TWI343874B - - Google Patents

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TWI343874B
TWI343874B TW093123672A TW93123672A TWI343874B TW I343874 B TWI343874 B TW I343874B TW 093123672 A TW093123672 A TW 093123672A TW 93123672 A TW93123672 A TW 93123672A TW I343874 B TWI343874 B TW I343874B
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Hironobu Iwashita
Kazunori Yamamoto
Shigeru Nishio
Kazuhiro Murata
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Konica Minolta Holdings Inc
Nat Inst Of Advanced Ind Scien
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing

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Description

1343874 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種將液體吐出到基材之液體吐出裝 麗、液吐出方法及電路.基板之配線圖案形成方法£ 【先前技術】 以往的靜電吸引方式的噴墨印表機則例如有記載於特 開平1】-2 7 7 7 4 7號公報(第2圖及第3圖)中者。上述噴墨印 表機具備有:從其前端部吐出墨水之多個的凸狀墨水導引 部 '除了 ®向各墨水導引部的前端而配設外,也祛接地的 對向電極、及針對各墨水導引部將吐出電壓施加在墨水的 吐出電極。此外,其特徵在於:凸狀墨水導引部準備有周 於導引墨水而其狹縫寬度不同的2種形式,藉由個別地使 用可以吐出2種大小的液滴。 此外’該以往的噴墨印表機則藉由將脈衝電壓施加在 吐出電極而吐出墨水液滴,而藉由在吐出電極與對向電極 間所形成的電場將墨水液滴引到對向電極側。 但是對於讓墨水帶電而利用電場的靜電吸引力來吐出 之上述噴墨印表機而言,當將墨水朝向將爲絕緣體的合成 二氧化矽當作受像層的基材吐出時:由於由之前被吐出且 已經附著在基材的墨水液滴所運來的電荷未能逃逸,因此 接下來的墨水液滴會與已經附著之先前的墨水液滴之間會 產生排斥力而散落在其周圍,因此液滴無法到達所設定的 位置而導致解析度降低,且會有噴出而將周圍弄髒之噴濺 -5- (2) (2)1343874 (S p a 11 e I· i n g)現象的問題。 在此則揭露有藉著使用在墨水受理層或支撐體含有第 4級之錢鹽型導電劑,而在2〇t (攝氏2〇度)、3〇%rh時的 墨水受理層的表面電阻設爲9χ10η〔 Ω〕以下的基材,則 由墨水液滴運來的電荷會藉著讓基材之表面電阻降低而逐 一地逃逸’而抑制依序到達的墨水液滴因爲電場而飛散的 先前技術(例如參照特開昭58_】7 73 9〇號公報)。 又揭雜有在Η樹脂片或樹脂披覆片所構成的支撐髖的 上面、下面、側面設有上面導電部、下面導電部 '側面導 迫部’且設有狂上面導電部上的影像受理層,藉著將各導 電層的表面固有電阻設在1 X】〇 | 〇〔 Ω〕以下,將導電層的 厚度設爲〇.]〜2 0 " m ’而由墨水液滴運來的電荷會從支撐 體的導電層逐一地逃逸,而抑制依序到達的墨水液滴因爲 電場而飛散的先前技術(例如參照特開2 〇 〇 〇 _ 2 4 2 〇 2 4號公報 )° 又’以往的靜電吸引方式的噴墨印表機則有記載於特 開平8-238Y74號公報、特開2〇〇〇-〗27410號公報、特開平 1 1 - 1 9 8 3 8 3號公報、特開平1 0 - 2 7 8 2 7 4號公報。該些噴墨印 表機則是在進行吐出墨水的頭設有吐出電極,而在面向離 開頭之一定間隔的位置配置被接地的對向電極,將用紙等 的記錄媒體搬送於該對向電極與頭之間。因此藉由將電壓 施加在吐出電極而讓墨水帶電’而從頭朝著對向電極吐出 墨水。 (3) (3)1343874 【發明內容】 (本發明所欲解決的課題) 然而在上述先前技術中,不管是何者在試圖使所吐出 的液滴微小化時,電場會因爲基材的表面狀態而受到影響 ,而由於液滴的大小無法安定,因此有無法安定地進行正 常的吐出的問題。 亦即,在上述特開平Π- 2 7 7 7 47號公報中所記載的噴 墨印表機,如上矫述般,當將墨子朝身爲絕緣體的基材吐 出時,則由於先前已經附著的墨水液滴之電荷的排斥力, 因!:ΐ會有著陸位置精度降低及液滴的大小不安定的問題。 又,在上述特開昭5 8 - ] 7 7 3 9 0號公報中所記載的基材 或在特開2 0 0 0 - 2 4 2 0 2 4號公報中所記載的支撐體雖然試圖 減低液滴所附著之表面的電阻値,但對於容易受到電場之 影響之較以往爲微小的液滴而言,其效果並不充分,由於 接下來的液滴會受到先前已經到達之液滴的影響而飛散到 其周圍,但會產生其著陸位置精度降低的問題。 又,基材墨水受理層或支撐體的導電層的含水率會因 爲在吐出時之周圍的環境的變化而變化,而使得支撐體的 導電度產生變化,因此會有因爲周圍環境的狀態變化而無 法維持一定之著陸位置精度的問題。 該著陸位置精度的惡化不只會讓印字品質降低,在藉 由噴墨技術利用導電性墨水來描繪電路的配線圖案時則特 別會成爲一個大的問題。亦即,位置精度的惡化不只是無 法描繪出所希望之粗度的配線,也會產生斷線或短路的情 (4) (4)1343874 形。 又,由於接下來之液滴的吐出量會受到先則已'經到達 之液滴的影饗而變動而成爲不安定,因此會有連所形成的 點直徑的大小也會有變成不安定的問題° 更且,對於特開平8 - 2 3 8 7 7 4號公報 '特開2 0 0 0 -]2 74 ] 0號公報、特開平]]-1 9 8 3 8 3號公報、特開平10. 2 7 8 2 7 4號公報的噴墨印表機而言’由於將對向電極面向頭 而配置,因此電場會受到記錄媒體的厚度 '材質Μ齡# ’ 而使得所吐出的墨水量無法一樣’旦由墨水所形成之點的 直徑也會因位置而不同。爲了要解決此一情形’ 然是考 慮將記錄媒體設成導電性’而將記錄媒體當作^向電極來 使用,但還是會有無法應用在絕緣性之記錄媒體的問題。 在此,針對所記載的各發明’其目的在於特別是當所 吐出的液滴是微小時,仍可以安定地吐出一定量的液滴。 (解決課題的手段) 藉由具備有:具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液 滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐出頭,而被施 加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓的吐出電極、將 電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構、接受上述液滴 之吐出而由絕緣性素材所構成的基材、及將上述液體吐出 頭進行吐出的環境維持在露點溫度9度(攝氏9度[。(:〕)以 上’但未滿水的飽和溫度的吐出環境調節機搆而構成的液 體吐出裝置來解決問題。 (5) (5)1343874 或是藉由主要是利用一由具備有:具有從前端部吐出 已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述 液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之 電壓的吐出電極、及將電壓施加在上述吐出電極的電壓施 加機構所構成的液體吐出裝置,而在被維持在露點溫度9 度(攝氏9度〔t〕以上,但未滿水的飽和溫度的環境下, 針對由絕緣性材料所構成的基材將上述液滴吐出的液體吐 出方法而來解決問題。 基材表面的電場則會集中於噴嘴前端而會對讓液滴飛 翔的電場強度帶來影響。所謂的基杧-噴嘴間的電場強度 產生變動是指用於克服在噴嘴前端部之溶液的液面之表靣 張力的靜電力產生變化,而導致叶出量及臨界電壓產生變 動。因此,當將基材設爲絕緣體時,則臨界電壓會因爲絕 對濕度而產生變動。此外,所謂的絕對濕度是指以比來表 示相對於水蒸氣以外的氣體(乾燥氣體)1〔 k g〕所含的水 蒸氣的質量,也可以稱之爲混合比。 因此藉由將該絕對濕度設爲0.007〔 kg/kg〕以上(最好 是在0.01〔kg/kg〕以上,亦即,在大氣壓下將露點溫度 設在9 t (攝氏9度)以上(最好是1 4 t (攝氏1 4度)以上),可 以解決電荷從基材表面洩露到大氣中的情形,而能夠抑制 基材表面之電場的影響。 此外所謂的「露點溫度」是指在氣體中的水分到達飽 和狀態而結霜的溫度。 又,所謂的「基材」是指接受所吐出的溶液之液滴之 (6) (6)1343874 著_象物。因此當例如將有關吐出上述液體的技術應 用在男二印表y h,則通張或投影片等的記錄媒體則相當 於基材’而當利用導電性塗料來形成電路時,則成爲應形 成電路之基底的基板則相當於基材。 又,藉由具備有:具有從前端部吐出已經帶電之溶液 之液滴的嘴嘴的液體吐出頭、被設在上述液健吐出頭而 被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓的吐出電極 、將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構、及由絕緣 性素材所構成,而至少在接受液滴之吐出之範園的表靣電 阻在i ο9〔 Ω /cm2〕以下的基枋衔搆成的液體吐出裝置來 解決問題。 又’藉由主要是利用一由具備有:具有從前端部吐出 匕綠市II之丨谷液之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上流 液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之 電壓的吐出電極、及將電壓施加在上述吐出電極的電壓施 加機構所構成的液體吐出裝置,而針對由絕緣性材料所構 成,但至少在接受液滴吐出的範圍內設有將表面電阻設在 1 Ο9〔 Ω /cm2〕以下之表面處理層的基材將上述液滴吐出 的液滴吐出方法來解決問題。 亦即’藉由將基材的表面電阻設在]Ο9〔 Ω /cm2〕以 下可以解決電荷從基材表面洩露到大氣中的情形,而能夠 抑制基材表面之電場的影響。 又’藉由具備有:具有從前端部吐出已經帶電之溶液 之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐出頭,而 -10 - (7) (7)1343874 被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓的吐出電極 、將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構、及由絕緣 性素材所構成,而至少在接受液滴之吐出之範圍設有表面 電阻在]〇9〔 Ω /cm2〕以下之表面處理層的基材而構成的 液體吐出裝置來解決問題。 或是藉由利用一由具備有:具有從前端部吐出已經帶 電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐 出頭,而被施加有產生用於吐出丄述液滴之電場之電壓的 吐出電極、及將電壓施加在上述吐出電極的電壓旌加機搆 珩構成的液體吐出裝匿,針對虫絕緣性材料所構玟,但至 少在接受液滴吐出的範圍內設有將表面電阻設在1 Ο9 [ Ω /c m 2〕以下之表面處理層的基材將上述液滴吐出的液滴吐 出方法來解決問題。 亦即,藉由在基材設置將表面電阻設在]Ο9〔 Ω /cm2 〕以下之表面處理層,可以解決電荷從基材表面洩露的情 形,而能夠抑制基材表面之電場的影響。 又,藉由具備有:具有從前端部吐出已經帶電之溶液 之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐出頭,而 被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓的吐出電極 、將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構、及由絕緣 性素材所構成,而至少在接受液滴之吐出之範圍設有藉由 塗佈界面活性劑而形成之表面處理層的基材而構成的液體 吐出裝置來解決問題。 或是藉由利用一由具備有:具有從前端部吐出已經帶 -11 - (8) (8)1343874 電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐 出頭,而被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓的 吐出電極、及將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構 所構成的液體吐出裝置,針對由絕緣性素材所構成·而至 少在接受液滴之吐出之範圍設有藉由塗佈界面活性劑而形 成之表面處理層的基材將上述液滴吐出的液滴吐出方法來 解決問題。 亦即,藉由將界面活性劑塗佈在基材而髟成表面處理 層可以解決電荷從基材表面洩露的情形•而能夠抑制基材 表面之電場的影響。 又,藉由主要針對在由絕緣性素材所構成之基板之表 面之至少可接受吐出已經帶電之溶液之液滴的範園內藉由 塗佈界面活性劑而形成表面處理層,除了將吐出電壓施加 在噴嘴內的溶液外|也從上述噴嘴的前端部將上述液滴吐 出到上述基板的表面處理層,在上述所吐出的液滴經過乾 燥、固化後除去已附著有該液滴的部分而除去表面處理層 的液體吐出方法來解決問題= 亦即,除了減低基材的表面電阻而可以解決電荷從基 材表面洩露的情形,抑制基材表面之電場的影響外,除了 液滴著陸的部分外,也從基板除去界面活性劑,可以消除 因爲該界面活性劑的表面電阻降低而造成漏電等的情形。 又,藉由具備有:具有從前端部吐出已經帶電之溶液 之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐出頭,而 被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓的吐出電極 -12 - (9)1343874 、當將接受上述液滴吐出之絕緣性基板之表面電 値設爲 vniax [ V〕、最小値設爲 v,n,n [ V〕時, 號波形之至少一部分的電壓値滿足次式(A )的 V 信號波形的電壓施加在上述吐出電極的電壓施加 成的液體吐出裝置來解決問題。 或是藉由針對在由絕緣性素材所構成之基板 至少可接受吐出已經帶電之溶液之液滴的範園內 界面活性劑而形成表面處理層,除了將吐岀電壓 嘴內的溶液外,也從上述噴嘴的前端部將上述液 上述基板的表Ώ處理層,在上述衔吐出的液滴經 固化後除去已附著有該液滴的部分而除去表面處 體吐出方法來解決問題。 在該液體吐出方法中,在將電壓施加在吐出 最好是測量絕緣性基材的表面電位分佈而求取上 Vmax〔 V〕與最小値 Vni,n〔 V〕。 (數])
但V I m a X . m i η I是根據次式(B )來決定,而V 次式(C )來決定。 位的最大 會將在信 s〔 V〕的 機構而構 之表面之 藉由塗佈 施加在噴 滴吐出到 過乾燥、 理層的液 電極之前 述最大値 (Α) id是根據 (數2) 獅丨
