(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とその所定位置に配置された単位ブロックとで構成され、単位ブロックおよび／または基板の表面に端子が形成されている構造体の表面に、所定の液体で破壊される材料からなる被膜を形成し、この被膜の前記端子に対応する部分にこの被膜を破壊可能な液体をインクジェット法で吐出することにより、この被膜の前記端子に対応する部分を前記液体で破壊してこの部分に貫通孔を形成することを特徴とする配線間接続孔の形成方法。
【請求項２】
被膜の材料としてポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコールを使用し、被膜を破壊する液体として水、メタノール、またはエタノールを使用する請求項１記載の配線間接続孔の形成方法。
【請求項３】
基板とその所定位置に配置された単位ブロックとで構成され、単位ブロックおよび／または基板の表面に端子が形成されている構造体の表面に、所定の液体で破壊される材料からなる第１の被膜を形成した後、第１の被膜の上に前記液体で破壊されない材料からなる第２の被膜を形成してパターニングを行うことにより、第２の被膜の前記端子に対応する部分に貫通孔を形成した後、この貫通孔に第１の被膜を破壊する液体を供給することにより、第１の被膜の前記端子に対応する部分を前記液体で破壊してこの部分に貫通孔を形成することを特徴とする配線間接続孔の形成方法。
【請求項４】
前記液体の供給はインクジェット法で行う請求項３記載の配線間接続孔の形成方法。
【請求項５】
第２の被膜は自己組織化膜である請求項３記載の配線間接続孔の形成方法。
【請求項６】
第１の被膜の材料としてポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコールを使用し、第１の被膜を破壊する液体として水、メタノール、またはエタノールを使用し、フルオロアルキルシランを用いて自己組織化膜を形成する請求項５記載の配線間接続孔の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特殊な構造体の端子部分に、配線間を接続するための貫通孔を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子を画素として備える有機ＥＬ表示体は、高輝度で自発光であること、直流低電圧駆動が可能であること、応答性が高速であること、固体有機膜による発光であることから、表示性能に優れているとともに、薄型化、軽量化、低消費電力化が可能であるため、将来的に液晶表示体に代わるものとして期待されている。
【０００３】
特に、駆動方式がアクティブマトリックス方式であるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体は、画素毎に駆動用のトランジスタを備えているため、高輝度での高精細化が可能であり、多階調化や表示体の大型化に対応できる。このトランジスタとしては、透明で大面積の基板上に有機ＥＬ表示体を形成するために、ガラス基板に形成可能な、低温多結晶シリコン膜を活性層とする薄膜トランジスタを使用することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、アクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体では、各画素毎に薄膜トランジスタを形成する必要があるが、これを表示体基板に直接形成すると、画素数の増加に伴って、性能不良の薄膜トランジスタが形成される可能性が高くなる。
【０００５】
これに対して、各画素用の薄膜トランジスタを、表示用基板とは別の基板上に多数個並列に形成し、これを単位ブロックに分割して各単位ブロックのトランジスタ性能を検査し、良品のみを表示体用基板の各画素位置に配置すれば、表示体用基板上に性能不良の薄膜トランジスタが形成されないようにすることができる。この場合には、単位ブロックの表面にトランジスタの端子を形成しておき、表示用基板の各画素位置に単位ブロックを配置した後に、この端子を使用して各単位ブロックのトランジスタを配線で接続する必要がある。
【０００６】
本発明は、このような特殊な構造体をなす単位ブロックの端子部分に、配線間接続用の貫通孔（配線間接続孔）を簡単に形成する方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板とその所定位置に配置された単位ブロックとで構成され、単位ブロックおよび／または基板の表面に端子が形成されている構造体の表面に、所定の液体で破壊される材料からなる被膜を形成し、この被膜の前記端子に対応する部分にこの被膜を破壊可能な液体をインクジェット法で吐出することにより、この被膜の前記端子に対応する部分を前記液体で破壊してこの部分に貫通孔を形成することを特徴とする配線間接続孔の形成方法を提供する。この方法を本発明の第１の方法と定義する。
