WO2012115108A1 - 配線の形成方法および形成装置 - Google Patents

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wiring
conductive material
frequency
organic conductive
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PCT/JP2012/054141
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正裕 清水
奥崎　秀典
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
国立大学法人山梨大学
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    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K2201/032—Materials
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    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H10K85/1135—Polyethylene dioxythiophene [PEDOT]; Derivatives thereof

Definitions

  • the present invention relates to a wiring forming method and a forming apparatus for forming a wiring by coating on a plastic substrate.
  • coating compositions used for coating printing metal nanoparticle inks in which dispersants and solvents are added to metal particles, and organic conductive materials in which polymers are doped with other polymers are known. If only a simple coating composition is applied, the electrical conductivity becomes low due to the presence of a dispersant, a solvent, a polymer, or the like contained in the coating composition. 1).
  • an object of the present invention is to provide a wiring forming method and a forming apparatus capable of forming a wiring having high electrical conductivity after forming a coating composition containing an organic conductive material on a plastic substrate. is there.
  • preparing a member having a wiring pattern formed by applying a coating composition containing an organic conductive material on a plastic substrate, and at least irradiating the wiring pattern with electromagnetic waves And forming a wiring made of the organic conductive material, and a method for forming the wiring is provided.
  • the frequency of the electromagnetic wave is set so as to increase the absorbability with respect to the organic conductive material.
  • the frequency of the electromagnetic wave is preferably an absorption peak value of dielectric dispersion characteristics of the coating composition or a value in the vicinity thereof.
  • the coating composition is an aqueous solution of an organic conductive material, and the coating composition can be dried and modified by irradiating the wiring pattern with electromagnetic waves.
  • the organic conductive material poly (3,4-ethylenedioxythiophene) doped with polystyrene sulfonic acid can be suitably used. Furthermore, it is possible to irradiate electromagnetic waves while heating the substrate to a temperature lower than the heat resistance temperature of the plastic substrate. Furthermore, it is possible to irradiate electromagnetic waves while cooling the plastic substrate. Furthermore, the electromagnetic wave irradiation may be performed in a pulse manner.
  • the frequency of the electromagnetic wave is preferably 5 kHz to 200 GHz.
  • a processing container in which a predetermined atmosphere is formed, and a member having a wiring pattern formed by applying a coating composition containing an organic conductive material on a plastic substrate.
  • the organic conductive material is irradiated with the electromagnetic wave from the electromagnetic wave irradiation unit on the wiring pattern.
  • a wiring forming apparatus in which a wiring made of a conductive material is formed.
  • the apparatus may further comprise a temperature control mechanism for controlling the temperature of the plastic substrate of the member disposed in the processing container.
  • the said electromagnetic wave irradiation part can set the frequency of the said electromagnetic wave so that the absorptivity with respect to the said organic electroconductive material may become high.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a wiring forming method according to an embodiment of the present invention.
  • a member on which a wiring pattern (including an electrode pattern) is formed by applying a coating composition containing an organic conductive material on a plastic substrate, for example, a device sheet for forming a device is prepared (step 1).
  • organic conductive material examples include poly (3,4-ethylenedioxythiophene) doped with polystyrene sulfonic acid [abbreviation: PEDOT / PSS], polyacetylene, polyaniline, polypropylene, polythiophene, and the like.
  • a printing method for forming a wiring pattern by applying a coating composition it is preferable to employ a printing method having good followability to a fine pattern, such as inkjet printing, screen printing, microcontact printing (MCP), etc. Can be suitably used.
  • a printing method having good followability to a fine pattern such as inkjet printing, screen printing, microcontact printing (MCP), etc. Can be suitably used.
  • the coating composition a composition whose viscosity is appropriately adjusted by mixing a solvent, various additives, and the like according to the printing method and according to the organic conductive material can be used.
  • a coating ink having an ink-like shape whose viscosity is adjusted as described above is used.
  • step 2 At least the wiring pattern portion of the member (device sheet) prepared as described above is irradiated with electromagnetic waves and annealed (step 2).
  • the organic conductive material often has a structure that does not exhibit sufficient conductivity when the coating material is applied as described above, and the wiring pattern as applied contains a solvent and various additives. Therefore, its electrical conductivity is low. For this reason, the wiring pattern is annealed by electromagnetic wave irradiation to form a wiring with increased electrical conductivity. Annealing by electromagnetic wave irradiation is realized by irradiating at least a wiring pattern with an electromagnetic wave. Typically, the annealing is performed by irradiating the entire surface of a device sheet with an electromagnetic wave.
  • resistance heating is used for annealing this type of coating material, but in the case of resistance heating, a relatively high temperature is required to volatilize the solvent and obtain a structure with high electrical conductivity. Necessary. For this reason, when using a plastic substrate like this embodiment, heating temperature will become more than the heat-resistant temperature. Moreover, when heated to high temperature by resistance heating, the structure which expresses the electroconductivity of an organic electroconductive material may be destroyed.
  • heating by electromagnetic wave irradiation is used for annealing the wiring pattern.
  • electromagnetic wave heating can be applied to the plastic substrate without any problem because it can heat only the wiring pattern without heating the plastic substrate almost like the resistance heating.
  • the temperature of the substrate may be supplementarily increased as long as it is lower than the heat resistant temperature of the material of the plastic substrate.
  • Electromagnetic heating is represented by the sum of loss due to conduction (induction loss), dielectric loss, and magnetic loss, as shown in the following equation (1).
  • P 1/2 ⁇ ⁇ f ⁇
  • P energy loss per unit volume [W / m 3 ]
  • E Electric field [V / m]
  • H Magnetic field [A / m]
  • ⁇ Electric conductivity [S / m]
  • f frequency [s ⁇ 1 ]
  • ⁇ 0 vacuum permittivity [F / m]
  • ⁇ ′′ r dielectric loss ⁇ 0 : vacuum permeability [H / m], ⁇ ′′ r : magnetic loss.
  • electromagnetic wave heating selective heating can be performed by utilizing the difference between induction loss, dielectric loss, and magnetic loss according to the type of material. That is, since the organic conductive material used for the wiring is a conductive substance, it is heated mainly by induction loss due to eddy current when irradiated with electromagnetic waves. On the other hand, the plastic substrate is hardly heated because it is a polymer material with little induction loss and dielectric loss.
