JP5265137B2 - 凹版印刷装置及びシールド材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は凹版印刷装置及びシールド材の製造方法に係り、さらに詳しくは、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）から漏洩する電磁波を遮蔽するシールド材の製造方法に適用できる凹版印刷装置及びそれを使用するシールド材の製造方法に関する。

近年、広い視野角をもち、表示品質がよく、大画面化ができるなどの特徴をもつＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）は、マルチメディアディスプレイ機器などに急速にその用途を拡大している。ＰＤＰはその駆動により電磁波を発生するので、ＰＤＰの前方にはＰＤＰからの電磁波を遮蔽するためにシールド材が配置される。

従来のシールド材の一例では、ガラスやプラスチックフィルムからなる基板の上に銅メッシュ部とそれに繋がるアース部とにより構成される導電性パターン層（電磁波遮蔽層）が形成されている。さらに、導電性パターン層の上に反射防止／近赤外線吸収フィルムが形成されており、シールド材の周縁部にアース部が露出した状態となっている。

そして、反射防止／近赤外線吸収フィルム側が視聴者側になるようにＰＤＰの前方にシールド材が配置される。

シールド材の導電性パターン層の形成方法としては、基板上に貼着された銅箔をフォトリソグラフィ及びエッチングにより形成する方法や導電性ペーストを印刷によって形成する方法がある。

シールド材の導電性パターン層を印刷によって形成する場合は、凹版印刷が一般的に使用される。凹版印刷では、円筒状のシリンダの表面に印刷パターンに対応する溝が設けられている。そして、シリンダの表面に導電性ペーストが供給され、ドクターブレードによってシリンダの溝以外の凸部の上に塗られた導電性ペーストが掻き取られた後に、シリンダの溝内に残された導電性ペーストが基板の上に転写されて導電性パターン層が形成される。

特許文献１には、グラビア印刷板において、細線状の溝に対してそれを横切る土手を一定ピッチで設け、かつ土手の片側あるいは両側に切欠きを設けて、隣接するセル同士を連通させることにより、シャープな印刷画像を得ることが記載されている。
特許第３０２６１６４号公報

微細で電気抵抗の低い導電性パターン層を凹版印刷で形成する際には、シリンダの溝を微細にする必要があると共に、導電性ペーストの固形分濃度を高くしてその電気抵抗を下げる必要がある。特にそのような凹版印刷では、ドクターブレードでシリンダの凸部上の導電性ペーストを掻き取る際に、シリンダの溝（特に溝と溝との交差部）に溜まった導電性ペーストもドクターブレードで掻き取られてしまうことがある。

このため、シリンダから基板上に印刷された導電性パターン層が部分的に欠けたり、ひいては断線したりすることがあり、信頼性の高い導電性パターン層が得られず、シールド材の製造歩留りの低下の要因になる。

本発明は以上の問題点を鑑みて創作されたものであり、導電性インキを印刷することにより信頼性の高い導電性パターン層を得ることができる凹版印刷装置及びそれを使用するシールド材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は凹版印刷装置に係り、表面に溝と凸部とから構成される版面を備えて回転するシリンダに導電性インキを供給し、前記シリンダと平行に配置されるドクターブレードによって前記シリンダの前記凸部上の前記導電性インキを掻き落として前記溝に残された前記導電性インキを被印刷体に転写する凹版印刷装置であって、前記シリンダの前記溝は、前記シリンダの回転方向から右側に傾いて配置された複数の第１溝と、前記回転方向から左側に傾いた複数の第２溝とが交差して構成され、前記第１溝と前記第２溝との交差部に、前記溝内に前記回転方向と同一方向に向けて土手部を設けたことを特徴とする。

本発明の凹版印刷装置は、導電性インキ（導電性ペーストなど）を被印刷体の上に印刷する装置であり、表面に溝と凸部とから構成される版面を備えて回転するシリンダ（円筒状など）を備えている。そして、導電性インキをシリンダの版面に供給し、シリンダと平行に配置されるドクターブレードによってシリンダの凸部上の導電性インキを掻き落として、溝に残された導電性インキを被印刷体に転写することにより導電性パターン層を形成する。

さらに、シリンダの溝は、シリンダの回転方向（シリンダ及びドクターブレードの長手方向に対して垂直方向）から右側に傾いて配置された複数の第１溝と、回転方向から左側に傾いた複数の第２溝とが交差して構成され、溝内に該回転方向と同一方向に向けて延在する土手部が設けられている。

