印刷版、印刷版的制造方法、功能性元件的制造方法及印刷装置与流程

文档序号:12283219阅读:234来源:国知局
印刷版、印刷版的制造方法、功能性元件的制造方法及印刷装置与流程

本发明关于一种无水平版印刷或凹版印刷的印刷版及其制造方法、以及使用无水平版的印刷版的功能性元件的制造方法及印刷装置。



背景技术:

通过电子装置的制造技术提升,可形成微细的功能层,而有助于智能型手机或平板终端等小型且携带性较高的装置的普及。

电子装置的制造主要通过称为光蚀刻法的技术而进行。于光蚀刻法中,于形成于基板上的功能层上以图案状形成保护层,通过蚀刻等将保护层的开口部露出的功能层去除。即,光蚀刻法为将不需要的部分去除而形成图案的方法,为减成法。相对于此,业界提倡通过应用以所需的图案直接形成功能层的加成法,而可提高材料利用效率,大幅省略制造工序。加成法的主要手段为印刷,故而称为印刷电子(Printed Electronics)的领域备受关注。

于印刷电子中,要求以既定形状以微米级(micrometer order)形成布线或半导体层等功能层。即,要求高于习知的印刷物的分辨率。另外,并非如习知的印刷物般通过形成美观的文字或图像,只要观察性良好即满足要求特性,亦需要经印刷的功能层的剖面或表面的形状为适合电子装置的状态。为了满足这些要件,需要进一步提高印刷技术。

印刷法之一有称为平版印刷的方式。凸版或凹版利用版的凹凸,相对于此,平版印刷的印刷版具有亲油性的画线部与亲水性的非画线部。近年来,例如如专利文献1中所记载般,主要制造使用硅酮橡胶代替润版液(dampening water)的无水平版。

于平版印刷中,由于利用润湿性而进行图案化,故而适合低粘度的墨液。低粘度墨液于利用印刷的电子装置的制造中变得重要。其原因在于:适于形成微细布线,电阻亦较低的银或铜等纳米粒子的分散墨液大致为低粘度。

相对于此,例如为了制成作为凹版印刷的一种的适合凹版印刷的墨液,需要通过使包含金属的粒子的液体混合粘结剂聚合物而使之增稠。于该情形时,通过添加粘结剂聚合物,墨液中的金属的纯度降低,故而有布线形成时的电阻增大等损及原本目标的特性的倾向。因此,认为,如平版印刷的基于墨液的润湿或排斥(反斥)的图案技术的提高非常有助于印刷电子的技术的提高。

于印刷法中,将转印性作为课题之一,较理想的是例如如专利文献2~4中所记载般,附着于印刷版的墨液被完全转印至印刷用基材,该状态被单纯称为“完全转印”的情形。若反复进行非完全转印的印刷,则由于残留墨液会累积于印刷版的槽或转印用的毯状层等,故而印刷的分辨率降低。其为习知的对纸的印刷中不易被意识到的课题,其原因在于:由于墨液渗入纸中,故而容易被转印。然而,于对墨液不易渗入的塑料膜进行印刷的情形时等,分辨率的降低变得显著。另外,于完全转印的情形时,填充至印刷版中的墨液的上表面与底面于印刷时进行反转。该状态相较于墨液于中途被剪断的不完全转印,印刷物的表面平滑性良好而较有利。关于习知的印刷,由于满足人类的视觉性认识,故而较充分,但于使印刷物具有电子功能的印刷电子中,以更高的等级要求表面的平滑性或形状。通过产生完全转印,可形成能够满足该要求的状态。

作为使完全转印成为可能的方法,于专利文献2~3中,提出使用包含硅酮橡胶的硅酮毯状层,进而使用包含既定溶剂的墨液。根据专利文献2~3,通过在使墨液附着于硅酮毯状层后转印至印刷用基材为止的期间,墨液中的溶剂进行挥发,墨液的粘度上升,墨液的凝聚力增高,进而墨液中的溶剂向硅酮毯状层渗透,由此墨液自印刷版向印刷用基材的转印性变良好。

另一方面,于多数无水平版中,例如如专利文献1中所记载般,硅酮橡胶层为排斥墨液的疏水性的非画线部,接受墨液的画线部包含感热层,感热层非硅酮橡胶。因此,于如专利文献2~3中所记载的使用包含既定溶剂的墨液的情形下,墨液中的溶剂亦不会渗透至画线部的感热层中,而无法提高墨液的凝聚力,故而难以将墨液完全转印。因此,平版印刷虽然为适合一般的印刷的技术,但于制造电子装置的方面具有课题。

相对于此,于专利文献5中,提出有一种平版印刷用印版,其具有包含有机硅酮层的非画线部与包含表面经亲油化处理的有机硅酮层的画线部。于此种平版印刷用印版中,由于画线部包含有机硅酮层,故而于如专利文献2~3中所记载的使用包含既定溶剂的墨液的情形,可进行完全转印。

根据专利文献5,于有机硅酮层上使用光致抗蚀剂以图案状设置保护层,并于进行等离子体处理后,将保护层去除,由此制作所述平版印刷用印版。即,于该方法中利用光致抗蚀剂。

然而,若为所述方法,则有于大部分光致抗蚀剂中难以进行高分辨率的图案形成的问题。即,由于光致抗蚀剂的主溶剂大多为充分渗透至硅酮中、即硅酮进行溶胀的丙二醇单甲醚乙酸酯或甲基乙基酮,故而于光致抗蚀剂成膜时,暂时渗透至有机硅酮层中的光致抗蚀剂中的溶剂向光致抗蚀剂图案形成后的光致抗蚀剂侧(保护层侧)逆流,故而保护层会进行膨胀,而使保护层的图案呈现形状不良。为了避免该问题,考虑于光致抗蚀剂的涂布后于高温下进行加热,而使渗透至有机硅酮层中的光致抗蚀剂中的溶剂蒸发,但该情形下,光致抗蚀剂在显影时于显影液中的溶解性会明显降低。因此,关于可通过该方法形成的光致抗蚀剂的分辨率,极限为50μm左右。因此,若为所述平版印刷用印版,则难以进行高精细的印刷,而难以于电路等要求图案的微细化的用途中应用。

另外,印刷法中,耐印性亦为课题之一,平版印刷中,如专利文献5中所记载般,有于连续印刷时墨液附着于非画线部的所谓版污(scumming)的问题。可认为,为了进行完全转印,优选为使用如专利文献2~3中所记载的包含渗透至硅酮的溶剂的墨液。于使用此种墨液的情形下,于专利文献5中所记载的平版印刷用印刷版中,非画线部亦包含有机硅酮层,故而通过使墨液反复接触平版印刷用印刷版的表面,因墨液中的溶剂,有机硅酮层逐渐溶胀。于溶胀状态下,非画线部的有机硅酮层的物性发生劣化,虽为微量但墨液亦会附着于非画线部。于通常的印刷中,即便为被容许的极微量的版污,于电子装置用途的情形亦会导致电性短路等,故而无法容许。

如此于如平版印刷的基于墨液的润湿或排斥(反斥)的印刷技术中,有因印刷版制作时的光致抗蚀剂中的溶剂的渗透所导致的分辨率降低的问题、及因连续印刷时的墨液中的溶剂的渗透所导致的版污的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2001-225565号公报

[专利文献2]日本专利特开2011-187179号公报

[专利文献3]国际公开第2008/111484号小册子

[专利文献4]日本专利特开2013-77713号公报

[专利文献5]日本专利特开昭55-59467号公报



技术实现要素:

发明所欲解决的问题

本发明鉴于所述问题而成,其主要目的在于提供一种转印性、耐印性及分辨率优异的印刷版、印刷版的制造方法、以及使用印刷版的功能性元件的制造方法及印刷装置。

解决问题的技术手段

为了达成所述目的,本发明提供一种印刷版,其特征在于具有:基材,含有可于溶剂中溶胀的弹性体;疏水性溶剂渗透防止层,于所述基材上以图案状形成;及亲水部,形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面,且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层。

根据本发明,亲水部为基材表面经亲水化的部分,且基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体,故而于使用本发明的印刷版进行印刷的情形下,可使附着于印刷版的亲水部的墨液中的溶剂渗透至亲水部中,可提高墨液于印刷版的亲水部表面的凝聚力,而可进行完全转印。另外,根据本发明,由于疏水性溶剂渗透防止层具有抑制溶剂的渗透的功能,故而于使用本发明的印刷版进行反复印刷的情形,可抑制疏水性溶剂渗透防止层因墨液中的溶剂而溶胀,抑制墨液附着于疎水性溶剂渗透防止层表面,而可抑制版污的产生。另外,于制造本发明的印刷版时,可于疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案,利用抗蚀剂图案以图案状去除疏水性溶剂渗透防止层,使基材表面亲水化,而形成亲水部。因此,可抑制抗蚀剂中的溶剂渗透至基材中,而可防止抗蚀剂成膜时渗透至印刷版中的抗蚀剂中的溶剂渗出至抗蚀剂图案,导致抗蚀剂图案膨胀而形状不良。因此,能够以高分辨率形成抗蚀剂图案,可形成微细的亲水部。因此,于本发明中,可提高转印性、耐印性及分辨率。

于所述发明中,优选所述弹性体为硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、或苯乙烯丁二烯橡胶。这些适合作为可于溶剂中溶胀的弹性体。

另外,于本发明中,所述基材的所述疏水性溶剂渗透防止层侧的面亦可为平坦状。另外,于本发明中,于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部,所述基材亦可于表面具有凹部。于疏水性溶剂渗透防止层与亲水部的高差较小的情形,可制成平版印刷用印刷版,于高差较大的情形,可制成凹版印刷用印刷版。

另外,本发明提供一种印刷版的制造方法,其特征在于包括如下工序:疏水性溶剂渗透防止层形成工序,于含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材上形成疏水性溶剂渗透防止层;抗蚀剂图案形成工序,于所述疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案;去除及亲水化工序,将所述抗蚀剂图案的开口部的所述疏水性溶剂渗透防止层去除,使所露出的所述基材表面亲水化;及抗蚀剂图案剥离工序,将所述抗蚀剂图案剥离。

根据本发明,由于疏水性溶剂渗透防止层具有抑制溶剂的渗透的功能,故而于疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案,由此可抑制抗蚀剂中的溶剂渗透至基材中。因此,可防止于抗蚀剂图案形成时渗透至印刷版中的抗蚀剂中的溶剂逆流至抗蚀剂图案,导致抗蚀剂图案膨胀而形状不良。因此,能够以高分辨率形成抗蚀剂图案,可形成微细的亲水部。另外,根据本发明,使基材表面亲水化而形成亲水部,且基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体,故而于使用根据本发明制造的印刷版进行印刷的情形下,可使附着于印刷版的亲水部的墨液中的溶剂渗透至亲水部中,可提高墨液的凝聚力,而可进行完全转印。另外,于使用根据本发明制造的印刷版进行反复印刷的情形下,可抑制疏水性溶剂渗透防止层因墨液中的溶剂而溶胀,而抑制墨液附着于疏水性溶剂渗透防止层表面,而可抑制版污的产生。因此,于本发明中,可获得转印性、耐印性及分辨率优异的印刷版。

于所述发明中,优选为所述弹性体为硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、或苯乙烯丁二烯橡胶。这些适合作为可于溶剂中溶胀的弹性体。