  • an organic conductive material constituting a wiring pattern such as PEDOT / PSS
  • an electromagnetic wave When an organic conductive material constituting a wiring pattern, such as PEDOT / PSS, is irradiated with an electromagnetic wave and heated mainly by induction loss, a structural change such as rearrangement occurs, and the electrical conductivity of the material itself increases.
  • the electromagnetic waves also act on solvents such as water and organic solvents added as necessary, and these are heated and volatilized by induction loss and dielectric loss. For this reason, the wiring (including the electrode) obtained by the electromagnetic wave annealing can exhibit extremely higher electrical conductivity than before the annealing.
  • the organic conductive material has a frequency with high absorbency according to the material. Therefore, in order to perform electromagnetic wave heating efficiently, it is preferable to select and irradiate a frequency with good absorbency according to the material.
  • the dielectric constant of the dielectric changes depending on the frequency of the electromagnetic field (the frequency of the electromagnetic wave) due to electronic polarization, ionic polarization, orientation polarization, etc., but at frequencies that cause electronic polarization, ionic polarization, orientation polarization, etc.
  • the rate increases and the dielectric loss increases at that frequency. That is, the absorption of electromagnetic waves increases.
  • the organic conductive material used here has an electromagnetic wave absorption peak due to electronic polarization, ion polarization, or orientation polarization in dielectric dispersion characteristics.
  • PEDOT / PSS has a strong ionic bond because PEDOT [poly (3,4-ethylenedioxythiophene)] is doped with PSS [polystyrene sulfonic acid] to make it conductive.
  • PSS polystyrene sulfonic acid
  • FIG. 2 is a chart showing the results of measuring the dielectric dispersion characteristics of PEDOT / PSS, and the vertical axis shows the real part of the complex dielectric constant and the dielectric loss.
  • PEDOT / PSS is a liquid (aqueous solution) containing about 95% of water, but PEDOT / PSS shown in FIG. 2 is for solid (film-like) PEDOT / PSS obtained by drying the PEDOT / PSS. Since the peak of relative permittivity (dielectric loss) appears when the frequency of the electromagnetic wave is 1 ⁇ 10 11 Hz, that is, near 100 GHz, by irradiating the electromagnetic wave at 100 GHz or in the vicinity (within ⁇ 50% to + 100%), It is thought that electromagnetic waves act effectively.
  • FIG. 3 is a chart showing the dielectric dispersion of an aqueous solution of PEDOT / PSS, an aqueous solution of PEDOT / PSS added with ethylene glycol (EG), a PET substrate, a PC substrate, and pure water.
  • the vertical axis in FIG. 3 is the imaginary part of the complex dielectric constant, which indicates the electromagnetic wave absorption characteristics. Therefore, in FIG. 3, the higher the value of the imaginary part of the complex dielectric constant, the higher the absorbed energy at that frequency.
  • the dielectric dispersion characteristics of the PET substrate and PC substrate which are dielectric materials, remain low without having an absorption peak, they hardly absorb electromagnetic wave energy at any frequency.
  • an aqueous solution of PEDOT / PSS as a conductor has absorption peaks near 80 to 100 MHz and 10 GHz, and pure water as a semiconductor has absorption peaks near 10 kHz and 20 GHz. It can be seen that energy is absorbed by irradiation. Therefore, by appropriately selecting the frequency of the electromagnetic wave to irradiate, preferably by using an electromagnetic wave having a frequency at or near the absorption peak of the dielectric dispersion characteristic, the coating composition does not absorb the energy to the substrate.
  • an electromagnetic wave having a first frequency that is highly absorbable to water is irradiated to selectively heat and dry the water component, and then a second that is highly absorbable to PEDOT / PSS. It can be modified by irradiation with electromagnetic waves of a frequency.
  • FIG. 3 shows the dielectric dispersion characteristics of the aqueous solution of PEDOT / PSS to which 15% of ethylene glycol (EG), which is said to increase the absorbency, is added.
  • EG ethylene glycol
  • the peak of the dielectric dispersion characteristic is around 1 MHz unlike the case where EG is not added, and in the case of an aqueous solution of EG-added PEDOT / PSS, it is necessary to use an electromagnetic wave having a frequency suitable for it.
  • selective heating can be made transiently by irradiation with electromagnetic waves, but if the irradiation time is long, it becomes close to thermal equilibrium, and there is a possibility that the substrate becomes high temperature due to heat transfer and sufficient selective heating cannot be performed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a wiring forming apparatus for carrying out the wiring forming method according to the embodiment of the present invention.
  • the wiring forming apparatus 1 includes a processing container 2, a gas introduction mechanism 3, an exhaust mechanism 4, a mounting table 5, a radiation thermometer 6, an electromagnetic wave supply unit 8, and an overall control unit 9.
  • the processing container 2 is made of aluminum, for example, and is electrically grounded. A ceiling portion of the processing container 2 is opened, and a top plate 22 is airtightly provided in the opening portion via a seal member 21.
  • the material of the top plate 22 is a dielectric such as quartz or aluminum nitride.
  • Shutters 2A and 2B are provided at the carry-in port 23 and the carry-out port 24, respectively.
  • the shutters 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B stop the conveyance of the device sheet D by a conveyance mechanism (not shown) so that electromagnetic waves and gases inside the processing container 2 do not leak to the outside when the electromagnetic waves are irradiated as will be described later.
  • Each has a function of closing the carry-in port 23 and the carry-out port 24.
  • the shutters 2A and 2B are made of a soft metal, such as indium or copper, and press the device sheet D when the device sheet D stops.
  • the device sheet D is wound around a feeding roll (not shown), and the device sheet D fed out from the feeding roll is carried into the processing container 2 and is taken up on the opposite side (not shown). ).
  • An exhaust port 25 connected to the exhaust mechanism 4 is provided at the peripheral edge of the bottom of the processing container 2.
  • the gas introduction mechanism 3 has, for example, two gas nozzles 31 ⁇ / b> A and 31 ⁇ / b> B that penetrate the side wall of the processing container 2, and supplies a gas necessary for processing to the processing container 2 from a gas supply source (not shown).
  • the gas here is, for example, an inert gas such as nitrogen or a rare gas such as argon or helium.
  • the number of gas nozzles is not limited to two, and may be increased or decreased as appropriate.
  • the exhaust mechanism 4 includes an exhaust passage 41 through which exhaust flows, a pressure control valve 42 that controls the exhaust pressure, and an exhaust pump 43 that exhausts the atmosphere inside the processing container 2.
