JPWO2016047362A1 - 塗布材料、パターン形成方法および電子デバイスのその製造方法 - Google Patents

塗布材料、パターン形成方法および電子デバイスのその製造方法 Download PDF

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Abstract

塗布材料は、打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンを形成するためのものであって、原料と溶解度パラメータＳＰ値が２０．３ＭＰａ１／２以下の良溶媒である２種類の溶媒Ａ、及びＢとを含有して構成され、溶媒Ａが、溶媒Ｂよりも表面張力が高くかつ蒸気圧が高く、溶媒体積含有率として２０％以上５０％以下含有されている。パターン形成方法は、この塗布材料を用いて、上述のパターンを形成する。電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの少なくとも一層を、このパターン形成方法を用いて成膜されたパターンによって作製する。

Description

本発明は、塗布材料、パターン形成方法および電子デバイスのその製造方法に係り、詳しくは、プリンテッドエレクトロニクス分野に関するインクジェットプロセスにおいてコーヒーステイン形状が生じない良好な断面パターンが得られる塗布材料、この塗布材料をインクジェット用インクとして用いたパターン形成方法、およびこのパターン形成方法を用いて成膜されたパターンによって作製された機能層を有する電子デバイスの製造方法に関する。
近年、液体プロセスなどの画期的な省資源・省エネルギ技術により、トランジスタなど電子デバイスやエネルギデバイスを作製する研究開発がさまざまな研究機関で加速されている。これらの技術は、「プリンテッドエレクトロニクス」と総称されており、次世代の半導体作製プロセス技術として大きな期待を集めている。
プロセスとしてインクジェットを用いた際に、エッジ部分に「コーヒーステイン」と呼ばれる現象、即ち配線や電極の周囲や端が盛り上がってしまう現象がある。これらは電極に限った話ではなく、半導体材料や絶縁材料においてもこのような形状が出てしまうことは電子デバイスにおける信頼性の関係上好ましくない。
コーヒーステイン形状の発生要因としては、一般的に表面張力の濃度依存性に由来するマランゴニ対流の発生が原因であるといわれている。一般的な溶液では、表面張力の関係と濃度が比例する関係にあるため、乾燥による濃度上昇が起き易い液滴の端部の表面張力が増大する。これにより、液滴内で表面張力の勾配が発生し、液全体が端部に引き寄せられるように濡れ広がる。そのため、端部に溶質が集中し、エッジが盛り上がるパターン形状となる（特許文献１参照）。
このため、特許文献１に開示の配線パターンでは、濡れ性変化層へのエネルギの付与により低表面エネルギ部から変化して液体に対する濡れ性が向上した高表面エネルギ部上に導電性液体により形成された導電パターン層の平面視形状を、角部に面取りが施されたラウンド形状の端部を持つ矩形の配線形状としている。
こうして、特許文献１に開示の技術では、配線パターンの形成プロセスにおいて、蒸発速度が遅いパターン中央から蒸発速度が速いパターン周辺部に塗布されたインクの流れが発生してインクが濡れ広がるとき、導電パターン層の平面視矩形の配線形状の端部における蒸発速度がより高い角部、特に尖った直角の角部のインクが流れて、特に、角部の膜厚が厚くなり、角部に凸状の膜厚ピーク（凸状隆起）、いわゆる「盛り上がり」が形成されることを防止している。
特開２００８−０６６５６７号公報
しかしながら、特許文献１に開示の技術は、導電パターン層の平面視矩形の配線形状の端部をラウンド形状にすることにより、平面視矩形の配線形状の端部の尖った角部におけるエッジの盛り上がりの集中を防止できるが、この平面視矩形の配線形状には、ラウンド形状であってもエッジは存在しているため、低くてもエッジの盛り上がりは発生しており、エッジの盛り上がり自体を防止することができないという課題がある。
また、プリンテッドエレクトロニクス分野において、スピンコートやスリットコート等の一般的な塗布プロセスで用いられる溶液は、表面張力の関係と濃度が比例する関係にある溶液構成を用いられてことが多いため、一般的に「濡れる」という溶液構成を用いた場合、エッジ部分の盛り上がりは避けられない課題となる。
また、以上のような課題を解決するために、表面張力と濃度依存性の関係を出来るだけ少なくするように界面活性剤等が添加されるケースがあるが、このような場合、界面活性剤自身が電気物性に影響を及ぼしてしまう懸念があるという問題があるため、プリンテッドエレクトロニクス分野において、塗布材料に添加剤を加えることは好ましくない。
さらに、このようなエッジの盛り上がり形状を制御するために、塗布プロセスを工夫することによって解決している例もあるが、必然的に工程の増加や複雑化を招くという問題があり、工程削減が求められている関係上、出来る限り新たなプロセスを付与しないことが好ましい。
本発明は、上記従来技術の問題や課題の実情に鑑みて、プリンテッドエレクトロニクス分野において用いられ、パターンのエッジの盛り上がりを抑制させて良好な断面パターンを得ることができる塗布材料、この塗布材料を用いたパターン形成方法、およびこのパターン形成方法を用いて成膜されたパターンによって作製された電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、塗布材料の溶液の溶媒を２成分以上で構成して、液滴乾燥時の表面張力と濃度依存の関係を反比例の関係にさせることにより、エッジ部分の盛り上がりを抑制させて良好な断面パターンを得ることができることを知見し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明の第１の態様に係る塗布材料は、打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンを形成するための塗布材料であって、原料と溶解度パラメータＳＰ値が２０．３ＭＰａ１／２以下の良溶媒である２種類の溶媒Ａ、及びＢとを含有して構成され、溶媒Ａが、溶媒Ｂよりも表面張力が高くかつ蒸気圧が高く、溶媒体積含有率として２０％以上５０％以下含有されていることを特徴とする。
ここで、溶媒Ａが、溶媒Ｂよりも、表面張力が１．１７倍以上高く、かつ蒸気圧が１．５７倍以上高いことが好ましい。
また、溶媒Ａの２０℃における表面張力が２７ｍＮ／ｍ以上、かつ蒸気圧が１．１ｋＰａ以上であり、溶媒Ｂの２０℃における表面張力が２３ｍＮ／ｍ以下、かつ０．７ｋＰａ以下であることが好ましい。
また、溶媒Ａが、溶媒体積含有率として３５％以上５０％以下含有されていることが好ましい。
また、原料が、シラザン化合物で構成されていることが好ましい。
また、インクジェット用塗布材料であることが好ましい。
