KR20110132221A

KR20110132221A - 잉크

Info

Publication number: KR20110132221A
Application number: KR1020110038084A
Authority: KR
Inventors: 준 오치; 미츠요시 유카와; 히로시 고바야시; 에이지 요시다; 후미히로 사이토
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤; 도쿄 프린팅 잉크 엠에프지. 캄파니 리미티드
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2011-12-07
Also published as: JP2011252072A; CN102268205A

Abstract

본 발명의 잉크는, 실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하고, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 반전 인쇄법용의 잉크로서, 반전 인쇄법용의 상기 잉크는, 최대 포압법(maximum bubble pressure technique)에 따라, 25℃ 및 0.05 ㎐의 조건 하에서 16 mN/m∼23 mN/m의 동적 표면 장력을 나타내고, 25℃ 및 10.0 ㎐의 조건 하에서 20 mN/m∼27 mN/m의 동적 표면 장력을 나타낸다.

Description

잉크{INK}

본 발명은 반전 인쇄법용의 잉크에 관한 것이다.

LCD(Liquid Crystal Display: 액정 디스플레이)는, 기판과, 상기 기판 위에 형성된 액정 컬러 필터를 구비하고 있다. 액정 컬러 필터는, 컬러 필터층이나 블랙 매트릭스층 등을 포함하고 있다. 액정 컬러 필터는, 컬러 잉크 및 블랙 잉크의 미세한 패턴을, 기판의 거의 전체면에 형성함으로써 얻어진다. 종래, 액정 컬러 필터의 형성 방법으로서, 소위 포트리소그래프법이 채용되어 왔다.

그러나, 최근, 포트리소그래프법 대신에, 오목판 오프셋법이 보급되고 있다. 오목판 오프셋법은, 포트리소그래프법에 비해, 공정수 및 사용 재료의 낭비를 적게 할 수 있고, 또한, 소비 에너지를 적게 할 수 있다. 그 결과, 잉크 패턴을, 단시간으로 생산성 좋게 형성할 수 있다.

오목판 오프셋법에서는, 예컨대, 오목판의 오목부에 잉크를 충전하고, 오목부 내의 잉크를 인쇄용 블랭킷의 표면에 전사시킨다. 다음에, 인쇄용 블랭킷의 표면에 부착된 잉크를, 기판(피인쇄체)의 표면에 재전사시킨다. 이에 따라, 기판의 표면에, 소정의 잉크 패턴이 형성된다.

그러나, 오목판 오프셋법에서는, 잉크가 2회 전사되기 때문에, 각각의 전사 시에 잉크의 분리를 발생시킨다. 잉크의 분리란, 잉크가, 전사처에 전사되는 부분과, 전사원에 남는 부분으로 갈라지는 현상이다. 그 때문에, 최종적으로 기판의 표면에 전사된 잉크 패턴에, 분리의 흔적으로서, 고저차가 큰 요철이 잔류한다. 그 결과, 기판의 표면에 형성된 잉크 패턴은, 두께의 불균일이 커지기 쉽다.

그래서, 각 화소 내 및 각 화소 사이에 있어서 색농도를 균일화하기 위해, 균일한 두께가 요구되는 액정 컬러 필터를 형성하는 인쇄법으로서, 오목판 오프셋법 대신에, 반전 인쇄법이 개발되었다(특허문헌 1∼4 등 참조).

반전 인쇄법으로서는, 예컨대, 인쇄용 블랭킷의 표면의 대략 전체면에 잉크를 공급함으로써, 인쇄용 블랭킷의 표면에 간극 없이 잉크층(베타의 잉크층)을 형성한다. 다음에, 상기 잉크층을, 소정 패턴의 오목부를 갖는 오목판의 표면에 접촉시킴으로써, 오목판의 표면에 있어서의 오목부 이외의 부분에 전사시킨다. 이에 따라, 잉크층이, 인쇄용 블랭킷의 표면으로부터 선택적으로 제거되고, 인쇄용 블랭킷의 표면에는, 오목판의 오목부의 패턴에 대응한 잉크 패턴이 형성된다. 그리고, 상기 잉크 패턴을, 기판의 표면에 전사시킨다. 이에 따라, 기판의 표면에, 소정의 잉크 패턴이 형성된다.

반전 인쇄법에서는, 잉크 패턴을 형성하기 위한 잉크의 전사 횟수가, 인쇄용 블랭킷의 표면으로부터 기판의 표면에의 전사 시의 1회이다. 그 때문에, 반전 인쇄법은, 오목판 오프셋법에 비해, 잉크 패턴의 표면에 잔류하는 요철의 고저차를 작게 할 수 있다. 그 결과, 잉크 패턴의 두께의 불균일을 작게 할 수 있다.

