导电图案形成装置转让专利

申请号 : CN200810128900.9

文献号 : CN101614988B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 佐野雄一朗宫坂徹

申请人 : 株式会社日立制作所

摘要 :

本发明提供一种导电图案形成装置,这种工艺配置能够将由于显影剂、清洗液那样的液体材料的逆流、漏液引起的图案或装置内的污染降低成最小限度。在该导电图案形成装置中,使用电子照相方式的导电图案形成装置中的显影/清洗装置配置在比感光体的中心更靠下部的区域,溶剂去除工序配置在感光体沿着上升方向旋转的区域,转印液涂敷/静电转印工序设置在比感光体的中心更靠上部且在感光体沿着下降方向旋转的区域。

权利要求 :

1.一种导电图案形成装置,包括:

感光体,在其表面具备介电性薄膜体;曝光装置,在上述感光体上形成静电潜像图案;

显影装置,利用导电性粒子分散液来使上述静电潜像图案显影;溶剂去除单元,从显影在上述感光体上的导电性图案前驱体去除液膜;转印液涂敷单元,在去除了上述液膜的导电图案前驱体上再次形成转印液膜;以及转印单元,将再次赋予了上述转印液膜的导电图案前驱体转印到作为对象的基板上,其特征在于,

上述显影装置配置在比上述感光体中心更靠下侧,上述溶剂去除单元配置在上述感光体的旋转为上升方向的区域,上述转印液涂敷单元以及转印单元配置在比上述感光体中心更靠上侧且在上述感光体的旋转为下降方向的区域。

2.根据权利要求1所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述显影装置配置在比上述感光体中心更靠下侧且在上述感光体的旋转为下降方向的区域。

3.根据权利要求1或2所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述显影装置配置成位于比曝光装置更靠下侧的位置。

4.根据权利要求1或2所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述显影装置是在与感光体对置的面上设有供给导电性粒子分散液的供给口和利用负压来回收剩余的导电性粒子分散液的回收口的狭缝型的结构。

5.根据权利要求1所述的导电图案形成装置,其特征在于,利用不包含导电粒子的溶剂来清洗刚刚显影后的导电图案前驱体的清洗装置设在显影装置和溶剂去除单元之间。

6.根据权利要求5所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述清洗装置相对于感光体中心位于下部,并且位于感光体的旋转为上升方向的区域。

7.根据权利要求5或6所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述清洗装置位于溶剂去除单元的下方。

8.根据权利要求5或6所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述清洗装置设置在夹着感光体与转印液涂敷单元对角的位置。

9.根据权利要求5或6所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述清洗装置是在与感光体对置的面上设有供给清洗液的供给口和利用负压来回收清洗后的清洗液的回收口的狭缝型的结构。

10.根据权利要求1所述的导电图案形成装置,其特征在于,按照显影装置、送风单元、溶剂去除单元、转印单元的顺序,在显影装置和转印单元的中间部设有上述溶剂去除单元和送风单元,送风单元的气流喷吹方向是从感光体的宽度方向的一方的端部侧向另一方的端部侧方向、或者从感光体的宽度方向的中央向两端部侧方向。

11.根据权利要求10所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述溶剂去除单元设有利用负压来回收在感光体端部被吹走的液膜的回收单元。

12.根据权利要求9所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述溶剂去除单元是在与感光体对置的面上设有供给气流的供给口和利用负压来回收由气流吹走的液膜的回收口的狭缝型的结构。

13.根据权利要求12所述的导电图案形成装置,其特征在于,狭缝型的溶剂去除单元沿着感光体旋转方向排列有多个。

14.根据权利要求1所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述转印液涂敷单元设在溶剂去除单元和转印单元之间,位于比感光体中心更靠上部侧,并且位于感光体的旋转为下降方向的区域。

15.根据权利要求5所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述转印液涂敷单元设置在夹着感光体与上述清洗装置对角的位置。

16.根据权利要求1所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述转印液涂敷单元位于比溶剂去除单元的后端部更靠下方、并位于比转印单元更靠上方的位置。

17.根据权利要求1所述的导电图案形成装置,其特征在于,

以转印液涂敷单元、转印单元、清洗单元的顺序设置有回收过剩的转印液的清洗单元,上述转印单元相对于感光体中心位于上部,并且位于感光体的旋转为下降方向的区域。

18.根据权利要求1所述的导电图案形成装置,其特征在于,上述导电性粒子分散液是在液体中分散了要利用加热或加压来导体化的导电性粒子的溶液。

19.根据权利要求18所述的导电图案形成装置,其特征在于,在上述导电性粒子分散液中,分散在该液体中的导电性粒子的粒径为100nm以下。

20.根据权利要求18所述的导电图案形成装置,其特征在于,在上述导电性粒子分散液中,该液体中的导电性粒子在表面具有离子性有机分子,并且分散在无极性溶剂中。

说明书 :

