(57)【要約】【課題】液滴吐出法によって比較的に幅が狭くかつ厚膜であるパターンを形成することを可能とする基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の基板の製造方法は、パターン化された機能膜を有する基板(10)の製造方法において、レーザ照射(11)によって基板(10)上に溝パターン(12)を形成する工程と、上記溝パターン(12)に沿って液体材料(13)を配置する工程と、上記液体材料(13)を加熱して機能膜を形成する工程と、を含む。更に、溝パターン(12)と撥液膜(14)とを組み合わせてもよい。液体材料を用いて基板上に高密度で微細な機能膜（例えば、配線パターン）を形成することができる。【選択図】図１
2006135090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン化された機能膜を有する基板の製造方法であって、
レーザ照射によって基板上に溝パターンを形成する工程と、
前記溝パターンに沿って液体材料を配置する工程と、
前記液体材料を硬化させて前記機能膜を形成する工程と、
を含む基板の製造方法。
【請求項２】
前記基板の表面は撥液性に形成される、請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記レーザ照射によって前記溝パターン部分の親液性を向上させる、請求項１又は２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ照射は、酸素濃度が２０％以上の高濃度酸素雰囲気中でレーザ照射を行う請求項１乃至３のいずれかに記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板の表面には撥液性の膜が形成され、
前記レーザ照射によって該撥液性の膜が変質または破壊または除去される、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板の製造方法。
【請求項６】
前記基板は配線基板であり、
前記液体材料は配線材料である、請求項１乃至５のいずれかに記載の基板の製造方法。
【請求項７】
前記基板は回路基板であり、
前記機能膜は、導電膜、絶縁膜及び半導体膜のいずれかである、請求項１乃至５のいずれかに記載の基板の製造方法。
【請求項８】
酸素濃度が２０％以上の高濃度酸素雰囲気中でレーザ照射が行われる基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の製造方法によって製造された基板を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に信号配線などの機能を有するパターン層を形成した基板の製造法に関し、特に、液体材料を用いてパターン層を形成するようにした基板の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの電気光学装置では、基板上への電気配線層の形成が不可欠となっている。基板上への配線層の形成には導電層の成膜とこの膜のパターニングによって行われている。パターニングには一般にいわゆるフォトリソグラフィ法が使用される。このフォトリソグラフィ法では数十インチを超える大型基板の配線形成は難しい。また、携帯機器等の画面表示装置では配線幅や配線間隔のより高密度化・微細化が求められており、従来のフォトリソグラフィ法での配線形成が難しくなってきている。このため、フォトマスクやエッチングを要しない直接描画技術として液滴吐出法（インクジェット（ＩＪ）法）が注目されている。例えば、特開２００４−１１４３７０号公報には、液滴を微細化して描画するインクジェット法の例が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１１４３７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、液滴を微細化して描画する液滴吐出法を採用することにより配線の微細化は可能だが、配線が細いと電気抵抗が高くなってしまう。電気抵抗を下げるために重ね書きをすると、液滴が広がってしまう。
【０００４】
また、液滴吐出法では、基板表面の親液性が高い（濡れ性が高い）場合、液滴が広がり易く、線幅の微細化が難しい。液滴の広がりを抑えるために親液性を低くすると、液滴の基板への密着性が低く配線の密着性が得られない。
【０００５】
よって、本発明は液滴吐出法による比較的に幅が狭くかつ厚膜のパターン形成を可能とする基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の基板の製造方法は、パターン化された機能膜を有する基板の製造方法において、レーザ照射によって基板上に溝パターンを形成する工程と、上記溝パターンに沿って液体材料を配置する工程と、上記液体材料を硬化させて機能膜を形成する工程と、を含む。
