JP6739895B2 - 微細線印刷物 - Google Patents

Description

本発明は、インキを硬化させることにより印刷パターンを形成してなる微細線印刷物、及びその製造方法に関するものである。

線幅が１０μｍオーダーの構造物を形成する方法としては、例えば配線基板において、金属箔層をラミネートした基板から配線パターン以外の金属箔層をエッチングにより除去する方法がある（特許文献１）。

特開２０１４−１７９６３８号公報

しかし、エッチングによる方法は、基材がエッチングに対する耐性を有することが必要であるため、使用できる基材の種類が大きく制限されてしまう。

そこで本発明の目的は、使用できる基材の種類につき自由度の高い新規な微細線印刷物を提供することにある。

本発明の一態様は、
インキを硬化させることにより、少なくとも一部の線幅が２０μｍ以下である印刷パターンを形成してなる微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
インキを硬化させることにより形成された互いに並行する複数の線状の印刷パターンを含み、
これら複数の印刷パターンの線幅が、原画の濃度に応じて調整されており、
これら複数の印刷パターンのうち少なくとも一つの印刷パターンの少なくとも一部の線幅が、２０μｍ以下であることを特徴とする微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
インキを硬化させることにより形成され且つ色彩が互いに異なる第１及び第２の線状の印刷パターンを含む微細線印刷物であって、
前記第２の印刷パターンは前記第１の印刷パターンの上面に形成され、
前記第１の印刷パターンは第１の線幅を有し、
前記第２の印刷パターンは前記第１の線幅よりも小さい第２の線幅を有し、
これら第１及び第２の印刷パターンを印刷面の非法線方向である所定の角度領域から観察したときに、前記第１の印刷パターンのうち前記第２の印刷パターンに覆われていない露出領域の少なくとも一部が、前記第２の印刷パターンによって遮蔽されることによって、当該露出領域が視野中でなす割合が、視線が印刷面に対してなす角度に応じて変化し、
前記第２の印刷パターンのうち少なくとも一つの印刷パターンの少なくとも一部の線幅が、２０μｍ以下であることを特徴とする微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
インキを硬化させることにより形成された線状の印刷パターンからなる第１の印刷層及び第２の印刷層を含む微細線印刷物であって、
前記第２の印刷層は、絶縁層を介して前記第１の印刷層の上面に形成され、
前記第１の印刷層における印刷パターンは、互いに並行して第１の方向に延在し、
前記第２の印刷層における印刷パターンは、互いに並行して前記第１の方向とは異なる第２の方向に延在し、
これら第１及び第２の印刷層によって静電容量型のタッチパネルセンサが構成され、
前記第１及び第２の印刷パターンのうち少なくとも一つの印刷パターンの少なくとも一部の線幅が、２０μｍ以下であることを特徴とする微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
前記印刷パターンによってマイクロ流路装置が構成されることを特徴とする上記本発明の態様の微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
前記印刷パターンが基材の上に形成されていることを特徴とする上記本発明の態様の微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
前記印刷パターンが基材の上の形成された後に、前記基材が除去されていることを特徴とする上記本発明の態様の微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
前記インキが導電性であることを特徴とする上記本発明の態様の微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
前記線幅が１０μｍ以下であることを特徴とする上記本発明の態様の微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
前記印刷パターンが、
印刷面がインキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するブランケットを提供する工程と、
噴射ヘッドにより前記ブランケットの印刷面にインキ画像を印刷する工程と、
前記ブランケットの印刷面に印刷されたインキ画像を被印刷体に転写する工程と、
を含む印刷方法によって形成されたことを特徴とする上記本発明の態様の微細線印刷物である。

本発明の別の一態様は、
上記本発明の態様の微細線印刷物を製造する方法であって、
前記印刷パターンを形成する工程が、
印刷面がインキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するブランケットを提供する工程と、
噴射ヘッドにより前記ブランケットの印刷面にインキ画像を印刷する工程と、
前記ブランケットの印刷面に印刷されたインキ画像を被印刷体に転写する工程と、
を含むことを特徴とする微細線印刷物の製造方法である。

本発明の実施形態の印刷物を製造する第２の方法で使用される印刷装置の機械的構成及びブランケットへの印刷工程における動作状態を示す正面図である。 ブランケットから被印刷体への印刷工程における動作状態を示す正面図である。 第２の方法の各工程を示すフローチャートである。 実施例１に係る微細線印刷物の要部を示す平面図である。 実施例２に係る微細線印刷物の要部を示す断面図である。 実施例３に係る微細線印刷物の全体を示す平面図及び要部拡大図である。 実施例４に係る微細線印刷物（タッチパネルセンサ）の要部を示す断面図である。 実施例４に係る微細線印刷物における第１層の印刷パターンを示す平面図である。 実施例４に係る微細線印刷物における第２層の印刷パターンを示す平面図である。 実施例６に係る微細線印刷物（タッチパネルセンサ）の製造過程における要部を示す断面図である。 実施例６に係る微細線印刷物の完成品における要部を示す断面図である。 実施例７に係る微細線印刷物（マイクロ流路装置）を示す平面図である。 実施例７に係る微細線印刷物を示す断面図である。 実施例８に係る微細線印刷物（疎水性板材）を示す平面図である。 実施例８に係る微細線印刷物を示す断面図である。

本発明の実施形態について、以下に図面に従って説明する。まず、本発明の実施形態の微細線印刷物を製造する方法について説明する。本発明の実施形態の微細線印刷物は、各種の印刷方法によって製造できるが、以下の第１又は第２の方法によるのが特に好適である。

第１の方法は、凹版オフセット印刷によるものである。この場合に、印刷に用いられるグラビア版は、配線に対応する溝を銅板、ニッケル版などの金属版、あるいはガラス版に形成し、その表面にクロムメッキやカーボンメッキによる耐擦性皮膜を形成してなる。このグラビア版の溝に対して、ドクターブレードによって一定の速度で導電性インキを充填する。

