JP4222390B2 - パターンの形成方法、及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターンの形成方法、及び液晶表示装置の製造方法に関する。

電子回路や集積回路等の配線を有するデバイスの製造には例えばフォトリソグラフィ法が用いられている。このフォトリソグラフィ法は、予め導電膜を塗布した基板上にレジストと呼ばれる感光性材料を塗布し、回路パターンを照射して現像し、レジストパターンに応じて導電膜をエッチングすることで薄膜の配線パターンを形成するものである。このフォトリソグラフィ法は真空装置などの大掛かりな設備や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廃棄せざるを得ず、製造コストが高い。

これに対して、液滴吐出ヘッドから液体材料を液滴状に吐出する液滴吐出法、所謂インクジェット法を用いて基板上に配線パターンを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この方法では、金属微粒子等の導電性微粒子を分散した機能液である配線パターン形成用インクを基板に直接パターン塗布し、その後熱処理やレーザ照射を行って薄膜の導電膜パターンに変換する。この方法によれば、フォトリソグラフィが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量も少なくてすむというメリットがある。
特開２００２−７２５０２号公報

ところで、インクジェット法を用いて基板上に膜パターンを形成する場合には、通常、インクの広がりを防止するために、バンクと呼ばれる土手構造を形成する。バンクの表面は、インクが付着するのを防止するために撥液処理が施されるが、この場合、バンク全体が撥液化されるので、バンクの側面とインクとの濡れ性が悪くなり、インクがバンク内にスムーズに入り込まなくなるという問題がある。また、バンクの側面がインクをはじくので、得られる膜も不均一な膜となってしまう。したがって、バンクに区画される、インクの吐出領域における濡れ性を向上させることが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、信頼性の高いパターンを安定して形成することのできる、パターンの形成方法、及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の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パターンを形成する方法であって、前記基板上にバンク膜を形成する工程と、該バンク膜の表面に撥液処理を施す工程と、撥液処理が施された前記バンク膜をパターニングし、バンクを形成する工程と、該バンクに区画されたパターン形成領域の表面の水酸基を、アルキル化する表面改質処理を施す工程と、前記パターン形成領域に前記機能液を配置する工程と、該機能液を焼成して、パターンを形成する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明のパターンの形成方法によれば、表面改質処理によって、バンクに区画されたパターン形成領域の表面、すなわちバンクの側面及びバンク内に露出する基板表面の水酸基（−ＯＨ）がアルキル化されて、例えばメチル基（−ＣＨ_３）に置換される。ここで、例えば機能液として炭化水素系の分散媒を含むものを用いた場合、表面がメチル基（−ＣＨ_３）に置換されたパターン形成領域は、前記機能液に対して濡れ性が高い領域となる。よって、前記パターン形成領域に配置された機能液は、撥液処理が施されたバンクの上面ではじかれ、濡れ性の高いパターン形成領域には良好に濡れ拡がるようになる。

したがって、パターン形成領域に機能液がスムーズに入り込むことで、均一な膜厚からなる、信頼性の高いパターンを形成できる。

上記パターンの形成方法においては、前記表面改質処理として、ヘキサメチルシラザンの蒸気を前記パターン形成領域の表面に接触させるのが好ましい。

この構成によれば、前記パターン形成領域の表面に、ヘキサメチルシラザン（（（ＣＨ_３）_３ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ_３）_３））の蒸気を接触させることで、上述した水酸基（−ＯＨ）のアルキル化（メチル化）を良好に行うことが可能となる。よって、前記パターン形成領域内の濡れ性を向上させることができる。

上記パターンの形成方法においては、前記機能液として、炭化水素系の分散媒を含むものを用いるのが好ましい。

この構成によれば、上記表面改質処理によって、メチル基（−ＣＨ_３）等のアルキル基に置換されたパターン形成領域が、機能液に対し濡れ性が高い状態とすることができる。

上記パターンの形成方法においては、前記機能液を配置する工程の前に、前記バンクを焼成する工程を備えるのが好ましい。

例えばバンク膜の表面にフッ素樹脂を塗布することで、バンクの撥液処理が施されている場合、バンクを焼成した際に、前記フッ素樹脂から熱分解して形成された昇華物がバンク内、すなわち前記パターン形成領域の表面の水酸基（−ＯＨ）に結合し、パターン形成領域内に付着してしまう。すると、この昇華物によってパターン形成領域内の濡れ性が低下し、良好なパターンを形成することができなくなってしまう。良好なパターンを形成するためには、バンクを焼成した後、前記パターン形成領域を弗酸（ＨＦ）により洗浄処理することで、前記昇華物を除去する必要があるため、パターンの形成工程が煩雑となってしまう。

そこで、本発明を採用すれば、前記昇華物が結合しやすいパターン形成領域内の水酸基（−ＯＨ）を、上述した表面改質処理によりメチル基（−ＣＨ_３）に置換することで、前記パターン形成領域内に昇華物が付着することが防止されるようになる。したがって、上述した弗酸による洗浄処理等が不要になって、パターンの形成工程を簡略化できる。

あるいは、上記パターンの形成方法においては、前記パターン形成領域に前記機能液を配置した後、前記バンクと配置された前記機能液とを一括して焼成するのが好ましい。

この構成によれば、バンクの焼成工程を省略できるので、パターン形成工程における処理時間の短縮を実現できる。

上記パターンの形成方法においては、前記バンク膜を形成する材料として、ポリシラザン、ポリシラン、ポリシロキサンのいずれか一つを含有するものを用いるのが好ましい。

この構成によれば、バンク膜を形成する材料がポリシラザン、ポリシラン、ポリシロキサンのいずれか一つを含有する無機質の材料を含むことから、バンクの耐熱性が高く、しかもバンクと基板との間の熱膨張率の差が小さくなる。そのため、機能液の乾燥時の熱などによるバンクの劣化が抑制され、パターンを良好な形状に形成できる。したがって、本発明を採用すれば、パターンを、精度よく安定して形成することができる。

このとき、前記バンク膜を形成する材料として、ポリシラザン、ポリシラン、ポリシロキサンのいずれか一つを含有する感光性の材料からなるものを用いるのが好ましい。

この構成によれば、感光性材料を用いることにより、バンクのパターニングを容易にすることができる。

上記パターンの形成方法においては、前記バンク内に形成されたパターンが、配線であるのが好ましい。

この構成によれば、均一な膜厚からなる配線を精度良く安定して形成することができる。

上記パターンの形成方法においては、前記バンク内に形成されたパターンが、透明電極であるのが好ましい。

この構成によれば、例えばＩＴＯ等から構成される透明電極を、均一な膜厚で精度良く形成することができる。

上記パターンの形成方法においては、前記バンク内に形成されたパターンが、液晶表示装置に設けられるカラーフィルタであるのが好ましい。

この構成によれば、液晶表示装置のカラーフィルタを均一な膜厚で精度良く形成することができる。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、カラーフィルタを備えた液晶表示装置の製造方法において、前記カラーフィルタを製造するに際し、基体上にバンク膜を形成する工程と、
該バンク膜の表面に撥液処理を施す工程と、撥液処理が施された前記バンク膜をパターニングし、バンクを形成する工程と、該バンクに区画されたカラーフィルタ形成領域の表面の水酸基を、アルキル化する表面改質処理を施す工程と、前記カラーフィルタ形成領域にカラーフィルタ形成材料を配置する工程と、前記カラーフィルタ形成材料を焼成して、前記カラーフィルタを形成する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、表面改質処理によって、カラーフィルタ形成領域の表面の水酸基（−ＯＨ）がアルキル化され、例えばメチル基（−ＣＨ_３）に置換されるので、カラーフィルタ形成領域は、例えば炭化水素系の分散媒を含んだカラーフィルタ形成材料に対して濡れ性が高い状態となる。そして、前記カラーフィルタ形成領域に配置されたカラーフィルタ形成材料は、撥液処理が施されたバンク上面ではじかれ、濡れ性の高いカラーフィルタ形成領域に良好に濡れ拡がる。

