JP2005091849A - Photomask, method for manufacturing photomask, wiring board, color filter, and electrooptical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトマスク、フォトマスクの製造方法、配線基板、カラーフィルタおよび電子光学機器に関する。 The present invention relates to a photomask, a photomask manufacturing method, a wiring board, a color filter, and an electro-optical device.
従来、電子線を使用してクロムや金などの金属膜に直接描画してフォトマスクと作成することが広く行われている。この方法を用いることにより、微細なパターンのフォトマスクを作成することができ、下記特許文献1には、金属膜に対して電子線を照射することで金属膜にフォトマスクを形成する技術が開示されている。
上述したように、従来のフォトマスクの製造方法においては、電子線を照射する装置が大型かつ高価な装置となり、フォトマスクの作成に手間がかかるため、この装置により作成されるフォトマスクも高価なものになってしまうという問題があった。 As described above, in the conventional photomask manufacturing method, the apparatus for irradiating the electron beam becomes a large and expensive apparatus, and it takes time to create the photomask. Therefore, the photomask produced by this apparatus is also expensive. There was a problem of becoming something.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡便かつ安価に作成することができるフォトマスク、フォトマスクの製造方法、およびそれを用いた配線基板、カラーフィルタ、電子光学機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a photomask that can be easily and inexpensively produced, a method for manufacturing the photomask, and a wiring board, a color filter, and an electro-optic using the photomask. The purpose is to provide equipment.
上記目的を達成するために、本発明の第1のフォトマスクは、光透過性を有する可撓性基板と、可撓性基板に配置された昇華性色素または熱移行性色素を含有する転写層と、を備え、転写層には昇華性色素または熱移行性色素の有無によりパターンが形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first photomask of the present invention includes a flexible substrate having light transmittance, and a transfer layer containing a sublimable dye or a heat transferable dye disposed on the flexible substrate. And the transfer layer is characterized in that a pattern is formed by the presence or absence of a sublimable dye or a heat transferable dye.
すなわち、本発明の第1のフォトマスクは、転写層の昇華性色素または熱移行性色素の有無によりフォトマスクの遮光パターンが形成されている。そのため、昇華性色素を昇華させたり、熱移行性色素に熱を加えたりして色素の無い領域を形成することでフォトマスクを製造することができ、従来の電子線により製造されるフォトマスクよりも簡便にかつ安価に製造することができる。
また、可撓性基板を用いているためフォトマスクも可撓性を備え、フォトマスクを露光対象に密着させることができ、上記パターンを露光対象に正確に露光させることができる。
That is, in the first photomask of the present invention, the light shielding pattern of the photomask is formed depending on the presence or absence of the sublimable dye or the heat transferable dye in the transfer layer. Therefore, a photomask can be manufactured by sublimating a sublimable dye or applying heat to a heat transferable dye to form a region without the dye, which is more than a photomask manufactured by a conventional electron beam. Can be easily and inexpensively manufactured.
In addition, since the flexible substrate is used, the photomask is also flexible, the photomask can be brought into close contact with the exposure target, and the pattern can be accurately exposed to the exposure target.
上記目的を達成するために、本発明の第2のフォトマスクは、光透過性を有する可撓性基板と、可撓性基板に配置された金属粒子を含有する転写層と、を備え、転写層には金属粒子の有無によりパターンが形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a second photomask of the present invention comprises a flexible substrate having optical transparency, and a transfer layer containing metal particles disposed on the flexible substrate, and is transferred. A pattern is formed on the layer depending on the presence or absence of metal particles.
すなわち、本発明の第2のフォトマスクは、転写層の金属粒子の有無によりフォトマスクの遮光パターンが形成されている。そのため、金属粒子をアブレーションさせることで金属粒子の無い領域を形成してフォトマスクを製造することができ、従来の電子線により製造されるフォトマスクよりも簡便にかつ安価に製造することができる。
金属粒子は光の遮光性がよいため、より確実に遮光することができる。また、金属粒子は、変質しにくいため耐久性が良く、長期間遮光性を維持することができる。
That is, in the second photomask of the present invention, the light shielding pattern of the photomask is formed depending on the presence or absence of the metal particles in the transfer layer. Therefore, by ablating the metal particles, a region free of metal particles can be formed to manufacture a photomask, which can be manufactured more easily and cheaply than a photomask manufactured by a conventional electron beam.
Since the metal particles have a good light shielding property, they can be shielded more reliably. In addition, since the metal particles hardly change in quality, the metal particles have good durability and can maintain light-shielding properties for a long time.
上記の構成を実現するために、より具体的には、可撓性基板が透明性高分子からなるものでもよい。
この構成によれば、可撓性基板が安価な透明性高分子を用いて形成されているため、フォトマスクを安価に製造することができる。透明性高分子としては、例えばポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレンナフタレートのようなポリエステル等を例示することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, the flexible substrate may be made of a transparent polymer.
According to this configuration, since the flexible substrate is formed using an inexpensive transparent polymer, a photomask can be manufactured at low cost. Examples of the transparent polymer include polyethylene terephthalate and polyester such as polyethylene naphthalate.
本発明の第1のフォトマスクの製造方法は、光透過性を有する基板に、昇華性色素または熱移行性色素を含有する転写層を形成する転写層形成工程と、転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、によりフォトマスクを製造することを特徴とする。 The first photomask manufacturing method of the present invention includes a transfer layer forming step of forming a transfer layer containing a sublimable dye or a heat transferable dye on a light-transmitting substrate, and a predetermined region of the transfer layer. A photomask is manufactured by a pattern forming step of forming a pattern by irradiating a laser beam.
すなわち、本発明の第1のフォトマスクの製造方法は、転写層の所定の領域にレーザ光を照射して発生する熱により、上記所定領域の昇華性色素または熱移行性色素を昇華または移行させ、上記色素の存在する領域、存在しない領域を形成して光を遮光するパターンを形成している。そのため、従来の電子線よりも取扱いが容易なレーザ光でフォトマスクを製造することができ、簡便にかつ安価にフォトマスクを製造することができる。 That is, according to the first photomask manufacturing method of the present invention, the sublimable dye or heat transferable dye in the predetermined region is sublimated or transferred by heat generated by irradiating the predetermined region of the transfer layer with laser light. A pattern in which light is shielded by forming a region where the dye is present and a region where the dye is not present is formed. Therefore, a photomask can be manufactured with a laser beam that is easier to handle than a conventional electron beam, and a photomask can be manufactured easily and inexpensively.
本発明の第2のフォトマスクの製造方法は、光透過性を有する基板に、金属粒子を含有する転写層を形成する転写層形成工程と、転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、によりフォトマスクを製造することを特徴とする。 The second photomask manufacturing method of the present invention includes a transfer layer forming step of forming a transfer layer containing metal particles on a light transmissive substrate, and irradiating a predetermined region of the transfer layer with laser light. A photomask is manufactured by a pattern forming step of forming a pattern.
すなわち、本発明の第2のフォトマスクの製造方法は、転写層の所定の領域にレーザ光を照射して、発生する熱やレーザ光の光エネルギにより金属粒子をアブレーションさせて、金属粒子の存在する領域、存在しない領域を形成して光を遮光するパターンを形成している。そのため、従来の電子線よりも取扱いが容易なレーザ光でフォトマスクを製造することができ、簡便にかつ安価にフォトマスクを製造することができる。 That is, in the second photomask manufacturing method of the present invention, a predetermined region of the transfer layer is irradiated with laser light, and the metal particles are ablated by generated heat or light energy of the laser light, so that the presence of the metal particles is present. The pattern which shields light by forming the area | region which does and does not exist is formed. Therefore, a photomask can be manufactured with a laser beam that is easier to handle than a conventional electron beam, and a photomask can be manufactured easily and inexpensively.
