JP4632193B2 - Patterning substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
濡れ性の違いを利用して、パターンを形成することが可能なパターニング用基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a patterning substrate capable of forming a pattern using a difference in wettability.
一般的に、パターニング用基板の製造方法は、親液性隔壁形成後、隔壁表面を撥液化処理する方法と、撥液性隔壁形成後、パターン形成部の親液化処理を行なう方法の2つに大別することができる。前者の方法としては、特許文献1に記載されているようにフッ素原子を含有するガスを導入してプラズマ照射を行なう方法や、後者の方法としては、特許文献2に記載されているように撥液性隔壁に保護膜を設けて、UV照射や酸素プラズマ処理等の親液化処理を行なう方法、または、特許文献3に記載されているように、全面にUV照射を行ない、凸部を撥液性、凹部を親液性にする方法がある。
In general, there are two methods for manufacturing a patterning substrate: a method of making a partition surface lyophobic after forming a lyophilic partition, and a method of making a pattern formation portion lyophilic after forming a lyophobic partition. It can be divided roughly. As the former method, as described in
しかしながら、上述した特許文献1に開示された方法では、フッ素ガスによる撥液化処理は、有機物すべてに付着するため、絶縁層を形成する材料の選択の幅が狭くなるといった問題があり、特許文献2に記載された発明では、保護膜を形成する工程が追加される為、生産性が悪いといった問題があった。また特許文献3では、凹部を親液化する際に、凸部も親液化され凸部の撥液性が低下するおそれがあった。
However, in the method disclosed in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、流動性の塗工液を基板表面にパターン状に形成する際に、所定の領域外に塗工液が濡れ広がることなく精度良くパターンを形成することを可能とするパターニング用基板の製造方法およびパターニング用基板を提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and when forming a fluid coating solution in a pattern on the substrate surface, the coating solution does not spread out of a predetermined region with high accuracy. It is a main object of the present invention to provide a patterning substrate manufacturing method and a patterning substrate capable of forming the patterning substrate.
本発明は、上記目的を達成するために、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、上記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層とを有するパターニング用基板の製造方法であって、基板上に、上記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、パターン状に撥液性層を形成する撥液性層形成工程と、上記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面に除去処理を施す除去工程と、液体との接触角を高める接触角回復処理を、上記除去工程後の上記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して施すことにより、上記撥液性層の液体との接触角を、上記除去工程後よりも高くする接触角回復処理工程とを有することを特徴とするパターニング用基板の製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a patterning substrate manufacturing method comprising a substrate and a liquid repellent layer formed in a pattern on the substrate and having a higher contact angle with the liquid than the substrate. A liquid-repellent layer is formed by applying a liquid-repellent layer-forming coating liquid that forms a liquid-repellent layer having a contact angle with a liquid higher than that of the substrate on the substrate. The above-described removal is performed by the removal process for forming the contact layer, the removal process for removing the entire surface of the substrate having the liquid-repellent layer formed in the pattern, and the contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid. A contact angle recovery treatment step in which the contact angle with the liquid of the liquid repellent layer is higher than that after the removal step by applying to the substrate having the liquid repellent layer formed in the pattern after the step. A method for manufacturing a patterning substrate, comprising: That.
除去処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるため、除去処理が施された領域においては、液体との接触角が低下する方向に変化し、親液化される。したがって、上記除去工程後は、撥液性層が形成されていない領域は親液性が高まり、また、撥液性層においては、その撥液性が低下する。しかしながら、除去工程後に接触角回復処理工程を行うことにより、撥液性層において、除去処理により一度低下した撥液性を、所望の程度まで再び高めることができる。よって、予め形成された撥液性層のパターンに応じて、基板上に明確な濡れ性の違いによるパターンが精度良く形成されたパターニング用基板を簡便な工程で容易に製造することができる。 When the removal process is performed, residues such as foreign matters can be removed. Therefore, in the area where the removal process is performed, the contact angle with the liquid is changed in a decreasing direction, and the liquid is made lyophilic. Therefore, after the removing step, the region where the liquid repellent layer is not formed becomes more lyophilic, and the liquid repellency of the liquid repellent layer is lowered. However, by performing the contact angle recovery treatment step after the removal step, the liquid repellency once lowered by the removal treatment in the liquid repellent layer can be increased again to a desired level. Therefore, it is possible to easily manufacture a patterning substrate in which a pattern with a clear difference in wettability is accurately formed on the substrate according to the pattern of the liquid repellent layer formed in advance by a simple process.
さらに本発明においては、上記接触角回復処理は、加熱処理であることが好ましい。特に煩雑な手間を要せず、簡便な方法で、十分に撥液性を回復させることができるからである。 Furthermore, in the present invention, the contact angle recovery process is preferably a heat process. This is because the liquid repellency can be sufficiently recovered by a simple method without requiring any complicated work.
本発明はまた、上記除去工程における除去処理は、プラズマ照射処理またはUV−オゾン洗浄処理であることが好ましい。基板上に存在する異物等の除去を容易に行うことができ、さらに、処理を施すことにより親液化を図ることができるからである。 In the present invention, it is preferable that the removal treatment in the removal step is a plasma irradiation treatment or a UV-ozone cleaning treatment. This is because the foreign matters existing on the substrate can be easily removed, and the treatment can be performed to make the liquid lyophilic.
さらにまた本発明においては、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、上記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層とを有するパターニング用基板の製造方法であって、基板上に、上記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、パターン状に撥液性層を形成する撥液性層形成工程と、上記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面にプラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程とを有することを特徴とするパターニング用基板の製造方法を提供する。 Furthermore, in the present invention, there is provided a patterning substrate manufacturing method comprising a substrate and a liquid repellent layer formed in a pattern on the substrate and having a higher contact angle with the liquid than the substrate, A liquid repellent layer forming step of forming a liquid repellent layer in a pattern by applying a liquid repellent layer forming coating liquid that forms a liquid repellent layer having a higher contact angle with the liquid than the substrate; There is provided a method for producing a patterning substrate, comprising: a plasma irradiation treatment step for subjecting a substrate having a liquid repellent layer formed in the above pattern to a plasma irradiation treatment on the entire surface thereof.
プラズマ照射処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるため、上記プラズマ照射処理工程後は、撥液性層が形成されていない領域の親液性を高めることができる。したがって、簡便な工程でパターンを精度良く形成することができる。 When plasma irradiation treatment is performed, residues such as foreign matters can be removed. Therefore, after the plasma irradiation treatment step, the lyophilicity of the region where the liquid repellent layer is not formed can be improved. Therefore, the pattern can be formed with high accuracy by a simple process.
