JP2010050354A

JP2010050354A - 積層構造体、多層配線基板、アクティブマトリックス基板、画像表示装置及び積層構造体の製造方法

Info

Publication number: JP2010050354A
Application number: JP2008214565A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Tomono; 英紀友野; Ikue Kawashima; 伊久▲衛▼ 川島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-08-22
Also published as: JP5412765B2

Abstract

【課題】インクジェットにより短時間に配線の形成が可能な積層構造体を提供する。
【解決手段】基板と、基板上において、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されている濡れ性変化層と、濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上において導電性材料により形成された導電層とを有し、導電層は、インクジェットヘッドにより導電性材料を含む液体を吐出することにより形成されるものであって、インクジェットヘッドの副走査方向に延びたパターンの導電層となる高表面エネルギー領域には、前記インクジェットヘッドの主走査方向に延設された高表面エネルギー領域の液滴供給領域が形成されていることを特徴とする積層構造体を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、積層構造体、多層配線基板、アクティブマトリックス基板、画像表示装置及び積層構造体の製造方法に関する。

液晶表示装置、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの電極等は所定のパターンにより形成されている。

このように、所定のパターンの電極等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用いられている。しかしながら、フォトリソグラフィー法では、高価な設備を要し、また、多数の工程を経る必要があり、出来上がった製品のコストを上昇させる原因となっている。

一方、近年製造コストを低減させるために、印刷法により電極等を形成する方法が試みられている。このような印刷法の中でも、特に、インクジェット法は、高価な設備を必要とすることもなく、また、材料の無駄もないため有望とされている。

しかしながら、インクジェット法では、インクノズルより吐出した液滴により、電極等のパターンの形成を行う方法であるため、基板上に供給した溶液の濡れ広がりや、溶液の液だまりの発生などの問題もあり、形成される電極等のパターンの微細化には限界があり、インクジェット法によりパターンの微細化された電極等を形成する場合は困難であった。このため、インクジェット法により微細化されたパターンの電極を形成する方法が各種検討されている。

特許文献１では、機能液を基板上に配置させて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の形成領域に応じたバンクを形成する工程と、このバンクの延在する方向に配列した複数のノズルをこの基板に対し相対的に走査しながら、このバンク間に機能液を吐出する工程と、バンク間に配設された機能液に対し所定の処理を行うことによって薄膜パターンを形成する方法が開示されている。

また、特許文献２では、基板に形成したゲート配線パターンとゲート電極パターンに倣って形成された溝にインクジェット装置のノズルから配線材料インクを滴下し、この滴下された配線材料インクが溝内を流動し、ゲート配線とゲート電極が形成された基板が開示されている。
特開２００４−３３０１６４号公報特開２００６−２０８７５０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載されている方法では、溝等を設けるため、多数の工程を必要とし、結果としてコストが上昇してしまうという問題点を有している。また、特許文献１に記載されている方法では、特定の一方向においては、形成時間を短縮することができるが、この一方向と直行する方向には、対応することができず、実用性に乏しいという問題点を有していた。

本発明は、このような問題に対しなされたものであり、短時間にインクジェット法等の印刷法により微細な機能性材料のパターンを形成することが可能な積層構造体、多層配線基板、アクティブマトリックス基板、画像表示装置及び積層構造体の製造方法を提供するものである。

本発明は、基板と、前記基板上において、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されている濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上において導電性材料により形成された導電層と、を有し、前記導電層は、インクジェットヘッドにより導電性材料を含む液体を吐出することにより形成されるものであって、前記インクジェットヘッドの副走査方向に延びたパターンの導電層となる高表面エネルギー領域には、前記インクジェットヘッドの主走査方向に延設された前記高表面エネルギー領域の液滴供給領域が形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、前記濡れ性変化層は、エネルギーを付与することにより臨界表面張力が変化し、低表面エネルギー状態から高表面エネルギー状態へと変化する材料を含むものであって、前記エネルギーの付与により、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記インクジェットヘッドの副走査方向に延びたパターンの導電層は、前記インクジェットヘッドより前記導電性材料を含む液体を液滴供給領域に滴下させ、前記液体を高表面エネルギー領域上において流動させることにより、形成されるものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記副走査方向に延びたパターンの導電層は、副走査方向の成分と主走査方向の成分の双方を含むものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記記載のいずれかの積層構造体と、前記積層構造体に形成される導電層を多層化するための層間絶縁膜と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層と、を有するトランジスタと、前記ゲート電極に接続されたゲート信号線と、前記ゲート信号線に略垂直に形成されており、前記ソース電極に接続されたソース信号線と、を有するアクティブマトリックス基板において、前記記載の積層構造体を有し、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ゲート信号線、前記ソース信号線のうち少なくともいずれか一つは、前記積層構造体における導電層により構成されていることを特徴とする。

また、本発明は、前記半導体層は、有機半導体材料により構成されるものであることを特徴とする。

また、本発明は、画像表示素子と、前記記載されたアクティブマトリックス基板と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、基板上にエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含む濡れ性変化層を形成する工程と、前記濡れ性変化層に前記エネルギーを付与することにより、高表面エネルギー領域を形成する工程と、インクジェットヘッドにより、高表面エネルギー領域上に導電性材料を含む溶液を滴下し、導電層となる領域の全体に前記導電性材料を含む溶液を流動させる工程と、前記高表面エネルギー領域上における前記導電性材料を含む溶液を乾燥させることにより、前記導電層を形成する工程と、を有する積層構造体の形成方法において、前記高表面エネルギー領域は、前記導電層となる領域と、液滴供給領域からなるものであり、前記液滴供給領域は、前記インクジェットヘッドの前記副走査方向に延びた前記導電層となる領域のパターンにおいて、前記インクジェットヘッドの主走査方向に延設されたものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記インクジェットヘッドの副走査方向のピッチをＰとした場合、前記液滴供給領域の前記インクジェットの副走査方向のピッチのうち少なくとも一部は、Ｐ／Ｎ（Ｎは整数）であることを特徴とする。

本発明によれば、短時間にインクジェット法等の印刷法により微細な機能性材料のパターンを形成することが可能な積層構造体、多層配線基板、アクティブマトリックス基板、画像表示装置及び積層構造体の製造方法を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、以下に説明する。

〔第１の実施の形態〕
（積層構造体の構成）
本発明に係る第１の実施の形態について説明する。本実施の形態は、本発明に係る積層構造体であり、具体的には、電気配線の形成された配線基板である。図１に基づき本実施の形態における積層構造体となる配線基板の構成について説明する。

本実施の形態における積層構造体は、基板２０上に濡れ性変化層３０が形成されている。濡れ性変化層３０は、エネルギーの付与により、表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含むものであり、表面には、表面エネルギーの高い高表面エネルギー領域４０と、表面エネルギーの低い低表面エネルギー領域５０とが形成されている。

高表面エネルギー領域４０では、後述するように、機能性材料を含む溶液と接触することにより、表面エネルギーを下げようとするので、機能性材料を含む溶液に対する濡れ性がよく、低表面エネルギー領域５０では、機能性材料を含む溶液に対する濡れ性が悪い。従って、高表面エネルギー領域４０上に導電性材料を含む溶液を選択的に付着させることができ、これにより、高表面エネルギー領域４０上に導電層７０を形成することができる。

基板２０としては、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等の基板が挙げられる。この中でフィルム基板としては、ポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板等が挙げられる。