  • the exhaust pump 43 exhausts the atmosphere inside the processing container 2 to a predetermined degree of vacuum via the exhaust passage 41 and the pressure control valve 42. Note that the atmosphere in the processing container 2 may be set to atmospheric pressure without exhausting the atmosphere.
  • the mounting table 5 is airtightly attached to an opening formed at the bottom of the processing container 2 with a seal member 26 interposed therebetween.
  • the mounting table 5 is grounded.
  • the mounting table 5 includes a mounting table body 51, and the device sheet D is mounted on the mounting table body 51.
  • a resistance heater 52 is embedded in the mounting table main body 51, and the plastic substrate S can be heated by supplying power to the resistance heater 52 from the heater power supply 53.
  • a refrigerant channel 55 is formed in the mounting table main body 51.
  • the refrigerant channel 55 is connected to a refrigerant circulator 58 that circulates the refrigerant via a refrigerant introduction pipe 56 and a refrigerant discharge pipe 57. By operating the refrigerant circulator 58, the refrigerant circulates and circulates through the refrigerant flow path 55, and the plastic substrate S can be cooled.
  • the radiation thermometer 6 includes a radiation thermometer main body 61 and an optical fiber 62, and can measure the temperature of the plastic substrate S.
  • the optical fiber 62 is inserted into a through-hole 54 formed perpendicular to the mounting table main body 51, extends downward from the top surface of the mounting table main body 51 through the bottom surface of the mounting table main body 51, and is provided outside the processing container 2.
  • the radiation thermometer main body 61 is connected.
  • the optical fiber 62 can guide the radiation light from the plastic substrate S to the radiation thermometer main body 61 and can measure the temperature of the plastic substrate S. Then, based on the measured temperature, the temperature of the plastic substrate S can be controlled by the refrigerant flowing through the resistance heater 52 and the refrigerant flow passage 55 by a command from the overall control unit 9.
  • the electromagnetic wave supply unit 8 is provided outside the processing container 2.
  • the electromagnetic wave supply unit 8 includes a waveguide 82 and an incident antenna 83.
  • the electromagnetic wave generation source 81 is connected to one end of the waveguide 82, and the other end of the waveguide 82 is connected to the incident antenna 83.
  • an RF power source As the electromagnetic wave generation source 81, an RF power source, a magnetron, a klystron, a gyrotron, or the like can be used. Among these, an RF power source, a magnetron, and a gyrotron are preferable.
  • the gyrotron generates electromagnetic waves from millimeter waves (1 mm ⁇ wavelength ⁇ 10 mm) to submillimeter waves (0.1 mm ⁇ wavelength ⁇ 1 mm), and the magnetron generates electromagnetic waves of centimeter waves (1 cm ⁇ wavelength ⁇ 10 cm).
  • the electromagnetic wave to be irradiated can cover the frequency band of 10 kHz to 100 GHz, which is the peak of the dielectric dispersion characteristic shown in FIG. More preferably, the frequency band of 5 kHz to 200 GHz in the vicinity (-50% to + 100%) can be covered.
  • the electromagnetic wave generation source 81 outputs the generated electromagnetic wave to the waveguide 82.
  • the waveguide 82 is a metal tube or coaxial cable that propagates the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generation source 81 to the incident antenna 83, and has a circular or rectangular cross-sectional shape.
  • the incident antenna 83 has a plate shape and is provided on the top surface of the top plate 22.
  • the incident antenna 83 is made of a copper plate or aluminum plated with silver.
  • the incident antenna 83 is provided with a plurality of specular reflection lenses and reflection mirrors (not shown) so that electromagnetic waves guided from the waveguide 82 can be introduced toward the processing space of the processing container 2.
  • the incident antenna 83 may be provided on the side wall of the processing container 2.
  • the overall control unit 9 includes a microprocessor (computer), and controls each component in the wiring forming apparatus 1 in response to signals from sensors such as the radiation thermometer 6.
  • the overall control unit 9 includes a storage unit storing a process sequence of the wiring forming apparatus 1 and a process recipe that is a control parameter, an input unit, a display, and the like, and controls the apparatus 1 according to the selected process recipe. It has become.
  • the sheet D is prepared, and the frequency of the electromagnetic wave generated from the electromagnetic wave generation source 81 is set to a frequency suitable for the organic conductive material constituting the wiring pattern.
  • the device sheet D fed out from the feeding roll (not shown) is carried in from the carry-in entrance 23 and placed on the placing table 5. Then, the carry-in port 23 and the carry-out port 24 are closed by the shutters 2A and 2B.
  • a lead material on which no wiring pattern is formed is connected to the end of the device sheet D, and the lead material is attached to a winding roll (not shown). Thereby, the electromagnetic wave irradiation to the first part of the device sheet D becomes possible.
  • the temperature of the plastic substrate S is controlled to be a predetermined temperature by the refrigerant flowing through the resistance heater 52 and / or the refrigerant flow passage 55 in the mounting table main body 51. At this time, it is preferable that the plastic substrate S is sufficiently cooled by flowing the coolant through the coolant channel 55.
  • a rare gas such as argon or helium or a predetermined inert gas such as nitrogen is introduced into the processing container 2 from the gas nozzles 31 ⁇ / b> A and 31 ⁇ / b> B and is exhausted by the exhaust mechanism 4 to be decompressed in the processing container 2.
  • An atmosphere is formed.
  • the inside of the processing container 2 is set to an atmospheric pressure atmosphere without exhausting.
  • an electromagnetic wave having a predetermined wavelength generated from the electromagnetic wave generation source 81 of the electromagnetic wave supply unit 8 is guided to the incident antenna 83 through the waveguide 82, is transmitted through the top plate 22, and is introduced into the processing container 2.
  • the electromagnetic wave introduced into the processing container 2 is applied to the device sheet D, and the applied wiring pattern C is annealed.
  • the plastic substrate S is hardly heated because electromagnetic waves are not absorbed, and the wiring pattern C is heated by induction loss due to absorption of electromagnetic wave energy.
  • the raw material ink constituting the wiring pattern C is made of, for example, an aqueous solution of PEDOT / PSS, and both PEDOT / PSS and water absorb energy by appropriately selecting the frequency of the electromagnetic wave.
  • structural change (modification) such as rearrangement of the organic material structure occurs, and the electrical conductivity of the material itself increases. . For this reason, by irradiating with electromagnetic waves and annealing, a wiring exhibiting extremely higher electrical conductivity than before annealing can be obtained in a short time.
  • the raw material ink can be heated with stronger selectivity by flowing the refrigerant through the refrigerant flow path 55 and irradiating the electromagnetic wave while sufficiently cooling the plastic substrate S.
