコキシシラン化合物が挙げられる。
【００３１】
架橋剤は、機能性薄膜の強度を向上させる目的で用いられる。架橋剤としては、メラミン系、ポリカルボジイミド系、ポリオキサゾリン系、ポリエポキシ系、およびポリイソシアネート系の架橋剤が好適である。
【００３２】
レベリング剤としては界面活性剤などが用いられ、あるいはレベリング性の向上および乾燥性の向上を目的としてアルコールなどを用いてもよい。
【００３３】
上記液状組成物は、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティングなどの方法で逆パターン２０を有する基板１上に塗布され、加熱・乾燥させることにより、機能性薄膜５が形成される（図３（ａ）および（ｂ）参照）。液状組成物が塗布されるため、機能性薄膜は、基板１表面および逆パターン２０の薄膜表面全体（側面を含む）に付与される。
【００３４】
機能性薄膜の膜厚は、特に限定されないが、０．０１〜０．８μｍが好ましく、さらに好ましくは０．０４〜０．３μｍの範囲である。膜厚が薄すぎると薄膜に十分な機能が付与できず、逆に、膜厚が厚すぎるとパターンの解像度が低下する。
【００３５】
次に、上記基板上に形成された逆パターン２０を、該パターン上の機能性薄膜５と共に除去する。これは、例えば、上記図３（ｂ）に示される機能性薄膜が形成された基板を、感放射線性樹脂組成物あるいは可溶化された感放射線性樹脂組成物でなる薄膜を溶解し得る剥離剤に浸漬処理することにより達成される。
【００３６】
上記剥離剤は、感放射線性樹脂組成物の種類により異なるが、例えば、ポジ型感放射性樹脂であるクレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジドとの混合物の場合は、剥離剤としてアミンなどのアルカリを含有する水溶液が、ネガ型感放射性樹脂である環化ゴムと芳香族ビスアジドとの混合物の場合には、剥離剤としてアルキルベンゼンスルホン酸などが利用され、フェノール樹脂と芳香族アジドとの混合物の場合は、剥離剤としてアミンなどのアルカリを含有する水溶液などが利用される。剥離剤は、機能性薄膜５の空孔部分を通って、あるいは、該機能性薄膜５に含まれるバインダーを溶解して侵入し、該パターン２０と接触し、これを溶解する。このことにより目的の機能性薄膜のパターン５０を得ることができる（図３（ｃ））。
【００３７】
本発明の方法により、上記所望の機能性成分を含有する機能性薄膜のパターンが基板上に形成される。この方法は、種々のタイプの機能性薄膜を得るのに好適である。特に、電子回路、透明電極などを調製する際に、導電性ポリマーを機能性成分とする薄膜を形成するのに好適である。その中でも上述のポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体を導電性ポリマーとして用いた機能性薄膜が好適に利用される。
【００３８】
以下に、上記導電性成分である（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体について説明する。
【００３９】
この（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体は、以下の式（１）：
【００４０】
【化３】
（式中、Ｒ１およびＲ２は相互に独立して水素またはＣ１−４のアルキル基であるか、あるいは一緒になってＣ１−４のアルキレン基を形成し、該アルキレン基は任意に置換されてもよい）で示される反復構造を有するポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体である。
【００４２】
上記ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）において、Ｒ１およびＲ２のＣ１−４のアルキル基としては、好適には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基などが挙げられる。Ｒ１およびＲ２が一緒になって形成されるＣ１−４のアルキレン基としては、１，２−アルキレン基、１，３−アルキレン基などが挙げられ、好適には、メチレン基、１，２−エチレン基、１，３−プロピレン基などが挙げられる。このうち、１，２−エチレン基が特に好適である。また、Ｃ１−４のアルキレン基は置換されていてもよく、置換基としては、Ｃ１−１２のアルキル基、フェニル基などが挙げられる。置換されたＣ１−４のアルキレン基としては、１，２−シクロヘキシレン基、２，３−ブチレン基などが挙げられる。このようなアルキレン基の代表例として、Ｒ１およびＲ２が一緒になって形成されるＣ１−１２のアルキル基で置換された１，２−アルキレン基は、エテン、プロペン、ヘキセン、オクテン、デセン、ドデセン、スチレンなどのα−オレフィン類を臭素化して得られる１，２−ジブロモアルカン類から誘導される。
【００４３】
上記ポリ陰イオンを生じ得る化合物としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸などのポリカルボン酸類；ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸などのポリスルホン酸類などが挙げられる。これらの中で、ポリスチレンスルホン酸が特に好適である。これらはまた、ビニルカルボン酸類またはビニルスルホン酸類と他の重合可能なモノマー類（例えば、アクリレート類、スチレンなど）との共重合体であっても良い。このポリ陰イオンの数平均分子量は、１，０００から２，０００，０００の範囲が好ましく、より好ましくは、２，０００から５００，０００の範囲であり、最も好ましくは、１０，０００から２００，０００の範囲である。