濡れ性変化層３０は、熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与により表面エネルギー（臨界表面張力）が変化する濡れ性変化材料を含む材料により構成されている。この濡れ性変化材料としては、側鎖に疎水基を有する高分子材料を用いることができる。このような高分子材料は、紫外線等のエネルギーの付与により、疎水基の結合が切断されることで、当初の低エネルギー表面（疎水性）から高エネルギー表面（親水性）へと変化する。具体的には、後述するように、所定のパターンの形成されたフォトマスクを用いて、濡れ性変化層３０の表面を紫外線により露光することにより、露光された領域が高表面エネルギー領域４０となり、濡れ性変化層３０の表面には、高表面エネルギー領域４０と低表面エネルギー領域５０とが形成される。

このように、高表面エネルギー領域４０に導電性材料を含んだ溶液の液滴をインクジェット方式により滴下することにより、この液滴が高表面エネルギー領域４０に広がる。

このように、高表面エネルギー領域４０に広がった溶液を乾燥させ、溶媒を揮発させることにより、高表面エネルギー領域４０上に導電層７０が形成される。

尚、本実施の形態においては、熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与以外により濡れ性変化層の表面エネルギーを変えた構成ものであっても良い。具体的には、表面加工等により、高表面エネルギー領域と低表面エネルギー領域とを形成してもよい。

尚、上述のインクジェット方式は、複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを有するインクジェット装置において、複数のノズルより液滴を滴下させる方式のものである。

（濡れ性変化層）
次に、図１に基づき濡れ性変化層３０について説明する。この濡れ性変化層３０は、エネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する材料からなる膜により構成されており、臨界表面張力の異なる少なくとも２つの領域を有している。具体的には、臨界表面張力の大きな高表面エネルギー領域４０と、臨界表面張力の小さな低表面エネルギー領域５０を有している。このような、表面エネルギーの変化は、エネルギーの付与によってなされ、エネルギーを付与する方法としては、紫外線照射、電子線照射等が挙げられる。

濡れ性変化層３０は、単一の材料により構成されても、二種類以上の材料により構成されてもどちらでもよい。二種類以上の材料により構成される場合には、電気絶縁性のより大きな材料に、濡れ性変化の大きな材料を混合することにより、電気的な絶縁性に優れ、かつ、濡れ性変化にも優れた濡れ性変化層を得ることができる。

既に、基板上に電気配線等のパターンが形成されており、その上に、層間絶縁層を介して別の配線パターンを形成する場合には、このような電気的な絶縁性に優れた濡れ性変化層を用いることが有効である。即ち、濡れ性変化層が絶縁層としての機能を有するため、別途絶縁層を設ける必要がない。尚、濡れ性変化層を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート絶縁膜として使用する場合には、特に高い絶縁性が要求される。

また、濡れ性変化は大きいが成膜性に問題がある材料を用いることが可能となるため選択できる材料が多くなる。具体的には、一方の材料の濡れ性変化はより大きいが凝集力が強いため成膜することが困難な材料である場合に、この材料を成膜性の良いもう一方の材料と混合することで、上記濡れ性変化層を容易に作製することが可能となる。

本実施の形態の濡れ性変化層３０の断面模式図を図２に示す。例えば、第二の材料７２よりも電気絶縁性に優れた第一の材料７１から構成される層上に、第一の材料７１よりも濡れ性変化に優れた第二の材料７２からなる層が明確に分離され積層された構造となっている。

このような構造は、第一の材料７１からなる層を作製した後に第二の材料７２からなる層を順次積層して作製することが可能である。作製方法としては、真空蒸着などの真空プロセスを用いることも可能であるし、溶剤を用いた塗布プロセスを使用することも可能である。

また、第一の材料７１と第二の材料７２を混合した溶液を基板に塗布、乾燥することにより、作製することも可能である。これは第二の材料７２の極性が相対的に小さい場合、相対的に分子量の小さい場合などでは、乾燥時に溶媒が蒸発するまでの間に第二の材料７２が表面側に移行し層を形成する。なお、塗布プロセスを用いた場合は、図３の断面模式図に示すように、第一の材料７１からなる層と第二の材料７２からなる層は、界面によって明確に分離されない場合が多い。

本実施の形態において、相対的に電気絶縁性に優れた第一の材料７１と相対的に濡れ性変化の大きい第二の材料７２の組成割合である第一／第二は、重量比で５０／５０〜９９／１である。第二の材料７２の重量比が増加するにつれ濡れ性変化層３０の電気絶縁性が低くなり電子素子の絶縁層としては不向きとなる。一方で第一の材料７１の重量比が増すと濡れ性変化が小さくなるため、導電層のパターニングが良好でなくなる。それゆえ、両者の混合比は望ましくは６０／４０〜９５／５、更に望ましくは７０／３０〜９０／１０である。

なお、図３の断面模式図に示すように、第一の材料７１からなる層と第二の材料７２からなる層は界面によって明確に分離されていなくてもよい。また、図３或いは図４に示すように、膜厚方向に対して所定の濃度分布で第一及び第二の材料７１，７２が混在していてもよい。

２種類以上の材料から濡れ性変化層３０が構成されている場合は、２層以上の積層構造からなっていても構わないし、層構造を持たずに膜厚方向に対して所定の濃度分布で材料が混在していてもよい。

基板と接していない側の濡れ性変化層表面３０ａは、図５の平面模式図に示すように、第二の材料７２が均一に分散した表面からなっていることが望ましい。しかしながら、微細なパターニングが可能であるならば、図６の平面模式図に示すように第二の材料７２が均一に分散した中に第一の材料７１が分散している状態、図７の平面模式図に示されるように層分離を起こし、いわゆる海島構造になっていても構わない。

尚、海島構造は、光学顕微鏡や顕微赤外又はラマン分光法等を用いて観察することが可能であるが、特に、島構造が径５μｍ程度であれば、顕微赤外分光法により材料成分を特定することも可能である。

また、濡れ性変化層３０には側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いるのが望ましい。具体的には、図８の概念図に示すように、ポリイミドや（メタ）アクリレート等の骨格を有する主鎖Ｌに直接或いは結合基（図示せず）を介して疎水性基を有する側鎖Ｒが結合しているものを挙げることができる。

疎水性基としては、末端構造が−ＣＦ₂ＣＨ₃、−ＣＦ₂ＣＦ₃、−ＣＦ(ＣＦ₃)₂、−Ｃ(ＣＦ₃)₃、−ＣＦ₂Ｈ、−ＣＦＨ₂等である基が挙げられる。分子鎖同士を配向しやすくするためには炭素鎖長の長い基が好ましく、炭素数４以上のものがより好ましい。さらには、アルキル基の水素原子の２個以上がフッ素原子に置換されたポリフルオロアルキル基（以下、「Ｒｆ基」と記す。）が好ましく、特に炭素数４〜２０のＲｆ基が好ましく、とりわけ、炭素数６〜１２のＲｆ基が好ましい。Ｒｆ基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよいが、直鎖構造の方が好ましい。さらに、疎水性基は、アルキル基の水素原子の実質的に全てがフッ素原子に置換されたパーフルオロアルキル基が好ましい。パーフルオロアルキル基はＣ_nＦ_2n+1−（ただし、ｎは４〜１６の整数）で表わされる基が好ましく、特に、ｎが６〜１２の整数である場合の該基が好ましい。パーフルオロアルキル基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよく、直鎖構造が好ましい。

上記材料については特開平３−１７８４７８号公報等に詳しく記載されて周知であり、加熱状態で液体又は固体と接触させたときに親液性となり、空気中で加熱すると疎液性となる性質を有する。即ち、（接触媒体の選択と）熱エネルギーの付与によって臨界表面張力を変化させることができる。

