(57)【要約】【課題】腐食のおそれなく微細な金属パターンをインクジェット法で形成することができる金属パターン描画方法および金属パターン付き基材を提供する。【解決手段】基材Ｗ上に絶縁膜２０を形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜２０上にインクジェットヘッド法により金属インク１１を塗布して金属インク１１による金属パターン１０を描画する描画工程と、を有し、金属インク１１の表面張力は２０〜５０ｍＮ／ｍであり、絶縁膜２０はフッ素を含有せず、かつ金属インク１０との接触角が３２°以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜上にインクジェット法により金属インクを塗布して当該金属インクによる金属パターンを描画する描画工程と、
を有し、
前記金属インクの表面張力は２０〜５０ｍＮ／ｍであり、
前記絶縁膜はフッ素を含有せず、かつ前記金属インクとの接触角が３２°以上であることを特徴とする、金属パターン描画方法。
【請求項２】
基材と、
基材上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された金属パターンと、
を有し、
前記絶縁膜はフッ素を含有せず、かつ表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍである液体との接触角が３２°以上であることを特徴とする、金属パターン付き基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット法により基材上に微細な金属配線を描画する金属パターン描画方法および金属パターン付き基材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば有機ＥＬディスプレイなどの画像表示機器の製造において、ガラス基板、樹脂フィルムなどの基材上に配線などの微細パターンを形成する手段として、生産コストの低減や環境負荷の低減の観点から、近年ではインクジェット法によるパターン材料の塗布が注目されている。
【０００３】
たとえばタッチパネルのジャンパー配線やアンテナ配線は、タッチパネル使用者から視認されないことが必要なため、１００ｕｍ以下の細い配線幅が要求されている。このような非常に細い金属配線をインクジェット法で形成するために、１ｐｌ以下の微小な液滴量で液滴を吐出するインクジェットヘッドを用い、以下の特許文献１に示すように撥液性の高い絶縁膜上に金属インクを塗布し、塗れ広がりを抑えて微細な金属配線を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０１１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の方法で微細な金属配線を形成する場合、時間の経過にしたがい金属配線が腐食するおそれがあった。具体的には、撥液性の高い絶縁膜にはフッ素が含有されている可能性が高く、金属配線の近傍の水分が金属配線に印加された電圧によって分解されて生じた水素がこのフッ素と反応することによりフッ酸が発生し、このフッ酸が原因で金属配線が腐食するといった問題があった。ここで金属配線の近傍に水分が存在しないようにすれば水素およびフッ酸は発生しないため、水の侵入を防止する封止膜（パッシベーション膜）で金属配線を封止すれば金属配線の腐食を防ぐことが可能であるが、機能上およびコスト面からこの封止膜を採用することができない場合が多かった。
【０００６】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、腐食のおそれなく微細な金属パターンをインクジェット法で形成する金属パターン描画方法および金属パターン付き基材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の金属パターン描画方法は、基材上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜上にインクジェット法により金属インクを塗布して当該金属インクによる金属パターンを描画する描画工程と、を有し、前記金属インクの表面張力は２０〜５０ｍＮ／ｍであり、前記絶縁膜はフッ素を含有せず、かつ前記金属インクとの接触角が３２°以上であることを特徴としている。
【０００８】