また、本発明の第２の態様に係るパターン形成方法は、上記第１の態様に係る塗布材料を用いて、打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンを形成することを特徴とする。
ここで、打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンが、打滴の中心から２０%以内において、打滴の中心を通り、この中心の両側にエッジを有する打滴の断面プロファイルの最大値を有するパターンであることが好ましい。
また、打滴の断面プロファイルの両側のエッジの部分が丸まっていることが好ましい。
本発明の第３の態様に係る電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの少なくとも一層が、本発明の第２の態様に係るパターン形成方法により作製されることを特徴とする。
ここで、電子デバイスの少なくとも一層が、絶縁層、保護層、層間絶縁層の内の少なくとも一層であることが好ましい。
また、電子デバイスが、薄膜トランジスタであることが好ましい。
本発明によれば、プリンテッドエレクトロニクス分野において用いられ、溶液の溶媒を２成分以上で構成させて、液滴乾燥時の表面張力と濃度依存の関係を反比例の関係にさせることで、パターンのエッジの盛り上がりを抑制させて良好な断面パターンを得ることができる塗布材料、この塗布材料を用いたパターン形成方法、およびこのパターン形成方法を用いて成膜されたパターンによって作製された電子デバイスの製造方法を提供することができる。
本発明に係る塗布材料を用いたパーン形成方法において形成される打滴のパターンの一例を模式的に示す断面図である。 本発明法によって製造される電子デバイスの一実施形態であるトランジスタの一実施例の断面模式図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、実施例１の塗布材料を用いて形成されたインクジェット打滴パターン像を示す模式図、この打滴パターン像の断面プロファイルを示すグラフおよび実施例１の塗布材料を用いて形成されたスピンコート膜の図面代用写真である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、比較例１の塗布材料を用いて形成されたインクジェット打滴パターン像を示す模式図、この打滴パターン像の断面プロファイルを示すグラフおよび比較例１の塗布材料を用いて形成されたスピンコート膜の図面代用写真である。
以下に、本発明に係る塗布材料、パターン形成方法および電子デバイスのその製造方法をその好適実施形態に基づいて添付の図面を参照して詳細に説明する。
（塗布材料）
本発明に係る塗布材料は、打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンを形成するためのもので、原料と、溶解度パラメータＳＰ値が２０．３ＭＰａ１／２以下の良溶媒である２種類の溶媒Ａ、及びＢと、を含有して構成され、溶媒Ａが、溶媒Ｂよりも表面張力が高くかつ蒸気圧が高く、溶媒体積含有率として２０％以上５０％以下含有されていることを特徴とする。
本発明に係る塗布材料は、プリンテッドエレクトロニクス分野において、薄膜トランジスタなど電子デバイス等の機能層を積層する際に、この機能層を構成する所定のパターンを形成するのに用いられる液状の塗布材料、特に、インクジェット用塗布材料であることが好ましい。
なお、本発明において、電子デバイスは、プリンテッドエレクトロニクス技術が適用される電子デバイスであれば、特に限定されないが、例えば、薄膜トランジスタ、太陽電池、ＲＦＩＤ、温度モニタ、ガスセンサ、生体センサ、圧力センサ、赤外線センサ、有機ＥＬ照明、表示デバイス等を挙げることができる。
また、機能膜としては、電子デバイス等の少なくとも一層を構成する機能膜であれば、特に限定されないが、例えば、絶縁層、保護層、層間絶縁層、ガスバリア層、光学薄膜等を挙げることができる。
（打滴パターン）
まず、本発明に係る塗布材料によって形成される打滴のパターンについて、図１を参照して説明する。
図1は、本発明の塗布材料を用いた本発明のパターン形成方法によって形成される打滴のパターン形状の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、本発明において形成される打滴１０は、基板１２上に形成された凸状のパターン、好ましくは、インクジェットによって基板１２上に打滴されたインク液滴によって形成された凸状のパターンを有する。この打滴１０のパターンの上面は、打滴１０の底面、即ち基板１２の表面に垂直な方向に打滴１０の中心１４を取る時、打滴１０の中心から２０%以内の領域２０内に最高点を有する凸状のパターン形状である。
具体的には、打滴１０のパターンは、図１に示すように、この打滴１０を、その中心１６を通り、その底面、即ち基板１２の表面に垂直な平面で切った断面プロファイル１８において、打滴１０の中心から２０%以内の領域２０内に最高点を有する凸状のパターン形状であることが好ましい。
なお、本発明においては、打滴１０のパターンの上面、例えば、打滴１０の断面プロファイル１８は、打滴１０の中心から２０%以内の領域２０内に最高点を有していれば、どのようなパターン形状であっても、どのようなプロファイルであっても良く、エッジ１６の部分が、角張っていても良いが、丸まっている、例えば、打滴１０の中心１４の両側に存在する打滴１０の両エッジ１６からその中心１４に向かって上に凸の曲面形状を有することが好ましく、図１に示す例のように、打滴１０の凸状のパターンの上面、及び断面プロファイル１８が、中心１４の両側に存在する打滴１０のエッジ１６からその中心１４に向かって上に凸の曲面形状を有し、打滴１０の中心１４から２０%以内の領域２０内である中心１４に最高点を有することが最も好ましい。
ここで、打滴１０のパターンは、特に制限的ではないが、インクジェット方式によって形成されるパターンであることが好ましいが、インクジェット方式によるパターンであればどのようなものでも良く、例えば、１本のインクジェットノズルから吐出された単一のインク液滴による円状のパターンであっても良く、また、線状のパターンであっても良いし、また、複数本のインクジェットノズルから吐出された複数のインク液滴によって形成された円状又は楕円状等の閉曲線状のパターンであっても良く、また、線状のパターンであっても良い。
また、本発明における打滴の断面の切り方は、打滴のどのようなパターンにおいても、例えば、閉曲線状のパターンにおいても、線状のパターンにおいても、即ち、打滴の中心を通り、その底面に垂直な平面で切るものであれば、どのような断面であっても良い。即ち、打滴のプロファイルは、どのような断面におけるプロファイルであっても良い。
尚、本発明における断面プロファイルは光干渉型表面粗さ計Ｖｅｅｃｏ社製Ｗｙｋｏの装置を用いて測定することが可能である。白色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤ（５３５ｎｍ）光源の光干渉法で得られた断面を測定することにより、検出することができる。
