JP2014176823A - Pattern formation method, and substrate employing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液を基板上に塗布することで基板上に所望のパターンを形成するパターン形成方法およびこれによる基板に関するものである。 The present invention relates to a pattern forming method for forming a desired pattern on a substrate by applying a liquid onto the substrate, and a substrate based thereon.
基板上へのパターニングを、フレキソ印刷やグラビア印刷、インクジェットなどの印刷技術によって形成する方法が、近年さかんに研究されている。パターンを作成する方法として、例えば従来のリソグラフィの場合、(工程1)成膜、(工程2)フォトリソ、(工程3)エッチング、(工程4)レジスト剥離工程、と工程数が多く、またエッチングおよびレジスト剥離工程で除去される分の材料も使用されるため、コストがかかる。これを印刷により代替することができれば、工程が短縮され、さらにパターンの部分にしか材料を使用しないため、コストが削減できる。 In recent years, a method for forming patterning on a substrate by a printing technique such as flexographic printing, gravure printing, and ink jet has been studied extensively. As a method of creating a pattern, for example, in the case of conventional lithography, there are a large number of steps such as (Step 1) film formation, (Step 2) photolithography, (Step 3) etching, (Step 4) resist stripping step, and etching and Since the material removed in the resist stripping process is also used, the cost increases. If this can be replaced by printing, the process can be shortened, and the cost can be reduced because the material is used only for the pattern portion.
しかしながら、印刷手法による基板へのパターニングの場合、基板へと転写された後の液の濡れ広がり方の不均一性やDewettingと呼ばれるようなはじき現象などによりパターニング後まで液が流動してしまうため、平板な基板上への精密なパターニングは困難である。その流動を制御する方法が模索されている。 However, in the case of patterning on a substrate by a printing method, the liquid flows until after the patterning due to non-uniformity in how the liquid spreads after being transferred to the substrate or a repelling phenomenon called dewetting. Precise patterning on a flat substrate is difficult. A method for controlling the flow is being sought.
發液性が付与された基板表面にUV光を照射して發液性を選択的に低下することにより、低下した面にパターニングする方法もあるが、UV光を用いたフォトリソ法に要するフォトマスクは高価であり、コスト面で不利である。 Although there is a method of patterning the lowered surface by irradiating UV light onto the surface of the substrate to which the liquid crystallinity is imparted to selectively reduce the liquid crystallinity, a photomask required for a photolithographic method using UV light Is expensive and disadvantageous in terms of cost.
特許文献1では、撥液加工された撥水面に対し、紫外光レーザービームを照射することで親水パターンを事前に作成し、その親水パターンに塗液をパターニングすることで精密なパターンを形成する方法が提案されている。
In
しかしながら上記方法では、撥液材料を全面に塗布した後にパターニング部のみ除去するという工程を経るため、不必要な部分や除去される部分にまで撥液材料が必要となり、材料コストが増大してしまう。さらに、レーザービームを照射する設備も塗布設備とは別に必要となるため、コストが大きくなる。 However, in the above method, the liquid repellent material is applied to the entire surface and then the process of removing only the patterning portion is performed. Therefore, the liquid repellent material is required even in the unnecessary portion and the portion to be removed, which increases the material cost. . Furthermore, since equipment for irradiating a laser beam is required separately from the coating equipment, the cost increases.
特許文献2では、インデント(刻み目)領域を形成することで、滴下された液体材料の濡れ広がりを該インデント領域によって制御する方法が提案されている。
しかしながら上記方法では基板上にインデントを形成するための工程が必要であり、単純な印刷工程のみでは完結しないため、インデント形成のための設備の設置によるコスト増が発生してしまう。 However, the above method requires a process for forming an indent on the substrate and cannot be completed by a simple printing process alone. Therefore, the cost increases due to the installation of equipment for forming the indent.
