電子デバイスあるいは電子回路の製造装置、電子デバイス基板および電子回路基板
【課題】新規な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための、簡単な原理、構造の製造装置を提供すること。
【解決手段】基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体である。
【解決手段】基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的機能発現材料を基材上にインクジェット法により付与してパターン形成を行い、電子デバイスあるいは電子回路を形成する装置およびその装置によって形成される電子デバイス基板あるいは電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細な微粒子／超微粒子を用いた発光素子／媒体および光プロセシング素子／媒体等の各種素子が研究されている（特許文献１）。このような微粒子の素子への応用のためには、固体基板上への微粒子含有材料の膜もしくは層の堆積によって得られる高密度集積が重要である。この微粒子が高密度に集積した薄膜は、具体的には非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６等への応用が報告されている。
【０００３】
一方、配向性の優れた無機化合物薄膜の形成方法として、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）、クラスターイオンビーム法、イオンビーム照射真空蒸着法、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、液相エピタキシー法（ＬＰＥ）等が知られている。また有機化合物薄膜の形成方法として、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）等が知られている。一般に量子ドットと呼ばれるものは、前記したＭＢＥ法などの真空装置を用いて高真空中で昇華させた原料物質が固体基材上で自己組織的にドットを形成する過程を利用して作製することができる。
【０００４】
しかしながら、上記のような方法ではドット間の距離の制御やサイズ分布の制御は困難であり、所望の構造に制御するためには多大なコストがかかるという問題がある。そこでこのような問題を解決できる技術として、インクジェット原理、すなわち液体噴射ヘッドによって、微粒子含有材料の膜を形成することが提案されている。たとえば特許文献１には、ナノ粒子を含有するエマルションを固体基板上にインクジェットコーティングし、フォトルミネッセンス強度を励起光の照射時間もしくは照射量の関数として増加あるいは増加及び記憶させることができる機能を有する超微粒子（ナノ粒子）の集合体からなる薄膜を固体基板上に形成する方法が提案されている。
【０００５】
また、同様の原理をこのような機能性素子の他に、回路基板製作に応用しようという研究もなされている。たとえば、従来から、回路の基板製造方法として、次のような方法が知られている。
（１）銅張り積層基板に、レジストを被覆し、フォトリソグフィ法により、回路パターンの露光、未露光レジストの溶解除去、レジスト除去部のエッチングにより銅線パターンを形成する方法。
（２）セラミックス基板上にスクリーン印刷により導電ペーストを所望の回路パターンに印刷し、非酸化雰囲気中で熱処理して導電ペースト中の金属微粒子を焼結して導電パターンを形成する方法。
（３）絶縁基板上に、導電金属の蒸着により薄膜の導電層を形成し、この導電層上に、レジストを被覆し、フォトリソグフィ法により、回路パターンの露光、未露光レジストの溶解除去、レジスト除去部のエッチングにより銅線パターンを形成する方法。
【０００６】
しかしながら、これらの方法はファインパターンの形成には不向きであるという問題があるため、たとえば特許文献２には、基板上に、インクジェットヘッドを用いて、金属ペーストにより直接回路パターンを描画するようにし、ファインパターンの形成が容易で、廃液処理の必要がなく、生産工程が単純で設備費や生産コストが少なくて済む配線パターンの形成方法および回路基板の製造方法が提案されている。
【０００７】
一方、本発明者も先に、インクジェット原理を利用して、電子源基板製造を行う発明を特許文献３として提案している。
【０００８】
た、特許文献４には、同様な原理を利用して、基体上に電気回路と可視情報を形成する電気回路形成装置も提案されている。
【０００９】
さらに特許文献５では、特定のブロック共重合体を用いて、分散性が安定し、画像形成に適した組成物を提供するとして、特定の平均粒径の金属微粒子を含む発色の良いインク組成物に関する技術を開示している。
【００１０】
このようにインクジェット原理を利用したこのような提案が種々行われ始めているが、このような手段で各種デバイス、あるいはパターンを基板製作しようという考えはまだ新しく、より具体的な方法についてはまだ未知の部分が多く、手探り状態にあるのが実情であり、まだまだ検討すべき課題が多々ある。
【特許文献１】特開２０００−１２６６８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４８７８号公報
【特許文献３】特開２００１−３１９５６７号公報
【特許文献４】特開２００５−１８３８０１号公報
【特許文献５】特開２００６−２４９３９９号公報
【非特許文献１】発光素子（ＬＥＤ）（Alivisatos et al.）
【非特許文献２】光電変換素子（Greenham, N. C., et al., Phys. Rev. B, 54, 17628 (1996)）
【非特許文献３】超高速ディテクター（Bhargava）
【非特許文献４】エレクトロルミネッセンス・ディスプレイおよびパネル（Bhargava, Alivisatos et al.）
【非特許文献５】ナノ構造メモリ素子（Chen et al.）
【非特許文献６】ナノ粒子配列からなる多色デバイス（Dushkin et al.）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、その目的は、新規な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための、簡単な原理、構造の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は前記目的を達成するために第１に、基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体であるようにした。
【００１３】
また第２に、上記第１の電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記噴射ヘッドを複数個有し、各噴射ヘッドはそれぞれ異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体を噴射付与するようにした。
【００１４】
さらに第３に、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイス基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにした。
【００１５】
また第４に、上記第３の電子デバイス基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにした。
【００１６】
さらに第５に、上記第４の電子デバイス基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにした。
【００１７】
また第６に、上記第３から第５のいずれか１項の電子デバイス基板において、前記基板は、紙であるようにした。
【００１８】
さらに第７に、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子回路基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにした。
【００１９】
また第８に、上記第７の電子回路基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにした。
【００２０】
さらに第９に、上記第８の電子回路基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにした。
【００２１】
また第１０に、上記第７から第９のいずれか１項の電子回路基板において、前記基板は、紙であるようにした。
【発明の効果】
【００２２】
基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体であるようにしたので、電子デバイスあるいは電子回路として機能する部分が明確に識別できる新規な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための製造装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、紙もしくは紙をベースとした基材１０上に本発明の画像形成手段の１方法であるインクジェット原理（液滴噴射原理）によってパターンを形成する例を示している。図１（Ａ）は、このような基材１０上に端子２、３が形成されている状態を示し、図の点線部１′は後述のような配線パターン１が生成される領域である。図１（Ｂ）は、電気的機能発現材料として例えば微細な導電性微粒子を含有する液体を、インクジェット原理（液滴噴射原理）によって、直接噴射付与、描画して、配線パターン１を形成した例である。
【００２４】
ここで、電気的機能発現材料を含有した液体を付与する手段として本発明では、例えばインクジェットの技術が適用される。以下にその具体的方法を説明する。
【００２５】
図２は、本発明の電子デバイスあるいは電子回路を形成する製造装置の一実施例を説明するための図で、図中、１１は噴射ヘッドユニット（噴射ヘッド）、１２はキャリッジ、１３は基材保持台、１４は配線基材や電子デバイス形成基材等の基材、あるいは電子デバイスを形成する基材、１５は電気的機能発現材料を含有する液体の供給チューブ、１６は信号供給ケーブル、１７は噴射ヘッドコントロールボックス（液体タンク含む）、１８はキャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、１９はキャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０はコンピュータ、２１はコントロールボックス、２２（２２X1、２２Y1、２２X2、２２Y2）は基材位置決め／保持手段である。この場合は、基材保持台１３に置かれた基材１４の前面を噴射ヘッド１１がキャリッジ走査により移動し、電気的機能発現材料を含有する液体を噴射付与する例である。
【００２６】
図３は本発明の電子デバイスあるいは電子回路形成に適用される液滴付与装置の構成を示す概略図で、図４は図３の液滴付与装置の噴射ヘッドユニットの主要部概略構成図である。
【００２７】
図３の構成は図２の構成と異なり、基材１４側を移動させて電子デバイスあるいは電子回路を基材に形成するものである。図３及び図４において、３１はヘッドアライメント制御機構、３２は検出光学系、３３は噴射ヘッド、３４はヘッドアライメント微動機構、３６は画像識別機構、３７はＸＹ方向走査機構、３８は位置検出機構、３９は位置補正制御機構、４０は噴射ヘッド駆動・制御機構、４１は光軸、４２は素子電極、４３は液滴、４４は液滴着弾位置である。
【００２８】
噴射ヘッドユニット１１の液滴付与装置（噴射ヘッド３３）としては、任意の液滴を定量吐出できるものであればいかなる機構でも良く、特に０．１ｐｌ〜数１００ｐｌ程度の液滴を形成できるインクジェット原理の機構が望ましい。
【００２９】
インクジェット方式としては、たとえば米国特許第３６８３２１２号明細書に開示されている方式（Ｚｏｌｔａｎ方式）、米国特許第３７４７１２０号明細書に開示されている方式（Ｓｔｅｍｍｅ方式）、米国特許第３９４６３９８号明細書に開示されている方式（Ｋｙｓｅｒ方式）のようにピエゾ振動素子に、電気的信号を印加し、この電気的信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従って微細なノズルから液滴を吐出飛翔させるものがあり、通常、総称してドロップオンデマンド方式と呼ばれている。
【００３０】
他の方式として、米国特許第３５９６２７５号明細書、米国特許第３２９８０３０号明細書等に開示されている方式（Ｓｗｅｅｔ方式）がある。これは連続振動発生法によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生させ、この発生された帯電量の制御された小滴を、一様の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上に記録を行うものであり、通常、連続流方式、あるいは荷電制御方式と呼ばれている。
【００３１】
さらに他の方式として、特公昭５６−９４２９号公報に開示されている方式がある。これは液体中で気泡を発生せしめ、その気泡の作用力により微細なノズルから液滴を吐出飛翔させるものであり、サーマルインクジェット方式、あるいはバブルジェット（登録商標）方式と呼ばれている。
【００３２】
このように液滴を噴射する方式は、ドロップオンデマンド方式、連続流方式、サーマルインクジェット方式等あるが、必要に応じて適宜その方式を選べばよい。
【００３３】
本発明ではこのような電子デバイスあるいは電子回路を形成する製造装置（図２）において、基材１４はこの装置の基材位置決め／保持手段２２によってその保持位置を調整して決められる。図２では簡略化しているが、基材位置決め／保持手段２２は基材１４の各辺に当接されるとともに、Ｘ方向およびそれに直交するＹ方向にサブミクロンオーダーで微調整できるようになっているとともに、噴射ヘッドコントロールボックス１７、コンピュータ２０、コントロールボックス２１等と接続され、その位置決め情報および微調整変位情報等と、液滴付与の位置情報、タイミング等は、たえずフィードバックできるようになっている。
【００３４】
さらに本発明の電子デバイスあるいは電子回路を形成する製造装置では、Ｘ、Ｙ方向の位置調整機構の他に図示しない（基材１４の下に位置するために見えない）、回転位置調整機構を有している。これに関連して先に本発明の電子デバイスあるいは電子回路形成基材の形状および形成される電子デバイス群の配列等に関して説明する。
【００３５】
本発明の電子デバイスあるいは電子回路形成基材は、紙もしくは紙をベースとした基材が用いられる。また後述するが本発明では電気的機能発現材料を含有した液体をこの基材に付与してドットパターンを形成し、各種の電気的機能を発現するが、このようにして形成されるパターンは、基材の変形に追従できる。つまり、本発明の電子回路形成シート、あるいは電子デバイス形成シートは紙もしくは紙をベースとした基材が用いられることにより軽量化が図られるのみならず可撓性も有するので、可搬性がよく、新規な需要が見込まれる。
【００３６】
ところでここで、本発明の電子回路、あるいは電子デバイス、電子デバイスチップ、電子デバイスシート、電子デバイス形成シートについて、その定義をしておく。
【００３７】
本発明でいう電子回路とは、紙もしくは紙をベースとした基材（シート）上に、電気回路パターンを形成したものであり、後述する手法で形成されるトランジスタ、抵抗、コンデンサ等の各種電子素子や表示デバイス素子等とそれらをつなぐ導線パターンよりなるもの、あるいはその導線パターンのみの場合もあり得る。
【００３８】
また、電子デバイスとは、上記トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の各種電子素子や表示デバイス素子等をさす。さらにＩＣあるいはＬＳＩのようにこれらを集積化して１つのチップ状にしたものも電子デバイスあるいは電子デバイスチップと呼んでいる。
【００３９】
電子デバイスシート、電子デバイス形成シートとは、上記電子デバイス、電子デバイスチップを複数個形成してなり、後でチップ状に分離される、いわゆるチップを量産して多数個取りするためのシートである。
【００４０】
次に、本発明の電子デバイス形成シート、あるいは電子回路形成シートを製作するための基材について説明する。本発明では基材として、紙もしくは紙をベースとした基材を使用する。このような基材を使用する利点は、軽量化、低コスト化である。また、インクジェット法によって簡単かつ大量に印刷形成できるので、安価なおもちゃ感覚で使用できる電子デバイスが実現する。また軽量で柔軟性があり曲げることのできる電子デバイスや電子回路シートが実現できる。
オーソドックスな紙の定義では"紙とは植物繊維を水中に懸濁させた後、水を漉して、薄く平らに絡み合わせたもの"であるが、要は草、木、竹等に代表される植物を分解して得られる繊維の集合体である。そして、洋紙・和紙を問わず紙の原料はセルロース繊維という特徴的な性質を有する素材であり、これを製紙技術という独特の手法で処理し薄層化することで紙が得られる。
【００４１】
ここで用いるセルロース繊維は、洋紙の場合、長さ１〜３ｍｍ、幅２０〜４０μｍ、厚さ３〜６μｍの木材繊維で、一般の紙ではこれが１０〜１００本程度層状に重なって出来上がっている。このような構成をとることによって紙は極めて多孔性で、セルロース繊維の持つ高い親和性を持った平滑な材料という特質が得られる。和紙は同じセルロース繊維を用いた紙であるが、木材繊維と違って靭皮繊維と称する木材繊維より比較的細長い繊維（幅５〜２０μｍ、長さ３〜７ｍｍ）で、分子構造的にもやや違った特徴を持っており、手抄きまたは機械抄き和紙とに区別される。図５に紙の表面のイメージ図を示す。図５において線はセルロース繊維を示しており、紙はこのようにセルロース繊維が重なり合ってなり、また各繊維が重なり合ってできる間隙が存在する。
【００４２】
紙の定義は前述の通りであるが、単にセルロース繊維が重なり合ってなる紙は、いわば原紙であり、実際に使用されるものは、不透明度、白色度、平滑度、透気度などを高めるために、これらの繊維の間に、タルク、クレー、炭酸カルシウム、二酸化チタンなど粒子径０．２〜１０μｍ程度のてん料粒子を繊維間の間隙に充てんしたものである。
【００４３】
また紙の用途によっては、さらに紙表面に、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、サチンホワイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３１〜３２Ｈ2Ｏ）などの粒子径が０．５〜１μｍ程度の粒子をラテックス、デンプンなどのバインダーとともに分散させた塗工液を塗布し、コート材を設けた塗工紙がある。
【００４４】
このほか紙の品種として、新聞巻取紙、非塗工印刷用紙（上級、中級、下級、薄葉の各印刷紙）、微塗工印刷用紙（微塗工上質紙、微塗工印刷紙）、塗工印刷用紙（アート紙、コート紙等）、情報用紙（複写原紙、感光用紙、フォーム紙、ＰＰＣ用紙、感熱紙等）、包装用紙（クラフト紙、模造紙等）、衛生用紙（ティッシュペーパー、ちり紙、トイレットペーパー、タオル用紙等）、雑種紙（建材用原紙、積層板原紙、コンデンサーペーパー、ライスペーパー、グラシンペーパー等）、段ボール原紙（ライナー、中しん原紙等）等々色々ある。
【００４５】
ここで本発明に好適に適用される紙もしくは紙をベースとした基材に要求されることは、一定の機械的強度である。本発明の電子デバイスシートやパターン配線シートはその製作時は、２に示したような装置によって製作される。その際、基材はたとえ大きなものであっても基材保持台１３に保持されているので、変形などによって支障が生じることはない。
【００４６】
しかしながらこのシートを個々の電子デバイスチップあるいはパターン配線ユニットとして実際に色々な場面で使用する場合、変形しては困る場合が多々ある。少なくともそのチップ自体に外力が加わらない状態において、変形するようなものは安定して使用することができない。
【００４７】
より具体的には、自重を支えきれない（自重で変形する）ようなチップは、実用上問題である。例えば、ティッシュペーパーやハンカチーフのような布のように自重によってそれ自体の形状を維持できないような剛性のない材料は本発明に使用する基材としてはふさわしくない。
【００４８】
一方で、自重によって多少の撓みは生じるものの、その撓みが、できあがった電子デバイスチップやパターン配線ユニットの電気的性能を維持できる範囲内の撓みであれば、それは許容できる範囲内であり、本発明に使用することができる。
【００４９】
ここで電気的性能を維持できる範囲内の撓みについて補足する。例えば、ストレインゲージ（抵抗歪みゲージ）として知られているセンサーデバイスが存在するが、これは、その歪み（本発明でいう撓みと考えてよい）によって電気抵抗が変化するという原理を利用した歪み検出センサーである。この場合は、歪み（本発明でいう撓みと考えてよい）によって電気抵抗が変化するという原理をうまく利用しているものであるが、本発明においてはこのように歪み（本発明でいう撓みと考えてよい）によって電気抵抗が変化するというところまでの撓みは許容することができない。すなわちそこまで撓むほど剛性のない基材は、それを使用してできあがった電子デバイスチップやパターン配線ユニットの電気的性能が変化してしまうので、本発明でいうところのデバイス機能を維持できる、あるいはパターン配線機能を維持できるとはいえないものである。
【００５０】
このような本発明の基材に要求される剛性の可否を判断するひとつの目安として、例えば紙の密度がある。
【００５１】
表１に密度の異なる各種の紙を準備し、後述の方法によって１０ｍｍ×１０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの電子デバイスチップを、各紙のサンプルでその範囲の大きさで１０個ずつランダムに製作し、実使用可否を調べた結果を示す。
サンプルＮｏ．８、９のものは、機械的強度が弱く、撓みやすく、電子デバイスとしての実用的な強度がなかった。一方、それ以外のサンプルは、充分強度があり、電子デバイスとしての実用的であった。Ｎｏ．７は変形（撓み）はするものの電子デバイスとしての性能に問題は生じなかった。
【００５２】
つまり、本発明に使用できる基材は、ふつうに取り扱うことのできる必要最小限の実用的な強度を得るには、使用する紙の密度を０．４０ｇ／ｃｍ3以上にしなければならないことがわかった。なお、ここでいっている密度とは、製紙業界で一般に適用している密度のことであり、秤量（１ｍ2あたりの重さ（グラム数））を厚さで除して算出したものである（いわゆる物理学でいうところの密度とは厳密には同じではない）。
【００５３】
【表１】
【００５４】
上記検討結果は、１０ｍｍ×１０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの電子デバイスチップの場合、使用する紙の密度を０．４０ｇ／ｃｍ3以上にしなければならないことを示しているが、より大きな例えば１０００ｍｍ×１０００ｍｍといった紙を使用した場合には、この結果が適用できるかどうかは不明である。しかしながらその場合は、紙の密度並びにサイズを適宜選び、最終的には、電子デバイスあるいは電子回路ユニット、シートの電気的性能も評価しながら実使用の可否（撓んでも性能が維持できているかどうか）を決めればよい。
【００５５】
ところで、上記説明のように本発明の基材に要求される剛性は、基材である紙の強度によって維持できるが、後述するような電子デバイスチップや電子回路ユニットの電気的機能発現材料を直接付与した面もしくはその裏面に設けた保護部材によってもその強度を高くすることができる。すなわち、基材である紙と保護部材の相互作用によって全体の剛性を高めるのもよい方法である。この場合、後述する保護部材は、単なる電子デバイスチップの保護のみならず、機械的強度の増強にも役立ち、大変都合がよい。
【００５６】
また後述するように、この機械的強度の増強も担った保護部材の形成は、本発明で説明している液体噴射の原理によって樹脂含有溶液を基材表面（デバイス形成面）あるいは基材裏面全面に噴射付与する、もしくは選択的に必要な部分のみに噴射付与すればよい。このような樹脂材料は、付与後、乾燥、固化することによって、基材の剛性向上に大いに威力を発揮する。
【００５７】
次に本発明の基材である紙についてもう少し補足する。前述のように紙の表面は、セルロース繊維が重なり合って形成されており、セルロース繊維の太さ、それらが重なりあってできる間隙、さらには上記のような塗工紙の場合には、塗工物質（コート材）の粒子の大きさ等に依存して、微視的に見ると凹凸形状となっている。このような微視的凹凸形状は、本発明のように電気的機能発現材料を含有した液体を付与してドットパターンを形成し、良好な性能の電子デバイスシートあるいは電子回路形成シートを製作する場合に妨げになる因子の１つである。
【００５８】
しかしながらこのコート材をうまく利用することにより、セルロース繊維の太さ、それらが重なりあってできる間隙に起因する紙の繊維の凹凸を低減、あるいは消すことも可能であり、これについては後述する。
【００５９】
本発明は後述するように、このような紙もしくは紙をベースとした基材上に電気的機能発現材料を直接付与することによって、電子デバイスシートあるいは電子回路シートを形成するものである。完成した電子デバイスシートあるいは電子回路シートはその使用環境によっては、基材裏面（パターンが形成されていない面）に水分が付着し、この水分が表のパターン面にまで浸透してきて、電子デバイスや電子回路を破損せしめることがある。
【００６０】
そこで本発明においては、仮に裏面にこのような水分が付着しても、表のパターン面にまで水分が浸透してこないようにするために、基材に工夫を凝らしている。例えば裏面側に、水分を浸透しないような耐水性部材として樹脂フィルムをラミネートしたような基材を使用するのがよい。
【００６１】
このような樹脂ラミネートは、あらかじめそのようなラミネート済みの基材を使用して後述するような方法で各種のパターン形成を行い、電子デバイスシートや電子回路シートを形成してもよいし、このようなパターン形成を終えた後に後から裏面側にラミネートを行ってもよい。
【００６２】
ラミネート樹脂の材料としては、例えば塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂など適宜使用できるが、ポリオレフィン系のポリプロピレン樹脂は、環境に優しい高分子材料樹脂として知られており、好ましい材料のひとつである。
【００６３】
なお、上記説明は裏面にこのように樹脂をラミネートする例であるが、基材である紙の製造工程において、紙の内部にこのような樹脂フィルムを１層挿入したような複合紙を製造し、それを基材として用いて本発明の電子デバイスシートや電子回路シートを形成するのも良い方法である。
【００６４】
さらに他の例としては、本発明で説明している液体噴射の原理によって樹脂含有溶液を基材裏面全面に噴射付与して、裏面側に樹脂層を設けるようにしてもよい。なお、必ずしも液体噴射の原理である必要はなく、ローラコーティングのような手法によって、樹脂層を形成してもよいのはいうまでもない。
【００６５】
このような基材構成とすることにより、本発明によって形成される電子デバイスシートや電子回路は、簡単な原理、構造による新規な紙もしくは紙をベースとしながらも、水に強い電子デバイスシートあるいは電子回路シートとすることができる。
【００６６】
液滴４３の材料には、電気的機能発現材料として例えば微細な導電性微粒子を含有した液体が使用される。Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等の金属微粒子を含有した液体が好適に使用される。あるいはこれらの金属の酸化物微粒子も好適に使用される。
【００６７】
特に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのような金属微粒子を用いると、電気抵抗が低く、かつ腐食に強い微細回路パターンを形成することができる。
【００６８】
本発明では、後述するように各種素子を形成するものであり、それに応じて導電性材料を含む液体も、同一形状のパターンを形成した際に、抵抗値が高い／低いという少なくとも２つの値が得られるように、２種類の導電性材料を含む液体を用意している。
【００６９】
このように２種類あるいはそれ以上の種類の抵抗値を得るためには、使用する導電性材料を変えればよいが、導電性材料粉末と絶縁性材料粉末とを混合したり、低抵抗導電性材料粉末と高抵抗導電性材料粉末とを混合したり、またその混合比率を変えることによっても得られる。
【００７０】