よって、カラーフィルタ形成領域にカラーフィルタ形成材料がスムーズに入り込むことで、均一な膜厚からなる、信頼性の高いカラーフィルタを形成できる。したがって、このカラーフィルタを備えた液晶表示装置は信頼性の高いものとなる。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、バンクに区画された領域に形成された導電膜パターンを備える、液晶表示装置の製造方法において、基体上にバンク膜を形成する工程と、
該バンク膜の表面に撥液処理を施す工程と、撥液処理が施された前記バンク膜をパターニングし、バンクを形成する工程と、該バンクに区画された導電膜パターン形成領域の表面の水酸基を、アルキル化する表面改質処理を施す工程と、前記導電膜パターン形成領域に導電性機能液を配置する工程と、前記導電性機能液を焼成して、前記導電膜パターンを形成する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、表面改質処理によって、導電膜パターン形成領域の表面の水酸基（−ＯＨ）がアルキル化され、例えばメチル基（−ＣＨ_３）に置換されるので、パターン形成領域は、例えば炭化水素系の分散媒を含んだ導電性機能液に対して濡れ性が高い状態となる。そして、前記導電膜パターン形成領域に配置された導電性機能液は、撥液処理が施されたバンク上面ではじかれ、濡れ性の高い導電膜パターン形成領域に良好に濡れ拡がる。

よって、導電膜パターン形成領域に導電性機能液がスムーズに入り込むことで、均一な膜厚からなる、信頼性の高い導電膜パターンを形成できる。この導電膜パターンは、液晶表示装置における、例えば配線や透明電極等として採用でき、この導電膜パターンを備えた液晶表示装置は信頼性の高いものとなる。

以下、本発明について図面を参照して説明する。はじめに、本発明に係るパターンの形成方法の一実施形態について説明する。

（パターンの形成方法）
まず、基板上にバンクを形成する材料としてのバンク膜を形成する。本実施形態では、前記バンク膜を形成するに際し、該バンク膜と基板Ｐとの密着性を向上させる処理を行っている。具体的には、図１（ａ）に示すように、前記基板Ｐに対しＨＭＤＳ処理を１２０秒程度行う。このＨＭＤＳ処理は、ヘキサメチルジシラサン（（（ＣＨ_３）_３ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ_３）_３））の蒸気を前記基板Ｐの表面に接触させるものである。そして、ホットプレートを用い、基板Ｐに対して加熱処理を行う（条件；９５℃、６０秒）。

以上の工程により、基板Ｐ上には、バンクと基板Ｐとの間の密着性を向上させるＨＭＤＳ層（図示しない）が形成される。このＨＭＤＳ層は、基板Ｐの表面における水酸基（−ＯＨ）がメチル基（−ＣＨ_３）に置換されることで構成されたものである。

ところで、基板表面の水酸基（−ＯＨ）が全てメチル基（−ＣＨ_３）に置換されてしまうと、バンク膜Ｂ_０と基板Ｐとの間で十分な密着性を得ることができない。そこで、基板Ｐの表面に水酸基（−ＯＨ）とメチル基（−ＣＨ_３）とが混在した状態となるように上記ＨＭＤＳ処理を行う。これにより、バンク膜Ｂ_０を基板Ｐ上に密着させた状態に形成できる。

上記ＨＭＤＳ処理後、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定の方法により、基板Ｐ上にバンクの高さに合わせて、図１（ｂ）に示すように前記バンク膜Ｂ_０を形成する。そして、ホットプレートを用いて、基板Ｐに形成されたバンク膜Ｂ_０をプレベークする（乾燥条件；９５℃／６０ｓｅｃ）。

なお、前記基板Ｐとしては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種のものが挙げられる。さらに、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。本実施形態では、前記基板Ｐとしてガラス基板を用いた。

また、前記バンク膜Ｂ_０の形成材料としては、有機系の材料（アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラミン樹脂等の高分子材料）又は無機系の材料のいずれを用いてもよいが、耐熱性の面からは無機系材料を用いることが好ましい。

このような無機質のバンク材料としては、例えば、ポリシラザン、ポリシラン、ポリシロキサン、シロキサン系レジスト、ポリシラン系レジスト等の骨格にケイ素を含む高分子無機材料や感光性無機材料、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマー、ポリアリールエーテルのうちいずれかを含むスピンオングラス膜、ダイヤモンド膜、及びフッ素化アモルファス炭素膜、などが挙げられる。さらに、無機質のバンク材料として、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、などを用いてもよい。

本実施形態では、前記バンク膜Ｂ_０として、ポリシラザンを主成分とする無機質の材料からなるもの、特にポリシラザンと光酸発生剤とを含む感光性ポリシラザン組成物のようなポジ型として機能する感光性ポリシラザンを用いた。これにより、後述する露光処理及び現像処理によってバンク膜Ｂ_０を直接パターニングし、バンクＢを形成することが可能となる。

基板Ｐ上にバンク膜Ｂ_０を形成した後、図１（ｃ）に示すように、該バンク膜Ｂ_０の表面に撥液処理を施す。具体的に本実施形態では、スピンコート法により前記バンク膜Ｂ_０上に、例えば住友３Ｍ社製のＥＧＣ−１７００、ＥＧＣ−１７２０（２：１希釈品）等のフッ素系樹脂材材料（ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ）Ｆを塗布する。そして、ホットプレートを用いて、前記フッ素系樹脂材料Ｆをプレベークする（乾燥条件；９５℃／６０ｓｅｃ）。バンク膜Ｂ_０の表面は、前記フッ素系樹脂材料Ｆにより、後述するバンク内に配置される機能液に対して撥液性を示すようになる。前記フッ素系樹脂材料Ｆを塗布する工程は、スピンコート以外にも、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート、インクジェット法等の各種方法を適用することが可能である。

なお、上記の撥液処理としては、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（ＣＦ_４プラズマ処理法）を採用してもよい。ＣＦ_４プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、４フッ化メタンガス流量が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。また、上記プラズマ処理法によらず、減圧プラズマ処理法または、ＦＡＳによる気相処理法を用いてもよい。

次に、図１（ｄ）に示すように、マスクを用いてバンク膜Ｂ_０を露光し、バンク膜Ｂ_０を加湿した後、図１（ｅ）に示すように、現像処理を行なう。加湿してから現像を行なうことで、光透過率の低下要因となるバンク膜Ｂ_０中の窒素成分を除去することができる。なお、露光条件は、例えば１０ｍｊとし、加湿処理の条件は、温度：２５℃、湿度：８０％ＲＨ、加湿時間：４分とする。また、現像処理の条件は、現像液：ＴＭＡＨ２．３８％、温度：２５℃、現像時間：１分とする。現像後は、必要に応じて除水処理を行なってもよい。除水は、例えば基板Ｐを真空雰囲気下で５分間放置することにより行なう。

