KR100707265B1 - 패턴의 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간이하고 저비용의 장치 구성에 의해 박막을 패터닝할 수 있는 패턴의 형성 방법을 제공하는 것이다.

광에너지를 열에너지로 변환하는 광열 변환 재료를 함유하는 기재(1)상에 박막(2)을 설치하고, 기재(1)에 대해서 광을 조사하여, 광이 조사된 조사 영역에 대응하는 박막(2)을 제거함으로써 이 박막(2)을 패터닝한다.

패턴의 형성 방법, 배선 패턴의 형성 방법, 전기 광학 장치, 전자 기기

Description

패턴의 형성 방법{PATTERN FORMING METHOD}

도 1은 본 발명의 패턴의 형성 방법에 사용하는 패턴 형성 장치의 일실시 형태를 나타내는 개략 구성도.

도 2는 본 발명의 패턴의 형성 방법의 일실시 형태를 나타내는 모식도.

도 3은 본 발명의 패턴의 형성 방법의 다른 실시 형태를 나타내는 모식도.

도 4는 본 발명의 패턴의 형성 방법의 다른 실시 형태를 나타내는 모식도.

도 5는 본 발명에 의한 박막의 형성 순서의 일례를 나타내는 모식도.

도 6은 발명의 패턴의 형성 방법에 사용하는 패턴 형성 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 개략 구성도.

도 7은 본 발명의 배선 패턴의 형성 방법의 일실시 형태를 나타내는 모식도.

도 8은 본 발명의 배선 패턴의 형성 방법에 사용하는 토출 헤드를 나타내는 개략 구성도.

도 9는 본 발명의 배선 패턴의 형성 방법에 의해 형성된 배선 패턴을 갖는 전기 광학 장치의 일례를 나타내는 플라즈마 디스플레이의 분해 사시도.

도 10은 본 발명의 패턴의 형성 방법에 의해 형성된 박막을 사용하여 제조되 는 전기 광학 장치의 일례를 나타내는 도면으로서, 액정 표시 장치의 컬러 필터의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명의 패턴의 형성 방법에 의해 형성된 박막을 사용하여 제조되는 전기 광학 장치의 일례를 나타내는 도면으로서, 유기 EL 표시 장치를 나타내는 측단면도.

도 12는 본 발명의 전기 광학 장치를 갖는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면.

도 13은 본 발명에 의한 박막 패턴을 사용하여 마이크로 렌즈를 형성하는 순서를 나타내는 모식도.

도 14는 본 발명에 의한 박막 패턴을 사용하여 형성된 DNA 칩의 일실시 형태를 나타내는 모식도.

부호의 설명

1… 기재, 2… 박막(단분자막), 3… 제거 영역, 4… 광열 변환층, 11… 광원, 15… 마스크, 20… 토출 헤드

본 발명은 기재 상에 박막 패턴을 형성하는 패턴의 형성 방법, 및 그 박막 패턴을 사용한 배선 패턴의 형성 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

종래부터, 반도체 집적 회로 등의 미세한 배선 패턴을 갖는 디바이스의 제조 방법으로서, 포토리소그래피법이 많이 사용되고 있지만, 액적 토출법(잉크젯법)을 사용한 디바이스의 제조 방법이 주목되고 있다. 액적 토출법을 사용하여 미세한 배선 패턴을 형성하는 경우, 패턴 선폭의 정밀도를 높이기 위하여, 기재 상에 발액 영역과 친액 영역을 미리 패터닝하여 두고, 액적을 친액 영역에 선택적으로 배치하는 방법이 제안되어 있다. 하기 특허 문헌 1에는 화학 기상 증착법에 의해 기판상에 설치한 단분자막을 패터닝하는 기술이 개시되어 있다.

특허 문헌 1

특개 2000-282240호 공보

그런데, 상기 종래 기술에는 이하에서 설명하는 문제가 존재한다. 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 기술은 자외선이나 전자 빔을 조사하여 단분자막을 기판상으로부터 제거함으로써 패터닝하는 구성으로, 고가이고 대규모인 장치를 필요로 한다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 행하여진 것으로써, 간단하고 저비용의 장치 구성에 의해 박막을 패터닝할 수 있는 패턴의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그 박막을 사용하여 배선 패턴을 형성하는 배선 패턴의 형성 방법, 그 배선 패턴을 갖는 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 패턴의 형성 방법은 광에너지를 열에너지로 변환하는 광열 변환 재료를 함유하는 기재 상에 박막을 설치하고, 상기 기재에 대해서 광을 조사하여, 조사 영역에 대응하는 상기 기재 상의 상기 박막을 제거함으로써 그 박막을 패터닝하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 박막은 유기 박막, 단분자막, 및 광개시제를 함유하는 단량체 중 어느 것에 의해 구성 가능하다. 본 발명에 의하면, 기재 상에 광열 변환 재료를 설치함으로써, 조사된 광의 광에너지를 효율 좋게 열에너지로 변환하여, 그 열에너지를 박막에 공여할 수 있다. 그 때문에, 종래와 같은 전자 빔이나 자외선을 사용하지 않아도, 박막을 제거하기 위한 충분한 열에너지를 얻을 수 있다. 따라서, 사용하는 광조사 장치의 선택의 폭이 넓어, 고가이고 대규모의 광조사 장치를 사용하지 않아도, 충분한 열에너지로 기재 상으로부터 박막을 양호하게 제거하여 패터닝할 수 있다.

본 발명의 패턴의 형성 방법에서, 상기 광열 변환 재료를 함유하는 광열 변환층이 상기 기재 및 상기 박막과는 독립하여 설치되어 있는 구성을 채용하는 것도 가능하고, 상기 기재에, 상기 광열 변환 재료가 혼재되어 있는 구성을 채용하는 것도 가능하고, 어느 구성이라도, 조사한 광의 광에너지를 열에너지로 변환하여, 그 열에너지를 박막에 공여할 수 있다. 광열 변환층을 독립하여 설치하는 구성의 경우, 상기 광열 변환층은 상기 기재의 상기 박막이 설치된 한쪽의 면측에 설치되어 있는 구성을 채용하는 것도 가능하고, 상기 기재의 상기 박막이 설치되어 있지 않 는 다른쪽의 면측에 설치되어 있는 구성을 채용할 수도 있다. 상기 광열 변환층을, 상기 기재의 상기 박막이 설치된 한쪽의 면측에 설치하는 구성의 경우, 특히, 그 광열 변환층을, 상기 기재와 상기 박막 사이에 설치하여 박막을 외부에 대해서 개방 상태(노출 상태)로 둠으로써, 박막을 외부로 원활히 방출할 수 있다.

본 발명의 패턴의 형성 방법에서, 상기 기재의 상기 박막이 설치된 한쪽의 면측으로부터 상기 광을 조사하는 구성을 채용할 수도 있고, 상기 기재의 상기 박막이 설치되어 있지 않는 다른쪽의 면측으로부터 상기 광을 조사하는 구성을 채용할 수도 있다. 한쪽의 면측으로부터 광을 조사하는 경우, 기재를 통하지 않고 박막 혹은 광열 변환층에 광을 조사할 수 있으므로, 예를 들어 기재를 통함에 기인하는 광의 회절이나 산란에 의한 광조사 위치의 흔들림 등의 발생을 없게 하여, 소망한 위치에 광을 조사하여 소망한 패턴으로 박막을 패터닝할 수 있다. 또한, 다른쪽의 면측으로부터 광을 조사하는 경우, 기재와 박막 사이에 광열 변환층을 설치하여 둠으로써, 광을 기재를 통하여 광열 변환층에 대해서 직접적으로 조사할 수 있어, 광에너지를 열에너지로 효율 좋게 변환하여, 그 열에너지를 박막에 공여할 수 있다. 이 경우, 열에너지가 공여된 박막의 일부는 외부로 원활히 방출된다.

또한, 본 발명의 패턴의 형성 방법에서, 상기 박막에 따라서, 상기 한쪽의 면측 및 다른쪽의 면측의 어느 쪽으로부터 상기 광을 조사하는가를 결정하여도 좋다. 예를 들어 조사하는 광의 파장에 대해서 박막이 그 파장의 광을 흡수하는 재료의 경우로서, 박막의 하층측에 광열 변환층이 설치된 구성의 경우, 박막의 상층측으로부터 박막에 직접적으로 광을 조사하면, 그 광이 박막에 흡수되어 하층측의 광열 변환층에 이르지 않는 단점이 생길 가능성이 있다.

그래서, 그러한 경우에는 박막의 하층측(기재의 이면측)으로부터 광을 조사하도록 결정하면 좋다.

본 발명의 패턴의 형성 방법에서, 상기 광은 레이저광이고, 상기 광열 변환 재료에 따른 파장을 갖는 광을 조사하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 광열 변환 재료에 조사한 광에너지를 효율 좋게 열에너지로 변환할 수 있다. 특히, 광으로서 적외선 레이저광을 사용함으로써, 비교적 염가의 장치 구성으로 할 수 있다.

본 발명의 패턴의 형성 방법에서, 소정의 패턴을 갖는 마스크를 통하여, 상기 광을 상기 기재에 조사하는 구성을 채용할 수 있다. 이것에 의해, 조사하는 광의 광속 지름 이하의 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있다. 한편, 상기 광에 대해서 상기 기재를 상대 이동시키면서 조사를 행하는 구성을 채용할 수도 있다. 즉, 조사하는 광(레이저광)과 기재를 상대 이동하여 박막 패턴을 묘화하여도 좋고, 이 구성에 의하면 마스크를 제조하는 공정을 생략할 수 있다.

