专利名称：表面处理方法及膜图案的形成方法
技术领域：
本发明涉及一种表面处理方法、表面处理基板及膜图案的形成方法等，更具体说，是涉及一种以得到具有所需的均匀亲液性的基板为目的的表面处理方法，该基板适于形成用于电极、天线、电路、集成电路等配线的导电膜配线或硅膜图案等膜图案，以及根据该表面处理所得到的表面处理基板、及膜图案的形成方法等。
相对于这些问题，在美国专利第5132248号里提到，用喷墨法把分散有导电性微粒的液体直接涂布到基板上，然后进行热处理或激光照射，从而变换成导电膜图案的方法。这个方法不需光刻处理，工序也相当简单，同时具有原材料的使用量少的优点。
然而，为了作为配线使用，需要厚膜化到重叠有一定程度的导电性微粒。即，如果导电性微粒没有重叠，则导电性微粒没有互相接触到的部分就会成为引发断线等的原因。还有，如果厚膜化不够充分就会导致电阻变高，变成导电性差的配线。
但是，在将分散有导电性微粒的液体利用喷墨法直接图案涂布(pattern涂布)到基板上的方法中，由于使用分散有导电性微粒的液体，因此从喷出时的粘度等方面考虑，对通过喷出一定量液体以进行涂布的导电性微粒的量有一定的限制。另一方面，如果一次要喷出大量的液体，就会变得不易控制配线的形成位置，同时会导致配线的线幅变粗，有背于电路等的集成化的要求。
因此，为了切实进行利用喷墨法的导电膜配线，如特开昭59-75205所公开，提出了在基板上设置隔板(バンク)，以控制喷出来的液滴的位置的方法。如果利用隔板，就算是喷出集中到一定量的液滴，喷到基板上的液滴会留在隔板和隔板之间，有可能以1μm的位置精度形成线幅为30μm的配线。
然而，这种隔板需要利用光刻法形成，所以成本就会提高。
另外，也提出了在预先形成有疏液部和亲液部图案的基板的亲液部上，根据喷墨法选择性地喷出液体材料的方法。这时候，由于分散有导线性微粒的液体很容易留在亲液部，所以不必形成隔板，可以形成确保位置精度的配线。
然而，在这个方法当中需进行使用掩膜等形成亲液部、疏液部的图案的工艺，同时为在亲液图案上正确涂布，需要设置校正标记的工艺，从而导致工序的复杂。
另外，由于喷出到亲液部，所以液滴的润湿范围广，很难形成膜厚厚的导电膜。为了增加膜厚，也考虑到增加喷出次数的方法，但是如果不大大提高对于液体的疏液部的疏液性，很难将液体收到亲液部内。还有，所形成的配线的线幅被基板亲液部的幅度所限制。
另外，被应用于集成电路、薄膜晶体管的硅薄膜的图案的形成，一般是在基板表面利用热CVD法、等离子体CVD法、光CVD法等形成无定形膜或聚硅膜后，利用光刻法去除不必要的硅膜部分。
但是在根据这些CVD法和光刻法形成硅薄膜图案时，在工序方面需要进一步改进下述几点由于利用气相反应，在气相条件下会产生硅粒子，从而导致装置的污染和异物的产生，有效利用率较低。
由于原料是气体，所以在表面凹凸不平的基板上很难得到均匀的膜厚。
由于膜的形成速度迟缓，生产率较低。
在等离子体CVD法中需要复杂且高价的高频率发生装置和真空装置等。
由于光刻法工序复杂、原料使用效率低，所以会产生大量的抗蚀剂、蚀刻液等废弃物。
还有，因为材料面上使用毒性、反应性高的气体氢化硅，所以不仅不易操作上，还有由于是气体，所以需要密闭的真空装置。一般这些装置因为是大型设备，不仅装置本身价格贵，还会在真空系统和等离子系统中消费大量的能量，所以其产品的成本更高。
针对这些问题，提出了在预先形成有疏液部和亲液部的图案的基板上，用喷墨法将含有有机硅化合物的液体选择性地只涂布到亲液部上，然后利用热处理等方法，变换成硅膜图案，从而用简单的工艺形成高精度的硅膜图案的方法。
如上所述，已开始试着在均匀调整为亲液性或疏液性的基板上、或形成有疏液部和亲液部的图案的基板上，以液滴形式喷出含有导电性微粒、有机硅化合物等膜形成成分的液体，形成膜图案。
这时候，作为疏液化的方法，已知的有在基板的表面形成疏液性的单分子膜，如形成由有机分子构成的自我组织化膜的处理方法；在基板的表面形成氟化聚合膜的处理方法；例如将氟代烃系化合物作为反应气体的等离子体处理等。
另一方面，作为亲液化的方法，已知的有照射紫外光的方法；将氧气作为反应气体的等离子体处理方法等。
利用所述均匀调整为亲液性或疏液性的基板形成膜图案时，有必要将液体和基板的接触角统一控制在如60[deg]。还有，使用形成有疏液部和亲液部的图案的基板的时候，也有必要首先准备调整为具有相同的亲液性的基板，在这基板上形成亲液部的图案。
然而，在所述普遍所被了解的疏液化处理方法很难将液体和基板的接触角调整到70[deg]以下。例如，将氟化烷基硅烷的单分子膜形成在玻璃基板上时，纯水和基板的接触角会变成110[deg]左右。在硅片上实施以四氟化甲烷为反应气体的等离子体处理的时候，溶剂系颜料油墨和基板的接触角会变成[70deg]左右。
从而，很难得到相同的在60[deg]以下的所需的疏液性，会给利用喷墨法的膜图案的形成带来障碍。
本发明中为了解决所述课题，提供了在基板的表面进行疏液化处理之后，再实施亲液化处理的表面处理方法。
根据本发明，充分进行疏液化处理之后，通过再进行亲液化处理以缓和先期赋予的疏液性，可以得到均匀的所需疏液性。
在本发明中，作为所述疏液化处理，可适用在基板的表面形成疏液性单分子膜的处理。作为疏液性单分子膜，优选由有机分子构成的自我组织化膜。这时候容易形成单分子膜。
