(57)【要約】【課題】機能性薄膜を高品質かつ異物を少なく印刷し、その結果発光の均一性を向上させることが出来る機能性薄膜形成用印刷装置を提供する。【解決手段】パターン形成用のフレキソ版１０４が装着されるシリンダー式の版胴１０５と、フレキソ版１０４に接してインキを供給するアニロックスロール１０１とアニロックスロール１０１へ供給するインキを蓄えるインキチャンバ１０８とアニロックスロール１０１上の余剰インキを掻き落とすドクターロール１０２とからインキ供給機構１０９と、基板１０７を載置する基板定盤１０６と、を備えている。ドクターロールには、角度調整機構１０２ａが備えられており、アニロックスロールに対してねじれの方向に傾斜角度を持つように調整される。【選択図】図３
2014168919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に機能性薄膜を形成する為の機能性薄膜形成用印刷装置であり、
版胴と、インキ供給機構と、を具備し、
版胴は、印刷パターンが形成された凸版を外周部に備えるシリンダー状のものであって、
インキ供給機構は、インキを貯えるインキチャンバと、凸版にインキを供給するためのアニロックスロールと、該アニロックスロールを押し付けてアニロックスロール表面の余剰インキを掻き落とすドクターロールと、から構成され、
ドクターロールは、アニロックスロールに対してねじれの方向に傾斜角度を持つように、角度調整機構を備えていることを特徴とする機能性薄膜形成用印刷装置。
【請求項２】
前記角度調整機構は、ドクターロールの軸受けの片方を下方に下げ、他の一方の軸受けを上方に上げ、且つ、その上げ下げの量が同じであることを特徴とする請求項１に記載の機能性薄膜形成用印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性薄膜を高品質に印刷する機能性薄膜形成用印刷装置に関するもので、詳細には有機エレクトロルミネセンス（以下、有機ＥＬ）素子を形成する際に、特に発光の均一性を向上させる印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
安価な製造コストと量産性にすぐれた印刷法により微細パターン形成をして新規なデバイスを開発する取り組みがなされている。特にディスプレイ分野では生産効率化と大面積化を両立する技術として印刷法によって機能性薄膜を微細パターンで形成する試みがなされている。
【０００３】
現在、開発が進んでいる印刷法としてはインクジェット印刷、ノズル印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、凸版印刷法（フレキソ印刷法）などの応用が検討されている。
【０００４】
各種印刷法の中で特にフレキソ印刷法は、感光性樹脂からなるフレキソ版と、表面に規則正しい凹凸が形成されているアニロックスロールと呼ばれるインキロールによりフレキソ版の表面にインキを供給して微細パターンを形成する印刷法である。フレキソ印刷は段ボールライナー、包装フィルムなどの印刷につかわれており、膜厚０．０１〜０．２μｍ程度の薄くて安定した印刷層の形成に特に適している。
【０００５】
フレキソ印刷は印圧がほとんどないキスタッチと称されるごく低印圧での印刷が可能であることから、ディスプレイ等の電子部品に使用される極めて薄いガラス基板や高い印刷圧力をかけることによって特性が破壊され易いＩＴＯなどの透明電極等が成膜された基板に対する印刷にも適している。
【０００６】
次に、一般的なフレキソ印刷装置について図１を参照して説明する。このフレキソ印刷装置は、フレキソ版２０４の版面にインキを供給するためのセルを有するアニロックスロール２０１と、アニロックスロールにインキを供給するインキチャンバ２０８と版下クッション２０３を介してパターン形成用のフレキソ版２０４が装着される回転式の版胴２０５と、被印刷基板２０７が載置される基板定盤２０６と、インキを掻き落とすドクタリングを行うドクターブレード２０２で構成されている。
【０００７】
次に、図１を用いて印刷フローについて説明する。まず基板定盤２０６上に被印刷基板２０７が載置された後、版胴２０５の直下まで移動する。基板定盤２０６が移動したならば、版胴２０５が基板定盤２０６の動作と同期回転し、版胴２０５と等速で動作するアニロックスロール２０１より、フレキソ版２０４へインキが供給される。フレキソ版２０４へインキが供給された後、速やかにフレキソ版状のインキは被印刷基板２０７へ転写され印刷動作が終了する。
【０００８】
ここで、ドクターブレード２０２はアニロックスロール２０１上に塗布されたインキのうち余剰インキを掻き落とすことによってアニロックスロールセル内に均一にインキを押し込むために、一般的に２０ｋＰａ程度の圧力でアニロックスロールへ押し当てられる。そのため、アニロックスロール、ドクターブレードの両者が磨耗し、その削れ分（削れ異物）がインキの中へ混入する問題があった。
