TWI236325B - Thin-film pattern formation method, manufacturing method of thin-film pattern forming device, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents

Thin-film pattern formation method, manufacturing method of thin-film pattern forming device, electro-optical device, and electronic apparatus Download PDF

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Description

1236325 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於薄膜圖案之形成方法及裝置之製造方 法、光電裝置及電子機器。 【先前技術】 具有電子電路或積體電路的配線之裝置的製造中經常 使用例如光微影法。該光微影法，係事先在塗佈有導電膜 的基板上，塗佈一層稱爲光阻劑（resist )的感光材料， 令電路圖案照射而顯影，藉由將導電膜按照光阻圖案加以 倉虫刻來形成配線。該微影法需要真空裝置等大型設備及複 雜的工程’且材料使用效率亦僅有數％而其他大部分都必 須廢棄，製造成本很高。 年目對於此’使用從液體吐出頭將液體材料吐出成液滴 狀的液滴吐出法，也就是噴墨法，來形成配線圖案的方法 被提出（例如’參照專利文獻i )。該方法中，將分散有 金屬微粒子等之導電性微粒子的機能液亦即配線圖案用墨 水菌：接:塗佈在基板上，其後藉由進行熱處理或雷射照射而 轉換成導電膜。若根據此方法，則可免除光微影術，除了 可使製程大幅簡化，還可減少原料材料的使用量，是其優 點。 【專利文獻1】美國專利5 1 3 224 8號說明書 【發明內容】 -4 - (2) 1236325 〔發明所欲解決之課題〕 可是，近年來隨著構成裝置的電路的高密度化演進’ 配線圖案要求更細線化。可是在此同時，當欲根據液滴吐 出法來形成細線寬的配線圖案時，該配線寬的精確度很難 獲得，且當要求線寬是細於吐出液滴之直徑時，十分難以 對應。 本發明係有鑑於此一情事而開發者，目的在提供可良 好地實現細線化之薄膜圖案之形成方法及裝置之製造方 法、光電裝置及電子機器。 〔用以解決課題之手段〕 爲了達成上記目的，本發明採用以下之構成。 本發明之薄膜圖案之形成方法，係屬於藉由將機能液 配置在基板上以形成薄膜圖案之方法，其特徵爲，具有： 在前記基板上形成對應於前記薄膜圖案之堤壁（bank )的 堤壁形成工程；及對前記堤壁賦予疏液性之疏液化處理工 程；及在前記被賦予疏液化之前記堤壁間，配置前記機能 液之材料配置工程。 若根據本發明，則由於將用來形成薄膜圖案的機能 液，配置在突設於基板上的堤壁之間而構成，因此，可沿 著堤壁形狀而將薄膜圖案以所望線寬，圓滑地進行圖案 化。又，即使吐出之機能液的液滴之一部份跑到堤壁上， 也因爲賦予堤壁的疏液性而從堤壁排斥開來，而往堤壁間 的底部流下。因此，吐出的機能液可良好地配置在基板上 -5- 1236325 (3) 的堤壁間，所形成的薄膜圖案可實現細線化。 該情況中，前記疏液化處理工程，係具有例如四氟化 碳（CF4 )爲首的氟化碳系化合物爲反應氣體之電漿處理 工程。藉此，氟基被導入堤壁，堤壁便具有和機能液之溶 媒無依存性的疏液性。而且，由於CF4電漿處理中即使不 和機能液組成進行最佳化也能對堤壁賦予足夠的疏液性， 因此使得使用之機能液的選擇範圍寬廣。 理想爲，使前記堤壁的疏液性高於前記堤壁間之底 部。藉此，配置在堤壁間的機能液係在底部良好的浸潤擴 散，而形成均勻的薄膜圖案。 而且，本發明之薄膜圖案之形成方法中，因爲具有對 前記堤壁間之底部賦予親液性之親液化處理工程，所以可 使機能液能在底部更加良好地浸潤擴散。 本發明之薄膜圖案之形成方法中，前記材料配置工程 係具有將前記機能液的液滴，吐出至前記堤壁間之液滴吐 出工程；前記堤壁係具有小於前記液滴之直徑的寬度。藉 此，即使不嚴密進行吐出液滴之直徑的調整作業，跑到堤 壁上的液滴之一部份係藉由機能液的流動性或毛細現象等 而良好地配置在基板上的堤壁間，因此可形成具有反映堤 壁之線寬的薄膜圖案。也就是說，吐出液滴之小徑化，雖 然需要液滴吐出頭的驅動波形調整作業或機能液之材料特 性調整作業等，而有時甚爲麻煩，但是藉由形成了反映所 欲形成之薄膜圖案的堤壁，同時將疏液性賦予該堤壁，使 得即使不嚴密地進行上記作業，也能良好地形成具有所謂 -6- 1236325 (4) 線寬的薄膜圖案。 此處，藉由使前記液滴之重量例如爲lng以上5ng以 下，堤壁間之溝部的寬度例如設定爲1 Ο μιη左右之際，可 使得液滴能良好配置在堤壁間。 本發明之薄膜圖案之形成方法，係記機能液中含有導 電性微粒子。或者，前記機能液中，含有藉由熱處理或光 處理而展現導電性之材料。若根據本發明，則可將薄膜圖 案當作配線圖案，而應用於各種裝置中。