본 발명의 배선 패턴의 형성 방법은 상기 기재의 패턴의 형성 방법에 의해 형성된 박막 패턴을 갖는 상기 기재 상에 배선 패턴 형성용 재료를 함유하는 액적을 배치시켜, 배선 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 액적 토출법에 의거하여, 소비하는 재료의 낭비를 억제하면서, 미세한 배선 패턴을 양호하게 형성할 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치는 상기 기재의 배선 패턴의 형성 방법에 의해 형 성된 배선 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 전자 기기는 상기 기재의 전기 광학 장치를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 액적 토출법에 의하여 형성된 미세한 배선 패턴을 갖고, 소망한 성능을 발휘할 수 있는 전기 광학 장치 및 그것을 갖는 전기 기기를 제공할 수 있다. 또한, 전기 광학 장치로는 액정 표시 장치, 유기 EL(일렉트로루미네선스) 표시 장치, 및 플라즈마 표시 장치 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 패턴의 형성 방법에 의해 형성된 박막 패턴을 사용하여, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마 표시 장치, 마이크로 렌즈, 및 DNA 칩 등의 각각의 각 구성 요소를 형성할 수도 있다.

상술한 액적 토출법은 토출 헤드를 구비한 액적 토출 장치를 사용하여 실현되며, 그 액적 토출 장치는 잉크젯 헤드를 구비한 잉크젯 장치를 포함한다. 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드는 잉크젯법에 의해 기능액을 함유하는 액상체 재료의 액적을 정량적으로 토출 가능하고, 예를 들어 1도트당 1~300나노그램의 액상체 재료를 정량적으로 단속적으로 적하 가능한 장치이다. 또한, 액적 토출 장치로는 디스펜서 장치라도 좋다.

액상체 재료란 액적 토출 장치의 토출 헤드의 토출 노즐로부터 토출 가능(적하 가능)한 점도를 구비한 매체를 말한다. 수성이던 유성이던 상관없다. 토출 노즐 등으로부터 토출 가능한 유동성(점도)을 구비하고 있으면 충분하고, 고체 물질이 혼입되어 있어도 전체로서 유동체이면 좋다. 또한, 액상체 재료에 함유되는 재료는 융점 이상으로 가열되어 용해된 것이라도, 용매 중에 미립자로서 교반된 것 이라도 좋고, 용매 외에 염료나 안료 기타의 기능성 재료를 첨가한 것이라도 좋다.

또한, 상기 기능액이란 기능성 재료를 함유하는 액상체 재료로서, 기재 상에 배치됨으로써 소정의 기능을 발휘하는 것이다. 기능성 재료로는 컬러 필터를 포함하는 액정 표시 장치를 형성하기 위한 액정 표시 장치 형성용 재료, 유기 EL(일렉트로루미네선스) 표시 장치를 형성하기 위한 유기 EL 표시 장치 형성용 재료, 플라즈마 표시 장치를 형성하기 위한 플라즈마 표시 장치 형성용 재료, 및 전력을 유통하는 배선 패턴을 형성하기 위한 금속을 포함하는 배선 패턴 형성용 재료 등을 들 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

<박막 패턴의 형성 방법>

이하, 본 발명의 패턴의 형성 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 박막 패턴의 형성 방법에 사용되는 패턴 형성 장치의 일실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1에서, 패턴 형성 장치(10)는 소정의 파장을 갖는 레이저 광속을 사출하는 레이저 광원(11)과, 처리 대상인 기재(1)를 지지하는 스테이지(12)를 구비하고 있다. 기재(1)의 상면에는 광열 변환층(4)이 설치되고, 그 광열 변환층(4)의 상층에는 박막(2)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는 레이저 광원(11)으로서 근적외 반도체 레이저(파장 830nm)가 사용된다.

여기서, 이하의 설명에서, 수평면 내에서의 소정 방향을 X축 방향, 수평면 내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 및 Y축의 각각에 직교하는 방향(연직 방향)을 Z축 방향으로 한다.

스테이지(12)는 기재(1)를 지지한 상태에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고, 기재(1)는 스테이지(12)의 이동에 의해 광원(11)으로부터 사출된 광속에 대해서 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 스테이지(12)는 Z축 방향으로도 이동 가능하게 되어 있다. 여기서, 광원(11)과 스테이지(12)에 지지된 기재(1) 사이에는 도시하지 않은 광학계가 배치되어 있다.

기재(1)를 지지한 스테이지(12)는 Z축 방향으로 이동함으로써, 상기 광학계의 초점에 대한 기재(1)의 위치를 조정 가능하게 되어 있다. 또한, 광원(11)으로부터 사출된 광속은 스테이지(12)에 지지되어 있는 기재(1)(박막(2) 및 광열 변환층(4))을 조사하도록 되어 있다.

기재(1)의 예로는 유리 기판이나 투명성 고분자 등을 사용할 수 있다. 투명성 고분자로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리설폰 등을 들 수 있다. 투명성 고분자에 의해 기재(1)를 형성한 경우, 그 두께는 10~500㎛인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 예를 들어, 기재(1)를 띠 형상으로 형성하여 롤 형상으로 감을 수 있고, 회전 드럼 등에 유지시키면서 반송(이동)할 수도 있다.

또한, 여기에서는 기재(1)를 XY 방향으로 병진 이동하는 스테이지(12)에 지지시키고 있지만, 기재(1)를 회전 드럼에 유지시키는 경우, 회전 드럼은 수평 병진 방향(주사 방향, X 방향), 회전 방향(Y 방향), 및 연직 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하다.

광열 변환층(4)은 기재(1) 및 박막(2)와는 독립적으로 설치되어 있고, 본 실 시 형태에서는 기재(1)의 박막(2)이 설치된 표면측, 구체적으로는 기재(1)와 박막(2) 사이에 설치되어 있다. 광열 변환층(4)은 광에너지를 열에너지로 변환하는 광열 변환 재료를 함유하는 층이다. 광열 변환층(4)을 구성하는 광열 변환 재료로는 공지의 것을 사용할 수 있고, 레이저광을 효율적으로 열로 변환할 수 있는 재료이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 알루미늄, 그 산화물 및/또는 그 황화물로 이루어지는 금속층이나, 카본 블랙, 흑연 또는 적외선 흡수 색소 등이 첨가된 고분자로 이루어지는 유기층 등을 들 수 있다. 적외선 흡수 색소로는 안트라퀴논계, 디티올니켈 착체계, 시아닌계, 아조 코발트 착체계, 디암모늄계, 스크와리륨계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계 등을 들 수 있다. 또한, 에폭시 수지 등의 합성 수지를 바인더로 하여, 그 바인더 수지에 상기 광열 변환 재료를 용해 또는 분산하여 기재(1)상에 설치하도록 해도 좋다. 또한, 바인더에 용해 또는 분산시키지 않고, 상기 광열 변환 재료를 기재(1)상에 설치하는 것도 물론 가능하다.

광열 변환층(4)으로서 상기 금속층을 사용하는 경우에는 진공 증착법, 전자 빔 증착법, 또는 스퍼터링을 이용하여 기재(1)상에 형성할 수 있다. 광열 변환층(4)으로서 상기 유기층을 사용하는 경우에는 일반적인 필름 코팅 방법, 예를 들어, 압출 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 그라비아 코팅 방법, 리버스 롤 코팅 방법, 로드 코팅 방법, 마이크로 그라비아 코팅 방법, 나이프 코팅 방법 등에 의해 기재(1)상에 형성할 수 있다.

박막(2)은 유기 박막에 의해 구성되어 있고, 광열 변환층(4)(기재(1))상에, 예를 들어 화학 기상 증착법, 침지법, 증착법, 스핀 캐스트법, 화학 흡착법, 자기 조직막 형성법 등에 의해 형성 가능하다. 본 실시 형태에서, 유기 박막(2)은 플루오로알킬실란(FAS)으로 이루어지는 단분자막에 의해 구성되어 있다. 또한, 단분자막을 형성하는 재료로는 예를 들어 계면 활성제로 사용되는 옥타데실아민 등을 들 수 있다.

또한, 박막(2)의 형성 방법으로는 일반적인 필름 코팅 방법, 예를 들어, 압출 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 그라비아 코팅 방법, 리버스 롤 코팅 방법, 로드 코팅 방법, 마이크로 그라비아 코팅 방법 등에 의해, 광열 변환층(4)(기재(1))상에 형성할 수 있다. 이 경우의 박막(2)의 코팅 방법에서는 기재(1)의 표면에 대전한 정전기를 제전하여 박막 형성용 기능액을 균일하게 기재(1)에 형성하는 것이 바람직하고, 각 방법에 사용되는 장치에는 제전 장치가 부착되어 있는 것이 바람직하다.

다음에, 도 2를 참조하면서 패턴의 형성 순서에 대해서 설명한다. 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 기재(1)의 박막(2)이 설치된 상면(표면)측으로부터, 소정의 광속 지름을 갖는 레이저 광속이 조사된다. 레이저 광속이 조사됨으로써, 그 조사 위치에 대응하는 기재(1) 및 기재(1)상의 광열 변환층(4)이 가열된다. 광열 변환층(4)은 조사된 레이저 광속을 흡수하여, 그 광에너지를 열에너지로 변환한다. 광열 변환층(4)에서 생성된 열에너지는 그 광열 변환층(4)과 인접하는 박막(2)의 일부를 기화 혹은 분해하여, 기재(1)상으로부터 선택적으로 제거한다. 이것에 의해, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 광이 조사된 조사 영역(조사 위치)에 대응하는 박막(2)의 일부가 기재(1)로부터 제거되어, 박막(2)이 패터닝된다.

