TWI298649B - Pattern formation method and functional film - Google Patents

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TWI298649B
TWI298649B TW094135024A TW94135024A TWI298649B TW I298649 B TWI298649 B TW I298649B TW 094135024 A TW094135024 A TW 094135024A TW 94135024 A TW94135024 A TW 94135024A TW I298649 B TWI298649 B TW I298649B
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Toshimitsu Hirai
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1298649 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用有液滴喷出法之機能性膜圖案形 成方法，及使用液滴噴出法而形成之機能性膜。 【先前技術】 近年，半導體積體電路等的微細配線圖案形成方法係揭 示一種使用有液滴噴出法之方法（例如，專利文獻丨）。該文 獻所揭示之技術係將含有機能性材料（例如導電性材料）之 • 餘體從液滴噴出口噴出至基板上，並將材料配置於基板 上而形成配線圖案者，可對應少量多種生產等而十分有 效0 [專利文獻1】日本特開2〇〇3 — 317945號公報 【發明内容】 ’、、i而由上述方法所形成的配線（機能性膜）圖案係非常 微細’故配置於基板上的液狀體大多受到表面/界面的動 :學影響(例如，表面張力或浸濕性)。因此，液狀體形成 早獨液滴而配置於基板上之情況暫且不管，複數液滴在基 板上相重疊’且液狀體形成作為預㈣案的集合體時，液 狀體圖案會因該動力學影響而有變形或弓旧分裂。 亦即，有以下情況：難以在基板 狀體圖案。 成如同設計圖案之液 本發明料解決上述料而成者，丨目的係提供—種圖 ::成方法及機能性膜，其於形成機能性膜的圖孝時，可 精度佳地形成線寬或形狀等。 口系予 104579.doc 、1298649 本發明之特徵係一 在基板上形成預定 回^、〉、方法，其使用液滴噴出法 驟:子區域:定;:，案:㈣ 狀體，以㈣前述二=:步驟:⑽ 係在前述第一描绛牛驟/ ，，、、、，及第一描繪步騾，其 作為前述機、曰力後’配置第二液狀體，其係含有且 作為則述拽姥性膜的主 畀/、 數子區域。 此生材料，以描繪前述複
在此生膜係指|揮 合菸氺捋—Α \刀月b的膜狀者，例如，包 \、丨冑、導電性膜等。作為該等機能性膜的主 機月巨係分別指發光性、吸光性、導電性者，且魅機处之 機能性材料，例如有：作A ，、 機此之 材料材料之有機EL(電發光） ^作為吸光性材料之顏料、作為導電性材料之金屬 等。 之類的圖案，為與以 區別，而以該種方式 設計圖案係指作為欲形成機能性臈 液狀體或膜材料所實際形成的圖案相 表現。 如上所述，液狀體形成作為預定圖案的集合體時，有以 下情況：液狀體的圖案會受到表面張力或浸濕性等的影響 而變形或引發分裂。且該種液狀體的舉動係大大取決於配 置於基板上之液狀體圖案的大小、形狀等。 根據本發明之圖案形成方法，在第一描繪步驟所形成的 線狀圖案’在第二描繪步驟中可發揮以下效果：阻止子區 域間第二液狀體的流動。因此，配置於基板上之第二液狀 104579.doc 、1298649 體的舉動可受到子區域的形狀或大小控制。如此，可形成 精度佳地線寬或形狀等圖案。 ^ 此外’刖述圖案形成方法，其特徵係具有中間乾燥牛 • 冑’其係在前述第-料步驟與前述第二描❹驟之間;^ 1 <吏配置於刖述基板上之第-液狀體乾燥，以形成線狀膜。 不包含中間乾燥步驟之上述圖案形成方法中，由於有第 -液狀體與第二液狀體容易相混合之困擾，故液狀體的選 Φ ㈣很大的限制(例如，因第-液狀體與第二液狀體相混 合，經化學反應而固體化者，或包含光硬化性樹脂作為第 夜狀體者）。根據該圖案形成方法，由於利用乾燥可將 第一液狀體所形成的線狀圖案固體化，故第一液狀體與第 二液狀體的選擇自由度提高。 再者，前述圖案形成方法中，其特徵係前述 含有前述機能性材料。 狀體 第一液狀體的成分係以作為線狀膜的功能為主，故與以 • 作為機能性膜的功能為主之第二液狀體的成分不一定相 同。要言之，若第一液狀體含有機能性材料（不限於與第 二機能性材料相同的材料），纟份量會提升作為機能性膜 的功能。該圖案形Α方法尤其在形成I電性膜的情況時最 佳。另外，第一液狀體與第二液狀體可為完全相同成分， 也可組成比例不同，或分別包含不同的添加劑。 ， 此外，前述圖案形成方法中，其特徵係前述第一液狀體 含有樹脂成分。 — 在用以形成機能性膜之液狀體，為提升膜的附著性等， 104579.doc 1298649 =…。因線狀膜係以發揮用以阻止子區域間第 二液狀體流動之效果為主而形成 液狀體難以再溶解，且對 ”取子係對弟- 案形成方法，冑由使用含有體難以浸濕。