JP2006276121A - 機能性膜パターン成膜方法、機能性膜パターン、および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁波の照射エネルギー量の低減を図り、基板に与える熱のダメージを抑制することができ、必要な光源の設備の小型化を図った機能性膜パターン成膜方法、機能性膜パターン、および電子機器を提供する。
【解決手段】 薄い膜パターン４０を一層だけ基板２１上に形成し、この膜パターン４０にレーザ光５０を照射し凹凸４１ａ，４１ｂのある熱伝導防止膜４１を形成する。この後、熱伝導防止膜４１上にメインの膜パターン４３を形成し、この膜パターンにレーザ光を照射して配線パターン１９を形成する。熱伝導防止膜４１の表面には凹凸４１ａ，４１ｂがあり（図１（Ａ）の拡大部６２参照）、熱伝導防止膜４１と基板２１の接触面積が減少するので、膜パターン４３にレーザ光５０を照射して配線パターン１９を形成する際に、膜パターン４３と基板２１との間の見かけ上の熱伝導率を下げることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種デバイスの機能性膜パターンを形成する機能性膜パターン成膜方法、機能性膜パターン、および電子機器に関する。

従来、各種デバイスの機能性膜パターンを形成する方法としてはフォトリソグラフィー法が一般的に知られている。この方法は材料の大部分を捨てるなど無駄が大きいと言える。このフォトリソグラフィー法に代わる機能性膜パターンの形成方法として、スクリーン印刷法やマイクロディスペンス法、液滴吐出法（インクジェット法）等による直接描画が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような直接描画を行うためには、スパッタ法等とは異なり、機能性材料を微粒子化し溶液に分散させる、もしくは適当な溶媒に溶かし込むことでインク化したものを用いる必要がある。このため、直接描画により配線をパターニングしただけでは機能性膜パターンとしての性能を発揮することができないので、所望の性能を得るために後工程としてオーブン等を用いた乾燥と焼結を含む焼成プロセスが必要となる。

現状の焼成プロセスには３０分から１時間程度以上の時間が必要であるため、この焼成プロセスはスループットを低下させる要因となっている。これを回避するため、オーブン等に代わる処理時間の速い焼成プロセスとして、直接描画によりパターニングされた膜パターンに電磁波を照射し、光熱変換で生じた熱の作用で上記焼成プロセスを行う電磁波照射による方法が考えられる。
特開２００２−２６１０４８号公報

ところで、上述したように直接描画によりパターニングした膜パターンに電磁波を照射して機能性材料を焼成（乾燥と焼結を含む）する場合、機能性膜パターンを形成するのに必要な単位面積当たりの照射エネルギー量は、用いる基材、インク種、インク量、電磁波スペクトル等によっても異なるが、０．１〜１００Ｊ／ｍｍ^２程度である。次式、
（単位面積当たりの電磁波の照射エネルギー量）＝（電磁波出力×照射時間／電磁波のスポット面積）
の関係が成り立つ範囲において、焼成に必要な照射エネルギー量を確保するように、電磁波出力、照射時間、スポット面積を調整し、上記膜パターンへ電磁波を照射する。

この場合、照射エネルギー量一定の下で照射強度（＝電磁波出力／スポット面積）を強くすること、電磁波出力を上げること及び／或いはスポット面積を小さくすることで、照射時間を短縮できる。

しかしながら、電磁波を上記膜パターンに照射して上記焼成プロセスを行う場合、乾燥・焼結を十分に進めるためには、非常に高密度のエネルギーを投入しなければならないため、例えば本技術を大面積に適用しようとすると、必要な光源の設備が大掛かりになってしまうという問題がある。

また、電磁波が直接作用するのではなく、光熱変換によって生じた熱の作用で膜パターンを乾燥・焼結させ機能性を発現させるプロセスである場合、その乾燥・焼結に必要な温度がどれだけ保持されるかが重要である。そのため、照射強度を弱めると必要な照射エネ
ルギー量は多くなる。

