(57)【要約】【課題】インクジェット法により微細なパターンでショートさせることなく機能性膜を形成することができる機能性膜の形成方法を提供する。【解決手段】被印刷面上に、低表面エネルギー領域を隔てて隣接する高表面エネルギー領域２３１，２４１を有する表面において、高表面エネルギー領域２３１，２４１の形状及び機能液の着弾範囲に基づいて、高表面エネルギー領域２３１（２４１）に機能液を供給する際に該機能液が高表面エネルギー領域２３１（２４１）のみに触れるための滴下許容範囲２３１Ａ（２４１Ａ）を決定し、ついで滴下許容範囲２３１Ａ（２４１Ａ）内の任意の位置を高表面エネルギー領域２３１（２４１）に対する機能液の滴下位置２３１Ｃ（２４１Ｃ）として決定し、高表面エネルギー領域２３１（２４１）の滴下位置２３１Ｃ（２４１Ｃ）にインクジェット法を用いて選択的に機能液を供給して所定パターンの機能性膜を形成する。【選択図】図１６
2012124376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低表面エネルギー領域を隔てて互いに繋がっていない複数の高表面エネルギー領域の上に所定パターンの機能性膜を形成する機能性膜の形成方法であって、
被印刷面上に、予め低表面エネルギー領域と、前記低表面エネルギー領域を隔てて隣接する複数の高表面エネルギー領域とを形成する第１の工程と、
前記被印刷面上に形成された前記複数の高表面エネルギー領域にインクジェット法を用いて選択的に機能液を供給する第２の工程と、
前記複数の高表面エネルギー領域に供給された機能液を乾燥・固化させて所定パターンの機能性膜を形成する第３の工程と、を有し、
前記第２の工程は、前記複数の高表面エネルギー領域の中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域及び前記低表面エネルギー領域を隔てて前記第１の高表面エネルギー領域に隣接する１又は複数の第２の高表面エネルギー領域の形状と、前記機能液の着弾範囲とに基づいて、前記第１の高表面エネルギー領域に機能液を供給する際に該機能液が前記１又は複数の第２の高表面エネルギー領域には触れずに第１の高表面エネルギー領域のみに触れるための滴下許容範囲を決定する第１手順と、ついで該滴下許容範囲内の任意の位置を前記第１の高表面エネルギー領域に対する機能液の滴下位置として決定する第２手順と、を有し、前記複数の高表面エネルギー領域それぞれについて前記第１手順及び第２手順を実行してそれぞれの機能液の滴下位置を決定することを特徴とする機能性膜の形成方法。
【請求項２】
前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域の所定方向における中心位置を前記機能液の滴下位置として決定することを特徴とする請求項１に記載の機能性膜の形成方法。
【請求項３】
前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域における前記第２の高表面エネルギー領域と隣接する方向の中心位置を前記機能液の滴下位置として決定することを特徴とする請求項２に記載の機能性膜の形成方法。
【請求項４】
前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域における前記第２の高表面エネルギー領域と隣接する方向に対して直交する方向の中心位置を前記機能液の滴下位置として決定することを特徴とする請求項２または３に記載の機能性膜の形成方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、前記複数の高表面エネルギー領域のうち、隣接する高表面エネルギー領域同士におけるそれぞれの機能液の滴下位置から算出される着弾範囲が互いに重ならないように、前記機能液の滴下位置を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の機能性膜の形成方法。
【請求項６】
前記第２の工程において、前記被印刷面を複数の区画に分割し、区画ごとに前記複数の高表面エネルギー領域それぞれについて前記第１手順及び第２手順を実行してそれぞれの機能液の滴下位置を決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の機能性膜の形成方法。
【請求項７】
前記第１の工程は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む濡れ性変化層を前記被印刷面上に形成する第１手順と、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とを表現した２つの異なる領域が区画図示された図面をもとにして前記被印刷面の一部に選択的にエネルギーを付与することで高表面エネルギー領域を形成する第２手順と、からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の機能性膜の形成方法。
【請求項８】
エネルギーの付与が光を用いて行われることを特徴とする請求項７に記載の機能性膜の形成方法。
【請求項９】
低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とを表現した２つの異なる領域が区画図示された図面をもとにしてフォトマスクを作製し、該フォトマスクを介した光照射により高表面エネルギー領域を形成することを特徴とする請求項８記載の機能性膜の形成方法。
【請求項１０】
エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域を有する濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上に形成された導電層とを備える積層構造体であって、
前記導電層が請求項１〜９のいずれかに記載の機能性膜の形成方法を用いて形成されてなることを特徴とする積層構造体。
【請求項１１】
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１０に記載の積層構造体を有し、該積層構造体の前記高表面エネルギー領域上に形成された前記導電層は、前記電極層の少なくとも一部として利用されることを特徴とする多層配線基板。
【請求項１２】
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、ソース電極、ドレイン電極、保持容量電極のいずれかに接続する配線と、配線と接続する電極ＰＡＤを備えるアクティブマトリクス基板において、
請求項１０に記載の積層構造体を有し、該積層構造体の前記高表面エネルギー領域上に形成された前記導電層は、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、前記配線、前記電極ＰＡＤのうち少なくともいずれか１つとして利用されることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項１３】
画像表示素子と、請求項１２に記載のアクティブマトリクス基板と、を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
インクジェット装置における機能液の滴下位置を記載するインクジェット印刷図面を製造するための図面製造装置であって、
低表面エネルギー領域と複数の高表面エネルギー領域とを表現した２種類の異なる領域が区画図示されたベクターデータで表現された図面を作製する機構と、
図面から前記複数の高表面エネルギー領域の形状を抽出し、前記複数の高表面エネルギー領域の中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域及び前記低表面エネルギー領域を隔てて前記第１の高表面エネルギー領域に隣接する１又は複数の第２の高表面エネルギー領域の形状と、前記機能液の着弾範囲とに基づいて、前記第１の高表面エネルギー領域にのみ選択的に機能液が触れるための滴下許容範囲の自動計算を行い図示する機構と、
前記滴下許容範囲内の任意の位置を前記第１の高表面エネルギー領域に対する機能液の滴下位置として決定し図示する機構と、
滴下位置が記載されたベクターデータをラスターデータに変換、出力する機構と、
を有することを特徴とする図面製造装置。
【請求項１５】
基板を支持するステージと、液滴吐出ヘッドと、ステージに接続された移動・回転機構と、液滴吐出ヘッドに接続された移動・回転機構と、制御装置とを備えたインクジェット装置であって、
請求項１４に記載の図面製造装置から出力される機能液の滴下位置が記載されたラスターデータをもとに、前記制御装置から機能液の吐出制御用信号およびステージ駆動信号が供給されることを特徴とするインクジェット装置。
【請求項１６】
基板搬送機構と、
被印刷面に低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域からなる濡れ性変化層を形成する機構と、