上記の構成を実現するために、より具体的には、転写層形成工程が金属粒子を溶媒で分散した金属インクを基板上に塗布することにより行われてもよい。
この構成によれば、金属インクを基板上に塗布することにより、金属粒子を含有する転写層を容易に形成することができる。金属インクを基板上に塗布する方法としては、基板を回転させながら金属インクを基板上に滴下するスピンコート法や、基板を金属インクの中に浸漬させる浸漬法などを例示することができる。
In order to realize the above-described configuration, more specifically, the transfer layer forming step may be performed by applying a metal ink in which metal particles are dispersed in a solvent on a substrate.
According to this configuration, a transfer layer containing metal particles can be easily formed by applying metal ink on the substrate. Examples of the method for applying the metal ink on the substrate include a spin coating method in which the metal ink is dropped on the substrate while rotating the substrate, and an immersion method in which the substrate is immersed in the metal ink.
上記の構成を実現するために、より具体的には、転写層形成工程が金属粒子を基板上に蒸着して行われてもよい。
この構成によれば、金属粒子を基板上に蒸着することにより、金属粒子を含有する転写層を形成することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, the transfer layer forming step may be performed by vapor-depositing metal particles on the substrate.
According to this configuration, a transfer layer containing metal particles can be formed by vapor-depositing metal particles on the substrate.
上記の構成を実現するために、より具体的には、転写層形成工程が金属粒子を基板上にスパッタ法により堆積させて行われてもよい。
この構成によれば、金属粒子を基板上にスパッタ法により堆積させることにより、金属粒子を含有する転写層を形成することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, the transfer layer forming step may be performed by depositing metal particles on the substrate by a sputtering method.
According to this configuration, the transfer layer containing the metal particles can be formed by depositing the metal particles on the substrate by sputtering.
上記の構成を実現するために、より具体的には、レーザ光が半導体から出射される半導体レーザ光であってもよい。
この構成によれば、半導体から出射される半導体レーザ光を用いるため、従来の電子線よりも安価に半導体レーザ光を得ることができ、フォトマスクを安価に製造することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, the laser beam may be a semiconductor laser beam emitted from a semiconductor.
According to this configuration, since the semiconductor laser light emitted from the semiconductor is used, the semiconductor laser light can be obtained at a lower cost than a conventional electron beam, and the photomask can be manufactured at a lower cost.
上記の構成を実現するために、より具体的には、半導体レーザ光が赤外線レーザ光であってもよい。
この構成によれば、半導体レーザ光が赤外線レーザ光であるため、従来の電子線や紫外線レーザ光よりも安価に得ることができ、フォトマスクを安価に製造することができる。また、赤外線レーザ光は熱に変換されやすく、転写層の昇華性色素や金属インクを昇華させやすくしたり、熱移行性色素を移行させやすくしたりすることができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, the semiconductor laser beam may be an infrared laser beam.
According to this configuration, since the semiconductor laser light is infrared laser light, it can be obtained at a lower cost than conventional electron beams or ultraviolet laser light, and a photomask can be manufactured at low cost. Infrared laser light can be easily converted into heat, so that the sublimable dye and metal ink in the transfer layer can be easily sublimated, and the heat transferable dye can be easily transferred.
上記の構成を実現するために、より具体的には、基板に光エネルギを熱エネルギに変換する光熱変換材料を含有する光熱変換層が設けられていてもよい。
この構成によれば、光熱変換層が設けられているため、照射されたレーザ光の光エネルギを効率良く熱エネルギに変換することができる。そのため、転写層の昇華性色素や金属インクを昇華させやすくしたり、熱移行性色素を移行させやすくしたりすることができる。光熱変換材料としては、カーボンブラックや、アルミなどを例示することができる。
In order to implement | achieve said structure, the photothermal conversion layer containing the photothermal conversion material which converts a light energy into a thermal energy may be provided in the board | substrate more specifically.
According to this configuration, since the photothermal conversion layer is provided, the light energy of the irradiated laser light can be efficiently converted into heat energy. Therefore, it is possible to facilitate sublimation of the sublimable dye and the metal ink in the transfer layer, and to facilitate the transfer of the heat transferable dye. Examples of the photothermal conversion material include carbon black and aluminum.
本発明の第3のフォトマスクの製造方法は、光透過性を有する可撓性基板に、昇華性色素または熱移行性色素を含有する転写層を形成する転写層形成工程と、転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、転写層を、光透過性を有する基板上に配置する配置工程と、により製造することを特徴とする。 The third method for producing a photomask of the present invention includes a transfer layer forming step of forming a transfer layer containing a sublimable dye or a heat transferable dye on a light-transmitting flexible substrate, and a predetermined transfer layer. And a pattern forming step of forming a pattern by irradiating the region with laser light, and a disposing step of disposing a transfer layer on a light-transmitting substrate.
すなわち、本発明の第3のフォトマスクの製造方法は、可撓性基板に昇華性色素または熱移行性色素を含有する転写層を形成し、パターンが形成された転写層を基板上に配置している。そのため、直接昇華性色素または熱移行性色素を含有する転写層を形成できない上記基板であっても、フォトマスクを製造することができる。 That is, in the third photomask manufacturing method of the present invention, a transfer layer containing a sublimation dye or a heat transfer dye is formed on a flexible substrate, and the transfer layer on which the pattern is formed is disposed on the substrate. ing. Therefore, even if it is the said board | substrate which cannot form the transfer layer containing a sublimation pigment | dye or a heat transfer pigment | dye directly, a photomask can be manufactured.
本発明の第4のフォトマスクの製造方法は、光透過性を有する可撓性基板に、金属粒子を含有する転写層を形成する転写層形成工程と、転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、転写層を、光透過性を有する基板上に配置する配置工程と、により製造することを特徴とする。 A fourth photomask manufacturing method of the present invention includes a transfer layer forming step of forming a transfer layer containing metal particles on a light-transmitting flexible substrate, and laser light is applied to a predetermined region of the transfer layer. It is characterized in that it is manufactured by a pattern forming step of forming a pattern by irradiation and a disposing step of disposing a transfer layer on a light-transmitting substrate.
すなわち、本発明の第4のフォトマスクの製造方法は、可撓性基板に金属粒子を含有する転写層を形成し、パターンが形成された転写層を基板上に配置している。そのため、直接金属粒子を含有する転写層を形成できない上記基板であっても、フォトマスクを製造することができる。 That is, in the fourth method for producing a photomask of the present invention, a transfer layer containing metal particles is formed on a flexible substrate, and the transfer layer on which the pattern is formed is disposed on the substrate. Therefore, a photomask can be manufactured even with the above-mentioned substrate that cannot directly form a transfer layer containing metal particles.
本発明のカラーフィルタは、上記本発明のフォトマスク、または上記本発明のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて製造されたことを特徴とする。 The color filter of the present invention is manufactured using the photomask of the present invention or the photomask manufactured by the method of manufacturing the photomask of the present invention.
すなわち、本発明のカラーフィルタは、上記本発明のフォトマスク、または上記本発明のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて製造されているため、簡便にかつ安価に製造することができる。 That is, since the color filter of the present invention is manufactured using the photomask of the present invention or the photomask manufactured by the method of manufacturing the photomask of the present invention, it can be manufactured easily and inexpensively. it can.
本発明の配線基板は、上記本発明のフォトマスク、または上記本発明のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて製造されたことを特徴とする。 The wiring board of the present invention is manufactured using the photomask of the present invention or the photomask manufactured by the method of manufacturing the photomask of the present invention.
すなわち、本発明の配線基板は、上記本発明のフォトマスク、または上記本発明のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて製造されているため、簡便にかつ安価に製造することができる。 That is, since the wiring board of the present invention is manufactured using the photomask of the present invention or the photomask manufactured by the method of manufacturing the photomask of the present invention, it can be manufactured easily and inexpensively. it can.
本発明の電子光学機器は、上記本発明の配線基板が搭載されたことを特徴とする。 An electro-optical device of the present invention is characterized in that the wiring board of the present invention is mounted.
すなわち、本発明の電子光学機器は、上記本発明の配線基板を搭載しているため、安価に製造することができる。 That is, the electro-optical device of the present invention can be manufactured at a low cost since the wiring board of the present invention is mounted.