另外,本发明的印刷版的制造方法优选进而包括预处理工序,于所述疏水性溶剂渗透防止层形成工序前,使所述基材表面亲水化。其原因在于:可形成与基材的密接性良好的疏水性溶剂渗透防止层。由此,于使根据本发明制造的印刷版与印刷用基材密接而将墨液转印时,可防止疏水性溶剂渗透防止层自基材剥离,而可获得耐久性较高的印刷版。

另外,于本发明中,所述去除及亲水化工序亦可包括如下工序:去除工序,将所述抗蚀剂图案的开口部的所述疏水性溶剂渗透防止层去除,进而将所露出的所述基材表面去除而于所述基材表面形成凹部;及亲水化工序,使所露出的所述基材表面亲水化。于疏水性溶剂渗透防止层与亲水部的高差较小的情形时,可获得平版印刷用印刷版,于高差较大的情形,可获得凹版印刷用印刷版。

进而本发明提供一种功能性元件的制造方法,其特征在于包括如下工序:印刷版准备工序,准备如下印刷版,该印刷版具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材、于所述基材上以图案状形成的疏水性溶剂渗透防止层、及形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层的亲水部,并且所述基材的所述疏水性溶剂渗透防止层侧的面为平坦状;毯状层(blanket)准备工序,准备具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体、且于表面具有亲水性区域的第2基材的毯状层;涂布工序,于所述毯状层的所述亲水性区域侧的面涂布功能层形成用涂敷液;一次转印工序,夹隔所述功能层形成用涂敷液使所述毯状层及所述印刷版接触,而将所述毯状层的所述功能层形成用涂敷液仅转印至所述印刷版的所述亲水部;二次转印工序,将残留于所述毯状层的所述功能层形成用涂敷液转印至功能层形成用基材,而形成功能层;且所述毯状层的所述亲水性区域的亲水性高于所述印刷版的所述疏水性溶剂渗透防止层,且亲水性与所述亲水部相同或亲水性低于所述亲水部。

根据本发明,通过使用所述印刷版及具有既定亲水性的毯状层,于一次转印工序及二次转印工序的任一者中均可将功能层形成用涂敷液完全转印。因此,可进行高分辨率的印刷。

于所述发明中,优选所述弹性体为硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、或苯乙烯丁二烯橡胶。这些适合作为可于溶剂中溶胀的弹性体。

另外,本发明的功能性元件的制造方法优选包括将所述印刷版的所述亲水部的所述功能层形成用涂敷液转印至清洁用基材的去除工序。通过使用所述印刷版,于去除工序中亦可将功能层形成用涂敷液完全转印。因此,可进行连续印刷。

进而本发明提供一种印刷装置,其特征在于具有:印刷版,该印刷版具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材、于所述基材上以图案状形成的疏水性溶剂渗透防止层、及形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层的亲水部,并且所述基材的所述疏水性溶剂渗透防止层侧的面为平坦状;毯状层,其能够抵接地配置于所述印刷版,并且具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体、且于表面具有亲水性区域的第2基材;涂敷机,其于所述毯状层的所述亲水性区域侧的面涂布墨液;印刷用载置构件,其能够抵接地配置于所述毯状层,载置印刷用基材;及清洁用载置构件,其能够抵接地配置于所述印刷版,载置清洁用基材;且所述毯状层的所述亲水性区域的亲水性高于所述印刷版的所述疏水性溶剂渗透防止层,且亲水性与所述亲水部相同或亲水性低于所述亲水部。

根据本发明,通过具备所述印刷版及具有既定亲水性的毯状层,于墨液自毯状层向印刷版的亲水部的转印、墨液自毯状层向印刷用基材的转印、及墨液自印刷版的亲水部向清洁用基材的转印时,可将墨液完全转印。因此,可进行高分辨率的印刷,另外,可进行连续印刷。

于所述发明中,优选所述弹性体为硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、或苯乙烯丁二烯橡胶。这些适合作为可于溶剂中溶胀的弹性体。

另外,于本发明中,优选所述印刷版、所述毯状层及所述清洁用载置构件为辊状,且具有清洁单元,该清洁单元具有所述辊状的清洁用载置构件、用以送出长条的所述清洁用基材的第1辊、及卷绕所述清洁用基材的第2辊。其原因在于:通过清洁单元,可将清洁用基材与印刷版的接触面始终保持为洁净的状态。

发明效果

于本发明中,发挥可获得转印性、耐印性及分辨率优异的印刷版的效果。

附图说明

图1为表示本发明的印刷版的一例的概略剖面图。

图2为表示本发明的印刷版的制造方法的一例的工序图。

图3为表示本发明的印刷版的使用方法的一例的工序图。

图4为表示本发明的印刷版的另一例的概略剖面图。

图5为表示本发明的印刷版的制造方法的另一例的工序图。

图6为表示本发明的印刷版的使用方法的另一例的工序图。

图7为表示本发明的印刷版的制造方法的另一例的工序图。

图8为表示本发明的功能性元件的制造方法的一例的工序图。

图9为表示本发明的功能性元件的制造方法的一例的工序图。

图10为表示本发明的功能性元件的制造方法的另一例的工序图。

图11为表示本发明的印刷装置的一例的模式图。

具体实施方式

以下,对本发明的印刷版、印刷版的制造方法、以及使用印刷版的功能性元件的制造方法及印刷装置详细地进行说明。

A.印刷版

本发明的印刷版的特征在于其具有:基材,含有可于溶剂中溶胀的弹性体;疏水性溶剂渗透防止层,于所述基材上以图案状形成;及亲水部,形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层。

一面参照附图,一面对本发明的印刷版进行说明。

图1为表示本发明的印刷版的一例的概略剖面图,为平版印刷用印刷版的一例。如图1中所例示,印刷版1具有:基材2,含有可于溶剂中溶胀的弹性体;疏水性溶剂渗透防止层3,于基材2上以图案状形成;及亲水部4,形成于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面,并且基材2的疏水性溶剂渗透防止层3侧的面是平坦的。

图2(a)至(e)为表示本发明的印刷版的制造方法的一例的工序图,为平版印刷用印刷版的制造方法的一例。首先,如图2(a)所示,于含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材2上形成疏水性溶剂渗透防止层3。继而,如图2(b)所示,于疏水性溶剂渗透防止层3上形成抗蚀剂图案11,如图2(c)所示,以抗蚀剂图案11作为掩模而对疏水性溶剂渗透防止层3表面实施等离子体照射或真空紫外光照射等氧化处理12。由此,如图2(d)所示,抗蚀剂图案11的开口部的疏水性溶剂渗透防止层3被去除,而使疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面亲水化。其结果为,于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面形成亲水部4。其后,将抗蚀剂图案11剥离,如图2(e)所示,可获得印刷版1。

图3(a)至(c)为表示使用本发明的印刷版的印刷物的制造方法的一例的工序图,为使用平版印刷用印刷版的例。首先,如图3(a)中所例示,虽未于印刷版1中进行图示,但使用涂布头涂布墨液21。由于疏水性溶剂渗透防止层3具有疏水性,且亲水部4的亲水性高于疏水性溶剂渗透防止层3,故而墨液21仅附着于亲水部4表面。继而,如图3(b)~(c)中所例示,于使印刷用基材22与附着有墨液21的印刷版1表面密接后,自印刷版1将印刷用基材22剥离,并将墨液21转印至印刷用基材22,而印刷所需的图案。

图4为表示本发明的印刷版的另一例的概略剖面图,为凹版印刷用印刷版的一例。如图4中所例示,印刷版1具有:基材2,含有可于溶剂中溶胀的弹性体;疏水性溶剂渗透防止层3,于基材2上以图案状形成;及亲水部4,形成于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面,并且于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部,基材2于表面具有凹部5。

图5(a)至(f)为表示本发明的印刷版的制造方法的另一例的工序图,为凹版印刷用印刷版的制造方法的一例。首先,如图5(a)所示,于基材2上形成疏水性溶剂渗透防止层3。继而,如图5(b)所示,于疏水性溶剂渗透防止层3上形成抗蚀剂图案11,如图5(c)所示,以抗蚀剂图案11作为掩模而对疏水性溶剂渗透防止层3表面实施等离子体照射等物理处理13。由此,如图5(d)所示,抗蚀剂图案11的开口部的疏水性溶剂渗透防止层3被去除,进而疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2的表面被去除而形成凹部5。继而,如图5(e)所示,以抗蚀剂图案11作为掩模而对基材2表面实施等离子体照射或真空紫外光照射等亲水化处理14。由此,疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面经亲水化,而于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面形成亲水部4。其后,将抗蚀剂图案11剥离,如图5(f)所示,而可获得印刷版1。

图6(a)至(c)为表示使用本发明的印刷版的印刷物的制造方法的另一例的工序图,为使用凹版印刷用印刷版的例。首先,如图6(a)中所例示,虽于印刷版1中未进行图示,但使用涂布头涂布墨液21。由于疏水性溶剂渗透防止层3具有疏水性,且亲水部4的亲水性高于疏水性溶剂渗透防止层3,故而墨液21仅附着于作为凹部的亲水部4。继而,如图6(b)及(c)中所例示,于使印刷用基材22与附着有墨液21的印刷版1表面密接后,将印刷用基材22自印刷版1剥离,并将墨液21转印至印刷用基材22,而印刷所需的图案。

根据本发明,通过基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体,而可使基材成为因溶剂而溶胀者。于本发明的印刷版中,由于亲水部为基材表面经亲水化的部分,且基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体,故而于使用本发明的印刷版进行印刷的情形下,可使附着于印刷版的亲水部的墨液中的溶剂渗透至亲水部中。因此,于使墨液附着于印刷版的亲水部后转印至印刷用基材为止的期间,墨液中的溶剂会渗透至印刷版的亲水部中,故而墨液中的溶剂进行蒸发的部分亦合计在内,可使墨液的粘度缓慢上升,而提高墨液于印刷版的亲水部表面的凝聚力。因此,于将墨液自印刷版向印刷用基材转印时,可将墨液完全转印,而可提高墨液自印刷版向印刷用基材的转印性。

另外,于本发明的印刷版中,疏水性溶剂渗透防止层具有抑制溶剂的渗透的功能。因此,于使用本发明的印刷版进行反复印刷的情形,可抑制疏水性溶剂渗透防止层因墨液中的溶剂而溶胀,而抑制墨液附着于疏水性溶剂渗透防止层表面。因此,可抑制版污的产生,而提高耐印性。

另外,于制造本发明的印刷版时,可于疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案,利用抗蚀剂图案以图案状去除疏水性溶剂渗透防止层,使基材表面亲水化,而形成亲水部。如此由于抗蚀剂图案形成于疏水性溶剂渗透防止层上,故而可抑制抗蚀剂中的溶剂渗透至基材中。因此,可防止于抗蚀剂成膜时渗透至印刷版中的抗蚀剂中的溶剂渗出至抗蚀剂图案中,导致抗蚀剂图案膨胀而形状不良。因此,能够以高分辨率形成抗蚀剂图案,可形成微细的亲水部。因此,通过使用本发明的印刷版,可利用微细的亲水部进行高精细的印刷。

