精密印刷製造物の製造方法、精密印刷製造物、及び凸版印刷装置
【課題】スリットコーターで供給されたベタロール上のインキを凸版表面へ供給する際、凸版の凸状部側面などにインキが流入することを抑制し、膜厚均一性が高く、再現性の高い精密印刷製造物を提供する。
【解決手段】凸版２３の凹状部２６ａ及び裾部２６ｂに、塗工インキ液に対して撥液性を有するインキ撥液性材料からなるインキ撥液性層２７を形成する。このインキ撥液性層２７が形成された撥液処理凸版１４を凸版として用いて、スリットコーター９でベタロール８上に塗工インキ液を供給し、このベタロール８により撥液処理凸版１４に塗工インキ液を供給する。撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４に供給された塗工インキ液は、インキ撥液性層２７により弾かれるため、凹状部２６ａや裾部２６ｂへの流れ込みが回避される。そのため、膜厚均一性が高い精密印刷製造物を再現性よく作製することができる。
【解決手段】凸版２３の凹状部２６ａ及び裾部２６ｂに、塗工インキ液に対して撥液性を有するインキ撥液性材料からなるインキ撥液性層２７を形成する。このインキ撥液性層２７が形成された撥液処理凸版１４を凸版として用いて、スリットコーター９でベタロール８上に塗工インキ液を供給し、このベタロール８により撥液処理凸版１４に塗工インキ液を供給する。撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４に供給された塗工インキ液は、インキ撥液性層２７により弾かれるため、凹状部２６ａや裾部２６ｂへの流れ込みが回避される。そのため、膜厚均一性が高い精密印刷製造物を再現性よく作製することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凸版印刷法を用いて微細なパターンを被印刷体に印刷する精密印刷製造物の製造方法、精密印刷製造物及び凸版印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細なパターンを被印刷体に、面内均一且つ高位置精度で形成し、さらに連続的に安定して形成する方法として、フォトリソグラフィー法が主に使用されている。
しかし、このフォトリソグラフィー法はプロセスが複雑で、パターン形成に必要な製造設備などが高価であるため、製造コストが高くなるという問題がある。
また、フォトリソグラフィー法に代わって、印刷用ブランケットとしてシリコーン系ゴムを用いたものを使用し、印刷用ブランケットから被印刷体としての硝子などの基板へ印刷インキを転写させる凸版反転オフセット印刷法が知られている。
【０００３】
しかし、この方式は、パターン形成されていない非画線部分のインキは刷版で除去され廃棄されてしまう欠点がある。
そこで、近年では、このような方法に代えて材料利用効率の高い凸版印刷方式が注目されつつある。なお、凸版印刷法とは、画線部が凸形状をしている版すなわち凸版を印刷版として用い、この凸形状の頂部面にインキを保持し、被印刷基板に転写するという印刷法である。
【０００４】
次に、従来の凸版印刷装置について図３を参照して説明する。
この凸版印刷装置は、図３に示すように、印刷版としての凸版４の版面にインキを供給するためのアニロックスロール１と、版下クッション３を介してパターン形成用の凸版４が装着される回転式の版胴５と、被印刷基板７が載置される基板定盤６と、アニロックスロール１の余分なインキを掻き落とすドクターブレード２などを有して構成されている。
しかしながら、この凸版印刷方式を用いた場合、使用するインキ粘度に合わせて、これに適した、メッシュ線数及びセル容積を有するアニロックスロールに交換する必要があり、コスト的にも交換作業的にも負荷が大きい。
【０００５】
そこで、表面に彫刻がなされているアニロックスロールに代えて、ベタロール（表面が平滑なロール）を用い、スリットコーターで塗工ロール（すなわちベタロール）上のインキ膜厚を容易に制御できるようにすることで、インキ材料が変更となった場合でも煩わしいロールの交換を不要とし、インキ材料に合わせた最適な印刷条件出しを行うことを可能とする凸版印刷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この凸版印刷装置は、図２に示すように、版下クッション３を介してパターン形成用の凸版４が装着される回転式の版胴５と、被印刷基板７が載置される基板定盤６とを有して構成される凸版印刷装置において、凸版４にインキを供給するためのベタロール８（表面が平滑なロール）と、このベタロール８にインキを塗布するためのスリットコーター９とを設けたものである。スリットコーター９には、自動制御用ニードルバルブ１１及びインキ供給ポンプ１２を介してインキタンク１３が接続されてインキ供給ラインが形成され、このインキ供給ライン上のインキ量を流量計１０で計測し、計測結果に基づき、インキ量が一定となるように、自動制御用ニードルバルブ１１を制御している。
【０００７】
一方、凸版表面へのインキの供給量は、版面の濡れ性、凸版のパターン形状、インキ粘度の他、ベタロール上のインキ膜厚により大きく左右される。
また、凸版表面へのインキ供給量の増減により、最終製品となる被印刷基板への印刷転写膜厚が増減し、また、凸版側でのインキ担持量によっても印刷転写膜厚が増減することから、凸版の凸状部の頂部面に粗面加工を施し充分な厚みのインキ膜を担持させることにより、厚膜の印刷転写を行うようにした方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２９６５４７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述のような従来の凸版印刷装置において、表面に彫刻がなされたアニロックスロールを用いて塗工を行う場合には、ドクターブレードをアニロックスロールに接触させ、余分なインキを取り除いて凸版表面へのインキの供給を行うため、凸版の非画線部である、凸版の凸状部の頂部面を除く周囲の領域（以後、裾部という）や凸状部間に形成される凹状部へのインキの流れ込みは起こりにくい。
【００１０】
これに対し、スリットコーターでベタロールに塗工を行う場合には、ベタロール上のインキ膜厚が比較的大きいため、凸版表面へのインキの供給を行う際に、凸版の非画線部である裾部や凹状部へのインキの流れ込みが起こりやすい。
さらに、スリットコーターでベタロールに塗工を行うため、高粘度のインキ液ではインキが詰まるなどが生じ、正常に塗工することが難しく、数十〔ｃＰ〕以下の低粘度のインキを用いる必要がある。このように、インキ液が低粘度であると、凸版の凸状部の頂部面に付着したインキ液が、非画線部である裾部や凹状部へ流れ込むといった状況が起こりやすい。
【００１１】
またこのため、インキ供給量を調整するために凸版とベタロール間のギャップを高精度に調整する必要がでてくる。
このような凸版の非画線部である裾部や凹状部へのインキの流れ込みは、凸版から被印刷基板へインキを供給する際に、インキ供給量が不均一となる要因となり、そのため有機発光材料の膜パターンの印刷再現性が悪く、膜パターンの膜厚の不均一を発生させたりして、印刷物を再現性良く生産することが難しい。
そこで本発明の課題は、印刷再現性の低下、特に精密部品に対するパターン印刷における再現性の低下やパターン膜の不均一の発生を解消することの可能な、精密印刷製造物の製造方法、精密印刷製造物及び凸版印刷装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる精密印刷製造物の製造方法は、表面が平滑な塗工ロールに、塗布量が一定となるようにスリットコーターにより塗工インキを塗布し、前記塗工ロール上の塗工インキを印刷版としての印刷用凸版表面に供給して、前記印刷用凸版表面上の塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした精密印刷製造物の製造方法であって、前記印刷用凸版として、凸版において画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされた撥液処理凸版を用いることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記インキ撥液性材料がコーティングされた面に対する前記塗工インキの接触角は、２０°以上であることを特徴としている。
また、請求項３にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記撥液処理凸版において、前記凸状部の頂部面と前記インキ撥液性材料がコーティングされた面とにおける表面自由エネルギーの差は１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項４にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記インキ撥液性材料は、フッ素系素材からなることを特徴としている。