請求項１５に記載のインクジェット装置からなり、前記濡れ性変化層表面の所定位置に機能液を選択的に滴下するインクジェット印刷機構と、
前記機能液を乾燥・固化する機構と、
を備えることを特徴とする積層構造体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定パターンの機能性膜を形成する機能性膜の形成方法、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、並びに図面製造装置、インクジェット装置、積層構造体製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気回路等で用いられる電極、絶縁体、半導体などの機能性膜パターンの形成方法として、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必要量だけ供給するインクジェット法がある。インクジェット法は、露光装置を用いるフォトリソグラフィー法に比べて、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、材料利用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ばらつきが生じる、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。
【０００４】
また、特許文献２では、基板上にあらかじめ機能液に対する障壁としてのバンクを形成し、バンク間の溝に機能液を供給することで機能液の濡れ広がりを防ぐ方法が開示されている。さらに前処理として、バンク間の溝上に高表面エネルギー部を形成し、バンク上に低表面エネルギー部を形成することで、機能液を効率良くバンク間の溝に流動させ、微細かつ均一な機能性材料パターン形成を可能としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に開示されている製造方法は、非印刷面に低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域を形成し、高表面エネルギー領域に選択的に機能液を供給するため、機能性膜パターンの微細化が可能である。しかしながら、高表面エネルギー領域にショート無く機能性膜パターンを形成したり、機能性膜パターンの膜厚を精密に制御したりするためには、被印刷面に対して機能液を正確に供給する必要があった。
【０００６】
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、インクジェット法により微細なパターンでショートさせることなく機能性膜を形成することができる機能性膜の形成方法、該機能性膜の形成方法により製造される積層構造体、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、並びに前記機能性膜の形成方法を実現する図面製造装置、インクジェット装置、積層構造体製造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】
【０００７】
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。なお、カッコ内に本発明を実施するための形態において対応する部位及び符号等を示す。
〔１〕  低表面エネルギー領域を隔てて互いに繋がっていない複数の高表面エネルギー領域の上に所定パターンの機能性膜を形成する機能性膜の形成方法であって、被印刷面上に、予め低表面エネルギー領域（低表面エネルギー領域５０）と、前記低表面エネルギー領域を隔てて隣接する複数の高表面エネルギー領域（高表面エネルギー領域４１，４２）とを形成する第１の工程（図２，図３）と、前記被印刷面上に形成された前記複数の高表面エネルギー領域にインクジェット法を用いて選択的に機能液（機能液６１）を供給する第２の工程（図４）と、前記複数の高表面エネルギー領域に供給された機能液を乾燥・固化させて所定パターンの機能性膜（導電層７１）を形成する第３の工程（図５）と、を有し、前記第２の工程は、前記複数の高表面エネルギー領域の中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域（第１の高表面エネルギー領域４３、２３１（または２４１））及び前記低表面エネルギー領域を隔てて前記第１の高表面エネルギー領域に隣接する１又は複数の第２の高表面エネルギー領域（第２の高表面エネルギー領域４４、２４１（または２３１））の形状と、前記機能液の着弾範囲（仮想着弾範囲６２Ｅ）とに基づいて、前記第１の高表面エネルギー領域に機能液を供給する際に該機能液が前記１又は複数の第２の高表面エネルギー領域には触れずに第１の高表面エネルギー領域のみに触れるための滴下許容範囲（滴下許容範囲６１Ｆ，６１Ｇ、２３１Ａ（または２４１Ａ））を決定する第１手順（図６、図１６（ａ），（ｂ））と、ついで該滴下許容範囲内の任意の位置を前記第１の高表面エネルギー領域に対する機能液の滴下位置（滴下位置６１Ｃ、２３１Ｃ（または２４１Ｃ））として決定する第２手順（図７、図１６（ｃ））と、を有し、前記複数の高表面エネルギー領域それぞれについて前記第１手順及び第２手順を実行してそれぞれの機能液の滴下位置を決定することを特徴とする機能性膜の形成方法（図２〜図７，図１６，図２２）。
〔２〕  前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域の所定方向における中心位置を前記機能液の滴下位置として決定することを特徴とする前記〔１〕に記載の機能性膜の形成方法。
〔３〕  前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域における前記第２の高表面エネルギー領域と隣接する方向の中心位置を前記機能液の滴下位置として決定することを特徴とする前記〔２〕に記載の機能性膜の形成方法。
〔４〕  前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域における前記第２の高表面エネルギー領域と隣接する方向に対して直交する方向の中心位置を前記機能液の滴下位置として決定することを特徴とする前記〔２〕または〔３〕に記載の機能性膜の形成方法。
〔５〕  前記第２の工程において、前記複数の高表面エネルギー領域のうち、隣接する高表面エネルギー領域（高表面エネルギー領域４３，４４）同士におけるそれぞれの機能液の滴下位置（滴下位置６１Ｃ，６１Ｄ）から算出される着弾範囲（着弾範囲６１Ｅ，６１Ｅ’）が互いに重ならないように、前記機能液の滴下位置を決定することを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の機能性膜の形成方法（図８）。
〔６〕  前記第２の工程において、前記被印刷面を複数の区画に分割し、区画ごとに前記複数の高表面エネルギー領域それぞれについて前記第１手順及び第２手順を実行してそれぞれの機能液の滴下位置を決定することを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の機能性膜の形成方法（図９，図１０）。
〔７〕  前記第１の工程は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む濡れ性変化層（濡れ性変化層３０）を前記被印刷面上に形成する第１手順（図２）と、低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とを表現した２つの異なる領域が区画図示された図面をもとにして前記被印刷面の一部に選択的にエネルギーを付与することで高表面エネルギー領域（高表面エネルギー領域４１，４２）を形成する第２手順（図３）と、からなることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の機能性膜の形成方法。
〔８〕  エネルギーの付与が光（紫外線９２）を用いて行われることを特徴とする前記〔７〕に記載の機能性膜の形成方法（図３）。
〔９〕  低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とを表現した２つの異なる領域が区画図示された図面をもとにしてフォトマスク（フォトマスク９１）を作製し、該フォトマスクを介した光照射により高表面エネルギー領域を形成することを特徴とする前記〔８〕に記載の機能性膜の形成方法（図３）。
〔１０〕  エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、低表面エネルギー領域（低表面エネルギー領域５０）と高表面エネルギー領域（高表面エネルギー領域４１，４２）とからなる表面エネルギーの異なる領域を有する濡れ性変化層（濡れ性変化層３０）と、前記濡れ性変化層の高表面エネルギー領域上に形成された導電層（導電層７１）とを備える積層構造体であって、前記導電層が前記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の機能性膜の形成方法を用いて形成されてなることを特徴とする積層構造体（積層構造体１０，１０Ａ、図１，図２０）。
