JPH07281017A - カラーフィルタの製造システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ディスプレイ等のフラットディスプレ
イ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセンサ等
に用いる高精度のカラーフィルタを低い製造コストで、
かつ高いスループットで製造することのできるカラーフ
ィルタの製造システムを提供する。 【構成】 第１乃至第ｎのオフセット印刷機に、それぞ
れ順に第１色用乃至第ｎ色用の凹版を載置するととも
に、第１色目乃至第ｎ色目のインキを使用し、同一の基
板が第１のオフセット印刷機から第ｎのオフセット印刷
機へインキ硬化工程を経ることなく順次載置して印刷を
行い、同一基板上にｎ色のインキを印刷し、この際、ｎ
色のインキを全て定常流粘度が１００〜１８００poise
、複素弾性率が５５０００dyne／cm² 以下の範囲と
し、オフセット印刷機のブランケットを、臨界表面張力
が１０〜２３dyne/cm 、粘弾性 tanδが０．０５〜０．
２５の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタの製造シ
ステムに係り、特に液晶ディスプレイ等に用いられるカ
ラーフィルタの製造システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、モ
ノクロあるいはカラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が
注目されている。カラーの液晶ディスプレイには、３原
色の制御を行うためにアクティブマトリックス方式およ
び単純マトリックス方式とがあり、いずれの方式におい
てもカラーフィルタが用いられている。そして、液晶デ
ィスプレイは、構成画素部を３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と
し、液晶の電気的スイッチングにより３原色の各光の透
過を制御してカラー表示が行われる。

【０００３】このカラーフィルタは、透明基板上にＲ，
Ｇ，Ｂの各着色パターンからなる着色層と、各画素の境
界部分に位置するブラックマトリックスと、保護層およ
び透明電極層とを備えている。

【０００４】従来、カラーフィルタの製造方法として
は、染色基材を塗布し、フォトマスクを介して露光・現
像して形成したパターンを染色する染色法、感光性レジ
スト内に予め着色顔料を分散させておき、フォトマスク
を介して露光・現像する顔料分散法、あるいは印刷イン
キで各色を印刷する印刷法、基板上の導電膜をフォトマ
スクを介して露光してパターニングし、電気泳動的に着
色層を形成する電着法等が挙げられる。そして、液晶カ
ラーテレビやコンピュータ用液晶表示体のように大衆性
が求められる製品では、品質と共にその価格の低廉化が
最も大きな問題であり、このため製造コストの低減が望
まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
カラーフィルタの製造方法では、印刷法を除いていずれ
もフォトプロセスが繰り返し用いられるため、大面積の
カラーフィルタを製造する場合には大型露光装置が多数
必要となり、製造コストが高く、またスループット（処
理速度）が低いという問題があった。

【０００６】また、従来の印刷法はフォトプロセス工程
がなく、上記の他の方法に比べて工程が簡略であること
から製造コスト低減が期待されていたが、品質が劣り薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）型液晶ディスプレイには用い
ることができず、また製造時の良品歩留まりが低く、期
待されたほどの製造コスト低減が得られなかった。さら
に、従来の印刷法、例えば凹版に保持されたインキをブ
ランケットに転移し、その後、基板に転移してＲ，Ｇ，
Ｂの３色からなる着色層を形成する凹版オフセット印刷
では、１色のインキを基板上に印刷する度にインキを硬
化させる必要があり工程が煩雑であった。これは、基板
上に既に転移され未硬化状態にあるインキ上にブランケ
ットが接触すると、基板上のインキがブランケットに再
付着してしまい、高精度の印刷を安定して行うことがで
きないからである。

【０００７】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、液晶ディスプレイ等のフラットディス
プレイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセン
サ等に用いる高精度のカラーフィルタを低い製造コスト
で、かつ高いスループットで製造することのできるカラ
ーフィルタの製造システムを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は定常流粘度が１００〜１８００pois
e 、複素弾性率が５５０００dyne／cm² 以下の範囲にあ
るｎ（ｎは２以上の整数）色のインキを準備し、凹版載
置用の版定盤と、基板載置用のワーク定盤と、臨界表面
張力が１０〜２３dyne/cm 、粘弾性 tanδが０．０５〜
０．２５の範囲にあるブランケットを装着したブランケ
ット胴とを備えたオフセット印刷機をｎ（ｎは２以上の
整数）台並列配置するとともに、前記第１乃至第ｎのオ
フセット印刷機にそれぞれ順に第１色用乃至第ｎ色用の
凹版を載置し、前記第１のオフセット印刷機に基板を載
置し、前記インキのうち第１色目のインキを用いて、前
記基板上に第１色目のインキを印刷し、次に、前記第２
のオフセット印刷機に第１色目のインキが印刷された前
記基板をインキ未硬化の状態で移し替えて載置し、前記
インキのうち第２色目のインキを用いて、前記基板上に
第２色目のインキを印刷し、この操作をｎ色目まで繰り
返して同一基板上にｎ色のインキを印刷し、その後、前
記基板上の各色のインキを同時硬化してｎ色からなる着
色層を前記基板上に形成するような構成とした。

