JP2007142023A

JP2007142023A - デバイスとその製造方法、配線形成方法及び電気光学装置並びに電子機器

Info

Publication number: JP2007142023A
Application number: JP2005331449A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Noda; 洋一野田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】平坦性の高いパターンを形成可能とする。
【解決手段】基板Ｐ上に積層構造の配線４１、４２を形成する。基板Ｐ上に下地層Ｆ１を形成する工程と、下地層Ｆ１の上に液状体の液滴を吐出して配線本体Ｆ２を形成する工程とを有する。液状体は、銀を含む第１微粒子と、第１微粒子に添加され銀とは異なる第２微粒子とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、デバイスとその製造方法、配線形成方法及び電気光学装置並びに電子機器に関するものである。

ノートパソコン、携帯電話などの携帯機器の普及に伴い、薄くて軽量な液晶表示装置等が幅広く用いられている。この種の液晶表示装置等は、上基板及び下基板間に液晶層を挟持したものとなっている。
前記下基板（アクティブマトリックス基板）の一例を、図１８に示す。同図に示すように、下基板１は、ガラス基板２と、このガラス基板２上に互いに交差するように配線されたゲート走査電極３及びソース電極４と、同じくガラス基板２上に配線されたドレイン電極５と、このドレイン電極５に接続された画素電極（ＩＴＯ）６と、ゲート走査電極３とソース電極４との間に介在された絶縁層７と、薄膜半導体からなるＴＦＴ（Thin Film Transistor）８とを備えて構成されている。

上記下基板１における各金属配線の形成においては、例えば、特許文献１に示されるように、ドライプロセスとフォトリソエッチングを組み合わせた工程を複数回繰り返す手法が用いられている。
ところが、この技術では、ドライプロセスとフォトリソエッチングを組み合わせた処理を複数回行っているので、材料費や管理費がかさみやすく、また歩留まりも上げにくいという問題がある。

そこで、近年、電子装置の製造過程に用いられる塗布技術として、液体吐出方式の利用が拡大する傾向にある。液体吐出方式による塗布技術は、一般に、基板と液体吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液体吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから液状体を液滴として吐出し、その液滴を基板上に繰り返し付着させて塗布膜を形成するものであり、液状体の消費に無駄が少なく、任意のパターンをフォトリソグラフィーなどの手段を用いず直接塗布することが出来るといった利点を有する。
例えば、特許文献２、特許文献３などには、パターン形成用材料を含んだ機能液を液滴吐出ヘッドから基板上に吐出することにより、パターン形成面に材料を配置（塗布）して半導体集積回路などの微細な配線パターンを形成する技術が開示されている。
特許第３２６１６９９号公報特開平１１−２７４６７１号公報特開２０００−２１６３３０号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
ゲート電極上に形成されるＴＦＴ素子の特性は、アモルファスシリコンの平坦性に左右され、またアモルファスシリコンの平坦性はゲート電極の平坦性に影響を受ける。
特に、ゲート電極を上述した液滴吐出方式で形成した場合、例えば銀微粒子を含む液滴を用いる場合には、焼成時の加熱で微粒子が融着して粒子が大きくなるため、表面が粗くなり平坦性が低下するという問題が生じてしまう。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、平坦性の高いパターンを形成可能なデバイスとその製造方法、配線形成方法及び電気光学装置並びに電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の配線形成方法は、基板上に積層構造の配線を形成する方法であって、前記基板上に下地層を形成する工程と、前記下地層の上に液状体の液滴を吐出して配線本体を形成する工程とを有し、前記液状体は、銀を含む第１微粒子と、該第１微粒子に添加され前記銀とは異なる第２微粒子とを含むことを特徴とするものである。

従って、本発明の配線形成方法では、第２微粒子の存在により第１微粒子中の銀の粒成長が阻害されることになり、粒成長に伴って配線の平坦性が低下することを抑制できる。前記第２微粒子としては、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｎ及びこれらの酸化物のナノ粒子から選択することが好ましい。