⑻ (10)1343874 (數3) V. mid. V +1/ . max_ιτηη Ο (C) 如上所述般,若被輸出到吐出電極之信號波形之至少 一部分的電壓値滿足 V s,則在絕緣性基材之表面之任意 位置的表面電位的影饗會變小,而能夠使與吐出有關的電 場大約相同。 又,藉由具備有:具有從前端部吐出已經帶電之溶液 之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐出頭,而 被施加有產生E於吐出上述液滴之電場之電壓的吐出電極 、接受上述液滴之吐出之絕緣性基材之表靣電位的檢測機 構、及當將接受上述液滴吐出之絕緣性基《之表面電位的 最大値設爲 v,nax〔 V〕、最小値設爲 Vm,n〔 V〕時,則將 在信號波形之至少一部分的電壓値滿足上述式(A)的 Vs [ V〕的信號波形的電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機 構而構成的液體吐出裝置來解決問題。 在上述液體吐出裝置中,藉由檢測機構來檢測絕緣性 基材的表面電位,而從該檢測來求取表面電位的最大値爲 vma、.〔 V〕,最小値爲 vmin〔 V〕。藉此,根據電壓施加 機構來施加信號波形之至少一部分的電壓値滿足上述式 (A )的V s〔 V〕的信號波形的電壓。 藉此,在絕緣性基材之表面之任意位置的表面電位的 影響會變小•而能夠使與吐出有關的電場大約相同。 又,也可以針對吐出電極施加滿足上述式(A)的Vs之 -14 - (11) (11)1343874 脈衝電壓的信號波形的電壓。 施加在吐出電極的電壓即使是一維持一定電位的信號 波形,則在絕緣性基材之表面之任意位置的表面電位的影 響也會變小,而能夠使與吐出有關的電場大約相同。 此外,設爲一定的電位的絕對値最好是在V ! max_nl,n i 的5倍以上,又更好是在1 0倍以上。 又,也可以針對吐出電極施加滿足上述式(Α)的Vs之 脈衝電壓的信號波形的電壓。 此時最好被施加在吐出電極之脈衝電壓的最大値較 v m i d大*而脈衝電壓的最小値較V m i d小》 又,此時最好是滿足在脈衝電壓的最大値與 V m , d的 差、及 V„,,d脈衝電壓的最小値的差中,其中一個的差較 另一個差爲大的條件。 施加在吐出電極的電壓即使是一維持一定電位的信號 波形,則在絕緣性基材之表面之任意位置的表面電位的影 響也會變小,而能夠使與吐出有關的電場大約相同。 此外,脈衝電壓之最大値的絕對値、最小値的絕對値 之其中一者最好是在 Vi niax_m,n !的5倍以上,又更好是在 1 〇倍以上。 又,藉由具備有:具有從前端部吐出已經帶電之溶液 之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體吐出頭,而 被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓的吐出電極 、將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構、及面向接 受上述液滴之吐出的絕緣性基板而配置,而除去該絕緣性 -15 - (12) (12)1343874 基板之帶電的除電器而構成的液體吐出裝置來解決問題。 又,藉由是利用一由具備有:與有從前端部吐出已經 帶電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出頭、被設在上述液體 吐出頭,而被施加有產生用於吐出上述液滴之電場之電壓 的吐出電極、及將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機 構所構成的液體吐出裝置,而在將吐出電壓施加在上述吐 出電極而吐出上述液滴之前會除去上述絕緣性基材的帶電 的液滴吐出方法來解決問題。 藉由除S絕緣性基材之表面的帶语可以減小絕緣性基 材的表面電伫.且能约使得絕緣性驺材之表面電位的涅動 成爲一樣。 又,除電器除了使用面向接受液滴吐出之絕緣性基材 而配置的除電用電極外,也能夠將交流電壓施加在除電用 電極。又,該除電用電極也可以共用與吐出電極相同的電 極6 藉由將交流電壓施加在面向絕緣性基材的除電用電極 ’能夠除去絕緣性基材的表面的帶電而減小絕緣性基材的 表面電位,且能夠使得絕緣性基材之表面電位的變動成爲 一樣。 又,除電器可以使用電暈放電方式的除電器。或是使 用將光照射在絕緣性基材之方式的除電器^ 此外,以除電器所照射的光的波長則只要是能夠藉由 照射該光來除電即可,並未特別加以限定,也可以是軟χ 線、紫外線、σ線£ -16 - (13) (13)1343874 此外,最好液體吐出頭之噴嘴的內部直徑在2 Ο〔 // m 〕。藉此,電場強度分佈變狹窄,而能夠讓電場集中。結 果所形成的液滴可以微小,且形狀也得以安定。又,液滴 在剛從噴嘴吐出後,雖然會藉由電場與電荷之間所作用的 靜電力而被加速,但當從噴嘴離開時,由於電場會急速地 降低,因此之後會因爲空氣阻力而被減速。然而爲微小液 滴且電場集中的液滴則會隨著接近基材而被在基材側所誘 發的逆極性的電荷所拉近◊藉此能夠以微小液滴的彤態著 陸於基材側。 另一方面,雖然液滴的微小化可以得到電場集中的效 果,但是另一方面,當基板側的表面的電場分佈不均勻時 ,則液滴愈微小愈容易受到根據基材的表面狀態而變動之 電場的影響。 然而由於上述各種的發明可以抑制由電場不均勻所造 成的影響,因此只要是微小的液滴皆能夠更有效地且顯著 地提高吐出的安定性。 又,噴嘴的內部直徑最好在8〔 μ m〕以下。藉著將 噴嘴直徑設爲8〔 a m〕以下更能夠讓電場集中。由於能 夠減低因爲液滴的微小化與在飛翔時對向電極之距離的變 動對於電場強度分佈所造成的影響,因此能夠減低對向電 極的位置精度或基材的特性或厚度對於液滴形狀所造成的 影響或對於著陸精度所造成的影響。 更且,藉由提高電場集中的程度可以減輕因爲在作多 噴嘴化時之噴嘴的高密度化而成爲問題之電場串擾所造成 -17 - (14) (14)1343874 的影響,而能夠更進一步的高密度化。 更且,藉著將噴嘴直徑設爲4 [ μ m〕以下能夠顯著 地讓電場集中,而可以提高最大電場強度,且能夠達到形 狀安定之液滴的超微小化與加大液滴之初期吐出速。藉此 ,藉由提高飛翔安定性更能夠提高著陸精度,且可以提高 吐出響應性。 更且,藉由提高電場集中的程度可以較不會受到因爲 在作多噴嘴化時之噴嘴的高密度化而成爲問題之電場串擾 所造成的影響,而能夠更進·-步的高密度化。 又,在上述構成中,噴嘴的內部直徑最好較2〔 y m 〕爲大。由於藉著將噴嘴的內部設成較2〔 y m〕爲大能 夠提高液滴的帶電效率,因此可以提高液滴的吐出安定性 〇 此外,在以下的說明中,當未記載爲噴嘴的內部直徑 而是稱爲噴嘴直徑時,則也是表示位於吐出液滴之前端部 之噴嘴的內部直徑。此外,在噴嘴內的液體吐出孔的斷面 形狀並不限定於圓形。例如當液體吐出孔的斷面形狀爲多 角形、星形等其他的形狀時,則內部直徑是指該斷面形狀 之外接圓的直徑。以下,當稱爲噴嘴直徑或噴嘴之前端部 的內部直徑時,則也是與進行其他之數値限定時相同。又 當稱爲噴嘴半徑時,則是表示該噴嘴直徑(噴嘴之前端部 的內部直徑)之]/ 2的長度。 更且,在上述液體吐出裝置中, (υ最好是以電氣絕緣材料來形成噴嘴,而將用於施 -18 - (15) 1343874 加吐出電壓的電極插入到噴嘴內或是形成電鍵層以當作該 電極來使用。 (2 )在上述各發明的構成或上述(])的搆成中,除了將 用於施加吐出電壓的電極插入到噴嘴內或是形成電鍍層以 當作該電極來使用外,最好也在噴嘴的外側也設置吐出用 的電極。 噴嘴之外側的吐出届的電極例如被設在噴嘴的前端側 端面或是噴嘴的前端部側之側面的整周或萣一部分。 13)在上述各發明的構成或上述(])或(2)的構成中·最 好旌加在噴嘴的電壓V是在以 (數4) h
(1) 所表示的領域中驅動。 但是r :溶液的表面張力(N / m)、£ 〇 :真空的介電常 數(F/m)、d :噴嘴直徑(m)、h :噴嘴-基材間距離' k :與 噴嘴形狀有關的比例常數(].5 < k < 8 . 5 )。 (4 )上述各發明的構成或上述(1 )、( 2 )或(3 )的構成中, 最好所施加的任意波形電壓在]〇 〇 〇 V以下。 藉由將吐出電壓的上限値如此地設定,除了容易進行 吐出控制外,藉由提高裝置的耐久性及執行安全對策很容 易提高確實性。 -19 - (16) 1343874 (5 )上述各發明的構成或上述(])、(2 )、( 3 )或(4 )的構 成中,最好所施加的吐出電壓在5 Ο Ο V以下。 藉由將吐出電壓的上限値如此地設定,除了容易進行 吐出控制外,藉由提高裝置的耐久性及執行安全對策很容 易提尚確貫性。
(6 )上述各發明的構成或上述(])〜(5 )之任一個的構成 中,最好將噴嘴與基板的距離設在5 0 0 [ v m〕以下,則 即使當將噴直徑設爲微細時也可以得到高的著陸精度。 (7 )上述各發明的構成或上述(1 )〜(6 )之任一個的構成 & ·最好是將壓力旌加在噴嘴內的溶液。 (8 )上述各發明的構成或上述(])〜(6)之任一個的構成 中,當藉由單一的噴嘴來吐出時,則可以施加根據 (數5)
σ (2) 所決定之時間常數Γ以上的脈衝寬度△ t。但是£ : 溶液的介電常數値(F/m ) ' σ :溶液的導電常數(S /m )。 又,藉由使用上述液體吐出方法之其中一者來吐出金 屬塗料能夠形成電路基板的配線圖案。 此時,最好是在形成配線圖案後除去界面活性劑。藉 此能夠避免因爲界面活性劑之表面電阻的減低所造成的短 路情形。 -20 - (17) (17)1343874 (發明效果) 當將進行液滴吐出的環境維持在露點溫度9 °C (攝氏9 度)以上,且在不足水的飽和溫度以下時,則即使絕對濕 度成爲0.0 0 7〔 kg/kg〕以上,而將基材設爲絕緣體時,也 能夠有效地讓電荷從基材表面洩露而抑制基材表面的電場 的影響,除了能提高液滴的著陸位置精度外,也能夠抑制 吐出液滴及著陸點之直徑之大小的變動而能夠達成安定化 c 又,藉由設成不足飽和溫度能夠避免吐出頭或基材發 生結霜。 又,當在基材之表面之至少接受液滴吐出的範圍內 將表面阻力設爲1 〇9〔 Ω / c m2〕以下時、或當在基材之 表面之至少接受液滴吐出的範圍內設置將表面阻力設爲 ]0 9〔 Ω / c m 2〕以下的表面處理層時 '或藉由塗佈界面活 性劑而設置表面處理層時,能夠有效地讓電荷從基材表面 洩露而抑制基材表面的電場的影響,除了能提高液滴的著 陸位置精度外,也能夠抑制吐出液滴及著陸點之直徑之大 小的變動而能夠達成安定化。 又,對於在事先將界面活性劑塗佈在基材的表面後才 接受液滴之著陸的液體吐出方法而言,能夠減低基材的表 面阻力,減少電荷從基材表面的漏洩情形,而抑制基材表 面的電場的影響。 更且,除了液滴著陸的部分外,當從基材除去界面活 性劑時,則能夠防止因爲該界面活性劑之表面電阻降低而 -21 - (18) (18)1343874 造成漏電等的情形。又,在針對基材的之後的處理或當在 以後的使用中因爲附著界面活性劑而產生問題時’則可以 解決該問題。 特別是藉由將由上述構成所構成之液體的吐出方法應 用於電路基板的配線圖案形成方法’除了能夠根據所希望 的配線圖案讓作爲液滴的金屬塗料著陸外,在形成配線圖 案後除去界面活性劑,則可以形成除了配線圖案外其他會 顯現出高的絕緣性,而不會產生短路等情形之微細且緻密 的配線圖案。 又,當將滿足上述式(A )的 V s〔 V〕的信號波形的電 壓施加在吐出電極時,由於絕緣性基材的表面電位較不會 對有吐出相關的電場的大小帶來影響,因此即使接受所叶 出之液體的基材是絕緣性基材,則也能夠將從吐出口所吐 出的液體的量設爲相同。 又,由於藉由除去絕緣性基材的表面的帶電能夠使絕 緣性基材的表面電位成爲相同,因此使接受所吐出之液體 的基材是絕緣性基材,則也能夠將從吐出口所吐出的液體 的量設爲相同。 此時,藉由吐出電極兼作爲除電用電極,則能夠使液 體吐出裝置的構成設成簡單。 又’藉由將液體吐出頭的噴嘴直徑加以微小化,則能 夠使電場強度分佈變的狹窄而使得電場集中。結果除了所 形成的液滴微小且形狀得以安定化外,也能夠減低總施加 電壓。 -22- (19) (19)1343874 另一方面,雖然當在基材側的表面電位產生不均時容 易受到影響,但由於藉由上述各構成能夠抑制其所造成的 影響,因此對於微小液滴也能夠進行安定的吐出。 【實施方式】 以下則請參照圖面來說明實施本發明之最佳實施例。 但是以下所述的實施形態雖然附加了在技術上對於實施本 發明最佳的各種的限定,但並非是將發明的範園限定於以 下的實施形態及圖示例。 在以下的各實施形態中所說明之液體吐出裝置之噴嘴 直徑(內部直徑)最好是在2 5〔 v m〕以下,再好是在2 0〔 A m〕以下,再再好是]0 [ e m〕以下,又更好是8〔 m 〕以下,再更好是4〔 /i m〕以下。又,噴嘴直徑最好是 較0.2〔 μ m〕爲大。以下請一邊參照圖1〜圖6 —邊說明噴 嘴直徑與電場強度的關係如下。對應於圖]〜圖6將噴嘴直 徑設爲Φ 〇 · 2 ' 0.4、1、8、2 0〔 # m〕以及作爲參考之以 往所使用之噴嘴直徑爲Φ 5 0〔以m〕時的電場強度分佈。 在此,在各圖中,所謂的噴嘴中心位置是表示噴嘴之 液體吐出孔之液體吐出面的中心位置。又,圖1 A〜圖6A 爲表示當將噴嘴與對向電極的距離設定爲2 0 0 0〔# m〕時 的電場強度分佈、圖]B〜圖6 B爲表示當將噴嘴與對向電 極的距離設定爲1 0 0〔 /i m〕時的電場強度分佈。此外, 施加電壓則各條件皆設爲一定的2 00〔 V〕。圖中的分布 線則表示電荷強度從】X】〇6 [ V/m〕到1 X ) 07 [ V/m〕爲止 -23 - (20) 1343874 的範圍。 圖7爲表示在各條件下之最大電場強度的圖表。 從圖1〜圖6可知當噴嘴直徑在2 0〔 " m〕(圖5 )以上時 ,則電場強度分佈會擴大到寬廣的面積。又,從圖7的圖 表可知噴嘴與對向電極的距離會影響到電場強度。 由上可知,當噴嘴直徑在Φ 8 [ A' m〕(圖4 )以下時, 除了電場強度集中外,對向電極的距離的變動對於電場強 度分佈幾乎不會造成影響。因此,若噴嘴直徑在Φ8〔 〕以下時,則不會受到對向電極的位置精度及基材之材料 特性的變動或厚度的變動的影響而能约進行安定的吐出。 接著則將上述噴嘴的噴嘴直徑與當液面位於噴嘴之前 ίίΑ置時之最大Μ場強度Z咸係表示7:1:圖8。 由圖S所示圖形可知,當噴嘴直徑在Φ 4〔 ν m〕(圖4 ) 以下時,則電場集中會極端地變大而提高最大電場強度。 藉此,由於能夠加大溶液之初期吐出速度,因此當除了增 加液滴的飛翔安定行外,由於在噴嘴前端部之電荷的移動 速度增加,因此能夠提高吐出響應性。 接著針對在所吐出之液滴中之可帶電之最大電荷量說 明如下。在液滴中可帶電的電荷量則是以已考慮到液滴之 雷里分裂(雷里界限)之以下的(3)式來表示。 (數6) 3 (3) 8x X (£·〇 X y X —) -24 - (21) (21)1343874 在此q爲給予雷里界限的電荷量(C)、ε q爲真空的介 電常數(F/m)、Y爲溶液的表面張力(N/m)、d〇爲液滴的直 徑(m )。 在上述式(3 )中所求得的電荷量q雖然愈接近雷里界 限値,即使是相同的電場強度其靜電力會更強而提高吐出 的安定性,但是當太接近雷里界限値時,則反而在噴嘴的 液體吐出孔會發生溶液的霧散現象而欠缺吐出安定性。 在此將噴嘴的噴嘴直徑與在噴嘴前端部所吐出的液滴 開始飛翔的開始吐出電壓、在該初期吐出液滴之雷里界限 的電壓値及開始吐出電壓與雷里界限電歷値之比的關係表 示在圖9。 由圖9所示的圖形可知,在噴嘴直徑從Φ 0.2〔 y m〕 到Φ4〔以m〕的範圍內,開始吐出電壓與雷里界限電壓 値之比超過〇 . 6,即使是比較低的吐出電壓也能夠帶給液 滴比較大的帶電量,結果液滴的帶電效率會變好,而在該 範圍內可進行安定的吐出。 例如在表示圖1 〇 A及圖]0B所示的噴嘴直徑與將噴嘴 前端部的強電場(1 X 1 〇6〔 V/m〕以上)的領域以距離噴嘴 之中心位置的距離所表示的値之關係的圖形中,則知當噴 嘴直徑在Φ 〇 . 2〔# m〕以下時,電場集中的領域會極端地 變窄。而此則表示所吐出的液滴無法充分地接受用於加速 的能量而導致飛翔安定性降低。因此最好將噴嘴直徑設成 較 Φ 0.2〔 m〕爲大。 -25- (22)1343874 (第1實施形態) (液體吐出裝置的整體構成) 以下則根據圖1 ]至圖1 4來說明本發明之實 體吐出裝置1 0。圖Μ爲表示液體吐出裝置1 0之 方塊圖。 該液體吐出裝置】〇具備有:基材κ、將已 的液滴吐出到基材Κ的液體吐出機構5 0、用 吐出機構5 0及吐出液滴所著陸之基材 Κ的恆 對在恆溫槽4 1內的環境進行溫濕度之調節而作 調節機構的空調機7 〇、除去在恆温槽4 1與空調 環之空氣的灰塵的空氣濾淸器42、檢測恆溫槽 部之壓力差的差壓計4 3、調節在恆溫槽4 1與空 之空氣的循環流量的流量調節閥44、調節在恆 調機7 〇之間循環之空氣的排氣Μ之流童的排氣 4 5、檢測在恆溫槽4 1內之露點的露點計4 6、及 量調節閥4 4、排氣流量調節閥4 5、空調機7 0之 裝置60。 以下則針對各部分詳細地說明。 在藉由上述液體吐出裝置]〇進行吐出的溶 無機液體使用 C0C12、HBR ' HN〇3、H3PO, S0C12、fso3h等。有機液體則有甲醇、正丙 、正丁醇' 2 -曱基-1-丙醇、tert-丁醇、4 -甲3 苯甲醇、α — 8 -二醇、乙二醇、丙三醇、二甘醇 的醇類;苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚等的 施形態之液 槪略構造的 帶電之溶液 於收容液體 溫槽4 1、針 爲吐出環境 機7 〇之間循 4 1內部與外 調機7 〇之間 溫槽4 1與空 流量調節閥 用於控制流 動作的控制 液的例子則 、H2S〇4 、 醇、異丙醇 5 - 2 -戊醇、 、三甘醇等 苯酚類:二 -26- (23) (23)1343874 噁烷、二呋喃醛乙二醇二甲醚、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑 、丁基溶纖劑、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙酸丁基卡必 酯、表氯醇等的醚類;丙酮、甲乙酮、2-甲基-4-戊酮、 苯乙酮等的酮類;甲酸、乙酸、二m乙酸、三氯乙酸等的 脂肪酸類;甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、 乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、乙酸正 戊酯、丙酸乙酯、乳酸乙酯、安息香酸甲酯、丙二酸二乙 酯、苯二酸二甲酯、苯二酸二乙酯、碳酸二乙酯 '碳酸乙 二酯、碳酸丙二酯、乙酸溶纖劑、乙酸丁基卜下必酯、乙 醯乙酸乙酯、氛基乙酸曱酯、氯基乙陵乙酯等的酯類;硝 基甲烷、硝基苯、乙腈、丙腈、丁二腈、戊腈、苯曱腈、 乙胺、二乙胺、乙二胺、苯胺、N -甲基苯胺、N,N -二φ 基苯胺、鄰甲苯胺、對甲苯胺、哌啶、吼啶、α -甲基吡 啶、2,6 -二曱基吡啶、D奎啉、丙二胺、甲醯胺' Ν -甲基 甲醯胺、Ν,Ν -二甲基甲醯胺、Ν,Ν -二乙基甲醯胺、乙 醯胺、Ν -甲基乙醯胺、Ν -甲基丙醯胺、Ν,Ν,Ν ’,Ν'-四 甲基尿素、Ν -甲基吡咯烷酮等的含氮化合物類;二甲基亞 砸、環丁砸等的含硫化合物類;苯、對甲基異丙基苯、萘 、環己基苯 '環己烯等的碳化氫類;1,]-二氯乙烷、I, 2 -二氯乙烷、〗,1,1-三氯乙烷、1,1,1,2 -四氯乙烷 、1,1,2,2 -四氯乙烷、五氯乙烷、1,2 -二氯乙烯(順) 、四氯乙焼、2-氣丁院、1-氛-2 -甲基丙院、2 -氯-2-甲基 丙烷、溴甲烷、三溴甲烷、1 -溴丙烷等的鹵化碳化氫類等 。又,也可以將二種以上的上述各液體加以混合而當作溶 -27 - (24) (24)1343874 液來使用。 更者’當將含有許多之高電氣傳導率之物質(銀粉)等 的導電性塗料當作溶液來使用而吐出時,則溶解或分散在 上述液體的目的物質,則除了會不噴嘴造成堵塞的粗大粒 子外’則未特別加以限制。對於PDP、CRT、FED等的螢 光體可以無特別限制垲使周以往所知道的東西。