JP2011194808A - 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 - Google Patents
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Abstract
【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。
【選択図】図1
【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。
【選択図】図1
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
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
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
Claims (7)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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---|---|---|---|---|
JP2017019142A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 住友ゴム工業株式会社 | フレキソ印刷版とその製造方法および液晶表示素子の製造方法 |
WO2017191784A1 (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | 凸版印刷株式会社 | 印刷用凸版及びそれを用いた凸版印刷方法 |
Citations (2)
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JP2008168478A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Toppan Printing Co Ltd | 印刷用凸版および印刷用凸版の製造方法 |
JP2008198519A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Toppan Printing Co Ltd | 印刷用凸版及びエレクトロルミネセンス素子の製造方法 |
-
2010
- 2010-03-23 JP JP2010066235A patent/JP2011194808A/ja active Pending
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