又，除了導電性 微粒子以外藉由改用有機EL等之發光元件形成材料，或 R、G、Β之墨水材料，可適用於有機EL裝置或具有彩色 濾光片之液晶顯示裝置等之製造上。 又，在構成具有像素之裝置之一部份之薄膜圖案形成 之際，令前記堤壁間之溝部的寬度爲前記像素之短邊方向 的】/2 0以上1 /1 0以下，則可使構成一反映了該像素而配 置之薄膜電晶體等之開關元件的配線圖案，形成所望的線 寬。此處’例如使形成爲矩形之一像素的長邊爲300μηι 左右，短邊爲1 ΟΟμπι左右，則溝部的寬度（亦即配線圖 案的線寬）係設定爲5〜1 0 μ m。 本發明之裝置之製造方法，其特徵爲，藉由上記記載 的薄膜圖案之形成方法，以在前記基板上形成薄膜圖案。 若根據本發明，則可獲得具有實現了細線化之薄膜圖案的 裝置。 本發明之光電裝置，其特徵爲具備有使用上記記載之 裝置之製造方法所製造而成的裝置。又，本發明之電子機 (5) 1236325 器，其特徵爲具備上記記載之光電裝置。若根據本發明， 則可獲得具有實現了細線化及細微化之配線圖案的光電自 置及電子機器。 【實施方式】 以下，將參照圖面說明本發明之薄膜圖案之形成方法 及裝置之製造方法之一實施形態。本實施形態中，是以藉 由液滴吐出法，從液滴吐出頭的吐出噴嘴，將含有導電性 微粒子之配線圖案（薄膜圖案）形成用墨水（機能液.）， 以液滴狀而吐出，在基板上形成導電性膜而形成配線圖案 之情形爲例還說明。 首先，說明使用之墨水（機能液）。屬於液體材料的 配線圖案形成用墨水係將導電性微粒子分散在分散媒所成 的分散液。本實施形態中，導電性微粒子，除了例如含有 金、銀 '銅、鈀、以及鎳之中的任何一者之金屬微粒子以 外，亦可使用導電性聚合物或超導體的微粒。這些導電性 微粒子，亦可爲了提高分散性而先在表面包覆有機物後再 使用。導電性微粒子的粒徑理想爲lnm以上0.1 μηι以 下。若大於〇 · 1 μπι，則會有阻塞後述之液滴吐出頭的噴嘴 之疑慮。又，若小於1 nm，則包覆劑相對於導電性微粒子 的體積比太大，所獲得之膜中的有機物的比例會過多。 做爲分散媒’只要是能夠將上記導電性微粒子分散而 不引發凝聚者即可而並無特別限定。例如，除了水以外， 還可舉例有：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等之醇類；正-庚 -8- (6) 1236325 烷、正-辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、傘花烴 (cymene)、均四甲苯（dure n e) 、 （indene)、二戊 燒（dipentene)、四氣化萘（tetrahydronaphthalene)、 十 氫化萘 ( decahydronaphthalene ) 環 己 苯 (cyclohexylbenzene)等碳氫系化合物 ，或2 τ —· >醇二甲醚 ( ethyleneglyc oldimethylether ) 、 乙二 醇 二 乙 醚 ( ethylenegly coldiethylether ) 、 乙 二 醇 甲 醚 ( ethyleneglyc ol methyl ether ) 、 二 乙二 醇 二 甲 醚 (d i e t h y 1 en e g 1 y c ο 1 d i m e t h y 1 e t h e r ) 、1，2-二甲氧基甲院 (1,2-dimethoxymethane)、二-(2 -甲氧基乙基） 乙酸 (bis ( 2-methoxyethyl ) ether ) 、二氧陸圜 ip· dioxane )等之醚系化合物；碳酸丙烯酯（propylene carbonate) 、7'·丁內醋（7 -butyrolactone) ' 二甲基石比 洛酮（N-methyl-2-pyrrolidone )、二甲基甲醯胺 ( dimethy lformamide ) 、二甲 基亞® (dimethylsulfoxide)、環己酮（cyclohexanone)等極性 化合物。在此其中，考慮微粒子的分散性及分散液的穩定 性，或容易適用於液滴吐出法（噴墨法）等觀點，則水、 醇類、碳氫系化合物、醚系化合物較爲理想，更爲理想的 分散媒則是水、碳氫系化合物。 上記導電性微粒子之分散液的表面張力係0.0 2N/m以 上0.07N/m以下之範圍內爲理想。當噴墨法將液體吐出之 際，若表面張力未滿〇.〇2N/m，則墨水組成物之對噴嘴面 的浸潤性增大故容易發生飛行歪曲，若超過0.0 7N/m則噴 1236325 (7) 嘴尖端的半月形之形狀不穩定，因此很難控制吐出量或吐 出時機。爲了調整表面張力，只要不會使和基板的接觸角 變低，都可在上記分散意中，微量添加氟系、矽系、非離 子系等之表面張力調節劑。非離子系表面張力調整劑，系 爲了提升液體對基板的浸潤性，而對改良膜的等級性、防 止膜的細微凹凸之產生等是很有用的。上記分散液亦可因 應所需，而含有醇、醚、烯、酮等有機化合物。 上記分散液的黏度，理想是在ImPa · s以上50mPa · s以下。使用噴墨法將液滴材料吐出成液滴之際，若黏度 小於1 mP a · s則噴嘴周圍部會因墨水流出而容易污染，又 若黏度大於50mPa · s則噴嘴孔的阻塞會經常發生而較難 順利地吐出液滴。 