JP2010145460A - 精密パターンの印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定でコストパフォーマンスに優れ、主にカラーフィルター（ＣＦ）の作製に用いることができ、印刷物のパターン同士の重なりを最低限に抑えた精密パターンの印刷方法を提供する。
【解決手段】被印刷基材上にあらかじめ設けられた隔壁パターンによって仕切られた領域に、インクを選択的に配設する精密パターンの印刷方法であって、インク剥離性フィルム基材上に、該隔壁パターンによって仕切られた領域よりも小さな面積のインク液膜パターンを形成し、該隔壁パターンに対して位置合わせを行った後加圧転写し、該隔壁パターンによって仕切られた領域内に選択的にインクを押し広げて配設する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス基材やプラスチックフィルム基材上へ、高精細パタ−ンを形成する印刷方法に関するものである。

従来、紙やフィルムを対象に発達した印刷技術はエレクトロニクス分野にも応用され、精密機器の量産化や低価格化に貢献している。とくに近年発達が目覚しいフラットパネルディスプレイには、多くの部材に精密パターニング技術が用いられており、これら精密パターニング技術を利用した部材の大型化や低価格化が益々求められている。

例えばフラットパネルディスプレイの一つであるカラー液晶表示装置等に使用されているカラーフィルター（以下ＣＦと略称する）は、透明基板上に微細な赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の三色の着色パターンが規則正しく、例えばドット状あるいはストライプ状に配列されたものである。加えて各着色層間には各着色層を光学的に分離するための隔壁となる格子状、あるいはストライプ状の光遮蔽層、いわゆるブラックマトリクス（以下ＢＭと略称する）が精密パターニング技術を利用して製造されている。

このようなＣＦの製造初期には、例えば特許文献１に開示される蒸着法や、特許文献２に開示される染色法が用いられていたが、それぞれ隣接する画素ごとに薄膜を十数層にも重ねる複雑なプロセスが必要（蒸着法）、色素受像の為の有機層や色耐性に問題がある（染色法）、などの理由で用いられなくなった。

また、特許文献３に開示されるように、オフセット印刷やスクリーン印刷などの既存の印刷方式を利用して、ＣＦのパターニングを行う試みがされてきた。しかし、スクリーン印刷では、スクリーン版の変形が生じやすく、印刷パターンの変形やパターンの重ね合わせ精度に問題があった。また、オフセット印刷においては、ブランケットからのパターンの受理や転移時にパターンの潰れや、にじみの発生する、あるいは加圧時にパターン中心部と輪郭部においてのインク膜厚の差異が生じる問題があった。

そこで、近年では透明基板上に上記ＢＭ、及び３色の着色パターンの各層を各々、顔料分散レジスト塗布、露光、及び現像工程等を繰り返すフォトリソグラフィー法（顔料分散法とも呼ばれる）が製造方法の中心となっている。フォトリソグラフィー法は、ＢＭを含めた各色のパターニングに要する工程が複雑であり、テレビ製品向けなどの大型化に伴う設備規模の増大が問題となっている。また小型パネルにおいてはフォトリソグラフィー法で得られるＣＦの微細化に課題が残されている。

フォトリソグラフィー法では、一般にＢＭのパターンに対する各着色パターンのアライメント精度（位置合わせ精度）の誤差を考慮し、ＢＭパターンで形成された画素面積よりも各着色パターンを大きく描画している。そのためＣＦの断面を見てみると、ＢＭパターン表面に着色パターンの一部が乗り上がり（オーバーラップ）、段差となる為に液晶配向の乱れやムラの原因となっている。

さらに、ディスプレイの高精細化がテレビ製品やモバイル製品で進んでおり、画素の小型化やＢＭ線幅の微細化が求められているため、ＢＭパターンに対する着色パターンのオーバーラップ幅がほとんど設定できなくなる傾向がある。

そこで、特許文献４では、ＢＭパターンを画素パターンの隔壁として用い、開口部へオ
フセット印刷を用いて印刷した後、印刷に用いたブランケット胴でそのまま画素表面を加圧し、開口部全面にインクを延ばす方法が開示されている。この方法では、確かにＢＭパターンと画素パターンのオーバーラップを設定せずに、インクを画素全面に広げることが可能であるが、インクの流動性が高い段階で加圧を行うため、混色を防ぐ目的で隔壁の高さを確保すると、インクへの加圧を均一にすることが困難になる不具合や、通常のオフセット印刷を用いる為に高精細化が困難であった。

