JP2009233895A - Micropattern printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス基材やプラスチックフィルム上へ画像パターンを形成する印刷方法に関するものであり、特に微細な画像パターンを形成する際に適した印刷方法である。 The present invention relates to a printing method for forming an image pattern on a glass substrate or a plastic film, and is particularly suitable for forming a fine image pattern.
近年、フラットパネルディスプレイ業界の多大な発展の中で、液晶ディスプレイも大型化、薄型化が進められ、それに伴い高コントラスト、広視野角など画質の面でも改善が進められてきた。そして今尚、カラーフィルタや薄膜トランジスタなどの液晶ディスプレイを構成する部材は低価格で高精細なものを作製することを常に求められている。 In recent years, with the great development of the flat panel display industry, liquid crystal displays have become larger and thinner, and along with this, improvements have been made in terms of image quality such as high contrast and wide viewing angle. Still, there is a constant demand for producing high-definition materials at low cost, such as color filters and thin film transistors.
例えば従来のカラーフィルタの作製方法について調べてみると、着色インキで透明基板面にカラー画素を印刷する印刷法、フォトレジストを染料で染色する染色法、フォトレジスト中に着色顔料を微分散する顔料分散法など、今までに大変多くの作製方法が開発されていることが分かる。 For example, when examining methods for producing conventional color filters, a printing method for printing color pixels on a transparent substrate surface with colored ink, a staining method for dyeing a photoresist with a dye, and a pigment for finely dispersing a colored pigment in the photoresist It can be seen that a large number of production methods such as dispersion methods have been developed so far.
最も古くからカラーフィルタの作製方法として用いられているのは印刷法であるが、印刷法には凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、孔版印刷などが基礎的技術として存在し、それらを応用した様々な方法によりカラーフィルタの作製が試みられている。 Printing methods have been used as color filter production methods since the oldest, but there are various basic printing technologies such as letterpress printing, intaglio printing, planographic printing, and stencil printing. An attempt has been made to produce a color filter by various methods.
これらの印刷法はパターンを形成するために、凸版、凹版、平版及び孔版のいずれかの版を使用する必要があり、パターンの線幅はこれらの版の線幅にほぼ支配される。 In order to form a pattern, these printing methods need to use any one of a relief printing plate, an intaglio printing plate, a lithographic printing plate, and a stencil printing plate.
凹凸版を作製する方法としては、例えば感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィーにより凹凸パターンを形成する方法があり、フレキソ印刷などで用いる凸版はこの方法で作製される。 As a method for producing the concavo-convex plate, for example, there is a method of forming a concavo-convex pattern by photolithography using a photosensitive resin, and a relief plate used in flexographic printing or the like is produced by this method.
また、ガラスなどを凹凸版の材料として用いる場合は、エッチングにより凹凸パターンを形成することができる。エッチングには弗酸などの液体により目的の材料を腐食溶解してパターンを形成するウェットエッチングか、もしくはプラズマによりラジカル化した四弗化炭素や、レーザーなどにより材料を削るドライエッチングが存在する。 Moreover, when using glass etc. as a material of an uneven | corrugated plate, an uneven | corrugated pattern can be formed by an etching. Etching includes wet etching in which a target material is eroded and dissolved with a liquid such as hydrofluoric acid to form a pattern, carbon tetrafluoride radicalized by plasma, or dry etching in which the material is shaved with a laser or the like.
微細な凹凸パターンを有した凹凸版は、フォトリソグラフィーを用いる方法か、ドライエッチングを用いる方法により作製可能である。 The concavo-convex plate having a fine concavo-convex pattern can be produced by a method using photolithography or a method using dry etching.
現在は、微細な画像パターンを安定して形成する方法としては、染色法や顔料分散法などのフォトリソグラフィーを用いる方法が一般的に用いられる。特に最近のカラーフィルタの作製方法としては顔料分散法が最も用いられており、顔料を含むインキを基板に塗布し、乾燥させた後、露光装置により露光して現像という工程を経て画像パターンを得ることができる。 Currently, as a method for stably forming a fine image pattern, a method using photolithography such as a dyeing method or a pigment dispersion method is generally used. In particular, the pigment dispersion method has been used most recently as a method for producing a color filter. After an ink containing a pigment is applied to a substrate and dried, it is exposed by an exposure device to obtain an image pattern through a process of development. be able to.
前記の通り、現在では顔料分散法などのようにフォトリソグラフィーを用いる方法がカラーフィルタの作製方法として一般的に用いられているが、フォトレジストを露光する露光装置は、精密機械としての要素と高度に調整された光学機器としての要素を有しているため極めて高価な装置である。そのうえ、各色で塗布、乾燥、露光、現像の工程が必要となるため、カラーフィルタの大型化が進むほど露光装置やその他の設備のために膨大な投資を要することになる。また工程数が多いために、条件出しなどで手間がかかるうえに、不良品が生じやすく、現像液などの材料も多く必要とする。 As described above, currently, a method using photolithography, such as a pigment dispersion method, is generally used as a method for producing a color filter. However, an exposure apparatus for exposing a photoresist is a high-precision machine. It is an extremely expensive device because it has elements as optical instruments adjusted to the above. In addition, since coating, drying, exposure, and development processes are required for each color, the larger the size of the color filter, the greater the investment required for the exposure apparatus and other equipment. In addition, since the number of processes is large, it takes time and effort to determine conditions, and a defective product is likely to be generated, and a lot of materials such as a developer are required.
