JP2004349640A

JP2004349640A - パターンの形成方法及びデバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器

Info

Publication number: JP2004349640A
Application number: JP2003148010A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Hasei; 宏宣長谷井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】マイグレーションに起因する断線やヒロックの発生を抑えることができるパターンの形成方法を提供する。
【解決手段】本発明のパターンの形成方法は、機能液を基板Ｐ上に配置することにより膜パターンを形成する方法であって、基板Ｐ上に膜パターンに応じたバンクＢを形成するバンク形成工程と、バンクＢ、Ｂ間の溝部３４に導電膜形成用材料を含む第１の機能液３０を配置する導電膜形成工程と、溝部３４に誘電体膜形成用材料を含む第２の機能液３１を配置する誘電体膜形成工程とを有する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能液を基板上に配置することにより膜パターンを形成するパターンの形成方法及びデバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体集積回路など微細な配線パターン（膜パターン）を有するデバイスの製造方法としてフォトリソグラフィ法が多用されているが、液滴吐出法を用いたデバイスの製造方法が注目されている。この液滴吐出法は機能液の消費に無駄が少なく、基板上に配置する機能液の量や位置の制御を行いやすいという利点がある。下記特許文献には液滴吐出法に関する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２７４６７１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１６３３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、銀やアルミニウムあるいは銅等の金属によって配線パターンを形成する際、マイグレーションに起因して断線や突起（ヒロック）等といった不都合が生じる場合がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、マイグレーションに起因する断線やヒロックの発生を抑えて所望のパターン形状を有する膜パターンを形成できるパターンの形成方法及びデバイスの製造方法を提供することを目的とする。更に本発明は、マイグレーションに起因する断線やヒロックの発生が抑制された膜パターンを有するデバイス、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のパターンの形成方法は、機能液を基板上に配置することにより膜パターンを形成するパターンの形成方法であって、前記基板上に前記膜パターンに応じたバンクを形成するバンク形成工程と、前記バンク間の溝部に導電膜形成用材料を含む第１の機能液を配置する第１材料配置工程と、前記溝部に誘電体膜形成用材料を含む第２の機能液を配置する第２材料配置工程とを有することを特徴とする。この場合において、前記第２の機能液は、前記基板上に設けられた前記第１の機能液の上に配置されることが好ましい。
本発明によれば、例えば銀やアルミニウムあるいは銅といった金属等からなる導電膜の上に、例えば合成樹脂等からなる誘電体膜を設けることにより、形成された誘電体膜がマイグレーションに起因する断線防止膜となり、導電膜の断線といった不都合の発生を防止することができる。また、導電膜及び誘電体膜はバンク間の溝部に設けられる構成であるため、液滴吐出法を用いて第１、第２の機能液の消費の無駄を省きつつ膜パターン（導電膜及び誘電体膜）を所望の線幅に形成することができる。
【０００７】
本発明のパターンの形成方法において、前記バンクに撥液性を付与する撥液化処理工程を有することを特徴とする。本発明によれば、バンク間の溝部に機能液の液滴を配置する際、吐出された機能液の液滴の一部がバンク上に乗っても、バンクに撥液性が付与されていることによりバンクからはじかれ、バンクを伝って溝部の底部に流れ落ちるようになる。したがって、吐出された機能液はバンク間の溝部に良好に配置される。ここで、撥液化処理工程としては四フッ化炭素（ＣＦ_４）を含む処理ガスを用いたプラズマ処理を用いることができる。これにより、バンクにフッ素基が導入され、バンクは機能液の溶媒に依存しない撥液性を有することになる。
【０００８】
本発明のパターンの形成方法において、前記溝部の底部に親液性を付与する親液化処理工程を有することを特徴とする。本発明によれば、溝部の底部に親液性を付与することにより、液滴は底部において良好に濡れ拡がる。ここで、親液化処理工程としては酸素（Ｏ_２）を含む処理ガスを用いたプラズマ処理、あるいは紫外線（ＵＶ）照射処理を用いることができる。
【０００９】
本発明のデバイスの製造方法は、基板上に膜パターンを形成する工程を有するデバイスの製造方法において、上記記載のパターンの形成方法により、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とする。本発明によれば、マイグレーションに起因する断線やヒロックの発生を抑制され所望のパターン形状に形成された導電膜パターンを有するデバイスを製造することができる。
【００１０】
