JP2011074122A - 微細パターン形成用インキ組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 各種電子部品として所望される最適（微細）な画像を、凸版反転印刷法により正確に形成することができる微細パターン形成用インキ組成物を提供する。
【解決手段】 ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版に押圧し、押圧部を凸版に転写させて除去することによって、ブランケット表面に画像を形成した後、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法に用いられる微細パターン形成用インキ組成物であって、粒状成分、顔料分散剤、硬化性樹脂、有機溶剤、及び表面エネルギー調整剤を含有し、前記顔料分散剤が、アクリル系ブロック共重合体を含有することを特徴とする微細パターン形成用インキ組成物。
【選択図】 図１

Description

本発明は、微細パターンを必要とする各種電子部品を凸版反転印刷法により作製する際に好適に使用できるインキ組成物に関する。

カラー液晶表示装置のカラーフィルター、有機ＥＬ素子、有機トランジスタ、回路基板等の、微細なパターンを必要とする電子部品のパターン形成は、現在、フォトレジスト法が広く使用されている。しかしながら、このフォトレジスト法では、塗布、露光、現像等の長工程を経るため、莫大な設備投資を要し、昨今要求される低製造コスト化には必ずしも最適ではない。特に、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターを製造する方法としては、ＲＧＢの３色及びブラックマトリックスに対して、各色ごとに、夫々の工程を経るため、低製造コスト化に不適であった。このような欠点を解消する方法として、印刷方式によりパターンを形成する方法が注目されている。

印刷方式により微細なパターンを形成する方法として凸版反転印刷法を用いて製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

この凸版反転印刷法とは、図１（ａ）に示すように、まずインキ塗布装置１により剥離性を有するブランケット２の表面に均一な厚みのインキ塗膜３を形成する。ついで、図１（ｂ）に示すように、表面に均一なインキ塗膜３が形成されたブランケット２の表面を凸版３に押圧、接触させ、凸版４の凸部の表面に、ブランケット２表面上のインキ塗膜３の一部を付着、転移させる。これによりブランケット２の表面に残ったインキ塗膜３には印刷パターン（画像）が形成されることになる。ついで、図１（ｃ）に示すように、この状態のブランケット２をガラス板、プラスチックシートなどの被印刷基材５の表面に押圧して、ブランケット２上に残ったインキ塗膜３を転写し、この被印刷基材５上に転写されたインキ塗膜３を乾燥する方法である。

例えば、カラーフィルター製造の場合、４色同時パターニングが可能であり、各色ごとの露光、現像工程が不要であるなどにより、短工程によって製造が行え、低製造コスト及び低設備コスト化が実現できる。

凸版反転印刷法に求められるインキは、ブランケット表面上に均一な厚さのインキ塗膜が形成され、このインキ塗膜が凸版と接触することにより忠実な印刷パターン（画像）がブランケット上に形成され、さらに、ブランケットから被印刷基材に印刷パターン（画像）が完全に転写される必要があり、これら要求に対応するインキが求められている。

前記の要求に対応するためには、インキのレオロジーコントロールが不可欠である。特にインキ塗膜３が凸版と接触することにより印刷パターン（画像）がブランケット上に形成される過程において、インキ中の樹脂成分が、インキ塗膜３のレオロジーに与える影響は大きく、忠実な印刷パターンを形成するためには、適正な樹脂成分を選択することが重要である。

さらに凸版反転印刷法により印刷された微細パターンが各種電子部品としての機能を果たすためには、上記パターニング性能に加えて、基材への付着性等が必要であり、これら性能を具えるためにも、適正な樹脂成分の選択が重要である。

ブロック共重合体は異なる単量体ユニットから成る少なくとも二種類の重合鎖（ポリマーセグメント）が結合した共重合体であるが、各ポリマーセグメントが独立した化学的性質を有するために、バルク固体や溶液中、表面構造などにおいて特有の性質を示すことが知られている。

ブロック共重合体の中でも、アクリル系単量体ユニットからなるアクリル系ブロック共重合体は、顔料分散剤への応用がなされている。顔料表面への親和性に優れたポリマーセグメントと、溶剤及び樹脂への親和性に優れたポリマーセグメントを併せ持つ該アクリル系ブロック共重合体は、顔料の分散安定化に適した分子構造であり、それゆえに幅広い顔料種への適応能力を有する（特許文献３、４参照）。

