JP6421103B2 - 印刷方法および印刷装置 - Google Patents

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Description

本発明は、印刷版のパターン形成領域にインクを付与する前に、印刷版のパターン形成領域にプレコート液を付与する印刷方法および印刷装置に関し、特に、印刷版に高精細な印刷パターンを形成する印刷方法および印刷装置に関する。
現在、印刷は、文字および写真のみならず、配線基板等の形成にも利用されている。
特許文献1には、印刷用紙の紙質にかかわらずインクジェット印刷部でインク滲みのない印刷画像を印刷できるハイブリッド孔版印刷装置が記載されている。特許文献1のハイブリッド孔版印刷装置は、孔版印刷部と、この孔版印刷部の搬送下流側に配置されインクジェット印刷部とを有する。孔版印刷部がプレコート液材を印刷用紙に微細な点状に塗布してプレコート層を形成する。インクジェット印刷部により、印刷用紙上に着弾したインクはプレコート層によってその広がりが阻止され、印刷用紙の紙質にかかわらずインクジェット印刷部でインク滲みのない印刷画像を印刷できる。
特開2002−137528号公報
上述のように特許文献1では、プレコート層により、印刷媒体の紙質にかかわらずインクジェット印刷部でインク滲みのない印刷画像を印刷できるとされている。
しかしながら、印刷法は、配線基板以外にも、ガラス基板、樹脂基板等に薄膜トランジスタのゲート電極、ソース電極、ドレイン電極および金属配線、ならびに電気配線パターン等の微細パターンの形成に利用されている。微細パターンが形成された基板は、電子ペーパーおよび液晶ディスプレイ等の薄型表示装置、ならびに携帯通信機器等に用いられる。微細なパターンは、薄膜トランジスタに利用されるものであり、配線基板の配線よりも線幅が狭い。このため、特許文献1のようにインクの広がりを単に阻止するだけでは、薄膜トランジスタに利用されるような微細パターンを形成することができない。
本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、高精細な印刷パターンを形成することができる印刷方法および印刷装置を提供することにある。
上述の目的を達成するために、本発明の第1の態様は、印刷版の版面に予め定められたパターン形成領域にプレコート液を付与するプレコート工程と、プレコート液が付与されたパターン形成領域にインクを付与するインク付与工程と、パターン形成領域に付与されたインクを基板に転写する転写工程とを有し、プレコート液は、プレコート液を付与する前のパターン形成領域のインクに対する接触角に比してプレコート液を付与した後の接触角を小さくするものであることを特徴とする印刷方法を提供するものである。
インクの付与は、インクジェット方式でなされることが好ましい。
例えば、印刷版は凹版であり、パターン形成領域は凹部で構成される。また、例えば、印刷版は、親液部と撥液部を有する平版であり、パターン形成領域は親液部で構成される。
転写工程の後に、印刷版のプレコート液およびインクの溶媒を乾燥させるリフレッシュ工程を有することが好ましい。
プレコート液は、インクまたはインクの溶媒と少なくとも表面エネルギーが同じであることが好ましい。
本発明の第2の態様は、印刷版の版面に予め定められたパターン形成領域にプレコート液を付与するプレコート部と、プレコート液が付与されたパターン形成領域にインクを付与するインク付与部と、パターン形成領域に付与されたインクを基板に転写する転写部とを有し、プレコート液は、プレコート液を付与する前のパターン形成領域のインクに対する接触角に比してプレコート液を付与した後の接触角を小さくするものであることを特徴とする印刷装置を提供するものである。
インク付与部は、インクジェット方式であることが好ましい。
例えば、印刷版は凹版であり、パターン形成領域は凹部で構成される。また、例えば、印刷版は、親液部と撥液部を有する平版であり、パターン形成領域は親液部で構成される。
印刷版のプレコート液およびインクの溶媒を除去する除去部、ならびにプレコート液およびインクの溶媒を乾燥させる乾燥部のうち、少なくとも一方を有することが好ましい。
プレコート液は、インクまたはインクの溶媒と少なくとも表面エネルギーが同じであることが好ましい。
本発明によれば、高精細な印刷パターンを形成することができる。
本発明の実施形態の印刷装置を示す模式図である。 本発明の実施形態の印刷装置の画像記録部を示す模式図である。 印刷版の一例を示す模式面である。 (a)は、インクジェットヘッドのノズルの配置を示す平面図であり、(b)は、インクジェットヘッドのノズルの配置の他の例を示す平面図である。 本発明の実施形態の印刷装置のインク供給機構を示す模式図である。 (a)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版の一例を示す模式図であり、(b)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版の一例を示す模式的断面図であり、(c)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版である平版を示す模式的断面図であり、(d)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版である凸版を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の印刷装置で形成される薄膜トランジスタの一例を示す模式図である。 (a)〜(f)は、本発明の実施形態の印刷方法を工程順に示す模式的断面図である。 (a)〜(e)は、従来の印刷方法を工程順に示す模式的断面図である。 (a)〜(c)は、本発明の実施形態の印刷装置で形成される配線パターンの形成工程を工程順に示す模式的断面図である。 (a)は、転写前の印刷版の第1の例を示す模式的断面図であり、(b)は、印刷版に転写後のパターンを示す模式的断面図である。 (a)は、転写前の印刷版の第2の例を示す模式的断面図であり、(b)は、印刷版に転写後のパターンを示す模式的断面図である。 (a)は、転写前の印刷版の第3の例を示す模式的断面図であり、(b)は、印刷版に転写後のパターンの一例を示す模式的断面図であり、(c)は、印刷版に転写後のパターンの他の例を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の印刷方法を説明するための示す模式図である。 本発明の実施形態の印刷方法を示すフローチャートである。 (a)は本発明の実施形態の印刷方法のうち、版検査の工程の第1の例を示すフローチャートであり、(b)は本発明の実施形態の印刷方法のうち、版検査の工程の第2の例を示すフローチャートである。
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の印刷方法および印刷装置を詳細に説明する。本発明は、以下に説明する印刷装置および印刷方法の実施形態に限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値β1〜数値β2とは、εの範囲は数値β1と数値β2を含む範囲であり、数学記号で示せばβ1≦ε≦β2である。
「平行」、「垂直」および「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が5°未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、4°未満であることが好ましく、3°未満であることがより好ましい。また、「同一」とは、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
図1は、本発明の実施形態の印刷装置を示す模式図である。
図1に示すように印刷装置10は、印刷装置本体12と、記憶部14と、判定処理部16と、制御部18とを有する。
印刷装置本体12は、印刷法により、基板31に予め定められたパターンを形成するものである。印刷装置本体12については後に詳細に説明する。
記憶部14は、印刷装置10で利用される各種の情報が記憶されるものである。記憶部14には、特定のパターンに対してインクが付与された印刷版25の版面25aの基準となる基準形状の情報が記憶される。
基準形状の情報とは、例えば、印刷版25のパターン形成領域に対して、インクを付与した際の理想的な状態を示す画像データである。また、印刷版25のパターン形成領域に対して、複数回にわたり、インクを付与する場合には、各回毎の理想的な状態を示す画像データである。例えば、パターン形成領域に対してインクジェット方式でインクを吐出し、ドットを形成してパターン形成領域にインクを付与した場合には、各回毎のインクの吐出により形成されるドットの理想的な配置を示す画像データを上述の基準形状の情報という。
また、転写後の印刷版25の版面25aの理想的な状態を示す画像データも基準形状の情報に含まれる。
また、記憶部14には、印刷しようとするパターンのパターンデータが記憶されるが、このパターンデータは、外部から適宜入力される。記憶部14への基準形状の情報およびパターンデータの入力方法は、特に限定されるものではなく、各種のインターフェースを記憶部14に設け、記憶媒体、および有線、無線を問わないネットワークを介して入力することができる。
また、記憶部14には、後に詳細に説明するが、インクジェットヘッド40から吐出するインクの吐出パターンデータおよび吐出タイミングデータ、ならびにインクの吐出パターンデータを印刷版25の取り付け状態に応じて補正した補正パターンデータも記憶される。
インクの吐出パターンデータとは、インクジェットヘッド40を用いてインクを印刷版25のパターン領域に付与する際の吐出パターンを示すデータのことである。
吐出タイミングデータとは、インクジェットヘッド40を用いて印刷版25のパターン領域にインクを付与する際に、印刷版25のパターン領域に、どのタイミングでインクを吐出するのかを示すデータのことである。
判定処理部16は、版胴24に設けられた印刷版25の取り付け情報の取得に利用されるものである。判定処理部16では、後述するアライメントカメラ42で得られたアライメントマークの位置情報を用いて、アライメントマークA〜Dの位置を特定するものである。これにより、版胴24に設けられた印刷版25の取り付け情報を取得することができる。
判定処理部16は、印刷版25の取り付け位置情報に基づき、印刷版25の傾き角度を許容範囲と比較し、許容範囲にあるかを判定するものである。判定結果に応じた判定情報を制御部18に出力するものである。印刷版25の傾き角度については後に説明する。