さらに、疎水性基としては、フッ素原子を含まない−ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ(ＣＨ₃)₂、−Ｃ(ＣＨ₃)₃等の末端構造を有する基を挙げることができる。この場合にも、分子鎖同士を配向しやすくするためには炭素鎖長の長い基が好ましく、炭素数４以上のものがより好ましい。疎水性基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよいが、直鎖構造の方が好ましい。上記アルキル基はハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基又は炭素数１〜１２の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基やアルコキシ基で置換されたフェニル基を含有していてもよい。Ｒの結合部位が多いほど表面エネルギーが低く（臨界表面張力が小さく）、疎液性となると考えられる。紫外線照射等によって、結合の一部が切断される、或いは、配向状態が変化するために臨界表面張力が増加し、親液性になるものと推察される。

これ以外にも疎水性基としては、−ＳｉＲ₃で表すことができるオルガノシリコン基を挙げることができる。ここでＲはシロキサン結合を含む有機基である。

濡れ性変化層３０上に半導体層を形成することを考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料は、ポリイミドを含むことが望ましい。ポリイミドは耐溶剤性並びに耐熱性に優れているため、濡れ性変化層３０上に半導体層を形成する際に、溶媒や焼成による温度変化によって、膨潤したりクラックが入ったりするといったことがない。

また、濡れ性変化層３０を２種類以上の材料から構成する場合においては、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料以外の材料もポリイミドからなることが望ましい。

本実施の形態で用いられる側鎖に疎水性基を有するポリイミドの疎水性基は、例えば以下の化１〜化５の化学式で示される構造の何れかを持つことができる。

化１の化学式において、Ｘは−ＣＨ₂−又はＣＨ₂ＣＨ₂−であり、Ａ¹は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン又は１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ａ²、Ａ³及びＡ⁴は各々独立して単結合、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン又は１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ｂ¹、Ｂ²、Ｂ³は各々独立して単結合又はＣＨ₂ＣＨ₂−であり、Ｂ₄は炭素数1〜１０までのアルキレンであり、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、及びＲ⁷は各々独立して炭素数が１〜１０までのアルキルであり、ｐは１以上の整数である。

化２の化学式において、Ｔ、Ｕ及びＶは各々独立してベンゼン環又はシクロヘキサン環であり、これらの環上の任意のＨは炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のフッ素置換アルキル、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮで置換されていてもよく、ｍ及びｎは各々独立して０〜２の整数であり、ｈは０〜５の整数であり、ＲはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ又は１価の有機基であり、ｍが２の場合の２個のＵ又はｎが２の場合の２個のＶは各々同じでも異なっていても良い。

化３の化学式において、連結基ＺはＣＨ_２、ＣＦＨ、ＣＦ_２、ＣＨ_２ＣＨ_２又はＣＦ_２Ｏであり、環Ｙは１，４−シクロへキシレン又は１〜４個のＨがＦ又はＣＨ_３で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、Ａ^１〜Ａ^３は各々独立して単結合、１，４−シクロへキシレン又は１〜４個のＨがＦ又はＣＨ^３で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、Ｂ^１〜Ｂ^３は各々独立して単結合、炭素数１〜４のアルキレン、酸素原子、炭素数１〜３のオキシアルキレン又は炭素数１〜３のアルキレンオキシであり、ＲはＨ、任意のＣＨ_２がＣＦ_２で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキル、又は１個のＣＨ_２がＣＦ_２で置き換えられてもよい炭素数１〜９のアルコキシもしくはアルコキシアルキルであり、ベンゼン環に対するアミノ基の結合位置は任意の位置である。但し、ＺがＣＨ_２である場合には、Ｂ^１〜Ｂ^３の全てが同時に炭素数１〜４のアルキレンであることはなく、ＺがＣＨ_２ＣＨ_２であって、環Ｙが１，４−フェニレンである場合には、Ａ^１及びＡ^２がともに単結合であることはなく、また、ＺがＣＦ_２Ｏである場合には、環Ｙが１，４−シクロへキシレンであることはない。

化４の化学式において、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基であり、Ｚ₁はＣＨ₂基であり、ｍは０〜２であり、環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環であり、ｌは０又は１であり、各Ｙ₁は独立に酸素原子又はＣＨ₂基であり、各ｎ₁は独立に０又は１である。

化５の化学式において、各Ｙ₂は独立に酸素原子又はＣＨ₂基であり、Ｒ３、Ｒ４は独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又はパーフルオロアルキル基であり、少なくとも一方は炭素数３以上のアルキル基、又はパーフルオロアルキル基であり、各ｎ₂は独立に０又は１である。

これらの材料についての詳細は、特開２００２−１６２６３０公報、特開２００３−９６０３４公報、特開２００３−２６７９８２公報、特開２００４−８６１８４公報等に詳しく記載されている。また、これら疎水性基の主鎖骨格を構成するテトラカルボン酸二無水物については、脂肪族系、脂環式、芳香族系など種々の材料を用いることが可能である。具体的には、ピロメリット酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物などである。この他特開平１１−１９３３４５号公報、特開平１１−１９３３４６号公報、特開平１１−１９３３４７号公報等に詳しく記載されている材料についても用いることが可能である。

上述したように、上記化１〜化５に示す化学式の疎水性基を含むポリイミドは単独で用いても良いし、他の材料と混合し用いても良い。ただし、混合して用いる場合は、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、混合する材料もポリイミドであることが望ましい。

また、上記化１〜化５の化学式で示されない疎水性基を含むポリイミドを用いることもできる。

具体的には、特許第３０９７７０２号公報に記載されている直鎖状アルキル鎖を有する芳香族ジアミン残基を含んだポリイミドである。

なお、より低温で成膜プロセスが行えることを考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料は、可溶性ポリイミドを含むことが望ましい。ここで可溶性ポリイミドとは、溶剤に可溶なポリイミドのことである。原料の酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリアミック酸を予め溶液中で化学的イミド化処理することで得られる。ポリイミド骨格が剛直な構造を有していると溶媒に溶解しにくい。そこでポリイミドの結晶性を乱し溶媒和を受けやすくするため、嵩高い脂環式シクロカルボン酸二水物が一般には用いられる。

ポリイミドがどのような酸無水物から構成されているかは、ポリイミド薄膜の赤外吸収スペクトルによる特性基振動の解析や紫外−可視吸収スペクトルの測定により推察される。嵩高い脂環式シクロカルボン酸二水物骨格を有するポリイミド薄膜では、その吸収端波長は３００ｎｍ以下となる。詳細については、今井淑夫、横田力男編著、日本ポリイミド研究会編者「最新ポリイミド〜基礎と応用〜」、株式会社エヌ・ティ・エス発行、２００２年や、「次世代のためのエレクトロニクス・電子材料に向けた新しいポリイミドの開発と高機能付与技術」、株式会社技術情報協会発行、２００３年に記述がある。

ポリイミドが溶媒に溶解しているため、溶媒を蒸発せしめる温度即ち２００℃以下の低温で成膜が可能となる。また、ポリイミド薄膜中に未反応のポリアミック酸や副反応生成物の酸無水物がポリイミド中に残るといったことがなく、これら不純物によりポリイミド膜の電気特性が不良となるといった問題が生じにくい。

可溶性ポリイミドはいかなる溶媒にも可溶性を示すわけではなく、特定の例えばγ−ブチルラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の極性の高い溶媒にのみ可溶性を示す。それゆえ、濡れ性変化層３０上に半導体層を形成する際に、トルエン、キシレン、アセトン、イソプロピルアルコール等の極性の低い溶媒を用いれば、可溶性ポリイミドを含んだ薄膜が溶媒に侵食されることはない。

また、濡れ性変化層３０を２種類以上の材料から構成する場合においては、側鎖に疎水性基を有する可溶性ポリイミド以外の材料も、可溶性材料からなることが望ましい。これにより低温で成膜が可能となる。さらには、可溶性ポリイミドと良好な相溶性を示す材料であることが望ましい。これにより溶剤下で相分離が生じにくく、成膜プロセスに最適である。