特開２００１−５６４０５号公報 特開２００５−１２８３４６号公報 特開平５−１７９１８３ 特表２００８−５２７１３０

本発明の課題は、各種電子部品などに所望される画像を、凸版反転印刷法により正確に形成することができる微細パターン形成用インキ組成物を提供することにある。

ここで凸版反転印刷法に好適なインキ組成物とは、ブランケット表面上に均一な厚さのインキ塗膜が形成され、このインキ塗膜と凸版が接触することにより忠実な印刷パターン（画像）がブランケット上に形成されるものである。さらに、ブランケットから被印刷基材に印刷パターン（画像）が完全に転写されるものである。

かかる課題を解決するため、本発明は、ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版に押圧し、押圧部を凸版に転写させて除去することによって、ブランケット表面に画像を形成した後、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法に用いられる微細パターン形成用インキ組成物であって、粒状成分、顔料分散剤、硬化性樹脂、有機溶剤、及び表面エネルギー調整剤を含有し、前記顔料分散剤が、アクリル系ブロック共重合体を含有することを特徴とする微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第二に、前記したアクリル系ブロック共重合体のアミン価が、１〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第三に、前記したアクリル系ブロック共重合体の含有量が、前記粒状成分に対して１〜８０質量％である微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第四に、前記した硬化性樹脂が、ビニル系共重合体を含有する微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第五に、前記したビニル系共重合体のＴｇが２５℃未満であり、重量平均分子量が１，０００〜２０，０００である微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第六に、前記した有機溶剤が、２５℃における蒸気圧が２０×１０^２Ｐａ（１５ｍｍＨｇ）以上のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤及びカーボネート系溶剤から選ばれる１種以上の速乾性有機溶剤、及び、２５℃における蒸気圧が０．４×１０^２Ｐａ（０．０３ｍｍＨｇ）以上２０×１０^２Ｐａ（１５ｍｍＨｇ）未満のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤及びカーボネート系溶剤から選ばれる１種以上の遅乾性有機溶剤を含有する微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第七に、前記した有機溶剤が、遅乾性有機溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル及び又はプロピレングリコールモノエチルエーテルを含有する微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第八に、前記した粒状成分が、樹脂成分及び有機溶剤に溶解しない有機顔料、無機顔料、無機透明粒子、金属微粉末から選ばれる１種以上であり、該粒状成分と、前記した顔料分散剤と硬化性樹脂を合わせた樹脂成分との固形分比率が、容積比で１：５〜２：１である微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第九に、前記した表面エネルギー調整剤が、フッ素系界面活性剤である微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第十に、２５℃に於ける粘度が、０．５ｍＰａ・ｓ〜１０．０ｍＰａ・ｓである微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明は、第十一に、表面エネルギーが、１５ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍである微細パターン形成用インキ組成物を提供する。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物は、粒状成分、顔料分散剤、硬化性樹脂、有機溶剤、及び表面エネルギー調整剤を含有し、前記顔料分散剤が、アクリル系ブロック共重合体を含有することにより、インキ塗膜のレオロジー特性を適正な範囲に調整することができ、凸版反転印刷法で正確にパターニングされたインキ膜を形成することができる。そのため、例えば、カラーフィルター、導電回路パターン、絶縁膜用のインキ組成物として好適に使用できる。

以下、本発明を詳しく説明する。本発明は、ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版に押圧し、押圧部を凸版に転写させて除去することによって、ブランケット表面に画像を形成した後、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法に用いられる微細パターン形成用インキ組成物であって、粒状成分、顔料分散剤、硬化性樹脂、有機溶剤、及び表面エネルギー調整剤を含有し、前記顔料分散剤が、アクリル系ブロック共重合体を含有することを特徴としている。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物に含まれるアクリル系ブロック共重合体としては、異なるアクリル系単量体ユニットから成る少なくとも二種類の重合鎖（ポリマーセグメント）が結合した共重合体であれば、線状構造であっても、分岐状構造であっても、これらの混合物であっても良いが、重合が容易であることから線状構造を有するアクリル系ブロック共重合体が望ましい。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物は、顔料分散剤としてアクリル系ブロック共重合体を含有することで、凸版反転印刷法でインキ塗膜が凸版と接触することにより印刷パターン（画像）がブランケット上に形成される過程において、インキ塗膜のレオロジーを適正な状態に調節でき、微細な印刷パターンを正確に形成することができる。顔料分散剤としてアクリル系ブロック共重合体を含有せず、エステル系顔料分散剤、またはウレタン系顔料分散剤を含有する場合、分散性は良好ながら、印刷パターンにエッジの不鮮明さや直線性の欠陥、又は断線が生じ好ましくない。また、顔料分散剤としてアクリル系ブロック共重合体の代わりに、アクリル系ランダム共重合体を含有する場合は、前記した粒状成分の分散性に劣り、粒状成分の沈降等が発生するため好ましくない。

