JP2005019955A - 薄膜パターンの形成方法及びデバイスの製造方法、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の薄膜パターンの形成方法は、機能液を基板上に配置することにより薄膜パターンを形成する方法であって、基板上に薄膜パターンに応じたバンクを突設するバンク形成工程S1と、バンクにCF4プラズマ処理により撥液性を付与する撥液化処理工程S3と、撥液性を付与されたバンク間に機能液を配置する材料配置工程S4とを有することを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
本発明の薄膜パターンの形成方法は、基板上に薄膜パターンを形成する薄膜パターンの形成方法であって、前記基板上の所定のパターンにバンクを形成するバンク形成工程と、前記バンク間に第1の液滴を配置し、第1のパターンを形成する第1材料配置工程と、前記第1のパターン上に第2の液滴を配置する第2材料配置工程とを有し、前記第1材料配置工程と前記第2材料配置工程との間に、前記第1の液滴に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を有することを特徴とする。
ここで、中間乾燥工程では、先に基板上に配置された機能液(第1の液滴)の液体成分の一部を除去すればよく、必ずしも全てを除去する必要はないが、全ての液体成分を除去しても問題ない。
また、第1材料配置工程の機能液に含まれる液体成分(溶媒)と第2材料配置工程の機能液に含まれる液体成分(溶媒)とは同じ溶媒であってもよいし、異なる溶媒であってもよい。なお、同じ溶媒とすれば互いに積層される機能液どうしの親和性が向上されるので好ましい。なお、所望の親和性が得られる程度であれば、溶媒は異なっていてもよい。
図3に示すように、本実施形態に係る配線パターンの形成方法は、上述した配線パターン形成用インクを基板上に配置し、基板上に導電膜配線パターンを形成するものであって、基板上に配線パターンに応じたバンクを所定パターンに形成するバンク形成工程S1と、バンク間の残渣を除去する残渣処理工程S2と、バンクに撥液性を付与する撥液化処理工程S3と、残渣を除去されたバンク間に液滴吐出法に基づいてインク(第1の液滴)を配置し、第1のパターンを形成する材料配置工程(第1材料配置工程)S4と、インクの液体成分の少なくとも一部を除去する中間乾燥工程S5と、焼成工程S7とを有している。ここで、中間乾燥工程S5の後、所定のパターン描画が終了したかどうかが判断され(ステップS6)、パターン描画が終了したら焼成工程S7が行われ、一方、パターン描画が終了していなかったら、再び基板上のバンク間に形成されたパターン(第1のパターン)上にインク(第2の液滴)を配置する材料配置工程(第2材料配置工程)S4が行われ、先に基板上に配置されているインクの上に次のインクが配置される。
以下、各工程毎に詳細に説明する。本実施形態では基板Pとしてガラス基板が用いられる。
まず、有機材料塗布前に表面改質処理として、基板Pに対してHMDS処理が施される。HMDS処理は、ヘキサメチルジシラサン((CH3)3SiNHSi(CH3)3)を蒸気状にして塗布する方法である。これにより、図4(a)に示すように、バンクと基板Pとの密着性を向上する密着層としてのHMDS層32が基板P上に形成される。
基板P上にバンクB、Bが形成されると、フッ酸処理が施される。フッ酸処理は、例えば2.5%フッ酸水溶液でエッチングを施すことでバンクB、B間のHMDS層32を除去する処理である。フッ酸処理では、バンクB、Bがマスクとして機能し、バンクB、B間に形成された溝部34の底部35にある有機物であるHMDS層32が除去される。これにより残渣であるHMDSが除去される。
また、このO2プラズマ処理を例えば有機EL装置における電極に対して行うことにより、この電極の仕事関数を調整することができる。
続いて、バンクBに対し撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法(CF4プラズマ処理法)を採用することができる。CF4プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが50〜1000W、4フッ化炭素ガス流量が50〜100mL/min、プラズマ放電電極に対する基体搬送速度が0.5〜1020mm/sec、基体温度が70〜90℃とされる。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン(四フッ化炭素)に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。
次に、液滴吐出装置IJによる液滴吐出法を用いて、配線パターン形成用インクの液滴(第1の液滴)が基板P上のバンクB、B間に配置される。なお、ここでは、機能液(配線パターン用インク)として、導電性微粒子を溶媒(分散媒)に分散させた分散液を吐出する。ここで用いられる導電性微粒子は、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルのいずれかを含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。材料配置工程では、図4(c)に示すように、液滴吐出ヘッド1から配線パターン形成用材料を含むインクを液滴にして吐出する。吐出された液滴は、図4(d)に示すように、基板P上のバンクB、B間の溝部34に配置される。液滴吐出の条件としては、例えば、インク重量4ng/dot、インク速度(吐出速度)5〜7m/secで行うことできる。また、液滴を吐出する雰囲気は、温度60℃以下、湿度80%以下に設定されていることが好ましい。これにより、液滴吐出ヘッド1の吐出ノズルが目詰まりすることなく安定した液滴吐出を行うことができる。
