(57)【要約】  主表面上にインクパターンを有する、マスターツールが提供される。このインクパターンは、スクリーン印刷プロセスによって形成される。スタンプ作製材料が、マスターツールの主表面に適用されることにより、マスターツールのインクパターンに対してネガであるスタンピングパターンを有する、スタンプが形成される。このスタンピングパターンが、インク組成物でインク付けされ、金属化表面と接触されることにより、基材の金属化表面上に、スタンピングパターンに従って印刷パターンが作り出される。この印刷パターンをエッチングマスクとして使用して、その金属化表面をエッチングすることにより、基材上に導電性トレースが形成される。
2018500193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターツールの主表面上に、インクパターンをスクリーン印刷する工程であって、前記インクパターンは、前記主表面から離れる方向に延びる複数のインクパターン要素と、互いに隣り合う前記各インクパターン要素間に形成された１つ以上の陥凹部とを備えている、工程と、
前記マスターツールの前記主表面に、スタンプ作製材料を適用することにより、スタンピングパターンを有するエラストマースタンプを形成する工程であって、前記スタンピングパターンは、前記マスターツールの前記インクパターンに対してネガであり、前記スタンピングパターンは、基底表面と、前記基底表面から離れる方向に延びる１つ以上のスタンピングパターン要素とを備え、前記スタンピングパターン要素は、前記マスターツールの前記陥凹部に対応するものであり、前記スタンピングパターン要素のそれぞれは、スタンピング表面を有する、工程と、を含む方法。
【請求項２】
前記インクパターン要素のうちの少なくとも１つは、少なくとも１０マイクロメートルのレリーフ高さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インクパターン要素のうちの少なくとも１つは、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記インクパターン要素のうちの少なくとも１つは、０〜１０度の抜け勾配を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記マスターツールの前記陥凹部のうちの少なくとも１つは、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記インクパターンをスクリーン印刷する工程は、スクリーンパターンをその上に有するスクリーンを提供する工程であって、前記スクリーンパターンは、前記スクリーンを流体が通過することを可能にするように構成された、開放区域を備えている、工程と、前記マスターツールの前記主表面に隣接して、前記スクリーンを位置決めする工程と、前記スクリーンの前記開放区域を通過するようにインクを適用することにより、前記マスターツールの前記主表面上にインクパターンを形成する工程と、を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記スクリーンを提供する工程は、前記スクリーン上に感光乳剤層を提供する工程と、前記感光乳剤層をフォトマスクを介して露光することにより、前記感光乳剤層上に前記スクリーンパターンを現像する工程と、を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記感光乳剤層は、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、アクリレートモノマー、又はこれらの組み合わせを含めた、感光材料を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スタンプ作製材料は、未硬化のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記マスターツールは、ガラス基材を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記スタンピング表面のうちの少なくとも１つは、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記スタンピングパターン要素のうちの少なくとも１つは、少なくとも１０マイクロメートルの特性高さを有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記スタンピング表面のうちの少なくとも１つは、少なくとも５０マイクロメートルの横方向寸法を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法によって製造された、エラストマースタンプ。
【請求項１５】
基材上に導電性パターンを形成する方法であって、
マスターツールを提供する工程であって、前記マスターツールは、そのマスター基材の主表面上に、インクパターンを有し、前記インクパターンは、前記主表面から離れる方向に延びる複数のインクパターン要素と、互いに隣り合う前記各インクパターン要素間に形成された１つ以上の陥凹部とを備える、工程と、
前記マスターツールの前記主表面に、スタンプ作製材料を適用することにより、スタンピングパターンを有するエラストマースタンプを形成する工程であって、前記スタンピングパターンは、前記マスターツールの前記インクパターンに対してネガであり、前記スタンピングパターンは、基底表面と、前記基底表面から離れる方向に延びる１つ以上のスタンピングパターン要素とを備え、前記スタンピングパターン要素は、前記マスターツールの前記陥凹部に対応するものであり、前記スタンピングパターン要素のそれぞれは、スタンピング表面を有する、工程と、
前記スタンプの前記スタンピング表面を、インク組成物でインク付けする工程と、
前記スタンプの前記スタンピング表面を、前記基材の金属化表面と接触させることにより、前記インク組成物を、前記スタンプの前記スタンピング表面から前記金属化表面に転写して、前記金属化表面上に印刷パターンを作り出す工程と、
前記印刷パターンをエッチングマスクとして使用して、前記金属化表面をエッチングすることにより、前記基材上に１つ以上の導電性トレースを形成する工程と、を含む、方法。
【請求項１６】
前記マスターツールを提供する工程は、開放区域を備えるスクリーンパターンをその上に有するスクリーンを提供する工程と、前記スクリーンの前記開放区域を通過するようにインクを適用することにより、マスター基材の前記主表面上に前記インクパターンを形成する工程と、前記インクパターンを乾燥させることにより、前記マスターツールを形成する工程と、を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記スタンピングパターン要素のうちの少なくとも１つは、少なくとも１０マイクロメートルの特性高さを有する、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記スタンピング表面のうちの少なくとも１つは、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記導電性トレースのうちの少なくとも１つは、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記マスターツールは、ガラス基材を含む、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記スタンプ作製材料は、未硬化のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記インク組成物は、官能基化分子を含み、前記官能基化分子は、前記基材の前記金属化表面に結合することが可能な官能基を含む、請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記基材は、ポリマーフィルムと、前記ポリマーフィルム上に配置された金属層とを含む、請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記ポリマーフィルムは、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、又はこれらの組み合わせを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記金属層は、銅、銀、アルミニウム、金、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１５〜２５のいずれか一項に記載の方法によって形成された、基材上の導電性パターン。
