JP2007069382A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルを構成する基板に樹脂膜を印刷する際に、アニロックスロールに対する樹脂溶液の供給に起因する印刷ムラを抑制する。
【解決手段】アニロックスロール３と、アニロックスロール３の周壁表面にアニロックスロール３の回転軸方向に沿って接触して、その周壁表面に供給されたＰＩ溶液１１を周壁表面に展開する液展開手段とを備え、アニロックスロール３の周壁表面に展開されたＰＩ薄膜１１ｃを、液晶パネルを構成する基板１０に転写して、基板１０に配向膜１１ｄを印刷する印刷装置であって、液展開手段は、アニロックスロール３の周方向に沿って複数設けられた第１ドクターブレード５及び第２ドクターブレード６である。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置に関し、特に、液晶パネルを構成する基板の表面にポリイミド膜などの樹脂膜を印刷するためのフレキソ印刷装置に関するものである。

液晶パネルは、互いに対向して配置された一対の基板と、それら両基板の間に設けられた液晶層とを備えている。そして、各基板と液晶層との間には、液晶層中の液晶分子を一定方向に配列させるための配向膜が設けられている。

上記配向膜は、主にポリイミド（Polyimide、以下「ＰＩ」と省略する）樹脂からなる高分子膜により構成されている。この配向膜を基板の表面に形成するには、まず、ＰＩ樹脂を有機溶媒に溶解してＰＩ溶液を調製し、次いで、そのＰＩ溶液を基板に塗布し、その後、基板を加熱してＰＩ溶液に含まれる有機溶剤を蒸発させる。ここで、上記ＰＩ溶液の塗布には、図５に示すようなフレキソ印刷装置１２０がよく用いられている。

このフレキソ印刷装置１２０は、円柱状のアニロックスロール１０３と、アニロックスロール１０３の周壁表面にその先端が接するように設けられたドクターブレード１０５と、ドクターブレード１０５の上側に設けられたディスペンサ１０７と、その周壁表面の一部に樹脂版１０４が取り付けられた円柱状の版胴１０２と、被印刷体の基板１１０が載置されるステージ１０１とを備えている。

そして、このフレキソ印刷装置１２０を用いて、ＰＩ溶液を基板１１０の表面に塗布するには、図５に示すように、まず、時計回りに回転しているアニロックスロール１０３の周壁表面にディスペンサ１０７からＰＩ溶液を滴下し、滴下されたＰＩ溶液１１１をアニロックスロール１０３の周壁表面においてドクターブレード１０５の先端によって掻き取ることにより、アニロックスロール１０３の周壁表面に、ＰＩ溶液１１１が均一に展開され、ＰＩ溶液１１１の薄膜が形成される。次いで、アニロックスロール１０３を反時計回りに回転している版胴１０２に取り付けられた樹脂版１０４に接触させることにより、アニロックスロール１０３の周壁表面に形成されたＰＩ溶液１１１の薄膜を樹脂版１０４に転写させる。最後に、ステージ１０１を図５の左側から右側に移動させながら、版胴１０２の樹脂版１０４をステージ１０１上の基板１１０に接触させることにより、樹脂版１０４に転写されたＰＩ溶液１１１の薄膜が基板１１０の表面に転写される。

例えば、特許文献１には、比較的粘度が高いペーストによって厚膜の印刷を行う場合において、ドクターブレードの位置や傾きを制御することにより、印刷するペーストの粘度が変化しても、印刷されるパターンの膜厚を適正に保つことが可能になるフレキソ印刷装置が開示されている。

また、特許文献２には、刃先レベリング部分と刃先充填分とを有するドクターブレードを使用することにより、凹部パターンへのインク充填量を増加させ、且つ版上のインク残りを抑えることができるオフセット印刷装置が開示されている。
特開２００４−２７６３９０号公報 特開２０００−３３４９１６号公報

ところで、従来のフレキソ印刷装置１２０では、ＰＩ溶液１１１の粘度や滴下のばらつきによって、図６に示すように、アニロックスロール１０３の周壁表面においてドクターブレード１０５の先端によって掻き取られているＰＩ溶液１１１中に気泡１１２が閉じこめられる虞れがある。そうなると、アニロックスロール１０３の周壁表面に形成されたＰＩ溶液１１１の薄膜では、図７に示すように、気泡１１２に起因する膜ムラ１１１ａが発生してしまう。

また、ディスペンサ１０７は、一般に、アニロックスロール１０３の回転軸方向に移動しながら、アニロックスロール１０３の周壁表面にＰＩ溶液１１１を滴下するように構成されているので、アニロックスロール１０３の周壁表面に形成されたＰＩ溶液１１１の薄膜に、図８に示すように、ディスペンサ１０７の滴下に起因する液跡１１１ｂが付く虞れもある。