次に、グラビア版上の導電性インキをブランケット上に転写する。ブランケットは、例えば略円筒形のブランケット胴の表面にシリコーンブランケットを固定してなる。次に、ブランケット上の導電性インキを被印刷体に押し付け、転写する。この転写により、被印刷体上にインキ層が形成される。

最後に、被印刷体上でインキ層を硬化させる。この硬化は、焼成、加熱、自然乾燥、紫外線硬化、冷却（熱可塑性材料を含む導電性インキを用いる場合）など、使用する導電性インキの種類及び成分に応じた各種の手段によって実行することができる。加熱による場合には、赤外線ヒータを用いることができる。このようにして、微細線印刷物が得られる。

本発明の実施形態の微細線印刷物を製造する第２の方法は、噴射ヘッドによりブランケット上にインキ画像を印刷し、これを被印刷体上に転写するものである。図１において、この第２の方法に用いられる印刷装置１は、ブランケット２と、噴射ヘッド３とを備えている。ブランケット２は、回転可能なブランケット胴４の表面に固定されており、被印刷体５にインキ画像６を転写可能に配置されている。噴射ヘッド３は、ブランケット２の表面である印刷面にインキ画像６を直接印刷可能に配置されている。ブランケット胴４及び噴射ヘッド３は台車７に支持されており、台車７は架台８に支持されている。

ブランケット２は、その表面でパターン上のインキの授受を行うことにより転写印刷を行う。ブランケット２の表面すなわち印刷面はゴム層からなる。このゴム層として用いられるゴム材料としては、ブランケットとして公知の各種の材料を用いることができ、例えば、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。

これらのゴム材料は、インキ及びインキに用いられる溶剤の種類に対応して選択され、溶剤吸収性のあるものが好適である。溶剤が有機溶剤の場合、シリコーンゴムは溶剤吸収性があり、且つブランケットとして種類が豊富なことから好適である。シリコーンゴムとしては、印刷適性のある各種の材料を選択でき、付加反応型（加熱硬化型）のシリコーンゴム材料が、副生成物を発生せず、寸法安定性が良いため特に好適であるが、縮合反応型（常温硬化型）のシリコーンゴム材料であっても良い。なお、ゴム材料を選択する際には、ゴム材料と溶剤との接触角や両者の溶解度パラメータ（ＳＰ値）を参考にすると良い。いずれの場合にも、ブランケット２の印刷面の溶剤吸収性は、インキの噴射によって飛散した少量の粒子がブランケット２の印刷面に吸収されることによって、飛散の影響による精細度の低下を抑制できる程度のものであることを要する。

ゴム層単独でブランケット２とすることも可能であるが、ゴム層はベース基材の上に設けてもよい。なお、ゴム材料からなるゴム層は、ベース基材上でゴム材料を硬化させることも、フィルム上のゴム材料をベース基材と貼りあわせることも可能である。ベース基材としては、印刷時にブランケット胴４に取り付けられることから可撓性のあるフィルム又は金属薄板であれば種類は問わないが、コスト及び寸法安定性からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系フィルム、あるいはポリイミドフィルムが好適である。また、ベース基材とシリコーンゴム層の間には、必要に応じてプライマー層や接着層が設けられる。また、ベース基材の下には必要に応じてクッション層が設けられる。クッション層としてはスポンジ状の材料を用いることができる。ブランケット２は、その幅方向の両端部を不図示の取付器具によって巻き締めることによって、ブランケット胴４に固定される。

噴射ヘッド３は、ブランケット２の表面である印刷面に近接及び離間し、かつブランケット胴４の軸方向と平行である主走査方向に往復動することが可能であり、ノズルからのインキの噴射により、所望の画像を作成できるように構成されている。インクジェット方式で０．１ｐｌ〜数１００ｐｌ程度の直径の液滴を形成できる機構が好ましい。インクジェット方式としては、ピエゾ振動素子に電気的信号を印加し、機械的作用によって液的噴射を行うドロップオンデマンド方式や、振動によって発生させた帯電状態の小滴の飛翔を電界で制御する連続流方式、熱的作用により液滴噴射を行うサーマル方式（バブル方式）など、各種のものを採用することができる。いずれの場合にも、噴射ヘッドのノズルはφ３μｍ〜φ１００μｍの範囲のものを用いるのが好適である。

ライン幅が５μｍ程度の精細なパターン、ドット径がφ５μｍ程度の微小ドットパターンを形成するためには、φ３μｍ〜φ５μｍのノズル径が好適である。ライン幅が２０μｍ程度のパターン、ドット径がφ２０μｍ程度のドットパターンを形成するためには、φ１０μｍ〜φ２５μｍのノズル径が好適である。また、ある領域を全面的に被覆するだけで良い場合には、φ３０μｍ〜φ１００μｍのノズル径を選択すれば良い。なおノズル形状が円形ではなく他の形状（例えば矩形、台形等）である場合には、円形の場合と同じ面積になるものを選択できる。

本実施形態では、インキとして、熱硬化性かつ光焼成型の導電性インキを用いる。導電性インキは、例えばＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｗ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｉｎ等の金属微粒子、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ２（酸化スズ）などの導電性金属酸化物微粒子、あるいは金属ナノワイヤを含むものが好適である。分散媒中における導電性微粒子の濃度は最大８０重量％とすることが可能であるが、用途に応じて適宜希釈して使用する。通常、導電性微粒子含有液体における導電性微粒子の含有量は２〜５０重量％、界面活性剤及び樹脂の含有量は０．３〜３０重量％、粘度は３〜３０センチポイズ、表面張力は２０〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内とすることが、噴射ヘッドによる液滴形成、噴射に適切とされている。

