JP4419477B2 - 印刷パターンの転写方法と液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶ディスプレイ用カラーフィルタを印刷により得る上での印刷パターンの転写方法と、液晶ディスプレイ用カラーフィルタを印刷により製造する方法及び製造装置に関するものである。

液晶ディスプレイ用カラーフィルターの製造方法としては、現在、シート状のガラス板の上の中央部にカラーフィルタ用フォトレジストを滴下した後、高速で回転させて均一な塗布膜を設け、露光・現像を行な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方法が広く用いられている。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、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色とブラックマトリックスの計四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方法としては、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、スロット型塗布ヘッドによりガラス板上の全面に平面状に厚く塗布し、次に高速で回転させることによって均一な塗布膜を形成する方法もある。

一方、液晶ディスプレイ用カラーフィルタを効率よ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膜厚を制御しながらカラーフィルタ用ガラス表面上に塗布し、パターンを露光し、現像してカラーフィルタパターンを形成し、カラーフィルタを製造する方法が提案されている。

さらに印刷手法によりカラーフィルタを製造することも考慮されている。通常印刷の印刷速度は一分間に８０ｍ位であって大量に印刷できるものであり、カラーフィルタの製造に際して印刷手法を応用すれば、従来のカラーフィルタ製造法の一分間に三枚程度と比較した場合の数十倍の生産性があると考えられる。
なお、従来のカラーフィルタ印刷は、三色のインキの画像をブランケット胴に転写させ、さらに同画像を印刷定盤上のガラス基板に転写させて三色印刷を行うものである（例えば特許文献１参照）。
従来のカラーフィルタを形成する印刷方式において凸版に樹脂インクを供給する方式として、展色平版から凸版に転写するものが提案されている（例えば特許文献２参照）。
従来のカラーフィルタを形成する印刷方式において、ダイコータにてブランケット胴にインキを供給することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
従来のカラーフィルタを形成するのにダイコータを使用して金属ローラにインキを供給し、露光現像を行う方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
従来の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ことが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
従来の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して転写を行なうようにしたものが提案されている（例えば、特許文献６参照）。
特開平６−９３９号公報（第３頁）。 特開平６−２７３１６号公報（第３頁） 特開２０００−２８９３２０号公報（第２頁） 特開２００２−７１９３２号公報（第２頁） 特開２００２−３７２６１３号公報（第２頁） 特開平１１−３１１７０７号公報（第２頁）

上述したフォトリソグラフィ法におけるカラーフィルタ用フォトレジストをスロット型塗布ヘッドによりシート状のガラス板に厚く塗布してからそのガラス板を高速回転させてカラーフィルタ用フォトレジストの塗膜厚を調整する上記方法では、カラーフィルタ用フォトレジストを滴下して高速回転して塗布する上記方法に比べ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、上記何れの方法も余分に投与したカラーフィルタ用フォトレジストを遠心力で除去し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を捨てることになる。また、カラーフィルタになるまでに前記工程をガラス板上に繰り返すので、各工程でのプロセスが累計されることになる。

上記カラーフィルタ用フォトレジストの膜厚を制御しながら均一に塗布する方法では、カラーフィルタ用ガラス板の表面上にカラーフィルタ用フォトレジストを塗布してからパターンを露光し、現像するための高価な露光機、現像機を購入し、維持するため費用がかかるという不都合がある。

液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造に印刷手法を用いる場合も以下の点が問題となる。
まず位置合せ精度に関して問題がある。ザンメル印刷機のように多色の版を一つのブランケットに転写して多色を同時に転写する印刷機では位置合せ精度が良好であり、その位置合せ精度は±１０μｍ位となるが、一般的な印刷方法を応用した場合、従来の印刷機の位置合せ精度が±５０μｍ位と粗いためにカラーフィルタを印刷するには適さない。特にカラーフィルタを印刷するにはその位置合せ精度が±３μｍ必要である。
そして、インキの均一供給に関しても問題がある。オフセット印刷の場合、インク着けローラから版へ、版からブランケットへ、そしてブランケットから紙へと供給され、その供給はインキ被膜の分裂により転写部位それぞれにおいて約５０％前後で行われるものの、その時のインキ供給の全体的なバラツキを３％以下にする精度ではなかった。この点、ブランケットからガラス板ヘのインキの転写を１００％を満足する技術が完成されているが、転写後のパターン表面が曲面になり、カラーフィルタの表面の平滑性を満足できるものではなかった。グラビア印刷のような凹版印刷の場合、ドクター等で不用部分のインキを掻き取るため凹版の中のインキの中心付近が凹んでしまい、パターンが中抜け状態で転写され、目的のパターンを作成できなかった。さらに印刷装置には、その装置及び装置回りでの生じる微小な異物を取り除く対策が施されておらず、カラーフィルタのパターンに異物が混入するなどの問題が多い。