可溶性材料は有機物である必要はなく、有機物と無機物との化合物などを用いることが可能である。これらの例としては、ポリビニルフェノールなどのフェノール樹脂、メラミン樹脂、アセチル化処理などを施したプルランなどの多糖類、シルセスキオキサンなどが挙げられる。

また、側鎖に疎水性基を有する可溶性ポリイミド以外の材料も可溶性ポリイミドからなると、耐熱性、耐溶剤性、親和性の点で好適である。

本実施の形態で用いられる側鎖に疎水性基を有する可溶性ポリイミドの疎水性基は、例えば以下の化６の化学式で示される構造を有することができる。

式中、Ｒ¹は炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のハロアルキル基又はハロゲン原子であり、Ｘ、Ｙは互いに独立に下記化７の化学式中の（ａ）〜（ｄ）で表わされる２価の結合基であり、ａは１〜５の整数である。

この材料についての詳細は、例えば特開平９−２７２７４０号公報に記載されている。

また、前述の化１〜化５の化学式で示される材料からなるポリイミドを、適当な化学処理によって溶媒可溶とすることも可能である。これらの材料を可溶性ポリイミドとする方法については、国際公開ＷＯ０１／０００７３２公報に記載されている。

なお、上記では、側鎖基を有する残基を与えるジアミン化合物の例を挙げたが、テトラカルボン酸類が側鎖基を有する残基を与えることも可能である。

疎水性基を有する側鎖Ｒが表面に配列している他の効果として、それに接している半導体層６との界面特性を良好なものとすることができる。半導体層６が有機半導体からなる場合、その効果がより顕著である。界面特性が良好であるとは、ａ．半導体が結晶質である場合には結晶粒が大きくなり、移動度が増大する、ｂ．半導体が非晶質（高分子）である場合には、界面準位密度が減少し、移動度が増大する、ｃ．半導体が高分子であり、長鎖アルキル基等の側鎖を有する場合には、その配向が規制されることによりπ共役主鎖の分子軸を概ね一方向に配列させることができ、移動度が増大する、等の現象が出現することを指す。

本実施の形態における濡れ性変化層３０の厚さは３０ｎｍ〜３μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。これより薄い場合にはバルク体としての特性（絶縁性、ガスバリア性、防湿性等）が損なわれ、これより厚い場合には表面形状が悪化するため好ましくない。

（導電層）
導電層７０は、望ましくは導電性材料を含有する液体を加熱、紫外線照射等によって固化することによって得られる層である。なお、導電性材料を含有する液体とは、
１導電性材料を溶媒に溶解したもの、
２導電性材料の前駆体若しくは前駆体を溶媒に溶解したもの、
３導電性材料粒子を溶媒に分散したもの、
４導電性材料の前駆体粒子を溶媒に分散したもの、
等を言う。より具体的には、Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ等の金属微粒子を有機溶媒や水に分散したものやドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液等を例示することができる。

導電性材料を含有する溶液を塗れ性変化層３０の表面に付与する方法として、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法等の各種塗布方法を用いることができる。特に、濡れ性変化層３０の表面エネルギーの影響を受けやすくするためには、小さな液滴により溶液を供給することが可能なインクジェット法が好ましい。後述するように、プリンタに使用されるレベルの通常の液体吐出ヘッドを用いた場合では、インクジェット法の解像度は３０μｍ、位置合せ精度は、±１５μｍ程度であるが、濡れ性変化層３０における表面エネルギー差を利用することにより、それよりも微細なパターンを形成することが可能となる。

また、濡れ性変化層３０の一部にエネルギーを付与する方法としては、ａ．大気中で操作できる、ｂ．高い解像度が得られる、ｃ．層内部へのダメージが少ない等の点から紫外線照射を用いる方法が好ましい。

（インクジェット装置）
次に、本実施の形態における積層構造体である配線基板の電極となる導電層７０を形成するために用いられるインクジェット装置について説明する。

図９に本実施の形態において用いられるインクジェット装置を示す。本実施の形態において用いられるインクジェット装置１００は、定盤１と、ステージ２と、液滴吐出ヘッド３と、液滴吐出ヘッド３に接続されたＸ軸方向移動機構４と、ステージ２に接続されたＹ軸方向移動機構５と、制御装置６とを備えている。

ステージ２は、基板Ｓを支持する目的で備えられており、基板Ｓを吸着する吸着機構（図示せず）等の固定機構を備えている。また、基板Ｓ上に滴下された機能性材料含有液を乾燥させるための熱処理機構を備えて良い。

液滴吐出ヘッド３は、複数の吐出ノズルを備えたヘッドであり、複数の吐出ノズルが液滴吐出ヘッド３の下面に、Ｘ軸方向に沿って一定間隔で並んでいる。この吐出ノズルからステージ２に支持されている基板Ｓに対して機能性材料含有液の液滴が吐出される。液滴吐出ヘッド３の液滴吐出機構には、例えばピエゾ方式を用いることができ、この場合、液滴吐出ヘッド３内のピエゾ素子に電圧を印加することで液滴が吐出する。

Ｘ軸方向移動機構４はＸ軸方向駆動軸７、及びＸ軸方向駆動モータ８で構成される。Ｘ軸方向駆動モータ８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軸駆動軸７を動作させ、液滴吐出ヘッド３がＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸方向移動機構５はＹ軸方向駆動軸９およびＹ軸方向駆動モータ１０で構成される。Ｙ軸方向移動機構５はＸ軸と直交する平面内で直交するＹ軸方向の移動を行うためのものである。制御装置６からＸ軸方向の駆動信号が供給されるとステージ２がＹ軸方向に移動する。

制御装置６は液滴吐出ヘッド３に吐出制御用の信号を供給する。またＸ軸方向駆動モータ８にＸ軸方向の駆動信号を、またＹ軸方向駆動モータ１０にＹ軸方向の駆動信号をそれぞれ供給する。なお制御装置６は、液滴吐出ヘッド３、Ｘ軸方向駆動モータ８、Ｙ軸方向駆動モータ１０とそれぞれつながっているが、その配線は図示していない。

インクジェット装置１００は、液滴吐出ヘッド３とステージ２とを相対的に走査させながらステージ２上に固定された基板Ｓに対して機能性材料含有液の液滴を吐出する。なお液滴吐出ヘッド３とＸ軸方向移動機構４の間には、Ｘ軸方向移動機構４と独立動作する回転機構を備え付けても良い。回転機構を動作させて液滴吐出ヘッド３とステージ２との相対角度を変化させることで、吐出ノズル間ピッチを調節できる。また液滴吐出ヘッド３とＸ軸方向移動機構４の間には、Ｘ軸方向移動機構４と独立動作するＺ軸方向移動機構を備え付けても良い。Ｚ軸方向に液滴吐出ヘッド３を移動させることで、基板Ｓとノズル面との距離を任意に調節可能である。またステージ２とＹ軸方向移動機構５の間には、Ｙ軸方向移動機構５と独立動作する回転機構を備え付けても良い。回転機構を動作させることで、ステージ２上に固定された基板Ｓを任意の角度に回転させた状態で、基板Ｓに対して液滴を吐出できる。

（高表面エネルギー領域のパターン）
次に、本実施の形態における高表面エネルギー領域４０のパターンについて説明する。上述のとおり、高表面エネルギー領域４０は、濡れ性変化層３０の所定の領域に紫外線等のエネルギーを付与することにより形成される。導電層７０は、高表面エネルギー領域４０上に、液体吐出ヘッドにより、導電性材料を含む溶液の液滴を滴下することにより形成される。