判定処理部16は、後述する印刷装置本体12の版面観察部26で得られた、特定のパターンに対してインクが付与された印刷版25の版面25aの情報と、記憶部14で記憶された特定のパターンに対してインクが付与された印刷版25の版面25aの基準となる基準形状の情報とを比較し、基準形状に対して予め定められた範囲にあるかを判定するものである。判定結果に応じた判定情報を制御部18に出力するものである。
また、判定処理部16では、予め定められた範囲から外れる場合、外れた箇所等の特定もするものである。例えば、パターン領域に対してはみ出してインクが付与された場合には、インクのはみ出した部分を特定する。また、判定処理部16では、インクジェット方式でパターン領域に対してインクを付与する場合には、インクにより形成されるドットの位置のずれ、ドットが抜けた領域等を特定することができる。これにより、後述するように制御部18で特定された箇所に応じてインクの吐出量等を調整する。
アライメントカメラ42で得られた印刷版25の取り付け情報に基づき、印刷版25が理想的な配置の印刷版に対し、角度α、傾いて配置された場合、判定処理部16は、インクの吐出パターンデータを傾いた角度αに応じて、cosα倍し、補正パターンデータを作成する。この補正パターンデータは記憶部14に記憶される。
例えば、判定処理部16による補正パターンデータの作成は、印刷版25の取り付け情報に基づき、印刷版25の傾き角度αを許容範囲と比較し、許容範囲外と判定されたときになされる。
また、判定処理部16は、上述の版面観察部26で得られた、印刷版25の取り付け位置情報に基づいて、インクジェットヘッド40を回動させる回動量を算出し、記憶部14に記憶させる。制御部18にて、回動量に基づき、インクジェットヘッド40を回動させてインクを吐出させる。
制御部18は、印刷装置本体12、記憶部14および判定処理部16に接続されており、印刷装置本体12、記憶部14および判定処理部16の各要素を制御するものである。さらに、制御部18は、判定処理部16での判定結果に応じて各部を制御する。
また、制御部18は、例えば、判定処理部16で吐出パターンデータの補正パターンデータが作成された場合、その補正パターンデータに基づいてインクをインクジェットヘッド40から吐出させる。
次に、印刷装置本体12について説明する。
印刷装置本体12は、印刷を清浄な雰囲気でするためにケーシング20の内部20aに各部が設けられている。ケーシング20の内部20aを予め定められた清浄度となるように、フィルタ(図示せず)および空調設備(図示せず)が設けられている。
印刷装置本体12は、画像記録部22と、版胴24と、版面観察部26と、ステージ30と、乾燥部32と、イオナイザー33と、クリーニング部34と、除去部35と、メンテナンス部36とを有する。
版胴24の表面24aの周囲を囲むようにして、画像記録部22、版面観察部26、乾燥部32、イオナイザー33およびクリーニング部34が設けられている。クリーニング部34は版胴24の表面24aに接して設けられている。
ステージ30上に基板31が配置されており、ステージ30が版胴24の下方の印刷位置Ppに配置された状態で版胴24が回転すると印刷版25と、基板31の表面31aとが接するように配置されている。これにより、基板31の表面31aに印刷版25の版面25aに予め定められたパターン形成領域27aに付与されたインクが転写される。版胴24とステージ30で転写部39が構成される。
なお、印刷された基板31では、インクの特性に応じて、例えば、熱、光等によりインクが焼成される。熱、光を用いたインクの焼成で利用される公知のものが適宜利用可能である。基板31に対するインクの焼成は、ケーシング20の内部20aでなされても、外部でなされてもよい。
印刷装置10では、版胴24に設けた印刷版25のパターン形成領域にインクを付与するが、このインクの付与は1回で完了させてもよく、また複数回にわたってインクを付与してもよい。複数回にわたってインクを付与する場合、インクを付与する回数分、版胴24を回転させる。例えば、4回に分けてインクを付与する場合、版胴24を4回回転させる。インクを付与することをインキングという。また、複数回のうち、インクを1回行うことを走査するともいう。
以下、印刷装置本体12の各部について説明する。
画像記録部22は、印刷版25の版面25aの予め定められたパターン形成領域にプレコート液およびインクを付与するものであり、画像記録部22により、版面25aに予め定められたパターンでプレコート液およびインクが付与される。なお、画像記録部22の画像記録方式は特に限定されるものではなく、例えば、インクジェット方式が用いられる。
版胴24は、回転軸24bを中心にして、一方向、例えば、Y方向に回転可能なものである。Y方向が回転方向である。Y方向のことを送り方向ともいう。また、版胴24は、印刷版25を保持した状態で回転させて、予め定められたパターン形成領域27aに付与された印刷版25の版面25aのインクを基板31の表面31aに転写するためのものである。
回転軸24bには、例えば、版胴24を回転させるためのモータ(図示せず)がギア(図示せず)等を介して設けられている。また、ギアを介さないダイレクトドライブモータを設けることもできる。モータは制御部18にて制御される。また、回転軸24bには回転と回転量を検出するローターリーエンコーダ(図示せず)が設けられている。ローターリーエンコーダは制御部18に接続されており、制御部18で版胴24の回転量が検出される。
転写される基板31は、特に限定されるものではないが、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)およびPC(ポリカーボネート)等のフイルム基板、ガラスエポキシ基板、セラミック基板、ならびにガラス基板を用いることができる。転写方法としては、ガラス基板等のリジッド基板では、上述のようにステージ30上に基板31を固定して版胴24に密着させることで転写できる。
なお、印刷版25にフイルムを使った場合には圧胴を用いて、フイルムを圧胴に固定して版胴24に密着させて転写する構成としてもよい。
版面観察部26は、画像記録部22よりも版胴24のY方向の下流側に配置されている。版面観察部26は、インクが付与された印刷版25の版面25aの情報を取得するものである。また、版面観察部26は、基板31にインクが転写された後の印刷版25の版面25aの情報も取得するものである。
版面観察部26は、インク転写前後の印刷版25の版面25aの情報を取得することができれば、その構成は特に限定されるものではない。印刷版25は矩形状のものが多いため、ラインセンサとライン状の照明を用いることが好ましい。この場合、版面25aの情報として、版面撮像データが得られる。この版面撮像データが、判定処理部16にて上述のように基準形状の情報と比較されて判定される。
ラインセンサは、例えば、モノクロCMOS(相補型金属酸化膜半導体)センサ、CCD(電荷結合素子)センサを用いることができる。なお、ラインセンサは、吐出されたインク液滴の陰影を観察するためカラーセンサーでなくてもよい。また、ラインセンサの前にレンズ、および各種のフィルタ等を設けてもよい。ライン状の照明としては、例えば、LED(発光ダイオード)を一直線状に並べたものを用いることができる。
版面観察部26は、制御部18に接続されており、版面観察部26での印刷版25の版面25aの情報の取得のタイミングは制御部18で制御され、取得された印刷版25の版面25aの情報は記憶部14に記憶される。
インクに絶縁体等の透明インクを用いた場合、肉眼による識別が困難であるが、光源、ラインセンサ前に偏光フィルタを設けること、2箇所以上から照明を行う等により、ラインセンサによるインクの識別性を改善することができる。
また、印刷版25の版面25aの情報の取得は、走査毎に行うことで、着弾位置ずれ、サテライトおよび吐出滴量変化による膜厚むらを検出することが可能となる。例えば、膜厚と光学特性のとの関係を予め測定しておき、記憶部14に記憶しておくことにより、上述の関係と検出された光学特性とを比較することで膜厚を推定することができる。
また、インクに銀ナノインクを用いた場合、銀ナノインクでは、乾燥とともに銀光沢が発現して、色または反射率が変化する。膜厚が薄いと乾燥が早く、厚いと乾燥が遅いため、検出までの所定の時間における膜厚と色、膜厚と反射率との関係を、予め計測しておくことで、膜厚を推定できる。
絶縁体等の透明インクの場合には、干渉縞で膜厚を判断することが可能である。膜厚と干渉縞との関係を予め測定しておくことで膜厚を推定できる。半導体等結晶性のあるインクの場合には、偏光フィルタを設けて、色で膜厚を推定することもできる。この場合も、予め膜厚と色との関係を測定しておくことで、膜厚を推定することができる。
ステージ30は、基板31を載置し、搬送方向Vに移動して、基板31を予め定められた位置に搬送するものである。ステージ30には搬送機構(図示せず)が設けられている。この搬送機構は、制御部18に接続されており、制御部18にて搬送機構が制御されてステージ30が搬送方向Vに移動されて、ステージ30の位置が変えられる。
ステージ30は、まず、ケーシング20の外部から搬送された基板31が載置される開始位置Psに待機する。次に、ステージ30は、版胴24の下方の印刷位置Ppに移動される。次に、印刷後、ステージ30は印刷済みの基板31を載せた状態で終了位置Peに移動され、その後、基板31はケーシング20の外部に取り出される。ステージ30は、終了位置Peから開始位置Psに移動されて、基板31が搬入されるまでの間、待機する。
乾燥部32は、印刷版25の版面25aのインクを乾燥させるものである。インクを乾燥させることができれば、乾燥方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ファンによる温風、冷風の吹き付け、赤外線ヒーターによる加熱、高周波の照射、およびマイクロ波照射等が挙げられる。
なお、自然乾燥にて印刷版25の版面25aのインクを乾燥できる場合、乾燥部32を必ずしも設ける必要がない。
また、乾燥部32は、印刷版25のインクが除去された状態で、後述するプレコート液が付与された印刷版25を乾燥させることに用いてもよい。これにより、プレコート液を除去されて、インクの乾燥しやすさが向上する。印刷版25のインクが除去された状態で、インクの溶媒が残存していれば、乾燥部32はプレコート液およびインクの溶媒を乾燥する。しかしながら、インク溶媒が残存していない場合には、乾燥部32はプレコート液を乾燥する。
