JP4239999B2 - 膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents

膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP4239999B2
JP4239999B2 JP2005138095A JP2005138095A JP4239999B2 JP 4239999 B2 JP4239999 B2 JP 4239999B2 JP 2005138095 A JP2005138095 A JP 2005138095A JP 2005138095 A JP2005138095 A JP 2005138095A JP 4239999 B2 JP4239999 B2 JP 4239999B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bank
film
pattern
film pattern
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005138095A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006319017A (ja
Inventor
利充 平井
克之 守屋
真理 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2005138095A priority Critical patent/JP4239999B2/ja
Priority to TW095114631A priority patent/TW200644075A/zh
Priority to KR1020060038101A priority patent/KR100740968B1/ko
Priority to CNB2006100778812A priority patent/CN100440428C/zh
Priority to US11/382,555 priority patent/US7771246B2/en
Publication of JP2006319017A publication Critical patent/JP2006319017A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4239999B2 publication Critical patent/JP4239999B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1258Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by using a substrate provided with a shape pattern, e.g. grooves, banks, resist pattern
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • H05K3/125Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • H10K71/135Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/17Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/173Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は、膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器に関する。
従来、半導体装置(デバイス)は、基板上に、導体からなる薄膜パターン(膜パターン)が配置された回路配線と、この回路配線を覆う絶縁膜等と、半導体層とが積層して形成されている。このような薄膜パターンの形成方法としては、膜を構成する材料を溶質として含む機能液の液滴を液滴吐出ヘッドから吐出し、着弾した機能液を乾燥させて溶媒を除き薄膜パターンを形成する、所謂インクジェット法が知られている。インクジェット法では、基板上に薄膜形成領域を囲むようにバンクを形成することによって、薄膜パターンと同じ平面形状の凹部を形成する。そして、この凹部に向けて機能液を吐出し、凹部に着弾した機能液を乾燥させることによって、所望のパターンの薄膜パターンが形成できる。
ところで、近年、半導体装置を構成する回路の高密度化が進み、例えば配線についてもさらなる微細化、細線化が要求されている。そこで、微細な幅のバンクによって区画された配線形成領域に上記のインクジェット法によって、機能液を吐出して微細配線を形成することが考えられる。
このとき、配線を形成する領域にのみ機能液を選択的に吐出(配置)できることが望ましい。そこで、前記配線形成領域を区画するバンクの表面を撥液化処理し、その他の部分、例えば配線形成領域となる基板上を親液化処理することで、前記配線形成領域に機能液を吐出した際に、機能液の一部がバンクの上面に吐出されても、配線形成領域に全ての機能液を流れ込ませて微細化された配線(膜パターン)を形成する技術がある。
ここで、撥液処理された撥液部分と親液処理された親液部分との間で、前記機能液に対する濡れ性(親和性)の差が小さいと、バンク上にのった液滴がバンクの外へと弾かれ、前記配線形成領域内に濡れ拡がらないおそれがある。そこで、バンク(撥液部分)と基板(親液部分)との前記機能液に対する接触角の差を40°以上とすることで、バンク上に着弾した液滴を確実に前記配線形成領域内に濡れ拡がらせる技術がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−363560号公報
しかしながら、バンク上に液滴を吐出して、このバンクで区画された配線形成領域(パターン形成領域)に液滴を流し込むと、上記の接触角の規定のみでは依然として、バンク上に液滴の着弾跡が残ってしまう。このとき、機能液が導電性を有していると、バンク上の液滴の着弾跡も導電性を有すため、配線形成領域の配線と着弾跡とが導通状態となってしまう。すると、バンク上の着弾跡が接触することで、隣接して形成された配線間でショートを生じさせるおそれがある。そのため、形成される配線の信頼性が低下してしまう。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、バンク上に着弾した機能液の残渣を残さず、該機能液をパターン形成領域に確実に流し込ませ、信頼性の高い膜パターンを得る、膜パターンの形成方法、この形成方法により得られた膜パターン、この膜パターンを備えたデバイス、電気光学装置、及び電子機器を提供することにある。
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、バンク上に機能液の着弾跡が残るか否かは、バンクに対する機能液の後退接触角が関係するとの知見を得た。
そして、このような知見に基づき、本発明者は本発明を完成させた。
本発明の膜パターンの形成方法は、機能液を基板上に配置して膜パターンを形成する方法であって、前記基板上に前記膜パターンの形成領域に対応したバンクを形成する工程と、前記バンクによって区画されたパターン形成領域に前記機能液を配置する工程と、前記機能液を硬化処理して膜パターンとする工程と、を有し、前記機能液の配置を、前記バンク上面に対する該機能液の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で、行うことを特徴とする。
本発明の膜パターンの形成方法によれば、前記バンク上面に対する該機能液の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で機能液を配置することで、後述する実験結果より、例えば機能液がバンク上に着弾した場合でも、バンク上に機能液の着弾跡を残すことなく、パターン形成領域内に機能液を落と込むことができる。よって、バンク上に機能液の残渣を防止しているので、前記パターン形成領域に形成された膜パターンを配線として採用した場合、隣接する配線間の接触によるショートを防止することができる。このように、本発明では、パターン形成領域内に確実に機能液を流し込むことで、信頼性の高い膜パターンを形成することができる。
また、前記膜パターンの形成方法においては、前記機能液の配置を、前記バンク上面に対する該機能液の静的接触角が20°以上の条件の下で、行うことが好ましい。
バンク上に配置された機能液が、バンク上面に対する静的接触角が小さ過ぎると、機能液がバンク上に着弾するとともに、バンク上に濡れ拡がり、前記パターン形成領域に機能液を良好に落とし込むことができなくなる場合がある。そこで、本発明を採用すれば、前記バンク上面に対する機能液の静的接触角が20°以上の撥液性を付与することで、バンク上に着弾した機能液を前記パターン形成領域に良好に落とし込むことができる。
また、前記膜パターンの形成方法においては、前記バンクを形成する工程は、光酸発生剤を含有し、ポジ型レジストとして機能する感光性ポリシラザン液、又は感光性ポリシロキサン液を塗布し、次いでこれを露光し現像してパターニングした後、焼成することにより、シロキサン結合を骨格とする材質のバンクを形成することが好ましい。
このようにすれば、形成されたバンクが無機質であることにより、熱処理に対し高い耐性を有するものとなる。したがって、例えば機能液を硬化処理する際に比較的高温で熱処理を行う必要がある場合に、バンクが溶融してしまうなどの不都合が生じることなく、熱処理に対し十分対応可能となる。また、ポリシラザン液、又は感光性ポリシロキサン液をポジ型レジストとして機能させることで、これから得られるバンクのパターン精度をより良好にすることができ、したがって、このバンクから得られる膜パターンについても、そのパターン精度をより高くすることが可能となり、微細配線を形成する場合に好適に採用することができる。
また、前記膜パターンの形成方法においては、前記機能液に含有される機能材料が、導電性材料であることが好ましい。
ここで、例えば機能液が導電性微粒子を含んだ導電性材料である場合、形成される膜パターンに導電性付与することができ、この膜パターンを配線として形成することができる。
また、前記膜パターンの形成方法においては、前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、該主材料と前記基板との密着性を向上させるための材料と、を含有してなることが好ましい。
このようにすれば、膜パターンの主なる機能を担う第2の機能材料が第1の機能材料によって基板から剥離することを防止するようになる。
なお、本発明において第2の機能材料は、膜パターンの主なる機能を有する材料であり、例えば膜パターンを配線として形成する場合には、主として電流を流す機能を担う銀や銅である。また、前記第1の機能材料としては、クロム、マンガン、鉄、ニッケル、モリブデン、チタン及びタングステン等が挙げられる。
また、前記膜パターンの形成方法においては、前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、該主材料のエレクトロマイグレーションを抑制するための材料と、を含有してなることが好ましい。
このようにすれば、例えば膜パターンを配線として用いた場合のエレクトロマイグレーションを抑制することが可能となる。
ここで、エレクトロマイグレーションとは、長時間にわたり配線に電流を流すことによって原子が電子の流れに沿って移動する現象であり、配線の抵抗値の増加や断線の原因となる。なお、このエレクトロマイグレーションを抑制する材料としては、チタン等が挙げられる。
