JP2010135511A - Pattern-formed substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パターン形成基板に関するものである。 The present invention relates to a pattern forming substrate.
従来、電子回路または集積回路等に使用される導電膜配線の形成には、例えば、フォトリソグラフィ法が用いられている。このフォトリソグラフィ法は、予めスパッタリングによって成膜した基板上の一様な導電膜に対して、レジストと呼ばれる感光材を塗布し、回路パターンを照射して現像し、レジストパターンに応じてエッチングすることによって、導電膜の配線パターンを形成する方法である。このフォトリソグラフィ法は真空装置などの大掛かりな設備と複雑な工程とを必要とし、また材料使用の効率も数%程度であり、材料のほとんどを廃棄せざるを得ず、製造コストが高い。 Conventionally, for example, a photolithography method is used to form a conductive film wiring used for an electronic circuit or an integrated circuit. In this photolithography method, a photosensitive material called a resist is applied to a uniform conductive film formed on a substrate in advance by sputtering, a circuit pattern is irradiated and developed, and etching is performed according to the resist pattern. Is a method of forming a wiring pattern of a conductive film. This photolithography method requires large-scale equipment such as a vacuum apparatus and a complicated process, and the efficiency of using the material is about several percent, so that most of the material has to be discarded, and the manufacturing cost is high.
これに対して、インクジェット装置を用いて液体材料である機能液を液滴状に吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて基板上に配線パターンを形成する方法が提案されている。この方法では、金属微粒子等の導電性微粒子を分散させた機能液である配線パターン用インクを基板に直接パターン配置し、その後、熱処理やレーザ照射を行って薄膜の導電膜パターンに変換する。この方法によれば、フォトリソグラフィが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量も少なくて済むというメリットがある。 On the other hand, a method of forming a wiring pattern on a substrate by using a droplet discharge method in which a functional liquid, which is a liquid material, is discharged in the form of droplets using an inkjet device, a so-called inkjet method has been proposed. In this method, a wiring pattern ink, which is a functional liquid in which conductive fine particles such as metal fine particles are dispersed, is directly arranged on a substrate, and then converted into a thin film conductive pattern by heat treatment or laser irradiation. According to this method, there is an advantage that photolithography is not required, the process is greatly simplified, and the amount of raw materials used is small.
インクジェット法を用いた方法として、例えば、特許文献1に開示された方法が挙げられる。この方法によれば、液滴が付着してはならない領域に、上記液滴を付着させないようにして、所望する特性のパターンを形成することが可能である。
As a method using the inkjet method, for example, a method disclosed in
ところで、近年、液晶テレビ等の表示装置の大型化に伴い、駆動回路と画素領域のTFT(thin film transistor)とを繋ぐ配線が長くなる傾向にある。配線の延長化は、配線抵抗の増加を伴うため、駆動波形に鈍りが生じるという問題が生じている。例えば、駆動回路から遠い位置にある画素は、近い位置にある画素に比べて、配線が長いため、配線抵抗が大きくなる。このため、駆動波形が鈍り、駆動回路から遠い位置にある画素では、所望の輝度が得られない。 By the way, in recent years, with an increase in the size of a display device such as a liquid crystal television, wirings connecting a driving circuit and a TFT (thin film transistor) in a pixel region tend to be long. The extension of the wiring is accompanied by an increase in wiring resistance, which causes a problem that the driving waveform becomes dull. For example, a pixel located far from the driving circuit has a longer wiring than a pixel located near, and thus has an increased wiring resistance. For this reason, a desired luminance cannot be obtained in a pixel having a dull driving waveform and being far from the driving circuit.
さらに、近年の表示装置では、画像の動きを滑らかに表現するために、フレーム数が増加している。しかし、上述のように、駆動波形が鈍ることによって、1フレーム内に十分な駆動波形を得ることができないという問題も生じている。このような駆動波形の鈍りは、配線の延長化に伴う配線抵抗の増加に起因して発生していることから、配線抵抗を減らすことが重要となっている。配線抵抗を減らすには、純度が高く、かつ厚い配線を形成できる膜パターンを形成する必要がある。 Further, in recent display devices, the number of frames is increasing in order to smoothly represent the movement of an image. However, as described above, there is a problem that a sufficient drive waveform cannot be obtained within one frame due to the dull drive waveform. Such dullness of the driving waveform is caused by an increase in the wiring resistance accompanying the extension of the wiring, and therefore it is important to reduce the wiring resistance. In order to reduce the wiring resistance, it is necessary to form a film pattern having high purity and capable of forming a thick wiring.
配線抵抗を減らす(R=ρ・L/S(R:抵抗、ρ:比抵抗、L:配線長、S:配線断面積)でR:抵抗の値を小さくする)方法には、配線材料を抵抗の小さな材料に変更する(ρ:比抵抗の値を小さくする)方法や、配線材料を多く積み厚い膜を形成する(S:断面積の値を大きくする)方法などが挙げられる。 In the method of reducing the wiring resistance (R = ρ · L / S (R: resistance, ρ: specific resistance, L: wiring length, S: wiring cross-sectional area) and R: reducing the resistance value) Examples thereof include a method of changing to a material having a small resistance (ρ: reducing the value of specific resistance) and a method of forming a thick film with a lot of wiring materials (S: increasing the value of the cross-sectional area).
まず、既存の配線材料から抵抗の小さい材料に置換する場合、例えば、Al(比抵抗:2.5×10-8)からCu(比抵抗:1.55×10-8)にすると、同じ量の配線材料を使用したときに比べて抵抗値を40%減少させることができる。しかし、配線材料の変更は容易ではなく、実際の生産ラインにおいて、スパッタ装置の変更やエッチング時の薬液の変更など大幅な部材の変更が必要となり、導入は非常に困難である。 First, when replacing an existing wiring material with a material having a low resistance, for example, when Al (specific resistance: 2.5 × 10 −8 ) is replaced with Cu (specific resistance: 1.55 × 10 −8 ), the same amount of wiring material is used. The resistance value can be reduced by 40% compared to when it is used. However, it is not easy to change the wiring material, and in an actual production line, it is necessary to change the members significantly, such as changing the sputtering apparatus or changing the chemical solution during etching, and it is very difficult to introduce.
次に、配線抵抗を減らすに際して、配線材料を多く積み、その断面積を増やすことによって配線抵抗を低減させる方法として、インクジェット法などを用いる方法が挙げられる。この方法によれば、基板上に形成された既存の配線パターン上にさらにパターンを形成することによって、配線材料の断面積を増加させることができるため、比較的容易に配線抵抗を下げることができる。 Next, when reducing the wiring resistance, a method using an inkjet method or the like can be cited as a method for reducing the wiring resistance by stacking a large amount of wiring material and increasing its cross-sectional area. According to this method, since the cross-sectional area of the wiring material can be increased by further forming a pattern on the existing wiring pattern formed on the substrate, the wiring resistance can be lowered relatively easily. .
さらに、既存の配線パターン上に積む場合に用いることができる材料としては、例えば、比抵抗の小さいAg(1.47×10-8)を用いることができ、これにより配線抵抗を下げることができる。
しかしながら、上記従来のパターン形成方法では、基板に着弾した液滴が拡がり過ぎるという問題点を有している。 However, the conventional pattern forming method has a problem that the droplets that have landed on the substrate spread too much.
