積層構造体、積層構造体を用いた光学素子、表示素子、演算素子及びこれらの製造方法
【課題】 印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法が適用でき、簡便に微細なパターンの形成が可能で、かつ、パターン形成以外に高付加価値機能を有する積層構造体を提供する。
【解決手段】 少なくとも第一の導電性材料７上に、絶縁性材料層２が積層され、その上に第二の導電性材料５が積層されている積層構造体１において、記絶縁性材料層２が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層で構成され、第二の導電性材料５が絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部３の部位に形成した。
【解決手段】 少なくとも第一の導電性材料７上に、絶縁性材料層２が積層され、その上に第二の導電性材料５が積層されている積層構造体１において、記絶縁性材料層２が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層で構成され、第二の導電性材料５が絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部３の部位に形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の導電性材料上に絶縁性材料層を介して第二の導電性材料が積層された積層構造体、積層構造体を用いた光学素子、表示素子、演算素子及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＶＬＳＩ、ＵＬＳＩのように、演算素子等の電子素子の高集積化が求められるのに伴い、素子の多層化及び微細配線技術の重要性が増してきている。演算回路の例を図２０に示す。図２０のｐ−ｃｈ、ｎ−ｃｈは、正孔輸送材を用いた演算素子としてのトランジスタと、電子輸送材を用いた演算素子としてのトランジスタをそれぞれ示している。これはＮＯＴ演算回路の例であるが、この他にもＯＲ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ、ＸＯＲ等の演算回路等が、図２１（ａ）に例示するように、層間絶縁膜を介して集積／接続され、また層間絶縁膜７１上で微細な配線電極７２が接続されることにより、高集積化された演算素子７０が構成されている。図２１（ｂ）は演算素子としてのトランジスタ６０の一構成例を示すものである。この例の場合、ゲート絶縁膜６１の一方の面にゲー電極６２を設け、他方の面にソース電極６３とドレイン電極６４との間に挟んで半導体６５を設けている。演算素子７０は、これらトランジスタ６０が複数積層化されて構成されている。
【０００３】
図２２に示す表示装置８０のように、非表示側となる基板８１にトランジスタ等の能動素子６０を配置して電子素子アレイ８６を構成し、画素電極８１を層間絶縁膜８２上に形成し、この画素電極８１と表示側となる基板８５に設けた透明電極（透明誘電層）７３との間に電圧が印加されることにより表示素子８４が画像の表示を行う。このような表示素子８４において高精細な表示を行うためには、この画素電極８１が層間絶縁膜８２上に微細に形成されている必要がある。図２１、図２２からわかるように、層間絶縁膜８２は電極材料上だけでなく、トランジスタ６０がある場合には半導体材料層６５上に成膜される。
【０００４】
近年、半導体材料として、有機材料を用いた素子が、低コスト化や大面積化容易性等の製造上のメリットや無機材料にない機能発現の可能性から注目されている。例えば、特許文献１には、光や熱などの物理的外部刺激によりキャリア移動度が変化する有機半導体材料を用いた電界効果型トランジスタが提案されている。特許文献２には、層間絶縁膜材料としてＳｉＯ２が用いることが提案されている。一般に、層間絶縁膜上に電極配線パターンを微細に形成する場合においては、一般にフォトリソグラフィー法が使用される。その工程は以下のプロセスＡの通りである。
（１）薄膜層を有する基板上にフォトレジスト層を塗布する（レジスト塗布）。
（２）加熱により溶剤を除去する（プリベーク）。
（３）マスクを通して紫外光を照射する（露光）。
（４）アルカリ溶液で露光部のレジストを除去する（現像）。
（５）加熱により未露光部（パターン部）のレジストを硬化する（ポストベーク）。
（６）エッチング液に浸漬またはエッチングガスに暴露し、レジストのない部分の薄膜層を除去する（エッチング）。
（７）アルカリ溶液または酸素ラジカルでレジストを除去する（レジスト剥離）。
【０００５】
しかし、この様な長い工程を必要とするため製造コストの増加といった問題を有していた。この問題を解決するため、特許文献３にはオルガノシロキサンを電極形成面に塗布し、ＵＶ露光により電極を配線する部位のみを親水化し、ここに超微粒子の金コロイド液、ＰＥＤＯＴ溶液といった導電性インクをインクジェットにより塗布する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−８６６００号公報
【特許文献２】特開平０５−０３６６２７号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１０４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の電界効果型トランジスタでは有機半導体材料を用いるが、有機半導体材料は、トルエン、ＴＨＦ、キシレン等極性の小さい有機溶媒に溶解して塗布成膜する場合があり、この様な溶剤を用いて層間絶縁膜を成膜した場合、有機半導体材料層に対して損傷を与えるといった問題を有していた。
【０００８】
特許文献２では、層間絶縁膜材料として高い絶縁耐圧を有するＳｉＯ２を用いるので、層間絶縁膜として信頼性が高い材料である反面、一般にスパッタ等の真空製膜プロセスにて成膜する必要がある。この場合、装置コストの増加といった問題がある。この問題はＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ等を用いた場合も同様であるため、スピンコート等の塗布プロセスで成膜可能且高い絶縁耐圧を有する材料が望まれていた。また、層間絶縁膜においては、配線遅延の原因となる寄生容量を小さくする事が必要である。この配線遅延はＬＳＩ等演算素子の動作周波数低下の原因であるため、ＳｉＯ２よりも比誘電率の小さい材料（ε＝３．９未満）が望まれていた。
【０００９】
特許文献３では、電極形成面が層間絶縁膜であった場合、フォトリソグラフィー法よりも簡単なプロセスで電極パターンを微細形成することが可能となるが、オルガノシロキサン自体には絶縁性という機能が無いため、絶縁材料塗布→オルガノシロキサン塗布→露光といったステップを踏む必要があった。現在の多層配線では、５〜６層の構造で電極配線が行われているため、１層作製する際の作製ステップが少しでも多くなると、作製プロセスの全体の大幅な工程増加といった問題を有していた。
【００１０】
本発明は、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法が適用でき、簡便に微細なパターンの形成が可能であって、かつ、パターン形成以外に高付加価値機能を有する積層構造体、このような積層構造体を用いた作製が容易でかつ高性能な光学素子、表示素子、演算素子及びこれらの製造方法を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明にかかる積層構造体は、少なくとも第一の導電性材料上に、絶縁性材料層が積層され、その上に第二の導電性材料が積層されていて、絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層であり、第二の導電性材料が絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部の部位に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
積層構造体においては、絶縁性濡れ変化層の成膜に用いる溶剤が水と任意の比率で溶解可能な有機溶媒を含有するようにしてもよい。
【００１３】
絶縁性濡れ変化層としては、エネルギー照射により低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とが形成され、該低表面エネルギー部の臨界表面張力と高表面エネルギー部の臨界表面張力との差が１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とするものであっても良い。
【００１４】
絶縁性濡れ変化層としては、２種類以上の材料から構成し、好ましくは、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、濡れ性変化以外の機能を備える第二の材料とを有する。
【００１５】
絶縁性濡れ変化層が、第一の材料と第二の材料とを備え、第一の材料が、第二の材料よりもエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する場合、第二の材料としては、第一の材料と比較して電気絶縁性の高い材料、第一の材料と比較して低誘電率の材料、あるいは第一の材料と比較して高誘電率の材料であってもよい。
【００１６】
上記積層構造体においては、エネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料が、側鎖に疎水性基を含む高分子材料からなることを特徴とし、この側鎖に疎水性基を有する高分子材料としては、ポリイミドを含む高分子材料が好ましい。臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与は紫外線照射とするのが好ましい。上記積層構造体としては、絶縁性濡れ変化層の一部が除去されていて、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続するように構成しても良い。
【００１７】
本発明にかかる積層構造体の製造方法は、少なくとも第一の導電性材料層上に絶縁性濡れ変化層を成膜する工程と、絶縁性濡れ変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンで形成する工程と、第二の導電性材料を含有する液体をパターン上の高表面エネルギー部に付与することで二層に形成された電極間に、層間絶縁膜を形成する行程とを有することを特徴としている。この場合でも、臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与は紫外線照射で行うのが好ましい。
【００１８】
本発明にかかる電子素子は、上記各積層構造体を構成要素として備えたことを特徴とする。本発明にかかる電子素子は、上記積層構造体の製造方法で製造された積層構造体を構成要素として備えたことを特徴としている。これら電子素子において、絶縁性濡れ変化層の一部が除去されており、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続するように構成しても良い。
【００１９】
本発明にかかる電子素子の製造方法は、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかであることを特徴としている。
【００２０】
本発明にかかる表示素子あるいは演算素子は、上記電子素子を用いたことを特徴としている。
【００２１】
本発明にかかる表示素子の製造方法は、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかで製造したことを特徴としている。
【００２２】
本発明にかかる演算素子の製造方法は、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかで製造したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、少なくとも第一の導電性材料上に、絶縁性材料層が積層され、その上に第二の導電性材料が積層されていて、絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層であり、第二の導電性材料が前記絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部の部位に形成されているので、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法で微細な導電層パターンが、導電性材料上の絶縁材料層の上に形成された積層構造体を提供することができる。
【００２４】
本発明によれば、少なくとも第一の導電性材料層上に、絶縁性濡れ変化層を成膜する工程と、この材料の一部分にエネルギーを付与することによって、臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、第二の導電性材料を含有する液体を該パターン上の高表面エネルギー部に付与することで、２層に形成された電極間に、層間絶縁膜が形成された構造を有するので、製造プロセスが簡便であってかつ微細構造を有する電子素子を提供可能となる。
【００２５】