形成配線圖案的基板，可使用玻璃、石英玻璃、Si 曰曰圓、塑膠薄片、金屬板等各種物質。又，這些各種素材 基板的表面上形成有半導體膜、金屬膜、介電體膜、有機 能等當作基底層者亦包含之。 此處，液滴吐出法的吐出技術，可舉例有：帶電控制 方式、加壓震動方式、電氣機械變換方式、電氣熱變換方 式 '靜電吸引方式等。帶電控制方式，係以帶電電極賦予 材料電荷，並以偏向電極控制材料的飛翔方向而從噴嘴吐 出。又，加壓震動方式，係對材料施加30kg/cm2程度之 超高壓而使材料從噴嘴尖端吐出，在不施加控制電壓時則 材料會筆直前進而從噴嘴吐出，一旦施加控制電壓則材料 間會引發靜電的排斥，材料就會飛散而從噴嘴吐出。又， -10- (8) 1236325 電氣機械變換方式，由於係利用壓電元件（Piezo元件） 受到脈沖電訊號而變形之性質，因此藉由壓電元件的變形 而在儲留材料的空間中透過可撓物質而賦予壓力，將材料 從該空間擠出而從噴嘴吐出。 又，電氣熱變換方式，係藉由設置在材料儲留空間內 的加熱器’使材料劇烈汽化產生氣泡，因爲氣泡壓力使得 空間內的材料吐出。靜電吸引方式，係在儲留材料的空間 內施加微小壓力’在噴嘴形成材料的半月形滴，在此種狀 態下施加靜電引力以將材料拉出。又，其他可以適用的還 有，利用電場所致之流體黏性變化的方式，或以放電火花 噴出方式等。液滴吐出法，係材料使用浪費少，且可將所 望量的材料精確地配置在所望位置上，是爲優點。此外， 液滴吐出法所吐出的液狀材料（流動體）之一滴的量，例 如 1 〜3 0 0 n g。 其次’說明本發明所論之裝置在製造之際所用的裝置 製造裝置。做爲該裝置製造裝置，是使用藉由從液滴吐出 頭對基板吐出（滴下）液滴來製造裝置之液滴吐出裝置。 圖1係液滴吐出裝置IJ的槪略構成之斜視圖。圖1 中，液滴吐出裝置IJ，係具備：液滴吐出頭1、乂軸方向 驅動軸4、Y軸方向引導軸5、控制裝置CONT、平台7、 淸潔機構8、基台9、加熱器1 5。 平台7係支持被該液滴吐出裝置IJ配置墨水之基板P 之物’具備將基板P固定在基準位置之未圖不的固疋機 構。 -11 - 1236325 (9) 液滴吐出頭1係屬於具備複數之吐出噴嘴的多噴嘴形 式之液滴吐出頭，較長方向和X軸方向是被設爲一致 的。複數之吐出頭，係在液滴吐出頭1之下面在X軸方 向上排列並保持一定間隔而設置。從液滴吐出頭1的吐出 噴嘴，對著被平台7支持的基板P，吐出上述含有導電性 微粒子的墨水。 X軸方向驅動軸4上係連接著X軸方向驅動馬達2。 X軸方向驅動馬達2係爲步進馬達等，·一旦從控制裝置 C ON T供給了 X軸方向之驅動訊號，則使X軸方向驅動軸 4旋轉。一旦X軸方向驅動軸4旋轉，則液滴吐出頭1會 朝X軸方向移動。 Y軸方向引導軸5係被固定成相對於基台9不移動。 平台7，係具備Y軸方向驅動馬達3。Y軸方向驅動馬達 3係爲步進馬達等，一旦從控制裝置CONT供給了 Y軸方 向之驅動訊號，則使平台7朝Y軸方向移動。 控制裝置CONT係向液滴吐出頭1供給液滴吐出控制 用電壓。再者，控制裝置CONT，係除了對X軸方向驅動 馬達2供給控制液滴吐出頭]往X軸方向移動之驅動脈 沖訊號，還對Y軸方向驅動馬達3供給控制平台7往Y 軸方向移動之驅動脈沖訊號。 淸潔機構8係將液滴吐出頭1予以淸潔，具備未圖示 之 Y軸方向驅動馬達。藉由該 Y軸方向驅動馬達之驅 動，淸潔機構8係沿著Y軸方向引導軸5而移動。淸潔 機構8的移動亦受到控制裝置C ON T所控制。 -12- (10) 1236325 加熱器1 5在此處係屬於使用燈照退火等而將基板i】 進行熱處理之手段，進行已被塗佈至基板p上之墨水所含 之溶媒的蒸發及乾燥。該加熱器1 5的電源投入與遮斷亦 受到控制裝置CONT所控制。 液滴吐出裝置Π，係一邊令液滴吐出頭1和支持基板 P的平台7呈相對地掃描而一邊將液滴對基板p吐出。此 處，在以下的說明中，令Y軸方向爲掃描方向，令垂直 於Y軸方向的X軸方向爲非掃描方向。因此，液滴吐出 頭1的吐出噴嘴，係在屬於非掃描方向的X軸方向上以 一定間隔排列設置。此外，圖1中，液滴吐出頭1，雖然 對基板P之進行方向呈直角配置，但亦可將液滴吐出頭1 的角度予以調整，使其對基板P之行進方向呈交叉。若藉 此’則藉由調整液滴吐出頭1的角度，就可調整噴嘴間的 間隙。 圖2係以壓電方式將液體材料吐出之原理的說明圖。 圖2中，壓電元件2 2係設置成鄰接於收容液體材料（配 線圖案形成用墨水、機能液）之液體室2 I。液體材料是 透過含有收容液體材料之材料槽而供給至液體室2〗。壓 電兀件2 2係連接驅動電路2 4，透過該驅動電路2 4對壓 電元件2 2施加電壓，使得壓電元件2 2變形，藉此使液體 室2 1變形，液體材料便從吐出噴頭2 5吐出。此時，藉由 改變施加電壓値，就可控制壓電元件22的扭曲量。又， 藉由控制施加電壓的頻率，就可控制壓電元件22的扭曲 速度。由於壓電方式所致之液滴吐出係不對材料加熱，因 -13- 1236325 (11) 此不易對材料的組成有所影響’是爲優點。 其次，參照圖3、圖4及圖5，說明本發明之配線個 案之形成方法之一實施形態。圖3係本實施形態所論之配 線圖案之形成方法之一例的流程圖，圖4及圖5係表示形 成程序之模式圖。 