JP2013122944A - 回路基板及び回路パターンの形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板本体10に対して口金3を一方向に移動させながら、この口金3のスリット5から、導電性インク4を帯状として基板本体10に対して吐出して行う。導電性インク4に対して撥液性を有する撥液領域12と、導電性インク4に対して親液性を有し所望の回路パターンPと同じ形状の親液領域11とが設けられている基板本体10に対して、導電性インク4を帯状として吐出する。これにより、親液領域11に導電性インク4が塗布され、その残りの領域である撥液領域12では導電性インク4が弾かれて親液領域11に流れ込む。
【選択図】 図3
Description
しかし、「要求仕様」と「プロセス仕様」とはトレードオフの関係にある場合が多く、インクジェットの技術を用いて回路パターンを形成するのは容易ではない。
このように、導電性インクによって回路パターンが形成された基板本体において、前記一方向の位置(前記仮想線の位置)が異なることにより、親液領域の広さが異なっていると、導電膜の厚さに大きなバラツキが生じることがある。導電膜の厚さに大きなバラツキが生じると、回路配線抵抗のバラツキが発生してしまうことがある。また、親液領域の全体(長さ)が比較的狭い(短い)場合、親液領域に塗られた導電性インクが親液領域に留まることができず、撥液部に溢れ出る場合がある。
また、複数の前記線部それぞれは、電子部品に信号を送るために一方向に長く形成され、前記電極部は、前記線部の間に設けられ、前記ダミー部は、前記線部の間の領域であって前記電極部以外の領域に設けられているのが好ましく、この場合、ダミー部を広く分布させることができる。
また、前記回路パターンは、前記ダミー部として、一方向に長く形成されている前記線部から当該一方向に交差する横方向に延びて形成され電子部品と接続されない半ランド部を有している構成とすることができ、この場合、ダミー部は、線部から横方向に延びて形成されているが、電子部品とは接続されておらず、実質的に線部として機能していない。
仮にダミー部が無い場合には線部の間に撥液領域が広くなって、その周囲の線部に導電性インクが引っ張られて導電膜が厚くなってしまうが、上記幅広部が設けられていることにより、その幅広部の周囲の撥液領域の広さが、電極部の周囲の撥液領域の広さとほぼ同じになり、線部の導電膜の厚さのバラツキをより一層効果的に抑えることが可能となる。なお、上記の「ほぼ同じ」は、完全に等しい場合の他に、±10%の差を有する場合が含まれる。
本発明の回路基板によれば、塗布された導電性インクの一部がダミー部として残ることから、線部・電極部における導電膜が厚くなるのを防ぐことができ、導電膜の厚みのバラツキが抑えられ、回路配線抵抗のバラツキが抑えられた基板となる。
図1は、塗布装置1の概略構成を示す斜視図であり、この塗布装置1によって、本発明の回路パターンの形成方法が行われる。塗布装置1は、基板本体(基材)10を吸着して保持するテーブル2と、インク4を吐出する口金3とを備え、図示しない駆動装置によって、口金3はテーブル2に対して一方向に水平移動する。図1において、口金3の移動方向をX方向としている。
図1の要部拡大断面図に示すように、口金3にはスリット(スリットノズル)5が形成されており、このスリット5は、口金3の移動方向に直交する横方向(図1ではY方向)に長くかつ直線状に延びて形成されている。また、基板本体10上にインク4を塗布する対象となる対象領域の横方向の寸法よりも、スリット5は幅広であり、口金3の下端において下方に開口している。
本実施形態の回路基板7は、有機EL表示素子に含まれるTFT回路部に適用される基板であり、表示素子の画素毎に対応して微小回路部8(図3参照)が形成されている。つまり、回路基板7は多数の(画素と同数の)微小回路部8を有している。図3では、破線によって囲われた領域が、一つの微小回路部8である。本実施形態の回路パターンPは、複数の微小回路部8が「一方向」に沿って連続して設けられることにより一つの列Lが形成され、さらに、図2に示すように、この「一方向」に直交する横方向に、複数の列Lが形成されている。複数の列Lそれぞれは同じ構成であり、以下において、回路パターンP等を一つの列Lに着目して説明する。