作为所述疏液化处理，可适用在基板的表面形成氟化聚合膜的处理。氟化聚合膜的形成，可由以氟烃系化合物作为反应气体的等离子体处理容易地完成。
在本发明中，作为在所述疏液化处理后进行的亲液化处理，可适用紫外光的照射。此时，可以部分地且整体上均匀地破坏已经形成的疏液性的膜，缓和疏液性，从而得到均匀的所需疏液性。
作为在所述疏液化处理后进行的亲液化处理，可适用以氧气为反应气体的等离子体处理。此时，可以部分地且整体上均匀地改性已经形成的疏液性的膜，缓和疏液性，从而得到均匀的所需疏液性。
作为在所述疏液化处理后进行的亲液化处理，也可适用将基板暴露在臭氧环境中的处理。此时，可以部分地且整体上均匀地改性已经形成的疏液性的膜，缓和疏液性，从而得到均匀的所需疏液性。
本发明还提供，根据所述本发明的任一种表面处理方法，实施了表面处理的表面处理基板。本发明的基板由于具有均匀的疏液性，很容易根据喷墨法形成膜图案。
本发明还提供将由含有膜形成成分的液体构成的液滴，喷到所述本发明的表面处理基板上的膜图案的形成方法。根据本发明，可以将液滴喷到具有均匀的所需疏液性的基板上，因此可形成高品质的膜图案。
本发明可适用于所述膜形成成分含有导电性微粒的情形。根据本发明，厚的膜厚有利于电传导，不易发生断线、短路等不良情况，而且还可形成可微细成型的导电膜配线。
此时，最好具备将所述膜形成成分变换为导电膜的热处理手段或光处理手段。由此可发现导电性微粒的导电性，将它作为具有导电性的膜。
另外，本发明的导电膜配线的特征在于由所述任一项发明的膜图案的形成方法所形成。
根据本发明，厚的膜厚有利于电传导，不易发生断线、短路等不良情况，而且还可形成可微细成型的导电膜配线。
还有，本发明的电光学装置的特征在于具有所述发明的导电膜配线。作为本发明的电光学装置有，可列举如液晶显示装置、有机电致发光显示装置、等离子体型显示装置等。
此外，本发明的电子仪器的特征在于具有本发明的电光学装置。
还有，本发明的非接触型卡介质的特征在于作为天线电路具有所述发明的导电膜配线。
根据这些发明，不易发生配线部和天线的断线或短路等不良现象，而且可以提供可实现小型化、薄型化的电光学装置及使用这些装置的电子仪器和非接触型卡介质。
图2是关于实施方式5的等离子体型显示装置的分解立体图。
图3是关于实施方式6的电子仪器，(a)为表示具备实施方式4的液晶显示装置的手机之一例的图；(b)为表示具备实施方式4的液晶显示装置的手提型信息处理装置之一例的图；(c)为表示具备实施方式4的液晶显示装置的手表型电子仪器之一例的图。
图4是关于实施方式7的非接触型卡介质的分解立体图。图中，310b 信号配线部分331 第1导引配线332 第2导引配线511 地址电极512 显示电极412 天线电路用于对基板表面进行处理的有机分子膜一端具有可以和基板结合的官能团，另外一端具有可以将基板表面性改变成(控制表面的能量)疏液性的官能团，同时具有连接这些官能团的直链碳或者带部分支链的碳链，经结合于基板上进行自我组织化而形成分子膜，例如单分子膜。
自我组织化膜是使由可与构成基板等底层的原子反应的结合性官能团和除此以外的直链分子构成且由该直链分子相互作用具有极高取向性的化合物进行取向而形成的膜。这种自我组织化膜由于是取向单分子形成的，所以膜的厚度可以变得很薄，而且是在分子水平上均匀的膜，即，位于膜的表面的是相同的分子，因此可赋予膜的表面均匀且优异的疏液性。
作为所述具有高取向性的化合物，例如使用氟代烷基硅烷时，经各化合物取向，可使氟代烷基位于膜表面上而形成自我组织化膜，因此可赋予膜的表面均匀的疏液性。
作为这种形成自我组织化膜的化合物，可列举十七氟-1，1，2，2-四氢癸基三乙氧基硅烷、十七氟-1，1，2，2-四氢癸基三甲氧基硅烷、十七氟-1，1，2，2-四氢癸基三氯硅烷、十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷、十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三甲氧基硅烷、十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三氯硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等氟代烷基硅烷(以下简称“FAS”)。使用的时候单独使用一种化合物效果较好，如果将2种以上的化合物组合使用时，在不损害本发明目的的情况下，没有限制。还有，本发明中，作为所述形成自我组织化膜的化合物，从赋予与基板的密着性及良好的疏液性的观点考虑，优选所述FAS。
FAS用一般结构式表示为RnSiX(4-n)。在此n表示1～3的整数，X是甲氧基，乙氧基，卤素原子等水解基团。还有R是氟代烷基，具有(CF3)(CF2)X(CH2)y(这里的x表示0以上10以下的整数，y表示0以上4以下的整数)的结构，当多个R或者X与Si结合的时候，R或者X可以分别相同或不相同。以X所表示的水解基团通过水解形成硅烷醇，然后与基板(玻璃、硅)等底层的羟基反应，以硅氧烷键结合于基板上。另一方面，由于R在表面具有(CF3)等氟代基，因此可以将基板等底层的表面性质改为不润湿的表面(表面能量低)。