【０００９】

【作用】第１乃至第ｎのオフセット印刷機には、それぞ
れ順に第１色用乃至第ｎ色用の凹版が載置されるととも
に、第１色目乃至第ｎ色目のインキが使用され、同一の
基板が第１のオフセット印刷機から第ｎのオフセット印
刷機へインキ硬化工程を経ることなく順次載置されて印
刷が行われ、これにより同一基板上にｎ色のインキが印
刷され、この際、ｎ色のインキは全て定常流粘度が１０
０〜１８００poise 、複素弾性率が５５０００dyne／cm
² 以下の範囲にあり、オフセット印刷機のブランケット
は、臨界表面張力が１０〜２３dyne/cm 、粘弾性 tanδ
が０．０５〜０．２５の範囲にあるため、既に基板上に
印刷され未硬化状態にあるインキが次のオフセット印刷
機のブランケットに再付着することはなく、これによ
り、１色の印刷が終了する度にインキを硬化させること
なく連続して同一基板上にｎ色からなるインキを印刷し
た後、一度に各色のインキを硬化させて着色層を基板上
に形成することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明により製造されたカラーフ
ィルタを用いたアクティブマトリックス方式による液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の一例を示す斜視図であり、図
２は同じく概略断面図である。図１および図２におい
て、ＬＣＤ１はカラーフィルタ１０と透明ガラス基板２
０とをシール部材３０を介して対向させ、その間に捩れ
ネマティック（ＴＮ）液晶からなる厚さ約５〜１０μｍ
程度の液晶層４０を形成し、さらにカラーフィルタ１０
と透明ガラス基板２０の外側に偏光板５０，５１が配設
され構成されている。

【００１１】図３はカラーフィルタ１０の拡大部分断面
図であり、カラーフィルタ１０は透明基板１３上に黒色
レリーフ、金属薄膜等からなるブラックマトリックス１
４を形成したブラックマトリックス基板１２と、このブ
ラックマトリックス基板１２上のブラックマトリックス
１４間に形成された着色層１６と、ブラックマトリック
ス１４と着色層１６を覆うように設けられた保護層１８
および透明共通電極１９とを備えている。このカラーフ
ィルタ１０は、透明共通電極１９が液晶層４０側に位置
するように配設されている。そして、着色層１６は赤色
パターン１６Ｒ、緑色パターン１６Ｇおよび青色パター
ン１６Ｂからなり、各着色パターンの配列は図１に示さ
れるようにモザイク配列となっている。尚、着色パター
ンの配列はこれに限定されるものではなく、三角配列、
ストライプ配列等としてもよい。

【００１２】また、透明ガラス基板２０上には表示電極
２２が各着色パターン１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応す
るように設けられ、各表示電極２２は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）２４を有している。また、各表示電極２２間
にはブラックマトリックス１４に対応するように走査線
（ゲート電極母線）２６ａとデータ線２６ｂが配設され
ている。

【００１３】このようなＬＣＤ１では、各着色パターン
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが画素をなし、偏光板５１側か
ら照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極を
ＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶層４０がシャッタとして
作動し、各着色パターン１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂのそれ
ぞれの画素を照射光が透過してカラー表示が行われる。

【００１４】カラーフィルタ１０の透明基板１３として
は、石英ガラス、低膨脹ガラス、ソーダライムガラス等
の可撓性のないリジット材、あるいは透明樹脂フィル
ム、光学用樹脂板等の可撓性を有するフレキシブル材を
用いることができる。この中で特にコーニング社製７０
５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定
性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガ
ラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであ
るため、アクティブマトリックス方式によるＬＣＤ用の
カラーフィルタに適している。