以下,对本发明的印刷版的各构成进行说明。

1.疏水性溶剂渗透防止层

本发明中的疏水性溶剂渗透防止层于基材上以图案状形成,且具有抑制溶剂的渗透的功能。

疏水性溶剂渗透防止层具有疏水性。此处,所谓“疏水性”,是指对25℃的水的接触角为50°以上的情形。具体而言,疏水性溶剂渗透防止层对25℃的水的接触角只要为50°以上即可,优选为70°以上,更优选为80°以上。其原因在于:若疏水性溶剂渗透防止层的所述接触角为所述范围,则可增大疏水性溶剂渗透防止层及亲水部的所述接触角的差,而可使用本发明的印刷版进行高精细的印刷。

另外,疏水性溶剂渗透防止层及亲水部的所述接触角的差越大越优选,具体而言,优选为10°以上,其中优选为40°以上,特别优选为70°以上。与所述情形相同地,其原因在于:若疏水性溶剂渗透防止层及亲水部的所述接触角的差为所述范围,则可使用本发明的印刷版进行高精细的印刷。

再者,接触角例如可通过如下方式进行测定:于成为测定对象的层上滴加1微升的液体,自侧面观测所滴加的液滴的形状,并测量液滴与层表面所成的角。接触角例如可使用井元制作所制造的接触角测定装置或协和界面科学制造的接触角计DM-901而进行测定。

作为疏水性溶剂渗透防止层所使用的材料,只要为具有所述疏水性,具有抑制溶剂的渗透的功能,且可通过等离子体照射或真空紫外光照射等而去除者即可,例如可列举具有二维交联结构的聚硅氧烷及氟代聚硅氧烷。作为此种材料的市售品,亦可使用纳米压印所使用的脱模剂。

此处,所谓“二维交联结构”,是指高分子于主链方向进行交联的高分子结构。于本发明中,通过疏水性溶剂渗透防止层含有具有二维交联结构的聚硅氧烷或氟代聚硅氧烷,可使疏水性溶剂渗透防止层成为不因溶剂而溶胀者。

关于聚硅氧烷或氟代聚硅氧烷具有二维交联结构,可根据薄膜的X射线衍射测定进行判断。于三维交联结构中,出现以网状结构为代表的高次结构的峰,但若为二维交联结构,则不会出现相当于它们的峰,故而可确认为二维交联结构或为三维交联结构。

另外,疏水性溶剂渗透防止层亦可为对表面实施过疏水化处理者。具体而言,可使用于表面形成有疏水层的金属层。

疏水层具有所述疏水性,且可于金属层表面形成,例如可列举使用具有疏水性基与可键合于构成金属层的金属的键合部位的化合物的自组单分子膜。由于此种自组单分子膜可与金属层稳定地形成化学键,故而可提高疏水层及金属层的密接性。由此,于使本发明的印刷版与印刷用基材密接而将墨液转印时,可抑制疏水层的剥离,而可提高印刷版的耐久性。

作为自组单分子膜中所使用的化合物,只要为具有疏水性基与向构成金属层的金属的键合部位的化合物,则并无特别限定,例如可列举:硫醇化合物、二硫醚化合物、硫醚化合物、硅烷偶联剂、磷酸化合物等。作为这些化合物,根据构成金属层的金属的种类等而进行适当选择。例如,于硫醇化合物的情形,可形成因金-硫醇反应、银-硫醇反应等而产生的化学键。另外,于磷酸化合物的情形,可与钛、铝等适宜地形成化学键。

另外,就疏水性的观点而言,这些化合物优选包含氟。

其中,可优选地使用硫醇化合物。作为硫醇化合物,例如可列举:烷烃硫醇、氟代烷烃硫醇等。

作为金属层中所使用的金属材料,只要为具有抑制溶剂的渗透的功能,可与所述自组单分子膜中所使用的化合物键合,且可通过等离子体照射等去除者即可,例如可列举:金、银、铜、铂、钯、铬、钼、钨、钽、镍、铝、钛、镁、钙、锂及包含这些的合金等。另外,亦可使用氧化铟锡、氧化铟锌等。

疏水性溶剂渗透防止层为非画线部,作为疏水性溶剂渗透防止层的图案形状,根据印刷版的用途等而进行适当选择,可设为任意形状。

另外,作为疏水性溶剂渗透防止层的图案尺寸,并无特别限定,于本发明中,可将进行作为画线部的亲水部的微细化。具体而言,若疏水性溶剂渗透防止层的开口部的宽度为2μm左右即可形成。

作为疏水性溶剂渗透防止层的膜厚,只要为可发挥出抑制溶剂的渗透的功能,且可利用等离子体照射或真空紫外光照射等去除疏水性溶剂渗透防止层的厚度,则并无特别限定,根据疏水性溶剂渗透防止层的构成而进行适当调整。

例如,于疏水性溶剂渗透防止层含有具有二维交联结构的聚硅氧烷或氟代聚硅氧烷的情形下,疏水性溶剂渗透防止层的膜厚优选为2nm~50nm的范围内,其中优选为5nm~40nm的范围内,特别优选为10nm~20nm的范围内。若疏水性溶剂渗透防止层的膜厚较薄,则存在无法获得所需的疏水性的情形。另外,若疏水性溶剂渗透防止层的膜厚较厚,则存在难以利用等离子体照射或真空紫外光照射等去除的情形。

另外,例如,于疏水性溶剂渗透防止层为于表面形成有疏水层的金属层的情形下,作为疏水层的膜厚,只要为可充分地发挥出疏水性,且可形成自组单分子膜的厚度,则并无特别限定,根据疏水层的材料等而进行适当决定。具体而言,疏水层的膜厚优选为1nm~5nm的范围内,其中优选为2nm~4nm的范围内。若疏水层的膜厚为所述范围内,则可获得所需的疏水性,并且可通过等离子体照射等容易地去除疏水层。

作为金属层的膜厚,只要可发挥出抑制溶剂的渗透的功能,则并无特别限定,例如优选为10nm~300nm的范围内,其中优选为20nm~200nm的范围内,特别优选为50nm~100nm的范围内。若金属层的膜厚为所述范围内,则可发挥出抑制溶剂的渗透的功能,并且可通过等离子体照射等容易地去除金属层。

作为疏水性溶剂渗透防止层的形成方法,根据材料等而进行适当选择。再者,关于疏水性溶剂渗透防止层的形成方法,由于记载于下述“B.印刷版的制造方法”中,故而此处的说明省略。

2.亲水部

本发明中的亲水部形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的基材表面,且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层。

作为亲水部的亲水性,只要高于所述疏水性溶剂渗透防止层的亲水性即可,具体而言,只要25℃的水的接触角小于50°即可。更具体而言,只要亲水部对25℃的水的接触角小于50°即可,优选为30°以下,更优选为20°以下。其原因在于:若亲水部的所述接触角为所述范围,则可增大亲水部及疏水性溶剂渗透防止层的所述接触角的差,而可使用本发明的印刷版进行高精细的印刷。

再者,接触角的测定方法如上所述。

亲水部为将基材表面亲水化而成者。再者,关于基材表面的亲水化,由于记载于下述”B.印刷版的制造方法”中,故而此处的说明省略。

亲水部为画线部,作为亲水部的图案形状,根据印刷版的用途等而进行适当选择,可设为任意形状。

另外,作为亲水部的宽度,根据本发明的印刷版的用途等而进行适当调整。于本发明中,可进行亲水部的微细化,具体而言,若亲水部的宽度为2μm左右即可形成。

3.基材

本发明中的基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体。由于含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材具有弹性,故而于使印刷用基材与本发明的印刷版的表面密接而将墨液转印至印刷用基材时,可对印刷版的表面均匀地施加压力,另外,可提高印刷版与印刷用基材的密接度。因此,可提高墨液的转印性,而进行高精细的印刷。

作为可于溶剂中溶胀的弹性体,可列举具有三维交联结构的弹性体。

此处,所谓“三维交联结构”,是指高分子相互三维地聚合,而形成网状结构的状态。通过弹性体具有三维交联结构,可使基材成为因溶剂而溶胀者。

另外,可于溶剂中溶胀的弹性体优选橡胶硬度为60°~90°的范围内,其中优选为70°~80°的范围内。若弹性体的橡胶硬度过低,则存在过于柔软而于印刷时图案的尺寸或位置变得不准确的情形。另外,若弹性体的橡胶硬度过高,则有于清洁时不易自印刷版去除墨液之虞。

再者,橡胶硬度为通过依据JIS K6253的方法,使用ASKER A型橡胶硬度计(A型硬度计)而测得的值。

作为此种可于溶剂中溶胀的弹性体,例如可列举:硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶等。其中,优选为硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶,特别优选为硅酮橡胶。其原因在于:这些于如下所述的墨液中所含的溶剂中容易溶胀。另外,于硅酮橡胶的情形时,容易进行完全转印,而可进一步提高转印性。

作为基材中所使用的硅酮橡胶的材料,例如可列举:聚二甲基硅氧烷及其共聚物、含氟基的聚二甲基硅氧烷及其共聚物、聚乙烯基甲基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷等。

另外,作为基材中所使用的丙烯酸系橡胶的材料,例如可列举:聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸甲氧基乙酯等。

基材可为含有可于溶剂中溶胀的弹性体的单一层,亦可为于支承体上形成有含有可于溶剂中溶胀的弹性体的弹性体层。作为支承体,例如可列举:玻璃基板、树脂基板、陶瓷基板、金属基板等。

另外,如图1中所例示,基材2的疏水性溶剂渗透防止层3侧的面可以是平坦的,如图4中所例示,于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部,基材2亦可于表面具有凹部5。

此处,所谓基材的疏水性溶剂渗透防止层侧的面是平坦的,是指于疏水性溶剂渗透防止层的开口部,基材于表面不具有凹部,且是指于基材的形成有疏水性溶剂渗透防止层的部分及基材的未形成疏水性溶剂渗透防止层的部分的整体较平坦。于印刷版为辊状的情形,基材的疏水性溶剂渗透防止层侧的面只要为平坦的曲面即可。

另外,所谓于疏水性溶剂渗透防止层的开口部,基材于表面具有凹部,是指基材的凹部的端部与疏水性溶剂渗透防止层的开口部的端部一致。例如于图4中,基材2的凹部5的端部与疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的端部一致。

如图1中所例示,于疏水性溶剂渗透防止层3与亲水部4的高差较小的情形,可制成平版印刷用印刷版,如图4中所例示,于疏水性溶剂渗透防止层3与亲水部4的高差较大的情形,可制成凹版印刷用印刷版。

于凹版印刷用印刷版的情形下,作为凹部的深度,只要为可通过等离子体照射等形成的程度,则并无特别限定,具体而言,优选为0.2μm~500μm的范围内。若凹部的深度较小,则存在无法保持附着于凹部的墨液的情形。另外,若凹部的深度较大,则难以形成凹部。

此处,所谓凹部的深度,是指自形成有疏水性溶剂渗透防止层的区域的基材表面至未形成疏水性溶剂渗透防止层的区域的基材表面的深度。例如如图4所示,凹部5的深度以d表示。

另一方面,即便于在疏水性溶剂渗透防止层的开口部基材于表面具有凹部的情形下,凹部的深度亦较小,于疏水性溶剂渗透防止层与亲水部的高差较小的情形,可制成平版印刷用印刷版。于平版印刷用印刷版的情形,关于凹部的深度,具体而言,优选为200nm以下。