〔フォトマスクの製造方法〕
以下、本発明に係るフォトマスクの製造方法の実施の形態について図1から図6を参照して説明する。
図1は、本発明におけるフォトマスクの形成方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
図1において、本実施形態に係るフォトマスクの製造方法は、基材上に光熱変換材料を含む機能液を塗布する第1材料配置工程(ステップS1)と、基材上に塗布された光熱変換材料を含む機能液を乾燥して光熱変換層を形成する第1中間乾燥工程(ステップS2)と、その光熱変換層上に昇華性色素を含む機能液を塗布する第2材料配置工程(転写層形成工程)(ステップS3)と、基材上に塗布された昇華性色素を含む機能液を乾燥して転写層を形成する第2中間乾燥工程(転写層形成工程)(ステップS4)と、その基材に対してレーザ光を照射し、光熱変換材料を使って転写層の少なくとも一部を昇華させるパターン形成工程(ステップS5)とを有している。
以下、各工程について説明する。
[Photomask manufacturing method]
Embodiments of a photomask manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of a photomask forming method according to the present invention.
In FIG. 1, the photomask manufacturing method according to the present embodiment includes a first material placement step (step S1) for applying a functional liquid containing a photothermal conversion material on a substrate, and a photothermal conversion applied on the substrate. A first intermediate drying step (step S2) in which a functional liquid containing a material is dried to form a photothermal conversion layer, and a second material arrangement step (transfer layer) in which a functional liquid containing a sublimable dye is applied on the photothermal conversion layer. Forming step) (step S3), a second intermediate drying step (transfer layer forming step) (step S4) for drying the functional liquid containing the sublimable dye applied on the substrate to form a transfer layer, A pattern forming step (step S5) of irradiating the substrate with laser light and sublimating at least a part of the transfer layer using a photothermal conversion material.
Hereinafter, each step will be described.
(第1材料配置工程)
まず、所定の溶剤等を用いて基材が洗浄される。これにより基材上の有機物残渣等が除去される。なお、基材表面に紫外光を照射することでも有機物残渣等を除去できる。紫外光(UV)を照射することで、基材表面に親液性を付与することもできる。また、処理ガスとして酸素(O2)を含むガスを用いたO2プラズマ処理によっても、基材を洗浄し且つ親液性を付与することができる。そして、所定のコーティング方法を用いて基材上に光熱変換材料を含む機能液が塗布される。
(First material placement process)
First, the base material is washed using a predetermined solvent or the like. Thereby, organic residue etc. on a base material are removed. In addition, an organic residue etc. can be removed also by irradiating the base-material surface with ultraviolet light. By irradiating with ultraviolet light (UV), lyophilicity can be imparted to the surface of the substrate. Further, the base material can be washed and lyophilic can be imparted also by O 2 plasma treatment using a gas containing oxygen (O 2 ) as a treatment gas. And the functional liquid containing a photothermal conversion material is apply | coated on a base material using a predetermined | prescribed coating method.
基材としては、レーザ光束を透過可能で可撓性を有する例えば透明性高分子等を用いることができる。透明性高分子としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレインとイソフタル酸、テレフタル酸またはこれらの重合物とから誘導された内部重合からなるフルオレンポリエステルポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリイミドおよびこれらのコポリマー、加水分解および非加水分解酢酸セルロース等が挙げられる。また、フッ素を含有するフッ素系の樹脂も使用することができる。透明性高分子により基材を形成した場合、その厚さは10〜500μmであることが好ましい。こうすることにより、例えば、基材を帯状に形成してロール状に巻くことができ、回転ドラム等に巻き付けて保持させつつ搬送(移動)することもできる。 As the substrate, for example, a transparent polymer that can transmit a laser beam and is flexible can be used. Examples of the transparent polymer include polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and internal polymerization derived from 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorein and isophthalic acid, terephthalic acid or a polymer thereof. Fluorene polyester polymer, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacryl, polyepoxy, polystyrene, polycarbonate, polysulfone, polyimide and copolymers thereof, hydrolyzed and non-hydrolyzed cellulose acetate, and the like. In addition, a fluorine-based resin containing fluorine can also be used. When the substrate is formed of a transparent polymer, the thickness is preferably 10 to 500 μm. By doing so, for example, the base material can be formed in a belt shape and wound in a roll shape, and can be transported (moved) while being wound and held on a rotating drum or the like.
光熱変換材料は光エネルギーを熱エネルギーに変換するものである。光熱変換材料としては公知のものを使用することができ、光を効率よく熱に変換できる材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、その酸化物及び/又はその硫化物よりなる金属や、カーボンブラック、黒鉛又は赤外線吸収色素等が添加された高分子よりなる有機物等が挙げられる。赤外線吸収色素としては、アントラキノン系、ジチオールニッケル錯体系、シアニン系、アゾコバルト錯体系、ジインモニウム系、スクワリリウム系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、テトラアリールポリメチレン系、アニリン系、フェニレンジアミン系等が挙げられる。また、エポキシ樹脂等の合成樹脂をバインダとし、そのバインダ樹脂に前記光熱変換材料を溶解又は分散して基材上に設けるようにしてもよい。この場合、エポキシ樹脂は硬化剤としての機能を有し、硬化させることにより光熱変換材料を基材上に定着することができる。また、バインダに溶解又は分散せずに、前記光熱変換材料を基材上に設けることももちろん可能である。 The photothermal conversion material converts light energy into heat energy. A known material can be used as the photothermal conversion material, and it is not particularly limited as long as it is a material that can efficiently convert light into heat. For example, aluminum, an oxide thereof and / or a metal made of sulfide thereof, Examples thereof include an organic substance composed of a polymer to which carbon black, graphite, an infrared absorbing dye or the like is added. Examples of infrared absorbing dyes include anthraquinone series, dithiol nickel complex series, cyanine series, azocobalt complex series, diimmonium series, squarylium series, phthalocyanine series, naphthalocyanine series, tetraarylpolymethylene series, aniline series, and phenylenediamine series. . Alternatively, a synthetic resin such as an epoxy resin may be used as a binder, and the photothermal conversion material may be dissolved or dispersed in the binder resin and provided on the substrate. In this case, the epoxy resin has a function as a curing agent, and the photothermal conversion material can be fixed on the substrate by curing. It is of course possible to provide the photothermal conversion material on the substrate without dissolving or dispersing in the binder.
本実施形態では、上記光熱変換材料を溶媒(分散媒)に溶解(分散)して機能液を生成した後、その機能液を一般的なフィルムコーティング方法、例えば、押出コーティング方法、スピンコーティング方法、グラビアコーティング方法、リバースロールコーティング方法、ロッドコーティング方法、マイクログラビアコーティング方法、ナイフコーティング方法などにより基材上に塗布する。光熱変換材料のコーティング方法においては、基材の表面に帯電した静電気を除電して光熱変換層形成用機能液を均一に基材に形成するのが好ましく、各方法に用いられる装置には除電装置が取り付けてあるのが好ましい。このようなコーティング方法は、光熱変換材料として前記有機物を用いる場合に特に好ましい。一方、光熱変換材料として前記金属を用いる場合には、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、又はスパッタリングを利用して基材上に設けることができる。また、光熱変換材料を含む機能液を、液滴吐出法(インクジェット法)に基づいて基材上に配置することも可能である。 In the present embodiment, the photothermal conversion material is dissolved (dispersed) in a solvent (dispersion medium) to generate a functional liquid, and then the functional liquid is subjected to a general film coating method, for example, an extrusion coating method, a spin coating method, It is applied on a substrate by a gravure coating method, a reverse roll coating method, a rod coating method, a micro gravure coating method, a knife coating method or the like. In the coating method of the photothermal conversion material, it is preferable to remove static electricity charged on the surface of the base material to form the functional liquid for forming the photothermal conversion layer uniformly on the base material. Is preferably attached. Such a coating method is particularly preferable when the organic material is used as a photothermal conversion material. On the other hand, when using the said metal as a photothermal conversion material, it can provide on a base material using a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, or sputtering. Moreover, it is also possible to arrange | position the functional liquid containing a photothermal conversion material on a base material based on the droplet discharge method (inkjet method).
