电子部件的制造方法及通过该方法制造的电子部件 【技术领域】
本发明涉及利用凸版胶印法制造电子部件的方法及利用该方法制造的电子部件。背景技术 以往, 作为通过印刷来制造电子部件的方法, 研究了以下的各种方法。例如, 专利 文献 1 中记载了在使用圆压型胶印印刷机来形成抗蚀剂图案的薄膜晶体管电路的形成方 法中, 调整转移速度和反转转印速度而抑制尺寸误差的方法。专利文献 2 中记载了通过印 刷法在绝缘层上形成导体层, 接着通过印刷法在导体层上形成具有孔穴的绝缘层, 进一步 通过印刷法用电磁特性材料填充前述孔穴, 从而制造配线板的方法。
专利文献 3 中记载了一种印刷配线板的制造方法, 包含如下工序 : 为了不使用光 刻法而利用简单的设备来制造具有精细图案的印刷配线板, 在脱模性表面上涂布功能性材 料而形成涂布面, 在前述涂布面上按压规定形状的凸版从而将前述功能性材料反转转印到 凸版的凸部分来除去, 将残留于涂布面的前述功能性材料反转转印在基板上, 对反转转印 的功能性材料的涂膜进行加热干燥。专利文献 4 中记载了一种为了通过印刷法来形成具有 良好的精细图案的绝缘层, 通过如下工序形成具有规定图案的绝缘层的方法 : 在脱模性表 面上涂布 25℃时的粘度为 50mPa· s 以下的绝缘性油墨, 接着将具有形成反图案的凸部的凸 版按压在前述涂膜上并从前述脱模性表面上除去形成前述反图案的前述涂膜, 进一步将残 存于前述脱模性表面的涂膜反转转印在基板上并进行固化。
专利文献 5 中记载了一种通过在硅树脂膜的表面上涂布含有具有特定物性的有 机溶剂的印刷油墨组合物, 并将该涂膜的一部分反转转印在凸版的凸部表面上后, 将残存 于前述硅树脂膜上的涂膜反转转印在基板的表面上, 然后进行干燥, 从而形成树脂膜的方 法。专利文献 6 中公开了一种电子部件的制造方法, 其为通过印刷方法来制造电子部件的 方法, 所述印刷方法为在胶布上涂布油墨而形成油墨涂布面, 将凸版按压在该油墨涂布面 上并从胶布上除去与该凸版接触部分的油墨后 ( 凸版胶印法 ), 将残留于前述胶布上的油 墨反转转印在被印刷体上的印刷方法, 所述电子部件的制造方法的特征在于, 形成一层或 多层由选自导电性油墨、 绝缘性油墨、 半导体油墨中的油墨所获得的图案。但是, 就利用相 同方法的电子部件的制造方法而言, 需要在胶布上一层一层地形成具有各功能的进行了图 案化的层并将其层叠在被印刷体上, 从而存在如下重要问题 : (1) 重叠的印刷工序数多、 制 造中花费工夫 ; (2) 难以在正确的位置层叠各层的图案 ; 且 (3) 由于下层图案的级差, 在其 上层叠的图案发生缺损、 缺陷等。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 : 日本特开平 7-240523 号公报
专利文献 2 : 日本特开 2003-110242 号公报
专利文献 3 : 日本特开 2005-057118 号公报
专利文献 4 : 日本特开 2005-353770 号公报
专利文献 5 : 日本特开 2006-045294 号公报 专利文献 6 : 日本特开 2007-273712 号公报发明内容 发明要解决的课题
本发明鉴于上述情况, 将提供一种新的电子部件的制造方法作为课题, 所述电子 部件的制造方法由于可实现重叠的印刷工序数的减少、 精密的重叠图案位置精度 ( 对准精 度 ) 以及实质上无级差的层叠, 从而能够提高生产率, 提高尺寸精度, 消除缺损、 缺陷。
解决课题的方法
