JP2015525149A - クリシェおよびそれを含む印刷装置 - Google Patents

クリシェおよびそれを含む印刷装置 Download PDF

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Abstract

本発明はクリシェ、クリシェの製造方法およびクリシェを用いた印刷方法を提供する。

Description

本明細書にはクリシェおよびそれを含む印刷装置に関する技術が記載される。本出願は２０１２年５月３１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−００５８０４１号の出願日の利益、２０１２年５月３１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−００５８２３８号の出願日の利益、２０１２年５月３１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−００５８０５９号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
電子製品には様々な電子材料パターンが用いられている。例えば、ディスプレイの場合、カラーフィルタ基板、トランジスタ基板、電極基板などに様々な機能を有する電子材料のパターンが用いられている。
前記のような電子材料パターンを形成するために、フォトリソグラフィ法、メッキ法、印刷法などの方法の使用が試みられている。
最近、電子製品に用いられる電子材料パターンが益々微細な規模を有することが求められるにつれ、電子材料パターンの形成のための材料、方法または装置の開発が求められている。
当技術分野においては、電子材料パターンを精密に形成するか、工程効率を改善することができる電子材料パターンの形成方法または装置の開発が求められる。
本明細書に記載された一実施状態は、支持ロール、および前記支持ロールの少なくとも一面を囲むように備えられ、凹凸部を有するフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基材を含み、前記支持ロールと前記フレキシブル基材との間に多孔性シートが備えられたクリシェを提供する。
本明細書に記載された一実施状態は前記クリシェの製造方法を提供する。
本明細書に記載されたまた１つの実施状態は前記クリシェを含む印刷装置を提供する。
本明細書に記載されたまた１つの実施状態は前記クリシェを用いた印刷方法を提供する。
本明細書に記載された実施状態によるクリシェはフレキシブルであるため、従来のガラスやシリコンウェハーのように壊れる心配がなく、ＳＵＳのような鉄製のクリシェに比べて製造が容易で且つ製造費用も低い。
本明細書に記載された実施状態によれば、クリシェの基材として、ガラスやシリコンウェハーのように壊れる心配がなく、ＳＵＳのような鉄製のクリシェに比べて製造が容易で製造費用も低い材料を用いる場合にも、ＳｉＯｘ層によってクリシェの表面特性を制御することによってクリシェ上のインクを円滑に剥離させることができる。
特に、本明細書の実施状態によるクリシェの基材としてフレキシブルな基材を用いることができるため、ロールツーロール方式に適用するためにロール形態に製作するのに大変有利であり、本明細書の実施状態によるロール形態に巻き取られたクリシェを用いると、クリシェを洗浄せずに１回用として用いることもできる。
本明細書に記載された実施状態によるクリシェの側断面構造を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの製造工程を例示するものである。 本明細書に記載された一実施状態により、ロール型支持部を含むクリシェを例示するものである。 本明細書に記載された一実施状態により、ロール型支持部を含むクリシェを例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの側断面構造を例示するものである。 実施例で製造されたクリシェの曲げられた状態を撮影した写真である。 実施例で製造されたクリシェを用いた印刷状態を示すものである。 比較例１で製造されたクリシェを用いた印刷状態を示すものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェの支持ロールの表面に真空吸入孔が形成された構造を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェにおいて、支持ロールとフレキシブル基材との間に多孔性シートが備えられた例を示すものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェにおいて、支持ロールとフレキシブル基材との間に多孔性シートが備えられた例を示すものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェにおいて、磁石によってフレキシブル基材を支持ロールに固定した例を示すものである。 図１９のような構造のクリシェを製作するために、フレキシブル基材の両末端に磁石を備えた例を示すものである。 本明細書に記載された実施状態によるクリシェにおいて、支持ロールの溝部内においてフレキシブル基材の両末端を固定した例を示すものである。 本明細書に記載された実施状態による印刷方法を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態による印刷方法を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態による印刷方法を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態による印刷方法を例示するものである。 本明細書に記載された実施状態による印刷方法を例示するものである。 比較例２で製造されたクリシェのコーティング形状を示すものである。 第２実施状態によるクリシェの製造方法を示すものである。 本明細書に記載された一実施状態により、ロール進行方向に独立的な真空のオンオフが可能なフレキシブル基材が取り付けられたクリシェを示すものである。
以下、本明細書に記載された実施状態について詳細に説明する。
