JP4273871B2 - 配線パターンの形成方法、半導体装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、配線パターンの形成方法、半導体装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器に関するものである。

ノートパソコン、携帯電話などの携帯機器の普及に伴い、薄くて軽量な液晶表示装置が幅広く用いられている。この種の液晶表示装置は、上基板及び下基板間に液晶層を挟持した構成を具備しており、具体的には、ガラス基板と、このガラス基板上に互いに交差するように配線されたゲート走査電極及びソース電極と、同じくガラス基板上に配線されたドレイン電極と、このドレイン電極に接続された画素電極（ＩＴＯ）と、ゲート走査電極及びソース電極間に介在された絶縁層と、薄膜半導体からなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とを備えて構成されている。

このような液晶表示装置に代表される電気光学装置においては、その配線パターンを形成するに際し、例えばドライプロセスとフォトリソエッチングを組み合わせた手法が従来より用いられている。ところが、このようなドライプロセスは製造コストが比較的高い上に製造する基板サイズの大型化に対応しづらいという欠点を有している。そこで、インクジェットを用いて配線パターンを基板上に描画する手法が採用されつつある（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−１６４６３５号公報

しかしながら、何れの手法においても、配線パターンを形成した後の基板上には多くの凹凸形状が残存する。このような凹凸形状が比較的大きくなってしまうと、例えば液晶表示装置として組み上げた際には、表示ムラを生じる惧れがある。すなわち、このような配線パターンを具備する基板を液晶表示装置に適用する場合には、その上面に配向膜を形成してからラビング処理を施すが、凹部分と凸部分でラビング処理のかかり具合に差が生じてしまう惧れがあり、このようなラビング処理の不均一化が生じると、液晶の配向規制力に領域毎に差が生じてしまい、結果として表示ムラを起こすことになる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置に限らず、配線パターンを必要とする電気光学装置等に適用可能な配線パターンの形成方法に関し、特に配線パターンを形成した基板表面に凹凸形状が形成され難く、表面形状が非常に平坦な配線パターンを形成することが可能な方法を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の配線パターンの形成方法は、光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換材料を含む光熱変換層に、昇華性材料を含む昇華層を積層させる工程と、前記昇華層の所定領域に第１の光照射を行うことで前記昇華層の一部を昇華させ、該光照射領域以外の領域に前記昇華層からなるバンクを形成するバンク形成工程と、形成させたバンク間に導電層を配置させて、前記導電層及び前記バンクからなる導電パターン層を形成する導電パターン層形成工程と、前記導電パターン層と被処理基材とを対向させた状態で、前記導電パターン層が形成されていない側の前記光熱変換層の所定領域に対して第２の光照射を行うことで、該導電パターン層を当該被処理基材に転写する転写工程と、を含むことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の配線パターンの形成方法は、基材上に、光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換材料を含む光熱変換層を形成する光熱変換層形成工程と、前記光熱変換層上に、昇華性材料を含む昇華層を形成する昇華層形成工程と、前記昇華層の所定領域に対し、第１の光照射を行うことで昇華層の一部を昇華させ、該光照射領域以外の領域に前記昇華層からなるバンクを形成するバンク形成工程と、形成したバンク間に導電層を配置させて、前記導電層及び前記バンクからなる導電パターン層を形成する導電パターン層形成工程と、前記導電パターン層と被処理基材とを対向させた状態で、前記導電パターン層が形成されていない側の前記光熱変換層の所定領域に対して第２の光照射を行うことで、該導電パターン層を当該被処理基材に転写させる転写工程と、を含むことを特徴とする。

上述のような本発明の配線パターンの形成方法によると、まず、光熱変換層及び昇華層を有する基材の所定領域に選択的に光を照射（第１の光照射）することにより、その照射した光に基づき光熱変換層から熱が生じ、その熱に基づいて昇華層の光照射領域から昇華性材料が昇華して基材（或いは光熱変換層）上から除去することができ、該光照射領域に対応して昇華層から構成されるバンクパターンを基材（或いは光熱変換層）上に形成することができる。そして、形成したバンク内に導電層を配置するとともに、このバンクと導電層とを含む層である導電パターン層と被処理基材とを対向させ、該対向させた基材に対して光照射（第２の光照射）を行うことで、光熱変換層から導電パターン層の昇華層に熱が加わり、導電パターン層が被処理基材に転写され、その結果、被処理基材上に所定の導電パターン層が形成されることとなる。この場合、導電パターン層の導電層（配線パターン）の表層は、光熱変換層との界面であったため、凹凸が少なく非常に平坦性に優れた表面形状を有するものとなり、これを液晶表示装置等の電気光学装置に使用すれば表示特性向上に寄与することが可能となる。なお、本発明では、光照射領域に該当する部分の昇華性材料を除去することでバンクを形成するため、例えば転写工程によりバンクを形成する場合に比して、転写むら等に起因するバンク形状の劣化を防止することが可能である。