一方、インクジェット（以下ＩＪと略称する）を用いたＣＦの製造技術は、製造工程の簡略化や使用インクの低減を目的として開発が進められている。ＩＪ方式では、積層したインク吸収性樹脂層を用いる受像層方式や、特許文献５に開示されているような遮光パターンに撥インク性を付与した隔壁方式が主に用いられる。

しかし、受像層方式では、着色インクを吸収した場合の膨張の制御や、加工表層へ耐性を付与することが難しい。また、ＩＪ方式ではインクの粘度を下げることが困難な為、隔壁方式では吐出直後において、隔壁の高さの数倍となるインク量を決壊なく保持しなければならず、パターンににじみや混色が生じやすい。

さらに、ＩＪヘッドから吐出される液滴の着弾性や、連続吐出の安定性を得るために、一般的に着弾するインク液滴の大きさは２０μｍ〜４０μｍ程度となり、画素開口部の幅や、機械精度が原因となる着弾位置誤差を含めると、画素パターンが６０μｍ幅以下の高精細パターニングには使用することができない。

そこで、このような微細パターンの形成方法として、新たな印刷法が考案された。例えば、特許文献６に記載の印刷法は、シリンダーに設置されたブランケット表面にインク膜を塗布し、ブランケット上でインクが完全に乾燥していない半乾燥状態にしたのち、表面に凹凸を有する除去版を押し当て、パターン以外の余分なインクを版表面に除去したのち、必要なパターンを被転写基材上に転写する方法である。

一般的に用いられるオフセット印刷やスクリーン印刷では、インクの流動性が高い為、高精細パターニング時にどうしても、にじみやムラが発生してしまう不具合があったが、上記印刷方式では、一度ブランケット上に塗布したインク膜を半乾燥状態にしてから、除去版を用いてパターニングすることでインクの流動を抑え、高精細パターニングを可能にした。また、印刷のプロセスが簡素であり、設備の規模や設置面積を少なくすることが可能であり、フォトリソグラフィー法のように現像処理が必要な無く、ランニングコストも低減することができる利点がある。

しかし、この印刷法は厚さ数ｍｍ程度のブランケット基材を使用する為、ブランケットの均一性を確保することが難しく、さらにブランケットへのインク溶剤の吸収により膨潤が起こり、パターンの直線性や再現性を損なう問題があった。また、シリンダーに設置されたブランケット上のパターンと、被転写基材上に設けられた既存パターンとの重ね合わせを直接観察することができず、高精細パターンの重ね合わせにも問題があった。そのため、パターンの重ね合わせ時には、フォトリソグラフィー法と同様に、既存パターンとオーバーラップを考慮したパターン設計が必要とされる。
特開昭６３−２６３６１号公報 特開平４−８６８０１号公報 特開平１１−３１４３４１号公報 特開平２−２９７５０２号公報 特開平６−１８６４１６号公報 特開２００１−５６４０５号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、安定でコストパフォーマンスに優れ、主にカラーフィルター（ＣＦ）の作製に用いることができ、印刷物のパターン同士の重なりを最低限に抑えた精密パターンの印刷方法を提供する事を課題とする。

本発明の請求項１に係る発明は、被印刷基材上にあらかじめ設けられた隔壁パターンによって仕切られた領域に、インクを選択的に配設する精密パターンの印刷方法であって、インク剥離性フィルム基材上に、該隔壁パターンによって仕切られた領域よりも小さな面積のインク液膜パターンを形成し、該隔壁パターンに対して位置合わせを行った後加圧転写し、該隔壁パターンによって仕切られた領域内に選択的にインクを押し広げて配設することを特徴とする精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記インク液膜パターンは、前記インク剥離性フィルム基材上にインク液膜を塗工して設け、該インク液膜を予備乾燥した後、該インク液膜パターンに対応した画像パターンを凹部とした凸版を該インク液膜に押し当て、余分なパターンのインク液膜を前記凸版の凸部に転移させ、前記インク剥離性フィルム基材上に前記インク液膜パターンを残存形成させたものである事を特徴とする請求項１に記載する精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記隔壁パターンと、前記インク液膜パターンの位置合わせが、前記被印刷基材と前記インク剥離性フィルム基材を、２０μｍから５００μｍの距離を保って平行に配置し、両基材の位置合わせ用パターンをカメラ等の光学機器を用いて観察した画像を基に行われる事を特徴とする請求項１または２に記載する精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記インク液膜パターンとして、前記隔壁パターンによって仕切られた領域の形状を少なくとも一方向に５％から１０％縮小したパターンを用いる事を特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項５に係る発明は、前記インク液膜パターンとして、複数からなるドットパターンを用い、ドットパターンの膜厚、面積と個数からなるパターン密度により、転写するインク量を調節する事を特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項６に係る発明は、前記インク剥離性のフィルム基材が、透明なフィルム基材上にシリコーン樹脂層を積層して設けたものである事を特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項７に係る発明は、前記凸版が、ガラス版もしくは樹脂版を使用する事を特徴とする請求項２〜６のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項８に係る発明は、前記隔壁パターンは、前記被印刷基材上に、あらかじめフォトリソグラフィー法を用いて設けられた隔壁パターンである事を特徴とする請求項１〜７のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法である。