将所述原料化合物和基板放入同一密封容器中，在室温下放置2-3日左右，则可在基板上形成由有机分子膜等构成的自我组织化膜。另外，如果将整个密封容器保持在100℃，则3个小时左右就可以在基板上形成。以上所述的是气相形成法，而由液相也可以形成自我组织化膜。例如，通过在含有原料化合物的溶液中浸积基板，并洗净、干燥，可在基板上得到自我组织化膜。
另外，在形成自我组织化膜之前，最好用在基板表面上照射紫外线，或用溶剂洗净等方式实施前处理。
作为疏液化处理的其他方法，可以例举在常压或真空中进行等离子体照射的方法。用于等离子体处理的气体种类可以在考虑基板的表面材质等的基础上进行选择。例如，可将四氟化甲烷、全氟己烷、全氟癸烷等氟代烃类气体作为处理气体使用。此时，可在基板表面上形成疏液性的氟化聚合膜。
疏液化处理也可依据将具有所需疏液性的薄膜，例如将经四氟化乙烯加工的聚酰亚胺薄膜等贴在基板表面上的方法进行。另外，也可将聚酰亚胺薄膜直接用作基板。(亲液化处理工艺)由于结束所述疏液化处理阶段的基板表面含有比通常所需的疏液性更高的疏液性，因此通过亲液化处理缓和其疏液性。
作为亲液化处理可举出照射170～400nm的紫外光的方法。依据该方法，可以部分地且作为整体均匀地破坏已形成的疏液性膜，缓和疏液性。
这时，疏液性的缓和程度可依据紫外光的照射时间调整，也可以依据将紫外光的强度、波长、热处理(加热)相结合的方法调整。这时也有配置掩膜照射紫外线，以降低疏液性的工艺。掩膜中也可含有促进图案形成时间的材料，例如作为金属可含有钛(Ti)。通过使用所述掩膜可降低疏液性，可进行亲液化处理。
作为亲液化处理的其他方法，可以举出以氧气为反应气体的等离子体处理。依据该方法，可以部分地且作为整体均匀地改性已形成的疏液性膜，缓和疏液性。
作为亲液化处理的另一种方法，可以举出将基板暴露在臭氧环境中的处理方法。依据该方法，可以部分地且作为整体均匀地改性已形成的疏液性膜，缓和疏液性。
这时，疏液性的缓和程度可依照射功率、距离、时间等调整。(实施方式2)作为实施方式2，对本发明的膜图案形成方法之一例的配线形成方法进行说明。本实施方式的配线形成方法，由表面处理工艺、喷出工艺、热处理/光处理工艺构成。下面对各工艺进行说明。(表面处理工艺)作为需形成由导电膜构成的配线的基板，可使用硅片、石英玻璃、玻璃、塑料薄膜、金属板等各种材料。
另外，也可以将把半导体膜、金属膜、介电体膜、有机膜等作为底层形成在这些各种素材基板表面上的材料，作为需形成导电膜配线的基板使用。
对需形成该导电膜配线的基板表面，用实施方式1的方法进行表面处理，以便对含有导电性微粒的液体的接触角达到所需值。
所需接触角值可根据后述的喷出工艺中的具体方法适当地选择。例如，将液滴与之前喷出的液滴重叠喷出时的接触角，最好在30[deg]以上至60[deg]以下。
另外，在第一次喷出中为了不使多数液滴相互接触而相隔一定距离喷出，并通过第二次以后的喷出，以填补其间距的喷出方法中，最好实施表面处理使接触角在60[deg]以上，优选在90[deg]以上110[deg]以下。这时，为了尽量将由于喷嘴间的偏差(喷出量的偏差)的膜厚差降低，用第1喷嘴喷出第1次液滴后，在第2次喷出时，最好用与所述第1喷嘴不同的喷嘴喷出液滴。(喷出工艺)形成配线时在喷出工艺中喷出的液体是含有导电性微粒的液体。作为含有导电性微粒的液体，采用将导电性微粒分散在分散介质中的分散液。在此所用的导电性微粒为，除了含有金、银、铜、钯、镍中的任一种的金属微粒外，导电性聚合物或超导电体的微粒等也可使用。
为了提高分散性，这些导电性微粒也可在其表面上涂布有机物等后使用。作为涂布在导电性微粒表面上的涂料材，例如可列举二甲苯、甲苯等的有机溶剂及柠檬酸等。
导电性微粒的粒径最好在5nm以上0.1μm以下。如果大于0.1μm时，容易引起喷嘴的堵塞，难以采用喷墨方法喷出。如果小于5nm，对导电性微粒的涂料剂的体积比将变大，在所得的膜中有机物的比例过多。
作为含有导电性微粒的液体的分散介质，最好在室温中的蒸汽压为0.001mmHg以上200mmHg以下(大约0.133Pa以上26600Pa以下)。其理由是，当蒸汽压高于200mmHg时，喷出后分散介质急剧蒸发掉，很难形成良好的膜。
另外，分散介质的蒸汽压最好在0.001mmHg以上50mmHg以下(大约0.133Pa以上6650Pa以下)。其理由是，当蒸汽压高于50mmHg时，在用喷墨法喷出液滴时因干燥容易引起堵塞，不容易实现稳定的喷出。
另一方面，如果是室温中的蒸汽压低于0.001mmHg的分散介质，将导致干燥速度变慢，易在膜中残留分散介质，不容易在后工艺的热或/和光处理后得到优质的导电膜。
作为使用的分散介质，如果可分散所述导电性微粒，不引起凝集现象，就没有特别的限定，除了水之外，可列举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等乙醇类，n-庚烷、n-辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、甲基异丙基苯、杜烯、茚、双戊烯、四氢化萘、十氢化萘、环己苯等烃系化合物，还有乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚、p-二氧杂环己烷等醚系化合物，还有碳酸丙烯酯、y-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环己酮等极性化合物。其中，从微粒的分散性及分散液的稳定性、易适用喷墨法的方面考虑，以水，醇类、烃系化合物、醚系为宜，作为更合适的分散介质，可举出水、烃系化合物。这些分散介质，可单独使用，也可以2种以上混合使用。
