JPH04331181A - 凹版印刷法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイのカラ
ーフィルタ等の微細パターンの形成を可能にする凹版印
刷法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体に代表されるような微細な
パターン形成技術が各種分野で要求されている。これら
の分野では従来、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフ
ィ（以下フォトリソと略す）技術が利用されてきた。

【０００３】一方、パターン精度は悪いが大面積のパタ
ーンを低コストで形成できる印刷法も確立されている。 印刷法としては凹版輪転印刷法（通称グラビア）、平版
印刷法（通称オフセット印刷）、凸版印刷法（通称活版
）および孔版印刷法（通称スクリーン）の４つが主流で
ある。本発明は厚膜印刷および微細パターン印刷が可能
な凹版印刷に関するものである。

【０００４】一般に凹版印刷においてはクロムメッキさ
れた金属性円筒版（版胴）を用い、この円筒版上に印刷
インクを供給した後、ドクターブレードで版面のインク
を掻き取り除去した後、最後に凹部のインクを直接被印
刷体に転写して印刷する方法でフィルム、紙等への印刷
法として利用されている。版として平面状の凹版を用い
、転写ロールを介して被印刷体に印刷する方法も用いら
れる。従来の凹版印刷法においては（図３）の凹版印刷
概略図に示すように凹版の溝部に充填されたインクの表
面部（膜厚２μｍ程度）のみがブランケット上に転写さ
れ印刷される。（図３）において３１は凹版、３２はイ
ンク、３３は転写ロール、３４はブランケットである。 例えば、嶋田幹也ほか：電子情報通信学会ＣＰＭ９０−
２４（１９９０）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
リソは半導体のようにミクロンもしくはそれ以下の線幅
で小面積のパターンを形成するには有効であるが、工数
が多くかかり、設備も大がかりとなりコスト高となる欠
点を有している。

【０００６】一方、印刷法においては設備も簡単で工数
も少なく大面積パターンの形成も容易である反面、十数
μｍ以下の微細パターンで５μｍを越すような厚膜を位
置精度良く形成するのが困難であるという課題を有して
いた。特に、従来の凹版印刷においては３μｍを越す厚
膜印刷と印刷方向と垂直の直線性および位置精度がでな
い欠点があった。

【０００７】本発明は上記課題に鑑み、十数μｍ以下の
微細パターンで５μｍを越すような厚膜を位置精度良く
（印刷方向と垂直方向の直線性も良い）印刷することを
可能とする凹版印刷法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は凹版から被印刷
体にインクを転写する際、水溶性光硬化樹脂を介してイ
ンクの転写を行い、転写後この水溶性光硬化樹脂を除去
することを特徴とする凹版印刷法である。

【０００９】具体的には、表面が離型処理された凹版の
溝部に非水溶性インクを充填した後、インクを加熱等の
方法で乾燥、固化する。次に、水溶性光硬化樹脂をこの
インク充填された凹版上に塗布し、その上に転写用透明
基板を張り合わせる。この基板上より光照射を行い、水
溶性光硬化樹脂を硬化させ、水溶性樹脂層を形成し前記
インクと転写用透明基板をこの水溶性樹脂層を介して接
合する。

【００１０】次に、転写用透明基板と凹版を離型層部で
剥離し、前記インクを転写用透明基板側の水溶性樹脂層
上に転写する。

【００１１】この後、粘着層を有する被印刷体上にパタ
ーン形成された前記インクを介して転写用透明基板を粘
着層に張り合わせる。この接合された転写用透明基板と
被印刷体を水（温水）に浸し、水溶性光硬化樹脂層を除
去し、被印刷体の粘着層上に非水溶性インクのパターン
を形成する凹版印刷法である。

【００１２】但し、転写用透明基板上に表面張力が凹版
上の離型層よりもやや大きい離型層を設け、被印刷体と
インクを介して張り合わせた後、水溶性樹脂層と転写用
透明基板を機械的に離型層部で剥離し、その後この被印
刷体を水に浸して水溶性樹脂層を除去しインクパターン
を形成する方法も可能である。

【００１３】非水溶性インクとしては光硬化樹脂もしく
は熱硬化性樹脂を基材とするものが望ましい。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成において、インクを離型
性に優れた凹版溝部に充填した後、インクを固化し、こ
れを一旦、水溶性光硬化性樹脂上に凹版の溝形状そのま
まに転写する。これを粘着層を有する被印刷体上に張り
合わせた後、水溶性光硬化樹脂層を除去してインクパタ
ーンのみを粘着層上に形成するもので、凹版パターン形
状そのものが再現できる。そのため微細パターンかつ厚
膜の印刷を凹版形状そのまま再現できるため位置精度良
く行える。

