JP2005043677A - カラーフィルタの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタとなる被印刷体の凹部に供給するインキの膜厚を均一に形成でき、最終的に転写して得られるインキ膜厚を均一にし、更に位置精度、寸法精度を良くしたカラーフィルタの製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】可撓性を有するＲ用平板状の凹版１の一面に薄い樹脂層２を形成すると共に、その上に撥インクパターン３を形成することにより凹部４を設ける。この凹部４にＲインキ５を、凹部４の隔壁より盛り上がるようにして充填し、この凹部４内のＲインキ５を乾燥した後、ブラックマトリックス７を形成した被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａに前記Ｒ用平板状の凹版１の凹部４を対向させるようにして重ね合わせ、Ｒ用平板状の凹版１を押圧することにより前記凹部４内のＲインキ５を被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａ内に転移する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタの製造方法及び製造装置に関する。

液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタの製造方法としては、例えばシート状のガラス板上にカラーフィルタ用フォトレジストを中央部に滴下した後、高速で回転させてほぼ均一な厚さの塗布膜を設け、露光・現像を行ってカラーフィルタパターンを形成するといったフォトリソグラフィ法が広く知られている。このフォトリソグラフィの工程を繰り返すことによって、例えばＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３色とブラックマトリクスの計４色のカラーフィルタが製造されている。

このフォトリソグラフィ法において、シート状のガラス板上にカラーフィルタ用フォトレジストを塗布する手段としては、上記のようにカラーフィルタ用フォトレジストをシート状のガラス板上の中央部に滴下する代わりに、先ずスロット型塗布ヘッドによりガラス板上の全域にわたって平面状に厚く塗布し、次いで高速で回転させることによって均一な厚さの塗布膜を形成することもある。このような塗布手段は、中央部に滴下する塗布手段に比してカラーフィルタ用フォトレジストの消費量は少ないものの、これらいずれの塗布手段も余分に投与したカラーフィルタ用フォトレジストを高速回転による遠心力で除去して薄く均一な塗布膜を形成することから、かなりの割合のカラーフィルタ用フォトレジストが無駄になる。又、カラーフィルタになるまでに前記工程をガラス板上で繰り返すので、各工程での無駄が累計されることになる。

一方、カラーフィルタを効率良く製造する方法として、スロット型塗布ヘッドで精密にカラーフィルタ用フォトレジストの塗膜を制御してカラーフィルタ用ガラスの表面上にカラーフィルタ用フォトレジストを塗布し、パターンを露光・現像してカラーフィルタパターンを形成し、これによりカラーフィルタを製造する方法が提案されている。しかしながら、カラーフィルタ用ガラスの表面上にカラーフィルタ用フォトレジストを塗布し、パターンを露光・現像するには高価な露光機及び現像機を購入・維持する費用が掛かるので、これを避けるために印刷方式でカラーフィルタを製造する方法が提案されている。

印刷方式でカラーフィルタを製造する従来技術としては、一番最初に検討されたのはスクリーン印刷である。しかしながら、液晶ディスプレイ用カラーフィルタの仕様（画素サイズ、寸法精度、厚さ制御）が、順次厳しくなるにつれ、スクリーン印刷は検討されなくなった。そして、例えばＲ／Ｇ／Ｂ３色のインキの画像をブランケット胴に転写し、この画像を印刷定盤上のガラス基板に転写して３色印刷を行う方法が特許文献１に開示されている。又、展色平板を介してローラ表面の凸版にカラーフィルタインクを転写し、このローラをガラス基板上を転動させることにより凸版のカラーフィルタインクを印刷するカラーフィルタの製造方法が特許文献２に開示されている。更に、シリコンブランケット上に機能性樹脂の塗布面を形成し、凹版又は凸版を塗布面に押圧し、押圧部分の樹脂をシリコンブランケット上から除去し、残った樹脂を被印刷体に転写する画像形成法が特許文献３に開示されていて、カラーフィルタに使用することができる。転写ロールの表面にスリットノズルを用いてフォトレジストの塗布膜を設け、乾燥した後レーザー光によってパターン描画し、これを現像して転写ロール表面にレジストパターンを形成し、加熱加圧によってガラス基板に転写してレジストパターンを形成する方法が特許文献４に開示されている。一方、カラーフィルタを形成するに際してインクジェットを使用する例は特許文献５に開示され、更にインクジェットを使用して転写する例は特許文献６に開示されている。
上記カラーフィルタの製造において、印刷方式による場合には、効率良く大量生産することは可能であるが、インキ膜厚の精度に関しては問題がある。例えばオフセット印刷方式ではインキ転移量の誤差が大きく（±３０％程度）なり、カラーフィルタの着色にバラツキが生じて機能低下を引き起こす原因になる。又、インクジェット方式で凹部にインキを供給すると、隣接する凹部間の仕切壁となっている境界部分が撥インキ性であると、インキの付着量が減少して境界部分でのインキ膜厚が不足し、境界部分が親インキ性であると凹部内のインキが境界部分に引き寄せられて中央部分でのインキ膜厚が薄くなってしまう。このため、供給インキの表面平滑性が失われることになる。更に又、グラビア印刷方式では、ドクターでインキングすると版面が傷付くことがあり、凹部に供給されたインキの中心部が掻き取られて中央部のインキ膜厚が不足する等の事態が発生する。
一方、これらの印刷法の欠点、即ち、
・インキ供給量のバラツキが大きい、
・インキの表面が凸状になったり、凹状になったりする、
・カラーフィルタのパターンエッジ部の形状が直線的でなくギザギザ状態に乱れる、
ことを解消するための方策として、版上にカラーフィルタインキがある状態でインキを硬化してカラーフィルタ基板へ転写する方法が特許文献７に開示されている。即ち、凸版や凹版の印刷版に紫外線硬化型のカラーフィルタインキを供給して、版上のインキに紫外線を照射して半硬化状態とした後、直接、カラーフィルタ用ガラス基板に転写したり、ブランケットに一旦転写してからカラーフィルタ用ガラス基板へ転写している。このようにすると、カラーフィルタ表面は平坦になり、又カラーフィルタのエッジ部の形状が乱れることがなくなる。カラーフィルタインキは完全にカラーフィルタ用ガラス基板に転移する。版の表面を半硬化したインキが剥離し易い表面としている。
特開平６−９３９号公報 特開平６−２７３１６号公報 特開２０００−２８９３２０号公報 特開２００２−７１９３２号公報 特開２００２−３７２６１３号公報 特開平１１−３１１７０７号公報 特開平６−４７８９５号公報

