(57)【要約】【課題】ナノメタルインクを低温で焼成しても安定した特性の導電層を有する配線基板を量産性よく製造する。【解決手段】配線基板の製造方法は、表面に分散安定剤１２を有する金属微粒子１３を含有するナノメタルインク１１を基板７上に塗布する工程と、ナノメタルインク１１中の溶媒成分を除去して金属微粒子塗布膜１６を形成する工程と、金属微粒子塗布膜１６中に含まれる少なくとも一部の分散安定剤１２を、紫外線照射処理、ＵＶオゾン処理、プラズマ処理または溶剤洗浄処理によって除去する工程と、分散安定剤１２を除去した金属微粒子層１７を大気中で加熱して焼成することにより金属導電層１８を形成する工程と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、導電層からなる配線が形成された配線基板の製造方法であって、
表面に分散安定剤を有する金属微粒子を含有するインクを前記基板もしくは基板上の任意の層上に塗布する工程と、
前記インク中の溶媒成分を除去して金属微粒子塗布膜を形成する工程と、
前記金属微粒子塗布膜中に含まれる少なくとも一部の分散安定剤を除去する工程と、
前記分散安定剤を除去した金属微粒子塗布膜を大気中で加熱して焼成することにより前記導電層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記金属微粒子が、金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウムまたはこれらの合金であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記基板が、エネルギーの付与によって表面エネルギーが変化する材料を含み、相対的に、表面エネルギーの大きな高表面エネルギー部と表面エネルギーの小さな低表面エネルギー部との少なくとも表面エネルギーの異なる２つの部位を有する濡れ性変化層を有しており、
前記インクを濡れ性変化層の高表面エネルギー部に塗布することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記分散安定剤の除去を紫外線照射処理により行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記分散安定剤の除去をＵＶオゾン処理により行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記分散安定剤の除去をプラズマ処理により行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記分散安定剤の除去を溶剤による洗浄処理により行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法で作製した配線基板を備えた電子素子。
【請求項９】
請求項８に記載の電子素子と、表示素子とを備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線基板の製造方法、この方法により得られる配線基板を備えた電子素子および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタが精力的に研究されている。トランジスタに有機半導体材料を用いる利点として次のことが挙げられる。
１．材料構成の多様性、製造方法および製品形態等でフレキシビリティが高い。
２．大面積化が容易である。
３．単純な層構成が可能で製造プロセスが単純化できる。
４．印刷法等による素子製造が可能であり、そのため製造装置の価格が安価となる。印刷法、スピンコート法、浸漬法等の手段を用いることで、簡便に薄膜や回路形成が可能になる結果として、従来のＳｉ系半導体装置より桁違いに安く製造できる。
【０００３】
薄膜トランジスタの特性を示すパラメータの一つとして、電流のオンオフ比（Ｉｏｎ／Ｉｏｆｆ）が挙げられる。有機薄膜トランジスタにおいて、飽和領域でのソース・ドレイン電極間に流れる電流Ｉｄｓは、下記の数式（１）で表される。
Ｉｄｓ＝μＣｉｎＷ（ＶＧ−ＶＴＨ）２／２Ｌ・・・数式（１）
ここで、μは、電界効果移動度、Ｃｉｎは、ゲート絶縁膜の単位面積当たりのキャパシタンス、Ｗは、チャネル幅、Ｌは、チャネル長、ＶＧは、ゲート電圧、ＶＴＨは、閾値電圧である。なお、Ｃｉｎは、次式
Ｃｉｎ＝εε０／ｄ
で表され、ここで、εは、ゲート絶縁膜の比誘電率、ε０は、真空の誘電率、ｄは、ゲート絶縁膜の厚さである。
【０００４】
数式（１）から、オン電流を大きくするためには、
１．電界効果移動度を向上させること
２．チャネル長を短くすること
３．チャネル幅を大きくすること
等が有効であることがわかる。電界効果移動度は、材料特性によるところが大きく、移動度を向上させるための材料開発が行われている。
【０００５】
一方、チャネル長は、素子構成に由来するので、素子構成の工夫により、オン電流を向上させる試みが行われている。一般的に、チャネル長を短くするためには、ソース・ドレイン電極間距離を短くすることが知られている。
【０００６】
有機半導体材料は、シリコン半導体などの無機半導体材料に較べ電界効果移動度が大きくないため、チャネル長は、通常、少なくとも１０μｍ以下であり、５μｍ以下が好ましい。
【０００７】
ソース・ドレイン電極間距離を正確に短くする方法は一般的には、Ｓｉプロセスで用いられるフォトリソグラフィーが用いられる。このフォトリソグラフィーは以下の工程からなる。
１．薄膜層を有する基板上にフォトレジスト層を塗布する（レジスト塗布）；
２．加熱により溶剤を除去する（プリベーク）；
３．パターンデータに従ってレーザー或いは電子線を用いて描画されたハードマスクを通して紫外光を照射する（露光）；
４．アルカリ溶液で露光部のレジストを除去する（現像）；
５．未露光部（パターン部）のレジストを加熱により硬化する（ポストベーク）；
６．エッチング液に浸漬又はエッチングガスに暴露し、レジストのない部分の薄膜層を除去する（エッチング）；
７．アルカリ溶液又は酸素ラジカルでレジストを除去する（レジスト剥離）。
各薄膜層を形成した後、上記の工程を繰り返すことによって能動素子が完成する。フォトリソグラフィー法は微細パターンを正確に形成することが可能であるが、高価な設備と工程の長さがコストを上昇させる原因となっている。
【０００８】
そこで、製造コストを低減するために、インクジェット印刷法等の印刷法を用いた電極パターンの形成が試みられている。インクジェット印刷法は、成膜後に導電体となるインクをインクジェット法で基板上に印刷し、乾燥・焼成することで導電パターンを形成する方法である。インクジェット印刷法を用いると、電極パターンを直接描画することができるため、材料使用率が高くなり、製造プロセスの簡略化及び低コスト化を実現できる可能性がある。
【０００９】
しかしながら、インクジェット印刷法は、吐出量の少量化が困難であること、機械的な誤差等による着弾精度を考慮すると、３０μｍ以下のパターンを形成することが難しい。このため、インクジェット印刷法のみを用いて、高精細なデバイスを作製することは困難である。したがって、高精細なデバイスを作製するためには、何らかの工夫が必要となり、その一つの方法として、本発明者らは、エネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する濡れ性変化材料を用い、印刷法が適用できて簡便に微細パターンが形成できる積層構造体を提案した（例えば、特許文献１参照）。この積層構造体の導電層に関しては、例えば、特許文献１の図１、６〜１０のように一般的な構成として概念的に示されている。
【００１０】
