JPH07168013A

JPH07168013A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH07168013A
Application number: JP31094093A
Authority: JP
Inventors: Takuya Yoshimi; 琢也吉見; Yasutoshi Tasaka; 泰俊田坂; Yoji Suzuki; 洋二鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】凹版印刷技術によるカラーフィルタの製造方
法に関し、高性能化を目的とする。【構成】凹版３の表面の凹部４に盛り付けインク71を
形成する。表面疎インク性ローラ11を、凹版３の表面に
沿って転動せしめ、凹部４内に充填インク７を形成させ
る。その充填インク７をガラス基板に印刷する。盛り付
けインク71の形成手段として、ドクターブレードを使用
する方法、オフセット印刷またはスクリーン印刷を繰り
返す積層方法、ディスペンサを使用する方法を提案す
る。さらに、凹版凹部４のインク離れを良くするため少
なくとも凹部４内には、シリコンまたはふっ素を主成分
とし充填インク７の接着力が、充填インク７と該ブラン
ケットとの接着力より小さい薄膜層の形成を提案する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は凹版印刷技術を利用した
カラーフィルタの製造方法、特に、着色樹脂インクの印
刷パターンを正確かつ均一厚さにする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】凹版印刷技術を利用し、ガラス基板に着
色樹脂パターンを形成した従来のカラーフィルタは、樹
脂パターンに対応する凹部を形成した凹版の該凹部に透
光性の顔料分散樹脂インクを充填し、その充填インクを
ガラス基板に転写（印刷）し硬化処理してなる。

【０００３】基体にガラスまたは銅等を使用した従来の
凹版は、一般にエッチングにてインク充填凹部を表面に
形成し、その表面の保護および凹部からのインク離れを
よくするため、クロムやニッケル等のめっき層を形成す
る。

【０００４】凹版凹部にインクを充填させる方法は、一
般に版表面の端部にインクを載せ、ドクターブレードを
使用し凹部に充填させると共に、余分のインクをドクタ
ーブレードで版外に掻き落とす。

【０００５】赤（Ｒ),青（Ｇ),緑（Ｂ）の３色にてなる
多数の着色パターンをガラス基板に形成した液晶表示パ
ネル用カラーフィルタは、その着色パターンの配列によ
って多数の同色パターンが直線状に連通するストライプ
配列、多数の同色パターンが分散するトライアングル配
列およびモザイク配列が知られており、印刷技術を利用
したカラーフィルタの製造方法は、染色方法や電着方法
およびフォトリソ技術を利用した製造方法より、特に生
産性に優れることで注目されている。

【０００６】図８はカラーフィルタの構成例の説明図、
図９は従来の印刷方式によるカラーフィルタの製造方法
の説明図である。図８において、(イ) のカラーフィルタ
１はガラス基板２に直線状の着色パターンＲ，Ｇ，Ｂを
交互に形成したストライプ配列、(ロ) のカラーフィルタ
１′は多数の着色パターンＲ′，Ｇ′，Ｂ′が三角形の
コーナに位置するようにしたトライアングル配列、(ハ)
のカラーフィルタ１″は多数の着色パターンＲ′，
Ｇ′，Ｂ′の同色のものが隣合わさないようにしたモザ
イク配列である。

【０００７】図９において、(ニ) は(イ) に示すインク充
填用凹部の断面図、(ホ) は(ハ) に示す充填インクの断面
図、(ヘ) は充填インクをブランケットに転写させたとき
の凹部内インク残りの説明図である。

【０００８】図９(イ),(ロ),(ハ) において、凹版３の表面
には着色パターンＲ，Ｇ，Ｂ（またはＲ′，Ｇ′，
Ｂ′）に対応するインク充填用凹部４を形成し、凹部４
の端部に載せた顔料分散樹脂インク51は、凹版３の表面
に沿って移動するドクターブレード６によってその一部
５が凹部４内に充填され、該充填によって余ったインク
は除去（掻き落と）されるようになる。

