JP5095650B2 - 膜パターンとその膜パターン形成方法、及び導電膜配線、並びに電気光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、膜パターンとその膜パターン形成方法、及び導電膜配線、並びに電気光学装置に関するものである。

従来、電子回路または集積回路等に使用される導電膜配線の形成には、例えば、フォトリソグラフィ法が用いられている。このフォトリソグラフィ法は、予めスパッタリングによって成膜した基板上の一様な導電膜に対して、レジストと呼ばれる感光材を塗布し、マスクを用いて回路パターンを照射して現像し、レジストパターンに応じてエッチングすることで導電膜の配線パターンを形成するものである。このフォトリソグラフィ法は真空装置などの大掛かりな設備と複雑な工程とを必要とし、また材料使用効率も数％程度でそのほとんどを廃棄せざるを得ず、製造コストが高い。

これに対して、インクジェット装置を用いて液体材料である機能液を液滴状に吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて基板上に配線パターンを形成する方法が提案されている。この方法では、金属微粒子等の導電性微粒子を分散させた機能液である配線パターン用インクを基板に直接パターン配置し、その後、熱処理やレーザ照射を行って薄膜の導電膜パターンに変換する。この方法によれば、フォトリソグラフィが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量も少なくて済むというメリットがある。

ところで、近年、液晶テレビ等の表示装置の大型化に伴い、駆動回路と画素領域のＴＦＴとを繋ぐ配線が長くなる傾向にある。配線の延長化は、配線抵抗の増加を伴うため、駆動波形に鈍りが生じるという問題が生じている。例えば、駆動回路から遠い位置にある画素は、近い位置にある画素に比べて配線が長いため、配線抵抗が大きくなる。このため、駆動回路から遠い位置にある画素では、駆動波形が鈍り、所望の輝度が得られない。

さらに、近年の表示装置は、動きを滑らかにするために、フレーム数が増加している傾向にある。しかしながら、上述のように、駆動波形が鈍ることで、１フレーム内に十分な駆動波形を得ることができないという問題も生じている。

このような駆動波形の鈍りは、配線の延長化に伴う配線抵抗の増加に起因して発生していることから、配線抵抗を減らすことが重要となっている。配線抵抗を減らすには、純度が高く、かつ厚い配線を実現できる膜パターンを形成する必要がある。

そこで、特許文献１には、均一な膜厚で、かつ厚膜化された膜パターン形成方法が提案されている。図７は、特許文献１に記載の膜パターン形成方法を構成する各工程を示す概略図である。

上記特許文献１に開示された膜パターン形成方法は、表面処理工程と、材料配置工程と、熱処理または光処理工程との３つの工程からなる。

最初の表面処理工程は、さらに撥液化処理工程と、親液化処理工程とに大別される。撥液化処理工程は、図７（ａ）に示すように、基板４０１上に撥液性の自己組織化膜４０２を形成する処理である。これにより、基板４０１の表面を機能液４０３に対して撥液性にする。

次の親液化処理工程は、膜パターンに応じたマスク（図示せず）を用いて、基板４０１に紫外光を照射することによって、膜パターンを形成すべき部分を親液化してパターニングする工程である。これにより、図７（ｂ）に示すように、基板４０１の表面に親液領域Ｈ１と撥液領域Ｈ２とを形成する。続く、材料配置工程は、図７（ｃ）に示すように、インクジェット装置４２０を用いて、機能液４０３の液滴４０４を基板４０１上の親液領域Ｈ１に吐出する工程である。このとき、親液領域Ｈ１と撥液領域Ｈ２との接触角差に応じて、吐出された液滴４０４は親液領域Ｈ１上に溜まる。また、撥液領域Ｈ２には、撥液性が付与されているため、吐出された液滴４０４の一部が撥液領域Ｈ２にのっても、撥液領域Ｈ２から弾かれて、親液領域Ｈ１に吸収される。これによって、図７（ｄ）に示すように、機能液４０３は、撥液領域Ｈ２に囲まれた親液領域Ｈ１に溜まるようになる。

最後の熱処理または光処理工程は、基板４０１上に配置された機能液４０３に含まれる分散媒あるいはコーティング剤を焼成等することによって、除去する工程である。これにより、膜パターン形成成分である導電性微粒子間の電気的接触が確保される。

以上のように、基板４０１上に形成された親液領域Ｈ１と撥液領域Ｈ２との接触角の差を利用することによって、均一な膜厚で、かつ厚膜の膜パターンを形成することができる。

特開２００４−３５１３０５号公報（平成１６年１２月１６日公開）

しかしながら、特許文献１に記載の方法で形成される膜パターンは、図７に示すように、単層膜であるため、親液領域Ｈ１が保持できる機能液４０３の液量は、親液領域Ｈ１及び撥液領域Ｈ２に対する機能液４０３の接触角の差のみに依存している。従って、接触角の差を超える厚膜の膜パターンを形成できない。それゆえ、上述した駆動波形の鈍りを発生させないために必要な膜厚の膜パターンを得ることができないという問題を有している。

なお、特許文献１には、撥液領域Ｈ２の接触角は４０度以上と記載されているが、使用する機能液４０３の成分によっては撥液領域Ｈ２の接触角が４０度未満となり、接触角の差が小さくなるので形成可能な膜厚がさらに薄くなる。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来の方法によって形成された膜パターンよりも厚い膜パターンを形成できる膜パターン形成方法及び当該形成方法によって形成された膜パターンを提供することにある。また、本発明の他の目的は、該膜パターンの利用方法として、該膜パターンから構成された導電膜配線、及び該導電膜配線を備えた電気光学装置を提供することにある。

本発明の膜パターン形成方法は、上記の課題を解決するために、基板の表面に形成された第１の膜パターンに、第２の膜パターンの構成成分を含む機能液の液滴を吐出することにより、第１の膜パターン上に第２の膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、上記基板の表面及び上記第１の膜パターンの表面に、感光することで撥液化し、上記機能液に対して撥液性を示す感光膜Ｂを形成する表面処理工程と、上記基板の裏面から上記基板を露光することにより、上記感光膜Ｂを撥液化する撥液化工程と、上記撥液化工程後、上記第１の膜パターン上に上記機能液の液滴を吐出して、第２の膜パターンを形成する膜パターン形成工程とを含むことを特徴としている。

上記の発明によれば、表面処理工程において、基板の表面及び基板の表面に形成された第１の膜パターンの表面に感光膜Ｂを形成し、撥液化工程において、感光膜Ｂが形成された基板を裏面から露光する。これにより、第１の膜パターンがマスクとなり、第１の膜パターンの表面に形成された感光膜Ｂには、光が照射されない。このため、第１の膜パターン上に形成された感光膜Ｂは感光せず、機能液に対して撥液性を示さない状態が維持される。

一方、第１の膜パターンの表面以外の領域、すなわち基板の表面に形成された感光膜Ｂには、光が照射されて感光するため、機能液に対して撥液性を示すようになる。

これにより、基板上に形成された感光膜Ｂ（撥液化された感光膜Ｂ）は、第１の膜パターン上に形成された感光膜Ｂ（撥液化されていない感光膜Ｂ）よりも、機能液に対する撥液性が高くなる。つまり、第１の膜パターン上は、その周囲の領域（撥液化された感光膜Ｂの領域）よりも、撥液性の低い状態にすることができる。また、第１の膜パターンがマスクとして作用するため、マスクを用いることなく、第１の膜パターン上に、相対的に撥液性の低い感光膜Ｂを形成することができる。

続く膜パターン形成工程において、このように撥液性の低い状態となった第１の膜パターン上に、機能液の液滴を吐出する。このとき、第１の膜パターン上と基板上とに形成された感光膜Ｂとの機能液に対する撥液性に差によって、第１の膜パターン上に吐出された機能液が、基板上に形成された感光膜Ｂの方向に広がることを防ぐことができる。

さらに、撥液化された感光膜Ｂは、基板上の第１の膜パターンが形成されていない領域に形成されている。このため、撥液化されていない感光膜Ｂと、撥液化された感光膜Ｂとには、第１の膜パターンの膜厚分だけ段差が生じる。その結果、第１の膜パターン上の感光膜Ｂに機能液が吐出されると、その機能液は、基板上に形成された感光膜Ｂには接しにくくなるため、第１の膜パターン上に吐出された機能液が、基板上に形成された感光膜Ｂの方向へ広がることが、さらに防止される。これにより、第１の膜パターン上に保持できる機能液の量を多くすることができるため、厚膜の第２の膜パターンを形成することができる。

