JP4396414B2 - Film pattern forming method and film pattern forming apparatus - Google Patents

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本発明は、機能液を液滴として基板に塗布して膜パターンを形成する膜パターン形成方法および膜パターン形成装置に関する。   The present invention relates to a film pattern forming method and a film pattern forming apparatus for forming a film pattern by applying a functional liquid as droplets to a substrate.

機能液を液滴として基板に塗布して膜パターンを形成する膜パターン形成方法としては、機能性成分を含有した液体を基板上にインクジェットにより吐出して機能性膜パターンを形成する方法であって、液体に対する接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下である膜形成面を有する基板上に液体をインクジェットにより塗布する工程と、塗布された液体を熱処理によって機能性膜に変換する工程とを備えた方法が開示されている（特許文献１）。   A film pattern forming method for forming a film pattern by applying a functional liquid as droplets to a substrate is a method of forming a functional film pattern by ejecting a liquid containing a functional component onto a substrate by inkjet. A step of applying a liquid by inkjet onto a substrate having a film forming surface having a contact angle with respect to the liquid of 30 [deg] or more and 60 [deg] or less, and a step of converting the applied liquid into a functional film by heat treatment Has been disclosed (Patent Document 1).

さらには、膜形成成分を含有した液体からなる液滴を、基板上の所定の膜形成領域に吐出して膜パターンを形成する膜パターンの形成方法であって、第１吐出工程では、液滴を配線形成領域全体に基板上に着弾した後の液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する。第２吐出工程では、液滴を配線形成領域全体の第１吐出工程における吐出位置と異なる位置に第１吐出工程と同じピッチで吐出する。第３吐出工程では、液滴を配線形成領域全体に第１吐出工程におけるピッチよりも小さいピッチで吐出する。基板は、予め液滴との接触角が６０［ｄｅｇ］以上となるように処理をしておく方法が開示されている（特許文献２）。   Furthermore, there is provided a film pattern forming method for forming a film pattern by discharging a droplet made of a liquid containing a film forming component to a predetermined film forming region on a substrate. Are ejected at a pitch larger than the diameter of the droplets after landing on the substrate over the entire wiring formation region. In the second ejection step, droplets are ejected at the same pitch as in the first ejection step at a position different from the ejection position in the first ejection step in the entire wiring formation region. In the third discharge step, droplets are discharged over the entire wiring formation region at a pitch smaller than the pitch in the first discharge step. A method is disclosed in which the substrate is processed in advance so that the contact angle with the droplet is 60 [deg] or more (Patent Document 2).

また吐出された微小液滴の制御に関する研究としては、東京大学工学系研究科樋口研究室における「微小液滴の静電搬送」（非特許文献１）が公知文献として挙げられる。   As a study on the control of ejected microdroplets, “electrostatic conveyance of microdroplets” (Non-Patent Document 1) in the Higuchi Laboratory, Graduate School of Engineering, the University of Tokyo can be cited as a known document.

特開２００３−８０６９４号公報JP 2003-80694 A 特開２００３−１３３６９１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-136991 第４回化学とマイクロシステム研究会 講演予稿集 頁６１The 4th Chemistry and Microsystem Workshop Preliminary Proceedings Page 61

上記のような従来技術における膜パターン形成方法では、液滴の着弾径よりも幅が狭く、且つ長い距離で膜パターンを形成する場合、必要な長さ分に渡って、液滴を複数着弾させることになり機能液の無駄が生じやすい。   In the conventional film pattern forming method as described above, when a film pattern is formed with a narrower width than a droplet landing diameter and a long distance, a plurality of droplets are landed over a necessary length. In other words, functional fluid is likely to be wasted.

また膜形成領域外にはみ出した液滴を領域内に収容できるように、膜形成領域を囲むように隔壁（バンク）を形成し、バンク底面を親液処理（液体に対する接触角を小さくする）する方法、またはバンク上面および外側周辺部を撥液処理（液体に対する接触角を大きくする）する方法を用いている。しかしながら、膜形成領域を囲んだバンク間の幅が極めて狭い、例えば１０μｍ以下の場合は、バンク底面とバンク上面の表面処理状態を最適にすることは難しく、処理のムラ等により液体の濡れ広がり不足を生じてしまう惧れがある。   In addition, partition walls (banks) are formed so as to surround the film formation region so that droplets protruding outside the film formation region can be accommodated in the region, and lyophilic processing (reducing the contact angle with respect to the liquid) is performed on the bank bottom surface. Or a method of performing liquid repellency treatment (increasing the contact angle with respect to the liquid) on the upper surface of the bank and the outer peripheral portion. However, when the width between the banks surrounding the film formation region is extremely narrow, for example, 10 μm or less, it is difficult to optimize the surface treatment state of the bank bottom surface and the bank top surface, and the liquid is not sufficiently spread due to uneven processing. May occur.

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであり、機能液を液滴として塗布し、より精細な膜パターンを形成することができる膜パターン形成方法と、これを用いた膜パターン形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and a film pattern forming method capable of forming a finer film pattern by applying a functional liquid as droplets and film pattern formation using the same An object is to provide an apparatus.

本発明の膜パターン形成方法は、機能液を基板上に塗布して所定の膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、塗布された液滴が膜パターンの形状に応じて案内される案内路を有する膜形成領域を形成するパターン領域形成工程と、案内路以外の膜形成領域内に機能液を塗布する塗布工程と、機能液を案内路に沿って誘導し濡れ広げる誘導工程とを備えたことを特徴とする。   The film pattern forming method of the present invention is a film pattern forming method in which a functional liquid is applied onto a substrate to form a predetermined film pattern, and the applied droplet is guided according to the shape of the film pattern. A pattern region forming step for forming a film forming region having a path, a coating step for applying a functional liquid in a film forming region other than the guide path, and a guiding step for guiding the functional liquid along the guide path and spreading it out. It is characterized by that.

この構成によれば、パターン領域形成工程では、機能液が案内され導かれる案内路を有する膜形成領域を形成し、塗布工程では案内路以外の膜形成領域内に機能液を塗布する。そして誘導工程では、塗布された機能液を案内路に沿って誘導し濡れ広げるため、案内路が機能液を塗布しにくい極狭い流路であっても案内路に機能液を塗布せずに案内路を含めた膜形成領域に機能液を濡れ広げることができる。また案内路に機能液を塗布しなくてもよいため、機能液の無駄を省くことができる。すなわち、機能液を無駄なく膜形成領域内に塗布して精細な膜パターンを形成することができる。   According to this configuration, in the pattern region forming step, a film forming region having a guide path through which the functional liquid is guided and guided is formed, and in the applying step, the functional liquid is applied in the film forming region other than the guide path. In the guiding process, the applied functional liquid is guided along the guide path and spreads, so even if the guide path is an extremely narrow flow path where it is difficult to apply the functional liquid, the guide liquid is not applied to the guide path. The functional liquid can be spread over the film forming region including the path. In addition, since it is not necessary to apply the functional liquid to the guide path, it is possible to eliminate the waste of the functional liquid. That is, a fine film pattern can be formed by applying the functional liquid to the film forming region without waste.

この場合、パターン領域形成工程は、案内路を凹状または溝状に形成することが好ましい。   In this case, it is preferable that the guide region is formed in a concave shape or a groove shape in the pattern region forming step.

この構成によれば、案内路は凹状または溝状に形成されるため、塗布された機能液は凹状または溝状の内壁面を伝わって濡れ広がり、案内路外にはみ出ることを防止することができる。   According to this configuration, since the guide path is formed in a concave shape or a groove shape, it is possible to prevent the applied functional liquid from spreading along the concave or groove-shaped inner wall surface and spreading out of the guide path. .

またこの場合、パターン領域形成工程は、膜形成領域内が親液性を有するように処理する親液処理工程と、膜形成領域外が撥液性を有するように処理する撥液処理工程とを備えることが好ましい。   In this case, the pattern region forming step includes a lyophilic processing step for processing the inside of the film forming region to be lyophilic and a lyophobic processing step for processing the outside of the film forming region to have lyophobic properties. It is preferable to provide.

この構成によれば、親液処理工程では膜形成領域内が親液性に処理され、撥液処理工程では膜形成領域外が撥液性に処理されるため、膜形成領域内に塗布された機能液はより濡れ広がり易くなり、機能液が膜形成領域外に塗布されても膜形成領域外が撥液性に処理されているため、機能液を効率よく膜形成領域内に収容することができる。よって、塗布される機能液の無駄をより省くことができる。   According to this configuration, in the lyophilic processing step, the inside of the film forming region is processed to be lyophilic, and in the lyophobic processing step, the outside of the film forming region is processed to be lyophobic. The functional liquid is more likely to spread and wet, and even if the functional liquid is applied outside the film forming area, the outside of the film forming area is treated to be liquid repellent, so that the functional liquid can be efficiently contained in the film forming area. it can. Therefore, it is possible to further reduce the waste of the applied functional liquid.

またこの場合、塗布工程は、液滴吐出ヘッドから案内路以外の膜形成領域内に機能液を液滴として吐出することを特徴とする。   Further, in this case, the coating step is characterized in that the functional liquid is discharged as droplets from the droplet discharge head into a film formation region other than the guide path.

この構成によれば、塗布工程では、機能液は液滴吐出ヘッドから液滴として吐出されるため、膜パターンを形成するために必要な適正な量の機能液を液滴として膜形成領域内に塗布することができる。   According to this configuration, since the functional liquid is ejected as droplets from the droplet ejection head in the coating process, an appropriate amount of the functional liquid necessary for forming the film pattern is deposited as droplets in the film formation region. Can be applied.

またこの場合、誘導工程は、塗布された機能液に案内路が形成されている方向に静電気力を与えることによって、前記機能液を案内路に沿って誘導し濡れ広げることを特徴とする。   Further, in this case, the guiding step is characterized in that the functional liquid is guided along the guide path and spreads wet by applying an electrostatic force to the applied functional liquid in a direction in which the guide path is formed.

この構成によれば、機能液に静電気力を与えることによって機能液が濡れ広がる推進力が生じる。したがって、誘導工程では、案内路以外の膜形成領域内に塗布された機能液に案内路に向かう方向で静電気力を与えて誘導することにより、機能液を案内路に沿って濡れ広げることができる。   According to this configuration, an electrostatic force is applied to the functional liquid to generate a propulsive force that spreads the functional liquid. Therefore, in the guiding step, the functional liquid can be spread along the guide path by applying an electrostatic force to the functional liquid applied in the film formation region other than the guide path in the direction toward the guide path. .

またこの場合、誘導工程は、塗布工程で機能液を塗布する前または塗布した後に基板を帯電状態にし、塗布された機能液を案内路に沿って濡れ広げるようにしてもよい。   In this case, the guiding step may be such that the substrate is charged before or after applying the functional liquid in the applying step, and the applied functional liquid is wet spread along the guide path.

この構成によれば、誘導工程は、機能液を基板に塗布する前または塗布した後に基板を帯電状態とし、帯電した基板の静電気力により機能液を案内路に沿って塗れ広げることができる。   According to this configuration, in the guiding step, the substrate can be charged before or after the functional liquid is applied to the substrate, and the functional liquid can be spread along the guide path by the electrostatic force of the charged substrate.