また、前記膜パターンの形成方法においては、前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、絶縁特性を有する材料と、を含有してなることが好ましい。
このようにすれば、絶縁特性を有する材料を、例えば膜パターンを配線として採用する場合における絶縁層として機能させることができる。
また、前記膜パターンの形成方法においては、前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、該主材料のプラズマダメージを抑制するための材料と、を含有してなることが好ましい。
このようにすれば、CVDによるプラズマダメージ、及び四フッ化炭素(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プラズマ処理法)によって、バンクに対して撥液処理を行った際に、膜パターンの主材料へのプラズマダメージを抑制できる。よって、本膜パターンの形成方法において、好適にプラズマ処理を採用することができる。
このとき、前記主材料のプラズマダメージを抑制するための材料は、前記プラズマダメージによる拡散を抑制するためのバリア材料であることが好ましい。
このようにすれば、膜パターンを金属配線として用いた場合に、層間絶縁膜への金属イオンの拡散によるリーク電流の発生を防止することができる。
本発明の膜パターンは、前記膜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。
本発明の膜パターンは、前述したようにバンクの端部まで、機能液が確実に流し込まれることで所望の形状に形成されており、信頼性が高いものとなる。
本発明のデバイスは、前記膜パターンを備えることを特徴とする。
本発明のデバイスによれば、前述したように、信頼性の高い膜パターンを、例えばスイッチング素子に接続される配線として有することで確実な動作を可能とし、信頼性の高いデバイスとなる。
本発明の電気光学装置は、前記デバイスを備えることを特徴とする。
本発明の電気光学装置によれば、信頼性の高いデバイスを搭載したことで、このデバイスを備えた電気光学装置を確実に駆動させることができる。
本発明の電子機器は、前記電気光学装置を備えることを特徴とする。
本発明の電気光学装置によれば、信頼性の高い電気光学装置を電子機器の表示部として用いることで、その表示を良好に行うことが可能となる。
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。
(第1実施形態)
まず、本発明の膜パターンの形成方法を、液滴吐出法によって液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから導電性微粒子を含有する配線パターン(膜パターン)用インク(機能液)を液滴状に吐出し、配線パターンに対応して基板上に形成されたバンクの間、すなわちバンクに区画された領域に、配線パターン(膜パターン)を形成するようにした場合の実施形態について説明する。なお、この実施形態では、特に、異なる二種類の機能液を吐出することにより、複数の材料が積層されてなる配線パターン(膜パターン)を形成するものとする。
この配線パターン用インク(機能液)としては、後述するようにバンクとして、ポリメチルシロキサン等の撥水性を有するポリシロキサン骨格の材質からなるものを用いる場合には、特に水系の分散媒または溶媒を含有した液状体が用いられる。具体的には、導電性微粒子を水やアルコール等の水系分散媒に分散させた分散液や、有機銀化合物や酸化銀ナノ粒子を水系分散媒に分散させた分散液からなるものである。ここで、前記バンク及び前記配線パターン用インクの組み合わせとしては、後述するバンク上面に対する配線パターン用インクの前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下での配線パターン用インクの配置が可能となれば、種々の組み合わせを選択することができる。
本実施の形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、鉄、クロム、マンガン、モリブデン、チタン、パラジウム、タングステ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。
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、後述する液滴吐出ヘッドの吐出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。
本実施形態では、分散媒としては、水系のものを用いて説明するが、前記の導電性微粒子を分散できるものであれば特に限定されない。例えば、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、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などの炭化水素系化合物、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化合物、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化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法(インクジェット法)への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
前記導電性微粒子の分散液の表面張力は0.02N/m以上0.07N/m以下の範囲内であることが好ましい。インクジェット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、インク組成物の吐出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を超えると吐出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、前記分散液には、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。前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。
前記分散液の粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましい。インクジェット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吐出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、吐出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。
配線パターンが形成される基板としては、ガラス、石英ガラス、シリコンウエハ、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る。また、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。
ここで、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吐出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/cm程度の超高圧を印加して吐出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吐出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、材料が飛散して吐出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吐出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、吐出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。
本実施形態では、このような液滴吐出をなす装置として、ピエゾ素子(圧電素子)を用いた電気機械変換方式の、液滴吐出装置(インクジェット装置)が用いられる。
図1は、液滴吐出装置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1と、X軸方向駆動軸4と、Y軸方向ガイド軸5と、制御装置CONTと、ステージ7と、クリーニング機構8と、基台9と、ヒータ15とを備えている。
ステージ7は、この液滴吐出装置IJにより液体材料(配線パターン用インク)を配置される基板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1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X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1の下面に一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド1の吐出ノズルからは、ステージ7に支持されている基板Pに対して、前記の導電性微粒子を含む配線パターン用インクが吐出されるようになっている。
X軸方向駆動軸4には、X軸方向駆動モータ2が接続されている。このX軸方向駆動モータ2は、ステッピングモータ等からなるもので、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4を回転させる。X軸方向駆動軸4が回転すると、液滴吐出ヘッド1はX軸方向に移動する。
Y軸方向ガイド軸5は、基台9に対して動かないように固定されている。ステージ7は、Y軸方向駆動モータ3を備えている。Y軸方向駆動モータ3はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をY軸方向に移動する。
制御装置CONTは、液滴吐出ヘッド1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2に液滴吐出ヘッド1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3にステージ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。
クリーニング機構8は、液滴吐出ヘッド1をクリーニングするものである。クリーニング機構8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、クリーニング機構は、Y軸方向ガイド軸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CONTにより制御される。
ヒータ15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上に配置された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ15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1と基板Pを支持するステージ7とを相対的に走査しつつ、基板Pに対して、液滴吐出ヘッド1の下面にX軸方向に配列された複数の吐出ノズルから液滴を吐出するようになっている。