本明細書に記載された第１実施状態によるクリシェは、支持ロール、および前記支持ロールの少なくとも一面を囲むように備えられ、凹凸部を有するフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基材を含む。前記支持ロールおよび前記凹凸部を有するフレキシブル基材を図１に例示し、前記実施状態によるクリシェの側断面構造を図１０に例示する。
本明細書によれば、フレキシブルな基材上に凹凸部を形成し、これを支持ロール上に囲むように備えることにより、クリシェの製造が容易であり、製造費用も低い。
本明細書において、「フレキシブル」とは、従来のガラス、シリコンや鉄に比べて柔軟性を有することを意味する。前記フレキシブルな基材は、材料や厚さによってフレキシブルな性質を有することができる。ここで、「フレキシブル」な程度は特に制限はない。例えば、必要な印刷工程に適用したり、ロール型支持体の表面に取り付けたりすることができる程度であれば構わない。具体的には、適用しようとする形態またはそれより多く曲げられた状態で２４時間以上置いた後、光学顕微鏡でクラックが観察されない程度であれば良い。例えば、ロール型支持体の外半径が１５ｃｍである場合、１５ｃｍの曲率半径で２４時間以上曲げられた状態で置いた後、光学顕微鏡上でクラックが観察されないことが好ましい。より好ましくは、ロール型支持体の外半径が１５ｃｍである場合、５ｃｍの曲率半径で２４時間以上曲げられた状態で置いた後、光学顕微鏡上でクラックが観察されないことが好ましい。本明細書に記載されたクリシェはフレキシブルな基材を有しているため、ロール型に製作し易いだけでなく、工程費用が大幅に節減される。したがって、ロールツーロール連続印刷が可能である。
一例として、本明細書に記載されたクリシェは、前記フレキシブルな基材の凹凸部が備えられた面の反対面に備えられた支持部をさらに含むことができる。この時、前記支持部はロール型または平板型であっても良い。特に、前記支持部がロール型である場合にも、前記フレキシブルな基材は損傷することなく支持部の表面に取り付けられることができる。互いに離隔して配置された２以上の支持ロールを含むこともできる。図１１に２個の支持ロールを含む場合を例示する。但し、図１１は本発明を例示するためのものであって、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
前記フレキシブルな基材としては、高分子樹脂フィルムや金属箔（ｆｏｉｌ）が用いられることができる。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）のような高分子樹脂からなるフィルムが用いられることができ、ＳＵＳ（ｓｔｅｅｌ ｕｓｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）箔、アルミニウム箔、銅箔のような金属箔が用いられることができるが、これらのみに限定されるものではない。
前記凹凸部は前記フレキシブルな基材と一体型に形成されたものであっても良く、前記フレキシブルな基材上に別途に形成されて付着した状態であっても良い。前記凹凸部は前記フレキシブルな基材と同一の材料からなっても良く、互いに異なる材料からなっても良い。前記凹凸部の材料としては、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）材料、フォトレジスト（ＰＲ）材料のような感光性樹脂材料、銅のような金属材料、熱またはＵＶ硬化性樹脂などが用いられることができる。
前記凹凸部は高分子樹脂を含んでも良く、金属を含んでも良い。前記凹凸部は、感光性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂または金属からなっても良い。
特に、ＵＶ硬化性樹脂を用いる場合は、フレキシブルな基材と一体型に形成するのに容易である。
前記フレキシブルな基材と前記凹凸部を別途に製作する場合、これらの間の密着力を向上させるために、基材と凹凸部との間にバッファ層をさらに備えれるか、前記基材に密着力の向上のための前処理を行うことができる。
例えば、前記凹凸部としてフォトレジスト材料またはＵＶ硬化性樹脂を用いる場合、基材をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）で処理するか、ビニル基またはアクリル基を有するシランカップリング剤で処理することができる。この時、前記基材上に前記処理で形成された薄膜は１００ｎｍ以下の厚さを有することができる。また、前記基材を密着力が向上できるプライマーで予め処理することもできる。また、前記基材上に銅、クロム、ニッケルまたはＩＴＯの薄膜を形成することができ、この時にも、前記薄膜は１００ｎｍ以下の厚さを有することができる。その他、フォトレジスト関連技術に用いられる他の密着力の向上方法が利用されることができる。
また、前記凹凸部を金属で形成する場合、基材と凹凸部の密着力の向上のために、前記基材上にモリブデン、チタニウムまたはニッケル薄膜を蒸着してバッファ層を形成することができる。この時、前記金属層の形成方法や厚さに応じて前記バッファ層の厚さを調節することができる。例えば、前記バッファ層の厚さは１００ｎｍ以下、または２０ｎｍ以下に形成されることができる。
前記凹凸部は、クリシェの使用目的や印刷物の形状、用いられる印刷組成物の種類に応じて線幅、線間隔、深さなどが調節されることができる。
例えば、凹凸部の深さは１マイクロメーター以上、１．５マイクロメーター以上または２マイクロメーター以上に調節されることができる。
本明細書においては、今後説明する方法を利用して、上記のように深さの深い凹凸部を有するフレキシブルなクリシェを提供することができる。クリシェとして用いるためには凹凸部パターンの深さが深いほど良い。
また１つの実施状態によれば、前記基材の凹凸部が備えられた面上に備えられたＳｉＯｘ層を含む。前記実施状態によるクリシェの側断面構造を図１２に例示する。ここで、ｘは１以上２以下である。
本明細書によるクリシェは、基材としてガラスや石英を用いない場合にもＳｉＯｘ層によって表面特性が向上する。具体的には、クリシェの表面に塗布されたインクが円滑に剥離され、被印刷体への精密な転写を可能にする。