また本発明においては、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、上記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層とを有するパターニング用基板であって、上記撥液性層の表面粗さが、2nm以上であることを特徴とするパターニング用基板を提供する。 According to the present invention, there is also provided a patterning substrate having a substrate and a liquid repellent layer formed in a pattern on the substrate and having a higher contact angle with the liquid than the substrate. Provided is a patterning substrate having a surface roughness of 2 nm or more.
本発明においては、基板よりも撥液性が高い撥液性層において、その表面における表面粗さを上記範囲とすることにより、材料面に加えて形状面においても、撥液性を高めることができるため、明確な濡れ性の違いを得ることができる。したがって、このようなパターニング用基板を用いることにより、所定の位置に、均一にムラ無く、所望の部材を精度良く形成することができる。 In the present invention, in the liquid repellent layer having higher liquid repellency than the substrate, the surface roughness on the surface thereof is in the above range, so that the liquid repellency can be improved not only on the material surface but also on the shape surface. Therefore, a clear difference in wettability can be obtained. Therefore, by using such a patterning substrate, a desired member can be accurately formed at a predetermined position without unevenness.
除去処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるため、除去処理が施された領域においては、液体との接触角が低下する方向に変化し、親液化される。したがって、上記除去工程後は、撥液性層が形成されていない領域は親液性が高まり、また、撥液性層においては、その撥液性が低下する。しかしながら、除去工程後に接触角回復処理工程を行うことにより、撥液性層において、除去処理により一度低下した撥液性を、所望の程度まで再び高めることができる。よって、予め形成された撥液性層のパターンに応じて、基板上に明確な濡れ性の違いによるパターンが精度良く形成されたパターニング用基板を簡便な工程で容易に製造することができる。 When the removal process is performed, residues such as foreign matters can be removed. Therefore, in the area where the removal process is performed, the contact angle with the liquid is changed in a decreasing direction, and the liquid is made lyophilic. Therefore, after the removing step, the region where the liquid repellent layer is not formed becomes more lyophilic, and the liquid repellency of the liquid repellent layer is lowered. However, by performing the contact angle recovery treatment step after the removal step, the liquid repellency once lowered by the removal treatment in the liquid repellent layer can be increased again to a desired level. Therefore, it is possible to easily manufacture a patterning substrate in which a pattern with a clear difference in wettability is accurately formed on the substrate according to the pattern of the liquid repellent layer formed in advance by a simple process.
以下、本発明のパターニング用基板の製造方法およびパターニング用基板について説明する。 The patterning substrate manufacturing method and patterning substrate of the present invention will be described below.
A.パターニング用基板の製造方法
まず、本発明のパターニング用基板の製造方法について説明する。本発明のパターニング用基板の製造方法は、撥液性層をパターン状に形成した後の工程の違いにより2つの態様に分けることができる。以下、第1実施態様および第2実施態様に分けて本発明のパターニング用基板の製造方法について説明する。
A. Patterning Substrate Manufacturing Method First, the patterning substrate manufacturing method of the present invention will be described. The method for producing a patterning substrate of the present invention can be divided into two modes depending on the difference in the process after the liquid repellent layer is formed in a pattern. Hereinafter, the patterning substrate manufacturing method of the present invention will be described separately for the first embodiment and the second embodiment.
1.第1実施態様
第1実施態様におけるパターニング用基板の製造方法は、基板と、前記基板上にパターン状に形成され、前記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層とを有するパターニング用基板の製造方法であって、
基板上に、前記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、パターン状に撥液性層を形成する撥液性層形成工程と、
前記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面に除去処理を施す除去工程と、
液体との接触角を高める接触角回復処理を、前記除去工程後の、前記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して施すことにより、前記撥液性層の液体との接触角を、前記除去工程後よりも高くする接触角回復処理工程とを有することを特徴とするものである。
1. First Embodiment A patterning substrate manufacturing method according to a first embodiment includes a substrate and a liquid repellent layer that is formed in a pattern on the substrate and has a higher liquid contact angle than the substrate. A method for manufacturing a substrate, comprising:
A liquid-repellent layer is formed on a substrate by applying a liquid-repellent layer-forming coating solution that forms a liquid-repellent layer having a higher contact angle with the liquid than the substrate. Process,
A removal step of performing a removal treatment on the entire surface of the substrate having the liquid repellent layer formed in the pattern,
The contact of the liquid repellent layer with the liquid is performed by performing a contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid on the substrate having the liquid repellent layer formed in the pattern after the removing step. And a contact angle recovery treatment step of making the angle higher than that after the removing step.
このような本実施態様のパターニング用基板の製造方法について図面を用いて説明する。図1は、本実施態様のパターニング用基板の製造方法の一例を示した概略断面図である。まず、図1(a)に示すように、電極層2が形成された基板1上に、当該電極層2が有する液体との接触角よりも高い接触角を有する撥液性の撥液性層形成用塗工液を塗布し、撥液性膜3を形成する。なお、上記撥液成膜3は、撥液性物質αを含むものである。その後、図1(b)に示すように、撥液性膜3に対してマスク4を介して紫外線5を照射し、現像、洗浄等を行うことにより、図1(c)に示すように、パターン状に形成された撥液性層3´を得る。
A method for manufacturing the patterning substrate of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a patterning substrate of this embodiment. First, as shown in FIG. 1A, a liquid-repellent liquid-repellent layer having a contact angle higher than the contact angle with the liquid of the
さらに、撥液性層3´をパターン状に形成した後、図1(d)に示すように、基板1全面に対して除去処理6を施す。これにより、例えば、撥液性層3´のパターニングを行った際に、撥液性膜3が除去された領域aに残存する撥液性膜3の残渣(撥液性物質α)を除去することができる。よって、除去処理6後は、撥液性膜3が除去された領域aの親液性を高めることができる。しかしながら、本実施態様においては、撥液性層3´に対しても除去処理6が施されることから、撥液性層3´も親液化され、その撥液性は低下してしまう。
Further, after forming the
次に、図1(e)に示すように、加熱処理7を施す。本実施態様においては、加熱処理を施すことにより、上記除去処理6により一度低下した撥液性層3´の撥液性を、所定の程度まで再び高めることができる(図1(f)参照)。すなわち、除去処理6後の撥液性層3´と比較して、加熱処理7後の撥液性層3´の方が、液体との接触角を高くすることができる。これにより、精度良く形成された撥液性層のパターンに応じて、充分な濡れ性の差を有するパターニング用基板を簡便な方法で、容易に製造することができる。
Next, as shown in FIG. 1E,
このような本実施態様のパターニング用基板の製造方法について各工程に分けて、以下、詳細に説明する。 Such a method for manufacturing a patterning substrate according to this embodiment will be described in detail below in each process.