前記第２微粒子としては、前記第１微粒子の重量に対して０．１〜１０％の範囲で添加されることが好ましい。第２微粒子の添加量が第１微粒子の重量に対して０．１％未満であると、銀の粒成長を十分に抑制することが困難になり、また、１０％を超えると配線の比抵抗が大きくなることから、０．１〜１０％の範囲が好ましい。
さらに好ましくは、前記第１微粒子の重量に対して０．１〜１．０％の範囲で添加する。これにより、配線の比抵抗を一層抑えることが可能になる。

また、本発明では、吐出した前記液状体を窒素雰囲気化で焼成する工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、酸素のある環境で加熱した際に粒成長する銀の成長を抑制することが可能になる。

また、本発明では、前記配線本体の上に保護層を形成する工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、導電性膜の（エレクトロ）マイグレーション現象等を抑制することができる。

一方、本発明のデバイス製造方法は、基板上に配線が形成されるデバイスの製造方法であって、前記配線を先に記載の配線形成方法で形成することを特徴とするものである。
従って、本発明では、基板上に表面が平坦な配線が形成されたデバイスを得ることができる。

この場合、本発明では、前記配線の少なくとも一部上にスイッチング素子を形成する工程を有する手順を採用できる。
これにより、本発明では、平坦性が向上した配線上に形成されたスイッチング素子の特性を向上させることができる。

そして、本発明のデバイスは、先に記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするものである。
これにより、本発明では、基板上に表面が平坦な配線が形成されたデバイスを得ることができる。

また、本発明の電気光学装置は、先に記載のデバイスを備えることを特徴とするものである。
さらに、本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置を備えることを特徴とするものである。
従って、本発明では、スイッチング素子の特性が向上した高品質の電気光学装置及び電子機器を得ることができる。

以下、本発明のデバイスとその製造方法、配線形成方法及び電気光学装置並びに電子機器の実施の形態を、図１ないし図１７を参照して説明する。
まず、デバイスとしてのアクティブマトリクス基板について説明する。

＜アクティブマトリクス基板＞
図１は、本発明に係るアクティブマトリクス基板の一部を拡大した図である。
アクティブマトリクス基板（デバイス）２０上は、格子状に配線されたゲート配線４０とソース配線４２とを備える。すなわち、複数のゲート配線４０がＸ方向に延びるように形成され、ソース配線４２がＹ方向に延びるように形成されている。
また、ゲート配線４０には、ゲート配線４０の一部としてゲート配線４０よりも幅狭のゲート電極（配線）４１が接続され、ゲート電極４１上に絶縁層を介してＴＦＴ（スイッチング素子）３０が配置される。一方、ソース配線４２には、ソース電極４３が接続され、ソース電極４３の一端は、ＴＦＴ３０に接続する。

そして、ゲート配線４０とソース配線４２に囲まれた領域には、画素電極４５が配置され、ドレイン電極４４を介してＴＦＴ３０に接続する。
また、アクティブマトリクス基板２０上には、ゲート配線４０と略平行するように、容量線４６が配線される。容量線４６は、画素電極４５及びソース配線４２の下層に絶縁層を介して配置される。
なお、これらゲート配線４０、ゲート電極４１、ソース配線４２、容量線４６は、本発明に係る配線を構成し、同一の面上に形成される。

図２は、アクティブマトリクス基板２０の等価回路図であって、液晶表示装置に用いた場合である。
アクティブマトリクス基板２０を液晶表示装置に用いた場合には、画像表示領域には複数の画素１００ａがマトリクス状に構成される。これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するソース配線４２が図１に示したソース電極４３を介してＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。ソース配線４２に供給する画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のソース配線４２同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
また、ＴＦＴ３０のゲートには、ゲート配線４０が図１に示したゲート電極４１を介して電気的に接続されている。そして、所定のタイミングで、ゲート配線４０にパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。

画素電極４５は、ＴＦＴ３０のドレインにドレイン電極４４を介して電気的に接続されている。そして、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、ソース配線４２から供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極４５を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図１６に示す対向基板１２０の対向電極１２１との間で一定期間保持される。

なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、容量線４６によって、画素電極４５と対向電極１２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量４８が付加されている。例えば、画素電極４５の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量４８により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置（電気光学装置）１００を実現することができる。

