(57)【要約】【課題】標的となる領域に液滴を塗布することができ、かつ、配線抵抗の増加を極力抑制することができるパターン形成基板を提供する。【解決手段】本発明に係るパターン形成基板１ｂは、液滴が吐出されることによって、所定のパターンが形成されるものであり、上記液滴が接触したときの接触角が第１接触角である第１領域２と、上記液滴が接触したときの接触角が第２接触角であって、上記第１領域２に囲まれた第２領域３と、上記液滴が接触したときの接触角が第３接触角であって、第２領域３に囲まれた第３領域６とを有し、第２接触角は第１接触角および第３接触角よりも小さく、第３領域６と、第２領域３における液滴が吐出される塗布領域４と、液滴が吐出されない非塗布領域５とは互いに隣接するように形成されていることを特徴とする。【選択図】図５
2010135511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴が吐出されることによって、所定のパターンが形成されるパターン形成基板において、
上記液滴が接触したときの接触角が第１接触角である第１領域と、
上記液滴が接触したときの接触角が第２接触角であって、上記第１領域に囲まれた第２領域と、
上記液滴が接触したときの接触角が第３接触角であって、上記第２領域に囲まれた第３領域とを有し、
上記第２接触角は第１接触角および第３接触角よりも小さく、
上記第３領域と、上記第２領域において液滴が吐出される塗布領域と、上記第２領域において液滴が吐出されない非塗布領域とは互いに隣接するように形成されていることを特徴とするパターン形成基板。
【請求項２】
上記第２領域は、導電性材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成基板。
【請求項３】
上記第３接触角は、上記第１接触角以上の大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン形成基板。
【請求項４】
上記第１領域は、ガラス基板に撥液膜が形成されて成り、
上記第２領域は、導電性材料を含む導電性配線パターンによって形成されて成り、
上記第３領域は、ガラス基板に撥液膜が形成されたくり抜きパターンによって形成されて成ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のパターン形成基板。
【請求項５】
上記導電性配線パターンには、導電性を有し、上記液滴に対して新液性を有する親液膜が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のパターン形成基板。
【請求項６】
上記導電性配線パターンの形状は線状であり、
上記塗布領域および非塗布領域は、上記導電性配線パターンの長さ方向に交互に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のパターン形成基板。
【請求項７】
上記導電性配線パターンは線状であり、
上記くり抜きパターンの幅は導電性配線パターンの幅よりも小さいことを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載のパターン形成基板。
【請求項８】
上記導電性配線パターンは線状であり、
上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向の長さを２等分する位置に配置されていることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載のパターン形成基板。
【請求項９】
上記導電性配線パターンは線状であり、
上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に複数個形成されており、かつ、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載のパターン形成基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子回路または集積回路等に使用される導電膜配線の形成には、例えば、フォトリソグラフィ法が用いられている。このフォトリソグラフィ法は、予めスパッタリングによって成膜した基板上の一様な導電膜に対して、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エッチングすることによって、導電膜の配線パターンを形成する方法である。このフォトリソグラフィ法は真空装置などの大掛かりな設備と複雑な工程とを必要とし、また材料使用の効率も数％程度であり、材料のほとんどを廃棄せざるを得ず、製造コストが高い。
【０００３】
これに対して、インクジェット装置を用いて液体材料である機能液を液滴状に吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて基板上に配線パターンを形成する方法が提案されている。この方法では、金属微粒子等の導電性微粒子を分散させた機能液である配線パターン用インクを基板に直接パターン配置し、その後、熱処理やレーザ照射を行って薄膜の導電膜パターンに変換する。この方法によれば、フォトリソグラフィが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量も少なくて済むというメリットがある。
【０００４】
インクジェット法を用いた方法として、例えば、特許文献１に開示された方法が挙げられる。この方法によれば、液滴が付着してはならない領域に、上記液滴を付着させないようにして、所望する特性のパターンを形成することが可能である。
【０００５】
ところで、近年、液晶テレビ等の表示装置の大型化に伴い、駆動回路と画素領域のＴＦＴ（thin film transistor）とを繋ぐ配線が長くなる傾向にある。配線の延長化は、配線抵抗の増加を伴うため、駆動波形に鈍りが生じるという問題が生じている。例えば、駆動回路から遠い位置にある画素は、近い位置にある画素に比べて、配線が長いため、配線抵抗が大きくなる。このため、駆動波形が鈍り、駆動回路から遠い位置にある画素では、所望の輝度が得られない。
