JP4325343B2 - 膜形成方法およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、膜形成方法、デバイス製造方法および電気光学装置に関するものである。

従来のインクジェット法を用いたパターニング方法として、特許文献１に記載されているように、微粒子を分散させた液状体をインクジェット法にて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うことにより導電膜パターンに変換する方法が提案されている。この方法によれば、フォトリソグラフィ技術を用いることなくパターン形成を行うことが可能になり、パターン形成プロセスを簡略化することができる。

また、従来のインクジェット法を用いたパターニング方法として、特許文献２に開示されているように、基板上にバンクを設けることにより、吐出される液滴の位置を制御してパターン形成精度を向上させる方法がある。バンクを形成すれば、基板上に吐出された液滴がバンクの外にはみ出ることがなく、例えば３０μｍ程度のパターンを１μｍ程度の位置精度で形成することができる。

上述したパターニング方法以外にも、有機分子膜によって撥液部および親液部のパターンが形成された基板の親液部のみに選択的に液状体を塗布し、その後の熱処理によって導電性パターンに変換する方法が提案されている。この場合、簡単な工程で精度よく導電性パターンを形成することができる。
米国特許第５１３２２４８号明細書 特開昭５９−７５２０５号公報

近年のデバイスの微細化にともなって、より微細なパターンが求められるようになっている。従来のインクジェット法を用いたパターニング方法では、形成される線幅は吐出された液滴のサイズに依存するので、線幅を細くするには液適サイズを小さくする必要がある。しかしながら、液滴吐出装置の構造上の問題等により、液滴サイズを小さくするには限界があるという問題がある。

なお、液滴内部の対流を利用して、液滴に含まれる固形分を液滴の周縁部に集めることにより、液滴サイズに比べて微細なパターンを形成する技術が、本願出願人により提案されている。これは、液滴をストライプ状に配置して、その周縁部に乾燥膜を形成することにより、ストライプの長手方向に沿った２本のパターンを形成するものである。これにより、従来のパターニング方法に比べてパターンを微細化することが可能になる。ただし、常に２本のパターンが形成されることや、各パターンの間隔が液滴サイズに依存することなど、デバイスへの応用を考えると若干の問題が残されている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、高精細な膜パターンを簡単に形成することが可能な、膜形成方法およびデバイス製造方法の提供を目的とする。
また、高精細な膜パターンを備えることにより、小型で表示品質に優れた電気光学装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の膜形成方法は、基板上に第１液滴を配置する工程と、前記第１液滴の周縁部に、第１乾燥膜を形成する工程と、前記第１乾燥膜の一部を除去して、前記第１乾燥膜の残部により所望の膜パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、第１液滴の周縁部に第１乾燥膜を形成するので、第１液滴のサイズに限界があっても、第１液滴より微細な膜パターンを形成することが可能である。また、第１乾燥膜の一部を除去することにより、所望の膜パターンを簡単に形成することができる。

また、本発明の他の膜形成方法は、基板上に第１液滴を配置する工程と、前記第１液滴の周縁部に、第１乾燥膜を形成する工程と、前記第１乾燥膜の一部を含むように第２液滴を配置して、前記第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させる工程と、前記第２液滴を除去して、前記第１乾燥膜の残部により所望の膜パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させて除去するので、当該一部を精度よく簡単に除去することが可能になる。したがって、高精細な膜パターンを簡単に形成することができる。

また、本発明の他の膜形成方法は、基板上に第１液滴を配置する工程と、前記第１液滴の周縁部に、第１乾燥膜を形成する工程と、前記第１乾燥膜の一部を含むように第２液滴を配置して、前記第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させる工程と、前記第２液滴の周縁部に、第２乾燥膜を形成して、前記第１乾燥膜の残部とともに所望の膜パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、第２液滴により第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させて、その第２液滴の周縁部に第２乾燥膜を形成するので、第１乾燥膜と第２乾燥膜とを近接配置することができる。したがって、高精細な膜パターンを簡単に形成することができる。

また、前記第１乾燥膜を形成する工程の後に、前記第１乾燥膜の残部に相当する領域を熱処理することが望ましい。
熱処理した部分では、第１乾燥膜の構成材料と基板との密着性が強くなるので、第１乾燥膜の構成材料が再分散または再溶解されることがなくなる。したがって、第１乾燥膜の残部を精度よく成形することが可能になり、高精細な膜パターンを簡単に形成することができる。

なお、前記第１乾燥膜は前記第１液滴が配置される領域の中央部から除去されて形成されていても、前記第１乾燥膜は前記第１液滴が配置される領域の中央部より周縁部に厚く形成されていてもよい。
また、前記第１乾燥膜を形成する工程の前に、前記第１乾燥膜の構成材料と前記基板と
を同じ電荷に帯電させておくことが望ましい。
この構成によれば、第１乾燥膜の構成材料と基板との密着性が弱くなるので、第１乾燥
膜を効率的に再分散または再溶解することができる。