金属微粒子を含む導電性インキとしては、例えば銀ナノ粒子を有機溶媒に分散させてなるインクジェット印刷用の導電性銀ナノインクを用いることができる。このような導電性インキは、例えば紀州技研工業株式会社からＮＡＮＯ ＫＧＫ １０４として市販されている。この製品は、粘度１２±３ｍＰａ・ｓの特性をもち、焼成温度は１５０°〜１８０°Ｃであり、膜厚１０μｍ、線幅最小２０μｍ、線幅４０μｍで高さ２．８μｍ、印刷速度５０ｍｍ／秒を実現でき、形成したパターンを光焼成した後の抵抗率は４〜５μΩ・ｃｍである。

作成するパターンが透明電極層である場合には、ドーピング等で導電率を向上させた導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリプロピロール、導電性ポリチオフェン（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体など）を含むインキを用いることができる。

上記導電性銀ナノインクでは、インキ中の溶剤はドデカン、テトラデカンである。インキ中の溶剤は任意のものを用いることができる。例えば、速乾性インクでは常温で乾燥する沸点の低い溶剤（ＭＥＫ，エタノール、アセトンなど）、水性インクでは水（精製水）、オイル系インクでは常温で蒸発しないオイル（脂肪族炭化水素、グリコールエーテル、高級アルコールなど）を用いることが可能である。溶剤の種類に応じて、その吸収性を有するブランケット２の材料を選択することができる。

本実施形態における被印刷体５は、印刷定盤９の上面に固定されている。被印刷体５は、例えばタッチパネルセンサー基板であり、その材料は例えば、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板、あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などからなるプラスチック板、プラスチックフィルムが用いられる。なお被印刷体５としては他の材料、例えば電子基板に使われているガラス繊維とエポキシ系樹脂からなるシート（プリプレグ）を用いることができ、またＰＥＴなどの他の樹脂材料、紙、不織布を用いても良い。被印刷体５はシート状の材料に限られず、中空又は中実のいずれでも良く、また任意の平面又は曲面を印刷面とすることができる。

本実施形態では更に、熱硬化部１０と、光焼成部１１と、ブランケット乾燥部１２とを備えている。熱硬化部１０は、赤外線ヒータ等の加熱手段により、被印刷体５に印刷されたインキ画像６を５０〜６０°Ｃで加熱処理して有機溶媒を揮発することが可能である。光焼成部１１は、キセノンランプ等のフラッシュランプによってパルス光を照射して、インキ画像６を焼成することが可能である。キセノンランプを用いる場合には、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの広帯域のスペクトルを照射し、その際のパルスエネルギーは最大２０７０ジュール／パルスまで調節することができる。この方法によれば、非常に短時間（数ｍｓ）で焼成が可能であり、且つ常圧・常温下で焼結を進行できる。ただし焼成温度及び時間は、被印刷体５の耐熱性に応じて変更することができる。熱硬化部１０及び光焼成部１１は架台８に固定されており、架台８は、印刷定盤９をこれら熱硬化部１０及び光焼成部１１に向けて移動させるための送り機構（図示せず）を備えている。

ブランケット乾燥部１２は、ブランケット２に吸収されたインキ中の溶剤を除去するために設けられている。ブランケット２がインキ中の溶剤を吸収すると、膨潤によりブランケット２の厚みが変動し、印刷の品質が低下する可能性がある。ブランケット乾燥部１２は、このような品質低下を抑制するために、ブランケット２から溶剤を除去するものである。詳細は図示しないが、ブランケット乾燥部１２は、ブランケット胴４の全体を取り囲んで密閉する密閉機構と、ブランケット２の膨潤量を監視する膨潤量センサ（例えば光学式変位センサ）と、密閉機構内を加熱する加熱機構とを有する。加熱機構には、例えば赤外線ランプ、熱線式熱風発生器、あるいは高周波加熱器を用いることができるが、これらに限られない。ブランケット乾燥部１２は、印刷時（すなわちパターン形成時）には用いられず、印刷待機時に用いられる。このために、ブランケット乾燥部１２は印刷時にはブランケット胴４の移動範囲から一時的に退避するように構成されている。加熱機構に代えて、あるいは加熱機構に加えて、密閉機構内を真空吸引により減圧する減圧機構、密閉領域内でブランケット２表面に流体（シリコンへは浸透せずインキ溶剤と反応しやすい性質を有する液体や、高温若しくは常温の気体）を供給する流体供給機構、ブランケット２表面に接触して溶剤を吸収する接触吸収機構のうち少なくとも１つを設けても良い。加熱機構、減圧機構、流体供給機構及び／又は接触吸収機構は、ブランケット胴４の内部に設けられていても良い。

印刷装置１の各部を制御するために、制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）１３が設けられている。噴射ヘッド３、ブランケット胴４、台車７、印刷定盤９のための送り機構、熱硬化部１０及び光焼成部１１は、ＥＣＵ１３に電気的に接続されている。ＥＣＵ１３は周知のコンピュータであって、データバスによって相互接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、記憶装置、表示装置及び入出力装置等を含むものである。ＥＣＵ１３はオペレータの操作入力、各種センサ類からの入力、及びＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、噴射ヘッド３の噴射及び移動、ブランケット胴４の送り回転及び移動、台車７の移動、印刷定盤９のための送り機構の動作、並びに熱硬化部１０、光焼成部１１及びブランケット乾燥部１２の動作を連繋して制御することが可能に構成されている。

次に、以上のとおり構成された印刷装置１を用いた印刷方法について説明する。初期状態及び前印刷工程の終了状態においては、図１に示されるように台車７は図中右側に停車した状態である。

この状態から、まず、噴射ヘッド３により、ブランケット２の印刷面に、インキ画像６を印刷する（ステップＳ１０）。より詳細には、噴射ヘッド３の主走査方向（ブランケット胴４の軸方向と平行）の往復動と、ブランケット胴４の図中矢印Ａ方向の回転による副走査とにより、ブランケット２の印刷面にインキ画像６が形成される。ブランケット２の印刷面が、インキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するため、ブランケット２の印刷面に形成されたインキ画像６の濡れ広がりが抑制される。

