(57)【要約】【課題】撥液領域などの界面を所望のラインに沿って形成する前工程や、加熱などの工程などの他工程を必要とせず、濡れ広がりを抑え、直線性が向上した微細ラインを形成する。【解決手段】金属超微粒子を含む分散液を液滴２として基板１上の所定位置に吐出して、微細ラインの形成を行う。基板上に液滴を吐出することにより断面形状が中央部に凹部を有する形状の微細ライン４を形成する第１工程と、第１工程で形成した微細ラインの凹部に液滴を吐出して微細ライン５を形成する第２工程とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属超微粒子を含む分散液を液滴として基板上の所定位置に吐出して、微細ラインの形成を行う形成方法において、
前記基板上に液滴を吐出することにより断面形状が中央部に凹部を有する形状の微細ラインを形成する第１工程と、前記第１工程で形成した微細ラインの凹部に液滴を吐出して更に微細ラインを形成する第２工程とを含むことを特徴とする微細ラインの形成方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記金属超微粒子が粒径１００［ｎｍ］以下であり、前記分散液の粘度が１〜２０［ｍＰａ・ｓ］以下、その表面張力が２５〜８０［ｍＮ／ｍ］、固形分濃度が５〜４０［ｗ％］、液滴の吐出速度が√（４．８３／ｍ）［ｍ／ｓ］（ｍ＝１滴の重量［ｎｇ］）以上である請求項１記載の微細ラインの形成方法。
【請求項３】
前記第２工程において、前記金属超微粒子が粒径１００［ｎｍ］以下であり、前記分散液の粘度が１〜２０［ｍＰａ・ｓ］以下、その表面張力が２５〜８０［ｍＮ／ｍ］、固形分濃度が５〜４０［ｗ％］、液滴の吐出速度が√（４．８３／ｍ）［ｍ／ｓ］（ｍ＝１滴の重量［ｎｇ］）未満である請求項１記載の微細ラインの形成方法。
【請求項４】
前記第１工程で吐出する前記分散液と前記第２工程で吐出する前記分散液が同じである請求項１に記載の微細ラインの形成方法。
【請求項５】
前記第１工程で吐出する前記分散液と前記第２工程で吐出する前記分散液が異なる請求項１に記載の微細ラインの形成方法。
【請求項６】
前記第２工程の後に、前記第２工程と同じ工程を１〜２０回繰り返す請求項１に記載の微細ラインの形成方法。
【請求項７】
前記基板と前記第１工程の前記液滴との接触角が４５〜９０［ｄｅｇ］である請求項１に記載の微細ラインの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルなどの微細ラインを有するデバイスの製造に用いられる微細ラインの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルには、大別して、駆動方法についてＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式については面放電型と対向放電型の２種類がある。高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、プラズマディスプレイパネルの主流は、３電極構造の面放電型のものである（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
面放電型のプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとも言う）の構造を、図５に示す。このＰＤＰは、ガラス製の前面基板１と背面基板２とを、その間に放電空間を形成するように対向配置することにより構成されている。
【０００４】
前面基板１上には、表示電極を構成する走査電極３と維持電極４とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極３および維持電極４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上には保護層６が形成されている。走査電極３と維持電極４はそれぞれ、透明電極３ａ、４ａと、金属材料からなるバス電極３ｂ、４ｂとから構成される。前面基板１上に以上の要素が設けられることにより、前面板ユニット７が構成されている。
【０００５】
また、背面基板２上には、絶縁体層８で覆われた複数のデータ電極９が設けられ、その絶縁体層８上には井桁状の隔壁１０が設けられている。また、絶縁体層８の表面および隔壁１０の側面には蛍光体層１１が設けられている。背面基板２上に以上の要素が設けられることにより、背面板ユニット１２が構成されている。