図2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2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21に隣接してピエゾ素子22が設置されている。液体室21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23を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子22は駆動回路24に接続されており、この駆動回路24を介してピエゾ素子22に電圧を印加し、ピエゾ素子22を変形させることにより、液体室21が変形し、吐出ノズル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22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22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。
また、本実施形態では、前述したように、配線パターンに対応するバンクを基板上に形成するが、これに先立ち、基板に対して親液化処理を施す。この親液化処理は、後述するインク(機能液)の吐出による配置において、吐出されたインクに対する基板Pの濡れ性を良好にしておくためのもので、例えば図3(a)に示すように、基板Pの表面にTiO2等の親液性(親水性)の高い膜Pを形成する。または、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)を蒸気状にして基板Pの被処理面に付着させ(HMDS処理)、親液性の高い膜Pを形成するようにしてもよい。また、基板Pの表面を粗面化することにより、この基板Pの表面を親液化してもよい。
(バンク形成工程)
このようにして親液化処理を行ったら、この基板P上にバンクを形成する。なお、本実施形態で形成するバンクは、後述する実験例で用いたバンクと同一のものである。
このバンクは、仕切部材として機能する部材であり、バンクの形成はリソグラフィ法や印刷法等、任意の方法で行うことができる。例えば、リソグラフィ法を使用する場合は、まず、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で、図3(b)に示すように、基板P上に所望のバンク高さに合わせてバンクの形成材料、本実施形態では、例えばポリシラザン液を塗布し、ポリシラザン薄膜31を形成する。
ここで、本実施形態におけるバンクの形成材料となるポリシラザン液としては、ポリシラザンを主成分とするもので、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液が好適に用いられる。この感光性ポリシラザン液は、ポジ型レジストとして機能するようになるもので、露光処理と現像処理とによって直接パターニングすることができるものである。なお、このような感光性ポリシラザンとしては、例えば特開2002−72504号公報に記載された感光性ポリシラザンを例示することができる。また、この感光性ポリシラザン中に含有される光酸発生剤についても、特開2002−72504号公報に記載されたものが用いられる。なお、バンクの形成材料として、感光性ポリシロキサン液を用いるようにしてもよい。
このようなポリシラザンは、例えばポリシラザンが以下の化学式(1)に示すポリメチルシラザンである場合、後述するように加湿処理を行うことで化学式(2)または化学式(3)に示すように一部加水分解し、さらに400℃未満の加熱処理を行うことにより、化学式(4)〜化学式(6)に示すように縮合してポリメチルシロキサン[−(SiCH1.5)n−]となる。なお、化学式(2)〜化学式(6)においては、反応機構を説明するため、化学式を簡略化して化合物中の基本構成単位(繰り返し単位)のみを示している。
このようにして形成されるポリメチルシロキサンは、ポリシロキサンを骨格とし、側鎖に疎水基であるメチル基を有したものとなる。したがって、その主成分となる骨格が無機質であることにより、熱処理に対し高い耐性を有するものとなる。また、側鎖に疎水基であるメチル基を有しているので、そのままで良好な撥水性を有するものとなる。ただし、化学式では示さないものの、前記の加熱処理を400℃以上で行うと、側鎖のメチル基も脱離してポリシロキサンとなり、撥水性が著しく低下する。したがって、本発明においては、特にポリシラザン液からバンクを形成するに際しては、その加熱処理温度を400℃未満とするのが望ましい。
・化学式(1);−(SiCH(NH)1.5)n−
・化学式(2);SiCH(NH)1.5+H
→SiCH(NH)(OH)+0.5NH
・化学式(3);SiCH(NH)1.5+2H
→SiCH(NH)0.5(OH)+NH
・化学式(4);SiCH(NH)(OH)+SiCH(NH)(OH)+H
→2SiCH1.5+2NH
・化学式(5);SiCH(NH)(OH)+SiCH(NH)0.5(OH)
→2SiCH1.5+1.5NH
・化学式(6);SiCH(NH)0.5(OH)+SiCH(NH)0.5(OH)
→2SiCH1.5+NH+H
続いて、得られたポリシラザン薄膜31を、例えばホットプレート上にて110℃で1分程度プレベークする。
次いで、図3(c)に示すようにマスクを用いてポリシラザン薄膜31を露光する。このとき、このポリシラザン薄膜31は前述したようにポジ型レジストとして機能するので、後の現像処理によって除去する箇所を、選択的に露光する。露光光源としては、前記感光性ポリシラザン液の組成や感光特性に応じ、従来のフォトレジストの露光で用いられている高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、X線、電子線等から適宜選択され用いられる。照射光のエネルギー量については、光源や膜厚にもよるものの、通常は0.05mJ/cm以上、望ましくは0.1mJ/cm2以上とされる。上限は特にないものの、あまりに照射量を多く設定すると処理時間の関係から実用的でなく、通常は10000mJ/cm以下とされる。露光は、一般に周囲雰囲気(大気中)あるいは窒素雰囲気とすればよいが、ポリシラザンの分解を促進するため、酸素含有量を富化した雰囲気を採用してもよい。
このような露光処理により、光酸発生剤を含有する感光性ポリシラザン薄膜31は、特に露光部分において膜内で選択的に酸が発生し、これによりポリシラザンのSi−N結合が解裂する。そして、雰囲気中の水分と反応し、前記の化学式(2)または化学式(3)に示したようにポリシラザン薄膜31は一部加水分解し、最終的にシラノール(Si−OH)結合が生成し、ポリシラザンが分解する。
次いで、このようなシラノール(Si−OH)結合の生成、ポリシラザンの分解をより進めるため、図3(d)に示すように露光後のポリシラザン薄膜31を、例えば25℃、相対湿度80%の環境下にて4分程度加湿処理する。このようにしてポリシラザン薄膜31内に水分を継続的に供給すると、一旦ポリシラザンのSi−N結合の解裂に寄与した酸が繰り返し解裂触媒として働く。このSi−OH結合は露光中においても起こるが、露光後、露光された膜を加湿処理することにより、ポリシラザンのSi−OH化がより一層促進される。
なお、このような加湿処理における処理雰囲気の湿度については、高ければ高いほどSiOH化速度を速くすることができる。ただし、あまり高くなると膜表面に結露してしまうおそれがあり、したがってこの観点から相対湿度90%以下とするのが実用的である。また、このような加湿処理については、水分を含有した気体を、ポリシラザン薄膜31に接触させるようにしてやればよく、したがって、加湿処理装置内に露光された基板Pを置き、水分含有気体をこの加湿処理装置に連続的に導入するようにすればよい。または、予め水分含有気体が導入されて調湿された状態の加湿処理装置内に、露光された基板Pを入れ、所望時間放置するようにしてもよい。
次いで、例えば濃度2.38%のTMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)液によって加湿処理後のポリシラザン薄膜31を25℃で現像処理し、被露光部を選択的に除去することにより、図4(a)に示すようにポリシラザン薄膜31を所望のバンク形状とする。これにより、目的とする膜パターンの形成領域に対応したバンクB、Bを形成するとともに、例えば溝状の膜パターン形成領域34を形成する。なお、現像液としては、TMAH以外の他のアルカリ現像液、例えばコリン、珪酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることもできる。
次いで、必要に応じて純水でリンスした後、図4(b)に示すように得られたバンクB、B間の残渣処理を行う。残渣処理としては、紫外線を照射することによる紫外線(UV)照射処理、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするO2プラズマ処理、フッ酸溶液で残渣部をエッチングするフッ酸処理などが用いられる。本実施形態では、例えば濃度0.2%のフッ酸水溶液によって20秒程度接触処理を行う、フッ酸処理を採用する。このような残渣処理を行うと、バンクB、Bがマスクとして機能することにより、バンクB、B間に形成された膜パターン形成領域34の底部35が選択的にエッチングされ、ここに残ったバンク材料等が除去される。
次いで、図4(c)に示すように、基板PのバンクBを形成した側の面に対し、全面露光を行う。露光条件については、図3(c)に示した工程での露光処理条件と同様とする。このようにして全面露光を行うことにより、先の露光処理では露光されなかったバンクBが露光される。これにより、バンクBを形成するポリシラザンは一部加水分解し、最終的にシラノール(Si−OH)結合が生成してポリシラザンが分解する。
次いで、図4(d)に示すように再度加湿処理を行う。加湿条件については、図3(d)に示した工程での加湿処理条件と同様とする。このようにして加湿処理を行うと、バンクBを形成するポリシラザンはSi−OH化がより一層促進される。
次いで、例えば350℃で60分程度加熱することにより、図4(d)に示すように焼成処理を行う。このようにして焼成処理を行うと、先に加湿処理されてSiOH化されたポリシラザンからなるバンクBは、焼成により前記の化学式(4)〜化学式(6)に示したように容易に(SiOSi)化し、SiNH結合がほとんど(又は全く)存在しないシリカ系セラミックス膜、例えばポリメチルシロキサンに転化される。
すると、このポリメチルシロキサン(シリカ系セラミックス膜)からなるバンクBは、前述したようにポリシロキサンを骨格とし、側鎖に疎水基であるメチル基を有したものとなることから、熱処理に対し高い耐性を有し、また、撥液化処理を行うことなく、そのままで良好な撥水性を有したものとなる。なお、ここでの焼成温度を例えば400℃以上で行うと、側鎖のメチル基が脱離して撥水性が著しく低下するおそれがある。したがって、焼成温度については、400℃未満で行うのが好ましく、350℃以下程度で行うのが望ましい。また、ポリシラザン液の種類によっては、図3(d)、図4(d)に示した加湿処理を省略することもできる。
なお、前記実施形態では、特にポジ型レジストとして機能する感光性ポリシラザン液によってバンクBを形成したが、バンク上面に対する機能液の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件を満たしていれば、本発明はこれに限定されることなく、他のポリシラザン液や、その他の材料を適宜用いてバンクBを形成するようにしてもよい。
このようにして、基板P上にバンクBを形成し、このバンクBによって区画された膜パターン形成領域34を形成することができる。
本実施形態においては、形成されたバンクBはその主成分となる骨格が無機質であり、熱処理に対し高い耐性を有しているので、配線パターン用インクX1、X2からなる膜パターンを焼成処理しても、その際に溶融してしまうなどの不都合を生じることなく十分な耐性を発揮するものとなる。
また、ポリシラザン液をポジ型レジストとして機能させることで、これから得られるバンクのパターン精度をより良好にすることができ、したがって、このバンクから得られる膜パターンについても、そのパターン精度をより高くすることが可能となり、微細配線を形成する場合に好適に採用することができる。
