CN100442954C - 薄膜图案形成方法、器件的制造方法及有源矩阵基板的制造方法 - Google Patents

薄膜图案形成方法、器件的制造方法及有源矩阵基板的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种在基板上形成薄膜图案的方法，具有在基板上形成堤坝的工序、和将功能液的液滴击中在基板上、在由堤坝分隔的区域内配置功能液的工序。设定液滴的击中间隔，以使在区域内，液滴之间在击中后相互连接，区域端部的液滴的击中位置处于从区域端部离开液滴的击中间隔的1/2以下的位置。

Description

薄膜图案形成方法、器件的制造方法及有源矩阵基板的制造方法
技术领域
本发明涉及薄膜图案形成方法、器件的制造方法及有源矩阵基板的制造方法。
背景技术
作为形成在电子电路或集成电路等中使用的布线等薄膜图案的方法，可使用例如光刻法等方法。该光刻法必需使用真空装置等庞大的设备和复杂的工序，而且材料利用效率也只有百分之几的程度，几乎大部分都被废弃掉，造成制造成本过高。
针对这一问题，提出了采用从液滴喷出头将液体材料以液滴状喷出的液滴喷出法，即用所谓的喷墨法在基板上形成薄膜图案的方法。(例如，参见特开平11-274671号公报，特开2000-216330号公报)。在此方法中，在基板上对制作薄膜图案用的液体材料(功能液)直接进行图案配置，之后进行热处理、激光照射等处理，对薄膜图案进行转换。此方法具有不需要进行光刻，同时使过程大幅度简化，也可减少原材料的使用量等优点。
近年来，构成器件的电路正向高密度化的方向发展，例如对布线提出了更微细化、细线化的要求。在采用上述液滴喷出法的薄膜图案形成方法中，由于喷出的液滴在击中后在基板上铺展，很难稳定地形成细微的薄膜图案。
发明内容
本发明是考虑到如上所述的问题而进行的，目的在于提供一种可高精度、稳定地形成细微的薄膜图案的薄膜图案形成方法。
为实现所述目的，本发明采用以下构成。
本发明的薄膜图案形成方法是在基板上形成薄膜图案的方法，具有在所述基板上形成堤坝的工序，和将功能液的液滴击中在所述基板上，在由所述堤坝分隔的区域内配置所述功能液的工序；设定所述液滴的击中间隔，以使在所述区域内，所述液滴之间在击中后相互连接；所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的1/2以下的距离的位置。
在本发明的薄膜图案形成方法中，在由堤坝分隔的区域内对功能液进行配置，通过使该功能液例如干燥等，在基板上形成薄膜图案。在此情况下，由于薄膜图案的形状是由堤坝决定的，所以例如使堤坝形成的槽宽度变窄等，通过形成适当的堤坝，可实现薄膜图案的细微化、细线化。
还有，在本发明的薄膜图案形成方法中，通过如上确定液滴的击中间隔及区域端部的液滴的击中位置，液滴可确实地铺展至区域端部，能在区域内进行功能液的无间隙配置。因此，本发明的薄膜图案形成方法能稳定地形成薄膜图案。
还有，优选在所述薄膜图案形成方法中，将所述区域的长度设为d，所述液滴的击中间隔设为h，用h除d所得的余数设为y时，所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的y/2的距离的位置。
在此情况下，在区域的长度方向的两端，从区域端部至液滴的击中位置的距离为液滴的击中间隔的1/2以下。因此，在区域的长度方向的两端，液滴确实铺展至端部。而且在此情况下，由于从区域端部至液滴的击中位置的距离在区域的两端相等，所以功能液可在区域内更均匀地配置。
另外，由于所述功能液含有导电性微粒，能形成具有导电性的薄膜图案。因此，该薄膜图案可作为布线适用于各种器件。而且，其功能液也可选择由加热或光照射产生导电性。
本发明的器件的制造方法是在基板上形成薄膜图案而构成的器件的制造方法，根据所述的薄膜图案形成方法，在所述基板上形成所述薄膜图案。
在本发明的器件制造方法中，可稳定地实现在器件中形成的薄膜图案的细微化、细线化。因此，可稳定地制造高精度的器件。
尤其在所述薄膜图案构成在所述基板上设置的TFT(薄膜晶体管)等开关元件的一部分的情况下，可稳定地得到高集成化的开关元件。
由于使用所述的器件制造方法进行制造，所以本发明的器件具有高精度。
本发明的薄膜图案形成方法是在基板上形成薄膜图案的方法，具有在所述基板上按规定图案形状形成对功能液具有疏液性的疏液性膜的工序，和在由所述疏液性膜分隔的区域内配置所述功能液的工序；设定所述液滴的击中间隔，以使在所述区域内，所述液滴之间击中后相互连接；所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的1/2以下的距离的位置。
在本发明的薄膜图案形成方法中，在由疏液性膜分隔的区域内对功能液进行配置，通过使该功能液例如干燥等，在基板上形成薄膜图案。在此情况下，由于薄膜图案的形状是由疏液性膜决定的，通过例如使区域的宽度变窄等，适当地设定疏液性膜的图案，可实现薄膜图案的细微化、细线化。还有，在本薄膜图案形成方法中，通过如上确定液滴的击中间隔及区域端部的液滴击中位置，液滴可确实地铺展至区域端部，能在区域中进行功能液的无间隙配置。因此，本发明的薄膜图案形成方法能稳定地形成薄膜图案。
还有，优选在所述薄膜图案形成方法中，将所述区域的长度设为d，所述液滴的击中间隔设为h，用h除d所得的余数设为y时，所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的y/2的距离的位置。
在此情况下，在区域的长度方向的两端，从区域端部至液滴的击中位置的距离为液滴的击中间隔的1/2以内。因此，在区域的长度方向的两端，液滴确实铺展至端部。而且在此情况下，由于从区域端部至液滴的击中位置的距离在区域的两端相等，所以在区域内功能液可更均匀地配置。
另外，由于所述功能液含有导电性微粒，能形成具有导电性的薄膜图案。因此，该薄膜图案可作为布线适用于各种器件。而且，其功能液也可选择由加热或光照射产生导电性。
本发明的器件的制造方法是在基板上形成薄膜图案而构成的器件的制造方法，根据所述的薄膜图案形成方法，在所述基板上形成所述薄膜图案。
在本发明的器件制造方法中，可稳定地实现在器件中形成的薄膜图案的细微化、细线化等。因此，可稳定地制造高精度的器件。
尤其是在所述薄膜图案构成在所述基板上设置的TFT(薄膜晶体管)等开关元件的一部分的情况下，可稳定地得到高集成化的开关元件。
由于使用所述的器件制造方法进行制造，所以本发明的器件具有高精度。
本发明的有源矩阵基板的制造方法具有在基板上形成栅极布线的第1工序，在所述栅极布线上形成栅极绝缘膜的第2工序，在所述栅极绝缘膜上叠层半导体层的第3工序，在所述栅极绝缘膜上形成源电极和漏电极的第4工序，在所述源电极和所述漏电极上配置绝缘材料的第5工序，和形成与所述漏电极电连接的像素电极的第6工序；在所述第1工序、所述第4工序、和所述第6工序中的至少一个工序，具有：在所述基板上形成堤坝的工序，和将功能液的液滴击中在所述基板上，在由所述堤坝分隔的区域内配置所述功能液的工序；设定所述液滴的击中间隔，以使在所述区域内，所述液滴之间在击中后相互连接；所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的1/2以下的距离的位置。
根据本发明，由于能高精度、稳定地形成细微的薄膜图案，所以能制造具有所希望的性能的有源矩阵基板。
本发明的有源矩阵基板的制造方法具有在基板上形成栅极布线的第1工序，在所述栅极布线上形成栅极绝缘膜的第2工序，在所述栅极绝缘膜上叠层半导体层的第3工序，在所述栅极绝缘膜上形成源电极和漏电极的第4工序，在所述源电极和所述漏电极上配置绝缘材料的第5工序，和形成与所述漏电极电连接的像素电极的第6工序；在所述第1工序、所述第4工序、和所述第6工序中的至少一个工序，具有：在所述基板上按规定图案形状形成对功能液具有疏液性的疏液性膜的工序，和在由所述疏液性膜分隔的区域内配置所述功能液的工序；设定所述液滴的击中间隔，以使在所述区域内，所述液滴之间击中后相互连接；所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的1/2以下的距离的位置。
根据本发明，由于能高精度、稳定地形成细微的薄膜图案，所以能制造具有所希望的性能的有源矩阵基板。
附图说明
图1为概念性表示本发明的薄膜图案形成方法的图。
图2为表示线状区域的长度与线状区域端部的液滴的击中位置的关系的图。
图3为液滴喷出装置的概略立体图。
图4为表示以压电方式喷出液状体的原理的图。
图5A～E为表示布线图案的形成顺序的图。
图6为概念性表示本发明的薄膜图案形成方法的图。
图7为表示线状区域的长度与线状区域端部的液滴的击中位置的关系的图。