具体的に説明すると、インクジェット法を用いて既存の配線パターン上にパターンを形成する場合、配線材料を含む流動体のインク(液滴)を吐出させ、基板上の既存の配線パターン上に着弾させて配線パターンを形成する。このように、液滴を吐出して基板に着弾させた場合、基板表面の特性によって着弾した液滴が拡がり過ぎることがあり、所望の配線パターンを得ることができないという問題が生じる。 More specifically, when a pattern is formed on an existing wiring pattern using an ink jet method, fluid ink (droplet) containing wiring material is ejected and landed on the existing wiring pattern on the substrate. To form a wiring pattern. As described above, when droplets are ejected and landed on the substrate, the landed droplets may spread too much due to the characteristics of the substrate surface, which causes a problem that a desired wiring pattern cannot be obtained.
また、インクを吐出する対象が液晶テレビを構成するTFT基板である場合、画素数と同量の薄膜トランジスタ(TFT)が行列状に配列されている。また、走査線のゲート線と信号線とのソース線が配置されており、それぞれTFTに接続されている。 Further, in the case where a target for ejecting ink is a TFT substrate constituting a liquid crystal television, thin film transistors (TFTs) of the same number as the number of pixels are arranged in a matrix. Also, gate lines of scanning lines and source lines of signal lines are arranged and connected to the TFTs, respectively.
このゲート線とソース線が交差する部分(非塗布領域)では静電容量を減らす必要がある。すなわち、非塗布領域だけ液滴を積まないといった処理を行うことが要求される。C=ε・S/d(C:静電容量、ε:誘電率、S:面積、d:ギャップ)で表される式において、dの値を大きくするとCの値は小さくなるが、ここではゲート線とソース線との間には絶縁体が配置されており、この絶縁体の厚みdを大きくすることが好ましいため、ゲート線とソース線とが交差する部分についてはゲート配線の厚みを小さくすることが望まれる。また、非塗布領域に対して液滴を直接的に積まない場合であっても、塗布領域に着弾した液滴が拡がり過ぎることにより、非塗布領域に液滴が流れ込むことがある。 It is necessary to reduce the capacitance at the portion where the gate line and the source line intersect (non-application region). That is, it is required to perform a process that does not stack droplets only in the non-application area. In the equation represented by C = ε · S / d (C: capacitance, ε: dielectric constant, S: area, d: gap), the value of C decreases as the value of d increases. Since an insulator is disposed between the gate line and the source line, and it is preferable to increase the thickness d of the insulator, the thickness of the gate wiring is reduced at the portion where the gate line and the source line intersect. It is desirable to do. Even when the droplets are not directly stacked on the non-application region, the droplets that have landed on the application region may spread too much, and the droplets may flow into the non-application region.
上記のように非塗布領域に液滴が流れ込むことを防止するため、特許文献1の方法を用いた場合、例えば、撥液材料が塗布されたガラス基板中に親液パターンを形成すると、親液パターン上に着弾した液滴が親液パターン上に拡がるが、その親液パターンのうち一部の幅を規定の幅以下に設定することで、液滴がそのパターン幅以下の親液部には拡がらないため、液の流れを留めることができる。これにより、パターン上の親液パターンのパターン幅を制御することによって、塗布領域に液滴を拡げ、非塗布領域には液滴を拡がらないよう液滴を塗布することができる。
In order to prevent the droplets from flowing into the non-application region as described above, when the method of
しかしながら、特許文献1の方法では、基板上に形成された配線パターンに対しては、配線パターン中で一部線幅を狭くすることで液滴を塗布したくない領域に液滴が流れ込むことは防止できても、配線パターン自体の線幅を狭くする必要があるため、配線全体として配線抵抗が上昇することが問題になる。これにより、液滴のインク留めパターンによって大幅に抵抗値が上昇するため、本来の目的である配線抵抗を小さくすることができなくなる。
However, according to the method of
本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、標的となる領域に液滴を塗布することができ、かつ、配線抵抗の増加を極力抑制することができるパターン形成基板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to form a pattern that can apply a droplet to a target region and suppress an increase in wiring resistance as much as possible. It is to provide a substrate.
本発明に係るパターン形成基板は、上記課題を解決するために、液滴が吐出されることによって、所定のパターンが形成されるパターン形成基板において、上記液滴が接触したときの接触角が第1接触角である第1領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第2接触角であって、上記第1領域に囲まれた第2領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第3接触角であって、上記第2領域に囲まれた第3領域とを有し、上記第2接触角は第1接触角および第3接触角よりも小さく、上記第3領域と、上記第2領域において液滴が吐出される塗布領域と、上記第2領域において液滴が吐出されない非塗布領域とは互いに隣接するように形成されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the pattern formation substrate according to the present invention has a contact angle when the droplet contacts with the pattern formation substrate on which a predetermined pattern is formed by discharging the droplet. A first contact area having a first contact angle, and a second contact angle when the droplet contacts, and a second region surrounded by the first region and the droplet contact The third contact angle is a third contact angle and the third region is surrounded by the second region, and the second contact angle is smaller than the first contact angle and the third contact angle. In addition, the application region in which droplets are discharged in the second region and the non-application region in which droplets are not discharged in the second region are formed adjacent to each other.
上記の発明によれば、上記液滴に対して、第1〜第3領域の接触角の関係から、第1および第3領域は、第2領域に比べてより撥液性を有することとなる。このため、第2領域である塗布領域に液滴が吐出されると、第2領域に液滴が拡がり易く、第1領域へは接触角の関係から液滴の拡がりが留められる。一方、塗布領域、非塗布領域および第3領域は互いに隣接しており、塗布領域から拡がろうとする液滴は、塗布領域と第3領域との接触角の差によって、その拡がりが留められる。 According to the above invention, the first and third regions have more liquid repellency than the second region because of the contact angle of the first to third regions with respect to the droplet. . For this reason, when a droplet is ejected to the application region, which is the second region, the droplet easily spreads to the second region, and the spread of the droplet is stopped to the first region due to the contact angle. On the other hand, the application region, the non-application region, and the third region are adjacent to each other, and the spread of the droplets that are to spread from the application region is stopped by the difference in the contact angle between the application region and the third region.
また、塗布領域の幅を狭める必要がないため、配線抵抗の増加を極力抑制することもできる。 Moreover, since it is not necessary to narrow the width of the application region, it is possible to suppress an increase in wiring resistance as much as possible.
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記第2領域は、導電性材料によって形成されていることが好ましい。 Moreover, in the pattern formation board | substrate which concerns on this invention, it is preferable that the said 2nd area | region is formed with the electroconductive material.
これにより、形成される導電性パターンの配線抵抗を抑制することができるパターン形成基板を提供することができる。 Thereby, the pattern formation board | substrate which can suppress the wiring resistance of the conductive pattern formed can be provided.
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記第3接触角は、上記第1接触角以上の大きさであることが好ましい。 In the pattern forming substrate according to the present invention, the third contact angle is preferably greater than or equal to the first contact angle.
