パターン形成方法
【課題】作業工程管理が容易で、安価な装置を使用したパターン形成方法を提供する。
【解決手段】紫外線硬化樹脂を含んだインクのみを用いて、紫外線照射炉にて硬化工程を一度に行うので、作業工程管理が容易で、加熱装置を必要とすることなく、安価な装置を使用したパターン形成方法が得られる。また、基板の表面に着弾した第1の液滴と大気との間に、表面自由エネルギーの低い液体材料の薄い層が移動し、隣接する第1の液滴同士の間に液体材料の層が介在するため、隣接する第1の液滴同士の結合が防止される。したがって、瘤状のバルジ等の発生が抑えられ、樹脂膜パターンの幅や膜厚が略均一になり、高密度で描画線幅の微細化が可能なパターン形成方法が得られる。
【解決手段】紫外線硬化樹脂を含んだインクのみを用いて、紫外線照射炉にて硬化工程を一度に行うので、作業工程管理が容易で、加熱装置を必要とすることなく、安価な装置を使用したパターン形成方法が得られる。また、基板の表面に着弾した第1の液滴と大気との間に、表面自由エネルギーの低い液体材料の薄い層が移動し、隣接する第1の液滴同士の間に液体材料の層が介在するため、隣接する第1の液滴同士の結合が防止される。したがって、瘤状のバルジ等の発生が抑えられ、樹脂膜パターンの幅や膜厚が略均一になり、高密度で描画線幅の微細化が可能なパターン形成方法が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット法を用いて液滴を基板上に吐出することにより、所定のパターンを形成するパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インクジェット法を用いて液滴を吐出して、基板にパターンを形成するパターン形成方法が知られている。従来のリソグラフィを用いたパターン形成方法は、真空成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、レジスト剥離工程といったコストのかかる工程が必要になる。
しかしながら、パターンの形成にインクジェット法を用いることにより、上記の工程を省略することができるため、安価にパターンを形成することができる。
特に、基板に配線パターンを描画するような場合には、配線抵抗を下げるために、配線パターンの断面積を大きくする必要がある。その一方で、回路の微細化に伴い、配線幅は小さいことが好まれる。それゆえ、回路基板の配線作成技術においては、厚膜細線形状のパターンを形成する技術が求められている。
【0003】
インクジェット法を用いて基板にパターンを形成する場合、流動状のインクからなる液滴を吐出し、基板上の所定の位置に着弾させて配線を形成している。ここで、基板表面の特性により、着弾したインク液滴が広がり過ぎる、あるいは、インク液滴が互いに分離する。その結果、基板上に、瘤状のインク溜まり(バルジ)が形成されてしまう虞がある。着弾するインク液滴の大部分が、このバルジに集中してしまうと、形成されるパターンにパターン幅やパターン厚に極端な差異が生じてしまい、好ましくない。このため、着弾したインク液滴が広がり過ぎる、あるいは、インク液滴が互いに分離することを極力抑え、基板上に所望するパターンを形成することのできる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
特許文献1に記載された樹脂膜形成方法は、複数の第1樹脂液の液滴が互いに接触しないように基板上に離間配置する第1樹脂液配置工程と、基板上に配置された第1樹脂液の少なくとも表面を硬化させる第1樹脂液硬化工程と、第1樹脂液の液滴の少なくとも表面が硬化した後、基板上の第1樹脂液の液滴間の略中央に第2樹脂液の液滴を配置する第2樹脂液滴配置工程と、基板上に配置された第2樹脂液の液滴を硬化させる第2液滴硬化工程とを含むことを特徴としたものである。
【0005】
この樹脂膜形成方法によれば、基板上に第1樹脂液の液滴を離間配置することで第1樹脂液の液滴は互いに合一することがなく、その表面が少なくとも硬化した状態で、第1樹脂液の液滴間に第2樹脂液の液滴を配置することで、第2樹脂液の液滴は隣接する第1樹脂液の液滴間をブリッジするように濡れ広がり、第1樹脂液の液滴間の隙間を埋めることが可能となる結果、バルジ等が発生することなく、樹脂膜パターンの幅や膜厚を均一にすることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−253859号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に記載のパターン形成方法である樹脂膜形成方法では、熱硬化性の樹脂液と紫外線硬化性の樹脂液という異なった樹脂液を用いる必要がある。このため、樹脂液毎に液体吐出ヘッドを設置する必要がある。また、1つの吐出ヘッドからそれぞれ液滴化されて吐出してもよいとあるが、性質の異なった樹脂液が混合する虞がある。また、熱硬化工程を必要とするため、加熱装置を備える必要があり、装置を安価にできない。
