JP4419373B2 - 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 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4419373B2 JP4419373B2 JP2002266958A JP2002266958A JP4419373B2 JP 4419373 B2 JP4419373 B2 JP 4419373B2 JP 2002266958 A JP2002266958 A JP 2002266958A JP 2002266958 A JP2002266958 A JP 2002266958A JP 4419373 B2 JP4419373 B2 JP 4419373B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- solution
- forming
- droplet
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 146
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 97
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 96
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 48
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 36
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 7
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical group C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 57
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 20
- XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 1,4-diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229930184652 p-Terphenyl Natural products 0.000 description 19
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- HBEDSQVIWPRPAY-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrobenzofuran Chemical compound C1=CC=C2OCCC2=C1 HBEDSQVIWPRPAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- KXSFECAJUBPPFE-UHFFFAOYSA-N 2,2':5',2''-terthiophene Chemical compound C1=CSC(C=2SC(=CC=2)C=2SC=CC=2)=C1 KXSFECAJUBPPFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ATGIXVUZFPZOHP-UHFFFAOYSA-N 4-(4-phenylphenyl)aniline Chemical group C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 ATGIXVUZFPZOHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CPLASELWOOUNGW-UHFFFAOYSA-N benzyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CC1=CC=CC=C1 CPLASELWOOUNGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N dodecylbenzene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1 KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N octyltriethoxysilane Chemical compound CCCCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960003493 octyltriethoxysilane Drugs 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- YAEGPDBHSBKYRW-UHFFFAOYSA-N 5-[5-(5-formylthiophen-2-yl)thiophen-2-yl]thiophene-2-carbaldehyde Chemical compound S1C(C=O)=CC=C1C1=CC=C(C=2SC(C=O)=CC=2)S1 YAEGPDBHSBKYRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 0 CO*(Cc1ccccc1)(O*)O* Chemical compound CO*(Cc1ccccc1)(O*)O* 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
- H10K71/13—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
- H10K71/135—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
-
- 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
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
- B05D1/185—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping applying monomolecular layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/50—Multilayers
- B05D7/52—Two layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、基板上に自己組織化膜を形成する方法を採用する。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．Ｕｌｍａｎ著の「Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ ｆｒｏｍＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ ｔｏ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ 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ことにより、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。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、本発明の方法では、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】
本発明の方法では、薄膜形成材料として、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を使用する。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。
【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、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、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。
【００２２】
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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３ｂ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、１．３Ｐａ（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。
【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。
【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、▲１▼前記液滴の吐出間隔を調整する方法、▲２▼前記溶液の吐出量を調整する方法、▲３▼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、▲１▼前記液滴近傍の雰囲気を減圧する方法、▲２▼前記液滴近傍の温度を上昇させる方法、▲３▼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。
【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。
【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２０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２１０μｍ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２０μｍ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】 図１（ｄ）および（ｅ）の状態を説明する平面図である。
【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。