液滴吐出法では、吐出ヘッドと基材とを対向させた状態で機能液の液滴が吐出ヘッドより吐出される。液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気熱変換方式、静電吸引方式、電気機械変換方式等が挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に30kg/cm2程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル(泡)を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。電気機械変換方式は、ピエゾ素子(圧電素子)がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液体材料の一滴の量は例えば1〜300ナノグラムである。本実施形態では、電気機械変換方式(ピエゾ方式)を用いる。 In the droplet discharge method, droplets of functional liquid are discharged from the discharge head in a state where the discharge head and the base material face each other. Examples of the discharge technique of the droplet discharge method include a charge control method, a pressure vibration method, an electrothermal conversion method, an electrostatic suction method, and an electromechanical conversion method. In the charge control method, a charge is applied to a material with a charging electrode, and the flight direction of the material is controlled with a deflection electrode to be discharged from a discharge nozzle. In addition, the pressure vibration method is a method in which an ultra-high pressure of about 30 kg / cm 2 is applied to the material to discharge the material to the nozzle tip side, and when the control voltage is not applied, the material moves straight from the discharge nozzle. When discharged and a control voltage is applied, electrostatic repulsion occurs between the materials, and the materials are scattered and are not discharged from the discharge nozzle. In the electrothermal conversion method, a material is rapidly vaporized by a heater provided in a space in which the material is stored to generate bubbles, and the material in the space is discharged by the pressure of the bubbles. In the electrostatic attraction method, a minute pressure is applied to a space in which a material is stored, a meniscus of material is formed on the discharge nozzle, and an electrostatic attractive force is applied in this state before the material is drawn out. The electromechanical conversion method utilizes the property that a piezo element (piezoelectric element) deforms in response to a pulsed electric signal, and the piezoelectric element is deformed by pressure through a flexible substance in a space where material is stored. The material is extruded from this space and discharged from the discharge nozzle. In addition to this, it is also possible to apply a technique such as a method using the viscosity change of a fluid due to an electric field or a method using a discharge spark. The droplet discharge method has an advantage that the use of the material is less wasteful and a desired amount of the material can be accurately disposed at a desired position. In addition, the amount of one drop of the liquid material discharged by the droplet discharge method is 1 to 300 nanograms, for example. In this embodiment, an electromechanical conversion method (piezo method) is used.
図2はピエゾ方式による機能液(液状体材料)の吐出原理を説明するための図である。
図2において、吐出ヘッド20は、機能液を収容する液体室21と、その液体室21に隣接して設置されたピエゾ素子22とを備えている。液体室21には、機能液を収容する材料タンクを含む供給系23を介して機能液が供給される。ピエゾ素子22は駆動回路24に接続されており、この駆動回路24を介してピエゾ素子22に電圧を印加し、ピエゾ素子22を変形させることにより、液体室21が変形し、吐出ノズル25から機能液が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることによりピエゾ素子22の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることによりピエゾ素子22の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the discharge principle of the functional liquid (liquid material) by the piezo method.
In FIG. 2, the
(第1中間乾燥工程)
図3は、本発明におけるフォトマスクの製造工程を示す図である。
基材(可撓性基板)1に光熱変換材料を含む機能液を塗布した後、溶媒(分散媒)の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理が行われる。乾燥処理は、例えば基材を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。そして、第1中間乾燥工程により基材上に塗布された機能液の液体成分の少なくとも一部が除去され、図3(a)に示すように、基材1上に光熱変換材料を含む光熱変換層2が形成される。ここで、第1材料配置工程と第1中間乾燥工程とを複数回繰り返して行うことで、先に基材1上に配置された機能液の表面を膜化した後、その上に次の機能液を良好に重ねることができるので、形成する光熱変換層2の膜厚を所望の厚さにすることもできる。なお、この第1中間乾燥工程は省略することもできる。
(First intermediate drying step)
FIG. 3 is a diagram showing a photomask manufacturing process according to the present invention.
After the functional liquid containing the photothermal conversion material is applied to the base material (flexible substrate) 1, a drying process is performed as necessary to remove the solvent (dispersion medium) and ensure the film thickness. The drying process can be performed, for example, by lamp annealing in addition to a process using a normal hot plate or an electric furnace for heating the substrate. And at least one part of the liquid component of the functional liquid apply | coated on the base material by the 1st intermediate drying process is removed, and as shown to Fig.3 (a), the photothermal conversion which contains a photothermal conversion material on the
(第2材料配置工程)
次いで、基材1の光熱変換層2上に、昇華性色素を含む機能液が塗布される。本実施形態では、転写層3を形成するための機能液として、溶媒(分散媒)に溶解または分散された1種類以上の昇華性を有する顔料または染料が用いられる。使用することのできる顔料または染料としては、「RAVEN」450(登録商標)、769ULTRA(登録商標)、890(登録商標)、1020(登録商標)、1250(登録商標)、 Black Pearls480(登録商標)、Vulcan XC72(登録商標)、Black Pearls1100(登録商標)、「NEPTUN」Black X60(登録商標)、「PALIOGEN」Black S 0084(登録商標)、Microlith Violet B−K(登録商標)、「ORASOL」Black(登録商標)、「NIGROSINE」Black(登録商標)、「PALIOTOL」Black K0080(登録商標)、「SANDOLAN」Black E−HL(登録商標)、「NEAZOPAN」Black L 0080(登録商標)、「SOLANTINE」Black L(登録商標)、などを例示することができる。
(Second material placement process)
Next, a functional liquid containing a sublimable dye is applied onto the
そして、昇華性色素を含む機能液を生成した後、その機能液を、上記第1材料配置工程同様、一般的なフィルムコーティング方法、例えば、押出コーティング方法、スピンコーティング方法、グラビアコーティング方法、リバースロールコーティング方法、ロッドコーティング方法、マイクログラビアコーティング方法、ナイフコーティング方法などにより光熱変換層2(基材1)上に塗布することができる。この場合においても、第1材料配置工程同様、基材1の表面に帯電した静電気を除電して転写層形成用機能液を均一に光熱変換層2(基材1)上に形成するのが好ましく、各方法に用いられる装置には除電装置が取り付けてあるのが好ましい。また、導電性材料を含む機能液を、上述した液滴吐出法(インクジェット法)に基づいて光熱変換層2(基材1)上に配置することももちろん可能である。
And after producing | generating the functional liquid containing a sublimable pigment | dye, the general liquid coating method, for example, an extrusion coating method, a spin coating method, a gravure coating method, a reverse roll, like the said 1st material arrangement | positioning process. It can apply | coat on the photothermal conversion layer 2 (base material 1) by the coating method, the rod coating method, the micro gravure coating method, the knife coating method, etc. Also in this case, it is preferable that the transfer layer forming functional liquid is uniformly formed on the photothermal conversion layer 2 (base material 1) by removing static electricity charged on the surface of the
(第2中間乾燥工程)
昇華性色素を含む機能液を塗布した後、溶媒(分散媒)の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理が行われる。第2中間乾燥工程は、第1中間乾燥工程同様、例えば基材を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理、ランプアニールによって行うこともできる。そして、第2中間乾燥工程により光熱変換層2(基材1)上に塗布された機能液の液体成分の少なくとも一部が除去され、図3(b)に示すように、光熱変換層2上に昇華性色素を含む転写層3が形成される。ここで、第2材料配置工程と第2中間乾燥工程とを複数回繰り返して行うことで、先に光熱変換層2(基材1)上に配置された機能液の表面を膜化した後、その上に次の機能液を良好に重ねることができるので、形成する転写層3の膜厚を所望の厚さにすることができる。なお、この第2中間乾燥工程も省略することができる。
本実施形態では、図3(b)に示すように、光熱変換層2が基材1上にこの基材1とは独立して設けられ、その基材1上に光熱変換層2と転写層3とが隣接して積層される。
(Second intermediate drying step)
After applying a functional liquid containing a sublimable dye, a drying process is performed as necessary to remove the solvent (dispersion medium) and secure the film thickness. Similar to the first intermediate drying step, the second intermediate drying step can be performed, for example, by treatment with a normal hot plate or an electric furnace for heating the substrate, or lamp annealing. And at least one part of the liquid component of the functional liquid apply | coated on the photothermal conversion layer 2 (base material 1) by the 2nd intermediate drying process is removed, as shown in FIG.3 (b), on the
In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the
(パターン形成工程)
図4は、本発明に係るパターン形成に用いられる照射装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図4において、照射装置10は、所定の波長を有するレーザ光束を射出するレーザ光源11と、光熱変換層2及び転写層3を有する基材1を巻き付けて支持するドラム12とを備えている。本実施形態では、転写層3とドラム12とが対向するように、基材1がドラム12に支持されている。レーザ光源11及びドラム12はチャンバ14内に配置されている。チャンバ14には、このチャンバ14内のガスを吸引可能な吸引装置13が接続されている。本実施形態では、レーザ光源11として近赤外半導体レーザ(波長830nm)が使用される。
(Pattern formation process)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an irradiation apparatus used for pattern formation according to the present invention.