【0008】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、作業工程管理が容易で、安価な装置を使用した描画線幅の微細化が可能なパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した目的を達成するべく本発明に係るパターン形成方法は、インクジェット法で、紫外線硬化樹脂を含んだインクを液滴として吐出して基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、基板の表面に液体材料を塗布する液体材料塗布工程と、前記液体材料を塗布した前記基板上に、着弾した液滴の直径よりも長い間隔で複数の第1の液滴を吐出し、着弾配置する第1の液滴配置工程と、前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴の間に第2の液滴を吐出し、着弾配置する第2の液滴配置工程と、前記第1の液滴および前記第2の液滴が着弾配置した基板を紫外線照射炉の中に入れ、前記紫外線照射炉にて、前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴および前記第2の液滴を紫外線硬化させる硬化工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【0010】
紫外線硬化樹脂を含んだインクのみを用いて、紫外線照射炉にて硬化工程を一度に行うので、作業工程管理が容易で、加熱装置を必要とすることなく、安価な装置を使用したパターン形成方法が得られる。
【0011】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記液体材料が低表面自由エネルギーの液体材料であることを特徴とする。
【0012】
また、基板の表面に着弾した第1の液滴と大気との間に、表面自由エネルギーの低い液体材料が移動し、隣接する第1の液滴同士の間に液体材料が介在するため、隣接する第1の液滴同士の結合が防止される。したがって、瘤状のバルジ等の発生が抑えられ、樹脂膜パターンの幅や膜厚が略均一になり、高密度で描画線幅の微細化が可能なパターン形成方法が得られる。
【0013】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記低表面自由エネルギーの液体材料が紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体であることを特徴とする。
【0014】
低表面自由エネルギーの液体材料が紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体であるので、第1の液滴および第2の液体とともに、硬化工程において液体材料が紫外線照射炉の中で紫外線硬化され、低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0015】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記低表面自由エネルギーの液体材料がフッ素系不活性液体であることを特徴とする。
【0016】
硬化工程において、紫外線照射炉を通過させる際、紫外線照射炉の熱によってフッ素系不活性液体が乾燥、蒸発するので、低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0017】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記第1の液滴と前記第2の液滴とは同じインクから液滴化したものであることを特徴とする。
【0018】
第1の液滴と第2の液滴とは同じインクから液滴化したものであるので、硬化工程において、同じ硬化条件で紫外線硬化が可能で、異なる硬化工程が必要でなく、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【発明の効果】
【0019】
上記のパターン形成方法によれば、複数の樹脂を用いることなく、紫外線硬化性の樹脂を含んだインクのみを用いるため、作業工程管理が容易となる。また、加熱装置を必要とすることなく、1つの液体吐出ヘッドから構成されるため、装置を安価にできるといった効果を奏する。さらに、隣接していながらインク同士が融合しないため、高密度なパターンが形成できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャート図。
【図2】直線パターンの配置を示した平面図。
