CN1770424A - 基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的基板的制造方法，是具有已形成图案的功能膜的基板(10)的制造方法，包括：通过激光照射(11)在基板(10)上形成槽图案(12)的工序、沿着上述槽图案(12)配置液体材料(13)的工序、和加热上述液体材料(13)形成功能膜的工序。进而，可以组合槽图案与疏液膜。可以使用液体材料在基板上能够形成高密度且微细的功能膜(例如，配线图案)。由此，本发明提供可以通过液滴喷出法形成宽度比较窄且具有厚膜的图案的基板的制造方法。

Description

基板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在基板上形成克具有信号配线等的功能的图案层的基板的制造方法。特别是，本发明涉及应用液体材料形成图案层的基板的制造方法。
背景技术
在液晶显示装置或有机EL显示装置等电光学装置中，在基板上形成电配线层是不可缺少的。在基板上形成配线层是通过导电层的成膜和该膜的图案形成来进行的。在图案形成中一般使用所谓的照相平版印刷法(photolithography)。通过该照相平版印刷影印法，超过数十英寸的大型基板的配线形成是很困难的。另外，在便携式机器等画面显示装置中，要求配线宽度或配线间隔的进一步高密度化、微细化，采用以往的照相平版印刷法的配线形成就逐渐变得困难。因而，作为不需要光掩膜或蚀刻的直接描绘技术，液滴喷出法(喷墨(IJ)法)受到关注。例如，在特开2004-114370号公报中，记载有使液滴微细化而进行描绘的喷墨法的例子。
专利文献1：特开2004-114370
然而，通过采用使液滴微细化进行描绘的液滴喷出法，可以达到配线的微细化，但是如果配线细则电阻升高。当为了使电阻降低而进行改写时，液滴发生扩展。
另外，在液滴喷出法中，在基板表面的亲液性高(润湿性高)的情况下，液滴容易扩展，难以进行线幅的微细化。当为了抑制液滴的扩展而降低亲液性时，液滴相对基板的粘附性减低，无法获得配线的粘附性。
发明内容
因而，本发明的目的在于，提供一种可以通过液滴喷出方法形成宽度比较窄而且具有厚膜的图案的基板的制造方法。
为了达成上述目的，本发明的基板制造方法，是具有已图案化的功能膜的基板的制造方法，包括：通过照射激光在基板上形成槽(groove)图案的工序、和沿着上述槽图案配置液体材料的工序，使上述液体材料固化形成功能膜的工序。
通过成为这种构成，可以使用液体材料在基板上形成高密度且微细的(配线)图案(功能膜)。
优选上述基板的表面形成为具有疏液性。基板是使用了聚酰亚胺、环氧、液晶聚合物等树脂材料的挠性基板。另外，也可以是石英、派热无斯玻璃(Pyrex)(注册商标)、低碱性、无碱性、苏打、水晶等透明无机材料、各种陶瓷的基板。
优选通过上述激光照射使上述槽图案部分的亲液性提高。
优选上述激光照射在氧浓度为20％以上的高浓度氧气气氛下进行激光照射。由此，可以使槽图案部分的亲液性进一步提高。
优选在上述基板的表面形成疏液性的膜，通过上述激光照射使该疏液性的膜变质、破坏或者被除去。
优选上述基板为配线基板，上述液体材料为配线材料。在上述基板的表面预先形成不具有导电性(非导电性)的膜(或者非导通性表面)，可以在其上配置配线材料。例如，液体材料为含有金属微粒的液体材料。在金属微粒中含有锰、铬、镍、钛、镁、硅、钒、金、银、铜、钯、镍等金属的微粒。另外，也含有包含这些金属的合金微粒。
优选上述槽图案的形成通过喷墨法、浸渍法、液体表面接触法、喷雾法中的任意一种。
优选上述基板的槽图案部分形成电配线。
优选通过照射激光使照射部分的亲液性比非照射部分更得到提高。
优选进而事先对上述非照射部赋予疏液性，使其与基于激光照射的亲液化的差进一步扩大，使液滴的控制性提高。
基板的激光照射部分的亲液化，例如可以利用基板的表面改质现象。另外，基板的亲液化也通过下述得到实现，即通过激光照射除去预先在基板表面形成的疏液膜，基于激光消融(abrasion)的基板表面(照射面)的破坏等而实现亲液化。
优选基板的激光照射部分的亲液化在氧气气氛下、例如氧浓度为20％以上的高氧浓度气氛等容易发生亲液化的气氛中进行激光照射而进行的。