またこの場合、誘導工程において、機能液に印加される静電気力または機能液が塗布される前または塗布された後に帯電状態にした基板の帯電量は、表面電位計を用いて測定した前記基板の電位に換算して、３０００（Ｖ）以上であることを特徴とする。   In this case, in the induction step, the electrostatic force applied to the functional liquid or the amount of charge of the substrate charged before or after the functional liquid is applied is determined by measuring the amount of the substrate measured using a surface potentiometer. It is 3000 (V) or more in terms of potential.

この構成によれば、機能液に印加される静電気力または機能液が塗布される前または塗布された後に帯電状態にした基板の帯電量を３０００（Ｖ）以上とすることにより、機能液に確実に静電気力を与えて案内路に沿って濡れ広げることができる。   According to this configuration, the electrostatic force applied to the functional liquid or the charged amount of the substrate charged before or after the functional liquid is applied is set to 3000 (V) or more to ensure the functional liquid. It can be spread along the guide path by applying electrostatic force to it.

またこの場合、機能液は、液媒体に機能性材料の微粒子を分散させた分散溶液であることを特徴とする。   In this case, the functional liquid is a dispersion solution in which fine particles of a functional material are dispersed in a liquid medium.

この構成によれば、機能液は、液媒体に機能性材料の微粒子を分散させた分散溶液であるため、誘導工程で機能液に静電気力を与えることによって推進力が生じる。よってこの機能液を膜形成領域内に塗布し、機能液に静電気力を与えることによって案内路に濡れ広げれば機能性材料からなる膜パターンを形成することができる。   According to this configuration, since the functional liquid is a dispersion solution in which fine particles of the functional material are dispersed in the liquid medium, a propulsive force is generated by applying an electrostatic force to the functional liquid in the induction process. Therefore, a film pattern made of a functional material can be formed by applying this functional liquid in the film forming region and applying an electrostatic force to the functional liquid to spread it in the guide path.

またこの場合、機能性材料は、導電性材料であり、膜パターンとしてこの導電性材料からなる配線パターンを形成することを特徴とする。また機能性材料は、蛍光性材料または色素であり、膜パターンとして蛍光性材料または色素からなる素子パターンを形成するとしてもよい。   In this case, the functional material is a conductive material, and a wiring pattern made of this conductive material is formed as a film pattern. The functional material is a fluorescent material or a dye, and an element pattern made of the fluorescent material or the dye may be formed as a film pattern.

この構成によれば、導電性材料の微粒子が分散した分散溶液を機能液として用いれば、導電性を有する配線パターンを形成することができる。また蛍光性材料または色素を用いれば蛍光性材料または色素からなる素子パターンを形成することができる。例えば蛍光性材料として有機ＥＬ材料を用いれば有機ＥＬ発光素子を形成することができる。色素としてカラーフィルタ材料を用いればカラーフィルタ素子を形成することができる。   According to this configuration, a conductive wiring pattern can be formed by using a dispersion solution in which fine particles of a conductive material are dispersed as a functional liquid. If a fluorescent material or a dye is used, an element pattern made of the fluorescent material or the dye can be formed. For example, when an organic EL material is used as the fluorescent material, an organic EL light emitting element can be formed. If a color filter material is used as the pigment, a color filter element can be formed.

本発明の膜パターン形成装置は、機能液を基板上に塗布して膜パターンを形成する膜パターン形成装置であって、基板に形成された膜パターンとなる案内路を有する膜形成領域に機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、基板が載置されると共に、間隔を置いてマトリクス状に配設された電極を有する載置台と、高電圧を発生する電圧発生部とを備え、電圧発生部は、載置台に載置された基板の膜形成領域に対応して位置する電極との間で放電を行うことを特徴とする。   The film pattern forming apparatus of the present invention is a film pattern forming apparatus that forms a film pattern by applying a functional liquid onto a substrate, and the functional liquid is formed in a film forming region having a guide path that becomes a film pattern formed on the substrate. A droplet discharge unit that discharges as a droplet, a substrate on which a substrate is mounted, and a mounting table having electrodes arranged in a matrix at intervals, and a voltage generation unit that generates a high voltage, The voltage generation unit discharges between electrodes that are positioned corresponding to the film formation region of the substrate mounted on the mounting table.

この構成によれば、液滴吐出部は、載置台に載置された基板の膜パターンとなる膜形成領域に機能液を液滴として吐出する。そして電圧発生部は、基板の膜形成領域に対応して位置する載置台の電極との間で放電を行う。これにより膜形成領域内に塗布された機能液は、膜形成領域が有する案内路方向に静電気力が与えられ案内路に沿って濡れ広がる。ゆえに液滴を膜形成領域全体に渡って吐出せずに機能液からなる膜パターンを形成することができる。   According to this configuration, the droplet discharge unit discharges the functional liquid as droplets to the film forming region that becomes the film pattern of the substrate mounted on the mounting table. The voltage generator discharges between the electrodes of the mounting table positioned corresponding to the film formation region of the substrate. As a result, the functional liquid applied in the film formation region is given an electrostatic force in the direction of the guide path of the film formation region and spreads wet along the guide path. Therefore, it is possible to form a film pattern made of a functional liquid without discharging droplets over the entire film formation region.

本発明の他の膜パターン形成装置は、機能液を基板上に塗布して膜パターンを形成する膜パターン形成装置であって、基板に形成された膜パターンとなる案内路を有する膜形成領域に機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、基板が載置される載置台と、載置台に載置された基板を帯電させる静電気発生部とを備えたことを特徴とする。   Another film pattern forming apparatus of the present invention is a film pattern forming apparatus that forms a film pattern by applying a functional liquid onto a substrate, and is provided in a film forming region having a guide path to be a film pattern formed on the substrate. A droplet discharge unit that discharges the functional liquid as droplets, a mounting table on which the substrate is mounted, and a static electricity generation unit that charges the substrate mounted on the mounting table are provided.

この構成によれば、液滴吐出部から基板に形成された膜パターンとなる案内路を有する膜形成領域に機能液を液滴として吐出する前または吐出した後に、静電気発生部が載置台に載置された基板を帯電させれば、液滴は帯電した基板から静電気力を受け案内路に沿って濡れ広がる。ゆえに液滴を膜形成領域全体に渡って吐出せずに機能液からなる膜パターンを形成することができる。   According to this configuration, the static electricity generation unit is mounted on the mounting table before or after the functional liquid is discharged as droplets to the film formation region having a guide path that is a film pattern formed on the substrate from the droplet discharge unit. If the placed substrate is charged, the droplet receives an electrostatic force from the charged substrate and spreads wet along the guide path. Therefore, it is possible to form a film pattern made of a functional liquid without discharging droplets over the entire film formation region.

以下、本発明の膜パターン形成方法及び膜パターン形成装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、液滴吐出法により液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから導電性微粒子を含む配線パターン（膜パターン）形成用インク（機能液）を液滴状に吐出し、ガラス基板（以降は基板Ｗとする）上に導電性膜で形成された配線パターンを形成する場合の例を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a film pattern forming method and a film pattern forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a wiring pattern (film pattern) forming ink (functional liquid) containing conductive fine particles is ejected in droplet form from a discharge nozzle of a droplet discharge head by a droplet discharge method, and a glass substrate (hereinafter referred to as a substrate). An example in the case of forming a wiring pattern formed of a conductive film on the conductive film will be described.

（第１の実施形態）
まず本発明の一実施形態である膜パターン形成装置について図１〜図４に基づいて説明する。図１は、膜パターン形成装置の構造を示す概略斜視図である。膜パターン形成装置１００は、機能液を液滴として基板Ｗ上に塗布して膜パターンを形成する膜パターン形成装置である。そして基板Ｗに形成された膜パターンとなる案内路を有する膜形成領域に機能液を液滴として吐出する液滴吐出部としての複数の液滴吐出ヘッド２０（図２参照）を有するヘッドユニット１と、基板Ｗが載置されると共に、間隔を置いてマトリクス状に配設された電極としての浮島電極４０（図３参照）を有する載置台４と、高電圧を発生する電圧発生部９とを備えている。 (First embodiment)
First, a film pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of a film pattern forming apparatus. The film pattern forming apparatus 100 is a film pattern forming apparatus that forms a film pattern by applying a functional liquid as droplets onto a substrate W. Then, a head unit 1 having a plurality of droplet discharge heads 20 (see FIG. 2) as droplet discharge portions that discharge functional liquid as droplets to a film formation region having a guide path that becomes a film pattern formed on the substrate W. And a mounting table 4 having floating island electrodes 40 (see FIG. 3) as electrodes placed on the substrate W and arranged in a matrix at intervals, and a voltage generator 9 for generating a high voltage It has.

また膜パターン形成装置１００は、ヘッドユニット１を副走査方向（Ｘ方向）に駆動するためのＸ方向ガイド軸２と、Ｘ方向ガイド軸２を回転させるＸ方向駆動モータ３とを備えている。また、載置台４を主走査方向（Ｙ方向）に駆動するためのＹ方向ガイド軸５と、Ｙ方向ガイド軸５を回転させるＹ方向駆動モータ６とを備えている。そしてＸ方向ガイド軸２とＹ方向ガイド軸５とが、上部に配設された基台７を備え、その基台７の下部には、制御装置８と電圧発生部９とを備えている。   The film pattern forming apparatus 100 also includes an X-direction guide shaft 2 for driving the head unit 1 in the sub-scanning direction (X direction) and an X-direction drive motor 3 for rotating the X-direction guide shaft 2. Further, a Y direction guide shaft 5 for driving the mounting table 4 in the main scanning direction (Y direction) and a Y direction drive motor 6 for rotating the Y direction guide shaft 5 are provided. The X-direction guide shaft 2 and the Y-direction guide shaft 5 are provided with a base 7 disposed at the upper portion, and a control device 8 and a voltage generator 9 are provided at the lower portion of the base 7.

さらに、ヘッドユニット１をクリーニングするためのクリーニング機構部１４および吐出された機能液を加熱し溶媒を蒸発・乾燥させるためのヒータ１５とを備えている。   Furthermore, a cleaning mechanism unit 14 for cleaning the head unit 1 and a heater 15 for heating the discharged functional liquid and evaporating and drying the solvent are provided.

ヘッドユニット１には、機能液をノズル（吐出口）から吐出して基板Ｗに塗布する複数の液滴吐出ヘッド２０（図２参照）を備えている。そして、これら複数の液滴吐出ヘッド２０により、制御装置８から供給される吐出電圧に応じて個別に機能液を吐出できるようになっている。この液滴吐出ヘッド２０については後述する。   The head unit 1 includes a plurality of liquid droplet ejection heads 20 (see FIG. 2) that eject functional liquid from nozzles (ejection ports) and apply them to the substrate W. The plurality of droplet discharge heads 20 can individually discharge the functional liquid according to the discharge voltage supplied from the control device 8. The droplet discharge head 20 will be described later.