これにより、液滴は、第1領域から塗布領域へ移動する以上に、第3領域から塗布領域に移動し易くなるため、第3領域によって液滴が非塗布領域へ移動することをより抑えることができる。 This makes it easier for the droplets to move from the third region to the application region than to move from the first region to the application region, thereby further suppressing the droplets from moving to the non-application region by the third region. Can do.
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記第1領域は、ガラス基板に撥液膜が形成されて成り、上記第2領域は、導電性材料を含む導電性配線パターンによって形成されて成り、上記第3領域は、ガラス基板に撥液膜が形成されたくり抜きパターンによって形成されて成ることが好ましい。 In the pattern formation substrate according to the present invention, the first region is formed by forming a liquid repellent film on the glass substrate, and the second region is formed by a conductive wiring pattern including a conductive material, The third region is preferably formed by a hollow pattern in which a liquid repellent film is formed on a glass substrate.
上記のパターン形成基板であれば、導電性配線パターン上に液滴を吐出することによって導電性膜を形成することができ、導電部分の断面積を増加させることができる。このため、形成される配線パターンの配線抵抗をさらに小さくすることができるパターン形成基板を提供することができる。 If it is said pattern formation board | substrate, a conductive film can be formed by discharging a droplet on a conductive wiring pattern, and the cross-sectional area of a conductive part can be increased. For this reason, the pattern formation board | substrate which can make wiring resistance of the wiring pattern formed further smaller can be provided.
上記導電性配線パターンには、導電性を有し、上記液滴に対して新液性を有する親液膜が形成されていることが好ましい。 It is preferable that the conductive wiring pattern is formed with a lyophilic film having conductivity and a new liquid property with respect to the droplet.
これにより、液滴が塗布領域により拡がり易いパターン形成基板を提供することができる。 Thereby, it is possible to provide a pattern forming substrate in which droplets are more likely to spread in the application region.
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンの形状は線状であり、上記塗布領域および非塗布領域は、上記導電性配線パターンの長さ方向に交互に形成されていることが好ましい。 Moreover, in the pattern formation board which concerns on this invention, the shape of the said conductive wiring pattern is linear, The said application area | region and a non-application area | region are alternately formed in the length direction of the said conductive wiring pattern. Is preferred.
これにより、例えば、TFTのソース線やゲート線の形成でソース線とゲート線とが交差する場所には液滴を塗布しないといったパターンを形成することができる。 Thereby, for example, a pattern can be formed in which droplets are not applied to the location where the source line and the gate line intersect when forming the TFT source line and gate line.
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンは線状であり、上記くり抜きパターンの幅は導電性配線パターンの幅よりも小さいことが好ましい。 Moreover, in the pattern formation board | substrate which concerns on this invention, it is preferable that the said conductive wiring pattern is linear and the width | variety of the said hollow pattern is smaller than the width | variety of a conductive wiring pattern.
このように、導電性配線パターンの幅に対して、くり抜きパターンの幅を小さく設定することによって、導電性配線幅より狭い配線パターンを形成することができる。これにより、全体的に繋がった導電性配線パターンを形成することができる。 Thus, by setting the cut pattern width to be smaller than the width of the conductive wiring pattern, a wiring pattern narrower than the conductive wiring width can be formed. Thereby, the conductive wiring pattern connected as a whole can be formed.
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンは線状であり、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向の長さを等分する位置に配置されていることが好ましい。 Moreover, in the pattern formation board | substrate which concerns on this invention, the said conductive wiring pattern is linear, The said hollow pattern is arrange | positioned in the position which equally divides the length of the width direction of the said conductive wiring pattern. preferable.
この場合、導電性配線パターン上のくり抜きパターンが、導電性配線パターンの幅方向を等分する位置に形成されていることによって、くり抜きパターンの面積を最小限に抑えることができる。 In this case, since the cut pattern on the conductive wiring pattern is formed at a position that equally divides the width direction of the conductive wiring pattern, the area of the cut pattern can be minimized.
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンは線状であり、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に複数個形成されており、かつ、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に等間隔で配置されていることが好ましい。 Further, in the pattern forming substrate according to the present invention, the conductive wiring pattern is linear, a plurality of the hollow patterns are formed in the width direction of the conductive wiring pattern, and the hollow pattern is It is preferable that the conductive wiring patterns are arranged at equal intervals in the width direction.
これにより、くり抜きパターンの面積を非常に効率良く、低く止めることができるパターン形成基板を提供できる。 As a result, it is possible to provide a pattern formation substrate that can keep the area of the cutout pattern very low and low.
本発明のパターン形成基板は、以上のように、液滴が吐出されることによって、所定のパターンが形成されるパターン形成基板において、上記液滴が接触したときの接触角が第1接触角である第1領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第2接触角であって、上記第1領域に囲まれた第2領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第3接触角であって、上記第2領域に囲まれた第3領域とを有し、上記第2接触角は第1接触角および第3接触角よりも小さく、上記第3領域と、上記第2領域において液滴が吐出される塗布領域と、上記第2領域において液滴が吐出されない非塗布領域とは互いに隣接するように形成されているものである。 As described above, in the pattern formation substrate of the present invention, in the pattern formation substrate on which a predetermined pattern is formed by discharging droplets, the contact angle when the droplets contact is the first contact angle. The contact angle when the droplet contacts the first region is the second contact angle, and the contact angle when the droplet contacts the second region surrounded by the first region is the first contact angle. A third region surrounded by the second region, the second contact angle being smaller than the first contact angle and the third contact angle, the third region, and the third region The application area where droplets are discharged in the two areas and the non-application area where no droplets are discharged in the second area are formed adjacent to each other.
それゆえ、第2領域である塗布領域に液滴が吐出されると、第2領域に液滴が拡がり易く、第1領域へは接触角の関係から液滴の拡がりが留められる。一方、塗布領域、非塗布領域および第3領域は互いに隣接しており、塗布領域から拡がろうとする液滴は、塗布領域と第3領域との接触角の差によって、その拡がりが留められる。また、塗布領域の幅を狭める必要がないため、配線抵抗の増加を極力抑制することもできるという効果を奏する。 Therefore, when a droplet is ejected to the application region, which is the second region, the droplet easily spreads to the second region, and the spread of the droplet is stopped to the first region due to the contact angle. On the other hand, the application region, the non-application region, and the third region are adjacent to each other, and the spread of the droplets that are to spread from the application region is stopped by the difference in the contact angle between the application region and the third region. In addition, since it is not necessary to reduce the width of the application region, an increase in wiring resistance can be suppressed as much as possible.
本発明の一実施形態について図1ないし図4に基づいて説明すれば、以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 as follows.
