JPH08190011A - カラーフイルタの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印圧を加えることなく非接触でしかも１回イ
ンキ転移で版から被印刷基材上に各色要素層を形成する
ため、各色要素層のパターン精度が高く、各色要素層間
に白抜けおよび重なりのないカラーフイルタの製造法を
提供する。 【構成】 （１）版材の画線部にカラーインキを着肉さ
せ版上に色要素層を所定間隔に形成するインキ着肉工
程、（２）前記版上の色要素層を版材と対向する基材表
面に版上のインキを転移させ基材上に色要素層を所定間
隔に形成するインキ転移工程及び（３）前記基材上に転
移したインキを乾燥／硬化する硬化工程を繰り返すカラ
ーフイルタの製造法において、二色目以降の色要素層を
画素間空間を介して基材表面と対峙させ表面張力によっ
て基材表面に前記二色目以降の色要素層を転移すること
を特徴とするカラーフイルタの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示用のカラーフ
イルタの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のカラーフイルタの製造法
は低コスト、大量生産性から印刷方式が採用されてい
る。印刷方式は、図１（ａ）に示すように、パターニン
グした凹版１を設置し、この凹版１の画線部に、ブレー
ド３によって余分のカラーフイルタ用インキを掻き落し
ながら、カラーフイルタ用インキ２をつけ、図１（ｂ）
に示すように版胴５上に装着した弾性体であるゴム製ロ
ーラ４を凹版１に押しつけ、ゴム製ローラ４の表面上に
カラーフイルタ用インキ２を転移させ、さらに、図１
（ｃ）に示すように、このゴム製ローラ４を被印刷基材
台（図示せず）上に吸着固定された被印刷基材である透
明なガラス基板６に押しつけ、透明なガラス基板６にカ
ラーフイルタ用インキ２を転移させるオフセット印刷法
を用いていた。

【０００３】上記印刷法により、所定パターンになるよ
う色要素層を印刷し、その後、乾燥／硬化させ、これを
繰り返して、赤、緑及び青の各色要素層を所定間隔にモ
ザイク状あるいはストライプ状等に形成してカラーフイ
ルタを製造していた。このような製造法では、凹版１上
の色要素層を一度弾性体であるゴム製ローラ４に転移さ
せてから、再度、透明なガラス基板６に転移させるた
め、カラーフイルタ用インキ２は２回転移しなければな
らない。そのため、凹版１のパターン精度を高くして
も、転移の度に印圧によるインキのにじみ、ゴム製ロー
ラの変形及びインキの凝集等が原因となって、赤、青及
び緑の各色要素層のパターン精度が悪くなっていた。

【０００４】また、上記理由のため、パターニングした
ゴム製ローラにカラーフイルタ用インキを着肉させた
後、直接版胴を基材に押しつけ、基材にカラーフイルタ
用インキを転移させる直刷り印刷法も用いられていた
（図２参照）。まず、別の基板上にカラーフイルタ用イ
ンキを薄膜上に形成し、前記基板の上をゴム製ローラ４
を転がして、図２のように凹部７にカラーフイルタ用イ
ンキ２を充填する。次に、カラーフイルタ形成部である
ガラス基板６上にカラーフイルタ用インキ２を凹部７に
充填したゴム製ローラ４を置き、転がすことにより、凹
部７に充填されたカラーフイルタ用インキ２をガラス基
板６上に移し、加熱処理を行いカラーフイルタを形成す
る方法をとっていた。

【０００５】しかし、この印刷法を用いてガラス基材に
印刷を行う場合には、基材の破損を防ぐため版胴に弾性
を持たせなくてはならなかった。そのため、印刷時の印
圧により弾性層が変形し、被印刷基材上に印刷された色
要素層のパターン精度が悪かった。特に、前置色要素層
のある被印刷基材上に印刷を行う場合は弾性層がもち上
がり、弾性層の変形が大きく色要素層が十分に被印刷基
材に接触せず、色要素層の変形も大きかった。また、ゴ
ム製ローラ４に加わる圧力のバラツキにより、形成され
たストライプ状フイルタの線幅にムラができ均一なフイ
ルタができない。この線幅のムラがでるため、細いフイ
ルタを構成することが難しいという問題があった。

【０００６】印刷時の印圧を強くしても、色要素層に隣
あった色要素層の厚みに相当する弾性層の変形が残り、
色要素層の変形は大きかった。印圧を弱めて色要素層の
変形を無くそうとすると、インキの付着不良という新た
な問題が生じるためにこの方法で変形をなくすことはで
きない。なお、版に弾性を持たせるためインキ反撥体層
の下層に０．２５mm厚さ程度のゴム層を設けた水なし平
版はゴム層表面粗さが大きいため、製版精度自体が悪か
った。