【０００６】
さらに、近年の表示装置では、画像の動きを滑らかに表現するために、フレーム数が増加している。しかし、上述のように、駆動波形が鈍ることによって、１フレーム内に十分な駆動波形を得ることができないという問題も生じている。このような駆動波形の鈍りは、配線の延長化に伴う配線抵抗の増加に起因して発生していることから、配線抵抗を減らすことが重要となっている。配線抵抗を減らすには、純度が高く、かつ厚い配線を形成できる膜パターンを形成する必要がある。
【０００７】
配線抵抗を減らす（Ｒ＝ρ・Ｌ／Ｓ（Ｒ：抵抗、ρ：比抵抗、Ｌ：配線長、Ｓ：配線断面積）でＲ：抵抗の値を小さくする）方法には、配線材料を抵抗の小さな材料に変更する（ρ：比抵抗の値を小さくする）方法や、配線材料を多く積み厚い膜を形成する（Ｓ：断面積の値を大きくする）方法などが挙げられる。
【０００８】
まず、既存の配線材料から抵抗の小さい材料に置換する場合、例えば、Ａｌ（比抵抗：2.5×10-8）からＣｕ（比抵抗：1.55×10-8）にすると、同じ量の配線材料を使用したときに比べて抵抗値を４０％減少させることができる。しかし、配線材料の変更は容易ではなく、実際の生産ラインにおいて、スパッタ装置の変更やエッチング時の薬液の変更など大幅な部材の変更が必要となり、導入は非常に困難である。
【０００９】
次に、配線抵抗を減らすに際して、配線材料を多く積み、その断面積を増やすことによって配線抵抗を低減させる方法として、インクジェット法などを用いる方法が挙げられる。この方法によれば、基板上に形成された既存の配線パターン上にさらにパターンを形成することによって、配線材料の断面積を増加させることができるため、比較的容易に配線抵抗を下げることができる。
【００１０】
さらに、既存の配線パターン上に積む場合に用いることができる材料としては、例えば、比抵抗の小さいＡｇ（1.47×10-8）を用いることができ、これにより配線抵抗を下げることができる。
【特許文献１】特開２００４−９５８９６（２００４年３月２５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来のパターン形成方法では、基板に着弾した液滴が拡がり過ぎるという問題点を有している。
【００１２】
具体的に説明すると、インクジェット法を用いて既存の配線パターン上にパターンを形成する場合、配線材料を含む流動体のインク（液滴）を吐出させ、基板上の既存の配線パターン上に着弾させて配線パターンを形成する。このように、液滴を吐出して基板に着弾させた場合、基板表面の特性によって着弾した液滴が拡がり過ぎることがあり、所望の配線パターンを得ることができないという問題が生じる。
【００１３】
また、インクを吐出する対象が液晶テレビを構成するＴＦＴ基板である場合、画素数と同量の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が行列状に配列されている。また、走査線のゲート線と信号線とのソース線が配置されており、それぞれＴＦＴに接続されている。
【００１４】
このゲート線とソース線が交差する部分（非塗布領域）では静電容量を減らす必要がある。すなわち、非塗布領域だけ液滴を積まないといった処理を行うことが要求される。Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ（Ｃ：静電容量、ε：誘電率、Ｓ：面積、ｄ：ギャップ）で表される式において、ｄの値を大きくするとＣの値は小さくなるが、ここではゲート線とソース線との間には絶縁体が配置されており、この絶縁体の厚みｄを大きくすることが好ましいため、ゲート線とソース線とが交差する部分についてはゲート配線の厚みを小さくすることが望まれる。また、非塗布領域に対して液滴を直接的に積まない場合であっても、塗布領域に着弾した液滴が拡がり過ぎることにより、非塗布領域に液滴が流れ込むことがある。
【００１５】
上記のように非塗布領域に液滴が流れ込むことを防止するため、特許文献１の方法を用いた場合、例えば、撥液材料が塗布されたガラス基板中に親液パターンを形成すると、親液パターン上に着弾した液滴が親液パターン上に拡がるが、その親液パターンのうち一部の幅を規定の幅以下に設定することで、液滴がそのパターン幅以下の親液部には拡がらないため、液の流れを留めることができる。これにより、パターン上の親液パターンのパターン幅を制御することによって、塗布領域に液滴を拡げ、非塗布領域には液滴を拡がらないよう液滴を塗布することができる。
【００１６】
しかしながら、特許文献１の方法では、基板上に形成された配線パターンに対しては、配線パターン中で一部線幅を狭くすることで液滴を塗布したくない領域に液滴が流れ込むことは防止できても、配線パターン自体の線幅を狭くする必要があるため、配線全体として配線抵抗が上昇することが問題になる。これにより、液滴のインク留めパターンによって大幅に抵抗値が上昇するため、本来の目的である配線抵抗を小さくすることができなくなる。
【００１７】
本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、標的となる領域に液滴を塗布することができ、かつ、配線抵抗の増加を極力抑制することができるパターン形成基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るパターン形成基板は、上記課題を解決するために、液滴が吐出されることによって、所定のパターンが形成されるパターン形成基板において、上記液滴が接触したときの接触角が第１接触角である第１領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第２接触角であって、上記第１領域に囲まれた第２領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第３接触角であって、上記第２領域に囲まれた第３領域とを有し、上記第２接触角は第１接触角および第３接触角よりも小さく、上記第３領域と、上記第２領域において液滴が吐出される塗布領域と、上記第２領域において液滴が吐出されない非塗布領域とは互いに隣接するように形成されていることを特徴としている。