(パターン形成基板)
まず、本実施の形態に係るパターン形成基板について説明する。図1は、本実施の形態に係るパターン形成基板1を示す斜視図である。パターン形成基板1は、電子回路または集積回路等に使用される導電膜配線の形成に用いられることができる。
(Pattern forming substrate)
First, the pattern forming substrate according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a
同図に示すように、パターン形成基板1では、ガラス基板上に、接触角θ1を有する第1領域2と接触角θ2を有する第2領域3とが形成されている。第2領域3は、破線で示される領域であって、第3領域6を除く領域である。さらに、第2領域3に囲まれるように接触角θ3を有する第3領域6が形成されている。
As shown in the figure, in the
パターン形成基板1に対しては、配線パターンなどの所定のパターンが形成されるために液滴が吐出される。この液滴とは、配線材料を含む流動体のインクであり、公知の材料を用いることができる。例えば、金属ナノ粒子を有機溶媒に分散させたインクを使用することができる。塗布膜7が形成されるため、上記液滴は塗布領域4に吐出されるものである。
A droplet is discharged to the
上記液滴は、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液からなるものである。上記導電性微粒子としては、例えば、金、銀、銅、パラジウム、およびニッケルのうち少なくとも何れかを含有する金属微粒子の他、上記金属微粒子の酸化物、導電性ポリマー、並びに超電導体の微粒子などが挙げられる。一例として、パターン形成基板1に対する液滴では、Ag粒子を分散させたインク材が用いられている。
The droplets are made of a dispersion liquid in which conductive fine particles are dispersed in a dispersion medium. Examples of the conductive fine particles include metal fine particles containing at least one of gold, silver, copper, palladium, and nickel, oxides of the metal fine particles, conductive polymers, and superconductor fine particles. Can be mentioned. As an example, an ink material in which Ag particles are dispersed is used for the droplets on the
上記金属微粒子としては、粒径の小さな金属ナノ粒子を用いることが好ましい。上記金属ナノ粒子の粒径は1nm以上、0.1μm以下であることが好ましい。粒径が0.1μmより大きいと、後述するインクジェットヘッドの吐出ノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、1nmより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。 As the metal fine particles, metal nanoparticles having a small particle diameter are preferably used. The particle diameter of the metal nanoparticles is preferably 1 nm or more and 0.1 μm or less. When the particle diameter is larger than 0.1 μm, there is a possibility that clogging may occur in the discharge nozzle of the inkjet head described later. On the other hand, if it is smaller than 1 nm, the volume ratio of the coating agent to the conductive fine particles becomes large, and the ratio of the organic matter in the obtained film becomes excessive.
また、分散媒としては上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、有機溶媒を用いることができる。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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メチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、またインクジェット法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。 The dispersion medium is not particularly limited as long as it can disperse the conductive fine particles and does not cause aggregation. For example, in addition to water, an organic solvent can be used. For example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, n-heptane, n-octane, decane, dodecane, tetradecane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, cyclohexylbenzene, etc. Hydrocarbon compounds of, and ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, Ether compounds such as p-dioxane, propylene carbonate, γ-butyrolac Emissions, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, can be exemplified polar compounds such as cyclohexanone. Of these, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are preferred from the viewpoints of fine particle dispersibility, dispersion stability, and ease of application to the inkjet method, and more preferred dispersion media , Water, and hydrocarbon compounds.
上記分散液の粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましい。インクジェット法を用いて機能液を液滴として吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合には吐出ノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が50mPa・sより大きい場合は、吐出ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり、円滑な液滴の吐出が困難となる。 The viscosity of the dispersion is preferably 1 mPa · s to 50 mPa · s. When discharging the functional liquid as droplets using the inkjet method, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the periphery of the discharge nozzle is easily contaminated by the outflow of ink, and if the viscosity is greater than 50 mPa · s, the discharge is performed. The frequency of clogging at the nozzle holes increases, and it becomes difficult to smoothly discharge droplets.
第1領域2は、上記液滴に対して撥液性を有する撥液領域である。すなわち、液滴との濡れ性が低い。例えば、撥液性とは、液滴に対する接触角が20°以上、好ましくは30°以上である。第1領域2を形成する基板材料としては、ガラス基板、石英ガラス、プラスチックなどの基板に撥液膜が形成されたものを用いることができる。
The
上記撥液膜としては、後述する接触角を有するものであれば特に限定されない。上記撥液膜を形成する材料としては、光やX線などの放射線の作用を受けて化学変化を起こすことによって撥液性を発揮する撥液材料を用いることが第1領域2を形成する観点から好ましい。また、撥液材料は、感光前、親液性を有する物質であり、感光によって撥液性を発揮する物質であることが好ましい。上記の物質を用いた場合、撥液膜および後述する親液膜を形成する部分に上記材料を塗布し、乾燥を行った後に、撥液膜を形成する部分のみを光またはX線などによって感光させることによって、親液膜を形成する共に、撥液膜を容易に形成することができる。 The liquid repellent film is not particularly limited as long as it has a contact angle described later. As a material for forming the liquid repellent film, it is possible to use a liquid repellent material that exhibits liquid repellency by causing a chemical change under the action of radiation such as light or X-ray. To preferred. In addition, the liquid repellent material is a substance having lyophilicity before exposure, and is preferably a substance that exhibits liquid repellent property upon exposure to light. When the above substances are used, the material is applied to the portion where the liquid repellent film and the lyophilic film described later are applied, and after drying, only the portion where the liquid repellent film is formed is exposed to light or X-rays. Thus, a lyophilic film can be formed and a liquid repellent film can be easily formed.
なお、第1領域2を構成する材料としては、撥液膜が形成されておらず、ガラス基板自体が撥液性を有する材料を用いてもよい。
In addition, as a material which comprises the 1st area |
また、基板上に撥液材料を塗布する方法としては、スピンコート法、フォトリソ法、O2およびCF4等を用いたプラズマ処理法の従来公知の方法を用いることができる。 As a method for applying the liquid repellent material on the substrate, a conventionally known method such as a spin coating method, a photolithography method, a plasma processing method using O 2, CF 4, or the like can be used.
第2領域3は、液滴に対して親液性を有する親液領域である。すなわち、液滴との濡れ性が高い。例えば、親液性とは、液滴に対する接触角が20°未満、好ましくは10°以下である。第2領域3は、液滴が塗布される塗布領域4と液滴が塗布されない非塗布領域5とを有している。第2領域3を形成する材料は親液性を有しており、後述する接触角を有すれば特に限定されない。
The second area 3 is a lyophilic area having lyophilicity with respect to the droplet. That is, the wettability with the droplet is high. For example, the lyophilic property means that the contact angle with respect to the droplet is less than 20 °, preferably 10 ° or less. The second area 3 has an
第2領域3を構成する材料としては、例えば、ガラス基板自体が親液性を有する材料から構成されているものを用いることができる。また、第2領域3は、導電性材料によって形成されていることが好ましい。導電性材料としては、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)またはこれらを含む合金を用いることができる。なお、塗布領域4および非塗布領域5の形成幅等については、図2を用いて後述する。
As a material constituting the second region 3, for example, a material in which the glass substrate itself is made of a lyophilic material can be used. Moreover, it is preferable that the 2nd area | region 3 is formed with the electroconductive material. As the conductive material, aluminum (Al), silver (Ag), copper (Cu), or an alloy containing these can be used. The formation width of the
導電性材料によって形成されている場合、形成される導電性パターンの配線抵抗を抑制することができるパターン形成基板を提供することができるため、好ましい。 In the case of being formed of a conductive material, it is preferable because a pattern forming substrate capable of suppressing the wiring resistance of the conductive pattern to be formed can be provided.
なお、同図では、第2領域3が1箇所、ライン状(線状)に形成された構成としているが、第2領域3の形成数は特に限定されず、複数形成されていても勿論よい。 In the figure, the second region 3 is formed in a single line (linear shape). However, the number of the second regions 3 is not particularly limited, and a plurality of the second regions 3 may be formed. .