【００１５】次に、上記のカラーフィルタを例に本発明
の製造システムについて説明する。図４および図５は、
本発明のカラーフィルタの製造システムを説明するため
のである。図４において、まず、第１のオフセット印刷
機Ｍ₁ 、第２のオフセット印刷機Ｍ₂ および第３のオフ
セット印刷機Ｍ₃ を並列配置する。ここで、各オフセッ
ト印刷機は、凹版載置用の版定盤、基板載置用のワーク
定盤およびブランケット胴を備えたオフセット印刷機で
ある。この場合、システム内の流れは、図中の矢印で示
された方向である。そして、第１のオフセット印刷機Ｍ
₁ の工程の流れ上流側には、透明基板を搬送装置６２に
供給するためのローダ６１が配設され、また、各オフセ
ット印刷機の間にはバッハー装置６３，６３が設けられ
ている。さらに、第３のオフセット印刷機Ｍ₃ の工程の
流れ下流側にはアンローダ６４が配設されている。上記
の搬送装置６２には、複数の搬送部材６５が設けられ、
この搬送部材６５は、上記のローダ６１から供給された
透明基板１３を保持した状態で搬送装置６２上を図中矢
印方向に移動し、所定位置で停止してオフセット印刷機
Ｍ₁ のワーク定盤上に載置する。さらに、搬送装置６２
と搬送部材６５は、第１のオフセット印刷機Ｍ₁ →バッ
ハー装置６３→第２のオフセット印刷機Ｍ₂間、第２の
オフセット印刷機Ｍ₂ →バッハー装置６３→第３のオフ
セット印刷機Ｍ₃ 間、および第３のオフセット印刷機Ｍ
₃ →アンローダ６４間における透明基板１３の搬送を行
うものである。

【００１６】次に、第１のオフセット印刷機Ｍ₁ に、第
１色用の凹版Ｐ₁ と予めブラックマトリックス１４が形
成された透明基板１３を載置し、凹版Ｐ₁ の凹部に第１
色目のインキ（例えば、赤インキＲ）を充填する。その
後、凹版Ｐ₁ 上にブランケット胴Ｂ₁ を回転接触させて
ブランケット上にインキを転移させ、次に、透明基板１
３上にブランケット胴Ｂ₁ を回転接触させて、透明基板
１３上の赤色パターン１６Ｒを形成すべき位置に第１色
目のインキＲを印刷する（図５（Ａ）に示される状
態）。

【００１７】次に、第２のオフセット印刷機Ｍ₂ に第２
色用の凹版Ｐ₂ を載置し、この凹版Ｐ₂ の凹部に第２色
目のインキ（例えば、緑インキＧ）を充填するととも
に、上記のようにして第１色目のインキ（赤インキＲ）
が印刷された透明基板１３を搬送装置６２により移し替
えて載置する。この時、透明基板１３上の第１色目のイ
ンキ（赤インキＲ）は未硬化状態にある。その後、凹版
Ｐ₂ 上にブランケット胴Ｂ₂ を回転接触させてブランケ
ット上にインキを転移させ、次に、透明基板１３上にブ
ランケット胴Ｂ₂ を回転接触させて、透明基板１３上の
緑色パターン１６Ｇを形成すべき位置に第２色目のイン
キＧを印刷する（図５（Ｂ））。この際、ブランケット
胴Ｂ₂ のブランケットと、透明基板１３上に既に転移さ
れ未硬化状態にある第１色目のインキ（赤色インキＲ）
とが接触する。しかし、本発明のシステムでは、後述す
るようなブランケットおよびインキを使用しているた
め、第１色目のインキがブランケットに再付着（バック
トラップ）することはない。

【００１８】さらに、第３のオフセット印刷機Ｍ₃ に第
３色用の凹版Ｐ₃ を載置し、この凹版Ｐ₃ の凹部に第３
色目のインキ（例えば、青インキＢ）を充填するととも
に、上記のようにして第１色目のインキ（赤インキＲ）
および第２色目のインキ（緑インキＧ）が印刷された透
明基板１３を搬送装置６２により移し替えて載置する。
この時、透明基板１３上の第１色目および第２色目のイ
ンキは未硬化状態にある。その後、凹版Ｐ₃ にブランケ
ット胴Ｂ₃ を回転接触させてブランケット上にインキを
転移させ、次に、透明基盤３上にブランケット胴Ｂ₃ を
回転接触させて、透明基板１３上の青色パターン１６Ｂ
を形成すべき位置に第３色目のインキＧを印刷する。こ
の際にも、ブランケット胴Ｂ₃ のブランケットと、透明
基板１３上に既に転移され未硬化状態にある第１色目お
よび第２色目のインキとが接触するが、ブランケットに
再付着（バックトラップ）することはない。

