(57)【要約】【課題】高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、安価に親撥液パターンを形成することができるパターン形成方法を提供する。【解決手段】基板１１のパターン形成面となる面を撥液加工して撥水面２０とし、この撥水面２０に、レーザー１６から出射され、スリット１７、対物レンズ１８を経て、光触媒膜付透明基板１９を通過した紫外光レーザービームを照射しながら親水パターン２１を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に付着させる液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成方法において、
基板のパターン形成面となる面を撥液加工し、撥液加工された面に、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームを照射しながら親液パターン形成を行なうことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
上記紫外光レーザービームの基板からの反射光を検出し、この検出結果に基づいて、上記光触媒膜と基板との距離を一定に保つことを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
紫外光レーザービームを反射する領域が予め形成された基板を使用することを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
上記紫外光レーザービームの基板上での照射領域の形状が可変可能であることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
液体材料を基板上に付着させることで、該液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成方法において、
基板のパターン形成面となる面を撥液加工し、撥液加工された面に、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームを照射しながら親液領域を形成する親液化工程と、
上記親液化工程で形成された親液領域に、インクジェット法を用いて液体材料を滴下する液体材料付着工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
上記親液化工程を実行する装置と、上記液体材料付着工程を実行する装置とを連動駆動することを特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
基板上に付着させる液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成装置において、
紫外光レーザービームを照射するレーザーと、光触媒膜とを備えた親液化手段を備え、
上記親液化手段から上記光触媒膜を通過して出射された紫外光レーザービームが、撥液加工された基板の撥液面に照射されることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項８】
上記親液化手段と上記基板とを相対的に移動させる移動手段が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のパターン形成装置。
【請求項９】
上記親液化手段の光触媒膜と上記基板の撥液面との距離を変化させる距離変化手段と、
上記親液化手段から出射された紫外光レーザービームが基板から反射された反射光を検出する光検出器と、
上記光検出器の検出結果に基づいて、上記親液化手段の光触媒膜と上記基板の撥液面との距離を一定に保つように上記距離変化手段を駆動制御する制御手段とが設けられていることを特徴とする請求項７に記載のパターン形成装置。
【請求項１０】
上記親液化手段は、紫外光レーザービームを基板の撥液面に集光させる対物レンズを備え、該対物レンズの上記基板の撥液面に対向する面に上記光触媒膜が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のパターン形成装置。
【請求項１１】
上記レーザーと光触媒膜との間に、該レーザーから照射される紫外光レーザービームの基板上での照射領域の形状を変化させるビーム形状可変手段が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のパターン形成装置。
【請求項１２】
液体材料を基板上に付着させることで、該液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成装置において、
紫外光レーザービームを照射するレーザーと、該紫外光レーザービームを通過する光触媒膜とを備え、上記レーザーから出射された紫外光レーザービームを、撥液加工された基板の撥液面に照射して親液領域を形成する親液化手段と、
上記親液化手段によって形成された親液領域に液体材料を滴下するインクジェットヘッドを備えた液滴吐出手段とが設けられていることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項１３】
上記親液化手段と液滴吐出手段とを一体的に駆動させる駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のパターン形成装置。
【請求項１４】
上記液滴吐出手段は、上記親液化手段に対する相対位置を微調整するための微調整手段を介して該親液化手段に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載のパターン形成装置。
【請求項１５】
上記液滴吐出手段の液滴吐出面と基板のパターン形成面との距離を変化させる距離変化手段と、
上記親液化手段から出射された紫外光レーザービームが基板から反射された反射光を検出する光検出器と、
上記光検出器の検出結果に基づいて、上記液滴吐出手段の液滴吐出面と基板のパターン形成面との距離を一定に保つように上記距離変化手段を駆動制御する制御手段とが設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のパターン形成装置。
【請求項１６】
上記液滴吐出手段は、上記親液化手段によって形成された親液領域の形状に応じて吐出する液滴の液滴径を変化さる液滴径可変手段を有していることを特徴とする請求項１２に記載のパターン形成装置。
【請求項１７】
上記液滴吐出手段は、上記親液化手段によって形成された親液領域の形状に基づいて、インクジェットヘッドのノズル径を変化させることを特徴とする請求項１２に記載のパターン形成装置。
【請求項１８】
上記液滴吐出手段は、上記親液化手段によって形成された親液領域の形状に基づいて、インクジェットヘッドの位置を変化させるインクジェットヘッド駆動手段を有していることを特徴とする請求項１２に記載のパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴を基板の対象面上に吐出することで所定のパターンを形成するパターン形成方法およびパターン形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、回路基板の配線パターンをインクジェット技術によって形成することが行なわれている。インクジェット技術を用いれば、配線パターンを基板上に直接形成できるので、従来のリソグラフィを用いたパターニング技術のように、真空成膜→フォトリソ→エッチング→レジスト剥離工程といったコストのかかる工程を省略でき、その結果、安価に回路基板を作製することができるという効果を奏する。
【０００３】
ところで、インクジェットを用いて配線パターンを形成する場合、配線材料を含む流動状のインク（液滴）を吐出し、基板上の所定の位置に着弾させて配線パターンを形成している。このように、液滴を吐出して基板に着弾させた場合、基板表面の特性から着弾した液滴が拡がり過ぎたり、分離したりする虞がある。このため、所望する配線パターンを得ることができないという問題が生じる。
【０００４】
そこで、着弾した液滴が拡がり過ぎたり、分離したりすることを極力抑えて、所望する配線パターンを形成することのできる方法が、例えば、特許文献１（特開平１１−２０４５２９号公報）に開示されている。
【０００５】
上記特許文献１に開示された技術では、予め、パターンとなり得る領域外側の領域に液体材料に対して撥液性（撥水性）を有するように、また、パターン形成領域を液体材料と親液性（親水性）を有するように基板表面を改質し、あるいは、パターン形成領域の境界付近に液体材料の流出を抑えるバンク（土手状のもの）を形成し、パターン形成領域に液滴を吐出して配線パターンを形成している。
【０００６】
基板を親撥水性に表面処理した場合、パターン形成領域以外が液体材料に対して撥水領域となっており、パターン形成領域内が液体材料に対して親水性の領域となっているので、該基板上のパターン形成領域上に着弾された液滴は、該パターン形成領域を越えて広がることはない。また、バンクを設けた場合も、液体材料はバンク形成領域内に形成される。
【０００７】
しかしながら、親撥水領域あるいはバンクを形成する方法としては、インクジェットヘッドからの吐出やボールペン類似の塗布機構を用いる、あるいは、逆スパッタ処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射ランプを用いる処理等を用いるため、微細なパターニングが困難という問題がある。
【０００８】
親撥水パターンを微細に形成する方法としては、例えば、特許文献２（特開平１１−３４４８０４号公報）、あるいは、特許文献３（特開２０００−２４９８２１号公報）に開示されている。
【０００９】
特許文献２には、パターンを作製したい基板上に光触媒を含有した撥水性の下地を塗布した後、マスクを介して露光することで、露光部分のみを親水化する方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献３には、パターンを作製したい基板上に撥水性の下地を塗布した後、光触媒を塗布したマスクを介して露光することで、露光部分のみを親水化する方法が開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−２０４５２９号公報（１９９９年７月３０日公開）
【００１２】
【特許文献２】
特開平１１−３４４８０４号公報（１９９９年１２月１４日公開）
【００１３】
【特許文献３】
特開２０００−２４９８２１号公報（２０００年９月１４日公開）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献２に開示されたパターン形成方法では、基板上に光触媒を含有した撥水性の下地を塗布するため、パターニング終了後も基板上に光触媒が不純物として残るという問題がある。また、フォトマスクを用いるため、基板に対して近接して配置する必要があり、基板が大型になればなるほど近接に配置することが困難になるという問題が生じる。また、親撥水パターニング時にアライメントパターンをパターニングしておいたとしても、この方式に用いられる下地は透明のため、後工程でインクジェットにより材料を滴下する場合、位置合わせを行なうことが困難である。また、高価な露光機やフォトマスクを用いるため、コストアップにつながる。
【００１５】
また、特許文献３に開示されたパターン形成方法では、基板に光触媒が残留する問題は生じないが、光触媒層を備えたフォトマスクを用い、光触媒層をさらに下地層に対して近接して配置させる必要があるため、基板が大型になればなるほど全面均一に近接配置することが困難になるという問題が生じる。また、親撥水パターニング時にアライメントパターンをパターニングしておいたとしても、この方式に用いられる下地は透明のため、後工程でインクジェットにより材料を滴下する場合、位置合わせを行なうことが困難である。また、高価な露光機やフォトマスクを用いるため、コストアップにつながる。
【００１６】