【請求項２７】
請求項２６に記載の導電性パターンを備えている、グルコース試験ストリップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広い線幅を有する導電性パターンを有する物品、及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクリーン印刷プロセスは、基材上に金属パターンを調製するために使用されており、このプロセスでは、導電性ペーストが、印刷版を通じて基材表面上に直接印刷されることにより、金属パターンが形成される。
【０００３】
マイクロコンタクト印刷は、基材の表面上に、官能基化分子のパターンを生成して、パターン化された自己組織化単分子膜（self-assembled monolayer、ＳＡＭ）を形成するために使用されている。例えば、米国特許第５，５１２，１３１号（Ｋｕｍａｒら）を参照されたい。
【発明の概要】
【０００４】
従来のスクリーン印刷プロセスによって作製された導電性パターンを有するフィルムは、広い線幅（例えば、１００マイクロメートル以上）を有する金属トレースを含み得るが、その金属トレースの品質は不安定であり、性能に対して特定の技術的制限が科される。それゆえ、広い線幅（例えば、３０マイクロメートル以上）を有する導電性トレースの、量産性及び品質を改善することが望まれている。
【０００５】
本明細書で説明される一部の実施形態は、スクリーン印刷プロセスによって調製することが可能な、マスターツールを提供する。本明細書で説明される一部のマスターツールは、少なくとも１０マイクロメートルのレリーフ高さ、及び少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、パターン要素を提供することができる。本開示で達成されるような高いレリーフ高さ及び広い横方向寸法を得るために、従来のフォトリソグラフィ技術によってフォトレジストパターン（例えば、米国特許第５，５１２，１３１号における、シリコン上のフォトレジストパターン）を調製することは、技術的に困難であり、時間を要し、コスト高となる。
【０００６】
手短に言えば、一態様では、本開示は、基材上に導電性パターン形成する方法を説明する。その主表面上にインクパターンを有する、マスターツールを提供することができる。このインクパターンは、スクリーン印刷プロセスによって形成することができる。このマスターツールのインクパターン上に、スタンプ作製材料を適用することにより、そのインクパターンに対してネガであるスタンピングパターンを有する、スタンプを形成することができる。そのスタンピングパターンのスタンピング表面を、インク組成物でインク付けして、金属化表面と接触させることにより、その金属化表面上に、スタンピングパターンに従って印刷パターンを形成することができる。この印刷パターンをエッチングマスクとして使用して、その金属化表面をエッチングすることにより、導電性トレースが形成される。
【０００７】
一実施形態では、方法は、マスターツールの主表面上に、インクパターンをスクリーン印刷する工程を含む。このインクパターンは、主表面から離れる方向に延びる、複数のインクパターン要素と、互いに隣り合う各インクパターン要素間に形成された、１つ以上の陥凹部とを含む。スタンプ作製材料が、マスターツールの主表面に適用されることにより、スタンピングパターンを有するエラストマースタンプが形成される。このスタンピングパターンは、マスターツールのインクパターンに対してネガである。このスタンピングパターンは、基底表面と、その基底表面から離れる方向に延びる、１つ以上のスタンピングパターン要素とを含む。これらのスタンピングパターン要素は、マスターツールの陥凹部に対応するものであり、スタンピングパターン要素のそれぞれが、スタンピング表面を有する。
【０００８】
別の実施形態では、基材上に導電性パターンを形成する方法が提供される。この方法は、マスターツールを提供する工程を含み、このマスターツールは、そのマスター基材の主表面上に、インクパターンを有する。このインクパターンは、主表面から離れる方向に延びる、複数のインクパターン要素と、互いに隣り合う各インクパターン要素間に形成された、１つ以上の陥凹部とを含む。スタンプ作製材料が、マスターツールの主表面に適用されることにより、スタンピングパターンを有するエラストマースタンプが形成される。このスタンピングパターンは、マスターツールのインクパターンに対してネガである。このスタンピングパターンは、基底表面と、その基底表面から離れる方向に延びる、１つ以上のスタンピングパターン要素とを含む。これらのスタンピングパターン要素は、マスターツールの陥凹部に対応するものであり、スタンピングパターン要素のそれぞれが、スタンピング表面を有する。この方法は、スタンプのスタンピング表面を、インク組成物でインク付けする工程を更に含む。これらのスタンプのスタンピング表面が、基材の金属化表面と接触されることにより、インク組成物が、それらのスタンプのスタンピング表面から金属化表面に転写され、その金属化表面上に印刷パターンが作り出される。この方法は、その印刷パターンをエッチングマスクとして使用して、金属化表面をエッチングすることにより、基材上に１つ以上の導電性トレースを形成する工程を更に含む。
【０００９】
本開示の例示的実施形態では、様々な予期せぬ結果及び利点が得られる。本開示の例示的実施形態の、１つのそのような利点は、本明細書で説明される一部のマスターツールが、少なくとも１０マイクロメートルのレリーフ高さ、及び少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、パターン要素を提供することができる点である。本開示で達成されるような高いレリーフ高さ及び広い横方向寸法を得るために、従来のフォトリソグラフィ技術によってフォトレジストパターンを調製することは、技術的に困難であり、時間を要し、コスト高となる。
【００１０】
例示的実施形態の列挙
例示的実施形態を以下に列挙する。実施形態Ａ〜Ｎのいずれかと実施形態Ｏ〜ＡＡのいずれかとを、組み合わせることができる点を理解されたい。
【００１１】
実施形態Ａ．
マスターツールの主表面上に、インクパターンをスクリーン印刷する工程であって、このインクパターンが、主表面から離れる方向に延びる複数のインクパターン要素と、互いに隣り合う各インクパターン要素間に形成された１つ以上の陥凹部とを備える、工程と、
マスターツールの主表面に、スタンプ作製材料を適用することにより、スタンピングパターンを有するエラストマースタンプを形成する工程であって、このスタンピングパターンが、マスターツールのインクパターンに対してネガであり、このスタンピングパターンが、基底表面と、その基底表面から離れる方向に延びる１つ以上のスタンピングパターン要素とを備え、これらのスタンピングパターン要素が、マスターツールの陥凹部に対応するものであり、スタンピングパターン要素のそれぞれが、スタンピング表面を有する、工程と、を含む方法。
【００１２】
実施形態Ｂ．  インクパターン要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも１０マイクロメートルのレリーフ高さを有する、実施形態Ａの方法。
【００１３】
実施形態Ｃ．  インクパターン要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００１４】
実施形態Ｄ．  インクパターン要素のうちの少なくとも１つが、０〜１０度の抜け勾配を有する、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００１５】
実施形態Ｅ．  マスターツールの陥凹部のうちの少なくとも１つが、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００１６】
