專利名稱：功能性材料固定方法和功能性材料固定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能性材料的固定技術(shù)，特別涉及一種使功能性材料精確地固定在所希望的位置的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為布線等的圖案制作方法之一的液滴噴射法為人們所熟知。按照此種布線圖案制作方法，如特開2002-261048號公報(日本專利第2002-261048號公報)記載，首先，把含有銀微粒子等導(dǎo)電性微粒子的液滴噴射在布線基板等的粘附面上，涂敷成布線狀。然后，在使涂敷在基板上的液滴自然干燥后，連同基板一起加熱燒制形成布線?？墒牵驗槿芤褐泻械你y微粒子的重量比率低到只有60％，溶液一干燥，其厚度與干燥前的厚度相比大幅減少。所以，目前，如圖25所示，通過鄰接液滴90之間部分重合疊加形成具有足夠厚度的布線。
可是，如該圖所示，液滴疊加時，涂敷在基板的多個液滴因表面張力的作用，形成球形。于是，如圖26所示，局部的液滴產(chǎn)生移動，形成液滴聚集體91。一產(chǎn)生這樣的局部的凝聚，不只布線的厚度不均勻，也可能發(fā)生斷線。即使鄰接的液滴之間的極微小的重疊，也可能在噴射時發(fā)生這樣的問題。
為消除這些弊端，也曾考慮對粘附在基板上的液滴使用氮?dú)饬鳌⒓t外燈使其干燥，可是因為干燥步驟需要很長時間，導(dǎo)致效率低下。而且，由于氮?dú)饬?、紅外燈引起基板本身膨脹，可能導(dǎo)致基準(zhǔn)線偏移、形成在基板上的布線斷線。同時由于環(huán)境升溫，液滴的飛行軌跡會彎向預(yù)想之外的方向，可能導(dǎo)致液滴噴射控制變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的在于提供使功能性材料精確地固定在粘附面上指定位置的改進(jìn)技術(shù)。
為解決上述問題，本發(fā)明的功能性材料固定方法，把含有分散于溶劑中的功能性材料的液滴噴射在粘附面上，對噴射在粘附面上的液滴照射激光，使液滴局部加熱，使其一部分汽化。按照此方法，在能使液滴迅速干燥的基礎(chǔ)上抑制基板整體加熱，能避免由基板膨脹等引起的基準(zhǔn)線的偏移、斷線。這里，所謂的“功能性材料”指能實(shí)現(xiàn)所期望的用途或功能的材料的總稱。
本發(fā)明的功能性材料固定方法，為防止含有分散于溶劑中的功能性材料的多個第一液滴相互間的接觸，把該多個第一液滴離散地噴射在粘附面上，對噴射在粘附面上的液滴照射激光，使液滴局部加熱，使其一部分汽化。按照此方法，能夠抑制基板上的液滴的局部的移動，穩(wěn)定、高精度地進(jìn)行液滴噴射控制。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，為了與一部分已經(jīng)汽化的第一液滴接觸，重新把第二液滴噴射在粘附面上，對第二液滴照射激光，使第二液滴局部加熱，使其一部分汽化。由于與干燥的第一液滴接觸噴射第二液滴，所以能抑制基板上的液滴的局部的移動，避免斷線等。
本發(fā)明的功能性材料固定方法，是使用第一噴墨頭和第二噴射頭的功能性材料固定方法，該第二液滴位于該第一噴射頭下游一側(cè)，使用第一噴射頭，為防止含有分散于溶劑中的功能性材料的多個第一液滴相互間的接觸，把該多個第一液滴離散地噴射在粘附面上，對噴射在粘附面上的第一液滴照射激光，使第一液滴里至少兩個液滴局部加熱，使其一部分汽化，使用第二噴墨頭，把第二液滴噴射在粘附面上，該第二液滴與液滴的一部分已經(jīng)干燥的兩個第一液滴接觸，對第二液滴照射激光，使第二液滴局部加熱，使其一部分汽化。按照此方法，能夠提高效率。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，對干燥固定在粘附面的該功能性材料照射激光，使功能性材料局部加熱、燒結(jié)。能夠通過調(diào)整激光強(qiáng)度，使功能性材料燒結(jié)。
本發(fā)明的功能性材料固定方法，對干燥固定在粘附面的功能性材料照射激光，使功能性材料局部加熱、燒結(jié)。能夠通過調(diào)整激光強(qiáng)度，使功能性材料燒結(jié)。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，液滴里含有的功能性材料以被粘膜覆蓋的狀態(tài)分散于溶劑中。通過用粘膜覆蓋功能性材料，能使功能性材料穩(wěn)定地分散于溶劑中。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，液滴含有在激光的波長范圍具有吸收帶的光熱轉(zhuǎn)換材料，主要通過光熱轉(zhuǎn)換材料的光熱轉(zhuǎn)換作用使液滴的一部分汽化。使用光熱轉(zhuǎn)換材料，能明顯提高光利用效率，即使是1μm左右、或小于或等于1μm的激光波長也能高效地加熱液滴。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，激光的波長范圍靠近紅外線區(qū)域，主要通過液滴的固有吸收，使液滴的一部分汽化。通過利用激光局部加熱的液滴固有吸收，能使液滴迅速干燥。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，相對于粘附面從液滴噴射的一側(cè)對液滴照射激光。由此，作為使液滴粘附的基板不只可以采用相對于激光波長范圍透光的基板，也可以采用相對于激光波長范圍不透光的基板，材料選擇的范圍很廣。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，粘附面是相對于激光波長范圍透光的基板表面，可以從透明基板的表面一側(cè)對液滴照射激光。由于作為使液滴粘附的基板采用透明基板，使從粘附面的背面一側(cè)照射激光成為可能，即使液滴含有的溶劑是揮發(fā)性強(qiáng)的溶劑，也能很好地干燥固定。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，大致同時噴射多個液滴，大致同時對噴射的多個液滴照射多個激光。因為能大致同時進(jìn)行多個液滴的噴射和干燥，所以能提高效率。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，利用衍射光學(xué)元件把單個激光分成多個激光，對多個液滴照射此分支光束。利用衍射光學(xué)元件，能使單個激光分成多個激光的衍射光束陣列。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，使用把多個半導(dǎo)體激光器排列成陣列狀的半導(dǎo)體激光陣列對多個液滴照射多個激光。利用半導(dǎo)體激光器，能使裝置尺寸小型化。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，使衍射光學(xué)元件或半導(dǎo)體激光陣列在粘附面的法線方向周圍轉(zhuǎn)動，適應(yīng)液滴的排列間距調(diào)整激光的光束間距。按照此方法，可以把功能性材料描畫成任意圖案。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，為了能對多個液滴同時進(jìn)行激光照射，對多個液滴一起照射經(jīng)過束整形的激光。按照此方法，激光照射的就位變得容易，能使多個液滴同時干燥固定，提高效率。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，激光的強(qiáng)度分布形狀為環(huán)狀、橢圓狀、或棒狀。由于使激光的強(qiáng)度分布為環(huán)狀，能使功能性微粒子的外緣確保干燥，能抑制功能性微粒子的擴(kuò)散。還有，由于使激光的強(qiáng)度分布為橢圓狀或棒狀，使液滴的加熱時間保持必要且充分的長度而使穩(wěn)定地干燥固定成為可能。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，激光具有照射區(qū)域的外緣強(qiáng)度比內(nèi)部強(qiáng)的光束分布。對液滴照射具有這樣的光束分布的激光，能使液滴外緣確保干燥，所以能抑制干燥步驟時液滴偏離落點(diǎn)位置。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，通過使具有照射區(qū)域的后部強(qiáng)度比前部逐漸變強(qiáng)的強(qiáng)度坡度的激光在液滴上掃描，使干燥和燒結(jié)連續(xù)進(jìn)行。用同一激光使干燥步驟和燒結(jié)步驟連續(xù)進(jìn)行，能提高效率。