【図3】パターン形成方法の工程を表すA−A概略断面図。
【図4】第1の液滴と第2の液滴を紫外線硬化して直線パターンを形成した平面図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明のパターン形成方法について、実施形態を挙げて詳しく述べる。
図1は、実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャート図である。
図1において、実施形態におけるパターン形成方法は、液体材料塗布工程と、第1の液滴配置工程と、第2の液滴配置工程と、硬化工程とを含む。
【0022】
図2は、実施形態において形成する直線パターン10の配置を示した平面図である。
図3に、実施形態におけるパターン形成方法の工程を表すA−A概略断面図を示した。ここで、図3は図2におけるA−A概略断面図である。図3(a)は液体材料塗布工程を、図3(b)および図3(c)は第1の液滴配置工程を、図3(d)および図3(e)は第2の液滴配置工程を、図3(f)は硬化工程を示している。ここで、図3(f)に示した実線矢印は、紫外線を表している。
図2および図3に図示した構成要素の大きさ、厚さ、数等は、説明の便宜上のものであり、実際の構成要素の大きさ、厚さ、数等は、図示されたものに限定されるものではない。
【0023】
図2において、実施形態では、例えば、直線パターン10を複数形成する。直線パターン10間の距離は、例えば約40μmとする。
なお、パターン形成方法で形成するパターンは、直線パターン10に限らず、例えば、曲線パターンであってもよいし、直線パターンを組み合わせたパターンでもよいし、直線パターンと曲線パターンとを組み合わせたパターンであってもよい。
【0024】
以下に、実施形態におけるパターン形成方法について工程ごとに詳しく説明する。
(液体材料塗布工程)
液体材料塗布工程では、基板の表面に液体材料を塗布する。
図3(a)において、まず、例えば、基板としてのアクリル基板1の表面の異物除去洗浄を行い、アクリル基板1の表面から異物を除去する。次に、異物除去洗浄を行なったアクリル基板1の表面に、低表面自由エネルギーの液体材料として、例えば、紫外線硬化樹脂を含んだフッ素を含有するアクリル系液体材料2を塗布する。アクリル系液体材料2の塗布方法は特に限定されず、スピンコート法、ロールコート法、ディップ法等を用いることができる。アクリル基板1の表面には、低表面自由エネルギーの液体層が形成される。
なお、基板は、アクリル基板1に限らず、合成樹脂基板、セラミック基板、金属基板等を用いることができる。
【0025】
(第1の液滴配置工程)
次に、第1の液滴配置工程では、液体材料を塗布した基板上に、着弾した液滴の直径よりも大きいピッチで複数の第1の液滴を吐出し、着弾配置する。
図3(b)および図3(c)において、アクリル基板1上にアクリル系液体材料2を塗布した状態で、アクリル系液体材料2を乾燥、硬化させることなく、アクリル系液体材料2を塗布したアクリル基板1上にインクジェットヘッドからインク(紫外線照射により硬化する紫外線硬化樹脂を含んだインク)を液滴化し、アクリル基板1の表面に複数の第1の液滴3を吐出し(図3(b)参照)、そして、アクリル基板1上に着弾したさせた第1の液滴3の直径よりも長い距離で複数の第1の液滴3を着弾させる(図3(c)参照)。
【0026】
このとき、アクリル基板1表面に着弾した第1の液滴3と大気との間に、表面自由エネルギーの低いアクリル系液体材料2の薄い層が移動し、隣接する第1の液滴3同士の間にアクリル系液体材料2の層が介在するため、隣接する第1の液滴3同士の結合が防止される。
例えば、インクの粘度が10.4mPa・s(at25℃)、表面張力が24mN/mの場合で、インクジェット法における吐出時の温度を30℃にて使用し、インクジェットヘッドから吐出された第1の液滴3の1滴の体積を14plとすると、第1の液滴3の直径は35μmであった。このような条件の場合、第1の液滴3間の間隔は、アクリル基板1上に着弾させた第1の液滴3の直径35μmよりも大きい間隔とすることができる。
【0027】
(第2の液滴配置工程)
次に、第2の液滴配置工程では、基板上に着弾配置した複数の第1の液滴の間に第2の液滴を吐出し、着弾配置する。ここで、第2の液滴は、第1の液滴の間に一つまたは複数吐出できる。
図3(d)および図3(e)において、第1の液滴3と同じ液体材料で、同じ吐出液滴量である第2の液滴4を同じインクジェットヘッドから一つまたは複数の液滴として吐出し、アクリル基板1上に着弾配置された第1の液滴3の間に着弾するように吐出する(図3(d)参照)。ここで、第1の液滴2と第2の液滴4は同じインクを用いて同じ条件で液滴化する。
【0028】