【０００９】
アニロックスロールやドクターブレードは一般的に、金属酸化物、若しくは樹脂からな
る為、これらが異物としてインキ内に混入することとなる。
【００１０】
従来フレキソ版印刷法において、上記異物は一般印刷物ならば、大きな問題とならないが、有機半導体薄膜や、有機ＥＬ薄膜などを代表とする機能性薄膜の微細パターニングなどを目的としたエレクトロニクス部材向け印刷では、削れた金属異物が原因で、導電することによるショートを起すなどの不具合が発生し、製品不良となる。
【００１１】
以上のように、アニロックスロール上のインキを掻き落とす手段としては、主として、ドクターブレードを用いるドクターブレード手法が用いられているが、特許文献１に示すように、ゴムなどをロール状に加工してドクターブレードの代替として用いたドクターロール手法も用いられている。
【００１２】
フレキソ印刷法において、ドクターブレードの代用として上記ドクターロールを使用し、均一なドクタリングを実現させる事で、金属異物を発生させる事なく、均一な膜厚の印刷パターンを容易に形成する事ができ、電子部材などの微細パターニング技術など多様な用途へ展開を図ることが出来る様になった。
【００１３】
しかしながら、ドクターロール手法を用いることにより、ドクターブレード手法で発生したような金属異物の発生は抑制出来るが、ドクターブレード手法と比較した場合に液掻き性が劣り、アニロックスロール中央領域部における液掻き性が悪く、中央領域部においてインキ量が過剰となるため、印刷物の中央領域部におけるムラの発生や、版のパターン部以外にインクが付着するなどの問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−０８３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記課題を解決する為に、本発明者が鋭意研究を行い、ドクターロールを用いて液掻きを実施する際にアニロックスロールの中央領域部で液掻き不良が発生する原因を追究してきた。図２は上記アニロックスロールの中央領域部で液掻き不良が発生する原因を示す図である。図２（ａ）は上面図を示し、図２（ｂ）は側面図を示す。ドクターロール３０１を軸受けに対して３０３で示す方向から押し付けた場合に、ドクターロール３０２がアニロックスロール３０１と接触する部分３０４を支点に撓みを発生させてしまい中央部分がアニロックスロール３０１より逃げてしまう事が原因であることが明らかとなった。
【００１６】
そこで本発明の目的は、上記ドクターロールによってアニロックスロール表面の液掻きをする場合に発生する上記問題を解決し、機能性薄膜を高品質かつ異物を少なく印刷し、その結果発光の均一性を向上させることが出来る機能性薄膜形成用印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そこで本発明の請求項１に記載の発明は、
基材に機能性薄膜を形成する為の機能性薄膜形成用印刷装置であり、
版胴と、インキ供給機構と、を具備し、
版胴は、印刷パターンが形成された凸版を外周部に備えるシリンダー状のものであって、
インキ供給機構は、インキを貯えるインキチャンバと、凸版にインキを供給するためのアニロックスロールと、該アニロックスロールを押し付けてアニロックスロール表面の余
剰インキを掻き落とすドクターロールと、から構成され、
ドクターロールは、アニロックスロールに対してねじれの方向に傾斜角度を持つように、角度調整機構を備えていることを特徴とする機能性薄膜形成用印刷装置である。
【００１８】
また本発明の請求項２に記載の発明は、
前記角度調整機構は、ドクターロールの軸受けの片方を下方に下げ、他の一方の軸受けを上方に上げ、且つ、その上げ下げの量が同じであることを特徴とする請求項１に記載の機能性薄膜形成用印刷装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の機能性薄膜形成用印刷装置によれば、ドクターロールを使用することによってドクターブレードを使用した際の金属異物の発生を防ぐ事が出来る。また、ドクターロールの角度をアニロックスロールに対して傾斜するように調整することによって、アニロックスロールの中央領域部で液掻き不良を防ぐことが出来、均一な膜厚の印刷パターンを容易に形成することができる。その結果、機能性薄膜を高品質かつ異物を少なく印刷し、発光の均一性を向上させる有機ＥＬ素子を形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のドクターブレードを有するフレキソ印刷装置の概略を説明する図。
【図２】従来のアニロックスロールへドクターロールを押当てた際のロールの撓みを説明する図。（ａ）は上面図。（ｂ）は側面図。