根據該圖 ^ ^ ^ 有（、、·且成比例高）很多樹脂成分者 為弟-液狀體，對於形成為線狀膜 性，可得到最佳條件。 以、、、 再者，如述圖案形成方法，：Μ： # η γ ^ 步驟中，収前料域設定 形狀之區域。 —作村按大致岐寬度規定 在此’可按大致固定寬度規定之形狀係指以如同矩形之 固疋見度尺寸，在客觀上可規定的形狀者，亦包含如同正 :形之：度與長度無法區別之形狀。又，圓形或擴圓形 ，考里將其直徑或短軸長度作為寬度，也包含於該形 狀。再者’即使如同梯形之寬度改變的形狀，其變化小 者，也包含於具大致固定寬度之形狀。 以某-設計圖案將液狀體配置於基板上時，該液狀體的 舉動會強烈受到設計圖案寬度的影響。例如，以如同廣寬 區域與乍見區域相結合之設計圖案配置液狀體時，因取決 於寬度之液狀體面的曲率不同’會導致液狀體從廣寬區域 朝：寬區域流動’並在該二區域間產生膜厚差。亦即，含 有寬度顯著不同的區域而形成液狀體圖案時，無法有效控 制該液狀體的舉動。 根據本發明之圖案形成方法，藉由將子區域形成為具大 致固定寬度的形狀，可避免上述課題。 104579.doc 1298649 此外，含有前述機能性膜的設計圖案細長延伸之區域， 並沿著前述所延伸區域的延伸方向，設定子區域，以將該 區域斷開為特定長度以下之圖案形成方法中，其特徵係前 述特定長度在-次配置有前述第二液狀體時所形成的液狀 體圖案，與大致等間隔出現的膨脹部的該間隔相等，以描 緣與前述延伸區域相同寬度的帶狀圖案。 在此，細長延伸的區域不一定為直線形，也可為屈曲的 帶狀形。
以細長延伸的設計圖案配置有液狀體時，在液狀體圖案 會因噴出後的液狀體舉動而形成作為液體積存的膨脹部 (鼓脹成形）。根據本專利發明者的見解，認為該膨脹部會 使液狀體集巾於寬度㈣龍域而配置，導致出現欲使高 内壓下降者。 根據該圖案形成方法’包含機能性膜的設計圖案細長延 伸之區域中’#由斷開為膨脹部的發生間隔以下而設定子 區域，可形成精度良好的液狀體圖案，而不會產生上述的 膨脹部。 再者二包含前述機能性膜的設計圖案細長延伸之區域， 並沿著前述所延伸區域的延伸方向，設定子…以將該 區域斷開為特定長度以下之圖案形成方法中，其特徵係具 有：设圖案形成步驟，其在前述子區域設定步驟之前，於 虛：基板上配置刖述第二液狀體而形成虛設圖帛，以描繪 與前述延伸區域相同寬度的帶狀圖案；藉由按大致等間隔 而出現之膨脹部的該間隔，在前述虛設圖案規定前述特定 104579.doc 1298649 材料。 因該機能性膜在線狀部亦含有機能性材料（不限於與主 要部所包含機能性材料相同的材料），故作為機能性膜的 功能佳。 前述機能性膜中’其特徵係前述子區域係形成可按大致 固定寬度規定形狀之區域。 因該機能性膜的子區域係形成可按大致固定寬度規定的 形狀’故有關圖案膜厚或形狀之精度佳。 【實施方式】 以下，依據所添附圖面，詳細說明本發明之最佳實施形 態。 、少 另外，以下所述之實施形態係本發明之最佳具體例，故 附上技術性最佳的各種限制，但本發明之範圍，尤其以下 之說明只要不超過限制本發明之主旨記載，並不限^該等 形態。此外，以下之說明所參照之圖中，所圖示的圖案尺 寸比不一定與實際者相同。 (液滴喷出裝置之構成） 首先，參照圖1，說明圖案描繪所使用之液滴噴出裝置 的構成。圖1係顯示本實施形態之液滴喷出裝置的概略構 成立體圖。 如圖1所示，液滴噴出裝置100係包含以下構件：噴出口 機構部102，其具有噴出口部110，用以喷出液滴；基板機 構部103，其用以載置作為從喷出口部11〇所噴出液滴的嘴 出對象之基板120 ;液狀體供應部1〇4，其用以將液狀體 104579.doc • 11 - .1298649 133供應至噴出口部11();及控制部ι〇5，其統合控制該等 各機構部及供應部。 喷出口部110係具有複數喷嘴，每一喷嘴可朝基板120噴 出液滴。此外，可藉由控制部105控制各喷嘴的液滴噴 出。基板120大抵可使用玻璃基板、金屬基板、合成樹脂 基板等平板狀者。
液滴噴出裝置1 〇〇係具備：複數支持腳丨〇6，其係設置於 地板上’及平台1〇7，其係設置於支持腳1〇6上側。在平台 107上側，經由平台1〇7的長度方向（X軸方向）配置基板機 構邛103，在基板機構部1〇3上方，將以固定於平台1〇7的 支柱而兩持久支持之嘴出口機構部1 經由與基板機 冓邛03相直父之方向（γ軸方向）而配置。此外，在平台 107的一端部上配置液狀體供應部104，以從噴出口機構部 102的噴出口部110連通而供應液狀體133。再者，在平台 107下側’係收容控制部105。 嗔出口機構部102係具備以下構件··噴出口部ιι〇，其用 :::出液狀體133;托架⑴’其係搭載噴出口部勒 螺=’其用以引導托架111朝γ軸方向移動；γ軸滾珠 '、于’其係沿著γ軸引導113而設置；γ轴馬達114,皇 用以使Υ軸滾珠螺桿115正反轉動； ’、 在托架1U下部，带w 木螺合部112’其 下邛形成有母螺絲部，用以與Y軸泛玫螺尸 115相螺合而移動托架111β 滾珠螺# 口機構部102大致 下構件所構成： 基板機構部103的移動機構係以與噴出 相同的構成而朝X軸方向配置，其係由以 104579.doc 12- 1298649 載置台121，其係載置基板12〇; 乂轴引導⑵，其用以引導 載置口 121的移動；χ軸螺检125，其係沿著X轴引導⑵而 配置，X軸馬達124，其用以使又軸螺栓125正反轉動，·及 載置口螺合部122，其在載置台121下部，用以與X軸螺栓 125相螺合而移動載置台121。 另外雖未圖不，在喷出口機構部1〇2及基板機構部1〇3 係分別具有位置檢出機構，#用以檢出喷出口部"Ο與載