【００１９】そして、３色のインキ（赤色インキ、緑色
インキおよび青色インキ）が転移された後に、３色のイ
ンキを同時に硬化させることにより着色層１６を形成す
ることができる。

【００２０】上述のように、本発明は既に基板上に転移
され未硬化状態にあるインキが再度ブランケットに付着
するバックトラップを０％に抑えることにより、１色の
印刷が終了する度にインキを硬化させることなく連続し
て同一基板上に所定の色数からなるインキを印刷した
後、一度に各色のインキを硬化させて着色層１６を基板
上に形成することができる。

【００２１】また、オフセット印刷機を複数並列配置し
ておき、１台のオフセット印刷機における印刷が終了す
ると、ただちに基板を次のオフセット印刷機に移して他
の色のインキによる印刷を行うことができるため、短時
間に所定の色数からなる印刷を行うことができる。

【００２２】上記のようにして着色層１６を形成した
後、保護層１８を形成する。保護層１８は、カラーフィ
ルタ１の表面平滑化、信頼性の向上および液晶ディスプ
レイ（ＬＣＤ）において使用する際の液晶層への汚染防
止等を目的とするものであり、アクリル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の透明樹脂、あるいは二
酸化ケイ素等の透明無機化合物等を用いて形成すること
ができる。このような保護層の厚さは０．５〜５０μｍ
程度が好ましい。

【００２３】また、透明共通電極１９としては、酸化イ
ンジウムスズ（ＩＴＯ）膜等を用いることができる。Ｉ
ＴＯ膜は蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法によ
り形成することができ、厚さは２００〜２０００Å程度
が好ましい。

【００２４】本発明では、上記の凹版からブランケット
胴へのインキ転移時のブランケット胴移動速度ｖと、ブ
ランケット胴上のインキを透明基板１３上に転移する時
のブランケット胴移動速度Ｖとを、ｖ≦Ｖとなることを
条件に、ｖは１〜３００mm／sec 、Ｖは１〜３００mm／
sec の範囲で設定することができる。特に、ｖは１０〜
１００mm／sec 、Ｖは１００〜３００mm／sec の範囲が
好ましい。このようにブランケット胴移動速度を設定す
ることにより、凹版からブランケット胴へのインキ転
移、およびブランケット胴から透明基板上へのインキ転
移が共にほぼ１００％となる。

【００２５】また、本発明では、凹版の凹部の深さ（版
深）は５〜１０μｍ程度とすることが好ましい。そし
て、所定の厚みでインキをブランケット胴上に転移する
には、版深を大きくする程、ブランケット胴移動速度ｖ
を大きくすることができ、工程の時間短縮が可能とな
る。また、使用するインキ毎に適宜版深を変更してもよ
い。

【００２６】尚、図４、図５に示された例では、着色層
の作成における印刷順序が赤、緑、青の順であったが、
これに限定されるものではない。また、透明基板１３と
して、予めブラックマトリックスが形成されたものを使
用しているが、ブラックマトリックスは着色層形成後に
形成してもよい。

【００２７】上述のような本発明の製造システムに使用
することのできるオフセット印刷機の一例を図６乃至図
８を参照して説明する。本発明の製造システムに使用す
ることのできるオフセット印刷機１００は、矩形をなす
基台１０１を有し、この基台１０１上にはステージ１０
２が往復動可能に設けられている。前記基台１０１の長
手方向中央部上方にはブランケット胴１０３が回転自在
に設けられている。前記ステージ１０２上には凹版Ｐを
載置するための版定盤１０６が設けられ、この版定盤１
０６に並列に、ワークＷとしての透明基板１３を載置す
るためのワーク定盤１０７が配設されている。

【００２８】なお、前記両定盤１０６，１０７は表面に
多数の小孔を備え、真空引により各定盤１０６，１０７
上に凹版ＰおよびワークＷを吸引保持するようにしてい
る。前記ブランケット胴１０３に隣接して凹版Ｐ上に供
給されたインキのうち、余分なものを拭き取り、且つ凹
版Ｐ上の画線部にインキを充填するためのドクター装置
１２６が上下動可能に設けられるとともに、このドクタ
ー装置１２６に隣接して前記凹版Ｐ上にインクを供給す
るための左右動可能なディスペンサー１２７が設けられ
ている。このディスペンサー１２７に隣接して前記ワー
クＷ上に形成されたアライメントマーク及び前記凹版Ｐ
上に形成されたアライメントマークをそれぞれ光学的に
検出して前記ワークＷと凹版Ｐとの相対的位置関係を強
制するためのアライメント装置１０４が設けられてい
る。