【０００９】しかし、粘性を有する樹脂インク51をドク
ターブレード６によって凹部４に充填せしめたとき、凹
部４内インク５の表層部はドクターブレード６により引
っ張られるため、図９(ハ),(ホ) に示す如く充填インク５
の表面は、凹版３の表面より窪んで（量不足）凹凸（厚
さむら）ができるのみならず、充填インク５をフィルタ
基板に印刷するためブランケットに転写させたとき、図
９(ヘ) に示す如く、一般に深さが５〜10μm 程度の凹部
４内には、充填インク５の一部（半分程度）５′が取り
残されるようになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
ドクターブレード６を使用した従来方法において、凹版
凹部４に充填されたインク５は、量が不均一に不足し，
表面に凹凸が生じ，ブランケットに転写させたとき一部
５′が取り残され，該取り残されに伴う糸引きが生じる
ようになる。

【００１１】そのため、フィルタ基板（ガラス基板）に
印刷されたインクパターンは、そのパターン形状が崩
れ，厚さむらが生じ、そのようなカラーフィルタを使用
した液晶表示パネルは、色むらを生じ，カラーフィルタ
の上にパターン形成した透明電極が断線され易いという
問題点があった。

【００１２】さらに、充填インク５が凹部４内から離れ
易くするため、凹版３の表面にニッケルめっきやクロム
めっきを施した提案もなされたが、このようなめっき層
の表面には微細な凹凸ができるため、充填インク５の版
離れが確実に行われず、凹部４内の取り残しを皆無にで
きなかった。

【００１３】なお、前記従来方法と同じく版凹部４の端
にインク51を載せ、後述するように本発明方法における
疎インク性ローラ11 (図１参照）をドクターブレード６
に代えて使用し、インク51の余分なものを取り除く方法
も考えられる。

【００１４】しかし、従来方法において版凹部４の端に
載せたインク51の量が多過ぎる、即ちインク51の量は充
填インク５の数倍程度（一般に倍程度）を必要とする
ため、疎インク性ローラをもってしてもインク51を弾き
切れず、ドクターブレード６を使用したときより充填イ
ンク５の状態（窪みと凹凸）が悪くなり、かつ、凹版３
の表面の広範囲に渡ってインク51の一部が厚さ１μm 以
上の膜状に被着し、その膜状被着物がブランケットに転
写されガラス基板を汚染するようになる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明方法の基本
構成の説明図である。図１(イ) および(ホ) において、凹
版３の凹部４には、例えば１０μm 程度盛り上がるよう
に盛り付けインク71を形成する。

【００１６】図１(ロ) において、11はシリコンゴムまた
はクロム錯体を塗布する等により表面が疎インク性（イ
ンク71と馴染み難い性質）のローラであり、インク71が
盛り付けされた凹版３の表面に沿ってローラ11を転動せ
しめると、図１(ハ) および(ヘ) に示すように、凹部４に
インク７を隙間なく均一に充填させると共に、インク71
の余分なインク71′は凹版３の表面からきれいに除去さ
れるようになる。

【００１７】その結果、インク７をガラス基板に印刷
(転写) したインクパターンは、部分的なインク不足を
生じることなく厚さが均一になる。図１(ニ) および(ト)
において、インク充填用凹部４を形成した凹版31の表面
には、特に凹部４内に被着するようにインク転写用ブラ
ンケットよりインク接着力が小さい層32、例えばシリコ
ンを主成分とした薄膜またはふっ素を含む薄膜の層32を
被着させる。

【００１８】シリコンを主成分とした薄膜層32は、例え
ばその希釈液をスピンコートで塗布したのち熱処理で焼
付けし、ふっ素を含む薄膜層32は、例えばＣＶＤ法で形
成する。

【００１９】このような凹版31は、その凹部４に充填さ
せたインクのインク離れがよくなり、殆ど凹部４内に残
らないようになるため、従来方法における糸引きがなく
なり、ガラス基板に印刷 (転写) したときそのインクパ
ターンは、図１(ハ),(ヘ) に示す充填インク７の印刷よ
り、一層、正確になる。

【００２０】

【作用】上記手段によれば、凹版凹部４に盛り付けイン
ク71を形成したのち、表面疎インク性ローラ11を使用
し、凹部４にインク７を充填させると共にインク71の余
分なものを除去し、しかるのちインク７をガラス基板に
印刷しカラーフィルタを製造する。