4.印刷版

作为本发明的印刷版的形状,可如图1中所例示般为板状,虽未图示,但亦可为辊状。

5.用途

作为本发明的印刷版的用途,例如可列举:晶体管或二极管等半导体元件中的电极、半导体层、栅绝缘层及层间绝缘层的形成、薄膜晶体管(TFT,Thin Film Transistor)基板中的图像电极的形成、太阳电池中的背面电极的形成、有机电致发光(EL,Electro Luminescence)元件中的背面电极的形成、非挥发性内存的电极及聚合物层的形成、压力传感器的电极及聚合物层的形成、布线基板中的布线的形成、彩色滤光片中的着色层及遮光部的形成、生物芯片的制作等。尤其是本发明的印刷版可适宜地用于要求图案的微细化的电子装置的制造。

于本发明中,如图3(a)至(c)中所例示,使墨液21附着于印刷版1的亲水部4,并将墨液21转印至印刷用基材22。作为墨液中所含的溶剂,可使用渗透至基材中且不会渗透至疏水性溶剂渗透防止层中者,即,使基材溶胀且不会使疏水性溶剂渗透防止层溶胀者。作为此种溶剂,根据基材及疏水性溶剂渗透防止层的材料等而进行适当选择。具体而言,可列举:甲苯、二甲苯、均三甲苯、甲醇、乙醇、2-丙醇、丁醇、1-甲氧基2-丙醇、松脂醇、丙二醇-1-单甲醚2-乙酸酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等。

B.印刷版的制造方法

本发明的印刷版的制造方法的特征在于包括如下工序:疏水性溶剂渗透防止层形成工序,于含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材上形成疏水性溶剂渗透防止层;抗蚀剂图案形成工序,于所述疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案;去除及亲水化工序,将所述抗蚀剂图案的开口部的所述疏水性溶剂渗透防止层去除,使所露出的所述基材表面亲水化;及抗蚀剂图案剥离工序,将所述抗蚀剂图案剥离。

图2(a)至(e)为表示本发明的印刷版的制造方法的一例的工序图,为平版印刷用印刷版的制造方法的一例。再者,关于图2(a)至(e),由于记载于所述”A.印刷版”中,故而此处的说明省略。

该情形下,可通过在疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案,实施等离子体照射或真空紫外光照射等氧化处理,以图案状去除疏水性溶剂渗透防止层,使基材表面亲水化,而形成亲水部。由此,可获得将亲水部设为画线部,且将疏水性溶剂渗透防止层表面设为非画线部的印刷版。

图5(a)至(f)为表示本发明的印刷版的制造方法的另一例的工序图,为凹版印刷用印刷版的制造方法的一例。再者,关于图5(a)至(f),由于记载于所述”A.印刷版”中,故而此处的说明省略。

该情形下,可通过在疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案,实施等离子体照射等物理处理,而以图案状去除疏水性溶剂渗透防止层,进而以图案状去除基材表面,实施等离子体照射或真空紫外光照射等亲水化处理,由此使基材表面亲水化,而形成亲水部。由此,可获得将亲水部设为画线部,且将疏水性溶剂渗透防止层表面设为非画线部的印刷版。

于本发明中,由于疏水性溶剂渗透防止层具有抑制溶剂的渗透的功能,故而通过在疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案,可抑制抗蚀剂中的溶剂渗透至基材中。因此,可防止于抗蚀剂图案形成时渗透至印刷版中的抗蚀剂中的溶剂渗出至抗蚀剂图案中,导致抗蚀剂图案膨胀而形状不良。因此,能够以高分辨率形成抗蚀剂图案,可形成微细的亲水部。因此,可获得能够利用微细的亲水部进行高精细的印刷的印刷版。

另外,根据本发明,通过使用含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材,而可使基材成为于溶剂中溶胀者。本发明的印刷版的制造方法中,由于使基材表面亲水化而形成亲水部,且基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体,故而于使用根据本发明制造的印刷版进行印刷的情形下,可使附着于印刷版的亲水部的墨液中的溶剂渗透至亲水部中,而可使墨液的粘度上升,从而提高墨液的凝聚力。因此,可获得墨液自印刷版向印刷用基材的转印性优异的印刷版。

另外,于使用根据本发明制造的印刷版进行反复印刷的情形下,由于疏水性溶剂渗透防止层具有抑制溶剂的渗透的功能,故而可抑制疏水性溶剂渗透防止层因墨液中的溶剂进行溶胀,而抑制墨液附着于疏水性溶剂渗透防止层表面。因此,可获得抑制版污的产生,耐印性优异的印刷版。

另外,根据本发明,通过适当选择去除及亲水化工序的样态,可调整疏水性溶剂渗透防止层与亲水部的高差,即,由疏水性溶剂渗透防止层及亲水部形成的槽的深度。因此,可制造自槽的深度为纳米级的大致平坦的平版印刷用印刷版至槽的深度为微米级的凹版印刷用的印刷版。于凹版印刷用印刷版中,由于可根据槽的深度调整所填充的墨液量,故而可积极地控制转印至印刷用基材的墨液的厚度。

图7(a)至(f)为表示本发明的印刷版的制造方法的另一例的工序图。首先,如图7(a)所示,进行通过等离子体照射或真空紫外光照射等亲水化处理15,而使基材2表面亲水化的预处理工序。继而,如图7(b)所示,于表面经亲水化的基材2上涂布疏水性溶剂渗透防止层形成用涂敷液,而形成疏水性溶剂渗透防止层3。再者,由于图7(c)至(f)与图2(b)至(e)相同,故而省略。

如此于本发明中,优选为于疏水性溶剂渗透防止层形成工序前进行预处理工序。该情形下,可提高基材及疏水性溶剂渗透防止层的密接性。由此,于使根据本发明制造的印刷版与印刷用基材密接而将墨液转印时,可防止疏水性溶剂渗透防止层自基材剥离,而可获得耐久性高的印刷版。

以下,对本发明的印刷版的制造方法中的各工序进行说明。

1.疏水性溶剂渗透防止层形成工序

本发明中的疏水性溶剂渗透防止层形成工序为于含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材上形成疏水性溶剂渗透防止层的工序。

作为疏水性溶剂渗透防止层的形成方法,根据材料等而进行适当选择。

例如于形成含有具有二维交联结构的聚硅氧烷或氟代聚硅氧烷的疏水性溶剂渗透防止层的情形,可列举于基材上涂布包含具有二维交联结构的聚硅氧烷或氟代聚硅氧烷的疏水性溶剂渗透防止层形成用涂敷液的方法。作为涂布方法,只要为可于基材全面涂布疏水性溶剂渗透防止层形成用涂敷液的方法,则并无特别限定,例如可使用旋转涂布法、模头涂布法、辊涂法、棒式涂布法、浸渍涂布法、喷涂法、刮刀涂布法、凹版印刷法、狭缝式涂布法、喷墨法、软版印刷法等通常的方法。

另外,例如,于形成于表面形成有疏水层的金属层作为疏水性溶剂渗透防止层的情形下,作为金属层的形成方法,例如可列举:真空蒸镀法、溅射法、或涂布分散有金属粒子的墨液并进行烧成的方法等。另外,作为疏水层的形成方法,只要为可形成自组单分子膜的方法即可,例如可列举:浸渍法、喷雾法、模头涂布法、旋转涂布法、蒸镀法等。

再者,关于疏水性溶剂渗透防止层的其他方面及基材,由于详细地记载于所述“A.印刷版”中,故而此处的说明省略。

2.抗蚀剂图案形成工序

本发明中的抗蚀剂图案形成工序为于所述疏水性溶剂渗透防止层上形成抗蚀剂图案的工序。

作为抗蚀剂图案的形成方法,例如可列举:于疏水性溶剂渗透防止层上涂布光致抗蚀剂,进行曝光及显影的方法;或通过网版印刷法等直接形成抗蚀剂图案的方法等。

作为抗蚀剂图案的形成中所使用的抗蚀剂,只要为可于疏水性溶剂渗透防止层上形成者即可,可自通常的抗蚀剂中进行适当选择而使用。另外,作为光致抗蚀剂,可使用正型及负型的任一种。

其中,抗蚀剂优选为包含含有氟基的表面活性剂。其原因在于:若为此种抗蚀剂,则由于可有效地减少抗蚀剂的表面张力,故而即便疏水性溶剂渗透防止层表面的疏水性高,亦可于疏水性溶剂渗透防止层上良好地涂布抗蚀剂。作为含有氟基的表面活性剂,只要对抗蚀剂可溶,则并无特别限定,可使用高分子系及低分子系的任一种,可使用通常的氟系表面活性剂。

另外,作为抗蚀剂中所含的溶剂,可使用不会使疏水性溶剂渗透防止层溶解且不会渗透至疏水性溶剂渗透防止层中者,即,不会使疏水性溶剂渗透防止层溶解且不会使疏水性溶剂渗透防止层溶胀者。作为此种溶剂,根据疏水性溶剂渗透防止层的材料等而进行适当选择,例如可列举:丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、2-庚酮、环己酮、环戊酮、甲苯、二甲苯、均三甲苯、丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇等。

作为抗蚀剂图案的膜厚,只要为于下述去除及亲水化工序时可保护位于抗蚀剂图案之下的疏水性溶剂渗透防止层的厚度即可,可进行适当调整。

3.去除及亲水化工序

本发明中的去除及亲水化工序为去除所述抗蚀剂图案的开口部的所述疏水性溶剂渗透防止层,使所露出的所述基材表面亲水化的工序。

去除及亲水化工序可为通过单一处理将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,而使所露出的基材表面亲水化的工序,另外,亦可为分别进行将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除的去除工序、及使所露出的基材表面亲水化的亲水化工序的工序。

于制作平版印刷用印刷版的情形下,于去除及亲水化工序中,可通过单一处理,将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,而使所露出的基材表面亲水化,亦可分别进行将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除的去除工序与使所露出的基材表面亲水化的亲水化工序。其中,优选为通过单一处理,将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,而使所露出的基材表面亲水化。

另一方面,于制作凹版印刷用印刷版的情形下,去除及亲水化工序优选为包括如下工序:去除工序,将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,进而将所露出的基材表面去除而于基材表面形成凹部;及亲水化工序,使所露出的基材表面亲水化。

于通过单一处理,将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,而使所露出的基材表面亲水化的情形下,作为该处理,只要为可将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,且可使所露出的基材表面亲水化的方法,则并无特别限定,根据疏水性溶剂渗透防止层的材料等而进行适当选择。例如可列举:等离子体照射、真空紫外光照射、紫外线(UV,Ultra Violet)-臭氧处理等氧化处理。于疏水性溶剂渗透防止层于表面形成有疏水层的金属层的情形下,优选为等离子体照射。

于等离子体照射中,产生反应性气体的等离子体而进行照射。作为反应性气体,例如可列举氧气。另外,反应性气体亦可含有氮气、氩气、氦气等。另外,于等离子体照射中,例如可于减压下照射等离子体,亦可于大气压下照射等离子体。大气压等离子体于成本或制造效率等方面是有利的。

另外,通过照射真空紫外光,可将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,而使所露出的基材表面亲水化。

此处,所谓“真空紫外光”,是指波长为10nm~200nm的范围内的紫外线。作为真空紫外光,只要具有可去除疏水性溶剂渗透防止层的波长,则并无特别限定,只要根据疏水性溶剂渗透防止层的材料等而使用适当的波长的真空紫外光即可。其中,真空紫外光的波长为126nm~193nm的范围内,进而优选为172nm。