如圖3所示，本實施形態所論之配線圖案之形成方 法，係將上述之配線圖案形成用墨水配置在基板上，在基 板上形成導電膜配線圖案，其爲具有：在基板上突出設置 對應於配線圖案之堤壁（bank )的堤壁形成工程S 1、.對 基板賦予親液性之親液化處理工程S 2、對堤壁賦予疏液 性之疏液化處理工程S 3、將墨水配置在已經賦予疏液化 之堤壁間的材料配置工程S 4、將墨水之液體成份之至少 一部份予以去除之中間乾燥工程，以及燒成工程S 6。 以下將就各工程詳細說明。本實施形態中基板P是使 用玻璃基板。 <堤壁形成工程〉 首先’做爲有機材料塗佈前的表面改質處理，對基板 p實施HMDS處理。HMDS處理，係將六甲基二矽胺 ((CH3)3SiNHSi(CH3)3 )變成蒸汽狀而塗佈之方法。藉 此，如圖4 ( a)所示，在基板p上形成一 HMDS層32來 做爲使堤壁和基板P之密著性提升的密著層。 ±是壁係發揮隔間構件之機能的構件，堤壁之形成可用 光微影法或印刷法等任意方法。例如，在使用光微影法 -14- 1236325 (12) 時，藉由旋轉塗佈、噴霧塗佈、滾輪塗佈、刮刀塗佈 '浸 漬塗佈等所定之方法，在基板P之HMDS層32上配合堤 壁的高度而塗佈有機系感光性材料3 1，並在其上塗佈光 阻層。然後，配合堤壁形狀（配線圖案）施以光阻的曝 光·顯影而使符合堤壁形狀的光阻留下。最後藉由蝕刻將 光罩以外部份的堤壁材料去除。又，亦可形成爲下層爲無 機物上層爲有機物而構成的兩層以上之堤壁（凸部）。藉 此，如圖4 ( b )所示，堤壁B、B便以包圍配線圖案形成 預定領域之周邊的方式而突出設置。此外，做爲如此形成 之堤壁B、B，使其成爲上部側的寬度爲窄，底部側的寬 度爲廣的錐狀者，因爲能如後述般讓液滴容易流到堤壁間 之溝度因此較爲理想。 形成堤壁的有機材料，可爲對墨水呈現疏液性之材 料，亦可爲如後述般，可藉由電漿處理而疏液化（氟化） 且和基底基板之密著性良好而能夠容易以光微影法圖案化 的絕緣有機材料。例如，可使用聚丙烯酸樹脂、聚醯亞胺 樹脂、烯樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂等高分子材料。或 是’以無機骨架（矽氧烷鍵結）爲主鏈之具有有機基的材 料亦可。
一旦基板P上形成堤壁B、B，則實施氟酸處理。氟 酸處理，例如係以2.5 %之氟酸水溶液來實施蝕刻以將堤 壁B、B間的HMDS層32除去之處理。氟酸處理中，堤 壁B、B是充當遮罩機能，如圖4 ( c )所示，將位於堤壁 B、B間形成的溝部34之底部35的有機物也就是HMDS -15- 1236325 (13) 層32去除，露出基板p。 <親液化處理工程> 接著，在堤壁B、B間之底部3 5 (基板p露出部）上 進行賦予親液性的親液化處理工程。親液化處理工程，可 以選擇是照射紫外線的紫外線（UV )照射處理或在大氣 氣氛中以氧氣爲處理氣體的〇2電漿處理等。此處是實施 〇2電漿處理。 〇2電漿處理，係對基板P照射來自電漿放電電極將 電漿狀態的氧氣。做爲〇2電漿處理的條件之一例，例 如：電漿功率爲50〜1 000W、氧氣氣體流量50〜 1 0 0 m L / m 1 η、基板1相對於電漿放電電極的移動速度爲 0.5〜10mm/sec，基板溫度爲70〜90°C。 然後’當基板P爲玻璃基板時，雖然其表面是對配線 圖案形成用墨水具有親液性，但如本實施形態般藉由實施 〇2電獎處理或紫外線照射處理，可更加提高堤壁B、B間 露出之基板P表面（底部3 5 )的親液性。此處，〇 2電漿 處理或紫外線照射處理的進行，是使得墨水相對於堤壁間 之底部3 5的接觸角變成〗5度以下者爲理想。 圖6係〇2電漿處理之際所用的電漿處理裝置之一例 的槪略構成圖。圖6所示的電漿處理裝置，係具有連接交 流電源4 1的電極42 '屬於接地電極的試料桌台4〇。試料 桌台4 0係可一邊支持試料也就是基板p而一邊朝γ軸方 向移動。電極4 2的下面，除了突出設置有在垂直於移動 -16- (14) 1236325 方向之X軸方向上延展的兩根平行的放電發生部44、 44 ’還設有介電體材料45來包圍放電發生部44。介電體 材料4 5係防止放電發生部4 4的異常放電。然後，含有介 電體材料45的電極42之下面係呈略平面狀，在放電發生 部44及介電體材料45和基板p之間形成及小的空間（放 電間隙）。又，電極4 2的中央處，在X軸方向上細長地 形成有構成處理氣體供給部之一部份的氣體噴出口 4 6。 菊/體噴出口 46，係透過電極內部之氣體通路47及中間處 理室48而連接至氣體導入口 49。 通過氣體通路47從氣體噴出口 46噴射之含有處理氣 體的所定氣體，室在前記空間中分成移動方向（Y軸方 向；）的前方及後方而流動，從介電體材料4 5的前端及後 端往外部排氣。和此同時，所定的電壓會從電源4 1向電 極42施加，在放電發生部44、44和試料桌台40之間產 生氣體放電。然後，藉由該氣體放電所生成的電漿產生出 前記所定氣體的激發活性自由基，而通過放電領域的基板 P之表面全體都被連續地處理。 本實施形態中，前記所定氣體，是由身爲處理氣體的 氧氣（〇2)，和接近大氣壓之壓力下容易起始放電且維持 穩定用的氦氣（He)、氬氣（Ar)等稀有氣體或氮氣 (N2 )等惰性氣體混合而成。