KR20150077295A

KR20150077295A - 패턴 형성 방법, 패턴 인쇄 방법, 패턴 형성 시스템 및 패턴 인쇄 시스템

Info

Publication number: KR20150077295A
Application number: KR1020140167298A
Authority: KR
Inventors: 미키오 마스이치; 마사후미 가와고에; 히로유키 우에노
Original assignee: 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-07-07
Also published as: TW201536137A; CN104742555B; JP6178235B2; TWI601463B; JP2015123443A; CN104742555A

Abstract

(과제) 적은 도포액으로 원하는 패턴층을 형성할 수 있는 패턴 형성 기술, 및 상기 패턴 형성 기술을 이용하여 저비용으로 패턴을 인쇄할 수 있는 패턴 인쇄 기술을 제공한다.
(해결 수단) 평판형의 담지체의 표면에 대해 상대적으로 이동하는 노즐로부터 도포액을 담지체의 표면을 향해 토출하여 1차 패턴층을 형성하는 도포 공정과, 볼록부가 형성된 판의 전사면을 1차 패턴층이 형성된 담지체의 표면에 대향시킨 상태로 담지체와 판을 서로 밀착시켜 1차 패턴층의 일부를 볼록부에 전사하는 제1 전사 공정과, 서로 밀착한 담지체와 판을 박리시켜 담지체 및 판 중 한쪽에 2차 패턴층을 형성하는 제1 박리 공정을 구비하고 있다.

Description

패턴 형성 방법, 패턴 인쇄 방법, 패턴 형성 시스템 및 패턴 인쇄 시스템{PATTERN FORMING METHOD, PATTERN PRINTING METHOD, PATTERN FORMING SYSTEM AND PATTERN PRINTING SYSTEM}

이 발명은, 볼록부가 형성된 판의 전사면과, 도포액이 도포된 블랭킷 등의 담지체의 표면을 서로 밀착시킨 후에 판 및 담지체를 박리시켜 원하는 패턴을 형성하는 패턴 형성 기술, 및 상기 패턴 형성 기술을 이용하여 기판의 표면에 패턴을 인쇄하는 패턴 인쇄 기술에 관한 것이다.

상기한 패턴 형성 기술 및 패턴 인쇄 기술의 일례로서, 예를 들면 일본국 특허 공개 2011-216917호 공보에 원하는 패턴을 갖는 금속 박막을 기판에 인쇄하는 발명이 기재되어 있다. 이 일본국 특허 공개 2011-216917호 공보에 기재된 발명에서는, 평판 블랭킷 상에 잉크를 도포한 후, 상기 평판 블랭킷과 원하는 패턴으로 볼록부가 설치된 판을 마주 보게 하여 접촉시킨다. 이에 의해, 평판 블랭킷 상의 잉크 중, 볼록부에 대응하는 부분을 선택적으로 판 상에 전사시킬 수 있다(제1 전사 공정). 그리고 서로 접촉된 평판 블랭킷과 판을 분리시켜, 양자를 박리한다(제1 박리 공정). 이에 의해, 평판 블랭킷 상에는, 판에 의해서 전사되지 않았던 영역에 잉크가 잔류하고, 볼록부의 패턴을 반전시킨 반전 패턴이 된다. 이렇게 하여, 평판 블랭킷 상에 원하는 패턴이 형성된다.

또, 상기 패턴을 담지하는 평판 블랭킷과 기판을 마주 보게 하여 접촉시킴으로써, 평판 블랭킷 상에 잔류하는 잉크, 즉 패터닝된 잉크층을, 기판 상에 전사시킨다(제2 전사 공정). 그것에 이어서, 서로 접촉된 평판 블랭킷과 기판을 분리시킨다(제2 박리 공정). 이에 의해, 평판 블랭킷 상의 잉크층이 기판 상에 인쇄된다.

상기한 일본국 특허 공개 2011-216917호 공보에 기재된 발명에서는, 평판 블랭킷의 표면 전체에 잉크를 도포하고 있다. 이 때문에, 상기 제1 전사 공정 및 제1 박리 공정을 실행함으로써 평판 블랭킷 상에 전체면 도포된 잉크층은 패터닝되어 인쇄에 제공된다. 그 한편, 판에 전사된 잉크를 재이용하는 것은 어렵고, 현상황에서는 판으로부터 제거되어, 파기되고 있다. 이와 같이 종래 기술에서는, 잉크를 반드시 효율적으로 사용하고 있다고는 할 수 없으며, 잉크 소비량의 억제 기술이 요망되고 있다. 특히, 상기 전사·박리 공정을 행함으로써 반도체 장치, 액정 디스플레이나 유기 EL(electroluminescence) 디스플레이 등의 전자기기를 제조할 때에는, 비교적 고가의 잉크 등의 도포액을 이용하는 경우가 많아, 도포액 소비량의 저감 기술이 중요한 과제의 하나로 되고 있다.

이 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 적은 도포액으로 원하는 패턴층을 형성할 수 있는 패턴 형성 기술, 및 상기 패턴 형성 기술을 이용하여 저비용으로 패턴을 인쇄할 수 있는 패턴 인쇄 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 발명의 제1 양태는, 패턴 형성 방법이며, 평판형의 담지체의 표면에 대해 상대적으로 이동하는 노즐로부터 도포액을 담지체의 표면을 향해 토출하여 1차 패턴층을 형성하는 도포 공정과, 볼록부가 형성된 판의 전사면을 1차 패턴층이 형성된 담지체의 표면에 대향시킨 상태로 담지체와 판을 서로 밀착시켜 1차 패턴층의 일부를 볼록부에 전사하는 제1 전사 공정과, 서로 밀착한 담지체와 판을 박리시켜 담지체 및 판 중 한쪽에 2차 패턴층을 형성하는 제1 박리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 이 발명의 제2 양태는, 패턴 인쇄 방법이며, 상기 패턴 형성 방법에 의해 2차 패턴층을 형성하는 패턴 형성 공정과, 2차 패턴층을 기판에 전사하여 형성하는 인쇄 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 이 발명의 제3 양태는, 패턴 형성 시스템이며, 도포액을 토출하는 노즐을 평판형의 담지체의 표면에 대해 상대적으로 이동시켜 담지체의 표면에 1차 패턴층을 형성하는 도포 수단과, 1차 패턴층이 형성된 담지체의 표면에 대해 볼록부가 형성된 판의 전사면을 대향시킨 상태로 담지체와 판을 서로 밀착시켜 1차 패턴층의 일부를 볼록부에 전사하는 전사 수단과, 서로 밀착한 담지체와 판을 박리시켜 담지체 및 판 중 한쪽에 2차 패턴층을 형성하는 박리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 이 발명의 제4 양태는, 패턴 인쇄 시스템이며, 상기 패턴 형성 시스템과 동일 구성의 패턴 형성 수단을 구비하고, 패턴 형성 수단에 의해 형성된 2차 패턴층을 기판의 피인쇄면에 전사하여 2차 패턴층을 인쇄하는 것을 특징으로 하고 있다.

도포액이 도포된 담지체에 대해 판을 이용하여 패터닝하는 경우, 다음의 수법이 일반적으로 이용된다. 즉, 도포액이 도포된 담지체의 표면에 판의 전사면을 밀착시켜 도포액의 일부를 판의 볼록부에 전사한 후, 담지체와 판을 박리시켜 패턴층을 형성한다. 따라서, 담지체의 표면에 남는 도포액에 의해 패턴층이 형성되는 경우에는 판에 전사된 도포액은 불필요한 것이 되어 파기된다. 반대로, 판에 전사된 도포액에 의해 패턴층이 형성되는 경우에는 담지체에 잔존하는 도포액이 불필요해져 파기된다. 이와 같이, 어느 경우에도 파기하지 않을 수 없는 도포액이 존재하는데, 본 발명에서 파기 대상이 되는 도포액의 양은 종래 기술의 그것보다 적다. 즉, 종래 기술에서는 담지체의 표면 전체에 도포액을 도포하고, 상기 도포액의 일부를 판의 볼록부에 전사하여 2차 패턴층을 형성하고 있기 때문에, 많은 도포액을 파기하지 않을 수 없었다. 이에 반해, 본 발명에서는, 담지체의 표면의 일부에만 도포액을 도포하여 1차 패턴층을 형성하고, 1차 패턴층의 범위 내에서 전사 처리를 행하고 있다. 따라서, 도포액의 파기량은 종래 기술에 비해 저감된다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 담지체의 표면에 형성된 1차 패턴층에 대해 볼록부를 갖는 판을 이용한 전사 처리 및 박리 처리를 행하여 2차 패턴층을 형성하고 있으므로, 도포액의 파기량을 억제하는, 즉 적은 도포액량으로 원하는 2차 패턴층을 형성할 수 있다. 또, 상기 패턴 형성 기술을 이용함으로써 저비용으로 패턴을 인쇄할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 패턴 형성 시스템의 제1 실시형태를 장비한 패턴 인쇄 시스템의 구성 및 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 패턴 인쇄 시스템에서 채용 가능한 도포 장치의 일례를 상방으로부터 본 평면도이다.
도 3은 도 2의 도포 장치를 정면에서 본 정면도이다.
도 4는 잉크 공급부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 패턴 인쇄 시스템에서 채용 가능한 전사·박리 장치의 일례의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 전사·박리 장치의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (c)는 핸드 선단의 구조를 보다 상세하게 나타내는 확대도이다.
도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 전사 처리의 각 단계에 있어서의 장치 각 부의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)는 전사 처리의 각 단계에 있어서의 장치 각 부의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는 전사 처리의 각 단계에 있어서의 장치 각 부의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)는 도 5에 나타낸 전사·박리 장치에 의한 패터닝 프로세스를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 12의 (a) 및 도 12의 (b)는 도 2의 도포 장치에 의해 블랭킷의 표면에 도포한 스트라이프형상의 패턴의 막 두께 특성을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 패턴 형성 시스템의 제2 실시형태를 장비한 패턴 인쇄 시스템의 구성 및 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)는 제2 실시형태에 있어서의 패터닝 프로세스를 모식적으로 나타내는 도면이다.

A. 패턴 인쇄 시스템의 전체 구성

도 1은, 본 발명에 따른 패턴 형성 시스템의 제1 실시형태를 장비한 패턴 인쇄 시스템의 구성 및 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 패턴 인쇄 시스템(1)은, 도포 장치(100), 전사·박리 장치(200) 및 가열 장치(900)를 갖고 있고, 유기 EL 디스플레이용 기판을 제조하기 위한 프로세스를 실행한다. 또, 패턴 인쇄 시스템(1)에서는, 도시를 생략하고 있지만, 블랭킷(BL), 판(PP) 및 기판(SB)을 각각 수용하는 각종 스토커 및 각 스토커 및 상기 장치 사이에서 블랭킷(BL), 판(P P) 및 기판(SB)을 반송하는 반송 로봇이 설치되어 있다. 그리고 패턴 인쇄 시스템(1)에 있어서, 동 도면 중의 화살표로 나타낸 바와 같이 블랭킷(BL), 판(PP) 및 기판(SB)이 각 장치에 반송되면서 도포 공정(S1), 제1 전사 공정(S2), 제1 박리 공정(S3), 제2 전사 공정(S4), 제2 박리 공정(S5) 및 베이크 공정(S6)이 실행된다. 이에 의해서, 도포액으로 구성되는 원하는 패턴층이 기판(SB)의 표면에 인쇄된다. 또한, 도 1에서는 각 공정의 이해를 돕기 위한 모식도이며, 각 부의 개수, 치수나 간격을 일부 과장하여 나타내고 있고, 이들은 실제 개수나 치수 관계를 나타내는 것은 아니다. 이하, 패턴 인쇄 시스템(1)의 주요 구성인 도포 장치(100) 및 전사·박리 장치(200)의 구성 및 개략 동작에 대해서 설명한 후에, 패턴 인쇄 시스템(1)에서 실행되는 각 공정에 대해서 상술한다.