광을 조사함으로써, 박막(2)이 제거된 제거 영역(3)에서 광열 변환층(4)(또한, 후술하는 도 4의 실시 형태에서는 기재(1))이 노출한다. 여기서, 박막(2)을 광열 변환층(4)(기재(1))상에 형성하기 전에, 광열 변환층(4)(기재(1))에 대해서 친액화 처리를 실시하여 둠으로써, 광조사함으로써, 친액성을 갖는 광열 변환층(4)(기재(1))이 노출하게 된다.

또한, 친액화 처리로는 자외선(UV) 조사 처리, O₂ 플라즈마 처리 등을 들 수 있다. 또한, FAS로 이루어지는 박막(단분자막)(2)은 발액성을 갖기 때문에, 박막(2)이 패터닝됨으로써, 기재(1)상에는 발액 영역과 친액 영역이 형성된다.

이 때, 조사하는 레이저 광속에 대해서 스테이지(12)를 XY 평면을 따라 이동함으로써, 그 스테이지(12)의 이동 궤적에 따른 제거 영역(3)이 묘화된다. 이렇게 해서, 기재(1)에 박막 패턴이 형성된다.

이상 설명한 바와 같이, 기재(1)상에 광열 변환 재료를 함유하는 광열 변환층(4)을 설치함으로써, 조사된 광의 광에너지를 효율 좋게 열에너지로 변환하여, 그 열에너지를 박막(2)에 공여할 수 있다. 그 때문에, 종래와 같은 전자 빔이나 자외선을 사용하지 않아도, 박막(2)을 제거하기 위한 충분한 열에너지를 그 박막(2)에 공여할 수 있다.

따라서, 사용하는 광조사 장치의 선택의 폭이 넓어져서, 고가이고 대규모인 광조사 장치를 사용하지 않아도, 충분한 열에너지로 기재(1)상에서 박막(2)을 양호하게 제거하여 패터닝할 수 있다.

또한, 박막(2)이 광개시제를 함유하는 단량체에 의해 형성되어도 좋다. 단량체는 레이저 광속의 조사에 의해 기재(1)상으로부터 제거 가능하다. 따라서, 광개시제 및 단량체를 함유하는 도포액(기능액)을 기재(1)상에 도포하고, 레이저 광조사에 의해서 박막 패턴 형성 후, 광개시제에 따른 광조사에 의해 중합(광경화)함으로써, 패터닝된 박막(2)을 형성할 수 있다. 또한, 광개시제 및 단량체를 함유하는 도포액은 상술한 바와 같은 일반적인 필름 코팅 방법(스핀 코팅 방법, 그라비아 코팅 방법, 리버스 롤 코팅 방법, 로드 코팅 방법, 마이크로 그라비아 코팅 방법 등)에 의해 광열 변환층(4)(기재(1))상에 도포할 수 있다.

또한, 유기 박막(2)을 형성하는 화합물은 일부에 기재(1)(광열 변환층(4))와 화학적 상호작용(수소 결합, 정전 상호작용, 산염기 상호작용, 소수성 상호작용, 공유결합 등)을 하는 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 관능기로는 카복실기, 아미노기, 하이드록실기, 티올기, 이소시아네이트기, 알데히드기, 케톤기, 아미드기, 이미드기 등을 들 수 있다. 또는 알콕시기, 할로겐기, 알킬기, 아미노기를 갖는 규소기 등이라도 좋다. 또한 암모늄기, 피리디늄기 등의 이온성기라도 좋다.

또한, 유기 박막(2)과 기재(1)(광열 변환층(4))의 상호작용에는 열로 용이하게 절단할 수 있는 수소 결합이나 산염기 상호작용 등의 비교적 약한 상호작용이 바람직하다. 또한, 유기 박막(2)을 형성하는 면에 대해서, 상호작용을 형성하기 위해서, 상술한 바와 같은 자외선(UV)조사 처리, O₂ 플라즈마 처리, 산처리, 알칼리 처리 등의 친액화 처리를 행하는 것이 바람직하다.

또한 본 실시 형태에서는 기재(1)를 지지한 스테이지(12)를 이동함으로써 제거 영역(3)을 기재(1)상에 묘화하고 있지만, 물론, 기재(1)를 정지한 상태에서 조사하는 광속을 이동하여도 좋고, 기재(1)와 광속의 쌍방을 이동하여도 좋다. 또한, 기재(1)를 이동하는 경우, 스테이지(12)에서 XY 평면내를 이동하는 구성 외에, 상술한 바와 같이 회전 드럼에 유지시킨 상태에서 이동하는 구성도 가능하다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 광열 변환층(4)을 기재(1)와 박막(2) 사이에 설치한 경우에서, 기재(1)의 박막(2)이 설치되어 있지 않은 이면측으로부터, 기재(1)에 대해서 광속을 조사하여도 좋다. 이 경우, 기재(1)는 광속을 투과 가능한 투명 재료로 형성되어 있다. 이렇게 함으로써, 광을 기재(1)를 통하여 광열 변환층(4)에 직접적으로 조사할 수 있어, 광열 변환층(4)은 조사된 광의 광에너지를 열에너지로 원활히 변환하여, 인접하는 박막(2)의 조사 영역(조사 위치)에 대응한 일부를 제거하여 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 광열 변환층(4)을 기재(1)와 박막(2) 사이에 설치하여 박막(2)을 외부에 대해서 개방 상태(노출 상태)로 하여 둠으로써, 광조사 영역에 대응하는 박막(2)의 일부는 외부로 원활히 방출된다.

또한, 기재(1)의 이면측으로부터 기재(1)를 통하여 광열 변환층(4)에 광을 조사하는 구성의 경우, 광은 기재(1)를 통과할 때에 산란(회절)할 가능성이 있기 때문에, 그 산란 상태를 미리 계측하여 두고, 광열 변환층(4)의 소망 위치에 광이 조사되도록, 상기 계측 결과에 의거하여 조사 조건을 조정하면서 기재(1)의 이면측으로부터 광을 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 기재(1)의 표면측 및 이면측의 쌍방으로부터 광을 조사해도 상관없다.

또한, 박막(2)의 특성(재료 특성)에 따라, 기재(1)의 표면측 및 이면측중 어느 쪽으로부터 광을 조사하는가를 결정하여도 좋다. 예를 들어 조사하는 광의 파장에 대해서 박막(2)이 그 파장의 광을 흡수하는 재료의 경우, 도 2에 나타내는 바와 같이 표면측으로부터 광을 조사하면, 그 광이 박막(2)에 흡수되어 하층측의 광열 변환층(4)에 도달하지 않는 단점이 생길 가능성이 있다. 그래서, 그러한 경우에는 기재(1)의 이면측으로부터 광을 조사하도록 결정하면 좋다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 광열 변환층(4)을, 기재(1)의 박막(2)이 설치되어 있지 않은 이면측에 설치하는 구성을 채용할 수도 있다. 이 경우, 광은 기재(1)의 이면측(광열 변환층(4)이 설치된 면측)으로부터 조사하는 것이 바람직하다. 이때, 광열 변환층(4)으로부터 발생한 열에너지를 표면측에 설치한 박막(2)에 양호하게 전달하기 위해서, 기재(1)는 그 두께 및 재료를 최적으로 선택한다. 또한, 광열 변환층(4)을 기재(1)의 표면측 및 이면측의 쌍방에 설치하여도 좋다.

또한, 상기 각 실시 형태 중, 예를 들어 도 3을 참조하여 설명한 실시 형태에서는 기재(1)로서 투명한 것이 사용되지만, 도 2나 도 4를 참조하여 설명한 실시 형태에서는 기재(1)는 불투명한 것이라도 좋고, 도 4를 참조하여 설명한 실시 형태에서는 기재(1)는 불투명하여도 양호한 열전도성을 갖는 것이면 좋다.

또한, 도 1~도 4를 참조하여 설명한 실시 형태에서는 광열 변환 재료는 기재(1) 및 박막(2)과는 독립한 층(광열 변환층(4))에 설치되어 있지만, 기재(1)에 광열 변환 재료를 혼재시키는 구성도 가능하고, 박막(2)에 광열 변환 재료를 혼재시키는 구성도 가능하다. 이러한 구성이라도, 조사한 레이저광의 광에너지를 열에너 지로 변환하여, 그 열에너지를 박막(2)에 공여할 수 있다. 또한, 광열 변환 재료가 혼재된 기재(1)에, 그것과는 별도로 광열 변환층(4)을 설치하여도 좋다.

한편, 광열 변환 재료를 함유하는 광열 변환층(4)과 박막(2)을 별개로 설치한 경우, 광을 조사후도 기재(1)상에 광열 변환층(4)이 잔존하는 경우가 있지만, 예를 들어 광열 변환층(4)이 잔존하는 제거 영역(3)에, 열처리 또는 광처리에 의해 도전성을 발현하는 재료를 함유하는 기능액을 배치하고, 기재(1)의 이면측으로부터 광열 변환층(4)에 광을 조사함으로써, 광열 변환층(4)으로부터 발생하는 열에 의해 상기 재료에 도전성을 발현시킬 수 있다. 여기서, 열처리 또는 광처리에 의해 도전성을 발현하는 재료로는 후술하는 유기은 화합물 등을 들 수 있다.