インクジェット印刷法で使用するインクとしては、金属微粒子、特に一次粒径がｎｍオーダーの粒子を液体に分散したいわゆるナノメタルインクが使用されることが多い。ナノメタルインクは液体中で金属微粒子が凝集しないように金属微粒子の周りに分散安定剤を設けてある。分散安定剤は有機材料であるので、ナノメタルインクを基板へ塗布、乾燥した後に加熱することで、分散安定剤が酸化、分解によって除去される。さらに金属微粒子の粒径がｎｍオーダーであるためバルク体よりも融点が低下して、バルクの融点よりも低い焼成温度でナノ粒子同士が融着して電極パターンが導体となる。ナノメタルインクには金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケルなどの単体金属とその合金が用いられるが、価格や焼成温度などの点で特に銀とその合金がよく用いられている。
【００１１】
通常焼成過程によって分散安定剤は除去されるが、加熱による除去では分散安定剤が１００％は除去されず、残留量にばらつきが生じやすい。分散安定剤が残留すると金属同士の融着が阻害されるため抵抗値が高くなる。また、ソース電極、ドレイン電極表面に残留した分散安定剤は電極と有機半導体との電気的コンタクトに影響を与えるため、作製した有機トランジスタ特性がばらつくという不具合も発生する。この不具合を防ぐには分散安定剤を分解しきれるように充分に高温で焼成するか、低温でも充分に除去できるような分散安定剤の設計を行なう必要がある。しかし、前者の場合は焼成温度を低温化できるというナノメタルインクの利点が損なわれてしまい、また後者の場合には室温での保存安定性が低下するという不具合がある。
【００１２】
上記不具合を解消する技術として乾燥後焼成前のナノメタルインク塗布層表面にエネルギー線を照射し、その後、非酸化性ガス雰囲気下において５０℃〜２００℃の範囲で加熱するという技術が開示されている（特許文献２）。しかし、非酸化性ガス雰囲気で焼成することは焼成炉内の雰囲気の置換が必要で量産性が良くないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の第１の目的は、上記不具合を解決し、室温での安定性を損なうことなく、ナノメタルインクを低温で焼成しても安定した特性の導電層を有する配線基板を量産性よく製造する方法を提供することである。また、本発明の第２の目的は、前記方法で作製された配線基板を用いて電気的特性に優れた電子素子および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは上記課題を解決するために検討を行なった結果、金、銀、白金等、またはその合金の金属微粒子を含有したナノメタルインクについて、インクを基板上に塗布し乾燥した後、焼成前に分散安定剤を除去する工程を設けることによって、大気中において低温で焼成しても良好な導電性能を有する導電層を形成できることを見出して本発明を完成させた。
【００１５】
すなわち、本発明は、基板上に、導電層からなる配線が形成された配線基板の製造方法であって、
表面に分散安定剤を有する金属微粒子を含有するインクを前記基板もしくは基板上の任意の層上に塗布する工程と、
前記インク中の溶媒成分を除去して金属微粒子塗布膜を形成する工程と、
前記金属微粒子塗布膜中に含まれる少なくとも一部の分散安定剤を除去する工程と、
前記分散安定剤を除去した金属微粒子塗布膜を大気中で加熱して焼成することにより前記導電層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする配線基板の製造方法である。
【００１６】
本発明の配線基板の製造方法において、前記金属微粒子が、金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウムまたはこれらの合金であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の配線基板の製造方法において、前記基板が、エネルギーの付与によって表面エネルギーが変化する材料を含み、相対的に、表面エネルギーの大きな高表面エネルギー部と表面エネルギーの小さな低表面エネルギー部との少なくとも表面エネルギーの異なる２つの部位を有する濡れ性変化層を有しており、
前記インクを濡れ性変化層の高表面エネルギー部に塗布することが好ましい。
【００１８】
また、本発明の配線基板の製造方法において、前記分散安定剤の除去を紫外線照射処理により行うことが好ましい。
【００１９】
また、本発明の配線基板の製造方法において、前記分散安定剤の除去をＵＶオゾン処理により行うことが好ましい。
【００２０】
また、本発明の配線基板の製造方法において、前記分散安定剤の除去をプラズマ処理により行うことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の配線基板の製造方法において、前記分散安定剤の除去を溶剤による洗浄処理により行うことが好ましい。
【００２２】
本発明の電子素子は、上記いずれかに記載の配線基板の製造方法で作製した配線基板を備えている。
【００２３】
本発明の表示装置は、上記電子素子と、表示素子とを備えている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の配線基板の製造方法によれば、金属微粒子塗布膜中に含まれる少なくとも一部の分散安定剤を除去する工程を設けたので、金属微粒子塗布膜中の非揮発成分の除去が均一に行なわれ、非揮発成分量やそのばらつきが小さく、良好な導電性能を示す導電層を安定して形成できる。また、金属微粒子塗布膜中に含まれる少なくとも一部の分散安定剤を除去する工程を設けたことにより、インク中に分散安定剤を配合しておき、室温での安定性を得ながら、焼成工程では比較的低温で焼成を行っても導電層の比抵抗を十分に下げることができる。
【００２５】
また、上記方法により製造された配線基板を使用して形成された本発明の電子素子および表示装置は、優れた電気的特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明方法の主要工程を説明する工程図である。
【図２】積層構造体の原理的な構成例を示す断面模式図である。
【図３】濡れ性変化層の断面構造の一例を示す模式図である。
【図４】濡れ性変化層の断面構造の別の例を示す模式図である。
【図５】濡れ性変化層の断面構造のさらに別の例を示す模式図である。
【図６】濡れ性変化層の表面の構造の一例を示す模式図である。
【図７】濡れ性変化層の表面の構造の別の例を示す模式図である。
【図８】濡れ性変化層の表面の構造のさらに別の例を示す模式図である。
【図９】側鎖に疎水性基を有する高分子材料の構成を示す概念図である。
【図１０】本発明に係る電子素子の一例であるトランジスタの構成を説明する図面である。
【図１１】積層構造体の作製プロセスの一例を示す工程図である。
【図１２】インクジェット装置の構成例を示す図面である。
【図１３】トランジスタ素子アレイ基板の構成例を示す図面である。
【図１４】実施例４で作製した表示装置の構成を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。本発明で使用するナノメタルインク１１は、分散安定剤１２で被覆された金属微粒子１３が、例えば水、エタノール、エチレングリコール、グリセリンなどの極性溶媒やこれらの混合物、または、トルエン、アセトンなどの非極性溶媒やこれらの混合物などのビヒクル１４中に分散している。ビヒクル１４中には分散安定剤１２やインク特性上添加した添加剤が含まれていても良い。図１（ａ）に示すように、まず基板７上にナノメタルインク１１を塗布する。塗布方法はスピンコート、ブレードコート、バーコート、スプレーコートなどの各種コーティング方法や、オフセット印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷などの各種印刷方法を用いることができる。
【００２８】
