JP3337407B2 - カラーフィルタの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶用等のカラー
フィルタのブラックマトリックス及びカラー画素を印刷
法により連続的に製作するようにしたカラーフィルタの
製造装置に関するものである。

【０００２】

【技術の分野】液晶カラーフィルタにあっては、画面の
コントラストを上げ、視覚的に見やすくするためにカラ
ー画素の間に黒色のブラックマトリックスを施工するよ
うにしている。このブラックマトリックスの材質として
は、通常、クロム，ニクロム，タンタル等の低反射率の
金属が用いられている。

【０００３】図５は金属クロムを用いたブラックマトリ
ックスの一般的な製作例を示している。この場合には、
まず図５（Ａ）に示す如くガラス基板１０上の全面に蒸
着法やスパッター法で薄膜状のクロム蒸着膜（膜厚０．
１μｍ程度）１６を形成した後に、図５（Ｂ）に示す如
くこのクロム蒸着膜１６上にフォトレジスト１８をスピ
ンコーターで成膜する。その後、図５（Ｃ）に示す如く
フォトリソ用マスク１９をフォトレジスト１８上に密着
させて紫外光（紫外線）２０を照射することにより、そ
の照射部を光硬化させる。次いで、図５（Ｄ）に示す如
く溶剤にて未露光部のフォトレジスト１８を除去し、し
かる後にエッチング液に浸すことにより図５（Ｅ）に示
す如く未露光部の箇所のクロム蒸着膜１６を除去する。
そして、最後に、図５（Ｆ）に示す如く溶剤にてフォト
レジスト１８を除去することにより、クロム蒸着膜１６
から成る格子状のブラックマトリックスを製作する。

【０００４】しかしながら、このような方法では、金属
薄膜（クロム蒸着膜１６等）をガラス基板１０上に真空
成膜した後にフォトリソグラフィ及びエッチングでパタ
ーン形成を行なうようにしているため、製造工数が多く
なり、生産性が悪いのが実状である。また、スパッター
装置，蒸着装置，及びエッチング装置等の設備を必要と
し、設備費が高くつくという欠点がある。このため、カ
ラーフィルタの製造原価のうちクロム蒸着に要する費用
は、カラーフィルタの製造原価の半分程度を占めてお
り、低コストにてブラックマトリックスを製作できる装
置の開発が望まれている。

【０００５】これに対して、ブラックマトリックスを印
刷法により安価に製造するようにした装置も提案されて
いる。この種の装置としては、凹版印刷や平版印刷で有
機金属レジネート（銅メルカプチド等の有機鎖に金属が
結合した有機金属）の遮光部パターンをガラス基板上に
印刷し、これを焼成することにより金属／非金属酸化物
の混合物から成るブラックマトリックスを形成するよう
にしたものがある（例えば特開平４−３０１６０１号公
報参照）。

【０００６】しかしながら、この場合には、有機金属レ
ジネートのパターンは金属系ペーストであるので焼成条
件が５３０℃×３０分であり、従って高温焼成炉が必要
となる。そして、高温焼成炉を使用する際には、焼成炉
の昇温、及び焼成後におけるガラス基板の歪みに起因す
る割れを生じるおそれがあるため徐冷を行なう必要があ
り、必ずしも生産性は改善されていないのが現状であ
る。

【０００７】また、ブラックマトリックスの線幅は１５
〜２５μｍと細く、線幅のばらつきは±１μｍ以下であ
る必要があるが、写真製版をベースとするクロム蒸着膜
のフォトリソ法を用いる場合は問題ないが、印刷法を用
いる場合には転写前にインキ皮膜の凸凹のためインキが
にじみだすので、ブラックマトリックスの線幅を上述の
如き寸法精度を満足する範囲内に設定するのは困難であ
る。

【０００８】一方、ブラックマトリックスの施工後にカ
ラー画素をブラックマトリックスの間に施工するのであ
るが、カラー画素の成膜のために従来行われている顔料
分散法や電着法等は精度が良いものの生産性が悪いた
め、最近では印刷法によるカラー画素成膜が行なわれて
いる（例えば特開平６−９３９号公報参照）。

