JP2008525222A - コーティング物のパターニング方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ａ）平板にコーティング物を塗布するステップと、ｂ）前記平板に塗布されたコーティング物を、突出部と溝部とから構成された凹凸を有する基板の前記突出部に接触させることによって、前記平板のコーティング物のうち、前記基板の突出部に接触する部分を、前記平板から前記基板の突出部に転写するステップと、ｃ）前記平板に残ったコーティング物または前記基板の突出部のコーティング物を、被印刷体の被印刷面に接触させ、前記被印刷体に転写するステップとを含む、コーティング物のパターニング方法を提供する。この方法は工程が簡単で、コーティング物、好ましくは電子素材のような機能性物質を、高精密および高速度で均一に微細パターニングすることができる。

Description

本発明は、半導体回路またはＴＦＴ−ＬＣＤやプラズマディスプレイのカラーフィルタなど精密パターンが要求される電磁的記録、画像、回路装置のような電子素子の核心部品を構成するために用いられる導電性または光学的特性を有する物質などの機能性物質を高精密および高速で均一に微細パターニングするコーティング物のパターニング方法に関するものである。

本出願は２００５年８月２日および２００５年８月１２日に各々韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００５−００７０６１９号および第１０−２００５−００７４１４４号の出願日の利益を主張し、その内容全ては本明細書に含まれる。

電子機器の大きさが小さくなるにつれて、電子部品に関する高集積度を要求し始めて、電子材料のパターニングの目的により、数マイクロンあるいはその以下の精密度が要求されている。現在広範囲に用いられているフォトリソグラフィは上記のような高度な精密度を提供することができる。

特に、最近、ディスプレイ産業を主導するＴＦＴ−ＬＣＤ産業やプラズマディスプレイ分野または半導体分野で、カラーフィルタまたは半導体回路形成のための機能性物質を微細パターニングする方法としてフォトリソグラフィが多く用いられている。

しかし、フォトリソグラフィは多くの問題点を有する。すなわち、フォトリソグラフィはパターニングしようとする電子材料層上にまずフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層を選択的に露光した後現像する工程を経なければならず、電子材料層をパターニングした後にフォトレジスト層を除去する工程を経なければならないため、工程が非常に複雑である。

また、生産装備も高価で、装備の規模も非常に大きいという問題がある。そして、前記工程中には不要の部分にも材料のコーティングが行われるため、材料の無駄遣いになる問題がある。

さらに、前記方法の工程性（processibility）確保のために、短波長の光に反応する感光性物質を電子素材（electronic material）に混ぜなければならないため、これは材料原価の上昇要因になってきて、また、電子素材そのものが有する伝導性、電磁気または光学的性質の低下要因にもなった。

特に、前記方法に用いられるレジストのような材料は、前記方法の工程性確保のために、多様な感光性物質とコーティング補助材料を含有しなければならないため、原価が非常に高くて貯蔵安定性が低いという短所がある。その上、前記方法では、レジストのような材料の感度を定量するために莫大な時間と費用が必要であると知られている。

前記フォトリソグラフィ法を克服するための方法として、ロールプリント法が知られているが、この方法は従来の古典的印刷方法を電子素材のパターンの転写に適用することで、ロールに巻かれているブランケットを電子素材が充填された溝を有する基板と被印刷体に、順に回転する方式で行われる。

ロールプリント法は露光、現像などの過程を省略でき、かつパターニングしようとする材料に感光物質を添加しなくても良いので、工程が単純で装備の大きさを画期的に縮めることができる。

しかし、ロールプリント技術は、本来、印刷面積が小さい雑誌や本などの出版のための印刷法として用いられたので、これを大型基板の電子素材のパターン形成に応用するには限界がある。

まず、ロールプリント法はロールの回転速度や方向、パターニングしようとする電子素材の厚さ、ロールに加えられる圧力により、形成されるパターンが大きく左右され、円筒のロールの曲面から平板にパターンが転写する時に、パターンの歪みが生じる問題がある。

また、電子素材の均一なコーティングのためには、ロールの精密加工とロールに巻かれるブランケットの厚さ制御、電子素材のコーティング時のノズルの位置および角度制御など多くの変数を考慮しなければならない。

具体的には、ロールプリント法に用いるロール胴部を高精密で加工し難く、ロール胴部の曲率による変形のためにロールにブランケットを均一に取り付け難いので、ブランケットにコーティング液を均一に塗布し難くなる。これによって、コーティングされない部位ができたり、残渣が生じたりするなど完全なパターン形成に多くの制約がある。

また、前記方法の最も大きい短所は、ロールを大型化するほど、ロールの荷重によって発生するロールの歪みである。そして、ロールが回転できるように輪の役割をするロールの両側に取り付けられたギヤホイールがロールの荷重によって摩耗または変形し、これによって、ロール表面と被印刷基板との間隔が一定に保持できない問題がある。また、前記方法は大型基板に適用時に多くの時間が必要とされる問題がある。

このような問題によって、現在の技術工程ではロールプリント法が多く用いられず、前述した短所を有するフォトリソグラフィ法がさらに多く用いられている。したがって、前述した問題点を克服することができる機能性物質のパターニング方法の開発が要求されている。
韓国特許出願第１０−２００５−００７０６１９号

上述したように、従来技術では、電子素材のような機能性物質を微細パターニングするのに工程性、費用、コーティングの均一性、精密性および速度制御などに問題があった。

したがって、本発明は、工程段階が簡単で、費用が比較的安くて、コーティングの均一性、高精密および高速度を保証する機能性物質のパターニング方法を提供することにその目的がある。

本発明の１つの実施状態は、ａ）平板にコーティング物を塗布するステップと、ｂ）前記平板に塗布されたコーティング物を、突出部と溝部とから構成された凹凸を有する基板の前記突出部に接触させることによって、前記平板のコーティング物のうち、前記基板の突出部に接触する部分を、前記平板から前記基板の突出部に転写するステップと、ｃ）前記平板に残ったコーティング物または前記基板の突出部のコーティング物を、被印刷体の被印刷面に接触させ、前記被印刷体に転写するステップとを含む、コーティング物のパターニング方法を提供する。