【００１９】
上記の発明によれば、上記液滴に対して、第１〜第３領域の接触角の関係から、第１および第３領域は、第２領域に比べてより撥液性を有することとなる。このため、第２領域である塗布領域に液滴が吐出されると、第２領域に液滴が拡がり易く、第１領域へは接触角の関係から液滴の拡がりが留められる。一方、塗布領域、非塗布領域および第３領域は互いに隣接しており、塗布領域から拡がろうとする液滴は、塗布領域と第３領域との接触角の差によって、その拡がりが留められる。
【００２０】
また、塗布領域の幅を狭める必要がないため、配線抵抗の増加を極力抑制することもできる。
【００２１】
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記第２領域は、導電性材料によって形成されていることが好ましい。
【００２２】
これにより、形成される導電性パターンの配線抵抗を抑制することができるパターン形成基板を提供することができる。
【００２３】
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記第３接触角は、上記第１接触角以上の大きさであることが好ましい。
【００２４】
これにより、液滴は、第１領域から塗布領域へ移動する以上に、第３領域から塗布領域に移動し易くなるため、第３領域によって液滴が非塗布領域へ移動することをより抑えることができる。
【００２５】
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記第１領域は、ガラス基板に撥液膜が形成されて成り、上記第２領域は、導電性材料を含む導電性配線パターンによって形成されて成り、上記第３領域は、ガラス基板に撥液膜が形成されたくり抜きパターンによって形成されて成ることが好ましい。
【００２６】
上記のパターン形成基板であれば、導電性配線パターン上に液滴を吐出することによって導電性膜を形成することができ、導電部分の断面積を増加させることができる。このため、形成される配線パターンの配線抵抗をさらに小さくすることができるパターン形成基板を提供することができる。
【００２７】
上記導電性配線パターンには、導電性を有し、上記液滴に対して新液性を有する親液膜が形成されていることが好ましい。
【００２８】
これにより、液滴が塗布領域により拡がり易いパターン形成基板を提供することができる。
【００２９】
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンの形状は線状であり、上記塗布領域および非塗布領域は、上記導電性配線パターンの長さ方向に交互に形成されていることが好ましい。
【００３０】
これにより、例えば、ＴＦＴのソース線やゲート線の形成でソース線とゲート線とが交差する場所には液滴を塗布しないといったパターンを形成することができる。
【００３１】
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンは線状であり、上記くり抜きパターンの幅は導電性配線パターンの幅よりも小さいことが好ましい。
【００３２】
このように、導電性配線パターンの幅に対して、くり抜きパターンの幅を小さく設定することによって、導電性配線幅より狭い配線パターンを形成することができる。これにより、全体的に繋がった導電性配線パターンを形成することができる。
【００３３】
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンは線状であり、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向の長さを等分する位置に配置されていることが好ましい。
【００３４】
この場合、導電性配線パターン上のくり抜きパターンが、導電性配線パターンの幅方向を等分する位置に形成されていることによって、くり抜きパターンの面積を最小限に抑えることができる。
【００３５】
また、本発明に係るパターン形成基板では、上記導電性配線パターンは線状であり、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に複数個形成されており、かつ、上記くり抜きパターンは、上記導電性配線パターンの幅方向に等間隔で配置されていることが好ましい。
【００３６】
これにより、くり抜きパターンの面積を非常に効率良く、低く止めることができるパターン形成基板を提供できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明のパターン形成基板は、以上のように、液滴が吐出されることによって、所定のパターンが形成されるパターン形成基板において、上記液滴が接触したときの接触角が第１接触角である第１領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第２接触角であって、上記第１領域に囲まれた第２領域と、上記液滴が接触したときの接触角が第３接触角であって、上記第２領域に囲まれた第３領域とを有し、上記第２接触角は第１接触角および第３接触角よりも小さく、上記第３領域と、上記第２領域において液滴が吐出される塗布領域と、上記第２領域において液滴が吐出されない非塗布領域とは互いに隣接するように形成されているものである。
【００３８】
それゆえ、第２領域である塗布領域に液滴が吐出されると、第２領域に液滴が拡がり易く、第１領域へは接触角の関係から液滴の拡がりが留められる。一方、塗布領域、非塗布領域および第３領域は互いに隣接しており、塗布領域から拡がろうとする液滴は、塗布領域と第３領域との接触角の差によって、その拡がりが留められる。また、塗布領域の幅を狭める必要がないため、配線抵抗の増加を極力抑制することもできるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の一実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４０】