【０００７】このような問題を改善する発明として、カ
ラーフイルムの発熱体による溶融付着の方法（特開平３
−２５９１０２号公報）、感光性フイルムを用いてフイ
ルム上に画素を形成してからガラス基板に転写する方法
（特開昭６１−９９１０３号公報、特開昭６３−１８７
２０３号公報）、高電圧または磁界を印加して印刷する
方法（特開平１−２０２７０１号公報、特開平１−２８
７５０４号公報）等が提案されている。また、ガラス基
板にストライプ溝をあらかじめ設けてから印刷する方法
（特開平１−２９３３０５号公報）も提案されている。
しかし、いずれも装置が複雑になる問題点を有してい
た。このように、カラーフイルタの各色要素層のパター
ン精度が悪いと、液晶表示パネルに用いた場合、各色要
素間に白抜け（色要素間の隙間による光の漏れ）あるい
は重なりによる膜厚分布、ピンホールが生じて、コント
ラストが悪くなっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術の問題を解消し、各色要素間に白抜け及び重な
りのないカラーフイルタの製造法を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）版材の
画線部にカラーインキを着肉させ版上に色要素層を所定
間隔に形成するインキ着肉工程、（２）前記版上の色要
素層を版材と対向する基材表面に版上のインキを転移さ
せ基材上に色要素層を所定間隔に形成するインキ転移工
程及び（３）前記基材上に転移したインキを乾燥／硬化
する硬化工程を繰り返すカラーフイルタの製造法におい
て、二色目以降の色要素層を画素間空間を介して基材表
面と対峙させ表面張力によって基材表面に前記二色目以
降の色要素層を転移することを特徴とするカラーフイル
タの製造法に関する。

【００１０】以下、本発明を詳しく説明する。図４の
（ａ）に示すような赤緑青のストライプ状のカラーフイ
ルタを作成する手順についての一例を説明する。なお、
図４の（ｂ）は図４（ａ）の断面を示す図である。先
ず、図２と図３に示したプロセスで赤のストライプ状の
画素の印刷を行う。図２ではゴム製ローラ４に凹部７が
設けてある。幅は７０μｍ乃至９５μｍであってその周
期は３００μｍ前後である。カラーフイルタ用インキ２
は図２の紙面に対して奥の場所で凹部７に供給されて
（供給の機構は図示せず）紙面に対して手前の場所に出
てくる。そして、ガラス基板６にカラーフイルタ用イン
キ２は転移する。

【００１１】ガラス基板６の上は平坦であるから印刷さ
れた赤の画素は平坦で欠陥のないものである。二色目の
緑の印刷は赤の画素（前置画素９という）が印刷された
ガラス基板６の上で行うが、従来の方法のようにゴム製
ローラ４に圧力をかけてカラーフイルタ用インキ２をガ
ラス基板６に接触させると接触面の圧力が不均一にな
り、緑のストライプの画素が不均一になり、疵、ピンホ
ール、白抜け、段差等の発生を招く。

【００１２】図５に本発明の方法を示す。図５の（ａ）
に示すようにゴム製ローラ４の圧力を弱くすることによ
って、カラーフイルタ用インキ２を前置画素９の厚みに
相当する空間８を介してガラス基板６に接触させると、
カラーフイルタ用インキ２とゴム製ローラ４のあいだの
接触角とガラス基板６とカラーフイルタ用インキ２のあ
いだの接触角の差（接触角のヒステレシス）によって生
じる応力によって、カラーフイルタ用インキ２はゴム製
ローラ４の表面からガラス基板６表面に転移する。すな
わち、図５（ｂ）に示す側面図からわかるように空間８
は前置画素９の間に存在し、ゴム製ローラ４の凹部７以
外の表面は前置画素９の表面と接触している。この時は
ゴム製ローラ４に強い圧力をかけていないのでカラーフ
イルタ用インキ２をガラス基板６に表面張力の差の力に
よって接触させても接触面の圧力が小さくゴム製ローラ
４は歪が発生せず均一なので、カラーフイルタ用インキ
２のストライプ状の画素に疵、ピンホール、白抜け、段
差等の発生を招く不都合が解消する。カラーフイルタ用
インキ２を空間を介さないで直接接触させておくごく小
さい部分があると、それ以後のカラーフイルタ用インキ
２の転移が切れないで容易に連続するので、端部にスト
ライプに直交する幅５０μｍ程度で、厚さが画素と同じ
線を設けておくことが好ましい。

【００１３】前記接触角のヒステレシスは１０°以下が
良く、１０°を超えるとゴム製ローラ４にカラーフイル
タ用インキ２が残るので、画素の表面は平坦性を保つこ
とが困難となり、所望の膜厚の画素が得にくくなる傾向
がある。その結果、液晶パネルのコントラストが低下す
る。インキ着肉工程により版上に所定間隔に形成された
各色要素層に加熱により、接触角のヒステレシスによっ
て生じる応力を作用させ、版上の各色要素層のインキを
転移させれば、版上に所定間隔に形成された各色要素層
のパターンがそのまま被印刷基材上に転写される。

