專利名稱：圖案形成方法、導(dǎo)電性薄膜、電光學(xué)裝置、電子機器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用液滴噴出機構(gòu)在基板上形成圖案的方法。
背景技術(shù)：
作為在基板上形成濾色片等的圖案的方法，已知有使用例如專利文獻1所公布的液滴噴出機構(gòu)(噴墨裝置等)的方法。該方法中，與例如使用光刻技術(shù)或者旋轉(zhuǎn)涂覆法等其他的涂布技術(shù)形成圖案的情況相比，有如下的優(yōu)點，即，在液體材料的消耗中浪費更少，容易進行在基板上配置的液體材料的量或位置的控制。
特開平7-120611號公報此種液滴噴出技術(shù)雖然被期待應(yīng)用于電子設(shè)備的配線形成方法中，但是在設(shè)備的領(lǐng)域中正在開展進一步的高集成化，與之對應(yīng)，要求圖案也更加微細化。但是，當使配線微細化時，基板和圖案的密接性降低，例如在形成配線圖案的情況下，有可能引起由膜剝離等造成的配線不良。所以，提出了通過將圖案制成多層膜，在最下層配置與基板的密接性高的材料膜，以應(yīng)對該問題的方法。
但是，當使圖案多層化后，由于必須對每一層進行液體材料的配置及燒成，因此工序時間就會增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決所述的課題而提出的，其目的在于，在使用液滴噴出機構(gòu)形成疊層型的圖案的情況下，提供可以縮短工序時間的圖案形成方法，同時，提供利用該方法形成的含有圖案的導(dǎo)電性薄膜及具有該導(dǎo)電性薄膜的電光學(xué)裝置、電子機器。
為了達成所述的目的，本發(fā)明的圖案形成方法是如下的方法，即，具有將使圖案形成材料分散或溶解在分散劑中的液體材料借助液滴噴出機構(gòu)配置在基板上的描畫工序、對配置在所述基板上的所述液體材料以所述分散劑的沸點以上的溫度加熱的加熱工序，通過反復(fù)進行使在所述描畫工序中所使用的圖案形成材料變更而進行描畫的描畫工序和加熱工序，在基板上形成由多種圖案形成材料的疊層膜構(gòu)成的圖案的方法，其特征是，使最后進行的加熱工序的處理溫度最高。
本發(fā)明通過將中途進行的加熱工序作為假燒成，在配置最后的圖案形成材料時以最高的溫度進行真燒成，而將被層疊的多個圖案形成材料的燒結(jié)一起進行。
使用了液體噴出技術(shù)的圖案的形成方法中，液體材料中的圖案形成材料被真燒成燒結(jié)，發(fā)揮作為實際的圖案的功能。但是，在使多個圖案形成材料層疊的情況下，直到形成最后的圖案形成材料為止，不需要將下層側(cè)的圖案形成材料完全地?zé)Y(jié)。所以，通過像本發(fā)明那樣，將中途階段的加熱工序作為假燒成，最后一起進行真燒成，就可以縮短加熱時間或直至升溫為止的時間。
另外，本發(fā)明的圖案形成方法是如下的方法，即，具有將使由涂敷有覆蓋膜的微粒構(gòu)成的圖案形成材料分散在分散劑中的液體材料借助液滴噴出機構(gòu)配置在基板上的描畫工序、對配置在所述基板上的液體材料以該分散劑的沸點以上的溫度加熱的加熱工序，通過在改變所述描畫工序中所使用的圖案形成材料的同時反復(fù)進行該描畫工序和加熱工序，在基板上形成由多種圖案形成材料的疊層膜構(gòu)成的圖案的方法，其特征是，在反復(fù)進行的加熱工序中，將最后進行的加熱工序的處理溫度設(shè)為所述覆蓋膜的分解溫度以上的溫度，將除此以外的加熱工序的處理溫度設(shè)為所述分散劑的沸點以上并且小于所述覆蓋膜的分解溫度的溫度。
本發(fā)明中，不是在每個加熱工序中使圖案形成材料燒結(jié)，而使在圖案形成的中途階段，僅停留在將液體材料的分散劑干燥而作為干燥膜(即假燒成)，而在最后的加熱工序?qū)⑦@些干燥膜全部燒結(jié)而變換為完全的膜(即真燒成)。所以，根據(jù)本發(fā)明，與在每個加熱工序中使各個圖案形成材料燒結(jié)的情況相比，可以縮短基板的升溫中所花的時間或基板的加熱時間等，從而可以縮短作為整體的工序時間。
所述方法中，在各描畫工序中所使用的圖案形成材料的覆蓋膜的分解溫度不同的情況下，最好將所述最后進行的加熱工序的處理溫度設(shè)為在這些覆蓋膜的分解溫度當中最高的溫度以上的溫度。這樣就可以將全部的干燥膜可靠地?zé)Y(jié)。
另外，在如上所述的疊層型的圖案中，最好將所述多種的圖案形成材料內(nèi)的與基板的密接性最高的材料配置在最靠近基板側(cè)。
通過像這樣在第1層配置用于賦予密接性的層(中間層)，就可以形成與基板的密接性高的難以產(chǎn)生由剝離等造成的不良的圖案。
作為此種疊層型的圖案，所述圖案是由2種圖案形成材料的疊層膜構(gòu)成的配線圖案，配置于基板側(cè)的第1層的圖案形成材料最好是由錳、鉻、鎳、鈦、鎂、硅、釩任意一種金屬的微粒，或者含有所述金屬的氧化物的微粒構(gòu)成，第2層的圖案形成材料最好是由金、銀、銅、鈀、鎳任意一種金屬的微粒，或者含有所述金屬的合金的微粒構(gòu)成。這樣就可以形成與基板的密接性高的低電阻的配線。
另外，在所述的圖案形成方法中，在描畫工序之前，最好利用表面處理將圖案形成區(qū)域以外的基板表面的區(qū)域控制為相對于該描畫工序中所使用的液體材料為疏液性。這里，所謂疏液性是指，相對于液體材料表現(xiàn)出非親和性。
當像這樣使基板表面疏液化時，由于配置于基板上的液體材料的展寬被抑制，因此可以實現(xiàn)圖案的微細化。