実施形態Ｆ．  インクパターンをスクリーン印刷する工程が、スクリーンパターンをその上に有するスクリーンを提供する工程であって、このスクリーンパターンが、そのスクリーンを流体が通過することを可能にするように構成された、開放区域を備える、工程と、マスターツールの主表面に隣接して、そのスクリーンを位置決めする工程と、スクリーンの開放区域を通過するようにインクを適用することにより、マスターツールの主表面上にインクパターンを形成する工程と、を更に含む、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００１７】
実施形態Ｇ．  スクリーンを提供する工程が、そのスクリーン上に感光乳剤層を提供する工程と、この感光乳剤層を、フォトマスクを介して露光することにより、その上にスクリーンパターンを現像する工程と、を含む、実施形態Ｆの方法。
【００１８】
実施形態Ｈ．  感光乳剤層が、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、アクリレートモノマー、又はこれらの組み合わせを含めた、感光材料を含む、実施形態Ｇの方法。
【００１９】
実施形態Ｉ．  スタンプ作製材料が、未硬化のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００２０】
実施形態Ｊ．  マスターツールが、ガラス基材を含む、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００２１】
実施形態Ｋ．  スタンピング表面のうちの少なくとも１つが、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００２２】
実施形態Ｌ．  スタンピングパターン要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも１０マイクロメートルの特性高さを有する、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００２３】
実施形態Ｍ．  スタンピング表面のうちの少なくとも１つが、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、先行の実施形態のいずれかの方法。
【００２４】
実施形態Ｎ．  先行の実施形態のいずれかの方法によって製造された、エラストマースタンプ。
【００２５】
実施形態Ｏ．  基材上に導電性パターンを形成する方法であって、
マスターツールを提供する工程であって、このマスターツールが、そのマスター基材の主表面上に、インクパターンを有し、このインクパターンが、主表面から離れる方向に延びる、複数のインクパターン要素と、互いに隣り合う各インクパターン要素間に形成された、１つ以上の陥凹部とを備える、工程と、
マスターツールの主表面に、スタンプ作製材料を適用することにより、スタンピングパターンを有するエラストマースタンプを形成する工程であって、このスタンピングパターンが、マスターツールのインクパターンに対してネガであり、このスタンピングパターンが、基底表面と、その基底表面から離れる方向に延びる、１つ以上のスタンピングパターン要素とを備え、これらのスタンピングパターン要素が、マスターツールの陥凹部に対応するものであり、スタンピングパターン要素のそれぞれが、スタンピング表面を有する、工程と、
スタンプのスタンピング表面を、インク組成物でインク付けする工程と、
これらのスタンプのスタンピング表面を、基材の金属化表面と接触させることにより、インク組成物を、それらのスタンプのスタンピング表面から金属化表面に転写して、その金属化表面上に印刷パターンを作り出す工程と、
その印刷パターンをエッチングマスクとして使用して、金属化表面をエッチングすることにより、基材上に１つ以上の導電性トレースを形成する工程と、を含む、方法。
【００２６】
実施形態Ｐ．  マスターツールを提供する工程が、開放区域を備えるスクリーンパターンをその上に有する、スクリーンを提供する工程と、そのスクリーンの開放区域を通過するようにインクを適用することにより、マスター基材の主表面上にインクパターンを形成する工程と、そのインクパターンを乾燥させることにより、マスターツールを形成する工程と、を更に含む、実施形態Ｏの方法。
【００２７】
実施形態Ｑ．  スタンピングパターン要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも１０マイクロメートルの特性高さを有する、実施形態Ｏ又はＰの方法。
【００２８】
実施形態Ｒ．  スタンピング表面のうちの少なくとも１つが、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、実施形態Ｏ〜Ｑのうちのいずれか１つの方法。
【００２９】
実施形態Ｓ．  導電性トレースのうちの少なくとも１つが、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、実施形態Ｏ〜Ｒのうちのいずれか１つの方法。
【００３０】
実施形態Ｔ．  マスターツールが、ガラス基材を含む、実施形態Ｏ〜Ｓのうちのいずれか１つの方法。
【００３１】
実施形態Ｕ．  スタンプ作製材料が、未硬化のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む、実施形態Ｏ〜Ｔのうちのいずれか１つの方法。
【００３２】
実施形態Ｖ．  インク組成物が、官能基化分子を含み、この官能基化分子が、基材の金属化表面に結合することが可能な官能基を含む、実施形態Ｏ〜Ｕのうちのいずれか１つの方法。
【００３３】
実施形態Ｗ．  基材が、ポリマーフィルムと、そのポリマーフィルム上に配置された金属層とを含む、実施形態Ｏ〜Ｖのうちのいずれか１つの方法。
【００３４】
実施形態Ｘ．  ポリマーフィルムが、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態Ｗの方法。
【００３５】
実施形態Ｙ．  金属層が、銅、銀、アルミニウム、金、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、実施形態Ｗ又はＸの方法。
【００３６】
実施形態Ｚ．  実施形態Ｏ〜Ｙのうちのいずれか１つの方法によって形成された、基材上の導電性パターン。
【００３７】
実施形態ＡＡ．  実施形態Ｚの導電性パターンを備える、グルコース試験ストリップ。
【００３８】
本開示の例示的実施形態の、様々な態様及び利点が要約されてきた。上記の「発明の概要」は、それらの本開示の特定の例示的実施形態の、図示される各実施形態又は全ての実装を説明することを意図するものではない。以下の図面及び「発明を実施するための形態」は、本明細書に開示される原理を使用する特定の好ましい実施形態を、より詳細に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
以下の本開示の様々な実施形態の「発明を実施するための形態」を、添付図面と併せて考慮することで、より完全に本開示を理解することが可能である。
【図１】一実施形態による、基材上に導電性パターンを形成する方法を示すフロー図である。
【図２】一実施形態による、インクパターンを有するマスターツールを形成する方法を示すフロー図である。
【図３】一実施形態による、スクリーンパターンを有するスクリーンを提供する工程の概略図である。
【図４】一実施形態による、マスターツールを形成する工程の概略図である。
【図５】一実施形態による、スタンプを形成する工程の概略図である。
【図６】一実施形態による、基材上に導電性パターンを形成する工程の概略図である。
【図７】実施例１による、透明基材上の広い線幅を有する導電性パターンの画像である。
【図８】実施例１のガラスマスターの画像である。
【図９】実施例１による、ガラスマスターの位置決め及びＰＤＭＳスタンプの製造のための、浅型トレイの画像である。
【００４０】