イオナイザー33は、印刷版25の版面25aの静電気を除電するものである。イオナイザー33により、印刷版25の版面25aの静電気が除去され、印刷版25の版面25aにゴミ、埃等の異物の付着が抑制される。また、印刷版25の版面25aが帯電している場合、インクが曲がることがあるが、このインクの曲がりを防止することができ、インクジェット吐出精度が向上する。
なお、イオナイザー33には、静電気除電器を用いることができ、例えば、コロナ放電方式、およびイオン生成方式のものを用いることができる。また、イオナイザー33は、乾燥部32のY方向における下流側に設けたが、画像記録部22により記録される前に、印刷版25の版面25aの静電気を除電することができれば、イオナイザー33を設ける位置は特に限定されるものではない。
クリーニング部34は、版胴24および印刷版25に付着したインクを除去するものである。クリーニング部34は、版胴24および印刷版25に付着したインクを除去することができれば、その構成は、特に限定されるものではない。例えば、ローラを版胴24に押し付け、ローラにインクを転写させて、転写されたインクを拭き取る構成である。
除去部35は、印刷版25に付与した、後述のプレコート液およびインクの溶媒を除去するものである。プレコート液およびインクの溶媒を除去することで、インクの乾燥しやすさが向上する。
除去部35は、例えば、印刷版25に対して、回転軸を中心に回転する回転ローラ(図示せず)が配置されている。回転ローラの周面に、印刷版25のプレコート液およびインクの溶媒の除去のためのウェブ(図示せず)が巻きかけられている。ウェブは、印刷版25のプレコート液およびインクの溶媒を取り除くことができれば、特に限定されるものではない。
インクが除去された印刷版25に対して、例えば、除去液を印刷版25に直接、塗布または噴射して、回転ローラを回転させてウェブを印刷版25に接触させてプレコート液および残存していれば、インクの溶媒を取り除く。また、ウェブに除去液を噴射して、回転ローラを回転させてウェブを印刷版25に接触させてプレコート液および残存していれば、インクの溶媒を取り除くようにしてもよい。
除去液には、例えば、アセトン等の揮発性溶媒が用いられる。
ウェブには、例えば、KBセーレン社製、サヴィーナ(登録商標)、東レ社製、トレシー(登録商標)、および帝人社製、ナノフロント(登録商標)、ミクロスター(登録商標)等のワイピングクロスを用いることができる。
なお、乾燥部32と除去部35は、少なくとも一方を設ける構成であってもよい。
メンテナンス部36は、画像記録部22の吐出特性等が予め定められた性能を発揮するかを調べる。メンテナンス部36は、予め定められた性能を発揮するようノズルのワイプ等をするところである。メンテナンス部36は、版胴24から離れた位置に設けられている。画像記録部22は、例えば、ガイドレール(図示せず)を介してメンテナンス部36に移送される。メンテナンス部36については後に詳細に説明する。
以下、画像記録部22について詳細に説明する。
図2は、本発明の実施形態の印刷装置の画像記録部を示す模式図である。
画像記録部22に、インクジェット方式を用いたものを例にして説明する。
図2に示すように、画像記録部22は、インクジェットヘッド40と、アライメントカメラ42と、レーザ変位計44と、回動部49と、プレコート部90とを有し、これらはキャリッジ46に設けられている。このキャリッジ46はリニアモータ48により、版胴24の回転軸24bと平行な方向、すなわち、X方向に移動可能であり、インクジェットヘッド40はキャリッジ46によりX方向へ移動可能である。キャリッジ46の位置はリニアモータ48に設けられたリニアスケール(図示せず)の読み取り値から算出することができる。
インクジェットヘッド40はインク付与部であり、インクジェットヘッド40にはインクの吐出を制御するための吐出制御部43が設けられている。吐出制御部43でインクの吐出波形が調整される。吐出制御部43は制御部18に接続されている。吐出制御部43では、例えば、ユーザーインターフェースを通して、ユーザーが吐出電圧または吐出波形を調整することが可能である。なお、後述するようにインクの温度が調整された状態で吐出される。
アライメントカメラ42、レーザ変位計44も制御部18に接続されている。キャリッジ46にはZ方向に移動させるための駆動部(図示せず)が設けられており、この駆動部は制御部18に接続されており、制御部18によりキャリッジ46のZ方向の移動が制御される。ここで、Z方向とは、版胴24の表面24aに垂直な方向である。
アライメントカメラ42は、インクの吐出位置、インクの吐出タイミング、パターンデータの補正をするためのアライメントマークの位置情報を得るためのものである。
アライメントカメラ42は、アライメントマークA〜Dを検出することができれば、その構成は特に限定されるものではない。
アライメントカメラ42により、アライメントマークA〜Dが撮像されて、その撮像データが記憶部14に記憶され、判定処理部16でアライメントマークA〜Dの位置が特定される。アライメントカメラ42と判定処理部16は、版胴24に設けられた印刷版25の取り付け情報を取得する取付位置情報取得部として機能する。
アライメントマークA、Bの位置情報により、Y方向におけるインクの吐出開始位置、X方向の印刷版の拡縮および印刷版の傾き角度θの情報を得ることができる。アライメントマークA、Cの位置情報により、X方向におけるインクの吐出開始位置およびY方向の印刷版の拡縮の情報を得ることができる。アライメントマークA〜Dの位置情報により、例えば、印刷版の台形歪みの情報、すなわち、台形変形の情報を得ることができる。インクの吐出開始位置のことをインキング開始位置という。
印刷版25は、アライメントマークAとアライメントマークCを通る線La(図6(a)参照)が上述のY方向に平行であることが理想的である。しかし、印刷版25を版胴24に取り付ける際に、印刷版25が版胴24に対して、わずかであるが傾いてしまう。アライメントマークA〜Dの位置情報により、版胴24上での印刷版25の取り付け情報、例えば、版胴24のY方向に対する印刷版25の傾き等の情報を得ることができる。
上述の得られた各種の情報により、インクの吐出開始位置、インクジェットヘッド40の位置およびインクの吐出タイミングを補正する。なお、これらの補正には、いずれもインクジェットによるインクの打滴の公知補正方法を用いることができる。
また、パターンデータについてのX方向の拡大縮小、Y方向の拡大縮小、傾き、および台形補正は、公知補正方法を用いることができる。
なお、アライメントマークは、少なくとも3つあればよく、X方向の印刷版の拡縮、印刷版の傾き角度θおよびY方向の印刷版の拡縮の情報を得ることができる。アライメントマークが4つあれば、印刷版25の台形歪みの情報も得ることができるため、4つあることが好ましい。さらには、アライメントマークA〜Dの内側にも複数のアライメントマークを設けることにより、非線形の補正を行うことができる。この場合、アライメントマークを用いた補正も公知補正方法を用いることができる。
レーザ変位計44は、インクジェットヘッド40と印刷版25の版面25aとの距離を測定するものである。インクによる版膨潤または温度等による版胴径+版厚の変化により、アライメントマークAとアライメントマークCとのY方向における距離、すなわち、AC長が変化する。ここで、インクジェットヘッド40のインクは、ローターリーエンコーダのタイミングで吐出するため版胴径の変化を受けず版の長さの変化に対応するが、基板31に転写したとき長さが変化してしまう。
上述のAC長の変化があっても基板31上の印刷パターンの長さを一定にする目的で、このレーザ変位計44により、版胴径+版厚の変化を測定する。測定した結果に基づいて補正を行う。
補正の具体例としては、版胴24の回転軸24bから印刷版25の版面25aまでの距離変動を精密に測定して、その結果に基づいて、転写時の版胴24および基板31の移動相対速度を変化させることが挙げられる。
上述の補正の具体例以外に、例えば、版胴24または環境の温度を測定して、予め作成した版胴24の回転軸24bと印刷版25の版面25aまでの距離と温度との関係のテーブルに基づいて、転写時の版胴24および基板31の移動相対速度を変化させることが挙げられる。
上述の補正の具体例により、版膨潤または版胴径の変化があっても精度よく印刷が可能となる。なお、転写するときに、版側と基板側の送り速度に差を設けると転写パターンの送り方向の寸法が変化することが知られている。
レーザ変位計44については、インクジェットヘッド40と印刷版25の版面25aとの距離を測定することができれば、その構成は特に限定されるものではない。
また、レーザ変位計44は、印刷版25の版面25a迄の距離を測定することで、版胴径+版厚の変化を測定することができる。これをY方向の拡大縮小に利用することができる。例えば、版胴24の直径または印刷版25の膜厚が、温度変化により変化するとアライメントマークAとアライメントマークCの間の長さが変化する。この長さの変化をパターンデータの補正に利用することができる。
上述のようにアライメントカメラ42、レーザ変位計44を用いることで、アライメント精度を高くすることができる。印刷装置10では、後述するように薄膜トランジスタの形成に利用される。薄膜トランジスタでは、10μm程度のずれでも、設計した特性とは異なる特性になってしまう。複数の薄膜トランジスタを形成する場合、10μm程度のずれがあっても特性がばらつくことになり、例えば、電子ペーパーに用いた場合、高い性能が得られないことになるが、このような特性のバラつきを抑制することができる。
回動部49は、インクジェットヘッド40を版胴24の表面24aに垂直な線を中心として回動させるものである。回動部49により、印刷版25の傾きにインクジェットヘッド40の向きを合わせることができる。
図3は印刷版の一例を示す模式面である。
図3に示すように、印刷版25は、版面25aが予め定められたパターン形成領域27aと、パターン形成領域27以外の非パターン形成領域27bとに区画されている。パターン形成領域27aにインクが付与されて印刷パターンが形成される。
インクジェットヘッド40は、インクを吐出してパターン形成領域27aに付与するものである。
インクジェットヘッド40のインクを吐出させる方式は、特に限定されるものではなく、圧電素子のたわみ変形、ずり変形、縦振動等を利用して液体を吐出させる圧電方式、ヒーターによって液室内の液体を加熱して、膜沸騰現象を利用して液体を吐出させるサーマル方式、静電気力を利用する静電方式等、各種方式を用いることができる。
インクジェットヘッド40の具体的な構成としては、図4(a)に示すように、印刷版25の全幅に対応する長さにわたって、複数のノズル41が千鳥配置されている。
