专利名称：用于形成特定图形的衬底及其制造方法
技术领域：
本发明涉及通用衬底的变形，尤其涉及适合于以一定图形使液相材料附着的衬底的改进。
背景技术：
以往，使用的是称为通用衬底或万能衬底的衬底。该衬底是有规则地配置焊锡易于附着的斑点状铜膜区域的衬底。在该通用衬底中可利用焊锡等在衬底的任意位置上固定部件。在各部件之间，传统上是用锡焊烙铁在铜膜区域填充焊锡并连续地布线，或通过引线与其它部件连接。
但是，为了按照具有一定面积图形形状成形薄膜，必须在图形形成的整个区域上均匀地附着某种程度量的流体。可是，上述通用衬底不适合于这样用途。
于是，为了使这样的一定量的流体附着在一定面积的图形形成区域上，自然要使流体不从图形形成区域流出，则在沿图形形成区域的外周形成斜坡(隔离构件)，以便使流体直至固化也不从图形区域流出，这一点是必要的。
然而，在形成斜坡的薄膜形成方法中，斜坡形成费时、因斜坡在衬底表面上产生多余起伏、必须选择对衬底和流体双方易亲合的隔离材料，因此存在许多不尽人意之处。
发明概述为了克服这些缺点，本发明人构思一种特定图形形成方法，该方法可以在一定形状图形区域内不用隔离构件，而使一定程度量的流体均匀地附着。
本发明第1任务是提供一种能在一定面积图形形成区域内适量地附着流体的衬底。
本发明第2任务是提供一种能在一定面积图形形成区域上适量地附着流体的衬底的制造方法。
完成上述第1任务的发明是附着一定的流体，并形成图形化的膜的衬底，并备有为形成膜的以特定形状图形化了的图形形成区域。图形形成区域是用于形成特定图形的衬底，其特征在于，其构成是根据一定规则在对该流体无亲合性的非亲合性区域之间配置对流体具有亲合性的亲合性区域。例如衬底的构成是以一定规则配置多个图形形成区域，或以一定图形形状形成图形形成区域。
这里所谓“流体”，是指一种媒体，它不仅是墨水，而且在工业用途中具有能从喷嘴流出的粘度。不管是水性和油性均可。并且，也可是混合物混入成为胶体状。所谓“具有亲合性”是指对于流体的接触角相对小的性能，所谓“无亲合性”是指对于流体接触角相对大的性能。这两种表现是为了搞清对于流体的膜变动，方便对比所使用的概念。上述“亲合区域”或“非亲合区域”的排列配置成形成散乱点图样、镶嵌图样、条纹图样等任意图样。每个区域的形状为圆形，或是三角形和四边形等多边形，也可以是线形。每个区域大小都无限制。
完成上述第2任务的发明是一种衬底的制造方法，该方法是制造用于使一定的流体附着并形成图形化的膜的衬底的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤a.在基台上涂敷石蜡，形成石蜡层的步骤；b.为了在形成图形化膜的图形形成区域内，在对于该流体不具有亲合性的的非亲合性区域之间根据一定规则配置对于流体具有亲合性的亲合性区域，沿该亲合性区域供给能量，除去该亲合性区域的石蜡层的步骤。
完成上述第2任务的其他发明是一种衬底的制造方法，该方法是制造用于使一定的流体附着，并形成图形化的膜的衬底的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤a.在基台上用一定的金属形成金属层的步骤；b.在形成图形化膜的图形形成区域以外区域上提供能量，除去金属层的步骤；c.为了在图形形成区域内，在对于该流体不具有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对于流体具有亲合性的亲合性区域，沿该非亲合区域提供能量，除去该非亲合性区域的金属层的步骤；d.把有选择性除去金属的基台浸渍在含硫化合物的混合溶液中的步骤。
其中，所述硫化合物与对于流体的亲合性有关，最好具有与基台表面相反的性质。
还有，完成上述第2任务的其他发明是一种衬底的制造方法，该方法是制造用于使一定的流体附着，并形成图形化的膜的衬底的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤a.为了复盖形成图形化膜的图形形成区域以外的区域，并且在该图形形成区域中在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对流体具有亲合性的亲合性区域，用复盖该非亲合性区域的网状掩膜进行掩蔽的步骤；b.对做了网状掩膜的基台实施等离子加工的步骤；c.对利用等离子加工产生解离的分子做改性处理的步骤。
还有，完成上述第2任务的其他发明是一种衬底的制造方法，该方法是制造用于使一定的流体附着，并形成图形化的膜的衬底的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤a.为了复盖形成图形化膜的图形形成区域以外的区域，并且在该图形形成区域中在该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对流体具有亲合性的亲合性区域，用复盖该非亲合性区域的网状掩膜进行掩蔽的步骤；b.在实施了网状掩膜的基台上照射紫外线对表面做改性处理的步骤。
还有，完成上述第2任务的其他发明是一种衬底的制造方法，该方法是制造用于使一定的流体附着，并形成图形化的膜的衬底的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤a.在设有对于流体没有亲合性的表面的基台上用对于流体具有亲合性的材料形成薄膜的步骤；b.为了在形成图形化的膜的图形形成区域中，在对于该流体没有亲合性非亲合性区域之间根据一定规则配置对于流体具有亲合性的亲合性区域，备有复盖该亲合性区域光刻胶的步骤；c.蚀刻形成光刻胶的基台，并蚀刻备有光刻胶的区域以外的区域的步骤。