图8A～E为表示布线图案的形成顺序图。
图9为从其对向基板侧观察液晶显示装置的平面图。
图10为沿图9的H-H′线的剖面图。
图11为液晶显示装置的等价电路图。
图12为同一液晶显示装置的局部放大剖面图。
图13为液晶显示装置的局部放大剖面图。
图14为有机EL装置的局部放大剖面图。
图15为等离子型显示装置的分解立体图。
图16为表示制造薄膜晶体管的工序的图。
图17为表示制造薄膜晶体管的工序的图。
图18为表示制造薄膜晶体管的工序的图。
图19为表示制造薄膜晶体管的工序的图。
图20为表示液晶显示装置的其它实施方式的图。
图21为非接触型卡介质的分解立体图。
图22A～C为表示本发明的电子设备的具体例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明。
图1为概念性表示本发明的薄膜图案形成方法的图。
本发明的薄膜图案形成方法，具有在基板P上形成堤坝B的堤坝形成工序，和将功能液L的液滴击中在基板P上、在由堤坝B分隔的线状区域内(线状区域A)配置功能液L的材料配置工序。
在本发明的薄膜图案形成方法中，在由堤坝B分隔的分隔区域A内配置功能液L，该功能液L通过例如干燥处理等，在基板P上形成薄膜图案C。在此情况下，由于薄膜图案C的形状是由堤坝B决定的，所以通过例如使堤坝B的槽宽度变窄等，形成适当的堤坝B，实现薄膜图案C的细微化、细线化。另外，在薄膜图案C形成之后，可从基板P上除去堤坝B，也可照原样留在基板P上。
在材料配置工序中，将功能液L的液滴在基板P上按规定节距(击中间隔h)反复击中。功能液L的配置方法可使用，例如液滴喷出法，即所谓的喷墨法。与旋转甩膜法等其它涂布技术相比，液滴喷出法具有减少液体材料消耗上的浪费，容易进行在基板上配置的功能液的用量、位置等的控制等优点。
在液滴喷出法中，在将液滴喷出头与基板P相对移动的同时，将液滴在基板P上反复击中。通常，由于所述相对移动速度是一定的，与所述相对移动方向有关的液滴的击中间隔h(即喷出节距)也是一定的。另外，关于使用液滴喷出法的液滴喷出装置，稍后再进行详细说明。
在本发明中，击中间隔h为在线状区域A内液滴之间在击中后相连接的间隔，根据功能液L的特性(粘度等)、液滴的量、线状区域A的宽度、堤坝B或基板P的表面特性等适宜地设定。在此情况下，在基板P上击中的液滴，由于毛细管现象等，而在线状区域A内铺展、与其它液滴结合。通过多个液滴之间结合，在线状区域A内充填功能液L。
另外，在材料配置工序中，线状区域A端部的液滴的击中位置，从线状区域A端部的距离Le是液滴的击中间隔的1/2以下。
如上述那样，由于击中间隔h为在线状区域A内液滴之间在击中后相连接的间隔，所以在线状区域A内，液滴向一个方向(液滴的排列方向，例如图1的+Y方向)至少铺展击中间隔h的1/2的距离。这样，由于从线状区域A的端部至液滴的击中位置的距离Le在击中间隔h的1/2以下，在该端部击中的液滴确实地铺展至线状区域A的端部。在线状区域A内，多个液滴结合，而且液滴铺展至线状区域A的端部，从而在线状区域A内对功能液L进行无间隙配置。
在此，如图2所示那样，优选在将线状区域A的长度设为d，所述液滴的击中间隔设为h，用h除d所得的余数设为y时，线状区域A的端部的所述液滴的击中位置从线状区域A的端部离开的距离Le为y/2。
例如，当d＝270μm、h＝40μm时，h除d的余数y＝30μm。此时，通过使从线状区域A的端部至液滴的击中位置的距离Le1、Le2为h/2(＝20μm)以下，液滴铺展至线状区域A的端部。而且，通过使该距离Le1、Le2为y/2(＝15μm)，从线状区域A的端部至液滴的击中位置的距离Le1、Le2在线状区域A的两端相等(Le1＝Le2)。通过在线状区域A的长度方向上，将液滴均等分配，功能液L在线状区域A内更均匀地配置。
另外，作为线状区域A，最好使用宽度一定的构造，但本发明不仅限于此。即使线状区域的宽度部分不同，只要整体一定即可。
回到图1，本发明中的基板P可使用如玻璃、石英玻璃、硅晶片、塑料薄膜、金属板等各种材料。而且，也包含在这些材料的基板表面形成半导体膜、金属膜、介电体膜、和有机膜等作为基底层的材料。
在此，作为堤坝B的形成方法可采用如光刻法、印刷法等任意的方法。例如，在使用光刻法的情况下，通过旋转甩膜、喷射成膜、滚涂膜、模具成膜，浸渍(Tip)成膜等规定方法，在基板P上形成由堤坝形成材料构成的层后，用蚀刻、灰化(Ashing)等进行图案制作，从而得到规定图案形状的堤坝B。另外，也可以不在基板P上，而在其它物体上形成堤坝B，并配置在基板P上。
还有，作为堤坝B的形成材料，除丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、密胺树脂等高分子材料之外，还可以举出包含硅等无机物的材料。
还有，本发明中的功能液L可应用各种材料，例如可使用含有导电性微粒的布线图案用墨。
布线图案用墨是由在分散剂中分散有导电性微粒的分散液形成的。
作为导电性微粒，可使用如含有金、银、铜、钯和镍中的任意一种的金属微粒、及其金属氧化物、和导电聚合物、超导体的微粒等。
为了提高这些导电性微粒的分散性，可在其表面包覆有机物等使用。
导电性微粒的粒径在1nm以上0.1μm以下为宜。若大于0.1μm，则有可能会发生后述的液体喷头的喷嘴堵塞现象。另一方面，若小于1nm，涂层剂相对于导电性微粒的体积比变大，所得到的膜中的有机物含量比例会过多。
作为分散剂，如果是能将所述导电性微粒分散的材料，且不发生凝集，则不特别限定。分散剂除水以外，还可以举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类物质，正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四碳烯、甲苯、二甲苯、甲基异丙基苯、均四甲苯、茚、二戊烯、四氢萘、十氢萘、环己基苯等碳氢化合物，还有二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲乙醚、双二甘醇二甲醚、双二甘醇二乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧乙基)乙醚、p-二噁烷等醚类化合物。除此之外还有，丙酸酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基磺酰胺、环己酮等极性化合物，等等。在这些物质中，从对微粒的分散性和分散液的稳定性、以及应用于液滴喷出法(喷墨法)的难易等方面考虑，优选使用水、醇类、碳氢化合物、醚类化合物，作为更理想的分散剂来说，可以举出使用水、碳氢化合物等。
所述导电性微粒的分散液的表面张力最好在0.02N/m以上、0.07N/m以下的范围内。在用液滴喷出法喷出液体时，若表面张力不到0.02N/m，会导致墨组成物相对于喷嘴面的浸润性增大而容易产生轨迹弯曲的现象，若超过0.07N/m，则由于喷嘴前端的弯液面的形状不稳定，而难以控制喷出量、喷出时机等。为了调整表面张力，可在不使所述分散液与基板的接触角大幅度变小的范围内，微量添加氟类、硅类、非离子类等表面张力调节剂。非离子型类的表面张力调节剂，具有提高液体对基板的浸润性、改善膜的平整性、防止膜产生细微的凹凸等作用。在所述表面张力调节剂中，必要时也可含有醇、醚、酯、酮等有机化合物。
所述分散液的粘度在1mPa·s以上、50mPa·s以下为好。使用液滴喷出法将液体材料作为液滴喷出时，若粘度小于1mPa·s，则喷嘴周边部分易发生由于墨流出而被污染的情况。但若粘度大于50mPa·s，喷嘴孔发生堵塞的频率升高而造成难以进行顺利的液滴喷出。
作为液滴喷出法的喷出技术可举出例如，带电控制方式、加压振动方式、电气机械转换方式、电热转换方式、静电吸引方式等。带电控制方式是，通过带电电极使材料带上电荷，并由偏向电极控制材料的飞行方向使其从喷嘴喷出。还有，加压振动方式是，向材料施加30kg/cm2左右的高压使材料从喷嘴前端侧喷出，当不加控制电压时材料沿直线前进从喷嘴喷出，而施加控制电压时材料间发生静电排斥，材料飞散而不从喷嘴喷出。还有，电气机械转换方式是利用压电元件接受脉冲电信号后产生变形的性质，利用使压电元件变形，通过可挠曲变形物质对贮存材料的空间施加压力，将材料从该空间压出并从喷嘴喷出。
还有，电热变换方式是，由设置在贮存材料的空间内的加热器使材料急剧气化产生气泡，利用气泡的压力将空间内的材料喷出。静电吸引方式是，对贮存材料的空间内施加微小压力，在喷嘴形成材料的弯液面，并在此状态下施加静电引力后引出材料。还可用其他方式，例如用电场使流体的粘性变化的方式、通过电火花喷出材料的方式等技术。液滴喷出法具有可减少在材料使用上的浪费，而且可在所希望的位置上准确地配置所希望的量的材料的优点。还有，使用液滴喷出法喷出的液状材料(流体)一滴的量为例如1～300纳克。