本発明の好適な態様では、土手部は、第１溝と第２溝の交差部に設けられる。あるいは、各交差部の間の領域の溝内に土手部がさらに設けられていてもよい。

本発明では、ドクターブレードによって導電性インキが掻き取られやすいシリンダの溝の交差部などに、シリンダの回転方向と同一方向に向けて土手部が延在して配置されている。このため、ドクターブレードによってシリンダの凸部上の不要な導電性インキを掻き落とす際に、溝内の導電性インキが掻き取られることなく溝の全体にわたって導電性インキを十分に残すことができる。

従って、導電性パターン層の交差部などでパターン欠けや断線が発生することなく、シリンダの溝に忠実に対応する導電性パターン層が信頼性よく形成される。

本発明の凹版印刷装置で導電性インキをプラスチックフィルムなどの被印刷体の上に印刷することにより、パターン部とそれに繋がって周縁部に配置されるアース部とによって構成される導電性パターン層を信頼性よく形成することができる。これによって、電磁波遮蔽機能を有するシールド材が低コストでかつ高歩留りで製造される。

以上説明したように、本発明の凹版印刷装置を使用することにより、電磁波遮蔽層として機能するメッシュ状の導電性パターン層を低コストで信頼性よく形成することができる。

本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態の凹版印刷装置を示す模式図、図２は図１の凹版印刷装置を横方向からみた模式図である。

図１に示すように、本発明の実施形態の凹版印刷装置１は、表面に印刷用の版面ＰＳを備えて回転する円筒状のシリンダ１０（版胴）と、シリンダ１０の横近傍に配置されたドクターブレード１４（掻き落し刃）と、シリンダ１０の版面ＰＳに導電性インキ１６を供給するインキ供給手段１８と、シリンダ１０の下側に配置された円筒状の圧着ローラ２２（圧胴）とによって基本構成される。

図２を加えて参照すると、シリンダ１０の版面ＰＳは、その中央主要部に設けられた溝１１（凹部）及び凸部１２と、溝１１に連通してそれらの領域を仕切るように設けられた一連の凹版部１３とから構成される。凹版部１３の様子を図２のシリンダ１０を平面的にみた図３を参照して説明すると、シリンダ１０の凹版部１３は、溝１１に連通して両端側にそれぞれ配置された第１凹版部１３ａと、溝１１に連通し、かつ両端側の第１凹版部１３ａに繋がった状態でシリンダ１０の長手方向に横断する第２凹版部１３ｂとから構成される。

シリンダ１０の長手方向に横断する第２凹版部１３ｂは１つであってもよいし、複数個形成されていてもよい。これより、後述するように、このシリンダ１０を利用して導電性インキ１６を印刷すると、メッシュ部（溝１１に対応）とそれに繋がってメッシュ部を取り囲む枠状のアース部（凹版部１３に対応）とが形成されるようになっている。第２凹版部１３ｂが１つの場合は、シリンダ１０が１回転することにより、１つのシールド材領域が得られる。なお、図１ではシリンダ１０の凹版部１３が省略されて描かれている。

図１及び図２に戻って説明すると、ドクターブレード１４はシリンダ１０の側面に対応する長手状に配置され、シリンダ１０の横近傍にそれと平行になって配置されている。そして、ドクターブレード１４の先端刃がシリンダ１０の長手方向の一側面全体に線状に当接するようになっている。

さらに、インキ供給手段１８においても、円筒状のシリンダ１０の側面に対応する長手状に配置され、シリンダ１０の近傍にそれと平行になって配置されている。インキ供給手段１８からドクターブレード１４の上側のシリンダ１０の版面ＰＳに導電性インキ１６が噴射されて塗り込まれる。

そして、シリンダ１０と圧着ローラ２２との間に被印刷体２０が配置され、被印刷体２０は印刷時に所要の圧力でシリンダ１０及び圧着ローラ２２によって押圧される。なお、シリンダ１０と圧着ローラ２２として、円筒状のものを例示するが、内部に空洞がない円柱状のものを使用してもよい。

被印刷体２０に導電性インキ１６を印刷する際には、図１に示すように、まず、インキ供給手段１８から導電性インキ１６を噴出させてシリンダ１０の版面ＰＳの領域Ａに導電インキ１６を塗り込む。このとき、導電性インキ１６はシリンダ１０の溝１１及び凹版部１３内ばかりではなく凸部１２の上面にも塗られる。