将所述导电性微粒用分散介质分散时，分散质浓度在1质量％以上80质量％以下，可按照所需的导电膜的膜厚进行调整。超过80质量％时，容易引起凝集，不易取得均匀的膜。
所述导电性微粒的分散液的表面张力最好控制在0.02N/m以上0.07N/m以下的范围。用喷墨法喷出液体时，如果表面张力不到0.02N/m，则对油墨组合物的喷嘴面的润湿性增大，因此容易产生飞行弯曲，而如果表面张力超过0.07N/m，则喷嘴前端的弯月面的形状不稳定，因此很难控制喷出量、喷出时间。
为了调整表面张力，可在所述分散介质中，在不降低与基板的接触角的范围内，可加入微量的氟系、聚硅氧烷系、非离子型等的表面张力调节剂。非离子型表面张力调节剂可以优化液体对基板的润湿性、改善膜的涂平性，可起到防止涂膜中产生很多微粒并防止橙皮的发生等的作用。
所述分散液根据需要可含有醇、醚、酯、酮等有机化合物。
所述分散液的粘度优选在1mPa·s以上50mPa·s以下。用喷墨法喷出时，粘度小于1mPa·s时喷嘴周边部分容易由于油墨的流出而被污染，而如果粘度大于50mPa·s，则喷嘴孔被堵塞的频率变高，很难顺利地喷出液滴。
本实施方式中，从喷墨喷头喷出所述分散液的液滴，滴到基板上需形成配线的位置。这时，有必要控制连续喷出的液滴的重叠程度，以避免发生液体的堆积(突起)。另外，可以采用在第1次喷出中相隔一定距离喷出液滴，以避免多个液滴相接触，而通过第2次以后的喷出填补其间的方法。
还有，此时为了尽量降低由于喷嘴间的偏差(喷出量的偏差)引起的膜厚差异，最好第1次用第1喷嘴喷出液滴，而在第2次喷出中采用不同于所述第1喷嘴的喷嘴喷出液滴。
喷出液滴后，为除去分散介质，根据需要可进行干燥处理。干燥处理可以根据例如加热基板W的通常的电热板、电炉等的处理进行外，也可根据灯管退火进行。作为用于灯管退火的光的光源并未予以特别限定，但可以将红外线灯、氙灯、YAG激光、氩激光、二氧化碳激光、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等激元激光等作为光源使用。这些光源一般使用功率在10W以上5000W以下范围内的光源，但在本实施方式中在100W以上1000W以下范围即可。(热处理/光处理工艺)喷出工艺后的干燥膜，为了改善微粒间的电接触，需要完全排除分散介质。另外，在导电性微粒表面上为提高分散性而涂有机物等涂材时，也需要将喷涂材去除掉。为此，在喷出工艺后的基板上实施热处理或/和光处理工艺。
热处理或/和光处理工艺通常在大气中进行，但可根据需要在氮气、氩气、氦等惰性气体环境中进行。热处理或/和光处理的处理温度是考虑分散介质的沸点(蒸汽压)、环境气体的种类及压力、微粒的分散性及氧化性等的热特性、涂材的有无及量、基材的耐热温度等因素后适当决定。
例如，为了除去由有机物构成的涂材，需要在约为300℃中进行烧成。另外，在使用塑料等的基板时，最好在室温以上100℃以下进行。
热处理或/和光处理除了由通常的电热板、电炉等实施之外，也可依据灯煅烧进行。作为用于灯煅烧的光的光源并未予以特别限定，也可根据灯管退火进行。作为用于灯管退火的光的光源并未予以特别限定，但可以将红外线灯、氙灯、YAG激光、氩激光、二氧化碳激光、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等激元激光等作为光源使用。这些光源一般使用功率在10W以上5000W以下范围内的光源，但在本实施方式中在100W以上1000W以下范围即可。
依据所述工艺，喷出工艺后的干燥膜能确保微粒间的电接触，转变为导电膜。
依据本实施方式形成的导电膜，由于使用了疏液性被适当调整的基板，不发生突起而可实现细线化、厚膜化。
因此，依据本实施方式，可形成薄膜厚度较厚而有利于电传导且不容易发生断线或短路等不良现象的可微细成型的导电膜配线。(实施方式3)作为实施方式3，将介绍作为本发明的膜图案形成方法之一例的硅膜图案形成方法。本实施方式的硅膜图案形成方法，是由表面处理工艺、喷出工艺及热处理/光处理工艺构成。下面将对各工艺进行说明。(表面处理工艺)作为需形成硅薄膜图案的基板，可使用Si片、石英玻璃、玻璃、塑料薄膜、金属板等各种材料。另外，也可以将把半导体膜、金属膜、介电体膜、有机膜等作为底层形成在这些各种原材料基板表面上的材料，作为需形成硅薄膜图案的基板使用。
对需形成该硅薄膜图案的基板表面，用实施方式1的方法进行表面处理，以便对含有有机硅化合物的液体的接触角达到所需值。
