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JP6322871B2 - フレキソ印刷版とその製造方法、ならびに液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

フレキソ印刷版とその製造方法、ならびに液晶表示素子の製造方法 Download PDF

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JP6322871B2 JP2014102687A JP2014102687A JP6322871B2 JP 6322871 B2 JP6322871 B2 JP 6322871B2 JP 2014102687 A JP2014102687 A JP 2014102687A JP 2014102687 A JP2014102687 A JP 2014102687A JP 6322871 B2 JP6322871 B2 JP 6322871B2
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Description

本発明は、例えば液晶パネル用基板の液晶配向膜等をフレキソ印刷によって形成するために好適に用いることができるフレキソ印刷版とその製造方法、ならびにかかるフレキソ印刷版を用いて液晶パネル用の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法に関するものである。
液晶表示素子を構成する液晶パネル用基板の電極形成面上に、できるだけ厚みが均一でピンホール等がなくしかも薄いという、高い塗膜品質が要求される液晶配向膜を形成するために、良好な印刷特性を有するフレキソ印刷法が利用されている。
フレキソ印刷法に用いるフレキソ印刷版は、片面が印刷時にインキを保持する印刷面とされた、単層の柔軟な樹脂層(フレキソ樹脂層)を備えるのが一般的である。また、かかるフレキソ樹脂層の反対面には各種プラスチック等からなる補強シートを積層する場合もある。
上記印刷面は、液晶配向膜のもとになるインキに対して高い保持性を有している必要がある。すなわち印刷面には、液晶配向膜の厚みに応じた少量のインキであってもはじきやカスレ等を生じることなしに、その全面に亘ってできるだけ均一な厚みに保持できる良好な保持性が求められる。
保持性を向上するためには、印刷面を凹凸形状として比表面積を増加させて、インキに対する濡れ性を向上させればよい。
例えば特許文献1、2には、印刷面に円形等の幾何学的な平面形状を有する微小突起を多数設け、当該多数の微小突起とその間の溝部とによって印刷面を凹凸形状として、インキに対する濡れ性を向上させることが記載されている。
微小突起は、例えばフォトリソグラフ法によって形成される。すなわちフレキソ樹脂層のもとになる感光性樹脂組成物の層を用意し、その上に微小突起の平面形状に対応する微細なパターン(ドットパターン等)を形成したネガまたはポジフィルムからなるマスクを重ねた状態で露光して、感光性樹脂組成物をマスクのパターンに対応させて選択的に硬化させたのち、現像して未硬化の感光性樹脂組成物を除去することで、当該感光性樹脂からなるフレキソ樹脂層の印刷面に多数の微小突起が形成される。
また特許文献3には、印刷面を例えばエッチングやサンドブラスト等の任意の粗面化法を利用して粗面化して、その形状や大きさが微小突起のように規則的でないランダムな凹凸を有する例えば梨地面等の凹凸面に仕上げることが記載されている。
特開2002−293049号公報 特許第2933790号公報 特開2009−34913号公報
印刷対象である液晶パネル用基板の表面には通常、各種回路やBM仕切りなどの微細な凹凸が形成されている。
そこでフレキソ印刷による液晶配向膜の形成では、フレキソ印刷版を、液晶パネル用基板に対して厚み方向に0.10〜0.25mm程度のニップ量を設定して圧接させて印刷面を上記凹凸に追従させることにより、かかる印刷面に担持させた液晶配向膜のもとになるインクを液晶パネル用基板の略全面に転写させるのが一般的である。
ところが近年の液晶表示素子の高精細化、インチあたりの画素数の増加に対応して液晶パネル用基板の表面に形成される凹凸についても形成間隔が狭くなり、しかもより複雑に入り組んだ形状になる傾向がある。
そのため従来のフレキソ印刷版を、上記所定のニップ量を設定して液晶パネル用基板に圧接させたとしても、印刷面を微細な凹凸に良好に追従させて厚みの均一な液晶配向膜を形成するのは困難になりつつあるのが現状である。
中でも、先に説明したように微小突起を形成したり梨地面としたりすることで印刷面に凹凸を形成したフレキソ印刷版は、液晶パネル用基板の表面の凹凸に対する追従性が低いため、特に当該液晶パネル用基板の表面の凹凸およびその角の部分において、液晶配向膜の厚みが極端に小さくなったりピンホールを生じたりするといった問題がある。
本発明の目的は、例えば液晶パネル用基板の表面の凹凸の微細化に対応して当該凹凸に良好に追従でき、上記液晶パネル用基板の表面に厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を形成できるフレキソ印刷版とその製造方法、ならびにかかるフレキソ印刷版を用いて液晶パネル用の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法を提供することにある。
本発明は、平板状のフレキソ樹脂層を備え、当該フレキソ樹脂層は、ショアA硬さが40度以上、50度以下である本体樹脂層、および当該本体樹脂層の片面に積層されて露出した表面が印刷面とされた、前記本体樹脂層よりも軟らかい表層樹脂層を含み、かつ本体樹脂層の反対面には補強シートが積層され、一体化されたフレキソ印刷版である。