このように、第１の膜パターン上に、第２の膜パターンを重ねて形成することに加えて、第２の膜パターン自体を厚く形成することができる。それゆえ、従来よりも厚い膜パターンを形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記感光膜Ｂは、非感光状態では、上記機能液に対して親液性を示すものであることが好ましい。

上記の発明によれば、感光前の感光膜Ｂは、機能液に対して親液性を示す。これにより、撥液化工程によって、第１の膜パターン上の感光膜Ｂは機能液に対して親液性を示す一方、第１の膜パターンの周囲の感光膜Ｂは機能液に対して撥液性を示す。このため、第１の膜パターン上と、その周囲の領域との親撥のコントラストがさらに大きくなる。従って、より厚い第２の膜パターンを形成することができる。

ここで、撥液性とは、機能液に対する親和性が低い状態をいう。つまり、撥液性とは、基板の表面に感光膜Ｂを形成することによって、感光膜Ｂを形成しない場合よりも相対的に機能液に対する接触角が大きくなる状態を示す。例えば、撥液性とは、機能液に対する接触角が２０度以上、好ましくは３０度以上である。

一方、親液性とは、機能液に対する親和性が高い状態をいう。つまり、親液性とは、基板の表面に感光膜Ｂを形成することによって、感光膜Ｂを形成しない場合よりも相対的に機能液に対する接触角が小さくなる状態を示す。例えば、親液性とは、機能液に対する接触角が２０度未満、好ましくは１０度以下である。

本発明の膜パターン形成方法では、上記撥液化工程によって撥液化されなかった、上記第１の膜パターン上の上記感光膜Ｂを除去する第１の除去工程を含むことが好ましい。

上記の発明によれば、第１の除去工程によって、第１の膜パターン上の感光膜Ｂが除去されるため、第１の膜パターンの表面が露出する。これにより、後の膜パターン形成工程において、機能液が露出した第１の膜パターン上に直接吐出されることになるため、第１の膜パターン上に、直接第２の膜パターンが形成される。つまり、第１の膜パターンと第２の膜パターンとは、互いに接触する。従って、より純度の高い膜パターンを形成することができるため、抵抗値の変化を軽減することができる。また、感光膜Ｂより第１の膜パターンの方が機能液に対して親液性であれば、より親撥液のコントラストを得ることができる。

本発明の膜パターン形成方法では、第１の除去工程では、例えば、イソプロピルアルコールを用いて、撥液化されていない感光膜Ｂを除去することが好ましい。

これにより、撥液化されなかった、第１の膜パターン上の感光膜Ｂを好適に除去することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記第１の除去工程は、洗浄により、上記第１の膜パターン上の感光膜Ｂを除去する洗浄工程と、上記洗浄工程後に、上記第１の膜パターン上に残った感光膜Ｂを除去する第２の除去工程とを含むことが好ましい。

上記の発明によれば、第１の除去工程では、まず、洗浄工程により、第１の膜パターン上の感光膜Ｂを除去する。つまり、洗浄工程では、第１の膜パターン上に形成された、撥液化されていない感光膜Ｂを除去する。ただし、洗浄工程のみでは、感光膜Ｂを除去しきれない。

そこで、上記の発明によれば、洗浄工程に続いて行う第２の除去工程を行うことにより、洗浄工程で除去しきれなかった、第１の膜パターン上の感光膜Ｂを除去する。これにより、洗浄工程で除去しきれずに第１の膜パターン上に残った感光膜Ｂが、確実に（完全に）除去される。その結果、第１の膜パターンと第２の膜パターンとの間に、感光膜Ｂは存在せず、第１の膜パターンと第２の膜パターンとが互いに接触する。従って、より純度が高く、厚い膜パターンを形成することができるため、抵抗値の変化を防止することができる。また、感光膜Ｂより第１の膜パターンの方が機能液に対して親液性であれば、親撥液のコントラストをさらに大きくすることができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記第２の除去工程は、少なくとも第１の膜パターンに対して、上記基板の表面から上記基板を露光してもよい。

上記の発明によれば、第２の除去工程において、第１の膜パターンを、基板の表面から露光する。これにより、第１の膜パターン上の感光膜Ｂが露光により分解される。従って、洗浄工程で除去しきれずに第１の膜パターン上に残った感光膜Ｂを、確実に（完全に）除去することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記第２の除去工程は、上記第１の膜パターン及び上記基板に対して、上記基板の表面から上記基板を露光してもよい。

上記の発明によれば、第２の除去工程において、第１の膜パターン及び基板を、基板の表面から露光する。これにより、第１の膜パターン上の感光膜Ｂが露光により分解される。従って、洗浄工程で除去しきれずに第１の膜パターン上に残った感光膜Ｂを、確実に（完全に）除去することができる。

さらに、上記の発明によれば、基板上の感光膜Ｂも露光されるため、基板上の感光膜Ｂは、再び感光して、さらに撥液化される。これにより、第１の膜パターンと、基板上の感光膜Ｂとの親撥液のコントラストをさらに大きくすることができる。従って、より厚い第２の膜パターンを形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記撥液化工程によって撥液化された、上記基板上の上記感光膜Ｂを除去する第３の除去工程を含むことが好ましい。

上記の発明によれば、第３の除去工程では、基板上に形成された撥液化された感光膜Ｂが除去されるため、基板が露出する。これにより、露出した基板上に新たな膜や機能素子を形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記感光膜Ｂは、有機物から構成されており、上記第３の除去工程は、上記基板を加熱することにより、撥液化された上記感光膜Ｂを除去することが好ましい。

上記の発明によれば、感光膜Ｂが有機物から構成されているため、第３の除去工程により基板を加熱すると、加熱によって有機物が酸素と結合し分解する。これにより、感光膜Ｂを容易に除去することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記感光膜Ｂは、有機物から構成されており、上記第３の除去工程は、上記基板に紫外線を照射することにより、撥液化された上記感光膜Ｂを除去することが好ましい。

上記の発明によれば、感光膜Ｂが有機物から構成されているため、第３の除去工程により基板に紫外線を照射すると、紫外線によって発生したオゾンによって有機物が分解する。これにより、感光膜Ｂを容易に除去することができる。

本発明の膜パターン形成方法は、上記第１の膜パターンの構成成分を含む機能液の液滴を、上記基板上に吐出することによって上記第１の膜パターンを形成する第１の膜パターン形成工程を含んでいてもよい。

上記の発明によれば、第１の膜パターンが、機能液の液滴を吐出することによって形成される。つまり、インクジェット法によって、第１の膜パターンが形成される。このため、真空装置等の高価で複雑な設備を使用することなく、安価で容易に膜パターンを形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記第１の膜パターン形成工程は、上記基板上に、上記第１の膜パターンの構成成分を含む機能液に対して撥液性を示す感光膜Ａを形成し、当該感光膜Ａ上に上記機能液の液滴を吐出することが好ましい。

上記の発明によれば、基板上に形成された機能液に対して撥液性を示す感光膜Ａ上に、機能液の液滴がパターン状に吐出され、感光膜Ａ上に第１の膜パターンが形成される。このとき、基板上には、機能液に対して撥液性を示す感光膜Ａが形成されているため、吐出された液滴の面方向への広がりが防止される。このため、細い線幅の（幅の狭い）第１の膜パターンを形成することができる。従って、幅が狭く、厚い膜パターンを形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記第１の膜パターン形成工程は、上記基板上に、第１の膜パターンの構成成分を含む機能液に対して撥液性を示す感光することで分解し撥液性を失う感光膜Ａを形成し、上記第１の膜パターンが形成される領域の当該感光膜Ａを露光することにより除去し、露出した上記基板上に上記機能液の液滴を吐出することが好ましい。

上記の発明によれば、第１の膜パターンが形成される領域は、感光膜Ａが露光されるため、分解されて基板が露出する。これにより、基板が露出した領域（第１の膜パターンが形成される領域）と、その周囲の感光膜Ａが残っている領域との親撥のコントラストが大きくなる。そして、この基板が露出した領域上に機能液の液滴が吐出される。これにより、第１の膜パターンが形成される領域と、その周囲の領域との親撥のコントラストが大きくなる。従って、より幅が狭く、さらに感光膜Ａの成分を含まない高純度な膜パターンを形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記第１の膜パターン形成工程は、上記第１の膜パターンが形成されない領域の感光膜Ａを除去することが好ましい。