In FIG. 4, the
ここで、以下の説明において、水平面内における所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸及びY軸のそれぞれに直交する方向(鉛直方向)をZ軸方向とする。 Here, in the following description, the predetermined direction in the horizontal plane is the X axis direction, the direction orthogonal to the X axis direction in the horizontal plane is the Y axis direction, and the direction (vertical direction) orthogonal to each of the X axis and Y axis is Z. Axial direction.
ドラム12は、基材1を支持した状態で水平並進方向(走査方向、X方向)、回転方向(Y方向)、及び鉛直方向(Z軸方向)に移動可能に設けられており、基材1はドラム12の移動により光源11から射出された光束に対して移動可能となっている。ここで、光源11とドラム12に支持された基材1との間には不図示の光学系が配置されている。基材1を支持したドラム12はZ軸方向に移動することにより、前記光学系の焦点に対する基材1の位置を調整可能となっている。そして、光源11より射出された光束は、ドラム12に支持されている基材1を照射するようになっている。
The
なお、ここでは基材1を水平並進方向、回転方向、鉛直方向に移動可能なドラム12に支持させているが、基材1をXYZ方向に並進移動するステージに支持させてもよい。この場合、基材1として、上記の可撓性を有した材料から形成されたプラスチックフィルムだけでなく、例えば石英板のようなガラス板も使用することができる。
Here, the
パターンの形成を行う際には、図3(c)に示す模式図のように、基材1の転写層3が設けられた面側から所定の光束径を有するレーザ光が光源11より照射される。レーザ光束が照射されることにより、その照射領域に対応する基材1及び光熱変換層2が加熱される。光熱変換層2は照射されたレーザ光束の光エネルギーを熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーを転写層3に供与する。これにより、転写層3のうち、光照射領域に対応する一部の領域に対して熱エネルギーが供与される。
そして、熱エネルギーを供与された転写層3の一部の領域では、加熱された熱により昇華性色素が昇華することにより、その一部の領域において光の透過性が確保されて、図3(d)に示すように、光透過領域と遮光領域とからなる遮光パターン(パターン)4に変換される。
When the pattern is formed, laser light having a predetermined light beam diameter is irradiated from the
Then, in a part of the
このとき、照射するレーザ光束に対してドラム12をXY方向に移動することにより、そのステージ12の移動軌跡に応じた領域の昇華性色素を昇華させることができ、昇華性色素の昇華領域をパターニングすることができる。
ここで、昇華性色素の昇華領域では光を透過し、昇華性色素が昇華していない領域では光を遮光するため、ドラム12を予め設定された移動軌跡で移動することで、基材1上に任意の遮光パターン4を形成することができる。なお、ドラム12を移動せずに、基材1に対してレーザ光束を移動してもよいし、レーザ光束及びドラム12の双方を移動してもよい。
At this time, by moving the
Here, in order to transmit the light in the sublimation region of the sublimable dye and shield the light in the region where the sublimable dye is not sublimated, the
上記の構成によれば、転写層3の所定の領域にレーザ光を照射して発生する熱により、所定領域の昇華性色素を昇華させ、昇華性色素の存在する領域、存在しない領域を形成することにより、光を透過する領域と遮光する領域とかなる遮光パターンを形成することができる。そのため、従来使用されていた電子線よりも取扱いが容易なレーザ光によりフォトマスクを製造することができ、簡便にかつ安価にフォトマスクを製造することができる。
また、基材1上に光熱変換層2が設けられているため、照射されたレーザ光の光エネルギを効率良く熱エネルギに変換することができる。そのため、転写層3の昇華性色素を昇華させるのに十分な熱エネルギを転写層3に与えることができ、昇華性色素を昇華させやすくすることができる。
According to the above configuration, the sublimable dye in the predetermined region is sublimated by the heat generated by irradiating the predetermined region of the
Moreover, since the
半導体から出射される半導体レーザ光(本実施の形態においては赤外線レーザ光)を用いるため、従来使用されていた電子線よりも安価に半導体レーザ光を得ることができ、フォトマスクを安価に製造することができる。
また、赤外線レーザ光は熱に変換されやすいため、転写層3の昇華性色素に熱を与えやすくなり、昇華性色素を昇華させやすくすることができる。
Since semiconductor laser light emitted from a semiconductor (infrared laser light in this embodiment) is used, semiconductor laser light can be obtained at a lower cost than conventionally used electron beams, and a photomask can be manufactured at low cost. be able to.
In addition, since infrared laser light is easily converted into heat, it is easy to apply heat to the sublimable dye of the
また、フォトマスクは、基材1に可撓性を有する透明性高分子を用いているためフォトマスク自体も可撓性を備え、フォトマスクを露光対象に密着させることができ、遮光パターンを露光対象に正確に露光させることができる。
In addition, since the photomask uses a flexible transparent polymer for the
図5は、フォトマスクのパターン形成に用いる照射装置の別の実施の形態を示す概略構成図である。
なお、転写層3の所定領域をパターン形成する場合、図5に示すように、所定のパターンを有するマスク15に光を照射し、マスク15を介した光を基材1に照射する構成を採用することができる。図5において、マスク15は、マスク15を透過した光を通過するための開口部16Aを有するマスク支持部16に支持されている。光源11から射出された光束は、光学系17により均一な照度分布を有する照明光に変換された後、マスク15を照明する。マスク15を通過した光は、ドラム12に支持されている基材1を照射する。これにより、照射するレーザ光束径以下の微細な導電膜パターンを形成することができる。一方、図4を参照して説明した実施形態のように、レーザ光束に対して基材1を移動しつつレーザ光束を照射して導電膜パターンを描画することにより、マスクを製造する手間を省くことができる。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of an irradiation apparatus used for pattern formation of a photomask.