〔１１〕  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〔１０〕に記載の積層構造体を有し、該積層構造体の前記高表面エネルギー領域上に形成された前記導電層は、前記電極層の少なくとも一部として利用されることを特徴とする多層配線基板。
〔１２〕  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２７０，２７０Ａ）と、前記ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、保持容量電極のいずれかに接続する配線（配線１４０）と、配線と接続する電極ＰＡＤ（電極ＰＡＤ１５０）を備えるアクティブマトリクス基板において、前記〔１０〕に記載の積層構造体を有し、該積層構造体の前記高表面エネルギー領域上に形成された前記導電層は、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、前記配線、前記電極ＰＡＤのうち少なくともいずれか１つとして利用され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１２０，１２０Ａ、図１１，図１２，図２１）。
〔１３〕  画像表示素子と、前記〔１２〕に記載のアクティブマトリクス基板と、を有することを特徴とする画像表示装置。
〔１４〕  インクジェット装置における機能液の滴下位置を記載するインクジェット印刷図面を製造するための図面製造装置であって、低表面エネルギー領域（低表面エネルギー領域５０Ｓ）と複数の高表面エネルギー領域（高表面エネルギー領域４３Ｓ，４４Ｓ）とを表現した２種類の異なる領域が区画図示されたベクターデータで表現された図面を作製する機構（機構ｍ１）と、図面から前記複数の高表面エネルギー領域の形状を抽出し、前記複数の高表面エネルギー領域の中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域及び前記低表面エネルギー領域を隔てて前記第１の高表面エネルギー領域に隣接する１又は複数の第２の高表面エネルギー領域の形状と、前記機能液の着弾範囲とに基づいて、前記第１の高表面エネルギー領域にのみ選択的に機能液が触れるための滴下許容範囲（滴下許容範囲４３Ａ，４４Ａ）の自動計算を行い図示する機構（機構ｍ２）と、前記滴下許容範囲内の任意の位置を前記第１の高表面エネルギー領域に対する機能液の滴下位置（滴下位置４３Ｐ，４４Ｐ）として決定し図示する機構（機構ｍ３）と、滴下位置が記載されたベクターデータをラスターデータに変換、出力する機構（機構ｍ４）と、を有することを特徴とする図面製造装置（図１７）。
〔１５〕  基板（基板２０）を支持するステージ（ステージ１０２）と、液滴吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド１０３）と、ステージに接続された移動・回転機構（Ｙ軸方向移動機構１０５）と、液滴吐出ヘッドに接続された移動・回転機構（Ｘ軸方向移動機構１０４）と、制御装置（制御装置１０６）とを備えたインクジェット装置であって、前記〔１４〕に記載の図面製造装置から出力される機能液の滴下位置が記載されたラスターデータをもとに、前記制御装置から機能液の吐出制御用信号およびステージ駆動信号が供給されることを特徴とするインクジェット装置（インクジェット装置１００、図１８）。
〔１６〕  基板搬送機構と、被印刷面に低表面エネルギー領域と高表面エネルギー領域とからなる表面エネルギーの異なる領域からなる濡れ性変化層（濡れ性変化層３０）を形成する機構（濡れ性変化層作製機構）と、前記〔１５〕に記載のインクジェット装置からなり、前記濡れ性変化層表面の所定位置に機能液（機能液６１）を選択的に滴下するインクジェット印刷機構と、前記機能液を乾燥・固化する機構（乾燥・固化機構）と、を備えることを特徴とする積層構造体製造装置（図１９）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の機能性膜の形成方法によれば、第２の工程は、前記複数の高表面エネルギー領域の中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域及び前記低表面エネルギー領域を隔てて前記第１の高表面エネルギー領域に隣接する１又は複数の第２の高表面エネルギー領域の形状と、前記機能液の着弾範囲とに基づいて、前記第１の高表面エネルギー領域に機能液を供給する際に該機能液が前記１又は複数の第２の高表面エネルギー領域には触れずに第１の高表面エネルギー領域のみに触れるための滴下許容範囲を決定する第１手順と、ついで該滴下許容範囲内の任意の位置を前記第１の高表面エネルギー領域に対する機能液の滴下位置として決定する第２手順と、を有し、前記複数の高表面エネルギー領域それぞれについて前記第１手順及び第２手順を実行してそれぞれの機能液の滴下位置を決定するので、インクジェット法により機能液が目的の高表面エネルギー領域に対して、隣接する高表面エネルギー領域に接することなく適切に着弾し、微細なパターンでショートさせることなく機能性膜を形成することができる。
また、本発明の積層構造体、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は、本発明の機能性膜の形成方法により機能性膜（導電層、電極層あるいはゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、保持容量電極、配線、電極ＰＡＤの少なくともいずれか）が形成されるので、歩留よく所望のものを製造することができる。
また、本発明の図面製造装置、インクジェット装置、積層構造体製造装置によれば、本発明の機能性膜の形成方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る積層構造体を例示する断面図である。
【図２】本発明に係る機能性膜の形成方法を例示する図（その１）である。
【図３】本発明に係る機能性膜の形成方法を例示する図（その２）である。
【図４】本発明に係る機能性膜の形成方法を例示する図（その３）である。
【図５】本発明に係る機能性膜の形成方法を例示する図（その４）である。
【図６】機能液の滴下位置の決定方法における第１手順の説明図である。
【図７】機能液の滴下位置の決定方法における第２手順の説明図である。
【図８】第１の高表面エネルギー領域と第２の高表面エネルギー領域の両方に機能液を滴下する場合の滴下位置の決定方法の説明図である。
【図９】高表面エネルギー領域が形成される被印刷面の区画例（１）を示す平面図である。
【図１０】高表面エネルギー領域が形成される被印刷面の区画例（２）を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るアクティブマトリクス基板を例示する平面図である。
【図１２】図１１のアクティブマトリクス基板における画素回路の構成例を示す図である。
【図１３】本発明に係るアクティブマトリクス基板の製造方法を例示する図（その１）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方法を例示する図（その２）である。
【図１５】図１４に示す工程における機能液の滴下位置の決定方法の説明図である。
【図１６】図１４に示す工程における画素回路の区画に対する機能液の滴下位置の決定方法の説明図である。
【図１７】本発明に係る図面製造装置の機構を例示する概略図である。
【図１８】本発明に係るインクジェット装置の構造を例示する概略図である。
【図１９】本発明に係る積層構造体製造装置の構造を例示する概略図である。
【図２０】実施例１の積層構造体の製造方法を例示する図である。
【図２１】実施例３のアクティブマトリクス基板の構成を示す図である。
【図２２】実施例３のアクティブマトリクス基板におけるソース電極、ドレイン電極及びソース信号線を形成する際の機能液の滴下位置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１１】
［積層構造体の構造］
初めに、本発明に係る積層構造体の概略の構造について説明する。
図１は、本発明に係る積層構造体を例示する断面図である。
図１を参照するに、本発明に係る積層構造体１０は、基板２０上に濡れ性変化層３０及び導電層７１が積層された構造を有する。
【００１２】
基板２０としては、例えばガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等を用いることができる。このうち、フィルム基板としては、例えばポリイミド（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）基板等を用いることができる。