上記の発明によれば、第１の膜パターンが形成されない領域の感光膜Ａが除去されるため、除去された領域は基板が露出する。これにより、基板上に新たな膜や機能素子を形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記感光膜Ａは、自己組織化単分子膜であってもよい。

上記の発明によれば、感光膜Ａが、有機分子からなる自己組織化膜であるため、容易に単分子膜が形成できる。従って、均一な撥液性を示す感光膜Ａを実現できる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記第１の膜パターンは、基板上に形成された膜を、フォトリソグラフィによるパターニングによって形成することができる。

上記の発明によれば、第１の膜パターンが、フォトリソグラフィによって形成されるため、インクジェット法では形成できない微細な第１の膜パターンを形成することができる。従って、微細な上、厚い膜パターンを形成することができる。

本発明の膜パターン形成方法では、上記基板上に形成される膜を、物理気相成長または化学気相成長を用いて形成することができる。

これにより、フォトリソグラフィによってパターニングされる膜を、基板上に好適に形成することができる。

本発明の膜パターンは、上記いずれかの膜パターン形成方法により形成されたものであることを特徴としている。これにより、従来よりも厚い多層の膜パターンを提供することができる。

また、本発明の膜パターンは、導電性を有するものであってもよい。これにより、導電性を有する膜パターンを提供することができる。

本発明の導電膜配線は、上記導電性を有する膜パターンから構成されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、従来よりも厚い膜パターンを備えるため、配線の抵抗が減少する。従って、駆動波形の鈍りを防止することができる。

本発明の電気光学装置は、上記導電膜配線を備えることを特徴としている。

このような電気光学装置としては、例えば、液晶表示装置、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をあげることができる。

上記の発明によれば、本発明の導電膜配線を備えているため、画素と駆動回路間の配線抵抗が低くなる。これにより、画素に印加される駆動信号の鈍りによる輝度バラツキを抑制することができる。従って、表示ムラのない電気光学装置を提供することができる。

本発明の膜パターン形成方法は、以上のように、基板の表面及び上記第１の膜パターンの表面に、感光することで撥液化し、上記機能液に対して撥液性を示す感光膜Ｂを形成する表面処理工程と、上記基板の裏面から上記基板を露光することにより、上記感光膜Ｂを撥液化する撥液化工程と、上記撥液化工程後、上記第１の膜パターン上に上記機能液の液滴を吐出して、第２の膜パターンを形成する膜パターン形成工程とを含んでいる。

それゆえ、従来の方法によって形成された膜パターンよりも厚い膜パターンを形成することができるという効果を奏する。

本実施の形態の膜パターン形成方法の各工程を示す概略図である。 本実施の形態に用いた感光膜Ｂに対して照射されたエネルギーの強さと、照射後の機能液に対する接触角との関係を示すグラフである。 第１の膜パターンの形状が図１とは異なる場合の膜パターン形成方法の各工程を示す概略図である。 図１において第１の除去工程を省略した場合の膜パターン形成方法を示す概略図である。 第１の膜パターン形成方法の各工程を示す概略図である。 本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置の模式図である。 特許文献１に記載の膜パターン形成方法の各工程を示す概略図である。

本発明の実施の形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施の形態では、本発明の膜パターンを備えた導電配線膜について説明する。図１は、本実施の形態の導電配線膜となる膜パターン形成方法の各工程を示す断面図である。

図１（ｇ）に示すように、本実施の形態の膜パターン（導電配線膜）２１５は、基板１０１上に、第１の膜パターン１１２と第２の膜パターン２１４とが積層された構造である。

基板１０１には、ガラス、石英ガラス、プラスチック等の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、有機膜等の各種膜や、機能材料、機能素子が形成されたものを用いてもよい。ただし、後述のように、基板１０１の裏面から露光するため、基板１０１は、少なくとも光やＸ線などの放射線を透過させるものを用いる。

第１の膜パターン１１２、及び第２の膜パターン２１４は、導電性微粒子から構成された導電性を有する膜である。第１の膜パターン１１２及び第２の膜パターン２１４の詳細は、後述する。

本実施の形態の膜パターン（導電配線膜）２１５は、基板１０１の表面に形成された第１の膜パターン１１２に、第２の膜パターン２１４を積層することによって形成する。すなわち、膜パターン（導電配線膜）２１５は、第１の膜パターン１１２上に、第２の膜パターン２１４の構成成分を含む機能液の液滴を吐出することにより、第１の膜パターン１１２上に第２の膜パターン２１４を形成する。具体的には、膜パターン（導電配線膜）２１５形成方法は、基板１０１の表面及び第１の膜パターン１１２の表面に、感光することで撥液化し、上記機能液に対して撥液性を示す感光膜Ｂを形成する表面処理工程と、基板１０１裏面から基板１０１を露光することにより、感光膜Ｂを撥液化する撥液化工程と、上記撥液化工程後、第１の膜パターン１１２上に上記機能液の液滴を吐出して、第２の膜パターン２１４を形成する膜パターン形成工程とを含んでいる。以下、各工程について説明する。

（表面処理工程）
表面処理工程では、図１（ａ）に示すように、基板１０１及び基板１０１に形成された第１の膜パターン１１２を覆うように、感光膜Ｂ２０２を形成する工程である。

ここで、感光膜Ｂ２０２とは、光やＸ線などの放射線の作用を受けて、物理、または化学変化を起こすことによって、撥液性を発揮する膜である。

感光膜Ｂ２０２は、特に限定されず、本願発明の技術分野で一般的に用いられている感光して撥液性を発揮する感光性物質を用いることができる。例えば、超高圧水銀ランプが照射されることで、水に対する接触角が１００°以上になる感光性物質を、スピンコート法により上記基板１０１の表面に塗布し、乾燥させることで、基板１０１の表面全体に感光膜Ｂ２０２を形成することができる。

以下の表１は、本実施の形態に用いた感光膜Ｂ２０２に対して照射されたエネルギーの強さと、照射後の機能液に対する接触角との関係を示している。

また、図２は、上記表１で示した感光膜Ｂ２０２に対して照射されたエネルギーの強さと、照射後の機能液に対する接触角との関係を示すグラフである。図２では、横軸が照射エネルギーの強さ、縦軸が有機溶剤（機能液）の接触角（度）を表している。図２に示すように、感光膜Ｂ２０２は、照射エネルギーが強いほど、有機溶剤に対する親和性が低下して、撥液性を発揮する。従って、上記表１に示した値のエネルギーを照射することにより、感光膜Ｂ２０２の有機溶剤（機能液）に対する親和性を所望の値に調節することができる。

上記感光膜Ｂ２０２を形成することにより、次の撥液化工程において、従来のように親撥液のパターニングを行うために必要であった露光用のマスクを用いることなく、容易にパターニングすることが可能になる。

なお、感光膜Ｂ２０２には、非感光状態では親液性を有する物質を用いることが好ましい。

感光膜Ｂ２０２に親液性を有する物質を用いることよって、次の撥液化工程において、基板１０１上の感光膜Ｂ２０２が感光して撥液化したとき、親撥液領域の接触角の差が増大するため、より微細で厚膜の第２の膜パターン２１４を形成することができる。

（撥液化工程）
撥液化工程は、図１（ｂ）に示すように、基板１０１の裏面から露光して、基板１０１上の感光膜Ｂ２０２を撥液性にする工程である。このとき、基板１０１裏面から露光することによって、第１の膜パターン１１２は光を遮断するためマスクとして作用する。このため、第１の膜パターン１１２上の感光膜Ｂ２０２は、感光しないため撥液化されない。一方、それ以外、すなわち基板１０１上に形成された感光膜Ｂ２０２は感光するため撥液化される。このため、従来のようにマスクを用いることなく、第１の膜パターン１１２上に非撥液領域ｈ１及びこれを囲む部分を撥液領域ｈ２に容易にパターニングすることができる。これにより、短い作業時間で、高精度なパターニングを実現することができる。