次に、図2を用いてパターン形成基板1についてさらに説明する。図2は図1の領域Aを示す上面図である。同図では、2組の塗布領域4および非塗布領域5を説明の便宜上、塗布領域4a・4b、非塗布領域を5a・5bと称する。同図に示すように、撥液領域である第3領域6は、塗布領域4a・4bの間(塗布領域同士の間)に形成されており、かつ、非塗布領域5a・5bの間(非塗布領域同士の間)に形成されている。換言すると、第3領域6は、塗布領域4と非塗布領域5の境界部に形成されているともいえる。
Next, the pattern formation board |
第3領域6は、非塗布領域5a・5bの幅が共に線幅L2となるように、すなわち、ライン状の第2領域3が幅方向において、2等分されるように配置されている。このように第3領域6を形成することによって、線幅L2の非塗布領域5a・5bを形成できる第3領域6の線幅を最小限に抑えることができるため好ましい。
The
また、本明細書において、第1領域2に対して上記液滴が接触したときの接触角を接触角θ1(第1接触角)と規定する。同様に、第2領域3に対して上記液滴が接触したときの接触角を接触角θ2(第2接触角)とし、第3領域6に対して上記液滴が接触したときの接触角を接触角θ3(第3接触角)と規定する。上記接触角θ1〜θ3は、用いられる液滴の種類および第1領域2、第2領域3および第3領域6に対応するパターン形成基板1上の材料によって変化するものである。
In the present specification, the contact angle when the droplet contacts the
上記液滴に対して、第1領域2および第3領域6は撥液領域であり、第2領域3は親液領域であるため、接触角θ1および接触角θ3は、接触角θ2よりも大きい。すなわち、接触角θ1>θ2、θ3>θ2の関係を満たす。
Since the
パターン形成基板1は上記の構成を有するので、塗布領域4に吐出される液滴に対して、第1領域〜第3領域の接触角の関係から、第1領域2および第3領域6は、第2領域3に比べてより撥液性を有することとなる。このため、塗布領域4に液滴が吐出されると、塗布領域4に液滴が拡がり易く、第1領域2へは接触角の関係から液滴の拡がりが留められる。一方、塗布領域4、非塗布領域5および第3領域6は互いに隣接しており、塗布領域4から拡がろうとする液滴は、塗布領域4と第3領域6との接触角の差によって、その拡がりが留められる。また、塗布領域4の幅を狭める必要がないため、配線抵抗の増加を極力抑制することもできる。
Since the
さらに、接触角θ3≧接触角θ1の関係を満たす場合、液滴は、第1領域2から塗布領域4へ移動する以上に、第3領域6から塗布領域4に移動し易くなるため、第3領域6によって液滴が非塗布領域5へ移動することをより抑えることができる。
Furthermore, when the relationship of contact angle θ3 ≧ contact angle θ1 is satisfied, the droplets are more likely to move from the
また、塗布領域4のライン幅を線幅L1、第3領域6よって2本に分岐された非塗布領域5のライン幅を線幅L2とすると、幅L2は線幅L1よりも十分に狭い。すなわち、塗布領域4および非塗布領域5が接触する部分は十分に狭い。このように、線幅L1は幅が太いため、液滴が拡がるため必要なエネルギーは小さくて済む。一方、線幅L2部分のラインは細いため、液滴が非塗布領域5に拡がるには非常に大きなエネルギーが必要になる。また、撥液領域である第1領域2および第3領域6が形成されており、これらの撥液領域に液滴は拡がらない。
Further, if the line width of the
このため、塗布領域4に着弾された液滴は、塗布領域4に均一に拡がるが、線幅L2部分のラインが細いため、液滴が非塗布領域5に拡がることを抑制することができる。
For this reason, the liquid droplets that have landed on the
よって、第1領域2の接触角θ1と同程度(またはそれ以上)の接触角θ3を有する第3領域6を、第2領域3内に形成し、さらに液滴を塗布したい場合、塗布領域4aおよび4bの線幅L1を広く形成し、液滴を塗布したくない非塗布領域5aおよび5bの線幅L2を狭く形成することによって、所望の塗布領域4のみに、より正確に液滴を塗布することができる。また、塗布領域4の幅を狭める必要がなく、配線抵抗の増加を極力抑制することもできる。
Therefore, when the
線幅L1および線幅L2の線幅については、用いる液滴の種類によって適切な幅が異なるため一義的に規定することは困難であるが、例えば、線幅L1を40μm以上、線幅L2を25μm未満とすることができる。 The line width L1 and the line width L2 are difficult to define unambiguously because the appropriate width differs depending on the type of droplet used. For example, the line width L1 is 40 μm or more, and the line width L2 is It can be less than 25 μm.
なお、図2においては、線幅L2の方向(第2領域3の幅方向)に第3領域6が1箇所形成された構成となっているが、第3領域6は複数形成されていてもよい。第3領域が第2領域3の幅方向に2箇所形成されている場合には、非塗布領域5は3箇所形成されることとなる。
In FIG. 2, one
図3は、パターン形成基板1aを示す斜視図である。パターン形成基板1とは異なり、パターン形成基板1aでは、第1領域2上に導電性配線パターン8が形成されている。導電性配線パターン8上には、第2領域3(塗布領域4および非塗布領域5)、くり抜きパターン(第3領域)9および導電性膜10が形成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the
導電性配線パターン8はアルミニウムによって形成されたものであるが、導電性を有する配線パターンを形成できる材料を用いることができ、銀(Ag)、銅(Cu)またはこれらを含む合金を用いることができる。
Although the
くり抜きパターン9は、ガラス基板上に撥液膜が形成されたものである。くり抜きパターン9を形成する方法としては、例えば、導電性配線パターン8の一部において、導電性パターンが形成されていない箇所に撥液材料を塗布し、撥液膜を形成することによって形成する方法が挙げられる。
The cut-out pattern 9 is obtained by forming a liquid repellent film on a glass substrate. As a method of forming the hollow pattern 9, for example, a method of forming a liquid repellent film by applying a liquid repellent material to a portion of the
導電性配線パターン8はパターン形成基板1a上に形成されており、パターン形成基板1a上の第1領域2に囲まれている。なお、第1領域2には撥液膜が形成されている。また、導電性配線パターン8上には親液膜が形成されている。このように親液膜が形成されていることによって、液滴が塗布領域により拡がり易いパターン形成基板を提供することができる。
The
上記親液膜を構成するための親液材料としては、液滴が塗布領域に拡がり易いパターン形成基板を提供することができるものであれば、特に限定されるものではない。上記親液材料は、スピンコート法、フォトリソ法、O2およびCF4等を用いたプラズマ処理法の従来公知の方法を用いて基板上に塗布を行い、その後、乾燥を行うことによって、親液膜を形成することができる。 The lyophilic material for constituting the lyophilic film is not particularly limited as long as it can provide a pattern-formed substrate in which droplets can easily spread in the application region. The lyophilic material is applied onto a substrate using a conventionally known method such as a spin coating method, a photolithography method, a plasma processing method using O 2, CF 4, and the like, and then dried to obtain a lyophilic material. A film can be formed.
