JP4715147B2

JP4715147B2 - 導電膜の形成方法

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Publication number: JP4715147B2
Application number: JP2004281919A
Authority: JP
Inventors: 正義轟原; 淳尼子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2006100381A

Description

本発明は導電膜の形成技術に関し、特に、低抵抗の導電膜を形成するための改良技術に関する。

配線などのパターニング法の一つとして、例えば特許文献１に開示されているような液滴吐出法が知られている。この種のパターニング法においては、まず、銀微粒子などの導電性粒子を含有する液滴を配線基板などの被着面上に吐出し、配線状に塗布する。次いで、基板上に塗布された液滴を自然乾燥させた後、基板毎に一括加熱焼成して配線を形成する。
特開２００２−２６１０４８号公報

ところで、液滴の加熱焼成方法としては、一般に、基板をホットプレート上で加熱する方法、ハロゲンランプなどを用いてランプ加熱する方法、液滴にレーザ光を照射してレーザ加熱を行う方法等が考えられる。

しかしながら、ホットプレートによる加熱やハロゲンランプを用いた加熱方法では、基板全体が加熱されるので、基板の膨張収縮による断線やアライメントのずれ等の不具合が生じる虞がある。これに対し、レーザ光を用いる場合は局所的照射による局所的加熱が可能であるので、基板の膨張収縮による断線やアライメントのずれ等の問題は低減されるものの、光熱変換を用いた加熱のみでは配線の抵抗率の点で充分とはいえず、焼成方法において未だ検討の余地があった。

そこで、本発明は、より抵抗率の低い導電膜を形成するための改良技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出することにより膜パターンを形成する導電膜の形成方法であって、前記導電材料は金属微粒子であり、前記液滴を被着面上に吐出する液滴吐出工程と、前記被着面上の前記液滴の略全面に第１のレーザ光で照射することにより、前記導電材料を焼結する焼結工程と、前記液滴を吐出する前から第２のレーザ光により前記液滴の着弾位置を照射し、前記液滴吐出工程の後に、前記液滴の一部を気化させることにより、前記導電材料を定着させる定着工程と、を含むことを特徴とする。
前記第１のレーザ光の照射幅が、前記被着面上の前記液滴の径と略同一又は当該液滴の径よりも広いことが好ましい。
前記焼結工程において、前記第１のレーザ光を照射して前記導電材料表面での電界増強効果を利用することにより導電材料表面の融点を降下させ、焼結温度を下げることが好ましい。
前記第１のレーザ光の照射強度は、前記第２のレーザ光の照射強度と異なる照射強度であることが好ましい。
前記第２のレーザ光が、液滴が通過する軌道の一部に予め照射されていることが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明は、溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出することにより膜パターンを形成する導電膜の形成方法であって、前記導電材料は金属微粒子であり、前記液滴を被着面上に吐出する液滴吐出工程と、前記液滴が吐出される前から前記液滴の着弾位置に第１のレーザ光を照射し、前記液滴吐出工程の後に、前記液滴の一部を気化させることにより、前記導電材料を定着させる定着工程と、前記液滴吐出工程と前記定着工程とを繰り返し行うことにより、膜パターンを形成する膜パターン形成工程と、前記膜パターンの略全面に、第２のレーザ光を照射することにより、前記導電材料を焼結する焼結工程と、を含むことを特徴とする。
前記第２のレーザ光の照射幅が前記膜パターンの幅と同一又はそれよりも広い照射幅のレーザ光で照射することにより、前記導電材料を焼結することが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明は、溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出することにより膜パターンを形成する導電膜の形成方法であって、溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出する液滴吐出工程と、前記被着面上の前記液滴の略全面にレーザ光で照射することにより、前記導電材料を焼結する焼結工程と、を含む導電膜の形成方法を提供するものである。

レーザ光照射による光熱変換を用いた加熱の場合、例えば図１１に示すように、液滴の一部に照射すれば充分であるが、本発明によれば、液滴の略全面をレーザ光で照射するので、より低い抵抗率の導電膜を短時間で形成することが可能となる。なお、図１１中の符号は、後述する図３の符号と同様のものとして、ここでは説明を省略する。

前記レーザ光の照射幅が、被着面上の前記液滴の径と略同一又は当該液滴の径よりも広いことが好ましい。これによれば、液滴の略全面を容易に確実に照射することが可能となる。