本發(fā)明的功能性材料固定裝置，包括液滴噴射裝置和干燥固定裝置，該液滴噴射裝置為防止含有分散于溶劑中的功能性材料的多個第一液滴相互間的接觸，把多個第一液滴離散地噴射在粘附面上，該干燥固定裝置對噴射在粘附面上的液滴照射激光，使液滴局部加熱，使液滴的一部分汽化。按照此構(gòu)成，在能使液滴迅速干燥的基礎(chǔ)上抑制基板整體加熱，能避免由基板膨脹等引起的基準(zhǔn)線的偏移、斷線。
本發(fā)明的功能性材料固定裝置，包括液滴噴射裝置和干燥固定裝置，該液滴噴射裝置為防止含有分散于溶劑中的功能性材料的多個第一液滴相互間的接觸，把所述多個第一液滴離散地噴射在粘附面上，該干燥固定裝置對噴射在粘附面上的液滴照射激光，使液滴局部加熱，使液滴的一部分汽化。按照此構(gòu)成，能夠抑制基板上的液滴的局部的移動，穩(wěn)定地進(jìn)行液滴噴射的高精度控制。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，液滴噴射裝置重新把第二液滴噴射在該粘附面上，該第二液滴與利用干燥固定裝置使一部分已經(jīng)汽化的第一液滴接觸，對第二液滴照射激光，使第二液滴局部加熱，使第二液滴的一部分汽化。由于接觸干燥的第一液滴重新噴射第二液滴，能抑制基板上的液滴的局部的移動，避免斷線等。
本發(fā)明的功能性材料固定裝置，包括第一液滴噴射裝置，其把含有分散于溶劑中的功能性材料的第一液滴噴射在粘附面上；第一干燥固定裝置，其對噴射在粘附面上的第一液滴照射激光，使該液滴局部加熱，使該第一液滴含有的溶劑的一部分汽化；第二液滴噴射裝置，其位于該第一液滴噴射裝置的下游一側(cè)，把含有分散于溶劑中的功能性材料的第二液滴噴射在粘附面上；第二干燥固定裝置，其對噴射在粘附面上的第二液滴照射激光，使該液滴局部加熱，使該第二液滴含有的溶劑的一部分汽化。按照此構(gòu)成，能提高效率。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是包括燒結(jié)裝置，其對干燥固定在粘附面的功能性材料照射激光，使功能性材料局部加熱，使功能性材料燒結(jié)。能夠通過調(diào)整激光強(qiáng)度，使功能性材料燒結(jié)。
本發(fā)明的功能性材料固定裝置包括燒結(jié)裝置，其對干燥固定在粘附面的功能性材料照射激光，使功能性材料局部加熱，使功能性材料燒結(jié)。能夠通過調(diào)整激光強(qiáng)度，使功能性材料燒結(jié)。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，液滴里含有的功能性材料以被粘膜覆蓋的狀態(tài)分散于溶劑中。通過用粘膜覆蓋功能性材料，能使功能性材料穩(wěn)定地分散于溶劑中。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，液滴含有在激光的波長范圍具有吸收帶的光熱轉(zhuǎn)換材料，主要通過光熱轉(zhuǎn)換材料的光熱轉(zhuǎn)換作用使液滴的一部分汽化。使用光熱轉(zhuǎn)換材料，能明顯提高光利用效率，即使是1μm左右、或小于或等于1μm的激光波長也能很好地加熱液滴。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，激光的波長范圍靠近紅外線區(qū)域，主要通過液滴的固有吸收，使液滴的一部分汽化。通過利用激光局部加熱的液滴固有吸收，能使液滴迅速干燥。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，相對于粘附面可以從液滴噴射的一側(cè)對液滴照射激光。由此，作為使液滴粘附的基板不只可以采用相對于激光波長范圍透光的基板，也可以采用相對于激光波長范圍不透光的基板，材料選擇的范圍很廣。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，粘附面是相對于激光波長范圍透光的基板表面，可以從透明基板的表面一側(cè)對液滴照射激光。由于作為使液滴粘附的基板采用透明基板，使從粘附面的背面一側(cè)照射激光成為可能，即使液滴含有的溶劑是揮發(fā)性強(qiáng)的溶劑，也能很好地干燥固定。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，大致同時噴射多個液滴，大致同時對噴射的多個液滴照射多個激光。因為能同時進(jìn)行多個液滴的噴射和干燥，所以能提高效率。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，利用衍射光學(xué)元件把單個激光分成多個激光，對多個液滴照射此分支光束。利用衍射光學(xué)元件，能使單個激光分成多個的衍射光束陣列。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，使用把多個半導(dǎo)體激光器排列成陣列狀的半導(dǎo)體激光陣列對多個液滴照射多個激光。利用半導(dǎo)體激光器，能使裝置尺寸小型化。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，使衍射光學(xué)元件或半導(dǎo)體激光陣列在粘附面的法線方向周圍轉(zhuǎn)動，適應(yīng)液滴的排列間距調(diào)整激光的束間距。按照此方法，可以把功能性材料描畫成任意圖案。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，為了能對多個液滴同時進(jìn)行激光照射，對多個液滴一起照射經(jīng)過束整形的激光。按照此方法，激光照射的就位變得容易，能使多個液滴同時干燥固定，提高效率。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，激光的強(qiáng)度分布形狀為環(huán)狀、橢圓狀、或棒狀。由于使激光的強(qiáng)度分布為環(huán)狀，能使功能性微粒子的外緣確保干燥，能抑制功能性微粒子的擴(kuò)散。還有，由于使激光的強(qiáng)度分布為橢圓狀或棒狀，使液滴的加熱時間保持必要且充分的長度而使穩(wěn)定的干燥固定成為可能。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，激光具有照射區(qū)域的外緣強(qiáng)度比內(nèi)部強(qiáng)的光束分布。對液滴照射具有這樣的光束分布的激光，能使液滴外緣確保干燥，所以能抑制干燥步驟時液滴偏離落點(diǎn)位置。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，通過使如具有照射區(qū)域的后緣強(qiáng)度比前緣逐漸變強(qiáng)的強(qiáng)度坡度的激光在液滴上掃描，利用照射區(qū)域前部附近的激光照射使液滴含有的溶劑的一部分汽化，利用照射區(qū)域后部附近的激光照射使功能性材料燒結(jié)。由于用同一激光使干燥步驟和燒結(jié)步驟連續(xù)進(jìn)行，能提高效率。
本發(fā)明的優(yōu)選方式是，功能性材料并沒有特別限定，如可以是電氣布線、濾色鏡、光致抗蝕劑、顯微透鏡陣列、電致發(fā)光材料、或生物物質(zhì)中的任何一種。
