JPH0496003A - カラーフィルターの製造方法 - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、カラーフィルターの製造方法に係り、特に
液晶カラーデイスプレィ装置のカラフィルタ−の製造に
適するカラーフィルターの製造方法に関する。

（従来の技術） 液晶カラーデイスプレィ装置は、カラー画像を表示する
ために、パネル前面に第５図に示すように、ガラス基板
（１）上に所定パターンのブラックマトリックスからな
る間隙部を有する光吸収膜（２）か形成され、その間隙
部に青、緑、赤からなる３色の着色インキ膜（３Ｂ）　
、　（３Ｇ）　、　（３Ｒ）か所定の配列で形成された
カラーフィルターか配置されている。

このカラーフィルターは、そのフィルター面か平坦であ
ることか必要であり、もしも平坦でないと、パネルの組
立て時にパネルの電極形成板あるいは偏光板などと重ね
合せたとき、それらの間に空隙かできたり、あるいはそ
れらの平行均一な貼着か不可能になる。またこのカラー
フィルター上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉ
ｄｅ）などの透明導電膜を形成する場合に均一に形成さ
れず、導電性が損なわれる。さらに、フィルター面に凹
凸があると、その凹凸による光拡散か生じ、光の透過性
が損なわれるなどの問題が生ずる。そのため、液晶カラ
ーデイスプレィ装置のカラーフィルターは、平坦に形成
することが望まれる。

このようなカラーフィルターの製造方法として、（イ）
特開昭６２−２８０８１号公報には、印刷法により基板
上に着色インキ膜を形成し、そのインキ膜中の溶剤を蒸
発させて乾燥状態にしたのち、剥離素材を介して、イン
キ膜を融点近くまで加熱しながら平坦化する方法か示さ
れている。

また、（ロ）特開昭６２−２８０８２号公報には、印刷
法により基板上に着色インキ膜を形成したのち、その着
色インキ膜をラッピングフィルムおよび懸濁液で研磨す
ることにより平坦化する方法か示されている。

さらに、（ハ）特開昭６２−２８０８４号公報には、印
刷法により基板上に着色インキ膜を形成し、そのインキ
膜か硬化する前にフィルムを重ねてプレスしたのち、電
子線あるいは紫外線を照射して硬化させ、その後、フィ
ルムを剥離することにより平坦化する方法か示されてい
る。

しかし、（イ）の製造方法については、印刷された３色
の着色インキ膜を乾燥状態に硬化したのちに、その３色
の着色インキ膜を同時に平坦化するため、３色の着色イ
ンキ膜か同じ膜厚となる。

しかし、カラーフィルターは、特性上３色の分光透過率
が規定されているので、３色の着色インキ膜を同じ膜厚
にすると、それぞれのインキ顔料の選定か難しくなる。

また、（ロ）の製造方法については、インキ膜を研磨す
るときの研磨速度の制御が難しく、所定の膜厚が得られ
にくい。さらに、（ハ）の製造方法については、印刷さ
れた着色インキ膜上にポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）フィルムを重ねるとき、そのフィルムが少しても
すれると、印刷された着色インキ膜のパターンが乱れ、
着色インキ膜に対してフィルムをずれないように重ねる
ことか難しい。しかも、上記各公報のカラーフィルター
の製造方法は、基板にインキ膜を印刷する工程のほかに
、そのインキ膜を平坦化する別工程か必要であり、製造
工程か複雑化するという問題がある。

（発明か解決しようとする課題） 上記のように、液晶カラーデイスプレィ装置に用いられ
るカラーフィルターは、平坦に形成することが必要であ
り、その製造方法として、印刷法により基板上に着色イ
ンキ膜を形成し、（イ）そのインキ膜を剥離素材を介し
て、インキ膜を融点近くまで加熱しながら平坦化する方
法、（ロ）研磨により平坦化する方法、（ハ）フィルム
を重ねてプレスしたのち、電子線あるいは紫外線を照射
して硬化させることにより平坦化する方法など、各種方
法かある。

しかし、これら方法は、いずれも問題点かある。

すなわち、（イ）の製造方法については、３色の着色イ
ンキ膜を同時に平坦化するため、３色の着色インキ膜か
同し膜厚となり、３色の分光透過率が規定されているカ
ラーフィルターでは、それぞれのインキ顔料の選定か難
しくなる。また、（ロ）の製造方法については、インキ
膜を研磨するときの研磨速度の制御か難しく、所定の膜
厚が得られにくい。さらに、（ハ）の製造方法について
は、インキ膜上にフィルムを重ねるとき、インキ膜に対
してフィルムをすれないように重ねることが難しい。し
かも、これら製造方法は、いずれも基板にインキ膜を形
成する工程のほかに、そのインキ膜を平坦化する工程か
必要であり、製造工程が複雑化するという問題がある。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
規定の分光透過率を備えるカラーフィルターを、着色イ
ンキの印刷の直後に平坦化することにより、簡単に形成
することができるカラーフィルターの製造方法を得るこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） カラーフィルターの製造方法において、フォトリソグラ
フィにより基板上に間隙部を有する所定パターンの光吸
収膜を形成したのち、印刷法によりその光吸収膜の間隙
部に着色インキ膜を形成し、その着色インキ膜か乾燥す
る以前に、その着色インキ膜のインキに対して親和性の
低いシート材により被覆されたローラを転動させて、着
色インキ膜を平坦化し、その後、その平坦化された着色
インキ膜を硬化させるようにした。