例えば、それぞれの組み合わせとして、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ−ＳｉＯ、Ｃｒ−ＭｇＦ、Ａｕ−ＳｉＯ2、Ａｕ−ＭｇＦ、Ｐｔ−Ｔａ2Ｏ5、Ａｕ−Ｔａ2Ｏ5等を挙げることができる。またその溶媒としては、ＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加え、噴射ヘッドによる液滴形成、噴射が最適になるように調整される。
【００７１】
本発明において、このような微細な導電性微粒子を含有した液体は、水性系液体と油性系液体がある。
【００７２】
このような微細な導電性微粒子を、水を主体とする分散媒に分散せしめてなる水性系液体は、例えば、次のような方法で調整することができる。
【００７３】
すなわち、塩化金酸や硝酸銀のような金属イオンソース水液体に水溶性の重合体を溶解させ、撹拌しながらジメチルアミノエタノールのようなアルカノールアミンを添加する。数１０秒〜数分で金属イオンが還元され、平均粒径０．５μｍ（５００ｎｍ）以下の金属微粒子が析出する。塩素イオンや硝酸イオンを限外ろ過などの方法で除去した後、濃縮・乾燥することにより濃厚な導電性微粒子含有液体が得られる。この導電性微粒子含有液体は、水やアルコール系溶媒、テトラエトキシシランやトリエトキシシランのようなゾルゲルプロセス用バインダーに安定に溶解・混合することが可能である。
【００７４】
微細な導電性微粒子を油を主体とする分散媒に分散せしめてなる油性系液体は、例えば、次のような方法で調整することができる。
【００７５】
すなわち、油溶解性のポリマーをアセトンのような水混和性有機溶媒に溶解させ、この液体を金属イオンソース水液体と混合する。混合物は不均一系であるが、これを撹拌しながらアルカノールアミンを添加すると金属微粒子は重合体中に分散した形で油相側に析出してくる。これを濃縮・乾燥させると水性系と同様の濃厚な導電性微粒子含有液体が得られる。この導電性微粒子含有液体は、芳香族系、ケトン系、エステル系などの溶媒やポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等に安定に溶解・混合することが可能である。
【００７６】
導電性微粒子含有液体の分散媒中における導電性微粒子の濃度は、最大８０重量％とすることが可能であるが、用途に応じて適宜稀釈して使用する。
通常、導電性微粒子含有液体における導電性微粒子の含有量は２〜５０重量％、界面活性剤および樹脂の含有量は０．３〜３０重量％、粘度は３〜３０センチポイズ、表面張力は２０〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内とすることが、噴射ヘッドによる液滴形成、噴射が最適に行われるために適切な値である。
【００７７】
また有機系の材料として、ドーピング等で導電率を向上させた導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体など）なども好適に利用でき、各種電極などの配線パターンを形成するのに好適に利用できる。
【００７８】
いずれの材料においても、本発明は液体中の揮発成分を揮発させ、固形分を基材上に残留させることによってドットによるパターンを形成し、先に形成されている電極パターンなどと電気的導通を図り、電子デバイスあるいは電子回路形成を行うものである。この固形物がそれぞれの回路パターンあるいはデバイスの機能を発生させるものであり、溶媒（揮発成分）はインクジェット原理で液滴を噴射付与するための手段（vehicle）である。
【００７９】
液滴４３の材料として他には、たとえば、Ｓｉ、Ｇｅ等のIV−Ｂ族半導体結晶、ＣｕＣｌ等のＩ−VII族化合物半導体、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ等のII−VI族化合物半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等のIII−Ｖ族化合物半導体、またはそれらの複合材料等のナノ粒子を含有した液体があげられる。
【００８０】
本発明において対象となる微粒子、ナノ粒子としては、通常、粒径が０．０００１〜０．２μｍ（０．１〜２００ｎｍ）、好ましくは０．０００１〜０．０５μｍ（０．１〜５０ｎｍ）の微粒子があげられるが、より厳密には、液体製造上の微粒子分散安定性や、噴射時の目詰まり発生、さらにはパターン形成される基材の表面粗さなども考慮して決められる。
【００８１】
なお、本発明の目的を損なわない範囲で、これらナノ粒子の表面を化学的あるいは物理的に修飾しても良く、また界面活性剤や分散安定剤や酸化防止剤などの添加剤を加えても良い。このようなナノ粒子はコロイド化学的な手法、例えば逆ミセル法（Lianos, P. et al., Chem. Phys. Lett., 125, 299 (1986)）やホットソープ法（Peng. X. et al., J. Am. Chem. Soc., 119, 7019 (1997)）によって合成することができる。
【００８２】
本発明に好適に使用できるナノ粒子含有液体は、上記ナノ粒子を連続相が水相であり分散相が油相であるエマルション（Ｏ／Ｗエマルション）に分散させた分散液である。
上記水相は水を主体とするが、水に水溶性有機溶剤を添加して用いてもよい。水溶性有機溶剤としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（＃２００、＃４００）、グリセリン、前記グリコール類のアルキルエーテル類、Ｎ−メチルピロリドン、１、３−ジメチルイミダゾリノン、チオジグリコール、２−ピロリドン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。水性分散媒体中の水溶性有機溶剤の使用量は、通常３０重量％以下が好ましく、さらには２０重量％とするのがより好ましい。
【００８３】
分散液中のナノ粒子の含有量は、所望の膜（層）構造または粒子配列構造及び膜（層）厚により異なるが分散液の全重量に対し、通常０．０１〜１５重量％の範囲で用いられるが、０．０５〜１０重量％の範囲とするのがより好ましい。ナノ粒子の含有量が少な過ぎるとデバイス機能を充分に発現することが出来なくなる可能性があり、逆に多過ぎるとインクジェット原理で液滴を噴射する際の吐出安定性が損なわれる。
【００８４】
また本発明に好適に使用され、インクジェット原理で噴射されるナノ粒子含有液体は、分散液中に、界面活性剤、及びナノ粒子の分散用溶媒を共存させるのが好ましい。界面活性剤としては、例えばアニオン系界面活性剤（ドデシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩など）、ノニオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなど）があげられ、これらを単独または二種以上混合して用いることができる。
【００８５】
界面活性剤の量は液体の全重量に対し、通常、０．１〜３０重量％の範囲で用いられるが、５〜２０重量％の範囲とするのがより好ましい。界面活性剤がこの範囲よりも少な過ぎると水性分散体中で油水分離が生じ、液滴噴射付与による均一なパターンのコーティングができない場合がある。逆にこの範囲より多過ぎると水性分散媒体の粘度が高くなりすぎる傾向がある。
【００８６】
ナノ粒子の分散用溶媒としては、通常トルエン、ヘキサン、ピリジン、クロロホルムなどの液体であり、揮発性であることが望ましい。分散用溶媒の量は通常、０．１〜２０重量％程度の範囲で用いられるが、１〜１０重量％の範囲がより好ましい。分散用溶媒がこの範囲よりも少な過ぎると水性媒体中に含有させることのできる超微粒子の量が少なくなる。逆にこの範囲より多過ぎると水性分散媒体中で油水分離が生じる場合がある。
【００８７】
さらに、分散液中に有機化合物を溶解させておくこともできる。このような有機化合物としては、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）、チオフェノール、フォトクロミック化合物（スピロピラン、フルギド等）、電荷移動型錯体、電子受容性化合物等があげられ、常温で固体であるものが好ましい。この場合、分散液中の前記有機化合物の量は、ナノ粒子の重量に対し、１／１００００以上、好ましくは１／１０００〜１０倍程度である。
【００８８】
なお本発明の目的を損なわない範囲で、懸濁液に界面活性剤や分散安定剤や酸化防止剤などの添加剤、またはポリマー、塗布・乾燥過程でゲル化する材料などのバインダーを加えても良い。
【００８９】
このようなナノ粒子含有液体をインクジェット原理によって基材上に液滴付与し、乾燥させて電子デバイス形成あるいは電子回路形成を行う。本発明においては、たとえば、先ず大気圧中において、−２０〜１２０℃、好ましくは０〜８０℃程度で１時間以上、好ましくは３時間以上風乾し、その後必要に応じて減圧乾燥を行っても良い。この際の減圧度は１×１０5Ｐａ以下であればよいが、好ましくは１×１０4Ｐａ以下程度であり、温度は通常−２０〜１１０℃、好ましくは０〜７０℃である。また、減圧時間は１〜２４時間程度である。
【００９０】
上記の方法により得られるナノ粒子薄膜の厚さは特に限定されるものではないが、通常、ナノ粒子の直径〜１ｍｍ、好ましくはナノ粒子の直径〜１００μｍ程度である。また、ナノ粒子薄膜内において、ナノ粒子はある程度以上の密度で存在するのが好ましい。その意味からナノ粒子の集合体における個々のナノ粒子間の平均粒子間距離は、通常粒子直径の１０倍以内の範囲であり、さらには粒子直径の２倍以内の範囲であることが好ましい。この平均粒子間距離が大き過ぎるとナノ粒子は集団的機能を示さなくなる。
【００９１】
液滴４３の材料として他には、有機半導体材料含有溶液が挙げられる。例えば有機半導体材料として、π共役系材料が用いられ、例えばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーを用いることができる。
【００９２】
また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有する例えばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。
【００９３】
さらに銅フタロシアニンやフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ'−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ'−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ'−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ'−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ60、Ｃ70、Ｃ76、Ｃ78、Ｃ84等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００９４】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００９５】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーも用いることができる。
本発明に好適に利用できる１例として、下記一般式で示される繰り返し単位を有する重合体を主成分とする有機半導体材料について、その合成法とともにより詳細に説明する。
【００９６】
【化１】
一般式（１）
【００９７】
例えば下記一般式（２）で表わされるカルボニル化合物
【００９８】
【化２】
一般式（２）
［一般式（２）中、Ａ１、Ａ２はそれぞれ置換または無置換の単環または多環式のアリレン基またはヘテロアリレン基を表わす。Ｒ１は水素、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表わす。Ｖは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ２−（Ｒ２は置換または無置換の単環または多環式のアリレン基、もしくは置換または無置換の単環または多環式のヘテロアリレン基を表わす）を表わし、ｎは≧０を表わす］、及び下記一般式（３）で表わされるリン化合物
【００９９】
【化３】
一般式（３）
［一般式（３）中、Ａ３、Ａ４はそれぞれ置換または無置換の単環または多環式のアリレン基またはヘテロアリレン基を表わす。Ｒ３は水素、置換または無置換のアルキルまたはアリールまたはヘテロアリール基を表わす。Ｗは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ４−（Ｒ４は置換または無置換の単環または多環式のアリレン基、もしくは置換または無置換の単環または多環式のヘテロアリレン基を表わす。ｍは≧０を表わす。ＸはＰＯ（ＯＲ５）２（Ｒ５は低級アルキル基）またはＰ（Ｒ６）３＋Ｙ―（Ｒ６は置換または無置換のアリール基、もしくは置換または無置換のアルキル基を表わし、Ｙはハロゲン原子を表わす）を表わす）を反応させ、炭素−炭素二重結合を含有する下記一般式（４）
【０１００】
【化４】
一般式（４）
の繰り返し単位をもつ重合体が製造される。
【０１０１】
以下に更に詳細に説明する。
好適に用いられる塩基化合物は、非水系溶媒に均一に溶解していれば一般に知られている塩基性化合物が全て含まれるが、ホスホネートカルボアニオンの形成能を考慮に入れると、塩基性度の点から金属アルコシド、金属ヒドリド、有機リチウム化合物等が好ましく、例えばカリウムｔ−ブトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、リチウムｔ−ブトキシド、カリウム２−メチル−２−ブトキシド、ナトリウム２−メチル−２−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、カリウムメトキシド、水素化ナトリウム、水素化カリウム、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、フェニルリチウム、リチウムナフチリド、リチウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド等を挙げることができる。
【０１０２】
塩基を溶解する溶媒としては、使用する塩基と安定な溶液を形成する溶媒を選択しなければならないが、その他の要因として塩基の溶解度が高いものがよく、また反応系で生成する高分子量体の反応溶媒に対する溶解性を損ねないものがよく、さらに生成する高分子量体が良好に溶解する溶媒がよく、用いる塩基と製造する高分子量体の特性に応じて、一般に知られているアルコール系、エーテル系、アミン系、炭化水素系溶媒等から任意に選択することができる。
【０１０３】
塩基とそれを均一に溶解する溶媒の組み合わせとしては、例えばナトリウムメトキシドのメタノール溶液、ナトリウムエトキシドのエタノール溶液、カリウムｔ−ブトキシドの２−プロパノール溶液、カリウムｔ−ブトキシドの２−メチル−２−プロパノール溶液、カリウムｔ−ブトキシドのテトラヒドロフラン溶液、カリウムｔ−ブトキシドのジオキサン溶液、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液、メチルリチウムのエーテル溶液、リチウムｔ−ブトキシドのテトラヒドロフラン溶液、リチウムジイソプロピルアミドのシクロヘキサン溶液、カリウムビストリメチルシリルアミドのトルエン溶液等をはじめとして、種々の組み合わせの溶液が挙げられ、幾つかの溶液は市販品として容易に入手することができる。温和な反応条件、取り扱いの容易さの観点から好ましくは金属アルコキシド系の溶液が用いられ、生成する重合体の溶解性、取り扱いの容易さ、反応の効率性、生成する重合体の溶解性等の観点からより好ましくは金属ｔ−ブトキシドのエーテル系が用いられ、さらに好ましくはカリウムｔ−ブトキシドのテトラヒドロフラン溶液が用いられる。
【０１０４】
リン化合物およびアルデヒド化合物が化学量論的に等しく存在する溶液と、その２倍モル量以上の塩基を含む前述の塩基溶液を混合させることにより重合反応は容易に進行し、狭い分子量分布に好ましく制御された高分子量の重合体を簡便に得ることができる。通常、塩基の量はリン化合物の重合活性点に対して同量使用するだけでよいが、さらに過剰量用いても支障ない。
【０１０５】
上記重合反応はリン化合物およびアルデヒド化合物の溶液に塩基溶液を添加してもよく、塩基溶液にリン化合物およびアルデヒド化合物の溶液を加えてもよく、同じに反応系に加えてもよく、添加の順序に制約はない。
【０１０６】
上記重合反応における重合時間は、用いられるモノマーの反応性、または望まれる重合体の分子量等に応じて適宜設定すればよいが、０．２時間〜３０時間が好適である。また、重合体の末端を封止するための封止剤を、反応途中または反応後に添加することも可能であり、反応開始時に添加しておくことも可能である。
【０１０７】
上記重合反応における反応温度は特に制御する必要なく室温において良好に重合反応が進行するが、反応効率をより上げるために加熱したり、またはより温和な条件に冷却することも可能である。
【０１０８】
以下に実施例を挙げて更に具体的に説明するが、本発明に好適に利用できる有機半導体材料はその要旨を越えない限り、この実施例によって制限されるものではない。
【０１０９】
各種の測定は下記の方法によった。重合体の数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）の測定は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により行い、ＵＶ吸収及び示差屈折率を用いて、単分散ポリスチレンを標準としてポリスチレン換算で行った。
【０１１０】
（材料合成実施例）
１００ｍｌ四つ口フラスコに、以下の化学式（５）に示す
【０１１１】
【化５】
化学式（５）
ジアルデヒドを０．８５２ｇ（２．７０ｍｍｏｌ）、及び以下の化学式（６）に示す
【０１１２】
【化６】
化学式（６）
ジホスホネートを１．５２５ｇ（２．７０ｍｍｏｌ）を入れ、窒素置換してテトラヒドフラン７５ｍｌを加えた。この溶液にカリウムｔ−ブトキシドの１．０ｍｏｌｄｍ−３テトラヒドロフラン溶液６．７５ｍｌ（６．７５ｍｍｏｌ）を滴下し、室温で２０時間撹拌した後、ベンジルホスホネート及びベンズアルデヒドを順次加え、さらに２時間３０分撹拌した。酢酸およそ１ｍｌを加えて反応を終了し、溶液を水洗した。溶媒を減圧留去し、残渣をテトラヒドロフラン１５ｍｌ及びメタノール８０ｍｌを用いて再沈澱による精製を行い、以下の化学式（７）に示す重合体を１．０７ｇ得た。
【０１１３】
【化７】
化学式（７）
得られた重合体の分子量及び分子量分布を測定したところ、収率：７３％、重量平均分子量（Ｍｗ）：１０４０００、数平均分子量（Ｍｎ）：３６０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）：２．８９、重合体：６３であった。
【０１１４】
液滴４３のさらに他の例としては、絶縁性材料の微粒子含有液体が用いられる。絶縁性材料としては、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、誘電体であるＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3等が考えられる。溶媒としてはＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。
【０１１５】
また絶縁性材料を含む液体として、半導体等に多用される層間絶縁膜のシリコンガラスの前駆物質である、ポリシラザン（例えば東燃製）、有機ＳＯＧ材料、シリカガラス形成材料等が挙げられる。また絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。これらの場合には液滴付与後の加熱や化学反応などによって絶縁体パターンを形成することができる。
【０１１６】
以上、本発明の電子デバイスや電子回路を形成するために必要とされる各種機能性材料に関して説明したが、本発明はこのような電子デバイスや電子回路が、電気的な機能発現を行うのみならず、これらの電子デバイスや電子回路が容易に目視で識別できるようにすることも狙っている。そのために上記のような各種液体は、それに含まれる機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有するようにしている。
【０１１７】
例えば、ＡｇやＡｌ等の導電性金属微粒子を含有する液体で導電性パターンを形成した場合、一般に金属は灰色を呈するものが多く、それ自身の呈する色によって識別しようとすると、ＡｇやＡｌのように似通った色を呈するものは識別することが困難である。
そこで本発明においては、機能性材料それ自体が呈する色とは別の色を呈する色材を積極的に液体中に含有させ、形成されたドットパターンが赤色、青色等に積極的に見えるように着色するようにしている。具体的には以下に詳述するが、各種顔料等の色材を含有するようにしている。
【０１１８】
いいかえるならば本発明の各種機能性材料を含む液体は、電気的機能発現のための材料と、それら材料が持つ自身の色とは別の色を呈する色材とを混合した液体である。その結果、液体ドット中の揮発成分が揮発し、残留固形分によって形成された膜状ドットパターンは、機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようになる。以下、その着色するための色材について説明する。
【０１１９】
本発明の各種機能性材料を含む液体に含有する色材は、主として耐水性や耐光性が優れた顔料を使用するものである。
【０１２０】
例えば、中性あるいは塩基性のｐＨを有する黒色顔料を、第３級アミンの塩あるいは第４級アンモニウム基を有するアクリル酸エステルモノマーあるいはアクリルアミドモノマーを少なくとも構成成分とする水溶性高分子を用いて分散処理したものを水で希釈し、着色用液体とし、機能性材料を含む液体と混合される。
【０１２１】
他の色相の着色用液体としては、例えば、イエロー、マゼンタ及びシアン等の色を呈する場合についても、これらの色相の顔料を、カルボキシル基あるいはスルホン基を水溶性基として有するアニオン系高分子分散剤を用いて分散処理したものを水で希釈し、着色用液体とし、機能性材料を含む液体と混合される。
【０１２２】
なお、ここでいう黒色顔料のｐＨとは、一般に、カーボンブラックの物性測定法に用いられているのと同様に、純水中に顔料を分散させた場合の溶液のｐＨ値をいう。
以上のような着色用色材を含む各種機能性材料を含む液体紙等の基材にパターン形成を行い、電子デバイスや電子回路を形成すると、各機能毎に所望の色に着色され、容易に視認、区別できる電子デバイスシートや電子回路シートが得られ、またこれらは光や水に対する抵抗性は非常に優れたものとなる。
【０１２３】
本発明で用いられる高分子分散剤は、主としてビニルモノマーの重合によって得られるものであって、得られる重合体の少なくとも一部を構成するカチオン性モノマーとしては、下記のような第３級アミンモノマーの塩及びこれらの第４級化された化合物が挙げられる。
【０１２４】
すなわち、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート［CH2=C(CH3)-COO-C2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート［CH2=CH-COO-C2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート［CH2=C(CH3)-COO-C3H6N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート［CH2=CH-COO-C3H6N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド［CH2=CH-CON(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド［CH2=C(CH3)-CON(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド［CH2=CH-CONHC2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド［CH2=C(CH3)-CONHC2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド［CH2=CH-CONH-C3H6N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド［CH2=C(CH3)-CONH-C3H6N(CH3)2］等である。
【０１２５】
第３級アミンの場合において、塩を形成する化合物としては、塩酸，硫酸，酢酸等が挙げられ、４級化に用いられる化合物としては、塩化メチル，ジメチル硫酸，ベンジルクロライド，エピクロロヒドリン等が挙げられる。この中で、塩化メチル，ジメチル硫酸等が分散剤を調製するうえで好ましい。
【０１２６】
以上のような第３級アミンの塩、あるいは第４級アンモニウム化合物は水中ではカチオンとして振る舞い、中和された条件では酸性が安定溶解領域である。これらモノマーの共重合体中での含有率は２０〜６０重量％の範囲が好ましい。
【０１２７】
上記高分子分散剤の構成に用いられるその他のモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、長鎖のエチレンオキシド鎖を側鎖に有するアクリル酸エステル等のヒドロキシ基を有するアクリル酸エステル、スチレン系モノマー等の疎水性モノマー類、及びｐＨ７近傍の水に溶解可能な水溶性モノマーとして、アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルピロリドン類、ビニルピリジン類、ビニルオキサゾリン類が挙げられる。疎水性モノマーとしては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル、アクリロニトリル等の疎水性モノマーが用いられる。共重合によって得られる高分子分散剤中において水溶性モノマーは、共重合体を水溶液中で安定に存在させるために１５〜３５重量％の範囲で用い、かつ疎水性モノマーは、共重合体の顔料に対する分散効果を高めるために２０〜４０重量％の範囲で用いることが好ましい。
【０１２８】
本発明のブラックインクに使用されるカーボンブラック顔料（C.I.ピグメントブラック７）としては、＃２６００、＃２３００、＃９９０、＃９８０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、＃７５０、＃６５０、ＭＣＦ−８８、ＭＡ−６００、＃９５、＃５５、＃５２、＃４７、＃４５、＃４５Ｌ、＃４４、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２５、＃２０、＃１０、＃５（以上、三菱化学製）、Printex９５、Printex９０、Printex８５、Printex８０、Printex７５、Printex４５、Printex４０、PrintexＰ、Printex６０、Printex３００、Printex３０、Printex３５、Printex２５、Printex２００、PrintexＡ、PrintexＧ、PrintexＬ６、PrintexＬ（以上、デグッサ製）、Raven８５０、Raven７８０ＵＬＴＲＡ、Raven７６０ＵＬＴＲＡ、Raven７９０ＵＬＴＲＡ、Raven５２０、Raven５００、Raven４１０、Raven４２０、Raven４３０、Raven４５０、Raven４６０、Raven８９０、Raven１０２０（以上、コロンビア製）、Regal ４１５Ｒ、Regal ３３０Ｒ、Regal ２５０Ｒ、Regal ９９５Ｒ、Monarch８００、Monarch８８０、Monarch９００、Monarch４６０、Monarch２８０、Monarch１２０（以上、キャボット製）等が挙げられる。
【０１２９】
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロー２、C.I.ピグメントイエロー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイエロー１３、C.I.ピグメントイエロー１４、C.I.ピグメントイエロー１６、C.I.ピグメントイエロー１７、C.I.ピグメントイエロー７３、C.I.ピグメントイエロー７４、C.I.ピグメントイエロー７５、C.I.ピグメントイエロー８３、C.I.ピグメントイエロー９３、C.I.ピグメントイエロー９５、C.I.ピグメントイエロー９７、C.I.ピグメントイエロー９８、C.I.ピグメントイエロー１１４、C.I.ピグメントイエロー１２８、C.I.ピグメントイエロー１２９、C.I.ピグメントイエロー１５１、C.I.ピグメントイエロー１５４等が挙げられる。