さらにまた、請求項５にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記インキ撥液性材料は、シリコーン系素材からなることを特徴としている。
また、本発明の請求項６にかかる精密印刷製造物は、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法を用いて形成されていることを特徴としている。
【００１５】
さらに、本発明の請求項７にかかる凸版印刷装置は、表面が平滑な塗工ロールと、塗布量が一定となるように前記塗工ロールに塗工インキを塗布するスリットコーターと、印刷版としての印刷用凸版とを備え、前記塗工ロール上の塗工インキを前記印刷用凸版表面に供給し、前記印刷用凸版表面上の前記塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした凸版印刷装置において、前記印刷用凸版は、画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、凸版において画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液材料がコーティングされた撥液処理凸版を、印刷用凸版として用いるため、塗工ロールにより凸状部の頂部面に供給された塗工インキが、頂部面から凸状部周囲などといった頂部面を除く領域に移動しようとしても、インキ撥液性材料により弾かれるため、頂部面外への移動が制限される。このため、粘度が比較的低い塗工インキを用いる場合であっても、塗工インキを頂部面のみで保持するようにすることができ、また塗工ロール上の塗工インキの膜厚が比較的大きい場合であっても、印刷用凸版の凸状部の頂部面を除く領域に塗工インキが供給されることを回避することができる。したがって、膜厚均一な印刷パターンの印刷部を再現性よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる撥液処理凸版の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明を適用した凸版印刷装置の概略を示す構成図である。
【図３】従来の凸版印刷装置の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明は、図２に示す凸版印刷装置において、凸版として、塗工インキ液に対して撥液性をもつように撥液処理が施された撥液処理凸版１４を用い、この撥液処理凸版１４を印刷版として用いて、凸版印刷を行うようにしたものである。
図１は、本発明の一実施の形態における、有機ＥＬ素子作製のための撥液処理凸版１４の製造工程を示す断面図である。
図１（ａ）において、２１は撥液処理凸版１４のベース基材層、２２は、凸状部形成層（以下単に凸状部ともいう。）である。まず、ベース基材層２１上に、画線部をなす凸状部形成層２２を作製し、凸版２３を形成する。
【００１９】
続いて、凸版２３にレジストをコーティングし、フォトリソ法を用いて凸状部形成層２２の上部面、すなわち、凸版２３の頂部面２４のみにレジスト層２５を作製する（図１（ｂ））。
続いて、有機発光材料を含む塗工インキ液に対して撥液性を有するインキ撥液性材料を全面にコーティングした後（図１（ｃ））、レジスト層２５を除去する（図１（ｄ））。その結果、図１（ｄ）に示すように、凸版２３の頂部面２４にはインキ撥液性層は形成されず、凸状部形成層２２どうしの間に形成される凹状部２６ａ及び凸状部形成層２２の頂部面２４を除く周囲の部分（以後、裾部という）２６ｂ、つまり凸状部形成層２２の側面部分にインキ撥液性層２７が形成される。
【００２０】
これにより、凸版２３の、凹状部２６ａ及び凸状部形成層２２の裾部２６ｂのみにインキ撥液性層２７が形成された撥液処理凸版１４が形成される。そして、これはすなわち、凸状部形成層２２の頂部面２４を除くその周囲の領域である裾部２６ｂと、凸状部形成層２２の裾部２６ｂの一部の領域と凸状部形成層２２どうしの間の領域（凹状部２６ａの底部となる領域）とからなる凹状部２６ａとに、インキ撥液性層２７が形成されることになり、すなわち、撥液処理凸版１４の非画線部となる領域にインキ撥液性層２７が形成されたことになる。
【００２１】
ここで、インキ撥液性材料のコーティング方法としては、一般的なスプレーコート法、カーテンコート法、ダイコート法、ディップコート法など、一般的なコーティング方法を適用することができる。中でも、スプレーコート法、ディップコート法は簡便であるため好ましい。
インキ撥液性層２７には、使用する塗工インキ液に対する撥液性を有する材料を用いる。例えば、フッ素原子を分子骨格に有する添加剤を加えた樹脂材料や、フッ素系エラストマーや、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ六フッ化ビニリデンや、それらの共重合体といったフッ素系ポリマーなどから一種類以上を選択することが望ましい。また、シリコーン系の材料も撥インキ性を示す為用いることができる。
【００２２】
凸状部形成層２２としては、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、ウレタンゴムなどのゴムの他に、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂やそれらの共重合体、セルロースなどの天然高分子を用いることができる。
なかでも、水溶性ポリマーを主成分として含む材料は、塗工インキ液の成分である有機発光材料の溶液や分散液を構成している有機溶剤への耐性も高いため、これを用いることも望ましい。
【００２３】
ただし、有機発光材料を含む塗工インキ液に対する、インキ撥液剤層２７が形成された凹状部２６ａや凸状部２２周囲の裾部２６ｂの接触角の大きさは、インキ撥液剤層２７の種類に応じて２０°以上であることが好ましく、さらには６０°以上であることがより好ましい。接触角が２０°以上であれば凹状部２６ａ及び裾部２６ｂへの濡れ広がりを抑制することができ、さらに、６０°以上であれば、一旦、塗工インキ液が侵入したとしても、インキ撥液剤層２７の撥インキ性によって、塗工インキ液が凹状部２６ａや裾部２６ｂに残留することを回避することができる。
【００２４】
また、凸状部２２の頂部面２４の接触角の大きさは、凹状部２６ａや裾部２６ｂよりも小さいことが望ましく、１０°以下であることがより好ましい。接触角が１０°を超えると、頂部面２４での濡れ広がりが不十分となり、印刷不良を生じるおそれがある。
また、凸状部２２の頂部面２４と、インキ撥液材層２７が形成された、凹状部２６ａ及び裾部２６ｂの表面自由エネルギーの差は１０ｍＮ／ｍ以上であることが望ましい。表面自由エネルギ−の差が１０ｍＮ／ｍ以上であると、頂部面２４に塗工インキ液を引き込む効果が生じるため、凹状部２６ａや裾部２６ｂへの塗工インキ液の流れ込みを抑制することができる。
【００２５】
ここで塗工インキ液としては、例えば、有機発光材料と、沸点が７０℃以上１８０℃未満の溶剤と、沸点が１８０℃以上２７０℃以下の溶剤とからなるものを用いることができる。その場合、沸点が１８０℃以上２７０℃以下の溶剤のインキに対する重量比は、１重量％以上５重量％以下が適当である。
沸点が１８０℃以上２７０℃以下の溶剤としては、例えば、２，３-ジメチルアニソール、２，５-ジメチルアニソール、２，６-ジメチルアニソール、トリメチルアニソール、テトラリン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、シクロヘキシルベンゼン、ｎ-アミルベンゼン、ｔｅｒｔ-アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジメチルスルホキシドの中から１種、又は複数種を選択したものが適用される。
【００２６】
有機発光材料としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に低分子の蛍光色素を溶解させたものや、ポリフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリアルキルフルオレン誘導体（ＰＡＦ）などの高分子発光体が用いられる。これらの高分子有機発光材料（高分子ＥＬ素子用発光材料）は、溶剤に溶解又は安定して分散でき、インキ化することによって塗布法や印刷法により製膜することができるため、低分子発光材料を用いた有機ＥＬ素子の製造と比較して、大気圧下での製膜が可能であり、設備コストが安いという利点がある。
【００２７】