【００４４】
上記複合体を機能性成分として用いる場合は、分散媒として、水系の分散媒が好適である。上記ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体の製造方法は、例えば、特許第２６３６９６８号公報に記載されている。このポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）は、ポリ陰イオンがドープした状態であると考えられ、本明細書では、これを「ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体」、あるいは単に「複合体」と記載する。
【００４５】
このように、上記所望の機能性成分を含有する機能性薄膜のパターンが基板上に形成される。特に上述のポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体を導電性ポリマーとして用いると、透明性と導電性とに優れた導電性薄膜のパターンを有する基材が得られる。基板として透明な材料でなる基板を選択すれば、透明性に優れた電極が得られ、これは液晶ディスプレイの画素電極など、透明電極として有用である。本発明で得られる機能性薄膜のパターンを有する基材は、目的に応じて種々の分野で利用される。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。本実施例および比較例で使用した材料および各種評価方法を次に説明する。以下の実施例において「部」は、「重量部」を示す。
【００４７】
１．使用材料
（1.1）基板
ガラス板（直径４インチ（１０．１６ｃｍ）、厚み０．７ｍｍの円盤状；全光線透過率：９１．４％）を用いた。
【００４８】
（1.2）ポジ型感放射線性樹脂組成物
２９．６重量部のクレゾールノボラック樹脂（ｍ体およびｐ体の混合物）と、７．４重量部の２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルと、０．１重量部のフッ素系界面活性剤と、６３．０重量部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとを混合し、得られた混合物を用いた。
【００４９】
（1.3）現像液
２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド水溶液を現像液とした。
【００５０】
（1.4）機能性成分を含む水分散体
２０．８部の重量平均分子量が７５０００のポリスチレンスルホン酸を含む１，８８７部の水溶液中に、４９部の１重量％硫酸鉄（III）水溶液、８．８部の３，４−エチレンジオキシチオフェン、および１１７部の１０．９重量％のペルオキソ二硫酸水溶液を加え、得られた混合物を、１８℃で２３時間攪拌することにより、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との複合体の水分散体を得た。これに、１５４部の陽イオン交換樹脂および２３２部の陰イオン交換樹脂を加えて２時間攪拌した後、イオン交換樹脂をろ別し、脱塩された、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との複合体を１．４重量％の割合で含有する水分散体を得た。
【００５１】
（1.5）機能性成分を含む液状組成物
（1.4）項で得られた機能性成分を含む水分散体７０．０部と、１．４部の２５重量％のポリエステル樹脂水分散体（ナガセケムテックス株式会社製ガブセンＥＳ-２１０）と、０．７部の１０重量％のフッ素系界面活性剤（互応化学工業株式会社製プラスコートＲＹ-２）と、３．０部のＮ-メチルホルムアミドと、０．７部の１０重量％のアンモニア水溶液と、２３．５部の脱塩水と、０．７部の４０重量％のメチル化メラミン樹脂水溶液とを混合し、得られた混合物を機能性成分を含む液状組成物とした。
【００５２】
（1.6）剥離剤
ナガセケムテックス株式会社製剥離剤Ｎ−３２１（アミン水溶液）を用いた。
【００５３】
２．評価方法
（2.1）ポジ型感放射線性樹脂組成物により形成されたパターンの膜厚
ＮＡＮＯＭＥＴＲＩＣＳ製ＮａｎｏＳｐｅｃ／ＡＦＴを用いて測定した。
【００５４】
（2.2）機能性薄膜の膜厚
Ｓｌｏａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製ＤＥＫＴＡＫ３を用いて測定した。
【００５５】
（2.3）機能性薄膜パターンの解像度
５０μｍ〜０．８８μｍの３６段階の線幅で平行に複数の線が描かれたフォトマスクを使用し、パターン化された機能性薄膜を形成した。光学顕微鏡観察により観察を行い、フォトマスクどおりのパターンが、どの線幅まで得られたかを調べ、これを解像度とした。
【００５６】
（2.4）機能性薄膜の表面抵抗率、体積抵抗率および全光線透過率
基板上に、機能性薄膜形成用の液状組成物を、スピンコーターを用いて７００ｒｐｍで８秒間の条件で塗布し、ホットプレートにて１１５℃で５分間、加熱・乾燥させた。これを剥離剤に１分間浸漬し、洗浄し、風乾させて、機能性薄膜が全面に形成された基板を得た。これについて、次のように表面抵抗率、体積抵抗率および全光線透過率を評価した。
