JP4944200B2 - 少なくとも一つの多層体の製造プロセスと多層体 - Google Patents

Description

本発明は、多層体、特に少なくとも一つの電子部品を有する多層体の製造プロセスであって、キャリア基質の上面に、互いに正しい位置（レジスト）関係で構築された、少なくとも二つの機能層、特に、電気的機能層を含む多層体に関する。本発明は、さらに、そのようにして得ることができる多層体に関する。

特許文献１は、ロジックゲートに接続された、有機電界効果トランジシタ（OFET）の形態の電子部品と、キャリア基質上でのその形成を開示している。電界効果トランジスタは、多数の機能層、または、印刷またはブレードによりキャリア基質に適用された機能層からできている。キャリア基質は、とりわけ、6〜200μmの範囲の厚さのプラスティックフィルムの形態である。

その点に関し、約6〜約50μmの範囲の厚さの薄く安価なキャリア基質を取り扱う場合は、処理操作中に、各処理ステップで変化する歪みを生じる傾向があるため、厚いキャリア基質が好ましい。電気的機能層が、薄いキャリア基質に適用され構築される場合、それは既に顕著な歪み、または、キャリア基質に垂直に見た場合、機能層の形状の理想形からのすれを有する。歪みは、既に形成された構造化機能層の寸法の変化を伴う、一つ以上の機能層の全表面に渡る適用に続いてまたは後に、さらなる構造化機能層が、既に形成された構造化機能層と正しい位置関係で、配置される必要がある場合、特に、妨害効果を有する。

DE 10 2004 059 467 A1

従って、本発明の目的は、互いに正しい位置関係で構造化機能層と、関連して形成され得る部品とを備えた多層体を製造する改善プロセスを提供し、特に、変形する傾向のあるキャリア基質上へ電子部品を形成する改善プロセスを提供することである。

キャリア基質の上面に、互いに正しい位置関係で構築された、少なくとも２つの特に電気的機能層を含む多層体の製造プロセスに対し、その目的は、第一領域において、第一露光照射に対して透明性が増加し、第一領域と正しい位置関係の少なくとも一つの第二領域において、少なくとも一つの異なる第二露光照射に対して透明性が増加し、下面は、第一及び少なくとも一つの第二露光放射により連続的に露光され、第一露光放射は第一機能層を構築するために用いられ、少なくとも一つの第二露光放射は少なくとも一つの第二機能層をキャリア基質の上面に構築するために用いられるように、キャリア基質の下面が作られることにより、達成される。

本発明によるプロセスは、プロセスにおけるキャリア基質の歪みにかかわらず、生じる歪みが第一領域および少なくとも一つの第二領域に等しく影響するため、少なくとも一つの第二機能層の問題なしに、第一機能層と完全またはほぼ完全な位置関係での配置を可能にする。キャリア基質の面に垂直に見た場合、第一領域の形態は、第一領域の位置が少なくとも一つの第二領域の位置に置き代わられないように、少なくとも一つの第二領域の歪みに合わせて変化する。従って、第一領域および少なくとも一つの第二領域の位置は、キャリア基質の歪みにかかわらず、少なくとも一つの第二機能層に対する第一機能層の配置に関して誤差が生じないように、キャリア基質上で、製造プロセスの最初に既に設定される。少なくとも一つの第二機能層は、第一機能層と正確な位置関係で、理想形態から離れた形態と、第一機能層の現在主流の形態に適合した形態で、形成される。機能層の互いに関連した正確な位置により、それぞれ改善された光学的または電気的特性を有する、ハイグレードな光学的および電気的の少なくとも一方の部品を製造することができ、同時に、キャリア基質に要するスペース量はより小さくなる。

従って、薄いキャリア基質上のOFETの製造においては、OFETの切り換え速度が著しく増加するように、ゲート電極に対するソース／ドレイン電極の最適配置により、きわめて低いゲート容量が達成される。以前の製造方法では、キャリア基質の表面領域の約80%が、個々の機能層の製造における許容誤差を考慮するために失われていたが、キャリア基質により多くの電子部品が形成され得るように、100%前後までの、キャリア基質の表面領域のより良い利用がこれから可能となる。

本発明によるプロセスは、さらに、分離層で互いに分離された２つの構造化機能層を含む光学部品の製造を特に提示する。この場合、２つの構造化機能層は、金属またはカラー層であり得る。第一機能層は、視認時に、第二構造化層の角度依存幾何学陰影効果を生じ、従って、個々の視認角度に依存して、例えばカラー反転または表示画像情報の変化を生じる、不透明なマスク層であるのが好ましい。この場合、さらに、互いに独立して構築され得る２つ以上の機能層が、互いに直接重なり、例えば、カラー混合の加法または減法により、カラー画像を形成することが可能である。機能層は、さらに、互いに独立して構築され得るIRまたはUV発光性層、または、光学可変色素（薄膜層色素、液晶色素）を備えた層を含み得る。さらに、光学機能層に、回折表面凹凸を挿入することが可能であり、従って、例えば、光学的可変効果の部分的な存在を生じさせ得る金属または誘電反射層を表すことが可能である（例えばホログラム）。

キャリア基質は、下面に直接凹凸構造を備え、または、下面に適用され、特に熱可塑性樹脂材料またはUVラッカーを含む層が、凹凸構造を備える。この場合、射出モールド道具が用いられ、または、凹凸構造は、UVラッカーでの型押しにより、または、熱可塑性樹脂での熱型押しにより、形成され得る。キャリア基質の下面への凹凸構造の形成のために、フォトレジストが適用され、露光され、現像され、下面に対するエッチングマスクとして用いられる、従来のフォトリソグラフ法を利用することもできる。