しかしながら、上記のインキを硬化して剥離する方法においては、以下の問題がある。
・版として凹版を使用した場合、インキが溶剤を含むと硬化させる際には溶剤を蒸発させる必要があり、体積が減少し、凹版の内部に凹んでしまうため、ガラス基板へ直接転写することができない。このため、インキとして溶剤を含まないものを使用する。しかしながら、このようなインキは粘度が高く、実際的にはカラーフィルタの厚さは１〜２μｍ、幅が１００μｍ程度なので、凹版にインキングしてドクターリングしても厚さを均一にすることが難しい。
・ブランケットを使用する方法は、ブランケットにゴム弾性があるために定盤上に置かれたガラス基板にインキを転写することができ、又ブランケットの周速と印刷速度に多少のずれがあっても一応印刷できるが、位置精度が低下する。
・又、円圧タイプの印刷機では円形の胴がガラス基板上を転がり、移動する際にスリップを発生し易く、寸法精度や印刷安定性を得ることが難しい。

本発明は、このような印刷方式によるカラーフィルタ製造の問題を解決するためになされたもので、カラーフィルタとなる被印刷体の凹部に供給するインキの膜厚を均一に形成でき、最終的に転写して得られるインキ膜厚を均一にし、更に位置精度、寸法精度を良くしたカラーフィルタの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項１は、パターニングした平板状の凹版の凹部にインキを凹部の隔壁より盛り上がるようにして充填し、この凹部内のインキを乾燥した後、ブラックマトリックスを形成した被印刷体の凹部に前記平板状の凹版の凹部を対向させるようにして重ね合わせ、平板状の凹版を押圧することにより前記凹部内のインキを被印刷体の凹部内に転移することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

本発明の請求項２は、請求項１記載のカラーフィルタの製造方法において、前記平板状の凹版又は被印刷体のいずれか一方が可撓性を有する材料で形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項３は、請求項２記載のカラーフィルタの製造方法において、前記可撓性を有する平板状の凹版は金属材料で形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項４は、請求項２記載のカラーフィルタの製造方法において、前記可撓性を有する被印刷体はフィルムで形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項５は、パターニングした平板状の凹版の凹部にインキを凹部の隔壁より盛り上がるようにして充填するインキ供給手段と、
前記凹部内の前記インキを乾燥させる乾燥手段と、
ブラックマトリックスを形成した被印刷体の凹部に前記平板状の凹版の凹部を対向させるようにして重ね合わせ、前記平板状の凹版を押圧することにより前記凹部内のインキを前記被印刷体の凹部内に転移するインキ転移手段と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造装置である。

本発明の請求項６は、請求項５記載のカラーフィルタの製造装置において、前記平板状の凹版又は被印刷体のいずれか一方が可撓性を有する材料で形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項７は、請求項６記載のカラーフィルタの製造装置において、前記可撓性を有する平板状の凹版は金属材料で形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項８は、請求項６記載のカラーフィルタの製造装置において、前記可撓性を有する被印刷体はフィルムで形成されていることを特徴とする。

上記請求項１の発明によれば、平板状の凹版の凹部と被印刷体の凹部を対向して重ね合わせることでインキの収納部が形成され、この収納部内に平板状の凹版の凹部からインキを転移させることによりインキの膜厚及び形状を一定にすることができる。