前記焼結工程において、前記レーザ光を照射して前記導電材料表面での電界増強効果を利用することにより導電材料表面の融点を降下させ、焼結温度を下げることが好ましい。このようにレーザ光照射により、導電材料表面の電界を増強させ、導電材料表面の融点を降下させることで、焼結温度を下げることが可能となるので、焼結の進行を一層促進させることが可能となる。

また、前記焼結工程において、前記レーザ光の波長には、焼結後には膜中に存在しない物質（溶媒は分散剤、保護剤等）を分散し得るものを用いることが好ましい。このような波長を用いることで、溶媒・分散剤・保護剤等が低分子化され、速やかに気化するため、焼結の進行をさらに促進させることが可能となる。

前記導電材料としては、導電性の微粒子、具体的には、金属微粒子が好適に用いられる。金属微粒子としては、具体的には、例えば銀微粒子、銅微粒子、金微粒子、アルミニウム微粒子等が挙げられる。

前記レーザ光は液滴が滴下された後に照射してもよく、また、レーザ光を予め照射しておいた中に液滴を滴下してもよい。ここで、レーザ光を予め照射する場合のレーザ光の照射位置は、液滴を滴下する際の液滴が通過する軌道の一部、液滴の着弾位置、又は、軌道の一部及び着弾位置の両方のいずれであってもよい。前記レーザ光を、液滴が滴下された直後に照射すると、液滴の一部が直ちに気化するので、着弾後の液滴の移動が抑制され、導電材料を所望の位置に精度よく定着させることが可能となる。また、前記レーザ光が予め液滴が着弾位置に照射されている場合には、滴下直後のみの照射に比べ、照射時間を大幅に延ばすことができるため、さらに精度よく導電材料を定着させることが可能となるので好ましい。なお、液滴の気化は、液滴中に含まれる溶媒の気化の他、溶質の一部である界面活性剤や保護剤等の気化をも含む概念である。

また、液滴の乾燥・定着と焼結は同一の工程で（同時に）行われても、別々の工程で行われてもよい。すなわち、液滴の乾燥・定着と焼結を同一の工程で行う場合には、例えば、照射するレーザ光の照射強度を、液滴内の一部の溶媒を乾燥させ得るレベルの照射強度（強度１）から、焼結するためのレベルの照射強度（強度２）に段階的に移行することにより行うことができる。これによれば、液滴の乾燥と焼結を同時に行うことが可能となり、加工時間の短縮を図ることが可能となる。

上記強度１及び強度２は、使用する導電材料に応じて固有の値を持ち、強度１と強度２とが同じ値となる場合には、一度の照射で乾燥と焼結を行えるので、照射手順を簡略化することが可能となる。

また、別々の工程で行う場合には、前記液滴吐出工程の後に、前記液滴の一部を気化させ、前記導電材料を定着させる定着工程をさらに含めることにより行うことができる。これによれば、量産装置化の際の設計の自由度を上げることが可能となる。

本発明の他の態様は、溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出することにより膜パターンを形成する導電膜の形成方法であって、溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出する液滴吐出工程と、前記液滴の一部を気化させることにより、前記導電材料を定着させる定着工程と、前記液滴吐出工程と前記定着工程とを繰り返し行うことにより、膜パターンを形成する膜パターン形成工程と、前記膜パターンの略全面にレーザ光を照射することにより、前記導電材料を焼結する焼結工程と、を含む導電膜の形成方法である。

これによれば、膜パターンの略全面にレーザ光を照射することにより、焼結するので、より抵抗率の低い導電膜を短時間で形成し得る。また、膜パターンを完全に形成した後で焼結するので、導電材料（導電性粒子）の溶融による融着を均一化し、抵抗率を低減することが可能となる。

照射幅が前記膜パターンの幅と同一又はそれよりも広い照射幅のレーザ光で照射することにより、前記導電材料を焼結することが好ましい。これによれば、レーザ光の照射幅が膜パターンの幅とほぼ同一又はそれよりも広いので、一回の照射で膜パターンの幅方向全体を照射することが可能となり、焼結時間をより短縮し得る。

