JP5242034B2 - 薄膜印刷用スクリーン、その製造方法及び薄膜印刷用スクリーン版 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン印刷で用いる薄膜印刷用スクリーン、その製造方法及び薄膜印刷用スクリーン版に関する。

スクリーン印刷は、高価な設備を必要とせず、大型化が可能で、1回の印刷にて1μｍ程度から数十μｍの膜厚のパターンを形成することができる印刷技術として、広く産業界で利用されている。その用途としては、看板や工業部品等の文字印刷、プリント基板を始めとした電子部品や太陽電池の電極形成、プラズマディスプレイの誘電体印刷等、厚膜印刷や厚膜パターンや穴埋め印刷技術として様々な分野で用いられている。

スクリーン印刷で用いられるスクリーンには合成繊維の糸を製織したもの、金属の糸を製織したもの、金属プレートにエッチングにより多孔を形成したものなどがあり、このうち合成繊維のスクリーンが安価であり取り扱い性も容易なため、最も広く使用されている。合成繊維の材質としてはポリエステルやナイロンといった汎用繊維のモノフィラメントで、糸径は２７μｍから６０μｍ程度が一般的である。金属繊維のスクリーンとしては１６μｍから３０μｍ径のステンレス糸で製織したものが広く用いられている。

スクリーン印刷は厚膜を形成する手段として広く使用されているが、大型の真空設備等を必要としない等、簡便性の点で低コストプロセスとして、例えば、有機EL素子の発光層の形成等、1μｍ以下の薄膜形成の試みも行われている。

従来の検討では、通常用いられるスクリーン印刷用の版、すなわち汎用的な合成繊維であるナイロンやポリエステルのモノフィラメントを用いて製織したスクリーンを用いて版を作成し、インク中に含まれる固形分の濃度を希薄にすることによって薄膜を得るという手法（非特許文献１、非特許文献２、特許文献１）や、厚さの薄い金属プレートを用いたスクリーンで版を作成するといった手法（特許文献２）が用いられている。

しかしながら、インク中に含まれる固形分の濃度を希薄にする事によって薄膜を得る方法では、濃度のわずかな変化によって膜厚が大きく変動する。また固形分濃度が希薄であることにより溶液粘度が小さく、パターンの端部が滲んだり、ぎざりと呼ばれる現象が発現し易くなり、微細な印刷パターンの形成が難しくなる。そのため印刷条件の選定が難しかったり、連続生産の場合には溶液の濃度管理を特に厳密に行うことなどが必要とされ、膜厚の均一性や再現性の点で困難な問題を抱えている。

さらに、通常用いられるスクリーン印刷用の版、すなわち汎用的な合成繊維であるナイロンやポリエステルのモノフィラメントを用いて製織したスクリーンを、圧縮などの後加工を行うことなく版を作成した場合、縦糸と横糸との交差部の厚みが非交差部より厚いことから、印刷後の薄膜にスクリーンの痕跡が残るといった問題がある。薄膜の場合には、特に痕跡の残留は印刷品質に大きく影響するものである。

スクリーンとして薄い金属プレートを用いる場合では、インクの固形分濃度を希薄にしたり、溶液の濃度管理を厳密に行うなどの必要が無く、また平滑なプレートであることより印刷後の薄膜にスクリーンの痕跡が残るといった問題もない。しかしながら、薄い金属プレートはハンドリング性が悪く、版を製作する過程や印刷工程において熟練や注意深い取り扱いが必要とされる。

金属を用いたプレートや金属繊維で製織したスクリーンの場合、印刷で用いるインクやペーストの中に金属が溶出する場合があり、金属コンタミを回避すべき製造工程で適用することはできない。また、金属特有の塑性変形を起こすことから印刷時の耐久性が劣り、合成繊維製のスクリーンを用いる場合に比べて版の交換頻度が多くなる。さらに、薄い金属プレートは特殊であることより製造コストが高く、大型化も難しいといった問題が有る。

上記のような従来技術の問題に対して、インク濃度を希薄にすることなく、またハンドリング性や印刷耐久性に劣る高価な金属プレートを用いずに、合成繊維からなるスクリーンを用いた版により薄膜を形成する技術が望まれている。
特開２００１−１５５８５８号公報 特開２００２−１７０６７４号公報 IEEE Journal on selected topics in quantum electronics, 2001,Vol.7, No.5 Advanced Materials, 2000, Vol.12, No.17