（第１の除去工程〔洗浄工程〕）
第１の除去工程は、図１（ｃ）に示すように、第１の膜パターン１１２上の非撥液領域ｈ１を除去する工程である。例えば、非撥液領域ｈ１（撥液化されていない感光膜Ｂ）を溶解する洗浄溶媒を用いた洗浄により、非撥液領域ｈ１を除去する工程（洗浄工程）を行う。非撥液領域ｈ１を除去する方法としては、例えば、洗浄溶媒としてイソプロピルアルコールを用いて洗浄する方法がある。イソプロピルアルコールを用いた洗浄により、第１の膜パターン１１２上の非撥液領域ｈ１が洗い流され、基板１０１上の撥液領域ｈ２のみが残る。従って、第１の膜パターン１１２の表面は露出し、これを囲む領域は撥液性の撥液領域ｈ２となる。

このように、第１の膜パターン１１２の表面を露出させることによって、後の膜パターン形成工程において、第２の膜パターン２１４の機能液２１０は、非撥液領域ｈ１を介さずに第１の膜パターン１１２の表面に直接吐出されることになる。これにより、第１の膜パターン上の機能液２１０を焼成等する際、非撥液領域ｈ１を構成する感光膜Ｂ２０２の分解した成分が、第２の膜パターン２１４内に拡散して抵抗値を変化させることを軽減することができる。従って、不純物を含まず、純度の高い多層の膜パターン２１５を形成することが可能になり、より抵抗の低い導電膜配線を形成することができる。

なお、本実施の形態では、第１の膜パターン１１２は、金属の膜であるため、高い親液性を示す。この場合、第１の膜パターン１１２上の非撥液領域ｈ１を除去して第１の膜パターン１１２の表面を露出させたほうが、これを囲む撥液領域ｈ２との接触角の差を大きくすることができる。このように、非撥液領域ｈ１若しくは第１の膜パターンの材料によっては、非撥液領域ｈ１を除去した方が、より接触角差が大きくなる場合がある。

（第２の除去工程）
上述の洗浄工程において、非撥液領域ｈ１をイソプロピルアルコールで洗浄すれば、第１の膜パターン１１２上の非撥液領域ｈ１を概ね除去することができる。しかし、洗浄工程のみでは、非撥液領域ｈ１を完全に除去することは困難である。そこで、図１（ｄ）に示すように、洗浄工程に続いて、第１の膜パターン１１２上に残った非撥液領域ｈ１を除去する第２の除去工程を行うことが好ましい。

具体的には、図１（ｄ）のように、第２の除去工程において、第１の膜パターン１１２及び基板１０１を、基板１０１の表面から露光する。これにより、第１の膜パターン１１２上の非撥液領域ｈ１が露光により分解される。従って、洗浄工程で除去しきれずに第１の膜パターン１１２上に残った非撥液領域ｈ１を、確実に（完全に）除去することができる。

さらに、基板１０１上の撥液領域ｈ２も露光されるため、基板１０１上の撥液領域ｈ２は、再び感光して、さらに撥液化される。これにより、第１の膜パターン１１２と、基板１０１上の撥液領域ｈ２との親撥液のコントラストをさらに大きくすることができる。従って、最終的に、より厚い第２の膜パターン２１４（多層の膜パターン２１５）を形成することができる。

なお、図１（ｄ）に示す第２の除去工程では、基板１０１の表面全体を、基板１０１の表面から露光している。しかし、第２の除去工程では、少なくとも第１の膜パターン１１２を、基板１０１の表面から露光すればよい。これにより、第１の膜パターン１１２上の非撥液領域ｈ１が露光により分解される。従って、洗浄工程で除去しきれずに第１の膜パターン１１２上に残った非撥液領域ｈ１を、確実に（完全に）除去することができる。

なお、基板１０１を露光する条件は、例えば、撥液化工程と同条件、または、非撥液化領域ｈ１の吸光度が高い波長の紫外線を照射することが好ましい。

このように、第１の除去工程において、洗浄工程および第２の除去工程を行えば、第１の膜パターン１１２上の感光膜Ｂ（非撥液化領域ｈ１）を、確実に（完全に）除去することができる。その結果、後述する膜パターン形成工程によって形成される膜パターン２１５は、第１の膜パターン１１２と第２の膜パターン２１４との間に、感光膜Ｂが存在しなくなる。つまり、膜パターン２１５は、第１の膜パターン１１２と第２の膜パターン２１４とが互いに接触した構成となる。従って、より純度が高く、厚い膜パターン２１５を形成することができるため、抵抗値の変化を防止することができる。

また、感光膜Ｂより第１の膜パターン１１２の方が機能液に対して親液性であれば、親撥液のコントラストをさらに大きくすることができる。

なお、本実施の形態では、第１の除去工程（洗浄工程および第２の除去工程）を行う場合について説明しているが、第１の除去工程（洗浄工程および第２の除去工程）は、必要に応じて省略することが可能である。この場合、図４に示すように、第２の膜パターンは、非撥液領域ｈ１上に形成されることになる。これにより、工程数の減少によってコストを抑えることができる。

（膜パターン形成工程）
膜パターン形成工程は、吐出工程と乾燥工程とに大別される。

まず、吐出工程について説明する。吐出工程は、図１（ｅ）に示すように、インクジェット法によって、機能液２１０を第１の膜パターン１１２の表面に吐出して、第２の膜パターンを形成する機能液２１０を配置する工程である。

吐出工程では撥液領域ｈ２に囲まれた第１の膜パターン１１２上に、インクジェット装置２２０によって機能液２１０を吐出する。このとき、第１の膜パターン１１２を囲む撥液領域ｈ２の撥液性によって、第１の膜パターン１１２上に吐出された液滴２１１は、第１の膜パターン１１２上から溢れることなく留まる。これによって、第１の膜パターン１１２上に機能液２１０が配置される。

吐出工程で用いる機能液２１０は、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液からなるものである。本実施の形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、パラジウム、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、後述するインクジェット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。

導電性微粒子の他の例としては、レジスト、線状絶縁材料としてのアクリル樹脂、加熱してシリコンになるシラン化合物（例えば、トリシラン、ペンタシラン、シクロトリシラン、１，１’−ビスシクロブタシラン等）、金属錯体等が挙げられる。これらは液体中に微粒子として分散されていても良く、溶解されて存在してもよい。

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。

上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。インクジェット法を用いて機能液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。

また、インクジェットの方式としては、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^２ 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機能液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、インクジェット法により吐出される機能液の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。

ここで、第１の膜パターン１１２の表面の接触角が小さく親液性であるほど、機能液２１０が第１の膜パターン１１２に沿って広がりやすく、均一な膜厚で機能液２１０を配置できる。また、第１の膜パターン１１２に対して撥液領域ｈ２の接触角が大きく撥液性であるほど、機能液２１０は第１の膜パターン１１２上から溢れにくい。従って、第１の膜パターン１１２の表面と撥液領域ｈ２との接触角の差が大きいほど、第１の膜パターン１１２上における機能液２１０の保液量を多くすることができ、第２の膜パターン２１４を厚膜化することができる。そこで、第１の膜パターン１１２の表面の親液性が低い場合には、非感光状態では親液性を示す材料からなる感光膜Ｂ２０２を用いて非撥液領域ｈ１を形成し、かつ第１の洗浄工程を省略することで、第１の膜パターン１１２の表面を親液性にできる。これにより、第１の膜パターン１１２上の保液量が増加させることができるので、厚膜化に有効である。

なお、第１の除去工程で述べたように本実施の形態は、金属の第１の膜パターンを囲むように撥液部を形成している。このため、従来の単層膜パターンのようにガラス上に親撥液のパターンを形成した場合と比較して親撥液のコントラストが大きく、インクジェット法により液体を塗布したときの保液量が増加する。これにより、第２の膜パターン２１４を厚膜化することができる。