次に、ブランケット２の印刷面に印刷されたインキ画像６を、被印刷体５に転写する（ステップＳ２０）。より詳細には、図２に示されるように、ブランケット胴６を矢印Ａ方向に回転させながら、台車７を図中左側へ矢印Ｂ方向に移動させる。ブランケット２の印刷面の回転速度は、台車７の移動速度と略一致させられており、これによってインキ画像６が被印刷体５に転写される。転写されずにブランケット２の印刷面に残ったインキ画像６の部分は、不図示のクリーニングローラーで除去される。なお、本実施形態では転写の際に台車７を移動させたが、ブランケット胴６と印刷定盤９との相対位置の変化を実現できる限り、印刷定盤９を移動させても良く、台車７と印刷定盤９との両者を移動させても良い。

その後、架台８に備えられた送り機構によって、印刷定盤９が熱硬化部１０及び光焼成部１１に向けて移動させられ、被印刷体５に印刷されたインキ画像６が、熱硬化部１０による加熱工程（ステップＳ３０）で硬化され、次に光焼成部１１により焼成される（ステップＳ４０）。このようにして微細線印刷物が得られる。ブランケット２の膨潤量が所定の基準値に達すると、印刷待機時にブランケット乾燥部１２によってブランケット２に吸収された溶剤が乾燥させられる。

以上のとおり、この印刷装置１では、被印刷体５にインキ画像６を転写可能に配置されたブランケット２を備えた印刷装置１において、ブランケット２の印刷面にインキ画像６を直接印刷可能に配置された噴射ヘッド３を更に備えた。この態様によれば、噴射ヘッド３によりブランケット２の印刷面にインキ画像６を直接印刷可能であるため、ブランケット２に転写するための原板が不要であり、且つブランケット２への転写前の硬化工程及び装置も不要である。

また、この印刷装置１では、ブランケット２の印刷面が、インキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するので、インキの噴射によって飛散した少量の粒子がブランケット２の印刷面に吸収され、飛散の影響による精細度の低下を抑制することができる。

また、ブランケット２の印刷面の吸収性に起因して、ブランケット２の印刷面に形成（Ｓ１０）された際のインキ画像６では、配線の長手方向の中心から両側方に向かって膜厚が薄くなることから、この両側方の領域は、被印刷体５への転写（Ｓ２０）の際にも転写されない。すなわち、配線の両側方の領域が被印刷体５へ転写されないことから、にじみを抑制して細線を実現することができる。一般にインクジェット方式で細線を描画する場合、原版に撥水処理層をコーティングすると共に、フォトリソグラフィにより非画線部の親油層を除去し、この原版に湿し水を付けて非画線部にのみ水を乗せるとの工程が必要であるところ、この印刷装置１ではこれらの工程なしに細線を実現でき好適である。この目的から、ブランケットの印刷面の溶剤吸収性は、ブランケットの印刷面に印刷されたインキ画像の面積の拡大を、防止ないし許容できる程度まで抑制できるものであることが要求される。

また、この印刷装置１では、ブランケット２の印刷面への印刷に使用するインキが、導電性インキを含むこととしたので、インキ画像によって高精細な電気回路を形成することが可能になる。

ブランケットの印刷面の材質、噴射ヘッドの種類、使用するインキの種類及びインキ内の溶剤の種類は、上記印刷装置１におけるもの以外の各種のものを選択することができる。インキの種類は導電性のものに限らず、絶縁性のもの、半導体のもの、有機ＥＬを含むものなど各種の電気的性質を有するものを選択でき、これによって配線基板のほか電子回路、アンテナ、電磁波遮蔽部材を作成することができる。また、印刷に用いられるインキは電気的性質を利用しないものであっても良い。熱硬化部１０及び光焼成部１１を使用するか否かは、印刷の目的に応じて任意に選択できる。

ブランケット２は、円筒形のブランケット胴４に固定して使用したが、使用の際のブランケットの形状は円筒形以外の曲面や平面であっても良い。被印刷体５はシート状のほか樹脂成形品などのように、印刷面が曲面であるものであっても良い。被印刷体５は例えば装飾品や自動車部品、電子機器の外層部材などであってもよい。

噴射ヘッド３は、導電性の配線パターンとなるインキ画像６のみを形成することとしたが、導電性の配線のためのヘッドに加えて、絶縁層や、半導体など、複数種類の噴射ヘッドを、例えば主走査方向に並べて配置し、これらを重ねて印刷することも可能である。

以上の印刷方法を用いて作成した各種の微細線印刷物について、以下に説明する。

［実施例１］
図４に示される微細線印刷物２０は、上述した第１又は第２の印刷方法によって、被印刷体としての基材２１上でインキを硬化させることにより形成された互いに並行する複数の線状の印刷パターン２２ａ〜２２ｅを含む。これら複数の印刷パターン２２ａ〜２２ｅを総称して印刷パターン２２という。これら複数の印刷パターン２２の線幅は、原画の対応部分の濃度に応じて、ｗ１〜ｗ３の３種類の太さに調整されている。

これら複数の印刷パターン２２のうち少なくとも一つ、例えば印刷パターン２２ａ，２２ｅの少なくとも一部の線幅とこれに隣接する線間（Ｌ／Ｓ）は、最も小さい箇所で２０／２０μｍ以下、好ましくは１０／１０μｍ以下である。各印刷パターンの線幅と線間は、原画の対応部分の濃度に応じて、その長手方向の途中で変化していても良い。印刷有効寸法（印刷パターンが形成されている領域の寸法）は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍであるが、それ以上又はそれ以下であっても良い。

