JP2008258249A - パターン形成方法、パターン形成装置および表示装置用の基板 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物上に微細なパターンを精度よくかつ容易に形成する。
【解決手段】第１パターン形成部４ａでは凸版４１の凸部にパターン材料溶液を付着させた後、凸版４１上のパターン材料溶液を基板９に転写することにより基板９上に第１パターンが形成され、第２パターン形成部４ｂでは凸版４１の凸部にパターン材料溶液を付着させた後、凸版４１上のパターン材料溶液を基板９に転写することにより、基板９上において第１パターンの不存在領域に第２パターンが形成される。このように、凸版印刷を繰り返して第１および第２パターンを合成したパターンを形成することにより、各凸版４１において凸部間の間隙（凹部）の幅を広くすることができ、凸版４１上にパターン材料溶液を供給する際に凹部内にパターン材料溶液が引き込まれることが防止される。その結果、微細なパターンを基板９上に精度よくかつ容易に形成することが実現される。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物上にパターンを形成する技術、および、表示装置用の基板に関する。

従来より、平面表示装置に用いられるガラス基板やプリント配線基板（以下、「基板」という。）上にフォトリソグラフィ技術を用いて各種パターンを形成することが行われており、近年では、印刷法にて基板上にパターンを形成することにより、煩雑なフォトリソグラフィプロセスを伴うことなく、パターンを安価に形成する技術の開発が進められている。例えば、グラビア凹版を刷版として用いる場合には、一般的に１０マイクロメートル（μｍ）を最小線幅とするパターンを形成することができ、平版または孔版を用いる場合には最小線幅３０μｍのパターンを形成することができる。

また、樹脂凸版を用いて基板上にパターンを形成する手法（すなわち、フレキソ印刷）も知られており、例えば特許文献１では、フレキソ印刷において、線数が８００線／インチ以上とされるアニロックスロールを用いて版胴上の樹脂凸版に導電性または磁性インクを供給することにより、基板上に連続した細線を線の太りを減らして印刷する手法が開示されている。

ところで、グラビア凹版では、硬質な基板上にパターンを形成する場合、版上のインクをブランケット胴を介して基板上に間接的に転写しなければならないため、基板上におけるパターンの位置精度が低くなってしてしまう。平版を用いる場合も、プロセス上の理由によりブランケット胴が必要となるため、パターンの位置精度が低くなる。また、孔版の場合には、スクリーンメッシュの変形により基板上のパターンの位置精度が低下してしまうことがある。これに対し、凸版を用いる場合には、インクの転写時に版と基板とが接触して版上のインクが基板に直接転写されるため（すなわち、ダイレクト印刷が行われるため）、高い位置精度および形状精度にて基板上にパターンを形成することが可能となる。

なお、特許文献２では、２５℃における粘度が５０ミリパスカル秒（ｍＰａ・ｓ）以下の絶縁性インクを転写用の離型性面上に塗布して塗膜を形成し、所定パターンの逆パターンをなす凸部を有する凸版を塗膜に押厚して、離型性面上から逆パターンをなす塗膜を除去し、離型性面に残存した塗膜を基板に転写することにより、基板上に所定パターンを有する絶縁層を形成する手法が開示されている。
特開２００４−２６８３１９号公報 特開２００５−３５３７７０号公報

ところで、一般的な製版装置にて樹脂凸版上に形成可能な凸部のパターンの最小線幅は５０μｍとなっているが、技術的には１０μｍ程度の線幅の凸部パターンも形成可能である。しかしながら、微細パターン形成用の凸版では、微細な凸部が微小な間隙（すなわち、凹部であり、例えば、３０μｍ未満の幅とされる。）を空けて配列され、この場合、凸版の製造上の理由により凸部の高さ（すなわち、溝の深さであり、いわゆる、レリーフ深度）も５〜２５μｍ程度と浅くなるため、インクを版上に供給する際に（いわゆる、インキングの際に）、インクが版の凹部にも付着し易くなり、基板上に形成されるパターンの形状精度が低下するという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、対象物上に微細なパターンを精度よくかつ容易に形成することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、対象物上にパターンを形成するパターン形成方法であって、ａ）第１凸版の凸部に機能性材料を含む溶液を付着させた後、前記第１凸版上の前記溶液を対象物に転写して、前記対象物上に第１パターンを形成する工程と、ｂ）第２凸版の凸部に前記溶液を付着させた後、前記第２凸版上の前記溶液を前記対象物に転写することにより、前記対象物上において少なくとも一部が前記第１パターンの不存在領域に配置される第２パターンを形成する工程とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン形成方法であって、前記第１パターンが互いに平行な複数の第１線状要素を含み、前記第２パターンが、前記複数の第１線状要素から離間しつつ前記複数の第１線状要素の間に位置する複数の第２線状要素を含む。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のパターン形成方法であって、前記第１凸版および前記第２凸版が樹脂にて形成されている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン形成方法であって、前記溶液の粘度が１００ミリパスカル秒以下である。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン形成方法であって、前記機能性材料が、導電材料である。