（溶媒）
本発明においては、以上のような打滴パターンを形成するための塗布材料は、その溶液の溶媒を表面張力及び蒸気圧が異なる２種類の溶媒Ａ及び溶媒Ｂで構成する必要がある。
２種類の溶媒Ａ及び溶媒Ｂは、塗布材料の原料を溶解しやすい良溶媒であり、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が２０．３ＭＰａ１／２以下の溶媒であり、好ましくは、１４．１以上２０．３以下の溶媒である。
ここで、２種類の溶媒Ａ及び溶媒ＢのＳＰ値を、２０．３ＭＰａ１／２以下に限定する理由は、ＳＰ値が２０．３ＭＰａ１／２超であると、溶解性が低下してしまうからである。
このような溶媒としては、例えばペンタン（１４．３）、ヘキサン（１４．９）、ヘプタン（１５．１）、オクタン（１５．６）、およびドデカン（１６．２）等の脂肪族炭化水素、メチルシクロヘキサン（１６．０）、シクロヘキサン（１６．８）、およびシクロペンタン（１７．８）等の脂環式炭化水素、クメン（１６．８）、プロピルベンゼン（１７．６）、エチルベンゼン（１８．０）、ｐ−キシレン（１８．０）、メシチレン（１８．０）、トルエン（１８．２）、およびベンゼン（１８．８）等の芳香族炭化水素、塩化イソブチル（１６．６）、塩化イソプロピル（１６．６）、１−クロロプロパン（１７．４）、クロロホルム（１９．０）、およびクロロベンゼン（１９．４）等のハロゲン化炭化水素、ジイソプロピルエーテル（１４．１）、ジエチルエーテル（１５．１）、ジブチルエーテル（１６．０）、ジプロピルエーテル（１６．０）、およびエチレングリコールジメチルエーテル（１７．０）等のエーテル、アセトン（２０．３）、ＭＥＫ９．３、シクロヘキサノン（２０．３）、ジイソブチルケトン（１６．０）、メチルイソブチルケトン（１７．２）、及びジエチルケトン（１８．０）等のケトン、並びにこれらの有機溶媒の２以上の混合溶媒を挙げることができる。なお、上記有機溶媒名の後の括弧内の数字はＳＰ値（単位：ＭＰａ1/2）を示す。
このような有機溶媒のＳＰ値は、例えば、「ポリマーハンドブック（Polymer Handbook）」、第４版VII-675頁〜VII-711頁に記載の方法［特に、676頁の（B3）式及び（B8）式］により求めることができる。また、有機溶媒のＳＰ値として、該文献の表１（VII-683頁）、表７〜表８（VII-688頁〜VII-711頁）の値を採用できる。有機溶媒が複数の溶媒の混合溶媒である場合のＳＰ値は、公知の方法により求めることができる。例えば、混合溶媒のＳＰ値は、加成性が成立するとして、各溶媒のＳＰ値と体積分率との積の総和として求めることができる。
本発明において、良溶媒とは、溶質となる原料を溶解し易い溶媒、好ましくは、常識的な温度の全範囲にわたって、原料と無制限に混合する溶媒であり、例えば、原料の液体のＳＰ値とそのＳＰ値との差が１０ＭＰａ１／２以下である溶媒が好ましい。
本発明においては、上記のようなＳＰ値を持つ良溶媒の中から、表面張力および蒸気圧が異なる２種の溶媒Ａと溶媒Ｂとを用いる必要がある。
このような２種類の溶媒Ａ及び溶媒Ｂにおいて、一方の溶媒である、例えば溶媒Ａが、他方の溶媒である、例えば溶媒Ｂよりも、表面張力が高くかつ蒸気圧が高い必要がある。なお、溶媒Ａが、溶媒Ｂよりも、表面張力が１．１７倍以上高く、かつ蒸気圧が１．５７倍以上高いことが好ましく、より好ましくは、表面張力が１．２５倍以上高く、かつ蒸気圧が１．８倍以上高いことが良い。また、さらに、溶媒Ａの２０℃における表面張力が２７ｍＮ／ｍ以上、かつ蒸気圧が１．１ｋＰａ以上であり、溶媒Ｂの２０℃における表面張力が２３ｍＮ／ｍ以下、かつ０．７ｋＰａ以下であることがより好ましい。
なお、溶媒Ｂに対する溶媒Ａの表面張力および蒸気圧の比率の上限値は、特に制限的ではないが、それぞれ、例えば、６倍以下および１０倍以下であることが好ましい。
また、溶媒Ａの２０℃における表面張力および蒸気圧の上限値は、特に制限的ではないが、それぞれ、例えば、９０ｍＮ／ｍ以下および１００ｋＰａ以下であることがより好ましい。また、溶媒Ｂの２０℃における表面張力および蒸気圧の下限値も、特に制限的ではないが、それぞれ、例えば、１５ｍＮ／ｍ以上および０．１ｋＰａ以上であることがより好ましい。
また、本発明では、塗布材料の溶液の溶媒として、主溶媒、例えば溶媒Ｂに加えて、表面張力が高くかつ蒸気圧の高い溶媒Ａを溶液に添加する必要がある。その理由は、以下の通りである。
２成分以上の溶媒を用いた場合、溶液の表面張力は、その成分構成比を加味した加重平均となり、全ての溶媒が同じ揮発速度で乾燥していった場合には、従来技術と同様に、打滴の中央部分よりエッジ部分が早く乾燥し、その結果、エッジ部分において濃度上昇が生じ、表面張力が増大するため、表面張力と濃度依存性の関係は比例する。その結果、打滴のエッジ部分が盛り上がり、コーヒーステイン現象を抑制することができなくなるものと思われる。
しかしながら、各々の溶媒の揮発速度は蒸気圧が違うことにより異なる場合がほとんどである。
このため、乾燥過程において、表面張力が高くかつ揮発性の高い溶媒Ａの効果の影響が大きくなった場合には、表面張力の濃度依存性の関係は反比例の形になる。即ち、打滴の乾燥は打滴の中央部分よりエッジ部分の方が早いことから、エッジ部分の溶液において、溶液の濃度は高くなるが、表面張力が高くかつ揮発性の高い溶媒Ａが、表面張力が低くかつ揮発性の低い溶媒Ｂよりも早く蒸発していくので、エッジ部分の溶媒では、溶媒Ａの割合が下がり、表面張力が低くかつ揮発性の低い溶媒Ｂの割合が高くなる。その結果、エッジ部分では、中央部分に比べて溶媒の表面張力は低くなる。そのため、濃度が高くなる液滴端部において表面張力が小さくなり、液滴中央部において表面張力が大きくなる。これによってエッジ部分の盛り上がりを抑制し、コーヒーステイン現象を抑制することが可能となる。
その結果、本発明の塗布溶液を用いて形成したパターンでは、図１に示すように、
打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有することになり、コーヒーステイン現象を抑制できるようになる。
また、溶媒Ｂに対する溶媒Ａの表面張力および蒸気圧の比率、並びに溶媒Ａの表面張力および蒸気圧の値および溶媒Ｂの表面張力および蒸気圧の値を上述した所定範囲に限定する理由は、上述したような、打滴内の溶液の表面張力の濃度依存性の関係を、エッジ部分の盛り上がりを抑制するのに適切な反比例の関係にするのに好ましいからである。
また、本発明では、塗布材料の溶液の溶媒として２種類の溶媒Ａおよび溶媒Ｂを用いる場合に、表面張力が高くかつ蒸気圧の高い溶媒Ａが、溶液中における溶媒体積含有率として２０％以上５０％以下含有されている必要がある。
その理由は、表面張力が高くかつ蒸気圧の高い溶媒Ａの溶媒体積含有率が２０％〜５０％の範囲内に入っていれば、図１に示すように、打滴１０の中心１４から２０%以内の領域内に最高点を有する、本発明で規定されるパターン形状を持つ打滴１０のパターンを形成でき、コーヒーステイン現象を抑制できるが、２０％未満、または５０％超では、コーヒーステイン現象を抑制できず、本発明で規定されるパターン形状を持つ打滴パターンを形成できなくなるからである。
