CN1780531A - 导电性图案的形成方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够简单地形成较大的厚度,即使墨水的击中直径较小,线宽中也没有击中痕迹的导电性图案的形成方法。疏液剂(80)在围堰上面(12e)中具有对水110°以上的高接触角,因此对导电性液状材料(11)的接触角(θ)也很大。另外,围堰沟部(20)具有亲水性,因此,到达基板(10)的导电性液状材料(11),从设置在围堰上面(12e)中的疏液剂(80)受到压缩力,相反,从围堰沟部(20)受到张力。因此,导电性液状材料(11)能够沿着围堰沟部(20)的沟,在该纸面的垂直方向的前后扩展。另外,在围堰沟宽(B)大于液滴的大小(D)的情况下,可以更加稳定地将导电性液状材料(11)容纳在围堰沟部(20)中。

Description

导电性图案的形成方法
技术领域
本发明涉及一种使用喷墨方式的金属布线制造工序。
背景技术
喷墨方式的图案形成中,要进行基于设置在基板上的凸起状分隔部件(以下称作围堰)的图案的细微化。为了将通过喷墨方式所喷出的导电性材料液体(有效称作墨水),容纳在通过围堰于基板所形成的凹部(以下称作围堰沟部)中,而让围堰具有疏液性,让基板具有亲水性,从而防止模式越过围堰(例如专利文献1)。
【专利文献1】特开2002-305077号公报
但是,在形成流通比较大的电流的导电性图案的情况下,为了让导电性图案自身的电阻值较低,而必需使其较厚,但由于围堰呈疏液性,因此能够滞留在通过围堰于基板所形成的凹部的墨水的量是非常有限的,无法确保导电性图案的厚度,作为流通较大的电流的导电性图案是很不理想的。
另外,在通过喷墨方式所喷出的墨水到达基板的情况下,所到达的墨水,主要由墨水自身的粘度于基板的表面张力之间的关系决定所到达的墨水的大小(以下称作击中直径)。如果在基板上设置宽度比该击中直径小的凹部,将墨水喷到该凹部中,则围堰的上面会残留墨水(以下称作击中痕迹)。该击中痕迹与容纳在围堰中的墨水一起被施以热处理,由于击中痕迹自身也具有导电性,因此对基板的电气可靠性造成了损害。
发明内容
因此,本发明的目的在于,提供一种能够简单地形成较大的厚度,即使墨水的击中直径较小,线宽中也没有击中痕迹的导电性图案的形成方法。
为解决上述问题,本发明的要点在于,包括在基板上形成围堰的工序;以及在上述围堰的上面的一部分或全部中涂布疏液剂的工序。
通过像这样包括在基板上形成围堰的工序;以及在该围堰的上面的一部分或全部中涂布疏液剂的工序,在通过喷墨方式所喷出的墨水喷到围堰的上面的情况下,通过涂布在围堰的上面的一部分或全部中的疏液剂,能够防止墨水残留在围堰的上面。这样能够得到在围堰上面没有击中痕迹的导电性图案。
本发明的要点在于,包括在基板上形成围堰的工序;让上述基板与上述围堰的一部分或全部亲水化的工序;以及在上述围堰的上面的一部分或全部中涂布疏液剂的工序。
通过这样,能够得到在墨水的击中直径较小的线宽中没有击中痕迹的导电性图案。
本发明的要点在于,疏液剂附着在作为与上述基板分开的部件的原版部件上,让上述原版部件与上述基板上的上述围堰的上面相接触,通过这样来将上述疏液剂转写到上述围堰的上面的一部分或全部中。
这样一来,由于能够让疏液剂附着在作为与基板分开的部件的原版部件上,让原版部件与基板上的围堰的上面相接触,通过这样来将疏液剂转写到围堰的上面的一部分或全部中,因此,内部在围堰的上面或全部中设置疏液剂,而不会给亲水化的围堰沟带来影响。
本发明的要点在于,围堰通过光刻法或转写法或印刷法形成。
通过这样,能够形成具有比墨水的击中直径小的线宽的围堰。
本发明的要点在于,围堰的材质是无机材料或有机材料。
通过这样,本发明的适用能够与围堰的材质无关。
本发明的要点在于,围堰的高度在1μm以上。
通过这样,在围堰上面的一部分或全部中设置疏液剂时,如果围堰的高度为1μm以上,边能够防止疏液剂辅助在围堰的沟中。
本发明的要点在于,让上述基板与上述围堰的一部分或全部亲水化的工序,包括臭氧氧化处理、等离子处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子射线照射处理、酸处理、碱处理中的任一个处理。
通过这样,通过让上述基板与上述围堰的一部分或全部亲水化的工序,包括臭氧氧化处理、等离子处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子射线照射处理、酸处理、碱处理中的任一个处理,能够让基板与围堰的一部分或全部亲水化。
本发明的要点在于,原版部件,是平板状或滚筒状。
通过这样,能够容易地将附着在平板状或滚筒状原版部件中的疏液剂,转写到形成在基板上的围堰上面的一部分或全部中,让围堰上面的一部分或全部具有疏液性。
本发明的要点在于,上述原版部件的材质,是至少包括硅氧烷结构的弹性体。
通过这样,由于原版部件的材质,是至少包括硅氧烷结构的弹性体,因此能够得到弹性体原版部件,提高基板与围堰的一部分或全部之间的密合性。另外,还能够确保抗疏液剂性。
本发明的要点在于,上述疏液剂是硅烷偶联剂或呈现出疏液性的高分子。
通过这样,由于疏液剂是硅烷偶联剂或呈现出疏液性的高分子,因此围堰上面的一部分或全部中具有强疏液性,能够稳定地将墨水容纳在围堰沟部中。
附图说明
图1为说明基板以及在该基板上形成图案的工序的流程图。
图2(a)~(f)为说明通过光刻法对围堰膜进行蚀刻,形成围堰的工序的基板剖面图。
图3(a)、(b)为说明通过转写法形成围堰的工序的基板剖面图。
图4(a)~(c)为说明通过印刷法对围堰膜进行蚀刻,形成围堰的工序的基板剖面图。
图5为说明通过图1的流程图中的印刷法,直接形成围堰的工序(S102、S103)的基板剖面图。
图6(a)~(c)为说明通过基于压花法的印刷法直接形成围堰的工序的基板剖面图。
图7(a)~(c)为说明通过基于压印法的印刷法直接形成围堰的工序的基板剖面图。
图8(a)~(e)为说明通过图1的流程图中的光刻法,对基板进行蚀刻形成围堰的工序(S121、S124、S125)的基板剖面图。
图9(a)~(d)为说明通过图1的流程图中的转写法,对基板进行蚀刻形成围堰的工序(S122、S124、S125)的基板剖面图。
图10(a)~(c)为说明通过图1的流程图中的印刷法,对基板进行蚀刻形成围堰的工序(S123、S124、S125)的基板剖面图。
图11(a)为制作平板状原版部件时的俯视图,(b)为制作平板状原版部件时的图11(a)的A-A剖面图,(c)为所完成的平板状原版部件的立体图。
图12(a)为涂布有疏液剂80的原版部件51的剖面图,(b)为说明将涂布有疏液剂80的原版面54a与基板10的围堰上面12e相接触,将原版面54a的疏液剂80,转写到基板10的围堰上面12e上的基板10以及原版部件51的剖面图,(c)为说明将原版部件51从基板10的围堰上面12e上脱离,将疏液剂80转写到基板10的围堰上面12e上之后的状态的基板10的剖面图。
图13(a)为液滴喷头200全体的剖面立体图,(b)为喷出部的详细剖面图。
图14(a)~(c)为说明从液滴喷头200所喷出的导电性液体材料11与基板10之间的关系的剖面图。
图15(a)、(b)为说明制作环状原版部件61的工序的俯视图、剖面图,(c)为说明从模框62中所取出的环形原版部件61的立体图。
图16为说明通过压花印刷法形成围堰,同时在必要的围堰膜12a的围堰上面12e中涂布疏液剂80的工序的基板剖面图。
图17(a)为说明设置用来放置TFT的栅电极的方法的基板的局部俯视图,(b)为基板的部分剖面图。