請求項６に記載の発明は、対象物上にパターンを形成するパターン形成装置であって、第１凸版が設けられる第１版胴を有し、前記第１凸版の凸部に機能性材料を含む溶液を付着させた後、前記第１凸版上の前記溶液を対象物に転写して、前記対象物上に第１パターンを形成する第１パターン形成部と、第２凸版が設けられる第２版胴を有し、前記第２凸版の凸部に前記溶液を付着させた後、前記第２凸版上の前記溶液を前記対象物に転写することにより、前記対象物上において少なくとも一部が前記第１パターンの不存在領域に配置される第２パターンを形成する第２パターン形成部とを備える。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のパターン形成方法にてパターンが形成されたものである。

本発明によれば、対象物上に微細なパターンを精度よくかつ容易に形成することができる。

また、請求項３の発明では、樹脂にて形成される凸版を用いて微細なパターンを精度よく形成することができ、請求項５の発明では、対象物上に導電性のパターンを容易に形成することができる。

図１は、本発明の一の実施の形態に係るパターン形成装置１の構成を示す図である。図１のパターン形成装置１は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の微粒子を含む溶液を用いて、液晶表示装置等に用いられるガラスの基板９上にパターンを形成するものである。

図１のパターン形成装置１は、矩形の基板９を保持する保持部２、保持部２を基板９の主面に沿う図１中のＹ方向に移動する保持部移動機構３、保持部移動機構３による保持部２の移動方向に並んで設けられるとともに、それぞれが基板９上にパターン（後述の第１パターンまたは第２パターン）を形成する２つのパターン形成部４ａ，４ｂ、並びに、パターン形成装置１の各構成要素を制御する制御部５を備える。

保持部２は、基板９が載置されるステージ２１、基板９の位置を微調整する位置調整機構２２、および、位置調整機構２２が取り付けられるベース部２３を有する。位置調整機構２２は、ステージ２１をＹ方向、および、Ｙ方向に垂直かつ基板９の主面に沿う図１中のＸ方向に微小に移動するとともに、基板９の法線方向（図１中のＺ方向）に平行な軸を中心としてステージ２１を微小角度だけ回転する。また、保持部移動機構３はリニアモータおよびリニアエンコーダを有し、保持部２をＹ方向に高精度に移動する。

各パターン形成部４ａ，４ｂは、Ｘ軸に平行な回転軸Ｊ１，Ｊ２を中心とする円筒状であって、凸版４１が外周面上に設けられる版胴４２、版胴４２を回転軸Ｊ１，Ｊ２を中心として回転するとともにエンコーダを有する回転機構４３、導電材料であるＩＴＯの微粒子を含む溶液（すなわち、凸版印刷におけるインクであり、後述するように、パターンを形成する材料を含む溶液であるため、以下、「パターン材料溶液」という。）を凸版４１の表面に供給する溶液供給部４４、および、版胴４２の表面を撮像する版胴撮像部４５を備え、パターン形成部４ａ，４ｂは昇降機構５１ａ，５１ｂによりＺ方向に移動可能とされる。本実施の形態では、凸版４１は樹脂にて形成される。また、パターン材料溶液の常温における粘度は、１ミリパスカル秒（ｍＰａ秒）以上１００ｍＰａ秒以下（すなわち、１センチポアズ（ｃＰ）以上１００ｃＰ以下）とされ、好ましくは２０〜４０ｍＰａ秒（２０〜４０ｃＰ）とされる。

基板９上へのパターンの形成時には、昇降機構５１ａ，５１ｂによりパターン形成部４ａ，４ｂがＺ方向の所定位置に配置される。そして、回転機構４３が版胴４２を図１中の矢印Ａ１，Ａ２にて示す回転方向に回転することにより、溶液供給部４４により供給されて凸版４１の表面に付着したパターン材料溶液が、パターン形成部４ａ，４ｂの下方を（＋Ｙ）方向へと移動する基板９上に転写されて（すなわち、凸版印刷が行われて）パターンが形成される。以下の説明では、図１中の（−Ｙ）側のパターン形成部４ａおよび（＋Ｙ）側のパターン形成部４ｂをそれぞれ第１パターン形成部４ａおよび第２パターン形成部４ｂとも呼ぶ。また、第１パターン形成部４ａにより基板９上に形成されるパターンを第１パターンと呼び、第２パターン形成部４ｂにより基板９上に形成されるパターンを第２パターンと呼ぶ。