置口 121之移動位置。又，在托架iu與載置台⑵係組入 用以調整將與XY軸相直交之z軸作為轉動軸方向之轉動方 向之機構，以進行喷出口部11〇的轉動方向調整，及載置 台121的轉動方向調整。 藉由該等構成，噴出口部110與基板12〇可分別朝¥轴方 向及X軸方向來回自如地相對移動。針對噴出口部⑴的說 明如下：藉由Y軸馬達114的正反轉動，將γ軸滾珠螺桿 反轉動肖γ軸滾珠螺桿i i 5相螺合之托架螺合部m 藉由沿者Y軸引導113而移動，將與托架螺合部112一體之 托木in私動至任意位置。亦即，利用γ柄馬達的驅 動，將搭載於乾架U1之噴出口部11()自如地朝^方向移 動。同樣地’將搭載於載置台121之基板m也自如地朝χ 轴方向移動。 如此，藉由X軸馬達m、γ軸馬達114的控制驅動，， 出口部110可對基板12〇相對移動，以將液滴噴出至基 120上的任意位置。接著，藉由同步進行該位置控制與 出口部110的噴出控制’可在基板12〇上描繪預定圖案。 104579.doc 1298649 用以將液狀體13 3供應至噴出口部11 0之液狀體供應部 104係配至於平台107上的一端，其係由以下構件所構成： 管131a，其用以形成流路，以連通喷出口部11〇 ;泵132， 其用以將液體送入管13 1 a ;管13 1 b(流路），其用以將液狀 體133供應至泵132;及儲槽130，其連通管131b而儲藏液 狀體133。 另外，圖1中，儲槽130或管131a、131b只圖示一組對應 液狀體133者，但這只是為避免圖面繁雜之權宜措施，實 際上，其構成係同時供應複數種液狀體，並使之噴出。後 面所說明之機能性膜的圖案形成中，預備於第一描緣步驟 噴出之第一液狀體與於第二描繪步驟喷出之第二液狀體， 並將各液狀體供應至喷出口部11 〇。 (閘極配線之形成） 以下’以TFT用閘極配線為例，說明機能性膜的圖案形 成。但疋’以下所说明之閘極配線只是機能性膜之一例， 本發明所使用之機能性膜有以下多種：電子裝置之所有圖 案的‘電性膜（配線）或有機EL(電發光）顯示器面板之發光 胞膜、液晶顯示器面板之彩色遽光片膜等。 (閘極配線之構成） 圖2係顯示TFT用閘極配線一例圖。 圖2中，閘極配線34係對應本發明之機能性膜。形成為 條紋狀之複數閘極配線34，分別具有廣寬部34A、閘極電 極部34B、及窄寬部34C。另外，圖2中，廣寬部34A、閘 極電極部34B、及窄寬部34C之長度或寬度比例不一定與 104579.doc -14- 1298649 實際者一致。 廣寬部34A在閘極配線34中係朝X軸方向延伸之主幹部 分。接著，廣寬部34A的寬度’亦即與廣寬部34八的長度 方向相直父方向之長度係比閘極電極部、窄寬部 的寬度尺寸長。具體而言’廣寬部34A的寬度係大致2〇 μιη 〇 閘極電極部3 4 Β係從廣寬部3 4 Α朝γ軸方向突出之部分， 其係用以構成TFT元件之閘極電極之部分。閘極電極部 34B之寬度係大致，其比廣寬部的寬度尺寸短。 窄寬部34C在閘極配線34中係寬度比廣寬部34A窄之部 分。因該部分位於與之後裝置製造步驟所形成的源極配線 或汲極配線（均未圖示）立體交又之處，故為減低配線重疊 所產生的電性容量，將寬度形成較窄。具體而言，窄寬部 34C之寬度係大致7 μηι。 (液狀體之概略構成） 藝用以形成閘極配線34之液狀體，在本實施形態中係使用 第一液狀體與第二液狀體二種，由於兩者構成大略相似， 故在此統稱為液狀體，進行說明。 用以形成閘極配線34之液狀體，係使用可將作為機能性 材料之導電性微粒子分散至分散媒者。分散至液狀體之導 電性微粒子，除了使用含任一金、銀、銅、鈀、鎳之金屬 微粒子外，尚使用導電性聚合物或超導體的微粒子等。 該等導電性微粒子，為提升分散性，可將有機物等電鍍 至其表面而使用。電鍍至導電性微粒子表面之電鍍材，可 104579.doc -15- 1298649 列舉檸檬酸等。 導電性微粒子的粒徑最好係5 nm以上〇el μηι以下。超過 0· 1 μηι時，容易使後述之液滴噴出裝置口的喷嘴堵塞，而 使液滴噴出法之喷出困難。此外，低於5 nm時，對導電性 微粒子之電鍍材體積比會增大，所得到膜中的有機物比例 會過多。 含有導電性微粒子之液體的分散媒最好係室溫中的蒸汽 • 壓為 0.001 mmHg 以上 200 mmHg 以下（約 〇·133 pa 以上 266〇〇 pa以下）。蒸汽壓超過200 mmHg時，分散媒於噴出後會急 速蒸發，而難以形成良好的膜。 此外，分散媒的蒸汽壓最好係0.001 mmHg以上5〇mmHg =下（約0.133 Pa以上6650 Pa以下）。蒸汽壓超過5〇 mmHg 時，以液滴喷出法噴出液滴時，因乾燥容易引起噴嘴堵 基’而難以穩定的喷出。 