また、本発明の請求項９に係る発明は、前記隔壁パターンは、インク剥離性フィルム基材上にインク液膜を塗工して設け、該インク液膜を予備乾燥した後、前記隔壁パターンに対応した画像パターンを凹部とした凸版を該インク液膜に押し当て、余分なパターンを版凸部に転移した後、インク剥離性フィルム基材上に残存した前記隔壁パターンを前記被印刷基材上に転写して設けられたものである事を特徴とする請求項１〜７に記載のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法である。

本発明の精密パターンの印刷方法によれば、被印刷基材上にあらかじめ設けられた隔壁パターンによって仕切られた領域に、インクを選択的に配設する印刷方法であって、剥離性を有するフィルム基材上に該隔壁パターンによって仕切られた領域よりも小さな面積のインク液膜パターンを形成し、隔壁パターンに対して位置合わせを行った後加圧転写することで、高精細パターンにおいても位置合わせが容易となり、転写時にインクが押し広げられることであらかじめ設けられた隔壁パターンに忠実な高精細パターニングを可能とすることができた。

また、前記隔壁パターンによって仕切られた領域よりも小さな面積のインク液膜パターンを、インク剥離性フィルム基材上に得る方法が、該インク剥離性フィルム基材上にインク液膜を塗工して設け、該インク液膜を予備乾燥した後、必要な画像パターンを凹部とした凸版を該インク液膜に押し当て、余分なパターンを版凸部に転移させる方法とする事で、流動性を低下させたインク液膜パターンを被転写基材上の隔壁パターン中に転写する事が可能で、にじみやムラの少ない印刷物を得ることができる。

また、前記被印刷基材上にあらかじめ設けられた隔壁パターンと、インク剥離性フィルム基材上のインク液膜パターンの位置合わせが、被印刷基材とインク剥離性フィルム基材を、２０μｍから５００μｍの距離を保って平行に配置し、両基材の位置合わせ用パターンをカメラ等の光学機器を用いて観察した画像を元に行う事で、被印刷基材上の隔壁パターンへ正確に位置合わせを行う事が可能となった。
また、前記隔壁パターンによって仕切られた領域よりも小さな面積のインク液膜パターンとして、隔壁パターンによって仕切られた領域の形状を縮小したパターンを用い、インク液膜パターンの膜厚により転写するインク量を調節する事で、隔壁パターンとの位置合わせのマージンを広げ、隔壁中にムラなくインク液膜を設ける事が可能となった。

また、前記隔壁パターンによって仕切られた領域よりも小さな面積のインク液膜パターンとして、複数からなるドットパターンを用い、ドットパターンの膜厚や面積や個数からなるパターン密度により、転写するインク量を調節する事で、隔壁パターンとの位置合わせのマージンを広げ、隔壁中に所定の膜厚のインク液膜を設ける事が可能となった。

また、前記インク剥離性のフィルム基材として、透明なフィルム基材上にシリコーン樹脂層を積層して設けた事で、転写パターンの位置合わせを容易にし、且つ安価な印刷方法を提供する事が可能となった。

また、前記予備乾燥インク膜を除去するための凸版として、ガラスもしくは樹脂製の版を使用する事で、微細パターンを安定して得る事が可能となった。

また、前記被印刷基材上に、あらかじめフォトリソグラフィー法を用いて隔壁パターンを設ける事で、印刷パターンの精度は従来方式と同等で、且つ安価な印刷方式を提供する事が可能となった。

また、前記被印刷基材上にあらかじめ設けられた隔壁パターンが、インク剥離性フィルム基材上にインク液膜を塗工して設け、該インク液膜を予備乾燥した後、必要な画像パターンを凹部とした凸版を該インク液膜に押し当て、余分なパターンを版凸部に転移させた後、インク剥離性フィルム基材上に残されたインク液膜パターンを被印刷基材上に転写する方式を用いた事で、従来方式と比べ安価な印刷方法を提供する事が可能となった。