【０１３０】
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド５、C.I.ピグメントレッド７、C.I.ピグメントレッド１２、C.I.ピグメントレッド４８（Ｃａ）、C.I.ピグメントレッド４８（Ｍｎ）、C.I.ピグメントレッド５７（Ｃａ）、C.I.ピグメントレッド５７：１、C.I.ピグメントレッド１１２、C.I.ピグメントレッド１２３、C.I.ピグメントレッド１６８、C.I.ピグメントレッド１８４、C.I.ピグメントレッド２０２等が挙げられる。
【０１３１】
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー１、C.I.ピグメントブルー２、C.I.ピグメントブルー３、C.I.ピグメントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：３４、C.I.ピグメントブルー１６、C.I.ピグメントブルー２２、C.I.ピグメントブルー６０、C.I.バットブルー４、C.I.バットブルー６０等が挙げられる。
【０１３２】
以上の他に、レッド、グリーン、ブルーその他の３原色以外の中間色が必要とされる場合には、以下のような顔料を単独あるいは併用して用いることが好ましい。例えば、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド１９４、C.I.ピグメントオレンジ４３、C.I.バットバイオレット３、C.I.ピグメントバイオレット１９、C.I.ピグメントグリーン３６、C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントバイオレット２３、C.I.ピグメントバイオレット３７、C.I.ピグメントブルー１５：６、C.I.ピグメントブルー２０９等が挙げられる。
【０１３３】
なお顔料ではなく、染料を色材としても使用することができ、単独で用いたりあるいは上記顔料と共存させて使用してもよい。例えば下記に挙げるような染料が好適に使用できる。
【０１３４】
イエロー用染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー１１、C.I.アシッドイエロー１７、C.I.アシッドイエロー２３、C.I.アシッドイエロー２５、C.I.アシッドイエロー２９、C.I.アシッドイエロー４２、C.I.アシッドイエロー４９、C.I.アシッドイエロー６１、C.I.アシッドイエロー７１、C.I.ダイレクトイエロー１２、C.I.ダイレクトイエロー２４、C.I.ダイレクトイエロー２６、C.I.ダイレクトイエロー４４、C.I.ダイレクトイエロー８６、C.I.ダイレクトイエロー８７、C.I.ダイレクトイエロー９８、C.I.ダイレクトイエロー１００、C.I.ダイレクトイエロー１３０、C.I.ダイレクトイエロー１４２等が挙げられる。
【０１３５】
マゼンタ用染料としては、C.I.アシッドレッド１、C.I.アシッドレッド６、C.I.アシッドレッド８、C.I.アシッドレッド３２、C.I.アシッドレッド３５、C.I.アシッドレッド３７、C.I.アシッドレッド５１、C.I.アシッドレッド５２、C.I.アシッドレッド８０、C.I.アシッドレッド８５、C.I.アシッドレッド８７、C.I.アシッドレッド９２、C.I.アシッドレッド９４、C.I.アシッドレッド１１５、C.I.アシッドレッド１８０、C.I.アシッドレッド２５４、C.I.アシッドレッド２５６、C.I.アシッドレッド２８９、C.I.アシッドレッド３１５、C.I.アシッドレッド３１７、C.I.ダイレクトレッド１、C.I.ダイレクトレッド４、C.I.ダイレクトレッド１３、C.I.ダイレクトレッド１７、C.I.ダイレクトレッド２３、C.I.ダイレクトレッド２８、C.I.ダイレクトレッド３１、C.I.ダイレクトレッド６２、C.I.ダイレクトレッド７９、C.I.ダイレクトレッド８１、C.I.ダイレクトレッド８３、C.I.ダイレクトレッド８９、C.I.ダイレクトレッド２２７、C.I.ダイレクトレッド２４０、C.I.ダイレクトレッド２４２、C.I.ダイレクトレッド２４３等が挙げられる。
【０１３６】
シアン用染料としては、C.I.アシッドブルー９、C.I.アシッドブルー２２、C.I.アシッドブルー４０、C.I.アシッドブルー５９、C.I.アシッドブルー９３、C.I.アシッドブルー１０２、C.I.アシッドブルー１０４、C.I.アシッドブルー１１３、C.I.アシッドブルー１１７、C.I.アシッドブルー１２０、C.I.アシッドブルー１６７、C.I.アシッドブルー２２９、C.I.アシッドブルー２３４、C.I.アシッドブルー２５４、C.I.ダイレクトブルー６、C.I.ダイレクトブルー２２、C.I.ダイレクトブルー２５、C.I.ダイレクトブルー７１、C.I.ダイレクトブルー７８、C.I.ダイレクトブルー８６、C.I.ダイレクトブルー９０、C.I.ダイレクトブルー１０６、C.I.ダイレクトブルー１９９等が挙げられる。
【０１３７】
本発明において、前記したカチオン系水溶性高分子を分散剤として使用して顔料を分散する際に、物性面から好ましい顔料としては、等電点が６以上に調節された顔料、あるいは顔料を特徴づける単純水分散体のｐＨが中性あるいは塩基性のｐＨを有するもの、例えば、７以上〜１０であるような顔料が分散性の点で好ましい。これは顔料とカチオン系水溶性高分子とのイオン的な相互作用力が強いためと理解されている。
【０１３８】
以上のような材料を用いて顔料の微粒子水性分散体を得るには、以下のような方法を採用することが好ましい。
【０１３９】
（１）カーボンブラックの場合：カーボンブラックをカチオン分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い、引き続き高ずり速度の分散装置でミリングし、希釈後、粗大粒子を除去するために遠心分離処理を行う。その後、所望の着色用液体処方のための材料を添加し、場合によっては、エイジング処理を施す。しかる後、最終的に所望の平均粒径を有する顔料分散体を得るために遠心分離処理を行う。このようにして作製される着色用液体のｐＨは３〜９の範囲とするのが好ましい。
【０１４０】
（２）その他の色相の顔料の場合：アニオン系分散剤を用いる以外は、基本的にはカーボンブラックと同様である。但し、小粒径にするのが困難な有機顔料の場合には、顔料合成と同時、あるいは合成途中段階で界面活性剤処理を行い、顔料粒子の結晶成長を抑制し、濡れ性を高めた加工顔料を使用することが望ましい。このようにして作製した着色用液体のｐＨは５〜１０の範囲とするのが好ましい。カーボン黒色着色用液体及びカラー着色用液体何れの場合でも、その平均粒径は０.０２〜１μｍの範囲であることが分散体の安定性上必須であり、好ましくは、０.０３〜０.４μｍの範囲である。これは分散体の安定性という観点からの必須条件であるが、微細な開口から液体を吐出させるといういわゆるインクジェット原理の噴射に必須という観点から、この平均粒径を検討すると微細な開口すなわち吐出口での目詰まりを考慮に入れる必要がある。なお、良好な液体の表面張力は１０〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲である。
【０１４１】
本発明で使用するカラー着色用液体に使用される分散剤は、アルカリ可溶性の水溶性脂樹であり、重量平均分子量は１，０００〜３０，０００であり、好ましくは３，０００〜１５，０００の範囲である。具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、α、β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸及びそれらの誘導体等の親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩等である。共重合体はランダム、ブロック、グラフト等の何れの構造を有していてもよく、酸価は１００〜４３０、好ましくは、１３０〜３６０の範囲である。
【０１４２】
本発明で使用するカラー着色用液体に使用される分散剤としては、更に、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹脂も使用することが可能である。しかし、アルカリ可溶性の水溶性脂樹の方が分散液の低粘度化が可能で、分散も容易であるという利点がある。これらの分散剤の使用量は、選択した顔料と分散剤とを用いて実験的に決定されるが、顔料に吸着せず溶解している樹脂の量は、着色用液体中で４重量％以下であることが好ましい。
【０１４３】
上記分散剤を水系にて用いるには塩基が必要である。そのために好適な塩基としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノール、２−エチル−２−アミノ−１、３−プロパンジオール、２−（２−アミノエチル）エタノールアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、アンモニア、ピペリジン、モルフォリン、β−ジヒドロキシエチル尿素等の有機塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の無機塩基が挙げられる。最適な塩基種は選択した顔料及び分散剤の種類によって異なるが不揮発性で安定、かつ保水性の高いものが好ましい。用いる塩基の量は基本的には分散剤の酸価から計算される量から、それを中和するに必要な塩基量として夫々用いられる。場合によっては、酸の当量を上回る量の塩基を用いる場合がある。それは、分散性向上、着色用液体のｐＨ調整、着色性能の調整、保湿性の向上等の目的で行う。
【０１４４】
本発明において着色用液体に用いられる溶剤としては、水と混和性がある有機溶剤類である。有機溶剤としては下記の如く３群に分けることができる。即ち、保湿性が高く、蒸発しにくく、親水性に優れる第１群の溶剤、有機性があり疎水性の表面への濡れ性がよく、蒸発乾燥性もある第２群の溶剤、適度の濡れ性を有し低粘度の第３群の溶剤（一価アルコール類）である。
【０１４５】
第１群に属する溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジメチルスルホキシド、ダイアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール３００、チオジグリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ヘンタエリスリトール、１，４−シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
【０１４６】
第２群に属する溶媒としては、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、１，２−シクロヘキサンジオール、１−ブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−ヘキセン−２，５−ジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２，５−ヘキサンジオール等が挙げられる。
【０１４７】
第３群に属する溶媒としては、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等が挙げられる。以上のような水溶性溶媒の総量は、おおむねインク全体に対して５〜４０重量％の範囲で使用することが好ましい。
【０１４８】
本発明の着色用液体を構成する各水性顔料着色用液体には、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤等を添加することが可能である。界面活性剤は浸透性の高いカラー着色用液体の調製、サーマルインクジェット方式における発熱ヒーター、吐出ノズル表面への濡れ性の調節等に有益である。材料としては既存の市販品から適宜選択することができる。以上のような材料から構成される各着色用液体の物性をまとめると、黒色着色用液体は、高い表面張力（概略３０〜６０ｄｙｎ／ｃｍ）を有し、一方、カラー着色用液体は低い表面張力（概略１０〜４０ｄｙｎ／ｃｍ）を有することが好ましい。
【０１４９】
なお前述のように顔料ではなく、染料を色材としても使用することができるが、この場合は、顔料を色材として使用した場合に比べて、やや光や水に対する抵抗性は弱いものとなるが、用途を限定（耐水性、耐光性がそれほど問題とならないような使用状態に適用）すれば染料を色材として使用することも可能である。
【０１５０】
次に本発明に好適に適用される液体噴射ヘッドについて、図６、図７を用いて説明する。この例は７ノズルの例である。
【０１５１】
この液体噴射ヘッドは、液体４７が導入される流路４５内にエネルギー作用部としてピエゾ素子４６を設けたものである。ピエゾ素子４６にパルス状の信号電圧を印加して図６（Ａ）に示すようにピエゾ素子４６を機械的に歪ませると、流路４５の容積が減少すると共に圧力波が発生し、その圧力波によってノズル４８から液滴４３が吐出する。図６（Ｂ）はピエゾ素子４６の歪がなくなって流路４５の容積が増大した状態である。
【０１５２】
このような噴射ヘッドで、液滴を噴射させた場合、図８、図９に示したような形状となる。すなわち、このような電気機械変換素子（ピエゾ素子）の機械的変位による作用力で液体を噴射させた場合、飛翔時の液体は、前記基材面に付着する直前にほぼ丸い滴形状である（図８）、もしくは飛翔方向に伸びた柱状であってもその長さは長くてもその直径の３倍以内の長さの柱状とすることができる（図９）。
【０１５３】
これは通常、このような電気機械変換素子（ピエゾ素子）の機械的変位による作用力で液体を噴射させるという原理によって液滴を噴射させた場合、この原理の持つ特性としていつもほぼこのような形状の液滴が得られる。以下にその理由を述べる。
【０１５４】
一般にこのような電気機械変換素子（ピエゾ素子）の機械的変位による作用力で液体を噴射させるという原理によって液滴を噴射させた場合、電気機械変換素子によって液体に与える衝撃力の時間微分した値の大小によってこの形状は決まるわけであるが、この原理の噴射ヘッドの場合、液体がノズルから飛び出す時の条件と、このような丸い液滴あるいは細長い形状であったとしても最大でもその直径の３倍以内の長さの柱状となって噴射、飛翔する条件がほぼ一致している。
【０１５５】
すなわち、このような原理で液滴を噴射させた場合、飛翔時の液滴の形状は、ほぼこのような丸い液滴あるいは細長い形状であったとしても最大でもその直径の３倍以内の長さの柱状である。そしてそのときの状態というのは、飛翔液滴が外乱によって揺らぐことなく安定して飛翔する状態である。またそのときの飛翔スピードは、５ｍ／ｓ〜１２ｍ／ｓである。
【０１５６】
本発明においては、このような噴射ヘッドを使用して、電気的機能発現材料含有液体を噴射して、電子デバイスあるいは電子回路を形成する場合、この条件（この飛翔時の形状）としているが、仮にそのような条件から外れる場合（通常ほとんどそのようなことはないが）においては、電気的機能発現材料含有液体あるいはそれと同等の流体物性（粘度、表面張力）を持つ液体と、同等の噴射ヘッドとを使用して噴射させ、その飛翔形状を顕微鏡下で観察しながら噴射ヘッドの電気機械変換素子への駆動信号を調整（その形状となるように立ち上がり波形を急峻に）して、その駆動信号の調整結果に基づいた駆動信号を、本発明の電子部品製造装置の噴射ヘッドの電気機械変換素子へ入力することにより、所望の安定した飛翔形状が得られるようにしている。
【０１５７】
次に本発明に好適に適用される液体噴射ヘッドの他の例について、図１０を用いて説明する。この例はサーマル方式（バブル方式）の液体噴射ヘッドの例であり、前述のピエゾ素子による電気−機械変換作用によって液滴噴射を行うのではなく、液体中に短時間（１〜１０μｓ）に加えられた高熱（３００〜５００℃）で瞬時に発生する膜沸騰気泡の成長作用力を液滴噴射の原動力とするものである。
【０１５８】
ここで示した液体噴射ヘッドは、液体が流れる流路短部から液滴が噴射するタイプのものであり、エッジシューター型と呼ばれるものである。
【０１５９】
ここでは、液体噴射ヘッドのノズル数を４個とした例を示している。この液体噴射ヘッドは、発熱体基材６６と蓋基材６７とを接合させることにより形成されており、発熱体基材６６は、シリコン基材６８上にウエハプロセスによって個別電極６９と共通電極７０とエネルギー作用部である発熱体７１とを形成することによって構成されている。
【０１６０】
一方前記蓋基材６７には、機能性材料を含有する液体が導入される流路を形成するための溝７４と、流路に導入される前記液体を収容する共通液室を形成するための凹部領域７５とが形成されており、これらの発熱体基材６６と蓋基材６７とを図１０に示すように接合させることにより、前記流路及び前記共通液室が形成される。なお、発熱体基材６６と蓋基材６７とを接合させた状態においては、前記流路の底面部に前記発熱体７１が位置し、流路の端部にはこれらの流路に導入された液体の一部を液滴として吐出させるための前記ノズル６５が形成されている。なおここでは、ノズル形状は矩形であるが、これは丸形状であってもよい。
【０１６１】
さらにより噴射安定性を考慮して、端面（ノズル６５の領域）に、別途ノズルプレートを設け、所望のノズル径、ノズル形状（たとえば丸形状）としてもよい。その場合のノズルプレートとしては、たとえばＮｉなどが用いられ、エレクトロフォーミング等の手法によって高精度な物が形成できる。あるいは、樹脂フィルム（基材）にエキシマレーザー加工によってノズル孔を穿孔したものを用いるのも良い方法である。
【０１６２】
なお前記蓋基材６７には、供給手段（図示せず）によって前記供給液室内に液体を供給するための液体流入口７６が形成されている。
【０１６３】
このような噴射ヘッドで、本発明に使用する電気的機能発現材料含有液体を噴射させた場合、図１１に示したような形状となる。すなわち、このような液体中に配された発熱体が発する熱によって瞬時に発生させた気泡の成長作用力で液体を噴射させた場合、飛翔時の液体は、飛翔方向に伸びた細長柱状であってその直径の５倍以上の長さの柱状形状とすることができる（図１１）。
【０１６４】
これは通常、このような液体中に配された発熱体が発する熱によって瞬時に発生させた気泡（膜沸騰気泡）の成長作用力で液体を噴射させた場合、この原理の持つ特性としていつもほぼこのような飛翔液体の形状が得られる。以下にその理由を述べる。
【０１６５】
一般にこのような液体中に配された発熱体が発する熱によって瞬時に発生させた気泡（膜沸騰気泡）の成長作用力で液体を噴射させるという原理によって液体を噴射させた場合、前述のような電気機械変換素子を利用する噴射ヘッドとは比較にならないくらいその噴射圧力が高く、図１１で示したような液柱が細長く伸び、後方に微小なサテライト滴を引きずるような飛翔形態をとる。またそのときの飛翔スピードは、８ｍ／ｓ〜１８ｍ／ｓというように大変高速である。それゆえ、後方に微小なサテライト滴を引きずるような飛翔形態であって、それらも高速で飛翔して、基材面に先行する細長柱状の液体とほぼ同じ位置に着弾するので、パターン形成上は何ら支障はない。
【０１６６】
本発明においては、このような噴射ヘッドを使用して、電気的機能発現材料含有液体を噴射して、電子デバイスあるいは電子回路を形成する場合、この条件（飛翔方向に伸びた細長柱状であってその直径の５倍以上の長さの柱状形状）としているが、仮にそのような条件から外れる場合（通常ほとんどそのようなことはないが）においては、電気的機能発現材料含有液体あるいはそれと同等の流体物性（粘度、表面張力）を持つ液体と、同等の噴射ヘッドとを使用して噴射させ、その飛翔形状を顕微鏡下で観察しながら噴射ヘッドの発熱体への駆動信号を調整（その形状となるようにパルス電圧、あるいはパルス幅を少し増やす、つまり駆動エネルギーを増やす）して、その駆動信号の調整結果に基づいた駆動信号を、本発明の電子部品製造装置の噴射ヘッドの発熱体へ入力することにより、所望の安定した飛翔形状が得られるようにしている。
【０１６７】
前述のピエゾ素子による電気−機械変換作用によって液滴噴射を行う方式にしろ、サーマル方式（バブル方式）にしろ、本発明においては、特に０．１ｐｌ〜数１００ｐｌ程度の液滴を形成するために、噴射ヘッドのノズルは、Φ３μｍ〜Φ１００μｍの範囲のものが用いられる。
【０１６８】
ライン幅が５μｍ程度の精細なパターン、ドット径がΦ５μｍ程度の微小ドットパターンを形成するためには、Φ３μｍ〜Φ５μｍのノズル径が選ばれ、ライン幅が２０μｍ程度のパターン、ドット径がΦ２０μｍ程度のドットパターンを形成するためには、Φ１０μｍ〜Φ２５μｍのノズル径が選ばれる。また、ある領域を全面的に被覆するだけでよい場合には、Φ３０μｍ〜Φ１００μｍの大きなノズル径を選択すればよい。なおノズル形状が丸ではなく、他の形状（例えば矩形、台形等）である場合には、面積換算で同じ大きさになるようにしたものを選択する。
【０１６９】
本発明では複数の液滴により１つの電子デバイスを形成する、あるいは、複数滴によって、電子デバイスなどを形成するパターンをドットを重ね打ちしたり接触させたりして形成する。よって、このようなマルチノズル型の液体噴射ヘッドを用いると大変効率的に電子デバイスを形成することができる。なおこの例では４ノズルの液体噴射ヘッドを示しているが、必ずしも４ノズルに限定されるものではなく、ノズル数が多ければ多いほど電子デバイスの形成が効率的になることは言うまでもない。ただし、単純に多くすればよいということではなく、多くすれば液体噴射ヘッドも高価になり、また噴射ノズルの目詰まりによる確率も高くなるので、それらも考慮し装置全体のバランス（装置コストと電子デバイスの製作効率のバランス）を考えて決められる。
【０１７０】
図１２はこのようにして製作されたマルチノズル型の液体噴射ヘッドをノズル側から見た図を示している。本発明では、このようなマルチノズル型の液体噴射ヘッドを図１３に示すように、噴射する液体ごとに設け、キャリッジ搭載される。図１４はその斜視図である。
【０１７１】
図１３、図１４にはそれぞれのマルチノズル型の液体噴射ヘッドをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと符号をつけているが、それぞれ各液体噴射ヘッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはノズル部分が各液体噴射ヘッドごとに離間して構成されるとともに各液体噴射ヘッドごとに異なる種類の電気的機能発現材料含有液体を噴射することができる。
【０１７２】
例えばＡ、Ｂ２つの液体噴射ヘッドには、それぞれ低抵抗と高抵抗の２種類の導電性材料を含む液体を詰め、Ｃの液体噴射ヘッドには、半導体材料を含む液体、Ｄの液体噴射ヘッドには、絶縁材料を含む液体を詰め、それぞれ独自に噴射できるようにしている。
つまり本発明の電子デバイスあるいは電子回路を製作するための製造装置は、基本的にはこのような４種類の液体を独自に噴射できるようにした４個の噴射ヘッドを、あるいはそれらを図１３、図１４のようにユニット化したヘッドユニットを具備するものである。このように少なくとも４種類の液体を独自に噴射できるようにしておけば、次に説明するような各種素子の製作、あるいはそれら素子の組み合わせた電子回路、さらにはＩＣ、ＬＳＩを模倣したような集積回路の製作を行うことができる。
【０１７３】
なお、必ずしも４個あるいは４種類の液体噴射に限定されるものではなく、４個の噴射ヘッドを用意しておく、あるいは４種類の液体噴射を行うようにしておけば、基本的な電子回路形成がほぼ可能であるということであって、５個あるいは６個又はそれ以上の数の噴射ヘッドを有していてもよい。
【０１７４】
次に各種素子の具体的形成例を説明する。最初に抵抗器の形成方法について図１５〜図１７に基づいて説明する。
【０１７５】
抵抗材料としては、導電性粉末と絶縁性粉末との混合、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ−ＳｉＯ、Ｃｒ−ＭｇＦ、Ａｕ−ＳｉＯ2、ＡｕＭｇＦ、ＰｔＴａ2Ｏ5、ＡｕＴａ2Ｏ5Ｔａ2、Ｃｒ3Ｓｉ、ＴａＳｉ2等が挙げられ、その溶媒としては、ＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。
これに加えて、前述の各着色用液体から適宜選択した液体を混合したものが使用される。また、湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加え、インクジェット原理の噴射に適した物性となるように粘度などが調整される。
【０１７６】
また絶縁性材料を含む液体として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。抵抗材料は形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。
【０１７７】
図１５〜図１７において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【０１７８】
図１５は抵抗膜形成工程を示す。まず液体噴射ヘッド２６を図１５の（ａ）、（ｂ）に示すように移動させる。そして当該ヘッド２６から抵抗材料を含む液体１６を吐出させ、電気的抵抗を与えるための抵抗膜１０６を形成する。
【０１７９】
固化処理として、物理的、物理化学的、化学的処理を抵抗膜１０６形成前のパターン形成面１００、あるいは抵抗膜１０６上に施せばよい。例えば熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照射による加熱・乾燥処理、化学物質の投与による化学変化処理、液体１６のパターン形成面１００への付着の程度を制御する一定の表面改質処理等により付着した液体中の揮発成分を揮発させ、固形分を基板上に残留させることによってパターンを固化、形成したり、あるいは液体１６の付着を促進したりする。
【０１８０】
なお抵抗膜１０６の幅、高さおよび長さについては形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。抵抗器の抵抗値は長さに比例し断面積に反比例するからである。なおこの抵抗膜１０６は目標となる抵抗値よりも大きな抵抗値となるように高さや幅を設定しておくことが好ましい。後に抵抗膜１０６の高さや幅を増加させて抵抗値を適正値に下げることができるからである。
【０１８１】
図１６および図１７は導電膜形成工程を示す。抵抗膜１０６が固化したら、液体噴射ヘッド２２を図１６および図１７に示すように移動させ、導電性材料を含む液体１２を吐出して、抵抗膜１０６の両端に導電膜１０２を形成する。ここでも導電性材料を含む液体１２には、前述の各着色用液体から適宜選択した液体を混合したものが使用される。それにより、形成される導電膜は、前述の抵抗器とは異なる識別できる色のついた導電膜となる液体１２およびその固化処理については前述と同様の手法を用いる。
【０１８２】
上記の工程により電気回路として抵抗器１２４をパターン形成面１００に形成することができる。なお後に抵抗器１２４の抵抗値を微調整したい場合には抵抗膜１０６にさらに液体１３を吐出して抵抗膜１０６の厚みを厚くしたり幅を大きくしたりすれば、抵抗値を適正値にまで下げることができる。
【０１８３】
次にコンデンサの形成方法について図１８〜図２０に基づいて説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【０１８４】
図１８は絶縁膜形成工程を示す。まず液体噴射ヘッド２１を図１８の（ａ）に示すように絶縁膜を形成する領域に移動させ、当該ヘッド２１からパターン形成材料として絶縁性材料を含む液体１１を吐出させる。絶縁性材料としては、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、誘電体であるＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3等が使用できる。溶媒としてはＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。また絶縁性材料を含む液体１１として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。なおここでも絶縁性材料を含む液体１１には、前述の各着色用液体から適宜選択した液体を混合したものが使用される。それにより、形成される絶縁膜は、視認、識別可能となるように着色される。
【０１８５】
吐出された液体１１はパターン形成面１００に着弾する。着弾した液体１１は数μｍ〜数１０μｍ程度の径を有する。
【０１８６】