B. 도포 장치(100)

도 2는 패턴 인쇄 시스템에서 채용 가능한 도포 장치의 일례를 상방으로부터 본 평면도이며, 도 3은 도 2의 도포 장치를 정면에서 본 정면도이다. 여기서 XY평면이 수평면, Z축이 연직축을 나타낸다. 더욱 상세하게는, (+Z)방향이 연직 상향 방향을 나타내고 있다. 이 도포 장치(100)는, 직사각형 평판형의 블랭킷(BL)의 표면에 대해 도포액을 도포하기 위한 것이다. 여기에서는, 도포액으로서, 휘발성의 용매(본 실시형태에서는, 방향족의 유기용매) 및 발광재료로서의 유기 EL 재료를 포함하는 잉크를 도포하기 위한 것이다.

이 도포 장치(100)는, 주로, 블랭킷(BL)을 수평으로 유지하는 스테이지(110)와, 스테이지(110)를 이동시키는 스테이지 이동 기구(120)와, 스테이지(110)에 유지된 블랭킷(BL)의 상면에 잉크를 도포하기 위한 도포 헤드(130)와, 도포 헤드(130)에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급부(132R, 132G, 132B)와, 도포 헤드(130)를 이동시키는 헤드 이동 기구(150)를 구비한다. 또, 도포 장치(100)는, 장치 각 부를 제어하는 제어부(도시 생략)를 갖는다.

스테이지(110)는, 블랭킷(BL)의 평면 사이즈보다도 큰 평면 사이즈의 평판형 외형을 갖고 있다. 그리고, 스테이지(110)는, 그 상면에서 블랭킷(BL)을 수평 자세로 올려놓아 유지 가능하게 되어 있다. 또, 스테이지(110)의 상면에는 복수의 흡인 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 이들 흡인 구멍은 진공 펌프(도시 생략) 등에 접속되어 있으며, 상기 진공 펌프의 작동에 의해 블랭킷(BL)은 스테이지(110)의 상면에서 흡착되어 단단히 유지된다. 또한, 스테이지(110)의 내부에는, 히터에 의한 가열 기구(도시 생략)가 배치되어 있으며, 스테이지(110) 상에 올려진 블랭킷(BL)을 소정의 온도로 가열하는 것이 가능하게 되어 있다.

스테이지 이동 기구(120)는, 스테이지(110)를 블랭킷(BL)의 주면에 대해 평행한 소정의 방향(즉, 도 2 중의 Y방향)으로 수평 이동시킨다. 스테이지 이동 기구(120)는, 모터에 의해 스테이지(110)를 회전시키는 회전 기구(124)와, 스테이지(110)를 회전 가능하게 지지하는 지지 플레이트(123)와, 지지 플레이트(123)를 수평하게 지지하는 기대(121)와, 기대(121)를 Y방향으로 이동시키는 Y주사 기구(122)를 갖고 있다. 회전 기구(124), Y 주사 기구(122)는, 제어부로부터의 이동 지시에 따라 스테이지(110)를 이동시킨다.

Y주사 기구(122)는, 지지 플레이트(123)를 하방으로부터 지지하는 기대(121)의 하면에 부착된 리니어 모터(1221)와, Y방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(1222)을 갖고 있다. 이로써, 제어부로부터 이동 지령에 따라 리니어 모터(1221)가 작동하면, 가이드 레일(1222)을 따라서 기대(121) 및 스테이지(110)가 Y방향으로 이동한다.

도포 헤드(130)는 복수 개의 노즐(131)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 서로 상이한 3색 잉크를 토출하기 위해서, 3개의 노즐(131)을 설치하고 있는데, 노즐 개수는 이것으로 한정되는 것이 아니라, 도포해야 하는 잉크에 따라 적절히 설정 가능하다.

도포 헤드(130)는, 스테이지(110)에 유지된 블랭킷(BL)의 표면을 향해 유기 EL 재료를 포함하는 잉크를 연속적으로 토출한다. 즉, 도포 헤드(130)는 노즐(131)로부터 잉크를 액기둥의 상태로 토출하기 위한 토출부이다. 또, 복수의 노즐(131)은, 블랭킷(BL)의 표면에 평행이며 Y방향으로 수직인 방향(즉, 도 2 중의 Y방향에 수직인 X방향에 관해 대략 직선형으로 떨어져 배열됨과 더불어 도 2 중의 Y방향으로 약간 어긋나 배치된다. 또한, 본 실시형태에서는, 인접하는 2개의 노즐(131) 사이의 Y방향에 관한 거리가, 블랭킷(BL)의 도포 영역(CR)(도 2 중에서 파선으로 둘러싸여 나타냄)에 도포해야 하는 라인 패턴의 Y방향에 있어서의 피치의 3배와 동일해지도록 조정되어 있다.

도 4는 잉크 공급부의 구성을 나타내는 도면이다. 잉크 공급부는 유기 EL 재료를 포함하는 잉크를 도포 헤드(130)에 공급하기 위한 기구이며, 색별로 독립하여 설치되어 있다. 즉, 적색 잉크, 녹색 잉크 및 청색 잉크에 대응하여 잉크 공급부(132R, 132G, 132B)가 각각 설치되어 있다. 단, 용기(1321)에 저류되는 잉크가 상이한 점을 제외하고 잉크 공급부(132R, 132G, 132B)는 동일 구성을 갖고 있다. 즉, 각 잉크 공급부(132)에서는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 잉크 저류부로서 기능하는 잉크를 저류하는 용기(1321)가 설치되어 있고, 그 용기(1321)에 대해 액 공급관(1322)의 일단이 접속되어 있다. 이 액 공급관(1322)에는, 펌프(1323), 매스 플로우 컨트롤러(1324), 압력계(1325) 및 필터(1326)가, 용기(1321)측으로부터(다른쪽의 단부를 향해) 순서대로 설치된다. 액 공급관(1322)의 용기(1321)와는 반대측의 단부는 대응하는 색의 노즐(131)에 접속된다.

도 2로 돌아와서 설명을 계속한다. 헤드 이동 기구(150)는, 한 쌍의 가이드부(151)와, 가이드부(151)에 대해 슬라이딩 가능하게 설치되는 슬라이더(152)와, 한 쌍의 가이드부(151)의 양단부 근방에 설치되고, Z축방향을 향하는 축을 중심으로 회전 가능한 한 쌍의 풀리(153)와, 풀리(153)에 권회된 무단형의 동기 벨트(154)를 구비한다. 도 2에 나타낸 2개의 가이드부(151) 사이에 있어서, 가이드부(151)의 양단부의 근방에는, 환상의 동기 벨트(154)가 걸쳐지는 2개의 풀리(153)가 각각 설치된다. 슬라이더(152)는 동기 벨트(154)에 고정되어 있으며, (-Y)측의 슬라이더(152)에는 도포 헤드(130)가 부착되어 있다. 이 때문에, 헤드 이동 기구(150)에서는, 한쪽의 풀리(153)에 접속되는 모터(도시 생략)가 제어부로부터의 이동 지령을 받아 작동하면, 동기 벨트(154)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하고, 도포 헤드(130)가 (-X)방향 또는 (+X)방향으로 고속으로 또한 매끄럽게 이동한다.

도포 헤드(130)의 X방향으로의 이동이 완료될 때마다, 블랭킷(BL)을 유지하는 스테이지(110)를 Y방향으로 이동시킴으로써, 블랭킷(BL)의 표면의 도포 영역(CR)에 대해 잉크의 도포를 실행한다. 또한, X방향에 있어서의 도포 헤드(130)의 주사시에는, 수액부(112)의 근방에서 가속 또는 감속이 완료되고, 블랭킷(BL)의 상방에 있어서는, 도포 헤드(130)는, 예를 들면, 매초 3~5m 정도의 일정 속도로 이동한다. 여기서 기술한 수액부(112)란 노즐(131)로부터 토출되는 잉크를 받기 위한 기구이며, 도포 헤드(130)의 왕복 이동 방향(X방향)에 관해 스테이지(110)의 양측에 설치되어 있다. 이들을 설치한 이유는, 블랭킷(BL)에 대한 도포 처리를 행하지 않은 동안에(대기하고 있는 동안에)도 도포 헤드(130)로부터 잉크를 연속적으로 토출시키기 위함이며, 그 내부에 다공성 부재를 구비하기 위해 도포 헤드(130)로부터 토출된 잉크가 주위로 튀는 것을 방지한다.

도포 장치(100)는, 블랭킷(BL) 상에 형성된 얼라인먼트 마크(도시 생략)를 촬상하여 검출하기 위한 좌우 한 쌍의 촬상부(111)를 구비한다. 이 한 쌍의 촬상부(111)에는, 각각, CCD 카메라가 설치되어 있다. 그리고 촬상부(111)에서 검출된 얼라인먼트 마크의 위치에 의거해 제어부가 블랭킷(BL)의 위치 맞춤을 실행한다.

또한, 제어부는 각종 연산 처리를 실행하면서, 도포 장치(100)가 구비하는 각 부의 동작을 제어하는 것이며, 예를 들면 각종 연산 처리를 행하는 CPU(Central Processing Unit), 부트 프로그램 등을 기억하는 기억부, 각종 표시를 행하는 디스플레이, 키보드, 및, 마우스 등의 입력부, LAN 등을 통해 데이터 통신 기능을 갖는 데이터 통신부 등을 갖는 컴퓨터에 의해서 구성된다. 컴퓨터에 인스톨된 프로그램에 따라서 컴퓨터가 동작함으로써, 이하에 설명하는 바와 같이, 상기 컴퓨터가 도포 장치(100)의 각 부를 제어하여 오퍼레이터로 지정된 패턴으로 잉크를 블랭킷(BL)의 표면에 도포하여 1차 패턴층(L1)(뒤에서 설명하는 도 11이나 도 14 참조)을 형성한다.

미사용의 블랭킷(BL)이 도 1의 화살표 AR1로 나타낸 바와 같이 도포 장치(100)로 반송되어 스테이지(110)에서 유지되면, 촬상부(111)가 얼라인먼트 마크를 촬상하고 촬상부(111)로부터의 출력에 의거해 스테이지 이동 기구(120)가 구동되어 블랭킷(BL)이 이동 및 회전하고 도포 개시 위치로 이동한다. 그리고 복수의 노즐(131)로부터 잉크의 토출이 개시되고, 또한, 헤드 이동 기구(150)가 제어되어 도포 헤드(130)의 X방향의 이동(즉, 도 2 중의 (-X)측에서 (+X)측으로의 주주사)이 개시된다. 이에 의해, 복수의 노즐(131)의 각각으로부터 블랭킷(BL)의 주면을 향해서 잉크를 일정한 유량으로 연속적으로(중단되지 않고) 토출하면서, 도포 헤드(130)가 X방향으로 연속적으로 일정한 속도로 이동하고, 블랭킷(BL)의 도포 영역(CR)에 잉크가 스트라이프형상으로 도포된다.