上記膜パターンが形成される基板の熱伝導率と膜パターン部分の熱伝導率は異なる。また、膜パターン部分の熱伝導率は焼成の前後でその値が異なる。焼成後では、膜パターン中での溶媒その他の残留量が低下し膜が緻密になるため、一般に熱伝導率は高くなる。もし膜パターン部分の熱伝導率が基板のそれと比較して十分大きい場合、電磁波照射により発生した熱の伝導による拡散は、主に焼成後の膜パターン部分を介して行われるが、基板を介した熱伝導も存在する。このため、電磁波照射により発生した熱を保持するという観点からは、特に照射時間を長くする必要がある場合に、基板側に熱が逃げるのを無視できなくなり、熱の有効利用という点で効率的ではない。さらに、基板側に熱が逃げることで、基板に熱のダメージを与えてしまうという問題がある。これに対する対策は、特に耐熱性の悪い基板を用いる場合に重要となる。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、電磁波の照射エネルギー量の低減を図り、基板に与える熱のダメージを抑制することができ、必要な光源の設備の小型化を図った機能性膜パターン成膜方法、機能性膜パターン、および電子機器を提供すること。

本発明における機能性膜パターン成膜方法は、機能性材料を含む薄い膜パターンを一層だけ基板上に形成する第１の工程と、一層目の前記膜パターンに電磁波を照射して表面に凹凸のある熱伝導防止膜を形成する第２の工程と、前記熱伝導防止膜上に機能性材料を含む二層目の膜パターンを形成する第３の工程と、前記二層目の膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する第４の工程と、を含むことを要旨とする。

これによれば、薄い膜パターンを一層だけ基板上に形成し、この膜パターンに電磁波を照射して凹凸のある熱伝導防止膜を基板上に形成する。この後、熱伝導防止膜上にメインの膜パターンである二層目の膜パターンを形成し、この膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する。

一層目の熱伝導防止膜の表面には凹凸があり、この熱伝導防止膜と基板との接触面積が減少するので、メインの膜パターンである二層目の膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する際に、二層目の膜パターンと基板との間の見かけ上の熱伝導率を下げることができる。このため、二層目の膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する際に、電磁波が照射されて光熱変換により二層目の膜パターンに発生した熱が、基板側へ移動するのを抑制することができる。その結果、機能性膜パターンを形成する際に、二層目の膜パターンで発生した熱を効率良く保持することができ、この方法を用いない場合と比較して電磁波の照射エネルギー量を減らすことができる。

また、一層目の膜パターンに電磁波を照射して凹凸のある熱伝導防止膜のみを形成するのに必要な電磁波の照射時間と照射エネルギー量は、一度に機能性膜膜パターンを形成する場合に比べると、体積に比例して少なくて済む。このため、一層目の熱伝導防止膜を形成する際に基板に与える熱のダメージを抑えることができる。

また、一層目の膜パターンは薄い層なので、この膜パターンに電磁波を照射して熱伝導防止膜を形成するのに必要な電磁波の照射エネルギー量は少なくて済む。また、二層目の膜パターンを形成する際に、光熱変換で発生した熱を有効に利用できるので、一層目の膜パターンと二層目の膜パターンの両方を形成するのに要した電磁波の総照射エネルギー量を、一度に機能性膜膜パターンを形成する場合よりも減らすことができる。さらに、非常に高密度のエネルギーを投入する必要が無いため、光源の設備の小型化を図ることができ
る。なお、ここにいう熱伝導防止膜の「表面」は、基板側の一方の面と、これとは反対側の他方の面とを含む。

この機能性膜パターン成膜方法において、前記第１の工程では、機能性液状材料を基板上に付着させて前記一層目の膜パターンを形成し、前記第３の工程では、機能性液状材料を前記熱伝導防止膜上に付着させて前記二層目の膜パターンを形成することを要旨とする。

これによれば、直接描画によりパターニングされた膜パターンに電磁波を照射し、光熱変換で生じた熱の作用で機能性膜パターンを形成するプロセスにおいて、電磁波の照射エネルギー量を減らすことができるとともに、基板に与える熱のダメージを抑えることができる。

この機能性膜パターン成膜方法において、前記機能性液状材料は、機能性材料を微粒子化したものを分散剤で被覆し、溶媒に分散させてインク化もしくはペースト化したものであり、前記熱伝導防止膜の表面にできる凹凸は、電磁波の照射による光熱変換で発生した熱で前記一層目の膜パターンの焼成が進み、前記機能性材料の微粒子が溶融することで粒成長してポーラス状構造になってできたものであることを要旨とする。