液体噴射ヘッド２１を図１８の（ｂ）のように動かして液体１１を連続してパターン形成領域に沿って吐出すれば、巨視的には矩形の絶縁膜パターンを形成できる。絶縁膜１０１の幅、長さおよび絶縁性材料の誘電率は形成したいコンデンサの容量に応じて定める。コンデンサの容量は対向電極の面積、間隙および誘電率により定まるからである。膜の厚みを厚くする場合には一旦固化した膜上にさらに同一の液体を吐出し固化させるというように積層構造に製造すればよい。固化処理は前述の抵抗器形成方法で説明した手法が適用できる。
【０１８７】
液体が絶縁性材料を含む場合には、固化させ形成された膜が緻密な膜となっていなくても電気的な悪影響がないので、溶媒成分を蒸発させるだけでよい。ただし膜を強固にするために加熱処理をすることは望ましい。また化学的反応により絶縁膜を固化させる場合には、分散系の破壊をもたらすような薬品で処理することも可能である。
【０１８８】
例えば、液体１１がスチレン−アクリル樹脂により分散した有機顔料を主成分とする場合には、反応液として硝酸マグネシウム水溶液を吐出する。また液体１１がエポキシ樹脂を主成分とする場合には、反応液としてアミン類を吐出する。一つのパターンを形成するたびに固化処理を行うことが好ましい。なぜなら固化していない液体に重ねて他のパターン形成材料を含んだ液体を吐出すると、材料が混ざるため所望の電気的特性が得られないからである。
【０１８９】
なおパターン形成材料として絶縁性材料の代わりに誘電性材料を使用してもよい。誘電性材料を電極間に充填させればコンデンサの容量を増加させることができるからである。また複数の材料により複数の絶縁膜を平行して形成してもよい。コンデンサの多層構造に類した機能を持たせることができるからである。
【０１９０】
また電極の間隙が少ない場合には、後に吐出される導電性材料を含んだ液体１２に対してこの絶縁膜が非親和性を示すような絶縁性材料を選択することが好ましい。形成される絶縁膜が液体１２をはじくので、電極が短絡する危険が少なくなるからである。
【０１９１】
図１９および図２０は導電膜形成工程を示す。絶縁膜１０１が固化したら、液体噴射ヘッド２２を図１９の（ａ）および図２０の（ａ）に示すように導電膜を形成する領域に移動させる。次いで図１９の（ｂ）や図２０の（ｂ）の矢印のように液体噴射ヘッド２２を動かしてパターン形成材料として導電性材料を含む液体１２を吐出させる。これによりコンデンサの電極となる導電膜１０２が形成される。
【０１９２】
パターン形成材料の導電性材料としては、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2、ＯｓＯ2、ＭｏＯ2、ＲｅＯ2、ＷＯ2、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7−ｘ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｇａ合金、Ｇａ、半田等が使用できる。溶媒としてはブチルカルビトールアセテート、３−ジメチル−２−イミタゾリジン、ＢＭＡ等が使用できる。
【０１９３】
導電性材料を含む液体１２としては、Ｉｎ−Ｇａ、Ｉｎ、半田等の低融点金属を加熱等によって溶融させた状態で用いてもよい。
【０１９４】
導電膜のパターンは、図１８〜図２０のような形の他、種々の形状に変更可能である。例えば各導電膜や絶縁膜を鋸歯状や凹凸形状に形成して対向する電極が噛み合うように形成すればさらにコンデンサの容量を増加させることができる。コンデンサの容量を大きくするために絶縁膜１０１の高さや導電膜１０２の対向面の高さを高く形成し電極面積を大きくしてもよい。
【０１９５】
次いで所望の電気的特性を得るために導電膜の固化処理を行う。固化処理については前述と同様の手法を用いる。
【０１９６】
液体１２がパターン形成材料として金属等の導電性材料の微粒子を含んでいる場合、図２１の（ａ）、（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド２２から吐出される液体１２ｂには溶媒中に微粒子が散在している。この液体から溶媒を蒸発させただけではパターン形成材料が連続せず導電性が確保できない場合がある。その場合は、図２２に示すように、固化装置６等により導電性材料の融点以上に加熱するのも宵方法である。この処理により溶媒が蒸発する他、パターン形成材料が溶解し微粒子が互いに連結し一体化する。液体１２がパターン形成材料を溶解したものである場合も加熱処理で溶媒を蒸発させることにより、導電性材料を析出させる。パターン形成材料が融点以上に熱せられた金属等の材料である場合、パターン形成面を融点より低い温度に維持することによって導電性材料を固化させてもよい。
【０１９７】
次にコイルの形成方法について図２３〜図２５に基づいて説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【０１９８】
図２３は導電膜形成工程を示す。まず液体噴射ヘッド２２を図２３の（ａ）、（ｂ）に示すように移動させながら導電性材料を含む液体１２を吐出させ、コイルの引き出し線に相当する導電膜１０２を形成する。液体１２およびその固化処理については前述と同様である。なおパターン形成面１００上に予め磁性材料を塗布したり渦状の導電膜１０２の間に磁性材料を塗布したりすれば、コイルのインダクタンスを増加させることができる。
【０１９９】
図２４は絶縁膜形成工程を示す。液体噴射ヘッド２１を図２４の（ａ）に示すように移動させ絶縁性材料を含む液体１１を吐出させ、図２４の（ｂ）のように導電膜１０２の先端を残して絶縁膜１０１を形成する。この図のように大きく絶縁膜を設けず図２３で形成する導電膜と図２５で形成する導電膜との交差部分にのみ絶縁膜を設けるものでもよい。液体１１およびその固化処理については前述と同様である。
【０２００】
図２５は渦状導電膜形成工程を示す。液体噴射ヘッド２２から導電性材料を含む液体１２を吐出させながら図２５の（ａ）に示すように螺旋状に移動させ、渦状の導電膜１０２を形成する。この渦状の導電膜１０２は図２５の（ｂ）に示すように中心が図２３で形成した導電膜１０２に接触している。渦巻き状のどの部分も先に形成した導電膜に接触しない。渦の巻き数や導電膜１０２の幅は製造したいコイルのインダクタンス値に応じて定める。液体１２およびその固化処理については前述と同様である。
【０２０１】
上記の工程により電気回路としてコイル１２３をパターン形成面１００に形成することができる。なお後にコイル１２３のインダクタンスを増加させたい場合には渦状の端部からさらに渦状の導電膜１０２を伸ばせばよい。またインダクタンスを現象させた場合には既に形成した渦状の導電膜１０２の途中から引き出し線を付加すればよい。
【０２０２】
次に有機薄膜トランジスタ素子の例を説明する。前述のような有機半導体材料含有溶液を用いて、本発明では例えば、図２６、図２７に示したような有機薄膜トランジスタ素子を形成することができる。有機薄膜トランジスタ素子構成としては、紙をベースとした基材上に有機半導体層に接したソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、基材上にまずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体層で連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別されるが、具体的な素子の層構成例（１素子の断面図）は図２６、図２７のようになる。
【０２０３】
図２６はトップゲート型の層構成例を示し、紙をベースとした基材１０上に有機半導体層８を有し、さらに有機半導体層８に電気的接続する第１の電極としてのソース電極４及び第２の電極としてのドレイン電極５を有し、この一対の電極間に設けられるとともに、さらにこの電極間にあって、上記有機半導体層８が設けられた領域上に、ゲート絶縁層６を介して第３の電極としてのゲート電極７を有するものである。そして、ソース電極４及びドレイン電極５の間に電圧を印加し、さらにゲート電極７に電圧を印加、制御するようにしている。
【０２０４】
図２７はボトムゲート型の層構成例を示し、紙をベースとした基材１０上にゲート電極７としての電極層、ゲート絶縁層６、有機半導体層８をこの順序で形成し、さらに有機半導体層８に電気的に導通するソース電極４及びドレイン電極５よりなる一対の電極層を形成し、さらに有機半導体層８の領域を素子保護層９により封止構造としたものである。そして、ソース電極４及びドレイン電極５の間に電圧を印加し、さらにゲート電極７に電圧を印加、制御するようにしている。
【０２０５】
図２８はこのボトムゲート型有機トランジスタ素子を形成する際のパターン形成の順序を説明する平面図である。（ａ）〜（ｆ）により簡単にそのパターン形成順序を説明する。
【０２０６】
（ａ）は、基材１０を示しておりこの基材１０上にゲート電極７を形成するための導電性材料含有液体を噴射ヘッドによってドットパターンが打ち込まれる。そのドットパターンは適宜組み合わされて（ｂ）に示すような矩形形状（帯状）のゲート電極７となる。
【０２０７】
このあと同様に各種液体によるパターン形成が行われるが、各種液体を噴射付与する前に先に形成されたパターンは、前述のような手法によって乾燥、固化処理を行う。
【０２０８】
（ｃ）はゲート絶縁層６を形成したものであり、その上に（ｄ）に示すような有機半導体層８を形成する。次に（ｅ）に示すようにこの有機半導体層８に導通するようにソース電極４及びドレイン電極５を形成して、一応トランジスタ素子は完成するが、（ｆ）に示すように、全面に絶縁材料によって素子保護層９を設けることが望ましい。なお（ｆ）の断面ＡＡは、図２７に対応している。
【０２０９】
以上、電子回路を構成する各種素子の説明をしたが、次に本発明のさらに他の特徴について説明する。
【０２１０】
図２９、図３０は、本発明の電子回路、あるいは電子デバイスを形成するためのパターン配線の例を単純化して示したものである。電極パターン（端子パターン９１、素子電極９３）を形成するのに、基材上にあらかじめＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ等の微粒子を含むペースト状液体を使用し、スクリーン印刷等によって、所望のパターン形状にしたものである。
【０２１１】
このような１対の電極間に、Ａｇ等の導電性材料の微粒子を含有した液体を使用し、前述のような電子デバイス形成と同じように液体噴射原理によってドット９２、９４を付与し、電極間を導通するようにすれば電子回路（の一部）として機能する。ここで電極間（９１間、あるいは９３間）を、ドット１個だけでつないでもよいし、図２９、図３０のように、複数個のドットを重ね合わせてつないで打ち込んでもよい。電極間をつなぐ距離が長い場合は、当然ではあるが、複数個のドットを重ね合わせてつないで電気的接続を行う。
【０２１２】
図２９、図３０に示した例は、電極パターン（端子パターン９１、素子電極９３）を基材上にスクリーン印刷等によって、所望のパターン形状にしたものであるが、図３１、図３２に示したものは、この電極パターン９１、９３を本発明の液体噴射原理によって形成したものである。
【０２１３】
すなわち、Ａｇ等の導電性材料の微粒子を含有した液体を使用し、液体噴射原理によって電極パターン９１、９３をドットの組み合わせとして形成したものである。このようにすることの利点は、電極形成においても、図２、図３等で説明した本発明の製造装置がそのまま使用できる点にある。
【０２１４】
なお、図３１、図３２に示したものは、電極パターン部９１、９３のドット径が配線パターン９２あるいは、デバイスパターン（ドットパターン９４）のドット径より大きなものとしたが、これはノズル径の異なる噴射ヘッドを用いたり、ピエゾ素子への駆動波形あるいは駆動エネルギーを変えたりして、ノズルから噴射する液滴の大きさを変えることによって実現できる。
【０２１５】
また、必ずしもこれらの例のように、ドット径の大きさを変える必要はなく、電子回路の構成によって適宜選べばよく、大面積をドットによってパターン形成するような場合、例えば、絶縁層で広い面積を覆うような場合など、大径ドットを打ち込んで効率良くドットパターンを形成すればよい。
【０２１６】
これらの例と違って、同じ吐出口径をもつ同じ噴射ヘッドを使用して、先に形成する電極パターン部９１、９３のドット径と後から形成する電極間を接続するパターン（配線パターン９２、あるいはドットパターン９４）のドット径が同じ大きさになるようにしてもよいのはいうまでもない。
【０２１７】
また電極パターン部９１、９３のドットと、配線パターン９２、あるいはドットパターン９４の打ち込み順序の前後は逆であってもよい。これも、形成する電子回路の構成によって適宜その順序を決めればよい。
【０２１８】
本発明によれば、上述したような溶液組成物を図２、図３等に示した電子デバイスあるいは電子回路の製造装置により、紙をベースとした基材上に液滴吐出によりドットとして供給した後、基材を吐出時温度より高温（例えば５０℃〜２００℃）で処理して、ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を基材上に残留させることによってドットパターンを形成、膜化することによって形成される電子デバイスあるいは電子回路の形成法が提供される。この手法によれば、単独のデバイスのみならず、ＩＣ、ＬＳＩのようなパターンを積層、集積化したデバイスも容易に形成できる。
【０２１９】
また各種液体は、機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体としているので、形成される電子デバイスあるいは電子回路は、その機能を発現する部分が着色され、各種デバイスや回路構成が容易に識別できるという利点がある。
なお、図２、図３の電子デバイスあるいは電子回路の製造装置においては基材の搬送についての説明を省略したが、基材搬送手段として、ローラ搬送あるいはベルト搬送という従来より知られている手段によって簡単に実現できる。
【０２２０】
この手段の応用例として、基材をローラ搬送あるいはベルト搬送によって行う場合、いったん片面に電子デバイスあるいはパターン配線等の電子回路を形成した後、基材を反転させて、裏面にも電子デバイスあるいはパターン配線等の電子回路を形成することが可能となる。基材の反転あるいはその位置決めなどは、いわゆるインクジェットプリンター等で行われている両面印刷の技術をそのまま応用することができる。
【０２２１】
このように基材の両面に電子デバイスあるいは電子回路を形成することにより、より多機能、あるいはメモリー機能を有する電子部品の場合、より容量の大きいメモリー部品、さらにはより複雑な電子部品を製造することが可能となる。あるいは表裏に形成することにより、基材（チップ）サイズを小さくすることも可能である。
【０２２２】
また表裏で異なる機能の電子デバイスを形成し、ハイブリッド型の電子部品とすることも可能である。例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency-Identification：電波認識）方式のデバイスにおいては、メモリー、通信回路あるいは小型アンテナなどを組み合わせた構成となっているが、表面にメモリーを形成し、裏面に通信回路と小型アンテナを形成するといった構成にすることも可能である。
【０２２３】
ここで、本発明の他の目的は、このような新規な電子デバイスあるいは電子回路であって，より複雑な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための製造装置を提供することにある。
【０２２４】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２５】
また他の目的もまた、このような製造装置によって製作される新規な電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２６】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規かつより複雑な電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２７】
また他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な紙をベースとした電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２８】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な電子回路基板を提供することにある。
【０２２９】
また他の目的もまた、このような製造装置によって製作される新規な電子回路基板を提供することにある。
【０２３０】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規かつより複雑な電子回路基板を提供することにある。
【０２３１】
また他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な紙をベースとした電子回路基板を提供することにある。
【０２３２】
請求項２の発明によれば、このような電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記噴射ヘッドを複数個有し、各噴射ヘッドはそれぞれ異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体を噴射付与するようにしたので、請求項１の効果に加え、より複雑な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための製造装置をとすることができた。
【０２３３】
請求項３の発明によれば、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイス基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにしたので、電子デバイスとして機能する部分が明確に識別できる新規な電子デバイス基板を実現できた。
【０２３４】
請求項４の発明によれば、このような電子デバイス基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにしたので、請求項３の効果と同様に、電子デバイスとして機能する部分が明確に識別できる新規な電子デバイス基板を実現できた。
【０２３５】
請求項５の発明によれば、このような電子デバイス基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにしたので、請求項４の効果に加え、より複雑な電子デバイス基板を実現できた。
【０２３６】
請求項６の発明によれば、このような電子デバイス基板において、前記基板は、紙であるようにしたので、軽量化、低コスト化が実現し、安価なおもちゃ感覚で製作、使用できる電子デバイス基板を実現できた。また軽量で柔軟性があり曲げることのできる電子デバイス基板を実現できた。
【０２３７】
請求項７の発明によれば、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子回路基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにしたので、電子回路として機能する部分が明確に識別できる新規な電子回路基板を実現できた。
【０２３８】
請求項８の発明によれば、このような電子回路基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにしたので、請求項７の効果と同様に、電子回路として機能する部分が明確に識別できる新規な電子回路基板を実現できた。
【０２３９】
請求項９の発明によれば、このような電子回路基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにしたので、請求項８の効果に加え、より複雑な電子回路基板を実現できた。
【０２４０】
請求項１０の発明によれば、このような電子回路基板において、前記基板は、紙であるようにしたので、軽量化、低コスト化が実現し、安価なおもちゃ感覚で製作、使用できる電子回路基板を実現できた。また軽量で柔軟性があり曲げることのできる電子回路基板を実現できた。
【０２４１】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】本発明の電子部品製造装置によって形成されるパターン配線の一実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の電子デバイスあるいは電子回路を製造する電子部品製造装置の一実施例を説明するための図である。
【図３】本発明の電子デバイスあるいは電子回路を製造する電子部品製造装置の他の実施例を説明するための図である。
【図４】本発明の電子デバイスあるいは電子回路の製造に適用される液滴付与装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の基材となる紙のセルロース繊維を示すイメージ図である。
【図６】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドの液滴噴射原理を説明する図である。
【図７】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドの構造を示す図である。
【図８】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドによって噴射させた場合の液滴の形状である。
【図９】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドによって噴射させた場合の液滴の形状で、やや細長くなった場合である。
【図１０】本発明に好適に適用されるサーマル方式（バブル方式）の液体噴射ヘッドの例である。
【図１１】本発明に好適に使用されるサーマル方式（バブル方式）の液体噴射ヘッドによって噴射させた場合の溶液の飛翔時の形状である。
【図１２】マルチノズル型の液体噴射ヘッドをノズル側から見た図である。
【図１３】マルチノズル型の液体噴射ヘッドを噴射する液体ごとに積層し、ユニット化した図である。
【図１４】ユニット化したヘッドの斜視図である。
【図１５】本発明における抵抗器の形成方法の抵抗膜形成工程である。
【図１６】本発明における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図１７】本発明における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図１８】本発明におけるコンデンサの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図１９】本発明におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２０】本発明におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２１】微粒子を含んだ液体を用いた場合の吐出工程である。
【図２２】微粒子を含んだ液体を用いた場合の加熱工程である。
【図２３】本発明におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２４】本発明におけるコイルの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図２５】本発明におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２６】本発明を利用して形成される有機トランジスタ素子の層構成例（トップゲート型）を示す図である。
【図２７】本発明を利用して形成される有機トランジスタ素子の他の層構成例（ボトムゲート型）を示す図である。
【図２８】本発明を利用して形成される有機トランジスタ素子（ボトムゲート型）のパターン形成順序を示す平面図である。
【図２９】本発明を利用して形成される電子回路の一部を構成する電極間の接続構成（ドットによるパターン配線形成）を説明する図である。
【図３０】本発明を利用して形成される電子デバイスの一部を構成する電極間の接続構成（ドットによるパターン配線形成）を説明する図である。
【図３１】図２９における電極も本発明を利用してドットパターンで形成した例である。
【図３２】図３０における電極も本発明を利用してドットパターンで形成した例である。
【符号の説明】
【０２４３】
１ 配線パターン
２、３ 端子
４ ソース電極
５ ドレイン電極
６ ゲート絶縁層
７ ゲート電極
８ 有機半導体層
９ 素子保護層
１０ 基材
１１ 噴射ヘッドユニット（噴射ヘッド）
１２ キャリッジ
１３ 基材保持台
１４ 基材
１５ 供給チューブ
１６ 信号供給ケーブル
１７ 噴射ヘッドコントロールボックス（液体タンク含む）
１８ キャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ
１９ キャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ
２０ コンピュータ
２１ コントロールボックス
２２（２２X1、２２Y1、２２X2、２２Y2） 基材位置決め／保持手段
３１ ヘッドアライメント制御機構
３２ 検出光学系
３３ 噴射ヘッド
３４ ヘッドアライメント微動機構
３６ 画像識別機構
３７ ＸＹ方向走査機構
３８ 位置検出機構
３９ 位置補正制御機構
４０ 噴射ヘッド駆動・制御機構
４１ 光軸
４２ 素子電極
４３ 液滴
４４ 液滴着弾位置
４５ 流路
４６ ピエゾ素子
４７ 液体
４８ ノズル
６５ ノズル
６６ 発熱体基材
６７ 蓋基材
６８ シリコン基材
６９ 個別電極
７０ 共通電極
７１ 発熱体
７４ 溝
７５ 凹部領域
１００ パターン形成面
１０１ 絶縁膜
１０２ 導電膜
１０６ 抵抗膜
１２３ コイル
１２４ 抵抗器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的機能発現材料を基材上にインクジェット法により付与してパターン形成を行い、電子デバイスあるいは電子回路を形成する装置およびその装置によって形成される電子デバイス基板あるいは電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細な微粒子／超微粒子を用いた発光素子／媒体および光プロセシング素子／媒体等の各種素子が研究されている（特許文献１）。このような微粒子の素子への応用のためには、固体基板上への微粒子含有材料の膜もしくは層の堆積によって得られる高密度集積が重要である。この微粒子が高密度に集積した薄膜は、具体的には非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６等への応用が報告されている。
【０００３】
一方、配向性の優れた無機化合物薄膜の形成方法として、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）、クラスターイオンビーム法、イオンビーム照射真空蒸着法、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、液相エピタキシー法（ＬＰＥ）等が知られている。また有機化合物薄膜の形成方法として、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）等が知られている。一般に量子ドットと呼ばれるものは、前記したＭＢＥ法などの真空装置を用いて高真空中で昇華させた原料物質が固体基材上で自己組織的にドットを形成する過程を利用して作製することができる。
【０００４】
しかしながら、上記のような方法ではドット間の距離の制御やサイズ分布の制御は困難であり、所望の構造に制御するためには多大なコストがかかるという問題がある。そこでこのような問題を解決できる技術として、インクジェット原理、すなわち液体噴射ヘッドによって、微粒子含有材料の膜を形成することが提案されている。たとえば特許文献１には、ナノ粒子を含有するエマルションを固体基板上にインクジェットコーティングし、フォトルミネッセンス強度を励起光の照射時間もしくは照射量の関数として増加あるいは増加及び記憶させることができる機能を有する超微粒子（ナノ粒子）の集合体からなる薄膜を固体基板上に形成する方法が提案されている。
【０００５】
また、同様の原理をこのような機能性素子の他に、回路基板製作に応用しようという研究もなされている。たとえば、従来から、回路の基板製造方法として、次のような方法が知られている。
（１）銅張り積層基板に、レジストを被覆し、フォトリソグフィ法により、回路パターンの露光、未露光レジストの溶解除去、レジスト除去部のエッチングにより銅線パターンを形成する方法。
