JP2007260677A - Forming method and forming device of film pattern, electric conductive film wiring, electrooptical device, electronic equipment, and non-contact type card medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極、アンテナ、電子回路、集積回路などの配線に使われる導電膜配線や、シリコン膜パターン等の膜パターンの形成方法及び形成装置に関する。
また、本発明は、導電膜配線、電気光学装置、電子機器、並びに非接触型カード媒体に関する。
The present invention relates to a conductive film wiring used for wiring of electrodes, antennas, electronic circuits, integrated circuits and the like, and a film pattern forming method and a forming apparatus such as a silicon film pattern.
The present invention also relates to a conductive film wiring, an electro-optical device, an electronic apparatus, and a non-contact card medium.
電子回路または集積回路などに使われる配線の製造には、例えばリソグラフィー法が用いられている。このリソグラフィー法は、予め導電膜を塗布した基板上にレジストと呼ばれる感光材を塗布し、回路パターンを照射して現像し、レジストパターンに応じて導電膜をエッチングすることで配線を形成するものである。このリソグラフィー法は真空装置などの大掛かりな設備と複雑な工程を必要とし、また材料使用効率も数％程度でそのほとんどを捨ててしまわざるを得ず、製造コストが高かった。 Lithography, for example, is used to manufacture wiring used for electronic circuits or integrated circuits. In this lithography method, a photosensitive material called a resist is applied onto a substrate on which a conductive film has been previously applied, a circuit pattern is irradiated and developed, and the conductive film is etched according to the resist pattern to form wiring. is there. This lithography method requires large-scale equipment such as a vacuum apparatus and a complicated process, and the material use efficiency is about several percent, and most of it must be discarded, and the manufacturing cost is high.
これに対して、米国特許５１３２２４８号では、導電性微粒子を分散させた液体をインクジェット法にて基板に直接パターン塗布し、その後熱処理やレーザー照射を行って導電膜パターンに変換する方法が提案されている。この方法によれば、フォトリソグラフィーが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになると共に、原材料の使用量も少なくてすむというメリットがある。 On the other hand, US Pat. No. 5,132,248 proposes a method in which a liquid in which conductive fine particles are dispersed is directly applied to a substrate by an ink jet method and then converted into a conductive film pattern by heat treatment or laser irradiation. Yes. According to this method, there is an advantage that photolithography is not required, the process is greatly simplified, and the amount of raw materials used is reduced.
しかしながら、配線として使用するためには、導電性微粒子がある程度重なって厚膜化されて形成されることが必要である。すなわち、導電性微粒子が重なっていないと、導電性微粒子が互いに接触していない部分が断線等の原因となってしまう。また、厚膜化が不十分であると電気抵抗が高くなり、伝導性に劣る配線となってしまう。
ところが、導電性微粒子を分散させた液体をインクジェット法にて基板に直接パターン塗布する方法では、導電性微粒子を分散させた液体を用いるため、一定量の液体の吐出で塗布できる導電性微粒子の量には吐出時の粘度等の点から限界がある。一方、一度に多量の液体を吐出しようとすると、配線の形成位置の制御が難しくなると共に、配線の線幅が太くなり電子回路等の集積化の要請に反してしまう。
However, in order to use it as a wiring, it is necessary that the conductive fine particles are formed so as to be overlapped to a certain extent to be thickened. That is, if the conductive fine particles are not overlapped, a portion where the conductive fine particles are not in contact with each other causes disconnection or the like. Moreover, if the film thickness is insufficient, the electrical resistance increases and the wiring is inferior in conductivity.
However, in the method in which the liquid in which the conductive fine particles are dispersed is directly applied to the substrate by the inkjet method, the liquid in which the conductive fine particles are dispersed is used. Therefore, the amount of the conductive fine particles that can be applied by discharging a certain amount of liquid. Is limited in terms of viscosity at the time of discharge. On the other hand, if a large amount of liquid is to be ejected at a time, it becomes difficult to control the formation position of the wiring, and the line width of the wiring becomes thick, which is against the demand for integration of electronic circuits and the like.
そこで、インクジェット法による導電膜配線を適切に行うために、特開昭５９−７５２０５に開示されているように、基板上にバンク（隔壁）を設けて、吐出された液滴の位置を制御する方法が提案されている。バンクを用いると、ある程度まとまった吐出量で吐出しても、基板上に吐出された液滴はバンクとバンクとの間に留まり、線幅３０μｍ程度の配線を１μｍ程度の位置精度で形成することが可能である。
しかしながら、このようなバンクはフォトリソグラフィーを用いて形成する必要があるため、コスト高につながってしまう。
Therefore, in order to appropriately perform conductive film wiring by the ink jet method, as disclosed in JP-A-59-75205, a bank (partition wall) is provided on the substrate to control the position of the discharged droplet. A method has been proposed. If a bank is used, even if it is ejected with a certain amount of ejection, the droplets ejected on the substrate remain between the banks, and a wiring with a line width of about 30 μm is formed with a positional accuracy of about 1 μm. Is possible.
However, since such a bank needs to be formed using photolithography, the cost increases.
また、予め撥液部と親液部のパターンを形成した基板の親液部に、インクジェット法により選択的に液体材料を吐出することも提案されている。この場合、導電性微粒子を分散させた液体は、親液部に留まり易いため、バンクを形成することなく、位置精度を保って配線を形成することが可能である。
しかしながら、この方法ではマスク等を用いた親液部、撥液部のパターン形成の工程が必要であると共に、親液パターン上に正確に塗布するためのアライメントマークを設ける工程も必要となりプロセスが煩雑となる。
また、親液部への吐出であるため液滴が濡れ広がり、膜厚の厚い導電膜の形成が困難となる。そこで、膜厚を厚くするために、吐出回数を多くすることも考えられるが、液体に対する撥液部の撥液性を相当に高くしないと、液体を親液部内に収めることが困難となる。さらに、形成される配線の線幅は、基板の親液部の幅に限定される。
It has also been proposed to selectively discharge a liquid material by an ink jet method onto a lyophilic portion of a substrate on which a pattern of a liquid repellent portion and a lyophilic portion is previously formed. In this case, since the liquid in which the conductive fine particles are dispersed easily stays in the lyophilic portion, it is possible to form the wiring while maintaining the positional accuracy without forming a bank.
However, this method requires a pattern forming process for the lyophilic part and the lyophobic part using a mask or the like, and also requires a process for providing an alignment mark for accurate application on the lyophilic pattern. It becomes.
In addition, since the liquid is discharged to the lyophilic portion, the droplet spreads and the formation of a thick conductive film becomes difficult. Therefore, it is conceivable to increase the number of ejections in order to increase the film thickness. However, unless the liquid repellency of the liquid repellent part with respect to the liquid is significantly increased, it becomes difficult to store the liquid in the lyophilic part. Furthermore, the line width of the formed wiring is limited to the width of the lyophilic portion of the substrate.
また、バンク形成も、撥液部と親液部のパターン形成も、いずれも必要としない方法として、本発明者らは、先に導電性微粒子を分散させた液体と基板との接触角を３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下に制御する方法を提案した（特願２００１−１９３６７９）。この発明は、接触角を３０［ｄｅｇ］以上とすることにより、基板着弾後の液体の濡れ広がりを抑えて厚膜化を可能とすると共に、接触角を６０［ｄｅｇ］以下とすることにより、基板上に着弾した液滴が既に基板上にある液滴と合体して液だまり（バルジ）を生じ、断線、短絡等の問題を引き起こすことを防ぐものである。
本発明者らは、上記出願において、バルジの発生を一層回避するため、吐出する液滴と液滴との重なりが、液滴の直径の１〜１０％となるように、吐出間隔を制御することも提案した。さらに、吐出された液体を乾燥後、その上に重ね塗りをすることも提案した。この場合、液体が乾燥した部分は親液性を有するので、後から吐出する液体が、液体が乾燥した部分に留まりやすく、一層の厚膜化が可能となるものである。
In addition, as a method that requires neither bank formation nor pattern formation of the liquid repellent part and the lyophilic part, the present inventors set the contact angle between the liquid in which the conductive fine particles are dispersed and the substrate to 30. A method of controlling to [deg] or more and 60 [deg] or less has been proposed (Japanese Patent Application No. 2001-193679). In the present invention, by setting the contact angle to 30 [deg] or more, it is possible to increase the thickness of the liquid by suppressing the wetting and spreading of the liquid after landing on the substrate, and to set the contact angle to 60 [deg] or less. The liquid droplets that have landed on the substrate are combined with the liquid droplets already on the substrate to form a pool (bulge), thereby preventing problems such as disconnection and short circuit.
In the above application, in order to further avoid the occurrence of bulges, the present inventors control the discharge interval so that the overlap between the droplets to be discharged is 1 to 10% of the diameter of the droplets. I also proposed that. Furthermore, it has been proposed that after the discharged liquid is dried, it is overcoated on it. In this case, since the portion where the liquid is dried has lyophilicity, the liquid to be discharged later easily stays in the portion where the liquid is dried, and it is possible to further increase the film thickness.
ここで、バルジと断線、短絡との関係について説明する。図１３は、導電膜配線Ａ１〜Ａ４において、バルジＢ１、Ｂ２、Ｂ３が発生した状態を示すものである。図１３に示すように、導電膜配線Ａ１上において発生したバルジＢ１が隣の導電膜配線Ａ２に接触することにより、導電膜配線Ａ１と導電膜配線Ａ２とがＸ１において短絡している。また、バルジＢ１は、周囲の液滴が引き寄せられて発生するため、導電膜配線Ａ１には、Ｘ２において断線が発生している。
このように、バルジの発生は、導電膜配線の性能上、致命的な欠陥を招くものである。
Here, the relationship between the bulge, disconnection, and short circuit will be described. FIG. 13 shows a state in which bulges B1, B2, and B3 are generated in the conductive film wirings A1 to A4. As shown in FIG. 13, the bulge B1 generated on the conductive film wiring A1 is in contact with the adjacent conductive film wiring A2, whereby the conductive film wiring A1 and the conductive film wiring A2 are short-circuited at X1. Further, since the bulge B1 is generated by attracting surrounding droplets, the conductive film wiring A1 is broken at X2.
Thus, the occurrence of a bulge causes a fatal defect in the performance of the conductive film wiring.
しかしながら、上記特願２００１−１９３６７９に係る方法は、バルジの発生は抑制されるものの、基板の撥液性が６０［ｄｅｇ］以下とあまり大きくないため、導電性微粒子を分散させた液体が基板着弾後に濡れ広がることを抑える効果が充分でなかった。そのため、厚膜化、細線化の要請を満たすために、一層の改善が求められていた。
また、液体を乾燥後に重ね塗りをする場合も、基板の撥液性が６０［ｄｅｇ］以下とあまり大きくないため、液体を乾燥して親液性となった部分との撥水性の差が充分でなかった。そのため、重ね塗るときの液量が多すぎると、先に液体を乾燥した部分に留まらず、液体が基板上に流れ落ちてしまいやすく、線幅が太くなってしまうという問題があった。
However, although the method according to Japanese Patent Application No. 2001-193679 suppresses the generation of bulges, the liquid repellency of the substrate is not so high as 60 [deg] or less, so that the liquid in which conductive fine particles are dispersed is applied to the substrate. The effect of suppressing the spread after wetting was not sufficient. Therefore, further improvement has been demanded in order to satisfy the demands for thickening and thinning.
In addition, when the liquid is overcoated after drying, the liquid repellency of the substrate is not so high as 60 [deg] or less, so that there is a sufficient difference in water repellency from the lyophilic portion after the liquid is dried. It was not. For this reason, if the amount of the liquid is excessively applied, there is a problem that the liquid does not stay in the previously dried portion, the liquid tends to flow onto the substrate, and the line width becomes thick.
次に、集積回路、薄膜トランジスタに応用されるシリコン薄膜のパターン形成は、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法などにより基板全面にアモルファスやポリシリコンの膜を形成した後、フォトリソグラフィーにて不要なシリコン膜部分を除去することによって行われるのが一般的である。 Next, pattern formation of silicon thin film applied to integrated circuits and thin film transistors is not required by photolithography after an amorphous or polysilicon film is formed on the entire surface of the substrate by thermal CVD, plasma CVD, photo-CVD, etc. Generally, this is performed by removing a portion of the silicon film.
しかしこれらのＣＶＤ法とフォトリソグラフィーによるシリコン薄膜パターンの形成においては、プロセス面では以下の点で更なる改良が待たれていた。
（１）気相反応を用いるため気相でシリコンの粒子が発生するため装置の汚染や異物の発生による生産歩留まりが低い。
（２）原料がガス状であるため、表面に凹凸のある基板上には均一膜厚のものが得られにくい。
（３）膜の形成速度が遅いため生産性が低い。
（４）プラズマＣＶＤ法においては複雑で高価な高周波発生装置や真空装置などが必要である。
（５）フォトリソグラフィーはプロセスが複雑であり、原料の使用効率も低く、レジストやエッチング液などの大量の廃棄物が発生する。
However, in the formation of a silicon thin film pattern by these CVD methods and photolithography, further improvements have been awaited in terms of the process.
(1) Since silicon particles are generated in the gas phase because a gas phase reaction is used, the production yield due to contamination of the apparatus and generation of foreign substances is low.
(2) Since the raw material is gaseous, it is difficult to obtain a film having a uniform thickness on a substrate having an uneven surface.
(3) Productivity is low because the film formation rate is slow.
(4) The plasma CVD method requires a complicated and expensive high-frequency generator or vacuum device.
(5) The process of photolithography is complicated, the use efficiency of raw materials is low, and a large amount of waste such as resist and etching solution is generated.
また、材料面では毒性、反応性の高いガス状の水素化ケイ素を用いるため取り扱いに難点があるのみでなく、ガス状であるため密閉状の真空装置が必要である。一般にこれらの装置は大掛かりなもので装置自体が高価であるのみでなく、真空系やプラズマ系に多大のエネルギーを消費するため製品のコスト高に繋がっている。 In addition, in terms of materials, gaseous silicon hydride having high toxicity and reactivity is used, so that not only handling is difficult, but since it is gaseous, a sealed vacuum device is required. In general, these devices are large-scale and are not only expensive, but also consume a lot of energy in the vacuum system and plasma system, leading to high product costs.