高い歩留まりで安価にパターンを形成するという点においては、工程数が少なく、材料使用量が少ない印刷法が最も優れているといえるが、前記の方法で微細な凹凸パターンを有した凹凸版を作製し、その凹凸版を用いて一回の印刷工程によって微細なパターンを形成しようとしても、印刷不良が生じやすいという欠点がある。例えば、凹凸版の凹部に充填させたインキを基材に印刷する凹版印刷において、微細な凹凸パターンを有した凹凸版を用いると、凹部のインキが完全に基材に印刷できずに部分的に残存しやすくなる。凹版印刷に限らず、版からインキを基材に印刷するときは、版のパターンが微細になるほど印刷不良は生じやすくなる。 In terms of forming a pattern with high yield and low cost, it can be said that the printing method with the few steps and the small amount of material used is the most excellent, but the above method produces a concavo-convex plate having a fine concavo-convex pattern. However, even if an attempt is made to form a fine pattern by a single printing process using the concavo-convex plate, there is a drawback that printing defects are likely to occur. For example, in the intaglio printing that prints the ink filled in the concave portions of the concave and convex plates on the base material, if the concave and convex plate having a fine concave and convex pattern is used, the ink in the concave portions cannot be completely printed on the base material. It tends to remain. Not only intaglio printing but also when printing ink from a plate onto a substrate, printing defects are more likely to occur as the pattern of the plate becomes finer.
そこで、印刷により微細なパターンを作るために、以下の２つの技術が提案されている。 In order to make a fine pattern by printing, the following two techniques have been proposed.
まず特許文献１は、凹版・平版上のインキを熱・放射線で少なくとも一部表層部が不完全硬化状態となるように硬化させた後、被印刷体に転写する印刷方法を提案している。 First, Patent Document 1 proposes a printing method in which an ink on an intaglio plate / lithographic plate is cured by heat and radiation so that at least a part of the surface layer portion is in an incompletely cured state and then transferred to a printing medium.
また特許文献２は、版胴に巻き付けたブランケット上にインキを塗工・予備乾燥してインキ膜を形成し、その後、非画像部パターンが形成された凸版をインキ膜に押圧することによりブランケット上にパターンを形成し、最後に、ブランケット上の画像パターンを被印刷基板上に転写し、被印刷基板上に画像パターンを形成する印刷方法を提案している。 Further, in Patent Document 2, ink is applied on a blanket wound around a plate cylinder and pre-dried to form an ink film, and then a letterpress on which a non-image portion pattern is formed is pressed against the ink film. A printing method is proposed in which a pattern is formed on the substrate, and finally, an image pattern on the blanket is transferred onto the substrate to be printed, and the image pattern is formed on the substrate to be printed.
しかしながら特許文献１の印刷方法には、不完全硬化状態にするのが困難であり、インキに制限があり、かつ微細になると転写不良が生じるという問題がある。 However, the printing method of Patent Document 1 has a problem that it is difficult to achieve an incompletely cured state, ink is limited, and transfer defects occur when the ink becomes fine.
また特許文献２の印刷方法には、ブランケット上でインキの予備乾燥を行う時に、ブランケット表面のインキ濡れ性や転写性が不安定になり、微細になると転写不良が生じ、結局線幅は版によって決まるという問題がある。
本発明は、高い歩留まりで安価に画像パターンの形成が可能な印刷法により、微細な凹凸パターンを有する凹凸版を用いることなく、微細なパターンを形成する方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for forming a fine pattern without using an uneven plate having a fine uneven pattern by a printing method capable of forming an image pattern with a high yield and at a low cost.
本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１の発明では、
インキ剥離性を有する基材上に、半乾燥状態のインキからなる第一の画像パターンを形成した後に、該第一の画像パターンの一部を少なくとも一回、第二の画像パターン形成用凸版によって除去することにより、該第一の画像パターンよりも微細な第二の画像パターンを、該インキ剥離性を有する基材上に形成し、次いで該インキ剥離性を有する基材から印刷用基材に該第二の画像パターンを転写することを特徴とする微細パターンの印刷方法としたものである。
In order to solve the above problems in the present invention, first, in the invention of claim 1,
After forming a first image pattern made of semi-dry ink on a substrate having ink releasability, a part of the first image pattern is formed at least once by a second relief printing plate for image pattern formation. By removing, a second image pattern finer than the first image pattern is formed on the substrate having ink releasability, and then the substrate having ink releasability is changed to a substrate for printing. The second image pattern is transferred to form a fine pattern printing method.