그리고 도포 헤드(130)가 대기 위치인 수액부(112)의 상방까지 이동함으로써, 잉크에 의한 스트라이프형상의 패턴이 형성된다. 또한, 도 2 중에 있어서의 도포 영역(CR)의 (-X)측 및 (+X)측의 비도포 영역(및, 필요에 따라서 (+Y)측 및 (-Y)측의 비도포 영역)도 포함시켜 전체면 도포되어도 된다.

도포 헤드(130)가 대기 위치까지 이동하면, 스테이지 이동 기구(120)가 구동되어, 블랭킷(BL)이 스테이지(110)와 함께 (+Y)방향(즉, Y방향)으로 상기 피치의 3배와 동일한 거리만 이동한다. 이때, 도포 헤드(130)에서는, 복수의 노즐(131)로부터 수액부(112)를 향해 잉크가 연속적으로 토출되고 있다.

Y방향에 있어서의 블랭킷(BL)의 이동이 종료되면, 블랭킷(BL) 및 스테이지(110)가 도포 종료 위치까지 이동했는지 아닌지가 제어부에 의해 확인된다. 그리고 도포 종료 위치까지 이동하지 않은 경우에는, 도포 헤드(130)가 복수의 노즐(131)로부터 잉크를 토출하면서 블랭킷(BL)의 (+X)측으로부터 (-X)방향(즉, X방향)으로 이동함으로써, 블랭킷(BL) 상의 선형상 영역에 잉크가 도포된다. 그 후, 블랭킷(BL)이 Y방향으로 이동하고, 도포 종료 위치까지 이동했는지 아닌지에 대한 확인이 행해진다.

도포 장치(100)에서는, 스테이지(110) 및 블랭킷(BL)이 도포 종료 위치에 위치할 때까지, 도포 헤드(130)의 X방향으로의 이동이 완료될 때마다, 블랭킷(BL)이 Y방향으로 상대적으로 이동되고(즉, 도포 헤드(130)의 X방향에 있어서의 이동, 및, 블랭킷(BL)의 (+Y)측으로의 단계 이동이 반복되고), 이에 의해, 블랭킷(BL)의 도포 영역(CR)에 있어서, 잉크가 스트라이프형상으로 도포되어 라인 패턴(PT1)을 형성한다. 이와 같이 노즐(131)로부터 잉크가 연속적으로 토출된 상태로 노즐(131)과 블랭킷(BL)이 상대 이동하여 스트라이프형상의 패턴(PT1)으로 이루어지는 1차 패턴층(L1)이 블랭킷(BL)의 표면에 형성된다.

그리고 블랭킷(BL)이 도포 종료 위치까지 이동하면, 복수의 노즐(131)로부터의 잉크의 토출이 정지되어, 도포 장치(100)에 의한 블랭킷(BL)에 대한 잉크의 도포가 종료된다. 도포 장치(100)에 의한 도포가 종료된 블랭킷(BL)은, 도 1의 화살표 AR2로 나타낸 바와 같이, 전사 장치(200)로 반송된다.

C. 전사·박리 장치(200)

도 5는 도 1의 패턴 인쇄 시스템에서 채용 가능한 전사·박리 장치의 일례의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도 6은 도 5의 전사·박리 장치의 주요부를 나타내는 도면이다. 이하의 각 도면에 있어서의 방향을 통일적으로 나타내기 위해서, 도 5에 나타낸 바와 같이 XYZ 직교 좌표축을 설정한다. 여기서 XY평면이 수평면, Z축이 연직축을 나타낸다. 보다 상세하게는, (+Z)방향이 연직 상향 방향을 나타내고 있다.

이 전사·박리 장치(200)는, 서로 분리한 상태로 반입되는 2장의 판형상체를 밀착시키고, 그 후에 다시 그것들을 분리시키기 위한 장치이며, 블랭킷(BL)의 표면에 담지되는 1차 패턴층(L1)을 판(PP)에서 패터닝하여 판(PP)에 형성된 볼록부 패턴의 반전 패턴을 갖는 2차 패턴층을 형성하는 패터닝 프로세스 및 상기 2차 패턴층을 기판(SB)에 인쇄하는 인쇄 프로세스를 실행한다. 또한, 패터닝 프로세스 및 인쇄 프로세스의 상세한 것에 대해서는 뒤에서 기술한다.

이 전사·박리 장치(200)는, 하우징에 부착된 베이스부(11) 상에 부착되어 블랭킷(BL)을 유지하는 하부 유지 블록(3)과, 베이스부(11)에 부착된 전사 롤러 블록(5)과, 그들 상부에 배치되어 판(PP) 및 기판(SB)(이하, 이들을 총칭할 때에는 「판(PP) 등」이라고 칭함)을 유지하는 상부 유지 블록(7)을 갖고 있다. 도 5에서는 장치의 내부 구조를 나타내기 위해서 하우징의 도시를 생략하고 있다. 또, 도시를 생략하지만, 이들 각 블록 외에, 이 전사·박리 장치(200)는 각 블록을 제어하는 제어 블록을 구비하고 있다.

하부 유지 블록(3)은, 얼라인먼트 스테이지(30) 상에 복수의 승강 핸드 유닛이 X 방향 및 Y방향으로 배열된 구조를 갖고 있다. 보다 구체적으로는, 얼라인먼트 스테이지(30)의 (+X)측 단부를 따라서, 복수의(이 예에서는 6개) 승강 핸드 유닛(310, 320, 330, 340, 350, 360)이 Y방향으로 배열되어 있다. 또, 이것과 동수의 승강 핸드 유닛(315, 325, 335, 345, 355, 365)이 얼라인먼트 스테이지(30)의 (-X)측 단부를 따라서 Y방향으로 배열되어 있다.

각 승강 핸드 유닛은 동일 구조를 갖고 있다. 예를 들면, 승강 핸드 유닛(310)은, 상부가 수평 방향으로 연장되어 그 상면이 블랭킷(BL)의 하면에 접촉함으로써 블랭킷(BL)을 하방으로부터 지지하는 핸드(311)와, 상기 핸드(311)를 지지함과 더불어 상하 방향(Z방향)으로 승강시키는 핸드 승강기구(312)를 구비하고 있다. 핸드 승강기구(312)는, 제어 블록에 설치된 핸드 승강 제어부(도시 생략)로부터의 제어 신호에 따라 핸드(311)를 승강시킨다.

다른 승강 핸드 유닛도 동일하며, 여기에서는, 승강 핸드 유닛(315, 320 325, 330, 335, 340, 345, 350, 355, 360, 365)에 구비된 핸드에 각각 부호(316, 321, 326, 331, 336, 341, 346, 351, 356, 361, 366)를 부여한다. 또, 승강 핸드 유닛(315, 320, 325, 330, 335, 340, 345, 350, 355, 360, 365)에 구비된 핸드 승강 기구에 각각 부호(317, 322, 327, 332, 337, 342, 347, 352, 357, 362, 367)를 부여한다.

얼라인먼트 스테이지(30)의 (+X)측 단부에 배치된 승강 핸드 유닛(310, 320, 330, 340, 350, 360)은, 각각 핸드의 선단을 (-X)측을 향해, 또 얼라인먼트 스테이지(30)의 (-X)측 단부에 배치된 승강 핸드 유닛(315, 325, 335, 345, 355, 365)은, 각각 핸드의 선단을 (+X)측을 향해 설치되어 있다. 즉, (+X)측 단부에 배치된 승강 핸드 유닛과, (-X)측 단부에 배치된 승강 핸드 유닛은, 핸드를 내향으로 하여 마주 보고 배치되어 있다.

얼라인먼트 스테이지(30)의 (+X)측 단부 및 (-X)측 단부의 각각에서 가장 (-Y)측에 배치된 승강 핸드 유닛(310, 315)은, Y방향에 있어서 동일 위치에 배치되어 있다. 따라서, 승강 핸드 유닛(310)의 핸드(311)와 승강 핸드 유닛(315)의 핸드(316)는 Y방향에 있어서 동일 위치에 있다. 또, 이들 핸드(311, 316)는 상시 서로 동일 높이(Z방향 위치)에 위치 결정되고, 핸드 승강 제어부로부터의 제어 신호에 의해 일체적으로 승강한다. 즉, Y방향에 있어서의 위치가 같은 한 쌍의 승강 핸드 유닛(311, 315)은 핸드 유닛쌍(제1 핸드 유닛쌍)(31)을 이룬다.

마찬가지로, Y방향 위치가 서로 같은 승강 핸드 유닛(320, 325)은 제2 핸드 유닛쌍(32)을, 승강 핸드 유닛(330, 335)은 제3 핸드 유닛쌍(33)을, 승강 핸드 유닛(340, 345)은 제4 핸드 유닛쌍(34)을, 승강 핸드 유닛(350, 355)은 제5 핸드 유닛쌍(35)을, 승강 핸드 유닛(360, 365)은 제6 핸드 유닛쌍(36)을, 각각 이루고 있다.

각 승강 핸드 유닛(310~365)에 설치된 핸드(311~366)가 동일 높이에 위치 결정됨으로써, 이들 핸드(311~366)가 일체적으로 블랭킷(BL)을 수평 자세로 유지할 수 있다. 또한, 각 핸드 유닛쌍에 포함되는 한 쌍의 핸드(예를 들면, 핸드 유닛쌍(31)에 있어서의 한 쌍의 핸드(311, 316))는 상시 같은 높이로 되는 한편, 상이한 핸드 유닛쌍 사이에서는, 핸드 승강 제어부는 그들에 포함되는 핸드의 높이를 서로 독립하여 제어하는 것이 가능하다. 도 6에서는, 일례로서 제2 핸드 유닛쌍(32)의 핸드(321, 326)가 다른 핸드보다도 하방에 위치한 상태가 나타나 있다.