各パターン形成部４ａ，４ｂの（−Ｙ）側には、ステージ２１上の基板９を撮像する第１または第２基板撮像部５２ａ，５２ｂが設けられる。後述するように、パターン形成部４ａ，４ｂの版胴撮像部４５および基板撮像部５２ａ，５２ｂは、当該パターン形成部４ａ，４ｂによるパターン形成において基板９の位置を調整する際に用いられる。

次に、パターン形成装置１を用いて基板９上にパターンを形成する動作について図２を参照しつつ説明する。パターン形成装置１では、まず、処理対象の基板９（実際には、所定の前処理が施されている。）がステージ２１上に載置され、ステージ２１に設けられるチャック機構により基板９がステージ２１にて保持される（ステップＳ１１）。続いて、第１パターン形成部４ａにおいて、版胴４２上の所定の基準マークに対する凸版４１の位置が取得される。ここで、パターン形成装置１では、基板９上に形成するパターンに合わせて第１および第２パターン形成部４ａ，４ｂの凸版４１が交換されるため、版胴４２の外周面上の凸版４１の位置は凸版４１を交換する毎に僅かに変化してしまう。したがって、第１パターン形成部４ａでは、基板９上に第１パターンを形成する直前に、版胴４２の外周面上において基準マークに対する凸版４１の位置が版胴撮像部４５により取得され、理想的な位置からのずれ量（以下、「位置ずれ量」という。）が取得される（ステップＳ１２）。なお、第１パターン形成部４ａの凸版４１の位置ずれ量は、凸版４１の交換直後においてのみ取得されてもよい（後述する第２パターン形成部４ｂの凸版４１の位置ずれ量において同様）。

第１パターン形成部４ａにおける凸版４１の位置ずれ量が取得されると、保持部移動機構３により保持部２が移動して第１基板撮像部５２ａの下方の所定位置に配置される。ここで、パターン形成装置１では、後述の第１パターンまたは第２パターンの形成時に、各パターン形成部４ａ，４ｂにおける回転機構４３による版胴４２の回転と、保持部移動機構３による保持部２の移動とが同期して制御される。したがって、仮に、凸版４１の位置ずれ量が０である（すなわち、凸版４１が理想的な位置に配置されている）場合に、第１基板撮像部５２ａの下方に位置する基板９が、位置調整機構２２の動作により、第１基板撮像部５２ａに対して予め定められた位置および向き（すなわち、矩形の基板９の各辺とＸ方向またはＹ方向とのなす角）とされ、この状態で保持部２の連続的な移動が版胴４２の回転角に合わせて開始されることにより、パターン形成部４ａ，４ｂでは基板９上の所定位置にパターン（第１パターンまたは第２パターン）を形成することが可能となっている。

実際には、版胴４２上における凸版４１は理想的な位置には配置されていないため、第１基板撮像部５２ａに対して定められた位置および向きから版胴４２上における凸版４１の位置ずれ量を考慮して求められる位置および向きとなるように、基板９の実際の位置および向きが位置調整機構２２により調整される（ステップＳ１３）。基板９の位置および向きの調整が完了すると、第１パターン形成部４ａにおいて回転機構４３による版胴４２の回転が開始されるとともに、版胴４２の回転に合わせて保持部２が（＋Ｙ）方向に連続的に(正確には、版胴４２の外周面の各部位の回転軸Ｊ１に垂直な接線方向の移動速度と同じ速度にて）移動する。このとき、第１パターン形成部４ａでは、溶液供給部４４にてパターン材料溶液が凸版４１の各部位に順次供給され、パターン材料溶液が付着した部位は版胴４２の下方（（−Ｚ）側）へと移動して凸版４１上のパターン材料溶液が基板９に転写される。