また本発明は、前記本体樹脂層、および前記表層樹脂層のもとになる感光性樹脂組成物を硬化反応させるための活性光線に対する透過性を有する材料からなり、片面が前記印刷面の形状に対応した賦形面とされた型材の前記賦形面に、前記表層樹脂層のもとになる感光性樹脂組成物を塗布して第一前駆層を形成する工程、
前記第一前駆層上に、前記本体樹脂層のもとになる感光性樹脂組成物を塗布して第二前駆層を積層する工程、
前記第二前駆層上に前記補強シートを積層する工程、ならびに
前記第一および前記第二前駆層を、前記型材を通して前記活性光線の照射によって硬化反応させて前記表層樹脂層と前記本体樹脂層と前記補強シートとの積層体を形成したのち、当該積層体を前記賦形面から剥離する工程、
を含む
前記本発明のフレキソ印刷版の製造方法である。
さらに本発明は、前記本発明のフレキソ印刷版を用いて、フレキソ印刷により、液晶パネル用の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法である。
凹凸に対する印刷面の追従性を高めるために、従来のフレキソ印刷版の、単層のフレキソ樹脂層の全体を現状よりも柔らかくすることが考えられる。
しかしその場合には、当該フレキソ樹脂層が印刷時にせん断方向に大きく変形しやすくなり、印刷の位置ズレや歪み、はみ出しなどを生じやすくなってフレキソ印刷版の印刷精度が低下する。
また印刷を繰り返した際にフレキソ樹脂層が短期間でいわゆるへたりを生じやすくなってフレキソ印刷版の耐久性が低下する。またへたりを生じると所定の印圧を維持できなくなって印刷の厚みが低下するといった問題を生じる。
これに対し本発明によれば、従来は単層であったフレキソ樹脂層を本体樹脂層と表層樹脂層の2層の積層構造とし、そのうち本体樹脂層は従来と同程度の硬さとしてフレキソ樹脂層の全体が印刷時にせん断方向に大きく変形して印刷精度が低下したり、短期間でへたりを生じて耐久性が低下したりするのを防止しながら、表層樹脂層を本体樹脂層よりも軟らかくすることで当該表層樹脂層の露出した表面である印刷面の、凹凸に対する追従性を向上できる。
そのため本発明のフレキソ印刷版によれば、例えば液晶パネル用基板の表面の凹凸の微細化に対応して当該凹凸に印刷面を良好に追従させることができ、かかる液晶パネル用基板の表面に厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を形成することが可能となる。
また本発明のフレキソ印刷版の製造方法によれば、かかる積層構造を有する本発明のフレキソ印刷版を、生産性良くコスト安価に製造することができる。
さらに本発明の液晶表示素子の製造方法によれば、上記の積層構造に基づいて、厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を備えた液晶表示素子を製造することができる。
同図(a)〜(d)は、それぞれ本発明のフレキソ印刷版の製造方法の、実施の形態の一例の各工程を説明する断面図である。 同図(a)〜(c)は、それぞれ図1の例の製造方法の続きの工程を説明する断面図である。 同図(a)(b)は、図1、図2の例の製造方法のうち、平板状の支持基板の表面に粗面化シートを着脱自在に固定する方法の一例を説明する断面図である。
《フレキソ印刷版》
本発明のフレキソ印刷版は、平板状のフレキソ樹脂層を備え、当該フレキソ樹脂層は、ショアA硬さが40度以上、50度以下である本体樹脂層、および当該本体樹脂層の片面に積層されて露出した表面が印刷面とされた、前記本体樹脂層よりも軟らかい表層樹脂層を含み、かつ本体樹脂層の反対面には補強シートが積層され、一体化されたことを特徴とする。
〈感光性樹脂組成物〉
上記フレキソ樹脂層を構成する本体樹脂層および表層樹脂層は、ともに感光性樹脂組成物を用いて、後述する本発明の製造方法によって製造するのが好ましい。
感光性樹脂組成物としては、例えば1,2−ブタジエン構造を有するとともに末端にエチレン性二重結合を有するプレポリマ、少なくとも1種以上のエチレン性不飽和基を有するモノマ、および光重合開始剤を含む組成物が挙げられる。
また光重合開始剤としてはベンゾインアルキルエーテルが好ましく、特に蛍光灯などからの可視光によって反応してフレキソ印刷版を黄変させる原因となるベンゾインの割合が感光性樹脂組成物の総量の500ppm以下であるものが好適に使用される。これにより短期間で黄変しない耐候性に優れたフレキソ印刷版を得ることができる。
本体樹脂層と表層樹脂層の硬さを違えるには、例えば感光性樹脂組成物を構成するプレポリマやモノマの種類や配合割合、光重合開始剤の配合割合等を調整すればよい。
〈本体樹脂層〉
本体樹脂層は、先述したように従来の単層構造のフレキソ樹脂層と同程度の硬さを有する層とすることができる。すなわち本体樹脂層の硬さは、ショアA硬さで表して40度以上、50度以下であ
本体樹脂層のショアA硬さがこの範囲未満では当該本体樹脂層が柔らかすぎるため、フレキソ樹脂層の全体が印刷時にせん断方向に大きく変形しやすくなって印刷精度が低下す。また印刷を繰り返した際にフレキソ樹脂層の全体がへたりを生じやすくなって耐久性が低下す
一方、本体樹脂層のショアA硬さが上記の範囲を超える場合には、例えばフレキソ印刷版をフレキソ印刷機の版胴に巻き付けて取り付ける際の作業性等、フレキソ印刷版の取り扱い性が低下す
これに対し、本体樹脂層のショアA硬さを上記の範囲とすることにより、フレキソ印刷版の取り扱い性を、従来の単層構造のものと同等程度に維持しながら、高い印刷精度と耐久性とを確保することが可能となる。
なお本発明では、本体樹脂層および表層樹脂層のショアA硬さを、日本工業規格JIS K6253−3:2012「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方−第3部:デュロメータ硬さ」所載の測定方法に則って常温(5〜35℃)で測定した押し込み15秒後のタイプAデュロメータ硬さ値でもって表すこととする。