尤其是，藉由使用氧氣做爲 處理氣體，可去除於堤壁B、B間之底部3 5上堤壁形成 時的有機物（光阻或HMDS )的殘渣。 亦即，上記氟酸處理中堤壁B、B間之底部3 5之 - 17- 1236325 (15) HMDS (有機物）有時會沒有完全去除。或是，堤壁B、B 間之底部3 5上會殘留堤壁形成時的光阻劑（有機物）。 於是，藉由進行〇 2電漿處理’可去除堤壁B、B間之底 部3 5之殘渣。 又，藉由對於例如有機EL裝置的電極進行該〇2電 漿處理，可以調整該電極的功函數。 此外，此處雖然說明了進行氟酸處理而將HMD S層 3 2去除，但由於藉由〇2電漿處理或紫外線照射處理也能 使堤壁B、B間之底部35之HMDS層32去除得十分徹 底，因此亦可不進行氟酸處理。又，此處雖然說明了進行 〇2電漿處理或紫外線照射處理之任一者，但是想當然 爾，亦可組合〇2電漿處理和紫外線照射處理而爲之.。 <疏液化處理工程> 接著，對堤壁B進行疏液化處理，將該表面賦予疏 液性。疏液化處理，可以採用的有，以四氟化碳 (tetrafluoro methane)爲處理氣體的電獎處理法（CF4電 漿處理法）。CF4電漿處理法之條件，例如：電漿功率爲 50〜1 00 0W、四氟化碳氣體流量 50〜100mL/min、電漿放 電電極相對基體般送速度爲0.5〜1 020mm/Sec，基體溫度 爲70〜90 °C。此外，處理氣體並不限於四氟化碳，其他 氟碳系氣體亦可使用。CF4電漿處理中，是使用參照圖6 說明過的電漿處理裝置。 藉由進行如此的疏液化處理，在構成堤壁B、B之樹 -18- 1236325 (16) 脂中導入氟基，便對堤壁B、B賦予了高疏液 上述做爲親液化處理的〇2電漿處理，雖然亦 形成前進行，但由於聚丙烯酸樹脂、聚醯亞胺 有在經過〇2電漿處理所致之前處理後會更 (疏液化）之性質，因此在堤壁B形成後再缝 處理較爲理想。 此外，針對堤壁B、B的疏液化處理，雖 之前進行過親液化處理的堤壁間之基板P露出 響，不過尤其是基板P爲玻璃基板等的時候， 生疏液化處理所致之氟基的導入，因此在實質 損及基板P的親液性，亦即其浸潤性。 藉由上述親液化處理工程及疏液化處理工 面改質處理使得堤壁B的疏液性比堤壁B、B 之疏液性還高。 <材料配置工程> 接著，使用液滴吐出裝置IJ所致之液滴 配線圖案形成用墨水的液滴配置在基板P上聲 間。此外，此處導電性材料是使用有機銀化合 (分散媒）使用了二乙二醇二*** glycoldiethylether)的有機銀化合物所成的| 出。材料配置工程中，如圖5(d)所示，是將含 形成用材料的墨水從液滴吐出頭1變成液滴而 吐出頭1，係向著堤壁B、B間的溝部3 4，將 性。此外， 可在堤壁B 樹脂等，具 容易被氟化 行〇2電漿 然多少會對 部份會有影 由於不會發 上，並不會 程，進行表 荀之底部3 5 吐出法，將 |堤壁B、B 物，將溶媒 (diethylene I水予以吐 有配線圖案 吐出。液滴 墨水的液滴 -19- 1236325 (17) 吐出而將液滴配置在溝郃3 4內。此時，由於有液滴吐出 之配線圖案形成預定領域（亦即溝部3 4 )是被堤壁B、B 所包圍，因此可阻止液滴往所定位置以外擴散。 本實施形態中，堤壁B、B間的溝部3 4的寬度W (此處爲溝部3 4開口部的寬度），係設定爲小於墨水 (機能液）的液滴之直徑D。此外，吐出液滴的氣氛，理 想爲設定在溫度60°C以下、溼度80%以下。藉此，可使 液滴吐出頭1的吐出噴嘴不會阻塞而可進行穩定的液滴吐 出。 如此一旦將液滴從液滴吐出頭1吐出，配置在溝部 3 4內，則由於液滴的直徑D大於溝部34的寬度W，因此 如圖5 . ( e )的二點虛線所示，其一部份會跑到堤壁B、B 上。但是，堤壁B、B的表面已經成爲疏液性且呈錐狀， 因此這些跑到堤壁B、B上頭的液滴部份會被堤壁B、B 排斥，再藉由毛細現象而流動落入溝部3 4內，液滴會如 圖5(e)的實線所示進入溝部34內。 又，被吐出至溝部3 4內’或是從堤壁B、B流動落 下的墨水，由於基板P (底部3 5 )已經經過親液化處理因 此容易潤開擴散，藉此可使液滴更均句地嵌入溝部34 內。因此，就算溝部34的寬度W比液滴的直徑D小，朝 向漭部3 4內吐出的液滴，也能良好地進入溝部3 4內而均 勾地嵌入。 <中間乾燥工程> -20- 1236325 (18) 將液滴吐出至基板P後，爲了去除分散媒及確保膜 厚，按照需要可進行乾燥處理。乾燥處理，係例如可將基 板P加熱的熱平板、電爐等所致之處理以外，還可藉由燈 照退火而爲之。燈照退火所使用的光之光源，雖無特別限 定，但可使用紅外線燈、氙氣燈、Y A G雷射、氬雷射、 二氧化碳雷射、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、 Ar Cl等之準分子雷射等。這些光源一般使用之輸出範圍 係10W以上5 000W以下，在本實施形態中的例子是在 100W以上1 000W以下即足夠。然後，反覆進行該中間乾 燥工程和上記材料配置工程，就形成如圖5(f)所示，墨水 的液滴層積了複數層，膜厚爲厚的配線圖案（薄膜圖案） <燒成工程> 吐出工程厚的乾燥膜爲有機銀化合物的時候，爲了獲 得導電性因此需要熱處理，以將有機銀化合物的有機成份 去除留下銀粒子。