【００２１】かかるカラーフィルタの製造方法におい
て、インク71は従来のインク51より少なくて済む、即ち
インク51の量が充填インク５の数倍であるのに対し、イ
ンク71の量は充填インク７の1.５〜２倍程度以下で済
む。

【００２２】そのため、インク71の一部がローラ11の表
面に被着することに伴うインク７の表層部の窪み、およ
びインク71の一部が凹版３の表面に被着する製造上の不
都合は、回避できるようになる。

【００２３】因みに、ローラ11によってインク71の一部
が凹版３の表面に被着するが、その不要インク被着領域
と厚さは、凹部４のローラ11移動端側の狭い領域に厚さ
１μm 以下であり、ブランケットに殆ど転写されない。

【００２４】さらに、凹部４内にインク接着力の小さい
層32を被着させる前記手段によれば、薄膜または弗素を
含む薄膜の層32を被着させることによって、凹部内充填
インク５は、その全量がブランケットに転写されるよう
になり、ガラス基板に印刷された印刷パターンは形状が
正確かつ均等厚さとなり、透過光の色むらをなくすこと
になる。

【００２５】

【実施例】図２は本発明方法により版凹部に盛り付けイ
ンクを形成する実施例の説明図（その１）、図３は本発
明方法により版凹部に充填インクを形成する実施例の説
明図、図４は本発明方法により版凹部に盛り付けインク
を形成する実施例の説明図（その２）、図５は本発明方
法により版凹部に盛り付けインクを形成する実施例の説
明図（その３）、図６は本発明方法により版凹部に盛り
付けインクを形成する実施例の説明図（その４）、図７
は本発明方法により凹版表面にインク離れ用薄膜を形成
した実施例の説明図である。

【００２６】図２(イ) において、画素ストライプ配列用
凹版３の凹部４に対応する凹部62が形成されたドクター
ブレード61を準備する。一般に幅ｗが 100μm 程度で深
さｄが５〜10μm である凹部４に対し、幅ｗと同程度の
開口幅の半円形凹部62の深さｄ′は10μm 程度とする。

【００２７】そこで、図２(ロ) に示すように線状凹部４
の端部に顔料分散樹脂インク51を載せたのち、図２(ハ)
に示すようにドクターブレード61を凹版３の表面に沿っ
て凹部４の長さ方向に移動させる。ただし、ドクターブ
レード61の凹部62が凹部４と一致するように、ドクター
ブレード61を位置決めする。

【００２８】その結果、図２(ニ) に示す如く凹版３に
は、その凹部４に盛り上がる盛り付けインク71が形成さ
れる。そこで、図３(イ) に示すように、表面疎インク性
（インクを弾く性質のシリコンゴムまたはクロム錯体を
塗布した）ローラ11を、凹版３の表面に沿って凹部４の
長さ方向に移動せしめると、図３(ロ) に示すように、凹
版３の凹部４には隙間なくインク７が充填される。

【００２９】このような充填インク７は、図示しないブ
ランケットに転写して所定のガラス基板（カラーフィル
タ基板）に印刷し焼付けするが、赤，緑，青の３色の透
光性樹脂の連通パターンＲ，Ｇ，Ｂが形成されてなるカ
ラーフィルタ１（図８(イ) 参照）は、図２と図３を用い
て説明した工程を色別に３回繰り返して完成し、カラー
フィルタ１′および１″はそれぞれの着色パターンに合
わせた凹版を使用し、カラーフィルタ１と同様に製造さ
れる。

【００３０】図４は、版凹部４の盛り付けインク71を積
層法で形成させる実施例であり、図４(イ) に示すよう
に、凹版３の凹部４には第１層目のインク層71_-1を、例
えばオフセット印刷法またはスクリ−ン印刷法で被着さ
せたのち、図４(ロ) に示すように、インク71_-1の上にイ
ンク71_-1層と同一方法によって第２層目のインク層71_-2
を被着させる。

【００３１】しかるのち、インク層71_-1と同一方法によ
って第３層目以降のインク層を順次積層、例えば第５層
目を積層させると図４(ハ) に示す如く、凹版３の凹部４
には版３の表面より盛り上がったインク71が形成され
る。

【００３２】このように積層形成したインク71は、図２
を用いて説明したインク71と同様に、ローラ11を用いて
余分なインクを掻き落としたのち、所定のガラス基板に
印刷して焼成し、その操作を３回繰り返して図８に示す
カラーフィルタ１,1′,1″が製造されることになる。

