印刷方法および薄膜トランジスタの製造方法
【課題】
本発明では、反転印刷方式により基材上に画像パターンを形成し印刷物を製造する場合において、微小な孤立パターンであっても画像パターンが変形したり、印刷抜けが生じないインキからなる正確な画像パターンを有する印刷方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
基材上にインキからなる画像パターンを形成した印刷物の製造方法であって、ブランケット上にインキを設ける工程と、第一の凸版をブランケットに接触させることにより、第一の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、第二の凸版をブランケットに接触させることにより、第二の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、ブランケット上に残ったインキを基材と接触させることにより、基材上にインキからなる画像パターンを形成する工程を備えることを特徴とする印刷方法とする。
本発明では、反転印刷方式により基材上に画像パターンを形成し印刷物を製造する場合において、微小な孤立パターンであっても画像パターンが変形したり、印刷抜けが生じないインキからなる正確な画像パターンを有する印刷方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
基材上にインキからなる画像パターンを形成した印刷物の製造方法であって、ブランケット上にインキを設ける工程と、第一の凸版をブランケットに接触させることにより、第一の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、第二の凸版をブランケットに接触させることにより、第二の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、ブランケット上に残ったインキを基材と接触させることにより、基材上にインキからなる画像パターンを形成する工程を備えることを特徴とする印刷方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキからなる画像パターンを基材上に形成した印刷物の製造方法に関するものであり、特に、微小な孤立パターンである画像パターンを基材上に形成する場合に適している。なお、本発明の印刷物としては、薄膜トランジスタ、液晶表示装置用カラーフィルタ、有機ＥＬ素子、回路基材、マイクロレンズ、バイオチップ等を例示することができる。
【背景技術】
【０００２】
印刷は、紙に文字や画像を書く出版の分野から、配線や抵抗体などを形成するエレクトロニクス分野へと応用が広がり、微細化、高品質化が求められている。微細なパターニングを実現する方法として、反転印刷法が開発されている（特許文献１）。
【０００３】
従来の反転印刷法による印刷装置の一例の模式図を図１に示した。シリコーンからなるブランケットが固定されたシリンダー１とブランケット上にインキを供給するインキ塗布ユニット２を有しており、ステージ６上には凸部パターンを有する除去版４と基材５が固定されている。
【０００４】
図１を用いて従来の反転印刷法による基材上へのインキパターンの印刷方法について示す。まず、シリンダー１を回転させ、インキ塗布装置２からインキを供給することにより、シリンダー１に固定されたブランケット表面にインキ３層を形成する。次に、シリンダー１を除去版４の凸部パターンとを接触させ、シリンダー１を回転させることにより、ブランケット上にあるインキ３のうち凸部パターンと接触したインキはブランケットから除去版４の凸部パターンに転移し、ブランケット上にはインキパターンが形成される。最後に、ブランケットと基材５を接触させシリンダー１を回転させることにより、ブランケット上にあるインキパターンを基材５に転写させ、基材５上にインキパターンが形成される。すなわち、除去版４の凸部パターンは、基材５に形成される所望のインキパターンのネガパターンとなっている。なお、図１では、シリンダー１を除去版４及び基材５に接触、回転させるにあたって、シリンダー１が移動する様子を矢印により示してある。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６０−２９３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基材上に形成される所望の画像パターンが微小な孤立パターンである場合、１つの除去版のみを用いると、除去版は微小な孤立凹パターンの外周部を全て囲んだ閉ループ状の凸部パターンを有することになり、ブランケットを除去版に押し付けた際に凹部に閉じ込められた空気が漏れてインキパターンを変形させたり、ブランケットから除去版を引き離す際に凹部内が減圧状態になり、ブランケットに残すべきインキも除去してしまうという問題があった。ブランケットは弾性体なので除去版との接触部は一定の面積を有するが、微小な孤立パターンの大きさが該パターンの周囲に閉ループ状にある接触部に対して小さい場合に起こりやすい。
【０００７】
具体的には、ブランケットと除去版の接触部は、ブランケットもしくは除去版の少なくとも一方が円筒状である場合、円筒の軸に平行な方向については全長、接線方向については弾性体の変形により接触する長さ（ブランケットの厚さや硬度、シリンダーの径、凸版の押圧などによるが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度）の長方形で表される。この内部に孤立パターンを囲む閉ループが入っていると、前記の問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明では、反転印刷方式により基材上に画像パターンを形成し印刷物を製造する場合において、微小な孤立パターンであっても画像パターンが変形したり、印刷抜けが生じないインキからなる正確な画像パターンを有する印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を課題を解決するために請求項１に係る発明としては、基材上にインキからなる画像パターンを形成した印刷物の製造方法であって、ブランケット上にインキを設ける工程と、第一の凸版をブランケットに接触させることにより、第一の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、第二の凸版をブランケットに接触させることにより、第二の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、ブランケット上に残ったインキを基材と接触させることにより、基材上にインキからなる画像パターンを形成する工程を備えることを特徴とする印刷方法とした。
【００１０】
また、請求項２に係る発明としては、前記画像パターンが孤立したパターンであって、ブランケット上のインキ層に対して、第一の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の一部を除去し、第二の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の残りの部分を除去することを特徴とする請求項１記載の印刷物の製造方法であって、第一の凸版及び第二の凸版の凸部が閉ループを有さないことを特徴とする請求項１記載の印刷方法とした。
【００１１】
また、請求項３に係る発明としては、前記第一の凸版及び前記第二の凸版のうち、一方が高精度の凸部パターンを有し、他方が高精度を必要としない凸部パターンを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の印刷方法とした。
【００１２】
また、請求項４に係る発明としては、前記ブランケットがシリンダー上に固定されているか、あるいはシリンダー状であり、前記第一の凸版と前記第二の凸版が回転可能な円筒上に設けられており、且つ、基材がウェブ状であり、該基材上にインキからなる画像パターンがロール・ツー・ロール方式で連続して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法とした。
【００１３】
また、請求項５に係る発明としては、前記凸部パターンが円筒上に設けられた第一の凸版と第二の凸版において、ブランケットから転写、除去された凸部パターン上にあるインキを連続して除去する工程を有することを特徴とする請求項４記載の印刷方法とした。
【００１４】
また、請求項６に係る発明としては、絶縁基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート絶縁層を形成する工程と、ソース・ドレイン電極を形成する工程と、該ソース・ドレイン間に半導体層を形成する工程とを少なくとも備える薄膜トランジスタの製造方法であって、ソース・ドレイン電極を形成する工程が、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の印刷方法により形成されることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の印刷方法を用いることにより、インキを除去する凸版の形状を適切に選択することができた。また、画像パターンが孤立パターンを有する場合でも、良好なパターンを形成できた。特に、薄膜トランジスタを製造するにあたって、本発明の印刷方法を用いてソース・ドレイン電極を形成することにより、良好なパターン形状を有するソース・ドレイン電極を得ることができ、優れたトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明では、ブランケット上にインキ層を形成する工程の後に、第一の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させブランケット上の不要部分のインキを除去する工程と、第二の凸版の凸部パターンを接触させ、ブランケット上の残りの不要部分のインキを除去する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