請求項２の発明によれば、例えば平板状の凹版を撓ませながら剥離することができるため、平板状の凹版の凹部から被印刷体の凹部へのインキの転移を円滑に行うことができる。

請求項３の発明によれば、平板状の凹版を金属材料で形成することにより平板状の凹版に可撓性を付与することができる。

請求項４の発明によれば、被印刷体をフィルムで形成することにより被印刷体に可撓性を付与することができる。

請求項５の発明によれば、本発明方法を実施する製造装置を提供することができ、且つこの製造装置によって本発明方法を確実に行うことができる。

請求項６の発明によれば、インキの転移を円滑に行うと共に転移後の平板状の凹版又は被印刷体の剥離を容易に行うことができる。

請求項７の発明によれば、可撓性を有する平板状の凹版として金属材料で形成したものを採用することができる。

請求項８の発明によれば、可撓性を有する被印刷体としてフィルムで形成したものを採用することができる。

本発明に係るカラーフィルタの製造方法及び製造装置の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１はＲ用平板状の凹版の一部を示すもので、（ａ）はＲ用平板状の凹版の一部概略平面図、（ｂ）はそのＲａ−Ｒｂ線に沿った概略断面図である。図２はＲ用平板状の凹版の凹部にインキが供給された状態を示すもので、（ａ）はインキ供給直後の一部概略断面図、（ｂ）はインキ乾燥後の一部概略断面図である。図３は被印刷体の一部を示すもので、（ａ）は被印刷体の概略平面図、（ｂ）はＲ用平板状の凹版の凹部と被印刷体の凹部とが対向するようにして重ね合わせ、プレス胴で押圧後に紫外線で露光する時の状態を示すもので、（ａ）でのＣＲａ−ＣＲｂ線に沿った概略断面図である。図４はＲ用平板状の凹版剥離後の被印刷体を示す一部概略断面図である。図５はＧ用平板状の凹版の一部を示すもので、（ａ）はＧ用平板状の凹版の一部概略平面図、（ｂ）はそのＧａ−Ｇｂ線に沿った概略断面図である。図６はＧ用平板状の凹版の凹部にインキが供給された状態を示すもので、（ａ）はインキ供給直後の一部概略断面図、（ｂ）はインキ乾燥後の一部概略断面図である。図７はＧ用平板状の凹版の凹部と被印刷体の凹部とが対向するようにして重ね合わせ、プレス胴で押圧後に紫外線で露光する時の状態を示す概略断面図である。図８はＧ用平板状の凹版剥離後の被印刷体を示す一部概略断面図である。図９はＢ用平板状の凹版の一部を示すもので、（ａ）はＢ用平板状の凹版の一部概略平面図、（ｂ）はそのＢａ−Ｂｂ線に沿った概略断面図である。図１０はＢ用平板状の凹版の凹部にインキが供給された状態を示すもので、（ａ）はインキ供給直後の一部概略断面図、（ｂ）はインキ乾燥後の一部概略断面図である。図１１はＢ用平板状の凹版の凹部と被印刷体の凹部とが対向するようにして重ね合わせ、プレス胴で押圧後に紫外線で露光する時の状態を示す概略断面図である。図１２はＢ用平板状の凹版剥離後の被印刷体を示す一部概略断面図である。図１３は被印刷体にＲ／Ｇ／Ｂ３色を印刷したカラーフィルタの平面図及びその一部拡大平面図である。図１４は本発明に用いるカラーフィルタ製造装置を示す概略説明図である。図１５は紗構造のエンドレス搬送ベルトに可撓性金属平板状の凹版を取り付けた状態を示す概略斜視図である。図１６は紗構造のエンドレス搬送ベルトに貼った可撓性金属平板状の凹版を示す概略斜視図及びその一部拡大平面図である。図１７はカラーフィルタの製造ラインを示すブロック図である。

次に、被印刷体にＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）３色を印刷する方法について説明する。図１において、１はＲ用平板状の凹版であり、可撓性を有する金属板例えば室温付近での熱膨張率が非常に低いインバー材（ニッケルの割合が３６重量％の鉄・ニッケル合金）で形成されている。尚、インバー材は伸縮量が少ないので寸法精度の良い印刷が可能となる。
このＲ用平板状の凹版１の一面側には、図１（ｂ）のように樹脂例えばポリビニルアルコールを塗布して薄い樹脂層２が形成され、その樹脂層２の上にフッ素樹脂又はシリコン樹脂等からなる撥インクパターン３が形成されることにより複数の凹部４が設けられている。

このＲ用平板状の凹版１は、インキ供給手段により上記複数の凹部４にＲインキ５が供給される。
インキ供給手段としては例えばインクジェットを用いることができ、Ｒインキ５としては例えば顔料インキを用いてインクジェットから噴射させて凹部４に供給する。この時、図２（ａ）のようにＲインキ５が凹部４の仕切壁より盛り上がるように供給する。インクジェットからのＲインキ５の噴射は凹部４に対して下方より噴射すると、供給量が多い時でも仕切壁から溢れることがなくて好ましい。前記撥インクパターン３の部分にはＲインキ５は付着しない。インクジェットではインキの粘度を下げることが良い場合が多く、溶剤量を増やすため固形分が少なくなるので、その際は供給するインキ量が増える。従って、インクジェットのインキングを上向きに行うことが、仕切壁からインキが溢れずに済み、良い場合が多い。

この後、乾燥手段によりＲ用平板状の凹版１の凹部４に供給されたＲインキ５内の溶剤を飛ばして乾燥させる（この際、インキは半硬化状態となることもある）。これにより、Ｒインキ５の全体積は減少するが、この段階においても図２（ｂ）のように凹部４の仕切壁より盛り上がるようにしておき、且つＲインキ５が粘性を失わないようにする。