特に、フレキシブルなフィルム材料、特に、プラスティックフィルム材料を含むキャリア基質を有する有機電子部品を含む、多層体に対して、本発明の目的は、第一領域において、第一露光照射に対して透明性が形成され、第一領域と正しい位置関係の少なくとも一つの第二領域において、少なくとも一つの異なる第二露光照射に対して透明性が形成され、少なくとも二つの構造化機能層は互いに正しい位置関係で、さらに、キャリア基質の上面の第一および少なくとも一つの第二領域と正しい位置関係で、配置されるように、キャリア基質の下面が作られることにより、達成される。

この場合、キャリア基質は、3μmと250μm、好ましくは、6μm〜50μmの範囲の厚さである。

この場合、第一および第二露光放射は、例えば、波長、偏光、スペクトル組成、照明入射角度等において異なり得る。

構造的要素は、特に、良好で再現可能な光学的おとび電気的特性の少なくとも一方を有し、機能層の相互の正確な配置により、同時に、小さいスペースを要する。

本発明によるプロセスの第一の変形例では、第一凹凸構造が第一領域に形成され、第一凹凸構造とは異なる少なくとも一つの第二凹凸構造が第二領域に形成され、第一凹凸構造と正しい位置関係で、露光マスクがさらに下面に適用され、露光マスクは、キャリア基質により規定される平面に関する表面領域に対して一定の密度を備えて適用され、キャリア基質の上面に適用された第一機能層は、第一凹凸構造と正しい位置関係で構築され、キャリア基質の上面に適用された少なくとも一つの第二電気機能層は、少なくとも一つの第二凹凸構造と正しい位置関係で構築される手続きにより、キャリア基質の下面が作られる。本発明のこの実施形態では、露光マスク層は不要である。

プロセスの第一変形例は、キャリア基質に適用された露光マスクの物理特性、例えば、有効厚または光学密度、が、第一および少なくとも一つの第二領域の凹凸構造に影響され、露光マスクの透過特性が第一および第二領域で異なる、という理解に基づく。露光マスクは、露光プロセスにおいて、第一電気機能層の部分的除去および少なくとも一つの第二電気機能層の部分的除去のためのマスクとして、キャリア基質の上面のそれぞれの感光層が、露光マスク層、−すなわち、キャリア基質−を通じて露光され、第一および第二機能層の構築がそれぞれ直接行われるまたは以降行われ得るように、部分的に除去される手続きにより、用いられる。

これは、従来のプロセスで適用された機能層対し、付加的な調整問題や費用なしに、互いに正確な位置関係で配置される、という利点を得る。凹凸構造の許容誤差のみが、２つの機能層の一の許容誤差に影響する。同等の物理特性を有する露光マスク層の領域の配置は、第一および少なくとも一つの第二領域と正確な位置関係で行われる。

その点に関しては、キャリア基質は、構造化層の間の空隙として、出来る限り薄く選択され、例えば、特に厚いキャリアを用いた場合、反対側の光活性層は、機能層の質／解像度／レジスタに影響し得る。

露光マスク層は、異なる構造化機能層に対する製造プロセスに対して高精度露光マスクの機能を提供するため、２つの機能を行う層である。

露光マスクは、好ましくは、スパッタ、蒸着またはスプレーにより、キャリア基質に適用される。スパッタ手続きにおいては、プロセスに従い、キャリア基質により規定される平面に関する表面領域に対して一定の密度で露光マスク材料をスパッタする場合、材料が、凹凸構造を備えたキャリア基質上に部分的に異なる厚さで蒸着されるように、材料の直接適用が行われる。露光マスク層の蒸着およびスプレーは、プロセス技術により、少なくとも部分的な材料の直接適用を伴うことが好ましい。その点に関し、材料の適用は、垂直に行われ得るだけでなく、キャリア基質により規定される平面に対して30〜150°の範囲の角度で行われ得る。特に、意図的に部分的にコーティンングされる周期的な対称または非対称凹凸構造を用いる場合に、これが好ましい。

その点に関し、露光マスク層は金属層または金属合金を含む層により形成されるのが好ましい。そのような層は、スパッタのような試験済みプロセスで適用され、薄い層厚が含まれる場合、適切な光学密度を提供する。しかしながら、露光マスク層は、例えばカラーの、液晶を含む、または、光学密度を強化するため、例えばナノ粒子またはナノスフィアでドープされた、非金属層でもあり得る。

さらに、露光マスク層は、露光マスク層が実質不透明である、好ましくは光学密度が1.5より大きい厚さで、キャリア基質に適用され得る。

露光マスク層の不透明度の増加が、異なる回折凹凸構造を備えた領域の透明性比率の増加を可能とすることがわかった。露光が、高光学密度により一般に露光マスク層として用いられない、通常不透明な（例えば光学密度5）露光マスク層を通じて、適切な照明強度で行われる場合、特に良い結果を得ることができる。

露光マスク層が、露光マスク層が2と7の間の光学密度を有する厚さで、全表面領域に渡りキャリア基質に適用される場合、特に有利である。第一および第二凹凸構造の光学密度において特に大きな差異を構築するため、個々の構造エレメントの高深さ−幅比、特に、深さ−幅比＞0.3を備えた回折凹凸構造が、第一領域において第一凹凸構造として形成され、第二凹凸構造は、より低い深さ−幅比を備えた凹凸構造の形態であり得る。

そのような空間的回折凹凸構造を、露光マスクの層厚の適切な選択とともに用いることにより、第一領域および第二領域の第一層の光学密度において、目で知覚できる、非常に大きい差異を生じることが可能である。しかしながら、第一および第二領域における透明性のそのような大きな差異は、本発明によるプロセスの実施に対しては、必ずしも必要ではない。重要なことは、第一および少なくとも第二領域が、透明特性またはより小さいまたはより大きい光学密度により、識別可能であることだけである。