本发明通过使用反转印刷法同时地反转转印多个油墨层而解决上述课题。即, 本 发明的第一发明提供一种电子部件的制造方法, 具有如下工序 : 利用凸版胶印法在转印板 的脱模性表面上形成复合油墨图案层后, 将该复合油墨图案层同时反转转印在被印刷体 上。
第二发明提供前述的电子部件的制造方法, 具有如下工序 : 在转印板的脱模性表 面上层叠 2 种以上的功能性材料油墨并利用凸版胶印法同时除去该层叠油墨的非画线部 分而形成多层图案后, 将该复合油墨图案层同时反转转印在被印刷体上。
第三发明提供前述的电子部件的制造方法, 具有如下工序 : (1) 利用凸版胶印法 在转印板的脱模性表面上形成用 1 种以上的功能性材料油墨进行了图案化的第一功能性 材料油墨图案层的工序 ( 工序 1) ; (2) 在第一进行了图案化的层上重叠涂布第二功能性材 料油墨膜层的工序 ( 工序 2) ; (3) 将第一功能性材料油墨图案层和第二功能性材料油墨膜 层同时反转转印在被印刷体上的工序 ( 层叠反转转印工序 )。
第四发明提供前述的电子部件的制造方法, 前述第二功能性材料油墨膜层重叠涂 布 2 层以上。
第五发明提供前述的电子部件的制造方法, 在前述工序 2 后, 具有如下工序 ( 除去 工序 ) : 利用凸版胶印法对第二功能性材料油墨膜层的一部分、 或第二功能性材料油墨膜 层及第一功能性材料油墨图案层的一部分再进行图案化 ( 除去 )。
第六发明提供前述的电子部件的制造方法, 在前述除去工序后, 具有形成第三功 能性材料油墨膜层的工序 ( 工序 3)。
第七发明提供一种电子部件, 其中, 构成电子部件的功能性层叠体的至少一层通 过前述任一方法来制造。
第八发明提供一种有机晶体管元件, 其中, 形成前述电子部件的层的材料的至少 一种为有机半导体。
发明效果
通过本发明, 能够减少功能性材料油墨图案层的层叠印刷工序数、 实现功能性材 料油墨图案层间的高精度的对准、 以及实质上不形成级差地形成层叠结构, 因此能够消除 各功能性层材料图案层的缺损、 缺陷。 通过本发明, 能够提供一种生产率高且高性能的电子 部件。
附图说明[ 图 1](a) 为利用凸版胶印法将 2 层同时图案化、 反转转印 ; (b) 为利用凸版胶印 法将 3 层同时图案化、 反转转印。
[ 图 2](a) 为覆盖一层 ; (b) 为贯通图案 ; (c) 为覆盖多层 ; (d) 为除去工序 ; (e) 为 除去后覆盖多层。
[ 图 3](3-1) 为冲压图案 ( 电极形成 ) ; (3-2) 为半导体满版涂布 ; (3-3) 为冲压图 案; (3-4) 为栅极绝缘膜满版涂布 ; (3-5) 反转转印。
[ 图 4](4a-1) 为栅电极形成 ; (4a-2) 为绝缘膜满版涂布 ; (4a-3) 为向被印刷体上 反转转印 ; (4b-1) 为源 / 漏电极形成 ; (4b-2) 为绝缘膜满版涂布 ; (4a-4) 为向 “4a-3” 上反 转转印 “4b-2” ; (4a-5) 为半导体层的反转转印。
[ 图 5](5a) 为导电图案 ( 过孔 ) 形成 ; (5b) 为保护膜满版涂布 ; (5c) 为向 “4a-5” 上反转转印 “5b” 。 具体实施方式
以下, 基于最佳方式, 参照附图来说明本发明。另外, 图为本发明的电子部件的制 造方法中使用的印刷方法的说明图。图为示意地表示本发明的印刷工序的附图, 尺寸的比 例关系等不特别反映实际状况。