【０００６】
上記構成の前面板ユニット７と背面板ユニット１２とは、走査電極３および維持電極４とデータ電極９とが交差するように対向配置されており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。蛍光体層１１には、放電により赤色、緑色、青色に発光する蛍光体が用いられ、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。
【０００７】
ところで、このＰＤＰにおいて、電極などの形成方法として、分散液を液滴として吐出することによって、基板上に微細ラインを形成する方法が検討されている。
【０００８】
基板上に微細ラインを形成する代表的な方式として、従来よりフォトリソグラフィ法が用いられてきた。この方法は、スクリーン印刷法などを用いて基板上に膜パターンを形成した後に、フォトリソグラフィ法を用いて所望の微細ラインを得るものである。そのため、工程および設備の複雑化や材料利用率の低さなどのデメリットがあった。
【０００９】
そこで、例えば特許文献１のように、例えばインクジェット法によって、微細ラインを形成する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２４３３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、インクジェット法などによって微小ラインを形成する場合、濡れ広がりを抑えるために、１回の吐出量を少なくする必要があった。その結果、所望の膜厚になるまで重ね塗りが必要であるために、タクト的に問題があった。
【００１１】
また、特許文献１に示される方法では、分散質が分散された分散液もしくは溶質が溶解された溶液の界面が所定のパターンに沿うように、分散液もしくは溶液を吐出する。その後、分散液もしくは溶液の界面に分散質もしくは溶質を寄せ集めることでラインを形成する。そのため、撥液領域などの界面を所望のラインに沿って形成する前工程や、加熱などの工程といった、他工程を必要とし、工程が複雑になる。
【００１２】
本発明はこのような微細ラインの形成方法において、濡れ広がりを抑えながら効率的に所望の線幅と直線性を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の課題を達成するために、金属超微粒子を含む分散液を液滴として基板上の所定位置に吐出して、微細ラインの形成を行う形成方法において、前記基板上に液滴を吐出することにより断面形状が中央部に凹部を有する形状の微細ラインを形成する第１工程と、前記第１工程で形成した微細ラインの凹部に液滴を吐出して更に微細ラインを形成する第２工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板上に所定の吐出速度以上で液滴を吐出することにより、衝突エネルギーを利用し、断面形状が中凹部を有する微細ラインを形成する。次に凹部に吐出する液滴量は、凹んでいるので、従来の重ね塗りの液滴量より多くしても、濡れ広がりを抑え、直線性を向上することができる。また、液滴量が従来より多いので当然、タクトアップが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の方法では、撥液領域などの界面を所望のラインに沿って形成する前工程や、加熱などの工程といった、他工程を全く必要とせず、液滴を吐出する工程のみで微細ライ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】
【００１６】
上記構成の本発明の微細ラインの形成方法は、前記第１工程において、前記金属超微粒子が粒径１００［ｎｍ］以下であり、前記分散液の粘度が１〜２０［ｍＰａ・ｓ］以下、その表面張力が２５〜８０［ｍＮ／ｍ］、固形分濃度が５〜４０［ｗ％］、液滴の吐出速度が√（４．８３／ｍ）［ｍ／ｓ］（ｍ＝１滴の重量［ｎｇ］）以上であることが好ましい。
【００１７】
また、前記第２工程において、前記金属超微粒子が粒径１００［ｎｍ］以下であり、前記分散液の粘度が１〜２０［ｍＰａ・ｓ］以下、その表面張力が２５〜８０［ｍＮ／ｍ］、固形分濃度が５〜４０［ｗ％］、液滴の吐出速度が√（４．８３／ｍ）［ｍ／ｓ］（ｍ＝１滴の重量［ｎｇ］）未満であることが好ましい。