また請求項２の発明では、
前記インキ剥離性を有する基材上に前記第一の画像パターンを形成する方法が、平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の
微細パターンの印刷方法としたものである。
In the invention of claim 2,
2. The fine pattern according to claim 1, wherein the method of forming the first image pattern on the substrate having ink peelability is any one of lithographic printing, relief printing, intaglio printing, and stencil printing. This is a pattern printing method.
また請求項３の発明では、
前記インキ剥離性を有する基材上に前記第一の画像パターンを形成する方法が、該インキ剥離性を有する基材上に、インキ液膜を塗工して半乾燥させた後に、該第一の画像パターンが凹部として構成された凸版により不必要な部分のインキを除去する方法であることを特徴とする請求項１に記載の微細パターンの印刷方法としたものである。
In the invention of claim 3,
In the method of forming the first image pattern on the substrate having ink releasability, after the ink liquid film is applied and semi-dried on the substrate having ink releasability, the first image pattern is formed. 2. The method for printing a fine pattern according to claim 1, wherein the image pattern is a method of removing unnecessary portions of ink by a relief plate configured as a concave portion.
また請求項４の発明では、
前記インキ剥離性を有する基材が、基材にシリコーン樹脂層を積層してなるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細パターンの印刷方法としたものである。
In the invention of claim 4,
The method for printing a fine pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate having ink releasability is formed by laminating a silicone resin layer on the substrate. It is.
また請求項５の発明では、
前記インキ剥離性を有する基材が、基材にＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2の無機酸化物膜、あるいはこれらの複合酸化物膜のいずれかが設けられ、さらにシランカップリング剤の層を介してアルキル基、シロキサン基、フッ素原子の少なくとも一種が位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細パターンの印刷方法としたものである。
In the invention of claim 5,
The substrate having ink releasability is provided with either an inorganic oxide film of SiO 2 , TiO 2 or ZrO 2 , or a composite oxide film thereof, and further through a layer of a silane coupling agent. The method for printing a fine pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of an alkyl group, a siloxane group and a fluorine atom is located.
また請求項６の発明では、
前記インキ剥離性を有する基材が、基材にゾル−ゲル法により酸化物膜が設けられ、さらにシランカップリング剤の層を介してアルキル基、シロキサン基、フッ素原子の少なくとも一種が位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細パターンの印刷方法としたものである。
In the invention of claim 6,
The substrate having ink releasability is provided with an oxide film on the substrate by a sol-gel method, and at least one of an alkyl group, a siloxane group, and a fluorine atom is located through a layer of a silane coupling agent. The fine pattern printing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fine pattern printing method is provided.
また請求項７の発明では、
前記第一の画像パターンと、前記第二の画像パターン形成用凸版は位置合わせを行うためのアライメント用パターンを有しており、該第一の画像パターンの一部を該第二の画像パターン形成用凸版により除去する際には、アライメントカメラで両者の該アライメント用パターンを観察して位置合わせを行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項にに記載の微細パターンの印刷方法としたものである。
In the invention of claim 7,
The first image pattern and the second image pattern forming relief have an alignment pattern for alignment, and a part of the first image pattern is formed as the second image pattern. The method for printing a fine pattern according to any one of claims 1 to 6, wherein the alignment pattern is aligned by observing both of the alignment patterns with an alignment camera when they are removed by the relief letterpress. It is what.
本発明では、インキ剥離性を有する基材上に、半乾燥状態のインキによって第一の画像パターンを形成した後に、第一の画像パターンの一部を凸版によって除去することにより、第一の画像パターンよりも微細な第二の画像パターンを形成した上で印刷用基材に転写するため、一回の印刷だけでは形成することが不可能な微細な画像パターンを形成することが可能となる。 In the present invention, a first image pattern is formed by removing a part of the first image pattern with a relief plate after forming the first image pattern with a semi-dry ink on a substrate having ink peelability. Since the second image pattern finer than the pattern is formed and transferred to the printing substrate, it is possible to form a fine image pattern that cannot be formed by only one printing.
また、第一の画像パターンから一部を凸版により除去する際に、アライメントカメラを用いて第一の画像パターン、及び第二の画像パターン形成用凸版が有するアライメント用パターンを観察しながら位置合わせを行うことが可能であるため、微細なパターンを再現性良く形成することが可能となる。 In addition, when removing a part from the first image pattern with the relief printing plate, alignment is performed while observing the alignment pattern of the first image pattern and the second image pattern forming relief printing plate using an alignment camera. Therefore, a fine pattern can be formed with good reproducibility.