これに対して、あらかじめ撥液部と親液部のパターンを形成した基板上に、有機ケイ素化合物を含有した液体をインクジェット法によって親液部のみに選択的に液体を塗布し、その後の熱処理などによってシリコン膜パターンに変換することによって、簡単な工程で精度よくシリコン膜パターンを形成する方法も提案されている。
しかしながら、この方法ではマスク等を用いた親液部、撥液部のパターン形成の工程が必要であると共に、親液パターン上に正確に塗布するためのアライメントマークを設ける工程も必要となりプロセスが煩雑となる。
また、シリコン膜パターンも、膜の一様性を保つためある程度の膜厚が必要であるが、親液部への吐出であるため液滴が濡れ広がり、膜厚を厚くすることが困難となる。そこで、吐出回数を多くすることも考えられるが、液体に対する撥液部の撥液性を相当に高くしないと、液体を親液部内に収めることが困難となる。さらに、形成されるシリコン膜パターンの幅は、基板の親液部の幅に限定される。
On the other hand, a liquid containing an organosilicon compound is selectively applied only to the lyophilic part by an ink jet method on a substrate on which a pattern of the lyophobic part and the lyophilic part has been formed in advance, and then heat treatment, etc. There has also been proposed a method for forming a silicon film pattern with high accuracy by a simple process by converting into a silicon film pattern.
However, this method requires a pattern forming process for the lyophilic part and the lyophobic part using a mask or the like, and also requires a process for providing an alignment mark for accurate application on the lyophilic pattern. It becomes.
The silicon film pattern also needs a certain thickness to maintain the uniformity of the film. However, since it is discharged to the lyophilic portion, the droplet spreads out and it is difficult to increase the thickness. . Therefore, it is conceivable to increase the number of ejections. However, unless the liquid repellency of the liquid repellent part with respect to the liquid is significantly increased, it becomes difficult to store the liquid in the lyophilic part. Further, the width of the formed silicon film pattern is limited to the width of the lyophilic portion of the substrate.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、インクジェット法による膜パターンの形成方法を改善し、簡単な工程で効率よく厚膜化を達成し、細線化の要請も満たし、しかも、導電膜とした場合に断線や短絡等の問題を生じない膜パターンの形成方法及び形成装置を提供することを課題とする。
また、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配線を提供することを課題とする。
さらに、配線部の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能な電気光学装置及びこれを用いた電子機器並びに非接触型カード媒体を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has improved the film pattern forming method by the ink jet method, efficiently achieving a thick film by a simple process, satisfying the demand for thinning, It is an object of the present invention to provide a film pattern forming method and a forming apparatus that do not cause problems such as disconnection and short circuit.
It is another object of the present invention to provide a conductive film wiring that is thick and advantageous for electrical conduction, is less likely to cause defects such as disconnection and short circuit, and can be finely formed.
It is another object of the present invention to provide an electro-optical device, an electronic device using the electro-optical device, and a non-contact type card medium that are less likely to cause defects such as disconnection and short circuit in a wiring portion and that can be reduced in size and thickness.
本発明の膜パターンの形成方法は、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、複数の液滴を、前記膜形成領域全体に、前記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１吐出工程と、複数の液滴を、前記膜形成領域全体の前記第１吐出工程における吐出位置と異なる位置に、前記基板上に着弾した後の前記液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する第２吐出工程とを有することを特徴とする。 A film pattern forming method of the present invention is a film pattern forming method in which a liquid pattern containing a film forming component is ejected to a predetermined film forming region on a substrate to form a film pattern. A first ejection step of ejecting a plurality of droplets at a pitch larger than the diameter of the droplets after landing on the substrate over the entire film formation region, and a plurality of droplets over the entire film formation region And a second discharge step of discharging at a pitch larger than the diameter of the droplet after landing on the substrate at a position different from the discharge position in the first discharge step.
ここで「膜形成領域」とは膜パターンを形成すべき領域のことで、主として単一又は複数の直線で構成される。また、「前記膜形成領域全体」とは、膜形成領域の全面を意味するものではなく、膜形成領域の特定領域（例えば、左右に引かれた直線の右半分等）のみに偏らない全体を意味する。
また、「前記基板上に着弾した後の液滴の直径」とは、吐出された液滴が基板上に着弾した後に自然に広がり、その後乾燥に伴って縮小する間の最大直径をいう。すなわち、「前記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」ことにより、続けて吐出する液滴が、着弾後に自然に広がった後も、互いに離間して接しないように吐出することを意味する。
また、「異なる位置」とは、液滴の中心位置が異なることを意味し、第１工程によって吐出される液滴と第２工程によって吐出される液滴とは、互いに部分的に重なるか、あるいは完全に重ならないものである。
Here, the “film formation region” is a region where a film pattern is to be formed, and is mainly composed of a single or a plurality of straight lines. In addition, “the entire film forming region” does not mean the entire surface of the film forming region, but an entire region that is not biased only to a specific region of the film forming region (for example, the right half of a straight line drawn to the left and right). means.
Further, “the diameter of the droplet after landing on the substrate” means the maximum diameter during which the discharged droplet naturally spreads after landing on the substrate and then shrinks with drying. That is, by “discharging at a pitch larger than the diameter of the droplet after landing on the substrate”, the droplets to be continuously discharged do not come into contact with each other even after they naturally spread after landing. It means to discharge.
In addition, “different positions” means that the center positions of the droplets are different, and the droplets ejected by the first step and the droplets ejected by the second step partially overlap each other, Or it does not overlap completely.
本発明によれば、第１吐出工程においても、第２吐出工程においても、液滴と液滴とが基板上の膜形成領域に互いに離間して吐出される。そのため、液滴が互いに合体してバルジを生じることがない。
また、第１吐出工程と第２吐出工程とで吐出位置が異なるため、第１吐出工程による液滴の間隙を第２吐出工程により埋めていくことができる。
なお、第２吐出工程において吐出される液滴が第１吐出工程において吐出された液滴と部分的に重なることは差し支えない。すなわち、第１吐出工程において吐出された液滴は、ある程度、又は完全に乾燥が進行しているので、両工程の液滴が互いに合体してバルジを生じる危険性が、同一の工程で重なり合う液滴を続けて吐出する場合と比較して低くなるからである。
本発明によれば、バルジが生じる危険性が軽減されるので、基板の撥液性を高め、基板と液体との接触角を大きくすることができる。そのため、細線化、厚膜化が可能となる。
また、インクジェット法によるため、基板が平坦でなく凹凸のあるものであっても膜を形成することができる。そのため、例えば、段差のある箇所をまたいで配線等の膜を形成することも可能である。
According to the present invention, in both the first discharge process and the second discharge process, the droplets and the droplets are discharged separately from each other to the film formation region on the substrate. Therefore, the droplets do not coalesce with each other to generate a bulge.
In addition, since the discharge positions are different between the first discharge process and the second discharge process, the gap between the droplets in the first discharge process can be filled by the second discharge process.
It should be noted that the liquid droplets ejected in the second ejection process may partially overlap the liquid droplets ejected in the first ejection process. That is, since the liquid droplets discharged in the first discharge process have been dried to some extent or completely, there is a risk that the liquid droplets in both processes merge with each other to form a bulge in the same process. It is because it becomes low compared with the case where a droplet is discharged continuously.
According to the present invention, since the risk of bulging is reduced, the liquid repellency of the substrate can be improved and the contact angle between the substrate and the liquid can be increased. For this reason, it is possible to reduce the thickness and the film thickness.
Further, since the ink jet method is used, a film can be formed even when the substrate is not flat but uneven. Therefore, for example, a film such as a wiring can be formed across a stepped portion.
本発明において、前記第２吐出工程におけるピッチは、前記第１吐出工程におけるピッチと略同一であることが好ましい。これにより、工程を簡略化し、作業効率を向上させることができる。
ただし、前記第２吐出工程におけるピッチを、前記第１吐出工程におけるピッチと略同一とすることは絶対的な要件ではない。たとえば、第２吐出工程におけるピッチを第１吐出工程におけるピッチの略２倍としたり、１／２倍としたりすることも可能である。
In the present invention, it is preferable that the pitch in the second discharge step is substantially the same as the pitch in the first discharge step. Thereby, a process can be simplified and work efficiency can be improved.
However, it is not an absolute requirement that the pitch in the second discharge step be substantially the same as the pitch in the first discharge step. For example, the pitch in the second discharge process can be made approximately twice the pitch in the first discharge process or can be halved.
本発明において、前記第１吐出工程におけるピッチは、前記基板上に着弾した後の液滴の直径の２倍以下であることが好ましい。この場合、第１吐出工程と第２吐出工程のみで、連続した線状の膜パターンを形成できるので、工程を簡略化し、作業効率を向上させることができる。
なお、前記第１吐出工程におけるピッチが、前記基板上に着弾した後の液滴の直径の２倍を越える場合には、第２吐出工程の後に、さらに、別の吐出工程を１回以上行うことによって、連続した線状の膜パターンを形成することができる。
In the present invention, it is preferable that the pitch in the first discharge step is not more than twice the diameter of the droplet after landing on the substrate. In this case, since a continuous linear film pattern can be formed only by the first discharge process and the second discharge process, the process can be simplified and the working efficiency can be improved.
When the pitch in the first discharge step exceeds twice the diameter of the droplet after landing on the substrate, another discharge step is further performed once or more after the second discharge step. Thus, a continuous linear film pattern can be formed.
本発明において、前記第１吐出工程におけるピッチが、前記基板上に着弾した後の液滴の直径よりも１０μｍ以上大きいことが好ましい。これにより、液滴の着弾位置の誤差を考慮しても、続けて吐出する液滴が互いに離間して接しないように吐出することを確実に行うことができる。 In the present invention, it is preferable that the pitch in the first discharge step is 10 μm or more larger than the diameter of the droplet after landing on the substrate. Thereby, even if the error of the landing position of the liquid droplet is taken into consideration, it is possible to surely perform the discharge so that the liquid droplets to be continuously discharged are not separated from each other and contacted.
本発明において、前記第２吐出工程の後に、前記液体の複数の液滴を、前記膜形成領域全体に、前記第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第３吐出工程を有することが好ましい。
第１吐出工程及び第２吐出工程により吐出した液滴が完全に、又はある程度乾燥した部分は親液性が付与されており、第３吐出工程により吐出される液体がなじみやすい。そのため、本発明によれば、第３吐出工程により吐出される液滴を膜形成領域に留めることが容易になる。したがって、第３吐出工程におけるピッチは、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ことが可能となり、厚膜化を効率的に進めることが可能となるものである。
特に、前記第３吐出工程におけるピッチは、前記基板上に着弾した後の液滴の直径以下とすることが好ましい。すなわち、第３吐出工程における液滴は、着弾後互いに接触するようなピッチとすることが好ましい。これにより、厚膜化を効率的に進めることが可能となるものである。
In the present invention, after the second discharge step, a third discharge step of discharging the plurality of liquid droplets to the entire film formation region at a pitch smaller than the pitch in the first discharge step may be provided. preferable.
A portion where the droplets discharged in the first discharge step and the second discharge step are completely or partially dried is given lyophilicity, and the liquid discharged in the third discharge step is easily adapted. Therefore, according to the present invention, it is easy to keep the droplets ejected in the third ejection step in the film formation region. Accordingly, the pitch in the third discharge step can be discharged at a pitch smaller than the pitch in the first discharge step, and the film thickness can be increased efficiently.
In particular, it is preferable that the pitch in the third discharge step is equal to or smaller than the diameter of the droplet after landing on the substrate. That is, it is preferable that the droplets in the third ejection step have a pitch that contacts each other after landing. This makes it possible to efficiently increase the thickness.
なお、第３吐出工程は、第１吐出工程及び第２吐出工程による液滴ができるだけ乾燥した後に行うことが好ましいが、完全に乾燥するまで待つ必要はない。完全でなくともある程度乾燥が進行していれば、異なる吐出工程間の液滴が互いに合体してバルジを生じる危険性が、同一の工程で重なり合う液滴を続けて吐出する場合と比較して低くなるからである。
また、第３吐出工程は、第１吐出工程及び第２吐出工程によって、あるいは第１吐出工程及び第２吐出工程の後に、さらに別の吐出工程を１回以上行うことによって、連続した線状の膜パターンが形成されてから行うことが好ましい。これにより、第３吐出工程により吐出される液滴を膜形成領域に留めることがより容易になる。
また、第３吐出工程は、１回だけでなく複数回行うことが好ましい。これにより、一層の厚膜化が達成できる。
Note that the third discharge step is preferably performed after the droplets from the first discharge step and the second discharge step are dried as much as possible, but it is not necessary to wait until the droplets are completely dried. If drying is progressing to some extent even if it is not complete, the risk that droplets between different discharge processes will coalesce with each other to form a bulge is lower than when overlapping droplets are discharged continuously in the same process. Because it becomes.
In addition, the third discharge step is performed by the first discharge step and the second discharge step, or by performing another discharge step one or more times after the first discharge step and the second discharge step. It is preferably performed after the film pattern is formed. This makes it easier to keep the droplets discharged in the third discharge step in the film formation region.
In addition, it is preferable to perform the third ejection step not only once but a plurality of times. Thereby, further thickening can be achieved.
本発明において、前記基板と前記液体との接触角が６０［ｄｅｇ］以上であることが好ましい。これにより、第１吐出工程及び第２吐出工程においては、着弾した液滴の濡れ広がりを抑えることができる。また、第３吐出工程においては、第１吐出工程及び第２吐出工程により吐出した液滴が完全に、又はある程度乾燥した部分の親液性と、基板の撥水性との親液度の差が大きくなり、第３吐出工程により吐出される液滴を膜形成領域に留めることがより容易になる。したがって、細線化、厚膜化が可能となる。
なお、より好ましい接触角は９０［ｄｅｇ］以上である。これにより、一層の細線化、厚膜化が可能となる。また、好ましい接触角の上限は１１０［ｄｅｇ］である。１１０［ｄｅｇ］を越えると、吐出された液滴が、着弾軌道に留まらず、基板上を移動する可能性があるからである。
In the present invention, the contact angle between the substrate and the liquid is preferably 60 [deg] or more. As a result, in the first discharge step and the second discharge step, it is possible to suppress the wetting and spreading of the landed droplets. Further, in the third discharge step, there is a difference in lyophilicity between the lyophilicity of the part where the droplets discharged in the first and second discharge steps are completely or partially dried and the water repellency of the substrate. It becomes larger and it becomes easier to keep the droplet discharged by a 3rd discharge process in a film formation area. Therefore, it is possible to make the line thinner and thicker.
A more preferable contact angle is 90 [deg] or more. This makes it possible to further reduce the thickness and thickness of the film. Moreover, the upper limit of a preferable contact angle is 110 [deg]. This is because if it exceeds 110 [deg], the discharged droplets may not move on the landing trajectory but may move on the substrate.