【００１８】
また、前記第１工程で吐出する前記分散液と前記第２工程で吐出する前記分散液を同じにすることができる。
【００１９】
また、前記第１工程で吐出する前記分散液と前記第２工程で吐出する前記分散液を異ならせることができる。例えば、凹部に吐出する第２工程では、材料使用量を減少するために導電性に優れた、第１工程とは別の分散液を使用する。このように、第１工程と第２工程で使用する分散液を使い分けすることによって、微細ラインの形成を精度良く、効率的に実現することもできる。
【００２０】
また、前記第２工程の後に、前記第２工程と同じ工程を１〜２０回繰り返してもよい。
【００２１】
また、前記基板と前記第１工程の前記液滴との接触角が４５〜９０［ｄｅｇ］であることが好ましい。
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態における微細ラインの形成方法について、図１および２を参照して説明する。図１および図２における（ａ）は、微細ラインの形成方法の工程を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【００２３】
〈第１工程〉
まず、図１（ａ）のように、液滴材料を吐出手段３から、液滴２として基板１上の所定位置に吐出して、微細ライン４を形成する。この際の液滴２の吐出速度を、下記の（式１）で表される値以上にすることで、衝突エネルギーによって図１（ｂ）のような断面形状が中央部に凹部を有する形状になる。（式１）において、ｍ＝１滴の重量［ｎｇ］である。
【００２４】
√（４．８３／ｍ）［ｍ／ｓ］    ・・・（式１）
【００２５】
この第１工程で、液滴２と基板１との接触角は４５〜９０［ｄｅｇ］とすることが望ましい。導電膜配線を形成する場合、線幅を狭くするために、より好ましくは接触角が７０〜９０［ｄｅｇ］の分散液を用いる。また、液滴材料を液滴２として吐出する方法としては、インクジェット法を用いることができる。
【００２６】
〈第２工程〉
次に、図２（ａ）のように、液滴２を第１工程で形成した微細ラインの凹部４に吐出する。この際の液滴２の吐出速度を、上記の（式１）で表される値未満にすることで、図２（ｂ）のように濡れ広がりなく吐出することができる。
【００２７】
液滴材料を液滴２として吐出する方法としては、インクジェット法を用いることができる。さらに、この際の液滴量は、先に形成した微細ラインの中央が凹んでいるので、従来の重ね塗りの液滴量より多くしても、濡れ広がりを抑え、直線性を向上することができる。また、液滴量が従来より多いので、当然、タクトアップを可能とする。必要であれば、この後に、第２工程を１〜２０回繰り返すこともできる。
【００２８】
例えば１例として、導電膜配線を形成する場合、凹部に吐出する第２工程では、材料使用量を減少するために導電性に優れた、第１工程とは別の分散液を使用することもできる。このように、第１工程と第２工程で使用する分散液を使い分けすることによって、微細ラインの形成を精度良く、効率的に実現することができる。勿論、第１工程と第２工程で同じ分散液を使用することもできる。
【００２９】
本発明で使用する液滴材料である分散液の特性に関し、分散液の供給安定性や分散液の飛翔安定性などを実現するためには、以下の条件を満足することが望ましい。すなわち、通常の動作時間における温度（５〜６０度）、湿度（１０〜７０％）において、その粘度が１〜２０［ｍＰａ・ｓ］以下、好ましくは１〜１０［ｍＰａ・ｓ］、その表面張力が２５〜８０［ｍＮ／ｍ］、好ましくは３５〜５０［ｍＮ／ｍ］、固形分濃度が５〜４０［ｗ％］、好ましくは１０〜２５［ｗ％］である。
【００３０】
この特性を満足する分散液では、吐出速度を、上記の（式１）で表される値以上にすることで、衝突エネルギーによって図１のような断面形状が中央部に凹部を有する形状になる。
【００３１】