以上の工程により、バンク膜Ｂ_０がパターニングされ、基板Ｐ上にバンクＢが形成される。このバンクＢによって区画される領域は、パターン形成領域３４をなすものである。

次に、前記バンクＢが形成された基板Ｐに対して、表面改質処理を行う。この表面改質処理は、バンクＢに区画されたパターン形成領域３４の表面の、水酸基（−ＯＨ）をアルキル化（メチル化）する処理である。

具体的に本実施形態では、表面改質処理として、バンクＢが形成された基板Ｐに対し、１２０秒間、ＨＭＤＳ処理を行った。このＨＭＤＳ処理により、バンクＢに区画されたパターン形成領域３４の表面、すなわちバンクＢの側面、及びバンクＢ内に露出した基板Ｐ、の水酸基（−ＯＨ）をメチル基（−ＣＨ_３）に置換する。ここで、上述したようにバンク膜Ｂ_０の形成時に行われたＨＭＤＳ処理によって、基板Ｐの表面は、水酸基（−ＯＨ）とメチル基（−ＣＨ_３）とが混在した状態となっている。

よって、表面改質処理（ＨＭＤＳ処理）は、前記バンクＢ内に露出する基板Ｐの表面に残存する水酸基（−ＯＨ）をメチル基（−ＣＨ_３）に置換するようになる。したがって、表面改質処理によって、パターン形成領域３４を構成するバンクＢの側面、及びバンクＢ内に露出した基板Ｐの表面には、メチル基（−ＣＨ_３）が付与された状態となる。

上記表面改質処理を行った後、前記パターン形成領域３４に機能液（インク）を配置する工程を行う。本発明における機能液（インク）としては、種々のものを用いることができる。

前記機能液とは、液中に含まれる膜成分を膜化することによって所定の機能を有する膜（機能膜）を形成し得るものをいう。係る機能としては、電気・電子的機能（導電性、絶縁性、圧電性、焦電性、誘電性等）、光学的機能（光選択吸収、反射性、偏光性、光選択透過性、非線形光学性、蛍光あるいはリン光等のルミネッセンス、フォトクロミック性等）、磁気的機能（硬磁性、軟磁性、非磁性、透磁性等）、化学的機能（吸着性、脱着性、触媒性、吸水性、イオン伝導性、酸化還元性、電気化学特性、エレクトロクロミック性等）、機械的機能（耐摩耗性等）、熱的機能（伝熱性、断熱性、赤外線放射性等）、生体的機能（生体適合性、抗血栓性等）等の種々の機能がある。本実施形態においては、例えば、導電性微粒子を含む配線形成用の機能液を用いた。

この機能液を、前記パターン形成領域３４に配置する方法としては、液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いるのが好ましい。液滴吐出法を用いることにより、スピンコート法などの他の塗布技術に比べて、液体材料の消費に無駄が少なく、基板上に配置する機能液の量や位置の制御を行ないやすいという利点がある。

配線形成用の機能液は、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液からなるものである。導電性微粒子としては、例えば、金、銀、銅、パラジウム、マンガン、及びニッケルのうちのいずれかを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに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、導電性微粒子としてマンガンを用いた。

これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために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。導電性微粒子の表面にコーティングするコーティング材としては、例えばキシレン、トルエン等の有機溶剤やクエン酸等が挙げられる。

導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、後述する液体吐出ヘッドのノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。

分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、特に炭化水素系のものを用いた。例えば、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、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等の炭化水素系化合物を例示できる。炭化水素系化合物は、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法（インクジェット法）への適用の容易さの点に優れている。

なお、上述したように表面がメチル基（−ＣＨ_３）に置換されているパターン形成領域３４は、このような炭化水素系の分散媒を含む機能液（インク）に対して非常に濡れ性が高い状態となり、親液性を示すようになる。

一方、前記パターン形成領域３４を区画するバンクＢの上面には、前記フッ素系樹脂材料Ｆが形成されているため、上記機能液に対し撥液性を示すようになる。

よって、バンクＢにより区画された領域（パターン形成領域３４）が微細である場合でも、機能液はバンクＢの上面ではじかれて、パターン形成領域３４内にスムーズに入り込む。

上記機能液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／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やすくなり、０．０７Ｎ／ｍ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吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、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とよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。

上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、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５０ｍＰａ・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。

液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ2程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。

また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液状材料（流動体）の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。

本実施形態のパターンの形成方法では、上述した配線形成用の機能液を用いることにより、導電性を有するパターンを形成することができる。この導電性パターンは、配線として、各種デバイスに適用される。

図２は、本実施形態のパターン（配線）の形成方法に用いられる装置の一例として、液滴吐出法によって基板上に液体材料を配置する液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪの概略構成を示す斜視図である。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１０１と、Ｘ軸方向駆動軸１０４と、Ｙ軸方向ガイド軸１０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ１０７と、クリーニング機構１０８と、基台１０９と、ヒータ１１５とを備えている。

ステージ１０７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。

液滴吐出ヘッド１０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド１０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド１０１の吐出ノズルからは、ステージ１０７に支持されている基板Ｐに対して、上述した導電性微粒子を含むインクが吐出される。

Ｘ軸方向駆動軸１０４には、Ｘ軸方向駆動モータ１０２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ１０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸１０４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸１０４が回転すると、液滴吐出ヘッド１０１はＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸方向ガイド軸１０５は、基台１０９に対して動かないように固定されている。ステージ１０７は、Ｙ軸方向駆動モータ１０３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ１０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ１０７をＹ軸方に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド１０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ１０２に液滴吐出ヘッド１０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ１０３にステージ１０７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。

クリーニング機構１０８は、液滴吐出ヘッド１０１をクリーニングするものである。クリーニング機構１０８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構１０８は、Ｙ軸方向ガイド軸１０５に沿って移動する。クリーニング機構１０８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

ヒータ１１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行なう。このヒータ１１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１０１と基板Ｐを支持するステージ１０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド１０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図２では、液滴吐出ヘッド１０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド１０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド１０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。

図３は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。

図３において、液体材料（配線パターン用インク、機能液）を収容する液体室１２１に隣接してピエゾ素子１２２が設置されている。液体室１２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系１２３を介して液体材料が供給される。

ピエゾ素子１２２は駆動回路１２４に接続されており、この駆動回路１２４を介してピエゾ素子１２２に電圧を印加し、ピエゾ素子１２２を変形させることにより、液体室１２１が変形し、ノズル２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子１２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子１２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。

ところで、前記基板Ｐ上に形成されたバンクＢ、及びパターン形成領域３４に配置される機能液について、それぞれ焼成処理を行う必要がある。なお、前記バンクＢと機能液との焼成工程は、一括して行ってもよいし、別々に（分割して）行ってもよい。

以下、一括焼成と分割焼成とについて場合分けをして説明する。

（一括焼成の場合）
先に、一括焼成の場合について説明する。一括焼成では、上述したように、バンクＢ及びパターン形成領域３４内に配置された機能液における焼成工程を一括して行う。このように一括焼成を行えば、バンクの焼成工程を省略できるので、パターン形成工程における処理時間の短縮を実現できる。