本体樹脂層の厚みは、積層する表層樹脂層の厚みや、あるいはフレキソ樹脂層の厚み、すなわち本体樹脂層と表層樹脂層の合計の厚み等に応じて任意に設定できる。
このうち両層の合計の厚みは、従来の単層構造のフレキソ樹脂層の厚みと同等程度に設定するのが、フレキソ印刷版の取り扱い性等の点で好ましい。
すなわち両樹脂層の合計の厚みは1.5mm以上、特に2mm以上であるのが好ましく、3.5mm以下、特に3mm以下であるのが好ましい。
また本体樹脂層の厚みは、上記合計の厚みから表層樹脂層の厚みを差し引いた値とするのが好ましい。すなわち表層樹脂層の厚みに応じて、合計の厚みが上記の範囲となるように本体樹脂層の厚みを設定すればよい。
〈表層樹脂層〉
表層樹脂層は、先述のように本体樹脂層よりも軟らかい層である必要がある。
表層樹脂層を本体樹脂層よりどの程度軟らかくするかは任意に設定できるものの、当該表層樹脂層を、本体樹脂層とのショアA硬さの差で表して3度以上の範囲で軟らかくするのが好ましく、21度以下の範囲で軟らかくするのが好ましい。
すなわち両樹脂層のショアA硬さの差がこの範囲未満では、当該両樹脂層の具体的なショアA硬さの範囲にもよるが表層樹脂層を十分に軟らかくできないため、当該表層樹脂層の露出した表面である印刷面の、凹凸に対する追従性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。
そのため上記印刷面を、例えば液晶パネル用基板の表面の凹凸に対して良好に追従させることができず、当該液晶パネル用基板の表面に厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を形成できない場合がある。
一方、両樹脂層のショアA硬さの差が上記の範囲を超える場合には表層樹脂層が柔らかくなりすぎるため、印刷を繰り返した際に当該表層樹脂層が短期間でへたりを生じやすくなってフレキソ印刷版の耐久性が低下するおそれがある。
これに対し、両樹脂層のショアA硬さの差を3度以上、21度以下とすることにより、表層樹脂層のへたりを生じにくくしてフレキソ印刷版の高い耐久性を維持しながら、当該表層樹脂層の露出した表面である印刷面の追従性を向上できる。
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、表層樹脂層を、本体樹脂層とのショアA硬さの差で表して5度以上の範囲で軟らかくするのが好ましく、12度以下の範囲で軟らかくするのが好ましい。
また表層樹脂層の厚みは0.1mm以上であるのが好ましく、0.8mm以下であるのが好ましい。
表層樹脂層の厚みが上記の範囲未満では、たとえ表層樹脂層が十分に柔らかくても、当該表層樹脂層の厚み方向の変形量が制限されるため、かかる表層樹脂層の露出した表面である印刷面の、凹凸に対する追従性が低下するおそれがある。
そのため上記印刷面を、例えば液晶パネル用基板の表面の凹凸に対して良好に追従させることができず、当該液晶パネル用基板の表面に厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を形成できない場合がある。
一方、厚みが上記の範囲を超える場合には表層樹脂層が印刷時にせん断方向に大きく変形しやすくなってフレキソ印刷版の印刷精度が低下するおそれがある。また印刷を繰り返した際に表層樹脂層が短期間でへたりを生じやすくなってフレキソ印刷版の耐久性が低下するおそれもある。
これに対し、表層樹脂層の厚みを0.1mm以上、0.8mm以下とすることにより、当該表層樹脂層のせん断方向への変形を抑制して高い印刷精度を維持するとともに、表層樹脂層のへたりを生じにくくして高い耐久性を維持しながら、当該表層樹脂層の露出した表面である印刷面の追従性を向上できる。
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、表層樹脂層の厚みは、上記の範囲でも0.2mm以上であるのが好ましく、0.6mm以下であるのが好ましい。
なお表層樹脂層の具体的なショアA硬さは、先述した本体樹脂層のショアA硬さの好ましい範囲から、上記差を差し引いた値とすればよい。
ただし上で説明した表層樹脂層を軟らかくすることによる効果をさらに向上することを考慮すると、表層樹脂層のショアA硬さは、その中でも19度以上、特に30度以上であるのが好ましく、38度以下、特に36度以下であるのが好ましい。
〈補強シート〉
本発明のフレキソ印刷版は、本体樹脂層の、表層樹脂層が積層された側と反対面に、従来同様に補強シートを備えてい。これによりフレキソ印刷版の全体の、面方向の引張強度を高めて、例えばフレキソ印刷版をフレキソ印刷機の版胴に巻き付けて取り付ける際の作業性等の、フレキソ印刷版の取り扱い性をさらに向上できる。
補強シートとしては、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等の熱可塑性樹脂からなるシートや金属シート、両者のラミネートシート等が使用可能である。
補強シートの厚みは任意に設定できる。
《フレキソ印刷版の製造方法》
図1(a)〜(d)、図2(a)〜(c)は、それぞれ本発明のフレキソ印刷版の製造方法の、実施の形態の一例の各工程を説明する断面図である。
なお図の例では本発明のフレキソ印刷版のうち、表層樹脂層の露出した表面である印刷面が粗面化されたものを製造する場合を例にとって説明するが、本発明のフレキソ印刷版、およびその製造方法はかかる例に限定されるものではない。
図1(a)を参照して、この例の製造方法においては、まずガラスやアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂等の硬質樹脂などの硬質材料からなり、なおかつ感光性樹脂組成物を硬化反応させることができる紫外線等の活性光線に対する透過性を有する支持基板1を用意する。
