形成在基材上的构造体、构造体的制造方法和线图案的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及形成在基材上的构造体、构造体的制造方法和线图案。特别地，本发明 涉及喷出墨水而形成在基材上的构造体、该构造体的制造方法和线图案。
【背景技术】
[0002] 电气/电子设备不仅追求能够应对高性能化和小型化、低成本化的设计/制造技 术，还追求能够应对制品的多样化和制品周期的短期化的设计/制造技术。然而，要想将 一般利用光蚀法掩蔽金属、非金属材料的薄膜并通过蚀刻等而形成的膜微细图案化，工序 复杂，对图案的灵活性（flexibility)的限制也多，在具有大台阶差的部位难以形成连续 的图案；另外，在非金属材料的情况下，蚀刻速度慢，而且由于蚀刻温度高，在蚀刻气体对基 板、器件结构的损害、掩蔽材料的耐久性等方面具有很多制造上的问题。
[0003] 近些年来，已开发出这样的方法，即：用喷墨方式将金属纳（nano)粒子墨水、金属 醇盐（alkoxide)溶液等原料液滴化，在基板上直接描绘来形成微细图案，通过实施热处理 等，无需蚀刻工序地来形成金属、陶瓷膜的微细构造体。通过将液滴微细化，也可形成1 μπι 左右线宽的构造体。
[0004] 在上述方法的情况下，形成在基板上的热处理前的微细图案并未结晶化或金属 化，需要热处理来结晶化。然而，如果使膜堆积得厚再进行一次热处理，则由于膜随着结晶 化而收缩，会产生裂纹、剥离，难以稳定地制造器件。另外，为了获得膜的厚度，需要在相同 的部位反复进行多次堆积，所以难以高速地形成膜厚厚的构造体。
[0005] 在以往的喷墨方法中，在液滴着落在基板上时，会由于因表面张力导致基板材料 的浸润性、或因基板表面粗糙度所引起的毛细管效果而使液滴扩散，线宽成为液滴直径的 数倍以上，所以难以进行更微细的描绘。为了克服这些问题，例如专利文献1记载了下述微 细喷墨技术，即，通过将喷嘴开口尺寸微小化为10 μm以下，并使用电场吸引使喷出液滴的 尺寸成为以体积计的1/1000以下，而能够进行微米尺寸的线宽的微细描绘。
[0006] 然而，在专利文献1的技术中，由于液滴尺寸非常小，所以从每个喷嘴向基板 供给的材料数量非常微量，一次描绘的膜厚为数十nm程度，为了获得数微米以上的厚 度，需要进行数十次以上的重复涂覆。因此，制造时间变长，而不能获得实用的生产能力 (through-put)，且由于喷嘴被微细化，所以存在容易引起堵塞的实用上的问题。
[0007] 另一方面，例如，专利文献2记载了一种技术，即，将着落在基板上的墨水的微小 液滴的液滴直径达到最大容许液滴直径的时间设为容许经过时间，并设定为使在从着落 时起经过容许经过时间时，着落于基板上的微小液滴从着落位置移动至照射位置的扫描速 度，从着落时起经过容许经过时间时、即着落后的微小液滴位于照射位置时，对该微小液滴 照射激光，据此对形成的构造体的形状进行控制。然而，由于专利文献2的技术向着落时的 微小液滴照射激光，如果激光加热不充分，则液滴不能充分干燥固化，而且，如果激光功率 强，则存在因墨水突然沸腾现象而产生微小孔和凹凸等情况，条件的最优化困难，进一步的 构造体的微细化困难。
[0008] 专利文献I
[0009] 专利文献1 :特开2004 - 165587号公报
[0010] 专利文献2 :特开2009 - 101356号公报
【发明内容】
[0011](发明所要解决的问题）
[0012] 本发明为了解决上述问题而成，其目的在于提供一种能够抑制墨水向基材上的描 绘线的宽度方向的润湿扩展，并实现高的高宽比（aspect ratio)的构造体、该构造体的制 造方法和线图案。
[0013] (解决问题的措置）
[0014] 本发明的一个方式提供一种构造体，具备：液滴重叠固化层，其通过使液滴在基材 的移动方向上倾斜并连续地重叠固化而构成；液滴流动固化层，其通过使上述液滴在上述 液滴重叠固化层上流动，上述液滴不重叠地连续固化而构成；凹陷部，形成在上述液滴重叠 固化层与上述液滴流动固化层的边界区域。
[0015] 优选地，在上述构造体中，上述液滴重叠固化层在侧部具备在上述基材的移动方 向上连续地倾斜而形成的凸形状部。
[0016] 优选地，在上述构造体中，上述构造体的高宽比为0. 1以上。
[0017] 优选地，上述构造体相对于基材面具有5度以上的角度。
[0018] 优选地，在上述构造体中，上述液滴流动固化层通过金属微粒子分散而形成，且金 属微粒子在上述液滴流动固化层的表面分散地出现。