另外，本發(fā)明的導(dǎo)電性薄膜的特征是，具有利用所述的方法形成的圖案。另外，本發(fā)明的電光學(xué)裝置的特征是，具有所述的導(dǎo)電性薄膜。這里，作為電光學(xué)裝置，例如可以列舉出液晶顯示裝置、有機電致發(fā)光顯示裝置、等離子型顯示裝置等。另外，本發(fā)明的電子機器的特征是，具有所述的電光學(xué)裝置。
根據(jù)本構(gòu)成，可以廉價地提供具有高質(zhì)量圖案的導(dǎo)電性薄膜、電光學(xué)裝置、電子機器。


圖1是表示本發(fā)明的圖案形成方法的一個例子的工序流程圖。
圖2是示意性地表示在基板上形成中間層的順序的一個例子的圖。
圖3是作為形成于基板上的中間層用的膜的一個例子，表示直線狀的線的俯視圖。
圖4是作為形成于基板上的中間層用的膜的一個例子，表示斷續(xù)狀的線的俯視圖。
圖5是更具體地表示在基板上配置液體材料的過程的圖。
圖6是表示將本發(fā)明的電光學(xué)裝置應(yīng)用于等離子型顯示裝置中的例子的分解立體圖。
圖7是表示將本發(fā)明的電光學(xué)裝置應(yīng)用于液晶裝置中的例子的俯視圖。
圖8是表示將本發(fā)明的電子機器應(yīng)用于具有液晶顯示裝置的攜帶型信息處理裝置中的例子的圖。
其中，10...液滴噴頭(液滴噴出機構(gòu))，11...基板，500..電光學(xué)裝置，700...電子機器，W1...中間層(第1層的圖案)，W2...配線主體(第2層的圖案)，L1、L2、L3...液體材料具體實施方式
下面作為本發(fā)明的圖案形成方法的一個例子，對在基板上形成導(dǎo)電膜配線的方法進行說明。
圖1是表示本實施方式的導(dǎo)電膜配線的形成工序的流程圖。
本實施方式的配線形成方法是使用液滴噴出機構(gòu)將液體材料配置在基板上并在該基板上形成配線圖案的方法。此時，本實施方式中，為了提高配線相對于基板的密接性，利用多種液體材料重復(fù)描畫同一圖案，將配線作為多種圖案形成材料的疊層膜(本例中為中間層和成為配線主體部的導(dǎo)電層的2層構(gòu)造)來形成。即，本配線形成方法具有中間層形成工序、用于形成成為配線主體部的導(dǎo)電層的材料配置工序。這里，中間層形成工序是形成配置于基板和配線主體部之間的中間層的工序，該中間層具有提高配線主體部相對于基板的密接性的作用。另外，利用中間層和成為配線主體部的導(dǎo)電層，構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)電性薄膜(膜構(gòu)造體)。
另外，本實施方式中，按照在中間層和形成于其上的配線主體之間不產(chǎn)生位置偏移的方式，在該配線圖案的形成之前，在基板上形成對準標記(對準標記形成工序)。該對準標記的形成與配線圖案的形成相同，通過使用液滴噴出機構(gòu)在基板上配置液體材料而進行。
而且，對準標記不僅是防止疊層圖案之間的位置偏移，而且還可以用于例如在液滴噴出機構(gòu)上設(shè)置基板時的基板的找位或水平定位等中。
首先，對對準標記形成工序、材料配置工序及中間層形成工序中使用的液體材料進行說明。
這些工序中，分別將特定的液體材料配置在基板上。即，在材料配置工序中，使用含有導(dǎo)電膜配線形成用的第1金屬微粒的液體材料(第1液體材料)作為圖案形成材料，在中間層形成工序中，使用與所述第1液體材料不同的液體材料(第2液體材料)。另外，在對準標記形成工序中，為了實現(xiàn)操作的容易化及污染的防止，作為對準標記形成材料，使用與材料配置工序或中間層形成工序中所使用的圖案形成材料相同的材料。
而且，在這些液體材料的配置中，使用通過液滴噴頭的噴嘴將液體材料作為液滴噴出的液體噴出法，即所謂的噴墨法。
作為材料配置工序中所使用的液體材料，本例中，使用使金屬微粒分散在分散劑中的分散液。這里所使用的導(dǎo)電性微粒(第1金屬微粒)可以使用含有銀、金、銅、鈀及鎳當中的任意一種的金屬微?；蚝性摻饘俚暮辖鸬奈⒘！?br> 在這些金屬微粒中，為了提高分散性，在表面涂覆有有機物等的覆蓋膜(涂覆材料)。
導(dǎo)電性微粒的粒徑最好在1nm以上0.1μm以下。當大于0.1μm時，就有可能在所述液滴噴頭的噴嘴中產(chǎn)生堵塞。另外，當小于1nm時，就會產(chǎn)生金屬微粒的分散性變差、涂覆材料相對于金屬微粒的體積比變大而所得的膜中有機物的比例過多等問題。
作為含有金屬微粒的液體的分散劑，優(yōu)選室溫下的蒸汽壓在0.001mmHg以上200mmHg以下(約0.133Pa以上26600Pa以下)的材料。當蒸汽壓高于200mmHg時，在噴出后分散劑就會急劇地蒸發(fā)，從而難以形成良好的膜。
另外，分散劑的蒸氣壓更優(yōu)選在0.001mmHg以上50mmHg以下(約0.133Pa以上6650Pa以下)。當蒸汽壓高于50mmHg時，在用噴墨法噴出液滴時，很容易引起因干燥造成的噴嘴堵塞，從而難以形成穩(wěn)定的噴出。
另一方面，對于室溫下的蒸汽壓低于0.001mmHg的分散劑的情況，干燥變慢，分散劑容易殘留在膜中，在材料配置工序的燒成工序(加熱工序)中進行的熱處理和/或光處理后難以得到質(zhì)量優(yōu)良的導(dǎo)電膜。