なお、このようにして形成されたバンクB,Bの上面は、後述する実験例に示すように、吐出されるインクに対してインクの前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる撥液性を有している。したがって、後述する機能液配置工程は、バンクの上面に対するインクの前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で行われるようになっている。なお、前記膜パターン形成領域34の底面には、ガラスから構成される基板Pが露出した状態となっており、したがって、バンクの上面に比べて膜パターン形成領域34の底面は、その濡れ性が高いものとなっている。
ここで、バンク上面に対するインクの静的接触角が所望の値より低いと、濡れ性が良すぎるため、インクがバンク上に着弾した後これがバンク上に濡れ拡がり、前記膜パターン形成領域34にインクが良好に流れ落ちなくなる場合が考えられる。そこで、前記バンクの上面に対するインクの静的接触角が20°以上となっていることが好ましい。このようにすれば、バンク上に着弾したインクを前記膜パターン形成領域34に良好に落とし込むことができる。
(機能液配置工程)
次に、図5を用いて、機能液(インク)の配置工程について説明する。図5(a),(b)は、膜パターン形成領域にインクを吐出する際の側断面図を示し、図5(c),(d)は、前記膜パターン形成領域にインクを吐出する際の平面図を示したものである。
はじめに、図5(a)に示すように、前記の液滴吐出装置IJを用いて、配線パターン用インク(機能液)X1をバンクB、B間の膜パターン形成領域34に露出した基板P上に吐出し、配置する。本発明では、配線パターン用インクX1として、水等の分散媒に導電性微粒子を分散させてなる、前記の液状体を用いる。なお、本実施形態では、導電性微粒子として、例えばクロムを用いた配線パターン用インクX1を吐出するものとする。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。
機能液配置工程では、図5(b)に示すように、液滴吐出ヘッド1から配線パターン用インクX1を液滴にして吐出し、その液滴をバンクB、B間の膜パターン形成領域34に露出した基板P上に配置させる。本実施形態では、バンクの上面に対するインクの前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下でインクの吐出を行っている。また、前記バンクの上面に対するインクの静的接触角は20°以上となっている。
前記膜パターン形成領域34は、バンクBに囲まれているので、配線パターン用インクX1が所定位置以外に拡がることを阻止される。しかし、吐出される液滴の直径が前記膜パターン形成領域34の幅よりも大きいような場合、すなわち、微細配線を形成するための膜パターン形成領域34に直接インク(液滴)を着弾させると、図5(c)に示すように、バンクB,B上にインクの一部が乗った状態となる。
ここで、本実施形態では、ポリメチルシロキサンからなる撥水性を有したバンクBを備えているので、吐出される水系の配線パターン用インクX1の一部がバンクB上に乗っても、その撥水性によってバンクB上からはじかれる。そして、弾かれたインクは、バンクB、B間の膜パターン形成領域34に流れ落ちる。また、インクとバンク上面とは、上述した接触角の条件を満たしているので、バンクB上にインクの着弾跡(残渣)が残ることなく、配線パターン用インクX1は、図5(d)に示すように膜パターン形成領域34内に落とし込まれるようになる。さらに、膜パターン形成領域34に露出した基板Pは前述したようにバンクB上面よりも接触角が低い(親液性が付与されている)ため、吐出された配線パターン用インクX1が膜パターン形成領域34にて露出した基板P上に拡がり易くなっている。これにより、図5(d)に示すように配線パターン用インクX1を、バンクB、B間の膜パターン形成領域34の延在方向に均一に配置することができる。
(中間乾燥工程)
基板Pに所定量の配線パターン用インクX1を吐出した後、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理をする。そして、この乾燥処理によって配線パターン用インクX1は、自らの上に配置される他の種類の配線パターン用インクと混じり合わない程度に固化される。この乾燥処理は、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。
そして、この中間乾燥工程によって、図6(a)に示すように膜パターン形成領域34の基板P上には、クロムを導電性微粒子として含む配線パターン用インクX1の層が形成される。
なお、配線パターン用インクX1の分散媒を除去しなくとも、配線パターン用インクX1と次に吐出する他の配線パターン用インクとが混じり合わない場合には、中間乾燥工程を省略しても良い。
また、この中間乾燥工程において、乾燥条件によっては、基板P上に配置された配線パターン用インクX1が多孔体になる場合がある。例えば、120℃加熱を5分間程度、あるいは180℃加熱を60分間程度行った場合には、配線パターン用インクX1が多孔体となる。このように、配線パターン用インクX1が多孔体になった場合には、配線パターン用インクX1上に配置される他の機能液(異なる金属)が配線パターン用インクX1の中に入り込んでしまい、配線パターン用インクX1の層が所望の機能を得られないことが懸念される。このため、本中間乾燥工程においては、配線パターン用インクX1が多孔体とならないような乾燥条件で乾燥することが好ましい。例えば、60℃加熱を5分間程度、200℃加熱を60分間程度あるいは250℃加熱を60分間程度行うことにより、配線パターン用インクX1が多孔体になることを抑止することができる。
ここで、バンクBは、疎水基を有する材質からなっており、表面処理を行うことなくそのままで撥水性を発揮するようになっている。したがって、このような加熱による乾燥を行っても、その撥水性が消失したり著しく低下するといったことがない。よって、配線パターン用インクX1上にさらに別の機能液(配線パターン用インク)を配置する場合にも、バンクBに関して表面処理(撥水処理)を行う必要はない。
このようにして、配線パターン用インクX1からなる層を形成したら、この配線パターン用インクX1上に、異なる導電性微粒子を含む配線パターン用インクを配置することにより、膜パターン形成領域34に異なる種類の配線パターン用インクが積層されてなる配線パターン(膜パターン)を形成する。なお、本実施形態では、銀を導電性微粒子として用いた水系の配線パターン用インクX2を第1の機能液とし、配線パターン用インクX1上に配置する。なお、前記配線パターン用インクX2の配置工程は、バンクの上面に対するインクの前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で行っている。また、前記バンクの上面に対するインクの静的接触角は20°以上となっていることが好ましい。
具体的には、配線パターン用インクX2を用いて前述の材料配置工程を再度行うことにより、図6(b)に示すように、配線パターン用インクX1上に配線パターン用インクX2を配置する。
そして、前述の中間乾燥工程を再度行うことにより、配線パターン用インクX2の分散媒を除去し、図6(c)に示すように、バンクB、B間の膜パターン形成領域34に配線パターン用インクX1と配線パターン用インクX2とが積層されてなる配線33を形成する。
なお、配線パターン用インクX2の分散媒を除去するための中間乾燥工程を省略して、後述する熱処理/光処理工程を行っても良い。
(熱処理/光処理工程)
吐出工程後の乾燥膜については、微粒子間の電気的接触をよくするため、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/又は光処理を施すようにする。
熱処理及び/又は光処理は、通常大気中で行うが、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。熱処理及び/又は光処理の処理温度としては、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。また、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℃以下で行うことが好ましい。
本実施形態では、特に、350℃で60分程度加熱処理することにより、配線パターン用インクX1と配線パターン用インクX2とからなる配線33中の分散媒等を十分に除去する。このとき、バンクBは、その主成分となる骨格が無機質であるので、熱処理に対し高い耐性を有し、前記条件での熱処理に対しても溶融してしまうなどの不都合を生じることなく、十分な耐性を発揮するものとなる。
以上の工程により、バンクB、B間の膜パターン形成領域34にクロムと銀とが積層されてなる微細な配線33を形成することができる。
なお、機能液に、導電性微粒子でなく、熱処理または光処理により導電性を発現する材料を含有させておき、本熱処理/光処置工程において配線33に導電性を発現させるようにしてもよい。
以上説明したように、本実施形態の配線33(膜パターン)の形成方法では、前記バンク上面に対する該機能液の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で機能液を配置することで、後述する実験結果より、例えば機能液がバンク上に着弾した場合でも、バンク上に機能液の着弾跡を残すことなく、パターン形成領域内に機能液を落と込むことができる。よって、バンク上に機能液の残渣を防止しているので、前記パターン形成領域に形成された膜パターンを配線として採用した場合、隣接する配線間の接触によるショートを防止することができる。このように、本発明では、パターン形成領域内に確実に機能液を流し込むことで、信頼性の高い膜パターンを形成することができる。
また、バンクB、B間の膜パターン形成領域34にクロムと銀とが積層されてなる配線が形成されるので、配線としての主な機能を担う銀を、クロムにより基板Pに対して確実に密着させることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態として、前記第1実施形態とは異なる構成からなる配線33について、図7を参照して説明する。なお、本第2実施形態においては、前記第1実施形態と異なる部分について説明する。
本第2実施形態では、前記第1実施形態において説明した材料配置工程と中間乾燥工程を繰り返し行うことにより、図7に示すように、膜パターン形成領域34にチタンを導電性微粒子として用いた配線パターン用インクX3と銀を導電性微粒子として用いた配線パターン用インクX2(主材料)とを積層する。このとき、配線パターン用インクX2,X3の配置工程は、バンクBの上面に対する、前記配線パターン用インクX2,X3の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で行うようにしている。
なお、図示したように、膜パターン形成領域34には、基板P側から配線パターン用インクX3、配線パターン用インクX2、配線パターン用インクX3の順で積層する。すなわち、配線パターン用インクX2については、配線パターン用インクX3に挟まれた状態となるように膜パターン形成領域34に配置する。
そして、これらの配線パターン用インクX2,X3に前記第1実施形態において説明した熱処理/光処理工程を行うことにより、膜パターン形成領域34に、チタン、銀、チタンの順に積層されてなる配線33を形成する。