（２）セラミックス基板上にスクリーン印刷により導電ペーストを所望の回路パターンに印刷し、非酸化雰囲気中で熱処理して導電ペースト中の金属微粒子を焼結して導電パターンを形成する方法。
（３）絶縁基板上に、導電金属の蒸着により薄膜の導電層を形成し、この導電層上に、レジストを被覆し、フォトリソグフィ法により、回路パターンの露光、未露光レジストの溶解除去、レジスト除去部のエッチングにより銅線パターンを形成する方法。
【０００６】
しかしながら、これらの方法はファインパターンの形成には不向きであるという問題があるため、たとえば特許文献２には、基板上に、インクジェットヘッドを用いて、金属ペーストにより直接回路パターンを描画するようにし、ファインパターンの形成が容易で、廃液処理の必要がなく、生産工程が単純で設備費や生産コストが少なくて済む配線パターンの形成方法および回路基板の製造方法が提案されている。
【０００７】
一方、本発明者も先に、インクジェット原理を利用して、電子源基板製造を行う発明を特許文献３として提案している。
【０００８】
た、特許文献４には、同様な原理を利用して、基体上に電気回路と可視情報を形成する電気回路形成装置も提案されている。
【０００９】
さらに特許文献５では、特定のブロック共重合体を用いて、分散性が安定し、画像形成に適した組成物を提供するとして、特定の平均粒径の金属微粒子を含む発色の良いインク組成物に関する技術を開示している。
【００１０】
このようにインクジェット原理を利用したこのような提案が種々行われ始めているが、このような手段で各種デバイス、あるいはパターンを基板製作しようという考えはまだ新しく、より具体的な方法についてはまだ未知の部分が多く、手探り状態にあるのが実情であり、まだまだ検討すべき課題が多々ある。
【特許文献１】特開２０００−１２６６８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４８７８号公報
【特許文献３】特開２００１−３１９５６７号公報
【特許文献４】特開２００５−１８３８０１号公報
【特許文献５】特開２００６−２４９３９９号公報
【非特許文献１】発光素子（ＬＥＤ）（Alivisatos et al.）
【非特許文献２】光電変換素子（Greenham, N. C., et al., Phys. Rev. B, 54, 17628 (1996)）
【非特許文献３】超高速ディテクター（Bhargava）
【非特許文献４】エレクトロルミネッセンス・ディスプレイおよびパネル（Bhargava, Alivisatos et al.）
【非特許文献５】ナノ構造メモリ素子（Chen et al.）
【非特許文献６】ナノ粒子配列からなる多色デバイス（Dushkin et al.）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、その目的は、新規な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための、簡単な原理、構造の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は前記目的を達成するために第１に、基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体であるようにした。
【００１３】
また第２に、上記第１の電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記噴射ヘッドを複数個有し、各噴射ヘッドはそれぞれ異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体を噴射付与するようにした。
【００１４】
さらに第３に、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイス基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにした。
【００１５】
また第４に、上記第３の電子デバイス基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにした。
【００１６】
さらに第５に、上記第４の電子デバイス基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにした。
【００１７】
また第６に、上記第３から第５のいずれか１項の電子デバイス基板において、前記基板は、紙であるようにした。
【００１８】
さらに第７に、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子回路基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにした。
【００１９】
また第８に、上記第７の電子回路基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにした。
【００２０】
さらに第９に、上記第８の電子回路基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにした。
【００２１】
また第１０に、上記第７から第９のいずれか１項の電子回路基板において、前記基板は、紙であるようにした。
【発明の効果】
【００２２】
基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体であるようにしたので、電子デバイスあるいは電子回路として機能する部分が明確に識別できる新規な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための製造装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、紙もしくは紙をベースとした基材１０上に本発明の画像形成手段の１方法であるインクジェット原理（液滴噴射原理）によってパターンを形成する例を示している。図１（Ａ）は、このような基材１０上に端子２、３が形成されている状態を示し、図の点線部１′は後述のような配線パターン１が生成される領域である。図１（Ｂ）は、電気的機能発現材料として例えば微細な導電性微粒子を含有する液体を、インクジェット原理（液滴噴射原理）によって、直接噴射付与、描画して、配線パターン１を形成した例である。
【００２４】
ここで、電気的機能発現材料を含有した液体を付与する手段として本発明では、例えばインクジェットの技術が適用される。以下にその具体的方法を説明する。
【００２５】
図２は、本発明の電子デバイスあるいは電子回路を形成する製造装置の一実施例を説明するための図で、図中、１１は噴射ヘッドユニット（噴射ヘッド）、１２はキャリッジ、１３は基材保持台、１４は配線基材や電子デバイス形成基材等の基材、あるいは電子デバイスを形成する基材、１５は電気的機能発現材料を含有する液体の供給チューブ、１６は信号供給ケーブル、１７は噴射ヘッドコントロールボックス（液体タンク含む）、１８はキャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ、１９はキャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ、２０はコンピュータ、２１はコントロールボックス、２２（２２X1、２２Y1、２２X2、２２Y2）は基材位置決め／保持手段である。この場合は、基材保持台１３に置かれた基材１４の前面を噴射ヘッド１１がキャリッジ走査により移動し、電気的機能発現材料を含有する液体を噴射付与する例である。
【００２６】
図３は本発明の電子デバイスあるいは電子回路形成に適用される液滴付与装置の構成を示す概略図で、図４は図３の液滴付与装置の噴射ヘッドユニットの主要部概略構成図である。
【００２７】
図３の構成は図２の構成と異なり、基材１４側を移動させて電子デバイスあるいは電子回路を基材に形成するものである。図３及び図４において、３１はヘッドアライメント制御機構、３２は検出光学系、３３は噴射ヘッド、３４はヘッドアライメント微動機構、３６は画像識別機構、３７はＸＹ方向走査機構、３８は位置検出機構、３９は位置補正制御機構、４０は噴射ヘッド駆動・制御機構、４１は光軸、４２は素子電極、４３は液滴、４４は液滴着弾位置である。
【００２８】
噴射ヘッドユニット１１の液滴付与装置（噴射ヘッド３３）としては、任意の液滴を定量吐出できるものであればいかなる機構でも良く、特に０．１ｐｌ〜数１００ｐｌ程度の液滴を形成できるインクジェット原理の機構が望ましい。
【００２９】
インクジェット方式としては、たとえば米国特許第３６８３２１２号明細書に開示されている方式（Ｚｏｌｔａｎ方式）、米国特許第３７４７１２０号明細書に開示されている方式（Ｓｔｅｍｍｅ方式）、米国特許第３９４６３９８号明細書に開示されている方式（Ｋｙｓｅｒ方式）のようにピエゾ振動素子に、電気的信号を印加し、この電気的信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従って微細なノズルから液滴を吐出飛翔させるものがあり、通常、総称してドロップオンデマンド方式と呼ばれている。
【００３０】
他の方式として、米国特許第３５９６２７５号明細書、米国特許第３２９８０３０号明細書等に開示されている方式（Ｓｗｅｅｔ方式）がある。これは連続振動発生法によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生させ、この発生された帯電量の制御された小滴を、一様の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上に記録を行うものであり、通常、連続流方式、あるいは荷電制御方式と呼ばれている。
【００３１】
さらに他の方式として、特公昭５６−９４２９号公報に開示されている方式がある。これは液体中で気泡を発生せしめ、その気泡の作用力により微細なノズルから液滴を吐出飛翔させるものであり、サーマルインクジェット方式、あるいはバブルジェット（登録商標）方式と呼ばれている。
【００３２】
このように液滴を噴射する方式は、ドロップオンデマンド方式、連続流方式、サーマルインクジェット方式等あるが、必要に応じて適宜その方式を選べばよい。
【００３３】
本発明ではこのような電子デバイスあるいは電子回路を形成する製造装置（図２）において、基材１４はこの装置の基材位置決め／保持手段２２によってその保持位置を調整して決められる。図２では簡略化しているが、基材位置決め／保持手段２２は基材１４の各辺に当接されるとともに、Ｘ方向およびそれに直交するＹ方向にサブミクロンオーダーで微調整できるようになっているとともに、噴射ヘッドコントロールボックス１７、コンピュータ２０、コントロールボックス２１等と接続され、その位置決め情報および微調整変位情報等と、液滴付与の位置情報、タイミング等は、たえずフィードバックできるようになっている。
【００３４】
さらに本発明の電子デバイスあるいは電子回路を形成する製造装置では、Ｘ、Ｙ方向の位置調整機構の他に図示しない（基材１４の下に位置するために見えない）、回転位置調整機構を有している。これに関連して先に本発明の電子デバイスあるいは電子回路形成基材の形状および形成される電子デバイス群の配列等に関して説明する。
【００３５】
本発明の電子デバイスあるいは電子回路形成基材は、紙もしくは紙をベースとした基材が用いられる。また後述するが本発明では電気的機能発現材料を含有した液体をこの基材に付与してドットパターンを形成し、各種の電気的機能を発現するが、このようにして形成されるパターンは、基材の変形に追従できる。つまり、本発明の電子回路形成シート、あるいは電子デバイス形成シートは紙もしくは紙をベースとした基材が用いられることにより軽量化が図られるのみならず可撓性も有するので、可搬性がよく、新規な需要が見込まれる。
【００３６】
ところでここで、本発明の電子回路、あるいは電子デバイス、電子デバイスチップ、電子デバイスシート、電子デバイス形成シートについて、その定義をしておく。
【００３７】
本発明でいう電子回路とは、紙もしくは紙をベースとした基材（シート）上に、電気回路パターンを形成したものであり、後述する手法で形成されるトランジスタ、抵抗、コンデンサ等の各種電子素子や表示デバイス素子等とそれらをつなぐ導線パターンよりなるもの、あるいはその導線パターンのみの場合もあり得る。
【００３８】
また、電子デバイスとは、上記トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の各種電子素子や表示デバイス素子等をさす。さらにＩＣあるいはＬＳＩのようにこれらを集積化して１つのチップ状にしたものも電子デバイスあるいは電子デバイスチップと呼んでいる。
【００３９】
電子デバイスシート、電子デバイス形成シートとは、上記電子デバイス、電子デバイスチップを複数個形成してなり、後でチップ状に分離される、いわゆるチップを量産して多数個取りするためのシートである。
【００４０】
次に、本発明の電子デバイス形成シート、あるいは電子回路形成シートを製作するための基材について説明する。本発明では基材として、紙もしくは紙をベースとした基材を使用する。このような基材を使用する利点は、軽量化、低コスト化である。また、インクジェット法によって簡単かつ大量に印刷形成できるので、安価なおもちゃ感覚で使用できる電子デバイスが実現する。また軽量で柔軟性があり曲げることのできる電子デバイスや電子回路シートが実現できる。
オーソドックスな紙の定義では"紙とは植物繊維を水中に懸濁させた後、水を漉して、薄く平らに絡み合わせたもの"であるが、要は草、木、竹等に代表される植物を分解して得られる繊維の集合体である。そして、洋紙・和紙を問わず紙の原料はセルロース繊維という特徴的な性質を有する素材であり、これを製紙技術という独特の手法で処理し薄層化することで紙が得られる。
【００４１】
ここで用いるセルロース繊維は、洋紙の場合、長さ１〜３ｍｍ、幅２０〜４０μｍ、厚さ３〜６μｍの木材繊維で、一般の紙ではこれが１０〜１００本程度層状に重なって出来上がっている。このような構成をとることによって紙は極めて多孔性で、セルロース繊維の持つ高い親和性を持った平滑な材料という特質が得られる。和紙は同じセルロース繊維を用いた紙であるが、木材繊維と違って靭皮繊維と称する木材繊維より比較的細長い繊維（幅５〜２０μｍ、長さ３〜７ｍｍ）で、分子構造的にもやや違った特徴を持っており、手抄きまたは機械抄き和紙とに区別される。図５に紙の表面のイメージ図を示す。図５において線はセルロース繊維を示しており、紙はこのようにセルロース繊維が重なり合ってなり、また各繊維が重なり合ってできる間隙が存在する。
【００４２】
紙の定義は前述の通りであるが、単にセルロース繊維が重なり合ってなる紙は、いわば原紙であり、実際に使用されるものは、不透明度、白色度、平滑度、透気度などを高めるために、これらの繊維の間に、タルク、クレー、炭酸カルシウム、二酸化チタンなど粒子径０．２〜１０μｍ程度のてん料粒子を繊維間の間隙に充てんしたものである。
【００４３】
また紙の用途によっては、さらに紙表面に、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、サチンホワイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３１〜３２Ｈ2Ｏ）などの粒子径が０．５〜１μｍ程度の粒子をラテックス、デンプンなどのバインダーとともに分散させた塗工液を塗布し、コート材を設けた塗工紙がある。
【００４４】
このほか紙の品種として、新聞巻取紙、非塗工印刷用紙（上級、中級、下級、薄葉の各印刷紙）、微塗工印刷用紙（微塗工上質紙、微塗工印刷紙）、塗工印刷用紙（アート紙、コート紙等）、情報用紙（複写原紙、感光用紙、フォーム紙、ＰＰＣ用紙、感熱紙等）、包装用紙（クラフト紙、模造紙等）、衛生用紙（ティッシュペーパー、ちり紙、トイレットペーパー、タオル用紙等）、雑種紙（建材用原紙、積層板原紙、コンデンサーペーパー、ライスペーパー、グラシンペーパー等）、段ボール原紙（ライナー、中しん原紙等）等々色々ある。
【００４５】
ここで本発明に好適に適用される紙もしくは紙をベースとした基材に要求されることは、一定の機械的強度である。本発明の電子デバイスシートやパターン配線シートはその製作時は、２に示したような装置によって製作される。その際、基材はたとえ大きなものであっても基材保持台１３に保持されているので、変形などによって支障が生じることはない。
【００４６】
しかしながらこのシートを個々の電子デバイスチップあるいはパターン配線ユニットとして実際に色々な場面で使用する場合、変形しては困る場合が多々ある。少なくともそのチップ自体に外力が加わらない状態において、変形するようなものは安定して使用することができない。
【００４７】
より具体的には、自重を支えきれない（自重で変形する）ようなチップは、実用上問題である。例えば、ティッシュペーパーやハンカチーフのような布のように自重によってそれ自体の形状を維持できないような剛性のない材料は本発明に使用する基材としてはふさわしくない。
【００４８】
一方で、自重によって多少の撓みは生じるものの、その撓みが、できあがった電子デバイスチップやパターン配線ユニットの電気的性能を維持できる範囲内の撓みであれば、それは許容できる範囲内であり、本発明に使用することができる。
【００４９】
ここで電気的性能を維持できる範囲内の撓みについて補足する。例えば、ストレインゲージ（抵抗歪みゲージ）として知られているセンサーデバイスが存在するが、これは、その歪み（本発明でいう撓みと考えてよい）によって電気抵抗が変化するという原理を利用した歪み検出センサーである。この場合は、歪み（本発明でいう撓みと考えてよい）によって電気抵抗が変化するという原理をうまく利用しているものであるが、本発明においてはこのように歪み（本発明でいう撓みと考えてよい）によって電気抵抗が変化するというところまでの撓みは許容することができない。すなわちそこまで撓むほど剛性のない基材は、それを使用してできあがった電子デバイスチップやパターン配線ユニットの電気的性能が変化してしまうので、本発明でいうところのデバイス機能を維持できる、あるいはパターン配線機能を維持できるとはいえないものである。
【００５０】
このような本発明の基材に要求される剛性の可否を判断するひとつの目安として、例えば紙の密度がある。
【００５１】
表１に密度の異なる各種の紙を準備し、後述の方法によって１０ｍｍ×１０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの電子デバイスチップを、各紙のサンプルでその範囲の大きさで１０個ずつランダムに製作し、実使用可否を調べた結果を示す。
サンプルＮｏ．８、９のものは、機械的強度が弱く、撓みやすく、電子デバイスとしての実用的な強度がなかった。一方、それ以外のサンプルは、充分強度があり、電子デバイスとしての実用的であった。Ｎｏ．７は変形（撓み）はするものの電子デバイスとしての性能に問題は生じなかった。
【００５２】
つまり、本発明に使用できる基材は、ふつうに取り扱うことのできる必要最小限の実用的な強度を得るには、使用する紙の密度を０．４０ｇ／ｃｍ3以上にしなければならないことがわかった。なお、ここでいっている密度とは、製紙業界で一般に適用している密度のことであり、秤量（１ｍ2あたりの重さ（グラム数））を厚さで除して算出したものである（いわゆる物理学でいうところの密度とは厳密には同じではない）。
【００５３】
【表１】
【００５４】
上記検討結果は、１０ｍｍ×１０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの電子デバイスチップの場合、使用する紙の密度を０．４０ｇ／ｃｍ3以上にしなければならないことを示しているが、より大きな例えば１０００ｍｍ×１０００ｍｍといった紙を使用した場合には、この結果が適用できるかどうかは不明である。しかしながらその場合は、紙の密度並びにサイズを適宜選び、最終的には、電子デバイスあるいは電子回路ユニット、シートの電気的性能も評価しながら実使用の可否（撓んでも性能が維持できているかどうか）を決めればよい。
【００５５】
ところで、上記説明のように本発明の基材に要求される剛性は、基材である紙の強度によって維持できるが、後述するような電子デバイスチップや電子回路ユニットの電気的機能発現材料を直接付与した面もしくはその裏面に設けた保護部材によってもその強度を高くすることができる。すなわち、基材である紙と保護部材の相互作用によって全体の剛性を高めるのもよい方法である。この場合、後述する保護部材は、単なる電子デバイスチップの保護のみならず、機械的強度の増強にも役立ち、大変都合がよい。
【００５６】
また後述するように、この機械的強度の増強も担った保護部材の形成は、本発明で説明している液体噴射の原理によって樹脂含有溶液を基材表面（デバイス形成面）あるいは基材裏面全面に噴射付与する、もしくは選択的に必要な部分のみに噴射付与すればよい。このような樹脂材料は、付与後、乾燥、固化することによって、基材の剛性向上に大いに威力を発揮する。
【００５７】
次に本発明の基材である紙についてもう少し補足する。前述のように紙の表面は、セルロース繊維が重なり合って形成されており、セルロース繊維の太さ、それらが重なりあってできる間隙、さらには上記のような塗工紙の場合には、塗工物質（コート材）の粒子の大きさ等に依存して、微視的に見ると凹凸形状となっている。このような微視的凹凸形状は、本発明のように電気的機能発現材料を含有した液体を付与してドットパターンを形成し、良好な性能の電子デバイスシートあるいは電子回路形成シートを製作する場合に妨げになる因子の１つである。
【００５８】
しかしながらこのコート材をうまく利用することにより、セルロース繊維の太さ、それらが重なりあってできる間隙に起因する紙の繊維の凹凸を低減、あるいは消すことも可能であり、これについては後述する。
【００５９】
本発明は後述するように、このような紙もしくは紙をベースとした基材上に電気的機能発現材料を直接付与することによって、電子デバイスシートあるいは電子回路シートを形成するものである。完成した電子デバイスシートあるいは電子回路シートはその使用環境によっては、基材裏面（パターンが形成されていない面）に水分が付着し、この水分が表のパターン面にまで浸透してきて、電子デバイスや電子回路を破損せしめることがある。
【００６０】
そこで本発明においては、仮に裏面にこのような水分が付着しても、表のパターン面にまで水分が浸透してこないようにするために、基材に工夫を凝らしている。例えば裏面側に、水分を浸透しないような耐水性部材として樹脂フィルムをラミネートしたような基材を使用するのがよい。
【００６１】
このような樹脂ラミネートは、あらかじめそのようなラミネート済みの基材を使用して後述するような方法で各種のパターン形成を行い、電子デバイスシートや電子回路シートを形成してもよいし、このようなパターン形成を終えた後に後から裏面側にラミネートを行ってもよい。
【００６２】
ラミネート樹脂の材料としては、例えば塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂など適宜使用できるが、ポリオレフィン系のポリプロピレン樹脂は、環境に優しい高分子材料樹脂として知られており、好ましい材料のひとつである。
【００６３】
なお、上記説明は裏面にこのように樹脂をラミネートする例であるが、基材である紙の製造工程において、紙の内部にこのような樹脂フィルムを１層挿入したような複合紙を製造し、それを基材として用いて本発明の電子デバイスシートや電子回路シートを形成するのも良い方法である。
【００６４】
さらに他の例としては、本発明で説明している液体噴射の原理によって樹脂含有溶液を基材裏面全面に噴射付与して、裏面側に樹脂層を設けるようにしてもよい。なお、必ずしも液体噴射の原理である必要はなく、ローラコーティングのような手法によって、樹脂層を形成してもよいのはいうまでもない。
【００６５】
このような基材構成とすることにより、本発明によって形成される電子デバイスシートや電子回路は、簡単な原理、構造による新規な紙もしくは紙をベースとしながらも、水に強い電子デバイスシートあるいは電子回路シートとすることができる。
【００６６】
液滴４３の材料には、電気的機能発現材料として例えば微細な導電性微粒子を含有した液体が使用される。Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等の金属微粒子を含有した液体が好適に使用される。あるいはこれらの金属の酸化物微粒子も好適に使用される。
【００６７】
特に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのような金属微粒子を用いると、電気抵抗が低く、かつ腐食に強い微細回路パターンを形成することができる。
【００６８】
本発明では、後述するように各種素子を形成するものであり、それに応じて導電性材料を含む液体も、同一形状のパターンを形成した際に、抵抗値が高い／低いという少なくとも２つの値が得られるように、２種類の導電性材料を含む液体を用意している。
【００６９】
このように２種類あるいはそれ以上の種類の抵抗値を得るためには、使用する導電性材料を変えればよいが、導電性材料粉末と絶縁性材料粉末とを混合したり、低抵抗導電性材料粉末と高抵抗導電性材料粉末とを混合したり、またその混合比率を変えることによっても得られる。
【００７０】
例えば、それぞれの組み合わせとして、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ−ＳｉＯ、Ｃｒ−ＭｇＦ、Ａｕ−ＳｉＯ2、Ａｕ−ＭｇＦ、Ｐｔ−Ｔａ2Ｏ5、Ａｕ−Ｔａ2Ｏ5等を挙げることができる。またその溶媒としては、ＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加え、噴射ヘッドによる液滴形成、噴射が最適になるように調整される。
【００７１】
本発明において、このような微細な導電性微粒子を含有した液体は、水性系液体と油性系液体がある。
【００７２】
このような微細な導電性微粒子を、水を主体とする分散媒に分散せしめてなる水性系液体は、例えば、次のような方法で調整することができる。
【００７３】
すなわち、塩化金酸や硝酸銀のような金属イオンソース水液体に水溶性の重合体を溶解させ、撹拌しながらジメチルアミノエタノールのようなアルカノールアミンを添加する。数１０秒〜数分で金属イオンが還元され、平均粒径０．５μｍ（５００ｎｍ）以下の金属微粒子が析出する。塩素イオンや硝酸イオンを限外ろ過などの方法で除去した後、濃縮・乾燥することにより濃厚な導電性微粒子含有液体が得られる。この導電性微粒子含有液体は、水やアルコール系溶媒、テトラエトキシシランやトリエトキシシランのようなゾルゲルプロセス用バインダーに安定に溶解・混合することが可能である。
【００７４】
微細な導電性微粒子を油を主体とする分散媒に分散せしめてなる油性系液体は、例えば、次のような方法で調整することができる。
【００７５】
すなわち、油溶解性のポリマーをアセトンのような水混和性有機溶媒に溶解させ、この液体を金属イオンソース水液体と混合する。混合物は不均一系であるが、これを撹拌しながらアルカノールアミンを添加すると金属微粒子は重合体中に分散した形で油相側に析出してくる。これを濃縮・乾燥させると水性系と同様の濃厚な導電性微粒子含有液体が得られる。この導電性微粒子含有液体は、芳香族系、ケトン系、エステル系などの溶媒やポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等に安定に溶解・混合することが可能である。
【００７６】
導電性微粒子含有液体の分散媒中における導電性微粒子の濃度は、最大８０重量％とすることが可能であるが、用途に応じて適宜稀釈して使用する。
通常、導電性微粒子含有液体における導電性微粒子の含有量は２〜５０重量％、界面活性剤および樹脂の含有量は０．３〜３０重量％、粘度は３〜３０センチポイズ、表面張力は２０〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内とすることが、噴射ヘッドによる液滴形成、噴射が最適に行われるために適切な値である。
【００７７】
また有機系の材料として、ドーピング等で導電率を向上させた導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体など）なども好適に利用でき、各種電極などの配線パターンを形成するのに好適に利用できる。
【００７８】
いずれの材料においても、本発明は液体中の揮発成分を揮発させ、固形分を基材上に残留させることによってドットによるパターンを形成し、先に形成されている電極パターンなどと電気的導通を図り、電子デバイスあるいは電子回路形成を行うものである。この固形物がそれぞれの回路パターンあるいはデバイスの機能を発生させるものであり、溶媒（揮発成分）はインクジェット原理で液滴を噴射付与するための手段（vehicle）である。
