(57)【要約】【課題】  微細なパターンを良好な精度で形成可能な積層構造体と、積層構造体を用いた微細で良好なパターン精度を有する電子素子及び表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  積層構造体は、有機半導体層１０４と、有機半導体層１０４に接触する電極層１０３と、電極層１０３に接続される配線層１０２とからなる積層構造体であって、電極層１０３と配線層１０２とが異なる材料からなり、かつ、配線層１０２と有機半導体層１０４とは積層されないことで、パターニング精度が高く素子性能の安定した積層構造体を形成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体層と、前記有機半導体層に接触する電極層と、前記電極層に接続される配線層からなる積層構造体であって、
前記電極層と前記配線層とが異なる材料からなり、
かつ、配線層と前記有機半導体層とは積層されないことを特徴とする積層構造体。
【請求項２】
前記配線層は、前記電極層の少なくとも一部と積層されていることを特徴とする請求項１記載の積層構造体。
【請求項３】
前記電極層が導電性有機材料からなることを特徴とする請求項１または２記載の積層構造体。
【請求項４】
前記配線層が金属であることを特徴とする請求項１または２記載の積層構造体。
【請求項５】
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濡れ性変化層を形成する工程と、
配線層を形成する工程と、
前記濡れ性変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と、より臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、
電極材料を含有する液体を前記パターンが形成された濡れ性変化層表面に付与することで、高表面エネルギー部に電極層を形成する工程と、
電極層を含む濡れ性変化層上に有機半導体層を形成する工程とからなることを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項６】
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濡れ性変化層を形成する工程と、
前記濡れ性変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と、より臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、
配線材料を含有する液体を前記パターンが形成された濡れ性変化層表面に付与することで、高表面エネルギー部のうち有機半導体層を形成しない部分に配線層を形成する工程と、
電極材料を含有する液体を前記パターンが形成された濡れ性変化層表面に付与することで、少なくとも高表面エネルギー部に電極層を形成する工程と、
電極層を含む濡れ性変化層上に有機半導体層を形成する工程とを有することを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項７】
前記配線層を形成する工程は、インクジェット法を用いることを特徴とする請求項５記載の積層構造体の製造方法。
【請求項８】
臨界表面張力を変化させるエネルギー付与が、紫外線照射であることを特徴とする請求項５または６記載の積層構造体の製造方法。
【請求項９】
前記電極材料を含有する液体が、導電性高分子を分散または溶解した液体であることを特徴とする請求項５または６記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性高分子を分散または溶解した液体が水系であることを特徴とする請求項９記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記配線材料を含有する液体が、微小な金属微粒子を分散した液体であることを特徴とする請求項６記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記配線材料を含有する液体をインクジェット方式で付与することを特徴とする請求項６記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記電極材料が含有された液体を付与する手段がインクジェット方式であることを特徴とする請求項５または６記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の積層構造体の製造方法によって製造された積層構造体を構成要素とすることを特徴とする電子素子。
【請求項１５】
濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層上に形成された有機半導体層と、
前記有機半導体層に接して設けられた第１の電極層、第２の電極層と、
前記第１、第２の電極層の少なくとも一方には前記第１、第２の電極層に接続される配線層を有し、
少なくとも前記有機半導体層に接して設けられた絶縁体層と、
前記絶縁体層に接して設けられた第３の電極層とを有することを特徴とする請求項１４記載の電子素子。
【請求項１６】
前記第３の電極層と、前記第３の電極層上に設けられた前記濡れ性変化層と、
前記濡れ性変化層上に形成された前記有機半導体層と、
前記有機半導体層に接して設けられた前記第１、第２の電極層と、
前記第１、第２の電極層の少なくとも一方に該第１、第２の電極層に接続される前記配線層を有することを特徴とする請求項１４記載の電子素子。
【請求項１７】
請求項１４から１６のいずれか１項に記載の電子素子が基板上に複数設けられた電子素子アレイを備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機材料を用いた積層構造体及びその製造方法に関し、特に、積層構造体及び積層構造体の製造方法によって製造される電子素子、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは電極、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）素子やＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin Film Transistor）等の能動素子、あるいは発光素子など薄膜層をパターニングして構成される部位を具備している。
【０００３】
特に、近年その一部もしくは全部に有機材料を用いた素子が、低コスト化や大面積化容易性等の製造上のメリットや無機材料にない機能発現の可能性から注目されている。例えば特許文献１では光や熱などの物理的外部刺激によりキャリア移動度が変化する有機半導体材料を用いた電界効果型トランジスタが提案されている。
【０００４】
ところで、薄膜層をパターニングする方法としては、フォトリソグラフィー法が一般に使用される。その工程は以下の通りである。
（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ある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）加熱により未露光部（パターン部）のレジストを硬化する（ポストベーク）。
（６）エッチング液に浸漬また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）アルカリ溶液また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。
【０００５】