本發(fā)明的裝置制造方法是使用本發(fā)明的功能性材料固定方法制造裝置的方法。這里，所謂的“裝置”包括實(shí)現(xiàn)確定用途或功能的功能元件或裝置等，也包括作為這些元件或裝置的構(gòu)成要素的電氣布線等。
本發(fā)明的光電裝置具備利用本發(fā)明的裝置制造方法制造的裝置。這里，所謂的“光電裝置”指具備利用電氣作用發(fā)光或使外來光的狀態(tài)變化的光電元件的廣義的顯示裝置，具有自身發(fā)光部件和控制外來光通過的部件。例如，作為光電元件可以是液晶元件、具有分布了電泳粒子的分散溶劑的電泳元件、EL元件、具備使通過外加電場產(chǎn)生的電子對發(fā)光板發(fā)光的電子放射元件的有源矩陣型的顯示裝置等。
本發(fā)明的電子設(shè)備具備本發(fā)明的光電裝置。這里，所謂的“電子設(shè)備”指具備電路板、其他元件，具有一定功能的廣義的設(shè)備，其構(gòu)成沒有特別限定。作為該電子設(shè)備包括諸如IC卡、移動電話、攝像機(jī)、個人計算機(jī)、平視顯示器、背投型或正投型的投影機(jī)、電視(TV)、卷起式TV、具有顯示功能的傳真裝置、數(shù)碼照相機(jī)的取景器、便攜式TV、DSP裝置、PDA、電子記事本、光電揭示盤、宣傳公告用顯示器等。


圖1是第1實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成示意圖。
圖2是第1實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成示意圖。
圖3是第1實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成示意圖。
圖4是第2實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成示意圖。
圖5是液滴噴射動作的說明圖。
圖6是液滴噴射動作的說明圖。
圖7是第3實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成示意圖。
圖8是液滴的干燥·燒結(jié)步驟的截面圖。
圖9是第4實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成示意圖。
圖10是第4實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成示意圖。
圖11是第9實(shí)施例的功能性材料固定裝置的側(cè)視圖。
圖12是第10實(shí)施例的功能性材料固定裝置的側(cè)視圖。
圖13是第4實(shí)施例的光束陣列的說明圖。
圖14是第6實(shí)施例的光束陣列的說明圖。
圖15是第7實(shí)施例的光束陣列說明圖。
圖16是第8實(shí)施例的光束陣列的說明圖。
圖17是第4實(shí)施例的液滴噴射的說明圖。
圖18是第11實(shí)施例的光束分布的說明圖。
圖19是表示第11實(shí)施例的液滴的溫度變化的坐標(biāo)圖。
圖20是第11實(shí)施例的光束分布的說明圖。
圖21是表示激光的波長和吸收率的對應(yīng)關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖22是RFID標(biāo)簽的說明圖。
圖23是濾色鏡的說明圖。
圖24是移動電話的說明圖。
圖25是現(xiàn)有液滴噴射的說明圖。
圖26是現(xiàn)有液滴噴射的說明圖。
具體實(shí)施例方式
發(fā)明的實(shí)施例1圖1是第1實(shí)施例的功能性材料固定裝置100的構(gòu)成示意圖。
按照該圖，控制部分102對噴射頭120、基本托架130、激光源140及執(zhí)行器(actuator)170輸出驅(qū)動信號，控制整個系統(tǒng)。該控制部分102包括CPU、計時器、存儲布線圖案的存儲器等。溶液容器110儲存粘度為20mpa·s的溶液，該溶液由構(gòu)成布線材料的銀微粒子混合在C14H30(正十四烷n-tetradecane)等有機(jī)溶液(溶劑)里構(gòu)成。噴射頭120在控制部分102的控制下，接受溶液容器110的溶液供給，使溶液成為液滴進(jìn)行噴射。
基板托架130在控制部分102的控制下，對應(yīng)于噴射頭120沿水平方向傳送基板132。此時，基板托架130按照控制部分102的存儲器存儲的布線圖案掃描基板132。由此，在基板132上利用噴射頭120噴射的液滴描畫布線圖。按照此實(shí)施例，控制部分102的存儲器存儲與圖中A方向平行延伸的直線狀的布線圖案，基板132的掃描方向為A方向。
溶液容器110的一側(cè)設(shè)置激光源140。激光源140按照控制部分102輸出的驅(qū)動信號射出兩種強(qiáng)度(高強(qiáng)度或低強(qiáng)度)的激光，使激光會聚于基板132上表面所處的水平面。詳細(xì)地說，激光會聚使連接其會聚位置P1和噴射頭120噴射的液滴落點(diǎn)位置P2的直線與基板132的掃描方向(此例為A方向)平行。所以，由于涂敷于基板132的液滴沿基板132的A方向掃描，通過激光的會聚位置P1。激光源140射出的激光中的低強(qiáng)度的激光促進(jìn)涂敷于基板132的液滴的干燥，起到使該液滴固定于基板132的涂敷位置的作用。另一方面，高強(qiáng)度的激光起到使燒制該液滴含有的銀微粒子群的作用。
圖21表示激光源140射出的激光的波長和液滴及基板132的吸收率的對應(yīng)關(guān)系。激光波長不足500nm，或大于或等于1600nm時，基板132的吸收率增加，是不理想的。并且，激光波長如果不足500nm時液滴的吸收率也過度增加，也是不理想的。作為只能使液滴適度加熱的波長范圍，優(yōu)選500nm～1500nm的范圍，特別是800～1100nm更為理想。
現(xiàn)就功能性材料固定裝置100的布線圖案的形成操作進(jìn)行說明。按照此操作說明，以利用5次掃描基板132、制作與A方向平行延伸的布線圖案為例進(jìn)行說明。首先，在第1次掃描時，控制部分102開始通過噴射頭120噴射液滴，以后按照一定的時間間隔噴射液滴。然后，控制部分102控制基板托架130使基板132沿A方向掃描，使噴射頭120噴射的液滴噴射在基板132上描畫布線圖案。此時，基板托架130按照使連續(xù)噴射的各個液滴噴射到相互分散的位置的速度掃描基板132。其結(jié)果，各液滴以不連續(xù)的狀態(tài)被涂敷在基板132上。
如此離散地涂敷液滴的理由如下。通常，如果多個液滴相互連續(xù)地涂敷，其液滴的連接體由于表面張力的作用會變形為近似球形，產(chǎn)生局部的移動。所以，按照本實(shí)施例，相互離散地涂敷液滴，使各液滴留在涂敷位置。這樣被相互離散地涂敷的各個液滴隨著基板托架130帶來的基板132的傳送，被依次傳送到激光源140射出的激光的會聚位置P1。控制部分102在液滴到達(dá)會聚位置P1時，使激光源140射出低強(qiáng)度的激光，使激光會聚于基板132的上表面。此低強(qiáng)度的激光射出的時機(jī)根據(jù)噴射頭120與基板132的距離、液滴的噴射速度、輸出給噴射頭120的驅(qū)動信號、落點(diǎn)位置P2與會聚位置P1的距離等決定。
基板132上的液滴通過會聚位置P1時被激光加熱，液滴含有的有機(jī)溶液汽化?；逋屑?30以在液滴通過會聚位置P1時液滴干燥到有機(jī)溶液有若干殘留的速度使基板掃描。此掃描速度可以根據(jù)液滴含有的有機(jī)溶液的量、激光的強(qiáng)度等設(shè)定。通過這樣的激光照射，液滴含有的銀微粒子離散地固定在基板132上。另外，通過1次掃描，如果液滴沒有干燥到必要且充分的程度，可以再次掃描，只進(jìn)行液滴的激光照射的處理。