前記基材の凹凸部が備えられた面がＳｉＯｘ層の形成前に表面活性化処理が行われることができる。表面活性化処理が行われる場合、その方法はコロナ処理、酸素プラズマまたは空気（ａｉｒ）プラズマ処理であることができる。基材の凹凸部が備えられた面は、表面活性化処理によって一時的に表面エネルギーが高くなり、その上にＳｉＯｘ層を形成する物質のコーティングが容易になる。一時的に表面エネルギーが高くなるのは、基材の凹凸部の表面が表面活性化処理によって酸化し、凹凸部の成分および／または表面活性化処理の条件に応じてカルボン酸基またはヒドロキシ基などの表面エネルギーの高い官能基に変わるためである。
表面活性化処理を行うことなくＳｉＯｘ層を形成しようとすれば、基材の凹凸部材質の表面エネルギーが低い場合、ＳｉＯｘ層を均一に形成することが容易でない。表面活性化処理を行うことなくＳｉＯｘ層を形成する場合を比較例２および図２７に示す。
このようなメカニズムにより、表面活性化処理を行わなかった時の表面エネルギーが低くても、例えば、４０ｄｙｎ／ｃｍ未満であっても、表面活性化処理後には表面エネルギーが５０ｄｙｎ／ｃｍ以上に高くなり得るため、その上部にＳｉＯｘ処理を行う時に塊やピンホールがなく均一な処理ができるようになる。
このような前記ＳｉＯｘ層の厚さは基材の凹凸部のパターン線幅および線高さによるが、約１０ｎｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。ＳｉＯｘ層の厚さが１０ｎｍ以上である場合に、クリシェを繰り返し用いる時にＳｉＯｘ層が損傷することを防止するのに有利である。また、ＳｉＯｘ層の厚さが２μｍ以下である場合に、ＳｉＯｘ層が損傷することを防止し、精密なパターンを形成するのに有利である。例えば、ＳｉＯｘ層を基材上の凹凸部の全体に均一に２μｍを超過する厚さにコーティングする場合、パターン線幅が両側に４μｍ以上大きくなり得るため、本来のパターン形状に比して差が大きくなるという短所がある。また、ＳｉＯｘ層が２μｍを超過する厚さに形成される場合のまた他の短所は、蒸着工程でＳｉＯｘ層が形成される場合は、蒸着時間が過度に長く必要となり、湿式（ｗｅｔ）コーティング工程で形成される場合は、ＳｉＯｘ層が形成されつつ収縮現象が過度に大きくなってクラックが発生し得る。より具体的には、ＳｉＯｘ層の厚さが１００ｎｍ以上１μｍ以下であることができる。
前記ＳｉＯｘ層の表面エネルギーは４０ｄｙｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。前記ＳｉＯｘ層の好ましい表面エネルギー値の上限値は特定することができないが、ＳｉＯ２からなる物質のうち表面エネルギーが高い方であるｍｉｃａの場合、表面エネルギーが約４０００ｄｙｎ／ｃｍであるため、理論的に可能な表面エネルギー値の上限値は４，０００ｄｙｎ／ｃｍである。しかし、ＳｉＯｘ層の表面エネルギー値の上限値がガラスの表面エネルギー値の範囲である４０〜７０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内であることが製造容易性および持続的な維持可能性に有利である。
前記凹凸部は、クリシェの使用目的や印刷物の形状、用いられる印刷組成物の種類に応じて線幅、線間隔、深さなどが調節されることができる。
前記凹凸部パターンの深さは深いほど良いが、製造上の便宜を考慮すると、１マイクロメーター以上、または１．５マイクロメーター以上、またはより好ましくは２マイクロメーター以上に調節されることができる。
本明細書のまた１つの実施状態によれば、前記支持ロールには真空吸入孔が備えられる。図１６に真空吸入孔が備えられた例を示す。真空吸入孔を用いる場合、真空吸着によって前記フレキシブル基材が前記支持ロールに固定されることができる。この場合、別途の物理的または化学的な固定無しに、前記フレキシブル基材を固定することができる。これにより、フレキシブル基材の変形を最小化し、位置精密度を向上させることができる。前記孔の形状、直径は、前記フレキシブル基材が真空吸入孔によって変形しないようにする範囲から選択されることができる。
前記孔の直径はフレキシブル基材の種類や厚さに応じて異なる。例えば、前記孔の直径はフレキシブル基材の厚さの５倍〜１５倍であっても良いが、これに限定されるものではない。
前記真空吸入孔を用いてフレキシブル基材を固定する場合、本明細書に記載されたクリシェを含む印刷装置は真空吸入手段をさらに含むことができる。前記真空吸入手段は、前記支持ロール上の真空吸入孔を介してフレキシブル基材を支持ロール上に固定できるものであれば特に限定されない。この時、真空吸入手段による真空度は常圧に比べて小さいほど良い。
この時、真空は、圧力が常圧（７６０ｍｍＨｇ）より低い状態を真空といい、前記真空度は、常圧に対する真空の状態を比較して、真空に作った容器内に残っている気体の圧力を意味する。
前記真空吸入手段による真空度は、用いられるフレキシブル基材の種類および厚さに応じて前記フレキシブル基材が変形することなく支持ロールに固定できるものであれば、特に限定しない。
例えば、前記真空吸入手段によって真空発生後の真空孔内に存在する圧力は常圧の３０％以上９５％以下であっても良い。常圧の５０％を超過する場合は、基材が厚ければ支持ロールに十分に固定されることが難しく、常圧の３０％より低い場合は、真空に達する時間が長くかかるし、基材の厚さが十分に厚くなければ変形して基材に真空孔の跡が残る場合がある。
一方、フレキシブル基材をクリシェロールに取り付ける時、ロールが回転しながら順次真空状態に達して基材を取り付けることができるように、ロール進行方向に独立的な真空のオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）ができるようにすることができる。図２９にロール進行方向に独立的な真空のオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）ができる構造を示す。
上記のように、孔構造によってフレキシブル基材に跡が残ったり変形したりするなどの損傷が発生することを防止するために、前記フレキシブル基材と支持ロールとの間に多孔性シートが備えられることができる。図１７および１８に多孔性シートが備えられた積層構造を例示する。多孔性シートは、真空吸入可能に多孔性構造を有し、フレキシブル基材の損傷を防止できるものであれば、その構造や形態、材質などは制限されない。