本发明的电子部件的制造方法与以往的通过在成为转印板的胶布上利用凸版胶 印法用一种油墨形成一种图案并反转转印在被印刷体上从而形成该印刷图案的反转印刷 法不同。本发明的电子部件的制造方法的特征在于, 通过在转印板的脱模性表面上用 2 种 以上的功能性材料油墨预先形成复合图案后, 将其反转转印在被印刷体上, 从而形成电子 部件。
这里所述的复合油墨图案层是指由至少 2 种油墨构成的油墨图案层叠体。可以由 一层以上的进行了图案化的油墨的层与一层以上的油墨的满版膜的层构成。 是指该层含有 至少 2 种功能性材料油墨的复合油墨图案。油墨满版膜可以完全覆盖油墨图案, 也可以为 在该油墨图案层的厚度以下填埋该图案间的形式。
由此, 与以往的反转印刷法相比, 能够大幅减少工序数、 实现功能性图案层间的高 精度的对准。另外, 通过在转印板上预先形成功能性材料油墨图案层和功能性材料油墨膜 层后, 向被印刷体上进行反转转印, 能够获得无图案引起的级差的平滑的印刷面。 由于能够 实质上不形成级差地形成层叠结构, 因此能够消除各功能性层图案层的缺损、 缺陷。
本发明的特征在于, 使用凸版胶印法作为在转印板上形成功能性材料油墨的图案 的方法。 本发明的凸版胶印法是指, 在转印板的脱模性表面上涂布油墨而形成油墨涂布面, 在该油墨涂布面上按压成为模切版 ( 抜き版 ) 的凸版, 并从转印板除去与该凸版接触的油 墨的方法。
向转印板的脱模性表面上涂布油墨的方法无限制, 例如可以使用喷墨法、 丝网印 刷法、 旋涂法、 棒涂法、 狭缝涂布法、 浸涂法、 喷涂法等。
本发明中使用的功能性材料油墨是指具有适于所使用的印刷方式的印刷特性, 通 过加热、 光、 电子射线、 干燥等形成电子部件所需要的功能性材料的油墨。本发明中使用的 油墨优选为将形成功能性材料的材料溶解或分散于适当的溶剂中而形成的油墨。 溶剂的种 类没有限制, 可以适当选择适于溶解或分散该功能性材料的溶剂。 例如, 可以使用水、 烃系、醇系、 酮系、 醚系、 酯系等各种有机溶剂。
该油墨中, 除了前述功能性材料以外, 可以根据需要添加树脂等粘合剂成分、 抗氧 化剂、 用于促进被膜形成的各种催化剂、 各种表面能调整剂、 流平剂、 脱模促进剂等。
本发明中使用的功能性材料油墨从例如导电性油墨、 绝缘性油墨、 半导体油墨、 保 护膜层用油墨等中适当选择为了形成电子部件的功能性层而需要的油墨即可。另外, 根据 本发明, 从在被印刷体上印刷形成的功能性复合油墨图案层向构成电子部件的功能性材料 层转换的转换方法并无特别限制, 可以分别选择最佳的方法。 例如, 通过施加常温下的油墨 溶剂成分的除去干燥、 以及加热处理、 紫外线等光、 电子射线等能量, 能够由功能性材料油 墨形成功能性材料。
具有本发明所适用的脱模性表面的转印板的形状、 形态无限制, 可以选择膜状、 平 板状、 辊状等对印刷方式最佳的形状、 形态。另外, 可以使用具有能够在转印板的脱模性表 面上均匀涂布油墨且油墨能够借助作为模切版的凸版容易地脱模的性质的、 表面能小的材 质或用脱模剂等进行了表面处理的材质。例如, 可以使用氟树脂、 硅树脂、 聚烯烃树脂的有 机化合物, 镀敷、 蒸镀了陶瓷层、 金属氧化物层的无机表面。其中, 氟树脂、 硅树脂的脱模性 优异且柔软性优异, 作为脱模性表面而能够适宜地适用。 另外, 脱模性表面可以为均匀的平 面, 也可以根据需要进行凸版、 凹版的图案化。 图 1 为概略地表示在本发明的转印板的脱模性表面上层叠 2 种以上的功能性材料 油墨, 利用凸版胶印法同时除去该层叠油墨的非画线部分而形成多层图案后, 将该多层图 案同时地反转转印在被印刷体上的方法的示意图。