图中:B...围堰沟宽,D...液滴的大小,L...击中直径,θ...接触角,10...基板,10a...表面,10b...图案,11、11a、11b...导电性液体材料,11c、11d...边界,12...围堰膜,12a、12aa、12ab、12ac...必要围堰膜,12b...不需要围堰膜,12c、12d...围堰壁侧面,12e...围堰上面,14...保护层,14a...必要保护层,14b...不需要保护层,16...光掩膜,16a...光掩膜图案,20...围堰沟部,30...薄膜,31...围堰壁,32...滚筒,33a...导电层用墨水,50...疏液剂,51...与基板材料不同的平板状原版部件,52...模框,52a...引导孔,52b...壁面,53...印台,53a...斜面,53b...突出部,53c...面,54...印剂,54a...原版面,55...平板,56...加力部件,61...与基板材料不同的平板状原版部件,62...模框,62a...壁,62b、62c...段孔,63、64...底板,64a...孔,65...中心轴,65a、65b...突出部,66...盖子、66a...孔,66b、66c...脱离孔,70...表面处理剂,71...与基板材料不同的平板状原版部件,71a...围堰形状图案部,72...围堰形状图案部,73...围堰液体材料,74...围堰液体材料供给装置,75...压花印刷装置,76...疏液剂涂布装置,77...压花鼓、78...轧铝机,79...储箱,80...疏液剂,81...辅助滚筒,82...膜厚控制装置,200...液滴喷头,220...空室,222...分隔壁,224...振子,224a、224b...电极,224c...压电器件,226...振动板,227...喷出部,228...喷嘴板,229...储液部,230...供给口,232...孔,252...喷嘴,300...TFT阵列基板,301...半导体层,302...栅电极,310...TFT阵列基板,311、317、318a、318b...导电性液体材料,312...围堰上面,313、314、315、316...围堰壁侧面,320、321...围堰沟部,322...绝缘层,323...源电极,324...漏电极。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明。
【实施例1】
本实施例,对作为导电性图案的形成方法的形成基板以及在该基板上形成围堰的工序、让基板与围堰的一部分或全部亲水化的工序、以及在围堰的上面的一部分或全部中涂布疏液剂的工序进行说明。
<形成基板以及在该基板上形成围堰的工序的流程图>
图1为说明形成本实施例的基板以及在该基板上形成围堰的工序的流程图。本实施例中,通过步骤(以下称作S)100来选择是否将基板自身用作围堰。在不将基板自身用作围堰的情况下,进入步骤S101,在将基板自身用作围堰的情况下进入S120。
这里,基板的材质,是玻璃、石英等所构成的透明或半透明无机材质基板材料、钻石、硅类、锗等单晶体或非单晶体的半导体基板材料、以及陶瓷等所制成的基板材料、或聚乙烯树脂类、聚苯乙烯树脂类、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂类、聚丙烯树脂类、聚甲基丙烯酸酯树脂类等常用塑料或聚碳酸脂树脂类、聚酯树脂类、聚酰胺树脂类、聚缩醛树脂类、聚酰胺酰亚胺树脂类、聚酰亚胺树脂类、聚醚酰亚胺树脂类、环氧树脂类(包括添加有玻璃的)、聚砜树脂类、聚醚砜树脂类、聚醚树脂类、聚醚酮树脂类、聚醚腈树脂类、聚亚苯基醚树脂类、聚苯硫醚树脂系、多酚树脂类等工程塑料中的任一个或各个材料组合而成的材料。
下面对基板自身不用作围堰的情况进行说明。
S101中,选择是否在基板上通过印刷法直接制造围堰。在通过印刷法在基板上直接制造围堰的情况下,进入步骤S102,在不通过印刷法在基板上直接制造围堰的情况下,进入步骤S104。S102的印刷法中,通过丝网印刷法、胶印法、压花法、压印法等,在基板上以给定的图案直接设置围堰材料,S103中,实施热及/光处理等成膜处理,得到所期望的围堰。热及/或光处理是指,通过加热、紫外线照射、红外线照射或可见光照射等,激活个欧查围堰的物质,使其发生反应,得到作为围堰的性能的处理。以下称作成膜处理。
S104中,在基板的一部分或全部中涂布围堰的材料,为了得到围堰的性能而实施成膜处理。这里所得到的膜在以下称作围堰膜。作为围堰的高度的围堰膜的厚度(高度),最好为1μm以上。
这里,在不将基板自身用作围堰的情况下,作为所涂布或附着的围堰的材质,无机材料可以使用无机材质基板材料、半导体基板材料、陶瓷基板材料、或作为有机材料的通用塑料或工程塑料中的任一个或多个材料组合而成的材料。
进而对涂布或附着方法进行说明。
涂布方法有:通过让液状的前述围堰的材料供给给旋转的基板,而能够得到所期望的厚度的围堰膜的旋涂法、让液状的前述围堰材料通过气体或媒体变成雾状并吹向基板的旋涂法、将液状的前述围堰材料供给给旋转的多个滚筒并调整成给定的厚度,让至少一个滚筒与基板相接触,将围堰的材料从滚筒转写到基板上的辊涂法、将液状的前述围堰材料供给给涂刷器的内部,从涂刷器的前端向基板均匀涂布的模涂法、以及将液状的前述围堰材料储存在容器内,将基板浸渍于其中之后再等速提起进行涂布的浸涂法。
将通过该图的S104所得到的围堰膜成形为所期望的图案的方法,有光刻法、转写法或印刷法,通过在S105中所求出的围堰精度来进行选择。
在使用S106的光刻法的情况下,实施与围堰形状匹配的掩模,涂布·曝光·显影液状的保护膜之后,在S109中将围堰膜的不需要部分蚀刻去除,在S110中剥离保护膜,得到所期望的围堰形状。详细的将在后面说明。
在使用S108的转写法时,在围堰的材质主要为有机材料的情况下非常有效,在薄膜上预想附着成为围堰的物质,使用光刻法或印刷法形成所期望的图案。让该带有围堰的薄膜的形成有围堰的面与基板相面对,通过多个滚筒进行压接,将围堰与基板固定起来。接下来,进行薄膜与围堰之间的剥离。只将围堰残留在基板上,得到所期望的围堰形状。该方法在制作大型的基板的情况下非常有效。另外,与使用S106的光刻法的情况相比,由于不需要对围堰进行时刻,且只通过干处理便能够得到围堰,因此是一种相当低价的制造方法。详细的将在后面说明。
在使用S107的印刷法的情况下,可以列举出丝网印刷或胶印法、压花法、压印法等。
S107的印刷法中,在使用丝网印刷或胶印的情况下,使用围堰的材料被加工成了所期望的形状的原版,通过丝网印刷或胶印印刷在基板上,通过干燥、加热或光照使其硬化,得到所期望的围堰形状。在基底中形成有围堰膜的情况下,将围堰膜的不需要部分蚀刻去除,在S110中剥离保护层,得到所期望的围堰形状。该方法与光刻法相比是一种比较低价的制造方法。
另外,S107的印刷法中,在使用压花法的情况下,将液状的前述围堰的材料供给给基板之后,通过干燥或加热、光照等使其硬化。之后,压上被加工成所期望的形状的原版,适当进行加压。另外,通过根据需要进行加热,来得到所期望的形状。该方法与光刻法相比是一种较为低价的制造方法。
另外,S107的印刷法中,在使用压印法的情况下,将液状的前述围堰的材料供给给基板之后,压上被加工成所期望的形状的原版,并通过干燥或加热、光照等使其硬化,来得到所期望的形状。该方法与压花法一样,与光刻法相比是一种较为低价的制造方法。
对将基板自身用作围堰的情况进行说明。
在该图的S100中选择将基板自身用作围堰的情况,根据在S120中所求出在围堰的形状或位置的精度来选择光刻法、转写法或印刷法。S121的印刷法、S122的转写法以及S123的印刷法,由于与上述方法相同,因此省略其说明。S124中,对通过各个方法在基板上所制造的保护层的图案的没有保护层的部分的基板,通过磷酸、硝酸、硫酸等酸性溶剂或碱性溶剂进行蚀刻,接下来,在S125中,剥离保护层,在基板上得到所期望的深度的凹部。将该凹部用作围堰沟。
<通过光刻法在基板上形成围堰的工序>
图2(a)~(f),为说明通过光刻法对围堰膜进行蚀刻,形成围堰的工序的基板剖面图。