印刷工程により塗液を基板上にパターニングしようとする場合、液が低粘度の場合はよく液が動くために塗布膜パターンが不安定となりやすく、局所的な液だまりなどの不具合が発生しやすい。逆に粘度が高すぎる場合は液が平滑になりにくいため、パターニングした瞬間の液の形状がそのまま残ってしまいやすく、塗布後の形状がいびつとなってしまう。そういった不具合を解消するためには、フォトリソ法などによりパターニングする部分の形状に沿った親水面を作成する方法があるが、撥水材料が大量に必要となる、印刷に要する設備とは別に親水面をパターニングする設備を導入する必要がある、などのコストの増大が発生してしまう。そのため、それらのコストを回避するため印刷工程のみでパターニングしようとする場合、従来の方法では液の物性が印刷工程において最適となるように調整することが必要となる。しかし所望の機能性を発現するために必要な材料配分とパターニングに適した粘度を両立することは困難であり、例えば粘度を調整するために増粘剤を塗液に混入した場合、塗布した層が発揮すべき機能性が劣化するなどの問題が発生してしまう。 When a coating liquid is to be patterned on a substrate by a printing process, if the liquid has a low viscosity, the liquid often moves and the coating film pattern tends to become unstable, and problems such as local liquid accumulation tend to occur. On the other hand, when the viscosity is too high, the liquid is difficult to be smooth, so that the shape of the liquid at the time of patterning tends to remain as it is, and the shape after application becomes distorted. In order to solve such problems, there is a method of creating a hydrophilic surface along the shape of the part to be patterned by photolithography, etc., but a large amount of water-repellent material is required. As a result, it is necessary to introduce equipment for patterning, which increases the cost. Therefore, in order to avoid these costs, when patterning is performed only in the printing process, it is necessary to adjust the physical properties of the liquid to be optimal in the printing process in the conventional method. However, it is difficult to achieve both material distribution necessary for expressing desired functionality and viscosity suitable for patterning. For example, when a thickener is mixed in the coating liquid to adjust the viscosity, the applied layer Problems such as deterioration in functionality that should be exhibited.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、パターニングの安定性を向上させ、低粘度液を用いた際に安定した塗布することが可能な塗布膜パターン形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a coating film pattern forming method that improves the stability of patterning and can be stably applied when a low viscosity liquid is used. With the goal.
本発明の請求項1に係わる発明は、上記の課題を解決するため、基板上にパターニングに適した物性値に調整した液での第1塗布工程と、第1塗布工程で塗布した液を乾燥させる第1乾燥工程と、第1塗布工程でパターニングした部分をなぞるようにして再度パターニングを行う第2塗布工程と、第2塗布工程で塗布した液を乾燥させる第2塗布工程と、を有することを特徴としたパターン形成方法である。
In order to solve the above problems, the invention according to
上記方法では、まず第1塗布工程では、所望のパターニング形状が実現できるような液物性を持った塗液を塗布し、乾燥させる。このとき、塗布する液は、乾燥させて形成される塗布膜が第2塗布工程で形成する塗布膜が持つべき機能性を阻害しないようなものであれば良い。 In the above method, first, in the first coating step, a coating liquid having liquid properties that can realize a desired patterning shape is applied and dried. At this time, the liquid to be applied may be any liquid that does not hinder the functionality of the coating film formed by drying in the second coating process.
次に第2塗布工程では、第1塗布工程で塗布したパターニング形状をなぞるように塗布を行う。このとき、第1塗布工程で形成されたパターニング形状が存在するため、この形状に沿うように液が広がる。直接基板上に液を塗布した場合に発生する濡れ広がりの不均一や液溜まり、はじきなどの不具合が回避されるため、パターン塗布に適した物性に塗布液を調整することなく第1塗布工程と同様のパターンを塗布することが可能となる。 Next, in the second coating step, coating is performed so as to trace the patterning shape applied in the first coating step. At this time, since the patterning shape formed in the first application step exists, the liquid spreads along this shape. In order to avoid problems such as non-uniform wetting and spreading, liquid accumulation, and repelling that occur when a liquid is directly applied on a substrate, the first application step can be performed without adjusting the application liquid to physical properties suitable for pattern application. A similar pattern can be applied.
これにより、パターニングに要する装置が塗布装置のみで済み、またパターニングする部位以外に塗布を行う必要が無いため、使用する材料も少なくなり、フォトリソ法などに比べてコスト面で優位にパターンを形成することができる。 As a result, only a coating apparatus is required for patterning, and since it is not necessary to perform coating other than the patterning portion, less material is used, and a pattern is formed with an advantage in terms of cost compared to photolithography. be able to.
本発明の請求項2に係わる発明は、第1塗布工程で塗布する塗液を、第2塗布工程で塗布する塗液と濃度のみ異なる塗液とすることを特徴とした請求項1に記載のパターン形成方法である。
The invention according to
第1塗布工程で塗布する液を第2塗布工程で塗布する液と濃度のみ異なる同一の組成とすることで、機能性を全く損なうことなく、パターンを形成することができる。 By making the liquid applied in the first application process the same composition that differs only in concentration from the liquid applied in the second application process, a pattern can be formed without any loss of functionality.