そして支持基板1の図において上側の表面2に、片面が印刷面の形状に対応した凹凸形状を有する粗面化された賦形面3とされた粗面化シート4を、当該賦形面3を上、反対側の面(反対面)5を下にして反対面5を表面2に接触させながら、例えば図1(a)に一点鎖線の矢印で示すようにその一端から他端へかけて順に重ねる等して着脱自在に固定する。
なお図では、賦形面3を構成する凹凸をわかり易いように大きめに強調して描いているが、実際の凹凸は印刷する液晶配向膜の形状等に影響を及ぼさないために、図に示した粗面化シート4の大きさと比較すると判別できない程度の微小なものである。
粗面化シート4としては、例えばPE、PP、TPU、PET、FEP等の熱可塑性樹脂からなり、なおかつ活性光線に対する透過性を有するシートの表面を例えばエンボスロールを用いた加圧シート成形等によって粗面化して形成されたものを用いるのが好ましい。
かかる加圧シート成形によれば、例えば大画面の液晶表示素子に対応した大面積の粗面化シート4であっても連続的かつ多量に生産するのが容易であるという利点がある。
なお上記の中でもPE、PP、TPU等の比較的軟質の熱可塑性樹脂からなり、かつ比較的薄手(例えば150μm以下程度)の粗面化シート4はそれ自体のコシが弱く、フラットな支持基板1の表面2にシワなく均一に密着させるのが難しい場合がある。
その場合には粗面化シート4の反対面5に、例えばPET等からなり活性光線に対する透過性を有する補強シートを貼り合わせる等すればよい。
粗面化シート4は、当該粗面化シート4上に液状の感光性樹脂組成物を塗り拡げる際のせん断力や、あるいは感光性樹脂組成物の硬化時の収縮力等によって支持基板1に対して位置ずれするのを防止するとともに、使用後の粗面化シート4の交換を容易にするため、例えば下記(i)〜(iii)のいずれかの方法によって支持基板1の表面2に着脱自在に固定しておくのが好ましい。
(i) 活性光線に対する透過性を有する材料からなる弱粘着層を介して支持基板1の表面2に着脱自在に粘着固定。
(ii) 支持基板1の表面2に図示しない吸引溝を形成し、当該吸引溝を介して真空吸引することによって上記表面2に着脱自在に吸着固定。
(iii) 支持基板1の面方向の寸法よりも間隔を隔てた一対のチャック治具間に展張させた状態で当該支持基板1の表面に着脱自在に圧接固定。
このうち(i)の粘着固定に用いる弱粘着層としては支持基板1、および粗面化シート4の形成材料に対して弱粘着性を有し、かつ活性光線に対する透過性を有する種々の粘着剤からなる層がいずれも採用可能である。弱粘着層は、支持基板1の表面2、および粗面化シート4の反対面5のうちの少なくとも一方に粘着剤を、例えばスプレー塗布等の種々の塗布方法によって塗布することで形成される。
弱粘着層を支持基板1の表面2、および/または粗面化シート4の反対面5に形成したのち、図1(a)に一点鎖線の矢印で示すように粗面化シート4を支持基板1の表面2の一端から他端へかけて、反対面5と表面2との間に空気が入らないように注意しながら順に重ねると、弱粘着層の粘着力により粗面化シート4を表面2上に固定できる。
また固定した粗面化シート4を表面2から取り外すには、当該粗面化シート4を例えば図1(a)の矢印とは逆に支持基板1の他端から一端へかけて弱粘着層の粘着力に抗しながら順に引き剥がす等すればよい。
(ii)の吸着固定をするには、支持基板1の表面2を平滑に仕上げるとともに、かかる表面2の略全面に吸引溝を形成する。吸引溝は真空ポンプ等を含む真空系に接続する。
そして粗面化シート4を、反対面5を下にして支持基板1の表面2に重ねた状態で真空系を作動させるか、あるいは先に作動させておいた真空系を吸引溝と接続する等して当該吸引溝を介して真空吸引することにより、粗面化シート4を表面2上に固定できる。
固定した粗面化シート4を表面2から取り外すには真空系を停止させるか、あるいは真空系と吸引溝との接続を遮断すればよい。
図3(a)(b)は、先の(iii)の圧接固定の方法を説明する断面図である。
両図を参照してこの圧接固定法では、例えば液晶表示素子の画面の形状に対応させて矩形状に形成した粗面化シート4の、互いに平行な2辺をその全長に亘って保持する一対のチャック治具Cを用意する。
粗面化シート4としては、上記2辺間の長さLが同じく矩形状に形成した支持基板1の対応する2辺間の寸法Lよりも長いものを用意し、かかる2辺をその全長に亘ってチャック治具Cによって保持する。粗面化シート4は、図示していないが賦形面3を図において上側に向けた状態で保持する。
そしてチャック治具Cを、支持基板1の寸法Lよりも間隔を隔てて配置することで、両チャック治具C間に粗面化シート4をたるみなく展張させた状態とする(図3(a))。
次いでこの状態でチャック治具Cを図において下方に移動させることで、当該チャック治具C間に展張させた粗面化シート4を図3(a)に白抜きの矢印で示すように支持基板1の表面2の方向に下降させて、図3(b)に示すように表面2に隙間なく圧接させると、粗面化シート4を表面2上に固定できる。
また固定した粗面化シート4を表面2から取り外すには、当該粗面化シート4を一対のチャック治具Cごと、図3(a)の矢印とは逆に表面2から上方へ移動させればよい。
図1(b)を参照して、次にこの例の製造方法では、上記いずれかの方法で支持基板1の表面2上に固定した粗面化シート4の賦形面3上に、表層樹脂層のもとになる液状の感光性樹脂組成物6を供給し、例えばブレード7を用いて図中に一点鎖線の矢印で示すように支持基板1の表面2の一端から他端へかけて所定の厚みとなるように塗り拡げることで、当該感光性樹脂組成物6からなり表層樹脂層のもとになる第一前駆層8を形成する。