このようなＰＩ溶液１１１の薄膜における膜ムラ１１１ａ及び液跡１１１ｂは、樹脂版１０４に転写された後、そのまま、基板１１０に転写されることにより、印刷ムラとなってしまう。

その対策として、ドクターブレード１０５によるＰＩ溶液１１１の掻き取りをアニロックスロール１０３の複数周にわたって行うことにより、膜ムラ１１１ａ及び液跡１１１ｂを消失させることが考えられる。しかしながら、掻き取り時間が長くなることによって、製造効率が低下してしまうという問題がある。

また、電極間の短絡を防止するために、ＰＩ溶液を塗布する前に、基板に複合酸化物などからなる絶縁膜をフレキソ印刷装置によって形成することもあるので、この絶縁膜を形成する際にも、上記のような印刷ムラの問題が発生する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液晶パネルを構成する基板に樹脂膜を印刷する際に、アニロックスロールに対する樹脂溶液の供給に起因する印刷ムラを抑制することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、アニロックスロールの周壁表面に供給された樹脂溶液を展開する液展開手段をアニロックスロールの周方向に沿って複数設けるようにしたものである。

具体的に本発明に係る印刷装置は、アニロックスロールと、上記アニロックスロールの周壁表面に該アニロックスロールの回転軸方向に沿って接触して、上記周壁表面に供給された樹脂溶液を該周壁表面に展開する液展開手段とを備え、上記アニロックスロールの周壁表面に展開された樹脂溶液を、液晶パネルを構成する基板に転写して、該基板に樹脂膜を印刷する印刷装置であって、上記液展開手段は、上記アニロックスロールの周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、アニロックスロールの周壁表面に供給された樹脂溶液を展開する液展開手段がアニロックスロールの周方向に沿って複数設けられているので、仮に、アニロックスロールへの樹脂溶液の供給に不具合があって、アニロックスロールの回転方向の上流側に設けられた上流側の液展開手段によって樹脂溶液が不均一に展開されたとしても、その不均一に展開された樹脂溶液が下流側の液展開手段によって均一に展開される。その結果、均一に展開された樹脂溶液が液晶パネルを構成する基板に転写されるので、基板には均一な樹脂膜が印刷される。したがって、液晶パネルを構成する基板に樹脂膜を印刷する際に、アニロックスロールに対する樹脂溶液の供給に起因する印刷ムラが抑制される。

上記液展開手段は、上記アニロックスロールの回転軸方向に延びると共に、上記アニロックスロールの周壁表面に接触する刃先部を有するドクターブレードであってもよい。

上記の構成によれば、仮に、アニロックスロールへの樹脂溶液の供給に不具合があって、アニロックスロールの回転方向の上流側に設けられた上流側のドクターブレードの刃先部とアニロックスロールの周壁表面との間における樹脂溶液の展開によって樹脂溶液が不均一に展開されたとしても、その不均一に展開された樹脂溶液が下流側のドクターブレードの刃先部とアニロックスロールの周壁表面との間における樹脂溶液の展開によって均一に展開される。

上記液展開手段は、上記アニロックスロールと周壁表面同士が接触するドクターロールであってもよい。

上記の構成によれば、仮に、アニロックスロールへの樹脂溶液の供給に不具合があって、アニロックスロールの回転方向の上流側に設けられた上流側のドクターロールの周壁表面とアニロックスロールの周壁表面との間における樹脂溶液の展開によって樹脂溶液が不均一に展開されたとしても、その不均一に展開された樹脂溶液が下流側のドクターロールの周壁表面とアニロックスロールの周壁表面との間における樹脂溶液の展開によって均一に展開される。

上記樹脂溶液を供給する液供給手段を備え、上記液供給手段は、上記アニロックスロールの回転軸方向に移動しながら、上記アニロックスロールの周壁表面に上記樹脂溶液を滴下するように構成されていてもよい。

上記の構成によれば、液供給手段が、アニロックスロールの回転軸方向に移動しながら、アニロックスロールの周壁表面に樹脂溶液を滴下するので、アニロックスロールの周壁表面に展開された樹脂溶液に、その滴下の際の液跡が残る虞れがあるが、アニロックスロールの周壁表面に供給された樹脂溶液を展開する液展開手段がアニロックスロールの周方向に沿って複数設けられているので、仮に、液供給手段に不具合があって、アニロックスロールの回転方向の上流側に設けられた上流側の液展開手段によって樹脂溶液が不均一に展開されたとしても、その不均一に展開された樹脂溶液が下流側の液展開手段によって均一に展開される。

