(57)【要約】【課題】インクジェット方式を用いた液体材料によるパターニング方法において、複雑形状の配線パターンを低コスト、オンデマンドに基板に直描すること。【解決手段】インクジェット方式を用いた液体材料によるパターニング方法において、基板上の配線形成経路における折れ曲り部の内側にレーザにより凹構造を形成することによりの液体材料のはみだしを防止する。本発明によれば、インクジェット法等により液体材料を用いて配線を形成するに当たりフォトリソ法を用いる必要が無いためコストを抑えることが可能となり、液体材料により配線を形成する前に、配線パターンデータに基づいて凹構造を形成するためオンデマンド性を損なうことも無い。また基板表面への液体材料による描画も連続的に行えるため高い効率で配線を形成することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を基板上に塗布して配線パターンを形成する方法において、配線パターンの折曲がり部、屈曲部内側に凹構造を設けることと、レーザを用いて液体材料により配線を形成する前の工程に凹構造を形成することを特徴としたパターン形成方法。
【請求項２】
液体材料を基板上に吐出して配線パターンを形成する基板において、配線パターンの折曲がり部、屈曲部内側に凹構造を有することを特徴とする基板。
【請求項３】
液体材料を基板上に吐出して配線パターンを形成する基板において、基板を2層で構成し、表面に配線パターンを形成する層の、折曲がり部、屈曲部、内側に凹構造を設けることを特徴とする基板。
【請求項４】
請求項２、３記載の基板用いて作成され、ディスプレイパネル、実装配線、又は半導体集積回路に用いられることを特徴とする基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に液滴を吐出し、この液滴により形成した液膜を乾燥、焼成して配線パターンを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等における微細配線パターン形成においてはフォトリソ法が多く用いられている。フォトリソ法を用いた配線パターンの形成方法は、まず基板上にスパッタ法等を用いて全面に金属薄膜を成膜する。次に成膜した金属薄膜上に感光性レジストを塗布し、露光現像、エッチング、レジスト剥離等の工程を経て配線が形成される。フォトリソ法ではこのように多くの工程を必要とし、真空装置、塗布装置、露光装置、フォトマスク、各種薬品が必要となる。このようにフォトリソ法によるパターニングは長い工程を要すためコスト低減を阻む一因となっている。
【０００３】
各種電子機器製品においては熾烈な低価格化競争をしており、フォトリソに代わる抜本的に低コストなパターニング方法が望まれている。
【０００４】
このような背景において、フォトリソに代わる配線形成技術としてインクジェットを用いる方法がある。インクジェット法を用いて配線パターンを形成する方法は、金属ナノ粒子等を溶媒に分散させたインクを基板に対して吐出し、インク滴を連ねて液体でパターンを形成する。次に液体パターンを乾燥、焼成し、金属配線パターンを得るものである。
【０００５】
インクジェット法で配線パターンを形成する方法として、特許文献１に示すように、基板上に配線パターンと同形状の溝を作成し、この溝に液体材料を塗布してパターンを形成する方法、特許文献２に示すように、基板上に撥親液領域を形成することによって、親液領域に液体材料を選択的に塗布し配線を形成する方法、非特許文献１に示すように、加複数回の吐出で１繋がりの配線を形成する方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開2004-342916号
【特許文献２】特開2005-93691号
【非特許文献１】監修  菅沼克昭  “金属ナノ粒子ペーストのインクジェット微細配線”株式会社シーエムシー出版，ｐ137-138，（2006年3月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子機器に用いられている配線基板に形成されている配線形状は、直線、曲線、折線などが組合されて複雑な構造をしている。従来インクジェットで配線を形成する方法として特許文献１、２に示すような、配線形状に沿った撥親液のパターンを形成する方法、或いは樹脂材料等を用いて配線形状の溝を形成し、この溝に液体材料を吐出し、流し込む方法がある。しかしこれらの方法はフォトマスクを用いてフォトリソを行うためコストが掛かり、インクジェット方式の長所であるオンデマンド性が低下する等の課題がある。
【０００８】
これらの方法に対し、撥親液領域、バンク等のガイドを形成しないで配線を形成する方法も提案されているが下記に述べるような問題が生じる。
【０００９】
