JP3840284B2

JP3840284B2 - Manufacturing method of liquid crystal color filter

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Publication number: JP3840284B2
Application number: JP13023696A
Authority: JP
Inventors: 康彦近藤; 雅和山内
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: JPH09318804A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶カラーディスプレーに用いられる液晶カラーフィルタの製造方法に関し、より詳しくは、遮光層を有する液晶カラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレーのカラー表示を実現するために用いられる液晶カラーフィルタは、通常、１画素毎にパターン化されたレッド(R) 、グリーン(G) およびブルー(B) の３色の透明着色層と、一般にブラックマトリックスと呼ばれる遮光層とを透明基板上に設けたものである。
【０００３】
前記遮光層は、各透明着色層間または各画素間の光を遮断するために形成されたものであって、近年の液晶ディスプレーの高画質化に対応するため、微細なパターンでもって、かつ極めて高い精度で形成されていることが要求される。そこで従来より、遮光層の作製にはフォトリソグラフ法が用いられていたが、近年、液晶カラーフィルタの低コスト化を図るため、製造工程が簡単で量産性に優れた印刷法を用いることが検討されている。
【０００４】
上記印刷法としては、一般に、水無し平版オフセット印刷法または凹版オフセット印刷法が用いられる。このうち、凹版オフセット印刷法を用いる場合は、例えば図３(a) に示すように、凹版１の凹部１１に充填された遮光層用のインキ２をブランケット３の表面に転移させる転写工程を行った後、同図(b) に示すように、前記インキ２をブランケット３から透明基板４の表面に転移させる印刷工程を行うことによって遮光層が形成される。
【０００５】
上記凹版オフセット印刷法は、前記水無し平版オフセット印刷法に比べて印刷ラインの直線性やインキ膜厚の均一性などが優れている。また、凹版の凹部の深さが３〜１５μｍ程度と深いため、遮光層や透明着色層に必要なインキ膜の厚みが１回の印刷で得られるとともに、凹部の深さを調整することでインキ膜の厚みを任意に調節できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記凹版オフセット印刷法を用いた場合、インキがブランケットから透明基板の表面に完全に転移されず、前記インキが分断されてその一部がブランケットの表面に残存してしまうおそれがある。このような場合には、エッジがシャープな印刷ラインを形成できなくなったり、インキ膜の平坦性が低下してしまうなどして、印刷品質が低下するといった問題が生じる。
【０００７】
そこで、ブランケットの表面ゴム層に、インキの離型性に優れたシリコーンゴムを用いることが試みられている。表面がシリコーンゴムからなるブランケットを用いたときは、その表面に転移されたインキが分断されることなく透明基板の表面に完全に転移されることから、ラインの形状が非常にシャープで、平坦性に優れたインキ膜を形成できる。
【０００８】
しかしながら、表面がシリコーンゴムからなるブランケットで印刷を繰り返すと、透明基板に印刷されるインキの線幅が徐々に変化するという問題がある。特に、遮光層を形成する場合は、インキの線幅の変化によって液晶カラーフィルタの開口率に影響がおよび、ひいては液晶ディスプレーの画像品質に悪影響が生じるため、液晶カラーフィルタを実用に供することができなくなる。
【０００９】
従って、上記したようにインキの線幅が経時的に変化する場合は、液晶カラーフィルタを量産することができない。