本発明によれば、電子素子、表示素子、演算素子が、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかで製作されるので、素子作製時間が大幅に短縮可能、かつ印刷装置を必要としないため、製造コストの大幅低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態の積層構造体１の原理的構成例を示す断面模式図である。本実施の形態の積層構造体１は、基板６の上に設けた少なくとも第一の導電性材料７上に、絶縁性材料層としての濡れ性変化層２が積層されてベースとして構成されている。濡れ性変化層２は、エネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する材料からなる層であって、本実施の形態では、少なくとも臨界表面張力の異なる２つの部位として、より臨界表面張力の大きな高表面エネルギー部３と、より臨界表面張力の小さな低表面エネルギー部４とを有している。ここに、図示例の２つの高表面エネルギー部３間は、例えば、１〜５μｍ程度の微小ギャップに設定されている。そして、濡れ性変化層２に対して高表面エネルギー部３の部位には各々導電層５が形成されている。すなわち、積層構造体１は、少なくとも第一の導電性材料７上に、絶縁性材料層２が積層され、その上に第二の導電性材料５が積層されていて、この絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層２であり、第二の導電性材料５が絶縁性濡れ変化層２の高表面エネルギー部３の部位に形成されている。
【００２７】
濡れ性変化層２は、熱、紫外線、電子線、プラズマ等のエネルギーを与えることによって、臨界表面張力が変化する材料からなる層で、エネルギー付与前後での臨界表面張力の変化量が大きいものが好ましい。このような材料の場合、濡れ性変化層２の一部分にエネルギーを付与し、高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とからなる臨界表面張力の異なるパターンを形成することにより、導電性材料を含有する液体が、高表面エネルギー部３には付着し易く（親液性）、低表面エネルギー部４には付着しにくく（疎液性）なるため、パターン形状に従って導電性材料を含有する液体が親液性である高表面エネルギー部３に選択的に付着し、それを固化することにより導電層５が形成される。
【００２８】
ここで、固体表面に対する液体の濡れ性（付着性）について付言する。図２は固体１１表面上で液滴１２が接触角θで平衡状態にある時の模式図で、ヤングの式（１）が成立する。
【００２９】
γＳ＝γＳＬ＋γＬcosθ ・・・（１）
ここで、γＳは固体１１の表面張力、γＳＬは固体１１と液体（液滴１２）の界面張力、γＬは液体（液滴１２）の表面張力である。
【００３０】
表面張力は表面エネルギーと実質的に同義であり、全く同じ値となる。cosθ＝１の時、θ＝０°となり、液体（液滴１２）は完全に濡れる。この時のγＬの値はγＳ−γＳＬとなり、これをその固体１１の臨界表面張力γＣと呼ぶ。γＣは表面張力の判っている何種類かの液体を用いて、液体（液滴１２）の表面張力と接触角の関係をプロットし、θ＝０°（cosθ＝１）となる表面張力を求めることにより容易に決定できる（Zismanプロット）。γＣの大きい固体１１表面には液体（液滴１２）が濡れやすく（親液性）、γＣの小さい固体１１表面には液体（液滴１２）が濡れにくい（疎液性）。
【００３１】
ここに、接触角θの測定は液滴法で行うのが簡便である。液滴法には、
（ａ） 読取顕微鏡を液滴１２に向け、顕微鏡内のカーソル線を液滴１２の接点に合わせて角度を読取る接線法、
（ｂ） 十字のカーソルを液滴１２の頂点に合わせ、一端を液滴１２と固体１１試料の接する点に合わせた時のカーソル線の角度を２倍することにより求めるθ／２法、
（ｃ） モニター画面に液滴１２を映し出し、円周上の１点（できれば頂点）と液滴１２と固体１１試料の接点（２点）をクリックしてコンピュータで処理する３点クリック法、
がある。（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に精度が高くなる。
【００３２】
図３は、後述（実施例１）の材料を濡れ性変化層２に用い、紫外線未照射部と紫外線照射部とのZismanプロットを行ったものである。図から紫外線未照射部の臨界表面張力γＣは約２４ｍＮ／ｍ、紫外線照射部の臨界表面張力γＣ′は約４５ｍＮ／ｍであり、その差ΔγＣは約２１ｍＮ／ｍであることが判る。
【００３３】
高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とのパターン形状に従って導電性材料を含有する液体が親液性である高表面エネルギー部３にのみ確実に付着するためには、表面エネルギー差が大きいこと、言い換えれば、臨界表面張力の差ΔγＣが大きいことが必要である。
【００３４】
表１はガラス基板上に種々の材料からなる濡れ性変化層２を形成し、エネルギー付与部と未付与部とのΔγＣ並びにポリアニリン（水溶液系導電性高分子）の選択付着性を評価したものである。選択付着性はエネルギー付与部と未付与部とからなるパターンの境界を含むエリアにポリアニリン水溶液を滴下し、余分の溶液を除去した後に未付与部に対するポリアニリンの付着（パターン不良）の有無を観察した。なお、表１中、Ａ：マルカリンカーＭ（丸善化学）、Ｂ：ＲＮ−１０２４（日産化学）、Ｃ：ＡＧ−７０００（旭硝子）Ｄ：焼成後に化Ａの化学式並びに後述の化７の化学式で表されるポリイミド混合物。
【００３５】
【化Ａ】
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１より濡れ性変化層２の、低表面エネルギー部４の臨界表面張力と高表面エネルギー部３の臨界表面張力との差（ΔγＣ）は１０ｍＮ／ｍ以上であることが望ましく、１５ｍＮ／ｍ以上であることがさらに望ましいことが判る。
【００３８】
すなわち、本発明者らは、絶縁性濡れ変化層２の一部分に紫外線等のエネルギーを付与し、濡れ性の異なる部位（臨界表面張力の異なる部位）を設けることにより、その上に導電層を選択的に且つ微細に形成することが可能であること、及びこのように構成される積層構造体１を用いることにより、製造プロセスが簡便であってかつ微細構造を有する電子素子を提供できることを確認したものである。
【００３９】
従って、高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とのパターン形状に従って導電性材料を含有する液体を親液性である高表面エネルギー部３にのみ確実に付着させるためには、表面エネルギー差が大きいこと、言い換えれば、これらエネルギー部間の臨界表面張力の差が大きいことが必要であるが、この差を１０ｍＮ／ｍ以上とすることにより、確実に導電性材料含有の液体を付着させることができる。
【００４０】
上記の構成により、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法で微細な導電層パターンが、導電性材料７上の絶縁性濡れ変化層２（絶縁材料層）の上に形成された積層構造体１を提供することができる。また、絶縁性濡れ変化層２は、用途に応じて低誘電材料や高誘電材料を用いることも可能である。層間絶縁膜として用いる場合、配線遅延の原因となる寄生容量を小さくするために、低誘電率の材料が望ましい。また、電子素子となる高い電気容量を持つコンデンサを形成する場合においては、高誘電率の材料を用いることが必要となる。
【００４１】
絶縁性濡れ変化層２で成膜を成形する場合に、それに用いる溶剤としては、水と任意の比率で溶解可能な有機溶媒を含有する。このようすると、絶縁性濡れ変化層２を極性の低い有機溶媒に溶解する材料に対して損傷を与えることがなくなり、この上に成膜することが可能となる。
本形態に用いる溶媒としては、エタノール、メタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール系溶媒、２-メトキシエタノール、２-エトキシエタノール、２-ブトキシエタノール等のセロソルブ系溶媒等が挙げられる。また、水と任意の比率で溶解可能な溶媒が、絶縁性濡れ変化材料用の溶媒全体に占める割合は、３０ｖｏｌ％以上が望ましい。さらに望ましくは９０ｖｏｌ％以上が望ましい。
【００４２】
絶縁性濡れ変化層２としては、図４に示すように基板６の上に２種類以上の材料から構成する。従って、異なった特性を持つ材料を用いることで、絶縁性濡れ変化層に濡れ性変化以外の特性を持たせることが可能となる。この例として、濡れ性変化は大きいが成膜性に問題がある材料を用いることが可能となるため、選択できる材料が多くなる。具体的には、白○で示す第一の材料１３の濡れ性変化はより大きいが凝集力が強いため成膜することが困難な材料である場合に、この材料を成膜性の良い黒○で示す第二の材料１４と混合することで、上記濡れ性変化層２を容易に作製することが可能となる。
【００４３】
図５から図９は、絶縁性濡れ変化層２が少なくとも第一の材料１３と第二の材料１４からなり、第一の材料１３を第二の材料１４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料とし、第二の材料１４を濡れ性変化以外の機能を有する材料から構成し、矢印Ｃで示す膜厚方向に材料の分布を持ち、最表層部における第一の材料１３の濃度が第二の材料１４の濃度よりも高くしたものであるが、本発明では何れも適用可能である。
【００４４】
図５に示す構造は、第一の材料１３からなる層１３Ａを作製した後に第二の材料１４からなる層１４Ａを順次積層して作製することが可能である。作製方法としては、真空蒸着などの真空プロセスを用いることも可能であるし、溶剤を用いた塗布プロセスを使用することも可能である。
【００４５】
図６に示す構造を得るためのプロセスとして、第一の材料１３と第二の材料１４を混合した溶液を基板６に塗布、乾燥する方法が挙げられる。これは第一の材料１３の極性が第二の材料１４と比較して小さい場合、又は第一の材料１３の分子量が小さい場合などでは、乾燥時に溶媒が蒸発するまでの間に第一の材料１３が表面側に移行し層を形成する。なお塗布プロセスを用いた場合は、図６に示されるように、第一の材料１３からなる層１３Ａと第二の材料１４からなる層１４Ａは、界面によって明確に分離されない場合が多いが、本形態においては、最表層部２Ａにおける第一の材料１３の濃度が第二の材料１４の濃度よりも高ければ適用可能である。また図７、図８、図９に示するように、膜厚方向Ｃに対して所定の濃度分布で第一の材料１３及び第二の材料１４が混在していてもよい。
【００４６】
３種類以上の材料から絶縁性濡れ変化層３を構成する場合は、３層以上の積層構造からなっていても構わないし、層構造を持たずに膜厚方向Ｃに対して所定の濃度分布で材料が混在してい留構造であってもよい。
【００４７】
絶縁性濡れ変化層２としては、図１０に示すように、少なくとも第一の材料１３と第二の材料２４から構成され、第一の材料２３が、第二の材料２４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料で、第二の材料２４が第一の材料１３と比較して電気絶縁性の高い材料でそれぞれ構成してもよい。この場合には、電気絶縁性に優れ、且つ微細な導電層パターンを形成可能な積層構造体１を提供することが可能となる。
【００４８】
本形態において、電気絶縁性に優れた第二の材料２４とエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料１３の組成割合である第二／第一は、重量比で５０／５０〜９９／１である。第一の材料１３の重量比が増加するにつれ、絶縁性濡れ変化層２の電気絶縁性が低くなり電子素子の絶縁層としては不向きとなる。一方で、第二の材料２４の重量比が増すと濡れ性変化が小さくなるため、導電層のパターニングが良好でなくなる。それゆえ両者の混合比は望ましくは６０／４０〜９５／５、更に望ましくは７０／３０〜９０／１０である。また本形態における絶縁性濡れ変化層２の体積固有抵抗値は、１×１０１２Ω・ｃｍ前後からそれ以上であることが好ましい。
【００４９】
絶縁性濡れ変化層２としては、図１１に示すように、少なくとも第一の材料１３と第二の材料３４からなり、第一の材料１３は第二の材料３４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料で、第二の材料３４は、第一の材料１３と比較して低誘電率の材料とから構成されている。従って、図２１、図２２に示した層間絶縁膜を形成する際、配線遅延の原因となる寄生容量を小さくすることが可能となる。配線遅延はＬＳＩ等の演算素子の動作周波数低下の原因となるため、本形態のような層構成とすることにより動作周波数の高い演算素子を製作可能となる。本形態における低誘電率とは、一般的に絶縁膜として用いられているＳｉＯ２の比誘電率（３．９）未満を指す。
【００５０】
絶縁性濡れ変化層２としては、図１２に示すように、少なくとも第一の材料１３と第二の材料４４からなり、第一の材料１３は第二の材料４４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料で、第二の材料４４は第一の材料１４と比較して高誘電率の材料でそれぞれ構成されている。このため、絶縁性濡れ変化層２の上下に電極（第一の導電性材料）７と電極（第二の導電性材料）５を有する、高い容量のコンデンサなどの電子素子２０を製作することが可能となる。本形態において、高誘電率とは、コンデンサ用誘電体として用いられている酸化アルミの比誘電率８．５以上を指す。
