(57)【要約】【課題】インクジェット法を用いた場合でも高いスループットで微細な導電層を有する積層構造体を製造可能な積層構造体の製造方法、並びに積層構造体、多層配線基板、アクティブマトリクス基板及び画像表示装置を提供する。【解決手段】基板上に、同一パターンの高表面エネルギー部４０を一定の間隔で周期的に配列しておき、インクジェット装置の主走査方向（Ｘ軸方向）における吐出ノズル１，２の間隔を、高表面エネルギー部４０のパターン間隔と一致させて選択的に機能液の液滴ｄを滴下してソース電極２３０、ソース電極線２９０、ドレイン電極２４０となる導電層を形成する。【選択図】図２０
2011228476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含み、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と、前記濡れ性変化層における表面エネルギーの異なる２つの部位のうち、表面エネルギーの高い高表面エネルギー部上に形成された所定パターンの導電層と、を備える積層構造体の製造方法であって、
濡れ性変化材料を含む濡れ性変化層を形成する第１の工程と、
前記濡れ性変化層の一部にエネルギーを付与し、前記濡れ性変化層に表面エネルギーの低い低表面エネルギー部と表面エネルギーの高い高表面エネルギー部を形成する第２の工程と、
一方向に複数のノズルが一定のノズル間隔で配列されたインクジェットヘッドと、前記第２の工程後の基板を支持するステージと、前記インクジェットヘッドに対して前記ステージを相対的に移動させる移動機構とを備えるインクジェット装置を用いて、導電性材料を含有する機能液を前記高表面エネルギー部に選択的に滴下する第３の工程と、
前記高表面エネルギー部に滴下された機能液を乾燥させて前記高表面エネルギー部上に前記導電性材料を含む導電層を形成する第４の工程と、を有し、
前記第２の工程後の基板には、同一パターンの前記高表面エネルギー部が一定の間隔で周期的に配列されており、
前記第３の工程において、前記インクジェット装置の所定方向における前記複数のノズルの間隔を、前記高表面エネルギー部のパターン間隔と一致させることを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、前記インクジェットヘッドを回転させて、前記インクジェット装置の所定方向における前記複数のノズルの間隔を調整することを特徴とする請求項１に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程において、前記インクジェット装置におけるステージの相対的な移動方向を、前記高表面エネルギー部のパターン形状としての長手方向と一致させることを特徴とする請求項１または２に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項に記載の積層構造体の製造方法を用いて製造されてなる積層構造体。
【請求項５】
少なくとも基板と、絶縁層と、電極層と、を有する多層配線基板において、
請求項４に記載の積層構造体を有し、前記導電層は前記電極層の少なくとも一部を構成することを特徴とする多層配線基板。
【請求項６】
ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、保持容量電極及び半導体層を含むトランジスタと、前記ゲート電極から一方向に延設されたゲート信号線と、前記ソース電極から、前記ゲート信号線の延設方向に対して略直交する方向に延設されたソース信号線と、前記保持容量電極から、前記ゲート信号線又は前記ソース信号線の延設方向に対して略平行に延設された共通信号線と、を備えるアクティブマトリクス基板において、
請求項４に記載の積層構造体を有し、
前記導電層は、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記保持容量電極、前記ゲート信号線、前記ソース信号線及び前記共通信号線のうち、少なくともいずれか１つを構成することを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項７】
画像表示素子と、請求項６に記載されたアクティブマトリクス基板と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造体及びその製造方法、並びに多層配線基板、アクティブマトリクス基板及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気回路等における電極、絶縁体、半導体などの形成方法として、これらの機能性材料を含有する機能液を基板上の所定位置に供給するインクジェット法がある。インクジェット法は、従来半導体デバイスの製造に用いられてきたフォトリソグラフィーやエッチングを行う方法に比べて、高価な装置や設備を必要とすることなく、工程数も少なく、材料効率が高いといった利点を有している。しかし一方で、１ｐＬ以下の液滴の制御が困難であり液滴の大きさに下限が存在する、複数のノズルを用いた際に機能液の着弾位置のバラツキが生じる、着弾後被印刷面で濡れ広がる、などといった理由で、一般に線幅５０μｍ以下といった微細パターンを形成することが困難であった。
【０００３】
