JPH04323602A - カラーフィルタ製造方法および装置 - Google Patents

カラーフィルタ製造方法および装置

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JPH04323602A
JPH04323602A JP3119308A JP11930891A JPH04323602A JP H04323602 A JPH04323602 A JP H04323602A JP 3119308 A JP3119308 A JP 3119308A JP 11930891 A JP11930891 A JP 11930891A JP H04323602 A JPH04323602 A JP H04323602A
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JP
Japan
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transparent substrate
printing
plate
color filter
letterpress
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JP3119308A
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English (en)
Inventor
Satoshi Kumamoto
聰 熊本
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フルカラー液晶フラッ
トパネルディスプレイパネル用などのカラーフィルタの
製造方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のようなカラーフィルタの製造には
、次のような種々の方法が採用されている。
【0003】(1)染色法:感光乳剤を透明基板上に均
一に塗布し、ホトリソグラフィ技術と染色技術により、
赤,緑,青の透光部を形成する。
【0004】(2)電着法:透明電極をパターンニング
した透明基板を電着槽に漬け、電気化学的な手法で着色
透過層を形成する。
【0005】(3)顔料分散法:感光性インキをスピン
ナ塗布し、ブラックストライプ、赤,緑,青をホトリソ
グラフィ技術によりパターンニングする工程を順次繰り
返してカラーフィルタを形成する。
【0006】(4)印刷法:スクリーン印刷もあるが、
現在主流となっているのは平板式のオフセット印刷であ
り、印刷パターンでインキを金属上に載せ、これをゴム
製のブランケットに転写した後、透明基板上に写して透
光部を形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の各製造方法には
、次のような欠点がある。
【0008】(1)染色法:透光部を各色ごとに形成し
て染色した後、防染層を設けるという複雑な工程を3回
繰り返す必要があり、工程が複雑であると同時に、染色
媒体の耐熱性が悪い欠点がある。
【0009】(2)電着法:この方法も工程が複雑であ
り、さらに量産時の電着プロセスの高精度管理が困難で
ある。
【0010】(3)顔料分散法:この方法も工程が複雑
であり、スピンナ塗布時の材料の歩留まりが悪い欠点が
ある。
【0011】(4)印刷法:工程は簡単であるが、スク
リーン印刷のスクリーンより変形の少ないブランケット
を用いても、寸法精度が±20μm /300mmと悪
い。 また、ブランケットと透明基板との原点位置ずれがあり
、数回の印刷ごとに初期設定を必要とする。
【0012】上記印刷法は、工程が簡単であり、コスト
面でも最も期待されている方法であるが、精度に問題が
あるため、歩留まりが上がらず、期待されているほどの
コストの低下に至っていない。また、LCD用のカラー
フィルタの製造方法としては、精度の限界が指摘されて
いる。
【0013】本発明は、前述した印刷法の欠点を克服し
、高精度なカラーフィルタを印刷法で製造することので
きる方法および装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によるカラーフィルタの製造方法は、透明基板
をテーブル上に設置し、テーブルの上方にテーブルの上
面に対し垂直方向に相対移動可能な平板凸版のパターン
部にインキを塗布し、テーブルの上面と平行な方向のテ
ーブルと平板凸版との相対的位置決めにより平板凸版を
透明基板上の所定位置に接近ないし押圧して印刷するも
のである。
【0015】透明基板には予じめブラックストライプを
形成しておき、その凹部位に上記の方法で印刷してもよ
く、また、1つの平板凸版を用い、1色を印刷した後に
平板凸版の版面を洗浄して3色を順次印刷するか、また
は3色に対応させて3つの平板凸版を用いて3色を順次
印刷してもよい。
【0016】さらにまた、透明基板の被印刷面に対し、
整数分の1の大きさの平板凸版を用い、被印刷位置を順
次変えて被印刷面の全域を印刷してもよく、さらにまた
、平板凸版と透明基板との間に、微小なギャップを与え
て印刷してもよい。
【0017】また、上記目的を達成するための本発明に
よるカラーフィルタの製造装置は、透明基板を載置する
テーブルと、このテーブルの上方に配置され平板凸版を
前記テーブルの上面に対向させて保持する印刷ヘッドと
を具備し、前記テーブルと印刷ヘッドを、前記テーブル
の上面と平行な平面に沿って二次元的に相対移動可能か
つ所定位置に位置決め可能に設けると共に、前記テーブ
ルの上面と垂直な方向に移動可能かつ所定位置に位置決
め可能に設けたものである。
【0018】なお、印刷ヘッドに対し、3つの平板凸版