인쇄용 블랭킷으로서는, 적어도 그 표면이 실리콘 고무에 의해 형성된 실리콘 블랭킷이 널리 이용된다. 실리콘 블랭킷은, 잉크의 이형성이 우수하기 때문에, 그 표면으로부터 기판의 표면에의 잉크 패턴의 전사성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 실리콘 블랭킷의 표면은, 잉크의 습윤성이 낮다. 그 때문에, 인쇄용 블랭킷에 잉크층을 형성하는 공정에 있어서, 실리콘 블랭킷의 표면에 잉크가 도포되면, 도포된 잉크가, 블랭킷의 표면에 튀기기 쉽다. 그 결과, 균일한 두께를 갖는 잉크층을 형성할 수 있어도, 잉크의 튀김에 의해, 잉크층에 결함이나 얼룩 등이 생기는 문제가 있다.

그래서, 실리콘 블랭킷에 대하여 적절한 습윤성과 이형성을 겸비한 잉크를 얻기 위해, 잉크의 표면 장력을 저하시키는 것이 검토되어 있다.

또한, 잉크의 표면 장력을 저하시킴으로써, 소위 셀프 레벨링 효과에 의해, 실리콘 블랭킷의 표면에 잉크층을 형성하고 나서 기판의 표면에 전사된 잉크 패턴이 건조하여 고화하기까지의 동안에, 잉크 패턴의 두께가 한층 더 균일화되는 효과도 기대되고 있다.

잉크의 표면 장력을 저하시키기 위해서는, 예컨대, n-헥산, 이소프로필알코올, 불소계 용제 등의 표면 장력이 낮은 용제(이하, 「저장력 용제」라고 기재하는 경우가 있음)를 단독으로 이용하거나, 혹은 다른 용제와 병용하는 것이 고려된다. 또한, 실리콘계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제 등의 계면 활성제를, 잉크에 함유시키는 것이 고려된다.

그러나, 잉크의 표면 장력을 저하시킬수록, 실리콘 블랭킷의 표면에 베타의 잉크층을 형성할 때에, 잉크 중에 에어를 끌어들이는 거품 함유나, 잉크층을 형성하기 위해 이용하는 슬릿 다이 코터의 노즐의 더러워짐 등을 발생시키기 쉬워진다. 또한, 거품 함유나 노즐의 더러워짐 등의 문제점과 함께, 상기 문제점이 원인이 되어, 잉크층, 나아가서는 잉크 패턴에 결함이 생기기 쉬워진다.

노즐의 더러워짐이란, 표면 장력이 낮은 잉크가, 슬릿 다이 코터의 선단 부분으로부터 상면에 불규칙하게 습윤되어 확산되는 현상을 가리킨다. 적절한 표면 장력을 갖는 잉크는, 슬릿 다이 코터의 선단 부분에 있어서, 일정 폭으로 부착되어 그 이상 습윤되어 확산되지 않고, 떨어지거나 할 우려가 없다. 한편, 불규칙하게 습윤되어 확산된 잉크는, 그 자체의 표면 장력이 낮은 것과 더불어, 그 일부가 액적으로서 도포면 위에 떨어지기 쉽다. 그리고, 떨어진 잉크가 잉크층에 혼입함으로써, 잉크층에 도톨도톨한 형상의 결함을 발생시키기 쉬워진다. 또한, 거품 함유의 원인이 되어, 잉크층에 핀홀 등의 결함을 발생시키기 쉬워진다.

[특허문헌]

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제11-58921호 공보

특허문헌 2: 일본 특허 공개 평성 제11-198337호 공보

특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2000-289320호 공보

특허문헌 4: 일본 특허 공개 제2006-111725호 공보

본 발명의 목적은 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 적절한 습윤성과 이형성을 겸비하고, 피인쇄체의 표면에 얼룩이나 결함 등의 문제를 발생시키기 어려우며, 균일한 두께를 갖는 잉크 패턴을 형성할 수 있는 반전 인쇄법용의 잉크를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반전 인쇄법용의 잉크는, 실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하고, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 반전 인쇄법용의 잉크로서, 반전 인쇄법용의 상기 잉크는, 최대 포압법(maximum bubble pressure technique)에 따라, 25℃ 및 0.05 ㎐의 조건 하에서 16 mN/m∼23 mN/m의 동적 표면 장력을 나타내고, 25℃ 및 10.0 ㎐의 조건 하에서 20 mN/m∼27 mN/m의 동적 표면 장력을 나타낸다.