その後に、シリンダ１０が左側に回転し、シリンダ１０の横近傍に配置されたドクターブレード１４の先端刃がシリンダ１０の版面ＰＳの凸部１２の上面に当接して擦ることにより、シリンダ１０の凸部１２上に塗られた余分な導電性インキ１６を掻き取って除去する。これにより、シリンダ１０の版面ＰＳにおけるドクターブレード１４で擦られた領域Ｂでは、溝１１及び凹版部１３のみに導電性インキ１６が残される。

このとき、被印刷体２０はシリンダ１０と圧着ローラ２２との間に挟まれて押圧されており、シリンダ１０のドクターブレード１４で擦られた領域Ｂの溝１１及び凹版部１３内の導電性インキ１６が被印刷体２０の上に転写されて印刷される。その後に、被印刷体２０の上に印刷された導電性インキ１６を加熱して硬化させることにより、被印刷体２０の上にシリンダ１０の溝１１及び凹版部１３に対応する導電性パターン層が形成される。

本実施形態の特徴の一つは、被印刷体２０の上にパターン欠けや断線が発生しない導電性パターン層を形成することにあり、シリンダ１０の版面ＰＳの溝１１が工夫されている。図４は図２のドクターブレード１４の上側近傍のシリンダ１０の版面ＰＳを拡大した平面図である。

図４に示すように、シリンダ１０は、シリンダ１０及びドクターブレード１４の長手方向ＬＤに対して垂直方向（回転方向ＲＤ）に回転するようになっている。シリンダ１０の版面ＰＳの溝１１は、その回転方向ＲＤから傾斜角度θをもって傾いて配置されており、回転方向ＲＤから右側に傾いた複数の第１溝１１ａと左側に傾いた複数の第２溝１１ｂとが交差して構成される。溝１１の傾斜角度θは、０°を越え、且つ９０°未満の範囲に設定されるが、好適には３０〜６０°に設定される。図４では、溝１１の傾斜角度θが４５°に設定された形態が例示されている。

そして、右側に傾いた複数の第１溝１１ａと左側に傾いた複数の第２溝１１ｂとの交差部Ｃに、シリンダ１０の回転方向ＲＤと同一方向に向けて延在する土手部１５（仕切部）が設けられている。言い換えると、シリンダ１０の溝１１は、それに当接するドクターブレード１４の長手方向ＬＤに対して垂直方向（掻き取り方向）から傾いて配置されており、土手部１５はその垂直方向（掻き取り方向）と同一方向に延在して配置されている。

図４の例では、上側及び下側の凸部１２にそれぞれ繋がった状態で土手部１５が形成されているが、上側及び下側の凸部１２から分離されて、溝１１の交差部Ｃの中央部のみに配置されていてもよい。あるいは、上側及び下側の凸部１２にそれぞれ繋がり、中央部にスリットが設けられていてもよい。

例えば、溝１１の幅Ｗ１は２０〜５０μｍに設定され、土手部１５の幅Ｗ２は１〜５μｍ（好適には２〜３μｍ）に設定される。また、土手部１５の高さは凸部１２の高さと同等に設定される。後述するように、導電性インキ１６は印刷直後には被印刷体２０上で横方向に移動するので、印刷によって形成される導電性パターン層が土手部１５によって断線するおそれはない。

本実施形態と違って、溝１１の交差部Ｃに土手部１５が設けられていない場合は、その交差部Ｃに充填された導電性インキ１６がドクターブレード１４によって掻き取られてしまうことが多く、被印刷体２０に印刷される導電性パターン層の交差部にパターン欠けや断線が発生することがある。

しかしながら、本実施形態では、シリンダ１０の溝１１の交差部Ｃに土手部１５が配置されていることから、ドクターブレード１４が溝１１の交差部Ｃを通過する際に、ドクターブレード１４が土手部１５に当接することで交差部Ｃにドクターブレード１４が食い込むことが防止される。

これにより、シリンダ１０の溝１１の交差部Ｃに充填された導電性インキ１６がドクターブレード１４によって掻き取られることなく、凸部１２及び土手部１５の上の導電性インキ１６のみが選択的に掻き取られるようになる。従って、被印刷体２０の上に印刷される導電性パターン層は、その交差部でパターン欠けや断線が発生することが防止される。

他の実施形態としては、図５に示すように、溝１１の交差部Ｃだけではなく、各交差部Ｃの間の領域の溝１１に、同様な土手部１５をシリンダ１０の回転方向ＲＤと同一方向に向けて配置してもよい。これにより、特に、各交差部Ｃの間の溝１１が比較的長く設定される場合であっても、各交差部Ｃの間の領域の溝１１内の導電性インキ１６がドクターブレード１４で掻き取られるおそれがなくなる。