이하의 설명에서는, 제N 핸드 유닛쌍(N=1~6)에 포함되는 핸드의 쌍을 「제N 핸드쌍」이라고 칭한다. 즉, 제1 핸드 유닛쌍(31)에 포함되는 한 쌍의 핸드(311, 316)를 「제1 핸드쌍」이라고 칭하고 부호 301을 부여한다. 마찬가지로, 제2 핸드 유닛쌍(32)에 포함되는 한 쌍의 핸드(321, 326)를 제2 핸드쌍(302)이라고, 제3 핸드 유닛쌍(33)에 포함되는 한 쌍의 핸드(331, 336)를 제3 핸드쌍(303)이라고, 제4 핸드 유닛쌍(34)에 포함되는 한 쌍의 핸드(341, 346)를 제4 핸드쌍(304)이라고, 제5 핸드 유닛쌍(35)에 포함되는 한 쌍의 핸드(351, 356)를 제5 핸드쌍(305)이라고, 제6 핸드 유닛쌍(36)에 포함되는 한 쌍의 핸드(361, 366)를 제6 핸드쌍(306)이라고 각각 칭한다. 또, 이들 핸드쌍(301~306)의 집합체를 「블랭킷 유지 기구」라고 총칭하고, 부호 300을 부여한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 6쌍의 핸드 유닛쌍(31~36) 중, Y방향의 양단부에 위치하는 것을 제외한 중앙부의 핸드 유닛쌍(32~35)은, 이들 핸드 유닛쌍에 포함되는 핸드(321~356)가 판(PP) 등의 평면 사이즈에 대응하는 영역에 분산 배치되는 배치가 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 판(PP) 및 기판(SB)의 평면 사이즈는 동일하다. 한편, Y방향의 양단부에 위치하는 핸드 유닛쌍(31, 36)에 대해서는, 이들 핸드 유닛쌍에 포함되는 핸드(311, 316, 361, 366)가 Y방향에 있어서의 블랭킷(BL)의 단부 근방의 하면에 접촉하는 위치에 배치된다.

또, 얼라인먼트 스테이지(30)는, 베이스부(11)에 부착된 복수의 얼라인먼트 기구(37)에 의해 지지되고 있다. 얼라인먼트 기구(37)는 예를 들면, 크로스 롤러 베어링으로 이루어지는 가동 기구이다. 제어 블록의 얼라인먼트 제어부(도시 생략)로부터의 제어 신호에 따라 복수의 얼라인먼트 기구(37)가 협동함으로써, 얼라인먼트 스테이지(30)를 XY평면(수평면) 내 및 Z축(연직축) 둘레로 소정 범위에서 이동시킬 수 있다.

얼라인먼트 스테이지(30)에는 또한, 베이스부(11)로부터 세워져 설치된 기둥 부재(도시 생략)에 부착된 2기의 얼라인먼트 카메라(381, 382)가 설치되어 있다. 얼라인먼트 카메라(381, 382)는 상향으로 설치되어 있고, 블랭킷(BL)에 미리 형성된 얼라인먼트 마크를 촬상한다. 얼라인먼트 제어부는, 이들 얼라인먼트 카메라(381, 382)의 촬상 결과로부터 블랭킷(BL)의 위치 검출을 행하고, 필요에 따라서 얼라인먼트 기구(37)를 작동시킴으로써, 장치 내에서의 블랭킷(BL)의 위치 조정을 행한다.

또, 베이스부(11)에는, 또한, 전사 롤러 블록(5)이 설치되어 있다. 전사 롤러 블록(5)은, 베이스부(11)에 고정되어 Y방향으로 연장 설치되는 가이드 레일(51)과, 가이드 레일(51)을 따라서 Y방향으로 이동 가능하게 구성된 롤러 유닛(50)을 구비하고 있다.

롤러 유닛(50)은, X방향으로 연장 설치된 원기둥 형상의 전사 롤러(롤러 부재)(501)와, 전사 롤러(501)의 X방향 양단부를 회전 가능하게 지지하는 지지 프레임(502)과, 지지 프레임(502)의 X방향 대략 중앙부에서 하향으로 연장되는 지지 다리(503)와, 지지 다리(503)를 지지함과 더불어 가이드 레일(51)에 걸어맞춰져 Y방향으로 이동하는 베이스부(504)를 구비하고 있다. 지지 다리(503)의 X방향에 있어서의 치수는, 각 핸드쌍을 구성하는 핸드의 선단 사이의 간격보다도 작다. 도시를 생략하고 있지만, 베이스부(504)는 지지 다리(503)를 승강시키는 승강 기구를 구비하고 있다. 지지 다리(503)의 승강에 의해, 이것에 지지되는 전사 롤러(501)가 Z방향으로 이동하고, 블랭킷 유지 기구(300)에 유지된 블랭킷(BL)에 대해 근접·이격 이동한다. 가이드 레일(51)을 따른 베이스부(504)의 Y방향으로의 이동 및 베이스부(504)에 의한 지지 다리(503)의 승강은, 제어 블록에 설치된 롤러 구동부(도시 생략)에 의해 제어된다.

한편, 상부 유지 블록(7)은, 하면이 판(PP) 등과 거의 같은 평면 사이즈의 유지 평면으로 된 상측 스테이지(71)와, 상측 스테이지(71)를 상하 방향(Z방향)으로 승강시키는 스테이지 승강 기구(72)를 구비하고 있다. 도시를 생략하고 있지만, 상측 스테이지(71)의 하면에는 판(PP) 등을 흡착 유지하기 위한 기구로서 흡착 구멍, 흡착 홈 및 흡착 패드 중 적어도 1개가 설치되어 있고, 상기 흡착 기구에, 제어 블록에 설치된 부압 공급부(도시 생략)로부터 공급되는 부압이 제어 밸브(도시 생략)를 통해 부여된다. 따라서, 상측 스테이지(71)는 그 하면에 판(PP) 등의 상면을 흡착 유지할 수 있다.

스테이지 승강 기구(72)는, 제어 블록의 상측 스테이지 제어부(도시 생략)로부터의 제어 신호에 따라 상측 스테이지(71)를 승강시키고, 블랭킷 유지 기구(300)에 의해 유지된 블랭킷(BL)의 상면에 근접 대향하는 근접 위치와, 블랭킷(BL)으로부터 상방으로 크게 이격한 이격 위치 사이에서, 상측 스테이지(71)에 유지된 판(PP) 등을 이동시킨다.

도 7의 (a) 내지 도 7의 (c)는 핸드 선단의 구조를 보다 상세하게 나타내는 확대도이다. 여기에서는 대표적으로 핸드(311)의 구조에 대해서 설명하는데, 상기한 대로 각 핸드(311~366)의 구조는 같다. 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, X방향을 따라서 연장되는 핸드(311)의 선단부에서는, 그 상면(311a)이 평탄하게 완성되어 블랭킷(BL) 하면에 접촉하는 접촉면이 됨과 더불어, 개구직경이 상이한 2종류의 관통 구멍이 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 핸드(311)에는, 개구직경이 비교적 큰 복수의 제1의 관통 구멍(311b)이 X방향으로 일정 간격으로 설치되어 있고, 각 관통 구멍(311b)에는, 상단(313a)이 예를 들면 실리콘 고무와 같은 탄성 부재에 의해 형성된 흡착 패드(313)가 삽입 통과되어 있다. 각 흡착 패드(313)는, 제어부의 제어 밸브(V2)를 통해 부압 공급부에 접속되어 있다.

각 흡착 패드(313)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 일체적으로 승강 가능하게 되어 있고, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이 흡착 패드(313)의 상단(313a)이 핸드(331)의 상면(접촉면)(311a)보다도 하방으로 후퇴한 후퇴 위치와, 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이 흡착 패드(313)의 상단(313a)이 핸드(311)의 상면(311a)보다도 상방으로 진출하는 흡착 위치 사이를 이동할 수 있다. 흡착 패드(313)가 흡착 위치에 위치 결정되었을 때, 부압 공급부로부터 공급되는 부압에 의해, 블랭킷(BL)을 흡착 패드(313)로 강력하게 흡착 유지할 수 있다.

한편, 다른쪽의 관통 구멍(311c)은 관통 구멍(311b)보다 개구직경이 작은 관통 구멍이며, 상기와 같이 X방향으로 등 간격으로 배열된 관통 구멍(311b) 사이에 설치되어 있다. 관통 구멍(311c)은 제어 블록의 제어 밸브(V3)를 통해 부압 공급부에 접속되어 있다. 이 때문에, 각 관통 구멍(311c)에 부압이 공급됨으로써 블랭킷(BL)의 하면을 흡착하는 흡착 구멍으로서 기능한다. 블랭킷(BL)을 흡착하는 힘은 흡착 패드(313)보다는 약하다.

이와 같이, 핸드(311)에 흡착 구멍으로서 기능하는 관통 구멍(311c)과 흡착 패드(313)를 병설하고, 각각으로의 부압 공급을 독립하여 행함으로써, 핸드(311)에 의한 블랭킷(BL)의 흡착력을 다단계로 설정하는 것이 가능하다.

다음에, 상기와 같이 구성된 전사·박리 장치(200)의 동작에 대해서 설명한다. 상기한 바와 같이, 이 전사·박리 장치(200)는 패터닝 프로세스 및 인쇄 프로세스를 실행한다. 이하, 패터닝 프로세스에 대해서 설명하는데, 인쇄 프로세스의 동작도 기본적으로 같다.

도 8의 (a) 내지 도 8의 (c), 도 9의 (a) 내지 도 9의 (c), 및 도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는 전사 처리의 각 단계에 있어서의 장치 각 부의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 이들 도 8의 (a) 내지 도 8의 (c), 도 9의 (a) 내지 도 9의 (c), 및 도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)에서는 각 부의 위치 관계를 명시하기 위해서, 각 부의 치수나 간격을 일부 과장하여 나타내고 있고, 이들은 실제 치수 관계를 나타내는 것은 아니다.

반송 로봇이 패터닝을 위한 볼록부(PJ)를 갖는 판(PP)을 전사·박리 장치(200) 내로 반송하고(도 1 중의 화살표 AR3), 볼록부(PJ)가 형성된 전사면을 하향으로 하여 상측 스테이지(71)에 로드한다. 이에 이어서, 반송 로봇이, 도포 장치(100)에 의해 형성된 1차 패턴층(L1)을 담지하는 블랭킷(BL)을 전사·박리 장치(200) 내로 반송하고(도 1 중의 화살표 AR2), 상기 제1 패턴층(L1)을 담지하는 담지면을 상향으로 하여 블랭킷 유지 기구(300)에 로드한다. 이때, 각 핸드의 흡착 패드(313)는 도 7의 (b)에 나타내는 후퇴 위치에 있고, 블랭킷(BL)은 관통 구멍(311c)에 부여되는 부압에 의해 흡착 유지된다. 또한, 로드의 순서는 이 반대여도 되는데, 상면에 1차 패턴층(L1)을 담지하는 블랭킷(BL)의 반입을 나중에 함으로써, 판(PP)을 로드할 때에 블랭킷(BL) 상의 제1 패턴층(L1)을 손상시키거나 이물이 낙하하거나 하는 문제를 회피할 수 있다.

도 8의 (a)는 판(PP) 및 블랭킷(BL)이 장치에 반입된 후의 상태를 나타내고 있다. 이들의 반입시, 상측 스테이지(71)는 블랭킷 유지 기구(300)로부터 상방으로 크게 이격한 위치에 위치 결정되고, 이에 의해 상측 스테이지(71)와 블랭킷 유지 기구(300) 사이에 크게 벌어진 공간을 통해 판(PP)을 반입할 수 있다. 한편, 블랭킷(BL)이 반입될 때, 각 핸드쌍(301~306)을 상승시킨 위치에 위치 결정함으로써, 블랭킷(BL)의 하면을 지지하는 반송 로봇의 반송용 핸드에 의한 반입이 가능해진다. 또 각 핸드쌍을 동일 높이로 함으로써, 블랭킷(BL)을 수평 자세로 유지할 수 있다.