优选通过激光照射在基板上形成槽部，形成三维构造且是可以俘获液滴的构造。作为激光器，可以使用激元激光器、YAG激光器等固体激光器(含有各种高次谐波)、半导体激光器、CO2激光器等。
优选通过激光的图案照射，可以是使用了掩膜的图案一次性曝光方式(pattern one-shot exposure system)(成像光学方式)，或者利用射束点在基板上进行相对扫描的电子束扫描方式。
电子束扫描方式可以为移动基板侧进行的扫描，或者移动使用了电流扫描器或旋转镜的激光束侧进行的扫描。在图案一次性曝光方式中，当需要不能一次性照射的大面积照射时，可以是进行已分割了照射区域的掩膜扫描同时进行投影照射的方式。另外，图案一次性曝光方式中，当是无法一次性照射的大面积照射时，也可以是在将与配线图案相同尺寸的掩膜载置于基板上的状态下照射激光束的方式。
优选上述基板为电路基板，上述功能膜为导电膜、绝缘膜以及半导体膜的任意一种。
另外，本发明的基板的制造方法是在氧浓度为20％以上的高浓度氧气气氛中进行激光照射。
另外，本发明的电子机器的特征在于，具有通过上述制造方法制造的基板。
根据上述的构成，能够在基板上形成高密度且微细的(配线)图案。
附图说明
图1是说明本发明的第1实施例的工序图。
图2是说明本发明的第2实施例的工序图。
图3是说明本发明的第3实施例的工序图。
图4是说明液滴的扩展的放大示意图。
图5是说明通过液滴的图案形成的界限的示意图。
图6是说明配线基板的例子的示意图。
图7是说明通过聚光光学系统的图案描绘例子的示意图。
图8是说明通过成像光学系统的图案描绘例子的示意图。
图9是说明使用了通过本发明的制造方法而制造的电路基板的电子机器的例子的示意图。
图10是说明使用了通过本发明的制造方法而制造的电路基板的电子机器(电视)的例子的示意图。
图中：10-基板(配线基板)，11-激光光，12-槽，13-液体材料，14-疏液膜，15-疏液的开口(槽)部。
具体实施方式
在本发明的实施方式中，利用在基板表面形成的槽图案配置液体材料，由此以形成厚膜的方式形成液体材料。此时，进而通过使槽图案的周围具有疏液性、槽图案内具有亲液性，增加在槽图案上通过表面张力而保持的液体材料。通过加热液体材料固化在液体材料中所含有的功能性成分，形成功能膜。例如，作为功能膜，形成配线膜、绝缘膜、半导体膜等。
〔实施例1〕
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1是表示本发明的第1实施例。如图1(a)所示，在配线基板10上照射激光光11，通过激光消融形成与应该形成的配线图案相对应的槽图案。通过激光照射形成的基板的槽部分，在激光光的能量的作用下变质，相对提高亲液性。激光照射例如是在氧浓度为20％以上的高浓度氧气气氛等容易亲液化的气氛中进行的。
如后所述，通过激光光11的照射的基板表面的图案形成，可以是使用了掩膜的图案形成(图案曝光)，也可以是通过激光束扫描的图案形成。配线基板10例如是使用了聚酰亚胺、环氧、液晶聚合物等树脂材料的挠性基板。另外，配线基板10也可以是石英、派热无斯耐热玻璃(注册商标)、低碱性、无碱性、苏打、水晶等透明无机材料、各种陶瓷基板。
接着，如图1(b)所示，采用液滴喷出法，沿着在基板表面上形成的配线用的槽图案12，从未图示的液滴喷头(喷墨头)喷出液体材料13的液滴，配置在槽图案12内。液体材料13在分散介质中含有一种或多种金属微粒(导电性材料)。例如，作为溶剂，可以举出水、醇类、烃系化合物、醚系化合物等。作为金属微粒，金、银、铜、钯、镍、锰、铬、钛、镁、硅、钒等比较适合，另外它们的合金也适合。金属微粒的直径例如当在配置液体材料中使用液滴喷头时，如果考虑喷嘴的堵塞等，优选1nm以上、0.1μm以下。
如图1(c)所示，当在基板10的配线用的槽图案12内配置液体材料13时，通过液体材料13的表面张力、槽12的深度、槽12壁面的亲液性形成厚的液体材料膜。然后，通过热处理或光照射对配线基板10实施加热处理，使液体材料13中的分散材料蒸发，烧成金属微粒而形成导电性膜(配线膜)。该配线膜即使在液滴喷出法中也是通过槽12和亲液处理而形成比较厚的膜，因而可以得到需要的电阻值和配线相对基板的粘附性。
图2表示为本发明第2实施例。在该图中，在对应图1部分上附加相同符号，省略相关部分的说明。