これに対して特許文献１では、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化層を用いた積層構造体の製造方法が開示されている。濡れ性変化層へエネルギーを付与し、機能液に対して親水的な高表面エネルギー部と、機能液に対して疎水的な低表面エネルギー部を形成することで、高表面エネルギー部に選択的に導電性材料を含有する機能液を滴下した場合に、微細な導電層を備える積層構造体が形成可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている製造方法は、濡れ性変化層の表面エネルギーを制御することで機能液の動きを制御できるため、従来のインクジェット法に比べてより微細なパターンが形成可能になるが、スループットが課題とされるインクジェット法を用いるため、結果的に積層構造体の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、インクジェット法を用いた場合でも高いスループットで微細な導電層を有する積層構造体を製造するための製造方法、並びにこの製造方法を用いて製造した積層構造体、多層配線基板、アクティブマトリクス基板及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕  エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する濡れ性変化材料を含み、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と、前記濡れ性変化層における表面エネルギーの異なる２つの部位のうち、表面エネルギーの高い高表面エネルギー部上に形成された所定パターンの導電層と、を備える積層構造体の製造方法であって、濡れ性変化材料を含む濡れ性変化層（濡れ性変化層３０）を形成する第１の工程と（図１）、前記濡れ性変化層の一部にエネルギーを付与し、前記濡れ性変化層に表面エネルギーの低い低表面エネルギー部（低表面エネルギー部５０）と表面エネルギーの高い高表面エネルギー部（高表面エネルギー部４０）を形成する第２の工程と（図２）、一方向に複数のノズル（液滴吐出ノズル９３）が一定のノズル間隔で配列されたインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド１０３）と、前記第２の工程後の基板（基板２０）を支持するステージ（ステージ１０２）と、前記インクジェットヘッドに対して前記ステージを相対的に移動させる移動機構（Ｙ軸方向移動機構１０５）とを備えるインクジェット装置（インクジェット装置１００、図５）を用いて、導電性材料を含有する機能液（機能液６１）を前記高表面エネルギー部に選択的に滴下する第３の工程と（図３）、前記高表面エネルギー部に滴下された機能液を乾燥させて前記高表面エネルギー部上に前記導電性材料を含む導電層（導電層７１）を形成する第４の工程と（図４）、を有し、前記第２の工程後の基板には、同一パターンの前記高表面エネルギー部が一定の間隔で周期的に配列されており、前記第３の工程において、前記インクジェット装置の所定方向における前記複数のノズルの間隔を、前記高表面エネルギー部のパターン間隔と一致させることを特徴とする積層構造体の製造方法（図１０，図１１，図２０）。
〔２〕  前記第３の工程において、前記インクジェットヘッドを回転させて、前記インクジェット装置の所定方向における前記複数のノズルの間隔を調整することを特徴とする前記〔１〕に記載の積層構造体の製造方法（図１１）。
〔３〕  前記第３の工程において、前記インクジェット装置におけるステージの相対的な移動方向を、前記高表面エネルギー部のパターン形状としての長手方向と一致させることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の積層構造体の製造方法（図１０）。
〔４〕  前記〔１〕〜〔３〕いずれか一項に記載の積層構造体の製造方法を用いて製造されてなる積層構造体。
〔５〕  少なくとも基板と、絶縁層と、電極層と、を有する多層配線基板において、前記〔４〕に記載の積層構造体を有し、前記導電層は前記電極層の少なくとも一部を構成することを特徴とする多層配線基板。
〔６〕  ゲート電極（ゲート電極２１０）、ゲート絶縁層（ゲート絶縁層２２０）、ソース電極（ソース電極２３０）、ドレイン電極（ドレイン電極２４０）、保持容量電極（保持容量電極２５０）及び半導体層（半導体層２６０）を含むトランジスタ（トランジスタ２７０）と、前記ゲート電極から一方向に延設されたゲート信号線（ゲート信号線２８０）と、前記ソース電極から、前記ゲート信号線の延設方向に対して略直交する方向に延設されたソース信号線（ソース信号線２９０）と、前記保持容量電極から、前記ゲート信号線又は前記ソース信号線の延設方向に対して略平行に延設された共通信号線（共通信号線３００）と、を備えるアクティブマトリクス基板において、前記〔４〕に記載の積層構造体を有し、前記導電層は、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記保持容量電極、前記ゲート信号線、前記ソース信号線及び前記共通信号線のうち、少なくともいずれか１つを構成することを特徴とするアクティブマトリクス基板（アクティブマトリクス基板４００、図１４）。
〔７〕  画像表示素子（画像表示素子５５０）と、前記〔６〕に記載されたアクティブマトリクス基板（アクティブマトリクス基板４００）と、を備えることを特徴とする画像表示装置（画像表示装置５００、図１７）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の積層構造体の製造方法によれば、第２の工程後の基板には、同一パターンの高表面エネルギー部が一定の間隔で周期的に配列されており、記第３の工程において、インクジェット装置の所定方向における複数のノズルの間隔を、高表面エネルギー部のパターン間隔と一致させるので、主走査数を低減でき、結果としてより高いスループットで導電層を形成することが可能となる。また、高表面エネルギー部のパターン間隔（積層構造体の配列間隔）がノズル間隔よりも狭い場合でも、回転機構を有するインクジェットヘッドを用いることで、インクジェット装置の所定方向における複数のノズルの間隔（ノズル間隔をインクジェットヘッドの主走査方向に投影した間隔）を、高表面エネルギー部のパターン間隔に一致させることが可能となるため、高いスループットで任意の配列間隔を有する積層構造体を形成できる。またさらに、第３の工程において、インクジェット装置におけるステージの相対的な移動方向を、高表面エネルギー部のパターン形状としての長手方向と一致させることで、導電層を形成するために高表面エネルギー部上に滴下される機能液をより短い時間間隔で滴下できるようになるため、滴下された機能液の乾燥による固化などの影響を低減でき、結果として膜厚均一性の高い導電層を形成できる。