本発明のデバイスは、基板上に設けられたバンクと、前記バンク間の溝部に配置された導電膜と、前記溝部に配置された前記導電膜を覆う誘電体膜とを備えることを特徴とする。また本発明の電気光学装置は、上記記載のデバイスを備えることを特徴とする。また本発明の電子機器は、上記記載の電気光学装置を備えることを特徴とする。本発明によれば、マイグレーションに起因する断線やヒロックの発生が抑制され、電気伝導に有利な導電膜パターンを備えているので、良好な性能を発揮する電気光学装置及び電子機器を提供できる。
ここで、電気光学装置としては、例えば、プラズマ型表示装置、液晶表示装置、及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置等が挙げられる。
【００１１】
上記液滴吐出法に用いる液滴吐出装置（インクジェット装置）の吐出方式としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料（機能液）の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ^２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される機能液（液体材料）の一滴の量は例えば１〜３００ナノグラムである。
【００１２】
機能液を含む液体材料とは、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の吐出ノズルから吐出可能な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。また、液体材料に含まれる材料は、溶媒中に微粒子として分散されたものの他に、融点以上に加熱されて溶解されたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。また、基板はフラット基板のほか、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの表面であってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜パターンの形成方法＞
以下、本発明のパターンの形成方法について図面を参照しながら説明する。図１は本発明のパターン形成方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
ここで、本実施形態ではガラス基板上に導電膜パターン（配線パターン）を形成する場合を例にして説明する。また、導電膜パターンを形成するための機能液には、溶媒（分散媒）をジエチレングリコールジエチルエーテルとする有機銀化合物を用いる。
【００１４】
図１において、本実施形態に係るパターンの形成方法は、機能液の液滴が配置される基板上に導電膜パターンに応じたバンクを形成するバンク形成工程（ステップＳ１）と、バンク間の溝部の底部に親液性を付与する親液化処理工程（ステップＳ２）と、バンクに撥液性を付与する撥液化処理工程（ステップＳ３）と、バンク間の溝部に液滴吐出法に基づいて導電膜形成用材料を含む第１の機能液の液滴を複数配置して導電膜パターンを形成（描画）する導電膜形成工程（ステップＳ４）と、基板上に配置された第１の機能液の液体成分の少なくとも一部を除去する光・熱処理を含む中間乾燥工程（ステップＳ５）と、バンク間の溝部に設けられた第１の機能液からなる導電膜パターンの上に誘電体膜形成用材料を含む第２の機能液の液滴を複数配置して誘電体膜パターンを形成（描画）する誘電体膜形成工程（ステップＳ７）と、所定の膜パターンが形成された基板を焼成する焼成工程（ステップＳ８）とを有している。なお、中間乾燥工程の後、所定の導電膜パターン描画が終了したかどうかが判断され（ステップＳ６）、導電膜パターン描画が終了したら誘電体膜形成工程及び焼成工程が行われ、一方、導電膜パターン描画が終了していなかったら導電膜形成工程が行われる。
以下、各工程について説明する。
【００１５】
＜バンク形成工程＞
まず、図２（ａ）に示すように、表面改質処理として基板Ｐに対してＨＭＤＳ処理が施される。ＨＭＤＳ処理はヘキサメチルジシラサン（（ＣＨ_３）_３ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ_３）_３）を蒸気状にして塗布する方法である。これにより、バンクと基板Ｐとの密着性を向上する密着層としてのＨＭＤＳ層３２が基板Ｐ上に形成される。バンクは仕切部材として機能する部材であり、バンクの形成はフォトリソグラフィ法や印刷法等、任意の方法で行うことができる。例えば、フォトリソグラフィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定の方法で、図２（ｂ）に示すように、基板ＰのＨＭＤＳ層３２上にバンクの高さに合わせてバンク形成用材料である有機材料３１を塗布し、その上にレジスト層を塗布する。そして、バンク形状（配線パターン）に合わせてマスクを施しレジストを露光・現像することによりバンク形状に合わせたレジストを残す。最後にエッチングしてレジスト以外の部分の有機材料３１を除去する。また、下層が無機物で上層が有機物で構成された２層以上でバンクを形成してもよい。これにより、図２（ｃ）に示すように、配線パターン形成予定領域の周辺を囲むようにバンクＢ、Ｂが突設される。バンクを形成する有機材料としては、機能液（液体材料）に対して撥液性を示す材料でも良いし、後述するようにプラズマ処理による撥液化が可能で下地基板との密着性が良くフォトリソグラフィによるパターニングがし易い絶縁有機材料でも良い。例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の高分子材料を用いることが可能である。
【００１６】