前記多孔性シートはフレキシブル基材などを考慮して当業者が選択することができる。
前記多孔性シートは平均気孔大きさが１００マイクロメーター以下、具体的には３０マイクロメーター以下であっても良い。
前記多孔性シートは、平均気孔大きさの下限値は空気が通過できるのであれば特に制限されず、例えば、１００ナノメーター以上であっても良い。
前記多孔性シートは、平均気孔大きさが０．１マイクロメーター以上であり、１００マイクロメーター以下であっても良い。
多孔性シートの平均気孔大きさが１００ナノメーター、すなわち、０．１マイクロメーター以上であれば、気孔がホコリの吸入などによって塞がることなく、加工が容易である。
一方、多孔性シートの平均気孔大きさが１００マイクロメーター以下であれば、気孔率を高めた時に優れた機械的強度を有することができるため、真空孔を小さく穿孔するのに比して長所を有する。
前記多孔性シートはセラミック、金属または高分子の焼結体であっても良い。
前記高分子の焼結体は分子量１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ以上であっても良い。
前記多孔性シートは気孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が大きいほど良く、具体的には１０％以上であっても良く、好ましくは３０％以上であっても良い。
前記多孔性シートは、気孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が１０％以上であり、５０％以下であっても良い。
多孔性シートの気孔率が１０％以上であれば優れた吸着力を有し、気孔率が５０％以下であれば機械的強度を高めることが容易である。
本明細書において、気孔率は、多孔質物質を構成している基質とその基質内に存在する気孔（Ｐｏｒｅ）との体積比を意味する。
前記多孔性シートは下記のような方法で製造されることができる。
前記多孔性シートの製造方法は、原料パウダーを成形するステップ、前記成形された原料パウダーを加熱するステップ、および前記加熱された原料パウダーを焼結するステップを含むことができる。
前記原料パウダーは高分子、セラミックまたは金属であっても良い。
本明細書のまた１つの実施状態によれば、前記フレキシブル基材の前記支持ロールの円周方向における両末端部が磁石によって前記支持ロールに固定される。前記固定は支持ロールの表面上においてなされても良いが、図１９のように支持ロールの溝部においてなされても良い。具体的には、前記支持ロールはロールの回転軸と平行した方向に溝部を有し、前記溝部内において前記フレキシブル基材の末端部が前記支持ロールに固定されることができる。
上記のように磁石を用いる場合、加工が非常に簡単であるという長所がある。このために、図２０のようにフレキシブル基材の両末端部に磁石を配置した後、これを支持ロールに固定することができる。この時、磁石は必要に応じてフレキシブル基材の両末端部に固定することもできるが、磁石の磁力強さに応じて固定が必要でない場合もある。
上記のように磁石を用いる場合、必要に応じてフレキシブル基材の両末端部の厚さを残りの部分と異なるように調節することができる。例えば、フレキシブル基材の両末端部の厚さを残りの部分より薄く調節することにより、磁石による固定力をさらに強くすることができる。
本明細書のまた１つの実施状態によれば、前記支持ロールはロールの回転軸と平行した方向に溝部を有し、前記溝部内において前記フレキシブル基材の末端部が前記支持ロールに固定される。この時、前記固定は、化学的な固定手段または物理的な固定手段によって行われることができる。前記化学的な固定手段は接着剤または接着シートであっても良い。前記物理的な固定手段はボルトとナットの組み立てによるものであっても良い。
本明細書に記載された第２実施状態によるクリシェの製造方法は、フレキシブルな基材上に凹凸部を形成するステップ、および前記フレキシブルな基材が支持ロールを囲むように備えるステップを含むクリシェの製造方法に関するものである。以下では、クリシェの製造方法に関するいくつかの実施例を記述する。
凹凸部が形成された前記フレキシブルな基材が支持ロールを囲むように備えるステップは、（１）前記フレキシブルな基材の開始部前端を支持ロールの長さ方向に固定し、（２）前記支持ロールとブランケットロールが接して共に回転して、前記フレキシブルな基材が支持ロールを囲むようにした後、（３）前記基材の開始部前端と終結部後端との間の隙間をシーラントで埋める過程が行われる。
この時、開始部前端は真空吸着だけで固定しても良く、前端部を粘着テープで予め固定しても良い。図２８に凹凸部が形成された前記フレキシブルな基材が支持ロールを囲むように備える方法を示す。前述したフレキシブル基材の開始部前端部を粘着テープで予め固定する方法は、真空で固定したり磁石などのその他の方案で固定したりする場合にも応用されることができる。
図２８の（ａ）〜（ｃ）は前記フレキシブルな基材の開始部前端を支持ロールの長さ方向に固定する過程に関する図示であり、図２８の（ｄ）および（ｅ）は前記支持ロールとブランケットロールが接して共に回転して、前記フレキシブルな基材が支持ロールを囲むようにする過程に関する図示であり、（ｆ）はシーラントで隙間を埋めた後の模式図である。
但し、以下の実施例においてはフレキシブルな基材上に凹凸部を形成する例を記載するが、必要に応じてフレキシブルな基材の下段に備えられた支持シートまたは支持基板を用いることができる。フレキシブルな基材の種類に応じて凹凸部の形成のための層形成、露光などが均一に行われない場合、上記のように支持シート（ｂａｃｋｉｎｇ ｓｈｅｅｔ）または支持基板（ｂａｃｋｉｎｇ ｐｌａｔｅ）を用いることが均一なパターンを形成するのに有利である（図２参照）。必要な場合、前記支持シートの下段に備えられた支持基板をさらに用いることもできる（図３参照）。
前記支持シートまたは支持基板と前記フレキシブルな基材の付着はロールによって行うことができる。図４または図５に例示したように、基材と支持シートまたは支持基板を積層し、ロールによって圧力を印加することができる。