また本発明の積層構造体によれば、本発明の積層構造体の製造方法を用いることで、安価に微細な積層構造体が提供できる。
また本発明の多層配線基板によれば、本発明の積層構造体を用いるため、安価に微細な多層配線基板が提供できる。
また本発明のアクティブマトリクス基板によれば、本発明の積層構造体を用いるため、安価に微細なアクティブマトリクス基板が提供できる。
また本発明の画像形成装置によれば、本発明のアクティブマトリクス基板を用いるため、安価かつ高性能な画像表示装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る積層構造体の製造方法における第１の工程の説明図である。
【図２】本発明に係る積層構造体の製造方法における第２の工程の説明図である。
【図３】本発明に係る積層構造体の製造方法における第３の工程の説明図である。
【図４】本発明に係る積層構造体の製造方法における第４の工程の説明図である。
【図５】本発明に係る積層構造体の製造方法で用いるインクジェット装置の構成例を示す概略図である。
【図６】図５に示すインクジェット装置の印刷手順例（１）を示す概略図である。
【図７】図５に示すインクジェット装置の印刷手順例（２）を示す概略図である。
【図８】図５に示すインクジェット装置の印刷手順例（３）を示す概略図である。
【図９】図５に示すインクジェット装置の印刷手順例（４）を示す概略図である。
【図１０】本発明に係る積層構造体の製造方法におけるＸ軸方向印刷解像度を低減するための手法（１）を示す概略図である。
【図１１】本発明に係る積層構造体の製造方法におけるＸ軸方向印刷解像度を低減するための手法（２）を示す概略図である。
【図１２】本発明に係るアクティブマトリクス基板の製造手順（１）を示す概略図である。
【図１３】本発明に係るアクティブマトリクス基板の製造手順（２）を示す概略図である。
【図１４】本発明に係るアクティブマトリクス基板の製造手順（３）を示す概略図である。
【図１５】図１２の製造手順においてゲート電極、保持容量電極、ゲート信号線、共通信号線を有する積層構造体を形成する際の、機能液の滴下位置とノズル位置との関係を示す概略図である。
【図１６】図１３の製造手順においてソース電極、ドレイン電極、ソース信号線を有する積層構造体を形成する際の、機能液の滴下位置とノズル位置との関係を示す概略図である。
【図１７】本発明に係る画像表示装置の構成を示す断面図である。
【図１８】試験例１の積層構造体の構成を示す概略図である。
【図１９】実施例１のアクティブマトリクス基板の構成を示す概略図である。
【図２０】実施例１においてソース電極、ドレイン電極、ソース信号線を形成する際の、高表面エネルギー部に対する機能液の滴下位置とノズル位置との関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
本発明に係る積層構造体の製造方法は、濡れ性変化層３０を形成する第１の工程（図１）と濡れ性変化層３０の一部に紫外線等のエネルギーを付与し、濡れ性変化層３０に低表面エネルギー部５０と高表面エネルギー部４０とを形成する第２の工程（図２）と、導電性材料を含有する第１の機能液６１を、高表面エネルギー部４０上へ選択的に滴下する第３の工程（図３）と、機能液６１を乾燥させて導電層７１を形成する第４の工程（図４）と、を有する。
【００１０】
第１の工程では、濡れ性変化材料を含む溶液を、スピンコート法などにより基板２０上に塗布し、乾燥させて、濡れ性変化層３０を形成する。
【００１１】
ここで、基板２０には、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板などの基板を用いることができる。フィルム基板では、ポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板などを用いることができる。
【００１２】
濡れ性変化層３０は、熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与により表面エネルギー（臨界表面張力）が変化する濡れ性変化材料を含む。この濡れ性変化材料には、側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いることができる。高分子材料としては、具体的には、ポリイミドや（メタ）アクリルレート等の骨格を有する主鎖に直接或いは結合基を介して疎水性基を有する側鎖が結合しているものを用いることができる。疎水基としては、フッ素原子を含むフルオロアルキル基やフッ素元素を含まない炭化水素基を用いることができる。
【００１３】
濡れ性変化材料として、側鎖に疎水基を有する構造の高分子材料を用いた場合、低表面エネルギー部５０からなる濡れ性変化層３０が基板２０上に形成される。
【００１４】
第２の工程では、フォトマスク９１を用いて、紫外線９２を濡れ性変化層３０上の一部へ露光する。紫外線９２を露光した部分の濡れ性変化層３０は、疎水基の結合が切断され低表面エネルギー（疎水性）から高表面エネルギー（親水性）に変化する。このため、濡れ性変化層３０上に高表面エネルギー部４０と低表面エネルギー部５０とからなるパターンを形成することができる。
【００１５】
第３の工程では、液滴吐出ノズル（吐出ノズル、ノズルともいう）９３から、導電性材料を含む機能液６１を高表面エネルギー部４０上へ選択的に配置する。機能液６１の配置手段としては、微小液滴を１滴ずつ精度よく滴下可能であるという特徴を有する、インクジェット法が好適である。
【００１６】