또한, 최대 포압법이란, 예컨대, 측정 대상의 잉크 중에 프로브를 삽입하고, 삽입한 프로브로부터 기포를 연속적으로 발생시켰을 때의 최대 포압을 계측하는 방법을 말한다. 또한, 「0.05 ㎐」 및 「10.0 ㎐」는 최대포압법에 의해 인쇄되는 기포의 발생 주기를 나타내고 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하고, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 반전 인쇄법은, 보다 구체적인 개념으로서, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전체면에 형성한 잉크층을, 표면에 소정의 잉크 패턴에 대응한 오목부를 갖는 판의 상기 표면에 접촉시키는 공정과, 상기 오목부 이외의 상기 잉크층을 상기 판의 상기 표면에 전사시킴으로써, 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면으로부터 선택적으로 제거함으로써, 상기 실리콘 블랭킷의 상기 표면에 상기 오목부에 대응한 잉크 패턴을 형성하는 공정과, 상기 잉크 패턴의 형성 후, 상기 잉크 패턴을 피인쇄체의 표면에 인쇄하는 공정을 포함하는 반전 인쇄법이어도 좋다.

본 발명자의 검토에 따르면, 최대 포압법에 있어서, 기포의 발생 주기가 저속(0.05 ㎐)일 때의 잉크의 동적 표면 장력이 작을수록, 잉크는, 셀프 레벨링 효과가 우수하다. 그 때문에, 최종적으로, 피인쇄체의 표면에 얼룩이 없는 두께가 균일한 잉크 패턴을 형성할 수 있다.

그러나, 저속(0.05 ㎐)에서의 동적 표면 장력이 작은 잉크는, 일반적으로 기포의 발생 주기를 고속(10.0 ㎐)으로 하였을 때에, 동적 표면 장력이 작아지기 쉽다. 그리고, 고속에서의 동적 표면 장력이 작은 잉크는, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전체면에 공급하여 베타의 잉크층을 형성할 때에, 거품 함유나 노즐의 더러워짐 등을 발생시키기 쉽다. 그 때문에, 잉크층이나 잉크 패턴에, 거품 함유나 더러워짐 등에 의한 결함이 생기기 쉽다.

그래서, 본 발명에서는, 전술한 바와 같이 측정 온도 25℃의 환경 하에, 기포의 발생 주기를 0.05 ㎐, 즉 1초간에 0.05개의 기포를 발생시키면서 측정한 저속에서의 동적 표면 장력을 16 mN/m∼23 mN/m(16 mN/m 이상, 23 mN/m 이하)로 하고 있다. 이에 따라, 잉크의 습윤성이 지나치게 높아지는 것을 억제하면서, 잉크의 셀프 레벨링 효과를 높일 수 있다. 그 결과, 피인쇄체의 표면에, 얼룩이 없는 두께가 균일한 잉크 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 측정 온도 25℃의 환경 하에, 기포의 발생 주기를 10.0 ㎐, 즉 1초간에 100개의 기포를 발생시키면서 측정한 고속에서의 동적 표면 장력을 20 mN/m∼27 mN/m(20 mN/m 이상, 27 mN/m 이하)로 하고 있다. 이에 따라, 실리콘 블랭킷의 표면에 베타의 잉크층을 형성할 때에, 거품 함유나 노즐의 더러워짐, 혹은 습윤성의 부족에 따른 튀김 등의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 잉크층이나 잉크 패턴에, 거품 함유나 더러워짐, 튀김 등에 따름 얼룩이나 결함이 생기는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 적절한 습윤성과 이형성을 겸비하고, 피인쇄체의 표면에 얼룩이나 결함 등의 문제를 발생시키기 어려우며, 균일한 두께를 갖는 잉크 패턴을 형성할 수 있는 반전 인쇄법용의 잉크를 제공하는 것이 가능해진다.

본 발명의 잉크는, 인쇄용 블랭킷으로서 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 이용하는 것이다.

본 발명의 잉크는, 최대 포압법에 따라, 25℃ 및 0.05 ㎐의 조건 하에서 16 mN/m∼23 mN/m(16 mN/m 이상, 23 mN/m 이하)의 동적 표면 장력을 나타내고, 25℃ 및 10.0 ㎐의 조건 하에서 20 mN/m∼27 mN/m(20 mN/m 이상, 27 mN/m 이하)의 동적 표면 장력을 나타내는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크에 있어서, 25℃에서의 동적 표면 장력이, 기포의 발생 주기를 0.05 ㎐의 저속으로 설정하여 측정하였을 때 16 mN/m∼23 mN/m으로 한정되는 것은, 하기의 이유에 따른다.