本発明は、上記の各問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、安価に親撥液パターンを形成することができるパターン形成方法およびパターン形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン形成方法は、上記の課題を解決するために、基板上に付着させる液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成方法において、基板のパターン形成面となる面を撥液加工し、撥液加工された面に、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームを照射しながら親液パターン形成を行なうことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームが、基板の撥液面に照射されることで、照射領域が親液化される。これにより、紫外光レーザービームの照射位置を移動させることで、基板の撥液面の所望する領域を親液化することが可能となる。つまり、紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい領域のみを親液化させることが可能となる。
【００１９】
これにより、従来のように、光触媒膜を備えたフォトマスクを使用して撥液面を一括して露光する方法のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【００２０】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切に親撥液領域のパターン形成を行なうことができる。
【００２１】
上記の基板に対する撥液加工とは、基板上のパターン形成面上に撥液層を設けることや、基板上のパターン形成面に対して直接撥液処理を行なうことを示しており、最終的に基板のパターン形成面を撥液面にすることを目的とする加工であれば、上記以外の方法であってもよい。
【００２２】
ここで、液体材料としては、配線材料が考えられるが、これに限定されるものではない。また、液体材料としては、配線材料を混合する溶剤が水系であってもよく、また、油系であってもよい。この場合、溶剤が水系であれば、親液領域は親水領域、撥液領域は撥水領域になるので、親撥液領域は親撥水領域となる。また、溶剤が油系であれば、親液領域は親油領域、撥液領域は撥油領域になるので、親撥液領域は親撥油領域となる。
【００２３】
また、上記紫外光レーザービームの基板からの反射光を検出し、この検出結果に基づいて、上記光触媒膜と基板との距離を一定に保つようにしてもよい。
【００２４】
この場合、基板表面にうねりや凹凸が存在して、光触媒膜と基板との距離にばらつきが生じても、光触媒膜と基板との距離が反射光の検出結果によって一定に保たれるので、紫外光レーザービームの基板表面上での照射位置のずれや照射領域の大きさのずれを無くし、所望する形状のパターンを適切に形成することができる。
【００２５】
特に、基板が大型化し、表面の平坦性を保つことが困難となる場合であっても、パターンを適切に形成することができる。
【００２６】
また、予め上記基板の一部に紫外光レーザービームを反射する領域を形成するようにしてもよい。
【００２７】
この場合、基板に照射した紫外光レーザービームを確実に反射させることができるので、光触媒膜と基板との距離を確実に検出することができる。これにより、さらに、精度の高いパターンを形成することができる。
【００２８】
上記紫外光レーザービームの基板上での照射領域の形状を可変にするようにしてもよい。
【００２９】
この場合、基板上に形成される親液領域の形状の自由度を増すことができるので、所望する親液領域のパターンを容易に作成することが可能となる。
【００３０】
本発明のパターン形成方法は、上記の課題を解決するために、液体材料を基板上に付着させることで、該液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成方法において、基板のパターン形成面となる面を撥液加工し、撥液加工した面に、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームを照射しながら親液領域を形成する親液化工程と、上記親液化工程で形成された親液領域に、インクジェット法を用いて液体材料を滴下する液体材料付着工程とを含むことを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、親液化工程において、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームによって照射された領域が親液化されるので、該紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい所定領域のみを容易に親水化させることが可能となる。
【００３２】
これにより、従来のように、光触媒膜を備えたフォトマスクを使用して撥液面を一括して露光する方法のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【００３３】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切に親撥液領域のパターン形成を行なうことができる。
【００３４】
しかも、液体材料付着工程において、親液領域に液体材料を付着させる方法として、インクジェット法が用いられているので、基板の全面に親液領域が形成されるのを待たなくても、所望する領域に液体材料を付着させることができる。つまり、親液領域が形成される直後から、該親液領域に液体材料を滴下することが可能となる。
【００３５】
また、親液領域を形成する場合および液体材料を基板に付着させる場合に、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切にパターン形成を行なうことができる。
【００３６】
この場合、上記親液化工程を実行する装置と、上記液体材料付着工程を実行する装置とを連動させて駆動するようにすれば、形成直後の親液領域に液体材料を滴下することが容易になる。
【００３７】
本発明のパターン形成装置は、上記の課題を解決するために、基板上に付着させる液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成装置において、紫外光レーザービームを照射するレーザーと、光触媒膜とを備えた親液化手段を備え、上記親液化手段から上記光触媒膜を通過して出射された紫外光レーザービームが、撥液加工された基板の撥液面に照射されることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームが上記基板の撥液面に照射されることになるので、該紫外光レーザービームの照射領域が親液化される。これにより、該紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい所定領域のみを親水化させることが可能となる。
【００３９】
これにより、従来のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【００４０】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切にパターン形成を行なうことができる。
【００４１】
上記親液化手段と上記基板とを相対的に移動させる移動手段を設けてもよい。
【００４２】
この場合、移動手段によって、所望する親撥液領域の形状に合わせて、親液化手段と記基板とが相対的に移動するようになるので、基板上に親撥液領域を自動的に形成することが可能となる。
【００４３】
上記移動手段は、親液化手段のみを基板上で移動させるようにしてもよいし、基板のみを移動させるようにしてもよい。また、親液化手段と基板との両方を移動させるようにしてもよい。
【００４４】
また、上記親液化手段の光触媒膜と上記基板の撥液面との距離を変化させる距離変化手段と、上記親液化手段から出射された紫外光レーザービームが基板から反射された反射光を検出する光検出器と、上記光検出器の検出結果に基づいて、上記親液化手段の光触媒膜と上記基板の撥液面との距離を一定に保つように上記距離変化手段を駆動制御する制御手段とを設けてもよい。
【００４５】
この場合、基板表面に凹凸が存在して、光触媒膜と基板との距離にばらつきが生じても、光触媒膜と基板との距離が反射光の検出結果によって一定に保たれるので、紫外光レーザービームの基板表面上での照射位置のずれや照射領域の大きさのずれを無くし、所望する形状のパターンを適切に形成することができる。
【００４６】
特に、基板が大型化し、表面の平坦性を保つことが困難となる場合であっても、パターンを適切に形成することができる。
【００４７】
上記親液化手段は、紫外光レーザービームを基板の撥液面に集光させる対物レンズを備え、該対物レンズの上記基板の撥液面に対向する面に上記光触媒膜が形成されている構成としてもよい。
【００４８】
この場合、対物レンズと光触媒膜とが同一部材に形成されることになるので、親液化手段の構成を簡素化できるので、パターン形成装置の小型化を図ることができる。
【００４９】
上記親液化手段は、上記レーザーと光触媒膜との間に、該レーザーから照射される紫外光レーザービームの基板上での照射領域の形状を変化させるビーム形状可変手段が設けられていてもよい。
【００５０】
この場合、基板上に形成される親液領域の形状の自由度を増すことができるので、所望する親液領域のパターンを容易に作成することが可能となる。
【００５１】
本発明のパターン形成装置は、上記の課題を解決するために、液体材料を基板上に付着させることで、該液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成装置において、紫外光レーザービームを照射するレーザーと、該紫外光レーザービームを通過する光触媒膜とを備え、上記レーザーから出射された紫外光レーザービームを、撥液加工された基板の撥液面に照射することで親液化する親液化手段と、上記親液化手段によって親液化された領域に液体材料を滴下するインクジェットヘッドを備えた液滴吐出手段とが設けられていることを特徴としている。
【００５２】
上記の構成によれば、親液化手段によって、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームによって照射された領域が親液化されるので、該紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい所定領域のみを容易に親液化させることが可能となる。
【００５３】
これにより、従来のように、光触媒膜を備えたフォトマスクを使用して撥液面を一括して露光する方法のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【００５４】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切に親撥液領域のパターン形成を行なうことができる。
【００５５】
また、液滴吐出手段は、インクジェットヘッドによって、液体材料を吐出するようになっているので、基板の全面に親液領域が形成されるのを待たなくても、所望する領域に液体材料を付着させることができる。
【００５６】
親液領域に対して液体材料を付着させるタイミングとしては、親液化手段によって親液領域が形成された直後あるいはほぼ同時が好ましいが、ある程度時間が経過した後でもよい。
【００５７】
また、上記親液化手段によって親液領域が形成された直後の該親液領域に液体材料を滴下する場合、駆動手段によって、上記親液化手段と液滴吐出手段とが基板上を一体的に駆動させるのが好ましい。
【００５８】
上記液滴吐出手段は、上記親液化手段に対する相対位置を微調整する微調整手段を介して該親液化手段に設けられていてもよい。
【００５９】
この場合、液滴吐出手段と親液化手段とは一体的に移動するようになっているにも関わらず、液滴吐出手段は微調整手段によって親液化手段に対する相対位置を微調整することが可能となるので、親液化した領域に対して液滴位置がずれている場合に対応することができる。
【００６０】
これにより、親液化される領域が複雑な形状であっても、常に、適切な位置に液滴を吐出することが可能となる。
【００６１】
上記液滴吐出手段の液滴吐出面と基板のパターン形成面との距離を変化させる距離変化手段と、上記親液化手段から出射された紫外光レーザービームが基板から反射された反射光を検出する光検出器と、上記光検出器の検出結果に基づいて、上記液滴吐出手段の液滴吐出面と基板のパターン形成面との距離を一定に保つように上記距離変化手段を駆動制御する制御手段とが設けられていてもよい。
【００６２】
