JPH0894822A - 液晶カラーフィルターの製造方法とこれに使用する凹版 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明着色層のパターンの形状と、その表面の
平坦性とが良好な液晶カラーフィルターの製造方法と、
これに使用する凹版とを提供すること。 【構成】 少なくとも表面がシリコーンゴムからなる凹
版１を用い、表面印刷層２上に形成された凹部３にイン
キを充填し、次いでこのインキを透明基板６上に直接転
移させて透明着色層７を形成させる。前記凹版１は、表
面印刷層２を支持体４上に直接または発泡層を介して形
成したものであってもよい。 【効果】 インキ離型性の高いシリコーンゴムを表面に
有する凹版からインキを直接転写するために、インキが
完全に転移され、透明着色層のパターンの形状と、その
表面の平坦性が良好な液晶カラーフィルターが得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶カラーディスプレー
に用いる液晶カラーフィルターの製造方法と、これに使
用する凹版に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】フラ
ットパネルディスプレーの代表である液晶ディスプレー
（ＬＣＤ）は軽量、薄型、省電力などの特徴があり、従
来のブラウン管（ＣＲＴ）などに代わる表示デバイスと
して、パーソナルコンピュータ、電子式卓上計算器、時
計、テレビなどの多くの分野で使用されている。

【０００３】液晶ディスプレーのカラー表示は、パター
ン化された赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青（Ｂ）色層から
なる透明着色層がガラスなどの透明基板上に形成された
液晶カラーフィルターを用いることによって実現されて
いる。この透明着色層は液晶カラーディスプレーの画質
に色むらが生じる原因になるなど、画像品質に大きく影
響するために、その表面の平坦性やパターンの精密さが
要求されている。

【０００４】従来より、かかる透明着色層を形成するた
めにフォトリソ法が用いられているが、この方法ではコ
ストがかかるために液晶カラーフィルターが高価にな
り、液晶カラーディスプレーの価格を引き上げる原因に
なっている。そこで、安価な液晶カラーフィルターを製
造するために、工程が簡単な印刷法を透明着色層の形成
に用いることが検討されている。しかし、水無平版オフ
セット印刷や凹版オフセット印刷などの印刷法は、イン
キが転写の際に転写体と非転写体とに分裂してその一部
が転写されずに非転写体に残ってしまう。このためにか
かる印刷法により形成された透明着色層は、エッジ部が
欠けたりなどしてパターンの形状が変化したり、パター
ンの表面に凹凸が生じたりする。

【０００５】一方、シリコーンゴムはインキの離型性が
良好であることから、表面印刷層がシリコーンゴムから
なるオフセットブランケットを用いてインキの分裂を防
止する印刷方法が提案されている（特開昭６２−８５２
０２号公報）。しかし、凹版や平版などの版からブラン
ケットへの転写過程においてインキが分裂し、インキを
完全に転写（完全転移）させることができない。従っ
て、凹版や平版などからブランケットへの転写時におけ
るインキの分裂を防止する必要がある。

【０００６】そこで、本発明者らは、先に、表面張力の
低いシリコーンやフッ素樹脂などを凹部の内面にコーテ
ィングした凹版を用いてオフセットブランケットへのイ
ンキの完全転移を試みたが、凹版凹部の内部に均一なコ
ーティングを施すことは非常に難しく、コーティング後
も凹部内には部分的にインキが残ってしまうために、イ
ンキの完全転移を実現することができなかった。

【０００７】本発明の目的は、印刷時におけるインキの
分裂を防ぎ、透明着色層のパターンの形状が良好で、そ
の表面の平坦性にも優れた液晶カラーフィルターの製造
方法と、これに使用する凹版とを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、オフセットブランケットの表面印刷層に用いるシリ
コーンゴムが非粘着性の材料であるためにインキ離型性
に優れていることから、このシリコーンゴムからなるオ
フセットブランケット自体に版機能をもたせれば、非常
にシンプルでかつインキの分裂がない印刷が可能である
という事実を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明の液晶カラーフィルター
の製造方法は、シリコーンゴムからなる凹版の凹部にイ
ンキを充填し、次いでこのインキを透明基板上に直接転
移させて透明着色層を形成することを特徴とする。ま
た、本発明の凹版は、少なくとも表面がシリコーンゴム
からなることを特徴とする。

