JP2003058077A - ミクロファブリケーション用基板、その製造方法および像状薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細素子の製作に際してフォトリソグラフィ
によるパターニングを施すことなく、低コストで簡易に
半導体素子、集積回路、画像ディスプレー用デバイス等
の微細素子を作製するための基板、該基板の作製方法、
及び該基板を用いる薄膜形成方法を提示すること。 【解決手段】 少なくとも活性光の照射又は熱の印加に
よって親水性化する表面を有する原板にパターン状又は
逆パターン状の活性光照射又は熱印加を行って親水性化
することによって、所定の流動体に対して親和性のない
非親和性領域中に規則的に配列した複数の微小親和性領
域を設け、該規則的に配列した複数の微小親和性領域に
またがる一定の面積に、前記流動体を連続して受容可能
としたことを特徴とするミクロファブリケーション用基
板及びその基板を用いる薄膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、集積
回路、画像ディスプレー用デバイス等の微細素子の製作
に代表されるマイクロファブリケーションに用いる基
板，その製造方法、及びその基板上の像状薄膜形成方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在半導体素子等の微細素子が，種々の
応用分野に広く用いられている。例えば、平面ディスプ
レイの代表格である液晶デイスプレイ（ＬＣＤ）をはじ
め、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ）、電気泳動ディ
スプレイなどの各種電子画像ディスプレーは、薄膜トラ
ンジスタ素子(以後ＴＦＴともいう)などの半導体デバイ
スが画像の取りこみ、操作、出力を演じている。ＬＣＤ
とＯＥＬＤの駆動にはアクティブマトリックス（ＡＭ）
駆動が主流技術であり、高画質が得られているのは周知
のとおりである。また電気泳動ディスプレイにおいても
ＡＭ駆動法ディスプレイが最近発表され、精細な画像が
得られている。ＡＭ駆動法は各画素にトランジスタとキ
ャパシターを配置して、特定の画素の選択性を高め、画
像を一定期間保持する機能を持つ。

【０００３】現在半導体素子等の微細素子のマイクロフ
ァブリケーション、例えばＴＦＴの製造、には、真空装
置内での蒸着やスパッタリング手法によって素子の構成
部材の薄膜を形成させ、それをフォトリソグラフィー法
でパターニングして素子を作製している。装置類はクリ
ーンルーム内におかれ、作業もその中で行われる。結果
として、工場の設立には多額の投資が必要になり、材料
やエネルギー効率は必ずしも高くなく、これら半導体デ
バイスの高コスト要因となっている。従って、今後の表
示体産業あるいは環境問題を考えた場合、半導体デバイ
ス類の製造時の製造エネルギー・材料をいかに低減し、
低コスト化するかは緊急の課題となっている。

【０００４】この課題に対処して、従来の薄膜製造プロ
セスに替わり、液体材料をインクジェットプリンティン
グやコンタクトプリンティングの手法を用いてダイレク
トにパターニングする新しい薄膜形成プロセスが試みら
れていて、従来の薄膜製造プロセスに比べて使用材料と
使用エネルギーを低減できることが示されている。例え
ば、有機ＥＬの画素形成にインクジェットプリンティン
グを適用するために、高分子系有機ＥＬ材料をインク化
し、基板表面をインク受容性にして、該ＥＬ材料を用い
てインクジェット描画を行なうことによって精度が１ミ
クロンオーダのアライメントが可能なインクジェットに
よるＯＥＬＤの製造が提案されている（特開平１０−０
１２３７７号公報）。

【０００５】また、ＴＦＴの製作に関して、まず基板上
にポリイミド（ＰＩ）などのセパレータをフォトリソグ
ラフィ法で形成しておき、このセパレータによってイン
ク液の広がりを抑止しながら、導電性インクを用いてイ
ンクジェット方式で描画することによってソース電極と
ドレイン電極を形成し、次いで半導体層と絶縁層をスピ
ンコート法で形成し、最後にゲートをインクジェット法
で描面することによってＴＦＴを常圧・常温の空気中で
簡易に作製できる方法も提示されている（高分子学会、
印刷・情報記録・表示研究会講座講演要旨集１頁，２００
１年２月２２-２３日）。

【０００６】これらの技術は、インクジェット描画方式
を利用することによって、ＴＦＴなどの電子デバイスの
マイクロファブリケーションが低コストかつ簡易化でき
ることを具体的に示しているが、なお描画に先だってプ
ラズマ処理を施したり、依然として多少のフォトリソ技
法によるパターニングを行なうなどの操作が必要であ
り、これらの操作による素子の汚れリスクもあって、簡
易化と低コスト化を含む更なる改良が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した背景に基づくものであり、マイクロファブリケーシ
ョンすなわち半導体素子、集積回路、画像ディスプレー
用デバイス等の微細素子の製作に際してフォトリソグラ
フィによるパターニングを施すことなく、低コストで簡
易に微細素子を作製する方法を提示することである。具
体的には、そのための基板、該基板の作製方法、及び該
基板を用いるパターン形成方法を提示することである。
例えばＴＦＴの作成を例として説明すれば、従来のよう
に真空装置内でデバイス材料の薄膜を形成させたり、そ
れをフォトリソグラフィー法でパターニング後、現像
し、エッチングするなどの工程を廃止し、極めて安価で
生産性の高い製作方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
に対して基板の極性変化を利用した像形成方法の半導体
素子及びその基板作製への適用可能性を鋭意検討した結
果，新たな像状液膜形成方法の着想を得て、それに基づ
いて下記の本発明に到達した。すなわち、本発明は下記
のとおりである。

【０００９】１．活性光の照射又は熱の印加によって親
水性化する表面を有する原板にパターン状又は逆パター
ン状の活性光照射又は熱印加を行って親水性化すること
によって、所定の流動体に対して親和性のない非親和性
領域中に、所定の流動体に対して親和性のある該パター
ンに対応して規則的に配列した複数の微小親和性領域を
設け、該規則的に配列した複数の微小親和性領域の一定
の面積にまたがって、前記流動体を連続して受容可能と
したことを特徴とするミクロファブリケーション用基
板。

【００１０】２．所定の流動体に対して親和性のある微
小領域の水に対する接触角と該微小領域に接する非親和
性領域の水に対する接触角の差が少なくとも２０度であ
ることを特徴とする上記１に記載のミクロファブリケー
ション用基板。

【００１１】３．所定の流動体に対して親和性のある複
数の微小領域が互いに少なくとも１点で接触しているこ
とを特徴とする上記１又は２に記載のミクロファブリケ
ーション用基板。

【００１２】４．基板の表面に設けられた活性光の照射
又は熱の印加によって親水性化する材料が、ＴｉＯ₂、
ＲＴｉＯ₃（Ｒはアルカリ土類金属原子）、ＡＢ_2-xＣ_x
Ｄ_3-xＥ_xＯ₁₀（Ａは水素原子またはアルカリ金属原子、
Ｂはアルカリ土類金属原子または鉛原子、Ｃは希土類原
子、Ｄは周期律表の５Ａ族元素に属する金属原子、Ｅは
同じく４Ａ族元素に属する金属原子、ｘは０〜２の任意
の数値を表す）、ＳｎＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＧｅＯ
₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、およびＦｅＯ_y（ｙは１．０〜
１．５）から選ばれる金属酸化物の少なくとも１つによ
って構成されていることを特徴とする上記１〜３のいず
れか１項に記載のミクロファブリケーション用基板。

【００１３】５．所定の流動体に対して親和性のある微
小領域を原板表面に形成する前に、該表面が疎水化処理
されていることを特徴とする上記１〜４のいずれか１項
に記載のミクロファブリケーション用基板。

【００１４】６．活性光の照射又は熱の印加によって親
水性化する表面を有する原板上にパターン状又は逆パタ
ーン状の活性光照射又は熱印加を行って親水性化するこ
とによって、所定の流動体に対して親和性のない非親和
性領域中に、所定の流動体に対して親和性のある該パタ
ーンに対応して規則的に配列した複数の微小親和性領域
を設け、該規則的に配列した複数の微小親和性領域の一
定の面積にまたがって、前記流動体を連続して受容可能
としたミクロファブリケーション用基板の製造方法であ
って、該活性光の照射又は熱の印加が、光源と該原板と
の間にフォトマスクを介してなされる活性光の照射、レ
ーザー光の間歇発光による走査露光、熱ヘッドの走査に
よる熱の印加及び光熱変換性の輻射線の照射のいずれか
によって行われることを特徴とするミクロファブリケー
ション用基板の製造方法。

【００１５】７．前記所定の流動体が親水性であって、
活性光の照射又は熱の印加がなされた領域が所定の流動
体に対して親和性のある微小領域を形成することを特徴
とする上記６に記載のミクロファブリケーション用基板
の製造方法。

【００１６】８．前記所定の流動体が疎水性であって、
活性光の照射又は熱の印加がなされた領域が、所定の流
動体に対して親和性のある微小領域を取り囲む親水性領
域を形成することを特徴とする上記６に記載のミクロフ
ァブリケーション用基板の製造方法。

【００１７】９．上記１〜５のいずれか１項に記載のミ
クロファブリケーション用基板に像状薄膜を形成する像
状薄膜形成方法であって、所定の流動体の液滴を吐出可
能に設けられたインクジェット式記録ヘッドを該基板上
で相対移動させながら、該インクジェット式記録ヘッド
の噴射ノズルから該流動体の液滴を吐出させて描画を行
なうことにより、該基板上に該流動体の像状薄膜を形成
させることを特徴とする像状薄膜形成方法。

【００１８】

【発明の実施の形態】Ｉ．極性パターン形成方法 本発明は、発明者が見出した現象、すなわち原板上にイ
ンク流体に対して親和性のある親和性微小領域をパター
ン状に設けた基板では、着弾したインク流体の液滴が基
板上の親和性の領域を越えて広がることが基本的にはで
きないことと、液滴が親和性微小領域に受容しきれない
過剰量であっても隣接する親和性微小領域への広がりは
最小限にとどまること、に基づいている。この現象を利
用することによって、インクジェット方式によって基板
上に描画されたインク流体は、基板上を広がることが抑
止されて優れた解像性を持つ像状インク流体層が形成さ
れ、インク流体が半導体素子の薄膜構成材料を含むもの
であれば、微細構造の像状薄膜をフォトリソグラフィの
手法を用いることなく、簡易に形成させることが可能と
なる。はじめに、上記の現象と本発明とのつながりを含
めて、極性パターンの形成方法から説明する。なお、以
下の本発明の詳細の説明には、ＴＦＴの作製を例にして
記述することが多いが、本発明はＴＦＴの作製に限定さ
れるものではない。

【００１９】上記したように、活性光の照射又は熱の印
加によって親水性化する材料を表面に有する原板上に、
活性光でパターン状に露光して親水性領域の微小領域の
規則的な配列パターンを形成させた後、親水性インク流
体の液滴を活性光照射領域にインクジェット法によって
吐出させると、驚くべきことに、付着した水性インク流
体は表面張力により親和性領域（照射領域）には容易に
広がるが、隔壁物質がないにもかかわらずインクに非親
和性の領域（非照射領域）には拡がることができず、露
光パターンに応じた精細なインク画像が形成される。