本発明の電子機器は、上記導電膜の形成方法を利用して得られる配線を備えている。これによれば、上記導電膜の形成方法を利用して得られる配線を備えるので、より低抵抗の配線を備えた電子機器を提供し得る。ここで、「電子機器」とは回路基板やその他の要素を備え、一定の機能を奏する機器一般をいい、その構成に特に限定はない。かかる電子機器としては、例えば、ＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクタ、テレビジョン（ＴＶ）、ロールアップ式ＴＶ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。

（基本原理）
まず、本発明の基本原理について簡単に説明する。
本発明は、溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出し、基板上に配置した後、液滴により形成された膜パターン又は液滴、すなわち、導電材料が配置された領域の略全面にレーザ光を照射し、導電材料を焼結することにより、抵抗率の低い導電膜を得るものである。

ここで、導電材料として金属微粒子を用いた場合を例に採り推測されるメカニズムについて説明する。

レーザ光は電磁波であり、電界成分と磁界成分から構成される。レーザ光が金属微粒子表面に照射されると、レーザ光の電界成分によって金属微粒子内の自由電子が強制振動し、これによって金属微粒子表面で局所的に高い電場が発生する（局在プラズモン励起による電場増強作用）。ところで、J.Phys.I 1(1991)605-612, Vu Thien Binh and N. Garcia, "Atomic metallic ion emission, field surface melting and scanning tunneling microscopy tips"には、金属表面に直流電場をかけた場合に、融点降下現象が生じることが報告されている。したがって、金属微粒子表面でこのような電場が生じた場合にも、金属表面の融点降下現象が生じているものと推測される。これにより、焼結温度が下がるため、金属粒子間の融着がより進行するので、低い抵抗率の導電膜が得られるものと予想される。

なお、この電場増強作用による融点降下現象を引き起こすには、レーザ光以外の光源も使用可能である。しかし、レーザ光以外の光源を用いた場合、導電膜の焼結に必要な強度の光をレーザ光を用いた場合のように局所的に照射することは難しい。そのため、基板の膨張収縮を回避することが困難となる。したがって、このような基板の膨張収縮による不具合（断線やアライメントのズレ等）を回避するためには、レーザ光を用いる必要がある。

また、ここで、一部の金属微粒子にレーザ光を照射しただけでは、レーザ光が直接照射された一部の金属微粒子表面でのみしか融点降下現象は生じない。この場合、直接レーザ光が照射されなかった金属微粒子も熱の伝播により融着（アニール）されるが、直接レーザ光が照射された箇所よりも融着の進行が遅いので、抵抗率を充分に下げることは困難である。しかし、金属微粒子全体にレーザ光を照射した場合には、全ての金属粒子表面で融点降下現象が生じるので、金属粒子間の融着が全体的に促進され、短時間で抵抗率のより低い導電膜を得ることができる。したがって、導電材料としての金属微粒子が配置された領域略全面を含むように、レーザ光を照射することを要する。

また、この電場増強作用による融点降下現象を利用することにより、焼結温度を低下させることが可能となるので、レーザ光の光熱変換による発熱のみを利用する場合に比較し、低い照射強度で金属微粒子を焼結することも可能となる。

次に、レーザ光の照射幅と液滴又は膜パターンの幅との関係について説明する。
図１及び図２に、レーザ光の照射幅と液滴（又は膜パターン）の幅との関係を示す。図１及び図２中、符号１０は液滴、１２はレーザ光のスポット、１４は膜パターンを示す。
吐出された液滴にレーザ光を液滴に照射して焼結する場合には、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、レーザ光の照射幅（スポット径）Ｌ１は、液滴の径Ｌ２とほぼ同一（Ｌ１≒Ｌ２）又は液滴の径Ｌ２よりも広く（Ｌ１＞Ｌ２）なるように調整される。これにより、液滴の略全面を容易にレーザ光により照射することが可能となる。

また、液滴１０で予め膜パターン１４を形成した後、膜パターン状に配置された導電材料を焼結する場合には、図２（ａ）に示すように、膜パターン１４の幅Ｌ３とほぼ同一（Ｌ１≒Ｌ３）又はＬ１＞Ｌ３となるようレーザ光の照射幅Ｌ１を調整して照射する。膜パターン１４の幅Ｌ３が広い場合には、図２（ｂ）に示すように、レーザ光を複数回往復させて走査することにより、膜パターン１４の略全面を照射してもよい。また、回折光学素子、レンズ系との組合わせ等によりレーザ光を例えば矩形状の広域ビームに整形し、この広域ビームを照射してもよい。このように広域ビームとすることで、一括照射が可能となるので、プロセス時間の一層の短縮を図ることが可能となる。