基板Ｐ上にバンクＢ、Ｂが形成されると、フッ酸処理が施される。フッ酸処理は、例えば２．５％フッ酸水溶液でエッチングを施すことでバンクＢ、Ｂ間のＨＭＤＳ層３２を除去する処理である。フッ酸処理では、バンクＢ、Ｂがマスクとして機能し、バンクＢ、Ｂ間に形成された溝部３４の底部３５にある有機物であるＨＭＤＳ層３２が除去される。これにより、図２（ｄ）に示すように、残渣であるＨＭＤＳが除去される。
【００１７】
＜親液化処理工程＞
次に、溝部３４の底部３５に親液性を付与する親液化処理工程が行われる。親液化処理工程としては、紫外線を照射することにより親液性を付与する紫外線（ＵＶ）照射処理や大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするＯ_２プラズマ処理等を選択できる。ここではＯ_２プラズマ処理を実施する。
【００１８】
Ｏ_２プラズマ処理は、基板に対してプラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射する。Ｏ_２プラズマ処理の条件の一例として、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、酸素ガス流量が５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板の相対移動速度が０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０〜９０℃である。そして、基板がガラス基板の場合、その表面は機能液に対して親液性を有しているが、本実施形態のようにＯ_２プラズマ処理や紫外線照射処理を施すことで、バンクＢ、Ｂ間で露出する基板Ｐ表面（底部３５）の親液性を高めることができる。ここで、バンク間の底部３５の機能液に対する接触角が１５度以下となるように、Ｏ_２プラズマ処理や紫外線照射処理が行われることが好ましい。
【００１９】
なお、Ｏ_２プラズマ処理や紫外線照射処理は、底部３５に存在する残渣の一部を構成するＨＭＤＳを除去する機能を有する。そのため、上述したフッ酸処理によりバンクＢ、Ｂ間の底部３５の有機物残渣（ＨＭＤＳ）が完全に除去されない場合が生じても、Ｏ_２プラズマ処理あるいは紫外線照射処理を行うことによりこの残渣を除去できる。なおここでは、残渣処理の一部としてフッ酸処理を行うが、Ｏ_２プラズマ処理あるいは紫外線照射処理によりバンク間の底部３５の残渣を十分に除去できるため、フッ酸処理は行わなくてもよい。またここでは、残渣処理としてＯ_２プラズマ処理又は紫外線照射処理のいずれか一方を行うように説明したが、もちろん、Ｏ_２プラズマ処理と紫外線照射処理とを組み合わせてもよい。
【００２０】
＜撥液化処理工程＞
続いて、バンクＢに対し撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、大気雰囲気中で四フッ化炭素（テトラフルオロメタン）を処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ_４プラズマ処理法）を採用することができる。ＣＦ_４プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、四フッ化炭素ガス流量が５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板搬送速度が０．５〜１０２０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０〜９０℃とされる。なお、処理ガスとしては、四フッ化炭素に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。このような撥液化処理を行うことにより、バンクＢ、Ｂにはこれを構成する樹脂中にフッ素基が導入され、高い撥液性が付与される。なお、上述した親液化処理としてのＯ_２プラズマ処理は、バンクＢの形成前に行ってもよいが、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等は、Ｏ_２プラズマによる前処理がなされた方がより撥液化（フッ素化）されやすいという性質があるため、バンクＢを形成した後にＯ_２プラズマ処理することが好ましい。
【００２１】
なお、バンクＢ、Ｂに対する撥液化処理により、先に親液化処理したバンク間の基板Ｐ露出部に対し多少は影響があるものの、特に基板Ｐがガラス等からなる場合には、撥液化処理によるフッ素基の導入が起こらないため、基板Ｐの親液性、すなわち濡れ性が実質上損なわれることはない。また、バンクＢ、Ｂについては、撥液性を有する材料（例えばフッ素基を有する樹脂材料）によって形成することにより、その撥液化処理を省略するようにしてもよい。
【００２２】
＜導電膜形成工程＞
次に、本実施形態の導電膜形成工程の一部を構成する第１材料配置工程について説明する。第１材料配置工程は、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、導電膜パターン形成用材料を含む第１の機能液の液滴を液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド１０より吐出してバンクＢ、Ｂ間の溝部３４に配置することにより基板Ｐ上に線状の導電膜パターン（配線パターン）を形成する工程である。本実施形態において、第１の機能液は導電膜パターン形成用材料である銀を含む有機銀化合物をジエチレングリコールジエチルエーテルに分散したものである。
【００２３】
バンクＢに撥液性が付与されているため、液滴吐出ヘッド１０から吐出される液滴３０の一部がバンクＢの上に乗ってもバンクＢからはじかれ、バンクＢの表面を伝って溝部３４の底部３５に流れ落ちる。そして、底部３５は親液化されているので、底部３５に流れ落ちた液滴は配置位置に対して溝部３４の長手方向両側を含む複数の方向に良好に濡れ拡がる。