を互いに独立してテーブルの上面と垂直な方向に所定量
移動可能に取付けることが好ましい。
【0019】
【作用】テーブルと印刷ヘッドとの相対的な位置決めは
、1μm /300mmより高い精度で行うことができ
る。そこで、印刷ヘッドに対する平板凸版の取付けを高
精度で行い、テーブルに設置された透明基板の位置を透
明基板上に設けたマーク等によって求めることにより、
透明基板に対する平板凸版の位置決めを高精度で行うこ
とができる。また、平板凸版はホトリソグラフィ技術や
精密機械加工技術によって高精度に形成しておけば、印
刷時にはほとんど変形を生じないため、高精度に印刷す
ることができる。
【0020】
【実施例】以下本発明の実施例について図1を参照して
説明する。ほぼL字形の装置本体10の水平部には、X
ガイド11によりXテーブル12が矢印13で示すX軸
方向へ移動可能に設けられている。Xテーブル12はX
サーボモータ14によりボールネジ15を介して駆動さ
れ、図示しないNC装置により例えば1μm 単位程度
の位置決めが可能に構成されている。
【0021】Xテーブル12上には、Xガイド11と直
角な矢印16で示すZ軸方向に伸びているZガイド17
が取付けられ、このZガイド17にテーブル18が移動
可能に搭載されている。テーブル18にはXテーブル1
2と同様にZサーボモータ19によりボールネジ20を
介して駆動され、図示しないNC装置によりXテーブル
12と同様の精度で位置決めが可能に構成されている。
【0022】テーブル18の上面には、図示省略した保
持部により被印刷材である透明基板21を設置するよう
になっている。なお、透明基板21は、図示しないθテ
ーブルにより保持部をテーブル18の上面と平行なXZ
平面内でわずかに回転可能に保持することが好ましい。
【0023】装置本体10の垂直部には、X軸およびZ
軸にそれぞれ直角なY軸方向(矢印22参照)に伸びる
Yガイド23が設けられ、Yガイド23にサドル24が
移動可能に取付けられている。サドル24は、Yサーボ
モータ25によりボールネジ26を介して駆動され、図
示しないNC装置によりXテーブル12と同様に1μm
 単位程度の位置決めが可能に構成されている。
【0024】サドル24には、印刷ヘッド27が取付け
られている。印刷ヘッド27は、テーブル18の上方に
伸び、その先端寄りに3つの平板凸版31,32,33
が取付けられている。各平板凸版31,32,33は、
印刷ヘッド27との間にそれぞれ独立してY軸方向に所
定量移動する微小変位機構28,29,30を介在させ
ている。
【0025】平板凸版31,32,33は、赤,緑,青
の3色に対応しており、図1において下面が版面になっ
ている。版面はホトリソグラフィ技術や精密機械加工技
術により、カラーフィルタ赤,緑,青のそれぞれのドッ
トに対応した凸状のパターンが形成されている。これら
の凸状パターンの高さは、0.1ないし0.3mm程度
にすることが好ましい。なお、平板凸版31,32,3
3は、印刷時のパターン変形を押えるため、金属で形成
することが好ましい。
【0026】次いで本装置によるカラーフィルタの製造
方法について説明する。Yサーボモータ25によりサド
ル24を図1において予じめ定められた所定の上昇位置
に位置決めする。このとき、印刷すべき色の平板凸版、
例えば平板凸版31のみが微小変位機構28によって下
降位置(印刷位置)にあり、他の平板凸版32,33は
微小変位機構29,30によって上昇位置(待機位置)
に置かれている。
【0027】次いで図示しないローラ式または平板式な
どのインキ定量塗布装置を平板凸版31の版面である下
面に向けて繰り出し、凸状パターンの先端面に所定厚さ
のインキを付着させる。
【0028】他方、テーブル18には図示しない保持部
により透明基板21が設置されている。透明基板21は
予じめブラックストライプをホトリソグラフィ技術等に
よって形成しておくことが好ましく、この場合には、ブ
ラックストライプと共に形成した位置合わせマークを例
えば印刷ヘッド27に設けた図示しないマーク検出装置
と、テーブル18の位置測定装置によってテーブル18
上における透明基板21の位置を測定し、必要に応じて
図示しないθテーブルによる保持部の回転により回転角
調整を行っておくことが好ましい。
【0029】上記テーブル18上における透明基板21
の位置を加味してXおよびZサーボモータ14,19に
よりテーブル18を位置決めし、透明基板21の被印刷
位置と平板凸版31とのXZ平面内における位置合わせ
を行う。
【0030】次に、サーボモータ25によりサドル24
を下降させ、平板凸版31の凸状パターンをブラックス
トライプ間の凹部位内に侵入させ、凸状パターンの先端
に塗布されているインキを透明基板21に転写する。
【0031】このとき、平板凸版31を透明基板21に
所定の圧力で押圧してもよいが、Yサーボモータ25に
よるサドル24の位置決めなどにより、平板凸版31の
凸状パターンと透明基板21との間に、微小なギャップ
を与え、凸状パターンの先端に塗布されているインキの
全面または中央部の一部のみを透明基板21に接触させ
てインキを転写してもよい。
【0032】上記のようにインキのみを透明基板21に
接触させれば、比較的容易に一定厚さのドットパターン
を転写することができると共に、凸状パターンの変形を
押えて長期間にわたり安定した印刷が可能となる。また
、凸状パターンの中央部の一部のインキのみを転写させ
ると、平板凸版31と透明基板21との位置関係の良否
を容易に判定することができ、初期調整を容易に行うこ
とが可能となる。
【0033】こうして平板凸版31による第1色目の印
刷が終了したならば、Yサーボモータ25により印刷ヘ
ッド27を所定の上昇位置に戻す。次に、微小変位機構