图2(a)中,像图1的S104中所述的那样在基板10的一部分或全部中形成围堰膜12。图2(b)中,在图2(a)的围堰膜12的一部分或全部上通过图1的S106的方法形成保护层14。
图2(c)中,为了与所形成的保护层14密合,而施以光掩模16,在该密合的光掩模16的表面上,实施所期望的构图。本实施例中,使用转写阳模,从光掩模16的上方所照射的平行光,只照射在没有光刻掩模图案16a的部分上。
图2(d)中,被光所照射的保护层14因该光而发生化学反应,变得可溶解于显影液。如果将保护层14的表面充分浸渍在显影液中,不需要的保护层14b便会溶解在显影液中。另外,必要保护层14a不会被显影液所溶解。也可以对必要保护层14a进行加热,提高其于围堰膜12之间的密合性。
图2(e)中,将溶解围堰膜12的溶剂(以下称作蚀刻液),供给给围堰膜12的表面,将没有必要保护层14a的部分的不需要围堰膜12b溶解去除。必要围堰膜12a,确保在必要保护层14a于基板10之间。
图2(f)中,通过剥离溶剂去除必要保护层14a,将必要围堰膜12a图案化形成在基板10上。本实施例中,将通过1个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12c、相面对的另一个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12d以及基板10的表面10a所形成的凹部,称作围堰沟部20。另外,将必要围堰膜12a的上方的面称作围堰上面12e。
<通过转写法在基板上形成围堰的工序>
图3(a)、(b),为说明通过转写法形成围堰的工序的基板剖面图。
图3(a)为说明将带有围堰壁的薄膜与基板压接起来的工序的基板剖面图。薄膜30中,预先在薄膜30的面中,使用光刻法或印刷法等,让有机材料的围堰壁31形成为所期望的图案。滚筒间的距离进行了调整的多个滚筒32之间,将带围堰壁的薄膜的形成有围堰壁31的面与基板相面对插入,通过多个滚筒32在薄膜30与围堰壁31以及基板10之间产生压力,将围堰壁31与基板10压接起来。这种情况下,可以对滚筒或周围的空气进行加热。
图3(b)为说明从所压接的围堰壁上剥离薄膜的工序的基板剖面图。薄膜30与围堰壁31之间的固定力,比基板10与围堰壁31之间的固定力弱。因此,如果将薄膜30提起,便能够在将围堰壁31固定在基板10的状态下只将薄膜30剥离。薄膜30的材质,只要具有在作业工序中不会与围堰壁31剥离的程度的密合力就可以,主要是氟树脂类。
<通过印刷法在基板上形成围堰的工序>
图4(a)~(c),为说明通过丝网印刷法或胶印法对围堰膜进行蚀刻,形成围堰的工序的基板剖面图。
图4(a)中,如前所述在基板10的表面中形成围堰膜12。在该围堰膜12上,通过丝网印刷或胶印,以所期望的图案印刷保护层14。所印刷的保护层14以及基板10,被实施加热处理并密合,保护层14固化。这里,保护层14,既可以是对光感应型的也可以是非感应型的。作为非感应型的有涂料等。
图4(b),是将没有保护层14的部分(不需要的围堰膜12b)蚀刻去除的工序。关于蚀刻,与光刻法的蚀刻相同。
图4(c),是将位于必要围堰膜12a上的保护层14与光刻法一样去除的工序。通过这些工序之后,在基板10上的面中,将必要围堰膜12a设置成所期望的图案,通过1个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12c、与该必要围堰膜12a相面对的另一个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12d以及基板10的表面10a构成凹部,形成围堰沟部20。另外,将必要围堰膜12a的上方的面称作围堰上面12e。
<通过印刷法在基板上直接形成围堰的工序>
图5为说明通过图1的流程图中的丝网印刷或胶印法,直接形成围堰的工序(S102、S103)的基板剖面图。S102中,在基板10上,通过丝网印刷或胶印,将围堰材料印刷成给定的图案,得到必要围堰膜12a。S103中,实施成膜处理,通过1个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12c、与该必要围堰膜12a相面对的另一个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12d以及基板10的表面10a构成凹部,形成围堰沟部20。另外,将必要围堰膜12a的上方的面称作围堰上面12e。
将蚀刻形成的围堰壁侧面12c与围堰壁侧面12d,与该通过印刷法在基板上直接形成图案的方法中所形成的围堰壁侧面12c与围堰壁侧面12d相比,其特征在于,虽然围堰上面12e与围堰壁侧面12c以及围堰壁侧面12d之间的边界存在不清楚处,但在形成围堰沟部20之前的工序较短。
<通过印刷法在基板上直接形成围堰的工序>
图6(a)~(c),为说明通过压花印刷法直接形成围堰的工序的基板剖面图。
图6(a)中,如前所述在基板10的表面中形成围堰膜12。对该围堰膜12进行干燥或加热、光照使其固化。围堰膜12a,既可以是对光或热的感应型的也可以是非感应型的。作为非感应型的有涂料等。
图6(b)中,制作具有通过保护膜或蚀刻等所形成的围堰形状图案部71a的、与基板10不同部件的平板状原版部件71,将该围堰形状图案部71a与围堰膜12相面对设置。将围堰膜12与原版部件71的围堰形状图案部71a密合起来,并适当进行加压。另外,由于根据需要的加热,使得围堰膜12变形,沿着围堰形状图案部71a的沟成型,成为围堰膜12与围堰形状图案部71a相面对的形状。
图6(c),是通过将原版部件71以及围堰形状图案部71a从基板10上剥离,得到所期望的必要围堰膜12a的工序。通过经历这些工序,在基板10上的表面上,将必要围堰膜12a设置成所期望的图案,通过1个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12c、与该必要围堰膜12a相面对的另一个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12d以及基板10的表面10a构成凹部,形成围堰沟部20。另外,将必要围堰膜12a的上方的面称作围堰上面12e。
<通过印刷法在基板上直接形成围堰的工序>
图7(a)~(c),为说明通过压印印刷法直接形成围堰的工序的基板剖面图。
图7(a)中,通过围堰液状材料供给装置74,适量相基板10的表面供给围堰液状材料73。可以干燥或加热、光照,是围堰液状材料73变成半固体状态。
图7(b)中,制作具有通过保护膜或蚀刻等所形成的围堰形状图案部72的平板状原版部件71,将该围堰形状图案部72与供给给基板10上的围堰液状材料73或变成了半固体状态的围堰膜12相面对设置。将围堰液状材料73或围堰膜12与原版部件71所具有的围堰形状图案部72密合起来,并适当进行加压,通过这样,使得围堰液状材料73或围堰膜12变形,浸入到原版部件71所具有的围堰形状图案部72的沟中。在适当加压的状态下,通过干燥或加热、光照,让围堰液状材料73或围堰膜12固化。这里,围堰液状材料73或围堰膜12,既可以是对光或热的感应型的也可以是非感应型的。作为非感应型的有涂料等。
图7(c),是通过将围堰形状图案部72以及原版部件71从围堰膜12上剥离,得到所期望的必要围堰膜12a的工序。通过经历这些工序,在基板10上的表面上,将必要围堰膜12a设置成所期望的图案,通过1个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12c、与该必要围堰膜12a相面对的另一个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12d以及基板10的表面10a构成凹部,形成围堰沟部20。另外,将必要围堰膜12a的上方的面称作围堰上面12e。