导电图案形成装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种进行功能材料的图案化的装置,特别涉及利用了电子照相工艺的导电图案形成装置。

背景技术

[0002] 近年来,作为具有昂贵的掩模和多道工序的照相制板(photolithograph)方式的代替技术,利用凹版印刷法、凸版印刷法、丝网印刷法、剂量分配器、喷墨印刷、电子照相印刷等工序简便的印刷工艺的导电图案形成方式受到了关注。任意一个工艺都利用将导电性粒子分散在溶剂中的导电性粒子分散溶液、或在树脂中添加了导电性粒子的墨粉,通过使用了版或丝网的间接涂敷、利用喷嘴扫描的直接涂敷、或静电吸附在任意的静电潜像上来进行图案化。然后,通过对其进行加热烧结使微粒子之间彼此熔接来导体化而获得布线。
[0003] 在上述的各种印刷工艺中,特别是利用静电力在绝缘基板上形成期望的导电图案的电子照相方式,由于可以利用滚筒来进行连续生产,所以可以对应于大量生产和大面积图案形成。另外,由于对多品种少量生产有利的导电图案的变更也容易,所以与其他工艺相比有利点多。作为使用了电子照相方式的导电图案形成方法,公知有将在树脂中添加了导电粒子的干式墨粉图案化到陶瓷生片等耐热性高的基板上之后高温加热来去除树脂成分并熔接金属成分的方法(例如专利文献1)、通过以图案化后的墨粉中的金属粒子为核进行镀敷来形成导体图案的方法(例如专利文献2)。但是,在使用上述那样的干式墨粉的情况下,从防止粉尘的观点来看,可以在空气中处理的墨粉的最小粒径限度为5μm以上,形成例如10μm以下的导电图案在物理上是不可实现的。
[0004] 针对上述课题,提出了许多以使导电材料的微粉体分散在液体中的导电微粒子分散液状态来处理的图案化手法、即利用液体显影的导电图案形成手法(例如专利文献3、4)。由于可以通过在液体中对粒子进行处理而解决对环境和人体造成影响的粉尘飞散的课题,所以还可以处理粒径为纳米级的导电粒子,不仅可以实现更高精细的图案形成,而且极力不使用由于液体中的离子吸附带电而成为高电阻化的原因的树脂成分而可以实现导体粒子的直接处理(例如专利文献3)。
[0005] 专利文献1:日本特开平11-251718号公报
[0006] 专利文献2:日本特开2004-48030号公报
[0007] 专利文献3:日本特开2006-278801号公报
[0008] 专利文献4:日本特表2002-527783号公报
[0009] 但是,在使用了上述手法的情况下,由于必需对液体进行处理的工序,所以存在当液体处理工艺时发生由于滴液、逆流、以及漏液引起的图案破坏、装置污染的课题。

发明内容

[0010] 本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种工艺配置以及使用该工艺配置的导电图案形成装置的结构,在利用电子照相方式对分散在液体中的粒子、特别是导电微粒子直接进行图案化的导电图案形成装置中,将由于显影剂、清洗液、或转印液等液体材料的滴液(液だれ)、逆流、以及漏液引起的图案或装置内的污染降低到最小限度。
[0011] 为了达到上述目的,提供一种导电图案形成装置,其特征在于,将利用电子照相方式的导电图案形成装置中的显影/清洗装置相对于感光体中心配置在下部,将溶剂去除单元配置在感光体在上升方向上旋转的区域,以及将转印液涂敷/静电转印单元设置在比感光体中心靠上且在感光体在下降方向上旋转的区域。
[0012] 通过实现本发明中提出的工艺配置以及使用该工艺配置的装置结构,在显影液、清洗液、或转印液等液体对其他工艺引起滴液、或发生逆流、或在装置内泄漏的情况下,可以降低所形成的图案的破坏和装置内污染。