【００２４】
なお、液滴吐出の条件としては、例えば、インク重量４ｎｇ／ｄｏｔ、インク速度（吐出速度）５〜７ｍ／ｓｅｃで行うことできる。また、液滴を吐出する雰囲気は、温度６０℃以下、湿度８０％以下に設定されていることが好ましい。これにより、液滴吐出ヘッド１０の吐出ノズルが目詰まりすることなく安定した液滴吐出を行うことができる。
【００２５】
＜中間乾燥工程＞
基板Ｐに第１の機能液の液滴を吐出した後、分散媒の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理する。乾燥処理は、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。そして、この中間乾燥工程と上記第１材料配置工程とを繰り返し行うことにより、第１の機能液の液滴が複数層積層され、膜厚の厚い導電膜パターン３３が形成される。
【００２６】
＜誘電体膜形成工程＞
次に、本実施形態の誘電体膜形成工程の一部を構成する第２材料配置工程について説明する。第２材料配置工程は、図３（ｇ）、（ｈ）に示すように、誘電体膜パターン形成用材料を含む第２の機能液の液滴３１を液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド１０より吐出してバンクＢ、Ｂ間に設けられた第１の機能液からなる導電膜パターン３３の上に配置することにより導電膜パターン３３に応じた線状の誘電体膜パターン３６を形成する工程である。本実施形態において、第２の機能液は、誘電体膜パターン形成用材料である合成樹脂を所定の溶媒に溶解あるいは分散したものである。誘電体膜を形成するための合成樹脂としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、及びポリエチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。
【００２７】
バンクＢには撥液性が付与されているため、液滴吐出ヘッド１０から吐出される液滴３１の一部がバンクＢの上に乗ってもバンクＢからはじかれ、バンクＢの表面を伝って溝部３４に形成されている導電膜パターン３３の上に流れ落ちる。
なお、第２の機能液の液滴３１を導電膜パターン３３上に配置する際、この導電膜パターン３３の表面を親液化処理しておいてもよい。親液化処理は、例えば導電膜パターン３３に応じた遮光部を有するマスクを介して紫外線照射することで行うことができる。導電膜パターン３３を親液化しておくことにより、バンクＢ、Ｂ間に流れ落ちた液滴３１は配置位置に対して溝部３４の長手方向両側を含む複数の方向に良好に濡れ拡がる。
【００２８】
なお、第２の機能液の液滴を吐出した後、分散媒の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理を行うことができる。乾燥処理は、上述同様、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行なうこともできる。そして、この中間乾燥工程と上記第２材料配置工程とを繰り返し行うことにより、第２の機能液の液滴が複数層積層され、膜厚の厚い誘電体膜パターン３６が形成される。
【００２９】
＜焼成工程＞
吐出工程後の乾燥膜は、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング材がコーティングされている場合には、このコーティング材も除去する必要がある。更に、機能液に有機銀化合物が含まれている場合、導電性を得るために、熱処理を行い、有機銀化合物の有機分を除去し銀粒子を残留させる必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び／又は光処理が施される。熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行なうこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。たとえば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約３００℃で焼成することが必要である。また、例えば有機銀化合物の有機分を除去するためには、約２００℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上１００℃以下で行なうことが好ましい。以上の工程により吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保され、導電性膜パターン３３に変換される。
【００３０】
なお、第１の機能液を溝部３４に配置して乾燥処理を行った後、第２の機能液を配置する前に、焼成工程を行うことができる。そして、焼成された導電膜パターン３３の上に第２の機能液の液滴を配置する構成とすることができる。
【００３１】
なお、焼成工程の後、基板Ｐ上に存在するバンクＢ、Ｂをアッシング剥離処理により除去することができる。アッシング処理としては、プラズマアッシングやオゾンアッシング等を採用できる。プラズマアッシングは、プラズマ化した酸素ガス等のガスとバンクとを反応させ、バンクを気化させて剥離・除去するものである。バンクは炭素、酸素、水素から構成される固体の物質であり、これが酸素プラズマと化学反応することでＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、Ｏ_２となり、全て気体として剥離することができる。一方、オゾンアッシングの基本原理はプラズマアッシングと同じであり、Ｏ_３（オゾン）を分解して反応性ガスのＯ^＋（酸素ラジカル）に変え、このＯ^＋とバンクとを反応させる。Ｏ^＋と反応したバンクは、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、Ｏ_２となり、全て気体として剥離される。基板Ｐに対してアッシング剥離処理を施すことにより、基板Ｐからバンクが除去される。