本発明者は、スロット型塗布ヘッドにより顔料インキの塗布厚を定厚にして供給して塗布膜厚を均一にし、版上でこの塗布薄膜が粘着性半硬化薄膜の印刷パターンで形成されるようにしておけば、そしてこの版を平板状版などに対応させるようにすれば、印刷パターンでの前記粘着性半硬化薄膜が前記平板状版などに転写するようになる点に着目したものである。
そこで、本発明は液晶ディスプレイ用カラーフィルタの構成色であるＲＧＢそれぞれの顔料インキを、一旦、各構成色の印刷パターンの粘着性半硬化薄膜とし、その粘着性半硬化薄膜を可撓性のある金属製平版状版で組み合わせてカラーフィルタパターンを形成し、この組み合わされたカラーフィルタパターンを被印刷体であるフィルタ用の透明板に転移させるようにすることを課題とし、高精度の液晶ディスプレイ用カラーフィルタを、前記顔料インキ転写による印刷手法を用いて効率よく製造することを目的とするものである。

本発明は上記課題を考慮してなされたもので、ベタ版の凹凸のないベタ部に顔料インキを塗膜厚を定厚にして塗布し、該顔料インキの印刷パターンを凸部として有する版を前記ベタ版のベタ部に対応させて、前記ベタ部上の塗布膜厚を均一となる前記顔料インキの薄膜から前記版の凸部に前記顔料インキを印刷パターンで転写し、前記凸部上で印刷パターンの顔料インキを乾燥させることによって得られる半効果状態で粘着性を有する粘着性半硬化薄膜を形成し、粘着性半硬化薄膜が形成された前記版を印刷平板状版に対応させて、前記粘着性半硬化薄膜を印刷平板状版に転写し、前記印刷平板状版を透明板に圧着して、印刷平板状版の前記粘着性半硬化薄膜を前記透明板に転移させることを特徴とする印刷パターンの転写方法を提供して、上記課題を解消するものである。
また、もう一つの発明は、被印刷体であるフィルタ用の透明板にカラーフィルタの構成色のＲＧＢの三色からなるカラーフィルタパターンを印刷してカラーフィルタを形成する液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法において、カラーフィルタの構成色ごとに対応した第一版のベタ部に、該第一版が対応するカラーフィルタの構成色である顔料インキを定厚で塗布し、該顔料インキのカラーフィルタでの印刷パターンとした凸部を有する第二版を前記第一版のベタ部に対応させて、前記ベタ部上に塗布膜厚を均一にして塗布された前記顔料インキの薄膜から前記第二版の凸部に前記顔料インキを印刷パターンで転写し、前記凸部上で印刷パターンの顔料インキを乾燥させることによって得られる半効果状態で粘着性を有する粘着性半硬化薄膜が形成された第二版を印刷平板状版に対応させて、前記粘着性半硬化薄膜の印刷平板状版のインキ受け面への転写を、カラーフィルタ構成色に対応した第二版ごとに順次行ない、前記第二版それぞれからのカラーフィルタ構成色ごとの粘着性半硬化薄膜の転写により組み合わされたカラーフィルタパターンを備えた前記印刷平板状版を、カラーフィルタ用の前記透明板に圧着して、前記カラーフィルタパターンを透明板に転移させることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法であり、この製造方法を提供して上記課題を解消するものである。
そして本発明において、上記第二版は表面が樹脂薄膜（例えば、ポリビニルアルコールであれば、乾燥前のインキが塗布することができ、インキ乾燥後にはそのインキが剥がれるようになる。）で被覆されていることが良好である。
また、上記第一版のベタ部での第二版への転写前で、前記ベタ部で形成された顔料インキの薄膜に印刷パターンのネガパターンである除去版を接させ、該除去版により薄膜表面における印刷パターン以外の不要インキを除去することが良好である。

さらにもう一つの発明は、被印刷体であるフィルタ用の透明板にカラーフィルタの構成色のＲＧＢの三色からなるカラーフィルタパターンを印刷してカラーフィルタを形成する液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置において、可撓性の金属製印刷平板状版のインキ受け面を下にしてこの金属製印刷平板状版を支持する印刷版支持部を備えるとともに、スロット型塗布ヘッドから第一金属ローラのベタ部にカラーフィルタの構成色である顔料インキが定厚で塗布され、前記ベタ部に塗布膜厚を均一にして供給してなる前記顔料インキの薄膜から、カラーフィルタ構成色ごとの印刷パターンに対応した凸部を有する第二金属ローラの前記凸部に前記顔料インキを印刷パターンで転写し、前記凸部上で形成された印刷パターンでの前記顔料インキを乾燥させることによって得られる半効果状態で粘着性を有する粘着性半硬化薄膜を第二金属ローラから印刷版支持部の金属製印刷平板状版のインキ受け面に下方から転写する印刷ユニットを、カラーフィルタ構成色ごとに備え、前記印刷ユニットそれぞれからのカラーフィルタ構成色ごとの粘着性半硬化薄膜の転写を受けて組み合わされたカラーフィルタパターンを備えた金属製印刷平板状版を、フィルタ用の前記透明板に圧着して、前記カラーフィルタパターンを透明板に転移させる転移手段を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置であり、この製造装置を提供して上記課題を解消するものである。
そして、この発明において、上記第二金属ローラは表面が樹脂薄膜で被覆されていることが良好である。
また、上記各印刷ユニットには、第一金属ローラのベタ部での第二金属ローラへの転写位置前で、該ベタ部で形成された顔料インキの薄膜に印刷パターンのネガパターンとして接して薄膜表面における印刷パターン以外の不要インキを除去する除去金属ローラを備えることが良好である。