また、本実施の形態における、第１の膜パターン１１２の厚さは約５００ｎｍであり、感光膜Ｂ２０２の厚さは約１０ｎｍである。このため、第１の膜パターン１１２の表面は、これを囲む基板１０１上の撥液領域ｈ２よりも高く段差を生じる。従って、第１の膜パターン１１２上に吐出された機能液２１０が、撥液領域ｈ２との境界まで広がっても、上記段差があるため、基板１０１上の撥液領域ｈ２とは接触しない。このような、上記段差によるエッジ効果によって、機能液２１０の表面張力の作用が高まり、第１の膜パターン１１２上の保液量が増加する。このように、本実施の形態では、接触角の差による機能液２１０の保持に加え、境界の段差によるエッジ効果も第１の膜パターン１１２上の機能液２１０の保持量の増加に作用する。このため、従来の平面基板上に親撥領域のパターンを形成し、接触角の差のみによって、機能液２１０を保持する場合に比べ、保液量を増加させることができる。

さらに、従来のように、同一平面上に親撥領域のパターンが形成されているならば、液滴の着弾位置のずれ、または変形等によって親液領域からはみ出た機能液は、撥液領域と接触してしまう。このため、機能液の表面張力により親液領域に戻ろうとしても、部分的に液体が撥液部に残ってしまい、膜パターンの撥液領域との境界は波状になってしまうという問題が生じる。

これに対して、本実施の形態では、第１の膜パターン１１２と基板１０１上の撥液領域ｈ２との間には上記段差が生じている。このため、機能液２１０が第１の膜パターン１１２上からはみ出したとしても、機能液２１０は基板１０１上の撥液領域ｈ２に接触することはない。これにより、機能液２１０の表面張力の作用が高まるため、はみ出した機能液２１０は第１の膜パターン１１２上に戻ることができる。このように、高さのある第１の膜パターン１１２上に機能液２１０を吐出することで、はみ出した機能液２１０は表面張力によって引き戻されるため、第１の膜パターン１１２と第２の膜パターン２１４との境界が綺麗な直線状に形成される。

次に、乾燥工程（ｆ）について説明する。乾燥工程は、乾燥処理と焼成処理とに大別される。

まず、乾燥処理について説明する。乾燥処理は、上述の吐出工程において配置された機能液２１０に含まれる分散媒及びコーティング剤を蒸発させて固体状にする処理である。

蒸発させる方法には、例えば、ホットプレート、オーブン、光源、熱風を用いることができる。また、加熱以外の方法としてプラズマを照射してもよい。

乾燥処理において、基板１０１を加熱することで、機能液２１０から分散媒を蒸発させることにより、図１（ｆ）に示すように、第２の膜パターン前駆体２１３を形成する。

次に、焼成処理について説明する。焼成処理は、本実施の形態における、膜パターン形成成分である導電性微粒子を結合させる処理である。第２の膜パターン前駆体２１３は、このままでは、導電性微粒子間の電気的接触が不十分であるため、３５０度程度にまで加熱する必要がある。

本乾燥工程において、導電性微粒子表面の分散媒及びコーティング材を除去することによって、導電性微粒子間の電気的接触が確保された導電性の第２の膜パターン２１４を形成する。

なお、焼成処理の温度は分散媒の沸点、コーティング材の成分及び量によって適宜決定され、例えば有機溶媒に分散された導電性微粒子であれば約３５０度で焼成する必要がある。

（第３の除去工程）
第３の除去工程は、図１（ｇ）に、示すように、多層の膜パターン２１５を囲む撥液領域ｈ２を除去する工程である。除去の方法としては、ホットプレートまたはオーブンを用いて加熱する方法がある。また、加熱以外の方法としては、プラズマまたは紫外線を照射する方法がある。

撥液領域ｈ２を加熱によって除去する場合は、撥液領域ｈ２を構成する感光膜Ｂ２０２が分解する温度まで加熱することが必要である。感光膜Ｂ２０２が有機物からなる場合には、２５０〜３５０℃程度に加熱する。加熱により、撥液領域ｈ２を分解することで除去することによって、基板１０１を露出させることができる。このように、第３の除去工程において、多層の膜パターン２１５が形成された基板１０１の表面を露出させることにより、本発明の膜パターン形成方法を繰り返し実施すことができるため、さらに多層の厚い膜パターンを形成することができる。

また、撥液領域ｈ２を紫外線によって除去する場合は、ＵＶ／オゾン洗浄装置を用いることができる。この装置に用いられている低圧水銀ランプ、または波長１７２ｎｍのエキシマランプ等が照射する短い波長の紫外線は、酸素と反応しオゾンを生成し、生成されたオゾンによって感光膜Ｂが分解される。加熱によっても分解されな撥液化された感光膜Ｂを除去するのに有効である。

なお、本第３の除去工程において加熱処理をする場合、温度によっては、上述の膜パターン形成工程における、乾燥工程と順番が逆であってもよく、また、同時に行われてもよい。

以上のように、本実施の形態による膜パターン形成方法によれば、第１の膜パターン１１２上にインクジェット法を用いて、容易に第２の膜パターン２１４を重ねて形成することができる。これにより、膜厚である多層の膜パターン２１５を形成することができる。

さらに、第２の膜パターン２１４は、上述の通り、従来の基板上にインクジェット法を用いて形成された膜パターンに比べて、エッジ効果により、さらに膜厚を厚くできることから、より抵抗値が低い導電膜配線を得ることができる。

なお、第１の膜パターン１１２の形状によっては、第１の膜パターン１１２の側面に形成された感光膜Ｂ２０２が感光しない場合もある。図３は、第１の膜パターン１１２の形状が、本実施の形態と異なる場合における、各工程を示す概略図である。例えば、第１の膜パターン１１２の断面形状が台形である場合、図３に示すように、第１の膜パターン１１２の底面がマスクとして作用して、光を遮断する。そのため、第１の膜パターン１１２の側面に形成された感光膜Ｂ２０２は感光せず、撥液化されない。この場合であっても、本実施の形態と同様、上述のエッジ効果が作用するので、以上に説明した各工程を施すことによって、本発明の効果、つまり、厚い膜パターン２１５を容易に形成することができる。このように、本発明によって、あらゆる形状の第１の膜パターン１１２に対して、第２の膜パターン２１４を積層できる。

また、第１の膜パターン１１２形成方法は、特に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、インクジェット装置を用いる方法によって、第１の膜パターン１１２を容易に形成することができる。図５は、第１の膜パターン１１２形成方法の各工程を示す断面図である。

具体的には、第１の膜パターン１１２は、例えば、インクジェット法によって、基板１０１上に形成することができる。すなわち、図５に示すように、基板１０１上に、第１の膜パターン１１２を形成するものであり、基板１０１の表面を所望の撥液性に調整する第１の表面処理工程と、第１の膜パターン１１２の形成成分を含有する液状体からなる液滴を吐出し、上記第１の膜パターン１１２を形成する第１の膜パターン形成工程と、上記第１の膜パターン１１２が形成された基板１０１を加熱する加熱工程とによって形成される。以下、各工程ついて説明する。

（第１の表面処理工程）
第１の表面処理工程は、撥液化処理と親液化処理に大別される。

撥液化処理は、図５（ａ）に示すように、基板１０１の表面に、撥液性の感光膜Ａ１０２を形成する処理である。

感光膜Ａ１０２には、有機分子膜などからなる自己組織化単分子膜等を用いることができる。有機分子膜は、一端側に基板１０１に結合可能な官能基を有し、他端側に基板１０１の表面性を撥液性等に改質する（表面エネルギーを制御する）官能基を有する。これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖、あるいは一部分岐した炭素鎖を備えており、基板１０１に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成するものである。自己組織化膜とは、基板１０１など下地層等構成原子と反応可能な結合性官能基と、それ以外の直鎖分子とからなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化単分子膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。即ち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性等を付与することができる。有機分子膜などからなる自己組織化単分子膜は、有機シラン分子などの原料化合物と基板とを同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合は２〜３日程度の間放置すると基板１０１上に形成される。また、密閉容器全体を１００℃に保持することにより、３時間程度で基板１０１上に形成される。以上に述べたのは、気相からの形成法であるが、液相からも自己組織化単分子膜は形成可能である。例えば、原料化合物を含む溶液中に基板１０１を浸積し、洗浄、乾燥することで基板上に自己組織化単分子膜が得られる。なお、自己組織化単分子膜を形成する前に、基板１０１の表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりして、前処理を施すことが望ましい。以上の処理を行うことで基板１０１の表面を均一な撥液性にすることができる。