前記したアクリル系ブロック共重合体のアミン価は１〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。アクリル系ブロック共重合体のアミン価が１ｍｇＫＯＨ／ｇより小さいと、インキ膜の基材への付着性が低下しやすく、５０ｍｇＫＯＨ／ｇより大きいと、インキ組成物の粘度が高くなりやすいためブランケットへのインキの塗工性能が低下しやすい。

これらのアクリル系ブロック共重合体の代表的な市販品を以下に例示する。ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０００（アミン価：４ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２００１（アミン価：２９ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２００９（アミン価：４ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０２０（アミン価：３６ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０２５（アミン価：３７ｍｇＫＯＨ／ｇ）など（何れもビックケミー・ジャパン社製）が挙げられる。更に、ＥＦＫＡ４３１０（アミン価：２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＥＦＫＡ４３２０（アミン価：２８ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＥＦＫＡ４３３０（アミン価：２８ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＥＦＫＡ４３４０（アミン価：４ｍｇＫＯＨ／ｇ）など（何れもチバスペシャリティーケミカルズ社製）が挙げられる。

前記したアクリル系ブロック共重合体の含有量は、粒状成分に対して５〜８０質量％であることが好ましい。粒状成分に対して５質量％未満であると、微細パターン形成用インキ組成物の粘度が高くなりやすいためブランケットへのインキの塗工性能が低下しやすく、８０質量％を超えるとインキ膜の基材への付着性が低下しやすい。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物に用いる硬化性樹脂は、粒状成分の結着剤として機能する。この樹脂としては、各種電子部品に要求される基材への密着性、耐熱性、耐熱水性、耐アルカリ性、耐酸性などの物性を満足させるため、硬化性樹脂であって、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、カルド系樹脂、（ブロック）イソシアネート系樹脂からなる群から選ばれる１つ以上のものを使用することができる。なかでも、印刷パターンの再現性が向上するという点で、アクリル系の硬化性樹脂が好ましい。

硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、ラジカル型紫外線硬化型樹脂、カチオン型紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などが使用できる。なかでも、熱硬化性樹脂であることが好ましい。使用される樹脂は、硬化システムに応じて、それぞれに最適な樹脂を選択できる。例えば、熱硬化システムを利用する場合、電子部品に用いられる一般的な熱硬化性樹脂が使用できる。

これらの樹脂の代表的なものを以下に例示する。ポリエステル系樹脂としては、「２５Ｘ１８９２（ＤＩＣ製）」などが挙げられる。アクリル系樹脂としては、「アクリディックＷＦＺ−２８８」、「アクリディックＷＨＺ−１０５」、「アクリディックＷＨＺ−３４４」など（何れもＤＩＣ製）が挙げられる。エポキシ系樹脂としては、「エピクロン８４０」、「エピクロン１０５０−７５Ｘ」など（何れもＤＩＣ製）、「ｊＥＲ８２８」、「ｊＥＲ８３４（ＭＷ５００、ＮＶ１００％のエポキシ樹脂）」、「ｊＥＲ１００１」など（何れもジャパンエポキシレジン社製）、メラミン系樹脂としては、「メランＸ８１（日立化成工業社製）」、「サイメル３０３」、「サイメル３２５」、「サイメル３７０」など（何れも日本サイテックインダストリーズ社製）、ベンゾグアナミン系樹脂としては、「ユーバン２１Ｒ（三井化学社製）」、（ブロック）イソシアネート系樹脂としては、「バーノックＤＢ９８０Ｋ（ＤＩＣ製）」などが挙げられる。

前記したアクリル系の硬化性樹脂はＴｇが２５℃未満であり、重量平均分子量が１，０００〜２０，０００の範囲であることが、微細パターンの再現性に優れる点で好ましい。より好ましくは、Ｔｇは０℃未満、重量平均分子量は４，０００〜１０，０００の範囲である。