【００２０】本発明は、この現象を利用してなされたも
のであることを、図１によって説明する。図１は、原板
上に活性光のパターン状照射を行なって親水性微小領域
の規則的な配列パターンを形成させた本発明のミクロフ
ァブリケーション用基板に親水性インク流体の吐出を行
なった状態を示す説明図である。図１において、基板１
１は、表面が光又は熱の作用（光照射の場合で説明を行
なうが、熱の作用の場合も同じである）によって親水性
となる表面を有する原板１２に極性変化パターンが施さ
れた構成となっている。図の左端では、光照射によって
親水性となった照射領域１３と光照射を受けず疎水性の
ままの周辺領域(非照射領域)１４からなる基板１１の表
面を示している。その右には照射領域１３に親水性イン
ク流体の液滴１６が吐出された状態を示し，さらにその
右には、液滴１６が消滅して親水性インク流体が照射領
域に広がって液膜１５を形成していく途中の状況を液滴
点線１６’と液膜点線１５’で示した。さらにその右
は、親水性領域全面にインク流体の液膜１５が形成され
たことを示している。液膜１５の領域の辺縁、すなわち
液膜領域と周辺の疎水性領域１４との境界では液の広が
りは疎水性の障壁のために抑止され、液にじみや近接し
て設けられた別の液膜との交じり合いが起こらないの
で、精度の高い液膜が作製される。インク流体が半導体
素子の薄膜形成材料を含んでいれば薄膜が形成される。
液滴の量が照射領域１３のインク流体受容可能量を超え
ている場合には、過剰分は隣接する照射領域１３に広が
るが、インク流体の吐出量が適切である限り、該隣接す
る照射領域に受容され、さらなるなる広がりは抑止され
るので、実質的に不都合な広がりは生じない。したがっ
て、インク流体の描画どおりの像状液膜が複数の微小親
和性領域の一定面積にまたがって形成され、正確な描画
像の寸法，形状が精度よく維持される。

【００２１】また、薄膜形成用材料を含んだインク流体
が疎水性の場合には、活性光の照射が逆パターン状に行
なわれて、インクジェットによる描画によって、インク
流体が複数の規則的に配列した微小非照射領域にまたが
って像状に受容される。ここで、インク流体が、例えば
ＴＦＴの薄膜成分の組成物であれば、基板上にフォトリ
ソグラフィを用いないで薄膜が像状に形成される。イン
ク流体中の薄膜形成成分を変更することによって有機，
無機の各種半導体，有機，無機の各種絶縁体，金属薄膜
や有機導電体膜などの薄膜を形成することも可能とな
る。

【００２２】ここで、パターン露光を行なった後、イン
クジェット描画を行なうことなく、単にインク液中に浸
漬してもインクに親和性の領域にインクが付着して一見
同様な結果が得られるが、液膜を像状に形成することは
できない。とくに、ＴＦＴのように微細な部分に特性の
異なる材料の薄膜を規則正しく配列させるには、浸漬方
法でははじめに付与した薄膜が２度目の浸漬の際に剥が
れ落ちたり、混じり合ったりして微細な異種材料による
薄膜形成が困難である。その点、図１で説明した上記の
方法では、親和性パターンを露光によって形成後、親和
性パターンの希望する場所に、インクジェットによって
インク流体を像状に付与することができる。このパター
ン露光（又はパターン状加熱）とインクジェットによる
薄膜材料含有流体による描画との組み合わせは、薄膜の
形状、精度などの性能が確保できることと簡便で少量の
材料で目的を達成できることから非常に有利である。

【００２３】インク流体の液滴の量が親和性の微小領域
が受容しうる量を超えて着弾した場合は、過剰分は、そ
の微小領域に隣接する微小領域に広がるが、広がった液
量が隣接微小領域の受容可能量を越えない限り該隣接微
小領域で広がりは抑止される。したがって、親和性微小
領域のパターン状配列を設けたことによって液滴の広が
りは最小限に抑制され、微細な形状の液膜が精度高く形
成される。

【００２４】ここで、規則的に配列した微小親和性領域
のパターンは、種々な形状と配置のものを選択すること
が出来る。図２ａ〜８ａには、そのいくつかの例を示し
てある。図２ａ〜５ａは、微小領域がそれぞれ隣接領域
と接していないパターンを形成しているのに対して、図
６ａ〜８ａには、各領域が少なくとも１点の点接触で接
しているパターン形状を有する例である。本発明で、
「所定の流動体に対して親和性のない非親和性領域中に
設けられた所定の流動体に対して親和性のある規則的に
配列した複数の微小親和性領域」とは、図２ａ〜５ａに
示した微小親和性領域が互いに接していない配列のほか
に、図６a〜８aのように親和性のある微小領域同士が点
接触している場合をも含んでいる。

【００２５】図２ａ〜８ａのそれぞれは矢印Ａ−Ａ’で
示すようにインクジェット方式で所定の流体（インク流
体）で線状に描画した場合、インク流体の適用量が適切
であると図２ｂ〜８ｂ，３ｃ〜８ｃに示すようにインク
流体の薄層が形成される。液滴の着弾個所が親和性微小
領域を取り巻く非親和性領域である場合には、液滴は最
寄の１，２の親和性微小領域に移動して受容される。図
２ｂ〜８ｂは、インク流体の着弾量が微小親和性領域の
受容量を超えない場合を示しており、図３ｃ〜４ｃと５
ｃ〜８ｃは、過剰のインク流体が隣接微小領域に留まっ
ていて、適当な太さに制御された流体薄層が形成されて
いる状態を示している。図６〜８の微小親和性領域同士
が点接触部分を含む配列のパターンの場合には、インク
流体が形成する液膜の均一性、したがってインク流体が
含む構成材料の薄膜の均一性において特に優れたものと
なるので好ましい。本明細書において、「該規則的に配
列した複数の微小親和性領域にまたがる一定の面積に、
前記流動体を連続して受容可能とした微小親和性領域の
規則的な配列パターン」とは、このようなパターン形状
と効果とを有している。

【００２６】次ぎに、図１で説明した活性光照射とイン
クジェット描画を組み合わせて精細なインク付着が可能
となる現象を利用してミクロファブリケーションが可能
であることを、例えばＴＦＴが極めて簡単に、しかも高
性能に作成することが可能となることを図９と１０を用
いてさらに説明する。図９は、フォトリソグラフィ手段
を利用した公知のＴＦＴの形成方法の説明図であり，図
１０はフォトリソグラフィによらずに簡単にパターンを
形成させる本発明を示す説明図である。図９において、
基板１２上には、隔壁２７が公知のミクロファブリケー
ション手法で設けられ、隔壁を挟むようにドレイン電極
２２とソース電極２３が設けられる。ドレイン電極２２
とソース電極２３を設ける手法としては、例えば、イン
クジェット法により電極成分を含んだ流体をインクとし
て描画を行なう方法であってもよい。ドレイン電極２２
とソース電極２３が基板１２上に設けられ、隔壁２７が
インク流体の広がりを抑止しているので、ドレイン電極
２２とソース電極２３ともに規定の形状に形成される。
その後、隔壁２７は除去され、半導体層(あるいは液晶
層)２４とその上に絶縁層２５が順次スピンコートさ
れ、さらにその上にゲート電極２６が施されてＴＦＴが
作られる。

【００２７】図１０は、本発明による図９と同じ構成の
ＴＦＴを作製する例で、各部材の数字は、図１及び図９
と共通である。図１０において、基板１１は光触媒層又
は高温親水性発現層が設けられた原板１２の疎水性の表
面に微小親水性領域の配列パターンが形成されるように
光又は熱の照射が行なわれている。図１０では、隔壁２
７は設けられていない。しかし、ドレイン電極２２とソ
ース電極２３を設けるべき部分に、電極物質を含有する
インク流体でインクジェット描画を行うと、隔壁は設け
られなくとも上記に述べたように液の広がりが抑止され
ているので、容易にドレイン電極２２とソース電極２３
が設けられる。図１０では、図９で隔壁２７が設けれた
部分にも微小親水性領域のパタンが形成されていても、
この部分にはインク流体の描画は行なわれないので薄膜
は形成されず、しかもドレイン電極２２とソース電極２
３を形成するべきインク流体の広がりを阻止している。

【００２８】別の態様としては、電極物質を含有するイ
ンク流体を疎水性としておいて、原板上の逆パターン状
領域を活性光で照射又は熱の印加を行って親水性として
おいて、疎水性インク流体が疎水性微小領域に受容され
るようにインクジェット方式の描画を行うこともでき
る。このようにして導電層からなるソース電極およびド
レイン電極はインクジェット法の描画域から広がること
なく、パターン画像に対応した高精細な導電パターンが
形成される。さらにこの上から半導体層、絶縁層を逐次
スピンコートで作成し、最後にゲート電極をインクジェ
ットで付与すれば、ＴＦＴが完成する。ここで半導体層
に液晶用高分子を使用すれば、薄膜液晶ディスプレーが
できる。このように、従来のように真空装置やフォトリ
ソグラフィーの工程がまったく不要なＴＦＴ製造が可能
となる。

【００２９】上記の本発明では、インク流体に親和性を
有する微小領域のパターンを簡易に形成させるために、
光触媒性の金属酸化物及び／又は熱の印加によって極性
が変化する金属酸化物(熱応答性とも呼ぶ)からなる原板
など少なくとも該金属酸化物を表面に有する原板を用い
る。光触媒性の金属酸化物は、活性光の照射を受けると
疎水性から親水性に極性が変化する。したがって、原板
表面にパターンに対応した像様の活性光の照射を行なう
ことによって容易に親水性領域を形成することができ
る。また、熱応答性の金属酸化物は、特定の温度（高温
親水性発現温度と呼ぶ）以上に加熱した場合に疎水性か
ら親水性に極性が変化するので、熱ヘッド又は光熱変換
性の輻射光などによって選択的に加熱して加熱領域を親
水性領域に形成させることもできる。活性光の照射又は
熱の印加は、光源と該原板との間にパターン形状又は逆
パターン形状のフォトマスクを介してなされる活性光の
照射、レーザー光のパターン状の走査露光、熱ヘッドの
走査によるパターン状の熱の印加及び光熱変換性の輻射
線のパターン状照射のいずれかによって行うのが好まし
い。

【００３０】本発明において、親水性とは、インクジェ
ット方式で適用する薄膜形成物質含有親水性インク流体
の液滴を受容できる程度の親水性(パターン状の光照射
領域の場合)、又はインクジェット方式で適用する薄膜
形成物質含有疎水性インク流体の液滴を反発できる程度
の親水性(逆パターン状の光照射領域の場合)、を意味し
ており、具体的には親水性領域の水に対する接触角が３
０度以下である。また、親水性領域と、相接している疎
水性領域とは、インクの液滴の境界を越えての拡散が実
質的に抑止される程度の親水性・疎水性の差が必要であ
って、そのような差は、それぞれの領域の水に対する接
触各の差が２０度以上であり、好ましくは４０度以上で
あり、差が大きいほど有利ではあるが、９０度を超える
必要はない。これだけの差があれば、本発明の基板用の
原板材料では、通常必ずしも予め原板に疎水化処理を施
す必要はないが、多くの場合は次ぎに述べる疎水化処理
を施すことも好ましい。

【００３１】原板上にインク流体に親和性をもつ微小親
和性領域を形成する前に、原板を疎水性有機化合物に接
触させることによって原板表面の疎水性を強化する方法
が親和性領域と非親和性領域との極性の差を増大させて
顕著な効果をあげる。予め原板表面の疎水性を強化して
おいても、そのあとで行なわれる親和性の微小領域の形
成は効果的に行なわれて、微小領域の親水性度には実質
的な影響は及ばない。疎水性有機化合物は、気体又は液
体が好ましく、特に気体が充分な接触を果たす点で優れ
ている。

【００３２】以上で極性パターンの形成方法に含めて、
本発明によるミクロファブリケーションの方法の要点に
ついて説明をしたので、更なる詳細を本発明に用いる原
板から順次説明する。