【００１３】
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。
【００１４】
また、濡れ性変化層３０の表面近傍には、低表面エネルギー領域５０と、第１の高表面エネルギー領域４１と、低表面エネルギー領域を隔てて第１の高表面エネルギー領域４１に近接（隣接）する第２の高表面エネルギー領域４２とが形成されている。図１では、第１の高表面エネルギー領域４１の左右両側に第２の高表面エネルギー領域４２が形成されている。
【００１５】
また、濡れ性変化層３０を構成する第１の高表面エネルギー領域４１及び第２の高表面エネルギー領域４２上には、導電層７１が形成されている。
導電層７１としては、例えば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、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を含む材料や、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を含む材料等を用いることができる。
【００１６】
本発明に係る積層構造体は、例えば、基板と、基板上に形成された濡れ性変化層である絶縁体層と、濡れ性変化層である絶縁体層の高表面エネルギー部上に形成された導電層である電極層とを有する多層配線基板に適用することができる。又、本発明に係る積層構造体であるトランジスタを有するアクティブマトリクス基板等に適用することができる。本発明に係るアクティブマトリクス基板を用いることにより、安価かつ高性能な画像表示装置を実現することができる。
【００１７】
［積層構造体の製造方法］
次に、本発明に係る積層構造体の製造方法について説明する。詳しくは、所定パターンの機能性膜を形成するための機能性膜の形成方法について説明する。
図２〜図５は、本発明に係る機能性膜の形成方法を例示する図である。なお、図２（ａ）〜図５（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）〜図５（ｂ）は、図２（ａ）〜図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１８】
本発明に係る機能性膜の形成方法は、基板上に濡れ性変化層３０を形成し（図２）、さらに濡れ性変化層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領域５０と、第１の高表面エネルギー領域４１と、低表面エネルギー領域５０を隔てて第１の高表面エネルギー領域４１に近接する第２の高表面エネルギー領域４２とを形成する第１の工程（図３）と、導電性材料を含有する機能液６１を高表面エネルギー部の第１の高表面エネルギー領域４１及び第２の高表面エネルギー領域４２上へ選択的に滴下する第２の工程（図４）と、機能液６１を乾燥させて導電層７１を形成する第３の工程（図５）と、を有する。
以下、図２〜図５を参照しながら、各工程について詳説する。
【００１９】
図２、図３に示す第１の工程では、はじめに前述の濡れ性変化材料を含む溶液を、スピンコート法等により基板２０上に塗布し、乾燥させて、濡れ性変化層３０を形成する。例えば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、低表面エネルギー領域５０を有する濡れ性変化層３０が基板２０上に形成される（図２）。
【００２０】
次に図３に示すように、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上に低表面エネルギー領域５０と、第１の高表面エネルギー領域４１と、低表面エネルギー領域５０を隔てて第１の高表面エネルギー領域４１に近接する第２の高表面エネルギー領域４２とからなるパターンを形成することができる。
【００２１】
図４に示す第２の工程では、液滴吐出ノズル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の第１の高表面エネルギー領域４１及び第２の高表面エネルギー領域４２上へ選択的に配置する。
【００２２】
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。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、酸化ガリウム等の透明導電体、等からなる金属原料を、微粒子や錯体などの形態で有機溶媒や水に分散あるいは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。
【００２３】
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、又、粘度は２ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが望ましい。
【００２４】
図５に示す第３の工程では、機能液６１を乾燥・固化させて導電層７１を形成する。
乾燥方法としては、オーブン等を利用した対流伝熱方式、ホットプレート等を利用した伝導伝熱方式、遠赤外線やマイクロ波を利用した輻射伝熱方式を用いることができる。又、必ずしも大気圧で行う必要はなく、必要に応じて減圧するなどの工夫を加えても良い。又、乾燥・固化させた導電層７１に追加で熱処理等を加えてよい。特に、機能液６１として上述のナノメタルインクを用いた場合、乾燥・固化させただけでは十分な導電性を実現し難いため、ナノ粒子同士を融着させるための熱処理等が必要になる。
このように、図２〜図５に示す工程により、図１に示す積層構造体１０が製造される。
【００２５】
次に、図４に示す第２の工程のうち機能液６１の滴下位置の決定に関して、図６〜図８を参照しながら、より詳細な説明を行う。
図６、図７は、一定方向に延在する線形状の高表面エネルギー領域に機能液を供給する場合に、機能液の滴下位置を決定する方法の説明図である。図６、図７において、４３は矩形の第１の高表面エネルギー領域を、４４は第１の高表面エネルギー領域４３の図中左右両側に隣接して配置される矩形の第２の高表面エネルギー領域を示しており、これらの周囲は低表面エネルギー領域となっている。またＬは第１の高表面エネルギー領域４３の幅を、Ｓは第１の高表面エネルギー領域４３と第２の高表面エネルギー領域４４との間隔を、Ｘは第１の高表面エネルギー領域４３の中心からの線幅方向（図中左右方向）の距離をそれぞれ表している。
【００２６】
第２の工程における機能液の滴下位置の決定は、図６に示す滴下許容範囲を決定するステップ（第１手順）と、図７に示す滴下位置を決定するステップ（第２手順）とからなる。
【００２７】
（第１手順）
はじめのステップ（第１手順）は、複数の高表面エネルギー領域の中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域４３及び低表面エネルギー領域を隔てて第１の高表面エネルギー領域４３に隣接する１又は複数の第２の高表面エネルギー領域４４の形状と、機能液の着弾範囲とに基づいて、第１の高表面エネルギー領域４３に機能液を供給する際に該機能液が前記１又は複数の第２の高表面エネルギー領域４４には触れずに第１の高表面エネルギー領域４３のみに触れるための滴下許容範囲を決定するものである。なお、第１の高表面エネルギー領域４３及び１又は複数の第２の高表面エネルギー領域４４の形状とは、例えば第１の高表面エネルギー領域４３の寸法、該第１の高表面エネルギー領域４３と１又は複数の第２の高表面エネルギー領域４４との間隔である。
【００２８】
すなわち、第１手順では、図６に示すように、機能液６２を滴下した場合を仮想し、その仮想滴下位置６２Ｃを決める。ここで機能液６２の液滴径Ｄおよび着弾位置ばらつきをαとすると、仮想着弾範囲６２Ｅが仮想滴下位置６２Ｃを中心とした直径Ｄ＋２αからなる円として決まる。ここで仮想着弾範囲６２Ｅとは、仮想滴下位置６２Ｃの位置に機能液を滴下した際に仮想着弾範囲６２Ｅの範囲内に機能液が着弾することを意味する。なお機能液の液滴径Ｄおよび着弾位置ばらつきαは調整可能であり、具体的に液滴径はインクジェットヘッドの吐出条件（駆動波形）によって、また着弾位置ばらつきαは使用するヘッドの種類やノズルの数等によって変えることができる。
【００２９】
今、第１の高表面エネルギー領域４３に選択的に導電層を形成するためには、第２の高表面エネルギー領域４４に触れないように機能液６１を滴下すること（第１の条件）と、第１の高表面エネルギー領域４３に触れるように機能液６１を滴下すること（第２の条件）が必要である。これを言い換えると、第２の高表面エネルギー領域４４に対して機能液６２の仮想着弾範囲６２Ｅが触れないように仮想滴下位置６２Ｃを決定すること（第１の条件）と、仮想着弾範囲６２Ｅ内で仮想滴下位置６２Ｃからもっとも離れた位置に着弾する場合でも機能液６１が第１の高表面エネルギー領域４３に触れること（第２の条件）となり、以下の式（１）、式（２）のように滴下許容範囲が表現できる。