基板Pに液滴を吐出した後、液体成分である分散媒の除去及び膜厚確保のため、乾燥処理をする。乾燥処理は、例えば基板Pを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。本実施形態では、例えば180℃加熱を60分間程度、あるいは80℃加熱を5分間程度行う。乾燥処理する雰囲気は大気中であっても大気中でなくてもよい。例えば窒素(N2)雰囲気下で行ってもよい。あるいは、ランプアニールによる光照射処理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、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力10W以上5000W以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では100W以上1000W以下の範囲で十分である。そして、この中間乾燥工程により、分散媒の少なくとも一部が除去され、図5(a)に示すように、その表面が膜化されたインクからなる膜パターンが形成される。
基板P上のインクに対して乾燥処理を行ったら、図5(b)に示すように、この基板P上のインク(膜パターン)の上に次のインクの液滴(第2の液滴)が配置される。液滴吐出ヘッド1より吐出されたインクの液滴は、基板P上の膜パターンの上で濡れ拡がる。ここで、上述したように、第1層目の膜パターンを多孔体とすることで、この多孔体は受容膜としての機能を有するため、次に配置する液滴(第2の液滴)は、前記多孔体に染み込み、バンクB、B間に良好に配置される。
吐出工程後の乾燥膜は、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング材がコーティングされている場合には、このコーティング材も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び/又は光処理が施される。
本発明の電気光学装置の一例である液晶表示装置について説明する。図6は本発明に係る液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図7は図6のH−H’線に沿う断面図である。図8は液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図で、図9は、液晶表示装置の部分拡大断面図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
図10において、有機EL装置401は、基板411、回路素子部421、画素電極431、バンク部441、発光素子451、陰極461(対向電極)、および封止基板471から構成された有機EL素子402に、フレキシブル基板(図示略)の配線および駆動IC(図示略)を接続したものである。回路素子部421は、アクティブ素子であるTFT60が基板411上に形成され、複数の画素電極431が回路素子部421上に整列して構成されたものである。そして、TFT60を構成するゲート配線61が、上述した実施形態の配線パターンの形成方法により形成されている。
図11は、本実施形態のプラズマ型表示装置500の分解斜視図を示している。
プラズマ型表示装置500は、互いに対向して配置された基板501、502、及びこれらの間に形成される放電表示部510を含んで構成される。
放電表示部510は、複数の放電室516が集合されたものである。複数の放電室516のうち、赤色放電室516(R)、緑色放電室516(G)、青色放電室516(B)の3つの放電室516が対になって1画素を構成するように配置されている。
また、隔壁515によって区画される長方形状の領域の内側には蛍光体517が配置されている。蛍光体517は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室516(R)の底部には赤色蛍光体517(R)が、緑色放電室516(G)の底部には緑色蛍光体517(G)が、青色放電室516(B)の底部には青色蛍光体517(B)が各々配置されている。
基板501と基板502とは、前記アドレス電極511…と表示電極512…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされている。
上記アドレス電極511と表示電極512は図示略の交流電源に接続されている。各電極に通電することにより、放電表示部510において蛍光体517が励起発光し、カラー表示が可能となる。
図16に示す液晶表示装置(電気光学装置)901は、大別するとカラーの液晶パネル(電気光学パネル)902と、液晶パネル902に接続される回路基板903とを備えている。また、必要に応じて、バックライト等の照明装置、その他の付帯機器が液晶パネル902に付設されている。
本実施形態の液晶表示装置によれば、電気特性の不均一が解消された高品質の液晶表示装置を得ることができる。
本発明の電子機器の具体例について説明する。
図18(a)は携帯電話の一例を示した斜視図である。図18(a)において、1600は携帯電話本体を示し、1601は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図18(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18(b)において、1700は情報処理装置、1701はキーボードなどの入力部、1703は情報処理本体、1702は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図18(c)は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図18(c)において、1800は時計本体を示し、1801は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図18(a)〜(c)に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置を備えたものであり、所望の膜厚を有する配線パターンを有している。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
100…液晶表示装置(電気光学装置)、700…非接触型カード媒体(電子機器)、
B…バンク、P…基板
Claims (15)