図３．Ａおよび図３．Ｂは、パターン材料溶液の基板９への転写を説明するための図であり、凸版４１が基板９に当接する直前および直後をそれぞれ示している。図３．Ａに示すように、実際にはパターン材料溶液６１は凸版４１の凸部４１１の端面（すなわち、パターン材料溶液の基板９への転写時に基板９に当接する面）に付着しており、凹部４１２の側面および底面（すなわち、基板９に対して凸部４１１の端面よりも離れた面）にはパターン材料溶液は付着していない。そして、凸部４１１が基板９の主面９１に当接する（または、パターン材料溶液６１を介して当接する）ことにより、図３．Ｂに示すように、凸部４１１上のパターン材料溶液６１が主面９１に転写される。このように、第１パターン形成部４ａでは、凸版４１の各凸部４１１にパターン材料溶液６１を付着させた後、凸版４１上のパターン材料溶液６１を基板９に転写することにより、凸版４１の凸部４１１のパターンに対応する第１パターンが基板９上に形成される（ステップＳ１４）。

図４は、基板９の主面９１上に形成される第１パターン７１を示す図である。図４中に実線にて示すように、第１パターン７１は、互いに平行かつ等ピッチＰ１にて配列される複数の第１線状要素７１１を含んでおり、第１線状要素７１１の幅Ｗ１は一定とされる。第１線状要素７１１の一端には第１線状要素７１１に対して傾斜した方向に伸びる第１補助要素７１２が連続して設けられ、第１補助要素７１２の幅（第１線状要素７１１の配列方向の幅）は第１線状要素７１１から離れるに従って漸次減小する。複数の第１補助要素７１２の第１線状要素７１１とは反対側の端部７１３は第１線状要素７１１の配列方向に一定のピッチＰ２にて並んでおり、端部７１３の配列方向の幅Ｗ２は一定とされる。実際には、第１線状要素７１１は第１補助要素７１２に比べて十分に長くされており、幅Ｗ１は２００マイクロメートル（μｍ）、ピッチＰ１は５００μｍとされる。また、第１補助要素７１２の端部７１３の幅Ｗ２は２０μｍ、ピッチＰ２は８０μｍとされる。

このように、第１パターン７１では、第１線状要素７１１および第１補助要素７１２の組合せを１つのパターン要素として、配列方向に関して互いに隣接する２つのパターン要素の間における間隙の幅の最小値（以下、「配列方向の最小スペース幅」という。）は６０μｍとされ、第１パターン形成部４ａの凸版４１においても（図３．Ａおよび図３．Ｂ参照）、第１線状要素７１１の配列方向に対応する方向（以下、同様に「配列方向」という。）に関して、互いに隣接する２つの凸部４１１の間の凸部４１１の端面の位置における間隙の幅の最小値（すなわち、凹部４１２の幅の最小値であり、以下、「配列方向の最小凹部幅」という。）は６０μｍとされる。なお、図３．Ａおよび図３．Ｂは第１補助要素７１２の端部７１３に対応する位置における凸版４１の断面を示しており、図３．Ａおよび図３．Ｂ中の凸部４１１の幅Ｖ１は２０μｍとされ、凹部４１２の幅Ｒ１は６０μｍとされ、凹部４１２の深さＤ１（凸部４１１の高さ）は５０〜８０μｍとされる。

第１パターン形成部４ａにおける第１パターン７１の形成が完了すると、第２パターン形成部４ｂにおいて、ステップＳ１２の処理と同様にして、版胴４２上の所定の基準マークに対する凸版４１の位置が取得され、凸版４１の位置ずれ量が取得される（ステップＳ１５）。続いて、保持部２が第２基板撮像部５２ｂの下方に移動し、第２基板撮像部５２ｂに対して定められた位置および向きから第２パターン形成部４ｂの版胴４２上における凸版４１の位置ずれ量を考慮して求められる位置および向きとなるように、基板９の実際の位置および向きが位置調整機構２２により調整される（ステップＳ１６）。

基板９の位置および向きの調整が完了すると、第２パターン形成部４ｂにおいて回転機構４３による版胴４２の回転が開始されるとともに、版胴４２の回転に合わせて保持部２が（＋Ｙ）方向に連続的に移動する。そして、版胴４２の回転に伴って凸版４１の各凸部４１１にパターン材料溶液を付着させた後、凸版４１上のパターン材料溶液を連続的に移動する基板９の主面９１に転写することにより、第２パターン形成部４ｂの凸版４１の凸部４１１のパターンに対応する第２パターンが基板９上に形成される（ステップＳ１７）。