【０００９】図６は印刷法によるカラー画素成膜を行な
う従来のカラー画素成膜用印刷機（カラーフィルタの印
刷機）の平面図、図７はこのカラー画素成膜用印刷機の
側面図である。この従来のカラー画素成膜用印刷機は、
図６及び図７に示すように、予めブラックマトリックス
が施工されたガラス基板１０が載置される印刷定盤３
と、この印刷定盤３の右側に順次に配設されかつカラー
画素印刷用の３色分の印刷版群１１（左側から右側に沿
って順次配列されたレッド用の印刷版１１−１，グリー
ン用の印刷版１１−２，及びブルー用の印刷版１１−
３）がそれぞれ載置される３つの版定盤４−１，４−
２，４−３とをそれぞれ備える架台１を具備している。
そして、架台１の右側部分の上部箇所には架台１上を軌
道２に沿って左右方向に移動する可動架台５が配設され
ており、この可動架台５上には左側から右側に沿ってプ
レス胴７、ブランケット胴６、及びインキ着けローラ群
８（レッド用インキ着けローラ８−１，グリーン用イン
キ着けローラ８−２，ブルー用インキ着けローラ８−
３）が順次に配置されている。また、架台１の右側部分
には、前記インキ着けローラ群８に対応するインキ供給
ローラ群９（レッド用のインキ供給ローラ９−１，グリ
ーン用のインキ供給ローラ９−２，ブルー用のインキ供
給ローラ９−３）が配設されている。

【００１０】なお、図６において、２１は架台１の印刷
定盤３上におけるガラス基板１０の位置決めを行なうた
めのガラス基板位置決めアクチュエータであり、２２−
１，２２−２，２２−３は架台１の版定盤４−１，４−
２，４−３上における各印刷版１１−１，１１−２，１
１−３の位置決めをそれぞれ行なうための版位置決めア
クチュエータである。

【００１１】このカラー画素成膜用印刷機を用いてカラ
ー画素成膜を行なうに際しては、予めブラックマトリッ
クスを施工したガラス基板１０を架台１の印刷定盤３上
に載置すると共に、架台１の版定盤４−１，４−２，４
−３上に印刷版１１−１，１１−２，１１−３をそれぞ
れ載置し、これらを前記位置決めアクチュエータ２１，
２２−１，２２−２，２２−３にて規定箇所に位置決め
しておく。この状態の下で、可動架台５が図外の駆動手
段にて軌道２に沿って移動されるのに伴い、レッド用の
インキ着けローラ８−１からレッド用の印刷版１１−１
にインキ（赤色）が転写される。次に、この印刷版１１
−１からブランケット胴６にインキが転写される。以上
の動作は、残りの２色（緑色及び青色）について繰り返
して行なわれる。このようにして、ブランケット胴６上
に３色のカラー画素が印刷された後に、最後にガラス基
板１０上に３色が同時に印刷される。その後に、ガラス
基板１０上のカラー画素のインキ皮膜を平滑にするため
に、プレス胴７によるプレスが行なわれ、印刷終了とな
る。

【００１２】また、図８は図６及び図７に示す印刷機と
は別の従来のカラー画素成膜用印刷機（カラーフィルタ
の印刷機）であり、この装置は、図６及び図７に示す装
置と異なり、ブランケット胴６及びプレス胴７と、イン
キング部であるインキ着けローラ群８とを互いに分離し
て配設するようにしたものである。この装置によれば、
ブランケット胴６及びプレス胴７とインキング部（イン
キ着けローラ群８）とを分けるようにしたので、３色同
時印刷では通常の１色印刷機と比して可動架台５が大型
になるという不具合を回避することができ、可動架台５
が担う負担を軽減させることが可能である。