図２に従来の反転印刷法におけるブランケット上のインキパターンの除去工程の説明図を示した。図２（ａ１）、（ａ２）はブランケット表面のインキパターン図であり、（ｂ）は除去版である凸版の凸部パターン図であり、（ｃ）は基材への転写パターン図である。図２（ａ１）において、ブランケット１０上にインキ１１は全面に塗布されている。図２（ｂ）において、凸版１２は所望の画像パターンのネガパターンである凸部パターン１３を有しており、図２（ａ１）にあるブランケットと図２（ｂ）にある凸部パターンを接触することにより、図２（ａ２）のブランケット１１には所望のパターンを有するインキが形成されるべきであるが、前述したとおり、所望の画像パターンが孤立パターンである場合、インキパターンが変形したり、ブランケットに残すべきインキがパターンの周辺部と共に除去されてしまうという問題が発生する。そのため、図２（ｃ）のように基材に転写されたパターンは設計とは異なる。
【００１８】
図３に本発明の反転印刷法におけるブランケット上のインキパターンの除去工程の説明図を示した。図３（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）はブランケット表面のインキパターン図であり、図３（ｂ１）は除去版である第一の凸版の凸部パターン図であり、（ｂ２）は第二の凸版の凸部パターン図であり、（ｃ）は基材への転写パターン図である。
【００１９】
図３（ａ１）では、図２（ａ）と同様にブランケット１０上にインキ１１は全面に塗布されている。図３（ａ１）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図３（ｂ１）に示した第一の凸版１２１の凸部パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケットから第一の凸版１２１に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図３（ａ２）のようになる。次に、図３（ａ２）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図３（ｂ２）に示した第二の凸版１２２の凸部パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケット１０から第二の凸版１２２に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図３（ａ３）のようになる。
【００２０】
図３に示したとおり、本発明において、第一の凸版１２１と第二の凸版１２２は、孤立パターンの周辺部の不要なインキ部分を分割して２回にわたって除去している。本発明は、図３に示したような孤立パターンからなる画像パターンを形成する際に好適に使用することができ、孤立パターンの周辺のインキの除去を、第一の凸版及び第二の凸版が閉ループ状の凸部パターンを有さないように、第一の凸版と第二の凸版に分割することにより、孤立パターンが凸版に除去されることなく、ブランケット上にインキパターンを形成することができる。ここで第一の凸版と第二の凸版は一部重なりを有していても良い。位置ずれによる余裕を持たせるためには重なりを持つ方が好ましい。また、本発明にあっては、前記接触部の長方形に内包されるの孤立パターンを基材上に形成する場合において、閉ループ状の凸部パターンを有さない第一の凸版および第二の凸版を用いて、ブランケット上にあるインキの孤立パターンのループ状の不要部を分割し、２回にわたって除去することが好ましい。そして、それを転写した基材５には図３（ｃ）のように設計どおりのインキパターンを形成することができる。
【００２１】
また、図３にあっては、第一の凸版にパターン精度を要する凸部パターンを形成し、第二の凸版においてパターン精度を要しない凸部パターンを形成している。第一の凸版ではパターン間隔Ｌやパターン長さＷを決定し、第二の凸版においてはインキパターンを孤立させるだけの役割を担っている。なお、第一の凸版と第二の凸版の役割は逆であっても良い。
【００２２】
なお、本願発明にあっては、ブランケット上のインキをパターニングするための凸版は２つ以上であれば良く、除去版である凸版の数を２つに限定するものではない。
【００２３】
次に、本発明の印刷物の製造方法に用いられる印刷装置について示す。図４に本発明の印刷物の製造方法における印刷装置の模式図を示した。図４において、シリンダー２１上にはブランケット２０が固定されており、インキ塗布装置２２が設けてある。また、インキ２３をパターニングするための第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂが備えられている。また、基材２５は巻きだしロール２８から引き出され、圧胴２６を通過して、巻き取りロール２９で巻き取られる。また、第一の凸版、第二の凸版にはそれぞれ、クリーニングユニット２７ａ、２７ｂが備えられている。
【００２４】
図４を用いて、本発明の印刷方法について示す。まず、インキ塗布装置２２からシリンダー２１に固定されたブランケット２０にインキ２３が供給され、該シリンダー上にインキ２３層が形成される。ブランケット２０上のインキは第一の凸版２４ａと接触させることにより不要な部分が取り除かれ、第一の凸版２４ａに続いて第二の凸版２４ｂと接触されることにより不要な部分が再度取り除かれ、ブランケット２０上に画像パターンからなるインキ２３パターンが形成される。そして、ブランケット２０上のインキ２３パターンは基材２５に転写される。このとき、基材２５はウェブ状であり、巻きだしロール２８から引き出され、巻き取りロール２９で巻き取られ、圧胴２６で基材２５とブランケット２０を接触させている。
【００２５】
第一の凸版２４ａ及び第二の凸版２４ｂにあっては、ブランケットから転写されたインキを除去する機構を有する必要があり、クリーニングユニット２７ａ及び２７ｂが設けられている。
【００２６】
図４に示した本発明の印刷装置にあっては、基材２５がウェブ状であり、ブランケット２０がシリンダー２１上に固定され、第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂが回転可能な円筒形状であり、ロール・ツー・ロール方式により、基材２５上にインキからなる画像パターンが連続して形成される。本発明にあっては、ブランケットが平版状であり、第一の凸版と第二の凸版が円筒状であっても構わないし、ブランケットがシリンダー上に固定されており、第一の凸版と第二の凸版が平版状であっても構わない。
【００２７】
しかしながら、ウェブ状の基材に対しロール・ツー・ロール方式で印刷物を製造し、基材上にインキからなる画像パターンを連続して形成することにより、生産性が向上し、製造コストを抑えることが可能となる。
【００２８】
以下、図４に従い、各機構について説明する。ブランケット２０としては弾性ブランケットと剛性ブランケットのいずれかを用いることができる。ブランケットという言葉は本来、毛布もしくは毛布のようにくるむものを意味しており、シリンダー上に形成されたゴム状の部分を意味する。しかし本発明では、反転印刷法において、インキ層を形成し、凸版で不要部を除去し、できたパターンを基材に転写するための、一時的な保持体をブランケットと呼ぶ。
【００２９】
ブランケット２０はシリンダー２１上に固定される。弾性ブランケットを用いる場合、ブランケット２０とシリンダー２１の間に弾性ブランケットよりやわらかいクッション層を有してもよい。弾性ブランケット形成材料としてはシリコーンゴムを好適に用いることができる。弾性ブランケットのシリンダーへの固定化の方法としては、金属製のシリンダー２１に対しシリコーンゴムを塗布し、硬化させる方法や、シリコーンゴムシートをシリンダー上に貼り付ける方法を用いることができる。
【００３０】
一方、剛性ブランケット形成材料として金属やガラスを使用することができる。また、シランカップリング剤を用いて、金属やガラス表面を表面処理したものを用いることもできる。シランカップリング剤の例としては、トリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類などが挙げられる。シランカップリング剤の一部位としては、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などの有機化合物との反応性基を選ぶことができる。また、アルキル基や、その一部にフッ素原子が置換された基や、シロキサンが結合して、表面エネルギーの小さな表面を形成できる置換基を選ぶことができる。反応性基を有するシランカップリング剤を用いる場合には、シランカップリング剤でガラス基板の表面を処理した後、所定の表面自由エネルギーになるように他のモノマー成分を塗工し結合させても良い。反応性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを用いることができ、モノマーとしては、スチレン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチルプロパントリグリシジルエーテル、ラウリルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。また、反応性基を有さないシランカップリング剤としてはメチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシランなどを用いることができる。但し、アルキル基に限定されるものではない。
【００３１】
シランカップリング剤は、金属製のシリンダー上に塗布する方法や、金属製のシリンダーの表面にガラス膜を形成し、さらにシランカップリング剤を塗布する方法により、シリンダー表面に固定化することができる。具体的には、シランカップリング剤を水、酢酸水、水−アルコール混合液、或いは、アルコール溶液に希釈させた溶液を、アプリケータ法などを用いて表面に塗工し乾燥する方法を用いることができる。
【００３２】
ブランケット２０上へインキ２３を塗布するインキ塗布装置２２としては、公知のものが使用できるが、具体的には、ダイコート方式、キャップコート方式、ロールコート方式、アプリケータ方式、スプレーコート方式などを用いることができる。
【００３３】