이렇게 하여 판(PP) 및 블랭킷(BL)이 반입되면, 상측 스테이지(71)를 하강시키고, 판(PP)과 블랭킷(BL)을 소정의 갭을 두고 근접 대향시킨다. 이 목적을 위해서, 반입에 앞서 판(PP) 및 블랭킷(BL)의 두께가 계측되는 것이 바람직하다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 이때 조정된 판(PP)과 블랭킷(BL)의 갭(G)은, 예를 들면 수백 μm 정도이다.

계속해서, 판(PP)과 블랭킷(BL)을 위치 맞춤하기 위한 얼라인먼트 조정을 실행한 후에, 전사 롤러 블록(5)의 전사 롤러(501)를 소정의 초기 위치에 위치 결정한다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 전사 롤러(501)의 초기 위치는, 상하 방향으로는 블랭킷(BL)으로부터 하방으로 이격한 위치이며, 또 Y방향으로는 제1 핸드쌍(301)과 제2 핸드쌍(302) 사이에서 판(PP)의 (-Y)측 단부의 직하 위치이다. 또한, 전사 롤러(501)는 당초부터 이 위치에 있어도 되고, 또 블랭킷(BL) 등의 반입 시에 블랭킷 유지 기구(300)로부터 퇴피시켜 두고, 반입 후에 초기 위치로 이동시키는 구성이어도 된다.

그리고, 전사 롤러(501)를 상방으로 이동시켜 블랭킷(BL)의 하면에 접촉시키고, 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 블랭킷(BL)을 판(PP)측으로 밀어내어 판(PP)에 접촉시킨다. 블랭킷(BL) 하면 중, 이 때 전사 롤러(501)가 접촉하는 위치를 「접촉 개시 위치」라고 칭한다. 블랭킷(BL)에 패턴(도 1의 부호 PT1)이 담지되어 있을 때, 패턴이 판(PP)의 볼록부(PJ)에 밀착한다. 다음에, 전사 롤러(501)를 블랭킷(BL)에 접촉시킨 상태인 채로, 전사 롤러(501)를 (+Y)방향으로 이동 개시시키고, 그 후에는 일정 속도로 (+Y)방향으로 진행시킨다. 이에 의해, 블랭킷(BL)과 판(PP)이 접촉하는 영역이, (+Y)방향으로 확대되어 간다.

전사 롤러(501)로부터 봤을 때 (+Y)측을, 전사 롤러(501)가 진행되어 가는 진행 방향의 전방 또는 하류측이라고 칭한다. 또, 전사 롤러(501)로부터 봤을 때 (-Y)측을, 전사 롤러(501)의 진행 방향의 후방 또는 상류측이라고 칭한다.

계속해서, 전사 롤러(501)의 상류측에 위치하는 제1 핸드쌍(301)의 흡착 패드를 도 7의 (c)에 나타낸 흡착 위치로 상승시키고, 부압 공급부로부터의 부압을 공급하여 흡착 패드에 의한 흡착을 개시함과 더불어, 제1 핸드쌍(301)의 하강을 개시한다. 블랭킷(BL)을 흡착 패드에 의해 강력하게 흡착하면서 핸드쌍(301)이 하강함으로써, 블랭킷(BL)의 (-Y)측 단부가 하방으로 끌려내려간다. 이에 의해, 블랭킷(BL)과 판(PP) 사이는 판(PP)의 (-Y)측 단부로부터 점차 이격해, 양자의 박리가 개시된다.

이후, 전사 롤러(501)는 (+Y)방향으로 진행하지만, 그 전방에서는 각 핸드쌍(302~306)이 블랭킷(BL) 하면을 지지하고 있으며, 전사 롤러(501)의 진행과 간섭한다. 이것을 회피하기 위해서, 전사 롤러(501)의 진행에 맞추어 각 핸드쌍을 하강시켜, 전사 롤러(501)와 간섭하지 않는 퇴피 위치로 퇴피시킨다. 구체적으로는 다음과 같이 한다.

제N 핸드쌍(N=2~5)의 각각에 대응하여, 상기 핸드쌍의 하강을 개시해야 하는 타이밍을 규정하는 전사 롤러(501)의 위치가 하강 개시 위치로서 미리 정해진다. 이 하강 개시 위치가 의미하는 바는, (+Y)방향으로 진행되어 오는 전사 롤러(501)가 상기 하강 개시 위치에 도달했을 때에 제N 핸드쌍의 하강을 개시시키면, 전사 롤러(501)가 도달하기 전에 제N 핸드쌍을 전사 롤러(501)와 간섭하지 않는 퇴피 위치까지 퇴피시킬 수 있다는 것이다.

각 핸드쌍은 블랭킷(BL)을 하방으로부터 접촉시킴으로써 블랭킷(BL)을 수평 자세로 유지함과 더불어 판(PP)과의 갭(G)을 일정하게 유지하는 기능을 갖고 있다. 따라서, 핸드쌍을 하강시키는 타이밍이 너무 빠르면 블랭킷(BL)이 휘어 갭 변동이 발생한다. 이것을 회피하기 위해서, 하강 개시 위치는, 전사 롤러(501)와 핸드쌍의 간섭이 발생하지 않는 범위에서 가능한 한 핸드쌍에 가까운 위치인 것이 바람직하다.

이와 같이 설정된 하강 개시 위치에 전사 롤러(501)가 도달하면, 상기 하강 개시 위치에 대응하는 제N 핸드쌍의 하강을 개시시킨다. 상기 핸드쌍에 설치된 흡착 구멍에 의한 흡착에 대해서는, 하강을 개시하기 직전에 해제한다. 이에 의해, 블랭킷(BL)이 핸드쌍의 하강에 추종하여 휘는 것을 방지할 수 있다. 탄성 부재를 이용한 흡착 패드에 의한 흡착에서는, 부압 공급이 정지되고 나서 흡착이 완전하게 해제될 때까지 시간 지연이 있어, 이에 의해 핸드쌍이 블랭킷(BL)을 흡착한 채로 하강하는 일이 있을 수 있으나, 흡착 구멍에 의한 흡착으로 함으로써 이 문제는 회피된다.

도 9의 (a)는 제2 핸드쌍(302)이 퇴피 위치까지 하강한 상태를 나타내고 있다. 퇴피 위치는, 핸드 상면이 전사 롤러(501)의 지지 프레임(502)의 하면보다도 하방이 되는 핸드의 Z방향 위치이다. 제2 핸드쌍(302)을 구성하는 핸드(521, 526)는 선단부끼리가 X방향으로 이격하여 배치되어 있기 때문에, 전사 롤러(501)의 지지 다리(503)가 핸드 사이의 간극을 통과하여 이동할 수 있다. 그리고 전사 롤러(501) 및 그 지지 프레임(502)은 핸드의 상방을 통과한다. 따라서, 전사 롤러(501)와 제2 핸드쌍(302)의 간섭은 회피된다.

이와 같이 제2 핸드쌍(302)이 퇴피함으로써, 전사 롤러(501)는 (+Y)방향으로 더 이동할 수 있다. 전사 롤러(501)의 통과 후, 제2 핸드쌍(302)은 다시 상승해, 블랭킷(BL)의 하면에 재접촉한다. 상승과 함께, 제2 핸드쌍(302)의 핸드(321, 326)의 흡착 패드가 흡착 위치로 진출하고, 부압 공급부(92)로부터의 부압 공급이 개시된다. 이에 의해, 블랭킷(BL)의 하면에 재접촉한 제2 핸드쌍(302)은 흡착 패드에 의해 블랭킷(BL)을 이격 전보다도 강력하게 흡착한다. 흡착 패드에 의한 흡착이 개시된 후, 제2 핸드쌍(302)은 다시 하강으로 바뀐다. 이에 의해, 전사 롤러(501)의 상류측에 있어서 블랭킷(BL)이 하방으로 더 끌려내려가 판(PP)으로부터의 박리가 더욱 진행된다.

보다 하류측에 배치된 핸드쌍에 대해서도 동일하다. 즉, 전사 롤러(501)가 판(PP)의 (+Y)측 단부보다도 (+Y)측에 설정된 종료 위치에 도달할 때까지 상기 처리를 반복함으로써, 각 핸드쌍(303~305)은, 전사 롤러(501)가 상기 핸드쌍에 대응하여 설정된 하강 개시 위치까지 근접해 온 타이밍에서 블랭킷(BL) 하면으로부터 이격하여 퇴피 위치로 하강한다. 그리고 전사 롤러(501)의 통과 후에 다시 상승하여 블랭킷(BL)을 흡착한 후, 다시 하방으로 이동한다. 하강 후의 핸드쌍에 대해서는, 판(PP)으로부터 하방으로 충분히 이격한 위치까지 도달해, 보다 하류측에 위치하는 핸드쌍에 의한 블랭킷(BL)의 박리가 개시된 후에는 그 위치에 머물러도 된다.

도 9의 (b)는, 전사 롤러(501)의 통과 후에 제2 핸드쌍(302)이 블랭킷(BL)을 향해 상승하는 한편, 전사 롤러(501)의 접근을 받아 제3 핸드쌍(303)이 퇴피 위치까지 하강한 상태를 나타내고 있다. 또, 도 9의 (c)는, 전사 롤러(501)가 제3 핸드쌍(303)의 위치를 통과해, 제3 핸드쌍(303)이 블랭킷(BL)을 향해서 상승하는 한편, 전사 롤러(501)의 전방에 있는 제4 핸드쌍(304)이 퇴피 위치로의 하강을 개시한 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 9의 (c) 중의 부호 θ는 전사 롤러(501)와 블랭킷(BL)이 접촉하는 접촉 영역의 상류측 단부, 즉 박리가 끝난 영역과 미박리 영역의 경계에서 판(PP)과 블랭킷(BL)이 이루는 각을 나타내고 있다.

또 도 10의 (a)는, 전사 롤러(501) 통과 후의 제4 핸드쌍(304)이 상승으로 전환되는 한편, 제5 핸드쌍(305)이 퇴피 위치를 향해 하강하고, 또 제3 핸드쌍(303)이 블랭킷(BL)을 흡착하면서 하강하고 있는 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 10의 (b)는, 전사 롤러(501)가 제5 핸드쌍(305)의 위치를 통과하여 판(PP)의 (+Y)측 단부 근방까지 도달한 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서는, 블랭킷(BL)으로부터 판(PP)으로의 패턴 전사가 거의 종료되어 있다.

도 10의 (c)에 나타낸 바와 같이, 전사 롤러(501)가 판(PP)의 (+Y)측 단부 또는 그보다 더 (+Y)측의 종료 위치까지 도달하면, 판(PP)의 전체에 대해서, 블랭킷(BL)의 접촉 및 박리가 완료된다. 전사 롤러(501)가 판(PP)의 (+Y)측 단부에 도달할 때까지 블랭킷(BL)의 자세를 유지하기 위해서, 판(PP)의 (+Y)측 단부보다도 더 (+Y)측에서 블랭킷(BL)을 지지하는 제6 핸드쌍(306)이 필요하다.