次いで図1(c)を参照して、上記第一前駆層8上に、本体樹脂層のもとになる液状の感光性樹脂組成物9を供給し、例えばブレード10を用いて図中に一点鎖線の矢印で示すように支持基板1の表面2の一端から他端へかけて所定の厚みとなるように塗り拡げることで、当該感光性樹脂組成物9からなり本体樹脂層のもとになる第二前駆層11を形成しながら、ほぼ同時に、当該第二前駆層11との間に空気が入らないように注意しながら、上記一点鎖線の矢印で示すように支持基板1の表面2の一端から他端へかけて順に補強シート12を重ね合わせる。
なお感光性樹脂組成物6、9の塗布方法はブレード7、10を用いた塗り拡げには限定されず、従来公知の種々の塗布方法がいずれも採用可能である。
次いで図1(d)を参照して、補強シート12上に対向基板13の対向面14を接触させる。
そして対向基板13の対向面14を表面2との間に一定の間隔を隔てて平行に維持しながら、当該対向基板13を図1(d)に黒矢印で示すように支持基板1の方向に押圧することで、第一前駆層8を粗面化シート4の賦形面3に圧着させるとともに、当該第一前駆層8、第二前駆層11、および補強シート12を互いに圧着させる。
そしてこの状態で両前駆層8、11を、図1(d)に実線の矢印で示すように支持基板1および粗面化シート4を通して活性光線によって露光して、当該両前駆層8、11を形成する感光性樹脂組成物6、9を硬化反応させて表層樹脂層15と本体樹脂層16を形成するとともに両樹脂層15、16を一体化させて2層構造のフレキソ樹脂層17を形成し、なおかつ当該フレキソ樹脂層17の本体樹脂層16側の面に補強シート12を一体化させる(図1(d)、図2(a)参照)。
この際、支持基板1の表面2と対向基板13の対向面14との間の間隔は、製造するフレキソ印刷版のフレキソ樹脂層17の厚み、つまり本体樹脂層16と表層樹脂層15の合計の厚みに粗面化シート4の厚みと補強シート12の厚みを加えた寸法を維持するようにする。
なお対向基板13は、金属、ガラス、硬質樹脂等の任意の材料によって形成できる。
特に対向基板13を支持基板1と同様の、活性光線に対する透過性を有する材料によって形成し、また補強シート12も粗面化シート4と同様の、活性光線に対する透過性を有する材料によって形成して、当該対向基板13の側からも第一および第二前駆層8、11を形成する感光性樹脂組成物6、9を活性光線によって露光して硬化反応させるようにしてもよい。
次いで図2(a)(b)を参照して、補強シート12、本体樹脂層16、表層樹脂層15、および粗面化シート4の積層体18を支持基板1と対向基板13の間から取り出し、上下逆転させて補強シート12を下にして作業台19の上に載置する。
そして図2(b)に一点鎖線の矢印で示すように粗面化シート4を、上記積層体18の一端から他端へかけて順に引き剥がすと、表層樹脂層15の図において上面側が、粗面化シート4の賦形面3の凹凸形状が転写されて粗面化された印刷面20とされる。
次いで図2(c)に示すように印刷面20の、印刷パターンに対応する領域以外の領域を、例えば表層樹脂層15ごとレーザヘッド21から炭酸ガスレーザ22等を走査しながら照射して熱的に除去したり、あるいは図示していないが機械的に除去したりすることにより、当該印刷面20が所定の印刷パターンに対応させてパターン化されたフレキソ印刷版23が製造される。
なお図1(b)の工程で形成した第一前駆層8は、図1(c)の工程でその上に第二前駆層11を積層する前に、活性光線を短時間照射して半硬化の状態としておいてもよい。これにより第一前駆層8を硬化反応させて形成される表層樹脂層15の厚みの均一性を向上できる。
しかも第一前駆層8は半硬化の状態であるため、その上に感光性樹脂組成物9を塗布して第二前駆層11を形成したのち全体に活性光線を照射して両前駆層8、11を硬化反応させて形成される表層樹脂層15と本体樹脂層16の積層体、すなわちフレキソ樹脂層17の一体性を、第一前駆層8をあらかじめ半硬化させない場合と同等程度に向上でき、フレキソ印刷版23の使用時に両樹脂層間で層間剥離が生じるのを確実に防止できる。
また本発明のフレキソ印刷版23は、場合によっては印刷面20をパターン化しない状態で完成形とすることもできる。またパターン化する場合は、表層樹脂層15だけでなく本体樹脂層16の厚み方向の一部まで除去してもよいし、逆に表層樹脂層15の、印刷面20を含む厚み方向の一部のみを除去するだけでもよい。
《液晶表示素子の製造方法》
本発明は、上記本発明のフレキソ印刷版を用いて、フレキソ印刷により液晶パネル用基板の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法である。
本発明によれば、フレキソ印刷版の印刷面を液晶パネル用基板の表面の凹凸の微細化に対応して当該凹凸に良好に追従させることができるため厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を備えた液晶表示素子を製造できる。
本発明の製造方法のその他の工程は、従来同様に実施できる。
すなわちガラス基板等の透明基板の表面に、所定のマトリクスパターン等に対応した透明電極層を形成した上に、本発明のフレキソ印刷版を用いたフレキソ印刷によって液晶配向膜を形成し、さらに液晶配向膜の表面を必要に応じてラビング等によって配向処理して液晶パネル用基板を作製する。
次いでこの液晶パネル用基板を2枚用意し、それぞれの透明電極層を位置合わせした状態で、2枚の液晶パネル用基板の間に液晶材料を挟みこんで互いに固定して積層体を形成するとともに、さらに必要に応じてこの積層体の両外側に偏光板を配設して液晶表示素子が製造される。
〈実施例1〉
(感光性樹脂組成物)
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6としては、硬化後のショアA硬さが20度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用意した。