インクジェット法を用いる場合インクジェットヘッドに液体材料の物性を適合させる必要がある。特に粘度は重要な物性であり10ｍP・s程度の低粘度に調整する必要がある。この様な低粘度の材料で配線を形成する場合の課題を図２により説明する。図２(a)において１は基板、２はインクジェットで滴下した液滴を表す。図２に示す様に¬型に液滴を配置すると図２(b)に示す様に液滴を滴下していない¬型の内側４にも液体材料が広がり配線形状が乱れることがある。この様なはみ出しを回避する方法として非特許文献１に示す方法がある。その方法を図３に示す。（a1）は平面図、（a2）はその側面図を表す。１は基板、５はインクジェットで滴下したインクであり液滴同士が接触しないように滴下する。次に図３（b1）、(b2)に示すように液滴を乾燥させる、図３（b1）、(b2)において６は乾燥した液体材料を示す。次に図３（c1）、(c2)に示すように、液滴間に新たな液滴７を、乾燥した液滴材料６の間に、液滴を繋ぐようにして滴下する。これを乾燥、焼成することで図２（d1）、(d2)に示す¬型配線８が形成できる。しかしこの様な方法は２回に分けて液体材料を塗布する必要があり、さらに２回目の塗布前に乾燥を行う必要があるために乾燥時間を要し、配線形成の効率が悪くなるという課題があった。
【００１０】
本発明の第１の目的は、フォトリソ等を用いて配線形成のガイドを形成することなく効率良くインクジェット法等を用いた液体材料により複雑な配線を形成する方法を提供することである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、液体材料を基板上に吐出して配線パターンを形成する基板において、配線パターンの折曲がり部、屈曲部内側に凹構造を有することを特徴とする基板を提供することである。
【００１２】
本発明の第３の目的は、液体材料を基板上に吐出して配線パターンを形成する基板において、基板を２層で構成し、表面に配線パターンを形成する層の、折曲がり部、屈曲部、内側に凹構造を設けることを特徴とする基板を提供することである。
【００１３】
本発明の第４の目的は、上記第２、３記載の基板用いて作成され、ディスプレイパネル、実装配線、又は半導体集積回路に用いられることを特徴とする基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の目的を達成するために必要な効果を、図４、図５を用いて説明する。図４において１０は基板、１１は基板上に滴下した液体材料であり接触角θ１の接触角を持ち、液膜厚ｈ１、広がり幅Ｗ１の状態にある。図５において１２は基板、１３は基板１２に設けられた溝、１４は基板上に滴下された液体１１と同量の液体であり、接触角θ２、膜厚ｈ２、広がり幅Ｗ２の状態にある。ここで基板の表面物性、液体の物性は同等でありＷ１＞Ｗ２とする。この状態でθ１とθ２の関係は、θ２＞θ１となり、ｈ１とｈ２の関係はｈ２＞ｈ１となる。これは溝のエッジ１５には、液体を堰き止める作用があるためである。
【００１５】
第1の目的を達成する手段は、図２に示す¬型配線を形成する場合に¬配線を形成する内側の基板に凹構造を形成することにより、液体材料の流動を堰き止め、はみ出さないようにする。このように配線形状の折れ曲がり部の内側に凹構造を設けることによりはみ出し無く、連続して液滴を滴下できるため効率良く配線を形成することが可能となる。また凹構造を形成する方法として、配線形成データに基づき、配線の折れ曲がり内側にレーザ光を用いて液体材料を吐出する直前に凹部を作成する方法を組み合わせる。
【００１６】
第２の目的を達成する手段は、基板の液体材料を基板上に吐出して配線パターンを形成する基板において、配線パターンの折曲がり部、屈曲部内側に凹構造を有することを特徴とする基板を提供することである。
【００１７】
第３の目的を達成する手段は、基板の液体材料を基板上に吐出して配線パターンを形成する基板において、配線パターンの折曲がり部、屈曲部内側に凹構造を有することを特徴とする基板を２層で形成し、第１の層はガラス等或いはセラミック等の無機材料で形成し、配線を形成するする表面を有する第２の層を樹脂等のレーザにて加工可能な材料で構成し、第２層に凹構造を設けた基板を提供することである。
【００１８】
第４の目的は、上記第２、３記載の基板用いて作成され、ディスプレイパネル、実装配線、又は半導体集積回路に用いられることを特徴とする基板を提供することである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、インクジェット法等により液体材料を用いて配線を形成するに当たりフォトリソ法を用いる必要が無いためコストを抑えることが可能となり、液体材料により配線を形成する前に、配線パターンデータに基づいて凹構造を形成するためオンデマンド性を損なうことも無い。また基板表面への液体材料による描画も連続的に行えるため高い効率で配線を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図６を用いて本発明の第１の実施例を説明する。