本実施形態における、親液領域11(親液性)及び撥液領域12(撥液性)を有する基板本体10と、インク4との関係について説明する。水平状態にある親液領域11と撥液領域12とのそれぞれにインク4の液滴を載せ、これらを水平状態から徐々に傾斜させ、撥液領域12からインク4が転がり落ち始める際の、親液領域11上の液滴の接触角と撥液領域12上の液滴の接触角との差が10°以上となる、基板本体10とインク4との組み合わせを採用するのが好ましい。そして、本実施形態では、撥液領域12からインク4が転がり落ち始める際の傾斜角度は、20°〜50°である。
図3において、回路パターンPは、基板本体10上に載せられるトランジスタ等の電子部品13に信号を送るための複数の線部を有している。本実施形態では、前記線部として、「一方向」に長く直線状でありかつ平行に形成されている信号線21と電源線22とを有している。信号線21と電源線22とは、インク4が固化した導電膜によって形成されている。なお、信号線21と電源線22との長手方向である「一方向」と、塗布装置1が有する口金3の「移動方向」とは一致する。
電極部23は、信号線21と電源線22との間の領域R3に設けられており、これら信号線21と電源線22とのうちの一方又は双方と電子部品13を介して接続される。つまり、電極部23は、有機EL表示素子を機能させるための部分である。電極部23は、信号線21及び電源線22とから独立して(離れて)形成されている。
以上より、各列Lには、一対で一組となる信号線21及び電源線22と、これら信号線21と電源線22との間に複数の電極部23及び複数のダミー部24が設けられている。
図4は、ダミー部24の変形例を示す説明図である。回路パターンPは、ダミー部24として、信号線21と電源線22との内の一方から、一方向と交差する(直交する)横方向に延びて形成された半ランド部(半島部)を有していてもよい。図4に示す実施形態のダミー部(半ランド部)24は、信号線21から横方向に延びており、信号線21と繋がっている。
なお、信号線21は、一方向に直線状である信号線本体部21aと、この信号線本体部21aと繋がっており横方向に延びて形成されている突出部21bとを有しているが、この突出部21bは、電子部品13と電気的に接続されており、この突出部21bは、信号線21として機能するための部分である。また、電源線22においても同様であり、一方向に直線状である電源線本体部22aと、この電源線本体部22aと繋がっており横方向に延びて形成されている突出部22bとを有しているが、この突出部22bは、電子部品13と電気的に接続されており、この突出部22bは、電源線22として機能するための部分である。これに対して、上記半ランド部からなるダミー部24は、電子部品13と接続するための部分ではない。つまり、半ランド部からなるダミー部24は、信号線21として機能させるために設けられている部分ではない。このダミー部24は、電子部品13と接続されず、信号線21として実質的に機能しない部分である。
また、図示しないが、別の回路パターンPとして、ダミー部24として、ランド部と半ランド部との双方を有していてもよい。
図5は、別のダミー部24の説明図である。図3では、第1の電極部23aと、その隣りの第2の電極部23bとの間に、独立した単一のダミー部24が設けられている場合を説明したが、図5では、第1の電極部23aと第2の電極部23bとの間に、独立した二つのダミー部24が設けられている。このように、ダミー部24は分割されており、複数のブロックから構成されていてもよい。ダミー部24以外は、図3に示す構成と同じであり、説明を省略する。
図6は、さらに別の回路パターンPの説明図である。図3では、列L毎に、信号線21が一本であるが、図6の回路パターンPは、二本で一組とした信号線21を有している。この場合、信号線21においてインク4の切れが発生し難くなる。信号線21以外は、図3に示す構成と同じであり、説明を省略する。
以上の前記各実施形態に係る回路パターンPを、図1の塗布装置1を用いて形成する方法について説明する。
図1に示すように、ステージ2上に保持した基板本体10に対して、口金3をX方向に移動させる。この際、信号線21及び電源線22(図3参照)が長く形成される一方向と、口金3の移動方向(X方向)とを一致させる。
信号線用親液部31及び電源線用親液部32それぞれは、電子部品13に信号を送るために一方向に長く形成される信号線21及び電源線22を導電性インク4によって形成するための線状の親液部である。
電極用親液部33は、線状である一対の信号線用親液部31及び電源線用親液部32の間に設けられ、信号線21又は電源線22と電子部品13を介して接続される電極部23を導電性インク4によって形成するための親液部である。
