JPH10330662A - カラーフィルタ用インキおよびそれを用いたカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被印刷基板に所定量を安定して印刷すること
のできるカラーフィルタ用インキおよびそれを用いて高
精度な印刷を安定に行って着色パターンを形成できるカ
ラーフィルタの製造方法を提供する。 【解決手段】カラーフィルタ用インキ４は、顔料と、フ
ェノキシ樹脂またはエポキシ樹脂と、硬化剤と、有機溶
剤８とを含有して、粘度を0.5 Pa・s 〜10Pa・sに設定
する。インキ４中の有機溶剤８の濃度は60ｗｔ％〜80ｗ
ｔ％に設定する。カラーフィルタの製造方法は、インキ
４を凹板１のパターン凹部２に充填し、パターン凹部２
中のインキ４を離型性を有する転写体７に転写してイン
キ４中の有機溶剤８を転写体７中に拡散させたのちに、
転写体７上のインキ４を被印刷基板９上に印刷し、離型
性を有する圧延ロール１１で被印刷基板９上のインキ４
を圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として液晶カラ
ーディスプレイ装置のカラーフィルタの構成材料として
用いられるカラーフィルタ用インキおよびそれを用いた
カラーフィルタの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶カラーディスプレイ装置の
カラーフィルタは、ガラス基板上にクロムなどの遮光性
材料を成膜したのちに、フォトリソグラフィ技術により
ブラックマトリックスを形成し、このブラックマトリッ
クの各間に形成された複数の画素領域に、赤色、緑色お
よび青色の各着色パターンを所定の配列で形成して製作
される。着色パターンの形成には染色法、顔料分散法、
電着法または印刷法などが採用されている。

【０００３】染色法は、感光性を有するゼラチンなどの
水溶性レジストをガラス基板に塗布したのちに、露光お
よび現像によって所定のパターンを得て、さらに、染色
および固着処理により着色パターンを形成する。顔料分
散法は、フォトレジスト中に顔料を分散し、その着色し
たフォトレジストをガラス基板に塗布したのちに露光お
よび現像によって所定の着色パターンを形成する。電着
法は基板上の透明導電膜をフォトマスクを介して露光す
ることによりパターンニングし、電気泳動法により着色
層を形成する。以上の染色法、顔料分散法および電着法
のいずれにおいても、上述の工程をそれぞれ３回繰り返
すことにより、赤色、緑色および青色の着色パターンが
それぞれ形成される。

【０００４】一方、印刷法としては、主に平板オフセッ
ト印刷法または凹板オフセット印刷法が用いられてい
る。平板オフセット印刷法は、版パターン部のインキを
ゴム弾性体に転写したのちに、ゴム弾性体のインキを被
印刷基板に印刷する。凹板オフセット印刷法は、凹板の
パターン凹部にインキを充填して、ドクターブレードに
よって余分なインキを掻き取り、そのパターン凹部中の
インキをゴム転写体に転写したのちに、被印刷基板に印
刷する。上記のいずれの印刷法においても、赤色、緑色
および青色の各着色インキを一色ずつ同一の被印刷基板
上のブラックマトリクス間の画素領域に所定の配列で順
次印刷して、所定の着色パターンを形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
カラーフィルタの製造方法のうちの印刷法を除く染色
法、顔料分散法および電着法をそれぞれ用いて着色パタ
ーンを形成する各手段では、いずれもフォトプロセスを
繰り返すため、大面積のカラーフィルタを製造する場合
には大型露光装置が多数台必要となり、製造コストが高
くつくだけでなく、処理速度が低いという問題がある。

【０００６】これに対し、印刷法を用いて着色パターン
を形成する製造方法は、製造工程中にフォトプロセスが
無いことから、上述の各手段に比較して工程が簡易であ
り、製造コストを低減できる利点がある。その反面、印
刷法では、インキの粘度などに起因して着色パターンの
膜厚にばらつきが生じ易く、しかも、インキが画素領域
からブラックマトリクス上の一部にはみ出してブラック
マトリクスの線幅の一部が細くなってしまうことがあ
る。これを防止するために、被印刷基板に印刷するイン
キの量を少なめに設定すると、印刷されたインキとブラ
ックマトリクスとの間に隙間ができてしまう。いずれに
しても、インキの被印刷基板への高精度な印刷を安定に
行えない問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、被印刷基板に常に所定
量だけ安定に印刷することができるカラーフィルタ用イ
ンキおよびそれを用いて高精度な印刷を安定に行って着
色パターンを形成できるカラーフィルタの製造方法を提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
めに、本発明のカラーフィルタ用インキは、顔料と、フ
ェノキシ樹脂またはエポキシ樹脂のうちの少なくとも一
方の樹脂と、硬化剤と、有機溶剤とを含有して、粘度が
0.5 Pa・s 〜10Pa・s に設定され、前記有機溶剤は、セ
ロソルブ系、セロソルブアセテート系、カルビトール
系、カルビトールアセテート系およびケトン系のうちの
少なくとも１種以上を有するとともに、インキ中の濃度
が60ｗｔ％〜80ｗｔ％になるよう設定して含有されてい
ることを特徴とする。