【００１５】凹版印刷において微細パターン化に影響す
る要因として鋭意研究した結果、凹版の断面形状、イン
クと凹版との濡れ性（離型性）およびインクを凹版から
引き上げる際の引き上げ材料（一般的には転写ロールの
ブランケット）とインクの付着強度が大きく効くことが
わかった。従来のブランケットを用いた方法ではインク
との付着強度が小さいため、インクを固化した場合イン
ク全体をうまく転写ができなかった。本発明においては
水溶性光硬化樹脂を用いることで固化したインクの引き
上げが完全に行えるようになった。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の第１の一実施例について、図
面を参照しながら説明する。（図１（ａ））からｆは本
発明の第１の実施例における凹版印刷の工程概略図を示
すものである。ａはインク充填工程、ｂはインク固化工
程、ｃは水溶性樹脂層形成工程、ｄは剥離工程、ｅは張
り合わせ工程、ｆは水溶性樹脂層除去工程である。（図
１（ａ）〜（ｆ））において１０は凹版、１１は離型層
、１２はインク、１３はスキージ、１４は水溶性紫外線
硬化樹脂、１５はガラス基板、１６は水溶性樹脂層、１
７はガラス基板、１８は粘着層、１９は温水である。

【００１７】以下に本実施例の凹版印刷法を示す。石英
ガラス基板をフォトリソとドライエッチング法で３μｍ
程度エッチングし、７０μｍ×６５μｍのカラーフィル
ターパターンを形成した凹版１０の表面にハ゜ーフルオ
ロテ゛シルトリエトキシシランからなる離型層１１を塗
布、焼き付けで作製したものを凹版とした。離型処理後
の凹版の表面張力は１４ｄｙｎ／ｃｍであった。

【００１８】次に、この凹版の上に非水溶性インクとし
て熱硬化型のエポキシ系樹脂に有機色素を分散させたイ
ンク１２を塗布し、超硬製のスキージ１３で余分なイン
クを取り除くとともに凹版溝部にインクを充填した。・
・・インク充填工程＜（図１（ａ））＞ その後インクをドライヤーで２０分間程度加熱し、イン
クを固化した。・・・インク固化工程＜（図１（ｂ））
＞次に、水溶性紫外線硬化樹脂（スリーホ゛ント゛製＃
３０４６）１４をこのインク充填された凹版上に塗布し
、その上にガラス基板１５を片側から気泡が入らないよ
うにゆっくり傾けながら凹版上に張り合わせ、このガラ
ス基板上から紫外線を照射して水溶性紫外線硬化樹脂を
硬化させ水溶性樹脂層１６を形成した。・・・水溶性樹
脂層形成工程＜（図１（ｃ））＞ その後、ガラス端面から応力によってガラス基板を凹版
から剥し、インクパターンを水溶性樹脂層上に転写した
。・・・剥離工程＜（図１（ｄ））＞次に、メタクリレ
ート系の粘着剤をトルエンで希釈した液をスピンコート
することで粘着層１７（膜厚１μｍ）をガラス基板１８
（被印刷体）上に形成した基板上に前記インクパターン
の形成された基板をインクを介して張り合わせた。・・
・張り合わせ工程＜（図１（ｅ））＞その後、６０℃の
温水１９中に前記張り合わせ基板を浸し、軽く超音波を
印加し、水溶性樹脂層を除去し、粘着層上にインクパタ
ーンを形成した。・・・水溶性樹脂層除去工程＜（図１
（ｆ））＞ 本実施例の印刷法で形成されたパターン形状は７０μｍ
×６５μｍの凹版パターン（深さ３μｍ）に対して、６
９μｍ×６４μｍ（深さ２．５μｍ）の凹版パターン形
状をやや縮小した形状で非常に精度良く再現（印刷）で
きた。従来の凹版印刷法のように溝部にインクの残留分
が残らず、本実施例においては最小パターン幅としては
数μｍ、深さとしてはパターン形状に依存しており、パ
ターン形状の１／２程度まで印刷できた。

【００１９】一方、パターンの位置精度も１００ｍｍの
パターン幅に対して±１μｍの精度で再現でき、従来の
印刷法では不可能であった印刷方向の位置精度を達成し
た。

【００２０】次に第２の実施例を図面を用いて示す。 （図２（ａ）から（ｃ））は本発明の第２の実施例にお
ける凹版印刷の概略図である。（図２（ａ））は張り合
わせ工程、（図２（ｂ））は剥離工程、（図２（ｃ））
は水溶性樹脂層除去工程である。（図２）において２１
は離型層、２２は水溶性光硬化樹脂、水溶性樹脂層２３
である。

【００２１】以下に第２の実施例の印刷法を示す。第１
の実施例で用いた転写用透明基板１５の表面にｎ−オク
タテ゛シルトリエトキシシランを塗布、焼付けし離型層
２１（表面張力２２ｄｙｎ／ｃｍ）を形成した。この透
明基板を用いて第１の実施例と同様の方法でインク１２
が充填された凹版１０の上に水溶性紫外線硬化樹脂２２
（スリーホ゛ント゛製＃３０４６Ｂ）を塗布し、張り合
わせを行った。

【００２２】次に透明基板上から紫外線を照射し、水溶
性紫外線硬化樹脂を硬化し水溶性樹脂層２３を形成した
。これを粘着剤１８が塗布されているガラス基板１７（
被印刷体）上に張り合わせた。・・・張り合わせ工程＜
（図２（ａ））＞ 次に治具を用いて転写用透明ガラス１５を離型層２１か
ら機械的に剥離した。・・・剥離工程＜（図２（ｂ））
＞この後、水溶性樹脂層２３を有するガラス基板（被印
刷体）を６０℃の温水に浸し、水溶性樹脂層を除去し、
粘着層上にインクパターンを形成した。・・・水溶性樹
脂層除去工程＜（図２（ｃ））＞ 以上のように本実施例においては１回だけのパターン形
成を示したが、このようにして被印刷体上に形成された
インクパターンの上に他のインクパターン（他の色素を
有するインク）を形成することも可能である。

【００２３】ここで凹版としてはシリコンウエハーやス
テンレス製のものも使用できた。ただし本実施例の方法
では凹版の溝形状がそのまま転写されるため、凹版の作
製法としては異方性エッチング法（例えば反応性イオン
エッチング法）で形成したものが望ましい。

【００２４】また、凹版表面（特に溝部）の離型処理に
用いる離型剤としては表面張力１５ｄｙｎ／ｃｍ以下の
ものが、また転写用透明基板上の離型剤としては２５ｄ
ｙｎ／ｃｍ以下のものが有効であった。

【００２５】非水溶性インクとしては本実施例に用いた
エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂以外に紫外線等の光で
硬化する光硬化性樹脂も基材として使用できた。但し、
熱可塑性樹脂を基材としたインクやオイルに色材を分散
したインクにおいても十分インクを乾燥させれば水溶性
光硬化樹脂へのインクの溶出が少なく、印刷は可能であ
った。（若干のにじみを生じる）これ以外にも、金レジ
ネートインクやＩＴＯレジネートインク等の有機金属類
などのインクも印刷可能であった。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明は、凹版の溝にイン
クを充填し、固化したものを転写、印刷するため凹版パ
ターン形状そのものが再現できる。そのため従来印刷法
では印刷不可能であった微細パターンかつ厚膜印刷およ
びパターンの高位置精度が可能になる。そのため十数μ
ｍ程度の微細パターンで５μｍ膜厚以上の厚膜印刷が可
能となり、従来フォトリソで形成できなかった液晶ディ
スプレイのカラーフィルタ等の大面積のパターン形成を
低コストで可能とする凹版印刷法を提供するものである
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の一実施例における凹版印刷の工
程概略図である。

【図２】本発明の第２の一実施例における凹版印刷の工
程概略図である。

【図３】従来の凹版印刷概略図である。

【符号の説明】

１０　　凹版 １１　　離型層 １２　　インク １３　　スキージ １４　　水溶性紫外線硬化樹脂 １５　　ガラス基板 １６　　水溶性樹脂層 １７　　ガラス基板 １８　　粘着層 １９　　温水 ２１　　離型層 ２２　　水溶性紫外線硬化樹脂 ２３　　水溶性樹脂層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面が離型処理された凹版の溝部に非
   水溶性インクを充填した後、インクを乾燥、固化、次に
   、水溶性光硬化樹脂を前記インク充填された凹版上に塗
   布し、その上に転写用透明基板を張り合わせた後、この
   上より光照射を行い水溶性光硬化樹脂を硬化させ、前記
   インクと転写用透明基板を水溶性樹脂層を介して接合、
   転写用透明基板と凹版を離型層部から剥離し、前記イン
   クを転写用透明基板側の水溶性樹脂層上に転写、次に粘
   着層を有する被印刷体上に前記インクがパターン形成さ
   れている転写用透明基板を前記インクを介して接合、こ
   の接合された転写用透明基板と被印刷体を水に浸し、水
   溶性光硬化樹脂層を除去し、被印刷体の粘着層上に前記
   インクパターンを形成する凹版印刷法。
2. 【請求項２】　　転写用透明基板上に凹版表面の離型剤
   よりも表面張力の大きい離型層を形成し、請求項１記載
   の凹版印刷法で水溶性樹脂層を介して被印刷体と転写用
   透明基板を張り合わせ、次に転写用透明基板と水溶性樹
   脂層を離型層部から機械的に剥離した後、被印刷体を水
   に浸し、水溶性樹脂層を除去し、被印刷体の粘着層上に
   インクパターンを形成する凹版印刷法。
3. 【請求項３】　　非水溶性インクが光もしくは熱硬化性
   樹脂を基材としていることを特徴とする請求項１記載の
   凹版印刷法。