즉, 저속에서의 동적 표면 장력이 16 mN/m 미만인 잉크는, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 습윤성이 지나치게 높아져, 잉크 패턴을, 실리콘 블랭킷의 표면으로부터 기판의 표면에 양호하게 전사시킬 수 없다. 그 때문에, 전사된 잉크 패턴의 형상에 혼란을 발생시킨다.

한편, 저속에서의 동적 표면 장력이 23 mN/m을 초과하는 잉크는, 셀프 레벨링 효과가 불충분하다. 그 때문에, 앞서 설명한 바와 같이 실리콘 블랭킷의 표면에 베타의 잉크층을 형성하고 나서, 기판의 표면에 전사된 잉크 패턴이 건조하여 고화되기까지의 동안에, 얼룩을 작게 하여 두께를 균일화하는 효과를 얻을 수 없다.

이에 대하여, 저속에서의 동적 표면 장력이 16 mN/m∼23 mN/m이면, 잉크의 습윤성이 지나치게 높아지는 것을 억제하면서, 잉크의 셀프 레벨링 효과를 높일 수 있다. 그 결과, 얼룩이 없는 두께가 균일한 잉크 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 이들 효과를 더욱 향상시키는 것을 고려하면, 저속에서의 동적 표면 장력은, 상기 범위 내에서도, 17 mN/m 이상인 것이 바람직하고, 22 mN/m 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 잉크에 있어서, 25℃에서의 표면 장력이, 기포의 발생 주기를 10.0 ㎐의 고속으로 설정하여 측정하였을 때 20 mN/m∼27 mN/m로 한정되는 것은, 하기의 이유에 따른다.

즉, 고속에서의 동적 표면 장력이 20 mN/m 미만인 잉크는, 잉크층의 형성 시에 거품 함유나 노즐의 더러워짐 등을 발생시키기 쉽다. 그 때문에, 잉크층이나 잉크 패턴에, 거품 함유나 더러워짐 등에 따른 결함이 생기는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 없다.

한편, 고속에서의 동적 표면 장력이 27 mN/m를 초과하는 경우에는, 실리콘 블랭킷의 표면에 대한 잉크의 습윤성이 부족하다. 그 때문에, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전체면에 잉크를 도포하여 잉크층을 형성할 때에, 튀김 등을 발생시키거나, 튀김 등이 원인이 되어 잉크층에 얼룩이나 결함 등을 발생시키거나 할 우려가 있다.

이에 대하여, 고속에서의 동적 표면 장력이 20 mN/m∼27 mN/m이면, 거품 함유나 노즐의 더러워짐, 혹은 습윤 성의 부족에 따른 튀김 등을 발생시키기 어렵게 할 수 있다. 그 결과, 잉크층이나 잉크 패턴에, 거품 함유나 더러워짐, 튀김 등에 따른 얼룩이나 결함이 생기는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 이들 효과를 더욱 향상시키는 것을 고려하면, 고속에서의 동적 표면 장력은, 상기 범위 내에서도, 21 mN/m 이상인 것이 바람직하고, 26 mN/m 이하인 것이 바람직하다.

잉크로서는, 바인더 수지와, 바인더 수지를 용해시키는 용제와, 착색제를 기본 성분으로서 포함하고, 기본 성분에, 앞서 설명한 바와 같이 표면 장력을 조정하기 위한 저장력 용제나 계면 활성제 등을 필요에 따라 함유시킨다.

바인더 수지로서는, 예컨대, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 에틸셀룰로오스 수지, 폴리비닐부티랄, 폴리에스테르멜라민 수지, 멜라민 수지, 에폭시멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

특히 LCD용의 컬러 필터 등의 내구성을 향상시키는 것을 고려하면, 바인더 수지로서는, 열경화성, 자외선 경화성, 광경화성 등을 갖는 바인더 수지가 바람직하다.

또한, 용제로서는, 바인더 수지를 양호하게 용해시킴으로써, 바인더 수지의 석출을 방지할 수 있는 여러가지 용제를 들 수 있다.