インクジェットヘッドから吐出された第2の液滴4を、着弾配置した第1の液滴3の間に着弾させると、第1の液滴3と第2の液滴4は融合、結合した状態となる(図3(e)参照)。
【0029】
(硬化工程)
次に、硬化工程では、第1の液滴と第2の液滴とが着弾配置した基板を紫外線照射炉の中に入れ、紫外線照射炉にて基板上に着弾配置した第1の液滴と第2の液滴を紫外線硬化させる。
図3(f)において、第1の液滴3と第2の液滴4を着弾配置させたアクリル基板1を紫外線照射炉の中を通過させる。紫外線照射によってアクリル系液体材料2と共に、着弾した第1の液滴3および第2の液滴4を硬化させる。
【0030】
図4に、実際に第1の液滴および第2の液滴を紫外線硬化して直線パターン10を形成した平面図を示した。ここで、図4は、直線パターン10が形成された面を平面視した写真である。
図4において、実施形態のパターン形成方法によって、瘤状のバルジが生じることのない直線パターン10が形成できることがわかった。また、隣接する直線パターン10はアクリル系液体材料2の介在によって直線パターン10同士が融合することなく、高密度に形成することができることがわかった。
【0031】
また、アクリル基板1上の塗布処理として紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体材料2を用いたが、例えば、フッ素系不活性液体、例えば、住友スリーエム株式会社製商品名「フロリナート」(登録商標)、ソルベイ ソレクシス(株)製商品名「ガルデン」(登録商標)を用いてもよい。この場合、紫外線照射炉を通過させる際、紫外線照射炉の熱によってフッ素系不活性液体が乾燥、蒸発し、同時に、紫外線照射によって着弾した第1の液滴3と第2の液滴4を硬化させる。この硬化によって、瘤状のバルジが生じることのない直線パターン10を形成することができる。
ここで、紫外線照射炉の熱によってフッ素系不活性液体が乾燥、蒸発するので、低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0032】
同様に揮発性の観点から、低表面自由エネルギーの液体材料は、フッ素系不活性液体に限らず、例えば、エタノール、ブタノールなどのアルコール類やオクタン、ヘキサンなどの有機溶媒でも、紫外線照射炉の熱によって乾燥、蒸発するので、これらの低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0033】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、例として挙げた液滴間の間隔、直線パターン間の間隔、表面張力、吐出時の温度、液滴の体積等は、実施形態以外の数値も選択可能である。
また、その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【符号の説明】
【0034】
1:基板としてのアクリル基板、2:液体材料としてのアクリル系液体材料、3:第1の液滴、4:第2の液滴、10:直線状パターン。
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット法を用いて液滴を基板上に吐出することにより、所定のパターンを形成するパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インクジェット法を用いて液滴を吐出して、基板にパターンを形成するパターン形成方法が知られている。従来のリソグラフィを用いたパターン形成方法は、真空成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、レジスト剥離工程といったコストのかかる工程が必要になる。
しかしながら、パターンの形成にインクジェット法を用いることにより、上記の工程を省略することができるため、安価にパターンを形成することができる。
特に、基板に配線パターンを描画するような場合には、配線抵抗を下げるために、配線パターンの断面積を大きくする必要がある。その一方で、回路の微細化に伴い、配線幅は小さいことが好まれる。それゆえ、回路基板の配線作成技術においては、厚膜細線形状のパターンを形成する技術が求められている。
【0003】
インクジェット法を用いて基板にパターンを形成する場合、流動状のインクからなる液滴を吐出し、基板上の所定の位置に着弾させて配線を形成している。ここで、基板表面の特性により、着弾したインク液滴が広がり過ぎる、あるいは、インク液滴が互いに分離する。その結果、基板上に、瘤状のインク溜まり(バルジ)が形成されてしまう虞がある。着弾するインク液滴の大部分が、このバルジに集中してしまうと、形成されるパターンにパターン幅やパターン厚に極端な差異が生じてしまい、好ましくない。このため、着弾したインク液滴が広がり過ぎる、あるいは、インク液滴が互いに分離することを極力抑え、基板上に所望するパターンを形成することのできる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