【００３３】II．基板の作成方法 （金属酸化物）本発明のミクロファブリケーション用基
板は、極性の差異に基づくパターンを付与できるよう
に、光触媒性の金属酸化物及び／又は熱の印加によって
極性が変化する金属酸化物(熱応答性金属酸化物とも呼
ぶ)からなるか又は該金属酸化物を表面に有するガラス
板，金属板、プラスチック板を原板としている。光触媒
性の金属酸化物とは、光の照射を受けて親水性／疎水性
の極性が変化する金属酸化物を指しており、極性を変化
させる光を活性光と呼んでいる。また、熱の印加によっ
て極性が変化する金属酸化物すなわち熱応答性金属酸化
物は、光触媒性金属酸化物の中に比較的多く見られる
が、光触媒性であるとは限らない。これらの金属酸化物
は、セラミックや半導体のなかにも見られる。光触媒能
を有する物質は、基底順位と伝導体が近い真正半導体と
不純物準位に依存する酸化バナジウムや酸化銅などの仮
性半導体との両方に見られる。

【００３４】本発明に用いる光触媒能を有する金属酸化
物は、いろいろの形態の金属酸化物に見られ、単一の金
属酸化物、複合酸化物のいずれの場合もあり、また後者
の場合は、固溶体、混晶、多結晶体、非晶質固溶体、金
属酸化物微結晶の混合物のいずれからもこの特性を有す
るものが認められる。このような特性をもつ金属酸化物
は、経験的に周期律表の０と VIIＡ（ハロゲン元素）族
を除く第３〜６周期に属する金属元素の酸化物に見いだ
される。以下に述べる光触媒性の金属酸化物は、熱応答
性でもあるが、一部の酸化鉄には、光触媒性ではない
が、熱応答性のものもある。以下の説明では、光触媒性
を有する金属酸化物を主体にのべるが、必ずしも光触媒
性ではないが熱応答性金属酸化物(酸化鉄など)も合わせ
て説明する。なお、上記金属酸化物は、使用目的から水
に対する溶解度は、水１００ミリリットルについて１０
ｍｇ以下、好ましくは５ｍｇ以下、より好ましくは１ｍ
ｇ以下である。

【００３５】光触媒能を有する金属酸化物の中でも、酸
化チタンと酸化亜鉛は好ましく、これらについてまず説
明する。これらは、いずれも本発明の基板に利用でき
る。特に酸化チタンが感度（つまり表面性の光変化の敏
感性）などの点で好ましい。酸化チタンは、イルメナイ
トやチタンスラグの硫酸加熱焼成、あるいは加熱塩素化
後酸素酸化など既知の任意の方法で作られたものを使用
できる。

【００３６】酸化チタン又は酸化亜鉛を含有する層を原
板(すなわち基板支持体)の表面に設けるには、たとえ
ば、酸化チタン微結晶又は酸化亜鉛微結晶の分散物を
原板上に塗設する方法、塗設したのち焼成してバイン
ダーを減量或いは除去する方法、原板上に蒸着、スパ
ッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤなどの方法
で酸化チタン（又は酸化亜鉛）膜を設ける方法、例え
ばチタニウムブトキシドのようなチタン有機化合物を原
板上に塗布したのち、焼成酸化を施して酸化チタン層と
する方法など、既知の任意の方法を用いることができ
る。本発明においては、真空蒸着又はスパッタリングに
よる酸化チタン層が特に好ましい。

【００３７】上記又はの酸化チタン微結晶を塗設す
る方法には、具体的には無定形酸化チタン微結晶分散物
を塗布したのち、焼成してアナターゼまたはルチル型の
結晶酸化チタン層とする方法、酸化チタンと酸化シリコ
ンの混合分散物を塗布して表面層を形成させる方法、酸
化チタンとオルガノシロキサンなどとの混合物を塗布し
てシロキサン結合を介して支持体と結合した酸化チタン
層を得る方法、酸化物層の中に酸化物と共存できるポリ
マーバインダーに分散して塗布したのち、焼成して有機
成分を除去する方法などがある。酸化物微粒子のバイン
ダ−には、酸化チタン微粒子に対して分散性を有し、か
つ比較的低温で焼成除去が可能なポリマーを用いること
ができる。好ましいバインダーの例としては、ポリエチ
レンなどのポリアルキレン、ポリブタジエン、ポリアク
リル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ酢酸
ビニル、ポリ蟻酸ビニル、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルアルコー
ル、部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリスチレンなど
の疎水性バインダーが好ましく、それらの樹脂を混合し
て使用してもよい。

【００３８】上記の酸化チタンの真空蒸着を行うに
は、例えば通常真空蒸着装置内の蒸着用加熱の熱源に金
属チタンを置き、全ガス圧１０^-2Ｐａ、酸素分圧比が３
０〜９５％になるようにしながら、チタン金属を蒸発さ
せると、蒸着面には酸化チタンの蒸着薄膜が形成され
る。また、スパッタリングによる場合は、例えばスパッ
タ装置内にチタン金属ターゲットをセットしてＡｒ／Ｏ
₂比が６０／４０（モル比）となるようにガス圧を５×
１０^-1Ｐａに調整したのち、ＲＦパワー２００Ｗを投入
してスパッタリングを行って酸化チタン薄膜を原板上に
形成させる。

【００３９】一方、本発明に酸化亜鉛層を使用する場
合、その酸化亜鉛層は既知の任意の方法で作ることがで
きる。とくに金属亜鉛板の表面を電解酸化して酸化皮膜
を形成させる方法と、真空蒸着、スパッタリング、イオ
ンプレーティング，ＣＶＤなどによって酸化亜鉛皮膜を
形成させる方法が好ましい。酸化亜鉛の蒸着膜は、上記
の酸化チタンの蒸着と同様に金属亜鉛を酸素ガス存在下
で蒸着して酸化膜を形成させる方法や、酸素のない状態
で亜鉛金属膜を形成させたのち、空気中で温度を約７０
０°Ｃにあげて酸化させる方法を用いることができる。
そのほか、修酸亜鉛の塗布層やセレン化亜鉛の薄層を酸
化性気流中で加熱しても得られる。

【００４０】酸化チタンはいずれの結晶形のものも使用
できるが、とくにアナターゼ型のものが感度が高く好ま
しい。アナターゼ型の結晶は、酸化チタンを焼成して得
る過程の焼成条件を選ぶことによって得られることはよ
く知られている。その場合に無定形の酸化チタンやルチ
ル型酸化チタンが共存してもよいが、アナターゼ型結晶
が４０％以上、好ましくは６０％以上含むものが上記の
理由から好ましい。酸化チタンあるいは酸化亜鉛を主成
分とする層における酸化チタンあるいは酸化亜鉛の体積
率は、それぞれ３０〜１００％であり、好ましくは５０
％以上を酸化物が占めるのがよく、さらに好ましくは酸
化物の連続層つまり実質的に１００％であるのがよい。
しかしながら、表面の親水性／親油性変化特性は、酸化
亜鉛を電子写真感光層に用いるときのような著しい純度
による影響はないので、１００％に近い純度のもの（例
えば９８％）をさらに高純度化する必要はない。それ
は、本発明に利用される物性は、導電性とは関係ない膜
表面の親水性／親油性の性質変化特性、すなわち界面物
性の変化特性であることからも理解できることである。

【００４１】しかしながら、光の作用によって表面の親
水性が変化する性質を増進させるためにある種の金属を
ドーピングすることは有効な場合があり、この目的には
イオン化傾向が小さい金属のドーピングが適しており、
Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕをドーピングするのが好ましい。ま
た、これらの好ましい金属を複数ドーピングしてもよ
い。ドーピングを行った場合も、その注入量は酸化亜鉛
や酸化チタン中の金属成分に対して５モル％以下であ
る。

【００４２】次に、本発明に用いることができる別の化
合物である一般式ＲＴｉＯ₃で示したチタン酸金属塩に
ついて記す。一般式ＲＴｉＯ₃において、Ｒはマグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリ
ウムなどの周期律表のアルカリ土類元素に属する金属原
子であり、とくにストロンチウムとバリウムが好まし
い。また、２種以上のアルカリ土類金属原子をその合計
が上記の式に化学量論的に整合する限り共存することが
できる。

【００４３】次に、一般式ＡＢ_2-xＣ_xＤ_3-xＥ_xＯ₁₀で表
される化合物について説明する。この一般式において、
Ａは水素原子及びナトリウム、カリウム、ルビジウム、
セシウム、リチウムなどのアルカリ金属原子から選ばれ
る１価原子で、その合計が上記の式に化学量論的に整合
する限りそれらの２種以上を共存してもよい。Ｂは、上
記のＲと同義のアルカリ土類金属原子又は鉛原子であ
り、同様に化学量論的に整合する限り２種以上の原子が
共存してもよい。Ｃは希土類原子であり、好ましくは、
スカンジウム及びイットリウム並びにランタン、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジウム、ホルミウム、ユウロ
ピウム、ガドリニウム、テルビウム、ツリウム、イッテ
ルビウム、ルテチウムなどのランタノイド系元素に属す
る原子であり、また、その合計が上記の式に化学量論的
に整合する限りそれらの２種以上を共存してもよい。Ｄ
は周期律表の５Ａ族元素から選ばれた一種以上で、バナ
ジウム、ニオブ、タンタルが挙げられる。また、化学量
論関係を満たす限り、２種以上の５Ａ族の金属原子が共
存してもよい。Ｅは同じくチタン、ジルコニウム、ハフ
ニウムなどの４Ａ族元素に属する金属原子であり、ま
た、２種以上の４Ａ族の金属原子が共存してもよい。ｘ
は０〜２の任意の数値を表す。

【００４４】ＲＴｉＯ₃、一般式ＡＢ_2-xＣ_xＤ_3-xＥ_xＯ
₁₀で表される上記化合物、ＳｎＯ₂，ＺｒＯ₂，Ｂｉ
₂Ｏ₃，ＦｅＯ_y（ｙ＝１〜１．５）で表される酸化鉄と
くにＦｅ₂Ｏ₃のいずれの薄膜形成にも、酸化チタン及び
酸化亜鉛を設ける前記の方法を用いることがでる。すな
わち、上記光触媒性又は熱応答性金属酸化物の微粒子
の分散物を原板上に塗設する方法、塗設したのち焼成
してバインダーを減量或いは除去する方法、原板上に
上記酸化物を各種の真空薄膜法で膜形成する方法、例
えば金属元素のアルコレートのような有機化合物を原板
上に塗布したのち、加水分解させ、さらに焼成酸化を施
して適当な厚みの金属薄膜とする方法、上記金属を含
む塩酸塩、硝酸塩などの水溶液を加熱スプレーする方法
など、既知の任意の方法を用いることができる。

【００４５】例えば、上記、の塗設方法によってチ
タン酸バリウム微粒子を塗設するには、チタン酸バリウ
ムとシリコンの混合分散物を塗布して表面層を形成させ
る方法、チタン酸バリウムとオルガノポリシロキサンま
たはそのモノマ−との混合物を塗布する方法などがあ
る。また、酸化チタンの項で述べたように、酸化物層の
中に酸化物と共存できるポリマーバインダーに分散して
塗布した後、焼成して酸化物層とすることもできる。酸
化物微粒子のバインダ−として好ましいポリマーの例
は、酸化チタン層の項で述べたものと同じである。この
方法によって、チタン酸バリウム以外にチタン酸マグネ
シウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム
又はそれらの分子間化合物、混合物も同様に薄膜形成可
能である。