次に、ナノメタルインク１１を乾燥させる［図１（ｂ）参照］。乾燥によってビヒクル１４中の溶媒などの揮発成分が失われ、金属微粒子１３と、分散安定剤１２や添加剤などの非揮発成分１５が基板７上に残り、金属微粒子塗布膜１６となる。乾燥方法としては自然放置による蒸散、加熱乾燥、送風乾燥、減圧乾燥などが挙げられる。このとき金属微粒子塗布膜１６には、金属微粒子１３のほかに分散安定剤１２や添加剤などの非揮発成分１５が含まれている。分散安定剤１２としては例えばポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどの有機材料が挙げられる。
【００２９】
次に、金属微粒子塗布膜１６中の非揮発成分１５を除去する。非揮発成分１５を除去する方法としては、例えば金属微粒子塗布膜１６に紫外線や電子線などの高エネルギー線を照射し、高エネルギー線によって非揮発成分を分解除去する方法や、大気中で紫外線を照射して大気中の酸素をオゾン化してそのオゾンによって非揮発成分を分解する方法（ＵＶオゾン処理法）、高電界を印加することでプラズマを生成させ、プラズマによって非揮発成分を分解する方法（プラズマ処理法）、非揮発成分１５を溶解することができる液体を塗布するか、または該液体に浸漬することにより、非揮発成分１５を除去する方法（溶剤法）などを挙げることができる。
【００３０】
紫外線や電子線などの高エネルギー線の照射は、例えば波長２００ｎｍ以下のｄｅｅｐＵＶを１０Ｊ／ｃｍ２の条件で照射することにより行うことができる。この方法では、照射された部分の非揮発成分１５を効率的に除去することができる。ただし、陰になる部分には高エネルギー線が届きにくいため、積層した金属微粒子１３の下側などは除去されにくい恐れもある。
【００３１】
ＵＶオゾン処理法は、例えば波長３６５ｎｍの紫外線を５Ｗ／ｃｍ２で１０分間照射する条件で行うことができる。この方法では、積層した金属微粒子１３の隙間までオゾンが入り込んで処理することができるため、さらに有効である。
【００３２】
プラズマ処理法は、例えば酸素を原料ガスとし、５００Ｗの電力供給で３分間の条件で行うことができる。この方法では、電界によってプラズマを加速して処理するため、効率的な除去を期待できる。
【００３３】
溶剤洗浄法は、ナノメタルインクのビヒクルの種類によるが、ビヒクルが極性溶媒のインクの場合、例えば室温にてエタノールへ１０分間浸漬することによって行うことができる。この方法では、非揮発成分１５を溶解する溶媒を選択する必要があるが、金属微粒子１３間の隅々まで非揮発成分１５を除去できる。溶媒としては分散安定剤を溶解し、基板７や金属微粒子１３にダメージを与えないものを選択する。そのような溶媒としてはメタノール、エタノール、２−ブタノールなどのアルコール、水、アセトンなどの極性溶媒や、ペンタン、ヘキサンなどのアルカン、トルエンなどを挙げることができる。
【００３４】
以上の方法のいずれかまたは組み合わせることにより非揮発成分１５が除去された金属微粒子層１７が基板７上に残る［図１（ｃ）参照］。次に、非揮発成分１５が除去された金属微粒子層１７が形成されている基板７を、大気雰囲気の焼成炉内で焼成する。金属微粒子層１７中の微粒子化した金属は、バルク体よりも低温で溶融するため、低温で微粒しどうしが融着して金属導電膜１８となる［図１（ｄ）］。
【００３５】
以上の方法では、非揮発成分１５の除去処理が均一に行なわれるので、皮膜中の非揮発成分量やそのばらつきが小さく抑えられる。そのため、焼成によって比抵抗が小さく、良好な金属導電膜１８を安定して形成できる。その際、本発明方法では、低温で焼成を行うことが可能であり、例えば１００〜１８０℃の範囲内、好ましくは１４０〜１６０℃の範囲内の温度で焼成を完了できる。焼成温度が１００℃未満では、非揮発成分１５を除去したとしても金属微粒子間の融着が不充分で低抵抗にならず、焼成温度が１８０℃よりも高温（例えば２００℃以上）では、非揮発成分１５を除去しなくても十分に低抵抗になるため非揮発成分１５を除去する工程を設けた効果を十分に生かすことができない。
【００３６】
また、本発明方法では大気雰囲気で焼成するために焼成雰囲気をガスなどで置換する必要がなく、生産性の高い焼成を行なうことができる。
【００３７】
なお、これまでの焼成では、図１（ｃ）の工程を省略し非揮発成分１５が含まれた皮膜を焼成炉によって大気雰囲気中で焼成していた。加熱によって非揮発成分１５は大気中の酸素によって分解され、図１（ｃ）と同様の形態となり、金属微粒子１３どうしが融着を起こして図１（ｄ）の金属導電膜１８となる。しかし、焼成炉内の温度分布や酸素分布によって非揮発成分１５の分解に差が生じ、その結果、残留する非揮発成分量に差が生じ、それが金属導電膜１８の比抵抗にばらつきが生じる原因となり、問題となっていた。本発明方法では、金属微粒子塗布膜１６中の非揮発成分１５を除去する工程を設けたことにより、従来法の問題を解決することができた。
【００３８】
ナノメタルインク１１に分散する金属微粒子１３としては、例えば金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、イリジウムとこれらの合金が好ましい。これらの金属および合金は、酸化されにくく自己還元性が高いため、酸素のある大気雰囲気で焼成しても加熱によって酸化されにくく、むしろ還元が進み、その結果、導電性に優れた金属導電膜１８を形成することができる。金属微粒子１３の粒径としては、例えば１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内が好ましい。金属微粒子１３の粒径が１ｎｍ未満では、金属微粒子に比べて分散剤の割合が多くなるため分散剤除去後に金属微粒子どうしの接触が少なく、そのため低抵抗にならない。金属微粒子１３の粒径が１０００ｎｍ超では粒子径による融点降下が起こらず低抵抗にならない。
【００３９】
以上の工程で得られる金属導電膜１８は、電子部品の回路配線として利用できる。例えば、絶縁膜を間に挟みながら上記手法によって順次配線を形成し半導体層を設けた積層構造体は、トランジスタ（電子素子）として機能する。詳細は後述する。
【００４０】
次に、本発明方法の製造対象となる配線基板に利用可能な積層構造体の構成例について説明する。図２は、積層構造体の原理的な構成例を示す断面模式図である。本実施の形態の積層構造体１は、例えば基板（図示せず）上に形成された濡れ性変化層２をベースとして構成されている。ここに、濡れ性変化層２は、エネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する材料からなる層であって、本実施の形態では、少なくとも臨界表面張力の異なる２つの部位として、より臨界表面張力の大きな高表面エネルギー部３と、より臨界表面張力の小さな低表面エネルギー部４とを有している。ここに、図示例の２つの高表面エネルギー部３間は、例えば、１〜５μｍ程度の微小ギャップに設定されている。そして、濡れ性変化層２に対して高表面エネルギー部３の部位には各々導電層５が形成されている。また、必要に応じて、濡れ性変化層２に対して少なくとも低表面エネルギー部４に接するようにして半導体層６が設けられている。
【００４１】
本発明において、「高表面エネルギー」および「低表面エネルギー」の語は、相対的な意味で用いられるが、濡れ性変化層２の低表面エネルギー部４の臨界表面張力（γC）は４０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。また、低表面エネルギー部４の臨界表面張力（γC）と高表面エネルギー部３の臨界表面張力（γC）との差が１０ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。低表面エネルギー部４の臨界表面張力（γC）が４０ｍＮ／ｍよりも大きい場合には低表面エネルギー部４の表面がナノメタルインクに濡れやすくなる。また、低表面エネルギー部４の臨界表面張力（γC）と高表面エネルギー部３の臨界表面張力（γC）との差が１０ｍＮ／ｍよりも小さい場合には低表面エネルギー部４の臨界表面張力（γC）が４０ｍＮ／ｍ以下であっても高表面エネルギー部３に塗布したナノメタルインク１１の広がりが低表面エネルギー部４と高表面エネルギー部３の界面で止まりにくく、電極パターンが設計値よりも大きくなったり、電極間のスペースがつぶれてショートしてしまうなど不具合が発生する場合がある。