感光層が、露光マスク層を通じて、UV放射により露光されることが好ましい。第一および第二領域における凹凸構造の異なる構造により得られる、露光マスク層の透明特性における差異が、UV放射の範囲において特に顕著であることを、実験が示している。このように、露光操作にUV放射を用いた場合、良好な結果を得ることが出来る。

深さ−幅比が僅かに異なる凹凸構造は、蒸着が薄い場合、通常、相対的に僅かな透明性の差異を有する。しかしながら、僅かな相対的差異は、露光マスク層の層厚と平均光学密度の増加により、促進され得る。従って、第一および第二領域における露光マスク層の透明性のきわめて小さい差異でも、良好な結果が得られる。露光マスク層は、数nmオーダーの非常に薄い層を含み得る。キャリア基質により規定される平面に関する表面領域に対して均一の密度で適用される露光マスク層は、低深さ−幅比の領域よりも、高深さ−幅比の領域において、大幅に薄い。

次元のない、深さ−幅比h/dは、周期的構造、例えば、サイン−矩形構造を用いる場合、表面領域の拡張に関する特徴となる。そのような構造の連続する最高点と最低点の間隔は、深さと呼ばれ、すなわち、“頂点”と“谷”との間隔である。隣接する２つの最高点、すなわち、２つの“頂点”の間隔は、幅と呼ばれる。深さ−幅比が高ければ、それに応じて“頂点側面”は急になり、それに応じて“頂点側面”に蒸着された第一層は薄くなる。深さ−幅比の増加により高いレベルの透過性または透明性を生じる効果が、垂直側面を備えた構造、例えば矩形格子に対して観察される。しかしながら、これは、本モデルが適用されない構造にも生じ得る。例えば、“谷”形態のみで、２つの“谷”の間隔が、“谷”の深さより総和で大きい、個々に配置された線状の領域にも生じ得る。上述した定義の正しい適用で、そのように算出される深さ−幅比は、ほぼ０であり、特徴的な物理条件を反映しない。従って、“谷”からのみ実質形成される個々に配置された構造の場合は、“谷”の深さは“谷”の幅に関連する。

光学密度の低減程度は、基質、照明等に依存して変化し得る。その点に関し、露光マスク層における光の吸収が重要な役割を果たす。

図１は、プラスティックフィルム（反射係数n=1.5）の間に配置され、金属、特に、Ag、Al、Au、Cr、Cu、RhおよびTiを含む、光波長λ=550nmでの、露光マスク層の確認された反射程度を示す。この場合、厚さ比εは、最大R_maxの80%の反射程度Rが要求される金属層の厚さtと、最大R_maxの20%の反射程度Rが要求される厚さの指数として形成される。

推測に基づく考察に基づき、見てわかるように、透明性を提供する前述例において、銀および金（AgおよびAu）が、反射R_maxの高最大程度を有し、金属露光マスク層の光学密度を低下するために、相対的に低い高さ−幅比を要求する。アルミニウム（Al）も、明らかに反射R_maxの高最大程度を有するが、高い深さ−幅比を要求する。従って、露光マスク層は、銀または金で作られるのが好ましい。

図２は、異なる高さ−幅比を備えた、格子間隔350nmの線形正弦格子の形態の凹凸構造に対する、厳密な回折計算から得られる算出結果を示す。凹凸構造は、僅かな厚さt₀=40nmの銀でコーティングされている。凹凸構造への入射光は、波長λ=550nm（緑）およびそれぞれTE偏光およびTM偏光である。

透明性は、深さ−幅比とは関係なく、入射光の偏光にも依存することが判明した。深さ−幅比h/d=1.1に対するこの依存性を、表２に示す。この効果を、機能層の選択的形成に用いることができる。

透明性または露光マスクの反射の程度は、波長依存性であることがさらに判明した。この効果は、特にTE偏光に対して顕著である。

光の入射角度が入射の垂直角度と異なる場合に、透明性または透過性の程度が減少する、すなわち、光が垂直入射でない場合に、透明性の程度が減少することがさらにわかった。これは、露光マスク層は、光の入射の限られた角度範囲でのみ、透明またはより透明な性質を有し得ることを意味する。従って、露光マスク層は、傾斜照明の場合、不透明または非透過性であり、その点に関し、その効果は、機能層の選択的形成にも役に立つ。

凹凸構造の深さ−幅比に加えて、凹凸構造の空間周波数により、光学密度変化が影響される。従って、凹凸構造の第一領域における空間周波数および凹凸深さの積が、凹凸構造の第二領域における空間周波数および凹凸深さの積より大きい場合、凹凸構造に適用される露光マスク層の透過特性における変動が得られることがさらに判明した。

異なる透明性または透過性の領域の提供は、しかしながら、他の効果、例えば以下によっても得られる。
−異なる配向構造の結果としての透過性の偏光依存性、
−構造の形態因子、すなわち、矩形、正弦関数、鋸波、または他の形状の構造が、空間周波数と凹凸深さの同一の積で異なる透過特性を有し得ること、および、
−空間構造または構造結合または構造配置と併せた露光マスク層の直接蒸着。

第一凹凸構造が、確率論的形状の構造、例えばマット構造である場合、相関長、凹凸深さ、および形状の統計的分布は、透過性に影響する典型的な変数になり得る。

従って、異なる透明性または透過性の領域を形成するために、第一領域および第二領域において、上述した一つ以上の変数において異なる凹凸構造を用いることができる。

本発明による第二の変形例では、第一凹凸構造が第一領域に形成され、第一凹凸構造とは異なる少なくとも一つの第二凹凸構造が第二領域に形成され、第一凹凸構造と正しい位置関係で、キャリア基質の上面に適用された第一機能層は、第一凹凸構造と正しい位置関係で構築され、キャリア基質の上面に適用された少なくとも一つの第二電気機能層は、少なくとも一つの第二凹凸構造と正しい位置関係で構築される手順により、キャリア基質の下面が作られる。