[0019] 另外，本发明的一个实施方式提供一种构造体的制造方法，包括下述步骤：向移动 的基材照射光；形成在上述基材的移动方向的上游侧具有峰值温度的温度轮廓；使液滴着 落在上述温度轮廓的、从峰值温度变成上述基材的移动方向的下游侧的低温的温度区域。
[0020] 优选地，在上述构造体的制造方法中，变成上述基材的移动方向下游侧的低温的 温度区域的温度梯度为l°c /mm以上且100°C /mm以下。
[0021] 优选地，在上述构造体的制造方法中，上述温度轮廓也可以是非高斯分布。
[0022] 优选地，在上述构造体的制造方法中，上述温度轮廓为，使上述非高斯分布的温度 轮廓在上述移动基板上以上述液滴着落位置为中心旋转而成的帽形或双峰形状的温度分 布。
[0023] 优选地，在上述构造体的制造方法中，上述温度轮廓由上述光的照射功率、上述基 材的导热率、热容量和移动速度规定。
[0024] 另外，本发明的一个实施方式提供一种具备上述任一种构造体的线图案。
[0025] 优选地，上述线图案具备0.5 ym以上的宽度、0. 1以上的高宽比。
[0026](发明的效果）
[0027] 根据本发明，提供一种能够抑制墨水向基材上的描绘线的宽度方向的浸润扩展， 并实现高的高宽比的构造体、该构造体的制造方法和线图案。
【附图说明】
[0028] 图1表示本发明的一个实施方式涉及的构造体10的示意图，图I (a)是构造体10 的侧视图，图I (b)是图I (a)的AA'处的构造体10的剖视图。
[0029] 图2表示本发明一个实施方式涉及的构造体的SEM像，图2 (a)是构造体10的俯 视图，图2 (b)是其放大图，图2 (c)是构造体10的侧视图。
[0030] 图3表示本发明一个实施方式涉及的构造体的SEM像，图3 (a)是构造体10的俯 视图，图3(b)是其剖视图，图3(c)是构造体10的俯视放大图。
[0031] 图4表示本发明一个实施方式涉及的构造体的SEM像。
[0032] 图5是本发明一个实施方式涉及的构造体的制造装置100的示意图，是表示从上 面观看基材50时的温度分布的示意图和表示移动了的基材50的温度分布的示意图。
[0033] 图6表显示本发明一个实施方式涉及的液滴着落位置103的温度分布与所形成的 构造体的关系的图。
[0034] 图7是表示本发明一个实施方式涉及的构造体10被形成的情形的示意图，图7 (a) 是表示在图6的第一温度区域（负温度梯度）下的构造体90的情形的示意图，图7(b)是 表示在图6的第三温度区域（正温度梯度）下的构造体10被形成的情形的示意图。
[0035] 图8是表示本发明一个实施方式涉及的构造体10的形状的示意图，图8(a)是表 示在静止的基材上固化了的液滴20的示意图，图8(b)是表示在移动的基材上固化了的液 滴21的示意图，图8(c)在用（b)的BB'处剖切构造体10的剖视图，图8(d)是图8(c)的 CC'处的构造体10的剖视图。
[0036] 图9是表示本发明一个实施方式涉及的液滴着落位置103的温度分布的图。
[0037] 图10是本发明一个变形例涉及的环状照射光的示意图。
[0038] 图11是本发明一变形例涉及的加热部210的示意图。
[0039] 图12是本发明一个变形例涉及的环状照射光的示意图。
[0040] 图13是观察本发明一个实施例涉及的液滴的固化状态的SEM像，图13(a)是用 50Hz频率喷出而在基材上固化了的液滴的SEM像，图13(b)是其放大图，图13(c)是用 250Hz频率喷出而在基材上固化了的液滴的SEM像，图13 (d)是其放大图。
[0041] 图14是表示本发明一个实施例涉及的基材50上的温度梯度与高宽比的关系的 图，图14 (a)是以不足1°C /mm的温度梯度所形成的构造体90的SEM像，图14 (b)是以1°C / mm以上且100°C /mm以下的温度梯度所形成的本发明的实施方式涉及的构造体10的SEM 像，图14(c)是以比100°C /mm大的温度梯度所形成的构造体50的SEM像。
[0042] 图15是表不本发明一个实施例涉及的模拟结果的图。
[0043] 图16是表示用本发明一个实施方式涉及的热像仪（thermoviewer)进行测量的测 量结果与模拟结果的比较结果的图。
【具体实施方式】
[0044] 下文，参照附图对本发明涉及的、形成在基材上的构造体、构造体的制造方法和线 图案进行说明。但是本发明