JP5702006B1 - フレキソ印刷版とそれを用いた液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大面積化しても版胴に対する取り付け、取り外しが容易であるとともに、版胴の表面に取り付けた際の印刷面の平坦性に優れるため液晶表示素子用の液晶配向膜の印刷に適する上、印刷を繰り返しても版胴の表面で位置ずれしにくいフレキソ印刷版と、それを用いた液晶表示素子の製造方法を提供する。【解決手段】フレキソ印刷版は、版胴への取付面を粗さ曲線の算術平均粗さＲａが０．０２μｍ以上、０．０６μｍ以下、最大高さ粗さＲｚが０．２５μｍ以上、１．６０μｍ以下で、かつ十点平均粗さＲｚＪＩＳが０．２０μｍ以上、０．８０μｍ以下の粗面とした。液晶表示素子の製造方法は、かかるフレキソ印刷版を用いて、フレキソ印刷により液晶パネル用基板の液晶配向膜を形成する工程を含む。【選択図】なし

Description

本発明は、液晶表示素子の液晶配向膜をフレキソ印刷によって形成するために用いるフレキソ印刷版、ならびに当該フレキソ印刷版を用いた液晶表示素子の製造方法に関するものである。

液晶表示素子を構成する液晶パネル用基板の電極形成面上に、できるだけ厚みが均一でピンホール等がなくしかも薄いという、高い塗膜品質が要求される液晶配向膜を形成するために、良好な印刷特性を有するフレキソ印刷法が利用されている。
しかしフレキソ印刷に用いるフレキソ印刷版は、版胴に取り付けて印刷を繰り返した際にせん断方向の力を受けて、当該版胴の表面で位置ずれすることが知られている。

すなわちフレキソ印刷版は、印刷時にせん断方向の力を受けると版胴の表面でわずかに伸び、印刷終了に伴ってせん断方向の力が除去されてもこの伸びが完全に元に戻らずに残留する。そして印刷回数を重ねるごとに伸びが蓄積して版の位置ずれが拡大する。
位置ずれには印刷開始位置のずれと、印刷パターン全体の伸びによるピッチのずれとがあるが、この両方の位置ずれがともに発生する。

そこでこれらの位置ずれを防止するために、フレキソ印刷版を両面テープや磁気シート等を用いて版胴の表面にしっかりと固定することが検討されている（例えば特許文献１〜４等）。
しかし、例えば大型の液晶ディスプレイ用の液晶配向膜の印刷に用いるフレキソ印刷版は一辺が１．５ｍを超える大面積のものが主流であり、上記の固定方法では版胴からの取り外しに手間がかかる上、版胴とフレキソ印刷版との間に両面テープの接着層などが介在しているとその厚みがフレキソ印刷版の表面（印刷面）の平坦性に影響するため、特に液晶配向膜形成用の版などとして適さなくなるという問題がある。

上記伸びによる位置ずれを防止するために、フレキソ印刷版を伸縮性のない金属基材と積層することも検討されているが、当該金属基材のもとになる金属シートを屈曲させることなく版胴に取り付けるのは、特に版が大きくなるほど容易でない。そのため、かかる積層構造を有するフレキソ印刷版は、やはり大判の液晶配向膜形成用の版などとしては適さないという問題がある。

特開平５−２７１６３０号公報 特開平５−２４６０１２号公報 特開平７−９６６９号公報 実開平７−２７８４３号公報 特開平５−２７８３５７号公報

本発明の目的は、大面積化しても版胴に対する取り付け、取り外しが容易であるとともに、版胴の表面に取り付けた際の印刷面の平坦性に優れるため液晶表示素子用の液晶配向膜の印刷に適する上、印刷を繰り返しても版胴の表面で位置ずれしにくいフレキソ印刷版と、それを用いた液晶表示素子の製造方法を提供することにある。