この場合、基板表面にうねりや凹凸が存在して、液滴吐出手段の液滴吐出面と基板との距離にばらつきが生じても、液滴吐出手段の液滴吐出面と基板との距離が反射光の検出結果によって一定に保たれるので、液滴吐出手段による液体材料の滴下位置のずれを無くし、親液領域の所望する位置に液滴を滴下することができる。
【００６３】
つまり、液滴によるパターン形成を安定して行なうことができる。
【００６４】
特に、基板が大型化し、表面の平坦性を保つことが困難となる場合であっても、液体材料を適切な位置に確実に滴下することができる。
【００６５】
親液領域に対して、適切、且つ確実に液体材料を滴下するには、例えば、上記液滴吐出手段において、上記親液化手段によって形成された親液領域の形状に応じて吐出する液滴の液滴径変化さる液滴径可変手段を設けることが考えられる。
【００６６】
また、上記液滴吐出手段において、上記親液化手段によって形成された親液領域の形状に基づいて、インクジェットヘッドのノズル径を変化させるようにすることも考えられる。
【００６７】
さらに、上記液滴吐出手段において、上記親液化手段によって形成された親液領域の形状に基づいて、インクジェットヘッドの位置を変化させるインクジェットヘッド駆動手段を設けることも考えられる。
【００６８】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【００６９】
まず、本発明のパターン形成方法を実現するためのパターン形成装置について、以下に説明する。
【００７０】
本実施の形態にかかるパターン形成装置は、図２に示すように、基板１１を載置するステージ１２を備え、このステージ１２上に、該基板１１の表面に親水パターン２１を形成する親水パターン形成部（親液化手段）１３と、該親水パターン形成部１３をｙ方向に移動させるｙ方向駆動部としてのＹステージ１４およびｘ方向に移動させるｘ方向駆動部としてのＸステージ１５とが設けられている。
【００７１】
また、上記パターン形成装置には、後述する制御手段としてのコントロールユニット２２（図３）が設けられており、親水パターン形成部１３によるパターン形成の制御、Ｙステージ１４、Ｘステージ１５の駆動制御等が行なわれる。
【００７２】
上記親水パターン形成部１３について、図１（ａ）〜図１（ｃ）を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、親水パターン形成部１３がＸステージ１５によってＸ方向に走査している状態を示す平面図であり、図１（ｂ）は、親水パターン形成部１３の側面図であり、図１（ｃ）は、親水パターン形成部１３によって親水パターン２１が形成された基板１１の平面図である。
【００７３】
上記親水パターン形成部１３は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、紫外光レーザービームを照射するためのレーザー１６、該レーザー１６の紫外光レーザービームの出射口側から、紫外光レーザービームのビーム形状を任意の形状に変化させるためのビーム形状可変手段としてのスリット１７、対物レンズ１８、および光触媒膜を有する光触媒膜付透明基板１９が配置された構成となっている。
【００７４】
これにより、親水パターン形成部１３のレーザービーム出射側であって、上記光触媒膜付透明基板１９に近接して配置された基板１１上の撥水面２０に、該光触媒膜付透明基板１９を通過したレーザービーム、すなわち光触媒膜を通過した紫外光レーザービームが照射されることになる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、上記レーザー１６として、波長２６６ｎｍの紫外光レーザービームを照射する第４高調波ＹＡＧレーザ−を用い、上記対物レンズ１８として、２０倍の倍率の対物レンズを用い、光触媒膜付透明基板１９として、基板１１に相対する面に酸化チタン層（光触媒膜）を設けた透明基板を用い、該光触媒膜付透明基板１９と基板１１との距離が約５００μｍになるように設定している。
【００７６】
また、上記パターン形成装置には、図３に示すように、親水パターン形成部１３をｙ方向に駆動させるＹステージ１４、ｘ方向に駆動させるＸステージ１５の駆動制御、該親水パターン形成部１３の動作制御等の各種制御を行なう制御手段としてのコントロールユニット２２が設けられている。
【００７７】
上記コントロールユニット２２は、Ｙステージ１４からの位置情報および基板への配線パターン情報に基づいて該Ｙステージ１４に移動距離情報を与え、Ｘステージ１５からの位置情報および基板への配線パターン情報に基づいて該Ｘステージ１５に移動距離情報を与える。これにより、親水パターン形成部１３のｘ方向・ｙ方向の駆動を制御し、該親水パターン形成部１３を所定の位置に移動させる。
【００７８】
また、上記コントロールユニット２２は、基板への配線パターン情報に基づいて、レーザー１６に照射タイミング情報を与えて、基板への紫外光レーザービームの照射タイミングを制御し、同時に、該基板配線パターン情報に基づいて、スリット１７に照射形状情報を与えて、レーザー１６から照射される紫外光レーザービームの基板上の照射形状を制御するようになっている。
【００７９】
これにより、基板への配線パターン情報に基づいて、基板の全域に対して親水パターン領域を形成することが可能となる。
【００８０】
ここで、上記構成のパターン形成装置による配線パターン形成の具体例について、図１（ａ）〜図１（ｃ）、図２、図３および図４（ａ）〜図４（ｄ）を参照しながら以下に説明する。
【００８１】
始めに、配線パターンを形成する前に、基板１１としてのガラスエポキシ基板上に、スピンコート法等を用いて、フッ素系シランカップリング剤などからなる撥水層を塗布・乾燥させることで、該基板１１の表面に撥水面２０を形成した。なお、本実施の形態では、上記撥水層として、フッ素系非イオン界面活性剤であるＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ（商品名、デュポン社製）をイソプロピルアルコールに混合して用いた。
【００８２】
まず、親水パターン形成部１３が紫外光レーザービームを照射する基板１１の領域が、あらかじめ２００μｍ×２００μｍとなるようにスリット１７（図示せず）のスリット幅の形状を調整し、図４（ａ）に示すように、基板１１に対して右方向から左方向（ｘ方向）に該親水パターン形成部１３を走査する。親水パターン形成部１３が所定の距離走査した後、図の上下方向（ｙ方向）に親水パターン形成部１３を移動させて分岐領域２１ａを作製する。
【００８３】
さらに、親水パターン形成部１３をｘ方向に走査し、図４（ｂ）に示すように、図の左方向に親水パターン（親水領域）２１を形成していく。そして、親水パターン形成部１３が基板１１の左端まで走査されれば、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示すように親水パターン形成部１３をｙ方向に所定の距離だけずらし、図の左から右方向に、該親水パターン形成部１３を走査しながら、親水パターン２１を作製していく。
【００８４】
前記のような動作を繰り返すことで、基板１１の全領域において所定の領域を親水化して、所望するパターンの親水パターン２１を得ることが可能となる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、親水パターン形成部１３によって形成される親水パターン２１の幅は全て同じにしているが、スリット１７のスリット幅の形状を変えることにより、線幅の異なるパターンのパターン形状の親水パターン２１を得ることも可能である。
【００８６】
最後に、基板１１の所定領域の親水化処理の後、液体配線材料を親水化領域である親水パターン２１上に付着させ配線パターンを形成する。ここで、本実施の形態では、スピンコート法を用いて配線パターンを形成した。詳しくは、真空吸着式の基板チャックに親水化処理済基板を吸着させ、基板上に液体配線材料を滴下する。本実施の形態では、液体配線材料として、Ａｇ微粒子を水に分散させたものを用い、粘度はあらかじめ約１５ｃＰに調整している。その後、基板を１０００ｒｐｍで回転させることで、不要部分の配線材料を除去し、必要部分のみに配線材料を付着させる。配線材料を付着させた後、基板全体を３００℃で熱処理することで、配線材料を固化させる。
【００８７】
本実施の形態のように、形成しようとする配線パターンのパターン幅が広く、配線厚を厳密に制御する必要が無い場合には、パターン幅、配線厚を精密に制御することが可能なインクジェット法を使用しなくても、配線パターンの形成が可能である。
【００８８】
本実施の形態では、液体配線材料を親水化領域（親水パターン２１）に付着させるのにスピンコート法を用いたが、これに限定されるものではなく、ディッピング法やＣＡＰコート法でも同様の効果がある。
【００８９】
このように、本実施の形態にかかるパターン形成方法を用いることで、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、基板１１上に親撥水パターンの形成が行なえるため、設備コストの減少に伴うコストダウンにつながり、結果として、配線基板を安価に製造することができる。
【００９０】
なお、上記のように、スピンコート法を用いて配線パターンを形成する場合、特に位置合わせをする必要がないため、親水化処理を行なう装置と同一のプロセスで行なう必要はないので、上述のようにパターン形成装置においては、図２に示すように、親水パターン形成部１３を単独で用いた例について説明した。
【００９１】
しかしながら、基板に対して親水化処理と配線パターン形成処理とを別々のプロセスで行なえば、配線形成に不要な部分の材料が無駄になるという問題がある。
【００９２】
そこで、以下の各実施の形態では、基板に対する親水化処理と配線パターン形成処理とを同一プロセスで行なう例について説明する。
【００９３】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、前記実施の形態１と同一部材について同一の符号を付記し、その説明は省略する。また、本実施の形態では、液晶パネルの製造工程のうち、ＴＦＴ（Thin Film Transistor)のゲート配線のパターン形成方法について説明する。
【００９４】
本実施の形態にかかるパターン形成装置は、前記実施の形態１の図２に示すパターン形成装置に比べて、図６に示すように、親水パターン形成部１３に近接して液滴吐出部３１が設けられている点で異なる。
【００９５】
まず、本発明のパターン形成方法を実現するためのパターン形成装置について、以下に説明する。
【００９６】
本実施の形態にかかるパターン形成装置は、図６に示すように、基板１１を載置するステージ１２を備え、このステージ１２上に、該基板１１上の特定の領域を親水化させる親撥水化手段としての親水パターン形成部１３と、前記親水パターンに対して配線材料を含む流動状のインク（液滴）を吐出する液滴吐出手段としての液滴吐出部３１と、該親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１をｙ方向に移動させるＹステージ１４およびｘ方向に移動させるＸステージ１５とが設けられている。
【００９７】
上記親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１とは、図５（ａ）（ｂ）に示すように、一体的に移動するように駆動手段であるＸステージ１５に設けられている。このとき、親水パターン形成部１３の方が液滴吐出部３１よりも先に走査方向に移動するように設ける。したがって、図５（ｂ）に示すように、基板１１上の撥水面２０に対して親水パターン形成部１３で走査して親水化させた後、その親水化領域に液滴吐出部３１によって配線材料を吐出することで、親水化処理と配線パターン形成処理とを同一プロセスで行なうことが可能となる。
【００９８】
ここで、上記親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１の詳細について、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照しながら以下に説明する。図５（ａ）は、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１がＸステージ１５によってＸ方向に走査している状態を示す平面図であり、図５（ｂ）は、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１の側面図であり、図５（ｃ）は、親水パターン形成部１３によって親水パターン２１が形成された基板１１の平面図である。
【００９９】