所需接触角值可根据后述的喷出工艺中的具体方法适当地选择。例如，将液滴与之前喷出的液滴重叠喷出时的接触角，最好在30[deg]以上至60[deg]以下。另外，在第一次喷出中为了不使多数液滴相互接触而相隔一定距离喷出，并通过第二次以后的喷出，以填补其间距的喷出方法中，最好实施表面处理使接触角在60[deg]以上，优选在90[deg]以上110[deg]以下。(喷出工艺)在形成硅薄膜图案时，在喷出工艺中喷出的液体为含有有机硅化合物的液体。作为含有有机硅化合物的液体，可使用在溶剂中溶解有机硅化合物的溶液。在此所使用的有机硅化合物的特征在于含有由通式SinXm(在此，X表示氢原子或/和卤素原子，n表示3以上的整数，m表示n或2n-2或2n或2n+2的整数)表示的具有环的硅烷化合物。
在此，n在3以上，但从热力学稳定性、溶解性、精制的容易性等方面考虑，n优先在5～20左右，尤其5或6的环状硅烷化合物为宜。小于5时，由于硅烷化合物自身因环的变形易造成不稳定，不易操作。另外，n大于20时，因由硅烷化合物的凝集力引起的溶解性低下而会使得所使用的溶剂的选择范围变窄。
另外，本发明中使用的硅烷化合物的通式SinXm中的X为氢原子或/和卤素原子。由于这些硅烷化合物为用于硅膜的前体化合物，因此需用经热处理或/和光处理最终形成为无定形或多结晶状硅，硅—氢键、硅—卤素键在所述处理中被断开，重新形成硅—硅键，最终变成硅。作为卤素原子，通常为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子，从所述键断开的方面考虑，优选氯、溴。X可以全为氢原子或全为卤素原子，也可以是氢原子和卤素原子的总和为m的部分卤化硅烷化合物。
这些硅烷化合物可根据需要使用以硼、磷等的第三族或第五族元素改性的化合物。作为改性硅烷化合物的具体例，优选不含碳原子的化合物，可以列举通式为SiaXbYc(在此，X表示氢原子或/和卤素原子，Y表示硼原子或磷原子，a表示3以上的整数，b表示a以上2a+c+2以下的整数，c表示1以上a以下的整数)的改性硅烷化合物。从热力学稳定性、溶解性、精制的容易性等方面考虑，优选a与c之和为5～20左右，尤其5或6的改性硅烷化合物。a+c小于5时，由于改性硅烷化合物自身因环的变形而易造成不稳定，因此不易处理。另外，a+c大于20时，由于因改性硅烷化合物的凝集力引起的溶解性低下而会使得所使用的溶剂的选择范围变窄。
另外，所述改性硅烷化合物的通式SiaXbYc中的X与所述由SinXm表示的无改性硅烷化合物的通式中的X相同，是氢原子或/和卤素原子，通常是氟原子、氯原子、溴原子、碘原子，从所述键断开的方面考虑，优选氯、溴。奥素。X可以全为氢原子或全为卤原子，也可以为氢原子和卤素原子的总和为b的部分卤化硅烷化合物。
作为含有有机硅化合物的液体的溶剂，优选在室温中的蒸汽压为0.001mmHg以上200mmHg以下(大约0.133Pa以上26600Pa以下)的溶剂。其理由是，当蒸汽压高于200mmHg时，在喷出后溶剂急剧蒸发掉，很难形成良好的膜。
另外，溶剂的蒸汽压更优选在0.001mmHg以上50mmHg以下(大约0.133Pa以上6650Pa以下)。其理由是，当蒸汽压高于50mmHg时，在用喷墨法喷出液滴时因干燥容易引起喷嘴的堵塞，不容易实现稳定的喷出。
另一方面，如果是在室温下的蒸汽压低于0.001mmHg的溶剂，将导致干燥速度变慢，溶剂易于残留在膜中，在后工艺的热或/和光处理后不容易取得优质的导电膜。
作为使用的溶剂，只要是可溶解所述有机硅化合物，就没有特别的限定，除了n-庚烷、n-辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、甲基异丙基苯、杜烯、茚、双戊烯、四氢化萘、十氢化萘、环己苯等的烃系溶剂之外，可列举乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚、p-二氧杂环己烷等醚系化合物，还有碳酸丙烯酯、y-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环己酮等极性溶剂。
其中，从有机硅化合物的溶解性及该溶液的稳定性考虑，优选烃系溶剂、醚系溶剂，作为更合适的溶剂，可为烃系溶剂。这些溶剂，可单独使用，也可以混合2种以上使用。
将所述有机硅化合物在溶剂中进行溶解时，溶质浓度在1质量％以上80质量％以下，可按照所需的导电膜的膜厚进行调整。超过80质量％，容易引起凝集，不易取得均匀的膜。
所述有机硅化合物溶液的表面张力最好在0.02N/m以上0.07N/m以下的范围内。用喷墨法喷出液体时，若表面张力不到0.02N/m，则油墨组合物对喷嘴面的润湿性增大，因此容易产生飞行弯曲。表面张力超过0.07N/m时，喷嘴前端的弯月面形状不稳定，因此很难控制喷出量、喷出时间。
为调整表面张力，在不降低与基板的接触角的范围内，可在所述溶液中加入微量的氟系、聚硅氧烷系、非离子型等表面张力调节剂。非离子型表面张力调节剂可以优化液体对基板的润湿性、改善膜的涂平性，可起到防止涂膜中产生很多微粒并防止橙皮的发生等的作用。
所述溶液中根据需要可含有醇、醚、酯、酮等有机化合物等。
所述溶液的粘度优选在1mPa·s以上50mPa·s以下。用喷墨法喷出时，若粘度小于1mPa·s，则喷嘴周边部分容易由于油墨的流出而被污染，另外，若粘度大于50mPa·s，则喷嘴孔被堵塞的频率变高，很难顺利地喷出液滴。