在本发明的薄膜图案形成方法中，通过使用上述布线图案用墨，可形成具有导电性的薄膜图案。该导电性薄膜图案可作为布线适用于各种器件。
图3是表示作为用于本发明的薄膜图案形成方法的装置的一例，用液滴喷出法在基板上配置液体材料的液滴喷出装置(喷墨装置)IJ的概略构成的立体图。
液滴喷出装置IJ具有，液滴喷出头1、X轴方向驱动轴4、Y轴方向导向轴5、控制装置CONT、搭载台7、清洗机构8、基台9、和加热器15。
搭载台7是支撑利用该液滴喷出装置IJ设置墨(液体材料)的基板P的承载部件、它具有将基板P固定在基准位置上的固定机构(未图示)。
液滴喷出头1是具有多个喷嘴的多喷嘴型的液滴喷出头，其长度方向与X轴方向一致。多个喷嘴在液滴喷出头1的下面按一定间隔沿Y轴方向设置。从液滴喷出头1的喷嘴，向由搭载台7所支撑的基板P，喷出上述含有导电性微粒的墨。
X轴方向驱动马达2与X轴方向驱动轴4连接。X轴方向驱动马达2为步进马达等，由控制装置CONT提供X轴方向的驱动信号，使X轴方向驱动轴4旋转。X轴方向驱动轴4的旋转使液滴喷出头1沿X轴方向移动。
Y轴方向导向轴5固定在基台9上且不能移动。搭载台7具有Y轴方向驱动马达3。Y轴方向驱动马达3为步进马达等，由控制装置CONT提供Y轴方向的驱动信号使搭载台沿Y轴方向移动。
控制装置CONT向液滴喷出头1提供液体喷出控制用的电压。它还向X轴方向驱动马达2提供控制液滴喷出头1沿X轴方向移动的驱动脉冲信号，和向Y轴方向驱动马达3提供控制搭载台7沿Y轴移动的驱动脉冲信号。
清洗机构8是清洗液滴喷出头1的装置。清洗机构8具有未图示的Y轴方向的驱动马达。由该Y轴方向的驱动马达的驱动，清洗机构8沿Y轴方向导向轴5移动。清洗机构8的移动也由控制装置CONT控制。
在这里，加热器15是由灯退火处理对基板P进行热处理的装置，对在基板上涂布的液体材料中含有的溶剂进行蒸发和干燥。该加热器15的电源的导通和切断也由控制装置CONT控制。
液滴喷出装置IJ在使液滴喷出头1和支撑基板P的搭载台7进行相对扫描的同时，向基板P喷出液滴。在此，在以下的说明中，以X轴方向为扫描方向，并以与X轴方向垂直的Y轴方向为非扫描方向。这样，液滴喷出头1的喷嘴，按一定间隔沿非扫描方向即Y轴方向排列设置。另外，在图3中，液滴喷出头1设置成与基板P的前进方向呈直角方向，但也可调整液滴喷出头1的角度，使其与基板P的前进方向相交。
这样，通过调整液滴喷出头1的角度，可调整喷嘴间的节距。另外，也可使能够对基板P与喷嘴面的距离进行任意调整。
图4为表示以压电方式喷出液体的原理图。
在图4中，与容纳液体材料(布线图案用墨、功能液等)的液体室21相邻设置着压电元件22。液体室21通过包含容纳液体材料的材料箱的液体材料供给系统23提供液体材料。
压电元件22与驱动电路24相连接，通过该驱动电路24向压电元件22施加电压使压电元件22变形，造成液体室21的变形，由喷嘴25将液体材料喷出。在此情况下，通过改变施加电压值来控制压电元件22的变形量。还有，通过改变施加电压的频率来控制压电元件22的变形速度。由于压电方式的液滴喷出不会对材料加热，具有不会对材料的组成造成影响的优点。
接下来，作为本发明的薄膜图案形成方法的实施方式的一个示例，参照图5详细说明在基板上形成导电膜布线的方法。
本实施方式的薄膜图案形成方法，是将上述布线图案用墨(布线图案形成材料)配置在基板上，在该基板上形成布线用的导电膜图案的方法，大体上由堤坝形成工序、残渣处理工序、疏液化处理工序、材料配置工序及中间干燥工序、烧结工序等构成。
以下，逐一对各工序进行详细说明。
(堤坝形成工序)
堤坝是作为分隔部件发挥作用的部件，堤坝的形成可采用光刻法、印刷法等任意方法进行。例如，在采用光刻法的情况下，通过旋转甩膜、喷射成膜、滚涂膜、模具成膜，浸渍成膜等规定方法，如图5A所示那样，在基板P上配合堤坝的高度涂布堤坝形成材料31，并在其上涂布抗蚀层。然后，配合堤坝形状(布线图案)进行相应的掩模处理，通过对抗蚀层进行曝光/显像，留下与堤坝形状相吻合的抗蚀层。最后，使用蚀刻法除去掩模以外部份的堤坝材料。另外，也可以形成以下层为无机物、以上层为有机物构成的2层以上的堤坝(凸部)。
这样，如图5B所示，以包围应形成布线图案的区域的周边的方式，以例如10～15μm的宽度突出设置堤坝B、B。
还有，在本示例中，如前面图1所示，由堤坝形成线状区域，并在与该线状区域的轴方向相关的规定位置上，形成比其他区域的宽度更宽的宽幅部。
另外，作为对基板P在有机材料涂布之前进行的表面改性处理，进行HMDS处理(将(CH3)3SiNHSi(CH3)3以蒸汽状进行涂布的方法)，在图5中省略了其图示。
(残渣处理工序(亲液化处理工序))
接下来，为了清除在形成堤坝时残留在堤坝间的抗蚀层(有机物)残渣，对基板P实施残渣处理。
作为残渣处理，可选择通过照射紫外线进行残渣处理的紫外线(UV)照射处理或在大气环境中以氧作为处理气体的O2等离子体处理等，而在此实施O2等离子体处理。
具体地讲，通过从等离子体放电电极对基板P照射等离子态氧来进行处理。O2等离子体处理的条件是，例如将等离子功率设定为50～1000W，氧气流量为50～100ml/min，基板P相对于等离子体放电电极的板输送速度为0.5～10mm/sec，基板温度为70～90℃。
另外，在基板P为玻璃基板的情况下，其表面对于布线图案形成材料具有亲液性。而如本实施方式的情况，通过残渣处理中实施的O2等离子体处理或紫外线照射处理，可提高基板表面的亲液性。
(疏液化处理工序)
接下来，进行对堤坝B的疏液化处理，使其表面具有疏液性。
疏液化处理可采用例如，在大气环境中进行以四氟化碳为处理气体的等离子体处理法(CF4等离子体处理法)。CF4等离子体处理的条件是，例如将等离子功率设定为50～1000W，四氟化碳气体流量为50～100ml/min，相对于等离子体放电电极的基体输送速度为0.5～1020mm/sec，基体温度为70～90℃。
另外作为处理气体，不仅限于四氟化碳，也可使用其他氟化碳类气体。
由这样的疏液化处理，向构成堤坝的树脂中导入含有氟的基，使堤坝B、B具有高疏液性。另外，作为上述亲液化处理的O2等离子体处理可在堤坝B形成之前进行，但由于在用O2等离子体进行的预处理时，堤坝B具有易被氟化(疏液化)的性质，在堤坝B形成之后再进行O2等离子体处理更为适宜。
另外，通过对堤坝B、B进行的疏液化处理，会对此前进行了亲液化处理的基板P的表面稍有影响，特别是在基板P由玻璃等构成的情况下，由于不产生由疏液化处理而引起的含氟的基的导入，因而基板P的亲液性、即浸润性实质上并未受到损害。
另外，也可以通过使用具有疏液性的材料(例如具有含有氟的基的树脂材料)形成堤坝B、B，省去该疏液化处理。
(材料配置工序及中间干燥工序)
接下来，使用如前面图3所示的液滴喷出装置IJ的液滴喷出法，将布线图案形成材料配置在基板P上的由堤坝B分隔的区域，即堤坝B、B间(由堤坝B形成的槽部)。另外，在本例中，作为布线图案用墨(功能液)，喷出将导电性微粒分散在溶剂(分散剂)中形成的分散液。在此使用的导电性微粒可以是含有金、银、铜、钯、镍中的任一种的金属微粒，除此以外还有，导电性聚合物和超导体的微粒等。
即在材料配置工序中，如图5C所示那样，从液滴喷出头1以液滴形式喷出含有布线图案形成材料的液体材料L，将该液滴配置在基板P上的堤坝B、B间。液体喷出条件是，例如，墨重量为4～7ng/dot，墨速度(喷出速度)为5～7m/sec。
此时，由于堤坝B、B对液体材料的配置区域进行分隔，所以可阻止该液体材料L在基板上铺展。
还有，如图5C所示那样，在相邻的堤坝B、B间的宽度W比液滴的直径D还窄的情况下(即液滴的直径D比堤坝B、B间的宽度W大)，如图5D的双点划线所示的那样，虽然液滴的一部分处于堤坝B、B之上，但由于毛管现象等，液体材料L仍会进入堤坝B、B间。在本例中，由于堤坝B、B被赋予疏液性，所以液体材料被堤坝B排斥，确实流入堤坝B、B间。
还有，由于基板P的表面被赋予亲液性，所以流入所述分隔区域的液体材料L在该区域内均匀铺展。因此，可形成线宽W比喷出液滴的直径D更窄的涂膜。
另外，在本示例中，如前面的图1和图2所示那样，液滴的击中间隔是在线状区域A内所述液滴之间击中后相连的间隔。在线状区域A的端部的液滴的击中位置，设定为从线状区域A的端部离开液滴的击中间隔的1/2以下。因此，液滴确实铺展至线状区域A的端部，在线状区域A对功能液L进行无间隙配置。
(中间干燥过程)
