JP2535830B2 - Color filter-manufacturing method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ガラス等の基板上に印刷方式により着色イ
ンキ被膜を形成して、液晶ディスプレイその他精密電子
装置の光検出部品に使用するカラーフィルターを製造す
る方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a color filter for forming a colored ink film on a substrate such as glass by a printing method to be used for a photodetection component of a precision electronic device such as a liquid crystal display. To a method of manufacturing.

＜発明が解決しようとする問題点＞ 液晶カラーディスプレィパネル等の製造に使用する青
（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）三原色の着色インキ被膜を
所望パターン状に備えたカラーフィルターは、その着色
インキ被膜面が平滑化されていないと、ディスプレイと
して組み立てる場合に電極形成用薄板ガラス、あるいは
偏光板ガラス等の、他の基板との貼り合わせにおいて重
ね合わせ内面に空隙や気泡ができたり、また、ガラス同
志の平行均一な貼着が不可能になる。また、フィルター
基板に形成されている着色インキ被膜上に、ITO被膜を
スパッタ等で形成する場合に、その膜面に凹凸部があっ
て、膜厚が不均一であると、被膜の厚い部分で、スパッ
タ形成被膜が不十分になったり、スパッタ被膜が形成さ
れず、断線を生ずることがあるなど、カラーフィルター
製造後の加工処理に支障が生じ易い。また、着色インキ
被膜面の微細な凹凸による光拡散現象によって、透過性
が損なわれたり、その他光学的損失が発生する。<Problems to be Solved by the Invention> A color filter provided with a desired pattern of a blue (B), green (G), and red (R) three-primary colored ink film used in the production of liquid crystal color display panels and the like is If the surface of the colored ink film is not smoothed, when assembled as a display, when laminated with another substrate such as a thin glass plate for electrode formation or a polarizing plate glass, a void or a bubble may be formed on the inner surface of the stack, or , It becomes impossible to attach the glass members in parallel and evenly. Also, when the ITO coating is formed on the colored ink coating formed on the filter substrate by sputtering, etc., if the film surface has irregularities and the film thickness is non-uniform, In some cases, the sputter-formed film becomes insufficient, or the sputtered film is not formed, resulting in disconnection. In addition, the light diffusion phenomenon due to the fine irregularities on the surface of the colored ink coating impairs the transparency or causes other optical loss.

さらに図面を用いて説明すれば、第４図（ａ）及び
（ｂ）は、円圧式の転写用ブランケットを装備した凹版
オフセット印刷方式により、ガラス基板（11）上に印刷
形成した後の、着色インキ被膜（12）の、転写用ブラン
ケットの転がり方向断面（以下縦断面と称す）及び転写
用ブランケットの転がり方向に垂直な断面（以下横断面
と称す）の形状である。第４図は、基板（11）上を図面
右から左方向に円圧式の転写用ブランケットを回転させ
ながら移動させて、着色インキ被膜（12）を基板（11）
上に、１色ごとに印刷したものである。第４図（ａ）の
縦断面図は、各色の画素内で、ブランケットが最終的に
印刷し終る側の着色インキ被膜（12）の左端に着色イン
キの盛り上りが発生し、２色目、３色目と刷り重ねてゆ
くと、各色の境界が膜厚最低となることを示す。また、
第４図（ｂ）の横断面図は、着色インキ被膜面が各色の
画素内で、円弧状になり、２色目、３色目と刷り重ねて
ゆくと、各色の境界で膜厚が最小で、各色の中央部分で
膜厚が最大となることを示す。To further explain with reference to the drawings, FIGS. 4 (a) and 4 (b) show coloring after printing on a glass substrate (11) by an intaglio offset printing method equipped with a pressure transfer blanket. The ink coating (12) has a cross section in the rolling direction of the transfer blanket (hereinafter referred to as a vertical section) and a cross section perpendicular to the rolling direction of the transfer blanket (hereinafter referred to as a horizontal section). In FIG. 4, the colored ink coating (12) is moved onto the substrate (11) while rotating the circular pressure transfer blanket from the right side to the left side of the drawing, and the colored ink film (12) is transferred onto the substrate (11).
The above is printed for each color. The vertical cross-sectional view of FIG. 4 (a) shows that in the pixels of each color, the color ink rises at the left end of the color ink film (12) on the side where the blanket finally finishes printing, and the second color, the third color Overprinting with the color shows that the boundary of each color has the minimum film thickness. Also,
In the cross-sectional view of FIG. 4 (b), when the surface of the colored ink film has an arc shape in the pixel of each color and the second and third colors are overprinted, the film thickness at the boundary of each color is minimum, It is shown that the film thickness is maximum in the central portion of each color.