【００４２】
濡れ性変化層２は、エネルギーを与えることによって、臨界表面張力が変化する材料からなる層であるため、濡れ性変化層２を構成する材料は、エネルギー付与の前後での臨界表面張力の変化量が大きいものが好ましい。このような材料の場合、濡れ性変化層２の一部分にエネルギーを付与し、高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とからなる臨界表面張力の異なるパターンを形成することにより、導電性材料を含有するインクが、高表面エネルギー部３には付着しやすく、低表面エネルギー部４には付着しにくくなる。つまり、導電性材料を含有するインクが親液性である高表面エネルギー部に選択的に付着し、それを固化することにより電極となる導電層５がパターン形成される。
【００４３】
固体表面に対する液体の濡れ性（付着性）については、以下に示すヤングの式が成立する。
γＳ＝γＳＬ＋γＬcosθ
ここで、γＳは固体の表面張力、γＳＬは固体と液体の界面張力、γＬは液体の表面張力である。
【００４４】
表面張力は表面エネルギーと実質的に同義であり、同じ値となる。cosθ＝１の時、θ＝０°となり、固体は完全に濡れる。この時のγＬの値はγＳ−γＳＬとなり、これをその固体の臨界表面張力γＣと呼ぶ。γＣは表面張力が判明している液体を用いて、液体の表面張力と接触角の関係をプロットし、θ＝０°（cosθ＝１）となる表面張力を求めることにより容易に決定できる（Zismannプロット）。γＣの大きい固体表面は液体で濡れやすく、γＣの小さい固体表面は液体で濡れにくい。なお、接触角θの測定は、公知の液滴法で行うことができる。
【００４５】
半導体層６としては、例えば、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、Ｓｉ等の無機半導体やペンタセン、アントラセン、テトラセン、フタロシアニン等の有機低分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体等のポリフェニレン系導電性高分子、ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリフラン及びその誘導体等の複素環系導電性高分子、ポリアニリン及びその誘導体等のイオン性導電性高分子等の有機半導体を用いることができるが、上述のように有機半導体を用いた場合に、濡れ性変化層２による特性向上の効果がより顕著に現れる。
【００４６】
ここで、濡れ性変化層２は、単一の材料からなっていても良いし、２種類以上の材料から構成されていても良い。２種類以上の材料から構成する場合には、具体的には、電気絶縁性のより大きな材料に濡れ性変化のより大きな材料を混合することにより、電気絶縁性に優れ、かつ濡れ性変化にも優れた濡れ性変化層２を提供することが可能となる。既に基板上に配線パターンが形成されており、その上に絶縁層を介して別の配線パターンを形成する場合には、このような電気絶縁性に優れた濡れ性変化層２が有効で、この場合、絶縁層を別途設けなくとも、濡れ性変化層２がそのまま絶縁層をかねることができる。特に濡れ性変化層２を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート絶縁膜層として使用する場合には高い電気絶縁性は重要である。また、濡れ性変化は大きいが成膜性に問題がある材料を用いることが可能となるため選択できる材料が多くなる。具体的には、一方の材料の濡れ性変化はより大きいが凝集力が強いため成膜することが困難な材料である場合に、この材料を成膜性の良いもう一方の材料と混合することで、上記濡れ性変化層２を容易に作製することが可能となる。
【００４７】
濡れ性変化層２の断面模式図を図３に示す。例えば、第一の材料７１から構成される層上に、第一の材料７１よりも濡れ性変化に優れた第二の材料７２からなる層が明確に分離され積層された構造となっている。第一の材料７１は、第二の材料７２よりも電気絶縁性に優れた材料である。このような構造は、第一の材料７１からなる層を作製した後に、第二の材料７２からなる層を順次積層して作製することが可能である。作製方法としては、真空蒸着などの真空プロセスを用いることも可能であるし、溶剤を用いた塗布プロセスを使用することも可能である。
【００４８】
また、第一の材料７１と第二の材料７２を混合した溶液を基板に塗布、乾燥することにより、作製することも可能である。これは第二の材料７２の極性が相対的に小さい場合、相対的に分子量の小さい場合などでは、乾燥時に溶媒が蒸発するまでの間に第二の材料７２が表面側に移行し層を形成する。なお、塗布プロセスを用いた場合は、図４の断面模式図に示すように、第一の材料７１からなる層と第二の材料７２からなる層は、界面によって明確に分離されない場合が多い。
【００４９】
相対的に電気絶縁性に優れた第一の材料７１と相対的に濡れ性変化の大きい第二の材料７２の組成割合である第一の材料７１／第二の材料７２は、重量比で５０／５０〜９９／１とすることが好ましい。第二の材料７２の重量比が増加するに伴い、濡れ性変化層２の電気絶縁性が低くなり電子素子の絶縁層としては不向きとなる。一方で、第一の材料７１の重量比が増すと濡れ性変化が小さくなるため、導電層のパターニングが良好でなくなる。それゆえ、両者の混合比は望ましくは６０／４０〜９５／５、更に望ましくは７０／３０〜９０／１０である。
【００５０】
なお、図４の断面模式図に示すように、第一の材料７１からなる層と第二の材料７２からなる層は、界面によって明確に分離されていなくてもよい。また、図４或いは図５に示すように、膜厚方向に対して所定の濃度分布で第一及び第二の材料７１，７２が混在していてもよい。
【００５１】
２種類以上の材料から濡れ性変化層２が構成されている場合は、２層以上の積層構造からなっていても構わないし、層構造を持たずに膜厚方向に対して所定の濃度分布で材料が混在していてもよい。
【００５２】
図６の平面模式図に示すように、基板と接していない側の濡れ性変化層表面２ａは、第二の材料７２が均一に分散した表面からなっていることが望ましい。しかしながら、微細なパターニングが可能であるならば、図７の平面模式図に示すように第二の材料７２が均一に分散した中に第一の材料７１が分散している状態や、図８の平面模式図に示されるように層分離を起こし、いわゆる海島構造になっていても構わない。なお、海島構造は、光学顕微鏡や顕微赤外或いはラマン分光法等を用いて観察することが可能であるが、特に、島構造が径５μｍ程度であれば、顕微赤外分光法により材料成分を特定することも可能である。
【００５３】