【００５１】
本形態において、エネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料としては、側鎖に疎水性基を含む高分子材料が挙げられる。このため、エネルギーの付与によって撥水部と親水部の差が大きくなるため、絶縁性濡れ変化層２上に微細に電極パターニングされた積層構造体１を製作可能となる。
【００５２】
図１３は、側鎖に疎水性基を含む高分子材料の概念図を示す。この図に示すように、ポリイミドや（メタ）アクリレート等の骨格を有する主鎖Ｌに直接或いは図示しない結合基を介して疎水性基を有する側鎖Ｒが結合しているものを挙げることができる。
【００５３】
疎水性基としては、末端構造が−ＣＦ２ＣＨ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ(ＣＦ３)２、−Ｃ(ＣＦ３)３、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦＨ２等である基が挙げられる。分子鎖同士を配向し易くするためには炭素鎖長の長い基が好ましく、炭素数４以上のものがより好ましい。さらには、アルキル基の水素原子の２個以上がフッ素原子に置換されたポリフルオロアルキル基（以下、「Ｒｆ基」と記す）が好ましく、特に炭素数４〜２０のＲｆ基が好ましく、とりわけ、炭素数６〜１２のＲｆ基が好ましい。Ｒｆ基には直鎖構造あるいは分岐構造があるが、直鎖構造の方が好ましい。さらに、疎水性基は、アルキル基の水素原子の実質的に全てがフッ素原子に置換されたパーフルオロアルキル基が好ましい。パーフルオロアルキル基はＣｎＦ２ｎ＋１−（ただし、ｎは４〜１６の整数）で表わされる基が好ましく、特に、ｎが６〜１２の整数である場合の該基が好ましい。パーフルオロアルキル基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよく、直鎖構造が好ましい。
【００５４】
上記材料については特開平３−１７８４７８号公報（特許２７９６５７５号公報）等に詳しく記載されて周知であり、加熱状態で液体又は固体と接触させたときに親液性となり、空気中で加熱すると疎液性となる性質を有する。即ち、（接触媒体の選択と）熱エネルギーの付与によって臨界表面張力を変化させることができる。
【００５５】
さらに、疎水性基としては、フッ素原子を含まない−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ(ＣＨ３)２、−Ｃ(ＣＨ３)３等の末端構造を有する基を挙げることができる。この場合にも、分子鎖同士を配向し易くするためには炭素鎖長の長い基が好ましく、炭素数４以上のものがより好ましい。疎水性基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよいが、直鎖構造の方が好ましい。上記アルキル基はハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基又は炭素数１〜１２の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基やアルコキシ基で置換されたフェニル基を含有していてもよい。Ｒの結合部位が多いほど表面エネルギーが低く（臨界表面張力が小さく）、疎液性となると考えられる。紫外線照射等によって、結合の一部が切断される、或いは、配向状態が変化するために臨界表面張力が増加し、親液性になるものと推察される。
【００５６】
側鎖に疎水性基を有する高分子材料としては、ポリイミドを含む高分子材料が挙げられる。ポリイミドは電気絶縁性、耐薬品性、耐熱性に優れているため、絶縁性濡れ変化層上に電極層等を形成する際に、溶媒や焼成による温度変化によって、膨潤やクラックが入るといったことがない。従って積層構造体１において、電気絶縁性に優れ且つ作製プロセス中に損傷を受けず、信頼性の高い絶縁性濡れ変化層２を形成することが可能となる。また、絶縁性濡れ変化層２を２種類以上の材料から構成する場合においては、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料以外の材料もポリイミドからなることが望ましい。
【００５７】
さらに一般的にポリイミド材料の比誘電率は、絶縁材料として一般的なＳｉＯ２の比誘電率よりも低く、層間絶縁膜として好適である。本形態で用いられる側鎖に疎水性基を有するポリイミドの疎水性基は、例えば以下の化１から化５で示される化学式の何れかを持つことができる。
【００５８】
【化１】
【００５９】
ここで、Ｘは−ＣＨ２−または−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ａ２、Ａ３およびＡ４はそれぞれ独立して単結合、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ独立して単結合または−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｂ４は炭素数1〜１０までのアルキレンであり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７はそれぞれ独立して炭素数が１〜１０までのアルキルであり、ｐは１以上の整数である。
【００６０】
【化２】
【００６１】
化２の化学式において、Ｔ、ＵおよびＶはそれぞれ独立してベンゼン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環上の任意のＨは炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のフッ素置換アルキル、Ｆ、ＣｌまたはＣＮで置換されていてもよく、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ｈは０〜５の整数であり、ＲはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１価の有機基であり、ｍが２の場合の２個のＵまたはｎが２の場合の２個のＶはそれぞれ同じでも異なっていても良い。
【００６２】
【化３】
【００６３】
化３の化学式において、連結基ＺはＣＨ２、ＣＦＨ、ＣＦ２、ＣＨ２ＣＨ２またはＣＦ２Ｏであり、環Ｙは１，４−シクロへキシレンまたは１〜４個のＨがＦまたはＣＨ３で置換られてもよい１，４−フェニレンであり、Ａ１〜Ａ３はそれぞれ独立して単結合、１，４−シクロへキシレンまたは１〜４個のＨがＦまたはＣＨ３で置換られてもよい１，４−フェニレンであり、Ｂ１〜Ｂ３はそれぞれ独立して単結合、炭素数１〜４のアルキレン、酸素原子、炭素数１〜３のオキシアルキレンまたは炭素数１〜３のアルキレンオキシであり、ＲはＨ、任意のＣＨ２がＣＦ２で置換られてもよい炭素数１〜１０のアルキル、または１個のＣＨ２がＣＦ２で置換られてもよい炭素数１〜９のアルコキシもしくはアルコキシアルキルであり、ベンゼン環に対するアミノ基の結合位置は任意の位置である。但し、ＺがＣＨ２である場合には、Ｂ１〜Ｂ３のすべてが同時に炭素数１〜４のアルキレンであることはなく、ＺがＣＨ２ＣＨ２であって、環Ｙが１，４−フェニレンである場合には、Ａ１およびＡ２がともに単結合であることはなく、またＺがＣＦ２Ｏである場合には、環Ｙが１，４−シクロへキシレンであることはない。
【００６４】
【化４】
【００６５】
化４の化学式において、Ｒ２は水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基であり、Ｚ１はＣＨ２基であり、ｍは０〜２であり、環Ａはベンゼン環またはシクロヘキサン環であり、１は０または１であり、各Ｙ１は独立に酸素原子またはＣＨ２基であり、各ｎ１は独立に０または１である。
【００６６】
【化５】
【００６７】
化５の化学式において、各Ｙ２は独立に酸素原子またはＣＨ２基であり、Ｒ３、Ｒ４は独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基またはパーフルオロアルキル基であり、少なくとも一方は炭素数３以上のアルキル基、またはパーフルオロアルキル基であり、各ｎ２は独立に０または１である。
【００６８】
これらの材料についての詳細は、特開２００２−１６２６３０号、特開２００３−９６０３４号、特開２００３−２６７９８２号公報等に詳しく記載されている。またこれら疎水性基の主鎖骨格を構成するテトラカルボン酸二無水物については、脂肪族系、脂環式、芳香族系など種々の材料を用いることが可能である。具体的には、ピロメリット酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物などである。この他特開平１１−１９３３４５号、特開平１１−１９３３４６号、特開平１１−１９３３４７号公報等に詳しく記載されている材料についても用いることが可能である。
【００６９】
上述したように、化１〜化５で示す化学式の疎水性基を含むポリイミドは単独で用いても良いし、他の材料と混合し用いても良い。ただし、混合して用いる場合は、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、混合する材料もポリイミドであることが望ましい。また化１〜化５で示す化学式で示されていない疎水性基を含むポリイミドを用いることもできる。
【００７０】
本形態における絶縁性濡れ変化層２の厚さは３０ｎｍ〜３μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。これより薄い場合にはバルク体としての特性（絶縁性、ガスバリア性、防湿性等）が損なわれ、これより厚い場合には表面形状が悪化するため好ましくない。
【００７１】
ところで、臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与方法としては、紫外線照射がある。このような紫外線照射によりエネルギーの付与を行うと、微細なパターンを容易に形成可能となる。例えば、図１４（ａ）に示すように、基板６の電極（第一の導電性材料）７の上に絶縁性濡れ変化層２を積層し、絶縁性濡れ変化層２の表面に露光マスク１６を設け、この露光マスク１６を通して紫外線１７を照射する。すると、図１４（ｂ）に示すようにと、絶縁性濡れ変化層２に低表面エネルギー部４の臨界表面張力と高表面エネルギー部３とからなるパターンが形成される。紫外線としては１００ｎｍから３００ｎｍの比較的短い波長の光が含まれるのが望ましい。
【００７２】
上述した積層構造体１を、少なくとも第一の導電性材料層７上に、絶縁性濡れ変化層２を成膜する工程と、この材料の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部４と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部３とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、第二の導電性材料を含有する液体を該パターン上の高表面エネルギー部３に付与することで、２層に形成された電極（４，３）と電極７の間に、層間絶縁膜（２）を形成すると、製造プロセスが簡便であって、かつ微細構造を有する電子素子２０を提供することができる。本形態における、導電性材料を含有する液体の付与方法としは、平版印刷法・凸版印刷法・凹版印刷法・孔版印刷法等、公知の印刷法が適用可能である。
【００７３】
上述した絶縁性濡れ変化層２としては、上述した積層構造体１及びその製造方法に記載の濡れ性変化材料、製造方法の少なくとも一つを用いていることで、絶縁性濡れ変化層２に、高抵抗、低誘電率、高誘電率、耐プロセス性、簡便な微細パターニングと言った高付加価値機能を付与することが可能となる。
【００７４】
上述したの積層構造体１、電子素子２０において、絶縁性濡れ変化層２の一部を除去し、第一と第二の導電性材料層とをこの除去部１９で接続すると、図２１に示すような多層配線と層間の配線接続が可能となるため、電子素子２０の高集積化が可能となる。例えば、図１５に示すように、積層構造体１、電子素子２０は、絶縁性濡れ変化層２の成膜後、所望の部位をレーザー等でアブレージョン除去し、この除去部１９の第二の導電性材料層成膜部のみエネルギー付与し高表面エネルギーとし、ここに第二の導電性材料層５を成膜することで得ることができる。
【００７５】
第一、第二の導電性材料７，５を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法としては、周知のスピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法の何れかを用いれば良い。このような方法を用いることで、素子作製時間を大幅に短縮することができると共に、印刷装置を必要としないため、製造コストの大幅低減が可能となる。
【００７６】