本発明は、フレキソ印刷により液晶パネル用基板の液晶配向膜を形成するためのフレキソ印刷版であって、片面が印刷面、反対面が版胴への取付面とされた平板状に形成され、前記取付面は、粗さ曲線の算術平均粗さＲａが０．０２μｍ以上、０．０６μｍ以下、最大高さ粗さＲｚが０．２５μｍ以上、１．６０μｍ以下で、かつ十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが０．２０μｍ以上、０．８０μｍ以下の粗面であるフレキソ印刷版である。
また本発明は、上記フレキソ印刷版を用いて、フレキソ印刷により液晶パネル用基板の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法である。

本発明によれば、大面積化しても版胴に対する取り付け、取り外しが容易であるとともに、版胴の表面に取り付けた際の印刷面の平坦性に優れるため液晶表示素子用の液晶配向膜の印刷に適する上、印刷を繰り返しても版胴の表面で位置ずれしにくいフレキソ印刷版と、それを用いた液晶表示素子の製造方法を提供できる。

〈フレキソ印刷版〉
本発明のフレキソ印刷版は、片面が印刷面、反対面が版胴への取付面とされた平板状に形成され、前記取付面は、粗さ曲線の算術平均粗さＲａが０．０２μｍ以上、０．０６μｍ以下、最大高さ粗さＲｚが０．２５μｍ以上、１．６０μｍ以下で、かつ十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが０．２０μｍ以上、０．８０μｍ以下の粗面であることを特徴とするものである。

従来のフレキソ印刷版は、版胴と接する取付面が平滑面とされ、同様に平滑面とされる版胴の表面に強く密着するため、先に説明したように印刷終了に伴ってせん断方向の力が解除されても伸びは解除されずに蓄積されて位置ずれが発生する。
これに対し本発明のフレキソ印刷版によれば、版胴と接する取付面を上記の特性を満足する粗面とすることで版胴の表面に対する密着力を低減して、当該表面に対して適度に滑りやすくできる。そのため印刷終了に伴ってせん断方向の力が解除された際にフレキソ印刷版の伸びを解除することができ、かかる伸びが蓄積されて位置ずれが生じるのを防止できる。

しかも本発明のフレキソ印刷版は、取付面を上記の粗面とすること以外は従来のフレキソ印刷版と同様に構成でき、金属基材等を必要としない上、従来と同様の取付方法で版胴の表面に取り付けることができて両面テープ等を用いて固定する必要がない。
そのため大面積化しても版胴に対する取り付け、取り外しが容易であるとともに、版胴の表面に取り付けた際の印刷面の平坦性に優れるため液晶表示素子用の液晶配向膜の印刷に適している。

なお本発明において、粗さ曲線の算術平均粗さＲａ、最大高さ粗さＲｚ、および十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳがそれぞれ先に説明した範囲に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち、上記３種の粗さのいずれか１つでもそれぞれの範囲未満である場合には取付面の粗面化が不十分であり、版胴の表面に対する密着力を低減して当該表面に対して適度に滑りやすくする効果が得られない。そのため印刷を繰り返した際に伸びが蓄積されて位置ずれが生じてしまう。

一方、３種の粗さのいずれか１つでもそれぞれの範囲を超える場合には取付面の粗面化が過剰であり、版胴の表面に対する密着力が低くなりすぎて、当該表面に対して滑りやすくなりすぎる。そのため、印刷時にせん断方向の力が加わるごとに伸びやすくなって、特に印刷パターン全体の伸びによるピッチのずれを生じやすくなる。
これに対し、３種の粗さをいずれもそれぞれの範囲に調整することで、先に説明したように版胴の表面に対する密着力を適度に低減して、当該表面に対して適度に滑りやすくして、印刷を繰り返しても版胴の表面で位置ずれしにくくすることが可能となる。

なお本発明では上記３種の粗さを、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語，定義及び表面性状パラメータ」において規定された測定方法に基づき、(株)キーエンス製のレーザ顕微鏡ＶＫ−９５００を用いて測定した値でもって表すこととする。
本発明のフレキソ印刷版は、取付面を上記粗面とすること以外は従来同様に構成できる。