導電性材料を含む機能液６１は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウムなどの透明導電体、などからなる金属微粒子を有機溶媒や水に分散させたインクや、金属錯体を有機溶媒や水に溶解させたインクや、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（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液などが挙げられる。インクジェット法で用いるために、機能液６１の表面張力は２０ｍＮ／ｍ以上、５０ｍＮ／ｍ以下であることが望ましく、また粘度は２ｍＰａ・ｓ以上、５０ｍＰａ・ｓ以下である事が望ましい。
【００１７】
図５は、インクジェット装置の構造の一実施例を示した概略図である。
インクジェット装置１００は、定盤１０１と、ステージ１０２と、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッドともいう）１０３と、液滴吐出ヘッド１０３に接続されたＸ軸方向移動機構１０４と、ステージ１０２に接続されたＹ軸方向移動機構１０５と、制御装置１０６とを備えている。
【００１８】
ステージ１０２は、基板２０を支持する目的で備えられており、基板２０を吸着する吸着機構（図示せず）等の固定機構を備えている。また、基板２０上に滴下された機能液６１を乾燥させるための熱処理機構を備えて良い。
【００１９】
液滴吐出ヘッド１０３は、複数の液滴吐出ノズル９３を備えたインクジェットヘッドであり、複数の液滴吐出ノズル９３が液滴吐出ヘッド１０３の下面に、Ｘ軸方向に沿って一定間隔で並んでいる。この液滴吐出ノズル９３からステージ１０２に支持されている基板２０に対して機能液６１が吐出される。液滴吐出ヘッド１０３の液滴吐出機構には、例えばピエゾ方式を用いることができ、この場合、液滴吐出ヘッド１０３内のピエゾ素子に電圧を印加することで液滴が吐出する。
【００２０】
Ｘ軸方向移動機構１０４は、Ｘ軸方向駆動軸１０７、及び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、液滴吐出ヘッド１０３がＸ軸方向に移動する。
【００２１】
Ｙ軸方向移動機構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Ｙ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。
【００２２】
制御装置１０６は、液滴吐出ヘッド１０３に吐出制御用の信号を供給する。またＸ軸方向駆動モータ１０８にＸ軸方向の駆動信号を、また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。なお制御装置１０６は、液滴吐出ヘッド１０３、Ｘ軸方向駆動モータ１０８、Ｙ軸方向駆動モータ１１０とそれぞれつながっているが、その配線は図示していない。
【００２３】
インクジェット装置１００は、液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２とを相対的に走査させながらステージ１０２上に固定された基板２０に対して機能液６１の液滴を吐出する。なお液滴吐出ヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４の間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作する回転機構を備え付けても良い。回転機構を動作させて液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２との相対角度を変化させることで、吐出ノズル間ピッチを調節できる。また液滴吐出ヘッド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軸方向に液滴吐出ヘッド１０３を移動させることで、基板２０と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２０を任意の角度に回転させた状態で、基板２０に対して液滴を吐出できる。
【００２４】
図６は、図５に示すインクジェット装置の印刷手順例を示した図である。
（Ｓ１１）  はじめにインクジェット装置１００の液滴吐出ヘッド１０３を制御装置１０６で制御するために、図中にあるグリッド状に図示された印刷用ラスターデータを作成する。ここではデータ例として、吐出と不吐出に対応した白黒２値のデータを図示しているが、必ずしもこれに限定されるわけではない。
【００２５】
（Ｓ１２）  次に、制御装置１０６で印刷解像度を決定するとともに印刷データを読み込み、液滴吐出ヘッド１０３の各ノズルとの対応を決定する。印刷解像度とは印刷用データの１グリッドの大きさを意味しており、ここではＸ軸方向印刷解像度、Ｙ軸方向印刷解像度ともにノズル間隔の１／１２とした。この場合、例えばノズル１は印刷データ上でのＸ座標の１〜１２を、ノズル２は１３〜２４を、ノズル３は２５〜３６を、といったように各ノズルが担当するＸ軸座標範囲が決定される。
【００２６】
（Ｓ１３）  次に、インクジェット装置１００を用いて印刷を行う。
図７に示すように、はじめにＸ軸方向移動機構１０４を固定した状態でＹ軸方向移動機構１０５を駆動させて液滴吐出ヘッド１０３を相対的に移動させるとともに、印刷データ上の白黒２値に応じて吐出、不吐出となるように液滴吐出ヘッド１０３を制御し、黒色で示す位置に液滴を滴下する。なおこの際のＹ軸方向の走査を副走査と呼ぶが、この副走査ではノズル位置に対応したＸ軸座標の１、１３、２５、・・に相当するＸ軸座標範囲の印刷を行う。
【００２７】
（Ｓ１４）  次に図８に示すように、Ｘ軸方向移動機構１０４を制御し、液滴吐出ヘッド１０３を相対的に印刷解像度に相当する量だけＸ軸方向に移動させる。なおこの際のＸ軸方向の走査を主走査と呼ぶ。
【００２８】