特許文献1に記載された樹脂膜形成方法は、複数の第1樹脂液の液滴が互いに接触しないように基板上に離間配置する第1樹脂液配置工程と、基板上に配置された第1樹脂液の少なくとも表面を硬化させる第1樹脂液硬化工程と、第1樹脂液の液滴の少なくとも表面が硬化した後、基板上の第1樹脂液の液滴間の略中央に第2樹脂液の液滴を配置する第2樹脂液滴配置工程と、基板上に配置された第2樹脂液の液滴を硬化させる第2液滴硬化工程とを含むことを特徴としたものである。
【0005】
この樹脂膜形成方法によれば、基板上に第1樹脂液の液滴を離間配置することで第1樹脂液の液滴は互いに合一することがなく、その表面が少なくとも硬化した状態で、第1樹脂液の液滴間に第2樹脂液の液滴を配置することで、第2樹脂液の液滴は隣接する第1樹脂液の液滴間をブリッジするように濡れ広がり、第1樹脂液の液滴間の隙間を埋めることが可能となる結果、バルジ等が発生することなく、樹脂膜パターンの幅や膜厚を均一にすることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−253859号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に記載のパターン形成方法である樹脂膜形成方法では、熱硬化性の樹脂液と紫外線硬化性の樹脂液という異なった樹脂液を用いる必要がある。このため、樹脂液毎に液体吐出ヘッドを設置する必要がある。また、1つの吐出ヘッドからそれぞれ液滴化されて吐出してもよいとあるが、性質の異なった樹脂液が混合する虞がある。また、熱硬化工程を必要とするため、加熱装置を備える必要があり、装置を安価にできない。
【0008】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、作業工程管理が容易で、安価な装置を使用した描画線幅の微細化が可能なパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した目的を達成するべく本発明に係るパターン形成方法は、インクジェット法で、紫外線硬化樹脂を含んだインクを液滴として吐出して基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、基板の表面に液体材料を塗布する液体材料塗布工程と、前記液体材料を塗布した前記基板上に、着弾した液滴の直径よりも長い間隔で複数の第1の液滴を吐出し、着弾配置する第1の液滴配置工程と、前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴の間に第2の液滴を吐出し、着弾配置する第2の液滴配置工程と、前記第1の液滴および前記第2の液滴が着弾配置した基板を紫外線照射炉の中に入れ、前記紫外線照射炉にて、前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴および前記第2の液滴を紫外線硬化させる硬化工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【0010】
紫外線硬化樹脂を含んだインクのみを用いて、紫外線照射炉にて硬化工程を一度に行うので、作業工程管理が容易で、加熱装置を必要とすることなく、安価な装置を使用したパターン形成方法が得られる。
【0011】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記液体材料が低表面自由エネルギーの液体材料であることを特徴とする。
【0012】
また、基板の表面に着弾した第1の液滴と大気との間に、表面自由エネルギーの低い液体材料が移動し、隣接する第1の液滴同士の間に液体材料が介在するため、隣接する第1の液滴同士の結合が防止される。したがって、瘤状のバルジ等の発生が抑えられ、樹脂膜パターンの幅や膜厚が略均一になり、高密度で描画線幅の微細化が可能なパターン形成方法が得られる。
【0013】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記低表面自由エネルギーの液体材料が紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体であることを特徴とする。
【0014】
低表面自由エネルギーの液体材料が紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体であるので、第1の液滴および第2の液体とともに、硬化工程において液体材料が紫外線照射炉の中で紫外線硬化され、低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0015】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記低表面自由エネルギーの液体材料がフッ素系不活性液体であることを特徴とする。