さらに、本発明においては、前記の印刷工程において、微細な凹凸パターンを有する凹凸版を使用する必要はなく、安価に作製可能な凹凸パターンが太い凹凸版を用いても微細なパターンを基材上に形成することができる。そのため、印刷不良が生じる可能性も抑えることができ、高い歩留まりで微細なパターンを形成することが可能となる。 Furthermore, in the present invention, it is not necessary to use a concavo-convex plate having a fine concavo-convex pattern in the printing step, and even if a concavo-convex plate having a thick concavo-convex pattern that can be produced at low cost is used, a fine pattern is formed on the substrate. Can be formed. Therefore, it is possible to suppress the possibility of printing defects and to form a fine pattern with a high yield.
本発明により、例えばカラーフィルタのブラックマトリクスやＲＧＢのストライプパターン、薄膜トランジスタのゲート電極、ソース／ドレイン電極、ゲート絶縁膜などの微細な画像パターンを低コストで精度良く形成することが可能となる。 According to the present invention, for example, a fine image pattern such as a black matrix of a color filter, an RGB stripe pattern, a gate electrode of a thin film transistor, a source / drain electrode, and a gate insulating film can be accurately formed at low cost.
以下に、本発明に係る微細パターンの印刷方法に関して最良の形態を示す。 Below, the best mode is shown regarding the printing method of the fine pattern which concerns on this invention.
本発明に用いるインキ剥離性を有する基材を構成する基材としては、ガラスやプラスチックフィルムなど様々なものを使用することができ、プラスチックフィルムの場合はその形態として枚葉状、ロール状などが考えられるが、それらは特に限定されるものではない。 Various materials such as glass and plastic film can be used as the substrate constituting the substrate having ink releasability used in the present invention, and in the case of a plastic film, a sheet shape, a roll shape, etc. are considered. However, they are not particularly limited.
ガラスを基材として用いる場合は、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等を用いることができる。 When glass is used as the substrate, for example, soda glass, non-alkali glass, borosilicate glass, quartz glass, or the like can be used.
また、プラスチックフィルムを基材として用いる場合は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロース等を用いることができる。 When a plastic film is used as a base material, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, cycloolefin polymer, polyimide, nylon, aramid, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, triacetyl cellulose, etc. Can be used.
本発明に用いるインキ剥離性を有する基材は、前記基材へシリコーンオイル、シリコーンワニスで代表される離型剤を塗ってあっても良いし、あるいはシリコーンゴムの薄膜層が形成されていてもよい。また同じ目的でフッ素系樹脂、フッ素系ゴム等も利用され得るし、フッ素樹脂微粉末をシリコーンゴムあるいは、アクリルゴムやウレタンゴムのような一般的な合成ゴムに混ぜて剥離性を出すなどの使い方をしてもよい。これらシリコーン系の塗膜は一般的にはフィルム基材との密着が弱いが、熱硬化または紫外線硬化性のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、最表面に設けるシリコーン層に対して接着性の高い樹脂等からなる層を、アンカー層としてあらかじめフィルム基材上に設けるようにすればよい。 The substrate having ink releasability used in the present invention may be coated with a release agent represented by silicone oil or silicone varnish, or a thin film layer of silicone rubber may be formed on the substrate. Good. Also, fluorine resin, fluorine rubber, etc. can be used for the same purpose, and use such as exfoliation by mixing fluororesin fine powder with silicone rubber or general synthetic rubber such as acrylic rubber or urethane rubber You may do. These silicone-based coatings are generally weakly adhered to the film substrate, but are thermosetting or ultraviolet curable acrylic resins, epoxy resins, and resins having high adhesion to the silicone layer provided on the outermost surface. A layer composed of the above may be provided on the film substrate in advance as an anchor layer.
いずれの構成であっても、このインキ剥離性を有する基材は、適度のインキ受容性を有すると同時に、一度受容した半乾燥インキ膜の完全なインキ剥離性を有する必要がある。 Regardless of the configuration, the substrate having ink releasability is required to have a sufficient ink receptivity and at the same time have a complete ink releasability of a semi-dry ink film once received.
基材に塗布するシリコーンオイルとしては、具体的には、ジメチルポリシロキサンの各種分子量のもの、その他メチルハイドロジエンポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイル、メチル塩素化フェニルシリコーンオイル、あるいはこれらポリシロキサンと有機化合物との共重合体等を用いることができる。 Specific examples of silicone oils to be applied to the substrate include dimethylpolysiloxanes having various molecular weights, other methylhydrogenpolysiloxanes, methylphenylsilicone oils, methylchlorinated phenylsilicone oils, or these polysiloxanes and organic compounds. And the like can be used.
また、シリコーンゴムとしては、二液型のジオルガノポリシロキサンと架橋剤としての三官能性以上のシラン、またはシロキサン及び硬化触媒を組み合わせたもの、あるいは一液型ではジオルガノポリシロキサンとアセトンオキシム、各種メトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン等の組み合わせになるもの等が用いられる。その他にはゴム硬度を調節するためのポリシロキサン等も適宜用いられる。 As the silicone rubber, a two-component diorganopolysiloxane and a trifunctional or higher functional silane as a crosslinking agent, or a combination of siloxane and a curing catalyst, or a one-component diorganopolysiloxane and acetone oxime, A combination of various methoxysilanes, methyltriacetoxysilanes, or the like is used. In addition, polysiloxane or the like for adjusting rubber hardness is also used as appropriate.