図３に示すのは被印刷体６であり、例えば透明のガラス板で形成されている。この被印刷体６の一面側にはブラックマトリックス７がほぼ格子状に設けられてカラーフィルタ用の複数の凹部６ａが形成されており、外周部はブラックマトリックス７の額縁部７ａにより取り囲まれている。ブラックマトリックス７は、ガラス基板上に樹脂ブラックフォトレジストを塗布し、マスクを介して露光し、硬化させ現像することにより形成することができる。

被印刷体６の凹部６ａは予めＲ／Ｇ／Ｂの位置がそれぞれ定められており、このうちＲ用凹部Ｒ６ａは前記Ｒ用平板状の凹版１の凹部４と対応している。図３（ｂ）のように位置合わせ手段（図略）により被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａとＲ用平板状の凹版１の凹部４とが対向するようにして、被印刷体６とＲ用平板状の凹版１とを重ね合わせる。そして、押圧手段（図略）によりＲ用平板状の凹版１側から押圧して凹部４内のＲインキ５を被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａ内に押し付ける。

被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａとＲ用平板状の凹版１の凹部４とにより、Ｒインキ５の収納部が構成されるため、押し付けられたＲインキ５が収納部内の隅々まで行き渡って完全に収納部内に充填される。これにより、複数のＲ用凹部Ｒ６ａに充填されたＲインキ５の膜厚は一定に保持され、且つ形状も一定となる。

この後、露光手段（図略）によって被印刷体６の下側から紫外線が照射され、Ｒインキ５が硬化される。Ｒインキ５の硬化後に、Ｒ用平板状の凹版１を剥離すると図４に示すように被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａにＲインキ５が転移して定着される。前記のようにＲ用平板状の凹版１は可撓性を有するため、Ｒ用平板状の凹版１を撓ませながら被印刷体６からの剥離を容易に行うことができる。尚、Ｒ用平板状の凹版１とＲインキ５との付着力は、被印刷体６とＲインキ５との付着力より弱くするとインキの転移が確実に行えて好ましい。又、樹脂層２はインキを剥がれ易くするために必要であるが、インキの種類によってはなくても良い。

又、上記被印刷体６とＲ用平板状の凹版１との重ね合わせ時又は押圧時に、Ｒインキ５の一部が上記収納部から漏れて収納部に隣接するブラックマトリックス７の仕切壁と前記撥インクパターン３との接合部間に逃げ込むことがある。ここで、接合部間への逃げ込みについて説明する。仕切壁と撥インクパターン３は向き合っている。そして、仕切壁の幅より撥インクパターン３の方が幅が狭い。よって、漏れたインキは仕切壁の上で撥インクパターン３のない部分に逃げる。しかしながら、前記露光手段による紫外線の照射光はブラックマトリックス７の仕切壁により遮断されるため、ブラックマトリックス７の仕切壁と前記撥インクパターン３との接合部間に逃げ込んでいるＲインキ５部分には照射されない。従って、そのＲインキ５部分は硬化せず、後で行う現像時の洗浄によって除去することができる。尚、Ｒ用平板状の凹版１とブラックマトリックス７とを重ねた時に、撥インクパターン３とブラックマトリックス７の仕切壁との接合部において、重ならない幅は両側とも３〜４μｍ必要である。微小に位置ずれしても、必ずブラックマトリックス７と撥インクパターンが重なる領域が残るようにするためである。位置合わせの許容誤差内であれば問題なくカラーフィルタが完成する。

図５において、８はＧ用平板状の凹版であり、前記と同様に可撓性を有する金属板で形成されている。このＧ用平板状の凹版８の一面側には樹脂を塗布して樹脂層９が形成され、樹脂層９の上に撥インクパターン１０が形成されることにより、図５（ｂ）のように複数の凹部１１が設けられている。

このＧ用平板状の凹版８は、インキ供給手段により上記複数の凹部１１にＧインキ１２が供給される。インキ供給手段としては例えばインクジェットを用いることができ、Ｇインキ１２としては例えば顔料インキを用いてインクジェットから噴射させて凹部１１に供給する。この時、図６（ａ）のようにＧインキ１２が凹部１１の仕切壁より盛り上がるように供給する。インクジェットからのＧインキ１２の噴射は凹部１１に対して下方より噴射すると供給量が多い時でも仕切壁から溢れることがなくて好ましい。前記撥インクパターン１０の部分にはＧインキ１２は付着しない。

この後、乾燥手段によりＧ用平板状の凹版８の凹部１１に供給されたＧインキ１２内の溶剤を飛ばして乾燥させる。これにより、Ｇインキ１２の全体積は減少するが、この段階においても図６（ｂ）のように凹部１１の仕切壁より盛り上がるようにしておき、且つＧインキ１２が粘性を失わないようにする。

前記被印刷体６の凹部６ａのうちＧ用凹部Ｇ６ａはＧ用平板状の凹版８の凹部１１と対応している。図７のように位置合わせ手段により被印刷体６のＧ用凹部Ｇ６ａとＧ用平板状の凹版８の凹部１１とが対向するようにして、被印刷体６とＧ用平板状の凹版８とを重ね合わせる。そして、押圧手段によりＧ用平板状の凹版８側から押圧して凹部１１内のＧインキ１２を被印刷体６のＧ用凹部Ｇ６ａ内に押し付ける。

