(57)【要約】  本発明によるブラックマトリクスの印刷方法は、（Ｓ１）凹状にパターニングされた弾性モールドにブラックマトリクス形成用インクを塗布するステップと、（Ｓ２）前記弾性モールドの凸状部に塗布されたインクを除去するステップと、（Ｓ３）前記弾性モールドの凹状部に残ったインクを基材に転写するステップと、（Ｓ４）前記基材に転写されたインクを硬化して乾燥するステップと、を含む。ステップ（Ｓ２）は、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有するインク除去部の表面を前記弾性モールドの凸状部に密着させてから離して前記弾性モールドの凸状部に塗布されたインクを除去するステップであり得る。本発明のブラックマトリクスの印刷方法によれば、グラビア印刷方式を適用することで、簡単かつ安価でブラックマトリクスを形成することができる。【選択図】      図２
2010520824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｓ１）凹状にパターニングされた弾性モールドにブラックマトリクス形成用インクを塗布するステップと、
（Ｓ２）前記弾性モールドの凸状部に塗布されたインクを除去するステップと、
（Ｓ３）前記弾性モールドの凹状部に残った前記インクを基材に転写するステップと、
（Ｓ４）前記基材に転写された前記インクを硬化して乾燥するステップと、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷方法。
【請求項２】
（Ｓ１）凹状にパターニングされた弾性モールドにブラックマトリクス形成用インクを塗布するステップと、
（Ｓ２）＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有するインク除去部の表面を前記弾性モールドの凸状部に密着させてから離して前記弾性モールドの前記凸状部に塗布された前記インクを除去するステップと、
（Ｓ３）前記弾性モールドの凹状部に残ったインクを基材に転写するステップと、
（Ｓ４）前記基材に転写された前記インクを硬化して乾燥するステップと、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷方法。
【請求項３】
前記インク除去部は、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する高分子樹脂を含んでなるフィルム、シート、またはロールであるか、あるいは支持体であるフィルム、シート、またはロール上に＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する高分子樹脂層、有機物層または有無機複合物層を設けて構成することを特徴とする請求項２に記載のブラックマトリクスの印刷方法。
【請求項４】
前記ブラックマトリクス形成用インクの表面エネルギーが２３〜３２ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記高分子樹脂はポリプロピレン、ポリ（Ｎ‐ブチルメタクリレート）、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリビニルフルオライド、ポリトリフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリオクチルメタクリレート、ポリビニルアセテート、ポリエチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルメタクリレート）、ポリメタクリロニトリル、ポリヘキシルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルヘキシルアクリレート、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリフェニルメタクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニリデンフルオライド、ポリベンジルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリエピクロロヒドリン、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチラート、エチルセルロース、ポリオキシメチレン、ポリプロピレンオキサイド、ナイロン１１、ナイロン１０，１０、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリビニルアルコール、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリ（ジ‐ｎ‐ヘキシルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐プロピルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐ブチルシラン）、ポリシクロヘキシルメチル、ポリジメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択され、前記有機物層及び有無機複合物層はジフェニルジクロロシラン、オクタデシルアミン、ヘキサトリアコンタン、パラフィンワックス、またはこれらの混合物を含むことを特徴とする請求項３に記載のブラックマトリクスの印刷方法。
【請求項５】