Ｘ方向駆動モータ３は、これに限定されるものではないが例えばステッピングモータ等であり、制御装置８からＸ軸方向の駆動パルス信号が供給されると、Ｘ方向ガイド軸２を回転させ、Ｘ方向ガイド軸２に係合したヘッドユニット１をＸ方向に移動させる。   The X direction drive motor 3 is not limited to this, but is a stepping motor, for example. When a drive pulse signal in the X axis direction is supplied from the control device 8, the X direction guide shaft 2 is rotated, The head unit 1 engaged with the direction guide shaft 2 is moved in the X direction.

同様にＹ方向駆動モータ６，１６は、これに限定されるものではないが例えばステッピングモータ等であり、制御装置８からＹ軸方向の駆動パルス信号が供給されると、Ｙ方向ガイド軸５を回転させ、Ｙ方向ガイド軸５に係合した載置台４およびクリーニング機構部１４をＹ軸方向に移動させる。   Similarly, the Y-direction drive motors 6 and 16 are not limited to this, but are, for example, stepping motors or the like. When a drive pulse signal in the Y-axis direction is supplied from the control device 8, the Y-direction guide shaft 5 is moved. The table 4 and the cleaning mechanism unit 14 that are rotated and engaged with the Y-direction guide shaft 5 are moved in the Y-axis direction.

クリーニング機構部１４は、ヘッドユニット１をクリーニングする際には、ヘッドユニット１を臨む位置に移動し、液滴吐出ヘッド２０のノズル面に密着して不要な機能液を吸引するキャッピング動作や機能液が付着したノズル面を拭き取るワイピング動作を行う。クリーニング機構の詳細は省略する。   When cleaning the head unit 1, the cleaning mechanism unit 14 moves to a position facing the head unit 1, closes the nozzle surface of the droplet discharge head 20, and sucks unnecessary functional liquid. A wiping operation is performed to wipe off the nozzle surface to which has adhered. Details of the cleaning mechanism are omitted.

ヒータ１５は、これに限定されるものではないが例えばここではランプアニールにより基板Ｗを熱処理する手段であり、基板Ｗ上に吐出された機能液の蒸発・乾燥を行うとともに膜に変換するための熱処理を行うようになっている。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置８によって制御される。   Although not limited to this, the heater 15 is, for example, a means for heat-treating the substrate W by lamp annealing, for evaporating and drying the functional liquid discharged on the substrate W and converting it into a film. Heat treatment is performed. The control device 8 also controls the turning on and off of the heater 15.

膜パターン形成装置１００の塗布動作は、制御装置８から所定の駆動パルス信号をＸ方向駆動モータ３およびＹ方向駆動モータ６とに送り、ヘッドユニット１を副走査方向（Ｘ方向）に、載置台４を主走査方向（Ｙ方向）に相対移動させる。そして、この相対移動の間に制御装置８から吐出電圧を供給し、ヘッドユニット１から基板Ｗの膜パターンの膜形成領域内に機能液を液滴として吐出し塗布を行う。   In the coating operation of the film pattern forming apparatus 100, a predetermined drive pulse signal is sent from the control device 8 to the X direction drive motor 3 and the Y direction drive motor 6, and the head unit 1 is placed in the sub-scanning direction (X direction). 4 is relatively moved in the main scanning direction (Y direction). During this relative movement, a discharge voltage is supplied from the control device 8, and the functional liquid is discharged as droplets from the head unit 1 into the film formation region of the film pattern of the substrate W to perform coating.

ヘッドユニット１から吐出される液滴の吐出量は、制御装置８から供給される吐出電圧の大きさによって調整することができる。   The discharge amount of the droplets discharged from the head unit 1 can be adjusted by the magnitude of the discharge voltage supplied from the control device 8.

図２は、液滴吐出ヘッドの要部構造を示す概略断面図である。液滴吐出ヘッド２０は、ノズル２１に連通した圧力室２４と、圧力室２４の一面を構成する振動板部２５と、振動板部２５を介して圧力室２４に充填された機能液を加圧する圧電体素子（ピエゾ）３０とによって構成されている。尚、実際の液滴吐出ヘッド２０には、ノズル板２２に形成された複数のノズル２１とこれに対応する圧力室２４、振動板部２５、圧電体素子３０を有している。また圧力室基板２３の各圧力室２４に連通した共通キャビティ（図示省略）が設けられており、この共通キャビティに外部から機能液を供給することによって、圧力室２４に機能液を充填することができる構造となっている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the main structure of the droplet discharge head. The droplet discharge head 20 pressurizes the functional liquid filled in the pressure chamber 24 via the pressure chamber 24 communicating with the nozzle 21, the vibration plate portion 25 constituting one surface of the pressure chamber 24, and the vibration plate portion 25. A piezoelectric element (piezo) 30 is included. The actual droplet discharge head 20 includes a plurality of nozzles 21 formed on the nozzle plate 22, a pressure chamber 24 corresponding to the nozzles 21, a vibration plate portion 25, and a piezoelectric element 30. Further, a common cavity (not shown) communicating with each pressure chamber 24 of the pressure chamber substrate 23 is provided, and the functional liquid can be filled into the pressure chamber 24 by supplying the functional liquid to the common cavity from the outside. It has a structure that can be done.

図２に示すように、振動板部２５は絶縁膜２７および下部電極２６を積層して構成され、圧電体素子３０は圧電体層３２および上部電極３１を積層して構成されている。下部電極２６、圧電体層３２および上部電極３１によって圧電体素子３０として機能させることができる。   As shown in FIG. 2, the diaphragm portion 25 is configured by stacking an insulating film 27 and a lower electrode 26, and the piezoelectric element 30 is configured by stacking a piezoelectric layer 32 and an upper electrode 31. The lower electrode 26, the piezoelectric layer 32, and the upper electrode 31 can function as the piezoelectric element 30.

このようなピエゾ方式の液滴吐出ヘッド２０の圧力室２４に機能液を充填し、圧電体素子３０によって圧力室２４を加圧すれば、圧力室２４に連通するノズル２１から機能液を液滴として吐出することができる。またピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を与えないため、材料組成に影響を与えにくいという利点を有する。   When the pressure chamber 24 of the piezo-type droplet discharge head 20 is filled with the functional liquid and the pressure chamber 24 is pressurized by the piezoelectric element 30, the functional liquid is dropped from the nozzle 21 communicating with the pressure chamber 24. Can be discharged. Further, the droplet discharge by the piezo method has an advantage that the material composition is hardly affected because the material is not heated.

図３は、載置台の構造を示し、同図（ａ）は、載置台の構造を示す概略断面図、同図（ｂ）は、載置台に配設された浮島電極の配置を示す概略平面図である。   3 shows the structure of the mounting table, FIG. 3A is a schematic sectional view showing the structure of the mounting table, and FIG. 3B is a schematic plan view showing the arrangement of floating island electrodes arranged on the mounting table. FIG.

図３（ａ）に示すように基板Ｗが載置される載置台４は、その上面に浮島電極４０が複数配置されている。また図３（ｂ）に示すように浮島電極４０はマトリクス状に配置されており、個々の電極にはｘ１で始まるＸ座標とｙ１で始まるＹ座標とが与えられている。この場合、浮島電極４０の配置間隔は数μｍ〜数百μｍ（例えば１０μｍ）で配置される。また後述する膜パターンは、この浮島電極４０の配置間隔に対応するように膜パターンの膜形成領域の設計が考慮されているが、膜パターンの膜形成領域を基に浮島電極の間隔を設計しても良い。   As shown in FIG. 3A, the mounting table 4 on which the substrate W is mounted has a plurality of floating island electrodes 40 disposed on the upper surface thereof. As shown in FIG. 3B, the floating island electrodes 40 are arranged in a matrix, and each electrode is given an X coordinate starting with x1 and a Y coordinate starting with y1. In this case, the floating island electrodes 40 are arranged at intervals of several μm to several hundred μm (for example, 10 μm). In addition, in the film pattern described later, the design of the film formation region of the film pattern is considered so as to correspond to the arrangement interval of the floating island electrodes 40. May be.

図４は浮島電極の電気的な構成を示す概略図である。個々の浮島電極４０は、それぞれ電極端子４１を有している。各電極端子４１はスイッチング手段４２によってＧＮＤに接地されるようになっている。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the electrical configuration of the floating island electrode. Each floating island electrode 40 has an electrode terminal 41. Each electrode terminal 41 is grounded to GND by a switching means 42.

電圧発生部９は、高電圧を発生させ、放電端子４３を介してＧＮＤに接地された浮島電極４０との間で放電する。これによって浮島電極４０の近傍に塗布された機能液に静電気力（電荷）を与えることができるようになっている。また放電端子４３は、図示しないがＸ方向に移動可能な状態にＸ方向ガイド軸２に取り付けられている。   The voltage generation unit 9 generates a high voltage and discharges between the floating island electrode 40 grounded to the GND via the discharge terminal 43. As a result, electrostatic force (charge) can be applied to the functional liquid applied in the vicinity of the floating island electrode 40. The discharge terminal 43 is attached to the X-direction guide shaft 2 so as to be movable in the X direction (not shown).

次に本発明の膜パターン形成方法について図５〜図９に基づいて説明する。本実施形態の膜パターン形成方法は、前述の膜パターン形成装置１００を用いて機能液を基板Ｗ上に塗布して所定の膜パターン５０を形成する膜パターン形成方法であって、塗布された機能液が膜パターン５０の形状に応じて案内される案内路としての液体流動路５３を有する膜形成領域５１を形成するパターン領域形成工程と、液体流動路５３以外の膜形成領域５１内に機構液を塗布する塗布工程と、塗布された機能液を液体流動路５３に沿って誘導し濡れ広げる誘導工程とを備えている。   Next, the film pattern forming method of the present invention will be described with reference to FIGS. The film pattern forming method of the present embodiment is a film pattern forming method for forming a predetermined film pattern 50 by applying a functional liquid onto the substrate W using the above-described film pattern forming apparatus 100, and the applied function A pattern region forming step of forming a film forming region 51 having a liquid flow path 53 as a guide path through which the liquid is guided according to the shape of the film pattern 50, and a mechanism liquid in the film forming region 51 other than the liquid flow path 53 And an induction process for inducing and spreading the applied functional liquid along the liquid flow path 53.

図５は膜パターンの形状を示す概略図である。図５（ａ）は、膜パターンの一実施例を示す概略平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａで切った概略断面図である。
図５（ｃ）は、膜パターンの他の実施例を示す概略平面図である。 FIG. 5 is a schematic view showing the shape of the film pattern. FIG. 5A is a schematic plan view showing one embodiment of the film pattern. FIG.5 (b) is the schematic sectional drawing cut by AA of Fig.5 (a).
FIG. 5C is a schematic plan view showing another embodiment of the film pattern.

パターン領域形成工程では、例えば図５（ａ）の膜形成領域５１を基板Ｗ上に形成する。膜形成領域５１は、塗布される機能液を受け止める液体受容部５２と、液体受容部５２に繋がった案内路としての液体流動路５３とで構成されている。   In the pattern region forming step, for example, the film forming region 51 of FIG. The film forming region 51 includes a liquid receiving portion 52 that receives the applied functional liquid, and a liquid flow path 53 as a guide path connected to the liquid receiving portion 52.