【００７９】
液滴４３の材料として他には、たとえば、Ｓｉ、Ｇｅ等のIV−Ｂ族半導体結晶、ＣｕＣｌ等のＩ−VII族化合物半導体、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ等のII−VI族化合物半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等のIII−Ｖ族化合物半導体、またはそれらの複合材料等のナノ粒子を含有した液体があげられる。
【００８０】
本発明において対象となる微粒子、ナノ粒子としては、通常、粒径が０．０００１〜０．２μｍ（０．１〜２００ｎｍ）、好ましくは０．０００１〜０．０５μｍ（０．１〜５０ｎｍ）の微粒子があげられるが、より厳密には、液体製造上の微粒子分散安定性や、噴射時の目詰まり発生、さらにはパターン形成される基材の表面粗さなども考慮して決められる。
【００８１】
なお、本発明の目的を損なわない範囲で、これらナノ粒子の表面を化学的あるいは物理的に修飾しても良く、また界面活性剤や分散安定剤や酸化防止剤などの添加剤を加えても良い。このようなナノ粒子はコロイド化学的な手法、例えば逆ミセル法（Lianos, P. et al., Chem. Phys. Lett., 125, 299 (1986)）やホットソープ法（Peng. X. et al., J. Am. Chem. Soc., 119, 7019 (1997)）によって合成することができる。
【００８２】
本発明に好適に使用できるナノ粒子含有液体は、上記ナノ粒子を連続相が水相であり分散相が油相であるエマルション（Ｏ／Ｗエマルション）に分散させた分散液である。
上記水相は水を主体とするが、水に水溶性有機溶剤を添加して用いてもよい。水溶性有機溶剤としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（＃２００、＃４００）、グリセリン、前記グリコール類のアルキルエーテル類、Ｎ−メチルピロリドン、１、３−ジメチルイミダゾリノン、チオジグリコール、２−ピロリドン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。水性分散媒体中の水溶性有機溶剤の使用量は、通常３０重量％以下が好ましく、さらには２０重量％とするのがより好ましい。
【００８３】
分散液中のナノ粒子の含有量は、所望の膜（層）構造または粒子配列構造及び膜（層）厚により異なるが分散液の全重量に対し、通常０．０１〜１５重量％の範囲で用いられるが、０．０５〜１０重量％の範囲とするのがより好ましい。ナノ粒子の含有量が少な過ぎるとデバイス機能を充分に発現することが出来なくなる可能性があり、逆に多過ぎるとインクジェット原理で液滴を噴射する際の吐出安定性が損なわれる。
【００８４】
また本発明に好適に使用され、インクジェット原理で噴射されるナノ粒子含有液体は、分散液中に、界面活性剤、及びナノ粒子の分散用溶媒を共存させるのが好ましい。界面活性剤としては、例えばアニオン系界面活性剤（ドデシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩など）、ノニオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなど）があげられ、これらを単独または二種以上混合して用いることができる。
【００８５】
界面活性剤の量は液体の全重量に対し、通常、０．１〜３０重量％の範囲で用いられるが、５〜２０重量％の範囲とするのがより好ましい。界面活性剤がこの範囲よりも少な過ぎると水性分散体中で油水分離が生じ、液滴噴射付与による均一なパターンのコーティングができない場合がある。逆にこの範囲より多過ぎると水性分散媒体の粘度が高くなりすぎる傾向がある。
【００８６】
ナノ粒子の分散用溶媒としては、通常トルエン、ヘキサン、ピリジン、クロロホルムなどの液体であり、揮発性であることが望ましい。分散用溶媒の量は通常、０．１〜２０重量％程度の範囲で用いられるが、１〜１０重量％の範囲がより好ましい。分散用溶媒がこの範囲よりも少な過ぎると水性媒体中に含有させることのできる超微粒子の量が少なくなる。逆にこの範囲より多過ぎると水性分散媒体中で油水分離が生じる場合がある。
【００８７】
さらに、分散液中に有機化合物を溶解させておくこともできる。このような有機化合物としては、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）、チオフェノール、フォトクロミック化合物（スピロピラン、フルギド等）、電荷移動型錯体、電子受容性化合物等があげられ、常温で固体であるものが好ましい。この場合、分散液中の前記有機化合物の量は、ナノ粒子の重量に対し、１／１００００以上、好ましくは１／１０００〜１０倍程度である。
【００８８】
なお本発明の目的を損なわない範囲で、懸濁液に界面活性剤や分散安定剤や酸化防止剤などの添加剤、またはポリマー、塗布・乾燥過程でゲル化する材料などのバインダーを加えても良い。
【００８９】
このようなナノ粒子含有液体をインクジェット原理によって基材上に液滴付与し、乾燥させて電子デバイス形成あるいは電子回路形成を行う。本発明においては、たとえば、先ず大気圧中において、−２０〜１２０℃、好ましくは０〜８０℃程度で１時間以上、好ましくは３時間以上風乾し、その後必要に応じて減圧乾燥を行っても良い。この際の減圧度は１×１０5Ｐａ以下であればよいが、好ましくは１×１０4Ｐａ以下程度であり、温度は通常−２０〜１１０℃、好ましくは０〜７０℃である。また、減圧時間は１〜２４時間程度である。
【００９０】
上記の方法により得られるナノ粒子薄膜の厚さは特に限定されるものではないが、通常、ナノ粒子の直径〜１ｍｍ、好ましくはナノ粒子の直径〜１００μｍ程度である。また、ナノ粒子薄膜内において、ナノ粒子はある程度以上の密度で存在するのが好ましい。その意味からナノ粒子の集合体における個々のナノ粒子間の平均粒子間距離は、通常粒子直径の１０倍以内の範囲であり、さらには粒子直径の２倍以内の範囲であることが好ましい。この平均粒子間距離が大き過ぎるとナノ粒子は集団的機能を示さなくなる。
【００９１】
液滴４３の材料として他には、有機半導体材料含有溶液が挙げられる。例えば有機半導体材料として、π共役系材料が用いられ、例えばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーを用いることができる。
【００９２】
また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有する例えばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。
【００９３】
さらに銅フタロシアニンやフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ'−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ'−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ'−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ'−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ60、Ｃ70、Ｃ76、Ｃ78、Ｃ84等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００９４】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００９５】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーも用いることができる。
本発明に好適に利用できる１例として、下記一般式で示される繰り返し単位を有する重合体を主成分とする有機半導体材料について、その合成法とともにより詳細に説明する。
【００９６】
【化１】
一般式（１）
【００９７】
例えば下記一般式（２）で表わされるカルボニル化合物
【００９８】
【化２】
一般式（２）
［一般式（２）中、Ａ１、Ａ２はそれぞれ置換または無置換の単環または多環式のアリレン基またはヘテロアリレン基を表わす。Ｒ１は水素、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表わす。Ｖは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ２−（Ｒ２は置換または無置換の単環または多環式のアリレン基、もしくは置換または無置換の単環または多環式のヘテロアリレン基を表わす）を表わし、ｎは≧０を表わす］、及び下記一般式（３）で表わされるリン化合物
【００９９】
【化３】
一般式（３）
［一般式（３）中、Ａ３、Ａ４はそれぞれ置換または無置換の単環または多環式のアリレン基またはヘテロアリレン基を表わす。Ｒ３は水素、置換または無置換のアルキルまたはアリールまたはヘテロアリール基を表わす。Ｗは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ４−（Ｒ４は置換または無置換の単環または多環式のアリレン基、もしくは置換または無置換の単環または多環式のヘテロアリレン基を表わす。ｍは≧０を表わす。ＸはＰＯ（ＯＲ５）２（Ｒ５は低級アルキル基）またはＰ（Ｒ６）３＋Ｙ―（Ｒ６は置換または無置換のアリール基、もしくは置換または無置換のアルキル基を表わし、Ｙはハロゲン原子を表わす）を表わす）を反応させ、炭素−炭素二重結合を含有する下記一般式（４）
【０１００】
【化４】
一般式（４）
の繰り返し単位をもつ重合体が製造される。
【０１０１】
以下に更に詳細に説明する。
好適に用いられる塩基化合物は、非水系溶媒に均一に溶解していれば一般に知られている塩基性化合物が全て含まれるが、ホスホネートカルボアニオンの形成能を考慮に入れると、塩基性度の点から金属アルコシド、金属ヒドリド、有機リチウム化合物等が好ましく、例えばカリウムｔ−ブトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、リチウムｔ−ブトキシド、カリウム２−メチル−２−ブトキシド、ナトリウム２−メチル−２−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、カリウムメトキシド、水素化ナトリウム、水素化カリウム、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、フェニルリチウム、リチウムナフチリド、リチウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド等を挙げることができる。
【０１０２】
塩基を溶解する溶媒としては、使用する塩基と安定な溶液を形成する溶媒を選択しなければならないが、その他の要因として塩基の溶解度が高いものがよく、また反応系で生成する高分子量体の反応溶媒に対する溶解性を損ねないものがよく、さらに生成する高分子量体が良好に溶解する溶媒がよく、用いる塩基と製造する高分子量体の特性に応じて、一般に知られているアルコール系、エーテル系、アミン系、炭化水素系溶媒等から任意に選択することができる。
【０１０３】
塩基とそれを均一に溶解する溶媒の組み合わせとしては、例えばナトリウムメトキシドのメタノール溶液、ナトリウムエトキシドのエタノール溶液、カリウムｔ−ブトキシドの２−プロパノール溶液、カリウムｔ−ブトキシドの２−メチル−２−プロパノール溶液、カリウムｔ−ブトキシドのテトラヒドロフラン溶液、カリウムｔ−ブトキシドのジオキサン溶液、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液、メチルリチウムのエーテル溶液、リチウムｔ−ブトキシドのテトラヒドロフラン溶液、リチウムジイソプロピルアミドのシクロヘキサン溶液、カリウムビストリメチルシリルアミドのトルエン溶液等をはじめとして、種々の組み合わせの溶液が挙げられ、幾つかの溶液は市販品として容易に入手することができる。温和な反応条件、取り扱いの容易さの観点から好ましくは金属アルコキシド系の溶液が用いられ、生成する重合体の溶解性、取り扱いの容易さ、反応の効率性、生成する重合体の溶解性等の観点からより好ましくは金属ｔ−ブトキシドのエーテル系が用いられ、さらに好ましくはカリウムｔ−ブトキシドのテトラヒドロフラン溶液が用いられる。
【０１０４】
リン化合物およびアルデヒド化合物が化学量論的に等しく存在する溶液と、その２倍モル量以上の塩基を含む前述の塩基溶液を混合させることにより重合反応は容易に進行し、狭い分子量分布に好ましく制御された高分子量の重合体を簡便に得ることができる。通常、塩基の量はリン化合物の重合活性点に対して同量使用するだけでよいが、さらに過剰量用いても支障ない。
【０１０５】
上記重合反応はリン化合物およびアルデヒド化合物の溶液に塩基溶液を添加してもよく、塩基溶液にリン化合物およびアルデヒド化合物の溶液を加えてもよく、同じに反応系に加えてもよく、添加の順序に制約はない。
【０１０６】
上記重合反応における重合時間は、用いられるモノマーの反応性、または望まれる重合体の分子量等に応じて適宜設定すればよいが、０．２時間〜３０時間が好適である。また、重合体の末端を封止するための封止剤を、反応途中または反応後に添加することも可能であり、反応開始時に添加しておくことも可能である。
【０１０７】
上記重合反応における反応温度は特に制御する必要なく室温において良好に重合反応が進行するが、反応効率をより上げるために加熱したり、またはより温和な条件に冷却することも可能である。
【０１０８】
以下に実施例を挙げて更に具体的に説明するが、本発明に好適に利用できる有機半導体材料はその要旨を越えない限り、この実施例によって制限されるものではない。
【０１０９】
各種の測定は下記の方法によった。重合体の数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）の測定は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により行い、ＵＶ吸収及び示差屈折率を用いて、単分散ポリスチレンを標準としてポリスチレン換算で行った。
【０１１０】
（材料合成実施例）
１００ｍｌ四つ口フラスコに、以下の化学式（５）に示す
【０１１１】
【化５】
化学式（５）
ジアルデヒドを０．８５２ｇ（２．７０ｍｍｏｌ）、及び以下の化学式（６）に示す
【０１１２】
【化６】
化学式（６）
ジホスホネートを１．５２５ｇ（２．７０ｍｍｏｌ）を入れ、窒素置換してテトラヒドフラン７５ｍｌを加えた。この溶液にカリウムｔ−ブトキシドの１．０ｍｏｌｄｍ−３テトラヒドロフラン溶液６．７５ｍｌ（６．７５ｍｍｏｌ）を滴下し、室温で２０時間撹拌した後、ベンジルホスホネート及びベンズアルデヒドを順次加え、さらに２時間３０分撹拌した。酢酸およそ１ｍｌを加えて反応を終了し、溶液を水洗した。溶媒を減圧留去し、残渣をテトラヒドロフラン１５ｍｌ及びメタノール８０ｍｌを用いて再沈澱による精製を行い、以下の化学式（７）に示す重合体を１．０７ｇ得た。
【０１１３】
【化７】
化学式（７）
得られた重合体の分子量及び分子量分布を測定したところ、収率：７３％、重量平均分子量（Ｍｗ）：１０４０００、数平均分子量（Ｍｎ）：３６０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）：２．８９、重合体：６３であった。
【０１１４】
液滴４３のさらに他の例としては、絶縁性材料の微粒子含有液体が用いられる。絶縁性材料としては、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、誘電体であるＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3等が考えられる。溶媒としてはＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。
【０１１５】
また絶縁性材料を含む液体として、半導体等に多用される層間絶縁膜のシリコンガラスの前駆物質である、ポリシラザン（例えば東燃製）、有機ＳＯＧ材料、シリカガラス形成材料等が挙げられる。また絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。これらの場合には液滴付与後の加熱や化学反応などによって絶縁体パターンを形成することができる。
【０１１６】
以上、本発明の電子デバイスや電子回路を形成するために必要とされる各種機能性材料に関して説明したが、本発明はこのような電子デバイスや電子回路が、電気的な機能発現を行うのみならず、これらの電子デバイスや電子回路が容易に目視で識別できるようにすることも狙っている。そのために上記のような各種液体は、それに含まれる機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有するようにしている。
【０１１７】
例えば、ＡｇやＡｌ等の導電性金属微粒子を含有する液体で導電性パターンを形成した場合、一般に金属は灰色を呈するものが多く、それ自身の呈する色によって識別しようとすると、ＡｇやＡｌのように似通った色を呈するものは識別することが困難である。
そこで本発明においては、機能性材料それ自体が呈する色とは別の色を呈する色材を積極的に液体中に含有させ、形成されたドットパターンが赤色、青色等に積極的に見えるように着色するようにしている。具体的には以下に詳述するが、各種顔料等の色材を含有するようにしている。
【０１１８】
いいかえるならば本発明の各種機能性材料を含む液体は、電気的機能発現のための材料と、それら材料が持つ自身の色とは別の色を呈する色材とを混合した液体である。その結果、液体ドット中の揮発成分が揮発し、残留固形分によって形成された膜状ドットパターンは、機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようになる。以下、その着色するための色材について説明する。
【０１１９】
本発明の各種機能性材料を含む液体に含有する色材は、主として耐水性や耐光性が優れた顔料を使用するものである。
【０１２０】
例えば、中性あるいは塩基性のｐＨを有する黒色顔料を、第３級アミンの塩あるいは第４級アンモニウム基を有するアクリル酸エステルモノマーあるいはアクリルアミドモノマーを少なくとも構成成分とする水溶性高分子を用いて分散処理したものを水で希釈し、着色用液体とし、機能性材料を含む液体と混合される。
【０１２１】
他の色相の着色用液体としては、例えば、イエロー、マゼンタ及びシアン等の色を呈する場合についても、これらの色相の顔料を、カルボキシル基あるいはスルホン基を水溶性基として有するアニオン系高分子分散剤を用いて分散処理したものを水で希釈し、着色用液体とし、機能性材料を含む液体と混合される。
【０１２２】
なお、ここでいう黒色顔料のｐＨとは、一般に、カーボンブラックの物性測定法に用いられているのと同様に、純水中に顔料を分散させた場合の溶液のｐＨ値をいう。
以上のような着色用色材を含む各種機能性材料を含む液体紙等の基材にパターン形成を行い、電子デバイスや電子回路を形成すると、各機能毎に所望の色に着色され、容易に視認、区別できる電子デバイスシートや電子回路シートが得られ、またこれらは光や水に対する抵抗性は非常に優れたものとなる。
【０１２３】
本発明で用いられる高分子分散剤は、主としてビニルモノマーの重合によって得られるものであって、得られる重合体の少なくとも一部を構成するカチオン性モノマーとしては、下記のような第３級アミンモノマーの塩及びこれらの第４級化された化合物が挙げられる。
【０１２４】
すなわち、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート［CH2=C(CH3)-COO-C2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート［CH2=CH-COO-C2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート［CH2=C(CH3)-COO-C3H6N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート［CH2=CH-COO-C3H6N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド［CH2=CH-CON(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド［CH2=C(CH3)-CON(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド［CH2=CH-CONHC2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド［CH2=C(CH3)-CONHC2H4N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド［CH2=CH-CONH-C3H6N(CH3)2］、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド［CH2=C(CH3)-CONH-C3H6N(CH3)2］等である。
【０１２５】
第３級アミンの場合において、塩を形成する化合物としては、塩酸，硫酸，酢酸等が挙げられ、４級化に用いられる化合物としては、塩化メチル，ジメチル硫酸，ベンジルクロライド，エピクロロヒドリン等が挙げられる。この中で、塩化メチル，ジメチル硫酸等が分散剤を調製するうえで好ましい。
【０１２６】
以上のような第３級アミンの塩、あるいは第４級アンモニウム化合物は水中ではカチオンとして振る舞い、中和された条件では酸性が安定溶解領域である。これらモノマーの共重合体中での含有率は２０〜６０重量％の範囲が好ましい。
【０１２７】
上記高分子分散剤の構成に用いられるその他のモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、長鎖のエチレンオキシド鎖を側鎖に有するアクリル酸エステル等のヒドロキシ基を有するアクリル酸エステル、スチレン系モノマー等の疎水性モノマー類、及びｐＨ７近傍の水に溶解可能な水溶性モノマーとして、アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルピロリドン類、ビニルピリジン類、ビニルオキサゾリン類が挙げられる。疎水性モノマーとしては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル、アクリロニトリル等の疎水性モノマーが用いられる。共重合によって得られる高分子分散剤中において水溶性モノマーは、共重合体を水溶液中で安定に存在させるために１５〜３５重量％の範囲で用い、かつ疎水性モノマーは、共重合体の顔料に対する分散効果を高めるために２０〜４０重量％の範囲で用いることが好ましい。
【０１２８】
本発明のブラックインクに使用されるカーボンブラック顔料（C.I.ピグメントブラック７）としては、＃２６００、＃２３００、＃９９０、＃９８０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、＃７５０、＃６５０、ＭＣＦ−８８、ＭＡ−６００、＃９５、＃５５、＃５２、＃４７、＃４５、＃４５Ｌ、＃４４、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２５、＃２０、＃１０、＃５（以上、三菱化学製）、Printex９５、Printex９０、Printex８５、Printex８０、Printex７５、Printex４５、Printex４０、PrintexＰ、Printex６０、Printex３００、Printex３０、Printex３５、Printex２５、Printex２００、PrintexＡ、PrintexＧ、PrintexＬ６、PrintexＬ（以上、デグッサ製）、Raven８５０、Raven７８０ＵＬＴＲＡ、Raven７６０ＵＬＴＲＡ、Raven７９０ＵＬＴＲＡ、Raven５２０、Raven５００、Raven４１０、Raven４２０、Raven４３０、Raven４５０、Raven４６０、Raven８９０、Raven１０２０（以上、コロンビア製）、Regal ４１５Ｒ、Regal ３３０Ｒ、Regal ２５０Ｒ、Regal ９９５Ｒ、Monarch８００、Monarch８８０、Monarch９００、Monarch４６０、Monarch２８０、Monarch１２０（以上、キャボット製）等が挙げられる。
【０１２９】
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロー２、C.I.ピグメントイエロー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイエロー１３、C.I.ピグメントイエロー１４、C.I.ピグメントイエロー１６、C.I.ピグメントイエロー１７、C.I.ピグメントイエロー７３、C.I.ピグメントイエロー７４、C.I.ピグメントイエロー７５、C.I.ピグメントイエロー８３、C.I.ピグメントイエロー９３、C.I.ピグメントイエロー９５、C.I.ピグメントイエロー９７、C.I.ピグメントイエロー９８、C.I.ピグメントイエロー１１４、C.I.ピグメントイエロー１２８、C.I.ピグメントイエロー１２９、C.I.ピグメントイエロー１５１、C.I.ピグメントイエロー１５４等が挙げられる。
【０１３０】
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド５、C.I.ピグメントレッド７、C.I.ピグメントレッド１２、C.I.ピグメントレッド４８（Ｃａ）、C.I.ピグメントレッド４８（Ｍｎ）、C.I.ピグメントレッド５７（Ｃａ）、C.I.ピグメントレッド５７：１、C.I.ピグメントレッド１１２、C.I.ピグメントレッド１２３、C.I.ピグメントレッド１６８、C.I.ピグメントレッド１８４、C.I.ピグメントレッド２０２等が挙げられる。
【０１３１】
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー１、C.I.ピグメントブルー２、C.I.ピグメントブルー３、C.I.ピグメントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：３４、C.I.ピグメントブルー１６、C.I.ピグメントブルー２２、C.I.ピグメントブルー６０、C.I.バットブルー４、C.I.バットブルー６０等が挙げられる。
【０１３２】
以上の他に、レッド、グリーン、ブルーその他の３原色以外の中間色が必要とされる場合には、以下のような顔料を単独あるいは併用して用いることが好ましい。例えば、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド１９４、C.I.ピグメントオレンジ４３、C.I.バットバイオレット３、C.I.ピグメントバイオレット１９、C.I.ピグメントグリーン３６、C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントバイオレット２３、C.I.ピグメントバイオレット３７、C.I.ピグメントブルー１５：６、C.I.ピグメントブルー２０９等が挙げられる。
【０１３３】
なお顔料ではなく、染料を色材としても使用することができ、単独で用いたりあるいは上記顔料と共存させて使用してもよい。例えば下記に挙げるような染料が好適に使用できる。
【０１３４】
イエロー用染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー１１、C.I.アシッドイエロー１７、C.I.アシッドイエロー２３、C.I.アシッドイエロー２５、C.I.アシッドイエロー２９、C.I.アシッドイエロー４２、C.I.アシッドイエロー４９、C.I.アシッドイエロー６１、C.I.アシッドイエロー７１、C.I.ダイレクトイエロー１２、C.I.ダイレクトイエロー２４、C.I.ダイレクトイエロー２６、C.I.ダイレクトイエロー４４、C.I.ダイレクトイエロー８６、C.I.ダイレクトイエロー８７、C.I.ダイレクトイエロー９８、C.I.ダイレクトイエロー１００、C.I.ダイレクトイエロー１３０、C.I.ダイレクトイエロー１４２等が挙げられる。
【０１３５】