本発明の印刷パターンの転写方法によれば、ベタ版のベタ部に膜厚均一にして形成された顔料インキの薄膜に、印刷パターンの凸部を有する版を対応させて、その凸部に前記薄膜から顔料インキを転写し、その凸部上で顔料インキからなる印刷パターンの粘着性半硬化薄膜を形成しているので、印刷平板状版に適正な印刷パターンとして転写するようになる。
また本発明の製造方法によれば、カラーフィルタ構成色ごとの第二版で、カラーフィルタ構成色の顔料インキからなる粘着性半硬化薄膜をその顔料インキが対応するカラーフィルタ構成色の印刷パターンにして形成しており、この粘着性半硬化薄膜を印刷平板状版に転写するので印刷パターンが確実に印刷平板状版に移るようになり、印刷平板状版では膜厚を均一にした印刷パターンからなるカラーフィルタパターンが形成され、そのカラーフィルタパターンを被印刷体である透明板に転移させるので、高品質のカラーフィルタが形成されるようになる。
そして、本発明の製造装置によれば、各印刷ユニットの第二金属ローラの凸部においてほぼ膜厚が均一化された状態の粘着性半硬化薄膜からなる印刷パターンが得られ、各構成色の印刷ユニットによって金属製印刷平板状版で組み合わされたカラーフィルタパターンが被印刷体である透明板に転移するようになるため、カラーフィルタでの膜厚のバラツキが極めて小さくなり、高品質のカラーフィルタが得られるようになるなど、実用性に優れた効果を奏するものである。

図中１は液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置で、図１に示すようにこの製造装置１は後述の金属製印刷平板状版を支持する印刷版支持部２と、そのカラーフィルタ構成色（即ちＲ、Ｇ、Ｂ）ごとに顔料インキを前記金属製印刷平板状版に転写する三体の印刷ユニット３Ｒ、３Ｇ、３Ｂと、金属製印刷平板状版から被印刷体であるガラス板などの透明板にカラーフィルタパターンを転移させる転移手段４とからなり、架台５に沿ってそれぞれが移動可能に設けられている。

図１に示すようにＲＧＢ三色の印刷ユニット３Ｒ、３Ｇ、３Ｂそれぞれにおいては、カラーフィルタ構成色の顔料インキを定厚塗布することのできるスロット型塗布ヘッド３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ、このスロット型塗布ヘッドから顔料インキの塗布を受ける第一版のベタ版である第一金属ローラ３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ、この第一金属ローラに接するようにして第一金属ローラ上から後述のように不要な顔料インキを取り除く除去版である除去金属ローラ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ、前記第一金属ローラ上から印刷パターンで顔料インキが転写される第二版である第二金属ローラ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂとから構成されている。
（印刷ユニット）
上記印刷版支持部２の金属製印刷平板状版に顔料インキを転写する上記各印刷ユニット３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの動作を印刷ユニット３Ｒを例示して示す。まず、スロット型塗布ヘッド３０Ｒから図２に示すように塗布厚を定厚にして顔料インキ３４Ｒを第一金属ローラ３１Ｒのベタ部３５Ｒへ供給する。前記第一金属ローラ３１Ｒはその周面を図３に示すようにインキ受け面を凹凸のないベタ部３５Ｒとしている。そのため、第一金属ローラ３１Ｒのベタ部３５Ｒでは、供給された顔料インキ３４Ｒによる均一な厚さの薄膜が形成される。また、第二金属ローラ３３Ｒは周面にカラーフィルタパターンを構成するためのＲ色の印刷パターンが得られるように、その印刷パターンに対応した版となる凸部３６を有し（図４参照）、除去金属ローラ３２Ｒにあっては、印刷パターンのネガパターンに対応した版となる凸部３７を有している（図５参照）。なお、除去金属ローラ３２Ｒの前記凸部３７の間に形成される凹部の幅は後述するように第二金属ローラ３３Ｒの凸部３６の幅より若干広くなるように調整されている。
上記除去金属ローラ３２Ｒと第二金属ローラ３３Ｒにおいては、図６に示すように第一金属ローラ３１Ｒの回転方向の前位の位置で除去金属ローラ３２Ｒがベタ部３５Ｒに接するように回転し、後位の位置で第二金属ローラ３３Ｒがベタ部３５Ｒに接するようにして回転していて、第一金属ローラ３１Ｒのベタ部３５Ｒから除去金属ローラ３２Ｒと第二金属ローラ３３Ｒとに顔料インキ３４Ｒの転写が行われる。