これらの図面中、同様の参照番号は、同様の要素を示す。上記で定義された図面は、一定の縮尺で描かれていない場合があり、本開示の様々な実施形態を示すものであるが、「発明を実施するための形態」で記述されるように、他の実施形態もまた想到される。全ての場合に、本開示は、本明細書で開示される開示内容を、明示的な限定によってではなく、例示的実施形態を表現することによって説明する。本開示の範囲及び趣旨に含まれる他の多くの変更及び実施形態を、当業者によって考案することが可能である点を理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本開示は、基材上の広い線幅（例えば、３０マイクロメートル以上）を有する導電性パターン、及びその形成方法を説明する。その主表面上にインクパターンを有する、マスターツールが提供される。このインクパターンは、スクリーン印刷プロセスによって形成される。スタンプ作製材料が、マスターツールの主表面に適用されることにより、マスターツールのインクパターンに対してネガであるスタンピングパターンを有する、スタンプが形成される。このスタンピングパターンのスタンピング表面が、インク組成物でインク付けされ、金属化表面と接触されることにより、その金属化表面上に、スタンピングパターンに従って印刷パターンが形成される。この印刷パターンをエッチングマスクとして使用して、その金属化表面をエッチングすることにより、導電性トレースが形成される。
【００４２】
図１は、一実施形態による、基材上に導電性パターンを形成する方法１００を示すフロー図である。１１０で、インクパターンが、マスターツールの主表面上にスクリーン印刷される。一部の実施形態では、このマスターツールは、例えば、ガラス基材を含み得る。インクパターンは、例えば、以下で更に説明される図２に示される方法２００などの、スクリーン印刷プロセスによって形成される。次いで、方法１００は、１２０に進む。
【００４３】
１２０で、マスターツールの主表面上のインクパターンに、スタンプ作製材料を適用することによって、スタンプが形成される。このスタンプは、インクパターンに対してネガであるスタンプパターンを有する。一部の実施形態では、スタンプ作製材料は、１種以上のポリマー材料を含み得る。一部の実施形態では、このスタンプは、マスターツールに未硬化のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を適用し、次いで硬化させることによって、マスターツールに対して成形することができる。次いで、方法１００は、１３０に進む。
【００４４】
１３０で、スタンプパターンのスタンピング表面が、インク組成物でインク付けされる。一部の実施形態では、このインク組成物は、金属化表面に結合するように選択された官能基を含む、官能基化分子を含み得る。次いで、方法１００は、１４０に進む。
【００４５】
１４０で、スタンピング表面が、金属化表面と接触されることにより、その金属化表面上に印刷パターンが作り出される。一部の実施形態では、このスタンプを位置決めして、金属化表面と接触させ、そのインクのパターンを、スタンプのスタンピング表面から金属化表面に転写することにより、その金属化表面上に、パターン化された自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を形成することができる。次いで、方法１００は、１５０に進む。
【００４６】
１５０で、その印刷パターンをエッチングマスクとして使用して、金属化表面をエッチングすることによって、基材上に導電性トレースが形成される。一部の実施形態では、金属化表面は、基材上に配置された導電層とすることができる。パターン化ＳＡＭをエッチングマスクとして使用して、この導電層をエッチングすることができる。導電層の露出部分は、エッチングによって除去することができ、導電層の残余部分は、その基材上に導電性パターンを形成する導電性トレースとして、露呈させることができる。
【００４７】
図２は、例えば、図１の方法１００で使用されるマスターツールなどの、マスターツールを形成する方法２００を示すフロー図である。２１０で、スクリーンパターンをその上に有する、スクリーンが提供される。このスクリーンパターンは、そのスクリーンを流体が通過することを可能にする、開放区域を含む。一部の実施形態では、スクリーンのメッシュ構造体上に、感光乳剤層をコーティングすることができ、その感光乳剤層を、フォトマスクを通じて露光することにより、所定のパターンを形成することができる。感光乳剤層の非露光区域を洗い流すことにより、開放区域を形成することができる。次いで、方法２００は、２２０に進む。
【００４８】
２２０で、スクリーンが、マスター基材の主表面に隣接して位置決めされる。一部の実施形態では、このマスター基材は、例えば、ガラス基材とすることができる。次いで、方法２００は、２３０に進む。
【００４９】
２３０で、スクリーンの開放区域を通過するように、インクが適用されることにより、マスター基材の主表面上にインクパターンが形成される。一部の実施形態では、このインクは、例えば、硬化又は乾燥の後、ガラス基材に強固に付着することが可能な、セラミック高温インクとすることができる。次いで、方法２００は、２４０に進む。
【００５０】
２４０で、インクパターンが乾燥されることにより、マスターツールが形成される。一部の実施形態では、このインクパターンは、マスター基材の主表面から離れる方向に延びるインクパターン要素の配列と、隣り合う各インクパターン要素間に形成された１つ以上の陥凹部とを含み得る。一部の実施形態では、マスターツール上に形成された陥凹部のうちの少なくとも１つは、少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法、及び少なくとも１０マイクロメートルの深さを有する。
【００５１】
図３は、一実施形態による、スクリーンパターンを有するスクリーンを提供する工程の概略図である。スクリーン１０は、フレーム１２と、フレーム１２上に取り付けられたメッシュ構造体１４とを含む。一部の実施形態では、メッシュ構造体１４は、例えばステンレス鋼製のワイヤから、製織することができる。メッシュ構造体１４は、例えば、１００〜１０００のメッシュ数を有し得る。乳剤層１６が、メッシュ構造体１４に適用される。一部の実施形態では、乳剤層１６は、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、アクリレートモノマー、又はこれらの組み合わせを含めた、感光材料を含み得る。乳剤層１６の厚さは、例えば、５〜１００マイクロメートル、１０〜５０マイクロメートル、又は１５〜３０マイクロメートルとすることができる。乳剤層１６は、例えば、フォトマスク５を通じてＵＶ光に曝されることにより、所定のパターンを形成する。露光区域１７ａを硬化させることができ、既知の洗剤によって非露光区域を洗い流すことにより、開放区域１７ｂを形成することができる。これらの硬化区域１７ａ及び開放区域１７ｂが、スクリーンパターン１７を形成する。スクリーンパターン１７を有するスクリーン１０は、適切な材料を使用して、任意の適切なプロセスによって形成することができる点を理解されたい。
【００５２】
図４は、一実施形態による、マスターツール２０を形成する工程の概略図である。図３のスクリーン１０が、マスター基材２２の主表面２１に隣接して位置決めされる。主表面２１は、例えば、５０マイクロメートル未満、１０マイクロメートル未満、２マイクロメートル未満、０．５マイクロメートル未満、又は０．１マイクロメートル未満の、表面粗さを有し得る。インク６がスクリーン１０に適用され、スキージ７が、インク６を圧搾してスクリーン１０の開放区域１７ｂを通過させるように、所定の角度、所定の速度、及び所定の圧力で、スクリーン１０の全域に方向付けられることにより、マスター基材２２上にインクパターン２４が形成される。一部の実施形態では、インク６を、マスター基材２２上で硬化又は乾燥させることにより、インクパターン２４を形成することができる。一部の実施形態では、マスター基材２２の主表面２１を、化学薬品で改質することにより、インクパターン２４とマスター基材２２との結合を改善することができる。一部の実施形態では、例えば、マスター基材２２は、実質的に平坦な表面を有するガラス基材とすることができ、例えば、インク６は、例えば約７００℃の温度での硬化又は乾燥の後、ガラス基材に強固に付着することが可能な、セラミック高温インクとすることができる。インクパターン２４をその主表面２１上に形成することが可能である限り、マスター基材２２及びインク６に関して、任意の適切な材料の組み合わせを使用することができる点を理解されたい。