上記親水パターン形成部１３は、前記実施の形態１と同様に、図５（ａ）（ｂ）に示すように、紫外光レーザービームを照射するためのレーザー１６、該レーザー１６の紫外光レーザービームの出射口側から、紫外光レーザービームのビーム形状を任意の形状に変化させるためのスリット１７、対物レンズ１８、および光触媒膜を有する光触媒膜付透明基板１９が配置された構成となっている。
【０１００】
これにより、親水パターン形成部１３のレーザービーム出射側であって、上記光触媒膜付透明基板１９に近接して配置された基板１１上の撥水面２０に、該光触媒膜付透明基板１９を通過したレーザービーム、すなわち光触媒膜を通過した紫外光レーザービームが照射されることになる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、上記レーザー１６として、波長２６６ｎｍの紫外光レーザービームを照射する第４高調波ＹＡＧレーザ−を用い、上記対物レンズ１８として、２０倍の倍率の対物レンズを用い、光触媒膜付透明基板１９として、基板１１に相対する面に酸化チタン層（光触媒膜）を設けた透明基板を用い、該光触媒膜付透明基板１９と基板１１との距離が約５００μｍになるように設定している。
【０１０２】
また、上記液滴吐出部３１は、液滴を吐出するためのインクジェットヘッド３２を備えており、上記の親水パターン形成部１３との相対位置関係が一定となるように該親水パターン形成部１３に固定され、インクジェットヘッド３２のノズルと基板１１との距離は約５００μｍになるように設定されている。
【０１０３】
上記インクジェットヘッド３２は、電圧を印加すると変形する圧電素子を使用し、瞬間的にインク室の液圧を高めることでノズルから液体（液滴）を押し出すピエゾ方式のインクジェットヘッドや、ヘッドに取り付けたヒータによって、液体内に気泡を発生させ、液体を押し出すサーマル方式のインクジェットヘッドが使用される。何れの方式のインクジェットヘッドであっても、圧電素子やヒータに印加する電圧に応じて、吐出する液滴径を調整することができる。
【０１０４】
本実施の形態では、上述したパターン形成装置において、インクジェットヘッド３２として、５５μｍ径の複数ノズルを備えたピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いて、駆動電圧波形を変化させることにより、吐出液滴径を５０μｍから７５μｍまで変化させるようになっている。
【０１０５】
したがって、上記構成のパターン形成装置によれば、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、基板１１上に形成された撥水面２０に対して、親水パターン形成部１３によって紫外光レーザービーム（ここでは、光触媒膜付透明基板１９を通過したレーザービームを示す）を照射して、親水領域としての親水パターン２１を形成し、その直後に、液滴吐出部３１によって液体の配線材料としてのパターニング材料３３である液滴３３ａを該親水パターン２１に吐出して配線パターンとなる液滴パターン３３ｂを形成するようになるので、基板１１に対する親水化処理と配線パターン形成処理とを同一のプロセスで行なうことができる。
【０１０６】
また、上記パターン形成装置には、インクジェットヘッド３２に液滴を供給する液滴供給システム（図示せず）と、図７に示すように、親水パターン形成部１３及び液滴吐出部３１をｙ方向に駆動させるｙ方向駆動部としてのＹステージ１４、ｘ方向に駆動させるｘ方向駆動部としてのＸステージ１５の駆動制御、親水パターン形成部１３の動作制御、液滴吐出部３１のインクジェットヘッド３２の液滴吐出制御等の各種制御を行なう制御手段としてのコントロールユニット３４とが設けられている。
【０１０７】
上記コントロールユニット３４は、基板１１上に形成しようとするパターン情報（親水パターン情報、配線パターン情報）を記憶しており、このパターン情報に基づいて、各種部材の制御を行なうようになっている。
【０１０８】
上記コントロールユニット３４は、パターン情報に基づいて得られた移動距離情報をＹステージ１４、Ｘステージ１５に与えることで、該Ｙステージ１４およびＸステージ１５を移動させて親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１の現在の位置情報を上記Ｙステージ１４及びＸステージ１５から得る。
【０１０９】
そして、コントロールユニット３４は、得られた位置情報から親水パターン形成部１３による紫外光レーザービームの照射位置に、該親水パターン形成部１３が移動したと判断したときに、スリット１７に照射形状情報を与えて、該スリット１７のスリット幅を変化させて通過する紫外光レーザービームの照射形状を所定の形状に変化させた後、レーザー１６に照射タイミング情報としての照射信号を与える。
【０１１０】
一方、コントロールユニット３４は、レーザービームの照射位置と、液滴の吐出位置との間のｘ方向距離分だけＸステージ１５を移動させ、該Ｘステージ１５からの位置情報により移動量が所定量に達したと判断したときに、インクジェットヘッド３２における吐出液滴サイズ情報、吐出ノズル情報、吐出タイミング情報を該インクジェットヘッド３２のドライバー（図示せず）に与えて、該インクジェットヘッド３２での液滴の吐出制御を行なうようになっている。
【０１１１】
したがって、親水パターン形成部１３によって親水化された領域が、インクジェットヘッド３２のノズル下方に相対移動した時に、目的位置に目的量の液滴を吐出するようになっている。これにより、基板の全領域に対して、親水パターン領域を形成し、その領域に液体材料を滴下して、所望するパターンの配線を形成することが可能となる。
【０１１２】
ここで、上記構成のパターン形成装置による配線パターン形成についての具体例を以下に説明する。
【０１１３】
始めに、配線パターンを形成する前に、基板１１となるガラス基板上に、スピンコート法等を用いて、フッ素系シランカップリング剤などからな撥水層を塗布・乾燥させることで、該基板１１上に撥水面２０を形成した。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同様に、撥水層として、フッ素系非イオン界面活性剤であるＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ（商品名、デュポン社製）をイソプロピルアルコールに混合して用いた。
【０１１４】
まず、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、あらかじめ撥水層を形成しておいた基板１１の撥水面２０上に、スリット１７、対物レンズ１８、光触媒膜付透明基板１９を介してレーザー１６から紫外光レーザービームを照射する。このとき、図７に示すコントロールユニット３４から入力された情報をもとに、Ｙステージ１４、Ｘステージ１５を動作させ、所定の照射位置へ親水パターン形成部１３を移動させ、基板１１への配線パターン情報（塗布位置情報）をもとにスリット１７のビーム形状を調整しておく。
【０１１５】
ここで、スリット１７を通過する紫外光レーザービームは、１ｍｍ×１ｍｍの正方形に調整されており、基板１１上の照射領域では５０μｍ×５０μｍに絞られる。
【０１１６】
照射する紫外光レーザービームは、基板１１面で約２Ｊ／ｃｍ2となるように照射時間を調整される。前記紫外光レーザービームの照射後、基板１１上の撥水面２０に照射された５０μｍ×５０μｍの領域が親水化される。
【０１１７】
この紫外光レーザービームの照射と、ｘ方向への親水パターン形成部１３の走査を繰り返すことで、図５（ｃ）に示すような、５０μｍ幅の親水パターン２１が形成される。
【０１１８】
さらに、親水パターン形成部１３の移動が繰り返され、紫外光レーザービームの照射領域がインクジェットヘッド３２のノズル下に位置するとき、上記コントロールユニット３４から入力された基板１１への配線パターン情報（塗布位置情報）に基づいて、該インクジェットヘッド３２からゲート配線材料としてのパターニング材料３３を上記照射領域に滴下することで、ゲート配線が形成される。
【０１１９】
ここで、配線形成に用いた液体配線材料（液滴）は、Ａｇ微粒子を水とエタノールとジエチレングリコールの混合溶剤に分散させたものを用い、粘度はあらかじめ約１０ｃＰに調整したものを使用した。また、紫外光レーザービームを照射しない領域（撥水領域）における上記液滴の接触角は８０°、光触媒膜を通じて紫外光を照射した領域（親水ライン領域）における上記液滴の接触角は１０°であった。また、吐出する液滴径は７５μｍとした。
【０１２０】
上述した方法で、親水パターン形成および配線材料滴下を行なうことで、図５（ｃ）に示したように、配線材料としてのパターニング材料３３が基板１１の親水パターン２１上に配置される。
【０１２１】
また、上記親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１とは相対位置が固定されており、紫外光レーザービームの照射によって作製した親水領域とインクジェットヘッドが滴下するＹ方向の位置は略一致するように調整されているため、特に位置合わせが必要ない。
【０１２２】
以上のように、基板１１全面の所定の領域に配線材料を配置した後、基板１１全体を熱処理することで配線材料を焼成し、配線パターンが形成される。
【０１２３】
本実施の形態に係るパターン形成方法を用いることで、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥水パターンの形成と配線パターンの形成が同一工程で行なえるため、設備コストの減少に伴うコストダウンにつながる。
【０１２４】
また、親撥水パターン形成後に、配線材料をインクジェット滴下する際の位置合わせが不要となるため、装置の簡略化によるコストダウン、および位置合わせ不良による歩留り低下の防止につながる。
【０１２５】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。本実施の形態においても、前記実施の形態２と同様に、ＴＦＴ液晶ディスプレイパネルのゲート配線パターンの形成方法について説明する。
【０１２６】
なお、パターン形成装置については、概略構成は図６に示すように前記実施の形態１と同じである。
【０１２７】
本実施の形態に係るパターン形成装置に備えられた親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１の詳細について、図８（ａ）〜図８（ｃ）を参照しながら以下に説明する。図８（ａ）は、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１がＸステージ１５によってＸ方向に走査している状態を示す平面図であり、図８（ｂ）は、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１の側面図であり、図８（ｃ）は、親水パターン形成部１３によって親水パターン２１が形成された基板１１の平面図である。
【０１２８】
図８（ａ）（ｂ）に示すように、親水パターン形成部１３、液滴吐出部３１は、それぞれ前記実施の形態１と同様であり、液滴吐出部３１のインクジェットヘッド３２は吐出液滴径を５０μｍから７５μｍまで変化させることが可能となっている。
【０１２９】
上記液滴吐出部３１は、Ｙ微調機構４１を介して親水パターン形成部１３と固定されており、ｙ方向のみ相対位置を微調整することが可能となっている。このＹ微調機構４１としては、例えばステッピングモータ駆動精密ステージやピエゾ駆動精密ステージ等を用いることができる。
【０１３０】
上記構成のパターン形成装置によれば、図８（ｃ）に示すように、親水パターン２１の途中がｙ方向に分岐している場合、親水パターン形成部１３をｙ方向に移動させることなく、Ｙ微調機構４１によって液滴吐出部３１のみをｙ方向に移動させてパターニング材料３３の液滴３３ａを吐出して液滴パターン３３ｂを形成することができる。
【０１３１】
なお、図８（ｃ）は、本実施の形態で用いるゲート配線パターンを示す。このゲート配線パターンでは、線幅が一様ではなく、一部の部分で線幅が狭くなっている部分があり、また、一部の部分で分岐している部分がある。狭くなっている部分の線幅は２０μｍ、それ以外の部分は分岐部分も含めて４０μｍである。
【０１３２】