作為所述分散劑，只要是可以分散所述的導(dǎo)電性微粒的材料，不會引起凝聚的材料，就沒有特別的限定，但是，除了水以外，可以舉出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類，n-庚烷、n-辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、異丙基甲苯、杜烯、茚、二戊烯、四氫化萘、十氫化萘、環(huán)己基苯等烴類化合物，乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、雙(2-甲氧基乙基)醚、p-二噁烷等醚類化合物，碳酸丙烯酯、γ-丁內(nèi)酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、環(huán)己酮等極性化合物。它們當中，從微粒的分散性與分散液的穩(wěn)定性以及應(yīng)用于噴墨法的容易度考慮，優(yōu)選水、醇類、烴類化合物、醚類化合物，作為更優(yōu)選的分散劑，可以舉出水、烴類化合物。這些分散劑可以單獨或者作為2種以上的混合物使用。
將所述導(dǎo)電性微粒分散在分散劑中時的分散質(zhì)濃度為1質(zhì)量％以上80質(zhì)量％以下，可以根據(jù)所需的導(dǎo)電膜的膜厚來調(diào)整。當超過80質(zhì)量％時，容易產(chǎn)生凝聚，難以獲得均一的膜。
所述導(dǎo)電性微粒的分散液的表面張力最好落入0.02N/m以上0.07N/m以下的范圍內(nèi)。在用噴墨法噴出液體時，當表面張力小于0.02N/m時，則由于噴墨組合物相對于噴嘴面的浸潤性增大，因此容易產(chǎn)生飛行彎曲，當超過0.07N/m時，由于噴嘴頭端的彎月面的性狀不穩(wěn)定，因此噴出量、噴出時序(timing)的控制變得困難。
為了調(diào)整表面張力，可以在所示分散液中，在不會不當?shù)亟档团c基板的接觸角的范圍內(nèi)，添加微量的氟類、聚硅氧烷類、非離子類等表面張力調(diào)節(jié)劑。
非離子類表面張力調(diào)節(jié)劑是發(fā)揮使液體對基板的浸潤性良好化、改良膜的流平性、防止膜的微細的凹凸的產(chǎn)生等的作用的材料。
根據(jù)需要，所述分散液也可以含有醇、醚、酯、酮等有機化合物。
所述分散液的粘度最好在1mPa·s以上50mPa·s以下。在用噴墨法進行噴出時，在粘度小于1mPa·s的情況下，噴嘴周邊部容易因墨液的流出而被污染，另外，當粘度大于50mPa·s時，噴嘴孔處的堵塞頻率變高，難以進行順利的液滴的噴出。
另一方面，作為中間層形成工序中所使用的液體材料，在本例中，使用將金屬微粒分散在分散劑中的分散液。這里所使用的金屬微粒(第2金屬微粒)使用確認通過經(jīng)過后述的材料配置工序的燒成工序而具有使所述的第1金屬微粒和基板的結(jié)合性提高的作用的材料。另外，作為該微粒，既可以是導(dǎo)電性，也可以是非導(dǎo)電性。例如，作為微粒，可以使用含有錳、銅、鉻、鎳、鈦、鎂、硅、釩或它們的合金或者它們的氧化物中的任意一種的微粒。另外，所述液體材料也可以含有所述的金屬的有機金屬化合物。
中間層形成工序中使用的金屬微粒的粒徑最好在1nm以上0.1μm以下。當大于0.1μm時，就有可能在所述液滴噴頭的噴嘴中產(chǎn)生堵塞。
另外，作為對準標記形成工序中使用的液體材料，如前所述，使用將與第1金屬微?；虻?金屬微粒相同的金屬微粒(對準標記形成材料)分散在分散劑中后的分散液。
作為中間層形成工序及對準標記形成工序中使用的含有金屬微粒的液體的分散劑，由于可以使用與材料配置工序中使用的金屬微粒的分散劑相同的分散劑，因此這里省略其說明。將微粒分散在所述分散劑中時的分散質(zhì)濃度也相同。另外，對于所述微粒分散液的表面張力或添加物，由于也相同，因此省略其說明。
下面對所述各工序進行詳細說明。
(對準標記形成工序)對準標記形成工序包括在形成導(dǎo)電膜配線的基板上配置液體材料的描畫工序、將配置在基板上的液體材料中所含的介質(zhì)(分散劑)干燥除去的燒成工序(加熱工序)。
作為導(dǎo)電膜配線用的基板，可以使用Si晶片、石英玻璃、玻璃、塑料薄膜、金屬板等各種材料。另外，也可以將在這些各種原材料基板的表面上以半導(dǎo)體膜、金屬膜、電介質(zhì)膜、有機膜等作為基底層形成的材料作為應(yīng)當形成導(dǎo)電膜配線的基板使用。
描畫工序中，在使液滴噴頭相對于基板進行相對移動的同時，借助液滴噴頭，將含有所述的對準標記形成材料的液體材料配置在基板上的配線形成區(qū)域以外的區(qū)域上。作為該對準標記的形狀，可以采用圓形或十字形等公知的形狀。而且，對于基板，在進行該第1工序時，可以根據(jù)需要進行UV清洗等前處理。
燒成工序中，利用加熱將配置于基板上的液體材料中所含的分散劑除去，將其變換為干燥膜。該工序中，加熱條件被設(shè)為分散劑完全蒸發(fā)的條件，不需要加熱至所述的金屬微粒的涂覆材料被分解為止。如后所述，對準標記、中間層、成為配線主體部的導(dǎo)電層由于在材料配置工序的燒成工序中被集中燒結(jié)(即，通過加熱至涂覆材料被完全分解除去為止，使金屬微粒之間接觸或燒結(jié)，將其變換為金屬膜)，因此該對準標記形成工序中，可以單純地僅使分散劑蒸發(fā)。通過像這樣將中途階段的燒成工序停留在假燒成中，可以縮短作為配線形成工序整體的處理時間。
但是，該燒成工序中，將基板的處理溫度設(shè)為分散劑的沸點以上并且小于涂覆材料的分解溫度的溫度(例如200℃)，在該處理溫度下加熱基板10分鐘左右。