전사 롤러(501)가 종료 위치에 도달하면, 전사 롤러(501)의 이동을 정지함과 더불어, 전사 롤러(501)를 하방으로 이동시켜 블랭킷(BL)으로부터 이격시킨다. 여기에서는, 블랭킷(BL) 하면 중, 전사 롤러(501)가 최후에 접촉하는 위치를 「접촉 종료 위치」라고 칭한다. 또한, 각 핸드쌍(301~306)을 같은 높이에 위치 결정한다.

이 시점에서, 블랭킷(BL)은 판(PP)으로부터 완전하게 이격되고, 블랭킷 지지 기구(300)의 각 핸드쌍(301~306)에 의해 지지된 상태이다. 또한, 판(PP)에 의한 패터닝을 완료한 시점에서는 핸드쌍의 흡착 패드에 의한 흡착을 계속하여 기판(SB)으로의 인쇄 프로세스에 대비한다. 한편, 상측 스테이지(71)에 대해서는 상방으로 이격시켜 패터닝 후의 판(PP)을 반출하여 회수한다. 또한, 여기에서는 판(PP)에 의한 패터닝 프로세스를 실행하는 경우에 대해서 설명했는데, 기판(SB)으로의 인쇄 프로세스를 행한 경우에는, 핸드쌍의 흡착 패드에 의한 흡착을 해제하고, 흡착 패드를 후퇴 위치로 후퇴시킨다. 그리고 반송 로봇에 의해 2차 패턴층이 형성된 기판(SB)을 가열 장치(900)로 반송하여 베이크하고, 2차 패턴층을 경화시킴과 더불어, 인쇄 프로세스에 사용한 블랭킷(BL)을 회수 장치(도시 생략)로 반출한다.

D. 패턴 형성 및 패턴 인쇄 동작

다음에, 상기와 같이 구성된 패턴 인쇄 시스템(1)에서 실행되는 각 공정을 도 1, 도 11의 (a) 내지 도 11의 (c), 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)를 참조하면서 설명한다. 도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)는, 도 5에 나타낸 전사·박리 장치에 의한 패터닝 프로세스를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)(및 뒤에서 설명하는 도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)에서는, 도포 장치(100)에 의해 형성된 1차 패턴층(L1)을 구성하는 패턴(PT1)의 특징을 명시함과 더불어 1차 패턴층(L1)과 2차 패턴층(L2)의 관계를 명시하기 위해서, 각 부의 치수나 간격을 일부 과장하여 나타내고 있고, 이들은 실제 치수 관계를 나타내는 것은 아니다. 이 점에 대해서는 뒤에서 설명하는 실시형태에 있어서도 동일하다.

패턴 인쇄 시스템(1)에서는, 도시를 생략한 반송 로봇이 도 1 중의 화살표 AR1로 나타낸 바와 같이 미사용의 블랭킷(BL)을 도포 장치(100)에 반입하고, 스테이지(110) 상에 올려놓는다. 그리고 잉크를 스트라이프형상으로 도포하여 라인 패턴(PT1)을 블랭킷(BL)의 표면에 형성한다. 이렇게 하여, 스트라이프형상의 패턴(PT1)으로 이루어지는 1차 패턴층(L1)을 블랭킷(BL)의 표면에 형성한다(도포 공정 S1). 이 블랭킷(BL)을 도 1 중의 화살표 AR2로 나타낸 바와 같이 반송 로봇에 의해 도포 장치(100)로부터 전사·박리 장치(200)로 반송하고, 제1 패턴층(L1)을 담지하는 담지면을 상향으로 하여 블랭킷 유지 기구(300)에 로드한다. 또한, 이 실시형태에서는, 도포 장치(100)는, 최종적으로 기판(SB) 상에 인쇄하는 스트라이프형상의 패턴(PT2)(도 11의 (c) 참조)보다도 약간 폭넓은 형상의 스트라이프형상의 패턴(PT1)을 형성한다. 이것은, 도포 장치(100)에서 형성되는 패턴(PT1)의 막 두께 특성을 고려한 것이다.

도 12의 (a) 및 도 12의 (b)는 도 2의 도포 장치에 의해 블랭킷의 표면에 도포한 스트라이프형상의 패턴의 막 두께 특성을 나타내는 그래프이며, 도 12의 (a)는 패턴(PT1)의 종단면 형상의 막 두께 프로파일을 나타내고, 도 12의 (b)는 패턴(PT1)의 횡단면 형상의 막 두께 프로파일을 나타내고 있다. 도 12의 (a) 및 12의 (b) 중의 각 그래프의 횡축은 위치를 나타내고, 종축은 막 두께를 나타내고 있다. 이들 그래프로부터 알 수 있듯이, 패턴(PT1)의 주연부는 숄더 형상을 갖고 있고, 막 두께의 균일성이 담보되어 있지 않다. 이에 대해, 주연부로부터 중앙부측에 일정 거리만큼 진행된 영역에서는, 막 두께의 변동은 5% 이하로 억제되어, 뛰어난 막 두께 균일성이 나타나 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)에 나타낸 바와 같이 전사·박리 장치(200)를 이용하여 패턴(PT1)에 대응한 패턴으로 볼록부(PJ)가 미리 형성된 판(PP)을 이용하여 2차 패턴층(L2)을 형성하고 있다. 보다 구체적으로는, 이하와 같이 패터닝 프로세스를 실행한다.

도 1 중의 화살표 AR3으로 나타낸 바와 같이 판(PP)을 전사·박리 장치(200)에 반입하고, 볼록부(PJ)가 형성된 전사면을 하향으로 하여 판(PP)을 상측 스테이지(71)에 의해 유지함과 더불어, 제1 패턴층(L1)을 담지하는 담지면을 상향으로 하여 블랭킷(BL)을 블랭킷 유지 기구(300)에 의해 유지한다(도 11의 (a)). 그리고, 볼록부(PJ)와 제1 패턴층(L1)을 서로 대향시킨 상태인 채로 판(PP)과 블랭킷(BL)의 간격을 소정의 갭(G)으로 조정한다. 그에 계속해서, 판(PP)과 블랭킷(BL)을 위치 맞춤한다.

본 실시형태에서는, 판(PP)의 전사면에 대해, Y방향으로 소정의 간격 Da만큼 이격하여 설치된 한 쌍의 볼록부(PJ)가 3세트 Y방향으로 피치 Db로 설치되어 있다. 여기서, 간격 Da 및 피치 Db는 패턴(PT1)의 각 부 치수에 따라 설정되어 있다. 즉, 패턴(PT1)의 주연부, 즉 숄더부(PT1s)의 Y방향 사이즈를 폭 Ws라 하고, 패턴(PT1)의 Y방향 사이즈를 폭 Wt라 하면, 패턴(PT1)의 중앙부, 즉 막 두께가 균일한 플랫부(PTlf)의 Y방향의 폭 Wf는,

Wf=Wt-2×Ws

가 된다. 여기서, 본 실시형태에서는, 한 쌍의 볼록부(PJ)의 간격 Da를

Da=Wf=Wt-2×Ws

로 설정하고 있다.

또, Y방향에 있어서, 볼록부(PJ)쌍의 피치 Db를 패턴(PT1)의 피치 Dc와 일치시키고 있다. 또한, 각 볼록부(PJ)의 Y방향의 폭 Wj를 숄더부(PT1s)의 Y방향의 폭 Ws보다도 넓게 설정하고 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 판(PP)과 블랭킷(BL)의 얼라인먼트 조정을 행함으로써, 볼록부(PJ)의 하면이 각각에 대응하는 패턴(PT1)의 숄더부(PT1s)와 대향함과 더불어, 한 쌍의 볼록부(PJ) 사이에 끼인 공간이 각각 대응하는 패턴(PT1)의 플랫부(PTlf)와 대향한다.

그리고, 얼라인먼트 조정을 실행한 후에, 상기한 바와 같이 전사 롤러(501)의 이동 동작과 핸드쌍의 이동 동작을 연계시킴으로써, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 부분적으로 블랭킷(BL)과 판(PP)을 서로 밀착시켜 1차 패턴층(L1)의 일부, 즉 숄더부(PT1s)를 볼록부(PJ)의 하면에 전사한다(1차 전사 공정 S2). 또, 이 전사 동작에 이어서, 도 11의 (c)에 나타낸 바와 같이, 서로 밀착한 블랭킷(BL)과 판(PP)을 박리시켜 숄더부(PT1s)를 구성하고 있었던 잉크를 블랭킷(BL)으로부터 볼록부(PJ)로 이행시킨다(제1 박리 공정 S3). 이 결과, 블랭킷(BL)의 표면에는 플랫부(PTlf) 만이 잔존하고, 이것이 새로운 패턴(PT2)이 되어, 2차 패턴층(L2)을 구성한다.

판(PP)의 전체에 대해서 패터닝 프로세스가 완료되면, 핸드쌍의 흡착 패드에 의한 블랭킷(BL)의 흡착을 계속하는 한편, 상측 스테이지(71)에 대해서는 상방으로 이격시켜 패터닝 후의 판(PP)을 반출하여 회수한다. 또한, 회수한 판(PP)에 대해서는 세정 처리를 실시한 후에 재이용에 제공해도 되고, 그대로 폐기해도 된다.

판(PP)의 반출 후, 도 1 중의 화살표 AR4로 나타낸 바와 같이, 기판(SB)을 전사·박리 장치(200)에 반입하고, 패턴을 인쇄해야 하는 피인쇄면을 하향으로 하여 기판(SB)을 상측 스테이지(71)에 의해 유지한다. 이에 의해, 피인쇄면은, 블랭킷(BL)의 표면에 담지되어 있는 2차 패턴층(L2)과 대향한다. 그리고 패터닝 프로세스와 마찬가지로, 갭 조정, 위치 맞춤, 전사 및 박리를 실행한다. 즉, 피인쇄면과 2차 패턴층(L2)을 서로 대향시킨 상태인 채로 기판(SB)과 블랭킷(BL)의 간격을 소정의 갭(G)으로 조정한다. 그것에 이어서, 기판(SB)과 블랭킷(BL)을 위치 맞춤한다. 그리고 전사 롤러(501)의 이동 동작과 핸드쌍의 이동 동작의 연계에 의해 블랭킷(BL)과 기판(SB)을 밀착시켜 2차 패턴층(L2)을 구성하는 패턴(PT2)(플랫부(PTlf))을 기판(SB)의 하면(피인쇄면)에 전사한다(2차 전사 공정 S4). 또, 이 전사 동작에 이어서, 서로 밀착한 블랭킷(BL)과 기판(SB)을 박리시켜 패턴(PT2)을 블랭킷(BL)으로부터 기판(SB)의 피인쇄면으로 이행시킨다(제2 박리 공정 S5). 그 결과, 기판(SB)에 2차 패턴층(L2)이 인쇄된다.

기판(SB)의 전체에 대해서 인쇄 프로세스가 완료되면, 핸드쌍의 흡착 패드에 의한 블랭킷(BL)의 흡착을 해제하고, 전사·박리 장치(2O0)로부터 반출하여 회수 장치로 회수한다. 한편, 상측 스테이지(71)에 대해서는 상방으로 이격시켜 2차 패턴층(L2)이 인쇄된 기판(SB)을 도 1 중의 화살표 AR5로 나타낸 바와 같이 가열 장치(900)로 반송하고, 상기 가열 장치(900)에 의해 기판(SB)을 베이크하여 2차 패턴층(L2)을 구성하는 패턴(PT2)을 경화시킨다(베이크 공정 S6). 그리고, 베이크 처리 후에, 가열 장치(900)로부터 반출하여 다음 프로세스 장치로 반송한다.