また、上記パターン形成装置には、インクジェットヘッド３２に液滴を供給する液滴供給システム（図示せず）と、図９に示すように、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１をｙ方向に駆動させるｙ方向駆動部としてのＹステージ１４、ｘ方向に駆動させるｘ方向駆動部としてのＸステージ１５の駆動制御、該親水パターン形成部１３の動作制御、インクジェットヘッド３２の吐出制御および液滴吐出部３１のＹ微調機構４１による微調整等の各種制御を行なう制御手段としてのコントロールユニット４２とが設けられている。
【０１３３】
上記コントロールユニット４２は、基板１１上に形成しようとするパターン情報（親水パターン情報、配線パターン情報（塗布位置情報））を記憶しており、このパターン情報に基づいて、各種部材の制御を行なうようになっている。
【０１３４】
上記コントロールユニット４２は、パターン情報に基づいて得られた移動距離情報をＹステージ１４、Ｘステージ１５に与えることで、該Ｙステージ１４およびＸステージ１５を移動させて親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１の現在の位置情報を上記Ｙステージ１４及びＸステージ１５から得る。
【０１３５】
そして、コントロールユニット４２は、得られた位置情報から親水パターン形成部１３による紫外光レーザービームの照射位置に、該親水パターン形成部１３が移動したと判断したときに、スリット１７に照射形状情報を与えて、該スリット１７のスリット幅を変化させて通過する紫外光レーザービームの照射形状を所定の形状に変化させた後、レーザー１６に照射タイミング情報としての照射信号を与える。
【０１３６】
一方、コントロールユニット４２は、レーザービームの照射位置と、液滴の吐出位置との間のｘ方向距離分だけＸステージ１５を移動させ、該Ｘステージ１５からの位置情報により移動量が所定量に達したと判断したときに、インクジェットヘッド３２における吐出液滴サイズ情報、吐出ノズル情報、吐出タイミング情報等の吐出情報を該インクジェットヘッド３２のドライバー（図示せず）に与えて、該インクジェットヘッド３２での液滴の吐出制御を行なうようになっている。
【０１３７】
したがって、親水パターン形成部１３によって親水化された領域が、インクジェットヘッド３２のノズル下方に相対移動した時に、目的位置に目的量の液滴を吐出するようになっている。これにより、基板の全領域に対して、親水パターン領域を形成し、その領域に液体材料を滴下して、所望するパターンの配線を形成することが可能となる。
【０１３８】
ここで、上記構成のパターン形成装置による配線パターン形成についての具体例を以下に説明する。
【０１３９】
始めに、配線パターンを形成する前に、基板１１となるガラス基板上に、スピンコート法等を用いて、フッ素系シランカップリング剤などからな撥水層を塗布・乾燥させることで該基板１１表面に撥水面２０を形成した。用いた材料等は、前記実施の形態２と同じである。
【０１４０】
まず、図１０（ａ）に示すように、基板１１に対して、図面の右方向から左方向（ｘ方向）に親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１が走査する。ここで、親水パターン形成部１３が紫外光レーザービームを照射する基板１１上の領域は、開始当初４０μｍ×４０μｍ（ｙ方向の距離×ｘ方向の距離）となるようにスリット１７のスリット幅が調整され、親水パターン２１を形成する。そして、この状態で、レーザー照射位置と液滴吐出部３１との距離だけ離れた位置Ｐ１に、インクジェットヘッド３２によって配線材料である液滴３３ａを滴下する。この位置Ｐ１に液滴３３ａを滴下することで、図１０（ｂ）に示すように、親水パターン２１の分岐手前まで液滴パターン３３ｂが形成される。
【０１４１】
次いで、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１が親水パターン２１の分岐位置まで到達したら、スリット１７のスリット幅を調整し、紫外光レーザービームの基板１１上の照射領域が１００μｍ×４０μｍ（ｙ方向の距離×ｘ方向の距離）となるように調整することで、図１０（ｂ）に示すような親水パターン２１の分岐領域２１ａをｙ方向に作製する。なお、上記分岐領域２１ａは、上記のように、紫外光レーザービームの基板１１上の照射領域を変化させることで形成しているが、照射領域を変化させないで、親水パターン形成部１３をｙ方向に移動させることで形成してもよい。
【０１４２】
さらに、親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１がｘ方向に走査し、図１０（ｂ）に示すように、パターン幅の狭い領域２１ｂを形成する。この時は、紫外光レーザービームの基板１１上での照射領域は２０μｍ×４０μｍ（ｙ方向の距離×ｘ方向の距離）となるようにスリット１７のスリット幅を調整している。
【０１４３】
また、図１０（ｂ）の状態では、インクジェットヘッド３２はパターンが分岐した部分に位置しているので、この時、Ｙ微調機構４１を駆動制御することで、分岐領域２１ａ上の位置Ｐ２に液滴３３ａを滴下する。本実施の形態では、液滴吐出部３１のｙ方向への駆動を制御するためのＹ微調機構４１を利用して、液滴３３ａを吐出するためのインクジェットヘッド３２の吐出ノズルの位置を変化させたが、変化させる吐出ノズルの距離がノズルピッチに相当する場合は、Ｙ微調機構４１を持たせずに吐出ノズルを替えることで、レーザー照射位置に対する液滴３３ａの滴下位置のｙ方向の微調整をしてもよい。
【０１４４】
さらに、親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１がｘ方向に走査し、図１０（ｃ）に示すように、パターン幅の４０μｍの親水パターン２１の領域２１ｂを形成する。このとき、インクジェットヘッド３２は、パターンが狭い部分の位置Ｐ３に位置するようになるので、この時、インクジェットヘッド３２の駆動波形を変化させて、液滴径を５０μｍとなるように配線材料を吐出する。なお、液滴径が７５μｍと大きいままでは、滴下された配線材料は２０μｍの親水ラインに入らない。また、常時、液滴径を５０μｍとした場合は、吐出材料体積が小さいため、吐出液滴数を多くする必要があるため、タクトタイムの増加やインクジェットヘッド３２の寿命の低下を招く。これらの問題をクリアするために、液滴径を親水パターン２１のパターン幅に合わせて変化させている。
【０１４５】
さらに、親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１がｘ方向に走査し、図１０（ｄ）に示すように、４０μｍのパターン幅の親水パターン２１を形成する。この場合の紫外光レーザービームの基板１１上での照射領域は４０μｍ×４０μｍ（ｙ方向の距離×ｘ方向の距離）であり、この時のインクジェットヘッド３２が吐出する液滴径は７５μｍである。
【０１４６】
そして、最後に、図１０（ｄ）に示す状態で、親水パターン２１上の位置Ｐ４に液滴３３ａを滴下することで液滴パターン３３ｂ（図示せず）が形成される。
【０１４７】
上述のような動作を繰り返すことで、基板１１上に、線幅の異なるパターンや分岐をもつパターン等の種々の形状の配線パターンのパターニングが可能となる。
【０１４８】
上記の配線パターン形成の動作は、図９に示したコントロールユニット４２によって制御されている。
【０１４９】
すなわち、基板１１上に形成したい配線パターン情報は、コントロールユニット４２が保有しており、形成したい配線パターン情報をもとにＹステージ１４、Ｘステージ１５を走査させる。このＹステージ１４およびＸステージ１５からは現在の位置情報がコントロールユニット４２に返される。そして、レーザー照射位置が所定の位置になったとき、コントロールユニット４２は、スリット１７のスリット幅を可変して通過する紫外光レーザービームの基板上での照射形状が所定の形状となるように制御したのち、レーザー１６に照射信号を与える。インクジェットヘッド３２からの配線材料の吐出に関しては、レーザー照射位置とインクジェット吐出位置のｘ方向距離分だけＸステージ１５を移動させ、該Ｘステージ１５からの位置情報により移動が所定量となったときに、吐出液滴径の情報と吐出信号を与える。この際、レーザー照射位置に対してインクジェット吐出位置にｙ方向の微調整が必要な場合は、Ｙ微調機構４１に移動量の情報を与えておく。以上のような構成としておくことで、前述のパターニング手順が実現できる。
【０１５０】
また、上述したが、前述のパターニング手順は、インクジェットヘッド３２のＹ微調機構４１を持たない場合でも実現できる旨を説明したが、これを実現するには、例えば前記実施の形態２で説明した図７に示す制御ブロック図によって制御することが考えられる。
【０１５１】
つまり、Ｙ微調機構４１が無い構成、すなわち前記実施の形態１の図５（ａ）（ｂ）に示す親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１との関係を有するパターン形成装置では、レーザー照射位置に対してインクジェットヘッド３２の相対位置は変化しないので、インクジェット吐出位置をＹ方向に微調整する必要がある場合は、吐出するノズルをかえることで、同様の動作をさせることができる。
【０１５２】
したがって、図７に示すコントロールユニット３４から、インクジェットヘッド３２に対して、吐出ノズル情報に吐出ノズルを変更する指示を含ませるようにすればよい。
【０１５３】
以上のことから、本実施の形態にかかるパターン形成方法を用いることで、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥水パターンの形成と配線パターンの形成が同一工程で行なえるため、設備コストの減少に伴うコストダウンにつながる。また、親撥水パターン形成後、配線材料をインクジェット滴下する際の位置合わせが不要となるため、装置の簡略化によるコストダウン、および位置合わせ不良による歩留り低下の防止につながる。
【０１５４】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、液晶パネルの製造工程のうち、ＴＦＴのソース配線のパターン形成方法について説明する。
【０１５５】
なお、パターン形成装置については、概略構成は、図６に示すように、前記実施の形態２と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【０１５６】
本実施の形態に係るパターン形成装置について、図１１（ａ）（ｂ）を参照しながら以下に説明する。図１１（ａ）は、パターン形成装置の概略側面図を示し、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すパターン形成装置によって形成された配線パターンを有する基板の平面図を示している。
【０１５７】
パターン形成装置は、図１１（ａ）に示すように、親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１とを備えている点で、前記実施の形態２または３と同じであるが、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１の内部構成が異なっている。
【０１５８】
すなわち、上記親水パターン形成部１３は、紫外光レーザービームを照射するレーザー１６、ビーム形状を任意の形状に変化させるためのスリット１７を備え、さらに、スプリッタ５１、集光レンズ５２、光検出器５３、第１対物レンズ５５および第２対物レンズ５６で構成された対物レンズユニット５４、対物レンズ用アクチュエータ５７を備えている。
【０１５９】
上記対物レンズ用アクチュエータ５７は、対物レンズユニット５４と基板１１との距離を変化さる距離変化手段とである。この動作の詳細については、後述する。
【０１６０】
上記親水パターン形成部１３において、レーザー１６から照射された紫外光レーザービームは、スリット１７を通過して、スプリッタ５１に入射される。ここで、スプリッタ５１は、レーザー１６側からの入射光に対してはそのまま通過させ、逆に、基板１１側からの入射光に対しては直交方向に反射させる機能を有している。
【０１６１】
したがって、レーザー１６から照射された紫外光レーザービームは、スプリッタ５１をそのまま通過して、基板１１に対向して配置されている対物レンズユニット５４に入射される。この対物レンズユニット５４は、スプリッタ５１側から順に第１対物レンズ５５、第２対物レンズ５６が設けられており、該第２対物レンズ５６には光触媒膜が形成されている。これにより、対物レンズユニット５４を通過して集光される紫外光レーザービームは、第２対物レンズ５６の光触媒膜を通過して基板１１の撥水面２０に照射される。