还有，完成上述第2任务的其他发明是一种衬底的制造方法，该方法是制造用于使一定的流体附着，并形成图形化的膜的衬底的方法，
其特征在于该方法包括以下步骤a.向基台的整个面提供电荷的步骤；b.向形成图形化膜的图形形成区域以外的区域提供能量，消除电荷的步骤；c.为了在图形形成区域中，在对于该流体没有亲合性非亲合性区域之间根据一定规则配置对于流体具有亲合性的亲合性区域，消除该非亲合性区域的电荷的步骤；d.在没有消除电荷的亲合性区域上耦合一定的物质的步骤。
还有，完成上述第2任务的其他发明是一种衬底的制造方法，该方法是制造用于使一定的流体附着，并形成图形化的膜的衬底的方法，其特征在于该方法包括以下步骤为了在形成图形化的膜的图形区域中，在对于该流体没有亲合性非亲合性区域之间根据一定规则配置对于流体具有亲合性的亲合性区域，在该亲合性区域形成亲合性膜的步骤。
其中，为了由流体对上述衬底形成图形化膜，最好利用喷墨方式。首先，对喷墨式记录头的为填充流体构成的凹处供给成为膜材料的流体。然后，在该凹处可使发生体积变化构成的压电元件施加电压，从该喷嘴吐出的流体液滴，使在图形形成区域整个面上无遗漏地附着流体。
附图的简单说明
图1是实施例1的衬底，其中A是平面图，B是其剖面图；图2是实施例1衬底图形形成区域的亲合性区域和非亲合性区域的配置例图，其中A是方形图形，B是其变形例，C是圆形图形，D是其变形例，E是三角形图形，F是其变形例，以及G是线形图形。
图3是说明图形形成区域形状的变形例的衬底平面图；图4是说明实施例1的衬底作用的图，A是点状图形情况，B是线状图形情况。
图5是通常向衬底吐出液滴情况下的剖面图，A是吐出后，B是干燥之后；图6是通常向衬底吐出液滴情况下的平面图，A是吐出后，B是干燥之后；图7是实施例2的衬底制造方法；
图8是实施例3的衬底制造方法；图9是实施例4的衬底制造方法；图10是实施例5的衬底制造方法；图11是实施例6的衬底制造方法；图12是实施例7的衬底制造方法；图13是实施例8的衬底制造方法。
实施发明的最佳方案下面参照附图，说明本发明的实施例。
实施例1本发明实施例1是有关适于形成特定图形的衬底结构。在图1中显示本实施例1的衬底外形图。图1A是平面图，图1B是图1A剖面A-A的视图。如图1A所示，这样配置本实施例1的衬底1a，在基台图形形成面上，在图形非形成区域11之间使图形形成区域10图形化并配置在其间。图形形成区域10是用于使一定流体附着形成薄膜的区域。图形非形成区域11是使不形成所述薄膜的区域。图形非形成区域11在用对流体显示非亲合性的材料形成基台情况下成为显示基台表面本身的区域。
图形形成区域10的构成是对流体显示亲合性的亲合性区域110和对流体显示非亲合性的非亲合性区域111交替配置。这是因为通过亲合性区域110和非亲合性区域111交替配置可使适量的流体附着。但是也可以使整个图形形成区域只用亲合性区域110构成。
亲合性区域110可利用的图形是，如图2A所示方形区域相互紧靠的图形；如图2D所示方形区域以一定间隔配置的图形；如图2B所示圆形区域相互紧靠的图形；如图2E所示圆形区域以一定间隔配置的图形；如图2C所示三角形区域相互紧靠的图形；如图2F所示三角形区域以一定间隔配置的图形。还有，可考虑如图2G所示由平行线组成的图形。可利用这些其他任意多边形和不规则形状等。
这里，显示亲合性还是显示非亲合性由作为图形形成对象的流体具有何种性质来确定。例如，如果流体是象水这样含极性分子的物质，则具有极性基的表面区域显示亲合性，不具有极性基的表面区域显示非亲合性。相反，如果流体是如许多有机媒体那样不含极性分子的材料，则具有极性基的表面区域显示非亲合性，不具有极性基的表面区域显示亲合性。流体的选定取决于用什么材料形成薄膜。在本实施例中，确定基台材料，要使得图形非形成区域11对流体显示非亲合性。图形形成区域10的非亲合性区域111是与图形非形成区域11同样基台表面露出的部分。
在表1，显示能用作本实施例图形非形成区域11以及非亲合性区域111的材料，和能用作亲合性区域110的材料的例子。
表1
图形形成区域10的形状、配置、大小等根据用途可任意设定。选定方形有规则地配置图1A所示的图形形成区域10。当然，作为图形形成区域的形状除了方形外，也可选多边形、圆形、不规则的外形。如图3所示，也可使图形形成区域10形成文字和记号、其他图形。在使流体附着在文字记号等形状上想使之薄膜化的情况下可利用。还有，图形形成区域的配置，不一定是有规则的，也可以是非规则的。图形形成区域的大小不作特别限制，可作各种放大和缩小。
作用图5和6显示对于已有衬底附着流体情况下的液滴附着的状态。图5A是向基台100上吐出多滴液滴12情况下的剖面图；图6A是其平面图。如本实施例所述，在不形成图形形成区域的衬底上连续吐出液滴12时，则如图5A所示，滴中的液滴因表面张力而扩张，相邻的液滴12连结起来。这时没有任何阻止液滴12扩展的边界，所以如图6A所示，使各液滴轮廓超出滴中时的扩展而扩散。在流体的溶剂成分少的情况下，因该轮廓扩展固化，所以难以形成细微的图形。在溶剂成分多的情况下，一旦使液滴干燥，则除去液滴中的溶剂成分，在各液滴滴中位置收缩。由于对附着位置无限制，所以如图5B和图6B所示，使最初连结起的液滴12分离，成为岛12b。由于成为分离的岛12b，所以无法起到图形作用。