複数の印刷パターン２２のそれぞれにおける所定の基準点、例えば印刷パターンの幅方向の一方の端部は、互いに等間隔に配置されている。すなわち、印刷パターン２２ａ〜２２ｅは、幅方向の図４中左側の端部の間隔がいずれもピッチｐになるように配置されている。基準点の位置は印刷パターンにおける幅方向の他の位置、例えば幅方向の中心位置であっても良い。この実施例１に係る微細線印刷物２０は、印刷パターン２０の形成を印刷によって行うため、使用できる基材の種類につき高い自由度を得ることができる。

［実施例２］
図５に示される微細線印刷物３０は、上述した第１又は第２の印刷方法によって被印刷体としての基材３１上でインキを硬化させることにより形成された第１及び第２の線状の印刷パターン３２，３３を含む。基材３１及び印刷パターン３２，３３は、色彩が互いに異なる。図５ではこれらの互いに異なる色彩を、互いに異なるパターンのハッチングで示している。

第２の印刷パターン３３は、第１の印刷パターン３２の上面に形成されている。第１の印刷パターン３２は、第１の線幅ｗ１１を有する。第２の印刷パターン３３は、第１の線幅ｗ１１よりも小さい第２の線幅ｗ１２を有する。第２の印刷パターン３３は複数の層３３ａ，３３ｂ，３３ｃからなり、最下層３３ａ、中層３３ｂ，上層３３ｃの順で線幅が徐々に狭くされている。第１の印刷パターン３２には、第２の印刷パターン３３に覆われていない露出領域３４ａ，３４ｂが存在している。基材３１の上面の法線方向ａに対して、第２の印刷パターン３３の両斜面がなす傾斜角は、図中左右で異なる角度にされている。なお、露出領域３４ａ，３４ｂのうち一方のみが存在するように第２の印刷パターン３３を形成しても良い。

そして、少なくとも１つの第２の印刷パターン３３の少なくとも一部、例えば上層３３ｃの一部の線幅と線間（Ｌ／Ｓ）は、最も小さい箇所で２０／２０μｍ以下、好ましくは１０／１０μｍ以下にされている。印刷有効寸法（印刷パターンが形成されている領域の寸法）は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍであるが、それ以上又はそれ以下であっても良い。理解の容易のため、図５には３組の印刷パターン３２，３３のみを示している。

このように構成された微細線印刷物３０を、印刷面である基材３１の上面の法線方向ａ、すなわち基材３１に対向する方向に観察するとき、微細線印刷物３０は、これら基材３１及び第１及び第２の印刷パターン３２，３３の露出部分の面積の比率どおりに視認される。

他方、微細線印刷物３０を、その非法線方向に観察（とくに、印刷パターン３２，３３の延在方向とは異なる成分を含む方向から観察）する場合には、その視線が基材３１に対してなす角度に応じて、各色彩が全体に占める割合が変化する。

具体的には、図５における領域ｂから微細線印刷物３０を観察する場合には、基材３１、第１の印刷パターン３２及び第２の印刷パターン３３の色彩がいずれも視認できるが、第１及び第２の印刷パターン３２，３３の厚さに起因して、基材３１及び第１の印刷パターン３２色彩が視野中でなす割合は、その角度が法線方向ａから離れるほど減少する。

図５における領域ｃ，ｄ又はｆから微細線印刷物３０を観察する場合には、基材３１、第１の印刷パターン３２及び第２の印刷パターン３３の色彩がいずれも視認できるが、基材３１及び第１の印刷パターン３２の色彩が視野中でなす割合は、第２の印刷パターン３３の上層３３ｃによる遮蔽に起因して、その角度が法線方向ａから離れるほど減少する。

図５における領域ｄ又はｆから微細線印刷物３０を観察する場合には、第１の印刷パターン３２及び第２の印刷パターン３３の色彩が視認できるが、基材３１の色彩は視認できず、かつ、上述した露出領域３４ａ，３４ｂを含む第１の印刷パターン３２の色彩が視野中でなす割合は、その角度が法線方向ａから離れるほど減少する。

図５における領域ｅ又はｇから微細線印刷物３０を観察する場合には、第２の印刷パターン３３の色彩のみが視認でき、基材３１及び第１の印刷パターン３２の色彩は視認できない。

以上のとおり、この微細線印刷物３０では、第１及び第２の印刷パターン３２，３３を非法線方向である所定の角度領域ｃ，ｄ又はｆから観察したときに、基材３１の表面及び／又は第１の印刷パターン３２のうち第２の印刷パターン３３に覆われていない露出領域３４ａ，３４ｂの少なくとも一部が、第２の印刷パターン３３によって遮蔽されることによって、これら基材３１の表面及び／又は露出領域３４ａ，３４ｂが視野中でなす割合が、視線が微細線印刷物３０に対してなす角度に応じて変化し、視野全体の色彩の印象が異なることになる。したがって、これによって微細線印刷物３０の真贋確認の促進と偽造の抑制とを図ることができる。

［実施例３］
図６に示される微細線印刷物４０は、上述した第１又は第２の印刷方法によって、被印刷体である基材４１上に線画４２を形成したものである。線画４２を構成する線の少なくとも一部は、マイクロ文字４３によって構成されており、個々のマイクロ文字４３は、インキを硬化させることにより形成された線状の印刷パターンによって形成されている。個々のマイクロ文字４３の少なくとも一部における文字の太さ（すなわち線幅）と線間（Ｌ／Ｓ）は、最も小さい箇所で２０／２０μｍ以下、好ましくは１０／１０μｍ以下である。各マイクロ文字４３の寸法は、例えば縦横それぞれ１５０μｍ以下である。印刷有効寸法（印刷パターンが形成されている領域の寸法）は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍである。