【符号の説明】
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
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、基板上に自己組織化膜を形成する方法を採用する。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．Ｕｌｍａｎ著の「Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｌｍ ｆｒｏｍＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ ｔｏ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ 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ことにより、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。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、本発明の方法では、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】
本発明の方法では、薄膜形成材料として、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を使用する。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】
【化２】
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。
【００１７】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
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、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、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。
【００２２】
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００２９】
【化７】
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。
【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３ｂの基板面が露出した。
【００３２】
【化８】
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、１．３Ｐａ（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。
【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。
【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、▲１▼前記液滴の吐出間隔を調整する方法、▲２▼前記溶液の吐出量を調整する方法、▲３▼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、▲１▼前記液滴近傍の雰囲気を減圧する方法、▲２▼前記液滴近傍の温度を上昇させる方法、▲３▼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。
【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。
【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２０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２１０μｍ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２０μｍ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００５７】
【化９】
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】 図１（ｄ）および（ｅ）の状態を説明する平面図である。
【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。
【符号の説明】
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
Claims (5)
- 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、ベンゼン環を有する自己組織化膜を形成した後に、オリゴフェニレンまたはその誘導体が溶媒に溶解している溶液の吐出を行うことを特徴とする薄膜形成方法。 - 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、チオフェン環を有する分子からなる自己組織化膜を形成した後に、オリゴチオフェンまたはその誘導体が溶媒に溶解している溶液の吐出を行うことを特徴とする薄膜形成方法。 - 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、
前記基板上の第１の領域に、ベンゼン環を有する分子からなる自己組織化膜が形成され、前記基板上の第２の領域に、ベンゼン環を有さない分子からなる自己組織化膜が形成された状態とした後に、少なくとも前記第１の領域全体を覆う液滴が前記基板上に形成されるように、オリゴフェニレンまたはその誘導体が溶媒に溶解している溶液の吐出を行うことで、前記第１の領域上にオリゴフェニレンまたはその誘導体からなる薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。 - 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、
前記基板上の第１の領域に、チオフェン環を有する分子からなる自己組織化膜が形成され、前記基板上の第２の領域に、チオフェン環を有さない分子からなる自己組織化膜が形成された状態とした後に、少なくとも前記第１の領域全体を覆う液滴が前記基板上に形成されるように、オリゴチオフェン誘導体が溶媒に溶解している溶液の吐出を行うことで、前記第１の領域上にオリゴチオフェン誘導体からなる薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。 - 請求項１乃至４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 |
|---|---|---|---|
| JP2001-313227 | 2001-10-10 | ||
| JP2001313227 | 2001-10-10 | ||
| 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234522A JP2003234522A (ja) | 2003-08-22 |
| JP4419373B2 true JP4419373B2 (ja) | 2010-02-24 |
Family
ID=26623839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002266958A Expired - Fee Related 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 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6916506B2 (ja) |
| JP (1) | JP4419373B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1598387A4 (en) * | 2003-02-25 | 2006-05-24 | Sharp Kk | ORGANIC FUNCTIONAL THIN LAYER, ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR, SILICON COMPOUND CONTAINING PI ELECTRONIC MOLECULE AND METHODS OF FORMING THE SAME |
| JP4652704B2 (ja) * | 2004-03-11 | 2011-03-16 | キヤノン株式会社 | 有機半導体素子 |
| JP4736340B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2011-07-27 | 大日本印刷株式会社 | 有機半導体構造物、その製造方法及び有機半導体装置 |
| JP4695360B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2011-06-08 | 株式会社リコー | 電子素子の製造方法 |
| EP1782661B1 (en) | 2004-08-23 | 2013-05-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic device and manufacturing method thereof |
| JP4972921B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2012-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | 光電変換素子の製造方法 |
| JP2006216654A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Konica Minolta Holdings Inc | 有機半導体膜の形成方法および有機薄膜トランジスタの製造方法 |
| US7790631B2 (en) * | 2006-11-21 | 2010-09-07 | Intel Corporation | Selective deposition of a dielectric on a self-assembled monolayer-adsorbed metal |
