JP2003080694A - 膜パターンの形成方法、膜パターン形成装置、導電膜配線、電気光学装置、電子機器、並びに非接触型カード媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細な膜パターンを形成することができ、工
程も簡略化された機能性膜パターンの形成方法を提供す
ることを目的とする。また、断線や短絡等の不良が生じ
にくく、しかも膜厚が厚く電気伝導等の機能発揮に有利
なパターンを形成することのできる機能性膜パターンの
形成方法を提供する。 【解決手段】 導電性微粒子等の機能性成分を含有した
液体を基板１０１上にインクジェットにより吐出して機
能性膜パターンを形成する方法であって、前記液体に対
する接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下で
ある機能性膜形成面を有する基板上に前記液体をインク
ジェットにより塗布する工程（Ｓ２）と、塗布された前
記液体を熱処理によって機能性膜に変換する工程（Ｓ
３）と、を備える。前記インクジェットにより吐出する
工程は、前記液体を前記基板上に付与された際の液体の
直径の１％以上１０％以下の重なりを生じるように吐出
することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、素子製造方法及び製造
装置に係り、特にインクジェット式記録装置などの液体
塗布装置を用いて、基板上に任意のパターンを形成する
方法及び装置の改良に関する。

【０００２】また、本発明は、導電膜配線、電気光学装
置、電子機器、並びに非接触型カード媒体に関する。

【０００３】

【従来の技術】半導体素子その他の回路素子は、シリコ
ン、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）そ
の他の基板上に回路パターンや配線パターンその他の機
能性膜パターンを形成して製造される。従来、このよう
な素子の製造には、例えばリソグラフィー法が用いられ
ている。このリソグラフィー法は、基板上にレジストと
呼ばれる感光剤を塗布し、回路パターンを照射して現像
し、これに金属イオン等を打ち込んで回路パターンを形
成するものである。このリソグラフィー法は真空装置な
どの大掛かりな設備と複雑な工程を必要とし、また材料
使用効率も数％程度でそのほとんどを捨ててしまわざる
を得ず、製造コストが高かった。

【０００４】これに対して、米国特許第５１３２２４８
号では、微粒子を分散させた液体をインクジェット法に
て基板に直接パターン塗布し、その後熱処理やレーザー
照射を行なって導電膜パターンに変換する方法が提案さ
れている。この方法によれば、フォトリソグラフィーが
不要となり、プロセスは大幅に簡単なものとなる。しか
しながら、このようなインクジェット法によるパターニ
ングは、工程が単純で原材料の使用量も少なくてすむと
いうメリットがある反面、後述のバンクを用いる等、基
板に適当な処理を施さなければ、基板上で液体が制御で
きず所望の形状を有する導電膜パターンの作製が困難と
なる。

【０００５】一方、特開昭５９−７５２０５号公報は、
基板上にバンクを設け、バンク内に機能性液体を塗布す
ることにより、液体の塗布位置を制御することが記載さ
れている。この方法においても、バンクはフォトリソグ
ラフィーを用いて形成するため、コスト高につながって
しまう。

【０００６】更に、撥液部と親液部のパターンを形成し
た基板の親液部にインクジェット等の方法で選択的に液
体材料を塗布することが知られている。このインクジェ
ット式記録ヘッドの解像度は、例えば４００ｄｐｉと微
細であるため、半導体工場のような設備を要せず、μｍ
オーダーの幅で任意のパターンが形成できると考えられ
る。この方法ではマスク等を用いた親液部、撥液部のパ
ターン形成の工程が必要で、また塗布がインクジェット
法である場合、親液パターン上に正確に塗布するための
アライメントマークおよびアライメント工程が必要とな
りプロセスが煩雑となる。さらに親液部への吐出である
ため、液滴が濡れ広がり、膜厚の厚い導電膜の形成が困
難となる。膜厚を厚くするために吐出回数を多くするこ
とも考えられるが、その場合、インクが親液パターン内
に収まるには、インクに対する撥液部の撥液性が相当に
高いことが必要となる。また形成される配線の線幅が基
板の親液部パターンの幅に限定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、微細な膜パ
ターンを形成することができ、工程も簡略化された機能
性膜パターンの形成方法を提供することを目的とする。
また、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも膜厚が
厚く電気伝導等の機能発揮に有利なパターンを形成する
ことのできる機能性膜パターンの形成方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】また、本発明は微細な膜パターンを容易に
形成することができる膜パターンの形成装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】また、本発明は膜厚が厚く電気伝導に有利
で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形
成可能な導電膜配線を提供することを目的とする。

【００１０】さらに、本発明は配線部やアンテナの断線
や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化
が可能な電気光学装置、及びこれを用いた電子機器、並
びに非接触型カード媒体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のパターン形成方法は、機能性成分を含有し
た液体を基板上にインクジェットにより吐出して機能性
膜パターンを形成する方法であって、前記液体に対する
接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下である
機能性膜形成面を有する基板上に前記液体をインクジェ
ットにより塗布する工程と、塗布された前記液体を熱処
理によって機能性膜に変換する工程と、を備えたことを
特徴とする。

【００１２】３０［ｄｅｇ］よりも小さければ、液滴が
基板上で塗れ広がりすぎるため、形状の乱れた機能性膜
パターンが形成される。また６０［ｄｅｇ］よりも大き
ければ、インクジェット液滴が基板に着弾し既に基板上
にある液滴と接した際にその液滴に取り込まれてしまう
ことにより、機能性膜パターンに断線等の不具合が生じ
る。

【００１３】そこで程度良く撥液性を有する基板上に液
体をインクジェット吐出することにより、基板着弾後の
吐出液滴の濡れ広がりを抑え、微細で厚膜の機能性膜パ
ターンを直接形成することができ、なおかつインクジェ
ット液滴が基板に着弾し既に基板上にある液滴と接した
際にその液滴に取り込まれてしまうことにより生じる、
断線等のパターンの不具合を防止できる。また、基板に
パターン処理を施す工程を必要としないため、プロセス
を簡略化でき、さらに、機能性膜パターンの形状が基板
のパターンに限定されないため、例えば吐出電圧の変更
によりインクジェット液滴の体積を変えることでライン
の線幅を調整することができる等、容易に所望の機能性
膜パターンの形成が行なえる。

【００１４】また、上記パターン形成方法において、前
記インクジェットにより吐出する工程は、前記液体を、
前記基板上において互いに隣り合う前記液体のインクジ
ェット液滴の中心間の距離が、前記基板上に付与された
際の前記インクジェット液滴の半径と、前記基板上に付
与される前の前記インクジェット液滴の半径の和よりも
大きく、かつ前記基板上に付与された際の前記インクジ
ェット液滴の半径の２倍よりも小さくなるように吐出す
ることが望ましい。インクジェット液滴を、既に基板上
に付与された液滴に直接当てることなく、基板着弾後の
液滴の広がりによって既に基板上に付与された液滴と繋
がるように吐出することにより、インクジェット液滴が
既に基板上に付与された液滴に直接当たる際に生じる衝
撃によりラインにイレギュラーが生じ、断線等の不具合
が発生するのを防止することができる。また基板上の液
滴の半径の２倍よりも小さい吐出間隔で吐出すること
で、液滴が互いに繋がらないためにラインが形成されな
いことを防ぐことができる。