作为真空紫外光的照射中所使用的光源,例如可列举:准分子灯、低压水银灯等。另外,作为真空紫外光的照射量,只要为可去除疏水性溶剂渗透防止层,使基材表面亲水化的程度即可,根据疏水性溶剂渗透防止层的材料或真空紫外光的波长等而进行适当调整。

另外,UV-臭氧处理中,可使用产生臭氧的氧气或空气。

另外,于去除及亲水化工序包括将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,进而将所露出的基材表面去除而于基材表面形成凹部的去除工序与使所露出的基材表面亲水化的亲水化工序的情形,于去除工序中,作为将疏水性溶剂渗透防止层去除的方法,只要为可将抗蚀剂图案的开口部的疏水性溶剂渗透防止层去除,并可将所露出的基材表面去除而形成凹部的方法,则并无特别限定,根据疏水性溶剂渗透防止层的材料等而进行适当选择。例如可列举干式蚀刻或通过工具等进行切削的方法等物理处理。其中,就可进行微细加工的观点而言,优选为干式蚀刻。

作为干式蚀刻,例如可列举等离子体照射。

作为产生等离子体的反应性气体,例如可列举:氧气及CF4的混合气体、氧气及C4F8的混合气体。另外,反应性气体亦可含有氮气、氩气、氦气等。另外,于等离子体照射中,例如可于减压下照射等离子体,亦可于大气压下照射等离子体。

另外,于亲水化工序中,作为使基材表面亲水化的方法,只要为可对基材表面赋予亲水性的方法,则并无特别限定,例如可列举:等离子体照射、真空紫外光照射、UV-臭氧处理等亲水化处理。

关于等离子体照射、真空紫外光照射、UV-臭氧处理,可设为与所述单一处理的情形相同。

另外,于去除及亲水化工序中,优选以使于基材表面所形成的亲水部具有所需的亲水性的方式进行亲水化。

再者,关于亲水部,由于详细地记载于所述”A.印刷版”中,故而此处的说明省略。

4.抗蚀剂图案剥离工序

本发明中的抗蚀剂图案剥离工序为将所述抗蚀剂图案剥离的工序。

作为抗蚀剂图案的剥离方法,只要为如不会对疏水性溶剂渗透防止层的疏水性及亲水部的亲水性造成影响的方法,则并无特别限定,可使用通常的抗蚀剂的剥离方法,可应用湿式工艺及干式工艺的任一种。

5.预处理工序

于本发明中,优选于所述疏水性溶剂渗透防止层形成工序前,进行使基材表面亲水化的预处理工序。

作为亲水化处理,只要为可对基材表面赋予亲水性的方法,则并无特别限定,例如可列举:UV-臭氧处理、真空紫外光照射、等离子体照射等。

于UV-臭氧处理中,可使用产生臭氧的氧气或空气。

于等离子体照射中,作为产生等离子体的反应性气体,例如可列举:氧气、氮气、氩气、氦气等。另外,于等离子体照射中,例如可于减压下照射等离子体,亦可于大气压下照射等离子体。

6.印刷版

作为根据本发明制造的印刷版的形状,例如可如图1所示般为板状,虽未图示,但亦可为辊状。

于制作辊状的印刷版的情形下,可通过将板状的印刷版卷绕为辊状而制造辊状的印刷版,另外,亦可通过使用圆筒状的基材进行所述各工序而制造辊状的印刷版。

C.功能性元件的制造方法

本发明的功能性元件的制造方法的特征在于包括如下工序:印刷版准备工序,准备如下印刷版,该印刷版具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材、于所述基材上以图案状形成的疏水性溶剂渗透防止层、及形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层的亲水部,并且所述基材的所述疏水性溶剂渗透防止层侧的面是平坦的;毯状层准备工序,准备具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体、且于表面具有亲水性区域的第2基材的毯状层;涂布工序,于所述毯状层的所述亲水性区域侧的面涂布功能层形成用涂敷液;一次转印工序,夹隔所述功能层形成用涂敷液使所述毯状层及所述印刷版接触,而将所述毯状层的所述功能层形成用涂敷液仅转印至所述印刷版的所述亲水部;二次转印工序,将残留于所述毯状层的所述功能层形成用涂敷液转印至功能层形成用基材,而形成功能层;且所述毯状层的所述亲水性区域的亲水性高于所述印刷版的所述疏水性溶剂渗透防止层,且亲水性与所述亲水部相同或亲水性低于所述亲水部。

图8(a)至(d)及图9(a)及(b)为表示本发明的功能性元件的制造方法的一例的工序图。首先,如图8(a)中所例示,进行准备印刷版1的印刷版准备工序,该印刷版1具有:基材2,其于支承体2b上形成有弹性体层2a;疏水性溶剂渗透防止层3,其于基材2上以图案状形成;及亲水部4,其形成于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面,且亲水性高于疏水性溶剂渗透防止层3,并且基材2的疏水性溶剂渗透防止层3侧的面是平坦的。另外,进行准备毯状层30的毯状层准备工序,该毯状层30具有第2基材31,其于支承体31b上形成有弹性体层32a,且于弹性体层32a的表面具有亲水性区域32。关于毯状层30的亲水性区域32,亲水性高于印刷版1的疏水性溶剂渗透防止层3,且与亲水部4亲水性相同或亲水性低于亲水部4。继而,如图8(b)中所例示,进行涂布工序,于毯状层30的亲水性区域32全面涂布功能层形成用涂敷液35。继而,如图8(c)及(d)中所例示,进行一次转印工序,经由功能层形成用涂敷液35使毯状层30及印刷版1接触,而将毯状层30的功能层形成用涂敷液35仅转印至印刷版1的亲水部4。继而,如图9(a)及(b)中所例示,进行二次转印工序,将残留于毯状层30的功能层形成用涂敷液35转印至功能层形成用基材36,而形成功能层。

此处,于胶粘科学中,已知有Weak Boundary Layer(弱边界层)的理论。再者,以下,存在将Weak Boundary Layer简称为WBL的情形。WBL的理论中,胶粘的破坏始终在所胶粘的任一相的存在于界面附近的较弱的层、即在WBL中发生,纯粹的界面破坏不可能存在。另外,推测WBL因低分子成分或添加剂于表面偏析而形成。

于本发明中,认为,于在毯状层的亲水性区域侧的面涂布功能层形成用涂敷液时,于毯状层的亲水性区域与功能层形成用涂敷液的界面处形成WBL。

于本发明中,毯状层的亲水性区域的亲水性高于印刷版的疏水性溶剂渗透防止层,且亲水性与印刷版的亲水部相同或亲水性低于亲水部。因此,关于毯状层的亲水性区域的亲水性,高于印刷版的疏水性溶剂渗透防止层的亲水性,且低于印刷版的亲水部的亲水性的情形下,因亲水性的差异及WBL,可于一次转印工序中,将功能层形成用涂敷液仅转印至印刷版的亲水部。另外,关于毯状层的亲水性区域的亲水性,于高于印刷版的疏水性溶剂渗透防止层的亲水性,且与印刷版的亲水部的亲水性相等的情形下,因WBL而可于一次转印工序中,将功能层形成用涂敷液仅转印至印刷版的亲水部。

另外,通常,就转印性的观点而言,功能层形成用基材的亲水性以高于毯状层的亲水性区域的亲水性的方式进行设定。于功能层形成用基材的亲水性高于毯状层的亲水性区域的亲水性的情形下,因亲水性的差异及WBL而可于二次转印工序中,将功能层形成用涂敷液可转印至功能层形成用基材。另外,于功能层形成用基材的亲水性与毯状层的亲水性区域的亲水性相等的情形时,亦因WBL而可于二次转印工序中,将功能层形成用涂敷液可转印至功能层形成用基材。

如此,于本发明中,由于不仅可利用亲水性的差异,亦可利用WBL而将功能层形成用涂敷液转印,故而可提高转印性。

习知,作为使微米级的微细印刷成为可能的技术,例如已知有剥离套版印刷、反转套版印刷、微接触印刷等。

于剥离套版印刷中,于无水平版全面均匀地涂布墨液,将无水平版的硅酮橡胶层上的墨液转印至毯状层,而将转印至毯状层的墨液转印至印刷用基材。由于毯状层中主要使用有硅酮橡胶,且无水平版的硅酮橡胶层为疏水性的非画线部,故而认为毯状层与无水平版的硅酮橡胶层表面的润湿性相同。因此,墨液自无水平版的硅酮橡胶层向毯状层的转印较大地取决于在无水平版的硅酮橡胶层与墨液的界面处所形成的WBL。另外,关于墨液自毯状层向印刷用基材的转印,毯状层及印刷用基材的润湿性的差异为主要因素。

相对于此,于本发明中,由于在一次转印工序及二次转印工序的任一者中均不仅可利用润湿性的差异,亦可利用WBL而将功能层形成用涂敷液转印,故而可提高转印性。

另外,于反转套版印刷中,将均匀地涂布于毯状层的表面的墨液转印至凸版,并将残留于毯状层的墨液转印至印刷用基材。于反转套版印刷中,虽然凸版的凹凸会成为图像,但为了制成对印刷有效的版,而于凸版的槽中需要某程度的深度。凸版的槽通过蚀刻或光蚀刻法形成,但由于深度方向的纵横比必然存在,故而为了确保槽的深度,不得已降低分辨率。

相对于此,于本发明中,印刷版的亲水性不同的亲水部及疏水性溶剂渗透防止层成为图像。印刷版因疏水性溶剂渗透防止层及亲水部的高差而具有数纳米至数百纳米的槽,但于通常的印刷法中,于微细的凹凸的情形下,为了以微米级的压入量进行控制,若为如上所述的槽,则印刷版实质上系作为较平坦的面而进行处理。另外,亲水部为基材表面经亲水化的部分,于真空紫外光照射、等离子体照射、UV臭氧处理等亲水化处理中,无深度方向的纵横比。因此,于本发明中,可制成分辨率优异的印刷版,且可使用该印刷版以高分辨率进行印刷。

另外,于微接触印刷中,于凹凸版全面涂布墨液,并使凹凸版与印刷用基材密接,由此将墨液仅自凹凸版的凸部转印至印刷用基材。

反转套版印刷为使用具有微米级的凹凸的凸版的方法,若自毯状层向凸版的墨液转印时的压力过量,则墨液不仅会转印至凸版的凸部,亦会转印至凹部。另外,微接触印刷为使用具有微米级的凹凸的凹凸版的方法,若自凹凸版向印刷用基材的墨液转印时的压力过剩,则不仅凹凸版的凸部的墨液,凹部的墨液亦会被转印至印刷用基材。此种现象被称为“底部接触”,因底部接触而发生印刷不良。于不会引起底部接触,且将墨液自毯状层仅转印至凸版的凸部、或将凹凸版的凸部的墨液仅转印至印刷用基材时,需要控制转印时的压力。

相对于此,于本发明中,由于利用毯状层的亲水性区域与印刷版的疏水性溶剂渗透防止层及印刷版的亲水部的亲水性的差异及WBL,而将功能层形成用涂敷液转印,故而可防止因底部接触所引起的印刷不良的发生。因此,可扩大一次转印工序中的压力的容许范围,于压力相对较大的情形下,亦可进行印刷。