【００２９】前記版定盤１０６の四隅には、複数の定盤
高さ調節部１０８が設けられ、その高さ位置を調整す
る。また、前記ワーク定盤１０７の四隅には、前記版定
盤と同様に複数の定盤高さ調節部１０９が設けられ、そ
の高さ位置を調節する。

【００３０】また、ブランケット胴１０３の両側は、定
圧装置１１１によって支持され、この定圧装置１１１に
よって前記ブランケット胴の高さ位置が調整される。前
記基台１０１の端面にはステージモータ１１２が設けら
れ、このステージモータ１１２にはボールスクリュー１
１３が連結され、このボールスクリュー１１３はステー
ジ１０２の裏側に設けられた係合部材１１４，１１４に
螺合している。前記ボールスクリュー１１３は中空に形
成され、この中空部分に水等を通すとボールスクリュー
の加熱を有効に防止できる。前記基台１０１の両側上面
には、リニアガイド１１５，１１５が長手方向に配設さ
れ、このリニアガイド１１５には前記ステージ１０２の
左右の下面に設けられた摺動駒１１６，１１６が摺動自
在に係合している。そして、前記ステージモータ１１２
が回転すると、ステージ１０２は左右に摺動する。ま
た、前記ブランケット胴１０３の片側には変速機１１８
を介してブランケットモータ１１７が設けられ、このブ
ランケットモータ１１７によって前記ブランケット胴１
０３が回転される。前記ブランケット１１７及びステー
ジモータ１１２は図８に示すように制御装置１４０に接
続され、この制御装置１４０によって個別に制御され
る。前記ステージ１０２の往復動と、ブランケット胴１
０３の回転位置とは同期させる必要があるが、上述のよ
うにステージモータ１１２とブランケットモータ１１７
とを制御装置１４０によって個別に制御するようにすれ
ば、ステージ１０２の移動とブランケット胴１０３の回
転とを正確に同期させることが可能となる。なお、ステ
ージ１０２の動きとブランケット胴１０３との回転位置
の同期は、目標指令値と現在値の差を求め、その差を零
にするように制御する、いわゆるセミクローズド制御に
よって行なわれている。

【００３１】前記ブランケット胴１０３の左右は、回転
軸１２３を有し、この回転軸１２３はエアーシリンダ１
２０によって支持フレーム１２２を介してフローテイン
グ支持されている。

【００３２】なお、前記定圧装置１１１はブランケット
胴１０３の左右に設けられているが、図ではその片側の
みが示されている。前記エアーシリンダ１２０は前記基
台１０１の側面に固着された支持フレーム１２１上に支
持され、エアーシリンダ１２０への圧搾空気の供給は前
記制御装置１４０によってコントロールされる。なお、
前記支持板１２２の下方には位置決め棒１２４が設けら
れ、この位置決め棒１２４はブランケット胴１０３の基
準高さ位置を設定する。また、前記支持板１２２は基台
１０１の側板上に突出形成されたフレームＦに上下動可
能に設けられている。

【００３３】このように、定圧装置１１１によって前記
ブランケット胴１０３をフローティング支持すると、図
７に示すように前記ワークＷあるいは凹版Ｐの表面Ｓが
うねっていたり、あるいはワークＷまたは凹版Ｐの厚さ
が異なる場合にはそれらの表面Ｓの高さ位置に応じて前
記ブランケット胴１０３が上下動しつつブランケットが
接触することとなり、常にブランケット胴のブランケッ
トの凹み量すなわち押し込み量が均一化され、ワークＷ
あるいは凹版Ｐとの接触が均一となり、定圧印刷が可能
となり安定した高精度印刷が可能となる。

【００３４】なお、前記アライメント装置１０４は左右
に配設されたＣＣＤカメラを含む光学装置１０４ａ，１
０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄからなり、これら光学装置
は上述したようにワークＷあるいは凹版Ｐのアライメン
トマークをそれぞれ検出して相互の位置関係を判断し、
図８に示すように版定盤１０６及びワーク定盤１０７を
それぞれステップモータ１４１，１４２の駆動により調
節する。