(1)撥液性層形成工程
まず、本実施態様における撥液性層形成工程について説明する。本実施態様における撥液性層形成工程は、基板上に、前記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、パターン状に撥液性層を形成する工程である。
(1) Liquid-repellent layer forming step First, the liquid-repellent layer forming step in this embodiment will be described. In the liquid repellent layer forming step in this embodiment, a liquid repellent layer forming coating liquid for forming a liquid repellent layer having a contact angle with the liquid higher than that of the substrate is applied on the substrate to form a pattern. This is a step of forming a liquid repellent layer.
本工程により撥液性層のパターニングを行う。このような本工程において、撥液性層のパターニングの方法は、所望の形状に精度良く撥液性層をパターン状に形成することが可能な方法であれば特に限定はされない。具体的には、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、熱転写法、レーザ転写法等を挙げることができる。 In this step, the liquid repellent layer is patterned. In this process, the method for patterning the liquid repellent layer is not particularly limited as long as it can form the liquid repellent layer in a desired shape with high accuracy. Specific examples include a photolithography method using a photosensitive resin, a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a screen printing method, a thermal transfer method, and a laser transfer method.
また、本工程において、基板上に塗布する撥液性層形成用塗工液としては、後述する基板が有する液体との接触角よりも、高い液体との接触角を有する撥液性層を形成することが可能な塗工液であれば特に限定はされない。具体的には、適切な溶媒に、撥液性を有する材料が溶解したものを挙げることができる。例えば、撥液性を有する材料としては、樹脂材料自体が撥液性を有するものである場合と、樹脂材料に添加剤を付与して撥液性を付与する場合とがある。 In this step, as the liquid repellent layer forming coating liquid to be applied on the substrate, a liquid repellent layer having a contact angle with the liquid higher than the contact angle with the liquid of the substrate described later is formed. The coating liquid is not particularly limited as long as it can be applied. Specifically, a material in which a liquid repellent material is dissolved in an appropriate solvent can be used. For example, as a material having liquid repellency, there are a case where the resin material itself has liquid repellency and a case where an additive is added to the resin material to impart liquid repellency.
まず、樹脂材料自体が撥液性を有する場合に、撥液性層を形成する材料としては、ポリテトラフルオロエチレンや、フルオロ脂肪族基を含むアクリレートまたはメタクリレートおよびフッ素を含まないアクリレートまたはメタクリレートの共重合体等の含フッ素高分子化合物を挙げることができる。上記フルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーとしては、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロメタクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロデシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−5−メチルブチル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−9−メチルデシル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−8−メチルデシル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロベチルメタクリレート、1H,1H,11H−イコサフルオロノニルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロヘチルエチルメタクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等を挙げることができる。さらに、フルオロ脂肪族基を含むアクリレートモノマーとしては、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ハイドロキシプロピルアクリレート、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロ−9−メチルオクチル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロ−9−メチルデシル)エチルアクリレート、2,2,3,3,3−テトラフルオロアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロベンチルアクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、1H,1H,11H−イコサフルオロデシルアクリレート、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチルエチルアクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート等を挙げることができる。このように上述したフルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーまたはアクリレートモノマーから1種類および2種類以上を選択し、これらとフッ素を含有しないアクリレートモノマーまたはメタクリレートモノマーとを共重合させることにより、上述したような含フッ素高分子化合物を得ることができる。なお、上述したフルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーまたはアクリレートモノマーから1種類以上を選択し、これらのみから構成される共重合体とする場合であってもよい。 First, when the resin material itself has liquid repellency, the material for forming the liquid repellent layer includes polytetrafluoroethylene, an acrylate or methacrylate containing a fluoroaliphatic group, and an acrylate or methacrylate containing no fluorine. Fluorine-containing polymer compounds such as polymers can be mentioned. Examples of the methacrylate monomer containing a fluoroaliphatic group include 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoromethacrylate, 2- (perfluorobutyl) ethyl methacrylate, 2- ( Perfluorooctyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorohexyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorodecyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluoro-3-methylbutyl) ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-3-methylbutyl) 2-hydroxypropyl methacrylate, 2- (perfluoro-5-methylhexyl) ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-5-methylbutyl) -2-hydroxypropyl methacrylate, 2- (perfluoro-7-methyloctyl) ) Ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-7-methyloctyl) -2-hydroxypropyl methacrylate, 2- (perfluoro-9-methyldecyl) ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-8-methyldecyl) -2-hydroxy Propyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl methacrylate, 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl methacrylate, 1H, 1H, 9H-hexadecafluorobetyl methacrylate 1H, 1H, 11H-icosafluorononyl methacrylate, 2,2,2-trifluoro-1-trifluorohethylethyl methacrylate, 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, etc. It is possible. Furthermore, examples of the acrylate monomer containing a fluoroaliphatic group include 3- (perfluoro-3-methylbutyl) -2-hydroxypropyl acrylate, 2- (perfluoro-5-methylhexyl) ethyl acrylate, 2- (perfluoro- 9-methyloctyl) ethyl acrylate, 2- (perfluoro-9-methyldecyl) ethyl acrylate, 2,2,3,3,3-tetrafluoroacrylate, 1H, 1H, 5H-octafluorobenzyl acrylate, 1H, 1H , 7H-dodecafluoroheptyl acrylate, 1H, 1H, 9H-hexadecafluorononyl acrylate, 1H, 1H, 11H-icosafluorodecyl acrylate, 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyl ethyl acrylate, 2 , 2,3,4 , It may be mentioned 4-hexafluorobutyl acrylate. As described above, by selecting one or two or more of the above-mentioned methacrylate monomers or acrylate monomers containing a fluoroaliphatic group and copolymerizing them with an acrylate monomer or methacrylate monomer not containing fluorine. A fluorine-containing polymer compound can be obtained. In addition, the case where one or more types are selected from the above-mentioned methacrylate monomer or acrylate monomer containing a fluoroaliphatic group, and a copolymer composed only of these may be used.
なお、上述した含フッ素高分子化合物とフッ素を含有しない一般の高分子材料とを共重合させた共重合体を用いて撥液性層を形成することも可能である。 It is also possible to form the liquid repellent layer using a copolymer obtained by copolymerizing the above-described fluorine-containing polymer compound and a general polymer material not containing fluorine.
一方、樹脂材料に添加剤を付与して撥液性を付与する場合における撥液性層を形成する材料としては、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂、他、光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、フッ素化合物含有樹脂、ケイ素含有樹脂等の樹脂に撥液性を有する添加剤を添加したもの等を挙げることができる。 On the other hand, as a material for forming a liquid repellent layer in the case of imparting liquid repellency by adding an additive to a resin material, photosensitive polyimide resin, acrylic resin, other, photo-curing resin, thermosetting resin In addition, there may be mentioned those obtained by adding an additive having liquid repellency to a resin such as a fluorine compound-containing resin or a silicon-containing resin.