＜液滴吐出装置＞
次に、上述したアクティブマトリクス基板２０の製造に用いられる液滴吐出装置について図３及び図４を参照して説明する。
図３に示すように、液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪは、液滴吐出ヘッドから基板Ｐに対して液滴を吐出（滴下）するものであって、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ方向駆動軸３０４と、Ｙ方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料、液状体）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。

液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、導電性微粒子を含むインクが吐出される。

Ｘ方向駆動軸３０４には、Ｘ方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ方向の駆動信号が供給されると、Ｘ方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ方向に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構３０８は、液滴吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。クリーニング機構３０８には、図示しないＹ方向の駆動モータが備えられている。このＹ方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ方向を走査方向、Ｘ方向と直交するＹ方向を非走査方向とする。
したがって、液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図３では、液滴吐出ヘッド３０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。

図４は、液滴吐出ヘッド３０１の断面図である。
液滴吐出ヘッド３０１には、液体材料（配線用インク等）を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系３２３を介して液体材料が供給される。
ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させることにより、液体室３２１が変形し、ノズル３２５から液体材料が吐出される。
この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。

なお、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に例えば３０ｋｇ／ｃｍ^２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。

また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液状材料（流動体）の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。

また、液滴として吐出される溶液に含まれる導電性微粒子としては、例えば、金、銀、銅、錫、鉛等の金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。

導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、後述する液滴吐出ヘッドのノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。

分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法（インクジェット法）への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。

導電性微粒子の分散液の表面張力は、例えば０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。

分散液の粘度は、例えば１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
インクジェット法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。

＜アクティブマトリクス基板の製造方法＞
次に、アクティブマトリクス基板２０の製造方法について図を参照して説明する。
アクティブマトリクス基板２０は、基板Ｐ上に格子パターンの配線を形成する第１工程と、積層部３５を形成する第２工程と、画素電極４５等を形成する第３工程により製造される。
以下、各工程毎に詳細に説明する。

（第１工程：配線形成）
図５、図６及び図７は、第１工程である配線形成工程を説明する図である。なお、図５（ｂ）及び図７（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）、図７（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
ゲート配線４０やソース配線４２等の格子パターンの配線が形成される基板Ｐとしては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種の材料を用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。

そして、まず、図５に示すように、基板Ｐ上に、絶縁性の有機樹脂からなるバンク５１が形成される。バンクは、後述する配線用インクを基板Ｐの所定位置に配置するためのものである。
具体的には、図５（ａ）に示すように、洗浄した基板Ｐの上面に、格子パターンの配線の形成位置に対応した複数の開口部５２，５３，５４，５５を有するバンク５１をフォトリソグラフィ法に基づいて形成する。
バンク５１の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラミン樹脂などの高分子材料が用いられる。

次に、バンク間におけるバンク形成時のレジスト（有機物）残渣を除去するために、基板Ｐに対して残渣処理を施す。
残渣処理としては、紫外線を照射することにより残渣処理を行う紫外線（ＵＶ）照射処理や大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするＯ_２プラズマ処理等を選択できるが、ここではＯ_２プラズマ処理を実施する。
具体的には、基板Ｐに対しプラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射することで行う。Ｏ_２プラズマ処理の条件としては、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、酸素ガス流量が５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板Ｐの板搬送速度が０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０〜９０℃とされる。
なお、基板Ｐがガラス基板の場合、その表面は配線パターン形成材料に対して親液性を有しているが、本実施の形態のように残渣処理のためにＯ_２プラズマ処理や紫外線照射処理を施すことで、基板表面の親液性を高めることができる。