【０００９】このカラーフィルタ用インキは、被印刷基
板に印刷するときの通常適切とされる粘度よりも低い0.
5 Pa・s 〜10Pa・s の範囲の粘度に設定されているの
で、カラーフィルタの製造に際して、凹板の凹部に定量
性良く充填できるとともに、余分なインキをドクターブ
レードで掻き取った後の凹板の表面における掻き残りが
極めて少なくなり、所定量だけを確実に充填することが
できる。また、浸透性に優れた有機溶剤が60wt％〜80wt
％と比較的高い濃度に設定して含有されているから、カ
ラーフィルタの製造に際して、インキが凹板の凹部から
転写体に転写されたときに、有機溶剤が転写体の表面中
に拡散していき、インキの粘度を被印刷基板への印刷に
適した所定値に増大させることができる。

【００１０】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、上記発明のカラーフィルタ用インキを凹板のパター
ン凹部に充填するインキ充填工程と、前記パターン凹部
中のカラーフィルタ用インキを離型性を有する転写体に
転写するインキ転写工程と、前記転写体に転写したカラ
ーフィルタ用インキ中の有機溶剤を前記転写体中に拡散
させてカラーフィルタ用インキを所定の粘度に高めるイ
ンキ粘度増大工程と、前記転写体上のカラーフィルタ用
インキを被印刷基板上に印刷するインキ印刷工程と、離
型性を有する圧延ロールにより前記被印刷基板上のカラ
ーフィルタ用インキを圧延するインキ平滑化工程とを有
している。

【００１１】このカラーフィルタの製造方法では、本発
明のインキを用いたことにより、インキ充填工程におい
て、インキを所定量だけ確実に凹部に充填でき、インキ
転写工程において、ブラックマトリクス間の画素領域の
容積に対応する量のインキを転写体に転写でき、インキ
印刷工程において、所望の粘度となったインキを転写体
からほぼ100 ％の転移率で被印刷基板に印刷することが
できる。したがって、被印刷基板上には、画素領域の容
積に対応した量のインキを正確に印刷できる。

【００１２】さらに、平滑化工程においてインキを圧延
ロールで押し潰して画素領域内に隙間無く拡げ、インキ
の上面を平坦面に平滑化できるから、膜厚が一定の極め
て高精度な着色パターンを形成でき、しかも、常に画素
領域の容積に対応した所定量のインキを被印刷基板に印
刷できることから、インキが画素領域からブラックマト
リクスの上端面の一部にはみ出すことがなく、ブラック
マトリクスをこれの形成時の線幅に確実に維持できる。
さらに、フォトプロセスのない印刷法を用いて着色パタ
ーンを形成しているから、カラーフィルタを安価に製造
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本
発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法の
各工程を示した概略断面図で、（ａ）はインキ充填工
程、（ｂ）はインキ転写およびインキ粘度増大工程、
（ｃ）はインキ印刷工程、（ｄ）はインキ平滑化工程を
それぞれ示す。

【００１４】先ず、カラーフィルタの構成材料であるイ
ンキ４について説明する。この実施の形態に用いるカラ
ーフィルタ用インキ４は、顔料と、樹脂と、硬化剤と、
有機溶剤とを混合して、粘度を0.5 Pa・s 〜10Pa・s に
設定されており、その組成は、顔料が５〜15wt％、樹脂
が10〜30wt％、硬化剤が0.5 〜10wt％のそれぞれの範囲
で含有されている。

【００１５】有機溶剤としては、樹脂を溶かせる性能に
優れるとともに浸透性に優れたもの、例えば、セロソル
ブ系、セロソルブアセテート系、カルビトール系、カル
ビトールアセテート系およびケトン系のうちの少なくと
も１種以上が含有されている。この有機溶剤はインキ４
中の濃度が60ｗｔ％〜80ｗｔ％になる量に設定して含有
されている。また、樹脂としては、この種のカラーフィ
ルタ用インキ４に求められる耐久性、耐薬品性および耐
熱性などに優れたフェノキシ樹脂またはエポキシ樹脂の
うちの少なくとも１種が用いられている。