これによれば、薄い一層目の膜パターンに電磁波を照射することで、その膜パターンの焼成（乾燥と焼結）を進め、機能性材料の微粒子が溶融することで粒成長してポーラス状構造になってできる凹凸のある熱伝導防止膜を基板上に形成することができる。この後、熱伝導防止膜上に形成された二層目の膜パターンに電磁波を照射することで、この膜パターンの焼成を進め、機能性膜パターンを形成することができる。

このようにして機能性膜パターンを形成する際に、一層目の膜パターンに電磁波を照射して凹凸のある熱伝導防止膜のみを焼成するのに必要な電磁波の照射時間と照射エネルギー量は、一度に機能性膜膜パターンを焼成する場合に比べると、体積に比例して少なくて済む。このため、一層目の熱伝導防止膜を焼成する際に基板に与える熱のダメージを抑えることができる。

この機能性膜パターン成膜方法において、前記一層目の膜パターンの機能性材料と前記二層目の膜パターンの機能性材料とは同一であることを要旨とする。
これによれば、一層目の熱伝導防止膜に、基板側への熱伝導を抑制する機能と共に、二層目の膜パターンに電磁波を照射して形成された機能性膜パターンと同じ機能性膜パターンとしての機能も持たせることができる。

この機能性膜パターン成膜方法において、前記電磁波は、レーザ光であることを要旨とする。
これによれば、一層目の膜パターンにレーザ光を照射して凹凸のある熱伝導防止膜のみを形成するのに必要なレーザ光の照射時間と投入エネルギー量は、一度に機能性膜膜パターンを形成する場合に比べると、体積に比例して少なくて済む。このため、一層目の熱伝導防止膜を形成する際に基板に与える熱のダメージを抑えることができる。

また、一層目の膜パターンは薄い層なので、この膜パターンに電磁波を照射して熱伝導防止膜を形成するのに必要なレーザ光の投入エネルギー量（電磁波の照射エネルギー量）は少なくて済む。また、二層目の膜パターンを形成する際に、光熱変換で発生した熱を有効に利用できるので、一層目の膜パターンと二層目の膜パターンの両方を形成するのに要したレーザ光の総投入エネルギー量を、一度に機能性膜膜パターンを形成する場合よりも減らすことができる。さらに、非常に高密度のエネルギーを投入する必要が無いため、レ
ーザ設備の小型化を図ることができる。

本発明における機能性膜パターンは、上記機能性膜パターン成膜方法により形成された機能性膜パターンにおいて、前記基板上に形成され、表面に凹凸のある薄い熱伝導防止膜と、前記熱伝導防止膜の上に形成されたメインの機能性膜パターンと、を含むことを要旨とする。

これによれば、少ない照射エネルギー量で形成可能で、かつ基板へ与える熱のダメージを抑制できる配線パターンを実現できる。
本発明における電子機器は、上記機能性膜パターン成膜方法により形成された機能性膜パターンを備えることを要旨とする。

これによれば、上記機能性膜パターン成膜方法により機能性膜パターンとしての配線パターンを形成することで、機能性膜パターンの形成プロセスのスループットが向上するので、低コストの電子機器を実現することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、機能性膜パターンの一例として、プラズマディスプレイ等の表示装置の素子基板上に形成される走査線やデータ線等の配線パターン（金属配線パターン）もしくは回路基板の金属配線パターンを形成する場合について説明する。

（機能性膜パターン成膜装置）
まず、一実施形態に係る機能性膜パターン成膜方法の実施に用いる機能性膜パターン成膜装置２０を、図１（Ａ）に基づいて簡単に説明する。

この機能性膜パターン成膜装置２０は、図１（Ａ）に示すように、機能性膜パターンとしての配線パターン１９（図１（Ｃ）参照）が形成される基板２１が載置されるキャリッジ２２と、液滴吐出ヘッド２３と、レーザ光照射ヘッド２４と、制御部２５とを備えている。

キャリッジ２２は、図示を省略したＸ方向駆動モータとＹ方向駆動モータにより駆動されて、液滴吐出ヘッド２３に対してＸＹ方向に移動可能になっている。図１（Ａ）では、基板２１は矢印で示す基板進行方向へ搬送される。