次に、バンク５１には、開口部５２，５３，５４，５５内に配線パターン用インクを良好に配置させるために、撥液性処理を施される。撥液性処理として、ＣＦ_４プラズマ処理等（フッ素成分を有するガスを用いたプラズマ処理）を施す。
このような撥液化処理を行うことにより、バンク５１にはこれを構成する樹脂中にフッ素基が導入され、高い撥液性が付与される。なお、上述した親液化処理としてのＯ_２プラズマ処理は、バンク５１の形成前に行ってもよいが、Ｏ_２プラズマによる前処理がなされると、バンク５１がフッ素化（撥液化）されやすいという性質があるため、バンク５１を形成した後にＯ_２プラズマ処理することが好ましい。
なお、バンク５１に対する撥液化処理により、先に親液化処理した基板Ｐ表面に対し多少は影響があるものの、特に基板Ｐがガラス等からなる場合には、撥液化処理によるフッ素基の導入が起こりにくいため、基板Ｐはその親液性、すなわち濡れ性が実質上損なわれることはない。
また、バンク５１については、もともと撥液性を有する材料（例えばフッ素基を有する樹脂材料）によって形成することにより、その撥液処理を省略するようにしてもよい。

このバンク５１により形成される開口部５２，５３，５４，５５は、ゲート配線４０やソース配線４２等の格子パターンの配線に対応している。すなわち、バンク５１の開口部５２，５３，５４，５５に配線用金属材料を配置することにより、ゲート配線４０やソース配線４２等の格子パターンの配線が形成される。
具体的には、Ｘ方向に延びるように形成された開口部５２，５３は、ゲート配線４０、容量線４６の形成位置に対応する。そして、ゲート配線４０の形成位置に対応する開口部５２には、ゲート電極４１の形成位置に対応する開口部５４が接続している。また、Ｙ方向に延びるように形成された開口部５５は、ソース配線４２の形成位置に対応する。なお、Ｙ方向に延びる開口部５５は、Ｘ方向に延びる開口部５２，５３と交差しないように、交差部５６において分断されるように形成される。

そして、上述した液滴吐出装置ＩＪによって、導電性微粒子を含む配線用インクを開口部５２，５３，５４，５５内に吐出・配置することにより、基板Ｐ上にゲート配線４０やソース配線４２等からなる格子パターンの配線を形成する。
配線用インクは、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液や有機銀化合物や酸化銀ナノ粒子を溶媒（分散媒）に分散した溶液からなるものである。導電性微粒子としては、例えば、金、銀、銅、錫、鉛等の金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。

本実施形態では、ゲート配線４０、ゲート電極４１、ソース配線４２、容量線４６を図７（ｂ）に示すように（図７（ｂ）ではソース配線４２のみ図示）三層構造で配線パターンを形成する。
具体的には、本実施形態では、ゲート配線４０、ゲート電極４１、ソース配線４２、容量線４６は下層から、マンガン層（下地層）Ｆ１、銀層（配線本体）Ｆ２、ニッケル層（保護層）Ｆ３の三層で構成される。
このように成膜された配線においては、マンガン層Ｆ１は下地層として銀層Ｆ２の密着性向上に作用し、ニッケル層Ｆ３は保護膜として作用する。この保護膜は、銀や銅等からなる導電性膜の（エレクトロ）マイグレーション現象等を抑制するための薄膜として作用するものである。

なお、以下の説明では、ゲート電極４１及びソース配線４２を成膜する場合について説明する。
上述した開口部５４、５５にマンガン層Ｆ１を形成するためには、まず有機系の分散媒に導電性微粒子としてマンガン（Ｍｎ）を分散させた機能液（液状体）の液滴を液滴吐出ヘッド３０１により開口部５４、５５の所定位置に配置する。機能液の液滴を開口部５４、５５に配置するときには、開口部５４、５５の上方より液滴吐出ヘッド３０１を使って液滴を開口部５４、５５に吐出する。

基板Ｐに配線用インクを吐出した後には、分散媒（有機分）の除去のため、必要に応じて乾燥処理、焼成処理を行う。このような乾燥・焼成処理により、導電性微粒子間の電気的接触が確保され、導電性膜に変換される。
乾燥処理としては、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。例えば１８０℃加熱を６０分間程度行う。
焼成処理及の処理温度としては、分散媒の沸点（蒸気圧）、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング剤の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。例えば、有機物からなるコーティング剤を除去するために、大気雰囲気下で約２２０℃、６０分で焼成する。
これにより、図６（ａ）に示すように、開口部５４、５５にマンガン層Ｆ１が成膜される。