【0016】
硬化工程において、紫外線照射炉を通過させる際、紫外線照射炉の熱によってフッ素系不活性液体が乾燥、蒸発するので、低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0017】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前記第1の液滴と前記第2の液滴とは同じインクから液滴化したものであることを特徴とする。
【0018】
第1の液滴と第2の液滴とは同じインクから液滴化したものであるので、硬化工程において、同じ硬化条件で紫外線硬化が可能で、異なる硬化工程が必要でなく、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【発明の効果】
【0019】
上記のパターン形成方法によれば、複数の樹脂を用いることなく、紫外線硬化性の樹脂を含んだインクのみを用いるため、作業工程管理が容易となる。また、加熱装置を必要とすることなく、1つの液体吐出ヘッドから構成されるため、装置を安価にできるといった効果を奏する。さらに、隣接していながらインク同士が融合しないため、高密度なパターンが形成できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャート図。
【図2】直線パターンの配置を示した平面図。
【図3】パターン形成方法の工程を表すA−A概略断面図。
【図4】第1の液滴と第2の液滴を紫外線硬化して直線パターンを形成した平面図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明のパターン形成方法について、実施形態を挙げて詳しく述べる。
図1は、実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャート図である。
図1において、実施形態におけるパターン形成方法は、液体材料塗布工程と、第1の液滴配置工程と、第2の液滴配置工程と、硬化工程とを含む。
【0022】
図2は、実施形態において形成する直線パターン10の配置を示した平面図である。
図3に、実施形態におけるパターン形成方法の工程を表すA−A概略断面図を示した。ここで、図3は図2におけるA−A概略断面図である。図3(a)は液体材料塗布工程を、図3(b)および図3(c)は第1の液滴配置工程を、図3(d)および図3(e)は第2の液滴配置工程を、図3(f)は硬化工程を示している。ここで、図3(f)に示した実線矢印は、紫外線を表している。
図2および図3に図示した構成要素の大きさ、厚さ、数等は、説明の便宜上のものであり、実際の構成要素の大きさ、厚さ、数等は、図示されたものに限定されるものではない。
【0023】
図2において、実施形態では、例えば、直線パターン10を複数形成する。直線パターン10間の距離は、例えば約40μmとする。
なお、パターン形成方法で形成するパターンは、直線パターン10に限らず、例えば、曲線パターンであってもよいし、直線パターンを組み合わせたパターンでもよいし、直線パターンと曲線パターンとを組み合わせたパターンであってもよい。
【0024】
以下に、実施形態におけるパターン形成方法について工程ごとに詳しく説明する。
(液体材料塗布工程)
液体材料塗布工程では、基板の表面に液体材料を塗布する。
図3(a)において、まず、例えば、基板としてのアクリル基板1の表面の異物除去洗浄を行い、アクリル基板1の表面から異物を除去する。次に、異物除去洗浄を行なったアクリル基板1の表面に、低表面自由エネルギーの液体材料として、例えば、紫外線硬化樹脂を含んだフッ素を含有するアクリル系液体材料2を塗布する。アクリル系液体材料2の塗布方法は特に限定されず、スピンコート法、ロールコート法、ディップ法等を用いることができる。アクリル基板1の表面には、低表面自由エネルギーの液体層が形成される。
なお、基板は、アクリル基板1に限らず、合成樹脂基板、セラミック基板、金属基板等を用いることができる。
【0025】
(第1の液滴配置工程)
次に、第1の液滴配置工程では、液体材料を塗布した基板上に、着弾した液滴の直径よりも大きいピッチで複数の第1の液滴を吐出し、着弾配置する。
図3(b)および図3(c)において、アクリル基板1上にアクリル系液体材料2を塗布した状態で、アクリル系液体材料2を乾燥、硬化させることなく、アクリル系液体材料2を塗布したアクリル基板1上にインクジェットヘッドからインク(紫外線照射により硬化する紫外線硬化樹脂を含んだインク)を液滴化し、アクリル基板1の表面に複数の第1の液滴3を吐出し(図3(b)参照)、そして、アクリル基板1上に着弾したさせた第1の液滴3の直径よりも長い距離で複数の第1の液滴3を着弾させる(図3(c)参照)。