また、ブランケット２０上のインキ２３が第一の凸版２４ａと接触する前に乾燥工程が入ることが望ましい。乾燥工程の目的はインキ２３の粘度、チキソトロピー性、脆性を上げることである。ブランケット２０上のインキ２３を第一の凸版２４ａと接触する前に半乾燥状態とすることにより、第一の凸版２４ａおよび第二の凸版２４ｂによって、正確にインキをパターニングすることが可能となる。しかしながら、ブランケット２０上でインキ３が完全に乾燥した場合には第一の凸版２４ａ、第二の凸版２４ｂでの不要なインキの除去、及びインキパターンのブランケットから基材への転写の際に、ブランケットにインキが残ってしまうことがあるため、インキは半乾燥状態である必要がある。乾燥工程としては、自然乾燥法、冷風乾燥法・温風乾燥法、マイクロ波乾燥法、減圧乾燥法、および、紫外線や電子線などの放射線乾燥法などの公知の方法を用いることができる。
【００３４】
第一の凸版２４ａ及び第二の凸版２４ｂにあっては、剛性凸版、弾性凸版のいずれかを用いることができる。剛性凸版としては金属板や金属ロールの表面を加工したものや、金属表面にガラス膜を形成し、該ガラス膜を加工して凸部パターンを形成したものを用いることができる。
また、弾性凸版としては、樹脂凸版を用いることができ、ナイロン、アクリル、シリコーン樹脂、スチレン−ジエン共重合体といった樹脂材料、および、エチレンプロピレン系、ブチル系、ウレタン系のゴム等のゴム材料から成る凸版印刷やフレキソ印刷用の樹脂製の凸版を用いることができる。
【００３５】
樹脂凸版の製造方法としては、型に樹脂を流し込む方法、彫刻する方法等を用いることができる。また感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィー法により凸部を形成することにより高精度のものが作製できる。
【００３６】
第一の凸版、第二の凸版は、円筒状の版胴２２に装着することにより、円筒状の凸版として使用されるが、凸版と円筒状の版胴２２の間に、凸版より柔かいクッション層を有しても良い。あるいは、版胴上に直接凸部パターンを形成したものを用いても良い。
【００３７】
本発明においては、ブランケットとして剛性ブランケット、弾性ブランケットのいずれかを用いることができ、第一の凸版、第二の凸版として、剛性凸版、弾性凸版のいずれかを用いることができる。弾性ブランケットを用いた場合には、第一の凸版、第二の凸版としては剛性凸版を用いることが好ましく、一方、剛性ブランケットを用いた場合には、弾性凸版を用いることが好ましい。
【００３８】
図５に本発明の第一の凸版と第二の凸版の駆動機構の模式図を示した。図５において、第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂは、紙面と垂直方向に円筒形状を有している。第一の凸版２４ａ、第二の凸版２４ｂの動きはラック３３とピニオン３２ａ、３２ｂによって行われる。第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂは同じ歯数のギアで同じ回転数に制御されている。そして、補助歯車３５、３６の位置を図５の紙面の上下方向に調整することによって、第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂの位相を調整することができる。また、紙面と垂直方向である、第一の凸版と第二の凸版の円筒形状の軸方向に可動させることにより、軸方向の位置を微調整できる。さらに、軸を平行からわずかにずらすことができ、斜め方向の位置合わせもできる。ただし、駆動機構はラックとピニオンに限定するものではなく同様の機能を有する他の方法でもよい。
【００３９】
第一の凸版、第二の凸版の凸部パターン上にあるインキを除去するクリーニングユニット２７ａ、２７ｂとしては、クリーニングシート３０ａ、３０ｂを用い、該クリーニングシートを凸部パターンと接触させることにより、除去する方式を用いることができる。このとき、図４にあるように、クリーニングシートをロール・ツー・ロール方式とすることにより、連続してインキを除去することが可能となる。
【００４０】
クリーニングシート３０ａ、３０ｂとしては、粘着性フィルムを用いることができ、具体的にはアクリル系、オレフィン系、ポリウレタン系、シリコーン系、合成ゴム系等からなる粘着フィルムを用いることができる。また、クリーニングシートとして、粘着性フィルムの他に、溶剤を含有した布を用いることもできる。
【００４１】
また、本発明において、ウェブ状の基材２５に対する巻き出しロール２８、巻き取りロール２９、圧胴２６に関しては公知のものを使用することができる。また、基材２５上にインキからなる画像パターンが形成された後は、巻き取りロール２９にて巻き取られる前に、必要に応じて乾燥工程が設けられる。乾燥工程としては、自然乾燥法、冷風乾燥法・温風乾燥法、マイクロ波乾燥法、減圧乾燥法、および、紫外線や電子線などの放射線乾燥法などの公知の方法を用いることができる。
【００４２】
本発明に用いられるインキの材料としては、一般に有機系等のインキ材料は勿論、その他に金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウムなどの金属微粒子分散液に、必要に応じ各種添加物を加えたものを用いることができる。分散媒としては、水やアルコール、有機溶媒等を用いることができる。
【００４３】
本発明に用いられる基材としては、巻き取り可能なウェブ状のフィルム基材を好適に用いることができ、その材料としてはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロース等を用いることができる。中でも、耐熱性を有するポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミドなどが好適である。また、無機フィラーを上記樹脂に添加して耐熱性を向上させたものでも良い。また、フィルムは、延伸でも未延伸でも良い。また、基材フィルムには必要に応じてガスバリア層、平滑化層、すべり層が積層されていても良い。なお、本発明において、基材としてはガラスや金属板を用いることも可能であるが、このときは印刷装置を枚葉方式とする必要がある。
【００４４】
次に、本発明の薄膜トランジスタの製造方法について述べる。本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート絶縁層を形成する工程と、ソース・ドレイン電極を形成する工程と、少なくとも該ソース・ドレイン間に半導体層を形成する工程と、を有する薄膜トランジスタの製造方法であって、ソース・ドレイン電極を形成する工程が、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の印刷方法によることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
【００４５】
図６に本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一例の説明図を示した。図６において、（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）、（ｄ１）は説明平面図であり、（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）、（ｄ２）はそれぞれ、（ａ１）〜（ｄ１）のＬ−Ｌ’で示した点線における説明断面図である。図６（ａ１）、（ａ２）においては、絶縁基板４１上にゲート電極４２が形成されている。次に、図６（ｂ１）、（ｂ２）にあっては、ゲート電極４２が形成された絶縁基板４１上にゲート絶縁層４３が形成されている。そして、図６（ｃ１）、（ｃ２）にあっては、ゲート電極４２、ゲート絶縁層４２が形成された絶縁基板４１上にソース電極４４とドレイン電極４５がパターン形成されている。さらに、図６（ｄ１）、（ｄ２）にあっては、ソース電極４４とドレイン電極４５間に半導体層４６が形成されている。
【００４６】
特に、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程において、本発明の印刷方法を好適に使用することができる。図７に、本発明の薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極を形成する工程の一例を示す説明図を示した。図７（ａ１）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図７（ｂ１）に示した第一の凸版１２１の凸部パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケットから第一の凸版１２１に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図７（ａ２）のようになる。次に、図７（ａ２）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図７（ｂ２）に示した第二の凸版１２２の凸パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケット１０から第二の凸版１２２に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図７（ａ３）のようになる。そして、それを転移した基材５には図７（ｃ）のように設計どおりのインキパターンを形成することができる。
【００４７】
図７にあっては、第一の凸版および第二の凸版に、閉ループ状の凸部パターンは含まれていない。また、第一の凸版にパターン精度を要するチャネル部分（ソース電極４４とドレイン電極４５が近接し、半導体層４６が形成される部分）を形成する凸部パターンが含まれており、第二の凸版にはパターン精度を要するチャネル部分は含まれていない。
【００４８】