前記ブラックマトリクス形成用インクの表面エネルギーが３３〜４３ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記高分子樹脂はポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ‐α‐メチルスチレン、ポリビニルフルオライド、ポリビニルクロライド、ポリフェニルメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ポリジメチルシラン、ポリビニリデンクロライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリクロロプレン、ポリビニルアセテート、ポリメチルアクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエピクロロヒドリン、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシメチレン、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリベンジルメタクリレート、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルアミノエチルメタクリレート）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン７７、ポリアミド１２、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、アミン‐硬化エポキシレジン、ウール、セルロースアセテートブチラート、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリジフェニルシラン、ポリ（パラトルイルエチルメチルシラン）、ポリフェニルメチルシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択され、前記有機物層及び有無機複合物層はパラフィンワックス、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、またはこれらの混合物を含むことを特徴とする請求項３に記載のブラックマトリクスの印刷方法。
【請求項６】
外周部が凹状にパターニングされた弾性モールドであって、中心軸を基準に回転しながら外周部の凹状部に詰められたブラックマトリクス形成用インクを基材に転写する印刷ローラーと、
前記印刷ローラーの前記外周部に前記インクを供給して塗布するインク塗布部と、
前記印刷ローラーの前記外周部の凸状部に塗布されたインクを除去するために前記印刷ローラーの前記外周部の前記凸状部と密着した状態で回転し、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する物質を含んでなるインク除去ベルトと、
前記インク除去ベルトを連続回転させるためのベルト回転部と、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項７】
前記インク塗布部は、前記印刷ローラーの前記外周部に前記インクをマイヤーバー（Ｍｅｙｅｒ Ｂａｒ）コーティング、ロールコーティング、マイクログラビアコーティング、グラビアコーティング、ブレードコーティング、及びスロットダイコーティングからなる群より選択される塗布方式で塗布することを特徴とする請求項６に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項８】
前記インクの表面エネルギーが２３から３２ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記インク除去ベルトはポリプロピレン、ポリ（Ｎ‐ブチルメタクリレート）、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリビニルフルオライド、ポリトリフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリオクチルメタクリレート、ポリビニルアセテート、ポリエチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルメタクリレート）、ポリメタクリロニトリル、ポリヘキシルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルヘキシルアクリレート、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリフェニルメタクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニリデンフルオライド、ポリベンジルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリエピクロロヒドリン、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチラート、エチルセルロース、ポリオキシメチレン、ポリプロピレンオキサイド、ナイロン１１、ナイロン１０，１０、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリビニルアルコール、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリ（ジ‐ｎ‐ヘキシルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐プロピルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐ブチルシラン）、ポリシクロヘキシルメチル、ポリジメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ジフェニルジクロロシラン、オクタデシルアミン、ヘキサトリアコンタン、パラフィンワックス、及びこれらの混合物からなる群より選択される物質を含むことを特徴とする請求項６に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項９】
前記インクの表面エネルギーが３３から４３ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記インク除去ベルトはポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ‐α‐メチルスチレン、ポリビニルフルオライド、ポリビニルクロライド、ポリフェニルメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ポリジメチルシラン、ポリビニリデンクロライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリクロロプレン、ポリビニルアセテート、ポリメチルアクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエピクロロヒドリン、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシメチレン、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリベンジルメタクリレート、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルアミノエチルメタクリレート）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン７７、ポリアミド１２、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、アミン‐硬化エポキシレジン、ウール、セルロースアセテートブチラート、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリジフェニルシラン、ポリ（パラトルイルエチルメチルシラン）、ポリフェニルメチルシラン、パラフィンワックス、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択される物質を含むことを特徴とする請求項６に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１０】
前記ブラックマトリクスの印刷装置は、挟持ローラーをさらに含み、前記挟持ローラーはフィルム状の基材を前記印刷ローラーと挟持して移送できるように前記印刷ローラーと間隔を置いて位置することを特徴とする請求項６に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１１】
前記ブラックマトリクスの印刷装置は、前記基材上に転写されたインクを乾燥させるための乾燥装置をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１２】
外周部が凹状にパターニングされた弾性モールドで構成され、中心軸を基準に回転しながら凹状部に詰められたブラックマトリクス形成用インクを基材に転写する印刷ローラーと、
前記印刷ローラーの前記外周部に前記インクを供給して塗布するインク塗布部と、
前記印刷ローラーの前記外周部の凸状部に塗布されたインクを除去するために前記印刷ローラーの前記外周部の前記凸状部と密着した状態で回転し、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する物質を含んでなるインク除去ローラーと、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１３】
前記インクの表面エネルギーが２３から３２ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記インク除去ローラーはポリプロピレン、ポリ（Ｎ‐ブチルメタクリレート）、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリビニルフルオライド、ポリトリフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリオクチルメタクリレート、ポリビニルアセテート、ポリエチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルメタクリレート）、ポリメタクリロニトリル、ポリヘキシルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルヘキシルアクリレート、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリフェニルメタクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニリデンフルオライド、ポリベンジルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリエピクロロヒドリン、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチラート、エチルセルロース、ポリオキシメチレン、ポリプロピレンオキサイド、ナイロン１１、ナイロン１０，１０、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリビニルアルコール、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリ（ジ‐ｎ‐ヘキシルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐プロピルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐ブチルシラン）、ポリシクロヘキシルメチル、ポリジメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ジフェニルジクロロシラン、オクタデシルアミン、ヘキサトリアコンタン、パラフィンワックス、及びこれらの混合物からなる群より選択される物質を含むことを特徴とする請求項１２に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１４】
前記インクの表面エネルギーが３３から４３ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記インク除去ローラーはポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ‐α‐メチルスチレン、ポリビニルフルオライド、ポリビニルクロライド、ポリフェニルメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ポリジメチルシラン、ポリビニリデンクロライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリクロロプレン、ポリビニルアセテート、ポリメチルアクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエピクロロヒドリン、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシメチレン、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリベンジルメタクリレート、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルアミノエチルメタクリレート）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン７７、ポリアミド１２、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、アミン‐硬化エポキシレジン、ウール、セルロースアセテートブチラート、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリジフェニルシラン、ポリ（パラトルイルエチルメチルシラン）、ポリフェニルメチルシラン、パラフィンワックス、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択される物質を含むことを特徴とする請求項１２に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１５】
前記インク塗布部は、前記印刷ローラーの前記外周部に前記インクをマイヤーバーコーティング、ロールコーティング、マイクログラビアコーティング、グラビアコーティング、ブレードコーティング、及びスロットダイコーティングからなる群より選択される塗布方式でインクを塗布することを特徴とする請求項１２に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１６】
前記ブラックマトリクスの印刷装置は、挟持ローラーをさらに含み、前記挟持ローラーはフィルム状の基材を前記印刷ローラーと挟持して移送できるように前記印刷ローラーと間隔を置いて位置することを特徴とする請求項１２に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【請求項１７】
前記ブラックマトリクスの印刷装置は、前記基材上に転写された前記インクを乾燥させるための乾燥装置をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のブラックマトリクスの印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、「ＬＣＤ」とする）のブラックマトリクスの印刷方法及び印刷装置に関し、より詳しくは、グラビア印刷方式を適用することで簡単かつ安価でブラックマトリクスを形成でき、特にグラビア印刷工程中に印刷ローラーの外周部の凸状部に塗布されたブラックマトリクス形成用インクを効果的に除去して高品質のブラックマトリクスを形成することができるブラックマトリクスの印刷方法及び印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画や動画を含む各種の画像を表示する装置としてＬＣＤが広く用いられている。これは軽量、薄型、低消費電力などの特徴とともに液晶材料の改良及び微細画素加工技術の開発により、画質が急速に改善され、またその応用範囲がますます広くなりつつある。
【０００３】
前記ＬＣＤを構成する基本的な部品である液晶パネルの構造を説明すれば、次のようである。図１は、従来の液晶表示装置の一部を示す分解斜視図である。図１を参照すれば、従来のカラー液晶表示装置は、ブラックマトリクス６とサブカラーフィルター（赤、緑、青）８を含むカラーフィルター及びカラーフィルター上に透明な共通電極１８が形成された上部基板５と、画素領域Ｐと前記画素領域上に形成された画素電極１７及びスイッチング素子Ｔを含むアレイ配線とが形成された下部基板２２とで構成され、前記上部基板５と下部基板２２との間には前述した液晶１４が充填されている。
【０００４】
このとき、前記上部基板５はカラーフィルター基板とも呼ばれ、前記ブラックマトリクス６は前記サブカラーフィルター８の間の区分及び光遮断の役割を果たす。また、前記下部基板２２はアレイ基板とも呼ばれ、スイッチング素子である薄膜トランジスタＴがマトリクス状に位置する。ゲートライン１３及びデータライン１５が多数の薄膜トランジスタと交差して形成される。また、前記画素領域Ｐは前記ゲートライン１３とデータライン１５とが交差して定義される領域である。前記画素領域Ｐ上に形成される画素電極１７は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）のように光の透過率が比較的に優れる透明伝導性金属を使う。
【０００５】
上記のように構成されるＬＣＤは、前記画素電極１７上に位置した液晶層１４が前記薄膜トランジスタから印加された信号によって配向され、前記液晶層の配向程度によって前記液晶層を透過する光の量を調節する方式で画像を表現することができる。
【０００６】
すなわち、前記薄膜トランジスタと連結された前記画素電極１７を通過した光が、前記各画素電極１７と対応する各々の赤、緑、青色のサブカラーフィルター８を通過しながら所望のカラー画像が表示される。
【０００７】
ここで、前記ブラックマトリクス６は光の漏れを遮断する役割をするものであって、一般にサブカラーフィルター８の赤色、緑色、青色のパターン間及び前記下部基板上に位置した画素電極が形成されていない部分などに設けられ、前記画素電極が形成されていない部分から漏れる光を遮蔽する目的で設けられる。また、前記ブラックマトリクス６は前記薄膜トランジスタの直接的な光照射を遮断し、薄膜トランジスタの漏洩電流の増加を防止する役割もする。
【０００８】
従来、このようなブラックマトリクスはフォトリソグラフィー方式で製造した。しかし、フォトリソグラフィー方式によれば製造工程が非常に複雑であって、工程中に捨てられる材料が多く、ブラックマトリクスの形成に感光性樹脂しか使えないという短所がある。
【０００９】
したがって、ブラックマトリクス形成工程におけるこのような問題点を解決しようとする努力が関連分野で引き続いて行われ、本発明はこのような技術的背景から案出されたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、グラビア印刷方式を適用することで簡単かつ安価でブラックマトリクスを形成でき、グラビア印刷工程を改善して高品質のブラックマトリクスを形成することができるブラックマトリクスの印刷方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、前記ブラックマトリクスの印刷方法を採用するブラックマトリクスの印刷装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の技術的課題を達成するため、本発明は（Ｓ１）凹状にパターニングされた弾性モールドにブラックマトリクス形成用インクを塗布するステップと、（Ｓ２）前記弾性モールドの凸状部に塗布されたインクを除去するステップと、（Ｓ３）前記弾性モールドの凹状部に残ったインクを基材に転写するステップと、（Ｓ４）前記基材に転写されたインクを硬化して乾燥するステップと、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷方法を提供する。