また、前記第２液滴は、前記第１乾燥膜の構成材料の分散媒または溶媒のみで構成されていることが望ましい。
第２乾燥膜を形成しない場合には、第２乾燥膜の構成材料を第２液滴に含めることなく、第２液滴を分散媒または溶媒のみで構成することができる。これにより、第２液滴を簡単かつ低コストで作成することができる。

また、前記第２液滴における前記第２乾燥膜の構成材料の濃度は、前記第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させた状態で所望の濃度となるように設定されていることが望ましい。
この構成によれば、所望形状の第２乾燥膜を形成することが可能になるので、高精細な膜パターンを形成することができる。

一方、本発明のデバイス製造方法は、上述した膜形成方法を使用して、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とする。
この構成によれば、高精細な膜パターンを備えたデバイスを製造することができる。

一方、本発明のデバイス製造方法は、上述した膜形成方法を使用して、前記基板上に電気配線を形成することを特徴とする。
この構成によれば、高精細な電気配線を備えたデバイスを製造することが可能になり、デバイスを小型化することができる。

一方、本発明の電気光学装置は、上述したデバイス製造方法を使用して製造したデバイスを備えることを特徴とする。
この構成によれば、高精細な膜パターンまたは電気配線を備えることにより、小型で表示品質に優れた電気光学装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
最初に、本発明の第１実施形態に係る膜形成方法につき、図１ないし図４を用いて説明する。
図１は、第１実施形態の膜形成方法の説明図である。なお、図１（ａ）ないし図１（ｄ）の下図は、液滴および／または乾燥膜の平面図であり、図１（ａ）ないし図１（ｄ）の上図は、それぞれの下図のＡ−Ａ線における側面断面図である。第１実施形態の膜形成方法では、まず図１（ａ）に示すように、基板４８上に第１液滴７０を吐出する（液滴吐出工程）。次に図１（ｂ）に示すように、第１液滴７０の周縁部に第１乾燥膜７５を形成する（ピニング工程）。次に図１（ｃ）に示すように、基板４８上に第２液滴８０を配置して、第１乾燥膜７５の一部を再分散させる（再分散工程）。次に図１（ｄ）に示すように、第２液滴８０の周縁部に第２乾燥膜８５を形成する（再ピニング工程）。これにより、第１乾燥膜７５の直線部分７５ａと第２乾燥膜８５の直線部分８５ａとが近接配置された電気配線パターンを形成することができる。上記の各工程について、以下に順次説明する。

最初に、図１（ａ）に示すように、基板４８上に第１液滴７０を吐出する（液滴吐出工程）。具体的には、第１乾燥膜の形成材料を分散媒に分散させて液状体（インクジェット用インク）を作製し、その液状体を後述する液滴吐出装置から基板上に吐出して第１液滴７０を形成する。なお本実施形態では、第１乾燥膜により電気配線パターンを形成するので、第１乾燥膜の形成材料としてＡｇ微粒子等の導電性微粒子を採用する。また、分散媒としてテトラデカン等の有機分散媒を採用することが可能である。一方、第１液滴７０はストライプ状に形成する。この場合、半球状の微小液滴を所定間隔で配置する。すると、各微小液滴が濡れ広がり、隣接する微小液滴と結合して、ストライプ状の第１液滴７０が形成される。

［ピニング工程］
次に、図１（ｂ）に示すように、第１液滴７０の周縁部に第１乾燥膜７５を形成する（ピニング工程）。具体的には、第１乾燥膜７５を、中央部に比べて周縁部の膜厚が厚い形状、すなわち周縁部が盛り上がった形状に成形する。本例では、第１液滴７０に対する乾燥条件を制御することにより、第１乾燥膜７５の形状を制御する。

ここで、図２は、代表的な液滴の乾燥過程を模式的に示す図である。
液滴の乾燥過程では、液体材料の固形分濃度や、液滴の乾燥速度、固形分が微粒子の場合の粒径等をパラメータとすることにより、液滴の乾燥膜を様々な形状に制御することができる。例えば図２（ａ）に示すように、中央部に比べて周縁部の膜厚が厚い形状としたり、あるいは図２（ｂ）に示すように、着弾後の液滴に比べて収縮した形状としたりすることができる。

図２（ａ）に示す乾燥過程は、液滴の中央部に比べて周縁部における固形分濃度が早く飽和濃度に達するように、上記パラメータ（液体材料の固形分濃度、液滴の乾燥速度、微粒子の粒径）を定めたものである。一般に、基板上に配置された液滴は周縁部（エッジ）において乾燥の進行が速い。液滴の乾燥過程において、液滴の周縁部における固形分濃度が飽和濃度に達すると、その周縁部において固形分が局所的に析出する。すると、その析出した固形分によって液滴の周縁部がピン止めされたような状態となり、それ以降の乾燥に伴う液滴の収縮（外径の収縮）が抑制される。以後、この現象、すなわち、周縁部に析出した固形分によって乾燥に伴う液滴の収縮が抑制される現象を「ピニング」と呼ぶ。