形成される凹凸構造での露光放射の異なる回折、屈折または反射により、異なる露光特性が提供される。

この実施形態では、第一および第二露光放射は、入射角度および波長の少なくとも一方で異なることが好ましい。これにより、第一および第二凹凸構造として、露光放射の異なる入射で、第一領域または第二領域において入射光を合焦し、露光方向に依存して第一および第二領域におけるキャリア基質の透明性を増加する、例えばレンズ構造、例えば、シリンドリカルレンズまたは自由形態レンズ、を提供することができる。加えて、異なる領域において、回折により、入射角度および波長の少なくとも一方に依存して光を合焦する、回折凹凸構造を、キャリア基質の上面に提供することが出来る。従って、一方では、入射光の波長に依存して異なる焦点を提供し、従って、第一領域において第一露光放射で光を合焦し、第二領域において第一露光放射と波長の異なる第二露光放射で光を合焦する、回折レンズを提供することが出来る。加えて、鋸歯形状の凹凸形状とは異なるブレーズ格子を用いることができる。この場合、光の第一入射角度で、鋸歯の側面において全反射が生じ（特別なLRI層（LRI=low refractive index）がブレーズ構造に適用された場合）、光の第二入射角度で、回折角度により規定される領域で光ビームが屈折するように、鋸歯の側面に対する入射角度を選択することができる。加えて、ブレーズ変数（深さ、周期、材料等）の適切な選択により、２つの入射角度に対して、透過密度において少なくとも重大な差異が存在するようにすることが出来る。

加えて、第一及び第二凹凸構造は、光学分離層、例えば、HRI層（例えばZnS）を備えることができる。

プロセスの第一及び第二変形例により、高解像度の構造化機能層が達成され得る。達成され得る解像度と位置関係は、既知の構造化プロセスで達成されるものより約100倍良好である。第一凹凸構造の構造要素の幅は、可視光の波長の範囲（約380〜780nmの間）またはそれより下であるため、非常に細かい輪郭の機能層領域を形成することができる。それに応じて、コンポーネントのさらなる縮小化をもたらすことができる点に関し、既知のプロセスに対して主な利点が達成される。

例えば、幅または直径がそれぞれ5μmより小さく、特に約200nmの、高解像度の線および点の少なくとも一方を形成することができる。解像度レベルは、約0.5μm〜5μmの範囲、特に、約1μmの領域が形成されるのが好ましい。これに対して、10μmより小さい線幅が、構造化機能層のレジストに関する調整を伴うプロセスにより、非常に高いレベルの複雑さと出費を伴い、達成され得る。

第一および少なくとも一つの第二凹凸構造が、回折凹凸構造の形態であることが好ましい。その点に関し、第一および少なくとも一つの第二凹凸構造のアジマスが異なることが好ましいことが判明している。

第一および少なくとも一つの第二凹凸構造の少なくとも一方が、線形格子または交差格子、等方性または異方性マット構造、バイナリまたは連続フレネルレンズ、マイクロプリズム、ブレーズ格子、結合構造またはマクロ構造のような得に格子構造の形態である。
線形格子：例えば、100l/mmと5,000l/mmの間の線数と、50nmと5μmの間の構造深さを備えたサイン格子、
交差格子：例えば、100l/mmと5,000l/mmの間の線数と、50nmと5μmの間の構造深さを備えたサイン格子、
マット構造（等方性／異方性）：0.5μmと50μmの間の相関長と、50nmと10μmの間の構造深さ、
ブレーズ格子またはマイクロプリズム： 10l/mmと3,000l/mmの間の線数と、25nmと10μmの間の構造深さ、
マクロ構造：100nmと10μmの間の最大深さで、表面プロファイルにおける不連続間の距離が大きい（≧100μm）特徴の、あらゆる形態の表面構造、
結合構造：前述した構造の結合から生じる。

本発明の第三の変形例によれば、第一カラー層が第一領域に配置され、第一カラー層と色の異なる少なくとも一つの第二カラー層が第二領域に配置され、第一カラー層と正しい位置関係で、キャリア基質の上面に適用される第一機能層が第一カラー層と正しい位置関係で構築され、キャリア基質の上面に適用される少なくとも一つの第二機能層が、少なくとも一つの第二カラー層と正しい位置関係で構築される手順により、キャリア基質の下面が作られる。この場合、異なるカラー層は、異なる波長の露光放射に対するフィルタとして作用する。

この場合、例えば、第一領域においてパターン形態の印刷により、青色第一露光放射に対して透明な赤色層が適用され、第二領域において印刷により、赤色第二露光放射に対して透明な青色層が適用される。第一および第二カラー層と独立したキャリア基質の領域は、両露光放射を通過させ、両カラー層で覆われた領域は、２つの露光放射のどちらかを通過させない。

第一、第二または第三の変形例によれば、第一機能層は、キャリア基質の上面の全表面領域に渡って適用されるのが好ましく、第一機能層の形成前または後に、第一感光層が、上面の全表面領域に渡って形成される。その後に、第一感光層の露光が、キャリア基質を通じて、および随意的に、第一領域において第一露光放射に対して透明な露光マスク層を通じて、第一露光放射により行われ、第一感光層が、第一領域と正しい位置関係で部分的に除去され、第一機能層の構築が直ちにまたは続いて行われる。加えて、少なくとも一つの第二機能層が、全表面領域に渡って適用され、少なくとも一つの第二機能層の形成前または後に、少なくとも一つの第二感光層が、上面の全表面領域に渡って形成される。少なくとも一つの第二感光層の露光が、キャリア基質を通じて、および随意的に、第二領域において第二露光放射に対して透明な露光マスク層を通じて、少なくとも第二露光放射により行われ、少なくとも一つの第二感光層が、第二領域と正しい位置関係で部分的に除去され、少なくとも一つの第二機能層の構築が直ちにまたは続いて行われる。