本発明の配線パターンの形成方法においては、前記基材に光熱変換材料が混在されていてもよく、また、前記昇華層に光熱変換材料が混在されていてもよい。これによりプロセスの簡略化を図ることができる。

また、本発明の配線パターンの形成方法において、前記昇華層形成工程は、該光熱変換層上に絶縁層を形成し、その絶縁層上に昇華層を形成する工程を含むものとすることができる。この場合、絶縁層と導電層との界面が、形成される配線パターンの表面となり、上記同様に該表面形状が非常に平坦なものとなり、電気光学装置等に適用するに際し、非常に信頼性の高いものとなる。

また、本発明の配線パターンの形成方法において、前記基材と前記昇華層との間に、光あるいは熱によりガスを発生するガス発生材料を含むガス発生層を設けることができる。さらに、前記基材と前記絶縁層との間に、光あるいは熱によりガスを発生するガス発生材料を含むガス発生層を設けることもできる。このようなガス発生層を設けることにより導電パターン層を被処理基材に対して一層確実に転写することが可能となる。

また、前記第１の光照射と前記第２の光照射とにおいて光照射条件を異ならせるものとすることができる。つまり、第１の光照射により昇華層の一部をアブレーションにより除去する場合と、第２の光照射により昇華層（バンク）を含む導電パターン層を転写する場合とにおいて、それぞれ好適な光照射条件を採用するものとするのが良い。具体的には、上記絶縁層を光熱変換層と昇華層との間に形成する場合には、第１の光照射時には該絶縁層が除去されない条件の光照射を行い、第２の光照射時には該絶縁層が被処理基材に転写される条件にて光照射を行うものとすることができる。

なお、第１の光照射及び／又は第２の光照射は、レーザ光にて行うことができ、具体的には光熱変換材料が発熱可能な波長を有する光にて行うものとする。そして、第１の光照射においては、所定のパターンを有するマスクを介して行ったり、照射光に対して昇華層が積層された第１基材を相対移動させながら行うことで、所定領域への光照射が可能となる。

また、第２の光照射は、導電パターン層を被処理基材に対して転写させるとともに、バンク間に配置した導電層を焼成可能な条件にて行うものとすることができる。バンク間に導電層を配置するに際しては、例えばインクジェット装置等の液滴吐出装置を用い、導電材料が含まれる液状物をバンク間に滴下する手法を採用することができる。そのようなバンク間に配置した導電層ペーストは焼成を必要とするが、これを第２の光照射による光熱変換層からの発熱を利用して行えば、焼成工程を削減することができ、ひいては製造コストの削減を実現することが可能となる。

また、前記転写工程は減圧下にて行うことができ、この場合、導電パターン層と被処理基材とが一層強固に貼り合わされることとなる。なお、光熱変換層と導電パターン層とを剥離する場合には、その減圧条件を解除するものとすればよい。

前記昇華層形成工程において、形成する昇華層に、液体に対する親和性を調整する調整材料を含ませることができる。この場合、バンクを形成後、そのバンクに対して導電材料が含まれる液状組成物を配置する場合において、配置する液状組成物の位置や濡れ拡がり具合を制御することができる。特に、昇華層形成工程において、液体に対する親和性がそれぞれ異なる複数の昇華層を形成することもでき、具体的には、第１の昇華層と該第１の昇華層より撥液性を有する第２の昇華層とをこの順に積層して形成するのがよい。これにより、配置する液状組成物の位置や濡れ拡がり具合を更に所望状態に制御可能となる。特に、第１の昇華層と該第１の昇華層より撥液性を有する第２の昇華層とがこの順に積層されている構成を採用することにより、例えば形成後のバンク間に液状組成物を配置する場合、バンク間の底部近傍において液状組成物を良好に濡れ拡がらせることができ、また、バンクの上面を含む上部近傍に液状組成物が配置された場合でも、上部の撥液領域によりその上部近傍の液状組成物をバンク間の底部に流れ落とすようにして配置することができる。

また、バンクを形成する昇華層に予め調整材料を混在させておく構成の他に、光照射によりバンクパターンを形成した後、液体に対する親和性を調整する表面処理を行うようにしてもよい。こうすることによっても、液状組成物をバンク間に良好に配置することができる。なお、バンク形成工程において、昇華層より昇華した材料を吸引除去する工程を含むものとすることで、導電層形成位置に昇華材料の残留物が滞留する等の不具合を回避することが可能となる。