この場合、膜形成領域５１は、高さおよそ１〜３μｍの隔壁（以降バンク５４と呼ぶ）で囲われている。したがって、液体流動路５３は、凹状または溝状に形成されている。   In this case, the film forming region 51 is surrounded by a partition wall (hereinafter referred to as a bank 54) having a height of about 1 to 3 μm. Therefore, the liquid flow path 53 is formed in a concave shape or a groove shape.

本実施形態のパターン領域形成工程は、バンク５４を形成するバンク形成工程と、膜形成領域５１内が親液性を有するように処理する親液処理工程と、基板Ｗにおける膜形成領域５１以外の領域が撥液性を有するように処理する撥液処理工程とを有している。   The pattern region forming step of the present embodiment includes a bank forming step for forming the bank 54, a lyophilic processing step for processing the inside of the film forming region 51 so as to have lyophilicity, and a portion other than the film forming region 51 on the substrate W. A liquid repellent treatment step for treating the region so as to have liquid repellency.

（バンク形成工程）
バンク５４は、仕切部材として機能する部材であり、バンク５４の形成はリソグラフィ法や印刷法等、任意の方法で行うことができる。例えば、リソグラフィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定の方法で、基板Ｗ上にバンク５４の高さに合わせて有機系感光性材料を塗布する。そして、バンク形状（膜パターン形状）に合わせてマスクを施しレジストを露光・現像することによりバンク形状に合わせたレジストを残す。 (Bank formation process)
The bank 54 is a member that functions as a partition member, and the bank 54 can be formed by an arbitrary method such as a lithography method or a printing method. For example, when the lithography method is used, an organic photosensitive material is applied on the substrate W according to the height of the bank 54 by a predetermined method such as spin coating, spray coating, roll coating, die coating, dip coating, or the like. Then, a mask is applied according to the bank shape (film pattern shape), and the resist is exposed and developed to leave the resist according to the bank shape.

これにより、図５（ａ）に示されるように、膜パターン５０を形成すべき膜形成領域５１の周辺を囲むように、例えば高さ１〜３μｍで１０μｍ幅のバンク５４が突設される。   As a result, as shown in FIG. 5A, for example, a bank 54 having a height of 1 to 3 μm and a width of 10 μm is provided so as to surround the periphery of the film formation region 51 where the film pattern 50 is to be formed.

液体流動路５３の幅が１０μｍ以下では、液滴吐出ヘッド２０から液滴６０を吐出した場合、吐出される液滴の体積と着弾側の表面処理状態によって変動するが、液滴６０の着弾径はおよそ２０〜３０μｍとなり、液体流動路５３内に液滴６０を吐出して収めることは困難な状態である。なお、基板Ｗに対しては、有機系感光性材料塗布前に表面改質処理として、ＨＭＤＳ処理（（ＣＨ3）3ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ3）3を蒸気状にして塗布する方法）が施されているが、図５ではその図示を省略している。 When the width of the liquid flow path 53 is 10 μm or less, when the droplet 60 is ejected from the droplet ejection head 20, the droplet diameter varies depending on the volume of the ejected droplet and the surface treatment state on the landing side. Is approximately 20 to 30 μm, and it is difficult to discharge and store the droplet 60 in the liquid flow path 53. The substrate W is subjected to HMDS treatment (a method of applying (CH 3 ) 3 SiNHSi (CH 3 ) 3 in a vapor state) as a surface modification treatment before applying the organic photosensitive material. Although not shown in FIG.

バンク５４を形成する有機系感光性材料としては、液体材料に対して撥液性を示す材料でも良いし、後述するように、プラズマ処理による撥液化（テフロン（登録商標）化）が可能で下地板との密着性が良くフォトリソグラフィによるパターニングがし易い絶縁有機系感光性材料でも良い。例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラミン樹脂等の高分子材料を用いることが可能である。   The organic photosensitive material for forming the bank 54 may be a material that exhibits liquid repellency with respect to a liquid material, and can be made liquid repellent (Teflon (registered trademark)) by plasma treatment as described later. An insulating organic photosensitive material that has good adhesion to the base plate and is easily patterned by photolithography may be used. For example, a polymer material such as an acrylic resin, a polyimide resin, an olefin resin, or a melamine resin can be used.

（親液処理工程）
次に、親液処理工程は、バンク５４が形成された基板Ｗに紫外線を照射することにより親液性を付与する紫外線（ＵＶ）照射処理や大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするＯ２プラズマ処理等を選択できるが、ここではＯ２プラズマ処理を実施する。またこのＯ２プラズマ処理によってバンク間におけるバンク形成時のレジスト（有機物）残渣を除去することもできる。 (Liquid treatment process)
Next, in the lyophilic treatment step, an ultraviolet (UV) irradiation treatment that imparts lyophilicity by irradiating the substrate W on which the bank 54 is formed with an ultraviolet ray, or an O 2 plasma treatment that uses oxygen as a treatment gas in the atmosphere Here, O2 plasma treatment is performed. Moreover, the resist (organic substance) residue at the time of bank formation between banks can also be removed by this O2 plasma treatment.

具体的には、基板Ｗに対しプラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射することで行う。Ｏ２プラズマ処理の条件としては、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、酸素ガス流量が５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板Ｗの基板搬送速度が０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０〜９０℃とされる。なお、基板Ｗがガラス基板の場合、その表面は膜パターン形成材料に対して親液性を有しているが、本実施の形態のようにＯ２プラズマ処理や紫外線照射処理を施すことで、膜形成領域５１内の親液性を高めることができる。   Specifically, this is performed by irradiating the substrate W with plasma oxygen from the plasma discharge electrode. As conditions for the O 2 plasma treatment, for example, the plasma power is 50 to 1000 W, the oxygen gas flow rate is 50 to 100 ml / min, the substrate transport speed of the substrate W with respect to the plasma discharge electrode is 0.5 to 10 mm / sec, and the substrate temperature is 70 to 90 ° C. When the substrate W is a glass substrate, the surface thereof is lyophilic with respect to the film pattern forming material. However, the film can be obtained by performing O2 plasma treatment or ultraviolet irradiation treatment as in the present embodiment. The lyophilicity in the formation region 51 can be enhanced.

（撥液処理工程）
続いて、バンク５４に対し撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ４プラズマ処理法）を採用することができる。ＣＦ４プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが５０〜１０００ｋＷ、４フッ化メタンガス流量が５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板搬送速度が０．５〜２０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０〜９０℃とされる。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。 (Liquid repellent treatment process)
Subsequently, the bank 54 is subjected to a liquid repellency treatment to impart liquid repellency to the surface thereof. As the liquid repellent treatment, for example, a plasma treatment method (CF4 plasma treatment method) using tetrafluoromethane as a treatment gas in an air atmosphere can be employed. The conditions of the CF4 plasma treatment are, for example, a plasma power of 50 to 1000 kW, a tetrafluoromethane gas flow rate of 50 to 100 ml / min, a substrate transfer speed of 0.5 to 20 mm / sec with respect to the plasma discharge electrode, and a substrate temperature of 70 to 90 ° C. It is said. The processing gas is not limited to tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride), and other fluorocarbon gases can also be used.

このような撥液化処理を行うことにより、バンク５４にはこれを構成する樹脂中にフッ素基が導入され、バンク５４の表面に対して高い撥液性が付与される。なお、上述した親液化処理としてのＯ２プラズマ処理は、バンク５４の形成前に行ってもよいが、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等は、Ｏ２プラズマによる前処理がなされた方がよりフッ素化（撥液化）されやすいという性質があるため、バンク５４を形成した後にＯ２プラズマ処理することが好ましい。なお、バンク５４に対する撥液化処理により、先に親液化処理した基板Ｗ表面に対し多少は影響があるものの、特に基板Ｗがガラス等からなる場合には、撥液化処理によるフッ素基の導入が起こらないため、基板Ｗはその親液性、すなわち濡れ性が実質上損なわれることはない。また、バンク５４については、撥液性を有する材料（例えばフッ素基を有する樹脂材料）によって形成することにより、その撥液処理を省略するようにしてもよい。   By performing such a liquid repellency treatment, a fluorine group is introduced into the resin constituting the bank 54, and high liquid repellency is imparted to the surface of the bank 54. The O2 plasma treatment as the lyophilic treatment described above may be performed before the bank 54 is formed. However, acrylic resin, polyimide resin, and the like are more fluorinated (liquid repellent) when pretreated with O2 plasma. ), It is preferable to perform O 2 plasma treatment after the bank 54 is formed. Although the lyophobic treatment for the bank 54 has some influence on the surface of the substrate W that has been previously lyophilicized, particularly when the substrate W is made of glass or the like, introduction of fluorine groups due to the lyophobic treatment occurs. Therefore, the lyophilicity, that is, the wettability of the substrate W is not substantially impaired. Further, the bank 54 may be formed of a material having liquid repellency (for example, a resin material having a fluorine group), so that the liquid repellency treatment may be omitted.

以上のような工程を経て形成される膜パターン５０の膜形成領域５１の他の実施例としては、図５（ｃ）に示すように液体受容部５２を間隔を置いて配置し、配置された液体受容部５２の間を案内路としての液体流動路５３で繋いだ形状としてもよい。そして、液体流動路５３に濡れ広げる機能液の量に相当する液体受容部５２の大きさをあらかじめ決めて配置すれば、必要以上に大きな液体受容部５２とならずに精細な所定の長さを有する膜形成領域５１を備えた膜パターン５０を形成することができる。   As another embodiment of the film formation region 51 of the film pattern 50 formed through the above-described steps, the liquid receiving portions 52 are arranged at intervals as shown in FIG. 5C. It is good also as a shape which connected between the liquid receiving parts 52 with the liquid flow path 53 as a guide path. If the size of the liquid receiving portion 52 corresponding to the amount of the functional liquid that spreads in the liquid flow path 53 is determined and arranged in advance, the liquid receiving portion 52 does not become larger than necessary, and the predetermined length is fine. A film pattern 50 including the film forming region 51 having the film forming area 51 can be formed.

（塗布工程）
本実施形態の塗布工程は、液滴吐出ヘッド２０から案内路としての液体流動路５３以外の膜形成領域５１内に機能液を液滴６０として吐出する工程である。この場合、液滴６０は液体受容部５２に吐出される。吐出される機能液については後述する。なお、本実施形態では、液体受容部５２の形状を四角形としたが、これに限らず着弾する液滴６０の形状に合わせて円弧で結んだ形状としてもよい。 (Coating process)
The application process of the present embodiment is a process of discharging the functional liquid as droplets 60 from the droplet discharge head 20 into the film forming region 51 other than the liquid flow path 53 as a guide path. In this case, the droplet 60 is discharged to the liquid receiving portion 52. The discharged functional liquid will be described later. In the present embodiment, the shape of the liquid receiving portion 52 is a quadrangle. However, the shape is not limited to this, and the shape may be a shape connected by an arc according to the shape of the droplet 60 to land.