图8(a)~(e),是说明通过图1的流程图中的光刻法,对基板进行蚀刻形成围堰的工序(S121、S124、S125)的基板剖面图。
图8(a),是在S121中在基板10上形成保护层14的工序。形成方法以及材质与S106相同。S121与S106的不同点在于,不在基板10上设置围堰膜12,而在基板上形成保护层14。
图8(b)中,在S121中,施以光掩膜16,从没有光掩膜图案16a的部分照射平行光,只向与没有光掩膜图案16a的部分相面对的保护层14照射平行光。
图8(c)中,被光所照射的保护层14因该光而发生化学反应,变得可溶解于显影液。如果将保护层14的表面充分浸渍在显影液中,不需要的保护层14b便会溶解在显影液中。另外,必要保护层14a不会被显影液所溶解。也可以对必要保护层14a进行加热,提高其于围堰膜12之间的密合性。
图8(d)中,在S121中,将溶解基板10的溶剂(以下称作基板蚀刻液),供给给必要保护层14a与基板10的表面,将没有必要保护层14a的部分的基板10溶解,去除到所期望的深度,从而得到凹形的期望图案10b。基板蚀刻液,只要是不会溶解必要保护层14a而溶解基板10的液体就可以。
图8(e)中,在S124中,通过剥离溶剂去除必要保护层14a,得到被蚀刻了的基板10的凹形期望图案10b,本实施例中,将该凹形的期望图案10b用作围堰沟部20。另外,将没有被蚀刻的基板10的表面10a称作上面12e。
图9(a)~(d),为说明通过图1的流程图中的转写法,对基板进行蚀刻形成围堰的工序(S122、S124、S125)的基板剖面图。
图9(a)中,是说明在S122中将带有保护层的薄膜与基板压接起来的工序的基板剖面图。薄膜30中,预先在薄膜30的面中,使用光刻法或印刷法等,让有机材料的保护层14形成为所期望的图案。在滚筒间的距离进行了调整的多个滚筒32之间,将带保护层的薄膜的形成有保护层14的面与基板10相面对插入,通过多个滚筒32在薄膜30与保护层14以及基板10之间产生压力,将围堰壁31与基板10压接起来。这种情况下,可以对滚筒或周围的空气进行加热。
图9(b)为说明在S122中,从所压接的保护膜上剥离薄膜的工序的基板剖面图。薄膜30与保护层14之间的固定力,比基板10与保护层14之间的固定力弱。因此,如果将薄膜30提起,便能够在将保护层14固定在基板10的状态下只将薄膜30剥离。薄膜30的材质,只要具有在作业工序中不会与保护层14剥离的程度的密合力就可以,主要是氟树脂类。
图9(c)中,在S124中,将溶解基板10的溶剂(以下称作基板蚀刻液),供给给保护层14与基板10的表面,将没有保护层14的部分的基板10溶解,去除到所期望的深度,从而得到凹形的期望图案10b。基板蚀刻液,只要是不会溶解保护层14而能够溶解基板10的液体就可以。
图9(d)中,在S125中,通过剥离溶剂去除保护层14,得到被蚀刻了的基板10的凹形期望图案10b,本实施例中,将该凹形的期望图案10b用作围堰沟部20。另外,将没有被蚀刻的基板10的表面10a称作上面12e。
图10(a)~(c),为说明通过图1的流程图中的印刷法,对基板进行蚀刻,形成围堰的工序(S123、S124、S125)的基板剖面图。
图10(a)中,在S123中,通过丝网印刷法、胶印法等,在基板上直接以所期望的图案设置保护层14。所印刷的保护层14以及基板10,被实施加热处理并密合,保护层14固化。这里,保护层14,既可以是对光感应型的也可以是非感应型的。作为非感应型的有涂料等。
图10(b)中,在S124中,将溶解基板10的溶剂(以下称作基板蚀刻液),供给给保护层14与基板10的表面,将没有保护层14的部分的基板10溶解,去除到所期望的深度,从而得到凹形的期望图案10b。基板蚀刻液,只要是不会溶解必要保护层14a而能够溶解基板10的液体就可以。
图10(c)中,在S125中,通过剥离溶剂去除保护层14,得到被蚀刻了的基板10的凹形期望图案10b,本实施例中,将该凹形的期望图案10b用作围堰沟部20。另外,将没有被蚀刻的基板10的表面10a称作上面12e。
<让基板与围堰的一部分或全部亲水化的工序>
是对通过图1的S101~S110所制造的围堰沟部20、通过图1的S120~S125对基板10进行蚀刻所制造的围堰沟部20、以及通过各个方法所制造的围堰上面12e的一部分或全部,实施亲水化的工序。
亲水化工序(亲水处理),是用来使其容易被水所湿润的处理,对围堰沟部20、基板10以及围堰上面12e的一部分或全部所实施的处理。亲水化处理的具体例子,可以例示出臭氧氧化处理、等离子处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子射线照射处理、酸处理、碱处理等。另外,是根据围堰沟部20、基板10以及围堰上面12e的表面特性而适当进行的处理,例如在作为有机物的围堰沟部20以及基板10的表面上,含有羟基、醛基、酮基、氨基、亚氨基、羧基、硅醇基等极性基的情况下,可以省略亲水处理工序。
实施了亲水处理的围堰沟部20以及基板10,显示出对水为20°以下的接触角。
<在围堰的上面的一部分或全部中涂布疏液剂的工序>
接下来,对给前述的围堰上面12e的一部分或全部,涂布疏液剂50的工序进行说明。该工序是用来让围堰上面12e的一部分或全部难以被水湿润的处理。
是将疏液剂50附着在基板10之外的部件的平板状原版部件51上,将该原版部件51与基板10上的围堰上面12e相接触,通过这样,将疏液剂50转写到围堰上面12e的一部分或全部中,让围堰上面12e疏液化的工序。
图11(a)~(c),是说明平板状原版部件的制作方法的俯视图、剖面图与立体图。
图11(a)为说明制作平板状原版部件时的俯视图,图11(b)为制作平板状原版部件时的图11(a)的A-A剖面图,图11(c)为所完成的平板状原版部件的立体图。
图11(a)、(b)中,为了制作平板状原版部件51,首先从模框52的上方插入模具体53。模框52的底面中设有引导孔52a,与从模具体53向下延伸的突出部53b相卡定。另外,模框52与模具体53卡定在一起。模具体53的上方,设置了具有下方缩进了一定间隔的相面对的一对斜面53a的突出部。
从模框52的双方插入模具体53之后,将液状的模具剂流入到由模框52与模具体53所构成的凹形的区域内。所流入的液状的模具剂54,一直流入填充到包括模具体52的面53c与斜面53a以及模块52的内壁面52b的区域。
插入填充了液状的模具剂54之后,将具有至少一个面为平滑面55a的、例如硅晶片或玻璃等平板55,从模框52的上方插入,夹持液状的模具剂54。这种情况下,预先在平板55的平滑面55a中涂布液状的模具剂54之后再插入,以使得平板55的平滑面55a与液状的模具剂54之间不会进入空气。平板55只要具有平坦的面就可以,没有特别的限制。
在将平板55插入在模框52中之后,插入加力部件56。本实施方式中,利用加力部件56的重量,对平板55与液状模具剂54进行加力,但也可以从上方通过气缸、弹簧来进行加力,或将模框52与加力部件56螺在一起。
这样,将安装有各个部件的整套装置在室温下放置24小时。另外也可以进行加热。通过该处理,在液状的模具剂54具有弹力性的状态下进行硬化。
这里,对作为原版部件的材质的模具剂54的材料进行说明。
模具剂54的材料使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)(信越化学工业制KE1310ST),通过附加式反应机构混合了硬化输出材料与硬化剂之后,通过在室温下防止24小时或加热放置,而在具有弹力性的状态下使其硬化
例如,在让液状的模具剂54发生反应,成型弹性体的情况下的反应,可以通过缩合型或附加型中的任一个来进行,但由于显示出0.5%程度的线收缩率的缩合型,在高分子发生反应的过程中产生气体,因此,最好使用线收缩率为0.1%程度的附加型反应机构弹性体材料。