また、濡れ性変化層２には側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いることが望ましい。具体的には、図９の概念図に示すように、ポリイミドや（メタ）アクリレート等の骨格を有する主鎖Ｌに直接或いは結合基（図示せず）を介して疎水性基を有する側鎖Ｒが結合しているものを挙げることができる。疎水性基としては、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ（ＣＨ３）３、−ＣＦ２ＣＨ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ（ＣＦ３）２、−Ｃ（ＣＦ３）３、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦＨ２等の末端構造を有する基を挙げることができる。この場合にも、分子鎖同士を配向しやすくするためには炭素鎖長の長い基が好ましく、炭素数４以上のものがより好ましい。上記アルキル基は、ハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基又は炭素数１〜１２の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基やアルコキシ基で置換されたフェニル基を含有していてもよい。Ｒの結合部位が多いほど表面エネルギーが低く（臨界表面張力が小さく）、疎液性となると考えられる。紫外線照射等によって、結合の一部が切断されるために臨界表面張力が増加して親液性になる。これ以外にも疎水性基としては、−ＳｉＲ3で表すことができるオルガノシリコン基を挙げることができる（ここで、Ｒはシロキサン結合を含む有機基である）。
【００５４】
ここで、本実施の形態の積層構造体１においては、半導体層６は濡れ性変化層２の低表面エネルギー部４に接するため、その部位の物性が半導体層６の特性に影響を与えると考えられる。この場合、濡れ性変化層２の、低表面エネルギー部４の臨界表面張力（γＣ）は４０ｍＮ／ｍ以下であることが望ましい。
【００５５】
濡れ性変化層２上に半導体層６を形成することを考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料は、ポリイミド樹脂を含むことが望ましい。ポリイミド樹脂は耐溶剤性並びに耐熱性に優れているため、濡れ性変化層２上に半導体層６を形成する際に、溶媒や焼成による温度変化によって、膨潤したりクラックが入ったりするといったことがない。
【００５６】
また、濡れ性変化層２を２種類以上の材料から構成する場合においては、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料以外の材料もポリイミド樹脂からなることが望ましい。
【００５７】
ところで、疎水性基は低表面エネルギー部４の表面張力を規定するが、後述するように本発明の配線基板の製造方法においては、低表面エネルギー部４がインクをはじきすぎると高表面エネルギー部３からのはみ出しを計測できないため、低表面エネルギー部４の表面エネルギーが低くなりすぎないような材料が望ましい。従って、低表面エネルギー部４の表面エネルギーは３０ｍＮ/ｍ以上となることが望ましい。
【００５８】
本実施の形態で用いられる側鎖に疎水性基を有するポリイミド樹脂の疎水性基は、例えば以下の式（１）〜（５）の化学式で示される構造の何れかを持つことができる。
【００５９】
【化１】
2010199285.tif 000003
【００６０】
式（１）の化学式において、Ｘは−ＣＨ２−又はＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン又は１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ａ２、Ａ３及びＡ４は各々独立して単結合、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン又は１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は各々独立して単結合又はＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｂ４は炭素数１〜１０までのアルキレンであり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は各々独立して炭素数が１〜１０までのアルキルであり、ｐは１以上の整数である。
【００６１】
【化２】
2010199285.tif 000004
【００６２】
式（２）の化学式において、Ｔ、Ｕ及びＶは各々独立してベンゼン環又はシクロヘキサン環であり、これらの環上の任意のＨは炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のフッ素置換アルキル、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮで置換されていてもよく、ｍ及びｎは各々独立して０〜２の整数であり、ｈは０〜５の整数であり、ＲはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ又は１価の有機基であり、ｍが２の場合の２個のＵ又はｎが２の場合の２個のＶは各々同じでも異なっていても良い。
【００６３】
【化３】
2010199285.tif 000005
【００６４】
式（３）の化学式において、連結基ＺはＣＨ２、ＣＦＨ、ＣＦ２、ＣＨ２ＣＨ２又はＣＦ２Ｏであり、環Ｙは１，４−シクロへキシレン又は１〜４個のＨがＦ又はＣＨ３で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、Ａ１〜Ａ３は各々独立して単結合、１，４−シクロへキシレン又は１〜４個のＨがＦ又はＣＨ３で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、Ｂ１〜Ｂ３は各々独立して単結合、炭素数１〜４のアルキレン、酸素原子、炭素数１〜３のオキシアルキレン又は炭素数１〜３のアルキレンオキシであり、ＲはＨ、任意のＣＨ２がＣＦ２で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキル、又は１個のＣＨ２がＣＦ２で置き換えられてもよい炭素数１〜９のアルコキシもしくはアルコキシアルキルであり、ベンゼン環に対するアミノ基の結合位置は任意の位置である。但し、ＺがＣＨ２である場合には、Ｂ１〜Ｂ３の全てが同時に炭素数１〜４のアルキレンであることはなく、ＺがＣＨ２ＣＨ２であって、環Ｙが１，４−フェニレンである場合には、Ａ１及びＡ２がともに単結合であることはなく、また、ＺがＣＦ２Ｏである場合には、環Ｙが１，４−シクロへキシレンであることはない。
【００６５】
【化４】
2010199285.tif 000006
【００６６】
式（４）の化学式において、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基であり、Ｚ１はＣＨ２基であり、ｍは０〜２であり、環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環であり、ｌは０又は１であり、各Ｙ１は独立に酸素原子又はＣＨ２基であり、各ｎ１は独立に０又は１である。
【化５】
2010199285.tif 000007
【００６７】
式（５）の化学式において、各Ｙ２は独立に酸素原子又はＣＨ２基であり、Ｒ３、Ｒ４は独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又はパーフルオロアルキル基であり、少なくとも一方は炭素数３以上のアルキル基、又はパーフルオロアルキル基であり、各ｎ２は独立に０又は１である。
【００６８】
これらの材料についての詳細は、特許文献３〜６（特開２００２−１６２６３０号公報、特開２００３−９６０３４号公報、特開２００３−２６７９８２号公報、特開２００４−８６１８４号公報）等に詳しく記載されている。また、これら疎水性基の主鎖骨格を構成するテトラカルボン酸二無水物については、脂肪族系、脂環式、芳香族系など種々の材料を用いることが可能である。具体的には、ピロメリット酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物などである。この他、特許文献７〜９（特開平１１−１９３３４５号公報、特開平１１−１９３３４６号公報、特開平１１−１９３３４７号公報）等に詳しく記載されている材料についても用いることが可能である。
【００６９】