E. 작용 효과

이상과 같이, 제1 실시형태에 의하면, 블랭킷(BL)의 표면에 잉크를 도포하여 1차 패턴층(L1)을 형성한 후, 판(PP)을 이용하여 1차 패턴층(L1)을 패터닝하여 2차 패턴층(L2)을 형성하고 있다. 따라서, 1차 패턴층(L1)을 구성하는 패턴(PT1)의 일부(숄더부(PT1s))가 불필요해져, 파기 대상이 되는데, 블랭킷(BL)의 표면 전체에 잉크를 도포한 다음 패터닝하는 일본국 특허 공개 2011-216917호 공보에 기재된 발명에 비해 파기해야 하는 잉크량을 억제할 수 있다. 즉, 보다 적은 잉크량으로 원하는 2차 패턴층(L2)을 형성할 수 있다. 또, 이와 같이 잉크 소비량의 억제에 의해, 2차 패턴층(L2)을 갖는 기판(SB)의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또, 제1 실시형태에서는, 노즐(131)로부터 잉크를 액기둥 형상으로 연속 토출하면서 노즐(131)과 블랭킷(BL)을 상대 이동시켜 블랭킷(BL)의 표면에 패턴(PT1) 을 형성하고 있다. 이 때문에, 패턴(PT1)은 막 두께 균일성이 뛰어나고, 이것을 패터닝하여 얻어지는 패턴(PT2(PTIf))의 막 두께도 균일한 것이 된다. 특히, 제1 전사 공정(S2) 및 제1 박리 공정(S3)에 의해서 패턴(PT1)의 숄더부(PT1s)를 제거하고, 플랫부(PT1f)만으로 2차 패턴층(L2)을 형성하고 있기 때문에, 고품질의 2차 패턴층(L2)을 형성할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 도포 공정(S1), 제1 전사 공정(S2) 및 제1 박리 공정(S3)으로 이루어지는 패터닝 프로세스가 본 발명의 「패턴 형성 방법」 및 「패턴 형성 공정」의 일례에 상당하고 있다. 또, 제2 전사 공정(S4) 및 제2 박리 공정(S5)의 조합이 본 발명의 「인쇄 공정」의 일례에 상당하고 있고, 이들을 도포 공정(S1), 제1 전사 공정(S2) 및 제1 박리 공정(S3)을 조합한 것이 본 발명의 「패턴 인쇄 방법」의 일례에 상당하고 있다.

또, 본 실시형태에서는, 도포 장치(100)가 본 발명의 「도포 수단」의 일례에 상당하고 있다. 또, 전사·박리 장치(200)가 본 발명의 「전사 수단」 및 「박리 수단」으로서 기능하고 있다. 그리고 도포 장치(100) 및 전사·박리 장치(200)를 조합한 시스템이 본 발명의 「패턴 형성 시스템」 및 「패턴 형성 수단」의 일례에 상당하고 있다. 물론, 전사·박리 장치(200) 대신에, 전사 처리만을 하는 전사 장치를 본 발명의 「전사 수단」으로서 설치함과 더불어 박리 처리만을 행하는 박리 장치를 본 발명의 「박리 수단」으로서 설치해도 된다. 또, 롤러 부재(본 실시형태에서는 전사 롤러(501))를 이용한 전사 방식이나 박리 방식으로 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 일본국 특허 공개 2011-216917호 공보에 기재된 발명에서 채용되어 있는 전사 방식을 이용해도 된다. 이들 점에 대해서는 뒤의 실시형태에 있어서도 동일하다.

F. 그 외

또한, 본 발명은 상기한 실시형태로 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 제1 실시형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 전사·박리 장치(200)에 의해 제1 전사 공정(S2), 제1 박리 공정(S3), 제2 전사 공정(S4) 및 제2 박리 공정(S5)을 행하고 있는데, 2대의 전사·박리 장치를 준비하고, 그 중의 한쪽으로 제1 전사 공정(S2) 및 제1 박리 공정(S3)을 실행하고, 다른쪽으로 제2 전사 공정(S4) 및 제2 박리 공정(S5)을 행하도록 구성해도 된다. 또, 2대의 전사·박리 장치(200) 중 적어도 한쪽 대신에, 전사 처리만을 행하는 전사 장치를 본 발명의 「전사 수단」으로서 설치함과 더불어 박리 처리만을 행하는 박리 장치를 본 발명의 「박리 수단」으로서 설치해도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 전사·박리 장치(200)에 의해 패터닝 프로세스를 실행함으로써 판(PP)에 형성된 패턴의 반전 패턴(PT2)을 갖는 2차 패턴층(L2)을 블랭킷(BL)에 형성하고 있지만, 판(PP)에 형성된 볼록부(PJ)의 패턴과 동일한 패턴을 갖는 2차 패턴층(L2)을 판(PP)에 형성해도 된다. 그리고 2차 패턴층(L2)을 판(PP)으로부터 기판(SB)에 전사하여 패턴 인쇄를 행하도록 해도 된다. 이하, 도 13, 도 14의 (a), 도 14의 (b) 및 도 14의 (c)를 참조하면서 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다.

도 13은, 본 발명에 따른 패턴 형성 시스템의 제2 실시형태를 장비한 패턴 인쇄 시스템의 구성 및 동작을 모식적으로 나타내는 도면이다. 제2 실시형태가 제1 실시형태와 크게 상위한 점은, 볼록부(PJ)와 동일한 패턴을 갖는 2차 패턴층(L2)을 판(PP)에 형성하고 있는 점과, 볼록판 인쇄 장치(400)를 이용하여 판(PP)이 담지하는 2차 패턴층(L2)을 기판(SB)의 표면에 인쇄하고 있는 점이며, 그 외의 구성은 기본적으로 제1 실시형태와 동일하다. 따라서, 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 또, 볼록판 인쇄 장치(400)는, 볼록부(PJ)에 부착한 잉크를 기판(SB)의 피인쇄면에 전사하여 기판(SB)으로의 잉크의 인쇄를 행하는 장치이지만, 그 구성 및 동작은 종래부터 공지이므로, 그들의 설명에 대해서는 생략한다. 이하, 상기와 같이 구성된 패턴 인쇄 시스템(1)에서 실행되는 각 공정을 도 13, 도 14의 (a), 도 14의 (b) 및 도 14의 (c)를 참조하면서 설명한다.

도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)는, 제2 실시형태에 있어서의 패터닝 프로세스를 모식적으로 나타내는 도면이다. 제2 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일하게 하여 패터닝 프로세스를 실행한다. 즉, 도시를 생략한 반송 로봇이 도 13 중의 화살표 AR1로 나타낸 바와 같이 미사용의 블랭킷(BL)을 도포 장치(100)에 반입하고, 스테이지(110) 상에 올려놓는다. 그리고, 잉크를 스트라이프형상으로 도포하여 라인 패턴(PT1)을 블랭킷(BL)의 표면에 형성한다. 이렇게 하여, 스트라이프형상의 패턴(PT1)으로 이루어지는 1차 패턴층(L1)을 블랭킷(BL)의 표면에 형성한다(도포 공정 S1). 이 블랭킷(BL)을 도 13 중의 화살표 AR2로 나타낸 바와 같이 반송 로봇에 의해 도포 장치(100)로부터 전사·박리 장치(200)로 반송하고, 제1 패턴층(L1)을 담지하는 담지면을 상향으로 하여 블랭킷 유지 기구(300)에 로드한다. 단, 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와 동일한 2차 패턴층을 형성하는 것이지만, 2차 패턴층을 블랭킷(BL)이 아니라, 판(PP)에 형성한다. 이 때문에, 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와 상이한 패턴을 갖는 볼록부(PJ)가 판(PP)의 전사면에 미리 설치되어 있다. 보다 상세하게는, 도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 판(PP)의 전사면에 대해, 패턴(PT1)의 피치 Dc와 동일 피치 Db로 볼록부(PJ)가 형성되어 있다. 또, 각 볼록부(PJ)의 Y방향의 폭 Wj를 패턴(PT1)에 있어서의 플랫부(PTlf)의 Y방향의 폭 Wf와 일치시키고 있다.

다음에, 볼록부(PJ)와 제1 패턴층(L1)을 서로 대향시킨 상태인 채로 판(PP)과 블랭킷(BL)의 간격을 소정의 갭(G)으로 조정한다. 그에 이어서, 판(PP)과 블랭킷(BL)을 위치 맞춤한다. 이에 의해서, 도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 볼록부(PJ)가 각각 대응하는 패턴(PT1)의 플랫부(PTlf)와 대향한다.

그리고 상기한 바와 같이 전사 롤러(501)의 이동 동작과 핸드쌍의 이동 동작을 연계시킴으로써, 도 14의 (b)에 나타낸 바와 같이, 부분적으로 블랭킷(BL)과 판(PP)을 서로 밀착시켜 1차 패턴층(L1)의 일부, 즉 플랫부(PTlf)를 볼록부(PJ)의 하면에 전사한다(1차 전사 공정 S2). 또, 이 전사 동작에 이어서, 도 14의 (c)에 나타낸 바와 같이, 서로 밀착한 블랭킷(BL)과 판(PP)을 박리시켜 플랫부(PTlf)를 구성하고 있던 잉크를 블랭킷(BL)으로부터 볼록부(PJ)로 이행시킨다(제1 박리 공정 S3). 그 결과, 판(PP)의 전사면에 플랫부(PTlf)만이 전사되고, 이것이 새로운 패턴(PT2)이 되어, 2차 패턴층(L2)을 구성한다. 한편, 블랭킷(BL)의 표면에는 숄더부(PT1s)만이 잔존한다.

판(PP)의 전체에 대해서 패터닝 프로세스가 완료되면, 핸드쌍의 흡착 패드에 의한 블랭킷(BL)의 흡착을 해제함과 더불어, 상측 스테이지(71)에 대해서는 상방으로 이격시켜 패터닝 후의 판(PP)을 도 13 중의 화살표 AR4로 나타낸 바와 같이 볼록판 인쇄 장치(400)에 반송한다. 또한, 회수한 블랭킷(BL)에 대해서는 세정 처리를 실시한 후에 재이용에 제공해도 되고, 그대로 폐기해도 된다.

2차 패턴층(L2)을 갖는 판(PP)의 볼록판 인쇄 장치(400)로의 반송과 전후하여, 도 13 중의 화살표 AR5로 나타낸 바와 같이, 기판(SB)을 볼록판 인쇄 장치(400)에 반입한다. 그리고 볼록판 인쇄 장치(400)에 의해, 판(PP)과 기판(SB)을 밀착시켜 2차 패턴층(L2)을 구성하는 패턴(PT2)(플랫부(PTlf))을 기판(SB)의 표면(피인쇄면)에 전사한다(2차 전사 공정 S4). 또, 이 전사 동작에 이어서 서로 밀착한 판(PP)과 기판(SB)을 박리시켜 패턴(PT2)을 판(PP)으로부터 기판(SB)의 피인쇄면으로 이행시킨다(제2 박리 공정 S5). 이 결과, 기판(SB)에 2차 패턴층(L2)이 인쇄된다.