【００１３】このように、カラーフィルタの製造に当た
ってはブラックマトリックスの施工及びカラー画素の成
膜を行なう必要があるが、カラー画素の成膜の方は印刷
法を用いることによって従来の顔料分散法や電着法と比
べて生産性を向上させることができ、１枚当たりの液晶
カラーフィルタの製造原価は、カラー画素の成膜を印刷
法で行わない場合に比べて低減することが可能となる。
さらに具体的に述べると、印刷法を用いない図９の従来
例１（ブラックマトリックス：クロム蒸着法、カラー画
素：顔料分散法）の場合の製造原価に比べて、印刷法を
用いた図９の従来例２（ブラックマトリックス：クロム
蒸着法、カラー画素：印刷法）の場合の製造原価を約１
／２程度に低減することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如くカラー画素
の成膜を印刷法で行なうことにより約半分の製造コスト
で済ますことができるのであるが、カラーフィルタの製
造コストをさらに低減させることが望まれている。その
ためには、カラー画素及びブラックマトリックスのうち
で残るブラックマトリックスのコスト比率をさらに下げ
る必要がある。

【００１５】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ブラックマトリックスを精
度良く印刷することができると共に、カラーフィルタの
製造コストをさらに低減することができるようなカラー
フィルタの製造を提供することにある。

【００１６】上述の目的を達成するために、本発明で
は、 （ａ） ガラス基板及び各色の印刷版群が並べられた軌
道と、 （ｂ） 前記軌道に沿って移動可能に配設され、かつ、
ブラックマトリックス用印刷版が固定された版用ローラ
を備える第１の可動架台と、 （ｃ） 前記ブラックマトリックス用印刷版にブラック
マトリックス用インキを供給するインキ供給ローラ群
と、 （ｄ） 前記軌道に沿って移動可能に配設され、かつ、
各色用のインキ着けローラ群を備える第２の可動架台
と、 （ｅ） 前記インキ着けローラ群に各色のインキを供給
するインキ供給ローラ群と、をそれぞれ具備し、前記第
１の可動架台を前記軌道に沿って移動させて前記ブラッ
クマトリックス用印刷版により前記ブラックマトリック
スを前記ガラス基板に直刷り印刷した後に、前記第２の
可動架台を前記軌道に沿って移動させて前記インキ着け
ローラ群によりカラー画素を前記ガラス基板に印刷する
ようにしている。また、本発明では、前記第１の可動架
台に紫外線照射装置を設けるようにしている。また、本
発明では、ブラックマトリックスを形成するための材料
としてカーボン系の塗料でかつ紫外線で硬化するものを
用いるようにしている。また、本発明では、直刷り印刷
用版に対応してならしローラを設置し、ガラス基板に印
刷する前に数回にわたり前記直刷り印刷用版とならしロ
ーラとを接触状態で空転を行なうように構成している。
また、本発明では、印刷の順番としてまず最初にブラッ
クマトリックスを成膜した後に、このブラックマトリッ
クスを紫外線で乾燥させてからカラー画素のパターンを
印刷するように構成している。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
図１〜図５を参照して説明する。なお、図１及び図２に
おいて、図６〜図８と共通の部分には同一の符号を付し
て重複する説明を省略する。

【００１８】図１は、本発明の第１実施形態に係るカラ
ーフィルタの製造装置を示すものであって、本装置は、
ブラックマトリックスからカラー画素までを一度に連続
的に印刷できるように構成したものであり、ブラックマ
トリックスを直刷り印刷法で行なった後に直ちにカラー
画素を印刷するように構成したものである。

【００１９】この第１実施形態に係る製造装置は、図７
に示す従来の製造装置の左側箇所すなわち可動架台５
（請求項１において記載の第２の可動架台）とは反対側
の架台端部箇所にブラックマトリックス成膜用の可動架
台５−０（請求項１において記載の第１の可動架台）を
付設すると共に、架台１の左端部分にインキ供給ローラ
群９を付設するようにした装置である（図１参照）。さ
らに具体的に述べると、上述のブラックマトリックス成
膜用の可動架台５−０には、図１に示す如く、プレス胴
７−０，版用ローラ２０及びならしローラ１２が配設さ
れると共に、ＵＶランプ（紫外線照射装置）１３が設置
されている。そして、前記版用ローラ２０の外周面にブ
ラックマトリックス成膜用直刷り版１４が巻き付けられ
て固定されており、このブラックマトリックス成膜用直
刷り版１４に対応して前記インキ供給ローラ群９−０が
架台１に配置されている。