また、顔料を予め分散剤、有機溶剤などに分散させた顔料分散体に含まれる分散剤も、粒状成分の結着剤として機能する場合がある。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物に用いる有機溶剤としては、本発明のインキ組成物中に含有される樹脂を溶解することができるものであればよく、任意の溶剤を使用することができる。なかでも、前記した、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、カルド系樹脂、（ブロック）イソシアネート系樹脂からなる群から選ばれる１つ以上を溶解することができる有機溶剤であることが好ましい。また、粒状成分、樹脂成分、および有機溶剤の配合比率は、ブランケット表面に均一なインキ塗膜を形成できるような範囲に設定することが好ましい。

また、本発明の微細パターン形成用インキ組成物は、有機溶剤として、以下に示す速乾性有機溶剤及び遅乾性有機溶剤を含有することが好ましい。速乾性有機溶剤及び遅乾性有機溶剤を含有することで、ブランケット表面上のインキ塗膜がパターン形成に適正な乾燥性を保持し、さらに印刷後のブランケット表面の乾燥性も適正な状態に保たれるため、繰り返し印刷することが可能となる。

速乾性有機溶剤としては、２５℃における蒸気圧が２０×１０^２Ｐａ（１５ｍｍＨｇ）以上の溶剤の何れか１つ以上が用いられ、この速乾性有機溶剤が、全インキ組成物中、５．０〜９０．０質量％含有されることが好ましい。より好ましくは２０．０〜８０．０質量％、さらに好ましくは３０．０〜７０．０質量％である。

前記の速乾性有機溶剤は、全インキ組成物中５．０〜９０．０質量％の範囲で調整されることが好ましい。速乾性有機溶剤の含有量が５．０質量％未満では、ブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分となりやすく、微細パターンの再現性に劣る場合がある。一方で９０．０質量％を超えると、ブランケット上でインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版または被印刷基材へ転写しにくくなる場合がある。

これら速乾性有機溶剤は、樹脂の溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例として、次に挙げられるものが用いられる。エステル系溶剤として、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、アルコール系溶剤として、メタノール、エタノール、２−プロパノール等、炭化水素系溶剤として、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン等、ケトン系溶剤として、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等、カーボネート系溶剤として、ジメチルカーボネート等が挙げられる。また、これらは、系内の複数種類の有機溶剤の混合物であってもよく、系の異なる複数種類の有機溶剤の混合物であってもよい。なかでも、酢酸イソプロピルや、２―プロパノール、およびジメチルカーボネートが、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。

遅乾性有機溶剤としては、２５℃における蒸気圧が０．４×１０^２Ｐａ（０．３ｍｍＨｇ）以上２０×１０^２Ｐａ（１５ｍｍＨｇ）未満の溶剤の何れか１つ以上が用いられ、この遅乾性有機溶剤が、全インキ組成物中、５．０〜９０．０質量％含有されることが好ましい。より好ましくは５．０〜７０．０質量％、さらに好ましくは１０．０〜４０．０質量％である。

前記の遅乾性有機溶剤の含有量が５．０質量％未満では、ブランケット上のインキ塗膜が乾燥しすぎて凸版に転写できにくくなる場合がある。一方で９０．０質量％を超えるとブランケット上でのインキ塗膜の乾燥が不十分となりやすく、微細パターンの再現性に劣る場合がある。

これら遅乾性有機溶剤は、樹脂の溶解性、顔料分散系への親和性を考慮し、それぞれに応じた溶剤が選択されるが、例として、次に挙げられるものが用いられる。エステル系溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡｃ）、３メトキシ−３−メチルーブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート（ＥＥＰ）等、アルコール系溶剤として、１−ブタノール、３メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１−ヘキサノール、１−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノール等、エーテル系溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル等、炭化水素系溶剤として、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、オクタン、ノナン、デカン等、カーボネート系溶剤としてジエチルカーボネート等が挙げられる。また、これらは、系内の複数種類の有機溶剤の混合物であってもよく、系の異なる複数種類の有機溶剤の混合物であってもよい。なかでも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、および、ジエチルカーボネートが、その蒸発速度や表面張力から見て好ましい。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物は、前記した樹脂成分と相溶しない、有機顔料、無機顔料、無機透明粒子、金属微粉末から選ばれる１種以上の粒状成分を含有する