また、本発明に用いるインキ剥離性を有する基材として、前記基材に無機物膜を設けた後、シランカップリング剤による表面処理を施したものを用いることもできる。 In addition, as the substrate having ink releasability used in the present invention, a substrate that has been provided with an inorganic film and then surface-treated with a silane coupling agent can be used.
シランカップリング剤としては、トリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類等を用いることができる。このシランカップリング剤の一部位は、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基等の有機化合物との反応性基を持つものから選ぶことができ、あるいはアルキル基やその一部にフッ素原子が置換されたものやシロキサンが結
合して、表面自由エネルギーの小さな表面を形成できる置換基が結合したものを用いることができる。前者の反応性基を有するシランカップリング剤を用いる場合には、シランカップリング剤で基材表面を処理した後、所定の表面自由エネルギーになるような他のモノマー成分を塗工して、結合させることができる。反応性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を用いることができ、モノマーとしては、スチレン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチルプロパントリグリシジルエーテル、ラウリルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等を用いることができる。また、反応性基を有さないシランカップリング剤としてはメチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン等を用いることができる。但し、アルキル基に限定されるものではない。
As the silane coupling agent, trimethoxysilanes, triethoxysilanes, and the like can be used. One part of this silane coupling agent can be selected from those having a reactive group with an organic compound such as a vinyl group, an epoxy group, an amino group, a methacryl group, a mercapto group, or an alkyl group or a part thereof. Those in which fluorine atoms are substituted or those in which siloxane is bonded to each other and bonded to a substituent capable of forming a surface having a small surface free energy can be used. When the former silane coupling agent having a reactive group is used, the surface of the substrate is treated with the silane coupling agent, and then another monomer component is applied so as to obtain a predetermined surface free energy. Can be made. Examples of the silane coupling agent having a reactive group include vinyl methoxy silane, vinyl ethoxy silane, p-styryl trimethoxy silane, 3-glycidoxypropyl trimethoxy silane, 2- (3,4 epoxy cyclohexyl) ethyl trimethoxy silane. , 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, etc., and monomers include styrene, ethylene glycol diglycidyl ether, trimethylpropane triglycidyl ether, lauryl acrylate, dipentaerythritol Hexaacrylate or the like can be used. As the silane coupling agent having no reactive group, methyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane and the like can be used. However, it is not limited to an alkyl group.
前記シランカップリング剤を前記基材に固定化する方法としては、シランカップリング剤を使用した公知の表面処理方法を用いることができる。例えば、シランカップリング剤を水、酢酸水溶液、水−アルコール混合液、あるいはアルコール溶液に希釈させた溶液を調製し、続いて、調整した溶液を公知の塗工方法であるグラビアコーター、ロールコーター、ダイコーター等を用いて基材表面に塗工し、次いで乾燥させることでシランカップリング剤を固定化できる。また、反応性基を有するシランカップリング剤を用いた場合には、次いで他のモノマー成分を同様に塗工して結合させることができる。 As a method of immobilizing the silane coupling agent on the substrate, a known surface treatment method using a silane coupling agent can be used. For example, a solution in which a silane coupling agent is diluted with water, an acetic acid aqueous solution, a water-alcohol mixed solution, or an alcohol solution is prepared, and then the prepared solution is a known coating method such as a gravure coater, a roll coater, The silane coupling agent can be fixed by coating on the surface of the substrate using a die coater or the like and then drying. When a silane coupling agent having a reactive group is used, other monomer components can then be applied and bonded in the same manner.
前記シランカップリング剤を基材上に固定化するためには、予め基材上にＳｉＯ2やＴｉＯ2、ＺｒＯ2からなる薄膜、もしくはこれらの複合膜が設けられていることが好ましい。これら無機酸化物膜は既知の蒸着法やスパッタ法を用いて設けたものを用いることができる。 In order to immobilize the silane coupling agent on the substrate, it is preferable that a thin film made of SiO 2 , TiO 2 , or ZrO 2 or a composite film thereof is provided on the substrate in advance. As these inorganic oxide films, those provided by using a known vapor deposition method or sputtering method can be used.
また、前記無機酸化物膜を設けるには、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎで表される金属アルコキシド（ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒなどの金属、ＲはＣＨ3、Ｃ2Ｈ5等のアルキル基）を水、アルコールの共存下で加水分解反応および縮重合反応させて得られたゲル溶液を表面にコーティング後、加熱することで無機酸化物膜を設ける、いわゆるゾル−ゲル法を用いることができる。 In order to provide the inorganic oxide film, a metal alkoxide represented by the general formula M (OR) n (M is a metal such as Si, Ti, Al, Zr, R is CH 3 , C 2 H 5, etc.) Use a so-called sol-gel method in which an inorganic oxide film is formed by coating a gel solution obtained by subjecting an alkyl group) to hydrolysis and polycondensation reaction in the presence of water and alcohol on the surface and then heating. Can do.