本实施方式中，从喷墨喷头喷出所述分散液的液滴，滴到基板上需形成配线的位置。这时，有必要控制连续喷出的液滴的重叠程度，以避免发生液体的堆积(突起)。另外，可以采用在第1次喷出中相隔一定距离喷出液滴，以避免多个液滴相接触，而通过第2次以后的喷出填补其间的方法。
喷出液滴后，为除去溶剂，根据需要可进行干燥处理。干燥处理可以根据例如加热基板W的通常的电热板、电炉等的处理进行外，也可根据灯管退火进行。作为用于灯管退火的光的光源并未予以特别限定，可以将红外线灯、氙灯、YAG激光、氩激光、二氧化碳激光、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等激元激光等作为光源使用。这些光源一般使用功率在10W以上5000W以下范围内的光源，但在本实施方式中在100W以上1000W以下范围即可。(热处理/光处理工艺)喷出工艺后的溶液，需在除去溶剂的同时将有机硅化合物转变为无定形或多结晶硅。为此，在喷出工艺后的基板上进行热处理或/和光处理。
热处理或/和光处理可在氮气、氩气、氦气等惰性气体环境中进行。热处理或/和光处理的处理温度可以考虑分散介质的沸点(蒸汽压)、环境气体的种类及压力、微粒的分散性及氧化性等的热特性、涂料材的有无及量、基材的耐热温度等因素后适当决定。
通常在氩气环境中或含有氢的氩气中，在100-800℃左右，优选在200-600℃左右，更优选在300-500℃左右进行处理，一般在温度达到约550℃以下时可得到无定形状、在其之上的温度中可得到多结晶状的硅膜。温度未达到300℃时，有时有机硅化合物的热分解不能充分进行，不能形成具有充分厚度的硅膜。欲得到多结晶状硅膜时，通过对所得到的无定形状硅膜进行激光退火，可转变为多结晶硅膜。进行所述激光退火的环境也优选氦气、氩气等惰性气体或将在这些气体中混入氢气等还原性气体的气体。
热处理或/和光处理除了用通常的电热板、电炉等进行之外，也可根据灯管退火进行。作为用于灯管退火的光的光源并未予以特别限定，可以将红外线灯、氙灯、YAG激光、氩激光、二氧化碳激光、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等激元激光等作为光源使用。这些光源一般使用功率在10W以上5000W以下范围内的光源，但在本实施方式中在100W以上1000W以下范围即可。
依据所述工艺，喷出工艺后的溶液转变为无定形或多结晶的硅膜。
依据本实施方式形成的硅膜图案，由于使用疏液性经适当调整后的基板，因此不会产生突起，而可实现细线化、厚膜化。
因此，根据本实施方式可形成具有所需厚度的微细的图案。(实施方式4)作为实施方式4，对本发明的电光学装置之一例的液晶装置进行说明。
图1表示本实施方式的液晶装置中第1基板上的信号电极等的平面线路图。本实施方式的液晶装置大致由第1基板、设有扫描电极等的第2基板(未图示)、以及密封在第1基板和第2基板之间的液晶(未图示)构成。
如图1所示，在第1基板300上的象素区域303中，以多重矩阵状设有多个信号电极310…。尤其各信号电极310…由对应于各象素设置的多个象素电极部分310a…和将这些以多重矩阵状连接的信号配线部分310b…构成，并向Y方向延伸。
另外，符号350为1芯片结构的液晶驱动电路，该液晶驱动电路350和信号配线部分310b…的一端(图中下方)通过第1导引配线331而连接在一起。
另外，符号340…为上下导通端子，该上下导通端子340…和未图示的设置在第2基板上的端子通过上下导通材341而连接。而且，上下导通端子340…和液晶驱动电路350通过第2导引配线332…而相连接。
在本实施方式中，设置在所述第1基板300上的信号配线部分310b…、第1导引配线331…、第2引回线332…分别依据实施方式2的配线方法而形成。
根据本实施方式的液晶装置，可以制成不容易发生所述配线类的断线及短路等的不良现象而且也可以实现小型化、薄型化的液晶装置。
另外，在一方基板上形成有由TFD(Thin Film diode)构成的开关元件时，另一方基板上则形成条状的电极。这时，也可以根据所述配线形成方法形成条状的电极(对向电极)。
另外，在一方基板上形成有由薄膜晶体管构成的开关元件时，另一方基板上则作为对向电极在基板的几乎整个面上形成电极。在这种构造中，也可以根据喷墨方法形成对向电极(全面电极)。
如上所述，形成有开关元件时，对向面的基板上形成电极。这时，至少可以通过①在对向基板上实施疏液化处理的工艺、②降低疏液性的工艺(或亲液化工艺)、③用喷墨法涂布金属材料并形成电极的工艺，在对向基板上形成电极。
在此作为液晶装置表示的是电极例，而形成有薄膜晶体管的液晶装置上也可适用该工序。
即，与所述工序相同，在基板上实施疏液化处理后，再实施亲液化处理。其后，可通过涂布金属材料的工艺形成电极。此时，通过将相当于电极的部分适用于形成薄膜晶体管(TFT)的控制极电极的工艺，以适用该工序。
具体是依据喷墨法形成构成TFT的控制极电极及控制极配线。形成控制极电极后，可介以绝缘膜形成源极区域、控制极区域等，以形成薄膜晶体管。
由于依据喷墨工序法同时形成构成TFT的控制极电极及与所述控制极电极电连接的控制极配线，因此工序也可简单化。另外，该工序对bottom控制极特别有效，可以预先挖好相当于形成基板的控制极电极的区域、及形成控制极配线区域的区域，形成为凹坑。经组合所述亲液处理、疏液处理可形成更精细的图案(电极图案)。