該分散劑的除去除了例如使用加熱板、電爐、熱風(fēng)發(fā)生器等加熱裝置的一般的加熱處理以外，也可以使用燈退火來進行。
(中間層形成工序)中間層形成工序包括使基板上的配線形成區(qū)域以外的區(qū)域疏液化的表面處理工序、在被疏液化的基板上配置液體材料的描畫工序、將配置于基板上的液體材料低溫干燥的中間干燥工序、利用高溫加熱將液體材料中所含的介質(zhì)干燥除去的燒成工序(加熱工序)。
表面處理工序中，將基板的表面加工為相對于描畫工序中使用的液體材料為疏液性。具體來說，按照相對于所述液體材料的特定的接觸角在30[deg]以上、60[deg]以下的方式實施表面處理。而且，對于基板，在進行該表面處理工序時，根據(jù)需要，進行UV清洗等前處理。
作為控制表面的疏液性(浸潤性)的方法，例如可以采用在基板的表面形成自組織化膜的方法、等離子處理法等。
自組織膜形成法中，在應(yīng)當形成導(dǎo)電膜配線的基板的表面，形成由有機分子膜等構(gòu)成的自組織化膜。
用于處理基板表面的有機分子膜具有可以與基板結(jié)合的官能基、在其相反一側(cè)將親液基或疏液基之類的基板的表面性改性(控制表面能量)的官能基、連接這些官能基的碳的直鏈或局部分支的碳鏈，通過與基板結(jié)合而自組織化形成分子膜，例如單分子膜。
這里，所謂自組織化膜是指，使由與基板等基底層等構(gòu)成原子可以反應(yīng)的結(jié)合性官能基和除此以外的直鏈分子構(gòu)成并因該直鏈分子的相互作用而具有極高取向性的化合物，取向而形成的膜。該自組織膜由于通過使單分子取向而形成，因此可以使膜厚極薄，而且會以分子水平形成均一的膜。即，由于相同的分子位于膜的表面，因此可以向膜的表面賦予均一并且優(yōu)良的疏液性或親液性。
作為具有所述的高取向性的化合物，例如通過使用氟烷基硅烷，按照使氟烷基位于膜的表面的方式，各化合物被取向而形成自組織化膜，從而使膜的表面具有均一的疏液性。
作為形成自組織化膜的化合物，例如可以舉出十七氟-1，1，2，2四氫癸基三乙氧基硅烷、十七氟-1，1，2，2四氫癸基三甲氧基硅烷、十七氟-1，1，2，2四氫癸基三氯硅烷、十三氟-1，1，2，2四氫辛基三乙氧基硅烷、十三氟-1，1，2，2四氫辛基三甲氧基硅烷、十三氟-1，1，2，2四氫辛基三氯硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等氟烷基硅烷(以下稱為「FAS」)。在使用時，既可以單獨使用一個化合物，也可以組合使用2種以上的化合物。而且，通過使用FAS，可以獲得與基板的密接性和良好的疏液性。
FAS一般以結(jié)構(gòu)式RnSiX(4-n)表示。這里，n表示1以上3以下的整數(shù)，X是甲氧基、乙氧基、鹵素原子等水解基。另外，R是氟烷基，具有(CF3)(CF2)x(CH2)y的(這里x表示0以上10以下的整數(shù)，y表示0以上4以下的整數(shù))構(gòu)造，在多個R或X與Si結(jié)合的情況下，R或X既可以分別完全相同，也可以不同。以X表示的水解基通過水解而形成硅烷醇，與基板(玻璃、硅)等基底的羥基反應(yīng)而以硅氧烷鍵與基板結(jié)合。另一方面，R由于在表面具有(CF3)等氟基，因此將基板等基底表面改性為不會浸潤的(表面能量低)的表面。
由有機分子膜等構(gòu)成的自組織化膜如下形成，即，將所述的原料化合物和基板放入相同的密閉容器中，在室溫的情況下，放置2～3天左右后，就會在基板上形成。另外，通過將密閉容器整體保持在100℃，3小時左右，就會在基板上形成。以上所敘述的雖然是起源于氣相的形成法，但是從液相開始也可以形成自組織化膜。例如，通過將基板浸漬在含有原料化合物的溶液中，并清洗、干燥，就可以在基板上獲得自組織化膜。
而且，在形成自組織化膜之前，最好通過向基板表面照射紫外光或用溶劑清洗而實施前處理。
等離子處理法中，在常壓或真空中向基板照射等離子。等離子處理中使用的氣體種類可以考慮應(yīng)當形成導(dǎo)電膜配線的基板的表面材質(zhì)等而進行各種選擇。作為處理氣體，例如可以列舉出4氟化甲烷、全氟己烷、全氟癸烷等。
而且，將基板的表面加工為疏液性的處理也可以通過將具有所需的疏液性的薄膜，例如被進行了4氟乙烯的聚亞酰胺薄膜等粘貼在基板表面上而進行。另外，也可以直接將所述的聚亞酰胺薄膜作為基板使用。
另外，當基板表面具有比所需的疏液性更高的疏液性時，可以通過照射170～400nm的紫外光或?qū)⒒灞┞对诔粞鯕夥罩?，進行將基板表面親液化的處理，來控制表面的狀態(tài)。
下面對描畫工序進行說明。圖2(a)及(b)是示意性地表示在基板上形成中間層的順序的一個例子的圖。
如前所述，該中間層是用于提高導(dǎo)電膜配線相對于基板的密接性的部分。
描畫工序中，如圖2(a)所示，在使液滴噴頭10相對于基板11進行相對移動的同時，借助液滴噴頭10，將中間層形成用液體材料制成液滴L1而噴出，將該液滴L1逐個以一定的距離(間距P1)配置在基板11上。
本例中，液滴L1的配置間距P1被按照比配置在基板11上后不久的液滴L1的直徑更小的方式來確定。這樣，配置在基板11上后不久的液滴L1之間相互重合，形成連續(xù)的線W1。但是，由于進行基板11相對于液體材料具有30°～60°的接觸角的表面處理，因此，當液滴之間的重合過大時，以線狀相連的液體就會容易地在線內(nèi)移動，形成被稱為膨鼓(bulge)的突起，除此以外的部分的線變細而產(chǎn)生斷線。所以，有必要按照使液滴之間的重合相對于配置于基板11上時的液滴的直徑達到1～10％的方式來設(shè)定。