図７に示すように上記第一金属ローラ３１Ｒと除去金属ローラ３２Ｒとの接する部分は、除去金属ローラ３２Ｒの凸部３７に顔料インキ３４Ｒの薄膜の表面が接し、凸部３７が接した表面部分において、顔料インキ３４Ｒの薄膜の半分（膜厚方向での半分）が前記除去金属ローラ３２Ｒの凸部３７に転写する。この転写によって、ベタ部３５Ｒ上での顔料インキ３４Ｒによる薄膜の表面から、印刷パターンのネガパターンで顔料インキ３４Ｒの一部が取り除かれた状態となり、ベタ部３５Ｒ上での顔料インキ３４Ｒによる薄膜の表面の形状は、Ｒ色の印刷パターンに対応した部分が盛り上がった状態のものとなっている。
そして、図８では、上記第一金属ローラ３１Ｒと第二金属ローラ３３Ｒとの接する部分を示していて、第二金属ローラ３３Ｒの凸部３６に顔料インキ３４Ｒの薄膜での印刷パターンに対応した位置の盛り上がり部分が対応して接し、接した盛り上がり部分の薄膜の半分が、第一金属ローラ３１Ｒと第二金属ローラ３３Ｒの回転が進むことで第二金属ローラ３３Ｒの凸部３６に転写する。この後、第二金属ローラ３３Ｒの凸部３６に転写した顔料インキ３４Ｒからなる薄膜を乾燥させ、顔料インキ３４Ｒの薄膜からなる印刷パターンを第二金属ローラ３３Ｒの凸部３６の周面に得る。このとき第二金属ローラ３３Ｒ上での乾燥によって顔料インキ３４Ｒからの溶剤の揮発が進んで半硬化状態となるとともに、顔料インキ３４Ｒは粘着性を有するものとなり、第二金属ローラ３３Ｒの周面に粘着性半硬化薄膜が形成される。
このカラーフィルタの製造に用いる顔料インキ（ＲＧＢの三色とも）のウエット状態のときの定着性は、溶剤の揮発が進んで半硬化状態となると低下するようになり、その反面、上述のように粘着性が生じてきて転写が行ない易くなる。特に後述するように樹脂薄膜がローラを覆っている場合、ウエット状態の顔料インキの溶剤成分と樹脂薄膜の構成材料との関係で顔料インキが定着し易くなっているが、揮発により前記溶剤成分が減少すると、定着するための前記樹脂薄膜の構成材料との関係が断ち切られることとなり、よって顔料インキが剥がれ易くなる。

顔料インキ３４Ｒによる上記粘着性半硬化薄膜の膜厚は、膜厚計３８Ｒで測定し、良否判断を行ない良品のみを後述の金属製印刷平板状版に転写することになる。上記印刷ユニット３Ｇ、３Ｂも印刷ユニット３Ｒと同じ構成であり、同様にして、顔料インキ３４Ｇによる粘着性半硬化薄膜を第二金属ローラ３３Ｇの周面に、顔料インキ３４Ｂによる粘着性半硬化薄膜を第二金属ローラ３３Ｂの周面に得る。

（印刷版支持部）
図１０と図１１とは印刷版支持部２を示していて、金属枠２０にスクリーン印刷において用いられるスクリーン（紗）２１を張設し、そのスクリーン２１の下面に、可撓性のある金属製印刷平板状版６をその下面側がインキ受け面となるようにして取り付けられている。なお、印刷版支持部２は、後述する被印刷体へのカラーフィルタパターンの転移に際しての金属製印刷平板状版６の撓みを許容するようにこの金属製印刷平板状版６を支持すればよく、特に図示の構成に限定されるものではない。