以下に本発明の精密パターンの印刷方法を、一実施形態に基づいて、工程を追って説明する。

本発明の印刷方法に用いるインク剥離性のフィルム基材１００は、プラスチック等の可撓性のフィルム基材１０１を加工し用いる事が可能である。フィルム基材１０１としては、例えば、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、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン（脂肪族ポリアミド）、アラミド（全芳香族ポリアミド）、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロースなどのフィルム、シートを用いる事ができる。さらに光透過性の基材を用いる事により、パターンの重ね合わせ時にアライメントを容易とする事ができる。

本発明の印刷方法に用いるインク剥離性のフィルム基材１００は、上記フィルム基材１０１へシリコーンオイル、シリコーンワニスで代表される離型剤を塗っても良いし、あるいはシリコーンゴムの薄膜層を形成してもよい。また同じ目的でフッ素系樹脂、フッ素系ゴムも利用されうるし、フッ素樹脂微粉末をシリコーンゴムあるいは、普通のゴムに混ぜて剥離性を出すなどの使い方をしてもよい。

これらシリコーン系の塗膜は通常フィルム基材１０１との密着が低いが、熱硬化または紫外線硬化性のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、最表面に設けるシリコーン層に対して、より基材との接着性の高い樹脂層を、アンカー層としてあらかじめフィルム基材１０１上に設け、その上層に設ける事もできる。いずれも適度のインク受容性を有すると同時に、一度受容したインクの完全なインク剥離性を有する事が望ましい。

具体的なシリコーンとしては、ジメチルポリシロキサンの各種分子量のもの、その他メチルハイドロジエンポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイル、メチル塩素化フェニルシリコーンオイル、あるいはこれらポリシロキサンと有機化合物との共重合体など、変成したものを用いる事ができる。

シリコーンゴムとしては、二液型のジオルガノポリシロキサンと架橋剤としての三官能性以上のシラン、またはシロキサン及び硬化触媒を組み合わせたもの、あるいは一液型ではジオルガノポリシロキサンとアセトンオキシム、各種メトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン等の組み合わせなどが用いられ、その他ゴム硬度を調節するためのポリシロキサンが適宜用いられる。

このようにして得られるインク剥離性のフィルム基材１００に対するインク剥離性は、処理面へインクを滴下した際の接触角が、１０°以上９０°以下となるのが好ましく、より好ましくは２０°以上７０°以下である。この接触角が小さいと後工程でのインク剥離性が低下してパターンの欠陥（再現性不良等）が発生しやすくなり、接触角が大きいとイ
ンク液膜１０３を形成する際にハジキが生じて、均一な液膜を形成する事が困難になる。

上記に示したインク剥離性のフィルム基材１００上へインク液膜１０３を形成する方法としては、インクの粘度や溶媒の乾燥性によって公知の塗工方法を用いる事ができる。すなわち、例えばディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等が挙げられる。中でも、ダイコート、キャップコート、ロールコート、アプリケータは、広い範囲の粘度のインクについて均一なインク液膜１０３を形成する事ができる。

インク剥離性のフィルム基材１００上へ前記方法によりインク液膜１０３を形成した後に、前記インク液膜１０３を予備乾燥する。この予備乾燥には自然乾燥、冷風・温風乾燥、マイクロ波、減圧乾燥などを用いる事ができ、また、紫外線、電子線などの放射線を用いる事もできる。

この予備乾燥では、前記インク液膜１０３の粘度またはチキソトロピー性、脆性を上げる事を目的とするもので、インク液膜１０３の完全乾燥はさせない。乾燥が不十分な場合は、後工程で述べる除去用の凸版１０４の凸部を押し当て剥離する際に、インク液膜１０３が断裂し不良が発生する。さらには、隔壁パターンへの転写時にパターンのつぶれが大きく、隔壁をはみ出してしまう。

逆に乾燥が行き過ぎた場合は、前記除去用の凸版１０４にインクが転写されない。また、隔壁パターンに囲われた位置へ転写する場合、パターンのつぶされ方が小さく、均一にインクを設ける事ができない。そのため使用するインクの組成によって乾燥状態を調整する。

除去用の凸版１０４としては、無アルカリガラス等の低膨張ガラス表面に感光性樹脂を用いてマスクパターンを形成した後、既存のドライエッチング処理やウエットエッチング処理、もしくはサンドブラスト処理を用いて、２μｍから３０μｍの版深を設けたものを用いる事ができる。あまり、版深さが浅いとインク液膜１０３が、版底に接触しパターンの再現ができなくなる。一定以上の版深さを有すれば、得られるパターンの形状に変わりはないが、一方で版に設けるパターンを高解像化できなくなる弊害がある。