本発明の薄膜トランジスタにおいて、絶縁基板４１としては絶縁体であれば前述の各種基材を用いることができる。特に、巻き取り可能なウェブ状のフィルム基材を好適に用いることができる。ゲート電極４２としては、Ａｌ、金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム、ＩＴＯなどの導体を用いることができ、形成方法としては、蒸着かスパッタ成膜後にフォトリソ・エッチングでパターニングする方法や、成膜後にレジスト印刷・エッチングする方法、導体インキを印刷する方法（フレキソ印刷、オフセット印刷、反転印刷、インクジェット印刷等）などを用いることができる。ゲート絶縁層４３としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯＮ、Ｔａ２Ｏ５など、各種の酸化物、酸窒化物などの無機絶縁膜や、ポリビニルフェノール、ポリイミド、エポキシ等の有機絶縁膜を用いることができる。
【００４９】
ソース電極４４およびドレイン電極４５としては、金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム等の金属ナノ粒子を水またはアルコール等の溶媒に溶解または分散させたインキを好適に用いることができる。半導体層４６としては、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアリルアミン誘導体、ポリアセチレン誘導体、アセン誘導体、オリゴチオフェン誘導体等の有機半導体や、ＩｎＧａＺｎＯ系、ＩｎＺｎＯ系、ＺｎＧａＯ系、ＩｎＧａＯ系、ＺｎＯ系、ＳｎＯ系、あるいはこれらの混合物等を好適に使用できる。有機半導体は、溶媒に溶かした状態でスピンコート、ダイコート、インクジェット等の方法で塗布・焼成することや、真空蒸着によって形成できる。酸化物半導体は、スパッタ、レーザーアブレーション、ＣＶＤ法などによって形成できる。また、半導体層４６は、ソース・ドレイン電極間近傍のみに形成されていてもよいし、全面に形成されていてもよい。
【００５０】
なお、本発明の薄膜トランジスタの製造方法において、その形成順序としては、絶縁基板４１上に、ゲート電極４２を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程、半導体層４６を形成する工程の順でもよいし、絶縁基板４１上に、ゲート電極４２を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、半導体層４６を形成する工程、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程の順でもよい。あるいは、絶縁基板４１上に、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程、半導体層４６を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、ゲート電極４２を形成する工程の順でもよいし、絶縁基板４１上に、半導体層４６を形成する工程、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、ゲート電極４２を形成する工程の順でもよい。
【００５１】
また、本発明の薄膜トランジスタは複数個をマトリクスアレイ状に並べてもよいし、さらに電位を保持するためのキャパシタを併設していてもよい。
【実施例１】
【００５２】
以下に、実施例について述べる。使用した印刷装置としては、図４に模式図として示したものと同一であり、ブランケット２０は、鉄製シリンダーに銅めっきし、表面研磨し、液状のシリコーンゴムを塗布し、回転させながらブレードで平坦化し、回転させたまま徐々に硬化させてシリンダー上に形成した。第一の凸版２４ａ、第二の凸版２４ｂは、鉄製シリンダーに銅めっきし、ドライフィルムレジストを貼り、フィルムマスクを巻いた状態で露光・現像することによってレジストパターンを形成し、エッチングによって凹凸を形成した。インキ塗布装置２２としては、ブレード方式のものを用いた。圧胴２６、巻き出しロール２８、巻き取りロール２９、クリーニングユニットの圧胴、巻き出しロール、巻き取りロールには、市販品を使用した。クリーニングシート３０ａ、３０ｂには、微量のエタノールを含ませた不織布を使用した。
【００５３】
インキについては、体積平均粒径Ｄｖが２０ｎｍである銀粒子水分散液からなる導電性インキを用いた。
【００５４】
基材２５にはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを使用した。インキはインキ塗布装置２２によってブランケット上に塗布され、赤外線ユニット（図示せず）によって約６０℃で予備乾燥した。こうして形成されたインキ層２３が、まず第一の凸版２４ａの凸部パターンと接触し、除去すべき部分の一部を除去した。次に第二の凸版２４ｂの凸部パターンと接触し、除去すべき部分はすべて除去された。そして、圧胴２６によって基材２５に接触・転写され、乾燥ユニット（図示せず）によって乾燥後、巻き取りロール２９で巻き取られた。
【００５５】
使用した第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂには、組み合せると５０μｍ角の２つの電極が５μｍの間隔で並ぶパターンであり、図３で示したように第一の凸版と第二の凸版に凸部パターンを分割した。電極間隔Ｌ＝１０μｍ、電極長さＷ＝１００μｍであり、また、電極幅は１００μｍ角の所望の電極パターンを形成することができた。
【実施例２】
【００５６】
図６のように、絶縁基板４１としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用い、ゲート電極４２としてＡｌを３０ｎｍ蒸着、フォトリソ・エッチングによって幅１００μｍのパターンとした。さらに有機のゲート絶縁膜としてポリビニルフェノールのイソプロピルアルコール溶液をダイコートし、１８０℃で焼成して１μｍ厚とした。次に、図７のように本発明の反転印刷法を用いてソース電極４４およびドレイン電極４５を形成した。用いたインキは体積平均粒径Ｄｖが２０ｎｍである銀粒子水分散液からなる導電性インキであり、チャネル長は１０μｍ、チャネル幅は１００μｍとした。チャネルを形成する部分は、図７のようにすべて第一の凸版１２１に含めた。最後に、チャネル部に半導体層としてポリチオフェン（具体的にはポリ３ヘキシルチオフェン）のトルエン溶液をインクジェットによって形成した。
【００５７】
作製した薄膜トランジスタのＶｇ−Ｉｄ特性を測定し、移動度７×１０−４ｃｍ２／Ｖｓのトランジスタ特性が得られた。
【００５８】
（比較例１）
実施例１の印刷装置において、第二の凸版を取り外し、第一の凸版には１００μｍ角の電極が１０μｍの間隔で並ぶパターンを形成しておいた。通常の反転印刷を行ったところ、図２のように、１００μｍ角の電極パターンの１つは欠損してしまい、もう１つにも変形がみられた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は従来の反転印刷法による印刷装置の一例の模式図である。
【図２】図２は従来の反転印刷法におけるの説明図である。
【図３】図３は本発明の反転印刷法の説明図である。
【図４】図４は本発明の印刷物の製造方法における印刷装置の模式図である。
【図５】図５は本発明の第一の凸版と第二の凸版の駆動機構の模式図である。
【図６】図６は本発明の薄膜トランジスタ製造方法の一例の説明図である。
【図７】図７は本発明の薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極を形成する工程の一例の説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…シリンダー
２…インキ塗布装置
３…インキ
４…除去版
５…基材
６…ステージ
１０…ブランケット
１１…インキ
１２…凸版
１２１…第一の凸版
１２２…第二の凸版
１３…凸部パターン
２０…ブランケット
２１…シリンダー
２２…インキ塗布装置
２３…インキ
２４ａ…第一の凸版
２４ｂ…第二の凸版
２５…基材
２６…圧胴
２７ａ…クリーニングユニット
２７ｂ…クリーニングユニット
２８…巻き出しロール
２９…巻き取りロール
３０ａ…クリーニングシート
３０ｂ…クリーニングシート
３２ａ…ピニオン
３２ｂ…ピニオン
３３…ラック
３５…調整ギア
３６…調整ギア
４１…絶縁基板
４２…ゲート電極
４３…ゲート絶縁層
４４…ソース電極
４５…ドレイン電極
４６…半導体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキからなる画像パターンを基材上に形成した印刷物の製造方法に関するものであり、特に、微小な孤立パターンである画像パターンを基材上に形成する場合に適している。なお、本発明の印刷物としては、薄膜トランジスタ、液晶表示装置用カラーフィルタ、有機ＥＬ素子、回路基材、マイクロレンズ、バイオチップ等を例示することができる。
【背景技術】
【０００２】
印刷は、紙に文字や画像を書く出版の分野から、配線や抵抗体などを形成するエレクトロニクス分野へと応用が広がり、微細化、高品質化が求められている。微細なパターニングを実現する方法として、反転印刷法が開発されている（特許文献１）。
【０００３】
従来の反転印刷法による印刷装置の一例の模式図を図１に示した。シリコーンからなるブランケットが固定されたシリンダー１とブランケット上にインキを供給するインキ塗布ユニット２を有しており、ステージ６上には凸部パターンを有する除去版４と基材５が固定されている。
【０００４】
図１を用いて従来の反転印刷法による基材上へのインキパターンの印刷方法について示す。まず、シリンダー１を回転させ、インキ塗布装置２からインキを供給することにより、シリンダー１に固定されたブランケット表面にインキ３層を形成する。次に、シリンダー１を除去版４の凸部パターンとを接触させ、シリンダー１を回転させることにより、ブランケット上にあるインキ３のうち凸部パターンと接触したインキはブランケットから除去版４の凸部パターンに転移し、ブランケット上にはインキパターンが形成される。最後に、ブランケットと基材５を接触させシリンダー１を回転させることにより、ブランケット上にあるインキパターンを基材５に転写させ、基材５上にインキパターンが形成される。すなわち、除去版４の凸部パターンは、基材５に形成される所望のインキパターンのネガパターンとなっている。なお、図１では、シリンダー１を除去版４及び基材５に接触、回転させるにあたって、シリンダー１が移動する様子を矢印により示してある。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６０−２９３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基材上に形成される所望の画像パターンが微小な孤立パターンである場合、１つの除去版のみを用いると、除去版は微小な孤立凹パターンの外周部を全て囲んだ閉ループ状の凸部パターンを有することになり、ブランケットを除去版に押し付けた際に凹部に閉じ込められた空気が漏れてインキパターンを変形させたり、ブランケットから除去版を引き離す際に凹部内が減圧状態になり、ブランケットに残すべきインキも除去してしまうという問題があった。ブランケットは弾性体なので除去版との接触部は一定の面積を有するが、微小な孤立パターンの大きさが該パターンの周囲に閉ループ状にある接触部に対して小さい場合に起こりやすい。