なお、図２（ｂ）に示す乾燥過程は、液滴全体の固形分濃度が略同時に飽和濃度に達するように、上記パラメータ（液体材料の固形分濃度、液滴の乾燥速度、微粒子の粒径）を定めたものである。この場合、液滴の周縁部での局所的な固形分の析出が生じにくいことから、上述したピニングが起こらず、乾燥過程において液滴全体が収縮し、液滴の外径が小さくなる。以後、この現象を「ディピニング」と呼ぶ。なお、図２（ａ）及び（ｂ）に矢印で示す液滴内の液体の流れは一例であり、実際とは異なる場合がある。

そして、図２（ａ）に示すピニングが起きると、液滴の周縁部で蒸発により失われた分の液体を中央部から補う流れ、すなわち中央部から周縁部に向かう液体の流れが形成される。この流れが強く形成されると、液滴に含まれる固形分の多くが周縁部に運ばれる。液滴の周縁部では、固形分の析出に伴う粘度上昇等により液体の流れが滞留しやすく、固形分の高濃度状態が維持される。すなわち、中央部から周縁部に向かう液体の流れに比べて、周縁部から中央部に向かう液体の流れが弱くなる。その結果、液滴の周縁部において固形分が多く析出し、周縁部の膜厚が厚くなる。このように、液滴の中央部から周縁部に向かう流れの強さに応じて、乾燥膜の周縁部の膜厚を厚くすることができる。

そして、液滴の中央部から周縁部に向かう流れの強さは、上記パラメータに応じて変化する。上記パラメータのうち、液体材料の固形分濃度が低いほど、また、乾燥速度が大きいほど、中央部から周縁部に向かう流れが強くなる。したがって、液体材料の固形分濃度を低下させたり、乾燥速度を大きくしたりすることによって、乾燥膜の中央部に対する周縁部の膜厚比を大きくすることができる。また、固形分が微粒子の場合、その粒径が小さいほど、液体の流れに乗せて固形分を周縁部に運びやすいために、乾燥膜の中央部の膜厚が薄くなりやすい。乾燥膜の中央部に対する周縁部の膜厚比が大きくなることで、図１（ｂ）に示すようなリング状の第１乾燥膜（環状の乾燥膜）７５が形成される。

ここで、上記パラメータのうち液滴の乾燥速度は、基板上に配置される液滴同士の間隔（液滴間距離）や、複数の液滴の配列または配置のタイミング、基板が搭載されるステージの移動速度、液体材料に対する基板表面の接触角などに応じて変化する。

液滴の乾燥時、液相から気相に出て行く蒸気は、液滴を中心に３次元に拡散して、蒸気拡散層を形成する。基板上に複数の液滴が配置されるとき、一の液滴が他の液滴の蒸気拡散層内に配置されると、その蒸気拡散層の影響により一の液滴の表面における蒸気濃度が高くなって、一の液滴の乾燥速度が低下する。具体的には、液滴間距離が短く、蒸気拡散層の重なりが大きいほど、液滴の蒸発速度（乾燥速度）が低下して、乾燥時間が長くなる。
また、一の液滴に対してある方向のみに他の液滴が配置されている場合には、他の液滴の蒸気拡散層による影響をその方向から受けるので、一の液滴の乾燥速度はその方向についてのみ低下する。したがって、液滴の配列によって乾燥速度は変化する。さらに、他の液滴が配置されてから一の液滴が配置されるまでの時間が長いと、他の液滴の蒸気拡散層による影響が小さくなるので、液滴の乾燥速度が低下し難くなる。したがって、液滴を配置するタイミングによっても乾燥速度は変化する。
なお、基板を搭載したステージが移動すると、液滴近傍の気相の蒸気濃度が低下するなどにより、液滴の乾燥が促進される。したがって、ステージの移動速度が大きいほど、大気に対する液滴の相対的な移動速度が大きくなり、液滴の乾燥速度が速くなる。

以上を踏まえて、図１（ｂ）に示す第１液滴７０の中央部から周縁部への流れが強く形成されるように上記パラメータを設定して、第１液滴７０を乾燥させる。これにより、第１液滴７０の周縁部に第１乾燥膜７５が形成される。なお、第１液滴７０をストライプ状に形成したので、第１乾燥膜７５は長円状に形成される。したがって、その直線部分７５ａを利用することにより、直線状の電気配線パターンを得ることができる。
なお、液適サイズを小さくすれば、電気配線を微細化することは可能である。しかしながら、液滴吐出装置の構造上の問題等により、吐出可能な最少液量には限界があるので、液滴サイズを小さくするには限界がある。例えば、液滴吐出装置により吐出可能な最少液量は２ｐｌ程度であり、この液量に対応する液滴径は２０〜３０μｍ程度である。しかし、上述したピニングを利用することにより、液滴サイズより微細な電気配線を形成することができる。例えば、線幅０．５〜１．０μｍ程度の微細な電気配線を形成することも可能である。

