JPS5853479A - 薄膜の製造方法 - Google Patents

薄膜の製造方法

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JPS5853479A
JPS5853479A JP56151168A JP15116881A JPS5853479A JP S5853479 A JPS5853479 A JP S5853479A JP 56151168 A JP56151168 A JP 56151168A JP 15116881 A JP15116881 A JP 15116881A JP S5853479 A JPS5853479 A JP S5853479A
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JP
Japan
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plate
ink
printing
thin film
manufactured
Prior art date
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Pending
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JP56151168A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Araki
敏彦 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/10Intaglio printing ; Gravure printing

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Printing Methods (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無機物ないし有機物薄膜の製造方法に関し、特
に、印刷法による任意の形状が可能で、多量少量に関わ
らず製造が容易である薄膜の製造方法に関する。
多くの液晶表示素子や半導体素子の絶縁薄膜や液晶分子
の配向制御膜には、多種類の有機物ないし無機物薄膜が
用いられており、これら薄膜の製造方法は、製品のコス
ト・品質を左右する1要因としての重要性が高い。液晶
表示素子の場合、一般的にガラス基板上には、酸化イン
ジウムや酸化スズ等の透明導電薄膜・二酸化ケイ素等の
絶縁薄膜・lリイミド樹脂やシランカップリング剤等の
配向制御薄膜などの多種の薄膜が逐次形成され、その後
、この基板間に液晶化合物を封じ込めて製造する。通常
、これらの薄膜は、スピンコード法・スプレーフート法
・ロールコート法□ディッピング等速引き上げ法・av
n法・真空蒸着法岬によって製造されている。スピンコ
ード法について説明すると、まず、数100℃の温度に
加熱すると溶媒の蒸発や熱分解の過程を経て固化するよ
うな物質を含む溶液を、基板全面に滴下して濡らし、そ
の後、基板面に垂直な軸のまわりに基板を回転させて過
剰の溶液を振り切り、次に加熱焼成して所望の厚みの薄
膜を得る。然しながら、この方法によると、基板が大き
くなると回転中心部と周辺部との膜厚に大きな差がでて
くるという欠点の他に、薄膜が基板の全面に形成される
ため、電極の引き出し端子部分は導通不良を防ぐために
薄膜が形成されないような処置を実施するか、薄膜形成
後に除去することが必要になる。例えば、このような部
分に溶液をはじく性質を有する界面活性剤をあらかじめ
塗布しておくか、薄膜形成後に全面に7オトレジストを
塗布した後、薄膜の除去が必要な部分の7オトレジスト
に窓を開けてその部分の薄膜を酸等でエツチング除去す
る。このように、良い条件の下で薄膜を形成しても他の
物質な表面に塗着することにより表面を汚染したり、製
造工程が複雑になることで、全体の不良率が大きくなっ
たりして製品コストが上がるというような整置を有して
いる。
このため、よりよい品質でより安価な製品を、量の多少
に関わらず提供していくためには、必要な部分に必要な
薄膜を最少の工程で形成しなければならない。このよう
な目的に合う製造方法としては何らかの印刷による方法
が一般的であるが、通常実施されている印刷方法をその
ままの形で薄膜の製造に利用することはかなり困難であ
る。その理由として、印刷に用いるインクは、印刷性を
考慮して、一般的にいってかなり高粘度・高沸点であり
、しかも、溶媒・顔料の他に種々の添加剤が加えられて
おり、これら添加剤の中には、印刷上りの製品の光沢・
色合い等の品質には直接関与しないが、印刷途中での作
業を容易にするような目的を持つものも多く含まれてい
る。一方、本件に関わる無機化合物ないし有機化合物溶
液の場合、成膜後の膜品質を考慮すると、加熱焼成時に
蒸発して薄膜中に残留しないような物質を除き、必要な
成分以外の物質を、印刷性を向上させるという目的の為
のみに添加することは困難であり、しかも、溶液中での
成分物質の加水分解や焼成時の熱分解を利用して所望の
薄膜を得る場合には、使用する溶媒に制約が課せられる
ことが多く、溶液の粘度・揮発性・表面張力等を希望す
る値に調節することが難かしい。
然しなから、発明者は種々の印刷方式を試した後、比較
的インクの物性に対する適用幅が広いグラビア印刷方式
に着目し、ガラス・セラミック勢の固い被印刷体表面に
無機化合物ないし有機化合物溶液を直接印刷することが