次に、銀層Ｆ２を形成するために、有機系の分散媒に導電性微粒子として銀（Ａｇ）のナノ粒子（第１微粒子）を分散させた機能液の液滴を、マンガン層Ｆ１が形成された開口部５４、５５内に配置する。この機能液には、銀のナノ粒子の他に、例えば電気抵抗の小さいＣｕのナノ粒子が第２微粒子として添加されて分散されている。添加する微粒子としてはＣｕの他に、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｎ及びこれらの酸化物から選択される。
そして、配置された機能液に対しては、分散媒の除去のため、乾燥処理、焼成処理を行う。

この焼成処理としては、大気雰囲気下で約２２０℃、３０分で焼成して分散媒（有機分）を除去した後に、窒素雰囲気下で約３００℃、３０分で本焼成を行う。銀は、酸素のある環境で加熱すると粒子が成長する性質を有するが、本実施形態では窒素雰囲気下で本焼成を行うため粒成長が抑制される。
この焼成処理より、図６（ｂ）に示すように、ニッケル層Ｆ１上に積層状態で配置される銀層Ｆ２が成膜される。

続いて、ニッケル層Ｆ３を形成するために、有機系の分散媒に導電性微粒子としてニッケルを分散させた機能液の液滴を銀層Ｆ２上に配置する。そして、配置された機能液に対しては、分散媒の除去のため、乾燥処理、焼成処理を行う。
この処理としては、まず乾燥むらを防止するために大気雰囲気下で約７０℃、１０分で乾燥処理した後に、大気雰囲気下で約２２０℃、３０分で焼成して分散媒（有機分）を除去した後に、窒素雰囲気下で約３００℃、３０分で本焼成を行う。
この乾燥・焼成処理より、図７（ｂ）に示すように、銀層Ｆ２上に積層状態で配置されるニッケル層Ｆ３が保護層４７として成膜され、ゲート電極４１及びソース配線４２が形成される。

このように、本実施形態の配線形成方法では、大気雰囲気下で酸素が存在する環境での加熱、及びニッケル層Ｆ３の焼成処理に際して、基板Ｐを約３００℃で加熱するため窒素雰囲気下であるにも拘わらず、マンガン層Ｆ１の酸化マンガンから酸素が供給されることに起因して、銀が粒成長を起こす可能性があるが、添加されたＣｕナノ粒子により銀ナノ粒子の成長が抑制されるため、銀層Ｆ２（すなわちニッケル層Ｆ３）の平坦性が低下することを防止できる。

本実施形態におけるＣｕ粒子の添加量としては、銀の粒成長に対する抑制効果及び配線としての比抵抗に基づき設定されることが好ましく、具体的には、銀粒子の重量に対して０．１％未満であると、銀の粒成長を十分に抑制することが困難になり、また、１０％を超えると配線としての比抵抗が大きくなることから、銀粒子の重量に対して０．１〜１０％の範囲で、さらに比抵抗を小さくするためには好ましくは０．１〜１．０％の範囲で選択される。

（実施例）
（１）上記Ｃｕを１．０重量％以下で銀のナノ粒子に添加した機能液の液滴を用いてゲート電極４１、ソース配線４２等の配線を上記の方法で形成したところ、平坦度はＲａ５〜１０ｎｍであった。
（２）一方、従来と同様に、Ｃｕを添加しない銀のナノ粒子に添加した機能液を用いてゲート電極４１、ソース配線４２等の配線を上記の方法で形成したところ、平坦度はＲａ１５〜２５ｎｍであった。
このように、本実施形態の配線形成方法を用いることにより、平坦性が向上した配線を得ることができた。

（第２工程：積層部形成）
図８〜図１１は、第２工程である積層部形成工程を説明する図である。なお、図８（ｂ）〜図１１（ｂ）は、それぞれ図８（ａ）〜図１１（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、図９（ｃ）〜図１１（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）〜図１１（ａ）におけるＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