在基板P上配置液体材料之后，为清除分散剂和确保膜的厚度，必要时进行干燥处理。干燥处理除可采用例如加热基板P的通常用的加热板、电气炉等进行处理以外，也可采用灯退火处理来进行。对灯退火处理使用光的光源无特别限制，可采用红外线灯、氙灯、YAG激光、氩激光、二氧化碳激光、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等准分子激光作等为光源。一般来说，这些光源使用输出10W以上、5000W以下的范围，但在本实施方式中在100W以上、1000W以下的范围就足够。
(烧结工序)
为了使喷出工序后的干燥膜的微粒间进行良好电气接触，有必要将分散剂完全清除。还有，在为了提高分散性而在导电性微粒的表面包覆有机物等包覆材料的情况下，也有必要清除这些包覆材料。为此，对喷出工序后的基板进行热处理和/或光处理。
通常，热处理和/或光处理在大气中进行，但必要时也可在氮、氩、氦等惰性气体气氛中进行。热处理和/或光处理的处理温度，考虑到分散剂的沸点(蒸汽压)、气氛气体的种类及压力、微粒的分散性及氧化性等热性质、包覆材料的有无及用量、基材的耐热温度等因素后进行适当决定。
例如，为清除有机物形成的包覆材料，有必要在约300℃下进行烧结。在此情况下，例如，也可以在堤坝B及液体材料的干燥膜上预先涂布低熔点的玻璃等。
另外，在使用塑料等基板的情况下，最好在室温以上100℃以下进行处理。
由以上工序可确保喷出工序后的干燥膜的微粒间的电接触，如图5E所示那样，转变成导电膜(薄膜图案C)。
如上述说明所述，在本例的薄膜图案形成方法中，通过适当确定液滴的击中间隔和线状区域端部的液滴的击中位置，液滴确实铺展至线状区域端部，并在线状区域中对功能液进行无间隙配置。
因此，利用本发明的薄膜图案形成方法，可稳定地形成细线状的薄膜图案。
第2实施方式
以下，参照附图说明本发明的第2实施方式。
图6为概念性表示本发明的薄膜图案形成方法的图。
本发明的薄膜图案形成方法具有，在所述基板P上按规定图案形状形成对功能液具疏液性的疏液性膜F的疏液性膜形成工序，和在由所述疏液性膜F分隔的线状区域A内配置功能液L的材料配置工序。
疏液性膜F的形成方法可举出，例如在基板的表面形成自组织化膜的方法、等离子体处理法(等离子聚合法)、共析电镀法、和用金-巯基疏液化的手法等。例如，对基板的表面整体进行疏液性处理后，通过缓和应形成薄膜图案的区域的疏液性，赋予之亲液性(亲液化处理)，可在基板上形成规定图案形状的疏液性膜F。
或者，也可通过使用已作成规定图案形状的掩模、在基板表面进行疏液化，在基板上形成规定图案形状的疏液性膜F。
本发明中，与线状区域A中的基板P的表面相比，疏液性膜F表面的接触角较高，其差距例如为50度以上。
在本发明的薄膜图案形成方法中，在由疏液膜F分隔的线状区域A配置功能液L。该功能液L经过干燥等，在基板P上形成线状的薄膜图案C。在功能液L配置时，功能液L被疏液膜F围挡着，使功能膜对应于疏液膜F图案形状进行配置。在此情况下，由于薄膜图案C的形状是由疏液膜F决定的，例如疏液膜缩小线状区域A的宽度等，通过适当设定疏液膜F图案的形状，可实现薄膜图案的细微化、细线化。
在材料配置工序中，功能液L的液滴在基板P上以规定节距(击中间隔h)进行反复击中。作为功能液L的配置方法采用，例如液滴喷出法即所谓的喷墨法。用液滴喷出法，与用旋转甩膜法等其他的涂布技术相比，具有液体材料消耗中的浪费少，容易控制配置在基板上功能液的量和位置的优点。
在液滴喷出法中，使液滴喷出头和基板P作相对移动的同时，液滴在基板P上反复击中。通常，由于所述相对移动速度是一定的，在所述相对移动方向(图1的y方向)上，液滴的击中间隔h(即所谓喷出节距)一定。另外，用于液滴喷出法的液滴喷出装置稍后详细说明。
在本发明中，击中间隔h是在线状区域A内液滴击中后液滴之间相连的间隔，根据功能液L的特性(粘度等)、液滴的量、线状区域A的宽度、疏液性膜F或基板P的表面特性等适当地确定。在此情况下，击中在基板P上的液滴，由于毛细管现象等而在线状区域A内铺展，并与其他液滴结合。通过多个液滴结合，功能液L在线状区域A内填充。
而且，在材料配置工序中，线状区域A的端部的液滴的击中位置，从线状区域A的端部离开的距离Le为液滴击中间隔h的1/2以下。
如上所述那样，击中间隔h是在线状区域A内液滴之间击中后相连的间隔。在线状区域A内，液滴在一个方向(液滴的排列方向，例如图1中的+Y方向)，至少铺展击中间隔h的1/2距离。因此，从线状区域A的端部开始到液滴击中位置的距离Le，在击中间隔h的1/2以下，击中在该端部的液滴确实地扩展至线状区域A的端部。在线状区域A内，多个液滴结合，而且液滴铺展至线状区域A的端部，从而在线状区域A内对功能液进行无间隙配置。
在此，如图7所示那样，当线状区域A的长度为d、所述液滴的击中间隔为h、d除以h的余数为y时，最好线状区域A的端部的液滴的击中位置从线状区域A的端部离开的距离Le为y/2。
例如，当d＝270μm，h＝40μm时，d除以h所得余数y＝30μm。此时，通过使从线状区域A的端部到液滴击中位置的距离Le1、Le2为h/2(＝20μm)以下，液滴铺展至线状区域A的端部。并且，通过使该距离Le1、Le2为y/2(＝15μm)，从线状区域A的端部到液滴击中位置的距离Le1、Le2，在线状区域A的两端相等(Le1＝Le2)。在线状区域A的长度方向上，液滴均等分配，从而功能液L在线状区域A内能更加均匀地配置。
还有，作为线状区域A，最好使用宽度一定的构造，但本发明不仅限于此。即使线状区域的宽度部分不同，只要整体上一定即可。
回到图6，作为本发明的基板P可以列举出玻璃、石英玻璃、Si晶片、塑料薄膜、和金属板等各种物质。还有，也包括在这些各种材料基板的表面上形成以半导体膜、金属膜、介电体膜，有机膜等作为基底层的物质。
本发明的功能液L适用于各种物质，例如用含有导电性微粒的布线图案用墨。
布线图案用墨是由在分散剂中分散有导电性微粒的分散液形成的。
作为导电性微粒可采用，例如含有金、银、铜、钯、和镍中的任意一种金属微粒之外，还可使用其氧化物、导电性聚合物、和超导体的微粒等。
为了提高分散性，可采用在这些导电性微粒的表面包覆有机物等并使用。
导电性微粒的粒径范围最好在1nm以上0.1μm以下。若大于0.1μm，则后述的液滴喷出头的喷嘴可能会发生堵塞。若喷嘴小于1nm时，包覆剂相对于导电性微粒的体积比变大，得到的膜中有机物所占比例过多。
作为分散剂，如果是能将所述导电性微粒分散的材料，并不发生凝集，则不特别限定。分散剂除水以外还可以举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类物质，正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四碳烯、甲苯、二甲苯、甲基异丙基苯、均四甲苯、茚、二戊烯、四氢萘、十氢萘、环己基苯等碳氢化合物，还有二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲乙醚、双二甘醇二甲醚、双二甘醇二乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧乙基)乙醚、p-二噁烷等醚类化合物，除此之外还有，丙酸酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基磺酰胺、环己酮等极性化合物，等等。在这些物质中，从微粒的分散性和分散液的稳定性、以及应用于液滴喷出法(喷墨法)的难易等方面考虑，优选使用水、醇类、碳氢化合物、醚类化合物，就更适合的分散剂来说，可以举出使用水、碳氢化合物。
所述导电性微粒的分散液的表面张力宜在0.02N/m以上、0.07N/m以下的范围。利用液滴喷出法喷出液体时，若表面张力不到0.02N/m，会导致对墨组成物的喷嘴面的浸润性增大而产生喷墨轨迹弯曲的现象。但超过0.07N/m则会导致喷嘴前端的弯液面的形状不稳定而难以控制喷出量、喷出时机等。为了调整表面张力，可在不使所述分散液与基板的接触角大幅度变小的范围内，在所述分散液中微量添加氟类、硅类、非离子类等表面张力调节剂。非离子类的表面张力调节剂具有提高液体对基板的浸润性、改善膜的平整性、防止膜产生细微的凹凸等作用。在所述表面张力调节剂中，必要时也可含有醇、醚、酯、酮等有机化合物。
所述分散液的粘度在1mPa·s以上、50mPa·s以下为宜。使用液滴喷出法将液体材料作为液滴喷出时，若粘度小于1mPa·s，喷嘴周边部分易发生由于墨流出而被污染的情况，若粘度大于50mPa·s，喷嘴孔发生堵塞的频率升高而造成难以进行顺畅的液滴喷出。