被印刷体６のＧ用凹部Ｇ６ａとＧ用平板状の凹版８の凹部１１とにより、Ｇインキ１２の収納部が構成されるため、押し付けられたＧインキ１２が収納部内の隅々まで行き渡って完全に収納部内に充填される。これにより、複数のＧ用凹部Ｇ６ａに充填されたＧインキ１２の膜厚は一定に保持され、且つ形状も一定となる。

この後、露光手段によって被印刷体６の下側から紫外線が照射され、Ｇインキ１２が硬化される。Ｇインキ１２の硬化後に、Ｇ用平板状の凹版８を剥離すると図８に示すように被印刷体６のＧ用凹部Ｇ６ａにＧインキ１２が転移して定着される。前記のようにＧ用平板状の凹版８は可撓性を有するため、Ｇ用平板状の凹版８を撓ませながら被印刷体６からの剥離を容易に行うことができる。尚、Ｇ用平板状の凹版８とＧインキ１２との付着力は、被印刷体６とＧインキ１２との付着力より弱くするとインキの転移が確実に行えて好ましい。

又、上記被印刷体６とＧ用平板状の凹版８との重ね合わせ時又は押圧時に、Ｇインキ１２の一部が上記収納部から漏れて収納部に隣接するブラックマトリックス７の仕切壁と前記撥インクパターン１０との接合部間に逃げ込むことがある。しかしながら、前記露光手段による紫外線の照射光はブラックマトリックス７の仕切壁により遮断されるため、ブラックマトリックス７の仕切壁と前記撥インクパターン１０との接合部間に逃げ込んでいるＧインキ部分には照射されない。従って、そのＧインキ部分は硬化せず、後で行う現像時の洗浄によって除去することができる。

図９において、１３はＢ用平板状の凹版であり、前記と同じく可撓性を有する金属板で形成されている。このＢ用平板状の凹版１３の一面側には樹脂を塗布して樹脂層１４が形成され、樹脂層１４の上に撥インクパターン１５が形成されることにより、図９（ｂ）のように複数の凹部１６が設けられている。

このＢ用平板状の凹版１３は、インキ供給手段により上記複数の凹部１６にＢインキ１７が供給される。インキ供給手段としては例えばインクジェットを用いることができ、Ｂインキ１７としては例えば顔料インキを用いてインクジェットから噴射させて凹部１６に供給する。この時、図１０（ａ）のようにＢインキ１７が凹部１６の仕切壁より盛り上がるように供給する。インクジェットからのＢインキ１７の噴射は凹部１６に対して下方より噴射すると供給量が多い時でも仕切壁から溢れることがなくて好ましい。前記撥インクパターン１５の部分にはＢインキ１７は付着しない。

この後、乾燥手段によりＢ用平板状の凹版１３の凹部１６に供給されたＢインキ１７内の溶剤を飛ばして乾燥させる。これにより、Ｂインキ１７の全体積は減少するが、この段階においても図１０（ｂ）のように凹部１６の仕切壁より盛り上がるようにしておき、且つＢインキ１７が粘性を失わないようにする。

前記被印刷体６の凹部６ａのうちＢ用凹部Ｂ６ａはＢ用平板状の凹版１３の凹部１６と対応している。図１１のように位置合わせ手段により被印刷体６のＢ用凹部Ｂ６ａとＢ用平板状の凹版１３の凹部１６とが対向するようにして、被印刷体６とＢ用平板状の凹版１３とを重ね合わせる。そして、押圧手段によりＢ用平板状の凹版１３側から押圧して凹部１６内のＢインキ１７を被印刷体６のＢ用凹部Ｂ６ａ内に押し付ける。

被印刷体６のＢ用凹部Ｂ６ａとＢ用平板状の凹版１３の凹部１６とにより、Ｂインキ１７の収納部が構成されるため、押し付けられたＢインキ１７が収納部内の隅々まで行き渡って完全に収納部内に充填される。これにより、複数のＢ用凹部Ｂ６ａに充填されたＢインキ１７の膜厚は一定に保持され、且つ形状も一定となる。

この後、露光手段によって被印刷体６側から紫外線が照射され、Ｂインキ１７が硬化される。Ｂインキ１７の硬化後に、Ｂ用平板状の凹版１３を剥離すると図１２に示すように被印刷体６のＢ用凹部Ｂ６ａにＢインキ１７が転移して定着される。前記のようにＢ用平板状の凹版１３は可撓性を有するため、Ｂ用平板状の凹版１３を撓ませながら被印刷体６からの剥離を容易に行うことができる。尚、Ｂ用平板状の凹版１３とＢインキ１７との付着力は、被印刷体６とＢインキ１７との付着力より弱くするとインキの転移が確実に行えて好ましい。

又、上記被印刷体６とＢ用平板状の凹版１３との重ね合わせ時又は押圧時に、Ｂインキ１７の一部が上記収納部から漏れて収納部に隣接するブラックマトリックス７の仕切壁と前記撥インクパターン１５との接合部間に逃げ込むことがある。しかしながら、前記露光手段による紫外線の照射光はブラックマトリックス７の仕切壁により遮断されるため、ブラックマトリックス７の仕切壁と前記撥インクパターン１５との接合部間に逃げ込んでいるＢインキ部分には照射されない。従って、そのＢインキ部分は硬化せず、後で行う現像時の洗浄によって除去することができる。