용제로서는, 예컨대, 에틸렌글리콜모노메틸에테르(별칭 「메틸셀로솔브」「2-메톡시에탄올」), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(별칭 「셀로솔브」「2-에톡시에탄올」), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(별칭 「1-메톡시-2-프로필아세테이트」, 이하「PGMEA」라고 약기하는 경우가 있음), 에틸렌글리콜모노부틸에테르(별칭 「부틸셀로솔브」「2-부톡시에탄올」) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

착색제로서는, 여러가지 안료, 염료를 들 수 있다. 특히 LCD용의 컬러 필터의 경우, 내약품성, 내열성, 내후성, 내광성 등이 우수한 잉크 패턴을 형성하는 것을 고려하면, 유기, 무기의 각종 안료가 바람직하다.

저장력 용제로서는, 최대 포압법에 따라 구하는 25℃에서의 표면 장력이, 기포의 발생 주기를 10.0 ㎐의 고속으로 설정하여 측정하였을 때, 12 mN/m∼21 mN/m 정도인 여러가지 용제를 들 수 있다.

저장력 용제로서는, 예컨대, n-펜탄(16.0 mN/m), n-헥산(18.4 mN/m), n-헵탄(19.6 mN/m), 이소프로필알코올(20.8 mN/m), 불소계 용제, 저분자량 실리콘 오일(18∼19 mN/m) 등을 들 수 있다.

또한, 불소계 용제로서는, 분자 중에 불소 원자를 포함하고, 표면 장력의 범위를 만족하는 여러가지 불소계 용제가 사용 가능하지만, 특히 염소를 포함하지 않는 하이드로플루오로에테르류, 및 하이드로플루오로카본류로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종이 바람직하다.

이 중 하이드로플루오로에테르류로서는, 예컨대, 에틸노나플루오로부틸에테르(13.6 mN/m), 메틸노나플루오로부틸에테르(13.6 mN/m) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

또한, 하이드로플루오로에테르류로서는, 예컨대, 스미토모스리엠(주) 제조의 NOVEC(등록 상표) HFE-7200(13.6 mN/m) 등도 들 수 있다. HFE-7200은, 함께 하이드로플루오로에테르류인 에틸노나플루오로이소부틸에테르와 에틸노나플루오로부틸에테르의 혼합물이다.

또한, 하이드로플루오로카본류로서는, 예컨대, 데카플루오로펜탄(14.1 mN/m), 트리데카플루오로헥산(12.5 mN/m) 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.

계면 활성제로서는, 실리콘계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있고, 특히 잉크의 표면 장력을 저하시키는 효과의 측면에 있어서, 불소계 계면 활성제가 바람직하다. 또한, 불소계 계면 활성제로서는, 비이온계 계면 활성제가 바람직하다.

불소계 계면 활성제로서 음이온계 혹은 양이온계의 것을 이용한 경우에는, 예컨대 LCD의 컬러 필터의 경우, 계면 활성제가 액정 중에 혼입하면 상기 액정의 배향에 영향을 미쳐 표시의 불량 등을 발생시킬 우려가 있다. 이에 대하여, 비이온계의 불소계 계면 활성제이면, 이러한 문제를 발생시킬 우려는 없다.

불소계 계면 활성제는, 중량 평균 분자량(Mw)이 6000 이상, 특히 20000 이상인 것이 바람직하고, 80000 이하, 특히 60000 이하인 것이 바람직하다.

또한 잉크에는, 더욱 안료 분산제, 레벨링제, 틱소트로픽 점성 부여제, 소포제 등의 각종 첨가제를 임의의 비율로 함유시켜도 좋다.

전술한 성분으로 이루어지는 잉크의, 저속 및 고속에서의 동적 표면 장력을 앞서 설명한 범위 내로 조정하기 위해서는, 잉크를 구성하는 각 성분의 종류 및 조합이나, 각 성분의 함유 비율 등을 조정하면 좋다.

예컨대, 바인더 수지로서 중량 평균 분자량(Mw)이 8000∼12000 정도인 폴리에스테르멜라민 수지를 이용하고, 또한 용제로서 PGMEA를 이용하며, 착색제로서 1차 입자 직경이 100 ㎚ 이하 정도인 안료를 이용하는 계에서는, 폴리에스테르멜라민 수지 100 질량부에 대하여, PGMEA의 함유 비율을 280 질량부∼320 질량부, 안료의 함유 비율을 18 질량부∼22 질량부로 설정한다. 또한, 저장력 용제로서의 하이드로플루오로에테르류를 30 질량부∼50 질량부, 중량 평균 분자량(Mw)이 40000∼48000 정도인 불소계 계면 활성제를 1.5 질량부∼5 질량부의 비율로 함유시킨다. 이에 따라, 저속 및 고속에서의 동적 표면 장력이 모두 앞서 설명한 범위 내로 조정된 잉크를 얻을 수 있다.