第一および少なくとも一つの第二露光放射の双方に対して、第三領域が透明であるように、キャリア基質の下面に、第三領域が形成されることが好ましいことが判明している。これにより、構造化第一および構造化第二機能層の領域は、挿入一致関係で配置され得る。凹凸構造を備えた第一および第二変形例の場合、異なる凹凸構造が、相互近接関係または相互挿入関係で、第三領域に形成される。第三変形例の場合、第三領域にカラー層は配置されない。

キャリア基質の下面に、第一露光放射および少なくとも一つの第二露光放射に対して第四領域が不透明であるように、第四領域が形成されることが好ましいことが判明している。凹凸構造を伴う第一および第二変形例では、第三領域においては、凹凸構造は形成されず、または選択された凹凸構造のみが形成される。第三変形例においては、全カラー層は、第三領域に配置される。

従って、少なくとも４つの異なる露光状態を実施することができる。
a) 第一領域のみの露光、
b) 少なくとも一つの第二領域のみの露光、
c) 第一領域および少なくとも一つの第二領域の露光、
d) 露光なし。

未調整のキャリア基質が、第一および少なくとも一つの第二露光放射の少なくとも一方に対して透明であるような材料および厚さの少なくとも一方で形成されることが好ましいことが判明している。しかしながら、未調整のキャリア基質は、第一および少なくとも一つの第二露光放射の少なくとも一方に対して不透明であり、例えば、凹凸構造の導入、または、露光による化学反応等に起因する調整手続きにより、露光放射に対して少なくとも部分的に透明になり得る。

第一および少なくとも一つの第二露光放射の波長が異なること、および、偏光が異なること、および、キャリア基質により規定される平面上に異なる角度で入射すること、の少なくとも一つが好ましいことが判明している。

従って、本発明によるプロセスの第三実施例は、例えば、青色および赤色カラー層および第一および第二カラー層の併用での、第一露光放射としての赤色放射および少なくとも一つの第二露光放射としての青色放射等、異なる波長の露光放射を特に用いる。

少なくとも一つの第三機能層が、全表面領域に、または、構造化第一機能層および少なくとも一つの構造化第二機能層の間に、部分的に割り込み形状で、提供され得る。その点に関し、少なくとも一つの第三機能層が、半導体、または、電気的絶縁機能層材料で形成されることが好ましいことが判明している。

一般論として、放射光源とビーム光路中の感光層との間のキャリア基質にも似た機能層は、感光層の部分的な露光が行われ得るように、それぞれの露光放射に対して、最小限の透明性を提供し得る。その点に関し、視覚的印象だけではなく、それぞれの層の透明性も重要である。

第一機能層は、特に導電トラックおよび電極表面の少なくとも一方を形成するために、導電機能層材料で形成されることが好ましい。

形成される部品のそれぞれの要求に依存して、構造化第二機能層は、導電性または半導体または誘電性機能層材料で形成される。

一般論として、導電性機能層は、中間ステップにおいて、電気伝導率を高めるために、電気的に強化され得る。

さらに、３つの変形例に対して、少なくとも一つの感光層が、電気的機能層として用いられることが好ましいことが判明している。構造化により、感光層は、例えば導電層、半導体層、または誘電層を形成し得る。さらに、少なくとも一つの感光層が、プロセスの実施中または実施後に除去され得る。

感光ワックスラッカー層、またはポジティブまたはネガティブフォトレジスト層、またはフォトポリマー層が、感光層として用いられる。ポジティブフォトレジスト層は、露光領域において除去され、ネガティブフォトレジスト層は、非露光領域において除去され得る。さらに、露光操作により活性化された、または、活性領域において、第一および少なくとも一つの第二機能層の少なくとも一方に対するエッチング因子を形成する感光層が、好ましいことが、判明している。

電子部品として、キャパシタが形成されることが好ましく、その場合、第一機能層は導電性であり、２つのキャパシタ電極の形態で構築され、少なくとも一つの第二機能層は、構造化誘電層の形態である。

電界効果トランジスタ、特にOFETが、電子部品の形態で形成され、第一機能層が、導電性であり、ソース／ドレイン電極の形態で構築され、第二機能層が、導電性であり、ゲート電極の形態で構築され、またはその逆であり、半導体層を含む第三機能層が、第一および少なくとも一つの第二機能層の間の全表面領域に渡り形成され、誘電層を含む第四機能層が、全表面領域にわたり形成されることが、さらに好ましい、この場合、従って、トップゲートまたはボトムゲート構造を選ぶことができる。

感光ワックスラッカー層が、全表面領域にわたり、キャリア基質の上面に適用され、第一機能層が、全表面領域に渡り、その上に形成され、第一露光放射の露光が行われ、その場合にワックスラッカー層が第一領域において不溶性となり、第一機能層に含まれるワックスラッカー層が、他の領域で洗浄され、第一機能層が構築され、第三および第一機能層が、第二機能層に加えて形成され、フォトレジスト層が、その上の全表面領域に渡り適用され、第二露光放射の露光が行われ、フォトレジスト層が、第二領域と正しい位置関係で構築され、第二機能層のエッチングと構築が、構造化フォトレジスト層をエッチングマスクとして用いて行われる手順により、電界効果トランジスタが形成される。