なお、導電性配線パターン8上には、液滴を塗布する塗布領域4と液滴を塗布しない非塗布領域5が形成されている。この導電性配線パターン8上に導電性を有する液滴(インク)を着弾させると、塗布領域4のみに液滴が拡がり、導電性配線パターン8上に導電性膜10を形成することができる。
On the
このように、導電性配線パターン8上にさらに導電性膜10を形成することによって、導電部分の断面積を増加させることができ、配線抵抗が減少された電子回路をパターン形成基板1a上に形成することができ、かつ、所望の塗布領域4のみに導電性膜10を形成することが可能である。
Thus, by forming the
また、図3に示すように、導電性配線パターン8上のくり抜きパターン9が、導電性配線パターン8の幅方向を等分する位置に形成されていることが好ましい。これによって、くり抜きパターンの面積を最小限に抑えることができる。すなわち、配線抵抗の増加を極力抑え、所望の領域のみに液滴を塗布することができるパターン形成基板を提供することができるのである。
Further, as shown in FIG. 3, the cut pattern 9 on the
また、図3のパターン形成基板1aでは、導電性配線パターン8はライン状に1箇所形成された構成としているが、導電性配線パターン8は複数形成されていても勿論よい。なお、導電性配線パターン8の幅方向に複数個、等間隔にくり抜きパターン9が形成されていることが好ましい。これにより、くり抜きパターン9の総面積を最小限に抑えることができる。
Further, in the
また、図1〜図3で示したパターン形成基板1・1aでは、塗布領域4と非塗布領域5とが交互に連続して配置されている。このため、例えば、TFTのソース線やゲート線の形成でソース線とゲート線とが交差する場所には液滴を塗布しないといったパターンを形成することができる。従って、ゲート線の配線パターン上に導電性膜を形成する際に、破線パターンを形成することができる。
Moreover, in the pattern formation board |
また、くり抜きパターン9の幅は導電性配線パターン8の幅よりも小さく設定されている。このように、導電性配線パターン8の幅に対して、くり抜きパターン9の幅を小さく設定することによって、導電性配線パターン8の幅より狭い配線パターンの形成が可能である。これにより、全体的に繋がった導電性配線パターンを形成することができる。
The width of the cut pattern 9 is set to be smaller than the width of the
(パターン形成装置)
次に、本実施の形態に係るパターン形成基板に配線パターンを形成することができるパターン形成装置について説明する。図4は、本実施の形態に係るパターン形成装置20を示す斜視図である。図4に示すように、パターン形成装置20は、パターン形成基板1を載置するステージ11を備えている。このステージ11上に、パターン形成基板1上に対して配線材料を含む流動状のインク(液滴)を吐出する液滴吐出手段としてのインクジェットヘッド12と、インクジェットヘッド12をy方向に移動させるy方向駆動部13およびx方向に移動させるx方向駆動部14とが設けられている。
(Pattern forming device)
Next, a pattern forming apparatus capable of forming a wiring pattern on the pattern forming substrate according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a perspective view showing the
さらに、パターン形成装置20には、インクジェットヘッド12に液滴を供給する液滴供給システム15および液配管17と、インクジェットヘッド12の吐出制御、y方向駆動部13およびx方向駆動部14の駆動制御等の各種制御を行う装置コントロールユニット16とが設けられている。
Further, the
インクジェットヘッド12と液滴供給システム15との間には、液配管17が設けられており、液滴供給システム15によってインクジェットヘッド12への液滴の供給制御が行なわれる。
A
また、インクジェットヘッド12、y方向駆動部13およびx方向駆動部14と装置コントロールユニット16との間には、信号ケーブル(図示せず)が設けられており、装置コントロールユニット16によって、インクジェットヘッド12の液滴の吐出制御、y方向駆動部13およびx方向駆動部14の駆動制御が行われる。
A signal cable (not shown) is provided between the
すなわち、装置コントロールユニット16から、パターン形成基板1へ配線パターン情報(塗布位置情報)をy方向駆動部13、x方向駆動部14と連動してインクジェットヘッド12のドライバー(図示せず)に吐出情報が入力され、目的位置に目的量の液滴を供給するようになっている。これにより、パターン形成基板1の全領域に対して、液滴を滴下することが可能となる。
In other words, wiring pattern information (application position information) is transferred from the
インクジェットヘッド12としては、電圧が印加されることによって変形する圧電素子を使用し、瞬間的にインク室の液圧を高めることでノズルから液体(液滴)を押し出すピエゾ方式のインクジェットヘッドや、インクジェットヘッドに取り付けたヒータによって、液体内に気泡を発生させ、液体を押し出すサーマル方式のインクジェットヘッドを使用することができる。
As the
上述したパターン形成装置20によれば、パターン形成基板1に対して導電膜配線を形成することができるが、勿論パターン形成基板1に限られず、本実施の形態に係るパターン形成基板に対して導電膜配線を形成することが可能である。
According to the
なお、各実施形態において液滴の塗布手段としてインクジェット法を用いたが、これに限るものではない。例えばディスペンサ法などにより液滴を吐出することによって塗布してもよい。また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 In each embodiment, the ink jet method is used as the droplet applying means, but the present invention is not limited to this. For example, it may be applied by discharging droplets by a dispenser method or the like. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本実施の形態にかかるパターン形成基板についての効果の確認実験を行った。図5〜図8に示すパターンにおける配線パターン上に液滴を着弾させた際、液滴が塗布領域4のみに拡がり、非塗布領域5には液滴が拡がらないかについて確認した。
An experiment for confirming the effect of the patterned substrate according to the present embodiment was conducted. When droplets were landed on the wiring patterns in the patterns shown in FIGS. 5 to 8, it was confirmed whether the droplets spread only in the
〔製造例1〕
まず、本発明に係るパターン形成基板の製造方法について説明する。なお、後述する比較例1におけるパターン形成基板100を製造する場合、非塗布領域5等の形成パターンが異なるが、製造方法は基本的に同じである。
[Production Example 1]
First, the manufacturing method of the pattern formation board | substrate concerning this invention is demonstrated. In addition, when manufacturing the pattern formation board |
図5は、本発明に係るパターン形成基板1bの配線パターンを示す上面図である。パターン形成基板1bを以下の方法にて作製した。まず、パターン形成基板1bのガラス基板上に、真空成膜、フォトリソ、エッチング、レジスト剥離工程を順に行うことよって導電性配線パターン8を形成した。
FIG. 5 is a top view showing a wiring pattern of the
インク留めパターンである第1領域2およびくり抜きパターン9のパターンは、予めマスクパターン上に形成されている。なお、導電性配線パターン8の材料はAl合金を使用した。ガラス基板上の配線パターンには親液処理を、ガラス基板上のその他の部分には撥液処理を施す必要があるが、その形成方法の一例を以下に示す。
The patterns of the
まず、感光することで撥液化し、撥液性を示す材料をスピンコート法によって、ガラス基板上に塗布した後に乾燥させた。なお、上記材料は、感光前は親液性である物質である。また、この材料は光やX線などの放射線の作用を受けて化学変化を起こすことによって撥液性を発揮する物質である。 First, a material repellent by photosensitivity and a material exhibiting liquid repellency was applied on a glass substrate by a spin coat method and then dried. The above materials are substances that are lyophilic before exposure. In addition, this material is a substance that exhibits liquid repellency by undergoing a chemical change under the action of radiation such as light or X-rays.