【０１６２】
前記の各実施の形態における親水パターン形成部１３では、基板１１に紫外光レーザービームを照射した後の反射光を特に考慮していないが、本実施の形態では、基板１１からの反射光を利用して、基板１１と親水パターン形成部１３との距離、厳密には、基板１１と対物レンズユニット５４の第２対物レンズ５６との間の距離が一定になるように対物レンズユニット５４を駆動制御している。
【０１６３】
したがって、上記親水パターン形成部１３においては、対物レンズユニット５４によって基板１１上に集光された紫外光レーザービームは、該基板１１上で反射された後、再度、対物レンズユニット５４を通過してスプリッタ５１に入射される。ここで、スプリッタ５１は、前述したように、レーザー１６側からの入射光はそのまま通過させるが、基板１１側からの入射光は直交方向に反射させて通過させる。
【０１６４】
それゆえ、上記構成の親水パターン形成部１３では、スプリッタ５１による直交方向反射先に、集光レンズ５２を介して光検出器５３を配置することで、基板１１からの反射光を該光検出器５３に入射させるようになっている。
【０１６５】
上記光検出器５３では、入射される光の強度によって、基板１１と親水パターン形成部１３の対物レンズユニット５４との距離をギャップ情報として、後述する対物レンズサーボ回路６１（図１２）に与える。この対物レンズサーボ回路６１は、対物レンズユニット５４を上下方向に移動させる対物レンズ用アクチュエータ５７を駆動制御するものであって、上記のギャップ情報に基づいて対物レンズ用アクチュエータ５７を駆動制御して対物レンズユニット５４を所定の位置（基板１１との距離が一定となる位置）で維持するようにしている。
【０１６６】
また、上記光検出器５３からのギャップ情報は、上記対物レンズサーボ回路６１だけでなく、後述するインクジェットヘッドサーボ回路６２（図１２）にも与えられる。
【０１６７】
また、液滴吐出部３１は、配線材料となる液滴を吐出するためのインクジェットヘッド３２と、該インクジェットヘッド３２を駆動制御するためのインクジェットヘッド用アクチュエータ５８とが設けられている。なお、上記のインクジェットヘッド用アクチュエータ５８は、後述するインクジェットヘッドサーボ回路６２（図１２）によって駆動制御されるものであり、インクジェットヘッド３２と基板１１との距離を変化させる距離変化手段、インクジェットヘッド３２を駆動するインクジェットヘッド駆動手段としての機能を有している。
【０１６８】
なお、本実施の形態では、レーザー１６として、波長２６６ｎｍの紫外光レーザービームを照射することのできる第４高調波ＹＡＧレーザ−を用い、対物レンズユニット５４として、第１対物レンズ５５と第２対物レンズ５６とを合わせて２０倍となる対物レンズを用いる。
【０１６９】
また、対物レンズ用アクチュエータ５７は、光検出器５３からのギャップ情報に基づいて駆動制御されている対物レンズサーボ回路６１によって、対物レンズユニット５４の光触媒膜を備えた対物レンズである第２対物レンズ５６と基板１１との距離を１００μｍになるように制御している。
【０１７０】
また、液滴吐出部３１は、Ｙ微調機構５９を介して親水パターン形成部１３と固定されており、ｘ方向の相対位置は変化させることはできないが、ｙ方向は相対位置を微調整することが可能となっている。このＹ微調機構５９は、例えばステッピングモータ駆動精密ステージやピエゾ駆動精密ステージからなり、前記実施の形態３で用いたＹ微調機構４１と同じ部材であってもよいし、異なるものであってもよい。
【０１７１】
上記液滴吐出部３１内のインクジェットヘッド３２は、対物レンズ用アクチュエータ５７によって上下方向に微調整可能なようになっている。この対物レンズ用アクチュエータ５７は、上述の光検出器５３からのギャップ情報を得たインクジェットヘッドサーボ回路６２によって駆動制御され、インクジェットヘッド３２と基板１１との距離が５００μｍになるように制御している。
【０１７２】
また、上記インクジェットヘッド３２は、前記実施の形態２または３と同様に、電圧を印加すると変形する圧電素子を使用し、瞬間的にインク室の液圧を高めることでノズルから液体（液滴）を押し出すピエゾ方式のインクジェットヘッドや、ヘッドに取り付けたヒータによって、液体内に気泡を発生させ、液体を押し出すサーマル方式のインクジェットヘッドが使用される。何れの方式のインクジェットヘッドであっても、圧電素子やヒータに印加する電圧に応じて、吐出する液滴径を調整することができる。
【０１７３】
本実施の形態では、上述したパターン形成装置において、インクジェットヘッドとして、２５μｍ径の複数ノズルを備えたピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いて、直径を３５μｍの液滴を吐出できるようになっている。
【０１７４】
また、上記パターン形成装置には、インクジェットヘッド３２に液滴を供給する液滴供給システム（図示せず）と、親水パターン形成部１３および液滴吐出部３１をｙ方向に駆動させるＹステージ１４、ｘ方向に駆動させるＸステージ１５の駆動制御、親水パターン形成部１３の動作制御、およびインクジェットヘッド３２の液滴の吐出制御等の各種制御を行なう制御手段としてのコントロールユニット６０（図１２）とが設けられている。
【０１７５】
上記コントロールユニット６０は、基板１１上に形成しようとするパターン情報（親水パターン情報、配線パターン情報（塗布位置情報））を記憶しており、このパターン情報に基づいて、各種部材の制御を行なうようになっている。
【０１７６】
したがって、上記コントロールユニット６０は、図１２に示すように、Ｙステージ１４およびＸステージ１５が移動することにより得られる位置情報と、予め記憶しているパターン情報とから、該Ｙステージ１４およびＸステージ１５に移動距離情報を与えるようになっている。
【０１７７】
また、コントロールユニット６０は、予め記憶しているパターン情報に基づいて、照射タイミング情報、照射形状情報、微調距離情報、吐出液滴サイズ情報、吐出タイミング情報を得て、該照射タイミング情報をレーザー１６に与え、該照射形状情報をスリット１７に与え、該微調距離情報をＹ微調機構５９に与え、該吐出液滴サイズ情報および吐出タイミング情報をインクジェットヘッド３２に与えるようになっている。
【０１７８】
さらに、上記コントロールユニット６０は、予め記憶しているターン情報に基づいて得られたサーボ位置情報を対物レンズサーボ回路６１に与える。
【０１７９】
上記対物レンズサーボ回路６１には、上述した光検出器５３からのギャップ情報と、前記サーボ位置情報とが入力され、対物レンズ用アクチュエータ５７に対して、ギャップ移動量情報を与える。
【０１８０】
また、上記光検出器５３のギャップ情報は、インクジェットヘッドサーボ回路６２にも与えられる。このインクジェットヘッドサーボ回路６２は、このギャップ情報と、Ｘステージ１５からのＸ移動量情報とが入力され、インクジェットヘッド用アクチュエータ５８に対して、ギャップ移動量情報を与える。
【０１８１】
上記照射タイミング情報とは、レーザー１６が基板１１上の所定の位置に来たときに紫外光レーザービームを該レーザー１６に照射させるようにするための情報であり、また、上記照射形状情報とは、形成されるパターン幅に合わせてスリット１７のスリット幅を調整するための情報である。
【０１８２】
このようにして、コントロールユニット６０からは、予め記憶されたパターン情報に基づいて、動作制御するための情報を生成し、パターン形成装置を構成する各部材に与え、それぞれの部材の動作を適切に制御するようになっている。
【０１８３】
具体的には、上記コントロールユニット６０から、基板１１に形成する配線パターンの情報、すなわちへの配線パターン情報（塗布位置情報）に基づいて、Ｙステージ１４、Ｘステージ１５に移動距離情報が入力されると共に、レーザー１６に照射タイミング情報、スリット１７に照射形状情報が入力されることで、親水パターン形成部１３によって、基板１１上の所定のパターン領域を親水化する。
【０１８４】
また、液滴吐出部３１のインクジェットヘッドのドライバー（図示せず）にも、上記コントロールユニット６０からの吐出情報が入力され、上記親水パターン形成部１３によって親水化された領域（親水パターン２１）が、インクジェットヘッド３２のノズル下方に相対移動した時に、目的位置に目的量の液滴３３ａを吐出するようになっている。この際、照射した紫外光レーザービームの基板１１からの反射光を、光検出器５３で検出することで、この検出情報であるギャップ情報に基づいて、対物レンズ用アクチュエータ５７およびインクジェットヘッド用アクチュエータ５８が駆動制御することができる。
【０１８５】
したがって、上記の対物レンズ用アクチュエータ５７およびインクジェットヘッド用アクチュエータ５８によって、対物レンズユニット５４およびインクジェットヘッド３２が上下方向に駆動制御され、対物レンズユニット５４の第２対物レンズ５６と基板１１との距離、あるいはインクジェットヘッド３２と基板１１との距離を一定に保つことができる。
【０１８６】
これにより、大型基板のように、対物レンズユニット５４の第２対物レンズ５６と基板１１との距離、あるいはインクジェットヘッド３２と基板１１との距離を保つのが困難な場合であっても、基板の全領域に対して、親水パターン領域を形成し、その領域に液体材料を滴下して、所望の厚みの配線パターンを形成することが可能となる。
【０１８７】
ここで、上記パターン形成装置によるパターン形成方法について、図１３（ａ）（ｂ）〜図１５（ａ）（ｂ）を参照しながら以下に説明する。各図の（ａ）は、基板１１の平面からの配線パターンの形成状態を示す図であり、各図の（ｂ）は、各図（ａ）の概略断面図である。
【０１８８】
はじめに、基板１１として、ガラス基板上にゲート配線パターン（ゲート電極６３）、ゲートインシュレータ、ａ−Ｓｉおよびｎ＋パターンが形成された基板を用いた。そして、この基板に、ディップ法を用いて、シランカップリング剤などからなる撥水層を塗布・乾燥させることで撥水面２０を形成した。当然、基板１１上に形成されているゲート電極６３、ゲートインシュレータ、ａ−Ｓｉおよびｎ＋パターンは撥水層にて覆われている。
【０１８９】
まず、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、基板１１に対して右方向から左方向（ｘ方向）に親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１が走査する。親水パターン形成部１３が紫外光レーザービームを照射する領域は、図１３（ａ）の状態の時には、２０μｍ×２０μｍ（ｙ方向の距離×ｘ方向の距離）となるようにスリット１７のスリット幅を調整することで線状の親水パターン２１を作製する。
このとき、照射する紫外光レーザービームは、基板１１面で約１Ｊ／ｃｍ2となるように照射時間を調整される。
【０１９０】
なお、照射中の紫外光レーザービームの一部は、下層のゲート電極６３により反射されが、図１１（ａ）に示すように、反射光を光検出器５３で検出することで、親水パターン形成部１３内の対物レンズユニット５４と基板１１とのギャップを算出し、対物レンズ用アクチュエータ５７を動作させることで、該対物レンズユニット５４と基板１１との距離を所定値（ここでは、１００μｍ）に保つことが可能となる。
【０１９１】
上記液滴吐出部３１のインクジェットヘッド３２は、図１３（ａ）に示すように、レーザー照射位置とインクジェットヘッド３２の距離だけ離れた位置Ｐ１に配線材料としての液滴３３ａを滴下する。このとき、前述の光検出器５３によるギャップ情報（対物レンズユニット５４と基板１１との距離情報）をもとに、インクジェットヘッド用アクチュエータ５８を、インクジェットヘッドサーボ回路６２を介して動作させ基板１１とインクジェットヘッド３２の距離を一定に保ってもよいが、本実施の形態では、光検出器５３がギャップを検出してから、レーザー照射位置とインクジェットヘッド３２の距離だけ移動したとき、すなわちインクジェットヘッド３２がギャップ検出した位置になったときにインクジェットヘッド用アクチュエータ５８を、インクジェットヘッドサーボ回路６２を介して動作させ基板１１とインクジェットヘッド３２の距離を５００μｍ一定に保つようにしている。
【０１９２】