近年、製造コストを低減するために印刷法によるパターン形成が試みられている。特許文献２ではＴＦＴを構成する薄膜層のパターニング工程の一部を、フォトリソグラフィー法の代わりに例えば凹版オフセット印刷法で行う方法が開示されている（図１４を参照）。凹部にレジスト２が入った印刷版１の上を転写体３が回転することによってレジスト２を転写体３に転写し、これを被転写層（薄膜層）５が形成された基板４上に印刷することによって被転写層（薄膜層）５上にレジストパターンが形成される。
【０００６】
上記オフセット印刷法では極めて高精度なものを用いてもパターン寸法精度及び位置合わせ精度を合わせたパターン誤差は±１０μｍで、汎用的なものでは±５０μｍにも及ぶため、微細なパターン形成には適さない。
非特許文献１ではナノパーティクルインクを使ったインクジェット法で幅５０μｍ、ピッチ４００μｍ程度の金属配線を形成する方法が記載されている。
プリンタに使用されるレベルの通常のインクジェットヘッドを用いた場合、解像度３０μｍ、位置合わせ精度±１５μｍ程度であるため、やはり微細なパターン形成は困難である。
【０００７】
非特許文献２、非特許文献３では全ての層が有機材料で構成されるＴＦＴの電極層（２０はゲート電極層、２１はソース電極層、２２はドレイン電極層）をインクジェット法でパターン形成する方法が記載されている（図１５を参照）。ここでは疎水性の材料（ポリイミド）からなるリブ２３をガラス基板２４上に設けて、電極間ギャップ（チャネル長）５〜１０μｍのソース・ドレイン電極層２１、２２を形成している。なお、２５は半導体層、２６はポリマー絶縁体層である。
【０００８】
この方法は表面エネルギーを制御することによってインクに対する濡れ性をコントロールして、インクジェット法の解像度を超えたパターン形成を可能にしている点で優れているが、ポリイミドからなるリブを作製するために以下のような長い工程を必要とするためインクジェット法の利点を損なっている。
（１）ポリイミドプリカーサーを塗布し焼成する（ポリイミド膜形成）。
（２）フォトレジスト層を塗布する（レジスト塗布）。
（３）加熱により溶剤を除去する（プリベーク）。
（４）マスクを通して紫外光を照射する（露光）。
（５）アルカリ溶液で露光部のレジストを除去する（現像）。
（６）加熱により未露光部（パターン部）のレジストを硬化する（ポストベーク）。
（７）酸素プラズマによりレジストのない部分のポリイミド膜を除去する（エッチング）。
（８）溶剤でレジストを除去する（レジスト剥離）。
【０００９】
特許文献３では基板１１上の有機分子膜１２を用いて紫外線等によりその一部を分解、除去することにより親液部１１ａと撥液部１１ｂとからなるパターンを形成し、導電性微粒子を含有した液体１４を親液部に選択的に塗布した後、熱処理することによって導電膜パターンを形成する方法が開示されている（図１６を参照）。
【００１０】
この方法によれば有機分子膜にフォトマスクを介して紫外光を照射するだけで親液部と撥液部とからなるパターンを形成することができるため大幅に工程を短縮することができる。
しかしながら、有機分子膜が非常に薄いこと、親液部においてはこの膜が存在せず基板が露出していることなどから有機分子膜は表面エネルギー制御以外のバルク体としての機能は有しておらず、機能性が低かった。
【００１１】
本発明者らは上記問題点を解決し、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法が適用でき、簡便に微細なパターンの形成が可能であって、かつパターン形成以外に高付加価値機能を有する積層構造体及びその製造方法、それを用いて形成された作製が容易でかつ高性能な電子素子並びに表示装置を提供することを目的として、以下に示す発明を提案した。
【００１２】
すなわち、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の一部分に紫外線等のエネルギービームを照射し、濡れ性の異なる部位を設けることにより、その上に導電性材料を含有する液体を付与することで導電膜層を選択的に形成することが可能であること、及びこの材料のエネルギービーム未照射部（すなわち低表面エネルギー部）は半導体材料、特に有機半導体材料と良好な界面を形成することができることを見出すとともに、この積層構造体を用いることにより、製造プロセスが簡便であってかつ性能が高い電子素子を提供できることを提示した。
【００１３】
しかしながら、エネルギービーム照射部とエネルギービーム非照射部との濡れ性の違いによって導電膜層を形成する場合、付与する導電性材料を含有する液体の表面張力によっては良好なパターニングを行うことが困難となるという不具合があった。すなわち付与する導電性材料を含有する液体の表面張力が低い場合には、高表面エネルギー部と低表面エネルギー部とで濡れ性の差が小さくなり、精密なパターニングが困難になる。また、半導体層へのキャリアの注入を考えたとき、配線抵抗の低抵抗化と、半導体層と導電体層の界面でのキャリアの注入効率との両立が困難であった。すなわち、導電体層として有機系の導電材料を用いた場合、半導体層へのキャリアの注入効率は向上するが、配線抵抗は高くなってしまい、導電体層として金属系の材料を用いた場合、配線抵抗は低くなるが、半導体層へのキャリアの注入効率が低下する。配線抵抗が高くなると、素子の機能性部に印加される電圧が低下するため、素子全体に印加する電圧を高くしなければならず、実質的に素子性能が低下したことになる。
【００１４】
また、特許文献４および特許文献５では、ソース電極とドレイン電極の少なくとも一方が金属膜上にπ−共役系高分子膜を形成したものを用いる有機電界効果型トランジスタが開示されている（図１７を参照）。この構造によれば、金属膜上にπ−共役系高分子膜を形成して電極とするので、有機半導体材料との間でキャリアの注入効率が向上してトランジスタ特性を改善することができ、また、金属膜によって配線抵抗も低くできる。
【００１５】
しかしながら、金属膜上にπ−共役系高分子膜を形成するとき、精密なパターニングが要求されるソース・ドレイン間（いわゆるチャネル部）に対して、図１７に示されているように金属膜上を完全にπ−共役系高分子膜で被覆し、かつ、ソース・ドレイン間隔（いわゆるチャネル長）を精度良く形成することは困難である。
【特許文献１】特開平７−８６６００号公報
【特許文献２】特開２００２−２６８５８５号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４６３５号公報
【特許文献４】特公平６−０３８４９１号公報
【特許文献５】特公平６−０３８４９２号公報
【非特許文献１】SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2002 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPER・VolumeＸＸＸIII,p.753〜755
【非特許文献２】SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2002 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPER・VolumeＸＸＸIII,p.1017〜1019
【非特許文献３】Science 290,p.2123〜2126(2000)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、微細なパターンを良好な精度で形成可能な積層構造体、このような積層構造体を用いた微細で良好なパターン精度を有する電子素子、これらの製造方法、電子素子アレイ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】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の積層構造体は、有機半導体層と、有機半導体層に接触する電極層と、電極層に接続される配線層からなる積層構造体であって、電極層と配線層とが異なる材料からなり、かつ、配線層と有機半導体層とは積層されないことを特徴とする。