さらに、第一機能層が、全表面領域に渡り、キャリア基質の上面に適用され、第一フォトレジスト層が、全表面領域に渡り適用され、第一露光放射の露光が行われ、第一フォトレジスト層が、第一領域と正しい位置関係で構築され、第一機能層のエッチングおよび構築用のマスクとして用いられ、エッチングマスクが除去され、第三および第四機能層が、第二機能層に加えて形成され、第二フォトレジスト層が、その上の全表面領域に渡り適用され、第二露光放射の露光が行われ、第二フォトレジスト層が、第二領域と正しい位置関係で構築され、第二機能層のエッチングと構築が、構造化第二フォトレジスト層をエッチングマスクとして用いて行われる手順により、電界効果トランジスタが形成され得る。

少なくとも一つの有機機能層を含む有機電気部品が形成されることが特に好ましいことが判明している。

有機機能層は、特に印刷またはドクタブレード法の適用により、液体で適用されるのが好ましい。有機機能層材料は、とりわけ液体に溶解するポリマーであり得る。有機機能層材料を含む液体は、懸濁剤または乳化剤であり得る。

有機電気機能層は、標準的な半導体（結晶性シリコンまたはゲルマニウム）および典型的な金属導体を除くすべての種類の基質を含み得る。従って、炭素化学という意味での有機材料に制限されるものではない。ここで、ポリマーという言葉は、重合材料およびオリゴマー材料および小分子を含む材料およびナノ粒子を含む材料の少なくとも一つを含む。ナノ粒子の層は、例えばポリマー懸濁液により適用され得る。従って、ポリマーは、例えばｎ伝導型重合半導体を形成するハイブリッド材料でもあり得る。さらに、例として、シリコンも挙げられる。さらに、この表現は、分子サイズの観点で制限されることはなく、前述したように、“小分子”または“ナノ粒子”を含むように意図される。有機機能層は、異なる有機材料で形成され得る。

ペンタセン、ポリアルキルチオフェン等が、ｐ伝導型有機半導体材料として提供され、例えば、溶解性フラーレン誘導体が、ｎ伝導型有機半導体材料として提供され得る。

少なくとも二つの電子部品が、キャリア基質に形成されることが好ましい。それらは、電子回路の構成要素として、相互接続状態で備えられ得る。

特に、キャリア基質は、3〜150μmの範囲の層厚の、安価でフレキシブルなフィルム材料、特に、透明なプラスティックフィルム材料で形成される。この点において、PET、PC、PENのフィルムが特に好ましい。しかしながら、例えばガラスなどの、硬いキャリア基質も用いることができる。

キャリア基質は、細長い形状であり、連続的なroll-to-roll（Rolle-zu-Rolle）プロセスで処理されるのが好ましい。この場合、キャリア基質は、巻かれた状態、または供給ロールとして提供され、そこから引き出され、本発明によるプロセスで、少なくとも一つの電気部品の機能層がコーティングされ、最終的に、他の供給ロールに再度巻き取られ、または、特にスタンプにより、個々の部品、部品グループまたは回路に分割される。

さらなる構造では、キャリア基質は、コンポーネントの電気的機能層から剥離可能に適応され得る。このために、特に剥離層が、キャリア基質と少なくとも一つの電気部品の電気機能層との間に備えられる。部品または部品グループは、キャリア基質の反対側の部品の側面に配置された接着層により分離キャリアに固定され、キャリア基質が剥離され得る。この場合、処理は、転写フィルムで知られる方法により行われ得る。この点において、接着層を含む機能層は、転写層処置として機能する。

本発明による電子部品または構造化機能層は、キャリア基質の薄い厚さにより、0〜10%の範囲の歪みを含み得る。この場合、歪みは、理想形状に対する構造化機能層の形状の偏差から算出される。

形成される電子部品は、特に、RFIDタグ、梱包材料、ラベル等に利用可能であるように、機材の輪郭等に、特にフレキシブルに適用される。

電子部品は、キャパシタ、電界効果トランジスタ、特にOFET、LED、特にOLED、またはダイオードの形態であることが好ましい。

本発明による少なくとも一つの電子部品を備えた電子回路、特に、有機電子回路の形成が望ましい。この点において、回路は、機材の輪郭等にフレキシブルに適用するように設計され得る。

図１ａ〜図２ｆは、本発明によるプロセスを例により示している。

キャリア基質の調整下面を示す。 図１のキャリア基質の断面A-A’を示す。 第一露光放射で露光された図１ａのキャリア基質の上面を示す。 第二露光放射で露光された図１ａのキャリア基質の上面を示す。 第一機能層および第一ネガティブフォトレジスト層が適用された図１ａのキャリア基質の断面A-A’を示す。 フォトレジスト層の構築および第一機能層のエッチング後の図２ａのキャリア基質を示す。 第一フォトレジスト層除去後の図２ａのキャリア基質の平面図を示す。 第二機能層および第二ポジティブフォトレジスト層が適用された図２ｃのキャリア基質を示す。 第二フォトレジスト層の構築および第二機能層のエッチング後の図２ｄのキャリア基質を示す。 第二フォトレジスト層除去後の図２ｅのキャリア基質の平面図を示す。

図１ａは、調製下面１０ａを備えた、透明PETのキャリア基質１０を示す。図１ｂは、図１ａのキャリア基質１０のA-A’断面を示す。キャリア基質１０の上面は、符号１０ｂで識別される。下面１０ａは、第一領域１に第一回折凹凸構造が、第二領域２に第二回折凹凸構造が備えられる。本目的のため、上述したように、第一および第二凹凸構造は、キャリア基質の下面１０ａに直接形成され、または、下面に備えられた複製ラッカー層で形成される。第一および第二凹凸構造は、例えば、凹凸深さ400nm、格子周期350nmの正弦格子を含み、第一凹凸構造の正弦格子の格子線が、第二凹凸構造の正弦格子の格子線に関して実質的に垂直に配置されている。表２からわかるように、そのような正弦格子は、TE偏光方向に対して82.3%の透明性と、TM偏光方向に対して62.8%の透明性とを有する。従って、第一および第二凹凸構造を照明すると、２つの異なる偏光方向に対して、30%の相対的な透明性の差異を生じる。