そして、ダミー用親液部34は、一対の信号線用親液部31及び電源線用親液部32の間の領域であって電極用親液部33が形成されていない領域に設けられており、電極部23、信号線21及び電源線22として実質的に機能しないダミー部24を導電性インク4によって形成するための親液部である。
そして、ビード6が接する基板本体10上の親液領域11と撥液領域12との面積比率が、口金3の移動方向(図1のX方向)に関して変化が少なければ、親液領域11に残るインク4の膜厚のバラツキ(変化)が少なくなるので、このインク4が固化した導電膜の膜厚のバラツキ(変化)も少なくなる。
そこで、親液領域11と撥液領域12との面積比率の変化を、口金3の移動方向(図1のX方向)に関して小さくするこのために、本実施形態の回路パターンP(基本本体10)は、ダミー部24(ダミー用親液部34)を有している。このダミー部24(ダミー用親液部34)の技術的な意義について、図7(A)(B)により説明する。
この場合、仮想線K2では、例えばインク4が電極用親液部33に滞在して信号線用親液部31及び電源線用親液部32に多く引っ張られることがないので、第2仮想線K2上及びその周囲の領域に存在する親液領域11に塗られた導電性インク4による導電膜の厚さは、第1の仮想線K1の場合に比べて、薄くなる。
以上より、「一方向」の位置(仮想線K1,K2の位置)が異なると、親液領域11における導電膜の厚さに大きなバラツキが生じることがあり、この場合、回路パターンP内で回路配線抵抗にバラツキが生じてしまう。
この結果、本実施形態の場合、信号線21及び電源線22のうち、仮想線K1が横断する部分及びその周囲の領域において、導電膜が厚くなるのを防ぐことができる。
以上より、本実施形態では、第1仮想線K1上に存在する親液領域11の広さ(長さ)と、第2仮想線K2上に存在する親液領域11の広さ(長さ)とは、ほぼ同じであることから、「一方向」の位置(仮想線K1,K2の位置)が異なっても、導電膜の厚さのバラツキを抑えることが可能となる。この結果、列Lにおける、回路配線抵抗のバラツキを抑えることが可能となる。
このようにダミー部24として幅広部25が、電極部23とほぼ同じ横方向寸法で設けられることにより、この幅広部25の周囲の撥液領域12の広さが、電極部23の周囲の撥液領域12の広さとほぼ同じになり、一定の流量で吐出されるインク4によって、電極部23を含む領域及び幅広部25を含む領域それぞれに信号線21及び電源線22も形成されるが、その導電膜の厚さのバラツキを、より一層効果的に抑えることが可能となる。なお、横方向寸法Wa,Wbに関する上記「ほぼ同じ」は、完全に等しい場合の他に、±10%の差を有する場合が含まれる。
例えば、本実施形態では、微小回路部8(図3参照)の一方向の寸法は400μmであり、横方向の寸法(信号線21の左端から電源線22の右端までの寸法)は150μmであり、電極部23の横方向寸法Waを、100μmとした場合、ダミー部24(幅広部25)の横方向寸法(Wa)を、90μm以上であって110μm以下とすればよい。
なお、図5に示すように、一つのダミー部24が複数(図5では二つ)のブロックから構成されている場合、ブロックそれぞれの横方向の寸法の合計が、ダミー部24の横方向の寸法であり、このダミー部24の合計の寸法が幅広部25の寸法(Wb)となり、この幅広部25の合計寸法(Wb)と、電極部23の横方向寸法Waとが、ほぼ同じとなる。
そして、微小回路部8に対応する仮想領域V0に存在している導電膜(親液領域11)の面積をA0とする。この仮想領域V0と同じ面積の領域を1/nピッチだけ「一方向」に移動させた第1の移動領域V1に存在している導電膜の面積をA1とする。この第1の移動領域V1をさらに1/nピッチだけ「一方向」に移動させた第2の移動領域V2に存在している導電膜の面積をA2とする。以下同様にして、移動領域を1/nピッチずつ、合計n回移動させ、それぞれの移動領域に存在している導電膜の面積をA3,A4,A5とする。この場合、本実施形態では、これら面積A1〜A5のバラツキが5%以下となるように、ダミー部24を設けている。なお、バラツキ(%)は、偏差/平均×100によって求められる値である。
この構成によれば、ダミー部24として幅広部25が設けられている場合と同様に、信号線21及び電源線22の導電膜の厚さのバラツキをより一層効果的に抑えることが可能となり、回路配線抵抗のバラツキを抑えることが可能となる。