（実施の形態）
次に、配線の形成方法を例に採り、本発明について、具体的に説明する。
まず、本実施形態で用いられる導電材料定着装置について説明する。

図３は、本実施形態に用いられる導電材料定着装置１００の構成図である。同図に示すように、導電材料定着装置１００は、基板キャリッジ２０、液滴吐出ヘッド３０、レーザ４０及び制御部５０を備えている。

制御部５０は、液滴吐出ヘッド３０、基板キャリッジ２０及びレーザ４０の各々に駆動信号を出力し、システム全体を制御するものである。この制御部５０はＣＰＵ、タイマクロック、配線パターンを記憶したメモリ等を含んで構成される。

液滴吐出ヘッド３０は、導電材料が分散された溶液を、制御部５０からの駆動信号に応じて液滴化して外部に吐出するものである。

基板キャリッジ２０は制御部５０の制御の下、液滴吐出ヘッド３０に対して基板２２を水平方向に搬送するものである。基板キャリッジ２０は制御部５０に含まれるメモリに記憶される任意の配線パターンに従って基板２２を走査する。これにより、基板２２上に液滴吐出ヘッド３０から吐出された液滴による配線パターンが描かれる。

液滴吐出ヘッド３０の側方にはレーザ光源４０が設けられている。レーザ光源４０は制御部５０から出力される駆動信号に応じて２種類の強度（高レベル又は低レベル）のレーザ光を出射して、基板２２の上面を含む水平面内にレーザ光を集光させる。より詳細には、レーザ光はその集光位置Ｐ１と、液滴吐出ヘッド３０から吐出された液滴の着弾位置Ｐ２とを結ぶ直線が、基板２２の走査方向（搬送方向）と平行となるように集光される。従って、基板２２に塗布された液滴１０は、基板２２が搬送方向に移動すると、レーザ光の集光位置Ｐ１を通過することになる。

ここで、レーザ４０から出射されるレーザ光のうち低レベル強度のレーザ光は基板２２に塗布された液滴の乾燥を促進させ、当該液滴を基板２２上の塗布位置に定着させる役割を担う。一方、高レベル強度のレーザ光は当該液滴に含まれる導電材料（例：銀微粒子群）を焼成（焼結）する役割を担う。

このような導電材料定着装置１００を用いて配線のパターニングを行う。配線のパターニング方法について図３及び図４を参照しながら説明する。

本実施形態では、導電材料（配線材料）として銀微粒子を用い、溶媒として有機溶剤（例：Ｃ₁₄Ｈ₃₀（n-tetradecane）等）を用いた。但し、導電材料及び溶媒は、これらに限定されるものではない。配線材料としては、銀以外にも、金、銅、アルミニウム等の金属微粒子を用いることもできる。なお、これらの金属微粒子はレーザ照射により金属表面に局所的電場増強作用が生じることが確認されている。液滴の粘度は、安定した液滴吐出特性が得られるように調整されることが好ましい。また、通常、銀微粒子等の導電材料の表面には、溶媒中で導電材料同士が凝集するのを回避し、分散性を高めるために被膜が被覆されている。この被膜は、導電材料の溶媒中での分散性を良好に保持し得る限り、必ずしも導電材料の全面を被覆している必要はない。このような被膜を構成する成分としては、例えば、チオール類、エステル類、メルカプト複素環化合物類等の分散剤が挙げられる。また、必要に応じて、液滴中には、焼結時に被膜の除去を促進するための促進物質（例：熱により被膜と化学反応する有機バインダ）が含まれていてもよい。ここでは、銀微粒子の直径を〜３ｎｍ、被膜の厚みを〜１ｎｍ、液滴の粘度を２０ｍＰａ・ｓ程度、液滴の体積を〜１０ｐｌ、液滴サイズ〜２０μｍとした。また、液滴を塗布する基板２２として、ソーダライムガラスを用いた。