附图说明

[0013] 图1是使用本发明中的电子照相法的导电图案形成方法的结构图。
[0014] 图2是本发明中的导电性粒子分散溶液的概略图。
[0015] 图3是具有低分子量的离子性有机分子的导电性粒子的概略图。
[0016] 图4是本发明中的狭缝型液体/气体供给以及回收装置的概略图。
[0017] 图5是使用本发明中的电泳的转印单元的概略图。
[0018] (标号说明)
[0019] 1带电装置
[0020] 2带电区域
[0021] 3曝光装置
[0022] 4静电潜像图案
[0023] 5显影装置
[0024] 6导电性粒子分散溶液
[0025] 7导电图案前驱体
[0026] 8清洗装置
[0027] 9清洗液
[0028] 10介电性薄膜体
[0029] 11感光体
[0030] 12溶剂去除单元
[0031] 13转印液涂敷单元
[0032] 14转印液
[0033] 15转印单元
[0034] 16基板
[0035] 17导电图案
[0036] 18清洗单元
[0037] 19残留潜像消除单元
[0038] 20残存转印液去除单元
[0039] 21烧结单元
[0040] 22无极性溶剂
[0041] 23离子性有机分子
[0042] 24导电性粒子
[0043] 25无机离子
[0044] 26有机物离子
[0045] 27狭缝液体供给装置
[0046] 28供给口
[0047] 29回收口