（Ｓ１５）  次に、ステップＳ１３と同様にＸ軸方向移動機構１０４を固定し、Ｙ軸方向移動機構１０５を駆動させながら、印刷データ上の白黒２値に応じて液滴吐出ヘッド１０３を制御する。この副走査では、ノズル位置に対応したＸ軸座標の２、１４、２６、・・に相当するＸ座標範囲の印刷を行う。
【００２９】
以降、上記と同様の手順で、ノズル間の隙間を埋め尽くすまで、Ｘ軸方向の主走査、Ｙ軸方向の副走査を繰り返し行い、最終的に図９に示すような状態で印刷が完了する。
【００３０】
なお本印刷手法において、Ｘ軸方向移動機構１０４とＹ軸方向移動機構１０５の移動速度は駆動モータの位置決め精度が保証される範囲で任意に決定する事が可能であり、またＸ軸方向印刷解像度とＹ軸方向印刷解像度も任意に決定する事が可能である。
【００３１】
実際には、Ｙ軸方向の移動速度と吐出位置間隔（黒グリッドと黒グリッドとの間隔）によって、ノズルに要求される周波数性能が変わり、Ｙ軸方向移動速度が早いほど、またＹ軸方向吐出位置間隔が狭いほど、高周波での吐出が必要になる。そのため仮に液滴吐出ヘッド１０３の吐出上限周波数が規定された場合には、Ｙ軸方向吐出位置間隔が広いほどＹ軸方向移動速度を高速化可能であり、スループットが向上する。Ｙ軸方向吐出位置間隔を広げるためには機能液の体積をできるだけ大きくし、より少ない機能液の滴数数で導電層を形成するのが有効であるが、この場合、濡れ性変化層の低表面エネルギー部、高表面エネルギー部に対する機能液の接触角と高表面エネルギー部の幅に応じて機能液の体積を調整することが望ましい。
【００３２】
また上で述べてきたように、インクジェット法のスループットを規定する主因子にＸ軸方向移動機能による主走査回数が挙げられる。図６に示した例ではＸ軸方向印刷解像度をノズル間隔の１／１２としたため、１２回の主走査が必要であった。よって高スループット化には、Ｘ軸方向印刷解像度を低減するような条件設定が重要である。
【００３３】
図１０に、Ｘ軸方向印刷解像度を低減するための手法（１）を示す。
ここではＹ軸方向を長手とする線形状パターンの導電層が一定の間隔で周期的に配列された積層構造体を作製する場合を示しており、液滴吐出ヘッド１０３のノズル間隔を線形状の高表面エネルギー部４０（図中、点線で囲まれた領域。）の配列間隔に一致させている。なおこの例は、液滴吐出ヘッド１０３の主走査方向とノズル配列方向が同一となっている。この場合、ノズル間隔と高表面エネルギー部４０の配列間隔が一致しているため、１回の副走査で全ての高表面エネルギー部に機能液を滴下可能となる。
【００３４】
また図１１に、Ｘ軸方向印刷解像度を低減するための手法（２）を示す。
ここではＹ軸方向を長手とする線形状パターンの導電層が一定の間隔で周期的に配列された積層構造体を作製する場合であって、Ｙ軸方向を長手とする線形状パターンの高表面エネルギー部４０（図中、点線で囲まれた領域。）のパターン間隔が液滴吐出ヘッド１０３のノズル間隔よりも狭い場合の例を示している。この場合、液滴吐出ヘッド１０３を回転させて、インクジェット装置１００の所定方向（Ｘ軸方向、主走査方向）におけるノズル間隔を調整することが好ましい。これにより、ノズル間隔を液滴吐出ヘッド１０３の主走査方向に投影した間隔（インクジェット装置１００の所定方向（Ｘ軸方向、主走査方向）におけるノズル間隔）を、高表面エネルギー部４０のパターン間隔（積層構造体の配列間隔）に一致させることができ、１回の副走査で全ての高表面エネルギー部４０に機能液を滴下可能となる。
【００３５】
なお図１０では、高表面エネルギー部４０のパターン形状が線形状となっているが、１回の副走査で高表面エネルギー部に機能液を滴下していくため、高表面エネルギー部４０への機能液の滴下時間間隔をより短くでき、滴下された機能液の乾燥による固化などの影響を低減できるため、結果として膜厚均一性の高い導電層を形成できる。
【００３６】
［アクティブマトリクス基板の製造方法］
次に、本発明のアクティブマトリクス基板の製造方法について説明する。
本発明のアクティブマトリクス基板４００は、図１４に示すように、ゲート電極２１０、ゲート絶縁層２２０、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、保持容量電極２５０及び半導体層２６０を含むトランジスタ２７０と、ゲート電極２１０から一方向に延設されたゲート信号線２８０と、ソース電極２３０から、ゲート信号線２８０の延設方向に対して略直交する方向に延設されたソース信号線２９０と、保持容量電極２５０から、ゲート信号線２８０又はソース信号線２９０の延設方向に対して略平行に延設された共通信号線３００と、を備え、その特徴的な構成として上述の本発明の積層構造体の製造方法を用いて製造された積層構造体（図４）を有し、その積層構造体の導電層７１は、ゲート電極２１０、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、ソース信号線２９０、共通信号線３００の、少なくともといずれか一つを構成している。
また、本発明のアクティブマトリクス基板４００は、基板２０上に複数のトランジスタ２７０が２次元アレイ状に配置されたものである。
【００３７】
また、図１４に示すアクティブマトリクス基板４００は、少なくとも基板（基板２０）と、絶縁層（濡れ性変化層３１，３２）と、電極層（ゲート電極２１０、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、ソース信号線２９０、共通信号線３００）と、を有する多層配線基板と捉えることができ、その特徴的な構成として本発明の積層構造体の製造方法を用いて製造された積層構造体（図４）を有し、その積層構造体の導電層７１は、前記電極層の少なくとも一部を構成することを特徴とするものである。
【００３８】
ここでは一例として、図１２〜図１４に示す手順によるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明する。