【００２０】次に、上述の第１実施形態に係る製造装置
にてカラーフィルタを製造する際の動作について述べる
と、次の通りである。まず、架台１の印刷定盤３上に被
印刷物であるガラス基板１０を載置すると共に、架台１
の版定盤４−１，４−２，４−３上に印刷版１１−１，
１１−２，１１−３をそれぞれ載置し、これらを位置決
めアクチュエータ２１，２２−１，２２−２，２２−３
にて規定箇所にそれぞれ位置決めしておく。このような
状態の下で、ブラックマトリックス成膜用の可動架台５
−０の中の版用ローラ２０に固定されたブラックマトリ
ックス用直刷り版１４に、インキ供給ローラ群９−０か
らブラックマトリックス用インキ（カーボン系の塗料で
かつ紫外線で硬化する材質のインキ）がブラックマトリ
ックス形成用材料として供給される。その後、可動架台
５−０が図外の駆動手段にて軌道２に沿って右方向に移
動されるのに伴いガラス基板１０上に直刷り印刷が行な
われ、これにより格子状のブラックマトリックスパター
ン（遮光部パターン）がガラス基板１０上に形成され
る。

【００２１】ここで、直刷り版１４には、この版１４の
画線部の中に充填されたブラックマトリックス用インキ
の皮膜を予め版１４上で平滑にするためにならしローラ
１２が対応配置（接触配置）されており、直刷り版１４
とシリコン樹脂製のならしローラ１２と間で数回転ほど
接触状態で空転させることによりインキ皮膜が平滑にな
される。なお、この際、シリコン樹脂はインキを反発す
る性質があるためシリコン樹脂製のならしローラ１２に
はインキは全く付着せず、画線部のインキ皮膜は平滑に
なる。またその後に、必要に応じて、ガラス基板１０に
転写されたブラックマトリックスがシリコン樹脂製のプ
レス胴７−０にてプレスされて平滑化が行なわれる。

【００２２】そして、成膜後、インキを乾燥させるため
に可動架台５−０が印刷定盤３上に停止されて約３０秒
間ほどＵＶランプ１３から紫外線（主波長３７０ｎｍ、
ランプ最大照度５００ｍＷ／ｃｍ² ）がブラックマトリ
ックス用インキに照射され、これに応じてブラックマト
リックス用インキが瞬時に硬化される。その後、引き続
いて、カラー画素を印刷するため、まずレッド用のイン
キ供給ローラ９−１からインキ着けローラ８−１へイン
キが転写されて既述の従来のカラー画素の印刷法と同じ
くレッド（赤色）のカラー画素が印刷される。引き続い
て、グリーン（緑色）、ブルー（青色）のカラーについ
ても同様に成膜が行なわれ、印刷終了となる。

【００２３】なお、本実施形態においては、ブラックマ
トリックス用インキの組成は以下のように処方されてい
る。 （１） カーボンブラック３０％含有（カーボン一次粒
径１０〜３０ｎｍφ） （２） 石油系溶剤３０％ （３） ロジン変成フェノール樹脂１５％、 （４） 可塑剤（植物油、粘性樹脂）１５％ （５）添加剤（カーボン分散剤、ＵＶ重合開始剤）１０
％、紫外線硬化インキ

【００２４】また、ブラックマトリックス用インキの粘
度は、ファインパターン印刷用の場合の粘度１０００Ｐ
ｏｉｓｅ（２重円筒回転粘度計）に設定され、通常のイ
ンキより高めに設定されている。