（パターン形成基板）
まず、本実施の形態に係るパターン形成基板について説明する。図１は、本実施の形態に係るパターン形成基板１を示す斜視図である。パターン形成基板１は、電子回路または集積回路等に使用される導電膜配線の形成に用いられることができる。
【００４１】
同図に示すように、パターン形成基板１では、ガラス基板上に、接触角θ１を有する第１領域２と接触角θ２を有する第２領域３とが形成されている。第２領域３は、破線で示される領域であって、第３領域６を除く領域である。さらに、第２領域３に囲まれるように接触角θ３を有する第３領域６が形成されている。
【００４２】
パターン形成基板１に対しては、配線パターンなどの所定のパターンが形成されるために液滴が吐出される。この液滴とは、配線材料を含む流動体のインクであり、公知の材料を用いることができる。例えば、金属ナノ粒子を有機溶媒に分散させたインクを使用することができる。塗布膜７が形成されるため、上記液滴は塗布領域４に吐出されるものである。
【００４３】
上記液滴は、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液からなるものである。上記導電性微粒子としては、例えば、金、銀、銅、パラジウム、およびニッケルのうち少なくとも何れかを含有する金属微粒子の他、上記金属微粒子の酸化物、導電性ポリマー、並びに超電導体の微粒子などが挙げられる。一例として、パターン形成基板１に対する液滴では、Ａｇ粒子を分散させたインク材が用いられている。
【００４４】
上記金属微粒子としては、粒径の小さな金属ナノ粒子を用いることが好ましい。上記金属ナノ粒子の粒径は１ｎｍ以上、０．１μｍ以下であることが好ましい。粒径が０．１μｍより大きいと、後述するインクジェットヘッドの吐出ノズルに目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティ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。
【００４５】
また、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。例えば、水の他に、有機溶媒を用いることができる。例えば、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、ドデカン、テトラデカン、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、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化合物を例示できる。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容易さの点で、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、より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。
【００４６】
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。インクジェット法を用いて機能液を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合には吐出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、吐出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。
【００４７】
第１領域２は、上記液滴に対して撥液性を有する撥液領域である。すなわち、液滴との濡れ性が低い。例えば、撥液性とは、液滴に対する接触角が２０°以上、好ましくは３０°以上である。第１領域２を形成する基板材料としては、ガラス基板、石英ガラス、プラスチックなどの基板に撥液膜が形成されたものを用いることができる。
【００４８】
上記撥液膜としては、後述する接触角を有するものであれば特に限定されない。上記撥液膜を形成する材料としては、光やＸ線などの放射線の作用を受けて化学変化を起こすことによって撥液性を発揮する撥液材料を用いることが第１領域２を形成する観点から好ましい。また、撥液材料は、感光前、親液性を有する物質であり、感光によって撥液性を発揮する物質であることが好ましい。上記の物質を用いた場合、撥液膜および後述する親液膜を形成する部分に上記材料を塗布し、乾燥を行った後に、撥液膜を形成する部分のみを光またはＸ線などによって感光させることによって、親液膜を形成する共に、撥液膜を容易に形成することができる。
【００４９】
なお、第１領域２を構成する材料としては、撥液膜が形成されておらず、ガラス基板自体が撥液性を有する材料を用いてもよい。
【００５０】
また、基板上に撥液材料を塗布する方法としては、スピンコート法、フォトリソ法、Ｏ２およびＣＦ４等を用いたプラズマ処理法の従来公知の方法を用いることができる。
【００５１】
第２領域３は、液滴に対して親液性を有する親液領域である。すなわち、液滴との濡れ性が高い。例えば、親液性とは、液滴に対する接触角が２０°未満、好ましくは１０°以下である。第２領域３は、液滴が塗布される塗布領域４と液滴が塗布されない非塗布領域５とを有している。第２領域３を形成する材料は親液性を有しており、後述する接触角を有すれば特に限定されない。
【００５２】
第２領域３を構成する材料としては、例えば、ガラス基板自体が親液性を有する材料から構成されているものを用いることができる。また、第２領域３は、導電性材料によって形成されていることが好ましい。導電性材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）またはこれらを含む合金を用いることができる。なお、塗布領域４および非塗布領域５の形成幅等については、図２を用いて後述する。
【００５３】