When a predetermined region of the
なお、本実施形態において、光熱変換層2と転写層3とは隣接するように積層されているが、例えば基材1の一方の面側に光熱変換層2を設け、他方の面側に転写層3を設ける等、光熱変換層2と転写層3との間に別の層を介在させてもよい。こうすることによっても、光熱変換層2で生成された熱エネルギーを基材1(別の層)を介して転写層3に供与し、その熱エネルギーを使って転写層3の昇華性色素を昇華させることができる。一方、光熱変換層2と転写層3とを隣接するように積層することにより、光熱変換層2で生成された熱エネルギーを効率良く転写層3に供与できる。
In the present embodiment, the light-to-
上記実施形態において、光熱変換層2と転写層3との間に、例えば光熱変換層2の光熱変換作用を均一化するための中間層を設けることもできる。前記中間層を形成する中間層形成用材料としては、上記要件を満たすことのできる樹脂材料を挙げることができる。このような中間層は、基材1上に光熱変換層2を形成した後(すなわち第1中間乾燥工程S2の後)、所定の組成を有する樹脂組成物を例えばスピンコーティング方法、グラビアコーティング方法、ダイコーティング法等の公知のコーティング方法に基づいて光熱変換層2の表面に塗布し、乾燥させることによって形成可能である。レーザ光束が照射されると、光熱変換層2の作用により、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、さらにこの熱エネルギーが中間層の作用により均一化される。したがって、光照射領域に該当する部分の転写層3には均一な熱エネルギーが供与される。
In the above embodiment, an intermediate layer for making the photothermal conversion action of the
上記実施形態では、基材1の転写層3が設けられた面側からレーザ光を照射しているが、基材1の転写層3が設けられていない面側からレーザ光を照射することも可能である。照射されたレーザ光は転写層3を介して光熱変換層2に照射され、レーザ光を照射された光熱変換層2はその光の光エネルギーを熱エネルギーに変換して転写層3に供与することができる。一方、基材1の転写層3が設けられていない面側からレーザ光を照射することにより、レーザ光を透明な基材1を介して光熱変換層2に直接的に照射できるため、その光熱変換層2によりレーザ光の光エネルギーを熱エネルギーに効率良く変換することができる。
In the above embodiment, the laser beam is irradiated from the surface side of the
なお、上記実施形態では、光熱変換材料は、基材1とは独立した層(光熱変換層2)に設けられているが、基材1に光熱変換材料を混在させる構成も可能である。このような構成であっても、照射したレーザ光の光エネルギーを熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーを転写層3に供与することができる。なお、光熱変換材料が混在された基材1上に、それとは別に光熱変換層2を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the photothermal conversion material is provided in a layer (photothermal conversion layer 2) independent from the
光熱変換層2を設けた場合、光熱変換材料に応じた波長を有する光を照射することが好ましい。つまり、使用する光熱変換材料に応じて良好に吸収する光の波長帯域は異なるため、光変換材料に応じた波長を有する光を照射することにより、光エネルギーを熱エネルギーに効率良く変換できる。換言すれば、照射する光に応じて使用する光熱変換材料を選択する。本実施形態では、レーザ光源として近赤外半導体レーザ(波長830nm)を使用しているため、光熱変換材料としては、赤外線〜可視光線領域の光を吸収する性質を有している材料を用いることが好ましい。
When the
なお、上記実施形態における光源11は近赤外半導体レーザであるが、これに限られず、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フラッシュランプなどを用いることも可能である。また、紫外線レーザなど、近赤外線レーザ以外の全ての汎用的なレーザを用いることができる。
In addition, although the
なお、上記の実施の形態においては、昇華性色素を含む機能液を塗布することにより、転写層を形成していたが、昇華性色素の他にも熱移行性色素を用いることができる。熱移行性色素としては、例えば、ハロゲン化銀、ベヘン酸銀、ステアリン酸銀、オレイン酸銀、エルカ酸銀、ラウリン酸銀、カプロン酸銀、ミスチリン酸銀、パルミチン酸銀、マレイン酸銀、フマル酸銀、酒石酸銀、リノール酸銀、樟脳酸銀、およびそれらの混合物等を例示することができる。分散媒としては、上記の熱移行性色素を分散できるもので、照射されるレーザ光に対して透明で、良好な被膜形成性、長時間露光に対する耐黄変性を備えたものが望ましい。例えば、アクリル酸、メタクリル酸(並びにそのエステル、アミドおよびニトリル誘導体)、無水マレイン酸、並びにスチレン、1−アルケン、ハロゲン化ビニル、ビニルエーテルおよびビニルエステルのようなビニルモノマーのポリマーおよびコポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、セルロースエステル、メタクリル酸エステルのポリマーおよびコポリマー、スチレン−無水マレイン酸コポリマー並びにセルロースアセテートブチレート等を例示できる。
これらの材料を用いた時の光熱変換材料としては、例えば、シアニン、メロシアニン、アミンカチオンラジカル色素、スクアリリム色素、クロコニウム色素、テトラアリールポリメチレン色素、オキソノール色素等を例示できる。
In the above embodiment, the transfer layer is formed by applying a functional liquid containing a sublimable dye, but a heat transferable dye can be used in addition to the sublimable dye. Examples of the heat transfer dye include silver halide, silver behenate, silver stearate, silver oleate, silver erucate, silver laurate, silver caproate, silver myristylate, silver palmitate, silver maleate, and fumarate. Examples thereof include silver oxide, silver tartrate, silver linoleate, silver camphorate, and mixtures thereof. The dispersion medium is preferably one that can disperse the above-mentioned heat transferable dye, is transparent to the irradiated laser light, has good film-forming properties, and has yellowing resistance against long-time exposure. For example, acrylic acid, methacrylic acid (and its esters, amides and nitrile derivatives), maleic anhydride, and polymers and copolymers of vinyl monomers such as styrene, 1-alkene, vinyl halides, vinyl ethers and vinyl esters, polyesters, polycarbonates Cellulose ester, methacrylate polymer and copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer and cellulose acetate butyrate.
Examples of photothermal conversion materials when these materials are used include cyanine, merocyanine, amine cation radical dye, squarilim dye, croconium dye, tetraarylpolymethylene dye, oxonol dye and the like.
なお、上記の実施の形態においては、昇華性色素を含む機能液を塗布することにより転写層を形成していたが、その他にも金属粒子を含む機能液を塗布して転写層を形成してもよい。
転写層形成用金属粒子を含む機能液としては、銀微粒子を分散媒に分散した分散液を用いることも可能である。金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、及びニッケルのうちの少なくともいずれか1つを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。分散媒としては、上記の金属粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
In the above embodiment, the transfer layer is formed by applying a functional liquid containing a sublimable dye. However, the transfer layer is also formed by applying a functional liquid containing metal particles. Also good.
As the functional liquid containing the transfer layer forming metal particles, a dispersion liquid in which silver fine particles are dispersed in a dispersion medium may be used. Examples of the metal particles include metal fine particles containing at least one of gold, silver, copper, aluminum, palladium, and nickel, oxides thereof, and fine particles of conductive polymers and superconductors. Is used. The dispersion medium is not particularly limited as long as it can disperse the metal particles and does not cause aggregation. For example, in addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, n-heptane, n-octane, decane, dodecane, tetradecane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydro Hydrocarbon compounds such as naphthalene and cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2- Methoxyethyl) ether, ether compounds such as p-dioxane, propylene carbonate, γ- Butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, can be exemplified polar compounds such as cyclohexanone. Of these, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are preferable and more preferable dispersion media in terms of fine particle dispersibility, dispersion stability, and ease of application to the droplet discharge method. Examples thereof include water and hydrocarbon compounds.
そして、その機能液を、上記第1材料配置工程同様、一般的なフィルムコーティング方法、例えば、押出コーティング方法、スピンコーティング方法、グラビアコーティング方法、リバースロールコーティング方法、ロッドコーティング方法、マイクログラビアコーティング方法、ナイフコーティング方法などにより光熱変換層2(基材1)上に塗布することができる。
なお、上述した方法の他にも、金属粒子を基材1上に蒸着して転写層3を形成してもよいし、金属粒子を基材1上にスパッタ法により堆積させて転写層3を形成してもよい。
Then, the functional liquid is applied to a general film coating method, for example, an extrusion coating method, a spin coating method, a gravure coating method, a reverse roll coating method, a rod coating method, a micro gravure coating method, as in the first material arranging step. It can apply | coat on the photothermal conversion layer 2 (base material 1) by the knife coating method etc.