これにより、電極層のパターニング精度が向上し、素子性能の安定した積層構造体を提供することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の積層構造体であって、配線層は、電極層の少なくとも一部と積層されていることを特徴とする。
これにより、配線層と電極層との電気的接続が確実となり、その結果素子性能の安定した積層構造体を提供できる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の積層構造体であって、電極層が導電性有機材料からなることを特徴とする。
これにより、電極層が導電性有機材料からなるので、有機半導体層へのキャリアの注入が効率的に行われるため、素子性能の良好な積層構造体を提供することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の積層構造体であって、配線層が金属であることを特徴とする。
これにより、配線層が金属であるので、配線抵抗が低く、そのため素子性能の良好な積層構造体を提供することができる。
【００２１】
請求項５記載の積層構造体の製造方法は、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濡れ性変化層を形成する工程と、配線層を形成する工程と、濡れ性変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と、より臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、電極材料を含有する液体を前記パターンが形成された濡れ性変化層表面に付与することで、高表面エネルギー部に電極層を形成する工程と、電極層を含む濡れ性変化層上に有機半導体層を形成する工程からなることを特徴とする。
これにより、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法で、簡便に製造できる微細な導電層パターン及び高移動度の半導体層を有する積層構造体を製造することができる。
【００２２】
請求項６記載の積層構造体の製造方法は、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濡れ性変化層を形成する工程と、濡れ性変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と、より臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、配線材料を含有する液体をパターンが形成された濡れ性変化層表面に付与することで、高表面エネルギー部のうち有機半導体層を形成しない部分に配線層を形成する工程と、電極材料を含有する液体をパターンが形成された濡れ性変化層表面に付与することで、少なくとも高表面エネルギー部に電極層を形成する工程と、電極層を含む濡れ性変化層上に有機半導体層を形成する工程とを有することを特徴とする。これにより、配線層のパターニング精度を向上させることができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の積層構造体の製造方法であって、配線層を形成する工程は、インクジェット法を用いることを特徴とする。
これにより、濡れ性変化層の表面エネルギーの影響を受けやすくすることができ、濡れ性変化層の特徴を生かした積層構造体の製造に好適で、材料使用量の少ない製造方法を提供することができる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項５または６のいずれか１項に記載の積層構造体の製造方法であって、臨界表面張力を変化させるエネルギー付与が、紫外線照射であることを特徴とする。
これにより、臨界表面張力を変化させるエネルギー付与が、紫外線照射であるので、層内部にダメージを与えることなく、かつ、大気中で操作可能にして、より微細な導電層のパターンを形成することができる。
【００２５】
請求項９記載の発明は、請求項５または６のいずれか１項に記載の積層構造体の製造方法であって、電極材料を含有する液体が、導電性高分子を分散または溶解した液体であることを特徴とする。
電極材料を含有する液体が、導電性高分子を分散または溶解した液体であるので、電極部を導電性高分子で形成することができるため、有機半導体層へのキャリアの注入が効率的に行われ、良好な素子性能の積層構造体を提供することができる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の積層構造体の製造方法であって、導電性高分子を分散または溶解した液体が水系であることを特徴とする。
これにより、導電性高分子を分散または溶解した液体が水系であるので、濡れ性変化層の高表面エネルギー部に対する濡れやすさと低表面エネルギー部に対する濡れやすさとの差が大きくなり、良好なパターニングを行うことができる。
【００２７】
請求項１１記載の発明は、請求項６記載の積層構造体の製造方法であって、配線材料を含有する液体が、微小な金属微粒子を分散した液体であることを特徴とする。
これにより、配線材料を含有する液体が、微小な金属微粒子を分散した液体であるので、低抵抗の配線部を形成することができるため、素子性能の良好な積層構造体を提供することができる。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、請求項６記載の積層構造体の製造方法であって、配線材料を含有する液体をインクジェット方式で付与することを特徴とする。
これにより、配線材料を含有する液体を付与する手段がインクジェット方式であるので、濡れ性変化層の表面エネルギーの影響を受けやすくすることができ、濡れ性変化層の特徴を生かした積層構造体の製造に好適で、材料使用量の少ない製造方法を提供することができる。
【００２９】
請求項１３記載の発明は、請求項５または６記載の積層構造体の製造方法であって、電極材料が含有された液体を付与する手段がインクジェット方式であることを特徴とする。
これにより、材料使用量の少ない製造方法を提供することができる。
【００３０】
請求項１４記載の電子素子は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の積層構造体の製造方法によって製造された積層構造体を構成要素とすることを特徴とする。
これにより、省資源で低コストかつ特性に優れた電子素子を提供することができる。
【００３１】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の電子素子であって、濡れ性変化層と、濡れ性変化層上に形成された有機半導体層と、有機半導体層に接して設けられた第１の電極層、第２の電極層と、第１、第２の電極層の少なくとも一方には第１、第２の電極層に接続される配線層を有し、少なくとも有機半導体層に接して設けられた絶縁体層と、絶縁体層に接して設けられた第３の電極層とを有することを特徴とする。
これにより、省資源で低コストかつ特性に優れたトランジスタ構造を有する電子素子を提供することができる。
【００３２】
請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の電子素子であって、第３の電極層と、第３の電極層上に設けられた濡れ性変化層と、濡れ性変化層上に形成された有機半導体層と、有機半導体層に接して設けられた第１、第２の電極層と、第１、第２の電極層の少なくとも一方に該第１、第２の電極層に接続される配線層を有することを特徴とする。
これにより、省資源で低コストかつ特性に優れたトランジスタ構造を有する電子素子を提供することができる。特に、濡れ性変化層自身がゲート絶縁層を兼ねることができるため、さらに低コストなトランジスタ構造を有する電子素子を提供することができる。