【００３３】図５は水無し平版オフセット印刷技術を利
用し、凹版凹部４に充填インク７を積層形成する方法で
あり、図５(イ) に示す如く表面にシリコンゴム82を被着
した水無し平版81には、凹版凹部に対応する凹部83を形
成し、凹部83を形成し平板81の表面に沿って、着色樹脂
インク86を表面に被着させたローラ85を移動させる。

【００３４】その結果、図５(ロ) に示す如く平板凹部83
には、樹脂インク86の一層目86_-1が充填されるようにな
る。そこで、平版81の表面に沿ってブランケット87を転
動させると、ブランケット87の表面には図５(ハ) に示す
如く、インク86_-1が転写されるようになる。

【００３５】次いで、ブランケット87を凹版３に対して
位置決めし、凹版３の表面に沿ってブランケット87を移
動させると図５(ニ) に示す如く、ブランケット77の表面
に被着したインク86_-1は凹版３の凹部４に印刷（転写）
される。

【００３６】図５(イ) 〜(ニ) を用いて説明した工程を複
数回、例えば５回繰り返すことによって、図５(ホ) に示
す如く、凹版３の凹部４に盛り上がるインク71が形成さ
れるようになり、そのインク71は、図２を用いて説明し
たインク71と同様に、ローラ11を用いて余分なインクを
掻き落としたのち、所定のガラス基板に印刷して焼成
し、その操作を３回繰り返して図８に示すカラーフィル
タ１,1′,1″が製造されることになる。

【００３７】図６において、91は樹脂インクを滴下する
ディスペンサであり、ディスペンサ91は図６(ロ) に示す
如く、圧力調整器92を通過した不活性ガス93によって加
圧される樹脂インク73を収容したシリンジ94より垂下
し、シリンジ94内の圧力を大気圧より適当に大きくする
と、ディスペンサ91より樹脂インク73が滴下する。

【００３８】そこで、シリンジ94内の圧力を適当に調整
してディスペンサ91からのインク滴下量を制御し、図６
(イ) に示す如くディスペンサ91を凹版凹部４に沿って移
動させると、凹部４には、盛り上がりインク71が形成さ
れるようになる。

【００３９】かかるインク71は、図２を用いて説明した
インク71と同様に、ローラ11を用いて余分なインクを掻
き落としたのち、所定のガラス基板に印刷して焼成し、
その操作を３回繰り返して図８に示すカラーフィルタ
１,1′,1″が製造されることになる。

【００４０】図７(イ) において、凹版３の表面には、イ
ンク充填用凹部４を形成したのち、図７(ロ) に示す如
く、凹部４の内面を含む凹版表面に、充填インク転写用
ブラケット95の表面よりインク離れのよい薄膜層32、例
えばシリコンを主成分とした物質またはふっ素を主成分
とした物質の薄膜層32を形成する。

【００４１】シリコンを主成分とした薄膜層32の形成例
は、シリコン樹脂をキシレンで希釈した溶液(20cp)をス
ピンコートで凹版３の表面に塗布したのち、オーブンで
200℃，１時間の熱処理を行って焼付けする。その実施
例において薄膜層32の厚さは0.３μm 程度である。

【００４２】ふっ素を主成分とした薄膜層32の形成例
は、ガラスを基体とした凹版３の表面にＣＦ₄のプラズ
マ処理、例えばＣＦ₄ガスの流量を 270sccm, ＲＦ出力
を 500ｗとして放電を行い、40分間ＣＦ₄のプラズマ処
理を行う。その実施例において薄膜層32の厚さは0.１μ
m 程度以下である。

【００４３】かかる薄膜層32を形成した凹版３の凹部４
にインクを盛り上げし、その盛り上げインク(71)の余分
なものを疎インク性ローラ(11)を除くと図７(ハ) に示す
ように、凹部４には充填インク71が形成されるようにな
る。