【００１５】また、上記パターン形成方法において、前
記インクジェットにより吐出する工程は、前記液体を前
記基板上に付与された際の液体の直径の１％以上１０％
以下の重なりを生じるように吐出することが望ましい。
１０％以下とすることにより、ラインの単位長さあたり
の塗布される液体の量が過剰になるの防ぎ、バルジの発
生を防止することができる。また１％以上とすることに
より、吐出位置精度誤差により液滴同士の重なりが生じ
なくなるのを防ぎ、ラインの断線を回避することができ
る。バルジとは、図３に示すような、ラインのある部分
に液体が集中することで生じる液溜りのことである。バ
ルジは、ラインの断線や他のラインとの短絡の原因とな
る。

【００１６】また、上記パターン形成方法において、前
記塗布工程および前記変換工程の実行後、更に前記機能
性膜に前記液体をインクジェットにより塗布する工程
と、塗布された前記液体を熱処理によって機能性膜に変
換する工程と、を備えることが望ましい。機能性膜変換
工程後も基板は撥液性を有する一方、変換された機能性
膜は親液性を有することになるため、その上に重ねて塗
布することにより液体が基板上に流れることなく機能性
膜上に留まり、線幅が大きくなることなく更に厚膜の機
能性膜パターンを形成することができる。

【００１７】また、上記パターン形成方法において、前
記塗布工程の後、機能性膜に変換する工程の前に、塗布
された前記液体を乾燥させる工程と、乾燥した前記液体
上に更に前記液体をインクジェットにより塗布する工程
と、を更に備えることが望ましい。ここでの乾燥させる
工程とは、溶剤の一部又は全部を除去する工程であっ
て、この工程だけでは機能性成分の機能発揮は十分に或
いはほとんど得られない程度の乾燥工程であり、機能性
膜変換工程よりも低い温度での熱処理によって行なわれ
る。乾燥工程後も基板は撥液性を有する一方、乾燥した
液体は親液性を有することになるため、その上に重ねて
塗布することにより更に厚膜の機能性膜パターンを形成
することができる。また乾燥工程は機能性膜変換工程よ
りも低い温度での熱処理によって行なわれるため、機能
性膜変換後に重ねて吐出する場合に比べて処理時間が短
縮でき、使用エネルギーも少なくてすむ。

【００１８】また、上記パターン形成方法において、前
記基板表面を、前記液体に対する接触角が３０［ｄｅ
ｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下である機能性膜形成面に加
工する表面処理工程を更に備えることが望ましい。

【００１９】上記のパターン形成方法は、導電膜配線の
パターン形成などに好適に用いられる。この場合、イン
クジェットにより吐出する液体には導電性微粒子を含有
させることが望ましい。

【００２０】また、本発明のパターン形成装置は、機能
性成分を含有した液体を基板上にインクジェットにより
吐出して機能性膜パターンを形成する装置であって、前
記液体に対する接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅ
ｇ］以下である機能性膜形成面を有する基板上に前記液
体をインクジェットにより塗布するインクジェット塗布
手段と、塗布された前記液体を熱処理によって機能性膜
に変換する熱処理手段と、を備えたことを特徴とする。
このパターン形成装置は、例えば導電性微粒子を含有し
た液体を吐出することにより、導電膜配線のパターン形
成などに好適に用いられる。

【００２１】また、本発明の導電膜配線は、上記パター
ン形成方法によって形成されたことを特徴とする。これ
によれば、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等
の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配
線とすることができる。

【００２２】また、本発明の電気光学装置は、上記発明
に係る導電膜配線を備えることを特徴とする。本発明の
電気光学装置としては、例えば液晶表示装置、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
を挙げることができる。

【００２３】また、本発明に係る電子機器は、本発明に
係る電気光学装置を備えることを特徴とする。

【００２４】また、本発明の非接触型カード媒体は、上
記発明に係る導電膜配線をアンテナ回路として備えるこ
とを特徴とする。

【００２５】これらの発明によれば、配線部やアンテナ
の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、
薄型化が可能な電気光学装置、及びこれを用いた電子機
器、並びに非接触型カード媒体を提供することができ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
膜パターン形成方法について、図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の実施形態による膜パターンの形成
方法による製造工程の説明図である。

【００２７】＜１−１．第１実施形態：導電膜＞第１実
施形態として、本発明の膜パターン形成方法の一例であ
る導電膜パターン形成方法について説明する。本実施形
態に係る導電膜パターン形成方法は、表面処理工程と塗
布工程と熱処理工程から構成される。

【００２８】（表面処理工程）まず、図１（Ｓ１）に示
すように、導電膜パターンを形成すべき基板１０１の表
面にフルオロアルキルシランなどからなる自己組織化膜
を形成することにより、導電性微粒子を含有した液体に
対する所定の接触角を持つように処理する。導電性微粒
子を含有した液体に対する接触角は、３０［ｄｅｇ］以
上６０［ｄｅｇ］以下であることが望ましい。

【００２９】基板１０１としては、Ｓｉウエハー、石英
ガラス、ガラス、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、また、基板表面に半導体
膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成
されていてもよい。

【００３０】基板表面を処理するための有機分子膜は、
基板に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるい
は撥液基といった基板の表面性を改質する（表面エネル
ギーを制御する）官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素
の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖を備えており、基板
に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形
成するものである。

【００３１】自己組織化膜とは基板など下地層等構成原
子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とか
らなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性
を有する化合物を、配向させて形成された膜である。こ
の自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されている
ので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子
レベルで均一な膜となる。即ち、膜の表面に同じ分子が
位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や
親液性を付与することができる。

【００３２】上記の高い配向性を有する化合物として、
例えばフルオロアルキルシランを用いた場合には、膜の
表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が
配向されて自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に
均一な撥液性が付与される。

【００３３】このような自己組織化膜を形成する化合物
としては、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラ
ヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ
−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリメトキシシラ
ン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロ
デシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，
２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリ
デカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルト
リメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２
テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロ
プロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラ
ン（以下「ＦＡＳ」という）を挙げることができる。使
用に際しては、一つの化合物を単独で用いるのも好まし
いが、２種以上の化合物を組合せて使用しても、本発明
の所期の目的を損なわなければ制限されない。また、本
発明においては、前記の自己組織化膜を形成する化合物
として、前記ＦＡＳを用いるのが、基板との密着性及び
良好な撥液性を付与する上で好ましい。

【００３４】ＦＡＳは、一般的に構造式ＲｎＳｉＸ
_{（４−ｎ）}で表される。ここでｎは１以上３以下の整数
を表し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子な
どの加水分解基である。またＲはフルオロアルキル基で
あり、（ＣＦ_３）（ＣＦ_２）_ｘ（ＣＨ_２）_ｙの（ここで
ｘは０以上１０以下の整数を、ｙは０以上４以下の整数
を表す）構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合し
ている場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでも良
いし、異なっていてもよい。Ｘで表される加水分解基は
加水分解によりシラノールを形成して、基板（ガラス、
シリコン）等の下地のヒドロキシル基と反応してシロキ
サン結合で基板と結合する。一方、Ｒは表面に（Ｃ
Ｆ_３）等のフルオロ基を有するため、基板等の下地表面
を濡れない（表面エネルギーが低い）表面に改質する。

【００３５】次いで、親液部について述べる。後述する
紫外光などにより自己組織化膜が除去された領域は、ヒ
ドロキシル基が表面に存在する。このため、ＦＡＳの領
域に比べて非常に濡れ易い性質を示す。従って、基板全
面にＦＡＳを形成した後に、一部の領域のＦＡＳを除去
すると、その領域は親液性を示す。