凸版２３としては、先に記述した、材質を用いることが出来るが、市販のフレキソ版や樹脂凸版を用いることが出来る。
このようにして形成した撥液処理凸版１４を、図２に示す、ベタロール８を用いた凸版印刷法による凸版印刷装置において凸版４に代えて装着し、この凸版印刷装置を用いて印刷を行う。なお、凸版印刷装置に限らず、例えば、円圧式の凸版印刷機、又は円圧式の凸版オフセット印刷機などに適用することも可能である。
【００２８】
つまり、図２に示すように、撥液処理凸版１４は、前述のように、版下クッション３を介して版胴５に装着され、スリットコーター９によりベタロール８にインキが塗布され、このベタロール８により撥液処理凸版１４にインキが供給される。そして、流量計１０で計測される、スリットコーター９へのインキ供給ライン上のインキ量の計測値に基づき、スリットコーター９に供給されるインキ量が一定となるように、自動制御用ニードルバルブ１１が制御される。
【００２９】
そして、基板定盤６に載置された被印刷基板７に対して、撥液処理凸版１４により印刷転写が行われる。
図２に示すような凸版印刷装置において、ベタロール８上のインキ膜厚を制御するためには、ベタロール８の回転スピード及びスリットコーター９へのインキ供給量を制御する必要がある。しかしながら、ベタロール８から撥液処理凸版１４の版面へのインキ塗工と撥液処理凸版１４から被印刷基板７への印刷転写とは同時に行われるため、ベタロール８の回転速度は印刷転写速度と一致させる必要があり、さらに印刷転写速度は転写適性に影響するため、インキ塗工時にベタロールの速度変調を行うことは困難である。
【００３０】
そのため、本実施の形態における凸版印刷装置では、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を、スリットコーター９へのインキ供給量を制御することによって調整している。
すなわち、図２に示す凸版印刷装置では、スリットコーター９へのインキ供給量を自動制御するための手段として、スリットコーター９へのインキ供給ライン上に流量計１０と自動制御用ニードルバルブ１１を設け、これらを図示しないコントローラによって制御する。
【００３１】
前述のように流量計１０は、スリットコーター９へのインキ供給ライン上のインキ流量を計測し、その計測信号をコントローラに供給する。コントローラは、流量計１０からの計測信号によってインキ流量を常時監視し、インキ流量が一定の目標値に保たれるように、ニードルバルブ１１の開閉量を制御する。このような自動制御によって、スリットコーター９へのインキ供給量を制御し、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を制御している。
【００３２】
また、流量計１０の上流には、スリットコーター９に供給するインキを貯めておくインキタンク１３と、このインキタンク１３内のインキを送液するためのポンプ１２とを備えている。
以上のように、図２に示す凸版印刷装置では、流量計１０による計測信号に基づいて、自動制御用ニードルバルブ１１の開閉量をフィードバック制御することにより、スリットコーター９へのインキ供給量を制御し、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を制御する。
【００３３】
したがって、ベタロール８の回転速度を印刷転写速度と一致させた印刷動作を行いながら、リアルタイムでスリットコーター９へのインキ供給量を適正に制御し、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を制御することができるのである。
この結果、インキ材料に合った塗工膜厚を出すのに、メッシュ線数・セル容積の異なるアニロックスロールを交換して評価をする作業の負荷が軽減でき、容易に膜厚調整を行うことが可能となる。
【００３４】
そして、ベタロール８の回転に伴い、スリットコーター９からベタロール８の周面に吐出されたインキは、ベタロール８の周面に均一な膜厚のインキ膜として転移する。その後、版胴５に取り付けられた撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４に、ベタロール８周面のインキが均一な膜厚にて転移する。
さらに、基板定盤６上の被印刷基板７は、撥液処理凸版１４の凸状部２２による凸部パターンと被印刷基板７との位相位置を調整する位置調整機構により位相位置を調整しながら図２に示すように印刷開始位置まで図面左方向に水平移動する。
【００３５】
その後に、基板定盤６は、被印刷基板７面に版胴５の撥液処理凸版１４の凸状部を所定印圧にて接触させながら、版胴５の回転速度に整合して図面右方向に水平移動し、撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４のインキによる凸部パターンを被印刷基板７面に印刷する。
印刷後の前記被印刷基板７は、基板定盤６上から取り除かれた後、次の被印刷基板７が基板定盤６上に装着固定される。この動作を繰り返すことにより印刷が実施される。
【００３６】
ここで、上述のように、撥液処理凸版１４の凹状部２６ａや裾部２６ｂ、すなわち非画線部には、塗工インキ液に対して撥液性をもつインキ撥液性層２７が形成されている。そのため、ベタロール８により凸状部２２の頂部面２４に供給されたインキが、頂部面２４から裾部２６ｂや凹状部２６ａの底部にまで流れ込もうとしたとしても、これら凹状部２６ａや裾部２６ｂにはインキ撥液性層２７が形成されているため、このインキ撥液性層２７によって弾かれることになり、頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへのインキの流れ込みが防止されることになる。つまり、頂部面２４には、ベタロール８から供給された量のインキが担持されることになるため、印刷されたインキ膜厚の均一性を向上させることができ、また、印刷再現性を向上させることができる。
【００３７】
特に、スリットコーター９でベタロール８に塗工を行うようにした凸版印刷装置においては、塗工インキ液の粘度をある程度低粘度に抑える必要があり、塗工インキ液の粘度が低い場合には、凸状部２２の頂部面２４に供給されたインクが、凹状部２６ａや裾部２６ｂに流れ込みやすい。
しかしながら、上述のように、凹状部２６ａや裾部２６ｂにインキ撥液性層２７を設けることで、頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへのインキの流れ込みを防止することができるため、塗工インキ液の粘度が低い場合であっても、インキ膜厚の均一性や印刷再現性を向上させることができるという効果を得ることができる。
【００３８】
また、ベタロール８上の塗工インキ液の膜厚は比較的大きいため、ベタロール８表面上の塗工インキ液を撥液処理凸版１４に供給する際に、撥液処理凸版１４の凸状部２２の周囲にも塗工インキ液が塗布されてしまう可能性が高くなる。しかしながら、撥液処理凸版１４の凹状部２６ａや裾部２６ｂにはインキ撥液性層２７が形成されており、このインキ撥液性層２７により凸状部２２の頂部面２４を除く領域に塗工インキ液が塗布されてしまうことを回避することができる。これにより、ベタロール８から撥液処理凸版１４に塗工インキ液を供給する際に、不要な塗工インキ液が撥液処理凸版１４に供給されることによりインキ膜厚の均一性が損なわれることを回避することができる。
【００３９】
したがって、このような撥液処理凸版１４を用いて被印刷基板７に対して印刷転写を行うことにより、使用する塗工インキ液を変更した場合であっても、スリットコーター９により、ベタロール８へのインキ供給量を変更するだけで、ベタロール８上のインキ膜厚を容易且つ的確に制御することができると共に、塗工インキ液の粘度が低い場合であっても、上述のように頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへのインキの流れ込みを防止することができるため、印刷されたインキ膜厚の均一性や印刷再現性の高い被印刷基板７を得ることができる。
【００４０】
また、このように、頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへの塗工インキ液の流れ込みを防止することができるため、塗工インキ液の粘度がある程度低い場合であっても、この塗工インキ液の流れ込みを防止することができる。したがって、スリットコーター９を用いた凸版印刷装置において使用可能な、塗工インキ液の粘度範囲を広げることができ、粘度の異なる塗工インキ液を用いて印刷を行う場合であっても、凸版印刷装置の構成品の交換などを必要とすることはなく、塗工インキ液を交換するだけで、より広い粘度範囲での印刷を行うことができる。
【００４１】
