JPH05111996A

JPH05111996A - 薄膜パターン形成装置

Info

Publication number: JPH05111996A
Application number: JP30251791A
Authority: JP
Inventors: Riyoumei Men; 了明面; Hiroshi Suyama; 寛志陶山; Masayasu Sakane; 正恭坂根; Kazumichi Tsuji; 一充辻
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1991-10-21
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】線幅やトータルピッチ精度にバラツキが少な
く、パターン周縁部が直線性を有し、均一な厚さの薄膜
が得られる薄膜パターン形成装置を提供する。【構成】多数のインキセルを有する硬質凹版２８が版
胴１５の円周面に弾性層１６を介して設けられたインキ
ロール１と、インキロール１の表面にインキ１２を供給
するインキ供給装置２と、インキロール１表面のインキ
１２をインキセル内に充填するドクター３と、硬質板２
４が弾性層１６を介して設けられた定盤２３からなる被
印刷体１３を固定する印刷テーブル５と、版胴１５の円
周面に設けられた硬質凸版１４がインキセル内のインキ
１２を被印刷体１３表面に転移させる印刷ロール４とか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機能性材料、たとえば
半導体素子に用いられる絶縁皮膜やフラットディスプレ
イ（液晶表示装置、プラズマディスプレイなど）、その
他電子部品などに用いられている絶縁皮膜導電膜、誘電
膜などの、精密なパターン（ストライプあるいは、ドッ
ト形状等）を印刷手法により形成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体素子の絶縁皮膜や液晶
表示素子などに用いられている絶縁膜や透明導電膜な
ど、種々の電子部品関連の機能性薄膜をパターン形成す
る方法として、フォトリソグラフィーを用いたものがあ
る。まず最初に基板全面に均一に被膜を形成し、しかる
後所望のパターン形状にフォトレジストを形成した後不
必要な部分をエッチング工程にて除去していた。この場
合、一般に高価な機能性材料をまず全面に形成した後、
不必要な部分を除くという不経済な点があることと、材
料中に含まれる重金属などの有害物質の処理という問題
が発生した。さらにレジスト塗布、乾燥、露光、現像、
レジスト剥離という繁雑な工程がコスト上昇の要因とも
なっていた。

【０００３】これを解決するために、特開平２-１９２
９４４号に提示されているような薄膜形成装置が用いら
れている。この薄膜形成装置は、多数のインキセルを有
する被印刷体を基台上に載置する一方、凹版ロールと凹
版ロールの近傍に数10〜30,000cＰの粘度を有する高分
子溶液からなるインキを凹版ロール上に供給するインキ
供給装置と印刷ロールとを有する支持枠を基台に備える
と共に、支持枠に凹版ロール上のインキをのインキセル
に充填するドクターを備えている。この薄膜形成装置に
おいては、印刷ロールが回転軸に固定された版胴の円周
面に合成樹脂製の樹脂凸版２７を形成しており（図９参
照）、インキを凹版ロールのインキセルに供給してドク
ターで余分なインキをかき落とした後、印刷ロールを凹
版に圧接させつつ回転させて、印刷ロールの柔らかい凸
部の頂面に上記凹版のインキセルのインキを所定パター
ンに付着させ、インキが付着した印刷ロールを回転させ
つつ凸部頂面のインキを被印刷体の表面に印刷して上記
所定パターンの薄膜を形成するようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄膜形
成装置は、使用している樹脂凸版（感光性樹脂凸版、天
然ゴム版、合成ゴム版など）の表面が軟らかいため、周
縁部に直線性があるパターンを形成できなかった。ま
た、上記の薄膜形成装置で形成した薄膜パターンは、樹
脂凸版表面の溶剤膨潤により印刷回数が増すごとに線幅
が太くなっていた。さらに、凹版への圧接の際、樹脂凸
版表面の変形が生じ凸部側面へもインキが転移し、さら
に基板に転写する際、天面以外の側面部のインキ転移も
発生し、前記手法の特徴でもあるマージナルゾーンが発
生した。つまり、形成された塗膜のパターン周縁部の厚
みが厚くなり、光学特性、電気特性、さらには、クラッ
クの発生なども生じてきた。また、樹脂凸版のベース材
料が軟らかいためトータルピッチ精度にバラツキがあっ
た。

【０００５】したがって、本発明の目的は、以上のよう
な問題点を解決し、線幅やトータルピッチ精度にバラツ
キが少なく、パターン周縁部が直線性を有し、均一な厚
さの薄膜が得られる薄膜パターン形成装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の薄膜パターン形成装置は、多数のインキ
セルを有する硬質凹版が版胴の円周面に弾性層を介して
設けられたインキロールと、インキロールの表面にイン
キを供給するインキ供給装置と、インキロール表面のイ
ンキをインキセル内に充填するドクターと、硬質板が弾
性層を介して設けられた定盤からなる被印刷体を固定す
る印刷テーブルと、版胴の円周面に設けられた硬質凸版
がインキセル内のインキを被印刷体表面に転移させる印
刷ロールとからなるように構成した。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の薄膜パターン形成装置の実
施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の
薄膜パターン形成装置の実施例を示す断面図、図２は本
発明の薄膜パターン形成装置の実施例を示す斜視図、図
３〜６は本発明の薄膜パターン形成装置の印刷工程を示
す断面図、図７は本発明の薄膜パターン形成装置の硬質
凹版の他の実施例を示す断面図、図８は本発明の薄膜パ
ターン形成装置の印刷テーブルの他の実施例を示す断面
図である。

【０００８】１はインキロール、２はインキ供給装置、
３はドクター、４は印刷ロール、５は印刷テーブル、６
は回転軸、７は基台、８は支持枠、９はインキ供給体、
１０はインキノズル、１１は案内レール、１２はイン
キ、１３は被印刷体、１４は硬質凸版、１５は版胴、１
６は弾性層、１７はレリーフ深度、１８はフロアー部、
１９は凸部頂面、２０は案内レール、２１は駆動モータ
ー、２２はボールネジ、２３は定盤、２４は硬質板、２
５は吸引孔、２６は細孔、２７は樹脂凸版をそれぞれ示
す。

