説明

凹版および凹版の製造方法

【課題】 溝を形成したガラス基板を用いた凹版であり、溝のパターンを高い寸法精度で形成することが可能であって、且つ、引っかき疵がつきにくく、さらに表面強度に優れた凹版を提供することを目的とする。
【解決手段】 溝3を備えるガラス基板2の表面上にバインダー層4が積層されて、且つ、該バインダー層4の表面上にDLC層5が積層されてなる凹版1により、溝のパターンを高い寸法精度で形成することが可能であって、且つ、引っかき疵がつきにくく、さらに表面強度に優れた凹版1が提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、凹版および凹版の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
凹版を用いた印刷(凹版印刷)は、比較的微細な印刷パターンをほぼ均一な厚みで且つ低コストで形成できる利点から、印刷物を製造する工程はもとより、液晶ディスプレイのカラーフィルターや各種電子機器の回路基板を作成する工程にも利用されてきている。
【0003】
凹版印刷は、一般的に、基板に予め定められたパターンで溝を形成した凹版の表面に、インクなどのペーストを塗り付けて溝内にペーストを詰め、溝内部から外側にはみ出た余分なペーストをドクターブレードで掻きとり、凹版に形成されている溝に詰められたペーストを被転写物に転写することによって実施できる。こうした凹版印刷に用いる凹版としては、金属製の基板にエッチングを施して溝を形成したものが用いられてきたが、金属製の基板にエッチングを施す方法では、形成される溝の深さにむらが生じやすく、微細な溝のパターンを高い寸法精度で作成するにしても、ある程度のレベルで溝の細さや精度の限界がきてしまうという問題があった。この問題は、液晶ディスプレイのカラーフィルターや各種電子機器の回路基板に、極微細なパターンを、高い寸法精度を維持しつつ形成することが要請されるようになればなるほど、極めて大きなものとなる。
【0004】
こうした問題に対して特殊なガラス基板にエッチングを施してなるガラス製の凹版が提案されている。この凹版は、溝を形成させる基板として特殊なガラスを用いることで、金属製の凹版よりも溝の深さのむらを生じにくくし、被転写物への転写のばらつきを抑えて微細な溝のパターンを高い寸法精度で形成できるようにするものである(例えば、特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】特開平5−57867号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載された凹版では、SiO2含有率の極めて高い特殊なガラスを基板に用いることが要請されるため、製造コストの大幅な上昇を招いて汎用性に劣るものとなってしまう虞がある。特に、液晶ディスプレイのカラーフィルターの製造にあたり平板状の凹版(平板凹版)を用いる場合、平板凹版として大型のものが要請されることが多く、こうした場合において特許文献1に示される特殊なガラスを要請されることは、極めて大きな問題となる。
【0007】
また、特許文献1に記載されたガラス製の凹版では、金属製の凹版に比べて十分な表面強度を確保できない虞があり、例えば、ドクターブレードにてペーストを掻き取る際、ドクターブレードの先端がガラス製の凹版に形成された溝の側面、特に側面前端部の角付近、に直接衝突して、溝部分が簡単に破損してしまう虞があった。また、この凹版では、ドクターブレードにてペーストを掻き取る際に引っかき疵が容易に生じる虞があった。
【0008】
そこで、本発明者らは、鋭意研究を行い、結果、DLC(Diamond Like Carbon;ダイヤモンド様カーボン)を用いることで、表面硬度に優れた凹版を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
本発明は、溝を形成したガラス基板を用いた凹版であり、溝のパターンを高い寸法精度で形成することが可能であって、且つ、引っかき疵がつきにくく、さらに表面強度に優れた凹版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、(1)溝を備えるガラス基板の表面にバインダー層が積層され、且つ、該バインダー層上にDLC層が積層されてなる、ことを特徴とする凹版、(2)バインダー層は金属にてなる、ことを特徴とする上記(1)記載の凹版、(3)予め定められたパターンにて溝を形成したガラス基板の表面にバインダー層を形成し、該バインダー層上に炭素をスパッタリングしてDLC層を積層する、ことを特徴とする凹版の製造方法、を要旨とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明の凹版によれば、ガラス基板の表面にバインダー層を形成し、さらにその上にDLC層が積層されて構成されて、DLC層がガラス基板に合わされた点でいわばDLCハイブリッド凹版をなしているので、ガラス基板のみからなる凹版よりも、表面強度を高めることができる。また、この凹版によれば、ドクターブレードにてペーストを掻き取る際、ドクターブレードの先端が凹版に形成された溝の側面に直接衝突しても、DLC層がガラス基板を保護してガラス基板の破損を抑制することができる。また、ドクターブレードにより凹版表面のペーストを掻き取る際において凹版の表面に引っかき疵が生じにくくなる。