また本体樹脂層16用の感光性樹脂組成物9としては、硬化後のショアA硬さが41度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物〔住友ゴム工業(株)製のNK樹脂〕を用意した。
(補強シート12)
補強シート12としてはPETシート〔住友ゴム工業(株)製のBF/CF〕を用意した。
(粗面化シート4)
粗面化シート4としては、片面に厚み100μmのPETシートを補強シートとして貼り合わせたTPUのシート〔大倉工業(株)製のシルクロン(登録商標)SNESS80−150μm〕の露出したTPUの表面を粗面化した賦形面3としたものを用意した。
(フレキソ印刷版23の製造)
図1(a)〜(d)を参照して、支持基板1としての紫外線透過性を有する平滑透明ガラス板と、対向基板13とを備えたフレキソ印刷版の製造装置の上記支持基板1の表面2に、先の粗面化シート4を賦形面3を上、反対面5を下にして当該反対面5が表面2に接するようにスプレー粘着剤の層を介して着脱自在に固定した。
次いで賦形面3上に、表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6を供給し、ブレード7を用いて塗り拡げて第一前駆層8を形成した。感光性樹脂組成物6の塗布厚みは、次工程以下を経て形成される表層樹脂層15の厚みが0.10mmとなるように設定した。
次にこの第一前駆層8上に、本体樹脂層16用の感光性樹脂組成物9を供給し、ブレード10を用いて塗り拡げて第二前駆層11を形成しながら、その上に先の補強シート12を積層した。感光性樹脂組成物9の塗布厚みは、次工程以下を経て形成される本体樹脂層16の厚みが2.26mmとなるように設定した。
次いで積層した補強シート12上に、対向基板13の対向面14を接触させた。
そしてこの対向面14を支持基板1の表面2との間に一定の間隔を隔てて平行に維持しながら、図1(d)に黒矢印で示すように対向基板13を支持基板1の方向に押圧することで、第一前駆層8を粗面化シート4の賦形面3に圧着させるとともに、当該第一前駆層8、第二前駆層11、および補強シート12を互いに圧着させた。
そしてこの状態で、両前駆層8、11を、図1(d)に実線の矢印で示すように支持基板1および粗面化シート4を通して活性光線によって露光して、当該両前駆層8、11を形成する感光性樹脂組成物6、9を硬化反応させて表層樹脂層15と本体樹脂層16を形成するとともに両樹脂層15、16を一体化させて2層構造のフレキソ樹脂層17を形成し、なおかつ当該フレキソ樹脂層17の本体樹脂層16側の面に補強シート12を一体化させた(図1(d)、図2(a)参照)。光源としてはフィリップス社製のUV光源を用いた。
この際、支持基板1の表面2と対向基板13の対向面14との間の間隔は、製造するフレキソ印刷版23のフレキソ樹脂層17の厚み、つまり本体樹脂層16と表層樹脂層15の合計の厚みに粗面化シート4の厚みと補強シート12の厚みを加えた寸法を維持するようにした。
次に図2(a)(b)を参照して、補強シート12、本体樹脂層16、表層樹脂層15、および粗面化シート4の積層体18を支持基板1と対向基板13の間から取り出し、上下逆転させて補強シート12を下にして作業台19の上に載置した。
そして図2(b)に一点鎖線の矢印で示すように粗面化シート4を、上記積層体18の一端から他端へかけて順に引き剥がして、表層樹脂層15の図において上面側が、粗面化シート4の賦形面3の凹凸形状が転写されて粗面化された印刷面20とされたフレキソ印刷版23を製造した。
次いで、図2(c)に示すように印刷面20の、印刷パターンに対応する領域以外の領域を表層樹脂層15ごと、レーザヘッド21から炭酸ガスレーザ22を走査しながら照射して熱的に除去することにより、当該印刷面20を所定の印刷パターンに対応させてパターン化した。
パターン化の条件は、炭酸ガスレーザの出力:400W×2ビーム、ビーム径:20μm、送りピッチ:60μm、送り速度140cm/秒とした。
パターン化後は、融除飛沫樹脂による汚れを、太陽化学(株)製の商品名KS−HGシンナを用いて洗浄したのち、十分に乾燥させた。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15の厚みは0.1mm、本体樹脂層16の厚みは2.26mm、表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は21度であった。
〈実施例2〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが27度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.15mm、本体樹脂層16の厚みを2.21mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は14度であった。
〈実施例3〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが32度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.25mm、本体樹脂層16の厚みを2.11mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は9度であった。
〈実施例4〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが34度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.45mm、本体樹脂層16の厚みを1.91mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は7度であった。