【００１３】
また、本発明は、（Ｓ１）凹状にパターニングされた弾性モールドにブラックマトリクス形成用インクを塗布するステップと、（Ｓ２）＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有するインク除去部の表面を前記弾性モールドの凸状部に密着させてから離して前記弾性モールドの凸状部に塗布されたインクを除去するステップと、（Ｓ３）前記弾性モールドの凹状部に残ったインクを基材に転写するステップと、（Ｓ４）前記基材に転写されたインクを硬化して乾燥するステップと、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷方法を提供する。
【００１４】
また、本発明は、外周部が凹状にパターニングされた弾性モールドであって、中心軸を基準に回転しながら外周部の凹状部に詰められたブラックマトリクス形成用インクを基材に転写する印刷ローラーと、前記印刷ローラーの外周部に前記インクを供給して塗布するインク塗布部と、前記印刷ローラーの外周部の凸状部に塗布されたインクを除去するために前記印刷ローラーの外周部の凸状部と密着した状態で回転し、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する物質を含んでなるインク除去ベルトと、前記インク除去ベルトを連続回転させるためのベルト回転部と、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷装置を提供する。
【００１５】
さらに、本発明は、外周部が凹状にパターニングされた弾性モールドであって、中心軸を基準に回転しながら外周部の凹状部に詰められたブラックマトリクス形成用インクを基材に転写する印刷ローラーと、前記印刷ローラーの外周部に前記インクを供給して塗布するインク塗布部と、前記印刷ローラーの外周部の凸状部に塗布されたインクを除去するために前記印刷ローラーの外周部の凸状部と密着した状態で回転し、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する物質を含んでなるインク除去ローラーと、を含むことを特徴とするブラックマトリクスの印刷装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図１】従来の液晶表示装置の一部を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるブラックマトリクスの印刷装置を示した概略図である。
【図３】本発明の他の実施例によるブラックマトリクスの印刷装置を示した概略図である。
【図４】実施例１によるブラックマトリクスの写真である。
【図５】実施例２によるブラックマトリクスの写真である。
【図６】実施例３によるブラックマトリクスの写真である。
【図７】比較例１によるブラックマトリクスの写真である。
【図８】比較例２によるブラックマトリクスの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００１８】
本発明は、フォトリソグラフィー法による従来のブラックマトリクスの印刷方法の問題点を解決するために、グラビア印刷方式を適用したブラックマトリクスの印刷方法及び印刷装置を提供する。
【００１９】
グラビア印刷方法とは、凹版モールドにパターニングしようとする物質（以下、「インク」とする）を塗布した後、ドクターブレードなどのナイフを使って突出した凸状部にある残余物質を除去した後、基材にパターンを印刷する印刷方法を言う。本発明は、このようなグラビア印刷方法をブラックマトリクスの形成に適用することで工程を簡単且つ安価にすることができる。
【００２０】
このような本発明のブラックマトリクスの印刷方法は、凹状にパターニングされた弾性モールドにブラックマトリクス形成用インクを塗布するステップ、前記弾性モールドの凸状部に塗布されたインクを除去するステップ、前記弾性モールドの凹状部に残ったインクを基材に転写するステップ、及び前記基材に転写されたインクを硬化して乾燥するステップを含む。
【００２１】
このようなグラビア印刷を用いたブラックマトリクスの印刷方法において、弾性モールドの凸状部に塗布されたインクは、インクと同じくらいの表面エネルギーを有するインク除去部の表面を弾性モールドの凸状部に密着させてから離すことで容易に除去することができる。望ましくは、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有するインク除去部の表面を前記弾性モールドの凸状部に密着させてから離すことで、より効果的に前記弾性モールドの凸状部に塗布されたインクを除去することができる。前記インク除去部は、上記のような表面エネルギーを有する物質を用いて製造でき、インク除去部の表面のみをそのような物質で製造することもできる。
【００２２】
前記インク除去部は、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する高分子樹脂を含むフィルム、シート、またはロールであるか、あるいは支持体であるフィルム、シート、またはロール上に＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する高分子樹脂層、有機物層または有無機複合物層を設けて構成することができる。このとき、前記支持体はプラスチック、炭素、金属、またはセラミックなどで製造することができる。
【００２３】
ブラックマトリクス形成のためのインクは、通常、顔料、バインダー、分散剤、界面活性剤、硬化剤、開始剤、及び溶媒などを含み、ブラックマトリクス形成のために一般的に使われるインクの表面エネルギーは概ね２３から４２ｅｒｇ／ｃｍ２である。
【００２４】