前記支持シートとしては前記フレキシブルな基材との吸着性がある材料のシートを用いることができ、例えば、シリコンゴムシートを用いることができる。前記シリコンゴムシートとしては、印刷工程においてブランケットとして用いられるものを用いることもできる。前記支持シートのまた他の非制限的な例としては多孔性フィルムまたは多孔性シートが挙げられる。多孔性フィルムまたは多孔性シートは、平常時には前記フレキシブルな基材との吸着性がない。しかし、前記フレキシブルな基材を前記多孔性フィルムまたは多孔性シートの上に載せ、この多孔性フィルムまたは多孔性シートの下に真空をかければ、真空によって前記多孔性フィルムまたは多孔性シートと前記フレキシブルな基材が吸着することができる。したがって、作業する間、真空下で多孔性フィルムまたは多孔性シートが前記フレキシブルな基材の支持体の役割を果たすようになる。作業終了後、真空を解除すれば、再び前記フレキシブルな基材は支持体から容易に分離することができる。
前記支持基板としては、ガラス、シリコンウェハー、鉄製基板のような固い基板が用いられることができる。必要な場合、フレキシブルな基材と支持基板を接着するための両面粘着フィルムが用いられることもできる。しかし、前記支持シート、支持基板および両面粘着フィルムはクリシェの製造工程で必要なものであるため、クリシェの製造後には分離することができる。
第１実施例によれば、フレキシブルな基材上に感光性材料を用いて凹凸部を形成することができる。第１実施例による製造方法の模式図を図６に示す。
図６によれば、フレキシブルな基材上に、感光性樹脂で層を形成し、フォトマスクを用いて選択的なＵＶ露光後に現像して凹凸部パターンを形成することができる。この時、現像前に必要に応じてプリベークを行っても良く、現像後にポストベークを行っても良く、両方とも行っても良い。前述したように、基材と凹凸部の密着力を向上させるために、基材をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ビニル基またはアクリル基を有するシランカップリング剤またはプライマーで処理を行うか、前記基材上に銅、クロム、ニッケルまたはＩＴＯの薄膜を形成することができる。
前記感光性樹脂で層を形成することは、感光性樹脂フィルムをラミネーションする方法、感光性樹脂組成物をコーティングする方法などを利用することができる。前記ラミネーションは、基材と感光性樹脂フィルムを積層し、２個のロールによって圧力を与えることによって行われることができる。前記コーティング方法としてはスピンコーティングやスリットコーティング方法が利用できるが、これらのみに限定されるものではない。上記のように感光性樹脂で層を形成した場合は、必要に応じてプリベークおよび／またはポストベークを行うこともできる。
第２実施例によれば、フレキシブルな基材上に金属からなる凹凸部を形成する。
第２実施例による一例を図７に示す。フレキシブルな基材上に金属を蒸着またはメッキし、その上にフォトレジストパターンを形成した後、金属をエッチングし、フォトレジストパターンを剥離することによって、金属パターンからなる凹凸部を形成することができる。
第２実施例によるまた他の例を図８に示す。フレキシブルな基材上にフォトレジストパターンを形成し、金属を蒸着またはメッキした後、フォトレジストパターンを除去する。この時、必要に応じて、前記フォトレジストパターンの形成前にフレキシブルな基材上にシード（ｓｅｅｄ）層を形成することもできる。
前記第２実施例においては、金属層の形成時、金属層の厚さは１マイクロメーター以上、１．５マイクロメーター以上または２マイクロメーター以上になるようにすることができる。前記金属としては、クロム、モリブデン、または銅が用いられることができる。図８に例示された方法を利用する場合、フォトレジストパターンの厚さも金属層の厚さに合わせて調節されることが好ましい。
金属層を形成する時にはメッキも利用することができるが、蒸着が均一な厚さを形成し、良質の成膜を達成するには蒸着が有利である。
金属層を形成する時、無電解メッキを行う場合は、フォトレジストパターンの形成前に無電解メッキ触媒、例えば、パラジウムを先にコーティングすることができる。電解メッキを用いる場合は、高分子樹脂からなるフレキシブルな基材上に銅、伝導性炭素などを薄く、例えば１００ｎｍ以下の厚さに形成するか、銅箔のような金属箔を用いることもできる。
第３実施例によれば、フレキシブルな基材上にモールドを利用して凹凸部を形成する。この時、基材と凹凸部形成のための樹脂との密着力の増進のためにプライマー処理を行うか、プライマー処理された基材を用いることができる。この時、凹凸部の形成のための樹脂としてはＵＶ硬化性樹脂を用いることができる。
例えば、フレキシブルな基材上にＵＶ硬化性樹脂をコーティングし、モールドでインプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）過程を行った後にＵＶ硬化を行う。最終クリシェは所望のパターンが陰刻に彫られなければならないため、前記モールドには所望のパターンが陽刻に彫られていなければならない。このような方法を利用する場合、パターンがＵＶ硬化性樹脂からなるパターンがエンボシングされたウェブ（ｗｅｂ）を連続工程で生産することもできる。実施例３による工程の一例を図９に例示する。
上記のように製造されたクリシェは単独でまたは平板型またはロール型の支持体に固定されて印刷工程において用いられることができる。この場合、前記クリシェは前記基材の凹凸部が備えられた面の反対面に備えられた平板型支持体またはロール型支持体をさらに含むことができる。この時、前記平板型支持体またはロール型支持体と基材は接着剤、接着シート、磁石またはジグなどを用いて固定されることができる。
第５実施例によれば、前記クリシェの製造方法は、前記フレキシブルな基材上に凹凸部を形成するステップは、前記基材の凹凸部が備えられた面にＳｉＯｘ層を形成するステップをさらに含む。