【００３６】自己組織化膜は、上記の原料化合物と基板
１０１とを同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合
は２〜３日程度の間放置すると基板１０１上に形成され
る（Ｓ１）。また、密閉容器全体を１００℃に保持する
ことにより、３時間程度で基板１０１上に形成される。
以上に述べたのは、気相からの形成法であるが、液相か
らも自己組織化膜は形成可能である。例えば、原料化合
物を含む溶液中に基板を浸積し、洗浄、乾燥することで
基板上に自己組織化膜が得られる。

【００３７】なお、自己組織化膜を形成する前に、基板
表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりし
て、前処理を施すことが望ましい。

【００３８】（塗布工程）次に、図１（Ｓ２）に示すよ
うに、導電性微粒子を含有する液体２１を上記基板１０
１上にインクジェット方式で塗布する。

【００３９】ここで用いられる微粒子は、金、銀、銅、
パラジウム、ニッケルの何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。本実施形態では、これらの微粒子を溶媒に分散させ
た液体を用いる。微粒子を分散させるために、微粒子表
面に有機物などをコーティングして使うこともできる。
また、基板に塗布するにあたり、溶剤への分散しやすさ
とインクジェット法の適用の観点から、微粒子の粒径は
５０ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。

【００４０】上記の微粒子を溶媒に分散させ液体を調製
する。ここで使用する溶媒は室温での蒸気圧が０．００
１ｍｍＨｇ以上２００ｍｍＨｇ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、塗布膜
を形成するときに溶媒が先に蒸発してしまい、良好な塗
布膜を形成することが困難となるためである。一方、室
温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い溶媒の場
合、乾燥が遅くなり塗布膜中に溶媒が残留しやすくな
り、後工程の熱および／または光処理後に良質の導電膜
が得られにくい。また、上記溶液の塗布を後述のインク
ジェット装置によって行なう場合には、溶媒の蒸気圧は
０．００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下であることが
望ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、イ
ンクジェット装置で液滴を吐出する際に乾燥によるノズ
ル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるためで
ある。一方、蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い場合
には吐出したインクの乾燥が遅くなり導電膜中に溶媒が
残留し易くなり、後工程の熱処理後にも良質の導電膜が
得られ難い。

【００４１】使用する溶媒としては、上記の微粒子を分
散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限
定されないが、水の他に、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溶媒、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
ルジエチルエーテル、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
ル系溶媒、更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
の極性溶媒を挙げることができる。これらのうち、微粒
子の分散性と分散液の安定性、またインクジェット法へ
の適用のし易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系
溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、更に好ましい溶媒と
しては水、炭化水素系溶媒を挙げることができる。これ
らの溶媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物とし
ても使用できる。

【００４２】上記微粒子を溶媒に分散する場合の溶質濃
度は１重量％以上８０重量％以下であり、所望の導電膜
の膜厚に応じて調整することができる。８０重量％を超
えると凝集をおこしやすくなり、均一な塗布膜が得にく
い。

【００４３】上記微粒子分散液は、目的の機能を損なわ
ない範囲で必要に応じてフッ素系、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ことができ
る。ノニオン系表面張力調節剤は、溶液の塗布対象物へ
の濡れ性を良好化し、塗布した膜のレベリング性を改良
し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に
役立つものである。

【００４４】かくして調製した微粒子分散液の粘度は１
ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好まし
い。後述のインクジェット装置にて液体を塗布する場
合、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺
部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５
０ｍＰａ・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ためであ
る。

【００４５】さらに、かくして調製した微粒子分散液の
表面張力は２０ｄｙｎ／ｃｍ以上７０ｄｙｎ／ｃｍ以下
の範囲に入ることが望ましい。後述のインクジェット装
置にて液体を塗布する場合、表面張力が２０ｄｙｎ／ｃ
ｍ未満であると、インク組成物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易くなり、７０ｄｙｎ
／ｃｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安
定しないためインク組成物の吐出量、吐出タイミングの
制御が困難になるためである。

【００４６】以上の液体２１をインクジェット法により
吐出する。基板上に付与されるインク滴の間隔は、吐出
周波数及びインクジェットヘッド及び基板の相対速度を
制御することによって制御する。特に、同一配線内で互
いに隣り合うインク滴が、基板上に付与された際の液体
の直径の１％以上１０％以下の重なりを生じるように付
与されることが望ましい。すなわち、インク滴の間隔
は、基板上に付与された際の液体の直径の９０％以上９
９％以下の長さであることが望ましい。これよりインク
滴の間隔が狭く重なりが大きいとバルジが発生し、良好
なラインが形成できない。一方これよりインク滴の間隔
が広く重なりが小さいと、吐出位置精度誤差により液体
の重なりが生じなくなり、切れた配線が形成されてしま
う可能性がある。

【００４７】（熱処理工程）図１（Ｓ３）に示すよう
に、微粒子分散液２１が所定パターンに塗布された基板
１０１は、溶媒を除去し、微粒子間の電気的接触をよく
するために、熱処理に供される。熱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。上
記の熱処理の処理温度は溶媒の沸点（蒸気圧）、圧力お
よび微粒子の熱的挙動により適宜定めればよく、特に限
定されるものではないが室温以上３００℃以下で行なう
ことが望ましい。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。

【００４８】熱処理は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。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レーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレー
ザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣ
ｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光
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。

【００４９】以上の工程により導電膜２２が形成され
る。本実施形態によれば、細線、厚膜の導電膜パターン
を、バルジを発生させることなく形成することができ
る。

【００５０】＜１−２．第２実施形態：シリコン膜＞第
２実施形態として、本発明の膜パターン形成方法の一例
であるシリコン膜パターン形成方法について説明する。
本実施形態に係るシリコン膜パターン形成方法は、表面
処理工程と塗布工程と熱処理工程から構成される。

【００５１】（表面処理工程）まず、図１（Ｓ１）に示
すように、シリコン膜パターンを形成すべき基板１０１
の表面にフルオロアルキルシランなどから自己組織化膜
を形成することにより、有機ケイ素化合物を含有した液
体に対する所定の接触角を持つように処理する。有機ケ
イ素化合物を含有した液体に対する接触角は、３０［ｄ
ｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下であることが望ましい。

【００５２】このように表面の撥液性（濡れ性）を制御
する方法、および基板１０１は第１実施形態と同様なの
で、その説明を省略する。

【００５３】（塗布工程）次に、図１（Ｓ２）に示すよ
うに、有機ケイ素化合物を含有する液体２１を上記基板
１０１上にインクジェット方式で塗布する。

【００５４】有機ケイ素化合物を含有する液体として
は、有機ケイ素化合物を溶媒に溶解させた溶液を用い
る。ここで用いられる有機ケイ素化合物は、一般式Ｓｉ
_ｎＸ_ｍ（ここで、Ｘは水素原子および／またはハロゲン
原子を表し、ｎは３以上の整数を表し、ｍはｎまたは２
ｎ−２または２ｎまたは２ｎ＋２の整数を表す）で表さ
れる還系を有するシラン化合物であることを特徴とす
る。

【００５５】ここでｎは３以上であるが、熱力学的安定
性、溶解性、精製の容易性などの点でｎは５〜２０程
度、特に５あるいは６の環状シラン化合物が好ましい。
５より小さい場合にはシラン化合物自体が環による歪み
により不安定になるため取り扱いに難点が生じる。また
ｎが２０より大きい場合にはシラン化合物の凝集力に起
因する溶解性の低下が認められ使用する溶媒の選択が狭
まる。