上記金属パターン描画方法によれば、腐食のおそれなく微細な金属パターンを描画することができる。具体的には、絶縁膜はフッ素を含有していないため、フッ酸が発生することなく金属パターンの腐食が抑えられる。また、表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍの金属インクに対して絶縁膜の接触角が３２°以上であることにより、金属インクの塗れ広がりが抑えられて微細パターンを形成することができる。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明の金属パターン付き基材は、基材と、基材上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された金属パターンと、を有し、前記絶縁膜はフッ素を含有せず、かつ表面張力は２０〜５０ｍＮ／ｍである液体との接触角が３２°以上であることを特徴としている。
【００１０】
上記金属パターン付き基材によれば、腐食のおそれなく微細な金属パターンが形成された基材とすることができる。具体的には、絶縁膜はフッ素を含有していないため、フッ酸が発生することなく金属パターンの腐食が抑えられる。また、表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍの液体に対して絶縁膜の接触角が３２°以上であることにより、金属パターンの形成のために上記表面張力を有する金属インクが塗布されたとしても金属インクの塗れ広がりが抑えられて微細パターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金属パターン描画方法方法および金属パターン付き基材によれば、腐食のおそれなく微細な金属パターンをインクジェット法で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における金属パターン付き基材を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における金属パターン描画方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明を実施する金属パターン付き基材を示す概略図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図である。
【００１５】
金属パターン付き基材１は、基材Ｗと金属パターン１０とを有しており、金属パターン１０は基材Ｗの上に形成された絶縁膜２０の上に形成されている。すなわち、基材Ｗの上に絶縁膜２０、金属パターン１０の順に形成されている。なお、基材Ｗは枚葉の形態であっても良く、フィルム状の形態をとってロールトゥロール方式で搬送されるものであっても良い。
【００１６】
金属パターン１０は本実施形態では銀により形成されたパターンであり導電性を有し、主に電気を導通させる配線パターンとして基材Ｗ上に形成される。特に金属パターン１０の幅（図１（ｂ）における寸法Ｌ）が１００ｕｍ以下の細線の場合、肉眼では視認しにくくなる。そのため、金属パターン１０がタッチパネルのジャンパー配線やアンテナ配線などの目的で用いられる場合、この程度の幅寸法が求められる。
【００１７】
この金属パターン１０はインクジェット法によって形成される。具体的には、図１（ｂ）に示すように金属パターン１０の材料となる金属インク１１がインクジェットヘッド３０から吐出されて絶縁膜２０の上に着弾し、金属インク１１が絶縁膜２０上で乾燥、固化することで金属パターン１０が形成される。そして、インクジェットヘッド３０と機材Ｗとを相対移動させながら連続して金属インク１１の吐出を行うことにより、図１（ａ）に示すような線状の金属パターン１０を形成することができる。なお、図１（ａ）ではＹ軸方向に長い線上の金属パターン１０となっている。
【００１８】
金属インク１１は、本実施形態では銀の粒子を分散剤で分散させたものであり、インクジェットヘッド３０で吐出することができるように、１ｃＰ〜２０ｃＰ程度の粘度となっている。また、このとき金属インク１１の表面張力は２０〜５０ｍＮ／ｍの範囲内にある。
【００１９】
また、インクジェットヘッド３０からは最小で一滴が１ｐｌ程度の微量の金属インク１１を吐出することが可能であり、その場合金属インク１１の液滴径（図１（ｂ）における寸法ｄ）は約１２ｕｍとなる。
【００２０】
絶縁膜２０は、基材Ｗと金属パターン１０との間に介在するフッ素を含有しない絶縁性を有する膜状体であり、金属パターン１０の材料である金属インク１１の塗れ広がりをおさえる。具体的には、本実施形態ではフッ素の代わりにケイ素を含有させることにより、膜表面にメチル基を出しやすくして適度な撥液性を実現している。
【００２１】
また、絶縁膜２０の金属パターン１０が形成される面の少なくとも幅方向（図１におけるＸ軸方向Ｙ軸方向）の寸法は金属パターン１０の幅方向寸法よりも大きく、金属パターン１０は絶縁膜２０からはみ出ることなく絶縁膜２０上に形成されている。