  • a frequency for example, 10 kHz or 20 GHz
  • a frequency that is easily absorbed by the water component is first applied to selectively heat the water component, dried in a short time, and then a frequency that is easily absorbed by PEDOT / PSS (for example, By radiating electromagnetic waves of 1 MHz, 100 MHz, or 5 to 20 GHz and selectively heating and modifying PEDOT / PSS, a low-resistance wiring can be formed extremely efficiently.
  • the irradiation of electromagnetic waves is stopped.
  • the pressure is returned to normal pressure, and then the shutters 2A and 2B are opened and the device sheet D is opened.
  • the device sheet D is conveyed until the portion to be processed is placed on the placement table 5. Then, similar processing is performed. Such an operation is sequentially repeated, and electromagnetic wave annealing is performed to the end of the device sheet D.
  • a synthetic quartz substrate having a thickness of 40 mm ⁇ and a thickness of 725 ⁇ m is used as a substrate for convenience, and a PEDOT / PSS aqueous solution is applied to the entire surface and dried to be PEDOT / PSN having a thickness of 152 to 155 nm.
  • the PEDOT / PSS coating film was annealed by changing the substrate temperature and changing the frequency of the electromagnetic wave to be irradiated at two levels of 140 GHz and 107 GHz. The results are shown in Table 1.
  • the absorption efficiency is calculated by P2 / P1 from the input power P1 [W] and the absorption power P2 [W].
  • the absorbed power P2 the total density (quartz density or quartz + film composite density), volume, total specific heat (quartz specific heat (scientific chronological value) or quartz + film synthetic specific heat (PEDOT / PSS film) The specific heat of was used as the value calculated from the experimental value))) and the rate of temperature increase (value calculated from the temperature characteristics).
  • the absorption efficiency of the quartz substrate is 0.0060 to 0.0065, which is a low value regardless of the frequency of the electromagnetic wave and the substrate temperature, whereas the PEDOT / PSS film has a low value.
  • the coated substrate had a higher absorption efficiency than 0.0150 to 0.0637, which was confirmed to depend on the frequency of the electromagnetic wave and the substrate temperature. Since the quartz substrate is a dielectric similar to the plastic substrate, it is assumed that the same result can be obtained even when the plastic substrate is used.
  • a wiring pattern of a member in which a coating composition containing an organic conductive material is coated on a plastic substrate to form a wiring pattern is irradiated with an electromagnetic wave and annealed.
  • the plastic substrate is hardly heated, and the organic conductive material of the wiring pattern is heated mainly by induction loss, causing structural changes, causing rearrangement, improving electrical conductivity, and more
  • a wiring having a high electric conductivity can be obtained.
  • an aqueous solution of an organic conductive material is used for the coating composition, it is possible to heat and dry the moisture without heating the plastic substrate by annealing by electromagnetic wave irradiation. Wiring having high electrical conductivity can be formed by performing both of the modifications.
  • the present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified.
  • the wiring forming apparatus in the above embodiment is merely an example, and is not limited to the above apparatus as long as the wiring pattern formed on the plastic substrate can be annealed by electromagnetic waves.