這樣，使液滴的一部分汽化到液滴含有的溶劑等成分有若干殘留的程度，在本說明書中把使液滴粘度增加到功能性材料不會從其落點(diǎn)位置偏離的程度的操作稱為“干燥”。干燥步驟中能允許的偏移程度因制作圖案的功能性材料的用途而異。例如，像電氣布線使功能性微粒子粘附形成線狀布線圖案時，為防止電氣布線的斷線，偏離功能性微粒子的落點(diǎn)位置的偏移量不能超過液滴直徑的一半，最好調(diào)整到小于或等于液滴直徑的五分之一。還有，形成電氣布線時，干燥步驟中最好把激光強(qiáng)度調(diào)整到使功能性微粒子不完全燒結(jié)的程度。因為如果干燥步驟中使各個功能性微粒子燒結(jié)，功能性微粒子間的接觸抑制會變強(qiáng)。
圖2是示出了第2次掃描的圖。如該圖所示，基板托架130把基板132傳送到使噴射頭120噴射的液滴噴射到填補(bǔ)第1次掃描時涂敷的液滴的間隙的位置。這里，如果使液滴如此噴射，新涂敷的液滴和第1次掃描時涂敷的液滴部分地接觸，第1次掃描時涂敷的液滴已被激光干燥。所以，新涂敷的液滴不會與第1次掃描時涂敷的液滴融合而引起局部的移動。此后，新涂敷的各個液滴被繼續(xù)依次傳送到激光的會聚位置P1，被激光加熱、干燥。然后，按照功能性材料固定裝置100，同樣進(jìn)行第3、第4次掃描，使液滴干燥，而使溶液含有的銀微粒子按照布線圖疊層。
圖3是示出了第5次掃描的圖。此第5次掃描的情況，與上述第1次到第4次掃描的處理不同，取代液滴的干燥處理，進(jìn)行關(guān)于銀微粒子群的燒制處理。使激光源140的激光強(qiáng)度從低強(qiáng)度切換到高強(qiáng)度。然后，控制部分102使噴射頭120的液滴噴射開始，以后按照一定的時間間隔噴射液滴。還有，基板托架130把基板132傳送到使噴射頭120噴射的液滴噴射到填補(bǔ)第4次掃描時干燥的液滴的間隙的位置。由此，噴射的液滴被相互離散地涂敷到基板132上。
這樣，涂敷的液滴與之前掃描干燥的液滴(銀微粒子群134)一起被傳送到激光的會聚位置P1。激光源140對新涂敷的液滴和銀微粒子群134照射高強(qiáng)度的激光，使銀微粒子群134加熱到大約300℃，燒制銀微粒子群134。由此，銀微粒子群134含有的各銀微粒子充分結(jié)合，銀微粒子群134的導(dǎo)電率達(dá)到作為布線的必要且充分的要求。
如上說明，按照本實(shí)施例的功能性材料固定裝置100，通過對液滴照射激光，涂敷后馬上使液滴干燥。由此，能使液滴含有的銀微粒子不會偏離涂敷位置，被干燥固定在基板132上。還有，按照本實(shí)施例的功能性材料固定方法，涂敷的液滴被激光強(qiáng)制干燥。所以，與反復(fù)進(jìn)行液滴的涂敷步驟和涂敷的液滴的自然干燥步驟的現(xiàn)有的布線圖案制作技術(shù)比較，能使處理時間大幅縮短。
另外，按照此操作說明，表示了使沒有固定的液滴相互離散地涂敷液滴的例子，但是，即使是各個液滴部分地連接地涂敷時，通過涂敷后照射激光，也可能使銀微粒子不偏離位置地固定。
而且，按照本實(shí)施例，使用激光進(jìn)行布線的燒制，具有如下優(yōu)點(diǎn)。如前所述，以往把銀微粒子群134(布線)連同基板132一起加熱進(jìn)行燒制?？墒牵凑者@樣的現(xiàn)有方法，玻璃等基板132的膨脹系數(shù)與銀微粒子等布線的膨脹系數(shù)不同，燒制時布線可能產(chǎn)生龜裂、發(fā)生斷線。還有，按照現(xiàn)有方法，由于基板132整體膨脹也會產(chǎn)生基準(zhǔn)線偏移、不能精確噴射的問題。
與此相對，按照本實(shí)施例，因為照射激光只使基板132的銀微粒子群134的部分進(jìn)行局部加熱，所以基板132幾乎不會產(chǎn)生熱膨脹，基準(zhǔn)線偏移、發(fā)生斷線的可能性很小。并且，按照本實(shí)施例，因不是對基板132整體、而只是使銀微粒子群134局部加熱，與連同基板132一起加熱的方式比較，能大幅降低能耗。
發(fā)明的實(shí)施例2按照第1實(shí)施例，說明了涂敷液滴后對該液滴照射低強(qiáng)度的激光，使該液滴固定的功能性材料固定裝置100。與此相對，按照第2實(shí)施例，說明幾乎與液滴涂敷的同時，對該液滴照射激光、使液滴固定的功能性材料固定裝置。本實(shí)施例的功能性材料固定裝置的構(gòu)成中與上述第1實(shí)施例相同的構(gòu)成用同一符號表示。
圖4是第2實(shí)施例的功能性材料固定裝置200的構(gòu)成示意圖。如該圖所示，該裝置200與第1實(shí)施例的功能性材料固定裝置100比較，在激光的光路上新增加了反射體180。該反射體180反射激光源140射出的激光使之會聚到基板132上表面的噴射頭120噴射的液滴的落點(diǎn)位置P2上。如果在噴射頭120噴射的液滴被噴出后到涂敷的期間，基板132幾乎不動，反射體180使激光會聚到基板132上表面的設(shè)置于噴射頭120的噴嘴126的垂直下方的地點(diǎn)。
按照這樣的構(gòu)成，制作布線圖案時，激光被反射體180會聚到液滴的落點(diǎn)位置P2。由此，噴射頭120噴射的液滴大致在落下的同時被激光加熱，并且能大致在落下的同時被干燥。此結(jié)果，與上述第1實(shí)施例一樣，能使液滴含有的銀微粒子固定在涂敷位置(落點(diǎn)位置P2)上。
還有，按照功能性材料固定裝置200，液滴大致在落下同時被干燥，具有如下優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在使用的噴射頭，如圖5所示，大多由多個噴嘴126按一定的間距并列設(shè)置構(gòu)成。依靠這樣的噴射頭120，一次掃描能夠?qū)ζ叫醒由斓亩鄠€布線進(jìn)行布線圖案制作。這里，如果是第1實(shí)施例的功能性材料固定裝置100，涂敷液滴的絕對位置與使該液滴干燥的絕對位置不同，掃描時的噴嘴126的排列方向(圖中C方向)與基板的掃描方向A的角度被固定。因此，變更布線間距時，也必須變更噴嘴126的間距。即噴射頭120只需要布線間距的數(shù)目。
與此相對，按照第2實(shí)施例的功能性材料固定裝置200，激光被會聚到落點(diǎn)位置P2，涂敷液滴的絕對位置與使該液滴干燥的絕對位置大致一致。所以，如圖6所示，可以使基板132的掃描方向A相對于噴嘴126的排列方向C傾斜地進(jìn)行圖案制作。此結(jié)果，按照功能性材料固定裝置200，使用一個噴射頭120能進(jìn)行多個間距的布線圖案的制作。
另外，在本實(shí)施例中，以使用反射體180使反射光(激光)會聚到落點(diǎn)位置P2為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此。例如，可以把激光源140設(shè)置在激光源140射出的直射光(激光)能被會聚到落點(diǎn)位置P2的位置。
發(fā)明的實(shí)施例3按照上述第1實(shí)施例，關(guān)于相對于一組噴射頭120及激光源140，使基板132掃描，使功能性材料固定的功能性材料固定裝置100進(jìn)行了說明。與此相對，按照第3實(shí)施例，關(guān)于相對于2組噴射頭及激光源，使基板132掃描的功能性材料固定裝置進(jìn)行說明。
圖7是第3實(shí)施例的功能性材料固定裝置300的構(gòu)成示意圖。如該圖所示，該裝置300具備位于基板的傳送方向A的上游一側(cè)的溶液容器110a和位于下游一側(cè)的溶液容器110b。其中，溶液容器110a安裝了噴射頭120a和激光源140a。另一方面，溶液容器110b安裝了噴射頭120b和激光源140b。并且，激光源140a射出的激光的會聚位置Pa1、噴射頭120a噴射的液滴的落點(diǎn)位置Pa2、激光源140b射出的激光的會聚位置Pb1、噴射頭120b噴射的液滴的落點(diǎn)位置Pb2并列于一直線上，并且，其直線與掃描方向A大致平行于同一方向。
在這樣的構(gòu)成下，按照功能性材料固定裝置300，如下所述進(jìn)行布線制作?？刂撇糠?02使設(shè)置于上游一側(cè)的噴射頭120a噴射液滴，為使該液滴在基板132上能相互離散地涂敷而使基板132掃描。接著，控制部分302使激光源140a對噴射頭120a涂敷的液滴照射激光，使液滴干燥?？刂撇糠?02使設(shè)置于下游一側(cè)的噴射頭120b噴射液滴，為使該液滴涂敷于上游一側(cè)的噴射頭120a涂敷的液滴之間而使基板掃描。接著，控制部分302使激光源140b對噴射頭120b涂敷的液滴照射激光，使液滴干燥。