また、除去用の凸版１０４にはナイロン、アクリル、シリコーン樹脂、スチレン−ジエン共重合体などからなるものを用いる事もできる。またエチレン−プロピレン系、ブチル系、ウレタン系ゴムなどのゴム製の版を用いる事もできる。このような樹脂製の凸版１０４は、すでに凸版印刷やフレキソ印刷用に用いられており、予め作製した型に所定の樹脂を流し込んで版とする、あるいは彫刻によっても作製する事ができるが、感光性樹脂を用いる方法がより高精度のものを作製できる。

被転写基材２００の隔壁パターン２０１を上記の印刷方式を用いて形成する場合、画素パターン用の除去用の凸版１０４に加え、隔壁パターン２０１の除去用の凸版１０４を用意する。

あらかじめ被転写基材側に設けられる隔壁パターン２０１の膜厚は、遮光性とインクの受容性を兼ね、０．８μｍ〜２μｍとするのが好ましい。２μｍ以上の膜厚では、除去用の凸版によるパターン化の際に、パターン端面の直線性が再現できなくなってしまう。

一方、画素パターンは、最終的に被転写基材２００へ押し付けられた場合に、隔壁パターン２０１からはみ出さないように、インク膜厚やパターン形状、パターン面積、ドット密度を選定し、凸版１０４を作製する事ができる。

画素パターンは、インク液膜１０３の予備乾燥状態にもよるが、隔壁パターン２０１によって準備された開口パターンに対して、５〜１０％面積の小さい相似パターンを用いる事ができる。

転写の際、インク液膜１０３の予備乾燥を少なくする事で、パターニングされたインク膜１０３の転写時のつぶれが大きくなる為、その分画素パターンを小さくできるが、隔壁を乗り越えてインクが広がる懸念がある。一方、予備乾燥を多く設ける事で、つぶれによる広がりを少なくする事ができるが、隔壁パターン２０１との重ね合わせ精度が要求される。

また、隔壁パターンによって準備された開口パターンの相似形だけでなく、画素パターンを小さなドットパターン（複数の円形や多角形）で埋める事もできる。その場合、インク膜厚やドットの形状に加えて、開口部に対するドットの密度を８０％〜９５％の間で調節する事ができる。

このように、形成されたインク液膜パターン１０５を、隔壁パターン２０１が形成された被転写基材２００と平行に固定し、お互いのパターンや基材上に設けられた位置合わせパターン２０２を基に、位置の微調整を行った後、インク剥離性フィルム基材１００上の画素パターンを被転写基材２００に転写する。

位置合わせの際のインク剥離性フィルム基材１００と、被転写基材２００との間隔は、インク剥離性フィルム基材１００の帯電や吸着による基材との接触を起こさないように、また用いる観察カメラの被写界深度や焦点制御などを考慮し２０μｍから５００μｍの距離を保って平行に配置する事が好ましい。

隔壁や着色パターンに用いるインクは、顔料成分と樹脂成分を溶媒中に溶解、分散させたインクを用いる事ができる。

顔料には、例えば、赤、緑、青の各色で使用できる顔料として次のものが挙げられる。顔料の種類は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。まず、赤色顔料として、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５などが、緑色顔料として７、３６などが、青色顔料として、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４などが挙げられる。黒色顔料として、カーボンブラック、チタンブラックなどが挙げられる。また、これら赤、緑及び青顔料の色調整及びインクの流動性を改善するために、次に挙げる顔料を必要量添加する事ができる。

赤色、緑色、青色以外にも、例えば、黄顔料として、１７、８３、１０９、１１０、１２８などが、紫顔料として、１９、２３などが、白顔料として、１８、２１、２７、２８などが、橙顔料として、３８、４３などが挙げられる。顔料は、単体以外に、顔料を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体であっても良い。

また、隔壁パターンに用いられる黒色顔料としては、カーボンブラックやチタンブラックが単独又は混合して用いられる。

インクの樹脂成分には、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂からなる群から選ばれる１つ以上のものが使用される。

さらに溶剤には、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤などが使用される。エステル系溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、アルコール系溶剤として、１―ブタノール、３メトキシ−３メチル−１ブタノール、１−ヘキサノール、１，３ブタンジオール、１−ペンタノール、２−メチル１−ブタノール、４−メチル−２−ペンタノール、エーテル系溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、炭化水素系溶剤として、ソルベッソ１００、ソルベッソ１５０（製品名 エクソン化学社製）などが挙げられる。