作为液滴喷出法的喷出技术可举出如，带电控制方式、加压振动方式、电气机械转换方式、电热转换方式、静电吸引方式等。带电控制方式是，通过带电电极使材料带上电荷，并由偏向电极控制材料的飞行方向使其从喷嘴喷出。还有，加压振动方式是，向材料施加30kg/cm2左右的高压，使材料从喷嘴前端侧喷出，当不加控制电压时材料沿直线前进从喷嘴喷出，而施加控制电压时材料间发生静电排斥，材料飞散而不从喷嘴喷出。还有，电气机械转换方式是，利用压电元件接受脉冲电信号后产生变形的性质，利用压电元件的变形，通过可挠曲变形物质对贮存材料的空间施加压力，将材料从该空间压出从喷嘴喷出。
还有，电气热变换方式是，由设置在贮存材料的空间内的加热器使材料急剧气化产生气泡，由于气泡的压力将空间内的材料喷出。静电吸引方式是，对贮存材料的空间内施加微小压力，在喷嘴形成材料的弯液面，并在此状态下可施加静电引力来引出材料。还可用其他方式，例如用电场使流体的粘性变化的方式、通过电火花喷出材料的方式等技术。液滴喷出法具有可减少在材料使用上的浪费，而且可在所希望的位置上对所希望的量的材料进行准确配置的优点。还有，使用液滴喷出法喷出的液体材料(流体)一滴的量为例如1～300纳克。
在本发明的薄膜图案形成方法中，由于使用上述布线图案用墨，可形成具有导电性的薄膜图案。该导电性薄膜图案可作为布线适用于各种器件。
第3实施方式
接下来，作为本发明的薄膜图案形成方法的实施方式的一例，参照图8A～E详细说明在基板上形成导电膜布线的方法。
本实施方式的薄膜图案形成方法是将所述布线图案用墨(布线图案形成材料)配置在基板上，在该基板上形成布线用的导电膜图案的方法，大致由表面处理工序(疏液性膜形成工序)、材料配置工序及中间干燥工序、和热处理/光处理工序构成。
以下，对每个工序进行详细说明。
(表面处理工序)
表面处理工序大致分为对基板表面进行疏液化的疏液化处理工序、和对疏液化后的基板表面进行亲液化的亲液化处理工序。
在表面处理工序中，对形成导电膜布线的基板表面进行处理，使之对液体材料具有疏液性。具体地，进行表面处理，以使相对于含有导电性微粒的液体材料的规定接触角在60°以上，最好在90°以上110°以下的范围内。
作为控制表面的疏液性(浸润性)的方法可采用，例如在基板表面形成自组织化膜的方法、和等离子体处理法等。
在自组织化膜形成法中，在应形成导电膜布线的基板表面上形成由有机分子膜等组成的自组织化膜。
处理基板表面用的有机分子膜具有：能与基板结合的官能团、在其相反一侧的亲液基或疏液基等对基板表面进行改性(控制表面能)的官能团、和连接这些官能团的碳直链或部分分支的碳链，与基板结合后进行自组织化，形成分子膜，例如单分子膜等。
在此，所谓自组织化膜是由能与基板基底层等的构成原子反应的结合性官能团和除此之外的直链分子组成，由直链分子的相互作用、取向形成具有极高取向性的化合物而形成的膜。该自组织化膜是将单分子取向而形成的，能做成极薄的膜厚，而且在分子水平上形成均匀的膜。即由于在膜的表面具有相同的分子，因此能对膜表面赋予均匀且优良的疏液性和亲液性等。
作为具有所述高取向性的化合物，通过使用例如烷基氟硅烷，以使烷代氟基位于膜表面的方式，来使各化合物发生取向，形成自组织化膜并赋予膜表面均匀的疏液性。
作为形成自组织化膜的化合物，可以举出如十七烷基氟-1，1，2，2四氢癸基三乙氧基硅烷、十七烷基氟-1，1，2，2四氢癸基三甲氧基硅烷、十七烷基氟-1，1，2，2四氢癸基三氯硅烷、三癸基氟-1，1，2，2四氢辛基三乙氧基硅烷、三癸基氟-1，1，2，2四氢辛基三甲氧基硅烷、三癸基氟-1，1，2，2四氢辛基三氯硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等氟烷基硅烷(以下称“FAS”)。这些化合物可以单独使用、也可2种以上组合使用。
通过使用FAS，能获得与基板的紧密结合性和良好的疏液性。
FAS一般用结构式RnSiX(4-n)表示。在此，n表示1以上3以下的整数，X是甲氧基、乙氧基、卤素原子等水解基团。R是氟烷基，它具有(CF3)(CF2)×(CH2)y的结构(在此x表示0以上10以下的整数，y表示0以上4以下的整数)，在多个R或X与Si结合的情况下，R或X各自可全部相同、也可不同。以X表示的水解基通过水解形成硅烷醇，与基板(玻璃、硅片等)的基底的羟基反应，并以硅氧烷键与基板结合。另一方面，由于R表面有(CF2)等氟代基，将基板的基底表面改性为非浸润(低表面能)的表面。
由有机分子膜等构成的自组织化膜，将所述原料化合物和基板放入同一密闭容器中，在室温下放置约2～3天，从而在基板上形成。而且，通过将密闭容器整体保持在100℃，3小时左右就可在基板上形成。这些都是基于气相形成法，由液相也能形成自组织化膜。例如，将基板浸渍于含有原料化合物的溶液中，洗净、干燥后，在基板上形成自组织化膜。
还有，在形成自组织化膜之前，宜用紫外光照射基板表面，或用溶剂洗净，对基板表面进行预处理。
另一方面，在等离子体处理法中，在常压或真空中对基板进行等离子体照射。等离子体处理用的气体种类，可考虑到应形成导电膜布线的基板P的表面材质等而进行多种选择。作为处理气体可举出，例如四氟甲烷、全氟代正己烷、全氟代癸烷等。
还有，对基板P表面进行的疏液性加工处理，也可以把具有所要求的疏液性的薄膜，例如聚四氟乙烯加工后的聚酰亚胺薄膜等贴在基板上。另外，也可直接用高疏液性的聚酰亚胺薄膜直接作为基板。
这样，通过实施自组织化膜形成法、等离子体处理法，如图8A所示，对基板P整体表面进行疏液性加工。
接着，缓和应形成布线图案的区域(被涂布区域)的疏液性，赋予其亲液性(亲液化处理)，控制基板表面的浸润性。
以下，就亲液化处理进行说明。
亲液化处理可以举出采用例如波长为170～400nm紫外光照射的方法。
此时，可以利用对应于布线图案的掩模，以紫外光照射，在已进行疏液性加工的基板表面，仅对布线部分进行局部改性、缓和疏液性，进行亲液化处理。即，通过所述疏液化处理和亲液化处理，如图8B所示那样，在基板P上形成对应形成布线图案的位置赋予亲液性的被涂布区域H1、和围挡被涂布区域H1的疏液区域H2。
疏液性的缓和程度可用紫外光的照射时间来进行调整，也可以通过紫外光的强度、波长、和热处理(加热)等的组合来进行调整。例如，以被涂布区域H1的接触角在10°以下的条件照射紫外光，使相对于含有导电性微粒的液体材料的被涂布区域H1的接触角和疏液区域H2的接触角的差在50°以上。
亲液化处理的其他方法可举出以氧为反应气的等离子体处理。具体地讲，通过从等离子体放电电极向基板P上照射等离子态的氧来进行。O2等离子体处理的条件为，例如等离子体功率50～1000W，氧气流量50～100ml/min，基板P相对于等离子体放电电极的板输送速度为0.5～10mm/sec，基板温度设为70～90℃。
在此情况下，为了使被涂布区域H1相对于含有导电性微粒的液体材料的接触角为10°以下，可进行例如放慢基板P的输送速度，延长等离子处理时间等，对等离子体处理条件进行调整。
并且，作为其他亲液化处理，也可采用将基板暴露在臭氧气体中进行的处理。
通过以上表面处理工序，对布线图案形成材料具有疏液性的疏液性膜F以规定的图案在基板P上形成。
(材料配置工序和中间干燥工序)
接下来，如前面图3所示那样，采用液滴喷出装置IJ的液滴喷出法，将布线图案形成材料配置在基板P上由疏液性膜F分隔的区域。在本实施例中，作为布线图案用墨(功能液)，可将导电性微粒在溶剂中分散形成分散液并将分散液喷出。这里用的导电性微粒是含有金、银、铜、钯、和镍等中任何一种金属微粒，此外也可使用导电性聚合物或超导体的微粒等。
即在材料配置工序中，如图8C所示那样，从液滴喷出头1喷出含有布线图案形成材料的液体材料L的液滴，将该液滴配置到基板P上由疏液性膜F分隔的区域(图6所示线状区域A、图8B所示被涂布区域H1)。液滴喷出条件为，例如墨滴重量4～7ng/dot、喷墨速度(喷出速度)5～7m/sec。
这时，液体材料L被疏液性膜F排斥，配置到由疏液性膜F分隔的区域内。
还有，如图8C所示那样，由疏液性膜F分隔的区域的宽度W小于液滴直径D时(即液滴直径D大于分隔区域的宽度W)，如图8D的双点划线所示，液滴的一部分处于疏液性膜F上，由于毛细现象等，液体材料L进入由疏液性膜F分隔的区域。
由于赋予基板P的表面亲液性，所以流入所述分隔区域内的液体材料L在该区域内均匀地铺展。因此能形成线宽度W比喷出液滴直径D更窄的涂膜。
还有，在本例中，如前面图6和图7所示那样，液滴的击中间隔是在线状区域内所述液滴之间击中后相连接的间隔，线状区域A的端部的液滴击中位置设定为，从线状区域A的端部离开的距离为液滴击中间隔的1/2以下。因此，液滴确实地铺展到线状区域A的端部，能在线状区域A内对功能液L进行无间隙配置。
(热处理/光处理工序)
接着，在热处理/光处理工序中，除去在基板上配置的液滴中含有的分散剂或包覆材料。即为了使在基板上配置的导电膜形成用的液体材料的微粒间更好地进行电气接触，需要完全除去分散剂。还有，为了提高分散性而在导电性微粒的表面包覆有有机物等包覆材料的情况下，也需要除去该包覆材料。