（金属製印刷平板状版への転写）
上述のように印刷ユニット３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの第二金属ローラ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ上でのフィルタ構成色での印刷パターンが形成され、膜厚が設定値となった時点で、待機位置の印刷版支持部２に近い側の印刷ユニット、例えば印刷ユニット３Ｒが前記印刷版支持部２の下に向けて移動する。そして、図１２に示すように、印刷ユニット３Ｒの第二金属ローラ３３Ｒの周面に形成された粘着性半硬化薄膜となった顔料インキ３４Ｒを金属製印刷平板状版６に下面からそのインキ受け面に転写する。この転写に際しては、金属製印刷平板状版６を印刷版支持部２の上部に位置するプレス胴７と第二金属ローラ３３Ｒとで挟むようにしており、移動する印刷ユニット３Ｒの第二金属ローラ３３Ｒの回転移動に合わせてこのプレス胴７も回転移動するように設けられている（図１３）。この転写に際しては、第二金属ローラ３３Ｒの凸部３６の顔料インキ３４Ｒ（粘着性半硬化薄膜）による印刷パターンの位置と金属製印刷平板状版６で予め設定されているＲ色のパターンの位置とを合せて転写する（図１４）。
上記印刷ユニット３Ｒでの転写が終了すれば、順次印刷ユニット３Ｇ、３Ｂからの転写が行なわれるものであり、印刷ユニット３Ｒの場合と同様に、第二金属ローラ３３Ｇの凸部の顔料インキ（Ｇ色の粘着性半硬化薄膜）による印刷パターンの位置と金属製印刷平板状版６のＧ色のパターン位置とを合せて転写し、引き続き、第二金属ローラ３３Ｂの凸部の顔料インキ（Ｂ色の粘着性半硬化薄膜）による印刷パターンの位置と金属製印刷平板状版６のＢ色のパターン位置とを合せて転写する（図１５）。これによって金属製印刷平板状版６にＲＧＢ三色の印刷パターンを組み合わせた粘着性半硬化薄膜からなるカラーフィルタパターン８が形成される。

（転移手段）
上記印刷ユニットによる金属製印刷平板状版６へのカラーフィルタパターン８の転写が終了すると、図１６に示すように印刷版支持部２の下に被印刷体であるフィルタ用の透明板９を配置したＸ・Ｙ・θ制御定盤１０が配置され、上記プレス胴７とでカラーフィルタパターン８を透明板に転移させるように構成されている。
カラーフィルタパターン８を透明板９に転移するに際しては 金属製印刷平板状版６を透明板９に重ねる前に、金属製印刷平板状版６に形成したＲＧＢ三色のカラーフィルタパターン８を透明板９上の転移すべき位置に位置合わせをするものであって、Ｘ・Ｙ・θ制御定盤１０を調整して透明板９のアライメントマーク（図示せず）と金属製印刷平板状版６上の位置合わせマーク（図示せず）を使って位置合わせを行う。
位置合わせ終了後、図１７のように金属製印刷平板状版６に形成したカラーフィルタパターン８を透明板９にプレス胴７で押圧しながら、そのプレス胴７が金属製印刷平板状版６の一辺方向に沿って移動することにより転移が行われる。
この後、図１８のように金属製印刷平板状版６に密着した透明板９側から紫外線を紫外線照射装置１１により照射する。これによってカラーフィルタパターン８の透明板９に対する密着力が、カラーフィルタパターン８の金属製印刷平板状版６に対する密着力より強くなるようにしている。
そして、透明板９が密着した状態で印刷版支持部を金属製印刷平板状版剥がし台１４と剥離胴１５との間に移送配置し、図１９のように剥離胴１５の押圧移動に伴いながら、その剥離胴１５の移動方向後位側から離れるように上記印刷版支持部２が持ち上げられて、透明板９の端の方から徐々に金属製印刷平板状版６が剥がされ、ＲＧＢ三色の顔料インキからなるカラーフィルタパターンを印刷した液晶ディスプレイ用カラーフィルタが完成する。
この実施の例において転移手段は、金属製印刷平板状版６と透明板９との重ね合せを行なうプレス胴７とＸ・Ｙ・θ制御定盤１０、紫外線を照射する紫外線照射装置１１、金属製印刷平板状版６と透明板９とを別ける金属製印刷平板状版剥がし台１４と剥離胴１５から構成されているが、金属製印刷平板状版６と透明板９とを重ね合わせてから別けることで、金属製印刷平板状版６から透明板９にカラーフィルタパターンが転移すればよく、転移手段は上記実施の例の構成に限定されるものではない。

つぎに、カラーフィルタを製造した実施例を以下に説明する。
まず、ガラス板にフォトリソ法でカラーフィルタ用樹脂ブラックマトリクスを形成し、樹脂ブラックマトリクス付ガラス板（被印刷体）を準備した。樹脂ブラックマトリクスの線幅は２０μｍにした。スロット型塗布ヘッドを使用するＲＧＢ三色の印刷ユニットの部品として、表面をポリビニルアルコールで被覆し、表面に凸部のある第二金属ローラ（３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ）、表面に凹部のある除去金属ローラ（３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ）、金属製印刷平板状版などを準備した。
表面をポリビニルアルコールで被覆し、表面に凸部のある第二金属ローラ（３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ）は、図４に示すように凸部（３６）の上面の幅Ｗ９２μｍ、凹部の深さＤは１００μｍ、凸部のピッチＰは３００μｍで作成した。
表面に凹部のある除去金属ローラ（３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ）は、図５に示す構造で、凹部の底面幅Ｗ１００μｍ、凹部の深さＤは１００μｍ、凹部のピッチＰは３００μｍで作成した。