液滴吐出ヘッド２３は、機能性材料を含む液滴３０を基板２１上に吐出する。この液滴３０は、図１（Ａ）の拡大部６０，６１で示すように、機能性材料としての金属を微粒子化したもの（金属微粒子３１）を溶媒３２に分散させてインク化したものである。また、この液滴３０には、金属微粒子３１はそのままではくっついて溶融するので、この金属微粒子３１を分散剤３３からなる保護膜で被覆して分散させてある。本例では、金属微粒子として銀の微粒子を用いている。また、液滴吐出ヘッド２３は、基板２１上に着弾した液滴３０が凝集して所定の膜パターン４０が基板２１上に形成されるように液滴３０を吐出するようになっている。この膜パターン４０が基板２１上に形成されるように、この基板２１上の必要な個所には撥液処理が施されている。

レーザ光照射ヘッド２４は、レーザ光５０を膜パターン、例えば膜パターン４０に照射するようになっている。レーザ光照射ヘッド２４は、レーザ光５０を出射するレーザ本体５１と、レーザ本体５１から出射されたレーザ光５０を所望のスポット形状で膜パターン４０に集光させるレンズ５２とを含んでいる。レーザ本体５１は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いている。このレーザ本体５１は、レーザ
光５０を連続的に出射するように、制御部２５により駆動制御される。このような構成のレーザ光照射ヘッド２４が、液滴吐出ヘッド２３の近傍に配置されている。

制御部２５は、液滴吐出ヘッド２３、キャリッジ２２、およびレーザ光照射ヘッド２４の各々に制御信号を出力し、これらを含むシステム全体を統括制御するようになっている。この制御部２５は、図示を省略したＣＰＵ，タイマクロック、膜パターンの形状および位置を記憶したメモリ等を含んで構成されている。

次に、以上の構成を有する機能性膜パターン成膜装置２０を用いて実施される一実施形態に係る機能性膜パターン成膜方法を、図１（Ａ）〜（Ｃ）に基づいて説明する。
この機能性膜パターン成膜方法は、以下の工程を含む。

第１の工程：
機能性材料を含む薄い膜パターン４０を一層だけ基板２１上に形成する工程（図１（Ａ）参照）。

第２の工程：
一層目の膜パターン４０にレーザ光５０を照射して表面に凹凸のある熱伝導防止膜４１を形成する工程（図１（Ａ）参照）。

第３の工程：
熱伝導防止膜４１上に機能性材料を含む二層目の膜パターン４３を形成する工程（図１（Ｂ）参照）。

第４の工程：
二層目の膜パターン４３にレーザ光５０を照射して機能性膜パターンとしての配線パターン１９（図１（Ｃ）参照）を形成する工程。

上記第１の工程では、機能性材料として、金属を微粒子化した金属微粒子３１（銀の微粒子）を用いる。その金属微粒子（機能性材料）を分散剤３３で被覆し、溶媒３２に分散させてインク化した機能性液状材料を基板２１上に付着させて一層目の膜パターン４０を形成する。本例では、第一の工程で、機能性液状材料を基板２１上に付着させて一層目の膜パターン４０を形成するのは、インクジェット法により機能性液状材料を基板２１上に付着させる装置（液滴吐出ヘッド２３）を用いて行われる。

上記第３の工程では、機能性材料として、金属を微粒子化した金属微粒子３１（銀の微粒子）を用いる。その金属微粒子を分散剤３３で被覆し、溶媒３２に分散させてインク化した機能性液状材料を基板２１上に付着させてニ層目の膜パターン４３を形成する。本例では、第３の工程で、機能性液状材料を基板２１上に付着させてニ層目の膜パターン４３を形成するのは、インクジェット法により機能性液状材料を基板２１上に付着させる装置（液滴吐出ヘッド２３）を用いて行われる。

上記第２の工程で形成される熱伝導防止膜４１の表面にできる凹凸４１ａ、４１ｂ（図１（Ａ）の拡大部６２参照）は、レーザ光５０の照射による光熱変換で発生した熱で一層目の膜パターン４０の焼成が進み、金属微粒子（機能性材料の微粒子）３１が溶融することで粒成長してポーラス状構造になってできたものである。図１（Ａ）の拡大部６０では、焼成前の膜パターン４０と、膜パターン４０の焼成が進みポーラス状構造になった熱伝導防止膜４１とをそれぞれ模式的に示してある。