まず、液滴吐出装置ＩＪ（図２参照）による液滴吐出法を用いて、機能液をパターン形成領域３４に配置する。具体的には、図４（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１０１から配線パターン形成用材料を含む機能液Ｌを液滴にして吐出する。吐出された液滴は、図４（ｂ）に示すように、基板Ｐ上のバンクＢ、Ｂ間の溝状のパターン形成領域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４〜７ｎｇ／ｄｏｔ、インク速度（吐出速度）５〜７ｍ／ｓｅｃで行なうことができる。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１０１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なうことができる。

このとき、液滴が吐出されるパターン形成領域３４はバンクＢ、Ｂに囲まれているので、液滴が所定位置以外に拡がることを阻止することができる。

また、バンクＢ、Ｂの上面には、フッ素系樹脂材料Ｆによって撥液性が付与されているため、吐出された液滴の一部がバンクＢ上に乗ってもはじかれ、バンクＢ，Ｂ間の溝状のパターン形成領域３４に流れ落ちるようになる。

また、パターン形成領域３４の底部３５に露出した基板Ｐの表面、及びバンクＢの側面にはメチル基（−ＣＨ_３）が付与されていることから、吐出された液滴（炭化水素系の分散媒からなる機能液Ｌ）がパターン形成領域３４内により拡がって、パターン形成領域３４内に均一に配置される。

次に、図４（ｃ）に示すように、基板Ｐ全体に対して露光処理を行う。このように、後述する焼成処理前に露光を行うことにより、バンク材料中の水素基（−ＯＨ）の離脱反応を促すことができる。

次に、基板Ｐに対し、ホットプレートにより乾燥処理を行う（条件；１２０℃、２分）。ポストベークを行う方法としては、上記ホットプレート以外に、電気炉、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、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。

（焼成処理）
乾燥処理された機能膜は、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Ｐには熱処理及び／又は光処理が施す（焼成処理）。この焼成処理の条件としては、２２０℃にて３０分間行った。

熱処理及び／又は光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。熱処理及び／又は光処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング材を除去するためには、約３００℃で焼成することが必要である。この場合、例えば、バンクＢ及び液体材料の乾燥膜の上に低融点ガラスなどを予め塗布してもよい。

本実施形態では、上述したようにバンクＢの形成材料（バンク膜Ｂ_０）として、ポリシラザンを主成分とするものを用いたので、上記熱処理によってバンクＢ（バンク膜Ｂ_０）は焼結され、シロキサン骨格の構造となる。

例えば、バンク材料のポリシザランがポリメチルシザラン［−（ＳｉＣＨ_３（ＮＨ）_１．５）ｎ−］のとき、ポリメチルシザランは、加湿処理により一部加水分解し［ＳｉＣＨ_３（ＮＨ）（ＯＨ）］の形態となる。次に、焼成により縮合して、ポリメチルシロキサン［−（ＳｉＣＨ_３Ｏ_１．５）−］の形態となる。このようにして形成されるポリメチルシロキサンは、主成分となる骨格が無機質であることから、熱処理に対し高い耐性を有するものとなる。また、前記基板Ｐとしてプラスチック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。

以上の工程により吐出工程後の機能液Ｌは微粒子間の電気的接触が確保され、図４（ｄ）に示す配線（パターン）５に変換される。

なお、前記乾燥処理と機能液配置工程とを繰り返し行うことにより、基板Ｐ上に機能液の液滴を複数層積層し、膜厚の厚いパターンを形成することができる。また、前記乾燥処理を挟んで、基板Ｐ上に異なる導電性微粒子を含む機能液を吐出し、上記の焼成処理を行うことで、異なる材料が複数積層されてなる高性能な配線を形成してもよい。

また、上記実施形態では、バンク膜Ｂ_０の形成材料としてポリシラザンを主成分とする材料と光酸発生剤とを含む感光性ポリシラザンを用いたが、バンク材料にポリシロキサンと光酸発生剤とを含む感光性ポリシロキサンを用いてもよい。これにより、上記実施形態で行っていた加湿処理が不要となる。その理由としては、バンク材料の主成分にポリシラザンを使用したとき、加湿することにより窒素成分が除去される効果があるが、バンク材料の主成分にポリシロキサンを使用したときは、窒素成分が含まれていないので、加湿する必要がないからである。したがって、加湿工程を省略できることから、基板Ｐが加湿される間の待ち時間を無くすことができ、これにより生産性を向上することができる。

（分割焼成の場合）
次に、分割焼成の場合について説明する。分割焼成では、バンクＢとパターン形成領域３４内に配置される機能液Ｌにおける焼成工程とを別々に行うもので、具体的には、バンクＢの焼成処理を行った後、前記機能液Ｌの焼成処理を行う。

まず、図５（ａ）に示すように、基板Ｐの全面に対して露光処理を行う。これにより、バンク材料中の水素基（−ＯＨ）の離脱反応を促進させることができる。そして、図５（ｂ）に示すように、バンクＢを焼成する（条件；２２０℃、１０分）。このような焼成処理により、バンクＢの形成材料（バンク膜Ｂ_０）は焼結され、シロキサン骨格の構造となる。具体的に、前記バンクＢは、ポリメチルシロキサン［−（ＳｉＣＨ_３Ｏ_１．５）−］から構成されたものとなっている。

ところで、バンクＢの上面は、上述したようにフッ素系樹脂材料Ｆが成膜されることで撥液性が付与されたものとなっている。このような構成からなるバンクＢに対し、焼成処理を行うと、前記フッ素系樹脂材料Ｆから熱分解した形成された昇華物が水酸基（−ＯＨ）と結合することで、前記パターン形成領域３４内に付着するおそれがある。

昇華物は、パターン形成領域３４内の濡れ性を低下させ、該パターン形成領域３４内に良好な配線（パターン）が形成されるのを阻害する要因となる。したがって、昇華物は、特に分割焼成のように、機能液配置工程の前にバンクＢを焼成する場合に問題となる。そのため、良好なパターンを形成するためには、弗酸（ＨＦ）により洗浄処理することで昇華物を除去する必要があり、工程が煩雑となってしまう。

しかしながら、本実施形態に係るパターンの形成方法では、上記昇華物が結合しやすいパターン形成領域３４内の水酸基（−ＯＨ）を、上述した表面改質処理によってメチル基（−ＣＨ_３）に置換しているので、昇華物が水酸基（−ＯＨ）に結合することでパターン形成領域３４に付着することが防止される。よって、昇華物を除去するための、上記弗酸洗浄工程を不要にでき、パターン形成時の工程を簡略化するとともに、前記パターン形成領域３４内に良好な配線（パターン）を形成することができる。

続いて、液滴吐出装置ＩＪ（図２参照）による液滴吐出法を用いて、機能液をパターン形成領域３４に配置する。

本実施形態では、上記一括焼成の場合と同様の機能液Ｌを用い、液滴吐出ヘッド１０１から液滴にして吐出する。吐出された液滴は、図５（ｃ）に示すように、基板Ｐ上のバンクＢ、Ｂ間のパターン形成領域３４に配置される。液滴吐出の条件としては、一括焼成時と同様に、インク重量４〜７ｎｇ／ｄｏｔ、インク速度（吐出速度）５〜７ｍ／ｓｅｃで行なった。また、液滴を吐出する雰囲気は、温度６０℃以下、湿度８０％以下に設定し、これにより液滴吐出ヘッド１０１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なうことができる。