このとき、図４中に二点鎖線にて示すように、第２パターン７２も第１パターン７１の第１線状要素７１１と同様に、一定の幅Ｗ１の複数の第２線状要素７２１を含んでおり、複数の第２線状要素７２１は第１線状要素７１１の配列方向に一定のピッチＰ１にて配列される。第２線状要素７２１の一端には第２線状要素７２１に対して傾斜した方向に伸びるとともに、第２線状要素７２１から離れるに従って配列方向の幅が漸次減小する第２補助要素７２２が連続して設けられる。複数の第２補助要素７２２の端部７２３も、第１線状要素７１１の配列方向に第１補助要素７１２の端部７１３と同様のピッチＰ２にて並んでおり、端部７２３の配列方向の幅Ｗ２も一定とされる。すなわち、第２パターン形成部４ｂの凸版４１における配列方向の最小凹部幅も、第１パターン形成部４ａの凸版４１と同様に６０μｍとされている。

図４に示すように、各第２線状要素７２１は主面９１上の第１パターン７１の不存在領域（すなわち、第１パターン７１の第１線状要素７１１および第１補助要素７１２が存在していない領域）に配置される。より具体的には、各第２線状要素７２１は、第１線状要素７１１から離間しつつ互いに隣接する２つの第１線状要素７１１の中央に配置される。したがって、基板９上の全体では、第１線状要素７１１および第２線状要素７２１が交互にピッチＰ１の半分のピッチＰ３（本実施の形態では、２５０μｍ）にて配列方向に並ぶこととなる。また、各第２補助要素７２２も互いに隣接する２つの第１補助要素７１２の中央に配置されるため、基板９上の全体では、端部７１３，７２３の位置において第１補助要素７１２および第２補助要素７２２が交互にピッチＰ２の半分のピッチＰ４（本実施の形態では、４０μｍ）にて配列方向に並ぶこととなる。したがって、第１パターン７１と第２パターン７２とを合成したパターン７（以下、「合成パターン７」という。）では、配列方向の最小スペース幅は２０μｍとなる。

基板９上に合成パターン７が形成されると、基板９はパターン形成装置１から外部の焼成装置へと搬送され、基板９上の合成パターン７が焼成される（ステップＳ１８）。これにより、パターン材料溶液中の不要な成分が除去されるとともに、ＩＴＯの微粒子が融着し、基板９上にＩＴＯのパターンが形成される。そして、ＩＴＯのパターンが形成された基板９に対して、適宜、他の必要な工程が行われ、平面表示装置の組立部品であるパネルが完成する。

以上に説明したように、図１のパターン形成装置１では、第１パターン形成部４ａにて凸版４１を用いて基板９上に第１パターン７１を形成した後、第２パターン形成部４ｂにて凸版４１を用いて基板９上に第２パターン７２が連続的に形成され、第１パターン７１と第２パターン７２とを合成した合成パターン７が形成される。

ここで、図４の合成パターン７を１回の転写動作（すなわち、１回の凸版印刷）のみにて基板９上に形成しようとすると、図５に示すように、第１および第２補助要素７１２，７２２の端部７１３，７２３に対応する凸部９２１が密に配列形成された凸版９２が必要となる。既述のように、合成パターン７における配列方向の最小スペース幅は２０μｍとされるため、図５の凸版９２において配列方向の最小凹部幅Ｒ２は２０μｍとされる。また、凹部９２２の深さＤ２（凸部９２１の高さ）は、凸版９２の製造上の理由（実際には、凹部９２２のアスペクト比の限界）により、最小凹部幅Ｒ２の大きさに合わせて５〜２５μｍ程度と浅くなってしまう。この場合に、図５の凸版９２の凸部９２１にパターン材料溶液を供給すると、毛管現象により凹部９２２内にもパターン材料溶液が引き込まれ易くなり、凹部９２２内にパターン材料溶液が存在する状態で基板９上に転写を行うと、基板９上の不要な位置にもパターン材料溶液が付着してしまい、基板９上に凸版９２の凸部９２１に対応するパターンを精度よく形成することができなくなる。

これに対し、図１のパターン形成装置１では、第１パターン形成部４ａおよび第２パターン形成部４ｂのそれぞれに設けられる凸版４１において配列方向の最小凹部幅が６０μｍとされ、この場合、凹部４１２の深さＤ１を３０μｍ以上（好ましくは５０μｍ以上）とすることができるため、溶液供給部４４にて凸版４１上に導電材料を含むパターン材料溶液を供給する際に、凹部４１２内にパターン材料溶液が引き込まれることが防止される。その結果、微細な導電性のパターンを基板９上に精度よくかつ容易に形成することが実現される。なお、凸版４１における凹部４１２の最小幅は、正確には、互いに隣接する２つの第１補助要素７１２（または第２補助要素７２２）の端部７１３近傍において、第１補助要素７１２の伸びる方向に垂直な方向のスペース幅に対応する幅であり、当該幅は６０μｍよりも僅かに狭くなるが、本実施の形態にて用いられるパターン材料溶液では凹部４１２が３０μｍ以上の幅を有しておれば、凹部４１２内にパターン材料溶液が引き込まれることが防止されるため、基板９上の実際のパターンに不具合が生じることはない。