ここで、熱伝導防止膜４１の表面は、基板２１側の一方の面と、これとは反対側の他方
の面とを含む。図１（Ａ）の拡大部６２で示すように、熱伝導防止膜４１の基板２１側の一方の面には凹凸４１ａが、その他方の面には凹凸４１ｂがそれぞれできている。

上記第３の工程では、機能性材料として、上記第１の工程と同一の金属微粒子３１（銀の微粒子）を用いる。つまり、本例では、一層目の膜パターン４０の機能性材料と二層目の膜パターン４３の機能性材料とは同一である。

また、上記第２の工程では、基板２１上に形成された膜パターン４０は、図１（Ａ）の矢印で示す基板進行方向に移動し、レーザ光５０が照射される位置に達した膜パターン４０の部分に、レーザ光５０が連続的に照射される。レーザ光５０が膜パターン４０に連続的に照射されることで、以下の焼成プロセスが進行する。

（１）膜パターン４０のレーザ光５０が照射された部分では、分散剤３３で被覆された金属微粒子３１が溶媒３２に浮いている状態で、光熱変換により発生した熱により溶媒３２を蒸発させる乾燥過程。

（２）光熱変換により発生した熱により、分散剤３３を取り除く過程。
（３）光熱変換により発生した熱により、分散剤３３が取り除かれた金属微粒子３１を焼結する過程。

このような焼成プロセスにより、図１（Ａ）の拡大部６０，６２で示すように、金属微粒子３１同士がくっつき（金属微粒子３１が溶融することで粒成長してポーラス状構造になって）、表面に凹凸４１ａ、４１ｂのあるでこぼこした熱伝導防止膜４１ができる。

また、上記第４の工程では、熱伝導防止膜４１上に形成された二層目の膜パターン４３（図１（Ｂ）参照）は、同図の矢印で示す基板進行方向に移動し、レーザ光５０が照射される位置に達した二層目の膜パターン４３の部分に、レーザ光５０が連続的に照射される。レーザ光５０が二層目の膜パターン４３に連続的に照射されることで、以下の焼成プロセスが進行する。

（１）二層目の膜パターン４３のレーザ光５０が照射された部分では、上記第２の工程で説明した膜パターン４０と同様に、分散剤３３で被覆された金属微粒子３１が溶媒３２に浮いている状態で、光熱変換により発生した熱により溶媒３２を蒸発させる乾燥過程。

（２）光熱変換により発生した熱により、分散剤３３を取り除く過程。
（３）光熱変換により発生した熱により、分散剤３３が取り除かれた金属微粒子３１を焼結する過程。

このような焼成プロセスにより、上記第２の工程で説明した膜パターン４０の場合と同様に、金属微粒子３１同士がくっつき（金属微粒子３１が溶融することで粒成長してポーラス状構造になって）、表面に凹凸のあるでこぼこした機能性膜パターンとしての配線パターン１９（図１（Ｃ）参照）ができる。

以上のように構成された一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○薄い膜パターン４０を一層だけ基板２１上に形成し、この膜パターン４０にレーザ光５０を照射して凹凸４１ａ，４１ｂのある熱伝導防止膜４１を基板２１上に形成する。この後、熱伝導防止膜４１上にメインの膜パターンである二層目の膜パターン４３を形成し、この膜パターンにレーザ光を照射して配線パターン１９を形成する。

一層目の熱伝導防止膜４１の表面には凹凸４１ａ，４１ｂがあり、図１（Ａ）の拡大部
６２で示すように熱伝導防止膜４１と基板２１との接触面積が減少するので、二層目の膜パターン４３にレーザ光５０を照射して配線パターン１９を形成する際に、膜パターン４３と基板２１との間の見かけ上の熱伝導率を下げることができる。このため、二層目の膜パターン４３にレーザ光５０を照射して配線パターン１９を形成する際に、レーザ光５０が照射されて光熱変換により二層目の膜パターン４３に発生した熱が、基板２１側へ移動するのを抑制することができる。その結果、配線パターン１９を形成する際に、二層目の膜パターン４３で発生した熱を効率良く保持することができ、この方法を用いない場合と比較してレーザ光５０の投入エネルギー量（総投入エネルギー量）を減らすことができる（下記の表１参照）。ここで、「レーザ光５０の投入エネルギー量」は、上記「電磁波の照射エネルギー量」に相当する。