【０００７】
かかる構成とすることによって、液体材料を用いて基板上に高密度で微細な（配線）パターン（機能膜）を形成することができる。
【０００８】
好ましくは、上記基板の表面は撥液性に形成される。基板は、ポリイミド、エポキシ、液晶ポリマーなどの樹脂材料を用いた可撓性基板である。また、石英、パイレックス（登録商標）、低アルカリ、無アルカリ、ソーダ、水晶などの透明無機材料、各種セラミックスの基板であっても良い。
【０００９】
好ましくは、上記レーザ照射によって上記溝パターン部分の親液性を向上させる。
【００１０】
好ましくは、上記レーザ照射は、酸素濃度が２０％以上の高濃度酸素雰囲気中でレーザ照射を行うものである。それにより、溝パターン部分の親液性をより向上させることが可能となる。
【００１１】
好ましくは、上記基板の表面には撥液性の膜が形成され、上記レーザ照射によって該撥液性の膜が変質、破壊、あるいは除去される。
【００１２】
好ましくは、上記基板は配線基板であり、上記液体材料は配線材料である。上記基板の表面には、予め導電性を持たない（非導電性）膜（あるいは非導通性表面）を形成しておき、この上に配線材料を配置することとしてもよい。例えば、液体材料は金属微粒子を含む液体材料である。金属微粒子には、マンガン、クロム、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリコン、バナジウム、金、銀、銅、パラジウム、ニッケル等の金属の微粒子が含まれる。また、これら金属を含む合金の微粒子も含まれる。
【００１３】
好ましくは、上記溝パターンの形成はインクジェット法、浸漬法、液表面接触法、噴霧法のいずれかによる。
【００１４】
好ましくは、上記基板の溝パターン部分は電気的な配線となる。
【００１５】
好ましくは、レーザを照射することで、照射部分の親液性を非照射部に比べ向上させる。
【００１６】
好ましくは、更に上記非照射部には予め撥液性を与えておき、レーザ照射による親液化との差をより大きくして、液滴の制御性を向上させる。
【００１７】
基板のレーザ照射部分の親液化は、例えば、基板の表面改質現象を利用することができる。また、基板の親液化はレーザ照射による、基板表面に予め形成された撥液膜の除去、レーザアブレーションによる基板表面（照射面）の荒らし等によって図ることもできる。
【００１８】
好ましくは、基板のレーザ照射部分の親液化は、酸素雰囲気、例えば、酸素濃度が２０％以上の高酸素濃度雰囲気中など親液化しやすい雰囲気中でのレーザ照射を行うことによって行われる。
【００１９】
好ましくは、レーザ照射により基板に溝部を形成して、三次元構造的に液滴の捕獲が可能な構造にする。レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザなどの固体レーザ（各高調波含む）、半導体レーザ、ＣＯ2レーザなどを用いることが可能である。
【００２０】
好ましくは、レーザによるパターン照射はマスクを用いたパターン一括露光方式（結像光学方式）、あるいは、ビームスポットで基板上を相対的に走査するビーム走査方式とすることが可能である。
【００２１】
ビーム走査方式は、基板側を移動する走査や、ガルバノスキャナーや回転ミラー等を用いたレーザビーム側を移動する走査とすることができる。パターン一括露光方式において、一括で照射できない大面積照射を要する場合は、照射エリアを分割したマスクスキャンにしながら投影照射する方式とすることができる。また、パターン一括露光方式において、一括で照射できない大面積照射の場合は、配線パターンと同じ寸法のマスクを基板に載せた状態でレーザビームを照射する方式とすることもできる。
【００２２】
好ましくは、上記基板は回路基板であり、上記機能膜は、導電膜、絶縁膜及び半導体膜のいずれかである。
【００２３】
また、本発明の基板の製造方法は、酸素濃度が２０％以上の高濃度酸素雰囲気中でレーザ照射が行われる。
【００２４】