参照图4说明本实施例图形形成区域10的衬底1a的作用。图4A显示在图2A图形上附着流体液滴时的衬底上的液滴形状。图4B显示在图2G图形上附着流体液滴时的衬底上的液滴形状。在图4A以及图4B的任一个图形情况下用喷墨方式沿线L3附着液滴。
如图4A所示，在衬底上滴中的液滴12在亲合性区域110充分扩展。然而，从非亲合性区域111被排除，根据表面张力被拉进相邻的亲合性区域110。从而因表面张力作用被拉进后，如图4A所示，仅在亲合性区域110附着液滴12。即使来自头的液滴的吐出方向多少有些偏离，但如果按从线L2到L4一定宽度滴中，则附着的液滴12通常附着在从线L2到L4之间的亲合性区域110上。由于亲合性区域110相互分离或仅有一点接触，所以只要不直接滴中，附着在一个亲合性区域110上的液滴12就不会侵入相邻的亲合性区域110。在液滴12附着的亲合性区域110附近，由于液滴12附着的亲合性区域110接触或稍离开一点，所以，液滴12之间因表面张力而相互连结。从而沿液滴12滴中的轨迹连接，图形连续。在液滴12附着的亲合性区域110中，由于液滴成布满状态，所以即便该液滴干燥，也不会与连结的邻接的液滴分离。
如上述判断，在象本实施例形成的图形形成区域10中，在使流体附着的区域中尽管流体充分地扩展也不会超出上述情况。就是说，可使流体适量地附着。亲合性区域110图形的配置最好是达到各个图形相互点接触程度。其原因是当各图形接触完全连接时，则不能阻止亲合性区域边界的表面张力，液滴无限制地侵入相邻的亲合性区域；相反，点状图形过分离开，则会影响液滴的连续性，引起液滴图形的分离。
另一方面，在图4B的线状图形中，液滴12沿线L3滴中，与相邻的液滴12连结。在该线状图形中，只要液滴12滴中从线L2到L4之间，就会被以线L3为中心的液滴的连接吸收，液滴扩展不大于从线L2到L4的宽度。还有由于线L3连续，所以只要液滴12重合滴中，液滴图形就不会断离。
在使用本实施例的衬底1形成图形的情况下，可适用于在衬底面上附着流体的所有方法。例如，除了用喷墨方式附着外，还可应用旋涂法、滚涂法、模涂法、喷涂法等各种涂敷方法。根据本实施例的衬底，由于是可附着适量液量的流体的结构，所以虽然在图形形成区域10上充分附着流体，但在图形非形成区域11上不附着，可按照图形附着流体。如果附着流体就进行热处理，使溶剂从流体中蒸发形成薄膜，按照图形形成区域形成薄膜。
如上所述，根据本实施例1，可在图形形成区域附着适量的流体，这以外的图形非形成区域不附着流体，所以能按照图形形成区域形成薄膜。
实施例2本发明实施例2是有关在利用石蜡等有机物的上述实施例1中说明过的衬底的制造方法。
参照图7说明本实施例的制造方法。图7是本发明衬底制造工序的剖面图。
石蜡层形成工序(图7A)石蜡层形成工序是在基台100上涂敷石蜡形成石蜡层101的工序。基台100根据流体选择对流体亲水性或非亲水性(疏水性、亲油性)。在流体不包含极性分子情况下，规定基台100为亲水性。在流体包含极性分子的情况下，按疏水性材料选择基台100。在图7显示流体不含极性分子情况下的图形形成，使用亲水性材料作为基台100。例如，基台100使用聚4-乙烯基吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、纤维素、聚乙酸乙烯酯等。在形成石蜡层101中可应用滚涂法、旋涂法、喷涂法、模涂法、条涂法等各种涂敷方法，各种印刷法，转印法等方法。
能量供给工序(图7B)掩膜形成工序，在流体不含极性分子情况下，在石蜡层101内，在图形非形成区域11以及图形形成区域10中的非亲合性区域111上供给能量，使石蜡蒸发。作为能量，虽然可考虑光、热以及光和热三者，但为了除去特定微小区域的石蜡，最好用激光。例如，照射短波激光，使石蜡蒸发。
根据以上制造工序，在图形形成区域10的亲合性区域110上剩下石蜡层101，一旦在该衬底上使不含极性分子的流体附着，则仅在图形形成区域10附着。此外，在附着的流体含极性分子的情况下，仅在图形形成区域10中的亲合性区域110上供给能量，除去石蜡。以此能仅在亲合性区域110上附着含极性分子的流体。
此外，在用对流体显示亲合性的材料形成基台100的情况下，在制造时要在图形非形成区域11以及图形形成区域10的非亲合性区域111上留下石蜡。在基台100用对流体显示非亲合性的材料形成的情况下，制造时要在图形形成区域10的亲合性区域110上留下石蜡。
实施例3本发明的实施例3是有关在上述实施例1中说明了的衬底制造方法。尤其是在本实施例中利用硫化合物的自聚集单分子膜。
在本实施例中，在基台上设置金属，将其浸渍在含硫化合物的溶液中，形成自聚集单分子膜。硫化合物由备有氢硫基的分子构成。将该硫化合物溶解在1～10mM的乙醇溶液中。把形成了金膜的衬底浸渍在该溶液中，在室温下放置1小时左右，硫化合物自发地聚集在金膜的表面。然后，金原子和硫原子结合成共价键，在金表面按2维形成硫分子的单分子膜。该膜的厚度根据硫化合物的分子量是10～50埃左右。通过调整硫化合物的组成，可自由地设定对于流体定为亲合性或是非亲合性的自聚集单分子膜。
作为硫化合物最好是硫代化合物。这里所谓硫代化合物是具有氢硫基(-SH；mercapt group)的有机化合物(R-SH；R是烷基(alkyl group)等的烃基)的总称。
表2中，流体分为含极性分子的情况和不含极性分子的情况，显示在流体中具有亲合性硫代化合物的有代表性的组成。n、m为自然数。
表2