さらに、凹状部２６ａ及び裾部２６ｂに、撥インキ性が付与されているため、撥液処理凸版１４とベタロール８との間のギャップの制御をそれほど高精度に行う必要がない。すなわち、ベタロール８上の塗工インキ液膜に撥液処理凸版１４を完全に押し込んだとしても、撥液処理凸版１４の頂部面２４のみに塗工インキ液を転移させることが可能である。したがって、ベタロール８と撥液処理凸版１４との間のギャップは、ベタロール８上の塗工インキ液を撥液処理凸版１４に転移させることの可能なギャップであればよいため、例えば、ベタロール８と撥液処理凸版１４との間のギャップを、ベタロール８上の塗工インキ液を撥液処理凸版１４に転移させることの可能な位置に配置すれば、ギャップの制御を行う必要はない。また、ベタロール８と撥液処理凸版１４との間のギャップの制御を行う必要がある場合であっても、比較的簡易なギャップ制御ですむ。
【００４２】
なお、ここでは、有機ＥＬ素子作製のための撥液処理凸版１４を作製する場合について説明したが、これに限るものではなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルターにおけるパターン、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子の発光層や電荷輸送層、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板における電極パターン、電磁波シールドにおけるシールドパターンなどの高精細パターンの形成する場合であっても適用することができる。この場合には、それぞれ使用する塗工インキ液の成分に応じたインキ撥液性を有するインキ撥液性材料を用いてインキ撥液性層２７を形成すればよく、塗工インキ液に対する、凹状部２６ａや凸状部２２周囲の裾部２６ｂの接触角の大きさや、凸版２３の材質、その他条件などは、それぞれ塗工インキ液やインキ撥液性材料などを考慮して、それぞれに適した条件に設定すればよい。
【実施例】
【００４３】
以下に本発明の実施例及び比較例を示す。
（実施例）
図１に示す撥液処理凸版１４を凸版として備えた図２に示す凸版印刷装置を用いて、有機ＥＬ素子を以下の方法で作成した。
（発光層形成用塗工インキ液の調製）
塗工インキ液濃度が１．０重量％となるように、高分子蛍光体（又は高分子蛍光体と結着用の高分子樹脂）をキシレンに溶解させ、発光層形成用塗工インキ液を調製した。
ここで高分子蛍光体とは、ポリ（パラフェニレンビニレン）誘導体からなる発光材料を示す。
【００４４】
（被印刷基板の作製）
１５０ｍｍ角、厚さ０．４ｍｍのガラス基板上に、表面抵抗率１５ΩのＩＴＯ膜を回路パターン状に成膜した透明電極作製用基材（ジオマテック（株）製）の前記ＩＴＯ膜面に、スピンコーターを用いて正孔輸送層として、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を１００ｎｍ膜厚で成膜した。
さらに、この成膜されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜を、減圧下１８０℃にて、１時間乾燥することにより、被印刷基板７を作製した。
（撥液処理凸版１４の作製；凸状部２２として、水溶性ポリマーを使用し、インキ撥液性材料として、フッ素含有物を用いた。）
ベース基材層２１として、厚さ０．３ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上に、水溶性ポリマー（水溶性樹脂）を１５０℃で過熱溶融したものを、ブレードコート法により０．１μｍの厚さで形成して、凸状部２２を形成するための水溶性ポリマー層を積層形成した。
【００４５】
続いて、レーザーアブレーション法により、水溶性ポリマー層を凸型に成形し、凸版２３を作製した。
続いて、シプレー社製フォトレジストＳ１８１３を用い、凸状部２２の頂部面２４をレジストで保護した後、この凸版２３を、３Ｍ社製フッ素樹脂コーティング剤ＥＧＣ−１７２０にディップコートし、同社溶剤ＨＦＥ−７１００にて何度か洗い流し、レジストを剥離して、撥液処理凸版１４を作製した。
【００４６】
（撥液処理凸版１４による発光層形成用塗工インキ液の印刷）
上述の手順で作製した撥液処理凸版１４を、図２に示す円圧式凸版印刷装置の版胴５の周面に装着固定し、上述の手順で作製した被印刷基板７を、基板定盤６上に載置固定した。
そして、ベタロール８及び版胴５を回転させて、上述の手順で作製した発光層形成用の塗工インキ液を、スリットコーター９でベタロール８の周面に均一膜にて供給し、ベタロール８を介して、撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４に発光層形成用の塗工インキ液を供給した。
【００４７】
その後、被印刷基板７のＩＴＯ膜パターン形成面側に該ＩＴＯ膜パターンに整合させて、前記頂部面２４によるパターン状の塗工インキ液の印刷を行った。
印刷した後の被印刷基板７は、１５０℃にて５時間の環境下にて塗工インキ液を乾燥した後、該塗工インキ液による発光層上から、カルシウム７ｎｍ、アルミニウム８０ｎｍを積層形成して、陰極用の発光層基板である有機ＥＬ素子とした。
【００４８】
（比較例）
（フッ素樹脂をコーティングしない場合（インキ撥液製層２７を形成しない場合）
実施例１におけるフッ素樹脂のコーティング（インキ撥液製層２７の生成）を行わない以外は、上記実施例１と同様にして凸版２３を作製し、この凸版２３を図２の凸版印刷装置における凸版として用い、この凸版２３を備えた凸版印刷装置を用いて上記と同様の手順で発光層形成用塗工インキ液の印刷を行って、陰極用の発光層基板である有機ＥＬ素子とした。
（比較結果）
上記実施例に示す方法で作製した有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ膜を介して電圧をかけ発光状態の確認を行ったところ、発光層の膜厚が均一であり、発光ムラは見られなかった。これに対し、比較例に示す方法で作製した有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ膜を介して電圧をかけ発光状態の確認を行ったところ、発光層の膜厚が不均一なことによる発光ムラが見られた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルターにおけるパターン、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子の発光層や電荷輸送層、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板における電極パターン、電磁波シールドにおけるシールドパターンなど、凸版印刷法や樹脂凸版を用いて高精細パターンを形成する分野などで好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１ アニロックスロール
２ ドクターブレード
３ 版下クッション
４ 凸版
５ 版胴
６ 基板定盤
７ 被印刷基板
８ ベタロール（表面が平滑なロール）
９ スリットコーター
１０ 計量計
１１ ニードルバルブ
１２ インキ供給ポンプ
１３ インキタンク
１４ 撥液処理凸版
２１ ベース基材層
２２ 凸状部形成層
２３ 凸版
２４ 頂部面
２５ レジスト層
２６ａ 凹状部
２６ｂ 裾部
２７ インキ撥液性層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凸版印刷法を用いて微細なパターンを被印刷体に印刷する精密印刷製造物の製造方法、精密印刷製造物及び凸版印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細なパターンを被印刷体に、面内均一且つ高位置精度で形成し、さらに連続的に安定して形成する方法として、フォトリソグラフィー法が主に使用されている。
しかし、このフォトリソグラフィー法はプロセスが複雑で、パターン形成に必要な製造設備などが高価であるため、製造コストが高くなるという問題がある。
また、フォトリソグラフィー法に代わって、印刷用ブランケットとしてシリコーン系ゴムを用いたものを使用し、印刷用ブランケットから被印刷体としての硝子などの基板へ印刷インキを転写させる凸版反転オフセット印刷法が知られている。
【０００３】
しかし、この方式は、パターン形成されていない非画線部分のインキは刷版で除去され廃棄されてしまう欠点がある。
そこで、近年では、このような方法に代えて材料利用効率の高い凸版印刷方式が注目されつつある。なお、凸版印刷法とは、画線部が凸形状をしている版すなわち凸版を印刷版として用い、この凸形状の頂部面にインキを保持し、被印刷基板に転写するという印刷法である。
【０００４】
次に、従来の凸版印刷装置について図３を参照して説明する。