【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の凹版は、少なくとも表面がシリコーンゴムからな
るものである。かかる凹版はシリコーンゴムのみからな
るものであってもよいが、シリコーンゴムの伸びを防止
するために、支持体上に直接または発泡層を介してシリ
コーンゴムからなる表面印刷層を形成させることが好ま
しい。

【００１１】前記シリコーンゴムとしては、ジメチル系
（ＭＱ）、メチルビニル系（ＶＭＱ）、メチルフェニル
ビニル系（ＰＶＭＱ）、メチルフロロアルキル系（ＦＶ
ＭＱ）などのいずれかのシリコーン生ゴムを主成分とし
たものが挙げられるまた、混練可能なミラブル型シリコ
ーンゴム、室温にて硬化しゴム状になるＲＴＶ（RoomTe
mperature Vulcanizing）シリコーンゴム、射出成形可
能なＬＩＭ（Liquid Injection Molding）シリコーンゴ
ムなどの従来公知の種々の形態で使用可能である。

【００１２】また、シリコーンゴムに短繊維を混入して
強度を補強したものも使用可能である。混入される短繊
維としては、例えばポリエステル短繊維、ナイロン短繊
維、天然セルロース短繊維などが挙げられ、これらにシ
ランカップリング剤などで表面処理を施して用いる。シ
リコーンゴムに混入される短繊維の量は、シリコーンゴ
ム１００重量部に対して１０〜２００重量部、より好ま
しくは３０〜１００重量部であり、ゴムの強度（引張強
さ、JIS K 6301）が５０〜１５０ｋｇ重／ｃｍ ² 、より
好ましくは１００〜１５０ｋｇ重／ｃｍ² の範囲になる
ように調整すればよい。

【００１３】尚、シリコーンゴムからなる凹版は、凹版
自体に変形を生じるおそれがある。かかる変形を抑える
ためには、シリコーンゴムの硬度を高くすればよく、そ
の硬度（JIS K 6301 A）は、４０〜９０度、より好まし
くは７０〜９０度である。凹版の凹部の作成方法として
は、例えば凹部のパターンをかたどった原盤に液体のシ
リコーンゴムを流し込み、硬化させたゴムを原盤から離
型することによって得る方法がある。原盤としては、例
えばガラスが用いられ、エッチングによって原盤にパタ
ーンを形成する。

【００１４】凹版の凹部の深さは、３０μｍ以下、好ま
しくは２〜１５μｍである。シリコーンゴムのみからな
る凹版では印刷の引張方向に対して伸びる傾向があるた
めに、図１に示すように、シリコーンゴムからなる表面
印刷層２が支持体４上に形成されているのが好ましい。
また、図２に示すように、表面印刷層２が発泡層５を介
して支持体４上に形成されていてもよい。

【００１５】前記発泡層とは、多孔質のゴム層のことを
いい、独立気泡型と連続気泡型とに分類される。独立気
泡型の場合は、発泡剤をゴム中に混入して加硫と同時に
発泡させることにより得られる。一方、連続気泡型の場
合は、有機塩や無機塩などをゴム中に混入し、加硫後抽
出することにより得られる。かかる発泡層５を設けるこ
とにより、印刷寸法精度が向上したり、ガラス製の被印
刷体における厚みのばらつきなどに起因する印圧の変動
を少なくさせるという利点がある。

【００１６】尚、本発明に用いる凹版は、図１および図
２に示した構造に限られるものではなく、例えば表面が
シリコーンゴムからなる通常のオフセットブランケット
の表面に凹部を形成したものなどであっても、好適に使
用することができる。前記支持体としては、ポリエチレ
ンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルム、ポリカーボネイ
ト（ＰＣ）フィルム、ポリエーテルサルフォン（ＰＥ
Ｓ）フィルムなどが挙げられ、より厳密な寸法精度が必
要な場合には、高強度のアラミド繊維からなる織布また
は不織布に樹脂を含浸させて使用するか、アルミニウム
やステンレスなどの金属薄板などを使用することができ
る。支持体の厚さは、１０〜２０００μｍ、より好まし
くは５０〜５００μｍである。