導電性材料によって形成されている場合、形成される導電性パターンの配線抵抗を抑制することができるパターン形成基板を提供することができるため、好ましい。
【００５４】
なお、同図では、第２領域３が１箇所、ライン状（線状）に形成された構成としているが、第２領域３の形成数は特に限定されず、複数形成されていても勿論よい。
【００５５】
次に、図２を用いてパターン形成基板１についてさらに説明する。図２は図１の領域Ａを示す上面図である。同図では、２組の塗布領域４および非塗布領域５を説明の便宜上、塗布領域４ａ・４ｂ、非塗布領域を５ａ・５ｂと称する。同図に示すように、撥液領域である第３領域６は、塗布領域４ａ・４ｂの間（塗布領域同士の間）に形成されており、かつ、非塗布領域５ａ・５ｂの間（非塗布領域同士の間）に形成されている。換言すると、第３領域６は、塗布領域４と非塗布領域５の境界部に形成されているともいえる。
【００５６】
第３領域６は、非塗布領域５ａ・５ｂの幅が共に線幅Ｌ２となるように、すなわち、ライン状の第２領域３が幅方向において、２等分されるように配置されている。このように第３領域６を形成することによって、線幅Ｌ２の非塗布領域５ａ・５ｂを形成できる第３領域６の線幅を最小限に抑えることができるため好ましい。
【００５７】
また、本明細書において、第１領域２に対して上記液滴が接触したときの接触角を接触角θ１（第１接触角）と規定する。同様に、第２領域３に対して上記液滴が接触したときの接触角を接触角θ２（第２接触角）とし、第３領域６に対して上記液滴が接触したときの接触角を接触角θ３（第３接触角）と規定する。上記接触角θ１〜θ３は、用いられる液滴の種類および第１領域２、第２領域３および第３領域６に対応するパターン形成基板１上の材料によって変化するものである。
【００５８】
上記液滴に対して、第１領域２および第３領域６は撥液領域であり、第２領域３は親液領域であるため、接触角θ１および接触角θ３は、接触角θ２よりも大きい。すなわち、接触角θ１＞θ２、θ３＞θ２の関係を満たす。
【００５９】
パターン形成基板１は上記の構成を有するので、塗布領域４に吐出される液滴に対して、第１領域〜第３領域の接触角の関係から、第１領域２および第３領域６は、第２領域３に比べてより撥液性を有することとなる。このため、塗布領域４に液滴が吐出されると、塗布領域４に液滴が拡がり易く、第１領域２へは接触角の関係から液滴の拡がりが留められる。一方、塗布領域４、非塗布領域５および第３領域６は互いに隣接しており、塗布領域４から拡がろうとする液滴は、塗布領域４と第３領域６との接触角の差によって、その拡がりが留められる。また、塗布領域４の幅を狭める必要がないため、配線抵抗の増加を極力抑制することもできる。
【００６０】
さらに、接触角θ３≧接触角θ１の関係を満たす場合、液滴は、第１領域２から塗布領域４へ移動する以上に、第３領域６から塗布領域４に移動し易くなるため、第３領域６によって液滴が非塗布領域５へ移動することをより抑えることができる。
【００６１】
また、塗布領域４のライン幅を線幅Ｌ１、第３領域６よって２本に分岐された非塗布領域５のライン幅を線幅Ｌ２とすると、幅Ｌ２は線幅Ｌ１よりも十分に狭い。すなわち、塗布領域４および非塗布領域５が接触する部分は十分に狭い。このように、線幅Ｌ１は幅が太いため、液滴が拡がるため必要なエネルギーは小さくて済む。一方、線幅Ｌ２部分のラインは細いため、液滴が非塗布領域５に拡がるには非常に大きなエネルギーが必要になる。また、撥液領域である第１領域２および第３領域６が形成されており、これらの撥液領域に液滴は拡がらない。
【００６２】
このため、塗布領域４に着弾された液滴は、塗布領域４に均一に拡がるが、線幅Ｌ２部分のラインが細いため、液滴が非塗布領域５に拡がることを抑制することができる。
【００６３】
よって、第１領域２の接触角θ１と同程度（またはそれ以上）の接触角θ３を有する第３領域６を、第２領域３内に形成し、さらに液滴を塗布したい場合、塗布領域４ａおよび４ｂの線幅Ｌ１を広く形成し、液滴を塗布したくない非塗布領域５ａおよび５ｂの線幅Ｌ２を狭く形成することによって、所望の塗布領域４のみに、より正確に液滴を塗布することができる。また、塗布領域４の幅を狭める必要がなく、配線抵抗の増加を極力抑制することもできる。
【００６４】
線幅Ｌ１および線幅Ｌ２の線幅については、用いる液滴の種類によって適切な幅が異なるため一義的に規定することは困難であるが、例えば、線幅Ｌ１を４０μｍ以上、線幅Ｌ２を２５μｍ未満とすることができる。
【００６５】
なお、図２においては、線幅Ｌ２の方向（第２領域３の幅方向）に第３領域６が１箇所形成された構成となっているが、第３領域６は複数形成されていてもよい。第３領域が第２領域３の幅方向に２箇所形成されている場合には、非塗布領域５は３箇所形成されることとなる。
【００６６】
図３は、パターン形成基板１ａを示す斜視図である。パターン形成基板１とは異なり、パターン形成基板１ａでは、第１領域２上に導電性配線パターン８が形成されている。導電性配線パターン８上には、第２領域３（塗布領域４および非塗布領域５）、くり抜きパターン（第３領域）９および導電性膜１０が形成されている。
【００６７】
導電性配線パターン８はアルミニウムによって形成されたものであるが、導電性を有する配線パターンを形成できる材料を用いることができ、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）またはこれらを含む合金を用いることができる。
【００６８】
くり抜きパターン９は、ガラス基板上に撥液膜が形成されたものである。くり抜きパターン９を形成する方法としては、例えば、導電性配線パターン８の一部において、導電性パターンが形成されていない箇所に撥液材料を塗布し、撥液膜を形成することによって形成する方法が挙げられる。
【００６９】
導電性配線パターン８はパターン形成基板１ａ上に形成されており、パターン形成基板１ａ上の第１領域２に囲まれている。なお、第１領域２には撥液膜が形成されている。また、導電性配線パターン８上には親液膜が形成されている。このように親液膜が形成されていることによって、液滴が塗布領域により拡がり易いパターン形成基板を提供することができる。