［再分散工程］
次に、図１（ｃ）に示すように、基板４８上に第２液滴８０を配置して、第１乾燥膜７５の一部を再分散させる（再分散工程）。具体的には、第２乾燥膜の形成材料を分散媒に分散させて液状体（インクジェット用インク）を作製し、その液状体を液滴吐出装置から基板上に吐出して、第２液滴８０を配置する。なお本実施形態では、第２乾燥膜により電気配線パターンを形成するので、第２乾燥膜の形成材料としてＡｇ微粒子等の導電性微粒子を採用する。この第２乾燥膜の形成材料は、第１液滴の分散質と同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。また第２液滴の分散媒は、第１液滴の分散媒と同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。ただし、第２液滴の分散媒として、第１液滴の分散質からなる第１乾燥膜を再分散させ得る材料を採用する。具体的には、第１液滴の分散媒と同様に、テトラデカン等の有機分散媒を採用することが可能である。

上述したように、本実施形態では、長円状に形成された第１乾燥膜７５における一方の直線部分７５ａを利用する。そこで第２液滴８０は、第１乾燥膜７５における一方の直線部分７５ａ以外の部分を含むように配置する。例えば、第１乾燥膜７５における他方の直線部分を含むように、第２液滴８０をストライプ状に形成する。この場合、半球状の微小液滴を所定間隔で配置すれば、ストライプ状の第２液滴を形成することができる。なお、後述する再ピニング工程では、第２液滴８０の周縁部に第２乾燥膜を形成し、第１乾燥膜７５の直線部分７５ａから所定間隔を置いて配置する。そこで、第２液滴８０の周縁部が第１乾燥膜７５の直線部分７５ａから所定間隔を置いて配置されるように、第２液滴８０を形成する。

このように第２液滴８０を配置すると、第２液滴８０に覆われた第１乾燥膜７５が、第２液滴８０の分散媒に再分散する。ここで、以下の要素を考慮することにより、第１乾燥膜７５を効率的に再分散させることができる。

第１乾燥膜７５の構成材料である微粒子の表面には、微粒子相互の凝集を防止するため、有機物等からなる保護層が設けられている。この保護層は、第１液滴から第１乾燥膜７５が成形された状態でも微粒子表面に残存している。なお、その第１乾燥膜７５を熱処理（アニール）して保護層を分解すれば、微粒子相互が凝集して電気配線が焼成される。そこで、第１乾燥膜７５を熱処理する前に第２液滴８０を配置することにより、第１乾燥膜７５を再分散させることができる。また、保護層の厚さが厚いほど、微粒子相互の凝集防止効果は高くなるので、保護層の厚い微粒子を採用することが望ましい。これにより、焼成温度は高くなるが、第１乾燥膜７５を効率的に再分散させることができる。

また、第１液滴を乾燥処理して第１乾燥膜７５を成形しても、第１乾燥膜７５の内部に第１液滴の分散媒が残留している場合がある。この残留分散媒によって第１乾燥膜７５は脆くなるが、第１乾燥膜７５を熱処理することによって除去される。そこで、第１乾燥膜７５を熱処理する前に第２液滴８０を配置することにより、第１乾燥膜７５を効率的に再分散させることができる。また、第１液滴の分散媒が高沸点の場合には、残留分散媒の発生確率が高くなるので、第１液滴に高沸点の分散媒を採用することが望ましい。これにより、焼成温度は高くなるが、第１乾燥膜７５を効率的に再分散させることができる。

また、第１乾燥膜７５の構成材料と基板４８とを同じ電荷に帯電させておくことにより、両者の密着性が弱くなって、第１乾燥膜７５を効率的に再分散させることができる。一般に、第１乾燥膜７５の構成材料である微粒子はマイナスに帯電しているので、基板４８をマイナスに帯電させておけばよい。基板４８を帯電させるには、自己組織化膜（ＳＡＭ膜）を利用することが望ましい。具体的な自己組織化膜として、Ｒ_ｎ−Ｓｉ−（Ｏ−Ｅｔ）_４−ｎで表されるシランカップリング剤を採用する。このエチル基が基板４８に吸着するので、基板４８上に単分子膜が形成される。そして、Ｒ部にカルボキシル基（−ＣＯＯ⁻）を採用すれば、基板４８の表面をマイナスに帯電させることができる。なお、微粒子がプラスの電荷を有する場合には、Ｒ部にアミノ基（−ＮＨ_３ ^＋）を採用することにより、基板表面をプラスに帯電させればよい。

なお本実施形態では、図１（ｃ）に示すように、長円状に形成された第１乾燥膜７５における一方の直線部分７５ａを利用して電気配線パターンを形成する。そして第２液滴８０は、その直線部分７５ａ以外の部分に配置する。しかしながら、第２液滴８０の位置がずれた場合や、第２液滴８０が大きく濡れ広がった場合などには、第２液滴８０が第１乾燥膜７５の直線部分７５ａに接触して、その直線部分７５ａが再分散されるおそれがある。そこで、第２液滴８０を配置する前に、利用すべき直線部分７５ａを熱処理しておくことが望ましい。なお、直線部分７５ａのみを精度よく熱処理するため、レーザ照射等により熱処理を行うことが望ましい。すると、直線部分７５ａにおける微粒子表面の保護膜が分解され、微粒子が凝集して電気配線が焼成される。また、直線部分７５ａにおける残留分散媒が除去される。これにより、第２液滴８０が直線部分７５ａに接触した場合でも、その直線部分７５ａが再分散されるのを防止することができる。