次に、親液化処理は、図５（ｂ）に示すように、基板１０１の表面の撥液性の感光膜Ａ１０２に、マスク１０３を用いて紫外線を照射する。これにより、第１の膜パターン１１２を形成すべき領域の感光膜Ａ１０２を分解して、該領域を周辺領域に対して相対的に親液性にすることができる。それゆえ、図５（ｃ）に示すように、基板１０１の表面に、第１の膜パターン１１２を形成すべき親液領域Ｈ１と、該親液領域Ｈ１を囲む撥液領域Ｈ２とを形成できる。

親液化処理の方法としては、１７０〜４００ｎｍの紫外光を照射する方法が挙げられる。このとき、第１の膜パターン１１２に応じたマスク１０３を用いて紫外光を照射する。これにより、第１の膜パターン１１２を形成すべき領域のみを露光して部分的に分解することで、撥液性を緩和してパターニングすることができる。つまり、撥液性の感光膜Ａ１０２が形成された基板１０１に、第１の膜パターン１１２と同じ形状の穴の開いたマスク１０３を介して紫外線を照射する。これにより、第１の膜パターン１１２が形成されるべき領域の感光膜Ａ１０２は分解され、撥液性を失うため、親液領域Ｈ１を形成する。なお、撥液性の緩和の程度は感光膜Ａ１０２の分解の程度であり、紫外光の照射時間、強度、波長によって調整できる。

また、マスク１０３を用いる代わりに紫外線のレーザを第１の膜パターン１１２形状にスキャンして親液パターンを形成してもよい。親液化処理の他の方法としては、酸素を反応ガスとするプラズマや、オゾンを照射する方法が挙げられる。

上述のように、感光膜Ａ１０２を分解除去することによって、上記基板１０１が露出するため、相対的に親液性になるとともに、機能液１１０は露出した上記基板１０１上に直接配置されることとなる。これにより、次の第１の加熱工程において加熱等される際、感光膜Ａ１０２が分解して、分解した成分が第１の膜パターン１１２内に拡散し、抵抗値を変化させることを防止することができる。

なお、親液化処理は、必要に応じて省略することが可能である。ただし、より微細なパターンを描画したい場合は新液化処理によって、親撥のコントラストによる接触角の差を大きくするために、パターニングすることが有効である。

（第１の膜パターン形成工程）
第１の膜パターン形成工程は、図５（ｄ），（ｅ）に示すように、インクジェット法によって、機能液１１０の液滴１１１を基板１０１に吐出して、第１の膜パターン１１２を形成する工程である。

ここで、機能液１１０は、上述の膜パターン形成工程で用いた機能液２１０と同一の成分からなることが好ましい。これにより、抵抗値の部分的変化を抑制することができる。また、インクジェット装置１２０、及びその吐出方法は、上述した膜パターン形成方法における、膜パターン形成工程で用いたものと同様のものを用いることができる。

まず、図５（ｅ）に示す、上記親液化処理を省略した場合について説明する。インクジェット装置１２０を用いて、機能液１１０の液滴１１１を、第１の膜パターン１１２形状に吐出すると、図５（ｅ）に示すように、基板１０１上に機能液１１０が第１の膜パターン１１２形状に留まる。基板１０１上は、第１の表面処理工程によって均一に撥液化されている。このため、機能液１１０の液滴１１１を滴下すると、着弾した液体は広がらず、重ねて着弾させることで微細な線を描画することができる。このとき、液だまり（バルジ）が生じないように基板１０１上に滴下される液滴１１１の重なり程度を制御する必要がある。その一つの手段として、１回目の吐出では着弾後の液滴１１１が互いに接触しないように離間して吐出し、２回目以降の吐出によってその間を埋めていくような吐出方法を採用することができる。これにより、均一の膜厚を実現できる。

次に、図５（ｄ）に示す、上記親液化処理を実施した場合について説明する。この場合、図５（ｄ）に示すように、第１の表面処理工程で親液化処理を施して形成した親液領域Ｈ１に機能液１１０を吐出する。上記親液化処理を施したことによって、親撥領域の接触角差が増大するため、機能液１１０はその形状から溢れることなく親液領域Ｈ１に留まる。これにより、さらに微細で厚い第１の膜パターン１１２を形成できる。

（第１の加熱工程）
第１の加熱工程は、基板１０１上に配置された機能液１１０に含まれる分散媒あるいはコーティング剤を除去する工程である。すなわち、基板１０１上に配置された機能液１１０は、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤がコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。

ここで、加熱の方法には、ホットプレート、オーブン、光源、プラズマ等を用いることができる。基板１０１を加熱することによって、機能液１１０から分散媒が蒸発し固体となる。しかし、このままでは、本実施の形態における、第１の膜パターン１１２の形成成分である導電性微粒子間の電気的接触が不十分であるため、さらに３５０度程度まで加熱する。これにより、導電性微粒子表面の分散媒、及びコーティング材を除去し、導電性微粒子間の電気的接触が確保された導電性の第１の膜パターン１１２が形成される。また、３５０度に加熱することで、図５（ｆ）に示すように、基板１０１上の感光膜Ａ１０２が分解されるため、基板１０１の表面が露出した状態になる。これにより、上述の膜パターン形成方法を続けて実施することにより、多層の膜パターンを形成することができる。

以上の工程を経ることによって、基板１０１上に、第１の膜パターン１１２を形成できる。

なお、本実施の形態では、第１の膜パターン１１２の形成する方法として、インクジェット法を用いて説明したが、これは、第１の膜パターン１１２の形成する方法を限定するものではない。

例えば、従来のように、物理気相成長法または化学気相成長法等による成膜工程と、成膜された導電膜に対してパターンを形成するフォトリソグラフィ工程と、形成されたパターンに沿って上記導電膜を削り、第１の膜パターン１１２を形成するエッチング工程とによって形成することもできる。これにより、フォトリソグラフィ等の従来の工程で形成された第１の膜パターンに対して、上述の膜パターン形成方法を施すことよって、第２の膜パターンを重ねて形成することで容易に厚膜化することができる。

また、インクジェット法では形成できない微細な膜パターンを、フォトリソグラフィ等によって第１の膜パターンとして形成し、第１の膜パターンにおいて線幅の太い部分にのみ、上述の膜パターン形成方法を施すことによって、第２の膜パターンを形成する。これにより、微細なパターンと厚いパターンとを併せ持つ膜パターンを形成することができる。

〔実施の形態２〕
本実施の形態では、本発明の電気光学装置の一例として、実施の形態１の導電膜配線を備えた液晶表示装置について説明する。図６は、本実施の形態の液晶表示装置の模式図である。本実施の形態における液晶表示装置３００は、液晶基板３０１と、図示しないデータ線、データ線駆動回路、及び対向電極を有する基板と、これら２つの基板間に封入された液晶とから概略構成されている。破線で囲まれた表示領域Ｄには、四角形で模式的に示された画素領域３０２がマトリックス状に配置されている。各画素領域３０２には、図示していないＴＦＴが形成されており、左右に隣り合う画素領域３０２のＴＦＴのゲート電極が、走査線３０３によって接続されている。走査線３０３は、表示領域Ｄの左側に配置された走査線駆動回路３０４と引き回し線３０５を介して接続されている。そして、走査線駆動回路３０４は所定のタイミングで走査線３０３にパルス的に信号を送り、画素領域３０２のＴＦＴを一定期間オン状態とすることにより、各画素領域３０２は所定レベルの表示を行う。

ところで、表示領域Ｄが大きくなると、走査線駆動回路３０４から遠い画素領域３０２の走査線３０３は長くなる。走査線３０３の抵抗が大きい場合、走査線駆動回路３０４に近い画素領域３０２に対して、走査線駆動回路３０４から送信されるパルス信号に鈍りが生じる。このため、目標とするＴＦＴのオン状態の時間を得ることができなくなり、所定の表示レベルが得られなくなる問題が生じる。また、フレーム数が多くなると、パルス間隔が短くなるため、パルス信号に鈍りが生じると個別のパルス波形を得ることができなくなる。このため、所定の表示レベルが得られなくなる問題が生じる。本実施の形態では、上記走査線３０３及び引き回し線３０５が、上述の実施の形態における膜パターン形成方法によって形成されている。