這樣，利用2組的噴射頭120a及激光源140a、噴射頭120b及激光源140b，使液滴的涂敷和干燥處理并行進(jìn)行，能減少掃描次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。
另外，按照本實(shí)施例，以功能性材料固定裝置300具備2組的噴射頭120a及激光源140a、噴射頭120b及激光源140b為例進(jìn)行了說明，但也可以把噴射頭和激光源設(shè)置成3組或大于3組，由此更能提高布線圖案制作的效率。
另外，本發(fā)明并不限定于上述的各實(shí)施例的具體構(gòu)成，各實(shí)施例可以有各種應(yīng)用、變形等。
例如，按照各實(shí)施例，表示了相對于位置被固定的噴射頭120、120a、120b，使基板132掃描，進(jìn)行布線圖案制作的例子，但并不限于此，例如，可以相對于位置被固定的基板132，使噴射頭120、120a、120b掃描，進(jìn)行圖案制作，此外，可以進(jìn)行對基板132及噴射頭120、120a、120b的掃描，進(jìn)行布線圖案制作?？傊?，只要是對涂敷在基板132的液滴照射激光，使液滴含有的功能性材料固定于基板132的構(gòu)成，掃描形態(tài)怎樣都可以。
發(fā)明的實(shí)施例4圖9是表示功能性材料固定裝置400的平面圖。該裝置400主要具備用于使含有功能性微粒子的液滴涂敷的基板20、使基板20在水平面內(nèi)沿互相垂直相交的X軸方向及Y軸方向移動的基板臺21、使液滴噴射在基板20的噴嘴頭(液滴噴射裝置)30、對噴射在基板20上的液滴照射激光通過局部的加熱使液滴干燥固定的光束頂端(干燥固定裝置)40、使干燥固定于基板20上的功能性微粒子加熱燒結(jié)的燒結(jié)裝置(燒結(jié)裝置)60、以及用于控制各種驅(qū)動系統(tǒng)等(基板臺21的傳送驅(qū)動系統(tǒng)、噴嘴頭30的液滴噴射驅(qū)動系統(tǒng)、光束頂端40的激光器驅(qū)動系統(tǒng)以及燒結(jié)裝置60的加熱控制系統(tǒng))的控制部分50。多個噴嘴31在噴嘴頭30上排列成陣列狀，構(gòu)成噴嘴陣列32。作為噴嘴頭30優(yōu)選噴墨頭。
本實(shí)施例中，以導(dǎo)電微粒子(如銀微粒子)為功能性微粒子，把液滴噴射·涂敷成線狀，使其干燥及燒結(jié)形成電氣布線。噴嘴頭30可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，可以使基板20的傳送方向與噴嘴陣列32的排列方向的角度調(diào)整·保持在任意角度，由此使涂敷成線狀的液滴的線間距(圖13～圖16的布線間距P)可以自由調(diào)整?；迮_21為了使指定布線圖被描畫在基板20上而在X方向及Y方向傳送基板20。光束頂端40是在基板20上產(chǎn)生光束陣列的設(shè)備，例如，優(yōu)選使單個激光產(chǎn)生多個的分支激光束的衍射光學(xué)元件等的激光束分支元件、把半導(dǎo)體激光器排列成陣列狀的半導(dǎo)體激光陣列等。光束陣列40的構(gòu)成應(yīng)保證同樣可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，能使激光束間距適宜調(diào)整到適合液滴的線間距。
圖10表示功能性材料固定裝置400的側(cè)視圖。這里，作為上述光束頂端40，采用產(chǎn)生衍射光束陣列的衍射光學(xué)元件42。由未圖示的激光源照射的激光經(jīng)反射鏡41引入衍射光學(xué)元件，成為多個的分支激光束，在基板20上形成光束光點(diǎn)44的陣列(圖10中陣列存在于與紙面垂直相交的方向)。噴嘴頭30位于基板20的傳送方向的上游一側(cè)，衍射光學(xué)元件42位于下游一側(cè)，附著于粘附面20a的液滴10隨基板20被傳送向下游一側(cè)，通過分支激光束的會聚位置。接受激光的局部照射的液滴10干燥固定在粘附面20a上。噴嘴頭30和光束頂端40共同被設(shè)置于基板20的表面一側(cè)，對粘附面20a的液滴噴射方向和激光照射方向相同。激光的光路上設(shè)置了由控制部分50控制開閉的遮光器43，遮光器43的開閉計時被控制為液滴10到達(dá)光束光點(diǎn)44的會聚位置時被照射激光，經(jīng)過指定時間后激光照射終止。遮光器43的開閉計時由液滴10的噴射速度、飛行距離、噴射計時、液滴10的落點(diǎn)位置到光束光點(diǎn)44的會聚位置的距離決定。
圖13表示布線間距與衍射光束陣列的關(guān)系，與基板20的傳送方向相同的方向作為X方向，垂直于X的方向作為Y方向。還有，44表示上述的光束光點(diǎn)，44a表示激光束分布(高斯分布)，45表示衍射光束陣列，P表示布線間距，θ表示衍射光束陣列45的排列方向與Y方向所成的轉(zhuǎn)角。激光的波長為λ，會聚距離為f，衍射光學(xué)元件42的周期為d，激光束間距Δ(θ)由后述的公式(1)確定。這里，M＝1(奇數(shù)分支)，M＝2(偶數(shù)分支)。調(diào)整θ使Δ(θ)＝P，由此能使布線間距P與激光束間距相同，能通過一次傳送利用多個的光束光點(diǎn)44同時使多個液滴10干燥固定。還有，通過控制光束陣列45的傾斜，調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度θ，調(diào)整激光束間距，能適合于各種布線間距P。
Δ(θ)＝Mλfcosθ/d……(1)本實(shí)施例中，使用具有高斯強(qiáng)度分布的YAG激光器，作為衍射光學(xué)元件42使用具有分支、會聚雙重作用的元件。會聚距離f為200mm，激光束分支數(shù)為180。同元件42為在透光的siO2的基板上相對于波長1.064μm的透射型元件。布線間距P為141.5μm(180dpi)時，會聚距離f為200mm，入射激光束直徑為10mm，會聚光束直徑則為129μm。此激光束直徑與涂敷后的液滴10的直徑大致相等。
圖8(a)表示噴嘴頭30向粘附面20a噴射的液滴10的狀態(tài)。液滴10是溶劑13中含有功能性微粒子11等的溶液。這里，作為功能性微粒子11使用銀微粒子等布線材料，作為溶劑13使用C14H30(正十四烷)等有機(jī)溶劑。液滴10除溶劑13外可以含有少量的表面活性劑、防止微粒子聚集的保護(hù)劑等。作為液滴10的粘度最好調(diào)整到能夠得到穩(wěn)定的液滴噴射特性。功能性微粒子11的表面被極薄的粘膜12覆蓋，防止在溶劑13中功能性微粒子11之間的相互聚集。粘膜12最好覆蓋功能性微粒子11的全部表面，但如果只覆蓋一部分，也可以覆蓋到功能性微粒子11之間不會凝縮的程度。這里，功能性微粒子11的直徑約為3nm，粘膜12的厚度約為1nm，液滴10的粘度為20mPa·s，其容積約為10pl，液滴大小約為20μm。還有，作為涂敷液滴10的基板20使用納鈣玻璃。
圖17表示落在粘附面20a的液滴10的落點(diǎn)位置。如該圖所示，白圓圈表示第1次涂敷時噴射的液滴10的落點(diǎn)位置，黑圓圈表示第2次涂敷時噴射的液滴10的落點(diǎn)位置。第1次涂敷為了避免液滴10之間因表面張力的作用引起局部的移動，而進(jìn)行保持適度的間隔的點(diǎn)線狀的液滴噴射。第1次的涂敷時噴射的液滴10如果被激光照射充分地干燥固定，為了填補(bǔ)此干燥固定的液滴10的間隙，控制基板20的傳送速度進(jìn)行第2次的液滴噴射。這樣噴射液滴10，可以使第2次涂敷新噴射的液滴10與第1次涂敷已經(jīng)噴射的液滴10部分地連接，第1次涂敷的液滴10通過激光照射干燥固定，新涂敷的液滴10不會與第1次涂敷的液滴10融合而引起局部的移動。此后，新涂敷的各個液滴10被繼續(xù)傳送到光束光點(diǎn)44的會聚位置，接受激光照射被加熱而干燥固定。然后，同樣進(jìn)行第3次、第4次的傳送，使液滴10繼續(xù)干燥，使液滴10含有的功能性微粒子11疊層到布線圖案上。