28により平板凸版31を上昇位置(待機位置)へ移動
させると共に、微小変位機構29により次に印刷するた
めの平板凸版32を下降させて印刷位置に置く。
【0034】次いで図示しないインキ定量塗布装置によ
り、平位置凸版32の凸状パターンの先端面にインキを
付着させ、テーブル18を平板凸版32に対し所定の位
置関係に位置決めし、第2色目の印刷を行う。以下同様
に、平板凸版33によって第3色目の印刷を行う。
【0035】前述した実施例は、各平板凸版31,32
,33の大きさを透明基板21の被印刷面と同じ大きさ
に形成し、1回の印刷で全面を印刷する例を示したが、
各平板凸版31,32,33の大きさを被印刷面の整数
分の1の大きさにし、テーブル18の移動によって被印
刷箇所を順次ずらせて各平板凸版31,32,33によ
りそれぞれ複数回印刷することにより被印刷面の全域を
印刷するようにしてもよい。
【0036】また、前述した実施例では、赤,緑,青の
3色にそれぞれ対応させて3つの平板凸版31,32,
33を設けた例を示したが、1つの平板凸版のみを用い
、その版面を図示しない洗浄装置によって洗浄すること
により、3色を順次印刷してもよい。
【0037】さらにまた、前述した実施例では、テーブ
ル18と平板凸版31,32,33とのテーブル18の
上面と平行な平面に沿う方向の相対的位置決めを、テー
ブル18の移動によって行う例を示したが、平板凸版3
1,32,33すなわち印刷ヘッド27を前記平面に沿
って移動させるようにしてもよい。また、テーブル18
の上面と垂直な方向の相対移動も、印刷ヘッド27によ
らず、テーブル18側で行ってもよいことはもちろんで
ある。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、カラ
ーフィルタを高精度で印刷することができ、このため歩
留まりを大幅に向上させ、低コストでカラーフィルタを
製造することができる。また、本発明によれば、大画面
のカラーフィルタをも高精度で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるカラーフィルタ製造装置の実施例
を示す斜視図である。
【符号の説明】
12  Xテーブル 18  テーブル 21  透明基板 27  印刷ヘッド 28,29,30  微小変位機構 31,32,33  平板凸版

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  透明基板をテーブル上に設置し、前記
    テーブルの上方に該テーブルの上面に対し垂直方向に相
    対移動可能な平板凸版のパターン部にインキを塗布し、
    前記テーブルの上面と平行な方向の前記テーブルと平板
    凸版との相対的位置決めにより前記平板凸版を前記透明
    基板上の所定位置に接近ないし押圧して印刷することを
    特徴とするカラーフィルタ製造方法。
  2. 【請求項2】  透明基板に予じめブラックストライプ
    を形成しておき、その凹部位に印刷することを特徴とす
    る請求項1のカラーフィルタ製造方法。
  3. 【請求項3】  1つの平板凸版を用い、1色を印刷し
    た後に、前記平板凸版の版面を洗浄し、3色を順次印刷
    することを特徴とする請求項1または2のカラーフィル
    タ製造方法。
  4. 【請求項4】  3色に対応させて3つの平板凸版を用
    い、3色を順次印刷することを特徴とする請求項1また
    は2のカラーフィルタ製造方法。
  5. 【請求項5】  透明基板の被印刷面に対し、整数分の
    1の大きさの平板凸版を用い、被印刷位置を順次変えて
    被印刷面の全域を印刷することを特徴とする請求項1な
    いし4のいずれか1項のカラーフィルタ製造方法。
  6. 【請求項6】  平板凸版と透明基板との間に、微小な
    ギャップを与えて印刷することを特徴とする請求項1な
    いし5のいずれか1項のカラーフィルタ製造方法。
  7. 【請求項7】  透明基板を載置するテーブルと、同テ
    ーブルの上方に配置され平板凸版を前記テーブルの上面
    に対向させて保持する印刷ヘッドとを具備し、前記テー
    ブルと印刷ヘッドを、前記テーブルの上面と平行な平面
    に沿って二次元的に相対移動可能かつ所定位置に位置決
    め可能に設けると共に、前記テーブルの上面と垂直な方
    向に移動可能かつ所定位置に位置決め可能に設けてなる
    カラーフィルタ製造装置。
  8. 【請求項8】印刷ヘッドに対し、3つの平板凸版が互い
    に独立して前記テーブルの上面と垂直な方向に所定量移
    動可能に取付けられていることを特徴とする請求項7の
    カラーフィルタ製造装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005250129A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Toppan Printing Co Ltd パターン形成方法及びパターン形成装置
JP2008006705A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 印刷装置

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JPH027001A (ja) * 1988-06-27 1990-01-11 Kyodo Printing Co Ltd 微細パターンの形成方法
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