スクリーン印刷における開口部からのインク透過量は、スクリーンの厚さと、開口率と呼ばれるスクリーン単位面積あたりに占める開口部の面積比率との積（この積を透過体積と称する）と関係することが経験的に知られている。透過体積はスクリーンに使用する繊維の径とその繊維の織密度により制御することができる。すなわち、スクリーンの厚さは使用する繊維の径によって決まり、開口率はスクリーンの織密度と繊維径によって決まる。そのため、薄膜を形成するためには、スクリーンの厚さを薄く、開口率を小さくする手法が考えられる。

しかしながら、繊維径を小さくするに従って、繊維１本当たりの強度は繊維径のほぼ２乗に反比例して低下するため、スクリーンとしての強度を保持する為には高強度の素材の繊維を用いたり、織密度を高くすることなどが必要である。さらに繊維が合成繊維のモノフィラメントの場合には製造可能な繊維径にも限界が有る。

スクリーンの開口率を小さくして薄膜を形成しようとすると、開口部を透過するスクリーン単位面積あたりのインクの量が少なくなり、インクの広がりが不十分となり、開口率の低下に従い所望とする均一な薄膜を形成することが次第に困難となる。

また、スクリーンの厚さを薄く、印刷物の膜上にスクリーンの跡を残さないために、スクリーンを平坦にする手法として、スクリーンを圧縮する手法が行われている。しかしながら、汎用的な合成繊維は圧縮しにくく、薄くなりにくい。そこで圧縮率を大きくして扁平にするために加熱しながら圧縮すると、スクリーンが収縮し、開口部が小さくなり、均一な薄膜を形成できなかったり、スクリーンのサイズが小さくなり、適切な版を作製できない等の問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、合成繊維を用いたスクリーンであって、実用強度を有し、薄く平滑で、かつ所要の開口率とすることによって、膜厚の均一性や再現性が高い薄膜をスクリーン印刷によって形成することが可能な薄膜印刷用スクリーン、その製造方法及びスクリーン版を提供することを目的とする。

本発明者らは、高強度で熱収縮係数が小さい繊維を用いたスクリーンを圧縮・加熱を行うことにより、厚さが薄くかつ全面が平滑で所要の開口率を有するスクリーンを形成することができ、このスクリーンを用いた印刷版では、膜厚の均一性や再現性の高い薄膜をスクリーン印刷によって形成することが可能となる、との知見を得るに至り、薄膜印刷用スクリーン、その製造方法及び薄膜印刷用スクリーンを用いたスクリーン版の発明を創出した。

すなわち、第一の発明は、合成繊維の縦糸及び横糸を製織してなり、縦糸と横糸との交差部と非交差部とを多数有し、交差部及び非交差部において縦糸と横糸とが各々圧縮変形し、交差部と非交差部とが一様な厚さに平滑化した織物状の薄膜印刷用スクリーンであって、縦糸及び横糸の原糸の平均径に対する薄膜印刷用スクリーンの厚さの比が０．５以上１．０以下であり、薄膜印刷用スクリーンの厚さが１２μｍ以上２５μｍ以下であり、薄膜印刷用スクリーンの開口率が２０％以上６０％以下であることを特徴とする薄膜印刷用スクリーンである。

第二の発明は、第一の発明において、合成繊維を構成する材料の１つが、ポリアリレートであることを特徴とする薄膜印刷用スクリーンである。

第三の発明は、第一または第二の発明における薄膜印刷用スクリーンを、枠体内に張設し、所望の印刷形状の開口部を有する遮蔽膜を形成したことを特徴とする薄膜印刷用スクリーン版である。

第四の発明は、合成繊維の縦糸及び横糸を製織し、縦糸と横糸との交差部と非交差部とを多数形成し、交差部と非交差部とを圧縮変形することにより縦糸と横糸とを各々塑性変形させ、交差部と非交差部とを一様な厚さに平滑化する織物状の薄膜印刷用スクリーンの製造方法であって、縦糸及び横糸の原糸の平均径に対する前記薄膜印刷用スクリーンの厚さの比を０．５以上１．０以下とし、薄膜印刷用スクリーンの厚さを１２μｍ以上２５μｍ以下とし、薄膜印刷用スクリーンの開口率を２０％以上６０％以下とすることを特徴とする薄膜印刷用スクリーンの製造方法である。