本発明の請求項3に係わる発明は、塗液を基板に塗布する方法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパターン形成方法である。
The invention according to
本発明の請求項4に係わる発明は請求項1から請求項3のいずれかに記載のパターン形成方法で製造することを特徴とする有機ELディスプレイ基板である。
The invention according to
本発明によれば、物性の調整を行うことなくパターニングすることが可能となり、さらに塗布装置以外に特別な装置を用いることや撥液層を塗布面に形成することなく高精度なパターニングを行うことが可能となるため、材料コストやプロセスコストを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to perform patterning without adjusting physical properties, and to perform high-precision patterning without using a special apparatus other than the coating apparatus or forming a liquid repellent layer on the coating surface. Therefore, material costs and process costs can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
基板1に対して少量の第一塗布液2を塗布し、図1に示すようなパターンを形成させる。このとき、第一塗布液は所望のパターンを正しく形成させるため、粘度や表面張力などの物性の調整が必要である。ただし塗布すべき量自体が微少でよいため、増粘剤や界面活性剤などの添加物による物性調整を、第二塗布層5が機能性を損なわない範囲で行うことができる。
A small amount of the
さらに、第一塗布液2を乾燥させ、図2に示すような第一塗布層3を形成させる。第一塗布液2は所望のパターンを形成することができれば微量でも良いため、乾燥工程は短縮することが可能である。
Further, the
さらに、第一塗布層3の上に第二塗布液4を塗布する。このとき、第一塗布層3と基板1の境界が、基板上の欠陥や溝などと同じような働きをするため、その境界面で第二塗布液4の接触線がピン止めされる。これにより、図3に示すように事前に形成された第一塗布層と同様のパターンを容易に作成することができる。
Further, the
さらに、第二塗布液4を乾燥させることで、図4に示したように所望の機能を発現する第二塗布層5のパターンを作成する。
Furthermore, the pattern of the
このような工程を経ることで、図5に示したような局所的変形などが起きない正常なパターンを形成することができる。 Through such a process, a normal pattern in which local deformation or the like as shown in FIG. 5 does not occur can be formed.
第一塗布層を形成せず、さらに塗布に適した物性調整を行わなかった場合、図6に示したような局所的な変形を起こした異常な塗布膜を形成してしまうことがある。 If the first coating layer is not formed and the physical property adjustment suitable for coating is not performed, an abnormal coating film with local deformation as shown in FIG. 6 may be formed.
以下に本発明について実施例を用いてさらに詳しく説明するが、本発明の技術的範囲は、この実施例に限られるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
<実施例>
図6に示した凸版印刷機100を用いて、まずセル容量が小さいアニロックスを用いてガラス基板上にインキを第一塗布液として少量塗布、乾燥後、セル容量が大きいアニロックスを用いて濃度の異なるインキを第二塗布液として塗布、乾燥させることでパターンを作成した。
<Example>
Using the
第一塗布液として使用したインキ液は、高分子としてポリフルオレン誘導体からなる発光材料を用い、インキ溶剤組成としてキシレンを89.0重量%、シクロヘキシルベンゼンを10.0重量%、発光材料を1.0重量%とし、さらに脂肪酸アマイドワックスを増粘剤として添加して塗布に適した粘度に調整されたものを使用した。 The ink liquid used as the first coating liquid uses a light emitting material made of a polyfluorene derivative as a polymer, the ink solvent composition is 89.0% by weight of xylene, 10.0% by weight of cyclohexylbenzene, and 1. The viscosity was adjusted to 0% by weight and adjusted to a viscosity suitable for coating by adding a fatty acid amide wax as a thickener.
第二塗布液として使用したインキ液は、第一塗布液から増粘剤を使用していないものを用いた。 The ink liquid used as the second coating liquid was one that did not use a thickener from the first coating liquid.
上記方法により、ガラス面上に図5に示したような正常なパターンが印刷された。 With the above method, a normal pattern as shown in FIG. 5 was printed on the glass surface.
<比較例>
実施例1と同様の方法および同様のインキ液を用いてパターン形成を行うが、第一塗布液2を塗布せず、第二塗布液4のみで印刷を行った。
<Comparative example>
The pattern was formed using the same method and the same ink liquid as in Example 1, but the
その結果、塗布されたパターンには液だまりが散見されており、図6の一番上のパターンに示されるような異常な塗布パターンが印刷された。 As a result, a puddle was scattered in the applied pattern, and an abnormal application pattern as shown in the uppermost pattern in FIG. 6 was printed.
1 ・・・基板
2 ・・・第一塗布液
3 ・・・第一塗布層
4 ・・・第二塗布液
5 ・・・第二塗布層
10 ・・・正常な塗布膜
11 ・・・異常な塗布膜
100・・・凸版印刷機
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