ところで、この液滴吐出ヘッドを用いたインクジェット方式では、液滴吐出ヘッドの走査方向（主走査方向）と、垂直の方向（副走査方向）とは独立して制御することが可能である。液滴吐出ヘッドの走査方向（主走査方向）の解像度は、液滴吐出ヘッドの最大駆動周波数ｆと、走査速度ｖによって定まるｖ／ｆまで解像度を高めることができ、走査速度ｖを調整することにより、任意の解像度に設定することが可能である。よって、比較的容易に解像度を向上させることが可能である。

一方、液滴吐出ヘッドの走査方向に垂直な方向（副走査方向）においては、液滴吐出ヘッドは一回の走査ごとに、相対的に液滴吐出ヘッドが副走査方向に移動することにより行われる。従って、副走査方向の解像度を向上させようとすると、走査の度に行う必要があり多大な時間を要してしまう。特に、このことは微細パターンになればなるほど顕著になり、微細化すればする程、より多大な時間を要する。

図１０に、本実施の形態における積層構造体を形成するための高表面エネルギー領域４０の形状を示す。

本実施の形態における導電層７０が形成される高表面エネルギー領域４０においては、液滴吐出ヘッド３の副走査方向に延びる配線領域４１のパターンに、液滴吐出ヘッド３より液滴を連続的に滴下する高表面エネルギー領域４０からなる液滴供給領域４２を延設して設けた構成のものである。これにより、液滴供給領域４２に滴下された溶液が同じ高表面エネルギーである配線領域４１に流動し全体に広がり、配線領域４１が微細な構造であっても短時間で導電層７０を形成することができる。

液滴吐出ヘッド３は、副走査方向に一回の主走査ごとに微動させることが可能であり、液滴吐出ヘッド３の副走査方向に配列されたノズルのピッチをＰである場合において、液滴供給領域４２をＰ／Ｎ（Ｎ：整数）で設けることにより、配線領域４１の全体に導電性材料を含む溶液を広げることが可能となる。（図１０においては、Ｎが２の場合を示す。）
次に、図１１に基づき本実施の形態における積層構造体の導電層７０の形成方法について説明する。

最初に、図１１（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド３は、図面上、上方向に移動しながら液滴３４を吐出する。具体的には、最初、破線で示す位置に存在していた液滴吐出ヘッド３ａが、上方向に移動し、実線で示す液滴吐出ヘッド３の位置まで移動する。液滴吐出ヘッド３の移動に際しては、各々のノズル３３より高表面エネルギー領域４０上に液滴３４が滴下される。ヘッドの走査方向（主走査方向）に延びる高表面エネルギー領域４０のパターンにおいては、液滴吐出ヘッド３が移動しながら、連続的にノズル３３より液滴３４を吐出することにより、微細なパターンであっても容易に液滴３４を供給することが可能である。一方、ヘッドの走査方向と垂直な方向（副走査方向）に延びる高表面エネルギー領域４０のパターンにおいては、液滴吐出ヘッド３におけるノズル３３間のピッチＰの間隔をおいて液滴が吐出されるため、ノズル３３間においては、液滴が滴下されない領域が存在し、導電性材料を含む溶液が不足し、十分に機能する導電層７０を得ることができない。このため、本実施の形態においては、液滴供給領域４２を設け、この液滴供給領域４２に連続的に数多くの液滴を滴下することにより、この液滴供給領域４２に滴下された溶液を副走査方向に延びる配線領域４１に広げることが可能となる。

このように、液滴供給領域４２を設けることにより、液滴吐出ヘッド３を走査方向に移動させながら、液滴を連続的に数多く滴下することが可能となる。このような、液滴供給領域４２がない場合、滴下された液滴が高表面エネルギー領域４０からあふれてしまい所望の形状の導電層が形成されない場合や、液滴吐出ヘッド３の走査方向へ移動させながら十分な液滴が供給されない場合が生じる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド３を走査方向とは垂直の副走査方向に移動させる。この移動距離は、液滴吐出ヘッド３における副走査方向のノズルピッチをＰとした場合、Ｐ／Ｎ（Ｎ：整数）である。本図においては、Ｎが２であるため、この移動距離はＰ／２であるが、液滴供給領域４２を設けられる位置により、この移動距離が定まる。

次に、図１１（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド３は、図面上、下方向に移動しながら液滴３４を吐出する。具体的には、最初、破線で示す位置に存在している液滴吐出ヘッド３ｂが、下方向に移動し、実線で示す液滴吐出ヘッド３の位置まで移動する。この液滴吐出ヘッド３の移動に際しては、各々のノズル３３より高表面エネルギー領域４０上に液滴３４が滴下される。図示しないが、ヘッドの走査方向（主走査方向）に延びる高表面エネルギー領域４０のパターンにおいては、液滴吐出ヘッド３が移動しながら、連続的にノズル３３より液滴３４を吐出することにより、微細なパターンであっても容易に液滴３４を供給することが可能である。一方、ヘッドの走査方向と垂直な方向（副走査方向）に延びる高表面エネルギー領域４０のパターンにおいては、液滴吐出ヘッド３におけるノズル３３間のピッチＰの間隔をおいて液滴が吐出されるため、ノズル３３間においては、液滴が滴下されない領域が存在し、導電性材料を含む溶液が不足し、十分に機能する導電層７０を得ることができない。このため、液滴供給領域４２に連続的に数多くの滴下することにより、この液滴供給領域４２に滴下された溶液を副走査方向に延びる配線領域４１に広げることが可能となる。

このように、液滴吐出ヘッド３を走査方向に移動させながら液滴を滴下し、走査方向への移動が終了した後に、液滴吐出ヘッド３を副走査方向に移動距離Ｐ／Ｎだけ移動させ、再び液滴吐出ヘッド３を走査方向に移動させながら液滴を滴下する動作を繰り返す。これにより、副走査方向に延びる高表面エネルギー領域４０のパターン全体に導電性材料を含む溶液を広げることができ、均一な膜厚の導電層７０を形成することが可能となる。

次に、図１２、図１３に基づき、形成される導電層７０と液滴吐出ヘッド３のノズル３３より吐出される溶液の量との関係について説明する。

図１２は、液滴吐出ヘッド３とＮの値が３の場合の副走査方向に延びたパターンの高表面エネルギー領域４０を示す。図１３は、液滴供給領域４２近傍の拡大図である。液滴吐出ヘッド３のノズル３３のピッチはＰであり、液滴供給領域４２は、配線領域４１に延設して、Ｐ／Ｎ（本図においては、Ｐ／３）のピッチで設けられている。配線領域４１の全体において導電層７０を形成するために必要な液滴３４の数は、配線領域４１の幅Ｌや、設けられる液滴供給領域４２のピッチＰ／Ｎに依存する。この配線領域４１に導電層７０を形成するために必要な液滴３４の数をｍ、着弾時の液滴３４の直径をａとした場合、液滴吐出ヘッド３を走査方向に移動速度ｖで移動させながら液滴３４を供給する場合には、液滴供給領域４２の長さＭＡと、配線領域４１の幅Ｌとの和、即ち、（ＭＡ+Ｌ）は、ａ＋ｍ・（ｖ／ｆ）以上であることが必要となる。尚、この場合、液滴供給領域４２の幅ＭＢは、ａ以上である。

次に、図１４に基づき、本実施の形態における積層構造体における導電層７０となる高表面エネルギー領域４０の形状について説明する。図１４は、Ｎの値が２となる場合のものである。