（Ｓ２１）  はじめに上述した積層構造体の製造方法を用いて、図１２に示すように、基板２０上に、高表面エネルギー部４１と低表面エネルギー部５１とを備える濡れ性変化層３１、及び高表面エネルギー部４１上に、ゲート電極２１０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、共通信号線３００を形成する。
（Ｓ２２）  次に、上述した積層構造体の製造方法を再度用いて、図１３に示すように、高表面エネルギー部４２と低表面エネルギー部５２とを備える濡れ性変化層３２、および高表面エネルギー部４２上に、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、ソース信号線２９０を形成する。なお本構成においては、濡れ性変化層３２がゲート絶縁層２２０の機能を兼ねており、また、ソース信号線２９０がソース電極２３０の機能を兼ねている。
（Ｓ２３）  最後に、図１４に示すように、ソース電極２３０及びドレイン電極２４０の両方に接するように半導体層２６０を、例えばマイクロコンタクトプリンティング法で形成することで、アクティブマトリクス基板４００が完成する。
【００３９】
ここで、このアクティブマトリクス基板を製造する際に適用する本発明の積層構造体の製造方法についてより詳細に説明する。
図１５は、図１２においてゲート電極２１０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、共通信号線３００を有する積層構造体を形成する際の、高表面エネルギー部４０（図中、点線で囲まれた領域。）における機能液の滴下位置（図中、黒色の升目位置）とノズル位置との関係を示したものである。アクティブマトリクス基板のゲート信号線２８０、共通信号線３００の延在方向に直交する方向にノズルが配置されており、またゲート信号線２８０、共通信号線３００の延在方向と副走査方向（Ｙ軸方向）が一致している。このようにすることで２回の副走査で積層構造体を形成することが可能になる。
【００４０】
また図１６は、図１３においてソース電極２３０、ドレイン電極２４０、ソース信号線２９０を有する積層構造体を形成する際の、高表面エネルギー部４０（図中、点線で囲まれた領域。）における機能液の滴下位置（図中、黒色の升目位置）とノズル位置との関係を示したものである。アクティブマトリクス基板のソース信号線２９０の延在方向に直交する方向にノズルが配置されており、またソース信号線２９０の延在方向と副走査方向（Ｙ軸方向）が一致している。このようにすることで２回の副走査で積層構造体を形成することが可能になる。
【００４１】
つぎに、本発明に係る画像表示装置について説明する。
本発明に係る画像表示装置は、画像表示素子と、前述したアクティブマトリクス基板４００と、を備えることを特徴とするものである。
【００４２】
図１７に、本発明に係る画像表示装置の構成例を示す。
図１７に示すように、画像表示装置５００は、上述したアクティブマトリクス基板４００と、透明導電膜５０２を有する第２の基板５０１と、アクティブマトリクス基板４００と第２の基板５０１の間に設けられる画像表示素子５５０と、を備え、トランジスタ２７０によって画素電極を兼ねるドレイン電極２４０上の画像表示素子がスイッチングされる。ここで、第２の基板５０１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。また、画像表示素子５５０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。
【００４３】
画像表示素子５５０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。
【００４４】
なお、アクティブマトリクス基板４００上に画像表示素子５５０が積層される反射型液晶素子等においては、アクティブマトリクス基板４００上に層間絶縁膜（不図示）を設け、コンタクトホールを通じて該層間絶縁膜上に設けた画素電極（不図示）が、トランジスタ２７０のドレイン電極２４０と接続される。
【００４５】
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、あるいは互いに異なる色（例えば白色と黒色）に着色した２種以上の粒子が無色の分散中に分散した分散液からなるもので、着色粒子が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、それによって表示色が変化する。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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】
【００４８】
以下、試験例、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記試験例、実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記試験例、実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４９】
（試験例１）
試験例１は、図１８に示す積層構造体の作製方法に関する。
まず、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ（N-methyl-2-pyrrolidone）溶液を、ガラス基板上にスピンコート塗布した。この濡れ性変化材料には、下記構造式（Ｉ）で表される重合比を変えた２種類のポリイミド材料Ａ、Ｂを用いた。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて濡れ性変化層３０を形成した。ここではポリイミド材料の種類により、低表面エネルギー部の表面エネルギーを変えている。
【００５０】
【化１】
2011228476.tif 000003
【００５１】