本発明の他の１つの実施状態は、ａ）溝部を有する基板の前記溝部にコーティング物を充填するステップと、ｂ）平板を前記基板の溝部が備えられた面に圧着して、前記溝部に充填されたコーティング物を平板に転写するステップと、ｃ）前記平板に転写したコーティング物を被印刷体の被印刷面に接触させることによって、前記平板上のコーティング物を前記被印刷体に転写するステップとを含む、コーティング物のパターニング方法を提供する。

本発明のまた他の１つの実施状態は、本発明に係る方法を用いて電子素材を微細パターニングすることによって電子素子を製造する、電子素子の製造方法を提供する。

本発明のまた他の１つの実施状態は、平板搬送装置（flat movement device）によって、板面を基準としてｚ軸方向、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびθ軸方向に搬送可能に設けられた平板と、コータ搬送装置によって、前記平板の板面方向に沿って搬送可能に設けられて前記平板にコーティング物を塗布するコータと、前記平板の下側に配置され、突出部が形成された基板とを含み、前記平板が前記基板に接触するように前記平板を搬送させて、前記平板のコーティング物を前記基板の突出部に転写した後、前記平板に残ったコーティング物または前記基板の突出部のコーティング物を、被印刷体に転写してパターンを形成することを特徴とする、コーティング物のパターニング装置を提供する。

本発明のまた他の１つの実施状態は、平板搬送装置によって、板面を基準としてｚ軸方向、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびθ軸方向に搬送可能に設けられた平板と、前記平板の下側に配置され、コーティング物が充填できる溝部が形成された基板と、前記基板の溝部にだけコーティング物が充填できるようにコーティング物の充填量を調節する充填量調節手段とを含み、前記充填量調節手段によって、前記溝部にだけコーティング物が充填された基板に向かって前記平板を搬送させ、前記平板と前記基板を圧着して、前記溝部に充填されたコーティング物を前記平板に転写した後、前記平板を搬送させて、前記平板のコーティング物を被印刷体の被印刷面に転写してパターンを形成することを特徴とする、コーティング物のパターニング装置を提供する。

[発明の効果]
本発明の方法によれば、平板を用いて、コーティング物、好ましくは機能性物質を被印刷体に直接転写することができるため、工程が非常に簡単で、費用が比較的安くて、高精密度および高速度でコーティング物の微細パターニングが可能である。このような方法を電子素材のような機能性物質のパターニング工程に適用することにより電子素子の生産性を大きく向上させられる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は、コーティング物のパターニング方法に関し、目的とするコーティング層の形成、コーティング層上のフォトレジスト層の形成、フォトレジスト層の選択的露光、フォトレジスト層の現像によるフォトレジスト層のパターニング、パターニングされたフォトレジスト層を用いた、コーティング層の選択的エッチング、およびフォトレジスト層のストリップなどの複雑な工程を経るフォトリソグラフィ法とは異なり、本発明の工程は非常に単純である。

すなわち、本発明は、１つの実施状態によって、平板にコーティング物をコーティングした後、凹凸を有する基板を用いて、直接かつ簡単にコーティング物パターンの形状を形成し、このパターニングされたコーティング物を被印刷体に転写する工程、または、本発明は、他の１つの実施状態によって、溝部を有する基板の溝部にコーティング物を充填し、平板を前記溝部を有する基板に圧着させて、溝部に充填されたコーティング物を平板に転写した後、前記平板上のコーティング物を被印刷体に転写する工程によって、被印刷体でコーティング物のパターニングを達成することができる。

一方、本発明は、従来のロールプリント法とは異なり、コーティング過程で平板を用いることを特徴とする。平板はロールに比べて、大型化した時、その荷重の増加を少なくすることができるため、平板を用いれば、ロールを用いる場合に発生するロールの荷重にともなう問題、すなわちロールまたはロールの輪の役割をするギヤホイールの変形などの問題を防止することができる。

また、平板は、ロールに比べて、精密加工が容易で、ロールの曲率変化のような問題がないため、ブランケットゴムを取り付ける場合に、これをより均一で堅く取り付けることができ、これによって、コーティング液をより均一に塗布することができる。

また、ロールプリント法は、コーティング物をパターニングするために、ロールが回転する方式を用いるため、コーティング物が、凹凸を有する基板の突出部表面だけでなく、突出部の角や側面に転写する可能性が大きく、これによって、被印刷体に転写するコーティング物のパターンの精密性が落ちる問題がある。

しかし、本発明の１つの実施状態として平板を用いる場合、平板は、凹凸を有する基板に垂直方向に圧着することができ、また、平板または凹凸を有する基板を、被印刷体に垂直方向に圧着することができる。また、本発明の他の１つの実施状態として平板を用いる場合、平板を、溝部を有する基板および被印刷体に垂直方向に圧着することができる。したがって、本発明に係る方法は、ロールプリント法に比べて、より精密にコーティング物をパターニングすることができる。

また、平板を用いる場合、一度に圧着してコーティング物をパターニングするため、ロールを回転させる方式のロールプリント法に比べて、より速くコーティング物をパターニングすることができる。

電子素材のような機能性物質のパターニングステップにおいて、上記のような工程の簡素化、高精密性、高速性などは、電子素子の生産性を左右する大変重要な要素である。それにもかかわらず、未だに、平板を用いたコーティング物のパターニング方法は公知されていない。

以下では本発明の方法を、添付する図面に基づいて説明する。しかし、前記図面の実施状態は、本発明を例示するためであり、これによって、本発明の範囲が限定されることはない。