【００３２】
図３を用いた説明では、導電膜パターン３３及び誘電体膜パターン３６のそれぞれは溝部３４に配置された構成であって、誘電体膜パターン３６は溝部３４内部において導電膜パターン３３を覆う構成であるが、図４に示すように、溝部３４に導電膜パターン３３を設けた後、この導電膜パターン３３の表面及びバンクＢの表面（上面）を覆うように、誘電体膜パターン３６を形成してもよい。このとき、バンクＢ上面は親液化処理されていることが好ましい。また、図４に示す形態では、誘電体膜パターン３６を形成するために、第２の機能液を例えばスピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等の所定のコーティング法、あるいはスクリーン印刷法やオフセット印刷法等、液滴吐出法以外の方法を用いることができる。
【００３３】
また、図３及び図４を参照して説明した実施形態では、誘電体膜パターン３６は１つの材料により形成されているように説明したが、複数の異なる誘電体膜形成用材料を積層する構成であってもよい。また、誘電体膜形成用材料としては、合成樹脂に限らず、例えばゾルゲルガラス等を用いてもよい。ここで、ゾルゲルガラスとはガラス成分を含む溶液を加熱する等して固体ガラスに変質させたものである。更に、誘電体膜パターンを導電膜パターンの上層に設ける構成に限られず、誘電体膜パターンを導電膜パターンの下層に設ける構成や、上層及び下層の双方に設ける構成であってもよい。
【００３４】
なお、上記実施形態において、導電膜配線用の基板としては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種のものを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。
【００３５】
導電膜配線用の機能液として、本例では有機銀化合物を分散媒に分散した分散液をを用いているが、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液（液体材料）であってもよく、これは水性であると油性であるとを問わない。ここで用いられる導電性微粒子は、金、銀、銅、パラジウム、及びニッケルのうちのいずれかを含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。
これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。
【００３６】
導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、上記液滴吐出ヘッドのノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーテイング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
【００３７】
導電性微粒子を含有する液体の分散媒としては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上２００ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上２６６００Ｐａ以下）であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高い場合には、吐出後に分散媒が急激に蒸発し、良好な膜を形成することが困難となる。また、分散媒の蒸気圧は０．００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上６６５０Ｐａ以下）であることがより好ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、インクジェット法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こりやすい。一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い分散媒の場合、乾燥が遅くて膜中に分散媒が残留しやすくなり、後工程の熱・光処理後に良質の導電膜が得られにくい。
【００３８】
上記分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるものであって凝集を起こさないものであれば特に限定されない。ジエチレングリコールジエチルエーテルの他、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散媒は、単独で使用してもよく、２種以上の混合物として使用してもよい。また、上記分散媒（溶媒）は、誘電体膜形成用材料（合成樹脂）を分散あるいは溶解する場合にも用いることができる。
【００３９】
上記導電性微粒子を分散媒に分散する場合の分散質濃度は１質量％以上８０質量％以下であり、所望の導電膜の膜厚に応じて調整するとよい。なお、８０質量％を超えると凝集をおこしやすく、均一な膜が得にくい。
【００４０】
上記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法にて液体材料を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、液体材料のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。
【００４１】