続いて、複数の線状の開口パターンを有するフォトマスク９１を作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）９２を濡れ性変化層３０上の一部へ露光させ、濡れ性変化層３０上に高表面エネルギー部４０および低表面エネルギー部５０とからなるパターンを形成した。各ポリイミド材料に対して、紫外線照射量を変えることで、高表面エネルギー部４０の表面エネルギーを変えている。また作製したフォトマスク９１には３種類の大きさの異なる開口パターンをあらかじめ設けており、３種類の異なる幅（２０，２５，３５μｍ）を有する高表面エネルギー部４０を形成している。
【００５２】
続いて、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液６１をインクジェット法で高表面エネルギー部４０に選択的に滴下した。このときの滴下中心位置は高表面エネルギー部４０の幅中心（Ｘ=０）としている。また、この機能液６１の表面張力は約３０ｍＮ／ｍ、粘度１０ｍＰａ・ｓである。
液滴法を用いて測定した機能液６１の低表面エネルギー部５０に対する接触角および高表面エネルギー部４０に対する接触角は、ポリイミド材料種や露光量（紫外線照射量）によって６水準変化させている。
【００５３】
なお、インクジェット法としては、ピエゾ方式のインクジェットヘッドを用い、駆動波形および駆動電圧を調整し、液滴吐出ノズル９３から吐出される機能液６１の平均体積を約７ｐＬ（飛翔時の直径は約２４μｍ）として、高表面エネルギー部への機能液６１の滴下を行った。
【００５４】
続いて、高表面エネルギー部４０に滴下された機能液６１を１００℃のオーブンで乾燥・固化させ、積層構造体を作製した。
【００５５】
表１に、作製した積層構造体を金属顕微鏡で観察し、導電層７１がどのように形成されているかを評価した結果を示す。表１より、高表面エネルギー部４０のみに安定して導電層７１を形成するためには、前記濡れ性変化層３０の低表面エネルギー部５０に対する機能液６１の接触角が３０°以上、前記濡れ性変化層３０の高表面エネルギー部４０に対する機能液６１の接触角が１０°以下であり、また機能液６１の飛翔時の直径が高表面エネルギー部４０の幅以下であればよいことがわかった。
すなわち、濡れ性変化層３０の低表面エネルギー部５０、高表面エネルギー部４０に対する機能液６１の接触角と、高表面エネルギー部４０の幅に応じて機能液６１の液滴の体積を調整することで、確実に高表面エネルギー部４０上にのみに導電層７１を形成することができる。また許容範囲内で機能液６１の液滴の体積をより大きくした場合に、より少ない滴下機能液数で導電層７１が形成できるため、結果として吐出ヘッドへ要求される周波数性能が緩和され、より高いスループットで導電層が形成可能となる。
【００５６】
【表１】
2011228476.tif 000004
【００５７】
（実施例１）
実施例１は、図１９に示すアクティブマトリクス基板の作製方法に関する。図１９の（ａ）はアクティブマトリクス基板の上面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ’から見た断面図である。
アクティブマトリクス基板は、ゲート電極２１０、ゲート絶縁層２２０、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、保持容量電極２５０及び半導体層２６０を含むトランジスタ２７０と、ゲート電極２１０から一方向に延設されたゲート信号線２８０と、ソース電極２３０から、ゲート信号線２８０の延設方向に対して略直交する方向に延設されたソース信号線２９０と、保持容量電極２５０から、ゲート信号線２８０又はソース信号線２９０の延設方向に対して略平行に延設された共通信号線３００と、を備える。なお、図１９では、ソース信号線２９０が、ソース電極２３０の機能を兼ねている。
【００５８】
本実施例のアクティブマトリクス基板は、その特徴的な構成として、本発明の積層構造体を有し、その積層構造体の導電層７１は、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、ソース信号線２９０を構成している。なお、図１９には、アクティブマトリクス基板の４画素の構成例を示すが、実際には、画素が縦２００画素、横２００画素からなる、計４００００画素がマトリクス状に並設されている。また、画素サイズは、１５０ＰＰＩに相当し約１６９μｍである。またソース電極２３０の線幅は３５μｍ、ソース電極２３０とドレイン電極２４０の間隔として表現されるチャネル長は５μｍとしている。
【００５９】
以下、アクティブマトリクス基板の作製方法について説明するが、ポリイミド材料及び機能液６１については、試験例１と同一のものを用いたので、説明を省略する。
（Ｓ３１）  はじめにフォトリソグラフィー法を用いて、ガラス基板２０上にゲート電極２１０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、および共通信号線３００を作製した。
（Ｓ３２）  次に、ポリイミド材料を含有するＮＭＰ溶液を、スピンコート法でガラス基板２０上に塗布し、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて濡れ性変化層３０を形成した。
（Ｓ３３）  その後、所定のパターンを有するフォトマスク９１を用いて、紫外線９２を濡れ性変化層３０上の一部へ露光させ、濡れ性変化層３０上に高表面エネルギー部４０と低表面エネルギー部５０とからなるパターンを形成した。
（Ｓ３４）  次に、図５に示すインクジェット装置１００を用いて、インクジェット法により機能液６１を、高表面エネルギー部４０へ選択的に滴下した。このとき、液滴吐出ヘッド１０３は３８４個の吐出ノズル９３がノズル間隔１５０ＰＰＩで配列されており、アクティブマトリクス基板の画素ピッチと同一としている。また、ステージ速度を５００ｍｍ／ｓとしてＹ軸方向駆動機構１０５を制御している。