图8(a)至(d)、图9(a)至(b)及图10(a)至(b)为表示本发明的功能性元件的制造方法的其他例的工序图。再者,关于图8(a)至(d)及图9(a)至(b),由于上文已进行说明,故而此处的说明省略。继而,如图10(a)至(b)中所例示,进行去除工序,将转印至印刷版1的亲水部4的功能层形成用涂敷液35转印至清洁用基材38。

于习知的反转套版印刷中,于连续进行印刷动作时,每次印刷时毯状层及凸版需要呈现洁净的状态。其原因在于:若残留墨液累积于毯状层及凸版,则会导致图案不良。于反转套版印刷中,通过使墨液自毯状层表面完全转印至印刷用基材,而毯状层的表面被重置。另一方面,凸版所接收的墨液未被去除,而另外需要清洗工序。作为凸版的清洗方法,例如提出有如下方法等,即,利用溶剂擦拭墨液的方法;于使溶剂散布而使墨液溶解后,直接利用刮刀刮取附着于凸版的凸部的墨液,并擦拭去残留于凸版的凹部的墨液溶液的方法;及使用粘合基材剥除墨液的方法。然而,这些清洗方法需要进一步的改良。

另外,于剥离套版印刷中,于连续进行印刷动作时,与上述情形相同地,每次印刷时无水平版及毯状层需要呈现洁净的状态。于剥离套版印刷中,通过使墨液自毯状层表面完全转印至印刷用基材,而毯状层的表面被重置。另一方面,残留于无水平版的墨液未被去除,而另外需要清洗工序。

另外,于微接触印刷中,于涂布于凹凸版全面的墨液之中,凹凸版的凸部的墨液被转印至印刷用基材,凹凸版的凹部的墨液残留。因此,进行连续印刷时,需要除去凹凸版的凹部的墨液的工序。

如此,反转套版印刷、剥离套版印刷、微接触印刷等习知的印刷法不适合连续印刷。

于本发明中,通过毯状层的第2基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体,而可使第2基材成为因溶剂而溶胀。于毯状层中,由于亲水性区域为第2基材表面经亲水化的部分,且第2基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体,故而可使附着于毯状层的亲水性区域的功能层形成用涂敷液中的溶剂渗透至亲水性区域中。因此,于使功能层形成用涂敷液附着于毯状层的亲水性区域后使之转印至印刷版的亲水部及功能层形成用基材为止的期间,功能层形成用涂敷液中的溶剂渗透至毯状层的亲水性区域中,故而功能层形成用涂敷液中的溶剂进行蒸发的部分亦合计在内,可使功能层形成用涂敷液的粘度缓慢上升,而提高功能层形成用涂敷液于毯状层的亲水性区域表面的凝聚力。因此,于将功能层形成用涂敷液自毯状层向印刷版的亲水部及功能层形成用基材转印时,可将功能层形成用涂敷液完全转印,而可提高功能层形成用涂敷液自毯状层向印刷版及功能层形成用基材的转印性。

另外,于本发明中的印刷版中,如所述”A.印刷版”中所记载般,于将功能层形成用涂敷液自印刷版的亲水部向清洁用基材转印时,可将功能层形成用涂敷液完全转印,而可提高功能层形成用涂敷液自印刷版向清洁用基材的转印性。进而,于反复使用印刷版的情形下,可抑制功能层形成用涂敷液附着于疏水性溶剂渗透防止层表面,而可抑制版污的产生。

因此,于本发明中,可进行连续印刷。

另外,转印至清洁用基材的功能层形成用涂敷液可不废弃地回收,从而进行再利用。因此,亦可不浪费地回收自毯状层被转印至印刷版的不需要的功能层形成用涂敷液,而以低成本制造功能性元件。

另外,于习知的剥离套版印刷中,若为无水平版中,则由于亲水性的画线部相对于疏水性的非画线部成为微米级的槽,故而难以与本发明同样地将墨液自毯状层向无水平版的亲水性的画线部转印。另外,由于无水平版的亲水性的画线部包含感热层等,故而难以将墨液完全转印,而难以将残留于无水平版的墨液去除。

相对于此,于本发明中,通过在印刷版的亲水部中使用可于溶剂中溶胀的弹性体,可简便地进行印刷版的墨液的去除。

以下,对本发明的功能性元件的制造方法中的各工序进行说明。

1.印刷版准备工序

本发明中的印刷版准备工序为准备如下印刷版的工序,该印刷版具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材、于所述基材上以图案状形成的疏水性溶剂渗透防止层、及形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层的亲水部,并且所述基材的所述疏水性溶剂渗透防止层侧的面是平坦的。

再者,关于印刷版及其制造方法,由于详细地记载于所述“A.印刷版”及“B.印刷版的制造方法”中,故而此处的说明省略。

2.毯状层准备工序

本发明中的毯状层准备工序为准备如下毯状层的工序,该毯状层具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体、且于表面具有亲水性区域的第2基材。毯状层的亲水性区域的亲水性高于所述印刷版的疏水性溶剂渗透防止层,且亲水性与所述印刷版的亲水部相同或亲水性低于亲水部。另外,毯状层的亲水性区域侧的面是平坦的。

第2基材含有可于溶剂中溶胀的弹性体。由于含有可于溶剂中溶胀的弹性体的第2基材具有弹性,故而于下述一次转印工序中于使印刷版与毯状层密接而将功能层形成用涂敷液转印时,及于下述二次转印工序中于使印刷用基材与毯状层密接而将功能层形成用涂敷液转印时,可对毯状层均匀地施加压力,另外,可提高毯状层及印刷版的密接性以及毯状层及印刷用基材的密接度。因此,可提高功能层形成用涂敷液的转印性,而进行高精细的印刷。

再者,关于可于溶剂中溶胀的弹性体,可与所述印刷版的基材中所使用的可于溶剂中溶胀的弹性体同样地制成,由于详细地记载于所述”A.印刷版”中,故而此处的说明省略。

作为此种可于溶剂中溶胀的弹性体,例如可列举:硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶等。其中,优选为硅酮橡胶、丙烯酸系橡胶、氨基甲酸酯橡胶,特别优选为硅酮橡胶。其原因在于:这些于下述功能层形成用涂敷液中所含的溶剂中容易溶胀。另外,于硅酮橡胶的情形,容易进行完全转印,而可进一步提高转印性。

作为第2基材中所使用的硅酮橡胶的材料,例如可列举:聚二甲基硅氧烷及其共聚物、含氟基的聚二甲基硅氧烷及其共聚物、聚乙烯基甲基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷等。

另外,作为第2基材中所使用的丙烯酸系橡胶的材料,例如可列举:聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸甲氧基乙酯等。

第2基材可为含有可于溶剂中溶胀的弹性体的单一层,亦可为于支承体上形成有含有可于溶剂中溶胀的弹性体的弹性体层者。作为支承体,例如可列举:玻璃基板、树脂基板、陶瓷基板、金属基板等。

作为毯状层的亲水性区域的亲水性,只要高于所述印刷版的疏水性溶剂渗透防止层的亲水性,且与亲水部的亲水性相同或低于亲水部的亲水性即可,具体而言,只要亲水性区域的25℃的水的接触角低于所述印刷版的疏水性溶剂渗透防止层的所述接触角,且为亲水部的所述接触角以上即可。更具体而言,关于亲水性区域,优选为对25℃的水的接触角为50°以上且105°以下的范围内,其中优选为70°以上且105°以下的范围内。其原因在于:若毯状层的亲水性区域的所述接触角为所述范围,则可增大毯状层的亲水性区域及印刷版的疏水性溶剂渗透防止层的所述接触角的差、以及毯状层的亲水性区域及印刷版的亲水部的所述接触角的差,而可提高转印性。

再者,接触角的测定方法如上所述。

另外,毯状层的亲水性区域及印刷版的疏水性溶剂渗透防止层的所述接触角的差、以及毯状层的亲水性区域及印刷版的亲水部的所述接触角的差分别越大越优选,具体而言,优选为5°以上,其中优选为10°以上。与所述情形相同地,其原因在于:若毯状层的亲水性区域及印刷版的疏水性溶剂渗透防止层的所述接触角的差、以及毯状层的亲水性区域及印刷版的亲水部的所述接触角的差分别为所述范围,则可提高转印性。

亲水性区域为将第2基材表面亲水化而成者。通常,于第2基材的整个面形成亲水性区域。再者,关于第2基材表面的亲水化,由于可设为与所述“B.印刷版的制造方法”中所记载的方法相同,故而此处的说明省略。

作为毯状层的形状,可为板状,亦可为辊状。于印刷版及毯状层为辊状的情形下,能够以辊对辊式进行连续印刷。

3.涂布工序

本发明中的涂布工序为于所述毯状层的所述亲水性区域侧的面涂布功能层形成用涂敷液的工序。

此处,所谓“功能”,是指光选择吸收、反射性、偏振性、光选择透射性、非线形光学性、荧光或磷光等发光、光致变色性等光学性;硬磁性、软磁性、非磁性、透磁性等磁性;导电性、绝缘性、压电性、热电性、介电性等电气或电子性;吸附性、脱附性、催化性、吸水性、离子传导性、氧化还原性、电气化学特性、电致变色性等化学性;耐磨损性等机械性;传热性、隔热性、红外线放射性等热性;生物体兼容性、抗血栓性等生物体功能性之类的各种功能。

功能层形成用涂敷液含有功能性材料及溶剂。

作为功能性材料,根据功能性元件的种类或用途等而进行适当选择,例如可列举:半导体材料、发光材料、空穴注入性材料、金属纳米胶体等导电性材料、着色材料、树脂材料、蛋白质、细胞、脱氧核糖核酸(DNA,Deoxyribonucleic Acid)等生物体物质等。

另外,作为溶剂,优选对可于溶剂中溶胀的弹性体具有渗透性,且具有挥发性者。通过使用此种溶剂,可将功能层形成用涂敷液完全转印。关于渗透性及挥发性,例如可参照所述专利文献2、专利文献3中所记载者。具体而言,可列举所述”A.印刷版5.用途”中所记载的溶剂。

作为于毯状层的亲水性区域侧的面涂布功能层形成用涂敷液的方法,只要为可于亲水性区域全面以均匀的厚度涂布功能层形成用涂敷液的方法,则并无特别限定,例如可自旋转涂布法、模头涂布法、棒式涂布法等通常的方法中进行适当选择。

另外,优选为于涂布功能层形成用涂敷液后进行干燥。其原因在于:通过干燥而使功能层形成用涂敷液的凝聚力增加,可将功能层形成用涂敷液完全转印。于功能层形成用涂敷液含有挥发性的溶剂的情形下,可进行自然干燥。另外,亦可通过加热、送风等使功能层形成用涂敷液干燥。

4.一次转印工序

本发明中的一次转印工序为夹隔所述功能层形成用涂敷液使所述毯状层及所述印刷版接触,而将所述毯状层的所述功能层形成用涂敷液仅转印至所述印刷版的所述亲水部的工序。

使毯状层及印刷版接触时的压力经适当调整。如上所述,本发明中,可扩大一次转印工序中的压力的容许范围,于压力相对较大的情形,亦可进行印刷。

5.二次转印工序

本发明中的二次转印工序为将残留于所述毯状层的所述功能层形成用涂敷液转印至功能层形成用基材,而形成功能层的工序。

作为功能层形成用基材的表面的亲水性,只要与毯状层的亲水性区域的亲水性相同、或高于其即可,具体而言,只要功能层形成用基材表面的25℃的水的接触角为毯状层的亲水性区域的所述接触角以下即可。更具体而言,关于功能层形成用基材,优选为对25℃的水的接触角为0°以上且90°以下的范围内,其中优选为60°以上且80°以下的范围内。其原因在于:若功能层形成用基材的所述接触角为所述范围,则可增大功能层形成用基材及毯状层的亲水性区域中的所述接触角的差,而可提高转印性。