【０００９】インキロール１は、回転軸６に版胴１５
が固定され、所定のパターンに配列された多数のインキ
セルを有する硬質凹版２８が版胴１５の円周面に弾性層
１６を介して形成されている。インキロール１の回転軸
６は、その両端を長方形台からなる基台７の中央部所定
位置に配置された一対の支持板からなる支持枠８に回転
自在に支持されている。弾性層１６は、インキロール１
と印刷ロール４の圧接時に印刷ロール４との表面摺動す
る部分にかかる圧力を緩和する役目を持っている。弾性
層１６の材質としては、たとえば、天然ゴム、合成ゴ
ム、エラストマー、あるいは市販のクッションテープな
どがある。弾性層１６の厚みは、0.05〜20.0mmであるの
がとくに好ましい。弾性層１６の厚みが余り薄いと弾性
層１６としての前期効果が発揮せず、一方、余り厚すぎ
ると弾性層１６の変形が生じて版胴１５と硬質凹版２８
との周速にズレが起こる。なお、硬質凹版２８の厚みあ
るいはインキセルの深さにより、適宜、ヤング弾性率、
及び、厚みを変化させることは当然である。硬質凹版２
８は多数のインキセルを有しており、その深さは数μm
から数十μmのものがある。硬質凹版２８の材質として
は、金属やセラミックがある。金属は、SUS304、SUS316
などのステンレス系材料、Cu、Niなどの材料が適宜用い
られる。前記ステンレス系材料やCu、Niなどの材料から
なる硬質凹版２８に関しては、印刷ロール４との摩擦に
よる金属粉などのインキ１２中への不純物混入を防ぐた
めに、ハードCrメッキ・クロメート処理・SiO₂、SiC、S
iNなどをパッシベーション層とするセラミックコーティ
ングなどの表面処理を硬質凹版２８表面に施してもよ
い。また、セラミック材料は、Cr₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、S
iNなどが用いられる。硬質凹版２８の形成方法として
は、厚み公差±0.005mm以内のホイル状あるいはシート
状の金属プレートまたはセラミックプレート表面に、エ
ッチング加工・ミーリング加工・レーザー加工・放電加
工・プレス加工などによりインキセルを形成し、弾性層
１６を介して版胴１５の円周面に巻き付ける方法があ
る。

【００１０】インキ供給装置２は、インキ供給体９とイ
ンキノズル１０と一対の案内レール１１とからなる。イ
ンキ供給体９は、支持枠８の上部に架設された一対の案
内レール１１に沿って左右に移動することができるよう
に構成されている。また、インキ供給体９からインキノ
ズル１０がインキロール１の表面上方に延びている。こ
のインキノズル１０は、インキロール１のインキセル中
にインキ１２が留まる時間を短くしてインキ１２の乾燥
を防止するためインキロール１と被印刷体１３との接触
位置にできるだけ近い位置に設けられる。なお、このイ
ンキ１２は、合成樹脂または樹脂前駆体および溶剤の混
合物などからなり、高粘度のもののみでなく低粘度のも
のまで適用が可能であり、特に数cＰ〜数十cＰ程度のも
のまで適用が可能である。

【００１１】ドクター３は、プラスチック（ポリエチレ
ンテレフタレート・ポリエチレンなど）製刃のドクター
３ブレードが用いられる。このドクター３がインキロー
ル１の表面に接触して、インキロール１の表面上に落と
されたインキ１２を該表面沿いに広げて、インキロール
１のインキセル内に一定量のインキ１２を充填させるよ
うにする。また、ドクター３として、ドクターロールを
用いてもよい。

【００１２】印刷ロール４は、版胴１５の円周面に硬質
凸版１４が形成されたものである。また、硬質凸版１４
の凸部頂面１９とフロアー部１８との高低差、すなわち
レリーフ深度１７は、0.03mm以上が好ましい。レリーフ
深度１７が0.03mm以下であると、曲率半径にもよるが、
印刷ロール４とインキロール１の接触時に硬質凸版１４
のフロアー部１８にもインキ１２が転移されることがあ
る。硬質凸版１４のパターン形状としては、かなり精密
なパターンが可能である。たとえば、ストライプパター
ン、ドットパターン、矩形パターンなどのパターンがあ
る。また、硬質凸版１４の凸部頂面１９が表面粗度（Ｒ
max）0.1〜10.0μmにてマット加工２１されていてもよ
い。硬質凸版１４の材質としては、金属・セラミック・
ガラスなどがある。金属は、SUS304、SUS316などのステ
ンレス系材料、あるいはアンパー、スーパーアンパーな
どの低膨張率を有する磁歪材料、その他Cu、Niなどの材
料が用いられる。前記ステンレス系材料やCu、Niなどの
材料からなる硬質凸版１４に関しては、インキロール１
との摩擦による金属粉などのインキ１２中への不純物混
入を防ぐために、ハードCrメッキ・クロメート処理・Si
O₂、SiC、SiNなどをパッシベーション層とするセラミッ
クコーティングなどの表面処理を硬質凹版２８表面に施
してもよい。また、セラミック材料は、Cr₂O₃、SiO₂、A
l₂O₃、SiNなどが用いられる。硬質凸版１４の形成方法
としては、厚み公差±0.005mm以内のホイル状あるいは
シート状の金属プレートまたはセラミックプレート表面
に、エッチング加工・ミーリング加工・レーザー加工・
放電加工・プレス加工などにより所定の形状の凹凸パタ
ーンを形成し版胴１５の円周面に巻き付けるものがあ
る。また、金属・セラミック・ガラスなどからなる硬質
層を版胴１５の円周面に溶射（たとえばプラズマ溶射な
ど）などの方法にて成膜し表面を研磨後、硬質層表面を
エッチング加工・レーザー加工（CO₂レーザーやYAGレー
ザーなど）により所定の形状の凹凸パターンを形成する
方法がある。また、版胴１５自体を金属・セラミック・
ガラスなどの硬質材料として版胴１５表面をエッチング
加工・レーザー加工（CO₂レーザーやYAGレーザーなど）
により所定の形状の凹凸パターンを形成してもよい。