【0026】
このとき、アクリル基板1表面に着弾した第1の液滴3と大気との間に、表面自由エネルギーの低いアクリル系液体材料2の薄い層が移動し、隣接する第1の液滴3同士の間にアクリル系液体材料2の層が介在するため、隣接する第1の液滴3同士の結合が防止される。
例えば、インクの粘度が10.4mPa・s(at25℃)、表面張力が24mN/mの場合で、インクジェット法における吐出時の温度を30℃にて使用し、インクジェットヘッドから吐出された第1の液滴3の1滴の体積を14plとすると、第1の液滴3の直径は35μmであった。このような条件の場合、第1の液滴3間の間隔は、アクリル基板1上に着弾させた第1の液滴3の直径35μmよりも大きい間隔とすることができる。
【0027】
(第2の液滴配置工程)
次に、第2の液滴配置工程では、基板上に着弾配置した複数の第1の液滴の間に第2の液滴を吐出し、着弾配置する。ここで、第2の液滴は、第1の液滴の間に一つまたは複数吐出できる。
図3(d)および図3(e)において、第1の液滴3と同じ液体材料で、同じ吐出液滴量である第2の液滴4を同じインクジェットヘッドから一つまたは複数の液滴として吐出し、アクリル基板1上に着弾配置された第1の液滴3の間に着弾するように吐出する(図3(d)参照)。ここで、第1の液滴2と第2の液滴4は同じインクを用いて同じ条件で液滴化する。
【0028】
インクジェットヘッドから吐出された第2の液滴4を、着弾配置した第1の液滴3の間に着弾させると、第1の液滴3と第2の液滴4は融合、結合した状態となる(図3(e)参照)。
【0029】
(硬化工程)
次に、硬化工程では、第1の液滴と第2の液滴とが着弾配置した基板を紫外線照射炉の中に入れ、紫外線照射炉にて基板上に着弾配置した第1の液滴と第2の液滴を紫外線硬化させる。
図3(f)において、第1の液滴3と第2の液滴4を着弾配置させたアクリル基板1を紫外線照射炉の中を通過させる。紫外線照射によってアクリル系液体材料2と共に、着弾した第1の液滴3および第2の液滴4を硬化させる。
【0030】
図4に、実際に第1の液滴および第2の液滴を紫外線硬化して直線パターン10を形成した平面図を示した。ここで、図4は、直線パターン10が形成された面を平面視した写真である。
図4において、実施形態のパターン形成方法によって、瘤状のバルジが生じることのない直線パターン10が形成できることがわかった。また、隣接する直線パターン10はアクリル系液体材料2の介在によって直線パターン10同士が融合することなく、高密度に形成することができることがわかった。
【0031】
また、アクリル基板1上の塗布処理として紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体材料2を用いたが、例えば、フッ素系不活性液体、例えば、住友スリーエム株式会社製商品名「フロリナート」(登録商標)、ソルベイ ソレクシス(株)製商品名「ガルデン」(登録商標)を用いてもよい。この場合、紫外線照射炉を通過させる際、紫外線照射炉の熱によってフッ素系不活性液体が乾燥、蒸発し、同時に、紫外線照射によって着弾した第1の液滴3と第2の液滴4を硬化させる。この硬化によって、瘤状のバルジが生じることのない直線パターン10を形成することができる。
ここで、紫外線照射炉の熱によってフッ素系不活性液体が乾燥、蒸発するので、低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0032】
同様に揮発性の観点から、低表面自由エネルギーの液体材料は、フッ素系不活性液体に限らず、例えば、エタノール、ブタノールなどのアルコール類やオクタン、ヘキサンなどの有機溶媒でも、紫外線照射炉の熱によって乾燥、蒸発するので、これらの低表面自由エネルギーの液体材料を除去する工程が不要となり、作業工程管理がより容易なパターン形成方法が得られる。
【0033】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、例として挙げた液滴間の間隔、直線パターン間の間隔、表面張力、吐出時の温度、液滴の体積等は、実施形態以外の数値も選択可能である。
また、その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【符号の説明】
【0034】
1:基板としてのアクリル基板、2:液体材料としてのアクリル系液体材料、3:第1の液滴、4:第2の液滴、10:直線状パターン。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インクジェット法で、紫外線硬化樹脂を含んだインクを液滴として吐出して基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