第五の発明は、第四の発明において、合成繊維を構成する材料の１つが、ポリアリレートであることを特徴とする薄膜印刷用スクリーンの製造方法である。

本発明によれば、合成繊維を用いることにより、金属特有の折り曲げや局所的な押し付け等による塑性変形がおこらないことから、スクリーンの取扱いが容易となり、製版工程や印刷工程における熟練や注意深い取り扱いを必要とせず、印刷時の耐久性も著しく向上する。また、印刷で用いるインクやペーストの中に金属の溶出を懸念する必要も無く、安価に大型の薄膜印刷用の版を作成することが可能となる。

以下に本実施形態である薄膜印刷用スクリーン、その製造方法及びスクリーン版について、図を参照して説明する。

図1は、本実施形態の薄膜印刷用スクリーンの一部を拡大したものであり、図２は、本発明の実施形態である薄膜印刷用スクリーンを図１のＡ−Ａ’で切断した断面の模式図である。図に示すように、本実施形態の薄膜印刷用スクリーン１００は、合成繊維の縦糸２０及び横糸１０を製織してなり、縦糸２０と横糸１０との交差部３０と非交差部４０とを多数有し、交差部３０及び非交差部４０において縦糸２０と横糸１０とが各々塑性（圧縮）変形し、交差部３０と非交差部４０とが一様な厚さｔに平滑化した織物状の薄膜印刷用スクリーンである。

なお、図１ではスクリーンの織組織を平織であらわしたが、綾織や朱子織などを用いてもよく、織組織に限定は無い。しかしながら、厚さを薄くかつ目拠れを起こしにくく、さらにカレンダー加工等の扁平化の処理を行うには平織りのスクリーンが好ましい。

スクリーン１００を構成する合成繊維糸は、モノフィラメントでもマルチフィラメントでも良く、縦糸２０にマルチフィラメント、横糸１０にモノフィラメントまたはその逆の組み合わせであっても良い。印刷の鮮明性、解像性や耐久性の点からは縦糸２０・横糸１０ともにモノフィラメントが適しており、特に薄膜の印刷の場合にはモノフィラメントが好適である。モノフィラメントの合成繊維糸は単一の素材から成っても良いし、特性の異なる２種以上の同種または異種の素材から構成されていても良い。２種以上から構成される場合、断面の芯部分の素材と鞘部分素材が異なる芯鞘型繊維やブレンド型の繊維、またはこれらの組み合わせ等であってもよい。また合成繊維糸の表面を有機物質や無機物質でコーティングしたり改質がしてあっても良い。

スクリーンの織密度は、1インチ当たりの合成繊維の縦糸２０および横糸１０の本数によって定義されるメッシュ数で表される。縦糸２０のメッシュ数と横糸１０のメッシュ数とは同一でも異なっていても良い。スクリーンとしての強度のバランスの点より、縦・横のメッシュ数は同じものが広く使用されている。同じ繊維径であればメッシュ数を高くするとスクリーンの強度は高くなるが開口率は低くなる。メッシュ数を低くすると、開口率は高くなるがスクリーンの強度は低くなるため、製版が可能なスクリーンにはメッシュ数に下限があり、この下限値は糸の材質と強度に依存する。

製織工程において縦糸２０と横糸１０とは、材質および糸径は同一でも、また異なっていても良い。製織の難しさやスクリーンとしての縦・横の強度のバランスより、材質及び糸径は同一であるものが広く使用されている。厚みの薄いスクリーンを得るためには、小さい糸径の繊維を用いる必要がある。製織工程において安定に薄いスクリーンを製造するためには、合成繊維の場合には、ＪＩＳ Ｌ １０１３による試験法での引張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。この値未満の場合には、強度不足のために製織時の糸切れが頻発し、製織が困難となりスクリーンを得ることが難しくなる。

スクリーン印刷版のスクリーン１００の張力は、スキージーにより版が変形し被印刷体上に接触し、版が離れる瞬間にインクが被印刷体上に転移する、いわゆる版離れといわれる工程を支配する重要な因子である。張力が小さいと版離れが適切に行われず、インクの転移が不均一となり膜厚が大きくばらつく等、適切な印刷物が得られない。版離れが適切に行われるスクリーンの張力としては、スクリーン単位幅当たり２５Ｎ／ｃｍ程度が必要とされるため、製版や印刷の各工程において糸切れやスクリーンの破断を起こさぬよう、スクリーン１００の破断強度としては４０Ｎ／ｃｍ以上を有することが望ましい。