（作用） 上記のように、着色インキ膜が乾燥する以前に、その着
色インキ膜のインキに対して親和性の低いシート材によ
り被覆されたローラを転勤させると、印刷の直後に平坦
化することが可能となり、規定の分光透過率を備えるカ
ラーフィルターを簡単に製造することができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第３図にその一実施例に係るカラーフィルターの着色イ
ンキの印刷装置の概略構成を示す。この印刷装置は、い
わゆる平版オフセット校正機であり、基台（１０）の一
端部上にインキングローラ（１１）および着はローラ（
１２）などからなる着色インキ供給部（１３）か設けら
れ、他端部上にカラーフィルターの基体をなすガラス基
板（１４）を支持する印刷定盤（１５）および版定盤（
１６）を介して水なし平版（１７）か配置されている。

そして、その着色インキ供給部（１３）および版定盤（
１６）間を、プラン胴（１８）およびこのプラン胴（１
８）に隣接して外周面にポリエチレンテレフタレートを
ベースとしてシリコーンゴム（１９）を巻付けたゴムロ
ーラからなる平坦化ロラ（２０）を有する印刷機構（２
１）か往復移動する構造に形成されている。

カラーフィルターの製造は、まずガラス基板に所定パタ
ーンのブラックマトリックスからなる光吸収膜を形成す
る。

この光吸収膜は、フォトリングラフィ法により形成され
、第１図（ａ）に示すように、ガラス基板（１４）に黒
色感光性樹脂を塗布し乾燥して感光膜（２２）を形成し
、さらにその上にポリビニルアルコール（ＰＶＴ）から
なる酸素遮断膜（２３）を形成し、同（ｂ）に示すよう
に、その感光膜（２２）に上記ブラックマトリックスに
対応するネガパターンの形成された原版（２４）を酸素
遮断膜（２３）に介して密着露光し、その原版（２４）
のパターンを焼付ける。つぎに、その感光膜（２２）を
現像して、同（Ｃ）に示すように、未感光部を除去する
とともにＰＶＡを剥離して上記原版（２４）のパターン
に対応するパターンの光吸収膜（２７）が形成される。

つぎに、上記光吸収膜（２７）の形成されたガラス基板
（１４）を第３図に示した印刷装置の印刷定盤（１５）
上にセットして着色インキを印刷する。その着色インキ
としては、アルキッド樹脂やロジン変性フェノール樹脂
などを主成分とし、これを青、緑、赤顔料で着色し、さ
らに溶剤を添加して所定の粘度に調整したものが用いら
れる。

印刷は、まず印刷機構（２１）を版定盤（１６）方向に
往動して、印刷機構（２１）のプラン胴（１８）に水な
し平版（１７）上に塗布されている所定パターンの着色
インキ、たとえば青インキを転写する。その後、印刷定
盤（１５）上にガラス基板（１４）をセットする。

そして、印刷機構（２１）を復動して、第２図（ａ）に
示すように、上記印刷定盤（１５）上にセットされたガ
ラス基板（１４）の光吸収膜（２７）のブラックマトリ
ックスの所定の間隙部に、上記プラン胴（１８）に転写
された青インキを印刷し、この印刷とほとんど同時に、
同（ｂ）に示すように、上記プラン胴（１８）に隣接す
る平坦化ローラ（２０）の転勤により、上記光吸収膜（
２７）の所定の間隙部に印刷された青インキ膜（２９Ｂ
）を平坦化する。その後、印刷機構（２１）を版定盤（
１６）方向に往動させて、再度平坦化ロラ（２０）によ
り上記青インキ膜（２’ｌＢ）を平坦化する。

第４図にその印刷機構による青インキ膜（２９Ｂ）の平
坦化を示す。プラン胴（１８）により光吸収膜（２７）
の所定の間隙部に盛上がるように印刷された青インキ膜
（２９Ｂ）は、印線り直後の未乾燥状態のとき、印刷機
構の往復動による平坦化ローラ（２０）の２回の押圧に
より圧潰されて、良好に平坦化するこの平坦化された青
インキ膜（２９Ｂ＞は、その後加熱焼成して硬化させる
。