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Abstract

　プラスチック基板上に有機導電性材料を含む塗布組成物が塗布されて配線パターンが形成された部材を準備し、少なくとも前記配線パターンに電磁波を照射してアニールし、有機導電性材料からなる配線を形成する。

Description

配線の形成方法および形成装置
　本発明は、プラスチック基板に対し、塗布で配線を形成する配線の形成方法および形成装置に関する。
　近時、太陽電池や大型ディスプレイ等の大型デバイスにおいては、安価でフレキシブルな大面積プラスチック基板の上に素子を形成することが検討されている。このようなプラスチック基板を用いることにより、曲面への設置が可能であり、また、従来のガラス基板上に形成される大型デバイスと比較して破損しにくいという大きなメリットがあり、多岐に亘る用途への適用が期待されている。
　このようなプラスチック基板上に素子パターンを形成する場合、従来から用いられているフォトリソグラフィー法ではコストが極めて高いものとなることから、面積当たりのコストを低くして配線パターンを形成することが可能な塗布印刷を適用することが試みられている。
　塗布印刷に用いられる塗布組成物としては、金属粒子に分散剤や溶媒等を加えた金属ナノ粒子インクや、ポリマーに他のポリマーをドーピングした有機導電性材料等が知られているが、このような塗布組成物を塗布したのみではその中に含まれる分散剤や溶媒やポリマー等の存在により電気伝導性が低いものとなってしまうため、抵抗加熱によりこれらを除去する必要がある（例えば特許文献１参照）。
特開２００１－２４３８３６号公報
　しかしながら、このような抵抗加熱を用いて分散剤や溶媒を除去する方法は、基板が高温になるため、プラスチック基板に適用することは困難である。また、導電性材料として有機導電性材料を用いる場合には、抵抗加熱により加熱することにより有機材料の構造が壊れることがあり、この構造変化により電気伝導性が低下する。このように従来の塗布印刷による配線パターンの形成は、基板が高温になるため、プラスチック基板を適用することは困難であり、安価、フレキシブル、大型化に対応が容易であるといった利点が十分に生かせないのが現状である。
　したがって、本発明の目的は、有機導電性材料を含む塗布組成物をプラスチック基板上に形成した後、高い電気電導度の配線を形成することができる配線の形成方法および形成装置を提供することにある。
　本発明の第１の観点によれば、プラスチック基板上に有機導電性材料を含む塗布組成物が塗布されて配線パターンが形成された部材を準備することと、少なくとも前記配線パターンに電磁波を照射してアニールし、前記有機導電性材料からなる配線を形成することとを含む、配線の形成方法が提供される。
　上記第１の観点において、前記電磁波の周波数を、前記有機導電性材料に対する吸収性が高くなるように設定することが好ましい。この場合に、前記電磁波の周波数は、前記塗布組成物の誘電分散特性の吸収ピーク値またはその近傍の値であることが好ましい。
　前記塗布組成物は有機導電性材料の水溶液であり、前記配線パターンに電磁波を照射することにより、塗布組成物の乾燥および改質が行われるようにすることができる。この場合に、前記塗布組成物の乾燥の際には、乾燥に適した周波数の電磁波を照射し、前記改質の際には改質に適した周波数の電磁波を照射することが好ましい。
　また、前記有機導電性材料としてポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）を好適なものとして用いることができる。さらに、前記プラスチック基板の耐熱温度以下の温度に基板を加熱しながら電磁波を照射するようにすることができる。さらにまた、前記プラスチック基板を冷却しながら電磁波を照射するようにすることもできる。さらにまた、前記電磁波の照射をパルス的に行なってもよい。電磁波は、その周波数が５ｋＨｚ～２００ＧＨｚであることが好ましい。
　本発明の第２の観点によれば、内部に所定の雰囲気が形成される処理容器と、プラスチック基板上に有機導電性材料を含む塗布組成物が塗布されて配線パターンが形成された部材を前記処理容器内に配置する手段と、前記部材の少なくとも前記配線パターンに電磁波を照射する電磁波照射部とを具備し、前記配線パターンに前記電磁波照射部からの電磁波が照射されることにより、前記有機導電性材料からなる配線が形成される、配線の形成装置が提供される。
　上記第２の観点において、前記処理容器内に配置された前記部材の前記プラスチック基板の温度を制御する温度制御機構をさらに具備するようにしてもよい。また、前記電磁波照射部は、前記電磁波の周波数を、前記有機導電性材料に対する吸収性が高くなるように設定することが可能であることが好ましい。
本発明の一実施形態に係る配線の形成方法を示すフローチャートである。 ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（固体）の誘電分散を測定した結果を示すチャートである。 ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液にエチレングリコールを添加したもの、ＰＥＴ基板、ＰＣ基板、純水の誘電分散を示すチャートである。 本発明の実施形態に係る配線の形成方法を実施するための配線の形成装置を示す断面図である。 本発明の効果を確認するために用いたサンプルを示す斜視図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る配線の形成方法を示すフローチャートである。
　まず、プラスチック基板上に有機導電性材料を含む塗布組成物が塗布されて配線パターン（電極パターンも含む）が形成された部材、例えばデバイスを形成するためのデバイスシートを準備する（工程１）。
　プラスチック基板としては特に制限はないが、安価なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）等を好適に用いることができる。
　有機導電性材料としては、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）［略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポロピール、ポリチオフェン等を挙げることができる。
　塗布組成物を塗布することにより配線パターンを形成するための印刷方式としては、微細パターンに対する追従性が良好なものを採用することが好ましく、例えばインクジェット印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクトプリント（ＭＣＰ）等を好適に用いることができる。
　塗布組成物としては、印刷方式に応じて、また有機導電性材料に応じて溶媒、および各種添加剤等を混合して粘度を適宜調製されたものを用いることができる。典型的には、このように粘度が調製されてインク状とされた塗布インクが用いられる。
　次に、このようにして準備した部材（デバイスシート）の少なくとも配線パターン部分に電磁波を照射してアニールする（工程２）。
　上記のような塗布材を塗布したままの状態では、有機導電性材料が十分に導電性が発揮されない構造であることが多く、また、塗布したままの配線パターンには溶媒や各種添加物が含まれているため、その電気伝導度は低い。このため、配線パターンに電磁波照射によるアニールを施して電気伝導性を上昇させた配線を形成する。電磁波照射によるアニールは、少なくとも配線パターンに電磁波を照射することにより実現されるが、典型的にはデバイスシートの全面に電磁波を照射するようにして行われる。
　一般的に、この種の塗布材のアニールには抵抗加熱が用いられていたが、抵抗加熱の場合には、溶媒を揮発させて高い電気伝導度の構造を得るためには比較的高い温度が必要となる。このため、本実施形態のようにプラスチック基板を用いる場合には加熱温度がその耐熱温度以上となってしまう。また、抵抗加熱により高い温度に加熱すると、有機導電性材料の導電性を発現する構造が破壊されることがある。