另外，在所述例中举出了液晶装置，但除了液晶装置之外也可以适用于形成有有机EL元件的有机EL装置中。
具体说，也可以将与所述的形成有薄膜晶体管的基板相同的构造、工序适用于有机EL装置中。(实施方式5)作为实施方式5，对本发明的电光学装置之一例的等离子体型显示装置进行说明。图2表示本实施方式的等离子体型显示装置500的分解立体图。
该实施方式的等离子体型显示装置500大致由相互对向配置的玻璃基板501、玻璃基板502及形成在其间的放电显示部分510构成。
放电显示部分510是由多个放电室516集合而成，配置为多个放电室516中由红色放电室516(R)、绿色放电室516(G)、蓝色放电室516(B)三种放电室516成一对构成1象素。
所述(玻璃)基板501上相隔所定的间隔以条状形成有地址电极511，形成有介电体层519并覆盖这些地址电极511和基板501，并在介电体层519上沿着各地址电极511形成有位于地址电极511、511之间的隔板515。另外，隔板515中在其长度方向的所定位置上与地址电极511垂直相交的方向上也按规定间隔被隔开(图示略)，基本上由邻接于地址电极511的宽度方向左右两侧的隔板、和延设在与地址电极511垂直相交的方向上的隔板隔开形成长方形的区域，对应于这些长方形的区域形成放电室516，由3个这些长方形的区域成一对形成1象素。另外，在被隔板515隔开的长方形的区域内侧配有荧光体517。荧光体517能发出红、绿、蓝色中任一种荧光，红色放电室516(R)底部配有红色荧光体517(R)、绿色放电室516(G)底部配有绿色荧光体517(G)，而蓝色放电室516(B)底部配有蓝色荧光体517(B)。
其次、在所述玻璃基板502侧，在与所述地址电极511垂直相交的方向上相隔一定间隔以条状形成有多个显示电极512。覆盖着这些电极形成有介电体层513，并形成有由MgO等构成的保护膜514。
所述基板501和玻璃基板502的基板2互相相对贴合，以使所述地址电极511…和显示电极512…相互直交，并将被基板501、隔板515及形成在玻璃基板502的保护膜514围着的空间部分进行排气后封入惰性气体，形成放电室516。另外，形成在玻璃基板502侧的显示电极512相对于各放电室516各配置2个。
所述地址电极511和显示电极512，连接在未图示的交流电源上，通过向各电极板通电在必要位置的放电显示部510中使荧光体517被激发而发光，由此可显示彩色。
本实施方式中，所述地址电极511和表示电极512，各自根据实施方式2的配线形成方法而形成。
根据本实施方式的液晶装置，不容易发生所述各电极的断线或短路等的不良现象，而且可以形成可小型化、薄型化的等离子体型显示装置。(实施方式6)作为实施方式6，对本发明的电子仪器的具体例进行说明。
图3(a)为表示手机之一例的立体图。图3(a)中600表示手机的本体，601表示具有实施方式4的液晶装置的液晶显示部分。
图3(b)为，表示文字处理器、电脑等的携带型信息处理装置之一例的立体图。图3(b)中700表示信息处理装置，701表示键盘等的输入部分，703表示信息处理本体，702表示具有实施方式4的液晶装置(或有机EL装置)的液晶显示部分。
图3(c)为，手表型电子仪器之一例的立体图。图11(c)中800表示手表本体，801表示具有实施方式4的液晶装置的液晶显示部分。
图3(a)～(c)所表示的电子仪器具有所述实施方式的液晶装置(或有机EL装置)，不容易发生配线类的断线或短路等不良现象，而且也可实现小型化、薄型化。
另外，本实施方式的电子仪器是具备液晶装置的，也可以是具备有机电致发光显示装置、等离子体型显示装置等其他电光学装置的电子仪器。(实施方式7)
作为实施方式7，对本发明的非接触型卡介质的实施方式进行说明。本实施方式的非接触型卡介质如图4所示，本实施方式的非接触型卡介质400是在由卡基体402和卡罩418构成的筐体内内藏半导体集成电路芯片408和天线电路412，由电磁波或静电电容耦合中的至少一种和未图示的外部发送/接收机进行电能供给或数据传受中的至少一种。
本实施方式中，所述天线电路412是通过实施方式2的配线形成方法形成的。
依据本实施方式的非接触型卡介质，可以提供不容易发生所述天线电路412的断线或短路等的不良现象而且可实现小型化、薄型化的非接触型卡介质。
前处理是通过向基板表面照射紫外光及用溶剂洗净的方法进行的。
疏液化处理是依据形成FAS单分子膜的方法进行的。具体方法是作为形成自我组织化膜的化合物，使用十七氟代-1、1、2、2-四氢癸基三乙氧基硅烷，将该化合物和基板放入同一密封容器后在120℃放置2个小时。
亲液化处理是通过照射波长为254nm的紫外光的方法进行的。照射该紫外光时设定了几种不同的照射时间。
如上所述，根据对纯水的接触角调查紫外光照射时间不同的基板的疏液性。其结果表示在表1中。
表1照射时间(秒)接触角[deg]0 12015 11060 9090 75
120 50150 20(实施例2)对玻璃基板表面进行前处理后，进行了疏液化处理，接着进行了亲液化处理。
前处理通过向基板表面照射紫外光及用溶剂洗净的方法进行的。