次に、本発明の半導体装置の製造方法は、その配線パターンを形成するに際し、上述の形成方法を採用したことを特徴とする。この場合、表面に凹凸形状の少ない配線を具備した半導体装置を提供可能で、例えば配線における断線等の不具合発生を回避することが可能となる。なお、半導体装置を製造するに際し、上記配線パターンの形成方法を用いることで、配線が複数に積層された三次元実装化を実現することも可能である。

次に、本発明の電気光学装置は、上述の形成方法により形成された配線パターン、或いは上述の製造方法により得られた半導体装置を具備することを特徴とする。なお、電気光学装置としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、及びプラズマ表示装置等が例示することができる。また、本発明の電子機器は、上記電気光学装置を具備することを特徴とする。

なお、上述した液滴吐出装置による液滴吐出法は、吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を使って実現され、該液滴吐出装置はインクジェットヘッドを備えたインクジェット装置を含む。インクジェット装置のインクジェットヘッドは、インクジェット法により液状組成物の液滴を定量的に吐出可能であり、例えば１ドットあたり１〜３００ナノグラムの液滴を定量的に断続して滴下可能な装置である。なお、液滴吐出装置としてはディスペンサー装置であってもよい。液状組成物としては、液滴吐出装置の吐出ヘッドの吐出ノズルから吐出可能（滴下可能）な粘度を備えるものが好ましく、所定の液状媒体（水性であると油性であると問わない）に対し導電材料を溶解ないし分散させて調整される。

＜配線パターンの形成方法＞
以下、本発明の配線パターンの形成方法について、その一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の配線パターンの形成方法に用いられる光照射装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１において、バンク形成装置１０は、所定の波長を有するレーザ光束を射出するレーザ光源１１と、処理対象である基材（第１基材）１を支持するステージ１２とを備えている。レーザ光源１１及び基材１を支持するステージ１２はチャンバ１４内に配置されている。チャンバ１４には、このチャンバ１４内のガスを吸引可能な吸引装置１３が接続されている。本実施形態では、レーザ光源１１として近赤外半導体レーザ（波長８３０ｎｍ）が使用される。

ここで、以下の説明において、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに直交する方向（鉛直方向）をＺ軸方向とする。

ステージ１２は、基材１を支持した状態でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に設けられており、基材１はステージ１２の移動により光源１１から射出された光束に対して移動可能となっている。また、ステージ１２はＺ軸方向にも移動可能となっている。ここで、光源１１とステージ１２に支持された基材１との間には不図示の光学系が配置されている。基材１を支持したステージ１２はＺ軸方向に移動することにより、前記光学系の焦点に対する基材１の位置を調整可能となっている。そして、光源１１より射出された光束は、ステージ１２に支持されている基材１を照射するようになっている。

基材１には、光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換材料を含む光熱変換層８が形成され、その光熱変換層８上には、昇華性材料を含む昇華層９が形成されている。基材１としては、例えばガラス基板や透明性高分子等を用いることができる。透明性高分子としては、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリイミド、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリサルホン等が挙げられる。透明性高分子により基材１を形成した場合、その厚さは１０〜５００μｍであることが好ましい。こうすることにより、例えば、基材１を帯状に形成してロール状に巻くことができ、回転ドラム等に保持させつつ搬送（移動）することもできる。

なお、ここでは基材１をＸＹ方向に並進移動するステージ１２に支持させているが、基材１を回転ドラムに保持させる場合、回転ドラムは、水平並進方向（走査方向、Ｘ方向）、回転方向（Ｙ方向）、及び鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能である。

光熱変換層８を構成する光熱変換材料としては公知のものを使用することができ、レーザ光を効率よく熱に変換できる材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、その酸化物及び／又はその硫化物よりなる金属層や、カーボンブラック、黒鉛又は赤外線吸収色素等が添加された高分子よりなる有機層等が挙げられる。赤外線吸収色素としては、アントラキノン系、ジチオールニッケル錯体系、シアニン系、アゾコバルト錯体系、ジインモニウム系、スクワリリウム系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系等が挙げられる。

光熱変換層８として前記金属層を用いる場合には、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、又はスパッタリングを利用して基材１上に形成することができる。光熱変換層８として前記有機層を用いる場合には、一般的なフィルムコーティング方法、例えば、押出コーティング方法、スピンコーティング方法、グラビアコーティング方法、リバースロールコーティング方法、ロッドコーティング方法、マイクログラビアコーティング方法、ナイフコーティング方法などにより基材１上に形成することができる。

光熱変換層８を設けた場合、光熱変換材料に応じた波長を有する光を照射することが好ましい。つまり、使用する光熱変換材料に応じて良好に吸収する光の波長帯域は異なるため、光変換材料に応じた波長を有する光を照射することにより、光エネルギーを熱エネルギーに効率良く変換できる。換言すれば、照射する光に応じて使用する光熱変換材料を選択する。本実施形態では、レーザ光源として近赤外半導体レーザ（波長８３０ｎｍ）を使用しているため、光熱変換材料としては、赤外線〜可視光線領域の光を吸収する性質を有している材料を用いることが好ましい。