具体实施方式

[0048] 以下,使用附图对应用本发明的电子照相方式的导电图案形成方法进行说明。
[0049] 图1是示意地示出应用了利用本发明提出的电子照相方式的导电图案形成方法的装置的图。本装置主要由带电装置1、感光体11、介电性薄膜体10、曝光装置3、显影装置5、导电性粒子分散溶液6、清洗装置8、清洗液9、溶剂去除单元12、转印液涂敷单元13、进行静电转印的转印单元15、基板16、残存转印液去除单元20构成。
[0050] 在本实施例中,作为带电区域2的形成手段,使用了在表面设有具有感光性的介电性薄膜体10的鼓状或带状的感光体11和带电装置1。利用设在该感光体11周围的带电装置1(由电晕管(corotron)+栅控电晕管(scorotron)、或滚筒接触带电器、或电刷接触带电器中的任意一个构成),使其表面一致地带电。通过由曝光装置3根据来自微型计算机等图像信息处理装置的图像信号扫描激光、或与上述图像信号对应地对多个阵列状地排列的光源分别进行ON/OFF控制,在利用带电装置1而一致地带电了的带电区域2上对任意的位置照射光来形成目的的静电潜像图案4。另外作为其他方法,向在表面预先加工了目的的图案形状(凸部)的静电潜像转印体的凸部分赋予静电荷。通过使该静电潜像转印体接触到一致带电了的介电性薄膜体10的表面,从而形成目的的静电潜像图案4。也可以使用所谓的印模(stamp)带电方法。但是,为了实现静电潜像图案4的容易的变更,优选使用前者的通过对一致地带电了的带电区域2照射光来形成静电潜像图案4的方法。此处,在任意一个方法中,所赋予的带电区域2可以利用正电荷以及负电荷的任意一种。曝光装置3相对于感光体11的旋转方向,设在后述的显影装置5的近前。其理由在于,在导电性粒子分散溶液6从显影装置5沿着逆流方向流动的情况下,会造成污染而无法形成静电潜像图案4。因此,优选将曝光装置3设置于感光体11的旋转方向为下降方向的区域中,且比显影装置
5的设置位置更靠上方。
[0051] 显影装置5是通过对形成在感光体11上的静电潜像图案4供给导电性粒子分散溶液6而将导电图案前驱体7进行显影形成的装置。在该显影装置5中,包括未图示的储藏导电性粒子分散溶液6的罐、和向介电性薄膜体10上的静电潜像图案4供给导电体粒子分散溶液6的供给单元。作为向静电潜像图案4供给导电性粒子分散溶液6的手段,有以下的3种方式。首先第1个方式是在称为供给滚筒的滚筒上形成导电性粒子分散溶液6的层,并使其与静电潜像图案4接触来显影的滚筒显影方式。第2个方式是从狭缝状的供给口28向静电潜像图案4供给导电性粒子分散溶液6的狭缝显影方式(参照图4)。第3个方式是将形成有静电潜像图案4的介电性薄膜体10浸渍在储藏有导电性粒子分散溶液6的液槽中的浸渍显影方式。
[0052] 为了在导电图案前驱体7的显影时提供静电的辅助力,优选的结构是滚筒显影方式中的供给滚筒、以及狭缝显影方式中的狭缝状的供给口28中的、至少最接近于感光体11的部位的表面由导电性的部件构成,从而可以施加电压。在上述的各显影装置5中,特别是狭缝显影方式的结构简单且所需的体积小,与其他手法相比每单位时间的导电性粒子分散溶液6的供给量多。因此,对于形成为了在导电图案17中流过大电流而所需的高的膜厚是有利的,是优选的方式。
[0053] 图4示出狭缝显影中使用的狭缝液体供给装置的概略图。如图4所示,优选的结构是在狭缝状的供给口28周围设置有回收口29,该回收口29利用负压来回收失去了导电粒子的溶剂成分以及剩余的导电性粒子分散溶液6。这样通过设置回收口29,可以降低导电性粒子分散溶液6的滴液、逆流、以及漏液。利用上述结构,还可以相对于感光体11朝下地设置导电性粒子分散溶液6的供给口28。因此,从导电形装置的配置的自由度高的观点出发,狭缝方式也是优选的。在电子照相方式中,显影装置5配置在上述的曝光装置3和后述的清洗装置8之间。
[0054] 此处,在导电性粒子分散溶液6发生了滴液、逆流、以及漏液的情况下,可以在后工艺的清洗装置8中回收与清洗液9一起流来的导电性粒子分散溶液6。但是,如果前工艺的曝光装置3发生由于导电性粒子分散溶液6造成的污染,则前工艺的曝光装置3的复原显著地变困难。因此,需要在曝光装置3一侧不发生导电性粒子分散溶液6的滴液、逆流、以及漏液的结构。
[0055] 另外,在采用狭缝显影方式作为显影装置5的情况下,可以是狭缝状的供给口28相对于感光体11朝下的结构、即可以将显影装置5配置在比感光体11的中心更靠上部。但是,在导电性粒子分散溶液6发生了漏液的情况下,会对整个工艺造成污染。因此,显影装置5优选配置在比感光体11的中心更靠下方一侧。特别地,优选对于除清洗装置8以外的全部工艺,设置在最下方的位置。如果考虑上述情况,优选将显影装置5的设置位置设置在比感光体11的中心更靠下部的区域,并且在感光体11的旋转方向的下降区域或曝光装置3的下侧。