本発明において、前記基板は、前記第１吐出工程に先立ち、前記液体に対する接触角が６０［ｄｅｇ］以上となるように表面処理されていることが好ましい。
これにより、第１吐出工程及び第２吐出工程においては、着弾した液滴の濡れ広がりを抑えることができる。また、第３吐出工程においては、第１吐出工程及び第２吐出工程により吐出した液滴が完全に、又はある程度乾燥した部分の親液性と、基板の撥水性との親液度の差が大きくなり、第３吐出工程により吐出される液滴を膜形成領域に留めることがより容易になる。したがって、細線化、厚膜化が可能となる。
なお、より好ましい接触角は９０［ｄｅｇ］以上である。これにより、一層の細線化、厚膜化が可能となる。また、好ましい接触角の上限は１１０［ｄｅｇ］である。１１０［ｄｅｇ］を越えると、着弾軌道に留まらず、基板上を移動する可能性があるからである。
なお、接触角は、基板側と液体側の相互関係によって決まるため、液体側の性状にも依存する。しかし、インクジェット法により吐出する液体の性状には表面張力や粘度等に制限があるため、液体の性状のみを調整して接触角を調整することは事実上困難である。したがって、基板側の表面処理により接触角を調整することが適当である。
In the present invention, the substrate is preferably surface-treated so that a contact angle with respect to the liquid is 60 [deg] or more prior to the first ejection step.
As a result, in the first discharge step and the second discharge step, it is possible to suppress the wetting and spreading of the landed droplets. Further, in the third discharge step, there is a difference in lyophilicity between the lyophilicity of the part where the droplets discharged in the first and second discharge steps are completely or partially dried and the water repellency of the substrate. It becomes larger and it becomes easier to keep the droplet discharged by a 3rd discharge process in a film formation area. Therefore, it is possible to make the line thinner and thicker.
A more preferable contact angle is 90 [deg] or more. This makes it possible to further reduce the thickness and thickness of the film. Moreover, the upper limit of a preferable contact angle is 110 [deg]. This is because if it exceeds 110 [deg], it does not stay on the landing trajectory but may move on the substrate.
The contact angle is determined by the mutual relationship between the substrate side and the liquid side, and therefore depends on the properties on the liquid side. However, since the properties of the liquid ejected by the ink jet method are limited in surface tension, viscosity and the like, it is practically difficult to adjust the contact angle by adjusting only the properties of the liquid. Therefore, it is appropriate to adjust the contact angle by surface treatment on the substrate side.
本発明は、前記膜形成成分が導電性微粒子を含有する場合に好適に適用できる。本発明によれば、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配線を形成することができる。
この場合、前記膜形成成分を、熱処理又は光処理によって導電膜に変換する工程を有することが好ましい。これにより、導電性微粒子の導電性を発現させて、導電性を有する膜とすることができる。この熱処理又は光処理は、各吐出工程の後にその都度行っても良いし、すべての吐出工程が終了してから、まとめて一度に行ってもよい。
なお、本発明は、シリコン膜パターンの形成や、ポリイミド等の絶縁膜パターンの形成、レジスト膜パターンの形成等にも好適に使用できる。
The present invention can be suitably applied when the film-forming component contains conductive fine particles. According to the present invention, it is possible to form a conductive film wiring that is thick and advantageous for electrical conduction, is less likely to cause defects such as disconnection and short circuit, and can be finely formed.
In this case, it is preferable to have the process of converting the said film formation component into a electrically conductive film by heat processing or light processing. Thereby, the electroconductivity of electroconductive fine particles is expressed and it can be set as the film | membrane which has electroconductivity. This heat treatment or light treatment may be performed each time after each discharge process, or may be performed all at once after all the discharge processes are completed.
The present invention can also be suitably used for forming a silicon film pattern, forming an insulating film pattern such as polyimide, and forming a resist film pattern.
また、本発明の膜パターン形成装置は、膜形成成分を含有した液体を、基板上の所定の膜形成領域にインクジェット法により吐出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、上記何れかの発明に係る膜パターンの形成方法によって膜パターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、簡単な工程で効率よく厚膜化を達成し、細線化の要請も満たし、しかも、導電膜とした場合に断線や短絡等の問題を生じない膜パターン形成装置とすることができる。
The film pattern forming apparatus of the present invention is a film pattern forming apparatus for forming a film pattern by discharging a liquid containing a film forming component to a predetermined film forming region on a substrate by an ink jet method. A film pattern is formed by the film pattern forming method according to the invention.
According to the present invention, a film pattern forming apparatus that achieves a thick film efficiently by a simple process, satisfies the demand for thinning, and does not cause problems such as disconnection or short circuit when formed as a conductive film. Can do.
本発明は、前記膜形成成分が導電性微粒子を含有する場合に好適に適用できる。本発明によれば、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配線を形成することができる。
この場合、前記膜形成成分を導電膜に変換する熱処理手段又は光処理手段を備えることが好ましい。これにより、導電性微粒子の導電性を発現させて、導電性を有する膜とすることができる。
The present invention can be suitably applied when the film-forming component contains conductive fine particles. According to the present invention, it is possible to form a conductive film wiring that is thick and advantageous for electrical conduction, is less likely to cause defects such as disconnection and short circuit, and can be finely formed.
In this case, it is preferable to provide a heat treatment means or a light treatment means for converting the film forming component into a conductive film. Thereby, the electroconductivity of electroconductive fine particles is expressed and it can be set as the film | membrane which has electroconductivity.
また、本発明の導電膜配線は、上記何れかの発明に係る膜パターンの形成方法によって形成されたことを特徴とする。
本発明によれば、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配線とすることができる。
In addition, the conductive film wiring of the present invention is formed by the film pattern forming method according to any one of the above inventions.
According to the present invention, it is possible to provide a conductive film wiring that is thick and advantageous for electrical conduction, is less likely to cause defects such as disconnection and short circuit, and can be finely formed.
また、本発明の電気光学装置は、上記発明に係る導電膜配線を備えることを特徴とする。本発明の電気光学装置としては、例えば液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等を挙げることができる。
また、本発明に係る電子機器は、本発明に係る電気光学装置を備えることを特徴とする。
また、本発明の非接触型カード媒体は、上記発明に係る導電膜配線をアンテナ回路として備えることを特徴とする。
これらの発明によれば、配線部やアンテナの断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能な電気光学装置及びこれを用いた電子機器並びに非接触型カード媒体を提供することができる。
According to another aspect of the invention, an electro-optical device includes the conductive film wiring according to the invention. Examples of the electro-optical device of the present invention include a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display device, and a plasma display device.
In addition, an electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device according to the present invention.
The non-contact card medium of the present invention is characterized in that the conductive film wiring according to the present invention is provided as an antenna circuit.
According to these inventions, it is possible to provide an electro-optical device that is less likely to cause defects such as disconnection or short circuit of a wiring part or an antenna, and that can be reduced in size and thickness, an electronic device using the same, and a non-contact card medium. can do.
以上説明したように、本発明の膜パターンの形成方法によれば、バルジが生じる危険性が軽減されるので、基板の撥液性を高め、基板と液体との接触角を大きくすることができる。そのため、細線化、厚膜化が可能となる。また、インクジェット法によるため、基板が平坦でなく凹凸のあるものであっても膜を形成することができる。そのため、例えば、段差のある箇所をまたいで配線等の膜を形成することも可能である。
また、本発明の膜パターン形成装置によれば、簡単な工程で効率よく厚膜化を達成し、細線化の要請も満たし、しかも、導電膜とした場合に断線や短絡等の問題を生じない膜パターン形成装置とすることができる。
また、本発明の導電膜配線によれば、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配線とすることができる。
また、発明によれば、配線部やアンテナの断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能な電気光学装置、及びこれを用いた電子機器、並びに非接触型カード媒体を提供することができる。
As described above, according to the film pattern forming method of the present invention, the risk of bulging is reduced, so that the liquid repellency of the substrate can be improved and the contact angle between the substrate and the liquid can be increased. . For this reason, it is possible to reduce the thickness and the film thickness. Further, since the ink jet method is used, a film can be formed even when the substrate is not flat but uneven. Therefore, for example, a film such as a wiring can be formed across a stepped portion.
In addition, according to the film pattern forming apparatus of the present invention, it is possible to efficiently increase the thickness by a simple process, satisfy the demand for thinning, and do not cause problems such as disconnection or short circuit when the conductive film is formed. A film pattern forming apparatus can be obtained.
Moreover, according to the conductive film wiring of the present invention, the conductive film wiring is thick and advantageous for electric conduction, and it is difficult to cause defects such as disconnection and short circuit, and can be formed finely.
In addition, according to the invention, an electro-optical device that is less likely to cause defects such as disconnection or short circuit of a wiring part or an antenna, and that can be reduced in size and thickness, an electronic device using the same, and a non-contact card medium Can be provided.
次に、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態として、本発明の膜パターン形成方法の一例である配線形成方法について説明する。本実施形態に係る配線形成方法は、表面処理工程と吐出工程と熱処理／光処理工程とから構成される。この内吐出工程は、分散液調製工程、第１吐出工程、第２吐出工程、第３吐出工程から構成される。以下、各工程について説明する。
Next, an embodiment according to the present invention will be described in detail.
[First Embodiment]
As a first embodiment, a wiring forming method as an example of the film pattern forming method of the present invention will be described. The wiring forming method according to this embodiment includes a surface treatment process, a discharge process, and a heat treatment / light treatment process. This inner discharge process includes a dispersion preparation process, a first discharge process, a second discharge process, and a third discharge process. Hereinafter, each step will be described.
（表面処理工程）
導電膜配線を形成すべき基板としては、Ｓｉウエハー、石英ガラス、ガラス、プラスチックフィルム、金属板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、有機膜などが下地層として形成されたものを導電膜配線を形成すべき基板として用いてもよい。
この導電膜配線を形成すべき基板の表面を、導電性微粒子を含有した液体に対する所定の接触角が、６０［ｄｅｇ］以上、好ましくは９０［ｄｅｇ］以上１１０［ｄｅｇ］以下となるように表面処理を施す。
このように表面の撥液性（濡れ性）を制御するためには、以下に説明する種々の表面処理方法が採用できる。
(Surface treatment process)
As the substrate on which the conductive film wiring is to be formed, various substrates such as a Si wafer, quartz glass, glass, a plastic film, and a metal plate can be used. Further, a substrate in which a semiconductor film, a metal film, a dielectric film, an organic film or the like is formed as a base layer on the surface of these various material substrates may be used as a substrate on which conductive film wiring is to be formed.
The surface of the substrate on which the conductive film wiring is to be formed is such that a predetermined contact angle with respect to the liquid containing conductive fine particles is 60 [deg] or more, preferably 90 [deg] or more and 110 [deg] or less. Apply processing.
Thus, in order to control the liquid repellency (wetting property) of the surface, various surface treatment methods described below can be employed.
表面処理の方法の一つとして、導電膜配線を形成すべき基板の表面に、有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成する方法が挙げられる。
基板表面を処理するための有機分子膜は、基板に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基板の表面性を改質する（表面エネルギーを制御する）官能基と、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ものである。
As one of the surface treatment methods, there is a method of forming a self-assembled film made of an organic molecular film or the like on the surface of a substrate on which conductive film wiring is to be formed.
The organic molecular film for treating the substrate surface has a functional group that can bind to the substrate and a functional group that modifies the surface properties of the substrate, such as a lyophilic group or a liquid repellent group, on the opposite side (controls the surface energy). And a carbon straight chain or a partially branched carbon chain connecting these functional groups, and is bonded to a substrate and self-assembles to form a molecular film, for example, a monomolecular film.
自己組織化膜とは基板など下地層等構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とからなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。即ち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与することができる。 A self-assembled film is composed of a binding functional group capable of reacting with constituent atoms such as a base layer such as a substrate and other linear molecules, and aligns a compound having extremely high orientation by the interaction of the linear molecules. It is the film | membrane formed by making it. Since this self-assembled film is formed by orienting single molecules, the film thickness can be extremely reduced, and the film is uniform at the molecular level. That is, since the same molecule is located on the surface of the film, uniform and excellent liquid repellency and lyophilicity can be imparted to the film surface.
上記の高い配向性を有する化合物として、例えばフルオロアルキルシランを用いた場合には、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向されて自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性が付与される。 For example, when fluoroalkylsilane is used as the compound having high orientation, each compound is oriented so that the fluoroalkyl group is located on the surface of the film, and a self-assembled film is formed. Uniform liquid repellency is imparted to the surface.
このような自己組織化膜を形成する化合物としては、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下「ＦＡＳ」という）を挙げることができる。使用に際しては、一つの化合物を単独で用いるのも好ましいが、２種以上の化合物を組合せて使用しても、本発明の所期の目的を損なわなければ制限されない。また、本発明においては、前記の自己組織化膜を形成する化合物として、前記ＦＡＳを用いるのが、基板との密着性及び良好な撥液性を付与する上で好ましい。 Examples of the compound that forms such a self-assembled film include heptadecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrodecyltriethoxysilane, heptadecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrodecyltrimethoxysilane, heptadeca Fluoro-1,1,2,2 tetrahydrodecyltrichlorosilane, tridecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrooctyltriethoxysilane, tridecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrooctyltrimethoxysilane, trideca Fluoroalkylsilanes (hereinafter referred to as “FAS”) such as fluoro-1,1,2,2 tetrahydrooctyltrichlorosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, and the like. In use, it is preferable to use one compound alone, but the use of a combination of two or more compounds is not limited as long as the intended purpose of the present invention is not impaired. In the present invention, the FAS is preferably used as the compound that forms the self-assembled film in order to provide adhesion to the substrate and good liquid repellency.
ＦＡＳは、一般的に構造式ＲｎＳｉＸ（４−ｎ）で表される。ここでｎは１以上３以下の整数を表し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子などの加水分解基である。またＲはフルオロアルキル基であり、（ＣＦ３）（ＣＦ２）ｘ（ＣＨ２）ｙの（ここでｘは０以上１０以下の整数を、ｙは０以上４以下の整数を表す）構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。Ｘで表される加水分解基は加水分解によりシラノールを形成して、基板（ガラス、シリコン）等の下地のヒドロキシル基と反応してシロキサン結合で基板と結合する。一方、Ｒは表面に（ＣＦ３）等のフルオロ基を有するため、基板等の下地表面を濡れない（表面エネルギーが低い）表面に改質する。 FAS is generally represented by the structural formula RnSiX (4-n) . Here, n represents an integer of 1 to 3, and X is a hydrolyzable group such as a methoxy group, an ethoxy group, or a halogen atom. R is a fluoroalkyl group, and has a structure of (CF 3 ) (CF 2 ) x (CH 2 ) y (where x represents an integer of 0 to 10 and y represents an integer of 0 to 4). And when a plurality of R or X are bonded to Si, each R or X may be the same or different. The hydrolyzable group represented by X forms silanol by hydrolysis, reacts with the hydroxyl group of the base such as the substrate (glass, silicon), etc., and bonds to the substrate with a siloxane bond. On the other hand, since R has a fluoro group such as (CF 3 ) on the surface, the base surface such as a substrate is modified to a surface that does not get wet (surface energy is low).