【００４６】同様にして上記、の塗設方法によって
ＣｓＬａ₂ＮｂＴｉ₂Ｏ₁₀微粒子を塗設することも可能で
ある。ＣｓＬａ₂ＮｂＴｉ₂Ｏ₁₀微粒子は、その化学量論
に対応するＣｓ₂ＣＯ₃,Ｌａ₂Ｏ₃, ＮｂＯ₅,ＴｉＯ₂を
乳鉢で微粉砕して、白金るつぼに入れ、１３０°C で５
時間焼成し、それを冷却してから乳鉢に入れて数ミクロ
ン以下の微粒子に粉砕する。このＣｓＬａ₂ＮｂＴｉ₂Ｏ
₁₀微粒子を前記のチタン酸バリウムと同様にバインダー
の中に分散し、塗布して薄膜を形成した。この方法は、
ＣｓＬａ₂ＮｂＴｉ₂Ｏ₁₀型微粒子に限らず、ＨＣａ_1.5
Ｌａ_0.5Ｎｂ_2.5Ｔｉ_0.5Ｏ₁₀，ＨＬａ₂ＮｂＴｉ₂Ｏ₁₀な
ど前述のＡＢ_2-xＣｘＤ_3-xＥ_xＯ₁₀、（０≦ｘ≦２）に
適用される。

【００４７】上記の真空薄膜形成法を用いた光触媒性
又は熱応答性金属酸化物層の形成方法としては、一般的
にはスパッタリング法あるいは真空薄膜形成法が用いら
れる。スパッタリング法では、あらかじめ単一もしくは
複合型の酸化物ターゲットを準備する。例えば、チタン
酸バリウムターゲットを用いて蒸着膜用の原板の温度を
４５０°Ｃ以上に保ち、アルゴン／酸素混合雰囲気中で
ＲＦスパッタリングを行うことによりチタン酸バリウム
結晶薄膜が得られる。結晶性の制御には必要に応じてポ
ストアニーリングを３００〜９００°Ｃで行えばよい。
本方法は前述のＲＴｉＯ₃（Ｒはアルカリ土類金属原
子）をはじめ他の前記光触媒性又は熱応答性金属酸化物
にも、結晶制御に最適な原板温度を調整すれば同様の考
え方で薄膜形成が可能である。例えば酸化錫薄膜を設け
る場合には原板温度１２０°Ｃ、アルゴン／酸素比５０
／５０の混合雰囲気中でＲＦスパッタリングを行うこと
により酸化錫結晶の本目的に沿う薄膜が得られる。

【００４８】上記の金属アルコレートを用いる方法
も、バインダーを使用しないで目的の薄膜形成が可能な
方法である。チタン酸バリウムの薄膜を形成するにはバ
リウムエトキシドとチタニウムブトキシドの混合アルコ
ール溶液を表面にＳｉＯ₂を有するシリコン原板上に塗
布し、その表面を加水分解したのち、２００°Ｃ以上に
加熱してチタン酸バリウムの薄膜を形成することが可能
である。本方式の方法も前述した他のＲＴｉＯ₃（Ｒは
アルカリ土類金属原子）、ＡＢ_2-xＣ_xＤ_3-xＥ_xＯ
_{1 0}（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅはそれぞれ前記の定義の内容を
表す）、ＳｎＯ₂，ＺｒＯ ₂，ＳｉＯ₂，Ｂｉ₂Ｏ₂及びＦ
ｅ₂Ｏ₃の薄膜形成に適用することができる。

【００４９】上記によって光触媒性を発現する金属酸
化物薄膜を形成させる方法も、バインダーを含まない系
の薄膜の形成が可能である。ＳｎＯ₂の薄膜を形成する
にはＳｎＣｌ₄の塩酸水溶液を２００°Ｃ以上に加熱し
た石英又は結晶性ガラス表面に吹きつけて薄膜を生成す
ることができる。本方式も、ＳｎＯ₂薄膜のほか，前述
したＲＴｉＯ₃（Ｒはアルカリ土類金属原子）、ＡＢ_2-x
Ｃ_xＤ_3-xＥ_xＯ₁₀（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅはそれぞれ前記
の定義の内容を表す）、Ｂｉ₂Ｏ₃及びＦｅ₂Ｏ₃のいずれ
の薄膜形成にも適用することができる。

【００５０】金属酸化物薄膜の厚みは、上記のいずれの
場合も０．１〜１００００ｎｍがよく、好ましくは１〜
１０００ｎｍである。さらに好ましくは３００ｎｍ以下
として光干渉の歪みを防ぐのがよい。また、光触媒活性
化作用を十分に発現させるには厚みが５ｎｍ以上あるこ
とが好都合である。

【００５１】バインダーを使用した場合の上記光触媒性
又は熱応答性金属酸化物の薄層において、金属酸化物の
体積率は５０〜１００％であり、好ましくは９０％以上
を酸化物が占めるのがよく、さらに好ましくは酸化物の
連続層つまり実質的に１００％であるのがよい。

【００５２】（極性の差異によるパターン形成）本発明
のミクロファブリケーション用基板は、原板上に規則的
に配列したパターン状に活性光照射又は熱の印加が行な
われて極性の差異によるパターン状領域が形成された基
板である。

【００５３】＜活性光照射による親水性領域の形成＞原
板表面に親水性領域を形成させるために照射される活性
光の光源は、光触媒性金属化合物の感光域の波長の光、
すなわち光吸収域に相当する波長の光を発する光源であ
る。例えば光触媒性金属化合物が酸化チタンの場合で
は、アナターゼ型が３８７ｎｍ以下、ルチル型が４１３
ｎｍ以下の紫外部に感光域を有している。したがって使
用される光源は、これらの波長領域の光を発する光源で
あり、主として紫外線を発する光源といえる。活性光の
照射を受けた領域は、光触媒作用によって親水性とな
る。活性光の光触媒作用によって親水性領域の像様の分
布を形成させる手段には、面露光方式、走査方式のいず
れでもよい。

【００５４】前者、すなわち面露光方式の場合は、一様
な光を用いるが、原板上の親水性化するべき領域のみが
活性光の照射を受けるようにフォトマスクを介して原板
上に光照射して、照射された上記領域の表面を親水性化
する方式である。面露光方式で活性光の照射を行うのに
適した光源は、水銀灯、タングステンハロゲンランプ、
その他のメタルハライドランプ、キセノン放電灯などで
ある。

【００５５】親水性とするための照射光量は、０.１〜
１０００Ｊ／ｃｍ²、好ましくは０.２〜１００Ｊ／ｃｍ
²、より好ましくは０.２〜１０Ｊ／ｃｍ²である。ま
た、光触媒反応には相反則が成立することが多く、例え
ば１０ｍＷ／ｃｍ²で１００秒の露光を行っても、１Ｗ
／ｃｍ²で１秒の露光を行っても、同じ効果が得られる
場合も多く、このような場合には、活性光を発光する光
源の選択の幅は広くなる。

【００５６】後者、すなわち走査式露光の場合には、走
査される収斂光の原板上のビーム径が親水性化するべき
領域に対応するサイズと形状の照射面を与えるように光
学系が設定される。走査光源には、活性光を照射するレ
ーザー光源が好ましく、活性光のビームを発振する公知
のレーザーを用いることができる。例えば、レーザー光
源として発振波長を３２５ｎｍに有するヘリウムカドミ
ウムレーザー、発振波長を３５１．１〜３６３．８ｎｍ
に有する水冷アルゴンレーザー、３３０〜４４０ｎｍに
有する硫化亜鉛／カドミウムレーザーなどを用いること
ができる。さらに、紫外線レーザー、近紫外線レーザー
発振が確認されている発振波長を３６０〜４４０ｎｍに
有する窒化ガリウム系のＩｎＧａＮ系量子井戸半導体レ
ーザー、及び発振波長を３６０〜４３０ｎｍに有する導
波路ＭｇＯ−ＬｉＮｂ０₃ 反転ドメイン波長変換型の
レーザーを使用することもできる。レーザー出力が０．
１〜３００Ｗのレーザーで照射をすることができる。描
画に用いた遠紫外用の固体レーザーを画像変調しない状
態で用いてもよい。また、パルスレーザーを用いる場合
には、ピーク出力が１０００Ｗ、好ましくは２０００Ｗ
のレーザーを照射するのが好ましい。原板が透明である
場合は、原板の裏側から支持体を通して露光することも
できる。

【００５７】＜熱の印加による親水性領域の形成＞酸化
チタンなどの光触媒性化合物をはじめ、温度を２５０℃
以上に高めると親水性となるいわゆる高温親水性の化合
物は、活性光の照射光の代わりに上記の温度への加熱に
よって行ってもよい。加熱による親水性領域の形成に
は、接触加熱による方法と赤外線などの光熱変換性の輻
射線の走査加熱による方法が挙げられる。

【００５８】前者、すなわち接触加熱によって熱の印加
を行って親水性領域の形成を行う方式では、親水性パタ
ーンを形成するべき原板上の領域が選択的に加熱されて
親水性に極性変化され、かつ該領域の周辺には伝熱が無
いように加熱が行われ、疎水性領域に囲まれた親水性領
域が構成される。このような局部領域の加熱には、公知
の任意の接触型熱記録装置、例えば熱融解型及び昇華型
感熱色素転写法の熱記録ヘッドが用いられる。それら
は、単一の熱記録素子を二次元に駆動させる方式、熱記
録素子を線状に配列したアレイを直角方向に走査して描
画する方式あるいは二次元配列した記録素子を用いる高
速描画方式など公知の熱記録素子を用いることができ
る。

【００５９】後者、すなわち赤外線などの輻射線の走査
加熱の方式では、原板上に光熱変換体を設けておいて、
輻射線の照射光を吸収して熱に変換させる。原板上に
担持させることができ、かつその後のミクロファブリケ
ーションの過程に悪影響しない光熱変換体であれば、い
ずれの光熱変換体を用いてもよいが、好ましい光熱変換
体は、銀微粒子やカーボンブラックなどの炭素微粒子で
ある。表面が酸化鉄層の原板はそれ自体が光熱変換性で
ある。

【００６０】輻射線照射による親水化は、上記の熱印加
による親水化の熱の印加を光熱変換体と輻射線の照射の
組み合わせに代えたもので、原理的には熱の作用に基づ
く親水性化という点で同じである。好ましい輻射線光源
は、赤外線灯、ハロゲン・タングステン灯、赤外線を放
射する固体レーザー又は赤外線域の光を放射する半導体
レーザー、大容量コンデンサーからの放電によってフラ
ッシュ光を発する光・熱変換発熱装置などが用いられ
る。また、光熱変換体の種類によっては、赤外線に限定
されず，光熱変換体が効果的に吸収する波長域の可視域
光線、たとえばキセノン放電灯や可視域の光を放射する
半導体レーザーも用いられる。

【００６１】特に好ましい熱源は、赤外線を放射する固
体レーザー、又は赤外線域や可視域の光を放射する半導
体レーザー、赤外線灯、キセノン放電灯、大容量コンデ
ンサーからの放電による間歇フラッシュ発光装置であ
り、これらの光源からの光は趣向装置によって原板上の
親水性化させるべき領域に収斂光として照射される。

【００６２】輻射線の走査による親水性領域形成の場合
に、とくに好ましいのは、赤外線レーザー光源を使用し
て、レーザービームで原板上の親水性化するべき各領域
を走査する方式が行われる。好ましいレーザー光源の例
として、近赤外線、赤外線の成分の多い半導体レーザ
ー、ガスレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、ＹＡ
Ｇレーザーを挙げることができる。レーザー出力が０．
１〜３００Ｗのレーザーで照射をすることができる。ま
た、パルスレーザーを用いる場合には、ピーク出力が１
０００Ｗ、好ましくは２０００Ｗのレーザーを照射する
のが好ましい。

【００６３】III.インクジェットによる素子構成材料パ
ターンの形成上記した方法で極性変化パターンが形成さ
れた基板には、素子を構成する材料の像状薄膜をインク
ジェット方式によって設けられる。膜形成材料を含有す
るインク流体を基板状のインク流体に親和性を有する領
域に吐出して該領域に像状の薄膜を形成させる方法につ
いては、すでに図１と図１０を用いて説明した。