ところで、図４に示す合成パターン７では、幅Ｗ１が２００μｍの第１および第２線状要素７１１，７２１が５０μｍの間隔を空けて配列されるが（すなわち、２００μｍ／５０μｍのライン／スペースのパターンが形成されるが）、パターン形成装置１では、基板９上に単純なライン／スペースのパターンを形成する際に、凸版４１において幅２０μｍの線状の複数の凸部４１１が８０μｍピッチにて配列形成される（すなわち、互いに隣接する凸部４１１間には幅６０μｍの凹部４１２が存在し、２０μｍ／６０μｍのライン／スペースの凸部パターンが形成される）場合には、１回目の転写動作にて形成される第１パターンの互いに隣接する第１線状要素間の中央に、第２パターンの各第２線状要素が位置するように２回目の転写動作を行うことにより、基板９上に２０μｍ／２０μｍのライン／スペースのパターンを形成することが可能となる。同様に、１０μｍ／３０μｍのライン／スペースの凸部パターンを有する凸版４１を準備することにより、基板９上に１０μｍ／１０μｍのライン／スペースのパターンを形成することも可能である。

本実施の形態にて用いられる樹脂凸版では、製造上および強度上の理由により凸部の最小幅を１０μｍ以上とする必要があり、既述のように凹部の最小幅が３０μｍよりも小さくなると凹部におけるパターン材料溶液の引き込みが発生し易くなるため、ラインおよびスペースが等しい幅のライン／スペースのパターンを形成するという前提の下では、凸版印刷を繰り返し行う上記手法は、１０μｍ以上３０μｍ未満の幅のライン／スペースのパターンの形成に特に適している。

また、２回目の転写動作において第２パターンの各第２線状要素は、第１パターンの第１線状要素から離間しつつ互いに隣接する第１線状要素の間に位置するのであるならば、必ずしも第１線状要素間の中央に位置する必要はない。さらに、転写動作を３回以上繰り返すことにより、合成パターンが形成されてもよい。このように、パターン形成装置１では、基板９上におけるパターンの形成位置を相違させつつ複数回の凸版印刷を行うことにより、１回の凸版印刷にて形成可能な最小スペース幅よりも小さい（ここでは、３０μｍ未満の）最小スペース幅を有するパターン（合成パターン）を容易に形成することができる。

また、パターン形成装置１では、ストライプ状の隔壁パターンが形成された基板９上にパターンを形成することも可能である。例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置に用いられる図６．Ａの基板９では、隔壁パターン８１の各隔壁８１１の幅は５μｍとされ、互いに隣接する隔壁８１１間の間隙の幅は２５μｍとされる。

このような基板９上に正孔輸送層のパターンを形成する場合には、互いに平行な線状である複数の凸部４１１を有し、各凸部４１１の（端面における）幅が１５μｍとされ、凹部４１２の幅が４５μｍとされる凸版４１が準備される。そして、第１パターン形成部４ａにおいて、正孔輸送層の材料を含む溶液であるパターン材料溶液６１を凸版４１の凸部４１１に付着させた後、それぞれが互いに隣接する２つの隔壁８１１にて挟まれる主面９１上の複数の帯状領域のうち１つ置きに存在する帯状領域に、凸部４１１上のパターン材料溶液６１が転写される。このとき、凹部４１２の幅が４５μｍとされるため、凹部４１２内にパターン材料溶液が引き込まれることが防止される。また、凸部４１１の幅が互いに隣接する隔壁８１１間の間隙の幅よりも僅かに小さくされているため、凸部４１１の端面が対応する帯状領域に当接可能とされる。なお、本処理例では主面９１のパターン材料溶液に対する濡れ性が高くされており、図６．Ａおよび図６．Ｂに示すように、基板９上に付着したパターン材料溶液６１は隔壁８１１間にて僅かに広がって帯状領域のほぼ全体にパターン材料溶液６１が満たされる。