【００３５】次に、上記のようなオフセット印刷機１０
０の操作について説明する。図９において、（Ａ）は初
期状態を示し、版定盤１０６上には凹版Ｐが吸引固定さ
れ、ワーク定盤１０７上にはワークＷが吸引固定されて
いる。このとき、前記ブランケット胴１０３とドクター
装置１２６及びディスペンサー１２７の両方は持ち上げ
られている。次に、この状態でステージモータ１１２が
駆動されてステージ１０２が図に示すように図上左側に
移動する。この際、前記アライメント装置１０４によっ
てワークＷと凹版Ｐとの相対的位置関係が調整される。
次いで、（Ｃ）に示すようにステージモータ１１２が逆
転してステージ１０２が図上右側へ移動する。このと
き、前記ディスペンサー１２７及びドクター装置１２６
が下降、ステージ方向と直角に移動して、まず凹版Ｐ上
にインクが供給される。続いてドクター装置１２６が凹
版Ｐ上の余分なインクを掻き取るとともにインキを充填
する。前記ディスペンサー１２７の凹版Ｐ上へのインク
供給が終了すると、ディスペンサー１２７はただちに上
昇し、ワークＷの通過を許す。前記凹版Ｐがブランケッ
ト胴１０３に近づくとブランケット胴１０３が下降し
て、凹版Ｐ上のパターンがブランケット胴１０３の周面
のブランケットに転写される。次いで、ワークＷがブラ
ンケット胴に接触し、ブランケット胴１０３の周面のブ
ランケット上のパターンがワークＷ上に転写される。そ
の後、ステージ１０２は基準位置に戻り、ワークＷがワ
ーク定盤１０７から取り外されて収納される。このよう
に１サイクルが終った後にワーク定盤１０７には新たな
ワークＷが供給され、前述と同様な操作が行なわれる。

【００３６】上述の操作においては、前記制御装置１４
０は、図９の（Ｃ），（Ｄ）において、すなわち、凹版
Ｐ上のインクをブランケット胴１０３に転移する場合に
は、比較的低速でブランケット胴１０３及びステージ１
０２を駆動せしめ、ブランケット胴１０３の周面のパタ
ーンをワークＷ上に転移する場合には（図９（Ｅ））、
比較的高速でステージ１０２及びブランケット胴１０３
を駆動せしめる。例えば、凹版Ｐ上からブランケット胴
１０３にパターンを転写する場合には３０ｍｍ／ｓｅｃ
の速度でステージ１０２及びブランケット胴１０３を駆
動せしめ、ワークＷ上への転写の際には２００ｍｍ／ｓ
ｅｃの速度でブランケット胴１０３及びステージ１０２
を駆動せしめる。このように速度を調整することによっ
てブランケット胴１０３上のインキが完全にワークＷ上
に転移されることができる。

【００３７】ここで、本発明によるカラーフィルタの製
造システムにおいて用いるインキおよびブランケットに
ついて説明する。まず、インキは定常流粘度が１００〜
１８００poise 、複素弾性率が５５０００dyne／cm² 以
下の範囲にあるインキである。定常流粘度は、キャリー
メッド社製ＣＳ１００レオメータを用いて、測定温度２
０℃、測定剪断速度０．０１〜２００／sec.の範囲で測
定することができる。また、複素弾性率は、同じくキャ
リーメッド社製ＣＳ１００レオメータを用いて、測定温
度２０℃、測定周波数０．３〜１０Ｈｚの範囲で測定す
ることができる。定常流粘度が１００poise 未満である
と、ワークへのインキの転移率が１００％未満となり、
またバックトラップを生じるようになり好ましくなく、
１８００poise を超えると、版からのインキの転移率が
５０％以下となり、また線幅、細線、再現性も低下し好
ましくない。また、複素弾性率が５５０００dyne／cm²
を超えると、版からのインキの転移率が５０％以下とな
り好ましくない。

【００３８】インキを構成する樹脂としては、アクリル
系樹脂、ポリアミド系樹脂（ポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂）、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリカー
ボネート系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。こ
の中で、特にアクリル系樹脂は、加熱による硬化段階で
粘度が低下し再流動して平坦化しやすく、着色層形成後
にロールプレス、ＯＰ塗布を不要とすることができるの
で好ましい。アクリル系樹脂として具体的には、下記に
式で示される多官能オリゴエステルアクリレート等のポ
リエステルアクリレート系樹脂が挙げられる。

【００３９】

【化１】 より具体的には、上記の式中、Ｘはエチレングリコー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン等の一般的な
多価アルコール残基、また、Ｙはフタル酸、イソフタル
酸、トリメリット酸、アジピン酸等の多塩基酸あるいは
その無水物残基により示されるものが好ましい。