광열 변환층(4)을 설치한 경우, 광열 변환 재료에 따른 파장을 갖는 광을 조사하는 것이 바람직하다. 즉, 사용하는 광열 변환 재료에 따라 양호하게 흡수하는 광의 파장 대역은 다르기 때문에, 광변환 재료에 따른 파장을 갖는 광을 조사함으로써, 광에너지를 열에너지로 효율 좋게 변환할 수 있다. 환언하면, 조사하는 광에 따라 사용하는 광열 변환 재료를 선택한다. 본 실시 형태에서는 레이저 광원으로서 근적외 반도체 레이저(파장 830nm)을 사용하고 있기 때문에, 광열 변환 재료로는 적외선~가시광선 영역의 광을 흡수하는 성질을 갖고 있는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 광열 변환층(4)이 기재(1)와 박막(2) 사이에 설치되어 있는 경우에는 광열 변환층(4)과 박막(2) 사이에, 기재(1)상에 박막(2)이 형성되어 있는 경우에는 기재(1)와 박막(2) 사이에, 광을 조사함으로써 혹은 가열함으로써 가스를 발생하는 가스 발생 재료를 함유하는 가스 발생층을 설치하여도 좋다. 가스 발생 재료는 광을 흡수하거나 광에너지로부터 변환된 열에너지를 흡수하면, 분해 반응을 일으켜 질소 가스나 수소 가스 등을 방출하는 것으로, 발생한 가스에 의해 박막(2)을 제거하는 에너지를 제공하는 역할을 갖는다. 이러한 가스 발생 재료로는 4질산펜타에리트리톨(pentaerythritoltetranitrate: PETN) 및 트리니트로톨루엔(화약)(trinitro toluene: TNT)로 되는 군으로부터 선택된 적어도 한개의 물질 등을 들 수 있다.

또한, 광열 변환층(4)과 박막(2) 사이에, 광열 변환층(4)의 광열 변환 작용을 균일화하기 위한 중간층을 설치할 수 있다. 이러한 중간층 형성 재료로는 상기 요건을 만족할 수 있는 수지 재료를 들 수 있다. 이러한 중간층은 소정의 조성을 갖는 수지 조성물을 예를 들어 스핀 코팅 방법, 그라비아 코팅 방법, 다이 코팅법 등의 공지의 코팅 방법에 의하여 광열 변환층(4)의 표면에 도포하고, 건조시킴으로써 형성 가능하다. 레이저 광속이 조사되면, 광열 변환층(4)의 작용에 의해, 광에너지가 열에너지로 변환되고, 이 열에너지가 중간층의 작용에 의해 균일화된다. 따라서, 광조사 영역에 해당하는 부분의 박막(2)에는 균일한 열에너지가 공여된다.

다음에, 박막(단분자막)(2)의 형성 방법의 일례로서 자기 조직화막 형성법에 대해서 설명한다. 자기 조직막 형성법에서는 기재(1)의 표면에 유기 분자막 등으로 이루어지는 자기 조직화막을 형성한다. 유기 분자막은 기재(1)에 결합 가능한 관능기와, 그 반대측에 친액기 혹은 발액기라는 기재(1)의 표면성을 개질하는(표면 에너지를 제어하는) 관능기와, 이들 관능기를 연결하는 탄소의 직쇄 혹은 일부 분 기한 탄소쇄를 구비하고 있고, 기재(1)에 결합하여 자기 조직화하여 분자막, 예를 들어 단분자막을 형성한다.

여기서, 자기 조직화막(자기 조직화 단분자막: SAM(Self Assembled Monolayer))이란, 기재의 하지층 등의 구성원자와 반응 가능한 결합성 관능기와 그 이외의 직쇄 분자로 이루어지며, 직쇄 분자의 상호작용에 의해 매우 높은 배향성을 갖는 화합물을 배향시켜 형성된 막이다. 이 자기 조직화막은 단분자를 배향시켜 형성되어 있으므로, 매우 막두께를 얇게 할 수 있고, 또한 분자 레벨로 균일한 막으로 된다. 즉, 막의 표면에 같은 분자가 위치하기 때문에, 막의 표면에 균일하고 또한 우수한 발액성이나 친액성을 부여할 수 있다.

상기의 높은 배향성을 갖는 화합물로서, 상기 플루오로 알킬실란(FAS)을 사용함으로써, 막의 표면에 플루오로 알킬기가 위치하도록 각 화합물이 배향되어 자기 조직화막이 형성되어, 막의 표면에 균일한 발액성이 부여된다. 이러한 자기 조직화막을 형성하는 화합물인 FAS로는 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실트리에톡시실란, 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실 트리메톡시실란, 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실트리클로로실란, 트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로옥틸트리에톡시실란, 트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로옥틸트리클로로실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란 등의 플루오로 알킬실란 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 사용하여도 좋고 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다. 또한, FAS를 사용함으로써 기판과의 밀착성과 양호한 발액성을 얻을 수 있다.

FAS는 일반적으로 구조식 R_n-Si-X_(4-n)로 표시된다. 여기서 n은 1이상 3이하의 정수를 나타내며, X는 메톡시기, 에톡시기, 할로겐 원자 등의 가수 분해기이다. 또 R은 플루오로 알킬기이고, (CF₃)(CF₂)_x(CH₂)_y의(여기서 x는 0이상 10이하의 정수를, y는 0이상 4이하의 정수를 나타냄) 구조를 갖고, 복수개의 R 또는 X가 Si에 결합되어 있는 경우에는 R 또는 X는 각각 모두 같아도 달라도 좋다. X로 표시되는 가수 분해기는 가수분해에 의해 실라놀을 형성하여, 기판(유리, 실리콘)의 하지의 하이드록실기와 반응하여 실록산 결합으로 기판과 결합된다.

한편, R은 표면에 (CF₃) 등의 플루오로기를 갖기 때문에, 기판의 하지 표면을 젖지 않는(표면 에너지가 낮은) 표면으로 개질한다.

도 5는 기재(1)(광열 변환층(4))상에 FAS로 이루어지는 자기 조직화막(FAS 막)을 형성하는 FAS 처리 장치(40)의 개략 구성도이다. FAS 처리 장치(40)는 기재(1)(광열 변환층(4))에 FAS로 이루어지는 자기 조직화막을 형성한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, FAS 처리 장치(40)는 챔버(41)와, 챔버(41)내에 설치되고, 기재(1)를 유지하는 홀더(42)와, 액상 상태의 FAS(액체 FAS)을 수용하는 용기(43)를 구비하고 있다. 또한, 실온 환경하에서, 챔버(41)내에 기재(1)와 액체 FAS를 수용한 용기(43)를 방치하여 둠으로써, 용기(43)내의 액체 FAS가 용기(43)의 개구부(43a)로부터 챔버(41)로 기상으로 되어 방출되어, 예를 들어 2~3일 정도에서, 기재(1)(광열 변환층(4))상에 FAS로 이루어지는 자기 조직화막이 성막된다. 또한, 챔버(41) 전체를 100℃정도로 유지함으로써, 3시간 정도에서 기재(1)(광열 변환층(4)) 상에 자기 조직화막이 성막된다. 또한 여기에서는 기상으로부터의 형성법을 설명했지만, 액상으로부터도 자기 조직화막을 형성할 수 있다. 예를 들어, 원료 화합물을 함유하는 용액중에 기재(1)를 침적하고, 세정, 건조함으로써 기재(1)상에 자기 조직화막이 형성된다.

또한, 발액성 막으로는 플라즈마 처리법에 의해 형성한 불화 중합막이라도 좋다.

플라즈마 처리법에서는 상압 또는 진공중에서 기판에 대해서 플라즈마 조사를 행한다. 플라즈마 처리에 사용하는 가스종은 배선 패턴을 형성해야 할 기재(1)의 표면 재질 등을 고려하여 여러 가지 선택할 수 있다. 처리 가스의 예로는 4불화메탄, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로데칸 등을 예시할 수 있다.

도 6은 FAS 처리가 실시된 기재(1)에 대해서, 소정의 패턴을 갖는 마스크(15)를 통하여 적외선 레이저광을 조사하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 박막 패턴을 형성할 때, 형성하려고 하는 박막 패턴에 따른 패턴을 갖는 마스크(15)에 대해서 광속을 조사하여, 마스크(15)를 통과한 광을 광열 변환층(4)을 갖는 기재(1)에 조사하여도 좋다. 도 6에서, 마스크(15)는 스테이지(12)에 지지된 기재(1)상의 박막(2)에 밀착하도록 배치되어 있다. 광원(11)으로부터 사출된 광속은 마스크(15)를 조명한다. 마스크(15)를 통과한 광은 스테이지(12)에 지지되어 있는 기재(1)를 조사한다. 그 조사된 광에 의거하여 발생하는 열에 의해 박막(2)의 일부가 제거되어, 박막 패턴이 형성된다. 마스크(15)를 사용함으로써, 레이저 광원(11)으로부터 사출된 광속의 지름보다 미세한 박막 패턴을 형성할 수 있다. 한편, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 광속과 기재(1)를 상대 이동하면서 박막 패턴(제거 영역(3))을 묘화함으로써 마스크(15)를 제조하는 수고를 생략할 수 있다.

또한, 도 6에 나타내는 예에서는, 마스크(15)와 기재(1)를 밀착한 상태에서, 마스크(15)에 대해서 광을 조사하고 있지만, 마스크(15)와 기재(1)를 떨어진 상태에서 마스크(15)에 광을 조사하여, 그 마스크(15)를 통과한 광을 기재(1)에 조사하여도 좋다.