本発明の１つの実施状態によれば、本発明の方法は、ａ）平板にコーティング物を塗布するステップと、ｂ）前記平板に塗布されたコーティング物を、突出部と溝部とから構成された、凹凸を有する基板の前記突出部に接触させることによって、前記平板のコーティング物のうち、前記基板の突出部に接触する部分を、前記平板から前記基板の突出部に転写するステップと、ｃ）前記平板に残ったコーティング物または前記基板の突出部のコーティング物を、被印刷体の被印刷面に接触させ、前記被印刷体に転写するステップとを含む。この実施状態は図１〜図６に例示されている。

前記実施状態において、図１に示すように、前記平板２，３は、平板ブランケット２と、平板ブランケット２を支持できる平板ブランケット支持部３とから構成することができる。

平板ブランケット２と平板ブランケット支持部３とは、真空によって取り付けることができ、これによって、平板ブランケット２が平板ブランケット支持部３に堅く固定される。

平板ブランケット２は、コーティング物７ａが塗布される、軟らかいシリコンゴム材質の第１層と、平板ブランケット支持部３に接触する、硬いＰＥＴ材質の第２層とから構成することができる。そして、平板ブランケット支持部は、ステンレススチールのように硬くて耐摩耗性の材料からなる。平板ブランケット２は、平板ブランケット支持部３に形成されたホールを介して、平板ブランケット２を平板ブランケット支持部３側に引っ張るウェハ固定用真空吸着装置によって、平板ブランケット支持部３に固定される。

平板ブランケット２と平板ブランケット支持部３とから構成された平板２，３は、一例として図１３および図１４に示すように、第１搬送装置および第２搬送装置で構成された平板搬送装置によって、精密に、上下（ｚ軸；図１３参照）、左右（ｙ軸；図１４参照）、前後（ｘ軸；図１４参照）、および回転（θ軸；図１４参照）方向に位置移動することができる。

平板の第１搬送装置を示した図１３のように、斜面を有する５面体の移動支持フレーム２２に、下面と平行する方向にスレッドを加工して、スレッドに第１調節スクリュー２１を結合させた後、第１調節スクリュー２１の回転を調節することによって、平板ブランケット２，１２が結合された平板ブランケット支持部３，１３を、移動支持フレーム２２の斜面に沿って上下（ｚ軸）に移動させることができる。一例として、第１調節スクリュー２１をスレッドの内部に挿入するように回転させれば、平板ブランケット２，１２が結合された平板ブランケット支持部３，１３は、移動支持フレーム２２の斜面によって押され、基板４，１４に近づく方向に移動する。このように、平板の第１搬送装置を用いて、平板２，３，１２，１３を徐々に基板４，１４に接近および離隔する方向（上下方向）に位置移動させることができる。ここで、第１調節スクリュー２１は１つ設けられているが、第１調節スクリュー２１の数は１つに制限されることはない。

平板の第２搬送装置を示した図１４のように、平板ブランケット支持部３，１３の側面に精密なスレッドを加工して、スレッドに第２調節スクリュー２３と第３調節スクリュー２４を結合させた後、第２および第３調節スクリュー２３，２４の回転を調節することによって、平板ブランケット２，１２が結合された平板ブランケット支持部３，１３を、左右（ｙ軸）および前後（ｘ軸）に移動させることができる。平板２，３，１２，１３のθ軸移動（回転）は、平板ブランケット支持部３，１３の第２調節スクリュー２３と第３調節スクリュー２４を相対調節して行われ得る。ここで、第２調節スクリュー２３と第３調節スクリュー２４は各々２つずつ、合わせて４つ設けられているが、第２および第３調節スクリュー２３，２４の数はこれに限定されることはない。

そして、第１および第２搬送装置で構成された平板搬送装置は、第１調節スクリュー２１、第２調節スクリュー２３、および第３調節スクリュー２４のうち少なくともいずれか１つに結合され、第１調節スクリュー２１、第２調節スクリュー２３、および第３調節スクリュー２４のうち少なくともいずれか１つを回転させる、ステッピングモータ２５をさらに含むことができる。ステッピングモータ２５を駆動させて、各調節スクリュー２１，２３，２４を回転させることによって、平板２，３，１２，１３を微細に位置調節することができる。または、手動で各調節スクリュー２１，２３，２４を回転させることもできる。このような第１および第２搬送装置を有する平板搬送装置は、図面に示したものに限定されることはない。

また、平板ブランケット２，１２と平板ブランケット支持部３，１３とから構成された平板２，３，１２，１３を位置移動させることができる平板搬送装置は、平板２，３，１２，１３を左右に搬送させる左右搬送手段、および平板２，３，１２，１３を上下に搬送させる上下搬送手段で構成することができる。

左右搬送手段は、平板２，３，１２，１３が装着される装着フレーム、および装着フレームに結合されて装着フレームを左右に移動させるリニアモータで構成することができる。または、左右搬送手段は駆動アームであり得る。

上下搬送手段は、平板２，３，１２，１３が装着された装着フレームを上下に移動させるための動力を発生させるモータと、前記モータの動力を前記装着フレームに伝達するギヤとから構成することができる。すなわち、ギヤ方式によって、平板２，３，１２，１３を上下に搬送させることができる。または、上下搬送手段は、平板２，３，１２，１３が装着された装着フレームを上下に移動させるための動力を発生させるモータと、前記モータの動力によってシリンダ内で移動可能に設置され、前記装着フレームと連結されたピストンとから構成することができる。すなわち、圧力を利用したピストン方式によって、平板２，３，１２，１３を上下に搬送させることができる。または、上下搬送手段は駆動アームであり得る。

一方、平板ブランケット２は平板ブランケット支持部３に平たく取り付けられるため、ブランケットをロールに取り付ける場合に比べて、平板ブランケット２に屈曲が発生するのを防止することができる。