【００１３】印刷テーブル５は、定盤２３上に弾性層１
６を介して硬質板２４が設けられている。弾性層１６
は、印刷ロール４と印刷テーブル５に固定された被印刷
体１３との圧接時に被印刷体１３と印刷ロール４との表
面摺動する部分にかかる圧力を緩和する役目を持ってい
る。弾性層１６の材質としては、たとえば、天然ゴム、
合成ゴム、エラストマー、あるいは市販のクッションテ
ープなどがある。弾性層１６の厚みは、0.05〜20.0mmで
あるのがとくに好ましい。弾性層１６の厚みが余り薄い
と弾性層１６としての前期効果が発揮せず、一方、余り
厚すぎると弾性層１６の変形が生じて定盤２３と硬質板
２４との周速にズレが起こる。硬質板２４は、前記圧接
時に弾性層１６にかかる圧力を広面積に分散させるとと
もに、被印刷体１３に部分的にかかる圧力で被印刷体１
３が変形することを防止する。硬質板２４の材質として
は、ステンレス鋼板などが用いられる。硬質板２４の厚
さは、0.100mm〜0.300mm程度が好ましい。上記の印刷テ
ーブル５は、その上に被印刷体１３を載置して基台７上
に設けられている。基台７の上面には、被印刷体搬入位
置Ｂと印刷位置Ａと被印刷体搬出位置Ｃの間を連続的に
結ぶ一対の案内レール２０が固定されている。印刷テー
ブル５は、基台７上で案内レール２０沿いに各位置Ａ、
Ｂ、Ｃ間を移動する。一方、つまり、印刷テーブル５
に連結された印刷テーブル５駆動モーター２１の駆動に
よりボールネジ２２が正逆回転し、印刷テーブル５が移
動する。このとき、印刷テーブル５は、高さ調節手段
（図示せず）によって、印刷テーブル５上の被印刷体１
３の表面がインキロール１の下面と接触可能な高さに設
定されている。したがって、印刷テーブル５が印刷位置
Ａに位置するとき、印刷テーブル５上に戴置した被印刷
体１３が印刷ロール４に接触し、印刷ロール４の所定パ
ターンのインキ１２を被印刷体１３上に転移させて薄膜
を印刷・形成する。その後、印刷テーブル５は印刷テー
ブル５駆動モーター２１の駆動により被印刷体搬出位置
Ｃへと移動し、そこで被印刷体１３が排出される。次い
で、印刷テーブル５は高さ調節手段（図示せず）によっ
て降下し、印刷テーブル５駆動モーター２１の駆動によ
り逆に被印刷体搬出位置Ｃから被印刷体搬入位置Ｂへと
移動する。

【００１４】上記の構成によれば、所定パターンに配列
された多数のインキセルを有する硬質凹版２８の表面
に、インキノズル１０からインキ１２を落としてインキ
ロール１を回転させ、ドクター３を用いてインキロール
１の表面にインキ１２を広げてインキセルにインキ１２
を充填し（図３参照）、インキロール１が回転してその
所定パターンのインキセルが印刷ロール４の硬質凸版１
４に接触し、硬質凸版１４の凸部頂面１９にインキロー
ル１のインキセル内のインキ１２を転移させる。次い
で、印刷ロール４の回転により、その硬質凸版１４が基
台７側に臨むようになったとき、印刷テーブル５駆動モ
ーター２１を駆動してボールネジ２２を回転させ印刷テ
ーブル５を被印刷体搬入位置Ｂから印刷位置Ａまで移動
させる（図４参照）。印刷ロール４を回転させつつ被印
刷体１３を搬出位置Ｃ側に移動させて印刷ロール４の硬
質凸版１４を被印刷体１３表面に接触させ、凸部頂面１
９の所定パターンのインキ１２を被印刷体１３上に転移
させ、薄膜が形成される（図５参照）。被印刷体１３に
所定パターンのインキ１２が印刷されると、印刷テーブ
ル５駆動モーター２１の駆動によりボールネジ２２を回
転させて印刷テーブル５を被印刷体排出位置Ｃに位置さ
せ、被印刷体１３を印刷テーブル５上から排出する。こ
の間、インキロール１は次の印刷に備えて所定の位置ま
で回転して停止する（図６参照）。一方、被印刷体１３
が取り出された印刷テーブル５は、上記高さ調節手段
（図示せず）によって降下させられ、印刷ロール４と接
触しないようにして、被印刷体排出位置Ｃから被印刷体
搬入位置Ｂまで移動する。そして、印刷テーブル５上に
は次の被印刷体１３が載置させられる。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の態様で実施することができ
る。たとえば、インキロール１の弾性層１６は、版胴１
５の円周面上に部分的に設けられていてもよく、その場
合、図７に示すように、弾性層１６の側面を圧縮余地を
残して硬質凹版２８周縁部で覆うと、印刷ロール４との
接触時にかかる圧力によって硬質凹版２８が周縁部にお
いて弾性層１６から剥離することを防ぐことができる。

【００１６】また、印刷テーブル５を被印刷体搬入位置
Ｂと印刷位置Ａと被印刷体排出位置Ｃとの間で移動させ
る機構としては、上記ボールネジ２２に限定されるもの
ではなく、ラック・ピニオン機構など周知の機構を採用
することができる。