　そこで、本実施形態では、配線パターンのアニールに電磁波照射による加熱（電磁波加熱）を用いる。電磁波加熱は、以下に説明するように抵抗加熱のようにプラスチック基板をほとんど加熱することなく配線パターンのみを加熱することができるため、プラスチック基板であっても問題なく適用可能である。ただし、プラスチック基板の材料の耐熱温度以下であれば、補助的に基板の温度を上げてもよい。
　電磁波加熱は、下記の（１）式に示すように、伝導による損失（誘導損失）、誘電損失、磁性損失の和で表される。
　Ｐ＝１／２×πｆσ｜Ｅ｜２＋πｆε０ε”r｜Ｅ｜２＋πｆμ０μ”r｜Ｈ｜２　（１）
ただし
Ｐ：単位体積あたりのエネルギー損失［Ｗ／ｍ３］
Ｅ：電場［Ｖ／ｍ］、Ｈ：磁場［Ａ／ｍ］、σ：電気伝導度［Ｓ／ｍ］
ｆ：周波数［ｓ－１]、ε０：真空の誘電率［Ｆ／ｍ］、ε”r：誘電損失
μ0：真空の透磁率［Ｈ／ｍ]、μ”r：磁気損失
である。
　電磁波加熱では、材料の種類に応じた、誘導損失、誘電損失、磁性損失の差異を利用することにより選択加熱が可能となる。すなわち、配線に用いられる有機導電性材料は、導電性物質であることから、電磁波を照射すると主にうず電流による誘導損失により加熱される。一方、プラスチック基板は誘導損失も誘電損失も少ない高分子材料であるため、ほとんど加熱されない。
　配線パターンを構成する有機導電性材料、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、電磁波が照射されて主に誘導損失により加熱されると、再配列などの構造変化が生じ、材料自体の電気伝導度が上昇する。このとき、電磁波は必要に応じて添加された水や有機溶剤等の溶媒にも作用し、誘導損失や誘電損失によりこれらが加熱されて揮発する。このため、電磁波アニールにより得られた配線（電極を含む）は、アニール前よりも極めて高い電気伝導性を示すものとすることができる。
　また、有機導電性材料には材料に応じた吸収性の高い周波数が存在する。そのため、効率良く電磁波加熱を行うためには、材料に応じた吸収性の良い周波数を選択して照射することが好ましい。
　このような電磁波の周波数に対応した吸収性を把握するためには、有機導電性材料の導電性が発現する前の誘電体の状態において誘電分散を測定することが有効である。つまり、電子分極、イオン分極、配向分極等に起因して、電磁場の振動数（電磁波の周波数）により誘電体の誘電率が変化するが、電子分極、イオン分極、配向分極等が生じる周波数では誘電率が高くなり、その周波数で誘電損失が大きくなる。すなわち、電磁波の吸収が大きくなる。
　このように、ここで用いる有機導電性材料は、誘電分散特性において電子分極、イオン分極または配向分極による電磁波の吸収ピークをもつものである。例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、ＰＥＤＯＴ〔ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）］にＰＳＳ［ポリスチレンスルホン酸］をポリマードーピングして導電性を持たせているため、強いイオン結合をもつ。このため誘電分散特性において、イオン分極による電磁波の大きな吸収ピークをもつ材料となっている。
　図２はＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの誘電分散特性を測定した結果を示すチャートであり、縦軸は複素誘電率の実部と誘電損を示す。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは水分を９５％位含む液体（水溶液）であるが、図２に示したＰＥＤＯＴ／ＰＳＳはこれを乾燥させた固体（膜状）のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳについてのものである。電磁波の周波数が１×１０１１Ｈｚすなわち１００ＧＨｚ付近で比誘電率（誘電損失）のピークが現れているから、１００ＧＨｚまたはその近傍(－５０％～＋１００％以内)の電磁波を照射することにより、より有効に電磁波が作用すると考えられる。
　図３は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液にエチレングリコール（ＥＧ）を添加したもの、ＰＥＴ基板、ＰＣ基板、および純水の誘電分散を示すチャートである。図３の縦軸は複素誘電率の虚部であり、これが電磁波の吸収特性を示す。したがって、図３において複素誘電率の虚部の値が高いほどその周波数の吸収エネルギーが高いこととなる。
　図３に示すように、誘電体であるＰＥＴ基板、ＰＣ基板は、誘電分散特性は吸収ピークを持たず低いままであるから、どの周波数の電磁波エネルギーもほとんど吸収しない。これに対して、導体であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液は８０～１００ＭＨｚ付近および１０ＧＨｚ付近に吸収ピークを有し、半導体である純水は１０ｋＨｚおよび２０ＧＨｚ付近に吸収ピークを有し、これらの周波数の電磁波を照射することによりエネルギーを吸収することがわかる。したがって、照射する電磁波の周波数を適切に選択することにより、好ましくは誘電分散特性の吸収ピークまたはその近傍の周波数の電磁波を用いることにより、そのエネルギーを基板には吸収させずに塗布組成物であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液のみに吸収させることができる。また、同等のピーク高さであれば周波数が高いほど吸収エネルギーが大きくなる傾向となる。すなわち、基板を低温のままにして塗布組成物であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液のみにエネルギーを与えて短時間で乾燥を行い、さらに改質を行って低抵抗の配線を形成することができる。具体的には、最初に水に対して吸収性のよい第１の周波数の電磁波を照射し水成分を選択的に加熱して乾燥させ、引き続きＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに対して吸収性のよい第２の周波数の電磁波を照射して改質させるようにすることができる。
　なお、図３には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液の誘電分散特性の他に、吸収性を上昇させると言われているエチレングリコール（ＥＧ）を１５％添加したＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液の誘電分散特性も示すが、誘電分散特性のピークがＥＧ添加なしの場合とは異なり１ＭＨｚ付近であり、ＥＧ添加ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液の場合にはそれに適した周波数の電磁波を使用する必要がある。
　このように電磁波照射により過渡的には選択加熱が可能であるが、照射時間が長くなると、熱平衡に近くなり、伝熱により基板が高温になって十分な選択加熱が行えないおそれがある。このようなことを回避するためには、電磁波照射面の反対側から基板を冷却することや、電磁波照射をパルス的に行い、このパルスのデューティ比を制御することにより基板の加熱を抑えることが好ましい。
　次に、配線を形成するための装置について説明する。図４は本発明の実施形態に係る配線の形成方法を実施するための配線の形成装置を示す断面図である。この配線の形成装置１は、処理容器２、ガス導入機構３、排気機構４、載置台５、放射温度計６、電磁波供給部８、全体制御部９を有している。
　処理容器２は、例えばアルミニウムにより形成されており、電気的に接地されている。処理容器２の天井部は開口されており、この開口部にはシール部材２１を介して、天板２２が気密に設けられている。天板２２の材料は、例えば石英、窒化アルミニウム等の誘電体である。
　プラスチック基板Ｓ上に有機導電性材料が塗布されて配線パターンＣが形成されたアニール前のデバイスシート（部材）Ｄを搬入する搬入口２３と、アニール後のデバイスシートＤを搬出する搬出口２４とが処理容器２の側壁の対向する位置に開口されている。