【０００８】
本発明はまた、基板とその所定位置に配置された単位ブロックとで構成され、単位ブロックおよび／または基板の表面に端子が形成されている構造体の表面に、所定の液体で破壊される材料からなる第１の被膜を形成した後、第１の被膜の上に前記液体で破壊されない材料からなる第２の被膜を形成してパターニングを行うことにより、第２の被膜の前記端子に対応する部分に貫通孔を形成した後、この貫通孔に第１の被膜を破壊する液体を供給することにより、第１の被膜の前記端子に対応する部分を前記液体で破壊してこの部分に貫通孔を形成することを特徴とする配線間接続孔の形成方法を提供する。この方法を本発明の第２の方法と定義する。
【０００９】
第１の方法では、被膜の材料としてポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコールを使用し、被膜を破壊する液体として水、メタノール、またはエタノールを使用することが好ましい。
第２の方法では、第１の被膜の材料としてポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコールを使用し、第１の被膜を破壊する液体として水、メタノール、またはエタノールを使用することが好ましい。
【００１０】
第２の方法では、前記液体の供給方法は特に限定されないが、インクジェット法で行うことが好ましい。
第２の方法では、第２の被膜を自己組織化膜とすることが好ましい。
第２の方法では、第１の被膜の材料として親水基を含む分子からなる物質（例えば、ポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコール）を使用し、第１の被膜を破壊する液体として極性溶媒（例えば、水、メタノール、またはエタノール）を使用し、フルオロアルキルシランを用いて自己組織化膜を形成することが好ましい。フルオロアルキルシランとしては、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００１１】
第１および第２の方法における「被膜の破壊」とは、被膜が溶解や腐食等によって被膜の形態を成さない状態となり、簡単な洗浄等によって容易に除去可能な状態とすることを意味する。
第２の方法における「自己組織化膜」とは、膜形成面の構成原子と結合可能な官能基が直鎖分子に結合されている化合物を、気体または液体の状態で膜形成面と共存させることにより、前記官能基が膜形成面に吸着して膜形成面の構成原子と結合し、直鎖分子を外側に向けて形成された緻密な単分子膜である。この単分子膜は、化合物の膜形成面に対する自発的な化学吸着によって形成されることから、自己組織化膜と称される。
【００１２】
なお、自己組織化膜については、Ａ．Ｕｌｍａｎ著の「Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｉｌｍ  ｆｒｏｍＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ  ｔｏ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ  Ｉｎｃ．Ｂｏｓｔｏｎ，１９９１）の第３章に詳細に記載されている。
【００１３】
親水性の膜形成面（ヒドロキシル基等の親水基が存在する膜形成面）に対してフルオロアルキルシランを用いて自己組織化膜を形成すると、フルオロアルキルシランのシリル基と膜形成面のヒドロキシル基との間に加水分解によってシロキサン結合が生じ、直鎖分子の末端にフルオロアルキル基（ＣＦ3 （ＣＦ2 ）n −）が配置されるため、得られる自己組織化膜の表面は撥液性（液体によって濡れ難い性質）となる。
【００１４】
したがって、第２の方法において、第１の被膜を親水基を含む分子からなる物質で構成することによって膜形成面を親水性とし、自己組織化膜の材料としてフルオロアルキルシランを用いれば、前記被膜の上に形成された自己組織化膜の表面は撥液性となる。そして、第１の被膜を破壊する液体として極性溶媒を用いれば、自己組織化膜の貫通孔に極性溶剤が供給されて、この位置の第１の被膜が極性溶媒で破壊される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜４を用いて、本発明の第１の方法に相当する実施形態を説明する。
先ず、図３に示すように、単位ブロック３９の微細構造（トランジスタ等の素子を含む回路）を、シリコンウエハ４１上に多数個並列に形成する。次に、このシリコンウエハ４１を分割線５１で分割することにより、多数の単位ブロック３９を得る。各単位ブロック３９の表面には素子の端子が形成されている。
【００１６】