另外,作为模具剂54,为了提高与基板10之间的密合性,最后使用包含有硅氧烷构造的弹性体。例如,可以列举出作为硅烷化合物的聚二甲基硅氧烷(PDMS)类的弹性体。其高分子的结构式通过Si(CH3)3-O-(Si(CH3)2O)n-Si(CH3)3来表示。n为正整数。通过使用该材料,能够让所成型的原版面54a的表面,吸收或附着涂布在后述的基板10上的表面处理剂。
图11(c)为说明在模具剂54具有弹性且被硬化了的状态下,从模框52中取出之后的原版部件51的立体图。
包括模具体53的多个斜面53a与面53c,且固定有模具剂54。设置在模具体53中的突出部53b,为了在后述的工序中将原版部件51安装在其他装置中而使用。另外,模具剂54的原版面54a,通过平板55的平滑面55a而成为平滑的面。
在原版部件51的原版面54a上,将疏液性高分子溶液(大金工业制,单一达因TG-656)作为表面处理剂70,通过旋涂器以3000rpm的30秒的旋转,在原版面54a中涂布表面处理剂70。通过该表面处理剂70的涂布,让原版面54a具有疏液性。
<在围堰上面的一部分或全部中涂布疏液剂的工序>
图12(a)~(c)为说明在基板10中所形成的围堰上面12e的一部分或全部中涂布疏液剂80的工序的基板10以及原版部件51的剖面图。
图12(a)是涂布有疏液剂80的原版部件51的剖面图。
在原版部件51所具有的模具剂54的原版面54a的一部分或全部中涂布疏液剂80。疏液剂可以使用例如以让分子的末端功能基有选择地化学吸附在基板构成原子上为特征的硅烷偶联剂(有机硅化合物)或表面活性剂。
这里,硅烷偶联剂是指,通过R1SiX1mX2(3-m)所表示的化合物,R1表示有机基,X1以及X2表示-OR2、-R2、-Cl,R2表示碳元素数为1~4的烷基,m表示1至3的整数。
另外,表面活性剂是通过R1Y1表示的化合物,Y1为亲水性的极性基,为-OH、-(CH2CH2O)nH、-COOH、-COONa、-CONH2、-SO3H、-SO3Na、-OSO3H、-OSO3Na、-PO3H2、-PO3Na2、-PO3K2、-NO2、-NH2、-NH3Cl(氨盐)、-NH3Br(氨盐)、≡NHCl(吡啶翁盐)、≡NHBr(吡啶翁盐)等。
硅烷偶联剂剂的特征在于,化学吸附基板表面中的氢基,由于在金属或绝缘体等很多材料的氧化物表面显示出反应性,用作疏液剂80是非常理想的。这些硅烷偶联剂或表面活性剂中,特别是通过R1具有全氟烷基构造的CnF2n+1或全氟构造CpF2p+1O(CpF2pO)r的含氟化合物进行修饰,固体表面的表面自由能量低于25mJ/m2,与具有极性的材料之间的亲和性较小,非常适于使用。
更具体的说,硅烷偶联剂剂可以列举出CF3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)5-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)5-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)11-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3(CF2)3-CH2CH2-Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)7-CH2CH2-Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)8-CH2CH2-Si(C2H5)(OC2H5)2、CF3O(CF2O)6-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3O(CF3O6)4-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(CF3O6)2(CF2O)3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C3F6O)8-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C4F9O)5-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C4F9O)5-CH2CH2-Si(CH3)(OC2H5)2、CF3O(C3F6O)4-CH2CH2-Si(C2H5)(OCH3)2等。但并不仅限于上述结构。
另外,表面活性剂可以列举出CF3-CH2CH2-COONa、CF3(CF2)3-CH2CH2-COONa、CF3(CF2)3-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)5-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)7-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)7-CH2CH2-OSO3Na、CF3(CF2)11-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)8-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(CF2O)6-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C3F6O)2(CF2O)3-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C3F6O)4-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C4F9O)2(CF2O)5-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C3F6O)8-CH2CH2-OSO3Na等,但并不仅限于上述结构。
接下来,疏液剂80可以使用疏液性的高分子化合物。例如,作为疏液性高分子化合物,可以使用分子内含有氟原子的低聚物或多聚物,具体的例子如聚四氟化乙烯(PTEE)、乙烯四氟化乙烯共聚合物、6氟化丙稀-4氟化乙烯共聚合物、聚氟化亚乙烯基(PVdF)、聚(十七氟庚基乙基甲基丙烯酸酯)(PPFMA)、聚(全氟辛基乙基丙烯酸酯)等长链全氟烷基构造的乙烯、酯、丙烯酸酯、异丁烯酸盐、塑料、氨基甲酸乙酯、硅、酰亚胺、碳类聚合物。
为了让所转写的疏液剂80的膜不给沟部20带来影响,最好使其厚度为10nm以下,更为理想的是5nm以下的膜厚。
另外,作为将疏液剂80涂布在模具剂54的原版面54a上的方法,可以采用一般的涂布方法,例如挤压涂布方法、旋涂方法、凹印涂布方法、倒转辊涂布方法、辊涂布方法、裂缝涂布方法、微凹印涂布方法、浸渍涂布方法、喷墨涂布方法等。
图12(b)为说明将涂布有疏液剂80的原版面54a与基板10的围堰上面12e相接触,将原版面54a的疏液剂转写到基板10的围堰上面12e上的基板10以及原版部件51的剖面图。
首先,调整原版面54a与基板10的围堰上面12e的平行度。接下来,在原版面54a与基板10的围堰上面12e之间加力,让具有弹力的模具剂54多少有些变形。因此,不在围堰壁侧面12c、围堰壁侧面12d中涂布疏液剂80,保持上述围堰壁侧面12c、围堰壁侧面12d以及基板10的表面10a的亲水性。由于模具剂54多少有些变形,因此,为了将疏液剂80附着在围堰沟部20中,必要围堰膜12a的高度(厚度),最好为1μm以上。
图12(c)为说明将原版部件51从基板10的围堰上面12e上脱离,将疏液剂80转写到基板10的围堰上面12e上的状态的基板10的剖面图。只在原版面54a与基板10的围堰上面12e相接触的部分中转写疏液剂80,在不接触的部分中不转写疏液剂80。这是一种能够在围堰说明12e的一部分中进行转写的方法。也可以对围堰上面12e全体进行转写。