丑另一方面，在室溫中的蒸汽壓低於〇 〇〇1 mmHg之低分 鲁政媒之情況，會乾燥較慢而使分散媒易於殘留於膜中，在 之後步驟之熱及/或光處理後，難以得到優質的導電性 膜。 ' 所使用之分散劑係可分散前述導電性微粒子者，只要不 引起减集者，並無特別限制。具體而言，除了水外，可列 舉·甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等之醇類；正庚烷、正辛 烷癸烷、甲苯、二甲苯、甲基異丙基苯、暗煤、茚、雙 戊烯、四氫化萘、十氫化萘、環己基苯等之烴系化合物； 或乙一醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二 104579.doc -16 - 1298649 1 -享f醚、一乙二醇二乙醚、二乙二醇尹乙基醚、 人歹氧基乙烷、雙（2-P氧基乙基）醚、p_二噁烷等醚系 2 口物，再者’碳酸丙烯酯、γ_丁内酯、Ν’基_2·吼嚷炫 :δ々甲基甲醯胺、二甲基亞碉、環己酮等極性化合物。 ^等中’從微粒子分散性與其穩定子生，或容易it用於液滴 土去之”》έ以水、醇類、烴系化合物、醚系化合物為 佳’再者，最佳之分散劑可列舉水、烴系化合物。該等分 散劑可單獨使用’或混合二種以上的混合物而使用。 ‘电f生微粒子的分散質濃度最好係ι質量％以上質量％ 、下可依據所#望㈣電性膜的臈厚進行調整。超過⑽ 質量。/。時容Η起凝集，難以得到均勻的膜。 分液狀體的表面張力最好係〇〇2 N/m以上〇〇7胸以下之 Μ。以液滴噴出法噴出液狀體時’當表面張力未滿〇〇2 N/m時，因油墨組成物對噴嘴表面之浸濕性會增加而易於 產生飛行彎曲，超過〇 07 XT/ + • N/m時，噴嘴前端的彎月面形狀 無法穩定，會導致噴出量、噴出_的控制困難。 為調整表面張力’在不會使與基板之接觸角不當低下之 範圍内，可微量添加氟系、李、 7糸非離子糸4的表面張力 調節劑至前述分散液。非離 … 卞糸录面張力调郎劑可使液濟 對基板的浸濕性良好，改良膜 、w 土卞汪，亚有效防止塗膜 顆粒產生、柚皮產生等。 、 前述分散液依必要，即使不含有酒精n、酮等有 機化合物，也不會有影響。 此外’為使液狀體形成兔聪全 成為膜時的附著性良好，可添加作 104579.doc 1298649 為樹脂成分的黏合劑樹脂。黏合劑樹脂，例如可使用丙 酸與苯乙烯之共聚作用體等。從所形成膜之附著性的觀點 來看’以黏合劑樹脂較多者為佳’但從作為導電性膜的主 功能，亦即從導電性之觀點來看，以少量黏合劑樹脂為 佳0
分散液的黏度最好係1 m pa.s以上5〇 m Pa s以下。以、夜 滴噴出法噴出時’當黏度低於！ m Pa.s時，噴嘴周邊部= 油墨流出而容易污染，此外當黏度超過⑶瓜以”時，噴嘴 孔的阻塞頻率會增加，而難以噴出圓滑的液滴。 (全體閘極配線形成步驟之說明） 在此，沿著圖3的流程圖，再參照圖4〜圖7，說明全體閘 極配線形成步驟。圖3係用以說明閘極配線之圖案形成步 驟的流私圖。圖4(a)係顯示閘極配線的設計圖案圖。圖 4(b)係顯示虛設圖案的設計圖案圖。另外，設計圖案係指 作為欲形成之機能性膜類的圖案，為與以液狀體或膜材料 所實際形成之圖案相區別，而以此方式表現。 在上述之閘極配線34(參照圖2)的圖案形成之前，先預 備基板（圖3之S1 a)。基板材料係依據玻璃、石夕、樹脂等所 製造裝置的種類或該裝置部位而適當選擇，但本實施形辦 中，係使用玻璃基板。且此時，預備與製品所使用相同條 件（材質、表面平滑度等）之基板作為虛設基板（圖3之 Sib)。 其次，對基板表面（形成配線圖案之側面）進行撥液處理 (圖3之S2a)。撥液處理，例如，有在基板表面形成自我組 104579.doc -18- 1298649 織化膜之方法。「自我組織化膜」（sam : seif_
AsSembled-M〇nolayers)係細緻的單分子膜，其藉由將可與 該膜形成面的構成原子相結合之官能基與直鎖分子相結合 之化合物在氣體或液體狀態下與構成面共存，使前述官能 基吸附於膜形成面而與膜形成面的構成原子相結合，且使 直鎖分子形成於膜形成面上。本實施形態中，將基板與十 七碳院基氟四氫癸基乙氧基石夕氧院放入同一密閉容器，藉 由在室溫下放置96小時，形成自我組織化膜。另外，此 時’對之前預備的虛設基板也進行相同條件的撥液處理 (圖 3 之 S2b)。 撥液處理（圖3之S2a)後’在用以形成基板表面的閉極配 線之區域進行親液處理（圖3之S3a)。具體而言，藉由以閑 極配線的，又计圖案（參照圖4(a))，介以脫模之光罩，照射 (電水處理法）電漿狀態的氧，且去除所照射區域的自我組 織化分子或其他附著雜質而進行。 φ 利用該步驟，在基板表面，以閘極配線的設計圖案形成 親液性區域。接著，因該親液性區域外側係形成撥液性區 域，故在後述之圖案形成工序中，可精度佳地形成與設計 圖案一致之液狀體圖案。 此日守’雖然之前預備的虛設基板也進行同樣的親液處理 (圖3之S3b)，但所形成之親液性區域係與正規基板的情況 不同，其係呈如圖4(b)所示的細長帶狀。 上述撥液處理步驟與親液處理步驟係統稱為基板前處理 ^驟°亥基板别處理步驟係為精度佳地形成與設計圖案3 〇 104579.doc -19- 1298649 一致之液狀體圖牵而、4 y a Ώ茶而進行。但是，基板前處理步驟並非進 行後述之圖崇带士、此# N V驟上所需的步驟，在得到本專利發明 的效果上為非必要。 基板前處理步驟，峪 除了上述方法外，也有稱為凸岸形成 之方法，故先說明如下。 凸序形成係使用光阻技術’在基板上沿著設計圖案輪 成凸岸狀树月曰構造體（凸岸）。樹脂係使用丙烯基樹 脂或聚合物樹脂等。