通过图 1 的示意图来说明本发明。图 1(a) 为使用 2 种功能性材料油墨的例子。 首先, 在转印板 (1) 的脱模性表面上满版、 均匀地涂布功能性材料油墨 A(4)。接着在油墨 A(4) 上均匀、 满版地涂布功能性材料油墨 B(5)。此时优选油墨 A(4) 和 B(5) 相互不混合。 这可以通过研究两功能性材料油墨的溶剂组成以及成为底漆的油墨 A(4) 的预备干燥等工 艺来实现。 接着。 按压成为模切版的凸版 (2) 而同时进行油墨 A(4) 和油墨 B(5) 的图案化。 接着将该 2 层图案从转印板反转转印在被印刷体 (3) 上。由此能够形成油墨 A(4) 和油墨 B(5) 正确地重合的图案。图 1(b) 为将功能性材料油墨重叠 3 层, 同时进行图案化的例子。 可以为 3 层 ( 油墨 C、 D、 E) 均不同的功能性材料油墨, 也可以使第 1 层与第 3 层为相同的油 墨。
作为功能性材料油墨层叠的例子, 关于导电油墨的层叠图案的形成进行说明。首 先, 在转印板上均匀涂布由 PEDOT/PSS 或聚苯胺等导电性高分子组成的导电性油墨, 接着 均匀、 满版地重叠在溶剂中均匀分散有纳米银粒子的导电性油墨, 形成材料不同的 2 种油 墨层。接着利用凸版胶印法同时去除该油墨层的非画线部分, 将残存于转印板的剥离面上 的油墨图案反转转印在被印刷体上。 由此可得到导电性高分子正确层叠在纳米银图案上的 图案。 另外, 作为同时形成三层油墨图案的例子, 例如可以通过用绝缘油墨形成第一层的油 墨层, 用导电油墨形成第二层, 用绝缘油墨形成第三层, 来形成在绝缘膜中夹持的导电性图 案。
本发明另还提供一种在转印板的脱模性表面上预先形成功能性材料油墨图案和 功能性材料油墨层后, 向被印刷体上进行反转转印的方法。
通过图 2 的示意图来说明本发明。如图 2(a) 所示, 通过在均匀涂布于反转转印板
1 上的成为第一层的油墨表面上按压成为模切版的凸版 2, 并从转印板上除去与该凸版接 触部分的油墨, 从而在转印板 1 上形成需要的第一功能性油墨图案层 9( 凸版胶印法 )( 工 序 1)。此时, 第一油墨图案层可以为 1 层, 也可以为多层。接着, 在形成于转印板 1 上的图 案上涂布形成由不同材料构成的第二功能性材料油墨膜层 10 作为第二油墨层 ( 工序 2), 接 着经过将第一层和第二层同时反转转印在被印刷体 3 上的工序 ( 工序 3 : 反转转印 ) 来制 造电子部件。油墨膜层 10 可以完全覆盖图案化的第一层, 也可以为埋入该图案间的状态。
通过使用本方法, 能够容易得到形成于转印板上的油墨图案层 9 埋入在由油墨膜 层 10 形成的层中的表面形状, 可得到实质上无级差的印刷面。推定这是由于 : 与以往的预 先在基材上形成图案、 再反转转印印刷新的油墨层的方法相比, 能够将形成第二油墨膜层 的油墨在保持充分高的流平性的状态下涂布在油墨图案 9 上, 从而利用反转转印得到与基 材表面接触的表面的平面性 ; 以及可减小由图案的级差形状所产生的油墨层的残留应力。 当然, 这对本发明无任何限制。
第一进行了图案化的层可以为被形成第二层的油墨完全覆盖的状态, 另外根据需 要也可以为贯通第二层的状态 ( 图 2(b))。所涉及的形态可通过调整工序 1 中形成的图案 的厚度、 工序 2 中形成的第二层的厚度来容易地实现。 另外, 进行了图案化的第一油墨层上的第二油墨膜层可以为一层, 另外根据需要 也可以具有由不同油墨组成的多层结构 ( 图 2(c))。