千鳥配置を適用することで、ノズル41を高密度に配置させることができる。なお、ノズル41を配置する列数は、特に限定されるものではなく、一列でも二列でも、それ以上でもよい。また、ノズル41は、マトリクス状に配置してもよい。
インクジェットヘッド40の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、図4(b)に示す構成でもよい。図4(b)に示すインクジェットヘッド40は、X方向に、複数のヘッドモジュール40aが接続されている。この場合、複数のヘッドモジュール40a一列につなぎ合わせた構成に限定されるものではなく、複数のヘッドモジュール40aを千鳥状につなぎ合わせた構成でもよい。
図4(b)に示すインクジェットヘッド40では、吐出制御部43によりヘッドモジュール40a毎に吐出波形を調整することが可能である。また、ヘッドモジュール40a毎に吐出制御部43を設ければ、吐出制御部43毎に吐出波形を調整することが可能である。
プレコート部90は、パターン形成領域27a(図3参照)に、インク付与前にプレコート液を付与するものである。
プレコート液は、プレコート液を付与する前のパターン形成領域27aのインクに対する接触角に比して、パターン形成領域27aにプレコート液を付与した後の接触角を小さくするものである。
プレコート液は、インクまたはインクの溶媒と少なくとも表面エネルギーが同じである。ここで、プレコート液がインクまたはインクの溶媒と表面エネルギーが同じとは、表面エネルギーの値が同じ値に対して±10%の範囲までを同じとする。
なお、表面エネルギーは、表面張力計を用いて測定した値である。
プレコート液は、例えば、インクが溶媒を含有するものであれば、プレコート液はインクの溶媒である。この場合、プレコート液はインクの溶媒であるため、表面エネルギーは同じである。
プレコート部90は、パターン形成領域27aにプレコート液を付与することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、インクと同様に、インクジェット方式を利用することができる。
プレコート部90は、プレコート液を、インクジェットヘッド40と同じくパターン形成領域27aに付与するものであるため、インクジェットヘッド40と同じ構造のものを用いることができる。このため、図4(a)、(b)に示す構成のインクジェットヘッド40を用いることができる。
画像記録部22においては、インク52bの付与はインクジェットヘッド40に限定されるものではなく、ダイコートを用いた方法でもよい。プレコート部90についても、インクジェット方式に限定されるものではなく、ダイコートを用いた方法でもよい。
次に、印刷装置10のインク供給機構について説明する。
図5は、本発明の実施形態の印刷装置のインク供給機構を示す模式図である。
図5に示すように、画像記録部22において、インクジェットヘッド40は、2つのサブタンク50、58が、それぞれ配管50c、58cを介して接続されている。配管50cには脱気ユニット51が設けられている。脱気ユニット51はインクジェットヘッド40に供給されるインクを脱気するものであり、公知のものを適宜利用することができる。
サブタンク50は、インクジェットヘッド40に供給するインクを溜めておくものである。2つの水位センサ50aと温度調整ユニット50bとが設けられている。
水位センサ50aは、インクの水位を計測することができれば、その構成は特に限定されるものではなく、公知のものを適宜利用することができる。
温度調整ユニット50bは、インクの温度を調整するものである。これにより、インクの温度を調整することができる。インクの温度としては、例えば、15℃〜30℃程度であることが好ましい。温度調整ユニット50bは、インクの温度を調整することができれば、その構成は特に限定されるものではなく、公知のものを適宜用いることができる。
サブタンク58は、インクジェットヘッド40から回収されたインクを溜めておくものである。2つの水位センサ58aと温度調整ユニット58bとが設けられている。
水位センサ58aは、水位センサ50aと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。温度調整ユニット58bも温度調整ユニット50bと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
サブタンク58のインクをサブタンク50に移動させる循環部60がある。循環部60は、サブタンク50とサブタンク58をつなぐ配管60cと、配管60cに設けられてポンプ60aとフィルタ60bを有する。ポンプ60aは、サブタンク50およびサブタンク58のインク量を調整するためのものである。ポンプ60aは、サブタンク50とサブタンク58との間でインクを移動させることができれば、その構成は特に限定されるものではなく、公知のポンプを適宜利用することができる。フィルタ60bはサブタンク58からサブタンク50に移動するインクが通過し、このとき、ゴミ等を除去する。
サブタンク50およびサブタンク58には、それぞれ配管64cが挿入されており、この配管64cにはポンプ64aが設けられている。また、配管64cには配管64dを介して圧力センサ64bが接続されている。なお、図示はしないが、配管64c、64dにはバルブ等が設けられている。これにより、サブタンク50、58は窒素ガスが充填される。また、窒素ガスの充填量を変えることで、サブタンク50とサブタンク58とで圧力差を生じさせて、容易に循環させることができる。
圧力センサ64bにより、サブタンク50とサブタンク58の圧力を測定することができる。圧力センサ64bによるサブタンク50とサブタンク58の各圧力の測定結果を用いることで、インクジェットヘッド40のメニスカス負圧および循環量を制御することができる。
サブタンク50には、インクタンク52が配管62bを介して接続されている。配管62bにはポンプ62aとフィルタ62eが設けられている。インクタンク52内にはインク52bが充填されている。
インクタンク52には温度調整ユニット52aが設けられている。温度調整ユニット52aは温度調整ユニット50bと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
また、インクタンク52には、例えば、窒素ガスを充填したボンベ62cが配管62dを介して接続されている。これにより、インクタンク52内に窒素ガスが充填される。
さらには、サブタンク50には、洗浄液ボトル54が配管62bを介して接続されている。配管62bにはポンプ62aとフィルタ62eが設けられている。洗浄液ボトル54内には洗浄液54bが充填されている。
洗浄液ボトル54には温度調整ユニット54aが設けられている。温度調整ユニット54aは温度調整ユニット50bと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
また、洗浄液ボトル54には、例えば、窒素ガスを充填したボンベ62cが配管62dを介して接続されている。これにより、洗浄液ボトル54内に窒素ガスが充填される。
なお、温度調整ユニット52aでインクの温度を調整することができるが、インクの温度は、サブタンク50のインクの温度>インクタンク52のインクの温度であることが好ましい。
サブタンク58は、配管62fを介して廃液タンク56が接続されている。配管62fにはポンプ62aが接続されている。これにより、廃液タンク56内にサブタンク58内のインク52bを廃液として移動させることができる。
インク52bとしては、インクジェット用のナノメタルインクを利用することができる。具体的には、ULVAC製Agナノメタルインク(Ag1teH(型番)、L−Ag1TeH(型番))、およびAuナノメタルインク(シクロドデセン溶媒)インクジェットタイプを利用することができる。なお、これ以外にも各種のインクが適宜利用可能である。
次に、印刷版25について説明する。
図6(a)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版の一例を示す模式図であり、(b)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版の一例を示す模式的断面図であり、(c)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版である平版を示す模式的断面図であり、(d)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版である凸版を示す模式的断面図である。
図6(a)に示すように、例えば、印刷版25は、アライメントマークA〜Dが、それぞれ四隅に設けられており、吐出確認エリアT、印刷エリアG11、G12、スピットエリアG、印刷エリアG21、G22、スピットエリアG、印刷エリアG31、G32が形成されている。
吐出確認エリアTは、インクジェットヘッド40により、テストパターン状にインクが吐出される領域である。吐出確認エリアTのインクは、評価後、クリーニング部34で取り除くか、または基板31に転写して取り除く。
スピットエリアGは、インクジェットヘッド40により、通常の吐出動作で、インクを吐出し、吐出確認に利用される領域である。
印刷エリアG11〜G31、G12〜G32の前に、吐出確認のための領域、吐出確認エリアTおよびスピットエリアGを設けることで、印刷エリアG11〜G31、G12〜G32へのインクの吐出を確実にすることができる。
印刷エリアG11〜G31、G12〜G32に、上述の図3に示すパターン形成領域27aと非パターン形成領域27bが設けられる。
図6(b)に示すように、例えば、印刷版25は凹版であり、凹部25bが形成されている。印刷版25では、凹部25bはインクに対して親液性であり、凹部25bが親液部である。版面25aはインクに対して撥液性であり、版面25aが撥液部である。図6(b)に示す印刷版25では凹部25bがパターン形成領域27aであり、版面25aが非パターン形成領域27bである。パターン形成領域27aが親液部で構成される。凹部25bにインク52bが打滴されてパターン状にインクが付与される。なお、凹部25bの深さは数μm程度である。
なお、インクに対して撥液性、インクに対して親液性とは、以下に示すようにして評価することができる。
撥液性が予想される領域と親液性が予想される領域とに液滴を着滴させて、その液滴の挙動で評価を行う。着滴時の液滴量に対して液滴量が減少した領域が撥液性を有する撥インク部、液滴量が増加した領域が親液性を有する親インク部である。
なお、版作成の工程で撥液性と親液性が付与される。この場合、撥液性と親液性の評価は、撥液性の撥インク部、親液性の親インク部の境界に液滴を着滴させて、その液滴の挙動で評価を行う。着滴時の液滴量に対して液滴量が減少した領域が撥液性、液滴量が増加した領域が親液性である。