[0056] 在显影装置5的储藏罐内,为了将导电性粒子分散溶液6中的导电粒子浓度保持为恒定,优选设有对导电粒子浓度进行检测的浓度检测单元。设有浓度调整单元,该浓度调整单元根据利用该浓度检测单元取得的浓度信息向储藏罐内添加无极性溶剂22、或导电性粒子24,来调整浓度。另外,在储藏罐中,具备为了防止沉淀、使整个区域浓度均匀化的搅拌单元。作为搅拌单元,可以使用超声波照射单元、使用用于在液中机械地搅拌的搅拌叶片等的搅拌单元、通过对储藏罐本身进行励振来搅拌的励振单元等。在狭缝显影方式的情况下,为了降低材料的使用量,优选为如下的循环结构,即从回收口29利用负压被回收的导电性粒子分散溶液6在根据导电粒子浓度检测结果来调整了浓度之后,再次回到储藏罐内而用作导电性粒子分散溶液6。
[0057] 图2详细示出导电性粒子分散溶液6。导电性粒子分散溶液6是将在表面吸附有离子性有机分子23的、粒径100nm以下的导电性粒子24分散在无极性溶剂22中的溶液。
[0058] 作为离子性有机分子23,在高分子的情况下,可以举出聚苯乙烯、聚-p-氯苯乙烯、聚甲基苯乙烯(polyvinyltoluene)、苯乙烯-p-氯苯乙烯共聚体、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚体等苯乙烯及其置换体的单独聚合体以及它们的共聚体、苯乙烯-丙烯酸甲基共聚体、苯乙烯-丙烯酸乙基共聚体、苯乙烯-丙烯酸-n-丁基共聚体等苯乙烯和丙烯酸酯的共聚体、苯乙烯-甲基丙烯酸甲基共聚体、苯乙烯-甲基丙烯酸乙基共聚体、苯乙烯-甲基丙烯酸-n-丁基共聚体等苯乙烯与甲基丙烯酸酯的共聚体、苯乙烯与丙烯酸与甲基丙烯酸酯的多元共聚体、苯乙烯-丙烯腈共聚体、苯乙烯-乙烯基甲醚共聚体、苯乙烯-丁二烯共聚体、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚体、苯乙烯-马来酸酯共聚体等苯乙烯与其他乙烯类单体的苯乙烯类共聚体、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等甲基丙烯酸酯树脂、聚丙烯酸甲基、聚丙烯酸乙基、聚丙烯酸丁基等丙烯酸酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环烯共聚体等、在以上举出的高分子树脂单独或混合了的高分子树脂中附加了可以赋予羧酸基或胺基等离子性的官能基的有机物。
[0059] 在低分子量的有机分子的情况下,可以举出由利用乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、戊二酸、2,4-二乙基戊二酸、2,4-二乙基戊二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、环己烷二羧酸、马来酸、富马酸、二甘醇酸等二羧酸、辛酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、二十酸、二十二酸、亚油酸、油酸、亚麻酸等脂肪酸;乳酸、羟基三甲基乙酸、二羟甲基丙酸、柠檬酸、苹果酸、甘油酸等羟基羧酸之类的脂肪族羟酸构成的脂肪族羟酸离子19、与Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Ni、W、Mo、Cr等无机离子18构成的脂肪族羟酸无机盐等。
[0060] 为了将导电图案前驱体7导体化,需要对作为导电性粒子24周围的有机成分的离子性有机分子23进行加热来烧蚀。另外,与高分子成分相比,低分子成分在烧结时所需的热能较低。因此,在使用耐热温度低的聚酰亚胺等树脂性基板作为导电图案17形成用的对象的基板16的情况下,优选使用烧结温度低的低分子有机分子。另外,如果使用低分子有机分子,则与使用了高分子有机分子的情况相比,导致导体图案17高电阻化的图案中的残存有机分子的比率低。从以上的观点来看,导电性粒子24周围的离子性有机分子23成分优选为低分子量的有机分子。
[0061] 需要将导电性粒子24的粒径设成100nm以下,以可以进行低温熔合并使导电图案17为高分辨率。但是,为了以200度以下的温度加热来熔合导电性粒子24而将导电图案前驱体7导体化,优选将导电性粒子24的粒径设为10nm以下。在需要100nm以下的线宽度的导电图案17时,优选将导电性粒子24的粒径设成5nm以下。
[0062] 对于导电性粒子24,使用Ag或Cu、Au、Pd、Pt、Ni、W、Mo、Cr等单体金属、或这些金属的氧化物、这些金属的合金。在需要导电体时,使用体积电阻率低的Ag或Cu。另外,还可以将上述金属、或其氧化物、或其合金多个混合来使用。
[0063] 对于无极性溶剂22,使用脂肪烃类溶剂。作为脂肪烃类溶剂,有异链烷烃类或石脑油类、Isopar(Exxon Chemical公司)、IP溶剂(出光石油公司)、Solutol(Philips石油公司)、以及其他的烃。