なお、本発明では、表面張力が高くかつ蒸気圧の高い溶媒Ａの溶媒体積含有率は、３５％以上５０％以下含有されていることが好ましい。この場合には、打滴１０の中心１４から２０%以内の領域内に最高点を有するのみならず、エッジ１６の部分も丸みを帯びた凸状の打滴パターンを形成することができる。
（原料）
本発明に係る塗布材料の原料としては、打滴パーンを形成できれば特に制限的ではないが、薄膜トランジスタなど電子デバイス等の機能層を構成する所定の打滴パターンを形成するためのものであるのが好ましく、より好ましくは、例えば、シラザン化合物、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン等を挙げることができる。
（シラザン化合物）
シラザン化合物とは、その構造内にケイ素と窒素の結合（−ＳｉＮ−）をもった化合物であり、絶縁層、保護層、層間絶縁層等の機能膜となるシリコンオキサイド膜（以下ＳｉＯ２膜ともいう）やシリコンオキシナイトライド膜（以下、ＳｉＯＮ膜ともいう）やシリコンナイトライド膜（以下ＳｉＮ膜ともいう）を形成する際の出発原料となる化合物である。
なお、このようなＳｉＯ２膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜は、種々の用途に好適に用いることができる。例えば、トランジスタのゲート絶縁膜、層間絶縁膜、ガスバリア膜、光学薄膜などが挙げられる。
シラザン化合物としては、低分子化合物でも高分子化合物（所定の繰り返し単位を有するポリマー）であってもよい。低分子系のシラザン化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ジメチルアミノトリメチルシラン、トリシラザン、シクロトリシラザン、１，１，３，３，５，５−ヘキサメテルシクロトリシラザンなどが挙げられる。
高分子系のシラザン化合物（ポリシラザン化合物）の種類は特に制限されないが、例えば、特開平８−１１２８７９号公報に記載の下記の一般式（１）で表される単位からなる主骨格を有する化合物であることが好ましい。
上記一般式において、Ｒ1、Ｒ2、およびＲ3は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、またはアルコキシ基を表す。
ポリシラザンとしては、絶縁特性がより優れる点で、Ｒ1、Ｒ2、およびＲ3のすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザン（以下、「ＰＨＰＳ」とも称する）であることが好ましい。
パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と６員環および８員環を中心とする環構造が存在する構造と推定されている。その分子量は数平均分子量（Ｍｎ）で約６００〜２０００程度（ポリスチレン換算）であり、液体または固体の物質でありうる（分子量によって異なる）。当該パーヒドロポリシラザンは、市販品を使用してもよく、当該市販品としては、アクアミカＮＮ１２０、ＮＮ１２０−２０、ＮＮ１１０、ＮＡＸ１２０、ＮＡＸ１２０−２０、ＮＡＸ１１０、ＮＬ１２０Ａ、ＮＬ１２０−２０、ＮＬ１１０Ａ、ＮＬ１５０Ａ、ＮＰ１１０、ＮＰ１４０（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製）等が挙げられる。
ポリシラザンの別の例としては、上記一般式で表されるポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（例えば、特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（例えば、特開平６−１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（例えば、特開平６−２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（例えば、特開平６−２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（例えば、特開平６−３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（例えば、特開平７−１９６９８６号公報）等が挙げられる。
ポリシラザン化合物の分子量は特に限定されないが、例えば、ポリスチレン換算平均分子量が１，０００〜２０，０００の範囲にあるものが好ましく、１，０００〜１０，０００の範囲にあるものがより好ましい。これらのポリシラザン化合物は２種類以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明の塗布材料中におけるシラザン化合物と溶媒（溶媒Ａおよび溶媒Ｂ）との質量比（シラザン化合物の質量／溶媒（溶媒Ａおよび溶媒Ｂ）の質量）は特に制限されず、形成される機能膜（塗膜）の厚みに応じて適宜最適な質量比が選択されるが、打滴性に優れる点で、０．０１〜０．５０が好ましく、０．０５〜０．２０がより好ましい。
本発明の塗布材料は、必要に応じてその他の添加剤成分を含有することもできる。そのような成分として、例えば、粘度調整剤、架橋促進剤等が挙げられる。
本発明の塗布材料は、基本的に以上のように構成される。
（パターン形成方法）
本発明のパターン形成方法は、上述した本発明の塗布材料を用いて、図１に示すような打滴１０の中心から２０%以内の領域２０内に打滴の最高点を有するパターンを形成する方法である。
本発明のパターン形成方法においては、溶媒として、原料に対して良溶媒であり、かつ表面張力および蒸気圧が共に高い溶媒Ａと、共に低い溶媒Ｂの２種類の溶媒を用いているので、形成された打滴パターンは、図１に示すような打滴１０の中心から２０%以内の領域２０内に打滴の最高点を有するパターンを形成することができる。
本発明の塗布材料の打滴の方法は、特に制限的ではないが、インクジェット方式を用いることにより、例えば、インクジェットノズルから本発明の塗布材料の液滴を基板１２上に吐出して打滴１０を形成できれば、いかなる方法で有っても良い。
上述したように、本発明において形成される打滴１０のパターンは、打滴１０の中心から２０%以内の領域２０内に打滴の最高点を有するパターンであれば、１本以上のインクジェットノズルから吐出された１以上のインク液滴によって形成された円状又は楕円状等の閉曲線状のパターンであっても良いし、線状のパターンであっても良い。
また、本発明において、インクジェットノズルから本発明の塗布材料の液滴を吐出して基板１２上に打滴１０のパターンを形成する際には、固定された基板１２に対して複数のインクジェットノズルを取り付けたキャリッジを移動させても良いし、基板１２を間欠搬送させると共にキャリッジを移動させても良いし、キャリッジを固定しておき、基板１２を搬送させても良い。