〈実施例5〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが36度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.35mm、本体樹脂層16の厚みを2.01mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は5度であった。
〈実施例6〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが38度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.45mm、本体樹脂層16の厚みを1.91mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は3度であった。
〈実施例7〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが38度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.80mm、本体樹脂層16の厚みを1.56mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は3度であった。
〈実施例8〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが36度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用い、かつ本体樹脂層16用の感光性樹脂組成物9として、硬化後のショアA硬さが48度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.55mm、本体樹脂層16の厚みを1.81mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は12度であった。
〈実施例9〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが39度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.80mm、本体樹脂層16の厚みを1.56mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は1度であった。
〈実施例10〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが18度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.15mm、本体樹脂層16の厚みを2.21mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は23度であった。
〈実施例11〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが20度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを0.05mm、本体樹脂層16の厚みを2.31mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は21度であった。
〈実施例12〉
表層樹脂層15用の感光性樹脂組成物6として、硬化後のショアA硬さが34度となる紫外線硬化型の液状の感光性樹脂組成物を用いるとともに、両樹脂層15、16用の感光性樹脂組成物6、9の塗布厚みなどを調整して表層樹脂層15の厚みを1.00mm、本体樹脂層16の厚みを1.36mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版23を製造し、印刷面20をパターン化した。
製造したフレキソ印刷版23における表層樹脂層15と本体樹脂層16のショアA硬さの差は7度であった。
〈比較例1〉
硬化後のショアA硬さが41度となる液状の感光性樹脂組成物を用いて、単層で厚みが2.36mmであるフレキソ樹脂層を形成したこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版を製造し、印刷面をパターン化した。
〈比較例2〉
硬化後のショアA硬さが20度となる液状の感光性樹脂組成物を用いて、単層で厚みが2.36mmであるフレキソ樹脂層を形成したこと以外は実施例1と同様にしてフレキソ印刷版を製造し、印刷面をパターン化した。
〈実機試験〉
(フレキソ印刷)
液晶配向膜印刷用のフレキソ印刷機〔ナカンテクノ(株)製のA45〕に実施例、比較例で製造したフレキソ印刷版と、アニロックスロール#220〔セル容積6.5cc/m〕とを組み込んだ。
そして液晶配向膜用のインキ〔JSR(株)製のオプトマー(登録商標)AL17901〕を、上記フレキソ印刷機を用いて液晶パネル用の模擬基板の表面に印刷したのち120℃で30分間予備乾燥させて液晶配向膜を形成した。液晶配向膜の予備乾燥後の設定厚みは900Åとした。
上記模擬基板としては、5インチ角のエリアに画素数420ppiの密度でドットを構築したものを用いた。凹凸のピッチは3〜15μm、高さは0.3〜1μmであった。
(厚みの均一性評価)
予備乾燥後の液晶配向膜の厚みを測定して、下記の基準で厚みの均一性を評価した。
○○○:厚みの範囲は900±36Å以内であった。秀。
○○:厚みの範囲は900±65Å以内であった。優。
○:厚みの範囲は900±90Å以内であった。良。
△:厚みの範囲は900±135Å以内であった。可。
×:厚みの範囲は900±135Åを超えていた。不可。
(印刷精度の評価)
