(57)【要約】【課題】一次転移の際に、形成されたインキ膜に版が沈むことなく、凸版の凸部底面のみにインキが転移されるようにすることで、転移するインキ量の安定化が図れる凸版印刷装置を提供すること。【解決手段】ベース基材表面に所望の版パターンを形成した凸版と、前記凸版にインキを供給するためのインキ膜形成基材とを有し、前記凸版あるいは前記インキ膜形成基材の少なくとも一方に前記凸版の版パターンに合わせた導電性の電極パターンが形成され、前記電極パターンに電圧を印加するための電源とを有することを特徴とする凸版印刷装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基材表面に所望の版パターンを形成した凸版と、前記凸版にインキを供給するためのインキ膜形成基材とを有し、前記凸版あるいは前記インキ膜形成基材の少なくとも一方に前記凸版の版パターンに合わせた導電性の電極パターンが形成され、前記電極パターンに電圧を印加するための電源とを有することを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項２】
前記電極パターンが、前記インキ膜形成基材の前記凸版と接する側の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置。
【請求項３】
前記電極パターンが、前記インキ膜形成基材の前記凸版と接する側の面に形成され、該電極パターンを絶縁性の被膜が覆っていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置。
【請求項４】
前記電極パターンが、前記インキ膜形成基材の前記凸版と接しない側の面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置。
【請求項５】
前記電極パターンが前記凸版のベース基材上に形成され、該電極パターン上に版パターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の凸版印刷装置を用いて所望のパターンを被印刷基材上に形成する凸版印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイの発光層や液晶ディスプレイのカラーフィルターなどの微細なパターンを形成する凸版印刷法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬディスプレイなどの微細な回路パターン形成を要する電子デバイスの製造を、印刷プロセスによって実現するための研究が活発に行われている。そのような印刷プロセスの代表的なものとしては特許文献１に示されるような凸版印刷によって有機ＥＬディスプレイの発光層を形成するものがある。
【０００３】
有機ＥＬ発光層の輝度均一化に関しては膜厚の均一化が要求される。前記特許文献に記載される凸版印刷のプロセスは、一定量のインキ層を形成した転移ロールに対し、所望の微細凹凸パターンを形成したフレキソ版を巻きつけた印刷ロールを押し当てて版の凸部にインキを転移させ、その後印刷ロールを被印刷基材に押し当てることで、フレキソ版上のパターンを被印刷基材上に形成するというものである。よってこのような印刷プロセスにおける膜厚制御は転移ロールから版へのインキ転移と、版から被印刷基材へのインキの転移量の制御となる。ここで、前者のインキ転移を一次転移、後者を二次転移と呼ぶ。
【０００４】
インキの転移量は、インキの表面張力や粘弾性、版の濡れ性、被印刷基材の濡れ性といった材料の特性と、版と転移ロール、版と被印刷基材が接触、離間する際の時間や速度といったプロセスのパラメータによって左右される。よってこれを制御して安定したインキ転移を実現するため、版の濡れ性を工夫する方法として特許文献２や特許文献３のようなものが提案されている。
【０００５】
前記特許文献２によれば、版の被印刷基材と接触する面の端辺にインキとの濡れ性が良好となる処理を施し、その部分にインキとの接触線が形成されるような構造となっており、版の表面に転移されるインキの量を安定化することが出来る。
【０００６】
前記特許文献３によれば、凸版の全面に撥液性の被覆を施し、凸パターンの底部のみ撥液性の被覆を除去し、更に凸パターンの底部に親液性の被覆を施す方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２０１０８７号公報
【特許文献２】特開２０１２−０６１７３３号公報
【特許文献３】特開２００６−１６８２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、一次転移の際、フレキソ版は転移ロール上に形成されたインキ膜の中に沈む状態となり、その結果、凸版とインキの接触によりインキのメニスカスが形成され、凸版の側面にインキが濡れ上がる。その後、版がインキ転移ロールから離れても、インキは版の側面に付着したままとなるが、版の側面は表面の凹凸や濡れ性の制御が難しく、転移の実施ごとに付着するインキの量が異なることがほとんどである。また、凸版表面への撥液性の付与により凸版側面への濡れ上がり量を抑制することは出来るが、最終的に凸版側面にインキが残存することを回避するのは困難である。よって二次転移で被印刷基材へ転移されるインキの量が不安定となってしまう。