この凸版印刷装置は、図３に示すように、印刷版としての凸版４の版面にインキを供給するためのアニロックスロール１と、版下クッション３を介してパターン形成用の凸版４が装着される回転式の版胴５と、被印刷基板７が載置される基板定盤６と、アニロックスロール１の余分なインキを掻き落とすドクターブレード２などを有して構成されている。
しかしながら、この凸版印刷方式を用いた場合、使用するインキ粘度に合わせて、これに適した、メッシュ線数及びセル容積を有するアニロックスロールに交換する必要があり、コスト的にも交換作業的にも負荷が大きい。
【０００５】
そこで、表面に彫刻がなされているアニロックスロールに代えて、ベタロール（表面が平滑なロール）を用い、スリットコーターで塗工ロール（すなわちベタロール）上のインキ膜厚を容易に制御できるようにすることで、インキ材料が変更となった場合でも煩わしいロールの交換を不要とし、インキ材料に合わせた最適な印刷条件出しを行うことを可能とする凸版印刷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この凸版印刷装置は、図２に示すように、版下クッション３を介してパターン形成用の凸版４が装着される回転式の版胴５と、被印刷基板７が載置される基板定盤６とを有して構成される凸版印刷装置において、凸版４にインキを供給するためのベタロール８（表面が平滑なロール）と、このベタロール８にインキを塗布するためのスリットコーター９とを設けたものである。スリットコーター９には、自動制御用ニードルバルブ１１及びインキ供給ポンプ１２を介してインキタンク１３が接続されてインキ供給ラインが形成され、このインキ供給ライン上のインキ量を流量計１０で計測し、計測結果に基づき、インキ量が一定となるように、自動制御用ニードルバルブ１１を制御している。
【０００７】
一方、凸版表面へのインキの供給量は、版面の濡れ性、凸版のパターン形状、インキ粘度の他、ベタロール上のインキ膜厚により大きく左右される。
また、凸版表面へのインキ供給量の増減により、最終製品となる被印刷基板への印刷転写膜厚が増減し、また、凸版側でのインキ担持量によっても印刷転写膜厚が増減することから、凸版の凸状部の頂部面に粗面加工を施し充分な厚みのインキ膜を担持させることにより、厚膜の印刷転写を行うようにした方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２９６５４７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述のような従来の凸版印刷装置において、表面に彫刻がなされたアニロックスロールを用いて塗工を行う場合には、ドクターブレードをアニロックスロールに接触させ、余分なインキを取り除いて凸版表面へのインキの供給を行うため、凸版の非画線部である、凸版の凸状部の頂部面を除く周囲の領域（以後、裾部という）や凸状部間に形成される凹状部へのインキの流れ込みは起こりにくい。
【００１０】
これに対し、スリットコーターでベタロールに塗工を行う場合には、ベタロール上のインキ膜厚が比較的大きいため、凸版表面へのインキの供給を行う際に、凸版の非画線部である裾部や凹状部へのインキの流れ込みが起こりやすい。
さらに、スリットコーターでベタロールに塗工を行うため、高粘度のインキ液ではインキが詰まるなどが生じ、正常に塗工することが難しく、数十〔ｃＰ〕以下の低粘度のインキを用いる必要がある。このように、インキ液が低粘度であると、凸版の凸状部の頂部面に付着したインキ液が、非画線部である裾部や凹状部へ流れ込むといった状況が起こりやすい。
【００１１】
またこのため、インキ供給量を調整するために凸版とベタロール間のギャップを高精度に調整する必要がでてくる。
このような凸版の非画線部である裾部や凹状部へのインキの流れ込みは、凸版から被印刷基板へインキを供給する際に、インキ供給量が不均一となる要因となり、そのため有機発光材料の膜パターンの印刷再現性が悪く、膜パターンの膜厚の不均一を発生させたりして、印刷物を再現性良く生産することが難しい。
そこで本発明の課題は、印刷再現性の低下、特に精密部品に対するパターン印刷における再現性の低下やパターン膜の不均一の発生を解消することの可能な、精密印刷製造物の製造方法、精密印刷製造物及び凸版印刷装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる精密印刷製造物の製造方法は、表面が平滑な塗工ロールに、塗布量が一定となるようにスリットコーターにより塗工インキを塗布し、前記塗工ロール上の塗工インキを印刷版としての印刷用凸版表面に供給して、前記印刷用凸版表面上の塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした精密印刷製造物の製造方法であって、前記印刷用凸版として、凸版において画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされた撥液処理凸版を用いることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記インキ撥液性材料がコーティングされた面に対する前記塗工インキの接触角は、２０°以上であることを特徴としている。
また、請求項３にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記撥液処理凸版において、前記凸状部の頂部面と前記インキ撥液性材料がコーティングされた面とにおける表面自由エネルギーの差は１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項４にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記インキ撥液性材料は、フッ素系素材からなることを特徴としている。
さらにまた、請求項５にかかる精密印刷製造物の製造方法は、前記インキ撥液性材料は、シリコーン系素材からなることを特徴としている。
また、本発明の請求項６にかかる精密印刷製造物は、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法を用いて形成されていることを特徴としている。
【００１５】
さらに、本発明の請求項７にかかる凸版印刷装置は、表面が平滑な塗工ロールと、塗布量が一定となるように前記塗工ロールに塗工インキを塗布するスリットコーターと、印刷版としての印刷用凸版とを備え、前記塗工ロール上の塗工インキを前記印刷用凸版表面に供給し、前記印刷用凸版表面上の前記塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした凸版印刷装置において、前記印刷用凸版は、画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、凸版において画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液材料がコーティングされた撥液処理凸版を、印刷用凸版として用いるため、塗工ロールにより凸状部の頂部面に供給された塗工インキが、頂部面から凸状部周囲などといった頂部面を除く領域に移動しようとしても、インキ撥液性材料により弾かれるため、頂部面外への移動が制限される。このため、粘度が比較的低い塗工インキを用いる場合であっても、塗工インキを頂部面のみで保持するようにすることができ、また塗工ロール上の塗工インキの膜厚が比較的大きい場合であっても、印刷用凸版の凸状部の頂部面を除く領域に塗工インキが供給されることを回避することができる。したがって、膜厚均一な印刷パターンの印刷部を再現性よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる撥液処理凸版の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明を適用した凸版印刷装置の概略を示す構成図である。
【図３】従来の凸版印刷装置の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明は、図２に示す凸版印刷装置において、凸版として、塗工インキ液に対して撥液性をもつように撥液処理が施された撥液処理凸版１４を用い、この撥液処理凸版１４を印刷版として用いて、凸版印刷を行うようにしたものである。
図１は、本発明の一実施の形態における、有機ＥＬ素子作製のための撥液処理凸版１４の製造工程を示す断面図である。
図１（ａ）において、２１は撥液処理凸版１４のベース基材層、２２は、凸状部形成層（以下単に凸状部ともいう。）である。まず、ベース基材層２１上に、画線部をなす凸状部形成層２２を作製し、凸版２３を形成する。
【００１９】
続いて、凸版２３にレジストをコーティングし、フォトリソ法を用いて凸状部形成層２２の上部面、すなわち、凸版２３の頂部面２４のみにレジスト層２５を作製する（図１（ｂ））。