昇華層９は、バインダ樹脂に溶解又は分散された昇華性色素を含んでいる。なおバインダが無い構成も可能である。昇華性材料としては公知の昇華性材料（昇華性色素）を使用することが可能であり、例えば特開平６−９９６６７号公報に開示されている分散染料、塩基性染料、油溶性染料、特開平９−１２７６４４号公報に開示されているような、シアニン、メロシアニン、アミンカチオンラジカル色素、スクアリリウム色素、クロコニウム色素、テトラアリールポリメチン色素、オキソノール色素、あるいは特開２００１−５１４１０６号公報に開示されている材料を使用可能である。また、昇華層９は一層で形成されてもよいし、二層以上の複数層で形成されてもよい。

昇華層９にバインダ樹脂を使用する場合、公知のバインダ樹脂を使用することができ、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアクリル系樹脂（例えばポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリスチレン−２−アクリロニトリル）、ポリビニルピロリドンを始めとするビニル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂（例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体）、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、セルロース系樹脂（例えばメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルロースアセテート水素フタレート、酢酸セルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルローストリアセテート）、ポリビニルアルコール系樹脂（例えばポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどの部分ケン化ポリビニルアルコール）、石油系樹脂、ロジン誘導体、クマロン−インデン樹脂、テルペン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）などが使用可能である。

上記色素およびバインダ樹脂を溶解または分散するための有機溶媒としては、一価アルコールを含むものが用いられる。例えば、ｎ−ブチルアルコール（ｂ．ｐ．１１７．４℃）、イソブチルアルコール（ｂ．ｐ．１０８．１℃）、ｓｅｃ−ブチルアルコール（ｂ．ｐ．１００℃）、ｎ−アミルアルコール（ｂ．ｐ．１３８℃）、イソアミルアルコール（ｂ．ｐ．１３２℃）、ヘキシルアルコール（ｂ．ｐ．１５５．７℃）などである。また、上記のアルコール類と他の有機溶媒を混合して用いてもよい。混合して用いる有機溶媒としては、公知の溶剤が使用でき、具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族類、ジクロルメタン、トリクロロエタン等のハロゲン類、酢酸エチル、酪酸プロピル等のエステル類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等、およびこれらの混合物が挙げられる。

昇華層９は、一般的なフィルムコーティング方法、例えば、押出コーティング方法、スピンコーティング方法、グラビアコーティング方法、リバースロールコーティング方法、ロッドコーティング方法、マイクログラビアコーティング方法などにより、光熱変換層８上に形成することができる。これらの昇華層９のコーティング方法においては、光熱変換層８の表面に帯電した静電気を除電して昇華層形成用機能液を均一に光熱変換層８上に形成するのが好ましく、各方法に用いられる装置には除電装置が取り付けてあるのが好ましい。

次に、図２を参照しながらバンクの形成手順について説明する。図２（ａ）に示すように、基材１の昇華層９が設けられた上面側から、所定の光束径を有するレーザ光束が照射される。レーザ光束が照射されることにより、その照射位置に対応する光熱変換層８が発熱し、その上層の昇華層９が加熱される。その熱により昇華層９の昇華性材料が昇華し、図２（ｂ）に示すように、照射位置に対応する昇華性材料（昇華層９）が基材１より除去される。これにより、バンクＢ、Ｂが形成され、バンクＢ、Ｂ間の溝部３において光熱変換層８が露出される。

このとき、照射するレーザ光束に対してステージ１２をＸＹ平面に沿って移動することにより、そのステージ１２の移動軌跡に応じた溝部３が描画される。こうして、基材１上の所定領域を区画するバンクパターンが基材１上に形成される。

光の照射により昇華した昇華性材料や、昇華性材料とともに基材１から分離した材料はチャンバ１４内を浮遊するが、吸引装置１３を駆動してチャンバ１４内のガスを吸引することにより、その基材１から分離した材料を回収することができる。したがって、基材１から分離した材料が溝部３あるいはバンクＢに再び付着してしまう不都合の発生が防止される。

以上説明したように、光熱変換層８及び昇華層９を有する基材１に光を照射することにより、その照射した光に基づく光熱変換層８からの発熱によって昇華性材料を昇華させ、基材１上から除去することができるので、形成しようとするバンクパターンに応じた領域に対して光を照射することにより、その照射領域の昇華性材料を除去して所望のパターンを有するバンクＢを基材１上に形成することができる。