図５の形態のように、溝１１の交差部Ｃだけではなく、各交差部Ｃの間の領域の溝１１にも土手部１５を設けることにより、各種のパターンを採用する場合であっても導電性パターン層を信頼性よく印刷で形成することができる。

なお、図５において、各交差部Ｃの間の領域の溝１１に複数の土手部１５を配置してもよく、土手部１５を溝１１内の任意の位置に配置することができる。図５において他の要素は図４と同一であるので、同一符号を付してその説明を省略する。

また、本実施形態の凹版印刷装置１のシリンダ１０を凹版オフセット印刷装置に適用してもよい。この場合は、図１において、シリンダ１０と被印刷体２０との間に円筒状のブランケット胴（不図示）が配置され、シリンダ１０からブランケット胴に導電性インキ１６が転写された後に、ブランケット胴から被印刷体２０に導電性インキ１６が印刷されて導電性パターン層が形成される。

次に、本実施形態の凹版印刷装置１を用いてシールド材を製造する方法について説明する。図６（ａ）に示すように、まず、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどからなるプラスチックフィルム３０（被印刷体）を用意する。あるいは、プラスチックフィルム３０の代りに、ガラスなどの透明基材を使用してもよい。

次いで、前述した溝１１内に土手部１５が設けられた版面ＰＳを備えたシリンダ１０を使用する凹版印刷装置１によって、プラスチックフィルム３０の上に導電性インキ１６を印刷する。これにより、パターン部２４ａとそれに繋がって周縁部に枠状に配置されるアース部２４ｂとにより構成されるインキパターン層２４が形成される。導電性インキ１６としては、銀（Ａｇ）ペーストや銅（Ｃｕ）ペーストなどの導電性ペーストが使用される。

インキパターン層２４のパターン部２４ａは、前述したシリンダ１０の溝１１内の導電性インキ１６が印刷されて形成され、アース部２４ｂはシリンダ１０の凹版部１３上の導電性インキ１６が印刷されて形成される。

このとき、図６（ｂ）に示すように、シリンダ１０の溝１１の交差部Ｃなどに土手部１５が立設しているので、導電性インキ１６を印刷した直後ではインキパターン層２４の土手部１５に対応する部分にスリット１９が一瞬設けられた状態となる。図６（ｂ）では、溝１１の交差部Ｃのみに土手部１５を設けたシリンダ１０を使用してインキパターン層２４を印刷した例が示されている。

しかしながら、図６（ｃ）に示すように、インキパターン層２４は即座になだれるように横方向に移動し、繋がって連続したインキパターン層２４となる。前述したように、土手部１５の幅Ｗ２をかなり太くしない限り、土手部１５に対応する部分のインキパターン層２４は印刷後に即座に繋がるので、土手部１５を設けることに起因してインキパターン層２４が断線するおそれはない。

次いで、図７に示すように、プラスチックフィルム３０の上に印刷されたインキパターン層２４を１００〜１３０℃の温度で熱処理して硬化させることにより、導電性パターン層３４（電磁波遮蔽層）を得る。導電性パターン層３４は中央主要部に配置されたメッシュ状のパターン部３４ａとそれに繋がって周縁側に枠状に配置されたアース部３４ｂとによって構成される。導電性パターン層３４の膜厚は例えば５〜１０μｍに設定される。

本実施形態では、凹版印刷装置１のシリンダ１０の溝１１の交差部Ｃなどに、シリンダ１０の回転方向ＲＤと同一方向に土手部１５が延在して配置されている。このため、ドクターブレード１４によってシリンダ１０の版面ＰＳの不要な導電性インキ１６を掻き落とす際に、溝１１内の導電性インキ１６が掻き取られるおそれがなく、溝１１の全体にわたって導電性インキ１６を十分に残すことができる。

従って、図７の下図に示すように、導電性パターン層３４はその交差部Ｃなどでパターン欠けや断線が発生することなく、シリンダ１０の溝１１に忠実に対応する導電性パターン層３４が信頼性よく形成される。

しかも、微細で電気抵抗の低い導電性パターン層３４を形成するために、シリンダ１０の溝１１の幅Ｗ１を細くし、かつ導電性インキ１６の固形分濃度を高くする場合であっても、溝１１内のドクターブレード１４で掻き取られやすい任意の位置に土手部１５を配置できるので、微細で電気抵抗の低い導電性パターン層３４であっても信頼性よく印刷で形成できるようになる。