【００２５】本発明の第１実施形態によれば、次のよう
な作用効果を得ることができる。すなわち、従来用いて
いた金属ペースト系ブラックマトリックス材料に代えて
紫外線硬化型油性インキを採用したことにより、簡便な
ＵＶランプ１３による紫外線照射によりブラックマトリ
ックス成膜用インキを硬化させることが可能であり、従
来の金属ペーストの高温焼成は不要となり、ブラックマ
トリックスの生産時間を大幅に短縮することができる。
さらに、ブラックマトリックスの光学的特性について
は、まずカーボン分散剤を選定することによりカーボン
ブラックの含有比率を従来の１５％から３０％にまで高
められ、これによって墨色油性インキでもブラックマト
リックスの必要光学濃度である３Ｄ以上を越える光学濃
度を得ることが可能となる。なお、墨色油性インキでも
ブラックマトリックスの必要光学濃度である３Ｄ以上を
越えていることは、Ｈｅ−Ｎｅレーザーの透過濃度計測
により確認されている。

【００２６】また、ブラックマトリックスの線幅の精度
については、本実施形態では版１４からガラス基板１０
へ直刷りする方式であるため、従来のカラー画素の印刷
で使われているオフセット方式と異なりインキ転写回数
が１回と少なく、また直刷り版１４にならしローラ１２
を接触させて空転する方式のため画線部の溝の中に充填
されたインキ皮膜の凸凹は解消されることとなり、ガラ
ス基板１０へブラックマトリックス成膜用インキを転写
したときの線幅の太りやばらつきは殆ど無く、線幅を２
５±１μｍ以内に収まらせることが可能である。この線
幅の程度は、カーナビゲーションの表示パネル等の液晶
に十分に使し得るレベルのものである。

【００２７】また、図３に従来のブラックマトリックス
の断面形状を示すが、この場合のクロム蒸着膜１６はそ
の厚さが０．１μｍと薄いため、クロム蒸着膜１６上に
カラー画素１５（レッド用のカラー画素１５−１，グリ
−ン用のカラー画素１５−２，及びブルー用のカラー画
素１５−３）を印刷してもその場所の盛り上がりは殆ど
ないが、本発明の印刷装置によって形成したブラックマ
トリックスの断面は、図４に示す如くとなる。すなわ
ち、図４に示すように、ブラックマトリックス用インキ
１７はクロム蒸着膜１６ほどは遮光性が無いのでブラッ
クマトリックス用インキ１７の膜厚は０．５μｍと多少
厚くしなければならないため、カラー画素１５−１，１
５−２，１５−３を成膜すると、同程度のカラー画素の
膜厚段差が生じる。しかしながら、カラー画素１５−
１，１５−２，１５−３の上に塗る配向膜の抵抗変化に
問題がないとされるカラー画素の膜厚段差の許容値は約
０．７μｍであることから、上述の如き膜厚段差が生じ
ても何らの問題はないと考えられる。

【００２８】また、インキング装置の構成と生産性につ
いては、ブラックマトリックスとカラー画素のインキン
グ装置を共通の可動架台５に載せるのではなく、図１に
示すようにブラックマトリックスとカラー画素の成膜装
置を機械全体の左右対称位置に設けるようにしたので、
可動架台５の荷重等の負荷を軽減することができると共
に、カラー画素の印刷中にブラックマトリックスのイン
キング装置のメンテナンス（インキ洗浄、インキ交換、
ローラ清掃等）を行なうことが可能となる。

【００２９】以上の如く、本実施形態のカラーフィルタ
の製造装置によれば、ブラックマトリックスを印刷し、
その後に直ちに紫外線（紫外光）によりインキ皮膜を硬
化させて引き続いてカラー画素を成膜できるため、 （１） 従来の高価なクロム蒸着装置、及びフォトリソ
グラフィに必要な設備が不要となる。 （２） ブラックマトリックスからカラー画素までを一
度に連続して印刷できるので、ガラス基板１０の位置合
わせ等に要する準備は最初の１回だけで済み、その準備
時間を短縮することができる。 （３） ブラックマトリックスを印刷法で行なうように
しているため、カラーフィルタの生産速度はラインスピ
ードで０．５ｍ／ｓとなり、カラーフィルタの生産性を
従来のクロム蒸着法よりも格段に向上させることができ
る。 （４） ブラックマトリックス及びカラー画素の成膜装
置が１台の機械に搭載されているため、同じクリーンル
ーム内での生産が可能となり、ごみ等による歩留まりの
問題は従来法の場合（従来のクロム蒸着作業はクリーン
ルーム外で行っていた。）より改善することができる。 等のメリットがあり、最終的にカラーフィルタの製造原
価は図９に示すように従来例１の場合に比べて３分の１
程度にコストダウンすることができる。