【０００７】
具体的には、ブランケットと除去版の接触部は、ブランケットもしくは除去版の少なくとも一方が円筒状である場合、円筒の軸に平行な方向については全長、接線方向については弾性体の変形により接触する長さ（ブランケットの厚さや硬度、シリンダーの径、凸版の押圧などによるが、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度）の長方形で表される。この内部に孤立パターンを囲む閉ループが入っていると、前記の問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明では、反転印刷方式により基材上に画像パターンを形成し印刷物を製造する場合において、微小な孤立パターンであっても画像パターンが変形したり、印刷抜けが生じないインキからなる正確な画像パターンを有する印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を課題を解決するために請求項１に係る発明としては、基材上にインキからなる画像パターンを形成した印刷物の製造方法であって、ブランケット上にインキを設ける工程と、第一の凸版をブランケットに接触させることにより、第一の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、第二の凸版をブランケットに接触させることにより、第二の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、ブランケット上に残ったインキを基材と接触させることにより、基材上にインキからなる画像パターンを形成する工程を備えることを特徴とする印刷方法とした。
【００１０】
また、請求項２に係る発明としては、前記画像パターンが孤立したパターンであって、ブランケット上のインキ層に対して、第一の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の一部を除去し、第二の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の残りの部分を除去することを特徴とする請求項１記載の印刷物の製造方法であって、第一の凸版及び第二の凸版の凸部が閉ループを有さないことを特徴とする請求項１記載の印刷方法とした。
【００１１】
また、請求項３に係る発明としては、前記第一の凸版及び前記第二の凸版のうち、一方が高精度の凸部パターンを有し、他方が高精度を必要としない凸部パターンを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の印刷方法とした。
【００１２】
また、請求項４に係る発明としては、前記ブランケットがシリンダー上に固定されているか、あるいはシリンダー状であり、前記第一の凸版と前記第二の凸版が回転可能な円筒上に設けられており、且つ、基材がウェブ状であり、該基材上にインキからなる画像パターンがロール・ツー・ロール方式で連続して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法とした。
【００１３】
また、請求項５に係る発明としては、前記凸部パターンが円筒上に設けられた第一の凸版と第二の凸版において、ブランケットから転写、除去された凸部パターン上にあるインキを連続して除去する工程を有することを特徴とする請求項４記載の印刷方法とした。
【００１４】
また、請求項６に係る発明としては、絶縁基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート絶縁層を形成する工程と、ソース・ドレイン電極を形成する工程と、該ソース・ドレイン間に半導体層を形成する工程とを少なくとも備える薄膜トランジスタの製造方法であって、ソース・ドレイン電極を形成する工程が、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の印刷方法により形成されることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の印刷方法を用いることにより、インキを除去する凸版の形状を適切に選択することができた。また、画像パターンが孤立パターンを有する場合でも、良好なパターンを形成できた。特に、薄膜トランジスタを製造するにあたって、本発明の印刷方法を用いてソース・ドレイン電極を形成することにより、良好なパターン形状を有するソース・ドレイン電極を得ることができ、優れたトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明では、ブランケット上にインキ層を形成する工程の後に、第一の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させブランケット上の不要部分のインキを除去する工程と、第二の凸版の凸部パターンを接触させ、ブランケット上の残りの不要部分のインキを除去する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
図２に従来の反転印刷法におけるブランケット上のインキパターンの除去工程の説明図を示した。図２（ａ１）、（ａ２）はブランケット表面のインキパターン図であり、（ｂ）は除去版である凸版の凸部パターン図であり、（ｃ）は基材への転写パターン図である。図２（ａ１）において、ブランケット１０上にインキ１１は全面に塗布されている。図２（ｂ）において、凸版１２は所望の画像パターンのネガパターンである凸部パターン１３を有しており、図２（ａ１）にあるブランケットと図２（ｂ）にある凸部パターンを接触することにより、図２（ａ２）のブランケット１１には所望のパターンを有するインキが形成されるべきであるが、前述したとおり、所望の画像パターンが孤立パターンである場合、インキパターンが変形したり、ブランケットに残すべきインキがパターンの周辺部と共に除去されてしまうという問題が発生する。そのため、図２（ｃ）のように基材に転写されたパターンは設計とは異なる。
【００１８】
図３に本発明の反転印刷法におけるブランケット上のインキパターンの除去工程の説明図を示した。図３（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）はブランケット表面のインキパターン図であり、図３（ｂ１）は除去版である第一の凸版の凸部パターン図であり、（ｂ２）は第二の凸版の凸部パターン図であり、（ｃ）は基材への転写パターン図である。
【００１９】
図３（ａ１）では、図２（ａ）と同様にブランケット１０上にインキ１１は全面に塗布されている。図３（ａ１）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図３（ｂ１）に示した第一の凸版１２１の凸部パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケットから第一の凸版１２１に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図３（ａ２）のようになる。次に、図３（ａ２）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図３（ｂ２）に示した第二の凸版１２２の凸部パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケット１０から第二の凸版１２２に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図３（ａ３）のようになる。
【００２０】
図３に示したとおり、本発明において、第一の凸版１２１と第二の凸版１２２は、孤立パターンの周辺部の不要なインキ部分を分割して２回にわたって除去している。本発明は、図３に示したような孤立パターンからなる画像パターンを形成する際に好適に使用することができ、孤立パターンの周辺のインキの除去を、第一の凸版及び第二の凸版が閉ループ状の凸部パターンを有さないように、第一の凸版と第二の凸版に分割することにより、孤立パターンが凸版に除去されることなく、ブランケット上にインキパターンを形成することができる。ここで第一の凸版と第二の凸版は一部重なりを有していても良い。位置ずれによる余裕を持たせるためには重なりを持つ方が好ましい。また、本発明にあっては、前記接触部の長方形に内包されるの孤立パターンを基材上に形成する場合において、閉ループ状の凸部パターンを有さない第一の凸版および第二の凸版を用いて、ブランケット上にあるインキの孤立パターンのループ状の不要部を分割し、２回にわたって除去することが好ましい。そして、それを転写した基材５には図３（ｃ）のように設計どおりのインキパターンを形成することができる。
【００２１】
また、図３にあっては、第一の凸版にパターン精度を要する凸部パターンを形成し、第二の凸版においてパターン精度を要しない凸部パターンを形成している。第一の凸版ではパターン間隔Ｌやパターン長さＷを決定し、第二の凸版においてはインキパターンを孤立させるだけの役割を担っている。なお、第一の凸版と第二の凸版の役割は逆であっても良い。
【００２２】
なお、本願発明にあっては、ブランケット上のインキをパターニングするための凸版は２つ以上であれば良く、除去版である凸版の数を２つに限定するものではない。