このようにして第１パターンが形成されると、第２パターン形成部４ｂにおいて、図６．Ｂに示すように、凸版４１の凸部４１１にパターン材料溶液６１を付着させた後、残りの帯状領域に、凸部４１１上のパターン材料溶液６１が転写され、第２パターンが形成される。その結果、互いに隣接する帯状領域間で微細な隔壁８１１を挟んで並ぶ複数の帯状領域が設定される基板９上において、隔壁８１１の頂部等の不要な部位にパターン材料溶液を付着させることなく、基板９上の全ての帯状領域上にパターン材料溶液６１を付与して、基板９上に微細なパターンを精度よく形成することが実現される。なお、基板９上のパターン材料溶液は焼成されることにより正孔輸送層となる。

図６．Ａおよび図６．Ｂを参照して説明したパターン形成では、ストライプ状の隔壁パターン８１が形成された基板９上に正孔輸送層のパターンが形成されるが、図７．Ａに示すように、格子状の隔壁パターン８２（いわゆる、ブラックマトリクス）が形成された基板９や、図７．Ｂに示すように、楕円形状の３個の画素要素領域８３１が三角形の頂点の位置にそれぞれ配置されて１つの画素８３２（図７．Ｂ中にて破線にて囲む３個の画素要素領域８３１の集合）が形成される、いわゆるドットパターン状の隔壁パターン８３が形成された基板９上に、有機ＥＬパネル用の材料（正孔輸送層や電子輸送層、あるいは、封止層等の形成材料）を含むパターン材料溶液が付与されてパターンが形成されてもよい。

図７．Ａの隔壁パターン８２を有する基板９では、例えば、図７．Ａ中の縦方向および横方向に配列される複数の画素要素領域８２１（一部の画素要素領域に符号８２１ａを付している。）において、縦方向および横方向のそれぞれに対して１つ置きに存在する画素要素領域８２１ａの集合に対して１回の転写動作にてパターン材料溶液が付与される。続いて、横方向に対してそれぞれが画素要素領域８２１ａに隣接する画素要素領域８２１の集合に１回の転写動作にてパターン材料溶液が付与され、縦方向に対してそれぞれが画素要素領域８２１ａに隣接する画素要素領域８２１の集合に１回の転写動作にてパターン材料溶液が付与され、最後に残りの画素要素領域８２１の集合に１回の転写動作にてパターン材料溶液が付与される。図７．Ａ中では同一の転写動作にてパターン材料溶液が付与される画素要素領域８２１に同種の平行斜線を付している（図７．Ｂにおいて同様）。このように、図７．Ａの基板９では、４回の凸版印刷を行うことにより、凸版の微小な幅の凹部内にパターン材料溶液が引き込まれて隔壁パターン８２の頂部にパターン材料溶液が付着することを防止しつつ、全ての画素要素領域８２１に対してパターン材料溶液を付与してパターンを精度よく形成することができる。

また、図７．Ｂの隔壁パターン８３では、図７．Ｂ中の横方向に並ぶ複数の画素要素領域８３１を要素領域列として、縦方向に１つ置きに存在する要素領域列に含まれる画素要素領域８３１に対して１回の転写動作にてパターン材料溶液が付与され、その後、残りの要素領域列に含まれる画素要素領域８３１に対して１回の転写動作にてパターン材料溶液が付与される。その結果、基板９上の隔壁パターン８３の頂部にパターン材料溶液を付着させることなく、基板９上の全ての画素要素領域８３１にパターン材料溶液を付与してパターンを精度よく形成することが実現される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

上記実施の形態では、第１パターン形成部４ａにて基板９上に形成される第１パターンのパターン要素（第１線状要素７１１および第１補助要素７１２）と、第２パターン形成部４ｂにて基板９上に形成される第２パターンのパターン要素（第２線状要素７２１および第１補助要素７２２）とが互いに離間しているが、基板９上に形成するパターンによっては、第１パターンのパターン要素と第２パターンのパターン要素とが部分的に重なっていてもよい。もちろん、基板９上において第２パターンの少なくとも一部が第１パターンの不存在領域に配置されることにより、基板９上に第１パターンと第２パターンとを合成した微細なパターンを形成することが実現される。

上記実施の形態におけるパターンの形状は一例であり、適宜変更されてよい。また、１回の凸版印刷にて形成可能な最小スペース幅も、凸版の材料やパターン材料溶液の表面張力や粘度、流動性等の物性値に依存するため、上記実施の形態における数値には限定されない。ただし、一般的なパターン材料溶液や樹脂凸版では最小凹部幅が５０μｍ以下となる場合に、凹部におけるパターン材料溶液の引き込みが生じ易くなるため、凸版印刷を繰り返す上記手法は、５０μｍ以下（より好ましくは３０μｍ以下。なお、隔壁パターンが存在しない基板では、安定性の観点から１０μｍ以上。）の最小スペース幅を有する微細なパターンの形成に特に適している。