此后，對基板的表面整體進行如此的液滴配置動作，在基板11上形成由特定的圖案構(gòu)成的膜。該膜的圖案為與導(dǎo)電膜配線的配線圖案相同的圖案。
而且，也可以像后述的材料配置工序那樣，使液滴的配置間距比配置在基板上后不久的液滴的直徑更大。此時，在中途夾隔干燥工序后，通過一邊使開始位置偏移，一邊對相同部位反復(fù)多次進行液滴的配置，從而形成連續(xù)的線。
液滴的噴出條件，特別是液滴的體積及液滴的配置間距被按照形成于基板11上的線的邊緣部的形狀成為凹凸的微小的良好的狀態(tài)的方式來確定。而且，由于基板11的表面被預(yù)先加工為疏液性，因此配置在基板11上的液滴的展開被抑制。
圖3是作為形成于基板上的中間層用的膜的一個例子，表示直線狀的線的俯視圖。如上所述，通過反復(fù)將多個液滴配置在基板11上，就可以在基板11上形成如此連續(xù)的線W1。
而且，中間層用的膜不需要一定是連續(xù)的線。例如也可以如圖4所示，在形成導(dǎo)電膜配線的假想的線VL1上，將液滴L1配置為分離的狀態(tài)，從而使中間層用的膜形成斷續(xù)狀態(tài)。
另外，中間層用的膜的厚度也可以比后述的導(dǎo)電膜配線用的膜的厚度更薄。
回到圖2(b)，中間干燥工序中，進行將配置于基板11上的液體材料中所含的分散劑的一部分除去的操作。該工序是在室溫(25℃左右)或數(shù)十度左右的低溫下將基板放置數(shù)分鐘左右，液體材料中的分散劑被該工序大部分除去。而且，這樣的處理也可以與液體材料的噴出并列同時進行。例如，通過預(yù)先加熱基板，或在液滴噴頭的冷卻的同時使用沸點低的分散劑，就可以在將液滴配置在基板后不久，進行該液滴的干燥。
燒成工序中，在比所述中間干燥工序的處理溫度更高的溫度下加熱基板，將液體材料中所含的分散劑充分除去，將其變換為干燥膜。該工序中，加熱條件被設(shè)為分散劑蒸發(fā)的條件，沒有必要加熱至所述的金屬微粒的涂覆材料被分解為止。如后所述，該中間層中所含的第2金屬微粒由于在材料配置工序的燒成工序中，被與形成于其上的第1金屬微粒一起燒結(jié)，因此在該中間層形成工序中，單純地僅使分散劑蒸發(fā)即可。這樣就可以縮短處理時間。
所以，該燒成工序中，將基板的處理溫度設(shè)為分散劑的沸點以上并且小于涂覆材料的分解溫度的溫度(例如200℃)，以該處理溫度將基板加熱30分鐘左右。該分散劑的除去例如除了使用加熱板、電爐、熱風(fēng)發(fā)生器等加熱裝置的一般的加熱處理以外，也可以使用燈退火來進行。
而且，當像這樣對基板進行高溫的熱處理時，基板的表面狀態(tài)會回到表面處理工序前的狀態(tài)。例如在所述表面處理工序中，在基板上形成FAS膜的情況下，該FAS膜被200℃左右的加熱處理分解除去。
(材料配置工序)材料配置工序包括將基板上的配線形成區(qū)域以外的區(qū)域疏液化的表面處理工序、將液體材料配置在被疏液化了的基板上的描畫工序、對配置于基板上的液體材料進行低溫干燥的中間干燥工序、利用高溫加熱將液體材料中所含的介質(zhì)干燥除去的燒成工序(加熱工序)。
如前所述，由于基板的表面狀態(tài)會因燒成而回到表面處理工序前的狀態(tài)，因此有必要在描畫液體材料前再次將基板表面疏液化。該表面處理工序由于與前述的中間層形成工序的相同，因此這里將說明省略。而且，在對基板進行該表面處理工序時，根據(jù)需要，進行UV清洗等前處理。
描畫工序中，在形成于基板上的中間層用的膜上，借助液滴噴頭，配置成為配線主體的所述第1液體材料。圖5(a)～(c)是進一步具體表示在基板上配置所述液體材料的過程的圖。
該描畫工序中，首先，如圖5(a)所示，將從液滴噴頭10噴出的液滴L2分開一定的間隔依次配置在中間層的膜W1上。本例中，液滴L2的配置間距P2被按照比配置于基板11上后不久的液滴L2的直徑更大的方式確定。另外，液滴L2的配置間距P2被按照達到配置于基板11上后不久的液滴L2的直徑的2倍以下的方式確定。
然后，如圖5(b)所示，夾隔中間干燥工序，反復(fù)進行所述的液滴的配置動作。即，與圖5(a)所示的上次相同，從液滴噴頭10將液體材料以液滴L3形式噴出，將該液滴L3逐個以一定距離配置在基板11上。
此時，液滴L3的體積(每一個液滴的液體材料的量)及其配置間距P3與上次的液滴L2相同。另外，使液滴L3的配置位置從上次的液滴L2以1/2間距移動，將此次的液滴L3配置在配置于基板11上的上次的液滴L2之間的中間位置。
如上所述，基板11上的液滴L2的配置間距P2比配置于基板11上后不久的液滴L2的直徑更大，并且在其直徑的2倍以下。所以，通過將液滴L3配置在液滴L2的中間位置，液滴L3與液滴L2局部重合，填充了液滴L2之間的間隙。這樣就如圖5(c)所示，在中間層的膜W1之上，形成由導(dǎo)電膜配線用的液體材料構(gòu)成的連續(xù)的線W2。此外，通過對基板的表面整體進行如此的液滴的配置動作，就在基板11上形成由特定的圖案構(gòu)成的配線用的膜。