本発明の塗布材料が打滴されて打滴のパターンが形成される基板、その形状、構造、大きさには、特に制限的ではなく、目的に応じて適宜選択することができる。基板の構造は単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
基板の材質としては特に限定はなく、例えば、ガラス、アルミナ、ＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコニウム）等の無機材料、樹脂材料や、その複合材料等を用いることができる。中でも、軽量である点、可撓性を有する点から樹脂基板やその複合材料が好ましい。
パターン形成後の打滴１０のパターンの厚さは、基板１２上に形成された打滴１０のパターンに施される後処理に適するように、例えば紫外線照射および／または加熱処理の際に効率的に硬化（転化）できるように薄いことが好ましい。このために、打滴パターンの厚さは１．０μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。一方、打滴パターンの厚さに下限はないが、成膜性の点から、０．０５μｍ以上が好ましく、０．１μｍ以上がより好ましい。
また、基板として可撓性基板を用い、本発明の塗布材料としてシラザン化合物を含む塗布材料を用いる際は、本発明の塗布材料による打滴パターン形成後にＳｉＯ２膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜へ転化する際に発生する体積収縮による基板の反りを抑制するために、基板の両面に本発明の塗布材料の打滴パターンを形成してもよい。
本発明のパターン形成方法は、基本的に以上のように構成される。
（電子デバイスの製造方法）
本発明の電子デバイスの製造方法は、電子デバイスを構成する少なくとも１層を、上述した本発明のパターン形成方法を用いて形成された打滴パターンによって機能膜として作製する方法である。
以下では、電子デバイスとして、薄膜トランジスタを代表例とし、機能膜として薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を代表例とし、ゲート酸化膜としてシラザン化合物を原料とする本発明の塗布材料によって形成されるＳｉＯＮ膜を形成する例を代表例として説明するが、本発明はこれに限定されないのは、勿論である。
図２は、本発明の電子デバイスの１実施形態である薄膜トランジスタの一実施例の断面模式図である。
図２において、薄膜トランジスタ５０は、基板５２と、基板５２上に配置されたゲート電極５４と、ゲート電極５４上に配置されたゲート絶縁膜５６と、ゲート絶縁膜５６上に配置された酸化物半導体層５８と、酸化物半導体層５８上に配置されたソース電極６０およびドレイン電極６２とを少なくとも備える。
このゲート絶縁膜５６は、シラザン化合物を原料とし、原料に対して良溶媒であり、かつ表面張力および蒸気圧が共に異なる２種類の溶媒を含む本発明の塗布材料を用いて本発明のパターン形成方法によって形成された打滴パターンを持つＳｉＯＮ膜で形成されたものである。
薄膜トランジスタ５０は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタである。以下では、ボトムゲート型の薄膜トランジスタについてのみ詳述するが、トップゲート型の薄膜トランジスタのゲート絶縁膜に本発明法によるＳｉＯＮ膜を適用してもよい。ゲート絶縁膜５６は酸化物半導体層５８に隣接して配置され、ＳｉＯＮ膜を使用すれば、酸化物半導体層５８との界面特性がより向上し、薄膜トランジスタとしての性能がより向上する。
なお、酸化工程が施されたＳｉＯＮ膜を使用する場合は、酸化工程が施された表面を酸化物半導体層５８側に配置することが好ましい。
また、図２においては、酸化物半導体層を用いた酸化物薄膜トランジスタの態様について詳述するが、本発明法によるＳｉＯＮ膜は有機半導体材料を含む有機半導体層を用いた有機薄膜トランジスタのゲート絶縁膜としても好適に使用できる。
本発明法による電子デバイスとして薄膜トランジスタ５０を製造する際には、図１に示すように、まず、基板５２上に、公知の方法により、例えば電極材料を真空蒸着またはスパッタする等により、ゲート電極５４を形成する。
次に、形成されたゲート電極５４上に、本発明の塗布材料を用いて本発明のパターン形成方法によってエッジの盛り上がりのない打滴パターンを形成した後、転化処理を行い、ＳｉＯＮ膜をゲート絶縁膜５６として形成する。
その後、ゲート絶縁膜５６上に、公知の方法により酸化物半導体層５８を形成し、形成された酸化物半導体層５８上にそれぞれゲート電極５４と同様にして、パターン化されて分離されたソース電極６０およびドレイン電極６２を形成する。
こうして、本発明法によって薄膜トランジスタ５０を製造することができる。
以下、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体層、ソース電極、ドレイン電極について詳述する。
＜基板＞
基板は、後述するゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極などを支持する役割を果たす。基板の種類は特に制限されず、上述した基板なども挙げられる。
＜ゲート電極＞
ゲート電極の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、コバルト、チタン、白金、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属；Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＩＴＯ等の導電性の酸化物；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン等の導電性高分子；シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素等の半導体；フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素材料などが挙げられる。なかでも、金属であることが好ましく、銀、アルミニウムであることがより好ましい。
ゲート電極の厚みは特に制限されないが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下がより好ましい。
ゲート電極を形成する方法は特に制限されないが、例えば、基板上に、電極材料を真空蒸着またはスパッタする方法、電極形成用組成物を塗布または印刷する方法などが挙げられる。また、電極をパターニングする場合、パターニングする方法としては、例えば、フォトリソグラフィー法；インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法；マスク蒸着法などが挙げられる。
＜ゲート絶縁膜＞