- 基板上に薄膜パターンを形成する薄膜パターンの形成方法であって、
前記基板上の所定のパターンにバンクを形成するバンク形成工程と、
前記バンク間に第1の液滴を配置し、第1のパターンを形成する第1材料配置工程と、
前記第1のパターン上に第2の液滴を配置する第2材料配置工程とを有し、
前記第1材料配置工程と前記第2材料配置工程との間に、前記第1の液滴に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を有することを特徴とする薄膜パターンの形成方法。 - 基板上に薄膜パターンを形成する薄膜パターンの形成方法であって、
前記基板上の所定のパターンにバンクを形成するバンク形成工程と、
前記バンク間に第1の液滴を配置し、第1のパターンを形成する第1材料配置工程と、
前記第1のパターン上に第2の液滴を配置する第2材料配置工程とを有し、
前記第1材料配置工程及び前記第2材料配置工程のうち少なくともいずれか一方の工程と並行して、前記基板上に配置される前記第1の液滴に含まれる液体成分の少なくとも一部を除去する中間乾燥工程を行うことを特徴とする薄膜パターンの形成方法。 - 前記第2材料配置工程の前又は後に、前記基板上に配置された前記機能液の上に前記機能液からなる第3の液滴を配置する第3材料配置工程を有することを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜パターンの形成方法。
- 前記中間乾燥工程は、加熱処理工程を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法。
- 前記中間乾燥工程は、光照射処理工程を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法。
- 前記中間乾燥工程の後に、前記バンクに撥液性を付与する撥液化処理工程を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法。
- 前記各材料配置工程のそれぞれで互いに異なる機能液を配置することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法。
- 前記機能液には導電性微粒子が含まれることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法。
- 前記機能液には、熱処理、又は光処理により導電性を発現する材料が含まれることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法。
- 基板上に薄膜パターンを形成する工程を有するアクティブマトリクス基板の製造方法において、
請求項1〜請求項9のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法により、前記基板上に薄膜パターンを形成することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。 - アクティブマトリクス基板の製造方法において、
基板上にゲート配線を形成する第1の工程と、
前記ゲート配線上にゲート絶縁膜を形成する第2の工程と、
前記ゲート絶縁膜を介して半導体層を積層する第3の工程と、
前記ゲート絶縁層の上にソース電極及びドレイン電極を形成する第4の工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に絶縁材料を配置する第5の工程と、
前記ドレイン電極と電気的に接続する画素電極を形成する第6の工程と、を有し、
前記第1の工程及び前記第4の工程及び前記第6の工程の少なくとも一つの工程は、
形成パターンに応じてバンクを形成するバンク形成工程と、
前記バンク間に第1の液滴を配置し、第1のパターンを形成する第1材料配置工程と、
前記第1のパターン上に第2の液滴を配置する第2材料配置工程とを有し、
前記第1材料配置工程と前記第2材料配置工程との間に、前記第1の液滴に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を有することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。 - アクティブマトリクス基板の製造方法において、
基板上にゲート配線を形成する第1の工程と、
前記ゲート配線上にゲート絶縁膜を形成する第2の工程と、
前記ゲート絶縁膜を介して半導体層を積層する第3の工程と、
前記ゲート絶縁層の上にソース電極及びドレイン電極を形成する第4の工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に絶縁材料を配置する第5の工程と、
前記ドレイン電極と電気的に接続する画素電極を形成する第6の工程と、を有し、
前記第1の工程及び前記第4の工程及び前記第6の工程の少なくとも一つの工程は、
形成パターンにバンクを形成するバンク形成工程と、
前記バンク間に第1の液滴を配置し、第1のパターンを形成する第1材料配置工程と、
前記第1のパターン上に第2の液滴を配置する第2材料配置工程とを有し、
前記第1材料配置工程及び前記第2材料配置工程のうち少なくともいずれか一方の工程と並行して、前記基板上に配置される前記第1の液滴に含まれる液体成分の少なくとも一部を除去する中間乾燥工程を行うことを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。 - 基板上に薄膜パターンを形成する工程を有するデバイスの製造方法において、
請求項1〜請求項9のいずれか一項記載の薄膜パターンの形成方法により、前記基板上に薄膜パターンを形成することを特徴とするデバイスの製造方法。 - 請求項13記載のデバイスの製造方法を用いて製造されたデバイスを備えることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項14記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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