前記平板ブランケット２の材質としては、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４や被印刷体５の材料よりも、コーティング物に対する吸着力が低い物質を用いることが好ましい。また、前記平板ブランケット２は、圧力を加える時、ある程度異形性および復原力を有することが好ましい。例えば、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４や被印刷体５としてガラスを用いる場合、平板ブランケット２としてはシリコンゴムを用いることができる。シリコンゴムとして代表的なものには、ポリジメチルシロキサンがあり、この他にも、ポリウレタンのように、外力に対して変形して一定時間後に復元しながらエネルギを保存する系を作るエラストマはすべて、平板ブランケットを形成するために用いることができる。一例として、平板ブランケットは、ＰＤＭＳ原液と硬化剤を混合した後、定盤で硬化させることによって得られる。この時、一定の厚さを得るために、スピンやスリットタイプのコータが用いられる。硬化後のブランケットは、ロックウェルＣスケール２０〜６９の硬度を有することが適当であり、硬度は、硬化するポリマー鎖の密度と、ＰＤＭＳにポリウレタンを添加する場合には、その添加量とを変化させることによって調節することができる。

前記平板ブランケット支持部３は、大型化時に、ロールを用いる場合に比べて、自重の増加が少ないため、ロール方式に比べて耐久性が大きい。さらに、前記平板ブランケット支持部３を、重力や自重による変形がほぼない大理石のような自然石やセラミックのような無機材料またはステンレススチールのような材料を用いて薄く加工して製造すれば、平板ブランケット支持部３の耐久性をより一層向上させられる。前記大理石やセラミックのような無機材料は、金属や高分子材料に生じる変形がほぼ表われないためである。

本発明の方法は、前記平板ブランケット２にコーティング物７をコーティングするステップを含む。コータ１のコーティング物７は、平板ブランケット２にコーティングされ、図２に示された形態のコーティング物７ａで形成される。

本発明において、前記平板ブランケット２にコーティング物７を塗布するコータとしては、コーティングの均一性を高度に維持できるキャピラリ(capillary)コータやスリット(slit)コータが好ましいが、これにだけ限定されずに当技術分野に知られているコーティング手段を用いることもできる。コータ１は、コータ搬送装置によって搬送されながら、平板ブランケット２にコーティング物７を塗布することができる。コータ搬送装置の一例として図１５および図１６に示すように、コータ１が装着された装着フレーム３０およびコータ１が装着された装着フレーム３０を左右に移動させるリニアモータ３１で構成することができる。または、駆動アームによって搬送されることもできる。

次に、図３に示すように、平板ブランケット２のコーティング物７ａを、基板４の凹凸４ａ，４ｂの突出部４ａに圧着した後、図４に示すように、これらの圧着面を分離させることによって、前記平板ブランケット２のコーティング物のうち、前記凹凸４ａ，４ｂの突出部４ａに接触する部分が、前記平板ブランケット２から前記基板４の突出部４ａに転写する。

次に、図５に示すように、コーティング物７ｃが残っている平板ブランケット２を、被印刷体５に圧着し、平板ブランケット２に形成されたコーティング物７ｃを被印刷体５に転写させた後、図６に示すように、これらの圧着面を分離させれば、被印刷体５にはコーティング物７ｄパターンが形成される。

平板ブランケット２と、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４を圧着させる時、および平板ブランケット２と被印刷体５を圧着させる時は、前記圧着面が、圧着面に対して垂直方向に圧着されることが好ましい。

このように垂直方向に圧着される場合に、形成されるコーティング物のパターンの精密度をより向上させられる。

前記実施状態において、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４、および被印刷体５は、前記平板ブランケット２より、コーティング物に対する吸着力が高ければ、いかなる材質であっても使用可能である。

ただし、効果的なインク転写のためには、異形性を有する平板ブランケット２が押さえられるべきであるため、前記凹凸４ａ，４ｂを有する基板４は、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属あるいはガラスのようなケイ素化合物からなるのが好ましい。基板４には、通常、０．１〜１００μｍの深さを有するパターンがパターニングされているが、パターンが精巧であるほど精密なパターンを得ることができる。パターンの幅と深さの比率（aspect ratio）は、５：１〜０．０１：１であるのが好ましく、パターンの幅と深さの比率が大きいほど、加工が難しくて印刷中に破損の危険も大きくなる。

また、前記被印刷体としては、ガラスのように硬い表面を有する物質と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニールなどのように高分子ポリマーとして曲がることのできる表面を有する物質全てを用いることができる。例えば、ｅ−ペーパまたはフレキシブルディスプレイ(flexible display)に用いられるポリエステル、ＰＥＴなどのフレキシブルプラスチック材料、またはＰＣＢの基板などに用いられるポリウレタン材質またはエポキシ材質の硬質のプラスチック材料、またはガラスを用いることができるが、これにだけ限定されることはない。

本発明において、前記凹凸４ａ，４ｂを有する基板４、および被印刷体５は、各々、凹凸４ａ，４ｂを有する基板支持部４ｃ、および被印刷体支持部５ａ上に配置され、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と、被印刷体５は、各々、これらの支持部４ｃ，５ａに真空で取り付けられている。

凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と、被印刷体５は、各々、これらの支持部４ｃ，５ａによって、工程上必要な位置に配置された支持部固定フレーム６に装着され、これらの位置は、各々、上下、左右、前後、および回転によって微細調整され得る。

ここで、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と、被印刷体５とは、前述した平板２，３，１２，１３の位置調節と同一の原理、すなわち図１３および図１４に示す装置を用いて位置調節できる。凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と、被印刷体５とは、前述した平板２，３，１２，１３のようにｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、およびθ軸すべての方向に位置移動可能で、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と、被印刷体５とは、互いに独立して前記変数値（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、θ軸）にともなう位置調節が可能である。

支持部固定フレーム６は、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と被印刷体５とを下側で支持する役割をするが、支持部固定フレーム６も、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、およびθ軸すべての方向への位置移動が可能であることによって、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と被印刷体５とを、同時に同一の移動距離を移動させようとする時に便利である。