【図３】本発明に係るドクターロールを有する機能性薄膜形成用印刷装置の概略を説明する図。
【図４】本発明に係るドクターロールに備えられた角度調整機構の説明図。（ａ）は上面図。（ｂ）は側面図。
【図５】本発明に係るドクターロールに備えられた角度調整機構を詳しく説明するための図。（ａ）は上面図。（ｂ）は側面図。
【図６】本発明に係る角度調整機構によってドクターロールの角度を調整する場合のフローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお。本発明はこれに限るものではない。
【００２２】
図３は本発明の機能性薄膜形成用印刷装置の概略構成を示す図である。図３に示す機能性薄膜形成用印刷装置はパターン形成用のフレキソ版１０４が装着されるシリンダー式の版胴１０５と、フレキソ版１０４に接してインキを供給するアニロックスロール１０１とアニロックスロール１０１へ供給するインキを蓄えるインキチャンバ１０８とアニロックスロール１０１上の余剰インキを掻き落とすドクターロール１０２とからインキ供給機構１０９と、基板１０７を載置する基板定盤１０６と、を備えている。ドクターロールには、角度調整機構１０２ａが備えられており、アニロックスロールに対して傾斜角度を持つように調整される。
【００２３】
本発明のフレキソ版印刷用に用いることが出来るアニロックスロール１０１としては、ＳＵＳ材などで作成された芯ロール上に、酸化クロムをプラズマ溶射して形成した酸化ク
ロム皮膜を、レーザー彫刻によってパターニングしたセラミックスロール、又は、芯ロール上に銅メッキを施した後樹脂を塗布し、レーザーパターニングした後に腐食処理をし、得られたパターン上にクロムメッキを施したクロムロールのいずれも用いることが出来る。
【００２４】
また、アニロックルロール上に形成されるパターンとしては、ヘリカルパターン、ＦＭパターン、ハニカムパターン、ダイヤパターン、ＡＲＴパターンなどいずれのパターンも用いることが出来る。
【００２５】
これらのパターンは印刷物上のモアレを防止する為に適宜角度を設けても良い。これらのパターンが形成された後、アニロックスロール１０１表面は、ドクターロール１０２側に傷をつけるのを防止する為に研磨されることが望ましい。具体的にはアニロックスロールのパターン土手部において４μｍ以上の突起がなくなるよう研磨されることが望ましい。アニロックスロール１０１を回転する機構としては、回転速度ムラが印刷物に大きな影響を与える為、高精度に回転を制御可能なサーボモーターでダイレクトドライブを行うことが望ましい。また、必要トルクを得るために減速機構を使用する場合にはバックラッシュレスの機構を用いることが望ましい。
【００２６】
使用することが出来るドクターロール１０２としてはＳＵＳ材などで作成された芯ロールに、ニトリルゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴムなどを巻きつけて作成してもよいし、これらのゴムローラ上に、ＰＦＡ熱収縮チューブを巻きつけたものなどを用いることが出来る。これらゴム材は、インキとして使用する溶剤に対する耐性から選定される。これらゴムロールの表面は算術表面粗さＲａが０．１μｍメーター以下、最大高さＲｚが１μｍ以下であることが望ましい。これらの条件を満たすことによって低発塵かつ、平滑な液掻き面を得ることが出来る。
【００２７】
ドクターロール１０２の表面の形成には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡに代表されるフッ素樹脂の粉体吹き付け塗装、スプレーコーティング、プラズマ重合といったフッ素樹脂膜の形成、またはパーフルオロアルキル鎖を有する表面修飾剤の蒸着といったフッ素化単分子膜の形成をする公知の手法を用いて作成することができる。
【００２８】
使用することが出来るドクターロール１０２の硬度としてはＪＩＳ−Ａ硬度で３０°〜７０°の範囲でいずれも使用することが出来る。
【００２９】
ドクターロール１０２を回転する機構としては、回転速度ムラが印刷物に大きな影響を与える為、高精度に回転を制御可能なサーボモーターを使用し、ダイレクトドライブを行うことが望ましく、アニロックスロールの回転と同期回転可能な形で制御することが出来るシステムを持つことが望ましい。
【００３０】
図２で示すように、ドクターロール３０２はドクターロールの両端の軸受けを符号４０３で示す方向に押され、アニロックルロール３０１へ押当てられた際にアニロックスロールとの接触部３０４を支点に中央部がアニロックスロールから逃げる方向に撓みを発生してしまう。そこで、本発明では図４に示すようなドクターロール４０２にはアニロックスロール４０１に対してねじれの方向に傾斜角度を持つように角度調整部１０２ａ−１と１０２ａ−２から成る角度調整機構１０２ａが備えられている。アニロックスロール４０１に対してドクターロール４０２に角度を持たせることによって、ドクターロール４０２の中央付近をアニロックスロールへ押し付けることが出来、また両端部も撓みなくアニロックスロールへ押し付けることが出来る。その結果、アニロックスロール４０１の中央領域部での液掻き不良を無くすことが出来る。