上の表１から、一度で焼成を行う場合と、本実施形態のようの焼成を２度に分けて行う場合とでは２度に分けた方が投入エネルギー量（総投入エネルギー量）が減少していることが分かる。この表１では、実験例「１」〜「５」までが一度で焼成を行った場合のデータを、実験例「６」〜「１２」までが焼成を２度に分けて行った場合のデータをそれぞれ示している。

例えば、実験例「１」と「６」、「４」と「８」、および「４」と「１１」から、２度に分けた方が総投入エネルギー量が減少していることが分かる。
○一層目の膜パターン４０にレーザ光５０を照射して凹凸４１ａ，４１ｂのある熱伝導防止膜４１のみを形成するのに必要なレーザ光の照射時間と投入エネルギー量は、一度に配線パターン１９を形成する場合に比べると、体積に比例して少なくて済む。このため、一層目の熱伝導防止膜４１を形成する際に基板に与える熱のダメージを抑えることができる。このことは、上の表１から理解できる。この表１では、実験例「２」〜「５」は基板（ＰＥＴ基板）２１へのダメージ（熱のダメージ）が有り、実験例「６」〜「８」および
「１０」〜「１２」はそれぞれ基板２１へのダメージが無いことを示している。

○一層目の膜パターン４０は薄い層なので、この膜パターン４０にレーザ光５０を照射して熱伝導防止膜４１を形成するのに必要なレーザ光の投入エネルギー量は少なくて済む。また、二層目の膜パターン４３を形成する際に、光熱変換で発生した熱を有効に利用できるので、一層目の膜パターンと二層目の膜パターンの両方を形成するのに要したレーザ光総投入エネルギー量（電磁波の総照射エネルギー量）を、一度に配線パターン１９を形成する場合よりも減らすことができる。

○上記第１の工程では、金属微粒子３１を含む液滴３０を基板２１上に吐出して一層目の膜パターン４０を形成し、上記第３の工程では、金属微粒子３１を含む液滴３０を熱伝導防止膜４１上に吐出して二層目の膜パターン４３を形成するようにしている。これにより、液滴吐出法の直接描画によりパターニングされた膜パターン４３にレーザ光５０を照射し、光熱変換で生じた熱の作用で配線パターン１９を形成するプロセスにおいて、レーザ光５０の投入エネルギー量を減らすことができるとともに、基板２１に与える熱のダメージを抑えることができる。

○液滴３０は、金属微粒子３１を分散剤３３で被覆し、溶媒３２に分散させてインク化したものであり、熱伝導防止膜４１の表面にできる凹凸４１ａ、４１ｂは、レーザ光５０の照射による光熱変換で発生した熱で一層目の膜パターン４０の焼成が進み、金属微粒子３１が溶融することで粒成長してポーラス状構造になってできたものである。これにより、薄い一層目の膜パターン４０にレーザ光５０を照射することで、その膜パターン４０の焼成（乾燥と焼結）を進め、金属微粒子３１溶融することで粒成長してポーラス状構造になってできる凹凸４１ａ、４１ｂのある熱伝導防止膜４１を基板２１上に形成することができる。この後、熱伝導防止膜４１上に形成された二層目の膜パターン４３にレーザ光５０を照射することで、この膜パターン４３の焼成を進め、配線パターン１９を形成することができる。

○配線パターン１９を形成する際に、一層目の膜パターン４０にレーザ光５０を照射して凹凸４１ａ、４１ｂのある熱伝導防止膜４１のみを焼成するのに必要なレーザ光の照射時間と投入エネルギー量は、一度に配線パターン１９を焼成する場合に比べると、体積に比例して少なくて済む。このため、一層目の熱伝導防止膜４１を焼成する際に基板２１に与える熱のダメージを抑えることができる。

○上記第３の工程では、機能性材料として、上記第１の工程と同一の金属微粒子３１（銀の微粒子）を用いる。つまり、一層目の膜パターン４０の機能性材料（金属微粒子）と二層目の膜パターン４３のそれとは同一である。これにより、一層目の熱伝導防止膜４１に、基板２１側への熱伝導を抑制する機能と共に、二層目の膜パターン４３にレーザ光５０を照射して形成された配線パターン１９と同じ配線パターンとしての機能も持たせることができる。