【００３０】
滴下許容範囲６１Ｆ：Ｘ＜±（Ｌ＋２Ｓ−Ｄ−２α）／２  ・・・式（１）
滴下許容範囲６１Ｇ：Ｘ＜±（Ｌ＋Ｄ−２α）／２        ・・・式（２）
【００３１】
ここで、Ｘ：第１の高表面エネルギー領域４３の中心位置４３Ｃと機能液６１の滴下中心位置６１Ｃとの距離、Ｄ：機能液６１の飛翔時の直径、α：機能液６１の着弾位置ばらつき、Ｌ：第１の高表面エネルギー領域４３の線幅、Ｓ：第１の高表面エネルギー領域４３と第２の高表面エネルギー領域４４との間隔である。
【００３２】
ついで、式（１）と式（２）をまとると、滴下許容範囲６１Ｈは次式（３）のようになる。
Ｓ≦Ｄの場合：Ｘ＜±（Ｌ＋２Ｓ−Ｄ−２α）／２
Ｓ＞Ｄの場合：Ｘ＜±（Ｌ＋Ｄ−２α）／２      ・・・式（３）
【００３３】
このように高表面エネルギー領域の形状（詳しくは、第１の高表面エネルギー領域４３における第２の高表面エネルギー領域４４と隣接する方向の線幅Ｌや第１の高表面エネルギー領域４３と第２の高表面エネルギー領域４４との間隔Ｓ）および機能液の着弾範囲を考慮することで滴下許容範囲６１Ｈが定まる。
【００３４】
（第２手順）
次のステップ（第２手順）は、第１手順で決められた滴下許容範囲内の任意の位置を第１の高表面エネルギー領域４３に対する機能液の滴下位置として決定するものである。
【００３５】
すなわち、第２手順では、図７に示すように、滴下許容範囲６１Ｈの内側に収まるように、機能液６１の滴下位置を決定する。
滴下許容範囲内に収まるように機能液６１の滴下位置を決定しているため、第１の高表面エネルギー領域４３に選択的に機能液を供給でき、従って第１の高表面エネルギー領域４３に選択的に導電層７１を形成することができる。機能液の滴下位置は滴下許容範囲内で自由に決定することができるが、第１の高表面エネルギー領域の中心位置（Ｘ軸方向におけるＸ＝０の位置）とすることを優先することが好ましい。第１の高表面エネルギー領域４３の中心位置に機能液を滴下した場合には、第１の高表面エネルギー領域４３に均一な導電層７１を形成することができる。
【００３６】
なおここでは、簡単のため一定方向に延在する線形状の高表面エネルギー領域に機能液を供給する場合を考えたが、高表面エネルギーの形状はこれに限定されるものではなく、正多角形、多角形、真円、楕円等を含む任意の形状であってよい。
【００３７】
また本発明では、複数の高表面エネルギー領域それぞれについて前記第１手順及び第２手順を実行してそれぞれの機能液の滴下位置を決定することを行う。すなわち、第２の高表面エネルギー領域４４に導電層を形成する場合にも、同様の考え方を用いることができる。
【００３８】
図８は、第１の高表面エネルギー領域４３と第２の高表面エネルギー領域４４の両方に機能液６１を滴下する場合の滴下位置の決定方法を示している。
ここでは、まず第１の高表面エネルギー領域４３および第２の高表面エネルギー領域４４のそれぞれに対して滴下許容範囲６１Ｈと６１Ｉをはじめに決定する（第１手順）。次に、第１の高表面エネルギー領域４３および第２の高表面エネルギー領域４４のそれぞれに対して滴下位置６１Ｃと６１Ｄを決定するが、この際に滴下位置６１Ｃおよび６１Ｄにより決まる着弾範囲６１Ｅおよび６１Ｅ’が互いに重なることの無いよう、滴下位置６１Ｃおよび６１Ｄを決定する（第２手順）。
【００３９】
このようにすることで、第１の高表面エネルギー領域４３および第２の高表面エネルギー領域４４の両方に跨ることなく各高表面エネルギー領域４３，４４上に均一な導電層７１を形成することができる。
【００４０】
以上説明したように、機能液の滴下位置は高表面エネルギー領域の形状をもとに決定するが、高表面エネルギー領域が形成される被印刷面全体を複数の区画に分割し、区画ごとに滴下位置を決定することが好ましい。区画の仕方は任意であるが、例えば、図９のような高表面エネルギー領域の幅が変化する所（図中点線部分）や、図１０のような高表面エネルギー領域の密度が変化する所（図中点線部分）などで区画することができる。
【００４１】
［アクティブマトリクス基板の構造］
次に、本発明に係るアクティブマトリクス基板の概略の構造について説明する。
図１１は、本発明に係るアクティブマトリクス基板を例示する図である。
アクティブマトリクス基板１２０は、基板２０の上に形成された画素回路１３０と、画素回路１３０と接続する配線１４０と、からなる。必要に応じて配線に接続した電極ＰＡＤ１５０を設けても良い。なお、図１１には図示していないが、画素回路に信号あるいは電力を供給するために、配線１４０あるいは電極ＰＡＤ１５０は駆動回路と接続している。
【００４２】
図１２は、画素回路１３０を例示する図であり、図１２（ａ）は上面図（上から見た平面図）、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、図１２（ｂ）は、画素回路に含まれるトランジスタの部分を示している。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）を参照するに、本発明に係るアクティブマトリクス基板１２０は、トランジスタ２７０と、ゲート信号線２８０と、ソース信号線２９０と、共通信号線３００とを有する。
【００４３】
トランジスタ２７０は、基板２０上に、濡れ性変化層３１、ゲート電極２１０及び保持容量電極２５０、濡れ性変化層３２、ソース電極２３０及びドレイン電極２４０、及び半導体層２６０が順次積層された積層構造体である。なお、濡れ性変化層３２において表層以外の厚さ領域がゲート絶縁層２２０となる。
【００４４】
より詳しく説明すると、基板２０上には、表面近傍に高表面エネルギー部２０１及び低表面エネルギー部２０２が形成された濡れ性変化層３１が積層されている。また、濡れ性変化層３１の高表面エネルギー部２０１上には導電層であるゲート電極２１０及び保持容量電極２５０が形成されている。また、濡れ性変化層３１上には、ゲート電極２１０及び保持容量電極２５０を覆うように濡れ性変化層３２（ゲート絶縁層２２０）が積層されている。
【００４５】
また、濡れ性変化層３２の表面近傍には高表面エネルギー部２２１と低表面エネルギー部２２２が形成され、高表面エネルギー部２２１上には導電層であるソース電極２３０及びドレイン電極２４０が形成されている。ソース電極２３０とドレイン電極２４０との間には間隙が設けられており、ソース電極２３０及びドレイン電極２４０上には、この間隙を埋めるように半導体層２６０が形成されている。
【００４６】
導電層であるゲート信号線２８０は、ゲート電極２１０から一方向（図１２（ａ）において上下方向）に延設されている。また、導電層であるソース信号線２９０は、ゲート信号線２８０の延設方向に対して略直交する方向（図１２（ａ）において左右方向）に延設されている。また、導電層である共通信号線３００は、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（図１２（ａ）においてはゲート信号線２８０の延設方向）に対して略平行に延設されている。
【００４７】
ゲート信号線２８０及び共通信号線３００は、濡れ性変化層３１の高表面エネルギー部２０１上に形成されている。また、ソース信号線２９０は、濡れ性変化層３２の高表面エネルギー部２２１上に形成されている。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、又、ソース信号線２９０がソース電極２３０の機能を兼ねている。
【００４８】
このように、画素回路１３０は、本発明に係る積層構造体を有し、その積層構造体の導電層として、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、及び共通信号線３００が設けられており、これらの全てが濡れ性変化層の高表面エネルギー部上に形成されている。但し、これらの全てを濡れ性変化層３１，３２の高表面エネルギー部上に形成する必要はなく、少なくともと何れか一つを濡れ性変化層３１，３２の高表面エネルギー部上に形成することにより、本実施の形態の所定の効果を奏する。
【００４９】
［アクティブマトリクス基板の製造方法］
次に、本発明に係る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。
図１３及び図１４は、本発明に係るアクティブマトリクス基板の製造方法を例示する図である。図１３（ａ）及び図１４（ａ）はアクティブマトリクス基板を、図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）は画素回路の上面図（上から見た平面図）であり、図１３（ｃ）及び図１４（ｃ）は図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００５０】