（誘導工程）
本実施形態の誘導工程は、塗布された機能液に案内路としての液体流動路５３が形成されている方向に静電気力（電荷）を与えることによって、機能液を液体流動路５３に沿って誘導し濡れ広げるものである。 (Guidance process)
In the guiding process of the present embodiment, the functional liquid is guided along the liquid flow path 53 by applying an electrostatic force (charge) to the applied functional liquid in the direction in which the liquid flow path 53 as a guide path is formed. It spreads wet.

図６は、誘導工程を示す概略図である。図６（ａ）は誘導工程における液滴吐出ヘッドと放電端子および基板の配置を示す概略断面図である。図６（ｂ）は、膜パターンと浮島電極の位置関係を示す概略平面図である。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the induction process. FIG. 6A is a schematic sectional view showing the arrangement of the droplet discharge head, the discharge terminal, and the substrate in the induction process. FIG. 6B is a schematic plan view showing the positional relationship between the film pattern and the floating island electrode.

図６（ａ）および（ｂ）に示すように前段の塗布工程では、膜形成領域５１の液体受容部５２に機能液を液滴６０として吐出する。吐出された機能液は、前述の親液処理工程で膜形成領域５１内が親液性となるように処理されているため、膜形成領域５１内に濡れ広がろうとする。しかし、親液処理が最適ではない場合や、大型基板などで親液処理がムラとなってしまう場合に、機能液は、案内路である液体流動路５３に毛管現象でわずかながら濡れ広がって止まってしまうことがある。   As shown in FIGS. 6A and 6B, in the preceding application process, the functional liquid is ejected as droplets 60 to the liquid receiving portion 52 in the film formation region 51. Since the discharged functional liquid is processed so that the film forming region 51 becomes lyophilic in the lyophilic processing step described above, it tends to wet and spread in the film forming region 51. However, when the lyophilic process is not optimal or the lyophilic process becomes uneven on a large substrate or the like, the functional liquid slightly gets wet and spreads in the liquid flow path 53 that is the guide path by capillary action. May end up.

本実施形態の誘導工程では、電圧発生部９で高電圧を発生させ、ＧＮＤに接地された浮島電極４０との間で放電を行う。これによって吐出（塗布）された機能液に静電気力を与え、液体流動路５３に沿って濡れ広げるものである。機能液と浮島電極４０との間に電位差が生ずると、浮島電極４０の電位が正の領域では、機能液中のアニオンと浮島電極４０との間に静電的引力が作用する。また浮島電極４０の電位が負の領域では、機能液中のカチオンと浮島電極４０との間に静電的引力が作用する。このような現象は、電気毛管現象と呼ばれている。またこの電気毛管現象の１つの作用としては、機能液の界面張力（液滴の場合は、表面張力）が低下して親液性を有する面に対しより濡れ広がり易くなることが考えられる。   In the induction process of the present embodiment, a high voltage is generated by the voltage generator 9, and discharge is performed between the floating island electrode 40 grounded to GND. Thus, an electrostatic force is applied to the discharged (applied) functional liquid, and the liquid is wet and spread along the liquid flow path 53. When a potential difference is generated between the functional liquid and the floating island electrode 40, an electrostatic attractive force acts between the anion in the functional liquid and the floating island electrode 40 in a region where the potential of the floating island electrode 40 is positive. In the region where the potential of the floating island electrode 40 is negative, an electrostatic attractive force acts between the cation in the functional liquid and the floating island electrode 40. Such a phenomenon is called an electrocapillary phenomenon. As one action of this electrocapillary phenomenon, it is conceivable that the interfacial tension of the functional liquid (surface tension in the case of liquid droplets) is lowered and the surface having lyophilicity is more easily spread.

例えば、図６（ｂ）に示すように座標ｘ１ｙ２を持つ浮島電極４０の位置に膜形成領域５１の液体受容部５２が位置している。この液体受容部５２に液滴６０として吐出された機能液を図中の矢印方向に液体流動路５３内に濡れ広げようとする場合、矢印方向にある浮島電極４０を順にスイッチング手段４２でＧＮＤに接地させて放電端子４３から電荷を放電する。   For example, as shown in FIG. 6B, the liquid receiving part 52 of the film forming region 51 is located at the position of the floating island electrode 40 having the coordinates x1y2. When the functional liquid discharged to the liquid receiving portion 52 as the droplet 60 is to be spread in the liquid flow path 53 in the direction of the arrow in the figure, the floating island electrode 40 in the direction of the arrow is sequentially turned to GND by the switching means 42. The electric charge is discharged from the discharge terminal 43 by grounding.

図７は、電圧発生部の電圧発生パターンの一例を示すタイムチャートである。上記の矢印方向に機能液を濡れ広げようとする場合、まず座標ｘ１ｙ２の浮島電極４０をＧＮＤに接地し、電圧Ｖｐを３０００Ｖとし、パルス幅Ｐｗをおよそ２μｓｅｃとして放電端子４３から放電する。放電端子４３と基板Ｗとの距離は、周辺環境状態にもよるがおよそ０．５〜１ｍｍ程度である。   FIG. 7 is a time chart illustrating an example of a voltage generation pattern of the voltage generation unit. When trying to spread the functional liquid in the direction of the arrow, first the floating island electrode 40 at the coordinate x1y2 is grounded to GND, the voltage Vp is set to 3000 V, the pulse width Pw is set to about 2 μsec, and the discharge terminal 43 is discharged. The distance between the discharge terminal 43 and the substrate W is about 0.5 to 1 mm depending on the surrounding environment.

続いて、およそ１００ｍｓｅｃ程度の間隔を置いて座標ｘ２ｙ２の浮島電極４０をスイッチング手段４２によってＧＮＤに接地し同様に放電させる。これによって液体受容部５２に塗布された機能液が座標ｘ２ｙ２の方向に誘導される。以降順次矢印方向に沿って位置する浮島電極４０との間で放電を行う。   Subsequently, the floating island electrode 40 at the coordinate x2y2 is grounded to the GND by the switching means 42 at an interval of about 100 msec, and similarly discharged. As a result, the functional liquid applied to the liquid receiving portion 52 is guided in the direction of the coordinate x2y2. Thereafter, discharge is sequentially performed between the floating island electrode 40 positioned along the arrow direction.

図８は機能液の液滴が着弾してから液体流動路に濡れ広がる様子を示した概略断面図である。図８（ａ）は液体受容部５２に着弾した機能液の液滴を示す概略断面図である。図８（ｂ）は誘導工程によって液体流動路に沿って濡れ広がり始めた様子を示す概略断面図である。図８（ｃ）は誘導工程によって液体流動路内に機能液が濡れ広がった状態を示す概略断面図である。上記のような放電を繰り返すことによって図８に示すように液滴６０として吐出された機能液を液体流動路５３（バンク５４）に沿って誘導し濡れ広げて機能液膜６１を形成することができる。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the liquid droplet of the functional liquid has landed and spreads in the liquid flow path. FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing a droplet of the functional liquid that has landed on the liquid receiving portion 52. FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing a state in which wetting and spreading start along the liquid flow path by the induction process. FIG. 8C is a schematic cross-sectional view showing a state in which the functional liquid is wet and spread in the liquid flow path by the induction process. By repeating the discharge as described above, the functional liquid ejected as the droplet 60 as shown in FIG. 8 is guided along the liquid flow path 53 (bank 54) to spread and form the functional liquid film 61. it can.

図９は他の膜パターン形成方法を示す概略平面図である。上記の誘導方法を用いれば、図９に示すように液体流動路５３が折れ曲がった形状であっても、この液体流動路５３の形状に対応して位置する浮島電極４０との間で放電を行うことによって折れ曲がった形状の膜形成領域５１を有し、機能液からなる膜パターン５０を形成することができる。   FIG. 9 is a schematic plan view showing another film pattern forming method. If the above induction method is used, even if the liquid flow path 53 is bent as shown in FIG. 9, discharge is performed between the floating island electrode 40 positioned corresponding to the shape of the liquid flow path 53. As a result, the film formation region 51 having a bent shape can be formed, and the film pattern 50 made of the functional liquid can be formed.

この膜パターン形成方法において、液滴吐出ヘッド２０から機能液を液体受容部５２に的確に吐出し、吐出された機能液に静電気力を与えるには、載置台４に載置された基板Ｗを主走査方向（Ｙ方向）に移動させると共に、液滴吐出ヘッド２０を副走査方向（Ｘ方向）に移動させて液体受容部５２に相対する位置で液滴６０を吐出させる。そして、液体流動部５３に対応して位置する浮島電極４０に放電端子４３から放電させる。   In this film pattern forming method, in order to accurately discharge the functional liquid from the droplet discharge head 20 to the liquid receiving unit 52 and to apply electrostatic force to the discharged functional liquid, the substrate W placed on the mounting table 4 is used. While moving in the main scanning direction (Y direction), the droplet discharge head 20 is moved in the sub-scanning direction (X direction) to discharge the droplet 60 at a position facing the liquid receiving portion 52. Then, the floating island electrode 40 positioned corresponding to the liquid flow part 53 is discharged from the discharge terminal 43.

本実施形態の膜パターン形成方法では、電圧発生部９で高電圧を発生させ、ＧＮＤに接地された浮島電極４０との間で放電することによって機能液に静電気力を与えている。機能液に静電気力を与える他の方法としては、基板Ｗ上の膜形成領域５１に対応して位置すると共に、膜形成領域５１内で隣り合う浮島電極４０間、あるいは膜形成領域５１内で適度の間隔を有して位置した浮島電極４０間に電圧発生部９で発生させた高電圧（３０００Ｖ以上）を印加する方法が考えられる。この方法によれば、２つの浮島電極４０間で放電させることにより発生する静電気力を機能液に与えることで液体流動路５３に沿って濡れ広げることが可能と考えられる。   In the film pattern forming method of the present embodiment, a high voltage is generated by the voltage generator 9, and electrostatic discharge is applied to the functional liquid by discharging between the floating island electrode 40 grounded to GND. As another method for applying an electrostatic force to the functional liquid, it is located corresponding to the film formation region 51 on the substrate W, and is appropriately between adjacent floating island electrodes 40 in the film formation region 51 or in the film formation region 51. A method of applying a high voltage (3000 V or more) generated by the voltage generating unit 9 between the floating island electrodes 40 positioned at a distance of is conceivable. According to this method, it is considered that the electrostatic force generated by discharging between the two floating island electrodes 40 is applied to the functional liquid, so that it can be spread along the liquid flow path 53.

尚、上記の誘導工程は、すべての膜形成領域５１に対して実施しなくてもよい。例えば、親液処理によって液体受容部５２に吐出された機能液が液体流動部５３まで濡れ広がる場合であって、前述のように親液処理が最適に処理されていない場合や親液処理のムラによって一部の液体流動部５３に濡れ広がり不足が生じることが考えられる。このような場合は、上記の誘導工程を導入し、不具合のある膜形成領域５１を選択して機能液を濡れ広げるようにしてもよい。   Note that the above-described induction process may not be performed for all the film formation regions 51. For example, when the functional liquid discharged to the liquid receiving unit 52 by lyophilic processing spreads to the liquid flow unit 53 and the lyophilic processing is not optimally processed as described above, It is conceivable that insufficient liquid spreading occurs in some liquid flow parts 53. In such a case, the induction process may be introduced to select the defective film formation region 51 and spread the functional liquid.