例如紅色 螢光體可以是(Y ’ C d ) B 0 3 : E u、Y 0 3 : E u等、綠色螢光 體可以是 Μ. π、B a A 1 ! 2 0 ! 9 : μ η、( B a,S r,M g) 0 . a -A 12 0 3 : Μ n等、青色螢光體可以是B a M g A 1 , 4 Ο 2 3 : E u、 BaMgAl1(J〇17: Eu等。爲了要將上述的目的物質強固地接 者在記錄媒體上則最好是添加各種的黏合劑。所使用的黏 合劑例如是乙基纖維素、甲基纖維素、硝化纖維素、乙酸 纖維累 '烴乙基纖維素等的纖維素及其衍生物、醇酸樹脂 聚恶丙烧酸、聚甲基丙烯酸甲酯、2_甲基丙烯酸2_乙基乙 酉曰.甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯 _ 2 -羥乙基酯共聚物等的(甲基)丙烯酸樹脂及其金屬鹽; π N-異丙基丙烯醯胺、聚N,…二甲基丙烯醯胺等的聚( 甲基)丙烯醯胺樹脂;聚苯乙烯丙烯腈·苯乙烯共聚物 本乙烯.馬來酸共聚物 '苯乙烯.異戊二烯共聚物等的 本乙烯系樹脂;苯乙烯.甲基丙烯酸正丁酯共聚物等的苯 烯丙烯酸樹脂;飽和、不飽和的各種聚酯樹脂;聚丙 燒笑6Λ - " '水烯烴系樹脂·’聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等的鹵化聚 ° + ,聚乙酸乙烯酯、氯化乙烯.乙酸乙烯酯共聚物等的 噚系樹脂,聚碳酸酯樹脂;環氧樹脂;聚胺基甲酸酯: -28- (25) (25)1343874 聚乙烯甲縮醛、聚乙烯丁縮醛、聚乙烯聚甲醛等的聚甲醛 樹脂;乙烯·乙酸乙烯共聚物、乙烯·丙烯酸乙酯共聚合 樹脂等的聚乙烯樹脂;苯鳥糞胺等的醯胺樹脂;尿素樹脂 ;蜜胺樹脂;聚乙烯醇樹脂及其陰離子陽離子變性;聚乙 烯吡咯烷酮及其共聚物;聚乙烯氧化物、羧化聚乙烯氧化 拘等的環氧化物留獨聚合拘、共聚物及架橋體;聚乙二醇 、聚丙撑二醇等的聚烯烴乙二醇;聚醚多醇;SBR、NBR 乳膠;糊精;褐藻酸鈉;明膠及其衍生物、酪蛋白、木槿 屬、西黃蓍膠橡膠、支鏈澱粉、阿拉伯樹膠、刺槐豆膠、 耳豆膠、杲膠、鹿角菜膠、膠、白蛋白、各種Μ粉類、玉 米澱粉、蒴篛、紅紫菜、瓊脂、大豆蛋白質等的天然或半 合成樹脂;萜烴樹脂;酮類樹脂;松香及松香酯;聚乙曱 _、聚乙烯亞胺、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸等。該些的 樹脂不只是均聚物,在相溶的範圍內可以混合使用。 當將液體吐出裝置1 〇當作圖案化(P a 11 e r i n g)方法來使 闬時,則代表的例子可以使用在顯示器用途上。具體地說 可以形成電漿顯示器的螢光體,形成電漿顯示器的肋部 (rib)、形成電漿顯示器的電極、形成CRT的營光體,形 成FED的肋部,液晶顯示器用濾色器(RGB著色層、黑色 矩陣層)、液晶顯示器用間隔件spacer(與黑色矩陣對應的 圖案、點圖案等)等。在此所謂的肋部(rib)—般意味著障 壁,當以電漿顯示器爲例時則是用來將各色的電漿領域分 離。至於其他的用途在微透鏡(microlens) '半導體用途上 則是塗佈強介電體、導電性塗料(配線、天線)等的圖案, -29- (26) (26)1343874 在圖形(graphic)用途上則是一般印刷,對特殊媒體(薄膜 、布、鋼板等)的印刷、曲面印刷,各種印刷物的刷板, 在加工用途上則是應用在塗佈利用黏著材、封止材等的本 發明,在生物、醫療用途止則是應用在塗佈醫藥品(將多 種微量的成分混合)、遺傳基因診斷用試料等。 (基材) 基材K則使用(1 )由其表面電阻在1 09〔 Ω / c m 2〕以下 的素材所形成者,(2)己形成有以絕緣材料作爲母材,而 由在進行液滴吐出之其表面部的表画電陪在】0 9〔 Ω / c m 2 〕以下的素材所構成之表面處理層者,(3 )除了由絕緣材 料所構成外,在進行液滴吐出的其表面部塗佈界面活性劑 而形成表面處理層者之其中一者。 不管是什麼情形,當在基材K的表面部已附著了已 帶電的液滴時,由於其表面部的電阻値低,因此就該液滴 電荷會從基材表面洩漏而抑制對基材表面的電場所造成的 影響。 針對上述(2 )的基材K的絕緣體表面形成表面處理層 的方法則有以下的方法。 藉由化學電鍍、真空蒸鍍、噴濺等在表面形成金屬膜 〇 又,另一方面則有將導電性高分子的溶液,己經混入 有金屬粉、金屬纖維、碳黑(carbon black),碳纖維、氧 化錫•氧化銦等的金屬氧化物,有機半導體等的溶液,以 -30- (27) (27)1343874 及已經溶解有界面活性劑的溶液塗佈(c o a t i n g )在絕緣體表 面的方法。塗佈(coating)方法可以是噴霧(spray)塗佈、浸 漬(dipping)塗佈、刷毛塗佈、布塗佈、滾筒(roll)塗佈、 金屬絲(wire bar)塗佈、押出塗佈、旋轉塗佈(spin c〇at)等 ,而可以是其中任—者。 而將界靣活性劑塗倚在上述(3 )之基材K之針對絕緣 體表面形成表面處理層的方法則可以使用低分子量的界面 活性劑。由於低分子量的界面活性劑可以藉由洗淨、布擦 拭等很容易從基材除去界面活性劑、或是由於耐熱性低而 藉由加熱予以分解除去,因此對於事先將低分子量的界面 活性劑塗佈在基材表面,而在液滴吐出結束後除去不需要 的表面處理層的情形最爲合適。藉此液體吐出裝蘆2 0可以 用於形成後述之己維持基材表面之絕緣性的電路。 此外,該低分子量的界面活性劑,由於對溫度的相關 性高,因此必須藉由空調機7 0將恆溫槽4】內部調節成必要 之絕對濕度的環境,而在描畫前最好至少將己經塗佈好 (c 〇 a t i n g)界面活性劑的基材K靜置1個小時以上。 低分子量的界面活性劑,非離子系可以是甘油脂肪酸 酯、聚環氧乙烷、烷基醚、聚烴基乙烯烷基、二苯醚、N ,N -二(2 -羥乙基)、烷基胺(烷基二乙醇胺)、N_2_羥乙基· N-2-羥烷基胺(羥烷基乙醇胺)、聚環氧乙烷烷基胺、聚環 氧乙烷、烷基胺脂肪酸酯、烷基二乙醇醯胺、烷基磺酸鹽 、烷基苯磺酸鹽、烷基磷酸酯、四烷基銨鹽、三烷苯偶醯 (trialkyl benzyl)、銨鹽、烷基甜菜鹼(alkyl betaine)烷基 -31 - (28) (28)1343874 咪 11坐甜菜鹼(alky 丨 imidazolylbetaine)等。 又.,高分子界面活性劑則可以是聚醚酯醯胺(PEEA)、 聚醚醯胺醯亞胺(PEAI) '聚環氧乙烯-表氯醇(PE0_ECH)共 聚物’而陰離子界面活性劑可以是烷基燐酸鹽系(例如花 王(株)的工U夕卜口 7卜yシ只一 a、第一工業製藥(株) 的工1/ / > N 0 ] 9 (均爲商標),而兩性界面活性劑可以是 甜采鹼系(例如第一工業製藥(株)的7壬一 y、> K等(商標) ’而非離子界面活性劑可以是聚環氧乙烷脂肪酸酯系(例 如日本油脂(株)的二,寸y /二才y L等(商標))、聚環氧 l ί元.基ϋ系(例始花王(栋)的工γ /1/ y' y ] 〇 6,1 2 0,1 4 7 ’ 420’ 220’ 905,910’ 日本油脂(株)的二 二才 > E等(均爲商標))。其他的非離子界面活性劑也可以使 用聚環氧乙烷烷基苯酚醚系、多價醇脂肪酸酯系、聚環氧 乙烷山梨糖醇酐脂肪酸酯系、聚環氧乙烷烷基胺系等的界 面活性劑。 而表面電阻在1 Ο9〔 Ω /cm2〕以下的素材則可以使用 金屬、導電性高分子材料、金屬纖維、碳黑、碳纖維、氧 化錫•.氧化銅等的金屬氧化物、有機半導體等。 絕緣材料可以使用紫膠、漆、酚樹脂 '脲醛樹脂 (ur ear e si η)、聚酯、環氧、矽、聚乙烯、聚苯乙烯 (polystyrol)、軟質氯乙烯樹脂、硬質氯乙烯樹脂、乙酸 纖維素、聚對苯二甲酸乙二醇酯、鐵弗龍(登記商標)、生 橡膠、軟質橡膠、硬質橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、矽橡 膠、白雲母、人造雲母(micanite)、雲母石、石棉板、磁 -32- (29)J343B74 器、塊滑石(steatite)、氧化鋁瓷、氧化鈦瓷、鈉銘 硼矽酸玻璃、石英玻璃等。 (恆溫槽) 恆溫槽4 1具備有未圖示的基材K的搬入□與 ,而將液體吐出機搆5 0液體吐出頭5 6收容在內部。 溫槽4 ]則將從空調機7〇供給已經調節過溫度及濕度 的吸氣管4 8與將內部的空氣送到空調機7 0的排氣管 連接’此外則成爲一切斷與外氣之連通的密閉構造 成爲一受到外氣溫度之影響少的絕熱構造。 此外,在排氣管4 9之位於空調機7 0的上游側則 氣取入□ 4 9 a,而從該處所取入的外氣則藉由空調 施空調而被供給到恆溫槽4 1。又,在該排氣管4 9的 置送風機’而積極地進行排氣或是取入外氣。又, 管4 8或排氣管<4 9設有流量計,除了進行流量檢測外 出到控制裝置6 0。 又,在本實施形態中雖然是讓作爲外氣的空氣 但也可以不取入外氣’而使用惰性氣體或其他的氣 使用惰性氣體時,可以設置供給機構而讓惰性氣體 此外’惰性氣體可以是氮 '氬、氦、氖 '氙、氡等 又’雖然空氣濾淸器4 2是被設在吸氣管4 8的途 也可以被設在外氣取入口 4 9 a。 (差壓計、流量調節閥及排氣流量調節閥) 玻璃、 搬出口 又,恆 之空氣 4 9加以 。又, 設有外 機70實 途中設 在吸氣 ,也輸 循環, 體。當 循環。 〇 中,但 -33- (30) (30)1343874 差壓d 4 j則檢測恆溫槽4 1的內部與外部的差壓而輸出 到控制裝置60。流量調節閥44及排氣流量調節閥45則是一 根據來自控rp!J裝置60的信號來控制其開度的電磁閥。控制 裝置60則根據差壓計43所檢測出來的差壓,而藉由流量調 節閥44及排氣流量調節閥45進行調節空氣之通過流量的控 制以使b區溫彳# 4 1的円部與外部壓力相等或較外部壓力稍 阄。爲了要防止與目標値不同的溫度或濕度的外氣流入到 值溫槽4 I內’則最好將內部壓力設定爲較外部稍高。 (露點計) 3S點計4 6則檢測在恆溫槽4 ]內部之環境的露點溫度, 且^其輸出到控制裝置6 0。此外,由於露點溫度可以從恆 溫槽的內部溫度及濕度來算出,因此可取代露點計仙而改 採溫镲度計’而從其輸出根據控制裝置6〇來算出。 此外,露點溫度與絕對濕度(混合比)由於具有圖! 5、 陶I 6所示的關係,因此也能夠從絕對濕度來算出露點溫度 〇 又,同樣地露點溫度與相對濕度由於具有圖丨7所示的 關係,因此也能夠從相對濕度來算出露點溫度。所謂的相 對濕度是指以百分比來表示在某個氣體中之水蒸氣與該氣 體之飽和水蒸氣量的比。 (空調機) 空調機7 〇具備有:針對恆溫槽4】進行空氣循環的送風 -34- (31) (31)1343874 機、進行通過空氣之加熱或冷卻的熱交換機 '及被設在其 下游側的加濕器與除濕器。此外,則根據控制裝置6 0的控 制針對通過空調機7 0的空氣進行加熱或冷卻或加濕或除濕 (控制裝置) 控制裝置6 0除了上述恆溫槽4 ]的內部壓力控制外’也 進行內部環境的露點溫度控制。亦即’從露點計4 6的輸出 來算出露點溫度與飽和溫度,如使露點溫度成爲9 t以上 且未滿飽和溫度殺地利用 — Integration D i f f e r e n c e )控制等的控制方法來進行空調機7 0的溫度控制 或濕度控制或該些的組合控制。 (液體吐出機構) 液體吐出機構50被配設在上述恆溫槽4 I內,其液體吐 出頭56則根據未圖示的頭驅動機構被搬送於所設定的方向 〇 圖]2爲沿著噴嘴之液體吐出機構50的斷面圖。 該液體吐出機構50具備有:具有可將可帶電之溶液的 液滴從其前端部吐出之超微細直徑之噴嘴5 1的液體吐出頭 56、除了具有面向噴嘴51之前端部的對向面外,在該對向 面支撐接受液滴之著陸之基材K的對向電極2 3、將溶液 供給到在之流路5 2的溶液供給機構5 3、及將吐出電壓施加 在噴嘴5 ]內之溶液的吐出電壓施加機構3 5。此外,上述噴 -35- (32) (32)1343874 嘴5 ]與溶液供給機構5 3之一部分的構成及吐出電壓施加機 構3 5之一部分的構成則是藉由液體吐出頭5 6 —體地被形成 〇 此外,爲了要便於說明,雖然在圖1 2中噴嘴5 ]的前端 部是朝向上方,但實際上噴嘴5 1是在水平方向或是在其下 方,而最好是在朝向垂直下方的狀態下來使用。 (噴嘴) 上述噴嘴5】則是與後述之噴嘴板56c之板(plate)部呈 一體地被形成,而從該噴嘴板5 6 c的平板面上垂直地技立 設。又,在吐出液滴時,噴嘴5 I則相對於基材K的接受 面(液滴著陸的面)呈垂直地被使周。更且,在噴嘴5 ]則形 成從其前端部沿著噴嘴5 ]的中心而貫穿的噴嘴內流路5 2。 針對噴嘴5 1更詳細地來說明。噴嘴5 1在其前端部的開 口直徑與噴嘴內流路5 2是均一的,而如上所述般該些是以 超微細直徑所形成。當舉出各部分之具體的尺寸時,則噴 嘴內流路5 2的內部直徑在2 5〔 " m〕以下 '又,較佳的順 序分別依序爲2 0〔 // m〕以下、1 0〔 p m〕以下、8〔 v m 〕以下、4〔 a m〕以下。在本實施形態中,噴嘴內流路 5 2的內部直徑則被設定爲】〔v m〕。因此,在噴嘴5 ]之 前端部的外部直徑爲2〔 v m〕,噴嘴5 1之根部的直徑爲5 〔' μ m〕、噴嘴5 I的高度爲1 00〔 μ m〕,而其形狀並未限 制,可以被形成爲接近於圓錐形的圓錐梯形。又1噴嘴的 內部直徑最好是較〇 . 2〔 # m〕爲大。此外,噴嘴5】的高度 -36 - (33) (33)1343874 也可以是〇〔 β m〕.亦即,噴嘴5 ]是以與噴嘴板5 6 C相同 的高度而形成,也可以只在平坦的噴嘴板5 6 c的下面形成 吐出口’而形成從吐出口通到溶液室5 4之間的噴嘴內流路 5 2 〇 此外’噴嘴內流路5 2的形狀也可以不是如圖〗4所示的 內徑爲一定的直線狀。例如如圖】4 A所示般,噴嘴內流路 5 2之在後述的溶液室5 4側之端部的斷面形狀也能夠帶有圓 角。又’如圖】4 B所示般,噴嘴內流路5 2之在後述的溶液 室5 4俱11之端部的內徑則設定爲較在吐出側端部的內徑爲大 ’而將噴嘴內流路2的內面形成爲推拔周面形狀。更且, 如圖]4 C所示般,也可以除了只將噴嘴內流路5 2之在後述 的溶液室5 4側之端部彤成爲推拔周面形狀外,吐出端部側 則從該推拔周面形狀形成爲內徑爲一定的直線狀。 又,在圖1 2中雖然只在液體吐出頭5 6設置]個噴嘴5 1 ’但也可以設置多個噴嘴5 ]。當設置多個的噴嘴5】時,則 最好針對各噴嘴5】獨立地形成吐出電極5 8、供給路徑5 7及 溶液室5 4。 (溶液供給機構) 溶液供給機構53則具備有:除了被設在位於液體吐出 頭5 6的內部’而成爲噴嘴5 1之根部的位置外,也與噴嘴內 流路5 2連通的溶液室5 4、將溶液供給到溶液室5 4的供給路 徑5 7 '及賦予溶液對溶液室5 4之供給壓力之由未圖示之壓 電元件等所構成的供給泵。 -37 - (34) (34)1343874 上述供給泵則將溶液供給到噴嘴5 ]的前端部,而維持 不會從該則端部溢出之範圍的供給壓力來供給溶液(參照 圖 12A)。 所謂的供給栗也包含利用液體吐出頭5 6與供給槽之配 置位置的壓力差的情形’另外也可以不設置液體吐出頭, 而只是由溶液供給路徑來構成。雖然是根據泵系統的設計 ’但是基本上在開始時會在將溶液供給到液體吐出頭時動 作’而從液體吐出頭5 6吐出液體,而與其對應之溶液供給 則是藉由將在液體吐出頭5 6內的容積變化及供給泵之各壓 力加以最佳化來洪給溶液。 (吐出電壓施加機搆) 吐出電壓施加機構3 5則具備有:被設在液體吐出頭5 6 的內部,且溶液室5 4與噴嘴內流路5 2之界限位置的吐出電 壓施加用的吐出電極5 8、經常將直流的偏壓電壓施加在該 吐出電極5 8的偏壓電源3 0、及與偏壓電壓呈重疊地將成爲 對於吐出爲必要之電位的吐出電壓施加在吐出電極2 8的吐 出電壓電源3 1。 上述吐出電壓5 8則在溶液室5 4內直接與溶液接觸,在 讓溶液帶電的同時也施加吐出電壓。 根據偏壓電源3 0的偏壓電壓則藉由在不進行吐出溶液 的範圍內經常施加電壓而事先減低在吐出時應該施加之電 壓的範圍,而藉此提高在吐出時的反應性。 吐出電壓電源3 1則只有在吐出電壓時才會將在與偏壓 -38 - (35) (35)1343874 電壓重疊的狀態下施加脈衝電壓。此時的重疊電壓V則 如滿足次式(1 )的條件般地來設定偏壓電壓的値。 (數7)