前記クリシェの製造方法は、前記ＳｉＯｘ層の形成前に前記基材の凹凸部が備えられた面を表面活性化処理するステップをさらに含むことができる。前記表面活性化処理は、コロナ処理、酸素（Ｏ２）プラズマ処理またはＵＶおよびオゾン処理であっても良い。表面活性化処理の条件は、基材および基材の凹凸部のバルク内部の変形は最小化し、基材および基材の凹凸部の成分および表面活性化処理の条件に応じて基材および基材の凹凸部の表面がカルボン酸基またはヒドロキシ基などの表面エネルギーの高い官能基を有するように変わるようにしさえすれば特に制限はない。具体的には、アクリル樹脂、ステンレス鋼、金属基材など微細な凹凸部を形成し易い基材の場合、マイルドな条件のプラズマ処理で、例えば、Ｈａｒｒｉｃｋ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社の卓上型プラズマ洗浄機であるＰＤＣ−００２を基盤にしたプラズマ処理システムの使用時、ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＲＦ） ｐｏｗｅｒ ５−３０ Ｗにおいて５分以内の処理で十分に表面活性化処理を行うことができる。
前記ＳｉＯｘ層を形成するステップは、ＳｉＯｘ膜を形成することができる物質で膜を形成する方式で行われることができる。前記ＳｉＯｘ層を形成するステップは、ＳｉＯ２スパッタリング、ＳｉＯ２化学気相蒸着、ＴＥＯＳ（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）をベースにしたコーティング液の塗布またはポリシラザンをベースにしたコーティング液の塗布によって行われることができる。前記ポリシラザンの例としてはパーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）が用いられることができる。前記ＳｉＯｘ層の形成後、必要な場合、熱処理または紫外線照射などの後工程を行うこともできる。
前記一面に凹凸部が備えられた基材を準備するステップは、１）基材上に、感光性樹脂で層を形成し、フォトマスクを用いて選択的なＵＶ露光後に現像して凹凸部パターンを形成する方式、２）基材上に金属を蒸着またはメッキし、その上にフォトレジストパターンを形成した後、金属をエッチングし、フォトレジストパターンを剥離することによって金属パターンからなる凹凸部を形成する方式、３）基材上にフォトレジストパターンを形成し、金属を蒸着またはメッキした後、フォトレジストパターンを除去して凹凸部を形成する方式、または４）所望のパターンが陽刻に形成されたモールドに光硬化性または熱硬化性樹脂をコーティングし、これを基材とラミネーションして硬化させた後、モールドを除去する方式で行われることができる。前記４）による方式において、モールドに樹脂をコーティングする前にモールドの表面に離型処理するステップをさらに含むことができる。
一実施状態によれば、ハード基材上に感光性樹脂または金属を用いてパターンを形成することができる。ガラスのようなハード基板上に感光性樹脂でパターンを形成するか、金属蒸着されたハード基板の金属をエッチングしてパターンを形成することができる。前記感光性樹脂でパターンを形成する時には、フォトリソグラフィ工程を利用することができる。この時、感光性樹脂層の厚さは１マイクロメーター以上、好ましくは２マイクロメーター以上に形成することができる。金属蒸着されたハード基板は、基板上に金属をスパッタリングなどの方法を利用して金属層を形成して製造されることができる。この時、金属層は厚さは１マイクロメーター以上、好ましくは２マイクロメーター以上に形成することができる。金属蒸着されたハード基板上には、フォトリソグラフィ工程でフォトレジストパターンを形成した後、金属層をエッチングし、フォトレジスト層を剥離する方式を利用することによって金属パターンを形成することができる。次に、ＳｉＯｘ層を形成することができる。ＳｉＯｘ層を形成する前には、凹凸部が備えられた基板の表面を活性化処理することができる。
また１つの実施状態によれば、ハード基材上に熱硬化性または光硬化性樹脂を用いてパターンを形成することができる。母クリシェ（ｍｏｔｈｅｒ ｃｈｌｉｃｈｅ）にクリシェ形成用の硬化性樹脂組成物をコーティングし、ハード基板と共にラミネーションして硬化させた後、モールドを剥離する方式でパターンを形成することができる。この時、モールドは所望のパターンが陽刻に彫られている。クリシェの基材がハード基材である場合、モールドはフレキシブルであることが好ましい。例えば、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）材質のモールドまたはＮＯＡ（ｎｏｒｌａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ）シリーズなどの光硬化性樹脂を用いることができる。この時、モールドのパターン深さは１マイクロメーター以上、好ましくは２マイクロメーター以上が良い。モールドの表面は、クリシェ形成用の硬化性樹脂組成物をコーティングする前に離型処理を行うことができる。離型処理は、フッ素基またはＣＨ３基のあるシランカップリング剤などで行うことができる。クリシェ形成用の硬化性樹脂組成物は、熱硬化または光硬化によって硬化可能な樹脂を含むものであれば特に限定されない。但し、硬化後に弾性体性質より固く（ｒｉｇｉｄ）なる材料が好ましい。固さに特に制限はないが、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ ３３６３−７４試験法によって測定した鉛筆硬度で少なくとも２Ｈ以上であればより好ましいと言えるが、それより若干小さくても使えないことではない。工程便宜上、光硬化性樹脂を用いることが好ましい。本実施状態においても凹凸部が備えられた基材の表面に表面活性化処理を行うことができ、次にＳｉＯｘ層を形成する。
また１つの実施状態によれば、フレキシブル基材上に熱硬化性または光硬化性樹脂を用いてパターンを形成することができる。基材がフレキシブルなものであることを除いては前記実施状態の説明が適用される。
また１つの実施状態によれば、前記第１実施状態の第１実施例によるクリシェの製造方法が適用されることができ、（図６参照）前記第１実施例によるステップを行って凹凸部を形成した後にはＳｉＯｘ層を形成する。
また１つの実施状態によれば、前記第１実施状態の第２実施例によるクリシェの製造方法が適用されることができ、（図７および図８参照）前記第２実施例によるステップを行って凹凸部を形成した後にはＳｉＯｘ層を形成する。
また１つの実施状態によれば、前記第１実施状態の第３実施例によるクリシェの製造方法が適用されることができ、（図９参照）前記第２実施例によるステップを行って凹凸部を形成した後にはＳｉＯｘ層を形成する。