印刷版の凹凸の境界と撥液性の撥インク部と親液性の親インク部の境界が一致している場合には、その凹凸から境界を見分けることができる。印刷版の凹凸が小さく境界を見分けることが困難な場合には、境界付近に液滴を複数着滴させることで境界での液滴量の変化を評価することができる。また、印刷版の凹凸の境界を示すアライメントマークを予め設けることで境界を知ることもできる。
印刷版25としては、樹脂、金属、ガラス等材料は限定されないが、樹脂版を用いると弾性があり、また印圧を下げることができるのでガラス等の脆性材料に印刷することが容易になる。印刷版25としては、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ネオプレンゴム、ハイバロンゴム、ウレタンゴム等の種種のエラストマが使用できるが、離型性のよいPDMS(ポリジメチルシロキサン)等のシリコーンゴム、およびフッ素ゴム等が望ましい。PDMS(ポリジメチルシロキサン)等を用いることで転写性が向上して、転写後、印刷版25にインクが残ることが抑制されて、印刷版25の洗浄なしでも連続印刷が可能となる。これにより、印刷効率を向上させることができる。
なお、印刷版25には凹部25bが形成された凹版を用いるが、凹部25bは、公知の方法で、予め定められたパターン形成領域27a状に形成される。
印刷版25は、パターン形成領域27aと非パターン形成領域27bに区画されていれば、凹版に限定されるものではなく、図6(c)に示す平版29でもよい。平版29は、表面29aが平らであり、パターン形成領域27aと非パターン形成領域27bとがインクに対する親液性と撥液性とで区画される。パターン形成領域27aがインクに対して親液性の親液部であり、非パターン形成領域27bがインクに対して撥液性の撥液部である。
印刷版25は、図6(d)に示す凸版29bでもよい。この場合、凸部がパターン形成領域27aであり、インクに対して親液性の親液部である。凸部以外が非パターン形成領域27bであり、インクに対して撥液性であり、撥液部である。
次に、メンテナンス部36について詳細に説明する。
メンテナンス部36は、例えば、インクジェットヘッド40に対して、回転軸を中心に回転する回転ローラ(図示せず)が配置されている。回転ローラの周面に、インクジェットヘッド40の洗浄のためのウェブ(図示せず)が巻きかけられている。ウェブは、インクジェットヘッド40を洗浄することができれば、特に限定されるものではない。
例えば、洗浄部により洗浄液を、インクジェットヘッド40に直接、塗布または噴射して、回転ローラを回転させてウェブをインクジェットヘッドに接触させてインク52bを取り除く。また、ウェブに洗浄部により洗浄液を噴射して、回転ローラを回転させてウェブをインクジェットヘッド40に接触させてインク52bを取り除いてもよい。
洗浄液には、例えば、インク溶解性のある溶剤またはインク成分のうち固形分が含まれない溶液が用いられる。ULVAC製Agナノメタルインク(Ag1teH(型番)、L−Ag1TeH(型番))、およびAuナノメタルインク(シクロドデセン溶媒)インクジェットタイプには、炭化水素系の溶剤を利用することができる。炭化水素系の溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ヘキサン、テトラデカン、シクロドデセンを用いることができる。
ウェブには、例えば、KBセーレン社製、サヴィーナ(登録商標)、東レ社製、トレシー(登録商標)、および帝人社製、ナノフロント(登録商標)、ミクロスター(登録商標)等のワイピングクロスを用いることができる。
また、インクジェットヘッド40を洗浄するものとしては、上述のものに限定されるものではない。例えば、ゴムブレード(図示せず)を有する構成とすることもできる。インクジェットヘッド40はキャリッジ46によりX方向に移動可能であるため、これを利用して、ゴムブレードを固定してインクジェットヘッド40の長手方向にインクをふき取る。また、インクジェットヘッド40を固定して、ゴムブレードを走査してワイプしてもよい。このとき、インクジェットヘッド40の長手方向と直交する短手方向にインクをふき取るとゴムブレードの移動距離を短くできるメリットがあり、これ以外にも、ふき取ったインクが他のノズルに入る可能性が少ないメリットがある。一方、インクジェットヘッド40の長手方向と平行方向にインクをふき取るとインクジェットヘッド40のX軸を共有できるメリットがある。そこで装置構成またはコストを考慮した最適の形で設計することがよい。
なお、ゴムブレードまたはインクジェットヘッド40に洗浄液を付与して、インクをふき取るようにしてもよい。インクをふき取る時には、サブタンク50、58内の圧力を印刷時の圧力と別に設定することもできる。インク、インクジェットヘッド40またはワイプの条件によって最適な圧力を設定することが好ましい。
ウェブ(図示せず)を用いる場合、インクジェットヘッド40を、例えば、X方向に移動させながら、ウェブを移動させてワイプする。これによりウェブ面が常にリフレッシュされる。ウェブには、上述のウェブと同じものを用いることができる。
なお、ウェブに洗浄液を事前に含ませて、インクをふき取ること、およびインクジェットヘッド40に洗浄液を付与して、インクをふき取ることのうち、少なくとも一方をしてもよい。インクをふき取る時にはサブタンク50、58内の圧力を印刷時の圧力と別に設定することもできる。インク、インクジェットヘッド40またはワイプの条件によって最適な圧力を設定することが好ましい。
メンテナンス部36では、インクジェットヘッド40について、パージ、スピットおよびドリップ等の動作を行わせることもできる。
ここで、パージとは、インクジェットヘッド40をインク受け(図示せず)上に配置し、この状態でサブタンク50の圧力を正圧にして、ノズル41からインクを押し出すことである。インク受けは、キャップ、ワイプ部と共有することもできる。
スピットとは、吐出動作のことである。これにより、ノズル詰まり、吐出曲がりを改善することができる。なお、スピットはパージと同様の場所で実施するが、スピット用のステーションを設けてもよい。この場合、吐出したインクが舞わないように下から吸引を行うことが好ましい。スピット時は、印刷時のインクジェットヘッド40に吐出波形と比較して駆動電圧を高くするか、または専用波形を用いる。専用波形は、印刷時の吐出波形と比較してインク液滴量が多く、インクの吐出速度が早くなるように設定する。
ドリップとは、上述のパージ程、インクを強く押し出す回復動作ではなく、ゆっくりとインクが垂れることで回復させる動作である。これにより、ノズルの詰まり、インクの吐出曲がりを改善することができる。なお、ドリップもパージまたはスピットと同様の場所で実施するが、ドリップの際、サブタンク50内の圧力を印刷時の圧力よりも正圧側にすることで実施する。しかしながら、サブタンク50内の圧力は大気圧より正圧であり、かつパージ圧より低いことが好ましい。
また、メンテナンス部36では、ノズル41の乾燥防止のため、キャップ機構(図示せず)を有してもよい。キャップ機構では、ノズル41にキャップした後、ノズル41周辺を窒素ガスで満たすものである。また、洗浄液をウェブ等に浸してキャップの中に配置することでノズル41の乾燥をより防止することもできる。
また、メンテナンス部36は、インクジェットヘッド40から吐出されたインク52bを観察する機能を有するものであってもよい。インクジェットヘッド40から吐出されたインク液滴45を観察する吐出観察部(図示せず)と、インクジェットヘッド40のノズル41(図4(a)参照)を、ノズル41が形成された面側から観察するノズル観察部(図示せず)とを有する。
吐出観察部およびノズル観察部は、いずれも制御部18に接続されており、これらの動作は制御部18で制御され、得られた撮像データは制御部18により、記憶部14に記憶される。制御部18でインクジェットヘッド40でのインクの吐出状態が、例えば、インクジェットヘッド40の吐出特性の設計値と比較されて、その比較結果が、記憶部14に記憶される。
本発明の印刷装置10では、例えば、電子ペーパー等に用いられる薄膜トランジスタのゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極を作製することができる。
図7は、本発明の実施形態の印刷装置で形成される薄膜トランジスタの一例を示す模式図である。
図7に示す薄膜トランジスタ80(以下、TFT80という)は、ゲート電極82と、ゲート絶縁層(図示せず)と、ソース電極86aと、ドレイン電極86bと、半導体層(図示せず)と、保護層(図示せず)とを有する。
TFT80においては、ゲート電極82を覆うように、ゲート絶縁層(図示せず)が形成されている。このゲート絶縁層上にチャネル領域84として予め設定された隙間をあけて、ソース電極86aとドレイン電極86bとが形成されている。チャネル領域84上に活性層として機能する半導体層(図示せず)が形成されている。半導体層、ソース電極86aおよびドレイン電極86bを覆う保護層(図示せず)が形成されている。なお、チャネル領域84のチャネル長は数μm〜数十μmオーダである。薄膜トランジスタのドレイン電流は、チャネル長の影響を受け、チャネル長のばらつきは、薄膜トンランジスタの特性のばらつきに結びつく。
なお、印刷装置10は、上述の図7に示すTFT80以外に、電界発光トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子、太陽電池等の電子デバイスの作製に適用することができる。
次に、印刷方法について説明する。
図8(a)〜(f)は、本発明の実施形態の印刷方法を工程順に示す模式的断面図である。また、図9(a)〜(e)は、従来の印刷方法を工程順に示す模式的断面図である。
なお、図8(a)〜(f)および図9(a)〜(e)に示す印刷版25は、凹版であり、上述のように凹部25bが親液部であり、版面25aが撥液部である。パターン形成領域27aが親液部、すなわち、凹部25bである。
図8(a)に示すように幅Wの凹部25bを有する印刷版25に対して、図8(b)に示すように凹部25bにプレコート液96を付与する。図8(c)に示すようにプレコート液96が凹部25bに残る。これにより、凹部25bの親液性が高まり、インク52bの接触角を、プレコート液96の付与前よりも小さくすることができる。すなわち、親液性が増すことになる。そして、インク52bを凹部25bに付与する。図8(d)に示すように、インク52bの濡れ広がりが抑えられて凹部25bにインク52bが収まる。