以上により、図１（ｃ）に示すように、基板４８上に第２液滴８０が配置されて、第１乾燥膜７５の一部が再分散される。

［再ピニング工程］
次に、図１（ｄ）に示すように、第２液滴８０の周縁部に第２乾燥膜８５を形成する（再ピニング工程）。その具体的な方法は、ピニング工程において第１乾燥膜７５を形成する方法と同様である。
ところで、上述した再分散工程では、第１乾燥膜７５の一部を第２液滴に再分散させている。そのため、再分散させた後の第２液滴の濃度は、基板上に吐出する前の第２液滴の濃度より高くなっている。この場合、形成される第２乾燥膜８５の線幅が、第１乾燥膜７５の線幅より広くなるおそれがある。そこで、基板上に吐出する前の第２液滴の濃度は、第１乾燥膜７５を第２液滴に再分散させた状態で所望の濃度となるように設定することが望ましい。特に、第１乾燥膜７５および第２乾燥膜８５の線幅を同一に形成するには、第１乾燥膜の一部を再分散させた状態における第２液滴の濃度が第１液滴の濃度と同等になるように、吐出前の第２液滴の濃度を設定すればよい。

以上により、図１（ｄ）に示すように、第１乾燥膜７５の直線部分７５ａおよび第２乾燥膜８５の直線部分８５ａからなる微細な電気配線パターンが形成される。特に本実施形態では、第１乾燥膜７５の一部を第２液滴に再分散して、第２液滴の周縁部に第２乾燥膜８５を形成するので、第１乾燥膜７５の直線部分７５ａと第２乾燥膜８５の直線部分８５ａとを近接配置することができる。これにより、狭ピッチの電気配線パターンを形成することが可能になる。これにともなって、電気配線パターンを有するデバイスを小型化することができる。

（液滴吐出装置）
上述した第１液滴および第２液滴を構成する液状体は、液滴吐出装置によって吐出する。図３は、液滴吐出装置の斜視図である。液滴吐出装置１０は、ベース１２、第１移動手段１４、第２移動手段１６、重量測定手段である電子天秤（不図示）、ヘッド２０、キャッピングユニット２２、およびクリーニングユニット２４を主として構成されている。第１移動手段１４および第２移動手段１６を含む液滴吐出装置１０の動作は、制御装置２３により制御されるようになっている。なお図３において、Ｘ方向はベース１２の左右方向であり、Ｙ方向は前後方向であり、Ｚ方向は上下方向である。

第１移動手段１４は、ガイドレール４０，４０をＹ軸方向に一致させて、ベース１２の上面に直接設置されている。この第１移動手段１４は、ガイドレール４０，４０に沿って移動可能なスライダ４２を有している。このスライダ４２の駆動手段として、例えばリニアモータを採用することができる。これにより、スライダ４２がＹ軸方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で位置決め可能とされている。

スライダ４２の上面にはモータ４４が固定され、モータ４４のロータにはテーブル４６が固定されている。このテーブル４６は、基板４８を保持しつつ位置決めするものである。すなわち、図示しない吸着保持手段を作動させることにより、テーブル４６の穴４６Ａを通して基板４８が吸着され、基板４８をテーブル４６上に保持することができる。また、モータ４４は、例えばダイレクトドライブモータである。このモータ４４に通電することにより、ロータとともにテーブル４６がθｚ方向に回転して、テーブル４６をインデックス（回転割り出し）することができるようになっている。なお、テーブル４６には、ヘッド２０が液状体を捨打ち、或いは試し打ち（予備吐出）するための予備吐出エリアが設けられている。

一方、ベース１２の後方には支柱１６Ａ、１６Ａが立設され、その支柱１６Ａ，１６Ａの上端部にコラム１６Ｂが架設されている。そして、そのコラム１６Ｂの前面に第２移動手段１６が設けられている。この第２移動手段１６は、Ｘ軸方向に沿って配置されたガイドレール６２Ａ，６２Ａを有し、またガイドレール６２Ａ，６２Ａに沿って移動可能なスライダ６０を有している。このスライダ６０の駆動手段として、例えばリニアモータを採用することができる。これにより、スライダ６０がＸ軸方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で位置決め可能とされている。

スライダ６０には、ヘッド２０が設けられている。ヘッド２０は、揺動位置決め手段としてのモータ６２，６４，６６，６８に接続されている。モータ６２は、ヘッド２０をＺ軸方向に移動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ６４は、ヘッド２０をＹ軸回りのβ方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ６６は、ヘッド２０をＸ軸回りのγ方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ６８は、ヘッド２０をＺ軸回りのα方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。