【００５６】また、本発明に使用するシラン化合物の一
般式Ｓｉ_ｎＸ_ｍ中のＸは水素原子および／またはハロゲ
ン原子である。これらのシラン化合物はシリコン膜への
前駆体化合物であるため、熱処理および／または光処理
で最終的にはアモルファス或いは多結晶状シリコンにす
る必要があり、ケイ素−水素結合、ケイ素−ハロゲン結
合は上記の処理で開裂し新たにケイ素−ケイ素結合が生
じ最終的にシリコンへと変化されるものである。ハロゲ
ン原子としては、通常フッ素原子、塩素原子、臭素原
子、沃素原子であり、上記結合開裂の点で塩素、臭素が
好ましい。Ｘは水素原子単独またはハロゲン原子単独で
もよいし、水素原子とハロゲン原子の総和がｍとなるよ
うな部分ハロゲン化シラン化合物でもよい。

【００５７】有機ケイ素化合物を含有する液体の溶媒と
しては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上２０
０ｍｍＨｇ以下であるものが好ましい。その理由は第１
実施形態の導電性微粒子を含有した液体の場合と同様な
ので説明を省略する。また、上記溶液の塗布をインクジ
ェット装置によって行う場合には、溶媒の蒸気圧は０．
００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下であることが望ま
しい。その理由は第１実施形態の導電性微粒子を含有し
た液体の場合と同様なので説明を省略する。

【００５８】使用する溶媒としては、上記の有機ケイ素
化合物を溶解できるものであれば特に限定されないが、
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、シクロへ
キシルベンゼンなどの炭化水素系溶媒、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
ングリコールジエチルエーテル、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
どのエーテル系溶、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
サノンなどの極性溶媒を挙げることができる。これらの
内、有機ケイ素化合物の溶解性と該溶液の安定性の点で
炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、さらに好
ましい溶媒としては炭化水素系溶媒を挙げることができ
る。これらの溶媒は、単独でも、或いは２種以上の混合
物としても使用できる。

【００５９】上記有機ケイ素化合物を溶媒に溶解する場
合の溶解質濃度は１重量％以上８０重量％以下であり、
所望のシリコン膜厚に応じて調整することができる。８
０重量％を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜
が得にくい。

【００６０】上記溶液には、目的の機能を損なわない範
囲で必要に応じてフッ素系、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ことができる。ノ
ニオン系表面張力調節剤は、溶液の塗布対象物への濡れ
性を良好化し、塗布した膜のレベルリング性を改良し、
塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立
つものである。

【００６１】上記溶液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍ
Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。その理由は第１実
施形態の導電性微粒子を含有した液体の場合と同様なの
で説明を省略する。

【００６２】さらに、上記溶液の表面張力は２０ｄｙｎ
／ｃｍ以上７０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲に入ることが望
ましい。その理由は第１実施形態の導電性微粒子を含有
した液体の場合と同様なので説明を省略する。

【００６３】以上の溶液をインクジェット法により吐出
する。なお、吐出工程は、一般に室温以上１００℃以下
の温度で行われる。室温以下の温度では有機ケイ素化合
物の溶解性が低下し一部析出する場合があるからであ
る。また吐出する場合の雰囲気は、窒素、ヘリウム、ア
ルゴンなどの不活性ガス中で行うことが好ましい。さら
に必要に応じて水素などの還元性ガスを混入したものが
好ましい。

【００６４】また、吐出液滴の着弾間隔等の、パターン
形成のための吐出条件は、第１実施形態と同様なのでそ
の説明を省略する。

【００６５】（熱処理工程）図１（Ｓ３）に示すよう
に、有機ケイ素化合物の溶液２１が所定パターンに塗布
された基板１０１は、溶媒を除去すると共に有機ケイ素
化合物をアモルファスあるいは多結晶シリコンに変換す
るために、熱処理に供される。熱処理は、窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともで
きる。熱処理の処理温度は溶媒の沸点（蒸気圧）、圧力
および有機ケイ素化合物の熱的挙動により適宜決定され
る。

【００６６】通常アルゴン雰囲気中あるいは水素を含有
したアルゴン中で１００〜８００℃程度で、好ましくは
２００〜６００℃程度で、さらに好ましくは３００℃〜
５００℃程度で処理され、一般に到達温度が約５５０℃
以下の温度ではアモルファス状、それ以上の温度では多
結晶状のシリコン膜が得られる。到達温度が３００℃未
満の場合は、有機ケイ素化合物の熱分解が十分に進行せ
ず、十分な厚さのシリコン膜を形成できない場合があ
る。多結晶状のシリコン膜を得たい場合は、上記で得ら
れたアモルファス状シリコン膜のレーザーアニールによ
って多結晶シリコン膜に変換することができる。上記レ
ーザーアニールを行う場合の雰囲気も、ヘリウム、アル
ゴンなどの不活性ガス、もしくはそれらに水素などの還
元性ガスを混入したものが好ましい。

【００６７】熱処理は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レーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザ
ー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、
ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源と
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。

【００６８】以上の工程によりアモルファスあるいは多
結晶のシリコン膜２２が形成される。本実施形態によれ
ば、細線、厚膜のシリコン膜パターンを、バルジを発生
させることなく形成することができる。

【００６９】＜１−３．第３実施形態：強誘電体膜＞第
３実施形態として、本発明の膜パターン形成方法の一例
である強誘電体膜パターン形成方法について説明する。
本実施形態に係る強誘電体膜パターン形成方法は、表面
処理工程と塗布工程と熱処理工程から構成される。

【００７０】（表面処理工程）まず、図１（Ｓ１）に示
すように、強誘電体膜パターンを形成すべき基板１０１
の表面にフルオロアルキルシランなどから自己組織化膜
を形成することにより、強誘電体の前駆体化合物を含有
する液体に対する所定の接触角を持つように処理する。
強誘電体の前駆体化合物を含有する液体に対する接触角
は、３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下であること
が望ましい。

【００７１】このように表面の撥液性（濡れ性）を制御
する方法、および基板１０１は第１実施形態と同様なの
で、その説明を省略する。

【００７２】（塗布工程）次に、図１（Ｓ２）に示すよ
うに、強誘電体の前駆体化合物を含有する液体２１を上
記基板１０１上にインクジェット方式で塗布する。

【００７３】強誘電体の前駆体化合物を含有する液体と
しては、強誘電体の前駆体化合物のゾル液を用いる。強
誘電体の種類は、特に限定されないが例えばジルコニウ
ム酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３：ＰＺＴ）が
好ましい。以下にＰＺＴの前駆体化合物のゾル液の製法
の一例を述べる。有機系の溶媒として、化学式ＣＨ
_３（ＣＨ_２）_３ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨで示される２−ｎ−
ブトキシエタノールを用いる。これに、ＰＺＴの原料成
分である、酢酸鉛：Ｐｂ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２・Ｈ_２Ｏ、
ジルコニウムアセチルアセトナート：Ｚｒ（ＣＨ_３Ｃ
ＯＣＨＣＯＣＨ_３） _４、 チタニウムテトライソプロポ
キシド：Ｔｉ［（ＣＨ_３）_２ＣＨＯ］_４を混合して溶か
したものをゾルとする。酢酸鉛、ジルコニウムアセチル
アセトナート、チタニウムテトライソプロポキシドの混
合比率は、１００：５２：４８とする。また、添加剤と
して、０．１ｍｏｌ％のポタシウムアセテートを加え
る。ただし、ＰＺＴの前駆体化合物のゾル液の製法は上
記に限定されるものではない。

【００７４】上記強誘電体の前駆体化合物のゾル液の溶
質濃度は１重量％以上８０重量％以下であり、所望の強
誘電体膜厚に応じて調整することができる。８０重量％
を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜が得にく
い。

【００７５】上記ゾル液には、目的の機能を損なわない
範囲で必要に応じてフッ素系、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ことができる。
ノニオン系表面張力調節剤は、溶液の塗布対象物への濡
れ性を良好化し、塗布した膜のレベルリング性を改良
し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に
役立つものである。