また、本発明で使用することができる溶媒の具体例としては、例えば、水や、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール等のアルコール類、ｎ−オクタン、ｎ−ヘプタン、トルエン、デカン、キシレン、デュレン、シメン、インデン、ジペンテン、デカヒドロナフタレン、テトラヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼン等の炭化水素系溶媒、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ジメチルエーテル、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−ジオキサン等のエーテル系溶媒、プロピレンカーボネ−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、シクロヘキサノン等の極性溶媒がある。
【００３２】
図３は、本発明の一実施の形態における微細ラインの形成方法に用いられた形成装置の概略構成を示す斜視図である。この微細ライン形成装置は、塗布機構６、基板設置台８、駆動機構７、制御装置９を備えている。塗布機構６は、分散液を液滴として基板１上の所定の位置に吐出するインクジェット方式の塗布装置を備えている。基板設置台８は、この塗布装置によって液体を塗布する基板１を設置する機構を備えている。駆動機構７は、この基板設置台８をＸ方向とＹ方向に移動する機構を備える。なお、塗布機構６は固定であり、基板１を移動させることで、微細ラインの形成を行う。制御装置９は、駆動機構７によるＸ方向とＹ方向の移動と、塗布機構６の液滴の吐出の同期を制御する。
【００３３】
以下に、具体的な実施例により本発明について説明する。なお、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００３４】
〈実施例１〉
液滴の吐出速度を変化させて、その液滴を吐出した場合の中凹部量の変化を検証した。既にＩＴＯが形成されているガラス基板上に、銀粉末を含有した分散液（日本ペイント（株）製ファインスフェアＳＶＷ１０２、銀粒子の最大粒径７６．３［ｎｍ］、温度２５度、湿度５０％における、粘度が８［ｍＰａ・ｓ］、表面張力が４０［ｍＮ／ｍ］、固形分濃度が３０［ｗ％］である。）を、図３の装置（インクジェット方式塗布装置：（有）マイクロジェット社製ＩＪＫ−１００Ｔ）を用いて吐出した。
【００３５】
なお、分散液の比重は１．４、基板と分散液との接触角は５３［ｄｅｇ］、ノズル先端から基板までの間隔は１［ｍｍ］で、分散液の吐出周波数は１０［ｋＨｚ］とした。また、吐出する分散液の１滴の重量が１９．６［ｎｇ］、５３．６［ｎｇ］、１２０．７［ｎｇ］の３種類で実施した。その関係を図４に示す。１滴の重量が１９．６［ｎｇ］の場合（図４（ａ））には、上述の吐出速度の（式１）、すなわち√（４．８３／ｍ）のｍに１滴の重量１９．６［ｎｇ］を代入すると、√（４．８３／１９．６）＝０．５［ｍ／ｓ］になる。
【００３６】
従って、この分散液の場合、吐出速度が０．５［ｍ／ｓ］以上なら吐出された分散液は図１のように、衝突エネルギーにより断面が中凹部の微細ラインになる。また、０．５［ｍ／ｓ］未満なら断面形状が中央部に凹部を有する形状にはならない。図４（ａ）に示すように検証結果では、０．５［ｍ／ｓ］以上で中凹部が発生した。
【００３７】
同様に１滴の重量が５３．７［ｎｇ］の場合（図４（ｂ））は、吐出速度の（式１）、√（４．８３／ｍ）のｍに１滴の重量５３．７［ｎｇ］を代入すると、√（４．８３／５３．７）＝０．３［ｍ／ｓ］になる。従って、この分散液の場合、吐出速度が０．３［ｍ／ｓ］以上なら吐出された分散液は、図１のように、衝突エネルギーにより断面が中凹部の微細ラインになる。また、０．３［ｍ／ｓ］未満なら断面形状が中央部に凹部を有する形状にはならない。図４（ｂ）に示すように、検証結果では０．３［ｍ／ｓ］以上で中凹部が発生した。
【００３８】
同様に１滴の重量が１２０．８［ｎｇ］の場合は、吐出速度の（式１）、√（４．８３／ｍ）のｍに１滴の重量１２０．８［ｎｇ］を代入すると、√（４．８３／１２０．８）＝０．２［ｍ／ｓ］になる。従って、この分散液の場合、吐出速度が０．２［ｍ／ｓ］以上なら吐出された分散液は、図１のように、衝突エネルギーにより断面形状が中央部に凹部を有する形状の微細ラインになる。また、０．２［ｍ／ｓ］未満なら断面形状が中央部に凹部を有する形状にはならない。図４（ｃ）に示すように、検証結果では０．２［ｍ／ｓ］以上で断面形状が中央部に凹部を有する形状となった。
【００３９】
〈実施例２〉