○非常に高密度のエネルギーを投入する必要が無いため、レーザ設備の小型化を図ることができる。
○液滴吐出ヘッド２３の近くにレーザ光照射ヘッド２４を配置すればよいので、液滴吐出ヘッド２３の後段に、膜パターン４０を加熱するためのオーブン或いはホットプレートを配置する必要が無いので、機能性膜パターン成膜装置２０の小型化を図ることができる。

○上述したようにオーブン等で乾燥・焼結をすると、例えば、乾燥に１０分くらい、焼結には１時間くらいかかる。こに対して、レーザ光を照射して乾燥・焼結を行う場合、プ
ラズマディスプレイ等の大型パネル基板上の金属配線パターンに適応する場合でも、膜パターン４０、４３全体の焼成プロセスを数分で完了できるので、処理時間が大幅に改善され、スループットが大幅に向上する。

○上記一実施形態に係る機能性膜パターン成膜方法により形成された機能性膜パターンとしての配線パターン１９は、図１（Ｃ）に示すように、基板２１上に形成され、表面に凹凸４１ａ、４１ｂのある薄い熱伝導防止膜４１と、熱伝導防止膜４１の上に形成されたメインの配線パターン１９Ａと、を含む。これにより、少ない投入エネルギー量で形成可能で、かつ基板２１へ与える熱のダメージを抑制できる配線パターンを実現できる。

（電子機器）
次に、上記実施形態で説明した機能性膜パターン成膜方法により形成された配線パターンを備えた電子機器の一例として、モバイル型のパーソナルコンピュータを図２に基づいて説明する。

図２に示すパーソナルコンピュータ７０は、キーボード７１を備えた本体部７２と、有機ＥＬパネルを用いた表示ユニット７３とを備えている。この表示ユニット７３の素子基板（図示省略）上には、複数の走査線と、複数のデータ線と、走査線とデータ線の交差に対応してマトリクス状に配置され、発光素子をそれぞれ有する複数の画素とが形成されている。走査線やデータ線等の配線パターンが上記各実施形態で説明した機能性膜パターン成膜装置或いは機能性膜パターン成膜方法により形成される。

このパーソナルコンピュータ７０によれば、機能性膜パターン成膜装置或いは機能性膜パターン成膜方法により機能性膜パターンとしての配線パターンを形成することで、配線パターンの焼成プロセス（形成プロセス）のスループットが向上するので、低コストのパーソナルコンピュータ７０を実現することができる。

なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記実施形態では、第１の工程では、機能性材料を含む液滴３０を基板２１上に吐出して一層目の膜パターン４０を形成し、第３の工程では、機能性材料を含む液滴３０を熱伝導防止膜４１上に吐出して二層目の膜パターン４３を形成するようにしている。つまり、液滴吐出ヘッド２３とレーザ光照射ヘッド２４を備える機能性膜パターン成膜装置２０を用いたインクジェット法により、第１の工程で機能性液状材料を基板２１上に付着させ、第３の工程で機能性液状材料を熱伝導防止膜４１上に付着させるようにしているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、第１の工程で、液滴吐出法による直接描画以外の方法で、機能性材料を含む薄い膜パターン４０を一層だけ基板２１上に形成し、第３の工程で、液滴吐出法による直接描画以外の方法で、熱伝導防止膜４１上に機能性材料を含む二層目の膜パターン４３を形成する機能性膜パターン成膜方法にも適用可能である。例えば、上記第１の工程および第３の工程で、マイクロディスペンス法やスクリーン印刷法により、機能性液状材料を基板上２１上或いは熱伝導防止膜４１上に付着させる機能性膜パターン形成方法にも本発明は適用される。

・上記実施形態では、機能性材料としての金属微粒子として銀の微粒子を用いているが、金属微粒子として、銀以外に、金、銅、アルミニウム等を微粒子化したものを用いても良い。

上記実施形態では、一層目の膜パターン４０の機能性材料と二層目の膜パターン４３の機能性材料とは同一であるが、両膜パターン４０，４３の機能性材料が異なるものであっても良い。

