JP5633283B2 - 印刷方法及び印刷装置 - Google Patents
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Description
特に携帯型においては、携帯時に落下させても破損しないような耐衝撃性や、軽量化、薄型化などの点からプラスチック化への要求がある。また、壁掛け型においても円柱状の柱へのディスプレイの設置という点から可撓性のディスプレイへの要求がある。
しかしながら、従来のフラットパネルディスプレイは、何れもガラス基板上に製造された物であり、プラスチック基板上に製造することは難しかった。その理由は、従来のフラットパネルディスプレイの部材の作製には高温での加熱工程を用いたフォトリソグラフィー工程が含まれているためである。
インクジェット方式は、所定の部分にのみ所定の材料をパターニングできることから材料の利用効率が高く、マスクや版も使用しないことから最も簡便でオンデマンド性に優れたパターニング方法として期待されている。
このような、いわゆる反転印刷と呼ばれる印刷方法は、インキ膜厚を調整することが容易であり、インキ剥離性のブランケット上に画像パターンを形成することから、ガラス基材だけでなくフィルム基材などの被印刷基材へのインキ転写性が良好である。また、インキ膜をブランケット上で予備乾燥することで、インキの流動性を抑える事が可能となり、スクリーン印刷や凸版印刷、凹版印刷などの既存の印刷方法に比べて薄膜での微細パターン形成が可能である。
(請求項1)
(a)フィルム基材上の片面の一部上に設けられたインキ剥離層上に、インキ液膜を塗工する工程、
(b)前記フィルム基材上に設けられた前記インキ液膜を予備乾燥する工程、
(c)必要な画像パターンのネガパターンの第1の凸パターンと、前記第1の凸パターンが形成された領域と別の領域に第2の凸パターンが設けられた凸版を用意して、前記第2の凸パターン上に、アライメント用インキを付与する工程と、
(d)前記凸版を、前記フィルム基材上の前記予備乾燥させたインキ液膜に押し当て前記インキ液膜の一部を除去するとともに、前記前記フィルム基材のうち前記予備乾燥させたインキ液膜が塗工されていなかった領域に前記アライメント用インキを転写する工程と、
(e)前記フィルム基材に転写された前記アライメント用インキと、被印刷基材表面にあらかじめ設けられたアライメントマークを重ねることにより、前記フィルム基材と被印刷基材との位置合わせを行う工程と、
(f)除去されずに前記インキ剥離層上に残された前記インキ液膜のパターンを、被印刷基材表面上へ転写して、被印刷基材に必要な画像パターンを印刷する工程を含む印刷方法。
(請求項2)
前記第1の凸パターンに隣接する凹部の版深に対して、前記第2の凸パターンに隣接する凹部の版深が深い事を特徴とする請求項1に記載の印刷方法。
(請求項3)
前記フィルム基材上には、一部インキ剥離層が設けられていない領域があり、当該領域にインキの定着を容易にし、印刷パターンのつぶれを防ぐインキ受像層が設けられている事を特徴とする請求項1又は2に記載の印刷方法。
(請求項4)
請求項1〜3いずれかに記載の印刷方法により、着色層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(請求項5)
請求項1〜3のいずれかに記載の印刷方法により、ブラックマトリクスを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(請求項6)
請求項1〜3のいずれかに記載の印刷方法により、有機発光層を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
(請求項7)
請求項1乃至3のいずれかに記載の印刷方法を行うための印刷装置であって、
前記フィルム基材を巻き取りロールの状態で設置する手段と、
前記フィルム基材にインキを供給するインキ供給手段と、
必要な画像パターンのネガパターンの第1の凸パターンと、前記第1の凸パターンが形成された領域と別の領域に第2の凸パターンが設けられた凸版と、
前記第2の凸パターンにインキを付与する手段と、
前記フィルム基材と凸版とを貼り合わせる手段と、
被印刷基材を保持する吸着ステージと、
印刷工程が進む毎に前記フィルム基材を一定量送り出す手段と、
印刷工程が進む毎に被印刷基材を一定量送り出す手段と、
前記フィルム基材と前記被印刷基材の位置合わせと行うためのカメラとを備えることを特徴とする印刷装置。