粒状成分はパターン化された膜に、着色性、透明性、絶縁性、導電性、耐候性、耐熱性等の必要な機能を付与するために用いられる。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物が、例えば、カラーフィルター製造に用いられる場合、粒状成分としては、カラーフィルター用顔料として用いることができる公知の顔料が挙げられるが、色純度と色濃度が高く、透明性の高いものが好まれている。すなわち、顔料の分散性が高いほどこれらの特性が発揮されやすいため、必要に応じて顔料への表面処理や、分散時に顔料分散剤や界面活性剤等の助剤を加えることができる。これらの顔料には、例えば、赤、緑及び青の各色で使用できる顔料として次のものが挙げられる。顔料の種類は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。

まず、赤色顔料として、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５、２５４等が、緑色顔料として７、３６、５８等が、青色顔料として、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４等が挙げられる。墨顔料として、カーボンブラック、黒鉛、チタンブラック等が挙げられる。また、これら赤、緑及び青顔料の色調整及びインキの流動性を改善するために、次に挙げる顔料を必要量添加することができる。例えば、黄顔料として、１７、８３、１０９、１１０、１２８、１５０等が、紫顔料として、１９、２３、１２２等が、白顔料として、１８、２１、２７、２８等が、橙顔料として、３８、４３等が挙げられる。

これらの顔料は無機透明粒子と併用することもできる。無機透明粒子としては、例えばシリカ、フッ化マグネシウム、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム等が挙げられる。中でもシリカ、フッ化マグネシウムが好ましく用いられる。

また本発明の微細パターン形成用インキ組成物が、例えば、電子機器に用いられるプリント配線等の製造に用いられる場合、膜に導電性を付与するために、粒状成分としては、ニッケル、銅、金、銀、アルミニウム、クロム、白金、パラジウム、タングステン、モリブデン等の単体、これら２種以上の金属からなる合金、あるいはこれら金属の化合物で良好な導電性を有するもの等が挙げられる。特に、銀粉末は、安定した導電性を実現し易く、また熱伝導特性も良好なため好ましい。

さらに、前記した顔料分散剤と硬化性樹脂を合わせて樹脂成分としたときに、粒状成分と樹脂成分の固形分比率は、容積比で１：５〜２：１であることが好ましい。カラーフィルター作製用インキ組成物の場合、さらに好ましくは１：５〜３：２で、導電性インキ組成物の場合、さらに好ましくは１：１〜２：１である。この比率は、ブランケット表面のインキ塗膜に凸版により画像が形成された時点でも同じである。配合する樹脂によっても異なるが、顔料に対して必要以上の樹脂が存在すると、画線がビリついたりするなどシャープな画像が得られず好ましくない。一方、顔料に対しての樹脂が不足すると、ブランケット表面のインキ塗膜が凸版または被印刷基材へ転写しないなどの不具合が生じて好ましくない。尚、粒状成分には、顔料とともに、シリカ等の透明粒子も含む。また、樹脂成分には、顔料分散体に含まれる顔料分散剤以外に、透明粒子とともに導入される樹脂も含む。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物は、表面エネルギー調整剤として、フッ素系界面活性剤を含有することが好ましい。

表面エネルギー調整剤は、ブランケット表面に微細パターン形成用インキ組成物が均一に良好に塗布できるように、微細パターン形成用インキ組成物の表面エネルギーをブランケットの表面の表面エネルギーよりも小さくするために添加されるものである。この表面エネルギー調整剤には、フッ素系界面活性剤の１種または２種以上が用いられ、全インキ組成物中０．０５〜５．０質量％含有することが好ましく、より好ましくは０．１〜１．０質量％含有される。これによりブランケットへのインキ塗工時に、塗工された塗膜の平滑性が向上し、より均一な塗膜が得られる。

表面エネルギー調整剤の具体的なものとしては、メガファック Ｆ−４７０、メガファック Ｆ−４７２、メガファック Ｆ−４８２（以上、商品名：ＤＩＣ製）、メガファック ＥＸＰ．ＴＦ−１３０３、メガファック ＥＸＰ．ＴＦ−１１５９（以上、固形分３０％のフッ素系界面活性剤：ＤＩＣ製）等の１種以上が用いられる。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物は、前記した成分の他、インキ膜転写性向上剤、消泡剤、被印刷基材への接着付与剤などの各種添加剤を適宜配合することができる。