このとき、液滴が吐出されるパターン形成領域３４はバンクＢ、Ｂに囲まれているので、液滴が所定位置以外に拡がることを阻止することができる。

また、バンクＢ、Ｂの上面には、フッ素系樹脂材料Ｆによって撥液性が付与されているため、吐出された液滴の一部がバンクＢ上に乗ってもはじかれ、バンクＢ，Ｂ間のパターン形成領域３４に流れ落ちるようになる。

また、パターン形成領域３４の底部に露出した基板Ｐの表面、及びバンクＢの側面にはメチル基（−ＣＨ_３）が付与されていることから、吐出された液滴（炭化水素系の分散媒からなる機能液Ｌ）がパターン形成領域３４内により拡がって、インクはパターン形成領域３４内に均一に配置される。

次に、前記パターン形成領域３４内に配置した機能液Ｌを、例えばホットプレートにより乾燥させる。乾燥処理された機能膜（機能液）の分散媒を完全に除去するため、熱処理及び／又は光処理が施す（焼成処理）。この焼成処理の条件としては、２２０℃にて３０分間行った。

ポリメチルシロキサンから構成されたバンクＢは、主成分となる骨格が無機質であることから、熱処理に対して高い耐性を有したものとなる。よって、バンクＢの耐熱性が高く、しかもバンクＢと基板Ｐとの間の熱膨張率の差が小さくなるため、機能液Ｌの乾燥時や焼成時の熱などによるバンクＢの劣化が抑制され、パターンが良好な形状で形成される。例えば、バンクＢ及び機能液の上に低融点ガラスなどを予め塗布するなどして、機能液を焼成するときや、粒子のコーティング材の除去や焼結のために焼成する際、焼温度が３００℃以上の高温になる場合があるが、こうした場合にも、バンクＢが無機質の材料から形成されていることにより、十分な耐久性が得られる。

上述したように、本実施形態に係るパターンの形成方法によれば、バンクＢと機能液とを分割して焼成する場合でも、パターン形成領域３４内に不純物が発生することを防止しているので、図５（ｄ）に示すように、前記パターン形成領域３４内に良好な配線（パターン）５を形成することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明のパターンの形成方法の第２の実施形態について図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態のパターン形成方法は、基板Ｐ上にバンクＢを形成するバンク形成工程、及びバンクＢによって区画された線状のパターン形成領域（パターン形成領域）Ａに機能液Ｌを配置する材料配置工程を有している。バンク形成工程は、第１の実施形態の方法を用いる。

本実施形態のパターン形成方法では、バンクＢによって区画された線状のパターン形成領域Ａに機能液Ｌが配置され、この機能液Ｌを乾燥することにより、基板Ｐ上に配線５が形成される。この場合、バンクＢによって配線５の形状が規定されることから、図６に示すように隣接するバンクＢ、Ｂ間の幅を狭くするなど、バンクＢを適切に形成することにより、配線５の微細化や細線化を図っている。この場合、第１の実施形態の方法により形成されたバンクＢの側面はメチル基に置換されており、機能液Ｌに対して親液性を示すことから、バンクＢ，Ｂ間の幅を狭くしても機能液Ｌは毛管現象等によりバンクＢ，Ｂ内にスムーズに入り込むことができる。なお、配線５が形成された後、基板ＰからバンクＢを除去してもよく、そのまま基板Ｐ上に残してもよい。

また、本実施形態のパターン形成方法では、基板Ｐ上にバンクＢを形成する際、バンクＢによって区画される線状のパターン形成領域Ａについて、一部の幅を広くする。すなわち、前記パターン形成領域Ａの軸方向に関する所定の位置に、他の領域の幅Ｗに比べて広い幅Ｗｐ（Ｗｐ＞Ｗ）からなる部分（以後、必要に応じて幅広部Ａｓと称す）を、単数あるいは複数設ける。

本実施形態のパターン形成方法では、バンクＢによって区画されたパターン形成領域Ａの幅が部分的（幅広部Ａｓ）に広く形成されていることにより、機能液Ｌの配置時、この幅広部Ａｓに機能液Ｌの一部が退避し、バンクＢからの機能液Ｌの溢れが防止される。

一般に、バンクＢによって区画された領域に液体を配置する場合、液体の表面張力の作用などによってその領域に液体が流入しにくかったり、その領域内で液体が広がりにくい場合がある。これに対して、本実施形態のパターン形成方法では、線幅に差が設けられている部分での液体の動きが誘因となり、パターン形成領域Ａへの機能液の流入あるいはパターン形成領域Ａ内での機能液の広がりが促進され、バンクＢからの機能液の溢れが防止される。なお、機能液Ｌの配置に際して、パターン形成領域Ａに対する機能液の配置量が適宜設定されることは言うまでもない。

このように、本実施形態のパターン形成方法では、機能液Ｌの配置時におけるバンクＢからの機能液Ｌの溢れが防止されることから、配線５が所望の形状に正確に形成される。したがって、細い線状の配線５を、精度よく安定的に形成することができる。

また、本実施形態では、バンクＢの形成を第１の実施形態で示した方法で行なっているため、バンクＢの上面のみ撥液化し、パターン形成領域Ａ内を表面改質処理によってアルキル化（メチル化）し、親液性の状態とすることができる。このため、微細な配線５を形成する場合でも、バンクＢ，Ｂ内に機能液Ｌがスムーズに入り込めるようになり、膜の均一性も向上する。

ここで、バンクＢによって区画されるパターン形成領域Ａにおいて、幅広部Ａｓの幅Ｗｐは、他の部分の幅Ｗの１１０〜５００％であるのが好ましい。これにより、機能液Ｌの配置時におけるバンクＢからの機能液Ｌの溢れが確実に防止される。なお、上記割合が１１０％未満であると、幅の広い部分に機能液が十分に退避しないおそれがあるので好ましくない。また、５００％を超えると、基板Ｐ上のスペースの有効利用を図る上で好ましくない。

なお、パターン形成領域Ａの形状は図６に示したものに限らず他の形状でもよい。パターン形成領域Ａにおける幅広部Ａｓの個数や大きさ、配置位置、配置ピッチなどはパターンの材質や幅、あるいは要求精度に応じて適宜設定される。

（第３の実施形態）
次に、本発明のパターンの形成方法の第３の実施形態について図７及び図８を参照しながら説明する。なお、本実施形態において第１、第２の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

図７において、基板Ｐ上には、バンクＢによって第１の幅Ｈ１を有する第１溝部３４Ａ（幅広領域）と、その第１溝部３４Ａに接続するように第２の幅Ｈ２を有する第２溝部３４Ｂ（幅狭領域）とが形成されている。第１の幅Ｈ１は機能液の飛翔径よりも大きく形成されている。第２の幅Ｈ２は第１の幅Ｈ１よりも狭くなっている。換言すれば、第２の幅Ｈ２は第１の幅Ｈ１以下である。また、第１溝部３４Ａは図７中、Ｘ軸方向に延びるように形成され、第２溝部３４ＢはＸ軸方向とは異なる方向のＹ軸方向に延びるように形成されている。このバンクＢは第１の実施形態の方法により形成されたものである。