【００７６】上記ゾル液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０
ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。その理由は第１
実施形態の導電性微粒子を含有した液体の場合と同様な
ので説明を省略する。

【００７７】さらに、上記溶液の表面張力は２０ｄｙｎ
／ｃｍ以上７０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲に入ることが望
ましい。その理由は第１実施形態の導電性微粒子を含有
した液体の場合と同様なので説明を省略する。

【００７８】以上のゾル液をインクジェット法により吐
出する。吐出液滴の着弾間隔等の、パターン形成のため
の吐出条件は、第１実施形態と同様なのでその説明を省
略する。

【００７９】（熱処理工程）図１（Ｓ３）に示すよう
に、ゾル液２１が所定パターンに塗布された基板１０１
は、溶媒の乾燥および脱脂を経て最終的に強誘電体膜に
変換するために熱処理に供される。熱処理は通常大気中
で行われるが、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うこともできる。上記
の熱処理の処理温度は適宜定めればよく特に限定される
ものではないが、乾燥工程は室温以上２００℃以下で行
うことが望ましく、脱脂工程は３００℃以上５００以下
で行うことが望ましく、強誘電体膜変換工程は７００℃
以上で行うことが望ましい。

【００８０】熱処理は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レーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザ
ー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、
ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源と
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。

【００８１】以上の工程により強誘電体膜２２が形成さ
れる。本実施形態によれば、細線、厚膜の強誘電体膜パ
ターンを、バルジを発生させることなく形成することが
できる。

【００８２】＜２．膜パターン形成装置＞図２は、本発
明の膜パターンの形成方法に用いられる膜パターン形成
装置の概略斜視図である。膜パターン形成装置１００
は、インクジェット式の液体塗布装置を備えており、イ
ンクジェットヘッド群１、Ｘ方向駆動軸４、Ｙ方向ガイ
ド軸５、制御装置６、載置台７、クリーニング機構部
８、基台９およびヒータ１５を備えている。

【００８３】インクジェットヘッド群１は、所定の液体
をノズル（吐出口）から吐出して所定間隔で基板に付与
するインクジェット塗布手段としてのヘッドを備えてい
る。

【００８４】載置台７は、この塗布装置によって液体を
付与される基板１０１を載置させるもので、この基板１
０１を基準位置に固定する機構を備える。

【００８５】Ｘ方向駆動軸４には、Ｘ方向駆動モータ２
が接続されている。Ｘ方向駆動モータ２は、ステッピン
グモータ等であり、制御装置６からＸ軸方向の駆動信号
が供給されると、Ｘ方向駆動軸４を回転させる。Ｘ方向
駆動軸４が回転させられると、インクジェットヘッド群
１がＸ軸方向に移動する。

【００８６】Ｙ方向ガイド軸５は、基台９に対して動か
ないように固定されている。載置台７は、Ｙ方向駆動モ
ータ３を備えている。Ｙ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６からＹ軸方向の駆動信
号が供給されると、載置台７をＹ軸方向に移動させる。

【００８７】制御回路６は、インクジェットヘッド群１
の各ヘッドに液滴の吐出制御用の電圧を供給する。ま
た、Ｘ方向駆動モータ２にインクジェットヘッド群１の
Ｘ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ方向駆
動モータ３に載置台７のＹ軸方向の移動を制御する駆動
パルス信号を供給する。

【００８８】クリーニング機構部８は、インクジェット
ヘッド群１をクリーニングする機構を備えている。クリ
ーニング機構部８には、図示しないＹ方向の駆動モータ
が備えられる。このＹ方向の駆動モータの駆動により、
クリーニング機構８は、Ｙ方向ガイド軸５に沿って移動
する。クリーニング機構８の移動も、制御装置６によっ
て制御される。

【００８９】ヒータ１５は、ここではランプアニールに
より基板１０１を熱処理する手段であり、基板上に塗布
された液体の蒸発・乾燥を行うとともに機能性材料の膜
に変換させる。このヒータの電源の投入及び遮断も制御
回路６によって制御される。本実施形態の膜パターン形
成装置１００によれば、細線、厚膜の膜パターンを、バ
ルジを発生させることなく形成することができる。

【００９０】＜３−１．実施例１：液滴の間隔＞直径１
０ｎｍの金微粒子がトルエン中に分散した金微粒子分散
液（真空冶金社製、商品名「パーフェクトゴールド」）
にキシレンを添加しその粘度を３ｃｐとした液体を、撥
液処理を施したガラス基板上にインクジェット装置によ
り所定のドット間隔で吐出し、導電膜ラインを形成し
た。ドット間隔の変更は、ステージ移動速度を一定とし
て吐出周波数のみを調整することにより行なった。イン
クジェットヘッドとしては市販のプリンター（商品名
「ＭＪ９３０Ｃ」）のヘッドを使用した。ただし、イン
ク吸入部がプラスチック製であるため、有機溶剤に対し
て溶解しないよう吸入部を金属製の治具に変更したもの
を用いた。

【００９１】基板の撥液処理は以下の方法で行なった。
まずガラス基板に、前処理として波長１７２ｎｍの紫外
光を１０ｍＷで１０分間照射してクリーニングを行なっ
た。次に、撥液性の自己組織化膜をガラス基板全面に形
成するために、ガラス基板とトリデカフルオロ−１，
１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン
０．５ミリリットルとを、同一の密閉容器に入れて４８
時間室温で放置することにより、ガラス基板上に、表面
にフルオロアルキル基を有する自己組織化膜を形成し
た。処理後の基板に対する金微粒子分散液の接触角はお
よそ６０［ｄｅｇ］であった。

【００９２】この方法で撥液化処理を行なったガラス基
板上における、金微粒子分散液のインクジェット吐出液
滴の直径の吐出電圧依存性は、表１の通りであった。

【００９３】

【表１】 吐出電圧２０Ｖでの吐出では、基板上の液滴の直径は７
２μｍであった。また、吐出電圧２０Ｖにおけるインク
ジェット液滴の体積はおよそ２５ピコリットルで、基板
に着弾する前の液滴の直径は３６μｍであった。

【００９４】吐出電圧２０Ｖにおいて、最初の比較例と
してドット間隔３５μｍで、すなわちインクジェット液
滴が既に基板上に付与された先の液滴に直接当たるドッ
ト間隔で吐出してラインを形成したところ、形成された
ラインは形状が極めて不安定で、断線箇所が多く存在し
た。

【００９５】更なる比較例としてドット間隔６０μｍ
で、すなわち基板上での液滴同士の重なりが１２μｍ
（基板上におけるドット直径に対して約１７％）となる
ドット間隔で吐出してライン形成を行なったところ、図
３に示すようにインクが基板上の埃等のイレギュラー部
に集中することにより生じるバルジが多く発生した。更
に時間が経つとインクはバルジに集まり、断線部が多く
生じた。

【００９６】そこで次に、ドット間隔７０μｍで、すな
わち基板上での液滴同士の重なりが２μｍ（基板上にお
けるドット直径に対して約３％）となるドット間隔で吐
出してライン形成を行なったところ、図４に示すように
ドット形状が残り形状が波状ではあるものの、乱れの無
い安定したラインが形成された。

【００９７】この基板に対して、ホットプレートによっ
て３００℃で３０分間の熱処理を施すことにより、膜厚
０．５μｍの金線を得た。その抵抗率はおよそ５μΩｃ
ｍであった。