なお本実施形態では、基材１を支持したステージ１２を移動することでバンクＢ（溝部３）を基材１上に描画しているが、もちろん、基材１を停止した状態で照射する光束を移動するようにしてもよいし、基材１と光束との双方を移動するようにしてもよい。また、基材１を移動する場合、ステージ１２でＸＹ平面内を移動する構成の他に、上述したように回転ドラムに保持させた状態で移動する構成も可能である。

バンクパターンを形成する際、図３に示すように、形成しようとするバンクパターンに応じたパターンを有するマスク１５に対して光束を照射し、マスク１５を介した光を基材１に照射するようにしてもよい。図３に示す例において、マスク１５は、マスク１５を透過した光を通過するための開口部１６Ａを有するマスク支持部１６に支持されている。光源１１から射出された光束は、光学系１７により均一な照度分布を有する照明光に変換された後、マスク１５を照明する。マスク１５を通過した光は、ステージ１２に支持されている基材１（昇華層９及び光熱変換層８）を照射し、その照射された光に基づいて光熱変換層８から発生する熱により昇華性材料が昇華され、バンクパターンが形成される。マスク１５を用いることにより、レーザ光源１１から射出された光束の径より微細なバンクパターンを形成することができる。なお、図３に示す例では、マスク１５と基材１とを離した状態で、基材１に対して光を照射しているが、マスク１５と基材１とを密着させた状態でマスク１５に光を照射し、そのマスク１５を介した光を基材１に照射するようにしてもよい。

以上のようなプロセスにより形成したバンクＢ，Ｂ間の溝部３に対して導電性ペーストを配置し、溝のパターンに応じた所定パターンの導電層を形成する。なお、導電層の配置工程については後述する。ここで、上述のようなバンクを形成する工程において、バンクとなる昇華層９には液体（ここでは導電性ペースト）に対する親和性を調整する調整材料を混在させておくことができる。例えば、昇華層形成用機能液に、液体に対する親和性を調整する調整材料を予め混在させておき、その後、その機能液を基材１上（ここでは光熱変換層８上）の溝部３に塗布することで、前記調整材料が混在された昇華層９を基材１上に形成することができる。

調整材料としては、撥液性を有する材料、例えば含フッ素化合物あるいはシリコン化合物が挙げられる。こうすることにより、昇華層９からなるバンクＢに撥液性を付与することができる。そして、バンクＢに撥液性を付与することにより、例えば液滴吐出法に基づいてバンクＢ、Ｂ間の溝部３に対して機能液を配置する場合において、バンクＢの上面を含む上部近傍に機能液が配置された場合でも、その撥液性により機能液をバンクＢ、Ｂ間の溝部３の底部に流れ落とすようにして配置することができ、機能液を所望状態に配置することができる。

含フッ素化合物としては、例えば分子内にフッ素原子を含有するモノマー、オリゴマー又はポリマーや、フッ素含有の界面活性剤等が挙げられる。なお、このような含フッ素化合物は、昇華層９に含まれるバインダ樹脂に相溶するかもしくは分散するものが好ましい。また、シリコン化合物としては、例えば有機ポリシロキサンを主成分とする樹脂、ゴム、界面活性剤、カップリング剤等が挙げられる。これら含フッ素化合物及びシリコン化合物の双方を昇華層９に混在させてもよいし、いずれか一方を混在させてもよい。

また、液体（機能液）に対する親和性がそれぞれ異なる複数の昇華層を積層するものとしても良い。これにより、配置する機能液の位置や濡れ拡がり具合を更に所望状態に制御可能となる。特に、基材１上に、第１の昇華層と、それよりも相対的に高い撥液性を有する第２の昇華層とをこの順に積層することにより、例えば形成後のバンクＢ、Ｂ間に機能液を配置する場合、バンクＢ、Ｂ間の溝部３の底部近傍において機能液を良好に濡れ拡がらせることができ、また、バンクＢ、Ｂの上面を含む上部近傍に機能液が配置された場合でも、上部の撥液領域によりその上部近傍の機能液をバンクＢ、Ｂ間の溝部３の底部に流れ落とすようにして配置することができる。なお、各層の昇華層の撥液性を異ならせるためには、例えば各昇華層のそれぞれに混在させる前記調整材料（含フッ素化合物又はシリコン化合物）の量を異ならせるものとすればよい。

また、光熱変換層８と昇華層９との間に、光熱変換層８の光熱変換作用を均一化するための中間層を設けることができる。このような中間層形成材料としては樹脂材料を挙げることができる。このような中間層は、所定の組成を有する樹脂組成物を例えばスピンコーティング方法、グラビアコーティング方法、ダイコーティング法等の公知のコーティング方法に基づいて光熱変換層８の表面に塗布し、乾燥させることによって形成可能である。レーザ光束が照射されると、光熱変換層８の作用により、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、さらにこの熱エネルギーが中間層の作用により均一化される。したがって、光照射領域に該当する部分の昇華層９には均一な熱エネルギーが供与される。