なお、液滴法を用いて測定した機能液６１の低表面エネルギー部５０に対する接触角および高表面エネルギー部４０に対する接触角は、それぞれ３０°、１０°であった。また液滴吐出ノズル９３から吐出される機能液６１の平均体積は２０ｐＬ（飛翔時の直径は約３４μｍ）とした。
【００６０】
図２０には、本実施例（ステップＳ３４）においてソース電極２３０、ドレイン電極２４０、ソース信号線２９０を形成する際の、高表面エネルギー部４０に対する機能液６１の滴下位置とノズル位置との関係図を示す。
アクティブマトリクス基板のソース信号線２９０の延在方向に直交する方向（Ｘ軸方向）に、液滴吐出ヘッド１０３の液滴吐出ノズル９３としてのノズル１、ノズル２が配置されており、またソース信号線２９０の延在方向と副走査方向（Ｙ軸方向）が一致しているため、２回の副走査で積層構造体を形成することが可能になる。さらに１画素ごとのソース電極２３０、ドレイン電極２４０のどちらに対しても１滴ずつの機能液（液滴ｄ）しか滴下していない。
【００６１】
このような吐出制御を行う場合、機能液６１の吐出位置間隔は画素ピッチの１６９μｍであることから、ステージ速度５００ｍｍ／ｓで走査した場合においても、液滴吐出ヘッド１０３に要求される周波数は３ｋＨｚ程度であり、また一定周期で液滴吐出ヘッド１０３を駆動させる事から非常に安定した吐出状態を維持することが可能であった。また１回の副走査に要する時間は１秒以下であり、非常に高いスループットを実現することができた。
【００６２】
（Ｓ３５）  機能液６１の滴下後、熱処理してソース電極２３０及びドレイン電極２４０、並びにソース信号線２９０を形成した。
（Ｓ３６）  次に、下記式（II）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をトルエンに溶解した溶液をインクジェット法にて塗布して半導体層２６０を形成し、アクティブマトリクス基板を作製した。
【００６３】
【化２】
2011228476.tif 000005
【００６４】
このように本発命のアクティブマトリクス基板の製造方法を用いれば、線幅３５μｍやチャネル長５μｍといった微細な電極を高いスループットかつ安定して形成することができる。
【００６５】
（実施例２）
実施例２では、実施例１で作製したアクティブマトリクス基板に、画像表示素子として電気泳動素子を貼り合わせて、図１７に示すような画像表示装置を作製した。電気泳動素子は、酸化チタン粒子オイルブルーで着色したアイソパーを内包するマイクロカプセルをＰＶＡ水溶液に混合して、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる透明電極を形成したポリカーボネート基板上に塗布して、マイクロカプセルとＰＶＡバインダーからなる層を形成した。この基板と前記アクティブマトリクス基板を積層して画像表示装置を形成して動作させたところ、コントラストの高い画像を表示することができた。また１５０ＰＰＩと高精細なアクティブマトリクス基板を用いたことで、１０ｐｔ文字を明瞭に表示することができた。
【００６６】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
２０    基板
３０，３１，３２    濡れ性変化層
４０，４１，４２    高表面エネルギー部
５０，５１，５２    低表面エネルギー部
６１    機能液
７１    導電層
９１    フォトマスク
９２    紫外線
９３    液滴吐出ノズル
１００    インクジェット装置
１０１    定盤
１０２    ステージ
１０３    液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）
１０４    Ｘ軸方向移動機構
１０５    Ｙ軸方向移動機構
１０６    制御装置
１０７    Ｘ軸方向駆動軸
１０８    Ｘ軸方向駆動モータ
１０９    Ｙ軸方向駆動軸
１１０    Ｙ軸方向駆動モータ
２１０    ゲート電極
２２０    ゲート絶縁層
２３０    ソース電極
２４０    ドレイン電極
２５０    保持容量電極
２６０    半導体層
２７０    トランジスタ（ＴＦＴ）
２８０    ゲート信号線
２９０    ソース信号線
３００    共通信号線
４００    アクティブマトリクス基板
５００    画像表示装置
５０１    第２の基板
５０２    透明導電膜
５５０    画像表示素子
ｄ    液滴
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００５−３１０９６２号公報
【図１】
2011228476.tif 000006
【図５】
2011228476.tif 000007
【図１７】
2011228476.tif 000008
【図２】
2011228476.tif 000009
【図３】
2011228476.tif 000010
【図４】
2011228476.tif 000011
【図６】
2011228476.tif 000012
【図７】
2011228476.tif 000013
【図８】
2011228476.tif 000014
【図９】
2011228476.tif 000015
【図１０】
2011228476.tif 000016
【図１１】
2011228476.tif 000017
【図１２】
2011228476.tif 000018
【図１３】
2011228476.tif 000019
【図１４】
2011228476.tif 000020
【図１５】
2011228476.tif 000021
【図１６】
2011228476.tif 000022
【図１８】
2011228476.tif 000023
【図１９】
2011228476.tif 000024
【図２０】
2011228476.tif 000025