【００４０】使用可能なアクリルモノマーとしては、ト
リメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴ
Ａ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰ
ＧＤＡ）、ネオペンチルグリコールジアクリレートプロ
ピオンオキサイド付加物（ＮＰＧＤＡ−ＰＯ付加）等を
挙げることができる。

【００４１】また、上記の物性をインキに付与するため
に、ポリエステルアクリレート系樹脂と適正量のジアリ
ルフタレートプレポリマーとを加熱溶解することにより
粘度を調整することができる。

【００４２】また、インキに用いる溶剤としては、エチ
レングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピ
ルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等
のグリコールエーテル系溶剤を挙げることができる。

【００４３】インキに使用する顔料としては、可溶性ア
ゾ系、不溶性アゾ系、縮合アゾ系等のアゾ系顔料、フタ
ロシアニン系顔料、インジゴ系、アントラキノン系、ペ
リレン系、ペリノン系、ジオキサジン系、キナクリドン
系、イソインドリノン系、フタロン系、メチン・アゾメ
チン系、あるいは金属錯体系を含む縮合多環系顔料、ま
たはこれらの任意の混合物を挙げることができる。

【００４４】次に、本発明において使用できるブランケ
ットについて説明する。ブランケットは、その表面ゴム
層の臨界表面張力が１０〜２３dyne/cm 好ましくは１５
〜２３dyne/cm 、粘弾性 tanδが０．０５〜０．２５の
範囲にあるものを使用する。臨界表面張力が２３dyne／
cmより大きくなると、表面ゴム層のインキに対するぬれ
性が高すぎてブランケットから基板へのインキ転移率が
低くなりパイリングを生じたり、あるいは基板上の未硬
化状態のインキがブランケットにバックトラップする原
因となる。また、臨界表面張力が１０dyne／cmより小さ
くなると、版からブランケットへのインキ受理性が低下
し、細線再現性、線幅再現性が低下して好ましくない。

【００４５】ここで、インキ樹脂のモノマーと表面ゴム
層との接触角の測定は、以下のようにして行うことがで
きる。すなわち、測定対象のゴムを適当な寸法に切断
し、接触角計ＣＡ−Ｄ型（協和界面科学製）にて測定
し、Zismanプロットより求める。Zismanプロットに使用
した溶剤、およびその表面張力を以下に示す。

【００４６】 溶剤名 表面張力（dyne／cm） ・エタノール …２０．０５ ・ジエチレングリコールモノエチルエーテル …３１．９ ・トリメチロールプロパントリアクリレート …３５．５ ・ジアリルフタレート …３６．８ 一般に臨界表面張力が１０〜２３dyne／cmの範囲にある
ゴム材料としては、ジメチルシロキサン、メチルビニル
シロキサン、メチルフルオロビニルシロキサン、メチル
フェニルビニルシロキサン等や、上記ポリマーとＮＢ
Ｒ、ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）との
ブレンド及び共重合系、フッ素ゴム、及びＮＢＲ、ＥＰ
ＤＭ、ＳＢＲ等にシリコーンオイル等を混り込んだもの
及びＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＳＢＲをシロキサン雰囲気中で
１００〜２００℃で１時間程度ベーキングし、表面エネ
ルギーの小さなコート層を形成したものが挙げられる。

【００４７】次に、上述のようにして臨界表面張力を所
定の値になるようにした材料の粘弾性特性を調整する。
ここで、ゴムの粘弾性（ tanδ）はレオバイブロンＤＤ
Ｖ−II−ＥＰ（（株）オリエンテック）にて、温度２０
℃、周波数１１Ｈｚで測定する。

【００４８】ゴム材料の粘弾性は、生ゴム中の架橋基密
度、架橋基の局在化状態、充填剤の種類、含有率、粒
径、表面処理、架橋剤種類、１次加硫条件（温度、時間
等）、２次加硫の有無およびその条件等で調整できる。
ここで、使用する充填剤としては煙霧質シリカ、粉砕シ
リカ、沈殿シリカ、重炭酸カルシウム、炭酸カルシウ
ム、ケイソウ土、タルク、石英紛等を使用することがで
きる。

【００４９】本発明では、表面ゴム層４の粘弾性 tanδ
は０．０５〜０．２５の範囲、好ましくは０．１０〜
０．２０の範囲となるように設定する。表面ゴム層４の
粘弾性 tanδが０．０５未満である場合、版からブラン
ケットへのインキ受理性が低下し、画線の細り、エッジ
精度の低下となり好ましくない。また、粘弾性 tanδが
０．２５を越えるとブランケットの粘性的物性が大きく
なりすぎ、ピッチ精度、基板のチャッキングに悪影響を
与え好ましくない。