但是r :溶液的表面張力(N/m)、ε 0 :真空的介電常 數(F/n〇、d :噴嘴直徑(m) ' h :噴嘴-基材間距離' k :與 噴嘴形狀相關的比例常數(1. 5 < h S . 5 )。 當舉出一例時,偏壓電壓是DC300 [ V〕、脈衝電壓 是100〔V〕。因此在吐出時的重疊電壓成爲4〇0〔V〕^ (液體吐出頭) 液體吐出頭5 6具備有:在圖1 2中位於最下層的基底層 56a、形成位於其上之溶液之供給路徑的流路層56b '及更 形成在該流路層56b之上的噴嘴板56c’而在流路層56b與 噴嘴板5 6 c之間則插入有上述吐出電極5 8。 上述基底層56a則藉由矽基板或絕緣性高的樹脂或陶 瓷所構成,除了在其上形成可溶解的樹脂層外’也如只留 下用來形成供給路徑57及溶液室54之所設定的圖案的部分 加以除去,而在被除去的部分形成絕緣樹脂層。該絕緣樹 脂層則成爲流路層56b。因此在該絕緣樹脂層的上面則藉 由電鍍一導電素材(例如N i P )而形成吐出電極5 8 ’更在其 上形成絕緣性的光阻樹脂層。由於該光阻樹脂層成爲噴嘴 -39- (36)1343874 板5 6c,因此該樹脂層是以已考慮了噴嘴5 1之 而形成。此外,藉由電子束法或費母特秒雷射 的光阻樹脂層曝光而形成噴嘴形狀。連噴嘴內 藉由曝光·顯像而形成。因此除去可根據供給 液室5 4的圖案而溶解的樹脂層,而使該些的供 溶液室5 4開通而完成液體吐出頭5 6。 此外,噴嘴板5 6 c及噴嘴5 1的素材具體地 是環氧樹脂、ρ Μ Μ A、酚 '鈉鈣玻瑀' 石英玻 材外,也可以是如S i般的半導體' N i、S U S 但是當由導體形成噴嘴板56c及噴嘴5 I時,則 噴嘴5 1的前端部的前端部端面,更好是在前端 有由絕緣材所構成的覆膜。藉由以絕緣材來形 是在其前端部表面形成絕緣材擾膜,而在將吐 在溶液時,能夠有所地防止電流從噴嘴前端部 電極2 3。 首先包含噴嘴51在內,噴嘴板】08可以具i 如以含有氟素的樹脂來形成噴嘴板]0 8 )、或在 層形成具有撥水性的撥水膜(例如在噴嘴]0 8的 金屬膜,更在該金屬膜上形成由該金屬與撥水 析電鍍所構成的撥水層)。在此,所謂的撥水 於液體而彈開的性質。又,藉由選擇與液體對 理方法,則能夠控制噴嘴]0 8的撥水性。撥水 有電著陽離子系或陰離子系之含氟素樹脂的方 燒結氟素系高分子、矽樹脂、聚二甲基矽氧烷 高度的厚度 讓該絕緣性 流路5 2也是 路徑5 7及溶 給路徑5 7及 說除了可以 璃等之絕緣 等的導體。 最好至少在 部的周面設 成噴嘴5 1或 出電壓施加 洩漏到對向 笔撥水性(例 噴嘴5 1的表 表面則形成 性樹脂的共 性是一相對 應的撥水處 處理方法則 法、塗佈' 的方法、氣 -40 - (37) (37)1343874 素系高分子的共析電鍍法、非晶系合金薄膜的蒸鍍法、漢 以藉由電漿CVD法針對作爲單體的六甲基二砂酿砂氣院 實施電漿聚合所形成的以六甲基二砂醚矽氧烷爲中心的有 機矽化合物或含有氟素之矽化合物等膜附著的方法。 (對向電極) 對向電極23具備有相對於噴嘴5】之突出方向呈垂直的 對向面’而如沿著上述對向面般地米支淳基板K ° ilii 'U ^ 5 1的前端部到對向電極2 3之對向面爲止的距離則在3 G 0〔 m〕以下,最好是在】〇 〇〔 Μ⑺〕以下,而其中一例則是 被設定在]〇 0〔 m〕。 又,由於該對向電極2 3是被接地’因此經常維持接地 電位。因此,在施加脈衝電壓時,則將藉由在噴嘴5丨的前 端部與對向面之間所產生的電場而造成的靜電力所吐出的 液滴誘導到對向電極2 3側。 此外,液體吐出機構5 〇由於藉著以根據噴嘴5 1的超微 細化而造成的在該噴嘴之前端部的電場集中現象來提高電 場強度而吐出液滴,因此即使未被對向電極23所誘導雖然 也能夠吐出液體,但最好是藉由在噴嘴5 1與對向電極2 3之 間所產生靜電力來進行誘導。又,已經帶電的液滴的電荷 則可藉由對向m極2 3的接地而逃逸^ (錯由液體吐出裝置之微小液滴的吐出動作) 圖〗2及圖]3爲說明液體吐出裝置5 〇的吐出動作。 -41 - (38)1343874 處於藉由供給泵將溶液供給到噴嘴內流路5 2的狀態, 而在上述的狀態下藉由偏壓電源3 0經由吐出電極5 8將偏壓 電壓施加在溶液上。在上述狀態下,除了溶液帶電外,也 在噴嘴5 1的前端部形成溶液會凹陷成凹狀的彎月面(圖 ]3 A)。
此外,當藉由吐出電壓電源3 I施加吐出脈衝電壓時, 則溶液會藉由在噴嘴5 ]之前端部被集中的電場的電場強度 所造成的靜電力而被誘導到噴嘴51的前端部,除了形成朝 外部突出的凸狀彎月面外,電場也會藉由上述凸狀彎月面 的頂點而集中,接著微小液滴則抵抗溶液的表靣張力而被 吐出到對向電極側(圖】3 B )。 (液體吐出裝置之整體的動作)
將基材 K搬入到位在恆溫槽4 1內的液體吐出機構5 0 的對向電極2 3上。此時,控制裝置6 0則根據差壓計4 3的檢 測來控制流量調節閥4 4及排氣流量調節閥4 5,而從外部來 調節以使得在恆溫槽4 1內提高若干的壓力。又,藉由空調 機7 〇的作動而讓在恆溫槽4】內的空氣產生循環,控制裝置 6 0則在由露點計4 6所求得的露點溫度不足9 °C時,藉著以 空調機7 〇進行加溫加濕來調節以使得露點溫度成爲9 t以 上。 此外,在上述環境下藉由上述液體吐出機構50進行液 滴的吐出動作。 -42 - (39) (39)1343874 (實施形態的效果) 上述液體吐出機構5 0由於是藉著以以往所沒有的微細 徑的噴嘴5 ]來吐出液滴’因此電場會因爲在噴嘴內流路5 2 內處於已經帶電之狀態的溶液而集中而提高電場強度。因 此’如以往般’對於無法使電場集中的構造的噴嘴(例如 內徑1 00m〕)而言,吐出所需要電壓會變得過高而 能夠藉由事實上不可能吐出之微細徑的噴嘴在較以往胃@ 之電壓的情形下吐出溶液。 因此’由於是微細徑’因此除了很容易進行根據噴嘴 電導(η ο z z 1 e c ο n d u c 1 a n c e )的降低面減低每單位時間的奸出 流量的控制外,也可以在不縮減脈衝寬度的情形下藉由非 吊小的液滴直徑(根據上述各條件爲0 · 8〔 ^ m〕)來吐出,、:容 液。 更且’由於所吐出的液滴帶電,因此即使是微小的液 滴也可以減低蒸氣壓來抑制蒸發,藉此能夠減少液滴之質 量的損失而達到飛翔的安定化,且防止液滴之著陸精度的 降低。 又’液滴吐出裝置1 0 ’由於控制裝置6 0將在恆溫槽4 1 內之環境的露點溫度調節成9 °C以上,因此能夠促進電荷 從液滴著陸的基材表面洩漏而抑制電場受到在基材K表 面之已經著陸之液滴的電荷的影響。藉此,除了提高液滴 的著陸位置精度外’也能夠抑制吐出液滴及著陸點之直徑 的大小的變動而達成安定化。 又’藉由基材K本身的素材或其表面處理層的素材 -43- (40) (40)1343874 或藉由塗佈界面活性劑,由於針對在基材K之表面之至 少液滴著陸之領域內將表面電阻設定在1 〇9 [ Ω /cm2〕以 下,因此能夠促進已經著陸之液滴的電荷從基材表面洩漏 ,而更能夠抑制電場受到在基材 K表面之已經著陸之液 滴的電荷的影響。藉此,除了提高液滴的著陸位置精度外 ,也能夠抑制吐出液滴及著陸點之直徑的大小的變動而達 成安定化。 (其他) 此外,爲了使噴嘴5 ]得到電子%待(e ] e c. 11· 〇 、v a i 1 i n g ) 效果,因此可以在噴嘴5 1的外周設置電極或在噴嘴內流路 5 2的內面設置電極,而從其上方以絕緣膜來覆蓋。因此, 藉著將電壓施加在該電極,則針對藉由吐出電極5 8被施加 電壓的溶液,藉由電子等待(electro waiting)效果來提高 噴嘴內流路5 2的內面的濡濕性,而能夠圓滑地將溶液供給 到噴嘴內流路5 2,除了能夠良好地吐出外,也可以提高吐 出的響應性。 又,吐出電壓施加機構3 5雖然除了經常施加偏壓電壓 外,也將脈衝電壓當作觸發(t r i g g e r)來吐出液滴》但也可 以除了以吐出所需要的振幅經常施加交流或連續的矩形波 外,也藉由切換該頻率的高低來吐出。爲了要吐出液滴則 溶液必須要帶電,而即使是以超過溶液帶電的速度的頻率 來施加吐出電壓時也不會吐出,而當切換爲足夠讓溶液帶 電的頻率時才進行吐出。因此進行當不吐出時會以較可進 -44 - (41) (41)1343874 行吐出之頻率爲大的頻率來施加吐出電壓,而只有在吐出 時才會將頻率減低到可進行吐出的頻域爲止的控制而藉此 來控制溶液的吐出。在上述的情形下,由於被施加在溶液 的電位本身不會變化,因此除了更能夠提高時間響應性外 ,藉此也可以提高液滴的著陸精度。 又,上述液體吐出頭5 6雖然其噴嘴5 ]之材料本身具有 絕緣性,但所形成的噴嘴的絕緣破壞強度在1 0〔 K v/m m〕 以上、最好在2 1〔 K v / m m〕以上、更好在3 Ο〔 K v / m m〕以 上。上述的情形也能夠得到與噴嘴5 1幾乎相同的效果。 (應用在形成電路莲板的配線圖案) 也能夠將由上述構成所形成的液體吐出裝置]〇應甩於 形成電路基板的配線圖案。 此時,由溶液吐出裝置2 0所吐出的溶液則是在溶媒中 含有彼此被熔著而構成電子電路之多個微細粒子或具有接 著性的接著粒子、及讓微細粒子或接著粒子分散的分散劑 〇 微細粒子可以使用金屬或金屬化合物等的粒子。金屬 的微細粒子則有 A u 或 P t、A g、I η ' C u、N i、C r、R h、P d 、Zn、Co、Mo、Ru、W、Os、Ir、Fe、Mn、Ge、Sn、Ga ' I n等的導電性的微細粒子。特別是當使用A u或Ag、 Cu般的金屬的微細粒子時,則能夠形成電阻低且抗腐蝕 強的電子電路。金屬化合物的微細粒子則有Zn S或C d S、 C d 2 S η Ο 4 ' J Τ Ο ' (1】”〇3 . Sn〇2)、RliO〕、Ir〇2 ' 〇sO*>、 -45 - (42) (42)1343874 Μ ο Ο 2、R e Ο 2、W Ο 2、Υ Β a 2 C u 3 Ο 7 . χ )等的導電性的微細粒 子、ΖηΟ或CdO' Sn02、]η02、Sn04等會因爲熱而被還原 而顯示出導電性的微細粒子' Ni-C丨·或Cr-SiO、Cr-MgF、 A u - S i Ο 2 ' A υ N4 g F ' P t T a 2 0 s 、 AuTa2〇5Ta2 ' C r 3 S i 、 T a S i 2 等的半導電性的微細粒子、SrTi〇3、BaTi〇3、Pb(Zr , Ti)〇3等之誘電性的微細粒子、Si02或Al203、Ti02等之絕 緣性的微細粒子。 接著粒子則可以是熱硬化型樹脂接著劑、橡膠系接著 劑、乳膠系接著劑、聚芳烴、陶瓷系接著劑等的粒子。 分散劑是一可作爲微細粒子的保護膠質(colloid)來使 用者。該分散劑能夠使用聚胺酯與烷醇胺的嵌段共聚物或 聚酯、聚丙烯腈等。 溶媒則考慮與微細粒子的親和性來選擇。具體的說溶 媒有以水作爲主體的溶媒或以 PGMEA '環己烷、(甲基) 卡必醇乙酸醋、3 -二甲基-2 -咪卩坐卩定(i ni i d a ζ ο 1 i d i n e ) ' Β Μ A 、伸丙烯-甲基乙酸酯作爲主體的溶媒。 在此則說明例如以金屬微粒子作爲微細粒子而溶解之 水性溶液的調製方法。 首先,讓水溶性的聚合體溶解在如氯化金酸或硝酸 銀般的金屬離子源水溶液,一邊攪拌一邊添加如甲胺基 乙醇般的烷醇胺。於是經過數1 〇秒〜數分後金屬離子會 被還原而析出平均粒徑爲]〇 〇 n m以下的金屬微粒子。於 是在藉由限外過瀘等的方法從含有析出物的溶液除去氯 離子或硝酸離子後,而將該溶液加以濃縮·乾燥。如此 -46 - (43) (43)1343874 所調製的水性溶液則可以安定地溶解·混合於水或醇系 溶媒、如四乙氧基矽烷或三乙氧基矽烷般的溶膠凝膠製 程用的黏合劑。 又,說明以金屬微粒子作爲微細粒子而溶解之油性溶 液的調製方法。 首先,讓油溶解型的聚合物溶解在如丙酮般的水混合 性有機溶媒內,而將該溶液與上述所形成的水性溶液混合 。此時雖然混合物是一不均一系:但是當一邊將其搜拌一 邊添加烷醇胺時,則金屬微粒子會以分散在聚合體的形式 而衍出在泊相側。因此=當將該溶液加以洗淨·濃縮·乾 燥時可得到油性溶液。如此所形成的油性溶液可以安定地 溶解·混合在芳香族系、酮系、酯系等的溶媒或聚酯、環 氧樹脂、丙醯酸樹脂、聚胺酯樹脂等。 此外,在上述般的水性及油性的溶液中之金屬微粒子 的濃度雖然最大可以設爲8 0重量%,但可以根據用途適當 地加以稀釋來使用。通常在溶液中之金屬微粒子的含量爲 2〜50重量%i,分散劑的含量爲0.3〜30重量%、黏度最適 當爲3〜]00厘泊(centi poise)左右。 因此在形成配線圖案時,首先將界面活性劑塗佈在作 爲基板之玻璃製之基板的配線圖案形成面上(表面處理層 的形成過程)。上述界面活性劑最好是之後除去上述低分 子量的成分。在本實施形態中,具體地說塗佈作爲防止帶 電劑的庫爾庫特2 00 ((商標)庫爾庫特公司製),藉此所形成 的表面處理層的表面電阻成爲】〇9 [ Ω /c m 2〕。 -47 - (44) (44)1343874 接著將基板配置在恆溫槽4】內 > 藉由液體吐出機構s 〇 來吐出液滴而形成配線圖案(液滴吐出過程)。此時,具體 地δ兌液滴使用銀奈米塗料商標)哈里瑪化成製),而根據 線覓1 〇〔 " m〕、丧度1 0〔 m m〕來形成配線圖案。 更且’在吐出液滴後,則是在進行完溶液的溶劑的蒸 發或是同時在20〇t:下進行6〇分的加熱(圖案定著過程), 之後’藉由純水將已經形成配線圖案的玻璃基板洗淨 10分鐘(表面處理層除去過程)。藉此.藉由在著陸位置以 外的庫爾庫特2 0 0來洗掉表面處理層加以除去。而玻瑀基 板之被除去表面處理層之部位的表靣電阻爲】〇 μ [ D /c )。 亦β卩’藉由上述方法,除了配線圖案以外皆顯示出高 的絕緣性’而能夠形成不會發生短路而微細且緻密的配線 圖案。 (第2實施形態) 請參照圖1 8來說明作爲第2實施形態之靜電吸引型液 體吐出裝置的液體吐出機構1 〇 1。在此,圖1 8爲表示液體 吐出機構1 〇 1之主要部分的圖面"在上述圖〗8中,則與使 用時相同地在讓噴嘴S 1朝下的狀態下來表示。此外,對於 與上述液體吐出機構5 〇同樣的構成則附加相同的符號,且 省略其反覆的說明。 首先,前提是上述液體吐出機構丨〇 1並不是如上述液 體吐出機構50般是在可以設定在適當的露點溫度之恆溫槽 -48 - (45) (45)1343874 4 1的內部被使用。因此該液體吐出機構】Ο 1爲了要抑制受 到基材表面之電位之不均勻的影響乃使用不同於液體吐出 機構5 0的方法。以下則是以該點爲中心加以說明。 如圖]8所示般,該液體吐出機構1 0 ]具備有:將可帶 電的液體朝絕緣性基材1 〇 2吐出的液體吐出頭5 6、藉著以 電壓信號來驅動液體吐出頭5 6而讓液體吐出頭5 6進行吐出 動作,且藉由驅動液體吐出頭5 6而讓絕緣性基材]0 2帶電 的吐出電壓施加機構兼帶電機構]04 t (絕緣性基材) 絕緣性基材】02是由比電阻非常高的絕緣體(介電體) 所形成,在面]〇2a中的表面比電阻(靣電阻)在]01()〔 Ω /cm2 〕以上,更好是1 〇12〔 Ω /cm2〕以上。例如絕緣性基材 1 〇 2是由紫膠、漆、酚樹脂、脲醛樹脂、聚酯、環氧樹脂 、矽、聚乙烯、聚苯乙烯、軟質氯乙烯樹脂、硬質氯乙烯 樹脂、乙酸纖維素、聚對苯二甲酸乙二醇酯、鐵弗龍(登 記商標)、生橡膠、軟質橡膠、硬質橡膠、丁基橡膠、氯 丁橡膠、砂橡膠、白雲母、人造雲母、雲母石、石棉板、 磁器、塊滑石(steatite)、氧化鋁瓷、氧化鈦瓷、鈉鈣玻瑀 、硼矽酸玻璃、石英玻璃等所形成。此外,絕緣性基材 】02的形狀可以是平板狀、圓盤狀、面(sheet)狀、梯形狀 〇 又,絕緣性基材】02則藉由從地面、配線、電極、其 他的導電性材料離開而被絕緣,而在電氣上成爲浮動狀態 -49 - (46) (46)1343874 。因此在絕緣性基材]〇2的面1 〇2a會帶電(不限於正電荷、 負電荷)、或將電荷從絕緣性基材102的面1〇2a放出。 當將液體吐出機構1 〇丨應用在噴墨印表機時’則紙張 '塑膠底片 '片(sheet)材等的記錄媒體則相當於絕緣性基 材]0 2。而當絕緣性基材1 〇 2呈片狀時’雖然將與絕緣性基 材1 0 2之朝向液體吐出頭5 6的面的相反回相接而用來支撐 絕緣性基材]〇 2之台架(p 1 a t e η )等的支擦構件面向液體吐出 頭5 6而設置’但此時支撐構件也可以由絕緣體所構成。藉 著由絕緣體來構成支撐構件則能夠在電氣上將與支撑構件 相接的絕緣性蕋材1 02設爲浮動犾態。 此外,雖然是根據絕緣性基材】0 2的電阻常數來決定 ,但也可以讓地面、配線 '電極、其他的導電性材料接觸 到絕緣性基材】02的面]02a以外的面。又’也可以不是整 個的面1 02a,而只是將配線、電極等形成在—部分。亦即 ,在面]0 2 a中,在液體著陸的部分也可以不形成配線' 電極、其他的導電性材料。又,也可以將上述對向電極2 3 設在絕緣性基材102的背後(在絕緣性基材】02之吐出頭56 的相反側)。 又’在該液體吐出機構1 則設有可讓絕緣性基材]02 沿著與液體吐出頭5 6將液體吐出之方向呈交差的面而移動 的基材移動機構。特別是基材移動機構可以是一讓絕緣性 基材]〇2沿著與液體的吐出方向呈垂直相交的面(以下稱爲 直交面)而移動的構成’但也可以是一藉由讓絕緣性其材 1 02在即使在直交面內也會在垂直相交的二個方向上_動 -50 - (47)1343874 ,而讓絕緣性基材1 02沿著直交面移動的構成。又’ 移動機構雖然可以是-即使是在直交面|Λ]也P'會讓絕 基材1 0 2在一個方向上移動的構成’但该基材移動機 噴墨印表機中也能夠當作用來搬送記錄媒體的搬送機 使用。 又,在該液體吐出機構】〇】可以設置可邊液體吐 5 6沿著與液體吐出頭5 6之液體的吐出方向父差的面移 頭移動機搆。特別是基材移動機構可以是一讓液體吐 5 6沿著與液體的吐出方向呈垂直相交的面(以下稱爲 面)而移動的構成,但也可以是一藉由讓液體吐出頭 即使在直交面內也會在垂直相交的二個方向上移動’ 液體吐出頭5 6沿著直交面移動的構成。又’當基材移 構是一即使是在直交面內也只會讓絕緣性基材1 02在 方向上移動的構成時,則投移動機構可以是一可讓液 出頭5 6在與絕緣性基材]0 2的移動方向呈垂直相交的 上作往復移動的構成。 (吐出電壓施加機構兼帶電機構) 吐出電壓施加機構兼帶電機構1 是由將以接地 基準之定常電壓(指被維持在一定的電位的電壓,該 電壓可以是正,也可以是負。定常電壓的値表示爲v 〕)施加在吐出電極58的定常電壓施加部1 (Ma所構成 常電壓V s則根據在絕緣性基材1 0 2之液體吐出頭5 6側 1 0 2 a的表面電位(以接地爲基準)來設定。亦即,測量 基材 緣性 構在 構來 出頭 動的 出頭 直交 5 6在 而讓 動機 -個 體吐 方向 作爲 定常 s〔 V 。定 的面 在絕 -51 - (48) 1343874 緣性基材1 02之面】02a內的表面電位分佈,當將以接地作 爲基準的面]〇2a之表面電位的最大値設爲Vmax〔 V〕、將 表面電位的最小値設爲 V,nill〔 V〕(Vni,,,< Vmax)、將最大 値"V m a χ與最小値V m i,,的電位差設爲V | m a x. m , „ | 〔 v〕、 將最大値Vmax與最小値vmi„的中間値設爲vm,d [ V〕時 ,則定常電壓施加部1 (M a會將滿足次式(A )的定常電壓V s 施加在吐出電極5 8。 (數8) 〇 — mi a max—rmn ηνία jm2x-m3nj: < 5 (A) 在此當以最大値v m a x與最小値v m , „來表示電位差 v i m , i時則成爲式(B ),而當以最大値 v ni a x與最小 値Vni,n來表示中間値Vniid時則滿足式(C)。 (數9) |rnax-min|