热处理和/或光处理通常在大气中进行，但必要时也可在氮气、氩气、氦气等惰性气体气氛中进行。热处理和/或光处理的处理温度要考虑到分散剂的沸点(蒸汽压)、气氛气体的种类和压力、微粒的分散性、氧化性等热性质、包覆材料的有无及量的多少、基材的耐热温度等并适当地设定。
例如为了除去有机物形成的包覆材料，需要在大约300℃下进行烧结。另外，在使用塑料等基板的情况下，在室温以上100℃以下进行烧结为好。
热处理和/或光处理，除了例如利用加热板、电炉等加热装置进行的一般的加热处理之外，还可采用灯退火处理来进行。灯退火处理用的光源没有特别限定，可采用红外线灯、氙灯、YAG激光、氩激光、二氧化碳激光、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等准分子激光等光源。这些光源一般输出功率在10W以上5000W以下范围内，在本实施方式的例中，在100W以上1000W以下足够。
由所述热处理和/或光处理，基板上的涂布膜能确保微粒间的电气接触，如图8E所示那样，该膜转换成导电性膜(薄膜图案C)。
如以上说明那样，在本实施例的薄膜图案形成方法中，通过适当地设定液滴的击中间隔和线状区域端部的液滴击中位置，液滴确实地铺展到线状区域端部，在线状区域内对功能液进行无间隙配置。
因此，根据本发明的薄膜图案形成方法，能稳定地形成细线状的薄膜图案。
接下来，说明电光装置的一例即液晶显示装置。在此，作为液晶显示装置一种，举例说明TFT有源矩阵显示装置。
图9表示本发明的液晶显示装置的各构成要素，是从对向基板观察的平面图。图10是沿图9的H-H’线的剖面图。图11为在液晶显示装置的图像显示区域内以矩阵状形成的多个像素中的各种元件、布线等的等价电路图。图12是液晶显示装置的局部放大剖面图。而且，在以下说明中使用的各图中，为了使各层、各部件的大小达到便于在图纸上辩认的程度，各部件、各层以不同的比例表示。
在图9和图10中，本实施方式的液晶显示装置(电光装置)100中，用作为光硬化性密封材料的密封材料52将成对的TFT阵列基板10与对向基板20粘合在一起，将液晶50封入并保持在用该密封材料52分隔的区域内。密封材料52在基板面内区域形成封闭框状，无液晶注入口而且不留密封材料的密封痕迹。
在密封材料52的形成区域的内侧区域形成由遮光性材料构成的周边隔壁53。在密封材料52外侧区域，沿TFT阵列基板10的一边形成数据线驱动电路201及安装端子202，并沿与该边邻接的2边形成扫描线驱动电路204。在TFT阵列基板10剩下的一边，设置有用于连接在图像显示区域两侧设置的扫描线驱动电路204之间的多个布线205。还有，在对向基板20的角部的至少一处，配设有TFT阵列基板10与对向基板20间电气导通用的基板间电导通部件206。
还有，也可以不在TFT阵列基板10上形成数据线驱动电路201和扫描线驱动电路204，而例如通过各向异性导电膜，对配备有驱动用LSI的TAB(Tape Automated Bonding)基板和在TFT阵列基板10的周边部形成的端子群进行电气及机械连接。还有，在液晶显示装置100中，对应于使用的液晶50的种类，即TN(Twisted Nematic)模式、STN(Super TwistedNematic)模式等的动作模式、通常白模式/通常黑模式等，在规定方向配设相位差板、偏光板等，这里省略图示。
还有，在液晶显示装置100用于彩色显示的情况下，在对向基板20中，在与TFT阵列基板10的后述各像素电极对向的区域中，例如与其保护膜同时形成红色(R)、绿色(G)、蓝(B)的滤色片。
在具有这样构造的液晶显示装置100的图像显示区域中，如图1所示那样，以矩阵状构成多个像素100a的同时，这些像素100a的各个像素中，形成像素开关用的TFT(开关元件)30，供给像素信号S1、S2、…、Sn的数据线6a与TFT30的源极进行电连接。写入数据线6a的像素信号S1、S2、…、Sn可按该线顺序逐个供给，也可以对相邻接的多个数据线6a进行分组供给。还有，TFT30的栅极与扫描线3a电连接，在规定时机将扫描信号G1、G2、…、Gm按照线顺序依次脉冲加载在扫描线3a上。
像素电极19与TFT30的漏极电连接，通过仅在一定期间使开关元件TFT30处于导通状态，在规定时机将从数据线6a供给的像素信号S1、S2、…、Sn写入各像素。这样，通过像素电极19写入液晶的规定水平的像素信号S1、S2、…、Sn在与如图10所示的对向基板20的对向电极121之间保持一定期间。还有，为防止保持的像素信号S1、S2、…、Sn泄漏，附加有与在像素电极19和对向电极121之间形成的液晶电容并列的蓄积电容60。例如，像素电极19的电压由蓄积电容保持比源极电压加载的时间长3个数量级的时间。这样，能改善电荷的保持特性、得到对比度高的液晶显示装置100。
图12是具有平底栅极型TFT30的液晶显示装置100的局部放大剖面图。在构成TFT阵列基板10的玻璃基板P上，根据所述薄膜图案形成方法，形成作为导电性膜的栅极布线61。
在栅极布线61上，通过由SiNx构成的栅极绝缘膜62，对由非晶硅(a-Si)层构成的半导体层63进行叠层。与该栅极布线部分对向的半导体层63的部分作为沟道区域。在半导体层63上，叠层有用于实现欧姆接合的、由例如n+型a-Si层构成的接合层64a与64b，在沟道区域的中央部分的半导体层63上形成保护沟道用的、由SiNx构成的绝缘性抗蚀膜65。还有，在这些栅极绝缘膜62、半导体层63及抗蚀膜65上，在蒸镀(CVD)后进行抗蚀层涂布、感光、显像、光刻，从而形成如图所示的图案。
还有，接合层64a、64b及由ITO构成的像素电极19也同样在形成膜的同时，进行光刻，从而如图所示形成图案。然后，在像素电极19、栅极绝缘膜62以及抗蚀膜65上分别突出设置堤坝66…，在这些堤坝66…之间，用上述液滴喷出装置IJ喷出银化合物，从而形成源极线和漏极线。
在本实施方式的液晶显示装置中，用所述薄膜图案形成方法能高精度稳定地形成微细化、细线化的导电膜，因而具有高品质和高性能。
还有，作为本发明的器件(电光装置)，除了上述之外，还可通过在PDP(等离子体显示面板)、基板上形成的小面积薄膜上流过与膜面平行的电流，适用于利用电子发射产生的现象的表面传导型电子发射元件等。
图13是具有平底栅极型TFT30的液晶显示装置100的局部放大剖面图，本实施方式中，在平底栅极型的像素开关用TFT30的上方构筑有蓄积电容60。更具体地说，在TFT阵列基板10(相当于上述布线图案形成方法中的基板P)上，从扫描线3a开始沿数据线6a在基板上突出的栅电极203a部分上，通过栅极绝缘膜42叠层有半导体层210a。与该栅电极203a的部分对向的半导体层210a的部分为沟道区域。在半导体层210a上，源电极204a及漏电极204b与数据线6a由同一膜形成。在源电极204a、漏电极204b、和半导体层210a之间，分别叠层有用于实现欧姆接合的、例如由n+型a-Si(非晶硅)层构成的接合层205a和205b，在沟道区域中央部的半导体层210a上形成保护沟道用的绝缘性抗蚀膜208。在漏电极204b的端部上，通过层间绝缘膜212叠层有岛状电容电极222，进而在电容电极222上，通过介电体膜221叠层有电容线3b(固定电位侧电容电极)。然后，电容线3b在图像显示区域内以条纹状延伸，一直延伸到图像显示区域外，降低为固定电位。
在蓄积电容60的上方配置有像素电极19，在电容线3b和像素电极19之间叠层有层间绝缘膜。通过在层间绝缘膜216上开口的接触孔217，像素电极19和电容电极222相连接，电容电极222为像素电极电位。然后，在电容电极222中，在相当于TFT30的沟道区域的上方的区域设有孔状的开口部222a。
本实施方式的液晶显示装置，用所述薄膜图案形成方法能高精度稳定地形成微细化、细线化的导电膜，因而具有高品质和高性能。
还有，虽然在所述实施方式中为采用以TFT30作为液晶显示装置100的驱动用开关元件的构成，但是除液晶显示装置以外，还可适用于例如有机EL(Electron luminescence)显示器件。有机EL显示器件具有用阴极和阳极包挟含有萤光性的无机和有机化合物的薄膜的构成，是通过在所述薄膜内注入电子及空穴(Hole)并激励来生成激子(Exciton)、利用该激子再结合时光的放出(萤光、磷光)而发光的元件。然后，在具有所述TFT30的基板上，在有机EL显示元件用的萤光性材料中，将呈现红色、绿色、蓝色的各发光色的材料，即发光层形成材料和形成空穴注入/电子输送层的材料作为墨，并各自形成图案，从而能够制造自发光全色EL器件。在本发明的器件(电光装置)的范围内包含这种有机EL装置。
图14为由所述液滴喷出装置100制造了一部分构成要素的有机EL装置的侧面剖面图。参照图14说明有机EL装置的概略构成。