＜問題を解決するための手段＞ 本発明は、着色インキ被膜を印刷方式により、３色基
板上に形成した後、ある程度硬化してしまった着色イン
キ被膜を加熱することにより、平滑化し易くする為、粘
性の低い状態にしてから、均一に圧力を加え、着色イン
キ被膜の凹凸を除去することによって、着色インキ被膜
表面の平滑性とカラーフィルターの透明性及び分光透過
率特性を向上させたカラーフィルターを得る。<Means for Solving the Problem> In the present invention, after the colored ink film is formed on the three-color substrate by the printing method, the colored ink film that has been cured to some extent is heated to facilitate smoothing. A color filter that improves the smoothness of the color ink film surface, the transparency of the color filter, and the spectral transmittance characteristics by uniformly applying pressure after removing the unevenness of the color ink film after making the viscosity low. To get

＜作用＞ 着色インキ被膜を基板上に３色印刷した後、着色イン
キ被膜を加熱することにより、着色インキ被膜の粘性を
下げ、均一に圧力を加えてプレスすると、かまぼこ型で
あった着色インキ被膜の中央部が平坦になり、従来２μ
ｍにもおよんだ膜厚差が１μｍ以内になる。第４図
（ａ）、（ｂ）に示す断面形状で盛り上がっている部分
がプレスされ、第５図（ａ）、（ｂ）のような断面形状
となり、膜厚としては、１μｍ低くなり、画素内の膜厚
の低い部分と同じ程度になる。したがって、膜厚が最も
低い各色の境界位置とプレスした位置との膜厚差も１μ
ｍ以内の範囲にはいるようになる。<Function> After the colored ink film is printed in three colors on the substrate, the colored ink film is heated to reduce the viscosity of the colored ink film, and when uniformly pressed, the colored ink film is a kamaboko type colored ink film. The central portion of the
The film thickness difference reaching m is within 1 μm. The raised portion in the cross-sectional shape shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) is pressed into a cross-sectional shape as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), and the film thickness is reduced by 1 μm. The thickness is about the same as that of the portion with a low film thickness. Therefore, the film thickness difference between the boundary position of each color having the lowest film thickness and the pressed position is also 1 μm.
It comes to be in the range within m.

なお、加熱プレスすることによって、着色インキ被膜
の端縁部のプレス跡のエッジが観察される。しかしこの
カラーフィルターを熱硬化するときに加える熱によっ
て、着色インキ被膜表面のごく薄い部分で、熱によるダ
レが生じて消失するため支障ない。By hot pressing, the edge of the press mark at the edge of the colored ink film is observed. However, there is no problem because the heat applied when the color filter is thermally cured causes sagging due to heat and disappears in a very thin portion of the surface of the colored ink film.

特にガラス等の基板上に印刷形成した着色インキが揮
発性溶剤を含むワニスを主体とする場合、印刷後、時間
経過に従って着色インキ中に含有するインキ溶剤が急速
に蒸発して、着色インキの流動性（フロー値）が低下
し、着色インキの硬度が高くなっていく。したがって、
１色ごとに着色インキ被膜を形成する印刷の場合、３色
形成し終った段階では、すでに、着色インキ被膜の硬度
が高くなっている。この状態で、着色インキ被膜面をプ
レスしても平滑性を得るにはいたらない。従って溶剤が
蒸発し、硬度が高くなった着色インキ被膜に粘性を付与
する手段として、熱を加える。この着色インキは、顔料
とワニスを成分としており、ワニスは、100℃〜200℃の
温度に融点を持つ樹脂を使用している場合が多い。３色
形成した後の着色インキ被膜面を所定温度に熱し、プレ
スすれば平滑性のすぐれた着色インキの被膜面をもつカ
ラーフィルターを得られる。乾燥状態で平滑化できるの
で、３色形成後１度に平滑化することができる。Especially when the colored ink printed on a substrate such as glass is mainly composed of a varnish containing a volatile solvent, the ink solvent contained in the colored ink evaporates rapidly over time after printing, causing the colored ink to flow. The property (flow value) decreases and the hardness of the colored ink increases. Therefore,
In the case of printing in which a colored ink film is formed for each color, the hardness of the colored ink film is already high when three colors have been formed. In this state, even if the colored ink film surface is pressed, smoothness cannot be obtained. Therefore, heat is applied as a means for imparting viscosity to the colored ink film having increased hardness due to evaporation of the solvent. This colored ink contains a pigment and a varnish as components, and the varnish often uses a resin having a melting point at a temperature of 100 ° C to 200 ° C. The color ink coated surface after forming three colors is heated to a predetermined temperature and pressed to obtain a color filter having a coated surface of the colored ink having excellent smoothness. Since it can be smoothed in a dry state, it can be smoothed once after forming three colors.