以上のようにして膜形成領域５１内に機能液を行き渡らせた基板Ｗは、中間乾燥工程、焼成工程、バンク除去工程を経て機能液に含まれた機能性材料からなる膜パターン５０が完成する。   As described above, the substrate W on which the functional liquid has been distributed in the film forming region 51 completes the film pattern 50 made of the functional material contained in the functional liquid through the intermediate drying process, the baking process, and the bank removing process. .

（中間乾燥工程）
基板Ｗに液滴６０を吐出した後、機能液中の分散媒の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、例えば基板Ｗを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。本実施形態の膜パターン形成装置１００のヒータ１５は、ランプアニールを採用している。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。 (Intermediate drying process)
After the droplet 60 is discharged onto the substrate W, a drying process is performed as necessary to remove the dispersion medium in the functional liquid and to secure the film thickness. The drying process can be performed by lamp annealing in addition to a process using a normal hot plate, an electric furnace, or the like that heats the substrate W, for example. The heater 15 of the film pattern forming apparatus 100 of this embodiment employs lamp annealing. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but excimer laser such as infrared lamp, xenon lamp, YAG laser, argon laser, carbon dioxide laser, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. Can be used as a light source. In general, these light sources have an output in the range of 10 W to 5000 W, but in the present embodiment, a range of 100 W to 1000 W is sufficient.

この中間乾燥工程と上記塗布工程、上記誘導工程とを繰り返し行うことにより、図８（ｃ）に示すように、膜パターン５０の膜厚を基板Ｗの表面に対して非突出状態（好ましくは略面一）に形成する。   By repeatedly performing the intermediate drying step, the coating step, and the induction step, the film pattern 50 has a non-projecting state with respect to the surface of the substrate W (preferably substantially as shown in FIG. 8C). To be flush with each other.

（焼成工程）
中間乾燥工程後の乾燥膜は、金属材料である導電性微粒子が分散された機能液を用いた場合、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤がコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。そのため、中間乾燥工程後の基板には熱処理及び／又は光処理が施される。 (Baking process)
In the dry film after the intermediate drying step, when a functional liquid in which conductive fine particles as a metal material are dispersed is used, it is necessary to completely remove the dispersion medium in order to improve electrical contact between the fine particles. In addition, when the surface of the conductive fine particles is coated with a coating agent such as an organic substance in order to improve dispersibility, it is also necessary to remove this coating agent. Therefore, the substrate after the intermediate drying process is subjected to heat treatment and / or light treatment.

熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング剤の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。たとえば、有機物からなるコーティング剤を除去するためには、約３００℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上１００℃以下で行うことが好ましい。以上の工程により中間乾燥工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保され、導電性膜に変換される。   The heat treatment and / or light treatment is usually performed in the air, but can also be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, helium, etc., if necessary. The treatment temperature of the heat treatment and / or the light treatment depends on the boiling point (vapor pressure) of the dispersion medium, the type and pressure of the atmospheric gas, the thermal behavior such as the dispersibility and oxidation of the fine particles, the presence and amount of the coating agent, It is determined appropriately in consideration of the heat resistant temperature. For example, in order to remove the coating agent made of organic matter, it is necessary to bake at about 300 ° C. In the case where a substrate such as plastic is used, it is preferably performed at room temperature or higher and 100 ° C. or lower. Through the above steps, the dry film after the intermediate drying process is converted into a conductive film while ensuring electrical contact between the fine particles.

（バンク除去工程）
この工程では、膜形成領域５１の周囲に存在するバンク５４をアッシング剥離処理により除去する。アッシング処理としては、プラズマアッシングやオゾンアッシング等を採用できる。プラズマアッシングは、プラズマ化した酸素ガス等のガスとバンク５４（レジスト）とを反応させ、バンク５４を気化させて剥離・除去するものである。バンク５４は炭素、酸素、水素から構成される固体の物質であり、これが酸素プラズマと化学反応することでＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｏ2となり、全て気体として剥離することができる。 (Bank removal process)
In this step, the bank 54 existing around the film formation region 51 is removed by an ashing peeling process. As the ashing treatment, plasma ashing, ozone ashing, or the like can be employed. In the plasma ashing, a gas such as oxygen gas converted into plasma reacts with the bank 54 (resist), and the bank 54 is vaporized to be peeled off and removed. The bank 54 is a solid substance composed of carbon, oxygen, and hydrogen. When the bank 54 chemically reacts with oxygen plasma, it becomes CO 2 , H 2 O, O 2 , and all can be separated as a gas.

一方、オゾンアッシングの基本原理はプラズマアッシングと同じであり、Ｏ3（オゾン）を分解して反応性ガスのＯ+（酸素ラジカル）に変え、このＯ+とバンク５４とを反応させる。Ｏ+と反応したバンク５４は、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｏ2となり、全て気体として剥離される。基板Ｗに対してアッシング剥離処理を施すことにより、基板Ｗからバンク５４が除去される。 On the other hand, the basic principle of ozone ashing is the same as that of plasma ashing. O 3 (ozone) is decomposed and converted to reactive gas O + (oxygen radical), and this O + reacts with the bank 54. The bank 54 that has reacted with O + becomes CO 2 , H 2 O, and O 2 , and all are separated as a gas. The bank 54 is removed from the substrate W by performing an ashing peeling process on the substrate W.

次に溶媒（分散媒）としてのジエチレングリコールエチルエーテルに導電性微粒子として銀を分散させた機能液を用いて、上記膜パターン形成方法により形成した配線パターン（膜パターン）について図１０を基に説明する。   Next, a wiring pattern (film pattern) formed by the above film pattern forming method using a functional liquid in which silver as conductive fine particles is dispersed in diethylene glycol ethyl ether as a solvent (dispersion medium) will be described with reference to FIG. .

図１０は、第１の実施形態の膜パターン形成方法により形成した配線パターンを示す概略図である。図１０（ａ）は基板の帯電量と配線パターンの長さの関係を示す表である。図１０（ｂ）は配線パターンを示す概略断面図である。詳しくは、膜形成領域５１が形成された基板Ｗに、銀の微粒子を含む機能液を液滴６０として液体受容部５２に吐出し、バンク５４（液体流動路５３）に沿って濡れ広げる実験を行った結果である。また、このときの銀の微粒子と溶媒との体積比はおよそ１対１０であり、液滴６０の吐出量はおよそ３０ｎｇである。また液体流動路５３の幅はおよそ１０μｍである。   FIG. 10 is a schematic view showing a wiring pattern formed by the film pattern forming method of the first embodiment. FIG. 10A is a table showing the relationship between the charge amount of the substrate and the length of the wiring pattern. FIG. 10B is a schematic cross-sectional view showing a wiring pattern. Specifically, an experiment in which a functional liquid containing silver fine particles is discharged as a droplet 60 onto the liquid receiving unit 52 on the substrate W on which the film forming region 51 is formed, and spreads along the bank 54 (liquid flow path 53). It is the result of having gone. At this time, the volume ratio of the silver fine particles to the solvent is about 1:10, and the discharge amount of the droplet 60 is about 30 ng. The width of the liquid flow path 53 is approximately 10 μm.

図１０（ａ）の表および図１０（ｂ）の概略断面図からわかるとおり、実験を行った条件下では、基板Ｗの帯電量を表面電位計で測定したときに３０００Ｖ未満では、液滴６０は毛管現象でおよそ１０μｍ濡れ広がった程度であったが、３０００Ｖ以上では、機能液膜６１の長さＬがおよそ４００μｍまで濡れ広がった。またこの機能液膜６１は、前述の中間乾燥工程と焼成工程を経ることによって、厚さおよそ０．６μｍの配線パターンが得られた。   As can be seen from the table of FIG. 10 (a) and the schematic cross-sectional view of FIG. 10 (b), under the conditions of the experiment, when the charge amount of the substrate W is measured with a surface potentiometer, the droplet 60 is less than 3000V. Was about 10 μm wet spread due to capillary phenomenon, but at 3000 V or higher, the length L of the functional liquid film 61 spread to about 400 μm. Further, the functional liquid film 61 was subjected to the above-described intermediate drying process and baking process, and a wiring pattern having a thickness of approximately 0.6 μm was obtained.

第１の実施形態の効果は、以下のとおりである。
（１）膜パターン形成装置１００を用いた膜パターン形成方法は、誘導工程において、電圧発生部９で高電圧を発生させ、スイッチング手段４２で順次ＧＮＤに接地された膜形成領域５１内に位置する浮島電極４０との間で放電端子４３から放電を行うことによって、塗布工程で液体受容部５２に塗布された機能液に静電気力を与え、案内路としての液体流動路５３に沿って機能液を濡れ広げることができる。よって、液体流動路５３が機能液を塗布しにくい極狭い流路であっても液体流動路５３に機能液を塗布せずに液体流動路５３を含めた膜形成領域５１に機能液を濡れ広げることができる。また液体流動路５３に機能液を塗布しなくてもよいため、機能液の無駄を省くことができる。すなわち、機能液を無駄なく膜形成領域５１内に塗布して精細な膜パターンを形成することができる。
（２）パターン領域形成工程は、膜形成領域５１を囲むようにバンク５４を形成するバンク形成工程を備えているため、案内路としての液体流動路５３は凹状または溝状に形成され、塗布された機能液は、凹状または溝状の内壁面に沿って濡れ広がり、液体流動路５３外にはみ出ることを防止することができる。
（３）パターン領域形成工程は、膜形成領域５１内が親液性を有するように処理する親液処理工程と、基板Ｗにおける膜形成領域５１以外の領域が撥液性を有するように処理する撥液処理工程とを備えている。したがって、膜形成領域５１内に塗布された機能液は、より濡れ広がり易くなり、機能液が膜形成領域５１以外に塗布されても膜形成領域５１以外が撥液性に処理されているため、機能液を効率よく膜形成領域５１内に収容することができる。
（４）機能液に与えられる静電気力（電荷）は、表面電位計で測定した基板Ｗの電位に換算して３０００Ｖ以上であるため、電気毛管現象により機能液を液体流動路５３に沿って濡れ広げることができる。
（５）本実施形態の膜パターン形成方法において、機能性材料として銀の微粒子を溶媒（分散媒）としてのエチレングリコールエチルエーテルに分散させた機能液を用いれば、液体流動路５３に機能液を塗布しなくても、機能性材料である銀からなる配線パターン（膜パターン）を形成することができる。よって、機能液の着弾径（およそ２０〜３０μｍ）よりも狭い液体流動路５３（１０μｍ）を有する精細な配線パターンを形成することができる。 The effects of the first embodiment are as follows.
(1) The film pattern forming method using the film pattern forming apparatus 100 is located in the film forming region 51 in which a high voltage is generated by the voltage generator 9 and sequentially grounded to GND by the switching means 42 in the induction process. By discharging from the discharge terminal 43 to the floating island electrode 40, an electrostatic force is applied to the functional liquid applied to the liquid receiving portion 52 in the application process, and the functional liquid is applied along the liquid flow path 53 as a guide path. Can spread wet. Therefore, even if the liquid flow path 53 is an extremely narrow flow path where it is difficult to apply the functional liquid, the functional liquid is spread over the film forming region 51 including the liquid flow path 53 without applying the functional liquid to the liquid flow path 53. be able to. Moreover, since it is not necessary to apply the functional liquid to the liquid flow path 53, it is possible to eliminate the waste of the functional liquid. That is, a fine film pattern can be formed by applying the functional liquid in the film forming region 51 without waste.
(2) Since the pattern region forming step includes a bank forming step of forming the bank 54 so as to surround the film forming region 51, the liquid flow path 53 as the guide path is formed in a concave shape or a groove shape and applied. The functional liquid can be prevented from spreading out along the concave or groove-like inner wall surface and out of the liquid flow path 53.
(3) The pattern region forming step includes a lyophilic processing step for processing the film forming region 51 so as to have lyophilic properties, and a processing other than the film forming region 51 on the substrate W so as to have liquid repellency. And a liquid repellent treatment step. Therefore, the functional liquid applied in the film forming region 51 is more likely to spread and wet, and even if the functional liquid is applied to a portion other than the film forming region 51, the portion other than the film forming region 51 is treated to be liquid repellent. The functional liquid can be efficiently stored in the film forming region 51.
(4) Since the electrostatic force (charge) applied to the functional liquid is 3000 V or more in terms of the potential of the substrate W measured with a surface potentiometer, the functional liquid is wetted along the liquid flow path 53 by electrocapillarity. Can be spread.
(5) In the film pattern forming method of the present embodiment, when a functional liquid in which silver fine particles are dispersed in ethylene glycol ethyl ether as a solvent (dispersion medium) is used as the functional material, the functional liquid is supplied to the liquid flow path 53. Even without application, a wiring pattern (film pattern) made of silver which is a functional material can be formed. Therefore, a fine wiring pattern having a liquid flow path 53 (10 μm) narrower than the landing diameter (approximately 20 to 30 μm) of the functional liquid can be formed.