【0012】
また本発明の凹版は、ソーダライムなどの一般的なガラスを用いて製造でき、しかも、DLC膜は大型のガラス基板に対して形成することができるので、本発明によれば、大型の平板凹版を容易に製造することができるようになる。
【0013】
本発明の凹版によれば、バインダー層を積層したガラス基板に対してDLC層の積層を施すので、凹版からのDLC層の剥離の虞が抑制される。さらに、本発明の凹版によれば、バインダー層がガラス基板とDLC層との間に配置されるので、ガラス基板に対するDLC層の内部応力の作用をバインダー層にて緩衝することが可能となり、DLC層の内部応力によってガラス基板に大きな撓みを生じる虞を低減することが可能となる効果を奏する。この効果は、特に平板凹版に対して大きな効果となる。
【0014】
本発明の凹版によれば、DLC層を最外側表面に形成しているので、金属からなる層を最外側表面に形成した凹版に比べて表面摩擦係数の小さな凹版とすることができ、ドクターブレードにてペーストを掻き取る際に、ドクターブレードの先端を凹版の面上をより滑らかに移動させることができるようになる。
【0015】
本発明の凹版の製造方法によれば、ガラス基板のみからなる凹版よりも表面強度に優れた凹版を製造することができるようになる。
【0016】
本発明の凹版の製造方法によれば、溝部分位置を構成する側面と凹版の表面(溝部分を除く表面)との境界部は、ガラス基板にDLC層が積層される際に、ややR形状に形成されるので、ドクターブレードの先端が接触した際におけるガラス基板の破損の虞をより効果的に抑制することができる。
【0017】
本発明の凹版の製造方法によれば、DLC層をほぼ均一な厚みで形成することができて高い寸法精度を維持しつつ表面強度を高められた凹版を得ることができる。また本発明の凹版の製造方法によれば、特に、得られる凹版に形成される上記境界部について、溝の長手方向(稜線方向)に向かって多数の凹凸が発生する虞を効果的に抑制することができ、溝の高い寸法精度を実現した凹版を得ることが可能となる。
【0018】
そして、本発明の凹版の製造方法によれば、通常では凹版を製作する際の原版として用いられるガラス製の基板に対して直接溝のパターンを形成し、その原版自体を凹版となすことができるようになるため、溝部分の寸法精度に一層優れた凹版が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
本発明の凹版1は、図1に示すように、溝3を備えるガラス基板2の表面にバインダー層4を積層し、そのバインダー層4の表面上にDLC(Diamond Like Carbon)層5を積層して形成されている。そして、凹版1において、ガラス基板2の溝3にバインダー層4および金属メッキ層5がこの順に積層されて溝部8が形成されており、凹版1における溝部8を除く表面と溝部8の側面との境界位置(境界部11)がややR形状に形成されている。
【0020】
凹版1の溝部8は、そのパターンや深さ、幅などの寸法を特に限定されず、また溝部8を構成する溝3は、ガラス基板2に形成可能な程度であれば、溝のパターンや、溝の深さや幅などの寸法を特に限定されず、適宜設定して形成されてよい。
【0021】
ガラス基板2に用いるガラスとしては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライム、低アルカリガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスを適宜選択することができる。
【0022】
バインダー層4は、ガラス基材2に対する密着力およびDLC層5に対する密着力がDLC層5とガラス基材2との密着力よりも強い層である。また、バインダー層4は、DLC層5よりも内部応力の小さい層である。このようなバインダー層4としては、チタン、タングステン、クロム、アルミニウムなど、あるいはこれらの合金などといった金属からなる層を挙げることができるほか、シリコンカーバイト、タングステンカーバイト、チタンカーバイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化クロム、酸化カルシウム、アルミナなど、あるいはこれらを2種以上混合したものなどで構成されるセラミックスの層などを挙げることができる。なお、バインダー層4は、ガラス基材2とDLC層5の両者に対する密着力の点では、金属からなる層であることが好ましい。
【0023】
本発明の凹版1は次のようにして製造することができる(図2、図3)。
まず、予め定められたパターンにて溝3を形成したガラス基板2を作成する。ガラス基板2に対する溝3の作成は、フォトレジストを用いる方法など公知方法を適宜用いることができる。
【0024】