【００３３】
請求項１７記載の表示装置は、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の電子素子が基板上に複数設けられた電子素子アレイを備えたことを特徴とする。
これにより、省資源で低コストかつ表示品質に優れた表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明から、本発明によれば、有機半導体層と、有機半導体層に接触する電極層と、電極層に接続される配線層とからなる積層構造体であって、電極層と配線層とが異なる材料からなり、かつ、配線層と有機半導体層とは積層されないことにより、電極層のパターニング精度が向上し、素子性能の安定した積層構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１に本発明の積層構造体を示す。基板１０１上に配線層１０２、電極層１０３、有機半導体層１０４が形成されており、電極層１０３と有機半導体層１０４とが積層されている。
【００３６】
また、図２に本発明の別の積層構造体を示す。配線層１０２と電極層１０３の一部が積層され、電極層１０３のうち、配線層と積層されていない部分が有機半導体層１０４と積層されており、配線層と有機半導体層とは積層されていない構造を有している。なお、図２では配線層の一部が電極層と積層されているが、配線層の全面が電極層と積層されていてもかまわない。
【００３７】
ここに電極層は導電性有機材料からなる。導電性有機材料を電極材料に用いることで有機半導体材料との界面でキャリアの注入効率を高くすることができる。また、導電性有機材料は水ベースの分散体とすることが可能なので、製造工程での環境への影響を小さくすることができる。
【００３８】
配線層は金属材料からなる。これによって、配線抵抗を低くできる。配線抵抗が高いと、配線を通して印加された電圧は配線抵抗によって分圧されるため、実際に素子の機能部にかかる電圧は低くなってしまい、実質的な素子特性が低下してしまうが、配線層に金属を使うことで配線抵抗による素子特性の低下を防ぐことができる。
【００３９】
図３に本発明の別の例を示す。
濡れ性変化層１０５は低表面エネルギー部と高表面エネルギー部を有している。高表面エネルギー部に電極層１０３が形成され、濡れ性変化層１０５の少なくとも低表面エネルギー部に接して半導体層１０４が設けられている。電極層１０３は、導電性有機材料を含有する液体を付与することによって得られる層である。電極層は後述するような濡れ性の差を利用してパターニングするので、導電性有機材料を含有する液体は表面張力の大きい水系であることが好ましい。配線層１０２はＡｇ、Ａｕ、Ｎｉなどの金属微粒子を有機溶媒や水に分散した液を付与することによって得られる層であり、濡れ性変化層１０５の高表面エネルギー部に形成しても良いし、低表面エネルギー部に形成しても良い。
【００４０】
濡れ性変化層１０５は熱、紫外線、電子線、プラズマ等の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、エネルギー付与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。そのような場合、濡れ性変化層１０５の一部分に前記エネルギーを付与し、高表面エネルギー部と低表面エネルギー部からなるパターンを形成することにより、導電性有機材料を含有する液体が、高表面エネルギー部には付着しやすく（親液性）、低表面エネルギー部には付着しにくく（疎液性）なるため、パターン形状に従って導電性有機材料を含有する液体が親液性である高表面エネルギー部に選択的に付着して電極層１０３が形成される。
【００４１】
ここで固体表面に対する液体の濡れ性（付着性）について付言する。図４は固体１１３表面上で液滴１１４が接触角θで平衡状態にある時の模式図で、ヤングの式（１）が成立する。
【００４２】
【数１】
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（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。）
【００４３】
表面張力は表面エネルギーと実質的に同義であり、全く同じ値となる。ｃｏｓθ＝１の時、θ＝０°となり液体は完全に濡れる。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は表面張力のわかっている何種類かの液体を用いて、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（Zismanプロット）。γＣの大きい固体表面には液体が濡れやすく（親液性）、γＣの小さい固体表面には液体が濡れにくい（疎液性）。本発明においては、特に電極層を形成しない部位において、導電性高分子材料を含有する液体をはじき易くすることが重要である。濡れ性変化層１０５の疎液性部分の臨界表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下であるようにすることで、例えば水の接触角を８０°以上とすることができ、水ベースの溶液をはじき易くすることができる。より望ましくは臨界表面張力が２５ｍＮ／ｍ以下であるようにすると、水の接触角を９０°以上とすることができ、水ベースの溶液をより確実にはじくことができる。
【００４４】
濡れ性変化層には側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いるのが望ましい。具体的には図５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に直接あるいは結合基（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。
【００４５】
疎水性基としては、末端構造が−ＣＦ2ＣＨ3、−ＣＦ2ＣＦ3、−ＣＦ（ＣＦ3）2、−Ｃ(ＣＦ3)3、−ＣＦ2Ｈ、−ＣＦＨ2等である基が挙げられる。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。さらには、アルキル基の水素原子の２個以上がフッ素原子に置換されたポリフルオロアルキル基（以下、「Ｒｆ基」と記す。）が好ましく、特に炭素数４〜２０のＲｆ基が好ましく、とりわけ、炭素数６〜１２のＲｆ基が好ましい。Ｒｆ基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよいが、直鎖構造の方が好ましい。さらに、疎水性基は、アルキル基の水素原子の実質的に全てがフッ素原子に置換されたパーフルオロアルキル基が好ましい。パーフルオロアルキル基は−ＣnＦ2n+1（ただし、ｎは４〜１６の整数）で表わされる基が好ましく、特に、ｎが６〜１２の整数である場合の該基が好ましい。パーフルオロアルキル基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよく、直鎖構造が好ましい。
【００４６】
上記材料については特開平３−１７８４７８号公報等に詳しく記載されて周知であり、加熱状態で液体又は固体と接触させたときに親液性となり、空気中で加熱すると疎液性となる性質を有する。即ち、（接触媒体の選択と）熱エネルギーの付与によって臨界表面張力を変化させることができる。
【００４７】
さらに、疎水性基としては、フッ素原子を含まない−ＣＨ2ＣＨ3、−ＣＨ(ＣＨ3)2、−Ｃ(ＣＨ3)3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。疎水性基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよいが、直鎖構造の方が好ましい。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、或いは、配向状態が変化するために臨界表面張力が増加し、親液性になるものと推察される。