有機分子膜などからなる自己組織化膜は、上記の原料化合物と基板とを同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合は２〜３日程度の間放置すると基板上に形成される。また、密閉容器全体を１００℃に保持することにより、３時間程度で基板上に形成される。以上に述べたのは、気相からの形成法であるが、液相からも自己組織化膜は形成可能である。例えば、原料化合物を含む溶液中に基板を浸積し、洗浄、乾燥することで基板上に自己組織化膜が得られる。
なお、自己組織化膜を形成する前に、基板表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりして、前処理を施すことが望ましい。
A self-assembled film made of an organic molecular film or the like is formed on a substrate when the above raw material compound and the substrate are placed in the same sealed container and left at room temperature for about 2 to 3 days. Further, by holding the entire sealed container at 100 ° C., it is formed on the substrate in about 3 hours. What has been described above is the formation method from the gas phase, but the self-assembled film can also be formed from the liquid phase. For example, the self-assembled film can be obtained on the substrate by immersing the substrate in a solution containing the raw material compound, washing and drying.
Note that before the self-assembled film is formed, it is desirable to perform pretreatment by irradiating the substrate surface with ultraviolet light or washing with a solvent.
表面処理の他の方法として、常圧又は真空中でプラズマ照射する方法が挙げられる。プラズマ処理に用いるガス種は、導電膜配線を形成すべき基板の表面材質等を考慮して種々選択できる。
たとえば、４フッ化メタン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロデカン等を処理ガスとして使用できる。
As another method of the surface treatment, there is a method of plasma irradiation in normal pressure or vacuum. Various types of gas used for the plasma treatment can be selected in consideration of the surface material of the substrate on which the conductive film wiring is to be formed.
For example, tetrafluoromethane, perfluorohexane, perfluorodecane, etc. can be used as the processing gas.
表面処理は、所望の撥液性を有するフィルム、例えば４フッ化エチレン加工されたポリイミドフィルム等を基板表面に貼着することによっても行うことができる。なお、ポリイミドフィルムをそのまま基板として用いてもよい。
また、基板表面が所望の撥液性よりも高い撥液性を有する場合、それを親液化する方法として、１７０〜４００ｎｍの紫外光を照射する方法や、基板をオゾン雰囲気に曝す方法が挙げられる。
The surface treatment can also be performed by attaching a film having a desired liquid repellency, such as a polyimide film processed with tetrafluoroethylene, to the substrate surface. In addition, you may use a polyimide film as a board | substrate as it is.
In addition, when the substrate surface has a liquid repellency higher than the desired liquid repellency, examples of a method for making it lyophilic include a method of irradiating ultraviolet light of 170 to 400 nm and a method of exposing the substrate to an ozone atmosphere. .
（分散液調製工程）
次に、表面処理後の基板上に吐出する導電性微粒子を含有する液体について説明する。
導電性微粒子を含有する液体としては、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液を用いる。ここで用いられる導電性微粒子は、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルの何れかを含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。
これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の表面にコーティングするコーティング材としては、例えばキシレン、トルエン等の有機溶剤やクエン酸等が挙げられる。
導電性微粒子の粒径は５ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、ノズルの目詰まりが起こりやすく、インクジェット法による吐出が困難になるからである。また、５ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーテイング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となるからである。
(Dispersion preparation process)
Next, a liquid containing conductive fine particles discharged onto the substrate after the surface treatment will be described.
As the liquid containing conductive fine particles, a dispersion liquid in which conductive fine particles are dispersed in a dispersion medium is used. The conductive fine particles used here include fine particles of conductive polymer or superconductor in addition to metal fine particles containing any of gold, silver, copper, palladium, and nickel.
These conductive fine particles can be used by coating the surface with an organic substance or the like in order to improve dispersibility. Examples of the coating material that coats the surface of the conductive fine particles include organic solvents such as xylene and toluene, citric acid, and the like.
The particle diameter of the conductive fine particles is preferably 5 nm or more and 0.1 μm or less. If it is larger than 0.1 μm, nozzle clogging is likely to occur, and it becomes difficult to discharge by the ink jet method. On the other hand, if the thickness is smaller than 5 nm, the volume ratio of the coating agent to the conductive fine particles becomes large, and the ratio of the organic matter in the obtained film becomes excessive.
導電性微粒子を含有する液体の分散媒としては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上２００ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上２６６００Ｐａ以下）であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高い場合には、吐出後に分散媒が急激に蒸発してしまい、良好な膜を形成することが困難となるためである。
また、分散媒の蒸気圧は０．００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上６６５０Ｐａ以下）であることがより好ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、インクジェット法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるためである。
一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い分散媒の場合、乾燥が遅くなり膜中に分散媒が残留しやすくなり、後工程の熱および／または光処理後に良質の導電膜が得られにくい。
The liquid dispersion medium containing conductive fine particles preferably has a vapor pressure at room temperature of 0.001 mmHg to 200 mmHg (about 0.133 Pa to 26600 Pa). This is because when the vapor pressure is higher than 200 mmHg, the dispersion medium rapidly evaporates after discharge, making it difficult to form a good film.
The vapor pressure of the dispersion medium is more preferably 0.001 mmHg to 50 mmHg (about 0.133 Pa to 6650 Pa). When the vapor pressure is higher than 50 mmHg, nozzle clogging due to drying is likely to occur when droplets are ejected by the ink jet method, and stable ejection becomes difficult.
On the other hand, in the case of a dispersion medium having a vapor pressure lower than 0.001 mmHg at room temperature, drying becomes slow and the dispersion medium tends to remain in the film, and a high-quality conductive film can be obtained after heat and / or light treatment in the subsequent process. Hateful.
使用する分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されないが、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を挙げることができる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、またインクジェット法への適用のし易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、更に好ましい分散媒としては水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用できる。 The dispersion medium to be used is not particularly limited as long as it can disperse the above-mentioned conductive fine particles and does not cause aggregation. In addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, n- Hydrocarbon compounds such as heptane, n-octane, decane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl Ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether Le, p- ether compounds such dioxane, propylene carbonate, .gamma.-butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, may be mentioned polar compounds such as cyclohexanone. Of these, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are preferred from the viewpoints of fine particle dispersibility, dispersion stability, and ease of application to the ink jet method, and more preferred dispersion media. Can include water and hydrocarbon compounds. These dispersion media can be used alone or as a mixture of two or more.
上記導電性微粒子を分散媒に分散する場合の分散質濃度は１質量％以上８０質量％以下であり、所望の導電膜の膜厚に応じて調整することができる。８０質量％を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜が得にくい。 The dispersoid concentration when the conductive fine particles are dispersed in the dispersion medium is 1% by mass or more and 80% by mass or less, and can be adjusted according to the desired film thickness of the conductive film. If it exceeds 80% by mass, aggregation tends to occur and it is difficult to obtain a uniform film.
上記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲に入ることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるためである。 The surface tension of the conductive fine particle dispersion is preferably in the range of 0.02 N / m to 0.07 N / m. When the liquid is ejected by the ink jet method, if the surface tension is less than 0.02 N / m, the wettability of the ink composition with respect to the nozzle surface increases, and thus flight bending easily occurs, and exceeds 0.07 N / m. This is because the shape of the meniscus at the nozzle tip is not stable, and it becomes difficult to control the discharge amount and the discharge timing.
表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を不当に低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加することができる。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を良好化し、膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。
上記分散液は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでいても差し支えない。
In order to adjust the surface tension, a trace amount of a surface tension adjusting agent such as a fluorine-based, silicone-based, or nonionic-based one can be added to the above dispersion within a range that does not unduly decrease the contact angle with the substrate. The nonionic surface tension modifier improves the wettability of the liquid to the substrate, improves the leveling property of the film, and helps to prevent the occurrence of crushing of the coating film and the generation of the itchy skin.
The dispersion liquid may contain an organic compound such as alcohol, ether, ester, or ketone as necessary.
上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。インクジェット法にて吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。 The viscosity of the dispersion is preferably 1 mPa · s to 50 mPa · s. When discharging by the inkjet method, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the nozzle periphery is easily contaminated by the outflow of ink, and if the viscosity is more than 50 mPa · s, the nozzle hole is clogged frequently. This is because it becomes difficult to smoothly discharge droplets.
（第１吐出工程）
本実施形態では、配線形成領域が直線である場合について説明する。まず、上記分散液の液滴Ｌ１をインクジェットヘッドＨから吐出して基板Ｗ上の配線形成領域に滴下する。図１に示すように、液滴Ｌ１は、液滴Ｌ１が基板Ｗ上に着弾した後の直径よりも大きいピッチで吐出する。すなわち、液滴Ｌ１が基板Ｗ上で互いに接しないように、一定の間隔をおいて吐出する。
(First discharge process)
In the present embodiment, a case where the wiring formation region is a straight line will be described. First, the liquid droplet L 1 of the dispersion liquid is discharged from the inkjet head H and dropped onto the wiring formation region on the substrate W. As shown in FIG. 1, the droplets L 1 are ejected at a pitch larger than the diameter after the droplets L 1 land on the substrate W. That is, the droplet L 1 is so as not to contact each other on the substrate W, to discharge at regular intervals.
液滴Ｌ１を配線形成領域全体に吐出した後、分散媒の除去を行うため、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なうこともできる。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。 After discharging droplets L 1 throughout the wiring forming region, since the removal of the dispersion medium, the drying treatment if necessary. The drying process can be performed by lamp annealing, for example, in addition to a process using a normal hot plate or an electric furnace for heating the substrate W. 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.
なお、この際、分散媒の除去だけでなく、分散液を導電膜に変換するまで、加熱や光照射の度合いを高めても差し支えない。しかし、導電膜の変換は、すべての吐出工程が終了してから熱処理／光処理工程においてまとめて行えば良いので、第１吐出工程では、分散媒をある程度除去できれば十分である。したがって、熱処理の場合は、通常１００℃程度の加熱を数分行えば十分である。
また、乾燥処理は吐出と平行して同時に進行させることも可能である。例えば、加熱した基板Ｗに吐出したり、インクジェットヘッドＨを冷却して、沸点の低い分散媒を使用したりすることにより、基板Ｗ着弾直後から乾燥を進行させることができる。
乾燥後、液滴Ｌ１は乾燥膜Ｓ１となる。図２に示すように乾燥膜Ｓ１の体積は分散媒の除去により著しく減少しており、粘度も上昇して配線形成領域の所定の位置に固定されやすくなっている。
At this time, not only the removal of the dispersion medium but also the degree of heating and light irradiation may be increased until the dispersion is converted into a conductive film. However, the conversion of the conductive film may be performed collectively in the heat treatment / light treatment process after all the discharge processes are completed, and therefore it is sufficient that the dispersion medium can be removed to some extent in the first discharge process. Therefore, in the case of heat treatment, it is usually sufficient to perform heating at about 100 ° C. for several minutes.
Also, the drying process can proceed simultaneously with the ejection. For example, it is possible to proceed drying immediately after landing of the substrate W by discharging it onto a heated substrate W or cooling the inkjet head H and using a dispersion medium having a low boiling point.
After drying, the droplets L 1 is a dry film S 1. Volume dry film S 1 as shown in FIG. 2 is significantly reduced by removal of the dispersion medium, has viscosity tends to be fixed at a predetermined position of the wiring forming region increases.
（第２吐出工程）
次に、上記分散液の液滴Ｌ２をインクジェットヘッドＨから吐出して基板Ｗ上の配線形成領域に滴下する。なお、液滴Ｌ２は液滴Ｌ１と同じ分散液の液滴であって、体積も同じである。図３に示すように、液滴Ｌ２は、液滴Ｌ１と液滴Ｌ１との略中央に滴下する。すなわち、液滴Ｌ２と液滴Ｌ１とのピッチは同じであって、液滴Ｌ２も基板Ｗ上に着弾した後の直径よりも大きいピッチで吐出する。したがって、液滴Ｌ２も基板Ｗ上で互いに接しないようになる。
このとき、液滴Ｌ２と乾燥膜Ｓ１とが接するが、乾燥膜Ｓ１は既に分散媒が完全に又はある程度除去されているので、両者が引き合ってバルジを生じさせることはない。
なお、図３では、液滴Ｌ２の滴下開始位置を液滴Ｌ１と同じ図面左側からとしたが、逆方向（図面右側）から滴下を開始してもよい。この場合、インクジェットヘッドＨと基板Ｗとの相対移動を一往復することにより、第１吐出工程と第２吐出工程とを行うことができる。
(Second discharge process)
Next, the droplet L 2 of the dispersion liquid is discharged from the inkjet head H and dropped onto the wiring formation region on the substrate W. Incidentally, the droplet L 2 is a droplet of the same dispersion as droplets L 1, volume is the same. As shown in FIG. 3, the droplet L 2 is dropped substantially at the center of the droplet L 1 and the droplet L 1. That is, the pitch of the droplet L 2 and the droplet L 1 is the same, and the droplet L 2 is also ejected at a pitch larger than the diameter after landing on the substrate W. Therefore, as the droplet L 2 do not contact each other on the substrate W also.
At this time, contact is the droplet L 2 and dry film S 1, since the dry film S 1 has already dispersion medium is completely or partially removed, does not cause bulges in both attract each other.
In FIG. 3, although the start of the dropping position of the droplet L 2 was from the same left side of the drawing the droplet L 1, may start dropping from the opposite direction (right side in the drawing). In this case, the first discharge process and the second discharge process can be performed by reciprocating the relative movement between the inkjet head H and the substrate W once.
液滴Ｌ２を配線形成領域全体に吐出した後、分散媒の除去を行うため、第１吐出工程と同様に、必要に応じて乾燥処理をする。この場合も、分散媒の除去だけでなく、分散液を導電膜に変換するまで、加熱や光照射の度合いを高めても差し支えないが、分散媒をある程度除去できれば十分である。乾燥処理を吐出と平行して同時に進行させ得ることも第１吐出工程と同様である。
乾燥後、液滴Ｌ２は乾燥膜Ｓ２となる。図４に示すように乾燥膜Ｓ２の体積は分散媒の除去により著しく減少しており、粘度も上昇して配線形成領域の所定の位置に固定されやすくなっている。
これにより、乾燥膜Ｓ１と乾燥膜Ｓ２とが連続した線状の乾燥膜パターンが形成される。
After discharging droplets L 2 across the wiring forming region, since the removal of the dispersion medium, as in the first discharge step, the drying treatment if necessary. In this case, not only the dispersion medium but also the degree of heating and light irradiation can be increased until the dispersion liquid is converted into a conductive film, but it is sufficient if the dispersion medium can be removed to some extent. Similarly to the first discharge step, the drying process can proceed simultaneously with the discharge.
After drying, the droplet L 2 is a dry film S 2. Volume dry film S 2 as shown in FIG. 4 is significantly reduced by removal of the dispersion medium, has viscosity tends to be fixed at a predetermined position of the wiring forming region increases.
Thus, dry film pattern of the dry film S 1 and dry film S 2 and is continuous linear is formed.