一方、図１（ａ）に示すように、ガラス基板５２には、エッチング等の工程により、単位ブロック３９を配置する位置に窪み５４を設けておく。単位ブロック３９の端面はシリコン単結晶の劈開面に沿って斜めに切断されているため、ガラス基板５２の窪み５４の内壁面を、この単位ブロック３９の斜面に合わせた形状にしておく。また、ガラス基板５２の表面の所定位置に端子５２Ａ，５２Ｂを予め形成しておく。
【００１７】
そして、図４に示すように、このガラス基板５２と単位ブロック３９を液体５３中に入れ、単位ブロック３９をガラス基板５２の表面（窪み５４が形成されている面）に沿って流動させることにより、単位ブロック３９を窪み５４に嵌め入れる。その結果、単位ブロック３９がガラス基板５２の所定位置に配置された構造体Ｋが得られる。図１（ｂ）はこの状態を示す。この構造体Ｋの表面には、単位ブロック３９の端子３９Ａ，３９Ｂとガラス基板５２に直接形成された端子５２Ａ，５２Ｂが露出している。
【００１８】
次に、図１（ｃ）に示すように、この構造体Ｋの表面（各端子が露出している面）全体に対して、ポリビニルピロリドンからなる被膜１を形成する。この被膜１は、例えば、ポリビニルピロリドンをメタノール等の溶剤に溶かした溶液をスピンコート法で塗布した後、溶剤を蒸発させることにより形成できる。この被膜１は、この構造体Ｋの表面の保護膜且つ絶縁膜であるとともに、単位ブロック３９を窪み５４内に固定する固定化膜としても機能する。この被膜１の厚さは例えば２〜３μｍとする。
【００１９】
次に、図１（ｄ）に示すように、この被膜１の単位ブロック３９の端子３９Ａの部分に、インクジェット装置のヘッド２からメタノール３を吐出する。これにより、ポリビニルピロリドンはメタノールに溶解するため、被膜１の端子３９Ａの部分がメタノール３で破壊される。その結果、被膜１に貫通孔１０が形成されて端子３９Ａが露出する。単位ブロック３９の端子３９Ａと接続するガラス基板５２の端子５２Ａについても、これと同様にインクジェット法で貫通孔１０を形成する。インクジェット装置のヘッド２の吐出孔の直径は例えば３０μｍ程度とする。
【００２０】
次に、この状態でこの構造体Ｋの表面を所定の液体で洗浄すること等により、被膜１の表面および貫通孔１０内に残存するメタノールを除去する。この洗浄用の液体としては、ポリビニルピロリドン被膜１および端子３９Ａ，５２Ａを溶解させない液体を用いる。
次に、図２（ａ）に示すように、金属微粒子が溶剤中に分散された液体７を、インクジェット装置のヘッド２から、被覆１の端子５２Ａ上の貫通孔１０から端子３９Ａ上の貫通孔１０まで連続して吐出する。この液体７は、図２（ｂ）に示すように、両貫通孔１０には被膜１の上側までかかるような十分な量を充填し、貫通孔１０が両貫通孔１０間の被膜１上には配線幅に応じた所定幅で吐出する。次に、この構造体Ｋを加熱装置に入れて加熱するか、減圧装置に入れて減圧することによって、図２（ｂ）の状態の液体７から溶剤を蒸発させる。
【００２１】
これにより、図２（ｃ）に示すように、単位ブロック３９の端子３９Ａとガラス基板５２の端子５２Ａが配線７０で接続される。この配線７０は、液体７に含まれていた金属微粒子からなる。
〔第２実施形態〕
図５および６を用いて本発明の第２の方法に相当する実施形態を説明する。
【００２２】
先ず、第１実施形態と同じ方法で、構造体Ｋの作製とこの構造体Ｋの表面に対するポリビニルアルコール被膜（第１の被膜）１Ａの形成を行う。ただし、ポリビニルアルコール被膜１Ａの形成は、例えばポリビニルアルコール水溶液を用いて行う。図５（ａ）はこの状態を示す。
次に、この構造体Ｋとヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシランを同一の密閉容器に入れて、５時間１２０℃で放置することにより、被膜１Ａの上に自己組織化膜４を形成する。図５（ｂ）はこの状態を示す。ここで、ポリビニルアルコール被膜１Ａの上にヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシランを用いて形成された自己組織化膜４の表面は撥液性となる。
【００２３】
次に、図５（ｃ）に示すように、自己組織化膜４の上に、単位ブロック３９の端子３９Ａとガラス基板５２の端子５２Ａの位置に紫外線透過部５Ａを有するフォトマスク５を置き、このフォトマスク５を介して自己組織化膜４に波長１７２ｎｍの紫外線６を照射する。ここで、自己組織化膜４の紫外線６が照射された部分は、紫外線６により破壊され（膜を構成する分子が分解され）て除去されるため、図５（ｄ）に示すように、自己組織化膜４の端子３９Ａ，５２Ａの位置に貫通孔４Ａが形成される。
【００２４】