【００２２】
この絶縁膜２０は表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍである液体（上記金属インク１１に相当）との接触角（図１（ｂ）における角度θ）が３２°以上となる程度の撥液性を有しており、この程度の撥液性を有することにより、絶縁膜２０上に着弾した金属インク１１の塗れ広がりが抑えられ、インクジェット法でも細線を形成することが可能となる。具体的には、インクジェットヘッド３０から１ｐｌ（液滴径約１２ｕｍ）の吐出量で金属インク１１が吐出される場合、２０ｕｍ以下の幅寸法（図１（ｂ）における寸法Ｌ）の金属パターン１０を形成することが可能である。
【００２３】
また、絶縁膜２０は本実施形態では金属パターン１０と同様にインクジェット法により基材Ｗ上に絶縁膜材料を塗布することで形成しているが、これに限らずあらゆる方法を採用ことができる。たとえば、基材Ｗの全面にスリットコーティングなどで絶縁膜材料を塗布し、その後フォトリソグラフィ法によって必要な部分のみ残すことによって絶縁膜２０を形成しても良い。
【００２４】
また、金属パターン１０の幅を狭くする理由が上記の通り視認性である場合、絶縁膜２０も視認しにくいことが好ましく、この場合絶縁膜２０は透明であることが望ましい。
【００２５】
上記の構成の金属パターン付き基材１に対し、腐食試験を行った。具体的には、基板Ｗ上に絶縁膜２０および電気配線としての金属パターン１０を形成した金属パターン付き基材１を準備し、この金属パターン付き基材１を８５℃、８５％ＲＨの環境下に配置し、金属パターン１０に３Ｖの電圧を印加し続けた状態で金属パターン１０の経時変化の観察を行った。このとき金属パターン１０は封止膜などで封止されておらず、上記環境に対して剥き出しの状態である。この結果、仮に絶縁膜にフッ素が含有されていた場合には時間の経過と共に金属パターンが腐食し、金属パターンの変色、痩せ細りなどの現象が生じたのに対し、本実施形態の金属パターン１０は１０００時間経過しても腐食の発生は確認できなかった。
【００２６】
次に、本実施形態における金属パターン描画方法を示すフロー図を図２に示す。
【００２７】
まず、絶縁膜形成装置へ基材Ｗを搬送し（ステップＳ１）、絶縁膜形成装置内で基材Ｗ上に絶縁膜２０を形成させる（ステップＳ２）。この絶縁膜２０を形成させる工程を、本説明では絶縁膜形成工程と呼ぶ。なお、絶縁膜２０の形成方法は上記の通りインクジェット法でもその他の方法でも良い。ここで、インクジェット法で行う場合、同じ装置内で絶縁膜２０と金属パターン１０とを形成させても良い。
【００２８】
次に、絶縁膜形成装置から金属パターン描画装置へ基材Ｗを搬送する（ステップＳ３）。なお、同じ装置内で絶縁膜２０と金属パターン１０とを形成させる場合、この工程は省略される。
【００２９】
次に、金属パターン描画装置内において絶縁膜形成工程で形成した絶縁膜２０上にインクジェット法により金属インク１１を吐出し、金属インク１１による金属パターン１０を形成させる（ステップＳ４）。この金属パターン１０を形成させる工程を、本説明では描画工程と呼ぶ。ここで、金属パターン１０は少なくとも幅方向（図１におけるＸ軸方向）に関して絶縁膜からはみ出ることなく形成されていれば良く、たとえば図１（ａ）に示すように長さ方向（図１におけるＹ軸方向）の端部において金属パターン１０を絶縁膜２０からはみ出させて、金属パターン１０を基材Ｗと接触させても良い。こうすることによって、基材Ｗの所定の部分同士を金属パターン１０を介して導通させることができる。
【００３０】
最後に金属パターン描画装置から基材Ｗが搬出されて（ステップＳ５）、金属パターン付き基材１が完成する。
【００３１】
以上の金属パターン描画方法および金属パターン付き基材により、腐食のおそれなく微細な金属パターンをインクジェット法で形成することができる。
【００３２】
ここで、本発明の金属パターン描画方法および金属パターン付き基材は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば上記の説明では一つの絶縁膜上に１つの金属パターンが形成されているが、絶縁膜上に複数の金属パターンが形成されていても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１  金属パターン付き基材
１０  金属パターン
１１  金属インク
２０  絶縁膜
３０  インクジェットヘッド
Ｗ  基材
【図１】
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【図２】
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