因此，對吐出工程後的基板實施熱處理 及/或光處理。 熱處理及/或光處理通常是在大氣中進行，但按照需 要’亦可在氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體中進行。熱處理 及/或光處理的處理溫度，係考慮分散媒的沸點（蒸汽 壓）、氣氛氣體的種類或壓力、微粒子的分散性或氧化性 等之熱行爲、包覆材之有無或量、基材的耐熱溫度等，而 適宜地決定。本實施形態中，對溝部3 4的墨水，在大氣 -21 - 1236325 (19) 中無塵烤箱內以150°C〜20(TC，進行10〜20分鐘的燒成 工程。此外’例如’要去除有機化合物的有機成份，需要 約200°C下進行燒成。又，當使用塑膠等之基板時，理想 是在室溫以上1 0 0 °c以下進行。藉由以上工程，吐出工程 後的乾燥膜係微粒子間確保了電氣接觸，而轉換成導電 膜。 此外，燒成工程後，將存在於基板P上的堤壁B、B 藉由灰化（ashing)剝離處理而去除。做爲灰化處理，可以 採用電獎灰化或臭氧灰化等。電漿灰化，係使電漿化的氧 氣等氣體和堤壁（光阻）反應，使堤壁汽化而剝離·除 去。堤壁是由碳、氫' 氧所構成的固體物質，藉由使它們 和氧氣電漿發生化學反應而變成co2、h2o、02，可使其 全部變成氣體而剝離。另一方面，臭氧灰化的基本原理和 電漿灰化相同，是令〇3 (臭氧）分解而轉變呈反應性氣 體的0+(氧自由基），令該0 +和堤壁反應。和0 +反應後 的堤壁，會變成 co2、H20、02，全部變成氣體而剝離。 藉由對基板P實施灰化剝離處理，將堤壁從基板P去除。 如以上說明，即使被吐出之墨水的液滴之一部份跑到 堤壁B上頭，由於堤壁B被CF4電漿處理而被賦予了疏 液性，因此被堤壁B排斥，而流落至堤壁B、B間之底部 3 5，因此被吐出之墨水係良好配置在堤壁B、B間的基板 P上，所形成的配線圖案可良好地實現細線化。 此外，本實施形態中，雖然令堤壁B、B所致之溝部 3 4的寬度 W小於液滴的直徑D，但本發明並非侷限於 -22 - (20) 1236325 此，溝部3 4的寬度W亦可大於液滴的直徑D，而在該情 況下，也能高精確度地形成線寬是一致於堤壁間之溝部 3 4所規定之線寬的圖案。 <實施例> 對著形成有烯系樹脂之堤壁的玻璃基板，使用上記電 漿處理裝置’令電漿功率5 5 0W、四氟化碳氣體流量 100[mL/min]、He氣體流量l〇[L/min]、上記試料桌台40 的移動速度2mm/Sec之處理條件，實施CF4電漿處理。測 定有機銀化合物（乙二醇二甲醚溶媒）相對於CF4電漿處 理後的堤壁之接觸角，爲6 6.2度。另一方面，有機銀化 合物相對於未實施CF4電漿處理之堤壁的接觸角爲1 〇度 以下。藉此，可確認了藉由CF4電漿處理可賦予堤壁疏液 性。 同樣地，對著形成有烯系樹脂之堤壁的玻璃基板，使 用上記電漿處理裝置，令電漿功率55 0W、四氟化碳氣體 流量100[mL/min]、He氣體流量10[L/min]、上記試料桌 台4 0的移動速度2mm/sec之處理條件，實施CF4電獎處 理。測定純水相對於CF4電漿處理後的堤壁之接觸角，爲 1〇4·1度。另一方面，純水相對於未實施CF4電漿處理之 堤壁的接觸角爲6 9 · 3度。藉此，可確認了即使使用純水 當作機能液，藉由CF4電漿處理也可賦予堤壁相對於純水 的疏液性。 接著，對於實施過CF4電漿處理的形成有烯系樹脂之 -23- (21) 1236325 堤壁間的溝部，以吐出間距4 Ο μ m，吐出液滴重量4 n g的 液滴。溝部的寬度W爲5 μηι時，吐出之液滴沒有配置到 溝部，但是寬度W爲1 Ο μ m及2 Ο μ m時，液滴能夠配置到 溝部內。 <光電裝置> 說明本發明之光電裝置之一例的液晶顯示裝置。圖7 係對於本發明所論之液晶顯示裝置，從對向基板側觀看之 展示各構成要素的平面圖，圖8係沿著圖7之Η — Η ’線的 剖面圖。圖9係液晶顯示裝置之影像顯示領域中形成爲矩 陣狀的複數像素中的各種元件、配線等之等價電路，圖 1 0係液晶裝置之部份放大剖面圖。此外·，以下說明所用 的各圖中，爲了使各層或各部能在圖面上得以辨識，故各 層或各零件的縮尺均有異動。 圖7及圖8中，本實施形態之液晶顯示裝置（光電裝 置）1 〇 〇，係成對之TF Τ陣列基板1 0與對向基板2 0係藉 由屬於光硬化性之封止材的密封材5 2而貼合，被該密封 材5 2所劃分的領域內封入有液晶5 0，並保持之。密封材 5 2，係在基板面內的領域中形成封閉的框狀。 密封材5 2之形成領域之內側的領域中，形成有由遮 光材料所成之周邊屏壁5 3。密封材5 2的外側領域上，資 料線驅動電路201及實裝端子202則沿著TFT陣列基板 1 〇之一邊而形成，而鄰接於該一邊之2邊則形成有掃描 線驅動電路204。TFT陣列基板1 0剩下的一邊，設置有 -24 - 1236325 (22) 用來將設置於影像顯示領域之兩側的掃描線驅動電路204 間予以連接的複數之配線205。又，對向基板20的角落 部之至少一處中，配設有用以在TFT陣列基板1 0及對向 基板20間進行電氣導通的基板間導通材206。 