【００３１】
上記ドクターロール４０２は、アニロックスロール４０１と同一の方法でゴム硬度、表面材質を選定して製作する事が出来る。ドクターロール４０２の傾きはアニロックスロール４０１との傾きが２°〜５°の範囲に設定する事が望ましく、この範囲でドクターロール４０２を傾けることによって、アニロックスロール４０１の全幅方向にわたってドクターロール４０２を均一に押し付けることが出来る。この範囲以上に傾けた場合には、逆にアニロックスロール４０１の両端部領域がドクターロール４０２に押し付けられなくなり、インキを掻きとることが出来なくなる。
【００３２】
図５は上記角度調整機構１０２ａを詳しく説明するための図で図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は側面図である。図６は角度調整機構１０２ａによってドクターロール４０２の角度を調整する場合のフローを示す図である。図５、図６を用いて角度調整機構１０２ａによってドクターロール４０２の角度を調整する場合のフローを説明する。
【００３３】
先ず、図５（ａ）に示すようにアニロックスロール４０１とドクターロール４０２が平行な状態で、ドクターロール４０２の両端の軸受け４０５、４０６を矢印４０３の方向に押して、ドクターロール４０２をアニロックスロール４０１に押し付ける（Ｓ１）。押し付けの強さは、ドクターロール４０２がアニロックスロール４０１に接する程度で良い。
【００３４】
次に、角度調整部１０２ａ−１によってドクターロール４０２の左端の軸受け４０５を矢印５００−１で示す下方に降ろした後に（Ｓ２）、次に角度調整部１０２ａ−２によってドクターロール４０２の右端の軸受け４０６を矢印５００−２で示す上方に上げる（Ｓ３）。この場合、左端の軸受け４０５の下方に下げる量と、右端の軸受け４０６の上方に上げる量を同じにする。こうすることによって、ドクターロール４０２の幅方向の中心部とアニロックスロール４０１の中心部とが接した状態でドクターロール４０２を傾けることが出来る。この場合の下方に下げる場合と上方に上げる場合の制御量は、例えばリニアエンコーダを用いることによって正確に達成することが出来る。またその制御量を表示することによって、制御の結果を確認することが出来る。
【００３５】
その後、ドクターロール４０２の両端の軸受け４０５、４０６を矢印４０３の方向に更に押して、ドクターロール４０２をアニロックスロール４０１に押し付ける（Ｓ４）。この結果、アニロックスロール４０１の全幅にわたってドクターロール４０２を押し付けることが出来る。上記ステップ（Ｓ２）、（Ｓ３）の順序は逆であっても構わない。また、ステップ（Ｓ４）でのドクターロール４０２を押し付けは、ステップ（Ｓ１）で十分に押し込むことによって省略しても良い。
【００３６】
本発明の機能性薄膜形成用印刷装置の動作について図３の本発明による機能性薄膜形成用印刷装置を示す図を用いて説明する。基板定盤上１０６に、ガラス基板１０７を載置した後、印刷開始指示によって印刷動作が開始される。この間、アニロックスロール１０１上にはインキが供給されドクタリングが継続的に実施され平滑にドクタリングされた表面が常に保持されている。次に基板定盤１０６が版胴１０５の直下に移動した後、アニロックスロール１０１より版上へインキが転写され、その後版胴回転と同期して搬送される基板定盤１０６上に置かれたガラス基板１０７へ印刷が行われる。
【実施例】
【００３７】
＜実施例＞
本発明の実施例について述べる。なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明を達成できる範囲での改良・変形等は、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００３８】
本実施例では高分子型有機発光材料を、ガラス基板上へ印刷した場合を示す。
【００３９】
印刷機としては、図３に示される機能性薄膜形成用印刷装置を用いる。
【００４０】
本実施例で用いる、アニロックスロール１０１として、クロムロールを用いた。ロールに形成されるパターンは１辺６５μｍの正方形のセルが、７２．５μｍピッチで形成されるダイヤパターンであり、これらのパターンはロール水平線より６０°傾いて形成されている。
【００４１】