上述した溝部３４Ａ，３４Ｂに配線５を形成するためには、まず、図８（ａ）に示すように、配線５を形成するための配線形成用インクを含む機能液Ｌの液滴を液滴吐出ヘッド１０１により第１溝部３４Ａの所定位置に配置する。機能液Ｌの液滴を第１溝部３４Ａに配置するときには、第１溝部３４Ａの上方より液滴吐出ヘッド１０１を使って液滴を第１溝部３４Ａに吐出する。本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、機能液Ｌの液滴は、第１溝部３４Ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って所定間隔で配置される。このとき、機能液Ｌの液滴は、第１溝部３４Ａのうち第１溝部３４Ａと第２溝部３４Ｂとが接続する接続部３７近傍（交差領域）にも配置される。

図８（ｂ）に示すように、第１溝部３４Ａに配置された機能液Ｌは、自己流動により第１溝部３４Ａ内において濡れ拡がる。更に、第１溝部３４Ａに配置された機能液Ｌは、自己流動によって第２溝部３４Ｂにも濡れ拡がる。これにより、第２溝部３４Ｂ上より直接的に第２溝部３４Ｂに対して液滴を吐出することなく、第２溝部３４Ｂにも機能液Ｌを配置することができる。この場合、バンクＢの側面は機能液Ｌに対して濡れ性の良い状態であることが望ましいが、第１の実施形態の方法においてはバンクＢの側面が撥液化されていないので、バンクＢ，Ｂ間の幅を狭くしても機能液Ｌは毛管現象等によりバンクＢ，Ｂ内にスムーズに入り込むことができる。

このように、第１溝部３４Ａに機能液Ｌを配置することで、その第１溝部３４Ａに配置された機能液Ｌの自己流動（毛管現象）によって機能液Ｌを第２溝部３４Ｂに配置することができる。したがって、第２の幅Ｈ２（狭い幅）の第２溝部３４Ｂに対してバンクＢ上より機能液Ｌの液滴を吐出しなくても、第１の幅Ｈ１（広い幅）の第１溝部３４Ａに機能液Ｌの液滴を吐出することで、第２溝部３４Ｂに機能液Ｌを円滑に配置することができる。

特に、第２溝部３４Ｂの幅Ｈ２が狭く、液滴吐出ヘッド１０１より吐出された液滴径（飛翔中の液滴径）が幅Ｈ２よりも大きい場合であっても、機能液Ｌの自己流動によって第２溝部３４Ｂに機能液Ｌを円滑に配置することができる。そして、第２溝部３４Ｂの幅Ｈ２は狭いので、機能液Ｌは毛管現象によって第２溝部３４Ｂに円滑に配置される。したがって、所望の形状を有するパターンを形成することができる。そして、狭い幅の第２溝部３４Ｂに機能液Ｌを円滑に配置できるので、パターンの細線化（微細化）を実現することができる。一方、第１溝部３４Ａの幅Ｈ１は広いので、第１溝部３４Ａに対してバンクＢ上より機能液Ｌの液滴を吐出しても、バンクＢの上面に機能液Ｌの一部がかかって残渣が残る不都合を回避できる。したがって、所望の特性を発揮する配線５を安定して形成することができる。

また、本実施形態によれば、第１溝部３４Ａのうち第１溝部３４Ａと第２溝部３４Ｂとが接続する接続部３７近傍に機能液Ｌが配置されるため、機能液Ｌが濡れ拡がる際に容易に第２溝部３４Ｂに流れ込ませることができ、より円滑に第２溝部３４Ｂに機能液Ｌを配置することが可能となる。

また、本実施形態では、バンクＢの形成を第１の実施形態で示した方法で行なっているため、バンクＢの上面のみ撥液化し、バンクＢに区画されたパターン形成領域内を親液化することができる。このため、微細な配線５を形成する場合でも、バンクＢ，Ｂ内に機能液Ｌがスムーズに入り込めるようになり、配線５の均一性も向上する。

第１溝部３４Ａ及び第２溝部３４Ｂに機能液Ｌを配置した後、上述した第１の実施形態同様、中間乾燥工程及び焼成工程を経ることによって、配線５を形成することができる。

なお、図９に示すように、第２溝部３４Ｂに機能液の溶媒のみからなる機能液Ｌａを吐出配置しておいてから機能液Ｌを上述のように配置しても良い。このように第２溝部３４Ｂに機能液Ｌａを吐出配置しておくことによって、第２溝部３４Ｂに機能液Ｌが流れ込み易くなり、より円滑に第２溝部３４Ｂに機能液Ｌを配置することができる。なお、機能液Ｌａは導電性微粒子を含んでいないため導電性を有していない。このため、バンクＢ上に機能液Ｌの残渣が残った場合であっても配線５の所望の特性を変化させることはない。

なお、図７〜図９においては、第１の幅Ｈ１（広い幅）を有する第１溝部３４Ａの延在方向と第２の幅Ｈ２（狭い幅）を有する第２溝部３４Ｂの延在方向とは互いに異なっているが、図１０に示すように、広い幅Ｈ１を有する第１溝部３４Ａの延在方向と狭い幅Ｈ２を有する第２溝部３４Ｂの延在方向とは同じであってもよい。その場合においても、図１０（ａ）に示すように、第１溝部３４Ａに機能液Ｌを配置することによって、その機能液Ｌの自己流動によって、図１０（ｂ）に示すように、機能液Ｌを第２溝部３４Ｂに配置することができる。またこの場合においては、第１溝部３４Ａと第２溝部３４Ｂとの接続部３７を、第１溝部３４Ａから第２溝部３４Ｂに向かって漸次窄まるようなテーパ形状にすることで、第１溝部３４Ａに配置した機能液Ｌを第２溝部３４Ｂに円滑に流入させることができる。

（薄膜トランジスタ）
本発明のパターンの形成方法は、図１１に示すようなスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びそれに接続する配線を形成するときに適用可能である。図１１において、ＴＦＴを有するＴＦＴ基板Ｐ上には、ゲート配線４０と、このゲート配線４０に電気的に接続するゲート電極４１と、ソース配線４２と、このソース配線４２に電気的に接続するソース電極４３と、ドレイン電極４４と、ドレイン電極４４に電気的に接続する画素電極４５とを備えている。ゲート配線４０はＸ軸方向に延びるように形成され、ゲート電極４１はＹ軸方向に延びるように形成されている。

また、ゲート電極４１の幅Ｈ２はゲート配線４０の幅Ｈ１よりも狭くなっている。本発明に係るパターンの形成方法を用いることで、ゲート配線４０及びゲート電極４１、ソース配線４２、ソース電極４３、及びドレイン電極４４を形成できる。

以下、ＴＦＴを製造する方法について図１２を参照して説明する。

図１２（ａ）に示すように、まず、洗浄したガラス基板６１０の上面に、１画素ピッチの１／２０〜１／１０の溝（パターン形成領域）６１１ａを設けるための第１層目のバンク６１１が、フォトリソグラフィ法に基づいて形成される。このバンク６１１としては、ポリシラザンを主成分とした無機質の材料を含むものが好適に用いられる。