薄く平滑なスクリーン１００を得るために、製織後のスクリーン１００に圧力を加え、糸の断面方向に塑性変形を生ぜしめることにより、縦糸と横糸との交差部３０とスクリーン開口部を形成する非交差部４０との厚さを揃えてスクリーン全面を平坦化する。圧力を加える方法としては、回転する一対のロール間にスクリーンを通し、回転ロール間の押し付け力で扁平化するカレンダー加工法や２枚の平板間に枚葉上に切断したスクリーンを挟んで加圧するプレス加工法等を用いることができる。ロール状に巻いたスクリーンを連続的に大量に加工するにはカレンダー加工法が適し、少量、多品種を効率良く加工するには枚葉処理のプレス加工法が適当である。

扁平化の程度は印加する圧力の大きさにより制御が可能である。カレンダー加工、プレス加工のいずれにおいてもロールや平板を加熱しながら加圧してもよい。加圧と加熱を同時に行うことにより、扁平化率をより大きくとることができたり、扁平化後、時間の経過とともに扁平の程度が低下する現象を抑制することができる。しかしながら、ポリエステルやナイロンなど、汎用的に使用されるスクリーンでは熱収縮率が大きいため、加圧と加熱を同時に行うと、扁平化後のスクリーンは熱収縮による皺が発生し、その後の取り扱い性が劣る。熱収縮を起こさず安定した形態を維持するために、熱によって変形する温度が高い材質の合成繊維を用いることが好ましい。

印刷膜に跡が残らず、印刷膜を薄くかつ均一にするためには、スクリーン１００は平滑である方が良く、縦糸及び横糸の原糸の平均径に対するスクリーン１００の厚さｔの比（以後、扁平化度と呼ぶ）を、０．５以上１．０以下にするのが好ましい。つまり、縦糸２０の原糸の直径をａ、横糸１０の原糸の直径をｂとした場合に、０．５≦ｔ／｛（ａ＋ｂ）／２｝≦１．０の関係を満たすように圧縮変形を行う。

扁平化度が、０．５より小さいと、スクリーンの強度が低くなり、適切なスクリーン版を得ることが困難になる。また、扁平化度が１．０より大きいと、スクリーンの縦糸および横糸の交差部の屈曲が大きくなり、印刷膜に跡が残る等、薄膜の厚みの均一性を得ることが難しくなる。ここで、繊維の原糸の径とは、製織に用いる原糸の太さを意味するが、この径は製織後のスクリーンの開口を構成する部分の糸径とほぼ等しく、計算にはいずれを用いてもよい。

製織後の扁平化処理を行わない場合には、通常の方法で製織されたスクリーンでは、扁平化度は１．５から１．９程度である。加圧のみまたは加圧と加熱とを同時に行うことにより、大きく強度低下を生じぬ程度まで圧縮し扁平化することによって、扁平化度を０．５以上１．０以下とすることが可能である。

スクリーンの強度および熱変形温度の観点から、スクリーンを構成するモノフィラメント繊維糸の材質としては、ＪＩＳ Ｌ １０１３による試験法での引張り強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上と高強度であり、かつ、熱変形温度が２５０℃以上を示す、アラミド、ポリアリレート、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）が特に好適である。

モノフィラメントの製造、スクリーンの製織及びカレンダー加工やプレス加工のしやすさから、モノフィラメントを構成する材質の少なくとも一つがポリアリレートであることが特に好適である。液晶ポリマー繊維は，高度に結晶配向したフィブリル構造であり，配向方向の強度が強い反面，フィブリル間の層間剥離，ねじれ，屈曲，空間の存在が報告されており，フィブリル間の結合は弱く，配向方向に垂直な応力に対してフィブリル間のズレや滑りが生じやすいことが、加圧により高度に扁平化する薄いスクリーンを形成することを可能としていると考えられる。

モノフィラメントを構成する材質の少なくとも一つがポリアリレートである合成繊維として、ポリアリレート（溶融液晶性ポリエステル）からなる芯成分と、熱可塑性ポリマーを海成分、ポリアリレート（溶融液晶性ポリエステル）を島成分として構成された鞘成分とからなる芯鞘型複合繊維（株式会社クラレ製・製品名Ｖｅｃｒｙ（登録商標：以下同じ））と、スクリーンとして最も広汎に用いられる汎用繊維であるポリエチレンテレフタレート（以後、ＰＥＴと記述する）との、加工条件による扁平化の様態を比べた。温度および押し圧を設定した二本の金属ロール間に、ＶｅｃｒｙおよびＰＥＴのスクリーンを通した後の厚さを、元のスクリーン厚さに対する比率で比較した。