まず初めに、図１３に示す工程では、図２を用いて説明した方法により、基板２０上に濡れ性変化層３１を積層形成する。そして、図３を用いて説明した方法により、濡れ性変化層２００の表面近傍に高表面エネルギー部２０１及び低表面エネルギー部２０２を形成する。更に、図４及び図５を用いて説明した方法により、濡れ性変化層２００の高表面エネルギー部２０１上に、ゲート電極２１０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、及び共通信号線３００を形成する。
【００５１】
ついで、図１４に示す工程では、図２を用いて説明した方法により、濡れ性変化層３１上に、ゲート電極２１０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、及び共通信号線３００を覆うように濡れ性変化層３２（ゲート絶縁層２２０）を積層形成する。そして、図３を用いて説明した方法により、濡れ性変化層３２の表面近傍に高表面エネルギー部２２１及び低表面エネルギー部２２２を形成する。更に、図４及び図５を用いて説明した方法により、濡れ性変化層３２の高表面エネルギー部２２１上に、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、及びソース信号線２９０を形成する。
【００５２】
ついで、図１４に示す工程の後、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を形成することで、図１１に示すアクティブマトリクス基板１２０が完成する。
【００５３】
次に、より詳細な説明として、図１５を用いて、図１４に示す工程における、機能液の滴下位置の決定方法に関して述べる。
図１５（ａ）は機能液が滴下される被印刷面を示した図、図１５（ｂ）は画素回路の上面図であり、図１５（ｃ）は図１５（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００５４】
まず初めに、図１５（ａ）に示すように被印刷面を、電極ＰＡＤ、配線、および画素回路の３つの区画（区画Ｉ，II，III）に分ける。これら区画は機能が異なるため、一般に高表面エネルギー領域の幅、あるいは密度等が異なる場合が多い。そこで、３つの区画にわけることで、区画毎に機能液の滴下位置や滴下量などを最適化することが好ましい。例えば相対的に高表面エネルギー領域の幅が太くなる電極ＰＡＤ区画（区画Ｉ）では相対的に液滴体積を大きし、また一方で高表面エネルギー領域の密度が高くなる画素回路区画（区画III）では相対的に液滴体積を小さくすることで、アクティブマトリクス基板の被印刷面に効率的に機能液を供給することができる。
【００５５】
次に、図１６を用いて画素回路１３１の区画IIIに対する機能液の滴下位置の決定方法について述べる。
画素回路１３１の区画IIIはトランジスタを含む回路要素が１画素ごとに周期的に配列された区画である。ここでは縦２画素・横２画素の領域に対して考えている。
【００５６】
図１６（ａ）は、ソース電極形成領域に相当する高表面エネルギー領域２３１に対しての滴下許容範囲２３１Ａを算出した図であり、高表面エネルギー領域２４１に対して機能液の仮想着弾範囲が触れないように、かつ仮想着弾範囲内で仮想滴下位置より最も離れた位置に機能液が着弾する場合でも機能液が高表面エネルギー領域２３１に触れるようにして、高表面エネルギー領域２３１に対する滴下許容範囲が決まる。
【００５７】
また図１６（ｂ）は、ソース電極形成領域に相当する高表面エネルギー領域２４１に対しての滴下許容範囲２４１Ａを算出した図であり、高表面エネルギー領域２３１に対して機能液の仮想着弾範囲が触れないように、かつ仮想着弾範囲内で仮想滴下位置より最も離れた位置に機能液が着弾する場合でも機能液が高表面エネルギー領域２４１に触れるようにして、高表面エネルギー領域２４１に対する滴下許容範囲が決まる。
【００５８】
得られた滴下許容範囲をもとに、図１６（ｃ）に示すように滴下位置を決定する。
ここで、本発明の機能性膜の形成方法では、前記滴下許容範囲内であって、第１の高表面エネルギー領域の所定方向における中心位置を機能液の滴下位置として決定することが好ましい。また、前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域における前記第２の高表面エネルギー領域と隣接する方向の中心位置を機能液の滴下位置として決定するとよく、さらに前記滴下許容範囲内であって、前記第１の高表面エネルギー領域における前記第２の高表面エネルギー領域と隣接する方向に対して直交する方向の中心位置を前記機能液の滴下位置として決定することが好適である。
【００５９】
例えば、図１６（ｃ）において、各高表面エネルギー領域２３１，２４１に対する機能液の滴下位置２３１Ｃ，２４１Ｃは、滴下許容範囲２３１Ａ，２４１Ａ内であって、高表面エネルギー領域の中心（ソース電極（高表面エネルギー領域２４１）であれば線幅方向（図中左右方向）の中心、ドレイン電極（高表面エネルギー領域２３１）であればパターンの短辺方向（図中上下方向）の中心）としている。また、２つの高表面エネルギー領域２３１，２４１に対する滴下位置２３１Ｃ．２４１Ｃより算出される２つの着弾範囲が互いに重なることがないようにしている。
【００６０】
なお機能液の滴下数は、１画素に１滴である必要は無く、上記条件を満たす範囲で１画素に対して複数滴でも良いし、また、複数画素に対して１滴でも良い。
【００６１】
［図面製造装置］
次に、本発明に係る図面製造装置について説明する。
図１７は、本発明に係る図面製造装置の機構を例示する概略図である。
本発明に係る図面製造装置は、ベクターデータで図面を描画する機構を備えており、インクジェット装置における機能液の滴下位置を記載するインクジェット印刷図面を製造する。詳しくは次の機構を順次実行してインクジェット印刷図面を製造する。
【００６２】
（機構ｍ１）  まず、低表面エネルギー領域５０Ｓと複数の高表面エネルギー領域４３Ｓ，４４Ｓとを表現した２種類の異なる領域が区画図示されたベクターデータで表現された図面を作製する。
【００６３】
（機構ｍ２）  機構ｍ１で作製した図面から複数の高表面エネルギー領域４３Ｓ，４４Ｓの形状を自動抽出し、前記複数の高表面エネルギー領域４３Ｓ，４４Ｓの中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域４３Ｓの寸法、該第１の高表面エネルギー領域４３Ｓと２つの第２の高表面エネルギー領域４４Ｓとの間隔、前記機能液の着弾範囲とに基づいて、第１の高表面エネルギー領域４３Ｓにのみ選択的に機能液が触れるための滴下許容範囲４３Ａの自動計算を行い図示する。ついで、複数の高表面エネルギー領域４３Ｓ，４４Ｓの中から選択される機能液の滴下対象となる第１の高表面エネルギー領域４４Ｓの寸法、該第１の高表面エネルギー領域４４Ｓと２つの第２の高表面エネルギー領域４３Ｓとの間隔、前記機能液の着弾範囲とに基づいて、第１の高表面エネルギー領域４４Ｓにのみ選択的に機能液が触れるための滴下許容範囲４４Ａの自動計算を行い図示する。なお、機能液の着弾範囲は、入力される機能液の径Ｄおよび着弾ばらつきαに基づき求められる。
【００６４】
（機構ｍ３）  機構ｍ２で作製した滴下許容範囲４３Ａ内の任意の位置を第１の高表面エネルギー領域４３Ｓに対する機能液の滴下位置４３Ｐとして決定し図示する。ついで、機構ｍ２で作製した滴下許容範囲４４Ａ内の任意の位置を第１の高表面エネルギー領域４４Ｓに対する機能液の滴下位置４４Ｐとして決定し図示する。なお、ここでいう任意の位置とは、例えば図示された滴下許容範囲を参考に入力される滴下位置である。あるいは、滴下液滴数のみを入力することで滴下許容範囲を参考に滴下位置を自動計算する機構を備えていても良い。
【００６５】
（機構ｍ４）  機構ｍ３で作製した滴下位置４３Ｐ，４４Ｐが記載されたベクターデータをラスターデータに変換、出力する。
このようにして、インクジェット装置における機能液の滴下位置を記載するインクジェット印刷図面を得ることができる。
【００６６】
［インクジェット装置］
次に、本発明に係る図面製造装置について説明する。
図１８は、本発明に係るインクジェット装置の構造を例示する概略図である。
図１８に示す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。
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。又、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。
【００６７】