在该实施例中，如图2(a)所示，在配线基板10的表面预先形成有疏液膜14。作为疏液膜14，例如可以使用特氟隆(注册商标)、已实施四氟乙烯加工化加工的聚酰亚胺薄膜等。其中，优选对配线基板10的表面自身进行亲液处理。例如，可以通过等离子体处理提高相对液体材料13的亲液性。
接着，向配线基板10照射激光光11，以部分破坏、除去疏液膜14，使基板10暴露出来，形成与应该形成的配线图案相对应的槽图案15。从疏液膜14露出基板10的部分与配线图案对应。已露出的基板10的表面优选为亲液性。激光照射优选例如在氧浓度为20％以上的高浓度氧气气氛等容易亲液化的气氛中进行。
如图2(b)所示，通过液滴喷出法，沿着在基板10的表面上形成的疏液膜14的开口(槽)图案15，从未图示的液滴喷头喷出液体材料13，配置在槽图案15内。液体材料13如前所述含有金属微粒。
如图2(c)所示，当在疏液膜14的开口图案15部分上配置液体材料13时，通过液体材料13的表面张力、疏液膜14、基板10表面的亲液性等，在疏液膜14的开口图案15部分上形成厚的液体材料膜。然后，通过热处理或光照射对配线基板10实施加热处理，使液体材料13中的分散材料蒸发，烧成金属微粒，形成导电性的膜(配线膜)。该配线膜即使在液滴喷出法中也是通过疏液膜14和基板表面的亲液处理而形成比较厚的膜，因而可以得到需要的电阻值和配线相对基板的粘附性。
如上所述，通过使基板10的表面具有亲液性，或者通过使亲液膜介于基板10与疏液膜14之间，可以使开口(槽)部15的液体材料保持更厚的膜厚。
〔实施例3〕
图3表示本发明的第3实施例。在该图中，在对应图1的部分附加相同的符号，省略相关部分的说明。
在该实施例中，如图3所示，组合使用基板表面10的槽和疏液膜14。向已形成上述疏液膜14的配线基板10照射激光光11，形成与应该形成的配线图案对应的槽图案。通过激光光照射形成的基板10的槽部分12，在激光光11的能量的作用发生变质，相对提高亲液性。如上所述，激光照射优选在例如氧浓度为20％以上的高浓度氧气气氛等容易亲液化的气氛中进行。
接下来，如图3(b)所示，通过液滴喷出法，沿着在基板表面上形成的配线用的槽图案12，从未图示的液滴喷头喷出液体材料13，配置于槽图案12内。
如图3(c)所示，当在基板10的配线用的槽图案12内配置液体材料13时，通过液体材料13的表面张力、疏液膜14、基板10的槽12的深度、槽12壁面的亲液性，形成更厚的液体材料膜。然后，通过热处理或光照射对配线基板10实施加热处理，使液体材料13中的分散材料蒸发，烧成金属微粒，形成导电性的膜(配线膜)。该配线膜即使在液滴喷出法中也是槽12和疏液膜14、亲液处理而形成比较厚的膜，因而可以更容易地得到需要的电阻值和配线相对基板的粘附性。
图4至图6表示本发明的比较例。
如图4(a)所示，当在基板上喷出液体材料时，如该图(b)所示，液体材料从弹落位置向外扩展。另外，如图5所示，当通过液体材料的喷出进行图案形成时，如果线的描绘间隔变窄，则配置的液体材料彼此连接。因而，在通过液体材料形成配线膜中难以实现配线宽度或配线间隔的进一步高密度化、微细化。
图6是表示在电光学装置中使用的FPC(挠性印制电路)基板的例子。向显示器的驱动电路20的信号输入线30，使用宽度比较宽的信号配线30，而从驱动电路20驱动显示器的多个像素线的信号输出线40，其线宽及配线间隔变得非常窄。因而，通过应用上述的本发明，形成线宽较细且厚膜的配线的技术比较有用。
图7是说明通过激光照射的图案形成的例子的示意图。该图(a)是表示将成像光学系统与扫描系统组合的例子，通过用信息对光量进行调制的激光射束点的扫描，在基板上进行图案形成。当像紫外YAG激光那样以脉冲状照射激光时，如该图(b)所示，在通过照射点轨迹形成的槽的底面(壁面)出现凹凸不平。由此，出现亲液性增加的效果。另外，在由激光照射引起的基板表面的变质的作用下，也有亲液性增加的效果。
图8是说明通过激光照射的其他图案形成的例子的示意图。该图(a)是表示将成像光学系统与掩膜组合的例子，通过用掩膜对光量进行调制的激光射束点的扫描，在基板上进行图案形成。例如，当使用激元激光一次性照射图案时，如该图(b)所示，使基板的槽的形状清晰(sharp)形成，通过槽的形成和由激光照射引起的槽部变质，产生亲液性增加的效果。