【００２３】
次に、本発明の印刷物の製造方法に用いられる印刷装置について示す。図４に本発明の印刷物の製造方法における印刷装置の模式図を示した。図４において、シリンダー２１上にはブランケット２０が固定されており、インキ塗布装置２２が設けてある。また、インキ２３をパターニングするための第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂが備えられている。また、基材２５は巻きだしロール２８から引き出され、圧胴２６を通過して、巻き取りロール２９で巻き取られる。また、第一の凸版、第二の凸版にはそれぞれ、クリーニングユニット２７ａ、２７ｂが備えられている。
【００２４】
図４を用いて、本発明の印刷方法について示す。まず、インキ塗布装置２２からシリンダー２１に固定されたブランケット２０にインキ２３が供給され、該シリンダー上にインキ２３層が形成される。ブランケット２０上のインキは第一の凸版２４ａと接触させることにより不要な部分が取り除かれ、第一の凸版２４ａに続いて第二の凸版２４ｂと接触されることにより不要な部分が再度取り除かれ、ブランケット２０上に画像パターンからなるインキ２３パターンが形成される。そして、ブランケット２０上のインキ２３パターンは基材２５に転写される。このとき、基材２５はウェブ状であり、巻きだしロール２８から引き出され、巻き取りロール２９で巻き取られ、圧胴２６で基材２５とブランケット２０を接触させている。
【００２５】
第一の凸版２４ａ及び第二の凸版２４ｂにあっては、ブランケットから転写されたインキを除去する機構を有する必要があり、クリーニングユニット２７ａ及び２７ｂが設けられている。
【００２６】
図４に示した本発明の印刷装置にあっては、基材２５がウェブ状であり、ブランケット２０がシリンダー２１上に固定され、第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂが回転可能な円筒形状であり、ロール・ツー・ロール方式により、基材２５上にインキからなる画像パターンが連続して形成される。本発明にあっては、ブランケットが平版状であり、第一の凸版と第二の凸版が円筒状であっても構わないし、ブランケットがシリンダー上に固定されており、第一の凸版と第二の凸版が平版状であっても構わない。
【００２７】
しかしながら、ウェブ状の基材に対しロール・ツー・ロール方式で印刷物を製造し、基材上にインキからなる画像パターンを連続して形成することにより、生産性が向上し、製造コストを抑えることが可能となる。
【００２８】
以下、図４に従い、各機構について説明する。ブランケット２０としては弾性ブランケットと剛性ブランケットのいずれかを用いることができる。ブランケットという言葉は本来、毛布もしくは毛布のようにくるむものを意味しており、シリンダー上に形成されたゴム状の部分を意味する。しかし本発明では、反転印刷法において、インキ層を形成し、凸版で不要部を除去し、できたパターンを基材に転写するための、一時的な保持体をブランケットと呼ぶ。
【００２９】
ブランケット２０はシリンダー２１上に固定される。弾性ブランケットを用いる場合、ブランケット２０とシリンダー２１の間に弾性ブランケットよりやわらかいクッション層を有してもよい。弾性ブランケット形成材料としてはシリコーンゴムを好適に用いることができる。弾性ブランケットのシリンダーへの固定化の方法としては、金属製のシリンダー２１に対しシリコーンゴムを塗布し、硬化させる方法や、シリコーンゴムシートをシリンダー上に貼り付ける方法を用いることができる。
【００３０】
一方、剛性ブランケット形成材料として金属やガラスを使用することができる。また、シランカップリング剤を用いて、金属やガラス表面を表面処理したものを用いることもできる。シランカップリング剤の例としては、トリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類などが挙げられる。シランカップリング剤の一部位としては、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などの有機化合物との反応性基を選ぶことができる。また、アルキル基や、その一部にフッ素原子が置換された基や、シロキサンが結合して、表面エネルギーの小さな表面を形成できる置換基を選ぶことができる。反応性基を有するシランカップリング剤を用いる場合には、シランカップリング剤でガラス基板の表面を処理した後、所定の表面自由エネルギーになるように他のモノマー成分を塗工し結合させても良い。反応性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを用いることができ、モノマーとしては、スチレン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチルプロパントリグリシジルエーテル、ラウリルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。また、反応性基を有さないシランカップリング剤としてはメチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシランなどを用いることができる。但し、アルキル基に限定されるものではない。
【００３１】
シランカップリング剤は、金属製のシリンダー上に塗布する方法や、金属製のシリンダーの表面にガラス膜を形成し、さらにシランカップリング剤を塗布する方法により、シリンダー表面に固定化することができる。具体的には、シランカップリング剤を水、酢酸水、水−アルコール混合液、或いは、アルコール溶液に希釈させた溶液を、アプリケータ法などを用いて表面に塗工し乾燥する方法を用いることができる。
【００３２】
ブランケット２０上へインキ２３を塗布するインキ塗布装置２２としては、公知のものが使用できるが、具体的には、ダイコート方式、キャップコート方式、ロールコート方式、アプリケータ方式、スプレーコート方式などを用いることができる。
【００３３】
また、ブランケット２０上のインキ２３が第一の凸版２４ａと接触する前に乾燥工程が入ることが望ましい。乾燥工程の目的はインキ２３の粘度、チキソトロピー性、脆性を上げることである。ブランケット２０上のインキ２３を第一の凸版２４ａと接触する前に半乾燥状態とすることにより、第一の凸版２４ａおよび第二の凸版２４ｂによって、正確にインキをパターニングすることが可能となる。しかしながら、ブランケット２０上でインキ３が完全に乾燥した場合には第一の凸版２４ａ、第二の凸版２４ｂでの不要なインキの除去、及びインキパターンのブランケットから基材への転写の際に、ブランケットにインキが残ってしまうことがあるため、インキは半乾燥状態である必要がある。乾燥工程としては、自然乾燥法、冷風乾燥法・温風乾燥法、マイクロ波乾燥法、減圧乾燥法、および、紫外線や電子線などの放射線乾燥法などの公知の方法を用いることができる。
【００３４】
第一の凸版２４ａ及び第二の凸版２４ｂにあっては、剛性凸版、弾性凸版のいずれかを用いることができる。剛性凸版としては金属板や金属ロールの表面を加工したものや、金属表面にガラス膜を形成し、該ガラス膜を加工して凸部パターンを形成したものを用いることができる。
また、弾性凸版としては、樹脂凸版を用いることができ、ナイロン、アクリル、シリコーン樹脂、スチレン−ジエン共重合体といった樹脂材料、および、エチレンプロピレン系、ブチル系、ウレタン系のゴム等のゴム材料から成る凸版印刷やフレキソ印刷用の樹脂製の凸版を用いることができる。
【００３５】
樹脂凸版の製造方法としては、型に樹脂を流し込む方法、彫刻する方法等を用いることができる。また感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィー法により凸部を形成することにより高精度のものが作製できる。
【００３６】
第一の凸版、第二の凸版は、円筒状の版胴２２に装着することにより、円筒状の凸版として使用されるが、凸版と円筒状の版胴２２の間に、凸版より柔かいクッション層を有しても良い。あるいは、版胴上に直接凸部パターンを形成したものを用いても良い。
【００３７】
本発明においては、ブランケットとして剛性ブランケット、弾性ブランケットのいずれかを用いることができ、第一の凸版、第二の凸版として、剛性凸版、弾性凸版のいずれかを用いることができる。弾性ブランケットを用いた場合には、第一の凸版、第二の凸版としては剛性凸版を用いることが好ましく、一方、剛性ブランケットを用いた場合には、弾性凸版を用いることが好ましい。
【００３８】
図５に本発明の第一の凸版と第二の凸版の駆動機構の模式図を示した。図５において、第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂは、紙面と垂直方向に円筒形状を有している。第一の凸版２４ａ、第二の凸版２４ｂの動きはラック３３とピニオン３２ａ、３２ｂによって行われる。第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂは同じ歯数のギアで同じ回転数に制御されている。そして、補助歯車３５、３６の位置を図５の紙面の上下方向に調整することによって、第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂの位相を調整することができる。また、紙面と垂直方向である、第一の凸版と第二の凸版の円筒形状の軸方向に可動させることにより、軸方向の位置を微調整できる。さらに、軸を平行からわずかにずらすことができ、斜め方向の位置合わせもできる。ただし、駆動機構はラックとピニオンに限定するものではなく同様の機能を有する他の方法でもよい。
【００３９】
第一の凸版、第二の凸版の凸部パターン上にあるインキを除去するクリーニングユニット２７ａ、２７ｂとしては、クリーニングシート３０ａ、３０ｂを用い、該クリーニングシートを凸部パターンと接触させることにより、除去する方式を用いることができる。このとき、図４にあるように、クリーニングシートをロール・ツー・ロール方式とすることにより、連続してインキを除去することが可能となる。
【００４０】