以上のように、基板４８はＹ方向に移動および位置決め可能とされ、θｚ方向に揺動および位置決め可能とされている。また、ヘッド２０はＸ，Ｚ方向に移動および位置決め可能とされ、α，β，γ方向に揺動および位置決め可能とされている。したがって、本実施形態の液滴吐出装置１０は、ヘッド２０のインク吐出面２０Ｐと、テーブル４６上の基板４８との相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールすることができるようになっている。

（インクジェットヘッド）
ここで、ヘッド２０の構造例について、図４を参照して説明する。図４は、インクジェットヘッドの側面断面図である。ヘッド２０は、液滴吐出方式により液状体２をノズル９１から吐出するものである。液滴吐出方式として、圧電体素子としてのピエゾ素子を用いて液状体を吐出させるピエゾ方式や、液状体を加熱して発生した泡（バブル）により液状体を吐出させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。このうちピエゾ方式は、液状体に熱を加えないため、材料の組成等に影響を与えないという利点を有する。そこで、図４のヘッド２０には、上述したピエゾ方式が採用されている。

ヘッド２０のヘッド本体９０には、リザーバ９５およびリザーバ９５から分岐された複数のインク室９３が形成されている。リザーバ９５は、各インク室９３に液状体２を供給するための流路になっている。また、ヘッド本体９０の下端面には、インク吐出面を構成するノズルプレートが装着されている。そのノズルプレートには、液状体２を吐出する複数のノズル９１が、各インク室９３に対応して開口されている。そして、各インク室９３から対応するノズル９１に向かって、インク流路が形成されている。一方、ヘッド本体９０の上端面には、振動板９４が装着されている。なお、振動板９４は各インク室９３の壁面を構成している。その振動板９４の外側には、各インク室９３に対応して、ピエゾ素子９２が設けられている。ピエゾ素子９２は、水晶等の圧電材料を一対の電極（不図示）で挟持したものである。その一対の電極は、駆動回路９９に接続されている。

そして、駆動回路９９からピエゾ素子９２に電圧を印加すると、ピエゾ素子９２が膨張変形または収縮変形する。ピエゾ素子９２が収縮変形すると、インク室９３の圧力が低下して、リザーバ９５からインク室９３に液状体２が流入する。またピエゾ素子９２が膨張変形すると、インク室９３の圧力が増加して、ノズル９１から液状体２が吐出される。なお、印加電圧を変化させることにより、ピエゾ素子９２の変形量を制御することができる。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９２の変形速度を制御することができる。すなわち、ピエゾ素子９２への印加電圧を制御することにより、液状体２の吐出条件を制御しうるようになっている。

一方、図３に示す液滴吐出装置は、キャッピングユニット２２およびクリーニングユニット２４を備えている。キャッピングユニット２２は、ヘッド２０におけるインク吐出面２０Ｐの乾燥を防止するため、液滴吐出装置１０の待機時にインク吐出面２０Ｐをキャッピングするものである。またクリーニングユニット２４は、ヘッド２０におけるノズルの目詰まりを取り除くため、ノズルの内部を吸引するものである。なおクリーニングユニット２４は、ヘッド２０におけるインク吐出面２０Ｐの汚れを取り除くため、インク吐出面２０Ｐのワイピングを行うことも可能である。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態につき、図５を用いて説明する。第２実施形態の膜形成方法では、まず図５（ａ）に示すように、基板４８上に第１液滴７０を吐出する（液滴吐出工程）。次に図５（ｂ）に示すように、第１液滴７０の周縁部に第１乾燥膜７５を形成する（ピニング工程）。次に図５（ｃ）に示すように、基板４８上に第２液滴８０を配置して、第１乾燥膜７５の一部を再分散させる（再分散工程）。そして、図５（ｄ）に示すように、第１乾燥膜７５の一部を第２液滴８０とともに除去する（液滴除去工程）。これにより、第１乾燥膜７５の残部からなる電気配線パターンを得ることができる。上記の各工程について以下に順次説明するが、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、第１実施形態と同様に、液滴吐出工程およびピニング工程を行う。
次に、再分散工程を行う。再分散工程では、図５（ｃ）に示すように、基板４８上に第２液滴８０を配置して、第１乾燥膜７５を再分散させる。第２液滴８０は、第１乾燥膜７５の形成材料を分散させ得る分散媒によって構成する。なお第２実施形態の膜形成方法では、第２液滴から第２乾燥膜を形成する再ピニング工程を有しない。そこで第２液滴８０には、第２乾燥膜の形成材料である導電性微粒子等を分散させる必要がない。したがって、第２液滴８０は上述した分散媒のみによって構成することが望ましい。この分散媒は、第１液滴の分散媒と同じ液体材料でもよいし、異なる液体材料でもよい。