続いて、有機発光材料を含む塗工インキ液に対して撥液性を有するインキ撥液性材料を全面にコーティングした後（図１（ｃ））、レジスト層２５を除去する（図１（ｄ））。その結果、図１（ｄ）に示すように、凸版２３の頂部面２４にはインキ撥液性層は形成されず、凸状部形成層２２どうしの間に形成される凹状部２６ａ及び凸状部形成層２２の頂部面２４を除く周囲の部分（以後、裾部という）２６ｂ、つまり凸状部形成層２２の側面部分にインキ撥液性層２７が形成される。
【００２０】
これにより、凸版２３の、凹状部２６ａ及び凸状部形成層２２の裾部２６ｂのみにインキ撥液性層２７が形成された撥液処理凸版１４が形成される。そして、これはすなわち、凸状部形成層２２の頂部面２４を除くその周囲の領域である裾部２６ｂと、凸状部形成層２２の裾部２６ｂの一部の領域と凸状部形成層２２どうしの間の領域（凹状部２６ａの底部となる領域）とからなる凹状部２６ａとに、インキ撥液性層２７が形成されることになり、すなわち、撥液処理凸版１４の非画線部となる領域にインキ撥液性層２７が形成されたことになる。
【００２１】
ここで、インキ撥液性材料のコーティング方法としては、一般的なスプレーコート法、カーテンコート法、ダイコート法、ディップコート法など、一般的なコーティング方法を適用することができる。中でも、スプレーコート法、ディップコート法は簡便であるため好ましい。
インキ撥液性層２７には、使用する塗工インキ液に対する撥液性を有する材料を用いる。例えば、フッ素原子を分子骨格に有する添加剤を加えた樹脂材料や、フッ素系エラストマーや、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ六フッ化ビニリデンや、それらの共重合体といったフッ素系ポリマーなどから一種類以上を選択することが望ましい。また、シリコーン系の材料も撥インキ性を示す為用いることができる。
【００２２】
凸状部形成層２２としては、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、ウレタンゴムなどのゴムの他に、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂やそれらの共重合体、セルロースなどの天然高分子を用いることができる。
なかでも、水溶性ポリマーを主成分として含む材料は、塗工インキ液の成分である有機発光材料の溶液や分散液を構成している有機溶剤への耐性も高いため、これを用いることも望ましい。
【００２３】
ただし、有機発光材料を含む塗工インキ液に対する、インキ撥液剤層２７が形成された凹状部２６ａや凸状部２２周囲の裾部２６ｂの接触角の大きさは、インキ撥液剤層２７の種類に応じて２０°以上であることが好ましく、さらには６０°以上であることがより好ましい。接触角が２０°以上であれば凹状部２６ａ及び裾部２６ｂへの濡れ広がりを抑制することができ、さらに、６０°以上であれば、一旦、塗工インキ液が侵入したとしても、インキ撥液剤層２７の撥インキ性によって、塗工インキ液が凹状部２６ａや裾部２６ｂに残留することを回避することができる。
【００２４】
また、凸状部２２の頂部面２４の接触角の大きさは、凹状部２６ａや裾部２６ｂよりも小さいことが望ましく、１０°以下であることがより好ましい。接触角が１０°を超えると、頂部面２４での濡れ広がりが不十分となり、印刷不良を生じるおそれがある。
また、凸状部２２の頂部面２４と、インキ撥液材層２７が形成された、凹状部２６ａ及び裾部２６ｂの表面自由エネルギーの差は１０ｍＮ／ｍ以上であることが望ましい。表面自由エネルギ−の差が１０ｍＮ／ｍ以上であると、頂部面２４に塗工インキ液を引き込む効果が生じるため、凹状部２６ａや裾部２６ｂへの塗工インキ液の流れ込みを抑制することができる。
【００２５】
ここで塗工インキ液としては、例えば、有機発光材料と、沸点が７０℃以上１８０℃未満の溶剤と、沸点が１８０℃以上２７０℃以下の溶剤とからなるものを用いることができる。その場合、沸点が１８０℃以上２７０℃以下の溶剤のインキに対する重量比は、１重量％以上５重量％以下が適当である。
沸点が１８０℃以上２７０℃以下の溶剤としては、例えば、２，３-ジメチルアニソール、２，５-ジメチルアニソール、２，６-ジメチルアニソール、トリメチルアニソール、テトラリン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、シクロヘキシルベンゼン、ｎ-アミルベンゼン、ｔｅｒｔ-アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジメチルスルホキシドの中から１種、又は複数種を選択したものが適用される。
【００２６】
有機発光材料としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に低分子の蛍光色素を溶解させたものや、ポリフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリアルキルフルオレン誘導体（ＰＡＦ）などの高分子発光体が用いられる。これらの高分子有機発光材料（高分子ＥＬ素子用発光材料）は、溶剤に溶解又は安定して分散でき、インキ化することによって塗布法や印刷法により製膜することができるため、低分子発光材料を用いた有機ＥＬ素子の製造と比較して、大気圧下での製膜が可能であり、設備コストが安いという利点がある。
【００２７】
凸版２３としては、先に記述した、材質を用いることが出来るが、市販のフレキソ版や樹脂凸版を用いることが出来る。
このようにして形成した撥液処理凸版１４を、図２に示す、ベタロール８を用いた凸版印刷法による凸版印刷装置において凸版４に代えて装着し、この凸版印刷装置を用いて印刷を行う。なお、凸版印刷装置に限らず、例えば、円圧式の凸版印刷機、又は円圧式の凸版オフセット印刷機などに適用することも可能である。
【００２８】
つまり、図２に示すように、撥液処理凸版１４は、前述のように、版下クッション３を介して版胴５に装着され、スリットコーター９によりベタロール８にインキが塗布され、このベタロール８により撥液処理凸版１４にインキが供給される。そして、流量計１０で計測される、スリットコーター９へのインキ供給ライン上のインキ量の計測値に基づき、スリットコーター９に供給されるインキ量が一定となるように、自動制御用ニードルバルブ１１が制御される。
【００２９】
そして、基板定盤６に載置された被印刷基板７に対して、撥液処理凸版１４により印刷転写が行われる。
図２に示すような凸版印刷装置において、ベタロール８上のインキ膜厚を制御するためには、ベタロール８の回転スピード及びスリットコーター９へのインキ供給量を制御する必要がある。しかしながら、ベタロール８から撥液処理凸版１４の版面へのインキ塗工と撥液処理凸版１４から被印刷基板７への印刷転写とは同時に行われるため、ベタロール８の回転速度は印刷転写速度と一致させる必要があり、さらに印刷転写速度は転写適性に影響するため、インキ塗工時にベタロールの速度変調を行うことは困難である。
【００３０】
そのため、本実施の形態における凸版印刷装置では、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を、スリットコーター９へのインキ供給量を制御することによって調整している。
すなわち、図２に示す凸版印刷装置では、スリットコーター９へのインキ供給量を自動制御するための手段として、スリットコーター９へのインキ供給ライン上に流量計１０と自動制御用ニードルバルブ１１を設け、これらを図示しないコントローラによって制御する。
【００３１】
前述のように流量計１０は、スリットコーター９へのインキ供給ライン上のインキ流量を計測し、その計測信号をコントローラに供給する。コントローラは、流量計１０からの計測信号によってインキ流量を常時監視し、インキ流量が一定の目標値に保たれるように、ニードルバルブ１１の開閉量を制御する。このような自動制御によって、スリットコーター９へのインキ供給量を制御し、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を制御している。
【００３２】
また、流量計１０の上流には、スリットコーター９に供給するインキを貯めておくインキタンク１３と、このインキタンク１３内のインキを送液するためのポンプ１２とを備えている。
以上のように、図２に示す凸版印刷装置では、流量計１０による計測信号に基づいて、自動制御用ニードルバルブ１１の開閉量をフィードバック制御することにより、スリットコーター９へのインキ供給量を制御し、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を制御する。
【００３３】