表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記分散液は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
【００４２】
上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部が液体材料の流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。
【００４３】
＜パターン形成装置＞
次に、本発明のパターン形成装置の一例について図５を参照しながら説明する。図５は本実施形態に係るパターン形成装置の概略斜視図である。図５に示すように、パターン形成装置１００は、液滴吐出ヘッド１０、液滴吐出ヘッド１０をＸ方向に駆動するためのＸ方向ガイド軸２、Ｘ方向ガイド軸２を回転させるＸ方向駆動モータ３、基板Ｐを載置するための載置台４、載置台４をＹ方向に駆動するためのＹ方向ガイド軸５、Ｙ方向ガイド軸５を回転させるＹ方向駆動モータ６、クリーニング機構部１４、ヒータ１５、及びこれらを統括的に制御する制御装置８等を備えている。Ｘ方向ガイド軸２及びＹ方向ガイド軸５はそれぞれ、基台７上に固定されている。なお、図５では、液滴吐出ヘッド１０は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド１０の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド１０の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。
【００４４】
液滴吐出ヘッド１０は導電性微粒子や有機銀化合物、あるいは合成樹脂を含有する機能液を吐出ノズル（吐出口）から吐出するものであり、Ｘ方向ガイド軸２に固定されている。Ｘ方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置８からＸ軸方向の駆動パルス信号が供給されると、Ｘ方向ガイド軸２を回転させる。Ｘ方向ガイド軸２の回転により、液滴吐出ヘッド１０が基台７に対してＸ軸方向に移動する。
【００４５】
液滴吐出方式としては、圧電体素子であるピエゾ素子を用いて機能液を吐出させるピエゾ方式、機能液を加熱し発生した泡（バブル）により機能液を吐出させるバブル方式など、公知の様々な技術を適用できる。このうちピエゾ方式は機能液に熱を加えないため、材料の組成等に影響を与えないという利点を有する。なお、本例では、液体材料選択の自由度の高さ、及び液滴の制御性の良さの点から上記ピエゾ方式を用いる。
【００４６】
載置台４はＹ方向ガイド軸５に固定され、Ｙ方向ガイド軸５には、Ｙ方向駆動モータ６、１６が接続されている。Ｙ方向駆動モータ６、１６は、ステッピングモータ等であり、制御装置８からＹ軸方向の駆動パルス信号が供給されると、Ｙ方向ガイド軸５を回転させる。Ｙ方向ガイド軸５の回転により、載置台４が基台７に対してＹ軸方向に移動する。クリーニング機構部１４は、液滴吐出ヘッド１０をクリーニングし、ノズルの目詰まりなどを防ぐものである。クリーニング機構部１４は、上記クリーニング時において、Ｙ方向の駆動モータ１６によってＹ方向ガイド軸５に沿って移動する。ヒータ１５は、ランプアニール等の加熱手段を用いて基板Ｐを熱処理するものであり、基板Ｐ上に吐出された液体の蒸発・乾燥を行うとともに導電膜に変換するための熱処理を行う。
【００４７】
本実施形態のパターン形成装置１００では、液滴吐出ヘッド１０から機能液を吐出しながら、Ｘ方向駆動モータ３及びＹ方向駆動モータ６を介して基板Ｐと液滴吐出ヘッド１０とを相対移動することにより基板Ｐ上に機能液を配置する。液滴吐出ヘッド１０の各ノズルからの液滴の吐出量は制御装置８から前記ピエゾ素子に供給される電圧により制御される。また、基板Ｐ上に配置される液滴のピッチは、上記相対移動の速度、及び液滴吐出ヘッド１０からの吐出周波数（ピエゾ素子への駆動電圧の周波数）によって制御される。また、基板Ｐ上に液滴を開始する位置は、上記相対移動の方向、及び上記相対移動時における液滴吐出ヘッド１０からの液滴の吐出開始のタイミング制御等によって制御される。これにより、基板Ｐ上に上述した配線パターン３３が形成される。
【００４８】
＜プラズマ処理装置＞
図６は上述した親液化処理（Ｏ_２プラズマ処理）あるいは撥液化処理（ＣＦ_４プラズマ処理）する際に用いるプラズマ処理装置の一例を示す概略構成図である。図６に示すプラズマ処理装置は、交流電源４１に接続された電極４２と、接地電極である試料テーブル４０とを有している。試料テーブル４０は試料である基板Ｐを支持しつつＹ軸方向に移動可能となっている。電極４２の下面には、移動方向と直交するＸ軸方向に延在する２本の平行な放電発生部４４，４４が突設されているとともに、放電発生部４４を囲むように誘電体部材４５が設けられている。誘電体部材４５は放電発生部４４の異常放電を防止するものである。そして、誘電体部材４５を含む電極４２の下面は略平面状となっており、放電発生部４４及び誘電体部材４５と基板Ｐとの間には僅かな空間（放電ギャップ）が形成されるようになっている。また、電極４２の中央にはＸ軸方向に細長く形成された処理ガス供給部の一部を構成するガス噴出口４６が設けられている。ガス噴出口４６は、電極内部のガス通路４７及び中間チャンバ４８を介してガス導入口４９に接続している。ガス通路４７を通ってガス噴出口４６から噴射された処理ガスを含む所定ガスは、前記空間の中を移動方向（Ｙ軸方向）の前方及び後方に分かれて流れ、誘電体部材４５の前端及び後端から外部に排気される。これと同時に、電源４１から電極４２に所定の電圧が印加され、放電発生部４４，４４と試料テーブル４０との間で気体放電が発生する。