ここで、第１吐出工程と第２吐出工程における吐出位置について、図５の平面図を用いてより詳細に説明する。
図５に示すように、液滴Ｌ１のピッチＰ１は、液滴Ｌ１の基板Ｗ上に着弾した後の直径Ｒ１より大きく、液滴Ｌ１は間隔ｄ１（ｄ１＝Ｐ１−Ｒ１）をおいて吐出される。また、液滴Ｌ２のピッチＰ２は、液滴Ｌ２の基板Ｗ上に着弾した後の直径Ｒ２より大きく、液滴Ｌ２は間隔ｄ２（ｄ２＝Ｐ２−Ｒ２）をおいて吐出される。ここで、液滴Ｌ１と液滴Ｌ２との体積は等しくされており、ほぼＲ１＝Ｒ２の関係にあるが、第２吐出工程の際は、乾燥膜Ｓ１上は基板Ｗ上より親液性が増しているので、Ｒ２はＲ１と比較して、長さ方向に若干大きくなる。また、ピッチＰ１とピッチＰ２とは等しくされており、ほぼｄ１＝ｄ２の関係となっているが、Ｒ２がＲ１と比較して、長さ方向に若干大きくなるため、ｄ２はｄ１と比較して若干小さくなる。
また、ｄ１は１０μｍ以上とすることが好ましい。これにより、液滴の着弾位置の誤差やＲ２が若干大きくなることを考慮しても、続けて吐出する液滴が互いに離間して接しないように吐出することを確実に行うことができる。
Here, the discharge positions in the first discharge process and the second discharge process will be described in more detail with reference to the plan view of FIG.
As shown in FIG. 5, the pitch P 1 of the droplet L 1 is greater than the diameter R 1 after landing on the substrate W of the droplet L 1, the droplet L 1 interval d 1 (d 1 = P 1 -R 1) is discharged at a. The pitch P 2 of the droplet L 2 is greater than the diameter R 2 after landing on the substrate W of the droplet L 2, the droplet L 2 is distance d 2 a (d 2 = P 2 -R 2) Is discharged. Here, the volume of the droplet L 1 is equal to the volume of the droplet L 2 and is approximately in the relationship of R 1 = R 2 , but in the second discharge step, the dry film S 1 is on the substrate W. Since lyophilicity is increasing, R 2 is slightly larger in the length direction than R 1 . Further, the pitch P 1 and the pitch P 2 are equal to each other and have a relation of d 1 = d 2. However, since R 2 is slightly larger in the length direction than R 1 , d 2 is slightly smaller in comparison with the d 1.
D 1 is preferably 10 μm or more. Accordingly, even in consideration of an error and R 2 of the landing positions of the droplets is increased slightly, it is surely possible that the liquid droplets ejected continuously is discharged so as not to be in contact apart from each other.
（第３吐出工程）
次に、上記分散液の液滴Ｌ３をインクジェットヘッドＨから吐出して基板Ｗ上の配線形成領域における乾燥膜Ｓ１と液滴乾燥膜Ｓ２の上に滴下する。なお、液滴Ｌ３も液滴Ｌ１や液滴Ｌ２と同じ分散液の液滴であって、体積も同じである。図６に示すように、液滴Ｌ３のピッチＰ３は、ピッチＰ１やピッチＰ２より小さく、かつ液滴Ｌ３の基板Ｗ上に着弾した後の直径Ｒ３よりも小さい。したがって、液滴Ｌ３は基板Ｗ上で互いに重なるようになる。
このとき液滴Ｌ３が着弾する基板Ｗは、乾燥膜Ｓ１及び乾燥膜Ｓ２に接するが、乾燥膜Ｓ１及び乾燥膜Ｓ２は既に分散媒が完全に又はある程度除去されているので、これらの乾燥膜と液滴Ｌ３とが両者が引き合ってバルジを生じさせることはない。
また、液滴Ｌ３は互いに重なるが、配線形成領域は乾燥膜Ｓ１及び乾燥膜Ｓ２によって親液化されているので、液滴Ｌ３が配線形成領域をはずれて、接触角が６０［ｄｅｇ］以上、好ましくは９０［ｄｅｇ］以上に処理された配線形成領域外に流れ出ることがない。したがって、液滴Ｌ３は配線形成領域内に留まり易く、互いに引き合ってバルジを生じることもなく、線幅も増加することがない。
なお、液滴Ｌ３と液滴Ｌ３との重りｄ３はＲ３の２０〜５０％とすることが好ましい。これにより、効果的に膜厚を増加させることができ、かつ、液量が過多になって配線形成領域外にあふれるのを防止することができる。
(Third discharge process)
Next, the droplet L 3 of the dispersion liquid is ejected from the inkjet head H and dropped onto the dry film S 1 and the droplet dry film S 2 in the wiring formation region on the substrate W. Incidentally, the droplet L 3 be a droplet of the same dispersion as droplets L 1 and the droplet L 2, volume is the same. As shown in FIG. 6, the pitch P 3 of the droplet L 3 is smaller than the pitch P 1 and the pitch P 2, and smaller than the diameter R 3 after landing on the substrate W of the droplet L 3. Therefore, the droplet L 3 will overlap each other on the substrate W.
Substrate W droplet L 3 landing this time is in contact with the dry film S 1 and dried layer S 2, since the dry film S 1 and dried layer S 2 is already dispersion medium is completely or partially removed, with these dry films and droplets L 3 is not to cause bulge and attract each other is two.
Although the droplet L 3 overlap each other, the wiring forming area is lyophilic by dry film S 1 and dried layer S 2, out of the droplet L 3 is a wiring formation region, the contact angle is 60 [deg ], Preferably, it does not flow out of the wiring formation region processed to 90 [deg] or more. Therefore, the droplet L 3 is easily remains in the wiring forming region, without causing a bulge in attracted to each other, even the line width does not increase.
The weight d 3 between the droplet L 3 and the droplet L 3 is preferably 20 to 50% of R 3 . Thereby, it is possible to effectively increase the film thickness, and it is possible to prevent the liquid amount from being excessive and overflowing outside the wiring formation region.
液滴Ｌ３を配線形成領域全体に吐出する工程は、複数回繰り返すことができる。これにより、所望の膜厚の配線を得ることができる。
この場合、各吐出する工程の後に、分散媒の除去を行うため、第１吐出工程や第２吐出工程と同様に、必要に応じて乾燥処理をする。この場合も、分散媒の除去だけでなく、分散液を導電膜に変換するまで、加熱や光照射の度合いを高めても差し支えないが、分散媒をある程度除去できれば十分である。乾燥処理を吐出と平行して同時に進行させ得ることも第１吐出工程や第２吐出工程と同様である。
乾燥後、液滴Ｌ３は乾燥膜Ｓ３（図示せず）となる。乾燥膜Ｓ３の体積は分散媒の除去により著しく減少しており、粘度も上昇して配線形成領域の所定の位置に固定されやすくなっている。そのため、複数回液滴Ｌ３を配線形成領域全体に吐出する工程を繰り返しても、各々の工程間の液滴が互いに引き合ってバルジを生じることがない。
また、先に液滴が滴下された部分は親液化されているので、液滴Ｌ３が配線形成領域外に流れ出ることがない。したがって、液滴Ｌ３は繰り返し吐出しても配線形成領域内に留まり易く、互いに引き合ってバルジを生じることもなく、線幅も増加することがない。
以上の工程により、ほぼ液滴の直径と等しい線幅を保ちながら、所望の厚さの乾燥膜層を形成することができる。
A step of discharging a droplet L 3 to the whole wiring formation region may be repeated a plurality of times. Thereby, a wiring with a desired film thickness can be obtained.
In this case, in order to remove the dispersion medium after each discharging step, a drying process is performed as necessary, similarly to the first discharging step and the second discharging step. In this case, not only the dispersion medium but also the degree of heating and light irradiation can be increased until the dispersion liquid is converted into a conductive film, but it is sufficient if the dispersion medium can be removed to some extent. Similarly to the first discharge process and the second discharge process, the drying process can proceed simultaneously with the discharge.
After drying, the droplets L 3 is a dry film S 3 (not shown). The volume of the dry film S 3 is significantly reduced by removal of the dispersion medium, it has viscosity tends to be fixed in position elevated by wiring forming region. Therefore, even after repeated step of discharging a plurality of times droplets L 3 to the whole wiring formation region and does not cause bulges in droplets between each step is attracted to each other.
Further, since the portion droplets above is dropped is lyophilic, never droplet L 3 flows out to the outside of the wiring forming region. Therefore, the droplet L 3 is easily caught the repeated discharge and also the wiring forming region and neither causing a bulge in attract each other, is not also the line width increases.
Through the above steps, a dry film layer having a desired thickness can be formed while maintaining a line width substantially equal to the diameter of the droplet.
（熱処理／光処理工程）
吐出工程後の乾燥膜は、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材がコーティングされている場合には、このコーティング材も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び／又は光処理が施される。
(Heat treatment / light treatment process)
The dried film after the discharging process needs to completely remove the dispersion medium in order to improve the electrical contact between the fine particles. Further, when a coating material such as an organic material is coated on the surface of the conductive fine particles in order to improve dispersibility, it is also necessary to remove this coating material. For this reason, the substrate after the discharge 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なうこともできる。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、コーティング材の有無や量、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材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℃以下で行なうことが好ましい。
The heat treatment and / or light treatment is usually performed in the air, but may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, helium, etc., if necessary. The treatment temperature of heat treatment and / or 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 fine particle dispersibility and oxidation, the presence and amount of coating material, It is determined appropriately in consideration of the heat resistant temperature.
For example, in order to remove the coating material made of organic matter, it is necessary to bake at about 300 ° C. Moreover, when using a board | substrate, such as a plastics, it is preferable to carry out at room temperature or more and 100 degrees C or less.
熱処理及び／又は光処理は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なうこともできる。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。
以上の工程により吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保され、導電膜に変換される。
The heat treatment and / or light treatment can be performed by lamp annealing in addition to the treatment by a normal hot plate, electric furnace or the like. 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.
Through the above steps, the dry film after the discharging process is converted into a conductive film while ensuring electrical contact between the fine particles.
本実施形態により形成される導電膜は、分散液一滴の基板上に着弾後の直径とほぼ同等の幅で形成することが可能である。また、第３吐出工程を繰り返すことにより、この線幅を維持したまま所望の膜厚を得ることが可能である。すなわち、本実施形態によれば、バルジを生じさせることなく細線化、厚膜化を達成することができる。
したがって、本実施形態によれば、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配線を形成することができる。
The conductive film formed according to the present embodiment can be formed on the substrate of one droplet of the dispersion with a width substantially equal to the diameter after landing. Further, by repeating the third discharge step, it is possible to obtain a desired film thickness while maintaining this line width. That is, according to the present embodiment, it is possible to achieve thinning and thickening without causing a bulge.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to form a conductive film wiring that is thick and advantageous for electrical conduction, hardly causes defects such as disconnection and short circuit, and can be formed finely.
［第２実施形態］
第２実施形態として、本発明の膜パターン形成装置の一例として、上記第１実施形態の配線形成方法を実施するための配線形成装置について説明する。
図７は、本実施形態に係る配線形成装置の概略斜視図である。図７に示すように、配線形成装置１００は、インクジェットヘッド群１と、インクジェットヘッド群１を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、基板Ｗを載置するための載置台４と、載置台４を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。
また、Ｘ方向ガイド軸２とＹ方向ガイド軸５とが、各々所定の位置に固定される基台７を備え、その基台７の下部には、制御装置８を備えている。
さらに、クリーニング機構部１４およびヒータ１５とを備えている。
[Second Embodiment]
As a second embodiment, a wiring forming apparatus for carrying out the wiring forming method of the first embodiment will be described as an example of the film pattern forming apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a schematic perspective view of the wiring forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the
Also, a mounting table 4 for mounting the substrate W, a Y-
The
Furthermore, a
インクジェットヘッド群１は、導電性微粒子を含有する分散液をノズル（吐出口）から吐出して所定間隔で基板に付与する複数のインクジェットヘッドを備えている。そして、これら複数のインクジェットヘッド各々から、制御装置８から供給される吐出電圧に応じて個別に分散液を吐出できるようになっている。
インクジェットヘッド群１はＸ方向ガイド軸２に固定され、Ｘ方向ガイド軸２には、Ｘ方向駆動モータ３が接続されている。Ｘ方向駆動モータ３は、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を回転させるようになっている。そして、Ｘ方向ガイド軸２が回転させられると、インクジェットヘッド群１が基台７に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
The
The
載置台４は、この配線形成装置１００によって分散液を付与される基板Ｗを載置させるもので、この基板Ｗを基準位置に固定する機構を備えている。
載置台４はＹ方向ガイド軸５に固定され、Ｙ方向ガイド軸５には、Ｙ方向駆動モータ６、１６が接続されている。Ｙ方向駆動モータ６、１６は、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を回転させるようになっている。そして、Ｙ方向ガイド軸５が回転させられると、載置台４が基台７に対してＹ軸方向に移動するようになっている。
The mounting table 4 is for mounting the substrate W to which the dispersion liquid is applied by the
The mounting table 4 is fixed to the Y-
クリーニング機構部１４は、インクジェットヘッド群１をクリーニングする機構を備えている。クリーニング機構部１４は、Ｙ方向の駆動モータ１６によってＹ方向ガイド軸５に沿って移動するようになっている。クリーニング機構部１４の移動も、制御装置８によって制御されている。
The
ヒータ１５は、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、基板上に吐出された液体の蒸発・乾燥を行うとともに導電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ようになっている。
Here, the
本実施形態の配線形成装置１００において、所定の配線形成領域に分散液を吐出するためには、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及び／又はＹ方向駆動モータ６とに供給し、インクジェットヘッド群１及び／又は載置台４を移動させることにより、インクジェットヘッド群１と基板Ｗ（載置台４）とを相対移動させる。そして、この相対移動の間にインクジェットヘッド群１における所定のインクジェットヘッドに制御装置８から吐出電圧を供給し、当該インクジェットヘッドから分散液を吐出させる。
In the
本実施形態の配線形成装置１００において、インクジェットヘッド群１の各ヘッドからの液滴の吐出量は、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できる。
また、基板Ｗに吐出される液滴のピッチは、インクジェットヘッド群１と基板Ｗ（載置台４）との相対移動速度及びインクジェットヘッド群１からの吐出周波数（吐出電圧供給の周波数）によって決定される。
In the
The pitch of the droplets discharged onto the substrate W is determined by the relative movement speed between the
本実施形態において、第１吐出工程と第２吐出工程では、同一の配線形成領域に分散液を同一のピッチで吐出するが、第２吐出工程の吐出開始位置は図５に示すように、第１吐出工程における１滴目と２滴目との中間、又は最後から１滴目と２滴目との中間とする。
また、第３吐出工程では、第１吐出工程と第２吐出工程と同一の配線形成領域に第１吐出工程とほぼ同じ位置、又は終端から分散液を吐出するが、そのピッチは、第１吐出工程及び第２吐出工程よりも狭いものとする。
In this embodiment, in the first discharge step and the second discharge step, the dispersion liquid is discharged to the same wiring formation region at the same pitch, but the discharge start position of the second discharge step is as shown in FIG. It is set to the middle between the first drop and the second drop in the one discharge process, or the middle between the first drop and the second drop from the end.