【００５７】
(2.4.1) 表面抵抗率および体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ７１９４に従い、三菱化学（株）製ロレスタ−ＧＰ（ＭＣＰ−Ｔ６００）を用いて測定した。
【００５８】
(2.4.2) 全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７１５０に従い、スガ試験機（株）製ヘイズコンピュータＨＧＭ−２Ｂを用いて測定した。
【００５９】
（実施例１）
基板上に上記ポジ型感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて２５００ｒｐｍで３０秒間の条件で塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間、加熱・乾燥させて、５μｍの膜厚のポジ型感放射線性樹脂組成物層を形成した。
【００６０】
このポジ型感放射線性樹脂組成物層が形成された基板にフォトマスクを載置し、キャノン株式会社製露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、１５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量でコンタクト露光した。次いで、これを２３℃の現像液に１分間浸漬して、露光部分を溶解・除去し、水洗することで、ポジ型感放射線性樹脂組成物の所定のパターンを形成した。
【００６１】
次に、このポジ型感放射線性樹脂組成物で形成されたパターンを有する基板表面に、機能性薄膜形成用の液状組成物を、スピンコーターを用いて７００ｒｐｍで８秒間の条件で塗布し、ホットプレートにて１１５℃で５分間、加熱・乾燥させて０．１３μｍの膜厚の機能性薄膜を形成した。
【００６２】
最後に、上記機能性薄膜を有する基板を２３℃の剥離剤に１分間浸漬して、該パターンの感放射線性樹脂組成物を溶解させ、これを水洗した。このことにより、不要な部分の機能性薄膜を上記パターンと共に除去し、機能性薄膜のパターンを得た。
【００６３】
この機能性薄膜のパターンの解像度は、３μｍであった（３μｍの線幅までの解像度を有していた）。機能性薄膜の表面抵抗率は３．０×１０３Ω／□、体積抵抗率は４．４×１０−２Ω・ｃｍであった。基板を含む機能性薄膜の全光線透過率は８７．１％であった。
【００６４】
このようにして得られた機能性薄膜のパターンを有する基材は、液晶ディスプレイの画素電極として、使用可能な解像度、導電性、および透明性を有している。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、このように、所望の機能を有する機能性薄膜のパターンが、容易にかつ高解像度で形成される。従来、機能性薄膜を形成するための材料自体が感放射線性を有していない場合には、解像度よく機能性薄膜のパターンを形成することは困難であったが、本発明により解像度の高い機能性薄膜のパターンが形成される。一般に機能性薄膜を形成するための材料が水系の塗工液である場合、感放射線性を有するように設計することは難しいので、本発明の方法は特に有効である。本発明により、スパッタ装置などを用いることなく、容易に機能性薄膜が形成され、例えば、透明な材料でなる基板を用いてディスプレイの透明電極などを容易に形成することができる。本発明で得られる機能性薄膜のパターンを有する基材は、目的に応じて種々の分野で利用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、ポジ型の感放射線性組成物を使用して、基板上に所望の機能性薄膜のパターンとは逆のパターンを形成する工程を示す概略図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、ネガ型の感放射線性組成物を使用して、基板上に所望の機能性薄膜のパターンとは逆のパターンを形成する工程を示す概略図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の方法により、基板上に機能性薄膜のパターンを形成する工程を示す概略図である。
【符号の説明】
１：基板
２：感放射線性樹脂組成物層
５：機能性薄膜
２０：逆パターン
５０：機能性薄膜のパターン
Claims (5)
- 所望のパターンを有する機能性薄膜の形成方法であって、
（１）基板上に目的とする機能性薄膜パターンの逆パターンを、感放射線性樹脂組成物により形成する工程、
（２）該逆パターンを有する基板の表面に、導電性ポリマーを含む液状組成物を塗布・乾燥し、該パターンと該基板表面との全体を覆う機能性薄膜を形成する工程、および
（３）該機能性薄膜が形成された基板を剥離剤で処理することにより、該逆パターンを、該パターン上の機能性薄膜と共に除去し、目的の機能性薄膜のパターンを得る工程、
を包含する、機能性薄膜の形成方法。 - 前記導電性ポリマーが、以下の式（１）
該複合体が水系溶剤に分散されている、請求項１に記載の形成方法。 - 前記機能性薄膜が透明導電膜である、請求項１に記載の形成方法。
- 請求項１から３のいずれかに記載の方法により形成された機能性薄膜のパターンを有する基材。
- 請求項３に記載の方法で形成された機能性薄膜パターンを有する透明電極。
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