まず、図３に示すように、液滴吐出ヘッド３０から銀微粒子を含む液滴１０を吐出し、被着面としての基板２２上に着弾させる。同図中、符号Ｐ２は、液滴の着弾位置を示す。次に、基板キャリッジ２０により基板２２上の液滴１０をレーザ光の集光位置Ｐ１に移動する。ここで、液滴１０に、レーザ４０から低レベル強度のレーザ光が照射される。これにより、所定の位置に液滴１０を乾燥・定着させる。このように液滴の塗布直後に液滴を乾燥させると、液滴に含まれる銀微粒子を塗布位置から位置ずれを生じさせることなく基板２２上に乾燥定着させることができる。なお、この際のレーザ光の照射条件としては、銀微粒子が被膜によって被覆されたままの状態で溶媒の一部が気化するようにレーザ光のビーム強度、照射時間（基板の搬送速度）などを調整する。このような操作を繰り返すことで、液滴１０により所望の膜パターンを形成する。

その後、図４に示すように、膜パターンの幅Ｌ３とほぼ同一又は膜パターン幅Ｌ３よりも広い照射幅Ｌ１のレーザ光を用いて、高レベル強度で膜パターンの略全面を照射することにより、膜パターン内に配置された銀微粒子を焼結する。これにより、膜パターン内の銀微粒子群に含まれる各銀微粒子が十分に融着し、抵抗率の低い配線を得ることができる。

詳細には、膜パターンの幅よりも広い照射幅のレーザ光を照射すると、まず、略全ての銀微粒子の表面において、プラズモンが励起され、局所的に電場が増強される。これにより、銀微粒子表面の融点が下がり、銀微粒子間の融着が促進される。よって、抵抗率の低い配線が短時間で得られるものと考えられる。

また、一方で、このように銀微粒子表面において電場が増強されると、銀微粒子表面を被覆する被膜を構成する有機分子も励起されることになる。通常、被膜を構成する有機分子は高分子であるので、これにより、有機分子の低分子化が生じ、被膜の分解が促進され、焼結時間の一層の短縮化が図られるものと考えられる。

また、レーザ光を膜パターンの略全面に照射することで、銀微粒子間に介在する有機分子（例：被膜の分解を促進する有機バインダ等）が光を吸収して熱を発生するが、この熱により被膜の分解がさらに促進されることになる。したがって、有機分子が光を吸収し、熱を発生することによる作用も、焼結プロセスの促進に寄与していると考えられる。なお、このような光を熱に変換させる作用をより積極的に利用するために、液滴中に、色素、メロシアニン色素、マーキュロクロム色素、キサンテン系色素、ポルフィリン色素、フタロシアニン色素、アゾ系色素、クマリン系色素等の使用するレーザ光の波長域に吸収帯を有する光熱変換材料を含ませておいてもよい。

ここで、レーザ光のスポット形状は特に限定するものではないが、矩形状であると配線を略均一に照射し得るので好ましい。

また、焼結に使用するレーザ光源としては、配線形成に用いる導電材料（ここでは銀微粒子）の表面に局在するプラズモンを励起させ、電場を増強させ得る波長帯域を有するものが好適に用いられる。このような波長帯域は導電材料の種類によって定まり、特に限定するものではないが、例えば、銀微粒子の場合であれば、３００〜６００ｎｍに波長帯域を有するものであることが望ましい。より具体的には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波（５３２ｎｍ）、第三高調波（３５５ｎｍ）、Sapphireレーザ（４８８ｎｍ）等を用いることができる。

また、焼結時のレーザ光の他の照射条件としては、配線として有効な導電率（低い抵抗率）が得られる範囲であれば特に限定されるものではない。図５〜図７に、抵抗率とレーザ照射強度、レーザ照射時間及びレーザ照射回数との関係を各々示す。なお、ここで、導電材料としては、分散剤から構成される被膜により被覆された銀微粒子を用いた。また、レーザ光源としてＮｄ：ＹＡＧレーザの第二高調波（５３２ｎｍ）を用い、スポット形状が円形（〜４０μｍ）、出力が０．０５〜１６Ｗ、ステージ搬送速度が０．１〜２０ｍｍ／秒、インク着弾位置Ｐ２からレーザ集光位置Ｐ１までの距離が〜１０ｍｍの導電材料定着装置１００を用いた。