チタンと銀の積層からなる配線は、銀単層と比較してエレクトロマイグレーションの発生が遅いという性質を有しているため、本実施形態のように、銀がチタンによって挟まれてなる配線33は、導電率が確保されると共にエレクトロマイグレーションの発生が遅くなる。従って、本実施形態によれば、エレクトロマイグレーションの発生を抑制した配線33を得ることが可能となる。
なお、エレクトロマイグレーションの発生を遅らせる材料としては、前述のチタンの他に、鉄、パラジウム及びプラチナ等を挙げることができる。
(第3実施形態)
第3実施形態として、前記第1実施形態、又は第2実施形態とは異なる構成からなる配線33について、図9を参照して説明する。なお、本第3実施形態においては、前記第1実施形態と異なる部分について説明する。
本第3実施形態では、前記第1実施形態において説明した材料配置工程と中間乾燥工程を繰り返し行うことによって、図9に示すように、膜パターン形成領域34に、基板P側からマンガンを導電性微粒子として用いた配線パターン用インクX4、銀を導電性微粒子として用いた配線パターン用インクX2、ニッケルを導電性微粒子として用いた配線パターン用インクX5を順に積層する。このとき、配線パターン用インクX2,X4の配置工程は、バンクBの上面に対する、前記配線パターン用インクX2,X4の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で行うようにしている。
そして、これらの配線パターン用インクX2、X4、X5に前記第1実施形態において説明した熱処理/光処理工程を行うことにより、膜パターン形成領域34に、マンガン、銀、ニッケルの順に積層してなる配線33を形成する。
このように構成された配線33は、銀と基板Pとの間に配置されるマンガンの層によって、銀と基板Pとの密着性が向上される。また、ニッケルは、基板Pと銀の密着性を向上する機能の他に、プラズマ照射による銀の劣化を抑止する機能を有している。このため、銀の上にニッケルを配置することにより、配線33が形成された基板Pに対してプラズマ照射を行う際に、銀の劣化を抑止することができる配線33を得ることが可能となる。
このとき、前記のニッケルは、前記プラズマダメージによって銀の拡散を抑制するためのバリア材料として機能させてもよい。
このようにすれば、配線33上に層間絶縁膜を形成した場合に、この層間絶縁膜に金属イオン(銀)が拡散することによるリーク電流の発生を防止できる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば配線33として、特に導電性微粒子を含有してなる配線パターン用インクを第1の機能液として基板P上に塗布し、乾燥等を行った後、これの上に絶縁特性を有する材料を含有する水系のインクを塗布し、乾燥することで、導電膜と絶縁膜とからなる膜パターン(配線パターン)を形成するようにしてもよい。
また、本発明で形成する膜パターンとしては、複数の機能液で形成する場合に、これら機能液を同じ材料としてもよく、その場合には、一回の塗布処理では所望の膜厚が得られないような場合に、処理を繰り返すことで、所望の膜厚が得られるようにすることができる。
さらに、複数の機能液を積層することなく、一回の機能液塗布で、本発明に係る膜パターンを形成するようにしてもよく、また、膜パターンの種類についても、配線パターン以外の絶縁パターンなどとしてもよい。
(実験例)
前述した実施形態における、ポリメチルシロキサンからなるバンクの上面の、各種インク(機能液)やこれに用いられる分散液に対する濡れ性を測定する方法として、その接触角(動的接触角、及び静的接触角)を調べた。なお、ポリメチルシロキサンは前述したように、側鎖にメチル基を備えているので、水系のインクに対しては十分な撥水性を有している。しかしながら、アルコール系分散液(1―オクタノール)に対しては親液性が高過ぎてしまう。そこで、CFガスを用いたプラズマ処理による撥液化処理を行ったポリメチルシロキサンからなるバンクにおけるインクの接触角についても実験を行った。
上記動的接触角には、前進接触角と後退接触角とが含まれている。
前記バンク上面(固体試料)の、吐出されるインク(液体試料)に対する動的接触角(前進接触角及び後退接触角)を測定する方法としては、例えば(1)ウィルヘルミー法、(2)拡張収縮法、(3)転落法などが知られている。
(1)ウィルヘルミー法は、試料槽内の液体試料(インク)中に固体試料(バンクの形成材料)を沈める過程で、また沈めたものを引き上げる過程での荷重を測定し、その測定値と固体試料の表面積の値とから動的接触角を求める方法である。固体試料を沈める過程で得られる接触角が前進接触角、引き上げる過程で得られる接触角が後退接触角である。
(2)拡張収縮法は、注射針やガラス毛細管等の先端から、固体試料(バンクの形成材料)表面上に液体試料を一定流量で押し出すことによって液滴を形成しながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって前進接触角を得、逆に注射針やガラス毛細管等の先端から液滴を形成している液体試料(インク)を引き込みながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって後退接触角を得る方法である。
(3)転落法は、固体試料(バンクの形成材料)上に液滴を形成し、この固体試料を傾ける、あるいは垂直にして固体試料上の液体(インク)を転落移動させながら、固体試料と液滴の間の接触角を測定するものである。液体が移動する方向の前方における接触角が前進接触角であり、後方における接触角が後退接触角である。
しかしながら、前記の測定法では、いずれも測定できる試料が限られているなどの難点があることから、本実施形態では、特に前記の(2)拡張収縮法の変形である、以下の測定法を用いた。
図9(a)に示すように、固体試料(バンク)12の表面上に吐出した液滴(インク)13内に針状管体14の先端が挿入されている状態で、固体試料12を水平方向に移動させる。すると、液滴13内に針状管体14が挿入されているので、液滴13と針状管体14との界面張力により、図9(b)に示すように、固体試料12の移動に伴い液滴13が針状管体14に引きずられるように変形する。
このように液滴13が変形した状態での固体試料12と液滴13の間の接触角の大きさは、液滴13を成す液体の表面張力、固体試料12を成す固体の表面張力、液体−固体間の界面張力、摩擦力、吸着力、固体表面粗さ等によるため、この状態での接触角を測定することにより、動的接触角を得ることができる。すなわち、固体試料12の移動方向の前方の接触角θ1より後退接触角が得られ、後方の接触角θ2より前進接触角が得られる。
そして、このような動的接触角において特に後退接触角θ1は、液滴13の移動し易さの指標となり、この後退接触角θ1が大きければ液滴13が移動し易いことを示し、小さければ液滴13が移動しにくいことを示すものとなる。
このような測定方法は、固体試料12上の液滴内に針状管体の先端を挿入した状態で前記固体試料12を水平方向に移動させることにより、表面エネルギーや摩擦等の上記因子を調べることなく、その結果として引き起こされる動的接触角のみを測定することができるものであり、あらゆる固体試料および液体試料について動的接触角の測定を適切に行うことができる。本実施形態では、前進接触角、後退接触角の測定法として、図9(a),(b)に示した測定法を採用するものとする。なお、本発明は図9に示した測定法以外の測定法、例えば前記の(1)〜(3)に示した測定法を採用してもよいのはもちろんであるが、その場合、測定装置などの違い(器差)などによって測定法の間で得られる動的接触角(前進接触角、後退接触角)に差が生じることがある。そこで、図9(a),(b)に示した測定法以外の測定法を用いた場合には、その測定法と図9(a),(b)に示した測定法との間で相関をとっておき、実際に測定した数値(動的接触角)を図9(a),(b)に示した測定法で得られる数値(動的接触角)に換算して用いるのが好ましい。
図10は、本実験結果を示す図である。実験に用いたバンクを構成する材料としては、前述したようにポリメチルシロキサンと、CFガスを用いたプラズマ処理によって撥液性が付与されたポリメチルシロキサンとを用いた。
また、インク材料として、Agインク(水系分散液)、Agインク(炭化水素系分散液)、そして、テトラデカン(C1430)、1−オクタノール等の分散媒のみを用いた。図10中に示す、θは、上記各インクに対する静的接触角を示し、θaは、上記各インクに対する前進接触角を示し、θrは、上記各インクに対する後退接触角を示している。
次に、実験方法について説明する。図11(a)は、本実験に用いた実験用基板Xであり、この実験用基板Xにはバンクにより区画された、幅30μmの溝状の膜パターン形成領域Xが形成されている。まず、図11(b)に示すように、平面視した状態で、前記溝状の膜パターン形成領域X縁に沿わせるようにして、バンク上に2点鎖線で示すようにして各インクを配置する。
すると、バンク上に着弾したインクは、溝状の膜パターン形成領域X内に落とし込まれる。このとき、バンク上にインクの着弾跡(残渣)が残っているか否かを目視により確認した。そして、バンク上にインクの着弾跡が残らなかった場合の判定結果を可、残った場合の判定結果を不可とした。このような実験により、図10に示した結果を得た。なお、図11に示した、バンクがポリメチルシロキサンに対して、1−オクタノールを用いた場合、バンクに着弾するとバンク上に濡れ拡がってしまい測定することができず、判定結果として測定不能とした。この原因としては、バンクに対する1−オクタノールの静的接触角θが8.0°と非常に親液性が高いためと考えられる。
このような実験により、バンク表面のインクに対する前進接触角と後退接触角との差が10°以上で、かつ後退接触角が13°以上となる条件の下でインクの配置を行うと、バンク上に吐出されたインクは、バンクに着弾跡を残すことなく、確実に溝状の膜パターン形成領域内に落とし込むことができることが確認された。
(電気光学装置)
次に、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12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13は図12のH−H’線に沿う断面図である。図14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15は、液晶表示装置の部分拡大断面図である。
図12及び図13において、本実施形態の液晶表示装置(電気光学装置)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53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。また、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、C−TN法、VA方式、IPS方式等の動作モードや、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。また、液晶表示装置100をカラー表示用として構成する場合には、対向基板20において、TFTアレイ基板10の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
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14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。ここで、図14は、本発明に係るアクティブマトリクス基板の一例を示す図となっている。