例えば、撥液性を有する添加剤としては、パターニング用基板を種々の用途に用いた場合に、基板上に形成する部材に対して悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、界面活性剤、または、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、パーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とする共重合オリゴマー、フッ素化合物を有するケイ素含有化合物等を挙げることができる。 For example, the additive having liquid repellency is not particularly limited as long as it does not adversely affect the member formed on the substrate when the patterning substrate is used in various applications. Specific examples include surfactants, fluorine-based resins, silicon-based resins, copolymer oligomers based on perfluoroalkyl group-containing acrylates or methacrylates, and silicon-containing compounds having fluorine compounds. .
上記界面活性剤としては、種々のものがあるが、例えば一般の界面活性剤の親油基の水素をフッ素に置換してパーフルオロアルキル基としたものが挙げられる。具体的には、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロエチレンオキシド、パーフルオロアルキルオリゴマー、パーフルオロアルキルスルホン酸のアンモニウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸のカリウム塩、パーフルオロアルキルカルボン酸のカリウム塩等のアニオンタイプ、パーフルオロアルキル第4級アンモニウムヨウ化物等のカチオンタイプ、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステル等のノニオンタイプが挙げられる。 There are various types of surfactants, and examples thereof include those obtained by substituting hydrogen in the lipophilic group of general surfactants with fluorine to form perfluoroalkyl groups. Specifically, anions such as perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroethylene oxide, perfluoroalkyl oligomer, ammonium salt of perfluoroalkyl sulfonic acid, potassium salt of perfluoroalkyl sulfonic acid, potassium salt of perfluoroalkyl carboxylic acid, etc. Examples thereof include cationic types such as perfluoroalkyl quaternary ammonium iodide, and nonionic types such as perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol and fluorinated alkyl esters.
また、共重合オリゴマーとしては、中でもパーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とするものを用いることが好ましい。例えば、市販品としては、サーフロン(ランダム型オリゴマー;セイミケミカル社製)、アロンG(グラフト型オリゴマー;東亜合成化学社製)、モディパーF(ブロック型オリゴマー;日本油脂社製)等を挙げることができる。 As the copolymer oligomer, it is preferable to use one having a perfluoroalkyl group-containing acrylate or methacrylate as a main component. Examples of commercially available products include Surflon (random type oligomer; manufactured by Seimi Chemical Co.), Aron G (graft type oligomer; manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Modiper F (block type oligomer; manufactured by NOF Corporation), and the like. it can.
さらに、フッ素化合物を有するケイ素含有化合物としては、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることが好ましい。具体的には、フルオロアルキルシランの1種または2種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物を挙げることができる。また、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られているものを使用してもよい。 Further, the silicon-containing compound having a fluorine compound is preferably a polysiloxane containing a fluoroalkyl group. Specific examples include one or more hydrolyzed condensates and cohydrolyzed condensates of fluoroalkylsilane. Moreover, you may use what is generally known as a fluorine-type silane coupling agent.
本実施態様においては、上記樹脂材料自体が撥液性を有する材料で形成した場合であっても、必要がある場合はさらに上述した撥液性を付与する添加剤を加えるようにしてもよい。 In this embodiment, even when the resin material itself is formed of a material having liquid repellency, the additive for imparting liquid repellency described above may be further added if necessary.
このような撥液性層形成用塗工液を用いて形成された撥液性層において、その撥液性の程度としては、後述する基板よりも、液体との接触角が高いのであれば特に限定はされない。具体的には、純水の撥液性層に対する接触角が、30°〜150°の範囲内、中でも、50°〜120°の範囲内であることが好ましい。 In the liquid repellent layer formed using such a liquid repellent layer-forming coating liquid, the degree of liquid repellency is particularly as long as the contact angle with the liquid is higher than the substrate described later. There is no limitation. Specifically, the contact angle with respect to the liquid repellent layer of pure water is preferably in the range of 30 ° to 150 °, and more preferably in the range of 50 ° to 120 °.
なお、ここでいう、接触角は、純水を用いその接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)し、その結果に基づいて規定したものである。 Here, the contact angle is measured by using pure water and measuring the contact angle with a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) (dropping a droplet from a microsyringe). Seconds later) and based on the result.
(基板)
次に、基板について説明する。本実施態様において基板とは、その表面に上述した撥液性層が形成されるものであり、パターニング用基板を一定の形状に保持する支持体として機能するものである。また、このような基板は、支持体として機能する部材の他に、本実施態様のパターニング用基板の用途に応じて、他の部材が形成されている場合も含むものとする。例えば、電極層、または、水分、酸素等のガスを遮断するガスバリアー層等が形成されている基板であってもよい。このような場合には、上述した撥液性層は、基板表面に形成された他の部材よりも、液体との接触角が高いものとする。具体的には、図1に示すように、基板1上に電極層2が形成されている場合は、撥液性層3は、この電極層2と比較して、液体との接触角が高いものとする。
(substrate)
Next, the substrate will be described. In the present embodiment, the substrate is a substrate on which the above-described liquid repellent layer is formed, and functions as a support that holds the patterning substrate in a certain shape. In addition to the member functioning as a support, such a substrate includes a case where another member is formed according to the use of the patterning substrate of this embodiment. For example, it may be a substrate on which an electrode layer or a gas barrier layer that blocks gas such as moisture and oxygen is formed. In such a case, the liquid repellent layer described above has a higher contact angle with the liquid than other members formed on the substrate surface. Specifically, as shown in FIG. 1, when the
このような基板において、支持体として機能する部材としては、一般的にそのような機能を有するものとして使用されているものであれば特に限定はされない。例えば、透明材料からなるものでも、不透明材料からなるものでもよく、ガラス等の無機材料、樹脂等の有機材料を挙げることができる。具体的に使用可能な樹脂としては、フィルム状に成形が可能なものであれば特に限定はされない。中でも、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い高分子材料からなるものであることが好ましい。例えば、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリミクロイキシレンジメチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、アクリロニトリル-スチレン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、非晶質ポリオレフィン等が挙げられる。本実施態様においては、この他でも条件を満たす高分子材料であれば使用可能であり、さらに、これら2種類以上の共重合体であっても良い。 In such a substrate, the member functioning as a support is not particularly limited as long as it is generally used as a member having such a function. For example, it may be made of a transparent material or an opaque material, and examples thereof include an inorganic material such as glass and an organic material such as a resin. The resin that can be specifically used is not particularly limited as long as it can be formed into a film. Among these, a polymer material having a relatively high solvent resistance and heat resistance is preferable. For example, fluorine resin, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polystyrene, ABS resin, polyamide, polyacetal, polyester, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polysulfone, polyarylate, polyetherimide, polyethersulfone, polyamide Imide, polyimide, polyphenylene sulfide, liquid crystalline polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymicroxylene dimethylene terephthalate, polyoxymethylene, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyacrylate, acrylonitrile-styrene resin , Phenolic resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy Examples of the resin include polyurethane resin, polyurethane, silicone resin, and amorphous polyolefin. In this embodiment, any polymer material that satisfies other conditions can be used, and these two or more types of copolymers may be used.