如通过表2判定，通过规定对极性分子亲合性或对非极性分子亲合性改变组成可自由地设定硫化合物单分子膜。图8中显示本实施例3的衬底制造方法的制造工序剖面图。
金属层形成工序(图8A)金属层形成工序是在基台100上形成金属层102的工序。基台100根据流体选择规定对流体亲合性或非亲合性(疏水性、亲油性)。在流体不含极性分子的情况下，规定基台100为亲水性。在流体含极性分子的情况下，基台100选择疏水性材料。作为金属层102最好是物理化学稳定性好的金(Au)。除了金以外，化学吸附硫化合物的银(Ag)、铜(Cu)、铟(In)、镓一砷(Ga-As)等金属也行。作为金属层102形成方法可用湿式电镀、真空蒸镀、真空溅射法等公知技术。但是如果是以一定厚度均匀形成金属薄膜的成膜法，则对其种类无特别限制。金属层的作用为了固定硫化合物层，金属层本身也可以极薄，因此可以形成为500～2000埃左右的厚度。
此外，因衬底100使金属层102和基台100的密合性变差。在这样的情况下，为了提高金属层102和基台100的密合性，在基台和金属之间形成中间层。加强基台100和金属层102之间结合力的材料例如最好是镍(Ni)、铬(Cr)、钽(Ta)或它们的合金(Ni-Cr等)。如果设置中间层，则基台100和金属层102的结合力增加，硫化合物层对于机械摩擦难于剥离。在金属层102下面形成中间层的情况下，利用真空溅射法或离子镀法形成100～300埃厚的Cr。
图形形成工序(图8B)图形形成工序向在基台100上形成的金属层102内的一部分提供能量使金属蒸发。在流体含极性分子而基台100显示疏水性的情况下，或在流体不含极性分子而基台100显示亲水性的情况下，把能量提供给图形非形成区域11以及图形形成区域10中的非亲合性区域111。在流体不含极性分子而基台100显示疏水性的情况下，或在流体含极性分子而基台100显示亲水性的情况下，仅把能量提供给图形形成区域10中亲合性区域110。作为能量最好是光，尤其是能供给短波高能量的激光最佳。使发送器200与亲合性区域或非亲合性区域的图形一致，一边射出激光一边移动。激光照射的区域因使形成金属层102的金属蒸发，所以露出基台100。
硫化合物浸渍工序(图8C)硫化合物浸渍工序把含除去一部分金属的金属层的衬底浸渍在硫化合物溶液中，形成自聚集单分子膜103。首先，准备这样的溶液，把想在自聚集单分子膜103中使用的组成的硫代化合物溶解在如乙醇或异丙醇这样的有机溶剂中。例如，在流体含极性分子并想使该自聚集单分子膜103成为亲合性区域110的情况下，使用具有OH基或CO2H基的硫化合物制造亲水性硫化合物溶液。在流体不含极性分子并想使该自聚集单分子膜103成为亲合性区域110的情况下，使用具有烷基的硫化合物制造疏水性硫化合物溶液。然后，把使金属层102形成图形的基台100浸渍在该溶液中。浸渍条件是溶液的硫化合物浓度为0.01M，溶液的温度从常温到50℃，浸渍时间是5分到30分。在浸渍处理期间，应使硫化合物层的形成均匀进行，进行搅拌溶液或循环。
金属表面如保持清洁，则由于硫黄分子本身自聚集形成单分子膜，所以是无需严格的管理条件的工序。在浸渍结束时，仅在金属表面上形成具有牢固附着性的硫黄分子的单分子膜。
最后，洗净并除去附着在基台表面上的溶解液。由于附着在金属以外部分上的硫化合物分子不具有共价键，所以能用酒精冲洗等简单清洗除去。
通过以上工序，可以制造自聚集单分子膜103形成在图形形成区域10中的亲合性区域110上的衬底1。
如上所述，根据本实施例3，利用硫化合物的自聚集单分子膜，可制造能稳定液相材料并使其沿图形附着的衬底。尤其是硫化合物的自聚集单分子膜磨耗性增强，具有高的物理、化学耐久性，所以适合于作为工业品的衬底。而且，如果选择硫化合物，则根据基台的性质自由地使自聚集单分子膜既可以作成亲水性也可作成非亲水性。还有如果使用激光，则能形成微小图形。
此外，在基台100用对流体显示亲合性的材料形成情况下，这样来进行制造，即，使显示非亲合性的自聚集单分子膜留在图形非形成区域11以及图形形成区域10的非亲合性区域111上。在基台100用对流体显示非亲合性的材料形成情况下，这样来进行制造，即，使显示亲合性的自聚集单分子膜留在图形形成区域10的亲合性区域110上。
实施例4本发明的实施例4涉及用等离子处理制造实施例1的衬底的方法。
等离子处理是在一定的气压下进行高电压辉光放电并对衬底表面进行重整的方法。当在象玻璃和塑料这样的绝缘衬底上进行等离子处理时，则在衬底表面产生多数未反应基和交联层。将其曝露在大气和氧气的气氛中，未反应基被氧化可形成碳酰基、氢氧基。由于它们是极性基所以对含极性分子的流体具有亲合性。另一方面，大多玻璃和塑料对含极性分子的流体显示非亲合性。然而，通过对衬底的图形形成面有选择地进行等离子处理，则可能产生亲合性区域以及非亲合性区域。在本实施例中，根据该原理通过实施掩膜仅对一部分区域进行等离子处理，使出现亲合性区域和非亲合性区域。
接着，参照图9说明本实施例4的衬底的制造方法。
掩膜形成工序(图9A)掩膜形成工序是在基台100上形成掩膜201的工序。作为基台100利用通过等离子照射出现未反应基的材料、规定的塑料、对表面进行了聚四氟乙烯加工的玻璃衬底等。掩膜201被形成图形使在基台100上仅想要疏水性的区域作掩膜。例如在作为流体使用含极性分子的情况下，设置掩膜使图形非形成区域11以及图形形成区域10中的非亲合性区域111曝光。作为掩膜材料可制成曝光掩膜、乳胶掩膜、硬质掩膜等各种掩膜。在使用曝光掩膜的情况下，用真空蒸镀、溅射、CVD方法等形成铬、氧化铬、硅、氧化硅、氧化膜等。