第一および第二凹凸構造に代わって、照射光の波長以下の格子周期を備え、第一及び第二凹凸構造のアジマス角が異なり、凹凸構造の深さ―幅比が好ましくは0.3より大きい、異なる回折構造を用いることができる。特に、表２に例示する、格子周期350nm、深さ100nmまたは800nm、の凹凸構造を用いることができる。それぞれのケースで、第一および第二凹凸構造のアジマス角は、約90度の角度差を有するのが好ましい。

銀のコーティングマスク層が、キャリア基質１０に規定される平面に対し、表面領域に関して一定の密度で、第一および第二凹凸構造の表面全体に蒸着される。

第一領域は、TE偏光光に対して、第一凹凸構造の格子線に従って配置される第二領域より透明である。一方、第二領域は、90度偏光された光に対し、第一領域よりも透過性がある。第一および第二領域の重畳部分を含む第三領域（ここでは、厚さ400nmおよび格子周期350nmの交差型正弦格子）では、偏光方向に対してより透明性が高い。従って、波長λ＝550nmの直線偏光光による露光が第一露光照射２０ａとして選択された場合、偏光方向は、光が第一凹凸構造に関してTE偏光となるように選択され、第一および第三領域において、第一露光２０ａに対してより高い透明性を示す。波長λ＝550nmの直線偏光光による露光と、露光放射２０ａの偏光方向に対して90度に調整された偏光方向を備えた第二露光照射２０ｂに対して、第二および第三領域の透明性が高まる。凹凸構造がない第四領域では、露光マスク層１００は不透明であり、第一および第二露光放射２０ａ、２０ｂに対して、第四領域が不透明であるような層厚が提供される。

図１ｃは、第一露光照射２０ａにより下面１０ｂが露光される、図１ａのキャリア基質１０の上面１０ｂを示す。第一領域１では、露光マスク層１００は、下面１０ａにおいて、第一露光放射２０ａに対する透明性が増加する。

図１ｄは、第二露光照射２０ｂにより下面１０ｂが露光される、図１ａのキャリア基質１０の上面１０ｂを示す。第二領域２でのみ、露光マスク層１００は、下面１０ａにおいて、第二露光放射２０ｂに対する透明性が増加する。

図２ａは、全表面領域に適用された、銅を含み、0.1〜0.5μmの層厚の、第一機能層３０、および、全表面領域に適用された、第一ネガティブフォトレジスト層４０とを備えた、図１ａのキャリア基質１０のA-A’断面を示す。第一領域１において、第一露光照射２０ａが、キャリア基質１０の下面１０ａから、露光マスク層１００、キャリア層１０、および第一機能層３０を通じて、次第に透過し、第一フォトレジスト層４０を部分的に顕著に露光する。この場合、露光時間および露光強度は、フォトレジストが部分的に顕著に露光された領域１において活性化され、露光の少ない領域２および４においては活性化されないように、フォトレジスト層４０に用いられるフォトレジストに適合される。

活性化フォトレジスト領域４０´は、フォトレジストの現像および構造化で、第一機能層３０上に残り、第一機能層３０に対するエッチングマスクを形成する。

図２ｂは、第一機能層３０のエッチング後の、図２ａのキャリア基質１０を示す。エッチングマスクでカバーされない第一機能層３０の領域は、構造化第一機能層３０´が形成されるように、除去される。

図２ｃは、エッチングマスク除去後の、図２ｂのキャリア基質１０の平面図である。構造化第一機能層３０´は、第一領域１と正しい位置関係で、キャリア基質１０の上面１０ａに存在する（図１ｃ参照）。

図２ｄは、構造化第一機能層３０´の全表面領域と、キャリア基質の自由領域とに適用される透明有機誘電材料の第三機能層を備えた、図２ｃのキャリア基質１０の断面を示す。銅の第二機能層３１は、0.1μm〜0.5μmの範囲の層厚でその全表面領域に適用され、第二ポジティブフォトレジスト層４１がその全表面領域に適用される。第二露光放射２０ｂが、第二領域２において、キャリア基質の下面１０ａから、露光マスク１００、キャリア層１０、第一機能層３０、第三機能層５０、および第二機能層３１を通じて、深く浸透し、第二フォトレジスト層４１を部分的に露光する。この場合、露光時間と露光強度は、フォトレジストが露光の強い領域２において部分的に活性化され、露光の弱い領域１および４においては活性化されないように、フォトレジスト層４１に使用されるフォトレジストに適合される。

非活性化フォトレジスト領域４１´は、ポジティブフォトレジストの現像および構築において、第二機能層３１の上に残り、第二機能層３１のエッチングマスクを形成する。

図２ｅは、第二フォトレジスト層、または、残存非露光領域４１´の現像および構築後、および、第二機能層３１のエッチング後の、図２ｄのキャリア基質１０を示す。この場合、構造化第二機能層３１´が形成される。

図２ｆは、構造化第二フォトレジスト層４１´除去後の、図２ｅのャリア基質１０の平面図を示す。第三機能層５０の上に、構造化第二機能層３１´を視認可能である。第三機能層５０の下の構造化第一機能層３０´の位置を、破線で示す。構造化第一機能層３０´は、構造化第二機能層３１´と正確な位置関係にある。