上述した第１乾燥膜７５の所定部分のみを電気配線パターンとして利用する場合には、第１乾燥膜７５の一部を除去する必要がある。そこで第２液滴８０は、第１乾燥膜７５の除去部分を含むように配置する。なお第２液滴８０の形状は、図５（ｃ）に示すストライプ状に限られず、第１乾燥膜７５の除去部分を含む任意の形状とすればよい。また、第１乾燥膜７５の利用部分を熱処理した上で、第２液滴８０を配置することが望ましい。さらに、第１乾燥膜７５の利用部分を熱処理した上で、第１乾燥膜７５の全体を含むように第２液滴８０を配置してもよい。この場合、第１乾燥膜７５の利用部分は第２液滴８０に再分散されることがなく、それ以外の部分のみが再分散される。この構成によれば、第２液滴８０の位置精度を確保する必要がなくなり、再分散工程を簡略化することができる。

そして、図５（ｄ）に示すように、第２液滴８０を除去する（液滴除去工程）。第２液滴８０の除去は、基板４８を傾斜させる方法や、基板４８の表面に気体を吹き付ける方法などによって行うことができる。すると、第２液滴８０に再分散されていた第１乾燥膜７５が、第２液滴８０とともに除去される。
以上により、第１乾燥膜７５の残部からなる微細な電気配線パターンが形成される。

上述した第２実施形態の膜形成方法では、第１乾燥膜７５の除去部分を第２液滴８０に再分散させて除去する。この構成によれば、第１乾燥膜７５の利用部分を精度よく残して、それ以外の部分を精度よく除去することが可能になる。したがって、高精細な電気配線パターンを形成することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態につき、図６を用いて説明する。第２実施形態の膜形成方法では、まず図６（ａ）に示すように、基板４８上に第１液滴７０を吐出する（液滴吐出工程）。次に図６（ｂ）に示すように、第１液滴７０の周縁部に第１乾燥膜７５を形成する（ピニング工程）。次に図６（ｃ）に示すように、第１乾燥膜７５の利用部分（直線部分７５ａ）を熱処理する（熱処理工程）。次に図６（ｄ）に示すように、基板４８の全体を分散媒に浸漬して、第１乾燥膜７５の一部を再分散させる（再分散工程）。これにより、第１乾燥膜７５の残部（直線部分７５ａ）からなる電気配線パターンを得ることができる。上記の各工程について以下に順次説明するが、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態では、第１実施形態と同様に、液滴吐出工程およびピニング工程を行う。
そして第２実施形態では、次に熱処理工程を行う。熱処理工程では、図６（ｃ）に示すように、第１乾燥膜７５の利用部分である直線部分７５ａを熱処理する。なお、直線部分７５ａのみを精度よく熱処理するため、レーザ照射等により熱処理を行うことが望ましい。すると、直線部分７５ａにおける微粒子表面の保護膜が分解されて、微細配線が焼成される。また、直線部分７５ａにおける残留分散媒が除去される。これにより、直線部分７５ａが再分散されるのを防止することができる。

次に、図６（ｄ）に示すように、基板４８の全体を分散媒に浸漬して、第１乾燥膜７５を再分散させる（再分散工程）。まず、基板４８を浸漬し得る大きさの容器に、第１乾燥膜７５の構成材料を分散し得る分散媒を充填する。この分散媒は、第１液滴の分散媒と同じ液体材料でもよいし、異なる液体材料でもよい。そして、その分散媒に基板４８を浸漬する。すると、第１乾燥膜７５の直線部分７５ａ以外の部分が分散媒中に再分散され、熱処理された直線部分７５ａのみが基板４８上に残存する。
以上により、第１乾燥膜７５の直線部分７５ａからなる微細な電気配線パターンが形成される。

上述した第３実施形態の膜形成方法では、第１乾燥膜７５の利用部分を熱処理した上で、基板４８を分散媒に浸漬して、それ以外の部分を再分散させる。この構成によれば、第１乾燥膜の利用部分を精度よく残して、それ以外の部分を精度よく除去することが可能になる。特に第３実施形態では、このような第１乾燥膜７５のパターニングを簡単に行うことができるので、製造コストを低減することができる。
なお、第１乾燥膜の除去すべき部分を機械的に除去する場合には、残すべき部分の熱処理工程を省略することも可能である。この場合には、さらに製造コストを低減することができる。

［電気光学装置］
次に、各実施形態の膜形成方法を使用して製造した電気光学装置の一例である有機ＥＬ装置につき、図７を用いて説明する。

有機ＥＬ装置２００は、マトリクス状に配置された複数の画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂを備えている。基板２１０の表面には各画素領域を駆動する回路部２２０が形成され、その回路部２２０の表面には複数の画素電極２４０がマトリクス状に形成されている。なお各画素電極２４０の周囲には、電気絶縁性材料からなるバンク２４５が形成されている。陽極として機能する画素電極２４０の表面には、正孔注入層２５０および発光層２６０が順次形成されている。さらに、発光層２６０およびバンク２４５の表面全体に、電子注入層２７０および共通陰極２８０が形成されている。なお、基板２１０の端部に封止基板（不図示）が貼り合わされて、全体が密閉封止されている。