クリーニングシート３０ａ、３０ｂとしては、粘着性フィルムを用いることができ、具体的にはアクリル系、オレフィン系、ポリウレタン系、シリコーン系、合成ゴム系等からなる粘着フィルムを用いることができる。また、クリーニングシートとして、粘着性フィルムの他に、溶剤を含有した布を用いることもできる。
【００４１】
また、本発明において、ウェブ状の基材２５に対する巻き出しロール２８、巻き取りロール２９、圧胴２６に関しては公知のものを使用することができる。また、基材２５上にインキからなる画像パターンが形成された後は、巻き取りロール２９にて巻き取られる前に、必要に応じて乾燥工程が設けられる。乾燥工程としては、自然乾燥法、冷風乾燥法・温風乾燥法、マイクロ波乾燥法、減圧乾燥法、および、紫外線や電子線などの放射線乾燥法などの公知の方法を用いることができる。
【００４２】
本発明に用いられるインキの材料としては、一般に有機系等のインキ材料は勿論、その他に金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウムなどの金属微粒子分散液に、必要に応じ各種添加物を加えたものを用いることができる。分散媒としては、水やアルコール、有機溶媒等を用いることができる。
【００４３】
本発明に用いられる基材としては、巻き取り可能なウェブ状のフィルム基材を好適に用いることができ、その材料としてはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロース等を用いることができる。中でも、耐熱性を有するポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミドなどが好適である。また、無機フィラーを上記樹脂に添加して耐熱性を向上させたものでも良い。また、フィルムは、延伸でも未延伸でも良い。また、基材フィルムには必要に応じてガスバリア層、平滑化層、すべり層が積層されていても良い。なお、本発明において、基材としてはガラスや金属板を用いることも可能であるが、このときは印刷装置を枚葉方式とする必要がある。
【００４４】
次に、本発明の薄膜トランジスタの製造方法について述べる。本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート絶縁層を形成する工程と、ソース・ドレイン電極を形成する工程と、少なくとも該ソース・ドレイン間に半導体層を形成する工程と、を有する薄膜トランジスタの製造方法であって、ソース・ドレイン電極を形成する工程が、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の印刷方法によることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
【００４５】
図６に本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一例の説明図を示した。図６において、（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）、（ｄ１）は説明平面図であり、（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）、（ｄ２）はそれぞれ、（ａ１）〜（ｄ１）のＬ−Ｌ’で示した点線における説明断面図である。図６（ａ１）、（ａ２）においては、絶縁基板４１上にゲート電極４２が形成されている。次に、図６（ｂ１）、（ｂ２）にあっては、ゲート電極４２が形成された絶縁基板４１上にゲート絶縁層４３が形成されている。そして、図６（ｃ１）、（ｃ２）にあっては、ゲート電極４２、ゲート絶縁層４２が形成された絶縁基板４１上にソース電極４４とドレイン電極４５がパターン形成されている。さらに、図６（ｄ１）、（ｄ２）にあっては、ソース電極４４とドレイン電極４５間に半導体層４６が形成されている。
【００４６】
特に、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程において、本発明の印刷方法を好適に使用することができる。図７に、本発明の薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極を形成する工程の一例を示す説明図を示した。図７（ａ１）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図７（ｂ１）に示した第一の凸版１２１の凸部パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケットから第一の凸版１２１に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図７（ａ２）のようになる。次に、図７（ａ２）に示したブランケット１０上のインキ１１は、図７（ｂ２）に示した第二の凸版１２２の凸パターン１３と接触し、接触した箇所のインキがブランケット１０から第二の凸版１２２に転移するため、ブランケット１０上のインキ１１は図７（ａ３）のようになる。そして、それを転移した基材５には図７（ｃ）のように設計どおりのインキパターンを形成することができる。
【００４７】
図７にあっては、第一の凸版および第二の凸版に、閉ループ状の凸部パターンは含まれていない。また、第一の凸版にパターン精度を要するチャネル部分（ソース電極４４とドレイン電極４５が近接し、半導体層４６が形成される部分）を形成する凸部パターンが含まれており、第二の凸版にはパターン精度を要するチャネル部分は含まれていない。
【００４８】
本発明の薄膜トランジスタにおいて、絶縁基板４１としては絶縁体であれば前述の各種基材を用いることができる。特に、巻き取り可能なウェブ状のフィルム基材を好適に用いることができる。ゲート電極４２としては、Ａｌ、金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム、ＩＴＯなどの導体を用いることができ、形成方法としては、蒸着かスパッタ成膜後にフォトリソ・エッチングでパターニングする方法や、成膜後にレジスト印刷・エッチングする方法、導体インキを印刷する方法（フレキソ印刷、オフセット印刷、反転印刷、インクジェット印刷等）などを用いることができる。ゲート絶縁層４３としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯＮ、Ｔａ２Ｏ５など、各種の酸化物、酸窒化物などの無機絶縁膜や、ポリビニルフェノール、ポリイミド、エポキシ等の有機絶縁膜を用いることができる。
【００４９】
ソース電極４４およびドレイン電極４５としては、金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム等の金属ナノ粒子を水またはアルコール等の溶媒に溶解または分散させたインキを好適に用いることができる。半導体層４６としては、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアリルアミン誘導体、ポリアセチレン誘導体、アセン誘導体、オリゴチオフェン誘導体等の有機半導体や、ＩｎＧａＺｎＯ系、ＩｎＺｎＯ系、ＺｎＧａＯ系、ＩｎＧａＯ系、ＺｎＯ系、ＳｎＯ系、あるいはこれらの混合物等を好適に使用できる。有機半導体は、溶媒に溶かした状態でスピンコート、ダイコート、インクジェット等の方法で塗布・焼成することや、真空蒸着によって形成できる。酸化物半導体は、スパッタ、レーザーアブレーション、ＣＶＤ法などによって形成できる。また、半導体層４６は、ソース・ドレイン電極間近傍のみに形成されていてもよいし、全面に形成されていてもよい。
【００５０】
なお、本発明の薄膜トランジスタの製造方法において、その形成順序としては、絶縁基板４１上に、ゲート電極４２を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程、半導体層４６を形成する工程の順でもよいし、絶縁基板４１上に、ゲート電極４２を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、半導体層４６を形成する工程、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程の順でもよい。あるいは、絶縁基板４１上に、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程、半導体層４６を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、ゲート電極４２を形成する工程の順でもよいし、絶縁基板４１上に、半導体層４６を形成する工程、ソース電極４４とドレイン電極４５を形成する工程、ゲート絶縁層４３を形成する工程、ゲート電極４２を形成する工程の順でもよい。
【００５１】
また、本発明の薄膜トランジスタは複数個をマトリクスアレイ状に並べてもよいし、さらに電位を保持するためのキャパシタを併設していてもよい。
【実施例１】
【００５２】
以下に、実施例について述べる。使用した印刷装置としては、図４に模式図として示したものと同一であり、ブランケット２０は、鉄製シリンダーに銅めっきし、表面研磨し、液状のシリコーンゴムを塗布し、回転させながらブレードで平坦化し、回転させたまま徐々に硬化させてシリンダー上に形成した。第一の凸版２４ａ、第二の凸版２４ｂは、鉄製シリンダーに銅めっきし、ドライフィルムレジストを貼り、フィルムマスクを巻いた状態で露光・現像することによってレジストパターンを形成し、エッチングによって凹凸を形成した。インキ塗布装置２２としては、ブレード方式のものを用いた。圧胴２６、巻き出しロール２８、巻き取りロール２９、クリーニングユニットの圧胴、巻き出しロール、巻き取りロールには、市販品を使用した。クリーニングシート３０ａ、３０ｂには、微量のエタノールを含ませた不織布を使用した。
【００５３】
インキについては、体積平均粒径Ｄｖが２０ｎｍである銀粒子水分散液からなる導電性インキを用いた。
【００５４】