ゲート絶縁膜は、上述したＳｉＯ２膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜より形成される。
ここで、絶縁膜を形成する際には、シラザン化合物を原料とし、原料に対して良溶媒であり、かつ表面張力および蒸気圧が共に異なる２種類の溶媒を含む本発明の塗布材料を用いて本発明のパターン形成方法によってエッジの盛り上がりのない打滴パターンを形成した後、形成された打滴パターンを、乾燥後、若しくは乾燥することなく、打滴パターンに対して、転化処理を施す。
非酸化性雰囲気下にて、紫外線を照射する、および／または、打滴パターンを加熱する（加熱処理を施す）転化処理（転化工程）を行う。このような処理を実施することにより、シラザン化合物から所望のＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜への転化が進行する。こうして、エッジの盛り上がりのないパターン形状を持つＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜をゲート絶縁膜として形成することができる。
酸化性雰囲気下にて、紫外線を照射する、および／または、打滴パターンを加熱する（加熱処理を施す）転化処理（転化工程）を行う。このような処理を実施することにより、シラザン化合物から所望のＳｉＯ２膜への転化が進行する。こうして、エッジの盛り上がりのないパターン形状を持つＳｉＯ２膜をゲート絶縁膜として形成することができる。
ゲート絶縁膜の膜厚は、特に制限されないが、７０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
なお、図２においては、ゲート絶縁膜がＳｉＯＮ膜である態様を示すが、その態様には限定されず、例えば、本発明の塗布材料を用いて本発明のパターン形成方法によってエッジの盛り上がりのない打滴パターン形状を持つものであれば、ＳｉＯＮ膜と他のゲート絶縁膜とを積層した積層絶縁膜であってもよい。その場合、酸化物半導体層と接している部分が本発明のＳｉＯＮ膜であることが好ましい。
上記他のゲート絶縁膜としては、例えば、絶縁材料としてポリマーを含むポリマー絶縁膜が挙げられる。例として、ビニル系高分子、スチレン系高分子、アクリル系高分子、エポキシ系高分子、エステル系高分子、フェノール系高分子、イミド系高分子、および、シクロアルケン（Ｃｙｃｌｏａｌｋｅｎｅ）で構成されたポリマーからなる群から選択される少なくとも一つのポリマーを含むポリマー絶縁膜であることが好ましい。
更に詳細には、ポリマー絶縁膜としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリビニルピロリドン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリルレート、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリテレフタル酸エチレン（ＰＥＴ）、パリレン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリシクロペンテン（ＣｙＰｅ）、および、ポリシルセスキオキサンからなる群から選択される少なくとも一つのポリマーを含むポリマー絶縁膜であることも好ましい。
＜酸化物半導体層＞
酸化物半導体層は、活性層（チャネル）として機能するものであり、例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）および亜鉛（Ｚｎ）等のうちの１種または２種以上の混合物の酸化物よりなる。このような酸化物としては、例えば、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ，ＩｎＧａＺｎＯ）が挙げられる。酸化インジウムガリウム亜鉛以外にも、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系などを用いてもよい。
酸化物半導体層の厚みは、特に制限されないが、５〜３００ｎｍが好ましい。
酸化物半導体層を形成する方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、スピンコート、インクジェット、ディスペンサー、スクリーン印刷、凸版印刷または凹版印刷等を用いることができる。また、スパッタ法や、蒸着法などの気相法を採用することもできる。
＜ソース電極、ドレイン電極＞
ソース電極およびドレイン電極の材料の具体例は、上述したゲート電極と同じである。
ソース電極およびドレイン電極を形成する方法は特に制限されないが、例えば、ゲート電極とゲート絶縁膜と酸化物半導体層とが形成された基板上に、電極材料を真空蒸着またはスパッタする方法、電極形成用組成物を塗布または印刷する方法などが挙げられる。パターニング方法の具体例は、上述したゲート電極と同じである。
ソース電極およびドレイン電極のチャネル長は特に制限されないが、０．０１〜１０００μｍであることが好ましい。
ソース電極およびドレイン電極のチャネル幅は特に制限されないが、０．０１〜５０００μｍであることが好ましい。
本発明の電子デバイスの製造方法は、基本的に以上のように構成される。
以下、実施例により、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例Ｉ）
まず、ＡＺ−ＥＭ社製ポリシラザン溶液（１２０シリーズ：ジブチルエーテル溶媒及び１１０シリーズ：キシレン溶媒）を原料として用い、各種溶媒を溶媒Ａおよび溶媒Ｂとして体積比１：１で混合させて、実施例１〜２及び比較例１〜８の混合溶液を得た。これらの実施例１〜２及び比較例１〜８の混合溶液を表１に示す。表１に示す蒸気圧、表面張力の値は、２０℃における値である。
得られた実施例１〜２及び比較例１〜８の混合溶液をシリコン基板上にスピンコートすることで、濡れ性の確認を実施した。
むらなく均一に塗布されている場合をＡ、塗布表面にむらがある場合をＢと評価した。その結果を表１に示す。
表１に示す結果から明らかなように、溶媒Ｂがジブチルエーテルの時に、溶媒Ａがそれぞれトルエン、クロロベンゼンであり、溶媒Ａと溶媒Ｂとの表面張力比が１．１７以上、蒸気圧比が１．５７以上である実施例１および２において、図３（Ｃ）に示すようにスピンコート膜が良好でないＢ評価であることが確認された。
一方、溶媒Ｂがジブチルエーテル、キシレンの時に、溶媒Ａと溶媒Ｂとの表面張力比が１．１７未満である溶媒Ａを用いた比較例１〜４及び７〜８、並びに溶媒Ａと溶媒Ｂとの蒸気圧比が１．５７未満である溶媒Ａを用いた比較例１及び５〜６、したがって、比較例１〜８において、図４（Ｃ）に示すように、スピンコート膜が良好なＡ評価であることが確認された。
また、ＦＵＪＩＦＩＬＭ ＤＩＭＡＴＩＸ社製インクジェット装置ＤＭＰ２８３０を用いて、実施例１〜２及び比較例１〜８の混合溶液を吐出し、吐出された打滴のパターン形状、即ち断面プロファイルを確認した。なお、断面プロファイルは、Ｖｅｅｃｏ社製Ｗｙｋｏにて光干渉像を測定することで確認した。