【００１６】なお、この実施の形態では、顔料として、
赤色のインキ４の場合にCI.pigmentＲ177 とCI.pigment
Ｙ83を混合したものを用い、緑色のインキ４の場合にC
I.pigmentＧ36とCI.pigmentＹ86を混合したものを用
い、青色のインキ４の場合にCI.pigmentＢ15:3もしくは
CI.pigmentＢ15:6とCI.pigmentＶ23を混合したものを用
いている。また、硬化剤としてはブロック化イソシアネ
ートを用いている。

【００１７】つぎに、上記カラーフィルタ用インキ４を
用いた本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの製
造方法について説明する。図１（ａ）のインキ充填工程
では、凹板１にパターン形成された溝状の凹部２にイン
キ４を充填したのちに、余分なインキ４をドクターブレ
ード３で掻き取り、凹部２に定量のインキ４を充填す
る。このインキ充填工程では、後述の被印刷基板９に印
刷するときの適切な粘度よりも低い0.5 Pa・s 〜10Pa・
s の範囲の粘度に設定したインキ４を用いているので、
このインキ４を凹板１の凹部２に定量性良く充填できる
とともに、余分なインキ４をドクターブレード３で掻き
取った後の凹板１の表面におけるインキ４の掻き残りが
極めて少なくなる。

【００１８】すなわち、このインキ充填工程では、常に
インキ４を設定した一定量だけ確実に充填することがで
きる。これに対し従来の印刷法では、被印刷基板への印
刷に適した高い粘度に設定したインキを凹板１の凹部２
に充填していたので、凹部２へのインキ４の充填量にば
らつきが発生し、しかも、ドクターブレード３で掻き取
ったあとの凹板１にインキ４の掻き残りが生じていた。

【００１９】つぎに、（ｂ）のインキ転写およびインキ
粘度増大工程では、ローラ７ａの表面をシリコーンゴム
を主体とする弾性体７ｂで被覆することにより離型性を
有する転写体７を、凹板１上に押し当てながら矢印方向
に回転させ、凹板１上を転動する転写体７の外周面に、
凹部２内のインキ４を、凹部２の間隔つまり凹部２の形
成パターンで転写させる。この場合、凹部２には上述の
ように所定量のインキ４が正確に充填されているから、
転写体７にも所定量のインキ４が転写されることにな
る。

【００２０】さらに、転写体７にインキ４が転写したの
ちに、インキ４中の有機溶剤８は、これのインキ４中の
濃度が60wt％〜80wt％になるよう高く設定されており、
しかも、浸透性に優れた有機溶剤８が用いられているこ
とから、転写体７における弾性体７ｂに適度に拡散して
いく。それにより、インキ４の粘度は、予め低い目に設
定された0.5 Pa・s 〜10Pa・s の範囲の粘度から被印刷
基板９への印刷に適した所定値に増大する。

【００２１】（ｃ）のインキ印刷工程では、インキ４が
付着している転写体７を、被印刷基板９上に押し当てな
がら矢印方向に回転させて、被印刷基板９上に、前記イ
ンキ４を印刷する。ここで、被印刷基板９は、ガラス基
板上にクロムなどの遮光性材料を成膜したのちに、フォ
トリソグラフィ技術によりブラックマトリクス１０が予
め形成された構成になっており、ブラックマトリクス１
０の各間に画素領域１２が設けられている。このブラッ
クマトリクス１０は、従来のカラーフィルタ用の被印刷
基板の場合よりもその厚みを若干大きく形成されてい
る。インキ４は、転写体７から凹板１の凹部２の形成パ
ターンと同じパターンで被印刷基板９に印刷されて、被
印刷基板９における三つ置きの当該カラーの画素領域１
２に順次印刷されていく。

【００２２】このインキ印刷工程では、インキ４が印刷
に適した粘度にまで増大されていることと、転写体７が
離型性を有していることとにより、転写体７の外周面上
のインキ４をほぼ100 ％の転移率で被印刷基板９上に印
刷することができる。但し、画素領域１２の容積は、ブ
ラックスマトリクス１０の厚みが従来よりも僅かに大き
く形成されていることから、従来よりも若干大きくなっ
ているため、被印刷基板９に印刷されたインキ４とブラ
ックマトリクス１０との間には隙間が存在している。こ
の隙間はつぎのインキ平滑化工程で修正される。

【００２３】（ｄ）のインキ平滑化工程では、離型性を
有する圧延ロール１１を、被印刷基板９上のブラックス
マトリクス１０の上端面に当接する位置を保ちながら矢
印方向に回転させて、ブラックスマトリクス１０に対し
転動させる。それにより、被印刷基板９上のインキ４
は、その上方部分が押し潰されてブラックマトリクス１
０間の画素領域１２内に隙間無く拡がり、且つ上面を正
確な平坦面に平滑化され、極めて高精度な着色パターン
１３が形成される。以上のインキ充填工程、インキ転写
およびインキ粘度増大工程、インキ印刷工程およびイン
キ平滑化工程を３回繰り返すことにより、赤色、緑色お
よび青色の各着色パターン１３をそれぞれ形成すると、
カラーフィルタが出来上がる。