室温にて１１００Ｎ/ｃｍで加圧した場合、Ｖｅｃｒｙでは厚みが１５％減少するがＰＥＴでは減少が見られず、さらに３３００Ｎ/ｃｍまで加圧するとＶｅｃｒｙの４５％減少に対しＰＥＴでは６％の減少であった。また、１２０℃、１１００Ｎ/ｃｍで加圧した場合、Ｖｅｃｒｙでは５２％減少するがＰＥＴでは１６％の減少であった。温度、加圧条件を変化させたり、複数回ロール間を通すこと等によりスクリーン厚さをコントロールすることは可能であるが、汎用繊維の場合、強度の面からスクリーンが形成可能な糸径やメッシュ数の制約が強く、製造可能な薄膜印刷用のスクリーンは限定される。しかしながら高強度であると伴に、扁平化の加工容易性はポリアリレートの特異な性質として、薄膜印刷用のスクリーンとして広範囲のスクリーン構成が可能であり、特に好適な材質である。

印刷膜厚を薄くするためには、スクリーン１００の厚さを薄くすることが効果的で、１μm以下程度の薄膜形成には３０μｍ以下の厚さのスクリーン、０．５μｍ以下程度の薄膜形成には２５μｍ以下の厚さのスクリーン、０．３μｍ以下程度の薄膜には２０μｍ以下の厚さのスクリーン、が好ましい。糸径の小さな糸を扁平化して厚さの薄いスクリーンを形成する場合、製版や印刷の各工程において糸切れやスクリーンの破断を起こさぬ強度として４０Ｎ／ｃｍ以上のスクリーン版とするためには、スクリーン厚さとして１２μｍ以上が必要である。

スクリーン１００の中で占める開口部の面積割合、すなわち、スクリーンを平行平面に投影したときのスクリーン単位面積当たりの開口部の面積を開口率と定義している。膜厚の均一性、再現性の高い薄膜を形成するためには、開口率を一定の範囲に制御することが必要で、２０％以上６０％以下が好ましい。２０％以下であると、開口部を透過するスクリーン単位面積当たりのインクの量が少なく、均一性な薄膜の形成が困難となる。開口率が６０％以上であると、パターン印刷におけるパターン境界部ラインの滑らかさがなくなり、リアス式海岸線状のギザリが発生したり、スクリーン上へ形成した遮蔽膜が割れやすくなるなどの問題が有る。さらに、高い開口率を達成するために、糸径を小さくしたりメッシュ数を少なくする等が必要となり、その結果スクリーンの強度が低くなり、適切なスクリーン版を得ることが困難になる。

図３は、本実施形態の薄膜印刷用スクリーン版３００の全体を模式的に表し、図４は、図３のＢ−Ｂ’部で切断した断面の模式図である。

枠４にスクリーン１００を張設するには、通常、紗張機が使用される。その方法は、スクリーンの４辺方向をそれぞれ紗張機のクランプにて挟持し、このクランプを機械式や空気の圧力を利用して引っ張り、所望の張力に調節し、スクリーン１００を枠４へ接着後枠の外周に沿って切断する。枠４の材質は、金属製、鋳物製、樹脂製、木製などを用いることができ、本実施形態では特に材質に限定は無い。また、接着剤についてもゴム系、エポキシ系、ウレタン系、シアノアクリレート系などがあるが、本実施形態では特に制限は無く、スクリーン１００の材質と枠の材質、使用するインクに含有される溶剤などを考慮して選定すればよい。

遮蔽膜５の形成には感光性樹脂を用いたフォトプロセスが広く用いられている。感光性樹脂としては、硬化機構からの分類としてジアゾ系、ラジカル系、スチルバソ系があり、その状態としては、溶液状とフィルム状とのものが有る。本発明におけるは遮蔽膜５の形成では、硬化機構、状態ともに特に限定は無く、いずれの種類を用いても良い。遮蔽膜５の形成方法としては、溶液状のものは、バケットに溶液を入れ、バケットをスクリーンに当てて溶液状感光性樹脂の薄膜を形成し、これを乾燥して溶媒を蒸発除去することにより樹脂状の薄膜を形成する。塗布・乾燥を繰り返すことにより所望厚さの感光性樹脂膜を形成する。感光性樹脂膜はスクリーンの印刷面側に形成するが、遮蔽膜５のスクリーンへの密着性を向上させる目的で、印刷面の反対側であるスキージー面側にも樹脂薄膜を形成することが通常行われている。本発明ではスキージー面側に樹脂薄膜を形成してもしなくても良いが、遮蔽膜５の密着性の向上、耐久性の向上の観点からはスキージー面側へも樹脂薄膜を形成するのが好ましい。