インキ膜転写性向上剤は、ブランケット表面上に形成された均一な厚さのインキ塗膜が凸版と接触し、凸版の凸部の表面にブランケット表面上のインキ塗膜の一部を付着、転移させる際に、及びブランケット上に形成された印刷パターン（画像）を被印刷基材に完全に転写する際に、ブランケットからのインキ膜の転写性を向上させる目的で添加される。このインキ膜転写性向上剤にはシリコーンオイルの一種または二種以上が用いられ、全インキ組成物中０．０５〜５．０質量％含有することが好ましく、より好ましくは０．１〜１．０質量％含有される。これによりブランケットからのインキ膜の転写性が向上して、ブランケット上にインキ残が残るのを防ぐ。またこれにより、ブランケット上のインキ塗膜の一部を凸版へ付着、転移させる速度、及びブランケット上の印刷パターン（画像）を被印刷基材へ転写させる速度の向上が図れる。

また、前記粒状成分は、単体以外に、粒状成分を予め分散剤、有機溶剤に分散させた分散体であっても良い。例えば、青色顔料１５：６の場合には、ＥＸＣＥＤＩＣ ＢＬＵＥ ０５６５（以上ＤＩＣ製）が使用できる。これ以外の顔料では、ＥＸＣＥＤＩＣ ＲＥＤ ０７５９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０５９９、ＥＸＣＥＤＩＣ ＧＲＥＥＮ ０３５８、ＥＸＣＥＤＩＣ ＹＥＬＬＯＷ ０６４８、ＵＫ９−１２３１（以上ＤＩＣ製）、チタンブラック分散液（三菱マテリアル社製）などを使用することができる。無機透明粒子では、ＮＡＮＯＢＹＫ−３６５０（ビックケミージャパン社製）、ＩＰＡ−ＳＴ、ＩＰＡ−ＳＴ−ＺＬ（何れも日産化学工業社製）、フッ化マグネシウム分散液（シーアイ化成社製）などを使用することができる。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物の製造は、粒状成分、樹脂成分、および有機溶剤を、ビーズミルなどの一般的な分散機を用いて分散し、これにさらに樹脂、有機溶剤および表面エネルギー調整剤などの各種添加剤を混合後、粗大粒子を濾過して行われる。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物にあっては、上述の組成を有するものであるが、その物性も重要な因子である。この物性としては、まず温度が２５℃におけるインキ粘度が、０．５ｍＰａ・ｓ〜１０．０ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが好ましい。これは、ブランケットへインキ組成物を均一に塗布するために、塗布装置からのインキ吐出性を鑑みて決定されたものである。この範囲よりも高い粘度の場合、塗工装置からのインキ吐出が不均一になりやすく、ブランケット上に分断されて塗工される不具合や、塗工されたインキ塗膜が不均一となりやすい。インキ組成物の粘度の測定は、市販のコーンプレート型回転粘度計（例えば、東機産業（株）製ＴＶ−２０Ｌなど）によって行われる。

次に、インキ組成物の表面エネルギーも重要な因子である。インキ組成物の表面エネルギーは、１５〜３０ｍＮ／ｍの範囲に調整することが好ましい。この範囲より高い表面エネルギーの場合、ブランケットへのインキレベリング性が悪く、ブランケット上でインキがはじいたりするなど均一なインキ塗膜が得られにくくなる。表面エネルギーの測定は、市販の自動表面張力計（例えば、協和界面化学（株）製ＣＢＹＰ−Ａ３など）を用いて行われる。

さらに、ブランケットに対する膨潤量も重要である。この膨潤量は１００ｍｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは４０〜９０ｍｇ／ｃｍ^３の範囲とされる。この膨潤量とは、インキ組成物をブランケットに塗布した際に、インキ組成物中に含まれる有機溶剤がブランケット表面に浸透し、ブランケットの表面がこの浸透した有機溶剤で膨潤する度合いを示すものである。この値は、インキ組成物中の有機溶剤が凸版と接触するまでの間にブランケット表面に吸収される量に関係するとともに、ブランケットの表面がこの吸収された有機溶剤によって膨潤し、適切なインキ塗膜の剥離性、転移性を得るためにも関係する。

この膨潤量の具体的な測定法は、面積５０ｃｍ^２、厚さ０．５ｍｍのブランケット材にインキ塗膜が１０μｍになるように、バーコーターを用いて塗布し、１分後に粘着紙などを用いて剥がし取る。この塗布、拭き取りの操作を同じブランケット材に対して１０回繰り返し、最終的なブランケット材の質量増加から膨潤量を算出し、これをブランケット材の体積で除して膨潤量とするものである。この膨潤量が１００ｍｇ／ｃｍ^３を超えると、ブランケット表面のシリコーンゴム層とこれを支える支持層との間で剥離が生じ、平滑性が失われたりして良好な画像が得られにくくなる。