第一、第二の導電性材料７，５を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法としては、周知のインクジェット法を用いても良い。この場合には、高表面エネルギー部のみに導電層を形成可能となる。例えば図１６（ｂ）に示すように、基板６、第一の導電性材料層７、絶縁性濡れ変化層２の順で積層し、絶縁性濡れ変化層２の表面に複数の電極５を形成する場合、電極配線の微細化に伴い、図１６（ｃ）に示すように、電極３間の距離が小さくなり、図導電性材料を付与する際にこれが短絡する場合が生じる。本形態では、図１６（ａ）に示すように、高表面エネルギー部３のみ導電性材料を付与することが可能となるため、このようなことがなく微細加工において、信頼性の高い製造プロセスを提供可能となる。
【００７７】
上述した製造方法で製造した電子素子を利用形態としては、図１７に示す液晶表示素子３０に適用することができる。この場合、従来よりも製造工程を低減することができ、安価な表示素子を提供することができる。図１７は、液晶表示素子の配線図を示す。同図において、階調信号線３１からはコンデンサ３３と液晶セル３４が接続する画素としての能動セル３５の階調にしたがって電圧が印加されている。また、走査線３２からは一ラインごと順次ＯＮ／ＯＦＦの信号電圧が印加され、一画面の走査が終了した後、次画面の走査が開始される。動画対応の場合、この間隔は５０Ｈｚ以上（１/５０sec.以下）であることが望ましい。コンデンサ３３は、一画面から次画面の走査に移るまでの時間、階調信号の電圧を充電する機能を有する。
【００７８】
このように、絶縁性濡れ変化層２は、層間絶縁膜だけでなく、液晶表示素子の場合はコンデンサ３３として用いられる。この場合、層間絶縁膜は低誘電率材料、コンデンサは高誘電率材料を絶縁性濡れ変化層に用いることが好ましい。
【００７９】
上述した製造方法で製造した電子素子の利用形態としては演算素子に適用することもできる。この場合、従来よりも製造工程を低減可能となり、安価な演算素子を提供可能となる。例えば、図２０、図２１に示すように適用する場合、動作周波数向上のため、層間絶縁膜は低誘電率材料を用いることが好ましい。
上記のように電子素子や演算素子を製造すると、非常に安価な製造プロセスで素子製作が可能となるため、製造コストの大幅低減が可能となる。
【実施例１】
【００８０】
本実施例のプロセスを図１８に示す
まず、図１８（ａ）に示すように、ガラス基板５０上に絶縁性濡れ変化層２として、焼成後に化６並びに化７で表される構造体となる前駆体を溶解した混合溶液を、スピンコート法にて塗布し２００℃で焼成した。この材料の体積固有抵抗は５×１０１３Ω・ｃｍであった。
【００８１】
【化６】
【００８２】
【化７】
【００８３】
図１８（ｂ）に示すように、開口幅が４０μｍ、開口部間のスペースが５μｍのパターンを施したマスク５２を濡れ性変化に圧着し、紫外線５３を９Ｊ／ｃｍ２照射した。臨界表面張力は未照射部が約２４ｍＮ／ｍ、紫外線照射した部位は約４５ｍＮ／ｍであった。
【００８４】
次に、図１８（ｃ）に示すように、インクジェット法を用いて、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ／ＰＰＳの水溶液５４を絶縁性濡れ変化層５１上の高表面エネルギー部５５に供給した。これを図１８（ｄ）に示すように、２００℃で焼成し電極層５６を形成した後、図１８（ａ）のプロセスと同様に絶縁性濡れ変化層５１を形成した。ついで、図１８（ｅ）に示すように、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）のプロセスを用い、この上に電極層５６を形成し、絶縁材料を介して電極が積層された構造を作製した。
［比較例１］
【００８５】
図１９に示すように、
・ガラス基板上にＣｒ、Ａｕを順次蒸着
・背景技術の欄で述べたプロセスＡにより電極をパターニング
・このパターニングされた電極上にＳｉＯ２をスパッタにより成膜（スパッタ膜）
・スパッタ膜上にＣｒ、Ａｕを順次蒸着し、再び前記プロセスＡにより電極をパターニング
・以上のプロセスにて、図１８（ｅ）に相当する機能を有する積層構造体を製作した。
【００８６】
実施例１においては、比較例１に示される様なＳｉＯ２を絶縁材料とし、フォトリソプロセスにより電極パターニングを行った場合と比較し、大幅に製造プロセスを簡略可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施の形態である積層構造体の原理的構成例を示す断面模式図である。
【図２】固体表面に対する液体の濡れ性を説明するための、固体表面上で液滴が接触角θで平衡状態にある時の様子を示す模式図である。
【図３】焼成後に化Ａの化学式並びに化７の化学式で表されるポリイミドの混合物を濡れ性変化層に用いた場合の、紫外線未照射部と紫外線照射部とのZismanプロットを行った結果を示す表面張力−接触角特性図である。
【図４】絶縁性濡れ変化層の一形態を示す断面模式図である。
【図５】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図６】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図７】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図８】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図９】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図１０】第二の材料が第一の材料よりも電気絶縁性の高い絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図１１】第二の材料が第一の材料よりも低誘電率の絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図１２】第二の材料が第一の材料よりも高誘電率の絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図１３】絶縁性濡れ変化層に用いる側鎖に疎水性基を含む高分子材料の概念図である。
【図１４】紫外線照射により微細なパターンを形成する工程と絶縁性濡れ変化層の形態を示す模式断面図である。
【図１５】絶縁性濡れ変化層の一部を除去して２つの導電性材料層を接続した積層構造体の構成を示す模式断面図である。
【図１６】濡れ性パターンが形成された材料表面に導電性材料を付与して電極を構成する際のメリットとでデミリットを示す絶縁性濡れ変化層の模式断面図である。
【図１７】積層構造体を用いた表示素子の一形態である液晶表示素子の配線図である。
【図１８】積層構造体の製造工程の一形態を示す図である。
【図１９】従来の製造工程と、そりにより製造された積層構造体の一形態を示す模式断面図である。
【図２０】演算回路の一形態を示す拡大図である。
【図２１】層間絶縁膜を介して集積／接続された演算素子の一形態を示す拡大図である。
【図２２】表示装置の一形態を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 積層構造体
２、５１ 絶縁性材料層（絶縁性濡れ変化層）
３、５５ 高表面エネルギー部
４ 低表面エネルギー部
５ 第二の導電性材料（電極）
７ 第一の導電性材料
１３ 第一の材料
１４、２４、３４、４４ 第二の材料
１７、５３ 紫外線
１９ 除去部
２０、３３ 電子素子
３０、８６ 表示素子
６０、７０ 演算素子
Ｃ 膜厚方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の導電性材料上に絶縁性材料層を介して第二の導電性材料が積層された積層構造体、積層構造体を用いた光学素子、表示素子、演算素子及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＶＬＳＩ、ＵＬＳＩのように、演算素子等の電子素子の高集積化が求められるのに伴い、素子の多層化及び微細配線技術の重要性が増してきている。演算回路の例を図２０に示す。図２０のｐ−ｃｈ、ｎ−ｃｈは、正孔輸送材を用いた演算素子としてのトランジスタと、電子輸送材を用いた演算素子としてのトランジスタをそれぞれ示している。これはＮＯＴ演算回路の例であるが、この他にもＯＲ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ、ＸＯＲ等の演算回路等が、図２１（ａ）に例示するように、層間絶縁膜を介して集積／接続され、また層間絶縁膜７１上で微細な配線電極７２が接続されることにより、高集積化された演算素子７０が構成されている。図２１（ｂ）は演算素子としてのトランジスタ６０の一構成例を示すものである。この例の場合、ゲート絶縁膜６１の一方の面にゲー電極６２を設け、他方の面にソース電極６３とドレイン電極６４との間に挟んで半導体６５を設けている。演算素子７０は、これらトランジスタ６０が複数積層化されて構成されている。
【０００３】
図２２に示す表示装置８０のように、非表示側となる基板８１にトランジスタ等の能動素子６０を配置して電子素子アレイ８６を構成し、画素電極８１を層間絶縁膜８２上に形成し、この画素電極８１と表示側となる基板８５に設けた透明電極（透明誘電層）７３との間に電圧が印加されることにより表示素子８４が画像の表示を行う。このような表示素子８４において高精細な表示を行うためには、この画素電極８１が層間絶縁膜８２上に微細に形成されている必要がある。図２１、図２２からわかるように、層間絶縁膜８２は電極材料上だけでなく、トランジスタ６０がある場合には半導体材料層６５上に成膜される。
【０００４】
近年、半導体材料として、有機材料を用いた素子が、低コスト化や大面積化容易性等の製造上のメリットや無機材料にない機能発現の可能性から注目されている。例えば、特許文献１には、光や熱などの物理的外部刺激によりキャリア移動度が変化する有機半導体材料を用いた電界効果型トランジスタが提案されている。特許文献２には、層間絶縁膜材料としてＳｉＯ２が用いることが提案されている。一般に、層間絶縁膜上に電極配線パターンを微細に形成する場合においては、一般にフォトリソグラフィー法が使用される。その工程は以下のプロセスＡの通りである。
（１）薄膜層を有する基板上にフォトレジスト層を塗布する（レジスト塗布）。
（２）加熱により溶剤を除去する（プリベーク）。
（３）マスクを通して紫外光を照射する（露光）。
（４）アルカリ溶液で露光部のレジストを除去する（現像）。
（５）加熱により未露光部（パターン部）のレジストを硬化する（ポストベーク）。
（６）エッチング液に浸漬またはエッチングガスに暴露し、レジストのない部分の薄膜層を除去する（エッチング）。
（７）アルカリ溶液または酸素ラジカルでレジストを除去する（レジスト剥離）。
【０００５】
しかし、この様な長い工程を必要とするため製造コストの増加といった問題を有していた。この問題を解決するため、特許文献３にはオルガノシロキサンを電極形成面に塗布し、ＵＶ露光により電極を配線する部位のみを親水化し、ここに超微粒子の金コロイド液、ＰＥＤＯＴ溶液といった導電性インクをインクジェットにより塗布する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−８６６００号公報
【特許文献２】特開平０５−０３６６２７号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１０４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の電界効果型トランジスタでは有機半導体材料を用いるが、有機半導体材料は、トルエン、ＴＨＦ、キシレン等極性の小さい有機溶媒に溶解して塗布成膜する場合があり、この様な溶剤を用いて層間絶縁膜を成膜した場合、有機半導体材料層に対して損傷を与えるといった問題を有していた。
【０００８】
特許文献２では、層間絶縁膜材料として高い絶縁耐圧を有するＳｉＯ２を用いるので、層間絶縁膜として信頼性が高い材料である反面、一般にスパッタ等の真空製膜プロセスにて成膜する必要がある。この場合、装置コストの増加といった問題がある。この問題はＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ等を用いた場合も同様であるため、スピンコート等の塗布プロセスで成膜可能且高い絶縁耐圧を有する材料が望まれていた。また、層間絶縁膜においては、配線遅延の原因となる寄生容量を小さくする事が必要である。この配線遅延はＬＳＩ等演算素子の動作周波数低下の原因であるため、ＳｉＯ２よりも比誘電率の小さい材料（ε＝３．９未満）が望まれていた。
【０００９】
特許文献３では、電極形成面が層間絶縁膜であった場合、フォトリソグラフィー法よりも簡単なプロセスで電極パターンを微細形成することが可能となるが、オルガノシロキサン自体には絶縁性という機能が無いため、絶縁材料塗布→オルガノシロキサン塗布→露光といったステップを踏む必要があった。現在の多層配線では、５〜６層の構造で電極配線が行われているため、１層作製する際の作製ステップが少しでも多くなると、作製プロセスの全体の大幅な工程増加といった問題を有していた。
【００１０】