次に、図8(e)に示すように、インク52bを乾燥する。乾燥後、インク52bは凹部25b内で乾燥される。この状態で、図8(f)に示すように基板31に転写した場合、配線パターン124は、凹部25bの幅Wと同程度の幅Wとなり、高精細の印刷パターンを得ることができる。
なお、インクとして、Ag(銀)インク(Ag35質量%、テトラデカン溶媒)を用意し、プレコート液にテトラデカンを用意する。PDMS(ポリジメチルシロキサン)で構成された親インク版に、Agインクを親インク版に滴下したところ、インクと親インク版の接触角は36°である。親インク版にプレコート液を塗布した後、Agインクを滴下したところ、Agインクと親インク版の接触角は10°以下となり、Agインクの濡れ性が向上することを確認している。
一方、図9(a)に示すように幅Wの凹部25bを有する印刷版25に対して、プレコート液を付与することなく、図9(b)に示すように凹部25bにインク52bを付与する。図9(c)に示すようにインク52bが濡れ広がり、版面25aにまで及ぶ。この状態でインク52bを乾燥させると、図9(d)に示すように、乾燥したインク52bが凹部25bから版面25aにまで及ぶ。この状態で、図9(e)に示すように基板31に転写した場合、配線パターン138は、凹部25bの幅Wよりも広い幅Wとなり、高精細の印刷パターンを得ることができず、高い印刷精度を得ることができない。
なお、インクに対する親液性が高くなり過ぎると、基板31への転写の際に、乾燥したインクが基板31に転写しにくくなり、転写性が悪化するドローバックがある。しかしながら、プレコート液を付与することで、プレコート液が印刷版25内に浸潤し、その後プレコート液が乾燥することで、プレコート液により親液性が高くなっても転写性の悪化を抑制することができる。なお、印刷版25をPDMS(ポリジメチルシロキサン)で構成した場合、プレコート液が印刷版25内に浸潤しやすい。
印刷装置10では、インク52bの付与前にプレコート液を付与して、インク52bの濡れ性を向上させることで、例えば、凹部25bの幅W(図8(a)参照)で、インク52bを基板31に転写することができる。これにより、高精細な印刷パターンを形成することができ、印刷精度を向上させることができる。
また、ドクタリングが不要であり、ドクタリングに伴う印刷版25の版面25aの地汚れを防止し、かつ印刷版25の耐久性も改善することができる。
次に、印刷装置10で形成される配線パターンについて説明する。
ここで、図10(a)〜(c)は、本発明の実施形態の印刷装置で形成される配線パターンの形成工程を工程順に示す模式的断面図である。図11(a)は、転写前の印刷版の第1の例を示す模式的断面図であり、(b)は、印刷版に転写後のパターンを示す模式的断面図である。図12(a)は、転写前の印刷版の第2の例を示す模式的断面図であり、(b)は、印刷版に転写後のパターンを示す模式的断面図である。図13(a)は、転写前の印刷版の第3の例を示す模式的断面図であり、(b)は、印刷版に転写後のパターンの一例を示す模式的断面図であり、(c)は、印刷版に転写後のパターンの他の例を示す模式的断面図である。
印刷装置10で形成される配線パターンにおいては、図10(a)に示すように、印刷版25の凹部25bにインク52bが打滴されて、中央に凹部110があるインク形状となっている。この状態で、図10(b)に示すように、印刷版25を基板31に押し付け、図10(c)に示すようにインクを基板31の表面31aに転写すると、凹部122のある配線パターン120が形成される。
なお、印刷版25でのインクの形状、および配線パターン120の形状は、例えば、コンフォーカル顕微鏡(OPTELICS H1200、レーザーテック社製)、および微細形状測定機サーフコーダ(ET4000−L、小坂研究所製)を用いて測定することができる。
上述のように形成された配線パターン120(図10(c)参照)は、印刷版25上での転写前のインク形状がそのまま基板31の表面31aに転写されることがわかった。例えば、インク形状が、印刷版25で、図10(a)に示すように中央に凹部110がある場合、いわゆるコーヒーステイン形状をしていた場合、基板31上でも、図10(c)に示す配線パターン120のように中央に凹部122がある形状、いわゆるコーヒーステイン形状であった。
版胴24から基板31に転写されて配線パターン120が形成されるため、配線パターン120は、印刷版25での形状を反転した形状になるとも考えられるが実際はそのようにはならなかった。基板31への転写のメカニズムは明確にはなっていないが、印刷版25にPDMS(ポリジメチルシロキサン)を用いた場合、転写時の印圧によってPDMS(ポリジメチルシロキサン)が変形して、基板とインクと印刷版(PDMS(ポリジメチルシロキサン))が密着しているためと考えられる。
このことは、転写前の印刷版上のインク形状をコントロールすることで配線パターンの断面形状を自由にコントロールすることができることを示唆している。
インクの揮発状態を変えることでコーヒーステインをコントロールすることが知られており、配線パターンの仕様に応じた形状をインク設計で可能なことを示している。また、PDMS(ポリジメチルシロキサン)は溶剤を吸収することが知られており、この吸収量を制御することでも同様の効果を得ることができる。
例えば、図11(a)に示すように、印刷版25でインク52bが、その表面112が平らな場合、図11(b)に示すように基板31の表面31aに、表面が平らな配線パターン124が形成される。
また、例えば、図12(a)に示すように、印刷版25でインク52bが、その表面114が凸な場合、図12(b)に示すように基板31の表面31aに、表面128が凸な配線パターン126が形成される。
また、例えば、図13(a)に示すように、印刷版25でインク52bが、その表面116が凹な場合、図13(b)に示すように基板31の表面31aに、表面132が凹な配線パターン130が形成される。
なお、表面116が凹なインク52bでは、上述の図13(a)、(b)に示しているが、図13(c)に示す基板31の表面31a側に凹部136がある配線パターン134は形成されない。
次に、本実施形態の印刷方法について印刷装置10を用いて説明する。
図14は、本発明の実施形態の印刷方法を説明するための示す模式図である。
上述のように、版胴24を複数回回転させて、各回転毎に、インクをパターン形成領域内に付与する。図14において、距離は版胴24の回転量を示したものであり、距離が0は、印刷版25の初期位置を示す。
また、図14において、符号100は、インクを吐出するタイミングを示し、符号101は、プレコート液を付与するタイミングを示し、符号102はインクを乾燥する区間を示し、符号104は基板31に転写する区間を示す。また、符号106は、複数回印刷する場合、印刷版25の印刷の開始位置を示す。
印刷装置10では、印刷しようとするパターンのパターンデータに基づいて、特定のパターンが基板31に印刷される。
アライメントカメラ42でアライメントマークA〜Dの位置情報を取得し、印刷版25の取り付け位置情報を取得し、印刷版25の傾きを求める。印刷版25の傾きが許容範囲内である場合、傾き補正をすることなく、予め定められた吐出波形でインクジェットヘッド40からのインクを印刷版25に吐出し、インキングを行う。
一方、印刷版25の傾きが許容範囲から外れる場合、傾き補正をしてパターンを印刷する。このように印刷版25の傾き補正をすることで、印刷版25の取り付け精度が低い場合であっても印刷精度を向上させることができる。
図14に示す例では、版胴24を5回回転させ、最初の1回転目で印刷版25にプレコート液を付与し、残りの4回の各回転毎にインクを打滴する。インクの打滴毎に、版面観察部26にて印刷版25の版面25aの情報を取得し、判定処理部16にて判定し、その判定結果に基づいて、制御部18でインクの吐出量、吐出密度が調整されて、次のインクの打滴を実施する。この場合、印刷版25の凹部での不足がある場合には不足部分の周辺のインクの打滴量を多くし、形成されるドットを大きくする。これ以外にも、予め定められたインクの打滴数よりも多くして、打滴密度を高くする。
逆に、印刷版25の凹部で、先のインクの打滴の際に大きなドットとなってしまった場合、インクの打滴量を少なくし、形成されるドットを小さくする。これ以外にも、予め定められたインクの打滴数よりも少なくして、打滴密度を下げる。
また、インクジェットヘッド40が冗長ノズルを有する場合には、冗長ノズルを用いることもできる。
例えば、2400dpiのパターンデータの場合、X方向、Y方向ともに1200dpiのパターンの4回走査、X方向600dpi、Y方向2400dpiのパターンの4回走査で、パターン形成領域へのインクの付与(インキング)を完了することができる。
また、例えば、X方向、Y方向ともに1200dpiの場合、1ノズルの隣接画素間距離(最小値)も21.2μmで吐出周波数の要求は低いものの、ノズル数がX方向で600dpiと比べて2倍必要となる。X方向の隣接画素間距離(最小値)は21.2μmとなりX方向着弾干渉の影響が懸念される。
一方、X方向600dpi、Y方向2400dpiの場合、ノズル数は上述のX方向1200dpiと比較して1/2となり、X方向の隣接画素間距離(最小値)は42.3μmとなりX方向着弾干渉の影響は減るものの、Y方向の隣接画素間距離(最小値)が10.6μmとなり、X方向、Y方向ともに1200dpiの場合と比較して2倍の高周波吐出が必要となる。
次に、本実施形態の印刷装置10の印刷方法についてより具体的に説明する。
図15は、本発明の実施形態の印刷方法を示すフローチャートである。
最初に、インクをインクタンクに供給する(ステップS10)。ステップS10では、まず、インクタンクからサブタンクへインクを送液する。そして、サブタンクからインクジェットヘッド40にインクを供給する。
なお、インクの供給に際しては、洗浄液からインクに置換する。洗浄液を窒素ガスでインクジェットヘッド40から出した後、インクを供給することも可能であるが、窒素ガスを巻き込みやすい。このため、インクの供給は洗浄液から置換することが好ましい。
洗浄液をインクジェットヘッド40に供給した状態で、吐出確認を行う。吐出確認の際、結果がよくない場合、メンテナンス部36を用いて吐出回復を行う。回復できない場合は、必要に応じてインクジェットヘッド40の交換を行う。
洗浄液からインクに置換に際しては、例えば、サブタンク50の洗浄液を下限まで減らす。次に、サブタンク50にインクを入れ、インクジェットヘッド40内の洗浄液をインクで押し流す。次に、サブタンク50のインクを下限まで減らす。インクジェットヘッド40内の洗浄液をインクで押し流し、サブタンク50のインクを下限まで減らすことを繰り返し行い、洗浄液をインクに置換する。