第２工程では、バンク５１及び格子パターンの配線からなる層上の所定位置に絶縁膜３１と半導体膜（コンタクト層３３，活性層３２）からなる積層部３５を形成する。
より詳細には、まず、プラズマＣＶＤ法により、基板Ｐ上の全面に対して、絶縁膜３１、活性層３２、コンタクト層３３の連続成膜を行う。具体的には、図１１に示すように、絶縁膜３１として窒化シリコン膜、活性層３２としてアモルファスシリコン膜、コンタクト層３３としてｎ^＋型シリコン膜を原料ガスやプラズマ条件を変化させることにより連続して形成する。

次いで、図９に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、所定位置にレジスト５８（５８ａ〜５８ｃ）を配置する。所定位置とは、図９（ａ）に示すように、ゲート配線４０とソース配線４２の交差部５６上（レジスト５８ａ）、ゲート電極４１上（レジスト５８ｃ）、及び容量線４６上（レジスト５８ｂ）である。
なお、交差部５６上に配置するレジスト５８ａと容量線４６上に配置するレジスト５８ｂとは、接触しなように離間して配置形成される。また、ゲート電極４１上に配置するレジスト５８ｃには、ハーフ露光を行うことにより、図９（ｂ）に示すように、溝５９を形成する。

次いで、基板Ｐの全面に対してエッチング処理を施して、レジスト５８（５８ａ〜５８ｃ）をマスクとして、コンタクト層３３及び活性層３２を除去する。更に、エッチング処理を施して、絶縁膜３１を除去する。
これにより、図１０に示すように、レジスト５８（５８ａ〜５８ｃ）を配置した所定位置以外の領域から、コンタクト層３３、活性層３２、絶縁膜３１が取り除かれる。一方、レジスト５８が配置された所定位置には、絶縁膜３１と半導体膜（コンタクト層３３，活性層３２）からなる積層部３５が形成される。

なお、ゲート電極４１上に形成される積層部３５では、レジスト５８ｃにハーフ露光を行って溝５９を形成しておいたので、エッチング前に再度現像することにより溝が貫通する。図１０（ｂ）示すように、溝５９に対応するコンタクト層３３が除去され、２つに分断された状態に形成される。これにより、ゲート電極４１上に活性層３２及びコンタクト層３３からなるスイッチング素子としてＴＦＴ３０が形成される。

そして、図１１に示すように、コンタクト層３３を保護する保護膜６０として窒化シリコン膜を基板Ｐの全面に成膜する。
このようにして、積層部３５の形成が完了する。

（第３工程）
図１２〜図１４は、第３工程である画素電極４５等の形成工程を説明する図である。なお、図１２（ｂ）〜図１４（ｂ）は、それぞれ図１２（ａ）〜図１４（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、図１２（ｃ）〜図１４（ｃ）は、それぞれ図１２（ａ）〜図１４（ａ）におけるＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

第３工程では、ソース電極４３、ドレイン電極４４、導電層４９及び画素電極４５を形成する。
ソース電極４３、ドレイン電極４４、導電層４９及び画素電極４５はいずれも、例えばＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ：インジウムスズ酸化物）等の透光性材料によって形成することができる。また、これらの電極等の形成には、第１工程と同様に、液滴吐出法が用いられる。

まず、ゲート配線４０及びソース配線４２等を覆うようにバンク６１をフォトリソグラフィ法に基づいて形成する。すなわち、図１２に示すように、略格子状のバンク６１が形成される。なお、ソース配線４２とゲート配線４０、及びソース配線４２容量線４６との交差部５６には、開口部６２が形成される。
また、開口部６２は、図１２（ｂ）に示すように、ゲート電極４１上に形成した積層部３５（ＴＦＴ３０）の一部が露出するように形成される。すなわち、バンク６１が積層部３５（ＴＦＴ３０）をＸ方向に２分割するように形成される。
バンク６１の材料としては、例えば、バンク５１と同様に、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラミン樹脂などの高分子材料が用いられる。また、バンク５１と同様に、撥液性処理を施される。

バンク６１により形成される開口部６２は、分断されたソース配線４２を連結する導電層４９又はソース電極４３の形成位置に対応している。また、バンク６１により取り囲まれた領域は、画素電極４５及びドレイン電極４４の形成位置に対応している。すなわち、バンク６１の開口部６２内及びバンク６１により取り囲まれた領域に透明導電性材料を配置することにより、分断されたソース配線４２を連結する導電層４９、ソース電極４３、ドレイン電極４４、画素電極４５が形成される。なお、開口部６２には、透明導電性材料以外の導電性材料を配置してもよい。

