图案形成方法、电子配线基板、光学元件及图案形成装置的制造方法_4

文档序号:8343871阅读:来源:国知局
外,只要可提高第2油墨滴54a的粘度,则并不限定于紫 外线照射灯56。若第2油墨为UV硬化系油墨,则对第2油墨滴54a照射紫外光,若第2油 墨滴54a为热硬化·热干燥系油墨,则利用平板加热器(platen heater)或者IR加热器等 进行加热,由此提高第2油墨滴54a的粘度。进而,也可照射激光束来提高第2油墨滴54a 的粘度。
[0113] 进而,图案形成部16也可形成覆盖图案形成区域以及非图案形成区域的膜。如上 所述,图案形成部16并不限定于成为图案的膜的形成。
[0114] 在图案形成部16,以多遍方式滴注第1油墨、第2油墨。
[0115] 在图案形成部16,具体而言,一边在副扫描方向M上,以规定的遍数使驱动托架50 穿梭扫描(shuttle sean),一边从第1喷出头52对图案形成区域滴注第1油墨,同时从第 2喷出头54对非图案形成区域滴注第2油墨。
[0116] 此时,在1遍完毕前,也可利用紫外线照射灯56对第2油墨滴54a照射紫外光(以 下,将紫外光的照射简称为UV曝光)而使其硬化。
[0117] 此处,所谓多遍方式,是指通过驱动托架50在副扫描方向M上的多次扫描(多遍) 来完成规定区域的图案的方式。
[0118] 图案形成中,遍数优选为20以上,更优选为50以上,尤其优选为100以上。
[0119] 另外,为了使所形成的图案进而厚膜化,可在以规定的遍数来1次形成图案后,进 而重叠形成相同的图案。重叠图案的次数并无特别限定。例如以成为所必需的厚度的方式 来设定图案的重叠次数。
[0120] 本实施方式中,优选为考虑到濡湿扩散而以成为最佳间隔的方式滴注。优选为以 与对各个区域单独滴注时的扩散径大致相等以下的间隔来滴注。由此,第1油墨的第1油 墨滴在图案形成区域42上扩散,第2油墨的第2油墨滴在非图案形成区域44上扩散。
[0121] 该情况下,相对于在濡湿区域未干燥时的油墨滴的点径成为滴注间隔的打適量, 而滴注充分的量,例如滴注5倍以上的第1油墨。若为5倍以上,则无间隙地滴注第1油墨, 可为10倍以上,也可为20倍。
[0122] 关于UV曝光,设定曝光量为照射第2油墨的合计照射量的1/遍数(m)~1八遍 数mX重叠描绘数η)的条件。
[0123] 此处,本发明中,所谓油墨,是指形成在光学性、电气性、机械性、生物学性、力学性 等方面发挥功能的图案者。并不限定于所谓照相(photographic)领域中定义的油墨之类 的以使染料或者颜料等发色为目的的原材料为主原料者,纳米尺寸的金属微粒子、金属络 合物溶液、有机半导体的前体、细胞、光学功能性粒子以及液晶材料等可成为主原料。
[0124] 进而,将用于赋予硬化?干燥特性的聚合引发剂与单体、热塑性树脂、热硬化性树 月旨、或者低聚物等制成粘合剂,利用溶剂、界面活性剂等或者粘度调整剂等来对可自喷墨头 喷出的物性,例如粘度以及表面张力进行调整,将所得者作为油墨。
[0125] 第1油墨为具有挥发特性的油墨。所谓挥发特性,是指油墨中所含的溶剂通过自 然干燥、或者干燥处理等而挥发的特性。
[0126] 第1油墨中,例如可使用已知的极性溶剂系银油墨(例如,阪东化学(Bando Chemical)的流体金属(Flow Metal) SW-1020,哈利玛化成(Harima Chemicals) NPS-J、三 菱制纸的银油墨等)、铜系油墨、颜色的颜料油墨(爱普生(Epson)PX打印机用水系油墨) 等。
[0127] 对于第1油墨,为了制成膜等,或者为了发挥规定的性能,而视需要进行加热煅 烧?烧结或者光煅烧。
[0128] 第1油墨例如可使用日本专利第4416080号公报中记载的以下所示的含有金属微 粒子的油墨。
[0129] 含有金属微粒子的油墨包含:(A)至少含有金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒 子的分散液、(B)金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子的分散液以及含有还原剂的溶液 的至少2种、或者(C)金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子的分散液以及碱或者碱前体 溶液的至少2种。
[0130] [1]金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子的分散液
[0131] (A)金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子的组成以及尺寸
[0132] 本发明中使用的构成金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子的金属可列举:Au、 Ag、Cu、Pt、Pd、In、Ga、Sn、Ge、Sb、Pb、Zn、Bi、Fe、Ni、Co、Mn、Tl、Cr、V、Ru、Rh、Ir、Al 等。这 些金属的氧化物或者氢氧化物中,优选为:Au、Ag、Cu、Pt、Pd、In、Ga、Sn、Ge、Sb、Pb、Zn、Bi、 Fe、Ni以及Co的氧化物,尤其是Ag或者Cu的氧化物,例如Ag2OXuO以及Cu2O等由于容易 被还原,所生成的金属比较稳定,故而优选。该金属氧化物微粒子的平均微晶尺寸为Inm~ 100nm,优选为 Inm ~50nm。