次に、図５（ｅ）に示すように、これらの貫通孔４Ａに、インクジェット装置のヘッド２から水３０を吐出する。ここで、前述のように、自己組織化膜４の表面は撥液性であるため、極性溶媒である水３０は、自己組織化膜４の表面に止まらずに貫通孔４Ａ内に積極的に入る。図５（ｆ）はこの状態を示す。これにより、貫通孔４Ａに対応するポリビニルアルコール被膜１Ａの部分が水３０で効率的に破壊される。その結果、ポリビニルアルコール被膜１Ａの端子３９Ａ，５２Ａに対応する部分に貫通孔１０が形成されて、端子３９Ａ，５２Ａが露出する。図５（ｅ）はこの状態を示す。
【００２５】
次に、この状態でこの構造体Ｋの表面を所定の液体で洗浄すること等により、被膜１Ａの貫通孔１０内に残存する水を除去する。この洗浄用の液体としては、ポリビニルアルコール被膜１Ａおよび端子３９Ａ，５２Ａを溶解させない液体を用いる。
次に、図６（ａ）に示すように、自己組織化膜４の上に、配線パターンに応じた紫外線透過部８Ａが形成されているフォトマスク８を置き、このフォトマスク８を介して自己組織化膜４に波長１７２ｎｍの紫外線６を照射する。ここで、自己組織化膜４の紫外線６が照射された部分は、紫外線６により破壊され（膜を構成する分子が分解され）て除去されるため、自己組織化膜４の配線パターンに応じた部分が所定幅で除去される。図６（ｂ）はこの状態を示す。
【００２６】
この状態で、金属微粒子が溶剤中に分散された液体７を、インクジェット装置のヘッド２から、被膜１Ａ上の自己組織化膜４が除去されている部分４５に吐出する。この液体７は、図６（ｃ）に示すように、両貫通孔１０には被膜１Ａの上側までかかるような十分な量を充填し、貫通孔１０が両貫通孔１０間の被膜１Ａ上には配線幅に応じた所定幅で吐出する。次に、この構造体Ｋを加熱装置に入れて加熱するか、減圧装置に入れて減圧することによって、図６（ｃ）の状態の液体７から溶剤を蒸発させる。
【００２７】
これにより、図６（ｄ）に示すように、単位ブロック３９の端子３９Ａとガラス基板５２の端子５２Ａが配線７０で接続される。この配線７０は、液体７に含まれていた金属微粒子からなる。ここで使用する液体７の溶剤は、極性溶媒であることが好ましい。溶剤が極性溶媒である液体７は、親水基を含む分子からなる被膜１Ａとの親和力が高いため、この被膜１Ａの貫通孔１０および被膜１Ａ上の自己組織化膜４が除去されている部分４５内に安定的に配置される。
【００２８】
以上のように、これらの実施形態の方法によれば、構造体Ｋの端子３９Ａ，５２Ａの部分に、配線間接続孔（貫通孔１０）を簡単に形成することができる。
特に、第２実施形態では、表面が撥液性となる自己組織化膜４を親水性のポリビニルアルコール被膜１Ａ上に形成し、極性溶媒である水３０を貫通孔４Ａ内に入れることにより、貫通孔４Ａに対応するポリビニルアルコール被膜１Ａの部分を水３０で効率的に破壊することができる。また、自己組織化膜４をパターニングすることにより、フォトマスク５の紫外線透過部５Ａが精度良く貫通孔４Ａに転写されるため、第１実施形態の方法よりも、配線間接続孔（貫通孔１０）の寸法精度を高くすることができる。
【００２９】
なお、自己組織化膜４を使用している第２実施形態では、貫通孔４Ａに対する水３０の供給をインクジェット法で行っているが、図５（ｄ）の状態の構造体Ｋを水中に浸漬することにより行ってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法によれば、基板とその所定位置に配置された単位ブロックとで構成され、単位ブロックおよび／または基板の表面に端子が形成されている構造体の端子の部分に、配線間接続孔を簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の方法に相当する実施形態を説明する図である。
【図２】本発明の第１の方法に相当する実施形態を説明する図である。
【図３】単位ブロックの形成方法を説明する図である。
【図４】構造体の作製方法を説明する図である。
【図５】本発明の第２の方法に相当する実施形態を説明する図である。
【図６】本発明の第２の方法に相当する実施形態を説明する図である。
【符号の説明】
１  被膜
１Ａ  第１の被膜
１０  被膜の貫通孔（配線間接続孔）
２  インクジェット装置のヘッド
３  メタノール
３０  水
４  自己組織化膜（第２の被膜）
４Ａ  自己組織化膜の貫通孔
４５  自己組織化膜の除去部分
５  フォトマスク
５Ａ  紫外線透過部
６  紫外線
７  配線材料の液体
７０  配線
８  フォトマスク
８Ａ  紫外線透過部
３９  単位ブロック
３９Ａ  単位ブロックの端子
４１  シリコンウエハ
５１  分割線
５２  ガラス基板
５２Ａ  ガラス基板の端子
５２Ｂ  ガラス基板の端子
５４  窪み
Ｋ  構造体
【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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