マゼンタ用染料としては、C.I.アシッドレッド１、C.I.アシッドレッド６、C.I.アシッドレッド８、C.I.アシッドレッド３２、C.I.アシッドレッド３５、C.I.アシッドレッド３７、C.I.アシッドレッド５１、C.I.アシッドレッド５２、C.I.アシッドレッド８０、C.I.アシッドレッド８５、C.I.アシッドレッド８７、C.I.アシッドレッド９２、C.I.アシッドレッド９４、C.I.アシッドレッド１１５、C.I.アシッドレッド１８０、C.I.アシッドレッド２５４、C.I.アシッドレッド２５６、C.I.アシッドレッド２８９、C.I.アシッドレッド３１５、C.I.アシッドレッド３１７、C.I.ダイレクトレッド１、C.I.ダイレクトレッド４、C.I.ダイレクトレッド１３、C.I.ダイレクトレッド１７、C.I.ダイレクトレッド２３、C.I.ダイレクトレッド２８、C.I.ダイレクトレッド３１、C.I.ダイレクトレッド６２、C.I.ダイレクトレッド７９、C.I.ダイレクトレッド８１、C.I.ダイレクトレッド８３、C.I.ダイレクトレッド８９、C.I.ダイレクトレッド２２７、C.I.ダイレクトレッド２４０、C.I.ダイレクトレッド２４２、C.I.ダイレクトレッド２４３等が挙げられる。
【０１３６】
シアン用染料としては、C.I.アシッドブルー９、C.I.アシッドブルー２２、C.I.アシッドブルー４０、C.I.アシッドブルー５９、C.I.アシッドブルー９３、C.I.アシッドブルー１０２、C.I.アシッドブルー１０４、C.I.アシッドブルー１１３、C.I.アシッドブルー１１７、C.I.アシッドブルー１２０、C.I.アシッドブルー１６７、C.I.アシッドブルー２２９、C.I.アシッドブルー２３４、C.I.アシッドブルー２５４、C.I.ダイレクトブルー６、C.I.ダイレクトブルー２２、C.I.ダイレクトブルー２５、C.I.ダイレクトブルー７１、C.I.ダイレクトブルー７８、C.I.ダイレクトブルー８６、C.I.ダイレクトブルー９０、C.I.ダイレクトブルー１０６、C.I.ダイレクトブルー１９９等が挙げられる。
【０１３７】
本発明において、前記したカチオン系水溶性高分子を分散剤として使用して顔料を分散する際に、物性面から好ましい顔料としては、等電点が６以上に調節された顔料、あるいは顔料を特徴づける単純水分散体のｐＨが中性あるいは塩基性のｐＨを有するもの、例えば、７以上〜１０であるような顔料が分散性の点で好ましい。これは顔料とカチオン系水溶性高分子とのイオン的な相互作用力が強いためと理解されている。
【０１３８】
以上のような材料を用いて顔料の微粒子水性分散体を得るには、以下のような方法を採用することが好ましい。
【０１３９】
（１）カーボンブラックの場合：カーボンブラックをカチオン分散剤溶液中にてプレミキシング処理を行い、引き続き高ずり速度の分散装置でミリングし、希釈後、粗大粒子を除去するために遠心分離処理を行う。その後、所望の着色用液体処方のための材料を添加し、場合によっては、エイジング処理を施す。しかる後、最終的に所望の平均粒径を有する顔料分散体を得るために遠心分離処理を行う。このようにして作製される着色用液体のｐＨは３〜９の範囲とするのが好ましい。
【０１４０】
（２）その他の色相の顔料の場合：アニオン系分散剤を用いる以外は、基本的にはカーボンブラックと同様である。但し、小粒径にするのが困難な有機顔料の場合には、顔料合成と同時、あるいは合成途中段階で界面活性剤処理を行い、顔料粒子の結晶成長を抑制し、濡れ性を高めた加工顔料を使用することが望ましい。このようにして作製した着色用液体のｐＨは５〜１０の範囲とするのが好ましい。カーボン黒色着色用液体及びカラー着色用液体何れの場合でも、その平均粒径は０.０２〜１μｍの範囲であることが分散体の安定性上必須であり、好ましくは、０.０３〜０.４μｍの範囲である。これは分散体の安定性という観点からの必須条件であるが、微細な開口から液体を吐出させるといういわゆるインクジェット原理の噴射に必須という観点から、この平均粒径を検討すると微細な開口すなわち吐出口での目詰まりを考慮に入れる必要がある。なお、良好な液体の表面張力は１０〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲である。
【０１４１】
本発明で使用するカラー着色用液体に使用される分散剤は、アルカリ可溶性の水溶性脂樹であり、重量平均分子量は１，０００〜３０，０００であり、好ましくは３，０００〜１５，０００の範囲である。具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、α、β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸及びそれらの誘導体等の親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩等である。共重合体はランダム、ブロック、グラフト等の何れの構造を有していてもよく、酸価は１００〜４３０、好ましくは、１３０〜３６０の範囲である。
【０１４２】
本発明で使用するカラー着色用液体に使用される分散剤としては、更に、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹脂も使用することが可能である。しかし、アルカリ可溶性の水溶性脂樹の方が分散液の低粘度化が可能で、分散も容易であるという利点がある。これらの分散剤の使用量は、選択した顔料と分散剤とを用いて実験的に決定されるが、顔料に吸着せず溶解している樹脂の量は、着色用液体中で４重量％以下であることが好ましい。
【０１４３】
上記分散剤を水系にて用いるには塩基が必要である。そのために好適な塩基としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノール、２−エチル−２−アミノ−１、３−プロパンジオール、２−（２−アミノエチル）エタノールアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、アンモニア、ピペリジン、モルフォリン、β−ジヒドロキシエチル尿素等の有機塩基、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の無機塩基が挙げられる。最適な塩基種は選択した顔料及び分散剤の種類によって異なるが不揮発性で安定、かつ保水性の高いものが好ましい。用いる塩基の量は基本的には分散剤の酸価から計算される量から、それを中和するに必要な塩基量として夫々用いられる。場合によっては、酸の当量を上回る量の塩基を用いる場合がある。それは、分散性向上、着色用液体のｐＨ調整、着色性能の調整、保湿性の向上等の目的で行う。
【０１４４】
本発明において着色用液体に用いられる溶剤としては、水と混和性がある有機溶剤類である。有機溶剤としては下記の如く３群に分けることができる。即ち、保湿性が高く、蒸発しにくく、親水性に優れる第１群の溶剤、有機性があり疎水性の表面への濡れ性がよく、蒸発乾燥性もある第２群の溶剤、適度の濡れ性を有し低粘度の第３群の溶剤（一価アルコール類）である。
【０１４５】
第１群に属する溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジメチルスルホキシド、ダイアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール３００、チオジグリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ヘンタエリスリトール、１，４−シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
【０１４６】
第２群に属する溶媒としては、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、１，２−シクロヘキサンジオール、１−ブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−ヘキセン−２，５−ジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２，５−ヘキサンジオール等が挙げられる。
【０１４７】
第３群に属する溶媒としては、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等が挙げられる。以上のような水溶性溶媒の総量は、おおむねインク全体に対して５〜４０重量％の範囲で使用することが好ましい。
【０１４８】
本発明の着色用液体を構成する各水性顔料着色用液体には、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤等を添加することが可能である。界面活性剤は浸透性の高いカラー着色用液体の調製、サーマルインクジェット方式における発熱ヒーター、吐出ノズル表面への濡れ性の調節等に有益である。材料としては既存の市販品から適宜選択することができる。以上のような材料から構成される各着色用液体の物性をまとめると、黒色着色用液体は、高い表面張力（概略３０〜６０ｄｙｎ／ｃｍ）を有し、一方、カラー着色用液体は低い表面張力（概略１０〜４０ｄｙｎ／ｃｍ）を有することが好ましい。
【０１４９】
なお前述のように顔料ではなく、染料を色材としても使用することができるが、この場合は、顔料を色材として使用した場合に比べて、やや光や水に対する抵抗性は弱いものとなるが、用途を限定（耐水性、耐光性がそれほど問題とならないような使用状態に適用）すれば染料を色材として使用することも可能である。
【０１５０】
次に本発明に好適に適用される液体噴射ヘッドについて、図６、図７を用いて説明する。この例は７ノズルの例である。
【０１５１】
この液体噴射ヘッドは、液体４７が導入される流路４５内にエネルギー作用部としてピエゾ素子４６を設けたものである。ピエゾ素子４６にパルス状の信号電圧を印加して図６（Ａ）に示すようにピエゾ素子４６を機械的に歪ませると、流路４５の容積が減少すると共に圧力波が発生し、その圧力波によってノズル４８から液滴４３が吐出する。図６（Ｂ）はピエゾ素子４６の歪がなくなって流路４５の容積が増大した状態である。
【０１５２】
このような噴射ヘッドで、液滴を噴射させた場合、図８、図９に示したような形状となる。すなわち、このような電気機械変換素子（ピエゾ素子）の機械的変位による作用力で液体を噴射させた場合、飛翔時の液体は、前記基材面に付着する直前にほぼ丸い滴形状である（図８）、もしくは飛翔方向に伸びた柱状であってもその長さは長くてもその直径の３倍以内の長さの柱状とすることができる（図９）。
【０１５３】
これは通常、このような電気機械変換素子（ピエゾ素子）の機械的変位による作用力で液体を噴射させるという原理によって液滴を噴射させた場合、この原理の持つ特性としていつもほぼこのような形状の液滴が得られる。以下にその理由を述べる。
【０１５４】
一般にこのような電気機械変換素子（ピエゾ素子）の機械的変位による作用力で液体を噴射させるという原理によって液滴を噴射させた場合、電気機械変換素子によって液体に与える衝撃力の時間微分した値の大小によってこの形状は決まるわけであるが、この原理の噴射ヘッドの場合、液体がノズルから飛び出す時の条件と、このような丸い液滴あるいは細長い形状であったとしても最大でもその直径の３倍以内の長さの柱状となって噴射、飛翔する条件がほぼ一致している。
【０１５５】
すなわち、このような原理で液滴を噴射させた場合、飛翔時の液滴の形状は、ほぼこのような丸い液滴あるいは細長い形状であったとしても最大でもその直径の３倍以内の長さの柱状である。そしてそのときの状態というのは、飛翔液滴が外乱によって揺らぐことなく安定して飛翔する状態である。またそのときの飛翔スピードは、５ｍ／ｓ〜１２ｍ／ｓである。
【０１５６】
本発明においては、このような噴射ヘッドを使用して、電気的機能発現材料含有液体を噴射して、電子デバイスあるいは電子回路を形成する場合、この条件（この飛翔時の形状）としているが、仮にそのような条件から外れる場合（通常ほとんどそのようなことはないが）においては、電気的機能発現材料含有液体あるいはそれと同等の流体物性（粘度、表面張力）を持つ液体と、同等の噴射ヘッドとを使用して噴射させ、その飛翔形状を顕微鏡下で観察しながら噴射ヘッドの電気機械変換素子への駆動信号を調整（その形状となるように立ち上がり波形を急峻に）して、その駆動信号の調整結果に基づいた駆動信号を、本発明の電子部品製造装置の噴射ヘッドの電気機械変換素子へ入力することにより、所望の安定した飛翔形状が得られるようにしている。
【０１５７】
次に本発明に好適に適用される液体噴射ヘッドの他の例について、図１０を用いて説明する。この例はサーマル方式（バブル方式）の液体噴射ヘッドの例であり、前述のピエゾ素子による電気−機械変換作用によって液滴噴射を行うのではなく、液体中に短時間（１〜１０μｓ）に加えられた高熱（３００〜５００℃）で瞬時に発生する膜沸騰気泡の成長作用力を液滴噴射の原動力とするものである。
【０１５８】
ここで示した液体噴射ヘッドは、液体が流れる流路短部から液滴が噴射するタイプのものであり、エッジシューター型と呼ばれるものである。
【０１５９】
ここでは、液体噴射ヘッドのノズル数を４個とした例を示している。この液体噴射ヘッドは、発熱体基材６６と蓋基材６７とを接合させることにより形成されており、発熱体基材６６は、シリコン基材６８上にウエハプロセスによって個別電極６９と共通電極７０とエネルギー作用部である発熱体７１とを形成することによって構成されている。
【０１６０】
一方前記蓋基材６７には、機能性材料を含有する液体が導入される流路を形成するための溝７４と、流路に導入される前記液体を収容する共通液室を形成するための凹部領域７５とが形成されており、これらの発熱体基材６６と蓋基材６７とを図１０に示すように接合させることにより、前記流路及び前記共通液室が形成される。なお、発熱体基材６６と蓋基材６７とを接合させた状態においては、前記流路の底面部に前記発熱体７１が位置し、流路の端部にはこれらの流路に導入された液体の一部を液滴として吐出させるための前記ノズル６５が形成されている。なおここでは、ノズル形状は矩形であるが、これは丸形状であってもよい。
【０１６１】
さらにより噴射安定性を考慮して、端面（ノズル６５の領域）に、別途ノズルプレートを設け、所望のノズル径、ノズル形状（たとえば丸形状）としてもよい。その場合のノズルプレートとしては、たとえばＮｉなどが用いられ、エレクトロフォーミング等の手法によって高精度な物が形成できる。あるいは、樹脂フィルム（基材）にエキシマレーザー加工によってノズル孔を穿孔したものを用いるのも良い方法である。
【０１６２】
なお前記蓋基材６７には、供給手段（図示せず）によって前記供給液室内に液体を供給するための液体流入口７６が形成されている。
【０１６３】
このような噴射ヘッドで、本発明に使用する電気的機能発現材料含有液体を噴射させた場合、図１１に示したような形状となる。すなわち、このような液体中に配された発熱体が発する熱によって瞬時に発生させた気泡の成長作用力で液体を噴射させた場合、飛翔時の液体は、飛翔方向に伸びた細長柱状であってその直径の５倍以上の長さの柱状形状とすることができる（図１１）。
【０１６４】
これは通常、このような液体中に配された発熱体が発する熱によって瞬時に発生させた気泡（膜沸騰気泡）の成長作用力で液体を噴射させた場合、この原理の持つ特性としていつもほぼこのような飛翔液体の形状が得られる。以下にその理由を述べる。
【０１６５】
一般にこのような液体中に配された発熱体が発する熱によって瞬時に発生させた気泡（膜沸騰気泡）の成長作用力で液体を噴射させるという原理によって液体を噴射させた場合、前述のような電気機械変換素子を利用する噴射ヘッドとは比較にならないくらいその噴射圧力が高く、図１１で示したような液柱が細長く伸び、後方に微小なサテライト滴を引きずるような飛翔形態をとる。またそのときの飛翔スピードは、８ｍ／ｓ〜１８ｍ／ｓというように大変高速である。それゆえ、後方に微小なサテライト滴を引きずるような飛翔形態であって、それらも高速で飛翔して、基材面に先行する細長柱状の液体とほぼ同じ位置に着弾するので、パターン形成上は何ら支障はない。
【０１６６】
本発明においては、このような噴射ヘッドを使用して、電気的機能発現材料含有液体を噴射して、電子デバイスあるいは電子回路を形成する場合、この条件（飛翔方向に伸びた細長柱状であってその直径の５倍以上の長さの柱状形状）としているが、仮にそのような条件から外れる場合（通常ほとんどそのようなことはないが）においては、電気的機能発現材料含有液体あるいはそれと同等の流体物性（粘度、表面張力）を持つ液体と、同等の噴射ヘッドとを使用して噴射させ、その飛翔形状を顕微鏡下で観察しながら噴射ヘッドの発熱体への駆動信号を調整（その形状となるようにパルス電圧、あるいはパルス幅を少し増やす、つまり駆動エネルギーを増やす）して、その駆動信号の調整結果に基づいた駆動信号を、本発明の電子部品製造装置の噴射ヘッドの発熱体へ入力することにより、所望の安定した飛翔形状が得られるようにしている。
【０１６７】
前述のピエゾ素子による電気−機械変換作用によって液滴噴射を行う方式にしろ、サーマル方式（バブル方式）にしろ、本発明においては、特に０．１ｐｌ〜数１００ｐｌ程度の液滴を形成するために、噴射ヘッドのノズルは、Φ３μｍ〜Φ１００μｍの範囲のものが用いられる。
【０１６８】
ライン幅が５μｍ程度の精細なパターン、ドット径がΦ５μｍ程度の微小ドットパターンを形成するためには、Φ３μｍ〜Φ５μｍのノズル径が選ばれ、ライン幅が２０μｍ程度のパターン、ドット径がΦ２０μｍ程度のドットパターンを形成するためには、Φ１０μｍ〜Φ２５μｍのノズル径が選ばれる。また、ある領域を全面的に被覆するだけでよい場合には、Φ３０μｍ〜Φ１００μｍの大きなノズル径を選択すればよい。なおノズル形状が丸ではなく、他の形状（例えば矩形、台形等）である場合には、面積換算で同じ大きさになるようにしたものを選択する。
【０１６９】
本発明では複数の液滴により１つの電子デバイスを形成する、あるいは、複数滴によって、電子デバイスなどを形成するパターンをドットを重ね打ちしたり接触させたりして形成する。よって、このようなマルチノズル型の液体噴射ヘッドを用いると大変効率的に電子デバイスを形成することができる。なおこの例では４ノズルの液体噴射ヘッドを示しているが、必ずしも４ノズルに限定されるものではなく、ノズル数が多ければ多いほど電子デバイスの形成が効率的になることは言うまでもない。ただし、単純に多くすればよいということではなく、多くすれば液体噴射ヘッドも高価になり、また噴射ノズルの目詰まりによる確率も高くなるので、それらも考慮し装置全体のバランス（装置コストと電子デバイスの製作効率のバランス）を考えて決められる。
【０１７０】
図１２はこのようにして製作されたマルチノズル型の液体噴射ヘッドをノズル側から見た図を示している。本発明では、このようなマルチノズル型の液体噴射ヘッドを図１３に示すように、噴射する液体ごとに設け、キャリッジ搭載される。図１４はその斜視図である。
【０１７１】
図１３、図１４にはそれぞれのマルチノズル型の液体噴射ヘッドをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと符号をつけているが、それぞれ各液体噴射ヘッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはノズル部分が各液体噴射ヘッドごとに離間して構成されるとともに各液体噴射ヘッドごとに異なる種類の電気的機能発現材料含有液体を噴射することができる。
【０１７２】
例えばＡ、Ｂ２つの液体噴射ヘッドには、それぞれ低抵抗と高抵抗の２種類の導電性材料を含む液体を詰め、Ｃの液体噴射ヘッドには、半導体材料を含む液体、Ｄの液体噴射ヘッドには、絶縁材料を含む液体を詰め、それぞれ独自に噴射できるようにしている。
つまり本発明の電子デバイスあるいは電子回路を製作するための製造装置は、基本的にはこのような４種類の液体を独自に噴射できるようにした４個の噴射ヘッドを、あるいはそれらを図１３、図１４のようにユニット化したヘッドユニットを具備するものである。このように少なくとも４種類の液体を独自に噴射できるようにしておけば、次に説明するような各種素子の製作、あるいはそれら素子の組み合わせた電子回路、さらにはＩＣ、ＬＳＩを模倣したような集積回路の製作を行うことができる。
【０１７３】
なお、必ずしも４個あるいは４種類の液体噴射に限定されるものではなく、４個の噴射ヘッドを用意しておく、あるいは４種類の液体噴射を行うようにしておけば、基本的な電子回路形成がほぼ可能であるということであって、５個あるいは６個又はそれ以上の数の噴射ヘッドを有していてもよい。
【０１７４】
次に各種素子の具体的形成例を説明する。最初に抵抗器の形成方法について図１５〜図１７に基づいて説明する。
【０１７５】
抵抗材料としては、導電性粉末と絶縁性粉末との混合、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ−ＳｉＯ、Ｃｒ−ＭｇＦ、Ａｕ−ＳｉＯ2、ＡｕＭｇＦ、ＰｔＴａ2Ｏ5、ＡｕＴａ2Ｏ5Ｔａ2、Ｃｒ3Ｓｉ、ＴａＳｉ2等が挙げられ、その溶媒としては、ＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。
これに加えて、前述の各着色用液体から適宜選択した液体を混合したものが使用される。また、湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加え、インクジェット原理の噴射に適した物性となるように粘度などが調整される。
【０１７６】
また絶縁性材料を含む液体として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。抵抗材料は形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。
【０１７７】
図１５〜図１７において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【０１７８】
図１５は抵抗膜形成工程を示す。まず液体噴射ヘッド２６を図１５の（ａ）、（ｂ）に示すように移動させる。そして当該ヘッド２６から抵抗材料を含む液体１６を吐出させ、電気的抵抗を与えるための抵抗膜１０６を形成する。
【０１７９】
固化処理として、物理的、物理化学的、化学的処理を抵抗膜１０６形成前のパターン形成面１００、あるいは抵抗膜１０６上に施せばよい。例えば熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照射による加熱・乾燥処理、化学物質の投与による化学変化処理、液体１６のパターン形成面１００への付着の程度を制御する一定の表面改質処理等により付着した液体中の揮発成分を揮発させ、固形分を基板上に残留させることによってパターンを固化、形成したり、あるいは液体１６の付着を促進したりする。
【０１８０】
なお抵抗膜１０６の幅、高さおよび長さについては形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。抵抗器の抵抗値は長さに比例し断面積に反比例するからである。なおこの抵抗膜１０６は目標となる抵抗値よりも大きな抵抗値となるように高さや幅を設定しておくことが好ましい。後に抵抗膜１０６の高さや幅を増加させて抵抗値を適正値に下げることができるからである。
【０１８１】
図１６および図１７は導電膜形成工程を示す。抵抗膜１０６が固化したら、液体噴射ヘッド２２を図１６および図１７に示すように移動させ、導電性材料を含む液体１２を吐出して、抵抗膜１０６の両端に導電膜１０２を形成する。ここでも導電性材料を含む液体１２には、前述の各着色用液体から適宜選択した液体を混合したものが使用される。それにより、形成される導電膜は、前述の抵抗器とは異なる識別できる色のついた導電膜となる液体１２およびその固化処理については前述と同様の手法を用いる。
【０１８２】
上記の工程により電気回路として抵抗器１２４をパターン形成面１００に形成することができる。なお後に抵抗器１２４の抵抗値を微調整したい場合には抵抗膜１０６にさらに液体１３を吐出して抵抗膜１０６の厚みを厚くしたり幅を大きくしたりすれば、抵抗値を適正値にまで下げることができる。
【０１８３】
次にコンデンサの形成方法について図１８〜図２０に基づいて説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【０１８４】
図１８は絶縁膜形成工程を示す。まず液体噴射ヘッド２１を図１８の（ａ）に示すように絶縁膜を形成する領域に移動させ、当該ヘッド２１からパターン形成材料として絶縁性材料を含む液体１１を吐出させる。絶縁性材料としては、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、誘電体であるＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3等が使用できる。溶媒としてはＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダーとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。また絶縁性材料を含む液体１１として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。なおここでも絶縁性材料を含む液体１１には、前述の各着色用液体から適宜選択した液体を混合したものが使用される。それにより、形成される絶縁膜は、視認、識別可能となるように着色される。
【０１８５】
吐出された液体１１はパターン形成面１００に着弾する。着弾した液体１１は数μｍ〜数１０μｍ程度の径を有する。
【０１８６】
液体噴射ヘッド２１を図１８の（ｂ）のように動かして液体１１を連続してパターン形成領域に沿って吐出すれば、巨視的には矩形の絶縁膜パターンを形成できる。絶縁膜１０１の幅、長さおよび絶縁性材料の誘電率は形成したいコンデンサの容量に応じて定める。コンデンサの容量は対向電極の面積、間隙および誘電率により定まるからである。膜の厚みを厚くする場合には一旦固化した膜上にさらに同一の液体を吐出し固化させるというように積層構造に製造すればよい。固化処理は前述の抵抗器形成方法で説明した手法が適用できる。
【０１８７】
液体が絶縁性材料を含む場合には、固化させ形成された膜が緻密な膜となっていなくても電気的な悪影響がないので、溶媒成分を蒸発させるだけでよい。ただし膜を強固にするために加熱処理をすることは望ましい。また化学的反応により絶縁膜を固化させる場合には、分散系の破壊をもたらすような薬品で処理することも可能である。
【０１８８】
例えば、液体１１がスチレン−アクリル樹脂により分散した有機顔料を主成分とする場合には、反応液として硝酸マグネシウム水溶液を吐出する。また液体１１がエポキシ樹脂を主成分とする場合には、反応液としてアミン類を吐出する。一つのパターンを形成するたびに固化処理を行うことが好ましい。なぜなら固化していない液体に重ねて他のパターン形成材料を含んだ液体を吐出すると、材料が混ざるため所望の電気的特性が得られないからである。
【０１８９】
なおパターン形成材料として絶縁性材料の代わりに誘電性材料を使用してもよい。誘電性材料を電極間に充填させればコンデンサの容量を増加させることができるからである。また複数の材料により複数の絶縁膜を平行して形成してもよい。コンデンサの多層構造に類した機能を持たせることができるからである。
【０１９０】
また電極の間隙が少ない場合には、後に吐出される導電性材料を含んだ液体１２に対してこの絶縁膜が非親和性を示すような絶縁性材料を選択することが好ましい。形成される絶縁膜が液体１２をはじくので、電極が短絡する危険が少なくなるからである。
【０１９１】
図１９および図２０は導電膜形成工程を示す。絶縁膜１０１が固化したら、液体噴射ヘッド２２を図１９の（ａ）および図２０の（ａ）に示すように導電膜を形成する領域に移動させる。次いで図１９の（ｂ）や図２０の（ｂ）の矢印のように液体噴射ヘッド２２を動かしてパターン形成材料として導電性材料を含む液体１２を吐出させる。これによりコンデンサの電極となる導電膜１０２が形成される。
【０１９２】
パターン形成材料の導電性材料としては、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2、ＯｓＯ2、ＭｏＯ2、ＲｅＯ2、ＷＯ2、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7−ｘ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｇａ合金、Ｇａ、半田等が使用できる。溶媒としてはブチルカルビトールアセテート、３−ジメチル−２−イミタゾリジン、ＢＭＡ等が使用できる。
【０１９３】
導電性材料を含む液体１２としては、Ｉｎ−Ｇａ、Ｉｎ、半田等の低融点金属を加熱等によって溶融させた状態で用いてもよい。