疏液化处理是通过形成FAS单分子膜的方法进行的。具体方法是作为形成自我组织化膜的化合物，使用十七氟代-1、1、2、2-四氢癸基三乙氧基硅烷，将该化合物和基板放入同一密封容器在120℃放置2个小时。
亲液化处理是通过照射波长254nm的紫外光的方法进行的。照射该紫外光时设定了几种不同的照射时间。
如上所述，根据对纯水的接触角调查紫外光照射时间不同的基板的疏液性。其结果表示在表2中。
表2照射时间(秒) 接触角[deg]0 11015 9360 5090 12(实施例3)对硅片基板表面进行前处理后，进行了疏液化处理，接着进行了亲液化处理。
前处理是通过照射紫外光的方法进行的。
疏液化处理是通过形成氟化聚合膜的方式进行的。具体方法是作为反应气体使用混合四氟化甲烷、氩气及C8F18的气体。之后以440sccm的气体流量、1.6kw的等离子体功率、60℃的基板温度中处理了30分钟。
亲液化处理是通过照射波长254nm的紫外光的方法进行的。照射该紫外光时设定了几种不同的照射时间。
如上所述，根据对溶剂系颜料油墨的接触角调查紫外光照射时间不同的基板的疏液性。其结果表示在表3中。
表3照射时间(秒) 接触角[deg]0 70300 30600 20900 201200 20如上述说明，由于在进行疏液化处理后进行亲液化处理，根据本发明的表面处理方法可取得均匀具有所需亲液性的基板。
因此，当使用根据本发明的表面处理方法处理的基板时，可形成精度良好的所需膜图案，适于形成导电膜配线等。
另外，根据本发明可以提供不容易发生配线部、天线等的断线及短路等不良现象而且能小型化、薄型化的电光学装置及利用这些装置的电子仪器、以及非接触性卡介质。
权利要求
1.一种表面处理方法，其特征在于，在基板的表面进行疏液化处理后，再实施亲液化处理。
2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述疏液化处理，是在基板的表面形成疏液性单分子膜的处理。
3.根据权利要求2所述的表面处理方法，其特征在于，所述疏液性的单分子膜，是由有机分子构成的自我组织化膜。
4.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述疏液化处理，是在基板的表面形成氟化聚合膜的处理。
5.根据权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于，所述氟化聚合膜，由以氟代烃系化合物为反应气体的等离子体处理所形成。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述亲液化处理，是通过照射紫外光进行。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述亲液化处理，是通过以氧气为反应气体的等离子体处理进行。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述亲液化处理，是将基板暴露在臭氧环境中的处理。
9.一种表面处理基板，其特征在于，已由权利要求1至8中的任一项所述的表面处理方法进行表面处理。
10.一种膜图案的形成方法，其特征在于，在基板的表面进行疏液化处理，且对部分经所述疏液化处理的区域进行亲液化处理，将由含有膜形成成分的液体构成的液滴喷到经表面处理的所述基板上，以形成膜图案。
11.一种金属配线图案的形成方法，其特征在于，在基板的表面进行疏液化处理，且对部分经所述疏液化处理的区域进行亲液化处理，将由含有金属配线形成成分的液体构成的液滴喷到经表面处理的所述基板上，形成金属配线图案。
12.由权利要求11所述的金属配线图案的形成方法所形成的导电膜配线。
13.一种电光学装置，其特征在于，具有权利要求12所述的导电膜配线。
14.一种电光学装置的制造方法，在基板上形成电极而成的电光学装置的制造方法，其特征在于，至少包括在所述基板的表面实施疏液化处理的工艺、对部分经所述疏液化处理的区域进行亲液化处理的工艺、把由含有金属配线形成成分的液体所组成的液滴，喷到经表面处理的所述基板上而形成电极的工艺。
15.一种电光学装置的制造方法，在基板上形成薄膜晶体管而成的电光学装置的制造方法，其特征在于，至少包括在所述基板表面进行疏液化处理的工艺、对部分经所述疏液化处理的区域进行亲液化处理的工艺、把由含有金属配线形成成分的液体所组成的液滴，喷到经表面处理的所述基板上而构成所述薄膜晶体管的工艺。
16.一种电子仪器，其特征在于，具有权利要求14或权利要求15中所述的电光学装置。
17.一种非接触型卡介质，其特征在于，作为天线电路具有权利要求12所述的导电膜配线。
全文摘要
本发明提供为了改善由喷墨法完成的膜图案的形成，而能得到均匀具有所需亲液性的基板的表面处理方法、以及依据该表面处理得到的表面处理基板及膜图案的形成方法等。本发明中，在基板表面上进行形成由有机分子构成的自我组织化膜的疏液化处理。之后用紫外光照射等方法缓和疏液性，而达到所需的疏液性。
文档编号H01L21/288GK1459824SQ03108289
公开日2003年12月3日 申请日期2003年3月27日 优先权日2002年3月27日
发明者平井利充, 长谷井宏宣 申请人:精工爱普生株式会社