In addition to the above-described method, the
金属粒子を含有する機能液を用いて形成された転写層3にレーザ光が照射されると、その照射領域に対応する基材1及び光熱変換層2が加熱される。光熱変換層2は照射されたレーザ光束の光エネルギーを熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーを転写層3に供与する。転写層3においては、熱エネルギにより金属粒子が昇華し、レーザ光が照射された領域において光の透過性が確保されて光透過領域と遮光領域とからなる遮光パターン4が形成される。または、転写層3の金属粒子が、レーザ光の光エネルギを直接受け取ってアブレーションを起こし、レーザ光が照射された領域において光の透過性が確保されて光透過領域と遮光領域とからなる遮光パターン4が形成される。
When the
上記の構成によれば、転写層の所定の領域に照射したレーザ光により発生する熱により金属粒子を昇華させたり、レーザ光の光エネルギにより金属粒子をアブレーションさせたりして、金属粒子の存在する領域、存在しない領域を形成することができる。そのため、光を透過する領域、光を遮光する領域からなる遮光パターンを形成することができる。その結果、従来の電子線よりも取扱いが容易なレーザ光でフォトマスクを製造することができ、簡便にかつ安価にフォトマスクを製造することができる。 According to said structure, a metal particle is sublimated by the heat which generate | occur | produces with the laser beam irradiated to the predetermined area | region of the transfer layer, or a metal particle is ablated by the optical energy of a laser beam, and a metal particle exists. Regions and non-existing regions can be formed. Therefore, it is possible to form a light shielding pattern including a region that transmits light and a region that blocks light. As a result, a photomask can be manufactured with laser light that is easier to handle than conventional electron beams, and a photomask can be manufactured easily and inexpensively.
図6は、本発明におけるフォトマスクの別の製造工程を示す図である。
上記実施形態では、基材1上に遮光パターン4を形成する構成であるが、図6(a)に示すように、例えばラミネートフィルムからなる基材1上の昇華性色素、熱移行性色素または金属粒子を含有する転写層3に遮光パターンを形成し、図6(b)に示すように、例えば石英板からなる所定の基板6にラミネートしてフォトマスクを形成することもできる。
この構成によれば、直接昇華性色素、熱移行性色素または金属粒子を含有する転写層を形成できない基板上であっても、フォトマスクを製造することができる。
FIG. 6 is a diagram showing another manufacturing process of the photomask in the present invention.
In the above embodiment, the light shielding pattern 4 is formed on the
According to this configuration, a photomask can be manufactured even on a substrate on which a transfer layer containing a direct sublimable dye, a heat transferable dye, or metal particles cannot be formed.
<実施例>
基材1としてポリエチレンテレフタレート製シートを用い、そのシート中に光熱変換層2としてカーボンブラックを混合した熱硬化型エポキシ樹脂を配置させたものを使用した。さらに、その基材1上に昇華性色素を含む機能液を塗布して転写層3を形成した。そして、そのシートを転写層が外側となるように回転ドラムに保持させ、その回転ドラムを130rpmで回転しつつ、シートに対して出力11Wの近赤外半導体レーザ装置より波長830nmのレーザ光を照射した。すると、レーザ光が照射された領域において昇華性色素の色が消失し、基材1を視認できるようになった。また、レーザ光を照射していない領域では昇華性色素の色は消失しておらず、光照射領域において昇華性色素が除去されたことを確認できた。
<Example>
A sheet made of polyethylene terephthalate was used as the
〔カラーフィルタ〕
次に、本発明のフォトマスクを用いて形成されるカラーフィルタの製造方法について説明する。
図7は、カラーフィルタの製造工程を示す図である。
まず、図7(a)に示すように、透明の基板(基材)Pの一方の面に対し、ブラックマトリクス(バンク)52を形成する。このブラックマトリクス52は、カラーフィルタ形成領域を区画するものであり、ブラックマトリクス52の凹部の底面52aには親液処理が施され、凹部の側面52bおよび凸部の上面52cには撥液処理が施されている。
[Color filter]
Next, the manufacturing method of the color filter formed using the photomask of this invention is demonstrated.
FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of a color filter.
First, as shown in FIG. 7A, a black matrix (bank) 52 is formed on one surface of a transparent substrate (base material) P. The
ブラックマトリクス52の親液処理および撥液処理の手順について説明する。
まず、ブラックマトリクス52が形成された基板Pと、フッ素を含むアルキル化合物((例えばトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリクロロシラン)を入れたビンと、をテフロン(登録商標)製の容器内に入れる。基板Pは、固定台に設置されており、この状態で容器内を減圧し、容器全体の温度を略80℃まで上げてその温度を略1時間保持する。これにより、ビン内のアルキル化合物が蒸発し、ブラックマトリクス52の全表面に化学気相蒸着される。その結果、ブラックマトリクス52の化学気相蒸着された面はテトラデカンに対し72°の接触角を示し、撥液処理されたことがわかる。
A procedure for the lyophilic process and the liquid repellent process of the
First, a substrate P on which a
次に、図7(b)に示すように、本発明に係る製造方法でブラックマトリクス52の底面52a領域のみ紫外線(UV光)を透過するように製造されたフォトマスクMを、基板P上に配置する。このとき、フォトマスクMはフォトマスクの転写層3を基板P側に向け、UV光の透過領域と底面52aとが一致するように配置されている。
この状態で、基板Pに、UV光(例えば172nm、254nm、313nm、365nm、436nmのUV光)をフォトマスクM側に1.5mm離れた位置から10分間照射する。その結果、UV光が照射された底面52aではテトラデカンに対する接触角が35°となり、親液化されたことがわかる。フォトマスクMによりUV光が遮光された側面52bおよび上面52cでは、テトラデカンに対する接触角が65°となり、底面52aと比較して撥液性が残っていることがわかる。
Next, as shown in FIG. 7B, a photomask M manufactured so that only the
In this state, the substrate P is irradiated with UV light (for example, UV light of 172 nm, 254 nm, 313 nm, 365 nm, and 436 nm) for 10 minutes from a position 1.5 mm away from the photomask M side. As a result, it can be seen that the
上述したように、ブラックマトリクス52の親液、撥液処理を行ったら、次に図7(c)に示すように、吐出ヘッドからカラーフィルタ用の機能液54の液滴を吐出し、これをフィルタエレメント53に着弾させる。吐出する機能液54の量については、過熱工程(乾燥・焼成工程)における機能液の体積減少を考慮した十分な量とする。また、ブラックマトリクスの底面52aが親液化され、側面52bおよび上面52cが撥液化されているので、機能液54は底面52aにて広がりやすくなり、側面52bまたは上面52cに付着した機能液54は、底面52aに向かって流れ落ちるようになっている。
As described above, after the lyophilic and lyophobic treatment of the
このようにして基板P上の全てのフィルタエレメント53に液滴54を充填した後、ヒータを用いて基板Pが所定の温度(例えば70℃程度)となるように加熱処理する。この加熱処理により、機能液の溶媒が蒸発して機能液の体積が減少する。この体積減少の激しい場合には、カラーフィルタとして十分な膜の厚みが得られるまで、液滴吐出工程と加熱工程とを繰り返す。この処理により、機能液に含まれる溶媒が蒸発して、最終的に機能液に含まれる固形分(機能性材料)のみが残留して膜化し、図7(d)に示すようにカラーフィルタ55となる。
In this way, after all the
図8は、カラーフィルタの製造工程を示す図である。
ついで、基板Pを平坦化し、かつカラーフィルタ55を保護するために、図8(a)に示すように、カラーフィルタ55やブラックマトリクス52を覆って基板P上に保護膜56を形成する。この保護膜56の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することができるが、カラーフィルタ55の場合と同様に、上記吐出装置を用いて行うこともできる。
ついで、図8(b)に示すように、この保護膜56の全面に、スパッタ法や真空蒸着法等によって透明導電膜57を形成する。その後、透明導電膜57をパターニングし、図8(c)に示すように、画素電極58をフィルタエレメント53に対応させてパターニングする。
なお、液晶表示パネルの駆動にTFT(Thin Film Transistor)を用いる場合には、このパターニングは不要となる。このようなカラーフィルタの製造において、吐出ヘッドを用いているので、カラーフィルタ材料を支障なく連続的に吐出することができ、したがって良好なカラーフィルタを形成することができるとともに、生産性を向上することができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a manufacturing process of a color filter.
Next, in order to flatten the substrate P and protect the
Next, as shown in FIG. 8B, a transparent
Note that this patterning is not necessary when a TFT (Thin Film Transistor) is used to drive the liquid crystal display panel. In the production of such a color filter, since the ejection head is used, the color filter material can be ejected continuously without hindrance, so that a good color filter can be formed and the productivity is improved. be able to.