バンク６１１は、第１の実施形態に示した方法により形成される。このため、バンク６１１は上面のみが撥液化され、側面は撥液化されない状態となっている。また、前記溝６１１ａ内は、上記表面改質処理によって、表面の水酸基がメチル基に置換されている。

上記第１層目のバンク形成工程に続くゲート走査電極形成工程では、バンク６１１で区画された描画領域である前記溝６１１ａ内を満たすように、炭化水素系の分散媒を含む機能液をインクジェットで吐出することでゲート走査電極６１２を形成する。

この時、機能液中に含まれる導電性材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、パラジウム、Ｎｉ、Ｗ−ｓｉ、導電性ポリマーなどが好適に採用可能である。このようにして形成されたゲート走査電極６１２は、バンク６１１に十分な撥液性が予め与えられているため、親液領域としての溝６１１ａからはみ出ることなく微細な配線パターンを形成することが可能となっている。

以上の工程により、基板６１０上には、バンク６１１とゲート電極６１２からなる平坦な上面を備えた第１の導電層Ａ１が形成される。

また、溝６１１ａ内における良好な吐出結果を得るためには、図１２（ａ）に示すように、この溝６１１ａの形状として準テーパ（吐出元に向かって開く向きのテーパ形状）を採用するのが好ましい。これにより、吐出された液滴を十分に奥深くまで入り込ませることが可能となる。

次に、図１２（ｂ）に示すように、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜６１３、活性層６２１、コンタクト層６０９の連続成膜を行う。ゲート絶縁膜６１３として窒化シリコン膜６１２、活性層６２１としてアモルファスシリコン膜、コンタクト層６０９としてｎ＋型シリコン膜を原料ガスやプラズマ条件を変化させることにより形成する。ＣＶＤ法で形成する場合、３００℃〜３５０℃の熱履歴が必要になるが、上述したようにポリシラザンを主成分とした無機系の材料からバンクを形成することで、透明性、耐熱性に関する問題を回避することが可能である。

上記半導体層形成工程に続く第２層目のバンク形成工程では、図１２（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜６１３の上面に、１画素ピッチの１／２０〜１／１０でかつ前記溝６１１ａと交差する溝（パターン形成領域）６１４ａを設けるための２層目のバンク６１４を、フォトリソグラフィ法に基づいて形成する。このバンク６１４としては、形成後に光透過性と撥液性を備える必要があり、その素材としては、先のバンク６１１と同様にポリシラザンを主成分とした無機質の材料を含むものが好適に用いられる。このバンク６１４も第１の実施形態に示した方法により形成することができる。

したがって、このバンク６１４により区画される溝６１４ａの表面は、表面改質処理により、メチル基に置換されている。

上記第２層目のバンク形成工程に続くソース・ドレイン電極形成工程では、バンク６１４で区画された描画領域である前記溝６１４ａ内を満たすように、導電性材料を含む、炭化水素系の分散媒からなる機能液をインクジェットで吐出することで、図１２（ｄ）に示すように、前記ゲート電極６１２に対して交差するソース電極６１５及びドレイン電極６１６が形成される。

この時の導電性材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、パラジウム、Ｎｉ、Ｗ−ｓｉ、導電性ポリマーなどが好適に採用可能である。このようにして形成されたソース電極６１５及びドレイン電極６１６は、バンク６１４の上面に十分な撥液性が付与されているので、親液性を有する溝６１４ａ内に良好に濡れ拡がることとで微細な配線パターンを形成することが可能となる。

また、ソース電極６１５及びドレイン電極６１６を配置した溝６１４ａを埋めるように絶縁材料６１７が配置される。以上の工程により、基板６１０上には、バンク６１４と絶縁材料６１７からなる平坦な上面６２０が形成される。以上の工程により、ＴＦＴを製造できる。

また、上面６２０に画素電極６１８を形成することができる。具体的には、前記上面６２０に上述した方法と同様に表面改質処理等を行うことでバンク（図示しない）を形成する。そして、バンクにより区画される画素電極形成領域（導電膜パターン形成領域）に、画素電極形成用インク（導電性機能液）を配置する。このとき、画素電極形成用インクが画素電極形成領域に良好に濡れ拡がるので、均一な膜厚からなる信頼性の高い画素電極（ＩＴＯ）６１８を形成できる。また、画素電極６１８は、コンタクトホール６１９を介してドレイン電極６１６に接続される。

なお、全てのスイッチング素子のゲート電極を前記実施形態のパターン形成方法にて形成しても良い。一部のゲート電極を前記実施形態のパターン形成方法にて形成し、一部のゲート電極をフォトリソ工程にて形成しても良い。他の素子の形成方法を鑑み、生産性の良い方法で行なってもよい。

同様に、全てのゲート配線を前記実施形態のパターン形成方法にて形成しても良い。一部のゲート配線を前記実施形態のパターン形成方法にて形成し、一部のゲート配線をフォトリソ工程にて形成しても良い。他の素子と配線の形成方法を鑑み、生産性の良い方法で行なってもよい。

続いて、液晶表示装置について図面を参照しながら説明する。図１３は、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１４は図１３のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図１５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１６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１３及び図１４において、液晶表示装置１００は、対をなすＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが光硬化性の封止材であるシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されてなり、液晶注入口を備えず、封止材にて封止された痕跡がない構成となっている。

ＴＦＴアレイ基板１０の液晶５０側には、図示されないＴＦＴに接続される画素電極１９が設けられている。また、対向基板２０の液晶５０側には、対向電極２１が設けられ、前記各画素電極９に対向する位置に、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ２３が形成されている。

シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切りが形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。

なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。

上記液晶表示装置１００は、本発明の製造方法によって形成されたものである。本製造方法は、バンクに区画された領域に形成された導電膜パターン（例えば、画素電極９、及びＴＦＴ３０及びこれに接続される配線）を形成する工程、あるいはカラーフィルタ２３を形成する工程に特徴を有している。それ以外の構成については、従来公知の工程により形成できる。

具体的には、液晶表示装置１００は、上述したパターンの形成方法と同様にバンクを形成し、該バンクに区画された導電膜パターン形成領域に、機能液を配置して焼成することで、画素電極１９及びＴＦＴ３０等が構成されたものとなっている。

ここで、液晶表示装置１００が、表示画像をカラー化するために備えているカラーフィルタ２３を形成する工程を例に挙げて説明する。

まず、前記対向基板２０上に撥液処理が施されたバンク膜をパターニングすることでバンクを形成し、該バンクによって区画されるカラーフィルタ形成領域を形成する。そして、表面改質処理（ＨＭＤＳ処理）により、表面の水酸基（−ＯＨ）がメチル基（−ＣＨ_３）に置換された、カラーフィルタ形成領域に機能液（カラーフィルタ形成材料）を液滴吐出装置ＩＪを用いることで配置する。なお、前記機能液は炭化水素系の分散媒を含んだものが用いられる。