此時，如前所述，由于基板11的表面被加工為疏液性，因此液體材料在中間層的膜W1的外側(cè)被排斥，而被可靠地配置在膜W1上。另外，中間層的膜W1由于相對于導(dǎo)電膜配線用的液體材料的分散劑具有一定程度的再溶解性，因此與所述液體材料的親和性比較高。所以，配置在中間層的膜W1上的液體材料在中間層的膜W1的內(nèi)側(cè)被良好的浸潤展開。另外，如前所述，中間層的膜W1由于被以與形成于其上的配線主體的圖案相同的圖案形成，因此在中間層的膜W1的內(nèi)側(cè)被浸潤展開的液體材料被以所需的配線圖案良好地配置。
而且，中間干燥工序是對每個一連串的液滴配置動作進行的。該工序由于與所述的中間層形成工序的中間干燥工序相同，因此這里將說明省略。
另外，通過增加所述的液滴的配置動作的重復(fù)次數(shù)，液滴在基板11上依次重合，導(dǎo)電膜配線用的膜W2的厚度增加。該膜厚被根據(jù)最終的導(dǎo)電膜配線中所必需的所需的膜厚確定，與之對應(yīng)地確定所述液滴的配置動作的重復(fù)次數(shù)。
而且，液滴的配置間距、重復(fù)操作時的移動量等可以任意地設(shè)定。例如，也可以如前面的圖2中所示，按照噴出后不久液滴之間局部重合的方式來噴出液滴。
燒成工序是為了利用熱處理或光處理將配置在基板上的液體材料中所含的分散劑及涂覆材料完全除去，并且實現(xiàn)金屬微粒之間的接觸或燒結(jié)，從而降低電阻而進行的。而且，本例中，將中間層用的液體材料的熱處理和導(dǎo)電膜配線用的液體材料的熱處理同時進行。
燒成工序雖然通常在大氣中進行，但是根據(jù)需要，也可以在氮、氬、氦等惰性氣體氣氛中進行。該燒成工序的處理溫度要考慮分散劑的沸點(蒸汽壓)、氣氛氣體的種類和壓力、微粒的分散性或氧化性等熱特性、涂覆材料的有無和量、基材的耐熱溫度等來適當決定。
例如，為了除去由有機物構(gòu)成的涂覆材料，通常需要在300℃以上進行燒成。所以，本例中，例如通過將基板在作為涂覆材料的分解溫度的300℃以上的溫度下加熱30分鐘左右來進行該熱處理。而且，所述的中間層形成工序、材料配置工序的各描畫工序中所使用的圖案形成材料中，在涂覆材料的分解溫度各自不同的情況下，該燒成工序的處理溫度采用這些涂覆材料的分解溫度中最高的溫度。
該燒成工序除了利用通常的加熱板、電爐等的處理以外，還可以利用燈退火來進行。作為燈退火中使用的光的光源，雖然沒有特別限定，但是可以將紅外線燈、氙燈、YAG激光、氬激光、二氧化碳激光、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等的準分子激光等作為光源使用。這些光源雖然一般來說使用輸出10W以上5000W以下的范圍的，但是本實施方式中，在100W以上1000W以下的范圍就足夠。
利用所述燒成工序，導(dǎo)電膜配線用的膜W2，確保液體材料中所含的導(dǎo)電性微粒間的電接觸，被變換為導(dǎo)電膜。另外，同時，在對準標記形成工序及中間層形成工序中形成的第1或第2金屬微粒的涂覆材料也被分解除去，各個金屬微粒相互燒結(jié)而被變換為金屬膜。此時，中間層用的膜W1由于液體材料中所含的微粒的作用，使導(dǎo)電膜配線用的導(dǎo)電性微粒和基板11的結(jié)合性提高。
利用本實施方式形成的導(dǎo)電膜配線可以用與一滴分散液命中基板上后的直徑大致同等的寬度形成。另外，由于利用中間層中所含的金屬微粒，相對于導(dǎo)電膜配線中所含的金屬微粒和基板兩者的結(jié)合性提高，因此導(dǎo)電膜配線相對于基板的密接力提高。
像這樣，根據(jù)本實施方式，可以容易地形成對準精度好、與基板的密接性好的圖案。即，本實施方式中，由于與圖案的形成相同地使用液滴噴出機構(gòu)進行對準標記的形成，因此，例如與沿襲以往的方法利用光刻技術(shù)形成對準標記的情況相比，可以用更簡單的方法提高對準精度。特別是，在像本實施方式那樣將圖案作為疊層膜而形成的情況下，由于被層疊的膜之間的對準精度十分重要，因此本發(fā)明的效果明顯。
另外，通過不僅對于像本實施方式那樣作為目的的圖案(本例中為配線圖案)的形成，對于像對準標記等那樣在設(shè)備的制造過程中所必需的附屬的圖案的形成，也使用液滴噴出機構(gòu)來進行，就可以用液體噴出法來形成設(shè)備整體。即，本方法在成為將設(shè)備整體濕式化方面的主要技術(shù)這一點上有重要意義。
另外，本實施方式中，不是在每個燒成工序中使圖案形成材料燒結(jié)，而是在圖案形成的中途階段，單純地停留在將液體材料的分散劑干燥而形成干燥膜，在最后的燒成工序中將這些干燥膜全部燒結(jié)而變換為完全的膜，因此與在每次燒成中都使各個圖案形成材料燒結(jié)(即真燒成)的情況相比，可以縮短工序時間。
下面，作為本發(fā)明的電光學(xué)裝置的一個例子，對等離子型顯示裝置進行說明。
圖6表示本實施方式的等離子型顯示裝置500的分解立體圖。
等離子型顯示裝置500包括相互面對配置的玻璃基板501、502及形成于它們之間的放電顯示部510。
在玻璃基板501的上表面以特定的間隔條紋狀地形成地址電極511，按照覆蓋地址電極511和玻璃基板501的上表面的方式形成有電介質(zhì)層519。在電介質(zhì)層519上，按照位于地址電極511、511之間并且沿著各地址電極511的方式形成隔壁515。另外，在由隔壁515劃分的條紋狀的區(qū)域的內(nèi)側(cè)配置有熒光體517。熒光體517是發(fā)出紅、綠、藍任意一種熒光的材料，分別在紅色放電室516(R)的底部及側(cè)面配置有紅色熒光體517(R)，在綠色放電室516(G)的底部及側(cè)面配置有綠色熒光體517(G)，在藍色放電室516(B)的底部及側(cè)面配置有藍色熒光體517(B)。