【００９８】＜３−２．実施例２：液体に対する基板の
接触角＞実施例１の方法で自己組織化膜を形成した後
に、紫外光を照射することにより撥水性を低下させた基
板上に、実施例１と同様のインク、インクジェット装置
を用いて導電膜ラインを形成した。

【００９９】まず比較例として、実施例１の方法で自己
組織化膜を形成した後に、紫外光を１０ｍＷ／ｃｍ^２で
３０分間照射した基板上にライン形成を行なった。自己
組織化膜が完全に除去されたため、紫外光照射後の基板
は親水性が高く、基板に対する金微粒子分散液の接触角
はおよそ１０［ｄｅｇ］であった。吐出電圧２０Ｖでの
吐出では、この基板上の液滴の直径は２３０μｍであっ
た。ドット間隔２１０μｍで、すなわち基板上での液滴
同士の重なりが２０μｍ（基板上におけるドット直径に
対して約９％）となるドット間隔で吐出してライン形成
を行なったところ、基板上での液滴の濡れ広がりが大き
いために、形状が非常に乱れたラインが形成された。次
にドット間隔１００μｍでラインを形成したが、ライン
形状の乱れは同様に著しいものであった。

【０１００】そこで、実施例１の方法で自己組織化膜を
形成した後に、紫外光を１０ｍＷ／ｃｍ^２で５分間照射
した基板上にライン形成を行なった。比較例に比べ自己
組織化膜の除去量が小さかったため、紫外光照射後の基
板はある程度の撥液性を有しており、基板に対する金微
粒子分散液の接触角はおよそ３０［ｄｅｇ］であった。
吐出電圧２０Ｖでの吐出では、この基板上の液滴の直径
は１５０μｍであった。ドット間隔１３５μｍで、すな
わち基板上での液滴同士の重なりが１５μｍ（基板上に
おけるドット直径に対して１０％）となるドット間隔で
吐出してライン形成を行なったところ、実施例１で形成
したラインに比べ線幅は大きいものの、図４のような波
状の形状ではなく、直線の形状を有する安定したライン
が形成された。

【０１０１】更に他の比較例として、銀微粒子分散液を
基板上にインクジェット吐出した。銀微粒子分散液は次
のようにして調整した。まず、硝酸銀９０ｍｇを水５０
０ミリリットルに溶解し１００℃に加熱し、攪拌しなが
ら更に１％濃度のクエン酸ナトリウム水溶液１０ミリリ
ットルを加えそのまま８０分間沸騰させた。これによっ
て凝集を防止するためのクエン酸で周囲を覆われた銀コ
ロイドが、水溶液中に分散した液体が得られた。この銀
コロイドの平均粒径は３０ｎｍであった。この液体を遠
心分離で濃縮した後、再び水と表面張力調整剤を加えて
インク化し、粘度と表面張力がインクジェットヘッドで
吐出可能となるように調整した。

【０１０２】このように調整した銀微粒子分散液を、実
施例１の方法で自己組織化膜を形成した基板上に、実施
例１と同様のインクジェット装置により吐出し、導電膜
ラインを形成した。

【０１０３】基板に対する銀微粒子分散液の接触角はお
よそ８０［ｄｅｇ］であった。吐出電圧２０Ｖでの吐出
では、基板上の液滴の直径は４８μｍであった。ドット
間隔４５μｍで、すなわち基板上での液滴同士の重なり
が３μｍ（基板上におけるドット直径に対して約６％）
となるドット間隔で吐出してライン形成をおこなったと
ころ、インクジェット液滴が基板に着弾し既に基板上に
ある液滴と接した際に、その液滴に取り込まれてしまう
という現象が起こり、いくつかのインクジェット液滴が
集合してできる大きな液滴が形成されるのみで、ライン
はまったく形成されなかった。

【０１０４】＜３−３．実施例３＞実施例１の方法によ
り形成するラインを、１回のライン形成毎に３００℃、
３０分間の導電膜変換工程を行ないながら、同一ライン
上に５回繰り返し形成することにより厚膜の導電膜ライ
ンを形成した。１回目の導電膜変換工程後のラインの線
幅は７２μｍで、５回目の導電膜変換工程後のラインの
線幅も同じく７２μｍであった。また、ラインの形状が
実施例１の図４のような波線状のものではなく、比較的
良好な直線状のものとなった。５回目の導電膜変換工程
後のラインの膜厚は２．５μｍであった。

【０１０５】＜３−４．実施例４＞実施例１の方法によ
り形成するラインを、１回のライン形成毎に１００℃、
１０分間の液体乾燥工程を行ないながら、同一ライン上
に５回繰り返し形成することにより厚膜の導電膜ライン
を形成した。１回目の乾燥工程後のラインの線幅は７２
μｍで、５回目の吐出を行なった後の３００℃、３０分
間の導電膜変換工程後のラインの線幅は８５μｍであっ
た。また、ラインの形状が実施例１の図４のような波線
状のものではなく、比較的良好な直線状のものとなっ
た。５回目の吐出を行なった後の導電膜変換工程後の膜
厚は２．２μｍであった。

【０１０６】これに対する比較例として、実施例１の方
法により形成するラインを、熱処理の工程を挟むことな
く、同一ライン上に５回繰り返し吐出することにより導
電膜ラインを形成した。１回目の吐出後のラインの線幅
は７２μｍで、５回目の吐出を行なった後の３００℃、
３０分間の導電膜変換工程後のラインの線幅は１５０μ
ｍであった。また、ラインの形状が実施例１の図４のよ
うな波線状のものではなく、比較的良好な直線状のもの
となったが、液量が多くなったためか、いくつかのバル
ジの生成が見られた。５回目の吐出を行なった後の導電
膜変換工程後の膜厚は１．５μｍであった。

【０１０７】＜４−１．応用例１：導電膜を用いた液晶
装置＞第１の応用例として、本発明の電気光学装置の一
例である液晶装置について説明する。図５は、本応用例
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。本応用例に係る液晶装置は、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。

【０１０８】図５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３
１０ａ…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。

【０１０９】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３１
０ｂ…の一端側（図中下側）とが第１引き回し配線３３
１…を介して接続されている。

【０１１０】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３
５０とが第２引き回し配線３３２…を介して接続されて
いる。

【０１１１】本応用例では、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３
３１…、第２引き回し配線３３２…が、各々上記膜パタ
ーン形成装置を用いて、第１実施形態に係る導電膜パタ
ーン形成方法によって形成されている。本液晶装置によ
れば、上記各配線類の断線や短絡等の不良が生じにく
く、しかも、小型化、薄型化が可能な液晶装置とするこ
とができる。

【０１１２】＜４−２．応用例２：導電膜を用いたプラ
ズマ型表示装置＞第２の応用例として、本発明の電気光
学装置の他の一例であるプラズマ型表示装置について説
明する。図６は本応用例に係るプラズマ型表示装置５０
０の分解斜視図を示す。

【０１１３】この応用例のプラズマ型表示装置５００
は、互いに対向して配置されたガラス基板５０１とガラ
ス基板５０２と、これらの間に形成された放電表示部５
１０とから概略構成される。

【０１１４】放電表示部５１０は、複数の放電室５１６
が集合されてなり、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。

【０１１５】前記（ガラス）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、それらアドレス電極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、更に誘電体層５
１９上においてアドレス電極５１１、５１１間に位置し
て各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成
されている。なお、隔壁５１５においてはその長手方向
の所定位置においてアドレス電極５１１と直交する方向
にも所定の間隔で仕切られており（図示略）、基本的に
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
壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら
長方形状の領域に対応するように放電室５１６が形成さ
れ、これら長方形状の領域が３つ対になって１画素が構
成される。また、隔壁５１５で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５
１７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。