そこで本発明の目的は、遮光層を優れた印刷品質でもって形成でき、かつ量産が可能な液晶カラーフィルタの製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決する過程において、印刷を繰り返すことによってインキの線幅が変化するという現象が、ブランケットの表面ゴム層にインキの溶剤が浸漬してブランケット表面の濡れ性が変化することや、ブランケット表面でインキが凝集することに起因するという知見を得、さらに研究を重ねた結果、紫外線硬化型インキをブランケットの表面に転移させるとともに、このインキに紫外線を照射すれば、ブランケット表面でのインキの形状の変化を防止でき、繰り返し印刷を行っても優れた印刷品質でもって遮光層を形成できるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の液晶カラーフィルタの製造方法は、複数色の透明着色層と遮光層とを透明基板の表面に設ける液晶カラーフィルタの製造方法であって、凹版表面の凹部に充填された紫外線硬化型インキをブランケットの表面に転移させるとともに、前記紫外線硬化型インキが、前記凹部を離れて前記ブランケットの表面に転移されたときに、前記紫外線硬化型インキに対し、前記ブランケットの裏面から紫外線を照射し、次いで、前記紫外線硬化型インキを、前記ブランケットから前記透明基板の表面に転移させることによって遮光層を形成することを特徴とする。
【００１２】
ブランケット表面でのインキの形状の変化を防止する方法としては、例えば電子線硬化型インキを用いてこのインキに電子線を照射する方法、赤外線硬化型インキを用いてこのインキに赤外線を照射する方法、ブランケットの表面に転移されたインキを加熱する方法等が考えられる。しかし、インキの硬化速度を調整するといった観点や、インキのコストを低下させる、作業環境の悪化を防止する、インキの硬化による体積収縮を低減させる、ブランケットの膨潤を防止するといった観点から、紫外線硬化型インキを用いてこのインキに紫外線を照射する本発明の方法を使用するのが最も好ましい。
【００１３】
本発明の液晶カラーフィルタの製造方法において、紫外線硬化型インキに紫外線を照射する手段としては、例えばブランケットの裏面から紫外線を照射する方法や、ブランケットの裏面からの紫外線を照射と凹版の裏面からの紫外線を照射とを併用する方法が好適に用いられる。
また、本発明の液晶カラーフィルタの製造方法が、凹版表面の凹部に充填された紫外線硬化型インキをブランケットの表面に転移させる転写工程と、前記インキをブランケットから透明基板の表面に転移させる印刷工程とからなり、
前記転写工程が、ブランケットを凹版の表面に接触させた状態でこの凹版の表面に沿って相対移動させることによって行われ、かつ前記印刷工程が、前記ブランケットを透明基板の表面に接触させた状態でこの透明基板の表面に沿って相対移動させることによって行われるとともに、
前記凹版とブランケットとの相対移動と、前記透明基板とブランケットとの相対移動とが、それぞれ１つの移動手段を用いて、かつ移動の始点から終点までの全工程が各相対移動のすべてについて同じになるように構成されているときは、前記転写工程で発生するインキの転写位置についての誤差が前記印刷工程で発生するインキの転移位置についての誤差によって相殺されることから、印刷精度の優れた遮光層を有する液晶カラーフィルタを得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶カラーフィルタの製造方法において、紫外線が照射されるタイミングは、凹版の凹部に充填された紫外線硬化型インキがブランケットの表面に転移されたとき、すなわち、前記インキが凹版の凹部を離れてブランケットの表面に転移されたときである。
【００１５】
紫外線を照射する方法としては、例えば図１に示すように、ブランケット胴３１の内部に設置された光源３２からブランケット胴３１およびブランケット３を通じてインキ２に対して紫外線を照射する方法があげられる。この場合、ブランケット胴３１には、紫外線を透過させる材質を使用する必要がある。図１中、白矢印は紫外線の照射方向を示し、符号３３は紫外線を遮蔽するカバーを示す。この場合、インキ２の硬化はブランケット３との界面から進行するため、印刷工程においてインキ２がブランケット３の表面から剥離し易くなる。従って、印刷工程の高速化を実現できる。
【００１６】