また、本発明の電子機器は、上述した製造方法によって製造された基板を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上述した構成によれば、基板上に高密度で微細な（配線）パターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態においては、基板表面に形成した溝パターンを利用して液体材料を配置することによって液体材料を厚膜に形成する。この際には、更に、溝パターンの周囲を撥液性、溝パターン内を親液性とすることによって溝パターン上に表面張力によって保持される液体材料を増大させる。液体材料を加熱することによって液体材料中に含まれる機能性成分を固化して機能膜を形成する。例えば、機能膜として配線膜、絶縁膜、半導体膜等が形成される。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施例を示している。同図（ａ）に示すように、配線基板１０上にレーザ光１１を照射し、形成すべき配線パターンに対応する溝パターンをレーザアブレーションによって形成する。レーザ光照射によって形成された基板の溝部分はレーザ光のエネルギによって変質し、相対的に親液性が向上する。レーザ照射は、例えば、酸素濃度２０％以上の高濃度酸素雰囲気等の親液化し易い雰囲気中で行われる。
【００２９】
後述のように、レーザ光１１の照射による基板表面のパターニングはマスクを使用したパターン形成（パターン露光）であっても、レーザビーム走査によるパターン形成であっても良い。配線基板１０は、例えば、ポリイミド、エポキシ、液晶ポリマーなどの樹脂材料を用いた可撓性基板である。また、配線基板１０は、石英、パイレックス（登録商標）、低アルカリ、無アルカリ、ソーダ、水晶などの透明無機材料、各種セラミックスの基板であっても良い。
【００３０】
次に、図１（ｂ）に示すように、液滴吐出法によって図示しない液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）から基板表面に形成された配線用の溝パターン１２に沿って液体材料１３を液滴吐出して溝パターン１２内に配置する。液体材料１３は、分散媒中に１つ又は複数の金属微粒子（導電性材料）を含んでいる。例えば、溶媒としては、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物等が挙げられる。金属微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、マンガン、クロム、チタン、マグネシウム、シリコン、バナジウム等、更に、これらの合金が該当する。金属微粒子の径は、例えば、液体材料の配置に液滴吐出ヘッドを使用する場合には、ノズルの目詰まりなどを考慮すると、１ｎｍ以上、０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
図１（ｃ）に示すように、基板１０の配線用の溝パターン１２内に液体材料１３が配置されると、液体材料１３の表面張力、溝１２の深さ、溝１２壁面の親液性によって厚い液体材料膜が形成される。この後、配線基板１０に熱処理や光照射によって加熱処理を施し、液体材料１３中の分散材を蒸発させ、金属微粒子を焼成して導電性の膜（配線膜）を形成する。この配線膜は、液滴吐出法であっても、溝１２及び親液処理によって比較的に厚膜に形成されるので、所望の抵抗値及び配線の基板への密着性が得られる。
【実施例２】
【００３２】
図２は、本発明の第２の実施例を示している。同図において、図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００３３】
この実施例では、図２（ａ）に示すように、配線基板１０の表面に予め撥液膜１４を形成している。撥液膜１４としては、例えば、テフロン（登録商標）、４フッ化エチレン加工されたポリイミドフィルム等を用いることが可能である。なお、配線基板１０の表面自体を親液処理しておくことが望ましい。例えば、プラズマ処理によって液体材料１３に対する親液性を向上させることができる。
【００３４】
次に、配線基板１０上にレーザ光１１を照射し、撥液膜１４を部分的に破壊・除去して基板１０を露出させ、形成すべき配線パターンに対応する溝パターン１５を形成する。撥液膜１４から基板１０が露出した部分は配線パターンに対応している。露出した基板１０の表面は好ましくは、親液性である。レーザ照射は、例えば、酸素濃度２０％以上の高濃度酸素雰囲気等の親液化し易い雰囲気中で行われることが望ましい。
【００３５】
図２（ｂ）に示すように、液滴吐出法によって図示しない液滴吐出ヘッドから基板１０の表面に形成された撥液膜１４の開口（溝）パターン１５に沿って液体材料１３を吐出して溝パターン１５内に配置する。液体材料１３は、前述のように金属微粒子を含んでいる。
【００３６】
図２（ｃ）に示すように、撥液膜１４の開口パターン１５部分に液体材料１３が配置されると、液体材料１３の表面張力、撥液膜１４、基板１０表面の親液性等によって、撥液膜１４の開口パターン１５部分に厚い液体材料膜が形成される。この後、配線基板１０に熱処理や光照射によって加熱処理を施し、液体材料１３中の分散材を蒸発させ、金属微粒子を焼成して導電性の膜（配線膜）を形成する。この配線膜は、液滴吐出法であっても、撥液膜１４及び基板表面の親液処理によって比較的に厚膜に形成されるので、所望の抵抗値及び配線の基板への密着性が得られる。