また、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と被印刷体５は、コンベヤ装置と駆動アームとを含む搬送装置を用いて搬送することができる。すなわち、コンベヤ装置を用いて、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と被印刷体５とを支持部固定フレーム６まで搬送させた後、駆動アームを用いて、凹凸４ａ，４ｂを有する基板４と被印刷体５を支持部固定フレーム６上に載置させた後、真空吸着装置で、凹凸を有する基板４と被印刷体５を支持部固定フレーム６上に固定させられる。

図５および図６の実施状態では、平板２，３のコーティング物７ｃを被印刷体５に転写したが、基板４の突出部４ａのコーティング物７ｂを被印刷体５に転写することができる。

すなわち、ａ）平板にコーティング物を塗布するステップと、ｂ）前記平板のコーティング物を、突出部と溝部とから構成された凹凸を有する基板の前記突出部に接触させることによって、前記平板のコーティング物のうち、前記基板の突出部に接触する部分を、前記平板から前記基板の突出部に転写するステップと、ｃ）前記基板の突出部のコーティング物を被印刷体の被印刷面に接触させ、被印刷体に転写するステップによって、被印刷体にコーティング物パターンを形成することもできる。

この実施状態では、凹凸を有する基板が、被印刷体にコーティング物のパターンを直接転写することができるように、平板の位置と凹凸を有する基板の位置が変わったのを除いては、前述した図１〜図６に例示した実施状態に関して記載したような内容が適用される。

ただし、この時、凹凸を有する基板の材質は、被印刷体の材質より、コーティング物に対する吸着力が小さいのを用いることが好ましい。例えば、凹凸を有する基板は、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属、あるいはガラスのようなケイ素化合物からなるのが好ましい。このような材質からなる凹凸を有する基板は、表面処理後表面エネルギを高めたり、被印刷体の表面処理後表面エネルギを低くしたりすることによって、被印刷体へのコーティング物の転写を容易にさせられる。

本発明の方法を適用できるコーティング物としては、特に制限されないが、ＴＦＴ−ＬＣＤ用カラーフィルタを形成できる光学インク、電子回路などを形成するのに用いられる配線用金属溶液、導電性ペーストや、レジストなどのような機能性樹脂、精密なパターニングが要求される接着剤および粘着剤など、液体状態のすべての溶液が用いられる。ただし、前記コーティング物は、平板ブランケット、特にシリコン材質のブランケットと反応しないことが好ましい。本発明が適用され得る最適化した装置としては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用カラーフィルタ工程、ＬＣＤ用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）回路工程、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）フィルタ工程、ＰＤＰ上板および下板の電極工程、ＰＤＰ隔壁製造装置、電気化学的蒸着のための触媒微細パターニング装置、半導体用リソグラフィ装置、選択的親水および疎水処理装置、およびフレキシブルディスプレイあるいはＥ−ペーパにおいてシーラント（sealant）の選択的塗布装置を例に挙げることができる。

本発明において、被印刷体５に転写したコーティング物のパターンは、対流式オーブン(convection oven)やホットプレートまたはＵＶ露光器で形成されるが、当技術分野の乾燥方法を用いることができ、これら方法に限定されることはない。前記コーティング物のパターンは、前記乾燥過程によって固形化され、外部の物理化学的変化に耐えられる。

本発明の方法において、平板と凹凸を有する基板、または平板と被印刷体、または凹凸を有する基板と被印刷体とは、圧着される全面積に対して均一な圧力（１０^−２〜１０^３Ｍｐａ）で圧着されることが好ましい。平板と凹凸を有する基板を圧着させる時、過度な圧力で圧着される場合、平板が、凹凸を有する基板の底に接するようになる。圧力設定に対する分解能は、最小可能加圧の１／１０００以上であるべきであり、平板と凹凸を有する基板が近接した時、または平板と被印刷体が近接した時、または凹凸を有する基板と被印刷体が近接した時には、微細圧力で位置合わせしながら加圧することが好ましい。

このようにする場合、被印刷体に均一で精密度の高いコーティング物のパターンが形成され得る。本発明では、このように前記圧着面が全面積に対して均一な圧力で圧着するために、電気的または光学的圧着感応（sensing）方法を用いることができる。

電気的な方法として、圧電素子（圧電変換器、PZT：Piezoelectric transducer、あるいは圧電水晶振動子（quartz crystal））を用いることができるが、例えば、平板ブランケット支持部の少なくとも２箇所、好ましくは少なくとも３箇所に圧電素子を装着し、平板ブランケットと凹凸を有する基板、または平板ブランケットと被印刷体が圧着される時に、圧力を電気的に変換して、その圧力を均一に調整することができる。

また、光学的な方法としては、レーザ干渉計を用いることができるが、例えば、平板ブランケット支持部の少なくとも２箇所、好ましくは少なくとも３箇所にレーザ干渉計を設置することによって、平板ブランケットと凹凸を有する基板が近づく時、または平板ブランケットと被印刷体が近づく時に、これらの接近距離をナノメートル（ｎｍ）水準に調整することができる。前記レーザ干渉計は、基本的にモアレ（Moire）パターンを用いて、平板ブランケットと凹凸を有する基板との間の距離、または平板ブランケットと被印刷体との間の距離を数十ｎｍ以内で感知でき、干渉に用いられる周期のある精密回折格子間の差が小さいほど、感知精密度は大きくなる。

このような方法を用いることによって、本発明の方法では、平板を用いて、大面積にも均一で、かつ精密にコーティング物のパターンを形成することができる。前述した圧電素子またはレーザ干渉計は、当技術分野で用いられたことはないが、他技術分野の産業工程において一般的に用いられてきた技術であるため、これら技術を援用して本発明の方法に適用することができる。

以下では本発明の他の１つの実施状態について説明する。

本実施状態は、基板１４の溝部１４ｂにコーティング物１７ａを充填して、溝部１４ｂのコーティング物１７ａを平板１２，１３に転写した後、平板１２，１３のコーティング物１７ａを被印刷体１５に印刷することを除いては、前述した図１〜図６に示した実施状態について記載したような内容が適用される。