次に、超低圧水銀ランプ用いて、ガラス基板の裏面から254nmの紫外線を照射することによって、上記材料を露光した。 Next, the said material was exposed by irradiating a 254 nm ultraviolet-ray from the back surface of a glass substrate using an ultra-low pressure mercury lamp.
このような操作を行う理由としては、上記材料は、感光前において親液性であるので、ガラス基板の裏面から光を当てることによって、ガラス上のみが感光されて撥液性に変化し、光が当たっていない配線パターン上の材料は感光されず親液性のままの膜を形成することができるからである。さらに、マスクパターン上に形成されているくり抜きパターン9が形成される部分には、配線パターンが配置されておらず、上記と同様にガラスが光を透過して撥液膜が形成される。 The reason for performing such an operation is that the above material is lyophilic before exposure, so that when light is applied from the back surface of the glass substrate, only the glass is exposed to change to liquid repellency, and light is changed. This is because the material on the wiring pattern that is not exposed to the light is not exposed to light and can form a lyophilic film. Further, the wiring pattern is not arranged in the portion where the cut pattern 9 formed on the mask pattern is formed, and the liquid repellent film is formed by transmitting the light in the same manner as described above.
なお、親液膜、撥液膜のパターン形成方法はこれに限らず、例えば親液ガラスそのものに撥液剤をフォトリソ等でパターニングしてもよい。また、O2およびCF4を用いてプラズマ処理をしてもよい。 The pattern forming method of the lyophilic film and the lyophobic film is not limited to this, and for example, the lyophilic glass itself may be patterned with photolithography or the like. Further, plasma treatment may be performed using O 2 and CF 4 .
〔比較例1〕
まず、本発明に係るパターン形成基板と比較を行うため、製造例1に従ってパターン形成基板100を3パターン作製した。図6は、パターン形成基板100の配線パターンを示す斜視図である。パターン形成基板100上には導電性配線パターン8が形成されており、導電性配線パターン8は塗布領域4と非塗布領域5に分かれている。パターン形成形成基板100上の第1領域2は、撥液膜が形成されている撥液領域であり、導電性配線パターン8上には、親液膜が形成されており、親液領域となっている。なお、第3領域(くり抜きパターン)は形成されていない。
[Comparative Example 1]
First, in order to make a comparison with the pattern formation substrate according to the present invention, three patterns of
非塗布領域5は液滴を塗布領域4に着弾させた際に、液滴が流れ込まないように塗布領域4の幅より細いパターンになっている。塗布領域4の長さa1は80μmであり、非塗布領域5の長さa2は40μmである。また、導電性配線パターン8の線幅L1が80μm、細線パターンの線幅L2は、(1)15μm、(2)20μm、(3)25μmである3パターンを作製した。
The
配線パターンを形成するために用いられる液滴としては、金属ナノ粒子を有機溶媒に分散させたインクを使用した。このインクには金属ナノ粒子以外にも、金属ナノ粒子を分散させるための分散剤が含まれており、金属ナノ粒子と分散剤を合わせた固形分濃度はおよそ10vol%である。 As droplets used for forming the wiring pattern, ink in which metal nanoparticles are dispersed in an organic solvent was used. In addition to the metal nanoparticles, this ink contains a dispersant for dispersing the metal nanoparticles, and the solid content concentration of the metal nanoparticles and the dispersant is approximately 10 vol%.
このように形成したパターン形成基板100において、インクに対する接触角は、配線パターン上である塗布領域4および非塗布領域5では5°、ガラス上に形成された撥液膜である第1領域2では30°であった。
In the
これら3パターンのパターン形成基板100に対して、図3のパターン形成装置20を用い、インクを吐出した。インクジェットヘッド12から吐出されるインクは、液滴径が20μmで、吐出体積がおよそ4pLのものを使用した。塗布領域4内にはインクを8滴吐出した。得られた結果を表1に示す。
Ink was ejected to the
表1に示されるように、15μm、20μmの細線パターンについてインクの流れをパターン手前で留めることができた結果が得られた。しかし、25μmの細線パターンについてはインクを留めることができずに細線パターン(非吐出領域5)に流れ込んだ。上記の結果から、20μm以下の細い配線パターンにはインクが流れ込まないことを確認できた。 As shown in Table 1, the result was that the flow of ink could be stopped before the pattern for the fine line patterns of 15 μm and 20 μm. However, for the 25 μm fine line pattern, ink could not be retained and flowed into the fine line pattern (non-ejection region 5). From the above results, it was confirmed that ink did not flow into a thin wiring pattern of 20 μm or less.
〔実施例1〕
製造例1に従ってパターン形成基板1bを作製した。パターン形成基板1b上には導電性配線パターン8が形成されており、導電性配線パターン8は塗布領域4と非塗布領域5とに分かれている。非塗布領域5は液滴を塗布領域4に着弾させた際に、液滴が流れ込まないように塗布領域4の幅より細いパターンになっている。また、パターン形成基板1b上には、撥液材料が塗布されている第1領域2およびくり抜きパターン9が形成されている。導電性配線パターン8上には親液膜が形成されており、液滴に対して親液性を有する第2領域である。
[Example 1]
A patterned
また、導電性配線パターン8上には、長さ方向に一定間隔で、くり抜きパターン9が形成されている。くり抜きパターン9は、塗布領域4および非塗布領域5の境界部に形成されている。パターン形成基板1b上の第1領域2には、撥液膜が形成されており、液滴に対して撥液性を有する。また、導電性配線パターン8上には、親液膜が形成されており、液滴に対して親液性を有する。さらに、くり抜きパターン9上はガラス基板上の第1領域2と同様に撥液膜が形成されており、液滴に対して撥液性を有する。
Further, a cut pattern 9 is formed on the
導電性配線パターン8上のくり抜きパターン9のサイズは縦(導電性配線パターン8の幅方向)をX、横(導電性配線パターン8の長さ方向)をYとする。
The size of the cut pattern 9 on the
配線パターンのうち塗布領域4の長さa1は80μmであり、非塗布領域5の長さa2は40μmである。また、導電性配線パターン8の線幅L1は80μmであり、くり抜きパターン9の横長さYは40μmである。このパターン形成基板1bを、(1)2本に分岐した線幅L2が15μm、くり抜きパターン9の縦長さXが50μm、(2)線幅L2が20μm、くり抜きパターン9の縦長さXが40μm、(3)線幅L2が25μm、くり抜きパターン9の縦長さXが30μm、の3パターンを形成した。
In the wiring pattern, the length a1 of the
このように形成したパターン形成基板1bにおいて、インクに対する接触角は、配線パターン上である塗布領域4および非塗布領域5では5°、ガラス上に形成された撥液膜である第1領域2およびくり抜きパターン9では30°であった。
In the
これら3パターンのパターン形成基板1bに対して、図3のパターン形成装置20を用い、インクを吐出した。インクジェットヘッド12から吐出されるインクは、液滴径が20μmで、吐出体積がおよそ4pLのものを使用した。塗布領域4内にはインクを8滴吐出した。得られた結果を表2に示す。
Ink was ejected to the three-pattern
表2に示すように、40μm、50μmのくり抜きパターン9があるパターン配線基板についてインクの流れをくり抜きパターン9の手前で留めることができた。しかし、30μmのくり抜きパターン9ではインクを留めることができず非塗布領域5に流れ込んだ。
As shown in Table 2, the ink flow could be stopped before the cut-out pattern 9 on the pattern wiring board having the cut-out pattern 9 of 40 μm and 50 μm. However, with the 30 μm cut pattern 9, the ink could not be retained and flowed into the
また、比較例1のパターン形成基板100と比較すると、配線パターンの表面積をおよそ12%広くすることができ、配線抵抗も12%削減することができる。
Further, as compared with the
従って、本発明によれば、塗布したい領域に塗布を実行し、かつ、配線抵抗の増加を抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to perform coating on a region to be coated and to suppress an increase in wiring resistance.