図６では、１行のマイクロ文字４３によって１本の線を構成しているが、複数行のマイクロ文字によって１本の線を構成しても良いし、マイクロ文字４３を複数行かつ複数列の二次元方向に配置して線又は面を構成しても良い。線の延伸方向とマイクロ文字の配列方向とは互いに異なっていても良く、例えば両者が４５°互いに異なっていても良い。マイクロ文字４３の配置は規則的でも不規則的でも良い。マイクロ文字４３によって表現される文字の種類は任意であって、例えば微細線印刷物４０ごとに異なる識別番号その他の識別情報を含む文字又は文字列でも良い。

この実施例の微細線印刷物４０では、マイクロ文字４３の寸法が極めて小さく、この線画にマイクロ文字４３が含まれていることが肉眼で認識できないため、偽造する際にマイクロ文字４３を再現することを思いつかない可能性がある上、複写によって偽造を試みる場合もマイクロ文字４３が再現されるほどの解像度の実現が困難であり、さらにマイクロ文字４３を構成する線状の印刷パターンが極めて細いため、複写以外の方法によるマイクロ文字４３の再現も困難である。したがって、この実施例によれば、微細線印刷物４０の偽造の抑制を図ることができる。

［実施例４］
図７〜図９に示される微細線印刷物は、カバーガラス一体型かつ静電容量型のタッチパネルセンサ５０である。タッチパネルセンサ５０は、上述した第１又は第２の印刷方法によって、被印刷体である基材５１上でインキを硬化させることにより形成された互いに並行する複数の線状の印刷パターン５２，５３を含む。印刷パターン５２，５３は透明でも不透明でも良い。

基材５１には透明材料、好適には例えばガラスなどの硬質材料のほか、ＰＥＴその他の樹脂などの他の材料を用いることができる。基材５１は可撓性であっても良い。

第１層の印刷パターン５２は、互いに直交するＸＹ座標系におけるＸ軸方向を長手方向として延在する多数のドライブ電極５２ａと、その周囲である基材の周縁部に沿って延在する額縁配線部５２ｂとを含む。第２層の印刷パターン５３は、Ｙ軸方向を長手方向として延在する多数のセンシング電極５３ａと、その周囲である基材の周縁部に沿って延在する額縁配線部５３ｂとを含む。

第１層の印刷パターン５２と、第２層の印刷パターン５３との間には、絶縁層５４が設けられている。絶縁層５４には、従来、絶縁層や保護層に用いられていた公知の材料を用いて形成できる。絶縁層５４は、第１層の印刷パターン５２を含む基材５１の全面を覆っていてもよく、また第１層の印刷パターン５２のみを覆っていても良い。また、絶縁層５４は第２層の印刷パターン５３の領域を平面視で包含し且つこれに所定のマージン領域を加えた形状としても良い。更に、絶縁層５４は第１層の印刷パターン５２の一部のみを露出させて電気的接続のためのランド領域を提供しても良い。絶縁層５４の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ_ｘ等の無機系膜や透明樹脂等の有機系材料を用いることができる。無機系膜は、ＣＶＤ法やスパッタリング法により形成することができる。有機系膜は、フォトリソグラフィ法により形成することができる。有機系材料としては、重合性基含有オリゴマー、モノマー、光重合開始剤及びその他添加剤を含有するＵＶ硬化型コーティング組成物を用いることができる。

これら複数の印刷パターン５２，５３のうち少なくとも一つ、例えばドライブ電極５２ａ及びセンシング電極５３ａの線幅と線間（Ｌ／Ｓ）は、最も小さい箇所で２０／２０μｍ以下、好ましくは１０／１０μｍ以下である。各印刷パターン５２，５３の線幅、線間、延在方向の少なくともいずれかが、その長手方向の途中で変化していても良い。印刷有効寸法（印刷パターンが形成されている領域の寸法）は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍであるが、それ以上又はそれ以下であっても良い。理解の容易のため、図７〜図９では実際よりも少ない本数の印刷パターンのみを示している。

このタッチパネルセンサ５０を製造する手順は以下のとおりである。まず、基材５１の表面に、上述した第１又は第２の印刷方法によって、第１層の印刷パターン５２を形成する。次に、その上に絶縁層５４を形成する。そして、絶縁層５４の上に上述した第１又は第２の印刷方法によって、第２層の印刷パターン５３を形成する。

この実施例のタッチパネルセンサ５０によれば、印刷パターン５２ａ，５３ａの線幅が極めて狭小であるため、高い透明性を確保することができる。

［実施例５］
図７〜図９に示される実施例４に係るタッチパネルセンサ５０から、その作成後に、基材５１を除去しても良い。この場合には絶縁層５４が、タッチパネルセンサ５０の形状を保持するための支持体となる。この場合の基材５１の材料としては、例えば接着後に容易に剥離可能な微粘着層を片面に塗布したＰＥＴを用いることができる。また、基材５１を除去する方法としては、例えばピーラーによる剥離法を用いることができる。

［実施例６］
図１０及び図１１に示される微細線印刷物は、タッチパネルセンサ６０である。タッチパネルセンサ６０は、互いに並行する複数の線状の第１層の印刷パターン６２と、絶縁層６４と、互いに並行する複数の線状の第２の印刷パターン６３を含む。第１層の印刷パターン６２は、基材６１にエッチングを施すことにより形成することができる。第２層の印刷パターン６３は、上述した第１又は第２の印刷方法によって、被印刷体である絶縁層６４上にインキを印刷し硬化させることにより形成することができる。すなわち、この場合における絶縁層６４は本発明における基材としての役割を果たす。

基材６１には、銅などのエッチング可能な導電性材料を用いることができる。この基材６１をエッチングすることにより、その上面に第１層の印刷パターン６２を形成する。例えば、基材６１上にフォトリソグラフィによってポジレジスト層を形成すると共に、エッチング及びレジスト剥離を行うことによって、第１層の印刷パターン６２を形成することができる。ポジレジスト層の形成は、上述した第１又は第２の印刷方法を用いて行うことができる。