<실시예>

기재(1)로서, 입경 20nm의 카본 블랙을 분산한 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)제 시트를 준비하고, 그 시트에 자외광(파장 172nm)을 조사하여 광세정하는 동시에 친액성을 부여했다. 자외광은 시트 표면 부근에서 흡수되어, 광조사한 측의 면만 친액화되기 때문에, 시트 자체의 물성은 변하지 않는다. 단분자막을 형성하는 재료로서, 발액성을 갖는 옥타데실아민을 준비했다. 옥타데실아민을 헥사데칸 용액(0.1wt％)에 실온에서 2분간 침지하여 단분자막을 형성한다. 폴리4불화 에틸렌제의 용기 내에, 상기 화합물을 넣은 병과 시트를 배치하여 감압하고, 용기 전체의 온도를 80도까지 올리고, 1시간 유지했다. 그 결과, 옥타데실아민이 증발하여, 시트상에 화학 기상 증착하여, 유기 박막(2)을 형성했다. 또한, 그 시트를 회전 드럼에 유지시키고, 회전 드럼을 50rpm로 회전하면서, 시트에 대해서 출력 11W의 근적외 반도체 레이저 장치로부터 파장 830nm의 레이저광을 조사했다. 또한, 그 광조사 영역에 대응하는 영역의 유기 박막(2)이 제거되었는가 여부를, 물에 대 한 접촉각을 측정함으로써 확인했다. 광조사 전의 시트의 물에 대한 접촉각은 90도 이었지만, 광조사 후의 접촉각은 10도이여서, 이것으로부터, 레이저 광조사에 의해서 발액성을 갖는 유기 박막(2)의 일부가 제거된 것을 확인할 수 있었다.

<배선 패턴의 형성 방법>

이하, 상기 설명한 방법에 의해 형성된 박막 패턴을 갖는 기재(1)상에 배선 패턴을 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 도 7은 박막(2)의 패턴이 형성된 기재(1)상에 배선 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 모식도이다. 본 실시 형태에서는 배선 패턴 형성용 재료를 기재(1)상에 배치하기 위해서, 배선 패턴 형성용 재료를 함유하는 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출법(잉크젯법)을 사용한다. 액적 토출법에서는 토출 헤드(20)와 기재(1)를 대향시킨 상태에서, 박막(2)의 제거 영역(3)에 대해서 배선 패턴 형성용 재료를 함유하는 기능액의 액적이 토출 헤드(20)로부터 토출된다. 여기서, 박막(단분자막)(2)은 발액성을 갖고 있고, 제거 영역(3)은 박막(2)이 제거되어 친액성을 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 도 7에 나타내는 바와 같이, 기재(1)의 표면측에 박막(2)이 설치되고, 이면측에 광열 변환층(4)이 설치되어 있는 것으로 한다.

여기서, 액적 토출법의 토출 기술로는 대전 제어 방식, 가압 진동 방식, 전기 열변환 방식, 정전 흡인 방식, 전기 기계 변환 방식 등을 들 수 있다. 대전 제어 방식은 재료에 대전 전극으로 전하를 부여하고, 편향 전극으로 재료의 비상 방향을 제어하여 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다. 또한, 가압 진동 방식은 재료 에 30kg/cm² 정도의 초고압을 인가하여 노즐 선단측에 재료를 토출시키는 것이고, 제어 전압을 인가하지 않는 경우에는 재료가 직진하여 토출 노즐로부터 토출되고, 제어 전압을 인가하면 재료간에 정전적인 반발이 일어나서, 재료가 비산하여 토출 노즐로부터 토출되지 않는다. 또한, 전기 열변환 방식은 재료를 저장한 공간내에 설치한 히터에 의해, 재료를 급격하게 기화시켜 버블(기포)을 발생시켜서, 버블의 압력에 의해서 공간 내의 재료를 토출시키는 것이다. 정전 흡인 방식은 재료를 저장한 공간내에 미소 압력을 가하여, 토출 노즐에 재료의 메니스커스를 형성하고, 이 상태에서 정전 인력을 가하여 재료를 인출하는 것이다. 전기 기계 변환 방식은 피에조 소자(압전소자)가 펄스적인 전기 신호를 받아 변형하는 성질을 이용한 것으로써, 피에조 소자가 변형함으로써 재료를 저장한 공간에 가요 물질을 통하여 압력을 주어, 이 공간으로부터 재료를 압출하여 토출 노즐로부터 토출시키는 것이다. 이 외에, 전기장에 의한 유체의 점성 변화를 이용하는 방식이나, 방전 불꽃으로 날리는 방식 등의 기술도 적용 가능하다. 액적 토출법은 재료의 사용에 낭비가 적고, 또한 소망한 위치에 소망한 양의 재료를 정확하게 배치할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 액적 토출법에 의해 토출되는 액체 재료의 한 방울의 양은 예를 들어 1~300나노 그램이다. 본 실시 형태에서는 전기 기계 변환 방식(피에조 방식)을 사용한다.

도 8은 피에조 방식에 의한 기능액(액상체 재료)의 토출 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 8에서, 토출 헤드(20)는 기능액(배선 패턴 형성용 재료를 함유하는 액상체 재료)을 수용하는 액체실(21)과, 그 액체실(21)에 인접하여 설치된 피에조 소자(22)를 구비하고 있다. 액체실(21)에는 기능액을 수용하는 재료 탱크를 포함하는 공급계(23)를 통하여 기능액이 공급된다. 피에조 소자(22)는 구동 회로(24)에 접속되어 있고, 이 구동 회로(24)를 통하여 피에조 소자(22)에 전압을 인가하여, 피에조 소자(22)를 변형시킴으로써, 액체실(21)이 변형하여, 토출 노즐(25)로부터 기능액이 토출된다. 이 경우, 인가 전압의 값을 변화시킴으로써 피에조 소자(22)의 변형양이 제어된다. 또한, 인가 전압의 주파수를 변화시킴으로써 피에조 소자(22)의 변형 속도가 제어된다. 피에조 방식에 의한 액적 토출은 재료에 열을 가하지 않기 때문에, 재료의 조성에 영향을 거의 주지 않는 다는 이점을 갖는다.

이하, 배선 패턴을 형성하는 순서에 대해서 설명한다. 소정의 용매 등을 사용하여 기재(1)를 세정한 후, 상술한 방법으로 기재(1)에 광열 변환층(4)을 설치한다. 그 다음에, 그 기재(1)에 대해서, 자외선(UV) 조사 처리 혹은 O₂플라즈마 처리에 의해 친액성을 부여한다. 그 다음에, 상기 설명한 방법에 의해 박막(2)을 형성하고, 광을 조사하여 박막 패턴을 형성한다. 이것에 의해, 기재(1)상의 발액성을 갖는 박막(2)의 일부에, 친액성을 갖는 제거 영역(3)이 형성된다.

다음에, 토출 헤드(20)를 사용하여, 기재(1)상의 제거 영역(3)에 배선 패턴 형성용 재료를 함유하는 기능액의 액적을 배치하는 재료 배치 공정이 행하여진다. 여기에서는 배선 패턴 형성용 재료를 구성하는 도전성 재료로서 유기은 화합물을 사용하고, 용매(분산매)로서 디에틸렌글리콜 디에틸에테르를 사용하여, 그 유기은 화합물을 함유하는 기능액을 토출한다. 재료 배치 공정에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 토출 헤드(20)로부터 배선 패턴 형성용 재료를 함유하는 기능액을 액적으로 하여 토출한다. 토출된 액적은 기재(1)상의 제거 영역(3)에 배치된다. 이 때, 친액성을 갖는 제거 영역(3)의 주위는 발액성을 갖는 박막(2)에 의해 둘러싸여 있으므로, 액적이 소정 위치 이외로 퍼지는 것을 저지할 수 있다. 또한, 박막(2)의 발액성에 의해, 토출된 액적의 일부가 박막(2)에 놓여 있어도 제거 영역(3)으로 흘러 떨어지게 된다. 또한, 기재(1)가 노출되어 있는 제거 영역(3)은 친액성이 부여되어 있기 때문에, 토출된 액적이 제거 영역(3)에서 보다 퍼지기 쉽게 되어, 이것에 의해 기능액은 소정 위치내로 균일하게 배치된다.

또한, 기능액으로는 도전성 미립자를 분산매에 분산한 분산액을 사용할 수도 있다. 도전성 미립자의 예로는 금, 은, 동, 알루미늄, 팔라듐, 및 니켈 중 적어도 어느 하나를 함유하는 금속 미립자 외에, 이들의 산화물, 및 도전성 중합체나 초전도체의 미립자 등이 사용된다. 분산매로는 상기의 도전성 미립자를 분산할 수 있는 것으로 응집을 일으키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 물 외에, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알콜류, n-헵탄, n-옥탄, 데칸, 도데칸, 테트라데칸, 톨루엔, 크실렌, 시멘, 듀렌, 인덴, 디펜텐, 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 시클로헥실 벤젠 등의 탄화수소계 화합물, 또 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 1,2-디메톡시 에탄, 비스(2-메톡시 에틸)에테르, p-디옥산 등의 에테르계 화합물, 또한 프로필렌 카보네이트, γ-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, 시클로헥사논 등의 극성 화합물을 예시할 수 있다. 이들 중 미립자의 분산성과 분산액의 안정성, 또 액적 토출법으로의 적용의 용이함의 관점에서, 물, 알콜류, 탄화수소계 화합물, 에테르계 화합물이 바람직하고, 보다 바람직한 분산매로는 물, 탄화수소계 화합물을 들 수 있다.