次に、アライメントを実施する(ステップS12)。
この場合、インクジェットヘッド40の位置と版位置とのアライメントを行う。まず、アライメントマークA〜Cをアライメントカメラ42で読み取り、その位置を検出する。
次に、X方向の絶対距離を求める。この場合、例えば、アライメントマークA、Bがアライメントカメラ42の視野のX方向で同じ位置になったときのキャリッジ46位置(リニアスケール読み取り値)から算出する。
次に、Y方向の絶対距離を求める。この場合、アライメントマークA、Cのアライメントマークがアライメントカメラ42の視野のY方向で同じ位置になったときのローターリーエンコーダから出力される版胴24の回転位置情報から算出する。なお、Y方向は距離ではなく角度でのアライメント調整になる。
次に、インクジェットヘッド40と印刷版25との相対的な傾きを求める。この場合、傾き角度θを求める。アライメントマークA,BのX方向位置だけでなく、Y方向についてもずれを計測する。アライメントカメラ42の視野のY方向も同じになったときのローターリーエンコーダから出力される版胴24の回転位置情報からY方向のずれを算出して、X方向の距離とY方向のずれから傾き角度θを算出する。あるいは、カメラの視野内でのY方向のずれから傾き角度θを算出することもできる。
また、アライメントマークA〜Cの位置情報から、印刷版25の版胴24に対する取り付け位置情報を得る。すなわち、どのように印刷版25が版胴24に取り付けられているかの情報を得る。そして、印刷版25の傾き角度αを求める。例えば、傾き角度αは、X方向の距離とY方向のずれから算出することができる。
上述のように得られたX方向の距離、Y方向の角度、傾き角度θは記憶部14に記憶される。制御部18では、X方向の距離、Y方向の角度、傾き角度θと、記憶部14に記憶された印刷するパターンデータに対してX方向およびY方向の拡大縮小処理、傾き角度θに基づくパターンデータの回転処理を行い、パターンデータ補正する。補正されたパターンデータに必要に応じて印刷版25の傾き補正を行う。
補正パターンデータを得る。さらには、インクジェットヘッド40からのインクの吐出のタイミングの調整も制御部18にて行う。
次に、インクジェットヘッド40の吐出確認を行う(ステップS14)。
この場合、テストパターンの印刷物の評価、または吐出観察にて行う。
テストパターンの印刷の印刷物の評価は、印刷した基板の目視またはスキャナでの評価で行う。また、印刷版25に吐出のみを行い、転写を行わず、印刷版25上のインクをアライメントカメラ42で観察することで実施することもできる。
印刷版25には上述のように吐出確認エリアTを設けており、そこにインクを打滴する。版胴24に吐出確認エリアTを設けて、そこにインクを打滴してもよい。
吐出確認エリアTのインクは、評価後、クリーニング部34で取り除くか、または基板31に転写して取り除く。
なお、吐出確認の結果が予め定められた範囲から外れていた場合、メンテナンス部36にて回復動作を行うか、または、吐出制御部43での吐出波形の最適化を行う。
吐出確認と合わせて、印刷版25へ打滴したインクの着弾位置の情報を、アライメントカメラ42を用いて取得する。判定処理部16において、着弾位置のずれを判定し、X方向、Y方向、傾き角度θについて予め定められた範囲から外れている場合には、補正パターンデータの拡大縮小、回転等を再度調整する。
次に、印刷版25へのプレコートを行う(ステップS16)。
パターンデータまたは補正パターンデータを吐出制御部43に送り、版胴24を回転させて、その時にローターリーエンコーダから出力される版胴24の回転位置情報に基づき、タイミングに合わせて、予め定められた吐出波形で、プレコート部90からプレコート液を印刷版25に吐出し、プレコートを行う。例えば、版胴24を1回回転させて、すなわち、1回走査してパターン形成領域にプレコート液を付与する。
次に、ステップS16のプレコート工程の後、印刷版へのインキングを行う(ステップS18)。
パターンデータまたは補正パターンデータを吐出制御部43に送り、版胴24を回転させて、その時にローターリーエンコーダから出力される版胴24の回転位置情報に基づき、タイミングに合わせて、予め定められた吐出波形で、インクジェットヘッド40からインクを印刷版25に吐出し、インキングを行う。例えば、版胴24を4回回転させて、すなわち、4回走査してパターン形成領域にインクを付与する。この場合、走査1回毎にスピットを行う。スピットは、印刷版25のスピットエリアGまたは版胴24上に設けたスピットのためのスピットエリア(図示せず)で行う。
スピットのタイミングは、印刷エリアにパターン形成した後であっても、印刷版1枚毎あってもよい。また、印刷版100枚毎のようにある印刷枚数毎に、パージ、ワイプおよびスピットをメンテナンス部36で実施し、さらに吐出確認を行うようにしてもよい。なお、印刷版へのインキングを行うステップS18がインク付与工程に相当する。
次に、インキングされた印刷版25を乾燥部32で乾燥させ(ステップS20)、インク52bを乾燥させる。ステップS20が乾燥工程に相当する。
次に、インキングされた印刷版25を基板31に転写する(ステップS22)。
まず、ステップS22の転写工程では、ステージ30上に基板31を載置しておき、開始位置Psにて待機する。そして、印刷版25のパターンの位置合わせのために基板31のアライメントを行う。
次に、ステージ30を搬送方向Vに移動させて基板31を版胴24の下方の印刷位置Ppに配置する。そして、版胴24を回転させ、印刷版25と基板31の表面31aとを接触させて、印刷版25のインクを基板31に転写する。そして、転写後、ステージ30を搬送方向Vに移動させて、版胴24の下方の印刷位置Ppから印刷版25を終了位置Peに移動させる。その後、パターンが形成された印刷版25をステージ30から移動させ、ケーシング20の外部に取り出す。
なお、転写後、除去部35で、印刷版25に付与したプレコート液およびインクの溶媒を除去してもよいし、乾燥部32で印刷版25を乾燥させてプレコート液およびインクの溶媒を除去してもよい。これにより、上述のようにインクの乾燥しやすさが向上する。
ここで、図16(a)は本発明の実施形態の印刷方法のうち、版検査の工程の第1の例を示すフローチャートであり、(b)は本発明の実施形態の印刷方法のうち、版検査の工程の第2の例を示すフローチャートである。
図16(a)に示すように、転写後、転写回数を判定し(ステップS24)、予め定められた転写回数よりも少ない場合には、プレコート液およびインクの溶媒の除去をせずに、印刷工程を終了する。
一方、転写回数が予め定められた転写回数よりも多い場合には、除去部35でプレコート液およびインクの溶媒を除去し、印刷版25をリフレッシュさせる(ステップS26)。そして、印刷工程を終了する。なお、転写毎に除去部35または乾燥部32で印刷版25に付与したプレコート液およびインクの溶媒を除去してもよい。ステップS26がリフレッシュ工程に相当する。なお、インクの溶媒については、残存していれば除去されるが、残存していない場合には除去されない。
これ以外にも図16(b)に示すように、転写後の印刷版25について、版面観察部26を用いて、転写後の印刷版25の版面25aの情報を取得する(ステップS30)。
記憶部14から読み出した、転写後の印刷版25の版面25aの理想的な状態を示す画像データと、転写後の印刷版25の版面25aの版面撮像データとを比較し、予め定められた範囲にあるか判定する(ステップS32)。ステップS32において、予め定められた範囲にあれば、印刷工程を終了する。
一方、ステップS32において、予め定められた範囲にない場合、除去部35または乾燥部32でプレコート液およびインクの溶媒を除去し、印刷版25をリフレッシュさせる(ステップS34)。そして、印刷工程を終了する。この場合も、インクの溶媒については、残存していれば除去されるが、残存していない場合には除去されない。
以下、電子回路の配線、薄膜トランジスタ等の電子素子の構成部、または電子回路の配線、薄膜トランジスタ等の電子素子の構成部のプレカーサの形成に用いられるインクの材料について具体的に説明する。
導電性材料としては、導電性微粒子を含み、この導電性微粒子の粒径が1nm以上、100nm以下であることが好ましい。導電性微粒子の粒径が100nmより大きいと、ノズルの目詰まりが起こりやすく、インクジェット法による吐出が困難になることによる。また、導電性微粒子の粒径が1nm未満であると、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多になることによる。
分散質濃度は、分散質濃度の凝集性の観点から、1質量%以上、80質量%以下であることが好ましい。
導電性微粒子の分散液の表面張力は、20mN/m以上、70mN/m以下の範囲に入ることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が20mN/m未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、70mN/mを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量、吐出タイミングの制御が困難になるためである。
導電性材料としては、例えば、銀の微粒子が含まれるものである。銀以外の他の金属微粒子としては、例えば、金、白金、銅、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウムのいずれか1つが利用されてもよいし、または、いずれか2つ以上が組合せられた合金が利用されてもよい。さらには、ハロゲン化銀を用いてもよい。ただし、銀ナノ粒子が好ましい。金属微粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の微粒子等を用いてもよい。
導電性微粒子の表面にコーティングするコーティング材としては、例えば、キシレン、トルエン等の有機溶剤やクエン酸等が挙げられる。
使用する分散媒としては、上述の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されないが、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼン等の炭化水素系化合物、またはエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサン等のエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン等の極性化合物を挙げることができる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また、インクジェット法への適用のし易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、更に好ましい分散媒としては水、炭化水素系化合物を挙げることができる。これらの分散媒は、単独でも、2種以上の混合物としても使用できる。