【００１７】発泡層としては、特に限定されないが、例
えばゴム中に無機塩などを混入し、加硫後温水などで抽
出したものや、ゴム中に発泡剤を混入し、加熱・加硫時
に発泡させたものなどが使用できる。発泡層の厚さは、
５０〜１０００μｍ、より好ましくは２００〜５００μ
ｍである。本発明の液晶カラーフィルターの製造方法
は、前述の凹版を用い、インキを透明基板上に直接印刷
して透明着色層を形成させるものである。

【００１８】前記インキとしては特に限定されないが、
液晶カラーフィルターの透明着色層としての諸特性を十
分に満たすインキ樹脂であればよい。例えば熱硬化型イ
ンキ、紫外線硬化型インキ（ＵＶインキ）、電子線硬化
型インキ（ＥＢインキ）、赤外線硬化型インキ（ＩＲイ
ンキ）などが使用可能で、これらにそれぞれ所定の着色
料を混合して赤色、緑色、青色などのインキを調整す
る。

【００１９】前記熱硬化型インキは、エポキシ樹脂（ビ
スフェノールＡ型など）、メラミン樹脂（メチル化メラ
ミンなど）、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリエステル樹脂またはこれらの２種以上の混合
物に、着色剤、溶剤などを混合して作成されるものであ
る。この場合、硬化剤としてメラミン樹脂が多く使用さ
れ、特にエポキシ−メラミン（硬化剤）、ポリエステル
−メラミン（硬化剤）の組み合わせが多い。また、硬化
温度を下げる目的で酸触媒（通常、ｐ−トルエンスルホ
ン酸など）を樹脂に対して０．１〜０．５重量％の割合
で添加してもよい。これにより、硬化温度を１０〜３０
℃低減できる。

【００２０】また、前記紫外線硬化型インキは、光硬化
性のアクリル基含有モノマーをベースにやや分子量の大
きいオリゴマーを混合して粘度を調整し、増感剤として
ベンゾフェノンなどを添加し、最後に顔料を混合して作
成される。また、使用するインキは前述のように低粘度
であるのが好ましく、具体的には粘度が１０〜３０，０
００Ｐ、好ましくは５００〜１０，０００Ｐであるのが
適当である。

【００２１】上記インキに加える着色剤としては主に顔
料が用いられ、耐熱性、耐光性などの諸特性を考慮して
選択される。例えば、赤色用着色剤としてはジアンスラ
キノン系、ペリレン系、縮合アゾ系、キナクリドン系な
どが、緑色用着色剤としては塩素化フタロシアニン銅、
臭素化フタロシアニン銅などが、青色用着色剤としては
フタロシアニン銅などが挙げられる。

【００２２】液晶カラーフィルターの透明基板として
は、例えばノンアルカリガラス、ソーダライムガラス、
低アルカリガラスなどが使用できる。透明着色層の形成
は、例えば以下のようにして行われる。まず、本発明の
凹版にインキを充填する。インキを充填する方法として
は、スキージによって凹部に埋め込む方法や、余分なイ
ンキをドクターでかき取る方法など従来公知の方法が使
用できる。次いで、インキを充填した凹版から透明基板
上に直接インキを転移させて印刷する。

【００２３】上記の印刷により一色の透明着色層が形成
されるために、透明着色層の色の数に応じて上記工程を
繰り返す。印刷後、透明基板上に転移されたインキを透
明基板が熱変形しない温度で、通常１８０〜２５０℃で
３０〜１８０分間、より好ましくは２００〜２３０℃で
５０〜８０分間加熱して硬化させる。

【００２４】透明着色層の厚さは、凹版の凹部の深さに
よって限定されるが、好ましくは１〜５μｍ、より好ま
しくは２〜３μｍの範囲である。本発明により得られる
液晶カラーフィルターは、例えば図３にその一例を示す
ように、透明基板６上に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）のパターンからなる透明着色層７（７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂ）が形成されたものである。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げて説明する。 実施例１ 使用した凹版は、シリコーンゴムからなる表面印刷層が
支持体上に形成されたものである。