したがって、ベタロール８の回転速度を印刷転写速度と一致させた印刷動作を行いながら、リアルタイムでスリットコーター９へのインキ供給量を適正に制御し、ベタロール８へのインキ塗工膜厚を制御することができるのである。
この結果、インキ材料に合った塗工膜厚を出すのに、メッシュ線数・セル容積の異なるアニロックスロールを交換して評価をする作業の負荷が軽減でき、容易に膜厚調整を行うことが可能となる。
【００３４】
そして、ベタロール８の回転に伴い、スリットコーター９からベタロール８の周面に吐出されたインキは、ベタロール８の周面に均一な膜厚のインキ膜として転移する。その後、版胴５に取り付けられた撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４に、ベタロール８周面のインキが均一な膜厚にて転移する。
さらに、基板定盤６上の被印刷基板７は、撥液処理凸版１４の凸状部２２による凸部パターンと被印刷基板７との位相位置を調整する位置調整機構により位相位置を調整しながら図２に示すように印刷開始位置まで図面左方向に水平移動する。
【００３５】
その後に、基板定盤６は、被印刷基板７面に版胴５の撥液処理凸版１４の凸状部を所定印圧にて接触させながら、版胴５の回転速度に整合して図面右方向に水平移動し、撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４のインキによる凸部パターンを被印刷基板７面に印刷する。
印刷後の前記被印刷基板７は、基板定盤６上から取り除かれた後、次の被印刷基板７が基板定盤６上に装着固定される。この動作を繰り返すことにより印刷が実施される。
【００３６】
ここで、上述のように、撥液処理凸版１４の凹状部２６ａや裾部２６ｂ、すなわち非画線部には、塗工インキ液に対して撥液性をもつインキ撥液性層２７が形成されている。そのため、ベタロール８により凸状部２２の頂部面２４に供給されたインキが、頂部面２４から裾部２６ｂや凹状部２６ａの底部にまで流れ込もうとしたとしても、これら凹状部２６ａや裾部２６ｂにはインキ撥液性層２７が形成されているため、このインキ撥液性層２７によって弾かれることになり、頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへのインキの流れ込みが防止されることになる。つまり、頂部面２４には、ベタロール８から供給された量のインキが担持されることになるため、印刷されたインキ膜厚の均一性を向上させることができ、また、印刷再現性を向上させることができる。
【００３７】
特に、スリットコーター９でベタロール８に塗工を行うようにした凸版印刷装置においては、塗工インキ液の粘度をある程度低粘度に抑える必要があり、塗工インキ液の粘度が低い場合には、凸状部２２の頂部面２４に供給されたインクが、凹状部２６ａや裾部２６ｂに流れ込みやすい。
しかしながら、上述のように、凹状部２６ａや裾部２６ｂにインキ撥液性層２７を設けることで、頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへのインキの流れ込みを防止することができるため、塗工インキ液の粘度が低い場合であっても、インキ膜厚の均一性や印刷再現性を向上させることができるという効果を得ることができる。
【００３８】
また、ベタロール８上の塗工インキ液の膜厚は比較的大きいため、ベタロール８表面上の塗工インキ液を撥液処理凸版１４に供給する際に、撥液処理凸版１４の凸状部２２の周囲にも塗工インキ液が塗布されてしまう可能性が高くなる。しかしながら、撥液処理凸版１４の凹状部２６ａや裾部２６ｂにはインキ撥液性層２７が形成されており、このインキ撥液性層２７により凸状部２２の頂部面２４を除く領域に塗工インキ液が塗布されてしまうことを回避することができる。これにより、ベタロール８から撥液処理凸版１４に塗工インキ液を供給する際に、不要な塗工インキ液が撥液処理凸版１４に供給されることによりインキ膜厚の均一性が損なわれることを回避することができる。
【００３９】
したがって、このような撥液処理凸版１４を用いて被印刷基板７に対して印刷転写を行うことにより、使用する塗工インキ液を変更した場合であっても、スリットコーター９により、ベタロール８へのインキ供給量を変更するだけで、ベタロール８上のインキ膜厚を容易且つ的確に制御することができると共に、塗工インキ液の粘度が低い場合であっても、上述のように頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへのインキの流れ込みを防止することができるため、印刷されたインキ膜厚の均一性や印刷再現性の高い被印刷基板７を得ることができる。
【００４０】
また、このように、頂部面２４から凹状部２６ａや裾部２６ｂへの塗工インキ液の流れ込みを防止することができるため、塗工インキ液の粘度がある程度低い場合であっても、この塗工インキ液の流れ込みを防止することができる。したがって、スリットコーター９を用いた凸版印刷装置において使用可能な、塗工インキ液の粘度範囲を広げることができ、粘度の異なる塗工インキ液を用いて印刷を行う場合であっても、凸版印刷装置の構成品の交換などを必要とすることはなく、塗工インキ液を交換するだけで、より広い粘度範囲での印刷を行うことができる。
【００４１】
さらに、凹状部２６ａ及び裾部２６ｂに、撥インキ性が付与されているため、撥液処理凸版１４とベタロール８との間のギャップの制御をそれほど高精度に行う必要がない。すなわち、ベタロール８上の塗工インキ液膜に撥液処理凸版１４を完全に押し込んだとしても、撥液処理凸版１４の頂部面２４のみに塗工インキ液を転移させることが可能である。したがって、ベタロール８と撥液処理凸版１４との間のギャップは、ベタロール８上の塗工インキ液を撥液処理凸版１４に転移させることの可能なギャップであればよいため、例えば、ベタロール８と撥液処理凸版１４との間のギャップを、ベタロール８上の塗工インキ液を撥液処理凸版１４に転移させることの可能な位置に配置すれば、ギャップの制御を行う必要はない。また、ベタロール８と撥液処理凸版１４との間のギャップの制御を行う必要がある場合であっても、比較的簡易なギャップ制御ですむ。
【００４２】
なお、ここでは、有機ＥＬ素子作製のための撥液処理凸版１４を作製する場合について説明したが、これに限るものではなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルターにおけるパターン、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子の発光層や電荷輸送層、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板における電極パターン、電磁波シールドにおけるシールドパターンなどの高精細パターンの形成する場合であっても適用することができる。この場合には、それぞれ使用する塗工インキ液の成分に応じたインキ撥液性を有するインキ撥液性材料を用いてインキ撥液性層２７を形成すればよく、塗工インキ液に対する、凹状部２６ａや凸状部２２周囲の裾部２６ｂの接触角の大きさや、凸版２３の材質、その他条件などは、それぞれ塗工インキ液やインキ撥液性材料などを考慮して、それぞれに適した条件に設定すればよい。
【実施例】
【００４３】
以下に本発明の実施例及び比較例を示す。
（実施例）
図１に示す撥液処理凸版１４を凸版として備えた図２に示す凸版印刷装置を用いて、有機ＥＬ素子を以下の方法で作成した。
（発光層形成用塗工インキ液の調製）
塗工インキ液濃度が１．０重量％となるように、高分子蛍光体（又は高分子蛍光体と結着用の高分子樹脂）をキシレンに溶解させ、発光層形成用塗工インキ液を調製した。
ここで高分子蛍光体とは、ポリ（パラフェニレンビニレン）誘導体からなる発光材料を示す。
【００４４】
（被印刷基板の作製）
１５０ｍｍ角、厚さ０．４ｍｍのガラス基板上に、表面抵抗率１５ΩのＩＴＯ膜を回路パターン状に成膜した透明電極作製用基材（ジオマテック（株）製）の前記ＩＴＯ膜面に、スピンコーターを用いて正孔輸送層として、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を１００ｎｍ膜厚で成膜した。
さらに、この成膜されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ薄膜を、減圧下１８０℃にて、１時間乾燥することにより、被印刷基板７を作製した。
（撥液処理凸版１４の作製；凸状部２２として、水溶性ポリマーを使用し、インキ撥液性材料として、フッ素含有物を用いた。）
ベース基材層２１として、厚さ０．３ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上に、水溶性ポリマー（水溶性樹脂）を１５０℃で過熱溶融したものを、ブレードコート法により０．１μｍの厚さで形成して、凸状部２２を形成するための水溶性ポリマー層を積層形成した。