[0064] 清洗装置8是去除在感光体11上刚刚显影后的导电图案前驱体7上或所残存的无极性溶剂22中不显影而浮游的剩余的导电粒子的装置。该清洗装置8的结构是供给不包含导电粒子的溶剂作为清洗液9,通过进行吸引来去除剩余的导电粒子。另外,该清洗装置8具备未图示的储藏清洗液9的罐和向介电性导体膜10上的导电图案前驱体7供给清洗液9的供给单元。作为清洗液9的供给手段,与显影装置5同样地,可以举出从狭缝状的供给口供给清洗液9来向感光体11上的导电图案前驱体7和清洗装置8的供给口之间的空隙供给清洗液9的狭缝清洗方式、向储藏有清洗液9的液槽中浸渍形成有导电图案前驱体7的介电性导体膜10的浸渍清洗方式等。
[0065] 但是,从结构简单、且体积少、设置自由度高的那样的观点来看,像显影装置5所记述的那样,优选为狭缝清洗方式。狭缝清洗方式中的狭缝状的清洗液9的供给口中、至少最接近于感光体11的部位的表面优选由导电性的部件形成。其理由在于,这种结构可以施加电压,以可以静电地引导并去除在导电图案前驱体7上浮游、或附着在非图案形成区域上的剩余的导电粒子。在狭缝方式中,优选为在狭缝状供给口的周围设置有利用负压来回收清洗后溶液的回收口的结构。优选从回收口利用负压回收了的使用后清洗液通过过滤、吸附等手段被提炼而作为清洗液9再次回到储藏罐内的循环结构。作为清洗液9,只要是与导电性粒子分散溶液6中的溶剂混合的溶剂即可,没有特别的限定。但是,从保持不破坏导电图案前驱体7的状态的观点来看,优选为与导电性粒子分散溶液6中的溶剂相同的溶液。
[0066] 在电子照相方式中,清洗装置8配置在上述的显影装置5和后述的溶剂去除单元12之间。此处,在泄漏了清洗液9的情况下,在前工艺的显影装置5处,特别在狭缝方式的情况下,由于可以利用负压从回收口29与剩余的导电性粒子分散溶液6一起回收,所以清洗液9即使向显影装置5侧逆流或滴液也没有关系。但是,会担心如下的问题:如果清洗液
9流向后工艺的溶剂去除单元12的方向,则将超过溶剂去除单元12中的溶剂去除能力,而直至后述的转印液涂敷单元13为止,无法从导电图案前驱体7上充分地去除所残存的清洗液9。因此,需要构成为不发生向溶剂去除单元12侧的液流。另外,在狭缝清洗方式的情况下,可以构成为相对于感光体11向下方地配置的供给口、即可以将清洗装置8配置在比感光体11的中心更靠上部。但是,与显影装置5的情况同样地,在泄漏了清洗液9的情况下,由于对整个的工艺的污染危险性提高,所以清洗装置8优选设置在比感光体11的中心更靠下侧、或相对于除显影装置5之外的所有工艺设置在最下方的位置。如果考虑以上情况,清洗装置8的设置位置优选配置在比感光体11的中心更靠下部的区域、并且在感光体11的旋转方向的上升区域、或比溶剂去除单元12更靠下部。另外,在显影装置5中的显影时可以充分降低剩余粒子的发生的情况下,也可以不在本发明的导电图案形成装置中设置上述的清洗装置8。
[0067] 在利用本发明的电子照相方式的导电图案17形成单元中,需要高效率地进行转印介电性薄膜体10上的所显影出的导电图案前驱体7而不破坏该导电图案前驱体7。为此,采用干燥凝集静电转印方式,即在成为对象的基板16上进行转印之前,在一次去除了残存于刚刚通过了显影装置5以及清洗装置8后导电图案前驱体7上的溶剂成分之后,再次在导电图案前驱体7上涂敷转印液14,进而对基板16等施加电压并利用电泳来转印导电图案前驱体7。
[0068] 如上所述,在本发明中的导电图案形成装置中,具备溶剂去除单元12。利用该溶剂去除单元12,从刚刚显影后的导电图案前驱体7上一次去除所残存的溶剂成分,从而凝集构成导电图案前驱体7的导电性粒子24,增加粒子间力。因此,图案保持性提高,可以防止转印时的图案破坏。另外,通过去除所残存的溶剂成分,残存于介电性薄膜体10上的静电潜像图案4被消除,易于从介电性薄膜体10上剥离导电图案前驱体7,转印效率提高。作为从显影装置5以及清洗装置8后的导电图案前驱体7一次去除所残存的溶剂成分的溶剂去除单元12,可以举出使用利用加热或喷吹热风来使溶剂蒸发干燥的加热单元的加热方式、具有向液膜喷吹气体流来吹走液膜而从导电图案前驱体7上吹走所残存的溶剂成分的送风单元以及回收所吹走的溶剂的单元的气体流方式。
[0069] 另外,担心由于在加热方式中使溶剂蒸发所需的时间长、以及由于热而引起的介电性薄膜体10的劣化。因此,优选使用对感光体11的损伤小且可以迅速地去除溶剂的气体流方式。关于喷吹气体流的朝向,不希望是朝着被吹走的残存溶剂成分转印的方向(已经去除的导电图案前驱体7方向)、以及显影方向(具有残存的溶剂成分的刚刚显影后的导电图案前驱体7方向)流动。因此,优选为从中央朝着介电性薄膜体10端部方向(宽度方向)吹走液膜、或者相同地沿着宽度方向从一方的介电性薄膜体10端部向另一方的介电性薄膜体10端部吹走液膜,利用设置在介电性薄膜体10端部的溶剂去除单元12来回收的方法。