次いで、基板Ｐの全面に成膜した保護膜６０をバンク６１をマスクとしてエッチング処理により除去する。これにより、図１３に示すように、バンク６１が配置されていない領域上に成膜した保護層６０は、取り除かれる。なお、格子パターンの配線上に形成した金属保護膜４７も取り除かれる。

次いで、前述した液滴吐出装置ＩＪによって、透明導電性材料をバンク６１の開口部６２内及びバンク６１により取り囲まれた領域内に吐出・配置する。透明導電性材料は、ＩＴＯの導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液である。

そして、基板Ｐに透明導電性材料を吐出した後には、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理、焼成処理を行う。乾燥・焼成処理により、導電性微粒子間の電気的接触が確保され、導電性膜に変換される。

このようにして、基板Ｐ上には、図１４に示すように、分断されたソース配線４２を連結する導電層４９、ソース電極４３、ドレイン電極４４、画素電極４５が形成され、アクティブマトリクス基板２０が製造される。
なお、本実施形態においては、バンク６１の開口部６２内及びバンク６１により取り囲まれた領域内に吐出・配置する材料を透明導電材料としたが、接続抵抗を重視する場合には、分断されたソース配線４２を連結する導電層４９、ソース電極４３には、銀や銅のような導電材料を使うこともできる。
また、本実施形態においては、透明導電性材料を液滴吐出法により配置する方法について説明したが、スパッタ処理とエッチング処理を行うことにより配置してもよい。この場合には、バンク６１は不要となる。

以上のように、本実施形態では、上記配線形成方法によって優れた平坦性をもって形成されたゲート電極４１上に配置されゲート電極４１の平坦度が転写されるＴＦＴ３０の平坦度も向上させることができる。特にボトムゲート構造のＴＦＴ３０においては、チャンネル部のアモルファスシリコン膜の活性層３２で、電子が絶縁膜３１との界面側を流れるため、活性層３２の平坦度が低く電子の移動距離が長くなると、電子の流れを阻害することになる。従って、活性層３２の下地となるゲート電極４１の平坦度を向上させることにより、活性層３２が平滑化して電子の流れが円滑になることで、ＴＦＴ３０の特性（電界効果モビリティー）を向上させることができる。

＜電気光学装置＞
次に、アクティブマトリクス基板２０を用いた電気光学装置の一例である液晶表示装置１００について説明する。
図１５は、液晶表示装置１００を対向基板側から見た平面図であり、図１６は、図１５のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

図１５及び図１６において、液晶表示装置（電気光学装置）１００は、アクティブマトリクス基板２０を含むＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０とが光硬化性の封止材であるシール材１５２によって貼り合わされ、このシール材１５２によって区画された領域内に液晶１５０が封入、保持されている。シール材１５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されてなり、液晶注入口を備えず、封止材にて封止された痕跡がない構成となっている。

シール材１５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り１５３が形成されている。シール材１５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板１２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。

なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。
また、液晶表示装置１００においては、使用する液晶１５０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、Ｃ−ＴＮ法、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板１２０において、ＴＦＴアレイ基板１１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。

また、アクティブマトリクス基板２０を用いた電気光学装置としては、例えば、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に応用が可能である。
有機ＥＬ表示装置は、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して励起させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが再結合する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。
そして、ＴＦＴ３０を有するアクティブマトリクス基板２０上に、有機ＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の各発光色を呈する材料すなわち発光層形成材料及び正孔注入／電子輸送層を形成する材料をインクとし、各々をパターニングすることで、自発光フルカラー有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

さらに、アクティブマトリクス基板２０は、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や、基板上に形成された小面積の薄膜に膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用する表面伝導型電子放出素子等にも適用可能である。