【０１９４】
導電膜のパターンは、図１８〜図２０のような形の他、種々の形状に変更可能である。例えば各導電膜や絶縁膜を鋸歯状や凹凸形状に形成して対向する電極が噛み合うように形成すればさらにコンデンサの容量を増加させることができる。コンデンサの容量を大きくするために絶縁膜１０１の高さや導電膜１０２の対向面の高さを高く形成し電極面積を大きくしてもよい。
【０１９５】
次いで所望の電気的特性を得るために導電膜の固化処理を行う。固化処理については前述と同様の手法を用いる。
【０１９６】
液体１２がパターン形成材料として金属等の導電性材料の微粒子を含んでいる場合、図２１の（ａ）、（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド２２から吐出される液体１２ｂには溶媒中に微粒子が散在している。この液体から溶媒を蒸発させただけではパターン形成材料が連続せず導電性が確保できない場合がある。その場合は、図２２に示すように、固化装置６等により導電性材料の融点以上に加熱するのも宵方法である。この処理により溶媒が蒸発する他、パターン形成材料が溶解し微粒子が互いに連結し一体化する。液体１２がパターン形成材料を溶解したものである場合も加熱処理で溶媒を蒸発させることにより、導電性材料を析出させる。パターン形成材料が融点以上に熱せられた金属等の材料である場合、パターン形成面を融点より低い温度に維持することによって導電性材料を固化させてもよい。
【０１９７】
次にコイルの形成方法について図２３〜図２５に基づいて説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【０１９８】
図２３は導電膜形成工程を示す。まず液体噴射ヘッド２２を図２３の（ａ）、（ｂ）に示すように移動させながら導電性材料を含む液体１２を吐出させ、コイルの引き出し線に相当する導電膜１０２を形成する。液体１２およびその固化処理については前述と同様である。なおパターン形成面１００上に予め磁性材料を塗布したり渦状の導電膜１０２の間に磁性材料を塗布したりすれば、コイルのインダクタンスを増加させることができる。
【０１９９】
図２４は絶縁膜形成工程を示す。液体噴射ヘッド２１を図２４の（ａ）に示すように移動させ絶縁性材料を含む液体１１を吐出させ、図２４の（ｂ）のように導電膜１０２の先端を残して絶縁膜１０１を形成する。この図のように大きく絶縁膜を設けず図２３で形成する導電膜と図２５で形成する導電膜との交差部分にのみ絶縁膜を設けるものでもよい。液体１１およびその固化処理については前述と同様である。
【０２００】
図２５は渦状導電膜形成工程を示す。液体噴射ヘッド２２から導電性材料を含む液体１２を吐出させながら図２５の（ａ）に示すように螺旋状に移動させ、渦状の導電膜１０２を形成する。この渦状の導電膜１０２は図２５の（ｂ）に示すように中心が図２３で形成した導電膜１０２に接触している。渦巻き状のどの部分も先に形成した導電膜に接触しない。渦の巻き数や導電膜１０２の幅は製造したいコイルのインダクタンス値に応じて定める。液体１２およびその固化処理については前述と同様である。
【０２０１】
上記の工程により電気回路としてコイル１２３をパターン形成面１００に形成することができる。なお後にコイル１２３のインダクタンスを増加させたい場合には渦状の端部からさらに渦状の導電膜１０２を伸ばせばよい。またインダクタンスを現象させた場合には既に形成した渦状の導電膜１０２の途中から引き出し線を付加すればよい。
【０２０２】
次に有機薄膜トランジスタ素子の例を説明する。前述のような有機半導体材料含有溶液を用いて、本発明では例えば、図２６、図２７に示したような有機薄膜トランジスタ素子を形成することができる。有機薄膜トランジスタ素子構成としては、紙をベースとした基材上に有機半導体層に接したソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、基材上にまずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体層で連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別されるが、具体的な素子の層構成例（１素子の断面図）は図２６、図２７のようになる。
【０２０３】
図２６はトップゲート型の層構成例を示し、紙をベースとした基材１０上に有機半導体層８を有し、さらに有機半導体層８に電気的接続する第１の電極としてのソース電極４及び第２の電極としてのドレイン電極５を有し、この一対の電極間に設けられるとともに、さらにこの電極間にあって、上記有機半導体層８が設けられた領域上に、ゲート絶縁層６を介して第３の電極としてのゲート電極７を有するものである。そして、ソース電極４及びドレイン電極５の間に電圧を印加し、さらにゲート電極７に電圧を印加、制御するようにしている。
【０２０４】
図２７はボトムゲート型の層構成例を示し、紙をベースとした基材１０上にゲート電極７としての電極層、ゲート絶縁層６、有機半導体層８をこの順序で形成し、さらに有機半導体層８に電気的に導通するソース電極４及びドレイン電極５よりなる一対の電極層を形成し、さらに有機半導体層８の領域を素子保護層９により封止構造としたものである。そして、ソース電極４及びドレイン電極５の間に電圧を印加し、さらにゲート電極７に電圧を印加、制御するようにしている。
【０２０５】
図２８はこのボトムゲート型有機トランジスタ素子を形成する際のパターン形成の順序を説明する平面図である。（ａ）〜（ｆ）により簡単にそのパターン形成順序を説明する。
【０２０６】
（ａ）は、基材１０を示しておりこの基材１０上にゲート電極７を形成するための導電性材料含有液体を噴射ヘッドによってドットパターンが打ち込まれる。そのドットパターンは適宜組み合わされて（ｂ）に示すような矩形形状（帯状）のゲート電極７となる。
【０２０７】
このあと同様に各種液体によるパターン形成が行われるが、各種液体を噴射付与する前に先に形成されたパターンは、前述のような手法によって乾燥、固化処理を行う。
【０２０８】
（ｃ）はゲート絶縁層６を形成したものであり、その上に（ｄ）に示すような有機半導体層８を形成する。次に（ｅ）に示すようにこの有機半導体層８に導通するようにソース電極４及びドレイン電極５を形成して、一応トランジスタ素子は完成するが、（ｆ）に示すように、全面に絶縁材料によって素子保護層９を設けることが望ましい。なお（ｆ）の断面ＡＡは、図２７に対応している。
【０２０９】
以上、電子回路を構成する各種素子の説明をしたが、次に本発明のさらに他の特徴について説明する。
【０２１０】
図２９、図３０は、本発明の電子回路、あるいは電子デバイスを形成するためのパターン配線の例を単純化して示したものである。電極パターン（端子パターン９１、素子電極９３）を形成するのに、基材上にあらかじめＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ等の微粒子を含むペースト状液体を使用し、スクリーン印刷等によって、所望のパターン形状にしたものである。
【０２１１】
このような１対の電極間に、Ａｇ等の導電性材料の微粒子を含有した液体を使用し、前述のような電子デバイス形成と同じように液体噴射原理によってドット９２、９４を付与し、電極間を導通するようにすれば電子回路（の一部）として機能する。ここで電極間（９１間、あるいは９３間）を、ドット１個だけでつないでもよいし、図２９、図３０のように、複数個のドットを重ね合わせてつないで打ち込んでもよい。電極間をつなぐ距離が長い場合は、当然ではあるが、複数個のドットを重ね合わせてつないで電気的接続を行う。
【０２１２】
図２９、図３０に示した例は、電極パターン（端子パターン９１、素子電極９３）を基材上にスクリーン印刷等によって、所望のパターン形状にしたものであるが、図３１、図３２に示したものは、この電極パターン９１、９３を本発明の液体噴射原理によって形成したものである。
【０２１３】
すなわち、Ａｇ等の導電性材料の微粒子を含有した液体を使用し、液体噴射原理によって電極パターン９１、９３をドットの組み合わせとして形成したものである。このようにすることの利点は、電極形成においても、図２、図３等で説明した本発明の製造装置がそのまま使用できる点にある。
【０２１４】
なお、図３１、図３２に示したものは、電極パターン部９１、９３のドット径が配線パターン９２あるいは、デバイスパターン（ドットパターン９４）のドット径より大きなものとしたが、これはノズル径の異なる噴射ヘッドを用いたり、ピエゾ素子への駆動波形あるいは駆動エネルギーを変えたりして、ノズルから噴射する液滴の大きさを変えることによって実現できる。
【０２１５】
また、必ずしもこれらの例のように、ドット径の大きさを変える必要はなく、電子回路の構成によって適宜選べばよく、大面積をドットによってパターン形成するような場合、例えば、絶縁層で広い面積を覆うような場合など、大径ドットを打ち込んで効率良くドットパターンを形成すればよい。
【０２１６】
これらの例と違って、同じ吐出口径をもつ同じ噴射ヘッドを使用して、先に形成する電極パターン部９１、９３のドット径と後から形成する電極間を接続するパターン（配線パターン９２、あるいはドットパターン９４）のドット径が同じ大きさになるようにしてもよいのはいうまでもない。
【０２１７】
また電極パターン部９１、９３のドットと、配線パターン９２、あるいはドットパターン９４の打ち込み順序の前後は逆であってもよい。これも、形成する電子回路の構成によって適宜その順序を決めればよい。
【０２１８】
本発明によれば、上述したような溶液組成物を図２、図３等に示した電子デバイスあるいは電子回路の製造装置により、紙をベースとした基材上に液滴吐出によりドットとして供給した後、基材を吐出時温度より高温（例えば５０℃〜２００℃）で処理して、ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を基材上に残留させることによってドットパターンを形成、膜化することによって形成される電子デバイスあるいは電子回路の形成法が提供される。この手法によれば、単独のデバイスのみならず、ＩＣ、ＬＳＩのようなパターンを積層、集積化したデバイスも容易に形成できる。
【０２１９】
また各種液体は、機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体としているので、形成される電子デバイスあるいは電子回路は、その機能を発現する部分が着色され、各種デバイスや回路構成が容易に識別できるという利点がある。
なお、図２、図３の電子デバイスあるいは電子回路の製造装置においては基材の搬送についての説明を省略したが、基材搬送手段として、ローラ搬送あるいはベルト搬送という従来より知られている手段によって簡単に実現できる。
【０２２０】
この手段の応用例として、基材をローラ搬送あるいはベルト搬送によって行う場合、いったん片面に電子デバイスあるいはパターン配線等の電子回路を形成した後、基材を反転させて、裏面にも電子デバイスあるいはパターン配線等の電子回路を形成することが可能となる。基材の反転あるいはその位置決めなどは、いわゆるインクジェットプリンター等で行われている両面印刷の技術をそのまま応用することができる。
【０２２１】
このように基材の両面に電子デバイスあるいは電子回路を形成することにより、より多機能、あるいはメモリー機能を有する電子部品の場合、より容量の大きいメモリー部品、さらにはより複雑な電子部品を製造することが可能となる。あるいは表裏に形成することにより、基材（チップ）サイズを小さくすることも可能である。
【０２２２】
また表裏で異なる機能の電子デバイスを形成し、ハイブリッド型の電子部品とすることも可能である。例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency-Identification：電波認識）方式のデバイスにおいては、メモリー、通信回路あるいは小型アンテナなどを組み合わせた構成となっているが、表面にメモリーを形成し、裏面に通信回路と小型アンテナを形成するといった構成にすることも可能である。
【０２２３】
ここで、本発明の他の目的は、このような新規な電子デバイスあるいは電子回路であって，より複雑な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための製造装置を提供することにある。
【０２２４】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２５】
また他の目的もまた、このような製造装置によって製作される新規な電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２６】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規かつより複雑な電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２７】
また他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な紙をベースとした電子デバイス基板を提供することにある。
【０２２８】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な電子回路基板を提供することにある。
【０２２９】
また他の目的もまた、このような製造装置によって製作される新規な電子回路基板を提供することにある。
【０２３０】
さらに他の目的は、このような製造装置によって製作される新規かつより複雑な電子回路基板を提供することにある。
【０２３１】
また他の目的は、このような製造装置によって製作される新規な紙をベースとした電子回路基板を提供することにある。
【０２３２】
請求項２の発明によれば、このような電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記噴射ヘッドを複数個有し、各噴射ヘッドはそれぞれ異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体を噴射付与するようにしたので、請求項１の効果に加え、より複雑な電子デバイスあるいは電子回路を製造するための製造装置をとすることができた。
【０２３３】
請求項３の発明によれば、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイス基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにしたので、電子デバイスとして機能する部分が明確に識別できる新規な電子デバイス基板を実現できた。
【０２３４】
請求項４の発明によれば、このような電子デバイス基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにしたので、請求項３の効果と同様に、電子デバイスとして機能する部分が明確に識別できる新規な電子デバイス基板を実現できた。
【０２３５】
請求項５の発明によれば、このような電子デバイス基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにしたので、請求項４の効果に加え、より複雑な電子デバイス基板を実現できた。
【０２３６】
請求項６の発明によれば、このような電子デバイス基板において、前記基板は、紙であるようにしたので、軽量化、低コスト化が実現し、安価なおもちゃ感覚で製作、使用できる電子デバイス基板を実現できた。また軽量で柔軟性があり曲げることのできる電子デバイス基板を実現できた。
【０２３７】
請求項７の発明によれば、基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子回路基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈するようにしたので、電子回路として機能する部分が明確に識別できる新規な電子回路基板を実現できた。
【０２３８】
請求項８の発明によれば、このような電子回路基板において、前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであるようにしたので、請求項７の効果と同様に、電子回路として機能する部分が明確に識別できる新規な電子回路基板を実現できた。
【０２３９】
請求項９の発明によれば、このような電子回路基板において、前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであるようにしたので、請求項８の効果に加え、より複雑な電子回路基板を実現できた。
【０２４０】
請求項１０の発明によれば、このような電子回路基板において、前記基板は、紙であるようにしたので、軽量化、低コスト化が実現し、安価なおもちゃ感覚で製作、使用できる電子回路基板を実現できた。また軽量で柔軟性があり曲げることのできる電子回路基板を実現できた。
【０２４１】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】本発明の電子部品製造装置によって形成されるパターン配線の一実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の電子デバイスあるいは電子回路を製造する電子部品製造装置の一実施例を説明するための図である。
【図３】本発明の電子デバイスあるいは電子回路を製造する電子部品製造装置の他の実施例を説明するための図である。
【図４】本発明の電子デバイスあるいは電子回路の製造に適用される液滴付与装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の基材となる紙のセルロース繊維を示すイメージ図である。
【図６】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドの液滴噴射原理を説明する図である。
【図７】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドの構造を示す図である。
【図８】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドによって噴射させた場合の液滴の形状である。
【図９】本発明に好適に使用されるピエゾ素子利用の液体噴射ヘッドによって噴射させた場合の液滴の形状で、やや細長くなった場合である。
【図１０】本発明に好適に適用されるサーマル方式（バブル方式）の液体噴射ヘッドの例である。
【図１１】本発明に好適に使用されるサーマル方式（バブル方式）の液体噴射ヘッドによって噴射させた場合の溶液の飛翔時の形状である。
【図１２】マルチノズル型の液体噴射ヘッドをノズル側から見た図である。
【図１３】マルチノズル型の液体噴射ヘッドを噴射する液体ごとに積層し、ユニット化した図である。
【図１４】ユニット化したヘッドの斜視図である。
【図１５】本発明における抵抗器の形成方法の抵抗膜形成工程である。
【図１６】本発明における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図１７】本発明における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図１８】本発明におけるコンデンサの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図１９】本発明におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２０】本発明におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２１】微粒子を含んだ液体を用いた場合の吐出工程である。
【図２２】微粒子を含んだ液体を用いた場合の加熱工程である。
【図２３】本発明におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２４】本発明におけるコイルの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図２５】本発明におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２６】本発明を利用して形成される有機トランジスタ素子の層構成例（トップゲート型）を示す図である。
【図２７】本発明を利用して形成される有機トランジスタ素子の他の層構成例（ボトムゲート型）を示す図である。
【図２８】本発明を利用して形成される有機トランジスタ素子（ボトムゲート型）のパターン形成順序を示す平面図である。
【図２９】本発明を利用して形成される電子回路の一部を構成する電極間の接続構成（ドットによるパターン配線形成）を説明する図である。
【図３０】本発明を利用して形成される電子デバイスの一部を構成する電極間の接続構成（ドットによるパターン配線形成）を説明する図である。
【図３１】図２９における電極も本発明を利用してドットパターンで形成した例である。
【図３２】図３０における電極も本発明を利用してドットパターンで形成した例である。
【符号の説明】
【０２４３】
１ 配線パターン
２、３ 端子
４ ソース電極
５ ドレイン電極
６ ゲート絶縁層
７ ゲート電極
８ 有機半導体層
９ 素子保護層
１０ 基材
１１ 噴射ヘッドユニット（噴射ヘッド）
１２ キャリッジ
１３ 基材保持台
１４ 基材
１５ 供給チューブ
１６ 信号供給ケーブル
１７ 噴射ヘッドコントロールボックス（液体タンク含む）
１８ キャリッジ１２のＸ方向スキャンモータ
１９ キャリッジ１２のＹ方向スキャンモータ
２０ コンピュータ
２１ コントロールボックス
２２（２２X1、２２Y1、２２X2、２２Y2） 基材位置決め／保持手段
３１ ヘッドアライメント制御機構
３２ 検出光学系
３３ 噴射ヘッド
３４ ヘッドアライメント微動機構
３６ 画像識別機構
３７ ＸＹ方向走査機構
３８ 位置検出機構
３９ 位置補正制御機構
４０ 噴射ヘッド駆動・制御機構
４１ 光軸
４２ 素子電極
４３ 液滴
４４ 液滴着弾位置
４５ 流路
４６ ピエゾ素子
４７ 液体
４８ ノズル
６５ ノズル
６６ 発熱体基材
６７ 蓋基材
６８ シリコン基材
６９ 個別電極
７０ 共通電極
７１ 発熱体
７４ 溝
７５ 凹部領域
１００ パターン形成面
１０１ 絶縁膜
１０２ 導電膜
１０６ 抵抗膜
１２３ コイル
１２４ 抵抗器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体であることを特徴とする電子デバイスあるいは電子回路の製造装置。
【請求項２】
前記噴射ヘッドを複数個有し、各噴射ヘッドはそれぞれ異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体を噴射付与することを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスあるいは電子回路の製造装置。
【請求項３】
基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイス基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈することを特徴とする電子デバイス基板。
【請求項４】
前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであることを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス基板。
【請求項５】
前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであることを特徴とする請求項４に記載の電子デバイス基板。
【請求項６】
前記基板は、紙であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の電子デバイス基板。
【請求項７】
基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子回路基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈することを特徴とする電子回路基板。
【請求項８】
前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであることを特徴とする請求項７に記載の電子回路基板。
【請求項９】
前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであることを特徴とする請求項８に記載の電子回路基板。
【請求項１０】
前記基板は、紙であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の電子回路基板。
【請求項１】
基板上に、機能性材料を含む液体をインクジェット原理の噴射ヘッドでドットとして付与し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイスあるいは電子回路の製造装置において、前記液体は、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体であることを特徴とする電子デバイスあるいは電子回路の製造装置。
【請求項２】
前記噴射ヘッドを複数個有し、各噴射ヘッドはそれぞれ異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体を噴射付与することを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスあるいは電子回路の製造装置。
【請求項３】
基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子デバイス基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈することを特徴とする電子デバイス基板。
【請求項４】
前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであることを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス基板。
【請求項５】
前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであることを特徴とする請求項４に記載の電子デバイス基板。
【請求項６】
前記基板は、紙であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の電子デバイス基板。
【請求項７】
基板上に、機能性材料を含む液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによってドットパターンを形成してなる電子回路基板において、該ドットパターンは、前記機能性材料が呈する色とは別の色を呈することを特徴とする電子回路基板。
【請求項８】
前記ドットパターンは、複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンであることを特徴とする請求項７に記載の電子回路基板。
【請求項９】
前記ドットパターン、あるいは前記複数ドットの組み合わせによって所望のパターンとしたドットパターンは、複数種類の異なる機能性材料ならびにそれらが呈する色とは別の色を呈する色材を含有する液体をドットとして形成し、該ドット中の揮発成分を揮発させ、固形分を前記基板上に残留させることによって形成され、各機能ごとに着色されたドットパターンであることを特徴とする請求項８に記載の電子回路基板。
【請求項１０】
前記基板は、紙であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の電子回路基板。
【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２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【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２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２００９−１９４０８４（Ｐ２００９−１９４０８４Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２０２５（Ｐ２００８−３２０２５）
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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