液滴吐出ヘッド１０３は、複数の液滴吐出ノズル（図４に示す液滴吐出ノズル９３）を備えたヘッドであり、複数の液滴吐出ノズルが液滴吐出ヘッド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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。又、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。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とそれぞれ電気的に接続されているが、その配線は図示していない。また、制御装置１０６からの吐出制御用の信号の供給あるいはＸ軸・Ｙ軸駆動信号の供給は、機能液の滴下位置が記載されたラスターデータをもとに行われる。このラスターデータは図１７の図面製造装置で作製されるが、この作製機能がインクジェット装置１００自体に内蔵されていてもかまわない。
【００７１】
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。
【００７２】
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、液滴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。
【００７３】
［積層構造体製造装置］
図１９は、本発明に係る積層構造体製造装置の構造を例示する概略図である。
積層構造体製造装置は、図１９に示すように、基板２０を各機構に搬送する基板搬送機構と、図２，図３に示す第１の工程に対応し、基板２０の被印刷面に低表面エネルギー領域５０と高表面エネルギー領域４１，４２とからなる表面エネルギーの異なる領域を有する濡れ性変化層３０を形成する濡れ性変化層作製機構と、図１８に示すインクジェット装置１００からなり、図４に示す第２の工程に対応し、基板２０の被印刷面である濡れ性変化層３０表面の所定位置に機能液６１を選択的に滴下するインクジェット印刷機構と、図５に示す第３の工程に対応し、濡れ性変化層３０上の機能液６１を乾燥・固化させて導電層７１を形成する機構と、からなる。
【００７４】
以上のように、本発明に係る機能性膜の形成方法によれば、飛翔時の機能液の直径、機能液の着弾位置ばらつき、高表面エネルギー領域の形状から、所望の高表面エネルギー領域にのみ機能液が触れるための滴下許容範囲を見積もり、これに基づき滴下位置を決定するので、所望の領域に安定して所定パターンの機能性膜を形成した積層構造体を得ることができる。
また、本発明に係る積層構造体を用いることにより、安価で微細な多層配線基板が提供できる。
また、本発明に係る積層構造体を用いることにより、安価で微細なアクティブマトリクス基板が提供できる。
また、本発明に係るアクティブマトリクス基板を用いることにより、安価かつ高性能な画像表示装置が提供できる。
また、本発明に係る図面製造装置を用いることにより、インクジェット印刷図面の開発期間が短縮される。
また、本発明に係る積層構造体製造装置を用いることにより、安価かつ高性能な積層構造体が提供できる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１は、図２０に示す積層構造体１０Ａの製造方法（機能性膜の形成方法）に関する実施例である。
図２０は、実施例１に係る積層構造体の製造方法を例示する図である。このうち、図２０（ａ）は平面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００７６】
まず、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ溶液を、ガラス基板２０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）で表されるポリイミド材料を用いた。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。
【００７７】
【化１】
2012124376.tif 000003
【００７８】
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を作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）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、第１の高表面エネルギー領域４１及び、第２の高表面エネルギー領域４２、並びに低表面エネルギー領域５０とからなるパターンを形成した。なお、作製したフォトマスクには９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、第１の高表面エネルギー領域４１の線幅Ｌと第１の高表面エネルギー領域４１と第２の高表面エネルギー領域４２との間隔Ｓの組み合わせの異なる積層構造体を９種類作製している。
【００７９】
続いて、下記の表１に示した線幅Ｌと間隔Ｓの組み合わせの各パターンに対して、機能液（飛翔時の直径約２５μｍ、着弾位置ばらつき±１５μｍ）を滴下した。なお、下記の表１に示した線幅Ｌと間隔Ｓの組み合わせは、式（１）を満足する場合と満足しない場合の両方を含んでいる。又、下記の表１に示した線幅Ｌと間隔Ｓの組み合わせは、全て式（２）を満足している。
【００８０】
具体的には、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液をインクジェット法で高表面エネルギー部の第１の高表面エネルギー領域４１のみに選択的に滴下した。滴下位置は第１の高表面エネルギー領域４１の中心位置４１Ｃ（第１の高表面エネルギー領域４１の線中心；Ｘ＝０）としている。この機能液の表面張力は約３０ｍＮ／ｍ、粘度１０ｍＰａ・ｓであり、液滴法を用いて測定した機能液の高表面エネルギー部に対する接触角は約５°、低表面エネルギー部に対する接触角は約３０°であった。ノズル数１００のピエゾ方式のインクジェットヘッドを用い、駆動電圧を調整することで、液滴吐出ノズルから吐出される機能液の平均体積を約８ｐＬ（飛翔時の直径は約２５μｍ）として機能液の滴下を行った。この際に基板と液滴吐出ノズルの間隔を０．５ｍｍとしており、全１００ノズルでの着弾位置ばらつきは±１５μｍである。
【００８１】
続いて、第１の高表面エネルギー領域４１に機能液を滴下した後、機能液を１００℃のオーブンで乾燥・固化させて導電層７１を形成し、積層構造体１０Ａを作製した。
【００８２】
作製した積層構造体１０Ａ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表１に示す。
表１に示すように、式（１）と式（２）の両方を満足する場合（表１の式（１）の欄の数値が正である場合）には、第１の高表面エネルギー領域４１のみに導電層７１が形成され、式（２）は満足するが式（１）を満足しない場合（表１の式（１）の欄の数値が負である場合）には、第２の高表面エネルギー領域４２にも導電層７１が形成された。すなわち、式（１）と式（２）の両方を満足することにより、第１の高表面エネルギー領域４１のみに安定して導電層７１を形成可能であることが確認できた。なお、表１において、『○』は第１の高表面エネルギー領域４１のみに導電層７１が形成されたことを意味し、『×』は第２の高表面エネルギー領域４２にも導電層７１が形成されたことを意味している。
【００８３】
【表１】
2012124376.tif 000004
【００８４】
（実施例２）
実施例２は、実施例１と同様に図２０に示す積層構造体１０Ａの製造方法（機能性膜の形成方法）に関する実施例である。
実施例２では、実施例１で用いたフォトマスクとは異なる線状の開口パターンを有するフォトマスクを用いている点、及び滴下中心位置を第１の高表面エネルギー領域４１の中心位置４１Ｃ（第１の領域４１の線中心；Ｘ＝０）から変えている点、以外は実施例１と同様の方法で積層構造体１０Ａを作製している。
【００８５】
下記の表２に示した線幅Ｌと間隔Ｓの組み合わせの各パターンに対して、機能液（飛翔時の直径約２５μｍ、着弾位置ばらつき±１５μｍ）を滴下して積層構造体１０Ａを作製した。そして、作製した積層構造体１０Ａ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表２に示す。なお、下記の表２に示した線幅Ｌと間隔Ｓの組み合わせは、全て式（１）を満足している。又、下記の表２に示した線幅Ｌと間隔Ｓの組み合わせは、式（２）を満足する場合と満足しない場合の両方を含んでいる。
【００８６】
表２に示すように、式（１）と式（２）の両方を満足する場合（表２の式（２）の欄の数値が正である場合）には、第１の高表面エネルギー領域４１のみに導電層７１が形成され、式（１）は満足するが式（２）を満足しない場合（表２の式（２）の欄の数値が負である場合）には、第２の高表面エネルギー領域４２にも導電層７１が形成された。すなわち、式（１）と式（２）の両方を満足することにより、第１の高表面エネルギー領域４１のみに安定して導電層７１を形成可能であることが確認できた。なお、表２において、『○』は第１の高表面エネルギー領域４１のみに導電層７１が形成されたことを意味し、『×』は第２の高表面エネルギー領域４２にも導電層７１が形成されたことを意味している。