通过将本发明应用于例如 MIS 型有机晶体管的制造, 能够容易地制造栅电极、 源/ 漏电极及各配线图案埋入绝缘膜的无级差的表面。另外, 通过应用于有机半导体的保护膜 的形成, 能够形成具有贯通保护膜的导电性的过孔 (via) 作为一体的保护膜。
本发明还提供一种如图 2(d) 的示意图所示的电子部件的制造方法, 其特征在于, 在第一层上形成第二层的工序 ( 工序 2) 具有在前述第一油墨图案层上形成第二油墨膜层 的工序 ( 工序 2-1)、 利用凸版胶印法用第二模切版 2a 对第二油墨膜层进行图案化的工序 ( 工序 2-2)。用第二模切版 2a 进行的第二油墨膜层形成后的图案化可以仅为第二油墨膜 层部分, 也可以同时除去已进行图案化的第一油墨图案层的一部分再进行图案化。
根据本发明, 通过在同一转印板上形成发挥不同功能的复合图案后, 反转转印到 被印刷体上, 从而能够容易地形成复杂结构的电子部件。根据本发明, 能够在形成于第一 层的图案之间或沿着图案以极高的位置精度形成新的图案, 这在以往的印刷法中是极困难 的。
本发明首先利用凸版胶印法在转印板上形成第一油墨图案层, 接着在该图案上涂 布成为第二油墨膜层 10 的油墨。此时, 第二油墨膜层可以为完全被覆图案化的第一层的厚 度, 也可以按照与该图案的厚度相同或比之更薄的方式进行涂布而埋入该图案之间。 此时, 通过按照例如第一油墨对第二油墨表现出拒液性的方式进行调整, 也可以在该图案上不形 成第二油墨层。 关于本发明, 使用与第一模切版 2 形状不同的第二模切版 2a, 利用凸版胶印 法, 由已经在转印板上形成的第一油墨图案层和第二油墨膜层同时形成新的图案。利用第 二模切版 2a 进行的图案形成, 可以是将第一油墨图案层保持原样而去除第二油墨膜层的 一部分, 也可以同时进行第二油墨膜层的图案形成与第一油墨图案层的图案形状的一部分 变更。通过将第二油墨膜层设为材料不同的 2 层以上的层, 也能够形成由 3 种以上的材料 构成的复合图案。
如果将本发明用作例如 MIS 型有机晶体管元件的制造方法, 则能够容易地形成只 在源电极与漏电极之间形成有机半导体层的、 仅源电极与漏电极的侧壁与有机半导体接触 的所谓的侧面接触型的有机晶体管元件结构。
本发明还提供一种权利要求 1 所述的电子部件的制造方法, 如图 2(e) 的示意图所 示, 形成第一功能性材料油墨图案层的工序 ( 工序 1) 具有在转印板上利用凸版胶印法形成 第一功能性材料油墨图案层的工序 ( 工序 1-1)、 在第一功能性材料油墨图案层 9 上形成第 二功能性材料油墨膜层 10 的工序 ( 工序 1-2)、 利用凸版胶印法将第二油墨膜层进行图案化 的工序 ( 工序 1-3)。 在同一转印板上由 2 种以上的不同材料形成的图案的形成方法可以通 过与前述方法同样的方法来实现。接着提供一种在转印板上的由 2 种以上的不同材料形成 的该复合图案上进一步涂布形成第三功能性材料油墨膜层 12 后, 反转转印在被印刷体 ( 基 板 ) 上, 从而形成电子部件的方法。油墨的涂布可以完全覆盖该图案, 也可以与图案的厚度 相同或者更薄。
本发明中使用的功能性材料油墨可根据所制造的电子部件的要求特性而从例如 导电性油墨、 绝缘性油墨、 半导体油墨、 保护膜形成用油墨等中适当选择。 根据本发明, 从在 被印刷体上印刷形成的功能性材料油墨图案层、 油墨膜层向构成电子部件的功能性材料层 的转换, 可采用例如常温干燥、 加热处理及紫外线、 电子射线的照射等处理等、 对于油墨特 性、 电子部件来说分别最适合的方法来实施。 本发明还提供一种形成电子部件的功能性层的材料的至少一种为有机半导体的 有机晶体管元件。 