재료 배치 공정(액적 토출 공정) 후, 소성공정이 행하여진다. 도전성 재료를 함유하는 기능액에 대해서 소성 처리를 행함으로써 도전성이 얻어진다. 특히 유기은 화합물의 경우, 소성 처리를 행하여 그 유기분을 제거하여 은입자를 잔류시킴으로서 도전성이 발현된다. 그 때문에, 재료 배치 공정 후의 기재(1)에 대해서, 소성 처리로서 열처리 및 광처리 중 적어도 하나가 실시된다. 열처리·광처리는 통상 대기중에서 행하여지지만, 필요에 따라서, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기중에서 행할 수도 있다. 열처리·광처리의 처리 온도는 용매의 비점(증기압), 분위기 가스의 종류나 압력, 미립자의 분산성이나 유기은 화합물, 산화성 등의 열적 거동, 코팅재의 유무나 양, 기재의 내열 온도 등을 고려하여 적당히 결정된다. 예를 들어, 유기은 화합물의 유기분을 제거하기 위해서는 약 200℃에서 소성하는 것이 필요하다. 또한, 플라스틱 등의 기판을 사용하는 경우에는 실온 이상 100℃ 이하로 행하는 것이 바람직하다. 이상의 공정에 의해 토출 공정 후의 도전성 재료(유기은 화합물)는 은입자의 잔류에 의해, 도전성을 갖는 배선 패턴으로 변환된다.

또한, 재료 배치 공정 후, 중간 건조 공정(혹은 소성 공정)을 행하여, 이들 재료 배치 공정과 중간 건조 공정(소성공정)을 교대로 복수회 반복함으로써, 배선 패턴 형성용 재료를 제거 영역(3)에 적층할 수 있다.

또한, 소성 공정 후나, 박막 패턴(제거 영역(3))을 형성하기 위한 광조사 공정 후 등의 소정의 타이밍에서, 기재(1)의 이면에 설치된 광열 변환층(4)을 제거할 수 있다. 예를 들어, 소정의 용제에 의해 세정함으로써 광전 변환층(4)을 기재(1)로부터 제거할 수 있다. 또한, 재료 배치 공정(액적 토출 공정) 후나 소성 공정 후 등의 소정의 타이밍에서, 기재(1)상의 모든 박막(2)을 제거할 수도 있다. 예를 들어, 레이저광을 조사함으로써 박막(2)의 모두를 기재(1)상으로부터 제거할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서, 배선 패턴을 형성하기 위해서 액적 토출법을 사용했지만, 예를 들어 도금법에 의해 제거 영역(3)에 대해서 배선 패턴 형성용 재료를 배치할 수도 있다.

<플라즈마 표시 장치>

다음에, 본 발명의 배선 패턴의 형성 방법에 의해 형성된 배선 패턴을 갖는 전기 광학 장치의 일례로서, 플라즈마 디스플레이(플라즈마 표시 장치)에 대해서 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는 어드레스 전극(511)과 버스 전극(512a)이 제조된 플라즈마 디스플레이(500)을 나타내는 분해 사시도이다. 이 플라즈마 디스플레이(500)는 서로 대향하여 배치된 유리 기판(501)과 유리 기판(502)과, 이들 사이에 형성된 방전 표시부(510)로 개략 구성되어 있다.

방전 표시부(510)는 복수의 방전실(516)이 집합되어 이루어지고, 복수의 방전실(516) 중, 적색 방전실(516(R)), 녹색 방전실(516(G)), 청색 방전실(516(B))의 3개의 방전실(516)이 쌍으로 되어 1화소를 구성하도록 배치되어 있다. 상기 (유리)기판(501)의 상면에는 소정의 간격으로 스트라이프 형상으로 어드레스 전극(511)이 형성되고, 이들 어드레스 전극(511)과 기판(501)의 상면을 덮도록 유전체층(519)이 형성되고, 또한 유전체층(519)상에서 어드레스 전극(511, 511)간에 위치하고 각 어드레스 전극(511)을 따르도록 격벽(515)이 형성되어 있다. 또한, 격벽(515)에서는 그 길이 방향의 소정 위치에서 어드레스 전극(511)과 직교하는 방향으로도 소정의 간격으로 나누어져 있고(도시 생략), 기본적으로는 어드레스 전극(511)의 폭방향 좌우 양측에 인접하는 격벽과, 어드레스 전극(511)과 직교하는 방향으로 연설된 격벽에 의해 나누어진 직사각형 형상의 영역이 형성되고, 이들 직사각형 형상의 영역에 대응하도록 방전실(516)이 형성되고, 이들 직사각형 형상의 영역이 3개쌍으로 되어 1화소가 구성된다. 또한, 격벽(515)으로 구획되는 직사각형 형상의 영역의 내측에는 형광체(517)가 배치되어 있다. 형광체(517)는 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 형광을 발광하는 것으로, 적색 방전실(516(R))의 저부에는 적색 형광체(517(R))가, 녹색 방전실(516(G))의 저부에는 녹색 형광체(517(G))가, 청색 방전실(516(B))의 저부에는 청색 형광체(517(B))가 각각 배치되어 있다.

다음에, 상기 유리 기판(502)측에는, 앞의 어드레스 전극(511)과 직교하는 방향으로 복수의 ITO로 이루어지는 투명 표시 전극(512)이 스트라이프 형상으로 소정의 간격으로 형성되는 동시에, 고저항의 ITO를 보충하기 위해서 금속으로 이루어 지는 버스 전극(512a)이 형성되어 있다. 또한, 이들을 덮어 유전체층(513)이 형성되며, 또한 MgO 등으로 이루어지는 보호막(514)이 형성되어 있다. 또한, 상기 기판(501)과 유리 기판(502)의 기판(2)이 상기 어드레스 전극(511…)과 표시 전극(512…)을 서로 직교시키도록 대향시켜 서로 접합되며, 기판(501)과 격벽(515)과 유리 기판(502)측에 형성되어 있는 보호막(514)으로 둘러싸이는 공간 부분을 배기하여 희가스를 봉입함으로써 방전실(516)이 형성되어 있다. 또한, 유리 기판(502)측에 형성되는 표시 전극(512)은 각 방전실(516)에 대해서 2개씩 배치되도록 형성되어 있다. 상기 어드레스 전극(511)과 표시 전극(512)은 도시 생략의 교류 전원에 접속되어, 각 전극에 통전함으로써 필요한 위치의 방전 표시부(510)에서 형광체(517)를 여기 발광시켜, 컬러 표시를 할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 예에서는 특히 상기 어드레스 전극(511)과 버스 전극(512a)이 본 발명에 의한 배선 패턴의 형성 방법에 의해 형성된다. 즉, 이들 어드레스 전극(511)이나 버스 전극(512a)에 대해서는, 특히 그 패터닝에 유리하므로, 금속 콜로이드 재료(예를 들어 금콜로이드나 은콜로이드)나 도전성 미립자(예를 들어 금속 미립자)을 분산시켜서 이루어지는 기능액을 토출하고, 건조·소성함으로써 형성하고 있다. 또한, 형광체(517)에 대해서도, 형광체 재료를 용매에 용해시키거나 혹은 분산매에 분산시킨 기능액을 토출 헤드(20)로부터 토출하고, 건조·소성함으로써 형성 가능하다.

<컬러 필터>

다음에, 본 발명에 의한 박막을 사용하여 액정 표시 장치의 컬러 필터를 제 조하는 순서에 대해서, 도 10을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서의 박막은 단분자막이 아니고, 소정의 높이(두께)를 갖는 유기 박막에 의해 구성되어 있고, 기재 상의 소정 영역을 구획하는 뱅크(블랙 매트릭스)를 구성한다. 우선, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이 투명의 기판(기재)(P)의 한쪽의 면에 대해, 블랙 매트릭스(뱅크)(52)를 형성한다. 이 블랙 매트릭스(52)는 컬러 필터 형성 영역을 구획하는 것이고, 본 발명에 의한 뱅크의 형성 방법에 의해서 형성된다. 블랙 매트릭스(뱅크)를 형성할 때에, 광개시제 및 단량체와 함께 흑색의 승화성 재료를 사용함으로써, 후의 광조사 공정에서 블랙 매트릭스를 경화할 수 있다.

다음에, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 상기 토출 헤드(20)로부터 컬러 필터용의 기능액의 액적(54)을 토출하고, 이것을 필터 엘리멘트(53)에 착탄시킨다. 토출하는 기능액(54)의 양에 대해서는 가열 공정(건조·소성공정)에서의 기능액의 체적 감소를 고려한 충분한 양으로 한다.

이와 같이 하여 기판(P)상의 모든 필터 엘리멘트(53)에 액적(54)을 충전한 후, 히터를 사용하여 기판(P)이 소정의 온도(예를 들어 70℃정도)가 되도록 가열 처리한다. 이 가열 처리에 의해, 기능액의 용매가 증발하여 기능액의 체적이 감소한다. 이 체적 감소가 심한 경우에는 컬러 필터로서 충분한 막의 두께가 얻어질 때까지, 액적 토출 공정과 가열 공정을 반복한다. 이 처리에 의해, 기능액에 함유되는 용매가 증발하여, 최종적으로 기능액에 함유되는 고형분(기능성 재료)만이 잔류하여 막화하여, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이 컬러 필터(55)로 된다.