本実施の形態では、図１４（ａ）に示すように、配線領域４１が、液滴吐出ヘッド３の走査方向である主走査方向の成分と副走査方向の成分の双方を含むような形状であってもよい。副走査方向の成分を有する配線領域４１において走査方向に延設して液滴供給領域４２を設けることにより、液滴供給領域４２に供給された液滴３４が配線領域４１の全体に広がり導電層７０を形成することが可能となるからである。

また、図１４（ｂ）に示すように、配線領域４１の両側、即ち、図面上、上下となる主走査方向に延設して液滴供給領域４２を設ける構成であっても良い。このような構成にすることにより、液滴供給領域４１に供給された溶液がより円滑に配線領域４１全体に広げることが可能となる。

一方、図１５に示すように、液滴吐出ヘッド３のノズル３３の配列は、千鳥状に配列させることも可能である。このように千鳥状に配列させることにより、液滴を吐出する際のピッチＰを狭めることが可能となる。

また、図１６に示すように、液滴吐出ヘッド３を液滴吐出ヘッド３の走査方向（主走査方向）に対し、傾けた状態で設置し液滴を吐出させることにより、実際のノズル３３のピッチＰよりも、狭いピッチＰＡで液滴３４を吐出することが可能となる。

更には、図１７に示すように、千鳥状にノズル３３が配列された液滴吐出ヘッド３を図１６の場合と同様に傾けた状態で設置し液滴を吐出させることにより、ピッチＰＢ又は、ピッチＰＣで液滴を滴下することが可能となる。この場合において、実際のノズル３３のピッチＰの場合と比較すると全体的に高密度となる
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、アクティブマトリックス基板及び画像表示装置に関するものである。

図１８に基づき、本実施の形態におけるアクティブマトリックス基板について説明する。図１８（ａ）は、本実施の形態におけるアクティブマトリックス基板の配線の構成を示す上面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の破線１８Ａ−１８Ｂにおいて切断した断面図であり、図１８（ｃ）は、図１８（ａ）の部分拡大図である。

本実施の形態におけるアクティブマトリックス基板は、基板１１０上に第１の濡れ性変化層１２０を形成し、この第１の濡れ性変化層１２０の表面に紫外光等を照射し露光することにより、高表面エネルギー領域を形成する。この高表面エネルギー領域上に導電性材料を含む溶液の液滴を液滴吐出ヘッドを用いて滴下し、その後乾燥させることによりゲート電極１３０及びゲート信号線１３１を形成する。ゲート信号線１３１は、個々のゲート電極１３０を図面上、縦方向に接続するためのものである。

次に、このゲート電極１３０及びゲート信号線１３１上に第２の濡れ性変化層１４０を形成し、この第２の濡れ性変化層１４０の表面に紫外光等により露光を行うことにより、高表面エネルギー領域を形成する。この高表面エネルギー領域上に導電性材料を含む溶液の液滴を液滴吐出ヘッドを用いて滴下し、その後乾燥させることによりドレイン電極１５０、ソース電極１６０及びソース信号線１６１を形成する。ソース信号線１６１は、個々のソース電極１６０を図面上、横方向に接続するためのものである。尚、第１の濡れ性変化層１２０は、絶縁性が高いため、ゲート絶縁膜としての機能を有しているため、ゲート絶縁膜と称する場合もある。

次に、半導体層１７０を、ゲート絶縁膜１３１を介するゲート電極１３０上であって、ドレイン電極１５０とソース電極１６０とに接して、その間に島状に形成する。これにより、個々のトランジスタが形成され、本実施の形態におけるアクティブマトリックス基板が作製される。

尚、半導体層１７０を構成する半導体材料としては、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｓｉ等の無機の半導体材料や、ペンタセン、アントラセン、テトラセン、フタロシアニン等の有機低分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体等のポリフェニレン系導電性高分子、ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリフラン及びその誘導体等の複素環系導電性高分子、ポリアニアリン及びその誘導体等のイオン性導電性高分子等の有機半導体を用いることができる。

各々のトランジスタのゲート電極１３０は、このアクティブマトリックス基板を駆動するための不図示の走査信号用のドライバーＩＣに、ゲート信号線１３１を介し接続されており、各々のトランジスタのソース電極１６０は、このアクティブマトリックス基板を駆動するための不図示のデータ信号用のドライバーＩＣに、ソース信号線１６１を介し接続されている。このためゲート信号線１３１及びソース信号線１６１には、アクティブマトリックス基板におけるトランジスタの外側まで引出し部分を形成する必要がある。

よって、ゲート信号線１３１を形成する際、特に、引出し部分においてはゲート配線領域１３２とゲート液滴供給領域１３３からなる高表面エネルギー領域が形成され、これらの領域上に導電性材料を含む溶液が滴下される。この際、ゲート液滴供給領域１３３に導電性材料を含む溶液の液滴を滴下することにより、図面上、横方向の成分のゲート信号線１３１を短時間で容易に形成することが可能となる。尚、縦方向の成分のゲート信号線１３１は、この方向が主走査方向となるため、短時間で形成することが可能である。

一方、ソース信号線１６１を形成する際、特に、引出し部分においてはソース配線領域１６２とゲート液滴供給領域１６３からなる高表面エネルギー領域が形成され、これらの領域上に導電性材料を含む溶液が滴下される。この際、ゲート液滴供給領域１６３に導電性材料を含む溶液の液滴を滴下することにより、図面上、横方向の成分のゲート信号線１６１を短時間で容易に形成することが可能となる。尚、縦方向の成分のゲート信号線１６１は、この方向が主走査方向となるため、短時間で形成することが可能である。

本実施の形態では、ゲート電極１３０及びゲート信号線１３１と、ソース電極１６０及びソース信号線１６１との双方を形成する際に、下地として濡れ性変化層１２０、１４０を用いたが、どちらか一方を用いた構成であってもよい。

尚、本実施の形態におけるアクティブマトリックス基板は、酸素や水分、放射線等によりトランジスタの特性が劣化することを防止するため、図示はしていないが、全体をパッシベーション膜に覆うことが望ましい。

この際に用いられるパッシベーション膜としては、具体的には、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等が用いられる。また、これらの膜の形成方法としては、ＣＶＤ、イオンプレーティング、スパッタリング等による形成方法が挙げられる。

以上のように、本実施の形態におけるアクティブマトリックス基板は短時間に容易に作製することが可能であり、製造の際のスループットを向上させることができる。

次に、本実施の形態における画像表示装置について説明する。本実施の形態における画像表示装置は、図１９に示すように、前述したアクティブマトリックス基板上に表示素子を積層することにより形成されるものである。

前述したアクティブマトリックス基板上に層間絶縁膜１８０を形成し、層間絶縁膜１８０にドレイン電極１５０と接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールを金属材料で埋め込み、ドレイン電極１５０と電気的に接続される下部電極１９０を層間絶縁膜１８０の表面に形成する。この下部電極１９０は、画像表示のためのものであり、表示素子の電極となるものである。更に、この上に表示素子となる層２００、上部電極２１０，上部基板２２０が積層されている。

本実施の形態における画像表示装置においては、表示素子として、ＴＮ、ＳＴＮ、ゲスト・ホスト型の液晶、高分子分散液晶（ＰＤＬＣ：ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）等の表示素子、セル中またはマイクロカプセル中に封じた着色粒子の移動により表示を行う電気泳動素子、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等からなる発光表示素子等が挙げられる。

以上のように、本実施の形態における画像表示装置は短時間に容易に作製することが可能であり、製造の際のスループットを向上させることができる。

（実施例１）
実施例１は、第１の実施の形態における積層構造体に関するものである。具体的には、図１に示す構造の基板２０となるガラス基板上に濡れ性変化層３０を形成し、更に導電層７０を形成したものである。濡れ性変化層３０は、化８及び化９の化学式で表される構造体となる前駆体を溶解した混合溶液をスピンコート法により塗布して、２８０℃で焼成した。