フォトレジストを用いてガラス基板2に溝3を形成する場合には、例えば、次のようにして溝3を形成したガラス基板2を得ることができる。すなわち、ガラス基板2の基となるガラス材にクロムなどの金属薄膜6を形成したもの(ブランクスという。)を用いて(図2(A))、ブランクスの金属薄膜6上にレジストを塗布してレジスト膜7を作成したもの(フォトマスクブランクスという。)となしたうえで(図2(B))、フォトマスクブランクス上(すなわちレジスト膜7上)における予め定められた溝3のパターンの形成位置に対応する部位(溝対応部位10)にレーザビーム描画装置にて光を照射し、溝対応部位10とそれ以外の部位とでレジスト膜7の物性を異ならせる。そして、その物性の違いにもとづき溝対応部位10のレジスト膜7を取り除いて金属薄膜6表面を露出させ(図2(C))、金属薄膜6表面の露出した部位について金属薄膜6を構成する金属をエッチングしてガラス基板2表面を露出させる(図2(D))。さらに、ガラス基板2表面が露出した部位についてガラスをエッチングする(図3(A))。こうして、ガラス基板2に予め定められたパターンにて溝3を形成することができる(図3(B))。
【0025】
溝対応部位10以外のレジスト膜7については、金属薄膜6を構成する金属をエッチングした後、且つ、ガラスをエッチングする前もしくは後に除去される。レジスト膜7の除去は、公知方法を適宜用いて実地することができる。
【0026】
なお、金属薄膜6の形成は、蒸着法などの公知方法を適宜用いることができ、金属薄膜6を構成する金属のエッチング方法としては、ドライ法、ウェット法などの公知方法を適宜用いることができる。
【0027】
また、ガラスのエッチング方法としては、ドライ法、ウェット法など、公知方法を適宜用いることができる。ガラスのエッチングでは、金属のエッチングに比べ、一般的にエッチングされる位置によるエッチング量のむらが生じにくく、したがって形成される溝3の深さにもむらが生じにくくなり、高精度にエッチングを行うことが可能であり、ガラス基板2に溝3のパターンを高い寸法精度にて形成することが可能となる。
【0028】
次に、溝3を備えるガラス基板2に、バインダー層4を積層形成する(図3(C))。形成されるバインダー層4の厚みは、溝3の深さや幅、ガラス基板2の厚み、DLC層5の厚みなどに応じて適宜設定される。
【0029】
バインダー層4の形成は、常法を適宜用いて、実施することができ、具体的には、例えば、ガラス基板2に対してバインダー層4の構成材料をスパッタリングすることで形成することが可能である。スパッタリングは、次のように、公知のスパッタリング装置を用い、適宜条件を選択して実施することができる。
【0030】
スパッタリング装置は、通常、ガラス基板2を支持する回転可能な支持部と、ガラス基板2上の所定の面に対向して配置されるスパッタリングターゲットを保持する保持部とを真空チャンバーに包容した構成を備えており、真空チャンバーには、アルゴンガスなど所定のガスを導入するガス導入部と、真空チャンバー中の気体を排気する排気部とが設けられている。
【0031】
スパッタリングによるバインダー層4の形成は、次のようにして行われる。まず、スパッタリング装置の支持部にガラス基板2を設置し、バインダー層4を構成する構成材料をスパッタリングターゲットとして用いてこれを保持部に配置する。つぎに、真空チャンバー内の気体を排気部より脱気して真空チャンバー内の圧力を減じ、一方で真空チャンバー内のガス導入部よりアルゴンガスなどの所定のガスを導入する。そして真空チャンバー内に導入されたガスをプラズマにてイオン化させる。真空チャンバー内において、イオン化されたガスはスパッタリングターゲットに衝突し、これによりスパッタリングターゲットがスパッタされ、スパッタされた粒子は蒸着粒子をなし、蒸着粒子がガラス基板2の表面に付着する。このとき、スパッタリングターゲットの蒸着粒子は、ガラス基板2の溝3の側面の部分に対しても付着しうる。こうして、ガラス基板2上にバインダー層4が形成される。
【0032】
そして、ガラス基板2面上に積層されたバインダー層4の露出面(空気界面)上にDLC層5を積層する(図1)。
【0033】
DLC層5の厚みは、凹版1に形成される溝部8の幅と深さおよび、凹版1の溝部8の幅や深さに要請される寸法精度とに応じて適宜選択されるが、凹版1の溝部8を完全に埋没させない程度の厚みである。
【0034】
ガラス基板2に形成されたバインダー層4上へのDLC層5の積層は、炭素をスパッタリングすることで実施することができるほか、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学的蒸着)法を用いて、そのガラス基板2に炭素を蒸着させることによって実施することができるほか、
【0035】
炭素をスパッタリングすることによりDLC層5を形成する場合、DLC層5は、公知のスパッタリング装置を用い公知の条件を適宜用いて形成することができる。
【0036】
例えば、DLC層5を形成するにあたり、スパッタリング装置として、上記バインダー層4の形成で説明した構成を有するものを用いることができる。