＜電子機器＞
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１７（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は上記実施形態の液晶表示装置１００を備えた表示部を示している。
図１７（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１７（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記実施形態の液晶表示装置１００を備えた表示部を示している。
図１７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１７（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は上記実施形態の液晶表示装置１００を備えた表示部を示している。
このように、図１７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置１００を備えたものであるので、ＴＦＴの特性が向上しており、高い品質や性能が得られる。
また、テレビやモニター等の大型液晶パネルにおいても本実施形態を用いることができる。

なお、本実施形態の電子機器は液晶表示装置１００を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、銀ナノ粒子に添加する微粒子として、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｎ及びこれらの酸化物を例示したが、これ以外にも、これらの微粒子を複数種添加する構成としてもよい。また、下地層としてマンガン層を例示し、保護層としてニッケル層を例示したが、他の材料を用いてもよい。

また、上記実施形態では、ゲート配線４０、ゲート電極４１、ソース配線４２、容量線４６を三層構造で形成したが、これに限定されるものではない。例えば、上部にＴＦＴ３０が形成されるゲート電極４１のみに本発明に係る配線形成方法を適用してもよいが、他の配線も同一構造を採ることにより、同一工程で配線形成することが可能になり、生産性の向上に寄与できる。

また、上記実施形態においては、ソース配線４２を交差部５６において分割する場合について説明したが、ゲート配線４０を交差部５６において分割する場合であってもよい。また、容量線４６上の積層部３５と交差部５６上の積層部３５とが非接触となるようにして、ソース配線４２を流れる電流が容量線４６上の積層部３５に流れ込んでしまう不都合を回避する場合について説明したが、交差部５６上の積層部３５におけるコンタクト層３３をＴＦＴ３０の形成時に同時に除去してしまうことにより、上記不都合を回避してもよい。

アクティブマトリクス基板の一部拡大図である。アクティブマトリクス基板の等価回路図である。液滴吐出装置の概略斜視図である。液滴吐出ヘッドの断面図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。アクティブマトリクス基板を製造する手順を示す図である。液晶表示装置を対向基板の側から見た平面図である。液晶表示装置の断面図である。電子機器の具体例を示す図である。従来のアクティブマトリクス基板を示す図である。

符号の説明

２０…アクティブマトリクス基板（デバイス）、３０…ＴＦＴ（スイッチング素子）、４１…ゲート電極（配線）、１００…液晶表示装置（電気光学装置）、ＩＪ…液滴吐出装置（インクジェット装置）、Ｆ１…マンガン層（下地層）、Ｆ２…銀層（配線本体）、Ｆ３…ニッケル層（保護層）、Ｐ…基板

Claims

基板上に積層構造の配線を形成する方法であって、
前記基板上に下地層を形成する工程と、
前記下地層の上に液状体の液滴を吐出して配線本体を形成する工程とを有し、
前記液状体は、銀を含む第１微粒子と、該第１微粒子に添加され前記銀とは異なる第２微粒子とを含むことを特徴とする配線形成方法。
請求項１記載の配線形成方法において、
前記第２微粒子は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｎ及びこれらの酸化物から選択されることを特徴とする配線形成方法。
請求項１または２記載の配線形成方法において、
前記第２微粒子は、前記第１微粒子の重量に対して０．１〜１０％の範囲で添加されることを特徴とする配線形成方法。
請求項３記載の配線形成方法において、
前記第２微粒子は、前記第１微粒子の重量に対して０．１〜１．０％の範囲で添加されることを特徴とする配線形成方法。
請求項１から４のいずれかに記載の配線形成方法において、
吐出した前記液状体を窒素雰囲気化で焼成する工程を有することを特徴とする配線形成方法。
請求項１から５のいずれかに記載の配線形成方法において、
前記配線本体の上に保護層を形成する工程を有することを特徴とする配線形成方法。
基板上に配線が形成されるデバイスの製造方法であって、
前記配線を請求項１から請求項６のいずれかに記載の配線形成方法で形成することを特徴とするデバイス製造方法。
請求項７記載のデバイス製造方法において、
前記配線の少なくとも一部上にスイッチング素子を形成する工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。
請求項７または請求項８に記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするデバイス。
請求項９に記載のデバイスを備えることを特徴とする電気光学装置。
請求項１０に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。