本発明は、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法が適用でき、簡便に微細なパターンの形成が可能であって、かつ、パターン形成以外に高付加価値機能を有する積層構造体、このような積層構造体を用いた作製が容易でかつ高性能な光学素子、表示素子、演算素子及びこれらの製造方法を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明にかかる積層構造体は、少なくとも第一の導電性材料上に、絶縁性材料層が積層され、その上に第二の導電性材料が積層されていて、絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層であり、第二の導電性材料が絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部の部位に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
積層構造体においては、絶縁性濡れ変化層の成膜に用いる溶剤が水と任意の比率で溶解可能な有機溶媒を含有するようにしてもよい。
【００１３】
絶縁性濡れ変化層としては、エネルギー照射により低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とが形成され、該低表面エネルギー部の臨界表面張力と高表面エネルギー部の臨界表面張力との差が１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とするものであっても良い。
【００１４】
絶縁性濡れ変化層としては、２種類以上の材料から構成し、好ましくは、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、濡れ性変化以外の機能を備える第二の材料とを有する。
【００１５】
絶縁性濡れ変化層が、第一の材料と第二の材料とを備え、第一の材料が、第二の材料よりもエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する場合、第二の材料としては、第一の材料と比較して電気絶縁性の高い材料、第一の材料と比較して低誘電率の材料、あるいは第一の材料と比較して高誘電率の材料であってもよい。
【００１６】
上記積層構造体においては、エネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料が、側鎖に疎水性基を含む高分子材料からなることを特徴とし、この側鎖に疎水性基を有する高分子材料としては、ポリイミドを含む高分子材料が好ましい。臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与は紫外線照射とするのが好ましい。上記積層構造体としては、絶縁性濡れ変化層の一部が除去されていて、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続するように構成しても良い。
【００１７】
本発明にかかる積層構造体の製造方法は、少なくとも第一の導電性材料層上に絶縁性濡れ変化層を成膜する工程と、絶縁性濡れ変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンで形成する工程と、第二の導電性材料を含有する液体をパターン上の高表面エネルギー部に付与することで二層に形成された電極間に、層間絶縁膜を形成する行程とを有することを特徴としている。この場合でも、臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与は紫外線照射で行うのが好ましい。
【００１８】
本発明にかかる電子素子は、上記各積層構造体を構成要素として備えたことを特徴とする。本発明にかかる電子素子は、上記積層構造体の製造方法で製造された積層構造体を構成要素として備えたことを特徴としている。これら電子素子において、絶縁性濡れ変化層の一部が除去されており、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続するように構成しても良い。
【００１９】
本発明にかかる電子素子の製造方法は、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかであることを特徴としている。
【００２０】
本発明にかかる表示素子あるいは演算素子は、上記電子素子を用いたことを特徴としている。
【００２１】
本発明にかかる表示素子の製造方法は、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかで製造したことを特徴としている。
【００２２】
本発明にかかる演算素子の製造方法は、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかで製造したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、少なくとも第一の導電性材料上に、絶縁性材料層が積層され、その上に第二の導電性材料が積層されていて、絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層であり、第二の導電性材料が前記絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部の部位に形成されているので、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法で微細な導電層パターンが、導電性材料上の絶縁材料層の上に形成された積層構造体を提供することができる。
【００２４】
本発明によれば、少なくとも第一の導電性材料層上に、絶縁性濡れ変化層を成膜する工程と、この材料の一部分にエネルギーを付与することによって、臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、第二の導電性材料を含有する液体を該パターン上の高表面エネルギー部に付与することで、２層に形成された電極間に、層間絶縁膜が形成された構造を有するので、製造プロセスが簡便であってかつ微細構造を有する電子素子を提供可能となる。
【００２５】
本発明によれば、電子素子、表示素子、演算素子が、少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法あるいはインクジェット法の何れかで製作されるので、素子作製時間が大幅に短縮可能、かつ印刷装置を必要としないため、製造コストの大幅低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態の積層構造体１の原理的構成例を示す断面模式図である。本実施の形態の積層構造体１は、基板６の上に設けた少なくとも第一の導電性材料７上に、絶縁性材料層としての濡れ性変化層２が積層されてベースとして構成されている。濡れ性変化層２は、エネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する材料からなる層であって、本実施の形態では、少なくとも臨界表面張力の異なる２つの部位として、より臨界表面張力の大きな高表面エネルギー部３と、より臨界表面張力の小さな低表面エネルギー部４とを有している。ここに、図示例の２つの高表面エネルギー部３間は、例えば、１〜５μｍ程度の微小ギャップに設定されている。そして、濡れ性変化層２に対して高表面エネルギー部３の部位には各々導電層５が形成されている。すなわち、積層構造体１は、少なくとも第一の導電性材料７上に、絶縁性材料層２が積層され、その上に第二の導電性材料５が積層されていて、この絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層２であり、第二の導電性材料５が絶縁性濡れ変化層２の高表面エネルギー部３の部位に形成されている。
【００２７】
濡れ性変化層２は、熱、紫外線、電子線、プラズマ等のエネルギーを与えることによって、臨界表面張力が変化する材料からなる層で、エネルギー付与前後での臨界表面張力の変化量が大きいものが好ましい。このような材料の場合、濡れ性変化層２の一部分にエネルギーを付与し、高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とからなる臨界表面張力の異なるパターンを形成することにより、導電性材料を含有する液体が、高表面エネルギー部３には付着し易く（親液性）、低表面エネルギー部４には付着しにくく（疎液性）なるため、パターン形状に従って導電性材料を含有する液体が親液性である高表面エネルギー部３に選択的に付着し、それを固化することにより導電層５が形成される。
【００２８】
ここで、固体表面に対する液体の濡れ性（付着性）について付言する。図２は固体１１表面上で液滴１２が接触角θで平衡状態にある時の模式図で、ヤングの式（１）が成立する。
【００２９】
γＳ＝γＳＬ＋γＬcosθ ・・・（１）
ここで、γＳは固体１１の表面張力、γＳＬは固体１１と液体（液滴１２）の界面張力、γＬは液体（液滴１２）の表面張力である。
【００３０】
表面張力は表面エネルギーと実質的に同義であり、全く同じ値となる。cosθ＝１の時、θ＝０°となり、液体（液滴１２）は完全に濡れる。この時のγＬの値はγＳ−γＳＬとなり、これをその固体１１の臨界表面張力γＣと呼ぶ。γＣは表面張力の判っている何種類かの液体を用いて、液体（液滴１２）の表面張力と接触角の関係をプロットし、θ＝０°（cosθ＝１）となる表面張力を求めることにより容易に決定できる（Zismanプロット）。γＣの大きい固体１１表面には液体（液滴１２）が濡れやすく（親液性）、γＣの小さい固体１１表面には液体（液滴１２）が濡れにくい（疎液性）。
【００３１】
ここに、接触角θの測定は液滴法で行うのが簡便である。液滴法には、
（ａ） 読取顕微鏡を液滴１２に向け、顕微鏡内のカーソル線を液滴１２の接点に合わせて角度を読取る接線法、
（ｂ） 十字のカーソルを液滴１２の頂点に合わせ、一端を液滴１２と固体１１試料の接する点に合わせた時のカーソル線の角度を２倍することにより求めるθ／２法、
（ｃ） モニター画面に液滴１２を映し出し、円周上の１点（できれば頂点）と液滴１２と固体１１試料の接点（２点）をクリックしてコンピュータで処理する３点クリック法、
がある。（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に精度が高くなる。
【００３２】
図３は、後述（実施例１）の材料を濡れ性変化層２に用い、紫外線未照射部と紫外線照射部とのZismanプロットを行ったものである。図から紫外線未照射部の臨界表面張力γＣは約２４ｍＮ／ｍ、紫外線照射部の臨界表面張力γＣ′は約４５ｍＮ／ｍであり、その差ΔγＣは約２１ｍＮ／ｍであることが判る。
【００３３】
高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とのパターン形状に従って導電性材料を含有する液体が親液性である高表面エネルギー部３にのみ確実に付着するためには、表面エネルギー差が大きいこと、言い換えれば、臨界表面張力の差ΔγＣが大きいことが必要である。
【００３４】
表１はガラス基板上に種々の材料からなる濡れ性変化層２を形成し、エネルギー付与部と未付与部とのΔγＣ並びにポリアニリン（水溶液系導電性高分子）の選択付着性を評価したものである。選択付着性はエネルギー付与部と未付与部とからなるパターンの境界を含むエリアにポリアニリン水溶液を滴下し、余分の溶液を除去した後に未付与部に対するポリアニリンの付着（パターン不良）の有無を観察した。なお、表１中、Ａ：マルカリンカーＭ（丸善化学）、Ｂ：ＲＮ−１０２４（日産化学）、Ｃ：ＡＧ−７０００（旭硝子）Ｄ：焼成後に化Ａの化学式並びに後述の化７の化学式で表されるポリイミド混合物。
【００３５】
【化Ａ】
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１より濡れ性変化層２の、低表面エネルギー部４の臨界表面張力と高表面エネルギー部３の臨界表面張力との差（ΔγＣ）は１０ｍＮ／ｍ以上であることが望ましく、１５ｍＮ／ｍ以上であることがさらに望ましいことが判る。
【００３８】
すなわち、本発明者らは、絶縁性濡れ変化層２の一部分に紫外線等のエネルギーを付与し、濡れ性の異なる部位（臨界表面張力の異なる部位）を設けることにより、その上に導電層を選択的に且つ微細に形成することが可能であること、及びこのように構成される積層構造体１を用いることにより、製造プロセスが簡便であってかつ微細構造を有する電子素子を提供できることを確認したものである。
【００３９】
従って、高表面エネルギー部３と低表面エネルギー部４とのパターン形状に従って導電性材料を含有する液体を親液性である高表面エネルギー部３にのみ確実に付着させるためには、表面エネルギー差が大きいこと、言い換えれば、これらエネルギー部間の臨界表面張力の差が大きいことが必要であるが、この差を１０ｍＮ／ｍ以上とすることにより、確実に導電性材料含有の液体を付着させることができる。
【００４０】
上記の構成により、印刷法のような低コストかつ材料使用効率の高い方法で微細な導電層パターンが、導電性材料７上の絶縁性濡れ変化層２（絶縁材料層）の上に形成された積層構造体１を提供することができる。また、絶縁性濡れ変化層２は、用途に応じて低誘電材料や高誘電材料を用いることも可能である。層間絶縁膜として用いる場合、配線遅延の原因となる寄生容量を小さくするために、低誘電率の材料が望ましい。また、電子素子となる高い電気容量を持つコンデンサを形成する場合においては、高誘電率の材料を用いることが必要となる。