形成した感光性樹脂膜に印刷パターン７と同様の形状が描かれたフィルムまたはガラスを貼付け、紫外線ランプを用いて露光し、現像することによって印刷パターン７が形成された遮蔽膜５とする。

遮蔽膜５の厚さは、印刷薄膜の形成の点では薄いのが好ましいが、製造工程において遮蔽膜５を安定的に形成できることや、印刷時の耐久性およびスクリーンの開口部を透過したインクの広がりを制御するシール性等を考慮して決定する。遮蔽膜５の厚さが薄い場合には膜強度が弱いため、現像工程における水やエアーの吹き付け時に破壊される危険が有る。また印刷工程において、印刷物の滲みを抑えるためには、遮蔽膜５の厚みは厚いほうが効果が高い。

このような観点から、遮蔽膜５の厚さは１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、２μｍ以上７μｍ以下がより好適であり、３μｍ以上５μｍ以下がさらに好適である。ここで遮蔽膜５の厚さとは、スクリーンの厚さに加算される分の厚さであり、そのほとんどはスクリーンの印刷面側に形成された樹脂膜の厚さで、スキージー面側の厚さは０〜２μmである。

印刷工程において、遮蔽膜を構成する樹脂がインクに含まれる有機溶剤へ溶出することを防ぎ、さらには、パターン印刷における印刷物のにじみを抑制し印刷物の解像性を向上させる目的として、遮蔽膜５を構成する材質の一部に、撥水・撥油性を有する成分を含有することが好ましい。このような遮蔽膜５としては、遮蔽膜５自身が撥水・撥油性を有していたり、撥水・撥油の無い感光性樹脂と撥水・撥油性を有している感光性樹脂とを積層するなどによって形成できる。また、撥水・撥油性の無い感光性樹脂へ撥水・撥油性を有するポリマー等を感光性樹脂表面へコーティングしても良い。印刷物の解像性を向上させる目的においては、遮蔽膜の印刷面側の表面だけでも良いが、使用するインクの有機溶剤への耐性を向上する目的においては、全体に撥水・撥油性を付与させた方が好ましい。

撥水・撥油性を有する材質としては、フッ素、シリコンを含む材料が挙げられる。フッ素やシリコン元素を含む樹脂、オリゴマー、オイル、モノマーなどを感光性樹脂にブレンドしたり表面にコーティングして撥水・撥油性を付与させればよい。

さらに、インクに有機溶剤を含む場合に、有機溶剤への遮蔽膜５の溶解や膨潤を防止したり低減するために、遮蔽膜５を薬液処理したり、版の印刷パターンを形成した後に、紫外線を追加照射することによって、遮蔽膜５の架橋密度を向上させる等の方法により、印刷時の安定性、耐久性を向上することもできる。

以上説明したように、本実施形態の薄膜印刷用スクリーンによれば、合成繊維を用いることにより、金属特有の折り曲げや局所的な押し付け等による塑性変形がおこらないことから、スクリーンの取扱いが容易となり、製版工程や印刷工程における熟練や注意深い取り扱いを必要とせず、印刷時の耐久性も著しく向上する。また、印刷で用いるインクやペーストの中に金属の溶出を懸念する必要も無く、安価に大型の薄膜印刷用の版を作成することが可能となる。

スクリーンの厚さを１２μｍ以上２５μｍ以下とすることにより、スクリーンの透過体積を小さくしてインクの透過量を少なくできる。そのため、印刷物の膜厚は薄くなり、インクの固形分濃度を希薄にする必要が無く、従って濃度変化による膜厚変化も少なくなり、経時変化による印刷物の膜厚への影響が小さく、連続印刷においても均一で再現性の高い薄膜を形成することが可能となる。

また、後加工にて、スクリーンを構成する繊維の原糸の径に対するスクリーンの厚さの比を０．５以上１．０以下となるように扁平化することで、スクリーンを構成する縦糸と横糸との交差部と非交差部の凹凸が解消される。スクリーン表面を高度に平滑化することで、印刷物への押し付け痕を無くしたり軽減することができる。

スクリーンの開口率を２０%以上とすることで、開口部を透過したインクの広がりが確保され、均一な膜厚の形成が可能となる。また開口率を６０%以下にすることにより、一様な薄膜の形成を維持できる程度にインクの透過量を抑えるとともに、薄膜のパターン印刷に対しても適用が可能となる。