【００８７】
【表２】
2012124376.tif 000005
【００８８】
（実施例３）
実施例３は、図２１に示すアクティブマトリクス基板１２０Ａの製造方法に関する実施例である。なお、図２１（ａ）はアクティブマトリクス基板を、図２１（ｂ）は画素回路の平面図であり、図２１（ｃ）は図２１（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００８９】
アクティブマトリクス基板１２０Ａは、図１２に示すアクティブマトリクス基板１２０の画素回路１３０中のトランジスタ２７０がトランジスタ２７０Ａに置換されたものである。トランジスタ２７０Ａは、トランジスタ２７０から濡れ性変化層３１が削除されたものである。すなわち、トランジスタ２７０Ａにおいて、ゲート電極２１０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、及び共通信号線３００は、基板２０上に直接形成されている。
【００９０】
図２１（ｂ）には、アクティブマトリクス基板１２０Ａの４画素の画素回路を示すが、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。
【００９１】
各部の寸法は以下の通りである。
・画素サイズは１６０ＰＰＩに相当し約１５９μｍ。
・機能液の飛翔時の直径Ｄ＝約２５μｍ、着弾位置ばらつきα＝±１５μｍ。
・ソース電極２３０の線幅Ｌ１＝４０μｍ。
・ドレイン電極２４０の横幅Ｌ２＝６５μｍ、縦幅Ｌ３＝８９μｍ。
・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Ｌ４＝５μｍ。
・ソース電極２３０とドレイン電極２４０の間隔Ｓ３＝２５μｍ。
・隣接するドレイン電極２４０の間隔Ｓ４＝９４μｍ。
【００９２】
以下、アクティブマトリクス基板１２０Ａの製造方法について説明するが、ポリイミド材料、機能液、機能液の滴下条件は、実施例１と同一に設定したので、説明を省略する。
【００９３】
初めに、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラス基板からなる基板２０上にゲート電極２１０、保持容量電極２５０、ゲート信号線２８０、及び共通信号線３００を作製した。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３２を形成した。その後、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて、紫外線を濡れ性変化層３２上の一部へ露光させ、濡れ性変化層３２上に高表面エネルギー部２２１と低表面エネルギー部２２２とからなるパターンを形成した。
【００９４】
次に機能液を、高表面エネルギー部２２１へ選択的に滴下し、熱処理してソース電極２３０及びドレイン電極２４０、及びソース信号線２９０を形成した。
【００９５】
次に、下記化学式（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１２０Ａを作製した。
【００９６】
【化２】
2012124376.tif 000006
【００９７】
図２２には、実施例３においてソース電極２３０、ドレイン電極２４０、及びソース信号線２９０を形成する際の、機能液の滴下位置の例を示す。
ここでは、前述した本発明の機能膜の形成方法に従い、あらかじめソース電極２３０およびドレイン電極２４０を形成する高表面エネルギー領域に対する滴下許容範囲を計算し、滴下許容範囲内となるように滴下位置を決定している。そのため図２２に示すように、各滴下位置より計算される着弾範囲４３０、４４０は互いに重なることなく、また着弾範囲内で滴下された液滴は確実に所望の高表面エネルギー領域に触れることになる。
【００９８】
さらに具体的には、ソース電極２３０を形成するための機能液の滴下中心位置４３０Ｃをソース電極２３０の中心線２３０Ｃ上の位置とし、ソース電極２３０を形成する際には１５９μｍ置きに１滴ずつとしている。また、ドレイン電極２４０を形成するための機能液の滴下中心位置４４０Ｃをドレイン電極２４０の重心位置とし、ドレイン電極２４０を形成する際にはドレイン電極１個につき１滴ずつとしている。このように機能液の滴下位置を決定することで、線幅Ｌ１＝４０μｍやチャネル長Ｌ４＝５μｍといった微細な電極を安定して形成することができた。
【００９９】
（実施例４）
実施例４では、実施例３で作製したアクティブマトリクス基板１２０Ａに、電気泳動素子を貼り合わせて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。又、１６０ＰＰＩ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。
【０１００】
以上、好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，１０Ａ    積層構造体
２０    基板
３０，３１，３２    濡れ性変化層
４１，４３    第１の高表面エネルギー領域（高表面エネルギー部の第１の領域）
４１Ｃ，４３Ｃ    第１の高表面エネルギー領域の中心位置
４２，４４    第２の高表面エネルギー領域（高表面エネルギー部の第２の領域）
４３Ａ，４４Ａ，６１Ｆ，６１Ｇ，６１Ｈ，６１Ｉ，２３１Ａ，２４１Ａ    機能液の滴下許容範囲
４３Ｐ，４４Ｐ，６１Ｃ，６１Ｄ，２３１Ｃ，２４１Ｃ，４３０Ｃ，４４０Ｃ    機能液の滴下中心位置（滴下位置）
４３Ｓ，４４Ｓ    高表面エネルギー領域
５０，５０Ｓ，２０２，２２２  低表面エネルギー領域
６１，６２    機能液
６１Ｅ，６１Ｅ’，４００，４３０，４４０    機能液の着弾範囲
６２Ｃ    仮想滴下位置
６２Ｅ    仮想着弾範囲
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
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
１２０，１２０Ａ  アクティブマトリクス基板
１３０，１３０Ａ，１３１    画素回路
１４０    配線
１５０    電極ＰＡＤ
２０１，２２１  高表面エネルギー部
２１０    ゲート電極
２２０    ゲート絶縁層
２３０    ソース電極
２３０Ｃ    中心線
２３１    ソース電極形成領域に相当する高表面エネルギー領域
２４０    ドレイン電極
２４１    ソース電極形成領域に相当する高表面エネルギー領域
２５０    保持容量電極
２６０    半導体層
２７０，２７０Ａ    トランジスタ
２８０    ゲート信号線
２９０    ソース信号線
３００    共通信号線
α    機能液の着弾位置ばらつき
Ｄ    機能液の飛翔時の直径
Ｌ    第１の高表面エネルギー領域の線幅
Ｌ１    ソース電極の線幅
Ｌ２    ドレイン電極の横幅
Ｌ３    ドレイン電極の縦幅
Ｌ４    チャネル長
Ｓ    第１の高表面エネルギー領域と第２の高表面エネルギー領域との間隔
Ｓ３    ソース電極とドレイン電極の間隔
Ｓ４    隣接するドレイン電極の間隔
Ｘ    第１の高表面エネルギー領域の中心位置と機能液の滴下中心位置の距離
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０２】
【特許文献１】特開２００５−３１０９６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１８１号公報
【図１１】
2012124376.tif 000007
【図１８】
2012124376.tif 000008
【図１】
2012124376.tif 000009
【図２】
2012124376.tif 000010
【図３】
2012124376.tif 000011
【図４】
2012124376.tif 000012
【図５】
2012124376.tif 000013
【図６】
2012124376.tif 000014
【図７】
2012124376.tif 000015
【図８】
2012124376.tif 000016
【図９】
2012124376.tif 000017
【図１０】
2012124376.tif 000018
【図１２】
2012124376.tif 000019
【図１３】
2012124376.tif 000020
【図１４】
2012124376.tif 000021
【図１５】
2012124376.tif 000022
【図１６】
2012124376.tif 000023
【図１７】
2012124376.tif 000024
【図１９】
2012124376.tif 000025
【図２０】
2012124376.tif 000026
【図２１】
2012124376.tif 000027
【図２２】
2012124376.tif 000028