図9は、さらに別の回路パターンPの説明図である。この回路パターンPは、電極部23及びダミー部24を囲むフレーム部26を有しており、このフレーム部26も、スリット5から吐出されたインク4によって、周囲の電極部23及びダミー部24と同時に形成され、また、フレーム用親液部36に載せられたインク4に基づく導電膜によって形成されている。フレーム部26は、信号線21と電源線22との間の、第3の領域R3に形成されている。
また、本実施形態に係る回路パターンの成形方法では、信号線21及び電源線22が「一方向」に切断されることなく連続して形成されており、この「一方向」に沿ってインク4を塗布している。このため、インク4をスリット5から連続的に吐出して回路パターンPを形成することが可能となり、インク4によるビード6(図1参照)の切れを防ぐことができ、塗布ムラ等の発生を抑えることができる。
或いは、基板本体10の端部において、横方向全長にわたって回路領域の近傍にダミーパターンとして設けた親液部で最初のビード6を形成したあと、塗布の対象領域へとスリット5を移行してもよい。
また、塗布終了位置(図2の場合、上端部)は、撥液領域とするのが好ましく、この終了位置である撥液領域に吐出されたインク4を吸い取るのが好ましい。これにより、スリット5内に気泡が混入するのを防ぐことが可能となる。
また、上記実施形態では、テーブル2に基板本体10を保持して塗布作業を行う場合について説明したが、基板本体が柔軟なものである場合は特に、その基板本体をロールトゥロールで搬送しながら、固定状態にある口金から導電性インクを吐出してもよい。つまり、基板本体と口金とを相対的に一方向に移動させればよい。
また、図4では、ダミー部24が信号線21の一部に繋がっている場合を説明したが、ダミー部24は、図示しないが、電源線22の一部に繋がっていてもよく、又は、電極部23の一部と繋がっていてもよい。
Claims (7)
- 基板本体と口金とを相対的に一方向に移動させながら、当該一方向に直交する横方向に長く当該口金に形成されているスリットから、導電性インクを帯状として前記基板本体に対して吐出して行う回路パターンの形成方法であって、
前記導電性インクに対して撥液性を有する撥液領域と、前記導電性インクに対して親液性を有し所望の回路パターンと同じ形状の親液領域とが設けられている前記基板本体の当該撥液領域及び当該親液領域を含む領域に対して、前記導電性インクを帯状として吐出することを特徴とする回路パターンの形成方法。 - 前記親液領域として、
電子部品に信号を送るために前記一方向に長い複数の線部を前記導電性インクによって形成するための複数の線用親液部、
前記線用親液部の間に設けられ、電子部品を介して前記線部と接続される電極部を前記導電性インクによって形成するための電極用親液部、及び、
前記線用親液部の間の領域であって前記電極用親液部以外の領域に設けられ、前記電極部及び前記線部として実質的に機能しないダミー部を前記導電性インクによって形成するためのダミー用親液部が、
形成されている前記基板本体に対して、前記導電性インクを帯状として吐出する請求項1に記載の回路パターンの形成方法。 - 導電性インクに対して親液性を有する親液領域と導電性インクに対して撥液性を有する撥液領域とが設けられている基板本体の、当該親液領域上に形成された前記導電性インクに基づく導電膜によって、所定の回路パターンが構成されている回路基板であって、
前記回路パターンは、電子部品に信号を送る複数の線部と、電子部品を介して前記線部と接続される電極部と、前記電極部及び前記線部として実質的に機能しないダミー部と、を有していることを特徴とする回路基板。 - 複数の前記線部それぞれは、電子部品に信号を送るために一方向に長く形成され、前記電極部は、前記線部の間に設けられ、前記ダミー部は、前記線部の間の領域であって前記電極部以外の領域に設けられている請求項3に記載の回路基板。
- 前記回路パターンは、前記ダミー部として、前記線部及び前記電極部とは独立して形成され電圧及び信号が印加されないランド部を有している請求項3又は4に記載の回路基板。
- 前記回路パターンは、前記ダミー部として、一方向に長く形成されている前記線部から当該一方向に交差する横方向に延びて形成され電子部品と接続されない半ランド部を有している請求項3〜5のいずれか一項に記載の回路基板。
- 前記回路パターンは、前記ダミー部として、前記電極部の前記一方向に直交する横方向寸法とほぼ同じ、横方向寸法を有する幅広部を有している請求項3〜6のいずれか一項に記載の回路基板。
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