基板９上に形成されるパターンによっては、１つの凸版４１のみが準備され、複数の転写動作において、転写時の凸版４１の基板９に対する相対的な位置をずらすことにより、基板９上に微細なパターンが形成されてもよい。また、パターン形成装置１において金属やガラス等にて形成される硬質な凸版が利用されてもよい。このような硬質な凸版では数μｍの幅の凸部を形成することも可能である。

図１のパターン形成装置１では、１００ｍＰａ秒よりも高い粘度の溶液が用いられてもよい。ただし、凸版を用いたパターン形成では、粘度が低いほど微細な凹部内にパターン材料溶液が引き込まれ易くなるため、複数回の凸版印刷により基板９上にパターンを形成する本手法は、１００ｍＰａ秒以下の低粘度のパターン材料溶液にてパターンを形成する用途に特に適している。

上記実施の形態では、ＩＴＯや正孔輸送層用の材料を含む溶液がパターン材料溶液として用いられるが、金や銀等の他の導電材料、あるいは、カラーフィルタ用の材料等、基板９上にパターンとして形成されることにより何らかの機能を奏する他の機能性材料を含む溶液が用いられてもよい。

パターン形成装置１における処理対象は、ガラス基板以外に樹脂にて形成される基板（例えば、フレキシブルディスプレイ製造用の基板等）であってもよく、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置以外の他の表示装置に用いられるものであってもよい。さらに、パターン形成装置１は、プリント配線基板等の他の種類の基板、あるいは、基板以外の他の対象物上にパターンを形成する用途に用いることも可能である。

パターン形成装置の構成を示す図である。 基板上にパターンを形成する動作の流れを示す図である。 パターン材料溶液の基板への転写を説明するための図である。 パターン材料溶液の基板への転写を説明するための図である。 基板の主面上に形成されるパターンを示す図である。 比較例の凸版を示す断面図である。 パターン材料溶液の基板への転写を説明するための図である。 パターン材料溶液の基板への転写を説明するための図である。 基板上の隔壁パターンの他の例を示す図である。 基板上の隔壁パターンのさらに他の例を示す図である。

符号の説明

１ パターン形成装置
４ａ，４ｂ パターン形成部
７ 合成パターン
９ 基板
４１ 凸版
４２ 版胴
６１ パターン材料溶液
７１ 第１パターン
７２ 第２パターン
４１１ 凸部
７１１ 第１線状要素
７２１ 第２線状要素
Ｓ１４，Ｓ１７ ステップ

Claims (7)

1. 対象物上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
   ａ）第１凸版の凸部に機能性材料を含む溶液を付着させた後、前記第１凸版上の前記溶液を対象物に転写して、前記対象物上に第１パターンを形成する工程と、
   ｂ）第２凸版の凸部に前記溶液を付着させた後、前記第２凸版上の前記溶液を前記対象物に転写することにより、前記対象物上において少なくとも一部が前記第１パターンの不存在領域に配置される第２パターンを形成する工程と、
   を備えることを特徴とするパターン形成方法。
2. 請求項１に記載のパターン形成方法であって、
   前記第１パターンが互いに平行な複数の第１線状要素を含み、前記第２パターンが、前記複数の第１線状要素から離間しつつ前記複数の第１線状要素の間に位置する複数の第２線状要素を含むことを特徴とするパターン形成方法。
3. 請求項１または２に記載のパターン形成方法であって、
   前記第１凸版および前記第２凸版が樹脂にて形成されていることを特徴とするパターン形成方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン形成方法であって、
   前記溶液の粘度が１００ミリパスカル秒以下であることを特徴とするパターン形成方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン形成方法であって、
   前記機能性材料が、導電材料であることを特徴とするパターン形成方法。
6. 対象物上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
   第１凸版が設けられる第１版胴を有し、前記第１凸版の凸部に機能性材料を含む溶液を付着させた後、前記第１凸版上の前記溶液を対象物に転写して、前記対象物上に第１パターンを形成する第１パターン形成部と、
   第２凸版が設けられる第２版胴を有し、前記第２凸版の凸部に前記溶液を付着させた後、前記第２凸版上の前記溶液を前記対象物に転写することにより、前記対象物上において少なくとも一部が前記第１パターンの不存在領域に配置される第２パターンを形成する第２パターン形成部と、
   を備えることを特徴とするパターン形成装置。
7. 請求項１ないし５のいずれかに記載のパターン形成方法にてパターンが形成されたことを特徴とする表示装置用の基板。

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