上記樹脂膜は、液晶分子を配列させる配向膜であってもよい。

上記構成によれば、配向膜の印刷ムラが抑制されるので、配向膜に接触する液晶分子を一定方向に配列させることが可能になる。

本発明によれば、アニロックスロールの周壁表面に供給された樹脂溶液を展開する液展開手段がアニロックスロールの周方向に沿って複数設けられているので、液晶パネルを構成する基板に樹脂膜を印刷する際に、アニロックスロールに対する樹脂溶液の供給に起因する印刷ムラを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図３は、本発明に係る印刷装置の実施形態１を示している。本実施形態の印刷装置は、液晶パネルを構成する基板に配向膜を印刷するフレキソ印刷装置である。ここで、図１は、本実施形態の印刷装置２０ａの断面模式図であり、図２は、印刷装置２０ａを上側からみたときのアニロックスロール３の上面図である。

この印刷装置２０ａは、図１に示すように、時計回りに回転する円柱状のアニロックスロール３と、アニロックスロール３の右斜め上の周壁表面に先端が接触するように設けられた第１ドクターブレード５と、同様にアニロックスロール３の右斜め上の周壁表面に先端が接触するように第１ドクターブレード５の右側に設けられた第２ドクターブレード６と、第１ドクターブレード５の左斜め上に設けられたディスペンサ７と、周壁表面の一部に樹脂版４が取り付けられ、反時計回りに回転する円柱状の版胴２と、被印刷体の基板１０が載置され、版胴２の回転と同期して平行に往復移動するステージ１とを備えている。

アニロックスロール３は、ロール本体が金属により形成され、その周壁表面がセラミック又はクロムメッキに覆われている。そして、アニロックスロール３の周壁表面は、多数の微細な凹溝を有しているため、ディスペンサ７から供給された樹脂溶液が保持できるようになっている。

第１ドクターブレード５及び第２ドクターブレード６は、例えば、ポリエステル樹脂により形成された液展開手段であり、アニロックスロール３の回転軸方向（幅方向）に延びると共に、アニロックスロール３の周壁表面に接触する刃先部Ｅをそれぞれ有している。また、第１ドクターブレード５及び第２ドクターブレード６は、アニロックスロール３の幅方向に沿って揺動するように構成されている。

ディスペンサ７は、加圧装置に接続され、その内部に充填された樹脂溶液を一定圧力でアニロックスロール３の周壁表面に滴下供給する液供給手段である。また、ディスペンサ７は、図２に示すように、アニロックスロール３上をその幅方向に往復移動可能であり、基板１０を１枚印刷する毎に図２中の上側から下側へ（或いは下側から上側へ）移動するように構成されている。

版胴２は、本体が金属により形成され、その周壁表面に樹脂版４を固定し密着させるためのバイスを備えている。

樹脂版４は、例えば、ＡＰＲ（Asahi Photo-sensitive Resin）版であり、その表面に多数の微細な凹溝を有しており、アニロックスロール３の周壁表面に展開された樹脂溶液が転写保持されるように構成されている。

ステージ１は、その表面に真空排気系の配管に繋がった多数の吸引穴を有しており、その吸引穴を介した吸着によって、基板１０が表面に固定されるようになっている。

基板１０は、例えば、液晶パネルを構成するアクティブマトリクス基板或いは対向基板である。

次に、上記構成の印刷装置２０ａの動作について説明する。

ここで、ディスペンサ７に充填する樹脂溶液は、ポリイミド（ＰＩ）樹脂が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、γ−ブチロラクトン及びブチルセルソルブなどを含む溶剤に溶解されたポリイミド樹脂溶液（以下、「ＰＩ溶液」と省略する）である。なお、ＰＩ溶液の粘度は、室温において、２２ｍＰａ・ｓ程度である。

そして、例えば、アクティブマトリクス基板を基板１０として、その基板１０の表面にＰＩ溶液１１を塗布する場合には、まず、アニロックスロール３を回転させながら、ディスペンサ７によって、ＰＩ溶液１１をアニロックスロール３の周壁表面に滴下供給する。