上記フレキソ印刷を2000枚連続して実施し、印刷1枚目と2000枚目の印刷開始位置のずれ量を測定して、下記の基準で印刷精度の良否を評価した。
○○○:ずれ量は±200μm以内であった。秀。
○○:ずれ量は±400μm以内であった。優。
○:ずれ量は±600μm以内であった。良。
△:ずれ量は±800μm以内であった。可。
×:ずれ量は±800μmを超えていた。不可。
(耐久性評価)
印刷した液晶配向膜の厚みを継続して測定しながら、上記フレキソ印刷を連続して実施した。そしてフレキソ樹脂層のへたりによる印圧の低下に伴う液晶配向膜の厚みの低下量と、印刷枚数との関係を求めて、下記の基準でフレキソ印刷版の耐久性の良否を評価した。
○○○:2万枚以上印刷しても液晶配向膜の厚みの低下量は65Å以内であった。秀。
○○:1.5万枚以上、2万枚未満の印刷では液晶配向膜の厚みの低下量は65Å以内であった。優。
○:1.5万枚の印刷で液晶配向膜の厚みの低下量は90Å以内であった。良。
△:0.5万枚未満の印刷では液晶配向膜の厚みの低下量は90Å以内であった。可。
×:0.5万枚未満の印刷で液晶配向膜の厚みの低下量が90Åを超えていた。不可。
以上の結果を表1、表2に示す。
Figure 0006322871
Figure 0006322871
表2の比較例1の結果より、単層の通常の硬さのフレキソ樹脂層では凹凸に対する印刷面の追従性が不十分で、液晶パネル用基板の表面に厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を形成できないことが判った。
また比較例2の結果より、上記印刷面の追従性を高めるために単層のフレキソ樹脂層の全体を柔らかくすると、当該フレキソ樹脂層が印刷時にせん断方向に大きく変形してフレキソ印刷版の印刷精度が低下したり、印刷を繰り返した際にフレキソ樹脂層が短期間でへたりを生じてフレキソ印刷版の耐久性が低下したりすることが判った。
これに対し表1、表2の実施例1〜12の結果より、フレキソ樹脂層17を表層樹脂層15と本体樹脂層16の2層構造とし、なおかつ表層樹脂層15を本体樹脂層16よりも軟らかくすることにより、フレキソ樹脂層17の全体のせん断方向への変形を抑制して高い印刷精度を維持するとともに、へたりを生じにくくして高い耐久性を維持しながら、凹凸に対する印刷面20の追従性を向上して、液晶パネル用基板の表面に厚みが均一でピンホールのない液晶配向膜を形成できることが判った。
また実施例1〜12の結果より、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、表層樹脂層15を、本体樹脂層16よりもショアA硬さの差で表して3度以上、特に5度以上の範囲で軟らかくするのが好ましく、21度以下、特に12度以下の範囲で軟らかくするのが好ましいことが判った。
また上記の効果をより一層向上することを考慮すると、表層樹脂層15の厚みを0.1mm以上、特に0.2mm以上とするのが好ましく、0.8mm以下、特に0.6mm以下とするのが好ましいことが判った。
さらに実施例1〜7と実施例8の結果より、本体樹脂層16のショアA硬さが違う系でも、層樹脂層15を本体樹脂層16より軟らかくすれば同様の効果が得られることが判った。
1 支持基板
2 表面
3 賦形面
4 粗面化シート
5 反対面
6 感光性樹脂組成物
7 ブレード
8 第一前駆層
9 感光性樹脂組成物
10 ブレード
11 第二前駆層
12 補強シート
13 対向基板
14 対向面
15 表層樹脂層
16 本体樹脂層
17 フレキソ樹脂層
18 積層体
19 作業台
20 印刷面
21 レーザヘッド
22 炭酸ガスレーザ
23 フレキソ印刷版
C チャック治具
長さ
寸法

Claims (7)

  1. 平板状のフレキソ樹脂層を備え、当該フレキソ樹脂層は、ショアA硬さが40度以上、50度以下である本体樹脂層、および当該本体樹脂層の片面に積層されて露出した表面が印刷面とされた、前記本体樹脂層よりも軟らかい表層樹脂層を含み、かつ本体樹脂層の反対面には補強シートが積層され、一体化されたフレキソ印刷版。
  2. 前記表層樹脂層は、前記本体樹脂層よりもショアA硬さで表して3度以上、21度以下の範囲で軟らかい請求項1に記載のフレキソ印刷版。
  3. 前記表層樹脂層は、厚みが0.1mm以上、0.8mm以下である請求項1または2に記載のフレキソ印刷版。
  4. 前記本体樹脂層、および表層樹脂層はそれぞれ感光性樹脂組成物からなる請求項1ないし3のいずれか1項に記載のフレキソ印刷版。
  5. 前記本体樹脂層、および前記表層樹脂層のもとになる感光性樹脂組成物を硬化反応させるための活性光線に対する透過性を有する材料からなり、片面が前記印刷面の形状に対応した賦形面とされた型材の前記賦形面に、前記表層樹脂層のもとになる感光性樹脂組成物を塗布して第一前駆層を形成する工程、
    前記第一前駆層上に、前記本体樹脂層のもとになる感光性樹脂組成物を塗布して第二前駆層を積層する工程、
    前記第二前駆層上に前記補強シートを積層する工程、ならびに
    前記第一および前記第二前駆層を、前記型材を通して前記活性光線の照射によって硬化反応させて前記表層樹脂層と前記本体樹脂層と前記補強シートとの積層体を形成したのち、当該積層体を前記賦形面から剥離する工程、
    を含む前記請求項1ないしのいずれか1項に記載のフレキソ印刷版の製造方法。
  6. 少なくとも前記印刷面を、所定の印刷パターンに対応させてパターン化する工程をも含む請求項に記載のフレキソ印刷版の製造方法。
  7. 前記請求項1ないしのいずれか1項に記載のフレキソ印刷版を用いて、フレキソ印刷により、液晶パネル用の液晶配向膜を形成する工程を含む液晶表示素子の製造方法。
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