기판(SB)의 전체에 대해서 인쇄 프로세스가 완료되면, 볼록판 인쇄 장치(400)로부터 판(PP)을 반출하여 회수 장치로 회수함과 더불어, 2차 패턴층(L2)이 인쇄된 기판(SB)을 도 13 중의 화살표 AR6으로 나타낸 바와 같이 가열 장치(900)로 반송하고, 상기 가열 장치(900)에 의해 기판(SB)을 베이크하여 2차 패턴층(L2)을 구성하는 패턴(PT2)을 경화시킨다(베이크 공정 S6). 그리고, 베이크 처리 후에, 가열 장치(900)로부터 반출하여 다음의 프로세스 장치로 반송한다.

이상과 같이 제2 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일한 작용 효과, 즉 적은 잉크량으로 원하는 2차 패턴층(L2)을 판(PP)에 형성할 수 있고, 2차 패턴층(L2)을 갖는 기판(SB)의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또, 2차 패턴층(L2)을 구성하는 패턴(PT2)을 우수한 막 두께 균일성으로 형성할 수 있어, 고품질의 패턴층(L2)을 갖는 기판(SB)을 제조할 수 있다. 이와 같이 제2 실시형태에서는, 제2 전사 공정(S4) 및 제2 박리 공정(S5)을 실행하는 볼록판 인쇄 장치(400)가 본 발명 0) 「인쇄 수단」의 일례에 상당하고 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 본 발명에 따른 패턴 형성 시스템을 패턴 인쇄 시스템(1) 내에 레이아웃 하고 있는데, 패턴 인쇄 시스템(1)으로부터 분리 독립한 형태로 패턴 형성 시스템을 레이아웃해도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 1차 패턴층(L1) 및 2차 패턴층(L2)을 스트라이프형상의 패턴으로 구성하고 있는데, 본 발명이 스트라이프형상 패턴을 형성하는 경우로 한정되는 것은 아니다. 즉, 임의 형상, 예를 들면 블록형상이나 도상(島狀) 등의 패턴을 담지체나 판에 형성하는 패턴 형성 기술 전반 및 상기 기술을 이용하여 기판에 상기 패턴을 인쇄하는 패턴 인쇄 기술 전반에 대해 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 전사·박리 장치로 전사 공정과 박리 공정을 행하도록 구성하고 있지만, 전사 공정과 박리 공정을 각각 별도 장치로 행해도 된다. 즉, 전사 장치로 담지체와 판을 밀착하여 전사를 행하고, 서로 밀착한 담지체 및 판을 일체적으로 박리 장치로 반송하고, 상기 박리 장치로 박리 공정을 행하도록 해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 유기 EL 재료를 포함하는 잉크를 도포액으로서 패턴을 형성하는 패턴 형성 기술, 및 상기 패턴 형성 기술에 의해 형성된 패턴을 유기 EL 디스플레이용 기판(SB)에 인쇄하는 기술에 본 발명을 적용하고 있는데, 본 발명의 적용 범위는 이들로 한정되는 것은 아니다. 즉, 도포액에 의해 원하는 패턴을 형성하는 패턴 형성 기술 전반 및 상기 기술을 이용하여 기판에 상기 패턴을 인쇄하는 패턴 인쇄 기술 전반에 대해 본 발명을 적용할 수 있다.

이 발명은, 볼록부가 형성된 판의 전사면과, 도포액이 도포된 블랭킷 등의 담지체의 표면을 서로 밀착시킨 후에 판 및 담지체를 박리시켜 원하는 패턴을 형성하는 패턴 형성 기술, 및 상기 패턴 형성 기술을 이용한 패턴 인쇄 기술 전반에 적용할 수 있다.

1: 패턴 인쇄 시스템
100: 도포 장치(도포 수단, 패턴 형성 수단)
200: 전사·박리 장치(전사 수단, 박리 수단, 패턴 형성 수단)
400: 볼록판 인쇄 장치(인쇄 수단)
501: 전사 롤러(롤러 부재) BL: 블랭킷(담지체)
L1: 1차 패턴층 L2: 2차 패턴층
PJ: 볼록부 PP: 판
PT1: 패턴 PT1f: 플랫부(패턴(PT1)의 중앙부)
PT1s: 숄더부(패턴(PT1)의 주연부) SB: 기판

Claims

평판형의 담지체의 표면에 대해 상대적으로 이동하는 노즐로부터 도포액을 상기 담지체의 상기 표면을 향해 토출하여 1차 패턴층을 형성하는 도포 공정과,
볼록부가 형성된 판의 전사면을 상기 1차 패턴층이 형성된 상기 담지체의 상기 표면에 대향시킨 상태로 상기 담지체와 상기 판을 서로 밀착시켜 상기 1차 패턴층의 일부를 상기 볼록부에 전사하는 제1 전사 공정과,
서로 밀착한 상기 담지체와 상기 판을 박리시켜 상기 담지체 및 상기 판 중 한쪽에 2차 패턴층을 형성하는 제1 박리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전사 공정에서는 상기 1차 패턴층을 구성하는 패턴의 주연부를 상기 판의 상기 볼록부에 전사하고,
상기 제1 박리 공정에서는 상기 볼록부에 전사된 상기 패턴의 상기 주연부를 상기 담지체의 상기 표면으로부터 박리시켜 상기 1차 패턴층을 패터닝하여 상기 담지체의 상기 표면에 상기 2차 패턴층을 형성하는, 패턴 형성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전사 공정에서는 상기 1차 패턴층을 구성하는 패턴의 중앙부를 상기 판의 상기 볼록부에 전사하고,
상기 제1 박리 공정에서는 상기 볼록부에 전사된 상기 패턴의 상기 중앙부를 상기 담지체의 상기 표면으로부터 박리시켜 상기 판의 상기 볼록부에 상기 2차 패턴층을 형성하는, 패턴 형성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 도포 공정에서는 상기 노즐로부터 도포액을 연속 토출하여 상기 1차 패턴층을 형성하는, 패턴 형성 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전사 공정에서는 상기 담지체를 부분적으로 상기 판측으로 밀어냄으로써 상기 1차 패턴층의 일부를 상기 볼록부에 접촉시켜 전사하는, 패턴 형성 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 전사 공정에서는, 상기 담지체 중 상기 1차 패턴층을 담지하는 한쪽 면에 대해 반대측의 다른 쪽 면에 롤러 부재를 접촉시켜 상기 담지체를 부분적으로 상기 판측으로 밀어내면서 상기 한쪽 면에 평행한 방향으로 상기 롤러 부재를 이동시키는, 패턴 형성 방법.
청구항 1에 기재된 패턴 형성 방법에 의해 2차 패턴층을 형성하는 패턴 형성 공정과,
상기 2차 패턴층을 기판에 전사하여 형성하는 인쇄 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 패턴 형성 공정의 상기 제1 전사 공정에서는, 상기 1차 패턴층을 구성하는 패턴의 주연부를 상기 판의 상기 볼록부에 전사하고,
상기 패턴 형성 공정의 상기 제1 박리 공정에서는, 상기 볼록부에 전사된 상기 패턴의 상기 주연부를 상기 담지체의 상기 표면으로부터 박리시켜 상기 1차 패턴층을 패터닝하여 상기 담지체의 상기 표면에 상기 2차 패턴층을 형성하고,
상기 인쇄 공정에서는, 상기 2차 패턴층이 형성된 상기 담지체의 상기 표면에 기판의 표면을 대향시킨 상태로 상기 담지체와 상기 기판을 서로 밀착시켜 상기 2차 패턴층을 상기 기판의 상기 표면에 전사하는 제2 전사 공정과, 서로 밀착한 상기 담지체와 상기 기판을 박리시켜 상기 기판에 상기 2차 패턴층을 형성하는 제2 박리 공정을 실행하는, 패턴 인쇄 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 패턴 형성 공정의 상기 제1 전사 공정에서는, 상기 1차 패턴층을 구성하는 패턴의 중앙부를 상기 판의 상기 볼록부에 전사하고,
상기 패턴 형성 공정의 상기 제1 박리 공정에서는 상기 볼록부에 전사된 상기 패턴의 상기 중앙부를 상기 담지체의 상기 표면으로부터 박리시켜 상기 판의 상기 볼록부에 상기 2차 패턴층을 형성하고,
상기 인쇄 공정에서는, 기판의 표면을 상기 2차 패턴층이 형성된 상기 판의 상기 볼록부에 대향시킨 상태로 상기 판과 상기 기판을 서로 밀착시켜 상기 2차 패턴층을 상기 기판의 상기 표면에 전사하는 제2 전사 공정과, 서로 밀착한 상기 판과 상기 기판을 박리시켜 상기 기판에 상기 2차 패턴층을 형성하는 제2 박리 공정을 실행하는, 패턴 인쇄 방법.
도포액을 토출하는 노즐을 평판형의 담지체의 표면에 대해 상대적으로 이동시켜 상기 담지체의 상기 표면에 1차 패턴층을 형성하는 도포 수단과,
상기 1차 패턴층이 형성된 상기 담지체의 상기 표면에 대해 볼록부가 형성된 판의 전사면을 대향시킨 상태로 상기 담지체와 상기 판을 서로 밀착시켜 상기 1차 패턴층의 일부를 상기 볼록부에 전사하는 전사 수단과,
서로 밀착한 상기 담지체와 상기 판을 박리시켜 상기 담지체 및 상기 판 중 한쪽에 2차 패턴층을 형성하는 박리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 시스템.
청구항 10에 기재된 패턴 형성 시스템과 동일 구성의 패턴 형성 수단을 구비하고,
상기 패턴 형성 수단에 의해 형성된 상기 2차 패턴층을 기판의 피인쇄면에 전사하여 2차 패턴층을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄 시스템.
상기 패턴 형성 수단을 이용하여 상기 2차 패턴층의 인쇄를 행하는 청구항 11에 기재된 패턴 인쇄 시스템으로서,
상기 전사 수단이, 상기 2차 패턴층이 형성된 상기 담지체의 상기 표면에 대해 상기 기판의 상기 피인쇄면을 대향시킨 상태로 상기 담지체와 상기 기판을 서로 밀착시켜 상기 2차 패턴층을 상기 피인쇄면에 전사하고,
상기 박리 수단이, 서로 밀착한 상기 담지체와 상기 기판을 박리시켜 상기 피인쇄면에 2차 패턴층을 인쇄하는, 패턴 인쇄 시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 2차 패턴층의 인쇄를 행하는 인쇄 수단을 구비하고,
상기 인쇄 수단은, 상기 2차 패턴층이 형성된 상기 판의 상기 볼록부에 대해 상기 기판의 상기 피인쇄면을 대향시킨 상태로 상기 판과 상기 기판을 서로 밀착시켜 상기 2차 패턴층을 상기 피인쇄면에 전사하고, 상기 패턴 형성 수단의 상기 박리 수단이, 서로 밀착한 상기 판과 상기 기판을 박리시켜 상기 피인쇄면에 2차 패턴층을 인쇄하는, 패턴 인쇄 시스템.