つぎに、第２図（ｃ）に示すように、上記青インキ（２
９Ｂ）の場合と同様の方法により、上記青インキ膜（２
９Ｂ）の印刷されたガラス基板（１４）の光吸収膜（２
７）のブラックマトリックスの所定の間隙部に緑インキ
膜（２９Ｇ）を印刷し、同（ｄ）に示すように、その緑
インキ膜（２９Ｇ）を平坦化する。その後、この平坦化
した緑インキ膜（２９Ｇ）を加熱焼成して硬化させる。

さらに、第２図（ｅ）に示すように、上記青インキ（２
９Ｂ）の場合と同様の方法により、上記前および緑イン
キ膜（２９Ｂ）　、　（２９Ｇ）の印刷されたガラス基
板（１４）の光吸収膜（２７）のブラックマトリックス
の所定の間隙部に赤インキ膜（２９Ｒ）を印刷し、同（
ｆ）に示すように、その赤インキ膜（２９Ｒ）を平坦化
する。その後、この平坦化した赤インキ膜（２９Ｒ）を
加熱焼成して硬化させる。

ところで、上記方法によりカラーフィルターを製造する
と、着色インキの印刷が水なし平版（１７）によるオフ
セット印刷法であるため、プラン胴（１８）のレベリン
グ作用により印刷される着色インキ膜の膜厚分布を±１
μｍ程度にすることができ、その後、外周面にポリエチ
レンテレフタレートをベースとしてシリコーンゴム（１
９）を巻付けた未乾燥着色インキに対して親和性の低い
平坦化ローラ（２０）を構成して、上記膜厚分布に印刷
された着色インキ膜（２９Ｂ）　、　（２９Ｇ）　、　
（２９Ｒ）が乾燥する以前に平坦化するため、各着色イ
ンキ膜（２９Ｂ）　、　（２９Ｇ）　。

（２９Ｒ）の膜厚分布を±０．３μ厘程度に均一かつ容
易に平坦化することができる。また、上記のように未乾
燥着色インキ膜（２９Ｂ）　、　（２９Ｇ）　、　（２
９Ｒ）に対して親和性の低い平坦化ローラ（２０）を構
成すると、これを印刷装置に配置して、着色インキの印
刷の直後に平坦化することができ、従来のカラーフィル
ターの製造方法のように、印刷と平坦化とを別工程でお
こなう必要がなく、従来より少ない工程で能率よくかつ
歩留りよくカラーフィルターを製造することができ、そ
の生産性を向上させることができる。

［発明の効果コ フォトリソグラフィにより基板上に間隙部を有する所定
パターンの光吸収膜を形成したのち、印刷法によりその
光吸収膜の間隙部に着色インキ膜を印刷し、その印刷さ
れた着色インキ膜か乾燥する以前に、この未乾燥の着色
インキ膜に対して親和性の低いシート材により被覆され
たローラを転動させて、上記印刷された着色インキ膜を
平坦化すると、その未乾燥の着色インキ膜に対して親和
性の低いシート材により被覆されたローラにより、印刷
された着色インキ膜が乾燥する以前に平坦化することか
ら、着色インキ膜を均一な膜厚分布を均一かつ容易に平
坦化することができ、しかも、このような平坦化ローラ
は、印刷装置に配置できるため、従来より少ない工程で
能率よくかつ高歩留りで所定の分光透過率を備えるカラ
ーフィルターを製造することができ、その生産性を向上
させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の詳細な説明図で、第１
図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれその一実施例であるカラー
フィルターのブラックマトリックスからなる光吸収膜の
形成方法を説明するための図、第２図（ａ）〜（ｆ）は
それぞれその着色インキ膜の形成方法を説明するための
図、第３図はその着色インキを印刷する印刷装置の概略
構成を示す図、第４図はそ・の印刷装置の平坦化ローラ
による印刷された着色インキの平坦化を説明するための
図、第５図は液晶カラーデイスプレィ装置に配置される
カラーフィルターの構成を示す図である。 １４・・・基板、　　　　　１５・・・印刷定盤、１６
・・・版定盤、　　　　１７・・・水なし平版、１８・
・・プラン胴、１９・・・シリコーンゴム、２０・・・
平坦化ローラ、　２１・・・印刷機構、２７・・・光吸
収膜、　　　２９Ｂ・・・青インキ膜、２９Ｇ・・・緑
インキ膜、　２９Ｉ？・・・赤インキ膜。 代理人　　弁理士　　大　胡　典　夫 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 フォトリソグラフィ法により基板上に間隙部を有する所
   定パターンの光吸収膜を形成する工程と、 印刷法により上記光吸収膜の間隙部に着色インキ膜を印
   刷する工程と、 上記印刷された着色インキ膜が乾燥する以前にこの未乾
   燥の着色インキ膜に対して親和性の低いシート材により
   被覆されたローラを転動させて上記着色インキ膜を平坦
   化する工程と、 上記平坦化された着色インキ膜を硬化させる工程とを有
   することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。