また、ブランケットの表面材料は通常シリコーンゴムから構成されており、このシリコーンゴムに対してインキ組成物が良好に付着し、均一なインキ塗膜が形成されるために、ブランケット表面に対する接触角が３５°以下とすることが望ましく、好ましくは２５〜３５°とされる。接触角の測定は、市販の自動接触角計（例えば、協和界面化学（株）製ＣＡ−Ｗ１５０など）を用いて行われる。

以下、実施例、比較例を用いて、本発明を具体的に示す。これらの例中、「部」は質量部、「％」は質量パーセントを意味するものとする。

（分散体１の調製）
緑色顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ５８、ＤＩＣ製「ＦＡＳＴＯＧＥＮ ＧＲＥＥＮ Ａ１１０」）１５．０部、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０００（アクリル系ブロック共重合体タイプの顔料分散剤）１８．８部、酢酸イソプロピル（溶剤）４６．３部、プロピレングリコールモノメチルエーテル（溶剤）１９．９部をビーズミルで分散し、分散体１を調製した。

得られた分散体１の１００ｒｐｍでの粘度をコーンプレート型回転粘度計で測定し、分散体の性能を評価した。

（分散体２〜９の調製）
分散体１の調製と同様にして、表１、２に示す組成比により、分散体２〜９を調製し、粘度を測定した。

（実施例１）
前記の分散体１を、４２．０部、アクリディック ＷＦＺ−２８８（アクリル系の硬化性樹脂）１７．１部、酢酸イソプロピル（溶剤）２９．３部、プロピレングリコールモノメチルエーテル（溶剤）１１．６部、メガファック ＥＸＰ．ＴＦ−１１５９（表面エネルギー調整剤）０．５部を加えて分散攪拌機で攪拌し、微細パターン形成用インキ組成物（１）を調製した。

前記した微細パターン形成用インキ組成物（１）の１００ｒｐｍでの粘度をコーンプレート型回転粘度計で測定し、微細パターン形成用インキ組成物（１）の性能を評価した。

さらに前記した微細パターン形成用インキ組成物（１）を用いて、ガラス基板上に、凸版反転印刷法により、膜厚１．５μｍで線幅２０μｍのストライプパターンを印刷した。

（実施例２〜５）
実施例１と同様にして、表３に示す組成比により、実施例２〜５用の微細パターン形成用インキ組成物（２）〜（５）を調製し、同様に粘度を測定した後、凸版反転印刷法により印刷した。但し、実施例３、４は、膜厚１．０μｍ、実施例５は、膜厚１．５μｍで印刷した。

（比較例１〜４）
実施例１と同様にして、表４に示す組成比により、比較例１〜４用インキ組成物（２）〜（４）を調製し、同様に粘度を測定した後、凸版反転印刷法により印刷した。但し、比較例３、４は、膜厚１．０μｍで印刷した。

（印刷パターン品質の評価方法）
微細パターン形成用インキ組成物の印刷物のパターン形状を顕微鏡にて観察し、以下の基準に従って、○または×の評価をした。
○：パターンの直線性に優れる。パターンの線幅が版設計値通りに形成されている。
×：パターンエッジの不鮮明さ、直線性の欠陥、断線がある。パターンの線幅が版設計値よりも５ｕｍ以上太い、または細い。

（基材への付着性の評価方法）
微細パターン形成用インキ組成物をガラス基板上に、膜厚が１．５μｍになるように、スピンコーターにて塗布し、２５０℃にて３０分間加熱（基本焼成）してインキ塗板を作製した。ＪＩＳＫ５６００−５−６付着性（クロスカット法）の手順で試験を実施し、以下の基準に従って○、△、×の評価をした。
○：すべての格子の目にも剥がれがない。
△：一部に塗膜の剥がれがある。
×：全面的に塗膜の剥がれがある。