此外，取代在TFT陣列基板1 0上形成資料線驅動電 路2 0 1及掃描線驅動電路204，例如，亦可令實裝有驅動 用 LSI 的 TAB ( Tape Automated Bonding )基板和 TFT 陣 列基板1 〇之周圍部所形成之端子群，隔著異方性導電膜 而做電氣性及機械性連接。此外，在液晶顯示裝置100 中，雖然按照所使用之液晶 50的種類，亦即，TN (Twisted Nematic )模式、STN ( Super Twisted Nematic )模式等之動作模式，或是通常白模式/通常黑 模式之種別，而需要以所定方向配置相位差板、偏光板 等，但此處圖示省略。又，在將液晶顯示裝置1 〇〇用於彩 色顯示時，於對向基板20中，面對TFT陣列基板1〇之 厚術之各像素電極的領域中，例如是要形成紅（R )、綠 (G )、藍（B )的彩色濾光片及其保護膜。 具有此種構造的液晶顯示裝置1 〇 0的像素領域中，如 圖9所示，除了有複數之像素1 〇 〇 a成矩陣狀而構成，這 些像素100a的每一個像素，是形成有像素開關用之TFT (開關元件）30，且供給像素訊號SI、S2、…Sn的資料 線6 a是和T F T 3 0的源極呈電氣連接。寫入資料線6 a的像 素訊號S 1、S2、…Sn，可依照該順序而和照線的順序供 給’亦可對相鄰之複數資料線6a們，按照每一群組而供 -25- 1236325 (23) 給。又，TFT3 0的閘極係連接著掃描線3 a，以所定的 序’向掃描線3 a以脈沖的方式依序依線施加掃描訊 Gl、G2、…Gm而構成。 像素電極19係電氣連接至TFT30的汲極，藉由令 於開關元件的TFT30只在一定期間內成爲ON狀態，將 自資料線6 a所供給之像素訊號S 1、S 2、…S η，以所定 時序寫入各像素。如此一來透過像素電極19而寫入液 的所定位準之像素訊號SI、S2、…Sn，係在圖8所示 對向基板20的對向電極121之間被保持一定期間。 外，爲了防止已保持的像素訊號SI、S2、…Sn會漏電 和像素電極1 9和對向電極1 2 1之間所形成之液晶電容 並聯地附加有積蓄電容60。例如，像素電極1 9的電壓 係被保持在積蓄電容6 0內比源極電壓所施壓的時間還 長達三位數以上的時間。藉此，可改善電荷的保持特性 實現對比高的液晶顯示裝置1 0 0。 圖10係具有底閘極型TFT30的液晶顯示裝置100 部份放大剖面圖，構成TFT陣列基板1 0的玻璃基板 上’閘極配線6 1是藉由上記實施形態之配線圖案之形 方法形成在玻璃基板P上的堤壁B、B之間。 閘極配線61上，隔著SiNx所成之閘極絕緣膜62 積著由非晶矽（a-S!)層所成之半導體層63。面對該閘 配線部份的半導體層63的部份成爲通道領域。半導體 63上，爲了獲得歐姆接合而層積有例如n +型a-Si層所 之接合層64a及64b，通道領域之中央部的半導體層 時 號 屬 來 的 晶 的 此 呈 5 要 的 P 成 層 極 層 成 -26- 63 (24) 1236325 上，形成有用來保護通道的由S iNx所成之絕緣性的阻蝕 膜65。此外，這些閘極絕緣膜62、半導體層63及阻蝕膜 65，係蒸著（CVD )後實施光阻塗佈、感光·顯影、光微 影，如圖不般地被圖案化。 再者，接合層64a、64b及由ITO所成之像素電極19 亦同樣地成膜，同時，實施光微影，如圖示般地被圖案 化。然後，像素電極1 9、閘極絕緣膜62及阻蝕膜65上 分別突出設置堤壁66···，在這些堤壁66…間，藉由使用 上述之液滴吐出裝置IJ，吐出銀化合物之液滴，就可形成 源極線、汲極線。 此外，上記實施形態中，雖然是將TFT3 0當作用來 驅動液晶顯示裝置1 00之開關元件而構成，但除了液晶顯 示裝置以外亦可能應用於有機EL (電致發光）顯示裝置 上。有機EL顯示裝置，是具有將含有螢光性之無機及有 機化合物的薄膜，以陰極和陽極夾住之構造，對前記薄膜 注入電子及電洞促使其再結合而產生激子（ex citon)，利用 該激子在失活之際所放出之光（螢光·磷光）而發光之元 件。然後，具有上記之TFT30的基板上，有機EL顯示裝 置所用之螢光材料之中，令呈現紅、綠及藍色之各發光色 的材料也就是發光層形成材料及形成電洞注入/電子輸送 層的材料做爲墨水，分別予以圖案化，就可製造自發光全 彩EL裝置。本發明中之裝置（光電裝置）的範圍亦包含 此種有機EL裝置。 做爲其他實施形態有，針對本發明之非接觸型卡片媒 -27- (25) 1236325 體之實施形態加以說明。如圖Π所示，本賓施形態所論 之非接觸型卡片媒體（電子機器）400，係在由卡片基體 402及卡片覆層418所成之框體內，內藏了半導體積體電 路晶片4 0 5和天線電路4 1 2，藉由未圖示之外部送訊基和 電磁波或靜電容量結合之至少一者進行電力供給或資料收 授之至少一者。本實施形態中，上記天線電路4 1 2，係以 上記實施形態所論之配線圖案形成方法所形成。 此外，本發明所論之裝置（光電裝置），除了上記以 外，亦可適用於：P D P (電將顯示面板）、或利用在形成 在基板上的小面積薄膜的膜膜面上通過平行電流而放出電 子之現象的表面傳導型電子型放出元件等。 〈電子機器〉 說明本發明之電子機器的具體例。 圖1 2 ( a )係行動電話之一例的斜視圖。圖1 2 ( a ) 中，600係表示行動電話本體，601係表示具備了上記實 施形態之液晶顯示裝置的液晶顯示部。 