基材２５にはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを使用した。インキはインキ塗布装置２２によってブランケット上に塗布され、赤外線ユニット（図示せず）によって約６０℃で予備乾燥した。こうして形成されたインキ層２３が、まず第一の凸版２４ａの凸部パターンと接触し、除去すべき部分の一部を除去した。次に第二の凸版２４ｂの凸部パターンと接触し、除去すべき部分はすべて除去された。そして、圧胴２６によって基材２５に接触・転写され、乾燥ユニット（図示せず）によって乾燥後、巻き取りロール２９で巻き取られた。
【００５５】
使用した第一の凸版２４ａと第二の凸版２４ｂには、組み合せると５０μｍ角の２つの電極が５μｍの間隔で並ぶパターンであり、図３で示したように第一の凸版と第二の凸版に凸部パターンを分割した。電極間隔Ｌ＝１０μｍ、電極長さＷ＝１００μｍであり、また、電極幅は１００μｍ角の所望の電極パターンを形成することができた。
【実施例２】
【００５６】
図６のように、絶縁基板４１としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用い、ゲート電極４２としてＡｌを３０ｎｍ蒸着、フォトリソ・エッチングによって幅１００μｍのパターンとした。さらに有機のゲート絶縁膜としてポリビニルフェノールのイソプロピルアルコール溶液をダイコートし、１８０℃で焼成して１μｍ厚とした。次に、図７のように本発明の反転印刷法を用いてソース電極４４およびドレイン電極４５を形成した。用いたインキは体積平均粒径Ｄｖが２０ｎｍである銀粒子水分散液からなる導電性インキであり、チャネル長は１０μｍ、チャネル幅は１００μｍとした。チャネルを形成する部分は、図７のようにすべて第一の凸版１２１に含めた。最後に、チャネル部に半導体層としてポリチオフェン（具体的にはポリ３ヘキシルチオフェン）のトルエン溶液をインクジェットによって形成した。
【００５７】
作製した薄膜トランジスタのＶｇ−Ｉｄ特性を測定し、移動度７×１０−４ｃｍ２／Ｖｓのトランジスタ特性が得られた。
【００５８】
（比較例１）
実施例１の印刷装置において、第二の凸版を取り外し、第一の凸版には１００μｍ角の電極が１０μｍの間隔で並ぶパターンを形成しておいた。通常の反転印刷を行ったところ、図２のように、１００μｍ角の電極パターンの１つは欠損してしまい、もう１つにも変形がみられた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は従来の反転印刷法による印刷装置の一例の模式図である。
【図２】図２は従来の反転印刷法におけるの説明図である。
【図３】図３は本発明の反転印刷法の説明図である。
【図４】図４は本発明の印刷物の製造方法における印刷装置の模式図である。
【図５】図５は本発明の第一の凸版と第二の凸版の駆動機構の模式図である。
【図６】図６は本発明の薄膜トランジスタ製造方法の一例の説明図である。
【図７】図７は本発明の薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極を形成する工程の一例の説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…シリンダー
２…インキ塗布装置
３…インキ
４…除去版
５…基材
６…ステージ
１０…ブランケット
１１…インキ
１２…凸版
１２１…第一の凸版
１２２…第二の凸版
１３…凸部パターン
２０…ブランケット
２１…シリンダー
２２…インキ塗布装置
２３…インキ
２４ａ…第一の凸版
２４ｂ…第二の凸版
２５…基材
２６…圧胴
２７ａ…クリーニングユニット
２７ｂ…クリーニングユニット
２８…巻き出しロール
２９…巻き取りロール
３０ａ…クリーニングシート
３０ｂ…クリーニングシート
３２ａ…ピニオン
３２ｂ…ピニオン
３３…ラック
３５…調整ギア
３６…調整ギア
４１…絶縁基板
４２…ゲート電極
４３…ゲート絶縁層
４４…ソース電極
４５…ドレイン電極
４６…半導体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上にインキからなる画像パターンを形成した印刷物の製造方法であって、
ブランケット上にインキを設ける工程と、
第一の凸版をブランケットに接触させることにより、第一の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、
第二の凸版をブランケットに接触させることにより、第二の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、
ブランケット上に残ったインキを基材と接触させることにより、基材上にインキからなる画像パターンを形成する工程を
備えることを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
前記画像パターンが孤立したパターンであって、ブランケット上のインキ層に対して、
第一の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の一部を除去し、第二の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の残りの部分を除去することを特徴とする請求項１記載の印刷物の製造方法であって、第一の凸版及び第二の凸版の凸部が閉ループを有さないことを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
【請求項３】
前記第一の凸版及び前記第二の凸版のうち、一方が高精度の凸部パターンを有し、他方が高精度を必要としない凸部パターンを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の印刷方法。
【請求項４】
前記ブランケットがシリンダー上に固定されているか、あるいはシリンダー状であり、前記第一の凸版と前記第二の凸版が回転可能な円筒上に設けられており、且つ、基材がウェブ状であり、該基材上にインキからなる画像パターンがロール・ツー・ロール方式で連続して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法。
【請求項５】
前記凸部パターンが円筒上に設けられた第一の凸版と第二の凸版において、ブランケットから転写、除去された凸部パターン上にあるインキを連続して除去する工程を有することを特徴とする請求項４記載の印刷方法。
【請求項６】
絶縁基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート絶縁層を形成する工程と、ソース・ドレイン電極を形成する工程と、該ソース・ドレイン間に半導体層を形成する工程とを少なくとも備える薄膜トランジスタの製造方法であって、
ソース・ドレイン電極を形成する工程が、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の印刷方法により形成されることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１】
基材上にインキからなる画像パターンを形成した印刷物の製造方法であって、
ブランケット上にインキを設ける工程と、
第一の凸版をブランケットに接触させることにより、第一の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、
第二の凸版をブランケットに接触させることにより、第二の凸版の凸部パターンと接触した部分のブランケット上のインキを除去する工程と、
ブランケット上に残ったインキを基材と接触させることにより、基材上にインキからなる画像パターンを形成する工程を
備えることを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
前記画像パターンが孤立したパターンであって、ブランケット上のインキ層に対して、
第一の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の一部を除去し、第二の凸版の凸部パターンをブランケットに接触させることにより、該画像パターンに対応したインキの周辺部の残りの部分を除去することを特徴とする請求項１記載の印刷物の製造方法であって、第一の凸版及び第二の凸版の凸部が閉ループを有さないことを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
【請求項３】
前記第一の凸版及び前記第二の凸版のうち、一方が高精度の凸部パターンを有し、他方が高精度を必要としない凸部パターンを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の印刷方法。
【請求項４】
前記ブランケットがシリンダー上に固定されているか、あるいはシリンダー状であり、前記第一の凸版と前記第二の凸版が回転可能な円筒上に設けられており、且つ、基材がウェブ状であり、該基材上にインキからなる画像パターンがロール・ツー・ロール方式で連続して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷方法。
【請求項５】
前記凸部パターンが円筒上に設けられた第一の凸版と第二の凸版において、ブランケットから転写、除去された凸部パターン上にあるインキを連続して除去する工程を有することを特徴とする請求項４記載の印刷方法。
【請求項６】
絶縁基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート絶縁層を形成する工程と、ソース・ドレイン電極を形成する工程と、該ソース・ドレイン間に半導体層を形成する工程とを少なくとも備える薄膜トランジスタの製造方法であって、
ソース・ドレイン電極を形成する工程が、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の印刷方法により形成されることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２６８７１３（Ｐ２００７−２６８７１３Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９３４７３（Ｐ２００６−９３４７３）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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