【００１７】また、被印刷体１３を固定するために、印
刷テーブル５に吸引機能を付与し被印刷体１３を硬質板
２４側から真空引きすることができる。たとえば、図８
に示すように、吸引孔２５を有する定盤２３上に、側面
をシールされた海綿状の弾性層１６を介して多数の細孔
２６を有する硬質板２４を設けるとよい。

【００１８】実例１直径160mmの鉄製版胴１５の円周面に、プラズマ容赦に
て肉厚200μmのCr₂O₃からなる硬質層を形成後、表面粗
度（Ｒmax）1000Åにかつ平滑度0.003mm（L=1mにおい
て）にて仕上げ、線巾120μm、線間200μmのストライプ
パターンをレリーフ深度１７が50μmとなるようにCO₂レ
ーザー（200W,CW）にてレーザー加工して硬質凸版１４
を形成した。さらに、パターン周辺部100mmにわたって
表面層を約80μm程度前述と同様の手法にて取り除い
て、表面層がセラミックからなる印刷ロール４とした。

【００１９】一方、肉厚0.200mmのSUS304シートを、開
口率80％のハニカムパターンを深度が15μmとなるよう
にエッチングして硬質凹版２８を形成した。次に、硬質
凹版２８の裏面に肉厚3mmの弾性層１６としてブチルゴ
ムを高周波融着させたものを、直径180mmの鉄製版胴１
５の円周面にまきつけてインキロール１とした。

【００２０】さらに、ステンレス製の定盤２３の上面
に、弾性層１６として肉厚3mmのステレン-ブタジエン共
重合体からなる樹脂プレート（ショアＡ硬度にて、４
０。）を設け、その上に硬質板２４としてステンレス鋼
鈑を設けて印刷テーブル５とした。

【００２１】パターン印刷を行う際のニップ圧つまりイ
ンキロール１と印刷ロール４間は、0.1mm（押込量）
又、印刷ロール４と被印刷体１３との間0.05mmとした。
なお、ロールの表面はインキロール１ならびに印刷ロー
ル４ともに±0.003mm（L=1m）のウネリに仕上げられ、
かつ被印刷体１３表面の平滑度は±0.050mm以内であ
る。

【００２２】以上のような薄膜パターン形成装置を用い
て被印刷体１３上にパターン印刷を行った。被印刷体１
３として300×300×1.1mmのバリウムホウ硅酸ガラス板
を用い、印刷インキ１２としてネオデカン酸インジウム
とオクチル酸インジウムとオクチル酸スズの混合溶液
に、添加剤なる酢酸などを加え、粘度80cＰ、濃度10％
のに調整されたものを用いた。

【００２３】印刷済みのガラス板を500℃、30分の酸化
還元雰囲気で焼成して印刷面積160mm×240mmの薄膜パタ
ーンを形成したところ、線巾210μm、線巾公差±10μ
m、トータルピッチ精度25μm以内（240mm=Lにて）と、
従来のフレキソ版を用いた場合に比較すると、トータル
ピッチ精度において約50％の改善が見られた。また、パ
ターン周縁部の直線性に関して、従来のフレキソ版の±
30μm以内に対し、±5μm以内と著しい改善が見られ
た。しかも、被膜周縁部の膜厚不均一部分に関しては、
ストライプの中央膜厚に比して、従来180％（被膜周縁
部最大膜厚/中心部膜厚×100）と盛り上がっていたとこ
ろが、120％程度と、かなり平滑化された。

【００２４】

【発明の効果】本発明の薄膜パターン形成装置は、多数
のインキセルを有する硬質凹版が版胴の円周面に弾性層
を介して設けられたインキロールと、インキロールの表
面にインキを供給するインキ供給装置と、インキロール
表面のインキをインキセル内に充填するドクターと、硬
質板が弾性層を介して設けられた定盤からなる被印刷体
を固定する印刷テーブルと、版胴の円周面に設けられた
硬質凸版がインキセル内のインキを被印刷体表面に転移
させる印刷ロールとからなるように構成した。

【００２５】したがって、本発明の薄膜パターン形成装
置は、上記の印刷ロールが硬質凸版を弾性層を版胴の円
周面に形成しているので、精密な薄膜パターンが形成で
きる。つまり、被印刷体との圧接の際に凸版表面が変形
しないためパターン周縁部が直線性を有しまたトータル
ピッチ精度にバラツキが少ない。また、インキロールへ
の圧接の際にも凸版表面が変形せず凸版頂面のみにイン
キが転移されるため、均一な厚さの薄膜が得られる。ま
た、凸版が溶剤を吸収しないため常に一定の線幅で薄膜
パターンを形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜パターン形成装置の実施例を示す
断面図である。

【図２】本発明の薄膜パターン形成装置の実施例を示す
斜視図である。

【図３】本発明の薄膜パターン形成装置の印刷工程を示
す断面図である。

【図４】本発明の薄膜パターン形成装置の印刷工程を示
す断面図である。

【図５】本発明の薄膜パターン形成装置の印刷工程を示
す断面図である。

【図６】本発明の薄膜パターン形成装置の印刷工程を示
す断面図である。

【図７】本発明の薄膜パターン形成装置の硬質凹版の他
の実施例を示す断面図である。

【図８】本発明の薄膜パターン形成装置の印刷テーブル
の他の実施例を示す断面図である。

【図９】従来の薄膜形成装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１インキロール２インキ供給装置３ドクター４印刷ロール５印刷テーブル６回転軸７基台８支持枠９インキ供給体１０インキノズル１１案内レール１２インキ１３被印刷体１４硬質凸版１５版胴１６弾性層１７レリーフ深度１８フロアー部１９凸部頂面２０案内レール２１駆動モーター２２ボールネジ２３定盤２４硬質板２５吸引孔２６細孔２７樹脂凸版２８硬質凹版