上述したように、上記式（１）〜（５）に示す化学式の疎水性基を含むポリイミドは単独で用いても良いし、他の材料と混合し用いても良い。ただし、混合して用いる場合は、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、混合する材料もポリイミド樹脂であることが望ましい。
【００７０】
また、上記式（１）〜（５）の化学式で示されない疎水性基を含むポリイミドを用いることもできる。具体的には、特許文献１０（特許第３０９７７０２号公報）に記載されている直鎖状アルキル鎖を有する芳香族ジアミン残基を含んだポリイミド樹脂である。
【００７１】
なお、より低温で成膜プロセスが行えることを考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料は、可溶性ポリイミド樹脂を含むことが望ましい。ここで可溶性ポリイミド樹脂とは、溶剤に可溶なポリイミド樹脂のことである。可溶性ポリイミド樹脂は、原料の酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリアミック酸を予め溶液中で化学的イミド化処理することで得られる。ポリイミド骨格が剛直な構造を有していると溶媒に溶解しにくい。そこでポリイミド樹脂の結晶性を乱し、溶媒和を受けやすくするため、原料の酸二無水物には、嵩高い脂環式シクロカルボン酸二水物が一般には用いられる。
【００７２】
ポリイミド樹脂がどのような酸無水物から構成されているかは、ポリイミド薄膜の赤外吸収スペクトルによる特性基振動の解析や、紫外−可視吸収スペクトルの測定により推察される。嵩高い脂環式シクロカルボン酸二水物骨格を有するポリイミド薄膜では、その吸収端波長は３００ｎｍ以下となる。詳細については、非特許文献１［「最新ポリイミド〜基礎と応用〜」（今井淑夫、横田力男編著、日本ポリイミド研究会編者、株式会社エヌ・ティ・エス発行、２００２年）］や、非特許文献２［「次世代のためのエレクトロニクス・電子材料に向けた新しいポリイミドの開発と高機能付与技術」（株式会社技術情報協会発行、２００３）年］に記述がある。
【００７３】
可溶性ポリイミド樹脂は、ポリイミド樹脂が溶媒に溶解しているため、溶媒を蒸発せしめる温度即ち２００℃以下の低温で成膜が可能となる。また、ポリイミド薄膜中に未反応のポリアミック酸や副反応生成物の酸無水物がポリイミド中に残るといったことがなく、これら不純物によりポリイミド膜の電気特性が不良となるといった問題が生じにくい。
【００７４】
また、可溶性ポリイミド樹脂はいかなる溶媒にも可溶性を示すわけではなく、特定の例えばγ−ブチルラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の極性の高い溶媒にのみ可溶性を示す。それゆえ、濡れ性変化層２上に半導体層６を形成する際に、例えばトルエン、キシレン、アセトン、イソプロピルアルコール等の極性の低い溶媒を用いれば、可溶性ポリイミド樹脂を含んだ薄膜が溶媒に侵食されることはない。
【００７５】
また、濡れ性変化層２を２種類以上の材料から構成する場合においては、側鎖に疎水性基を有する可溶性ポリイミド樹脂以外の材料も、可溶性材料からなることが望ましい。これにより低温で成膜が可能となる。さらには、可溶性ポリイミド樹脂と良好な相溶性を示す材料であることが望ましい。可溶性ポリイミド樹脂と良好な相溶性を示す材料は、溶剤下で相分離が生じにくく、成膜プロセスに最適である。可溶性材料は有機物である必要はなく、有機物と無機物との化合物などを用いることが可能である。これらの例としては、ポリビニルフェノールなどのフェノール樹脂、メラミン樹脂、アセチル化処理などを施したプルランなどの多糖類、シルセスキオキサンなどが挙げられる。また、側鎖に疎水性基を有する可溶性ポリイミド樹脂以外の材料も可溶性ポリイミド樹脂からなると、耐熱性、耐溶剤性、親和性の点で好適である。
【００７６】
本実施の形態で用いられる側鎖に疎水性基を有する可溶性ポリイミド樹脂の疎水性基は、例えば以下の式（６）の化学式で示される構造を有することができる。
【００７７】
【化６】
2010199285.tif 000008
【００７８】
式中、Ｒ１は炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のハロアルキル基又はハロゲン原子であり、Ｘ、Ｙは互いに独立に下記化７の化学式中の（ａ）〜（ｄ）で表わされる２価の結合基であり、ａは１〜５の整数である。
【００７９】
【化７】
2010199285.tif 000009
【００８０】
この材料についての詳細は、例えば特許文献１１（特開平９−２７２７４０号公報）に記載されている。また、前述の式（１）〜（５）の化学式で示される材料からなるポリイミド樹脂を、適当な化学処理によって溶媒可溶とすることも可能である。これらの材料を可溶性ポリイミド樹脂とする方法については、特許文献１２（国際公開ＷＯ０１／０００７３２公報）に記載されている。
【００８１】
なお、上記では、側鎖基を有する残基を与えるジアミン化合物の例を挙げたが、他の原料であるテトラカルボン酸類が側鎖基を有する残基を与えることも可能である。
【００８２】
疎水性基を有する側鎖Ｒが表面に配列している場合（図９参照）の他の効果として、それに接している半導体層６との界面特性を良好なものとすることができる。半導体層６が有機半導体からなる場合、その効果がより顕著である。界面特性が良好であるとは、ａ．半導体が結晶質である場合には結晶粒が大きくなり、移動度が増大する、ｂ．半導体が非晶質（高分子）である場合には、界面準位密度が減少し、移動度が増大する、ｃ．半導体が高分子であり、長鎖アルキル基等の側鎖を有する場合には、その配向が規制されることによりπ共役主鎖の分子軸を概ね一方向に配列させることができ、移動度が増大する、等の現象が出現することを指す。
【００８３】
本実施の形態における濡れ性変化層２の厚さは３０ｎｍ〜３μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。これより薄い場合にはバルク体としての特性（絶縁性、ガスバリア性、防湿性等）が損なわれ、これより厚い場合には表面形状が悪化するため好ましくない。
【００８４】
なお、濡れ性変化層２の一部にエネルギーを付与する方法として、ａ．大気中で操作できる、ｂ．高い解像度が得られる、ｃ．層内部へのダメージが少ない等の点から紫外線照射を用いるのが好ましい。
【００８５】
ナノメタルインク１１を濡れ性変化層２の表面に付与する方法として、例えばスピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法等の各種塗布法を用いることができるが、濡れ性変化層２の表面エネルギーの影響を受けやすくするためには、より小さな液滴を供給できるインクジェット法が特に好ましい。通常のインクジェットヘッドを用いた場合、インクジェット法の解像度は３０μｍ、位置合わせ精度は±１５μｍ程度であるが、濡れ性変化層２における表面エネルギーの差を利用することにより、それよりも微細なパターンを形成することが可能となる。
【００８６】
図１０は、積層構造体１を利用して作成したトランジスタ（電子素子）を示しており、図１０（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。トランジスタ４１では、基板７に設けられた第一の濡れ性変化層２ｂ上にゲート電極４２が形成され、このゲート電極４２を覆うように、ゲート絶縁膜を兼ねる第二の濡れ性変化層２ｃが設けられている。第二の濡れ性変化層２ｃの上には、ソース電極５ａおよびドレイン電極５ｂが対をなして形成され、その間のチャネル領域を覆うように、半導体層６が形成されている。ゲート電極４２およびソース・ドレイン電極５ａ，５ｂの形成に上記手法を適用することによって、良好なトランジスタ特性が得られる。
【００８７】