【００４５】
続いて、レーザーアブレーション法により、水溶性ポリマー層を凸型に成形し、凸版２３を作製した。
続いて、シプレー社製フォトレジストＳ１８１３を用い、凸状部２２の頂部面２４をレジストで保護した後、この凸版２３を、３Ｍ社製フッ素樹脂コーティング剤ＥＧＣ−１７２０にディップコートし、同社溶剤ＨＦＥ−７１００にて何度か洗い流し、レジストを剥離して、撥液処理凸版１４を作製した。
【００４６】
（撥液処理凸版１４による発光層形成用塗工インキ液の印刷）
上述の手順で作製した撥液処理凸版１４を、図２に示す円圧式凸版印刷装置の版胴５の周面に装着固定し、上述の手順で作製した被印刷基板７を、基板定盤６上に載置固定した。
そして、ベタロール８及び版胴５を回転させて、上述の手順で作製した発光層形成用の塗工インキ液を、スリットコーター９でベタロール８の周面に均一膜にて供給し、ベタロール８を介して、撥液処理凸版１４の凸状部２２の頂部面２４に発光層形成用の塗工インキ液を供給した。
【００４７】
その後、被印刷基板７のＩＴＯ膜パターン形成面側に該ＩＴＯ膜パターンに整合させて、前記頂部面２４によるパターン状の塗工インキ液の印刷を行った。
印刷した後の被印刷基板７は、１５０℃にて５時間の環境下にて塗工インキ液を乾燥した後、該塗工インキ液による発光層上から、カルシウム７ｎｍ、アルミニウム８０ｎｍを積層形成して、陰極用の発光層基板である有機ＥＬ素子とした。
【００４８】
（比較例）
（フッ素樹脂をコーティングしない場合（インキ撥液製層２７を形成しない場合）
実施例１におけるフッ素樹脂のコーティング（インキ撥液製層２７の生成）を行わない以外は、上記実施例１と同様にして凸版２３を作製し、この凸版２３を図２の凸版印刷装置における凸版として用い、この凸版２３を備えた凸版印刷装置を用いて上記と同様の手順で発光層形成用塗工インキ液の印刷を行って、陰極用の発光層基板である有機ＥＬ素子とした。
（比較結果）
上記実施例に示す方法で作製した有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ膜を介して電圧をかけ発光状態の確認を行ったところ、発光層の膜厚が均一であり、発光ムラは見られなかった。これに対し、比較例に示す方法で作製した有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ膜を介して電圧をかけ発光状態の確認を行ったところ、発光層の膜厚が不均一なことによる発光ムラが見られた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルターにおけるパターン、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子の発光層や電荷輸送層、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板における電極パターン、電磁波シールドにおけるシールドパターンなど、凸版印刷法や樹脂凸版を用いて高精細パターンを形成する分野などで好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１ アニロックスロール
２ ドクターブレード
３ 版下クッション
４ 凸版
５ 版胴
６ 基板定盤
７ 被印刷基板
８ ベタロール（表面が平滑なロール）
９ スリットコーター
１０ 計量計
１１ ニードルバルブ
１２ インキ供給ポンプ
１３ インキタンク
１４ 撥液処理凸版
２１ ベース基材層
２２ 凸状部形成層
２３ 凸版
２４ 頂部面
２５ レジスト層
２６ａ 凹状部
２６ｂ 裾部
２７ インキ撥液性層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が平滑な塗工ロールに、塗布量が一定となるようにスリットコーターにより塗工インキを塗布し、前記塗工ロール上の塗工インキを印刷版としての印刷用凸版表面に供給して、前記印刷用凸版表面上の塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした精密印刷製造物の製造方法であって、
前記印刷用凸版として、凸版において画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされた撥液処理凸版を用いることを特徴とする精密印刷製造物の製造方法。
【請求項２】
前記インキ撥液性材料がコーティングされた面に対する前記塗工インキの接触角は、２０°以上であることを特徴とする請求項１記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項３】
前記撥液処理凸版において、前記凸状部の頂部面と前記インキ撥液性材料がコーティングされた面とにおける表面自由エネルギーの差は１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項４】
前記インキ撥液性材料は、フッ素系素材からなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項５】
前記インキ撥液性材料は、シリコーン系素材からなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする精密印刷製造物。
【請求項７】
表面が平滑な塗工ロールと、塗布量が一定となるように前記塗工ロールに塗工インキを塗布するスリットコーターと、印刷版としての印刷用凸版とを備え、前記塗工ロール上の塗工インキを前記印刷用凸版表面に供給し、前記印刷用凸版表面上の前記塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした凸版印刷装置において、
前記印刷用凸版は、画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされていることを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項１】
表面が平滑な塗工ロールに、塗布量が一定となるようにスリットコーターにより塗工インキを塗布し、前記塗工ロール上の塗工インキを印刷版としての印刷用凸版表面に供給して、前記印刷用凸版表面上の塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした精密印刷製造物の製造方法であって、
前記印刷用凸版として、凸版において画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされた撥液処理凸版を用いることを特徴とする精密印刷製造物の製造方法。
【請求項２】
前記インキ撥液性材料がコーティングされた面に対する前記塗工インキの接触角は、２０°以上であることを特徴とする請求項１記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項３】
前記撥液処理凸版において、前記凸状部の頂部面と前記インキ撥液性材料がコーティングされた面とにおける表面自由エネルギーの差は１０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項４】
前記インキ撥液性材料は、フッ素系素材からなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項５】
前記インキ撥液性材料は、シリコーン系素材からなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の精密印刷製造物の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする精密印刷製造物。
【請求項７】
表面が平滑な塗工ロールと、塗布量が一定となるように前記塗工ロールに塗工インキを塗布するスリットコーターと、印刷版としての印刷用凸版とを備え、前記塗工ロール上の塗工インキを前記印刷用凸版表面に供給し、前記印刷用凸版表面上の前記塗工インキを被印刷基板に印刷するようにした凸版印刷装置において、
前記印刷用凸版は、画線部をなす凸状部の頂部面を除く領域に、前記塗工インキに対して撥液性を有するインキ撥液性材料がコーティングされていることを特徴とする凸版印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１９４８０８（Ｐ２０１１−１９４８０８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６２３５（Ｐ２０１０−６６２３５）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]