前記基材がフレキシブルな基材である場合、必要に応じてフレキシブルな基材の下段に備えられた支持シートまたは支持基板を用いることができ、前記支持シートおよび前記支持基板に関する説明は前記第１実施状態の説明が適用される（図２〜図５参照）。
上記のように製造されたクリシェは単独でまたは平板型またはロール型の支持体に固定されて印刷工程において用いられることができる。この場合、前記クリシェは前記基材の凹凸部が備えられた面の反対面に備えられた平板型支持体またはロール型支持体をさらに含むことができる。この時、前記平板型支持体またはロール型支持体と基材は、接着剤、接着シート、磁石またはジグなどを用いて固定されることができる。
本明細書の第３実施状態は前述したクリシェを含む印刷装置を含む。
前記印刷装置は、クリシェ以外に、ブランケットロール、前記ブランケットロールに印刷組成物をコーティングするように備えられたコーティング部、および被印刷体が取り付けられ、前記ブランケットロール上の印刷組成物パターンが被印刷体へ転写されるように備えられた被印刷部をさらに含むことができる。この時、クリシェは、前記ブランケットロール上の印刷組成物の一部を除去して、ブランケットロール上に印刷組成物パターンを形成するように備えられる。クリシェの支持ロールに真空吸入孔が備えられる場合、前記印刷装置は真空吸入手段をさらに含むことができる。
本明細書に記載された第４実施状態は前述したクリシェを用いた印刷方法を提供する。一例として、前記印刷方法は、ブランケットロールに印刷組成物をコーティングするステップ、前記ブランケットロール上の印刷組成物のうち一部を前述したクリシェによって除去するステップ、および前記ブランケットロール上に残っている印刷組成物を被印刷体へ転写するステップを含むことができる。この時、前記ステップを各々コーティングステップ、除去ステップおよび転写ステップとすれば、これらは全て同時に行われても良く、各々別個に行われても良く、除去ステップと転写ステップだけが同時に行われても良い。
本明細書に記載されたクリシェを用いることによって様々な方式のロールツーロール印刷工程が可能である。本明細書に記載されたクリシェを用いた印刷工程を図２２〜図２６に例示する。
図２２によれば、ブランケットロールに印刷組成物をコーティングすると同時に本発明によるクリシェを用いてブランケットロール上の印刷組成物の一部を除去し、ブランケットロール上に残っている印刷組成物を被印刷部へ転写することができる。
図２３によれば、ブランケットロールに印刷組成物をコーティングするステップが先に行われ、次に本発明によるクリシェを用いてブランケットロール上の印刷組成物の一部を除去すると同時にブランケットロール上に残っている印刷組成物を被印刷部へ転写することができる。
図２４によれば、ブランケットロールに印刷組成物をコーティングするステップ、本発明によるクリシェを用いてブランケットロール上の印刷組成物の一部を除去するステップ、およびブランケットロール上に残っている印刷組成物を被印刷部へ転写するステップが各々行われることもできる。
図２５によれば、図２２と同じようにブランケットロールに印刷組成物をコーティングすると同時に本発明によるクリシェを用いてブランケットロール上の印刷組成物の一部を除去し、ブランケットロール上に残っている印刷組成物を被印刷部に転写する。但し、本明細書に記載されたクリシェをロール型支持部に固定させることなく、ロール型支持部に一時的にのみ支持されるようにすることにより、ブランケットロール上の印刷組成物を除去したクリシェは別途に洗浄したり１回用として廃棄処分したりすることができる。
図２２〜図２５は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらに限定されるものではない。
以下、実施例によって本明細書に記載された実施状態を例示する。但し、以下の実施例によって前記実施状態の範囲が限定されるものではない。
＜実施例＞
前記第２実施状態による工程模式図を図２６に示す。
ガラス材質の母クリシェ（ｍｏｔｈｅｒ ｃｌｉｃｈｅ）を準備した。母クリシェを０．３ｗｔ％のペルフルオロオクチルトリクロロシランを含むヘキサン溶液に２時間浸漬した後、ヘキサンおよびアセトンを順に用いて洗浄した。次に、ブロードライ（ｂｌｏｗ ｄｒｙ）を行うことによって母クリシェをパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）した。
次に、光硬化性ウレタンアクリレートモールド組成物であるＭＩＮＳ−３１１ＲＭ（Ｍｉｎｕｔａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．、韓国）を母クリシェの片方に提供（ｄｉｓｐｅｎｓｅ）した。次に、準備した母クリシェをプライマー処理されたＰＥＴ（Ｓｋｙｒｏｌ ＳＨ３４、ＳＫＣ）と共にラミネーションした。
ＵＶ照射によってモールド組成物を硬化させた後、母クリシェを脱去してモールドを製作した。次に、モールドに酸素（Ｏ２）プラズマ処理を行った。この時、酸素プラズマ処理直後のモールドの表面エネルギーは６３ｄｙｎ／ｃｍであった（水接触角４°、ジヨードメタン接触角１４°から計算）。
次に、ポリシラザンコーティング液であるＧＣＭ−８００５（ＡＺ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）をモールド上にバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）し、１００℃で５分間、１５０℃で３０分間の熱処理を行った。このように製造されたクリシェの表面エネルギーは４７ｄｙｎ／ｃｍであった（水接触角１３°、ジヨードメタン接触角４５°から計算）。
これによって製造されたクリシェを曲げた状態で撮影した写真を図１３に示す。また、前記クリシェを用いて印刷した結果を図１４に示す。
＜比較例１＞
ポリシラザンコーティング液を用いたコーティングを行わないことを除いては実施例と同様に実施した。この時、ポリシラザンコーティングを行っていないウレタンアクリレート材質のクリシェの表面エネルギーは３２ｄｙｎ／ｃｍであった（水接触角８０°、ジヨードメタン接触角５９°から計算）。この比較例で製造されたクリシェを用いて印刷した結果を図１５に示す。