⑻ (數 1 〇) V. mid V +F . max ιτηη2 (Ο 絕緣性基材]〇2的表面電位則是在藉由定常電壓施加 部1 將定常電壓Vs施加在吐出電極58之前會藉由表面 電位計來測量。在此,將由定常電壓施加部]04 a所施加 的定常電壓的波形表示在圖】9。在圖]9中,橫軸表示被施 -52 - (49) (49)1343874 加在吐出電極5 8的電壓,縱軸表示距開始將電壓施加在吐 出電極5 8的時間。當藉由定常電壓施加部1 0 4 a施加如圖 1 9所示的定常電壓V s時,則產生電場而讓絕緣性基材1 02 之面]0 2 a帶電。此外,在圖1 8中定常電壓施加部]0 4 a之 正負的方向也可以相反。 (利用液體吐出機構的液體吐出方法及液體吐出機搆的動 作) 在根據吐出電壓施加機構兼帶電機構1 04的定常電壓 施加部]04 a旌如定常電壓之前,利用表靣電位計來測量 絕緣性基材1 02之面〗02a內的表面電位分佈,而根據表面 電位分佈來求取表面電位的最大値V ni a X與最小値 V ηι, „。 且從最大値…與最小値Vmin根據式(A)、(B) ' (C)來求 取定常電壓V s。 藉由基材移動機構讓絕緣性基材1 〇 2 —邊移動,且藉由 頭移動機構讓液體吐出頭5 6 —邊移動。此外,也可以讓絕 緣性基材102與液體吐出頭56兩者移動,或是只讓其中一 個移動。在絕緣性基材1 02與液體吐出頭5 6開始移動的幾 乎同時,則將由定常電壓施加部1 〇4 a所施加的電壓設定 在定常電壓V s,而將定常電壓V s施加在吐出電極5 8。當 將定常電壓 V s施加在吐出電極5 8時,則在噴嘴5 ]的前端 與絕緣性基材1 〇 2之間產生電場,而從被形成在噴嘴5 ]的 前端的吐出口朝絕緣性基材1 0 2吐出液體。如圖]9所示般 ,當將以接地作爲基準的吐出電極5S的電壓當作時間丁的 -53- (50)1343874 函數v(T)時,則電壓ν(τ)成爲一定的定常電壓 壓v ( T)經常滿足式(A )的V s。雖然持續地將圖]9 線所示之波形的定常電壓 V s施加在吐出電極5 8 除藉由定常電壓施加部1 04 a施加電壓之前會持 吐出液體。由於一邊連續地吐出液體而一邊讓絕 】02與液體吐出頭5 6之中之至少其中一者移動(由 吐出頭5 6相對於絕緣性基材1 0 2移動),因此,在 材102的面]02a會圖案化一由液體所構成的線。 可以取代圖]9 A中之以實線所示之波形,而改藉 壓施加部](M a跨圖]9 B中之以實線所示之波髟的 V s施加在吐出電極5 8。 又,在噴嘴5 ]通過在絕緣性基材]0 2的面1 0 2 個點的時刻,則在該點會因爲由吐出電極5 8所產 而帶電,而使得該點的表面電位變化。在測量時 緣性基材I 〇 2的面1 0 2 a的表面電位因爲位置而變 於被施加在吐出電極5 8的定常電壓V s滿足式(A) 面]0 2 a的任一點均變化成一定的電位,而使得 內的表面電位分佈變成一樣。因此除了液體的吐 定外1也能夠防止液體會因爲位置的不同而產生 的情形。 此外雖然也可以不測量絕緣性基材1 02的面1 面電位分佈,但此時可以將遠較於絕緣性基材 1 〇 2 a之可測得的最大表面電位爲大的定常電壓: 出電極5 8或是將遠較於絕緣性基材I 0 2的面]0 2 a V s,而電 A之以實 ,但在解 續地連續 緣性基材 於讓液體 絕緣性基 此外,也 由定常電 定常電壓 a內的某 生的電場 ,即使絕 動時,由 ,因此在 在面1 0 2 a 出蛋爲~' 吐出不良 02a的表 ]02的面 施加在吐 之可測得 -54 - (51) 1343874 的最小表面電位爲小的定常電壓施加在吐出電 (第3實施形態) 接著請參照圖2 0來說明作爲本發明之第3 靜電吸引型液體吐出裝置來使用的液體吐出機 (不同點) 如圖2 0所示般,該液體吐出機構2 0 1則與 構1 0 1同樣地被使用在恆溫槽4 1的外部被使用 體吐出頭56及Γ±出電壓旌邡機構兼帶電機構:: 出頭5 6的構造雖然是與第2實施形態的情形相 電壓施加機構兼帶電機構2 0 4的構造則與第2實 形不同。相較於在第2實施形態中吐出電壓施 電機構1 (Μ施加定常電壓的情形,則在第3實施 電壓施加機構兼帶電機構204則施加脈衝電壓。 該吐出電壓施加機構兼帶電機構2 0 4是由 作爲基準的一定的偏壓電壓V 1〔 V〕(偏壓電遲 正,也可以是負1也可以是零)經常施加在吐 定常電壓施加部2 0 4 a、及只有在吐出液體時才 壓 V2(脈衝電壓 ▽2可以是正,也可以是負,i 與偏壓電壓V i呈重疊地施加在吐出電極5 8的 加部2 04 b所構成。因此當將以接地作爲基準 5 8的電壓以時間的函數 V (T)來表示時,則當 加部2〇4b爲OFF狀態時,電壓V(T)成爲一定 極58 » 實施形態之 構2 0卜 液體吐出機 ,具備有液 04。液吐 同,但吐出 施形態的1青 加機構兼帶 形態中吐出 可將以接地 g V ,可以是 出電極5 8的 會將脈衝電 旦可以是零) 脈衝電壓施 的吐出電極 脈衝電壓施 的偏壓電壓 -55 - (52) (52)1343874 V ,,而當脈衝電壓施加部2 04 b爲 ON狀態時,則電壓 V(T)成爲一定的(偏壓電壓V1+脈衝電壓V2)。 在此,將偏壓電壓 V ,與(偏壓電壓 V , +脈衝電壓 V 2) 中之至少其中一者被設定爲滿足式(A)的電壓Vs〔 V〕。 具體地說當將偏壓電壓 V !設定爲超過最小値 Vmnl, 但未滿最大値v m a x時,則吐出電極]0 7的電壓V ( T)的波形 成爲圖2】A中的實線或圖2 ] B中的實線。在圖2 ]中縱軸表 示電壓,而橫軸表示時間。圖2 ] A的波形是表示將脈衝電 壓 V 2設定爲正的情形:而圖2 ] B的波形是表示將脈衝電 壓V :設定爲負的情髟。此時,虫於偏壓電壓V !未滿足式 (A)的電壓 Vs,因此必須要設定脈衝電壓 V2以使得(偏壓 電壓V | +脈衝電壓V 2)滿足式(A )的電壓V s。 在圖2 1 A的圖中,電壓 V ( T )的最大値成爲(偏壓電壓 V 1 +脈衝電壓V 2 ),而最小値成爲V】,但(偏壓電壓V , +脈 衝電壓V2-中間値Vmid)則較(偏壓電壓V!-中間値Vmid) 爲大。在圖21B的圖中,電壓 V(T)的最大値爲偏壓電壓 V,,而較中間値Vm,d爲高, 電壓 V ( T )的最小値爲(偏壓電壓 V 1 +脈衝電壓 V 2), 而較中間値 V m, d爲低。又,在圖2 1 B的圖中,(中間値 V m , d -偏壓電壓V > -脈衝電壓V 2 )則較(偏壓電壓V !-中 間値Vmid)爲大。 當除了將偏壓電壓V!設定在最大値Vn1ax以上外,也 將脈衝電壓 V2設定爲正的時,則電壓V(T)的波形成爲圖 2 2 A之圖中的實線。又,當除了將偏壓電壓 V ,設定在最 -56 - (53) (53)1343874 小値V nl, n以下外,也將脈衝電壓V 2設定爲負的時,則電 壓ν(Τ)的波形成爲圖22B之圖中的實線。在此,在圖22的 圖中橫軸表示電壓,而橫軸表示時間。在圖2 2中,若偏壓 電壓V 1滿足式(A )的電壓V s〔 V〕時,雖然脈衝電壓V 2可 爲任何値,但是當偏壓電壓\^未滿足式(A)的電壓 Vs〔 V 〕時,則必須要設定脈衝電壓 V2以使得(偏壓電壓 +脈 衝ΪΙΙ壓V 2 )能滿足式(A )的電壓V s。 在圖22A的圖中,電壓 ν(Τ)的最大値成爲(偏壓電壓 V 1 +脈衝電壓V 2 ),而最小値成爲V 1 ·但(偏壓電壓V i +脈 衝電壓v2_中間値v,11ld)則較(偏壓電壓v,_中間値v,llld) 爲大。在圖2 2 B的圖中,電壓 V ( T )的最大値爲偏壓電壓 v 1,而成爲(偏壓電壓 V 1 + Μ衝電壓 V 2 ),但(中間値 V m i d -偏壓電壓 V 1 -脈衝電壓V 2)則較(中間値 V m , d -偏壓電 壓V i )爲大。 當除了將偏壓電壓V !設定在最大値Vnla,\以上外,也 將脈衝電壓 V2設定爲負的時,則電壓 ν(τ)的波形成爲圖 2 3 Α之圖中的實線。又,當除了將偏壓電壓 V ^設定在最 小値Vm,„以下外 '也將脈衝電壓 V2設定爲正的時,則電 壓V ( T )的波形成爲圖2 3 B之圖中的實線。在此,在圖2 3的 圖中橫軸表不電壓,而橫軸表不時間。在圖2 3中,若偏壓 電壓V !滿足式(A )的電壓V s〔 V〕時,雖然脈衝電壓V 2可 爲任何値,但是當偏壓電壓V ,未滿足式(A )的電壓V s〔 V 〕時,則必須要設定脈衝電壓 V2以使得(偏壓電壓 Vl +脈 衝電壓V 2)能滿足式(A )的電壓V s。 -57 - (54) (54)1343874 在圖23A的圖中,電壓V(T)的最大値爲偏壓電壓Vi ,而較中間値Vm,d爲高,且電壓V(T)的最小値爲(偏壓電 壓 +脈衝電壓V2),而較中間値 Vm,d爲低。又’在圖 2 3 A的圖中,在(偏壓電壓 V ,-中間値 V m , d)與(中間値 Vm,d-偏壓電壓V,-脈衝電壓V2)中之其中一者則較另--者爲大。另一方面,在圖23B中,電壓 V(T)的最大値爲( 偏壓電壓V , +脈衝電壓V 2),而較中間値V m , d爲高,而壓 V(T)的最小値爲偏壓電壓V,,而較中間値Vni,d爲低。又 ,在圖2 3 B的圖中,(偏壓電壓 V…脈衝電壓 V 2.中間値 V m , d )與(中間値 V m i d -偏壓電壓 V !)的其中一者較另一者 爲大。 (利用液體吐出機構的液體吐出方法及液體吐出機構的動 作) 在藉由該吐出電壓施加機構兼帶電機構204的定常電 壓施加部204 a及脈衝電壓施加部204b施加電壓之前,利 用表面電位計來測量絕緣性基材1 0 2的面1 0 2 a內的表面電 位分佈,而從表面電位分佈來求得表面電位的最大値 V m a X及最小値V η、i η ^根&最大値V IT) a x及最小値V pi i η從式 (A)'(B)、(C)求得在偏壓電壓Vi與(偏壓電壓V, +脈衝電 壓V 2)之中之其中一者能夠滿足式(A )的電壓V s的偏壓電 壓V 1 +脈衝電壓V 2。 藉由基材移動機構讓絕緣性基材】02 —邊移動,且藉 由頭移動機構讓液體吐出頭5 6 —邊移動。此外,也可以讓 -58 - (55) (55)1343874 絕緣性S材】Ο 2與液體吐出頭5 6兩者移動,或是只讓其中 一個移動。在絕緣性基材]〇 2與液體吐出頭5 6開始移動的 幾乎同時,則將由定常電壓施加部2 04 a所施加的定常電 壓設定在偏壓電壓 V,,而將偏壓電壓 乂,施加在吐出電極 5 8。當讓絕緣性基材1 02與液體吐出頭5 6中之至少其中一 者移動時,則在所設定的時刻藉由脈衝電壓施加部204b 將脈衝電壓 V 2與偏壓電壓 V 1呈重疊地施加在吐出電極5 8 。當(偏壓電壓+脈衝電壓V2)被施加在吐出電極58時, 則從被形成在噴嘴5】之前端的吐出口朝著絕緣性基材〗02 將液體當作液滴吐出,而已經著陸在絕緣性基材102的液 滴則形成爲點狀。由於如此般反覆地施加脈衝電壓 V 2而 讓絕緣性基材】02與液體吐出頭5 6中之其中一者移動,因 此在絕緣性基材I 02的面]02a形成由點所形成的圖案。 又,在噴嘴5 1通過在絕緣性基材1 0 2的面】0 2 a內的某 個點的時刻,則在該點會因爲由吐出電極5 8所產生的電場 而帶電,而使得該點的表面電位變化。在測量時,即使絕 緣性基材〗〇 2的面]0 2 a的表面電位因爲位置而變動時,由 於偏壓電壓 V i與(偏壓電壓 V "脈衝電壓 V 2)中之其中一 者滿足式(A),因此在面]02a的任一點均變化成一定的電 位,而使得在面1 〇 2 a內的表面電位分佈變成一樣。因此 除了液體的吐出量爲一定外,也能夠防止液體會因爲位置 的不同而產生吐出不良的情形。 (第4實施形態) -59 - (56)1343874 接著請參照圖2 4來說明作爲本發明之第4實施形態之 靜電吸引型液體吐出裝置來使用的液體吐出機構3 0 1。 (不同點) 如圖2 4所示般,該液體吐出機構3 0 1也與液體吐出機 構】〇 1同樣地在恆溫槽4】的外部被使用,而具備有液體吐 出頭5 6。更且,該液體吐出機構3 0 ]更具有:只有在吐出 液體時會將以接地作爲基準的Μ衝波的吐出電壓施加在吐 出電極58的吐出電壓施加機搆304、在吐出液體之前,藉 白將以〇〔 V〕作爲中心的交流電壓旌加在吐出電極5 8而 除去絕緣性基材1 02的面]02a的帶電之作爲除電機構的交 流電壓施加機構3 0 5。 吐出電壓施加機構3 0 4具備有脈衝電壓施加部3 0 4 a, 由該脈衝電壓施加部3 04 a所施加的吐出電壓是一可以從 液體吐出頭5 6的噴嘴5 1吐出液體之程度的電壓,理論上是 根據次式(1 )而求得。由該吐出電壓所造成的電場則在噴 嘴5 ]與絕緣性基材1 02之間產生,而從噴嘴5 I的吐出口吐 出液體。 (數1】)
⑴ 但是r :液體的表面張力〔N /m〕 、£ 〇 :真空的介電 -60 - (57)1343874 常數〔F/m〕 、d :噴嘴的內部直徑(吐出口的直徑)〔m ' h :噴嘴-基材間距離〔m〕 、k :與噴嘴形狀相關的比 常數(1.5〈 k< 8.5)° (利用液體吐出機構的液體吐出方法及液體吐出機構的 作) 首先,在不將液體供給到噴嘴5 1的狀態下不讓吐出 壓施加機構3 0 4動作,而是讓交流電壓施加機構3 〇 5劻作 接著在讓交流電壓施加機構3 〇 5動作的狀態下,藉由基 移動機構一邊讓絕緣性基材]〇2移動而一邊藉由頭移勖 構讓液體吐出頭5 6移動。此外’也可以讓絕緣性基材1 與液體吐出頭5 6兩者動作,或是只讓其中一者動作。 錯由讓父流電壓施加在吐出電極5 8可以讓在絕緣性 材]0 2的面1 0 2 a中之與噴嘴5 1對峙的部分被除電。由於 少讓絕緣性基材1 02與液體吐出頭56中的其中—者移動 因此絕緣性基材1 0 2的面1 0 2 a整個會被除電,而使得在 1 0 2 a內的表面電位分佈變成〜彳轰。 接著讓交流電壓施加機構3 〇 5停止動作,也讓頭移 機構及基材移動機構停止動作。接著將液體供給到液 】Π及噴嘴內流路1 ] 3內。因此再度藉由基材移動機構— 讓絕緣性基材]02移動而一邊藉由頭移動機構讓液體吐 頭5 6移動。此外,也可以讓絕緣性基材丨0 2與液體吐出 5 6兩者動作’或是只讓其中一者動作。此外,在讓吐出 壓施加機構3 (Μ作動,且讓絕緣性基材〗02與液體吐出頭 動 電 〇 材 機 02 基 至 面 動 室 邊 出 頭 電 5 6 -61 - (58)1343874 中之其中一者栘動時,則在所設定的時刻藉由吐出電 加機構3 (Η將吐出電壓施加在吐出電極5 8 ’當將吐出 施加在吐出電極5 8時,則從被形成在噴嘴5 I之前端的 口朝著絕緣性基材j 〇 2將液體當作液滴吐出’而已經 在絕緣性基材]〇 2的液滴則形成爲點狀。由於如此般 地施加吐出電壓而讓絕緣性基材】0 2與液體吐出頭5 6 至少其中一者移動,因此在絕緣性棊材]0 2的面】0 2 a 由點所形成的圖案。在此由於將絕緣性基材]〇2的面 實施除電’而使得在面]C 2 a內的表面電位分倚變成 。因此除了液聘的吐出量爲一定外,也能夠防止液體 爲位置的不同而產生吐出不良的情形。 此外’在上述的說明中,藉由交流電壓施加機il 施加交流電壓的對象是吐出電極5 S,而吐出電極5 8兼 除電用電極。但是直接在噴嘴5 1之附近設置其他的除 電極(該其他的電極最好是呈現針狀),而可以將該除 電極當作交流電壓的對象。 又’吐出電壓施加機構3 〇4雖然是在所設定的時 加身爲脈衝波的吐出電壓,但也可以經常施加一定的 。此時’只要吐出電壓持續地被施加在吐出電極5 8 ’ 從噴嘴5 1繼續地吐出液體。 (第5實施形態) 接著請參照圖2 5來說明作爲本發明之第5實施形 靜電吸引型液體吐出裝置來使用的液體吐出機構4 0 ]。 壓施 電壓 吐出 著陸 反覆 中之 形成 l〇2a 一樣 會因 I 305 作爲 電用 電用 刻施 電壓 則會 態之 -62 - (59)1343874 (+同點) 如圖25所示般,該液體吐出機構40 1也與液體吐出機 構3〇】同樣地具備有液體吐出頭56與吐出電壓施加機構3〇4
又,該液體吐出機構40 1則取代交流電壓施加機構3 05 ,更具備除了面向絕緣性基材1 0 2的面]〇 2 a而配置外’也 針對絕緣性基材1 0 2的面]0 2 a實施除電的除電器4 〇 5。除 電器4 0 5可以設成與液體吐出頭5 6呈一體地移動’也可以 設成與液體吐出頭5 6呈獨立地沿著與液體吐出頭5 6對液體 的吐出方向呈交差的面而移動、或是設成不會移動而被固 定。除電器4 〇 5可以是一利用電場集中對空氣之局部的絕 緣破壞作用來除電之電暈放電方式的除電器 '或是利用軟 X線(微弱X線)對光子的非彈性亂射所造成的光電子放出