【００４８】
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上げることができる。ここでＲはシロキサン結合を含む有機基である。
上記に述べた疎水性基において、特にメチレン基を有する疎水性基は、Ｃ−Ｈの結合エネルギー（３３８ｋＪ／mol）がフッ素系材料のＣ−Ｆ結合（５５２ｋＪ／mol）やシリコーン系材料のＳｉ−Ｃ結合（４５１ｋＪ／mol）に比較し小さい。そのため紫外線照射等のエネルギー付与によって結合の一部を容易に切断することが可能である。
【００４９】
本発明で用いられる側鎖に疎水性基を有するポリイミドの疎水性基は、例えば以下の式（１）から（５）で示される化学式の何れかを持つことができる。
【００５０】
【化１】
2006059936.tif 000004
【００５１】
ここで、Ｘは−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−であり、Ａ1は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは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およびＡ４はそれぞれ独立して単結合、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは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はそれぞれ独立して単結合または−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、およびＲ７はそれぞれ独立して炭素数が１〜１０までのアルキルであり、ｐは１以上の整数である。
【００５２】
【化２】
2006059936.tif 000005
【００５３】
式（２）において、Ｔ、ＵおよびＶはそれぞれ独立してベンゼン環また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またはＣＮで置換されていてもよく、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ｈは０〜５の整数であり、ＲはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１価の有機基であり、ｍが２の場合の２個のＵまたはｎが２の場合の２個のＶはそれぞれ同じでも異なっていても良い。
【００５４】
【化３】
2006059936.tif 000006
【００５５】
式（３）において、連結基ＺはＣＨ2、ＣＦＨ、ＣＦ2、ＣＨ2ＣＨ2またはＣＦ2Ｏであり、環Ｙは１，４−シクロへキシレンまたは１〜４個のＨがＦまたはＣＨ3で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、Ａ１〜Ａ３はそれぞれ独立して単結合、１，４−シクロへキシレンまたは１〜４個のＨがＦまたはＣＨ３で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、Ｂ１〜Ｂ３はそれぞれ独立して単結合、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または炭素数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、または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のすべてが同時に炭素数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および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。
【００５６】
【化４】
2006059936.tif 000007
【００５７】
式４において、Ｒ２は水素原子または炭素数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はベンゼン環またはシクロヘキサン環であり、ｌは０または１であり、各Ｙ１は独立に酸素原子またはＣＨ2基であり、各ｎ1は独立に０または１である。
【００５８】
【化５】
2006059936.tif 000008
【００５９】
式５において、各Ｙ２は独立に酸素原子またはＣＨ2基であり、Ｒ3、Ｒ4は独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基また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、またはパーフルオロアルキル基であり、各ｎ２は独立に０または１である。
【００６０】
疎水性基を有する側鎖Ｒが表面に配列している他の効果として、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、（１）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、（２）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、（３）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。
【００６１】
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。
【００６２】
導電性有機材料を含有する液体を濡れ性変化層表面に付与する方法として、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、濡れ性変化層の表面エネルギーの影響を受けやすくし、また、材料使用量を低減するためには、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。また、配線材料を含有する液体を濡れ性変化層表面に付与する方法についても材料使用量の低減の観点から、また、濡れ性変化層表面に高表面エネルギー部と低表面エネルギー部とが形成されている場合には、表面エネルギーの影響を受けやすくするという観点から、特にインクジェット方が好ましい。前述のようにプリンタに使用されるレベルの通常の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、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。
【００６３】
有機半導体層１０４としては、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、濡れ性変化層による特性向上の効果がより顕著に現れる。
【００６４】
前記濡れ性変化層の一部にエネルギーを付与する方法として、（１）大気中で操作できる、（２）高い解像度が得られる、（３）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。
図６に本発明の積層構造体作製プロセスの一例を示す。
まずガラスやポリカーボネート、ポリアクリレート、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１０１の上に濡れ性変化層１０５を形成する（ａ）。濡れ性変化層１０５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が、本発明者らの実験によれば、主鎖がポリイミド骨格よりなり側鎖に長鎖アルキル基を有するものが、特に紫外線照射による濡れ性変化が大きかった。このような構造を有するポリマーまたはその前駆体を有機溶媒等に溶解また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１０１上に塗布し、加熱することにより、濡れ性変化層１０５が形成される。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（日産化学製SE-1211、JSR製JALS-2021等）が挙げられる。