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】薄膜パターン形成装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子に用いられ
る絶縁膜、フラットディスプレイ（液晶表示装置、プラ
ズマディスプレイなど）その他電子部品などに用いられ
ている絶縁膜、導電膜、誘電膜などの機能性薄膜を、印
刷手法により精密なパターン（ストライプ形状あるいは
ドット形状等）に形成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体素子の絶縁膜や液晶表
示素子などに用いられている絶縁膜や導電膜など、種々
の電子部品関連の機能性薄膜をパターン形成する方法と
して、フォトリソグラフィーを用いたものがある。まず
最初に基板全面に均一に被膜を形成し、しかる後所望の
パターン形状にフォトレジストを形成した後不必要な部
分をエッチング工程にて除去していた。この場合、一般
に高価な機能性薄膜をまず全面に形成した後、不必要な
部分を除かなければならないという不経済な点があっ
た。また、エッチング除去したこれらの機能性薄膜材料
中に含まれる重金属などの有害物質を処理しなければな
らないという問題があった。さらに、レジスト塗布、乾
燥、露光、現像、レジスト剥離という繁雑な工程を経な
ければならないので、コスト上昇の要因となっていた。

【０００３】これらの諸問題点を解決するために、特開
平２-１９２９４４号に提示されているような薄膜形成
装置が用いられている。この薄膜形成装置は、多数のイ
ンキセルを有する被印刷体を基台上に載置する一方、凹
版ロールと凹版ロールの近傍に数10〜30,000cＰの粘度
を有する高分子溶液からなるインキを凹版ロール上に供
給するインキ供給装置と印刷ロールとを有する支持枠を
基台に備えると共に、支持枠に凹版ロール上のインキを
インキセルに充填するドクターを備えている。この薄膜
形成装置においては、印刷ロールが回転軸に固定された
版胴の円周面に合成樹脂製の樹脂凸版２７を形成してお
り（図１０参照）、インキを凹版ロールのインキセルに
供給してドクターで余分なインキをかき落とした後、印
刷ロールを凹版に圧接させつつ回転させて、印刷ロール
の柔らかい凸部の頂面に上記凹版のインキセルのインキ
を所定パターンに付着させ、インキが付着した印刷ロー
ルを回転させつつ凸部頂面のインキを被印刷体の表面に
印刷して上記所定パターンの薄膜を形成するようにした
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄膜形
成装置は、使用している樹脂凸版（感光性樹脂凸版、天
然ゴム凸版、合成ゴム凸版など）の表面が軟らかく、こ
の樹脂凸版を凹版へ圧接した際に、樹脂凸版の表面に変
形が生じるので、次のような問題点があった。（１）周
縁部に直線性があるパターンを形成できなかった。
（２）樹脂凸版の凸部側面へもインキが付着し、被印刷
体に転写する際、樹脂凸版の凸部側面に付着したインキ
が転移するので、形成された塗膜のパターン周縁部の厚
みが厚くなり、光学特性や電気特性の均一性が損なわれ
たり、クラックが生じるたりした。また、樹脂凸版全体
の材質が軟らかいため、パターンの形成位置の精度にバ
ラツキがあった。さらに、上記の薄膜形成装置で形成し
た薄膜パターンは、樹脂凸版表面の溶剤膨潤により印刷
回数が増すごとに線幅が太くなっていた。

【０００５】したがって、本発明の目的は、以上のよう
な問題点を解決し、パターンの形成位置の精度や線幅に
バラツキが少なく、パターン周縁部が直線性を有し、均
一な厚さの薄膜が得られる薄膜パターン形成装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の薄膜パターン形成装置は、多数のインキ
セルを有する硬質凹版が版胴の円周面に弾性層を介して
設けられたインキロールと、インキロールの表面にイン
キを供給するインキ供給装置と、インキロール表面のイ
ンキをインキセル内に充填するドクターと、硬質板が弾
性層を介して設けられた定盤を備えた被印刷体を固定す
る印刷テーブルと、版胴の円周面に設けられた硬質凸版
がインキセル内のインキを被印刷体表面に転移させる印
刷ロールとからなるように構成した。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の薄膜パターン形成装置の実
施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の
薄膜パターン形成装置の実施例を示す断面図、図２は本
発明の薄膜パターン形成装置の実施例を示す斜視図、図
３〜６は本発明の薄膜パターン形成装置の印刷工程を示
す断面図、図７は本発明の薄膜パターン形成装置の硬質
凹版の実施例を示す断面図、図８は本発明の薄膜パター
ン形成装置の硬質凸版の実施例を示す断面図、図９は本
発明の薄膜パターン形成装置の印刷テーブルの他の実施
例を示す断面図である。

【０００８】１はインキロール、２はインキ供給装置、
３はドクター、４は印刷ロール、５は印刷テーブル、６
は回転軸、７は基台、８は支持枠、９はインキ供給体、
１０はインキノズル、１１は案内レール、１２はイン
キ、１３は被印刷体、１４は硬質凸版、１５は版胴、１
６は弾性層、１７はレリーフ深度、１８はフロアー部、
１９は凸部頂面、２０は案内レール、２１は駆動モータ
ー、２２はボールネジ、２３は定盤、２４は硬質板、２
５は吸引孔、２６は細孔、２７は樹脂凸版、２８は硬質
凹版、２９は回転軸、３０は版胴、３１は弾性層をそれ
ぞれ示す。