また、バインダー(添加剤)としては、アルキッド樹脂、変性アルキッド樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン化油、ウレタン樹脂、ロジン樹脂、ロジン化油、マレイン酸樹脂、無水マレイン酸樹脂、ポリブテン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルオリゴマー、鉱物油、植物油、ウレタンオリゴマー、(メタ)アリルエーテルと無水マレイン酸との共重合体(この共重合体は他のモノマー(例えば、スチレン等)を共重合成分として加えてもよい)等を1種、あるいは、2種以上の組み合わせで使用することができる。また、本発明の金属ペーストには、添加剤として、分散剤、湿潤剤、増粘剤、レベリング剤、地汚れ防止剤、ゲル化剤、シリコンオイル、シリコーン樹脂、消泡剤、可塑剤等を適宜選択して添加してもよい。
また、溶媒としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ナフテン、アルキルベンゼン類を用いることもできる。
また、導電性材料としては、導電性有機材料を用いることもでき、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等の高分子系の可溶性材料を含んでいてもよい。
金属の微粒子に代えて、有機金属化合物を含んでいてもよい。ここでいう有機金属化合物は、加熱による分解によって金属が析出するような化合物である。このような有機金属化合物には、クロロトリエチルホスフィン金、クロロトリメチルホスフィン金、クロロトリフェニルフォスフィン金、銀2,4−ペンタンヂオナト錯体、トリメチルホスフィン(ヘキサフルオロアセチルアセトナート)銀錯体、銅ヘキサフルオロペンタンジオナトシクロオクタジエン錯体、等がある。
導電性微粒子の他の例としては、レジスト、線状絶縁材料としてのアクリル樹脂、加熱してシリコンになるシラン化合物(例えば、トリシラン、ペンタシラン、シクロトリシラン、1,1’−ビスシクロブタシラン等)、金属錯体等が挙げられる。これらは液体中に微粒子として分散されていても良く、溶解されて存在してもよい。
さらには、導電性有機材料を含有する液体として、導電性高分子であるPEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)/PPS(ポリスチレンスルホン酸)の水溶液、ドープドPANI(ポリアニリン)、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)にPSS(ポリスチレンスルホン酸)をドープした導電性高分子の水溶液等を用いることができる。
半導体層を構成するための材料として、CdSe、CdTe、GaAs、InP、Si、Ge、カーボンナノチューブ、シリコン、ZnO等の無機半導体、ペンタセン、アントラセン、テトラセン、フタロシアニン等の有機低分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリパラフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体等のポリフェニレン系導電性高分子、ポリピロールおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフランおよびその誘導体等の複素環系導電性高分子、ポリアニリンおよびその誘導体等のイオン性導電性高分子等の有機半導体を用いることができる。
なお、層間絶縁膜を構成する電気絶縁性の大きな材料(絶縁性材料)としては、以下のもの用いることができる。具体的には、有機材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、シルセスキオキサン、ポリビニルフェノール、ポリカーボネート、フッ素系樹脂、ポリパラキシリレン、ポリビニルブチラール等が挙げられ、ポリビニルフェノールやポリビニルアルコールは適当な架橋剤によって、架橋して用いてもよい。ポリフッ化キシレン、フッ素化ポリイミド、フッ素化ポリアリルエーテル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリ(α、α、α’、α’―テトラフルオロ―パラキシレン)、ポリ(エチレン/テトラフルオロエチレン)、ポリ(エチレン/クロロトリフルオロエチレン)、フッ素化エチレン/プロピレン共重合体の様なフッ素化高分子、ポリオレフィン系高分子、その他、ポリスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリ(α―ビニルナフタレン)、ポリビニルトルエン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ(4―メチル―1―ペンテン)、ポリ(2―メチル―1、3―ブタジエン)、ポリパラキシレン、ポリ[1、1―(2―メチルプロパン)ビス(4―フェニル)カルボネート]、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリクロロスチレン、ポリ(2、6―ジメチル―1、4―フェニレンエーテル)、ポリビニルシクロヘキサン、ポリアリレンエーテル、ポリフェニレン、ポリスチレン―コ―α―メチルスチレン、エチレン/アクリル酸エチル共重合体、ポリ(スチレン/ブタジエン)、ポリ(スチレン/2、4―ジメチルスチレン)等が挙げられる。
多孔質の絶縁膜としては、二酸化珪素にリンを添加したリンシリケートガラス、二酸化珪素にリンおよびボロンを添加したホウ素リンリシケートガラス、ポリイミド、ポリアクリル等の多孔質の絶縁膜が挙げられる。また、多孔質メチルシルセスキオキサン、多孔質ハイドロシルセスキオキサン、多孔質メチルハイドロシルセスキオキサン等のシロキサン結合を有する多孔質の絶縁膜を形成することができる。
上述の材料を用いた場合には、溶媒または分散媒をプレコート液として利用することができる。
なお、インクに含まれる材料としては上述のものに限定されず、用途に応じて、最適な材料が選択される。例えば、カラーフィルタを製造するために使用される着色剤を含むインクなども適用できる。着色剤としては、公知の染料および顔料が挙げられる。また、このようなインクには、上述した分散媒およびバインダーが含まれていてもよい。
この場合でも、インクに含まれる分散媒をプレコート液として利用することができる。
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の印刷方法および印刷装置について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
10 印刷装置
12 印刷装置本体
14 記憶部
16 調整ユニット
18 制御部
20 ケーシング
22 画像記録部
24 版胴
25 印刷版
26 版面観察部
30 ステージ
31 基板
32 乾燥部
34 クリーニング部
36 メンテナンス部
39 転写部
40 インクジェットヘッド
42 アライメントカメラ
43 吐出制御部
44 レーザ変位計
46 キャリッジ
48 リニアモータ
49 回動部
50、58 サブタンク
90 プレコート部
A〜D アライメントマーク
G スピットエリア
、M、M 位置合せエリア
T 吐出確認エリア
11、G12、G21、G22、G31、G32 印刷エリア

Claims (12)

  1. 印刷版の版面に予め定められたパターン形成領域にプレコート液を付与するプレコート工程と、
    前記プレコート液が付与された前記パターン形成領域に、インクジェット方式でインクを付与するインク付与工程と、
    前記パターン形成領域に付与された前記インクを基板に転写する転写工程とを有し、
    前記プレコート液は、前記プレコート液を付与する前の前記パターン形成領域の前記インクに対する接触角に比して前記プレコート液を付与した後の接触角を小さくするものであることを特徴とする印刷方法。
  2. 前記印刷版は凹版であり、前記パターン形成領域は凹部で構成される請求項に記載の印刷方法。
  3. 前記印刷版は、親液部と撥液部を有し、凹部が前記親液部であり、版面が前記撥液部である凹版であり、前記パターン形成領域が前記親液部で構成される請求項に記載の印刷方法。
  4. 前記印刷版は、親液部と撥液部を有する平版であり、前記パターン形成領域は前記親液部で構成される請求項に記載の印刷方法。
  5. 前記転写工程の後に、前記印刷版の前記プレコート液および前記インクの溶媒を乾燥させるリフレッシュ工程を有する請求項1〜のいずれか1項に記載の印刷方法。
  6. 前記プレコート液は、前記インクまたは前記インクの溶媒と少なくとも表面エネルギーが同じである請求項1〜のいずれか1項に記載の印刷方法。
  7. 印刷版の版面に予め定められたパターン形成領域にプレコート液を付与するプレコート部と、
    前記プレコート液が付与された前記パターン形成領域にインクを付与するインク付与部と、
    前記パターン形成領域に付与された前記インクを基板に転写する転写部とを有し、
    前記インク付与部は、インクジェット方式であり、
    前記プレコート液は、前記プレコート液を付与する前の前記パターン形成領域の前記インクに対する接触角に比して前記プレコート液を付与した後の接触角を小さくするものであることを特徴とする印刷装置。
  8. 前記印刷版は凹版であり、前記パターン形成領域は凹部で構成される請求項に記載の印刷装置。
  9. 前記印刷版は、親液部と撥液部を有し、凹部が前記親液部であり、版面が前記撥液部である凹版であり、前記パターン形成領域が前記親液部で構成される請求項に記載の印刷装置。
  10. 前記印刷版は、親液部と撥液部を有する平版であり、前記パターン形成領域は前記親液部で構成される請求項に記載の印刷装置。
  11. 前記印刷版の前記プレコート液および前記インクの溶媒を除去する除去部、ならびに前記プレコート液および前記インクの溶媒を乾燥させる乾燥部のうち、少なくとも一方を有する請求項10のいずれか1項に記載の印刷装置。
  12. 前記プレコート液は、前記インクまたは前記インクの溶媒と少なくとも表面エネルギーが同じである請求項11のいずれか1項に記載の印刷装置。
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