【００３０】また、図２は、既述の本発明の第１実施形
態と対比するための装置である第２実施形態に係るカラ
ーフィルタの製造装置を示している。この製造装置は、
既述の第１実施形態に係る製造装置と同様に、ブラック
マトリックスからカラー画素までを一度に連続的に印刷
できるように構成したものであり、ブラックマトリック
スをオフセット印刷法（オフセット印刷方式）で行なっ
た後に直ちにカラー画素を印刷するようにしたものであ
る。なお、図２において図１と同様の部分には同一の符
号を付して重複する説明を省略する。

【００３１】第２実施形態の製造装置にあっては、架台
１の印刷定盤３上に被印刷物であるガラス基板１０が設
置されるようになっており、ブラックマトリックス成膜
用の可動架台５−０の中にブラックマトリックス印刷用
ブランケット胴６−０、プレス胴７−０、インキ着けロ
ーラ８−０、及びならしローラ１２が配設されている。
なお、第２実施形態における印刷方式としては、既述の
第２実施形態の直刷り印刷方式とは異なり、オフセット
印刷方式が採用されている。この場合には、インキ供給
ローラ群９−０からブラックマトリックス用インキがイ
ンキ着けローラ８−０へ転写され、このインキ着けロー
ラ８−０からブラックマトリックス用インキがブラック
マトリックス用版定盤４−０上のブラックマトリックス
用印刷版１１−０に転写される。そして、この印刷版１
１−０から可動架台５−０の中のブランケット胴６−０
にブラックマトリックスパターンが転写され、最終的に
ブラックマトリックスパターンがブランケット胴６−０
からガラス基板１０に印刷されるようになっている。な
お、その他のプレス工程やカラー画素の印刷については
既述の第１実施形態の場合と同様なのでその説明は省略
する。

【００３２】かくして、第１実施形態ではブラックマト
リックスの細線の精度を上げるために画像パターンを形
成した版から直接的にガラス基板１０に直刷りで印刷を
行ったが、第２実施形態ではオフセット印刷によりブラ
ックマトリックスを成膜するようにしている。このオフ
セット印刷と直刷り印刷とでは、以下のように一長一短
がある。

【００３３】オフセット印刷の場合（第２実施形態）の
短所及び長所は次の通りである。 （ａ）短所 転写回数が多くなるため、ブラックマトリックスの線幅
のばらつきが大きい。また、ブラックマトリックスの線
幅は太る傾向にある。 （ｂ）長所 ブラックマトリックスの細線の安定性（製品歩留まり）
を考えると、直刷り印刷では版の形状不良、ゴミ等の外
乱の影響を受けやすいのに対して、オフセット印刷では
多数回重ね印刷することでごまかしが効く。

【００３４】直刷り印刷（第１実施形態）の短所及び長
所は次の通りである。 （ａ）短所 版の形状不良等の外乱の影響を受け易い。 （ｂ）長所 ブラックマトリックスの細線のばらつきが少ない。

【００３５】本発明の第２実施形態では、ブラックマト
リックスの細線の精度は多少犠牲にしてでも製品の歩留
まりを上げることを目的とし、その目的のためにオフセ
ット印刷方式を採用した。その結果、オフセット印刷で
多数回の重ね印刷をしたため、直刷り印刷でみられたブ
ラックマトリックスの細線の極端な細りが無く、生産性
が多少低下したものの、最終の製品歩留まりは第１実施
形態の直刷り印刷の場合が９６％程度であったのに対
し、第２実施形態のオフセット印刷の場合には最終の製
品歩留まりを９８％にまで向上させることができた。