在图14中，有机EL装置401是在由基板411、电路元件部421、像素电极431、堤坝部441、发光元件451、阴极461(对向电极)、以及密封基板471构成的有机EL元件402上，连接着挠性基板(未图示)的布线和驱动IC(未图示)的装置。电路元件部421是在基板411上形成作为有源元件的TFT60，多个像素电极431在电路元件部421上整齐排列而成的部件。而且，构成TFT60的栅极布线61是用上述实施方式的布线图案的形成方法来形成的。
在各像素电极431间，以格子状形成堤坝部441，在由堤坝部441产生的凹部开口444上形成发光元件451。还有，发光元件451由红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件组成。由此，有机EL装置401实现全彩色显示。阴极461在堤坝部441和发光元件451的上部整个面上形成，在阴极461上叠层有密封用基板471。
含有有机EL元件的有机EL装置401的制造过程包括，形成堤坝部441的堤坝部形成工序、为适当形成发光元件451而进行的等离子体处理工序、形成发光元件451的发光元件形成工序、形成阴极461的对向电极形成工序、和在阴极461上叠层并密封密封用基板471的密封工序等。
发光元件形成工序是通过在凹部开口444，即像素电极431上形成空穴注入层452和发光层453来形成发光元件451的，它具有空穴注入层形成工序和发光层形成工序。而且，空穴注入层形成工序具有，在各像素电极431上喷出形成空穴注入层452用的液状体材料的第1喷出工序、和干燥喷出的液体材料并形成空穴注入层452的第1干燥工序。还有，发光层形成工序具有，在空穴注入层452上喷出形成发光层453用的液状体材料的第2喷出工序、和干燥喷出的液体材料并形成发光层453的第2干燥工序。并且，发光层453如上所述由对应于上述的红、绿、蓝三色的材料形成3种结构，因此所述第2喷出工序由分别喷出三种材料用的三个工序构成。
在该发光元件形成工序中，空穴注入层形成工序中的第1喷出工序、和发光层形成工序中的第2喷出工序能利用所述液滴喷出装置100。
还有，作为本发明的器件(电光装置)，除了上述之外，还可通过在PDP(等离子体显示面板)、基板上形成的小面积薄膜上流过与膜面平行的电流，适用于利用电子发射产生的现象的表面传导型电子发射元件等。
接下来，说明将由本发明的薄膜图案的形成方法形成的薄膜图案应用于等离子体型显示装置的例子。
图15为表示本实施方式的等离子体型显示装置500的分解立体图。
等离子体型显示装置500包含相互相对配置的基板501、502，和在这些基板之间形成的放电显示部510等。
放电显示部510是多个放电室516的集成体。在多个放电室516内成对配置红色放电室516(R)、绿色放电室516(G)、和蓝色放电室516(B)等3个放电室516来构成1个像素。
在基板501的上面按规定间隔形成条纹状的地址电极511，并以覆盖地址电极511和基板501的上面的方式形成介电体层519。
在介电体层519中，形成位于地址电极511、511间、且沿各地址电极511的间隔壁515。间隔壁515包括与地址电极511的宽度方向左右两侧邻接的间隔壁、和沿与地址电极直交方向延伸设置的间隔壁。还有，对应于由间隔壁515隔开的长方形区域而形成放电室516。
还有，在由间隔壁515分隔的长方形状区域的内侧配置有萤光体517。萤光体517为发出红色、绿色、蓝色中的任何一个荧光的结构，在红色放电室516(R)的底部配置红色荧光体517(R)，在绿色放电室516(G)的底部配置绿色荧光体517(G)，在蓝色放电室516(B)的底部配置蓝色荧光体517(B)。
另一方面，在基板502上，在与前面的地址电极511直交的方向上，多个显示电极512按规定间隔形成条纹状。而且以覆盖这些电极的方式形成由介电体层513及MgO等构成的保护膜514。
基板501和基板502以使所述地址电极511…和显示电极512…相互直交的方式相互对向粘合。
所述地址电极511和显示电极512与未图示的交流电源连接。通过对各电极通电，放电显示部510中的荧光体517被激励发光，能实现彩色显示。
在本实施方式中，由于所述地址电极511和显示电极512分别是由所述布线图案形成方法来形成的，所以能实现小型、薄型化，能得到不产生断线等问题的高品质等离子体型显示装置。
还有，在所述实施方式中，使用本发明的图案形成方法来形成TFT(薄膜晶体管)的栅极布线，但是也能制造源电极、漏电极、像素电极等其他构成要素。以下，参照图16～图19，说明作为有源矩阵型基板的一种的TFT基板的制造方法。
如图16所示，首先，在洗净的玻璃基板610的上面，用光刻法形成设置1像素节距的1/20～1/10的槽611a用的第1层堤坝611。该堤坝611形成后必须具有光透过性和疏液性，该材料可适用聚丙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、和密胺树脂等高分子材料。
为使形成后的堤坝611具有疏液性，需要进行CF4等离子体处理等(用含氟元素气体的等离子体处理)。也可用堤坝611的材料本身预先填充疏液成分(含氟的基等)来代替等离子体处理。这样可省去CF4等离子体处理等。
优选如以上所述疏液化后的堤坝611相对于喷出墨的接触角确保在40°以上，另外对玻璃面的接触角确保在10°以下。即，本发明的发明者们从试验确认的结果，例如相对于导电性微粒(十四烷溶剂)的处理后的接触角，在采用聚丙烯树脂类作为堤坝611的材料的情况下，能够确保为大约54.0°度(未处理时在10°以下)。并且，这些接触角是在等离子体功率为550W的条件下，以0.1L/min供给四氟甲烷气体的处理条件下得到的结果。
在紧接着所述第1层堤坝形成工序的栅极扫描电极形成工序(第1次的导电性图案形成工序)中，为使在由堤坝611分隔的描绘区域、即所述槽611a内部充满液滴，通过将含有导电性材料的液滴以喷墨形式喷出来形成栅极扫描电极612。这样，在形成栅极扫描电极612时，本发明的图案形成方法也适用。
此时，作为导电性材料可适当采用Ag、Al、Au、Cu、Pa、Ni、W-Si、和导电性聚合物等。这样形成的栅极扫描电极612由于预先赋予堤坝611充分的疏液性，故能够不从槽611a露出而形成微细的布线图案。
由以上工序，在基板610上形成具有由堤坝611和栅极扫描电极612形成的平坦表面的第1导电层A1。
还有，为在槽611a内获得良好的喷出效果，如图16所示那样，宜将该槽611a的形状做成正锥形(对着喷出处张开方向的锥形)。这样，喷出的液滴能充分深入内部。
接着，如图17所示那样，用等离子体CVD法进行栅极绝缘膜613、活性层621、和接触层609的连续成膜。通过改变原料气体和等离子体处理条件，形成氮化硅膜作为栅极绝缘膜613、非晶硅膜作为活性层621、和n+硅膜作为接触层609。在用CVD法形成的情况下，需要300℃～350℃的热滞后，但通过将无机类的材料作为堤坝使用，就可避免透明性、耐热性的问题。
在所述半导体层形成工序之后的第2层堤坝形成工序中，如图18所示那样，在栅极绝缘膜613的上面，用光刻法形成设置以1像素节距的1/20～1/10且与所述槽611a交叉的槽614a用的第2层堤坝614。该堤坝614形成后必须具有光透过性和疏液性，该材料可适用聚丙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、和密胺树脂等高分子材料。
为使形成后的堤坝614具有疏液性，需要进行CF4等离子体处理等(用含氟元素气体的等离子体处理)。也可用堤坝614的材料本身预先填充疏液成分(含氟的基等)来代替等离子体处理。这样可省去CF4等离子体处理等。
如以上所述疏液化后的堤坝614的、相对于喷出墨的接触角最好确保在40°以上。
在所述第2层堤坝形成工序之后的源极·漏电极形成工序(第2次导电性图案形成工序)中，为使在由堤坝614分隔的描绘区域、即所述槽614a内部充满液滴，将含有导电性材料的液滴以喷墨形式喷出，如图19所示那样，来形成与所述栅极扫描电极612交叉的源电极615和漏电极616。这样，在形成源电极615和漏电极616时，适用本发明的图案形成方法。
此时，作为导电性材料可适当采用Ag、Al、Au、Cu、Pa、Ni、W-Si、和导电性聚合物等。这样形成的源电极615和漏电极616由于预先赋予堤坝614充分的疏液性，所以能够不从槽614a露出而形成微细的布线图案。
而且，以填埋配置有源电极615和漏电极616的槽614a的方式配置绝缘材料617。由以上工序，在基板610上形成由堤坝614和绝缘材料617构成的平坦上表面620。