在㈣岸形成之前，也可將基板表面進行親液處理，或 在凸厗形成後，對凸岸部分進行撥液處理。此時之撥液處 理方法命J如，在空氣氣體環境中可使用將四貌甲烧作為 處理氣體之電漿處理法(CF4電漿處理法)。此外，藉由使 用具潑水性之材料(例如具氟基之樹脂材_)作為凸岸樹 脂，也可省略潑水性處理。 親液處理步驟（S3a、S3b)後，為描繪圖4(b)所示的設計 圖案31，對虛設基板進行第二液狀體噴出，以形成虛設圖 案（圖3之S4)。此時，配置於虛設基板上之第二液狀體量 係與為得到作為製品之閘極配線34(參照圖2)的膜厚所需的 量相等。 圖4(b)中’虛設圖案的設計圖案31係由形成為細長帶狀 之帶狀部31A、31B、31C所構成，帶狀部31A的寬度係與 閘極配線的設計圖案30的廣寬部3〇A(對應圖2之廣寬部 34A)的寬度相等。再者’帶狀部31B的寬度係與閉極配線 的設計圖案3 0的閘極電極部3 0B(對應圖2之間極電極邱 104579.doc -20- 1298649 34B)的寬度相等；帶狀部31C的寬度係與閘極配線的設計 圖案30的窄寬部3 〇C(對應圖2之窄寬部34C)的寬度相等。 虛設圖案形成步驟係與之後的子區域設定步驟（圖3之 S5)有密切關係，故留待後面詳細說明。 虚没圖案幵> 成步驟後’將圖4(a)所示閘極配線的設計圖 案30分割為子區域（圖3之子區域設定步驟S5)。該子區域 設定步驟並非對基板進行某種處理，其可說是一種資訊處 理。 _ 圖5係顯示閘極配線之設計圖案的子區域分割一例圖。 該圖中’鄰接的子區域間的界線係以假想線所示界線 5 0a〜5 0e表示。 如圖5所示，設計圖案30係分割為矩形的子區域 40a〜40d。廣寬部30A係由寬度：20 μπιχ長度：50 μηι的子 區域40a、40b所構成。閘極電極部30Β的區域係形成寬 度：10 μπιχ長度：LB1的子區域40c。窄寬部3〇c的區域係 _ 形成寬度·· 7 μπιχ長度：LC1的子區域4〇d。 如此，由複雜形狀所構成之設計圖案30係分割為按固定 寬度與固定長度規定之矩形子區域40a〜40d。子區域設定 有幾點注意事項’由於與上述之虛設圖案形成步驟（圖3之 S4)有密切關係，故該等係留待後面詳細說明。 設定子區域後，與子區域設定後之設計圖案3〇(參考圖 5)—同進行液狀體噴出（圖3之第一描繪步驟S6)。具體而 言，將圖5所示設計圖案30記憶於液滴噴出裝置丨〇〇，並將 已進行基板前處理（圖3之S2a、S3 a)之基板载置於液滴喷出 104579.doc -21 - 1298649 裝置100的載置台121(參照圖υ，以進行液滴噴出法之描 3之說明中’係將該第一描繪步驟所噴出之液狀體作 為第—液狀體」，將後述之第二描繪步驟（圖3之88)所 噴出之液狀體作為「第二液狀體」，以作區別。兩者之組 成可相同’也可不@，但本實施形態中，尤其第一液狀體 係使用添加有黏合劑樹脂者。 圖6係顯示形成於基板上之第一液狀體的部分圖案（線狀 、）平面圖圖中，假想線所示區域係表示圖5所示設計圖 案（子區域）。 如圖6所示，第一描繪步驟中，為描繪設計圖案⑽的界 = 5〇b、50c、50d(參照圖5)，進行液狀體的噴出，以形成 剖面線所示線狀的圖案33b、33c、33d。圖案33b、、 33d可由如同液滴^點份量左右的窄寬所形成。 其次’將第一液狀體的圖案33b、33c、33d乾燥，並將
第一液狀體所包含機能性材料等附著於基板上（圖3之中間 燥乂驟87)。5亥乾燥步驟也可將基板移送至乾燥裝置而 進仃，藉由組合有液滴喷出裝置1〇〇(參照圖”與乾燥裝置 之製造裝置，也可在基板置於載置台121(參照圖1}上時直 接進行。 利用該乾燥步驟，將第一液狀體的分散媒或各種溶劑蒸 發，並在基板上形成作為含有導電性材料之導電性膜的線 狀膜38b、3 8c、3 8d。如此，分別利用線狀膜38|^隔開子區 域40a與子區域4〇d，利用線狀膜38〇隔開子區域4〇a與子區 104579.doc -22- 1298649 域4〇c，線狀膜38d隔開子區域4〇a與子區域4此。 接著，對利用中間乾燥步驟而形成有線狀膜38b、38c、 38d之基板進行第二液狀體的噴出（圖3之第二描繪步驟 S8)。具體而言’為描繪圖6的子區域4〇&、40b、40c、 4〇d，噴出第二液狀體，以形成第二液狀體的圖案。 圖7係顯示形成於基板上之第二液狀體的部分圖案平面 圖。 圖7中’剖面線所示第二液狀體的圖案35&、35b、35c、 3 54係分別形成用以對應圖6的子區域4(^、4〇13、4〇(:、40(1 之圖案。因在基板表面進行與圖4(a)所示閘極配線的設計 圖案30 —致之親液/撥液處理，故可形成具鋒利輪廓之圖 案。 再者’此時’第二液狀體的圖案35a ' 35b、35c、35d係 由線狀膜38b、38c、38d所隔開，鄰接的圖案間不會引發 液狀體的移動。