できるよう、改善を加えた。
第1図は従来のグラビア印刷機の概略図である。布・紙
・プラスチックフィルム等の被印刷体4は印IEローラ
ー5によって版1に押しつけられ、版4の周速と同じ速
さで移動する。版1の一部はインク2の中に浸されてお
り、版1の回転とともにそれに付着して持ち上げられて
くるインクのうち余分な姐のは、版1の表面を摺動して
いるドクターブレード3によってかき落とされる。この
ため、インクは版1の表面に形成された微小なくぼみの
中にのみ残り、このくぼみの中のインクが被印刷体3と
接触することによって被印刷体30表面に転写する。版
表面に微小なくぼみ(以下セルと呼ぶ)が存在しない部
分では、インクはすべてドクターブレードによってかき
落とされてしまうため、この部分に接触した被印刷体へ
はインクは付着しない。第2図は微小なくぼみ(セル)
と印刷時のインクの転移についての説明図である。版7
は、一般に、鋼の表面にクロムメツ冒したものであり、
この表面の印刷したい部分には、−片が約100μ程度
のセル6が形成されている。セル6の深さは、絵柄の色
が濃い部分では深く一%淡い部分では浅くなっており、
図に示すように、インク8はセルの深いところでは多く
、浅いところでは少な(なっていて、グラビア印刷では
セルの深さすなわちインクの量によって絵柄の濃淡を表
現するようになっている。この版7に、被印刷体9が印
圧10で押しつけられた時、被印刷9は変形してセル内
のインク8に触れ、表面張力や毛管現象によりてインク
8を引り張り出すことによってインクが被印刷体に転移
すると考えられている。
一方、被印刷体が紙・布等の柔らかい材料に対し、ガラ
ス・セラミック等の応力が加わっても変形しにくい材料
の場合は、被印刷体−が第2Fi!Jに示すような状態
をとらないためセル内のインクは転写することができな
い。従って、従来のグラビア印刷機ではガラス・セラミ
ック等の固い材料の上に、直接印刷することができない
本発明の目的は、従来のグラビア−印刷法のこのような
欠点をとり除き、インキすなわち無機化合物ないし有機
化合物溶液の粘度や揮発性等の物性に余り影響されずに
、且つ、ガラスやセラミック等の固い被印刷体に対して
も直接印刷したのち、加熱焼成することによりて膜品質
のすぐれた安価な薄膜の製造方法を提供することに迩る
。以下、図を用いて本発明による方法について説明する
第3図は本発明による方法の概略図である。表面硬度が
ショアーD70@以下であるような柔らかく弾力性のあ
る材料から作られたグラビア版11は版胴12の表面に
巻きつけてあり、被印刷体1−は、版11の周速と同じ
速さで水平方向に動く。
インク13は、インク練りp−ラー15を介して版11
0表面に塗布されるが、余分なインクはドクターブレー
ド16によりてかき取られ、従来のグラビア印刷法と同
様に、版11のセル内にのみインクは残留する。セル内
のインクは版O回転にともなって被印刷体140表面に
次々に転、写していき、所望の形状に印刷を行なうこと
ができる。
イ、ンキすなわち無機化合物ないし有機化合物溶液は、
被印刷体表面で自然にレベリングすることにより−・均
一な厚みの被膜を形成する。しかる後、遠赤外線ベルト
炉等により加熱焼成を行なうことにより、均一な無機物
ないし有機物薄膜を得ることができる。このような表面
硬度が小さく柔い弾力性のあるグラビア版を用いた場合
には、第4図に示すように、版17は、被印刷体19に
印圧20が加わった時軽くたわみ、その結果、版のセル
内のインク1Bは被印刷体19に接触し表面張力・たわ
みによる押し出しによって転写しているのではないかと
考えられる。このように、本発明による方法によれば、
薄膜の製造に用いるような低粘度で蒸発しやすい溶液を
そのまま使用できるという従来のグラビア印刷法の長所
を残しながら、被印刷体が布・紙・プラスチックフィル
ム等の柔らかい材料に限らず、液晶表示′素子や半導体
素子に用いられるガラスやセラミック板等の表面にも薄
膜形成のための溶液を直接印刷すること゛ができる。焼
成後の薄膜の膜厚は、溶液中の化合物濃度を変化させる
ことによって任意の厚みに制御することができる他、版
のセル深さを変化させることによって、一枚のガ、ラス
やセラミック基板の一部分のみの薄膜膜厚を、基板の他
の領域に対して厚くしたり、逆に薄(したりして非常に
特殊な液晶表示素子等を簡単に製造することが可能であ
る。又、本発明に使用するグラビア版を製作する方法に
はいくつかあり、亜鉛板等の金属板をエツチングや機械
加工してセルの鋳型を作り、この鋳型に未加硫の天然゛
ゴムや合成ゴムを押しつけ、加硫することによって模様
を転写し、このようにして出来上りた版を版胴に巻きつ
ける方法が一般的であるが、商品名ナイロプリント(B
ASF社製)やサイレル(デュポン社製)等で代表され
るような7レキソ印刷用の感光性樹脂板をあらかじめ版
胴に貼りつけておき、これに所望のパターンのフィルム
を重ねて露光し、薬品で処理して版を製作することもで
きる。特に後者の場合には、パターンの寸法を精度良く
仕上げることが容易である。第3図において、版11お
よび版胴12は、従来のグラビア印刷機と同様にインク
中にそれらの一部が浸漬されている構造をとることも可
能であり、あるいは、インクをスプレーによりて版に吹
きつけるというようなことも可能である。このときには
、被印刷体14は、それぞれの機械の構造に対し適切な
位、置に持っていくことができる。さらに、インク練り
ローラー15は表面が滑らかな金属及びゴムの四−ラー