　搬入口２３および搬出口２４には、それぞれシャッタ２Ａ、２Ｂが設けられている。シャッタ２Ａ、２Ｂは、搬送機構（図示せず）がデバイスシートＤの搬送を停止し、後述するように電磁波が照射されている場合、処理容器２内部の電磁波およびガスが外部へ漏れないように、それぞれ搬入口２３および搬出口２４を閉じる機能を有する。また、シャッタ２Ａ、２Ｂは、軟らかい金属、例えばインジウム、銅等からなり、デバイスシートＤが停止した際にデバイスシートＤを圧接するようになっている。デバイスシートＤは繰り出しロール（図示せず）に巻回した状態とされ、この繰り出しロールから繰り出したデバイスシートＤが処理容器２内に搬入され、反対側に設けられた巻き取りロール（図示せず）に巻き取られるようになっている。
　処理容器２底部の周縁部には、排気機構４と接続される排気口２５が設けられている。
　ガス導入機構３は、処理容器２の側壁を貫通する例えば２本のガスノズル３１Ａ、３１Ｂを有しており、図示しないガス供給源から処理に必要なガスを処理容器２に供給する。ここでのガスは、例えばアルゴン、ヘリウム等の希ガスや窒素等からなる不活性ガスである。なお、ガスノズルの本数は、２本に限るものではなく、適宜増減してもよい。
　排気機構４は、排気が流通する排気通路４１、排気圧力を制御する圧力制御弁４２および処理容器２内部の雰囲気を排出する排気ポンプ４３を含む。排気ポンプ４３は、排気通路４１および圧力制御弁４２を介して、処理容器２内部の雰囲気を、所定の真空度まで排気するようになっている。なお処理容器２内の雰囲気を排気せずに、その雰囲気を大気圧としてもよい。
　載置台５は、処理容器２の底部に形成された開口に、シール部材２６を介在させて気密に取り付けられている。載置台５は接地されている。載置台５は、載置台本体５１を有しており、載置台本体５１上にデバイスシートＤが載置される。載置台本体５１の内部には抵抗加熱ヒーター５２が埋設されており、ヒーター電源５３から抵抗加熱ヒーター５２に給電されることにより、プラスチック基板Ｓを加熱可能となっている。載置台本体５１内には冷媒流路５５が形成されている。冷媒流路５５は、冷媒導入管５６と冷媒排出管５７とを介して、冷媒を循環させる冷媒循環器５８に接続されている。冷媒循環器５８が動作することにより、冷媒が冷媒流路５５を流通循環し、プラスチック基板Ｓを冷却することができる。
　放射温度計６は、放射温度計本体６１と光ファイバ６２とを含んでおり、プラスチック基板Ｓの温度を測定可能となっている。光ファイバ６２は、載置台本体５１に垂直に形成された貫通孔５４に挿通されており、載置台本体５１の上面から載置台本体５１の底面を突き抜けて下方へ延び、処理容器２外部に設けられた放射温度計本体６１と接続されている。光ファイバ６２は、プラスチック基板Ｓからの輻射光を放射温度計本体６１に案内することができようになっており、プラスチック基板Ｓの温度を測定することができるようになっている。そして、この測定した温度に基づいて全体制御部９からの指令により、抵抗加熱ヒーター５２と冷媒流路５５を流れる冷媒により、プラスチック基板Ｓの温度を制御可能となっている。
　電磁波供給部８は、処理容器２の外部に設けられている。電磁波供給部８は、導波管８２および入射アンテナ８３を含む。電磁波発生源８１は導波管８２の一端と接続され、導波管８２の他端は入射アンテナ８３と接続されている。
　電磁波発生源８１としては、ＲＦ電源、マグネトロン、クライストロン、ジャイロトロン等を用いることができる。これらの中ではＲＦ電源、マグネトロンおよびジャイロトロンが好適である。ジャイロトロンはミリ波（１ｍｍ≦波長≦１０ｍｍ）からサブミリ波（０．１ｍｍ≦波長≦１ｍｍ）にかけての電磁波を発生し、マグネトロンはセンチ波（１ｃｍ≦波長≦１０ｃｍ）の電磁波を発生する。すなわち照射する電磁波としては、図３に示す誘電分散特性のピークとなる周波数１０ｋＨｚ～１００ＧＨｚの周波数帯をカバーできることが好ましい。さらに好ましくはその近傍（－５０％～＋１００％）の５ｋＨｚ～２００ＧＨｚの周波数帯をカバーできることである。電磁波発生源８１は、発生した電磁波を導波管８２に出力する。導波管８２は、電磁波発生源８１で発生した電磁波を入射アンテナ８３に伝搬させる金属製の管または同軸ケーブルであり、円形または矩形の断面形状を有している。なお、照射する電磁波の周波数レンジが広い場合には、電磁波発生源８１として周波数レンジが異なる複数のものを設置し、周波数によってそれらを切り替えられるようにすることが好ましい。
　入射アンテナ８３は、板状をなし天板２２の上面に設けられており、例えば表面が銀メッキされた銅板またはアルミニウムで構成されている。入射アンテナ８３には、図示しない複数の鏡面反射レンズや反射ミラーが設けられており、導波管８２から導かれた電磁波を処理容器２の処理空間に向けて導入できるようになっている。なお、入射アンテナ８３は、処理容器２の側壁に設けられていてもよい。
　全体制御部９はマイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えており、例えば放射温度計６等のセンサ類からの信号を受けて、配線の形成装置１における各構成部を制御するようになっている。全体制御部９は配線の形成装置１のプロセスシーケンスおよび制御パラメータであるプロセスレシピを記憶した記憶部や、入力手段およびディスプレイ等を備えており、選択されたプロセスレシピに従って装置１を制御するようになっている。
　次に、このように構成される配線の形成装置１の動作について説明する。
　まず、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＣ、ＰＩ等のプラスチック基板Ｓ上に、有機導電性材料を含む原料インク（塗布組成物）、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液を、塗布して配線パターンＣが形成されたデバイスシートＤを準備し、電磁波発生源８１から発生する電磁波の周波数を、配線パターンを構成する有機導電性材料に適合した周波数のものとする。
　そして、繰り出ロール（図示せず）から繰り出したデバイスシートＤを、搬入口２３から搬入し、載置台５に載置させる。そして、シャッタ２Ａ、２Ｂにより搬入口２３および搬出口２４を閉じる。
　また、デバイスシートＤの端部には配線パターンが形成されていないリード材が接続されており、リード材が巻き取りロール（図示せず）に取り付けられた状態とされる。これにより、デバイスシートＤの最初の部分に対する電磁波照射が可能となる。
　このとき、載置台本体５１内の抵抗加熱ヒーター５２および／または冷媒流路５５を流れる冷媒により、プラスチック基板Ｓの温度が所定の温度に制御される。この際に、冷媒流路５５に冷媒を流すことによりプラスチック基板Ｓを十分に冷却しておくことが好ましい。
　また、ガスノズル３１Ａ、３１Ｂから、例えばアルゴン、ヘリウム等の希ガスや窒素等の所定の不活性ガスが処理容器２内に導入されるとともに、排気機構４により排気されて、処理容器２内に減圧雰囲気が形成される。あるいは処理容器２内を排気せずに、大気圧雰囲気とする。
　この状態で、電磁波供給部８の電磁波発生源８１から発生した所定波長の電磁波を、導波管８２を経て入射アンテナ８３に導き、天板２２を透過して処理容器２内に導入する。
　処理容器２内に導入された電磁波は、デバイスシートＤに照射され、塗布された配線パターンＣがアニールされる。このとき、プラスチック基板Ｓは電磁波が吸収されないためほとんど加熱されず、配線パターンＣは電磁波のエネルギーが吸収されて誘導損失により加熱される。すなわち、配線パターンＣを構成する原料インクは例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液からなっており、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳも水も電磁波の周波数を適切に選択することによりエネルギーを吸収するので、電磁波の照射によりまず原料インクが乾燥され、乾燥された後のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、さらなる電磁波照射により加熱されると、有機材料構造の再配列などの構造変化（改質）が生じ、材料自体の電気伝導度が上昇する。このため、電磁波を照射してアニールすることにより、短時間でアニール前よりも極めて高い電気伝導性を示す配線が得られる。