このとき、アニロックスロール３の周壁表面では、図１及び図２に示すように、ディスペンサ７から滴下供給されたＰＩ溶液１１が第１ドクターブレード５の刃先部Ｅによって掻き取られることにより、第１ドクターブレード５の上流側（左側）において、液だまり１１ａが形成される。そして、第１ドクターブレード５の下流側（右側）において、液だまり１１ａが第１ドクターブレード５によってアニロックスロール３の幅方向に展開されると共に、第２ドクターブレード６の刃先部Ｅによって掻き取られることにより、第２ドクターブレード６の上流側（左側）において、液だまり１１ｂが形成される。そして、第２ドクターブレード６の下流側（右側）において、液だまり１１ｂが第２ドクターブレード６によってアニロックスロール３の幅方向に展開されてＰＩ溶液の薄膜（以下、「ＰＩ薄膜」と省略する）１１ｃが形成される。ここで、上記上流側及び下流側という方向は、アニロックスロール３の回転方向に沿った方向を示している。

このように、アニロックスロール３の周壁表面では、滴下されたＰＩ溶液１１が２段階で掻き取られて順次展開されることにより、アニロックスロール３の幅方向に均一なＰＩ薄膜１１ｃが形成される。

続いて、アニロックスロール３及び版胴２を回転させながら、アニロックスロール３を版胴２側に近づけ、アニロックスロール３の周壁表面と版胴２上の樹脂版４とを接触させる。このとき、アニロックスロール３の周壁表面に形成されたＰＩ薄膜１１ｃは、樹脂版４に転写保持される。

さらに、ＰＩ薄膜１１ｃが保持された樹脂版４の前方側の端部が、版胴２の回転によって最下部に達したときに、樹脂版４の前方側の端部とステージ１上の基板１０の前方側の端部とが互いに接触するように、ステージ１を右側へ平行移動させる。このとき、樹脂版４に保持されたＰＩ薄膜１１ｃが基板１０の表面に転写され、図３に示すように、基板１０の表面に配向膜１１ｄが印刷される。ここで、上記前方側という方向は、それぞれの移動方向に沿った方向を示している。

以上説明したように、本実施形態の印刷装置２０ａによれば、アニロックスロール３の周壁表面に供給されたＰＩ溶液１１を展開する液展開手段として、アニロックスロール３の周方向に沿って、第１ドクターブレード５及び第２ドクターブレード６が設けられているので、仮に、アニロックスロール３に対するＰＩ溶液１１の供給に不具合があって、第１ドクターブレード５によってＰＩ溶液１１が不均一に展開されたとしても、その不均一に展開されたＰＩ溶液１１が第２ドクターブレード６によって均一に展開されることになる。その結果、均一に展開されたＰＩ溶液１１からなるＰＩ薄膜１１ｃが液晶パネルを構成する基板１０に転写されるので、基板１０にＰＩ薄膜１１ｃからなる均一な配向膜１１ｄを印刷することができる。したがって、液晶パネルを構成する基板１０に配向膜１１ｄを印刷する際に、アニロックスロール３に対するＰＩ溶液１１の供給に起因する印刷ムラを抑制することができる。

また、配向膜の印刷ムラを抑制することができるので、液晶パネルにおいて、配向膜に接触する液晶分子を一定方向に配列させることができ、液晶パネルの表示品位を維持向上させることができる。

さらに、アニロックスロール３の周方向に沿って連続して配置された第１ドクターブレード５及び第２ドクターブレード６によってＰＩ溶液１１がアニロックスロール３の周壁表面に均一に展開することができるので、ドクターブレードによるＰＩ溶液１１の掻き取りをアニロックスロール３の複数周にわたって行う必要がなくなる。これにより、ＰＩ溶液１１の掻き取りに要する時間が短くなるので、製造効率の低下を抑制することができる。

《発明の実施形態２》
図４は、本発明に係る印刷装置の実施形態２を示している。なお、以下の実施形態では図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。ここで、図４は、本実施形態の印刷装置２０ｂの断面模式図である。

この印刷装置２０ｂは、上記実施形態１で説明した印刷装置２０ａを構成する第１ドクターブレード５と第２ドクターブレード６との代わりに、図４に示すように、アニロックスロール３の右斜め上に、その周壁表面同士が接触するように設けられた第１ドクターロール８と、同様にアニロックスロール３の右斜め上に、その周壁表面同士が接触するように第１ドクターロール８の右側に設けられた第２ドクターロール９とを備えている。なお、その他の構成については、上記実施形態１と同一である。

第１ドクターロール８及び第２ドクターロール９は、例えば、ゴムロールであり、アニロックスロール３に０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度押し込まれながら反時計回りに回転すると共に、アニロックスロール３の幅方向に沿って揺動するように構成されている。

