[发明专利]使用溶胶凝胶法的凹凸基板的制造方法、该制造方法中使用的溶胶溶液及使用该制造方法的有机EL元件的制造方法以及由该方法得到的有机EL元件

说明书

技术领域

本发明涉及使用转印辊制造具有微细图案的基板的方法及使用该制造方法的有机EL元件的制造方法以及由该方法得到的有机EL元件，更详细而言，涉及使用转印辊通过溶胶凝胶法制造具有微细图案的基板的方法、该制造方法中使用的溶胶溶液及使用该制造方法的有机EL元件的制造方法以及由此得到的有机EL元件。

背景技术

作为形成半导体集成电路等微细图案的方法，已知光刻法。通过光刻法形成的图案的分辨率依赖于光源的波长和光学系统的数值孔径，为了应对近年来的微细化器件的需要，要求波长更短的光源。但是，短波长光源的价格昂贵，其开发并不容易，还需要开发透射这种短波长光的光学材料。另外，通过现有的光刻法制造大面积的图案需要大型的光学元件，在技术方面、经济方面均伴随困难。因此，正在研究形成具有大面积的期望图案的新方法。

作为不使用现有光刻装置形成微细图案的方法，已知纳米压印法。纳米压印法是能够通过用模具和基板夹住树脂来转印纳米级图案的技术，利用使用材料研究了热纳米压印法、光纳米压印法等。其中，光纳米压印法包括i)树脂层的涂布、ii)利用模具的加压、iii)光固化和iv)脱模这四个工序，从能够通过这样简单的工艺实现纳米尺寸的加工的方面而言是很优越的。特别是，树脂层使用通过光照射进行固化的光固性树脂，因此，图案转印工序所花费的时间短，可以期待高生产量。因此，不仅期待在半导体器件领域得到实用，也期待在有机EL元件、LED等光学构件、MEMS、生物芯片等众多领域中得到实用。

但是，上述光固性树脂一般耐热性低，在高温下发生分解、变黄。因此，如果在后续工序中存在高温处理，则具有微细图案的膜可能会分解。另外，光固性树脂对玻璃基板的密合性低，而且在将转印有图案的树脂层用于有机EL元件等元件时，杂质有可能从树脂层中溶出，对元件产生不良影响。

另外，作为热纳米压印法，已知例如下述方法：如专利文献1所述，准备具有形成有凹凸图案的平面状的转印面的模具，对具有热塑性的基(被加工物)进行加热使其软化，对上述转印面进行加压并按压后，在该状态下进行冷却后使模具从基材分离，由此对反转图案进行转印。热纳米压印法能够通过上述简单的方法实现纳米级的转印，具有被转印基材的选择性宽这样的优点。

但是，热纳米压印法一般需要高的加压压力，加热、冷却循环需要时间，因此在要求高生产率时不合适，另外，对热塑性树脂进行加热使其软化而进行转印，因此，在被转印物暴露于成形温度以上的高温时，图案可能发生变形而无法使用等，耐热性存在问题。

作为改善耐热性的方法，可以列举使用热固化性材料的纳米压印法。已知例如下述方法：如专利文献2所述，将抗蚀剂膜涂布在基板上，利用平板状模具加压后，利用加热器使抗蚀剂膜固化。特别是对于使用无机类溶胶凝胶材料的纳米压印成形物而言，耐热性高，即使进行高温处理也很少担心会产生问题。但是，使用溶胶凝胶材料的加压法也存在如下问题。平板状模具和基材在各个阶段的热膨胀系数不同，因此，由于线膨胀系数的差而导致转印到成型品上的表面形状发生偏移。为了抑制该问题，需要吸收热膨胀的手段、长时间的加热、冷却工艺。另外，加压中使用的平板状模具的中心部分的溶剂不易蒸发，因此，在中心部分产生转印不良，或者由于面内的固化状态不同而产生转印不均。此外，由于溶剂的崩沸而产生气体，有时会在图案内产生气泡或者残留气体痕迹(气体逸出轨迹)。这样的问题在使转印图案大面积化时变得特别显著。溶剂从涂膜的端部蒸发掉，但为了使溶剂完全蒸发，需要在低温(例如120℃)下进行长时间的加热工艺，使生产率降低。此外，对于平板状模具而言，需要对模具面内同时均匀地加压，因此需要较大的转印压力，在使转印图案大面积化时，难以用均匀且大的压力对面内进行加压。另外，剥离模具时，为了在垂直方向上拉起模具，需要大的剥离力，剥离时，在模具与溶胶凝胶材料间发生溶胶凝胶材料层的层内破坏，图案也可能会走样。这样，在对大面积使用平板状模具进行加压转印时存在很多问题。