つぎに、積層構造体１の製造方法について説明する。図１１は、本実施の形態の積層構造体１の作製プロセスの一例を示す工程図である。まず、図１１（ａ）に示すように、ガラスやポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等のプラスチック、シリコンウェハ、金属等からなる基板７上に濡れ性変化層２を形成する。濡れ性変化層２は、紫外線の照射によって臨界表面張力が増加し、低表面エネルギー（疎液性）から高表面エネルギー（親液性）へ変化する材料からなる。その好ましい構造については前述した通りである。この材料を有機溶媒等に溶解又は分散した溶液をスピンコート法、ディップコート法、ワイヤーバーコート法、キャスト法等で基板７上に塗布し、加熱することにより、濡れ性変化層２を形成することができる。上記溶液の具体例として、液晶表示デバイス用の垂直配向剤（例えば、チッソ製ＰＩＡ−Ｘ４９１−Ｅ０１、日産化学製ＳＥ−１２１１、ＪＳＲ製ＪＡＬＳ−２０２１等）が挙げられる。
【００８８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、濡れ性変化層２の表面にマスク８を通して紫外線を照射する。これにより高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とからなるパターンが形成される。紫外線としては、例えば１００ｎｍから３００ｎｍの比較的短い波長の光を含むことが望ましい。
【００８９】
次に、図１１（ｃ）に示すように、上記パターンが形成された濡れ性変化層２上に、導電性材料を含有する液体を図１２に示すインクジェット装置を使用して供給すると、高表面エネルギー部３のみに導電層５が形成される。ここで、インクジェット法による塗布について説明する。図１２は、インクジェット法による塗布（印刷）を行なうインクジェット装置の一例を示す構成図である。インクジェット装置１００は、定盤１０１と、ステージ１０２と、インクジェットヘッド１０３と、インクジェットヘッド１０３に接続されたＸ軸方向移動機構１０４と、ステージに接続されたＹ軸方向移動機構１０５と、制御装置１０６を備えている。
【００９０】
ステージ１０２は、インクジェット装置１００を用いて導電性材料を含有する液体、つまり配線パターン用インク（「機能性材料含有インク」、「機能液」ともいう）を供給する対象である基板７を支持する目的で備えられており、図中には示していないが吸着機構などの基板７の固定機構を備えている。また基板７上に塗布された機能液の溶媒を乾燥させるための熱処理機構が付随して設けられていても良い。
【００９１】
インクジェットヘッド１０３は、複数の吐出ノズル（図示省略）を備えたヘッドであり、複数の吐出ノズルがインクジェットヘッド１０３の下面にＸ軸方向に一定間隔で並んでいる。この吐出ノズルから、ステージ１０２に支持されている基板７に対して前記機能性材料含有インクが吐出される。インクジェットヘッド１０３の液滴吐出機構には、例えばピエゾ方式等が考えられ、この場合制御装置に接続されたインクジェットヘッド１０３中のピエゾ素子に電圧を印加することで液滴が吐出される。
【００９２】
Ｘ軸方向移動機構１０４は、図１２ではＸ軸方向駆動軸１０７およびＸ軸方向駆動モータ１０８で構成される。Ｘ軸方向駆動モータ１０８は、ステッピングモータ等であり、制御装置１０６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸駆動軸１０７を動作させ、インクジェットヘッド１０３がＸ軸方向に移動する。
【００９３】
Ｘ軸と平面内で直交するＹ軸方向の移動機構１０５は、Ｙ軸方向駆動軸１０９およびＹ軸方向駆動モータ１１０で構成される。制御装置１０６からＸ軸方向の駆動信号が供給されるとステージ１０２がＹ軸方向に移動する。
【００９４】
制御装置１０６は、インクジェットヘッド１０３に吐出制御用の信号を供給する。また、制御装置１０６は、Ｘ軸方向駆動モータ１０８にＸ軸方向の駆動信号を、Ｙ軸方向駆動モータ１１０にＹ軸方向の駆動信号をそれぞれ供給する。Ｘ軸方向移動機構１０４やＹ軸方向移動機構１０５はリニアモータを用いた構造であってもよい。なお制御装置１０６は、インクジェットヘッド１０３・Ｘ軸方向駆動モータ１０８・Ｙ軸方向駆動モータ１１０とそれぞれ電気的に接続されているが、その配線は図示していない。
【００９５】
インクジェット装置１００は、ステージ１０２上の所定位置に基板７が固定されると、該ステージ１０２における設定された印刷開始位置を基準として、数値制御によりインクジェットヘッド１０３とステージ１０２とを相対的に走査させながら基板７の高表面エネルギー部３に対してインクジェットヘッド１０３から前記機能性材料含有インクの液滴を吐出させる。
【００９６】
なお、インクジェットヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４の間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作するＺ軸方向移動機構を備え付けても良い。Ｚ軸方向にインクジェットヘッド１０３を移動させることで、基板７と吐出ノズル面との距離を任意に調節可能である。またステージ１０２とＹ軸方向移動機構１０５の間には、Ｙ軸方向移動機構１０５と独立動作する回転機構を備え付けても良い。回転機構を動作させることで、ステージ１０２上に固定された基板７を任意の角度に回転させた状態で、基板７に対して液滴を吐出できる。
【００９７】
最後に、図１１（ｄ）に示すように、低分子半導体を蒸着するか、高分子半導体又はその前駆体を溶解した溶液を、例えばスピンコート法、ディップコート法、ワイヤーバーコート法、キャスト法等で塗布し、加熱することにより、半導体層６が形成される。以上の工程により、積層構造体１を製造することができる。
【００９８】
次に、本発明に係る電子素子の一実施形態であるトランジスタ素子アレイ基板について説明する。図１３に、トランジスタ素子アレイ基板２００の構成を示す。図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）はそのＡ−Ａ’線における断面図である。トランジスタ素子アレイ基板２００は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin  Film  Transistor）である。ここでは、ゲート電極層およびソース・ドレイン電極層の両方を、上述の濡れ性変化層上に形成する例を示す。
【００９９】
まず、基板７に設けられた第一の濡れ性変化層２ｂ上にゲート電極４２となる電極層を形成する。次に、ゲート絶縁膜を兼ねる第二の濡れ性変化層２ｃを形成し、その上にソース電極５ａおよびドレイン電極５ｂとなる電極層を形成する。電極層（ゲート電極４２、ソース・ドレイン電極５ａ，５ｂ）の形成時には、前述したように、ナノメタルインクを塗布した後、乾燥させて皮膜形成を行い、塗布膜中の分散安定剤などの非揮発成分を、高エネルギー線照射処理、ＵＶオゾン処理、プラズマ処理、溶剤洗浄処理などの方法で除去した後、大気中で焼成することで導電膜を形成する。
【０１００】
ゲート電極４２は、走査信号用のドライバーＩＣにより駆動させるためバスラインに接続され、同様に、ソース電極５ａもデータ信号用のドライバーにより駆動させるためバスラインに接続される。
【０１０１】
次に、半導体層６を、例えばマイクロコンタクトプリンティング法でチャネル領域を含む島状に形成することで、トランジスタ素子アレイ基板２００が完成する。なお、マイクロコンタクトプリンティング法はフォトリソグラフィーでパターン形成したマスターを用いてＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のスタンプを作製し、その凸部に半導体材料を含有する液体を付着させ、基板に転写する方法である。半導体層がチャネル領域を含む島状に形成されているので隣接する素子部分への電流リークは発生しない。