또한, 잉크의 조성은, 전술한 예시에는 한정되지 않고, 저속에서의 동적 표면 장력이 16 mN/m∼23 mN/m이며, 또한 고속에서의 동적 표면 장력이 20 mN/m∼27 mN/m가 되는 여러가지 조성을 채용할 수 있다.

조제되는 잉크의 점도(25℃)는, 예컨대, 0.5 m㎩·s 이상, 바람직하게는, 1 m㎩·s 이상, 예컨대, 5 m㎩·s 이하, 바람직하게는, 3 m㎩·s 이하이다. 잉크의 점도가 상기 범위이면, 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 따라 양호한 잉크 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명의 잉크는, 전술한 바와 같이, 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 이용하여, 예컨대, LCD용의 액정 컬러 필터 등을, 전술한 여러가지 문제를 발생시키는 일 없이, 효율적으로 제조하는데 적합하다.

실리콘 블랭킷으로서는, 적어도 그 표면이 실리콘 고무로 이루어지는 블랭킷을 들 수 있다.

또한, 실리콘 블랭킷으로서는, 그 전체가 단층의 실리콘 고무로 이루어지는 것이나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 금속박 등으로 이루어지는 기재의 편면에 실리콘 고무의 층을 적층한 적층 구조를 갖는 것 등을 들 수 있다.

이 중 전체가 단층의 실리콘 고무로 이루어지는 실리콘 블랭킷은, 예컨대, 평반 위에 액형의 실리콘 고무를 코팅하고, 가교 반응시킨 후, 실리콘 고무를 평반으로부터 박리함으로써 형성할 수 있다.

또한, 적층 구조를 갖는 실리콘 블랭킷은, 예컨대, 금형 내에 기재를 장착한 상태로, 금형 내에 액형의 실리콘 고무를 주입하여 가교 반응시키거나, 기재의 표면에 액형의 실리콘 고무를 코팅한 후 가교 반응시키거나 함으로써 형성할 수 있다.

판으로서는, 철-니켈 합금(42 얼로이 등), 스테인리스강 등의 금속이나, 소다 유리, 무알칼리 유리 등의 유리로 이루어지는 판을 이용할 수 있다. 그리고, 상기 판의 편면에는, 앞서 설명한 바와 같이, 포트리소그래프법 등에 따라, 인쇄하는 잉크 패턴의 형상에 대응한 오목부가 형성되어 있다.

또한, 판의 내구성을 향상시키기 위해, 판의 오목부의 내면을 포함하는 표면에는, 예컨대, 경질 크롬 도금 등이 실시되어 있어도 좋다.

실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전체면에 잉크를 도포하여 잉크층을 형성하기위해서는, 종래 마찬가지로, 슬릿 다이 코터 등을 이용하면 좋다.

본 발명의 잉크를 이용하여 LCD용의 컬러 필터를 제조하기 위해서는, 우선, 잉크로서 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색으로 착색된 것을 준비한다.

다음에, 유리 기판 등의 기판의 표면에, 임의의 형성 방법으로, LCD의 화소를 구획하는 블랙 매트릭스층을 형성한다.

그리고, 블랙 매트릭스로 구획된 기판의 표면에, 3색의 잉크를 순차, 반전 인쇄법에 따라 인쇄한 후 건조시켜 용제를 제거하고, 더욱 필요에 따라 베이킹함으로써 컬러 필터가 제조된다.

실시예

다음에, 본 발명을, 실시예 및 비교예에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니다.

이하에 설명하는 실시예 및 비교예에 있어서의 잉크의 조제 및 시험은, 특기하지 않는 한, 온도 23±1℃, 상대 습도 55±1％의 환경 하에서 실시하였다.

<베이스 잉크의 조제>

바인더 수지로서의 폴리에스테르멜라민 수지〔중량 평균 분자량(Mw)=10000〕 100 질량부, 착색제 20 질량부, 용제로서의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 300 질량부, 저장력 용제로서의 불소계 용제〔스미토모스리엠(주) 제조의 NOVEC(등록 상표) HFE-7200, 25℃에 있어서의 고속에서의 표면 장력 13.6 mN/m〕 15 질량부, 불소계 계면 활성제로서의 서프론(등록 상표) S-611〔AGC세이미케미컬(주) 제조, (중량 평균 분자량(Mw)=44000)〕 1 질량부, 및 안료 분산제 5 질량부를, 플래니터리 믹서를 이용하여 혼합하고, 다음에, 비드 밀을 이용하여 혼련하여 베이스 잉크를 조제하였다.