【０１１６】次に、前記ガラス基板５０２側には、先の
アドレス電極５１１と直交する方向に複数のＩＴＯから
なる透明表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で
形成されるとともに、高抵抗のＩＴＯを補うために、金
属からなるバス電極５１２ａが形成されている。また、
これらを覆って誘電体層５１３が形成され、更にＭｇＯ
などからなる保護膜５１４が形成されている。

【０１１７】そして、前記基板５０１とガラス基板５０
２の基板２が、前記アドレス電極５１１…と透明表示電
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、基板５０１と隔壁５１５とガラス基板５
０２側に形成されている保護膜５１４とで囲まれる空間
部分を排気して希ガスを封入することで放電室５１６が
形成されている。なお、ガラス基板５０２側に形成され
る表示電極５１２は各放電室５１６に対して２本ずつ配
置されるように形成されている。

【０１１８】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、各電極に通電すること
で必要な位置の放電表示部５１０において蛍光体５１７
を励起発光させて、カラー表示ができるようになってい
る。

【０１１９】本応用例では、上記アドレス電極５１１と
表示電極５１２およびバス電極５１２ａが、各々上記膜
パターン形成装置を用いて、第１実施形態に係る導電膜
パターン形成方法によって形成されている。本応用例の
プラズマ型表示装置によれば、上記各電極の断線や短絡
等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能
なプラズマ型表示装置とすることができる。

【０１２０】＜４−３．応用例３：電子機器＞第３の応
用例として、上記応用例を備えた、本発明の電子機器の
具体例について説明する。７（ａ）は、携帯電話の一例
を示した斜視図である。図７（ａ）において、６００は
携帯電話本体を示し、６０１は＜応用例１＞の液晶装置
を備えた液晶表示部を示している。

【０１２１】図７（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの
携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図７
（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキー
ボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は
＜応用例１＞の液晶装置を備えた液晶表示部を示してい
る。

【０１２２】図７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を
示した斜視図である。図７（ｃ）において、８００は時
計本体を示し、８０１は＜応用例１＞の液晶装置を備え
た液晶表示部を示している。

【０１２３】図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上
記＜応用例１＞の液晶装置を備えたものであるので、配
線類の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型
化、薄型化が可能となる。

【０１２４】なお、本応用例の電子機器は液晶装置を備
えるものとしたが、上記＜応用例２＞のプラズマ型表示
装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等、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。

【０１２５】＜４−４．応用例４：導電膜を用いた非接
触型カード媒体＞第４の応用例として、本発明の非接触
型カード媒体について説明する。本応用例に係る非接触
型カード媒体４００は図８に示すように、カード基体４
０２とカードカバー４１８から成る筐体内に、半導体集
積回路チップ４０８とアンテナ回路４１２を内蔵し、図
示されない外部の送受信機と電磁波または静電容量結合
の少なくとも一方により電力供給あるいはデータ授受の
少なくとも一方を行うようになっている。

【０１２６】本応用例では、上記アンテナ回路４１２
が、上記膜パターン形成装置を用いて、第１実施形態に
係る導電膜パターン形成方法によって形成されている。

【０１２７】本応用例の非接触型カード媒体によれば、
上記アンテナ回路４１２の断線や短絡等の不良が生じに
くく、しかも、小型化、薄型化が可能な非接触型カード
媒体とすることができる。

【０１２８】＜４−５．応用例５：強誘電体膜を用いた
インクジェット式記録ヘッド＞第５の応用例として、イ
ンクジェット式記録ヘッドについて説明する。図１０
は、本応用例に係るインクジェット式記録ヘッドの分解
斜視図である。また図１１は、インクジェット式記録ヘ
ッドの主要部一部断面図である。図１０に示すように、
本インクジェット式記録ヘッドは、ノズル板１０、圧力
室基板２０、振動板３０および筐体２５を備えて構成さ
れている。

【０１２９】図１１に示すように、圧力室基板２０は、
キャビティ２６、側壁２７、リザーバ２３および供給口
２４を備えている。キャビティ２６は、圧力室であって
シリコン等の基板をエッチングすることにより形成され
るものである。側壁２７は、キャビティ２６間を仕切る
よう構成され、リザーバ２３は、インクタンク口３５に
連通しており、各キャビティ２６にインク充填時にイン
クを供給可能な共通の流路として構成されている。供給
口２４は、各キャビティ２６にインクを導入可能に構成
されている。

【０１３０】振動板３０は圧力室基板２０の一方の面に
貼り合わせ可能に構成されている。振動板３０には圧電
体素子４０が設けられている。圧電体素子４０は、振動
板３０上に所定の形状で形成されて構成されている。

【０１３１】ノズル板１０は、圧力室基板２０に複数設
けられたキャビティ（圧力室）２６の各々に対応する位
置にそのノズル穴１１が配置されるよう、圧力室基板２
０に貼り合わせられている。ノズル板１０を貼り合わせ
た圧力室基板２０は、さらに図１０に示すように筐体２
５に填められて、インクジェット式記録ヘッド１を構成
している。

【０１３２】図９に圧電体素子４０の層構造を説明する
断面図を示す。図９に示すように、振動板３０は絶縁膜
３１および下部電極３２を積層して構成され、圧電体素
子４０は圧電体層４１および上部電極４２を積層して構
成されている。下部電極３２、圧電体層４１および上部
電極４２によって圧電体素子として機能させることがで
きる。

【０１３３】絶縁膜３１は、導電性のない材料、例えば
シリコン基板を熱酸化等して形成された二酸化珪素によ
り構成され、圧電体層の体積変化により変形し、キャビ
ティ２６の内部の圧力を瞬間的に高めることが可能に構
成されている。

【０１３４】下部電極３２は、圧電体層に電圧を印加す
るための上部電極４２と対になる電極であり、導電性を
有する材料、例えば、チタン（Ｔｉ）層、白金（Ｐｔ）
層、チタン（Ｔｉ）層を積層して構成されている。この
ように複数の層を積層して下部電極を構成するのは、白
金層と圧電体層、白金層と絶縁膜との密着性を高めるた
めである。

【０１３５】圧電体層４１は、強誘電体により構成され
ており、本応用例ではＰＺＴを用いる。ＰＺＴ以外の強
誘電体としては、マグネシウムニオブ酸ジルコニウム酸
チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３：
ＰＭＮ−ＰＺＴ）等が好ましい。

【０１３６】上部電極膜４２は、圧電体層に電圧を印加
するための一方の電極となり、導電性を有する材料、例
えば白金（Ｐｔ）で構成されている。

【０１３７】本応用例では、上記圧電層４１が、各々上
記膜パターン形成装置を用いて、第３実施形態に係る強
誘電体膜パターン形成方法によって形成されている。本
応用例のインクジェット式記録ヘッドによれば、上記強
誘電体膜パターン類の断線や短絡等の不良が生じにく
く、しかも、小型化、薄型化が可能なインクジェット式
記録ヘッドとすることができる。

【０１３８】＜４−６．応用例６：シリコン膜を用いた
ＴＦＴ基板＞第６の応用例として、ＴＦＴ基板について
説明する。図１２は、本応用例に係るＴＦＴ基板の平面
図（ａ）及びそのＡ−Ａ’線断面図（ｂ）である。図に
示すように、本ＴＦＴ基板２１０は、基板２０１上に複
数の薄膜トランジスタ２０２を備えている。これら薄膜
トランジスタのソース電極２１２がソース線２０４に、
ゲート電極２０３が信号線に、ドレイン電極２０９が画
素電極２０６、２０７、２０８にそれぞれ接続されてい
る。