(2)除去工程
次に、本実施態様における除去工程について説明する。本実施態様における除去工程は、上記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面に除去処理を施す工程である。
(2) Removal Step Next, the removal step in this embodiment will be described. The removing step in the present embodiment is a step of removing the entire surface of the substrate having the liquid repellent layer formed in the pattern.
本工程において、除去処理を施すと、上記撥液性層形成工程の際に撥液性層を除去した箇所に残存する異物等の残渣を除去することができる。これに伴い、除去処理が施された箇所の濡れ性を向上させることができる。また、除去処理の方法によっては、表面が改質されることによって濡れ性が向上する場合がある。 In this step, when a removal treatment is performed, residues such as foreign matters remaining in the portion where the liquid repellent layer has been removed during the liquid repellent layer forming step can be removed. Along with this, the wettability of the portion subjected to the removal process can be improved. Moreover, depending on the method of removal treatment, wettability may be improved by modifying the surface.
なお、ここでいう濡れ性が向上するとは、液体との接触角が低下する方向に濡れ性が変化することを意味する。 Here, the improvement of wettability means that the wettability changes in the direction in which the contact angle with the liquid decreases.
本実施態様においては、このような除去処理を基板全面に施していることから、上記撥液性層形成工程において撥液性層が除去された部分に関しては、そのような部分に残存する撥液性層等の残渣を除去することができるので、より親液化を図ることができると同時に、撥液性層においては、その撥液性が低下することとなる。しかしながら、後述する撥液性回復処理工程を行うことにより、最終的に得られるパターニング用基板においては、充分な濡れ性の違いを有するパターンが形成されたものを製造することができる。 In the present embodiment, since such removal treatment is performed on the entire surface of the substrate, the liquid repellent remaining in such a portion is removed with respect to the portion from which the liquid repellent layer has been removed in the liquid repellent layer forming step. Residues such as the repellent layer can be removed, so that the lyophilic property can be further improved. At the same time, the lyophobic property of the liquid repellent layer is lowered. However, by performing the liquid repellency recovery processing step described later, a finally obtained patterning substrate can be manufactured with a pattern having a sufficient difference in wettability.
本工程における除去処理としては、不要な箇所に残存する異物等を除去できる方法であれば特に限定はされないが、例えば、ドライエッチング処理を挙げることができる。具体的に、ドライエッチング処理としては、プラズマ照射処理、UV−オゾン洗浄処理等を挙げることができる。 The removal process in this step is not particularly limited as long as it is a method that can remove foreign matters remaining in unnecessary portions, and examples thereof include a dry etching process. Specifically, examples of the dry etching process include a plasma irradiation process and a UV-ozone cleaning process.
上記プラズマ照射処理としては、異物等の残渣を除去することができ、親液化を図ることができるのであれば特に限定はされない。 The plasma irradiation treatment is not particularly limited as long as residues such as foreign matters can be removed and lyophilicity can be achieved.
また、プラズマ照射処理を施す際に用いる反応性ガスとしては、一般的に用いられている反応性ガスを使用することが可能である。中でも、異物を効率的に除去することが可能な反応性ガスであることが好ましい。このような反応性ガスの組成としては、フッ素またはフッ素化合物を含んだガス、塩素または塩素化合物を含んだガス、酸素、アルゴン等の組合せを挙げることができる。 Moreover, as a reactive gas used when performing plasma irradiation processing, it is possible to use the reactive gas generally used. Especially, it is preferable that it is a reactive gas which can remove a foreign material efficiently. Examples of the composition of such a reactive gas include a combination of a gas containing fluorine or a fluorine compound, a gas containing chlorine or a chlorine compound, oxygen, or argon.
次に、UV−オゾン洗浄としては、同様に異物等の除去が可能であり、親液化を図ることができるのであれば特に限定はされない。 Next, the UV-ozone cleaning is not particularly limited as long as foreign substances and the like can be similarly removed and lyophilicity can be achieved.
具体的に本実施態様に使用されるオゾンとしては、オゾンを含有する酸素または空気が好適である。 Specifically, as ozone used in the present embodiment, oxygen or air containing ozone is suitable.
また、本工程により、例えば、除去処理としてドライエッチング処理を施した後の、撥液性層表面の表面粗さは、2nm以上であることが好ましい。中でも5nm以上であることが好ましく、さらには、10nm以上、特に、20nm以上であることが最も好ましい。 Further, in this step, for example, the surface roughness of the surface of the liquid repellent layer after the dry etching treatment as the removal treatment is preferably 2 nm or more. Among these, it is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and most preferably 20 nm or more.
本実施態様においては、例えば、除去処理としてドライエッチング処理を行った後の撥液性層表面の表面粗さの程度が上記範囲内となるように調節してそれらの処理を行うことにより、材料面のみならず、形状面においても、後述する接触角回復処理工程を施した後の撥液性層において、充分な撥液性を達成することができるからである。 In this embodiment, for example, by performing the treatment by adjusting the degree of surface roughness of the surface of the liquid repellent layer after the dry etching treatment as the removal treatment to be within the above range, This is because sufficient liquid repellency can be achieved not only on the surface but also on the shape surface in the liquid repellent layer after the contact angle recovery treatment step described later.
なお、上記表面粗さは、AFM(原子間力走査型顕微鏡)を用いて測定した結果に基づいて規定したものである。 In addition, the said surface roughness is prescribed | regulated based on the result measured using AFM (atomic force scanning microscope).
また本工程においては、上記除去処理を、上記撥液性層形成工程により形成された撥液性層を有する基板の全面に施す。したがって、撥液性層も除去処理が施されることとなり、上述したようにその撥液性の程度が低下することとなるが、本実施態様においては、後述する接触角回復処理を施すことにより、一度低下した撥液性を、所望の程度まで再び高めることができるため、最終的に得られるパターニング用基板においては、充分な濡れ性の差を有するパターンが形成されたものとすることができる。 In this step, the removal treatment is performed on the entire surface of the substrate having the liquid repellent layer formed in the liquid repellent layer forming step. Therefore, the liquid repellent layer is also subjected to the removal treatment, and the degree of the liquid repellency is reduced as described above. In this embodiment, the contact angle recovery treatment described later is performed. Since the liquid repellency once lowered can be increased again to a desired level, the patterning substrate finally obtained can be formed with a pattern having a sufficient difference in wettability. .