金属製印刷平板状版は図１０、図１１に示す構造で、厚さ２００μｍの金属板とし、スクリーン印刷版用のスクリーン（紗）に固定した。即ち、いわゆるコンビネーション版とした。
第一金属ローラ、表面をポリビニルアルコールで被覆し、表面に凸部のある第二金属ローラ、表面に凹部のある除去金属ローラ、プレス胴の全てのローラの周長は同じ長さのものとした。

各印刷ユニットにおいて、スロット型塗布ヘッド、第一金属ローラ、表面をポリビニルアルコールで被覆して表面に凸部のある第二金属ローラ、表面に凹部のある除去金属ローラ、膜厚計、除去金属ローラ（３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ）からインキを掻き取る余分インキ取りローラ１２、および，スキージ１３は同一ベース上にあり、ガイドレール（架台）上を一緒に移動できるようにした。
金属印刷平板状版は印刷版支持部においてＸ・Ｙ・θの調整ができるようにした。プレス胴は、Ｒ色の印刷ユニットにおける第一金属ローラと同期をとって移動できるようにした。同様に、Ｇ色の印刷ユニットにおける第一金属ローラと同期をとって移動でき、そして、Ｂ色の印刷ユニットにおける第一金属ローラとも同期をとって移動できるようにした。
樹脂ブラックマトリクスＢＭ付きの上記ガラス板は、Ｘ・Ｙ・θ制御定盤上の所定の位置にセットするようにした。Ｘ・Ｙ・θ制御定盤は、固定された金属製印刷平板状版の下まで移動できるようにした。

紫外線を照射する図にある紫外線露光装置は、遮光用マスクを設置できる構造とした。
図１９に示すように金属製印刷平板状版をガラス板から剥がすに際して、金属製印刷平板状版剥がし台と剥離胴とからなる剥離機構を利用する構成とした。

ＲＧＢ三色の顔料インキとして、ＵＶ硬化アクリル樹脂系カラーフィルタ用顔料インキを用意した。
まず、Ｒ色の顔料インキにおいて、図２に示すように、第一金属ローラのベタ部の表面にスロット型塗布ヘッドを用いて顔料インキを塗布して塗布膜を設けた。このようにスロット型塗布ヘッドを用いることによって、ＲＧＢ三色の顔料インキそれぞれにいて、ローラ幅２ｍ程度の第一金属ローラのベタ部の表面に精度良く塗布膜を設けることができ、第一金属ローラのベタ部の表面にウェット状態で約２０μｍの塗布膜である薄膜を塗布面内バラツキ３％以内で作成した。

図７に示すように、表面にストライプ状の凹のある除去金属ローラの凸部が、第一金属ローラのベタ部の表面のウェット状態の薄膜と接し、ウエット状態での半分の厚みである約１０μｍの余分顔料インキが除去金属ローラの凸部に転写除去し、薄膜を凹凸状態とした。
つぎに図８に示すように、第一金属ローラが回転し、表面をポリビニルアルコールで被覆して表面にストライプ状の凸部のある第二金属ローラの前記凸部が、第一金属ローラのベタ部の表面のウエット状態の薄膜の凸部と接し、ウエット状態の膜厚の半分の厚みである約１０μｍの顔料インキが第二金属ローラの凸部に転写する。
転写終了後、第二金属ローラは、第一金属ローラから離れる。図９に示すように、余分な顔料インキが除去金属ローラの凸部に転写して取り除かれているので、第二金属ローラの凸部に転写した約１０μｍの顔料インキのエッジの切れは良好であり、乾燥させて顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜を得た。
顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜の膜厚は膜厚計で測定したところ、第二金属ローラの凸部に形成した測定した顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜の膜厚は、約２μｍであった。

同様に、Ｇ色の顔料インキとして、ＵＶ硬化アクリル樹脂系カラーフィルタ用顔料インキを用いて、顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜を得る。顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜の膜厚は膜厚計で測定した。第二金属ローラの凸部に形成した測定した顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜の膜厚は、約２μｍであった。
同様に、Ｂ色の顔料インキとして、ＵＶ硬化アクリル樹脂系カラーフィルタ用顔料インキを用いて、顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜を得る。顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜の膜厚は膜厚計で測定した。第二金属ローラの凸部に形成した測定した顔料インキのカラーフィルタ用の粘着性半硬化薄膜の膜厚は、約２μｍであった。