この濡れ性変化層の紫外線照射量と水に対する接触角の関係を図２０に示す。未照射時には、接触角が９０°を超えて疎水性（撥水性）であるが、紫外線の照射量が１０Ｊ／ｃｍ^２以上では、２０°程度に低下し親水性に変化している。この変化を誘発するために効果のある光の波長を合わせた光源を用いることにより照射量をさらに小さくすることが可能であるものと考えられる。

また、図２１は、この濡れ性変化層上における液体の表面張力と接触角の関係を示したものである。この図より臨界表面張力は、紫外線が未照射の場合には、約２４ｍＮ／ｍ、紫外線を照射した場合には、約４５ｍＮ／ｍであることがわかる。

次に、高表面エネルギー領域のパターンが形成されたフォトマスクを用い、波長２５０ｎｍの紫外線を８ｍＪ／ｃｍ^２照射し、高表面エネルギー領域４０を形成した。このフォトマスクのパターンは、図１０に示すように、液滴供給領域４２が設けられている構成のものである。配線領域４１の幅Ｌは３０μｍ、液滴供給領域４２における長さＭＡは２０μｍ、幅ＭＢは３０μｍであり、形成される液滴供給領域４２のピッチＰ／Ｎは、２５４μｍである。

一方、インクジェット装置の液滴吐出ヘッドのノズルのピッチＰは２５４μｍである（従って、Ｎの値は１となる）。この液滴吐出ヘッドを用い、ノズルより一つの液滴の体積が４ｐＬの液滴を吐出させた。尚、この液滴を構成する溶液は、導電性材料を含む溶液であり、具体的には、固形分濃度２０ｗｔ％の銀ナノメタルインクである。

銀ナノメタルインクの液滴は、液滴吐出ヘッドは走査方向に一回移動させながら滴下させた。液滴吐出ヘッドの走査方向の解像度は、４８００ｄｐｉ（ピッチ５．３μｍ）であり、液滴供給領域４２が設けられた高表面エネルギー領域４０上には、４滴の液滴が滴下され、配線領域４１の全体に溶液が濡れ広がる。この後、導電性材料を含む溶液の溶媒を揮発させることにより、膜厚４５ｎｍの導電層７０が形成された。本実施例では、液滴吐出ヘッドを走査方向に１回走査するだけで、走査方向に垂直に延びる導電層７０を形成することができた。

（比較例１）
比較例１は、図１０に示す液滴供給領域４２が設けられていない高表面エネルギー領域４０が直線的な配線領域４１のみからなる構成のものである。実施例１と同様のプロセスで、同様の液滴吐出ヘッド及び銀ナノメタルインクを用い、実施例１と同等の導電層７０を得るためには、高表面エネルギー領域の同一地点に４滴の液滴を滴下する必要があった。従って、走査方向に垂直に延びる導電層を形成するためには、液滴吐出ヘッドは走査方向に4回走査することが必要であった。

（実施例２）
実施例２は、第１の実施の形態における積層構造体に関するものである。実施例２は、実施例１と同様のプロセスで導電層７０を形成した。配線領域４１の幅Ｌは３０μｍ、液滴供給領域４２における長さＭＡは２０μｍ、幅ＭＢは３０μｍであり、形成される液滴供給領域４２のピッチＰ／Ｎは、１２７μｍである。

一方、インクジェット装置の液滴吐出ヘッドのノズルのピッチＰは２５４μｍである（従って、Ｎの値は２となる）。この液滴吐出ヘッドを用い、ノズルより一つの液滴の体積が４ｐＬの液滴を吐出させた。尚、この液滴を構成する溶液は、導電性材料を含む溶液であり、具体的には、固形分濃度２０ｗｔ％の銀ナノメタルインクである。

銀ナノメタルインクの液滴は、液滴吐出ヘッドは走査方向に２回移動させながら滴下させた。液滴吐出ヘッドの走査方向の解像度は、４８００ｄｐｉ（ピッチ５．３μｍ）であり、液滴供給領域４２が設けられた高表面エネルギー領域４０上には、４滴の液滴が滴下され、配線領域４１の全体に溶液が濡れ広がる。この後、導電性材料を含む溶液の溶媒を揮発させることにより、膜厚８０ｎｍの導電層７０が形成された。本実施例では、液滴吐出ヘッドを走査方向に２回走査するだけで、走査方向に垂直に延びる厚膜の導電層７０を形成することができた。

（実施例３）
実施例３は、第１の実施の形態における積層構造体に関するものである。実施例３は、実施例１と同様のプロセスで導電層７０を形成した。配線領域４１の幅Ｌは３０μｍ、液滴供給領域４２における長さＭＡは６μｍ、幅ＭＢは３０μｍであり、形成される液滴供給領域４２のピッチＰ／Ｎは、８６．７μｍである。

一方、インクジェット装置の液滴吐出ヘッドのノズルのピッチＰは８６．７μｍである（従って、Ｎの値は１となる）。この液滴吐出ヘッドを用い、ノズルより一つの液滴の体積が４ｐＬの液滴を吐出させた。尚、この液滴を構成する溶液は、導電性材料を含む溶液であり、具体的には、固形分濃度２０ｗｔ％の銀ナノメタルインクである。

銀ナノメタルインクの液滴は、液滴吐出ヘッドは走査方向に１回移動させながら滴下させた。液滴吐出ヘッドの走査方向の解像度は、４８００ｄｐｉ（ピッチ５．３μｍ）であり、液滴供給領域４２が設けられた高表面エネルギー領域４０上には、２滴の液滴が滴下され、配線領域４１の全体に溶液が濡れ広がる。この後、導電性材料を含む溶液の溶媒を揮発させることにより、膜厚７０ｎｍの導電層７０が形成された。本実施例では、液滴吐出ヘッドを走査方向に１回走査するだけで、走査方向に垂直に延びる厚膜の導電層７０を形成することができた。

（実施例４）
実施例４は、第２の実施の形態におけるアクティブマトリックス基板に関するものである。実施例４においては、図１８に示す構成のアクティブマトリックス基板を作製した。具体的には、基板１１０上に実施例１に示した材料からなる濡れ性変化層１２０を形成し、図１８（ａ）におけるゲート電極１３０及びゲート信号線１３１の形状パターンのフォトマスクを用い、波長２５０ｎｍの紫外線を８ｍＪ／ｃｍ^２照射し、ゲート電極１３０及びゲート信号線１３１の形状の高表面エネルギー領域を形成した。このゲート信号線１３１となる高表面エネルギー領域のゲート配線領域１３２の幅Ｌ１は３０μｍ、ゲート液滴供給領域１３３における長さＭＡ１は６μｍ、幅ＭＢ１は３０μｍであり、形成されるゲート液滴供給領域１３３のピッチＰ／Ｎは、８６．７μｍである。

銀ナノメタルインクの液滴は、液滴吐出ヘッドは走査方向に１回移動させながら滴下させた。液滴吐出ヘッドの走査方向の解像度は、４８００ｄｐｉ（ピッチ５．３μｍ）であり、ゲート液滴供給領域１３３が設けられた高表面エネルギー領域上には、液滴が滴下され、ゲート配線領域１３２の全体に溶液が濡れ広がる。この後、導電性材料を含む溶液の溶媒を揮発させることにより、液滴吐出ヘッドを走査方向に１回走査でゲート電極１３０及びゲート信号線１３１が形成された。