従って、本実施の形態の液晶表示装置３００によれば、走査線３０３及び引き回し線３０５の抵抗値を下げることができる。このため、表示領域Ｄが大きくなったとしても、各画素領域３０２に印加されるパルス信号に鈍りが生じない。このため、走査線駆動回路３０４から遠い画素領域３０２であっても、所定の表示レベルを得ることができ、輝度ムラのない液晶表示装置３００を得ることができる。また、同様にフレーム数を多くすることに伴う上記問題も解消することができる。

本発明を走査線３０３のみならずデータ線に適用しても、同様の効果を得ることができる。また、液晶表示装置３００に限らず、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置等の他の表示装置に用いられる配線に適用してもよい。

なお、本発明は、以下のように表現することもできる。

すなわち、本発明の膜パターンは、基板上に形成される膜パターンであって、基板上に形成された第１の膜パターンと、第１の膜パターン上に形成された感光することで撥液化する親液性の膜と、基板の裏面から露光されることで上記親液性の膜が撥液化した上記第１の膜パターンを囲む撥液化膜と、上記親液性の膜を挟んで上記第１の膜パターン上にパターン形成成分を含有する液状体からなる液滴が吐出されることで形成された第２の膜パターンとを有することを特徴としているともいえる。

また、本発明の膜パターンは、基板上に形成された第１の膜パターンと、感光することで撥液化する親液性の膜が基板の裏面から露光されることで撥液化した上記第１の膜パターンを囲む撥液化膜と、上記第１の膜パターン上にパターン形成成分を含有する液状体からなる液滴が吐出されることで形成された第２の膜パターンとを有することを特徴としているともいえる。

さらに、本発明の膜パターンは、上記撥液化膜は、膜パターン形成後に撥液性が劣化していることを特徴としているともいえる。

また、本発明の膜パターン形成方法は、第１の膜パターンが形成された上記基板に対して、感光することで撥液化する親液性の材料を用いて表面を親液化する表面処理工程と、該表面処理工程後に、基板の裏面から上記第１の膜パターンを介して上記表面処理された基板表面を露光し撥液化する撥液化工程と、該撥液化工程後に、上記第１の膜パターン上にパターン形成成分を含有する液状体からなる液滴を吐出し、第２の膜パターンを形成する膜パターン形成工程とを有することを特徴としているともいえる。

上記の膜パターン及び膜パターン形成方法によれば、感光することで撥液化する親液性の材料で表面処理した第１の膜パターンを有する基板を裏面から露光することで、第１の膜パターンがマスクとして作用する。これにより、光が照射されない第１の膜パターン上は親液性が保持され、それ以外の領域は感光して撥液化する。従って、第２の膜パターンが形成される第１の膜パターン上を親液性に、これを囲む領域を撥液性にマスクを用いることなく容易にパターニングすることができる。

また、第１の膜パターンの厚さによって、第１の膜パターンの表面の親液性の領域と、これを囲む基板表面の撥液性の領域とに段差が生じる。これにより、第１の膜パターン上に塗布された液体が撥液部との境界まで広がると、撥液性の領域が低いため液体の表面張力により液体が境界（エッジ）で留まり撥液部へ広がることがさらに防止される。それゆえ、第１の膜パターン上に第２の膜パターンを重ねることで膜厚が厚くなるとともに、第２の膜パターンの膜厚が、平面基板上に親撥液パターンを形成し親液部に液体を塗布する場合に比べ厚く形成できる。なぜなら、第１の膜パターンに沿って親撥液パターンを形成し親液性の第１の膜パターン上に液体を塗布することは、親液部と撥液部の接触角の違いによる液の保持に加え、上述した境界の段差の働き（エッジ効果）によってより多くの液体を親液部に保持することが可能になり、膜厚をより厚くすることができる。

さらに、第１の膜パターンが高いことで、インクジェットの着弾位置のずれや着弾時の液滴の変形によって、液体が第１の膜パターンのエッジ付近にはみ出たとしても、はみ出た液体は、基板の表面の撥液部に接触することがない。これにより、液体の表面張力がエッジ効果によって高められるため、はみ出た液滴は第１の膜パターン上に戻ることができる。仮に、親撥液パターンが平面上であるならば、親液部からはみ出た液体は液体の表面張力により親液部に戻る前に撥液部と接触し、エッジ効果を得られず、部分的に液体が撥液部に残るため、境界が波状に形成される問題が生じる。しかし、高さのある第１の膜パターン上に塗布することで、液体はエッジ効果により親液部に引き戻されるため、親撥液境界に沿った綺麗な線を形成することができる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、上記第１の除去工程で完全に除去されなかった、第１の膜パターン上の感光膜Ｂを除去する第２の除去工程を含むことを特徴としているともいえる。

上記の発明によれば、第２の除去工程によって、第１の膜パターン上に残った感光膜Ｂが完全に除去される。これにより、露出した第１の膜パターン上に、直接第２の膜パターンが形成される。つまり、第１の膜パターンと第２の膜パターンとの間に、感光膜Ｂは存在せず、第１の膜パターンと第２の膜パターンとが互いに接触する。従って、より純度の高い膜パターンを形成することができる。また、感光膜Ｂより第１の膜パターンの方が親液性であれば、より親撥液のコントラストを得ることができる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、上記第２の除去工程では、紫外線を照射して、撥液化されていない感光膜Ｂを除去することを特徴としているともいえる。

上記発明によれば、第１の除去工程によって、撥液化されていない感光膜Ｂは概ね除去されるが、完全に除去することはできないため、基板の表面に紫外線を照射することによって一部残った感光膜Ｂを除去することができる。すなわち、紫外線を照射することにより、撥液化されなかった、第１の膜パターン上の感光膜Ｂを好適に除去することができる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、さらに、上記紫外線を照射することで、上記撥液化工程によって撥液化された、上記基板上の感光膜Ｂがさらに撥液化することを特徴としているともいえる。

上記発明によれば、第１の膜パターン上の撥液化された、基板上の感光膜Ｂが上記除去工程での紫外線を照射することでさらに撥液化することができる。これにより、より高い親撥液のコントラストを得ることができる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、第２の膜パターン形成後に上記基板の撥液性を劣化させる第３の除去工程を有することを特徴としているともいえる。

上記の膜パターン形成方法によれば、第３の除去工程によって、上記第２の膜パターンが形成されたこと以外は上記基板を第２の膜パターン形成以前の状態に戻すことができる。従って、基板上は撥液性ではなくなるため均一な膜を作成することが可能である。
また、撥液性の材料を間に挟むことなく、基板上の材料に対し別の材料を積層させることができることから、引き続き基板上に膜や機能素子の形成を行うことができる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、上記第３の除去工程は、上記基板を加熱することを特徴としているともいえる。

上記の膜パターン形成方法によれば、撥液性の材料が有機物からなる場合は、加熱により有機物が酸素と結合し分解することで撥液性を劣化させることができる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、上記撥液化工程の後、撥液化していない上記第１の表面処理工程で処理された材料を洗い流す第１の除去工程を有することを特徴としているともいえる。

上記の膜パターン形成方法によれば、上記第１の除去工程によって第１の膜パターン上の親液性材料が洗い流され第１の膜パターンの表面が露出する。このため、第１の膜パターンと第２の膜パターンの間に不純物となる親液性材料が入ることなく両者を接触させることができる。これにより、第１の膜パターンと第２の膜パターンが積層した膜パターンについて良好な特性を得ることができる。さらに、配線パターンなどの金属表面は接触角が小さいため、親液性材料を洗い流しても親撥液パターンの接触角の差を十分得ることができる。また、従来のようにガラス上に形成した親撥液パターンの親液部に液体を塗布する場合、親液部はガラスであり、ガラスと撥液部の接触角の差で液体が保持されるが、本発明においては、ガラスより接触角が小さい金属と撥液部との接触角の差となり、接触角の差を大きくすることができることから、従来に比べより多くの液体を保持することができる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、上記第１の除去工程は、イソプロピルアルコールで洗浄するものであり、好適に親液性材料を洗い流すことができる。

本発明の膜パターン形成方法は、上記第１の膜パターンは、上記基板の表面を所望の撥液性に調整する第１の表面処理工程と、第１の膜パターン形成成分を含有する液状体からなる液滴を吐出し、上記第１の膜パターンを形成する第１の膜パターン形成工程と、上記第１の膜パターンが形成された上記基板を加熱する第１の加熱工程とによって形成されることを特徴としているともいえる。