【００４１】
絶縁性濡れ変化層２で成膜を成形する場合に、それに用いる溶剤としては、水と任意の比率で溶解可能な有機溶媒を含有する。このようすると、絶縁性濡れ変化層２を極性の低い有機溶媒に溶解する材料に対して損傷を与えることがなくなり、この上に成膜することが可能となる。
本形態に用いる溶媒としては、エタノール、メタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール系溶媒、２-メトキシエタノール、２-エトキシエタノール、２-ブトキシエタノール等のセロソルブ系溶媒等が挙げられる。また、水と任意の比率で溶解可能な溶媒が、絶縁性濡れ変化材料用の溶媒全体に占める割合は、３０ｖｏｌ％以上が望ましい。さらに望ましくは９０ｖｏｌ％以上が望ましい。
【００４２】
絶縁性濡れ変化層２としては、図４に示すように基板６の上に２種類以上の材料から構成する。従って、異なった特性を持つ材料を用いることで、絶縁性濡れ変化層に濡れ性変化以外の特性を持たせることが可能となる。この例として、濡れ性変化は大きいが成膜性に問題がある材料を用いることが可能となるため、選択できる材料が多くなる。具体的には、白○で示す第一の材料１３の濡れ性変化はより大きいが凝集力が強いため成膜することが困難な材料である場合に、この材料を成膜性の良い黒○で示す第二の材料１４と混合することで、上記濡れ性変化層２を容易に作製することが可能となる。
【００４３】
図５から図９は、絶縁性濡れ変化層２が少なくとも第一の材料１３と第二の材料１４からなり、第一の材料１３を第二の材料１４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料とし、第二の材料１４を濡れ性変化以外の機能を有する材料から構成し、矢印Ｃで示す膜厚方向に材料の分布を持ち、最表層部における第一の材料１３の濃度が第二の材料１４の濃度よりも高くしたものであるが、本発明では何れも適用可能である。
【００４４】
図５に示す構造は、第一の材料１３からなる層１３Ａを作製した後に第二の材料１４からなる層１４Ａを順次積層して作製することが可能である。作製方法としては、真空蒸着などの真空プロセスを用いることも可能であるし、溶剤を用いた塗布プロセスを使用することも可能である。
【００４５】
図６に示す構造を得るためのプロセスとして、第一の材料１３と第二の材料１４を混合した溶液を基板６に塗布、乾燥する方法が挙げられる。これは第一の材料１３の極性が第二の材料１４と比較して小さい場合、又は第一の材料１３の分子量が小さい場合などでは、乾燥時に溶媒が蒸発するまでの間に第一の材料１３が表面側に移行し層を形成する。なお塗布プロセスを用いた場合は、図６に示されるように、第一の材料１３からなる層１３Ａと第二の材料１４からなる層１４Ａは、界面によって明確に分離されない場合が多いが、本形態においては、最表層部２Ａにおける第一の材料１３の濃度が第二の材料１４の濃度よりも高ければ適用可能である。また図７、図８、図９に示するように、膜厚方向Ｃに対して所定の濃度分布で第一の材料１３及び第二の材料１４が混在していてもよい。
【００４６】
３種類以上の材料から絶縁性濡れ変化層３を構成する場合は、３層以上の積層構造からなっていても構わないし、層構造を持たずに膜厚方向Ｃに対して所定の濃度分布で材料が混在してい留構造であってもよい。
【００４７】
絶縁性濡れ変化層２としては、図１０に示すように、少なくとも第一の材料１３と第二の材料２４から構成され、第一の材料２３が、第二の材料２４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料で、第二の材料２４が第一の材料１３と比較して電気絶縁性の高い材料でそれぞれ構成してもよい。この場合には、電気絶縁性に優れ、且つ微細な導電層パターンを形成可能な積層構造体１を提供することが可能となる。
【００４８】
本形態において、電気絶縁性に優れた第二の材料２４とエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料１３の組成割合である第二／第一は、重量比で５０／５０〜９９／１である。第一の材料１３の重量比が増加するにつれ、絶縁性濡れ変化層２の電気絶縁性が低くなり電子素子の絶縁層としては不向きとなる。一方で、第二の材料２４の重量比が増すと濡れ性変化が小さくなるため、導電層のパターニングが良好でなくなる。それゆえ両者の混合比は望ましくは６０／４０〜９５／５、更に望ましくは７０／３０〜９０／１０である。また本形態における絶縁性濡れ変化層２の体積固有抵抗値は、１×１０１２Ω・ｃｍ前後からそれ以上であることが好ましい。
【００４９】
絶縁性濡れ変化層２としては、図１１に示すように、少なくとも第一の材料１３と第二の材料３４からなり、第一の材料１３は第二の材料３４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料で、第二の材料３４は、第一の材料１３と比較して低誘電率の材料とから構成されている。従って、図２１、図２２に示した層間絶縁膜を形成する際、配線遅延の原因となる寄生容量を小さくすることが可能となる。配線遅延はＬＳＩ等の演算素子の動作周波数低下の原因となるため、本形態のような層構成とすることにより動作周波数の高い演算素子を製作可能となる。本形態における低誘電率とは、一般的に絶縁膜として用いられているＳｉＯ２の比誘電率（３．９）未満を指す。
【００５０】
絶縁性濡れ変化層２としては、図１２に示すように、少なくとも第一の材料１３と第二の材料４４からなり、第一の材料１３は第二の材料４４と比較してエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料で、第二の材料４４は第一の材料１４と比較して高誘電率の材料でそれぞれ構成されている。このため、絶縁性濡れ変化層２の上下に電極（第一の導電性材料）７と電極（第二の導電性材料）５を有する、高い容量のコンデンサなどの電子素子２０を製作することが可能となる。本形態において、高誘電率とは、コンデンサ用誘電体として用いられている酸化アルミの比誘電率８．５以上を指す。
【００５１】
本形態において、エネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料としては、側鎖に疎水性基を含む高分子材料が挙げられる。このため、エネルギーの付与によって撥水部と親水部の差が大きくなるため、絶縁性濡れ変化層２上に微細に電極パターニングされた積層構造体１を製作可能となる。
【００５２】
図１３は、側鎖に疎水性基を含む高分子材料の概念図を示す。この図に示すように、ポリイミドや（メタ）アクリレート等の骨格を有する主鎖Ｌに直接或いは図示しない結合基を介して疎水性基を有する側鎖Ｒが結合しているものを挙げることができる。
【００５３】
疎水性基としては、末端構造が−ＣＦ２ＣＨ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ(ＣＦ３)２、−Ｃ(ＣＦ３)３、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦＨ２等である基が挙げられる。分子鎖同士を配向し易くするためには炭素鎖長の長い基が好ましく、炭素数４以上のものがより好ましい。さらには、アルキル基の水素原子の２個以上がフッ素原子に置換されたポリフルオロアルキル基（以下、「Ｒｆ基」と記す）が好ましく、特に炭素数４〜２０のＲｆ基が好ましく、とりわけ、炭素数６〜１２のＲｆ基が好ましい。Ｒｆ基には直鎖構造あるいは分岐構造があるが、直鎖構造の方が好ましい。さらに、疎水性基は、アルキル基の水素原子の実質的に全てがフッ素原子に置換されたパーフルオロアルキル基が好ましい。パーフルオロアルキル基はＣｎＦ２ｎ＋１−（ただし、ｎは４〜１６の整数）で表わされる基が好ましく、特に、ｎが６〜１２の整数である場合の該基が好ましい。パーフルオロアルキル基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよく、直鎖構造が好ましい。
【００５４】
上記材料については特開平３−１７８４７８号公報（特許２７９６５７５号公報）等に詳しく記載されて周知であり、加熱状態で液体又は固体と接触させたときに親液性となり、空気中で加熱すると疎液性となる性質を有する。即ち、（接触媒体の選択と）熱エネルギーの付与によって臨界表面張力を変化させることができる。
【００５５】
さらに、疎水性基としては、フッ素原子を含まない−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ(ＣＨ３)２、−Ｃ(ＣＨ３)３等の末端構造を有する基を挙げることができる。この場合にも、分子鎖同士を配向し易くするためには炭素鎖長の長い基が好ましく、炭素数４以上のものがより好ましい。疎水性基は直鎖構造であっても分岐構造であってもよいが、直鎖構造の方が好ましい。上記アルキル基はハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基又は炭素数１〜１２の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基やアルコキシ基で置換されたフェニル基を含有していてもよい。Ｒの結合部位が多いほど表面エネルギーが低く（臨界表面張力が小さく）、疎液性となると考えられる。紫外線照射等によって、結合の一部が切断される、或いは、配向状態が変化するために臨界表面張力が増加し、親液性になるものと推察される。
【００５６】
側鎖に疎水性基を有する高分子材料としては、ポリイミドを含む高分子材料が挙げられる。ポリイミドは電気絶縁性、耐薬品性、耐熱性に優れているため、絶縁性濡れ変化層上に電極層等を形成する際に、溶媒や焼成による温度変化によって、膨潤やクラックが入るといったことがない。従って積層構造体１において、電気絶縁性に優れ且つ作製プロセス中に損傷を受けず、信頼性の高い絶縁性濡れ変化層２を形成することが可能となる。また、絶縁性濡れ変化層２を２種類以上の材料から構成する場合においては、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、側鎖に疎水性基を有する高分子材料以外の材料もポリイミドからなることが望ましい。
【００５７】
さらに一般的にポリイミド材料の比誘電率は、絶縁材料として一般的なＳｉＯ２の比誘電率よりも低く、層間絶縁膜として好適である。本形態で用いられる側鎖に疎水性基を有するポリイミドの疎水性基は、例えば以下の化１から化５で示される化学式の何れかを持つことができる。
【００５８】
【化１】
【００５９】
ここで、Ｘは−ＣＨ２−または−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ１は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ａ２、Ａ３およびＡ４はそれぞれ独立して単結合、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは１〜４個のフッ素で置換された１，４−フェニレンであり、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ独立して単結合または−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｂ４は炭素数1〜１０までのアルキレンであり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７はそれぞれ独立して炭素数が１〜１０までのアルキルであり、ｐは１以上の整数である。
【００６０】
【化２】
【００６１】
化２の化学式において、Ｔ、ＵおよびＶはそれぞれ独立してベンゼン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環上の任意のＨは炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のフッ素置換アルキル、Ｆ、ＣｌまたはＣＮで置換されていてもよく、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ｈは０〜５の整数であり、ＲはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１価の有機基であり、ｍが２の場合の２個のＵまたはｎが２の場合の２個のＶはそれぞれ同じでも異なっていても良い。
【００６２】
【化３】
【００６３】
化３の化学式において、連結基ＺはＣＨ２、ＣＦＨ、ＣＦ２、ＣＨ２ＣＨ２またはＣＦ２Ｏであり、環Ｙは１，４−シクロへキシレンまたは１〜４個のＨがＦまたはＣＨ３で置換られてもよい１，４−フェニレンであり、Ａ１〜Ａ３はそれぞれ独立して単結合、１，４−シクロへキシレンまたは１〜４個のＨがＦまたはＣＨ３で置換られてもよい１，４−フェニレンであり、Ｂ１〜Ｂ３はそれぞれ独立して単結合、炭素数１〜４のアルキレン、酸素原子、炭素数１〜３のオキシアルキレンまたは炭素数１〜３のアルキレンオキシであり、ＲはＨ、任意のＣＨ２がＣＦ２で置換られてもよい炭素数１〜１０のアルキル、または１個のＣＨ２がＣＦ２で置換られてもよい炭素数１〜９のアルコキシもしくはアルコキシアルキルであり、ベンゼン環に対するアミノ基の結合位置は任意の位置である。但し、ＺがＣＨ２である場合には、Ｂ１〜Ｂ３のすべてが同時に炭素数１〜４のアルキレンであることはなく、ＺがＣＨ２ＣＨ２であって、環Ｙが１，４−フェニレンである場合には、Ａ１およびＡ２がともに単結合であることはなく、またＺがＣＦ２Ｏである場合には、環Ｙが１，４−シクロへキシレンであることはない。