次に、Ｒ色の印刷ユニットにおいて、図１２に示すように、粘着性半硬化薄膜を金属製印刷平板状版に下面から転写させるために、表面をポリビニルアルコールで被覆した第二金属ローラはベースとともにガイドレール上を移動し、金属製印刷平板状版の下部の所定の位置まで移動させた。
図１３に示すように、金属製印刷平板状版を第二金属ローラとプレス胴とで挟み、約１０ｋｇ／ｃｍ²の圧力をかけた。プレス胴の重量は、約２０００ｋｇの重さで作製した。
金属製印刷平板状版を固定した状態で、第二金属ローラとプレス胴との同期をとり移動させる。図１３に示すように第二金属ローラ上の粘着性半硬化薄膜を金属製印刷平板状版の下面へ転写するようにして、第二金属ローラ上の粘着性半硬化薄膜を金属製印刷平板状版に転写する。図１４に示すように金属製印刷平板状版の下面から第二金属ローラ上の粘着性半硬化薄膜を所定の位置に合わせて転写した。

次に、Ｇ色の印刷ユニットにおいて、表面をポリビニルアルコールで被覆した第二金属ローラもベースとともにガイドレール上を移動して、金属製印刷平板状版の下部の所定の位置まで移動させ、金属製印刷平板状版を固定した状態で、第二金属ローラとプレス胴との同期をとり移動させる。第二金属ローラ上の粘着性半硬化薄膜を金属製印刷平板状版における所定の位置に合わせて転写した。
同様に、Ｂ色の印刷ユニットにおいて、表面をポリビニルアルコールで被覆した第二金属ローラもベースとともにガイドレール上を移動して、金属型平版印刷版の下部の所定の位置まで移動させ、金属製印刷平板状版を固定した状態で、第二金属ローラとプレス胴との同期をとり移動させる。第二金属ローラ上の粘着性半硬化薄膜を金属製印刷平板状版に転写した。
このようにして金属製印刷平板状版に位置合せしながら各印刷ユニットの第二金属ローラ上の粘着性半硬化薄膜を順次転写して、三色転写によるカラーフィルタパターンを形成した。

なお、第二金属ローラそれぞれはポリビニルアルコールで被覆する前にその表面は鏡面仕上げとした。金属製印刷平板状版の表面も鏡面仕上げとし、表面にクロムめっき処理をした。

図１６に示すように、ガラス板をセットしたＸ・Ｙ・θ制御定盤をベースとともにガイドレール上を移動して、金属製印刷平板状版の下部の所定の位置まで移動させ、図２０に示すようにガラス板９と金属製印刷平板状版６とを位置合わせをして、金属製印刷平板状版を固定した状態で所定の位置まで下降させ、図２１に示すようにプレス胴を移動させて、金属製印刷平板状版６上の粘着性半硬化薄膜の三色（カラーフィルタパターン）をガラス板９に密着させた。
図１８に示すようにガラス板と金属製印刷平板状版が密着した状態で、紫外線露光装置上に移動し全面露光した。ガラス板と粘着性半硬化薄膜三色との密着力が強力になるのが確認された。
図１９に示すように。紫外線露光したガラス板と金属製印刷平板状版が密着した状態のものを金属製印刷平板状版剥がし台に固定する。剥離胴で金属製印刷平板状版を押さえながら序々に剥がした。これによりガラス板に粘着性半硬化薄膜三色が転写し、カラーフィルタが完成した。

本発明に係る液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置の一例を概略的に示す説明図である。 スリット型塗布ヘッドからの顔料インキの塗布を示す説明図である。 印刷ユニットにおける第一金属ローラを示す説明図である。 印刷ユニットにおける第二金属ローラを示すもので、（イ）は外観を示す説明図、（ロ）は一部断面を拡大して示す説明図である。 印刷ユニットにおける除去金属ローラを示すもので、（イ）は外観を示す説明図、（ロ）は一部断面を拡大して示す説明図である。 印刷ユニットを示す説明図である。 除去金属ローラに顔料インキが転写される状態を示す説明図である。 第二金属ローラに顔料インキが転写される状態を示す説明図である。 第二金属ローラの凸部に顔料インキが転写して印刷パターンが形成された状態を断面で示す説明図である。 印刷版支持部における金属枠を示す説明図である。 印刷版支持部に金属製印刷平板状版が取り付けられている状態を示す説明図である。 金属製印刷平板状版への転写を示す説明図である。 金属製印刷平板状版への転写時のプレス胴と第二金属ローラとを示す説明図である。 Ｒ色の印刷パターンが金属製印刷平板状版に転写した状態を断面で示す説明図である。 ＲＧＢ三色の印刷パターンが金属製印刷平板状版に転写した状態を断面で示す説明図である。 カラーフィルタパターンが形成された金属製印刷平板状版とガラス板との重ね合わせを示す説明図である。 プレス胴による金属製印刷平板状版とガラス板との密着をしめす説明図である。 紫外線照射を示す説明図である。 金属製印刷平板状版のガラス板からの剥離を示す説明図である。 カラーフィルタパターンが形成された金属製印刷平板状版とブラックマトリスクが形成されたガラス板との重ね合わせを示す説明図である。 カラーフィルタパターンが形成された金属製印刷平板状版とブラックマトリスクが形成されたガラス板とが密着した状態を示す説明図である。