亦即，第二液狀體的圖案35a、35b、 3 5c、35d係分別由獨立的動力學體系所支配，換言之，其 係依據子區域40a、40b、40c、40d的分割（按子區域單 位），進行圖案的控制。 為按子區域單位有效控制第二液狀體的圖案，對應各子 區域之圖案35a、35b、35c、35d最好以線狀膜38b、38c、 38d確實隔開。為此，本實施形態中，設法在第一液狀體 添加黏合劑樹脂，使線狀膜38b、3 8c、38d難以因第二液 狀體而再溶解，且對第二液狀體發揮適度的撥液性。尤 其，形成有線狀膜38b、38c、38d之狀態中，最好決定第 104579.doc -23 - 1298649 液狀體的組成，以使其表面親液性較基板表面的親液區 域提高。 另一方面，為含有黏合劑樹脂，係將線狀膜38b、38c、 38d的電阻提面若干，但因第一液狀體充分含有導電性材 料’作為導電性膜之功能幾乎沒有影響。此外，為盡量擴 大電阻，線狀膜38b、38c、38d的寬度最好係隔開第二液 狀體的圖案35a、35b、35c、35d所需最小限度的寬度。另 _ 外’依據機能性膜種類或所要求的規格（例如，形成著色 膜時），可全部不含有機能性材料而構成第一液狀體。 再者，例如重複第一描繪步驟與中間乾燥步驟等，可形 成較厚的線狀膜38b、38c、38d。如此，可形成更加強力 發揮作為阻止第二液狀體移動之堤防的功用。 第二液狀體的圖案35a、35b、35c、35d形成後，移送至 乾燥裝置等將各基板乾燥（圖3之本乾燥步驟S9)，並將第 二液狀體所含的機能性材料等附著於基板上。此時，第二 • 液狀體的圖案35a、3讣、35c、35d之部分會形成閘極配線 34的主要σρ，與之鈾所形成的線狀膜38b、3gc、ggd—體 化而形成閘極配線34(參照圖2)。一體化之閘極配線34中， 線狀膜38b、38c、38(1所構成的部分係稱為線狀部。 形成有閘極配線34(參照圖2)之基板依必要焙燒後，送 至裝置製造步驟’例如’用作為顯示器裝置的配線等。 (有關圖案準備步驟之詳細說明） 上述之步驟中，虛設圖案形成步驟（圖3之以）、子區域 形成步驟(圖3之S5)係統稱為圖案準備步驟。以下，參照 104579.doc -24- 1298649 圖8、圖9，詳細說明該等步驟。 圖8係顯不形成於虛設基板上之部分虛設圖案的平面 圖，其係顯示對應圖4(b)之帶狀部31八之圖案。 圖8中，第二液狀體（以下簡稱為液狀體）所構成的虛設 圖案32未與作為假想線所示設計圖案的帶狀部 31A—致，
其具有作為等間隔產生之液體積存之鼓脹成形36(膨脹 部）。如此，即使如同設計圖案（帶狀部31八）正確滴入液狀 體（液滴）’基板上的液狀體會有以下情況：受浸濕性或表 面：力等動力學的影響而行動’ ?文變形狀，或引發分裂。 接著況之-係'以細長延伸的設計圖案描繪液狀體 時’會發生鼓脹成形36。根據本專利發明者的見解，認為 該鼓脹成形36會將液狀體集中配置於寬度較窄的區域，導 致出現將高内壓下降者。 另外’雖癌略詳細說明’對應圖4(b)所示之帶狀部 31B、31C之虛設圖案’與圖8之虛設圖案32a相同，於大 致等間隔產生鼓脹成形。鼓脹成形的產生間隔係顯示比圖 案窄寬還短之傾向。 如圖8之虛設圖案32A所示，开彡士、、六 $成液狀體的圖案時而產生 f服成料，會難以形成如同設定圖㈣i㈣，故預知 =發生鼓脹成形的條件係报重要。但是，鼓脹成形產 生條件係取決於親液區域的 親液丨生、撥液區域的撥液性、 液狀體的表面張力、帶狀部 ^ W見度、所配置液狀體之量等 而k化，故難以透過計篡笼七 ^專求出可適用於各種液狀體（機 月匕性材料）、各種圖案之條件。 104579.doc •25· 1298649 δ亥虛没圖案形成步驟係有鑑於該種情事而設置。換言 之’閘極配線的設計圖案30(參照圖4(a))所包含的細長延 伸區域，亦即，藉由以與廣寬部3〇Α、閘極電極部3〇β、 及乍部30C相同寬度的帶狀圖案形成虛設圖案，可知道 與圖案寬度尺寸之關係，以作為鼓脹成形產生條件。 例如，圖8所示虛設圖案32Α之例中，鼓脹成形36的產生 間隔係約90 μιη。因此，認為以圖4(a)的設計圖案3〇一次形 成液狀體的圖案時，在相當於以1〇〇 μπι長度延伸的廣寬部 30Α之區域’會發生鼓脹成形的可能性較高。如圖$所示， 本實施形態中，將廣寬部30Α分割為寬度：2〇 μιηχ長度： 50μιη的矩形子區域4〇a、40b。如此，藉由以虛設圖案32Α 之鼓脹成形36的產生間隔（約9〇 pm)以下的長度，將廣寬 部3 0Α分割為子區域，形成有液狀體的圖案時，可預先防 止鼓脹成形發生。 同樣地’相當於閘極電極部3〇Β或窄寬部3〇c之區域也 疋如此，但本實施形態之情況，因子區域4〇c、4〇d的長度 比在對應V狀部31B、3 1C(參照圖4(b))之虛設圖案所出現 妓服成形的產生間隔短’故反而無須分割。 上述之鼓脹成形產生係液狀體圖案受浸濕性或表面張力 等動力學的影響而改變形狀之其中一例，但除了該種例子 外尚有特徵例，故參照圖9進行說明。圖9係與本實施形態 之比較例，其係顯示液狀體圖案之以往例的剖面圖。 圖9所示液狀體圖案90係相當於圖4(a)的假想線區域£之 處的剖面圖。