(3)接触角回復処理工程
次に接触角回復処理工程について説明する。本実施態様における接触角回復処理工程は、液体との接触角を高める接触角回復処理を、除去工程後のパターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して施すことにより、撥液性層の液体との接触角を、除去工程後よりも高くする工程である。
(3) Contact Angle Recovery Processing Step Next, the contact angle recovery processing step will be described. The contact angle recovery process in this embodiment is performed by applying a contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid to the substrate having the liquid repellent layer formed in a pattern after the removal process. In this step, the contact angle of the liquid layer with the liquid is made higher than that after the removal step.
本実施態様においては、このような本工程を行うことにより、上記除去工程により親液化され、一度撥液性が低下した場合であっても、再び所望の程度まで撥液性を回復させることができるので、上記撥液性層形成工程により形成した撥液性のパターンに応じた濡れ性の違いによるパターンを精度良く容易に形成することができる。 In this embodiment, by performing such a main step, the lyophobic property can be restored to a desired level again even when the lyophilic property is reduced by the removing step and the lyophobic property is once lowered. Therefore, it is possible to easily and accurately form a pattern due to the difference in wettability according to the liquid repellent pattern formed by the liquid repellent layer forming step.
接触角回復処理としては、上記除去処理後の撥液性層が有する液体との接触角と比較して、接触角回復処理を施した後の撥液性層が有する液体との接触角の方が、高くなるような処理方法であれば特に限定はされない。具体的には、加熱処理または光照射等を挙げることができる。中でも、加熱処理であることが好ましい。特に煩雑な手間を要することなく簡易な方法であり、また、十分に液体との接触角を高めることができるからである。 As the contact angle recovery treatment, the contact angle with the liquid of the liquid repellent layer after the contact angle recovery treatment is compared with the contact angle with the liquid of the liquid repellent layer after the removal treatment. However, there is no particular limitation as long as the processing method is high. Specific examples include heat treatment and light irradiation. Among these, heat treatment is preferable. This is because it is a simple method without requiring a particularly troublesome work and the contact angle with the liquid can be sufficiently increased.
具体的に加熱処理としては、撥液性を有する基板全体の温度を容易に上昇させ、ムラなく加温することが可能であるものならば特に限定されない。例えば、一般的に用いられている加熱装置等を使用することができる。具体的には、オーブン、遠赤外線ヒーター、ホットプレート、光の照射等が挙げられる。その中でも、ホットプレートによる加熱方法が好ましい。ホットプレートは、基材の下側から直接熱を伝導させて加温するため、熱効率に優れ、かつ加熱ムラの少ない装置であるからである。 Specifically, the heat treatment is not particularly limited as long as the temperature of the entire substrate having liquid repellency can be easily raised and heated without unevenness. For example, a commonly used heating device or the like can be used. Specifically, an oven, a far infrared heater, a hot plate, light irradiation, and the like can be given. Among these, a heating method using a hot plate is preferable. This is because the hot plate conducts heat directly from the lower side of the substrate and heats it, so that it is excellent in thermal efficiency and has little heating unevenness.
また、加熱処理における温度としては、基材等に熱劣化を生じさせない温度であれば特に限定はされない。 In addition, the temperature in the heat treatment is not particularly limited as long as it does not cause thermal degradation of the base material or the like.
このような本工程において、接触角回復処理を施すことにより、一度低下した撥液性層の撥液性を、再び所望の程度まで高めることができるが、具体的にその程度としては、純水の撥液性層に対する接触角が30°〜150°の範囲内、中でも、50°〜120°の範囲内であることが好ましい。上記範囲の撥液性を有するのであれば、撥液性層の境界において、容易に塗工液の進行を防止することが可能であるからである。 In this step, by performing the contact angle recovery treatment, the liquid repellency of the liquid repellent layer once lowered can be increased to a desired level again. The contact angle with respect to the liquid repellent layer is preferably in the range of 30 ° to 150 °, and more preferably in the range of 50 ° to 120 °. This is because if the liquid repellency is in the above range, it is possible to easily prevent the coating liquid from proceeding at the boundary of the liquid repellent layer.
なお、上記接触角は上述した方法と同様の方法により測定した結果に基づいて規定した。 In addition, the said contact angle was prescribed | regulated based on the result measured by the method similar to the method mentioned above.
(4)その他
このように上述したパターニング用基板の製造方法により製造されたパターニング用基板の用途としては、パターニング用基板表面に形成された濡れ性の違いによるパターンを利用して、所望の部材を形成することができるのであれば特に限定はされない。具体的には、EL素子、カラーフィルタ、または、色変換フィルター等を形成する際に使用することができる。これらの用途に本実施態様のパターニング用基板の製造方法により製造されたパターニング用基板を用いることにより、濡れ性の違いを利用して、精度良くパターン状に所望の部材、例えば、EL素子であれば、発光層等の有機EL層を形成することができる。以下、具体的にEL素子の製造方法について説明する。
(4) Others As an application of the patterning substrate manufactured by the method for manufacturing a patterning substrate as described above, a desired member is formed using a pattern due to a difference in wettability formed on the surface of the patterning substrate. There is no particular limitation as long as it can be formed. Specifically, it can be used when forming an EL element, a color filter, a color conversion filter, or the like. By using the patterning substrate manufactured by the patterning substrate manufacturing method of this embodiment for these applications, a desired member such as an EL element can be accurately formed using the difference in wettability. For example, an organic EL layer such as a light emitting layer can be formed. Hereinafter, a method for manufacturing an EL element will be specifically described.
(EL素子の製造方法)
本発明におけるEL素子の製造方法は、少なくとも電極層を有する基板上に、前記電極層よりも液体との接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、パターン状に撥液性層を形成する撥液性層形成工程と、前記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面に除去処理を施す除去工程と、液体との接触角を高める接触角回復処理を、前記除去工程後の前記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して施すことにより、前記撥液性層の液体との接触角を、前記除去工程後よりも高くする接触角回復処理工程と、前記電極層上に、ノズル吐出法により有機EL層形成用塗工液を吐出して塗布することにより、有機EL層をパターン状に形成する工程とを有することを特徴とするものである。
(Manufacturing method of EL element)
In the method for producing an EL element in the present invention, a liquid repellent layer forming coating solution for forming a liquid repellent layer having a contact angle with a liquid higher than that of the electrode layer is applied on a substrate having at least an electrode layer. A liquid repellent layer forming step for forming a liquid repellent layer in a pattern, a removal step for removing the entire surface of the substrate having the liquid repellent layer formed in the pattern, and a liquid. The contact angle recovery treatment for increasing the contact angle is performed on the substrate having the liquid-repellent layer formed in the pattern after the removing step, so that the contact angle with the liquid of the liquid-repellent layer is An organic EL layer is formed in a pattern by discharging and applying a coating liquid for forming an organic EL layer on the electrode layer by a nozzle discharge method on the electrode layer, which is higher than after the removing step. And the step of performing.