【００７０】
上記親液膜を構成するための親液材料としては、液滴が塗布領域に拡がり易いパターン形成基板を提供することができるものであれば、特に限定されるものではない。上記親液材料は、スピンコート法、フォトリソ法、Ｏ２およびＣＦ４等を用いたプラズマ処理法の従来公知の方法を用いて基板上に塗布を行い、その後、乾燥を行うことによって、親液膜を形成することができる。
【００７１】
なお、導電性配線パターン８上には、液滴を塗布する塗布領域４と液滴を塗布しない非塗布領域５が形成されている。この導電性配線パターン８上に導電性を有する液滴（インク）を着弾させると、塗布領域４のみに液滴が拡がり、導電性配線パターン８上に導電性膜１０を形成することができる。
【００７２】
このように、導電性配線パターン８上にさらに導電性膜１０を形成することによって、導電部分の断面積を増加させることができ、配線抵抗が減少された電子回路をパターン形成基板１ａ上に形成することができ、かつ、所望の塗布領域４のみに導電性膜１０を形成することが可能である。
【００７３】
また、図３に示すように、導電性配線パターン８上のくり抜きパターン９が、導電性配線パターン８の幅方向を等分する位置に形成されていることが好ましい。これによって、くり抜きパターンの面積を最小限に抑えることができる。すなわち、配線抵抗の増加を極力抑え、所望の領域のみに液滴を塗布することができるパターン形成基板を提供することができるのである。
【００７４】
また、図３のパターン形成基板１ａでは、導電性配線パターン８はライン状に１箇所形成された構成としているが、導電性配線パターン８は複数形成されていても勿論よい。なお、導電性配線パターン８の幅方向に複数個、等間隔にくり抜きパターン９が形成されていることが好ましい。これにより、くり抜きパターン９の総面積を最小限に抑えることができる。
【００７５】
また、図１〜図３で示したパターン形成基板１・１ａでは、塗布領域４と非塗布領域５とが交互に連続して配置されている。このため、例えば、ＴＦＴのソース線やゲート線の形成でソース線とゲート線とが交差する場所には液滴を塗布しないといったパターンを形成することができる。従って、ゲート線の配線パターン上に導電性膜を形成する際に、破線パターンを形成することができる。
【００７６】
また、くり抜きパターン９の幅は導電性配線パターン８の幅よりも小さく設定されている。このように、導電性配線パターン８の幅に対して、くり抜きパターン９の幅を小さく設定することによって、導電性配線パターン８の幅より狭い配線パターンの形成が可能である。これにより、全体的に繋がった導電性配線パターンを形成することができる。
【００７７】
（パターン形成装置）
次に、本実施の形態に係るパターン形成基板に配線パターンを形成することができるパターン形成装置について説明する。図４は、本実施の形態に係るパターン形成装置２０を示す斜視図である。図４に示すように、パターン形成装置２０は、パターン形成基板１を載置するステージ１１を備えている。このステージ１１上に、パターン形成基板１上に対して配線材料を含む流動状のインク（液滴）を吐出する液滴吐出手段としてのインクジェットヘッド１２と、インクジェットヘッド１２をｙ方向に移動させるｙ方向駆動部１３およびｘ方向に移動させるｘ方向駆動部１４とが設けられている。
【００７８】
さらに、パターン形成装置２０には、インクジェットヘッド１２に液滴を供給する液滴供給システム１５および液配管１７と、インクジェットヘッド１２の吐出制御、ｙ方向駆動部１３およびｘ方向駆動部１４の駆動制御等の各種制御を行う装置コントロールユニット１６とが設けられている。
【００７９】
インクジェットヘッド１２と液滴供給システム１５との間には、液配管１７が設けられており、液滴供給システム１５によってインクジェットヘッド１２への液滴の供給制御が行なわれる。
【００８０】
また、インクジェットヘッド１２、ｙ方向駆動部１３およびｘ方向駆動部１４と装置コントロールユニット１６との間には、信号ケーブル（図示せず）が設けられており、装置コントロールユニット１６によって、インクジェットヘッド１２の液滴の吐出制御、ｙ方向駆動部１３およびｘ方向駆動部１４の駆動制御が行われる。
【００８１】
すなわち、装置コントロールユニット１６から、パターン形成基板１へ配線パターン情報（塗布位置情報）をｙ方向駆動部１３、ｘ方向駆動部１４と連動してインクジェットヘッド１２のドライバー（図示せず）に吐出情報が入力され、目的位置に目的量の液滴を供給するようになっている。これにより、パターン形成基板１の全領域に対して、液滴を滴下することが可能となる。
【００８２】
インクジェットヘッド１２としては、電圧が印加されることによって変形する圧電素子を使用し、瞬間的にインク室の液圧を高めることでノズルから液体（液滴）を押し出すピエゾ方式のインクジェットヘッドや、インクジェットヘッドに取り付けたヒータによって、液体内に気泡を発生させ、液体を押し出すサーマル方式のインクジェットヘッドを使用することができる。
【００８３】
上述したパターン形成装置２０によれば、パターン形成基板１に対して導電膜配線を形成することができるが、勿論パターン形成基板１に限られず、本実施の形態に係るパターン形成基板に対して導電膜配線を形成することが可能である。
【００８４】
なお、各実施形態において液滴の塗布手段としてインクジェット法を用いたが、これに限るものではない。例えばディスペンサ法などにより液滴を吐出することによって塗布してもよい。また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００８５】
本実施の形態にかかるパターン形成基板についての効果の確認実験を行った。図５〜図８に示すパターンにおける配線パターン上に液滴を着弾させた際、液滴が塗布領域４のみに拡がり、非塗布領域５には液滴が拡がらないかについて確認した。
【００８６】
〔製造例１〕