【００１４】したがって、印圧を強く加えることなく、
非接触でしかも１回のインキ転移で版から被印刷基材上
に所定間隔に各色要素層を形成するため、各色要素層の
パターン精度を版のパターン精度と同程度に高くするこ
とが可能になり、また、色要素層のパターンには、欠陥
がなく、コントラストの高い液晶表示パネルを実現する
ことになる。

【００１５】

【実施例】

実施例１ 以下に本発明を添付図面によって詳しく説明する。図５
は本発明によるカラーフイルタの製造法の工程図であ
る。図５の（ａ）は正面図、図５の（ｂ）は側面図であ
る。インキ着肉は、図２に示すように、ゴム製ローラ４
に所定間隔に凹部７を形成し、この凹部７にカラーフイ
ルタ用インキ２を充満させる。その他の版面上のインキ
はかき取られる。まず、図４に示す赤のストライプの形
状のカラーフイルタ用インキ２を凹部７に充満させる。
ガラス基板６の表面には赤のストライプの形状のカラー
フイルタ用インキ２が整然と印刷できた。一色目（赤）
は前置画素がないのでガラス基板とゴム表面が接触して
赤のカラーフイルタ用インキ２がゴム表面に接触して、
赤のストライプ状画素が形成できる。この時は印圧は均
一にかかるので赤のストライプ状画素に傷変形欠陥はな
い。図５の（ａ）における前置画素９が存在しないの
で、平坦均一な赤のストライプが形成できた。つぎに緑
のカラーフイルタ用インキ２を凹部７に充満させて印刷
を行う。この時は赤の前置画素９が存在しているのでゴ
ム製ローラ４は赤の前置画素９の表面でとまり、ガラス
基板６の表面には接触しない。緑のカラーフイルタ用イ
ンキ２は空間８を介して、ガラス基板６の表面と向き合
う、この状態で緑のカラーフイルタ用インキ２はゴム製
ローラ４から離れて、ガラス基板６の表面に接触する。
青も同様に行った。図５の（ｂ）はこの時の側面図でガ
ラス基板６の表面に前置画素の赤と緑（いずれも９）が
並び等間隔に空間８が存在している。加熱及び紫外線硬
化を行い、得られたカラーフイルタは図４に示す形態の
ものである。赤緑青ともにゴム製ロール４は８０℃に保
温して、ガラス基板６の表面も８０℃に保温してある。
使用したインキの組成は下記のとおりである。

【００１６】表１の材料を均一に溶解した溶液１３０重
量部に表２のいずれかの顔料ペースト２４重量部、メラ
ミン樹脂５重量部およびシランカップリング剤２重量部
をそれぞれ添加し分散して紫外線硬化型インクを得た。
メラミン樹脂はサイメル３００（ヘキサメトキシメチル
メラミンの商品名、三井東圧社製）を用いた。シランカ
ップリング剤はＫＢＭ５０３（信越化学社製）を用い
た。表１のメタクリル酸メチル／メタクリル酸／アクリ
ル酸ブチル／２−エチルヘキシルアクリレート／スチレ
ン（２６：４８：１３：５：８重量比）の共重合物の数
平均分子量は２３，０００で重量平均分子量は６５，３
００であった。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】実施例２ 実施例１と同様に行うが、版胴５を４０℃に加熱して、
カラーフイルタ用インキ２を溶融軟化の状態として、印
刷した。得られたカラーフイルタ（図４）を１５０℃で
１時間、熱硬化することにより、耐熱性、耐溶剤性、色
の経時変化の極めて少ないものを得た。ピンホール、白
抜け、段差、画素内の形状の不均一、傷は認められなか
った。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば印圧を加えることなく非
接触でしかも１回のインキ転移で版から被印刷基材上に
各色要素層を形成できるので、各色要素層のパターン精
度が高く、各色要素層間に白抜けおよび重なりのないカ
ラーフイルタが実現でき、液晶表示パネルのコントラス
トを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】印刷法によるカラーフイルタ作成の模式図

【図２】従来の印刷法による方式（側面図）

【図３】従来の印刷法による方式（正面図）

【図４】本実施例で得たカラーフイルタの部分図
（ａ）正面図（ｂ）断面図

【図５】本発明の実施例を示す印刷の模式図 （ａ）正
面図（ｂ）断面図

【符号の説明】

１ 凹版 ２ カラーフイルタ用インキ ３ ブレード ４ ゴム製ローラ ５ 版胴 ６ ガラス基板 ７ 凹部 ８ 空間 ９ 前置画素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）版材の画線部にカラーインキを着
   肉させ版上に色要素層を所定間隔に形成するインキ着肉
   工程、（２）前記版上の色要素層を版材と対向する基材
   表面に版上のインキを転移させ基材上に色要素層を所定
   間隔に形成するインキ転移工程及び（３）前記基材上に
   転移したインキを乾燥／硬化する硬化工程を繰り返すカ
   ラーフイルタの製造法において、二色目以降の色要素層
   を画素間空間を介して基材表面と対峙させ表面張力によ
   って基材表面に前記二色目以降の色要素層を転移するこ
   とを特徴とするカラーフイルタの製造法。