等离子照射工序(图9B)等离子照射工序是在实施了掩膜201的基台100上照射等离子202的工序。等离子照射例如在10-1～100Pa的氩气中用氖灯变压器，施加数百到数干伏特电压使辉光放电。此外，还可应用使用射频放电源通过电容耦合或感应耦合形成放电等离子的方法，用波导管把微波功率供给放电容器形成放电等离子的方法等。
利用该处理，在等离子中产生离子、电子、激发原子或分子以及原子团等作为活性粒子，基台100表面的高分子的分子结构发生变化。就是说，在被照射的等离子202的部分出现多量未反应基和交联层。
表面重整工序(图9C)表面重整工序是使等离子处理的基台100表面氧化，对表面进行重整的工序。使根据上述等离子处理未反应基和交联层出现的基台100暴露在氧气氛中。基台100表面未反应基被氧化，产生氢氧基和碳酰基等的极性基104。这些极性基104显示对水易于沾湿的亲水性。另一方面，被掩蔽而没被等离子处理的区域还是原来的塑料，显示非亲水性。
因此，等离子处理过的区域成为亲合区域110，未作等离子处理的区域成为非亲合区域111或图形非形成区域11。
如上所述，根据本实施例4，通过改变由等离子处理构成基台的一部分区域的分子结构，由于使非亲水性膜变成亲水性膜，所以不形成新层可提供实施例1的衬底。由于改变分子电平组成，所以该衬底是稳定的。
此外，在用对流体显示亲合性的材料形成基台100的情况下的制造，要在图形非形成区域11以及图形形成区域10的非亲合性区域111上进行等离子照射。在用对流体显示非亲合性的材料形成基台100的情况下的制造，要在在图形形成区域10的亲合性区域110上进行等离子照射。
实施例5本发明实施例5涉及利用紫外线照射制造实施例1的衬底的方法。
紫外线照射作为重整树脂表面的方法，可与上述等离子处理相同。当用如聚酯和聚乙烯的树脂形成衬底或用这些树脂薄膜复盖衬底时，则由于这些树脂是无极性的有机高分子，所以原来其表面对于含极性分子的流体成为非亲合性，对于不含极性分子的流体成为亲合性。但是，当在该树脂表面照射紫外线时，则与等离子处理一样，表面活性化，出现OH基和COOH基。由于这些基是极性基，所以要显示对含极性分子的流体的亲合性。在衬底图形形成面内用掩膜有选择地照射紫外线，可容易地形成亲合性区域和非亲合性区域。
接着参照图10说明本实施例5的衬底制造方法。
掩膜形成工序(图10A)掩膜形成工序是在基台100上施加掩膜203的工序。作为基台100使用通过等离子照射能出现未反应基的材料、尤其是聚酯和聚乙烯等的塑料等。或者也可以是在表面形成由这些塑料构成的薄膜的玻璃等衬底。只将想成为疏水性的区域作掩膜，在基台100上使掩膜203形成图形。例如在用含极性分子的流体的情况下设计成这样的掩膜，使图形形成区域10中的亲合性区域110曝光，此外的区域被复盖。作为掩膜材料可形成曝光掩膜、乳胶掩膜、硬质掩膜等各种掩膜。在使用曝光掩膜情况下，用真空蒸镀、溅射、CVD法等形成铬、氧化铬、硅、氧化硅、氧化膜等。
紫外线照射工序(图10B)紫外线照射工序是在实施掩膜203的基台100上照射紫外线的工序。在紫外线照射中例如用紫外线灯进行。通过该处理，紫外线204向基台100表面的高分子提供能量，使分子得到激发，改变共价键结构。借此在照射紫外线204的基台100的曝光区域上出现大量未反应基和交联层。
表面重整工序(图10C)表面重整工序是使紫外线照射的基台100表面氧化，使表面重整的工序。把通过上述紫外线204的照射出现未反应基和交联层的基台100暴露在大气或氧气氛中时，使基台100表面的未反应基氧化，产生氢氧基和碳酰基等的极性基105。这些极性基105对含极性分子的水等流体显示易于沾水的亲合性(亲水性)。另一方面，未使掩膜曝光的区域显示塑料原来的性质。就是说对于含极性分子的流体显示非亲合性。因此，紫外线照射的区域成为亲合性区域110，未照射紫外线的区域成为非亲合性区域111或图形非形成区域11。
如上所述根据本实施例5，通过照射紫外线改变构成基台的一部分区域的分子结构，由于把非亲水性的膜变成亲水性的膜，所以不形成新的层就能提供实施例1的衬底。因改变分子电平的组成，所以该衬底是稳定的。
此外，在用对流体显示亲合性材料形成基台100的情况下的制造是在图形非形成区域11以及图形形成区域10的非亲合性区域111上照射紫外线。在用对流体显示非亲合性材料形成基台100的情况下是在图形形成区域10的亲合性区域110上照射紫外线来进行制造。
实施例6本发明实施例6涉及用光刻法制造实施例1的衬底的方法。
接着参照图11说明本实施例6的衬底的制造方法。在以下的说明中，基台100显示对流体非亲合性，利用光刻法在图形形成区域10中的亲合性区域110上形成对流体显示亲合性的层。但是在基台100对流体显示亲合性的情况下，利用光刻法在图形非形成区域11以及图形形成区域10中的非亲合性区域111上形成对流体显示非亲合性的层。
亲合性膜形成工序(图11A)亲合性膜形成工序是在基台表面上形成由对流体显示亲合性的材料构成的薄膜106的工序。作为对含极性分子的流体显示亲合性的薄膜材料，可例举具有OH基、COOH基、NH2基等的硅烷偶联剂等。作为薄膜形成方法，可应用旋涂法、浸渍法等公知的薄膜形成方法。薄膜106的厚度如通过上述制造方法能确保形成大体上均匀的厚度就足够了。