また、被転写基材２００上にあらかじめ設ける隔壁パターン２０１として、フォトリソグラフィー法を用いる場合には、上記黒色顔料、バインダー樹脂、溶剤に加え、光硬化剤やラジカル重合性のモノマーや樹脂、各種添加剤を用いる事ができる。

その場合、バインダー樹脂としては、アルカル可溶性の熱硬化性樹脂が好ましく、具体的には、クレゾール−ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等が挙げられる。これらのバインダー樹脂は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。

また低温での硬化性を促進するため、これらの樹脂に加えてメラミン誘導体と光酸発生剤を含有させる事もできる。

メラミン誘導体としては、メチロール基あるいはメトキシメチル基を有している化合物であればよいが、特に溶剤に対する溶解性が大きいものが好ましい。

ラジカル重合性を有する化合物は、例えば、ビニル基あるいはアリル基を有するモノマー、オリゴマー、末端あるいは側鎖にビニル基あるいはアリル基を有するポリマーを用いる事ができる。

具体的には、（メタ）アクリル酸及びその塩、（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド類、無水マレイン酸、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、スチレン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、Ｎ−ビニル複素環類、アリルエーテル類、アリルエステル類、及びこれらの誘導体を挙げる事ができる。

好適な化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレートなど比較的低分子量の多官能アクリレート等を挙げる事ができるがこの限りではない。これらのラジカル重合性を有する化合物は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。

光重合開始剤は、露光によりラジカルを発生し、ラジカル重合性を有する化合物を通して、バインダー樹脂を架橋させるものである。

光重合開始剤の例として具体的には、ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、及び２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−
モルフォリノプロパン−１−オン等のアセトフェノン誘導体、チオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のチオキサントン誘導体、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、クロロアントラキノン等のアントラキノン誘導体、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル誘導体、フェニルビス−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フォスフィンオキシド等のアシルフォスフィン誘導体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ビス（４’−メチルフェニル）イミダゾリル二量体等のロフィン量体、Ｎ−フェニルグリシン等のＮ−アリールグリシン類、４，４’−ジアジドカルコン等の有機アジド類、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボキシ）ベンゾフェノン、キノンジアジド基含有化合物等を挙げる事ができる。これらの光重合開始剤は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。

フォトリソグラフィー法を用いる場合においても、あらかじめ被転写基材２００側に設けられる隔壁パターン２０１は、遮光性とインクの受容性を兼ねるため、０．８μｍ〜２μｍの膜厚を有する。

フォトリソグラフィー法を用いる隔壁パターン２０１の場合、感光性樹脂組成物の塗工液を、スリットダイコーター、スピンコーター等、公知の塗工装置を用いて均一に塗工する。その後、溶剤成分を除去するため必要に応じて、減圧乾燥処理やプリベーク処理を施す事ができる。

次に露光・現像する工程では従来公知の方法を用いる事ができる。感光性樹脂組成物をパターン露光する工程ではフォトマスクと高圧水銀灯を使用して露光し、次に現像工程を経て、隔壁パターンを得る。

次に、隔壁パターン２０１に画素用インクに対する耐性を付与するために、焼成炉内で基板を加熱し、隔壁パターン２０１を熱硬化させ、隔壁パターンを有する被転写基材２００を得る。

本発明の精密パターンの印刷方法は、ＣＦとして用いられるガラス基材への印刷に適用できるが、プラスチック基板や、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、などのフィルム、シートを用いる事もできるが、印刷に適用するインクの乾燥や硬化条件に合わせて選定すればよく、耐熱性のものとしてはポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミドなどが好適である。

また、無機フィラーを樹脂に添加して耐熱性を向上させた材料からなる基材でもよい。フィルムおよびシートは、延伸フィルムでもよく、未延伸フィルムでもよく、また、可撓性基材には必要に応じてガスバリア層や平滑化層、インク受像層が印刷面または他の面に積層されていても良い。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
ＣＦは、３００ｍｍ×３００ｍｍのガラス基板上に作製し、基板中央部１５０ｍｍ×１５０ｍｍの部分に、ＢＭ幅２０μｍによって仕切られた８０μｍ×３００μｍの開口部を連続して有するパターンとした。

［隔壁用インクの調整］
ポリイミド前駆体（東レ（株）製「セミコファインＳＰ−５１０」）１０質量部、カーボンブラック７．５質量部、溶剤（Ｎ-メチルピロリドン）１３０質量部、分散剤（銅フタロシアニン誘導体）５質量部、光開始剤５質量部をビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散し隔壁用インクを調製した。