再者,接触角的测定方法如上所述。

另外,毯状层的亲水性区域及功能层形成用基材中的所述接触角的差越大越优选,具体而言,优选为5°以上,其中优选为10°以上。与所述情形相同地,其原因在于:若毯状层的亲水性区域及功能层形成用基材中的所述接触角的差为所述范围,则可提高转印性。

功能层形成用基材可为单片(枚葉),亦可为长条。于长条的功能层形成用基材的情形时,能够以辊对辊式进行连续印刷。

使毯状层及功能层形成用基材接触时的压力经适当调整。

功能层形成用涂敷液的涂膜的厚度根据功能性元件的种类或用途等而进行适当选择。

6.去除工序

于本发明中,优选进行将所述印刷版的所述亲水部的所述功能层形成用涂敷液转印至清洁用基材的去除工序。

清洁用基材的表面的亲水性高于印刷版的亲水部。印刷版的亲水部含有可于溶剂中溶胀的弹性体,且清洁用基材表面的亲水性高于印刷版的亲水部,由此可将功能层形成用涂敷液完全转印至清洁用基材。

作为清洁用基材的表面的亲水性,只要高于印刷版的亲水部的亲水性即可,具体而言,只要清洁用基材表面的25℃的水的接触角低于印刷版的亲水部的所述接触角即可。更具体而言,关于清洁用基材,优选为对25℃的水的接触角为0°以上且60°以下的范围内,其中优选为0°以上且30°以下的范围内。其原因在于:若清洁用基材的所述接触角为所述范围,则可增大清洁用基材及印刷版的亲水部的所述接触角的差,而可提高转印性。

再者,接触角的测定方法如上所述。

另外,印刷版的亲水部及清洁用基材中的所述接触角的差越大越优选,具体而言,优选为5°以上,其中优选为10°以上。与所述情形相同地,其原因在于:若印刷版的亲水部及清洁用基材中的所述接触角的差为所述范围,则可提高转印性。

另外,清洁用基材亦可为具有粘合性者。印刷版的亲水部含有可于溶剂中溶胀的弹性体,且清洁用基材具有粘合性,由此可将功能层形成用涂敷液完全转印于清洁用基材。

作为清洁用基材的粘合性,优选粘合力为2.0N/20mm以上且20N/20mm以下的范围内。其原因在于:若清洁用基材的粘合力为所述范围内,则可获得所需的转印性。

再者,粘合力为通过依据JIS Z 0237的方法测得的值。

清洁用基材可为单片,亦可为长条。于长条的清洁用基材的情形下,能够以辊对辊式进行连续印刷。

使印刷版及清洁用基材接触时的压力经适当调整。

7.用途

作为本发明的功能性元件的制造方法的用途,例如可列举:晶体管或二极管等半导体元件中的电极、半导体层、栅绝缘层及层间绝缘层的形成、TFT基板中的图像电极的形成、太阳电池中的背面电极的形成、有机EL元件中的背面电极的形成、非挥发性内存的电极及聚合物层的形成、压力传感器的电极及聚合物层的形成、布线基板中的布线的形成、彩色滤光片中的着色层及遮光部的形成、生物芯片的制作等。尤其是本发明的功能性元件的制造方法可适宜地用于要求图案的微细化的电子装置的制造。

D.印刷装置

本发明的印刷装置的特征在于具有:印刷版,该印刷版具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体的基材、于所述基材上以图案状形成的疏水性溶剂渗透防止层、及形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层的亲水部,并且所述基材的所述疏水性溶剂渗透防止层侧的面是平坦的;毯状层,其能够抵接地配置于所述印刷版,并且具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体、且于表面具有亲水性区域的第2基材;涂敷机,其于所述毯状层的所述亲水性区域侧的面涂布墨液;印刷用载置构件,其能够抵接地配置于所述毯状层,载置印刷用基材;及清洁用载置构件,其能够抵接地配置于所述印刷版,载置清洁用基材;所述毯状层的所述亲水性区域的亲水性高于所述印刷版的所述疏水性溶剂渗透防止层,且亲水性与所述亲水部相同或亲水性低于所述亲水部。

图11为表示本发明的印刷装置的一例的模式图。图11中所例示的印刷装置40具有:印刷版1,其为辊状;辊状的毯状层30,其能够抵接地配置于印刷版1;涂敷机41,其将墨液涂布于毯状层30;印刷用载置构件43,其能够抵接地配置于毯状层30,载置印刷用基材44;及清洁单元48,其包含能够抵接地配置于印刷版1,载置清洁用基材49的辊状的清洁用载置构件45。印刷版1具有:基材2,其于支承体2b上形成有弹性体层2a;疏水性溶剂渗透防止层3,其于基材2上以图案状形成;及亲水部4,其于疏水性溶剂渗透防止层3的开口部的基材2表面形成,且亲水性高于疏水性溶剂渗透防止层3,并且基材2的疏水性溶剂渗透防止层3侧的面成为平坦的曲面。毯状层30具有第2基材31,其于支承体31b上形成有弹性体层31a,且于弹性体层31a的表面具有亲水性区域32。关于毯状层30的亲水性区域32,亲水性高于印刷版1的疏水性溶剂渗透防止层3,且亲水性与印刷版1的亲水部4相同或亲水性低于亲水部4。清洁单元48具有:辊状的清洁用载置构件45;第1辊46,用以送出长条的清洁用基材49;及第2辊47,其卷绕长条的清洁用基材49。

于该印刷装置1中,首先,通过涂敷机41于毯状层30的亲水性区域32侧的面涂布墨液42,夹隔墨液42使毯状层30及印刷版1接触,而将毯状层30的墨液42仅转印至印刷版1的亲水部4。继而,将残留于毯状层30的墨液42转印至印刷用基材44。另外,将转印至印刷版1的亲水部4的墨液42转印至长条的清洁用基材49。

于本发明中,如所述“C.功能性元件的制造方法”中所记载般,于墨液自毯状层向印刷版的亲水部的转印、及墨液自毯状层向印刷用基材的转印时,由于不仅可利用亲水性的差异,亦可利用WBL而将墨液完全转印,故而可提高转印性。另外,于墨液自毯状层向印刷版的亲水部的转印时,由于利用亲水性的差异及WBL而将墨液转印,故而可防止因底部接触所引起的印刷不良的发生。因此,能够以高分辨率进行印刷。

进而,于本发明中具备清洁用载置构件,如所述“A.印刷版”中所记载般,于将墨液自印刷版的亲水部向清洁用基材转印时,可将墨液完全转印,而可提高墨液自印刷版向清洁用基材的转印性。进而,于反复使用印刷版的情形下,可抑制墨液附着于疏水性溶剂渗透防止层表面,而可抑制版污的产生。因此,可进行连续印刷。

另外,转印至清洁用基材的墨液可不废弃地回收,从而进行再利用。因此,亦可自毯状层不浪费地回收转印至印刷版的不需要的墨液,而削减成本。

以下,对本发明的印刷装置中的各构成进行说明。

1.印刷版

本发明中的印刷版具有:基材,含有可于溶剂中溶胀的弹性体;疏水性溶剂渗透防止层,于所述基材上以图案状形成;及亲水部,形成于所述疏水性溶剂渗透防止层的开口部的所述基材表面,且亲水性高于所述疏水性溶剂渗透防止层,并且所述基材的所述疏水性溶剂渗透防止层侧的面是平坦的。

再者,关于印刷版,由于详细地记载于所述”A.印刷版”中,故而此处的说明省略。

2.毯状层

本发明中的毯状层能够抵接地配置于所述印刷版,且具有含有可于溶剂中溶胀的弹性体、且于表面具有亲水性区域的第2基材。毯状层的亲水性区域的亲水性高于所述印刷版的疏水性溶剂渗透防止层,且亲水性与所述印刷版的亲水部相同或亲水性低于亲水部。

再者,关于毯状层,由于详细地记载于所述”C.功能性元件的制造方法”中,故而此处的说明省略。

毯状层只要能够抵接地配置于印刷版即可,其配置根据毯状层的形状而进行适当选择。

3.涂敷机

本发明中的涂敷机于所述毯状层的所述亲水性区域侧的面涂布墨液。

涂敷机只要为可于毯状层的亲水性区域全面以均匀的厚度涂布墨液者,则无特别限定,例如可自旋转涂布机、模头涂布机、棒式涂布机等通常的涂敷机中进行适当选择。

4.印刷用载置构件

本发明中的印刷用载置构件能够抵接地配置于所述毯状层,载置印刷用基材。

印刷用载置构件的形状可为板状,亦可为辊状。于印刷用载置构件为辊状的情形,能够以辊对辊式进行连续印刷。

印刷用载置构件只要能够抵接地配置于毯状层即可,其配置根据印刷用载置构件的形状而进行适当选择。

5.清洁用载置构件

本发明中的清洁用载置构件能够抵接地配置于所述印刷版,载置清洁用基材。

清洁用载置构件的形状可为板状,亦可为辊状。于清洁用载置构件为辊状的情形,能够以辊对辊式进行连续印刷。

另外,于清洁用载置构件为辊状的情形,优选于本发明的印刷装置中具备清洁单元,该清洁单元具有辊状的清洁用载置构件、用以送出长条的清洁用基材的第1辊、及卷绕长条的清洁用基材的第2辊。其原因在于:可将清洁用基材与印刷版的接触面始终保持为洁净的状态。

清洁用载置构件只要能够抵接地配置于印刷版即可,其配置根据清洁用载置构件的形状而进行适当选择。

本发明并不限定于所述实施方式。所述实施方式为例示,关于具有与本发明的权利要求书中所记载的技术思想实质上相同的构成,且发挥出同样的作用效果者,任意者均包括于本发明的技术范围内。

[实施例]

以下表示实施例及比较例,更详细地对本发明进行说明。

[实施例1]利用硅酮橡胶的平版印刷用印刷版的制作

(基材的制作)

利用Mikasa公司制造的旋转涂布机MS-A100,于玻璃基材上旋转涂布作为硅酮橡胶的原液的信越化学工业公司制造的Shin-EtsuSilicone KE106,利用AS ONE公司制造的加热板ND-1于160℃下加热1小时,而形成硅酮橡胶层。利用协和界面科学公司制造的接触角计DM-901测定该硅酮橡胶层对纯水的接触角,结果为107±4°。另外,利用Mitutoyo公司制造的标准数显卡尺(Digimatic Calipers)测定硅酮橡胶层的厚度,结果为620μm。

利用Yamato Scientific公司制造的等离子体清洁器V1000对所述硅酮橡胶层的表面进行氧等离子体处理,而将全面亲水化。亲水化后的硅酮橡胶层对纯水的接触角为10±2°。

(疏水性溶剂渗透防止层的形成)