曝光工序(图11B)曝光工序是在薄膜106上涂敷光刻胶107，在施加与图形形成一致的掩膜之后，进行曝光和显象留下光刻胶107的工序。作为光刻胶可应用PMMA、PBS、聚酰亚胺等公知的材料，由蚀刻方法和与薄膜材料106的关系确定。用旋涂法、喷雾法、滚涂法、浸渍法等涂敷法涂敷光刻胶107之后，与在上述实施例4或5中说明的工序一样地施加掩膜，使光刻胶107曝光。光刻胶是正型的情况下，实施复盖图形形成区域10中的亲合性区域110的掩膜。在光刻胶是负型时，实施覆盖图形非形成区11以及图形形成区域10中的非亲合区域111的掩膜。然后，从掩膜上进行通常光或远紫外线曝光使光刻胶曝光。
显象工序(图11C)显象工序是使曝光的光刻胶107显象，留下与图形一致的光刻胶的工序。用喷雾法和浸渍法等使显象液附着进行显象。接着用同样的方法附着冲洗液除去不要的光刻胶。通过该处理在薄膜106上留下沿图形的光刻胶107。
蚀刻工序(图11D)蚀刻工序是对留下光刻胶107的薄膜106进行蚀刻，除去不要的薄膜106的工序。蚀刻方法可用湿式蚀刻和干式蚀刻的任何一种。作为湿式蚀刻的蚀刻液和干式蚀刻的蚀刻气体，要选择使其适合于作为被蚀刻材料的薄膜106的腐蚀。
利用以上工序，去掉除图形形成区域10中的亲合性区域110之外的区域的薄膜106，在基台100表面上形成图形成区域10和图形非形成区域11。
如上所述根据本实施例6，即便应用作为薄膜图形形成方法频繁使用的光刻法也能制造实施例1的衬底。
此外，在用对流体显示亲合性的材料形成基台100的情况下的制造是，显示非亲合性的薄膜留在图形非形成区域11以及图形形成区域10的非亲合性区域111上。在用对流体显示非亲合性的材料形成基台100的情况下的制造是，显示亲合性的薄膜留在图形形成区域10的亲合性区域110上。
实施例7本发明的实施例7涉及在衬底上提供电荷制造实施例1的衬底的方法。
图12是本实施例7的衬底制造工序剖面图。
施加电荷工序(图12A)施加电荷工序是在基台100上产生电荷的工序。作为基台100使用易于带电的材料。例如在高分子材料中可用聚对苯二甲酸乙酯等。此外，也可使用用作激光打印机的感光体的硒系列、Si:H系列、CdS系列、ZnO系列等无机半导体，以及PVK/Se、PVK-TNF、CGL/CTL、CTL/CGL、CTL(CGL)等。为了在基台100表面上施加电荷205，利用在激光打印机中使用的电晕带电器等电荷施加装置。使该电晕带电器的电荷施加装置接近衬底表面，在表面上一样带电。具体来说，在直径为50～100μm的钨丝上施加6～8kV的直流高压，离基台表面8～10mm进行电晕放电。
去电荷工序(图12B)去电荷工序同样是在带电的基台100的图形形成面上有选择地施加能量206，使电荷205部分放出的工序。即，通过供给光能等在曝光部引起光载流子的生成和传输，表面电荷丧失，在表面上形成静电潜象。作为能源供给源最好是激光。其原因是能进行与微小图形一致的潜象形成。此外，用掩膜也可施加紫外线等光能。如上所述在作为基台100材料用聚对苯二甲酸乙酯的情况下，将去电荷的区域定为图形非形成区域11以及图形形成区域10中的非亲合性区域111。去电荷的区域在定影工序中粉末材料不固定，基台100表面照样露出。
附着工序(图12C)附着工序是在不去电荷的带电区域上利用静电引力附着粉末材料107的工序。作为粉末材料107例如称为激光打印的调色剂这样的材料，使用用静电力能附着的材料。而且，在定影后，使用成为对含极性分子的流体显示亲合性的表面的材料。作为这样的材料，可使用钢材、玻璃球、铁粉，对它们涂敷树脂的材料，和磁体与树脂的混合物等。具体来说，在基台100上与带电的区域反极性的粉末材料107通过静电引力附着在存在电荷205的区域上。
定影工序(图12D)定影工序是使附着在基台100表面上的粉末材料107固定的工序。粉末材料107若通过上述静电引力附着在基台100的带电区域上，则对基台100上加热使粉末材料107熔化固定在基台100上。结果，形成在图形形成区域10中固定粉末材料的亲合性区域110。
在如上所述的本实施例7中，通过对衬底去电荷固定粉末材料，可制造备有亲合性区域以及非亲合性区域的实施例1的衬底。
此外，在用对流体显示亲合性的材料形成基台100的情况下的制造是，使显示非亲合性的粉末材料构成的薄膜留在图形非形成区域11以及图形形成区域10的非亲合性区域111上。在用对流体显示非亲合性的材料形成基台100的情况下的制造是，使显示亲合性的粉末材料构成的薄膜留在图形形成区域10的亲合性区域110上。
实施例8本发明的实施例8涉及在基台上用印刷技术直接形成膜的制造方法。
在图13示出本实施例8衬底制造工序的剖面图。图13是说明例如使用为平板印刷的一种的胶板印刷的情况下的制造方法图。
印刷工序(图13A)印刷工序是利用一定的印刷方法形成对流体具有亲合性的膜或无亲合性的薄膜的工序。印刷装置必须是要在象衬底那样硬质材料上能够进行印刷的设备。与过去印刷的区别在于，取代油墨使用形成本发明亲合性区域或非亲合性区域的材料。在基台100对含极性分子的流体显示非亲合性的情况下，通过该印刷装置仅在图形形成区域10中的亲合性区域110上附着材料108。在基台100对含极性分子的流体显示亲合性的情况下，通过该印刷装置在图形非形成区域11以及图形形成区域10中的非亲合性区域111上附着材料108。在该图中，仅示出在胶板印刷装置内的转印滚筒207。通过转印滚筒207在基台100的图形形成面上转印薄膜材料108。作为印刷方法，并不依靠胶版印刷，还可应用除了直接印刷法的平板印刷法，凸版、凹版、孔版、静电和磁等方法。即，可应用把薄膜材料附着在基台上能印刷的方法，取代公知印刷方法中使用的油墨。