在上述的各实施例中，通过液滴喷出法在槽图案部上配置有液体材料，但并不限于此。例如，当在基板表面上形成疏液膜14(在使槽图案以外的基板表面具有疏液性的情况下)时，可以适当选择将整个基板浸渍于液体材料的溶液中的浸渍法、使基板表面接触液体材料的液面的表面接触法、向基板表面喷射已雾化的液体材料的喷雾法等而使用。
图9和图10是表示使用了应用上述基板的制造方法而制造的电路基板的电子机器例子的图。
图9(A)是应用于便携式电话的例子，该便携式电话230具有天线部231、声音输出部232、声音输入部233、操作部234、以及本发明的电光学装置200。如此可以将本发明的电光学装置用作显示部。
图9(B)是应用于摄像机的例子，该摄像机240具有显像部241、操作部242、声音输入部243，以及本发明的电光学装置200。
图9(C)是应用于便携式个人电脑(所谓PDA)的例子，该计算机250具有照相部251、操作部252、以及本发明的电光学装置200。图9(D)是应用于头置式显示器的例子，该头置式显示器260具有带261、光学系统收纳部262、以及本发明的电光学装置200。
图9(E)是应用于后置型投影仪的例子，该投影仪270在筐体(case)271中具有光源272、合成光学系统273、反射镜274、275，屏幕276、以及与本发明的电光学装置200。图9(F)是应用于前置型投影仪的例子，该投影仪280在筐体282中具有光学系统281以及本发明的电光学装置200，在屏幕283上可以显示图像。
图10(A)是应用于电视的例子，该电视300具有本发明的电光学装置200。其中，对于在个人计算机等中使用的监视器装置，同样也可以应用本发明的电光学装置。
图10(B)是应用于卷起(rollup)式电视的例子，该卷起式电视310具有本发明的电光学装置200。
如以上说明，根据本发明的实施例，通过使用在基板的表面上形成的槽图案，进而，通过利用在该槽图案的周围形成的疏液膜、槽图案内部的亲液化，可以使液体材料以细的线宽且较厚的膜进行图案化，所以可以使用液体材料形成微细的图案。
其中，在上述实施例中，作为通过液体材料在基板10上形成的功能膜，是以配线膜为例，但并不限于此。例如，作为功能膜，也可以是绝缘膜或半导体膜。此时，可以使用有机硅、液体半导体材料等作为液体材料。
另外，可以在基板10的表面上事先形成不具有导电性(非导电性)的膜(或者非导通性表面)，该表面上配置配线材料。

Claims (9)

1.一种基板的制造方法，是具有已形成图案的功能膜的基板的制造方法，包括，
通过激光照射在基板上形成槽图案的工序，
沿着所述图案配置液体材料的工序，
使所述液体材料固化形成所述功能膜的工序。
2.根据权利要求1所述的基板的制造方法，其中，
使所述基板的表面形成为具有疏液性。
3.根据权利要求1或者2所述的基板的制造方法，其中，
通过所述激光照射使所述槽图案部分的亲液性提高。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的基板的制造方法，其中，
所述激光照射是在氧浓度为20％以上的高浓度氧气气氛中进行激光照射的。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的基板的制造方法，其中，
在所述基板的表面上形成疏液性的膜，
通过所述激光照射使该疏液性的膜变质、破坏或被除去。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的基板的制造方法，其中，
所述基板为配线基板，
所述液体材料为配线材料。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的基板的制造方法，其中，
所述基板为电路基板，
所述功能膜为导电膜、绝缘膜及半导体膜的任意一种。
8.一种基板的制造方法，是在氧浓度为20％以上的高浓度氧气气氛中进行激光照射。
9.一种电子机器，具备通过权利要求1～8中任意一项所述的制造方法制造的基板。
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