作用來除電的軟X線照射方式的除電器 '或是利用紫外 '線的光子吸收所產生的電子放出作用來除電的紫外線照射 方'式的除電器、或是利用來自放射線同位元素之(X線所產 生的電離作用來除電的放射線方式的除電器。當除電器 4 0 5是一電量放電方式的除電器時,則可以是自我放電方 式的除電益 ' 或是籍由施加電壓而引起電暈放電的電壓施 加方式器。又,除電器4〇5也可以是—伴隨著除電 作用不會產生氣流的無風方式。$此,電釁放電方式的除 電SS不是一商用頻率交流型的電暈放電式除電器而是一根 據处較商用頻率爲高的頻率(約3 0 k Η z以上)將高電壓施 -63 - (60) (60)1343874 加在放電針,而藉由產生電暈放電而平衡性良好地大量地 產生正離子、負離子之高頻電量放電式除電器。又不是藉 由壓力空氣將離子風吹向絕緣性基板]〇 2,而是藉由讓電 極接近於絕緣性基板]02而將離子環境提供給絕緣性基板 102° , (利用液體吐出機構之液體吐出方法及液體吐出機構的動 作) 首先在不將液體供給到噴嘴5】的狀態,在不讓吐出電 壓施加機搆3 04動作的情彤下:藉甴除電器4 05針對絕緣性 基板1 02之面]02a整體進行除電。藉此在絕緣性基板]02 之面]02a內的表面電位分佈會成爲一樣。 接著將液體供給到液室1 1 1及噴嘴內流路內Π 3。此外 藉由基材移動機構讓絕緣性基板1 02 —邊移動而一邊藉由 頭移動機構讓液體吐出頭5 6移動。此外,也可以讓絕緣性 基板1 〇 2與液體吐出頭5 6兩者移動、或只讓其中一者移動 。此外當讓吐出電壓施加機構3 04作動,而讓絕緣性基板 1 〇 2與液體吐出頭5 6中的至少其中一者作動時,則在所設 定的時刻藉由吐出電壓施加機構3 04將吐出電壓施加在吐 出電極5 8。當將吐出電壓施加在吐出電極5 8時,則在噴嘴 5 1與絕緣性基板]02之間會產生電場,而從被形成在噴嘴 5 ]之前端的吐出口朝著絕緣性基板]02將液體當作液滴吐 出,而已經著陸在絕緣性基板]02的液滴則形成爲點。如 此般由於一邊反覆地施加吐出電壓而一邊讓緣性基板]〇 2 -64 - (61) (61)1343874 與液體吐出頭5 6中的至少其中一者移動,因此在絕緣性基 板]〇 2之面1 0 2 a會形成由點所構成的圖案。在此則針對絕 緣性基板1 〇 2之面1 〇 2 a進行除電,由於在面】0 2 a內的表面 電位分佈會成爲 & ’因此除J如體的吐出量爲一定外, 也能夠防止因爲位置的不同而導致產生之液體吐出不良的 情形。 此外吐出電壓施加機構3 (M雖然是在所設定的時刻施 加爲脈衝波的吐出電壓’但只要是能夠經常將一定的吐出 電壓(亦即定常電壓)施加在吐出電極5 8即可。此時只要將 吐出電壓持纘运施力3在吐出電壓5+ S,就可以持镄垲將液體 從噴嘴5 1吐出。 (第6實施形態) 接著請參照圖2 5來說明作爲本發明之第6實施形態之 靜電吸引型液體吐出裝置來使用的液體吐出機構50 ]。 如圖2 6所示般’該液體吐出機構5 〇 1也具備有上述的 液體吐出頭5 6,更且則具備有:備有用來檢測絕緣性基材 1 02的面]02a之表面各位置之電位之探針5 n而作爲檢測 機構的表面電位計5 ] 2、將用來施加脈衝電壓的脈衝信號 輸出到吐出頭5 6之吐出電極5 8的信號產生器5丨3、根據所 設定的比例將來自信號產生器5 ] 3的輸出脈衝信號加以放 大而施加在吐出電極5 8的放大器5 I 4、當所檢測出來的絕 緣性基材1 〇 2之表面電位的最大値爲v m a χ、最小値爲v m , n 時’則針對信號產生器5 :! 3進行控制以施加在信號波形之 -65- (62) (62)1343874 至少一部分中的電壓値能滿足次式(A )的 V s〔 V〕之信號 波形的電壓的控制器5】5、及將探針5 1 1定位在針對於基板 ]0 2的面]0 2 a進行取樣時所需要的多個位置之未圖示的移 動機構。 表面電位計5 ] 2是在離開基板]0 2的面]0 2 a的狀態下 朝向探針5]]:而在對應位置的徴小範圍內進行電位的檢 測。因此,液體吐出機構5 0 1會藉由移動機構將探針5 Π定 位在依據微小距離單位而分開之無數散佈的各檢測點而進 行各檢測點的電位檢測。更且,各點的檢測電位則被輸出 到控制器。此外,移勡機構可以藉由進行基板! 0 2之移動 的移動機構與讓探針5 Π朝與基板不同的方向移動的移動 機構的配合勖作而將探針定位在基板102的面102a的各位 置、或是只是將探針或基板移動到各位置。 控制器5 1 5是一提供已經儲存有用來控制信號產生器 之程式之晶片的控制電路。控制器5 ] 5則是從表面電位計 5 1 2的輸出特定出絕緣性基材1 02之表面電位的最大値爲 Vmax與最小値爲Vmi„。更且,從該些Vmax、Vni,n的値根 據上述數式(A)、(B)、(C)來算出Vs的範圍,而特定出作 爲滿足該範圍之一定値的 Vs。上述特定方法的一例即是 當從式(A;^ Vs$Vm,d-V卜ax.m,n丨的條件而特定出Vs時, 則根據v s = V m i d - V丨m a x . m i n卜a而特定出V s。 更且,控制器則藉由放大器5 ] 4將來自信號產生器5 ] 3 的輸出信號加以放大,而進行信號產生器5 ] 3的輸出控制 以使得被施加在吐出電極4 5 8的脈衝電壓成爲由演算處理 -66 - (63) (63)1343874 所特定出來的V s。 藉此’液體吐出機構5 0 1則不是事先在其他的過程中 針對表面電位分佈爲未知的絕緣性基材]〇 2進行測量,而 是根據適當的脈衝電壓來吐出液滴。藉此能夠形成所希望 大小的點。更且,當針對該基材]〇 2進行多次的吐出時, 則能夠抑制基材1 〇 2之表面電位的影響而可以形成更均一 化的點。 此外’也可以取代輸出脈衝電壓的上述信號產生器 5】3 ’而如圖1 8所示般地使用能連續地施加一定之電壓的 定常電壓施如部]〇 4 a。 又’也可以取代輸出脈衝電壓的上述信號產生器5 ] 3 ’而如圖]8所示般地使甩用於將偏壓電壓與脈衝電壓呈重 #地施加的吐出電壓施加機構兼帶電機構2 04。此時最好 控制器5 ] 5要控制吐出電壓施加機構兼帶電機構2 04以使得 重®的電壓的値能夠滿足條件式(A)。 (實施例1 ) (基材的表面電阻與液滴之著陸直徑的變動的關係試驗)
圖2 7爲表示基材的表面電阻與液滴之著陸直徑之變動 的變動率的關係的圖表。上述實驗是在露點溫度6 t:環境 下利用構造與上述液體吐出機構5〇相同之玻璃製、噴嘴直 徑爲]〔"m〕的吐出噴嘴,在將從吐出噴嘴的前端部妾J
基材K的距離設爲】q〇〔 # m〕的狀態下,且在將基材K 2 *i 的
的表面電阻設爲]〇14、j 010 ' ] 〇9、1 0s、1 〇5〔 Ω /cm J -67- (64) (64)1343874 各條件下針對玻璃製的基材K進行吐出。各基材K的表 面電阻則是根據(I )完全不塗佈、(2 )塗佈防止帶電劑庫爾 庫特((商標)庫爾庫特公司製)' (3))塗佈防止帶電劑庫爾 庫特2 0 0((商標)庫爾庫特公司製)' 〇))塗佈防止帶電劑庫 爾庫特 N - 1 0 3 X ((商標)庫爾庫特公司製)、(5 ))塗佈防止帶 電劑庫爾庫特SP2 00]((商標)庫爾庫特公司製)而調製。 又,將金屬塗料(哈里瑪化成株式會社製銀奈米塗料( 商標))當作溶液來使闬,在吐出電壓爲3 5 0〔 V〕、吐出頻 率1 0〔 Hz〕 、50%Diny的各條件下根據同一個矩形波來射 出。因此則測量此時的著陸直徑而算出該直徑之變勖的變 動率(標準偏差/平均値)。 根據上述實驗,當讓基材 K 的表面電阻降低到 1 09〔 Ω / c m2〕時,則其變動率會急遽地減低(爲在 1 0 9〔 Ω / c m 2〕時的〗/ 3以下),而在低於此的表面電阻下 則可以觀測到著陸直徑會顯著地成爲安定。 (實施例2) (露點溫度與基材表面電位分佈與吐出電壓與液滴之著陸 直徑之變動的關係試驗) 圖2 8爲表示露點溫度與基材表面電位分佈與吐出電壓 與液滴之著陸直徑之變動之變動率的關係的圖表。上述實 驗是在周圍溫度爲2 3 t環境下利用構造與上述液體吐出機 構5 0相同之玻璃製、噴嘴直徑爲1〔" m〕的吐出噴嘴, 在將從吐出噴嘴的前端部到基材K的距離設爲】00 [ " m -68 - (65) (65)1343874 〕的狀態下’針對玻璃製的基材K在露點溫度設爲1,2 ’ 6 ’ 9 ’】4 ’ ] 7°C (攝氏)的各條件下進行吐出。 又’在各露點溫度下’藉著利用表面電位計(丁rek公 司製造的Μ 〇 d e j 3 4 7 )針對坡璃製的莛材κ之表面內的各 點測里其表面_位而求取表面電位分佈。在此針對縱橫爲 3mm間隔’而縱向爲]00點、橫向爲1 〇〇點之共計I 〇〇〇〇點 測量表面電位。結果的V m a x : (] 〇 〇 〇 〇點中的最大電位)、 Vm,„ : (] 00 00點中的最+電位)' v卜ax.m|"丨:(最大電位與 最小電位的差的絕對値)、Vmid :(最大電位與最小電位的 平均値)則表示在圖2 S。 又’將金屬塗料(哈里瑪化成株式會社製造的銀奈米 坌料(阅標))當作溶液來使用,在吐出電壓爲3 5 〇〔 V〕、 吐出頻率1 〇〔 Hz〕、50%Duty的各條件下根據同一個矩形 波來進行1 0 0 0點的射出。因此測量此時的著陸直徑而算出 該直徑之變動的變動率(標準偏差/平均値)。 根據上述實驗,當露點溫度上升到以上時,則其 變動率會急遽地減低(爲在6 t時的]/2以下),而在高於此 以上的露點溫度下則可以觀測到著陸直徑會顯著地成爲安 定。 亦即’錯此藉著將露點溫度設定在9 t以上,則顯示 出對於所吐出的液滴直徑的安定化具有顯著的效果。 接者則驗證露點溫度與電位分佈與吐出電壓的關係。 而用來減低因爲電位分佈與吐出電壓對於在基材K側之 1位分佈的影響的條件則容在第2實施形態以後的記載中 -69 - (66) (66)1343874 敘述。亦即,當滿足上述的 V nl a x、V m , n、V卜a、. ‘ n丨、 vm,d的條件式(A)(參照第2實施形態的記載)的條件時’則 可以減少在基材K側之電位分佈的影響° 在露點溫度1,3 °C下,吐出電壓V s並未滿足式(A ) 1 因此,液滴之著陸直徑之變動受到在基材 K側之電位分 佈的影響會變大。 又,在露點溫度6 T:下雖然吐出電壓 v s未滿足式(A ) ’但Vs/V丨n,ax.ni,,,丨不足5,因此變動大。 另一方面,在滿足露點溫度條件的3個質旌例中’除 了成爲表靣踅位的粦齡已經被涞低而吐出電壓滿定式(A ) 的狀態外,VS/V丨nlmin |也成爲5以上。結果能夠減少液 滴之著陸直徑的變動。 (實施例3 ) (露點溫度與基材表面電位分佈與吐出電壓與液滴之著陸 直徑之變動的關係試驗) 在本實施形態中則利用與實施例2相同的吐出噴嘴, 根據改變施加在吐出電極的偏壓電壓V 1與脈衝電壓V 2的 値的3個型態(pattern)而進行著陸直徑之變動的比較試驗 。在上述比較試驗中,則在圖2 8中在顯不出良好的結果的 露點溫度1 4 t:(攝氏)的環境下針對與實施例2相同的玻璃 基板κ在相同的環境及條件下進行相同的試驗。亦即, 基材之表面電位的最大値及最小値均相问’而連溶液也相 同,連射出點數、頻率也相同’連電位分佈的檢測方法也 -70- (67) (67)1343874 相同,連著陸直徑之變動率的算出方法也相同。 在試驗中,當事先針對吐出電壓連續地施加偏壓電壓 v 1時,則只有在吐出時會瞬間地呈重盤地施加偏壓電壓 V | 〇 在第】型態中,將偏壓電壓V !設爲0〔 V〕、將脈衝電 壓V 2設爲3 5 0〔 V〕,而設定爲與實施例2相同的吐出電壓 V s ( = V , + V 2)。又,在第2型態中,將偏壓電壓 V 1設爲-5 0 [V〕、將脈街電壓 V 2設爲3 5 0〔 V〕,在第3型態v,將 偏壓電壓V !設爲-5 0〔 V〕、將脈衝電壓V ;設爲5 5 0 [ V〕 c 將在良好的露點溫度環境下之偏壓電壓及脈衝電壓與 液滴之著陸直徑之變動的關係表示在圖29。在上述圖29的 圖表中表示各型態的偏壓電壓 V i、脈衝電壓 V2、V : + V2 、| V , + V 2 | / V丨ni a x. ηι, n丨、著陸直徑之變動率。在上述圖2 9 的圖表中,針對在良好的露點溫度環境下之偏壓電壓及脈 衝電壓與液滴之著陸直徑之變動的關係也考慮到與 V„iax 、V ni, n、V丨,,,a x . m ; n丨、V „ i d的相關性。此外有關 V m a x、 V Π1, n、V卜a x. m , n丨、V m i d則參照在上述圖2 8中之露點溫度 1 4 °C (攝氏)的乙欄中的記載。 當以第〗型態作爲標準時,則在第2型態中雖然 V1 + V2 的値、亦即。V s的値會減低,但由於偏壓電壓 V ,低於 V m , n,因此相當於上述第3實施形態之圖2 3 B的狀態,而 可以觀測到變動率提高。 又,在第3型態中,|\。+乂2|/\,卜,^.11,,11|在]〇以上’而 -71 - (68) (68)1343874 可以觀測到變動率提高。 (實施例4 ) 以下則舉出實施例更具體地說明本發明。 在實施例4中利用第2實施形態之靜電吸引型液體吐出 裝置1 〇 ]。而供給到噴嘴Π 〇的液體則利用由哈里瑪化成株 式會社製造的銀奈米塗料(商品名),噴嘴1 1 〇爲玻璃製, 將噴嘴1 1 0的內部直徑(吐出口]] 2的直徑)設爲2 [ y m〕 ' 絕緣性基材]〇 2使用玻璃基板、從噴嘴Π 0的前端到絕緣性 基材1 〇 2的面]0 2 ε爲止的距懸設爲]0 0 u m。 又利用表面電位計(T r e k公司製造的Μ 〇 d e. 1 3 4 7 )針對 使用玻璃基板作爲絕緣性基材]Ο 2之表面內的各點測景其 表面電位而求取表面電位分佈。在此針對縱橫爲3 m m間 隔,而縱向爲〗〇 〇點、橫向爲1 〇 〇點之共計]〇 〇 〇 〇點測量表 面電位。結果玻璃基板之表面電位的最大値Vmax爲400 [ V〕 '最小値 V m 爲 1 0 0〔 V〕、中間値 V ,n , d n 爲 2 5 0〔 V〕 、電位差 V 卜 a x · m , n I 爲 3 Ο Ο〔 V〕。 此外將由吐出電壓施加機構兼帶電機構1 〇 4的定常電 壓施加部]〇 4 a所施加的電壓 V s則設定爲表]的各條件, 從噴嘴Π 0朝向玻璃基板吐出液體,藉著讓噴嘴Π 0移動而 在玻璃基板的表面圖案化形成由液體所構成的線。因此則 測量在玻璃基板的表面經圖案化形成的線之寬度的變動。 線之寬度的變動也表示在表]。在此,藉由雷射顯微鏡(奇 安斯株式會社製造)針對變動來觀察線,而在沿著線之任 -72 - (69) (69)1343874 意的點藉由影像處理來測量線寬,而從線寬的平均値、最 大値、最小値而求得》 (表])
Vs Vs—VmkJ \/| | 線寬的變動 條件⑹ 600V 35GV 2. 0 10% 條件⑴) 1000V 75〇V y-> o · o 7% 條件(c) | 400V | 150V Ί. 3 55% 由表]可铂在條伶(3)、條件電壓滿足式(A)。 在條件(a)下線寬的變動小到1 〇%,而即使是在條件(b)下 線寬的變動也會小到7 %。而在條件(c )下電壓V s未滿足式 (A ),而線寬的變動也會大到5 5 %。如此般在條件(a )、( b) 下能夠將液體的吐出量設爲一定,而可以防止因爲位置而 產生液體的吐出不良的情形。 (實施例5 ) 在實施例5中利用第2實施形態之靜電吸引型液體吐出 裝置1 〇 1。而供給到噴嘴1] 0的液體則利用由哈里瑪化成株 式會社製造的銀奈米塗料(商品名),噴嘴]1 0爲玻璃製, 將噴嘴1 1 0的內部直徑(吐出口】1 2的直徑)設爲2〔 # m〕、 絕緣性基材1 〇 2使用玻璃基板 '從噴嘴1 ] 〇的前端到絕緣性 基材1 02的面]02a爲止的距離設爲]〇〇 # m。 接著與實施例4同樣地利用表面電位計針對使用玻璃 -73- (70) (70)1343874 基板作爲絕緣性基材1 0 2之表面內的各點測量其表面電位 而求取表面電位分佈。結果玻璃基板之表面電位的最大値 Vmax爲70〔 V〕、最小値VmM1爲-20〔 V〕'中間値Vni,d爲 2 5〔 V〕、電位差 V 卜,a +'. m ;| 爲 9 0〔 V〕。 此外將由吐出電壓施加機搆兼帶電機構1 0 4的定常電 壓Μ加部1 0 4 a所施加的電壓 V ;;則設定爲衣2的各條件, 從噴嘴Π 0朝向玻璃基板吐出液體,藉著讓噴嘴]1 0移動而 在玻璃基板的表面圖案化形成由液體新構成的線。因此與 實施例4同樣地測量在玻璃基板的表面經圖案化彤成的線 之寬度的變動。線之寛度的變釣也表示在表2。又也求取 V s / V丨ni a x. m丨η丨’而也表不在表2中。 (表2)
Vf 1 max —min | 線寬的變動 條件(d) 400V 4. 4 6% 條件(e) 600V 6. 7 3% 條件⑴ Ί OOOV 11.1 1 % 由表2可知在條件(d )、條件(e ) '條件(f)下電壓 V s滿 足式(A )。在條件(d )下線寬的變動會小到6 %,在條件(e ) 下線寬的變動會小到3 %,而在條件(f)下線寬的變動會小 到]%。隨著 Vs/V丨max_m,„丨變大,線寬的變動也會變小。 Vs/V丨max.niin丨最好在5以上,又更好在1 〇以上。 -74 - (71)丄343874 (實施例6 ) 在實施例6中利用第3實施形態之靜電吸引型液體吐出 裝置2 0 1。而供給到噴嘴1 1 0的液體則利用由哈里瑪化成株 式會社製造的銀奈米塗料(商品名),噴嘴1 1 〇爲玻璃製, 將噴嘴]1 0的內部直徑(吐出口丨】2的直徑)設爲2〔 /i m〕' 絕緣性基材1 〇 2使用玻璃基板、從噴嘴0的前端到絕緣性 基材】〇 2的面]0 2 a爲止的距離設爲】0 〇 y m。
接著與實施例1同樣地利闬表面電位計針對使闬玻璃 基板作爲絕緣性基紂]〇 2之表面內的各點測量其表面電位 面求取表靣電位分伟*結果玫璃菡板之表面電位的最大値 V ni a X 爲 7 0〔 V〕 '最小値 V ln i η 爲-2 0〔 V〕、中間値 V m i d 爲2 5〔 V〕'電位差V卜a x. ni i „丨爲9 Ο〔 V〕 c