【００５３】
インクパターン２４は、主表面２１から離れる方向に延びるインクパターン要素２４ａの配列と、隣り合う各パターン要素２４ａ間に形成された陥凹部２４ｂの配列とを含む。インクパターン要素２４ａはそれぞれ、例えば、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、３０マイクロメートル〜１ｍｍ、又は５０〜８００マイクロメートルの横方向寸法を有し得る。インクパターン要素２４ａはそれぞれ、例えば、少なくとも５マイクロメートル、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも２０マイクロメートル、１０〜１００マイクロメートル、又は１０〜５０マイクロメートルの主表面２１に対するレリーフ高さを有し得る。一部の実施形態では、インクパターン要素２４ａは、例えば、主表面２１に対して０〜１０度、又は０．５〜５度の抜け勾配若しくは側壁角を有し得る。陥凹部２４ｂはそれぞれ、マスター基材２２の主表面２１の露出部分である底部表面２６を有する。陥凹部２４ｂはそれぞれ、例えば、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、３０マイクロメートル〜１ｍｍ、又は５０〜８００マイクロメートルの横方向寸法を有し得る。陥凹部２４ｂはそれぞれ、インクパターン要素２４ａの各レリーフ高さに対応する深さを有し得る。陥凹部２４ｂの深さは、例えば、少なくとも５マイクロメートル、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも２０マイクロメートル、１０〜１００マイクロメートル、又は１０〜５０マイクロメートルとすることができる。
【００５４】
本明細書で説明されるマスターツールは、比較的広い横方向寸法（例えば、３０マイクロメートル以上）及び比較的大きいレリーフ高さ若しくは深さ（例えば、１０マイクロメートル以上）を有する、インクパターン要素と陥凹部との配列を含むインクパターンを、その上に提供することができる。従来のフォトリソグラフィ技術によって調製される、マスターツール上のフォトレジストパターンは、一般的に、遥かに狭い横方向寸法（例えば、１０マイクロメートル以下）及び遥かに低いレリーフ高さ（例えば、１マイクロメートル以下）を有する。
【００５５】
図５は、一実施形態による、スタンプ３０を形成する工程の概略図である。例えば、図９に示されるような浅型トレイの内側に、図４のマスターツール２０を定置することができる。スタンプ作製材料３２の層が、インクパターン２４上に分配されることにより、インクパターン２４のネガが形成される。スタンプ作製材料３２の層を、硬化によって固めることにより、スタンプ３０を形成することができる。スタンプ３０は、基底表面３５と、基底表面３５から離れる方向に延びるパターン要素３６の配列とを含む。基底表面３５は、実質的に平坦とすることができる。一部の実施形態では、スタンプ３０は、エラストマー材料の一体型ブロックとすることができ、他の実施形態では、任意選択的な補強裏打ち層によって支持された、パターン要素３６を含み得る。スタンプ３０の基底表面３５上の、パターン要素３６のアレイは、意図されるマイクロコンタクト印刷の用途に応じて大幅に異なり得るスタンピングパターン３４を形成するものであり、例えば、線、ドット、多角形などの要素の、規則的パターン又は不規則パターンを含み得る。
【００５６】
スタンプ作製材料３２は、例えば、ホモポリマー、コポリマーなどを含めた、１種以上のポリマー材料を含み得る。スタンプ３０の製作で使用するために好適なポリマー材料としては、例えば、シリコーン、ポリウレタン、エチレンプロピレンジエンＭ−クラス（ＥＰＤＭ）ゴム、並びに、市販のフレキソ印刷版材料（例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）より、商品名Ｃｙｒｅｌとして市販のもの）を挙げることができる。このスタンプは、例えば、製織繊維又は不織繊維強化材と組み合わされた、スタンピング表面１３６上のエラストマー材料を含む、複合材料から作製することができる。
【００５７】
ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）は、エラストマー性であり、低い表面エネルギーを有する（これにより、殆どの基材からスタンプを除去することが容易になる）ため、スタンプ材料として特に有用である。有用な市販の配合物は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）より、商品名Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４  ＰＤＭＳで入手可能である。例えば、ＰＤＭＳスタンプは、例えばインクパターン２４などの、パターン化成形型内に、又はパターン化成形型に対して、未架橋のＰＤＭＳポリマーを分配した後、硬化させることによって、形成することができる。エラストマースタンプを成形するためのマスターツールは、上記の図４に示されたようなプロセスによって、形成することができる。このエラストマースタンプは、マスターツール２０に未硬化のＰＤＭＳを適用し、次いで硬化させることによって、マスターツール２０に対して成形することができる。
【００５８】
基底表面３５上のアレイ内のパターン要素３６は、それらの形状、向き、及びサイズの観点から説明することができる。パターン要素３６はそれぞれ、図４に示されるような、マスターツール２０上の陥凹部２４ｂの底部表面２６に従って形成されるスタンピング表面１３６を含む。スタンピング表面１３６は、基底表面３５の上方の高さｈに存在し、横方向寸法ｗを有する。一部の実施形態では、横方向寸法ｗは、例えば、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、３０マイクロメートル〜１ｍｍ、又は５０〜８００マイクロメートルとすることができる。高さｈは、例えば、少なくとも５マイクロメートル、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも２０マイクロメートル、１０〜１００マイクロメートル、又は２０〜５０マイクロメートルとすることができる。隣り合うパターン要素３６間の間隔ｌは、例えば、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、３０マイクロメートル〜１ｍｍ、又は５０〜８００マイクロメートルとすることができる。
【００５９】
パターン要素３６は、基底表面３５の全て、又は単にその一部分のみを占有し得る。一部の実施形態では、このマイクロコンタクト印刷用のパターン要素３６のアレイは、例えば、スタンプ３０の基底表面３５上の、１００ｃｍ２超、４００ｃｍ２超、又は１０００ｃｍ２超の区域を覆い得る。一部の実施形態では、パターン要素３６は、「マイクロパターン」、例えば、スタンピングパターン３４を形成することができ、このマイクロパターンは、本出願では、例えばドット、線、塗り潰し形状、又はこれらの組み合わせの配列を指す場合がある。一部の実施形態では、パターン要素３６は、直線状又は曲線状とすることが可能な、トレースを含み得るものであり、それらのトレースは、２次元網（例えば、メッシュ又は回路）を形成し得る。
【００６０】
図６は、一実施形態による、基材上に導電性パターンを形成する工程の概略図である。官能基化分子を含むインク４０が、スタンプ３０のスタンピング表面１３６上に存在する。インク４０中の官能基化分子は、基材６０上の材料表面６２に結合するように選択された、官能基を含み得る。スタンプ３０が位置決めされて、材料表面６２と接触され、スタンピング表面１３６が、材料表面６２の第１部分６５に対して保持される。インク４０中の官能基化分子が、材料表面６２に対して保持されることにより、官能基は、その材料表面に結合することが可能となる。次いで、スタンピング表面１３６が除去され、材料表面６２上に残留しているインクは、その表面に化学結合することができ、スタンピング表面１３６の形状及び寸法に従って、材料表面６２の第１部分６５上に、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）５０を形成することができる。第１部分６５と連続している、材料表面６２の部分６７は、ＳＡＭ５０を伴わないまま維持されるこの方式で、インク４０のパターンを、スタンプ３０上のスタンピング表面１３６から、基材６０の材料表面６２に転写することができる。この転写パターンは、ＳＡＭ５０の配列を含み、かつスタンプ３０のスタンピングパターン３４に対応する、印刷パターン６４として示される。
【００６１】
図６の実施形態では、材料表面６２は、基材６０の金属化表面とすることができる。材料表面６２は、例えば、基材６２の表面上に、導電層を提供することによって形成することができる。ＳＡＭ５０を支持するための導電層６２としては、例えば、金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、銅、ニッケル、鉄、インジウム、スズ、タンタル、アルミニウム、並びに、これらの元素の混合物、合金、及び化合物を挙げることができる。この導電層は、任意の好適な導電材料を含み得ることを理解されたい。一実施形態では、この導電層は、複合材料、例えば、金属充填ポリマーを含み得る。基材６０上の導電層は、例えば、約１０ナノメートル（ｎｍ）〜約１００マイクロメートルなどの、任意の厚さとすることができる。この導電層は、任意の簡便な方法、例えば、スパッタリング、蒸着、化学気相成長、又は化学溶液析出（無電解メッキを含む）を使用して、堆積させることができる。
【００６２】
一部の実施形態では、材料表面６２は、基材６０上に配置されたコーティング層とすることができる。このコーティング層の材料としては、例えば、元素金属、金属合金、金属間化合物、金属酸化物、金属硫化物、金属炭化物、金属窒化物、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００６３】
材料表面６２及びインク４０は、そのインク中の官能基化分子が、基材６０上の材料表面６２に結合する官能基を含むように選択される。この官能基は、官能基化分子の物理的末端に、並びに、その分子種がＳＡＭ５０を形成することが可能な方式で、材料表面６２との結合を形成するために有効な、分子の任意の部分に、又は、その分子がＳＡＭの形成に関与する際に露出したまま維持される、分子の任意の部分に存在し得る。一部の実施形態では、インク４０中の官能基化分子は、スペーサ部分によって隔てられた第１の末端部及び第２の末端部を有し、第１の末端部は、材料表面６２に結合するように選択された官能基を含み、第２の末端基は、任意選択的に、材料表面６２上のＳＡＭ５０に望ましい露出官能基性をもたらすように選択された官能基を含むものとして、考えることができる。この分子のスペーサ部分は、得られるＳＡＭ５０の特定の厚さをもたらすように、並びに、ＳＡＭ５０の形成を促進するように選択することができる。本明細書で説明される実施形態でのＳＡＭ５０は、厚さの点で異なり得るものであるが、約５ナノメートル未満の厚さを有するＳＡＭ５０が、一般に好ましく、より好ましくは、約３ナノメートル未満の厚さを有するもの、より好ましくは、約１．５ナノメートル未満の厚さを有するものである。これらの寸法は、一般に、分子種の選択によって、特に、その分子種のスペーサ部分によって規定される。
【００６４】
一部の実施形態では、基材６０上の材料表面６２上に形成されたＳＡＭ５０は、そのような形成の後に、様々な目的のために改質することができる。例えば、インク４０中の官能基化分子を、ＳＡＭ５０内の材料表面６２上に堆積させることができ、その官能基化分子は、保護基を含む露出官能基性を有し、この保護基を除去することにより、ＳＡＭ５０の更なる改質を達成することができる。あるいは、インク４０中の官能基化分子の露出部分上に、電子ビームリソグラフィ、ｘ線リソグラフィ、若しくは任意の他の放射線によって活性化又は不活性化することが可能な、反応基を提供することができる。そのような保護及び脱保護は、存在している表面結合ＳＡＭ５０の、化学的改質又は物理的改質を支援し得る。
【００６５】
一部の実施形態では、コーティング層６２の材料と、インク４０中の官能基化分子に関する官能基との組み合わせとしては、例えば、（１）金、銀、銅、カドミウム、亜鉛、パラジウム、白金、水銀、鉛、鉄、クロム、マンガン、タングステンなどの金属、及び上記の任意の合金と、チオール、スルフィド、ジスルフィドなどの、硫黄含有官能基；（２）ドープ又は非ドープのシリコンと、シラン及びクロロシラン；（３）シリカ、アルミナ、石英、ガラスなどの金属酸化物と、カルボン酸；（４）白金及びパラジウムと、ニトリル及びイソニトリル；並びに（４）銅と、ヒドロキサム酸を挙げることができる。インク４０中の官能基化分子上の、更なる好適な官能基としては、酸塩化物、無水物、スルホニル基、ホスホリル基、ヒドロキシル基、及びアミノ酸基が挙げられる。更なる表面材料としては、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ素、及びヒ化ガリウムが挙げられる。更には、エポキシ化合物、ポリスルホン化合物、プラスチック、及び他のポリマーが、材料表面６２に関する材料としての用途を見出し得る。
【００６６】
一部の実施形態では、本明細書で説明される実施形態での、ＳＡＭ５０を形成するために利用される官能基化分子は、米国特許出願公開第２０１０／０２５８９６８号で説明されるような１種以上の有機硫黄化合物を含むインク４０として、スタンプ３０に供給される。各有機硫黄化合物は、好ましくは、材料表面６２の選択部分６５上にＳＡＭ５０を形成することが可能な、チオール化合物である。チオールは、−−ＳＨ官能基を含み、メルカプタンと呼ばれる場合もある。チオール基は、インク４０中の官能基化化合物の分子と、材料表面６２、例えば金属表面との間に、化学結合を作り出すために有用である。有用なチオールとしては、例えば、アルキルチオール及びアリールチオールを挙げることができる。他の有用な有機硫黄化合物としては、例えば、ジアルキルジスルフィド、ジアルキルスルフィド、キサントゲン酸アルキル、ジチオホスフェート、及びジアルキルチオカルバメートを挙げることができる。
【００６７】
一部の実施形態では、インク４０は、例えば、線状アルキルチオール：ＨＳ（ＣＨ２）ｎＸなどのアルキルチオールを含み得るものであり、式中、ｎはメチレン単位の数であり、Ｘはアルキル鎖の末端基（例えば、Ｘ＝−−ＣＨ３、−−ＯＨ、−−ＣＯＯＨ、−−ＮＨ２など）である。好ましくは、Ｘ＝−−ＣＨ３である。他の有用な官能基としては、例えば（１）Ｕｌｍａｎの「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ」，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｖｏｌ．９６，ｐｐ．１５３３−１５５４（１９９６）；及び（２）Ｌｏｖｅらの「Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ  ｏｆ  Ｔｈｉｏｌａｔｅｓ  ｏｎ  Ｍｅｔａｌｓ  ａｓ  ａ  Ｆｏｒｍ  ｏｆ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  Ｖｏｌ．１０５，ｐｐ．１１０３−１１６９（２００５）で説明されているものが挙げられる。
【００６８】
有用なアルキルチオールは、線状アルキルチオール（すなわち、直鎖アルキルチオール）又は分枝状とすることができ、置換又は無置換のものとすることができる。この任意選択的な置換基は、好ましくは、ＳＡＭの形成を妨げるものではない。有用な分枝状アルキルチオールの例としては、線状アルキル主鎖の炭素原子３つごと又は４つごとに結合されたメチル基を有する、アルキルチオール（例えば、フィタニルチオール）が挙げられる。有用なアルキルチオール内の鎖中置換基の例としては、エーテル基及び芳香環が挙げられる。有用なチオールとしてはまた、３次元環状化合物（例えば、１−アダマンタンチオール）を挙げることもできる。好ましい線状アルキルチオールは、１０〜２０個の炭素原子（より好ましくは１２〜２０個の炭素原子、最も好ましくは１６個の炭素原子、１８個の炭素原子、又は２０個の炭素原子）を有する。
【００６９】