図５は、抵抗率とレーザ照射強度との関係を示すグラフである。図５に示すように、照射強度を高くすると徐々に抵抗率は下がる傾向にある。しかし、３５００Ｗ／ｍｍ²を超えると配線が剥離してしまう。したがって、配線が剥離しない程度に、照射強度を高くするよう調整することが好ましい。なお、図５は、照射時間を１．５ｍｓとし、液滴の吐出後０．５ｓ後にレーザを照射した際のデータである。

図６は、抵抗率とレーザ照射時間との関係を示すグラフである。図６に示すように、照射時間は短すぎても焼結が進行しないため、抵抗率は高くなる傾向にあるが、照射時間が長すぎても抵抗率は高くなる。また、照射時間が０．１秒を経過すると配線の剥離が生じる。よって、適正な時間内にレーザ照射を行うことが好ましい。なお、図６は、照射強度一定（３１００Ｗ／ｍｍ²）で測定したものである。

図７は、抵抗率とレーザ照射回数との関係を示すグラフである。このデータは、レーザ照射強度を２１００Ｗ／ｍｍ²、照射時間を１．５ｍｓとし、液滴の吐出から０．５ｓ後にレーザ照射を行った際のデータである。図７に示すように、照射回数は多いほど抵抗率が下がる傾向にある。よって、１度の照射で所望の抵抗率まで焼成が進まない場合は、照射回数を多くする必要がある。

本実施形態によれば、導電材料が配置された膜パターンの略全面にレーザ光を照射することにより焼結を行っているので、抵抗率のより低い配線を、短時間で形成することが可能となる。また、乾燥工程を含むことで、液滴を一旦仮固定して、全膜パターンを形成した後、焼結工程を行うので、導電性粒子間の接触抵抗を低減することが可能となる。

なお、従来においては、焼結プロセスはレーザ光の熱的効果のみに着目してレーザ光を利用していた。導電材料は、熱の伝搬性が良く、また、配線パターンを形成する領域以外の他の領域（例：基材）への熱的影響を最小限に留めるために、導電材料の一部に所定のエネルギーを付与し、熱の伝播により焼結すればよいと考えられていた。

しかしながら、本発明では、電場増強による金属表面の融点降下現象等を利用するためには、導電材料略全体にレーザを照射する必要がある。このように、電場増強による金属表面の融点降下現象を利用することで、より抵抗率の低い配線を短時間に形成することが可能となる。また、レーザ光の熱的効果のみを利用して照射する場合よりも、低い照射強度で良好に焼結を行うことが可能となる。また、これにより、配線以外の領域（例：基材）への熱による影響を最小限に留めることが可能となる。

また、上記例では、レーザ光源として、乾燥・定着に用いるものと焼結に用いるものとして同一のものを用いたが、各々の工程にあった光源を別々に準備してもよい。

（変形例）
上記例では、液滴の定着工程と焼結工程とは別々に行ったが、レーザ光の照射強度を、液滴の乾燥に適した強度（強度１）から焼結に適した強度（強度２）に連続的に変化させることで、同時に行うこともできる。

図８は、導電材料定着装置の他の例を説明するための図である。上述の装置と比較して異なる点は、反射体６０を設けた点である。これにより、液滴吐出ヘッド３０からの液滴の着弾位置Ｐ２に、レーザ光を集光するよう構成することができる。

したがって、図９に示すように、液滴には着弾と略同時にレーザ光が照射されることになるので、液滴は、着弾と略同時に乾燥させられる。これにより、液滴に含まれる銀微粒子を所望の塗布位置に定着させることができる。また、液滴の着弾のタイミングと合わせ、レーザ光の照射強度を焼結に適した強度（強度２）に変更するよう、制御部５０のメモリに予め記憶しておくことにより、同時に焼結まで行うことが可能となる。

このように、連続的に焼結工程まで行うことが可能となるので、プロセス時間を短縮することが可能となる。また、液滴の着弾位置Ｐ２にレーザ光を集光させているので、さらに精度よく所望の塗布位置に液滴を定着させることが可能となる。したがって、配線パターンの精度が向上する。

尚、本実施形態においては、反射体６０を用いて反射光（レーザ光）を着弾位置Ｐ２に集光させる例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、レーザ光源４０から出射された直接光（レーザ光）が着弾位置Ｐ２に集光されるように、レーザ４０を設置するよう構成してもよい。