以上の工程を経て被印刷体６より成るＲ／Ｇ／Ｂ３色のカラーフィルタが製造される。製造されたカラーフィルタ１８を図１３に示す。このカラーフィルタ１８はＲ／Ｇ／Ｂいずれも一定の膜厚及び一定の形状を備えているため、液晶表示装置等のカラーフィルタとしての機能を著しく向上させることができる。

図１４は、本発明方法を実施するのに好適なカラーフィルタ製造装置の一例を示すものである。図１４において、２１は平板状の凹版搬送手段であり、紗構造のエンドレス搬送ベルト２２と、駆動側ローラ２３と、これと反対側の引っ張り側ローラ２４とから構成されている。ここで、紗構造とはいわゆる紗織りに類似する細かい目を備えている構造であって、上記エンドレス搬送ベルト２２は紗構造の丈夫な薄い布地又は樹脂シート等から形成される。

搬送ベルト２２にはいずれか１種類の平板状の凹版、ここでは例えばＲ用平板状の凹版１が所定の間隔をあけて複数取り付けられている。図１６はＲ用平板状の凹版１を搬送ベルト２２に取り付けた状態を示しており、前記凹部４を形成した面とは反対の平坦面側を例えば接着剤により搬送ベルト２２の上面に貼着する。この際、Ｒ用平板状の凹版１の接着部分は外周縁部のみとし、それ以外の部分は接着しないで搬送ベルト２２の紗構造の細かい目が接着剤により塞がれないようにする。複数のＲ用平板状の凹版１は、搬送ベルト２２の移動に伴って上記駆動側ローラ２３と、引っ張り側ローラ２４との間をエンドレスに移動し、前記のようにＲ用平板状の凹版１は可撓性を有しているため、駆動側ローラ２３及び引っ張り側ローラ２４の外周面に沿って搬送ベルト２２と共に円滑に回転することができる。

平板状の凹版搬送手段２１の駆動側下部にはインキ供給ステージ２５が設けられている。このインキ供給ステージ２５には基台２６上をＸ方向（搬送ベルト２２の走行方向）とＹ方向（搬送ベルト２２の走行方向と直角方向）に移動可能にＸ・Ｙ制御されるインキ供給手段２７を備えている。この場合は、インキ供給手段２７としてインクジェットが用いられる。このインクジェットはＲインキを上向きに噴射できるようにしてある。又、インキ供給手段２７には図示しない位置検出手段が設けられ、ＣＣＤカメラによりＲ用平板状の凹版１の位置合わせマークを読み込み、この位置情報を基にしてインキ供給手段２７をＸ・Ｙ制御することによりＲ用平板状の凹版１に対する位置決めを行えるようにしてある。

インキ供給ステージ２５の近傍には、バキューム孔付き定盤２８と低圧空気吹き出しノズル２９とが搬送ベルト２２を挟むようにしてその上下位置に配設されている。バキューム孔付き定盤２８はＸ方向及びＹ方向の移動と、θ方向の回転（垂直軸線回りの回転）とが可能にＸ・Ｙ・θ制御され、低圧空気吹き出しノズル２９により搬送ベルト２２上のＲ用平板状の凹版１に下から低圧空気を吹きかけてＲ用平板状の凹版１の背面（平坦面）をバキューム孔付き定盤２８に固定させる。低圧空気吹き出しノズル２９はＹ方向に移動可能に形成され、作動位置と退避位置とに位置付けることができる。

上記インキ供給ステージ２５の前後にはベルト停止手段３２が設けられ、このベルト停止手段３２は固定用治具３０とローラ３１とから構成されている。固定用治具３０はＺ方向（垂直方向）に移動可能にＺ制御され、この固定用治具３０とローラ３１とで搬送ベルト２２を前後で挟み付けて停止できるようにしてある。

インキ供給ステージ２５の前方にはインキ乾燥ステージ３３が設けられ、インキ供給ステージ２５でインキ供給手段２７により前記Ｒ用平板状の凹版１の凹部４に供給されたＲインキ５を、図示しない乾燥手段により溶剤を飛ばして乾燥する。

更に、インキ乾燥ステージ３３の前方にはインキ転移・露光ステージ３４が設けられている。このインキ転移・露光ステージ３４には、Ｘ・Ｙ・Ｚ及びθ制御される定盤３５とプレス・剥離胴３６（ゴムロール加圧の形態が望ましい）とが搬送ベルト２２を挟んで上下に配設されている。定盤３５の内部には露光手段である光源３７が設けられ、この光源３７から放射される紫外線は、定盤３５の透明上面を通過して定盤３５上に載置した被印刷体６を下方から照射できるようにしてある。又、定盤３５の上側部には低圧空気吹き込みノズル３８が配設されており、この低圧空気吹き込みノズル３８は、定盤３５を上昇させて被印刷体６をＲ用平板状の凹版１に近接させた状態で位置決めする時に、被印刷体６とＲ用平板状の凹版１との僅かな隙間に低圧空気を吹き込むことで密着を防止するためのものである。更に、定盤３５には図示しない位置検出手段が設けられており、この位置検出手段を介して定盤３５の位置を制御し、被印刷体６とＲ用平板状の凹版１との位置合わせを行う。

