JPH01270002A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
ンキ被膜をパターン状に形成し、液晶カラーデイスプレ
ィその他、各種カラー表示機器に使用するカラーフィル
タの製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 液晶カラーデイスプレィに用いられているカラーフィル
タには、主に青（Ｂ　ｌ　ｕ　ｅ）、緑（Ｇ　ｒ　ｅ　
ｅ　ｎ）、赤（Ｒｅｄ）の三原色によるパターンが、ス
トライプ状、モザイク状、あるいはデルタ状に並べられ
ている。このカラーフィルタの製造方式は印刷式の他に
染色式、電層式、干渉膜式等が考えられ染色式はすでに
実用化されているが、処理工程が多く複雑であるため、
カラーフィルタのコストが非常に高いのが現状である。

印刷方式においては、従来よりスクリーン印刷、凹版オ
フセット印刷等によって、カラーフィルタの製造が試み
られているが、スクリーン印刷の場合、スクリーンに使
用されるメツシュの線数、線幅に限界があるため、′微
細な画素形状を要求されるカラーフィルタの製造は極め
て困難で画素寸法、画面サイズを考慮しても、使用でき
る範囲はきわめて狭い分野に限られる。凹版オフセット
印刷では、印刷版のパターン上に塗布された着色インキ
はゴムブランケットを介して基板上へ転写されるが、印
圧をかけた時にゴムブランケットが変形するのに伴い画
素形状も変形するため、画素寸法精度が低下する。画素
寸法精度が悪い場合、各画素の開口率が設計値と異なり
、コントラスト比の低下や、画面ムラ等、画質劣化の原
因となる。

さらに、印刷式では基板面にフィルタパターンを転写さ
せる際、インキ被膜面に微細な凹凸を生じ、また、各色
間で膜面の段差ができやすい。

基板上に形成された着色インキ被膜上にＩＴ○被膜をス
パッタ等で形成する場合に、インキ膜面の段差が大きく
不均一であると、インキ被膜の厚い部分でスパッタ形成
したＩＴＯ被膜が不十分てあったり、被膜が形成されず
断線を生ずることがあり、カラーフィルタ製造後の加工
処理に支障が生じ易い。また、着色インキ被膜面の微細
な凹凸による光の拡散により、透過性が低下したり、そ
の他の光学的な損失が発生する。

従って印刷方式によりカラーフィルタを製造する場合に
は１画素形状が良好でかつインキ被ぬの均一性、平滑性
を得なければならないが、従来はインキ被膜の平滑化の
ために次のような方法が考えられている。

印刷後の着色インキ被膜面上を所定温度に加熱したロー
ルでプレスして平滑性を得たり、ラッピングフィルムを
用いて表面を研磨した後、コーティングを施したり、パ
ターン状に形成された着色インキ被膜上にＰＥＴ等のフ
ィルムをあて、そのフィルム上からローラー等による均
一な力でプレスし、さらにインキ硬化後、フィルムを取
り除き平滑な被膜面を得る等の方法である。これらはい
ずれもインキ被膜面平滑化の技術であるが画素形状を改
善させるための技術はほとんどない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 印刷方法がスクリーン印刷であれば、スクリーンに使用
されているメツシュの線数に限界があるため微細な画素
形状を有するカラーフィルタには使用できない。またオ
フセット印刷では印刷版のパターン上に塗布された着色
インキをゴムブランケットを介して基板上へ転写するた
め、印圧をかけた時のゴムブランケットの変形に伴い画
素形状も変形する。また、着色インキ膜面の平滑化手法
として未乾燥のインキ被膜を離型性の良い素材を介して
ローラー等でプレスしたり、乾燥したインキ被膜を加熱
したローラーでプレスする方式は、プレスする際、画素
形状をさらに変形させ画素寸法精度を低下させる。画素
寸法精度が悪いと各画素の開口率が設計値と異なり、コ
ントラスト比の低下や画面ムラ等画質劣化の原因となる
。

〈問題を解決するための手段〉 ガラス基板上に着色インキ被膜をパターン状に形成する
にあたり、画素パターン状に形成された印刷版上の着色
インキを直接基板上へ転写させ、基板上に形成された着
色インキ被膜のうち、該被膜の内部はインキとしての流
動性を保ちながら、基板に接する部分と該被膜の表面の
みを重合硬化させ被膜の外側に薄膜を形成し、さらに、
インキ被膜の表面エネルギーより低いエネルギーを持ち
表面が平滑な素材を介したロールで該被膜面をプレスし
、しかる後該被膜全体を重合硬化させこの工程を所定回
数繰り返す。

〈発明の作用〉 印刷版は、パターニングされたクロムマスク等から直接
露光製版することが多く、画素形状、画素寸法精度はき
わめて良い。誤差は設計値に対し±１ミクロン以下であ
る。従って画素パターン状に形成された印刷版上の着色
インキを、直接基板上へ転写させることにより、画素形
状のくずれが少ないフィルタパターンが形成される。印
刷版が凸版式では着色インキを基板上に転写する際、パ
ターンの外へインキがはみ出し画素形状がくずれるので
、版式は平版、平凹版、または凹版が好ましい。この時
点では、インキ膜面ば印刷特有の凹凸が生じているので
、膜面の平滑処理を施す。