例えばフレキソ印刷版は、当該フレキソ印刷版の印刷面をインクの受容性等を考慮した任意の粗面にするための粗面化シートと、フレキソ印刷版の取付面を構成する補強シートとを所定の間隔を隔てて平行平板状に保持した間に感光性樹脂組成物を挟み、紫外線等を照射して感光性樹脂組成物を硬化させたのち粗面化シートをはく離する等して製造される。

上記の工程を経て製造されるフレキソ印刷版は、補強シートの片面に感光性樹脂組成物の硬化物からなる硬化層が積層された２層構造を有し、上記硬化層の補強シート側と反対面が印刷面、補強シートの硬化層側と反対面が取付面とされる。
印刷面は、はく離した粗面化シートの凹凸形状が転写されて粗面化される。
また取付面を、先に説明した３種の粗さを満足する粗面とするためには、補強シートとして、取付面となる硬化層側と反対面があらかじめ上記の粗面とされた補強シートを選択して用いればよい。

これにより、例えば大型の液晶ディスプレイに対応した大面積のフレキソ印刷版であっても、その取付面の全面を３種の粗さを満足する均一な粗面とすることができる。
かかる補強シートとしては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等の熱可塑性樹脂からなり、なおかつその片面または両面が３種の粗さを満足する粗面とされたシートが使用可能である。

補強シートの具体例としては、例えば東レ(株)製のルミラー（登録商標）Ｓ１０〔ＰＥＴシート、Ｒａ：０．０４７μｍ、Ｒｚ：１．０６４μｍ、Ｒｚ_ＪＩＳ：０．４５１μｍ〕、東洋紡績(株)製のコスモシャイン（登録商標）Ａ４３００〔ＰＥＴシート、Ｒａ：０．０２４μｍ、Ｒｚ：０．５１６μｍ、Ｒｚ_ＪＩＳ：０．２９１μｍ〕等が挙げられる。
感光性樹脂組成物としては、例えば１，２−ブタジエン構造を有するとともに末端にエチレン性二重結合を有するプレポリマ、エチレン性不飽和単量体、および光重合開始剤を含む組成物等が挙げられる。

光重合開始剤としてはベンゾインアルキルエーテルが好ましく、特に蛍光灯等からの可視光によって反応してフレキソ印刷版を黄変させる原因となるベンゾインの割合が感光性樹脂組成物の総量の５００ｐｐｍ以下であるものが好適に使用される。これにより短期間で黄変しない耐候性に優れたフレキソ印刷版を得ることができる。
〈液晶表示素子の製造方法〉
本発明は、上記本発明のフレキソ印刷版を用いて、フレキソ印刷により液晶パネル用基板の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法である。

本発明によれば、厚みが均一でかつ厚みの再現性にも優れ、しかもピンホールがない上、フレキソ印刷版の位置ずれに基づく印刷開始位置のずれや印刷パターン全体の伸びによるピッチのずれ等のない液晶配向膜を備えた液晶表示素子を製造できる。
本発明の製造方法のその他の工程は、従来同様に実施できる。
すなわちガラス基板等の透明基板の表面に、所定のマトリクスパターン等に対応した透明電極層を形成した上に、本発明のフレキソ印刷版を用いたフレキソ印刷によって液晶配向膜を形成し、さらに液晶配向膜の表面を必要に応じてラビング等によって配向処理して液晶パネル用基板を作製する。

次いでこの液晶パネル用基板を２枚用意し、それぞれの透明電極層を位置合わせした状態で、２枚の液晶パネル用基板の間に液晶材料を挟みこんで互いに固定して積層体を形成するとともに、さらに必要に応じてこの積層体の両外側に偏光板を配設して液晶表示素子が製造される。