図７は、溝部１４ｂを有する基板１４の溝部１４ｂにコーティング物１７ａを充填する工程を示したものである。

溝部１４ｂを有する基板１４の溝部１４ｂにコーティング物１７ａを充填する方法は、特に限定されないが、本発明の１つの実施状態によれば、ドクターブレード法を用いることができる。

まず、前記基板１４の突出部１４ａの間に溝部１４ｂが備えられた面に、コーティング物１７ａを塗布する。

コーティング物１７ａの塗布は、特別な方法に限定されず、均一な湧出量を有するキャピラリやスリットコータのようなノズルを用いて、溝部１４ｂを有する基板１４に等しく塗布する方法を用いることができる。

次に、前記基板１４の溝部１４ｂにだけコーティング物１７ａが充填されるように、充填量調節手段の一例であるドクターブレード１１で、溝部の他に存在するコーティング物を除去する。この時、ドクターブレード１１は、溝部１４ｂを有する基板１４と接触が良い構造および軟らかい材質を有することが好ましい。図８は、溝部１４ｂにだけコーティング物１７ａが充填されている状態を示したものである。

前記溝部１４ｂを有する基板１４の材質は、平板１２，１３よりコーティング物に対する吸着力が小さいものなら、その材料に特に限定されない。

ただし、効果的なインク転写のためには、溝部１４ｂを有する基板１４によって、異形性を有する平板１２，１３が押さえられるべきであるため、溝部１４ｂを有する基板１４は、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属、あるいはガラスのようなケイ素化合物からなるのが良い。

前記溝部１４ｂを有する基板１４は、基板支持部１４ｃ上に配置され、前記基板１４と基板支持部１４ｃは真空で取り付けられている。

前記溝部１４ｂを有する基板１４は、基板支持部１４ｃによって工程上必要な位置に配置された支持部固定フレーム１６に装着され、これらの位置は、各々、上下、左右、および前後に動いたり回転したりして微細調整され得る。ここで、基板１４と被印刷体１５とは、前述した平板２，３，１２，１３の位置調節と同一の原理、すなわち図１３および図１４に示す装置を用いて位置調節できる。

支持部固定フレーム１６は、凹凸を有する基板１４と被印刷体１５とを下側で支持する役割をするが、支持部固定フレーム１６も、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、およびθ軸すべての方向への位置移動が可能であることによって、凹凸を有する基板１４と被印刷体１５とを、同時に同一の移動距離を移動させようとする時に便利である。

また、基板１４と被印刷体１５は、コンベヤ装置と駆動アームを含む搬送装置を用いて、支持部固定フレーム１６に搬送させることができる。

上記のように、基板１４の溝部１４ｂにコーティング物１７ａを充填した後、平板１２，１３を、前記基板１４の溝部１４ｂが備えられた面に圧着させる。

この過程は図９に示されている。上記のように、平板１２，１３と、溝部１４ｂを有する基板１４とを圧着する時、これらは、圧着される全面積に対して均一に所定以上の圧力、例えば１０^−２〜１０^３Ｍｐａの圧力を受けることが好ましい。

このように均一な圧力を付与する場合に、コーティングの均一性および精密性を向上させられる。また、前記平板１２，１３と、溝部１４ｂを有する基板１４とが、圧着される面に対して垂直方向に圧着されることにより、コーティング物パターンの精密性を高められる。

本発明において、前記平板１２，１３は、平板ブランケット１２と、平板ブランケット１２を支持できる平板ブランケット支持部１３とからなる。

平板ブランケット１２と平板ブランケット支持部１３とは、真空によって取り付けることができ、これによって、平板ブランケット１２が、平板ブランケット支持部１３に堅く固定される。

平板ブランケット１２は、平板ブランケット支持部１３と共に、精密に、上下、左右、および前後に動いたり回転したりすることができる（図１３、図１４参照）。

平板ブランケット１２は、平板である平板ブランケット支持部１３に平たく取り付けられるため、ロールを用いる場合に比べて、平板ブランケット１２に屈曲が発生することを防止することができる。

前記平板ブランケット１２の材質としては、圧力を加える時、ある程度の異形性および復原力を有することが好ましい。平板ブランケット１２は、上記のような性質を有した上、溝部１４ｂを有する基板１４に完全に密着でき、溝部１４ｂに充填されたコーティング物１７ａが完全に転写され得る。

前記平板ブランケット１２の材料は、前記溝部１４ｂを有する基板１４よりコーティング物１７ａに対する吸着力が大きく、被印刷体１５よりコーティング物１７ａに対する吸着力が小さいことが好ましい。したがって、本発明において、平板ブランケット１２の材質としてはシリコン系ゴムが好ましい。

前記平板ブランケット支持部１３は、大型化時に、ロールを用いる場合に比べて、自重の増加が少ないため、ロール方式に比べて耐久性が大きい。

さらに、前記平板ブランケット支持部１３を、重力や自重による変形がほぼない大理石のような自然石やセラミックのような無機材料またはステンレススチールを用いて、薄く加工して製造すれば、平板ブランケット支持部１３の耐久性をより一層向上させられる。

これは、前記大理石やセラミックには、金属や高分子材料に生じる変形がほぼ表われないためである。

次に、平板ブランケット１２に転写したコーティング物１７ｂを被印刷体１５と接触させることによって、被印刷体１５に転写させられ、このような工程は、図１０〜図１２に示されている。

この段階においても、やはり平板１２，１３と被印刷体１５は、コーティング物１７ｂのパターン形成の均一性および精密性のために、接触する全面積に対して均一な圧力を受け、接触する面に対して垂直方向に接触することが好ましい。

前記被印刷体１５の材料は、平板ブランケット１２より吸着力が大きいことが好ましい。ここで、前記被印刷体１５としては、ガラスのように硬い表面を有する物質と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニールなどのように高分子ポリマーとして曲がれることのできる表面を有する物質がすべて可能である。