そして、この気体放電により生成されるプラズマで前記所定ガスの励起活性種が生成され、放電領域を通過する基板Ｐの表面全体が連続的に処理される。本実施形態では、前記所定ガスは、処理ガスである酸素（Ｏ_２）あるいは四フッ化炭素（ＣＦ_４）と、大気圧近傍の圧力下で放電を容易に開始させ且つ安定に維持するためのヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスや窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスとを混合したものである。特に、処理ガスとして酸素を用いることにより、上述したように、親液化や有機物残渣の除去が行われ、処理ガスとして四フッ化炭素を用いることにより撥液化が行われる。また、このＯ_２プラズマ処理を例えば有機ＥＬ装置における電極に対して行うことにより、この電極の仕事関数を調整することができる。
【００４９】
＜電気光学装置＞
次に本発明の電気光学装置の一例としてプラズマ型表示装置について説明する。図７は本実施形態のプラズマ型表示装置５００の分解斜視図を示している。プラズマ型表示装置５００は、互いに対向して配置された基板５０１、５０２、及びこれらの間に形成される放電表示部５１０を含んで構成される。放電表示部５１０は、複数の放電室５１６が集合されたものである。複数の放電室５１６のうち、赤色放電室５１６（Ｒ）、緑色放電室５１６（Ｇ）、青色放電室５１６（Ｂ）の３つの放電室５１６が対になって１画素を構成するように配置されている。
【００５０】
基板５０１の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極５１１が形成され、アドレス電極５１１と基板５０１の上面とを覆うように誘電体層５１９が形成されている。誘電体層５１９上には、アドレス電極５１１、５１１間に位置しかつ各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成されている。隔壁５１５は、アドレス電極５１１の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極５１１と直交する方向に延設された隔壁とを含む。また、隔壁５１５によって仕切られた長方形状の領域に対応して放電室５１６が形成されている。また、隔壁５１５によって区画される長方形状の領域の内側には蛍光体５１７が配置されている。蛍光体５１７は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室５１６（Ｒ）の底部には赤色蛍光体５１７（Ｒ）が、緑色放電室５１６（Ｇ）の底部には緑色蛍光体５１７（Ｇ）が、青色放電室５１６（Ｂ）の底部には青色蛍光体５１７（Ｂ）が各々配置されている。
【００５１】
一方、基板５０２には、先のアドレス電極５１１と直交する方向に複数の表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で形成されている。さらに、これらを覆うように誘電体層５１３、及びＭｇＯなどからなる保護膜５１４が形成されている。基板５０１と基板５０２とは、前記アドレス電極５１１…と表示電極５１２…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされている。上記アドレス電極５１１と表示電極５１２は図示略の交流電源に接続されている。各電極に通電することにより、放電表示部５１０において蛍光体５１７が励起発光し、カラー表示が可能となる。
【００５２】
本実施形態では、上記アドレス電極５１１、及び表示電極５１２がそれぞれ、先の図５に示したパターン形成装置を用いて、先の図１〜図４に示したパターンの形成方法に基づいて形成されている。なお本実施形態では、バンクＢはアッシング処理により除去されている。
【００５３】
次に、本発明の電気光学装置の他の例として液晶装置について説明する。図８は本実施形態に係る液晶装置の第１基板上の信号電極等の平面レイアウトを示すものである。本実施形態に係る液晶装置は、この第１基板と、走査電極等が設けられた第２基板（図示せず）と、第１基板と第２基板との間に封入された液晶（図示せず）とから概略構成されている。
【００５４】
図８に示すように、第１基板３００上の画素領域３０３には、複数の信号電極３１０…が多重マトリクス状に設けられている。特に各信号電極３１０…は、各画素に対応して設けられた複数の画素電極部分３１０ａ…とこれらを多重マトリクス状に接続する信号配線部分３１０ｂ…とから構成されており、Ｙ方向に伸延している。また、符号３５０は１チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路３５０と信号配線部分３１０ｂ…の一端側（図中下側）とが第１引き回し配線３３１…を介して接続されている。また、符号３４０…は上下導通端子で、この上下導通端子３４０…と、図示しない第２基板上に設けられた端子とが上下導通材３４１…によって接続されている。また、上下導通端子３４０…と液晶駆動回路３５０とが第２引き回し配線３３２…を介して接続されている。
【００５５】
本実施形態では、上記第１基板３００上に設けられた信号配線部分３１０ｂ…、第１引き回し配線３３１…、及び第２引き回し配線３３２…がそれぞれ、先の図５に示したパターン形成装置を用いて、先の図１〜図４を用いて説明したパターンの形成方法に基づいて形成されている。また、大型化した液晶用基板の製造に適用した場合においても、配線用材料を効率的に使用することができ、低コスト化が図れる。なお、本発明が適用できるデバイスは、これらの電気光学装置に限られず、例えば導電膜配線が形成される回路基板や、半導体の実装配線等、他のデバイス製造にも適用が可能である。