(a)フィルム基材上の片面の一部上に設けられたインキ剥離層上に、インキ液膜を塗工する工程、
(b)前記フィルム基材上に設けられた前記インキ液膜を予備乾燥する工程、
(c)必要な画像パターンのネガパターンの第1の凸パターンと、前記第1の凸パターン
が形成された領域と別の領域に第2の凸パターンが設けられた凸版を用意して、前記第2の凸パターン上に、アライメント用インキを付与する工程と、
(d)前記凸版を、前記フィルム基材上の前記予備乾燥させたインキ液膜に押し当て前記インキ液膜の一部を除去するとともに、前記前記フィルム基材のうち前記予備乾燥させたインキ液膜が塗工されていなかった領域に前記アライメント用インキを転写する工程と、
(e)前記フィルム基材に転写された前記アライメント用インキと、被印刷基材表面にあらかじめ設けられたアライメントマークを重ねることにより、前記フィルム基材と被印刷基材との位置合わせを行う工程と、
(f)除去されずに前記インキ剥離層上に残された前記インキ液膜のパターンを、被印刷基材表面上へ転写して、被印刷基材に必要な画像パターンを印刷する工程を含む印刷方法。
さらに光透過性のフィルム基材を用いることにより、インキ剥離性フィルム基材201越しに被印刷基材を観察することが可能となり、パターンの重ね合わせ時に位置あわせ(アライメント)を容易とすることができる。
また同じ目的でフッ素系樹脂、フッ素系ゴムも利用されうるし、フッ素樹脂微粉末をシリコーンゴムあるいは、普通のゴムに混ぜて剥離性を出すなどの使い方をしてもよい。
これらシリコーン系の塗膜は通常フィルム基材との密着が低いが、熱硬化または紫外線硬化性のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、最表面に設けるシリコーン層に対して、より基材との接着性の高い樹脂層を、アンカー層としてあらかじめフィルム基材上に設け、その上層に設けることもできる。
いずれもインキ剥離層203上では適度のインキ受容性を有すると同時に、一度受容したインキの完全なインキ剥離性を有することが望ましい。
シリコーンとしては、付加硬化型、UV硬化型などの硬化反応タイプの剥離フィルム用シリコーンコート材を用いることができ、ジメチルポリシロキサンの各種分子量のもの、その他メチルハイドロジエンポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイル、メチル塩素化フェニルシリコーンオイル、あるいはこれらポリシロキサンと有機化合物との共重合体など、変成したものを用いることができる。
具体的なシリコーン系材料としては、東レ・ダウコーニング(株)製 SRX211、LTC750A、LTC760A、BY24−510、信越化学(株)製 KS774、KS847、KS5508、モメンティブパフォーマンスマテリアルズ製 TPR6700、TPR6702、TPR6710、TPR6721、TPR6500、荒川化学工業(株)製 UV−POLY200,UV−POLY201などを用いることができるが、これらは限定されるものではない。
これらシリコーン材料は、主にトルエンなどの溶剤で希釈し、公知の塗工方法であるグラビアコーター、ロールコーター、ダイコーター等を用いて基材表面に塗工、次いで乾燥させ本発明の印刷方式に用いる事ができる。
また、本発明に用いるインキ剥離性フィルム基材201のインキ剥離層203として、上記フィルム基材202に無機膜を設けた後、シランカップリング剤による表面処理を施したものを用いることもできる。シランカップリング剤としては、トリメトキシシラン類、トリエトキシシラン類などを用いることができる。このシランカップリング剤の一部位は、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などの有機化合物との反応性基を持つものから選ぶことができ、あるいはアルキル基やその一部にフッ素原子が置換されたものやシロキサンが結合して、表面自由エネルギーの小さな表面を形成できる置換基が結合したものを用いることができる。
上記シランカップリング剤を上記基材に固定化する方法としては、シランカップリング剤を使用した公知の表面処理方法を用いることができる。例えば、シランカップリング剤を水、酢酸水溶液、水−アルコール混合液、あるいはアルコール溶液に希釈させた溶液を調製する。
また、反応性基を有するシランカップリング剤を用いた場合には、次いで他のモノマー成分を同様に塗工して結合させることができる。