定影方法(图13B)如把薄膜材料转印到基台100上，则应用热处理等公知技术使薄膜材料108稳定。通过该工序可制造只是在图形形成区域10的亲合性区域110上形成薄膜的衬底。
如上所述根据本实施例8，利用公知的印刷法附着薄膜材料可制造象实施例1这样的衬底。
此外，在用对流体显示亲合性的材料形成基台100的情况下，将显示非亲合性的薄膜印刷在图形非形成区域11以及图形形成区域10的非亲合性区域111上。在用对流体显示非亲合性的材料形成基台100的情况下，将显示亲合性的薄膜印刷在图形形成区域10亲合性区域110上。
其他变形例本发明不限于上述实施例可作种种变形应用。
例如，在基台上形成的图形形状和亲合性区域的实施例1中展示的配置仅是一种例示，可作出各种变形。点状图形、线状图形其大小形状和配置可作各种变化。这些要素根据流体的性质来确定。
而且，制造衬底的方法不限于上述实施例2到实施例8。如果划分成图形形成区域和图形非形成区域，则可作各种变形。
产业上的实用性根据本发明，由于具有在衬底上有规则地配置对流体具有亲合性的区域和无亲合性的区域的结构，所以可提供在一定面积的图形形成区域上能附着适量流体的衬底。
如根据本发明，由于备有在衬底上有规则地配置对流体具有亲合性的区域和无亲合性的区域的工序，所以可提供在一定面积的图形形成区域上能附着适量流体的衬底的制造方法。
从而，过去在工厂等中通过高价设备耗费许多工序也得不到微小图形，现在能容易且低成本获得。
权利要求
1.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在对流体显示亲合性的基台上涂敷石蜡，形成石蜡层的步骤和；向所述亲合性区域提供能量，除去所述石蜡层，以便在形成所述图形化膜的图形形成区域内，根据一定规则使对于所述流体具有亲合性的亲合性区域配置在对于该流体不具有亲合性的非亲合性区域之间的步骤。
2.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在对流体显示非亲合性的基台上涂敷石蜡，形成石蜡层的步骤；向所述非亲合性区域提供能量，除去所述石蜡层，以便在形成所述图形化薄膜的图形形成区域内，根据一定规则使对于所述流体具有亲合性的亲合性区域配置在对于该流体不具有亲合性的的非亲合性区域之间的步骤；以及向没有形成图形化的薄膜的图形非形成区域提供能量，除去所述石蜡层的步骤。
3.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征是，该方法包括以下步骤在对流体显示亲合性的基台上用一定的金属形成金属层的步骤和；在形成所述图形化薄膜的图形形成区域内，向所述亲合区域提供能量，除去所述金属层以便在对于所述流体不具有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对于所述流体具有亲合性的亲合性区域；和把有选择性除去所述金属的基台浸渍在含硫化合物的混合溶液中的步骤。
4.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在对流体显示非亲合性的基台上用一定的金属形成金属层的步骤和；向形成上述已图形化的薄膜的图形形成区以外的区域提供能量，除去上述金属层的步骤和；在所述图形形成区域内向所述非亲合区域提供能量，除去所述金属层，以便在对于所述流体不具有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对于所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；把有选择性除去了所述金属的基台浸渍在含硫化合物的混合溶液中的步骤。
5.根据权利要求3或4任一项所述的衬底制造方法，其特征是，关于相对于所述流体的亲合性，所述硫化合物具有与所述基台表面性质相反的性质。
6.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在对流体显示非亲合性的基台上，覆盖形成所述图形化薄膜的图形形成区域以外的区域，并且在该图形形成区域中，用覆盖所述非亲合性区域的网状掩膜进行掩蔽以便在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；对做了所述网状掩膜的基台实施等离子加工的步骤和；对利用所述等离子加工激励的基台表面做改性处理的步骤。
7.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在对流体显示亲合性的基台上，在形成所述图形化的薄膜的图形形成区域中用覆盖所述亲合性区域的网状掩膜进行掩蔽，以便在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；对做了所述网状掩膜的基台实施等离子加工的步骤和；对利用所述等离子加工激励的基台表面做改性处理的步骤。
8.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在对所述流体显示非亲合性的基台上，覆盖形成所述图形化薄膜的图形形成区域以外的区域，并且在该图形形成区域中用覆盖所述非亲合性区域的网状掩膜进行掩蔽以便在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；对做了所述网状掩膜的基台照射紫外线，对表面进行改性处理的步骤。