［隔壁パターン基材の作製］
調整されたブラックマトリックス用の着色組成物を３００ｍｍ×３００ｍｍの無アルカリガラス（品番１７３７：コーニング（株）製）上にスピンコート法により塗布した後、オーブンで９０℃２０分プリベークを行った。次いで、露光、現像処理を行った後に、オーブンで２３０℃１時間のポストベークを行い、隔壁パターンを形成した。隔壁の膜厚は１．５μｍであった。

［色インクの調整］
まず、メタクリル酸２０質量部、メチルメタクリレート１０質量部、ブチルメタクリレート５５質量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５質量部を乳酸ブチル３００質量部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル０．７５質量部を加え７０℃にて５時間の反応によりアクリル共重合樹脂を得た。得られたアクリル共重合樹脂を、樹脂濃度が２０質量％になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートにて希釈し、アクリル樹脂ワニスとした。

着色分散体として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ−ＣＦ」）１８質量部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド Ａ２Ｂ」）２質量部、さらに上記アクリル樹脂ワニス（固形分２０％） １０８質量部を十分混合したものを用いた。

上記着色分散体１００質量部に、メチル化メチロールメラミンＭＷ−３０（三洋化成社製）２０質量部、レベリング剤としてメガファックＦ−４８３ＳＦ（ＤＩＣ社製）１質量部、希釈剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル８５質量部を混合し着色インクとした。

［インク剥離性フィルム基材］
インク剥離性フィルム基材としては、基材厚１２０μｍのシリコーン系離形ポリエステルフィルム：Ｋ１５０４（東洋紡績社製）を３００ｍｍ幅、５００ｍ長のロール状で用意した。

まず、上記インク剥離性フィルム基材をロールから搬送し、吸着テーブル上に固定した後、ダイコートを用いて、乾燥膜厚１μｍになるように２００ｍｍ×２００ｍｍに着色インクを塗工した。

着色インクを２分間室温乾燥させた後、雰囲気７０℃のオーブン内に１０ｍｍ／ｓの搬送速度で２分間乾燥した。

つぎに、着色パターンを凹部とする除去用の凸版と、インク剥離性フィルム基材のインク膜面を平行に向かい合わせた後、ゴムローラーにて加圧した。

除去用の凸版は、３００ｍｍ×３００ｍｍのガラス板に、版深１０μｍのパターンを設けたもので、隔壁パターンに設けられた開口部パターンよりも、小面積の７２μｍ×２７
０μｍの長方形の連続パターンとした。

つぎにガラス版から、インク剥離性フィルム基材を、剥離速度３０ｍｍ/ｓの均一速度で剥離させ、インク剥離フィルム上に、着色画素パターンを得た。

さらに、隔壁パターンを設けたガラス上に、同じように平行に向かい合わせ、アライメントマークを基準に位置合わせを行った後、ゴムローラーによる加圧を行い、ガラス基材側に着色画素パターンを転写した。

得られたガラス基板を２１０℃で２０分硬化させた後、顕微鏡観察を行い、着色画素パターン部分に光漏れや隣接する開口部への染み出しが無い事を確認した。

＜実施例２＞
［隔壁用インクの調整］
ポリイミド前駆体（東レ社製「セミコファインＳＰ−５１０」）１０質量部、カーボンブラック７．５質量部、溶剤（Ｎ−メチルピロリドン）１３０質量部、分散剤（銅フタロシアニン誘導体）５質量部、開始剤５質量部、及びレベリング剤（（ＤＩＣ社製「メガファックＦ−４８３ＳＦ」）１質量部、をビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散し隔壁用インクを調製した。

［隔壁パターン基材の作製］
実施例１で用いたのと同様のインク剥離性フィルム基材をロールから搬送し、吸着テーブル上に固定した後、ダイコートを用いて、乾燥膜厚１.５μｍになるように２００ｍｍ×２００ｍｍに隔壁用インクを塗工した。

隔壁用インクを６分間室温乾燥させた後、隔壁パターンを凹部とする除去用の凸版に対しインク剥離性フィルム基材のインク膜面を平行に向かい合わせた後、ゴムローラーにて加圧した。

除去用の凸版は、３００ｍｍ×３００ｍｍのガラス板に版深５μｍのパターンを設けたもので、実施例１と同様に、２０μｍ幅の格子パターンとした。

つぎに除去用の凸版から、インク剥離性フィルム基材を剥離速度３０ｍｍ/ｓの均一速度で剥離させ、インク剥離フィルム上に、隔壁パターンを得た。

隔壁パターンを設けたインク剥離性フィルム基材を、３００ｍｍ×３００ｍｍのガラス基材上に、平行に向かい合わせ、ゴムローラーによる加圧を行いガラス基材側に隔壁パターンを転写した。オーブンで２３０℃１時間のポストベークを行い、隔壁パターンを有する基材を得た。