まず、本発明に係るパターン形成基板の製造方法について説明する。なお、後述する比較例１におけるパターン形成基板１００を製造する場合、非塗布領域５等の形成パターンが異なるが、製造方法は基本的に同じである。
【００８７】
図５は、本発明に係るパターン形成基板１ｂの配線パターンを示す上面図である。パターン形成基板１ｂを以下の方法にて作製した。まず、パターン形成基板１ｂのガラス基板上に、真空成膜、フォトリソ、エッチング、レジスト剥離工程を順に行うことよって導電性配線パターン８を形成した。
【００８８】
インク留めパターンである第１領域２およびくり抜きパターン９のパターンは、予めマスクパターン上に形成されている。なお、導電性配線パターン８の材料はＡｌ合金を使用した。ガラス基板上の配線パターンには親液処理を、ガラス基板上のその他の部分には撥液処理を施す必要があるが、その形成方法の一例を以下に示す。
【００８９】
まず、感光することで撥液化し、撥液性を示す材料をスピンコート法によって、ガラス基板上に塗布した後に乾燥させた。なお、上記材料は、感光前は親液性である物質である。また、この材料は光やＸ線などの放射線の作用を受けて化学変化を起こすことによって撥液性を発揮する物質である。
【００９０】
次に、超低圧水銀ランプ用いて、ガラス基板の裏面から２５４ｎｍの紫外線を照射することによって、上記材料を露光した。
【００９１】
このような操作を行う理由としては、上記材料は、感光前において親液性であるので、ガラス基板の裏面から光を当てることによって、ガラス上のみが感光されて撥液性に変化し、光が当たっていない配線パターン上の材料は感光されず親液性のままの膜を形成することができるからである。さらに、マスクパターン上に形成されているくり抜きパターン９が形成される部分には、配線パターンが配置されておらず、上記と同様にガラスが光を透過して撥液膜が形成される。
【００９２】
なお、親液膜、撥液膜のパターン形成方法はこれに限らず、例えば親液ガラスそのものに撥液剤をフォトリソ等でパターニングしてもよい。また、Ｏ２およびＣＦ４を用いてプラズマ処理をしてもよい。
【００９３】
〔比較例１〕
まず、本発明に係るパターン形成基板と比較を行うため、製造例１に従ってパターン形成基板１００を３パターン作製した。図６は、パターン形成基板１００の配線パターンを示す斜視図である。パターン形成基板１００上には導電性配線パターン８が形成されており、導電性配線パターン８は塗布領域４と非塗布領域５に分かれている。パターン形成形成基板１００上の第１領域２は、撥液膜が形成されている撥液領域であり、導電性配線パターン８上には、親液膜が形成されており、親液領域となっている。なお、第３領域（くり抜きパターン）は形成されていない。
【００９４】
非塗布領域５は液滴を塗布領域４に着弾させた際に、液滴が流れ込まないように塗布領域４の幅より細いパターンになっている。塗布領域４の長さａ1は８０μｍであり、非塗布領域５の長さａ２は４０μｍである。また、導電性配線パターン８の線幅Ｌ１が８０μｍ、細線パターンの線幅Ｌ２は、（１）１５μｍ、（２）２０μｍ、（３）２５μｍである３パターンを作製した。
【００９５】
配線パターンを形成するために用いられる液滴としては、金属ナノ粒子を有機溶媒に分散させたインクを使用した。このインクには金属ナノ粒子以外にも、金属ナノ粒子を分散させるための分散剤が含まれており、金属ナノ粒子と分散剤を合わせた固形分濃度はおよそ１０ｖｏｌ％である。
【００９６】
このように形成したパターン形成基板１００において、インクに対する接触角は、配線パターン上である塗布領域４および非塗布領域５では５°、ガラス上に形成された撥液膜である第１領域２では３０°であった。
【００９７】
これら３パターンのパターン形成基板１００に対して、図３のパターン形成装置２０を用い、インクを吐出した。インクジェットヘッド１２から吐出されるインクは、液滴径が２０μｍで、吐出体積がおよそ４ｐＬのものを使用した。塗布領域４内にはインクを８滴吐出した。得られた結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
2010135511.tif 000003
【００９９】
表１に示されるように、１５μｍ、２０μｍの細線パターンについてインクの流れをパターン手前で留めることができた結果が得られた。しかし、２５μｍの細線パターンについてはインクを留めることができずに細線パターン（非吐出領域５）に流れ込んだ。上記の結果から、２０μｍ以下の細い配線パターンにはインクが流れ込まないことを確認できた。
【０１００】
〔実施例１〕
製造例１に従ってパターン形成基板１ｂを作製した。パターン形成基板１ｂ上には導電性配線パターン８が形成されており、導電性配線パターン８は塗布領域４と非塗布領域５とに分かれている。非塗布領域５は液滴を塗布領域４に着弾させた際に、液滴が流れ込まないように塗布領域４の幅より細いパターンになっている。また、パターン形成基板１ｂ上には、撥液材料が塗布されている第１領域２およびくり抜きパターン９が形成されている。導電性配線パターン８上には親液膜が形成されており、液滴に対して親液性を有する第２領域である。
【０１０１】
また、導電性配線パターン８上には、長さ方向に一定間隔で、くり抜きパターン９が形成されている。くり抜きパターン９は、塗布領域４および非塗布領域５の境界部に形成されている。パターン形成基板１ｂ上の第１領域２には、撥液膜が形成されており、液滴に対して撥液性を有する。また、導電性配線パターン８上には、親液膜が形成されており、液滴に対して親液性を有する。さらに、くり抜きパターン９上はガラス基板上の第１領域２と同様に撥液膜が形成されており、液滴に対して撥液性を有する。
【０１０２】
導電性配線パターン８上のくり抜きパターン９のサイズは縦（導電性配線パターン８の幅方向）をＸ、横（導電性配線パターン８の長さ方向）をＹとする。
【０１０３】
配線パターンのうち塗布領域４の長さａ1は８０μｍであり、非塗布領域５の長さａ２は４０μｍである。また、導電性配線パターン８の線幅Ｌ１は８０μｍであり、くり抜きパターン９の横長さＹは４０μｍである。このパターン形成基板１ｂを、（１）２本に分岐した線幅Ｌ２が１５μｍ、くり抜きパターン９の縦長さＸが５０μｍ、（２）線幅Ｌ２が２０μｍ、くり抜きパターン９の縦長さＸが４０μｍ、（３）線幅Ｌ２が２５μｍ、くり抜きパターン９の縦長さＸが３０μｍ、の３パターンを形成した。