【００２６】表面印刷層は、ベースとなるシリコーン生
ゴムに架橋剤などを配合した組成物（信越化学工業
（株）製のＫＥ−１３００）を原盤に流し込んで室温で
放置し、硬化後に原盤から離型して得た。得られた表面
印刷層の表面には線幅が１００μｍ、深さが６μｍの凹
部が形成されていた。かかる表面印刷層の厚さは０．５
ｍｍで、シリコーンゴムの硬度は（JIS K 6301 A）５０
度である。

【００２７】次いで、上記表面印刷層を、厚さが０．３
ｍｍのポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルム
からなる支持体上に接着させることによって凹版を得
た。透明着色層は赤、緑、青の３色からなり、上記凹版
を印刷機（紅羊社製のエクター）の版シリンダーに取付
け、スキージでインキを凹版に埋め込んでソーダライム
ガラスからなる透明基板上に直刷り印刷し、次いでイン
キを２２０℃で６０分間加熱し、硬化させることによっ
て形成された。

【００２８】上記インキには、熱硬化型のポリエステル
樹脂（住友ゴム工業（株）製）および透明顔料を高級ア
ルコールに溶解したものを用いた。透明な顔料には、赤
色としてアンスラキノン、緑色として塩素化フタロシア
ニン銅、青色としてフタロシアニン銅をそれぞれ使用し
た。透明着色層の印刷の際、凹版凹部のインキは完全転
移し、連続１００００回の印刷を行ってもインキの分裂
は起こらなかった。 実施例２ 使用した凹版は、シリコーンゴムからなる表面印刷層
が、発泡層を介して支持体上に形成されたものである。

【００２９】表面印刷層は、実施例１と同様にして得
た。得られた表面印刷層の厚さは０．７ｍｍである。表
面印刷層の硬度（JIS K 6301 A）および凹部の線幅や深
さは実施例１と同じである。次いで、上記表面印刷層
を、厚さが０．２ｍｍの発泡層上に接着し、厚さが０．
１ｍｍのアルミニウムフィルムからなる支持体上に接着
させることによって凹版を得た。

【００３０】発泡層は、シリコーンゴムに発泡剤を混入
して発泡させたもの〔発泡率５０％（体積比）〕を使用
した。さらに、実施例１と同様にして、上記凹版を印刷
機の版シリンダーに取りつけ、透明基板上にインキを直
刷り印刷し、インキを加熱・硬化させることにより透明
着色層を形成した。

【００３１】透明着色層の印刷の際、凹版凹部のインキ
は完全転移し、連続１００００回の印刷を行ってもイン
キの分裂は起こらなかった。また、シリコーンゴムの伸
びはほとんどなく、印刷の寸法精度も極めて良好であっ
た。 実施例３ 使用した凹版は、シリコーンゴムからなる表面印刷層が
支持体上に形成されたものである。

【００３２】表面印刷層は、実施例１と同様にして得
た。得られた表面印刷層の凹版の硬度（JIS K 6301 A）
は７０度である。表面印刷層の厚さおよび凹部の線幅や
深さは実施例１と同じである。尚、表面印刷層のベース
となるシリコーン生ゴムを混練する際に、シランカップ
リング剤によって表面処理を施したアラミド短繊維（帝
人（株）製のテクノーラ）を配合し、強度を向上させて
いる。

【００３３】次いで、上記表面印刷層を、厚さが０．３
ｍｍのステンレスフィルムからなる支持体上に接着させ
ることによって凹版を得た。発泡層（厚さ０．２ｍｍ）
上に接着させて、アルミニウムフィルム（厚さ０．１ｍ
ｍ）からなる支持体上に形成させた。さらに、実施例１
と同様にして、上記凹版を印刷機の版シリンダーに取り
つけ、透明基板上にインキを直刷り印刷し、インキを加
熱・硬化させることにより透明着色層を形成した。