圖1 2 ( b )係文書處理器、電腦等之攜帶型資訊處理 裝置之一例的斜視圖。圖1 2 ( b )中，7 0 0係資訊處理裝 置，701係鍵盤等輸入部，703係資訊處理本體，702係 具備了上記實施形態之液晶顯示裝置的液晶顯示部。 圖1 2 ( c )係手錶型電子機器之一例的斜視圖。圖1 2 (c)中，8 00係時鐘本體，801係具備了上記實施形態之 液晶顯示裝置的液晶顯示部。 -28- 1236325 (26) 圖10 ( a)〜（C)所示的電子機器，由於具備上記實施 形態之液晶顯示裝置，因此具有良好地細線化的配線圖 案。 此外’本實施形態之電子機器雖然是具備液晶顯示裝 置，但亦可爲具備有機電致發光顯示裝置、電漿型顯示裝 置等其他光電裝置的電子機器。 以上雖一般參照添附圖面一邊說明本發明所論之理想 實施形態例，但本發明並非侷限於此。上述例子所示各構 成部材之各形狀或組合等僅爲其一例，在未脫離本發明主 旨之範圍內可根據設計要求而有各種變更可能。 例如，上記實施形態中，雖然是說明了形成堤壁，並 對其賦予疏液性，但並非侷限於此，亦可例如在基板上實 施表面處理而在配線圖案形成預定領域內實施親液化處 理、其他部份實施疏液化處理，將含有導電性微粒子的墨 水或有機銀化合物配置在該親液化處理部份內，藉此可形 成所望之配線圖案。 又，上記實施形態中，雖然將薄膜圖案當作導電膜而 構成，但並非侷限於此，例如亦可適用在液晶裝置中用來 使顯示影像彩色化所用之彩色濾光片上。該彩色濾光片， 雖然可以對基板將R (紅）、G (綠）、B (藍）之墨水 (液體材料）以液滴的方式配置成所定圖案來形成，但藉 由對基板形成反映了所定圖案的堤壁，對該堤壁賦予疏液 性然後再配置墨水而形成彩色濾光片，就可製造具有高性 能之彩色濾光片的液晶顯示裝置。 - 29- 1236325 (27) 【圖式簡單說明】 【圖1】 液滴吐出裝置的槪略構成之斜視圖。 【圖2】 以壓電方式將液體材料吐出之原理的說明 圖。 【圖3】 本發明之薄膜圖案形成方法之一實施形態 的流程圖。 【圖4】 形成本發明之薄膜圖案之程序之一例的模 式圖。 【圖5】 形成本發明之薄膜圖案之程序之一例的模 式圖。 [圖6】 殘渣處理工程中所用之電漿處理之一例 圖。 【圖7】 液晶顯示裝置從對向基板側看過來的平面 圖。 【圖8】 沿著圖7之Η — Η ’線的剖面圖。 【圖9】 液晶顯示裝置之等價電路圖。 【圖1 〇】液晶顯示裝置的部份放大剖面圖。 【圖1 1】非接觸型卡片媒體的分解斜視圖。 【圖1 2】本發明之電子機器的具體例圖。 【符號說明】 33…配線圖案（薄膜圖案）、 34…溝部、 -30- 1236325 (28) 35…底部、 100…液晶顯示裝置（光電裝置）、 400…非接觸型卡片媒體（電子機器）、 B…堤壁、 P…基板。

Claims (1)

1236325 拾、申請專利範圍 第93 1 M640號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 ' 民國94年3月7 日修正 1 . 一種薄膜圖案之形成方法，係屬於藉由將機能液 配置在基板上以形成薄膜圖案之方法，其特徵爲，具有： 在前記基板上形成對應於前記薄膜圖案之堤壁 (bank)的堤壁形成工程；及 對前記堤壁賦予疏液性之疏液化處理工程；及 在前記被賦予疏液化之前記堤壁間，配置前記機能液 之材料配置工程。 2. 如申請專利範圍第1項之薄膜圖案之形成方法， 其中，前記疏液化處理工程，係具有以氟化碳系化合物爲 反應氣體之電漿處理工程。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之薄膜圖案之形 成方法，其中，使前記堤壁的疏液性高於前記堤壁間之底 部。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項之薄膜圖案之形 成方法，其中，具有對前記堤壁間之底部賦予親液性之親 液化處理工程。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項之薄膜圖案之形 成方法，其中，前記材料配置工程係具有將前記機能液的 液滴，吐出至前記堤壁間之液滴吐出工程；前記堤壁係具 有小於前記液滴之直徑的寬度。 1236325 6 . 如申請專利範圍第1項或第2項之薄膜圖案之形 成方法’其中’前記機能液中含有導電性微粒子。 7 . 如申請專利範圍第1項或第2項之薄膜圖案之形 成方法，其中’前記機能液中，含有藉由熱處理或光處理 而展現導電性之材料。 8. 一種TFT陣列基板之製造方法，係屬於具有在 基板上形成薄膜圖案之工程的TFT陣列基板之製造方 法，其特徵爲’ 藉由申請專利範圍第1項至第7項之任一項所記載的 薄膜圖案之形成方法，以在前記基板上形成薄膜圖案。 9. 一種光電裝置，其特徵爲具備有使用申請專利範 圍第8項之TFT陣列基板之製造方法所製造而成的TFT 陣列基板。 1 0 . —種電子機器，其特徵爲具備申請專利範圍第9 項之光電裝置。
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