【００６５】
次に金属微粒子を分散した液体をインクジェット法によって供給し、配線層１０２を形成する（ｂ）。
次に濡れ性変化層１０５の表面にマスク１０６を通して紫外線を照射する（ｃ）。
これにより低表面エネルギー部と高表面エネルギー部からなるパターンが形成される。紫外線としては１００ｎｍから３００ｎｍの比較的短い波長の光が含まれるのが望ましい。
次に上記パターンが形成された濡れ性変化層１０５の上に導電性有機材料を含有する液体を例えばインクジェット法によって供給すると、高表面エネルギー部のみに電極層１０３が形成される（ｄ）。
【００６６】
最後に低分子有機半導体を蒸着するか、高分子有機半導体またはその前駆体を溶解した溶液を塗布し、加熱することにより、有機半導体層１０４が形成される（ｅ）。
上述したような構造の積層構造体を構成要素の一部とする、ダイオード、トランジスタ、光電変換素子、熱電変換素子等の電子素子を形成することができる。図７に本実施の形態における電子素子の一例を示す。この電子素子１１０は電界効果型トランジスタ構成のＴＦＴの例を示している。
【００６７】
まず、基板１０１及び濡れ性変化層１０５は上述した場合と同様である。濡れ性変化層１０５には低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とからなるパターンが形成され、その上に金属微粒子を分散した液体を付与することにより配線層１０２ａ、１０２ｂを形成し、さらに導電性有機材料を含有する液体を付与することにより高表面エネルギー部に一対の電極層１０３ａ、１０３ｂとが形成されている。あるいは配線層１０２ａ、１０２ｂは濡れ性変化層１０５に低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とからなるパターンが形成される前に濡れ性変化層１０５上に形成されていてもよい。配線層を形成するための金属微粒子を分散した液体としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ等の金属微粒子を有機溶媒や水に分散したものを用いることができる。また電極層を形成するための導電性有機材料を含有する液体としては、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液等を用いることができる。電極層１０３ａ、１０３ｂ間のギャップ精度が本素子の性能を左右するが、本実施の形態では、低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とからなるパターンを高精度に形成することができるため、液体付与手段の精度に依らず電極層１０３ａ、１０３ｂのパターン精度を確保することができる。
【００６８】
その上に有機半導体層１０４が形成される。
これらが当該電子素子１１０において、積層構造体を構成要素として含む部分となる。
さらにその上に絶縁体層１１１が蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法等により形成される。絶縁体層１１１としては、無機絶縁体及び有機絶縁体が使用可能であるが、有機半導体層１０４にダメージを与えない形成方法を採用する必要がある。例えば、高温や高速イオン、活性ラジカル、有機半導体が可溶な溶媒等の使用を伴うものは避けるのが望ましい。そのような観点からは蒸着法によるＳｉＯ2、水に可溶なＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、アルコールに可溶なＰＶＰ（ポリビニルフェノール）、フッ素系溶媒に可溶なパーフルオロポリマー等が好適に使用できる。
最後に、絶縁体層１１１上に電極層１１２が蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法等により形成される。電極層１１２としては、各種の導電性薄膜が使用でき、全面に成膜した後に通常のフォトリソグラフィー法やマイクロコンタクトプリンティング法でパターニングしてもよいし、導電性材料を含有する液体をインクジェット法等で供給して直接描画してもよい。
【００６９】
図７から明らかなように、この電子素子１１０はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）として機能する。即ち、電極層１０３ａ、１０３ｂはソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄ、絶縁体層１１１はゲート絶縁膜、電極層１１２はゲート電極Ｇである。電極層１０３ａ、１０３ｂ間のギャップはチャネル長に相当する。
【００７０】
図８に本実施の形態における電子素子１２０の他の例を示す。本実施の形態の電子素子１２０は、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１０１上に、まず、電極層１２１が蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法等により形成される。電極層１２１としては、各種の導電性薄膜が使用でき、全面に成膜した後に通常のフォトリソグラフィー法やマイクロコンタクトプリンティング法でパターニングしてもよいし、導電性材料を含有する液体をインクジェット法等で供給して直接描画してもよい。
【００７１】
その上に上述と同様の濡れ性変化層１０５を形成する。この濡れ性変化層１０５はゲート絶縁膜を兼ねるので、高絶縁性であることが望ましい。もっとも、上層を濡れ性変化層、下層を濡れ性変化機能はないがより絶縁性の高い絶縁体層とする２層構造であってもよい。上記と同様に濡れ性変化層１０５に低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とからなるパターンが形成され、その上に金属微粒子を含有した液体を付与することにより配線層１０２ａ、１０２ｂを形成し（あるいは、濡れ性変化層１０５上に金属微粒子を含有した液体を付与することによって配線層１０２ａ、１０２ｂを形成した後、濡れ性変化層１０５に低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とからなるパターンを形成し）、さらに導電性有機材料を含有する液体を付与することにより高表面エネルギー部に一対の電極層１０３ａ、１０３ｂとが形成される。
【００７２】
最後に、上述と同様の半導体層１０４が形成される。
図９から明らかなように、この電子素子１２０はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）として機能する。即ち、電極層１２１はゲート電極Ｇ、濡れ性変化層１０５はゲート絶縁膜、電極層１０３ａ、１０３ｂはソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄである。電極層１０３ａ、１０３ｂ間のギャップはチャネル長に相当する。濡れ性変化層１０５がゲート絶縁膜を兼ねるため、図７に示した構成例に比して、工程が簡略化される。
【００７３】
なお、図８において、電極層１２１を形成する前に基板１０１上に、濡れ性変化層１０５とは別の第２の濡れ性変化層（図示せず）を設け、電極層１２１のパターニングに利用してもよい。
図９に本実施の形態の電子素子アレイの一例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は電極等の配置関係を示す平面図である。ここでは、図８に示したタイプの電子素子１２０を利用した例を示している。