さらに、親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１がｘ方向に走査し、図１４（ａ）（ｂ）に示す状態になったときには、スリット１７のスリット幅の形状を、照射領域が６０μｍ×２０μｍ（ｙ方向の距離×ｘ方向の距離）となるように調節し、親水パターン２１の分岐領域２１ａが作製される。このときインクジェットヘッド３２は、図１３（ａ）の場合と同様に、レーザー照射位置とインクジェットヘッド３２の距離だけ離れた位置Ｐ２に、配線材料としての液滴３３ａを滴下する。
【０１９３】
さらに、親水パターン形成部１３と液滴吐出部３１がｘ方向に走査し、図１５（ａ）（ｂ）に示す状態になったときには、スリット１７のスリット幅の形状を、再び照射領域が２０μｍ×２０μｍ（ｙ方向の距離×ｘ方向の距離）となるように調節し、図１５（ａ）に示すような線状の領域の親水パターン２１が作製される。このとき、インクジェットヘッド３２は、パターンが分岐した部分に位置するので、この時、インクジェットヘッド３２のＹ微調機構５９を制御することで、分岐パターン上の位置Ｐ３に液滴３３ａを滴下する。
【０１９４】
本実施の形態では、パターン形成装置にＹ微調機構５９を持たせて吐出ノズルの位置を変化させたが、変化させる吐出ノズルの距離がノズルピッチに相当する場合は、上記のようなＹ微調機構５９を持たせずに吐出ノズルを替えることで、レーザー照射位置とのＹ方向の微調整をしてもよい。
【０１９５】
前記のような動作を繰り返すことで、基板１１上に、分岐をもつパターン形状のソース配線のパターニングが可能となる。
【０１９６】
上記の配線パターン形成の動作は、図１２に示したコントロールユニット６０によって制御されている。
【０１９７】
すなわち、基板１１に形成したいパターン情報は、コントロールユニット６０が保有しており、形成したいパターン情報をもとにＹステージ１４およびＸステージ１５を走査する。Ｙステージ１４およびＸステージ１５からは、現在の位置情報がコントロールユニット６０に返される。
【０１９８】
そして、レーザー照射位置が所定の位置になったとき、コントロールユニット６０は、スリット１７のスリット幅を所定の照射形状に変化させ、レーザー１６に照射信号（照射タイミング情報）を与える。紫外光レーザービームの照射位置が光検出器５３におる検出位置にある場合は、該光検出器５３が検出したギャップ情報をもとに対物レンズサーボ回路６１が対物レンズ用アクチュエータ５７を動作させて対物レンズユニット５４と基板１１との間のギャップを調整する。
【０１９９】
ここで、照射位置がギャップ検出位置にあるかどうかは、あらかじめコントロールユニット６０が位置情報として保有しているほうが望ましい。なお、本実施の形態では、ギャップ検出位置は、形成しようとするソース配線パターンと、あらかじめ下層に形成しておいたゲート配線パターンの交差する部分である。このとき、下層に反射層となり得るパターンがない場合は、基板上のパターン形成領域以外の部分や基板裏面等にあらかじめレーザー光を反射可能な反射パターンを設けておくことで同様の効果が得られる。この場合も、コントロールユニット６０が反射パターンの位置情報をあらかじめ保有しておくことが望ましい。
【０２００】
上記コントロールユニット６０は、インクジェットヘッド３２からの配線材料の吐出に関して、レーザー照射位置とインクジェット吐出位置のｘ方向距離分だけＸステージ１５を移動させ、該Ｘステージ１５からの位置情報により移動が所定量となったときに、吐出液滴径の情報と吐出信号を該インクジェットヘッド３２に与える。この際、レーザー照射位置に対してインクジェット吐出位置にｙ方向の微調整が必要な場合は、Ｙ微調機構５９に移動量の情報を与えておく。
【０２０１】
また、インクジェットヘッド３２も、前述の光検出器５３が検出したギャップ情報をもとにインクジェットヘッドサーボ回路６２がインクジェットヘッド用アクチュエータ５８を動作させてインクジェットヘッド３２と基板１１との間のギャップを調整する。
【０２０２】
なお、本実施の形態のように、光検出器５３がギャップを検出してから、レーザー照射位置とインクジェットヘッド３２の距離だけ移動したとき、すなわちインクジェットヘッド３２がギャップ検出した位置になったときにインクジェットヘッド用アクチュエータ５８を動作させるためには、図１２に示すように、インクジェットヘッドサーボ回路６２は、Ｘステージ１５からｘ方向移動量の情報を受け取り、光検出器５３がギャップ情報を検出してからの移動量がレーザー照射位置とインクジェットヘッドの距離と同じになったときに、インクジェットヘッド用アクチュエータ５８を動作させることで、基板とインクジェットヘッド３２の距離を一定に保つことができる。以上のような構成としておくことで、前述のパターニング手順が実現できる。
【０２０３】
本実施の形態に係るパターン形成方法を用いることで、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥水パターンの形成と配線パターンの形成が同一工程で行なえるため、設備コストの減少に伴うコストダウンにつながる。
【０２０４】
また、親撥水パターン形成後、配線材料をインクジェット滴下する際の位置合わせが不要となるため、装置の簡略化によるコストダウン、および位置合わせ不良による歩留り低下の防止につながる。
【０２０５】
さらに、本実施の形態のように、照射した紫外光レーザービームの基板からの反射光を用いて、対物レンズおよび光触媒膜と基板との距離を一定に保つことで、大型基板を用いた場合でも、ギャップが変化してパターン精度が低下する問題、光触媒膜と基板との距離が変化して親水特性が変化する問題、および対物レンズあるいは光触媒膜が基板と衝突する問題などが防止できる。
【０２０６】
さらに、本実施の形態のように、照射した紫外光レーザービームの基板からの反射光を用いて、対物レンズおよび光触媒膜と基板との距離を一定に保つことで、対物レンズあるいは光触媒膜と基板との距離を制御しない場合と比較すると、光触媒膜と基板との距離を小さくすることが可能となる。そのため、光触媒がより効果的に作用することができるため、レーザーの照射強度を小さくすることや照射時間を短くすることが可能となり、装置コストの低減やタクトタイムの短縮につながる。
【０２０７】
さらに、本実施の形態のように、照射した紫外光レーザービームの基板からの反射光を用いて、インクジェットヘッドと基板との距離を一定に保つことで、インクジェットヘッドと基板との距離変動にともなう吐出液滴の着弾位置ずれや、ヘッドと基板との接触の問題が防止できる。
【０２０８】
なお、前記実施の形態１、２、３において用いた親水パターン形成部１３は全て同じ構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば実施の形態４に記載の親水パターン形成部１３のように、基板と対物レンズとの間の距離を一定するための構成、例えば基板１１からの反射光から対物レンズユニット５４と基板１１とのギャップを検出する光検出器５３、この光検出器５３によるギャップ情報に基づいて、該対物レンズユニット５４を駆動させる対物レンズ用アクチュエータ５７等を備えたものであってもよい。このように、対物レンズと基板との距離を一定に保つことができれば、基板が大型化し、該基板表面にうねりが生じていても適切に親水パターンまたは配線パターンを形成することが可能となる。
【０２０９】
また、上記の各実施の形態においては、配線形成に用いた液体配線材料（液滴）は、Ａｇ微粒子を水とエタノールとジエチレングリコールの混合溶剤に分散させたものを使用していたので、親液性を親水性、撥液性を撥水性と表現し記載しているが、例えば、液滴の配線材料を混合する溶剤が水系ではなく油系であってもよい。この場合には、親液性を親油性、撥液性を撥油性と表現すればよい。
【０２１０】
また、上記の各実施の形態では、液滴をパターン形成基材である基板１１に吐出するための機構として、インクジェットヘッドを利用したインクジェット方式を用いた例について説明したが、これに限定されるものではなく、液滴径が制御でき吐出できる機構であればよい。
【０２１１】
また、インクジェットヘッドも、ピエゾ型に限定されるものではなく、バブルジェット（登録商標）のようなサーマル型であってもよい。
【０２１２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２１３】
【発明の効果】
本発明のパターン形成方法は、以上のように、基板上に付着させる液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成方法において、基板のパターン形成面となる面を撥液加工し、撥液加工された面に、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームを照射しながら親液パターン形成を行なう構成である。
【０２１４】
それゆえ、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームが、基板の撥液面に照射されることで、照射領域が親液化される。これにより、紫外光レーザービームの照射位置を移動させることで、基板の撥液面の所望する領域を親液化することが可能となる。つまり、紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい領域のみを親水化させることが可能となる。
【０２１５】
これにより、従来のように、光触媒膜を備えたフォトマスクを使用して撥液面を一括して露光する方法のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【０２１６】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切に親撥液領域のパターン形成を行なうことができるという効果を奏する。
【０２１７】
また、上記紫外光レーザービームの基板からの反射光を検出し、この検出結果に基づいて、上記光触媒膜と基板との距離を一定に保つようにしてもよい。
【０２１８】
この場合、基板表面に凹凸が存在して、光触媒膜と基板との距離にばらつきが生じても、光触媒膜と基板との距離が反射光の検出結果によって一定に保たれるので、紫外光レーザービームの基板表面上での照射位置のずれや照射領域の大きさのずれを無くし、所望する形状のパターンを適切に形成することができる。
【０２１９】
特に、基板が大型化し、表面の平坦性を保つことが困難となる場合であっても、パターンを適切に形成することができるという効果を奏する。
【０２２０】
また、予め上記基板の一部に紫外光レーザービームを反射する領域を形成するようにしてもよい。
【０２２１】
この場合、基板に照射した紫外光レーザービームを確実に反射させることができるので、光触媒膜と基板との距離を確実に検出することができる。これにより、さらに、精度の高いパターンを形成することができるという効果を奏する。
【０２２２】
上記紫外光レーザービームの基板上での照射領域の形状を可変にするようにしてもよい。
【０２２３】
この場合、基板上に形成される親液領域の形状の自由度を増すことができるので、所望する親液領域のパターンを容易に作成することが可能となるという効果を奏する。
【０２２４】
本発明のパターン形成方法は、以上のように、液体材料を基板上に付着させることで、該液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成方法において、基板のパターン形成面となる面を撥液加工し、撥液加工した面に、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームを照射しながら親液領域を形成する親液化工程と、上記親液化工程で形成された親液領域に、インクジェット法を用いて液体材料を滴下する液体材料付着工程とを含む構成である。
【０２２５】
それゆえ、親液化工程において、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームによって照射された領域が親液化されるので、該紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい所定領域のみを容易に親水化させることが可能となる。
【０２２６】
これにより、従来のように、光触媒膜を備えたフォトマスクを使用して撥液面を一括して露光する方法のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【０２２７】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切に親撥液領域のパターン形成を行なうことができる。
【０２２８】