【０００９】
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、一次転移の際に、形成されたインキ膜に凸版が沈むことなく、凸版の凸部底面のみにインキが転移されるようにすることで、転移するインキ量の安定化が図れる凸版印刷装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ベース基材表面に所望の版パターンを形成した凸版と、前記凸版にインキを供給するためのインキ膜形成基材とを有し、前記凸版あるいは前記インキ膜形成基材の少なくとも一方に前記凸版の版パターンに合わせた導電性の電極パターンが形成され、前記電極パターンに電圧を印加するための電源とを有することを特徴とする凸版印刷装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記電極パターンが、前記インキ膜形成基材の前記凸版と接する側の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記電極パターンが、前記インキ膜形成基材の前記凸版と接する側の面に形成され、該電極パターンを絶縁性の被膜が覆っていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置である。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記電極パターンが、前記インキ膜形成基材の前記凸版と接しない側の面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置である。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、前記電極パターンが前記凸版のベース基材上に形成され、該電極パターン上に版パターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置である。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の凸版印刷装置を用いて所望のパターンを被印刷基材上に形成する凸版印刷方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、表面に所望の凹凸パターンを形成した凸版と、前記凸版にインキを供給するための表面に電気絶縁層を有するインキ膜形成基材とを有し、前記凸版あるいは前記インキ膜形成基材の少なくとも一方に前記凸版の凹凸パターンに合わせた導電性の電極パターンが形成され、前記電極パターンに電圧を印加するための電源とを有することを特徴とする凸版印刷装置であるので、凸版をインキ膜形成基材上のインキ膜に接触させる一次転移プロセスにおいて、凸版の側面にインキが濡れ上がることなく一次転移を実施し、被印刷基材へ転移されるインキ量を安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の凸版印刷装置におけるインキの一次転移プロセスの概要を説明する模式図であって、（ａ）は版とインキの接触前、（ｂ）は版とインキの接触後、（ｃ）は版とインキ膜が離れた後を示す。
【図２】従来の凸版印刷装置におけるインキの一次転移プロセスの概要を説明する模式図であって、（ａ）は版とインキの接触前、（ｂ）は版とインキの接触後、（ｃ）は版とインキ膜が離れた後を示す。
【図３】本発明の凸版印刷装置における電極位置構成の模式図であって、（ａ）は電極パターンが凸版上に形成されている構成、（ｂ）は電極パターンがインキ膜形成基材の凸版と接する側の面に形成されている構成、（ｃ）は電極パターンがインキ膜形成基材の凸版と接しない側の面に形成されている構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に従って、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の凸版印刷装置におけるインキの一次転移プロセスの概要図であって、（ａ）は版とインキの接触前、（ｂ）は版とインキの接触後、（ｃ）は版とインキ膜が離れた後を示す。
【００１９】
本発明の凸版印刷装置は、ベース基材１上に形成された版パターン３を持つ凸版と、表面にインキ膜を形成するためのインキ膜形成基材５と、凸版もしくはインキ膜形成基材に形成された凸版の凹凸パターンに対応する電極パターン９と、該電極パターン９に接続して電圧を印加する電源１１とを備えることを特徴とする。
【００２０】
ベース基材１は板状で、素材としては金属、ガラス、あるいは樹脂等で形成され、その上に塗布された感光性樹脂をパターニングするか、あるいはベース基材そのものをエッチングするなどして版パターン３を形成する。凸版は平板や版胴等に取り付けられた状態で使用し、インキ膜形成基材５に対して平板の垂直上昇下降、あるいは版胴の回転運動によって版パターンとインキ膜７を接触させ、版パターン上へインキを供給する。
【００２１】