Further, in the third discharge step, the dispersion liquid is discharged from substantially the same position or the end of the first discharge step to the same wiring formation region as in the first discharge step and the second discharge step. It is narrower than the process and the second discharge process.
本実施形態の配線形成装置１００によれば、分散液一滴の基板上に着弾後の直径とほぼ同等の幅で形成することが可能である。また、第３吐出工程を繰り返すことにより、この線幅を維持したまま所望の膜厚を得ることが可能である。すなわち、本実施形態によれば、バルジを生じさせることなく細線化、厚膜化を達成することができる。
したがって、本実施形態によれば、膜厚が厚く電気伝導に有利で、断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも微細に形成可能な導電膜配線を形成することができる。
According to the
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to form a conductive film wiring that is thick and advantageous for electrical conduction, hardly causes defects such as disconnection and short circuit, and can be formed finely.
［第３実施形態］
第３実施形態として、本発明の膜パターン形成方法の一例であるシリコン膜パターン形成方法について説明する。本実施形態に係るシリコン膜パターン形成方法は、表面処理工程と吐出工程と熱処理／光処理工程とから構成される。この内吐出工程は、溶液調製工程、第１吐出工程、第２吐出工程、第３吐出工程から構成される。以下、各工程について説明する。
[Third Embodiment]
As a third embodiment, a silicon film pattern forming method which is an example of the film pattern forming method of the present invention will be described. The silicon film pattern forming method according to this embodiment includes a surface treatment process, a discharge process, and a heat treatment / light treatment process. This inner discharge process includes a solution preparation process, a first discharge process, a second discharge process, and a third discharge process. Hereinafter, each step will be described.
（表面処理工程）
シリコン薄膜パターンを形成すべき基板としては、Ｓｉウエハー、石英ガラス、ガラス、プラスチックフィルム、金属板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、有機膜などが下地層として形成されたものをシリコン薄膜パターンを形成すべき基板として用いてもよい。
このシリコン薄膜パターンを形成すべき基板の表面を、有機ケイ素化合物を含有した液体に対する所定の接触角が、６０［ｄｅｇ］以上、好ましくは９０［ｄｅｇ］以上１１０［ｄｅｇ］以下となるように表面処理を施す。
このように表面の撥液性（濡れ性）を制御する方法は第１実施形態と同様なので、その説明を省略する。
(Surface treatment process)
As the substrate on which the silicon thin film pattern is to be formed, various substrates such as a Si wafer, quartz glass, glass, a plastic film, and a metal plate can be used. Further, a substrate in which a silicon thin film pattern is to be formed may be formed by forming a semiconductor film, a metal film, a dielectric film, an organic film or the like on the surface of these various material substrates as a base layer.
The surface of the substrate on which the silicon thin film pattern is to be formed is such that a predetermined contact angle with respect to the liquid containing the organosilicon compound is 60 [deg] or more, preferably 90 [deg] or more and 110 [deg] or less. Apply processing.
Since the method for controlling the liquid repellency (wetting property) of the surface is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
（溶液調製工程）
次に、表面処理後の基板上に吐出する有機ケイ素化合物を含有する液体について説明する。
有機ケイ素化合物を含有する液体としては、有機ケイ素化合物を溶媒に溶解させた溶液を用いる。ここで用いられる有機ケイ素化合物は、一般式ＳｉｎＸｍ（ここで、Ｘは水素原子および／またはハロゲン原子を表し、ｎは３以上の整数を表し、ｍはｎまたは２ｎ−２または２ｎまはた２ｎ＋２の整数を表す）で表される環系を有するシラン化合物であることを特徴とする。
ここでｎは３以上であるが、熱力学的安定性、溶解性、精製の容易性などの点でｎは５〜２０程度、特に５あるいは６の環状シラン化合物が好ましい。５より小さい場合にはシラン化合物自体が環による歪みにより不安定になるため取り扱いに難点が生じる。またｎが２０より大きい場合にはシラン化合物の凝集力に起因する溶解性の低下が認められ使用する溶媒の選択が狭まる。
また、本発明に使用するシラン化合物の一般式ＳｉｎＸｍ中のＸは水素原子および／またはハロゲン原子である。これらのシラン化合物はシリコン膜への前駆体化合物であるため、熱処理および／または光処理で最終的にはアモルファス或いは多結晶状シリコンにする必要があり、ケイ素−水素結合、ケイ素−ハロゲン結合は上記の処理で開裂し新たにケイ素−ケイ素結合が生じ最終的にシリコンへと変化されるものである。ハロゲン原子としては、通常フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子であり、上記結合開裂の点で塩素、臭素が好ましい。Ｘは水素原子単独またはハロゲン原子単独でもよいし、水素原子とハロゲン原子の総和がｍとなるような部分ハロゲン化シラン化合物でもよい。
(Solution preparation process)
Next, a liquid containing an organosilicon compound that is discharged onto the substrate after the surface treatment will be described.
As the liquid containing the organosilicon compound, a solution in which the organosilicon compound is dissolved in a solvent is used. The organosilicon compound used here has a general formula Si n X m (where X represents a hydrogen atom and / or a halogen atom, n represents an integer of 3 or more, and m represents n, 2n-2, or 2n. Is a silane compound having a ring system represented by 2n + 2).
Here, n is 3 or more, but n is preferably about 5 to 20, particularly 5 or 6 cyclic silane compounds in view of thermodynamic stability, solubility, ease of purification, and the like. When it is less than 5, the silane compound itself becomes unstable due to distortion caused by the ring, which causes a difficulty in handling. On the other hand, when n is larger than 20, a decrease in solubility due to the cohesive force of the silane compound is recognized, and the selection of the solvent to be used is narrowed.
Further, X in the general formula Si n X m of the silane compound used in the present invention is a hydrogen atom and / or halogen atoms. Since these silane compounds are precursor compounds to the silicon film, it is necessary to finally form amorphous or polycrystalline silicon by heat treatment and / or light treatment, and the silicon-hydrogen bond and silicon-halogen bond are as described above. By this treatment, a new silicon-silicon bond is formed and finally converted to silicon. The halogen atom is usually a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and chlorine and bromine are preferred from the viewpoint of bond cleavage. X may be a hydrogen atom alone or a halogen atom alone, or a partially halogenated silane compound in which the sum of hydrogen atoms and halogen atoms is m.
さらに、これらのシラン化合物は必要に応じてホウ素やリンなどの第三族あるいは第五族の元素で変性した化合物を使用することもできる。変性シラン化合物の具体例としては、炭素原子を含まないものが好ましく、一般式ＳｉａＸｂＹｃ（ここで、Ｘは水素原子および／またはハロゲン原子を表し、Ｙはホウ素原子またはリン原子を表し、ａは３以上の整数を表し、ｂはａ以上で２ａ＋ｃ＋２以下の整数を表し、ｃは１以上でａ以下の整数を表す）で表される変性シラン化合物が挙げられる。ここで、熱力学的安定性、溶解性、精製の容易性などの点でａとｃの和が５〜２０程度、特に５あるいは６の変性シラン化合物が好ましい。ａ＋ｃが５より小さい場合には変性シラン化合物自体が環による歪みにより不安定になるため取り扱いに難点が生じる。またａ＋ｃが２０より大きい場合には変性シラン化合物の凝集力に起因する溶解性の低下が認められ使用する溶媒の選択が狭まる。
また、上記変性シラン化合物の一般式ＳｉａＸｂＹｃ中のＸは、上記のＳｉｎＸｍで表される無変性のシラン化合物の一般式中におけるＸと同様に水素原子および／またはハロゲン原子であり、通常フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子であり、上記結合開裂の点で塩素、臭素が好ましい。Ｘは水素原子単独またはハロゲン原子単独でもよいし、水素原子とハロゲン原子の総和がｂとなるような部分ハロゲン化シラン化合物でもよい。
Further, as these silane compounds, compounds modified with a Group 3 or
X in the general formula Si a X b Y c of the modified silane compound is a hydrogen atom and / or halogen in the same manner as X in the general formula of the unmodified silane compound represented by Si n X m. An atom, usually a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and chlorine and bromine are preferred in terms of the bond cleavage. X may be a hydrogen atom alone or a halogen atom alone, or a partially halogenated silane compound in which the sum of hydrogen atoms and halogen atoms is b.
有機ケイ素化合物を含有する液体の溶媒としては、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上２００ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上２６６００Ｐａ以下）であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高い場合には、吐出後に溶媒が急激に蒸発してしまい、良好な膜を形成することが困難となるためである。
また、溶媒の蒸気圧は０．００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下（約０．１３３Ｐａ以上６６５０Ｐａ以下）であることがより好ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、インクジェット法で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるためである。
一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い溶媒の場合、乾燥が遅くなり膜中に溶媒が残留しやすくなり、後工程の熱および／または光処理後に良質の導電膜が得られにくい。
As the liquid solvent containing the organosilicon compound, those having a vapor pressure at room temperature of 0.001 mmHg to 200 mmHg (about 0.133 Pa to 26600 Pa) are preferable. This is because when the vapor pressure is higher than 200 mmHg, the solvent rapidly evaporates after ejection, making it difficult to form a good film.
The vapor pressure of the solvent is more preferably 0.001 mmHg to 50 mmHg (about 0.133 Pa to 6650 Pa). When the vapor pressure is higher than 50 mmHg, nozzle clogging due to drying is likely to occur when droplets are ejected by the ink jet method, and stable ejection becomes difficult.
On the other hand, in the case of a solvent having a vapor pressure lower than 0.001 mmHg at room temperature, drying is slow and the solvent tends to remain in the film, and it is difficult to obtain a high-quality conductive film after heat and / or light treatment in a subsequent process.
使用する溶媒としては、上記の有機ケイ素化合物を溶解できるものであれば特に限定されないが、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロへキシルベンゼンなどの炭化水素系溶媒の他、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系溶、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性溶媒を挙げることができる。
これらの内、有機ケイ素化合物の溶解性と該溶液の安定性の点で炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、さらに好ましい溶媒としては炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でも、或いは２種以上の混合物としても使用できる。
The solvent to be used is not particularly limited as long as it can dissolve the above organosilicon compound, but n-heptane, n-octane, decane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydro. In addition to hydrocarbon solvents such as naphthalene and cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis Ether solvents such as (2-methoxyethyl) ether, p-dioxane, propylene carbonate, γ-butyrolactone, N-methyl- - it can be exemplified pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, a polar solvent such as cyclohexanone.
Of these, hydrocarbon solvents and ether solvents are preferred in view of the solubility of the organosilicon compound and the stability of the solution, and more preferred solvents include hydrocarbon solvents. These solvents can be used singly or as a mixture of two or more.
上記有機ケイ素化合物を溶媒に溶解する場合の溶解質濃度は１質量％以上８０質量％以下であり、所望のシリコン膜厚に応じて調整することができる。８０質量％を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な膜が得にくい。 The solute concentration in the case of dissolving the organosilicon compound in a solvent is 1% by mass or more and 80% by mass or less, and can be adjusted according to a desired silicon film thickness. If it exceeds 80% by mass, aggregation tends to occur and it is difficult to obtain a uniform film.
上記有機ケイ素化合物の溶液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲に入ることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるためである。 The surface tension of the organosilicon compound solution is preferably in the range of 0.02 N / m to 0.07 N / m. When the liquid is ejected by the ink jet method, if the surface tension is less than 0.02 N / m, the wettability of the ink composition with respect to the nozzle surface increases, and thus flight bending easily occurs, and exceeds 0.07 N / m. This is because the shape of the meniscus at the nozzle tip is not stable, and it becomes difficult to control the discharge amount and the discharge timing.
表面張力を調整するため、上記溶液には、基板との接触角を不当に低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加することができる。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を良好化し、膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。
上記溶液には、必要に応じて、アルコール、エーテル、ケトン等の有機化合物等を含んでいても差し支えない。
In order to adjust the surface tension, a trace amount of a surface tension adjusting agent such as a fluorine-based, silicone-based, or nonionic-based one can be added to the above solution within a range that does not unduly decrease the contact angle with the substrate. The nonionic surface tension modifier improves the wettability of the liquid to the substrate, improves the leveling property of the film, and helps to prevent the occurrence of crushing of the coating film and the generation of the itchy skin.
The solution may contain an organic compound such as alcohol, ether or ketone, if necessary.
上記溶液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。インクジェット法にて吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。 The viscosity of the solution is preferably 1 mPa · s or more and 50 mPa · s or less. When discharging by the inkjet method, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the nozzle periphery is easily contaminated by the outflow of ink, and if the viscosity is more than 50 mPa · s, the nozzle hole is clogged frequently. This is because it becomes difficult to smoothly discharge droplets.
（第１吐出工程〜第３吐出工程）
第１実施形態と同様に、図１〜４に示すように第１吐出工程から第３吐出工程を行う。なお、各吐出工程は、一般に室温以上１００℃以下の温度で行われる。室温以下の温度では有機ケイ素化合物の溶解性が低下し一部析出する場合があるからである。また吐出する場合の雰囲気は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス中で行うことが好ましい。さらに必要に応じて水素などの還元性ガスを混入したものが好ましい。
また、各吐出工程間の乾燥処理の方法や条件は、不活性ガス雰囲気中で行うことが望ましいという以外は、第１実施形態と同様なのでその説明を省略する。
(First discharge process to third discharge process)
As in the first embodiment, the first discharge process to the third discharge process are performed as shown in FIGS. Each discharge process is generally performed at a temperature of room temperature to 100 ° C. This is because at a temperature below room temperature, the solubility of the organosilicon compound may be reduced and partly precipitated. Moreover, it is preferable to perform the atmosphere in the case of discharge in inert gas, such as nitrogen, helium, and argon. Furthermore, what mixed reducing gas, such as hydrogen, as needed is preferable.
Further, since the method and conditions of the drying process between the respective discharge processes are the same as those in the first embodiment except that it is desirable to perform in an inert gas atmosphere, the description thereof is omitted.
（熱処理／光処理工程）
吐出工程後の溶液は、溶媒を除去すると共に有機ケイ素化合物をアモルファスあるいは多結晶シリコンに変換する必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び／又は光処理が施される。
(Heat treatment / light treatment process)
The solution after the discharging step needs to remove the solvent and convert the organosilicon compound into amorphous or polycrystalline silicon. For this reason, the substrate after the discharge process is subjected to heat treatment and / or light treatment.