圖9⑷中，窄寬部9〇c(對應圖4⑷的窄寬部 104579.doc • 26 - 1298649 3〇C)的厚度比廣寬部9〇A(對應圖4⑷的廣寬部3〇A)的厚度 薄。此外’圖9(b)中，無法在窄寬部90C的部分形成液狀 體圖案’圖案90係形成在中途被斷開的形狀。 如此’在與寬度不同的二個區域相接之處，該二區域 (圖9之例中，廣寬部9〇a與窄寬部9〇c)之間會引發液狀體 移動’而產生膜厚不均等之缺點。根據本專利發明者的見 解’認為該種液狀體的移動現象係導因於廣寬部9〇A與窄 籲 I部90〇之液狀體表面的曲率差。亦即，以大致均勻的厚 度構成圖案90時，寬度較窄的窄寬部9〇c的液狀體表面， 其曲率比寬度較廣的廣寬部9〇A的液狀體表面大。接著， 與該曲率差一同，從保持與表面張力均衡的關係至液狀體 内壓會產生差距’故因該内壓差會產生液狀體流動，而在 正常狀態下會形成圖9所示的圖案。 如圖5所不’本實施形態中，如廣寬部3〇A的寬度（2〇 μηι)所規定的子區域4〇a、4〇b、閘極電極部30B的寬度（10 _ μηι)所規定的子區域4〇c、窄寬部30C的寬度（7 μπι)所規定 的子區域40d所示，在以固定寬度所規定的區域將閘極配 線的设什圖案3 0分割。如同矩形可以固定寬度規定形狀之 子區域内，液狀體不會引起上述的流動，可維持穩定的形 狀，且可形成均勻的膜。 另外，可以固定寬度規定的形狀」並不限於如同本實 施形態的矩形。在後述之變形例1〜4說明其變化。 從上述之說明可明白，形成液狀體圖案時，其設計圖案 • 的形狀或尺寸會受到喷出後液狀體舉動很大的影響。根據 104579.doc -27- 1298649 ~ 本發明之圖案形成方法，無論設計圖案的形狀或尺寸，由 於可在子區域單位控制液狀體舉動，可形成精度佳地線寬 或形狀等之圖案。 (變形例1) 圖10係顯示變形例1之閘極配線之設計圖案的子區域分 割圖。以下，與先前之實施形態重複之部分係省略說明， 而以相異點為中心進行變形例1的說明。 _ 如圖10所示，該變形例1中，閘極電極部30B的寬度（1 〇 μπι)所規定的子區域4ic係從閘極電極部3〇b朝廣寬部3〇A 的一部份延伸而設定。此外，廣寬部3〇A係包含2〇 μιηχ2〇 μιη的正方形子區域4U與寬度：2〇 μιηχ長度：7〇之矩 形子區域41 b。 如該變形例1所示，在廣寬部30A與閘極電極部3〇B相接 之處，子區域無須將其連接部分作為邊界而分割。重要地 係分割為「可按大致固定寬度規定的形狀」的子區域，其 • 變化多端。 此外，廣寬部30A的分割並不一定要等分。重要地係分 割為「不會產生鼓脹成形之長度（虛設圖案之鼓脹成形產 生間隔以下的長度）」的子區域，其變化多端。 再者，正方形子區域4la不需區分哪一種寬度哪一種長 度，即使以正方形形成液狀體圖案，該圖案也可維持穩定 的形狀，正方形並非「具大致固定寬度的形狀」之理由不 合理。亦即，本發明中，「可按大致固定寬度規定的形 狀」應特別包含以下觀點：以該種形狀形成圖案時，該圖 104579.doc -28- 1298649 •案是否可維持穩定形狀，而正方形當然包含於此。 (變形例2) 圖11係顯示變形例2之閘極配線之設計圖案的子區域分 割圖。以下，與變形例1及先前之實施形態相重複之部分 係省略說明，而以相異點為中心進行變形例2的說明。 如圖11所示，該變形例2中，閘極電極部3 0B的寬度（10 μιη)所規定的子區域42c、42e係朝γ軸方向分割變形例1之 子區域41C而設定。如此，子區域的設定係將其分割細分 ™ 化而進行。 (變形例3) 圖12係顯示變形例3之閘極配線之設計圖案的子區域分 割圖。以下，與先前之實施形態相重複之部分係省略說 明’而以相異點為中心進行變形例3的說明。 如圖12所示，該變形例3中，廣寬部3〇a係包含不為矩形 之子區域43a、43b。如此，不具有些微階差或曲線輪廓， φ 對於嚴格稱為矩形之形狀，客觀上可按大致固定寬度（該 情況係20 μπι)規定者，係包含在本發明之「可按大致固定 寬度規定的形狀」。 (變形例4) - 圖13係顯示變形例4之電極配線之設計圖案的子區域分 _ 割圖。以下，與先前之實施形態相重複之部分係省略說 明’而以相異點為中心進行變形例4的說明。 圖13中，電極配線之設計圖案6〇係包含：圓形子區域 61a、大致矩形的子區域61b、屈曲的帶狀子區域Η。、及 104579.doc -29- 1298649 梯形的子區域6 1 d、6 1 e。 圓形子區域61 a將其直徑看作寬度時，相對於以其中心 :乍為轉動軸之轉動方向，可看作以固定寬度而規定。此 外與正方形的情況相同，即使以圓形形成液狀體圖案， 圖案也可維持穩定的形狀。亦即，「以固定寬度規定的 形狀」係指相對於並進或轉動的一方向，可按固定寬度 (瓜）規疋之形狀，圓形係包含在本發明之「可按大致固定 _ 寬度規疋的形狀」。再者，如子區域61c之屈曲帶狀，或 如子區域61d、61e之上底與下底之差為小的梯形，亦包含 在本發明之「可按大致固定寬度規定的形狀」。 本么明並不限於上述實施形態。例如，設計圖案即使以 2複數寬度尺寸之區域構成，在形狀或膜厚分佈穩定化的 範圍内’其區域反而不需分割。再者，各實施形態之各構 成可適當組合該等，或省略，或可與未圖示的其他構成相 組合。 • 【圖式間單說明】 圖1係顯示本實施形態之液滴噴出裝置的概略構成立體 圖。 圖2係顯示TFT用閘極配線一例的平面圖。 圖3係用以說明閘極配線之圖案形成步驟的流程圖。 圖4(a)係顯示閘極配線的設計圖案圖；圖係顯示虛 設圖案的設計圖案圖。 . 圖5係顯示閘極配線之設計圖案的子區域分割一例圖。 圖6係顯示形成於基板上之第—液狀體的部分圖案（線狀 104579.doc -30- 1298649 膜）平面圖。 圖7係顯示形成於基板上之第二液狀體的部分圖案平面 圖。 圖8係顯示形成於虛設基板上之部分虛設圖案的平面 圖。 圖9(a)、（b)係與本實施形態之比較例，其顯示液狀體圖 案之以在例的剖面圖。 圖10係顯示變形例1之閘極配線之設計圖案的子區域分 割圖。 圖11係顯示變形例2之閘極配線之設計圖案的子區域分 割圖。 圖12係顯示變形例3之閘極配線之設計圖案的子區域分 割圖。 圖13係顯示變形例4之電性配線之設計圖案的子區域分 割圖。 【主要元件符號說明】 30 30A 30B 30C 31 作為機能性膜之設計圖案的閘極 配線設計圖案 廣寬部 閑極電極部 窄寬部 虛設圖案的設計圖案 31A〜3 1C 帶狀部 32A 虛設圖案 104579.doc -31 - 1298649
33b，33c，33d 第一液狀體之圖案 34 作為機能性膜之閘極配線 34A 廣寬部 34B 閘極電極部 34C 窄寬部 35a〜35d 第二液狀體之圖案（主要部） 36 鼓脹成形 38b〜38d 線狀膜（線狀部） 40a〜40d 子區域 4 la〜4 Id 子區域 42a〜42e 子區域 43a〜43d 子區域 50a〜50e 界線 60 作為機能性膜之設計圖案的電性 配線設計圖案 6 1 a〜6 1 e 子區域 100 液滴喷出裝置 102 喷出口機構部 103 基板機構部 104 液狀體供應部 105 控制部 106 支持腳 107 平台 110 喷出口部 104579.doc -32- 1298649 111 托架 112 托架螺合部 113 Y軸引導 114 Υ軸馬達 120 基板 121 載置台 122 載置台螺合部 123 X軸引導 124 X軸馬達 130 儲槽 131a 管 131b 管 132 泵 133 液狀體 104579.doc - 33 -

Claims (1)

129紙说35024號專利申請案 /?^3月㈣修(更 中文巾睛專利範圍替換本(97年 十、申請專利範圍： 1 · 種圖案形成方法，盆俜使用潘、益+ Λ、 八係使用液滴贺出法，在基板上形 成預定圖案的機能性膜；其特徵在於係具有以下步驟： :區域設定步驟’其係狀複數子區域，用以分割前 述機能性膜的設計圖案； 第描旦步驟，其係配置第一液狀體，以描畫前述子 區域間的界線；及 μ ，描旦^驟，其係在前述第一描晝步驟後，配置第 二液狀體’其係含有具作為前述機能性膜的主機能之機 能性材料，以描晝前述複數子區域。 γ求員1之圖案形成方法，其中具有中間乾燥步驟， 其係在前述第一描晝步驟與前述第二描畫步驟之間，使 配置於前述基板上之第—液狀體乾燥，以形成線狀膜。 士明求項1或2之圖案形成方法，其中前述第一液狀體係 含有前述機能性材料。 4·如睛求項1或2之圖案形成方法，其中前述第一液狀體係 含有前述樹脂成分。 5.如請求項_之圖案形成方法，其中在前述子區域設定 步驟中，係按大致固定寬度設定前述子區域作為可限制 形狀的區域。 6.如請求項1或2之圖案形成方法’其包含使前述機能性膜 的設計目f細長延伸的區域，並纟前述+區域設定步驟 中/σ著剷述所延伸區域的延伸方向，設定前述子區 域’以將該區域分斷為特定長度以下；其中： 104579-970313.doc 1298649 乃年3月(3日修(更)正:射 ^月、』述特疋長度為··在一次配置有前述第二液狀體時所 形成的液狀體圖案中，與大致等間隔出現的膨脹部的該 間隔相等，LV ^ 钿|與前述延伸區域相同寬度的帶狀圖 案。 .如請求項6之圖案形成方法；其中·· 矿/、有虛叹圖案形成步驟，其在前述子區域設定步驟之 =，，於虛設基板上配置前述第二液狀體而形成虛設圖 〇 一以描晝與财述延伸區域相同寬度的帶狀圖案， 1 ·文大致等間隔在前述虛設圖案出現之膨脹部的該 間隔，限制前述特定長度。 9 ::求項1或2之圖案形成方法’其中在形成前述基板圖 二面，係以包圍對應前述機能性膜的設計圖案之區域 的方式，進行有撥液處理或凸岸形成。 於：機此1·生臈’其係由預定圖案所形成者；其特徵在 月1J述機能性膜的圖案係由以下構件所構成： 、=狀部’其係由作為將該圖案分割為複 線的圖案所形成；及 匕埤之界 其係被前述線狀部隔開，且由相當於前述子 &域之圖案所形成； j I t 二少於前述主要部含有機能性材料，其係 述機能性膜的主機能。 作為别 10·如請求項9之機能性膜，其巾 能性材料。 ~+μ線狀部係含有前述機 104579-970313.doc 1298649 『!年 >月〇日修⑵正替換頁 11 ·如請求項9或10之機能性膜，其中前述子區域係按大致 固定寬度形成可限制形狀的區域。
104579-970313.doc
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