【００３７】
上述したように、基板１０の表面を親液性にすることにより、あるいは基板１０と撥液膜１４との間に親液膜を介在させることによって、開口（溝）部１５の液体材料をより厚膜に保つことが可能となる。
【実施例３】
【００３８】
図３は、本発明の第３の実施例を示している。同図において、図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００３９】
この実施例では、図３に示すように、基板表面１０の溝１２と撥液膜１４を組み合わせて使用している。上述した撥液膜１４が形成された配線基板１０上にレーザ光１１を照射し、形成すべき配線パターンに対応する溝パターンを形成する。レーザ光照射によって形成された基板１０の溝部分１２はレーザ光１１のエネルギによって変質し、相対的に親液性が向上する。前述したように、レーザ照射は、例えば、酸素濃度２０％以上の高濃度酸素雰囲気等の親液化し易い雰囲気中で行われることが望ましい。
【００４０】
次に、図３（ｂ）に示すように、液滴吐出法によって図示しない液滴吐出ヘッドから基板表面に形成された配線用の溝パターン１２に沿って液体材料１３を吐出して溝パターン１２内に配置する。
【００４１】
図３（ｃ）に示すように、基板１０の配線用の溝パターン１２内に液体材料１３が配置されると、液体材料１３の表面張力、撥液膜１４、基板１０の溝１２の深さ、溝１２壁面の親液性によってより厚い液体材料膜が形成される。この後、配線基板１０に熱処理や光照射によって加熱処理を施し、液体材料１３中の分散材を蒸発させ、金属微粒子を焼成して導電性の膜（配線膜）を形成する。この配線膜は、液滴吐出法であっても、溝１２及び撥液膜１４、親液処理によって比較的に厚膜に形成されるので、所望の抵抗値及び配線の基板への密着性がより容易に得られる。
【００４２】
図４乃至図６は、本発明との比較例を示している。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、基板上に液体材料を吐出した場合、同図（ｂ）に示すように、液体材料は着弾位置から外方に広がる。また、図５に示すように、液体材料の吐出によってパターニングを行った場合には、ラインの描画間隔が狭くなると、配置された液体材料同士が繋がってしまう。このため、液体材料による配線膜の形成には配線幅や配線間隔のより高密度化・微細化が難しい。
【００４４】
図６は、電気光学装置に用いられるＦＰＣ（可撓性印刷配線）基板の例を示している。表示器の駆動回路２０への信号入力ライン３０は比較的に幅の広い信号配線３０が使用されるが、駆動回路２０から表示器の多数の画素ラインを駆動する信号出力ライン４０は線幅及び配線間隔が非常に狭くなっている。従って、上述した本発明を適用することによって線幅が細くかつ厚膜の配線を形成する技術が役に立つ。
【００４５】
図７は、レーザ照射によるパターニングの例を説明する説明図である。同図（ａ）は集光光学系と走査系とを組み合わせた例を示しており、光量が情報で変調されるレーザビームスポットの走査によって基板上にパターニングを行っている。紫外ＹＡＧレーザのようにパルス状にレーザ照射した場合には、同図（ｂ）に示すように、照射スポット軌跡によって形成された溝の底面（壁面）に凹凸が生じる。それにより、親液性が増す効果が認められる。また、レーザ照射による基板表面の変質によって親液性が増す効果も認められる。
【００４６】
図８は、レーザ照射による他のパターニングの例を説明する説明図である。同図（ａ）は結像光学系とマスクを組み合わせた例を示しており、光量がマスクで変調されるレーザビームの面照射によって基板上にパターニングを行っている。例えば、エキシマレーザを使用してパターン一括照射した場合には、同図（ｂ）に示すように、基板の溝の形状がシャープに形成される。溝の形成とレーザ照射による溝部変質によって親液性が増す効果も認められる。
【００４７】
上述した各実施例では、液滴吐出法によって溝パターン部に液体材料を配置しているが、これに限られない。例えば、撥液膜１４を基板表面に形成した場合（溝パターン以外の基板表面を撥液性にした場合）には、基板全体を液体材料の液中に漬ける浸漬法、基板表面を液体材料の液面に接触させる表面接触法、基板表面に霧化した液体材料を吹き付ける噴霧法等を適宜に選択して使用することが可能である。
【００４８】
図９及び図１０は、上述した基板の製造方法を用いて製造した回路基板を使用した電子機器の例を示す図である。
【００４９】