前記ブラックマトリクス用インクの表面エネルギーが２３〜３２ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記高分子樹脂としては代表的に、ポリプロピレン、ポリ（Ｎ‐ブチルメタクリレート）、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリビニルフルオライド、ポリトリフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリオクチルメタクリレート、ポリビニルアセテート、ポリエチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルメタクリレート）、ポリメタクリロニトリル、ポリヘキシルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルヘキシルアクリレート、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリフェニルメタクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニリデンフルオライド、ポリベンジルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリエピクロロヒドリン、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチラート、エチルセルロース、ポリオキシメチレン、ポリプロピレンオキサイド、ナイロン１１、ナイロン１０，１０、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリビニルアルコール、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリ（ジ‐ｎ‐ヘキシルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐プロピルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐ブチルシラン）、ポリシクロヘキシルメチル、ポリジメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択でき、前記有機物層及び有無機複合物層は代表的に、ジフェニルジクロロシラン、オクタデシルアミン、ヘキサトリアコンタン、パラフィンワックスまたはこれらの混合物を含み得る。
【００２５】
前記ブラックマトリクス用インクの表面エネルギーが３３〜４３ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記高分子樹脂としては代表的に、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ‐α‐メチルスチレン、ポリビニルフルオライド、ポリビニルクロライド、ポリフェニルメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ポリジメチルシラン、ポリビニリデンクロライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリクロロプレン、ポリビニルアセテート、ポリメチルアクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエピクロロヒドリン、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシメチレン、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリベンジルメタクリレート、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルアミノエチルメタクリレート）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン７７、ポリアミド１２、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、アミン‐硬化エポキシレジン、ウール、セルロースアセテートブチラート、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリジフェニルシラン、ポリ（ｐ‐トルイルエチルメチルシラン）、ポリフェニルメチルシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択でき、前記有機物層及び有無機複合物層は代表的に、パラフィンワックス、アミノ‐プロピルトリエトキシシラン、アミノ‐プロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、またはこれらの混合物を含み得る。
【００２６】
弾性モールドを用いるグラビア印刷工程でドクターブレードなどのナイフを使えば、弾性モールドの弾性によって凹状部にあるインクまで除去される問題が生じるが、本発明のブラックマトリクスの印刷方法を適用すれば、凹状部に詰められたインクを除去することなく凸状部に塗布されたインクのみを効果的に除去することができる。
【００２７】
さらに、本発明は、前記ブラックマトリクスの印刷方法に活用することができるブラックマトリクスの印刷装置を提供する。
【００２８】
図２は、本発明の一実施例によるブラックマトリクスの印刷装置を示した概略図である。図２を参照すれば、本発明の一実施例によるブラックマトリクスの印刷装置は、外周部が凹状にパターニングされた弾性モールドであって、中心軸を基準に回転しながら外周部の凹状部に詰められたブラックマトリクス形成用インク２１５を基材に転写する印刷ローラー２１１、２１２と、前記印刷ローラー２１１、２１２の外周部に前記ブラックマトリクス形成用インク２１５を供給して塗布するインク塗布部２１３と、前記印刷ローラー２１１、２１２の外周部の凸状部に塗布されたインク２１５を除去するために前記印刷ローラー２１１、２１２の外周部の凸状部と密着した状態で回転し、＜前記インクの表面エネルギー−２ｅｒｇ／ｃｍ２＞から＜前記インクの表面エネルギー＋８ｅｒｇ／ｃｍ２＞の表面エネルギーを有する物質を含んでなるインク除去ベルト２２１と、前記インク除去ベルト２２１を連続回転させるためのベルト回転部２２３と、を含む。
【００２９】