基板の表面に液体材料を塗布する液体材料塗布工程と、
前記液体材料を塗布した前記基板上に、着弾した液滴の直径よりも長い間隔で複数の第1の液滴を吐出し、着弾配置する第1の液滴配置工程と、
前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴の間に第2の液滴を吐出し、着弾配置する第2の液滴配置工程と、
前記第1の液滴および前記第2の液滴が着弾配置した基板を紫外線照射炉の中に入れ、前記紫外線照射炉にて、前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴および前記第2の液滴を紫外線硬化させる硬化工程とを含む
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項2】
請求項1に記載のパターン形成方法において、
前記液体材料が低表面自由エネルギーの液体材料である
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項3】
請求項2に記載のパターン形成方法において、
前記低表面自由エネルギーの液体材料が紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体である
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項4】
請求項2に記載のパターン形成方法において、
前記低表面自由エネルギーの液体材料がフッ素系不活性液体である
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記第1の液滴と前記第2の液滴とは同じインクから液滴化したものである
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項1】
インクジェット法で、紫外線硬化樹脂を含んだインクを液滴として吐出して基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
基板の表面に液体材料を塗布する液体材料塗布工程と、
前記液体材料を塗布した前記基板上に、着弾した液滴の直径よりも長い間隔で複数の第1の液滴を吐出し、着弾配置する第1の液滴配置工程と、
前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴の間に第2の液滴を吐出し、着弾配置する第2の液滴配置工程と、
前記第1の液滴および前記第2の液滴が着弾配置した基板を紫外線照射炉の中に入れ、前記紫外線照射炉にて、前記基板上に着弾配置した前記第1の液滴および前記第2の液滴を紫外線硬化させる硬化工程とを含む
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項2】
請求項1に記載のパターン形成方法において、
前記液体材料が低表面自由エネルギーの液体材料である
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項3】
請求項2に記載のパターン形成方法において、
前記低表面自由エネルギーの液体材料が紫外線硬化樹脂を含んだアクリル系液体である
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項4】
請求項2に記載のパターン形成方法において、
前記低表面自由エネルギーの液体材料がフッ素系不活性液体である
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記第1の液滴と前記第2の液滴とは同じインクから液滴化したものである
ことを特徴とするパターン形成方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図2】
【図3】
【図4】
【公開番号】特開2013−107033(P2013−107033A)
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−253475(P2011−253475)
【出願日】平成23年11月21日(2011.11.21)
【出願人】(000114215)ミネベア株式会社 (846)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月21日(2011.11.21)
【出願人】(000114215)ミネベア株式会社 (846)
【Fターム(参考)】
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