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17に示す対向基板20の対向電極121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121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15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、この図に示すボトムゲート型TFT30は、本発明におけるデバイスの一実施形態となるものである。TFTアレイ基板10を構成するガラス基板Pには、前記実施形態の膜パターン形成方法によって形成された複数の異なる材料が積層されてなるゲート配線61が形成されている。ここで、本実施形態では、ゲート配線61を形成する際に、前述したようにポリシロキサン骨格を有する無機質のバンク材を用いているので、後述するアモルファスシリコン層を形成するプロセスで約350℃にまで加熱されても、バンクBがその温度に十分耐え得るものとなっている。また、本実施形態においては、クロム61aと銀61bとが積層されてなるゲート配線61を一例として図示する。
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。そして、前記のゲート配線部分に対向する半導体層63の部分が、チャネル領域となっている。半導体層63上には、オーミック接合を得るため、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、図示したようにパターニングされている。
さらに、接合層64a、64b及びITO(Indium Tin Oxide:インジウムスズ酸化物)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すことで、図示したようにパターニングする。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…を形成し、これらバンク66…間に前述した液滴吐出装置IJを用いて、ソース線、ドレイン線を形成する。
なお、前記ゲート線61、ソース線及びドレイン線を複数の異なる材料が積層されてなる配線として形成し、複数の機能性を有するゲート線61、ソース線及びドレイン線を得るようにしてもよい。
ここで、この配線が前記第1実施形態において説明したクロムと銀との2層からなる場合には、ゲート線61、ソース線及びドレイン線の密着性が向上された液晶表示装置100を得ることができる。また、前記配線が第2実施形態において説明したチタン、銀、チタンの順で積層されてなる場合には、ゲート線61、ソース線及びドレイン線のエレクトロマイグレーションが抑制された液晶表示装置100を得ることができる。また、前記配線が前記第3実施形態において説明したマンガン、銀、ニッケルの順で積層されてなる場合には、ゲート線61、ソース線及びドレイン線の密着性が向上されると共に銀のプラズマ処理による劣化が抑止された液晶表示装置100を得ることができる。
前記実施形態では、本発明におけるデバイスの一実施形態であるTFT30を、液晶表示装置100の駆動のためのスイッチング素子として用いる構成としたが、液晶表示装置以外にも、例えば有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示デバイスに適用することができる。有機EL表示デバイスは、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔(ホール)を注入して励起させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが再結合する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光させる素子である。
そして、前記のTFT30を有する基板上に、有機EL表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の各発光色を呈する材料すなわち発光層形成材料及び正孔注入/電子輸送層を形成する材料をインクとし、各々をパターニングすることで、自発光フルカラーEL装置を製造することができる。
本発明における電気光学装置の範囲には、このような有機EL装置も含まれており、本発明によれば、例えば複数の機能性を有する配線を備えた有機EL装置を提供することができる。
図16は、前記液滴吐出装置IJにより一部の構成要素が製造された有機EL装置の側断面図である。図16を参照しながら、有機EL装置の概略構成を説明する。
図16において、有機EL装置301は、基板311、回路素子部321、画素電極331、バンク部341、発光素子351、陰極361(対向電極)、および封止基板371から構成された有機EL素子302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321は、アクティブ素子であるTFT30が基板311上に形成され、複数の画素電極331が回路素子部321上に整列して構成されたものである。そして、TFT30を構成するゲート配線61が、前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。
各画素電極331間にはバンク部341が格子状に形成されており、バンク部341により生じた凹部開口344に、発光素子351が形成されている。なお、発光素子351は、赤色の発光をなす素子と緑色の発光をなす素子と青色の発光をなす素子とからなっており、これによって有機EL装置301は、フルカラー表示を実現するものとなっている。陰極361は、バンク部341および発光素子351の上部全面に形成され、陰極361の上には封止用基板371が積層されている。
有機EL素子を含む有機EL装置301の製造プロセスは、バンク部341を形成するバンク部形成工程と、発光素子351を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子351を形成する発光素子形成工程と、陰極361を形成する対向電極形成工程と、封止用基板371を陰極361上に積層して封止する封止工程とを備えている。
発光素子形成工程は、凹部開口344、すなわち画素電極331上に正孔注入層352および発光層353を形成することにより発光素子351を形成するもので、正孔注入層形成工程と発光層形成工程とを具備している。そして、正孔注入層形成工程は、正孔注入層352を形成するための液状体材料を各画素電極331上に吐出する第1吐出工程と、吐出された液状体材料を乾燥させて正孔注入層352を形成する第1乾燥工程とを有している。また、発光層形成工程は、発光層353を形成するための液状体材料を正孔注入層352の上に吐出する第2吐出工程と、吐出された液状体材料を乾燥させて発光層353を形成する第2乾燥工程とを有している。なお、発光層353は、前述したように赤、緑、青の3色に対応する材料によって3種類のものが形成されるようになっており、したがって前記の第2吐出工程は、3種類の材料をそれぞれに吐出するために3つの工程からなっている。
この発光素子形成工程において、正孔注入層形成工程における第1吐出工程と、発光層形成工程における第2吐出工程とで前記の液滴吐出装置IJを用いることができる。
前述した実施形態においては、本発明に係る膜パターン形成方法を使って、TFT(薄膜トランジスタ)のゲート配線を形成しているが、ソース電極、ドレイン電極、画素電極などの他の構成要素を製造することも可能である。以下、TFTを製造する方法について図17を参照しながら説明する。
図17(a)に示すように、まず、洗浄したガラス基板510の上面に、1画素ピッチの1/20〜1/10の溝511aを設けるための第1層目のバンク511を、例えば前記のポリシラザン液を用いて形成する。このようにポリシラザンから形成される、ポリシロキサンを骨格とする無機材料からなるバンクは、前述したように撥水性を有し、さらに光透過性も有するものとなる。
前記第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511で区画された描画領域である前記溝511a内を満たすように、導電性材料を含む水系機能液の液滴をインクジェットで吐出することで、ゲート走査電極512を形成する。このとき、バンク511の上面に対する機能液の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ前記後退接触角が13°以上となる条件の下で機能液の吐出を行っている。すなわち、このゲート走査電極512を形成する際には、本発明に係る膜パターンの形成方法が適用される。
また、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512は、機能液とバンク上面とは前述した接触角の関係を満たしているので、バンク511上に機能液の着弾跡が残ることがなく、溝511a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510上には、バンク511とゲート走査電極512からなる平坦な上面を備えた銀(Ag)からなる第1の導電層A1が形成される。
また、溝511a内における良好な吐出結果を得るためには、図17(a)に示すように、この溝511aの形状として順テーパ(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17(b)に示すように、プラズマCVD法によりゲート絶縁膜513、活性層510、コンタクト層509の連続成膜を行う。ゲート絶縁膜513として窒化シリコン膜、活性層510としてアモルファスシリコン膜、コンタクト層509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、前記のポリシラザン液からなる無機系のバンクに用いることで、透明性、耐熱性に関する問題を回避することができる。
前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17(c)に示すように、ゲート絶縁膜513の上面に、1画素ピッチの1/20〜1/10でかつ前記溝511aと交差する溝514aを設けるための2層目のバンク514を、やはり前記のポリシラザン液を用いて形成する。このようにポリシラザンから形成される無機質のバンクは、前述したように撥水性を有し、さらに光透過性も有するものとなる。
前記第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514で区画された描画領域である前記溝514a内を満たすように、例えば導電性材料を含む水系機能液の液滴をインクジェットで吐出することで、図17(d)に示すように、前記ゲート走査電極512に対して交差するソース電極515及びソース電極516が形成される。そして、ソース電極515及びドレイン電極516を形成するときに、本発明に係る膜パターンの形成方法が適用される。
なお、前述したようにバンク514の上面に対する機能液の前進接触角と後退接触角との差が10°以上、かつ後退接触角が13°以上となる条件の下で、前記のソース線及びドレイン線を構成する機能液を配置している。
このとき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515及びドレイン電極516は、機能液とバンク上面とは前述した接触角の関係を満たしているので、バンク511上に機能液の着弾跡が残ることがなく、溝511a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。
また、ソース電極515及びドレイン電極516を配置した溝514aを埋めるように絶縁材料517が配置される。以上の工程により、基板510上には、バンク514と絶縁材料517からなる平坦な上面520が形成される。
そして、絶縁材料517にコンタクトホール519を形成するとともに、上面520上にパターニングされた画素電極(ITO)518を形成し、コンタクトホール519を介してドレイン電極516と画素電極518とを接続することで、TFTが形成される。