另一方面，在玻璃基板502側(cè)，沿與先前的地址電極511正交的方向，以特定的間隔條紋狀地形成有由多個透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的顯示電極512，同時，為了補償電阻高的顯示電極512，在顯示電極512上形成有總線電極512a。另外，覆蓋它們而形成有電介質(zhì)層513，還形成有由MgO等構(gòu)成的保護膜514。
玻璃基板501和玻璃基板502被按照使所述地址電極511...和顯示電極512...相互正交的方式相面對而相互貼合。
放電顯示部510是集合了多個放電室516的部件。按照多個放電室516中的紅色放電室516(R)、綠色放電室516(G)、藍色放電室516(B)3個放電室516成對的部分和一對顯示電極圍成的區(qū)域構(gòu)成1個像素的方式來配置。
所述地址電極511和顯示電極512與圖示省略的交流電源連接。通過給各電極通電，在放電顯示部510中熒光體517激發(fā)發(fā)光，從而可以進行彩色顯示。
本實施方式中，使用先前的圖1所示的導(dǎo)電膜配線的形成方法形成所述總線電極512a及地址電極511。所以，總線電極512a和地址電極511的密接性高，難以產(chǎn)生配線不良。另外，由于可以精度優(yōu)良地進行配線的對準，因此可以將配線高密度化。此時，由于使用液滴噴出機構(gòu)來進行對準標記的形成，因此與例如利用光刻技術(shù)形成它的情況相比，工序更加簡單，還可以降低設(shè)備成本。
而且，當中間層由錳化合物(錳的氧化物)構(gòu)成時，雖然錳的氧化物為非導(dǎo)電性，但是通過將該錳層制得非常薄并且形成多孔狀，就可以確保顯示電極512和總線電極512a的必需的導(dǎo)電性。另外，此時，由于中間層變黑，因此該中間層可以起到黑矩陣的效果，從而可以實現(xiàn)顯示對比度的提高。
下面，作為本發(fā)明的電光學(xué)裝置的另一個例子，對液晶裝置進行說明。
圖7是表示本實施方式的液晶裝置的第1基板上的信號電極等的平面布置的圖。本實施方式的液晶裝置大致由該第1基板、設(shè)置了掃描電極等的第2基板(未圖示)、封入第1基板和第2基板之間的液晶(未圖示)構(gòu)成。
如圖7所示，在第1基板300上的像素區(qū)域303中，以多重點陣狀設(shè)有多個信號電極310...。特別是，各信號電極310...由與各像素對應(yīng)設(shè)置的多個像素電極部分310a...和將它們以多重矩陣狀連接的信號配線部分310b...構(gòu)成，沿Y方向延伸。
另外，符號350為1個芯片構(gòu)造的液晶驅(qū)動電路，該液晶驅(qū)動電路350和信號配線部分310b...的一端側(cè)(圖中下側(cè))被借助第1圍繞配線331...連接。
另外，符號340...為上下導(dǎo)通端子，該上下導(dǎo)通端子340...和未圖示的設(shè)于第2基板上的端子由上下導(dǎo)通材料341...連接。另外，上下導(dǎo)通端子340...和液晶驅(qū)動電路350被借助第2圍繞配線332...連接。
本實施方式例中，設(shè)于所述第1基板300上的信號配線部分310b...、第1圍繞配線331...及第2圍繞配線332...分別基于先前的圖1所示的導(dǎo)電膜配線的形成方法形成。所以，配線的密接性高，難以產(chǎn)生配線不良。另外，由于可以精度優(yōu)良地進行配線的對準，因此可以將配線高密度化。此時，由于使用液滴噴出機構(gòu)來進行對準標記的形成，因此與例如利用光刻技術(shù)形成它的情況相比，工序更加簡單，還可以降低設(shè)備成本。
而且，本發(fā)明可以適用的設(shè)備并不限于這些電光學(xué)裝置，例如也可以適用于形成導(dǎo)電膜配線的電路基板、半導(dǎo)體的安裝配線等其他的設(shè)備制造中。
下面對本發(fā)明的電子機器的具體例進行說明。
圖8是表示文字處理機、個人電腦等攜帶型信息處理裝置的一個例子的立體圖。圖8中，700表示信息處理裝置，701表示鍵盤等輸入部，703表示信息處理主體，702表示具有先前的圖7所示的液晶裝置的液晶顯示部。
圖8所示的電子機器由于是具有所述實施方式的液晶裝置的機器，因此配線的密接性高，難以產(chǎn)生配線不良。另外，可以廉價地提供此種電子機器。
而且，本實施方式的電子機器雖然采用了具有液晶裝置的機器，但是也可以采用具有有機電致發(fā)光顯示裝置、等離子型顯示裝置等其他的電光學(xué)裝置的機器。
以上雖然在參照附圖的同時對本發(fā)明的合適的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明并不限定于所述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以進行各種變形而實施。
例如，在所述實施方式中，雖然將對準標記的形成工序設(shè)為與圖案的形成工序(中間層形成工序及材料配置工序)相獨立的工序，但是也可以將其作為中間層形成工序的一部分來進行。即，在中間層形成工序中，在使用第2液體材料在基板上進行描畫時，同時還描畫對準標記。此時，對準標記在作為下一工序的材料配置工序中，就會被作為用于將第1液體材料可靠地配置在中間層上的定位手段而使用。