熱処理及び／又は光処理は、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行なうこともできる。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、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。
通常アルゴン雰囲気中あるいは水素を含有したアルゴン中で１００〜８００℃程度で、好ましくは２００〜６００℃程度で、さらに好ましくは３００℃〜５００℃程度で処理され、一般に到達温度が約５５０℃以下の温度ではアモルファス状、それ以上の温度では多結晶状のシリコン膜が得られる。到達温度が３００℃未満の場合は、有機ケイ素化合物の熱分解が十分に進行せず、十分な厚さのシリコン膜を形成できない場合がある。多結晶状のシリコン膜を得たい場合は、上記で得られたアモルファス状シリコン膜のレーザーアニールによって多結晶シリコン膜に変換することができる。上記レーザーアニールを行う場合の雰囲気も、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス、もしくはそれらに水素などの還元性ガスを混入したものが好ましい。
The heat treatment and / or light treatment may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, or helium. The treatment temperature of heat treatment and / or 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 fine particle dispersibility and oxidation, the presence and amount of coating material, It is determined appropriately in consideration of the heat resistant temperature.
Usually, it is processed in an argon atmosphere or argon containing hydrogen at about 100 to 800 ° C., preferably about 200 to 600 ° C., more preferably about 300 to 500 ° C., and generally the ultimate temperature is about 550 ° C. or less. An amorphous silicon film is obtained at a temperature, and a polycrystalline silicon film is obtained at a temperature higher than that. When the ultimate temperature is less than 300 ° C., the pyrolysis of the organosilicon compound does not proceed sufficiently, and a silicon film having a sufficient thickness may not be formed. When it is desired to obtain a polycrystalline silicon film, the amorphous silicon film obtained above can be converted into a polycrystalline silicon film by laser annealing. The atmosphere in which the laser annealing is performed is also preferably an inert gas such as helium or argon, or a mixture of them with a reducing gas such as hydrogen.
熱処理及び／又は光処理は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なうこともできる。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。
以上の工程により吐出工程後の溶液はアモルファスあるいは多結晶のシリコン膜に変換される。
The heat treatment and / or light treatment can be performed by lamp annealing in addition to the treatment by a normal hot plate, electric furnace or the like. 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.
Through the above steps, the solution after the discharging step is converted into an amorphous or polycrystalline silicon film.
本実施形態により形成されるシリコン膜パターンは、溶液一滴の基板上に着弾後の直径とほぼ同等の幅で形成することが可能である。また、第３吐出工程を繰り返すことにより、この線幅を維持したまま所望の膜厚を得ることが可能である。すなわち、本実施形態によれば、バルジを生じさせることなく細線化、厚膜化を達成することができるので、微細なパターン形成が可能となる。 The silicon film pattern formed according to the present embodiment can be formed on the substrate of one drop of solution with a width substantially equal to the diameter after landing. Further, by repeating the third discharge step, it is possible to obtain a desired film thickness while maintaining this line width. That is, according to the present embodiment, it is possible to achieve a thin line and a thick film without causing a bulge, so that a fine pattern can be formed.
［第４実施形態］
第４実施形態として、本発明の電気光学装置の一例である液晶装置について説明する。図８は、本実施形態に係る液晶装置の第１基板上の信号電極等の平面レイアウトを示すものである。本実施形態に係る液晶装置は、この第１基板と、走査電極等が設けられた第２基板（図示せず）と、第１基板と第２基板との間に封入された液晶（図示せず）とから概略構成されている。
[Fourth Embodiment]
As a fourth embodiment, a liquid crystal device which is an example of an electro-optical device of the invention will be described. FIG. 8 shows a planar layout of signal electrodes and the like on the first substrate of the liquid crystal device according to this embodiment. The liquid crystal device according to this embodiment includes the first substrate, a second substrate (not shown) provided with scanning electrodes and the like, and a liquid crystal (not shown) sealed between the first substrate and the second substrate. )).
図８に示すように、第１基板３００上の画素領域３０３には、複数の信号電極３１０…が多重マトリクス状に設けられている。特に各信号電極３１０…は、各画素に対応して設けられた複数の画素電極部分３１０ａ…とこれらを多重マトリクス状に接続する信号配線部分３１０ｂ…とから構成されており、Ｙ方向に伸延している。
また、符号３５０は１チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路３５０と信号配線部分３１０ｂ…の一端側（図中下側）とが第１引き回し配線３３１…を介して接続されている。
また、符号３４０…は上下導通端子で、この上下導通端子３４０…と、図示しない第２基板上に設けられた端子とが上下導通材３４１…によって接続されている。また、上下導通端子３４０…と液晶駆動回路３５０とが第２引き回し配線３３２…を介して接続されている。
As shown in FIG. 8, in the
Further,
本実施形態では、上記第１基板３００上に設けられた信号配線部分３１０ｂ…、第１引き回し配線３３１…、第２引き回し配線３３２…が、各々第２実施形態に係る配線形成装置を用いて、第１実施形態に係る配線形成方法によって形成されている。
本実施形態の液晶装置によれば、上記各配線類の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能な液晶装置とすることができる。
In the present embodiment, the
According to the liquid crystal device of the present embodiment, it is possible to obtain a liquid crystal device that is less likely to cause defects such as disconnection or short circuit of the above-described wirings and that can be reduced in size and thickness.
［第５実施形態］
第５実施形態として、本発明の電気光学装置の一例であるプラズマ型表示装置について説明する。図９は本実施形態のプラズマ型表示装置５００の分解斜視図を示す。
この実施形態のプラズマ型表示装置５００は、互いに対向して配置されたガラス基板５０１とガラス基板５０２と、これらの間に形成された放電表示部５１０とから概略構成される。
放電表示部５１０は、複数の放電室５１６が集合されてなり、複数の放電室５１６のうち、赤色放電室５１６（Ｒ）、緑色放電室５１６（Ｇ）、青色放電室５１６（Ｂ）の３つの放電室５１６が対になって１画素を構成するように配置されている。
前記（ガラス）基板５０１の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極５１１が形成され、それらアドレス電極５１１と基板５０１の上面とを覆うように誘電体層５１９が形成され、更に誘電体層５１９上においてアドレス電極５１１、５１１間に位置して各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成されている。なお、隔壁５１５においてはその長手方向の所定位置においてアドレス電極５１１と直交する方向にも所定の間隔で仕切られており（図示略）、基本的にはアドレス電極５１１の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極５１１と直交する方向に延設された隔壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら長方形状の領域に対応するように放電室５１６が形成され、これら長方形状の領域が３つ対になって１画素が構成される。また、隔壁５１５で区画される長方形状の領域の内側には蛍光体５１７が配置されている。蛍光体５１７は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室５１６（Ｒ）の底部には赤色蛍光体５１７（Ｒ）が、緑色放電室５１６（Ｇ）の底部には緑色蛍光体５１７（Ｇ）が、青色放電室５１６（Ｂ）の底部には青色蛍光体５１７（Ｂ）が各々配置されている。
[Fifth Embodiment]
As a fifth embodiment, a plasma display device which is an example of the electro-optical device of the invention will be described. FIG. 9 is an exploded perspective view of the
The
The
次に、前記ガラス基板５０２側には、先のアドレス電極５１１と直交する方向に複数の表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で形成され、これらを覆って誘電体層５１３が形成され、更にＭｇＯなどからなる保護膜５１４が形成されている。
そして、前記基板５０１とガラス基板５０２の基板２が、前記アドレス電極５１１…と表示電極５１２…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされ、基板５０１と隔壁５１５とガラス基板５０２側に形成されている保護膜５１４とで囲まれる空間部分を排気して希ガスを封入することで放電室５１６が形成されている。なお、ガラス基板５０２側に形成される表示電極５１２は各放電室５１６に対して２本ずつ配置されるように形成されている。
上記アドレス電極５１１と表示電極５１２は図示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部５１０において蛍光体５１７を励起発光させて、カラー表示ができるようになっている。
Next, on the
The
The
本実施形態では、上記アドレス電極５１１と表示電極５１２が、各々第２実施形態に係る配線形成装置を用いて、第１実施形態に係る配線形成方法によって形成されている。
本実施形態の液晶装置によれば、上記各電極の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能なプラズマ型表示装置とすることができる。
In the present embodiment, the
According to the liquid crystal device of the present embodiment, it is possible to obtain a plasma display device that is unlikely to cause defects such as disconnection or short circuit of the electrodes and that can be reduced in size and thickness.
［第６実施形態］
第６実施形態として、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１０（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は第４実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図１０（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１０（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は第４実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図１０（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は第４実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるので、配線類の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能となる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
[Sixth Embodiment]
As a sixth embodiment, a specific example of an electronic device of the present invention will be described.
FIG. 10A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 10A,
FIG. 10B is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 10B,
FIG. 10C is a perspective view illustrating an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 11C,
Since the electronic devices shown in FIGS. 10A to 10C include the liquid crystal device according to the above-described embodiment, defects such as disconnection and short-circuiting of wirings are less likely to occur, and further downsizing and thinning can be achieved. It becomes possible.
In addition, although the electronic device of this embodiment shall be provided with a liquid crystal device, it can also be set as the electronic device provided with other electro-optical devices, such as an organic electroluminescent display apparatus and a plasma type display apparatus.
［第７実施形態］
第７実施形態として、本発明の非接触型カード媒体の実施形態について説明する。本実施形態に係る非接触型カード媒体は図１１に示すように、本実施形態に係る非接触型カード媒体４００は、カード基体４０２とカードカバー４１８から成る筐体内に、半導体集積回路チップ４０８とアンテナ回路４１２を内蔵し、図示されない外部の送受信機と電磁波または静電容量結合の少なくとも一方により電力供給あるいはデータ授受の少なくとも一方を行うようになっている。
[Seventh Embodiment]
As a seventh embodiment, an embodiment of a contactless card medium of the present invention will be described. As shown in FIG. 11, the non-contact type card medium 400 according to this embodiment includes a semiconductor integrated circuit chip 408 and a non-contact type card medium 400 according to this embodiment in a housing formed of a card base 402 and a card cover 418. An antenna circuit 412 is incorporated, and at least one of power supply and data exchange is performed with an external transmitter / receiver (not shown) by at least one of electromagnetic waves or capacitive coupling.
本実施形態では、上記アンテナ回路４１２が、第２実施形態に係る配線形成装置を用いて、第１実施形態に係る配線形成方法によって形成されている。
本実施形態の非接触型カード媒体によれば、上記アンテナ回路４１２の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能な非接触型カード媒体とすることができる。
In the present embodiment, the antenna circuit 412 is formed by the wiring forming method according to the first embodiment using the wiring forming apparatus according to the second embodiment.
According to the contactless card medium of the present embodiment, the antenna circuit 412 is less likely to be broken or short-circuited, and the contactless card medium can be reduced in size and thickness.
［実施例１］
直径１０ｎｍの金微粒子がトルエン中に分散した金微粒子分散液（真空冶金社製、商品名「パーフェクトゴールド」）にキシレンを添加し、その粘度を８ｃｐ、表面張力を２４Ｎ／ｍとした液体を、インクジェット装置により所定のピッチで吐出し、導電膜ラインを形成した。
インクジェットヘッドとしては市販のプリンター（商品名「ＭＪ９３０Ｃ」）のヘッドを使用した。ただし、インク吸入部がプラスチック製であるため、有機溶剤に対して溶解しないよう吸入部を金属製の治具に変更したものを用いた。基板とインクジェットヘッドとの相対移動速度は一定とし、ピッチの変更は吐出周波数のみを調整することで行った。
基板には４フッ化エチレン加工が施されたポリイミドフィルムをガラス基板に貼り付けたものを用いた。この基板に対する金微粒子分散液の接触角はおよそ６０［ｄｅｇ］であった。
吐出は、一つのノズルのみを用いて行い、全吐出工程を通じて吐出電圧１５Ｖで吐出した。その際の液滴の基板着弾後の直径はおよそ５５μｍであった。
まず、第１吐出工程として、液滴が互いに繋がらないよう、ピッチを７０μｍ、液滴間の距離を１５μｍとして一直線上に吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。
次に、第２吐出工程として、第１吐出工程と同様にピッチを７０μｍ、液滴間の距離を１５μｍとして一直線上に吐出した。第２吐出工程において吐出する液滴は、第１吐出工程において吐出した液体のほぼ中間に着弾するように吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。これにより、液滴間の断線の無いラインを形成した。
さらに、第３工程として、ピッチを３０μｍ、液滴間の重なりを２５μｍとして第１吐出工程と第２吐出工程で形成されたライン上に吐出する工程を、１００℃で５分間の乾燥工程を挟みながら３回繰り返した。その結果、重ね塗りの度に線幅が広がるということがなく、液滴の直径と同じ線幅５５μｍを維持したまま、形状が良好なラインを得た。
それを、３００℃で３０分間焼成し、金光沢を有する金ラインを得た。膜厚は１μｍで、比抵抗は５×１０−６Ωｃｍであった。
[Example 1]
Xylene was added to a gold fine particle dispersion (trade name “Perfect Gold” manufactured by Vacuum Metallurgical Co., Ltd.) in which gold fine particles having a diameter of 10 nm were dispersed in toluene, and a liquid having a viscosity of 8 cp and a surface tension of 24 N / m was obtained. A conductive film line was formed by discharging at a predetermined pitch using an ink jet apparatus.
As an inkjet head, a commercially available printer (trade name “MJ930C”) was used. However, since the ink suction part is made of plastic, the suction part is changed to a metal jig so as not to dissolve in the organic solvent. The relative movement speed between the substrate and the inkjet head was fixed, and the pitch was changed by adjusting only the ejection frequency.
The substrate used was a polyimide film that has been subjected to tetrafluoroethylene processing and attached to a glass substrate. The contact angle of the gold fine particle dispersion with this substrate was approximately 60 [deg].
The discharge was performed using only one nozzle, and discharge was performed at a discharge voltage of 15 V throughout the entire discharge process. The diameter of the droplet after landing on the substrate was about 55 μm.
First, as a first discharge step, the droplets were discharged on a straight line with a pitch of 70 μm and a distance between the droplets of 15 μm so that the droplets were not connected to each other. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer.
Next, as the second discharge process, the pitch was set to 70 μm and the distance between the droplets was set to 15 μm as in the first discharge process, and the liquid was discharged on a straight line. The liquid droplets ejected in the second ejection process were ejected so as to land almost in the middle of the liquid ejected in the first ejection process. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer. Thereby, a line without disconnection between the droplets was formed.
Furthermore, as a third step, the step of discharging onto the line formed by the first discharge step and the second discharge step with a pitch of 30 μm and an overlap between droplets of 25 μm is sandwiched by a drying step at 100 ° C. for 5 minutes. Repeated three times. As a result, a line having a good shape was obtained while maintaining the same line width of 55 μm as the diameter of the liquid droplet without increasing the line width every time of overcoating.
It was baked at 300 ° C. for 30 minutes to obtain a gold line having a gold luster. The film thickness was 1 μm and the specific resistance was 5 × 10 −6 Ωcm.