| US8120114B2 (en) | 2006-12-27 | 2012-02-21 | Intel Corporation | Transistor having an etch stop layer including a metal compound that is selectively formed over a metal gate |
| WO2009044659A1 (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-09 | Konica Minolta Holdings, Inc. | パターン形成方法 |
| US8808877B2 (en) | 2009-08-18 | 2014-08-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Organic electroluminescent element and method of manufacturing the same |
| JP5563258B2 (ja) * | 2009-09-02 | 2014-07-30 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
| CN104072327A (zh) * | 2013-03-26 | 2014-10-01 | 江苏中能化学有限公司 | 一种对三联苯的制备方法 |
| WO2017212882A1 (ja) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | 株式会社ダイセル | 有機半導体デバイス製造用組成物 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518767A (en) * | 1993-07-01 | 1996-05-21 | Massachusetts Institute Of Technology | Molecular self-assembly of electrically conductive polymers |
| US5900160A (en) * | 1993-10-04 | 1999-05-04 | President And Fellows Of Harvard College | Methods of etching articles via microcontact printing |
| JP3430632B2 (ja) * | 1994-05-31 | 2003-07-28 | ソニー株式会社 | 金属パターンの形成方法及び金属配線パターンを有する半導体装置の製造方法 |
| JP2788984B2 (ja) * | 1995-10-18 | 1998-08-20 | 工業技術院長 | 有機単分子薄膜の製造方法 |
| US5885753A (en) * | 1996-04-12 | 1999-03-23 | The Texas A&M University System | Polymeric self-assembled mono- and multilayers and their use in photolithography |
| US5728431A (en) * | 1996-09-20 | 1998-03-17 | Texas A&M University System | Process for forming self-assembled polymer layers on a metal surface |
| JP3941169B2 (ja) | 1997-07-16 | 2007-07-04 | セイコーエプソン株式会社 | 有機ｅｌ素子の製造方法 |
| JPH1154272A (ja) | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Seiko Epson Corp | 発光ディスプレイの製造方法 |
| WO1999026729A1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | Universite De Montreal | Assembly of polythiophene derivative on a self-assembled monolayer (sam) |
| KR100660384B1 (ko) * | 1998-03-17 | 2006-12-21 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 표시장치의 제조방법 |
| US6166172A (en) * | 1999-02-10 | 2000-12-26 | Carnegie Mellon University | Method of forming poly-(3-substituted) thiophenes |
| JP2001244467A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Hitachi Ltd | コプラナー型半導体装置とそれを用いた表示装置および製法 |
-
2002
- 2002-09-12 JP JP2002266958A patent/JP4419373B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-10 US US10/267,638 patent/US6916506B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6916506B2 (en) | 2005-07-12 |
| JP2003234522A (ja) | 2003-08-22 |
| US20030082858A1 (en) | 2003-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4419373B2 (ja) | 薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法 | |
| Schmaltz et al. | Self‐assembled monolayers as patterning tool for organic electronic devices | |
| US6808749B2 (en) | Thin film forming method, solution and apparatus for use in the method, and electronic device fabricating method | |
| JP4743061B2 (ja) | 有機半導体の離散的領域を有する半導体膜、及びその製造方法 | |
| Kwak et al. | Self‐organization of inkjet‐printed organic semiconductor films prepared in inkjet‐etched microwells | |
| US7612374B2 (en) | TFT containing coalesced nanoparticles | |
| JP3646784B2 (ja) | 薄膜パタ−ンの製造方法および微細構造体 | |
| JP3879425B2 (ja) | 有機ｅｌ素子の製造方法 | |
| JP4138433B2 (ja) | 薄膜の形成方法、電子デバイスの形成方法 | |
| US20120238081A1 (en) | Printed Material Constrained By Well Structures And Devices Including Same | |
| JP2006134959A (ja) | 有機トランジスタおよびその製造方法 | |
| US20050025880A1 (en) | Process for forming a film, process for manufacturing a device, electro-optical device and electronic equipment | |
| JP4141787B2 (ja) | 薄膜の形成方法、この方法に用いる溶液、電子デバイスの形成方法 | |
| JP2005028276A (ja) | 膜形成方法、デバイス製造方法、電気光学装置、並びに電子機器 | |
| JP4138434B2 (ja) | 薄膜の形成方法、電子デバイスの形成方法 | |
| JP4652866B2 (ja) | 有機トランジスタ | |
| JP4138435B2 (ja) | 薄膜の形成方法、電子デバイスの形成方法 | |
| JP4103529B2 (ja) | 薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法 | |
| JP5017338B2 (ja) | 有機トランジスタの製造方法 | |
| JP5095650B2 (ja) | 膜パターンとその膜パターン形成方法、及び導電膜配線、並びに電気光学装置 | |
| JP3900125B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法 | |
| JP4103530B2 (ja) | 薄膜形成方法、電子デバイスの形成方法 | |
| JP2011233724A (ja) | 有機薄膜トランジスタとその製造方法 | |
| JP5640553B2 (ja) | 有機薄膜の形成方法および有機デバイスの製造方法 | |
| JP2008311403A (ja) | 有機半導体膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050518 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090609 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090721 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091110 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091123 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4419373 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131211 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |