JPH06239003A - 精密印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気、電子部品などに用いる精密な印刷パタ
ーンを正確に、生産性よく、かつ低いコストで製造する
ことができる印刷方法を提供する。 【構成】 印刷版２によりパターン化した嫌気性光硬化
型インキ３をブランケット５に転写した後、光を照射す
ることにより、インキ層のブランケット５に接した部分
のみを硬化させて、その後に被印刷体に粘着層を設ける
ことなく、該インキ３を直接転写して硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規なオフセット印刷方
法に関するものである。更に詳しくは、本発明は電気部
品や電子部品などに使用する高精細パターンを高い精度
で、かつ再現性よく印刷する新規な印刷方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】オフセット印刷は、印刷版面に形成した
パターンの凹凸の高さの差あるいは版面への印刷インキ
の付着性の差を利用してインキをパターン化し、これに
ブランケットを圧着することによってインキパターンを
ブランケット上に転写し、その後にブランケットと被印
刷体とを圧着することにより、同一のパターンを大量
に、かつ安価に複製する印刷方法である。

【０００３】従来の印刷は、通常紙に対する印刷を指し
たが、近年この技術を用いて、電気部品、電子部品ある
いは電気回路などの高付加価値の精密パターンを付与し
た部品を、低いコストで生産性良く製造することが試み
られている。しかしながら、このような被印刷体は紙の
ようなインキに対する浸透性を持たないので、従来の印
刷技術では高度の精密パターンを再現性良く形成するこ
とは困難である。とりわけ液晶表示用カラーフィルター
などの電子光学部品の場合には、解像性もさることなが
ら、エッジ形状や膜厚の均一性などの各種スペックも極
めて厳しい条件が要求されている。このような高度の精
密パターンの殆どは、コストの高いフォトレジストなど
による光パターニング法を用いて製造せざるを得ないの
が現状である。また、これらの問題点を解決する目的
で、例えば特開平４−２１３４０２号公報に記載された
方法などが開示されているが、その方法では、ブランケ
ット上でインキパターンを完全に硬化させるために、ブ
ランケットから被印刷体へのインキの転移性が悪く、被
印刷体上に粘着層を設ける必要がある。従って、被印刷
体の種類が制限されるのみならず、印刷工程も煩雑にな
り不利な点が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の印刷法では精密
パターンを形成することができない理由として、次のよ
うな点が挙げられる。すなわち、（イ）印刷版からブラ
ンケットおよびブランケットから被印刷体へのインキの
転移量が一定でないこと、（ロ）一度の転移では十分な
量のインキが転移されず、場合によっては繰返して印刷
を行なわなければならないこと、（ハ）インキパターン
に圧力がかかり、パターンがゆがむこと、および（ニ）
ブランケット表面の粗さが大きいため、インキパターン
にかかる圧力が不均一になることなどである。

【０００５】本発明者は、このような問題点を解決する
ための手段として、インキの転移性を向上させることに
着目した。すなわち、現状ではインキの転移性が悪いた
めに、表面の粗いブランケットを使用し、多大な圧力を
かけて、繰返し印刷を行っているということに注目し、
全く別な観点から印刷インキの転移過程を考察し、新規
な解決手段を完成するに至ったものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの基本的な手段は、ブランケット上に形成したインキ
パターンの、ブランケットに接している側のみを部分的
に硬化させ、かつインキ層の開放された表面側、すなわ
ち被印刷体に圧着される面は未硬化の状態を維持したま
まで、次の転写工程に移すことである。前記のように、
従来のオフセット印刷法では、インキは接着面（転移
面）と剥離面の表面状態が質的に全く同一であり、イン
キが転移する際にインキ相の内部が壊裂して転写される
ために、インキがブランケット面に残るという問題点が
ある。また、全量のインキを転移させるためにインキを
ブランケット上で硬化させた場合には、前記公報に記載
されているように、インキ層を被印刷体に接着するため
の粘着層が必要である。

【０００７】本発明の方法においては、インキ層の転移
面と剥離面の表面状態を変化させることによって、イン
キの転写を完全に行うことが可能であり、多大な圧力を
かけることなく精密パターンを印刷することができると
いう特徴を有する。本発明の方法に使用するインキは、
例えば、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型インキ
（以下「ＵＶインキ」という）であり、かつ、酸素の存
在による硬化阻害性を有する嫌気性のＵＶインキを使用
する。この他にも、可視光の照射により光硬化が生ずる
光硬化型インキも使用し得る。

【０００８】以下、ＵＶインキを例にとり更に説明す
る。ＵＶインキとしては、アクリル基（ＣＨ₂＝ＣＨ−
ＣＯ−Ｏ−）やメタクリル基（ＣＨ₂＝Ｃ(ＣＨ₃)−ＣＯ
−Ｏ−）などを主鎖あるいは側鎖に含むアクリレート系
の光重合性モノマーやオリゴマー、もしくはこれらの、
あるいはこれらとウレタン、ポリエステル、ポリスチレ
ン、ノボラックレジン、ポリエーテル、エポキシレジン
などとの変性物を含むインキが代表的なものである。よ
り詳しくは日本印刷学会誌、Vol. ２８、２００−２１
４頁（１９９１）の総説に示されている。

【０００９】ＵＶインキは光を照射することによって起
こる光ラジカル重合反応を応用したもので、ミリ秒また
は秒速レベルの硬化速度が特徴である。光としては紫外
線を用いることが多いが、開始剤と増感剤を選択するこ
とにより可視光も使用することができる。一般にラジカ
ル反応によって光硬化する材料の光硬化反応は空気中の
酸素によって阻害されるので、多少なりとも嫌気性を有
する。従って、これらの材料が含まれているインキであ
れば基本的にはすべて使用可能である。嫌気性の度合い
（嫌気度）が不足または過剰であるような場合には、イ
ンキに使用する光重合開始剤、増感剤、熱重合禁止剤な
どの添加剤を加えることによって嫌気度を調節すること
ができる。

【００１０】従来、ＵＶインキの嫌気性は取扱い上好ま
しくなく、酸素による硬化阻害を防止するために種々の
改良がなされている。しかるに、本発明の方法において
は、この硬化阻害による問題点を逆に利用したものであ
る。すなわち、印刷版上にＵＶインキを塗布した後、イ
ンキパターンをブランケット上に転移した場合に、イン
キ層の表面は空気に接触してある程度の硬化阻害作用を
受けるが、インキ層のブランケットに接した側は硬化阻
害作用を受けていない。この状態で適当量の光照射（第
１段階の光照射）を行なうと、ブランケットに接してい
る側のインキ層のみが硬化し、かつインキ層の表面は未
硬化で粘着性を維持した状態になる。従って、前記に引
用した特開平４−２１３４０２号公報に記載された方法
のように、被印刷体上に粘着層を設ける必要がないの
で、被印刷体の種類に制限がなくなると共に印刷工程も
簡略化できるという利点を有する。

【００１１】また、本発明の方法においては、上記の未
硬化の粘着性を有する部分を利用してブランケット上の
インキパターンを被印刷体に転写するが、その場合に、
インキ層のブランケットに接触した側は硬化しているの
で、ブランケット面から剥がれ易く、ブランケット上の
インキ層を完全に被印刷体に転移させることができると
いう利点も有する。その結果、例えば線幅１００μｍの
凹版を用いた場合に、従来は約３.５μｍのインキ転移
量（膜厚）であったものが、同一の凹版と同一のインキ
を使用して約２０μｍの膜厚のインキを転移させること
ができ、かつ、その精度も従来は約２０μｍ程度であっ
たが、これを２μｍのレベルまで向上させることが可能
である。なお、被印刷体に転写されたＵＶインキは引き
続いて硬化させる。

【００１２】使用する版は、凸版、平版、凹版、シルク
スクリーン版、メタルマスク版など、一般の印刷に使用
される版であればすべて適用できる。版式や版材、ブラ
ンケット、インキの特性によっては、例えば、 スキージによるインキのかきとりが良好で、版表面に
インキが残らないようにするため、 凹版上でインキのエッジをシャープにするため、およ
び 凹版からブランケットへインキを転写する際に、イン
キのエッジ部がやはりシャープに転移するようにするた
めに、 シリコーン系やフッソ系コーティング剤による離型処理
を版表面に施した方がよい場合もある。さらに良好な印
刷適性を求める場合は、レジストや研磨、ダブルコーテ
ィング等の手法により、版の画像部と非画像部の表面エ
ネルギーを変化させればよい。使用するブランケットは
ゴム状のものであればよく、もちろん一般のゴムブラン
ケットも使用可能である。但し、ブランケットからイン
キの転移をよくするため、あるいは精密なパターンをよ
り正確に印刷するためには、表面が平滑な材料が好まし
く、Ｒmaxで１０μｍ以下である物質が適し、表面が多
孔質でない物質がより好ましい。また、表面の平滑性が
悪い材料の場合には、表面研磨や表面にポリマーコート
をすることにより、表面を平滑にすればよい。ウレタン
ゴムなどはキャスティング（流込み成形）などにより成
形すると表面平滑性が非常に高いものが得られる。表面
平滑性の高いブランケットを用いることによって、印刷
画像の表面を平坦化する効果も得られる。ゴム硬度も精
密なパターンを正確に印刷するための大きな要因であ
り、ＪＩＳ硬さ８０程度が好適である。硬度が低い材料
でも、シリコーンゴムなどは伸縮の再現性がよいため高
精度のパターンを形成できる。また、シリコーンゴム
は、加工性がよく、耐溶剤性が高く、表面エネルギーの
調節が容易であり好適である。

【００１３】被印刷体の種類については特に制限はな
く、被印刷体表面のインキ受容性が高い場合はそのまま
印刷できる。インキ受容性が低い場合でも、被印刷体上
に樹脂をコーティングすることによって、インキ受容層
を設けると印刷適性が向上する。インキ受容層を設ける
場合にも、本発明の方法ではブランケット上のインキパ
ターンのインキ転移面は乾燥（硬化）していないので、
必ずしもインキ受容層の表面が粘着性である必要はな
い。インキ受容層を形成する場合は、膜厚０.０１〜２
０μｍの範囲で形成するが、インキ受容層が弾性もしく
は流動性を持つ場合、またはインキ受容層の表面が粘着
性を持つ場合に、特に高精度のパターニングをする必要
があるときには、加圧時のパターンの変形を防ぐため
に、膜厚を薄くする必要があり、０.５μｍ以下にする
ことが望ましい。

【００１４】本発明の方法においては、前記のようにＵ
Ｖインキに光を２度照射する。例えば、紫外線の照射源
としては、公知の低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メ
タルハライドランプ、パルスキセノンランプ等を使用す
ることができる。なお、第１段階のインキ層の部分硬化
の場合には、通常のＵＶインキの硬化よりも紫外線の照
射量は少なく約３分の１程度である。紫外線の照射量は
インキの原料モノマーや添加剤の種類および量、インキ
層の厚み、インキの色、処理温度および照射光の波長な
どによって相違するが、通常の照射量は１０〜２０００
mJ/cm²の範囲である。勿論、印刷前の予備テストあるい
は日常の類似の印刷操作におけるデータなどに基づいて
最適条件を定めることが望ましい。また、第２段階の硬
化のための処理条件は従来のＵＶインキの使用による印
刷の場合と基本的に異なるところはなく、例えば紫外線
照射による場合には、照射量は通常１０〜５０００mJ/c
m²である。また、第２段階の硬化は、紫外線照射に加え
て、あるいはその代わりに、加熱処理または電子線照射
などにより行なうことも可能である。

【００１５】

【作用】オフセット印刷において、ブランケット上に形
成したインキパターンに適当量の紫外線を照射すること
によって、インキ層のブランケットに接している側のみ
を部分的に硬化させる。インキ層表面の未硬化部分は付
着性を失うことなく被印刷体によく接着し、かつ、イン
キ層のブランケットに接触した側は部分的に硬化してい
るので、ブランケットから剥がれ易く、ブランケット上
のインキ層を完全に被印刷体に転移させることができ
る。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の方法を用いてカラーフィル
ターを製造する実施例を、図１および図２に基づいて具
体的に説明する。

【００１７】＜実施例１＞図１（ａ）に示すように、厚
さ５ｍｍのガラス板の表面に、幅２０μｍ、深さ６μｍ
の凹部１を１００μｍおきにエッチング加工してストラ
イプ状のパターンを形成した後、シリコーンコーティン
グ剤（東芝シリコーン社製「ＴＰＲ−６７１２」）によ
り表面処理を施しガラス凹版２を作製した。一方、アク
リルオリゴマー（新中村化学工業社製「ＮＫ−オリゴＵ
−６ＨＡ」）を主体とするバインダーに、黒色顔料およ
び光重合開始剤（ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ社製「Ｉｒｇａ
ｃｕｒｅ ３６９」）を分散させて嫌気性ＵＶインキ３
を調製した。さらに、セラミック製のドクター４を用い
て、前記のガラス凹版２の凹部にＵＶインキ３を充填し
た。次いで、平滑なシリコーンゴム層を表面に有するブ
ランケット５を、図１（ｂ）に示すようにガラス凹版２
に接触させながら回転させ、パターン状になったＵＶイ
ンキ３をブランケット５の上に転移させた。

【００１８】次いで、図１（ｃ）に示すように、ブラン
ケット５上に乗ったＵＶインキ３の表面に、波長３６５
ｎｍの紫外線をＵＶランプ６から照射して、ＵＶインキ
３のブランケット５に接している部分のみを硬化させて
インキ硬化部３ａを形成した。次に、図２（ｄ）に示す
ように、ブランケット５を被印刷体であるガラス基板７
の表面に接触させながら回転させ、ＵＶインキ３のパタ
ーンをガラス基板７上に転写した。このときＵＶインキ
３のパターンは、ブランケット５上には残らず、すべて
がガラス基板７上に転移した。次いで、図２（ｅ）に示
すように、基板上７のインキパターンにＵＶランプ６か
ら紫外線を照射することによって、ＵＶインキの未硬化
部分を完全に硬化させた硬化インキ層３ａを形成し、カ
ラーフィルターのブラックマスクパターンを完成した。

【００１９】＜実施例２＞厚さ５ｍｍのガラス板の表面
に、幅１００μｍ、深さ６μｍの凹部を２２０μｍおき
にエッチング加工し、ストライプ状のパターンを形成し
た後、シリコーンコーティング材（信越シリコーン社製
「ＫＳ−７７９Ｈ」）により表面処理を行いガラス凹版
を作製した。一方、アクリルオリゴマー（東亜合成化学
工業社製「Ｍ−８１００」）を主体とするバインダー
に、赤色顔料および光重合開始剤（ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧ
Ｙ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ−１８４」）を分散させて嫌
気性ＵＶインキを調製した。さらに、実施例１と同様に
して、セラミック製ドクターによりガラス凹版の凹部に
前記ＵＶインキを充填し、次いで、ブランケットをガラ
ス凹版に接触させながら回転させ、パターン状になった
ＵＶインキをブランケットの上に転写した。

【００２０】次いで、ブランケット上のＵＶインキの表
面に、波長３６５ｎｍの紫外線を照射して、ＵＶインキ
のブランケットに接している部分のみを硬化させ、ブラ
ンケットを被印刷体のガラス基板の表面に接触させなが
ら回転させ、ＵＶインキのパターンをガラス基板上に転
写した。このときもＵＶインキのパターンは、ブランケ
ット上には残らず、すべてがガラス基板上に転移した。
次いで、ガラス基板上のインキパターンに紫外線を照射
することによって、ＵＶインキの未硬化部分を完全に硬
化させることにより赤色パターンを得た。 また、同様
にして、顔料を緑、青に換えたインキを用いて繰返し印
刷し、カラーフィルターを作製した。また、このような
多色印刷の場合、図１（ｅ）に示すＵＶ照射の工程を多
色印刷後に一度に行ってもよい。その場合、ガラス基板
上のパターン状インキは、下部（ブランケット側）が未
硬化であるために流動性があり、次の色の印刷時にブラ
ンケットによるプレス効果が働き、全体として非常に平
滑な印刷表面が得られる。

【００２１】＜実施例３＞厚さ５ｍｍのガラス板表面
に、実施例１および２において作製したカラーフィルタ
ーの画像部よりも若干大きめの、深さ１０μｍのベタ凹
部をエッチング加工により形成した後、シリコーンコー
ティング材（信越シリコーン社製「ＫＳ−７７９Ｈ」）
により表面処理を行いガラス凹版を作製した。このガラ
ス凹版の凹部にアクリルオリゴマー（東亜合成化学工業
社製「Ｍ−２１５」）を主体とするバインダーに、透明
体質顔料および光重合開始剤（ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ社
製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ−９０７」）を分散させた嫌気性
ＵＶインキを用いて、前記実施例２と同様にしてカラー
フィルターのオーバーコート層を形成した。

【００２２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、簡単な処理によ
って光硬化型インキの転移性を高めることができ、小数
工程で、幅広い被印刷体に対して精密なパターンを、正
確に、再現性よく印刷することが可能である。とりわ
け、カラーフィルターをはじめプリント基板やハイブリ
ッドＩＣ、半導体パッケージなどの精密を要する印刷物
を低いコストで、生産性よく製造することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷方法の一例を示す説明図であり、
（ａ）印刷版に光硬化型インキを塗布する工程、（ｂ）
インキパターンをブランケットに転移させる工程および
（ｃ）光を照射してインキパターンの層を部分的に硬化
する工程を示す。

【図２】図１に示す印刷工程の続きを示す説明図であ
り、（ｄ）被印刷体にインキパターンを転写する工程お
よび（ｅ）光を照射してインキパターンの層を硬化する
工程を示す。

【符号の説明】

１ 凹部 ２ ガラス凹版 ３ 光硬化型インキ ３ａ 硬化したインキ ４ ドクター ５ ブランケット ６ 紫外線ランプ ７ ガラス基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷版に形成したインキパターンをブラ
   ンケットを介して被印刷体に転写するオフセット印刷法
   において、酸素による硬化阻害性を有する光硬化型イン
   キを、印刷版上にパターン化し、該インキパターンをブ
   ランケット上に転移させた後に、光を照射することによ
   って、インキパターンのブランケットと接する側のみを
   部分的に硬化させ、その後にインキパターンを被印刷体
   に転写した後、前記インキパターンをさらに硬化させる
   ことを特徴とする精密印刷方法。
2. 【請求項２】 離型処理を施した印刷版を使用すること
   を特徴とする請求項１に記載の精密印刷方法。
3. 【請求項３】 被印刷体表面にあらかじめインキ受容層
   を形成することを特徴とする請求項１に記載の精密印刷
   方法。
4. 【請求項４】 表面の平滑なゴム体をブランケットに使
   用することを特徴とする請求項１に記載の精密印刷方
   法。