[發明專利]使用溶膠凝膠法的凹凸基板的制造方法、該制造方法中使用的溶膠溶液及使用該制造方法的有機EL元件的制造方法以及由該方法得到的有機EL元件

有效

• 申請號: 201280053780.5
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN104023944A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 高橋麻登香;熊谷吉弘;西村涼
• 申請（專利權）人: 吉坤日礦日石能源株式會社
• 主分類號: B29C59/00
• 分類號: B29C59/00;B29C59/04;H01L21/027;H01L51/50;H05B33/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

技術領域

本發明涉及使用轉印輥制造具有微細圖案的基板的方法及使用該制造方法的有機EL元件的制造方法以及由該方法得到的有機EL元件，更詳細而言，涉及使用轉印輥通過溶膠凝膠法制造具有微細圖案的基板的方法、該制造方法中使用的溶膠溶液及使用該制造方法的有機EL元件的制造方法以及由此得到的有機EL元件。

背景技術

作為形成半導體集成電路等微細圖案的方法，已知光刻法。通過光刻法形成的圖案的分辨率依賴于光源的波長和光學系統的數值孔徑，為了應對近年來的微細化器件的需要，要求波長更短的光源。但是，短波長光源的價格昂貴，其開發并不容易，還需要開發透射這種短波長光的光學材料。另外，通過現有的光刻法制造大面積的圖案需要大型的光學元件，在技術方面、經濟方面均伴隨困難。因此，正在研究形成具有大面積的期望圖案的新方法。

作為不使用現有光刻裝置形成微細圖案的方法，已知納米壓印法。納米壓印法是能夠通過用模具和基板夾住樹脂來轉印納米級圖案的技術，利用使用材料研究了熱納米壓印法、光納米壓印法等。其中，光納米壓印法包括i)樹脂層的涂布、ii)利用模具的加壓、iii)光固化和iv)脫模這四個工序，從能夠通過這樣簡單的工藝實現納米尺寸的加工的方面而言是很優越的。特別是，樹脂層使用通過光照射進行固化的光固性樹脂，因此，圖案轉印工序所花費的時間短，可以期待高生產量。因此，不僅期待在半導體器件領域得到實用，也期待在有機EL元件、LED等光學構件、MEMS、生物芯片等眾多領域中得到實用。

但是，上述光固性樹脂一般耐熱性低，在高溫下發生分解、變黃。因此，如果在后續工序中存在高溫處理，則具有微細圖案的膜可能會分解。另外，光固性樹脂對玻璃基板的密合性低，而且在將轉印有圖案的樹脂層用于有機EL元件等元件時，雜質有可能從樹脂層中溶出，對元件產生不良影響。

另外，作為熱納米壓印法，已知例如下述方法：如專利文獻1所述，準備具有形成有凹凸圖案的平面狀的轉印面的模具，對具有熱塑性的基(被加工物)進行加熱使其軟化，對上述轉印面進行加壓并按壓后，在該狀態下進行冷卻后使模具從基材分離，由此對反轉圖案進行轉印。熱納米壓印法能夠通過上述簡單的方法實現納米級的轉印，具有被轉印基材的選擇性寬這樣的優點。

但是，熱納米壓印法一般需要高的加壓壓力，加熱、冷卻循環需要時間，因此在要求高生產率時不合適，另外，對熱塑性樹脂進行加熱使其軟化而進行轉印，因此，在被轉印物暴露于成形溫度以上的高溫時，圖案可能發生變形而無法使用等，耐熱性存在問題。

作為改善耐熱性的方法，可以列舉使用熱固化性材料的納米壓印法。已知例如下述方法：如專利文獻2所述，將抗蝕劑膜涂布在基板上，利用平板狀模具加壓后，利用加熱器使抗蝕劑膜固化。特別是對于使用無機類溶膠凝膠材料的納米壓印成形物而言，耐熱性高，即使進行高溫處理也很少擔心會產生問題。但是，使用溶膠凝膠材料的加壓法也存在如下問題。平板狀模具和基材在各個階段的熱膨脹系數不同，因此，由于線膨脹系數的差而導致轉印到成型品上的表面形狀發生偏移。為了抑制該問題，需要吸收熱膨脹的手段、長時間的加熱、冷卻工藝。另外，加壓中使用的平板狀模具的中心部分的溶劑不易蒸發，因此，在中心部分產生轉印不良，或者由于面內的固化狀態不同而產生轉印不均。此外，由于溶劑的崩沸而產生氣體，有時會在圖案內產生氣泡或者殘留氣體痕跡(氣體逸出軌跡)。這樣的問題在使轉印圖案大面積化時變得特別顯著。溶劑從涂膜的端部蒸發掉，但為了使溶劑完全蒸發，需要在低溫(例如120℃)下進行長時間的加熱工藝，使生產率降低。此外，對于平板狀模具而言，需要對模具面內同時均勻地加壓，因此需要較大的轉印壓力，在使轉印圖案大面積化時，難以用均勻且大的壓力對面內進行加壓。另外，剝離模具時，為了在垂直方向上拉起模具，需要大的剝離力，剝離時，在模具與溶膠凝膠材料間發生溶膠凝膠材料層的層內破壞，圖案也可能會走樣。這樣，在對大面積使用平板狀模具進行加壓轉印時存在很多問題。