しかも、液体材料付着工程において、親液領域に液体材料を付着させる方法として、インクジェット法が用いられているので、基板の全面に親液領域が形成されるのを待たなくても、所望する領域に液体材料を付着させることができる。つまり、親液領域が形成される直後から、該親液領域に液体材料を滴下することが可能となる。
【０２２９】
また、親液領域を形成する場合および液体材料を基板に付着させる場合に、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切にパターン形成を行なうことができるという効果を奏する。
【０２３０】
本発明のパターン形成装置は、以上のように、基板上に付着させる液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成装置において、紫外光レーザービームを照射するレーザーと、光触媒膜とを備えた親液化手段を備え、上記親液化手段から上記光触媒膜を通過して出射された紫外光レーザービームが、撥液加工された基板の撥液面に照射される構成である。
【０２３１】
それゆえ、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームが上記基板の撥液面に照射されることになるので、該紫外光レーザービームの照射領域が親液化される。これにより、該紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい所定領域のみを親水化させることが可能となる。
【０２３２】
これにより、従来のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【０２３３】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切にパターン形成を行なうことができるという効果を奏する。
【０２３４】
上記親液化手段と上記基板とを相対的に移動させる移動手段を設けてもよい。
【０２３５】
この場合、移動手段によって、所望する親撥液領域の形状に合わせて、親液化手段と記基板とが相対的に移動するようになるので、基板上に親撥液領域を自動的に形成することが可能となるという効果を奏する。
【０２３６】
また、上記親液化手段の光触媒膜と上記基板の撥液面との距離を変化させる距離変化手段と、上記親液化手段から出射された紫外光レーザービームが基板から反射された反射光を検出する光検出器と、上記光検出器の検出結果に基づいて、上記親液化手段の光触媒膜と上記基板の撥液面との距離を一定に保つように上記距離変化手段を駆動制御する制御手段とを設けてもよい。
【０２３７】
この場合、基板表面に凹凸が存在して、光触媒膜と基板との距離にばらつきが生じても、光触媒膜と基板との距離が反射光の検出結果によって一定に保たれるので、紫外光レーザービームの基板表面上での照射位置のずれや照射領域の大きさのずれを無くし、所望する形状のパターンを適切に形成することができる。
【０２３８】
特に、基板が大型化し、表面の平坦性を保つことが困難となる場合であっても、パターンを適切に形成することができるという効果を奏する。
【０２３９】
上記親液化手段は、紫外光レーザービームを基板の撥液面に集光させる対物レンズを備え、該対物レンズの上記基板の撥液面に対向する面に上記光触媒膜が形成されている構成としてもよい。
【０２４０】
この場合、対物レンズと光触媒膜とが同一部材に形成されることになるので、親液化手段の構成を簡素化できるので、パターン形成装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【０２４１】
上記親液化手段は、上記レーザーと光触媒膜との間に、該レーザーから照射される紫外光レーザービームの基板上での照射領域の形状を変化させるビーム形状可変手段が設けられていてもよい。
【０２４２】
この場合、基板上に形成される親液領域の形状の自由度を増すことができるので、所望する親液領域のパターンを容易に作成することが可能となるという効果を奏する。
【０２４３】
本発明のパターン形成装置は、以上のように、液体材料を基板上に付着させることで、該液体材料に対する親撥液領域のパターンを形成するパターン形成装置において、紫外光レーザービームを照射するレーザーと、該紫外光レーザービームを通過する光触媒膜とを備え、上記レーザーから出射された紫外光レーザービームを、撥液加工された基板の撥液面に照射することで親液化する親液化手段と、上記親液化手段によって親液化された領域に液体材料を滴下するインクジェットヘッドを備えた液滴吐出手段とが設けられている構成である。
【０２４４】
それゆえ、親液化手段によって、光触媒膜を通過した紫外光レーザービームによって照射された領域が親液化されるので、該紫外光レーザービームの照射位置を移動させるだけで、液体材料を付着させたい所定領域のみを容易に親水化させることが可能となる。
【０２４５】
これにより、従来のように、光触媒膜を備えたフォトマスクを使用して撥液面を一括して露光する方法のように、高価な露光機やフォトマスクを用いることなく、親撥液パターンを形成することができる。
【０２４６】
また、フォトマスクを使用しないので、従来のように、フォトマスクと基板とを近接して配置する必要があることから、基板の大型化に対応することができないという問題点は解消され、基板が大型化しても適切に親撥液領域のパターン形成を行なうことができる。
【０２４７】
また、液滴吐出手段は、インクジェットヘッドによって、液体材料を吐出するようになっているので、基板の全面に親液領域が形成されるのを待たなくても、所望する領域に液体材料を付着させることができる。
【０２４８】
親液領域に対して液体材料を付着させるタイミングは、上記親液化手段によって親液領域が形成された直後あるいはほぼ同時が好ましいが、親液領域が形成れた後であれば何時でもよい。
【０２４９】
また、上記親液化手段によって親液領域が形成された直後の該親液領域に液体材料を滴下すれば、迅速に液滴を親液領域に付着させることができるという効果を奏する。
【０２５０】
上記液滴吐出手段は、上記親液化手段に対する相対位置を微調整する微調整手段を介して該親液化手段に設けられていてもよい。
【０２５１】
この場合、液滴吐出手段と親液化手段とは一体的に移動するようになっているにも関わらず、液滴吐出手段は微調整手段によって親液化手段に対する相対位置を微調整することが可能となるので、親液化した領域に対して液滴位置がずれている場合に対応することができる。
【０２５２】
これにより、親液化される領域が複雑な形状であっても、常に、適切な位置に液滴を吐出することが可能となるという効果を奏する。
【０２５３】
上記液滴吐出手段の液滴吐出面と基板のパターン形成面との距離を変化させる距離変化手段と、上記親液化手段から出射された紫外光レーザービームが基板から反射された反射光を検出する光検出器と、上記光検出器の検出結果に基づいて、上記液滴吐出手段の液滴吐出面と基板のパターン形成面との距離を一定に保つように上記距離変化手段を駆動制御する制御手段とが設けられていてもよい。
【０２５４】
この場合、基板表面に凹凸が存在して、液滴吐出手段の液滴吐出面と基板との距離にばらつきが生じても、液滴吐出手段の液滴吐出面と基板との距離が反射光の検出結果によって一定に保たれるので、液滴吐出手段による液体材料の滴下位置のずれを無くし、親液領域の所望する位置に液滴を滴下することができる。
【０２５５】
つまり、液滴によるパターン形成を安定して行なうことができる。
【０２５６】
特に、基板が大型化し、表面の平坦性を保つことが困難となる場合であっても、液体材料を適切な位置に確実に滴下することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるパターン形成方法を説明する図であり、（ａ）はパターン形成方法を実現するためのパターン形成装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）に示すパターン形成装置の概略側面図、（ｃ）は（ａ）（ｂ）に示すパターン形成装置によって親液パターンが形成された基板の平面図である。
【図２】図１（ａ）（ｂ）に示すパターン形成装置の全体を示す概略構成図である。
【図３】図２に示すパターン形成装置の制御ブロック図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図２に示すパターン形成装置によるパターン形成方法を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかるパターン形成方法を説明する図であり、（ａ）はパターン形成方法を実現するためのパターン形成装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）に示すパターン形成装置の概略側面図、（ｃ）は（ａ）（ｂ）に示すパターン形成装置によってパターンが形成された基板の平面図である。
【図６】図５（ａ）（ｂ）に示すパターン形成装置の全体を示す概略構成図である。
【図７】図６に示すパターン形成装置の制御ブロック図である。
【図８】本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン形成方法を説明する図であり、（ａ）はパターン形成方法を実現するためのパターン形成装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）に示すパターン形成装置の概略側面図、（ｃ）は（ａ）（ｂ）に示すパターン形成装置によってパターンが形成された基板の平面図である。
【図９】図８（ａ）（ｂ）に示すパターン形成装置の制御ブロック図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、図８（ａ）（ｂ）に示すパターン形成装置によるパターン形成方法を示す説明図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態にかかるパターン形成方法を説明する図であり、（ａ）はパターン形成方法を実現するためのパターン形成装置の概略側面図、（ｂ）は（ａ）に示すパターン形成装置によってパターンが形成された基板の平面図である。
【図１２】図１１（ａ）に示すパターン形成装置の制御ブロック図である。
【図１３】図１１（ａ）に示すパターン形成装置によるパターン形成方法を示す説明図であり、（ａ）はパターン形成途中の基板の平面図、（ｂ）は（ａ）の基板のＡＡ線矢視断面図である。
【図１４】図１１（ａ）に示すパターン形成装置によるパターン形成方法を示す説明図であり、（ａ）はパターン形成途中の基板の平面図、（ｂ）は（ａ）の基板のＢＢ線矢視断面図である。
【図１５】図１１（ａ）に示すパターン形成装置によるパターン形成方法を示す説明図であり、（ａ）はパターン形成途中の基板の平面図、（ｂ）は（ａ）の基板のＣＣ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１１  基板
１２  ステージ
１３  親水パターン形成部（親液化手段）
１４  Ｙステージ
１５  Ｘステージ（駆動手段）
１６  レーザー
１７  スリット（ビーム形状可変手段）
１８  対物レンズ
１９  光触媒膜付透明基板（光触媒膜）
２０  撥水面（撥水加工された面、パターン形成面）
２１  親水パターン（親液化領域）
２１ａ  分岐領域（親液化領域）
２１ｂ  領域（親液化領域）
２２  コントロールユニット（制御手段）
３１  液滴吐出部（液滴吐出手段）
３２  インクジェットヘッド
３３  パターニング材料
３３ａ  液滴
３３ｂ  液滴パターン
３４  コントロールユニット（制御手段）
４１  Ｙ微調機構（微調整手段）
４２  コントロールユニット（制御手段）
５１  スプリッタ
５２  集光レンズ
５３  光検出器
５４  対物レンズユニット
５５  第１対物レンズ
５６  第２対物レンズ
５７  対物レンズ用アクチュエータ（距離変化手段）
５８  インクジェットヘッド用アクチュエータ（距離変化手段、インクジェットヘッド駆動手段）
５９  Ｙ微調機構（微調整手段）
６０  コントロールユニット（制御手段、液滴径可変手段）
６１  対物レンズサーボ回路（距離変化手段）
６２  インクジェットヘッドサーボ回路（距離変化手段）
６３  ゲート電極
【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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