【００６４】インクジェットによる描画は、基板上のイ
ンク流体に対して親和性のある領域のすべてに対して行
なう必要はなく、目的とする素子(たとえばＴＦＴ)の設
計に応じて当該インク流体の薄膜を形成するべき個所に
選択的にインク流体を配することができる。インク流体
の液滴を着弾させない親和性領域はそのままにしておい
てもよく、あるいは別の種類のインク流体の薄膜形成用
に残しておいてもよい。たとえば、基板上の極性パター
ン領域の中から選択した特定領域に、特定の材料を含む
インク流体で薄膜を形成し、次いで別の選択した別の特
定領域に別の特定の材料を含むインク流体で別の薄膜を
形成するようにして１回の極性パターン形成(親水性領
域形成)で複数種類の像状薄膜を形成させることもでき
る。またインクジェットノズルを複数備えたインクジェ
ット装置によってこれら複数の特定材料含有インク流体
を同時にそれぞれのしかるべき親和性領域に吐出操作し
て複数の薄膜を同時形成させることもできる。

【００６５】また、インク流体の液滴は描画領域の境界
を越えて広がることはなく、かつ描画領域内では複数の
微小領域にまたがって膜形成されるので、液滴が各微小
領域内に十分広がる量だけ吐出されているのであれば、
液滴の吐出が極性パターンに忠実なパターン状である必
要はない。したがって、薄膜形成操作が著しく簡易とな
り、描画精度の許容度も広くとることができて、本発明
のミクロファブリケーション基板を用いる素子作製方法
を有利にしている。

【００６６】薄膜形成用インク流体について述べる。薄
膜形成材料は、インク流体に分散あるいは溶解し得る、
かつインクジェット方式で吐出して基板上の親和性領域
に膜形成し得るものであれば、本発明の像状薄膜形成方
法に用いられる。形成させるべき像状薄膜がドレイン電
極やソース電極などのような導電性薄膜である場合に
は、導電性高分子、導電性炭素材料、金属粒子や金属前
駆体などの分散液や溶液が導電性像状薄膜形成用インク
流体として用いられる。

【００６７】導電性高分子としては、ポリアセチレン、
ポリピロール、ポリ（Ｎ−メチルピロール）、ポリ（３
−メチルピロール）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェ
ニレンビニレン）ポリアズレンなどのπ電子共役系を鎖
状に有する高分子にＡｓＦ₅，ＣｌＯ₄，ＢＦ₄，Ｉ₂，Ｂ
ｒ₂などをドーパントとして加えたものが知られてい
る。ポリビニルカルバゾールで代表される電子写真用の
電荷輸送物質の有機性分散液の形で使用できる。無機導
電性インクとしては、カーボンブラックやグラファイト
粒子を表面親水処理して水系分散液としたもの、あるい
は表面親水処理しないで疎水性溶媒に分散したものを用
いることができる。グラファイトは、異方性の導電性を
もち、微粒子化して界面活性剤と分散媒の選択によって
分散可能であり、いわゆるカーボンブラックは粒子サイ
ズが１〜１０ｎｍ，多くは２〜５ｎｍ程度の微粒子が葡
萄房状に会合して光吸収能を極度に高めた形態をとって
いて、これも同用に分散可能である。

【００６８】金属の導電性薄膜層の形成には、金属微粒
子の分散液をインク流体に用いてもよく、別の方法とし
ては、金属前駆体として金属塩水溶液をインク流体とし
て使用し、金属塩薄膜を還元して金属薄膜を形成させる
方法がある。前者の例には、銀微粒子、例えば市販のコ
ロイド状銀粉末をポリビニルアルコールやゼラチンなど
の分散媒水溶液に分散させた分散液をインク流体とする
ことができる。後者の例には、２種のインク流体、例え
ば第一のインク流体として硝酸銀水溶液、第二のインク
流体として、アスコルビン酸の中性又はアルカリ水溶液
やフェ―リング溶液などの還元剤水溶液と、をそれぞれ
別のインクのズルから同時に又は連続して同じ親和性パ
ターン領域に吐出させて基板表面で銀鏡反応によって銀
薄膜を形成させることができる。絶縁層の薄膜を形成す
るには、各種の公知のレジスト組成物の分散液を用いる
ことができる。

【００６９】インクジェット装置は、公知のものを適用
することができる。図１１は、インクジェット方式のパ
ターン形成装置の一態様を示すものであって，本発明は
この態様に限定されるものではない。図１１において、
インク流体の液滴１６を基板１１上の流体に対して親和
性の領域１３に吐出可能に構成されたインクジェット式
液滴吐出ヘッド２と、インクジェット式液滴吐出ヘッド
２と基板１１上との相対位置を変更可能に構成される駆
動手段４と、インクジェット式液滴吐出ヘッド２からの
インク流体の液滴１６の吐出および駆動手段４による駆
動を制御信号Ｓhによって制御する制御手段３と、を備
える。そして制御手段３は、特定インク流体の吐出さる
べき特定の親和性領域１３に特定インク流体の液滴１６
が吐出されて薄膜が形成されるようにインクジェット式
液滴吐出ヘッド２と基板１１上との相対位置を制御し、
つづいて特定の親和性の領域１３にインクジェット式液
滴吐出ヘッド２から制御信号Ｓhに従ってインク流体の
液滴１６を吐出させる。セル領域１３は、液滴を受容し
てセル１５となる。

【００７０】インクジェット式液滴吐出ヘッド２には、
インク流体３１が入れられたインク流体貯留槽３２がパ
イプ３３を介してインク流体３１を供給可能に接続され
ている。インク流体３１としては、ＴＦＴの設計に従っ
て形成させるべき薄膜材料と吐出先の親和性領域に応じ
て種類が変えられる。また、薄膜形成操作の効率化のた
めに、インク流体貯留槽ーインクジェット式液滴吐出ヘ
ッドの組は、複数備えられていてもよい。

【００７１】インクジェット方式の液滴吐出ヘッドの液
滴噴射方式としては、圧電体素子、例えばＰＺＴ素子等
を上部電極および下部電極で挟んだ構造を有してインク
流体の容積に体積変化を生じさせて液滴を吐出させる構
成のもの、発熱体の熱による膨張によって液滴を吐出さ
せるようなヘッド構成のもの、あるいは発熱体又は電圧
印加によるスパークによって気化を起こさせてそれに伴
う圧力によって液滴を吐出させるようなヘッド構成のも
の、など公知のインクジェット方式を選択することが出
来る。

【００７２】駆動機構４は、４１と記したモータＭ１、
４２と記したモータＭ２および図示しない機構構造を備
えており、インクジェット式液滴吐出ヘッド２ととも
に、Ｘ軸方向（図１１の横方向）およびＹ軸方向（図１
１の奥行き方向）に搬送可能に構成されている。モータ
Ｍ１は駆動信号Ｓxに応じてインクジェット式液滴吐出
ヘッド２をＸ軸方向に搬送可能に構成される。モータＭ
２は駆動信号Ｓyに応じてインクジェット式液滴吐出ヘ
ッド２をＹ軸方向に搬送可能に構成される。

【００７３】なお、駆動機構４は基板１１に対するイン
クジェット式液滴吐出ヘッド２の位置を相対的に変化可
能な構成を備えていれば十分である。このため上記構成
の他に、基板１１がインクジェット式液滴吐出ヘッド２
に対して動くものであっても、インクジェット式液滴吐
出ヘッド２と、基板１１とがともに動くものであっても
よい。

【００７４】なお、以上の説明は、本発明の説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明は、上記実施例に限定されること
なく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、
変形をも含むものである。

【００７５】IV．原板の疎水性強化処理 本発明の上記したミクロファブリケーション用基板は、
活性光照射又は熱の印加によって極性変化のパターンを
形成する前に、原板表面の疎水性を強化する処理を施し
ておくと、液にじみや液汚れが一層抑止されて薄膜形成
の精度がさらに向上して好都合である。疎水性強化処理
が行なわれても、活性光の照射又は熱の印加をうけると
疎水性有機化合物のほとんどは炭酸ガスと水に変化して
表面の疎水性層が消滅するので、疎水性強化処理の後に
形成される親水性領域の親水性の程度には影響を与える
ことなく、非照射(非加熱)領域のみが選択的に疎水化さ
れる。

【００７６】以下に、原板の疎水性強化処理を説明す
る。疎水性強化手段としては、原板表面へ疎水性物質
(疎水化剤とも呼ぶ)の塗り付け処理、スプレー処理、気
化・凝縮法、気体接触法、浸漬処理など公知のいずれの
方法、方式をも用いることができる。しかしながら、簡
易である点で、気体接触法が好ましい。気体接触法は、
例えば空気恒温槽内に有機化合物気体を導入したり、揮
発性の有機化合物を導入して槽内を加温して行うなどを
挙げられる。

【００７７】＜疎水性強化の方法＞ ａ．塗り付け処理は、液体及び固体状の疎水化剤に適用
できる疎水層の付与方法であり、疎水化剤が液体の場合
は、直接塗り付けてもよく、また固体の場合や、液体で
あっても場合により、適当な溶剤に溶解あるいは分散し
たりして液状として塗り付け処理を行う。

【００７８】塗り付け処理の方法としては、グラビア塗
布、リバース塗布、ホッパー塗布、スリット塗布などの
塗布現像方式など公知の方法が適用できる。また、疎水
化剤を担持した媒体を介して原板上に塗り付け皮膜を形
成させるシート処理が好ましい方式の一つである。この
方法には特登２６５５３３７号に記載の方法を挙げるこ
とができる。疎水化剤を担持する媒体には、フェルト、
織物、スリットや細孔を有する金属などを用いることが
できる。この中でも特開平８−２９００８８号、同８−
２９００８７号、同９−１３８４９３号公報に記載され
ているスポンジなどによる処理液塗り付けの方法を好ま
しく適用できる。

【００７９】塗り付け処理の好ましい塗り付け量は、疎
水化剤の濃度などによって異なるが、通常１０〜１００
ｍｌ／ｍ² 、好ましくは１５〜５０ｍｌ／ｍ² である。

【００８０】ｂ．スプレー処理 スプレー処理すなわち噴霧処理は、塗り付け処理に記し
たと同様に液状あるいは分散液状にした疎水化剤又は疎
水化剤溶液を原板表面に噴霧することによって疎水化を
行う方法である。また、噴霧液量を必要供給液量以上と
して適用表面を流下する余分の疎水化剤あるいは疎水化
剤溶液を循環させて再利用してもよい。疎水化剤あるい
は疎水化剤溶液の噴霧方法、方式、ノズルの数や形状を
問わず、また単一の可動ノズルを移動させながら噴霧し
ても、複数の固定ノズルを用いて噴霧してもよい。ま
た、原板を固定してノズルを移動させながら噴霧して
も、ノズルを固定して原板を移動させながら噴霧しても
よい。このなかでも特開平８−１２３００１号、同９−
１６０２０８号、同９−１７９２７２号公報に記載され
ている疎水化剤あるいは疎水化剤溶液を噴射する複数の
ノズル孔が一定の間隔で原板の搬送方向と交差する方向
に沿って直線状に並べられたノズルとこのノズルを搬送
経路上の原板に向かって変移させるアクチュエーターと
を有する疎水化剤塗り付け装置によって疎水化剤あるい
は疎水化剤溶液を噴霧する方法がとくに好ましい。本発
明の方法に適用されるインクジェット方式の疎水性強化
には、静電吐出型に限らず公知のインクジェットプリン
ターを使用することができる。