【００３６】本発明の実施形態につき述べたが、本発明
はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、第１及び第２の可動架台５−０，５の配設
位置や、ガラス基板１０及び印刷版群１１（１１−０〜
１１−３）の配列等は必要に応じて変更可能である。ま
た、本発明は液晶カラー表示用のカラーフィルタの製造
装置に限らず、エレクトロケミカルディスプレイ用，プ
ラズマディスプレイ用，エレクトロルミネセントディス
プレイ用等の各種のカラーフィルタの製造装置にも適用
可能である。

【００３７】以上の如く、本発明は、ガラス基板及び各
色の印刷版群が並べられた軌道と、この軌道に沿って移
動可能に配設され、かつ、ブラックマトリックス用印刷
版が固定された版用ローラを備える第１の可動架台と、
このブラックマトリックス用印刷版にブラックマトリッ
クス用インキを供給するインキ供給ローラ群と、軌道に
沿って移動可能に配設され、かつ、各色用のインキ着け
ローラ群を備える第２の可動架台と、インキ着けローラ
群に各色のインキを供給するインキ供給ローラ群とをそ
れぞれ具備し、前記第１の可動架台を前記軌道に沿って
移動させて前記ブラックマトリックス用印刷版により前
記ブラックマトリックスを前記ガラス基板に直刷り印刷
した後に、前記第２の可動架台を前記軌道に沿って移動
させて前記インキ着けローラ群によりカラー画素を前記
ガラス基板に印刷するようにしたものであるから、ブラ
ックマトリックスを直刷り印刷法で行なって、その直後
にカラー画素を印刷することにより、ブラックマトリッ
クスを精度良く印刷することができると共に、生産性の
向上を図り得てカラーフィルタの製造コストを大幅に低
減することが可能となる。さらに、従来の金属ペースト
系ブラックマトリックス材料に代えて紫外線硬化性材料
（カーボン系の塗料でかつ紫外線で硬化するもの）を用
いたことにより、簡便なＵＶランプ等の紫外線照射装置
にてブラックマトリックス材料（ブラックマトリックス
用インキ）を硬化させることができ、従来行っていた金
属ペーストの高温焼成が不要となり、ブラックマトリッ
クスの形成に要する時間ひいてはカラーフィルタの生産
時間を大幅に短縮することができる。従って、本発明の
製造装置によれば、低コストなカラーフィルタを生産性
良く製造することができる。

【００３８】また、本発明によれば、ブラックマトリッ
クスを印刷して、そのあと直ちに紫外線によりインキ皮
膜を硬化させて引き続いてカラー画素を成膜できるた
め、従来の高価なクロム蒸着装置やフォトリソグラフィ
用の設備が不要となる。また、ブラックマトリックスの
形成からカラー画素の成形までの工程を一度に連続的に
行なうことができるため、被印刷物であるガラス基板に
位置合わせに要する準備時間は最初の１回だけで済み、
しかもブラックマトリックスを印刷法で形成するように
しているので生産速度を高めることができ、従来のクロ
ム蒸着法の場合よりも格段に生産性を向上させることが
できる。さらに、ブラックマトリックスの成膜装置及び
カラー画素の成膜装置を１台の機械に搭載できるため、
同じクリーンルーム内での生産が可能となってごみ等の
弊害に起因する歩留まりの問題を従来の場合に比べて改
善することができる。

【００３９】また、ブラックマトリックスの成膜は直刷
り印刷及びオフセット印刷のうちの何れかの印刷法にて
行なうことができるので、各印刷法の長所及び短所を勘
案した生産が可能である。すなわち、ブラックマトリッ
クスの成膜を直刷り印刷にて行なうようにした場合に
は、ブラックマトリックスの細線のばらつきを少なくで
きると共に生産性を高く維持できる。一方、ブラックマ
トリックスの成膜をオフセット印刷にて行なうようにし
た場合には、生産性が多少低下するものの、ブラックマ
トリックスの細線の極端な細りを無くすことができ、最
終の製品歩留まり（細線の安定性）の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るカラーフィルタの
製造装置を示す側面図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタの
製造装置を示す側面図である。