上記プレス・剥離胴３６は、転動しながら搬送ベルト２２の上からＲ用平板状の凹版１を押圧し、Ｒ用平板状の凹版１の凹部４側の面を被印刷体６に密着させ、前記凹部４内のＲインキ５を被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａ内に型押しする。型押し後は、搬送ベルト２２から離れてＲ用平板状の凹版１を被印刷体６から剥離させる。

上記インキ転移・露光ステージ３３の前後には平板状の凹版固定手段３９が設けられ、この平板状の凹版固定手段３９は一対の上下ローラ４０から構成され、この上下ローラ４０で搬送ベルト２２上のＲ用平板状の凹版１を前後で挟み付けて固定する。

このように構成されたカラーフィルタ製造装置において、搬送ベルト２２を駆動してＲ用平板状の凹版１を移動し、先ずインキ供給ステージ２５にＲ用平板状の凹版１を位置付けてベルト停止手段３２により搬送ベルト２２を停止する。そして、低圧空気吹き出しノズル２９及びバキューム孔付き定盤２８を介してＲ用平板状の凹版１を搬送ベルト２２ごとバキューム孔付き定盤２８に固定する。

次に、低圧空気吹き出しノズル２９を退避位置に移動し、インキ供給手段２７を動かして位置検出手段を介してＲ用平板状の凹版１に対するインキ供給手段２７を位置決めする。この後、インキ供給手段２７をＸ方向に移動させながら、Ｒインキ５を噴射してＲ用平板状の凹版１の凹部４にＲインキ５を供給する。この際、インキ供給手段２７はＸ方向に２〜３回往復させて過不足がないようにＲインキ５を供給する。

インキ供給後、ベルト停止手段３２を解除して搬送ベルト２２を駆動し、Ｒ用平板状の凹版１をインキ乾燥ステージ３３に位置付けて停止する。尚、この停止はベルト停止手段３２により行うことができ、この時後続のＲ用平板状の凹版がインキ供給ステージ２５に位置付けされるようにすると作業効率上好ましい。

インキ乾燥ステージ３３でのインキ乾燥が終了した後、搬送ベルト２２を再び駆動してＲ用平板状の凹版１をインキ転移・露光ステージ３４に位置付けて停止する。そして、前記平板状の凹版固定手段３９によりＲ用平板状の凹版１を搬送ベルト２２ごと固定する。この後、定盤３５を上昇させて定盤３５上に載置固定されている被印刷体６をＲ用平板状の凹版１に近接させ、且つ定盤３５を動かして位置検出手段を介してＲ用平板状の凹版１に対する被印刷体６の位置決めを行う。この位置決め後に、プレス・剥離胴３６を下降させると共に適圧をもってＲ用平板状の凹版１を被印刷体６に押し付けて密着させ、プレス・剥離胴３６を転動させることによりＲ用平板状の凹版１の凹部４内のＲインキ５を被印刷体６のＲ用凹部Ｒ６ａに型押しする。この状態を保持して、露光手段の光源３７により紫外線を被印刷体６の下面から照射して露光を行う。露光後に、プレス・剥離胴３６を上昇させてＲ用平板状の凹版１の押し付けを解除して被印刷体６から剥離させる。これにより、型押しされたＲインキ５は硬化すると共に、被印刷体６に完全に転移する。

インキ転移・露光ステージ３４での作業終了後、定盤３５を下降して（或は更に基台２６の端部まで移動して）被印刷体６を定盤３５から外して取り出す。

上記ではＲ用のカラーフィルタ製造装置について説明したが、これと同じ構成のＧ用、Ｂ用のカラーフィルタ製造装置を用意して製造ラインを構成し、この製造ラインに沿ってそれぞれ順次工程を行うことでＲ／Ｇ／Ｂカラーフィルタを製造することができる。Ｒ／Ｇ／Ｂの製造順序は限定されない。又、Ｒ、Ｇ、Ｂを１つの平板状の凹版にインキングして一度に被印刷体に転写することも可能である。

図１７はカラーフィルタの製造ラインの一例を示すブロック図であり、詳細は示していないが投入、移載、受け取り等の手段としてロボットを用い、一連の作業が効率良く行えるように構成したものである。

尚、上記実施形態では、平板状の凹版が可撓性を有する材料で形成されている例を説明
したが、被印刷体が可撓性を有する材料例えばフィルムで形成された場合であっても実施
することができる。剥離を容易に行うため、いずれか一方が可撓性材料で形成されていれ
ば良い。

本発明は、特に液晶表示装置のカラーフィルタの製造に好適なものであり、その他パソ
コン、車載用ナビゲーション、携帯電話、ビデオカメラ、テレビ、ゲーム機器等の各種の
液晶カラーフィルタに適用できるものである。