【００７４】
基板１０１上にゲート電極となる電極層１２１、ゲート絶縁膜を兼ねる濡れ性変化層１０５、ソース電極となる電極層１０３ａ、ドレイン電極となる電極層１０３ｂ、ソース電極に接続する配線層１０２ａおよびドレイン電極に接続する電極層１０２ｂを、図８に示した場合と同様の方法でそれぞれ２次元アレイ状にパターンニングして複数個形成する。
【００７５】
なお、各ＴＦＴ（電子素子１２０）毎のゲート電極１２１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、各ＴＦＴ（電子素子１２０）毎のソース電極１０３ａも配線層１０２ａを介して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。
【００７６】
次に、有機半導体層１０４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、電子素子（ＴＦＴ）アレイ１３０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。有機半導体層１０４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。
【００７７】
なお、図９ではドレイン電極１０２ｂに接続する配線層１０３ｂを設けた様子を示しているが、図９の例のようにドレイン電極からの配線の引出しが短い場合には、配線抵抗の影響は小さいので、配線層１０３ｂの部分を導電性高分子材料で形成してもよい。
図１０の断面図に上述したような電子素子アレイ１３０を利用した本実施の形態の表示装置１４０の一例を示す。
【００７８】
上述したような電子素子（ＴＦＴ）アレイ１３０を構成する基板１０１と透明導電膜１４１を有する第２の基板１４２との間に表示素子１４３が設けられ、ＴＦＴ（電子素子）１２０によって画素電極を兼ねる配線層１０２ｂ上の表示素子がスイッチングされる。第２の基板１４２としては、ガラスやポリエステル、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を用いることができる。表示素子１４３としては液晶、電気泳動、有機ＥＬ等の方式を用いることができる。
【００７９】
表示素子１４３として液晶を用いた液晶表示素子は電界駆動であることから消費電力が小さく、また駆動電圧が低いことからＴＦＴの駆動周波数を高くすることができ、大容量表示に適している。液晶表示素子の表示方式として、ＴＮ、ＳＴＮ、ゲスト・ホスト型、高分子分散液晶（Polymer-dispersed Liquid Crystal＝ＰＤＬＣ）等が挙げられるが、反射型で明るい白色表示が得られる点ではＰＤＬＣが好ましい。
【００８０】
電気泳動表示素子は第１の色（例えば白色）を呈する粒子を第２の色を呈する着色分散媒中に分散した分散液からなるもので、第１の色を呈する粒子は着色分散媒中で帯電することにより、電界の作用で分散媒中における存在位置を変えることができ、それによって呈する色が変化する。この表示方式によれば明るく、視野角の広い表示ができ、また表示メモリー性があるため特に消費電力の観点から好ましく使用される。
【００８１】
上記分散液を高分子膜で包んだマイクロカプセルとすることにより、表示動作が安定化するとともに、表示装置の製造が容易になる。マイクロカプセルはコアセルベーション法、Ｉｎ−Ｓｉｔｕ重合法、界面重合法、等公知の方法で作製することができる。白色粒子としては、酸化チタンが特に好適に用いられ、必要に応じて表面処理或いは他の材料との複合化等が施される。分散媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、臭化エチル等のハロゲン化炭（化水）素類、含フッ素エーテル化合物、含フッ素エステル化合物、シリコーンオイル等の抵抗率の高い有機溶媒を使用するのが好ましい。分散媒を着色するためには所望の吸収特性を有するアントラキノン類やアゾ化合物類等の油溶性染料が用いられる。分散液中には分散安定化のために界面活性剤等を添加してもよい。
有機ＥＬ素子は自発光型であるため鮮やかなフルカラー表示を行うことができる。また、ＥＬ層は非常に薄い有機薄膜であるので、柔軟性に富み、特にフレキシブルな基板上に形成するのに適している。
【実施例】
【００８２】
上述したような実施の形態を具体化した実施例について、比較例とともに、以下に説明する。
［実施例１］
本実施例は電子素子の作製に関するものである。ここでは、図７に示したような構造の電子素子（ＴＦＴ）１１０を作製した。
まず、ガラス基板１０１上に濡れ性変化層１０５として、式（６）および式（７）で表される構造体となる前駆体を溶解した混合溶液を、スピンコート法にて塗布し、２８０℃で焼成した。
【００８３】
【化６】
2006059936.tif 000009
【００８４】
【化７】
2006059936.tif 000010
【００８５】
この濡れ性変化層１０５の紫外線照射量と水に対する接触角の関係を図１１に示す。未照射時には接触角が９０°を超え疎水性（撥水性）であるが、照射量１０J/cm2以上では２０°程度に低下し親水性に変化している。この変化を誘起するのに有効な光の波長に合わせた光源を用いることによって照射量をさらに小さくすることが可能であると考えられる。
【００８６】
また、図１２は液体の表面張力と接触角の関係を示したものである。図１２から臨界表面張力は未照射の場合に約２４ｍＮ／ｍ、紫外線照射した場合に約４５ｍＮ／ｍであることが判る。
次に、開口幅が４０μｍ、開口部間のスペースが５μｍのパターンを施したマスクを濡れ性変化層１０５に圧着し、上記紫外線を９Ｊ／ｃｍ2照射した。
【００８７】
次に、インクジェット法を用いて、Ａｇをテトラデカンに分散した液体を濡れ性変化層１０５上に供給し、乾燥させて配線層１０２ａおよび１０２ｂを形成した。さらにインクジェット法を用いて、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液を濡れ性変化層１０５上に供給し、乾燥させてソース電極層１０３ａ及びドレイン電極層１０３ｂを形成した。
【００８８】
続いて、高分子半導体であるポリ−３−ヘキシルチオフェンをクロロホルムに溶解した溶液をスピンコート法にて塗布し、乾燥させて有機半導体層１０４を形成し、さらにＰＶＰをｎ−ブタノールに溶解した溶液をスピンコート法にて塗布し、乾燥させてゲート絶縁体層１１１を形成した。
最後に、インクジェット法を用いて、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなるゲート電極層１１２を形成した。
【００８９】
このように作製されたＴＦＴ（電子素子１１０）の移動度は２．０×１０-3ｃｍ2／Ｖｓ，Ｏｎ／Ｏｆｆ比は２００であり、ソース電極層１０３ａ、ドレイン電極層１０３ｂおよび配線層１０２ａ、１０２ｂを、Ａｕの蒸着膜をリフトオフすることにより形成した場合と比べて遜色はなかったものである。
【００９０】
［比較例１］
実施例１において、配線層１０２ａおよび１０２ｂも電極層１０３ａ、１０３ｂと同じ導電性高分子であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液を使って形成した。その他は実施例１と同じである。
このように作成されたＴＦＴの移動度は１．０×１０-3ｃｍ2／Ｖｓ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は１００であり、実施例１に比べて特性が劣っていた。これは、配線抵抗が高いため、Ｏｎ電流が大きくならず、その結果、移動度とＯｎ／Ｏｆｆ比が小さくなったものと考えられる。
【００９１】
［実施例２］
本実施例は電子素子の作製に関するものである。ここでは、図８に示したような構造の電子素子（ＴＦＴ）１２０を作製した。