このようにして得られるインキ剥離性フィルム基材201は、微細加工を行うパターンに応じてインキ剥離層203を塗工する領域を調整することができる。
例えば、ダイコーターを用いてフィルム基材202上にインキ剥離層203を塗工する場合、塗工ヘッド209のインク吐出領域を増減させてフィルム基材幅に対するインキ剥離層203の塗工幅を変更し、フィルム基材202表面が露出する領域を残しておく事ができる。
また、グラビアコーターやロールコーターを用いてインキ剥離層203を形成する場合には、あらかじめ微粘着フィルムなどでフィルム基材202をマスクすることで、フィルム基材202表面の露出部分を設けることができる。
いわゆるドライフィルムといわれるppmオーダーの溶剤残留量では乾燥が行き過ぎであり、インキが転写されない不具合や、版の押し付けによりインキ膜205が部分的に剥離してゴミの原因になる不具合があるため、予備乾燥したインキ膜205の条件として適さない。
第2の凸パターンは、第1の凸パターンが設けられた領域とは別の領域に設けられており、好ましくは第1の凸パターンの周辺部を囲むように、線上に、又は点状のパターンとして設けられている。
またエチレン−プロピレン系、ブチル系、ウレタン系ゴムなどのゴム製の版を用いることもできる。このような樹脂製の凸版206は、すでに凸版印刷やフレキソ印刷用に用いられており、予め作製した型に所定の樹脂を流し込んで版とする、あるいは彫刻によっても作製することができるが、感光性樹脂を用いる方法がより高精度のものを作製できる。
顔料には、例えば、赤、緑、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などが、緑色顔料として7、36などが、青色顔料として、15、15:1、15:3、15:6、22、60、64などが挙げられる。ブラックマトリクスを製造する場合には、墨顔料として、カーボンブラック、チタンブラックなどが材料として、挙げられる。
搬送は、各工程で必要な時間差を緩和し、フィルムの連続搬送を行うためのバッファを備えた場合、5m/sec〜10m/secの連続搬送を行うことができるが、インキ剥離性フィルム基材201や被印刷基材208を、工程毎に必要な長さ繰り出す方式を用いるのが好ましい。
[カラーフィルター用赤色顔料分散体の組成]
・赤色顔料:
C.I.Pigment Red 254 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッドB−CF」) 18重量部
C.I.Pigment Red 177 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッドA2B」) 2重量部
・アクリルワニス(固形分20%)
108重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色着色インキを得た。
〔赤色着色インキの組成〕
・上記分散体 100重量部
・メチル化メチロールメラミン: MW−30(三洋化成社製) 20重量部
・レベリング剤:メガファックF−483SF(DIC社製)1重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテル 85重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 45重量部
つぎにダイアロマーIJ−2101(大日精化工業社製)50部をイソプロパノール/トルエン=2/1200部に溶解し、ロールコーターにて乾燥膜厚1μmとなるよう塗工したのち、80℃にて乾燥後、マスクに用いたPPフィルムを除去しながら巻き取り、インキ剥離性フィルム基材を得た。
さらに、被印刷基材としてフィルム厚120μmの光透過性PET基材を300mm幅、20mのロール状で用意した。ダイアロマーIJ−2101(大日精化工業社製)50部をイソプロパノール/トルエン=2/1200部に溶解し、乾燥厚さ1μmとなるように全面にコーティングした。
これら部材を用い、図1の装置を用いて加工を行った。
まず、塗工部ステージ上に新しいインキ剥離層表面が来るようにインキ剥離性フィルム基材を繰り出し、300mm幅のヘッドを用いたダイコーターにより、塗工長さ350mm、膜厚0.8μmでインキをコーティングした。