Ｒ用平板状の凹版の一部を示すもので、（ａ）はＲ用平板状の凹版の一部概略平面図、（ｂ）はそのＲａ−Ｒｂ線に沿った概略断面図である。 Ｒ用平板状の凹版の凹部にインキが供給された状態を示すもので、（ａ）はインキ供給直後の一部概略断面図、（ｂ）はインキ乾燥後の一部概略断面図である。 被印刷体の一部を示すもので、（ａ）は被印刷体の概略平面図、（ｂ）はＲ用平板状の凹版の凹部と被印刷体の凹部とが対向するようにして重ね合わせ、プレス胴で押圧後に紫外線で露光する時の状態を示すもので、（ａ）でのＣＲａ−ＣＲｂ線に沿った概略断面図である。 Ｒ用平板状の凹版剥離後の被印刷体を示す一部概略断面図である。 Ｇ用平板状の凹版の一部を示すもので、（ａ）はＧ用平板状の凹版の一部概略平面図、（ｂ）はそのＧａ−Ｇｂ線に沿った概略断面図である。 Ｇ用平板状の凹版の凹部にインキが供給された状態を示すもので、（ａ）はインキ供給直後の一部概略断面図、（ｂ）はインキ乾燥後の一部概略断面図である。 Ｇ用平板状の凹版の凹部と被印刷体の凹部とが対向するようにして重ね合わせ、プレス胴で押圧後に紫外線で露光する時の状態を示す概略断面図である。 Ｇ用平板状の凹版剥離後の被印刷体を示す一部概略断面図である。 Ｂ用平板状の凹版の一部を示すもので、（ａ）はＢ用平板状の凹版の一部概略平面図、（ｂ）はそのＢａ−Ｂｂ線に沿った概略断面図である。 Ｂ用平板状の凹版の凹部にインキが供給された状態を示すもので、（ａ）はインキ供給直後の一部概略断面図、（ｂ）はインキ乾燥後の一部概略断面図である。 Ｂ用平板状の凹版の凹部と被印刷体の凹部とが対向するようにして重ね合わせ、プレス胴で押圧後に紫外線で露光する時の状態を示す概略断面図である。 Ｂ用平板状の凹版剥離後の被印刷体を示す一部概略断面図である。 被印刷体にＲ／Ｇ／Ｂ３色を印刷したカラーフィルタの平面図及びその一部拡大平面図である。 本発明に用いるカラーフィルタ製造装置を示す概略説明図である。 紗構造のエンドレス搬送ベルトに可撓性金属平板状の凹版を取り付けた状態を示す概略斜視図である。 紗構造のエンドレス搬送ベルトに貼った可撓性金属平板状の凹版を示す概略斜視図及びその一部拡大平面図である。 カラーフィルタの製造ラインを示すブロック図である。

符号の説明

１ Ｒ用平板状の凹版
２ 樹脂層
３ 撥インクパターン
４ 凹部
５ Ｒインキ
６ 被印刷体
７ ブラックマトリックス
８ Ｇ用平板状の凹版
９ 樹脂層
１０ 撥インクパターン
１１ 凹部
１２ Ｇインキ
１３ Ｂ用平板状の凹版
１４ 樹脂層
１５ 撥インクパターン
１６ 凹部
１７ Ｂインキ
１８ カラーフィルタ
２１ 平板状の凹版搬送手段
２２ 搬送ベルト
２３ 駆動側ローラ
２４ 引っ張り側ローラ
２５ インキ供給ステージ
２６ 基台
２７ インキ供給手段
２８ バキューム孔付き定盤
２９ 低圧空気吹き出しノズル
３０ 固定用治具
３１ ローラ
３２ ベルト停止手段
３３ インキ乾燥ステージ
３４ インキ転移・露光ステージ
３５ 定盤
３６ プレス・剥離胴
３７ 光源
３８ 低圧空気吹き込みノズル
３９ 平板状の凹版固定手段
４０ 上下ローラ

Claims (8)

1. パターニングした平板状の凹版の凹部にインキを凹部の隔壁より盛り上がるようにして充填し、この凹部内のインキを乾燥した後、ブラックマトリックスを形成した被印刷体の凹部に前記平板状の凹版の凹部を対向させるようにして重ね合わせ、平板状の凹版を押圧することにより前記凹部内のインキを被印刷体の凹部内に転移することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記平板状の凹版又は被印刷体のいずれか一方が可撓性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 前記可撓性を有する平板状の凹版は金属材料で形成されていることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタの製造方法。
4. 前記可撓性を有する被印刷体はフィルムで形成されていることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタの製造方法。
5. パターニングした平板状の凹版の凹部にインキを凹部の隔壁より盛り上がるようにして充填するインキ供給手段と、
   前記凹部内の前記インキを乾燥させる乾燥手段と、
   ブラックマトリックスを形成した被印刷体の凹部に前記平板状の凹版の凹部を対向させるようにして重ね合わせ、前記平板状の凹版を押圧することにより前記凹部内のインキを前記被印刷体の凹部内に転移するインキ転移手段と
   を有することを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
6. 前記平板状の凹版又は被印刷体のいずれか一方が可撓性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタの製造装置。
7. 前記可撓性を有する平板状の凹版は金属材料で形成されていることを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタの製造装置。
8. 前記可撓性を有する被印刷体はフィルムで形成されていることを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタの製造装置。

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