まず基板上に形成された着色インキ被膜のうち、該被膜
内部はインキとしての流動性を保たせながら、基板面に
接する部分と該被膜の表面のみを加熱、ＵＶ、ＥＢ等に
より重合硬化させて極めて薄い膜を形成させる。これは
一般にインキの重合硬化が被膜の表面から始まることを
利用している。さらに、表面が平滑で、かつ表面エネル
ギーのきわめて低い離型性の良い素材（例えばシリコン
樹脂やフッ素樹脂等によるシート）を介して、ロールで
該被膜をプレスすることにより平滑な膜面が得られる。

この作用を図を用いて説明すると、第１図のようにガラ
ス基板上（１）に転写された着色インキ被膜（２）は、
膜面に凹凸を生じている。このインキ膜面（２）を離型
性の良い素材（３）を介してロール（４）でプレスする
と、第２図（ａ）、第２図（ｂ）のように膜面の平滑化
（２′）はできてもインキが四方に広がるため、画素形
状（５）が大きくくずれる。

一方本発明においては第３図に示すように、インキ被膜
（２）の内部はインキとしての流動性を保たせながら、
基板面（１）に接する部分と該インキ被膜（２）の表面
に薄膜（２″゛）を形成してから、プレスを行うとイン
キの広がり（２′）が薄膜（２パ）によって抑えられる
ので画素形状（５）のくずれは最小限に抑えることが出
来る。

しかる後、該インキ被膜全体を加熱、Ｕ　Ｖ、ＥＢ等に
より重合硬化させこの工程を所定回数繰り返すことによ
り、画素形状が良好で、かつ、インキｊ摸面が平滑なカ
ラーフィルタを得ることができる。

〈発明の効果〉 本発明では、印刷方式でカラーフィルタを製造する場合
において、ガラス基板上に形成した着色インキによるフ
ィルタパターンの画素形状及び被膜面上の凹凸という印
刷方式の工大欠点を解決したのが、大きな特徴である。

これにより、カラーフィルタと他の電極基板や偏光板と
の貼り合わせの際、均一な粘着加工が可能となり、着色
インキ被膜上にＩＴＯ膜をスパッタする場合においても
、膜面の平滑性により、断線等の不良が生じない良好な
蒸着膜が得られる。かつ、カラーフィルタの透明性及び
カラーフィルタを構成するＲ、　　Ｇ、Ｂ各色の分光透
過率特性が良好になり、適正なカラーバランスが得られ
る。

また、画素形状が良好であるので、画素寸法精度が向上
し設計値に近い開口率が得られコントラスト比、画質等
が当初の性能通りになり、クリアな画面となる。

〈実施例〉 所定のカラーフィルタパターンを有する平凹版の印刷版
を取り付けた印刷機により、顔料、エポキシ系樹脂等を
主体とする熱硬化型の着色インキを用いて、ガラス基板
上にフィルタパターンを形成した。使用した印刷版のパ
ターン凹部の深さは、３〜４ミクロンあり、この中にイ
ンキをうめ込んで基板上へ転写すると、基板上のインキ
膜厚は最大で２．５ミクロン程度となった。また画素寸
法は設計値に対し±３ミクロン以内であった。

この後、乾燥機を用いてインキ被膜内部はインキとして
の流動性を保ったまま表面のみ硬化処理を行ない薄膜を
形成させるが、この処理条件は一般的な乾燥条件に対し
て温度で１／２から１／３、時間で１／１０程度である
。

さらに、平滑性及び離型性の良いシリコンゴムシートを
ロール面に均一に巻きつけ、表面のみ硬化した着色イン
キ被膜面をプレスすると、該被膜の膜厚は１．５ミクロ
ンとなったが、画素寸法は設計値に対し±５ミク・ロン
程度でプレスによる画素の変形はごくわずかであった。

平滑処理後、インキを乾燥硬化させ、この工程をＲ，Ｇ
、８３回繰り返したところ、膜面が平滑で透明性の高い
カラーフィルタが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガラス基板上へ転写されたインキ被膜の断面
図。 第２図（ａ）は、平滑処理をおこなったインキ被膜の断
面図。 第２図（ｂ）は、同平面図。 第３図は、ガラス基板上へ転写されたインキ被膜の表面
に薄膜を形成させた断面図。 第４図（ａ）は、平滑処理をおこなったインキ被膜の断
面図。 第４図（ｂ）は、同平面図。 （１）・・・基板 （２）・・・印刷直後の着色インキ被膜（２′）・・　
平滑処理を行ったインキ被膜（２°°）・・インキ表面
の薄膜 （３）・・・離型素材 （４）・・・ロール （５）・・・画素形状 特許出願人　　三浦印刷株式会社 図　　面 第１図　　　　　第３図 第２図（ｂ）　　　　第４図（ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）印刷法によりガラス等の基板上に着色インキ被膜
   をパターン状に形成するにあたり、画素パターン状に形
   成された印刷版上の着色インキを、直接基板上へ転写さ
   せることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルタ製造
   方法において、基板上に形成された着色インキ被膜のう
   ち、該被膜の内部はインキとしての流動性を保ちながら
   、ガラス基板に接する部分と該被膜の表面だけを重合硬
   化させ薄膜を形成し、さらに、インキ被膜の表面エネル
   ギーより低いエネルギーを持つ表面の平滑な素材を介し
   て該被膜をプレスし、しかる後該被膜全体を乾燥硬化さ
   せ、この工程を所定回数繰り返すカラーフィルタの製造
   方法。
3. （３）印刷版が平版、平凹版、又は凹版のいずれかであ
   る特許請求の範囲第１項及び第２項記載のカラーフィル
   タの製造方法。