그 다음에, 기판(P)를 평탄화하고, 또한 컬러 필터(55)을 보호하기 위해, 도 10의 (d)에 나타내는 바와 같이 컬러 필터(55)나 블랙 매트릭스(52)를 덮어 기판(P)상에 보호막(56)을 형성한다. 이 보호막(56)의 형성시에는 스핀 코트법, 롤 코트법, 딥핑법 등의 방법을 채용할 수 있지만, 컬러 필터(55)의 경우와 마찬가지로, 상기 토출 장치를 사용하여 행할 수 있다. 그 다음에, 도 10의 (e)에 나타내는 바와 같이 이 보호막(56)의 전체면에, 스퍼터법이나 진공 증착법 등에 의해서 투명 도전막(57)을 형성한다. 그 후, 투명 도전막(57)을 패터닝하고, 도 10의 (f)에 나타내는 바와 같이 화소 전극(58)을 상기 필터 엘리멘트(53)에 대응시켜 패터닝한다. 또한, 액정 표시 패널의 구동에 TFT(Thin Film Transistor)를 사용하는 경우에는 이 패터닝은 불필요하게 된다. 이러한 컬러 필터의 제조에서, 상기 토출 헤드(20)를 사용하고 있으므로, 컬러 필터 재료를 지장없이 연속적으로 토출할 수 있고, 따라서 양호한 컬러 필터를 형성할 수 있는 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있다.

<유기 EL 표시 장치>

다음에, 본 발명에 의한 뱅크를 사용하여 유기 EL 표시 장치를 제조하는 순서에 대해서, 도 11을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서의 박막도 단분자막이 아니고, 소정의 높이(두께)를 갖는 유기 박막에 의해 구성되어 있고, 기재 상의 소정 영역을 구획하는 뱅크를 구성한다. 도 11은 상기 토출 헤드(20)에 의해 일부의 구성 요소가 제조된 유기 EL 표시 장치의 측단면도이고, 우선 이 유기 EL 표시 장치의 개략 구성을 설명한다. 또한, 여기서 형성되는 유기 EL 표시 장치는 본 발명에서의 전기 광학 장치의 일실시 형태로 되는 것이다. 도 11에 나타내 는 바와 같이 이 유기 EL 장치(301)는 기판(기재)(311), 회로 소자부(321), 화소 전극(331), 뱅크부(341), 발광 소자(351), 음극(361)(대향 전극), 및 밀봉 기판(371)으로 구성된 유기 EL 소자(302)에, 플렉시블 기판(도시 생략)의 배선 및 구동 IC(도시 생략)을 접속한 것이다. 회로 소자부(321)는 기판(311)상에 형성되며, 복수의 화소 전극(331)이 회로 소자부(321)상에 정렬하고 있다. 또한, 각 화소 전극(331)간에는 뱅크부(341)가 격자 형상으로 형성되어 있고, 뱅크부(341)에 의해 생긴 오목부 개구(344)에, 발광 소자(351)가 형성되어 있다. 음극(361)은 뱅크부(341) 및 발광 소자(351)의 상부 전체면에 형성되고, 음극(361) 위에는 밀봉용 기판(371)이 적층되어 있다.

뱅크부(341)는 제1 뱅크(342)와, 그 위에 적층되는 제2 뱅크(343)로 구성되어 있다. 또한, 이 뱅크부(341)를 형성할 때에, 본 발명에 의한 박막 패턴의 형성 방법이 사용된다.

유기 EL 소자를 포함하는 유기 EL 표시 장치(301)의 제조 공정은 뱅크부(341)를 형성하는 뱅크부 형성 공정과, 발광 소자(351)를 적절히 형성하기 위한 플라즈마 처리 공정과, 발광 소자(351)를 형성하는 발광 소자 형성 공정과, 음극(361)을 형성하는 대향 전극 형성 공정과, 밀봉용 기판(371)을 음극(361)상에 적층하여 밀봉하는 밀봉 공정을 구비하고 있다.

발광 소자 형성 공정은 오목부 개구(344), 즉 화소 전극(331)상에 정공 주입층(352) 및 발광층(353)을 형성함으로써 발광 소자(351)를 형성하는 것으로, 정공 주입층 형성 공정과 발광층 형성 공정을 구비하고 있다. 또한, 정공 주입층 형성 공정은 정공 주입층(352)을 형성하기 위한 제1 기능액을 각 화소 전극(331)상에 토출하는 제1 토출 공정과, 토출된 제1 기능액을 건조시켜 정공 주입층(352)을 형성하는 제1 건조 공정을 갖고, 발광층 형성 공정은 발광층(353)을 형성하기 위한 제2 기능액을 정공 주입층(352)상에 토출하는 제2 토출 공정과, 토출된 제2 기능액을 건조시켜 발광층(353)을 형성하는 제2 건조 공정을 갖고 있다.

이 발광 소자 형성 공정에서, 정공 주입층 형성 공정에서의 제1 토출 공정과, 발광층 형성 공정에서의 제2 토출 공정에 상기 토출 헤드(20)를 사용하고 있다.

<전자 기기>

이하, 상기 전기 광학 장치(액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 등)을 구비한 전자 기기의 적용예에 대해서 설명한다. 도 12의 (a)는 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 12의 (a)에서, 부호 1000은 휴대 전화 본체를 나타내며, 부호 1001은 상기의 전기 광학 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다. 도 12의 (b)는 손목시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 12의 (b)에서, 부호 1100은 시계 본체를 나타내며, 부호 1101은 상기의 전기 광학 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다. 도 12의 (c)는 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 12의 (c)에서, 부호 1200은 정보 처리 장치, 부호 1202는 키보드 등의 입력부, 부호 1204는 정보 처리 장치 본체, 부호 1206은 상기의 전기 광학 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다. 도 12의 (a)~(c)에 나타내는 전자 기기는 상기 실시 형태의 전기 광학 장치 를 구비하고 있으므로, 표시 품위가 우수하고, 밝은 화면의 표시부를 구비한 전자 기기를 실현할 수 있다.

또한, 상술한 예에 더하여, 다른 예로서, 액정 텔레비젼, 뷰파인더형이나 모니터 직시형의 비디오테이프 레코더, 카내비게이션 장치, 페이져, 전자 수첩, 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 전자 페이퍼, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 본 발명의 전기 광학 장치는 이러한 전자 기기의 표시부로서도 적용할 수 있다.

<마이크로 렌즈>

도 13은 본 발명에 의한 박막 패턴을 사용하여 마이크로 렌즈를 형성하는 공정의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서의 박막은 예를 들어 FAS 막 등으로 이루어지는 발액성을 갖는 단분자막에 의해 구성된다.

본 예에서는 우선, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 토출 헤드(20)로부터 기판(기재)(P상)에 광투과성 수지로 이루어지는 액적(622a)을 토출하여, 이것을 도포한다. 또한, 각 토출 헤드(20)로부터 액적(622a)을 토출할 때에는, 그 토출에 앞서, 본 발명에 의한 박막 패턴이 기판(P)상에 형성되어 있고, 액적(622a)은 친액성을 갖는 제거 영역(3)에 배치된다.

기판(P)으로는, 얻어지는 마이크로 렌즈를 예를 들어 스크린용의 광학막에 적용하는 경우, 초산 셀룰로오스나 프로필 셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 투명 수지(광투과성 수지)로 이루어지는 광투과성 시트 혹은 광투과성 필름이 사용된다. 또한, 기판으로 서, 유리, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르설폰, 아모퍼스 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 투명 재료(광투과성 재료)로 이루어지는 기판도 사용 가능하다.

광투과성 수지로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리하이드록시에틸메타크릴레이트, 폴리시클로헥실 메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지, 폴리디에틸렌글리콜 비스 알릴카보네이트, 폴리카보네이트 등의 알릴계 수지, 메타크릴 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리초산비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리스티렌계 수지 등의 열가소성 또는 열경화성의 수지를 들 수 있고, 이들 중의 1종이 사용되며, 혹은 복수종이 혼합되어 사용된다.

단, 본 예에서는 특히 광투과성 수지로서 방사선 조사 경화형의 것이 사용된다. 이 방사선 조사 경화형의 것은 상기의 광투과성 수지에 비이미다졸계 화합물 등의 광중합 개시제가 배합되는 것으로, 이러한 광중합 개시제가 배합됨으로써, 방사선 조사 경화성이 부여된 것이다. 방사선이란, 가시광선, 자외선,원자외선, X선, 전자선 등의 총칭이고, 특히 자외선이 일반적으로 사용된다.

이러한 방사선 조사 경화형의 광투과성 수지의 액적(622a)을 소망하는 단일의 마이크로 렌즈의 크기에 따라 기판(P)상에 1개 혹은 복수개 토출한다. 그러면, 이 액적(622a)으로 이루어지는 광투과성 수지(623)는 그 표면 장력에 의해서 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같은 볼록 형상(대략 반구상)의 것으로 된다. 이와 같이 하여, 형성해야 할 단일의 마이크로 렌즈에 대해서 소정량의 광투과성 수지를 토출 도포하고, 또한 이 도포 처리를 소망하는 마이크로 렌즈의 개수 만큼 행한 다음, 이들 광투과성 수지(623)에 자외선 등의 방사선을 조사하여, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이 이것을 경화시켜 경화체(623a)로 한다. 또한, 토출 헤드(20)로부터 토출되는 액적(622a)의 한 방울 당의 용량은 토출 헤드(20)나 토출하는 잉크 재료에 따라서도 다르지만, 통상은 1pL~20pL 정도이다.