（電子機器）
本発明の導電膜の形成方法により形成された配線は、電子機器を構成する部品に好適に利用し得る。図１０は、各種電子機器の例を示す図である。

図１０（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話８３０はアンテナ部８３１、音声出力部８３２、音声入力部８３３、操作部８３４、および電気光学装置６００（例：有機エレクトロルミネッセンス装置）を備えている。図１０（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ８４０は受像部８４１、操作部８４２、音声入力部８４３、および電気光学装置６００を備えている。図１０（Ｃ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン９００は電気光学装置６００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に電気光学装置６００を適用し得る。図１０（Ｄ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン９１０は電気光学装置６００を備えている。

なお、電子機器としてはこれに限定されず、本発明の導電膜の形成方法は、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝広告用ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクタ、ＤＳＰ装置、ＩＣカード、ＰＤＡ等のあらゆる電子機器の製造方法に適用することが可能である。

図１は、レーザ光の照射幅と液滴の幅との関係を示す。図２は、レーザ光の照射幅と膜パターンの幅との関係を示す。図３は、本実施形態に用いられる導電材料定着装置１００の構成図である。図４は、膜パターンの一例を示す図である。図５は、抵抗率とレーザ照射強度との関係を示すグラフである。図６は、抵抗率とレーザ照射時間との関係を示すグラフである。図７は、抵抗率とレーザ照射回数との関係を示すグラフである。図８は、導電材料定着装置の他の例を説明するための図である。図９は、膜パターンの一例を示す図である。図１０は、各種電子機器の例を示す図である。図１１は、レーザ光を液滴の一部に照射した場合の例を説明するための図である。

符号の説明

１０液滴、１４膜パターン、２０基板キャリッジ、２２基板、３０液滴吐出ヘッド、４０レーザ光源、５０制御部、６０反射体、１００導電材料定着装置、６００電気光学装置、８３０携帯電話、８３１アンテナ部、８３２音声出力部、８３３音声入力部、８３４操作部、８４０ビデオカメラ、８４１受像部、８４２操作部、８４３音声入力部、９００テレビジョン、９１０ロールアップ式テレビジョン

Claims

溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出することにより膜パターンを形成する導電膜の形成方法であって、
前記導電材料は金属微粒子であり、
前記液滴を被着面上に吐出する液滴吐出工程と、
前記被着面上の前記液滴の略全面に第１のレーザ光で照射することにより、前記導電材料を焼結する焼結工程と、
前記液滴を吐出する前から第２のレーザ光により前記液滴の着弾位置を照射し、前記液滴吐出工程の後に、前記液滴の一部を気化させることにより、前記導電材料を定着させる定着工程と、
を含むことを特徴とする導電膜の形成方法。
前記第１のレーザ光の照射幅が、前記被着面上の前記液滴の径と略同一又は当該液滴の径よりも広い、請求項１に記載の導電膜の形成方法。
前記焼結工程において、前記第１のレーザ光を照射して前記導電材料表面での電界増強効果を利用することにより導電材料表面の融点を降下させ、焼結温度を下げる、請求項１又は請求項２に記載の導電膜の形成方法。
前記第１のレーザ光の照射強度は、前記第２のレーザ光の照射強度と異なる照射強度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電膜の形成方法。
前記第２のレーザ光が、液滴が通過する軌道の一部に予め照射されている、請求項１〜３のいずれかに記載の導電膜の形成方法。
溶媒中に分散された導電材料を含む液滴を被着面上に吐出することにより膜パターンを形成する導電膜の形成方法であって、
前記導電材料は金属微粒子であり、
前記液滴を被着面上に吐出する液滴吐出工程と、
前記液滴が吐出される前から前記液滴の着弾位置に第１のレーザ光を照射し、前記液滴吐出工程の後に、前記液滴の一部を気化させることにより、前記導電材料を定着させる定着工程と、
前記液滴吐出工程と前記定着工程とを繰り返し行うことにより、膜パターンを形成する膜パターン形成工程と、
前記膜パターンの略全面に、第２のレーザ光を照射することにより、前記導電材料を焼結する焼結工程と、
を含むことを特徴とする導電膜の形成方法。
前記第２のレーザ光の照射幅が前記膜パターンの幅と同一又はそれよりも広い照射幅のレーザ光で照射することにより、前記導電材料を焼結する、請求項６に記載の導電膜の形成方法。