次に、形成したバンクＢ，Ｂ間の溝部３に対して導電性材料を配置し、溝のパターンに応じた所定パターンの導電層（導電パターン層）を形成する工程について説明する。図４は、形成されたバンクＢを使って基材１上（ここでは光熱変換層８上）に導電パターン層を形成する方法を示す模式図である。本実施形態では、配線パターン形成用材料たる導電材料をバンクＢの溝部３に配置するために、配線パターン形成用材料を含む機能液の液滴を吐出する液滴吐出法（インクジェット法）を用いる。バンクＢは、基材１上に予め設定された配線パターン形成領域を区画するように設けられている。液滴吐出法では、吐出ヘッド２０と基材１とを対向させた状態で、バンクＢ、Ｂ間の溝部３に対して配線パターン形成用材料を含む機能液の液滴が吐出ヘッド２０より吐出される。

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、電気熱変換方式、静電吸引方式、電気機械変換方式等が挙げられる。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^２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して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。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。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体材料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、電気機械変換方式（ピエゾ方式）を用いる。

図５はピエゾ方式による機能液（液状体材料）の吐出原理を説明するための図である。図５において、吐出ヘッド２０は、機能液（配線パターン形成用材料を含む液状体材料）を収容する液体室２１と、その液体室２１に隣接して設置されたピエゾ素子２２とを備えている。液体室２１には、機能液を収容する材料タンクを含む供給系２３を介して機能液が供給される。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から機能液が吐出される。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。

以下、配線パターンを形成する手順について説明する。上記説明した方法により、昇華層９からなるバンクＢ、Ｂを形成した後、まず、バンクＢ、Ｂ間の溝部３の底部（光熱変換層８の露出部）の残渣を除去する残渣処理を行うことが好ましい。残渣処理としては、溝部３の底部に対して例えば紫外線（ＵＶ）等の光を照射することにより、光励起により、底部に残存する特に有機系の残渣を良好に除去することができる。

次に、吐出ヘッド２０を用いて、光熱変換層８上のバンクＢ、Ｂ間に配線パターン形成用材料を含む機能液の液滴を配置する材料配置工程を行う。ここでは、配線パターン形成用材料を構成する導電性材料として有機銀化合物を用い、溶媒（分散媒）としてジエチレングリコールジエチルエーテルを用い、その有機銀化合物を含む機能液を吐出する。材料配置工程では、図７に示したように、吐出ヘッド２０から配線パターン形成用材料を含む機能液を液滴にして吐出する。吐出された液滴は、光熱変化層８上のバンクＢ、Ｂ間の溝部３に配置される。このとき、液滴が吐出される配線パターン形成領域は、昇華層９からなるバンクＢにより区画されているので、液滴が所定位置以外に拡がることを阻止できる。また、バンクＢ、Ｂには撥液性が付与されているため、吐出された液滴の一部がバンクＢ上に乗ってもバンク間の溝部３に流れ落ちるようになる。更に、光熱変換層８が露出している溝部３の底部に親液性を付与しておけば、吐出された液滴が底部にてより拡がり易くなり、これにより機能液は所定位置内で均一に配置することができる。具体的に、バンクＢと溝部３の底部の濡れ性の差は、例えば水に対する静的接触角の値で４０°以上が望ましい。

なお、機能液としては、導電性微粒子を分散媒に分散した分散液を用いることも可能である。導電性微粒子としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、及びニッケルのうちの少なくともいずれか１つ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。分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので凝集を起こさない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。

材料配置工程（液滴吐出工程）の後、乾燥工程を行い、図６に示したような昇華層９からなるバンクＢ，Ｂ間に導電層７が配置された導電パターン層７０を形成することができる。この乾燥工程は、液滴吐出に用いた溶媒が揮発する条件（温度、気圧）にて行うものとする。

以上のような方法により図６に示したような光熱変換層８上に導電パターン層７０を備えた基材１を形成した後、図７に示すように異なる基材２（被処理基材：材質等は第１基材と同じ）に対して、導電パターン層７０を転写する工程を行う。以下、転写の工程について説明する。

まず、図７に示したように基材２に対して導電パターン層７０を対向させて仮貼り合わせを行い、これに対してレーザ光照射を行う。具体的には図１に示したような光照射装置１０を用いて行い、この場合、基材２の全面に対して光照射を行うものとする。このような光照射に基づき、光熱変換層８から発熱が生じ、該発熱に基づいて導電パターン層７０が基材２側に転写されることとなる。これはバンクＢが昇華性材料を含んで構成されていることに基づくものである。また、このような光照射による光熱変換層８からの発熱に基づき、導電層７に対する焼成が行われる。導電層に対して焼成処理を行うことにより導電性が得られる。特に導電材料として有機銀化合物を用いた場合、焼成処理を行ってその有機分を除去し銀粒子を残留させることで導電性が発現される。なお、転写工程を行う前に、導電性材料を含む機能液を吐出した後に焼成工程を別途行うものとしてもよい。