为了提高所转写的围堰上面12e的疏液剂80的疏液性,在转写工序之后,最好还使用用来将疏液剂80固定在基板10上的工序,具体的说可以使用加热处理或暴露在反应性蒸气中等处理。例如,在硅烷偶联剂剂的情况下,通过将基板加热到高温,或在室温下暴露在高湿度的环境下,来进行反应。具体的例子有,为了让作为疏液剂80的疏液性高分子反应固定在基板10的围堰上面12e上,而在加热到150℃的炉中进行1分钟的加热处理的方法。
通过像这样将所涂布的疏液剂80固定在基板10上,只在基板10上的围堰上面12e中,形成有作为疏液剂80的疏液性高分子薄膜。通过所转写的疏液剂80的疏液性高分子,对表面实施疏液性处理,围堰上面12e显示出对水为90°以上的高接触角。
图13(a)为上面液滴喷头200全体的剖面立体图,该图(b)为说明喷出部的详细剖面图。各个液滴喷头200是喷墨液滴喷头。各个液滴喷头200,具有振动板226与喷嘴板228。振动板226与喷嘴板228之间设有储液部229,其常时填充有作为从墨箱(未图示)经管子(未图示)供给给孔232的墨水的导电性液状材料11。
另外,振动板226与喷嘴板228之间,设有多个分隔壁222。这样,由振动板226、喷嘴板228、1对分隔壁222包围而成的部分为空室220。由于空室220相对喷嘴252设置,因此空室220的数与喷嘴252的数相同。空室220只,经位于一对分隔壁222之间的供给口230,从储液部229供给导电性液状材料11。
图13(b)中,在振动板226上,对应于各个空室220,设有振子224。振子224,包括压电器件224c、夹持压电器件224c的一对电极224a、224b。通过给该一对电极224a、224b之间加载驱动电压,从相对应的喷嘴252中喷出导电性液状材料11。另外,调整喷嘴252的形状,使得从喷嘴252向Z轴方向喷出导电性液状材料11。
这里,本实施方式中的“导电性液状材料11”是指,具有能够从喷嘴中喷出的粘度的材料。这种情况下,不管材料是水性的还是油性的。只要具有能够从喷嘴喷出的流动性(粘度)就足够了,即使混入了固体物质,如果其全体仍然是流体也可以。
导电性液状材料11的粘度最好为1mPa·s以上,50mPa·s以下。在粘度小于1mPa·s的情况下,在喷出导电性液状材料11的液滴时,喷嘴252的周边部很容易被导电性液状材料11的流出所污染。另外,在粘度大于50mPa·s的情况下,喷嘴252中的堵塞频度增高,因此很难得到流畅的液滴喷出。
本实施例中,有时将包括1个喷嘴252、对应于喷嘴252的空室220、以及对应于空室220的振子224的部分,标记为“喷出部227”。根据该标记,1个液滴喷头200中,具体与喷嘴252相同数目的喷出部227。喷出部227也可以具有电气热变换器件,来代替压电器件。也即,喷出部227,可以是利用电气热变换器件所引起的材料热膨胀,来喷出材料的构造。
这里对导电性液状材料11的材质进行说明。成为导电性图案的导电性液状材料11,含有导电性微粒与有机金属化合物中的至少一方,是通过液滴喷出装置(未图示)在基板10上以给定的形状设置在给定的位置上的导电性图案。作为含有导电性微粒以及有机金属化合物中的至少一方的导电性液状材料11,可以使用将导电性为了分散在分散剂中的分散液、有机金属化合物的溶液或它们的化合物。
这里所使用的导电性微粒,例如除了使用含有金、银、铜、铝、钯、锰、铟、锡、锑、以及镍中的至少1个的金属微粒之外,还可以使用它们的氧化物、以及导电性聚合物或超导体的微粒等。
为了提高这些导电性微粒的分散性,可以在表面涂布二甲苯或甲苯等有机溶剂或柠檬酸等。导电性微粒的粒径最好在1nm以上,0.1μm乙烯。如果大于0.1μm,便有可能会在后述的液滴喷头的喷嘴中产生堵塞。另外,如果小于1nm,涂布材料相对导电性微粒的体积比就变大,使得所得到的膜中的有机物的比率过高。在使用通过涂布材料来覆盖导电性微粒的材料的情况下,可以采用在液体形态下不显示出导电性,在干燥或烧结后时呈现出导电性的墨水。
作为导电性例子的涂布剂,胺、酒精以及硫醇是公知的。更具体的说,作为导电性微粒的涂布剂,可以使用2-甲基氨基乙醇、二乙醇胺、二乙基甲基胺、2-二甲氨基乙醇以及甲基二乙醇胺等胺化合物、烷基胺类、乙二胺类、烷基醇类、乙二醇类、丙二醇类、醇硫醇类、及乙烷双硫醇类。
另外,作为有机金属化合物,例如可以举出由含有金、银、铜、钯等的化合物或络合物,通过热分解析出金属者。具体的说,可以列举出氯三乙基膦金(I)、氯三甲基膦金(I)、氯三苯基膦金(I)、银(I)2、4-戊烷二酮络合物、三甲基膦(六氟乙酰丙酮)银(I)络合物、铜(I)六氟戊烷二酮环辛二烯络合物等。
作为含有导电性尾闾义军有机金属化合物中的至少一方的液体分散剂或溶媒,可以在室温下的蒸气压为0.001mmHg以上,200mmHg以下(约0.133Pa以上26600Pa以下)。这是由于,如果蒸气压高于200mmHg,则喷出之后分散剂或溶媒会急速蒸发,很难形成良好的膜。
另外,如果分散剂或溶媒的蒸气压为0.001mmHg以上,50mmHg以下(约0.133Pa以上6650Pa以下),则更加理想。如果蒸气压高于50mmHg,则通过液滴喷出法喷出液滴时,很容易因干燥引起喷嘴堵塞,很难稳定突出。另外,在为室温下的蒸气压低于0.001mmHg的分散剂或溶媒的情况下,干燥变慢,膜中很容易残留分散剂或溶媒,在后继工序的热及/或光处理之后,很难得到优质的导电膜。
作为分散剂,只要能够分散上述导电性微粒,使其不会凝结就可以,并没有特别的限制。例如除了水之外,还有甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类、n-庚烷、n-辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、甲苯、二甲苯、甲基异丙基苯、杜烯、茚、二戊烯、四氢化萘、十氢化萘、以及环己基苯等碳氢化合物、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、7二醇甲乙醚、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-二氧杂环乙烷等醚类化合物、以及碳酸丙烯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲替甲酰胺、二甲亚砜、环己酮等极性化合物。其中,在微粒的分散性与分散剂的稳定性、以及应用在液滴喷出法中的容易程度这一点,最好是水、醇类、碳氢化合物以及醚类化合物,作为更加理想的分散剂,可以列举出水、碳氢化合物。
将上述导电性微粒分散在分散剂中的情况下的分散质浓度,最好在1质量%以上,可以对应于所期望的导电膜膜厚来进行调整。如果超过了80%,则容易引起凝结,很难得到均匀的膜。另外,基于同样的理由,上述有机金属化合物溶液的溶质浓度,最好处于和上述分散质浓度相同的范围内。
上述导电性微粒的分散液的表面张力最好在0.02N/m以上,0.07N/m以下的范围内。在通过液滴喷出法喷出液滴时,如果表面张力不满0.02N/m,则由于墨水对喷嘴面的湿润性增大,因此容易产生飞行弯曲,如果超过了0.07N/m,则在喷嘴前端的弯月面的形状不稳定,因此喷出量以及喷出时刻的控制变得困难。为了调整表面张力,可以在上述分散液中,在不会大幅降低与基板之间的接触角的范围内,微量添加氟类、硅类、非离子类等表面张力调节剂。非离子类表面张力调节剂,有助于提高墨水在基板上的湿润性,改良膜的水平性、防止产生膜的细微的凹凸。上述表面张力调节剂,根据需要还可以含有醇、醚、酯、酮等有机化合物。
上述分散液的粘度最好为1mPa·s以上,50mPa·s以下。在使用液滴喷出法,将墨水作为液滴喷出时,在粘度小于1mPa·s的情况下,喷嘴的周边部很容易被墨水的流出所污染。另外,在粘度大于50mPa·s的情况下,喷嘴孔中的堵塞频度增高,因此很难得到流畅的液滴喷出。