本発明におけるEL素子の製造方法の一例については、上述した図1に示す。EL素子の製造方法においても、上述したパターニング用基板の製造方法と同様に、図1(a)に示すように、電極層2が形成された基板1上に撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し撥液成膜3を成膜した後、図1(b)に示すように、マスク4を用いて紫外線5をパターン状に照射し、現像、洗浄等を行うことにより、撥液性層3´をパターン状に形成する(図1(c)参照)。撥液性層3´をパターン状に形成した後、図1(d)に示すように、基板1全面に対して除去処理6を施す。次に、図1(e)に示すように、加熱処理7を施す。本発明においては、加熱処理7を施すことにより、上記除去処理6により一度低下した撥液性層3´の撥液性を、所定の程度まで再び高めることができる(図1(f)参照)。これにより、電極層2と撥液性層3´との濡れ性の違いによるパターンが精度良く形成されたパターニング用基板を得る。EL素子の製造方法においては、次いで、撥液性膜3が除去され、親液性を有する電極層2上の領域aに、発光層を形成するための発光層形成用塗工液を、インクジェット装置により、吐出することにより塗布する。この発光層形成用塗工液を固化させることにより、所定の位置に発光層を形成し、さらに、対向電極層等を形成することによりEL素子を作製することができる。
An example of a method for manufacturing an EL element in the present invention is shown in FIG. 1 described above. In the EL element manufacturing method, as in the patterning substrate manufacturing method described above, as shown in FIG. 1A, a liquid repellent layer is formed on the
本発明においては、上述したパターニング用基板の製造方法により製造されたパターニング用基板を用いてEL素子を製造していることから、発光層等の有機EL層を形成する際に、所定の領域以外に塗工液が濡れ広がることが防止され、均一にムラ無く、発光層等を精度良く形成することができる。 In the present invention, since the EL element is manufactured using the patterning substrate manufactured by the above-described patterning substrate manufacturing method, when forming an organic EL layer such as a light emitting layer, a region other than a predetermined region is used. Thus, the coating liquid is prevented from spreading and the light emitting layer and the like can be formed with high accuracy and uniformity.
2.第2実施態様
次に、第2実施態様のパターニング用基板の製造方法について説明する。
2. Second Embodiment Next, a method for manufacturing a patterning substrate according to a second embodiment will be described.
本実施態様のパターニング用基板の製造方法は、基板と、前記基板上にパターン状に形成され、前記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層とを有するパターニング用基板の製造方法であって、
基板上に、前記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、パターン状に撥液性層を形成する撥液性層形成工程と、
前記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面にプラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程とを有することを特徴とするものである。
The method for producing a patterning substrate according to this embodiment is a method for producing a patterning substrate having a substrate and a liquid repellent layer formed in a pattern on the substrate and having a higher contact angle with the liquid than the substrate. There,
A liquid-repellent layer is formed on a substrate by applying a liquid-repellent layer-forming coating solution that forms a liquid-repellent layer having a higher contact angle with the liquid than the substrate. Process,
And a plasma irradiation treatment step of performing plasma irradiation treatment on the entire surface of the substrate having the liquid repellent layer formed in the pattern shape.
本実施態様においては、撥液性層形成工程を行った後、プラズマ照射処理を施すことにより、不要な箇所に存在する異物等の残渣を除去することができるため、上記プラズマ照射処理工程後は、撥液性層が形成されていない領域の親液性を高めることができる。したがって、簡便な工程でパターンを精度良く形成することができる。 In this embodiment, after performing the liquid-repellent layer forming step, it is possible to remove residues such as foreign matters present in unnecessary locations by performing plasma irradiation treatment. The lyophilic property of the region where the liquid repellent layer is not formed can be improved. Therefore, the pattern can be formed with high accuracy by a simple process.
このような利点を有する本実施態様のパターニング用基板の製造方法について、撥液性層形成工程およびプラズマ照射処理工程の各工程に分けて説明する。なお、この内、撥液性層形成工程は、上述した第1実施態様と同様なのでここでの説明は省略する。 The method for producing the patterning substrate of this embodiment having such advantages will be described separately for each step of the liquid repellent layer forming step and the plasma irradiation treatment step. Of these, the liquid repellent layer forming step is the same as that in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.
(プラズマ照射処理工程)
本実施態様において、プラズマ照射処理工程は、パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面にプラズマ照射処理を施す工程である。
(Plasma irradiation treatment process)
In the present embodiment, the plasma irradiation treatment step is a step of performing plasma irradiation treatment on the entire surface of the substrate having the liquid repellent layer formed in a pattern.
プラズマ照射処理を施すことにより、不要な箇所に存在する異物等の残渣を除去することができる。すなわち、撥液性層形成工程において撥液性層が除去された領域に残存する撥液性層の残渣を除去することができるため、そのような領域の親液化を図ることができる。 By performing the plasma irradiation treatment, it is possible to remove residues such as foreign matters present in unnecessary portions. That is, since the residue of the liquid repellent layer remaining in the region where the liquid repellent layer has been removed in the liquid repellent layer forming step can be removed, it is possible to make the region lyophilic.
このような本工程におけるプラズマ照射処理については、上記第1実施態様の中に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。 Since the plasma irradiation process in this step is the same as that described in the first embodiment, description thereof is omitted here.
B.パターニング用基板
次に、本発明のパターニング用基板について説明する。本発明のパターニング用基板は、基板と、前記基板上にパターン状に形成され、前記基板よりも液体との接触角が高い撥液性層とを有するパターニング用基板であって、前記撥液性層の表面粗さが、2nm以上であることを特徴とするものである。
B. Next, the patterning substrate of the present invention will be described. The patterning substrate of the present invention is a patterning substrate comprising a substrate and a liquid repellent layer formed in a pattern on the substrate and having a higher contact angle with the liquid than the substrate, and the liquid repellent property The surface roughness of the layer is 2 nm or more.
本発明においては、基板よりも撥液性が高い撥液性層において、その表面における表面粗さを上記範囲とすることにより、材料面に加えて形状面においても、撥液性を高めることができるため、明確な濡れ性の違いを得ることができる。したがって、このようなパターニング用基板を用いることにより、所定の位置に、均一にムラ無く、所望の部材を精度良く形成することができる。 In the present invention, in the liquid repellent layer having higher liquid repellency than the substrate, the surface roughness on the surface thereof is in the above range, so that the liquid repellency can be improved not only on the material surface but also on the shape surface. Therefore, a clear difference in wettability can be obtained. Therefore, by using such a patterning substrate, a desired member can be accurately formed at a predetermined position without unevenness.