版の位置あわせ用マーク周辺に黒の市販油性墨インキ(東洋インキ社製)を設けた後、装置上の転写ステージに設置し、インキ剥離性フィルム基材上のインキ塗工部を版上に搬送後、ゴムローラーで押し当て非画像部を版の凸部へ転移させると同時にインキ剥離性フィルム基材上に位置あわせマークを印刷した。つぎに、インキ剥離性フィルム基材上に残ったパターン部を、あらかじめ位置あわせマークが印刷された被印刷基材が吸着固定されたアライメント部ステージ上まで搬送した。
2つのアライメント用カメラで対角上のアライメントマークを確認した後、さらにゴムローラーでインキ剥離性フィルム基材と被印刷基材を貼り合わせ、つぎにステージから動かしながらインキ剥離性フィルム基材を被印刷基材から剥がすことによって、被印刷基材への画像パターンの転写を行った。
102 ・・・塗工部
103 ・・・乾燥部
104 ・・・凸版貼りあわせ/パターン除去部
105 ・・・アライメント部
106 ・・・吸着ステージ/貼りあわせ部
107 ・・・インキ剥離性フィルム基材巻き取り部
108 ・・・被印刷基材巻き出し部
109 ・・・被印刷基材乾燥部
110 ・・・被印刷基材巻き取り部
201 ・・・インキ剥離性フィルム基材
202 ・・・フィルム基材
203 ・・・インキ剥離層
204 ・・・インキ受像層
205 ・・・インキ層
206 ・・・凸版
207 ・・・凸版印刷用インキ
208 ・・・被印刷基材
209 ・・・塗工ヘッド
210 ・・・位置あわせ用カメラ
Claims (7)
- (a)フィルム基材上の片面の一部上に設けられたインキ剥離層上に、インキ液膜を塗工する工程、
(b)前記フィルム基材上に設けられた前記インキ液膜を予備乾燥する工程、
(c)必要な画像パターンのネガパターンの第1の凸パターンと、前記第1の凸パターンが形成された領域と別の領域に第2の凸パターンが設けられた凸版を用意して、前記第2の凸パターン上に、アライメント用インキを付与する工程と、
(d)前記凸版を、前記フィルム基材上の前記予備乾燥させたインキ液膜に押し当て前記インキ液膜の一部を除去するとともに、前記前記フィルム基材のうち前記予備乾燥させたインキ液膜が塗工されていなかった領域に前記アライメント用インキを転写する工程と、
(e)前記フィルム基材に転写された前記アライメント用インキと、被印刷基材表面にあらかじめ設けられたアライメントマークを重ねることにより、前記フィルム基材と被印刷基材との位置合わせを行う工程と、
(f)除去されずに前記インキ剥離層上に残された前記インキ液膜のパターンを、被印刷基材表面上へ転写して、被印刷基材に必要な画像パターンを印刷する工程を含む印刷方法。 - 前記第1の凸パターンに隣接する凹部の版深に対して、前記第2の凸パターンに隣接する凹部の版深が深い事を特徴とする請求項1に記載の印刷方法。
- 前記フィルム基材上には、一部インキ剥離層が設けられていない領域があり、当該領域にインキの定着を容易にし、印刷パターンのつぶれを防ぐインキ受像層が設けられている事を特徴とする請求項1又は2に記載の印刷方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の印刷方法により、着色層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の印刷方法により、ブラックマトリクスを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
- 請求項1〜3いずれかに記載の印刷方法により、有機発光層を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の印刷方法を行うための印刷装置であって、
前記フィルム基材を巻き取りロールの状態で設置する手段と、
前記フィルム基材にインキを供給するインキ供給手段と、
必要な画像パターンのネガパターンの第1の凸パターンと、前記第1の凸パターンが形成された領域と別の領域に第2の凸パターンが設けられた凸版と、
前記第2の凸パターンにインキを付与する手段と、
前記フィルム基材と凸版とを貼り合わせる手段と、
被印刷基材を保持する吸着ステージと、
印刷工程が進む毎に前記フィルム基材を一定量送り出す手段と、
印刷工程が進む毎に被印刷基材を一定量送り出す手段と、
前記フィルム基材と前記被印刷基材の位置合わせと行うためのカメラとを備えることを特徴とする印刷装置。
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