表１及び表２中の略号は以下の通りである。
・緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ５８、「ＦＡＳＴＯＧＥＮ ＧＲＥＥＮ Ａ１１０」（ＤＩＣ製）
・カーボンブラック：「スペシャルブラック３５０」（デグサ社製）
・ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０００：アミン価４ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分４０％の顔料分散剤（ビックケミー・ジャパン社製）
・ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２００１：アミン価２９ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分４６％の顔料分散剤（ビックケミー・ジャパン社製）
・ＥＦＫＡ ４３２０：アミン価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分５０％の顔料分散剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製）
・ＥＦＫＡ４３００：アミン価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分８０％の顔料分散剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製）
・ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ ２４０００ＧＲ：アミン価４２ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分１００％の顔料分散剤（ルーブリゾール社製）
・ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ ５５０００：アミン価なし、固形分５０％の顔料分散剤（ルーブリゾール社製）
・ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６１：アミン価１１ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分３０％の顔料分散剤（ビックケミー・ジャパン社製）
・メガファック ＥＸＰ．ＴＦ−１１５９：固形分３０％のフッ素系表面エネルギー調整剤（ＤＩＣ社製）
・アクリディック ＷＦＺ−２８８：Ｔｇ−２０℃、重量平均分子量５，２００、固形分５５％のアクリル系硬化性樹脂（ＤＩＣ製）
・ＩＰＡｃ：酢酸イソプロピル
・ＰＧＭ：プロピレングリコールモノメチルエーテル

表１中の粒状成分と樹脂成分の容積比は、緑色顔料の比重を２．０、カーボンブラックの比重を１．８、樹脂成分の比重を１．２として計算した値である。

本発明の微細パターン形成用インキ組成物は、凸版反転印刷法で正確にパターニングされたインキ膜を形成することができるため、カラーフィルターを始めとする各種電子部品に所望される微細パターンを凸版反転印刷法にて作製する際に好適に使用される。

本発明における凸版反転印刷法の一例を模式的に示す概略構成図である。

１ インキ塗布装置
２ ブランケット
３ インキ塗膜
４ 凸版
５ 被印刷基材

Claims (11)

1. ブランケット表面に形成された均一なインキ塗膜を凸版に押圧し、押圧部を凸版に転写させて除去することによって、ブランケット表面に画像を形成した後、これを被印刷基材に転写する凸版反転印刷法に用いられる微細パターン形成用インキ組成物であって、粒状成分、顔料分散剤、硬化性樹脂、有機溶剤、及び表面エネルギー調整剤を含有し、前記顔料分散剤が、アクリル系ブロック共重合体を含有することを特徴とする微細パターン形成用インキ組成物。
2. 前記したアクリル系ブロック共重合体のアミン価が、１〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項１に記載の微細パターン形成用インキ組成物。
3. 前記したアクリル系ブロック共重合体の含有量が、前記粒状成分に対して５〜８０質量％である請求項１又は２に記載の微細パターン形成用インキ組成物。
4. 前記した硬化性樹脂が、アクリル系樹脂を含有する請求項１〜３の何れかに記載の微細パターン形成用インキ組成物。
5. 前記したアクリル系樹脂のＴｇが２５℃未満であり、重量平均分子量が１，０００〜２０，０００である請求項４に記載の微細パターン形成用インキ組成物。
6. 前記した有機溶剤が、２５℃における蒸気圧が２０×１０^２Ｐａ（１５ｍｍＨｇ）以上のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤及びカーボネート系溶剤から選ばれる１種以上の速乾性有機溶剤、及び、２５℃における蒸気圧が０．４×１０^２Ｐａ（０．０３ｍｍＨｇ）以上２０×１０^２Ｐａ（１５ｍｍＨｇ）未満のエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤及びカーボネート系溶剤から選ばれる１種以上の遅乾性有機溶剤を含有する請求項１〜５の何れかに記載の微細パターン形成用インキ組成物。
7. 前記した有機溶剤が、遅乾性有機溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル及び又はプロピレングリコールモノエチルエーテルを含有する請求項１〜６の何れかに記載の微細パターン形成用インキ組成物。
8. 前記した粒状成分が、樹脂成分及び有機溶剤に溶解しない有機顔料、無機顔料、無機透明粒子、金属微粉末から選ばれる１種以上であり、該粒状成分と、前記した顔料分散剤と硬化性樹脂を合わせた樹脂成分との固形分比率が、容積比で１：５〜２：１である請求項１〜７の何れかに記載の微細パターン形成用インキ組成物。
9. 前記した表面エネルギー調整剤が、フッ素系界面活性剤である請求項１〜８の何れかに記載の微細パターン形成用インキ組成物。
10. ２５℃に於ける粘度が、０．５ｍＰａ・ｓ〜１０．０ｍＰａ・ｓである請求項１〜９の何れかに記載の微細パターン形成用インキ組成物。
11. 表面エネルギーが、１５ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍである請求項１〜１０の何れかに記載の微細パターン形成用インキ組成物。

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