このような本発明のパターニング用基板において、その表面粗さは、2nm以上であり、中でも5nm以上であることが好ましく、さらには、10nm以上、特に、20nm以上であることが最も好ましい。上記範囲内の表面粗さを有する撥液性層であればより高い撥液性を得ることができるからである。なお、上記表面粗さは、上述した方法と同様の方法により測定した結果に基づいて規定した。 In such a patterning substrate of the present invention, the surface roughness is 2 nm or more, preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and most preferably 20 nm or more. This is because higher liquid repellency can be obtained if the liquid repellent layer has a surface roughness within the above range. In addition, the said surface roughness was prescribed | regulated based on the result measured by the method similar to the method mentioned above.
このような本発明のパターニング用基板に用いられる基板および撥液性層の材料およびその製造方法については、上述した「A.パターニング用基板の製造方法」の各項目において説明したものと同様なのでここでの説明は省略する。 Since the material of the substrate and the liquid repellent layer used in the patterning substrate of the present invention and the manufacturing method thereof are the same as those described in the above-mentioned items of “A. Manufacturing method of patterning substrate”, here The description in is omitted.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
(実施例1)
(パターニング用基板の作製)
撥液性を有する材料として、モディパーF110(日本油脂社製)を20wt%混合したポジ型感光性樹脂TFR−H(東京応化社製)を基板全面にスピン塗布により成膜し、フォトマスクを用いて露光を行い、アルカリ現像液(NMD−3 東京応化社製)により現像を行った。これにより、パターン状に形成された撥液性層を得た。
Example 1
(Production of patterning substrate)
As a material having liquid repellency, a positive photosensitive resin TFR-H (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) mixed with 20% by weight of Modiper F110 (manufactured by NOF Corporation) is formed on the entire surface of the substrate by spin coating, and a photomask is used. The film was exposed to light and developed with an alkali developer (NMD-3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). As a result, a liquid repellent layer formed in a pattern was obtained.
次に、表面に撥液性層を有する基板全面に、ドライエッチング処理時間を30秒とし酸素プラズマ処理を行い、さらに、ホットプレートで、加熱温度を150℃とし加熱処理を行い、パターニング用基板を作製した。 Next, the entire surface of the substrate having a liquid repellent layer is subjected to oxygen plasma treatment with a dry etching treatment time of 30 seconds, and further subjected to heat treatment at a heating temperature of 150 ° C. with a hot plate to form a patterning substrate. Produced.
(実施例2)
ドライエッチング処理時間を30分とした以外は、上記実施例1と同様にしてパターニング用基板を作製した。
(Example 2)
A patterning substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the dry etching treatment time was 30 minutes.
(比較例)
酸素プラズマ処理および加熱処理を施さなかった以外は、上記実施例1と同様にしてパターニング用基板を作製した。
(Comparative example)
A patterning substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxygen plasma treatment and the heat treatment were not performed.
(評価)
上記実施例1、実施例2および比較例におけるパターニング用基板において、測定溶媒として純水を用いた場合の撥液性層における接触角、さらに、撥液性層の表面粗さを測定した結果を下記表1に示す。
(Evaluation)
In the patterning substrates in Example 1, Example 2 and Comparative Example, the results of measuring the contact angle in the liquid repellent layer and the surface roughness of the liquid repellent layer when pure water is used as the measurement solvent are shown. Shown in Table 1 below.
パターニング用基板の撥液性層が形成されていない領域の基板上にインクをインクジェット法により塗布したところ、実施例1および実施例2においては、基板上に良好に濡れ広がったが、比較例においては、濡れ広がりが悪かった。 When ink was applied to the substrate in the region where the liquid repellent layer of the patterning substrate was not formed by the ink jet method, in Example 1 and Example 2, it spread well on the substrate, but in the comparative example The wet spread was bad.
(実施例3)
酸素プラズマ処理を行った後に、ホットプレートで加熱処理を行わなかった以外は、上記実施例1と同様にしてパターニング用基板を作製した。
(Example 3)
After performing the oxygen plasma treatment, a patterning substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was not performed using a hot plate.
(実施例4)
ドライエッチング処理時間を30分とした以外は、上記実施例3と同様にしてパターニング用基板を作製した。
Example 4
A patterning substrate was produced in the same manner as in Example 3 except that the dry etching treatment time was 30 minutes.
(評価)
上記実施例3および実施例4におけるパターニング用基板において、測定溶媒として純水を用いた場合の撥液性層における接触角、さらに、撥液性層の表面粗さを測定した結果を下記表2に示す。
(Evaluation)
In the patterning substrates in Examples 3 and 4 above, the results of measuring the contact angle in the liquid repellent layer and the surface roughness of the liquid repellent layer when pure water is used as the measurement solvent are shown in Table 2 below. Shown in
上記実施例3および実施例4におけるパターニング用基板の撥液性層が形成されていない領域の基板上にインクをインクジェット法により塗布したところ、インクは基板上に良好に濡れ広がった。また、撥液性層によるインクのパターニングも良好であった。 When ink was applied to the substrate in the region where the liquid repellent layer of the patterning substrate in Examples 3 and 4 was not formed by the inkjet method, the ink spread well on the substrate. The ink patterning by the liquid repellent layer was also good.
1 … 基板
2 … 電極層
3 … 撥液性膜
3´ … 撥液性層
4 … マスク
5 … 紫外線
6 … 除去処理
7 … 加熱処理
a … 撥液性膜を除去した領域
DESCRIPTION OF
Claims (3)
基板上に、前記基板よりも純水との接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、パターン状に撥液性層を形成する撥液性層形成工程と、
前記撥液性層形成工程で生じた前記撥液性層が形成されている領域外に残存する撥液性物質を除去するために、前記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して、その全面に除去処理を施す除去工程と、
液体との接触角を高める接触角回復処理を、前記除去工程後の前記パターン状に形成された撥液性層を有する基板に対して施すことにより、前記撥液性層の純水との接触角を、
前記除去工程後よりも高くする接触角回復処理工程と
を有し、
前記接触角回復処理は、加熱処理であることを特徴とするパターニング用基板の製造方法。 A patterning substrate manufacturing method comprising a substrate and a liquid repellent layer formed in a pattern on the substrate and having a higher contact angle with pure water than the substrate,
A liquid repellent layer that forms a liquid repellent layer in a pattern by applying a liquid repellent layer forming coating liquid that forms a liquid repellent layer having a contact angle with pure water higher than that of the substrate on the substrate. Forming process;
In order to remove the liquid-repellent substance remaining outside the region where the liquid-repellent layer formed in the liquid-repellent layer forming step is removed, the substrate having the liquid-repellent layer formed in the pattern is used. On the other hand, a removal step of performing a removal process on the entire surface,
A contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid is performed on the substrate having the liquid repellent layer formed in the pattern after the removal step, thereby bringing the liquid repellent layer into contact with pure water. The corner,
Possess a contact angle recovery process to be higher than after the removing step,
The method of manufacturing a patterning substrate, wherein the contact angle recovery process is a heat process .
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