此外將由吐出電壓施加機構兼帶電機構I 〇4的定常電 壓施加部】〇4 a所施加的偏壓電壓 v !、與由脈衝電壓施加 部2 0 4 b所施加的脈衝電壓V 2則設定爲表3的各條件,一邊 讓噴嘴Π 〇移動一邊施加脈衝電壓V 2,藉由如此般地反覆 2 5 0次’而從噴嘴1 1 0朝向玻璃基板將液體當作液滴吐出, 而在玻璃基板的表面圖案化形成由液滴所構成的點。因此 則測量在玻璃基板的表面經圖案化形成的點直徑的變動。 在此針對變動率藉由雷射顯微鏡(株式會社器恩斯製造)針 對變動來觀察點,而將各點視爲圓形,從點的面積根據影 像處理來測量直徑而求取所測量到的直徑的標準偏差及平 均値,而以平均値來除標準偏差來求得。 -75 - (72) (72)1343874 (表3) V, Vr VitV2 變動率 條件(g) ον 350V 350V 12% 條件⑹ 100V 350V 450V 8% 條件(i) -450V 350V -100V 8% 條件Ci) -100V 350V 250V 5% 由表3可知在條件(g)、條件(h)、條件(i)、條件⑴的 任一者均滿足在爲被施加在吐出電極】〇 7之電壓的最小値 的偏壓電壓 V !、與爲最大値的(偏壓電壓 V j +脈衝電壓 V 2)中的其中一者滿足式(A )的電壓 V s。在條件(g)下點直 徑的變動率會小到I 2 %,在條件(h )變動率更會小到8 % , 在條件(i)下會小到8 %,而在條件(j )下變動率更會小到5 % 。如此般在條件(g)〜條件(j)下可將液體的吐出量設爲一 定’而可以防止因爲位置而產生液體的吐出不良的情形。 此外’在條件(g )下的變動率會較其他的條件(h )〜條 件(j)爲大,此是因爲偏壓電壓V ,較絕緣性基材1 〇 2之表面 電位的最大値V m a x爲大’而較最小値v m , „爲小所造成。 因此爲了要使點直徑的變動率變小,則並非將圖2 1所示的 波形的脈衝電壓施加在吐出電極1 0 7,而是考慮將圖2 2或 圖2 3所示的波形的脈衝電壓施加在吐出電極】0 7。又,在 條件⑴下’由於(V ! + V 2)較V ni, d爲大,而V ,較V m i d爲小 ,因此變動率最小。 -76 - (73) (73)1343874 (實施例7 ) 在實施例7中利用第3實施形態之靜電吸引型液體吐出 裝置2 0 1。而供給到噴嘴η 0的液體則利用由哈里瑪化成株 式會社製造的銀奈米塗料(商品名):噴嘴1 1 0爲玻璃製, 將噴嘴U 0的內部直徑(吐出口 π 2的直徑)設爲2 [ β m〕、 絕緣性基材1 Ο 2使用坡璃基板、從噴嘴Π 0的前端到絕緣性 基材】0 2的面]〇 2 a爲止的距離設爲丨0 0 /i m。 接著與實施例4同樣地利甩表面電位計針對使周彼璃 基板作爲絕緣性基材】02之表面內的各點測量其表面電位 而求取表面電位分伟。結果玻璃基板之表面電位的最大値 Vmax 爲 7〇〔V〕、最小値 Vnlin 爲-20〔 V〕,中間値 Vmid 爲25〔 V〕、電位差V卜丨爲90〔 V〕。 1比外將由吐出電壓施加機構兼帶電機構1 04的定常電 壓施加部1 0 4 a所施加的偏壓電壓 V !、與由脈衝電壓施加 部2 〇4b所施加的脈衝電壓v2則設定爲表4的各條件,一邊 讓噴嘴〗1 0移動一邊施加脈衝電壓 V 2,藉由如此般地反覆 2 5 0次’而從噴嘴]]〇朝向玻璃基板將液體當作液滴吐出 2 5 0次’而在玻璃基板的表面圖案化形成由液滴所構成的 點《因此則與實施例3同樣地求取在玻璃基板的表面經圖 案化形成的點直徑的變動率將點直徑的變動率也表示在 表4 °又求取在電壓之最大値的絕對値或最小値的絕釣値( 亦即’ I V丨|、或Vl+V2)中之大的一方、與丨的 比’且將其表示在表4。 -77- (74)1343874 變動率 5% 2% 0. 8% c E 1 S £ > \ j CO CD y— \ + CvJ LO j— V,+V2 250V I- 500V 1000V ro 350V 1—_ ______.一一 I ' 500V 1100V > — -100V _____ I -1 "100V -100V 條件0<) 條件⑴ 條件(m) -78- (75) (75)1343874 由表4可知在條件(k)、條件(1)、條件(m)的任一者均 滿足在爲被施加在吐出電極1 0 7之電壓的最小値的偏壓電 壓 V 1、與爲最大値的(偏壓電壓 V , +脈衝電壓 V 2)中的其 中一者滿足式(A)的電壓 Vs。在條件(k)下點直徑的變動率 會小到5 %,在條件(1)下變動率更會小到2 %,在條件(m )下 更會小到0.8%。如此般在條件(k)〜條件(m)下可將液體的 吐出量設爲一定,而可以防止因爲位置而產生液體的吐出 不良的情形。又,隨著| Y,+V2 | /V卜ax.m,n丨變大,則變動 率位會變小。|V1+V2|/V丨最好在5以上,又更好在 ]0以上。 (實施例8) 在實施例8的條件(η)中利用第4實施形態之靜電吸引 型液體吐出裝置3 0 1,在條件(〇 )、條件(p)、條件(q )、條 件(Ο中利用第5實施形態之靜電吸引型液體吐出裝置4 0 1 。在條件(s)中利用第5實施形態之未裝備有除電器的靜電 吸引型液體吐出裝置401。條件(η)〜條件(〇之任一者,供 給到噴嘴]1 〇的液體均利用由哈里瑪化成株式會社製造的 銀奈米塗料,噴嘴]]〇爲玻璃製,將噴嘴1] 〇的內部直徑( 吐出口] 1 2的直徑)設爲2〔 μ m〕、絕緣性基材1 02使用玻 璃基板、從噴嘴1]〇的前端到絕緣性基材102的面102 a爲 止的距離設爲]〇 m。 接著與實施例4同樣地利用表面電位計針對使用玻璃 基板作爲絕緣性基材1 02之表面內的各點測量其表面電位 -79- (76) (76)1343874 而求取表面電位分佈》結果玻璃基板之表面電位的最大値 V m a.、爲 3 0 0〔 V〕、最小値 V ηι , η 爲-]0 〇 [ V〕、中間値 v ni, d 爲 1 0 0 [ V〕'電位差 V 卜 s x. m , n 丨爲 4 0 0〔 v〕。 在條件(η )下,藉由交流電壓施加機構3 Ο 5 —邊將+/-5 Ο Ο〔 V〕頻率I〔 k Η ζ〕的交流電壓施加在吐出電極】0 7, 而一邊讓液體吐出頭〗〇 3相對於玻璃基板3 0 5而作掃描,藉 此針對玻璃基板之整個表面實施除電。 在條件(η )下,除電器4 〇 5則利用自我放電方5TC的交流 電壓施加型除電器(阿基雷斯株式會社製造的除電器)。藉 由讓該除電器4 〇 5相對於玻璃基扳作掃挂而針對玻璃基板 之整個表面實施除電。 在條件(Ρ )下,除電器4 0 5則利周電量放電方式的交流 電壓施加型除電器(奇安斯株式會社製造的S.1S),特別將 交流電壓設爲3 3〔 Η ζ〕。藉由讓該除電器4 0 5相對於玻璃 基板作掃描而針對玻璃基板之整個表面實施除電。 在條件(q)下,除電器405則利用高頻電暈放電方式的 交流電壓施加型除電器(西西得公司製造的Zapp),特別將 交流電壓設爲3 8〔 k Η z〕。藉由讓該除電器4 0 5相對於玻璃 基板作掃描而針對玻璃基板之整個表面實施除電。 在條件(Ο下,除電器4〇5則利用藉由光電離之離子產 生方式之微弱X線照射方式的除電器(浜松水卜二夕只株 式會社製造的光離子器)。藉由該除電器4〇5讓微弱X線照 射在坡璃基板而針對玻璃基板之整個表面實施除電 在條件(s)下則不進行除電。 -80 - (77) (77)1343874 此外,針對條件(η)〜條件(s)分別藉由將定常電壓施 加在吐出電極1 0 7,而從噴嘴1 01朝向玻璃基板吐出液體, 藉由讓噴嘴】1 0移動而在玻璃基板的表面圖案化形成由液 體所構成的線。因此則測量在玻璃基板的表面圖案化形成 的線的寬度的變動。至於線的寬度的變動的求取方法則是 與實施例1的情形相同。將除電方式與結果表示在表5。 (表5) 除電方式 線寬的變動 饶柠(η ) 藉白將交流電Μ茂为在 噴嘴的電極來除電 ]% 條件(〇) 自我放電式的除電電刷 7 0 % 條件(Ρ) 電量放電方式 10% 條件(q) 高頻電暈放電方式 7% 條件(0 微弱X線照射方式 4 % 條件(S) 不除電 90% 由表5可知,當如條件(s)所示未針對玻璃基板進行除 電時,則線寬的變動大到90%。相較於此1如條件(n)〜條 件(〇般針對玻璃基板進行除電時,則線寬的變動會較未 除電的情形爲小。特別是在條件(η)下線寬的變動會小到 3 %,在條件(ρ )下線寬的變動會小到】〇 %,在條件(q )下線 寬的變動會小到7 %,在條件(r)下線寬的變動會小到4 % -如此般在條件(η)〜條件(〇下可將液體的吐出量設爲一定 -81 - (78)1343874 ,而可以防止因爲位置而產生液體的吐出不良的情形。 (液體吐出裝置的邏輯說明) 以下則說明本發明之液體吐出的理論及說明根據此的 基本例子。此外,與以下所說明之理論及在基本例中之噴 嘴的構造、各部分的素材及吐出液體的特性、在噴嘴周圍 附加的構成、吐出動作有關的控制條件等的全部的內容當 然儘可能地應用在上述各實施形態中。 (對於施;ϋπ m壓降低及s小液滴量之安定吐出實現的 對策) 以前若超出由以下之條件式所決定的範圍則無法吐出 液滴。 (數】2) d< 2 ⑷ 又c爲藉由靜電吸引力可以從噴嘴前端部吐出液滴之 λ〇=2 π y h2/e〇V2 在溶液液面的成長波長(m),根據 來求得。 (數]3) ⑸ d<- -82 - (79)1343874 (數]4 ) ⑹ 在本發明中則再度考察在靜電吸引型噴墨方5 揮之噴嘴的角色,而在以往不可能吐出之未嘗試ή ,藉由利用馬克斯威爾力等而形成微小液滴。 導出將用於降低驅動電壓及實現吐出微少量白 吐出條件以 i似方戶万5 示的公式則敍述ji]下。 以下的說明則可以應用於在上述各本發明的1 中所說的液體吐出裝置中。 現將導電性溶液注入到內徑d的噴嘴,而假言: 地位於距作爲基材之無限平板導體之h的高度。并 表示在圖3 0。此時,在噴嘴前端部所誘發的電荷| 中在噴嘴前端的半球部,而藉由以下的公式近似i1 (數 1 5) Q = 2πε0ανά ⑺ 在此,Q :在噴嘴前端部所誘發的電荷(C)、 空的介電常數(F/m)、e :基材的介電常數(F/m) 嘴-基材間距離(m)、d :噴嘴內部的直徑(m )、V : 中可發 領域中 對策的 施形態 呈垂直 該情形 假設集 來表示 ε 〇 ·' 真 、h :噴 施加在 -83 - (80) (80)1343874 噴嘴的總電壓(V)。α :與噴嘴形狀等相關的比例常數, 而取1〜1 .5左右的値,特別是當d << h時大約成爲1左右 〇 又,當作爲基材的基板爲導體基板時,則在表面附近 會誘發產生用於抵消電荷 Q之電位的逆電荷,而考慮成 與根據該些的電荷分佈而在基板內的對稱位置誘發產生具 有相反之符號的鏡像電荷 Q ’的狀態爲等效。又,當基板 爲絕緣體時,則考慮成與在基板表面根據分極而在表面側 誘發產生逆電荷,且在由介電常數所決定的對稱位置則同 樣垲誘發產生相反符號的鏡像電荷Q ’的狀態爲等效。 但是在噴嘴前端部之凸狀彎月之前端部的電場強度 E,oc [ V/m ],當將凸狀彎月前端部的[ft率半徑假設爲 R 〔m〕時,則根據次式而求得。 (數]6)
E loc kR (8) 在此k :爲比例常數,而雖然是根據噴嘴形狀等而異 ,但是取1 . 5〜8 . 5左右的値,而大多數的情形考慮是5左 右。(P.J.Birdseye andD.A.Smith , Surface Science , 23(1970)198-210° 現在爲了簡單起見,乃設爲d/2 =R。而此則相當於在 噴嘴前端部因爲表面張力而使得導電性溶液膨脹成具有與 噴嘴之半徑相同半徑的半球形狀。 -84 - (81)1343874 考慮作用在噴嘴前端之液體之壓力的平衡。首先,靜 電式的壓力當將噴嘴前端部的液面積設爲S〔 m2〕時,則 表不成 (數】7) p ~ ^ £ ⑼ e S l〇c πά1 n loc
由式(7)、( 8 )、( 9),當α = 1時,則成爲 (數 1 8) P 二%F V 二 8(〆2 e _ d/2 k-d/2 ~ k-d2 ' do) 另一方面,當將在噴嘴前端部之液體的表面張力設爲 P s時,則成爲 (數]9) 卜芋⑴) , 在此,7:爲表面張力(F/m)。 』 由靜電式的力引起吐出液體的條件由於是一靜電式的 力超過表面張力的條件,因此成爲 (數 20) -85- (82)1343874 藉由具有 超過表面壓力 根據次式給予 (數 2]) p>Ps 非常小的噴嘴直徑 。當從該關係式來 吐出的最低電壓f (12) d,則靜電式的壓力能夠 求 V與d的關係時,則
式(6)及式(13)可得 亦即,從 電壓。 (數 22) (13) 知次式成爲本發明的動作 將吐出界 性則表示在上 所造成的電場 著噴嘴直徑的 當只考慮 施加在噴嘴的 則吐出所需要 面,若是注意 h\rL>v>^l V '丨 2ε0 限電壓V c相對於 述圖9。由該圖可 集中效果時,則很 減少而降低。 到以往針對電場的 電壓與對向電極間 的電壓會隨著成爲 到局部電場強度時 (1) 某個內徑d之噴嘴的相關 知,當考慮到由微細噴嘴 顯然地開始吐出電壓會隨 想法,亦即,只考慮到由 之距離所定義的電場時, 微細噴嘴而增加。另一方 ,則吐出電壓會因爲微細 -86 - (83)1343874 噴嘴化而降低。 根據靜電吸引所造成的吐出基本上是基於在噴嘴端部 之流體的帶電。而帶電的速度可以考慮成由介電緩和所決 定的時間常數。 (數 23) ' ε τ =—— σ (2) 在此,ε :溶液的介電常數(F / m ) ' σ :溶液的導電 常數(S / m )<當將溶液的比介電常數設爲1 0,將導電常數 設爲](T 6 S / m時,則r == 1 . 8 5 4 X ] (Γ > s e c。或是當將臨界頻率 設爲fc〔 Hz〕時,則成爲次式。 (數 24)
(14) 考慮成針對頻率較該fc爲快之電場的變化則無法響 應而不能進行吐出。若是針對上述的例子來估計時,則頻 率成爲】0 k H z左右。此時,當噴嘴半徑爲2 " m,電壓爲 5 00V弱時,雖然噴嘴內流量G可估計爲1(T13 m3/s,但當 爲上述例的液體時,由於在]OkH Z下可進行吐出,因此] 周期內的最小吐出量可以達成1 〇fl(l fl : 1 (T15 1)左右。 此外,在各上述本實施形態中,則如圖3 0所示般,其 特徵在於位於噴嘴前端部的電場的集中效果與在對向基板 -87 - (84) (84)1343874 所誘發的鏡像力的作用。因此並不必要如先前技術般要將 基板或基板支撑體設爲導氣【生或疋將電壓施加在該些基板 或基板支撐體。亦即’可以使用絕緣性的玻璃基板、聚醯 亞胺等的塑膠基板、陶瓷基板、半導體基板等。 又,在上述各實施形嘘中’針對電極的施加電壓可以 是正、負中的其中一者。 更且,噴嘴與基材的距離錯由保持在5 0 0〔 ju m〕以 下,則容易吐出液體。又,雖然未圖示,但藉由檢測噴嘴 位置來進行回饋控制而能夠使噴嘴相對於基材保持一定。 又,也能夠將基材載置於_電性或絕緣性的基材保持 器加以保持。 圖3 1爲表示作爲本發明之其他基本例之一例的液體吐 出裝置之噴嘴部分的側面斷面圖。在噴嘴1的側面部設有 電極]5,而在與噴嘴內溶液3之間施加被控制的電壓。該 電極15的目的是一用來控制Electroweuing效果的電極。 而當有足夠的電場施加在構成噴嘴的絕緣體時,則即使是 沒有該電極也能夠期待引起E 1 e c t r 〇 w e 11 i n g效果。但是在 本基本例中藉由更積極地使用該電極,則也能夠發揮控制 吐出的角色。當以絕緣體來構成噴嘴1,而在前端部之噴 嘴的管厚爲】"in、噴嘴內徑爲2 // m、施加電壓爲3 0 0 V時 ,則具有約3 0氣壓的E 1 e c t r 〇 w e 11 i n g效果。該壓力則意味 著雖然對於用來吐出並不足夠,但是可以將溶液供給到噴 嘴前端部,而考慮藉由該控制電極來控制吐出。 上述圖9爲表示本發明中的開始吐出電壓對於噴嘴直 -88- (85)1343874 徑的相關性。液體吐出裝置則使用圖1 2所示的裝置 吐出電壓會隨著變成微細噴嘴而降低,而很明顯地 較以往爲低的電壓下進行吐出。 在上述各實施形態中,溶液吐出的條件則成爲 材間距離(h)、施加電壓的振幅(V)、施加電壓振動 各函數,而分別滿足各一定的條件則對於作爲吐出 必要。相反地當有其中一個條件未滿足時,則必須 其他的參數。 請參照圖3 2來說明此一情形。 首先,爲了要吐出,則存在了當不是更大的電 法吐出的某個一定的臨界電場 E c。該臨界電場是 據噴嘴直徑、溶液的表面張力、粘性等而改變的値 在Ec以下時則難以吐出。在臨界電場Ec以上,亦 夠吐出的電場強度下,則在噴嘴基材間距離(h )與 壓的振幅(V )之間會產生某個比例的關係。而當縮 間距離時,則可以減小臨界施加電壓V。 相反地當使噴嘴基材間距離(M極端地分離, 施加電壓 V時,則即使是保持相同的電場強度, 電暈放電所產生的作用會造成液體液滴的破裂亦即 情形。 產業上之可利用性 如上所述般,本發明之液體吐出裝置、液體吐 可適用於作爲圖面輸出用途的一般印刷、針對特ί 。開始 能夠在 噴嘴基 數(0之 條件爲 要變更 場即無 一會根 ,而當 即在能 施加電 短噴嘴 而力口大 則藉由 猝發的 出方法 隹媒體( -89- (86) (86)1343874 薄膜、布、金屬膜等)的印刷、或塗佈由液體狀或塗料狀 的導電性物質所構成的配線、天線等之圖案、塗佈作爲加 工用途之粘著劑、封止劑等、塗佈醫藥品(當將多種的微 量成分加以混合時)、遺傳基因診斷用試料等的生物、醫 療用途上,而適用於根據各用途之液體吐出的情形。 又,電路基板之配線圖案形成方法適用於電路基板的 圖案化上。 【圖式簡單說明】 圖1 A、】B爲表示當將噴嘴直徑設爲0 0.2〔 m〕時 的電場強度分佈,圖]A爲表示當將噴嘴與對向電極的距 離設定在2000〔 ym〕時的電場強度分佈、圖]B爲表示當 將噴嘴與對向電極的距離設定在1 〇 〇〔 # m〕時的電場強 度分佈。 圖2 A、2 B爲表示當將噴嘴直徑設爲0 0.4〔 β m〕時 的電場強度分佈,圖2 A爲表示當將噴嘴與對向電極的距 離設定在2000〔 //m〕時的電場強度分佈、圖2B爲表示當 將噴嘴與對向電極的距離設定在1 〇 〇〔 V m〕時的電場強 度分佈。 圖3 A、3 B爲表示當將噴嘴直徑‘設爲</» 1〔 m〕時的 電場強度分佈,圖3 A爲表示當將噴嘴與對向電極的距離 設定在2 0 0 0〔# m〕時的電場強度分佈、圖3 B爲表示當將 噴嘴與對向電極的距離設定在]0 〇〔# m〕時的電場強度 分佈。 -90 - (87) (87)1343874 圖4 A、4 B爲表示當將噴嘴直徑設爲0 8〔 # m〕時的 電場強度分佈,圖4 A爲表示當將噴嘴與對向電極的距離 設定在2 0 0 0〔 β m〕時的電場強度分佈、圖4 B爲表示當將 噴嘴與對向電極的距離設定在]〇 〇 [# m〕時的電場強度 分佈。 圖5 A、5 B爲表示當將噴嘴直徑設爲0 2 0〔 " m〕時 的電場強度分佈,圖5 A爲表示當將噴嘴與對向電極的距 離設定在2 0 0 0〔 μ m〕時的電場強度分佈、圖5 B爲表示當 將噴嘴與對向電極的距離設定在1 0 0〔厂m〕時的電場強 度分佈。 圖6 A、6 B爲表示當將噴嘴直徑設爲</< 5 0〔 v m〕時 的電場強度分佈,圖6A爲表示當將噴嘴與對向電極的距 離設定在2 0 0 0 [ β m〕時的電場強度分佈、圖6 B爲表不當 將噴嘴與對向電極的距離設定在1 0 0〔# m〕時的電場強 度分佈。 