【0037】
スパッタリング装置を用いたスパッタリングによるDLC層5の形成は、次のようにして行われる。まず、バインダー層4を積層したガラス基板2をスパッタリング装置の支持部に設置し、炭素をスパッタリングターゲットとして用いてこれを保持部に配する。つぎに、バインダー層4の形成の場合と同様に、真空チャンバー内の気体を排気部より脱気し、一方で真空チャンバー内のガス導入部よりアルゴンガスなどの所定のガスを導入し、そのガスをプラズマにてイオン化させる。イオン化されたガスはスパッタリングターゲットに衝突し、これによりスパッタリングターゲットがスパッタされ、スパッタされた粒子は蒸着粒子をなし、蒸着粒子がガラス基板2上のバインダー層4の表面に付着する。このとき、スパッタリングターゲットの蒸着粒子は、ガラス基板2の溝3の側面部分上に形成されたバインダー層4の部分に対しても付着しうる。こうして、ガラス基板2上に形成されたバインダー層4の表面に対してDLC層5が積層される。
【0038】
CVD法にてDLC層5を形成する場合、公知のCVD法に用いられる装置を用い、常法を用いて所定の実施条件(真空チャンバー内の真空度、温度、原料ガスの種類など)にてDLC層5を形成することが可能である。また、DLC層5の形成にCVD法が用いられる場合には、プラズマCVD法が好ましく、DLC層5の密着性を高める点では高周波プラズマCVD法がより好ましい。
【0039】
CVD法にてDLC層5を形成する場合、DLC層5を構成する炭素源となる原料ガスとしては、メタン、アセチレン、又はベンゼンなどといった炭化水素化合物のガスがあげられる。
【0040】
こうして、ガラス基板2にバインダー層4とDLC層5とがこの順に積層されて、境界部11をややR形状にしつつ溝部8を形成した凹版1が得られる。
【0041】
なお、本発明の凹版1においては、ガラス基板2の全面(溝3を含む)にバインダー層4が形成され、溝3を含みバインダー層4の露出面全面を覆うようにDLC層5が形成されている場合(図1)を例として説明したが、ガラス基板2の表面の一部にバインダー層4とDLC層5が形成されてもよく、またバインダー層4の一部にDLC層5が積層形成されてもよい。例えば、凹版1において、溝3を形成した面(溝形成面)と溝3を形成していない面という、ガラス基板2の厚み方向に互いに背面の関係にある2つの面を考えた場合に、溝形成面にのみバインダー層4およびDLC層5がこの順に積層されてもよい。このような凹版1は、ガラス基板のみで構成される凹版よりも、ドクターブレードとの接触の際に破損を生じる虞を低減しうる点で、表面強度に優れる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明における凹版の1実施例を説明するための断面図である。
【図2】(A)本発明における凹版の製造に用いることができるブランクスの例を説明するための断面図である。(B)本発明における凹版の製造に用いることができるフォトマスクブランクスの例を説明するための断面図である。(C)本発明における凹版の製造工程においてレジスト膜に溝を形成した状態を説明するための断面図である。(D)本発明における凹版の製造工程において金属薄膜に溝を形成した状態を説明するための断面図である。
【図3】(A)本発明における凹版の製造工程においてガラス基板に溝を形成した状態を説明するための断面図である。(B)本発明における凹版の製造工程においてガラス基板に溝を形成した状態を説明するための断面図である。(C)本発明における凹版の製造工程においてガラス基板にバインダー層を形成した状態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【0043】
1 凹版
2 ガラス基板
3 溝
4 バインダー層
5 DLC層
6 金属薄膜
7 レジスト膜
8 溝部
10 溝対応部位

【特許請求の範囲】
【請求項1】
溝を備えるガラス基板の表面上にバインダー層が積層されて、且つ、該バインダー層の表面上にDLC層が積層されてなる、ことを特徴とする凹版。
【請求項2】
バインダー層は金属にてなる、ことを特徴とする請求項1記載の凹版。
【請求項3】
予め定められたパターンにて溝を形成したガラス基板の表面にバインダー層を形成し、該バインダー層上に炭素をスパッタリングしてDLC層を積層する、ことを特徴とする凹版の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−45817(P2009−45817A)
【公開日】平成21年3月5日(2009.3.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−213570(P2007−213570)
【出願日】平成19年8月20日(2007.8.20)
【出願人】(398015802)株式会社進映社 (2)
【出願人】(591152643)株式会社大山光学 (6)
【出願人】(591124765)ジオマテック株式会社 (35)
【Fターム(参考)】