그 다음에, 도 13의 (c)에 나타내는 바와 같이 토출 헤드(20)로부터, 이들 경화체(623a)의 각각의 위에 다수의 광확산성 미립자(626)를 분산시킨 액적(622b)를 소망 개수 토출하여, 경화체(623a)의 표면에 부착시킨다. 광확산성 미립자(626)로는 실리카, 알루미나, 티타니아, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 아크릴 수지, 유기 실리콘 수지, 폴리스티렌, 요소수지, 포름알데히드 축합물 등의 미립자를 들 수 있고, 이들 중의 1종이 사용되며, 혹은 복수종이 혼합되어 사용된다. 단, 광확산성 미립자(626)가 충분한 광확산성을 발휘하기 위해서는 이 미립자가 광투과성인 경우, 그 굴절율이 상기 광투과성 수지의 굴절율과 충분히 차가 있을 필요가 있다. 따라서, 광확산성 미립자(626)가 광투과성인 경우에는 이러한 조건을 만족하도록, 사용하는 광투과성 수지에 따라 적당하게 선정하여 사용된다.

이러한 광확산성 미립자(626)는 미리 적당한 용제(예를 들어 광투과성 수지에 사용되고 있는 용제)에 분산됨으로써, 토출 헤드(20)로부터 토출 가능한 잉크로 조정되어 있다. 그 때, 광확산성 미립자(626)의 표면을 계면 활성제로 피복 처리하거나, 혹은 용융 수지로 덮는 처리를 행함으로써 광확산성 미립자(626)의 용제로의 분산성을 높여 두는 것이 바람직하고, 이러한 처리를 행함으로써, 토출 헤드 (20)로부터의 토출이 양호해지는 유동성을 광확산성 미립자(626)에 부가할 수 있다. 또한, 표면 처리를 행하기 위한 계면 활성제로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 실리콘계, 불소 수지계 등의 것이 광확산 미립자(624)의 종류에 따라 적당하게 선택하여 사용된다.

또한, 이러한 광확산성 미립자(626)로는 그 입경이 200nm 이상, 500nm 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 하면, 입경이 200nm 이상인 것에 의해서 그 광확산성이 양호하게 확보되며, 또 500nm 이하인 것에 의해서 토출 헤드(1)의 노즐로부터 양호하게 토출할 있게 되기 때문이다.

또한, 광확산성 미립자(626)을 분산시킨 액적(622b)의 토출에 대해서는 광투과성 수지의 액적(622a)을 토출한 토출 헤드(20)와 동일한 것을 사용하여도 좋고, 다른 것을 사용하여도 좋다. 동일한 것을 사용한 경우에는 토출 헤드(20)를 포함하는 장치 구성을 간략화할 수 있다. 한편, 다른 것을 사용한 경우에는 각 기능액(광투과성 수지로 되는 기능액과 광확산성 미립자(624)로 이루어지는 기능액)마다 전용의 헤드로 할 수 있기 때문에, 도포하는 기능액의 절환시에 헤드의 세정 등을 행할 필요가 없어져서, 생산성을 향상시킬 수 있다.

그 후, 가열 처리, 감압 처리, 또는 가열 감압 처리를 행함으로써, 광확산성 미립자(624)를 분산시킨 액적(622b) 중의 용제를 증발시킨다. 그러면, 경화체(623a)의 표면은 액적(622b)의 용제에 의해서 연화하여 여기에 광확산성 미립자(626)가 부착됨으로써, 용제가 증발하여 경화체(623a)의 표면이 재경화함에 수반하여, 광확산성 미립자(624)는 광투과성 수지의 경화체(623a) 표면에 고정된다. 또 한, 이와 같이 광확산성 미립자(624)를 경화체(623a) 표면에 고정함으로써, 도 13의 (d)에 나타내는 바와 같이 그 표면부에 광확산성 미립자(624)를 분산시켜 이루어지는 본 발명의 마이크로 렌즈(625)가 얻어진다.

잉크젯법을 사용하여 광투과성 수지(623)와 광확산성 미립자(624)로 이루어지는 볼록 형상(대략 반구상)의 마이크로 렌즈(625)를 형성하므로, 금형 성형법이나 사출 성형법을 사용한 경우과 같이 성형 금형을 필요로 하지 않고, 또 재료의 로스도 거의 없어진다.

따라서, 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있다. 또한, 얻어지는 마이크로 렌즈(625)가 볼록 형상(대략 반구상)의 것으로 되므로, 이 마이크로 렌즈를 예를 들어 360°라는 넓은 각도 범위(방향)에 걸쳐 거의 균일하게 광확산시킬 수 있고, 또한 광확산성 미립자(626)를 복합화하고 있음으로써, 얻어지는 마이크로 렌즈에 높은 확산 성능을 부여할 수 있다.

<DNA 칩>

도 14는 본 발명에 의한 박막 패턴을 사용하여, 검사기로서의 DNA 칩을 형성하는 실시 형태를 설명하기 위한 도면이고, (a)는 평면도, (b) 및 (c)은 A-A 단면도이다. 또한, DNA 칩에 관한 기술은 예를 들어, 특개평 10-168386호 공보, 특개 2000-232883호 공보 등에 기재되어 있다.

도 14의 (a) 및 (b)에서, 본 예의 DNA 칩은 기재(900)상에 반응막(902)이 설치된 구성으로 된다. 본 실시 형태에서는 반응막(902)의 주위에 발액성을 갖는 박막(903)이 설치되어 있다. 박막(903)은 발액성을 갖는 단분자막으로 이루어진다. DNA 칩용의 반응막(902)을 형성하는 반응제로는 예를 들어 DNA 단편이 사용된다.

미리 유전자 배열이 판명되어 있는 수십 ~ 수백 종류의 DNA 단편을 용액중에 포함시키고, 기재(900)상에 고정한다. 또한 본 예의 DNA 칩은 도 13의 (c)에 나타내는 바와 같이, 기재(900)의 뒤쪽으로부터 광이 입사하여, 반응막(902)을 통과하여 취출되도록 되어 있다. 본 예의 DNA 칩의 사용시에는, 액상의 유전자 샘플(905)을 작성하고, 그것을 칩상에 배치한다. 샘플에 적합한 유전자가 있는 경우는 포착 반응에 의해 반응막(902)에 반응하여 염기 배열이 특정되고, 합성된 형광 염료에 의해 형광을 발한다.

상기 DNA 칩을 제조하기 위해서는, 우선, 기재(900)상에 박막(903)이 형성되고, 그 다음에, 제거 영역(3)을 갖는 박막 패턴이 본 발명에 의한 막 패턴의 형성 방법에 의하여 형성된다. 다음에, 토출 헤드(20)에 의해, 제거 영역(3)에 토출 헤드(20)로부터 반응제가 토출되어 기재(900)상에 반응막(902)이 형성된다. 이것에 의해 DNA 칩이 제조된다.

또한, 광열 변환층을 갖는 기재(900)상의 전체면에 반응막(902)을 미리 설치하여 두고, 이 반응막(902)에 대해서 광을 조사하여, 광이 조사된 조사 영역에 대응하는 반응막(902)을 제거함으로써 패터닝하여, 기재(900)상에 반응막(902)을 이산적으로 배치하여도 좋다. 또한, 이산적으로 배치된 반응막(902)에 대해서 유전자 샘플(905)를 배치하면 좋다.

본 발명에 의하면, 간이하고 저비용의 장치 구성에 의해 박막을 패터닝할 수 있는 패턴의 형성 방법과, 그 박막을 사용하여 배선 패턴을 형성하는 배선 패턴의 형성 방법, 또한 그 배선 패턴을 갖는 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (21)

1. 광에너지를 열에너지로 변환하는 광열 변환 재료를 함유하는 기재 상에 박막을 설치하고, 상기 기재에 대해서 광을 조사하여, 조사 영역에 대응하는 상기 기재 상의 상기 박막의 일부를 제거함으로써 박막 패턴을 형성하고, 상기 박막의 제거 영역에 패턴 형성용 재료를 함유하는 기능액을 토출하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 박막은 유기 박막인 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 박막은 단분자막인 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 박막은 광개시제를 함유하는 단량체인 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 광열 변환 재료를 함유하는 광열 변환층이 상기 기재 및 상기 박막과는 독립하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 광열 변환층은 상기 기재의 상기 박막이 설치된 한쪽의 면측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 광열 변환층은 상기 기재와 상기 박막 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 광열 변환층은 상기 기재의 상기 박막이 설치되어 있지 않는 다른쪽의 면측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 기재에, 상기 광열 변환 재료가 혼재되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 기재의 상기 박막이 설치된 한쪽의 면측으로부터 상기 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
11. 제1항에 있어서,

    상기 기재의 상기 박막이 설치되어 있지 않는 다른쪽의 면측으로부터 상기 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 박막에 따라서, 상기 한쪽의 면측 및 다른쪽의 면측의 어느 쪽으로부터 상기 광을 조사하는가를 결정하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
13. 제1항에 있어서,

    소정의 패턴을 갖는 마스크를 통하여, 상기 광을 상기 기재에 조사하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
14. 제1항에 있어서,

    상기 광에 대해서 상기 기재를 상대 이동시키면서, 조사를 행하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
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18. 제1항에 있어서,

    상기 박막을 상기 기재상에 형성하기 전에, 상기 기재에 대하여 친액화 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성 방법.
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