（発明の効果） 本発明は、印刷方式によって製造されるカラーフィル
ターにおけるガラスの基板に形成した着色インキ被膜面
に発生する不均一な凹凸を容易に平滑化することができ
るため、カラーフィルターと他の電極基板や偏光板との
貼り合わせにおいて、均一な貼着加工が可能となり、
又、着色インキ被膜に対してスパッタをする場合等にお
いても、着色インキ被膜の平滑性によって適な蒸着被膜
が得られ、且つカラーフィルターの透明性及びカラーフ
ィルターを構成するB.G.R各色の分光透過率特性が良好
になり、液晶カラーディスプレイ等においても、適正な
カラーバランスが得られる等、印刷方式によるカラーフ
ィルターの製造において顕著な効果を奏するものであ
る。(Effects of the Invention) The present invention can easily smooth uneven unevenness generated on the surface of a colored ink film formed on a glass substrate in a color filter manufactured by a printing method, and thus can be used as a color filter and other It is possible to perform uniform attachment processing when attaching to the electrode substrate and polarizing plate of
In addition, even when sputtered on the colored ink film, an appropriate vapor-deposited film can be obtained due to the smoothness of the colored ink film, and the transparency of the color filter and the spectral transmittance characteristics of each color of BGR constituting the color filter. Is excellent, and an appropriate color balance can be obtained even in a liquid crystal color display or the like, which is a significant effect in the production of a color filter by a printing method.

＜実施例１＞ 凹版オフセット印刷機により、顔料、溶剤タイプのエ
ポキシ樹脂系ワニスを主体とする着色インキを用いて、
ガラス基板上に凹版セルパターンに従って２〜４μｍの
膜厚の着色インキ被膜を形成したところ、印刷方向後端
に盛り上り（Max膜厚４μｍ）のある着色インキ被膜が
形成された。<Example 1> By using an intaglio offset printing machine, a pigment, a coloring ink mainly composed of a solvent type epoxy resin-based varnish was used.
When a colored ink film having a film thickness of 2 to 4 μm was formed on the glass substrate according to the intaglio cell pattern, a colored ink film having a bulge (Max film thickness 4 μm) was formed at the rear end in the printing direction.

この着色インキ被膜を３色形成した後、第１図のよう
に加熱ローラー（17）でゆっくりプレスした。加熱ロー
ラー（17）の温度は、130℃であった。エポキシ系樹脂
の融点は、120℃前後である。加熱ローラー（17）のス
ピードは、15mm/secであった。加熱ローラー（17）の材
質は、金属で、表面粗さの極めて小さいものとした。得
られたカラーフィルターは、膜厚差１μｍ以内の平滑性
となっていた。After three colors of this colored ink film were formed, they were slowly pressed by a heating roller (17) as shown in FIG. The temperature of the heating roller (17) was 130 ° C. The melting point of the epoxy resin is around 120 ° C. The speed of the heating roller (17) was 15 mm / sec. The heating roller (17) was made of metal and had a very small surface roughness. The obtained color filter had smoothness with a film thickness difference of 1 μm or less.

＜実施例２＞ 実施例１において、加熱プレス方式を第２図に示すよ
うに加熱定盤（16）を用いて加熱しながらプレスした。<Example 2> In Example 1, the heating press system was pressed while heating using a heating platen (16) as shown in FIG.

このときのローラーのスピードは、40mm/secで、実施
例１の場合よりも向上し、作業性が上った。なお、この
とき用いた定盤の温度は120℃であった。The roller speed at this time was 40 mm / sec, which was higher than that of Example 1 and the workability was improved. The temperature of the surface plate used at this time was 120 ° C.

＜実施例３＞ 実施例１において、プレスを第３図に示すように、プ
レス定盤（14）を用いて加熱プレスとした。<Example 3> In Example 1, the press was a hot press using a press platen (14) as shown in FIG.