像这样的导电层用墨水33a,具体的说,可以列举出将直径为10nm程度的银微粒分散在有机溶剂中所得到的银微粒分散液(真空冶金公司制,商品名为“perfect silver”)的分散剂,通过十四烷进行置换将其稀释,调整为粘度为8mPa·s,表面张力为0.022N/m。
图14(a)~(c),是说明从液滴喷头200所喷出的导电性液状材料11与基板10之间的关系的剖面图。
图14(a)中,从液滴喷头200所喷出的导电性液状材料11,以炮弹形状到达基板10。通过液滴喷出装置(未图示),控制用来向由围堰壁侧面12c与基板10的表面10a以及围堰壁侧面12d所构成的围堰沟部喷出的位置,并喷出导电性液状材料11。图中所显示的导电性液状材料11,从液滴喷出装置所具有的液滴喷头200中喷出。对导电性液状材料11的液滴大小D,大于围堰沟部20的围堰沟宽B的情况进行说明。
图14(b)中显示了导电性液状材料11到达基板10之后的状态。由于导电性液状材料11的液滴大小D大于围堰沟部20的围堰沟宽B,因此到达了基板10之后如图所示,成为从围堰沟部20的围堰沟宽B中溢出,扩展到围堰上面12e上所设置的疏液剂80的区域中的形状(以下称作击中直径)。
疏液剂80,如前所述,在围堰上面12e中,具有对水110°以上的高接触角,因此,对导电性液状材料11的接触角θ也很大。另外,围堰沟部20如前所述,具有亲水性,因此,到达基板10的导电性液状材料11,从设置在围堰上面12e中的疏液剂80受到压缩力,相反,从围堰沟部20受到张力。因此,导电性液状材料11能够沿着围堰沟部20的沟,在该纸面的垂直方向的前后扩展。另外,在围堰沟宽B大于液滴的大小D的情况下,可以更加稳定,将导电性液状材料11容纳在围堰沟部20中。
图14(c)中,显示了导电性液状材料11沿着围堰沟部20的沟扩展之后的状态。
导电性液状材料11,容纳在从亲水性的围堰壁侧面12c与围堰上面12e上所设置的疏液性的疏液剂80之间的边界11c,到围堰壁侧面12d与围堰上面12e上所设置的疏液性的疏液剂80之间的边界11d直径的围堰沟部中。以前,由于围堰壁侧面12c以及围堰壁侧面12d呈疏液性,因此用来将导电性液状材料11容纳在围堰沟部20中的张力较弱,在容纳导电性液状材料11的过程中,如图所示,导电性液状材料11a以及导电性液状材料11b(以后称作击中痕迹)残留在疏液剂80上,在实施了导电性液状材料11的成膜处理之后,由于该击中痕迹也具有导电性,因此一旦构成了多层构造的电路,各层间就会产生短路,损害基板的电气可靠性。
下面对本发明的效果进行说明。
(1)由于围堰壁侧面12c以及围堰壁侧面12d具有亲水性,因此将导电性液状材料引入围堰沟部20的沟中的力增加,即使在小于击中直径(导电性液状材料11的液滴大小D)的线宽(围堰沟部的围堰沟宽B)的情况下,也能够得到没有击中痕迹(导电性液状材料11a以及导电性液状材料11b)的导电性图案。
【实施例2】
接下来对照附图对实施例2进行说明。
本实施例中,说明了与实施例1不同的部分,未作说明的部分与实施例1相同。
图15(a)、(b)为说明滚筒状原版部件61的制作方法的俯视图、剖面图以及立体图。
图15(a)、(b)中,说明了制造作为与基板10分开的部件的滚筒状原版部件61的工序。
模框62的内壁62a,通过滚筒研磨加工,能够使其非常圆,提高滚筒度。模框62的下方,为了确保与内壁62a之间的同心度,而设有段孔62b,中心有孔64a的底板64与底板63卡定在一起。向此处流入实施例1中所述的液状模具剂54。
从模框62的上方插入中心轴65,将中心轴65的一端插入在底板64中心的孔64a中。将与设置在模框62的上方的段孔62c卡定在一起的盖子66,从模框62的上方插入,将盖子66中所具有的孔66a与同心轴65的另一端卡定起来并插入。多余的液状模具剂54,从盖子66所具有的脱离孔66b、66c流出到模框62的外部。这些部件通过与实施例1相同的处理,让液状模具剂54固化。将所固化的模具剂54以及一部分被包围在模具剂54内的中心轴,从模框62中取出。
图15(c)为从模框62中所取出的滚筒状原版部件61。
测定从模具剂54中突出的中心轴65的突出部65a、65b,与模具剂54的原版面54a之间的同轴度。在所测定的同轴度不理想的情况下,或模具剂54的原版面54a中有气泡的情况下,以中心轴65的突出部65a、65b为基准,旋削原版面54a。这种情况下,由于模具剂54具有弹性,因此,可以通过加热了的锋利的刀具来进行旋削。
原版部件61的模具剂54的原版面54a与实施例1一样,通过表面处理剂70进行处理。将这样所制作的原版部件61安装到辊涂装置等中,在模具剂54的原版面54a中,厚度均匀地涂布实施例1中所述的疏液剂80,转写到具有围堰沟部20的基板10的围堰上面12e上,对疏液剂80进行成膜处理。
接下来,对本实施例的效果进行说明。
(2)能够在基板10的围堰上面12e中,连续涂布疏液剂80,提高了生产性。
【实施例3】
接下来对照附图对实施例3进行说明。
本实施例中,说明了与实施例1不同的部分,未作说明的部分与实施例1相同。
本实施例,是通过压花印刷法对基板10中所设置的围堰膜12进行围堰形成,同时涂布疏液剂80,得到所期望的形状的必要围堰膜12a,同时让围堰膜上面12e具有疏液性的处理的实施方法。
图16为说明通过压花印刷法形成围堰,同时在必要围堰膜12a的围堰上面12e中涂布疏液剂80的工序的基板剖面图。
图16中,首先,如前所述,在基板10的表面中,形成成为围堰膜12的例如聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)。对该围堰膜12进行干燥或加热、光照使其固化。围堰膜12a,既可以是对光或热的感应型的也可以是非感应型的。作为非感应型的有涂料等。
通过压花印刷装置75、疏液剂涂布装置76,对具有固化了的围堰膜12的基板10适当加压,变更其相对位置。压花印刷装置75,设置了在压花鼓77的周围与所期望的围堰图案相面对的凹凸沟的轧铝机78。在通过不具有与所期望的围堰图案相面对的凹凸沟的轧铝机78的部分,进行接合,并安装在压花鼓77中的情况下,通过让轧铝机78的长度(周长),长于基板10的相对位置变更的方向的长度,从而能够对基板10上所设置的围堰膜12得到所期望的必要围堰膜12a。
另外,为了防止具有轧铝机78的压花鼓77,与具有围堰膜12的基板10直径的相对位置变更时,因滑动等而导致位置偏移,可以设置齿轮传动机构(未图示)或带传动机构(未图示)。
轧铝机78的与所期望的围堰图案相面对的凹凸沟,是通过光刻法进行蚀刻所形成的,或通过激光加工进行细微融解加工所得到的。与所期望的围堰图案相面对的凹凸沟的深度,最好与围堰膜12相等或稍大。
如果对具有固化了的围堰膜12的基板10以及压花印刷装置75适当进行加压,变更其相对位置,便在围堰膜12中,形成与围堰78的期望围堰图案相面对的凹凸沟,以及与该凹凸沟相面对的期望图案。
围堰膜12中,通过压花印刷装置75,将必要围堰膜12a残留在基板10上。通过经历这些工序,在基板10上的表面上,将必要围堰膜12a设置成所期望的图案,通过1个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12c、与该必要围堰膜12a相面对的另一个必要围堰膜12a的围堰壁侧面12d以及基板10的表面10a构成凹部,形成围堰沟部20。另外,将必要围堰膜12a的上方的面称作围堰上面12e。该工序中,通过对围堰膜12进行加热,让围堰膜12呈现出柔软性,便能够得到更为理想的必要围堰膜12a。
疏液剂涂布装置76,具有作为与本发明的实施例2的基板10分开的部件的滚筒状原版部件61,将存储部79中所储存的疏液剂80,适当供给给辅助滚筒81,通过膜厚控制装置82的来控制辅助滚筒81的周围所附着的疏液剂80的厚度。