図９（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話２３０はアンテナ部２３１、音声出力部２３２、音声入力部２３３、操作部２３４、および本発明の電気光学装置２００を備えている。このように本発明に係る電気光学装置は表示部として利用可能である。
【００５０】
図９（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ２４０は受像部２４１、操作部２４２、音声入力部２４３、および本発明の電気光学装置２００を備えている。
【００５１】
図９（Ｃ）は携帯型パーソナルコンピュータ（いわゆるＰＤＡ）への適用例であり、当該コンピュータ２５０はカメラ部２５１、操作部２５２、および本発明に係る電気光学装置２００を備えている。図９（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイへの適用例であり、当該ヘッドマウントディスプレイ２６０はバンド２６１、光学系収納部２６２および本発明に係る電気光学装置２００を備えている。
【００５２】
図９（Ｅ）はリア型プロジェクターへの適用例であり、当該プロジェクター２７０は筐体２７１に、光源２７２、合成光学系２７３、ミラー２７４、２７５、スクリーン２７６、および本発明に係る電気光学装置２００を備えている。図９（Ｆ）はフロント型プロジェクターへの適用例であり、当該プロジェクター２８０は筐体２８２に光学系２８１および本発明に係る電気光学装置２００を備え、画像をスクリーン２８３に表示可能になっている。
【００５３】
図１０（Ａ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン３００は本発明に係る電気光学装置２００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に本発明に係る電気光学装置を適用し得る。
【００５４】
図１０（Ｂ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン３１０は本発明に係る電気光学装置２００を備えている。
【００５５】
以上説明したように、本発明の実施例によれば、基板表面に形成した溝パターンを使用することにより、更に、この溝パターンの回りに形成された撥液膜、溝パターン内部の親液化を利用することによって液体材料を細い線幅でかつ厚膜でパターニングすることが可能となるので液体材料を用いて微細なパターンを形成することが可能となる。
【００５６】
なお、上述した実施例では、基板１０上に液体材料によって形成される機能膜として配線膜の例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、機能膜としては、絶縁膜や半導体膜であっても良い。この場合、液体材料としては有機シリコン、液体半導体材料等を用いることが可能である。
【００５７】
また、基板１０の表面には、予め導電性を持たない（非導電性）膜（あるいは非導通性表面）を形成しておき、この上に配線材料を配置することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例を説明する工程図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施例を説明する工程図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施例を説明する工程図である。
【図４】図４は、液滴の広がりを広がりを説明する説明図である。
【図５】図５は、液滴によるパターン形成の限界を説明する説明図である。
【図６】図６は、配線基板の例を説明する説明図である。
【図７】図７は、集光光学系によるパターン描画例を説明する説明図である。
【図８】図８は、結像光学系によるパターン描画例を説明する説明図である。
【図９】図９は、本発明の製造方法によって製造した回路基板を使用した電子機器の例を説明する説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の製造方法によって製造した回路基板を使用した電子機器（テレビ）の例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  基板（配線基板）、１１  レーザ光、１２  溝、１３  液体材料、１４
撥液膜、１５  撥液の開口（溝）部
【図１】
2006135090.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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