インキ膜形成基材５は平板か、円筒もしくは円柱状の形態である。該インキ膜形成基材５が金属等の導電性素材で構成されている場合は、表面に電気絶縁性のある被膜を形成する。
【００２２】
電極パターン９は導電性素材であり、フォトリソ、エッチングなどのパターン形成方法によって版パターン３と同等のパターンとなるようにインキ膜形成基材５上、あるいは凸版上の少なくともどちらか一方に形成される。該電極パターン９の厚みはインキ膜７に影響を与えない程度に薄いほうが良く、通常は該インキ膜７の厚みは数μｍ〜数十μｍであるので、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度であることが望ましい。さらに該版パターン３と比較して出来るだけ線幅を細くすることが望ましい。また、該電極パターンと平行な浮遊電極、アース電極を有することが好ましい。
【００２３】
インキ膜７は所望の膜厚を形成できるスリットダイコーターや、ロールコーター、バーコーター等を用いて形成する。
【００２４】
電源１１は直流、交流の任意の電圧波形を数百Ｖ〜数ｋＶの振幅で出力する。波形出力用の低電圧源と昇圧器の組み合わせでもよい。また、電流容量は数百ｍＡ程度あれば問題ない。
【００２５】
上記構成によるインキ転移プロセスについて本願発明の特徴を説明する。
【００２６】
まず従来方法の概要を説明する。図２は凸版印刷におけるインキ転移プロセスの一次転移の概要を示したものである。図２（ａ）は従来の凸版印刷装置において、凸版とインキの接触前を示したものである。この状態から版パターン２３をインキ膜２７に接触させるために近づけていくと、図２（ｂ）のように版パターン２３が該インキ膜２７に沈み、該版パターン２３の側面にインキのメニスカス（接触線）が形成される。この現象をインキの塗れ上がりと呼ぶ。その後、凸版をインキ膜形成基材２５から離していくとメニスカスが分断され、図２（ｃ）のように版パターン２３の底面部分と側面にまたがるようにインキの液滴が形成される。側面に濡れ上がるインキの量は不安定であり、この状態で二次転移が実施されると、版パターンから被印刷基材に転移するインキの量は印刷の施行毎に触れ幅が大きい結果となる。
【００２７】
次に、本発明の凸版印刷装置によるインキ転移プロセスについて説明する。図１（ａ）は凸版とインキの接触前を示したものである。これは版パターン３と電極パターン９の位置合わせを行った状態である。電極パターン９に電源１１から電圧を印加すると、平坦であったインキ膜７が該電極パターン上において盛り上がるように変形する。この変形は、電極から生じた電場がインキ膜と空気の誘電率の差によりインキ膜−空気界面において不一致となり、該状態を解消するためにインキ膜の液面に応力が発生する。これはマクスウェル応力と呼ばれ、本発明の装置構成では該液面を持ち上げようとする方向に応力が発生する。また、該液面には表面張力と重力が働いており、前記マクスウェル応力と均衡が取れるように該液面の変形が生じる。変形した液面は電極パターンの上方の液面を頂点として、山なりに傾斜した形状になる。
【００２８】
液面の変形が生じた状態で凸版を液面に近づけていくと、版パターン３の底部が液面の山の頂点に接触し、メニスカスが形成される。また、逆に凸版を液面に近づけた後に液面の変形を起こした場合でも同様の結果が得られる。このとき、メニスカスは版の底部の端辺にてピン止めされた状態となるため、該版パターン３の側面には濡れ上がらない。
【００２９】
凸版をインキ膜から離していくと、メニスカスが分断され、最終的に図１（ｃ）のような版パターン３の底部のみに液滴が形成された状態となる。ピン止めによる一定形状のメニスカスが生じるため、メニスカス分断後に残る液滴量も安定し、被印刷基材への塗布量が安定する。
【００３０】
前記のとおり、本発明では電場によりインキ膜を変形させ、版パターンの底部のみに変形させた該インキ膜を接触させることを特徴とする。凸版印刷装置においては版や基材の組み合わせが存在するため、それらの組み合わせにおいて電場を印加するための適した電極位置の構成を示す。
【００３１】
図３（ａ）の構成はインキ膜形成基材上に電極パターンの形成が困難な場合に用いる。また、版パターンと電極パターンの位置が一致しているため、凸版とインキ膜形成基材のアライメントを行う必要がないなどの利点がある。具体的にはベース基材３１に電極パターン３９が形成されており、その上に版パターン３３を形成する。ここで、ベース基材３１と電極パターン３９は電気的に絶縁されている必要があるため、該ベース基材３１が金属等である場合は該電極パターン３９との間に電気絶縁性の樹脂層等を設けておく。このようにして形成した電極パターン３９に対し、凸版とインキ膜形成基材を近づけた状態で電源３１１から電圧を印加するとインキ膜の変形が生じ、図１と同様のメニスカスが形成される。
【００３２】
図３（ｂ）の構成は電極パターンとインキ膜形成基材との濡れ性の差により、インキ膜の形成が均一に行えない場合に用いる。具体的には、表面に絶縁層を有するインキ膜形成基材４５に電極パターン４９を形成し、その上に絶縁性被膜４６を形成する。前記絶縁性被膜４６上にインキ膜４７を形成し、電源４１１より前記電極パターン４９に電圧を印加すると、図１と同様のメニスカスが形成される。