【００５６】
図９は液晶表示装置の画素毎に設けられるスイッチング素子である薄膜トランジスタ４００を示す図であって、基板Ｐには上記実施形態のパターンの形成方法により導電膜パターンとしてのゲート配線６１が基板Ｐ上のバンクＢ、Ｂ間に形成されている。ゲート配線６１上には、ＳｉＮｘからなるゲート絶縁膜６２を介してアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層からなる半導体層６３が積層されている。このゲート配線部分に対向する半導体層６３の部分がチャネル領域とされている。半導体層６３上には、オーミック接合を得るための例えばｎ＋型ａ−Ｓｉ層からなる接合層６４ａ及び６４ｂが積層されており、チャネル領域の中央部における半導体層６３上には、チャネルを保護するためのＳｉＮｘからなる絶縁性のエッチストップ膜６５が形成されている。なお、これらゲート絶縁膜６２、半導体層６３、及びエッチストップ膜６５は、蒸着（ＣＶＤ）後にレジスト塗布、感光・現像、フォトエッチングを施されることで、図示されるようにパターニングされる。さらに、接合層６４ａ、６４ｂ及びＩＴＯからなる画素電極１９も同様に成膜するとともに、フォトエッチングを施されることで、図示するようにパターニングされる。そして、画素電極１９、ゲート絶縁膜６２及びエッチストップ膜６５上にそれぞれバンク６６…を突設し、これらバンク６６…間に上述したパターン形成装置１００を用いて、有機銀化合物の液滴を吐出することでソース線、ドレイン線を形成することができる。
【００５７】
＜電子機器＞
次に、本発明の電子機器の例について説明する。図１０は上述した実施形態に係る表示装置を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータ（情報処理装置）の構成を示す斜視図である。同図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、上述した電気光学装置１１０６を備えた表示装置ユニットとから構成されている。このため、発光効率が高く明るい表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００５８】
なお、上述した例に加えて、他の例として、携帯電話、腕時計型電子機器、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、電子ペーパー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるもの、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターンの形成方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
【図２】本発明のパターンの形成手順の一例を示す模式図である。
【図３】本発明のパターンの形成手順の一例を示す模式図である。
【図４】本発明のデバイスの他の実施例を示す模式図である。
【図５】本発明のパターン形成装置の一実施形態を示す模式図である。
【図６】プラズマ処理装置の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の電気光学装置の一例を示す図であってプラズマ型表示装置を示す模式図である。
【図８】本発明の電気光学装置の一例を示す図であって液晶表示装置を示す模式図である。
【図９】本発明のデバイスの製造方法により製造されたデバイスの一例を示す図であって薄膜トランジスタを示す模式図である。
【図１０】本発明の電子機器の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１０…液滴吐出ヘッド（液滴吐出装置）、３０…第１の機能液（液滴）、
３１…第２の機能液（液滴）、３３…配線パターン（導電膜パターン）、
３４…溝部、３５…底部、３６…誘電体膜パターン、
１００…パターン形成装置（液滴吐出装置）、Ｂ…バンク、Ｐ…基板

Claims

機能液を基板上に配置することにより膜パターンを形成するパターンの形成方法であって、
前記基板上に前記膜パターンに応じたバンクを形成するバンク形成工程と、
前記バンク間の溝部に導電膜形成用材料を含む第１の機能液を配置する第１材料配置工程と、
前記溝部に誘電体膜形成用材料を含む第２の機能液を配置する第２材料配置工程とを有することを特徴とするパターンの形成方法。
前記第２の機能液は、前記基板上に設けられた前記第１の機能液の上に配置されることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
前記バンクに撥液性を付与する撥液化処理工程を有することを特徴とする請求項１又は２記載のパターンの形成方法。
前記溝部の底部に親液性を付与する親液化処理工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のパターンの形成方法。
基板上に膜パターンを形成する工程を有するデバイスの製造方法において、
請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のパターンの形成方法により、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とするデバイスの製造方法。
基板上に設けられたバンクと、前記バンク間の溝部に配置された導電膜と、前記溝部に配置された前記導電膜を覆う誘電体膜とを備えることを特徴とするデバイス。
請求項６記載のデバイスを備えることを特徴とする電気光学装置。
請求項７記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。