・上記実施形態では、機能性膜パターンの一例として、配線パターンを形成する場合について説明したが、本発明は、有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層、カラーフィルタ、ＩＣタグの配線パターン等を形成するのに適用可能である。

・つまり、本発明は、金属配線パターンのように、金属微粒子（微粒子化された機能性材料）を分散剤で被覆したものが溶媒に溶けている液滴を、焼成（乾燥、焼結）して機能性膜パターンである配線パターンを形成するのに広く適用可能である。これに限らず、本発明は、有機ＥＬ層のように、材料によっては、機能性材料が溶媒に溶けている液滴を、光熱変換で発生した熱で乾燥して溶媒を蒸発させることで（乾燥工程だけで）、機能性膜パターンが作られるものにも使える。

・このように、本発明は、形成する機能性膜パターンの機構（構造）によって、乾燥だけで形成されるものと、焼成（乾燥と焼結）で形成される機能性膜パターンの両方に適用可能である。

・上記実施形態に係る機能性膜パターン成膜方法の実施に用いられるレーザ光照射ヘッド２４には、レーザ本体５１から出射されたレーザ光５０を所望のスポット形状で膜パターン４０に集光させる光学素子としてレンズ５２を用いているが、本発明はこれに限定されない。そのレンズ５２に代えて、溝の切り方（溝形状）を適宜設定することで、レーザ本体５１から出射されて膜パターンに照射されるレーザ光５０のスポット形状と強度を任意に変えられる回折光学素子や、シリンドリカルレンズ等、他の光学素子を用いても良い。

（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は一実施形態に係る機能性膜パターン成膜方法を示す説明図。 電子機器としてのパーソナルコンピュータを示す斜視図。

符号の説明

１９…機能性膜パターンとしての配線パターン、２１…基板、３０…液滴、３１…機能性材料としての金属微粒子、３２…溶媒、３３…分散剤、４０…一層目の膜パターン、４１…熱伝導防止膜、４１ａ、４１ｂ…凹凸、４３…二層目の膜パターン、５０…レーザ光。

Claims (7)

1. 機能性材料を含む薄い膜パターンを一層だけ基板上に形成する第１の工程と、
   一層目の前記膜パターンに電磁波を照射して表面に凹凸のある熱伝導防止膜を形成する第２の工程と、
   前記熱伝導防止膜上に機能性材料を含む二層目の膜パターンを形成する第３の工程と、
   前記二層目の膜パターンに電磁波を照射して機能性膜パターンを形成する第４の工程と、を含むことを特徴とする機能性膜パターン成膜方法。
2. 請求項１に記載の機能性膜パターン成膜方法において、
   前記第１の工程では、機能性液状材料を基板上に付着させて前記一層目の膜パターンを形成し、前記第３の工程では、機能性液状材料を前記熱伝導防止膜上に付着させて前記二層目の膜パターンを形成することを特徴とする機能性膜パターン成膜方法。
3. 請求項２に記載の機能性膜パターン成膜方法において、
   前記機能性液状材料は、機能性材料を微粒子化したものを分散剤で被覆し、溶媒に分散させてインク化もしくはペースト化したものであり、前記熱伝導防止膜の表面にできる凹凸は、電磁波の照射による光熱変換で発生した熱で前記一層目の膜パターンの焼成が進み、前記機能性材料の微粒子が溶融することで粒成長してポーラス状構造になってできたものであることを特徴とする機能性膜パターン成膜方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の機能性膜パターン成膜方法において、
   前記一層目の膜パターンの機能性材料と前記二層目の膜パターンの機能性材料とは同一であることを特徴とする機能性膜パターン成膜方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の機能性膜パターン成膜方法において、
   前記電磁波は、レーザ光であることを特徴とする機能性膜パターン成膜方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載の機能性膜パターン成膜方法により形成された機能性膜パターンにおいて、
   前記基板上に形成され、前記表面に凹凸のある薄い熱伝導防止膜と、
   前記熱伝導防止膜の上に形成されたメインの機能性膜パターンと、を含むことを特徴とする機能性膜パターン。
7. 請求項１〜５のいずれか一つに記載の機能性膜パターン成膜方法により形成された機能性膜パターンを備えることを特徴とする電子機器。

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