図18は、液晶表示装置の別の実施形態を示す図である。
図18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。
液晶パネル902は、シール材904によって接着された一対の基板905a及び基板905bを有し、これらの基板905bと基板905bとの間に形成される間隙、いわゆるセルギャップには液晶が封入されている。これらの基板905a及び基板905bは、一般には透光性材料、例えばガラス、合成樹脂等によって形成されている。基板905a及び基板905bの外側表面には偏光板906a及び偏光板906bが貼り付けられている。なお、図13においては、偏光板906bの図示を省略している。
また、基板905aの内側表面には電極907aが形成され、基板905bの内側表面には電極907bが形成されている。これらの電極907a、907bはストライプ状または文字、数字、その他の適宜のパターン状に形成されている。また、これらの電極907a、907bは、例えばITO等の透光性材料によって形成されている。基板905aは、基板905bに対して張り出した張り出し部を有し、この張り出し部に複数の端子908が形成されている。これらの端子908は、基板905a上に電極907aを形成するときに電極907aと同時に形成される。従って、これらの端子908は、例えばITOによって形成されている。これらの端子908には、電極907aから一体に延びるもの、及び導電材(不図示)を介して電極907bに接続されるものが含まれる。
回路基板903には、配線基板909上の所定位置に液晶駆動用ICとしての半導体素子900が実装されている。なお、図示は省略しているが、半導体素子900が実装される部位以外の部位の所定位置には抵抗、コンデンサ、その他のチップ部品が実装されていてもよい。配線基板909は、例えばポリイミド等の可撓性を有するフィルム状のベース基板911の上に形成されたCu等の金属膜をパターニングして配線パターン912を形成することによって製造されている。
本実施形態では、液晶パネル902における電極907a、907b及び回路基板903における配線パターン912が本発明の膜パターンの形成方法によって形成されている。したがって、本実施形態の液晶表示装置によれば、前述したように信頼性の高い配線パターン912等の膜パターンを備えることにより、この液晶表示装置自体も良好なものとなる。
なお、前述した例はパッシブ型の液晶パネルであるが、アクティブマトリクス型の液晶パネルとしてもよい。すなわち、一方の基板に薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、各TFTに対し画素電極を形成する。また、各TFTに電気的に接続する配線(ゲート配線、ソース配線)を前記のようにインクジェット技術を用いて形成することができる。一方、対向する基板には対向電極等が形成されている。このようなアクティブマトリクス型の液晶パネルにも本発明を適用することができる。
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図19(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図19(a)において、600は携帯電話本体を示し、601は前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19(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19(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は前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19(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図19(c)において、800は時計本体を示し、801は前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19(a)〜(c)に示す電子機器は、前記実施形態の液晶表示装置を備えたものであるので、この電子機器自体も良好なものとなる。
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。
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。 本発明に係る配線パターンの形成方法を工程順に説明するための図である。 本発明に係る配線パターンの形成方法を工程順に説明するための図である。 本発明に係る配線パターンの形成方法を工程順に説明するための図である。 本発明に係る配線パターンの形成方法を工程順に説明するための図である。 本発明の第2実施形態を説明するための図である。 本発明の第3実施形態を説明するための図である。 動的接触角の測定方法を説明するための図である。 実験方法を説明するための図である。 実験結果を示す図である。 液晶表示装置を対向基板の側から見た平面図である。 図12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断面図である。 有機EL装置の部分拡大断面図である。 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。 液晶表示装置の別形態を示す図である。 本発明の電子機器の具体例を示す図である。
符号の説明
30…TFT、33…配線(膜パターン)、34…膜パターン形成領域(パターン形成領域)、100…液晶表示装置(電気光学装置)、600…携帯電話(電子機器)、700…情報処理装置(電子機器)、800…時計本体(電子機器)、B…バンク、P…基板、X1〜X3…配線パターン用インク(機能液)

Claims (12)

  1. 機能液を基板上に配置して膜パターンを形成する方法であって、
    前記基板上に前記膜パターンの形成領域に対応したバンクを形成する工程と、
    前記バンクによって区画されたパターン形成領域に前記機能液を配置する工程と、
    前記機能液を硬化処理して膜パターンとする工程と、を有し、
    前記機能液の配置を、前記バンク上面に対する該機能液の後退接触角が13°以上となる条件の下で、行うことを特徴とする膜パターンの形成方法。
  2. 前記バンクを形成する工程は、光酸発生剤を含有し、ポジ型レジストとして機能する感光性ポリシラザン液、又は感光性ポリシロキサン液を塗布し、次いでこれを露光し現像してパターニングした後、焼成することにより、シロキサン結合を骨格とする材質のバンクを形成することを特徴とする請求項1に記載の膜パターンの形成方法。
  3. 前記機能液に含有される機能材料が、導電性材料であることを特徴とする請求項1又は2に記載の膜パターンの形成方法。
  4. 前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、該主材料と前記基板との密着性を向上させるための材料と、を含有してなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の膜パターンの形成方法。
  5. 前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、該主材料のエレクトロマイグレーションを抑制するための材料と、を含有してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の膜パターンの形成方法。
  6. 前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、絶縁特性を有する材料と、を含有してなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の膜パターンの形成方法。
  7. 前記機能液は、形成する膜パターンの主なる機能を担う主材料と、該主材料のプラズマダメージを抑制するための材料と、を含有してなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の膜パターンの形成方法。
  8. 前記主材料のプラズマダメージを抑制するための材料は、前記プラズマダメージによる拡散を抑制するためのバリア材料であることを特徴とする請求項7に記載の膜パターンの形成方法。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の膜パターン形成方法によって形成された膜パターン。
  10. 請求項9に記載の膜パターンを備えることを特徴とするデバイス。
  11. 請求項10に記載のデバイスを備えることを特徴とする電気光学装置。
  12. 請求項11に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。
JP2005138095A 2005-05-11 2005-05-11 膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器 Active JP4239999B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005138095A JP4239999B2 (ja) 2005-05-11 2005-05-11 膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器
TW095114631A TW200644075A (en) 2005-05-11 2006-04-25 Method of forming film pattern, film pattern, device, electro optic device, and electronic apparatus background of the invention
KR1020060038101A KR100740968B1 (ko) 2005-05-11 2006-04-27 막 패턴의 형성 방법, 막 패턴, 디바이스, 전기 광학 장치,및 전자 기기
CNB2006100778812A CN100440428C (zh) 2005-05-11 2006-05-10 膜图案的形成法
US11/382,555 US7771246B2 (en) 2005-05-11 2006-05-10 Method of forming film pattern, film pattern, device, electro optic device, and electronic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005138095A JP4239999B2 (ja) 2005-05-11 2005-05-11 膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006319017A JP2006319017A (ja) 2006-11-24
JP4239999B2 true JP4239999B2 (ja) 2009-03-18

Family

ID=37390150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005138095A Active JP4239999B2 (ja) 2005-05-11 2005-05-11 膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7771246B2 (ja)
JP (1) JP4239999B2 (ja)
KR (1) KR100740968B1 (ja)