前記ブラックマトリクスの印刷装置において、前記印刷ローラー２１１、２１２は回転しながら基材上を密着して移動することで基材上にブラックマトリクス形成用インク２１５を転写する。このとき、前記インク塗布部２１３はブラックマトリクス形成用インク２１５を印刷ローラー２１１、２１２の外周部に供給して塗布し、印刷ローラー２１１、２１２は矢印方向に回転しながら外周部の全領域に亘って連続的にインクが塗布される。インクを印刷ローラーの外周部に塗布する方式は、マイヤーバー（Ｍｅｙｅｒ Ｂａｒ）コーティング、マイクログラビアコーティング、グラビアコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティング、スロットダイコーティング、ロールコーティングなどの様々な方式を用いることができる。
【００３０】
前記インク除去ベルト２２１は、印刷ローラー２１１、２１２に塗布されたインク２１５が基材に印刷される前に、印刷ローラー２１１、２１２の外周部の凸状部に塗布されたインク２１５を連続的に除去する。前記インク除去ベルト２２１は、前述したように、インク２１５の表面エネルギーと同じくらいの表面エネルギーを有する高分子樹脂を主原料として使うことで優れたインク除去効果を持つ。印刷ローラー２１１、２１２の外周部の凸状部のインク２１５が除去されれば、印刷ローラー２１１、２１２の外周部の凹状部に詰められていたインク２１５は基材上に転写される。ベルト回転部２２３は、インク除去ベルトの連続的な回転のために前記ブラックマトリクスの印刷装置に設けられ、基材２１９は揺れ防止のために基台２１８上に固定され得る。
【００３１】
以上の実施例においては、インク除去部としてインク除去ベルト２２１が使われ、インク除去ベルト２２１を回転させるためのベルト回転部２２３が使われたが、インク除去部としてインク除去ベルト２２１及びベルト回転部２２３の代わりにインク除去ローラーが使われ得る。このようなインク除去ローラーは、印刷ローラーの外周部の凸状部と密着した状態で回転して、インク塗布部から供給されて印刷ローラーの外周部の凸状部に塗布されたインクを除去する。
【００３２】
本発明のブラックマトリクスの印刷装置は、挟持ローラーをさらに含むことができ、このような挟持ローラーはフィルム状の基材が使われる場合、基材を印刷ローラーと挟持して移送する機能をする。また、前記ブラックマトリクスの印刷装置は、基材上に転写されたインクを乾燥させるための乾燥装置をさらに含むことができる。
【００３３】
図３は、本発明の他の実施例によるブラックマトリクスの印刷装置を示した概略図である。本実施例のブラックマトリクスの印刷装置によれば、挟持ローラー３３１と印刷ローラー３１１、３１２との間をフィルム状の基材３１９が通過しながら印刷ローラー本体３１２に固設された弾性モールド３１１の凹状部に詰められたインク３１５が基材上に転写される。このとき、印刷ローラー３１１、３１２と挟持ローラー３３１は継続的に回転しながら基材３１９の表面に連続的にインク３１５を印刷するようになる。印刷ローラー３１１、３１２は回転しながらインク塗布部３１３からインク３１５の供給を受け、弾性モールド３１１の表面にはインク３１５が塗布される。弾性モールド３１１の表面にインク３１５が塗布されれば、まずインク平坦化部３１４によって弾性モールド３１１の表面全体に均一にインク３１５が塗布され、ベルト回転部３２３によって回転されるインク除去ベルト３２１によって弾性モールド３１１表面の凸状部に塗布されたインク３１５は除去される。
【００３４】
前記ブラックマトリクスの印刷装置において、前記インクの表面エネルギーが２３〜３２ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記インク除去ベルト及びインク除去ローラーは、ポリプロピレン、ポリ（Ｎ‐ブチルメタクリレート）、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリビニルフルオライド、ポリトリフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリオクチルメタクリレート、ポリビニルアセテート、ポリエチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルメタクリレート）、ポリメタクリロニトリル、ポリヘキシルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルヘキシルアクリレート、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリフェニルメタクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリビニリデンフルオライド、ポリベンジルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリエピクロロヒドリン、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチラート、エチルセルロース、ポリオキシメチレン、ポリプロピレンオキサイド、ナイロン１１、ナイロン１０，１０、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリビニルアルコール、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリ（ジ‐ｎ‐ヘキシルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐プロピルシラン）、ポリ（ジ‐ｎ‐ブチルシラン）、ポリシクロヘキシルメチル、ポリジメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ジフェニルジクロロシラン、オクタデシルアミン、ヘキサトリアコンタン、パラフィンワックス、及びこれらの混合物からなる群より選択される物質を含み得る。
【００３５】