このような転写工程を行うことで、図８に示すように基材２上に所定パターンの導電層７を含む配線パターン２００が形成されることとなる。なお、転写工程の後、基材２上に存在するバンクＢを除去（アッシング）することができる。例えば、バンクＢ（昇華層９）にレーザ光を照射したり、所定の溶剤により洗浄することでバンクＢを基材２から除去することができる。また、アッシング処理としては、プラズマアッシングやオゾンアッシング等を採用することもできる。

以上、説明した本実施形態の配線パターンの形成方法によると、光熱変換層８及び昇華層９を有する第１基材１の所定領域に選択的に光照射することにより、該光照射領域に対応して昇華層９から構成されるバンクＢを形成することができ、さらに形成したバンクＢ内に導電層７を配置するとともに、このバンクＢと導電層７とを含む導電パターン層７０と被処理基材２とを対向させ、該対向させた基材に対して光照射を再び行うことで、光熱変換層８から導電パターン層７０の昇華層９（バンクＢ）に熱が加わり、導電パターン層７０が被処理基材２に転写され、その結果、被処理基材２上に所定の導電パターン層７０が形成されることとなる。したがって、導電パターン層７０の導電層７の表層は、元々光熱変換層８との界面であったため、凹凸が少なく非常に平坦性に優れた表面形状を有するものとなり、このような方法により得られた配線パターンを液晶表示装置等の電気光学装置に使用すれば表示特性向上に寄与することが可能となる。なお、本実施の形態で示した配線パターンの形成方法を半導体装置に適用し、すなわち半導体装置の配線を形成する際に、上記配線パターンの形成方法を採用することが可能である。

＜電気光学装置＞
次に、本発明の配線パターンの形成方法により形成された配線パターンを有する電気光学装置の一例として、液晶表示装置について図９を参照しながら説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であって、図９はその断面構造を示す模式図である。

図９に示すように、本実施の形態の液晶表示装置は、ＴＦＴアレイ基板１１０と、これに対向配置される対向基板１２０との間に液晶層５０が挟持された構成を具備している。ＴＦＴアレイ基板１１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１１０Ａと、その液晶層５０側表面に形成されたＴＦＴ素子３０、画素電極９ａ、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板１２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１２０Ａと、その液晶層５０側表面に形成された共通電極１２１と配向膜６０とを主体として構成されている。そして、各基板１１０，１２０は、スペーサ１１５を介して所定の基板間隔（ギャップ）が保持されている。

ＴＦＴアレイ基板１１０において、基板本体１１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９ａが設けられ、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子（半導体装置）３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２ａ、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２ａ上を含む基板本体１１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５ａ、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８ａが開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４ａを貫通するコンタクトホール５ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。

さらに、データ線６ａ上および第２層間絶縁膜４ａ上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８ａが開孔した第３層間絶縁膜７ａが形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４ａおよび第３層間絶縁膜７ａを貫通するコンタクトホール８ａを介して画素電極９ａに電気的に接続されている。

本実施の形態では、ゲート絶縁膜２ａを走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量１７０が構成されている。

また、ＴＦＴアレイ基板１１０の基板本体１１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’および低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９ａおよび第３層間絶縁膜７ａ上には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０が形成されている。

他方、対向基板１２０には、基板本体１２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域（非画素領域）に対向する領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜１２３が設けられている。さらに、第２遮光膜１２３が形成された基板本体１２０Ａの液晶層５０側には、その略全面にわたって、ＩＴＯ等からなる共通電極１２１が形成され、その液晶層５０側には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０が形成されている。

このような本実施の形態の液晶表示装置においては、半導体装置たるＴＦＴ素子３０の各種配線、及び該ＴＦＴ素子３０に電気的信号を送信するための各種配線、並びに電極等を上述した本実施の形態の配線パターンの形成方法を用いて形成しているため、液晶層５０を挟持するＴＦＴアレイ基板１１０及び対向基板１２０の表面に凹凸が少なく、その結果、配向膜４０，６０におけるラビング処理の不均一化等の問題が生じ難いものとなっている。その結果、当該液晶表示装置は非常に表示特性に優れ、信頼性の高い電気光学装置となる。

＜電子機器＞
以下、上記液晶表示装置（電気光学装置）を備えた電子機器の適用例について説明する。図１０は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。このような電子機器は、上記実施の形態の電気光学装置を備えているので、表示品位に優れ、明るい画面の表示部を備えた電子機器を実現することができる。