符号の説明

１…製造装置
２…印刷版支持部
３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ…印刷ユニット
３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ…スロット型塗布ヘッド
３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ…第一金属ローラ
３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ…除去金属ローラ
３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ…第二金属ローラ
３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ…顔料インキ
３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂ…ベタ部
３６…凸部
３７…凸部
３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂ…膜厚計
４…転移手段
５…架台
６…金属製印刷平板状版
７…プレス胴
８…カラーフィルタパターン
９…透明板

Claims (7)

1. ベタ版の凹凸のないベタ部に顔料インキを塗膜厚を定厚にして塗布し、該顔料インキの印刷パターンを凸部として有する版を前記ベタ版のベタ部に対応させて、前記ベタ部上の塗布膜厚を均一となる前記顔料インキの薄膜から前記版の凸部に前記顔料インキを印刷パターンで転写し、
   前記凸部上で印刷パターンの顔料インキを乾燥させることによって得られる半硬化状態で粘着性を有する粘着性半硬化薄膜を形成し、
   粘着性半硬化薄膜が形成された前記版を印刷平板状版に対応させて、前記粘着性半硬化薄膜を印刷平板状版に転写し、
   前記印刷平板状版を透明板に圧着して、印刷平板状版の前記粘着性半硬化薄膜を前記透明板に転移させることを特徴とする印刷パターンの転写方法。
2. 被印刷体であるフィルタ用の透明板にカラーフィルタの構成色のＲＧＢの三色からなるカラーフィルタパターンを印刷してカラーフィルタを形成する液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法において、
   カラーフィルタの構成色ごとに対応した第一版のベタ部に、該第一版が対応するカラーフィルタの構成色である顔料インキを定厚で塗布し、該顔料インキのカラーフィルタでの印刷パターンとした凸部を有する第二版を前記第一版のベタ部に対応させて、前記ベタ部上に塗布膜厚を均一にして塗布された前記顔料インキの薄膜から前記第二版の凸部に前記顔料インキを印刷パターンで転写し、
   前記凸部上で印刷パターンの顔料インキを乾燥させることによって得られる半硬化状態で粘着性を有する粘着性半硬化薄膜が形成された第二版を印刷平板状版に対応させて、前記粘着性半硬化薄膜の印刷平板状版のインキ受け面への転写を、カラーフィルタ構成色に対応した第二版ごとに順次行ない、
   前記第二版それぞれからのカラーフィルタ構成色ごとの粘着性半硬化薄膜の転写により組み合わされたカラーフィルタパターンを備えた前記印刷平板状版を、カラーフィルタ用の前記透明板に圧着して、前記カラーフィルタパターンを透明板に転移させることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
3. 上記第二版は表面が樹脂薄膜で被覆されている請求項２に記載の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
4. 上記第一版のベタ部での第二版への転写前で、前記ベタ部で形成された顔料インキの薄膜に印刷パターンのネガパターンである除去版を接させ、該除去版により薄膜表面における印刷パターン以外の不要インキを除去する請求項２または３に記載の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
5. 被印刷体であるフィルタ用の透明板にカラーフィルタの構成色のＲＧＢの三色からなるカラーフィルタパターンを印刷してカラーフィルタを形成する液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置において、
   可撓性の金属製印刷平板状版のインキ受け面を下にしてこの金属製印刷平板状版を支持する印刷版支持部を備えるとともに、
   スロット型塗布ヘッドから第一金属ローラのベタ部にカラーフィルタの構成色である顔料インキが定厚で塗布され、前記ベタ部に塗布膜厚を均一にして供給してなる前記顔料インキの薄膜から、カラーフィルタ構成色ごとの印刷パターンに対応した凸部を有する第二金属ローラの前記凸部に前記顔料インキを印刷パターンで転写し、前記凸部上で形成された印刷パターンでの前記顔料インキを乾燥させることによって得られる半硬化状態で粘着性を有する粘着性半硬化薄膜を第二金属ローラから印刷版支持部の金属製印刷平板状版のインキ受け面に下方から転写する印刷ユニットを、カラーフィルタ構成色ごとに備え、
   前記印刷ユニットそれぞれからのカラーフィルタ構成色ごとの粘着性半硬化薄膜の転写を受けて組み合わされたカラーフィルタパターンを備えた金属製印刷平板状版を、フィルタ用の前記透明板に圧着して、前記カラーフィルタパターンを透明板に転移させる転移手段を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置。
6. 上記第二金属ローラは表面が樹脂薄膜で被覆されている請求項５に記載の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置。
7. 上記各印刷ユニットには、第一金属ローラのベタ部での第二金属ローラへの転写位置前で、該ベタ部で形成された顔料インキの薄膜に印刷パターンのネガパターンとして接して薄膜表面における印刷パターン以外の不要インキを除去する除去金属ローラを備える請求項５または６に記載の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置。

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