　このとき、冷媒流路５５に冷媒を流してプラスチック基板Ｓを十分に冷却しながら電磁波を照射することにより、より強い選択性で原料インクを加熱することができる。
　また、最初に水成分に吸収されやすい周波数（例えば、１０ｋＨｚ、または２０ＧＨｚ）の電磁波を照射して水成分を選択加熱し、短時間で乾燥させ、次にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに吸収されやすい周波数（例えば１ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、または５～２０ＧＨｚ）の電磁波を照射してＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを選択加熱して改質させることにより、極めて効率よく低抵抗の配線を形成することができる。
　このようにして、最初の電磁波アニールが終了した後は、電磁波の照射を停止し、処理容器２内が減圧の場合は常圧に戻した後、シャッタ２Ａ、２Ｂを開けてデバイスシートＤの次に処理する部分が載置台５に載置されるまでデバイスシートＤを搬送する。そして、同様な処理を実施する。このような動作を順次繰り返し、デバイスシートＤの最後まで電磁波アニールを行う。
　次に、原料インクとしてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液を用いて電磁波による選択加熱を確認した実験について説明する。
　ここでは、図５に示すように、便宜的に基板として４０ｍｍ□で厚さ７２５μｍの合成石英基板を用い、その全面にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を塗布し、乾燥させて厚さ１５２～１５５ｎｍのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ塗布膜とした後、基板温度を変えて、かつ照射する電磁波の周波数を１４０ＧＨｚと１０７ＧＨｚの２水準で変化させて電磁波をＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ塗布膜に照射してアニールを行った。その結果を表１に示す。表１に示すように、周波数がＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに対する吸収の高い１００ＧＨｚ付近である１０７ＧＨｚであって、基板温度を１００～２４０℃にしたサンプル４において、処理前電気伝導度σ０に比較して２．２倍もの高い処理後電気伝導度σ１が得られた。従来の抵抗加熱ではＰＥＤＯＴ／ＰＳＳに１００～２４０℃もの温度をかけると構造が破壊されてほとんどの場合電気電導度が低下していたが、周波数および基板温度等の条件を最適化して電磁波アニールを行うことにより、電気伝導度を上げることができることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、上記表１のサンプル１～４と、膜を形成しない合成石英基板に基板温度を変えて、かつ照射する電磁波の周波数を１４０ＧＨｚと１０７ＧＨｚの２水準で変化させて電磁波を照射したサンプル５～８について、電磁波の吸収効率を算出した結果について表２に示す。
　吸収効率は、投入電力Ｐ１［Ｗ］と吸収電力Ｐ２［Ｗ］によりＰ２／Ｐ１で算出される。吸収電力Ｐ２については、全体の密度（石英の密度または石英＋膜の合成密度）、体積、全体の比熱（石英の比熱（理科年表の値）または石英＋膜の合成比熱（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ膜の比熱は実験値））、および昇温速度（温度特性より算出した値）から算出した値を用いた。
　表２に示すように、石英基板では吸収効率が０．００６０～０．００６５であり、電磁波の周波数にも基板温度にも依存せずに低い値であったのに対し、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ膜が塗布された基板では０．０１５０～０．０６３７と基板単体よりも吸収効率が高く、その値は電磁波の周波数および基板温度に依存することが確認された。石英基板はプラスチック基板と同様の誘電体であるのでプラスチック基板を用いた場合も同様の結果が得られるものと推測される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上説明したように、本実施形態によれば、プラスチック基板上に有機導電性材料を含む塗布組成物が塗布されて配線パターンが形成された部材の少なくとも配線パターンに電磁波を照射してアニールすることにより、プラスチック基板はほとんど加熱されず、配線パターンの有機導電性材料は主に誘導損失により加熱されて構造変化を生じ、再配列を起こして、電気電導度が向上し、塗布したままの状態よりも高い電気電導度を有する配線を得ることができる。また、塗布組成物に有機導電性材料の水溶液を用いた場合に、電磁波照射によるアニールにより、プラスチック基板をほとんど加熱することなく水分を加熱して乾燥することができるので、塗布組成物の乾燥および改質の両方を行って高い電気電導度を有する配線を形成することができる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態における配線の形成装置はあくまでも一例であって、プラスチック基板に形成された配線パターンを電磁波でアニールできるものであれば上記装置に限るものではない。

Claims (13)

  1. 　プラスチック基板上に有機導電性材料を含む塗布組成物が塗布されて配線パターンが形成された部材を準備することと、
    　少なくとも前記配線パターンに電磁波を照射してアニールし、前記有機導電性材料からなる配線を形成することと
    を含む、配線の形成方法。
  2. 　前記電磁波の周波数を、前記有機導電性材料に対する吸収性が高くなる周波数に設定する、請求項１に記載の配線の形成方法。
  3. 　前記電磁波の周波数は、前記塗布組成物の誘電分散特性の吸収ピーク値またはその近傍の値である、請求項２に記載の配線の形成方法。
  4. 　前記塗布組成物は有機導電性材料の水溶液であり、前記配線パターンに電磁波を照射することにより、塗布組成物の乾燥および改質が行われる、請求項１に記載の配線の形成方法。
  5. 　前記塗布組成物の乾燥の際には、乾燥に適した周波数の電磁波を照射し、前記改質の際には改質に適した周波数の電磁波を照射する、請求項４に記載の配線の形成方法。
  6. 　前記有機導電性材料がポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）である、請求項１に記載の配線の形成方法。
  7. 　前記プラスチック基板の耐熱温度以下の温度に基板を加熱しながら電磁波を照射する、請求項１に記載の配線の形成方法。
  8. 　前記プラスチック基板を冷却しながら電磁波を照射する、請求項１に記載の配線の形成方法。
  9. 　前記電磁波の照射はパルス的に行なわれる、請求項１に記載の配線の形成方法。
  10. 　前記電磁波は、その周波数が５ｋＨｚ～２００ＧＨｚである、請求項１に記載の配線の形成方法。
  11. 　内部に所定の雰囲気が形成される処理容器と、
    　プラスチック基板上に有機導電性材料を含む塗布組成物が塗布されて配線パターンが形成された部材を前記処理容器内に配置する手段と、
    　前記部材の少なくとも前記配線パターンに電磁波を照射する電磁波照射部と
    を具備し、前記配線パターンに前記電磁波照射部からの電磁波が照射されることにより、前記有機導電性材料からなる配線が形成される、配線の形成装置。
  12. 　前記処理容器内に配置された前記部材の前記プラスチック基板の温度を制御する温度制御機構をさらに具備する、請求項１１に記載の配線の形成装置。
  13. 　前記電磁波照射部は、前記電磁波の周波数を、前記有機導電性材料に対する吸収性が高くなるように設定することが可能である、請求項１１に記載の配線の形成装置。
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