よって、上面に撥液性が付与され、側面に親液性が付与されたカラーフィルタ形成領域に配置された機能液は、良好に濡れ拡がり均等な膜厚となる。この機能液を乾燥させて形成されたカラーフィルタは均一な膜厚からなる信頼性の高いものとなる。カラーフィルタは、カラーフィルタを透過する光の特定の波長成分を遮断することで、光に色を付けるものであり、その厚さによって遮断する光量が変化するため、カラーフィルタの厚さは、カラーフィルタの性能に影響を与える重要な要素である。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置１００は、厚さが均一で高性能なカラーフィルタを備えたものとなり、液晶表示装置１００自体の信頼性も高いものとなっている。

このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図１５に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ（スイッチング素子）３０が形成されており、画素信号Ｓ１，Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１，Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。

画素電極１９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１，Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極１９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１，Ｓ２、…、Ｓｎは、図１４に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。なお、保持された画素信号Ｓ１，Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極１９と対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されコモン配線３ｂと接続されている。例えば、画素電極１９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。

図１６はボトムゲート型ＴＦＴ３０を有する液晶表示装置１００の部分拡大断面図であって、ＴＦＴアレイ基板１０を構成するガラス基板Ｐには、本発明の製造方法により、導電性膜としてのゲート配線６１が形成されている。

ゲート配線６１上には、ＳｉＮｘからなるゲート絶縁膜６２を介してアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層からなる半導体層６３が積層されている。このゲート配線部分に対向する半導体層６３の部分がチャネル領域とされている。半導体層６３上には、オーミック接合を得るための例えばｎ＋型ａ−Ｓｉ層からなる接合層６４ａ及び６４ｂが積層されており、チャネル領域の中央部における半導体層６３上には、チャネルを保護するためのＳｉＮｘからなる絶縁性のエッチストップ膜６５が形成されている。なお、これらゲート絶縁膜６２、半導体層６３、及びエッチストップ膜６５は、蒸着（ＣＶＤ）後にレジスト塗布、感光・現像、フォトエッチングを施されることで、図示されるようにパターニングされる。

さらに、接合層６４ａ，６４ｂ及びＩＴＯからなる画素電極１９も同様に成膜するとともに、フォトエッチングを施されることで、図示するようにパターニングされる。そして、画素電極１９、ゲート絶縁膜６２及びエッチストップ膜６５上にそれぞれバンク６６…を突設し、これらバンク６６…間に上述した液滴吐出装置ＩＪを用いて、銀化合物の液滴を吐出することでソース線、ドレイン線を形成することができる。

本実施の形態の液晶表示装置１００は、画素電極９、カラーフィルタ２３、あるいはＴＦＴ３０が精度よく安定して形成されることから、高い品質や性能が得られる。

本発明のパターンの形成工程を示す図である。 液滴吐出装置の概略斜視図である。 ピエゾ方式による液状体の吐出原理を説明するための図である。 一括焼成時におけるパターンの形成工程を示す図である。 分割焼成時におけるパターンの形成工程を示す図である。 第２実施形態に係るパターンの形成方法を説明する工程図である。 第３実施形態に係るパターンの形成方法を説明する工程図である。 第３実施形態に係るパターンの形成方法を説明する工程図である。 第３実施形態に係るパターンの形成方法を説明する工程図である。 第３実施形態に係るパターンの形成方法を説明する工程図である。 薄膜トランジスタを有する基板の一例を示す模式図である。 薄膜トランジスタを製造する工程を説明するための図である。 液晶表示装置を対向基板側から見た平面図である。 図１３のＨ−Ｈ´線に沿う断面図である。 液晶表示装置の等価回路図である。 同液晶表示装置の部分拡大図である。

符号の説明

Ｂ_０…バンク膜、Ｂ，６６，６１４…バンク、Ｌ…機能液、Ｐ…基板、５…配線（パターン）、Ａ，３４，７１…パターン形成領域、１９…画素電極（導電膜パターン）、２３…カラーフィルタ、４０…ゲート配線（パターン）、４１，６１２…ゲート電極（パターン）、４２…ソース配線（パターン）、４３，６１５…ソース電極（パターン）、４４，６１６…ドレイン電極（パターン）、６１１ａ，６１４ａ…溝（パターン形成領域）、１００…液晶表示装置

Claims (9)

1. 機能液を基板上に配置することによりパターンを形成する方法であって、
   前記基板上にバンク膜を形成する工程と、
   該バンク膜の表面に撥液処理を施す工程と、
   撥液処理が施された前記バンク膜をパターニングし、バンクを形成する工程と、
   該バンクに区画されたパターン形成領域の表面の水酸基を、アルキル化する表面改質処理を施す工程と、
   前記パターン形成領域に前記機能液を配置する工程と、
   該機能液を焼成して、パターンを形成する工程と、を備え、
   前記撥液処理として、前記バンク膜上にフッ素系樹脂材料を塗布し、
   前記表面改質処理後であり、且つ前記機能液を配置する工程の前に、前記バンクを焼成することを特徴とするパターンの形成方法。
2. 前記表面改質処理として、ヘキサメチルシラザンの蒸気を前記パターン形成領域の表面に接触させることを特徴とする請求項１に記載のパターンの形成方法。
3. 前記機能液として、炭化水素系の分散媒を含むものを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターンの形成方法。
4. 前記バンク膜を形成する材料として、ポリシラザン、ポリシラン、ポリシロキサンのいずれか一つを含有するものを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれ一項に記載のパターンの形成方法。
5. 前記バンク膜を形成する材料として、ポリシラザン、ポリシラン、ポリシロキサンのいずれか一つを含有する感光性の材料からなるものを用いることを特徴とする請求項４に記載のパターンの形成方法。
6. カラーフィルタを備えた液晶表示装置の製造方法において、
   前記カラーフィルタを製造するに際し、
   基体上にバンク膜を形成する工程と、
   該バンク膜の表面に撥液処理を施す工程と、
   撥液処理が施された前記バンク膜をパターニングし、バンクを形成する工程と、
   該バンクに区画されたカラーフィルタ形成領域の表面の水酸基を、アルキル化する表面改質処理を施す工程と、
   前記カラーフィルタ形成領域にカラーフィルタ形成材料を配置する工程と、
   前記カラーフィルタ形成材料を焼成して、前記カラーフィルタを形成する工程と、を備え、
   前記撥液処理として、前記バンク膜上にフッ素系樹脂材料を塗布し、
   前記表面改質処理後であり、且つ前記機能液を配置する工程の前に、前記バンクを焼成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
7. 前記表面改質処理として、ヘキサメチルシラザンの蒸気を前記パターン形成領域の表面に接触させることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
8. バンクに区画された領域に形成された導電膜パターンを備える、液晶表示装置の製造方法において、
   基体上にバンク膜を形成する工程と、
   該バンク膜の表面に撥液処理を施す工程と、
   撥液処理が施された前記バンク膜をパターニングし、バンクを形成する工程と、
   該バンクに区画された導電膜パターン形成領域の表面の水酸基を、アルキル化する表面改質処理を施す工程と、
   前記導電膜パターン形成領域に導電性機能液を配置する工程と、
   前記導電性機能液を焼成して、前記導電膜パターンを形成する工程と、を備え、
   前記撥液処理として、前記バンク膜上にフッ素系樹脂材料を塗布し、
   前記表面改質処理後であり、且つ前記機能液を配置する工程の前に、前記バンクを焼成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
9. 前記表面改質処理として、ヘキサメチルシラザンの蒸気を前記パターン形成領域の表面に接触させることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。

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