【００６４】
【化４】
【００６５】
化４の化学式において、Ｒ２は水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基であり、Ｚ１はＣＨ２基であり、ｍは０〜２であり、環Ａはベンゼン環またはシクロヘキサン環であり、１は０または１であり、各Ｙ１は独立に酸素原子またはＣＨ２基であり、各ｎ１は独立に０または１である。
【００６６】
【化５】
【００６７】
化５の化学式において、各Ｙ２は独立に酸素原子またはＣＨ２基であり、Ｒ３、Ｒ４は独立に水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基またはパーフルオロアルキル基であり、少なくとも一方は炭素数３以上のアルキル基、またはパーフルオロアルキル基であり、各ｎ２は独立に０または１である。
【００６８】
これらの材料についての詳細は、特開２００２−１６２６３０号、特開２００３−９６０３４号、特開２００３−２６７９８２号公報等に詳しく記載されている。またこれら疎水性基の主鎖骨格を構成するテトラカルボン酸二無水物については、脂肪族系、脂環式、芳香族系など種々の材料を用いることが可能である。具体的には、ピロメリット酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物などである。この他特開平１１−１９３３４５号、特開平１１−１９３３４６号、特開平１１−１９３３４７号公報等に詳しく記載されている材料についても用いることが可能である。
【００６９】
上述したように、化１〜化５で示す化学式の疎水性基を含むポリイミドは単独で用いても良いし、他の材料と混合し用いても良い。ただし、混合して用いる場合は、耐熱性、耐溶剤性、親和性を考慮すると、混合する材料もポリイミドであることが望ましい。また化１〜化５で示す化学式で示されていない疎水性基を含むポリイミドを用いることもできる。
【００７０】
本形態における絶縁性濡れ変化層２の厚さは３０ｎｍ〜３μｍが好ましく、５０ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。これより薄い場合にはバルク体としての特性（絶縁性、ガスバリア性、防湿性等）が損なわれ、これより厚い場合には表面形状が悪化するため好ましくない。
【００７１】
ところで、臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与方法としては、紫外線照射がある。このような紫外線照射によりエネルギーの付与を行うと、微細なパターンを容易に形成可能となる。例えば、図１４（ａ）に示すように、基板６の電極（第一の導電性材料）７の上に絶縁性濡れ変化層２を積層し、絶縁性濡れ変化層２の表面に露光マスク１６を設け、この露光マスク１６を通して紫外線１７を照射する。すると、図１４（ｂ）に示すようにと、絶縁性濡れ変化層２に低表面エネルギー部４の臨界表面張力と高表面エネルギー部３とからなるパターンが形成される。紫外線としては１００ｎｍから３００ｎｍの比較的短い波長の光が含まれるのが望ましい。
【００７２】
上述した積層構造体１を、少なくとも第一の導電性材料層７上に、絶縁性濡れ変化層２を成膜する工程と、この材料の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部４と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部３とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、第二の導電性材料を含有する液体を該パターン上の高表面エネルギー部３に付与することで、２層に形成された電極（４，３）と電極７の間に、層間絶縁膜（２）を形成すると、製造プロセスが簡便であって、かつ微細構造を有する電子素子２０を提供することができる。本形態における、導電性材料を含有する液体の付与方法としは、平版印刷法・凸版印刷法・凹版印刷法・孔版印刷法等、公知の印刷法が適用可能である。
【００７３】
上述した絶縁性濡れ変化層２としては、上述した積層構造体１及びその製造方法に記載の濡れ性変化材料、製造方法の少なくとも一つを用いていることで、絶縁性濡れ変化層２に、高抵抗、低誘電率、高誘電率、耐プロセス性、簡便な微細パターニングと言った高付加価値機能を付与することが可能となる。
【００７４】
上述したの積層構造体１、電子素子２０において、絶縁性濡れ変化層２の一部を除去し、第一と第二の導電性材料層とをこの除去部１９で接続すると、図２１に示すような多層配線と層間の配線接続が可能となるため、電子素子２０の高集積化が可能となる。例えば、図１５に示すように、積層構造体１、電子素子２０は、絶縁性濡れ変化層２の成膜後、所望の部位をレーザー等でアブレージョン除去し、この除去部１９の第二の導電性材料層成膜部のみエネルギー付与し高表面エネルギーとし、ここに第二の導電性材料層５を成膜することで得ることができる。
【００７５】
第一、第二の導電性材料７，５を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法としては、周知のスピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法の何れかを用いれば良い。このような方法を用いることで、素子作製時間を大幅に短縮することができると共に、印刷装置を必要としないため、製造コストの大幅低減が可能となる。
【００７６】
第一、第二の導電性材料７，５を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法としては、周知のインクジェット法を用いても良い。この場合には、高表面エネルギー部のみに導電層を形成可能となる。例えば図１６（ｂ）に示すように、基板６、第一の導電性材料層７、絶縁性濡れ変化層２の順で積層し、絶縁性濡れ変化層２の表面に複数の電極５を形成する場合、電極配線の微細化に伴い、図１６（ｃ）に示すように、電極３間の距離が小さくなり、図導電性材料を付与する際にこれが短絡する場合が生じる。本形態では、図１６（ａ）に示すように、高表面エネルギー部３のみ導電性材料を付与することが可能となるため、このようなことがなく微細加工において、信頼性の高い製造プロセスを提供可能となる。
【００７７】
上述した製造方法で製造した電子素子を利用形態としては、図１７に示す液晶表示素子３０に適用することができる。この場合、従来よりも製造工程を低減することができ、安価な表示素子を提供することができる。図１７は、液晶表示素子の配線図を示す。同図において、階調信号線３１からはコンデンサ３３と液晶セル３４が接続する画素としての能動セル３５の階調にしたがって電圧が印加されている。また、走査線３２からは一ラインごと順次ＯＮ／ＯＦＦの信号電圧が印加され、一画面の走査が終了した後、次画面の走査が開始される。動画対応の場合、この間隔は５０Ｈｚ以上（１/５０sec.以下）であることが望ましい。コンデンサ３３は、一画面から次画面の走査に移るまでの時間、階調信号の電圧を充電する機能を有する。
【００７８】
このように、絶縁性濡れ変化層２は、層間絶縁膜だけでなく、液晶表示素子の場合はコンデンサ３３として用いられる。この場合、層間絶縁膜は低誘電率材料、コンデンサは高誘電率材料を絶縁性濡れ変化層に用いることが好ましい。
【００７９】
上述した製造方法で製造した電子素子の利用形態としては演算素子に適用することもできる。この場合、従来よりも製造工程を低減可能となり、安価な演算素子を提供可能となる。例えば、図２０、図２１に示すように適用する場合、動作周波数向上のため、層間絶縁膜は低誘電率材料を用いることが好ましい。
上記のように電子素子や演算素子を製造すると、非常に安価な製造プロセスで素子製作が可能となるため、製造コストの大幅低減が可能となる。
【実施例１】
【００８０】
本実施例のプロセスを図１８に示す
まず、図１８（ａ）に示すように、ガラス基板５０上に絶縁性濡れ変化層２として、焼成後に化６並びに化７で表される構造体となる前駆体を溶解した混合溶液を、スピンコート法にて塗布し２００℃で焼成した。この材料の体積固有抵抗は５×１０１３Ω・ｃｍであった。
【００８１】
【化６】
【００８２】
【化７】
【００８３】
図１８（ｂ）に示すように、開口幅が４０μｍ、開口部間のスペースが５μｍのパターンを施したマスク５２を濡れ性変化に圧着し、紫外線５３を９Ｊ／ｃｍ２照射した。臨界表面張力は未照射部が約２４ｍＮ／ｍ、紫外線照射した部位は約４５ｍＮ／ｍであった。
【００８４】
次に、図１８（ｃ）に示すように、インクジェット法を用いて、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ／ＰＰＳの水溶液５４を絶縁性濡れ変化層５１上の高表面エネルギー部５５に供給した。これを図１８（ｄ）に示すように、２００℃で焼成し電極層５６を形成した後、図１８（ａ）のプロセスと同様に絶縁性濡れ変化層５１を形成した。ついで、図１８（ｅ）に示すように、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）のプロセスを用い、この上に電極層５６を形成し、絶縁材料を介して電極が積層された構造を作製した。
［比較例１］
【００８５】
図１９に示すように、
・ガラス基板上にＣｒ、Ａｕを順次蒸着
・背景技術の欄で述べたプロセスＡにより電極をパターニング
・このパターニングされた電極上にＳｉＯ２をスパッタにより成膜（スパッタ膜）
・スパッタ膜上にＣｒ、Ａｕを順次蒸着し、再び前記プロセスＡにより電極をパターニング
・以上のプロセスにて、図１８（ｅ）に相当する機能を有する積層構造体を製作した。
【００８６】
実施例１においては、比較例１に示される様なＳｉＯ２を絶縁材料とし、フォトリソプロセスにより電極パターニングを行った場合と比較し、大幅に製造プロセスを簡略可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施の形態である積層構造体の原理的構成例を示す断面模式図である。
【図２】固体表面に対する液体の濡れ性を説明するための、固体表面上で液滴が接触角θで平衡状態にある時の様子を示す模式図である。
【図３】焼成後に化Ａの化学式並びに化７の化学式で表されるポリイミドの混合物を濡れ性変化層に用いた場合の、紫外線未照射部と紫外線照射部とのZismanプロットを行った結果を示す表面張力−接触角特性図である。
【図４】絶縁性濡れ変化層の一形態を示す断面模式図である。
【図５】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図６】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図７】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図８】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図９】層膜方向に分布を持つ絶縁性濡れ変化層の別な形態を示す断面模式図である。
【図１０】第二の材料が第一の材料よりも電気絶縁性の高い絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図１１】第二の材料が第一の材料よりも低誘電率の絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図１２】第二の材料が第一の材料よりも高誘電率の絶縁性濡れ変化層の形態を示す断面模式図である。
【図１３】絶縁性濡れ変化層に用いる側鎖に疎水性基を含む高分子材料の概念図である。
【図１４】紫外線照射により微細なパターンを形成する工程と絶縁性濡れ変化層の形態を示す模式断面図である。
【図１５】絶縁性濡れ変化層の一部を除去して２つの導電性材料層を接続した積層構造体の構成を示す模式断面図である。
【図１６】濡れ性パターンが形成された材料表面に導電性材料を付与して電極を構成する際のメリットとでデミリットを示す絶縁性濡れ変化層の模式断面図である。
【図１７】積層構造体を用いた表示素子の一形態である液晶表示素子の配線図である。
【図１８】積層構造体の製造工程の一形態を示す図である。
【図１９】従来の製造工程と、そりにより製造された積層構造体の一形態を示す模式断面図である。
【図２０】演算回路の一形態を示す拡大図である。
【図２１】層間絶縁膜を介して集積／接続された演算素子の一形態を示す拡大図である。
【図２２】表示装置の一形態を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 積層構造体
２、５１ 絶縁性材料層（絶縁性濡れ変化層）
３、５５ 高表面エネルギー部
４ 低表面エネルギー部
５ 第二の導電性材料（電極）