本发明中, 对形成有机半导体层的方法无特别限制, 可适当选择适于所使 用的有机半导体、 成为底漆的功能性材料层、 基材的方法。例如可以适用 : 真空蒸镀法、 化 学气相生长法、 离子镀法等干法 ; 旋涂法、 浸涂法、 分配器涂布法、 狭缝涂布法、 铸涂法、 凸版 反转转印印刷、 丝网印刷、 照相凹版印刷、 照相凹版胶印印刷、 微接触法、 凸版胶印印刷等湿 法。其中, 凸版胶印印刷法由于容易控制膜厚、 印刷位置精度优异、 可容易形成微细图案而 为最优选的层形成法。
另外, 本发明中, 对形成有机半导体层的有机半导体材料无限制, 例如, 作为低分 子有机半导体, 可以适用 : 酞菁衍生物 ; 卟啉衍生物 ; 萘四羧酸二酰亚胺衍生物 ; 富勒烯衍 生物 ; 并五苯、 并五苯三异丙基硅炔基 (TIPS) 并五苯、 氟化并五苯、 氟化并四苯、 苝、 并四 苯、 芘、 菲、 六苯并苯等多环芳香族化合物及其衍生物 ; 低聚噻吩及其衍生物 ; 噻唑衍生物 ; 富勒烯衍生物 ; 以及将噻吩、 苯撑、 乙烯撑等组合而成的各种低分子半导体及通过加热形 成有机半导体的有机半导体前体。另外, 作为高分子化合物, 可以适宜地使用 : 聚噻吩、 聚 (3- 己基噻吩 )、 PQT-12 等聚噻吩系高分子 ; B10TTT、 PB12TTT、 PB14TTT 等噻吩 - 噻吩并噻 吩共聚物 ; F8T2 等芴系高分子 ; 以及对苯撑乙烯撑等苯撑乙烯撑系高分子 ; 聚三芳胺等芳 胺系高分子 ; TIPS 并五苯 ; 各种并五苯前体等可溶性多并苯系化合物的一种以上及它们的 共聚物。
这些有机半导体中, 可以适宜地使用油墨化容易、 可通过湿法形成功能性层及图 案、 利用凸版胶印法可进行图案化的溶剂可溶性的有机半导体。作为这些溶剂可溶性有机 半导体, 可以适宜地使用聚 (3- 己基噻吩 )、 PQT-12 等聚噻吩系高分子 ; PB10TTT、 PB12TTT、 PB14TTT 等噻吩 - 噻吩并噻吩共聚物 ; F8T2 等芴系高分子 ; 苯乙烯撑系高分子 ; 三芳胺系高 分子 ; TIPS 并五苯。
关于可适用于这些有机半导体油墨的溶剂, 只要在常温或稍微加热下能够溶解该 有机半导体、 具有适度的挥发性、 溶剂挥发后能够形成有机半导体薄膜即可, 例如可适宜地 使用 : 甲苯、 二甲苯、 氯仿、 苯甲醚、 氯甲烷、 四氢呋喃、 环己酮、 均三甲苯、 二氯苯、 三氯苯等 氯苯系溶剂以及含有这些溶剂的混合溶剂。
另外, 以提高油墨特性为目的, 这些溶液中还可以添加有机硅系、 氟系的表面活性 剂等表面能调整剂。特别地, 在结晶性半导体溶液中的氟系表面活性剂不仅具有提高油墨 特性的效果, 还可以期待通过油墨的干燥而形成的半导体膜的特性, 例如场效应迁移率等 的提高, 因此可以适宜地使用。
作为形成可适用于本发明的导体的导电油墨, 例如, 在适当的溶剂中可以含有作 为导电性成分的金、 银、 铜、 镍、 锌、 铝、 钙、 镁、 铁、 铂、 钯、 锡、 铬、 铅等金属粒子及银 / 钯等这 些金属的合金、 氧化银、 有机银、 有机金等在较低温度下进行热分解而供给导电性金属的热 分解性金属化合物、 氧化锌 (ZnO)、 氧化铟锡 (ITO) 等导电性金属氧化物粒子, 也可以含有 聚乙撑二氧噻吩 / 聚苯乙烯磺酸 (PEDOT/PSS)、 聚苯胺等导电性高分子。特别地, 在溶剂中 分散有纳米银粒子且混合有低分子有机硅等脱模剂、 氟表面活性剂等表面能调整剂的油墨 由于适于凸版胶印法且表现出优异的图案性及在低温烧成下的高导电性, 因此可以适宜地 使用。