于所述亲水化后的硅酮橡胶层的表面将氟代烷基聚硅氧烷FAS-17的聚合物旋转涂布,并利用150℃的加热板烧成10分钟,而形成疏水性溶剂渗透防止层。FAS-17的聚合物通过将Sigma-Aldrich公司制造的1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(1H,1H,2H,2H-Perfluoro decyl triethoxy silane)与0.05N盐酸水溶液以10:1的比进行混合,并于室温下搅拌12小时而制备。疏水性溶剂渗透防止层对纯水的接触角为110±7°。

(版的图案化)

于所述疏水性溶剂渗透防止层的表面,将于AZ Electronics公司制造的光致抗蚀剂AZ1500中微量添加有DIC公司制造的表面活性剂F444的光致抗蚀剂旋转涂布,介隔光掩模利用日亚化学工业公司制造的LED NC4U134A以365nm的光进行曝光,并于金属槽中利用东京应化工业公司制造的显影液NMD-W进行显影。由此,获得包含线与间隙(L/S):10/10μm的抗蚀剂图案。利用Kosaka研究所公司制造的SURFCORDER SE4000对抗蚀剂的厚度及Ra进行高差测定,结果厚度为5±0.1μm,Ra为10nm。

通过对形成有抗蚀剂图案的疏水性溶剂渗透防止层及硅酮橡胶层进行氧等离子体处理,而将全面亲水化。此时于抗蚀剂图案的开口部,疏水性溶剂渗透防止层的表面直接暴露于等离子体处理,由此将疏水性溶剂渗透防止层去除,进而将所露出的硅酮橡胶层的表面亲水化。

再次对形成有抗蚀剂图案的硅酮橡胶层全面照射365nm的LED后,于金属槽中浸渍于显影液中,由此去除抗蚀剂图案。若评价表面的润湿性,则所露出的硅酮橡胶层对纯水的接触角为60±3°而为亲水性,相对于此,疏水性溶剂渗透防止层对纯水的接触角为107±5°而为疏水性。另外,因表面的测定高差,于所露出的硅酮橡胶层的部分中,相对于疏水性溶剂渗透防止层形成有30nm的槽。高差的边界与亲水性区域及疏水性区域的边界非常一致,可与抗蚀剂图案相同地以L/S:10/10μm的分辨率获得平版印刷用印刷版。

[实施例2]利用硅酮橡胶的凹版印刷用印刷版的制作

(基材的制作及疏水性溶剂渗透防止层的形成)

以与实施例1相同的方式制作基材,形成疏水性溶剂渗透防止层。

(版的图案化)

以与实施例1相同的方式,于疏水性溶剂渗透防止层的表面形成抗蚀剂图案。

利用Yamato Scientific公司制造的等离子体清洁器V1000,对形成有抗蚀剂图案的疏水性溶剂渗透防止层及硅酮橡胶层,利用由氧气及CF4的混合气体所产生的等离子体进行处理后,不分批开放而直接进行氧等离子体处理。此时,于抗蚀剂图案的开口部,通过最初的混合气体的等离子体进行干式蚀刻处理而将疏水性溶剂渗透防止层去除,并且亦将所露出的硅酮橡胶层去除,继而所露出的硅酮橡胶层的表面通过氧等离子体而进一步经亲水化。

以与实施例1相同的方式,去除抗蚀剂图案。若评价表面的润湿性,则所露出的硅酮橡胶层对纯水的接触角为60±3°而为亲水性,相对于此,疏水性溶剂渗透防止层对纯水的接触角为107±5°而为疏水性。另外,根据表面的高差测定,于所露出的硅酮橡胶层的部分中,相对于疏水性溶剂渗透防止层形成有4.1±0.1μm的槽。高差的边界与亲水性区域及疏水性区域的边界非常一致,可与抗蚀剂图案相同地以L/S:10/10μm的分辨率获得具有亲水疏水的效果的凹版印刷用印刷版。

[比较例1]

以与实施例1相同的方式,于玻璃基板上形成硅酮橡胶层。

于硅酮橡胶层的表面,以与实施例1相同的方式形成抗蚀剂图案。抗蚀剂图案因渗透至硅酮橡胶层中的光致抗蚀剂中的溶剂的逆流而溶胀,L/S:10/10μm设计的抗蚀剂图案成为16/4μm。另一方面,于分辨率低于L/S:50/50μm的图案的情形,如设计般形成抗蚀剂图案。另外,因溶胀而使抗蚀剂图案的表面及侧面的粗糙程度大,测定高差的结果为,Ra为1.3μm而成为损及分辨率者。如此,难以形成高精细的抗蚀剂图案。

[实施例3]有机薄膜晶体管(OTFT,Organic Thin Film Transistor)用电极的制作

(印刷版的制作)

使用具有相当于OTFT的源极电极及漏极电极的图案者作为光掩模,除此以外,以与实施例1相同的方式制作平版印刷用印刷版。于版的表面,相当于源极电极及漏极电极的区域成为疏水性区域,此外的区域成为亲水性区域。

(毯状层的制作)

对Teijin Dupont公司制造的聚萘二甲酸乙二酯(PEN,Polyethylene Naphthalate)膜Q65FA的表面,使用Ushio电机公司制造的光照射装置UER616908-172通过真空紫外光处理而进行清洗。继而,于PEN膜上使用Mikasa公司制造的旋转涂布机MS-300旋转涂布Shin-Etsu Silicones公司制造的未固化的硅酮橡胶KE106,并使用Yamato Scientific公司制造的烘箱DE410于160℃下烧成1小时,而制作具有硅酮橡胶层的毯状层。若利用Mitutoyo公司制造的光标卡尺CD67-SPS测定硅酮橡胶层的厚度,则为0.75±0.01mm。另外,使用协和界面科学公司制造的接触角计DM-901对硅酮橡胶层的表面的纯水接触角进行测定,结果为107±3°。通过对该表面进行所述真空紫外光处理,而将纯水接触角设为79±2°。

(清洁用基材的准备)

对Teijin Dupont公司制造的PEN膜Q65FA的表面,使用Ushio电机公司制造的光照射装置UER616908-172进行真空紫外光处理,于清洗表面的同时进行亲水化。使用协和界面科学公司制造的接触角计DM-901对PEN膜的表面的纯水接触角进行测定,结果为17±6°。

(源极电极及漏极电极的印刷)

准备于表面具有200nm的硅氧化膜的硅基板作为功能层形成用基材。

使用DIC公司制造的银膏GOAGT作为墨液,利用刮刀将墨液抹开于毯状层,于室温下干燥30秒,然后使用Katsura Roller制作所公司制造的手压辊Micro Catch使毯状层与印刷版接触,而将墨液自毯状层向印刷版的亲水部转印。此处,于毯状层的表面留下与印刷版的疏水性区域相同的形状,即,相当于OTFT的源极电极及漏极电极的图案形状。继而,若仍使用手压辊使毯状层与功能层形成用基材接触,则墨液自毯状层被转印至功能层形成用基材,而于硅基板上形成银膏的图案。另外,毯状层的表面呈现洁净的状态。

继而,若使用手压辊将所述清洁用基材抵压于印刷版,则附着于印刷版的亲水性区域表面的墨液被转印至清洁用基材,而使印刷版呈现洁净的状态。通过毯状层及印刷版的任一者均呈现洁净的状态,亦可同样地进行接续的印刷。

(OTFT的制作及评价)

继而,通过使用Yamato Scientific公司制造的烘箱DE410将形成有银膏的图案的硅基板于160℃下烧成1小时,墨液经烧成,而形成源极电极及漏极电极。

继而,使用Sigma-Aldrich公司的Plexore OS2100作为有机半导体墨液,使用Mikasa公司制造的旋转涂布机MS-300将有机半导体墨液旋转涂布于硅基板表面,而形成有机半导体层。由此,制作具有包含硅基板的栅电极、包含硅氧化膜的栅绝缘层、经印刷的源极电极及漏极电极、及有机半导体层的OTFT。

对OTFT的电气特性进行评价,结果迁移率显示0.01±0.003cm2/Vs,而正常地进行动作。

[实施例4]利用丙烯酸系橡胶的平版印刷用印刷版的制作

(基材的制作)

利用Mikasa公司制造的旋转涂布机MS-A100,于玻璃基材上旋转涂布作为丙烯酸系橡胶的原液的日本Zeon公司制造的Nipol AR12,利用AS ONE公司制造的加热板ND-1于160℃下加热1小时,而形成丙烯酸系橡胶层。利用协和界面科学公司制造的接触角计DM-901测定该丙烯酸系橡胶层对纯水的接触角,结果为90±3°。另外,利用Mitutoyo公司制造的标准数显卡尺(Digimatic Calipers)测定丙烯酸系橡胶层的厚度,结果为1000μm。

利用Yamato Scientific公司制造的等离子体清洁器V1000对所述丙烯酸系橡胶层的表面进行氧等离子体处理,而将全面亲水化。亲水化后的丙烯酸系橡胶层对纯水的接触角为10±2°。

(疏水性溶剂渗透防止层的形成)

与实施例1相同地形成疏水性溶剂渗透防止层。疏水性溶剂渗透防止层对纯水的接触角为110±7°。

(版的图案化)

与实施例1相同地进行版的图案化。若评价去除抗蚀剂图案后的表面的润湿性,则所露出的丙烯酸系橡胶层对纯水的接触角为50±2°而为亲水性,相对于此,疏水性溶剂渗透防止层对纯水的接触角为107±5°而为疏水性。另外,根据表面的高差测定,于所露出的丙烯酸系橡胶层的部分中,相对于疏水性溶剂渗透防止层形成有30nm的槽。高差的边界与亲水性区域及疏水性区域的边界非常一致,可与抗蚀剂图案相同地以L/S:10/10μm的分辨率获得平版印刷用印刷版。

[实施例5]

(印刷版的制作)

于实施例1的基材的制作中,将硅酮橡胶的固化温度设为80℃、160℃、250℃,除此以外,与实施例3相同地制作印刷版。再者,硅酮橡胶的固化时间设为与实施例1相同。关于硅酮橡胶层的橡胶硬度,于固化温度80℃的情形为57°,于固化温度为160℃的情形为79°,于固化温度为250℃的情形为91°。

(源极电极及漏极电极的印刷)

使用所获得的印刷版,与实施例3相同地进行源极电极及漏极电极的印刷。于任一种情形时均可进行墨液自毯状层向印刷版及功能层形成用基材的完全转印。另外,于硅酮橡胶层的橡胶硬度为79°的情形下,可如印刷版的设计般进行印刷。另一方面,于硅酮橡胶层的橡胶硬度为57°的情形下,相较于橡胶硬度为79°的情形,图案的线宽略微增大。另外,于硅酮橡胶层的橡胶硬度为91°的情形下,可进行如印刷版的设计的印刷,但相较于橡胶硬度为79°的情形,略微难以进行利用转印方式的印刷版的清洁。

【符号说明】

1 印刷版

2 基材

2a 弹性体层

2b 支承体

3 疏水性溶剂渗透防止层

4 亲水部

5 凹部

11 抗蚀剂图案

12 氧化处理

13 物理处理

14、15 亲水化处理

21、42 墨液

22、44 印刷用基材

30 毯状层

31 第2基材

31a 弹性体层

31b 支承体

32 亲水性区域

35 功能层形成用涂敷液

36 功能层形成用基材

38 清洁用基材

40 印刷装置

41 涂敷机

43 印刷用载置构件

45 清洁用载置构件

46 第1辊

47 第2辊

48 清洁单元

49 清洁用基材

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1