另外，本發(fā)明并不限定于上述使液滴10相互間隔開涂敷的情況，例如，即使是液滴10之間部分地接觸重合的情況，也可以在液滴10涂敷后馬上照射激光來抑制液滴10的凝集，使功能性微粒子11干燥固定于指定位置。
圖8(b)表示接受激光的照射干燥固定于粘附面20a的液滴10的狀態(tài)(干燥固定步驟)。作為激光的照射條件，為了使功能性微粒子11以被粘膜12覆蓋的狀態(tài)使含有溶劑13等的液滴10的一部分汽化，調(diào)整激光的光束強(qiáng)度、照射時間(如基板20的傳送速度)等。作為干燥固定時使用的激光源，應(yīng)具有通過溶劑13的固有吸收產(chǎn)生熱的波長范圍，例如，優(yōu)選波長范圍靠近紅外線區(qū)域(約0.8μm-1.0μm)的激光。作為這樣的光源，例如，使用NdYAG激光器(1.064μm)、半導(dǎo)體激光器(0.81、0.94μm)等。通過此干燥固定步驟，液滴10噴射到粘附面20a后被迅速干燥固定，不會與其他的液滴10融合凝集。
這樣，在功能性微粒子被粘膜12覆蓋的條件下，通過激光局部加熱使含有溶劑13等的液滴10至少一部分汽化，以被粘膜12覆蓋的狀態(tài)，使功能性微粒子11干燥固定于粘附面20a。這里，激光局部加熱除使用單個光束光點(diǎn)對單個或多個液滴10照射激光加熱外，也可以使用廣域光束對單個或多個液滴10照射激光加熱。激光照射條件根據(jù)功能性微粒子11、溶劑13的物理化學(xué)性質(zhì)的不同而不同，可以根據(jù)這些條件選定適宜的激光源，設(shè)定激光照射條件。
圖8(c)表示干燥固定后燒結(jié)功能性微粒子11形成布線14的狀態(tài)(燒結(jié)步驟)。本步驟利用燒結(jié)裝置60，通過使涂敷于基板20上的布線圖案的全部或一部分在高溫環(huán)境中整體加熱(廣域加熱)進(jìn)行。功能性微粒子11的燒結(jié)使粘膜12被除去，功能性微粒子11相互結(jié)合形成布線(功能性微粒子群)14。按照此燒結(jié)步驟，銀微粒子群的導(dǎo)電率能夠提高到作為電氣布線14必要且充分的程度。本說明書中所謂的“燒結(jié)步驟”是指使干燥固定的一群功能性微粒子11整體加熱的步驟。
如以上說明，按照本實(shí)施例，使涂敷后的液滴10經(jīng)激光局部加熱，能使液滴10迅速干燥固定。其結(jié)果，不會因液滴的局部移動而偏離落點(diǎn)位置，能使液滴10含有的功能性微粒子11穩(wěn)定地固定于粘附面20a上。還有，通過激光局部加熱使液滴10積極地干燥，與反復(fù)進(jìn)行液滴涂敷步驟和自然干燥步驟的現(xiàn)有布線技術(shù)比較，能大幅縮短處理時間。
還有，在上述說明中，說明了在固定噴嘴頭30與光束頂端40的位置的基礎(chǔ)上，在水平方向傳送基板20的例子，但并不限定于此，例如，可以在固定基板20的基礎(chǔ)上，使噴嘴頭30和光束頂端40掃描，使功能性微粒子11形成布線圖案。也可以使基板20、噴嘴頭30、光束頂端40相對傳送或掃描，使功能性微粒子11形成布線圖案。
發(fā)明的實(shí)施例5按照本實(shí)施例，預(yù)先使液滴10含有在激光的波長范圍具有吸收帶的屬于染料系列的光熱轉(zhuǎn)換材料，主要是通過光熱轉(zhuǎn)換材料的光熱轉(zhuǎn)換作用使液滴10干燥固定。作為光熱轉(zhuǎn)換材料采用功能性微粒子11以外、易溶于溶劑13的物質(zhì)。使用光熱轉(zhuǎn)換材料，與利用液滴10的固有吸收相比較，能顯著提高干燥固定步驟的光利用率。還有，使用光熱轉(zhuǎn)換材料，激光波長可縮至約1μm左右，或小于或等于1μm，作為激光源可以采用輕小型的半導(dǎo)體激光器。其結(jié)果，能使功能性材料固定裝置500小型化。還有，半導(dǎo)體激光器(LD)具有效率高、壽命長、電壓低等優(yōu)點(diǎn)。并且，使用半導(dǎo)體激光器，能產(chǎn)生精細(xì)的光束光點(diǎn)44，精確地使液滴10局部加熱。還有，也可以預(yù)先使光熱轉(zhuǎn)換材料形成于基板20，使功能性微粒子11固定在光熱轉(zhuǎn)換材料上。例如，利用液滴噴射法把含有光熱轉(zhuǎn)換材料的溶劑噴射到基板20上，經(jīng)過干燥及燒結(jié)步驟，使光熱轉(zhuǎn)換材料形成在基板20上。然后，在光熱轉(zhuǎn)換材料上，噴射·涂敷含有導(dǎo)電性微粒子等的功能性材料11的液滴10。然后，經(jīng)過實(shí)施例5記載的步驟，能夠使功能性微粒子11固定在基板上。此種情況，起到與上述實(shí)施例5同樣的效果。
發(fā)明的實(shí)施例6按照本實(shí)施例，如圖14所示，使光束光點(diǎn)46的光束強(qiáng)度形成環(huán)狀。46a表示光束分布。調(diào)整光束分布46a使照射光點(diǎn)的外緣的照射強(qiáng)度比內(nèi)側(cè)的照射強(qiáng)度更強(qiáng)，能抑制液滴10落在粘附面20a稍后的功能性微粒子11的擴(kuò)散，防止布線寬度的擴(kuò)大。還有，能不受功能性微粒子11的濃度、液滴噴射量的影響描畫精細(xì)的布線圖案。只要獲得上述的衍射光學(xué)元件42的相位函數(shù)，就能獲得這樣的光束分布46a。
發(fā)明的實(shí)施例7按照本實(shí)施例，如圖15所示，使光束光點(diǎn)47的束強(qiáng)度成以基板傳送方向(X方向)為長軸的橢圓狀或棒狀。47a表示光束分布(高斯分布)。依靠這樣的構(gòu)成，即使不特意減慢基板20的傳送速度也能使對液滴10的激光照射時間延長，穩(wěn)定的干燥固定成為可能。只要獲得上述的衍射光學(xué)元件42的相位函數(shù)，就能使光束分布47的束強(qiáng)度成橢圓狀或棒狀。
發(fā)明的實(shí)施例8按照本實(shí)施例，如圖16所示，為了能使多個液滴10全部同時成批照射激光，使用整形成矩形的廣域光束48。48a表示X方向的光束分布(高斯分布)，48b表示Y方向的光束分布(高斯分布)，按照這樣的構(gòu)成，調(diào)整激光照射的位置變得極其容易。還有，即使變更液滴10的排列間距P時，也容易對應(yīng)調(diào)整。只要獲得上述的衍射光學(xué)元件42的相位函數(shù)，就能形成廣域光束48。但是此相位函數(shù)不具有使激光束分支的作用。
發(fā)明的實(shí)施例9圖11表示本實(shí)施例的功能性材料固定裝置500的構(gòu)成圖。該裝置500在基板20的表面一側(cè)(粘附面一側(cè))設(shè)置了噴嘴頭30，在基板20的背面一側(cè)設(shè)置了作為光束頂端的衍射光學(xué)元件42?；?0由能透過激光的透明材料構(gòu)成。按照這樣的構(gòu)成，能在液滴10落到粘附面20a的同時進(jìn)行激光照射，即使作為溶劑13使用揮發(fā)性強(qiáng)的溶劑時，也能穩(wěn)定地干燥固定。
發(fā)明的實(shí)施例10圖12表示本實(shí)施例的功能性材料固定裝置600的構(gòu)成圖。該裝置600具備作為光束頂端的半導(dǎo)體激光陣列49。半導(dǎo)體激光單體的大小約為0.1mm×0.1mm，所以能使裝置整體小型化。半導(dǎo)體激光陣列49的設(shè)置位置不限于基板20的表面一側(cè)，背面一側(cè)也可以。