【００８１】ｃ．気化・凝縮法 気体接触法は、昇華性の固体疎水化剤あるいは揮発性の
疎水化剤や蒸発しやすい疎水化剤溶液を加熱して気化
し、原板表面に接触させて疎水化剤の皮膜を凝縮形成さ
せる方法である。この方法に好都合な効果をもつ好まし
い有機化合物は、沸点が３０〜２００℃にあって、かつ
３０〜１００℃の温度範囲で安定な有機化合物であり、
中でも好ましい沸点範囲は５０〜１００°Ｃである。

【００８２】ｄ．気体接触法 疎水化剤が気体の場合、とくに前記したフッ素含有有機
化合物の場合には、印刷原板をこの気体を含んだ雰囲気
のなかに置くことによって高度の疎性強化を行うことが
できる。

【００８３】ｅ．浸漬法 浸漬槽を設けて印刷原板を浸漬する方法も用いることが
できる。

【００８４】＜疎水化剤＞本発明において、「疎水性」
とは、原板上で水滴接触角が４０度以上、好ましくは６
０度以上であって、親水性領域の水滴接触角よりも４０
度以上高いことを意味する。このような疎水化剤の要件
に適合する化合物は、有機低分子化合物、有機珪素化合
物の中に見いだされる。

【００８５】１）有機低分子化合物 疎水化剤として本発明に用いられる有機低分子化合物
は、有機概念図における有機性／無機性の比が０．７以
上である有機低分子化合物で。ここで、低分子化合物と
呼んでいるのは沸点又は融点を有する化合物という意味
で用いており、そのような化合物を通常分子量は２００
０以下、多くは１０００以下である。

【００８６】有機概念図における有機性／無機性比が
０．７以上の有機低分子化合物は、具体的には脂肪族及
び芳香族炭化水素、脂肪族及び芳香族カルボン酸、脂肪
族及び芳香族アルコール、脂肪族及び芳香族エステル、
脂肪族及び芳香族エーテル、有機アミン類、有機珪素化
合物、また、印刷用インキに添加できることが知られて
いる各種溶剤や可塑剤類の中に見られる。

【００８７】好ましい脂肪族炭化水素は、炭素数８〜３
０の、より好ましくは炭素数８〜２０の脂肪族炭化水素
であり、好ましい芳香族炭化水素は、炭素数６〜４０
の、より好ましくは炭素数６〜２０の芳香族炭化水素で
ある。好ましい脂肪族アルコールは、炭素数４〜３０
の、より好ましくは炭素数６〜１８の脂肪族アルコール
であり、好ましい芳香族アルコールは、炭素数６〜３０
の、より好ましくは炭素数６〜１８の芳香族アルコール
である。好ましい脂肪族カルボン酸は、炭素数４〜２４
の脂肪族カルボン酸であり、より好ましくは炭素数６〜
２０の脂肪族モノカルボン酸及び炭素数４〜１２の脂肪
族ポリカルボン酸であり、また、好ましい芳香族カルボ
ン酸は、炭素数６〜３０の、より好ましくは炭素数６〜
１８の芳香族カルボン酸である。好ましい脂肪族エステ
ルは、炭素数２〜３０の、より好ましくは炭素数２〜１
８の脂肪酸エステルであり、好ましい芳香族エステル
は、炭素数８〜３０の、より好ましくは炭素数８〜１８
の芳香族カルボン酸エステルである。好ましい脂肪族エ
ーテルは、炭素数８〜３６の、より好ましくは炭素数８
〜１８の芳香族エーテルであり、好ましい芳香族エーテ
ルは、炭素数７〜３０の、より好ましくは炭素数７〜１
８の芳香族エーテルである。そのほか、炭素数７〜３０
の、より好ましくは炭素数７〜１８の脂肪族あるいは芳
香族アミドも用いることができる。

【００８８】具体例としては、２，２，４−トリメチル
ペンタン（イソオクタン）、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、
ｎ−ヘキサデカン、オクタデカン、エイコサン、メチル
ヘプタン、２，２−ジメチルヘキサン、２−メチルオク
タンなどの脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシ
レン、クメン、ナフタレン、アントラセン、スチレンな
どの芳香族炭化水素；ドデシルアルコール、オクチルア
ルコール、ｎ−オクタデシルアルコール、２−オクタノ
ール、ラウリルアルコール１価アルコール；ヘキシレン
グリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコ
ール；ベンジルアルコール、４−ヒドロキシトルエン、
フェネチルアルコール、１−ナフトール、２−ナフトー
ル、カテコール、フェノールなどの芳香族アルコール；
酪酸、カプロン酸、アクリル酸、クロトン酸、カプリン
酸、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪族１価カルボ
ン酸；安息香酸、２−メチル安息香酸、４−メチル安息
香酸などの芳香族カルボン酸；酢酸エチル、酢酸イソブ
チル、酢酸−ｎ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピ
オン酸エチル、酪酸メチル、アクリル酸メチル、しゅう
酸ジメチル、琥珀酸ジメチル、クロトン酸メチルなどの
脂肪族エステル；安息香酸メチル、２−メチル安息香酸
メチルなどの芳香族カルボン酸エステル；イミダゾー
ル、２，２−ジメチルイミダゾール、４−メチルイミダ
ゾール、インダゾール、ベンゾイミダゾール、シクロヘ
キシルアミン、ヘキサメチレンテトラミン、トリエチレ
ンテトラミン、オクチルアミン、フェネチルアミンなど
の有機アミン；メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、ベンゾフェノンなどのケトン類、メトキシベン
ゼン、エトキシベンゼン、メトキシトルエン、ラウリル
メチルエーテル、ステアリルメチルエーテルなどのエー
テル及びステアリルアミド、ベンゾイルアミド、アセト
アミドなどのアミド類が挙げられる。そのほか、沸点が
前記の好ましい範囲にあるエチレングリコールモノエチ
ルエーテル、シクロヘキサノン、ブチルセロソルブ、セ
ロソルブアセテートなどの有機溶剤も使用することがで
きる。

【００８９】また、印刷用インキの成分であるアマニ
油、大豆油、けし油、サフラワー油などの油脂類、燐酸
トリブチル、燐酸トリクレシル、フタール酸ジブチル、
ラウリン酸ブチル、フタール酸ジオクチル、パラフィン
ワックスなどの可塑剤も挙げられる。

【００９０】また、長鎖脂肪酸と長鎖一価アルコールの
エステル、すなわちワックスも、疎水性で適当に低融点
であって、光熱変換性の微粒子の近傍で光照射によって
生じた熱によって融解してその領域を疎水性化する好ま
しい低分子有機化合物である。ワックスは、５０〜２０
０°Ｃで溶融するものが好ましく、その例としては、原
料などによってカルナバワックス、カスターワックス、
マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、
セラックろう、パームろう、蜜ろう等と呼ばれているい
ずれをも用いることができる。ワックス類のほかに、オ
レイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸などの固体酸；
ベヘン酸銀、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸マ
グネシウムなどの長鎖脂肪酸の金属塩などの微粒子分散
物も用いることができる。

【００９１】有機低分子化合物の中でもペルフルオロ化
合物は、疎水化を効果的に行うので好都合である。好ま
しいペリフルオロ化合物としては、下記の化合物が挙げ
られる。ペルフルオロ酢酸、ペルフルオロ酪酸、ペルフ
ルオロバレリン酸、ペルフルオロカプリン酸、ペルフル
オロヘプタン酸、ペルフルオロカプロン酸、ペルフルオ
ロカプリル酸などのペルフルオロ脂肪族カルボン酸；ペ
ルフルオロヘキサン、ペルフルオロオクタン、ペルフル
オロトリプロピルアミン、ペルフルオロトリブチルアミ
ン、ペルフルオロヘキシルエーテル、ペルフルオロドデ
カンなどのペリフルオロ炭化水素；ペルフルオロブタノ
ール、ペルフルオロペンタノール、ペルフルオロヘキサ
ノール、ペルフルオロオクタノール、ペルフルオロドデ
シルアルコールなどのペリフルオロ脂肪族アルコール。

【００９２】２）有機珪素化合物 好ましい有機珪素化合物は、印刷原板の親水・親油材料
を含有する層の表面を効果的に疎水化する疎水化剤であ
る。この目的に用いられる有機珪素化合物としては、オ
ルガノポリシロキサン、オルガノシラン及びフッ素含有
珪素化合物を挙げることができる。 ａ．オルガノポリシロキサン リ オルガノポリシロキサンは、ジメチルシリコーンオ
イル、メチルフェニルシリコーンオイルなどで代表され
る化合物であり、とくに重合度が１２以下のオルガノポ
リシロキサン類が好ましい。これらの好ましいオルガノ
ポリシロキサンはシロキサン結合単位当たり１〜２個の
有機基が結合しており、その有機基は、炭素数が１〜１
８のアルキル基及びアルコキシ基、炭素数が２〜１８の
アルケニル基及びアルキニル基、炭素数が６〜１８のア
リール基、炭素数が７〜１８のアラルキル基、炭素数が
５〜２０の脂環式基である。また、これらの有機置換基
には、さらにハロゲン原子、カルボキシル基、ヒドロキ
シ基が置換してもよい。また、上記のアリール基、アラ
ルキル基、脂環式基には、上記の炭素数の範囲でメチル
基、エチル基又はプロピル基などの低級アルキル基がさ
らに置換していてもよい。

【００９３】本発明に使用できる好ましい有機珪素化合
物の具体例は、下記の化合物であるが、本発明はこれら
に限定されるものではない。好ましいポリオルガノシロ
キサン類としては、炭素数１〜５のアルキル基を有す
るジアルキルシロキサン基、炭素数１〜５のアルコキ
シ基を有するジアルコキシシロキサン基、炭素数１〜
５のアルコキシ基とフェニル基を有するアルコキシフェ
ニルシロキサン基及びエトキシメトキシシロキサン基
又はメトキシエトキシシロキサン基のうち、少なくとも
一つを繰り返し単位として含み、重合度が２〜１２、よ
り好ましくは２〜１０のポリオルガノシロキサンであ
る。また、その端末基は、炭素数１〜５のアルキル基、
アミノ基、ヒドロキシ基、炭素数１〜５のヒドロキアル
キル基又は炭素数１〜５のアルコキシ基である。より好
ましい端末基は、メチル基、エチル基、イソプロピル
基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、メ
トキシ基及びエトキシ基である。その中でも好ましいシ
ロキサン化合物は、重合度が２〜１０のジメチルポリシ
ロキサン、重合度が２〜１０のジメチルシロキサン−メ
チルフェニルシロキサン共重合物、重合度が２〜８のジ
メチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合物、重
合度が２〜８のジメチルシロキサン−モノメチルシロキ
サン共重合物でこれらのポリシロキサン化合物の端末は
トリメチルシラン基である。そのほか、１，３−ビス
（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、
１，５−ビス（３−アミノプロピル）ヘキサメチルトリ
シロキサン、１，３−ジブチル−１，１，３，３−テト
ラメチルジシロキサン、１，５−ジブチル−１，１，
３，３，５，５−ヘキサエチルトリシロキサン、１，
１，３，３，５，５−ヘキサエチル−１，５−ジクロロ
トリシロキサン、３−（３，３，３−トリフルオロプロ
ピル）−１，１，３，３，５，５，５−ヘプタメチル−
トリシロキサン、デカメチルテトラシロキサンなどが挙
げられる。

【００９４】特に好ましい汎用化合物として、いわゆる
シリコーンオイルがあり、ジメチルシリコーンオイル
（市販品では、例えばシリコーンＫＦ９６（信越化学工
業（株）製）、メチルフェニルシリコーンオイル（市販
品では、例えばシリコーンＫＦ５０（信越化学工業
（株）製）、メチルハイドロジェンシリコーンオイル
（市販品では、例えばシリコーンＫＦ９９（信越化学工
業（株）製）が挙げられる。