9.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在对流体显示亲合性的基台上，在形成所述图形化的薄膜的图形形成区域中用覆盖所述亲合性区域的网状掩膜进行掩蔽，以便在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；对做了所述网状掩膜的基台照射紫外线，对表面进行改性处理的步骤。
10.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在设有对于所述流体没有亲合性的表面的基台上用对于所述流体具有亲合性的薄膜材料形成薄膜的步骤和；在为了形成所述图形化的薄膜的图形形成区域中备有光刻胶，以便在对于该流体没有亲合性非亲合性区域之间根据一定规则配置对于所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；蚀刻形成所述光刻胶的基台，蚀刻备有所述光刻胶区域以外的区域的步骤。
11.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤在设有对所述流体显示亲合性表面的基台上，用对所述流体没有亲合性的薄膜材料形成薄膜的步骤和；覆盖为形成所述图形化薄膜的图形形成区域以外的区域，并且在该图形形成区域中设有覆盖该非亲合性区域的光刻胶以便在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；蚀刻形成所述光刻胶的基台，蚀刻设有所述光刻胶区域以外的区域的步骤。
12.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤；在对流体显示非亲合性的基台的整个面上施加电荷的步骤和；向形成所述图形化薄膜的图形形成区域以外的区域提供能量，消除电荷的步骤；在所述图形形成区域中消除该非亲合性区域的电荷，以便在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间根据一定规则配置对所述流体具有亲合性的亲合性区域的步骤和；在没有消除电荷的亲合性区域上结合一定的物质的步骤。
13.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤；在对流体显示亲合性的基台的整个面上施加电荷的步骤和；在形成所述图形化的薄膜的图形形成区域中，消除该亲合性区域的电荷以便将对所述流体具有亲合性的亲合性区域根据一定规则配置在对于该流体没有亲合性的非亲合性区域之间的步骤和；在没有消除电荷的非亲合性区域上结合一定的物质的步骤。
14.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤；在对流体显示非亲合性的基台上，在形成所述图形化的薄膜的图形形成区域中在该亲合性区域印刷亲合性膜，以便将对所述流体具有亲合性的亲合性区域根据一定规则配置在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间。
15.一种衬底制造方法，该方法是制造用于形成附着一定的流体，并形成图形化的薄膜的衬底的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤；在对流体显示亲合性的基台上，在形成所述图形化的薄膜的图形形成区域以外的区域，和使得对该图形形成区域中的所述流体显示亲合性的亲合性区域根据一定的规则配置在对该流体没有亲合性的非亲合性区域之间而配置的亲合性区域，印刷非亲合性膜的步骤。
16.一种衬底，备有对一定流体具有亲合性的亲合性区域和对所述流体没有亲合性的非亲合性区域；通过在所述非亲合性区域中，按一定的图形配置所述亲合性区域，可以将所述流体连续地附着在跨越多个所述亲合性区域的一定的面积上。
17.根据权利要求16所述的衬底，其特征是，配置所述图形，使得即便在一个图形上附着所述流体的情况下，也能通过该流体的表面张力阻止该流体向相邻的图形上移动。
18.根据权利要求16所述的衬底，其特征是，所述图形的每个所述亲合性区域形成线状图形。
19.根据权利要求16所述的衬底，其特征是，所述图形的每个所述亲合性区域形成为做成一定的形状(球状、多边形状)的点状图形。
20.根据权利要求19所述的衬底，其特征是，所述点状图形与相邻的点状图形接触配置而成。
21.一种衬底的制造方法，通过具有形成对一定流体具有亲合性的亲合性区域或对所述流体没有亲合性的非亲合性区域的任一个的图形形成工序，使得该区域在基台上相对于另一个区域按一定的图形配置，从而可以将所述流体连续地附着在跨越多个所述亲合性区域的一定的面积上。
全文摘要
一种衬底，用以形成附着规定的流体并进行了图形化的膜。尤其是这种衬底，为了形成膜，备有按特定形状进行了图形化的图形形成区域(10)。然后，该图形形成区域(10)的构成是在对流体没有亲合性的非亲合性区域(111)之间根据一定规则配置对流体具有亲合性区域(110)。流体不会过分扩展或分离，在必要的区域上可形成附着均匀的均衡薄膜。
文档编号B05D1/32GK1697598SQ20051006760
公开日2005年11月16日 申请日期1999年5月14日 优先权日1998年5月14日
发明者神户贞男, 关俊一, 福岛均, 木口浩史 申请人:精工爱普生株式会社