發(fā)明的實(shí)施例11在上述各實(shí)施例中，干燥步驟和燒結(jié)步驟分開進(jìn)行，但通過調(diào)整激光的光束分布，可以利用同一激光使兩個步驟連續(xù)進(jìn)行。例如，如圖1 8所示，使具有雙波峰強(qiáng)度分布的光束分布70a的激光在液滴10上掃描，用強(qiáng)度低的部分70a’進(jìn)行干燥，用強(qiáng)度高的部分70a”進(jìn)行燒結(jié)。圖20表示具有雙波峰強(qiáng)度分布的束強(qiáng)度的測定結(jié)果。接受激光照射的液滴10的溫度變化如圖19所示。這里，溫度T1表示主要因照射區(qū)域70的前緣70f附近的激光照射而升溫的液滴10的溫度，調(diào)整光束分布70a’，使溫度適合于干燥固定。溫度T2表示主要因照射區(qū)域70的后緣70b附近的激光照射而升溫的液滴10的溫度，調(diào)整光束分布70a”，使溫度適合于燒結(jié)。這樣，調(diào)整激光的光束分布，能使干燥步驟和燒結(jié)步驟利用同一激光大致同時進(jìn)行，能大幅提高效率。但是，此方法最好在如圖17所示的第2次液滴涂敷終止后進(jìn)行。
發(fā)明的實(shí)施例12圖22是具有按照上述功能性材料固定方法制作的布線的RFID標(biāo)簽示意圖。這里所示的RFID標(biāo)簽800是用于電波方式識別系統(tǒng)的電子電路，被安裝于IC卡等。更詳細(xì)地說，RFID標(biāo)簽800具有設(shè)置于PET(polyethylene terephthalate)基板132上的IC 804、連接于IC 804的螺旋狀的天線806、設(shè)置于天線806上的一部分的焊錫保護(hù)膜808、在焊錫保護(hù)膜808上的連接天線806的兩端形成環(huán)路狀的連接線810。這里，天線806按照上述功能性材料固定方法制作。因此，天線806是使含有銀微粒子的液滴不會偏離其涂敷位置固定在基板132上形成的。
圖23是按照上述功能性材料固定方法制作布線圖案的濾色鏡的示意圖。在該圖中，濾色鏡820R、820G、及820B分別按照功能性材料固定方法制作布線圖案。更具體地說，使含有紅色顏料的溶液(濾色鏡)在著色部分820R形成布線圖案，使含有綠色顏料的溶液(濾色鏡)在著色部分820G形成布線圖案，使含有藍(lán)色顏料的溶液(濾色鏡)在著色部分820B形成布線圖案。這里，液滴(濾色鏡)被固定在涂敷位置，各濾色鏡之間產(chǎn)生混合的可能性很低，因此濾色鏡820R、820G、及820B的品質(zhì)較高。
其他，本發(fā)明的功能性材料固定方法，也適用于用于立體造型的熱固化樹脂或紫外線固化樹脂、電致發(fā)光(EL)元件具有的EL材料、印刷用顏料系統(tǒng)墨水、用于液晶顯示面板的微透鏡陣列、DNA或蛋白質(zhì)等生物物質(zhì)等各種功能性材料制作所需的圖案的情況。還有，在第5實(shí)施例中，作為粘附面20a以基板20的表面為例子，但本發(fā)明并不限于此，例如，象用于立體造型的熱固化樹脂或紫外線固化樹脂，使功能性微粒子11三維疊層、發(fā)揮其用途或功能的情況，已經(jīng)固定的功能性微粒子11的表面就成了粘附面20a。
圖24是安裝了具有按照上述功能性材料固定方法制作的濾色鏡的光電裝置的電子設(shè)備的一例示意圖。如該圖所示，移動電話機(jī)900作為顯示部分安裝了具有濾色鏡的液晶面板940。移動電話機(jī)900除具有多個操作按鈕910外，還具備聽筒920、話筒930，以及作為顯示電話號碼等各種信息的顯示部分940。此外，作為光電裝置也還適用于計算機(jī)、投影機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、照相機(jī)、PDA、車載設(shè)備、復(fù)印機(jī)、視頻設(shè)備等。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改、變化、和等同物由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種功能性材料固定方法，其包括以下步驟把含有分散于溶劑中的功能性材料的液滴噴射在粘附面上；對噴射在所述粘附面上的液滴照射激光；以及使所述液滴局部加熱，使其一部分汽化。
2.一種功能性材料固定方法，其包括以下步驟為防止含有分散于溶劑中的功能性材料的多個液滴相互的接觸，把所述多個液滴離散地噴射在粘附面上；對噴射在所述粘附面上的液滴照射激光；以及使所述液滴局部加熱，使其一部分汽化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功能性材料固定方法，其還包括以下步驟重新把第二液滴噴射在所述粘附面上，使其與一部分已經(jīng)汽化的第一液滴接觸；對所述第二液滴照射激光；以及使所述第二液滴局部加熱，使其一部分汽化。
4.一種使用第一噴墨頭和位于所述第一噴墨頭下游一側(cè)的第二噴墨頭的功能性材料固定方法，其包括以下步驟使用所述第一噴墨頭，把多個第一液滴離散地噴射在粘附面上，以防止含有分散于溶劑中的功能性材料的所述多個第一液滴相互間接觸；對噴射在所述粘附面上的第一液滴照射激光；使所述第一液滴里至少兩個液滴局部加熱，使其一部分汽化；使用所述第二噴墨頭，把第二液滴噴射在所述粘附面上，使其與液滴的一部分已經(jīng)干燥的所述兩個第一液滴接觸；對所述第二液滴照射激光；以及使所述第二液滴局部加熱，使其一部分汽化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其還包括以下步驟對干燥固定在所述粘附面上的所述功能性材料照射激光；以及使所述功能性材料局部加熱、燒結(jié)。
6.一種功能性材料固定方法，其包括以下步驟對干燥固定在所述粘附面上的所述功能性材料照射激光；以及使所述功能性材料局部加熱、燒結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其中，所述液滴里含有的所述功能性材料以被粘膜覆蓋的狀態(tài)分散于所述溶劑中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其中，所述液滴含有在所述激光的波長范圍具有吸收帶的光熱轉(zhuǎn)換材料，主要通過所述光熱轉(zhuǎn)換材料的光熱轉(zhuǎn)換作用使所述液滴的一部分汽化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其中，所述激光的波長范圍位于紅外線區(qū)域，主要通過所述液滴的固有吸收，使所述溶劑的一部分汽化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其中，相對于所述粘附面從所述液滴噴射的一側(cè)對所述液滴照射激光。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其中，所述粘附面是相對于激光波長范圍透光的基板表面，從所述透明基板的背面一側(cè)對所述液滴照射激光。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其還包括以下步驟大致同時噴射多個液滴；以及大致同時對噴射在所述粘附面的多個液滴照射多個激光。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功能性材料固定方法，其還包括以下步驟利用衍射光學(xué)元件把單個激光分成多個激光，以及對所述多個液滴照射所述分支光束。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功能性材料固定方法，其還包括以下步驟使用把多個半導(dǎo)體激光器排列成陣列狀的半導(dǎo)體激光陣列對所述多個液滴照射多個激光。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的功能性材料固定方法，其包括以下步驟使所述衍射光學(xué)元件或所述半導(dǎo)體激光陣列在所述粘附面的法線方向周圍轉(zhuǎn)動；以及適應(yīng)于所述液滴的排列間距調(diào)整所述激光的光束間距。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其包括以下步驟對多個液滴一起照射經(jīng)過束整形的激光，以對所述多個液滴同時進(jìn)行激光照射。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，其中，所述激光的強(qiáng)度分布形狀為環(huán)狀、橢圓狀、或棒狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的功能性材料固定方法，其中，所述激光具有照射區(qū)域的外緣比內(nèi)部強(qiáng)度強(qiáng)的光束分布。