（第２の実施形態）
他の膜パターン形成方法および膜パターン形成装置について図１１に基づいて説明する。図１１は他の膜パターン形成方法及び膜パターン形成装置を示す概略図である。 (Second Embodiment)
Another film pattern forming method and film pattern forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic view showing another film pattern forming method and film pattern forming apparatus.

図１１に示すように膜パターン形成装置２００は、基板Ｗに形成された膜パターン５０となる案内路としての液体流動路５３を有する膜形成領域５１に機能液を液滴６０として吐出する液滴吐出部としての液滴吐出ヘッド２０と、基板Ｗが載置される載置台７０と、載置台７０に載置された基板Ｗを帯電させる静電気発生部１０とを備えたものである。すなわち前述の膜パターン形成装置１００の載置台４と電圧発生部９の構成を変更したものである。載置台７０は、導体により形成する。   As shown in FIG. 11, the film pattern forming apparatus 200 is a droplet that discharges a functional liquid as a droplet 60 to a film forming region 51 having a liquid flow path 53 as a guide path that becomes the film pattern 50 formed on the substrate W. The apparatus includes a droplet discharge head 20 serving as a discharge unit, a mounting table 70 on which the substrate W is mounted, and a static electricity generating unit 10 that charges the substrate W mounted on the mounting table 70. That is, the configuration of the mounting table 4 and the voltage generator 9 of the film pattern forming apparatus 100 is changed. The mounting table 70 is formed of a conductor.

またこの場合の膜パターン形成方法では、基板Ｗ上に膜パターン５０に対応した膜形成領域５１を形成するパターン領域形成工程は前述と同様である。まず膜形成領域５１が形成された基板Ｗを載置台７０に載置する。次に静電気発生部１０から静電気を発生させ放電端子４３から電荷を基板Ｗに与えて帯電状態とする。この時の基板Ｗの帯電量は、表面電位計を用いて測定した基板Ｗの電位に換算して３０００Ｖ以上である。そして、塗布工程で帯電した基板Ｗのバンク５４で囲まれた膜形成領域５１を構成する液体受容部５２に機能液を液滴６０として吐出して塗布する。基板Ｗに着弾した機能液は、帯電した基板Ｗから電荷が与えられ、この静電気力による電気毛細管現象で瞬時に液体流動路５３に沿って濡れ広がる。   In the film pattern forming method in this case, the pattern region forming process for forming the film forming region 51 corresponding to the film pattern 50 on the substrate W is the same as described above. First, the substrate W on which the film formation region 51 is formed is placed on the placement table 70. Next, static electricity is generated from the static electricity generation unit 10 and electric charges are applied to the substrate W from the discharge terminals 43 to form a charged state. The charge amount of the substrate W at this time is 3000 V or more in terms of the potential of the substrate W measured using a surface potentiometer. Then, the functional liquid is ejected and applied as droplets 60 to the liquid receiving portion 52 constituting the film forming region 51 surrounded by the bank 54 of the substrate W charged in the coating process. The functional liquid that has landed on the substrate W is given an electric charge from the charged substrate W, and instantly wets and spreads along the liquid flow path 53 by the electric capillary phenomenon due to the electrostatic force.

尚この場合、基板Ｗを帯電状態とするタイミングは、機能液を塗布した後でもよい。   In this case, the timing at which the substrate W is charged may be after the functional liquid is applied.

第２の実施形態の効果は、以下のとおりである。
（１）膜パターン形成装置２００を用いた膜パターン形成方法は、誘導工程において、静電気発生部１０で静電気を発生させ、放電端子４３から電荷を基板Ｗに放電して基板Ｗを帯電状態とした後に、塗布工程で液体受容部５２に機能液を塗布する。そして塗布された機能液は、基板Ｗから静電気力が与えられることにより電気毛管現象で液体受容部５２に繋がる液体流動路５３に沿って濡れ広がることができる。よって、液体流動路５３が機能液を塗布しにくい極狭い流路であっても液体流動路５３に機能液を塗布せずに液体流動路５３を含めた膜形成領域５１に機能液を濡れ広げることができる。また液体流動路５３に機能液を塗布しなくてもよいため、機能液の無駄を省くことができる。すなわち、機能液を無駄なく膜形成領域５１内に塗布して精細な膜パターンを形成することができる。
（２）帯電状態とした基板Ｗの帯電量は、表面電位計で測定した基板Ｗの電位に換算して３０００Ｖ以上であるため、電気毛管現象により機能液を液体流動路５３に沿って濡れ広げることができる。 The effects of the second embodiment are as follows.
(1) In the film pattern forming method using the film pattern forming apparatus 200, in the induction process, static electricity is generated by the static electricity generation unit 10, and electric charges are discharged from the discharge terminals 43 to the substrate W to make the substrate W charged. Later, the functional liquid is applied to the liquid receiving portion 52 in the application step. Then, the applied functional liquid can be wet spread along the liquid flow path 53 connected to the liquid receiving portion 52 by the electrocapillarity when electrostatic force is applied from the substrate W. Therefore, even if the liquid flow path 53 is an extremely narrow flow path where it is difficult to apply the functional liquid, the functional liquid is spread over the film forming region 51 including the liquid flow path 53 without applying the functional liquid to the liquid flow path 53. be able to. Moreover, since it is not necessary to apply the functional liquid to the liquid flow path 53, it is possible to eliminate the waste of the functional liquid. That is, a fine film pattern can be formed by applying the functional liquid in the film forming region 51 without waste.
(2) Since the charged amount of the substrate W in a charged state is 3000 V or more in terms of the potential of the substrate W measured with a surface potentiometer, the functional liquid is wet spread along the liquid flow path 53 by electrocapillarity. be able to.

第１の実施形態および第２の実施形態以外の変形例は、以下のとおりである。
（変形例１）パターン領域形成工程は、膜形成領域５１をバンク５４で囲む方法に限らない。一端側に基板Ｗに結合可能な官能基を有し、他端側に基板Ｗの表面性を撥液性に改質する（表面エネルギーを制御する）官能基を有すると共に、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖を備えており、基板Ｗに結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成する有機分子膜を用いて膜形成領域５１を形成してもよい。これによれば、有機分子膜は、他端側に基板Ｗの表面を撥液性とする官能基を有しているため、膜形成領域５１外に機能液が塗布されても、これを膜形成領域５１内に収容することができる。
（変形例２）液滴吐出ヘッド２０は、ピエゾ方式に限定されない。機能液が充填された圧力室２４を静電アクチュエータで加圧する静電方式の液滴吐出ヘッドでもよい。これによれば、ピエゾ方式と同様に機能液に熱を加えずに液滴として吐出することができる。
（変形例３）機能液は銀の導電性微粒子が分散された分散溶液に限定されない。液媒体に機能性材料の微粒子を分散させたものであればよい。例えば蛍光性の無機または有機化合物を微粒子とすれば無機または有機ＥＬ発光層を形成することが可能である。さらには、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）を呈する色素を用いればカラーフィルタ素子を形成することも可能である。
（変形例４）基板Ｗはガラスに限定されない。膜パターンが形成される基板Ｗとしては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板、セラミックなど各種のものを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜、絶縁膜などが下地層として形成されたものも含む。 Modifications other than the first embodiment and the second embodiment are as follows.
(Modification 1) The pattern region forming step is not limited to the method of surrounding the film forming region 51 with the bank 54. It has a functional group capable of binding to the substrate W on one end side, and a functional group that modifies the surface property of the substrate W to liquid repellency (controls the surface energy) on the other end side. A film forming region 51 is formed using an organic molecular film that has a straight chain or a partially branched carbon chain of carbons to be bonded and is bonded to the substrate W and self-assembles to form a molecular film, for example, a monomolecular film. Also good. According to this, since the organic molecular film has a functional group that makes the surface of the substrate W liquid-repellent on the other end side, even if a functional liquid is applied outside the film forming region 51, the organic molecular film is formed into a film. It can be accommodated in the formation region 51.
(Modification 2) The droplet discharge head 20 is not limited to the piezo method. An electrostatic droplet discharge head that pressurizes the pressure chamber 24 filled with the functional liquid with an electrostatic actuator may be used. According to this, as in the piezo method, the functional liquid can be ejected as droplets without applying heat.
(Modification 3) The functional liquid is not limited to a dispersion solution in which silver conductive fine particles are dispersed. What is necessary is just to disperse the fine particles of the functional material in the liquid medium. For example, if a fluorescent inorganic or organic compound is used as fine particles, an inorganic or organic EL light emitting layer can be formed. Furthermore, a color filter element can be formed by using a pigment exhibiting R (red), G (green), and B (blue).
(Modification 4) The substrate W is not limited to glass. Various substrates such as glass, quartz glass, Si wafer, plastic film, metal plate and ceramic can be used as the substrate W on which the film pattern is formed. In addition, a substrate in which a semiconductor film, a metal film, a dielectric film, an organic film, an insulating film, or the like is formed as a base layer on the surface of these various material substrates is also included.