另外，所述實施方式中，雖然將配線圖案設(shè)為中間層和成為配線主體的導(dǎo)電層的2層構(gòu)造，但是所述配線圖案也可以是單層膜或3層以上的多層膜。在將圖案制成3層以上的多層膜的情況下，最好將相對于基板密接力最高的膜作為第1層(即最靠近基板側(cè))配置。這樣，基板與圖案的密接力增高，從而難以產(chǎn)生由剝離等造成的不良。
而且，在以所述實施方式的要領(lǐng)來形成由3層以上的多層膜構(gòu)成的圖案的情況下，在形成第1層或第2層的膜之前，使用液滴噴出機構(gòu)形成對準標記即可。特別是，在不需要進行將基板設(shè)于液滴噴出機構(gòu)上時的找位等的情況下，可以在第1層的形成后或與第1層的形成同時(即第2層形成前)進行對準標記的形成。特別是，在對準標記形成材料中使用與第1層的圖案形成材料相同的材料，用同一工序進行對準標記形成工序和第1層的形成工序的情況下，工序被簡略化，操作變得容易，同時，還可以防止污染。
另外，所述實施方式中，雖然作為本發(fā)明的圖案以配線圖案為例進行了說明，但是本發(fā)明并不限定于此，也可以適用于形成配線以外的其他的圖案的情況。
另外，所述的例子中所示的各構(gòu)成構(gòu)件的各形狀或組合等只是一個例子，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計要求等進行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種圖案形成方法，其特征是，是如下的方法，即，具有將使圖案形成材料分散或溶解在分散劑中的液體材料借助液滴噴出機構(gòu)配置在基板上的描畫工序、對配置在所述基板上的所述液體材料以所述分散劑的沸點以上的溫度加熱的加熱工序，通過反復(fù)進行使在所述描畫工序中所使用的圖案形成材料變更而進行描畫的描畫工序和加熱工序，在基板上形成由多種圖案形成材料的疊層膜構(gòu)成的圖案的方法，其中，使最后進行的加熱工序的處理溫度最高。
2.一種圖案形成方法，其特征是，是如下的方法，即，具有將使由涂有覆蓋膜的微粒構(gòu)成的圖案形成材料分散在分散劑中的液體材料借助液滴噴出機構(gòu)配置在基板上的描畫工序、對配置在所述基板上的液體材料以該分散劑的沸點以上的溫度加熱的加熱工序，通過在改變所述描畫工序中所使用的圖案形成材料的同時反復(fù)進行該描畫工序和加熱工序，在基板上形成由多種圖案形成材料的疊層膜構(gòu)成的圖案的方法，其中，將被反復(fù)進行的加熱工序內(nèi)的最后進行的加熱工序的處理溫度設(shè)為所述覆蓋膜的分解溫度以上的溫度，將除此以外的加熱工序的處理溫度設(shè)為所述分散劑的沸點以上并且小于所述覆蓋膜的分解溫度的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖案形成方法，其特征是，將所述多種的圖案形成材料內(nèi)的與基板的密接性最高的材料配置在最靠近基板側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的圖案形成方法，其特征是，所述圖案是由2種圖案形成材料的疊層膜構(gòu)成的配線圖案，配置于基板側(cè)的第1層的圖案形成材料由錳、鉻、鎳、鈦、鎂、硅、釩任意一種金屬的微粒，或者含有所述金屬的氧化物的微粒構(gòu)成，第2層的圖案形成材料由金、銀、銅、鈀、鎳任意一種金屬的微粒，或者含有所述金屬的合金的微粒構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的圖案形成方法，其特征是，在描畫工序之前，利用表面處理將圖案形成區(qū)域以外的基板表面的區(qū)域控制為相對于該描畫工序中所使用的液體材料為疏液性。
6.一種導(dǎo)電性薄膜，其特征是，具有利用權(quán)利要求1至5中任意一項所述的方法形成的圖案。
7.一種電光學(xué)裝置，其特征是，具有權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電性薄膜。
8.一種電子機器，其特征是，具有權(quán)利要求7所述的電光學(xué)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖案形成方法，是如下的方法，即，具有將使由涂有覆蓋膜的微粒構(gòu)成的圖案形成材料分散或溶解在分散劑中的液體材料借助液滴噴出機構(gòu)配置在基板上的描畫工序、對配置在基板上的液體材料以該分散劑的沸點以上的溫度加熱的燒成工序，通過在改變描畫工序中所使用的圖案形成材料的同時反復(fù)進行該描畫工序和燒成工序，在基板上形成由多種圖案形成材料的疊層膜構(gòu)成的圖案的方法，將被反復(fù)進行的加熱工序內(nèi)的最后進行的加熱工序的處理溫度設(shè)為覆蓋膜的分解溫度以上的溫度，將除此以外的加熱工序的處理溫度設(shè)為分散劑的沸點以上并且小于覆蓋膜的分解溫度的溫度。根據(jù)該方法，在使用液滴噴出機構(gòu)形成疊層型的圖案的情況下，可以縮短工序時間。
文檔編號G02B5/20GK1596063SQ20041007684
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者長谷井宏宣 申請人:精工愛普生株式會社