そして、各実施形態の膜形成方法を使用することにより、上述した有機ＥＬ装置２００を構成する各機能層をパターニングすることができる。このように高精細な機能層を備えることにより、小型で表示品質に優れた有機ＥＬ装置を提供することができる。

［電子機器］
次に、各実施形態の膜形成方法を使用して形成した電子機器につき、図８を用いて説明する。図８、携帯電話の斜視図である。図８において符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は表示部を示している。この携帯電話１０００は、各実施形態の膜形成方法を使用して形成した表示部１００１を備えている。したがって、小型で表示品質に優れた携帯電話１０００を低コストで提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。例えば、以上には分散質を分散媒に分散させた分散液を用いて膜を形成する場合を例にして説明したが、溶質を溶媒に溶解させた溶液を用いて膜を形成する場合にも本発明を適用することが可能である。また、以上には電気配線パターンを形成する場合を例にして説明したが、それ以外のパターンを形成する場合にも本発明を適用することが可能である。

２種類の液状体を作製して、乾燥膜の再分散性について実験を行った。
分散質としてＡｇ微粒子（焼成温度３００℃程度）を採用し、分散媒としてテトラデカン（沸点２５１℃程度）を採用して、液状体Ａを作製した。また、分散質としてＡｇ微粒子（焼成温度１２５℃程度）を採用し、分散媒として水（沸点１００℃程度）を採用して、液状体Ｂを作製した。そして、各液状体を基板上に吐出して第１液滴を形成し、その液滴の周縁部に第１乾燥膜を形成した（ピニング工程）。さらに、その乾燥膜の上に各液状体を吐出して第２液滴を配置し、乾燥膜の再分散性を調査した。

その結果、液状体Ａの場合には第１乾燥膜が第２液滴中に再分散したが、液状体Ｂの場合には第１乾燥膜が再分散しなかった。これは、液状体ＢではＡｇ微粒子の保護膜が薄く、第１乾燥膜におけるＡｇ微粒子相互の密着性が高くなっていたので、第２液滴中に再分散しなかったものと考えられる。また、液状体Ａでは分散媒の沸点が高く、第１乾燥膜に分散媒が残留してＡｇ微粒子相互の密着性が低くなっていたので、第２液滴中に再分散したものと考えられる。

第１実施形態の膜形成方法の説明図である。 代表的な液滴の乾燥過程を模式的に示す図である。 液滴吐出装置の斜視図である。 インクジェットヘッドの側面断面図である。 第２実施形態の膜形成方法の説明図である。 第３実施形態の膜形成方法の説明図である。 有機ＥＬ装置の側面断面図である。 携帯電話の斜視図である。

符号の説明

４８基板 ７０第１液滴 ７５第１乾燥膜 ８０第２液滴 ８５第２乾燥膜

Claims (9)

1. 基板上に第１液滴を配置する工程と、
   前記第１液滴の周縁部に、第１乾燥膜を形成する工程と、
   前記第１乾燥膜の一部を含むように第２液滴を配置して、前記第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させる工程と、
   前記第２液滴を除去して、前記第１乾燥膜の残部により所望の膜パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする膜形成方法。
2. 基板上に第１液滴を配置する工程と、
   前記第１液滴の周縁部に、第１乾燥膜を形成する工程と、
   前記第１乾燥膜の一部を含むように第２液滴を配置して、前記第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させる工程と、
   前記第２液滴の周縁部に、第２乾燥膜を形成して、前記第１乾燥膜の残部とともに所望の膜パターンを形成する工程と、を有し、
   前記第２液滴における前記第２乾燥膜の構成材料の濃度は、前記第１乾燥膜の一部を再分散または再溶解させた状態で所望の濃度となるように設定されていることを特徴とする膜形成方法。
3. 請求項１または請求項２記載の膜形成方法であって、
   前記第１乾燥膜は前記第１液滴が配置される領域の中央部から除去されて形成されることを特徴とする膜形成方法。
4. 請求項１または請求項２記載の膜形成方法であって、
   前記第１乾燥膜は前記第１液滴が配置される領域の中央部より周縁部に厚く形成されることを特徴とする膜形成方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の膜形成方法であって、
   前記第１乾燥膜を形成する工程の後に、前記第１乾燥膜の残部に相当する領域を熱処理することを特徴とする膜形成方法。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の膜形成方法であって、
   前記第１乾燥膜を形成する工程の前に、前記第１乾燥膜の構成材料と前記基板とを同じ電荷に帯電させておくことを特徴とする膜形成方法。
7. 請求項１に記載の膜形成方法であって、
   前記第２液滴は、前記第１乾燥膜の構成材料の分散媒または溶媒のみで構成されていることを特徴とする膜形成方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の膜形成方法を使用して、前記基板上に膜パターンを形成することを特徴とするデバイス製造方法。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の膜形成方法を使用して、前記基板上に電気配線を形成することを特徴とするデバイス製造方法。

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