さらに、前記ゾル−ゲル法で用いる金属アルコキシド溶液中にあらかじめ前記シランカップリング剤を添加しておくこともできる。この場合、表面性改質に特に効果が得られる。 Furthermore, the silane coupling agent can be added in advance to the metal alkoxide solution used in the sol-gel method. In this case, an effect is particularly obtained for surface property modification.
このようにして得られるインキ剥離性を有する基材に対するインキ剥離性は、処理面へインキ液を滴下した際の接触角が、１０°以上９０°以下の程度となることが好ましく、２０°以上７０°以下であることがより好ましい。接触角が小さいと後工程で所定のインキ剥離性が確保できず、転写させようとする半乾燥インキ膜の転写パターンの欠陥（再現性不良等）が発生しやすくなり、接触角が大きいと第一の画像パターンを基材上に均一に形成することが困難になる。 The ink releasability with respect to the substrate having ink releasability thus obtained is preferably such that the contact angle when the ink liquid is dropped onto the treated surface is about 10 ° or more and 90 ° or less, and 20 ° or more. More preferably, it is 70 ° or less. If the contact angle is small, the predetermined ink peelability cannot be ensured in the subsequent process, and defects (such as poor reproducibility) of the transfer pattern of the semi-dry ink film to be transferred tend to occur. It becomes difficult to uniformly form one image pattern on a substrate.
インキ剥離性を有する基材上に第一の画像パターンを形成する方法は様々な方法が存在し、例えば平版、凸版、凹版のいずれかの版上に第一の画像パターンを形成したうえでインキ剥離性を有する基材上に転写する、所謂オフセットすることにより、容易に形成することができる。 There are various methods for forming the first image pattern on a substrate having ink releasability. For example, the ink is formed after the first image pattern is formed on any one of a lithographic plate, a relief plate and an intaglio plate. It can form easily by what is called offset which transfers on the base material which has peelability.
また、スクリーン印刷などに代表される孔版印刷により、インキ剥離性を有する基材上に直接第一の画像パターンを形成する方法も選択できる。 Moreover, the method of forming a 1st image pattern directly on the base material which has ink peelability by stencil printing represented by screen printing etc. can also be selected.
或いは図１に一例として示すように、インキ剥離性を有する基材１上に、インキ液膜を塗工して半乾燥させた後に、第一の画像パターンが凹部として構成された凸版２により不必要な部分のインキを除去することによっても形成することができる。 Alternatively, as shown as an example in FIG. 1, after the ink liquid film is applied and semi-dried on the base material 1 having ink peelability, the first image pattern is not formed by the relief plate 2 configured as the concave portion. It can also be formed by removing a necessary portion of ink.
いずれの方法においても、インキ剥離性を有する基材上に形成する第一の画像パターンに関して、その画像パターンの模様や線幅、スペース幅、インキ膜厚などは限定されるものではないが、凸版により第一の画像パターンからパターンの一部を除去する際に、凸版と位置合わせを行うためのアライメント用のパターンを有している必要がある。 In any method, the pattern, line width, space width, ink film thickness, etc. of the image pattern are not limited with respect to the first image pattern formed on the substrate having ink releasability. Thus, when removing a part of the pattern from the first image pattern, it is necessary to have an alignment pattern for alignment with the relief printing plate.
前記いずれかの方法により、インキ剥離性を有する基材上に第一の画像パターンを形成した後に、図２のように、第二の画像パターン形成用凸版３により第一の画像パターン４の一部を除去することにより、第一の画像パターン４の線幅よりも微細な画像パターン（第二の画像パターン５）を形成することができる。その際には、第一の画像パターンが有するアライメント用の画像パターンと、第二の画像パターン形成用凸版３が有するアライメント用の凹凸パターンとを、アライメントカメラにより観察しながら位置合わせを行ったうえでインキ除去をする必要がある。また、凸版により第一の画像パターンの一部を除去する工程は一度だけでなく、設計次第で二度以上行うことも有り得る。 After the first image pattern is formed on the substrate having ink peelability by any one of the above methods, one of the first image patterns 4 is formed by the second image pattern forming relief plate 3 as shown in FIG. By removing the portion, an image pattern (second image pattern 5) finer than the line width of the first image pattern 4 can be formed. At that time, the alignment is performed while observing the alignment image pattern of the first image pattern and the alignment uneven pattern of the second image pattern forming relief 3 with an alignment camera. It is necessary to remove ink. Further, the step of removing a part of the first image pattern by the relief printing may be performed not only once but also twice or more depending on the design.