[0133] (a)吸附性化合物
[0134] 作为吸附性化合物,有效的是具有-SH、-CN、-NH2、-S020H、-S00H、-0Ρ0(0Η) 2、- COOH等官能基的化合物,特别优选为具有-SH基的化合物(十二烷硫醇、L-半胱氨酸 (L-cysteine)等)、或者具有NH2基的化合物(辛基胺、十二烷基胺、油基胺、油酸酰胺、月桂 酸酰胺等)。在亲水性胶体的情况下,优选为使用具有亲水性基(例如-SO 3M或者-COOM (M 表示氢原子、碱金属原子或者铵分子等))的吸附性化合物。
[0135] (b)界面活性剂
[0136] 界面活性剂可使用:阴离子界面活性剂(例如双(2-乙基己基)磺基丁二酸钠以 及十二烷基苯磺酸钠等)、非离子界面活性剂(例如聚烷基二醇的烷基酯以及烷基苯基醚 等)、氟系界面活性剂等。
[0137] (C)亲水性高分子
[0138] 另外,作为亲水性高分子,例如可使羟基乙基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯 醇、聚乙二醇等包含于胶体分散液中。
[0139] (d)添加量
[0140] 相对于金属氧化物微粒子,吸附性化合物、界面活性剂和/或亲水性高分子的添 加量优选为以质量比计为〇. 01倍~2倍,尤其优选为0. 1倍~1倍。吸附性化合物、界面 活性剂和/或亲水性高分子优选为以〇. Inm~IOnm的厚度包覆金属氧化物微粒子的表面。 此外,包覆不需要相同,只要包覆金属氧化物微粒子的表面的至少一部分即可。
[0141] 金属氧化物微粒子是由吸附性化合物、界面活性剂或者亲水性高分子等有机化合 物进行表面修饰,该情况可在场发射-透射式电子显微镜(Field Emission-Transmission Electron Microscope,FE-TEM)等高分辨率TEM的观察中,通过金属氧化物微粒子间隔固 定、以及化学分析来确认。
[0142] (e)溶剂
[0143] 金属氧化物或者金属氢氧化物的分散溶剂(以及后述油墨的溶剂)可列举以下溶 剂。
[0144] (1)乙酸丁酯、溶纤剂乙酸酯等酯类
[0145] (2)甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮、乙酰基丙酮等酮类
[0146] (3)二氯甲烷、1,2_二氯乙烷、氯仿等氯化烃类
[0147] (4)二甲基甲酰胺等酰胺类
[0148] (5)环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、癸烷等脂肪族烃类
[0149] (6)甲苯、二甲苯等芳香族烃类
[0150] (7)四氢呋喃、乙醚、二噁烷等醚类
[0151] (8)乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、二丙酮醇、乙二醇、2,5_己二醇、1,4_ 丁二醇、 环己醇、环戊醇、环己烯醇等醇类
[0152] (9) 2, 2, 3, 3-四氟丙醇等氟系溶剂类
[0153] (10)乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚等二醇醚类
[0154] (11)2-二甲基氨基乙醇、2-二乙基氨基乙醇、2-二甲基氨基异丙醇、3-二乙基氨 基-1-丙醇、2-二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇、2-甲基氨基乙醇、4-二甲基氨基-1- 丁醇等 烷基氣基醇类
[0155] (12) 丁酸、异丁酸、2-乙基丁酸、特戊酸、戊酸、丙酸、乳酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、 丙炔酸(propiolic acid)、乙基甲基乙酸、稀丙基乙酸等羧酸类
[0156] (13)二乙三胺、乙二胺等胺类等。
[0157] (14)水
[0158] 这些溶剂可考虑到金属氧化物或者金属氢氧化物的分散稳定性、还原剂的溶解 性、还原剂对于氧化的稳定性、粘度等,来单独使用或者将两种以上组合使用。另外,优选 为选择金属氧化物或者金属氢氧化物的分散性以及还原剂的溶解性优异的溶剂(通用溶 剂)。
[0159] (C)分散液
[0160] 分散液中的金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子的浓度优选为以金属换算值 计为1质量%~80质量%,更优选为5质量%~70质量%。另外,分散液可含有一种金 属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子,也可含有多种金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒 子。另外,金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子中的金属的价数可为1种,也可为多种的 混合物。进而为了调节能量的未照射部以及照射部的绝缘性/导电性,也可将SiCKSiO 2W 及TiO2等无机微粒子或者聚合物(可为微粒子,也可不为微粒子)与金属氧化物或者金属 氢氧化物的微粒子并用。此外,分散液中的金属氧化物或者金属氢氧化物的微粒子的粒径 通常为形成胶体的程度
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