上記の膜パターン形成方法によれば、第１の表面処理工程において基板を撥液性にすることで、基板上に吐出された液滴が広がることを防止し、細い線を描画することができる。また、基板に親撥液パターンを形成することでさらに細く、厚膜の線を描画することができる。第１の表面処理工程では、インクジェット法を用いるため、真空装置等の高価で複雑な設備を使用することなく安価で容易に第１の膜パターンを形成することができる。さらに、第１の加熱工程によって吐出された液体が乾燥し、固形分が焼成されることで膜が形成されるとともに、第１の表面処理工程によって得られた撥液性の膜が分解し、第１の膜パターンが形成されたこと以外は、基板は初期の状態に戻るため、引き続き膜や機能素子の形成を行うことができる。

さらに上記第１の表面処理工程は、基板の表面に自己組織化単分子膜を形成する処理であり、有機分子からなる自己組織化膜を用いることで容易に単分子膜が形成でき、均一な撥液性が得られる。

さらに本発明の膜パターン形成方法は、上記第１の膜パターンは、成膜工程と、フォトリソグラフィ工程と、エッチング工程とによって形成されることを特徴としているともいえる。

上記の膜パターン形成方法によれば、フォトリソグラフィ等の従来の工程で形成された第１の膜パターンに対して、容易に厚膜化を行うことができる。また、インクジェット法では形成できない微細な膜パターンを従来のフォトリソグラフィ等の工程により第１の膜パターンとして形成し、第１の膜パターンにおいて線幅の太い部分にのみインクジェット法で第２の膜パターンを形成することで、微細なパターンと膜厚のパターンとを両立することができる。

また、上記成膜工程は物理気相成長または化学気相成長を用いた成膜工程が好適に採用できる。

本発明の導電膜配線は、導電性を有する上記いずれかに記載の膜パターンから構成されることを特徴としているともいえる。これにより、膜厚が厚いため、配線の抵抗が減少し駆動波形の鈍りを防止することができる。

本発明の電気光学装置は上記導電膜配線を備えることを特徴としているともいえる。本発明に採用される電気光学装置としては、例えば、液晶表示装置、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をあげることができる。これらの発明によれば、画素と駆動回路間の配線抵抗が低いことから画素に印加される駆動信号の鈍りによる輝度バラツキを抑制することができ、表示ムラのない電気光学装置を提供することができる。

以上のように、本発明によれば、既存の膜パターン上にインクジェット法を用いてさらに膜パターンが形成されることで、既存の膜パターンまたはインクジェット法のみで形成された膜パターンに比べ膜を厚くすることができる。また、マスクを用いることなく既存の膜パターン上を親液部に、それ以外を撥液部に調整することができ、親液部に調整された既存の膜パターン上に吐出された液体の保液量は、基板上に形成された親撥液パターンの親液部上に吐出された液体の保液量に比べ多く、膜をより厚くすることができる。

さらに、既存の膜パターンの親液性が強い場合は既存の膜パターン以外の領域のみを撥液性に調整することで、既存の膜パターン上を親液性に調整した場合に比べ親液部と撥液部との接触角の差が大きくなることから親液部の保液量が増加し、さらに厚膜化することができるばかりでなく、既存の膜パターンとインクジェット法で形成された膜パターンの間には膜形成成分以外の成分がないことから、より良質な膜を形成することができる。

本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る膜パターン形成方法は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置等の表示装置その他の電子機器に用いられる配線に使用される膜パターンを得たい場合に好適に利用できる。

１０１ 基板
１０２ 感光膜Ａ（自己組織化単分子膜）
１１０ 機能液
１１１ 液滴
１１２ 第１の膜パターン
２０２ 感光膜Ｂ
２１０ 機能液
２１４ 第２の膜パターン
２１５ 膜パターン（導電膜配線）
３００ 液晶表示装置（電気光学装置）
ｈ１ 非撥液領域
ｈ２ 撥液領域

Claims (21)

1. 基板の表面に形成された第１の膜パターンに、第２の膜パターンの構成成分を含む機能液の液滴を吐出することにより、第１の膜パターン上に第２の膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、
   上記基板の表面及び上記第１の膜パターンの表面に、感光することで撥液化し、上記機能液に対して撥液性を示す感光膜Ｂを形成する表面処理工程と、
   上記基板の裏面から上記基板を露光することにより、上記感光膜Ｂを撥液化する撥液化工程と、
   上記撥液化工程後、上記第１の膜パターン上に上記機能液の液滴を吐出して、第２の膜パターンを形成する膜パターン形成工程とを含み、
   上記第２の膜パターンは、上記第１の膜パターンの形状に沿って、当該第１の膜パタ−ン上に重ねて形成されることを特徴とする膜パターン形成方法。
2. 上記感光膜Ｂは、非感光状態では、上記機能液に対して親液性を示すものであることを特徴とする請求項１に記載の膜パターン形成方法。
3. 上記撥液化工程によって撥液化されなかった、上記第１の膜パターン上の上記感光膜Ｂを除去する第１の除去工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の膜パターン形成方法。
4. 上記第１の除去工程では、イソプロピルアルコールを用いて、撥液化されていない感光膜Ｂを除去することを特徴とする請求項３に記載の膜パターン形成方法。
5. 上記第１の除去工程は、洗浄により、上記第１の膜パターン上の感光膜Ｂを除去する洗浄工程と、
   上記洗浄工程後に、上記第１の膜パターン上に残った感光膜Ｂを除去する第２の除去工程とを含むことを特徴とする請求項３に記載の膜パターン形成方法。
6. 上記第２の除去工程は、少なくとも第１の膜パターンに対して、上記基板の表面から上記基板を露光することを特徴とする請求項５に記載の膜パターン形成方法。
7. 上記第２の除去工程は、上記第１の膜パターン及び上記基板に対して、上記基板の表面から上記基板を露光することを特徴とする請求項５に記載の膜パターン形成方法。
8. 上記撥液化工程によって撥液化された、上記基板上の上記感光膜Ｂを除去する第３の除去工程を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の膜パターン形成方法。
9. 上記感光膜Ｂは、有機物から構成されており、
   上記第３の除去工程は、上記基板を加熱することにより、撥液化された上記感光膜Ｂを除去することを特徴とする請求項８に記載の膜パターン形成方法。
10. 上記感光膜Ｂは、有機物から構成されており、
    上記第３の除去工程は、上記基板に紫外線を照射することにより、撥液化された上記感光膜Ｂを除去することを特徴とする請求項８に記載の膜パターン形成方法。
11. 上記第１の膜パターンの構成成分を含む機能液の液滴を、上記基板上に吐出することによって上記第１の膜パターンを形成する第１の膜パターン形成工程を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の膜パターン形成方法。
12. 上記第１の膜パターン形成工程は、
    上記基板上に、上記第１の膜パターンの構成成分を含む機能液に対して撥液性を示す感光膜Ａを形成し、当該感光膜Ａ上に上記機能液の液滴を吐出することを特徴とする請求項１１に記載の膜パターン形成方法。
13. 上記第１の膜パターン形成工程は、
    上記基板上に、上記第１の膜パターンの構成成分を含む機能液に対して撥液性を示す感光することで分解し撥液性を失う感光膜Ａを形成し、上記第１の膜パターンが形成される領域の当該感光膜Ａを露光することにより除去し、露出した上記基板上に上記機能液の液滴を吐出することを特徴とする請求項１１に記載の膜パターン形成方法。
14. 上記第１の膜パターン形成工程は、第１の膜パターンが形成されない領域の上記感光膜Ａを除去することを特徴とする請求項１２または１３に記載の膜パターン形成方法。
15. 上記感光膜Ａは、自己組織化単分子膜であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の膜パターン形成方法。
16. 上記第１の膜パターンは、基板上に形成された膜を、フォトリソグラフィによるパターニングによって形成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の膜パターン形成方法。
17. 上記基板上に形成された膜を、物理気相成長法または化学気相成長法を用いて形成することを特徴とする請求項１６に記載の膜パターン形成方法。
18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載の膜パターン形成方法により形成されることを特徴とする膜パターン。
19. 導電性を有することを特徴とする請求項１８に記載の膜パターン。
20. 請求項１９に記載の膜パターンから構成されることを特徴とする導電膜配線。
21. 請求項２０に記載の導電膜配線を備えることを特徴とする電気光学装置。

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