【００２４】この実施の形態のカラーフィルタの製造方
法では、（ａ）のインキ充填工程において、インキ４を
所定量だけ確実に凹部２に充填でき、（ｂ）のインキ転
写およびインキ粘度増大工程において、ブラックマトリ
クス１０間の画素領域１２の容積に対応する量のインキ
４を転写体７に確実に転写できるとともに、インキ４の
粘度を所望値に高めることができ、（ｃ）のインキ印刷
工程において、転写体７のインキ４をほぼ100 ％の転移
率で被印刷基板９に印刷することができる。そのため、
被印刷基板９上には、画素領域１２の容積に対応した量
のインキ４が正確に印刷されるため、圧延ロール１１で
押し潰されるインキ４がブラックマトリクス１０の上端
面の一部に重なるといったことが生じない。したがっ
て、ブラックマトリクス１０の上端面は、これの形成時
の線幅を確実に維持する。

【００２５】さらに、このカラーフィルタの製造方法で
は、フォトプロセスがない印刷法を用いて着色パターン
１３を形成しており、その印刷法も従来のカラーフィル
タの製造に用いる印刷法とほぼ同様の簡易な工程とな
る。したがって、カラーフィルタを高精度に、且つ安価
に製造することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタ用インキによれ
ば、被印刷基板に印刷するときの通常適切とされる粘度
よりも低い0.5 Pa・s 〜10Pa・s の範囲の粘度に設定し
たので、カラーフィルタの製造に際して、凹板の凹部に
定量性良く充填でき、凹板の表面における掻き残りが極
めて少なくなるので、一定量だけを確実に充填すること
ができる。また、有機溶剤を60wt％〜80wt％と比較的高
い濃度に設定して含有したので、カラーフィルタの製造
に際して、インキが転写体に転写されたときに、有機溶
剤が転写体の表面中に拡散していき、インキの粘度を被
印刷基板への印刷に適した所定値に増大させることがで
きる。

【００２７】本発明のカラーフィルタの製造方法によれ
ば、本発明のインキを用いたことにより、被印刷基板上
におけるブラックマトリクス間の画素領域の容積に対応
した量のインキを正確に印刷できるとともに、被印刷基
板上のインキを圧延ロールで押し潰して画素領域内に隙
間無く拡げながらインキの上面を平坦面に平滑化できる
から、膜厚が一定の極めて高精度な着色パターンを形成
でき、しかも、ブラックマトリクスをこれの形成時の線
幅に確実に維持できる。さらに、フォトプロセスのない
印刷法を用いて着色パターンを形成しているから、カラ
ーフィルタを安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタの
製造方法の各工程を順に示した概略断面図で、（ａ）は
インキ充填工程、（ｂ）はインキ転写およびインキ濃度
設定工程、（ｃ）はインキ印刷工程、（ｄ）はインキ平
滑化工程。

【符号の説明】

１ 凹板 ２ パターン凹部 ４ カラーフィルタ用インキ ７ 転写体 ８ 有機溶剤 ９ 被印刷基板 １０ ブラックマトリクス １１ 圧延ロール １３ 着色パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料と、フェノキシ樹脂またはエポキシ
   樹脂のうちの少なくとも一方の樹脂と、硬化剤と、有機
   溶剤とを含有して、粘度が0.5 Pa・s 〜10Pa・s に設定
   され、 前記有機溶剤は、 セロソルブ系、セロソルブアセテート系、カルビトール
   系、カルビトールアセテート系およびケトン系のうちの
   少なくとも１種以上を有するとともに、インキ中の濃度
   が60ｗｔ％〜80ｗｔ％になるよう設定して含有されてい
   ることを特徴とするカラーフィルタ用インキ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカラーフィルタ用イン
   キを凹板のパターン凹部に充填するインキ充填工程と、 前記パターン凹部中のカラーフィルタ用インキを離型性
   を有する転写体に転写するインキ転写工程と、 前記転写体に転写したカラーフィルタ用インキ中の有機
   溶剤を前記転写体中に拡散させてカラーフィルタ用イン
   キを所定の粘度に高めるインキ粘度増大工程と、 前記転写体上のカラーフィルタ用インキを被印刷基板上
   に印刷するインキ印刷工程と、 離型性を有する圧延ロールにより前記被印刷基板上のカ
   ラーフィルタ用インキを圧延するインキ平滑化工程とを
   有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。