圖7爲表示在圖]〜圖6之各條件下之最大電場強度的 圖表。 圖8爲表示噴嘴的噴嘴直徑與在彎月面(meniscus)中之 最大電場強度之關係的線圖。 圖9爲表示噴嘴的噴嘴直徑與在彎月面所吐出的液滴 開始飛翔的開始吐出電壓、在該初期吐出液滴之雷里界限 下的電壓値及開始吐出電壓與雷里界限電壓値之比的關係 的線圖。 圖1 Ο A爲表示噴嘴直徑與噴嘴前端部之強電場之領域 -91 - (88) (88)1343874 之關係的說明圖、圖]〇 B爲表示圖]〇 a中的噴嘴直徑在微 小的範圍內的放大圖。 圖1 1爲表示液體吐出裝置之槪略構成的方塊圖。 圖1 2爲沿著噴嘴之液體吐出機構的斷面圖。 圖1 3 A ' 1 3 B爲表示與被施加在溶液的電壓之關係的 說明圖’圖]3 A爲不進行吐出的狀態、圖】3 b爲吐出狀態 〇 圖14A、MB' MC爲表示在噴嘴內流路之其他形狀 之例子的部分切開的斷面圖,圖1 4 A爲在溶液室側設有圓 角的例子、圖1 4 B爲將流路內壁面設爲推拔狀周面的例子 、圖1 4 C爲將推拔狀周面與直線狀的流路加以組合時的例 子。 圖1 5爲表示絕對溫度與露點溫度之關係的線圖。 圖〗6爲表示絕對溫度與露點溫度之關係的線圖。 圖1 7爲表示相對溫度與露點溫度之關係的線圖。 圖]8爲表示將作爲應用本發明之第2實施形態的液體 吐出機構的一部分加以切開來表示的斷面圖。 圖19A及圖19B爲表示定常電壓之波形的說明圖。 圖2 0爲表示將作爲應用本發明之第3實施形態的液體 吐出機構的一部分加以切開來表示的斷面圖。 圖2】A及圖2]B爲表示脈衝電壓之波形的說明圖。 圖22A及圖22B爲表示脈衝電壓之波形的說明圖。 圖2 3 A及圖2 3 β爲表示脈衝電壓之波形的說明圖。 圖24爲表示將作爲應用本發明之第4實施形態的液體 -92- (89) (89)1343874 吐出機構的-部分加以切開來表示的斷面圖。 圖2 5爲$不將f乍爲應用本自日月之第5實施形態的液體 吐出機構的—部分加以切開來表示的斷面圖。 圖2 6爲表小將作爲應用本發明之第6實施形態的液體 吐出機構的一部分加以切開來表示的斷面圖。 圖2 7爲表不基材之表面電阻與液滴之著陸直徑之變動 的變動率之關係的圖表。 圖2 8衣示ss鈷溫度與基材表面電位分怖及吐出電壓與 液滴之著陸直!之變勤的變動率之關係的圖表。 圖29爲衣不在良好的露點漤度環境下之偏壓電壓及脈 衝電壓與液滴之者陸直徑之變動之關係的圖表。 圖3 0爲本發明之實施形態中用於計算噴嘴之電場強度 的圖面。 圖3 ]爲表示作爲本發明之—例之液體吐出機構的側面 斷面圖。 圖3 2爲根據本發明之實施形態之液體吐出裝置中的距 離-電壓的關係而來之吐出條件的說明圖。 【主要元件符號說明】 35、]〇4、204' 304:電壓施加機構 51 :噴嘴 5 6 ‘·吐出頭 5 8 :吐出電極 70 :空調機(吐出環境調節機構) -93 - (90) (90)1343874 l 〇 :液體吐出裝置 1 0 1 ' 2 0 1、3 0】' 4 0 1、5 0]:液體吐出機構(液體吐出裝置) 1 0 2、K :基材 1 0 4、2 0 4 :帶電機構 3 〇 5 :交流電壓施加機構 4 0 5 :除電器 5 1 2 :表面電位計(表面電位檢測機構)
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Claims (1)

  1. (1) (1)1343874 十、申請專利範圍 1 ·—種液體吐出裝置,具備有: 具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 體吐出頭; 被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極; 將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構; 接支上述液滴之吐出而由絕綠性素材所構成的基材; 及、 將上述液體吐出頭進行吐出的環境維持在露點溫度9 度(攝氏9度〔.t〕)以上,但未滿水的飽和溫度的吐出環 境調節機搆。 2 . —種液體吐出裝置,具備有: 具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 體吐出頭; 被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極: 將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構;及、 由絕緣性素材所構成,而至少在接受液滴之吐出之範 圍的表面電阻在1 〇9〔 Q /cm2〕以下的基材。 3 . —種液體吐出裝置,具備有: 具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 體吐出頭; 被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 (2) (2)1343874 述液滴之電場之電壓的吐出電極; 將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構;及' 由絕緣性素材所構成,而至少在接受液滴之吐出之範 圍設有表面電阻在]〇9〔 Ω /cm2〕以下之表面處理層的基 材。 4. 一種液體吐出裝置,具備有: 具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 體吐出頭; 被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極: 將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構;及、 由絕緣性素材所構成,而至少在接受液滴之吐出之範 圍設有藉由塗佈界面活性劑而形成之表面處理層的基材。 5. —種液體吐出裝置,具備有: 具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 體吐出頭; 被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極; 當將接受上述液滴吐出之絕緣性基板之表面電位的最 大値設爲Vn,3x〔 V〕、最小値設爲vm,n〔 V〕時,則將在 信號波形之至少一部分的電壓値滿足次式(A)的Vs〔 V〕 的信號波形的電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構。 (數 25) (3)1343874 rnax-min 5 mid |max-min|= (A) 但v,max.mi"!是根據次式(B)來決定,而Vmid是根據 次式(c)來決定。 (數 26) ⑻ (數 27) V miG ^ max ^rnin 2 (Ο 6 · —種液體吐出裝置,具備有: 具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 體吐出頭; 被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極; 接受上述液滴之吐出之絕緣性基材之表面電位的檢測 機構;及、 當將接受上述液滴吐出之絕緣性基材之表面電位的最 大値設爲Vmu [ V〕、最小値設爲νηιιη〔 V〕時’則將在 信號波形之至少一部分的電壓値滿足次式(幻的VS〔 V〕 的信號波形的電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構。 (數 28) (4)1343874 • j<K (A) — min — ° Vs< Vmid _^max-minI+ ^max-πυη 但 V I ni a x - m i η I疋根據次式(B)來決定,而 Vniid疋根主"" 次式(c)來決定。 (數 29)
    (B) (數 30) V +V T/ max min …、 ^ mid ~ 2 ⑹ 7 .如申請專利範圍第5項之液體吐出裝置,其中賴由 上述電壓施加機構所輸出的信號波形是一維持滿足上述式 (A )之V 5之一定電位的波形。 8 .如申請專利範圍第6項之液體吐出裝置,其中藉由 上述電壓施加機構所輸出的信號波形是一維持滿足上述式 (八)之Vs之一定電位的波形》 9 .如申請專利範圍第5項之液體吐出裝置,其中藉由 上述電壓施加機構所輸出的信號波形是一脈衝電壓的波形 ,該脈衝電壓之最大値、最小値中的至少一者滿足上述式 (A)的 Vs 〇 1 0.如申請專利範圍第6項之液體吐出裝置,其中藉由 上述電壓施加機構所輸出的信號波形是一脈衝電壓的波形 ’該脈衝電壓之最大値、最小値中的至少—者滿足上述式 (A)的 Vs 〇 -98 - (5) (5)1343874 Π .如申請專利範圍第9項之液體吐出裝置,其中滿足 藉由上述電壓施加機構所施加之脈衝電壓的最大値較V ni, d 大,而藉由上述電壓施加機構所施加之脈衝電壓的最小値 較V m i d小的條件。 I 2 ·如申請專利範圍第1 〇項之液體吐出裝置,其中滿 足藉由上述電壓施加機構所施加之脈衝電壓的最大値較 V d大’而藉由上述電壓施力□機構所施加之脈衝電壓的最 小値較Vmid小的條件。 1 3 .如申請專利範圍第5項之液體吐出裝置,其中滿足 在藉由上述電壓旌加機搆所施珣之脈衝電壓的最大値與 Vm,d的差 '及Vnild與藉由上述電壓施加機構所施加之脈 衝電壓的最小値的差中,其中一個的差較另一個差爲大的 條件。 】4 ·如申請專利範圍第6項之液體吐出裝置,其中滿足 在藉由上述電壓施加機構所施加之脈衝電壓的最大値與 Vmid的差、及Vmid與藉由上述電壓施加機構所施加之脈 衝電壓的最小値的差中,其中一個的差較另一個差爲大的 條件。 15.—種液體吐出裝置,具備有: 具有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 體吐出頭; 被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極; 將電壓施加在上述吐出電極的電壓施加機構;及、 99 (6) (6)1343874 面向接受上述液滴之吐出的絕緣性基板而配置,而除 去該絕緣性基板之帶電的除電器。 】6 .如申請專利範圍第1 5項之液體吐出裝置,其中上 述除電器是一面向接受上述液滴之吐出的絕緣性基板而配 置的除電用電極, 而具有將交流電壓施加在上述除電用電極的交流電壓 施加機構。 17.如申請專利範圍第]6項之液體吐出裝置,其中上 述吐出電極與上述除電用電極乃共用相同電極。 ]8 .茆由請專利範園第]5項之液體吐出裝置.其中上 述除電器是一電暈放電方式的除電器。 1 9 .如申請專利範圍第]5項之液體吐出裝置,其中上 述除電器是一藉著將光照射在上述絕緣性基板而除去該絕 緣性基板之帶電的除電器。 2 0 .如申請專利範圍第]項至第]9項之任一項之液體吐 出裝置,其中上述噴嘴的內部直徑在2 0〔 a m〕以下。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項之液體吐出裝置,其中上 述噴嘴的內部直徑在8〔# m〕以下。 2 2 .如申請專利範圍第2 ]項之液體吐出裝置,其中上 述噴嘴的內部直徑在4〔 y m〕以下。 2 3 . —種液滴吐出方法,主要是利用一由具備有:具 有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出 頭 '被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極、及將電壓施加在上述吐 100 (7) (7)1343874 出電極的電壓施加機構所構成的液體吐出裝置, 在被維持在露點溫度9度(攝氏9度〔°C〕(以上,但未 滿水的飽和溫度的環境下,針對由絕緣性材料所構成的基 材將上述液滴吐出。 2 4 · —種液滴吐出方法,主要是利用一由具備有:具 有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出 ^ 被D又在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極、及將電壓施加在上述吐 出電極的電壓施加機構所構成的液體吐出裝置, 5:.十ΐ彳由;rS /·#、tii材料所構成’但至少在接受液滴吐出的 範圍內表面電阻在]Ο9〔 Ω /cm2〕以下的基材將上述液滴 吐出。 2 5 · —種液滴吐出方法’主要是利用—由具備有:具 有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出 頭、被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極、及將電壓施加在上述吐 出電極的電壓施加機構所構成的液體吐出裝置, 針對由絕緣性材料所構成,但至少在接受液滴吐出的 範圍內設有將表面電阻設在1 ο9〔 Ω /Cm2〕以下之表面處 理層的基材將上述液滴吐出。 2 6. —種液滴吐出方法,主要是利用一由具備有·'具 有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液體吐出 頭、被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於吐出上 述液滴之電場之電壓的吐出電極、及將電壓施加在上述吐 101 (8)1343874 出電極的電壓施加機構所構成的液體吐出裝置, 針對由絕緣性素材所構成,而至少在接受液滴 之範圍設有藉由塗佈界面活性劑而形成之表面處理 材將上述液滴吐出。 2 7 · —種液體吐出方法,主要針對在由絕緣性 構成之基板之表面之至少可接受吐出已經帶電之溶 滴的範圍內藉由塗佈界面活性劑而形成表面處理層 除了將吐出電壓施加在噴嘴內的溶液外,也從 嘴的前端部將上述液滴吐出到上述基板的表面處理 在上述所吐出的液滴經過乾燥、固化後除去已 該液滴的部分而除去表面處理層。 2 8 .·—種液滴吐出方法,主要是利吊--由具備 有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的噴嘴的液 頭、被設在上述液體吐出頭,而被施加有產生用於 述液滴之電場之電壓的吐出電極、及將電壓施加在 出電極的電壓施加機構所構成的液體吐出裝置, 當將上述絕緣性基材之表面電位的最大値設j 〔V〕,將最小値設爲V m i η〔 V〕時,藉著將在信 之至少一部分的電壓値滿足以式(A )的 V S [ V ]的電 在上述吐出電極而將上述液滴吐出。 (數3】) S < mid Imax-minl? mid _L |max-min| < S 之吐出 層的基 素材所 液之液 ) 上述噴 罾, 跗著苟 有:具 體吐出 吐出上 上述吐 客 V m a X 號波形 壓施加 (A) 是根據 102 1343874 Ο) 次式(C)來決定。 (數 32)
    max-xnin| ω) (數 33) V +1,. y ——52iiL (〇 JTiiu 2 9 .如申請專利範圍第2 8項之液體吐出方法,其中在 將電壓施加在上述吐出電壓之前,會測量上述絕緣性基材 的表面電位分佈,而將上述最大値設爲 V m ax〔 V〕,將最 小値設爲V m , n〔 V〕。 3 0 .如申請專利範圍第2 8項之液體吐出方法,其中施 加在上述吐出電極之電壓的信號波形是一維持滿足上述式 (A )之V s之一定電位的波形。 3 1 .如申請專利範圍第2 8項之液體吐出方法,其中施 加在上述吐出電極之電壓的信號波形是一脈衝電壓的波形 ,該脈衝電壓之最大値、最小値中的至少一者滿足上述式 (A)的 Vs。 3 2 .如申請專利範圍第3 1項之液體吐出方法,其中滿 足上述脈衝電壓的最大値較Vm,d大,而最小値較Vm,d小 的條件。 3 3 .如申請專利範圍第3 I項之液體吐出方法,其中滿 足上述脈衝電壓的最大値與V m j d的差、及v m j d與上述脈 衝電壓的最小値的差中,其中一個的差較另一個差爲大的 (10) 1343874 條件。 3 4 .—種液滴吐出方法,主要是利用 有從前端部吐出已經帶電之溶液之液滴的 頭、被設在上述液體吐出頭,而被施加有 述液滴之電場之電壓的吐出電極、及將電 出電極的電壓施加機構所構成的液體吐出 在將吐出電壓施加在上述吐出電極而 前會除去上述絕緣性基材的帶電。 3 5 ·如申請專利範圍第3 4項之液體吐 由將交流電壓施邡在靣向上述絕緣性基紂 電極來進行上述絕緣性基材的除電。 3 6 .如申請專利範圍第3 5項之液體吐 述除電用電極則與上述吐出電極共用。 3 7 ·如申請專利範圍第3 4項之液體吐 述除電器是一電暈放電方式的除電器,而 緣性基材的除電。 38. 如申請專利範圍第34項之液體吐 述除電器是一將光照射在上述絕緣性基材 來進行上述絕緣性基材的除電。 39. 如申請專利範圍第23項至第38項 吐出方法,其中上述吐出口的直徑在2〇〔 4〇·如申請專利範圍第;39項之液體吐 述吐出口的直徑在8〔 #m〕以下。 4 1 ·如申請專利範圍第4 0項之液體吐 一由具備有:具 噴嘴的液體吐出 產生用於吐出上 壓施加在上述吐 裝置, 吐出上述液滴之 出方法,其中藉 被配置的除電周 出方法,其中上 出方法,其中上 用來進行上述絕 出方法,其中上 的除電器,而用 之任一項之液體 # m〕以下。 出方法,其中上 出方法,其中上 -104- (11) (11)1343874 述吐出口的直徑在4〔 /i m〕以下。 4 2 . —種電路基板之配線圖案形成方法,主要利用申 請專利範適第2 3項至第3 8項之任一項之液體吐出方法,而 將由金屬塗料所構成的液滴吐出到上述基材。 105
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