位置合わせをおこなうためのアライメントカメラとしては、光学顕微鏡、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）顕微鏡等が適用できるが、オートフォーカス、電気的に制御可能な手動焦点制御機構のいずれか、もしくはその両方の機能を必要とし、観察の為に外部に設置したモニターや位置補正の為の画像処理装置へのインターフェースを持つものが推奨される。 As an alignment camera for alignment, an optical microscope, a CCD (Charge Coupled Device) microscope, or the like can be applied. However, either an auto focus, an electrically controllable manual focus control mechanism, or both functions can be used. It is recommended to have an external monitor for observation and an interface to an image processing device for position correction.
前記アライメントカメラを、第一の画像パターンが形成されたインキ剥離性を有する基材と第二の画像パターン形成用凸版の間に挿入し、それぞれのアライメント用パターンを認識して、その画像をもとに位置補正を行うことができる。また、インキ剥離性を有する基材として光学的に透明な基材を用いる場合は、アライメントカメラにより基材越しにアライメント用パターンを観察でき、基材と凸版のギャップを小さくすることができるため、精度良く位置合わせを行うことが可能となる。 The alignment camera is inserted between the substrate having ink peelability on which the first image pattern is formed and the second image pattern forming relief plate, recognizing each alignment pattern, and storing the image. In addition, position correction can be performed. In addition, when using an optically transparent substrate as the substrate having ink releasability, the alignment pattern can be observed through the alignment camera with an alignment camera, and the gap between the substrate and the relief plate can be reduced. It is possible to perform alignment with high accuracy.
第二の画像パターン形成用凸版としては、樹脂、ガラス、金属などの材料を用いてフォトリソグラフィーやエッチングにより作製されたものを用いることができ、インキ剥離性を有する基材の材質を考慮して適宜選択することができる。 As the second relief printing plate for image pattern formation, a material produced by photolithography or etching using a material such as resin, glass, or metal can be used, taking into consideration the material of the substrate having ink releasability. It can be selected appropriately.
その際、凸版の凹凸パターンは特に限定されるものではなく、第二の画像パターンを形成するために第一の画像パターンの不要な部分のみを除去できるものであれば、どのような凹凸パターンでも用いることができる。 In that case, the relief pattern of the relief plate is not particularly limited, and any relief pattern can be used as long as it can remove only unnecessary portions of the first image pattern to form the second image pattern. Can be used.
例えば図１及び２に示した一例のように、第一の画像パターン４を形成するために用いた凸版２を、第二の画像パターン５を形成するための凸版３として再び用いることもできる。凸版２を数ミクロン程度わずかにずらし、インキ剥離性を有する基材上のインキに触れることにより、第一の画像パターン４の一部を除去して、微細な第二の画像パターン５を得ることができる。 For example, as in the example shown in FIGS. 1 and 2, the relief plate 2 used for forming the first image pattern 4 can be used again as the relief plate 3 for forming the second image pattern 5. A part of the first image pattern 4 is removed by touching the ink on the substrate having ink releasability by slightly shifting the relief plate 2 by several microns and obtaining a fine second image pattern 5. Can do.
また図２の例に示したように、第一の画像パターンを形成するために用いた凸版２と凹凸パターンの異なる第二の画像パターン形成用凸版３’を用いても、微細な第二の画像パ
ターン５を得ることができる。この場合は、第二の画像パターン形成用凸版３’を新たに作製する必要が生じるが、より複雑な画像パターンを形成することが可能となる。
In addition, as shown in the example of FIG. 2, even if the relief printing plate 2 used for forming the first image pattern and the second relief printing plate 3 ′ for forming the image pattern different from the relief pattern are used, the fine second An image pattern 5 can be obtained. In this case, it is necessary to newly prepare the second relief pattern 3 ′ for forming an image pattern, but it is possible to form a more complicated image pattern.
このようにしてインキ剥離性を有する基材１上に形成された第二の画像パターン５を印刷用基材に印刷することにより微細な画像パターンを得ることができるが、印刷用基材としては、ガラス、プラスチックフィルム、金属など様々なものを用いることができる。 In this way, a fine image pattern can be obtained by printing the second image pattern 5 formed on the substrate 1 having ink releasability on the substrate for printing. Various materials such as glass, plastic film, and metal can be used.