［実施例２］
銀微粒子分散液を基板上にインクジェット吐出した。銀微粒子分散液は次のようにして調整した。まず、硝酸銀９０ｍｇを水５００ミリリットルに溶解し１００℃に加熱し、攪拌しながら更に１％濃度のクエン酸ナトリウム水溶液１０ミリリットルを加えそのまま８０分間沸騰させた。これによって凝集を防止するためのクエン酸で周囲を覆われた銀コロイドが、水溶液中に分散した液体が得られた。この銀コロイドの平均粒径は３０ｎｍであった。この液体を遠心分離で濃縮した後、再び水と表面張力調整剤を加えてインク化し、粘度を２ｃｐに、表面張力を２８Ｎ／ｍに調整し、インクジェットヘッドで吐出できるようにした。
このように調整した銀微粒子分散液を、実施例１と同じプリンターをインクジェットヘッドとして吐出し、導電膜ラインを形成した。
基板には実施例１と同様４フッ化エチレン加工が施されたポリイミドフィルムを用いた。フィルムに対する銀微粒子分散液の接触角はおよそ９０［ｄｅｇ］であった。
吐出は、一つのノズルのみを用いて行い、全吐出工程を通じて吐出電圧１５Ｖで吐出した。その際の液滴の基板着弾後の直径はおよそ４０μｍであった。
まず、第１吐出工程として、液滴が互いに繋がらないよう、ピッチを５０μｍ、液滴間の距離を１０μｍとして一直線上に吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。
次に、第２吐出工程として、第１吐出工程と同様にピッチを５０μｍ、液滴間の距離を１０μｍとして一直線上に吐出した。第２吐出工程において吐出する液滴は、第１吐出工程において吐出した液体のほぼ中間に着弾するように吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。これにより、液滴間の断線の無いラインを形成した。
さらに、第３工程として、ピッチを２０μｍ、液滴間の重なりを２０μｍとして第１吐出工程と第２吐出工程で形成されたライン上に吐出する工程を、１００℃で５分間の乾燥工程を挟みながら３回繰り返した。その結果、重ね塗りの度に線幅が広がるということがなく、液滴の直径と同じ線幅４０μｍを維持したまま、形状が良好なラインを得た。
それを、３００℃で３０分間焼成し、銀光沢を有する銀ラインを得た。膜厚は１．５μｍで、比抵抗は４×１０−６Ωｃｍであった。
[Example 2]
The silver fine particle dispersion was ink jetted onto the substrate. The silver fine particle dispersion was prepared as follows. First, 90 mg of silver nitrate was dissolved in 500 ml of water, heated to 100 ° C., and further 10 ml of a 1% strength sodium citrate aqueous solution was added with stirring and boiled for 80 minutes. As a result, a liquid in which a silver colloid covered with citric acid for preventing aggregation was dispersed in an aqueous solution was obtained. The average particle size of the silver colloid was 30 nm. After the liquid was concentrated by centrifugation, water and a surface tension adjusting agent were added again to form an ink, and the viscosity was adjusted to 2 cp and the surface tension was adjusted to 28 N / m so that the ink jet could be discharged.
The silver fine particle dispersion prepared in this manner was discharged using the same printer as in Example 1 as an inkjet head to form a conductive film line.
A polyimide film subjected to tetrafluoroethylene processing as in Example 1 was used as the substrate. The contact angle of the silver fine particle dispersion with respect to the film was approximately 90 [deg].
Discharging was performed using only one nozzle, and discharging was performed at a discharge voltage of 15 V throughout the entire discharging process. The diameter of the droplet after landing on the substrate was about 40 μm.
First, as a first discharge step, the droplets were discharged on a straight line with a pitch of 50 μm and a distance between the droplets of 10 μm so that the droplets were not connected to each other. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer.
Next, as the second ejection step, the pitch was 50 μm and the distance between the droplets was 10 μm as in the first ejection step, and ejection was performed on a straight line. The liquid droplets ejected in the second ejection process were ejected so as to land almost in the middle of the liquid ejected in the first ejection process. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer. Thereby, a line without disconnection between the droplets was formed.
Furthermore, as a third step, the step of discharging onto the line formed in the first discharge step and the second discharge step with a pitch of 20 μm and an overlap between droplets of 20 μm is sandwiched by a drying step at 100 ° C. for 5 minutes. Repeated three times. As a result, a line having a good shape was obtained while maintaining the same line width of 40 μm as the diameter of the liquid droplet without increasing the line width every time of repeated coating.
It was baked at 300 ° C. for 30 minutes to obtain a silver line having silver luster. The film thickness was 1.5 μm and the specific resistance was 4 × 10 −6 Ωcm.
［実施例３］
実施例１と同じ金微粒子分散液、インクジェットヘッドを用いてライン形成を行った。基板には、市販のスライドガラスに、プラズマ重合処理で撥液化処理を施したものを用いた。金微粒子分散液の、この基板に対する接触角は４０［ｄｅｇ］であった。
吐出は、一つのノズルのみを用いて行い、全吐出工程を通じて吐出電圧１５Ｖで吐出した。その際の液滴の基板着弾後の直径はおよそ６５μｍであった。
まず、第１吐出工程として、液滴が互いに繋がらないよう、ピッチを７５μｍ、液滴間の距離を１０μｍとして一直線上に吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。
次に、第２吐出工程として、第１吐出工程と同様にピッチを７５μｍ、液滴間の距離を１０μｍとして一直線上に吐出した。第２吐出工程において吐出する液滴は、第１吐出工程において吐出した液体のほぼ中間に着弾するように吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。これにより、液滴間の断線の無いラインを形成した。
さらに、第３工程として、ピッチを４０μｍ、液滴間の重なりを２５μｍとして第１吐出工程と第２吐出工程で形成されたライン上に吐出する工程を、１００℃で５分間の乾燥工程を挟みながら３回繰り返した。その結果、バルジは発生しなかったが重ね塗りの度に線幅が広がってしまい、最終的には線幅が１０５μｍまで広がってしまった。これは、基板の撥液化が不十分であったためと考えられる。
[Example 3]
Line formation was performed using the same gold fine particle dispersion and ink jet head as in Example 1. The substrate used was a commercially available slide glass that had been subjected to a liquid repellency treatment by a plasma polymerization treatment. The contact angle of the gold fine particle dispersion with respect to the substrate was 40 [deg].
The discharge was performed using only one nozzle, and discharge was performed at a discharge voltage of 15 V throughout the entire discharge process. The diameter of the droplet after landing on the substrate was about 65 μm.
First, as a first discharge step, the liquid droplets were discharged on a straight line with a pitch of 75 μm and a distance between the liquid droplets of 10 μm so that the liquid droplets were not connected to each other. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer.
Next, as the second ejection step, the pitch was 75 μm and the distance between the droplets was 10 μm as in the first ejection step, and ejection was performed on a straight line. The liquid droplets ejected in the second ejection process were ejected so as to land almost in the middle of the liquid ejected in the first ejection process. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer. Thereby, a line without disconnection between the droplets was formed.
Further, as a third step, a step of discharging onto a line formed by the first discharge step and the second discharge step with a pitch of 40 μm and an overlap between droplets of 25 μm is sandwiched by a drying step at 100 ° C. for 5 minutes. Repeated three times. As a result, the bulge did not occur, but the line width increased with each repeated coating, and finally the line width increased to 105 μm. This is presumably because the liquid repellency of the substrate was insufficient.
［比較例１］
実施例２と同じ銀微粒子分散液、インクジェットヘッド、基板を用いてライン形成を行った。
吐出は、一つのノズルのみを用いて、第１吐出工程を吐出電圧１５Ｖで、吐出液滴間の間隔を空けずに、初めから液滴が重なるように行った。すなわち、ピッチは３５μｍとし、液滴が互いに５μｍの重なりを生じるように吐出した。その結果、複数の液滴が集合してできる大きな液滴が、ある間隔で形成されるのみであった。すなわち、ラインは全く形成されなかった。
したがって、実施例２のように、接触角が９０［ｄｅｇ］という撥液性の高い条件では、本発明に係る形成方法によらなければ、良好な配線が形成できないことが確認された。
[Comparative Example 1]
Line formation was performed using the same silver fine particle dispersion, inkjet head and substrate as in Example 2.
The discharge was performed using only one nozzle, and the first discharge step was performed at a discharge voltage of 15 V so that the droplets overlapped from the beginning without leaving an interval between the discharged droplets. That is, the pitch was set to 35 μm, and the liquid droplets were ejected so as to overlap each other by 5 μm. As a result, large droplets formed by a plurality of droplets were only formed at certain intervals. That is, no line was formed.
Therefore, it was confirmed that good wiring could not be formed unless the forming method according to the present invention was used under the condition of high liquid repellency of 90 [deg] as in Example 2.
［実施例４］
実施例１と同じ金微粒子分散液、インクジェットヘッドを用いてライン形成を行った。基板には、市販のスライドガラスにプラズマ重合処理により撥液化処理を施した後で、波長１７２ｎｍの紫外光を１０ｍＷ／ｃｍ２で照射して親液化処理を行ったものを用いた。紫外光の照射時間の長さを変えることで基板の親液性、撥液性の度合を調整し、表１に示すように金微粒子分散液の接触角の大きさが異なる基板を複数作製し、それぞれにラインの形成を行った。
吐出は、一つのノズルのみを用いて行い、全吐出工程を通じて吐出電圧１５Ｖで吐出した。その際の液滴の基板着弾後の直径Ｒは表１に示すとおりであった。
すべての基板に置いて、まず、第１吐出工程として、液滴が互いに繋がらないよう、液滴間の距離を１０μｍとなるピッチで一直線上に吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。
次に、第２吐出工程として、第１吐出工程と同様に、液滴間の距離を１０μｍとして一直線上に吐出した。第２吐出工程において吐出する液滴は、第１吐出工程において吐出した液体のほぼ中間に着弾するように吐出した。その後、乾燥機を用いて１００℃で５分間の乾燥工程を施した。これにより、液滴間の断線の無いラインを形成した。この時の線幅Ｗ２を表１は表１に示すとおりであった。
さらに、すべての基板において、第３工程として、液滴間の重なりが２０μｍとなるようなピッチで、第１吐出工程と第２吐出工程で形成されたライン上に吐出する工程を、１００℃で５分間の乾燥工程を挟みながら３回繰り返した。この時の線幅Ｗ５は表１に示すとおりであった。
その結果、表１及び図１２に示すように、Ｗ２とＷ５との差ΔＷは、接触角が６０〜７０［ｄｅｇ］では０μｍであったが、接触角が６０［ｄｅｇ］よりも小さくなるにつれ、大きくなることが認められた。したがって、接触角を６０［ｄｅｇ］以上とすべきことが確認された。
[Example 4]
Line formation was performed using the same gold fine particle dispersion and ink jet head as in Example 1. As the substrate, a commercially available slide glass subjected to lyophobic treatment by plasma polymerization treatment and then subjected to lyophilic treatment by irradiation with ultraviolet light having a wavelength of 172 nm at 10 mW / cm 2 was used. The degree of lyophilicity and liquid repellency of the substrate is adjusted by changing the length of the ultraviolet light irradiation time, and as shown in Table 1, a plurality of substrates having different contact angles of the gold fine particle dispersion are prepared. Each line was formed.
The discharge was performed using only one nozzle, and discharge was performed at a discharge voltage of 15 V throughout the entire discharge process. The diameter R of the droplet after landing on the substrate was as shown in Table 1.
On all the substrates, first, as a first ejection step, the distance between the droplets was ejected on a straight line at a pitch of 10 μm so that the droplets were not connected to each other. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer.
Next, as the second discharge process, the distance between the droplets was set to 10 μm and discharged in a straight line as in the first discharge process. The liquid droplets ejected in the second ejection process were ejected so as to land almost in the middle of the liquid ejected in the first ejection process. Then, the drying process for 5 minutes was given at 100 degreeC using the dryer. Thereby, a line without disconnection between the droplets was formed. Table 1 shows the line width W2 at this time as shown in Table 1.
Further, in all the substrates, as a third step, a step of discharging onto the line formed in the first discharge step and the second discharge step at a pitch such that the overlap between the droplets is 20 μm is performed at 100 ° C. It was repeated 3 times with a 5 minute drying step in between. The line width W5 at this time was as shown in Table 1.
As a result, as shown in Table 1 and FIG. 12, the difference ΔW between W2 and W5 was 0 μm when the contact angle was 60 to 70 [deg], but as the contact angle became smaller than 60 [deg]. , Was found to be larger. Therefore, it was confirmed that the contact angle should be 60 [deg] or more.
［表１］
接触角 Ｒ Ｗ５ ΔＷ Ｗ２
［ｄｅｇ］ ［μｍ］ ［μｍ］ ［μｍ］ ［μｍ］
実施例４−１ ７０ ４９ ４９ ４９ ０
実施例４−２ ６５ ５２ ５２ ５２ ０
実施例４−３ ６０ ５５ ５５ ５５ ０
実施例４−４ ５５ ５７ ５７ ６４ ７
実施例４−５ ５０ ６０ ６０ ７５ １５
実施例４−６ ４５ ６２ ６２ ８４ ２２
実施例４−７ ４０ ６５ ６５ ９５ ３０
[Table 1]
Contact angle R W5 ΔW W2
[Deg] [μm] [μm] [μm] [μm]
Example 4-1 70 49 49 49 0
Example 4-2 65 52 52 52 0
Example 4-3 60 55 55 55 0
Example 4-4 55 57 57 64 7
Example 4-5 50 60 60 75 15
Example 4-6 45 62 62 84 22
Example 4-7 40 65 65 95 30
Ｌ１〜Ｌ２ 液滴、Ｓ１〜Ｓ２ 乾燥膜、Ｈ インクジェットヘッド、Ｗ 基板、１００ 配線形成装置、１ インクジェットヘッド群、４ 載置台、１５ ヒータ L 1 to L 2 droplets, S 1 to S 2 dry film, H inkjet head, W substrate, 100 wiring forming apparatus, 1 inkjet head group, 4 mounting table, 15 heater
Claims (17)
複数の液滴を、前記膜形成領域全体に、前記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１吐出工程と、
複数の液滴を、前記膜形成領域全体の前記第１吐出工程における吐出位置と異なる位置に、前記基板上に着弾した後の前記液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する第２吐出工程とを有することを特徴とする膜パターンの形成方法。 A film pattern forming method for forming a film pattern by discharging liquid droplets containing a film forming component to a predetermined film forming region on a substrate,
A first discharge step of discharging a plurality of droplets at a pitch larger than the diameter of the droplets after landing on the substrate over the entire film formation region;
A second discharge step of discharging a plurality of droplets at a pitch larger than the diameter of the droplets after landing on the substrate at a position different from the discharge position in the first discharge step in the entire film formation region; A method for forming a film pattern, comprising:
請求項１から請求項１０の何れかに記載の膜パターンの形成方法によって膜パターンを形成することを特徴とする膜パターン形成装置。 A film pattern forming apparatus for forming a film pattern by discharging a liquid containing a film forming component to a predetermined film forming region on a substrate by an inkjet method,
A film pattern forming apparatus for forming a film pattern by the film pattern forming method according to claim 1.
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