〔実施例2〕
本発明の応用例であるパターン形成基板1cを製造例1に従って作製した。図7はパターン形成基板1cの配線パターンを示す斜視図である。パターン形成基板1cのように、導電性配線パターン8の幅方向において、くり抜きパターン9の数を2個に増やすことによって、配線抵抗の増加をより抑制でき、パターン形成基板100と比較して配線抵抗を22%削減することができた。さらにくり抜きパターンの数を増やすことによって配線抵抗の増加抑制効果をより高めることもできる。
[Example 2]
A patterned
〔実施例3〕
本発明の応用例であるパターン形成基板1dを製造例1に従って作製した。図8はパターン形成基板1dの配線パターンを示す斜視図である。図5のパターン形成基板1bでは、くり抜きパターン9が非塗布領域5を横断するように(非塗布領域5に沿って)配置されている構成であるのに対して、図8は非塗布領域5の両端(塗布領域4と非塗布領域5の境界部のみ)に接するようにくり抜きパターン9が形成されている。
Example 3
A patterned
くり抜きパターン9の横長さYは、(1)5μm、(2)10μm、(3)15μmの3パターンのパターン形成基板1dを作製して、実施例1と同様に、インクの留め効果について確認した。なお、くり抜きパターン9の縦長さXは20μmである。また、塗布領域4長さa1は80μm、非塗布領域5の長さa2は40μmであり、導電性配線パターン8の線幅L1は80μmである。また、線幅L2は30μmである。得られた結果を表3に示す。
A pattern-formed
結果はくり抜きパターン9の横長さYが(1)5μm、(2)10μm、(3)15μmの何れにおいてもインクを留める効果があることが確認できた。従って、くり抜きパターン9の横長さを長くせず島状に配置していても同様の効果が得られることが分かった。 As a result, it was confirmed that there was an effect of retaining the ink when the horizontal length Y of the hollow pattern 9 was (1) 5 μm, (2) 10 μm, or (3) 15 μm. Therefore, it has been found that the same effect can be obtained even if the cutout pattern 9 is arranged in an island shape without increasing the lateral length.
上記の結果と比較例1の結果とを比較すると、配線パターンの表面積をおよそ22%広くすることができ、配線抵抗も22%削減することができる。さらに、くり抜きパターンの数を2個に増やすことによって、くり抜きパターンの面積を2倍にし、配線抵抗を28%削減することができる。 Comparing the above results with the results of Comparative Example 1, the surface area of the wiring pattern can be increased by approximately 22%, and the wiring resistance can also be reduced by 22%. Furthermore, by increasing the number of cutout patterns to two, the area of cutout patterns can be doubled and the wiring resistance can be reduced by 28%.
従って、パターン形成基板1dによれば、塗布したい領域に塗布を実行し、かつ、配線抵抗の増加を抑制することができる。
Therefore, according to the pattern formation board |
本発明のパターン形成基板によれば、導電膜配線の形成を好適に行うことができるので、本発明は、電子回路または集積回路等を用いる分野において利用可能である。 According to the pattern formation substrate of the present invention, the conductive film wiring can be suitably formed. Therefore, the present invention can be used in the field using an electronic circuit or an integrated circuit.
1 パターン形成基板
2 第1領域
3 第2領域
4 塗布領域
5 非塗布領域
6 第3領域
7 塗布膜
8 配線パターン
9 くり抜きパターン
10 導電性膜
11 ステージ
12 インクジェットヘッド
13 y方向駆動部
14 x方向起動部
15 液滴供給システム
16 装置コントロールユニット
17 液配管
20 パターン形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記液滴が接触したときの接触角が第1接触角である第1領域と、
上記液滴が接触したときの接触角が第2接触角であって、上記第1領域に囲まれた第2領域と、
上記液滴が接触したときの接触角が第3接触角であって、上記第2領域に囲まれた第3領域とを有し、
上記第2接触角は第1接触角および第3接触角よりも小さく、
上記第3領域と、上記第2領域において液滴が吐出される塗布領域と、上記第2領域において液滴が吐出されない非塗布領域とは互いに隣接するように形成されていることを特徴とするパターン形成基板。 In a pattern formation substrate on which a predetermined pattern is formed by discharging droplets,
A first region whose contact angle when the droplet contacts is the first contact angle;
A contact angle when the droplet contacts is a second contact angle, a second region surrounded by the first region;
A contact angle when the droplet contacts is a third contact angle, and has a third region surrounded by the second region,
The second contact angle is smaller than the first contact angle and the third contact angle,
The third region, the application region in which droplets are discharged in the second region, and the non-application region in which droplets are not discharged in the second region are formed adjacent to each other. Pattern forming substrate.
上記第2領域は、導電性材料を含む導電性配線パターンによって形成されて成り、
上記第3領域は、ガラス基板に撥液膜が形成されたくり抜きパターンによって形成されて成ることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のパターン形成基板。 The first region is formed by forming a liquid repellent film on a glass substrate,
The second region is formed by a conductive wiring pattern including a conductive material,
The said 3rd area | region is formed by the hollow pattern by which the liquid repellent film was formed in the glass substrate, The pattern formation board | substrate in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
上記塗布領域および非塗布領域は、上記導電性配線パターンの長さ方向に交互に形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載のパターン形成基板。 The shape of the conductive wiring pattern is linear,
The pattern forming substrate according to claim 4, wherein the application region and the non-application region are alternately formed in a length direction of the conductive wiring pattern.
上記くり抜きパターンの幅は導電性配線パターンの幅よりも小さいことを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載のパターン形成基板。 The conductive wiring pattern is linear,
The pattern forming substrate according to claim 4, wherein a width of the cut pattern is smaller than a width of the conductive wiring pattern.
上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向の長さを2等分する位置に配置されていることを特徴とする請求項4〜7の何れか1項に記載のパターン形成基板。 The conductive wiring pattern is linear,
The pattern forming substrate according to claim 4, wherein the cut pattern is arranged at a position that bisects the length in the width direction of the conductive wiring pattern.
上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に複数個形成されており、かつ、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項4〜7の何れか1項に記載のパターン形成基板。 The conductive wiring pattern is linear,
A plurality of the cutout patterns are formed in the width direction of the conductive wiring pattern, and the cutout patterns are arranged at equal intervals in the width direction of the conductive wiring pattern. Item 8. The pattern forming substrate according to any one of Items 4 to 7.
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