〔プラズマディスプレイ〕
次に、本発明のフォトマスクを用いて形成された配線基板を有する電気光学装置の一例として、プラズマディスプレイ(プラズマ表示装置)について図9および図10を参照しながら説明する。
図9は、アドレス電極511とバス電極512aとが製造されたプラズマディスプレイ500を示す分解斜視図である。
このプラズマディスプレイ500は、互いに対向して配置されたガラス基板501とガラス基板502と、これらの間に形成された放電表示部510とから概略構成されている。
[Plasma display]
Next, as an example of an electro-optical device having a wiring substrate formed using the photomask of the present invention, a plasma display (plasma display device) will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing the
The
放電表示部510は、複数の放電室516が集合されてなり、複数の放電室516のうち、赤色放電室516(R)、緑色放電室516(G)、青色放電室516(B)の3つの放電室516が対になって1画素を構成するように配置されている。前記(ガラス)基板501の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極511が形成され、それらアドレス電極511と基板501の上面とを覆うように誘電体層519が形成され、さらに誘電体層519上においてアドレス電極511、511間に位置して各アドレス電極511に沿うように隔壁515が形成されている。なお、隔壁515においてはその長手方向の所定位置においてアドレス電極511と直交する方向にも所定の間隔で仕切られており(図示略)、基本的にはアドレス電極511の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極511と直交する方向に延設された隔壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら長方形状の領域に対応するように放電室516が形成され、これら長方形状の領域が3つ対になって1画素が構成される。また、隔壁515で区画される長方形状の領域の内側には蛍光体517が配置されている。蛍光体517は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室516(R)の底部には赤色蛍光体517(R)が、緑色放電室516(G)の底部には緑色蛍光体517(G)が、青色放電室516(B)の底部には青色蛍光体517(B)が各々配置されている。
The
次に、前記ガラス基板502側には、先のアドレス電極511と直交する方向に複数のITOからなる透明表示電極512がストライプ状に所定の間隔で形成されるとともに、高抵抗のITOを補うために金属からなるバス電極512aが形成されている。また、これらを覆って誘電体層513が形成され、さらにMgOなどからなる保護膜514が形成されている。そして、前記基板501とガラス基板502の基板2が、前記アドレス電極511…と表示電極512…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされ、基板501と隔壁515とガラス基板502側に形成されている保護膜514とで囲まれる空間部分を排気して希ガスを封入することで放電室516が形成されている。なお、ガラス基板502側に形成される表示電極512は各放電室516に対して2本ずつ配置されるように形成されている。 前記アドレス電極511と表示電極512は図示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部510において蛍光体517を励起発光させて、カラー表示ができるようになっている。
Next, on the
図10は、プラズマディスプレイの製造工程の一部を示す図である。
そして、本例では、特に前記アドレス電極511とバス電極512aとが、本発明に係るフォトマスクを用いて、所定のパターンに形成される。アドレス電極511とバス電極512aとの形成は略同じ手順で形成されるので、アドレス電極511の形成手順について説明し、バス電極512aの形成手順の説明については省略する。
まず、ガラス基板501と、フッ素を含むアルキル化合物((例えばトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリクロロシラン)を入れたビンと、をテフロン(登録商標)製の容器内に入れる。ガラス基板501は、固定台に設置されており、この状態で容器内を減圧し、容器全体の温度を略80℃まで上げてその温度を略1時間保持する。これにより、ビン内のアルキル化合物が蒸発し、ガラス基板501の表面に化学気相蒸着され撥液層501aが形成されることにより、撥液処理が施される。
次に、図10(a)に示すように、本発明に係る製造方法でアドレス電極511の配線パターン領域のみ紫外線(UV光)を透過するように製造されたフォトマスクMを、ガラス基板501上に配置する。このとき、フォトマスクMはその転写層3をガラス基板501側に向くように配置されている。
この状態で、ガラス基板501に、UV光(例えば172nm、313nm、365nm、436nmのUV光)をフォトマスク側に1.5mm離れた位置から10分間照射する。その結果、UV光が照射された撥液層501aのアドレス電極511の配線パターン領域は親液化される。
FIG. 10 is a diagram showing a part of the manufacturing process of the plasma display.
In this example, the
First, a
Next, as shown in FIG. 10A, a photomask M manufactured so that only the wiring pattern region of the
In this state, the
上述したように、基板501の親液、撥液処理を行ったら、次に図10(b)に示すように、吐出ヘッドから金属コロイド材料(例えば金コロイドや銀コロイド)や導電性微粒子(例えば金属微粒子)を分散させてなる機能液511aを吐出し、これを基板501に着弾させる。基板501の親液処理された領域に着弾した機能液511aは広がりやすくなり、撥液処理された領域には広がらない。そのため、アドレス電極511の配線パターンを正確に描画することができるとともに、配線の線幅を正確に描画することができる。
また、蛍光体517についても、蛍光体材料を溶媒に溶解させあるいは分散媒に分散させた機能液を吐出ヘッド20より吐出し、乾燥・焼成することによって形成可能である。
As described above, after the lyophilic and lyophobic treatment of the
The
なおここでは電気光学装置としてプラズマ表示装置を例にして説明したが、有機EL表示装置や液晶表示装置を構成する配線パターンを形成する際にも、本発明の導電膜パターンの形成方法を適用することができる。 Although the plasma display device has been described as an example of the electro-optical device here, the method for forming a conductive film pattern of the present invention is also applied when forming a wiring pattern constituting an organic EL display device or a liquid crystal display device. be able to.
1・・・基材(可撓性基板)、 2・・・光熱変換層、 3・・・転写層、 4・・・遮光パターン(パターン)
DESCRIPTION OF
Claims (16)
該転写層には、前記昇華性色素または前記熱移行性色素の有無によりパターンが形成されていることを特徴とするフォトマスク。 A flexible substrate having light permeability, and a transfer layer containing a sublimation dye or a heat transfer dye disposed on the flexible substrate,
A pattern is formed on the transfer layer depending on the presence or absence of the sublimable dye or the heat transferable dye.
該転写層には、前記金属粒子の有無によりパターンが形成されていることを特徴とするフォトマスク。 A flexible substrate having light permeability, and a transfer layer containing metal particles disposed on the flexible substrate,
A pattern is formed on the transfer layer depending on the presence or absence of the metal particles.
前記転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、によりフォトマスクを製造することを特徴とするフォトマスクの製造方法。 A transfer layer forming step of forming a transfer layer containing a sublimable dye or a heat transferable dye on a substrate having light permeability;
A photomask manufacturing method comprising manufacturing a photomask by a pattern forming step of irradiating a predetermined region of the transfer layer with a laser beam to form a pattern.
前記転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、によりフォトマスクを製造することを特徴とするフォトマスクの製造方法。 A transfer layer forming step of forming a transfer layer containing metal particles on a substrate having optical transparency;
A photomask manufacturing method comprising manufacturing a photomask by a pattern forming step of irradiating a predetermined region of the transfer layer with a laser beam to form a pattern.
前記転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、
前記転写層を、光透過性を有する基板上に配置する配置工程と、により製造することを特徴とするフォトマスクの製造方法。 A transfer layer forming step of forming a transfer layer containing a sublimable dye or a heat transferable dye on a light-transmitting flexible substrate;
A pattern forming step of forming a pattern by irradiating a predetermined region of the transfer layer with laser light;
A method of manufacturing a photomask, comprising: arranging the transfer layer on a light-transmitting substrate.
前記転写層の所定の領域にレーザ光を照射してパターンを形成するパターン形成工程と、
前記転写層を、光透過性を有する基板上に配置する配置工程と、により製造することを特徴とするフォトマスクの製造方法。 A transfer layer forming step of forming a transfer layer containing metal particles on a flexible substrate having optical transparency;
A pattern forming step of forming a pattern by irradiating a predetermined region of the transfer layer with laser light;
A method of manufacturing a photomask, comprising: arranging the transfer layer on a light-transmitting substrate.
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