＜実施例１＞
インキ剥離性を有する基材として、０．１％の塩酸４．０ｇとテトラエチルシリケート１７０ｇ（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4、日本コルコート化学社製、製品名エチルシリケート２８）とをイソプロパノール１２００ｍｌに溶かし、この溶液を室温で約２時間攪拌しながら加水分解したものをスピンコーターによりガラス基板上に０．５μｍ厚で塗工したものを用い、その基材上に、第一の画像パターンが凸部となった凸版に半乾燥状態のインキを転写した。凸版は２００ｍｍ□（パターン有効領域は１５０ｍｍ□）のアクリル系樹脂版で、パターン有効領域が凹部８０μｍ×３００μｍ、凸部２０μｍ幅、版深５μｍで構成された格子パターンのものを用いた。さらにパターン有効領域の外側で４つの角に位置するところにアライメント用の画像パターンを設けた。
<Example 1>
As a substrate having ink releasability, 4.0 g of 0.1% hydrochloric acid and 170 g of tetraethyl silicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 , manufactured by Nippon Colcoat Chemical Co., Ltd., product name ethyl silicate 28) are dissolved in 1200 ml of isopropanol. A solution obtained by hydrolyzing the solution while stirring at room temperature for about 2 hours was coated on a glass substrate with a thickness of 0.5 μm using a spin coater, and the first image pattern was projected on the substrate. The semi-dried ink was transferred to the letterpress. The relief plate was an acrylic resin plate of 200 mm □ (pattern effective area was 150 mm □), and the pattern effective area was a lattice pattern composed of a concave portion of 80 μm × 300 μm, a convex portion of 20 μm width, and a plate depth of 5 μm. Furthermore, image patterns for alignment were provided at four corners outside the pattern effective area.
インキ剥離性を有するガラス基板上に第一の画像パターンを形成した後、ガラス基板と第二の画像パターン形成用凸版を向かい合わせで設置し、ガラス基板の裏面よりＣＣＤカメラを用いてアライメント用パターンの位置合わせを行い、凸版を接触させて第一の画像パターンの一部を除去し、最小１０μｍ幅で構成された格子パターンを、インキ剥離性を有するガラス基板上に形成した。凸版は２００ｍｍ□（パターン有効領域は１５０ｍｍ□）のアクリル系樹脂版で、パターン有効領域が凸部８０μｍ×３００μｍ、凹部２０μｍ幅、版深５μｍで構成された格子パターンのものを用いた。 After forming the first image pattern on the glass substrate having ink releasability, the glass substrate and the second image pattern forming letterpress are placed facing each other, and the alignment pattern is made using a CCD camera from the back surface of the glass substrate. Then, a part of the first image pattern was removed by bringing the letterpress into contact with each other, and a lattice pattern having a minimum width of 10 μm was formed on a glass substrate having ink peelability. The letterpress plate was an acrylic resin plate of 200 mm □ (pattern effective area was 150 mm □), and the pattern effective area was a lattice pattern having a convex portion of 80 μm × 300 μm, a concave portion of 20 μm width, and a plate depth of 5 μm.
印刷用基材として２００ｍｍ□のＰＥＴフィルムを用意し、インキ剥離性を有するガラス基板から第二の画像パターンを印刷し、微細な画像パターンを得た。印刷した画像パターンは、印刷の欠陥もなく、線幅も均一な画像パターンであった。 A 200 mm □ PET film was prepared as a printing substrate, and a second image pattern was printed from a glass substrate having ink peelability to obtain a fine image pattern. The printed image pattern was an image pattern with no printing defects and a uniform line width.
＜比較例１＞
実施例１と同様に、インキ剥離性を有する基材として、実施例１と同様の方法でテトラエチルシリケートを塗布したガラス基板を作製し、画像パターンが凸部となった凸版へ半乾燥状態のインキを転写した。本試験で用いた凸版は、２００ｍｍ□（パターン有効領域は１５０ｍｍ□）のアクリル系樹脂版で、パターン有効領域が凹部９０μｍ×３１０μｍ、凸部１０μｍ幅、版深５μｍで構成された格子パターンのものを用いた。インキ剥離性を有するガラス基板から印刷用基材の２００ｍｍ□のＰＥＴフィルムに印刷して画像パターンを得たが、印刷した画像パターンには所々で印刷の欠陥が見受けられ、精度良く微細な画像パターンを形成することはできなかった。
<Comparative Example 1>
As in Example 1, a glass substrate coated with tetraethyl silicate was prepared as a substrate having ink releasability by the same method as in Example 1, and the ink in a semi-dried state was formed on the relief plate having the image pattern as a convex portion. Was transcribed. The relief plate used in this test is an acrylic resin plate of 200 mm □ (pattern effective area is 150 mm □), and the pattern effective area is a lattice pattern composed of recesses 90 μm × 310 μm, protrusions 10 μm wide, plate depth 5 μm. Was used. An image pattern was obtained by printing on a 200 mm □ PET film as a printing substrate from a glass substrate having ink releasability. However, printing defects were found in some places in the printed image pattern, and a fine image pattern with high accuracy. Could not be formed.
１…インキ剥離性を有する基材
２…第一の画像パターンを形成するための凸版
３…第二の画像パターン形成用凸版
３’…第二の画像パターン形成用凸版
４…第一の画像パターン
５…第二の画像パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 which has ink peelability ... Relief plate 3 for forming 1st image pattern ... 2nd image pattern formation relief 3 '... 2nd image pattern formation relief 4 ... 1st image pattern 5 ... Second image pattern
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