19.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功能性材料固定方法，其中，通過使激光在所述液滴上掃描，使所述液滴的干燥和燒結(jié)連續(xù)進(jìn)行，所述激光具有照射區(qū)域的后緣強(qiáng)度比前緣逐漸變強(qiáng)的強(qiáng)度坡度。
20.一種功能性材料固定裝置，其包括液滴噴射裝置，其把含有分散于溶劑中的功能性材料的液滴噴射在粘附面上；以及干燥固定裝置，其通過對噴射在所述粘附面上的液滴照射激光，使所述液滴局部加熱，使所述液滴含有的溶劑的一部分汽化。
21.一種功能性材料固定裝置，其包括液滴噴射裝置，其將多個液滴離散地噴射在粘附面上，以防止含有分散于溶劑中的功能性材料的所述多個液滴相互間接觸，；以及干燥固定裝置，其通過對噴射在所述粘附面上的液滴照射激光，使所述液滴局部加熱，使所述液滴含有的溶劑的一部分汽化。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的功能性材料固定裝置，其中，所述液滴噴射裝置重新把第二液滴噴射在所述粘附面上，使其與通過所述干燥固定裝置使溶劑的一部分已經(jīng)汽化的第一液滴接觸，所述干燥固定裝置通過對所述第二液滴照射激光，使所述第二液滴局部加熱，使所述第二液滴含有的溶劑的一部分汽化。
23.一種功能性材料固定裝置，其包括第一液滴噴射裝置，其把含有分散于溶劑中的功能性材料的第一液滴噴射在粘附面上；第一干燥固定裝置，其對噴射在所述粘附面上的第一液滴照射激光，使所述液滴局部加熱，使所述第一液滴中含有的溶劑的一部分汽化；第二液滴噴射裝置，其位于所述第一液滴噴射裝置的下游一側(cè)，把含有分散于溶劑中的功能性材料的第二液滴噴射在粘附面上；以及第二干燥固定裝置，其對噴射在所述粘附面上的第二液滴照射激光，使所述液滴局部加熱，使所述第二液滴中含有的溶劑的一部分汽化。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其還包括燒結(jié)裝置，所述燒結(jié)裝置通過對干燥固定在所述粘附面的所述功能性材料照射激光，使所述功能性材料局部加熱，并使所述功能性材料燒結(jié)。
25.一種功能性材料固定裝置，其包括燒結(jié)裝置，所述燒結(jié)裝置通過對干燥固定在所述粘附面的功能性材料照射激光，使所述功能性材料局部加熱，并使所述功能性材料燒結(jié)。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述液滴中含有的所述功能性材料以被粘膜覆蓋的狀態(tài)分散于所述溶劑中。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述液滴中含有在所述激光的波長范圍具有吸收帶的光熱轉(zhuǎn)換材料，所述干燥固定裝置主要通過所述光熱轉(zhuǎn)換材料的光熱轉(zhuǎn)換作用使所述溶劑的一部分汽化。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述激光的波長范圍位于紅外線區(qū)域，所述干燥固定裝置主要通過所述液滴的固有吸收，使所述溶劑的一部分汽化。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述干燥固定裝置相對于所述粘附面從所述液滴噴射的一側(cè)對所述液滴照射激光。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述粘附面是相對于所述激光波長范圍透光的基板表面，所述干燥固定裝置從所述透明基板的背面一側(cè)對所述液滴照射激光。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述液滴噴射裝置大致同時噴射多個液滴，所述干燥固定裝置大致同時對噴射在所述粘附面上的多個液滴照射多個激光。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的功能性材料固定裝置，其中，所述干燥固定裝置包括衍射光學(xué)元件，利用所述衍射光學(xué)元件把單個激光分成多個激光，對所述多個液滴照射所述分支光束。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的功能性材料固定裝置，其中，所述干燥固定裝置包括把多個半導(dǎo)體激光器排列成陣列狀的半導(dǎo)體激光陣列，使用所述半導(dǎo)體激光陣列對所述多個液滴照射多個激光。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的功能性材料固定裝置，其中，所述干燥固定裝置通過使所述衍射光學(xué)元件或所述半導(dǎo)體激光陣列在所述粘附面的法線方向周圍轉(zhuǎn)動，適應(yīng)于所述液滴的排列間距調(diào)整所述激光的光束間距。
35.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述干燥固定裝置對多個液滴一起照射經(jīng)過束整形的激光，以對所述多個液滴同時進(jìn)行激光照射，。
36.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功能性材料固定裝置，其中，所述激光的強(qiáng)度分布形狀為環(huán)狀、橢圓狀、或棒狀。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的功能性材料固定裝置，其中，所述激光具有照射區(qū)域的外緣強(qiáng)度比內(nèi)部強(qiáng)的光束分布。
38.根據(jù)權(quán)利要求24所述的功能性材料固定裝置，其中，所述干燥固定裝置使具有照射區(qū)域的后緣強(qiáng)度比前緣逐漸變強(qiáng)的強(qiáng)度坡度的激光在所述液滴上掃描，通過所述照射區(qū)域的前緣附近的激光照射，使所述液滴中含有的溶劑的一部分汽化，所述燒結(jié)裝置通過所述照射區(qū)域的后緣附近的激光照射，使所述功能性材料燒結(jié)。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法，所述功能性材料為電氣布線、濾色鏡、光致抗蝕劑、顯微透鏡陣列、電致發(fā)光材料、或生物物質(zhì)中的任何一種。
40.一種裝置制造方法，其使用權(quán)利要求1所述的功能性材料固定方法制造裝置。
41.一種光電裝置，其包括按照權(quán)利要求40所述的裝置制造方法制造的裝置。
42.一種電子設(shè)備，其包括權(quán)利要求41所述的光電裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了使功能性材料精確地固定在粘附面上的指定位置的功能性材料固定方法。為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的功能性材料固定方法包括液滴噴射步驟和干燥步驟，該液滴噴射步驟把含有分散于溶劑中的功能性材料的液滴噴射在粘附面上，該干燥步驟通過對噴射在粘附面上的液滴照射激光使液滴局部加熱，使液滴的一部分汽化。按照此方法，在使液滴迅速干燥的基礎(chǔ)上能抑制基板整體加熱，避免由基板膨脹等引起的基準(zhǔn)線的偏移、斷線。
文檔編號H01J11/22GK1532054SQ200410003189
公開日2004年9月29日 申請日期2004年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月26日
發(fā)明者三浦弘綱, 吉沢昌宏, 宏, 尼子淳 申請人:精工愛普生株式會社