辅助滚筒81,与原版部件61相邻,将辅助滚筒81周围的疏液剂80,转写到原版部件61中。所转写的疏液剂80,一边通过原版部件61给基板10的必要围堰膜12a的围堰上面12e适当加压,一边转写到围堰上面12e上。之后实施疏液剂80的前述成膜处理。
通过经历这些工序,设置在基板10上的围堰膜12,通过压花印刷装置75形成围堰沟部20,接下来通过疏液剂涂布装置76,在围堰上面12e的一部分或全部中实施疏液剂80涂布/成膜处理,让围堰上面12e具有抗水性。
下面对本实施例的效果进行说明。
(3)对设置在基板10上的围堰膜12,通过压花印刷装置75形成围堰沟部20,接下来,通过疏液剂涂布装置76,在围堰上面12e的一部分或全部中涂布疏液剂80,因此提高了生产性。
【实施例4】
接下来对照附图对实施例4进行说明。
本实施例中,说明了与实施例1不同的部分,未作说明的部分与实施例1相同。
本实施例中,在基于薄膜晶体管(以下称作TFT)驱动的液晶面板中,使用本发明。
图17(a),是说明设置用来放置TFT的栅电极的方法的基板局部俯视图,图17(b)为基板的部分剖面图。
液晶面板的TFT阵列基板300上,以矩阵状设有多个透明像素电极(未图示),各个像素电极中,设有由多晶硅膜所形成的半导体层301。另外,在TFT阵列基板300与相面对的对向基板(未图示)之间,填充液晶(未图示),在各个基板的表面设置取向膜(未图示),进行让液晶排列在给定的方向上的取向处理。在光路上设置,具有与该液晶的给定方向相一致的方向的偏光轴的一对偏光板(未图示)。
本实施例中,对形成该半导体层301用栅电极302的方法进行说明。
在TFT阵列基板300上,分别如前所述形成所期望的必要围堰膜12aa、12ab、12ac。通过必要围堰膜12aa的围堰壁侧面312,与作为必要围堰膜12ab之一边的围堰壁侧面314,以及TFT阵列基板表面310,构成围堰沟部320。另外,通过作为必要围堰膜12ab的另一边的围堰壁侧面315,与作为必要围堰膜12ac之一边的围堰壁侧面316,以及TFT阵列基板表面310,构成另一个围堰沟部321。围堰沟部320、321在本实施例中为直线,但也可以是弯曲的。另外,围堰沟部320、321的宽度不一定要固定。
在必要围堰膜12aa、12ab、12ac各自的围堰上面312中,如前所述,涂布/成膜处理疏液剂80,使其呈现出疏液性。
在比围堰沟部320的宽度大的前述液滴喷头200(参照图13)所喷出的导电性液状材料311,到达TFT阵列基板300的围堰沟部320的沟的大致中心时,导电性液状材料311变形为导电性液状材料317击中。
由于所击中的导电性液状材料317大于围堰沟部320的宽度,因此,导电性液状材料317的一部分落在必要围堰膜12aa与必要围堰膜12ab的围堰上面312上。但是,根据本发明,围堰上面312被疏液剂80所疏液化,而围堰沟部320被亲水化,因此落在围堰上面312上的导电性液状材料317,全部被容纳在围堰沟部320中。
所容纳的导电性液状材料317,在围堰沟部320中变形,从导电性液状材料318a扩展成导电性液状材料318b。其扩展量,大致由围堰沟部320的宽度、围堰沟部320的深度、所喷出的导电性液状材料311的体积、导电性液状材料311的粘性、TFT阵列基板300的温度、围堰沟部320的亲水化程度、疏液剂80让围堰上面312疏液化的程度所决定。
在围堰沟部320上,从与前述的液滴喷头200不同的位置上喷出导电性液状材料311的情况下,考虑上述扩展量再进行喷出。这种情况下,通过与从上述所喷出并扩展的导电性液状材料318a到导电性液状材料318b之间的区域重叠,喷出导电性液状材料311,能够得到较厚的栅电极302。
另一个围堰沟部321中,也能够同样喷出导电性液状材料311,制造栅电极302。
TFT阵列基板300中,制造了栅电极302之后,在包括栅电极302与围堰上面312的一部分或全部中,制造绝缘层322。这种情况下,可以设置让设置在围堰上面312的疏液剂80的疏液化层亲水化的工序,来设置绝缘层。在该绝缘层上的给定位置中,设置半导体层301。另外,设置源电极323(参照图17(b))与漏电极324(参照图17(b)),作为该半导体层301用电极,构成TFT的主要部分。
本实施例中,对TFT驱动的液晶面板的栅电极302的情况进行了说明,但同样也能够用作制造TFT驱动液晶面板的其他电极、有机TFT驱动的液晶面板的各个电极、有机场致发光显示装置的各个电极、其他电光学显示装置的各个电极的方法。
下面对本实施例的效果进行说明。
(4)电光学显示装置,由于要确保用于显示的显示区域较大,要求增加像素数,使其更高细密化。根据本实施例,能够让用来控制晶体管、二极管等的各个电极非常细,同时在围堰上面312中不会残留导电性液状材料311,形成一种具有电气可靠性的导电性图案。
本发明的实施例并不仅限于上述方式,还能够如下进行变更。
(变形例1)上述实施例中,作为与基板10分开的部件的原版部件51的原版面54a,具有平滑的平面,但也可以对应于基板10的围堰沟部20的形状成形为凹凸状,在围堰上面12e的一部分或全部中设置疏液剂80。
(变形例2)实施实施例中,作为与基板10分开的部件的原版部件61所具有的模具剂54为滚筒状,但也可以对应于基板10的围堰沟部20的形状成形为凹凸状,在围堰上面12e的一部分或全部中设置疏液剂80。

Claims (10)

1.一种导电性图案的形成方法,其特征在于,包括:
在基板上形成围堰的工序;以及
向所述围堰的上面的一部分或全部涂布疏液剂的工序。
2.一种导电性图案的形成方法,其特征在于,包括:
在基板上形成围堰的工序;
对所述基板和所述围堰的一部分或全部进行亲水化的工序;以及,
向所述围堰的上面的一部分或全部涂布疏液剂的工序。
3.如权利要求1或2所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
通过将所述疏液剂附着在作为与所述基板分开的部件的原版部件上,并将所述原版部件和所述基板上的所述围堰的上面相接触,使所述疏液剂转写到所述围堰的上面的一部分或全部。
4.如权利要求1~3中任一项所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
所述围堰通过光刻法或转写法或印刷法形成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
所述围堰的材质是无机材料或有机材料。
6.如权利要求1~5中任一项所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
所述围堰的高度在1μm以上。
7.如权利要求2所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
对所述基板和所述围堰的一部分或全部进行亲水化的工序包括选自臭氧氧化处理、等离子处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子射线照射处理、酸处理、碱处理中的任一个处理。
8.如权利要求3所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
所述原版部件,是平板状或滚筒状。
9.如权利要求3或8所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
所述原版部件的材质,是至少包括硅氧烷结构的弹性体。
10.如权利要求1~3中任一项所述的导电性图案的形成方法,其特征在于:
所述疏液剂是硅烷偶联剂或呈现疏液性的高分子。
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