[0070] 作为溶剂去除单元12,可以考虑在介电性薄膜体10端部形成槽并回收残存于该槽中的溶剂的方法、以及具备可以吸收所残存的溶剂的海绵部件的方法。进而,也可以构成为为了缩短液体去除时间而在介电性薄膜体10的端部利用负压来吸引回收所流来的残存溶剂。作为溶剂去除单元12的其他结构,也可以是使在显影装置5以及清洗装置8中记述的图4所示那样的狭缝型结构的部件接近介电性薄膜体10上的导电图案前驱体7,从具有与感光体11相同宽度或更大宽度的狭缝型供给口28喷出气流,从设置在与狭缝口邻接的位置的回收口29利用负压来回收所残存的溶剂的结构。另外,如果利用1个狭缝型的溶剂去除单元12来去除所有的残存溶剂,则需要强力的气流喷吹力以及负压力,导电图案前驱体7被破坏的可能性高。因此,也可以构成为沿着感光体11旋转方向排列有多个具有不破坏导电图案前驱体7的程度的气流喷吹力以及负压力的狭缝型的溶剂去除单元12。另外,优选将所回收的溶剂搬送到显影装置5、清洗装置8的再循环的结构。
[0071] 在电子照相中,溶剂去除单元12是位于上述的显影装置5以及清洗装置8、和后述的转印液涂敷单元13之间的工艺。此处,在溶剂去除单元12的区域中,溶剂去除单元12前端部是保持着所残存的溶剂的状态,在溶剂去除单元12后端部中是去除了所残存的溶剂的状态。因此,优选溶剂去除单元12后端部配置在比前端部更靠上侧的位置,以使所残存的溶剂不会从溶剂去除单元12前端部流向装置后端部。进而,溶剂去除单元12必须设置在感光体11旋转方向的上升区域。另外,为了避免由于来自作为前工艺的显影装置5以及清洗装置8的导电性粒子分散溶液6或清洗液9的液流或泄漏而引起的污染,需要将溶剂去除单元12配置在显影装置5以及清洗装置8的上方。另外,为了避免由于来自作为后工艺的转印液涂敷单元13的漏液、逆流而引起的图案污染,需要将溶剂去除单元12的后端部配置在转印液涂敷单元13的上方。另外,在溶剂去除单元12中的溶剂去除工艺中,为了小心地且充分地从导电图案前驱体7去除溶剂以使所显影的图案不被破坏,如图1所示与其他工艺相比需要更宽范围的区域。
[0072] 形成本发明的导电图案前驱体7的导电性粒子24仅在溶剂中带电。因此,在进行静电转印时,在介电性薄膜体10和基板16之间的空隙中必须存在溶剂。因此,需要在去除了所残存的溶剂的导电图案前驱体7上再次添加转印液14来再次形成液膜。作为转印液涂敷单元13,可以考虑一边使保持有导电图案前驱体7的介电性薄膜体10浸渍到充满转印液14的托盘状的部件中并一边通过的方法、利用喷雾器喷雾转印液14来再次形成液膜的方法、以及从狭缝状或配列有多个喷嘴的剂量分配器涂敷转印液14的方法等。
[0073] 此处,伴随溶剂去除时的残存潜像消除,涂敷了转印液14后的导电图案前驱体7与介电性薄膜体10表面的相互作用降低,所以易于利用外力物理地剥离该导电图案前驱体7。因此,在利用喷射喷雾的转印液14的涂敷方法中,由于伴随气流的喷吹,有物理的力作用到图案上,因此担心图案的破坏。另外,在一边使导电图案前驱体7浸渍到充满转印液14的托盘中一边通过的方法的情况下,转印液涂敷单元的配置被限定于感光体11从下降方向切换到上升方向的位置。因此,工艺配置的尤度(可能性)显著降低。因此,优选使用从狭缝状或排列有多个喷嘴的剂量分配器涂敷转印液14的方法。另外,除了剂量分配器以外,也可以使用喷墨来涂敷转印液14。转印液涂敷单元13是位于上述溶剂去除单元12和后述转印单元15之间的工艺。此处,在转印液14流向转印单元15一侧的情况下,在转印单元15中,由于原本在静电转印时必须存在溶剂,并且在作为随后的工艺的清洗单元18中过剩的转印液14被回收,所以即使流过转印液14也不会成为问题。但是,向前工艺的溶剂去除单元12一侧的转印液14的逆流将造成在溶剂去除中的导电图案前驱体7上流过过剩的转印液14。因此,存在无法进行正常的溶剂去除的可能性,需要构成为不发生转印液14向溶剂去除单元12一侧流动的结构。另外,在采用了利用狭缝状或排列有多个喷嘴的剂量分配器来涂敷转印液14的方法的情况下,还可以从下方对感光体11涂敷转印液14。但是,为了正常地涂敷转印液14来取得液膜,优选构成为从上方对感光体11涂敷转印液14,且由涂敷后的转印液14形成的液膜形成在比感光体11的中心更靠上部侧。
[0074] 考虑以上情况,转印液涂敷单元13的配置优选配置在位于比感光体11中心更靠上部侧且在感光体11旋转方向为下降的区域、或配置在比转印单元15更靠上方且比溶剂去除单元12后端部更靠下方、或配置在相对于清洗装置8的配置位置夹着感光体11成为对角的位置。此处,作为转印液14,只要是不破坏导电图案前驱体7且可以在转印液14中实现电泳的溶剂即可,没有特别限定,但优选为与导电性粒子分散溶液6中的无极性溶剂22成分相同的溶剂。