【０００９】インキロール１は、回転軸６に版胴１５が
固定され、所定のパターンに配列された多数のインキセ
ルを有する硬質凹版２８が版胴１５の円周面に弾性層１
６を介して形成されている。インキロール１の回転軸６
は、その両端を長方形台からなる基台７の中央部所定位
置に配置された一対の支持板からなる支持枠８に回転自
在に支持されている。弾性層１６は、インキロール１と
印刷ロール４の圧接時に両者の表面摺動する部分にかか
る圧力を緩和する役目を持っている。弾性層１６の材質
としては、たとえば、天然ゴム、合成ゴム、エラストマ
ー、あるいは市販のクッションテープなどがある。弾性
層１６の厚みは、0.05〜20.0mmであるのが特に好まし
い。何故なら、弾性層１６の厚みが余り薄いと弾性層１
６としての前記効果が発揮されず、一方、余り厚すぎる
と弾性層１６の変形が生じて版胴１５と硬質凹版２８と
の周速にズレが起こるからである。なお、硬質凹版２８
の厚みあるいはインキセルの深さにより、弾性層１６の
ヤング弾性率、及び、厚みを適宜変化させることは当然
である。硬質凹版２８は多数のインキセルを有してお
り、その深さは数μmから数十μmのものがある。硬質凹
版２８の材質としては、金属やセラミックがある。金属
としては、SUS304、SUS316などのステンレス系材料、C
u、Niなどの材料が適宜用いられる。前記ステンレス系
材料やCu、Niなどの材料からなる硬質凹版２８に関して
は、印刷ロール４との摩擦による金属粉などのインキ１
２中への不純物混入を防ぐために、SiO₂、SiC、SiNなど
をパッシベーション層とするセラミックコーティング処
理、ハードCrメッキ処理、クロメート処理などの表面処
理を硬質凹版２８表面に施してもよい。また、セラミッ
ク材料としては、Cr₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、SiNなどが用い
られる。硬質凹版２８の形成方法としては、厚み公差±
0.005mm以内のホイル状あるいはシート状の金属プレー
トまたはセラミックプレートの表面に、エッチング加工
・ミーリング加工・レーザー加工・放電加工・プレス加
工などによりインキセルを形成し、弾性層１６を介して
版胴１５の円周面に巻き付ける方法がある。また、前記
金属プレートまたはセラミックプレートを弾性層１６を
介して版胴１５の円周面に巻き付けた後に、前記加工法
にてインキセルを形成してもよい。

【００１０】インキ供給装置２は、インキ供給体９とイ
ンキノズル１０と一対の案内レール１１とからなる。イ
ンキ供給体９は、支持枠８の上部に架設された一対の案
内レール１１に沿って左右に移動することができるよう
に構成されている。また、インキ供給体９からインキノ
ズル１０がインキロール１の表面上方に延びている。な
お、このインキ１２は、合成樹脂または樹脂前駆体およ
び溶剤の混合物などからなり、高粘度のもののみでなく
低粘度のものまで適用が可能であり、特に数cＰ〜数十c
Ｐ程度のものまで適用が可能である。

【００１１】ドクター３は、プラスチック（ポリエチレ
ンテレフタレート・ポリエチレンなど）製刃のドクター
ブレードが用いられる。このドクター３がインキロール
１の表面に接触して、インキロール１の表面上に落とさ
れたインキ１２を該表面沿いに広げて、インキロール１
のインキセル内に一定量のインキ１２を充填させるよう
にする。また、ドクター３として、ドクターロールを用
いてもよい。

【００１２】印刷ロール４は、版胴３０の円周面に硬質
凸版１４が形成されたものである。また、硬質凸版１４
の凸部頂面１９とフロアー部１８との高低差、すなわち
レリーフ深度１７（図７参照）は、0.03mm以上が好まし
い。レリーフ深度１７が0.03mm以下であると、曲率半径
にもよるが、印刷ロール４とインキロール１の接触時に
硬質凸版１４のフロアー部１８にもインキ１２が転移さ
れることがある。硬質凸版１４のパターン形状として
は、かなり精密なパターンが可能である。たとえば、ス
トライプパターン、ドットパターン、矩形パターンなど
のパターンがある。また、硬質凸版１４の凸部頂面１９
が表面粗度（Ｒmax）0.1〜10.0μmにてマット加工され
ていてもよい。硬質凸版１４の材質としては、金属・セ
ラミック・ガラスなどがある。金属としては、SUS304、
SUS316などのステンレス系材料、あるいはアンパー、ス
ーパーアンパーなどの低膨張率を有する磁歪材料、その
他Cu、Niなどの材料が用いられる。前記ステンレス系材
料やCu、Niなどの材料からなる硬質凸版１４に関して
は、インキロール１との摩擦による金属粉などのインキ
１２中への不純物混入を防ぐために、SiO₂、SiC、SiNな
どをパッシベーション層とするセラミックコーティング
処理、ハードCrメッキ処理、クロメート処理などの表面
処理を硬質凹版２８表面に施してもよい。また、セラミ
ック材料としては、Cr₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、SiNなどが用
いられる。硬質凸版１４の形成方法としては、厚み公差
±0.005mm以内のホイル状あるいはシート状の金属プレ
ートまたはセラミックプレートの表面に、エッチング加
工・ミーリング加工・レーザー加工・放電加工・プレス
加工などにより所定の形状の凹凸パターンを形成し版胴
１５の円周面に巻き付けるものがある。また、前記金属
プレートまたはセラミックプレートを弾性層１６を介し
て版胴１５の円周面に巻き付けた後に、前記加工法にて
インキセルを形成してもよい。また、金属・セラミック
・ガラスなどからなる硬質層を版胴１５の円周面に溶射
（たとえばプラズマ溶射など）などの方法にて成膜し表
面を研磨後、硬質層表面をエッチング加工・レーザー加
工（CO₂レーザーやYAGレーザーなど）により所定の形状
の凹凸パターンを形成する方法がある。また、版胴３０
自体を金属・セラミック・ガラスなどの硬質材料として
版胴３０表面をエッチング加工・レーザー加工（CO₂レ
ーザーやYAGレーザーなど）により所定の形状の凹凸パ
ターンを形成してもよい。