또한, 착색제로서는, 각각 1차 입자 직경이 1∼100 ㎚인 적색 안료〔안트라퀴논계 안료〕, 녹색 안료〔브롬화프탈로시아닌〕, 또는 청색 안료〔구리프탈로시아닌〕를 이용하여 적색, 녹색 및 청색의 각 색의 잉크를 조제하였다.

또한, 안료 분산제로서는, 루브리졸사 제조의 솔스퍼스(등록 상표) 5000(안료 유도체 타입)과, 동사 제조의 솔스퍼스 24000GR(SC)을 질량비 1:1로 배합한 혼합물을 이용하였다.

<실시예 1>

상기에서 조제한 베이스 잉크에 대하여, 베이스 잉크 100 질량부당 35 질량부의 불소계 용제〔앞서 제시한 스미토모스리엠(주) 제조의 NOVEC HFE-7200〕와, 1 질량부의 불소계 계면 활성제〔앞서 제시한 AGC세이미케미칼(주) 제조의 서프론 S-611〕를 추가한 후, 더욱 교반하여 잉크를 조제하였다.

<실시예 2∼4 및 비교예 1∼2>

베이스 잉크에 추가하는 불소계 용제의 양을 40 질량부(비교예 1), 30 질량부(실시예 2), 20 질량부(실시예 3), 15 질량부(실시예 4), 및 10 질량부(비교예 2)로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 잉크를 조제하였다.

<비교예 3>

베이스 잉크에 추가하는 불소계 용제의 양을 30 질량부로 하고, 또한 불소계 계면 활성제를 추가하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 잉크를 조제하였다.

<비교예 4>

베이스 잉크에 추가하는 불소계 용제의 양을 15 질량부로 하고, 또한 불소계 계면 활성제의 양을 5 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 잉크를 조제하였다.

<평가>

(1) 동적 표면 장력 측정

상기 실시예 및 비교예에서 조제한 잉크의 동적 표면 장력을, 온도 25℃의 환경 하에, 에이코세이키(주) 제조의 동적 표면 장력계 시터 t60을 이용하여, 최대 포압법에 따라 측정하였다. 측정은, 각각의 잉크에 대해서 기포의 발생 주기를 0.05 ㎐(저속), 및 10.0 ㎐(고속)로 설정하여 실시하였다.

(2) 인쇄 시험

상기 실시예 및 비교예에서 조제한 각 색의 잉크를 이용하여, 실리콘 블랭킷을 이용한 반전 인쇄법에 따라, 유리 기판 위에 적색, 녹색 및 청색의 각 색의 스트라이프형의 잉크 패턴(선폭 100 ㎛, 피치 300 ㎛)을 순서대로 인쇄하였다. 이에 따라, LCD용의 컬러 필터를 제조하였다.

실리콘 블랭킷으로서는, 0.35 ㎜의 두께를 갖는 PET 필름의 편면에, 0.6 ㎜의 두께를 갖는 실리콘 고무의 층을 적층한 적층 구조를 갖는 것을 이용하였다.

또한, 실리콘 블랭킷의 표면의 대략 전체면에 잉크층을 형성하기 위해서는, 슬릿 다이 코터를 이용하였다.

그리고, 반전 인쇄법에 따른 앞서 설명한 컬러 필터의 제조 공정을 통해, 하기의 각 항목을 평가하였다.

(3) 잉크층의 상태

슬릿 다이 코터를 이용하여 실리콘 블랭킷에 형성된 잉크층을, 육안 및 광학 현미경을 이용하여 관찰하였다. 이에 따라, 결함의 유무를 하기의 기준으로 평가하였다.

○: 잉크층에 결함은 보이지 않았다.

×: 잉크층에 결함이 보였다.

(4) 잉크 패턴의 상태

유리 기판 위에 형성된 잉크 패턴을, 육안 및 광학 현미경을 이용하여 관찰하였다. 이에 따라, 얼룩의 유무를 하기의 기준으로 평가하였다.

◎: 잉크 패턴에 얼룩은 없으며 균일하였다.

○: 잉크 패턴에 광학 현미경으로 알 수 있을 정도의 약간의 얼룩이 보였지만, 실용상 지장이 없을 정도였다.

×: 잉크 패턴에 육안으로도 알 수 있을 정도의 얼룩이 보였다.

이상의 결과를 표 1에 나타낸다.