好適なアルキルチオールとしては、市販のアルキルチオール（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ））を挙げることができる。好ましくは、インク溶液２０は、主として溶媒及び有機硫黄化合物からなり、含まれる不純物は、そのインク溶液の約５重量％未満、より好ましくは約１重量％未満、更により好ましくは約０．１重量％未満である。有用なインク２０は、例えば、アルキルチオールとジアルキルジスルフィドとの混合物などの、共通溶媒中に溶解された異なる有機硫黄化合物の混合物を含有し得る。
【００７０】
芳香環に結合されたチオール基を含む、アリールチオールもまた、インク４０中で有用である。有用なアリールチオールの例としては、ビフェニルチオール及びターフェニルチオールが挙げられる。ビフェニルチオール及びターフェニルチオールは、様々な位置のうちのいずれかで、１つ以上の官能基で置換される場合がある。他の有用なアリールチオールの例としては、アセンチオールが挙げられ、これは、官能基で置換される場合もあれば、置換されない場合もある。一部の実施形態では、有用なチオールは、線状共役炭素−炭素結合、例えば、二重結合又は三重結合を含み得るものであり、部分的又は完全に、フッ素化される場合がある。
【００７１】
インク４０は、２種以上の、化学的に異なる有機硫黄化合物を含み得る。例えば、このインクは、異なる鎖長をそれぞれが有する、２種の線状アルキルチオール化合物を含み得る。別の例として、インク４０は、異なる尾部基を有する、２種の線状アルキルチオール化合物を含み得る。
【００７２】
マイクロコンタクト印刷は、スタンプをインク付けするために、無希釈の有機硫黄化合物を使用して実施されているが、溶媒系インクから供給される場合には、スタンプへの有機硫黄化合物の供給を、より均一に達成することができ、かつ線状アルキルチオール及びＰＤＭＳスタンプの場合、スタンプの膨潤がより少ないものとなる。一部の実施形態では、インク４０は、２種以上の溶媒を含み得るが、最も有用な配合物は、単一の溶媒のみを含むことが必要とされる。１種のみの溶媒で調合されたインクは、少量の不純物又は添加物、例えば、安定剤又は乾燥剤を含有し得る。
【００７３】
有用な溶媒は、好ましくは、マイクロコンタクト印刷に関して最も一般的に使用されるスタンプ材料である、ＰＤＭＳに適合する（すなわち、ＰＤＭＳを過度に膨潤させない）ものである。マイクロコンタクト印刷では、ＰＤＭＳスタンプの膨潤は、パターン化特徴部の歪み、及びパターン忠実度の劣化をもたらす恐れがある。インク付けの手法によっては、過度の膨潤はまた、スタンプに機械的支持を提供する際に、著しい困難を生じさせる恐れもある。
【００７４】
ケトンは、このインク溶液に関して好適な溶媒とすることができる。一部の実施形態では、好適な溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなど、及び、これらの組み合わせが挙げられる。アセトンは、特に好ましい溶媒である。１種以上の有機硫黄化合物（例えば、チオール化合物）が、この溶媒中に、少なくとも約３ミリモル（ｍＭ）の合計濃度で存在する。本明細書で使用するとき、「合計濃度」とは、溶解している全ての有機硫黄化合物を総体とした、モル濃度を指す。１種以上の有機硫黄化合物（例えば、チオール化合物）は、インク溶液が本質的に単相からなる状態で、任意の合計濃度で存在し得る。１種以上の有機硫黄化合物（例えば、チオール化合物）は、少なくとも約５ｍＭ、少なくとも約１０ｍＭ、少なくとも約２０ｍＭ、少なくとも５０ｍＭ、更に少なくとも約１００ｍＭの合計濃度で存在し得る。
【００７５】
スタンプ３０は、当該技術分野において既知の方法を使用して（例えば、Ｌｉｂｉｏｕｌｌｅらの「Ｃｏｎｔａｃｔ−Ｉｎｋｉｎｇ  Ｓｔａｍｐｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔａｃｔ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｏｆ  Ａｌｋａｎｅｔｈｉｏｌｓ  ｏｎ  Ｇｏｌｄ」，Ｌａｎｇｍｕｉｒ  Ｖｏｌ．１５，ｐｐ．３００−３０４（１９９９）で説明されるように）、本明細書で説明される実施形態のインク４０で「インク付け」することができる。１つの手法では、インク４０を含浸させたアプリケータ（例えば、綿棒又はフォームアプリケータ）を、スタンプ３０のスタンピング表面１３６の全域に擦りつけた後、スタンピング表面１３６から、溶媒を乾燥させることができる。別の手法では、スタンピング表面１３６を、インク溶液で含浸された「インクパッド」に対して押圧することができ、このインクパッドは、任意選択的にＰＤＭＳスラブである。別の手法では、このスタンプには、印刷表面に対してそのスタンプの裏側から、インク溶液を充填することができる。後者の手法では、有機硫黄化合物は、スタンプ３０を通過して拡散することにより、印刷のためのレリーフパターン化面に到達する。別の実施形態では、スタンプ３０のレリーフパターン化印刷面を、インク溶液中に浸漬させた後、引き上げて乾燥させることができる（「浸漬インク付け」）。
【００７６】
図６を再び参照すると、材料表面６２（例えば、導電層）は、ＳＡＭ５０をエッチングマスクとして使用してエッチングされることにより、露出部分６７が除去される。この導電層の露出部分６７の除去は、例えば、乾式エッチング又は湿式化学エッチングを含めた、任意の適切なプロセスを通じて達成することができる点を理解されたい。エッチングの後、導電性トレース７２が、基材６０上に形成される。導電性トレース７２は、ＳＡＭ５０によって覆われている、この導電層の第１部分６５に相当する。
【００７７】
一部の実施形態では、導電性トレース７２のうちの少なくとも１つは、例えば、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも３０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメートル、３０マイクロメートル〜１ｍｍ、又は５０〜８００マイクロメートルの、横方向寸法を有し得る。基材６０上の導電性トレース７２は、例えば約１０ナノメートル（ｎｍ）〜約１００マイクロメートルなどの、任意の厚さとすることができる。導電性トレース７２は、基材６０上に導電性パターン７０を形成する。残存するＳＡＭ５０を、基材６０から洗い流すことにより、導電性パターン７０を露呈させることができる。
【００７８】
基材６０としては、例えば、ポリマーフィルム、ガラス、シリコンウェハなどを挙げることができる。一部の実施形態では、基材６０は、平坦なシートの形態であり、かつロールツーロール様式で加工処理するために十分な可撓性及び強度を有する、ポリマーフィルムとすることができる。本明細書で説明される物品内の基材として使用されるポリマーフィルムは、ベースフィルムと称される場合がある。ロールツーロールとは、材料が支持体上に巻き取られるか、又は支持体から巻き戻されると共に、何らかの方式で更に加工処理されるプロセスを意味する。更なるプロセスの例としては、コーティング、スリット加工、打ち抜き加工、及び放射線への曝露などが挙げられる。ポリマーフィルムは、一般に、例えば５マイクロメートル〜１０００マイクロメートルの範囲内の、様々な厚さで製造することができる。一部の実施形態では、ポリマーフィルムの厚さは、２５マイクロメートル〜５００マイクロメートル、又は５０マイクロメートル〜２５０マイクロメートル、又は７５マイクロメートル〜２００マイクロメートルの範囲である。ロールツーロールポリマーフィルムは、少なくとも１２インチ（３０ｃｍ）、２４インチ（６１ｃｍ）、３６インチ（９１ｃｍ）、又は４８インチ（１２２ｃｍ）の幅を有し得る。ポリマーフィルムとしては、例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、セルローストリアセテートなどを挙げることができる。一部の実施形態では、基材６０は、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、又はそれらの組み合わせを含み得る。
【００７９】
一部の実施形態では、基材６０は、可撓性基材とすることができ、その可撓性基材の材料は、ポリマーフィルム、すなわち、ロールツーロール様式で加工処理するために十分な可撓性及び強度を有する、平坦なシート若しくはウェブの形態の、ポリマー材料とすることができる。一部の実施形態では、このポリマーフィルムウェブは、スタンプからのインクが適用される表面上に、比較的薄い金属コーティングを含む。この金属コーティングは、意図される用途に応じて大幅に異なり得るものであるが、そのウェブが、上記で定義されたような可撓性を保持するように、十分に薄いものであるべきである。