【００１３】印刷テーブル５は、定盤２３上に弾性層３
１を介して硬質板２４が設けられている。弾性層３１
は、印刷テーブル５に固定された被印刷体１３と印刷ロ
ール４との圧接時に被印刷体１３と印刷ロール４との表
面摺動する部分にかかる圧力を緩和する役目を持ってい
る。弾性層１６の材質としては、たとえば、天然ゴム、
合成ゴム、エラストマー、あるいは市販のクッションテ
ープなどがある。弾性層３１の厚みは、0.05〜20.0mmで
あるのが特に好ましい。弾性層３１の厚みが余り薄いと
弾性層３１としての前記効果が発揮されず、一方、余り
厚すぎると弾性層３１の変形が生じて定盤２３と硬質板
２４との周速にズレが起こるからである。硬質板２４
は、前記圧接時に弾性層３１にかかる圧力を広面積に分
散させるとともに、被印刷体１３に部分的にかかる圧力
で被印刷体１３が変形することを防止する。硬質板２４
の材質としては、ステンレス鋼板などが用いられる。硬
質板２４の厚さは、0.100mm〜0.300mm程度が好ましい。
上記の印刷テーブル５は、その上に被印刷体１３を載置
して基台７上に設けられている。基台７の上面には、被
印刷体搬入位置Ｂと印刷位置Ａと被印刷体搬出位置Ｃの
間を連続的に結ぶ一対の案内レール２０が固定されてい
る。印刷テーブル５は、基台７上で案内レール２０沿い
に各位置Ａ、Ｂ、Ｃ間を移動する。一方、つまり、印刷
テーブル５に連結された駆動モーター２１の駆動により
ボールネジ２２が正逆回転し、印刷テーブル５が移動す
る。このとき、印刷テーブル５は、高さ調節手段（図示
せず）によって、印刷テーブル５上の被印刷体１３の表
面がインキロール１の下面と接触可能な高さに設定され
ている。したがって、印刷テーブル５が印刷位置Ａに位
置するとき、印刷テーブル５上に戴置した被印刷体１３
が印刷ロール４に接触し、印刷ロール４の所定パターン
のインキ１２を被印刷体１３上に転移させて薄膜を印刷
・形成する。その後、印刷テーブル５は駆動モーター２
１の駆動により被印刷体搬出位置Ｃへと移動し、そこで
被印刷体１３が排出される。次いで、印刷テーブル５は
高さ調節手段（図示せず）によって降下し、駆動モータ
ー２１の駆動により逆に被印刷体搬出位置Ｃから被印刷
体搬入位置Ｂへと移動する。

【００１４】上記の構成によれば、所定パターンに配列
された多数のインキセルを有する硬質凹版２８の表面
に、インキノズル１０からインキ１２を落としてインキ
ロール１を回転させ、ドクター３を用いてインキロール
１の表面にインキ１２を広げてインキセルにインキ１２
を充填し（図３参照）、インキロール１が回転してその
所定パターンのインキセルが印刷ロール４の硬質凸版１
４に接触し、硬質凸版１４の凸部頂面１９にインキロー
ル１のインキセル内のインキ１２を転移させる。次い
で、印刷ロール４の回転により、その硬質凸版１４が基
台７側に臨むようになったとき、駆動モーター２１を駆
動してボールネジ２２を回転させ、印刷テーブル５を被
印刷体搬入位置Ｂから印刷位置Ａまで移動させる（図４
参照）。印刷ロール４を回転させつつ被印刷体１３を搬
出位置Ｃ側に移動させて印刷ロール４の硬質凸版１４を
被印刷体１３表面に接触させ、凸部頂面１９の所定パタ
ーンのインキ１２を被印刷体１３上に転移させ、薄膜が
形成される（図５参照）。被印刷体１３に所定パターン
のインキ１２が印刷されると、駆動モーター２１の駆動
によりボールネジ２２を回転させて印刷テーブル５を被
印刷体排出位置Ｃに位置させ、被印刷体１３を印刷テー
ブル５上から排出する。この間、インキロール１は次の
印刷に備えて所定の位置まで回転して停止する（図６参
照）。一方、被印刷体１３が取り出された印刷テーブル
５は、上記高さ調節手段（図示せず）によって降下させ
られ、印刷ロール４と接触しないようにして、被印刷体
排出位置Ｃから被印刷体搬入位置Ｂまで移動する。そし
て、印刷テーブル５上には次の被印刷体１３が載置させ
られる。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の態様で実施することができ
る。たとえば、インキロール１の弾性層１６は、版胴１
５の円周面上に部分的に設けられていてもよく、その場
合、図８に示すように、弾性層１６の側面を圧縮余地を
残して硬質凹版２８周縁部で覆うと、印刷ロール４との
接触時にかかる圧力によって硬質凹版２８が周縁部にお
いて弾性層１６から剥離することを防ぐことができる。

【００１７】また、被印刷体１３を固定するために、印
刷テーブル５に吸引機能を付与し被印刷体１３を硬質板
２４側から真空引きすることができる。たとえば、図９
に示すように、吸引孔２５を有する定盤２３上に、側面
をシールされた海綿状の弾性層３１を介して多数の細孔
２６を有する硬質板２４を設けるとよい。

【００１８】実例１直径160mmの鉄製版胴３０の円周面に、プラズマ溶射に
て肉厚200μmのCr₂O₃からなる硬質層を形成後、表面粗
度（Ｒmax）1000Å、平滑度0.003mm（L=1mにおいて）に
仕上げ、線巾120μm、線間200μmのストライプパターン
をレリーフ深度１７が50μmとなるようにCO₂レーザー
（200W,CW）にてレーザー加工してセラミックからなる
硬質凸版１４を形成した。次いで、パターン周辺部100m
mにわたってフロアー部１８よりさらに約80μm程度深く
硬質凸版１４を前述と同様のレーザー加工にて取り除い
て、印刷ロール４を完成した。