【００３４】透明着色層の印刷の際、凹版凹部のインキ
は完全転移し、連続１００００回の印刷を行ってもイン
キの分裂は起こらなかった。また、シリコーンゴムの伸
びはほとんどなく、印刷の寸法精度も極めて良好であっ
た。 比較例１ 水無し平版と、表面部がアクリロニトリルブタジエンゴ
ム（ＮＢＲ）〔住友ゴム工業（株）製のST 800〕からな
るブランケットを用い、水無し平版印刷法によりソーダ
ライムガラス基板上に線幅１００μｍのストライプパタ
ーンからなる透明着色層を形成した。尚、ガラス基板お
よびインキは実施例１に使用したものと同じものを用い
た。また、この方法による透明着色層のインキ膜は不十
分であったために、所定の厚さ（１．５μｍ）になるよ
うに５回重ね印刷を行った。

【００３５】透明着色層の印刷の際、平版からブランケ
ットへの転写およびブランケットから基板への転写の２
回にわたってインキが分裂した。そのために、得られた
液晶カラーフィルターは色むらが生じた。 比較例２ 線幅１００μｍ、版深さ８μｍのパターンを形成したガ
ラス製の凹版と、表面部がシリコーンゴムからなるブラ
ンケット（住友ゴム工業（株）製）を用い、凹版オフセ
ット印刷法によりソーダライムガラス基板上に透明着色
層を形成した。尚、ガラス基板およびインキは実施例１
に使用したものと同じものを用いた。

【００３６】透明着色層の印刷の際、凹版凹部のインキ
はブランケットから基板への転写では分裂しなかった
が、凹版からブランケットへの転写で分裂した。得られ
た液晶カラーフィルターは色むらは少なかったものの、
１００００回の連続印刷を行った場合の初期の印刷結果
と１００００回目の印刷結果とでは、インキ膜の厚みに
約１５％の減少がみられた。 比較例３ 線幅１００μｍ、版深さ８μｍのパターンを形成したガ
ラス製の凹版の凹部にシリコーン樹脂（信越化学工業
（株）製のＫＥ３４７）をディピング法でコーティング
したガラス製の凹版と、表面部がシリコーンゴムからな
るブランケット（住友ゴム工業（株）製）を用い、凹版
オフセット印刷法によりソーダライムガラス基板上に透
明着色層を形成した。尚、ガラス基板およびインキは実
施例１に使用したものと同じものを用いた。

【００３７】透明着色層の印刷の際、凹版凹部のインキ
はブランケットから基板への転写では分裂しなかったた
めに、得られた液晶カラーフィルターは色むらは少なか
った。また、１００００回の連続印刷を行った場合、初
期の印刷では凹版からブランケットへの転写でインキの
分裂がみられなかったものの、１０００〜５０００回目
で凹版凹部のコーティング部分が剥離したり膨潤し、部
分的にインキの分裂を生じ、色むらが現れるようになっ
た。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、凹版の表面印刷層にイ
ンキの離型性に優れたシリコーンゴムを用い、かつ凹版
から透明基板上にインキを直接転移させる直刷り印刷法
を採用したために、透明基板上へのインキ転写の際にイ
ンキが分裂しない。さらに、印刷パターンの形状が良好
で、表面の平坦な透明着色層を有する液晶カラーフィル
ターを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凹版の一例を示す模式図である。

【図２】本発明の凹版の一例を示す模式図である。

【図３】本発明の方法で得られる液晶カラーフィルター
の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 凹版 ２ 表面印刷層 ３ 凹部 ４ 支持体 ５ 発泡層 ６ 透明基板 ７ 透明着色層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコーンゴムからなる凹版の凹部にイン
   キを充填し、次いでこのインキを透明基板上に直接転移
   させて透明着色層を形成することを特徴とする液晶カラ
   ーフィルターの製造方法。
2. 【請求項２】少なくとも表面がシリコーンゴムからなる
   ことを特徴とする凹版。
3. 【請求項３】シリコーンゴムからなる表面印刷層が、支
   持体上に直接または発泡層を介して形成された請求項２
   記載の凹版。