【００９５】ｂ．オルガノシラン 疎水化剤として用いることができるオルガノシラン化合
物としては、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシ
ルトリ−ｔ−ブトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメ
トキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン、
ジメトキシジエトキシシランなどのシラン化合物も挙げ
られる。

【００９６】ｃ．フッ素含有有機珪素化合物 フッ素含有有機基を置換基として有するシラン、シラノ
ール及びシロキサン化合物も疎水化剤として用いること
ができる。好ましいフッ素含有有機珪素化合物には、ポ
リフルオロアルキル基（３、３、３−トリフルオロプロ
ピル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロブチル
基、トリフルオロエチル基、トリフルオロペンチル基、
３、３、４、４、５、５、６、６、６−ノナフルオロヘ
キシル基）、トリフルオロアシロキシ基（トリフルオロ
アセトキシ基、２、２、２−トリフルオロエトキシ
基）、トリフルオロアシル基（トリフルオロアセチル
基）、トリフルオロアルキルスルフォン基（トリフルオ
ロメタンスルフォン基、３、３、３−トリフルオロプロ
ピルスルフォン基）を有機置換基として有するシラン、
シラノール及びシロキサン化合物が挙げられる。

【００９７】具体例としては、メチル−３、３、３−ト
リフルオロプロピルジクロロシラン、トリメチルシリル
トリフルオロメタンスルフォネート、トリフルオロアセ
トキシトリメチルシラン、３、３、４、４、５、５、
６、６、６−ノナフルオロヘキシルトリクロロシラン、
ジメトキシメチル−３、３、３−トリフルオロプロピル
シラン、３、３、３−トリフルオロプロピルシラン−ト
リメトキシシラン、３、３、４、４、５、５、６、６、
６−ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン、３−
トリフルオロアセトキシトリメトキシシラン、１、３、
５−トリス（３、３、３−トリフルオロプロピル）−
１、３、５−トリメチルシクロトリシロキサン、１、
３、５、７−テトラキス（３、３、３−トリフルオロプ
ロピル）−１、３、５、７−テトラメチルシクロテトラ
シロキサン、１、１、３、５、５−ペンタ（３、３、３
−トリフルオロプロピル）−１、３、５−トリメチルト
リシロキサン、１、１、３、５、７、７−ヘキサ（３、
３、３−トリフルオロプロピル）−１、３、５、７−テ
トラメチルテトラシロキサン、メチル−３、３、３−ト
リフルオロプロピルシランジオール、３、３、４、４、
５、５、６、６、６−ノナフルオロヘキシルシラントリ
オール、３、３、４、４、５、５、６、６、６−ノナフ
ルオロヘキシルメチルシランジオール、ペンタフルオロ
エトキシシラントリオール、トリフルオロメチルシラン
トリオール、３、３、３−トリフルオロプロピルオトキ
シシラントリオール。

【００９８】好ましい化合物は、メチル−３、３、３−
トリフルオロプロピルジクロロシラン、３、３、４、
４、５、５、６、６、６−ノナフルオロヘキシルトリク
ロロシラン、３、３、３−トリフルオロプロピルシラン
−トリメトキシシラン、３、３、４、４、５、５、６、
６、６−ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン、
１、３、５−トリス（３、３、３−トリフルオロプロピ
ル）−１、３、５−トリメチルシクロトリシロキサン、
メチル−３、３、３−トリフルオロプロピルシランジオ
ール、３、３、４、４、５、５、６、６、６−ノナフル
オロヘキシルシラントリオール、３、３、４、４、５、
５、６、６、６−ノナフルオロヘキシルメチルシランジ
オール、ペンタフルオロエトキシシラントリオール、ト
リフルオロメチルシラントリオール、３、３、３−トリ
フルオロプロピルオトキシシラントリオール。これらの
有機珪素化合物は、市販されており、たとえば信越化学
工業（株）から入手できる。又は入手したクロロシラン
を加水分解してシラノールとしたり、あるいは、加水分
解縮合によってポリオルガノシロキンを合成できる。

【００９９】疎水化剤は、有機低分子化合物のみ、有機
珪素化合物のみ、あるいはそれらの混合物でもよく、さ
らに両者の親和性を高めるなどの目的の第３成分を含ん
でいてもよい。

【０１００】疎水化剤は、溶液や分散液とするためにエ
チレングリコールモノエチルエーテル、シクロヘキサノ
ン、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブ
アセテート、１，４−ジオキサン、ジメチルホルムアミ
ド、アクリロニトリルなどの有機溶剤に混合又は分散し
て使用することもできる。

【０１０１】

【実施例】以下の実施例によって、さらに本発明の態様
を述べるが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。 実施例１ 厚さ１ｍｍの１０ｃｍ四方の石英ガラス表面をアセトン
中に１分間浸漬した後、ドライヤーにて乾燥し、さらに
フッ化水素水溶液にて表面処理した後、十分に水洗し
た。このガラス原板を真空蒸着装置内に入れて、全圧２
×１０^-2Ｐａになるように分圧８０％の酸素ガスの条件
下でチタン金属片を電熱加熱して、ガラス原板上に蒸着
し酸化チタン薄膜を形成した。この薄膜の結晶成分はＸ
線解析法によって無定型／アナターゼ／ルチル結晶構造
の比が１．５／６．５／２であり、ＴｉＯ₂薄膜の厚さ
は２００ｎｍであった。室温で３日間暗所で放置した
後、この原板の上にヘリウムカドミウムレーザーを用い
て走査露光によって図３ａに示した円形の微小照射領域
が規則的に配列したパターンを形成させた。照射に用い
たヘリウムカドミウムレーザーは、発振波長を３２５ｎ
ｍに有しており、レーザの照射面におけるビーム半径、
及び発振間隔と走査速度を制御して、照射スポットが１
０μｍφであり、一列の並んだ照射スポットの中心間隔
が２０μｍで、各列の間隔が２０μｍのパターン形成さ
れるようにして照射を行なった。

【０１０２】レーザー光の照射条件は下記の通りであ
る。 レーザ−出力 ： ２００ ｍＷ ビーム半径 ： ５．０μｍ 走査速度 ： １．７ｍ／ｓｅｃ 出力 ： ７００ｍＪ／ｃｍ² 発光間隔 ： １２ μsec

【０１０３】露光後、基板をキシレンシアノールＦＦの
５質量％水溶液中に５秒間浸漬した後引き上げ、表面を
拭い、表面顕微鏡で観察したところ露光部分に上記色素
水溶液がきれいに付着していることが着色によって認め
られた。同じ試料を同様に露光後、市販のＢａｙｅｒ社
製ポリエチレンオキシチオフェンの水性導電ポリマーか
らなるインクを使って、インクジェット法によって、３
０μｍのインク流体の液滴を３０μｍ間隔に印字した。
インクジェットで印字した導電性の長さ１０ｍｍの１０
本の線をそれぞれ顕微鏡を使いながら注意深く、テスタ
ーを用いてチェックしたところ、すべて１０Ω以下の導
電性状態となっていた。また、導電線の広がりも顕微鏡
による観察で認められず、さらに導電線の隣同士は導通
状態にないことも確認した。

【０１０４】実施例２ 実施例１におけるレーザー光照射条件を変更して照射ス
ポットが１０μｍφであり、一列の並んだ照射スポット
の中心間隔が１０μｍで、各列の間隔が１０μｍのパタ
ーン形成されるようにして照射を行なった以外は、実施
例１と同じ原板と同じ方法でミクロファブリケーション
用基板を作製した。個々で形成された親水性微小領域の
配列パターンは、円形微小領域が互いに点接触した図７
の配列に相当する。

【０１０５】レーザー光の照射条件は下記の通りであ
る。 レーザ−出力 ： ２００ ｍＷ ビーム半径 ： ５．０μｍ 走査速度 ： １．７ｍ／ｓｅｃ 出力 ： ７００ｍＪ／ｃｍ² 発光間隔 ： ６ μsec 市販のＢａｙｅｒ社製ポリエチレンオキシチオフェンの
水性導電ポリマーからなるインクを使って、インクジェ
ット法によって、３０μｍのインク流体の液滴を３０μ
ｍ間隔に印字した。インクジェットで印字した導電性の
長さ１０ｍｍの１０本の線をそれぞれ顕微鏡を使いなが
ら注意深く、テスターを用いてチェックしたところ、す
べて１０Ω以下の導電性状態となっていた。また、導電
線の広がりも顕微鏡による観察で認められず、さらに導
電線の隣同士は導通状態にないことも確認した。また、
実施例１で得られた導電線よりも形状がよりきれいに整
った導電線が得られた。

【０１０６】［実施例３］厚さ２００μｍのポリイミド
（無水ピロメリット酸・ｍ−フェニレンジアミン共重合
物）フィルム（商品名；カプトン、東レ・デュポン社
製）を真空蒸着装置内にセットし、二酸化チタンを熱応
答性金属酸化物とした原板を作製した。すなわち、上記
ポリイミド支持体をスパッタリング装置内にセットし、
全圧０．１５Ｐａで酸素分圧７０％の条件下でチタン金
属片を加熱して二酸化チタン薄膜を蒸着形成した。この
薄膜の結晶成分は、Ｘ線解析法によれば、無定型、アナ
ターゼ、ルチルの各結晶の構成比が１５／６．５／２で
あった。また、二酸化チタンの厚さは９０ｎｍであっ
た。これを０．１質量％のｎ−オクタデシルトリクロロ
シランのトルエン溶液中に１分間浸漬した。この原板を
２枚用意し、波長８３０ｎｍの赤外光を発するＩＲレー
ザー（ビーム径８μｍ）にて発光間隔を６μｓｅｃ、走
査速度を１．７ｍ／ｓｅｃで走査露光を行なった。この
条件は８μｍφの円形スポットの親水性領域が点接触で
つながったパターン形成がなされる条件である。各走査
光線に対して直角方向の間隔は３０μｍとなるように条
件を選定した。露光後、その基板の１枚をキシレンシア
ノールＦＦの５質量％水溶液中に５秒間浸漬した後引き
上げ、表面を拭い、表面顕微鏡で観察したところ露光部
分に上記色素水溶液がきれいに付着していることが着色
によって認められた。同様に露光したもう１枚の試料
を、レーザー露光した部分に３０μｍで飛翔するＢａｙ
ｅｒ製ポリエチレンジオキシチオフェンの水性導電ポリ
マーからなるインクをインクジェット法で３０μｍおき
に印字した。インクジェットで印字した導電化部分の長
さ２ｍｍの１０本の線をそれぞれ顕微鏡を使いながら注
意深くテスターで電気抵抗をチェックしたところ、すべ
て１０Ω以下の導電性状態になっていた。また、導電線
の隣同士がインク液の広がりを防止する隔壁効果によっ
て導通していないことも確認した。

【０１０７】［実施例４］実施例３における線状に接続
した連続円の間隔を８μｍとして各円形領域が二次元的
に接触し合う図７の形にしたことと、レーザー光の走査
方向と直角方向の間隔を６０μｍとしたこと以外は、実
施例３と同じ基板と操作によって導電線の薄膜を形成さ
せた。線幅がほぼ３０μｍの導電線と線幅がほぼ３０μ
ｍの非配線部分とが平行に並んだ配線ができあがった。