ＰＤＰの４２型パネルに対し、前面板ユニットの放電電極と背面板ユニットのアドレス電極を形成し、ＰＤＰパネルを作成し評価を行った。その電極形成工程及びパネル作成工程について、以下に述べる。
【００４０】
まず、前面板ユニットの放電電極を形成するために、既にＩＴＯが形成されているガラス基板上に、実施例１と同様の分散液を実施例１と同様の装置を用いて吐出し、電極を作製した。なお、分散液の比重は１．４、基板と分散液との接触角は５３［ｄｅｇ］、ノズル先端から基板までの間隔は１［ｍｍ］で、分散液の吐出周波数は１０［ｋＨｚ］とした。また、吐出する分散液の１滴の重量を１９．６［ｎｇ］に設定した。
【００４１】
ここで、上述の吐出速度の（式１）、すなわち√（４．８３／ｍ）のｍに１滴の重量１９．６［ｎｇ］を代入すると、√（４．８３／１９．６）＝０．５［ｍ／ｓ］になる。
【００４２】
従って、この分散液の場合、吐出速度が０．５［ｍ／ｓ］以上ならば、吐出された分散液は図１のように、衝突エネルギーにより断面形状が中央部に凹部を有する形状になる。また、０．５［ｍ／ｓ］未満なら断面が中凹部にはならない。
【００４３】
第１工程において、液滴を２．５［ｍ／ｓ］の吐出速度で基板上に吐出した。液滴速度が０．５［ｍ／ｓ］以上なので、吐出された分散液は、断面形状が中央部に凹部を有する形状の線幅５０［μｍ］の微細ラインになった。
【００４４】
第２工程においては、液滴を０．３［ｍ／ｓ］の吐出速度で、第１工程で形成した微細ラインの凹部に吐出した。吐出速度が０．５［ｍ／ｓ］未満なので、吐出された分散液は、図２のように濡れ広がりなく、断線などの不良箇所がない線幅５０［μｍ］の微細ラインを形成することができた。この電極を乾燥した後、全面に厚さ約４０μｍの誘電体をスクリーン印刷で塗布し、キープ時間３０分、温度６００℃の下で焼成した。
【００４５】
背面板ユニットのアドレス電極については、ガラス基板上に、前面板ユニットと同様の材料、手段の構成により、断線などの不良箇所がない線幅５０［μｍ］の微細ラインを形成することができた。この電極を乾燥した後、全面に厚さ約４０μｍの誘電体をスクリーン印刷で塗布し、キープ時間３０分、温度６００℃の下で焼成した。
【００４６】
そして、上記のようにして電極の形成された前面板ユニット、背面板ユニットとを、封着、排気、ガス封入後、エージング処理を行い、ＰＤＰパネルとして組み立てた。このパネルに対し、１０００時間連続の点灯試験を行った結果、電極の耐久性が十分であることが確認できた。また、このパネルは、従来技術の方法で製造されたパネルと比べても、画像に差異は認められなかった。
【００４７】
〈実施例３〉
実施例２と同様の材料、手段の構成で、線幅５０μｍ、線間隔５０μｍのラインを平行に４０本描画し、導電回路のラインを作成した。そして、膜厚、直線性、表面抵抗、抵抗率の評価を行った結果、従来技術の方法で製造された導電回路と比べても差異は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の微細ラインの形成方法は、従来より多くの液滴量を吐出しても、濡れ広がりを抑え、直線性を向上することができる。さらに、これらの手段は、撥液領域などの界面を所望のラインに沿って形成する前工程や、加熱などの工程といった、他工程を全く必要としない、液滴を吐出する工程のみで微細ラインを形成することができる。従って、ディスプレイパネルやプリント基板の製造に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態における微細ラインの形成方法の第１工程を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図
【図２】同形成方法の第２工程を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図
【図３】本発明の微細ラインの形成方法に用いられた微細ライン形成装置の構成を示す斜視図
【図４】本発明の微細ラインの形成を実施した時の液滴速度と膜厚の関係を示す図
【図５】プラズマディスプレイパネルを示す分解斜視図
【符号の説明】
【００５０】
１  基板
２  液滴
３  吐出手段
４、５  微細ライン
【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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