前記被印刷体１５は、被印刷体支持部１５ａ上に配置され、被印刷体１５は、被印刷体支持部１５ａと真空で取り付けられている。

被印刷体１５は、被印刷体支持部１５ａによって工程上必要な位置に配置された支持部固定フレーム１６に装着され、これらの位置は、各々、上下、左右、前後、および回転によって微細調整され得る。

このような方法を用いることによって、本発明の方法では、平板を用いて、大面積にも均一で、かつ精密にコーティング物のパターンを形成することができる。

図1は、本発明の１つの実施状態に係る方法のうち、スロットコータを用いて、コーティング物を平板ブランケットに塗布する過程を示す図面である。 図2は、本発明の１つの実施状態に係る方法のうち、スロットコータを用いて、コーティング物を平板ブランケットに塗布する過程を示す図面である。 図3は、本発明の１つの実施状態に係る方法のうち、基板を用いて、平板ブランケットのコーティング物の一部を基板に転写する過程を示す図面である。 図4は、本発明の１つの実施状態に係る方法のうち、基板を用いて、平板ブランケットのコーティング物の一部を基板に転写する過程を示す図面である。 図5は、本発明の１つの実施状態に係る方法のうち、平板ブランケット上にパターニングされたコーティング物を被印刷体に転写する過程を示す図面である。 図6は、本発明の１つの実施状態に係る方法のうち、平板ブランケット上にパターニングされたコーティング物を被印刷体に転写する過程を示す図面である。 図7は、本発明の他の１つの実施状態に係る方法のうち、基板上にコーティング物を塗布した後、ドクターブレード法を用いて、前記基板の溝部にだけコーティング物を充填させる過程を示す図面である。 図8は、本発明の他の１つの実施状態に係る方法のうち、基板上にコーティング物を塗布した後、ドクターブレード法を用いて、前記基板の溝部にだけコーティング物を充填させる過程を示す図面である。 図9は、本発明の他の１つの実施状態に係る方法のうち、コーティング物が充填されている溝部を有する基板上に平板ブランケットを圧着し、前記基板の溝部に充填されたコーティング物を平板ブランケットに転写する過程を示す図面である。 図10は、本発明の他の１つの実施状態に係る方法のうち、コーティング物が充填されている溝部を有する基板上に平板ブランケットを圧着し、前記基板の溝部に充填されたコーティング物を平板ブランケットに転写する過程を示す図面である。 図11は、本発明の他の１つの実施状態により、平板ブランケット上のコーティング物を被印刷体に転写する過程を示す図面である。 図12は、本発明の他の１つの実施状態により、平板ブランケット上のコーティング物を被印刷体に転写する過程を示す図面である。 図13は、平板を上下（ｚ軸）に移動させる平板の第１搬送装置を示す図面である。 図14は、平板を左右（ｙ軸）、前後（ｘ軸）、およびθ軸に移動させる平板の第２搬送装置を示す図面である。 図15は、コータとコータ搬送装置とを概略的に示す図面である。 図16は、コータとコータ搬送装置とを概略的に示す図面である。

符号の説明

１：スロットコータ(slot coater)
２、１２：平板ブランケット
３、１３：平板ブランケット支持部
４、１４：基板
４ａ、１４ａ：突出部
４ｂ、１４ｂ：溝部
４ｃ、１４ｃ：基板支持部
５、１５：被印刷体
５ａ、１５ａ：被印刷体支持部
６、１６：支持部固定フレーム
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ：コーティング物
２１：第１調節スクリュー
２２：移動支持フレーム
２３：第２調節スクリュー
２４：第３調節スクリュー
２５：ステッピングモータ(stepping motor)
３０：コータ装着フレーム
３１：リニアモータ(linear motor)

Claims (31)