が一般的であるが、よ゛り安定なインクの供給の目的の
ためには、表面に微細な溝を寓み込んだアニロックスロ
ーラーを用いると良い。ドクターブレード16とし下は
多重の材質のものが可能であるが、そ、れらの中でも、
厚みが5■から15−の硬質ゴム板か釣(Ll−の厚み
の鋼板が良く、取り付けの角度については、溶液の物を
変化させることができるようにな0つでいることが望ま
しい。又、印刷スピードは、約50α/秒以下ではlI
*のレベリングおよび印刷寸法精度が悪化するため、こ
れ以上であることが望ましい。
以下、具体的な実施例を示して、更に詳しく説明する。
“*gaam。!M&t、r、&&JB<64゜、。
備した。まず、溶媒としてイソプロピルアルコールを使
用し、nれ−に商品名トーレシリコニン8H6040を
10重量パーセント、水を2重量パーセント混合したも
のを用意した。グラビア版については、セルの水平方向
のピッチがα15−で、セルの1辺の長さが11smo
正方形のセルを形成することを¥i幅にして、BA8F
社製ナ社製ナインプリントかじめ直径110m+の版胴
に巻きつけたのちセルパターンを焼きつけたフィルムを
その表面に重ね、露光・処理を行なって作成した。溶液
を版の上に塗布し、ドクターブレードでかき落とした時
、ちょうどセル内にのみ溶液が存在するようにドクター
ブレードの角度と押しつけ強さを調整した。被印刷体と
して100■×100■の大きさで厚みが(L5.+の
ガラス板を印刷機にセットシ、印刷スピードを70es
/秒に設定して、版を被印刷体の上に転がした。版と被
印刷体との接触深さは、(L2■から15■の間に設定
した壱版上のセル深さについているいろの版を準備し、
被印刷体上に印刷された溶液の被膜厚みが、印刷直後に
、5−から5μとなるように版を選択した。
このようにして印刷を行なった被印W4体を、遠赤外線
炉な使用して加熱焼成した。
了から炉に投入するまでの時間が5分間以上になると膜
厚のムラが生じ易すくなるため注意しながら実施した。
焼成上がりの薄膜は、膜厚が3001で均一性について
も満足すべきものであった。全体のパターンの寸法精度
については、板上の印刷パターンに対し±12■であり
、充分使用可能な水準にあうた。
溶液として、イソプロピルアルコールを溶媒に、これに
テトラメトキシシラン10重量パーセント、鰻塩酸5重
量パーセントを混合したものを使用した場合、同様に印
刷を行なったのち、500℃で加熱焼成して二酸化ケイ
素の薄膜が得られた。この薄膜は厚み5001であり、
密度・膜厚の均一性とも、スピンコード法により得られ
たものと同等であり、薄膜製造後に不必要な部分の除去
を行なわなくても良いという点ですぐれていた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のグラビア印刷機の概略図であり、1・・
・版、2・・・インク、5・・・ドクターブレード、4
・・・被印刷体、5・・・印圧ローラーである。第2図
は版表面の微小なくぼみ(セル)の概略図ならびに従来
のグラビア印刷の印刷時のインクの転移についての説明
図であり、6・・・セル、7・・・版、8・・・インク
、9・・・被印刷体、10・・・印圧である。第5図は
本発明による薄膜の製造方法の概略図であり、第4v!
Jは本発明による方法の印刷時のインク(薄膜製造用溶
液)の転移についての説明図である。ここで、11・・
・版、12・・・版胴、15・・・インク、14・・・
被印刷体、1°5・・・インク練りローラー、内のイン
ク、19・・・被印刷体、20・・・印圧である以上 I!li図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  表面硬度がシ謬アーD70@以下30°以上
    であるところの天然ゴム・合成ゴム・プラスチック等よ
    りなるグラビア印刷版を設けたグラビア印刷機を使用し
    、粘度が1000op−以下2op1以上であるところ
    の有機化合物ないし無機化合物を含む溶液を、ガラス・
    セラミック・金属・プラスチック等の被印刷体表面に印
    刷したのち、加熱乾燥することを特徴とする有機物ない
    し無機物薄膜の製造方法。 (2)  グラビア印刷版が、商品名ナイaプリント(
    Ll1社製)@サイレル(デ&がン社製)・フレックス
    ライ)(二二ロイヤル社製)@ルナフレックス(日本ペ
    イン、ト社製)等の感光性樹脂板であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の薄膜の製造方法。 (8)  溶液が、一般式 %式% 〔式中、nは1から10までの数を示す。〕ないし、 
    [〕0−OnH,n−O H式中、nは1から10までの数を示す。〕ないし、 
    HO−On H!1l−0−OrIH,H−OH〔式中
    、nは1から6までの数を示す。〕で示される化合物を
    、少なくとも1種類且つ、3重量弧以上含み、更に、一
    般式 %式%) 〔式中、nは1から・5までの数を示し、Rは、アルコ
    キシ基拳アリル基働グリシドキシ基・アミノアルキλ基
    等を示す。〕 で示される化合物を、少なくとも1種類且2、α2重量
    襲以上含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の薄膜の製造方法。
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