なお、上述した例に加えて、他の例として、腕時計、ワードプロセッサ、パソコンモニタ、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、電子ペーパー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。

本発明の配線パターンの形成方法に使う光照射装置の一実施形態を示す概略構成図。 本発明の配線パターンの形成方法の一プロセスを示す工程模式図。 本発明の配線パターンの形成方法に使う光照射装置の他の実施形態を示す概略構成図。 図２に続くプロセスを示す工程模式図。 本発明の配線パターンの形成方法に使う吐出ヘッドの一例を示す概略構成図。 図４に続くプロセスを示す工程模式図。 図６に続くプロセスを示す工程模式図。 図７に続くプロセスを示す工程模式図。 本発明の電気光学装置の一例としての液晶表示装置の断面模式図。 本発明の電子機器の一例を模式的に示す斜視図。

符号の説明

１…基材（第１基材）、２…基材（被処理基材）、８…光熱変換層、９…昇華層、２０…吐出ヘッド、７０…導電パターン層、２００…配線パターン、Ｂ…バンク

Claims (20)

1. 光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換材料を含む光熱変換層に、昇華性材料を含む昇華層を積層させる工程と、
   前記昇華層の所定領域に第１の光照射を行うことで前記昇華層の一部を昇華させ、該光照射領域以外の領域に前記昇華層からなるバンクを形成するバンク形成工程と、
   形成させたバンク間に導電層を配置させて、前記導電層及び前記バンクからなる導電パターン層をインクジェット法により形成する導電パターン層形成工程と、
   前記導電パターン層と被処理基材とを対向させた状態で、前記導電パターン層が形成されていない側の前記光熱変換層の所定領域に対して第２の光照射を行うことで、該導電パターン層を当該被処理基材に転写する転写工程と、
   を含むことを特徴とする配線パターンの形成方法。
2. 基材上に、光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換材料を含む光熱変換層を形成する光熱変換層形成工程と、
   前記光熱変換層上に、昇華性材料を含む昇華層を形成する昇華層形成工程と、
   前記昇華層の所定領域に対し、第１の光照射を行うことで昇華層の一部を昇華させ、該光照射領域以外の領域に前記昇華層からなるバンクを形成するバンク形成工程と、
   形成したバンク間に導電層を配置させて、前記導電層及び前記バンクからなる導電パターン層をインクジェット法により形成する導電パターン層形成工程と、
   前記導電パターン層と被処理基材とを対向させた状態で、前記導電パターン層が形成されていない側の前記光熱変換層の所定領域に対して第２の光照射を行うことで、該導電パターン層を当該被処理基材に転写させる転写工程と、
   を含むことを特徴とする配線パターンの形成方法。
3. 前記基材に、光熱変換材料が混在されていることを特徴とする請求項２に記載の配線パターンの形成方法。
4. 前記昇華層に、光熱変換材料が混在されていることを特徴とする請求項２に記載の配線パターンの形成方法。
5. 前記昇華層形成工程において、
   該光熱変換層上に絶縁層を形成し、その絶縁層上に昇華層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の配線パターンの形成方法。
6. 前記基材と前記昇華層との間に、光あるいは熱によりガスを発生するガス発生材料を含むガス発生層が設けられていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
7. 前記基材と前記絶縁層との間に、光あるいは熱によりガスを発生するガス発生材料を含むガス発生層が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の配線パターンの形成方法。
8. 前記第１の光照射と前記第２の光照射とにおいて光照射条件を異ならせることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
9. 前記第１の光照射は、所定のパターンを有するマスクを介して行うことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
10. 前記第１の光照射は、照射光に対して前記昇華層が積層された基材を相対移動させながら行うことを特徴とする請求項２ないし９のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
11. 前記第２の光照射は、前記導電パターン層を被処理基材に対して転写させるとともに、
    前記バンク間に配置した前記導電層を焼成可能な条件にて行うことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
12. 前記転写工程を減圧下にて行うことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
13. 前記光熱変換層と前記導電パターン層とを剥離するに際し、前記減圧を解除することを特徴とする請求項１２に記載の配線パターンの形成方法。
14. 前記昇華層に昇華性色素を含ませることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
15. 前記昇華層にインクジェット法により配置される液体に対する親和性を調整する調整材料を含ませることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
16. 前記昇華層に、インクジェット法により配置される液体に対する親和性がそれぞれ異なる複数の昇華層を含ませることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
17. 前記バンク形成工程は、形成されたバンクに対して、インクジェット法により配置される液体に対する親和性を調整する表面処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
18. 前記バンク形成工程において、前記昇華層より昇華した材料を吸引除去することを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の配線パターンの形成方法。
19. 請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の形成方法を用いた配線パターンの形成工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
20. 請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の形成方法を用いて配線の三次元実装化を行う工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
    

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