【００４４】そこで、図７(ニ) に示すようにインク71を
印刷用ブランケット95を転写させると、インク71はきれ
いに凹部４から取り出されようになり、そのようなイン
ク71をガラス基板に印刷して焼成し、その操作を３回繰
り返して作成したカラーフィルタ１,1′,1″（図８参
照）は、薄膜層32を形成しない凹版を使用したときより
印刷パターンが正確、かつ、均一厚さに製造される。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法によるカ
ラーフィルタは、印刷形成した着色樹脂パターンが正確
かつ均質化し、カラー液晶表示パネルに使用したとき、
表示品質が向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の基本構成の説明図

【図２】版凹部に盛り付けインクを形成する実施例の
説明図（その１）

【図３】版凹部に充填インクを形成する実施例の説明
図

【図４】版凹部に盛り付けインクを形成する実施例の
説明図（その２）

【図５】版凹部に盛り付けインクを形成する実施例の
説明図（その３）

【図６】版凹部に盛り付けインクを形成する実施例の
説明図（その４）

【図７】凹版表面にインク離れ用薄膜を形成した実施
例の説明図

【図８】カラーフィルタの構成例の説明図

【図９】従来の印刷方式によるカラーフィルタの製造
方法の説明図

【符号の説明】

３，３１凹版４凹版のインク充填凹部７凹版凹部の充填インク１１表面が疏インク性のローラ３２充填インクの凹部離れを容易にする薄膜層６１ドクターブレード６２ドクターブレードの盛り付けインク形成用欠部７１盛り付けインク８７オフセット印刷用ブランケット９１樹脂インク滴下用ディスペンサ９５凹版の充填インクをガラス基板に転写（印刷）さ
せるブランケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性着色樹脂インクの凹版印刷でガラ
ス基板に着色パターンを形成するに際し、該凹版(3) の表面に形成したインク充填凹部(4) には、
該凹版(3) の表面よりほぼ均一高さに盛り上がる盛り付
けインク(71)を形成し、表面が疎インク性のローラ(11)を該凹版(3) の表面に沿
って移動せしめて該盛り付けインク(71)の盛り上がり部
分を除去したのち、該凹部(4) 内の充填インク(7) を該ガラス基板に印刷す
ること、を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】請求項１記載の盛り付けインク(71)の形
成に際し、該盛り付けインク(71)の形成に十分な量の前記透光性着
色樹脂インクを前記凹版(3) の表面に供給したのち、該凹版(3) の前記インク充填凹部(4) に対応する欠部(6
2)を設けたドクターブレード(61)を該凹版(3) の表面に
沿って移動せしめて該供給インク(71)の余分なものを除
去すること、を特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方
法。
【請求項３】請求項１記載の盛り付けインク(71)の形
成に際し、前記透光性着色樹脂インクのオフセット印刷またはスク
リーン印刷を繰り返す積層印刷により形成させること、を特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方
法。
【請求項４】請求項１記載の盛り付けインク(71)の形
成に際し、ディスペンサ(91)を使用し該ディスペンサ(91)から滴下
する前記透光性着色樹脂インクの滴下量を制御するこ
と、を特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方
法。
【請求項５】凹版(31)の凹部(4) に充填した充填イン
ク(7) をブランケット(95)を使用しガラス基板に印刷す
るのに際し、該凹版凹部(4) の表面には、シリコンを主成分とし該充
填インク(7) の接着力が、該充填インク(7) と該ブラン
ケット(95)との接着力より小さい薄膜層(32)を形成させ
ること、を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】請求項１記載の盛り付けインク(71)の形
成に際し、前記凹版(3) の凹部(4) の表面には、請求項５記載の薄
膜層(32)を形成し、該凹部(4) に充填した充填インク
(7) をブランケット(95)を使用しガラス基板に印刷する
こと、を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】凹版(31)の凹部(4) に充填した充填イン
ク(7) をブランケット(95)を使用しガラス基板に印刷す
るのに際し、該凹版凹部(4) の表面には、ふっ素を主成分とし該充填
インク(7) の接着力が、該充填インク(7) と該ブランケ
ット(95)との接着力より小さい薄膜層(32)を形成させる
こと、を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】請求項１記載の盛り付けインク(71)の形
成に際し、前記凹版(3) の凹部(4) の表面には、請求項６記載の薄
膜層(32)を形成し、該凹部(4) に充填した充填インク
(7) をブランケット(95)を使用しガラス基板に印刷する
こと、を特徴とするカラーフィルタの製造方法。