次に、濡れ性変化層１２０を構成する材料と同一の材料により濡れ性変化層１４０を形成し図１８（ａ）におけるドレイン電極１５０、ソース電極１６０及びソース信号線１６１の形状パターンのフォトマスクを用い、波長２５０ｎｍの紫外線を８ｍＪ／ｃｍ^２照射し、ドレイン電極１５０、ソース電極１６０及びソース信号線１６１の形状の高表面エネルギー領域を形成した。このソース信号線１６１となる高表面エネルギー領域のソース配線領域１６２の幅Ｌ２は３０μｍ、ソース液滴供給領域１６３における長さＭＡ２は６μｍ、幅ＭＢ２は３０μｍであり、形成されるソース液滴供給領域１６３のピッチＰ／Ｎは、８６．７μｍである。

銀ナノメタルインクの液滴は、液滴吐出ヘッドは走査方向に１回移動させながら滴下させた。液滴吐出ヘッドの走査方向の解像度は、４８００ｄｐｉ（ピッチ５．３μｍ）であり、ソース液滴供給領域１６３が設けられた高表面エネルギー領域上には、液滴が滴下され、ソース配線領域１６２の全体に溶液が濡れ広がる。この後、導電性材料を含む溶液の溶媒を揮発させることにより、液滴吐出ヘッドを走査方向に１回走査でドレイン電極１５０、ソース電極１６０及びソース信号線１６１が形成される。

次に、化１０の化学式に示すスキームにより合成した有機半導体である重合体１をトルエンに溶解した溶液をインクジェット法により、ドレイン電極１５０とソース電極１６０の双方に接して塗布し、溶媒を揮発させ乾燥させることにより半導体層１９０を形成した。この後、ゲート信号線１３１を不図示の走査信号用ドライバーＩＣに接続し、ソース信号線１６１を不図示のデータ信号用ドライバーＩＣに接続し、駆動させたところ、データ信号及び走査信号に応じて各々のトランジスタを駆動することができた。

本実施例では、ゲート電極１３０及びゲート信号線１３１、ソース電極１６０及びソース信号線１６１の形成時間を短くすることができ、最終的にアクティブマトリックス基板を短時間に作製することができた。

（実施例５）
実施例５は、第２の実施の形態における画像表示装置に関するものである。実施例４において作製したアクティブマトリックス基板に、図１９に示す表示素子として電気泳動素子を貼り合わせ画像表示装置を作製した。この電気泳動素子は、酸化チタン粒子とオイルブルーで着色したアイソパーを内包するマイクロカプセルをＰＶＡ水溶液に混合して、ＩＴＯからなる上部電極２１０が形成されているポリカーボネートからなる上部基板２２０上に塗布することにより、マイクロカプセルとＰＶＡバインダーからなる層を形成した。

これを実施例４におけるアクティブマトリックス基板に積層することにより、画像表示装置を作製した。尚、この積層を行う際には、実施例４のアクティブマトリックス基板上に層間絶縁膜１８０、下部電極１９０を形成し、その後に、前述の上部基板２２０上に上部電極２１０が形成されたものの上に表示素子となる層１９０が積層したものを貼り合わせた。

このように作製した画像表示装置を駆動させたところ画像表示を行うことができた。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

第１の実施の形態に係る積層構造体の断面概要図濡れ性変化層の構成例を示す断面模式図（１）濡れ性変化層の構成例を示す断面模式図（２）濡れ性変化層の構成例を示す断面模式図（３）濡れ性変化層の表面の構成例を示す平面模式図（１）濡れ性変化層の表面の構成例を示す平面模式図（２）濡れ性変化層の表面の構成例を示す平面模式図（３）側鎖に疎水性基を有する高分子材料例を示す概念図インクジェット装置の斜視図第１の実施の形態における高表面エネルギー領域の概要図第１の実施の形態における導電層の形成方法の説明図第１の実施の形態における導電層の形成過程の説明図図１２の部分拡大図第１の実施の形態における別の高表面エネルギー領域の概要図第１の実施の形態における液滴吐出ヘッドの別のノズル配置の構成図第１の実施の形態における液滴吐出ヘッドの別の配置の構成図第１の実施の形態における液滴吐出ヘッドの他のノズル配置の構成図第２の実施の形態におけるアクティブマトリックス基板の配線構成図第１の実施の形態における画像表示装置の断面概要図紫外線照射量と水に対する接触角との相関図液体の表面張力と接触角との相関図

符号の説明

３液滴吐出ヘッド
３０濡れ性変化層
３３ノズル
３４液滴
４０高表面エネルギー領域
４１配線領域
４２液滴供給領域
５０低表面エネルギー領域

Claims

基板と、
前記基板上において、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されている濡れ性変化層と、
前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上において導電性材料により形成された導電層と、を有し、
前記導電層は、インクジェットヘッドにより導電性材料を含む液体を吐出することにより形成されるものであって、
前記インクジェットヘッドの副走査方向に延びたパターンの導電層となる高表面エネルギー領域には、前記インクジェットヘッドの主走査方向に延設された前記高表面エネルギー領域の液滴供給領域が形成されていることを特徴とする積層構造体。
前記濡れ性変化層は、エネルギーを付与することにより臨界表面張力が変化し、低表面エネルギー状態から高表面エネルギー状態へと変化する材料を含むものであって、
前記エネルギーの付与により、高表面エネルギー領域と、低表面エネルギー領域とが形成されているものであることを特徴とする請求項１に記載の積層構造体。
前記インクジェットヘッドの副走査方向に延びたパターンの導電層は、前記インクジェットヘッドより前記導電性材料を含む液体を液滴供給領域に滴下させ、前記液体を高表面エネルギー領域上において流動させることにより、形成されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の積層構造体。
前記副走査方向に延びたパターンの導電層は、副走査方向の成分と主走査方向の成分の双方を含むものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の積層構造体。
請求項１から４のいずれか一項に記載の積層構造体と、
前記積層構造体に形成される導電層を多層化するための層間絶縁膜と、
を有することを特徴とする多層配線基板。
ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層と、を有するトランジスタと、
前記ゲート電極に接続されたゲート信号線と、
前記ゲート信号線に略垂直に形成されており、前記ソース電極に接続されたソース信号線と、
を有するアクティブマトリックス基板において、
請求項１から４のいずれか一項に記載の積層構造体を有し、
前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ゲート信号線、前記ソース信号線のうち少なくともいずれか一つは、前記積層構造体における導電層により構成されていることを特徴とするアクティブマトリックス基板。
前記半導体層は、有機半導体材料により構成されるものであることを特徴とする請求項６に記載のアクティブマトリックス基板。
画像表示素子と、
請求項６または７に記載されたアクティブマトリックス基板と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
基板上にエネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含む濡れ性変化層を形成する工程と、
前記濡れ性変化層に前記エネルギーを付与することにより、高表面エネルギー領域を形成する工程と、
インクジェットヘッドにより、高表面エネルギー領域上に導電性材料を含む溶液を滴下し、導電層となる領域の全体に前記導電性材料を含む溶液を流動させる工程と、
前記高表面エネルギー領域上における前記導電性材料を含む溶液を乾燥させることにより、前記導電層を形成する工程と、
を有する積層構造体の形成方法において、
前記高表面エネルギー領域は、前記導電層となる領域と、液滴供給領域からなるものであり、
前記液滴供給領域は、前記インクジェットヘッドの前記副走査方向に延びた前記導電層となる領域のパターンにおいて、前記インクジェットヘッドの主走査方向に延設されたものであることを特徴とする積層構造体の形成方法。
前記インクジェットヘッドの副走査方向のピッチをＰとした場合、前記液滴供給領域の前記インクジェットの副走査方向のピッチのうち少なくとも一部は、Ｐ／Ｎ（Ｎは整数）であることを特徴とする請求項９に記載の積層構造体の形成方法。