１ 第一領域
２ 第二領域
３ 第三領域
４ 第四領域
１０ キャリア基質
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
２０ａ 第一露光放射
２０ｂ 第二露光放射
３０ 第一機能層
３０´ 構造化第一機能層
３１ 第二機能層
３１´ 構造化第二機能層
４０ 第一フォトレジスト層
４０´ 活性化フォトレジスト領域
４１ 第二フォトレジスト層
４１´ 残存非露光領域
５０ 第三機能層
１００ 露光マスク層

Claims (15)

1. 多層体、特に、少なくとも一つの電子部品を有し、互いに正しい位置関係で構築された、少なくとも２つの機能層、特に、電気的機能層を、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に含む多層体の製造プロセスであって、
   第一領域（１）において、第一露光放射（２０ａ）に対して、少なくとも一つの第二領域に関して透明性が増加し、
   第一領域（１）と正しい位置関係の少なくとも一つの第二領域（２）において、少なくとも一つの異なる第二露光放射（２０ｂ）に対して、第一領域に関して透明性が増加し、
   下面（１０ａ）は、第一及び少なくとも一つの第二露光放射（２０ａ、２０ｂ）により連続的に露光され、第一露光放射（２０ａ）は第一機能層（３０）を構築するために用いられ、少なくとも一つの第二露光放射（２０ｂ）は少なくとも一つの第二機能層（３１）をキャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に構築するために用いられるように、キャリア基質（１０）の下面（１０ａ）が作られること、
   を特徴とする多層体の製造プロセス。
2. 第一凹凸構造が第一領域（１）に形成され、第一凹凸構造とは異なる少なくとも一つの第二凹凸構造が第二領域（２）に形成され、第一凹凸構造と正しい位置関係で、露光マスク（１００）がさらに下面（１０ａ）に適用され、露光マスク（１００）は、キャリア基質（１０）により規定される平面に関する表面領域に対して一定の密度を備えて適用され、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に適用された第一機能層（３０）は、第一凹凸構造と正しい位置関係で構築され、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に適用された少なくとも一つの第二電気的機能層（３１）は、少なくとも一つの第二凹凸構造と正しい位置関係で構築される手順により、キャリア基質（１０）の下面（１０ａ）が作られること、
   を特徴とする請求項１に記載のプロセス。
3. 露光マスク層（１００）が、金属層または金属合金層で形成されること、
   を特徴とする請求項２に記載のプロセス。
4. 第一および第二凹凸構造が、各構造エレメントの深さ幅比が0.3以上の回折凹凸構造により形成されること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
5. 第一および第二凹凸構造が、格子周期800nm以下、好ましくは500nm以下の凹凸構造により形成されること、
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセス。
6. 第一凹凸構造が第一領域（１）に形成され、第一凹凸構造とは異なる少なくとも一つの第二凹凸構造が第二領域（２）に形成され、第一凹凸構造と正しい位置関係で、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に適用された第一機能層（３０）が、第一凹凸構造と正しい位置関係で構築され、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に適用された少なくとも一つの第二電気的機能層（３１）が、少なくとも一つの第二凹凸構造と正しい位置関係で構築される手順により、キャリア基質（１０）の下面（１０ａ）が作られること、
   を特徴とする請求項１に記載のプロセス。
7. 第一カラー層が第一領域に配置され、第一カラー層と色の異なる少なくとも一つの第二カラー層が第二領域に配置され、第一カラー層と正しい位置関係で、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に適用される第一機能層が第一カラー層と正しい位置関係で構築され、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）に適用される少なくとも一つの第二機能層が、少なくとも一つの第二カラー層と正しい位置関係で構築される手順により、キャリア基質（１０）の下面（１０ａ）が作られること、
   を特徴とする請求項１に記載のプロセス。
8. 構造化第一機能層（３０´）が、導電性機能層材料で形成されること、
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
9. 構造化第二機能層（３１´）が、導電性または半導体または誘電性機能層材料で形成されること、
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
10. 請求項１〜９のいずれか１項により得られる多層体、特に、少なくとも一つの有機電子部品を有し、キャリア基質（１０）を有する多層体であって、
    第一領域（１）において、第一露光放射（２０ａ）に対して、少なくとも一つの第二領域に関して増加する透明性が形成され、第一領域（１）と正しい位置関係で、少なくとも一つの第二領域（２）において、少なくとも一つの露光放射（２０ｂ）に対して、第一領域に関して増加する透明性が形成され、少なくとも二つの構造化機能層（３０´、３１´）が、互いに正しい位置関係で、さらに、キャリア基質（１０）の上面（１０ｂ）で、第一および少なくとも一つの第二領域（１、２）と正しい位置関係で配置されるように、キャリア基質（１０）の下面（１０ａ）が作られること、
    を特徴とする多層体。
11. 第一凹凸構造が第一領域（１）に配置され、第一凹凸構造とは異なる少なくとも一つの第二凹凸構造が第二領域（２）に配置され、第一凹凸構造と正しい位置関係であること、
    を特徴とする請求項１０に記載の多層体。
12. 露光マスク層（１００）が、さらに下面（１０ａ）に配置されること、
    を特徴とする請求項１０または１１に記載の多層体。
13. 第一カラー層が第一領域（１）に配置され、第一カラー層と色の異なる少なくとも一つの第二カラー層が第二領域（２）に配置され、第一カラー層と正しい位置関係にあること、
    を特徴とする請求項１２に記載の多層体。
14. 多層体が一つ以上の電子部品、特に、キャパシタ、電界効果トランジスタ、太陽電池、感光層を含む部品、抵抗、アンテナ、LED、特にOLED、またはダイオードを有すること、
    を特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のプロセス。
15. 多層体が、基質としてガラス層を有し、多層体が、下面の領域に、第一回折凹凸構造が第一領域に形成され、それとは異なる第二回折凹凸構造が少なくとも一つの第二領域にさらに形成される、複製ラッカー層を有すること、
    を特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のプロセス。

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