〈実施例１〉
（補強シート）
フレキソ印刷版の取付面を構成する補強シートとしては、前出の東レ(株)製のルミラー（登録商標）Ｓ１０〔ＰＥＴシート、Ｒａ：０．０４７μｍ、Ｒｚ：１．０６４μｍ、Ｒｚ_ＪＩＳ：０．４５１μｍ〕のうち厚みが２５０μｍであるものを２枚貼り合わせたものを用意した。

（粗面化シート）
粗面化シートとしては、片面に厚み１００μｍのＰＥＴシートを貼り合わせたＴＰＵのシート〔大倉工業(株)製のシルクロン（登録商標）ＳＮＥＳＳ８０−１５０μｍ〕の露出したＴＰＵの表面を粗面化した賦形面としたものを用意した。
（フレキソ印刷版の製造）
上記補強シートと粗面化シートとを、およそ２．４ｍｍの間隔を隔てて平行平板状に保持した間に、感光性樹脂組成物〔住友ゴム工業(株)製のＮＫ樹脂〕を挟み、紫外線を照射して感光性樹脂組成物を硬化させたのち粗面化シートをはく離してフレキソ印刷版を製造した。

かかるフレキソ印刷版の取付面は、そのもとになる補強シートの表面性状に基づいて算術平均粗さＲａが０．０４７μｍ、最大高さ粗さＲｚが１．０６４μｍで、かつ十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが０．４５１μｍであった。
〈実施例２〉
補強シートとしては、前出の東洋紡績(株)製のコスモシャイン（登録商標）Ａ４３００〔ＰＥＴシート、Ｒａ：０．０２４μｍ、Ｒｚ：０．５１６μｍ、Ｒｚ_ＪＩＳ：０．２９１μｍ〕のうち厚みが２５０μｍであるものを２枚貼り合わせたものを用意した。そしてこの補強シートを用いたこと以外は実施例１と同様にしてフレキソ印刷版を製造した。

当該フレキソ印刷版の取付面は、そのもとになる補強シートの表面性状に基づいて算術平均粗さＲａが０．０２４μｍ、最大高さ粗さＲｚが０．５１６μｍで、かつ十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが０．２９１μｍであった。
〈比較例１〉
補強シートとしては、東レ(株)製のルミラーＨ１０〔ＰＥＴシート、Ｒａ：０．０６２μｍ、Ｒｚ：１．６４２μｍ、Ｒｚ_ＪＩＳ：０．８６０μｍ〕のうち厚みが２５０μｍであるものを２枚貼り合わせたものを用意した。そしてこの補強シートを用いたこと以外は実施例１と同様にしてフレキソ印刷版を製造した。

当該フレキソ印刷版の取付面は、そのもとになる補強シートの表面性状に基づいて算術平均粗さＲａが０．０６２μｍ、最大高さ粗さＲｚが１．６４２μｍで、かつ十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが０．８６０μｍであった。
〈比較例２〉
補強シートとしては、東レ(株)製のルミラーＴ６０〔ＰＥＴシート、Ｒａ：０．０１８μｍ、Ｒｚ：０．２１８μｍ、Ｒｚ_ＪＩＳ：０．１６０μｍ〕のうち厚みが２５０μｍであるものを２枚貼り合わせたものを用意した。そしてこの補強シートを用いたこと以外は実施例１と同様にしてフレキソ印刷版を製造した。

当該フレキソ印刷版の取付面は、そのもとになる補強シートの表面性状に基づいて算術平均粗さＲａが０．０１８μｍ、最大高さ粗さＲｚが０．２１８μｍで、かつ十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが０．１６０μｍであった。
〈実機試験〉
（フレキソ印刷）
フレキソ印刷機〔ナカンテクノ(株)製のＧ３機〕の版胴に、各実施例、比較例で製造したフレキソ印刷版を取り付けて、クロム蒸着膜を形成したガラス基板の表面にフレキソ印刷をした。