【０１０８】［実施例５］実施例１とまったく同様にし
て線状処理した石英ガラスを、チタンイソプロポキシド
１２５ｍｌを０．１Ｍ硝酸水溶液７５０ｍｌ中に滴下し
て加水分解した後、８０℃で２時間攪拌後、５質量％の
ポリビニルアルコールの水溶液５０ｍｌを加えてさらに
５時間攪拌を続けて、室温に戻した液中に１分間浸漬し
た。引き上げた後、冷風乾燥し、さらに２５０℃のオー
ブン中で処理した。これを原板として実施例３とまった
く同様にｎ−オクタデシルトリクロロシランの処理、レ
ーザー露光、インクジェット処理を行った。露光部のイ
ンクジェット処理された部分の導電性、及びインク付着
にない部分が導通していないことも実施例３とまったく
同じ結果が得られた。

【０１０９】［実施例６］石英ガラス板を真空蒸着装置
中にセットして全圧０．０１Ｐａの真空下で亜鉛を１０
０ｎｍ（１０００オングストローム）の厚みに蒸着し
た。これを空気中６００°Ｃで２時間酸化処理してガラ
ス板の片面に酸化亜鉛の薄膜を形成させた。この酸化亜
鉛薄膜付き原板を用いて、２０μｍおきに幅２０μｍの
直線状の並行パターンを有する透過露光用マスクフィル
ム、さらに平坦な透明ガラスを重ね、その上３０ｃｍの
位置から２００ワット高圧水銀灯で３０秒間露光して基
板を作製した。露光後、市販のＢａｙｅｒ社製ポリエチ
レンオキシチオフェンの水性導電ポリマーからなるイン
クを使って、インクジェット法によって、３０μｍのイ
ンク流体の液滴を３０μｍ間隔に印字した。インクジェ
ットで印字した導電性の長さ１０ｍｍの１０本の線をそ
れぞれ顕微鏡を使いながら注意深く、テスターを用いて
チェックしたところ、すべて１０Ω以下の導電性状態と
なっていた。また、導電線の広がりも顕微鏡による観察
で認められず、さらに導電線の隣同士は導通状態にない
ことも確認した。

【０１１０】〔実施例７〕実施例１に記載の方法におい
て、インクジェット装置として３連の噴射ノズルを備え
たものとし、インク流体として２規定硝酸銀水溶液と、
酒石酸カリウムナトリウム３４６ｇ／Ｌと水酸化ナトリ
ウム１００ｇ／Ｌからなるフェ―リング溶液―Ａと、硫
酸銅五水塩６９．２ｇ／Ｌからなるフェ―リング溶液―
Ｂとの３種類とし、３液が基板上の同一領域に続けて噴
射されるようにして基板上に還元作用で生じた銀薄膜が
形成されるようにした。その他は、実施例１と同じ操作
によって線状の露光部分に沿って３０μｍの間隔で長さ
１０ｍｍの１０本の銀線を形成させ、その銀線をそれぞ
れ顕微鏡を使いながら注意深く、テスターを用いてチェ
ックしたところ、すべて１０Ω以下の導電性状態となっ
ていた。また、導電線の隣同士はインク液の広がりに対
する隔壁効果によって導通状態にないことも確認した。

【０１１１】以上のことから、光触媒性又は熱応答性の
表面を有する原板、たとえばＴｉＯ ₂層を担持した原板
表面に露光(又は熱)によって親水性に変化させたパター
ン状に配列した複数の親水性微小領域を形成させて、こ
れを基板として、基板上に、インクジェット法により水
性インクを吐出させて描画を行なうと液滴の広がりが抑
止されて描画された像パターンに忠実な高精細画像が形
成されることが示された。実施例で確認した高精細でし
っかりとした導電性パターンをソース電極、ドレイン電
極に分割し、その上から図−３に示したような構造とし
て高分子液晶、次いでポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）
をスピンコーターで塗布し、その上から実施例で使用し
た水性導電インクをインクジェット方式でゲート電極を
つければ薄膜液晶パネルが作製できる。

【０１１２】

【発明の効果】所定の流動体に対して親和性のない非親
和性領域中に該パターンに対応して所定の流動体に対し
て親和性のある規則的に配列した複数の微小親和性領域
を設け、該規則的に配列した複数の微小親和性領域にま
たがる一定の面積に、前記流動体を連続して受容可能と
した本発明のミクロファブリケーション用基板を用いれ
ば、インクジェットによって薄膜形成材料を描画するこ
とによって、フォトリソグラフィを用いることなく簡易
な操作で半導体素子などの微細素子の像状薄膜を形成す
ることができる。さらにこれに液晶層や絶縁層などをコ
ートして、ＴＦＴなどの半導体素子を簡易に提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のミクロファブリケーション用原板に活
性光の照射と親水性インク流体の吐出を行なった状態を
示す説明図である。

【図２】aは、本発明の基板の複数の規則的に配列した
微小領域のパターンの一例を示す図であり、ｂは描画領
域がインク流体を受容した状態を示す図である。

【図３】aは、本発明の基板の複数の規則的に配列した
微小領域のパターンの別の一例を示す図であり、ｂは描
画領域がインク流体を受容した状態を示す図である。

【図４】aは、本発明の基板の複数の規則的に配列した
微小領域のパターンの別の一例を示す図であり、ｂは描
画領域がインク流体を受容した状態を示す図である。

【図５】aは、本発明の基板の複数の規則的に配列した
微小領域のパターンの別の一例を示す図であり、ｂは描
画領域がインク流体を受容した状態を示す図である。

【図６】aは、本発明の基板の複数の規則的に配列した
微小領域のパターンの別の一例を示す図であり、ｂ及び
ｃは描画領域がインク流体を受容した状態を示す図であ
る。

【図７】aは、本発明の基板の複数の規則的に配列した
微小領域のパターンの別の一例を示す図であり、ｂ及び
ｃは描画領域がインク流体を受容した状態を示す図であ
る。

【図８】aは、本発明の基板の複数の規則的に配列した
微小領域のパターンの別の一例を示す図であり、ｂ及び
ｃは描画領域がインク流体を受容した状態を示す図であ
る。

【図９】フォトリソグラフィ手段を利用した公知のＴＦ
Ｔの形成方法の説明図である。

【図１０】フォトリソグラフィによらない本発明の薄膜
（ＴＦＴ）形成方法の説明図である。

【図１１】インクジェット方式の流体吐出・薄膜形成装
置の一態様を示す概略図である。

【符号の説明】

１１ 基板 １２ 原板 １３ 照射領域 １４ 非照射領域 １５ 液膜 １５’ 形成過程の液膜 １６ 液滴 １６’ 崩壊過程の液滴 ２ インクジェット式液滴吐出ヘッド ２１ ＴＦＴ ２２ ドレイン電極 ２３ ソース電極 ２４ 半導体層 ２５ 絶縁層 ２６ ゲート電極 ２７ 隔壁 ３ 制御手段 ３１ インク流体 ３２ インク流体貯留槽 ３３ パイプ ４ 駆動手段 ４１ Ｍ１ モータ ４２ Ｍ２ モータ Ｓｈ 制御信号 Ｓｘ 駆動信号 Ｓｙ 駆動信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０２Ｆ 1/1343 ３Ｋ００７ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ ４Ｇ０６９ Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｚ ４Ｍ１０４ Ｈ０５Ｂ 33/10 Ｈ０５Ｂ 33/10 ５Ｃ０９４ 33/14 33/14 Ａ Ｆターム(参考） 2H048 BA11 BA64 BB42 2H086 BA01 BA11 BA19 BA59 2H090 JC07 JC19 2H092 HA02 HA06 KA19 MA02 MA12 2H097 CA11 LA12 3K007 AB18 CA00 DB03 FA01 4G069 AA03 AA08 BA01A BA02A BA04A BA04B BA14A BA14B BA48A BB04A BB04B BB06A BC01A BC08A BC21A BC22A BC23A BC25A BC35A BC35B BC38A BC49A BC50A BC53A BC66A EA11 ED02 FA03 FB01 FB02 FB03 FB23 FB58 4M104 AA09 BB08 DD51 DD61 5C094 AA43 DA15 EB01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性光の照射又は熱の印加によって親水
   性化する表面を有する原板にパターン状又は逆パターン
   状の活性光照射又は熱印加を行って親水性化することに
   よって、所定の流動体に対して親和性のない非親和性領
   域中に、所定の流動体に対して親和性のある該パターン
   に対応して規則的に配列した複数の微小親和性領域を設
   け、該規則的に配列した複数の微小親和性領域の一定の
   面積にまたがって、前記流動体を連続して受容可能とし
   たことを特徴とするミクロファブリケーション用基板。
2. 【請求項２】 所定の流動体に対して親和性のある微小
   領域の水に対する接触角と該微小領域に接する非親和性
   領域の水に対する接触角の差が少なくとも２０度である
   ことを特徴とする請求項１に記載のミクロファブリケー
   ション用基板。
3. 【請求項３】 所定の流動体に対して親和性のある複数
   の微小領域が互いに少なくとも１点で接触していること
   を特徴とする請求項１又は２に記載のミクロファブリケ
   ーション用基板。
4. 【請求項４】 基板の表面に設けられた活性光の照射又
   は熱の印加によって親水性化する材料が、ＴｉＯ₂、Ｒ
   ＴｉＯ₃（Ｒはアルカリ土類金属原子）、ＡＢ_2-xＣ_xＤ
   _3-xＥ_xＯ₁₀（Ａは水素原子またはアルカリ金属原子、Ｂ
   はアルカリ土類金属原子または鉛原子、Ｃは希土類原
   子、Ｄは周期律表の５Ａ族元素に属する金属原子、Ｅは
   同じく４Ａ族元素に属する金属原子、ｘは０〜２の任意
   の数値を表す）、ＳｎＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＧｅＯ
   ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、およびＦｅＯ_y（ｙは１．０〜
   １．５）から選ばれる金属酸化物の少なくとも１つによ
   って構成されていることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載のミクロファブリケーション用基板。
5. 【請求項５】 所定の流動体に対して親和性のある微小
   領域を原板表面に形成する前に、該表面が疎水化処理さ
   れていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
   に記載のミクロファブリケーション用基板。
6. 【請求項６】 活性光の照射又は熱の印加によって親水
   性化する表面を有する原板上にパターン状又は逆パター
   ン状の活性光照射又は熱印加を行って親水性化すること
   によって、所定の流動体に対して親和性のない非親和性
   領域中に、所定の流動体に対して親和性のある該パター
   ンに対応して規則的に配列した複数の微小親和性領域を
   設け、該規則的に配列した複数の微小親和性領域の一定
   の面積にまたがって、前記流動体を連続して受容可能と
   したミクロファブリケーション用基板の製造方法であっ
   て、該活性光の照射又は熱の印加が、光源と該原板との
   間にフォトマスクを介してなされる活性光の照射、レー
   ザー光の間歇発光による走査露光、熱ヘッドの走査によ
   る熱の印加及び光熱変換性の輻射線の照射のいずれかに
   よって行われることを特徴とするミクロファブリケーシ
   ョン用基板の製造方法。
7. 【請求項７】 前記所定の流動体が親水性であって、活
   性光の照射又は熱の印加がなされた領域が所定の流動体
   に対して親和性のある微小領域を形成することを特徴と
   する請求項６に記載のミクロファブリケーション用基板
   の製造方法。
8. 【請求項８】 前記所定の流動体が疎水性であって、活
   性光の照射又は熱の印加がなされた領域が、所定の流動
   体に対して親和性のある微小領域を取り囲む親水性領域
   を形成することを特徴とする請求項６に記載のミクロフ
   ァブリケーション用基板の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のミ
   クロファブリケーション用基板に像状薄膜を形成する像
   状薄膜形成方法であって、所定の流動体の液滴を吐出可
   能に設けられたインクジェット式記録ヘッドを該基板上
   で相対移動させながら、該インクジェット式記録ヘッド
   の噴射ノズルから該流動体の液滴を吐出させて描画を行
   なうことにより、該基板上に該流動体の像状薄膜を形成
   させることを特徴とする像状薄膜形成方法。