【００５０】上記のようなブランケットの表面ゴム層
は、基布および圧縮層上に表面ゴムを塗布した後、表面
が平滑なフィルムを表面ゴム塗布面に圧着させた状態で
加硫を行い、その後、フィルムを剥離して作成されるも
のである。また、表面が平滑なフィルムを圧着させた状
態で加硫を行い作製されたゴムシートを、表面が平滑な
フィルムが剥離された面が最表面となるように圧縮層上
にラミネートして作成してもよい。表面が平滑なフィル
ムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム等が好ましい。

【００５１】尚、表面ゴム層は、アンカー層を介して圧
縮層上に形成してもよい。この場合、アンカー層は一層
だけの綿布層、シランカップラー剤等の材料により形成
することができる。このアンカー層の厚さは０〜５００
μｍ程度が好ましい。

【００５２】また、使用するブランケットは、いわゆる
コンプレッシブル型のブランケットに限定されるもので
はなく、圧縮層を備えていないソリッド型のブランケッ
トであってよい。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば並
列に配したオフセット印刷機を用い、既に基板上に転移
され未硬化状態にあるインキがブランケットに再付着
（バックトラップ）することなく連続して同一基板上に
所定の色数からなるインキを印刷し、一度に各色のイン
キを硬化させて着色層を基板上に形成することができ、
これにより、１色の印刷が終了する度にインキ硬化工程
を通す必要はなく、工程が大幅に簡便化でき製造コスト
の低減が可能となり、かつ大面積でありながら高精度の
カラーフィルタの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造されたカラーフィルタを用い
たアクティブマトリックス方式による液晶ディスプレイ
の一例を示す斜視図である。

【図２】図１に示される液晶ディスプレイの概略断面図
である。

【図３】図１に示される液晶ディスプレイに用いられて
いるカラーフィルタの拡大部分断面図である。

【図４】本発明のカラーフィルタの製造システムを説明
するための図である。

【図５】本発明のカラーフィルタの製造システムを説明
するための図である。

【図６】本発明のカラーフィルタの製造システムに使用
することのできるオフセット印刷機の一例を示す図であ
る。

【図７】ブランケット胴とワークあるいは凹版との接触
状態を示す図である。

【図８】図６に示されるオフセット印刷機の制御系を示
す図である。

【図９】図６に示されるオフセット印刷機の作用説明図
である。

【符号の説明】

１０…カラーフィルタ １２…ブラックマトリックス基板 １３…透明基板 １４…ブラックマトリックス １６…着色層 １６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…着色パターン Ｍ₁ ，Ｍ₂ ，Ｍ₃ …オフセット印刷機 ６１…ローダ ６２…搬送装置 ６３…バッハー装置 ６４…アンローダ １００…オフセット印刷機 １０１…基台 １０２…ステージ １０３…ブランケット胴 １０４…アライメント装置 １０５…レベリング装置 １０６…版定盤 １０７…ワーク定盤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定常流粘度が１００〜１８００poise 、
   複素弾性率が５５０００dyne／cm² 以下の範囲にあるｎ
   （ｎは２以上の整数）色のインキを準備し、 凹版載置用の版定盤と、基板載置用のワーク定盤と、臨
   界表面張力が１０〜２３dyne/cm 、粘弾性 tanδが０．
   ０５〜０．２５の範囲にあるブランケットを装着したブ
   ランケット胴とを備えたオフセット印刷機をｎ（ｎは２
   以上の整数）台並列配置するとともに、前記第１乃至第
   ｎのオフセット印刷機にそれぞれ順に第１色用乃至第ｎ
   色用の凹版を載置し、 前記第１のオフセット印刷機に基板を載置し、前記イン
   キのうち第１色目のインキを用いて、前記基板上に第１
   色目のインキを印刷し、 次に、前記第２のオフセット印刷機に第１色目のインキ
   が印刷された前記基板をインキ未硬化の状態で移し替え
   て載置し、前記インキのうち第２色目のインキを用い
   て、前記基板上に第２色目のインキを印刷し、 この操作をｎ色目まで繰り返して同一基板上にｎ色のイ
   ンキを印刷し、 その後、前記基板上の各色のインキを同時硬化してｎ色
   からなる着色層を前記基板上に形成することを特徴とす
   るカラーフィルタの製造システム。