【０１３９】ソース電極２１２とドレイン電極２０９と
の間にはシリコン薄膜２１１が設けられており、ここに
チャネル領域が形成される。シリコン薄膜２１１は、上
記第２実施形態のシリコン膜パターン形成方法により形
成される。

【０１４０】そして、上記の信号線及び電極の間には絶
縁膜２０５、２２０等が形成され、相互の絶縁が図られ
ている。

【０１４１】このように構成されたＴＦＴ基板２１０
は、図示しない駆動回路に接続され、図示しない液晶板
等と貼り合わせられることにより、液晶表示装置等とし
て用いることができる。本ＴＦＴ基板によれば、上記シ
リコン膜パターンを微細且つ正確に形成することがで
き、しかも、小型化、薄型化することができる。

【発明の効果】本発明によれば、微細な膜パターンを形
成することができ、工程も簡略化された機能性膜パター
ンの形成方法を提供することができる。また、膜厚が厚
く電気伝導などの機能発揮に有利なパターンを形成する
ことのできる機能性膜パターンの形成方法を提供するこ
とができる。

【０１４２】また、微細な膜パターンを容易に形成する
ことができる機能性膜パターンの形成装置を提供するこ
とができる。

【０１４３】また、本発明の導電膜配線によれば、膜厚
が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じに
くく、しかも微細に形成可能な導電膜配線とすることが
できる。

【０１４４】また、本発明によれば、配線部やアンテナ
の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、
薄型化が可能な電気光学装置、及びこれを用いた電子機
器、並びに非接触型カード媒体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による膜パターンの形成方
法による製造工程の説明図である。

【図２】 本発明の実施形態による膜パターンの形成方
法に用いられる膜パターン形成装置の概略斜視図であ
る。

【図３】 本発明の比較例において形成された膜パター
ンである導電膜配線の概略平面図である。

【図４】 本発明の実施例において形成された膜パター
ンである導電膜配線の概略平面図である。

【図５】 本発明に係る液晶装置の基板上の信号電極等
の平面レイアウトを示す図である。

【図６】 本発明に係るプラズマ型表示装置の分解斜視
図である。

【図７】 本発明に係る電子機器の具体例を示す図であ
る。

【図８】 本発明に係る非接触型カード媒体の構造を示
す図である。

【図９】 本発明の応用例に係る圧電体素子の層構造を
説明する断面図である。

【図１０】 本発明の応用例に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。

【図１１】 上記インクジェット式記録ヘッドの主要部
一部断面図である。

【図１２】 本発明の応用例に係るＴＦＴ基板の平面図
（ａ）及びそのＡ−Ａ’線断面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１０１ 基板 ２１ 液体 ２２ 機能性膜 １００ 膜パターン形成装置 １ インクジェットヘッド群

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/13 １０１ Ｈ０１Ｊ 9/02 Ｆ ５Ｃ０２７ Ｈ０１Ｊ 9/02 11/02 Ｂ ５Ｃ０４０ 11/02 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｚ ５Ｆ０４５ Ｈ０１Ｌ 21/288 21/31 Ａ ５Ｆ１１０ 21/31 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ｚ 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１８Ａ 29/786 Ｆターム(参考） 2C056 FA04 FB01 2H088 FA18 FA30 HA01 HA02 HA04 HA08 MA20 4D075 AC07 AC09 AC92 AC93 AE16 BB24Y BB26Z BB68X BB91X CA13 CA22 CA36 DA04 DA06 DB01 DB13 DB14 DB31 DC19 DC21 DC24 DC27 EA07 EA10 EB16 EB42 EC10 EC60 4F041 AA02 AA05 AB02 BA10 BA13 BA22 BA56 4M104 AA01 BB01 BB04 BB05 BB07 BB08 BB09 BB36 CC01 DD28 DD51 DD80 DD81 HH14 HH16 5C027 AA01 AA02 5C040 GC19 JA13 5F045 AB03 AB04 AC16 AC17 AF07 AF12 BB08 CA15 EB19 HA16 5F110 AA16 AA26 BB01 CC01 CC02 DD12 GG02 GG13 GG42 PP02 PP03 PP13

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機能性成分を含有した液体を基板上にイン
   クジェットにより吐出して機能性膜パターンを形成する
   方法であって、 前記液体に対する接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄ
   ｅｇ］以下である膜形成面を有する基板上に前記液体を
   インクジェットにより塗布する工程と、 塗布された前記液体を熱処理によって機能性膜に変換す
   る工程と、 を備えた、機能性膜パターンを形成する方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記インクジェットにより吐出する工程は、前記液体
   を、前記基板上において互いに隣り合う前記液体のイン
   クジェット液滴の中心間の距離が、前記基板上に付与さ
   れた際の前記インクジェット液滴の半径と、前記基板上
   に付与される前の前記インクジェット液滴の半径との和
   よりも大きく、 かつ前記基板上に付与された際の前記インクジェット液
   滴の半径の２倍よりも小さくなるように吐出する、 機能性膜パターンを形成する方法。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記インクジェットにより吐出する工程は、前記液体を
   前記基板上に付与された際の液体の直径の１％以上１０
   ％以下の重なりを生じるように吐出する、 機能性膜パターンを形成する方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３の何れか一項におい
   て、 前記塗布工程および前記変換工程の実行後、更に前記機
   能性膜上に前記液体をインクジェットにより塗布する工
   程と、塗布された前記液体を熱処理によって機能性膜に
   変換する工程と、 を備えた機能性膜パターンを形成する方法。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項３の何れか一項におい
   て、 前記塗布工程の後、機能性膜に変換する工程の前に、塗
   布された前記液体を乾燥させる工程と、乾燥した前記液
   体上に更に前記液体をインクジェットにより塗布する工
   程と、 を備えた機能性膜パターンを形成する方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５の何れか一項におい
   て、 前記基板表面を、前記液体に対する接触角が３０［ｄｅ
   ｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下である機能性膜形成面に加
   工する表面処理工程を更に備えた、 機能性膜パターンを形成する方法。
7. 【請求項７】請求項１乃至請求項６の何れか一項におい
   て、 前記機能性成分として導電性微粒子を用い、前記機能性
   膜として導電膜を形成する、機能性膜パターンを形成す
   る方法。
8. 【請求項８】機能性成分を含有した液体を基板上にイン
   クジェットにより吐出して機能性膜パターンを形成する
   装置であって、 前記液体に対する接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄ
   ｅｇ］以下である膜形成面を有する基板上に前記液体を
   インクジェットにより塗布するインクジェット塗布手段
   と、 塗布された前記液体を熱処理によって機能性膜に変換す
   る熱処理手段と、 を備えた、機能性膜パターンを形成する装置。
9. 【請求項９】導電性微粒子を含有した液体を基板上にイ
   ンクジェットにより吐出して導電膜配線を形成する装置
   であって、 前記液体に対する接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄ
   ｅｇ］以下である導電膜形成面を有する基板上に前記液
   体をインクジェットにより塗布するインクジェット塗布
   手段と、 塗布された前記液体を熱処理によって導電膜に変換する
   熱処理手段と、 を備えた導電膜配線を形成する装置。
10. 【請求項１０】請求項７に記載の機能性膜パターンを形
    成する方法によって形成された導電膜配線。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載された導電膜配線を備
    える電気光学装置。
12. 【請求項１２】請求項１１に記載された電気光学装置を
    備える電子機器。
13. 【請求項１３】請求項１０に記載された導電膜配線をア
    ンテナ回路として備える非接触型カード媒体。