さらに、実施例１と同様に、インク剥離性フィルム基材上に２００ｍｍ×２００ｍｍの範囲で着色インクを塗工し、予備乾燥を行った。

除去用の凸版には、２００ｍｍ幅（パターン有効幅は１５０ｍｍ）の樹脂製フレキソ用版（東洋紡績社製）を用いた。画素パターンとしては、開口パターンを直径２０μｍの円形ドットを連続に配置したパターンを用いた。

このフレキソ用版を用いて、実施例１と同様にパターニングと隔壁パターンを設けたガラス基材への転写を行った。

得られたガラス基材を２１０℃で２０分硬化させた後、顕微鏡観察を行い、画素パターン部分に光漏れや隣接する開口部への染み出しが無い事を確認した。

本発明の精密パターンの印刷方法は、ガラス基材や、プラスチックフィルム等の可撓性基材に、高精細なパターニングを安定して行う事ができ、カラーフィルターを主とするディスプレイ関連部材やその他エレクトロニクス部材の製造に利用できる。

本発明の精密パターンの印刷方法での、インク液膜パターンの形成工程の説明図。 本発明の精密パターンの印刷方法での、被転写パターンの説明図。 本発明の精密パターンの印刷方法での、インク液膜の転写工程の説明図。

符号の説明

１００・・・インク剥離性フィルム基材 １０１・・・フィルム基材
１０２・・・シリコーン層 １０３・・・インク液膜 １０４・・・除去用凸版
１０５・・・インク液膜パターン ２００・・・被転写基材
２０１・・・隔壁パターン ２０２・・・位置合わせパターン

Claims (9)

1. 被印刷基材上にあらかじめ設けられた隔壁パターンによって仕切られた領域に、インクを選択的に配設する精密パターンの印刷方法であって、
   インク剥離性フィルム基材上に、該隔壁パターンによって仕切られた領域よりも小さな面積のインク液膜パターンを形成し、該隔壁パターンに対して位置合わせを行った後加圧転写し、該隔壁パターンによって仕切られた領域内に選択的にインクを押し広げて配設することを特徴とする精密パターンの印刷方法。
2. 前記インク液膜パターンは、前記インク剥離性フィルム基材上にインク液膜を塗工して設け、該インク液膜を予備乾燥した後、該インク液膜パターンに対応した画像パターンを凹部とした凸版を該インク液膜に押し当て、余分なパターンのインク液膜を前記凸版の凸部に転移させ、前記インク剥離性フィルム基材上に前記インク液膜パターンを残存形成させたものである事を特徴とする請求項１に記載する精密パターンの印刷方法。
3. 前記隔壁パターンと、前記インク液膜パターンの位置合わせが、前記被印刷基材と前記インク剥離性フィルム基材を、２０μｍから５００μｍの距離を保って平行に配置し、両基材の位置合わせ用パターンをカメラ等の光学機器を用いて観察した画像を基に行われる事を特徴とする請求項１または２に記載する精密パターンの印刷方法。
4. 前記インク液膜パターンとして、前記隔壁パターンによって仕切られた領域の形状を少なくとも一方向に５％から１０％縮小したパターンを用いる事を特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法。
5. 前記インク液膜パターンとして、複数からなるドットパターンを用い、ドットパターンの膜厚、面積と個数からなるパターン密度により、転写するインク量を調節する事を特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法。
6. 前記インク剥離性のフィルム基材が、透明なフィルム基材上にシリコーン樹脂層を積層して設けたものである事を特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法。
7. 前記凸版が、ガラス版もしくは樹脂版を使用する事を特徴とする請求項２〜６のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法。
8. 前記隔壁パターンは、前記被印刷基材上に、あらかじめフォトリソグラフィー法を用いて設けられた隔壁パターンである事を特徴とする請求項１〜７のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法。
9. 前記隔壁パターンは、インク剥離性フィルム基材上にインク液膜を塗工して設け、該インク液膜を予備乾燥した後、前記隔壁パターンに対応した画像パターンを凹部とした凸版を該インク液膜に押し当て、余分なパターンを版凸部に転移した後、インク剥離性フィルム基材上に残存した前記隔壁パターンを前記被印刷基材上に転写して設けられたものである事を特徴とする請求項１〜７に記載のいずれか1項に記載する精密パターンの印刷方法。