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
合成繊維モノフィラメントとしてポリアリレート（溶融液晶性ポリエステル）からなる芯成分と、熱可塑性ポリマーを海成分、ポリアリレート（溶融液晶性ポリエステル）を島成分として構成された鞘成分と、からなる芯鞘型複合繊維（株式会社クラレ製・製品名Ｖｅｃｒｙ）の糸径２３μｍを用いて、縦糸、横糸とも１３０メッシュの密度で平織り製織したスクリーンを、１２０℃、１１００Ｎ/ｃｍの条件に設定された二本の金属ロール間に通し、加圧・加熱することによって薄膜用スクリーンを得た。

作製した薄膜用スクリーンを、３２０ｍｍ×３２０ｍｍのアルミ製の枠にバイアス角度が２２．５度、テンションが１４．６Ｎ／ｃｍとなるように張設した。その後、感光乳剤（王子タック株式会社製、製品名：ＡＸ−１２０Ｇ）をバケットにて、厚さがスクリーンの厚さに加えて約５μｍとなるよう、塗布・乾燥を繰り返し、感光樹脂層を形成した。その後、露光、現像によって４０ｍｍ×４０ｍｍのパターンを形成して遮蔽膜とし、薄膜用スクリーン版を得た。

次に、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）の発光層として用いられる、Poly(N-vinylcarbazole)（関東化学(株）製）、2-(4-biphenyl)-5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole（アルドリッチ製）、Coumarin6（東京化成工業(株）製）を重量比１６０、４０、１で混合し、イソホロン（純正化学製）に１２重量％となるように混合したインクを作製した。得られた薄膜用スクリーン版を用いて、上記で作製したインクをＩＴＯ付ガラス基板（三容真空社製）上へスクリーン印刷を行った。

（実施例２）
縦糸、横糸とも２００メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（実施例３）
縦糸、横糸とも２５０メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（実施例４）
縦糸、横糸とも３３０メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（実施例５）
糸径３０μｍを用いて、縦糸、横糸とも２５０メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（実施例６）
糸径３６μｍを用いて、縦糸、横糸とも１３０メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（実施例７）
汎用の合成繊維である、ポリエチレンテレフタレートの糸径２７μｍモノフィラメントを用いて、縦糸、横糸とも３１５メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（実施例８）
糸径２３μｍを用いて、縦糸、横糸とも１３０メッシュの密度とし、カレンダー加工時の温度条件を１３０℃とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（実施例９）
糸径２３μｍを用いて、縦糸、横糸とも１３０メッシュの密度とし、カレンダー加工の加圧条件を９００Ｎ／ｃｍとした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（比較例１）
糸径２３μｍを用いて、縦糸、横糸とも９０メッシュの密度とし、カレンダー加工の加圧条件を７００Ｎ／ｃｍとした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（比較例２）
糸径２３μｍを用いて、縦糸、横糸とも１３０メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（比較例３）
糸径４５μｍを用いて、縦糸、横糸とも１６０メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（比較例４）
合成繊維モノフィラメントをポリエチレンテレフタレート繊維の２７μｍを用いて、縦糸、横糸とも３８０メッシュの密度とした以外は実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

（比較例５）
糸径２３μｍを用いて、縦糸、横糸とも３８０メッシュの密度とし、カランダー加工を行なわないスクリーンを用いて実施例１と同様の方法により、スクリーンを得て印刷を行った。

得られたスクリーンの厚さは厚さ計（（株）プロテック製、ＭＧ−４型）で測定した。メッシュ数および開口率は、測長機（大日本スクリーン製造（株）製、ＤＲ−５５−Ｆ型）にて糸径及び開口部の寸法を実測して計算により求めた。扁平化率は、スクリーン厚さと扁平化処理前の糸径より算出した。

また、破断強度はスクリーンを幅５ｃｍ、測定距離２０ｃｍの短冊状サンプルとして、オートグラフ（(株)島津製作所製、ＤＣＳ−１００型）により測定した。

サンプルは縦糸方向、横糸方向で各々３点を用いて測定し、６点の平均値を求めた。印刷膜厚は触針式表面形状測定機（アルバック・イーエス(株)製、ＤＥＫＴＡＫ３０３０ＳＴ型）を用いて４０ｍｍ×４０ｍｍの印刷領域の中心および中心から印刷方向に対して前後１０ｍｍの３点で測定した。３点の平均値を平均膜厚とし、３点の膜厚偏差（最大値―最小値）を均一性の指標とした。膜厚偏差が１０ｎｍ以下をＡ、１０ｎｍより大きく２０ｎｍ以下をＢ、２０ｎｍより大きく３０ｎｍ以下をＣ、３０ｎｍより大きいものをＤ評価とした。ここで、Ａ〜Ｃ評価を製品として「適」（優、良、可）とし、Ｄ評価を製品として「不適」として評価した。