【００２０】さらに、ステンレス製の定盤２３の上面
に、弾性層３１として肉厚3mmのステレン-ブタジエン共
重合体からなる樹脂プレート（ショアＡ硬度にて、４
０。）を設け、その上に硬質板２４としてステンレス鋼
鈑を設けて印刷テーブル５とした。

【００２１】パターン印刷を行う際のニップ圧つまりイ
ンキロール１と印刷ロール４間は、0.1mm（押込量）
又、印刷ロール４と被印刷体１３との間は0.10mmとし
た。なお、ロールの表面はインキロール１ならびに印刷
ロール４ともに±0.003mm（L=1m）以内の平滑度に仕上
げられ、かつ被印刷体１３表面は±0.050mm以内の平滑
度である。

【００２２】以上のような薄膜パターン形成装置を用い
て被印刷体１３上にパターン印刷を行った。被印刷体１
３として300×300×1.1mmのバリウムホウ硅酸ガラス板
を用い、印刷インキ１２としてネオデカン酸インジウム
とオクチル酸インジウムとオクチル酸スズの混合溶液
に、添加剤として酢酸などを加え、粘度80cＰ、濃度10
％のに調整されたものを用いた。

【００２３】印刷済みのガラス板を500℃、30分の酸化
還元雰囲気で焼成して印刷面積160mm×240mmの薄膜パタ
ーンを形成したところ、線巾210μm、線巾公差±10μ
m、トータルピッチ精度25μm以内（240mm=Lにて）と、
従来のフレキソ版を用いた場合に比較すると、トータル
ピッチ精度において約50％の改善が見られた。また、パ
ターン周縁部の直線性に関して、従来のフレキソ版のエ
ッジ部公差±30μm以内に対し、エッジ部公差±5μm以
内と著しい改善が見られた。しかも、被膜周縁部の膜厚
不均一部分に関しては、ストライプの中央膜厚に比し
て、従来180％（被膜周縁部最大膜厚/中心部膜厚×10
0）と盛り上がっていたところが、120％程度と、かなり
平滑化された。

【００２４】

【作用】本発明の薄膜パターン形成装置は、多数のイン
キセルを有する硬質凹版２８が版胴１５の円周面に弾性
層１６を介して設けられたインキロール１と、インキロ
ール１の表面にインキを供給するインキ供給装置と、イ
ンキロール１表面のインキ１２をインキセル内に充填す
るドクター３と、硬質板２４が弾性層３１を介して設け
られた定盤を備えた被印刷体１３を固定する印刷テーブ
ル５と、版胴３０の円周面に設けられた硬質凸版１４が
インキセル内のインキ１２を被印刷体１３表面に転移さ
せる印刷ロール４とからなるように構成したので、次の
作用が奏される。

【００２５】インキロール１と印刷ロール４とを接触
させると、印刷ロール４の硬質凸版１４は変形すること
なく、インキロール１に設けた硬質凹版２８のインキセ
ル中のインキが硬質凸版１４の凸部頂面１９に転移させ
られる。このとき、インキロール１の硬質凹版２８は版
胴１５に弾性層１６を介して設けられているので、イン
キロール１と印刷ロール４との圧接時に両者の表面摺動
する部分にかかる圧力が緩和される。また、印刷ロール
４と被印刷体１３とを接触させると、印刷ロール４に設
けた硬質凸版１４の凸部頂面１９に転移させられている
インキが再度被印刷体１３の裏面に転移させられる。こ
のとき、被印刷体１３は、弾性体３１を介して、硬質板
２４上に載置されているので、印刷ロール４４と被印刷
体１３との圧接時に両者の表面摺動する部分にかかる圧
力が緩和される。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上の構成、作用からなるの
で、次の効果が奏される。すなわち、本発明の薄膜パタ
ーン形成装置は、印刷ロールが硬質凸版を備えているの
で、インキロールや被印刷体との圧接の際に凸版が変形
しない。したがって、パターン周縁部が直線性を有し、
パターンの形成位置の精度にバラツキが少なく、しかも
均一な厚さの薄膜が得られる。また、凸版が溶剤を吸収
しないため常に一定の線幅で薄膜パターンを形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図７】本発明の薄膜パターン形成装置の硬質凹版の実
施例を示す断面図である。

【図８】本発明の薄膜パターン形成装置の硬質凸版の実
施例を示す断面図である。

【図９】本発明の薄膜パターン形成装置の印刷テーブル
の他の実施例を示す断面図である。

【図１０】従来の薄膜形成装置を示す断面図である。

【符号の説明】１インキロール２インキ供給装置３ドクター４印刷ロール５印刷テーブル６回転軸７基台８支持枠９インキ供給体１０インキノズル１１案内レール１２インキ１３被印刷体１４硬質凸版１５版胴１６弾性層１７レリーフ深度１８フロアー部１９凸部頂面２０案内レール２１駆動モーター２２ボールネジ２３定盤２４硬質板２５吸引孔２６細孔２７樹脂凸版２８硬質凹版２９回転軸３０版胴３１弾性層

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻一充京都府京都市中京区壬生花井町３番地日本写真印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のインキセルを有する硬質凹版が版
胴の円周面に弾性層を介して設けられたインキロール
と、インキロールの表面にインキを供給するインキ供給
装置と、インキロール表面のインキをインキセル内に充
填するドクターと、硬質板が弾性層を介して設けられた
定盤からなる被印刷体を固定する印刷テーブルと、版胴
の円周面に設けられた硬質凸版がインキセル内のインキ
を被印刷体表面に転移させる印刷ロールとからなること
を特徴とする薄膜パターン形成装置。
【請求項２】弾性層が、0.05〜20.0mmの厚みである請
求項１記載の薄膜パターン形成装置。
【請求項３】硬質凸版が、凸部頂面を表面粗度（Ｒma
x）0.1〜10.0μmにてマット加工されている請求項１ま
たは２のいずれかに記載の薄膜パターン形成装置。