【００３３】
図３（ｃ）の構成はインキ膜形成基材が薄いガラス基材やフィルム等の場合に適している。電極パターンによる濡れ性の変化を起こさないため、均一なインキ膜の形成が可能である。具体的には、インキ膜形成基材５５のインキ膜を形成しない側の面に電極パターン５９を形成する。インキ膜５７を形成し、前記電極パターン５９接続した電源５１１より電圧を印加することで図１と同様のメニスカスが形成される。ただし、前記インキ膜形成基材５５が厚すぎると前記インキ膜５７の液面の変形に必要な電場が形成されないため、該インキ膜形成基材５５は厚みが１ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３４】
＜実施例＞
以下に本発明の具体的実施例について説明する。
まず、凸版はステンレス基材上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソで樹脂をパターニングしたものを用意した。凸版の大きさは５０×５０ｍｍで、パターンは厚み１００μｍ、幅１５０μｍ、長さ１ｍｍのラインをスペース５００μｍで５ラインが版の中央になるように並べた。次に、インキ膜形成基材はガラス基板を用いた。大きさは凸版と同じ５０×５０ｍｍで、ガラス基板の表面には厚み５０ｎｍ、幅５μｍのアルミ電極を前記凸版のラインパターンと同位置になるようにエッチングで形成した。ただし、凸版のパターンと異なる点として、ラインの終端で全端子を接続するようにし電源配線用のラインを設けた。
【００３５】
上記で作製した凸版、インキ膜形成基材を版の上昇下降制御と基材の入れ替え制御が行える装置に設置した。版の上昇下降部は１μｍ刻みで制御できるステージとなっており、このステージ表面に版を取り付けられる。作製した凸版はステージ上にクッションテープ（３Ｍ  Ｅ１１１５）を用いて貼り付けた。基材の入れ替え制御部は一次転移用のインキ膜形成基材を取り付けるステージと二次転移用の被印刷基材を取り付けるステージが１軸方向にスライドして入れ替えられる構造となっており、一次転移が終了すると自動でステージがスライドし二次転移が開始される。各ステージは設置した基材を吸引して吸着する機能を有する。このステージに前記インキ膜形成基材と、被印刷基材としてガラス基材を設置した。
【００３６】
インキ膜形成基材のパターン電極には波形発生器（ＮＦ  回路設計ブロック  ＷＦ１９４３Ｂ）を接続した昇圧器（松定プレジションＨＯＰＳ−３Ｂ１）の出力を接続した。
【００３７】
上記のとおり装置に凸版・基材のセッティングを行い、インキの転移量テストを行った。インキとしては水にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を１％混合した溶液を用いた。また、インキ膜の形成にはバーコーターを用いた。番手１０を使用し、おおよそのウェット膜厚は２０μｍとした。電源電圧は１ｋＶｐｐの矩形波信号、信号周波数１ｋＨｚを入力した。一次転移は電圧を印加して液面を変形させた後に凸版を下降させ、液面に接触したところで下降をストップし、その後凸版を上昇させるようにした。一次転移から二次転移まで実施し、被印刷基材上に乾燥して残った膜の厚みを測定した。これを被印刷基材を交換して１０回繰り返した。また、比較として電圧を印加しない状態で同様のテストを実施し、本発明を実施した場合としない場合とで膜厚のバラツキ具合を比較した。
【００３８】
上記テストの結果、従来方法のように電場による液面の変形を行わない場合、二次転移後の乾燥膜厚は平均１２１ｎｍとなり、±３５ｎｍのバラツキとなった。本発明を実施した場合、乾燥膜厚は平均１０８ｎｍとなり±１３ｎｍのバラツキとなった。よって本発明の実施により凸版印刷におけるインキ転移量の安定化を実現できることが確認された。
【００３９】
本発明は有機ＥＬディスプレイの発光層などを塗布するための微細なパターンを転写する凸版印刷装置において、一次転移で凸版にインキを供給するためのインキ液膜に電場を印加し、インキ液膜を変形させた状態で凸版と接触させることで凸版の凸部底面のみにインキを付着させ、凸部の側面にインキが付着するのを防止し、凸版に転移されるインキ量を安定化させ、被印刷基材上に形成されるパターンの厚みバラツキを低減させることが出来る。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・凸版のベース基材
３・・・版パターン
５・・・インキ膜形成基材
７・・・インキ膜
９・・・電極パターン
１１・・・電源
２１・・・凸版のベース基材
２３・・・版パターン
２５・・・インキ膜形成基材
２７・・・インキ膜
３１・・・凸版のベース基材
３３・・・版パターン
３９・・・電極パターン
３１１・・・電源
４５・・・インキ膜形成基材
４６・・・絶縁性被膜
４７・・・インキ膜
４９・・・電極パターン
４１１・・・電源
５５・・・インキ膜形成基材
５７・・・インキ膜
５９・・・電極パターン
５１１・・・電源
【図１】
2015044377.tif 000003
【図２】
2015044377.tif 000004
【図３】
2015044377.tif 000005