本実施形態及び変形例から把握される技術的な思想は、以下のとおりである。
（１）基板上に機能液を塗布して液体受容部と前記液体受容部に繋がる液体流動路とからなる膜形成領域を有する膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、前記基板上に前記膜形成領域を形成するパターン領域形成工程と、前記液体受容部に前記機能液を液滴として吐出する液滴吐出工程と、吐出された前記機能液に電荷を与える電荷供給工程と、液体流動路の形成方向に前記電荷を放電させる放電工程とを備えた膜パターン形成方法。
（２）基板上に機能液を塗布して液体受容部と前記液体受容部に繋がる液体流動路とからなる膜形成領域を有する膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、前記基板上に前記膜形成領域を形成するパターン領域形成工程と、前記膜形成領域が形成された前記基板を帯電状態とする帯電工程と、前記基板が帯電状態になる前または帯電状態となった後に前記基板の前記液体受容部に前記機能液を液滴として吐出する液滴吐出工程とを備えた膜パターン形成方法。
（３）基板上に機能液を塗布して液体受容部と前記液体受容部に繋がる液体流動路とからなる膜形成領域を有する膜パターンを形成する膜パターン形成装置であって、前記基板上の液体受容部に前記機能液を液滴として塗布する液滴吐出部と、前記基板が載置されると共に、間隔を置いてマトリクス状に配置された電極を有する載置台と、前記液体流動路に対応して位置する少なくとも２つの前記電極間に電圧を印加して放電させる電圧印加部とを備え、該２つの前記電極間の放電によって前記液体受容部に塗布された前記機能液に静電気力を与える膜パターン形成装置。 The technical idea grasped from this embodiment and the modification is as follows.
(1) A film pattern forming method for applying a functional liquid on a substrate to form a film pattern having a film forming region composed of a liquid receiving portion and a liquid flow path connected to the liquid receiving portion, on the substrate A pattern region forming step for forming the film forming region; a droplet discharging step for discharging the functional liquid as droplets to the liquid receiving portion; a charge supplying step for applying a charge to the discharged functional liquid; and a liquid flow A film pattern forming method comprising: a discharging step of discharging the charge in a path forming direction.
(2) A film pattern forming method for applying a functional liquid on a substrate to form a film pattern having a film forming region composed of a liquid receiving portion and a liquid flow path connected to the liquid receiving portion. A pattern region forming step for forming the film forming region; a charging step for charging the substrate on which the film forming region is formed; and a step of forming the substrate before or after the substrate is charged. A film pattern forming method comprising: a droplet discharge step of discharging the functional liquid as droplets to the liquid receiving portion.
(3) A film pattern forming apparatus for forming a film pattern having a film forming region including a liquid receiving part and a liquid flow path connected to the liquid receiving part by applying a functional liquid on the substrate, A liquid droplet ejection unit that applies the functional liquid as liquid droplets to the liquid receiving unit; a substrate on which the substrate is mounted; a mounting table having electrodes arranged in a matrix at intervals; and a liquid flow path A voltage application unit that applies a voltage between at least two electrodes positioned correspondingly to discharge the voltage, and applies an electrostatic force to the functional liquid applied to the liquid receiving unit by the discharge between the two electrodes. Film pattern forming device to give.

第１の実施形態の膜パターン形成装置の構造を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the structure of the film | membrane pattern formation apparatus of 1st Embodiment. 液滴吐出ヘッドの要部構造を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the main structure of a droplet discharge head. 載置台の構造を示す概略図。Schematic which shows the structure of a mounting base. 浮島電極の電気的な構成を示す概略図。Schematic which shows the electrical structure of a floating island electrode. 膜パターンの形状を示す概略図。Schematic which shows the shape of a film | membrane pattern. 誘導工程を示す概略図。Schematic which shows a guidance process. 電圧発生部の電圧発生パターンの一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the voltage generation pattern of a voltage generation part. 機能液の液滴が着弾してから液体流動路に濡れ広がる様子を示した概略断面図。The schematic sectional drawing which showed a mode that the droplet of a functional liquid landed and spread in the liquid flow path. 他の膜パターン形成方法を示す概略平面図。The schematic plan view which shows the other film pattern formation method. 第１の実施形態の膜パターン形成方法により形成した配線パターンを示す概略図。Schematic which shows the wiring pattern formed with the film | membrane pattern formation method of 1st Embodiment. 第２の実施形態の他の膜パターン形成方法及び膜パターン形成装置を示す概略図。Schematic which shows the other film pattern formation method and film pattern formation apparatus of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

４…載置台、９…電圧発生部、１０…静電気発生部、２０…液滴吐出部としての液滴吐出ヘッド、４０…電極としての浮島電極、５０…膜パターン、５１…膜形成領域、５３…案内路としての液体流動路、６０…液滴、７０…第２の実施形態の載置台、１００…膜パターン形成装置、２００…第２の実施形態の膜パターン形成装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Mounting stand, 9 ... Voltage generation part, 10 ... Static electricity generation part, 20 ... Droplet discharge head as a droplet discharge part, 40 ... Floating island electrode as an electrode, 50 ... Film pattern, 51 ... Film formation area, 53 A liquid flow path as a guide path, 60, a droplet, 70, a mounting table according to the second embodiment, 100, a film pattern forming apparatus, and 200, a film pattern forming apparatus according to the second embodiment.

Claims (12)

機能液を基板上に塗布して所定の膜パターンを形成する膜パターン形成方法であって、
前記膜パターンの形状に応じた案内路を形成するパターン領域形成工程と、
前記案内路と繋がり、塗布される前記機能液を受け止める液体受容部に前記機能液を塗布する塗布工程と、
前記液体受容部に塗布された前記機能液を前記案内路に沿って誘導し濡れ広げる誘導工程と
を備え、
前記誘導工程では、静電気力を与えることによって前記機能液を誘導することを特徴とする膜パターン形成方法。 A film pattern forming method for applying a functional liquid onto a substrate to form a predetermined film pattern,
A pattern region forming step for forming a guide path according to the shape of the film pattern;
An application step of applying the functional liquid to a liquid receiving portion connected to the guide path and receiving the applied functional liquid;
A guiding step of guiding and spreading the functional liquid applied to the liquid receiving portion along the guide path ;
In the inducing step, the functional liquid is induced by applying an electrostatic force . 前記パターン領域形成工程は、前記案内路を凹状または溝状に形成することを特徴とする請求項１に記載の膜パターン形成方法。   The film pattern forming method according to claim 1, wherein in the pattern region forming step, the guide path is formed in a concave shape or a groove shape. 前記パターン領域形成工程は、前記案内路および前記液体受容部が親液性を有するように処理する親液処理工程と、前記基板における前記案内路および前記液体受容部以外の領域が撥液性を有するように処理する撥液処理工程とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の膜パターン形成方法。 The pattern region forming step includes a lyophilic treatment step in which the guide path and the liquid receiving portion are treated so as to have lyophilic properties, and a region other than the guide path and the liquid receiving portion in the substrate has liquid repellency. The film pattern forming method according to claim 1, further comprising: a liquid repellent treatment step of treating so as to have. 前記塗布工程は、液滴吐出ヘッドから前記液体受容部に前記機能液を液滴として吐出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の膜パターン形成方法。 4. The film pattern forming method according to claim 1, wherein in the coating step, the functional liquid is ejected as droplets from a droplet ejection head to the liquid receiving portion . 5. 前記誘導工程は、前記案内路が形成されている方向に静電気力を与えることによって前記機能液を誘導することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の膜パターン形成方法。 The induction process, the film pattern forming method according to any one of claims 1 to 4, characterized that you induce the functional liquid by applying an electrostatic force in a direction in which the guide passage is formed . 前記誘導工程は、前記塗布工程で前記機能液を塗布する前または塗布した後に前記基板を帯電状態にすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の膜パターン形成方法。 The induction process, the film pattern forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein to Rukoto the substrate charged state before or after applying coating the functional liquid in the coating step . 前記誘導工程において、前記基板の帯電量は、表面電位計を用いて測定した前記基板の電位に換算して、３０００（Ｖ）以上であることを特徴とする請求項６に記載の膜パターン形成方法。 The film pattern formation according to claim 6 , wherein, in the inducing step, the charge amount of the substrate is 3000 (V) or more in terms of the potential of the substrate measured using a surface potentiometer. Method. 前記機能液は、液媒体に機能性材料の微粒子を分散させた分散溶液であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の膜パターン形成方法。   The film pattern forming method according to claim 1, wherein the functional liquid is a dispersion solution in which fine particles of a functional material are dispersed in a liquid medium. 前記機能性材料は、導電性材料であり、前記膜パターンとして前記導電性材料からなる配線パターンを形成することを特徴とする請求項８に記載の膜パターン形成方法。   9. The film pattern forming method according to claim 8, wherein the functional material is a conductive material, and a wiring pattern made of the conductive material is formed as the film pattern. 前記機能性材料は、蛍光性材料または色素であり、前記膜パターンとして蛍光性材料または色素からなる素子パターンを形成することを特徴とする請求項８に記載の膜パターン形成方法。   9. The film pattern forming method according to claim 8, wherein the functional material is a fluorescent material or a dye, and an element pattern made of the fluorescent material or the dye is formed as the film pattern. 機能液を基板上に塗布し、静電気力を与えることによって前記機能液を誘導して膜パターンを形成する膜パターン形成装置であって、
前記機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、
前記基板が載置されると共に、間隔を置いてマトリクス状に配設された電極を有する載置台と、
高電圧を発生する電圧発生部と
を備え、
前記電圧発生部は、前記載置台に載置された前記基板に形成する前記膜パターンに対応して位置する前記電極との間で放電を行うことを特徴とする膜パターン形成装置。 A film pattern forming apparatus that forms a film pattern by applying a functional liquid onto a substrate and inducing the functional liquid by applying an electrostatic force ,
A droplet discharge section for discharging the functional liquid as droplets;
The substrate is mounted, and a mounting table having electrodes arranged in a matrix at intervals,
A voltage generator for generating a high voltage,
The film pattern forming apparatus, wherein the voltage generator discharges between the electrode positioned corresponding to the film pattern formed on the substrate placed on the mounting table. 機能液を基板上に塗布し、静電気力を与えることによって前記機能液を誘導して膜パターンを形成する膜パターン形成装置であって、
前記機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、
前記基板が載置される載置台と、
前記載置台に載置された前記基板を帯電させる静電気発生部と
を備えたことを特徴とする膜パターン形成装置。 A film pattern forming apparatus that forms a film pattern by applying a functional liquid onto a substrate and inducing the functional liquid by applying an electrostatic force ,
A droplet discharge section for discharging the functional liquid as droplets;
A mounting table on which the substrate is mounted;
A film pattern forming apparatus comprising: a static electricity generating unit that charges the substrate placed on the mounting table.
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