なおフレキソ印刷版には、印刷開始位置の左右、および印刷終了位置の左右のそれぞれ１箇所ずつ計４か所に、印刷パターンとしてアラインメントマークを形成した。
またガラス基板には、フレキソ印刷版の位置ずれがなければ上記アラインメントマークと一致する４か所にアラインメントマークをパターニングした。
そしてフレキソ印刷機に組み込んだ画像処理装置の機能によって、印刷終了ごとに、新しいガラス基板が上記アラインメントマークを基準として定位置に設置されるように設定した。

（位置ずれの評価Ｉ）
上記フレキソ印刷機の版胴に各フレキソ印刷版を取り付けて１０００枚のガラス基板の表面に連続的にアラインメントマークを印刷したのち、１枚のガラス基板の表面にアラインメントマークを印刷し、ガラス基板の印刷開始位置のアラインメントマークと、その上に印刷されたアラインメントマークの印刷方向のずれ量を、伸びの蓄積による印刷開始位置のずれ（μｍ）として計測した。

また印刷された印刷開始位置と終了位置のアラインメントマークの間の距離を計測して、本来の距離に対する印刷方向の伸び量を、伸びの蓄積に基づく印刷パターン全体の伸びによるピッチのずれ（μｍ）として計測した。
そして印刷開始位置のずれは１０００μｍ以上を不良、１０００μｍ未満を良好と評価した。またピッチのずれは４００μｍ以上を不良、４００μｍ未満を良好と評価した。

また上記いずれか一方でも不良であったものを伸びの蓄積によるずれあり、不良、両方とも良好であったものをずれなし、良好と評価した。
（位置ずれの評価II）
上記フレキソ印刷機の版胴に各フレキソ印刷版を取り付けて、印刷開始１枚目〜５枚目までの印刷初期の、印刷開始位置のずれ（μｍ）とピッチのずれ（μｍ）を計測し、それぞれ平均値を求めた。

そして印刷開始位置のずれの平均値は１０００μｍ以上を不良、１０００μｍ未満を良好と評価した。またピッチのずれの平均値は４００μｍ以上を不良、４００μｍ未満を良好と評価した。
また上記いずれか一方でも不良であったものを初期のずれあり、不良、両方とも良好であったものをずれなし、良好と評価した。

以上の結果を表１に示す。

表１の比較例１の結果より、取付面の粗さ曲線の算術平均粗さＲａ、最大高さ粗さＲｚ、および十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが、いずれも本願発明で規定した範囲を超える場合には取付面の粗面化が過剰であり、版胴の表面に対する密着力が低くなりすぎて、当該表面に対して滑りやすくなりすぎる結果、印刷時にせん断方向の力が加わるごとに、印刷パターン全体の伸びによるピッチのずれを生じることが判った。

一方、比較例２の結果より、上記３種の粗さがいずれも本願発明で規定した範囲未満である場合には取付面の粗面化が不十分であり、版胴の表面に対する密着力を低減して当該表面に対して適度に滑りやすくする効果が得られない結果、印刷の初期には問題ないものの印刷を繰り返した際に伸びが蓄積されて、印刷開始位置の位置ずれを生じることが判った。

これに対し実施例１、２の結果より、上記３種の粗さがいずれも本願発明で規定した範囲内である場合には取付面の粗面化が適度であり、印刷初期から連続印刷後まで一貫して、印刷パターン全体の伸びによるピッチのずれや印刷開始位置の位置ずれをできるだけ小さい範囲に抑制できることが判った。

Claims (2)

1. フレキソ印刷により液晶パネル用基板の液晶配向膜を形成するためのフレキソ印刷版であって、片面が印刷面、反対面が版胴への取付面とされた平板状に形成され、前記取付面は、粗さ曲線の算術平均粗さＲａが０．０２μｍ以上、０．０６μｍ以下、最大高さ粗さＲｚが０．２５μｍ以上、１．６０μｍ以下で、かつ十点平均粗さＲｚ_ＪＩＳが０．２０μｍ以上、０．８０μｍ以下の粗面であるフレキソ印刷版。
2. 請求項１に記載のフレキソ印刷版を用いて、フレキソ印刷により液晶パネル用基板の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法。