CN (1) CN100440428C (ja)
TW (1) TW200644075A (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9615463B2 (en) * 2006-09-22 2017-04-04 Oscar Khaselev Method for producing a high-aspect ratio conductive pattern on a substrate
US7838933B2 (en) * 2006-12-22 2010-11-23 Palo Alto Res Ct Inc Printing method for high performance electronic devices
JP2009054706A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Ulvac Japan Ltd 電子デバイスの製造方法
WO2009029045A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Agency For Science, Technology And Research A method of manufacturing an organic electronic or optoelectronic device
JP4845997B2 (ja) * 2008-05-16 2011-12-28 パナソニック株式会社 光学素子とその製造方法
KR101077424B1 (ko) * 2010-07-23 2011-10-26 삼성전기주식회사 터치패널 및 그 제조방법
JP2014154721A (ja) * 2013-02-08 2014-08-25 Toshiba Corp フォトマスク、フォトマスク作成装置およびフォトマスクの作製方法
JP2015050022A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社ジャパンディスプレイ 有機el表示装置
KR102149795B1 (ko) * 2013-12-13 2020-08-31 삼성전기주식회사 레지스트 필름 및 패턴 형성 방법
WO2016052283A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 富士フイルム株式会社 有機半導体組成物、有機薄膜トランジスタ、電子ペーパー、ディスプレイデバイス
US10907070B2 (en) * 2016-04-26 2021-02-02 3M Innovative Properties Company Articles subject to ice formation comprising a repellent surface comprising a siloxane material
JP6269720B2 (ja) * 2016-04-28 2018-01-31 セイコーエプソン株式会社 印刷物の製造方法、印刷物
KR20170135585A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 엘지디스플레이 주식회사 뱅크 절연막을 포함하는 유기 발광 표시 장치
KR102413500B1 (ko) * 2017-05-17 2022-06-24 애플 인크. 측방향 누설이 감소된 유기 발광 다이오드 디스플레이
KR102577043B1 (ko) * 2017-12-11 2023-09-08 엘지디스플레이 주식회사 전계발광 표시장치
US20210166937A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor device manufacturing tool
CN113629107B (zh) * 2021-07-19 2023-08-22 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板的制作方法、显示面板和显示装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693551A (en) * 1995-09-19 1997-12-02 United Microelectronics, Corporation Method for fabricating a tri-state read-only memory device
KR100214848B1 (ko) * 1996-10-22 1999-08-02 김영환 반도체 소자의 금속배선 형성방법
JP3414710B2 (ja) * 2000-09-05 2003-06-09 クラリアント ジャパン 株式会社 感光性ポリシラザン塗膜の焼成方法
JP2003207899A (ja) * 2002-01-17 2003-07-25 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷原版
JP2004146796A (ja) 2002-09-30 2004-05-20 Seiko Epson Corp 膜パターンの形成方法、薄膜製造装置、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
JP2004363560A (ja) 2003-05-09 2004-12-24 Seiko Epson Corp 基板、デバイス、デバイス製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法及び電気光学装置並びに電子機器
JP2005012173A (ja) * 2003-05-28 2005-01-13 Seiko Epson Corp 膜パターン形成方法、デバイス及びデバイスの製造方法、電気光学装置、並びに電子機器
JP2005019955A (ja) * 2003-05-30 2005-01-20 Seiko Epson Corp 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
JP4385675B2 (ja) * 2003-07-31 2009-12-16 セイコーエプソン株式会社 インクジェットヘッドの製造方法
US7902747B2 (en) * 2003-10-21 2011-03-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device having a thin insulating film made of nitrogen and silicon and an electrode made of conductive transparent oxide and silicon dioxide

Also Published As

Publication number Publication date
US20060255720A1 (en) 2006-11-16
CN100440428C (zh) 2008-12-03
US7771246B2 (en) 2010-08-10
KR20060116695A (ko) 2006-11-15
CN1862767A (zh) 2006-11-15
TW200644075A (en) 2006-12-16
KR100740968B1 (ko) 2007-07-19
JP2006319017A (ja) 2006-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4239999B2 (ja) 膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器
JP4345710B2 (ja) 膜パターンの形成方法
JP3788467B2 (ja) パターン形成方法、デバイス及びデバイスの製造方法、電気光学装置、電子機器並びにアクティブマトリクス基板の製造方法
JP4240018B2 (ja) 膜パターンの形成方法、デバイス及びその製造方法、電気光学装置、並びに電子機器
JP4556838B2 (ja) バンクの形成方法および膜パターンの形成方法
JP2004363560A (ja) 基板、デバイス、デバイス製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法及び電気光学装置並びに電子機器
US20060178013A1 (en) Method of forming film pattern, device, method of manufacturing device, electro-optical device, and electronic apparatus
KR20070107593A (ko) 금속 배선 형성 방법, 액티브 매트릭스 기판의 제조 방법,디바이스, 전기 광학 장치 및 전자 기기
JP4400290B2 (ja) 膜パターンの形成方法及びデバイスの製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法
JP2005013985A (ja) 膜パターン形成方法、デバイス及びその製造方法、電気光学装置、並びに電子機器、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
JP2004335851A (ja) 線パターン形成方法、デバイスとその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器
JP4640093B2 (ja) 膜パターンの形成方法、デバイスの製造方法
JP4075929B2 (ja) パターン形成方法
JP2008098550A (ja) 膜パターンの形成方法
JP2006352057A (ja) 膜パターンの形成方法、半導体装置、電気光学装置、及び電子機器
JP2006319016A (ja) 膜パターンの形成方法、膜パターン、デバイス、電気光学装置、及び電子機器
JP2008093620A (ja) 膜パターンの形成方法
JP2007103758A (ja) 膜パターンの形成方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置、及び電子機器
JP2006043623A (ja) パターンの形成方法、デバイスの製造方法、デバイス、アクティブマトリクス基板の製造方法、電気光学装置及び電子機器
JP2007103760A (ja) 膜パターンの形成方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置、及び電子機器
JP2007288203A (ja) 薄膜トランジスタ
JP2007103759A (ja) 膜パターンの形成方法、デバイスの製造方法、デバイス、電気光学装置、及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070404

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080916

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081202

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081215

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4239999

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140109

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350