また、印刷後の薄膜に残留するスクリーンの痕跡の有無やパターン境界部のぎざり状態の程度を目視により観察し、優（◎）、良（○）、可（△）、不可（×）の４段階で表面性として評価した。以上の結果を表１にまとめて示した。

表１の結果より以下のことが明らかとなった。すなわち高強度の合成繊維でスクリーンの厚さが１２μｍ以上、かつ、開口率が６０％以下であればスクリーンとして十分な強度を有し、紗張時にスクリーンが破れることなく製版は可能である（実施例１〜９）。

しかしながら、開口率が６０％より大きい場合 (比較例１)や 厚みが１２μｍ未満の場合(比較例２)にはスクリーンの強度が弱くなり適切な紗張りが困難となる。

スクリーンの厚さが２５μｍより大きくなると、０．２μｍ以下の均一な薄膜を形成することが難しくなる（比較例３〜５）。

開口率が２０％未満になるとインクの広がりが不十分となり膜厚の偏差が大きくなるため、均一性が低下する（実施例４、５、７、比較例３、４）。したがって、開口率を２０％以上とすることが好ましい。

また、扁平化度が１．０より大きくなると、スクリーンの縦糸および横糸の交差部の屈曲によるスクリーンの凹凸により、印刷膜に跡が残る等、薄膜の厚みの均一性を得ることが難しい（比較例４、５）。

本実施形態の薄膜印刷用スクリーンを拡大した模式図 図１に示した薄膜印刷用スクリーンを拡大した模式図におけるＡ−Ａ’断面の模式図 本実施形態の薄膜印刷用スクリーン版の模式図 図３に示した薄膜印刷用スクリーン版の模式図におけるＢ−Ｂ’断面の模式図

符号の説明

１０：横糸
２０：縦糸
３０：交差部
４０：非交差部
１００：薄膜印刷用スクリーン

Claims (5)

1. 合成繊維の縦糸及び横糸を製織してなり、前記縦糸と前記横糸との交差部と非交差部とを多数有し、前記交差部及び前記非交差部において前記縦糸と前記横糸とが各々圧縮変形し、前記交差部と前記非交差部とが一様な厚さに平滑化した、印刷膜厚が１μm以下の薄膜形成を行うための、織物状の薄膜印刷用スクリーンであって、
   前記縦糸及び前記横糸の原糸の平均径に対する前記薄膜印刷用スクリーンの厚さの比が０．５以上１．０以下であり、
   前記薄膜印刷用スクリーンの厚さが１２μｍ以上２５μｍ以下であり、
   前記薄膜印刷用スクリーンの開口率が２０％以上６０％以下であることを特徴とする薄膜印刷用スクリーン。
2. 前記合成繊維を構成する材料の１つが、ポリアリレートであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜印刷用スクリーン。
3. 請求項１または２に記載の薄膜印刷用スクリーンを、枠体内に張設し、所望の印刷形状の開口部を有する遮蔽膜を形成したことを特徴とする薄膜印刷用スクリーン版。
4. 合成繊維の縦糸及び横糸を製織し、前記縦糸と前記横糸との交差部と非交差部とを多数形成し、前記交差部と前記非交差部とを圧縮変形することにより前記縦糸と前記横糸とを各々塑性変形させ、前記交差部と前記非交差部とを一様な厚さに平滑化する、印刷膜厚が１μm以下の薄膜形成を行うための、織物状の薄膜印刷用スクリーンの製造方法であって、
   前記縦糸及び前記横糸の原糸の平均径に対する前記薄膜印刷用スクリーンの厚さの比を０．５以上１．０以下とし、前記薄膜印刷用スクリーンの厚さを１２μｍ以上２５μｍ以下とし、前記薄膜印刷用スクリーンの開口率を２０％以上６０％以下とすることを特徴とする薄膜印刷用スクリーンの製造方法。
5. 前記合成繊維を構成する材料の１つが、ポリアリレートであることを特徴とする請求項４に記載の薄膜印刷用スクリーンの製造方法。
   

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