可适用于本发明的形成绝缘体的绝缘油墨只要含有表现出绝缘性的材料即可, 例 如可以适用环氧树脂、 聚酰亚胺树脂、 聚乙烯基吡咯烷酮系树脂、 聚乙烯醇系树脂、 丙烯腈 系树脂、 甲基丙烯酸树脂、 聚酰胺树脂、 聚乙烯基苯酚系树脂、 酚树脂、 聚酰胺酰亚胺树脂、 氟树脂、 三聚氰胺树脂、 聚氨酯树脂、 聚酯树脂、 醇酸树脂等。另外, 这些物质可以单独使用 或并用 2 种以上, 还可根据需要添加氧化铝微粒、 二氧化硅微粒、 氧化钽微粒等高相对介电 常数粒子、 中空二氧化硅微粒等低相对介电常数粒子等体质成分。对可适用于绝缘油墨的 溶剂无限制, 例如可以使用水、 烃系、 醇系、 酮系、 醚系、 酯系、 二醇醚系等各种有机溶剂。另 外可根据需要添加有机硅系和氟系的表面能调整剂。
可适用于本发明的形成保护膜的保护膜油墨只要含有通过加热、 光、 电子射线、 干 燥等而形成光、 氧、 水、 离子等的阻隔性优异的膜的材料即可。例如可以使用 : 聚丙烯腈系 树脂、 聚乙烯醇系树脂、 尼龙系树脂、 甲基丙烯酸系树脂、 聚偏氯乙烯系树脂、 氟系树脂、 环 氧树脂等形成有机膜的树脂 ; 通过水解及根据需要的加热处理而形成无机被膜的硅烷化合 物、 硅氮烷化合物、 醇镁化合物、 醇铝化合物、 醇钽化合物。对油墨溶剂无限制, 只要为能够 溶解或稳定分散适用的材料的溶剂, 则无特别限制。例如可以使用水、 烃系、 醇系、 酮系、 醚 系、 酯系等各种有机溶剂。
实施例
以下, 基于附图说明本发明的实施方式。
( 实施例 1)BGSC 有机晶体管元件的形成
如图 3 所示, 在转印板 1 上制作源 / 漏电极图案 9s/9d( 图 3 的 3-1)。在电极图案 形成中使用了添加有氟系表面活性剂的导电性油墨。接着在形成了该图案的转印板 1 上, 按照溶剂蒸发后的膜厚最大也在该电极的厚度以下的方式, 使用毛细管涂布器均匀地涂布 以 P3HT 为主成分的半导体油墨, 从而形成 P3HT 的油墨膜层 13( 图 3 的 3-2)。此时, 在电极 图案上未见有机半导体油墨的涂布。接着, 使用除了源 / 漏间的形状与形成有该图案的凸版图案相反以外与该电极图 案形成用的凸版相同的图案, 使在转印板 1 上形成的源 / 漏图案与该凸版的该图案的相当 位置一致, 也使用凸版胶印法, 源 / 漏电极图案保持不变而从转印板 1 上除去残存于源 / 漏 之间的有机半导体油墨图案以外的全部有机半导体油墨 ( 图 3 的 3-3)。接着, 按照全部覆 盖在转印板 1 上形成的源 / 漏电极、 有机半导体层的方式, 使用毛细管涂布器均匀地涂布栅 极绝缘膜油墨, 从而形成绝缘油墨膜层 10i( 图 3 的 3-4)。
接着, 在埋入绝缘膜的栅电极图案上, 通过绝缘膜在源 / 漏间隙中配置栅电极, 按 照配置在有机半导体层面下的方式进行位置对准并进行反转转印, 从而形成层叠结构 ( 图 3 的 3-5)。接着在成长箱 ( グロ一ボツクス ) 中, 在热板上对该层叠体进行 150℃、 40 分钟 的热处理, 从而形成具有底栅侧面接触 (BGSC) 结构的 MIS 型的有机半导体晶体管元件结 构。
( 实施例 2)BGBC 型有机晶体管元件的制造方法
将 BGBC 型的 MIS 型有机晶体管元件的制造法示于图 4。
(1) 栅电极的制作 :