次いで、図８（ａ）に示すように、導電性パターン層３４のパターン部３４ａの上にアース部３４ｂが露出するように粘着層２６を介して反射防止／近赤外線吸収フィルム２８を貼着する。反射防止／近赤外線吸収フィルム２８は、ＰＥＴフィルムの上面に反射防止層が形成され、下面に近赤外線吸収層が形成されて構成される。

又は、近赤外線吸収層が形成されたＰＥＴフィルムの上に反射防止層が形成されたＰＥＴフィルムを貼着して構成してもよい。あるいは、反射防止／近赤外線吸収フィルム２８の代わりに反射防止機能のみをもつ反射防止フィルムを使用し、粘着層２６などに近赤外線吸収機能をもたせてもよい。

なお、プラスチックフィルム３０を長尺状に引き出して処理するロールツーロール法を採用する場合は、個々のシールド材が得られるように、反射防止／近赤外線吸収フィルム２８を形成する前又は後に、各シールド材形成領域の境界部でアース部３４ｂ及びプラスチックフィルム３０が切断される。

以上により、図８（ｂ）に示すように、本実施形態のシールド材２が得られる。本実施形態のシールド材２では、プラスチックフィルム３０がＰＤＰ側になり、反射防止／近赤外線吸収フィルム２８が視聴者側になるように、ＰＤＰの前方に配置され、導電性パターン層３４のアース部３４ｂが導電性テープなどによってＰＤＰのアース端子に接続されて、電磁波遮蔽機能を有するシールド材となる。

図１は本発明の実施形態の凹版印刷装置を示す模式図である。 図２は図１の凹版印刷装置を横方向からみた模式図である。 図３は図２の凹版印刷装置のシリンダの版面を平面的にみた図である。 図４は図２の凹版印刷装置のドクターブレードの上側近傍のシリンダの版面を拡大した平面図（その１）である。 図５は図２の凹版印刷装置のドクターブレードの上側近傍のシリンダの版面を拡大した平面図（その２）である。 図６（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態のシールド材の製造方法を示す断面図（その１）である。 図７は本発明の実施形態のシールド材の製造方法を示す断面図（その２）である。 図８（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態のシールド材の製造方法を示す断面図（その３）である。

符号の説明

１…凹版印刷装置、２…シールド材、１０…シリンダ、１１…溝、１１ａ…第１溝、１１ｂ…第２溝、１２…凸部、１３…凹版部、１５…土手部、１４…ドクターブレード、１６…導電性インキ、１８…インキ供給手段、２０…被印刷体、２２…圧着ローラ、２４…インキパターン層、２４ａ，３４ａ…パターン部、２４ｂ、３４ｂ…アース部、３０…プラスチックフィルム、２６…粘着層、２８…反射防止／近赤外線吸収フィルム、３４…導電性パターン層。

Claims (6)

1. 表面に溝と凸部とから構成される版面を備えて回転するシリンダに導電性インキを供給し、前記シリンダと平行に配置されるドクターブレードによって前記シリンダの前記凸部上の前記導電性インキを掻き落として前記溝に残された前記導電性インキを被印刷体に転写する凹版印刷装置であって、
   前記シリンダの前記溝は、前記シリンダの回転方向から右側に傾いて配置された複数の第１溝と、前記回転方向から左側に傾いた複数の第２溝とが交差して構成され、前記第１溝と前記第２溝との交差部に、前記溝内に前記回転方向と同一方向に向けて土手部を設けたことを特徴とする凹版印刷装置。
2. 前記土手部は、前記交差部の間の領域の前記溝にさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の凹版印刷装置。
3. 前記第１溝及び前記第２溝の前記シリンダの前記回転方向からの傾斜角度は３０乃至６０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の凹版印刷装置。
4. 前記土手部の両端側は前記凸部に繋がっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の凹版印刷装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項の凹版印刷装置を使用するシールド材の製造方法であって、前記凹版印刷装置の前記シリンダには前記溝に連通して両端側にそれぞれ配置された第１凹版部と、前記溝に連通して、両側の前記第１凹版部に繋がって前記シリンダの長手方向に横断する第２凹版部がさらに設けられており、
   前記凹版印刷装置を使用して、前記シリンダの前記溝内及び前記凹版部上の前記導電性インキを透明基材の上に印刷することにより、パターン部と、該パターン部に繋がって周縁部に枠状に配置されるアース部とにより構成される導電性パターン層を形成することを特徴とするシールド材の製造方法。
6. 前記透明基材はプラスチックフィルムであり、前記導電性インキは導電性ペーストであることを特徴とする請求項５に記載のシールド材の製造方法。

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