【０１０４】
このように形成したパターン形成基板１ｂにおいて、インクに対する接触角は、配線パターン上である塗布領域４および非塗布領域５では５°、ガラス上に形成された撥液膜である第１領域２およびくり抜きパターン９では３０°であった。
【０１０５】
これら３パターンのパターン形成基板１ｂに対して、図３のパターン形成装置２０を用い、インクを吐出した。インクジェットヘッド１２から吐出されるインクは、液滴径が２０μｍで、吐出体積がおよそ４ｐＬのものを使用した。塗布領域４内にはインクを８滴吐出した。得られた結果を表２に示す。
【０１０６】
【表２】
2010135511.tif 000004
【０１０７】
表２に示すように、４０μｍ、５０μｍのくり抜きパターン９があるパターン配線基板についてインクの流れをくり抜きパターン９の手前で留めることができた。しかし、３０μｍのくり抜きパターン９ではインクを留めることができず非塗布領域５に流れ込んだ。
【０１０８】
また、比較例１のパターン形成基板１００と比較すると、配線パターンの表面積をおよそ１２％広くすることができ、配線抵抗も１２％削減することができる。
【０１０９】
従って、本発明によれば、塗布したい領域に塗布を実行し、かつ、配線抵抗の増加を抑制することができる。
【０１１０】
〔実施例２〕
本発明の応用例であるパターン形成基板１ｃを製造例１に従って作製した。図７はパターン形成基板１ｃの配線パターンを示す斜視図である。パターン形成基板１ｃのように、導電性配線パターン８の幅方向において、くり抜きパターン９の数を２個に増やすことによって、配線抵抗の増加をより抑制でき、パターン形成基板１００と比較して配線抵抗を２２％削減することができた。さらにくり抜きパターンの数を増やすことによって配線抵抗の増加抑制効果をより高めることもできる。
【０１１１】
〔実施例３〕
本発明の応用例であるパターン形成基板１ｄを製造例１に従って作製した。図８はパターン形成基板１ｄの配線パターンを示す斜視図である。図５のパターン形成基板１ｂでは、くり抜きパターン９が非塗布領域５を横断するように（非塗布領域５に沿って）配置されている構成であるのに対して、図８は非塗布領域５の両端（塗布領域４と非塗布領域５の境界部のみ）に接するようにくり抜きパターン９が形成されている。
【０１１２】
くり抜きパターン９の横長さＹは、（１）５μｍ、（２）１０μｍ、（３）１５μｍの３パターンのパターン形成基板１ｄを作製して、実施例１と同様に、インクの留め効果について確認した。なお、くり抜きパターン９の縦長さＸは２０μｍである。また、塗布領域４長さａ1は８０μｍ、非塗布領域５の長さａ２は４０μｍであり、導電性配線パターン８の線幅Ｌ１は８０μｍである。また、線幅Ｌ２は３０μｍである。得られた結果を表３に示す。
【０１１３】
結果はくり抜きパターン９の横長さＹが（１）５μｍ、（２）１０μｍ、（３）１５μｍの何れにおいてもインクを留める効果があることが確認できた。従って、くり抜きパターン９の横長さを長くせず島状に配置していても同様の効果が得られることが分かった。
【０１１４】
【表３】
2010135511.tif 000005
【０１１５】
上記の結果と比較例１の結果とを比較すると、配線パターンの表面積をおよそ２２％広くすることができ、配線抵抗も２２％削減することができる。さらに、くり抜きパターンの数を２個に増やすことによって、くり抜きパターンの面積を２倍にし、配線抵抗を２８％削減することができる。
【０１１６】
従って、パターン形成基板１ｄによれば、塗布したい領域に塗布を実行し、かつ、配線抵抗の増加を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明のパターン形成基板によれば、導電膜配線の形成を好適に行うことができるので、本発明は、電子回路または集積回路等を用いる分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係るパターン形成基板を示す斜視図である。
【図２】図１の領域Ａを示す上面図である。
【図３】本発明に係るパターン形成基板を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るパターン形成に用いるパターン形成装置を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るパターン形成基板の配線パターンを示す上面図である。
【図６】従来技術に係るパターン形成基板の配線パターンを示す上面図である。
【図７】本発明に係るパターン形成基板の配線パターンを示す上面図である。
【図８】本発明に係るパターン形成基板の配線パターンを示す上面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１      パターン形成基板
２      第１領域
３      第２領域
４      塗布領域
５      非塗布領域
６      第３領域
７      塗布膜
８      配線パターン
９      くり抜きパターン
１０    導電性膜
１１    ステージ
１２    インクジェットヘッド
１３    ｙ方向駆動部
１４    ｘ方向起動部
１５    液滴供給システム
１６    装置コントロールユニット
１７    液配管
２０    パターン形成装置
【図１】
2010135511.tif 000006
【図２】
2010135511.tif 000007
【図３】
2010135511.tif 000008
【図４】
2010135511.tif 000009
【図５】
2010135511.tif 000010
【図６】
2010135511.tif 000011
【図７】
2010135511.tif 000012
【図８】
2010135511.tif 000013