７ 第一の導電性材料
１３ 第一の材料
１４、２４、３４、４４ 第二の材料
１７、５３ 紫外線
１９ 除去部
２０、３３ 電子素子
３０、８６ 表示素子
６０、７０ 演算素子
Ｃ 膜厚方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一の導電性材料上に、絶縁性材料層が積層され、その上に第二の導電性材料が積層されている積層構造体において、
前記絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層であり、第二の導電性材料が前記絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部の部位に形成されていることを特徴とする積層構造体。
【請求項２】
請求項１記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層の成膜に用いる溶剤が、水と任意の比率で溶解可能な有機溶媒を含有していることを特徴とする積層構造体。
【請求項３】
請求項１または２記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、エネルギー照射により低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とが形成され、該低表面エネルギー部の臨界表面張力と高表面エネルギー部の臨界表面張力との差が１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする積層構造体。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、２種類以上の材料からなることを特徴とする積層構造体。
【請求項５】
請求項４記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、第一の材料と比較して電気絶縁性の高い第二の材料とを有することを特徴とする積層構造体。
【請求項６】
請求項４記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、第一の材料と比較して低誘電率の第二の材料とを有することを特徴とする積層構造体。
【請求項７】
請求項４記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、第一の材料と比較して高誘電率の第二の材料とを有することを特徴とする積層構造体。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れかに記載の積層構造体において、
エネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料が、側鎖に疎水性基を含む高分子材料からなることを特徴とする積層構造体。
【請求項９】
請求項８記載の積層構造体において、
前記側鎖に疎水性基を有する高分子材料は、ポリイミドを含む高分子材料からなることを特徴とする積層構造体。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れかに記載の積層構造体において、
臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与が紫外線照射であることを特徴とする積層構造体。
【請求項１１】
請求項１ないし９の何れかに記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層の一部が除去されていて、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続されていることを特徴とする積層構造体。
【請求項１２】
少なくとも第一の導電性材料層上に絶縁性濡れ変化層を成膜する工程と、
前記絶縁性濡れ変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンで形成する工程と、
第二の導電性材料を含有する液体を前記パターン上の高表面エネルギー部に付与することで二層に形成された電極間に、層間絶縁膜を形成する行程とを有することを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の積層構造体の製造方法において、
臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与が紫外線照射であることを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし９の何れかに記載の積層構造体を構成要素として備えたことを特徴とする電子素子。
【請求項１５】
請求項１２または１３記載の積層構造体の製造方法で製造された積層構造体を構成要素として備えたことを特徴とする電子素子。
【請求項１６】
請求項１３または１４に記載の電子素子において、
前記絶縁性濡れ変化層の一部が除去されており、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続されていることを特徴とする電子素子。
【請求項１７】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子の製造方法であって、
少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法の何れかであることを特徴とする電子素子の製造方法。
【請求項１８】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子の製造方法であって、
少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、インクジェット法であることを特徴とする電子素子の製造方法
【請求項１９】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子を用いたことを特徴とする表示素子。
【請求項２０】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子を用いたことを特徴とする演算素子。
【請求項２１】
請求項１７または１８記載の電子素子の製造方法を用いて請求項１９記載の表示素子を製造したことを特徴とする表示素子の製造方法。
【請求項２２】
請求項１７または１８記載の電子素子の製造方法を用いて請求項２０記載の演算素子を製造したことを特徴とする演算素子の製造方法。
【請求項１】
少なくとも第一の導電性材料上に、絶縁性材料層が積層され、その上に第二の導電性材料が積層されている積層構造体において、
前記絶縁性材料層が、絶縁機能とエネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する機能とを有する絶縁性濡れ変化層であり、第二の導電性材料が前記絶縁性濡れ変化層の高表面エネルギー部の部位に形成されていることを特徴とする積層構造体。
【請求項２】
請求項１記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層の成膜に用いる溶剤が、水と任意の比率で溶解可能な有機溶媒を含有していることを特徴とする積層構造体。
【請求項３】
請求項１または２記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、エネルギー照射により低表面エネルギー部と高表面エネルギー部とが形成され、該低表面エネルギー部の臨界表面張力と高表面エネルギー部の臨界表面張力との差が１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする積層構造体。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、２種類以上の材料からなることを特徴とする積層構造体。
【請求項５】
請求項４記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、第一の材料と比較して電気絶縁性の高い第二の材料とを有することを特徴とする積層構造体。
【請求項６】
請求項４記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、第一の材料と比較して低誘電率の第二の材料とを有することを特徴とする積層構造体。
【請求項７】
請求項４記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層は、少なくとも、相対的にエネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する第一の材料と、第一の材料と比較して高誘電率の第二の材料とを有することを特徴とする積層構造体。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れかに記載の積層構造体において、
エネルギーの付与によって臨界表面張力が大きく変化する材料が、側鎖に疎水性基を含む高分子材料からなることを特徴とする積層構造体。
【請求項９】
請求項８記載の積層構造体において、
前記側鎖に疎水性基を有する高分子材料は、ポリイミドを含む高分子材料からなることを特徴とする積層構造体。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れかに記載の積層構造体において、
臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与が紫外線照射であることを特徴とする積層構造体。
【請求項１１】
請求項１ないし９の何れかに記載の積層構造体において、
前記絶縁性濡れ変化層の一部が除去されていて、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続されていることを特徴とする積層構造体。
【請求項１２】
少なくとも第一の導電性材料層上に絶縁性濡れ変化層を成膜する工程と、
前記絶縁性濡れ変化層の一部分にエネルギーを付与することによって臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部と臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンで形成する工程と、
第二の導電性材料を含有する液体を前記パターン上の高表面エネルギー部に付与することで二層に形成された電極間に、層間絶縁膜を形成する行程とを有することを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の積層構造体の製造方法において、
臨界表面張力を変化させるエネルギーの付与が紫外線照射であることを特徴とする積層構造体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし９の何れかに記載の積層構造体を構成要素として備えたことを特徴とする電子素子。
【請求項１５】
請求項１２または１３記載の積層構造体の製造方法で製造された積層構造体を構成要素として備えたことを特徴とする電子素子。
【請求項１６】
請求項１３または１４に記載の電子素子において、
前記絶縁性濡れ変化層の一部が除去されており、第一及び第二の導電性材料層とがこの除去部で接続されていることを特徴とする電子素子。
【請求項１７】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子の製造方法であって、
少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、スピンコート法、ディッピング法、ブレードコート法、スプレー塗工法の何れかであることを特徴とする電子素子の製造方法。
【請求項１８】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子の製造方法であって、
少なくとも第一、第二の導電性材料を含有する液体の一方を、濡れ性パターンが形成された材料表面に付与する方法が、インクジェット法であることを特徴とする電子素子の製造方法
【請求項１９】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子を用いたことを特徴とする表示素子。
【請求項２０】
請求項１４、１５または１６記載の電子素子を用いたことを特徴とする演算素子。
【請求項２１】
請求項１７または１８記載の電子素子の製造方法を用いて請求項１９記載の表示素子を製造したことを特徴とする表示素子の製造方法。
【請求項２２】
請求項１７または１８記載の電子素子の製造方法を用いて請求項２０記載の演算素子を製造したことを特徴とする演算素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００６−２１４９１（Ｐ２００６−２１４９１Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０３４９１（Ｐ２００４−２０３４９１）
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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