【００８０】
本明細書で説明される一部の実施形態は、スクリーン印刷プロセスによって調製することが可能な、マスターツールを提供する。本明細書で説明される一部のマスターツール、例えば、図４のマスターツール２０は、少なくとも１０マイクロメートルのレリーフ高さ、及び少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、パターン要素を提供することができる。これらのマスターツールを使用することにより、例えば図５のスタンプ３０などの、スタンプを形成することができ、このスタンプは、少なくとも１０マイクロメートルの特性高さ、及び少なくとも３０マイクロメートルの横方向寸法を有する、１つ以上のスタンピングパターン要素を有する。本明細書で提供される一部のスタンプを使用することにより、基材上に、マイクロコンタクト印刷によって高品質の印刷パターンを作り出すことができる。例えば、これらのスタンピングパターン要素は、比較的高い（例えば、１０マイクロメートル以上の）ものであるため、それらのスタンピングパターン要素の変形による、エッジ部の不鮮明化の可能性を、有効に回避することができる。対照的に、本開示で達成されるような高いレリーフ高さ及び広い横方向寸法を得るために、従来のフォトリソグラフィ技術によってフォトレジストパターン（例えば、米国特許第５，５１２，１３１号における、シリコン上のフォトレジストパターン）を調製することは、技術的に困難であり、時間を要し、コスト高となる。比較的低いレリーフ高さ（例えば、１マイクロメートル以下）を有するフォトレジストパターンを使用する場合、広い線幅（例えば、３０マイクロメートル以上）を有するトレースを、それらのトレースのエッジ部を不鮮明化させることなく、マイクロコンタクト印刷を介して基材上に作り出すことは、技術的に困難であろう。
【００８１】
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「実施形態」への言及は、用語「実施形態」の前に、用語「例示的」が含まれているか否かに関わらず、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の特定の例示的実施形態のうちの少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。それゆえ、本明細書全体を通して、様々な箇所での「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」、又は「実施形態では」などの語句の出現は、必ずしも、本開示の特定の例示的実施形態のうちの、同じ実施形態に言及するものではない。更には、それらの特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態において、任意の好適な方式で組み合わせることができる。
（実施例）
【００８２】
この「実施例」は、単に例示を目的とするものであり、添付の特許請求の範囲に対して過度に限定することを意味するものではない。本開示の広い範囲を記載する数値範囲及びパラメータは、近似値ではあるが、特定の実施例で記載される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いずれの数値も、それらの各試験測定値内に見出される標準偏差から必然的に生じる、特定の誤差を本質的に含む。少なくとも、また特許請求の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではないが、各数値パラメータは少なくとも、報告された有効数字の桁数を考慮し、通常の四捨五入を適用することによって、解釈されるべきである。
【００８３】
実施例１
図７に示されるような、表面上に銀の金属パターンを有する例示的ＰＥＴフィルムを、以下の加工処理工程によって作製した。
【００８４】
（１）ステンレス鋼製のワイヤから製織されたメッシュ構造体を有する、スクリーンを準備する。このメッシュ構造体は、６５ｃｍ×７５ｃｍのサイズ、及び４００のメッシュ数を有する。約２０マイクロメートルの厚さを有する感光乳剤を、メッシュ構造体上にコーティングした。この感光乳剤は、Ｍａｔｉｎａ  Ｃｏ．（Ｔａｉｗａｎ）より市販のものである。この感光乳剤を、ＵＶ光に曝すことにより、印刷されることになる区域からなるパターン開口部を作り出した。これらのパターン開口部は、約０．４ｍｍの最小線幅を有する。
【００８５】
（２）セラミック高温インクを、工程１のスクリーンを介して、ガラス基材上にスクリーン印刷することにより、図８に示されるようなインクパターンを有する、ガラスマスターを形成する。このガラス基材は、２０５ｍｍ×１９５ｍｍのサイズ、及び４．７５〜４．７７ｍｍの厚さを有する。約７００℃の温度でインクを乾燥させた。乾燥したインクパターンは、約１０〜約１２マイクロメートルの厚さを有する。
【００８６】
（３）このガラスマスターを、図９に示されるような浅型トレイの内側に定置した。未硬化のＰＤＭＳの層を、ガラスマスターのインクパターン上に分配することにより、このインクパターンのネガを形成した。この未硬化のＰＤＭＳの層を、硬化によって固めることにより、ＰＤＭＳスタンプを形成した。
【００８７】
（４）チオールを含有するインク付け材料を、このＰＤＭＳスタンプのスタンピング表面上にコーティングした。このインク付け材料は、９７％（乾燥重量）の１−ヘキサデカンチオールを含有し、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒより市販のものである。銀コーティングＰＥＴフィルム（Ｄｕｐｏｎｔ  Ｍｅｌｉｎｅｘ  ＳＴ−５０４）を、ＰＤＭＳスタンプによってスタンピングすることにより、その銀コーティングＰＥＴフィルム上にＳＡＭのパターンを形成した。無被覆の銀を、化学エッチャントによってエッチングすることにより、ＰＥＴフィルム上に銀トレースを形成した。これらの銀トレースはそれぞれ、約０．４ｍｍの最小線幅を有する。ＰＥＴフィルム上に形成された、この導電性パターンの一部分を、図７に示した。この導電性パターンは、グルコース試験ストリップのために使用される。
【００８８】
本明細書では、特定の例示的実施形態が詳細に説明されてきたが、当業者には、上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の代替物、変更物、及び等価物を容易に想起することができる点が、理解されるであろう。したがって、本開示は、本明細書で上記された例示的実施形態に、過度に限定されるものではないことを理解されたい。特に、本明細書で使用するとき、端点による数値範囲の列挙は、その範囲内に包含される全ての数を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）ことが意図される。更には、本明細書で使用される全ての数は、用語「約」によって修飾されるものと想定される。
【００８９】
更には、本明細書で参照される全ての刊行物及び特許は、個々の刊行物又は特許を参照により組み込むことが、詳細かつ個別に指示されている場合と同じ程度で、それらの全容が参照により組み込まれる。様々な例示的実施形態が説明されてきた。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれるものである。
【図１】
2018500193.tif 000003
【図２】
2018500193.tif 000004
【図３】
2018500193.tif 000005
【図４】
2018500193.tif 000006
【図５】
2018500193.tif 000007
【図６】
2018500193.tif 000008
【図７】
2018500193.tif 000009
【図８】
2018500193.tif 000010
【図９】
2018500193.tif 000011
【国際調査報告】
2018500193.tif 000012
2018500193.tif 000013
2018500193.tif 000014