打滴パターンの中央部から２０％以内の領域において最大値をとる場合をＡ、中央部から２０％以外の領域において最大値をとる場合をＢと評価した。その結果を表１に示す。
表１に示す結果から明らかなように、スピンコートにおいて膜が良好に形成されなかった溶液構成である実施例１〜２において、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、形成されたインクジェットパターン像において、中心から２０％の領域において最高値を持ち、エッジから中心に向かって滑らかな凸状の良好なＡ評価の断面プロファイルが得られることが確認された。
一方、スピンコート膜が良好であった比較例１〜８において、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、形成されたインクジェットパターン像において、エッジにおいてコーヒーステイン現象の発生による盛り上がりのある問題のあるＢ評価の断面プロファイルが得られることが確認された。
表１の結果から、実施例１及び２の濡れ広がらない溶液構成が良好な断面プロファイルを有するインクジェットパターン形成に適しているということが確認された。
（実施例II）
次に、実施例１の原料、溶媒Ａおよび溶媒Ｂの組み合わせにおいて、溶媒Ａであるトルエンと溶媒Ｂであるジブチルエーテルとの体積含有率を変化させることで、スピンコート膜の濡れ性およびインクジェットパターン像のパターン形状、特にそのエッジ形状の変化を確認した。
スピンコート膜の濡れ性の評価は、実施例Ｉと同様に評価した。
また、インクジェットパターン像のパターン形状は、断面プロファイルにおける最大値が、打滴パターンの中央部分（中心から２０％の領域内）にあり、エッジ部分が丸まっている場合をＡＡ、打滴パターンの中央部分にあり、エッジ部分が角ばっている場合をＡ、打滴パターンのエッジ部分にある場合をＢと評価した。なお、断面プロファイルは、Ｖｅｅｃｏ社製Ｗｙｋｏにて光干渉像を測定することで確認した。
その結果を表２に示す。
表２に示す結果から明らかなように、溶媒Ａであるトルエンの体積含有率が２０％以上〜５０％以下の領域に入る実施例１１〜１７において、むらのない良好なスピンコート膜が形成されずＢ評価であり、パターン形状は、打滴パターンの中央部分（中心から２０％の領域内）にプロファイルの最大値をとり、コーヒーステイン現象を抑制できるＡ又はＡＡ評価であることを確認できた。
一方、溶媒Ａであるトルエンの体積含有率が５０％超の比較例１１および２０％未満の比較例１２〜１５では、むらのない良好なスピンコート膜が形成できてＡ評価であり、パターン形状は、打滴パターンの中央部分（中心から２０％の領域内）にプロファイルの最大値をとることができず、コーヒーステイン現象を抑制できていないＢ評価であることを確認できた。
また、特に、溶媒Ａであるトルエンの体積含有率が３５％以上〜５０％以下の領域に入る実施例１１〜１４において、パターン形状は、打滴パターンの中央部分（中心から２０％の領域内）にプロファイルの最大値を取ると共に、エッジ部分も丸みを帯びており、良好な形状を得られるＡＡ評価であるということが確認された。
（実施例III）
次に、和光純薬製ポリスチレン（Ｍｗ＝３００）を原料として用い、各種溶媒を溶媒Ａおよび溶媒Ｂとして体積比１：１で混合させて、実施例２１〜２２及び比較例２１〜２２の混合溶液を得た。これらの実施例２１〜２２及び比較例２１〜２２の混合溶液を表３に示す。表３に示す蒸気圧、表面張力の値は、２０℃における値である。
得られた実施例２１〜２２及び比較例２１〜２２の混合溶液をシリコン基板上にスピンコートすることで、濡れ性の確認を実施した。
スピンコート膜の濡れ性の評価は、実施例Ｉと同様に行った。その結果を表３に示す。
表３に示す結果から明らかなように、溶媒Ｂがジブチルエーテルの時に、溶媒Ａがそれぞれトルエン、クロロベンゼンであり、溶媒Ａと溶媒Ｂとの表面張力比が１．１７以上、蒸気圧比が１．５７以上である実施例２１および２２において、スピンコート膜が良好でないＢ評価であることが確認された。
一方、溶媒Ａがトルエンの時に、溶媒Ａと溶媒Ｂとの表面張力比が１．１７未満である溶媒Ｂを用いた比較例２１〜２２、並びに溶媒Ａと溶媒Ｂとの蒸気圧比が１．５７未満である溶媒Ｂを用いた比較例２１、したがって、比較例２１〜２２において、スピンコート膜が良好なＡ評価であることが確認された。
また、実施例Ｉと同様に、ＦＵＪＩＦＩＬＭ ＤＩＭＡＴＩＸ社製インクジェット装置ＤＭＰ２８３０を用いて実施例２１〜２２及び比較例２１〜２２の混合溶液を吐出し、吐出された打滴のパターン形状、即ち断面プロファイルを確認した。なお、断面プロファイルは、Ｖｅｅｃｏ社製Ｗｙｋｏにて光干渉像を測定することで確認した。
打滴のパターン形状（断面プロファイル）の評価は、実施例Ｉと同様におこなった。その結果を表３に示す。
表３に示す結果から明らかなように、スピンコートにおいて膜が良好に形成されなかった溶液構成である実施例２１〜２２において、形成されたインクジェットパターン像において、中心から２０％の領域において最高値を持ち、エッジから中心に向かって滑らかな凸状の良好なＡ評価の断面プロファイルが得られることが確認された。
一方、スピンコート膜が良好であった比較例２１〜２２において、形成されたインクジェットパターン像において、エッジにおいてコーヒーステイン現象の発生による盛り上がりのある問題のあるＢ評価の断面プロファイルが得られることが確認された。
表３の結果から、実施例２１及び２２の濡れ広がらない溶液構成が良好な断面プロファイルを有するインクジェットパターン形成に適しているということが確認された。
以上の結果から、本発明の効果は明らかである。
１０ 打滴
１２ 基板
１４ 中心
１６ エッジ
１８ 断面プロファイル
２０ 中心から２０%以内の領域
５０ 薄膜トランジスタ
５２ 基板
５４ ゲート電極
５６ ゲート絶縁膜
５８ 酸化物半導体層
６０ ソース電極
６２ ドレイン電極

Claims (12)

  1. 打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンを形成するための塗布材料であって、
    原料と、溶解度パラメータＳＰ値が２０．３ＭＰａ１／２以下の良溶媒である２種類の溶媒Ａ、及びＢと、を含有して構成され、
    溶媒Ａが、溶媒Ｂよりも表面張力が高くかつ蒸気圧が高く、溶媒体積含有率として２０％以上５０％以下含有されていることを特徴とする塗布材料。
  2. 溶媒Ａが、溶媒Ｂよりも、表面張力が１．１７倍以上高く、かつ蒸気圧が１．５７倍以上高い請求項１に記載の塗布材料。
  3. 溶媒Ａの２０℃における表面張力が２７ｍＮ／ｍ以上、かつ蒸気圧が１．１ｋＰａ以上であり、
    溶媒Ｂの２０℃における表面張力が２３ｍＮ／ｍ以下、かつ０．７ｋＰａ以下である請求項１又は２に記載の塗布材料。
  4. 溶媒Ａが、溶媒体積含有率として３５％以上５０％以下含有されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗布材料。