【図３】従来の製造装置にて製造されたカラーフィルタ
のブラックマトリックス周辺の断面構造を示す断面図で
ある。

【図４】本発明の製造装置にて製造されたカラーフィル
タのブラックマトリックス周辺の断面構造を示す断面図
である。

【図５】図５（Ａ）〜（Ｆ）は金属クロムを用いたブラ
ックマトリックスの一般的な製作例を示す製作工程図
（断面図）である。

【図６】印刷法によるカラー画素成膜を行なう従来のカ
ラー画素成膜用印刷機の平面図である。

【図７】図６の従来のカラー画素成膜用印刷機の側面図
である。

【図８】印刷法によるカラー画素成膜を行なう従来の別
のカラー画素成膜用印刷機の側面図である。

【図９】従来の製造装置にて液晶カラーフィルタを製造
した場合の製造原価と本発明の製造装置にて液晶カラー
フィルタを製造した場合の製造原価とを示すグラフであ
る。

【符号の説明】 １ 架台 ２ 軌道 ３ 印刷定盤 ４ 版定盤 ５ 可動架台（第２の可動架台） ５−０ 可動架台（第１の可動架台） ６ ブランケット胴 ６−０ ブラックマトリックス印刷用ブランケット胴 ７ プレス胴 ８ インキ着けローラ群 ９ インキ供給ローラ群 ９−０ インキ供給ローラ群 １０ ガラス基板 １１ 印刷版群 １２ ならしローラ １３ ＵＶランプ １４ ブラックマトリックス用直刷り版 １５ カラー画素 １７ ブラックマトリックス用インキ ２０ 版用ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５００ ５０５ ５０５ (56)参考文献 特開 昭63−265641（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−46276（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−37542（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 17/14 B41F 3/81 B41F 23/04 B41M 1/34 G02B 5/20 G02F 1/1335

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ） ガラス基板及び各色の印刷版群が
   並べられた軌道と、 （ｂ） 前記軌道に沿って移動可能に配設され、かつ、
   ブラックマトリックス用印刷版が固定された版用ローラ
   を備える第１の可動架台と、 （ｃ） 前記ブラックマトリックス用印刷版にブラック
   マトリックス用インキを供給するインキ供給ローラ群
   と、 （ｄ） 前記軌道に沿って移動可能に配設され、かつ、
   各色用のインキ着けローラ群を備える第２の可動架台
   と、 （ｅ） 前記インキ着けローラ群に各色のインキを供給
   するインキ供給ローラ群と、 をそれぞれ具備し、前記第１の可動架台を前記軌道に沿って移動させて前記
   ブラックマトリックス用印刷版により 前記ブラックマト
   リックスを前記ガラス基板に直刷り印刷した後に、前記
   第２の可動架台を前記軌道に沿って移動させて前記イン
   キ着けローラ群によりカラー画素を前記ガラス基板に印
   刷するようにしたこと、 を特徴とするカラーフィルタの製造装置。
2. 【請求項２】 前記第１の可動架台に紫外線照射装置を
   設けたことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィル
   タの製造装置。
3. 【請求項３】 ブラックマトリックスを形成するための
   材料としてカーボン系の塗料でかつ紫外線で硬化するも
   のを用いるようにしたことを特徴とする請求項２に記載
   のカラーフィルタの製造装置。
4. 【請求項４】 直刷り印刷用版に対応してならしローラ
   を設置し、ガラス基板に印刷する前に数回にわたり前記
   直刷り印刷用版とならしローラとを接触状態で空転を行
   なうように構成したことを特徴とする請求項１乃至３の
   何れか１項に記載のカラーフィルタの製造装置。
5. 【請求項５】 印刷の順番としてまず最初にブラックマ
   トリックスを成膜した後に、このブラックマトリックス
   を紫外線で乾燥させてからカラー画素のパターンを印刷
   するように構成したことを特徴とする請求項１乃至４の
   何れか１項に記載のカラーフィルタの製造装置。