加熱プレス時間は、15秒であった。加熱温度は、120
℃であった。この方法では、着色インキ被膜全面に均一
な加圧をすることが難しいが、第３図に示す様な構造の
平板を使用すると、比較的均一な圧力が全面に加えられ
る。The hot press time was 15 seconds. The heating temperature is 120
° C. With this method, it is difficult to apply uniform pressure to the entire surface of the colored ink film, but when a flat plate having a structure as shown in FIG. 3 is used, relatively uniform pressure is applied to the entire surface.

カラーフィルターを印刷方式によって製造することの
利点として、大面積に対応できることと、安価な製造コ
ストである、ということがあげられる。しかし、従来、
膜厚の均一性という点では、他の製造方法より若干おと
っていた。本発明は、印刷方式を用いたカラーフィルタ
ー製造方法の利点をそこなうことなく、かかる欠点を除
去した。The advantages of manufacturing the color filter by the printing method are that it can be applied to a large area and that the manufacturing cost is low. But conventionally,
In terms of film thickness uniformity, it was a little more than other manufacturing methods. The present invention eliminates such drawbacks without compromising the advantages of the color filter manufacturing method using the printing method.

以上、印刷方式によってセル状のパターンを形成した
場合について言及してきた。印刷方式で、セル状のパタ
ーンを形成することは、膜厚の均一性について良い結果
を得るのは難しい。本発明は、印刷方式によるセル状の
パターンをも膜厚において均一にしており、パターンが
ストライプ状の場合は、きわめて簡単にしかも、より平
滑性の高いカラーフィルターとなる。The case where the cell-shaped pattern is formed by the printing method has been described above. It is difficult to obtain good results in terms of film thickness uniformity by forming a cell-like pattern by a printing method. According to the present invention, a cell-shaped pattern formed by a printing method is made uniform in film thickness, and when the pattern is a stripe pattern, a color filter having extremely high smoothness can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図及び第２図は、本発明方法における着色インキ被
膜面を加熱プレスする方式を示した断面図である。 第３図は、平板プレスの構造を示した断面図である。 第４図（ａ）は、凹板オフセット印刷方式を用いたカラ
ーフィルターの着色インキ被膜の印刷方向に平行な断面
図である。第４図（ｂ）は、同印刷方向に垂直な断面形
状である。 第５図（ａ）は、同凹板オフセット印刷方式を用いて、
着色インキ被膜を形成した直後、プレスした場合の印刷
方向に平行な断面図であり、第５図（ｂ）は、同印刷方
向に垂直な断面図である。 （Ｂ）……青色インキ被膜、（Ｇ）……緑色インキ被膜 （Ｒ）……赤色インキ被膜 （11）……基板、（12）……着色インキ被膜 （13）……フィルム、（14）……プレス定盤 （15）……ローラー、（16）……加熱定盤 （17）……加熱ローラー1 and 2 are cross-sectional views showing a method of hot pressing the colored ink film surface in the method of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a flat plate press. FIG. 4 (a) is a sectional view parallel to the printing direction of the colored ink film of the color filter using the concave plate offset printing method. FIG. 4B shows a sectional shape perpendicular to the printing direction. FIG. 5 (a) shows that the same concave plate offset printing method is used.
FIG. 5B is a sectional view parallel to the printing direction when pressed immediately after forming the colored ink film, and FIG. 5B is a sectional view perpendicular to the printing direction. (B) …… Blue ink film, (G) …… Green ink film (R) …… Red ink film (11) …… Substrate, (12) …… Colored ink film (13) …… Film, (14) …… Press surface plate (15) …… Roller, (16) …… Heating surface plate (17) …… Heating roller

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】印刷法により基板上にパターン状に着色イ
ンキ被膜を形成した後、該被膜の含有溶剤が蒸発した乾
燥状態において、該被膜を融点近くに加熱しながら平滑
プレスして後、熱硬化させることを特徴とするカラーフ
ィルター製造方法。1. A colored ink coating film is formed in a pattern on a substrate by a printing method, and then, in a dry state in which the solvent contained in the coating film is evaporated, the coating film is subjected to smooth pressing while being heated to near the melting point, and then heated. A method for producing a color filter, which comprises curing. 【請求項２】印刷法がスクリン印刷又は、凹版オフセッ
ト印刷方式である特許請求の範囲第１項記載のカラーフ
ィルター製造方法。2. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the printing method is a screen printing method or an intaglio offset printing method.