然后，在绝缘材料617上形成接触孔619的同时，在上表面620上形成已图案化的像素电极(ITO)618，通过接触孔619连接漏电极616和像素电极618来形成TFT。
图20为表示液晶显示装置的其他实施方式的图。
如图20所示的液晶显示装置(电光装置)901大致具有彩色液晶面板(电光面板)902、和与液晶面板902连接的电路基板903。而且，必要时在液晶面板902上附设背光等照明装置和其他附属设备。
液晶面板902具有由密封材料904粘结的一对的基板905a和基板905b，在这些基板905a和基板905b之间形成的间隙、即所谓的单元间隙(Cell Gap)中封入液晶。这些基板905a和基板905一般采用透光性材料，例如玻璃、合成树脂等形成。偏光板906a和另外1枚偏光板贴附在基板905a和基板905b的外侧表面上。还有，在图20中另外1枚偏旁光板没有图示出来。
还有，在基板905a的内侧表面形成电极907a，在基板905b的内侧表面形成电极907b。这些电极907a、907b形成条纹状或文字、数字、或其他适当的图案形状。
还有，这些电极907a、907b由例如ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)等透光性材料形成。基板905a具有对于基板905b突出的突出部，在该突出部形成多个端子908。这些端子908，在基板905a上形成电极907a的同时，与电极907a同时形成。因此，这些端子908由例如ITO形成。在这些端子908中，包括从电极907a一体延伸的端子，和通过导电材料(未图示)与电极907b连接的端子。
在电路基板903中，在布线基板909上的规定位置安装有作为液晶驱动用IC的半导体900。还有，虽然没有图示，但可以在安装半导体元件900的部位以外的部位的规定位置，安装电阻、电容器、和其他芯片零件。通过将在例如聚酰亚胺等具可挠曲性的底部基板911上形成的Cu等金属膜进行图案化来形成布线图案912，制造布线基板909。
在本实施方式中，液晶面板902中的电极907a、907b和电路基板903的布线图案912是用所述器件的制造方法形成的。
根据本实施方式的液晶显示装置，能得到消除了电气特性的不均匀性的高品质的液晶显示装置。
还有，虽然所述例子是无源型液晶面板，但也可作为有源矩阵型液晶面板。即，在一方的基板上形成薄膜晶体管(TFT)，在各TFT上形成像素电极。还有，可如上所述利用喷墨技术来形成与各TFT电连接的布线(栅极布线、源极布线)。另一方面，在对向基板上形成对向电极等。本发明也能应用于这样的有源矩阵型液晶面板。
接下来，说明将用本发明的薄膜图案形成方法形成的薄膜图案应用于天线电路中的例子。
图21表示本实施方式例的非接触型卡介质，非接触型卡介质700，在由卡基体702和卡罩18构成的框体内置有半导体集成电路芯片708和天线电路712，利用未图示的外部的发送接收器和电磁波或静电电容结合的至少一方进行供给电力或数据传递中的至少一方。
在本实施方式中，所述天线电路712是基于本发明的薄膜图案形成方法形成的。因此，能实现所述天线电路712的微细化和微线化，能得到高质量和高性能。
接着，说明本发明的电子设备的具体例子。
图22A为表示手机的一例的立体图。在图22A中，1600表示手机本体，1601表示具有所述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。
图22B为表示文字处理机、个人计算机等便携式信息处理器件一例的立体图。在图22B中，1700表示信息处理装置，1701表示键盘等输入部，1703表示信息处理本体，1702表示具有所述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。
图22C为表示手表型电子设备的一例的立体图。在图22C中，1800表示手表本体，1801表示具有所述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。
图22A～C所示的电子设备，具有所述实施方式的液晶显示装置，所以能得到高的质量和性能。
还有，本实施方式的电子设备为具有液晶装置的设备，但也可以为具有有机场致发光(Electron Luminescence)显示装置、等离子体型显示装置等其他电光装置的电子设备。
以上，参照附图说明了本发明的适宜的实施方式，但本发明当然不局限于这些实施例。在所述例中所示的各构成部件的各种形状和组合等仅为一例，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以根据设计要求等进行各种变更。
本申请根据2003年5月28日提出申请的日本国专利申请第2003-151288号、在2003年5月28日提出申请的日本国专利申请第2003-151289号、以及在2004年3月29日提出申请的日本国专利申请第2004-095975号主张优先权，在此引用其内容。

Claims (14)

1.一种薄膜图案形成方法，是在基板上形成薄膜图案的方法，其特征在于，
具有在所述基板上形成堤坝的工序，和
将功能液的液滴击中在所述基板上，在由所述堤坝分隔的区域内配置所述功能液的工序；
设定所述液滴的击中间隔，以使在所述区域内，所述液滴之间在击中后相互连接；
所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的1/2以下的距离的位置。
2.根据权利要求1所述的薄膜图案形成方法，其特征在于，
将所述区域的长度设为d，所述液滴的击中间隔设为h，用h除d所得的余数设为y时，所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的y/2的距离的位置。
3.根据权利要求1所述的薄膜图案形成方法，其特征在于，
所述功能液含有导电性微粒。
4.根据权利要求1所述的薄膜图案形成方法，其特征在于，
所述功能液通过加热或光照射产生导电性。
5.一种器件制造方法，是在基板上形成薄膜图案而构成的器件的制造方法，其特征在于，
利用权利要求1所述的薄膜图案形成方法，在所述基板上形成所述薄膜图案。
6.根据权利要求5所述的器件制造方法，其特征在于，
所述薄膜图案构成在所述基板上设置的开关元件的薄膜图案部分。
7.一种薄膜图案形成方法，是在基板上形成薄膜图案的方法，其特征在于，具有
在所述基板上按规定的图案形状形成对功能液具有疏液性的疏液性膜的工序，和
在由所述疏液性膜分隔的区域内配置所述功能液的工序；
设定所述液滴的击中间隔，以使在所述区域内，所述液滴之间击中后相互连接；
所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的1/2以下的距离的位置。
8.根据权利要求7所述的薄膜图案形成方法，其特征在于，
将所述区域的长度设为d，所述液滴的击中间隔设为h，用h除d所得的余数设为y时，所述区域端部的所述液滴的击中位置，处于从所述区域端部离开所述液滴的击中间隔的y/2的距离的位置。
9.根据权利要求7所述的薄膜图案形成方法，其特征在于，
所述功能液含有导电性微粒。
10.根据权利要求7所述的薄膜图案形成方法，其特征在于，
所述功能液通过加热或光照射产生导电性。
11.一种器件制造方法，是在基板上形成薄膜图案而构成的器件的制造方法，其特征在于，
利用权利要求7所述的薄膜图案形成方法，在所述基板上形成所述薄膜图案。
12.根据权利要求11所述的器件制造方法，其特征在于，
所述薄膜图案构成在所述基板上设置的开关元件的薄膜图案部分。
13.一种有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，具有
在基板上形成栅极布线的第1工序，
在所述栅极布线上形成栅极绝缘膜的第2工序，
在所述栅极绝缘膜上叠层半导体层的第3工序，
在所述栅极绝缘膜上形成源电极和漏电极的第4工序，
在所述源电极和所述漏电极上配置绝缘材料的第5工序，和
形成与所述漏电极电连接的像素电极的第6工序；
在所述第1工序、所述第4工序、和所述第6工序中的至少一个工序，使用权利要求1所述的薄膜图案形成方法。
14.一种有源矩阵基板的制造方法，其特征在于，具有
在基板上形成栅极布线的第1工序，
在所述栅极布线上形成栅极绝缘膜的第2工序，
在所述栅极绝缘膜上叠层半导体层的第3工序，
在所述栅极绝缘膜上形成源电极和漏电极的第4工序，
在所述源电极和所述漏电极上配置绝缘材料的第5工序，和
形成与所述漏电极电连接的像素电极的第6工序；
在所述第1工序、所述第4工序、和所述第6工序中的至少一个工序，使用权利要求7所述的薄膜图案形成方法。
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