＜比較例２＞
ガラス材質の母クリシェ（ｍｏｔｈｅｒ ｃｌｉｃｈｅ）を準備した。母クリシェを０．３ｗｔ％のペルフルオロオクチルトリクロロシランを含むヘキサン溶液に２時間浸漬した後、ヘキサンおよびアセトンを順に用いて洗浄した。次に、ブロードライ（ｂｌｏｗ ｄｒｙ）を行うことによって母クリシェをパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）した。
次に、光硬化性ウレタンアクリレートモールド組成物であるＭＩＮ−３１１ＲＭ（Ｍｉｎｕｔａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．、韓国）を母クリシェの片方に提供（ｄｉｓｐｅｎｓｅ）した。次に、準備した母クリシェをプライマー処理されたＰＥＴ（Ｓｋｙｒｏｌ ＳＨ３４、ＳＫＣ）と共にラミネーションした。ＵＶ照射によってモールド組成物を硬化させた後、母クリシェを脱去してモールドを製作した。
次に、モールドに酸素（Ｏ２）プラズマ処理などの表面活性化処理を経ず、ポリシラザンコーティング液であるＧＣＭ−８００５（ＡＺ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）をモールド上にバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）してコーティング形状を観察したところ、図２７のように肉眼で明らかに識別できるほどコーティング液のディウェッティングが深刻であり、これ以上ＳｉＯｘ形成過程を進行することができなかった。この時、酸素プラズマ処理を行っていないモールドの表面エネルギーは３２ｄｙｎ／ｃｍであった（水接触角８０°、ジヨードメタン接触角５９°から計算）。

Claims (22)

  1. 支持ロール、および前記支持ロールの少なくとも一面を囲むように備えられ、凹凸部を有するフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基材を含み、前記支持ロールと前記フレキシブル基材との間に多孔性シートが備えられるクリシェ。
  2. 前記フレキシブルな基材と前記凹凸部との間に密着力の向上のためのバッファ層が備えられるか、前記フレキシブルな基材が密着力の向上のための前処理が行われたものである、請求項１に記載のクリシェ。
  3. 前記凹凸部の深さは、１マイクロメーター以上である、請求項１または２に記載のクリシェ。
  4. 前記基材の凹凸部が備えられた面上に備えられたＳｉＯｘ層を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクリシェ。
  5. 前記ＳｉＯｘ層の厚さは、１０ｎｍ以上２ｍｍ以下である、請求項４に記載のクリシェ。
  6. 前記ＳｉＯｘ層上の表面エネルギーは、４０ｄｙｎ／ｃｍ以上４０００ｄｙｎ／ｃｍ以下である、請求項４または５に記載のクリシェ。
  7. 前記ＳｉＯｘ層上の表面エネルギーは、４０ｄｙｎ／ｃｍ以上７０ｄｙｎ／ｃｍ以下である、請求項４〜６のいずれか１項に記載のクリシェ。
  8. 前記多孔性シートは、平均気孔大きさが０．１マイクロメーター以上であり、１００マイクロメーター以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のクリシェ。
  9. 前記多孔性シートは、セラミック、金属および高分子の焼結体のうちいずれか１つである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のクリシェ。
  10. 前記多孔性シートは、気孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が１０％以上であり、５０％以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のクリシェ。
  11. 前記支持ロールには真空吸入孔が備えられる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のクリシェ。
  12. 前記フレキシブル基材の前記支持ロールの円周方向における両末端部が磁石によって前記支持ロールに固定されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のクリシェ。
  13. 前記支持ロールはロールの回転軸と平行した方向に溝部を有し、前記溝部内において前記フレキシブル基材の末端部が前記磁石によって固定されている、請求項１２に記載のクリシェ。
  14. 前記支持ロールはロールの回転軸と平行した方向に溝部を有し、前記溝部内において前記フレキシブル基材の末端部が前記支持ロールに固定されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のクリシェ。
  15. 前記固定は、化学的な固定手段または物理的な固定手段によって行われる、請求項１４に記載のクリシェ。
  16. 前記化学的な固定手段は、接着剤または接着シートである、請求項１５に記載のクリシェ。
  17. 前記物理的な固定手段は、ボルトとナットの組み立てによるものである、請求項１５または１６に記載のクリシェ。
  18. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載のクリシェを含む印刷装置。
  19. 請求項１〜１７のいずれか１項に記載のクリシェを用いた印刷方法。
  20. 前記印刷方法は、ブランケットロールに印刷組成物をコーティングするステップ、前記ブランケットロール上の印刷組成物のうち一部を前述したクリシェによって除去するステップ、および前記ブランケットロール上に残っている印刷組成物を被印刷体へ転写するステップを含む、請求項１９に記載の印刷方法。
  21. 前記ステップが全て同時に行われる、請求項２０に記載の印刷方法。
  22. 前記ブランケットロール上の印刷組成物のうち一部を前述したクリシェによって除去するステップと前記ブランケットロール上に残っている印刷組成物を被印刷体へ転写するステップが同時に行われる、請求項２０に記載の印刷方法。
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