【００２１】
図６(a)において２０は基板であり、２１の破線は配線形成予定位置を表す。
【００２２】
次に、凹構造の加工方法を示す。図６(b)において、２２は基板に設けられた凹構造を表しており、レーザ光２３により加工される。ここで基板２０の材質は、用いられるレーザ光２３により加工される材質を選択しており例えば樹脂等の有機物で構成され、レーザ光２３は、波長が400nm以下の波長のレーザ光を用いることで加工可能となる。凹構造２２を形成する位置は図６(a)の配線形成予定位置２１における折れ曲り部の内側２９に当たる部分である。
【００２３】
次に、液体材料を用いて配線形成パターンに液体を吐出する方法を示す。６（c）において２４は、液体材料を吐出するためのインクジェットヘッド、２５はインクジェットヘッド２４から吐出される液滴、２６は液体材料によって配線形状に塗布された液体パターン。次に、液体パターンの形成された基板を乾燥、焼成する。図６(d)に乾燥、焼成を行った基板２７を示す。基板２７上に置いて２８は、液体材料が乾燥、焼成工程により配線パターンとしての機能を有する膜質に変わっている。このプロセスにおいてレーザで凹構造を形成する位置は、配線形成パターンにおける折れ曲り部であり、インクジェット装置のための配線パターン形成データから作成することが可能である。従って配線データを元にして凹構造の形成と、それに続くインクジェットによる液体材料の吐出工程を、連続して行え、オンデマンドでフレキシブルな配線形成が可能となる。また基板上の凹構造によって低粘度の液体材料が配線の折れ曲り部で液体材料がはみ出ることが無いため、液滴を基板上に連続的に並べることが出来、効率の良い配線形成が可能となる。
【００２４】
図７を用いて第２、第３の実施例を説明する。
【００２５】
図７に、第２、第３の本発明実施例である基板を構成する折れ曲り部の１つを示す。図７(a)は基板の平面図を(b)、(c)は第２実施例の断面図を、(d)は第３実施例の断面図を表す。図７(a)において３０は基板、３１は凹構造の平面形状、３９は、配線液体材料により形成された配線を表す。断面図(b)、(c)、(d)は、平面図(a)のＸＸで示す断面を表す。
【００２６】
実施例２における基板の断面構造を、(b)，(c)に示す。図(b)(c)において、基板は、１種類の材質から構成されており、断面(b)では凹構造の底は抜けており断面(c)では凹構造になっている。これは基板の膜厚とレーザ照射条件及び基板の用途等で決まる積層構造によって選択すればよい。この構造はフレキシブル基板等への配線形成に適した構造である。
【００２７】
実施例３を示す断面(d)の構造は、基板を２種類の材質で構成し、例えば、下層３３をガラスで、表面層３５をレジスト等で作成した樹脂で構成する。これにより、レーザの照射による凹構造の形成はガラス基板で止めることがことが出来るため、凹の深さを管理することが容易である。また現在のFPD（Flat Panel Display）においては主に基板としてガラスが採用されており適用しやすい構造である。
【００２８】
図１を用いて第４の実施例を説明する。図１において(a)は平面図、(b)は平面図(a)のＸＸ断面を表す。(a)において４２は凹構造を表し、４３、４４，４５は液体材料によって形成された配線を表す。実装配線基板、FPDに用いられる配線基板、半導体装置等においては、デバイスの接続部において折れ曲り部を有し平行に走る配線は多用されている。
【００２９】
図１は、そのような配線構造を想定したものであり、折れ曲り部に凹構造を設けることにより、液体材料が広がることを防止でき短絡を防げるため配線密度を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によるパターン形成方法はパターン形成基板に対し、オンデマンド性を維持したまま折れ曲りを有する複雑な配線形状を、オンデマンドに低コストでパターンを形成する方法を提供するものであり、液体材料を用いてパターン形成を行う全ての製品に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のパターン形成方法に関わる説明図。
【図２】従来方法の課題説明図。
【図３】従来方法の課題説明図。
【図４】本発明の凹構造の作用を説明する説明図。
【図５】本発明の凹構造の作用を説明する説明図。
【図６】本発明の第１の実施例をパターン形成方法の説明図。
【図７】本発明の第２、第３の実施例を示す説明図。
【符号の説明】
【００３２】
４１…基板、４２…凹部、４３…配線、２３…レーザ光、２４…インクジェットヘッド２５…液滴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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