在具有由硅树脂构成的平滑的脱模面的转印板 1 整面上, 利用毛细管涂布器均匀 涂布分散有纳米银的凸版胶印印刷用导电油墨。接着将玻璃制凸版 ( 图省略 ) 按压在油墨 面上并去除多余的油墨, 从而在转印板 1 上形成栅电极图案 9g。接着将以环氧树脂和聚乙 烯基苯酚系树脂为主成分的绝缘油墨使用毛细管涂布器均匀涂布在转印板 1 上的栅极图 案 9g 上, 来形成绝缘油墨膜层 10i。 放置约 1 分钟后, 将变成半干燥状态的绝缘膜用油墨和 栅电极图案反转转印在以聚碳酸酯为主体的塑料膜 ( 被印刷体 3) 上, 从而形成栅电极埋入 绝缘膜油墨中的表面 (4a-3)。
(2) 源 / 漏电极的形成
接着, 与埋入栅极图案的形成同样地, 使用分散有纳米银的导电油墨, 在转印板 1A 上形成源电极 9s 和漏电极 9d, 并在该电极上涂布绝缘膜油墨。接着, 按照栅电极通过绝缘 膜而配置在源 / 漏间隙的方式进行对准, 埋入栅电极并在绝缘膜 ( 图 4a-3) 上进行反转转 印 ( 图 4a-4)。将由导电性图案和绝缘膜形成的层叠体在热板上进行约 150℃、 约 40 分钟 的热处理, 通过纳米银油墨的烧结而形成导电图案以及使绝缘膜油墨的树脂成分进行交联 而形成绝缘膜。
(3) 半导体层的形成
接下来, 将聚 (3- 己基噻吩 )(P3HT) 溶解在二甲苯中, 使用添加了氟系表面活性剂 的半导体油墨, 使用具有由硅树脂构成的脱模性表面的转印板, 利用凸版胶印法进行图案 化 ( 工序图省略 ), 在之前烧成而形成的源 / 漏电极上反转转印该图案 13。由此, 形成底面 接触型的 MIS 型有机晶体管元件 ( 图 4a-5)。
( 实施例 3)BGBC+ 保护膜 ( 带有过孔 )+ 像素电极
如图 5a 所示, 在具有由硅树脂构成的平滑的脱模性表面的转印板 1 上, 利用凸版 胶印法, 使用添加了包含氟系表面活性剂的拒液成分的纳米银油墨, 从而形成成为过孔的 导电图案 14。 将以环氧系树脂为主成分的保护膜形成用油墨的涂布膜厚按照至少为该导电 图案厚度以下的方式进行调节, 在之前形成的纳米银油墨的图案上均匀涂布, 从而形成保 护膜油墨膜层 15。此时在图案上未见油墨的附着。按照导电图案 14 接触的方式, 将保护膜形成用油墨膜层和导电图案层同时反转转印在实施例 1 中形成的有机晶体管的漏电极 9d 上, 接着在 140℃烧成约 30 分钟。
接下来, 使用以 PEDOT/PSS 为主成分的导电油墨, 利用凸版胶印法将形成于具有 由硅树脂构成的平滑的脱模性表面的转印板 1 上的成为像素电极的图案按照与之前形成 的过孔部分重叠的方式反转转印在保护膜上, 接着在烘箱中进行 100℃、 30 分钟的热处理。 由此, 制成具有利用保护膜和过孔而与漏电极 9g 导通的像素电极 15 的有机 TFT 元件构造 (5c)。
产业上的可利用性
本发明由于能够减少重叠印刷工序数、 形成精密的重叠图案以及消除各层的级差 的问题、 提高生产率、 提高尺寸精度、 消除缺陷等特征, 因此能够用于配线基板、 RFID、 TFT、 CMOS、 内存、 有机 EL 元件、 各种电容、 感应器、 电阻、 太阳能电池等电子部件的制造。
符号说明
1. 转印板
1A. 转印板
2. 凸版模切版
2a. 第 2 凸版模切版 3. 被印刷体 ( 基材 ) 4. 油墨膜层 A 5. 油墨膜层 B 6. 油墨膜层 C 7. 油墨膜层 D 8. 油墨膜层 E 9. 利用凸版胶印法进行了图案化的第一油墨层 9G. 栅电极 9S. 源电极 9D. 漏电极 10. 第二功能性材料油墨膜层 10I. 绝缘膜油墨层 11. 第二层的第二油墨膜层 12. 第三功能性材料油墨膜层 13. 有机半导体油墨膜 14. 成为过孔的导电图案 15. 保护膜油墨膜层 16. 像素电极