[0075] 在本发明的导电图案形成装置中,采用对显影在感光体11上的导电图案前驱体7进行静电转印的方式。因此,还以通过在刚要转印之前涂敷转印液14来使静电力作用于由在液中再次带电的导电性粒子24构成的导电图案前驱体7。另外,具备转印单元15,用于利用静电力将图案以保持的状态从介电性薄膜体10上移动到成为印刷对象物的基板16上。作为转印单元15,如图5所示,导电图案前驱体7成为被介电性薄膜体10的面和基板16表面所夹着的状态。介电性薄膜体10和基板16表面之间的间隙成为被利用转印液涂敷单元13施加的转印液14所充满的状态。在该状态下,从印刷对象的基板16的背面侧施加电压。由此,导电图案前驱体7通过电泳从介电性薄膜体10侧转印到基板16侧。施加到转印单元15上的电压的符号在构成导电图案前驱体7的导电性粒子24通过转印液14带负电的情况下为正偏置,在带正电的情况下为负偏置。
[0076] 本实施例中的转印单元15作为施加电压的部件,是在表面设有导电性的弹性体的滚筒的结构。该滚筒构成为在转印时按从动于感光体11的旋转方向的旋转方向旋转。此时,为了挤出进入间隙间的空气层,优选可以对感光体11施加100g/cm以上的加压力的结构。转印单元15是位于上述转印液涂敷单元13和后述清洗单元18之间的工艺。此处,在从前工艺的转印液涂敷单元13流出过剩的转印液的情况下,转印单元15必须位于比转印液涂敷单元13更靠下方,以导向转印单元15侧。另外,转印单元15必须配置在清洗单元18的上方,以在转印后不使残存于介电性薄膜体10上的转印液14逆流而全部被导向作为后工艺的清洗单元18侧。如上所述,转印单元15配置在比感光体11的中心更靠上部侧,并且配置在感光体11的旋转方向为下降的区域。或者,配置在比清洗单元18更靠上方侧、并且在比转印液涂敷单元13更靠下方侧。或者,优选配置在相对于配置有清洗装置8的位置夹着感光体11成为对角的位置。
[0077] 作为本发明中的转印的对象,有在要形成有导电图案17的基板16上直接转印的方法、或一次性地将导电图案前驱体7保持在导电图案保持基板(中间转印体)上然后将转印了的导电图案前驱体7进一步转印到对象的基板16上的方法。在直接在目的基板16上进行转印的方法的情况下,基板16优选对150~250℃的加热具有耐受性,进而为了对应于来自基板16背面的转印偏置施加,是厚度1mm以下的片状的部件。作为构成基板16的材料的例子,可以举出由聚酰亚胺构成的树脂片或陶瓷生片等。
[0078] 在本发明中的导电图案形成装置中,具备烧结单元21,用于将转印到基板16上的导电图案前驱体7定影到基板16上并将导电性粒子24彼此熔合来进行导体化而成为导电图案17。烧结单元21不仅使导电性粒子24熔合,而且还烧结附加到导电性粒子24表面的分散剂层。此时,也可以具备在加热的同时将导电图案17加压到基板16上的机构。为了充分地熔合导电性粒子24,使离子性有机分子23烧结,并且防止基板16的变形和变性,此时的加热温度优选为300℃以下。此时,也可以设置对烧结后的有机物成分进行排气的排气单元。另外,加热前的基板上的导电图案前驱体7由于残存有基于转印时的转印液14的液膜,所以优选具备在烧结前去除液膜的残存转印液去除单元20。
[0079] 在本发明中的导电图案形成装置中,具有如下结构:介电性薄膜体10在转印了导电图案前驱体7之后,通过清洗单元18,从而返回到初始的介电性薄膜体10表面状态,再次形成潜像而导电性粒子分散溶液6被显影。作为感光体11的形状,优选为带状或鼓状。关于感光体11的材料,只要是对于溶剂具有耐受性,并且由不污染环境的材料构成的材料即可,没有特别限定,但优选为由例如非晶硅那样的无机材料构成的材料。另外,此时,具备去除并回收转印后的介电性薄膜体10的残留的导电性粒子24的残留导电性粒子的清洗单元18、以及消除残留静电潜像的残留潜像消除单元19。
[0080] 另外,也可以构成为使清洗单元具有残留潜像消除功能而不设置残留潜像消除单元19。作为残留导电性粒子的清洗单元18,可以举出使刀片接触到介电性薄膜体10来刮掉的方法、以及利用溶剂来冲洗的方法。此时,成为被刮掉的导电粒子以及残存溶剂、或在冲洗中使用的清洗溶剂的托盘的部件优选构成为使其接受面朝向上方。因此,清洗单元18优选配置于感光体11旋转方向为下降的区域。此时,去除、回收的导电性粒子24和溶剂也可以在提炼分离后,返回到显影装置5、清洗装置8、以及转印液涂敷单元13,而被再次循环利用。
[0081] 利用本发明的导电性粒子分散溶液6来形成的导电图案17例如可以用作个人计算机、大型电子计算机、笔记本型个人电脑、笔输入个人电脑、笔记本型文字处理机、移动电话、便携卡、手表、照相机、电剃须刀、无绳电话、传真机、录像机、摄像机、电子记事本、袖珍计算器、带有通信功能的电子记事本、便携复印机、液晶电视、电动工具、吸尘器、具有虚拟现实等功能的游戏机、玩具、电动自行车、医疗护理用步行辅助机、医疗护理用轮椅、医疗护理用移动床、自动扶梯、电梯、叉车、高尔夫车、紧急用电源、负荷调节器、电力储藏系统等的基板的布线。另外,除了民用之外,还可以用于军用、航空航天用。