まず、ガラス基板101上に膜厚６０ｎｍのＡｌを真空蒸着し、フォトリソエッチングにより４０μｍの幅に加工し、ゲート電極121を形成した。
次に、ゲート絶縁膜を兼ねる濡れ性変化層１０５を実施例１と同様にして作製し、開口幅が４０μｍ、開口部間のスペースが５μｍのパターンを施したマスクを濡れ性変化層105に圧着し、実施例１と同様にして紫外線を９Ｊ／ｃｍ2照射した。
【００９２】
続いて、インクジェット法を用いて、Ａｇをテトラデカンに分散した液体を濡れ性変化層１０５上に供給し、乾燥させて配線層１０２ａおよび１０２ｂを形成した。さらにインクジェット法を用いて、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液を濡れ性変化層１０５上に供給し、乾燥させてソース電極層１０３ａ及びドレイン電極層１０３ｂを形成した。
最後に、下記化学式に示すようなスキームより合成した有機半導体なる重合体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、乾燥させて有機半導体層１０４を形成した。
【００９３】
【化８】
2006059936.tif 000011
【００９４】
この重合体１の製造例について補足説明する。１００ｍｌ四つ口フラスコに、ジアルデヒド０．８５２ｇ（２．７０ｍｍｏｌ）及びジホスホネート１．５２５ｇ（２．７０ｍｍｏｌ）を入れ、窒素置換してテトラヒドロフラン７５ｍｌを加えた。この溶液にカリウムｔ−ブトキシドの１．０ｍｏｌｄｍ-3テトラヒドロフラン溶液６．７５ｍｌ（６．７５ｍｍｏｌ）を滴下し、室温で２時間撹拌した後、ベンジルホスホネート及びベンズアルデヒドを順次加え、さらに２時間撹拌した。酢酸およそ１ｍｌを加えて反応を終了し、溶液を水洗した。溶媒を減圧留去した後、テトラヒドロフラン及びメタノールを用いて再沈殿による精製を行い、重合体１．０７ｇを得た。収率７３％（７．９３％）、Ｎ；２．３３％（２．４５％）。
【００９５】
示差走査熱量測定から求めたガラス転移温度は１１７℃であった。ＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の数平均分子量は８５００、重量平均分子量は２００００であった。
このように作製されたＴＦＴ（電子素子１２０）の移動度は８．５×１０-4ｃｍ2／Ｖｓ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は５５０であり、ソース電極層103a、ドレイン電極層１０３ｂおよび配線層１０２ａ、１０２ｂを、Ａｕの蒸着膜をリフトオフすることにより形成した場合と比べて遜色はなかったものである。
【００９６】
［比較例２］
実施例２において、配線層１０２ａおよび１０２ｂを電極層１０３ａ、１０３ｂと同じ導電性高分子であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液を用いて形成した。それ以外は実施例２と同じである。
このように作製されたＴＦＴの移動度は７．５×１０-4ｃｍ2／Ｖｓ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は４５０であり、実施例２と比較して特性が劣っていた。これは、配線抵抗が高いため、Ｏｎ電流が大きくならず、その結果、移動度とＯｎ／Ｏｆｆ比が小さくなったものと考えられる。
【００９７】
［実施例３］
本実施例は図９に示すような電子素子アレイ１３０の作製に関するものである。
まず、ゲート電極１２１及びゲート絶縁膜を兼ねる濡れ性変化層１０５は実施例２と同様にして作製した。配線層１０２ａおよび１０２ｂはＡｇの金属微粒子をテトラデカンに分散した液体を用いて、またソース電極層１０３ａ及びドレイン電極層１０３ｂは導電性高分子であるＰＡＮＩの水溶液を用い、実施例２と同様にして形成した。
最後に上記重合体１をトルエンに溶解した溶液を用いて、マイクロコンタクトプリンティング法で有機半導体層１０４を島状に形成した。
【００９８】
以上の工程により、基板７上に３２×３２個（素子間ピッチ５００μｍ）のＴＦＴ（電子素子４１）を２次元アレイ状に有する電子素子アレイ１３０を作製した。これらの複数のＴＦＴ（電子素子１２０）の平均的な特性は移動度が６．５×１０-4ｃｍ2／Ｖｓ、Ｏｎ／Ｏｆｆ比が３４０であった。
【００９９】
［実施例４］
本実施例は図１３に示すような電子素子アレイ１３０を用いた表示装置１４０の作製に関するものである。
まず、酸化チタン粒子１４５とオイルブルーで着色したアイソパー１４６を内包するマイクロカプセル１４４を表示素子１４３としてＰＶＡ水溶液に混合して、ＩＴＯからなる透明電極１４１を形成したポリカーボネート基板１４２上に塗布して、マイクロカプセル１４４とＰＶＡバインダー１４７からなる層を形成した。この基板と、実施例３で作製したＴＦＴアレイ（電子素子アレイ１３０）が形成された基板１０１とを接着した。
ゲート電極１２１に繋がるバスラインに走査信号用のドライバーＩＣを、ソース電極１０３ａに繋がる配線層１０２ａ（バスライン）にデータ信号用のドライバーＩＣを各々接続した。０．５秒毎に画面切替えを行ったところ、良好な静止画表示を行うことができた。
【０１００】
［比較例３］
実施例４において、ソース電極１０３ａおよびドレイン電極１０３ｂに接続する配線層１０２ａおよび１０２ｂを、ソース、ドレイン電極と同じ導電性高分子ＰＡＮＩで形成した。それ以外は実施例４と同じである。
このように作製された表示装置を動作させたところ、画像を正しく表示することができなかった。これは、配線部の電気抵抗が高いため、画素に印加される電圧が低下したことが原因と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態における積層構造体の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態における積層構造体の構成を示した図である。
【図３】本発明の実施形態における積層構造体の構成を示した図である。
【図４】本発明の実施形態における固体表面上で液滴が平衡状態であることを示した図である。
【図５】本発明の実施形態における濡れ性変化層の概念図である。
【図６】本発明の実施形態における積層構造体の製造過程を示した図である。
【図７】本発明の実施形態における電子素子の構成を示した図である。
【図８】本発明の実施形態における電子素子の構成を示した図である。
【図９】本発明の実施形態における電子素子アレイの構成を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態における電子素子アレイの断面を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態における濡れ性変化層の紫外線照射量と水に対する接触角の関係を示した図である。
【図１２】本発明の実施形態における液体の表面張力と接触角の関係を示した図である。
【図１３】本発明の実施形態における電子素子アレイを用いた表示装置の構成を示した図である。
【図１４】従来の凹版オフセット印刷法の概略図である。
【図１５】従来の電極層をインクジェット法でパターン形成する方法を示した図である。
【図１６】従来の自己組織化膜がパターニングされた状態を示した図である。
【図１７】従来のＦＥＴ素子の断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０１    基板
１０２    配線層
１０３    電極層
１０４    有機半導体層
【図１】
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【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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