次に、本実施例で用いるドクターロール１０２としては、ＳＵＳ芯上に硬度ＪＩＳ−Ａ５０°のウレタンゴムを巻き付け、目標直径に対して０．５ｍｍ以内になるように円柱状に加工した。さらに加工したウレタンゴムロール上にＰＦＡ熱収縮チューブを巻きつけた後、ロール周面全体の研磨を実施し、Ｒａを０．０５μｍ、Ｒｚを１μｍとした。また、ドクターロール１０２の全長はアニロックスロール上のインキを全幅で掻き取れる様にアニロックスロールの全長より１０ｍｍ長くなる様に製作した。上記アニロックスロール１０１に対して、ドクターロールを５０μｍ押し込む形で設置した。また、設置されたアニロックスロールはサーボモーター制御しながら回転させ、ドクターロールはアニロックスロールへの連れまわりで回転をさせてドクタリングを行った。
【００４２】
次に用いる凸版１０４の版材について説明する。
【００４３】
厚さ０．２ｍｍのＳＵＳ３０４製の板の表面に反射抑制層として黒色油性染料を厚さ１．５μｍになるようにダイコート法により塗工した。この積層体の表面にポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂を総厚が０．１ｍｍとなるように塗工し、版のベースとした。
【００４４】
その後、この版材に対し、ストライプ上のパターンを有するネガパターン（有効領域開口１０６μｍ＊１００ｍｍ、非開口スペース３９２μｍ＊１００ｍｍ、総有効線数４００本  サイズ  Ｗ２００ｍｍ  Ｌ１００）のクロムマスクを用いて５０μｍのプロキシミティギャップを開けて露光した。露光の後、温水を掛け流しながら現像を行い、凸部高さ９０μｍ、凸部ライン幅１０６μｍ、スペース３９２μｍの凸版を形成した。作成した凸版を印刷機の版胴に０．５ｍｍ厚の印刷用クッションテープを用いて版を貼り付けた。
【００４５】
次にインキについて説明する。
【００４６】
高分子有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度２％になるようにアニソールに溶解させた有機発光インキを用意した。用意したインキの、粘度を測定したところ６０ｍＰａ・ｓであり、表面張力は３４ｍＮ／ｍであった。その後、インキを印刷機のインキチャンバ１０８へ投入した。
【００４７】
以上の印刷装置、版、発光材料インキを用いて大きさ３００ｍｍ角で厚さ０．７ｍｍのソーダガラス上に印刷を行った。印刷はタクト６０ｓで行い、ドクタリング速度は５ｍｍ／ｓ、印刷速度は１００ｍｍ／ｓとした。
【００４８】
＜比較例＞
実施例で用いた機能性薄膜形成用印刷装置において角度調整機構１０２ａを用いない場合であって、それ以外は実施例と同じ条件とした。
【００４９】
実施例において得られた有機発光層が形成された基板について以下の評価を行った。
（評価項目１）版のパターン部以外にインキの付着がないか（目視確認）
（評価項目２）印刷パターン全体のムラ評価（目視確認）
（評価項目３）ガラス基板に印刷されたガラス基板幅方向のインキ膜厚のバラツキの測定
【００５０】
実施例においては、印刷後の印刷幅方向のインキの転移量のバラツキを測定して評価を行った。角度調整機構１０２ａのない場合では幅方向の転移量分布が±１５％であったものが、角度調整機構１０２ａを用いた本発明による印刷機で得られた印刷物では、目標値とする±５％内であり良品とされるバラツキの範囲内であった。また特異的なムラも観測されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に関わるドクターロールの撓みによるインキの掻き不良を角度調整機構１０２ａによって防止する機能性薄膜形成用印刷装置は、上記機能性薄膜形成用に限定されず、ドクターロールを用いてアニロックスロール表面にインキをドクタリングして供給する印刷装置に広く適用することが出来る。
【符号の説明】
【００５２】
１０１・・・アニロックスロール
１０２・・・ドクターロール
１０２ａ・・・角度調整機構
１０２ａ−１、１０２ａ−２・・・角度調整部
１０３・・・版下クッション
１０４・・・フレキソ版
１０５・・・版胴
１０６・・・基板定盤
１０７・・・被印刷基板
１０８・・・インキチャンバ
１０９・・・インキ供給機構
２０１・・・アニロックスロール
２０２・・・ドクターブレード
２０３・・・版下クッション
２０４・・・フレキソ版
２０５・・・版胴
２０６・・・基板定盤
２０７・・・被印刷基板
２０８・・・インキチャンバ
３０１・・・アニロックスロール
３０２・・・ドクターロール
３０３・・・ドクターロール軸受け部を押す方向
３０４・・・アニロックスロールとドクターロールの接触点
４０１・・・アニロックスロール
４０２・・・角度調整機構を備えたドクターロール
４０３・・・ドクターロール軸受け部を押す方向
４０４・・・ドクターロールがアニロックスロールを押す方向
４０５、４０６・・・ドクターロール４０２の両端の軸受け
５０１、５０２・・・角度調整部によってドクターロール４０２の両端の軸受けが昇降される方向
【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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