		비교예 1	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
동적 표면 장력 (mN/m)	0.05Hz	15.5	16.5	17.5	21.5	22.5	23.5	17.5	23.5
동적 표면 장력 (mN/m)	10.0Hz	19.5	20.5	21.5	25.5	26.5	27.5	19.5	26.5
추가량 (질량부)	HFE	40	35	30	20	15	10	30	15
추가량 (질량부)	S-611	1	1	1	1	1	1	0	1
평가	얼룩	×	○	◎	◎	○	×	◎	×
평가	결함	×	○	○	○	○	×	×	○

상기 표 1의 결과에 의하면, 비교예 1의 잉크(저속에서의 동적 표면 장력이 16 mN/m 미만, 또한 고속에서의 동적 표면 장력이 20 mN/m 미만)를 이용한 경우에는, 잉크층 및 잉크 패턴에 결함을 발생시키며, 잉크 패턴에 얼룩을 발생시키는 것을 알 수 있었다.

또한, 비교예 2의 잉크(저속에서의 동적 표면 장력이 23 mN/m 초과, 또한 고속에서의 동적 표면 장력이 27 mN/m 초과)를 이용한 경우에도, 잉크층 및 잉크 패턴에 결함을 발생시키며, 잉크 패턴에 얼룩을 발생시키는 것을 알 수 있었다.

또한, 비교예 3의 잉크(저속에서의 동적 표면 장력이 16 mN/m∼23 mN/m, 또한 고속에서의 동적 표면 장력이 20 mN/m 미만)를 이용한 경우에는, 얼룩이 없는 잉크 패턴을 형성할 수 있지만, 잉크 패턴의 기초가 되는 잉크층 및 잉크 패턴에 결함을 발생시키는 것을 알 수 있었다.

또한, 비교예 4의 잉크(고속에서의 동적 표면 장력이 20 mN/m∼27 mN/m, 또한 저속에서의 동적 표면 장력이 23 mN/m를 초과)를 이용한 경우에는, 반대로 결함이 없는 잉크층 및 잉크 패턴을 형성할 수 있지만, 잉크 패턴에 얼룩을 발생시키는 것을 알 수 있었다.

이에 대하여, 실시예 1∼4의 잉크(저속에서의 동적 표면 장력이 16 mN/m∼23 mN/m, 또한 고속에서의 동적 표면 장력이 20 mN/m∼27 mN/m)를 이용한 경우에는, 모두 얼룩이나 결함이 없는 잉크 패턴을 형성할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 각 실시예를 비교하면, 저속에서의 동적 표면 장력은, 상기 범위 내에서도 17 mN/m∼22 mN/m인 것이 바람직하고, 고속에서의 동적 표면 장력은, 상기 범위 내에서도 21 mN/m∼26 mN/m인 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

본 발명의 실시형태는, 본 발명의 기술적 내용을 분명하게 하기 위해 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 사상 및 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

또한, 본 발명의 각 실시형태에 있어서 나타낸 구성 요소는, 본 발명의 범위에서 조합할 수 있다.

본 출원은, 2010년 6월 1일에 일본국 특허청에 제출된 일본 특허 출원 제2010-126189호에 대응하고 있으며, 이들 출원의 모든 개시는 여기서 인용에 의해 편입되는 것으로 한다.

Claims

실리콘 블랭킷의 잉크층을 오목판에 전사하고, 상기 오목판에 전사된 상기 잉크층으로 이루어지는 소정의 잉크 패턴을 피인쇄체에 인쇄하는 반전 인쇄법용의 잉크로서,
반전 인쇄법용의 상기 잉크는, 최대 포압법(maximum bubble pressure technique)에 따라, 25℃ 및 0.05 ㎐의 조건 하에서 16 mN/m∼23 mN/m의 동적 표면 장력을 나타내고, 25℃ 및 10.0 ㎐의 조건 하에서 20 mN/m∼27 mN/m의 동적 표면 장력을 나타내는 것인 잉크.
제1항에 있어서, 반전 인쇄법용의 상기 잉크는, 최대 포압법에 따라, 25℃ 및 0.05 ㎐의 조건 하에서 17 mN/m∼22 mN/m의 동적 표면 장력을 나타내는 것인 잉크.
제1항 또는 제2항에 있어서, 반전 인쇄법용의 상기 잉크는, 최대 포압법에 따라, 25℃ 및 10.0 ㎐의 조건 하에서 21 mN/m∼26 mN/m의 동적 표면 장력을 나타내는 것인 잉크.