【０１０２】
なお、必要に応じて、酸素や水分、放射線などにより電子素子（ＴＦＴ）の特性が劣化することを防ぐために、トランジスタ素子アレイ基板２００を窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどからなるパッシベーション膜（図示せず）で被覆することが望ましい。
【０１０３】
また、本発明に係る表示装置は、上記トランジスタ素子アレイ基板２００に表示素子を積層することで構成されるものである。本発明の表示素子としては、例えばＴＮ、ＳＴＮ、ゲスト・ホスト型、高分子分散液晶（Polymer-dispersed  Liquid  Crystal＝ＰＤＬＣ）等の液晶を使用した表示素子が挙げられる。また、表示素子として、セル中またはマイクロカプセル中に封じた着色粒子の移動により表示を行う電気泳動素子も好適に用いることができる（図１４参照；後述）。
【実施例】
【０１０４】
次に実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に制約されるものではない。
＜実施例１＞
ガラス基板に極性溶媒をベースとした銀ナノメタルインクをスピンコートした。１００℃のオーブンで乾燥させた後、基板をエタノールに５分間浸漬し、その後乾燥させた。最後に大気雰囲気の１６０℃のオーブンで焼成を行なった。
【０１０５】
＜比較例１＞
実施例と同様にガラス基板上に極性溶媒ベースの銀ナノメタルインクをスピンコートし、１００℃のオーブンで乾燥後に大気雰囲気の１６０℃のオーブンで焼成した。
【０１０６】
上記実施例１および比較例１のスピンコート膜の比抵抗を４探針法によって計測したところ、実施例１の膜の比抵抗は１０μΩ・ｃｍだったのに対し、比較例１の膜の比抵抗は計測不能（１００Ω・ｃｍ以上）だった。以上から、実施例１の焼成前の処理（エタノール浸漬）により焼成温度を低温化しても比抵抗を抑制することができた。
【０１０７】
＜実施例２＞
図１１に示した手法を使い、以下のようにして図１０に示すものと同様の構造のトランジスタを形成した。ガラス基板上に、焼成後に下記構造式（８）及び下記構造式（９）で表される構造体となる前駆体を溶解した混合溶液をスピンコート法により塗布し、２８０℃で焼成して成膜し濡れ性変化層（以下、「濡れ性制御膜」と表現することがある。）を設けた。
【０１０８】
【化８】
2010199285.tif 000010
【０１０９】
［ここで、ｎは、１以上の整数を意味する］
【０１１０】
【化９】
2010199285.tif 000011
【０１１１】
［ここで、ｎは、１以上の整数を意味する］
【０１１２】
露光部に極性溶媒をベースとした銀ナノメタルインクを図１２と同様の構成のインクジェット装置を用いて塗布し、１００℃のオーブンで乾燥した後、５分間ＵＶオゾン処理した。その後１６０℃の大気雰囲気のオーブンで焼成を行ない、一層目の電極層（ゲート電極）を形成した。
【０１１３】
次に、電極層（ゲート電極）の上にポリイミド樹脂をスピンコートし、これを焼成して絶縁膜を形成した後、さらに上記と同様の濡れ性制御膜を形成した。ポリイミド絶縁膜と濡れ性制御膜を合計した膜厚を５００ｎｍとした。形成される濡れ性パターンが一層目パターンと交差するようにマスクを配置して紫外線を照射し、二層目の濡れ性パターンを形成した。この二層目の濡れ性パターンに、インクジェット法で銀ナノメタルインクを塗布、乾燥して、５分間ＵＶオゾン処理した後、１６０℃の大気雰囲気のオーブンで焼成して二層目の電極層（ソース電極およびドレイン電極）を形成した。
【０１１４】
最後に、下記化学式（１０）に示すようなスキームにより合成した有機半導体である重合体１をトルエンに溶解した溶液をスピンコート法にて塗布し、乾燥させて半導体層を形成した。
【０１１５】
【化１０】
2010199285.tif 000012
【０１１６】
［ｎは、１以上の整数を意味する］
【０１１７】
＜比較例２＞
実施例２と同様にトランジスタを製作したが、銀ナノメタルインク乾燥後のＵＶオゾン処理を行なわずに、大気雰囲気のオーブンで、１６０℃で焼成を行なった。
【０１１８】
実施例２および比較例２で製作したトランジスタの特性を計測したところ、実施例２で製作した素子はトランジスタ動作したが、比較例２で製作した素子は、ソース・ドレイン間の抵抗が高かったため、ＯＮ電流が極めて小さく、実質的にトランジスタ動作を示さなかった。
【０１１９】
＜実施例３＞
実施例２と同様にトランジスタを製作したが、銀ナノメタルインク乾燥後のＵＶオゾン処理の替わりに、基板に、酸素を反応ガスとしたプラズマ処理を５分間行なった後に、大気雰囲気のオーブンで、１６０℃で焼成を行なった。製作したトランジスタの特性を計測したところ、実施例２と同様良好な動作を示した。
【０１２０】
＜実施例４＞
実施例２と同様の方法で図１３に示すものと同様の構成のトランジスタ素子アレイ基板２００を製作した。次に、この基板に電気泳動素子を張り合わせて、表示装置３００を作製した。詳しくは、図１４に示すように、電気泳動素子は酸化チタン粒子５１ａとオイルブルーで着色したアイソパー５１ｂを内包するマイクロカプセル５１をＰＶＡ水溶液５４に混合して、ＩＴＯからなる透明電極５３を形成したポリカーボネート基板５２上に塗布して、マイクロカプセル５１とＰＶＡバインダー５４からなる層を形成した。この基板とトランジスタ素子アレイ基板２００とを積層して、表示装置３００を形成した。
【０１２１】
この表示装置３００に対して、各電極に信号を入力して動作させたところ、全ての画素が良好なトランジスタ特性を示すため、良好な画像を表示することができた。
【０１２２】
以上、本発明の実施の形態を述べたが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  積層構造体
２  濡れ性変化層
３  高表面エネルギー部
４  低表面エネルギー部
５  導電層
６  半導体層
１１  ナノメタルインク
１２  分散安定剤
１３  金属微粒子
１４  ビヒクル
１５  非揮発成分
１６  金属微粒子塗布膜
１７  金属微粒子層
１８  金属導電膜
７１  第一の材料
７２  第二の材料
２００  トランジスタ素子アレイ基板
３００  表示装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２４】
【特許文献１】特開２００５−３１０９６２号公報
【特許文献２】特開２００６−２６６０２号公報
【特許文献３】特開２００２−１６２６３０号公報
【特許文献４】特開２００３−９６０３４号公報
【特許文献５】特開２００３−２６７９８２号公報
【特許文献６】特開２００４−８６１８４号公報
【特許文献７】特開平１１−１９３３４５号公報
【特許文献８】特開平１１−１９３３４６号公報
【特許文献９】特開平１１−１９３３４７号公報
【特許文献１０】特許第３０９７７０２号公報
【特許文献１１】特開平９−２７２７４０号公報
【特許文献１２】国際公開ＷＯ０１／０００７３２公報
【非特許文献】
【０１２５】
【非特許文献１】「最新ポリイミド〜基礎と応用〜」（今井淑夫、横田力男編著、日本ポリイミド研究会編者、株式会社エヌ・ティ・エス発行、２００２年）
【非特許文献２】「次世代のためのエレクトロニクス・電子材料に向けた新しいポリイミドの開発と高機能付与技術」（株式会社技術情報協会発行、２００３年）
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１】
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【図１３】
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