次に、第１層の印刷パターン６２の上に絶縁層６４を形成する。そして、絶縁層６４の上に、上述した第１又は第２の印刷方法によって第２層の印刷パターン６３を形成する。最後に、図１１に示されるように、基材６１のうち第１層の印刷パターン６２以外の部分を、エッチングにより除去する。

第１層の印刷パターン６２は、互いに直交するＸＹ座標系におけるＸ軸方向を長手方向として延在する多数のドライブ電極６２ａと、その周囲である基材の周縁部に沿って延在する額縁配線部６２ｂとを含む。第２層の印刷パターン６３は、Ｙ軸方向を長手方向として延在する多数のセンシング電極６３ａと、その周囲である基材の周縁部に沿って延在する額縁配線部６３ｂとを含む。絶縁層６４の材質は、上記実施例５における絶縁層５４と同様である。

これら複数の印刷パターン６２，６３のうち少なくとも一つ、例えばドライブ電極６２ａ及びセンシング電極６３ａの線幅と線間（Ｌ／Ｓ）は、最も小さい箇所で２０／２０μｍ以下、好ましくは１０／１０μｍ以下である。各印刷パターンの線幅と線間は、その長手方向の途中で変化していても良い。印刷有効寸法（印刷パターンが形成されている領域の寸法）は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍであるが、それ以上又はそれ以下であっても良い。理解の容易のため、図１０及び図１１では実際よりも少ない本数の印刷パターンのみを示している。

［実施例７］
図１２及び図１３に示される微細線印刷物は、例えば生体関連物質の分析などに用いられるマイクロ流路装置７０である。マイクロ流路装置７０は、透明な基材７１の上に印刷層７２を形成し、その上面に透明なカバープレート７７を接着したものである。印刷層７２は、上述した第１又は第２の印刷方法によって、基材７１上にインキを印刷し硬化させることにより形成することができる。印刷層７２は透明でも不透明でも良い。

印刷層７２には、そのスリット状の空隙部としてのマイクロ流路７３が形成されている。マイクロ流路７３の中間部には、互いに並行する複数の流路部分からなる測定部７５が形成されている。測定部７５において、マイクロ流路７３は複数の境界部７６によって互いに分離されている。マイクロ流路７３は測定部７５の両端部で合流し、さらに図１２中左右に分岐している。マイクロ流路７３の端部には、貯留部７４が形成されている。カバープレート７７において貯留部７４に対応する部分には、試料の注入及び取り出しのための開口部（不図示）が形成されている。各貯留部７４内には、電気泳動のための電極（不図示）を配置しても良い。なお、マイクロ流路７３、貯留部７４やその他の構成は、マイクロチップの目的に応じて適宜変更でき、図１２及び図１３に示された構成に限られない。マイクロ流路７３は、その全長に亘って境界部７６によって分離され、その分離された個々のマイクロ流路７３がその両端部にそれぞれ独立した貯留部７４を有していても良い。また、マイクロ流路装置７０と同一又は異なる流路パターンを有する他のマイクロ流路装置を、マイクロ流路装置７０に重畳して配置し、且つ貯留部７４を廃してマイクロ流路の少なくとも一方の端部を側端面に露出させても良い。

測定部７５において、印刷層７２における各流路部分の境界部７６の線幅（図１３における左右方向の寸法）と線間（Ｌ／Ｓ）は、最も小さい箇所で２０／２０μｍ以下、好ましくは１０／１０μｍ以下である。印刷有効寸法（印刷層７２が形成されている領域の寸法）は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍであるが、それ以上又はそれ以下であっても良い。

印刷層７２の上にカバープレート７７を接着するために、例えば印刷層７２と同一又は近似の形状の接着層（不図示）を、印刷層７２の上に印刷することができる。この印刷層７２は、上述した第１又は第２の印刷方法によって印刷することにより形成することができる。

以上のとおり構成されたマイクロ流路装置７０は、マイクロ流路７３を液体や気体の流路として、化学反応や生化学反応、溶媒抽出・成分分離や気液分離、さらにはこれらに基づく微量成分の化学分析や非接触光学分析等に利用することができる。このマイクロ流路装置７０では、印刷層７２における各流路部分の境界部７６の線幅と線間が極めて狭小であるため、流路部分を高密度で実装することができる。

［実施例８］
図１４及び図１５に示される微細線印刷物は、例えば浴室の壁面などに用いられる親水性板材８０である。親水性板材８０は、疎水性の材料からなる基材８１の上に、親水性材料からなる印刷層８２を形成することにより、親水性を付与したものである。印刷層８２は、上述した第１又は第２の印刷方法によって、基材８１上にインキを印刷し硬化させることにより形成することができる。なお、図１４では理解の容易のため、印刷層８２をハッチングで示している。

印刷層８２は、被印刷体である基材８１上でインキを硬化させることにより形成された互いに並行する複数の線状の印刷パターン８３を含む。好ましくは印刷パターン８３は全て直線状であり、その方向は所望の排水方向、例えば垂直方向である。これら複数の印刷パターン８３の線幅を、原画の対応部分の濃度に応じて調整することにより、所望の図柄を表現しても良い。

印刷層８２における各印刷パターン８３の線幅（図１４・図１５における左右方向の寸法）と線間（Ｌ／Ｓ）は、最も小さい箇所で２０／２０μｍ以下、好ましくは１０／１０μｍ以下である。各印刷パターン８３の線幅と線間は、その長手方向の途中で変化していても良い。印刷有効寸法（印刷パターンが形成されている領域の寸法）は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍであるが、それ以上又はそれ以下であっても良い。理解の容易のため、図１４及び図１５では実際よりも少ない本数の印刷パターンのみを示している。