そして、この印刷装置２０ｂを用いて基板１０の表面にＰＩ溶液１１を塗布する場合には、アニロックスロール３の周壁表面において、図４に示すように、ディスペンサ７から滴下されたＰＩ溶液１１が第１ドクターロール８との接触部分の上流側で練り込まれることにより、第１ドクターロール８の上流側（左側）において、液だまり１１ａが形成される。そして、第１ドクターロール８の下流側（右側）において、液だまり１１ａが第１ドクターロール８によってアニロックスロール３の幅方向に展開されると共に、第２ドクターロール９との接触部分の上流側で練り込まれることにより、第２ドクターロール９の上流側（左側）において、液だまり１１ｂが形成される。そして、第２ドクターロール９の下流側（右側）において、液だまり１１ｂが第２ドクターロール９によってアニロックスロール３の幅方向に展開されてＰＩ溶液の薄膜が形成される。

この印刷装置２０ｂによれば、アニロックスロール３の周壁表面に供給されたＰＩ溶液１１を展開する液展開手段として、アニロックスロール３の周方向に沿って、第１ドクターロール８及び第２ドクターロール９が設けられているので、仮に、アニロックスロール３に対するＰＩ溶液１１の供給に不具合があって、第１ドクターロール８によってＰＩ溶液１１が不均一に展開されたとしても、その不均一に展開されたＰＩ溶液１１が第２ドクターロール９によって均一に展開されることになる。その結果、均一に展開されたＰＩ溶液１１からなるＰＩ薄膜が液晶パネルを構成する基板１０に転写されるので、基板１０の表面に均一な配向膜を印刷することができる。したがって、液晶パネルを構成する基板１０に配向膜を印刷する際に、アニロックスロール３に対するＰＩ溶液１１の供給に起因する印刷ムラを抑制することができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態１及び２では、液晶パネルを構成する基板に配向膜を印刷する印刷装置について説明したが、本発明は、電極間の短絡を防止するために、ＰＩ溶液を塗布する前に、基板に複合酸化物などからなる絶縁膜を印刷する印刷装置にも適用することができる。

また、上記実施形態１及び２では、液展開手段として、２つのドクターブレード５及び６、並びに、２つのドクターロール８及び９を例示したが、本発明は、これに限定されることなく、３つ以上の液展開手段を備えた印刷装置にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、アニロックスロールに対する樹脂溶液の供給に起因する印刷ムラを抑制することができるので、被印刷体に樹脂膜を印刷するフレキソ印刷装置について有用である。

実施形態１の印刷装置２０ａを示す断面模式図である。 印刷装置２０ａを上側からみたときのアニロックスロール３の上面図である。 配向膜が印刷された後の印刷装置２０ａを示す断面模式図である。 実施形態２の印刷装置２０ｂを示す断面模式図である。 従来の印刷装置１２０を示す断面模式図である。 印刷装置１２０を構成するアニロックスロール１０３及びドクターブレード１０５の要部断面図である。 ＰＩ薄膜に膜ムラ１１１ａが発生したアニロックスロール１０３の斜視図である。 ＰＩ薄膜に液跡１１１ｂが発生したアニロックスロール１０３の斜視図である。

符号の説明

Ｅ 刃先部
３ アニロックスロール
４ ＡＰＲ版
５ 第１ドクターブレード（液展開手段）
６ 第２ドクターブレード（液展開手段）
７ ディスペンサ（液供給手段）
８ 第１ドクターロール（液展開手段）
９ 第２ドクターロール（液展開手段）
１０ 基板
１１ ＰＩ溶液（樹脂溶液）
１１ａ，１１ｂ 液だまり（樹脂溶液）
１１ｄ 配向膜（樹脂膜）
２０ 印刷装置

Claims (5)

1. アニロックスロールと、
   上記アニロックスロールの周壁表面に該アニロックスロールの回転軸方向に沿って接触して、上記周壁表面に供給された樹脂溶液を該周壁表面に展開する液展開手段とを備え、
   上記アニロックスロールの周壁表面に展開された樹脂溶液を、液晶パネルを構成する基板に転写して、該基板に樹脂膜を印刷する印刷装置であって、
   上記液展開手段は、上記アニロックスロールの周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載された印刷装置において、
   上記液展開手段は、上記アニロックスロールの回転軸方向に延びると共に、上記アニロックスロールの周壁表面に接触する刃先部を有するドクターブレードであることを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１に記載された印刷装置において、
   上記液展開手段は、上記アニロックスロールと周壁表面同士が接触するドクターロールであることを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１に記載された印刷装置において、
   上記樹脂溶液を供給する液供給手段を備え、
   上記液供給手段は、上記アニロックスロールの回転軸方向に移動しながら、上記アニロックスロールの周壁表面に上記樹脂溶液を滴下するように構成されていることを特徴とする印刷装置。
5. 請求項１に記載された印刷装置において、
   上記樹脂膜は、液晶分子を配列させる配向膜であることを特徴とする印刷装置。
   

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