1. ａ）平板にコーティング物を塗布するステップと、
   ｂ）前記平板に塗布されたコーティング物を、突出部と溝部とから構成された凹凸を有する基板の前記突出部に接触させることによって、前記平板のコーティング物のうち、前記基板の突出部に接触する部分を、前記平板から前記基板の突出部に転写するステップと、
   ｃ）前記平板に残ったコーティング物または前記基板の突出部のコーティング物を、被印刷体の被印刷面に接触させ、前記被印刷体に転写するステップと、
   を含むコーティング物のパターニング方法。
2. 前記平板が、コーティング物を塗布するための平板ブランケットと、前記平板ブランケットを支持する平板ブランケット支持部とからなる、請求項１に記載のコーティング物のパターニング方法。
3. 前記平板ブランケットがシリコンゴムからなるもので、前記平板ブランケット支持部が無機材料またはステンレススチールからなる、請求項２に記載のコーティング物のパターニング方法。
4. 前記凹凸を有する基板と前記被印刷体とが、各々、基板支持部および被印刷体支持部上に真空で固着されている、請求項１に記載のコーティング物のパターニング方法。
5. 前記凹凸を有する基板が、金属またはケイ素化合物からなる、請求項１に記載のコーティング物のパターニング方法。
6. 前記被印刷体が、ガラス材料、フレキシブルプラスチック材料、および硬質のプラスチック材料のうちのいずれか１つで形成される、請求項１に記載のコーティング物のパターニング方法。
7. 前記ｂ）ステップまたは前記ｃ）ステップで接触する面が、これら面の表面に対して垂直方向に接触する、請求項１に記載のコーティング物のパターニング方法。
8. 前記ｂ）ステップまたは前記ｃ）ステップにおいて、接触を電気的または光学的圧着感応方法によって、接触する全面積に対して均一な圧力になるように調節する、請求項１に記載のコーティング物のパターニング方法。
9. 前記電気的または光学的圧着感応方法が、圧電素子またはレーザ干渉計を用いる、請求項８に記載のコーティング物のパターニング方法。
10. 前記コーティング物が、光学インク、配線用金属溶液、導電性ペースト、レジスト、接着剤および粘着剤からなる群から選択される機能性物質である、請求項１に記載のコーティング物のパターニング方法。
11. 請求項１に記載の方法を用いて電子素材を微細パターニングすることによって電子素子を製造する、電子素子の製造方法。
12. 前記電子素子が、電磁的記録装置、画像装置または回路装置の部品である、請求項１１に記載の電子素子の製造方法。
13. ａ）溝部を有する基板の前記溝部にコーティング物を充填するステップと、
    ｂ）平板を前記基板の溝部が備えられた面に圧着して、前記溝部に充填されたコーティング物を平板に転写するステップと、
    ｃ）前記平板に転写したコーティング物を被印刷体の被印刷面に接触させることによって、前記平板上のコーティング物を前記被印刷体に転写するステップと、
    を含むコーティング物のパターニング方法。
14. 前記平板が、平板ブランケットと、前記平板ブランケットを支持する平板ブランケット支持部とからなる、請求項１３に記載のコーティング物のパターニング方法。
15. 前記平板ブランケットがシリコンゴムからなるもので、前記平板ブランケット支持部が無機材料またはステンレススチールからなる、請求項１４に記載のコーティング物のパターニング方法。
16. 前記溝部を有する基板と前記被印刷体が、各々、基板支持部および被印刷体支持部上に真空で固着されている、請求項１３に記載のコーティング物のパターニング方法。
17. 前記ｂ）ステップまたは前記ｃ）ステップで圧着または接触する面が、これら面に対して垂直方向に接触する、請求項１３に記載のコーティング物のパターニング方法。
18. 前記ｂ）ステップの圧着または前記ｃ）ステップの接触を、電気的または光学的圧着感応方法によって、圧着または接触する全面積に対して均一な圧力になるように調節する、請求項１３に記載のコーティング物のパターニング方法。
19. 前記電気的または光学的圧着感応方法が、圧電素子またはレーザ干渉計を用いる、請求項１８に記載のコーティング物のパターニング方法。
20. 前記コーティング物が、光学インク、配線用金属溶液、導電性ペースト、レジスト、接着剤および粘着剤からなる群から選択される機能性樹脂である、請求項１３に記載のコーティング物のパターニング方法。
21. 請求項１３に記載の方法を用いて電子素材を微細パターニングすることによって電子素子を製造する、電子素子の製造方法。
22. 前記電子素子が、電磁的記録装置、画像装置または回路装置の部品である、請求項２１に記載の電子素子の製造方法。
23. 平板搬送装置によって、板面を基準として、ｚ軸方向、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびθ軸方向に搬送可能に設けられた平板と、
    コータ搬送装置によって、前記平板の板面方向に沿って搬送可能に設けられて、前記平板にコーティング物を塗布するコータと、
    前記平板の下側に配置され、突出部が形成された基板とを含み、
    前記平板が前記基板に接触するように前記平板を搬送させて、前記平板のコーティング物を前記基板の突出部に転写した後、前記平板に残ったコーティング物または前記基板の突出部のコーティング物を、被印刷体に転写してパターンを形成することを特徴とする、コーティング物のパターニング装置。
24. 前記平板搬送装置が、
    前記平板の移動を案内する移動支持フレームと、前記移動支持フレームに設置され、前記平板の板面に対してｚ軸方向に前記平板の移動を調節する第１調節スクリューとを有する第１搬送装置と、
    前記平板に設置され、前記平板の板面方向に沿って、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびθ軸方向に前記平板の移動を調節する第２調節スクリューと第３調節スクリューを有する第２搬送装置と、
    を含む、請求項２３に記載のコーティング物のパターニング装置。
25. 前記平板搬送装置が、前記第１調節スクリュー、前記第２調節スクリュー、および前記第３調節スクリューのうち少なくともいずれか１つに連結されたステッピングモータをさらに含む、請求項２４に記載のコーティング物のパターニング装置。
26. 前記コータ搬送装置が、
    前記コータが装着されるコータ装着フレームと、
    前記コータが装着された前記装着フレームを左右に移動させるリニアモータとを含む、請求項２３に記載のコーティング物のパターニング装置。
27. 前記基板と前記被印刷体とを下側で支持する支持部固定フレームをさらに含む、請求項２３に記載のコーティング物のパターニング装置。
28. 平板搬送装置によって、板面を基準として、ｚ軸方向、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびθ軸方向に搬送可能に設けられた平板と、
    前記平板の下側に配置され、コーティング物が充填できる溝部が形成された基板と、
    前記基板の溝部にだけコーティング物が充填できるようにコーティング物の充填量を調節する、充填量調節手段とを含み、
    前記充填量調節手段によって、前記溝部にだけコーティング物が充填された基板に向かって前記平板を搬送させ、前記平板と前記基板を圧着して、前記溝部に充填されたコーティング物を前記平板に転写した後、前記平板を搬送させて、前記平板のコーティング物を被印刷体の被印刷面に転写してパターンを形成することを特徴とする、コーティング物のパターニング装置。
29. 前記平板搬送装置が、
    前記平板の移動を案内する移動支持フレームと、前記移動支持フレームに設置され、前記平板の板面に対してｚ軸方向に前記平板の移動を調節する第１調節スクリューとを有する第１搬送装置と、
    前記平板に設置され、前記平板の板面方向に沿って、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびθ軸方向に前記平板の移動を調節する第２調節スクリューと第３調節スクリューを有する第２搬送装置と、
    を含む、請求項２８に記載のコーティング物のパターニング装置。
30. 前記平板搬送装置が、前記第１調節スクリュー、前記第２調節スクリュー、および前記第３調節スクリューのうち少なくともいずれか１つに連結されたステッピングモータをさらに含む、請求項２９に記載のコーティング物のパターニング装置。
31. 前記基板と前記被印刷体とを下側で支持する支持部固定フレームをさらに含む、請求項２８に記載のコーティング物のパターニング装置。