疎水性である基材８１の材料としては、例えばポリプロピレンやポリオレフィン、フッ素系樹脂などを用いることができる。基材８１は板状のものに限られず、可撓性のシート状のものや、任意の中空又は中実の立体形状のものであっても良い。親水性である印刷層８２の材料としては、例えばＰＶＡ、脂肪族ポリエステルなどを用いることができる。

以上のとおり構成された親水性板材８０では、印刷パターン８３の線幅及び線間が狭小であることに起因して、本来親水性の付与が困難であった疎水性の基材８１に、親水性を付与することができる。また、印刷層８２が互いに並行する複数の線状の印刷パターン８３を含むので、所望の排水方向への排水を促進することができる。

本発明は前述の態様のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

例えば、上記各実施例及びそれらの変形例では、印刷パターンが基材（又は絶縁層５４，６４）の上に形成されていることとしたが、印刷パターンが基材の上に形成された後に、基材が除去されて、印刷パターンのみによりその形状を保持する態様としてもよい。

また、上記実施例４〜６に限らず、他のいずれの実施例及びそれらの変形例においても、インキは導電性とすることができる。この導電性は、例えば印刷層に通電することによる真贋判定や、電気回路部材あるいは電磁シールド部材としての利用など、各種の用途に利用することができる。本発明はいわゆるウェアラブル端末やセキュリティ部材として広く利用することができる。

２ ブランケット
３ 噴射ヘッド
４ ブランケット胴
５ 被印刷体
６ インキ画像
１０ 熱硬化部
１１ 光焼成部
１２ ブランケット乾燥部
２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ 微細線印刷物
２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１ 基材
２２，３２，３３，４３，５３，６３，７３，８３ 印刷パターン

Claims (9)

1. 有色のインキを硬化させることにより形成され且つ有色の色彩が互いに異なる第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）を含む微細線印刷物であって、
   前記第２の線状の印刷パターン（３３）は前記第１の線状の印刷パターン（３２）の上面に形成され、
   前記第１の線状の印刷パターン（３２）は第１の線幅（Ｗ１１）を有し、
   前記第２の線状の印刷パターン（３３）は前記第１の線幅（Ｗ１１）よりも小さい第２の線幅（Ｗ１２）を有し、
   これら第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）を印刷面の非法線方向である所定の角度領域（ｃ、ｄ、ｆ）から観察したときに、前記第１の線状の印刷パターン（３２）のうち前記第２の線状の印刷パターン（３３）に覆われていない露出領域（３４ａ、３４ｂ）の少なくとも一部が、前記第２の線状の印刷パターン（３３）によって遮蔽されることによって、当該露出領域（３４ａ、３４ｂ）が視野中でなす割合が、視線が印刷面に対してなす角度に応じて変化し、
   視線の角度を変えたときに、前記第１の線状の印刷パターン（３２）の有色の色彩と、前記第２の線状の印刷パターン（３３）の有色の色彩の割合が異なることで視認されることを特徴とし、
   前記第２の線状の印刷パターン（３３）のうち少なくとも一つの印刷パターンの少なくとも一部の線幅（Ｗ１２）が、２０μｍ以下であることを特徴とする微細線印刷物。
2. 有色のインキを硬化させることにより形成され且つ有色の色彩が互いに異なる第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）と基材（３１）とを含む微細線印刷物であって、
   前記第１の線状の印刷パターン（３２）は前記基材（３１）の上面に形成され、
   前記第２の線状の印刷パターン（３３）は前記第１の線状の印刷パターン（３２）の上面に形成され、
   前記第１の線状の印刷パターン（３２）は第１の線幅（Ｗ１１）を有し、
   前記第２の線状の印刷パターン（３３）は前記第１の線幅（Ｗ１１）よりも小さい第２の線幅（Ｗ１２）を有し、
   これら第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）を印刷面の非法線方向である所定の角度領域（ｃ、ｄ、ｆ）から観察したときに、前記第１の線状の印刷パターン（３２）のうち前記第２の線状の印刷パターン（３３）に覆われていない露出領域（３４ａ、３４ｂ）の少なくとも一部が、前記第２の線状の印刷パターン（３３）によって遮蔽されることによって、当該露出領域（３４ａ、３４ｂ）が視野中でなす割合が、視線が印刷面に対してなす角度に応じて変化し、
   視線の角度を変えたときに、前記第１の線状の印刷パターン（３２）の有色の色彩と、前記第２の線状の印刷パターン（３３）の有色の色彩の割合が異なることで視認されることを特徴とし、
   更なる第１及び第２の線状の印刷パターンを更に含み、
   前記更なる第１の線状の印刷パターンは前記基材（３１）の上面に形成され、
   前記更なる第２の線状の印刷パターンは前記更なる第１の線状の印刷パターンの上面に形成されており、
   前記更なる第１の線状の印刷パターンと、前記第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）との間の線間が２０μｍ以下であることにより、前記更なる第１及び第２の線状の印刷パターンの厚さと前記第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）の厚さとに起因して、前記所定の角度領域（ｃ、ｄ、ｆ）と異なりかつ非法線方向である更なる所定の角度領域（ｅ、ｇ）から観察したときに、前記基材（３１）の有色の色彩が視認できないように構成されていることを特徴とする微細線印刷物。
3. 前記第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）によってマイクロ文字が構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の微細線印刷物。
4. 前記第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）が基材（３１）の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細線印刷物。
5. 前記インキが導電性であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の微細線印刷物。
6. 前記線幅（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ１１、Ｗ１２）が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の微細線印刷物。
7. 前記線間が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の微細線印刷物。
8. 前記第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）の少なくとも一部の線幅（Ｗ１１、Ｗ１２）が、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の微細線印刷物。
9. 前記第１及び第２の線状の印刷パターン（３２、３３）の少なくとも一部の線幅（Ｗ１１、Ｗ１２）が、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の微細線印刷物。

Images