また、前記インクの表面エネルギーが３３〜４３ｅｒｇ／ｃｍ２である場合、前記インク除去ベルト及びインク除去ローラーは、ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ‐α‐メチルスチレン、ポリビニルフルオライド、ポリビニルクロライド、ポリフェニルメチルシラン、ポリ（ｐ‐トルエンメチルシラン）、ポリフェニルエチルシラン、ポリジメチルシラン、ポリビニリデンクロライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリクロロプレン、ポリビニルアセテート、ポリメチルアクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリ（ラウリルメタクリレート）、ポリエピクロロヒドリン、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシメチレン、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリベンジルメタクリレート、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリ（ｔ‐ブチルアミノエチルメタクリレート）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン７７、ポリアミド１２、ナイロン８８、ナイロン９９、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、アミン‐硬化エポキシレジン、ウール、セルロースアセテートブチラート、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリジフェニルシラン、ポリ（パラトルイルエチルメチルシラン）、ポリフェニルメチルシラン、パラフィンワックス、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びこれらの混合物からなる群より選択される物質を含み得る。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本発明による実施例は多くの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供される。
【００３７】
実施例１
表面エネルギーが２９〜３０ｅｒｇｓ／ｃｍ２である高分子樹脂液を主成分がＰＤＭＳである弾性モールドのパターン面にマイヤーバー（Ｍｅｙｅｒ ｂａｒ）Ｎｏ．５でバーコーティングした。その後、表面エネルギーが３０〜３２ｅｒｇｓ／ｃｍ２であるポリプロピレンロールを高分子樹脂液がコーティングされた弾性モールドの表面に転がし、相対的に突出した凸状部の表面にある高分子樹脂をポリプロピレンロールの表面で除去した。このような方式で高分子樹脂が凹状部に選択的に詰められた弾性モールドをＰＥＴ基材と密着させて弱い圧力をかけた後、弾性モールドを離すことで、高分子樹脂の微細パターンをＰＥＴ基材に印刷した。
【００３８】
実施例２
表面エネルギーが２９〜３０ｅｒｇｓ／ｃｍ２である高分子樹脂液を主成分がＰＤＭＳである弾性モールドのパターン面にマイヤーバーＮｏ．５でバーコーティングした。その後、表面エネルギーが３０〜３２ｅｒｇｓ／ｃｍ２であるポリプロピレンシートを高分子樹脂液がコーティングされた弾性モールドの表面に転がし、相対的に突出した凸状部の表面にある高分子樹脂をポリプロピレンシートの表面で除去した。このような方式で高分子樹脂が凹状部に選択的に詰められた弾性モールドをガラス基材と密着させて弱い圧力をかけた後、弾性モールドを離すことで、高分子樹脂の微細パターンをガラス基材に印刷した。
【００３９】
実施例３
表面エネルギーが２９〜３０ｅｒｇｓ／ｃｍ２である高分子樹脂液を主成分がＰＤＭＳである弾性モールドのパターン面にマイヤーバーＮｏ．５でバーコーティングした。次いで、ＰＥＴシートに表面エネルギーが３１ｅｒｇｓ／ｃｍ２であるポリ（ブチルメタクリレート）をコーティングしてポリ（ブチルメタクリレート）フィルムを製造し、これを高分子樹脂液がコーティングされた弾性モールドの表面に転がし、相対的に突出した凸状部の表面にある高分子樹脂をポリ（ブチルメタクリレート）フィルムの表面で除去した。このような方式で高分子樹脂が凹状部に選択的に詰められた弾性モールドをガラスと密着させて弱い圧力をかけた後、弾性モールドを離すことで、高分子樹脂の微細パターンをガラス基材に印刷した。
【００４０】
比較例１、２
ポリプロピレンシートの代わりに表面エネルギーが４６．７ｅｒｇｓ／ｃｍ２（文献値）であるＰＥＴシート（比較例１）、及び表面エネルギーが２２．８ｅｒｇｓ／ｃｍ２であるＰＤＭＳシート（比較例２）を使ったことを除けば、全て実施例２と同じ方式で微細パターンを印刷した。
【００４１】
図４から図８は、それぞれ実施例１〜３及び比較例１、２による微細パターンの写真である。本発明による実施例１〜３の微細パターン（図４から図６）は、印刷ローラーの凸状部の残余物が完全に除去され、凹状部の高分子樹脂液が鮮かに印刷されていることが確認できる。一方、比較例１、２による微細パターン（図７、図８）は凸状部の残余物が印刷され、微細パターンが不規則的かつ不鮮明に印刷されていることが確認できる。
【００４２】
本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００４３】
したがって、本明細書に記載された実施例は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のブラックマトリクスの印刷方法によれば、グラビア印刷方式を適用することで簡単かつ安価でブラックマトリクスを形成することができる。特に、ブラックマトリクスを形成するためのグラビア印刷時にインクと同じくらいの表面エネルギーを有する高分子樹脂で形成されたインク除去部を使うことで、グラビア印刷時に印刷ローラーの凸状部に塗布されたインクを効果的に除去でき、弾性モールドを用いたグラビア印刷時に凹状部に詰められたインクは除去せず凸状部に塗布されたインクのみを除去することができる。それにより、優れた品質のブラックマトリクスを形成することができる。
【図１】
2010520824.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010520824.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010520824.tif 000009
【図８】
2010520824.tif 000010
【国際調査報告】
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