  5. 原料が、シラザン化合物で構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗布材料。
  6. インクジェット用塗布材料である請求項１〜５のいずれか１項に記載の塗布材料。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗布材料を用いて、打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
  8. 打滴の中心から２０%以内の領域内に打滴の最高点を有するパターンが、打滴の中心から２０%以内において、打滴の中心を通り、この中心の両側にエッジを有する打滴の断面プロファイルの最大値を有するパターンである請求項７に記載のパターン形成方法。
  9. 打滴の断面プロファイルの両側のエッジの部分が丸まっている請求項８に記載のパターン形成方法。
  10. 電子デバイスの製造方法であって、
    電子デバイスの少なくとも一層が、請求項７〜９のいずれか１項に記載のパターン形成方法により作製されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  11. 電子デバイスの少なくとも一層が、絶縁層、保護層、層間絶縁層の内の少なくとも一層である請求項１０に記載の電子デバイスの製造方法。
  12. 前記電子デバイスが、薄膜トランジスタである請求項１０又は１１に記載の電子デバイスの製造方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170014946A (ko) * 2015-07-31 2017-02-08 삼성에스디아이 주식회사 실리카 막 형성용 조성물, 실리카 막의 제조방법 및 실리카 막
JP2020111651A (ja) * 2019-01-09 2020-07-27 凸版印刷株式会社 塗布剤、印刷物及び印刷物の製造方法
KR20220066130A (ko) * 2019-12-17 2022-05-23 코니카 미놀타 가부시키가이샤 전자 디바이스 밀봉층 형성용의 잉크 조성물, 전자 디바이스 밀봉층 형성 방법 및 전자 디바이스 밀봉층

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208774A (ja) * 1999-01-18 2000-07-28 Seiko Epson Corp 薄膜トランジスタ、電気光学装置およびそれらの製造方法
WO2000059044A1 (en) * 1999-03-30 2000-10-05 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing solar cell
WO2001044371A1 (fr) * 1999-12-16 2001-06-21 Asahi Glass Company, Limited Composition de polysilazane et article moule revetu comportant un objet traite elabore a partir de cette composition
JP2001279134A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Seiko Epson Corp 吐出組成物及び機能膜作製法
JP2014051637A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Tokyo Institute Of Technology シリカ複合材料、コーティング組成物、及びシリカ複合膜の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09125006A (ja) * 1995-10-30 1997-05-13 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd ポリシラザン系塗布液及びそれを用いたセラミックス被膜の形成方法
JPH1191039A (ja) * 1997-09-19 1999-04-06 Teijin Ltd 医療用離形フィルム
JP4836061B2 (ja) * 2005-05-26 2011-12-14 株式会社豊田自動織機 塗料組成物、塗料組成物の調製方法、塗料組成物を用いた透明性保護膜の製造方法および透明性保護膜を有する有機ガラス
JP2008066567A (ja) 2006-09-08 2008-03-21 Ricoh Co Ltd 配線パターンとこれを用いた電子素子、有機半導体素子、積層配線パターンおよび積層配線基板
JP5480510B2 (ja) * 2008-03-31 2014-04-23 住友化学株式会社 有機半導体組成物、並びに有機薄膜及びこれを備える有機薄膜素子
JP2010180301A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Canon Chemicals Inc 変性ポリシラザン及びコーティング液
CN104737073B (zh) * 2012-10-17 2019-03-08 三菱瓦斯化学株式会社 抗蚀剂组合物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208774A (ja) * 1999-01-18 2000-07-28 Seiko Epson Corp 薄膜トランジスタ、電気光学装置およびそれらの製造方法
WO2000059044A1 (en) * 1999-03-30 2000-10-05 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing solar cell
WO2001044371A1 (fr) * 1999-12-16 2001-06-21 Asahi Glass Company, Limited Composition de polysilazane et article moule revetu comportant un objet traite elabore a partir de cette composition
JP2001279134A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Seiko Epson Corp 吐出組成物及び機能膜作製法
JP2014051637A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Tokyo Institute Of Technology シリカ複合材料、コーティング組成物、及びシリカ複合膜の製造方法

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