また、本発明においては、例えば図２に示すように、凹版１の裏面側に設置された光源３２から凹版１を通じてインキ２に紫外線を照射する方法を併用してもよい。この場合、ブランケット３に転移されたインキ２の表面で硬化が進行するため、インキが凹版の凹部を離れてからインキ表面の硬化が進行するまでの時間が短く、インキの凝集を防止してその形状を保持する効果がより優れている。なお、図２中の符号３１、３３および白矢印は前記と同じである。
【００１７】
図１または図２に示す光源３２は、ブランケット３が凹版１からインキ２を受理する位置にのみ紫外線を照射することができるように設定されている。すなわち、図１に示す場合、光源３２から照射される紫外線を遮蔽するためのカバー３３は、ブランケット３が凹版１からインキ２を受理する位置にのみ紫外線が照射されるように、その開口部の大きさおよび向きが調節されている。また、図２に示す場合、上記と同様に、カバー３３の開口部の大きさおよび向きが調節されているとともに、図２中に黒矢印で示す方向にブランケット３が移動するのに伴って、光源３２自体がブランケット３と同じ方向に移動できるように設定されている。
【００１８】
紫外線の照射条件は、使用する紫外線硬化型インキの種類やインキ膜の厚さ等によって異なるものの、前述したインキの硬化の程度に応じて設定される。例えば、ブランケットの裏面から紫外線を照射する場合には、インキとブランケットとの界面における紫外線の露光量（積算光量）を、通常１００〜２０００ｍＪ／ｃｍ²、好ましくは３００〜１５００ｍＪ／ｃｍ²とするのが適当である。露光量が上記範囲を超えると、インキとブランケット表面との界面の近傍だけでなく、インキ全体で硬化が進行してしまい、インキの粘着性が低下してしまうことから、透明基板の表面へのインキの転移が不十分になるおそれがある。逆に、露光量が上記範囲を下回ると、インキの形状の変化を防止するという本発明の効果が得られなくなるおそれがある。
【００１９】
一方、凹版の裏面から紫外線を照射する場合には、ブランケットに転移されたインキの表面における露光量を、通常５０〜１５００ｍＪ／ｃｍ²、好ましくは１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ²とするのが適当である。露光量が上記範囲を超えると、インキの表面部分の粘着性が低下しすぎて、透明基板の表面へのインキの転移が不十分になり、印刷工程後にインキ２がブランケット３の表面に残存するいわゆるパイリングが起こるおそれがある。逆に、露光量が上記範囲を下回ると、インキの形状の変化を防止できなくなるおそれがある。
【００２０】
次に、本発明に用いられる凹版、ブランケット、透明基板、インキ等について詳細に説明する。
本発明に用いられる凹版の基板には、例えばソーダライムガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス、低アルカリガラス、低膨張ガラス等のガラス；フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリメタクリル樹脂等の樹脂；ステンレス、銅、低膨張合金アンバー等の金属などが用いられる。なかでも、ソーダライムガラス等の軟質ガラスを用いるのが、微細なパターンを高精度で再現するうえで好ましい。
【００２１】
紫外線の照射を凹版の裏面から行う場合、凹版の基板には、紫外線の透過性が高いことが要求される。具体的には、凹版の基板の紫外線透過率は５０％以上であるのが好ましい。前記紫外線透過率は、２００〜４００ｎｍの紫外線領域の全般にわたって上記範囲を満たす必要はなく、照射される紫外線の波長領域において上記範囲を満たしていればよい。紫外線透過率が上記範囲を満たす基板としては、例えばソーダライムガラス、石英ガラス、低アルカリガラス、アクリル樹脂等があげられる。
【００２２】
上記凹版の凹部は、遮光層のパターンに応じて作製されたものである。凹部の深さは、通常１〜１５μｍ、好ましくは５〜１０μｍの範囲で、遮光層の厚みに応じて設定される。凹部の深さが前記範囲を下回ると、遮光層に必要とされるインキ膜の厚みが１回の印刷で得られなくなるため、好ましくない。一方、凹部の深さが前記範囲を超えると、形成される遮光層が厚くなりすぎて、遮光層自体および液晶カラーフィルタ表面の平坦性が低下するおそれが生じる。
【００２３】
上記パターンは、通常、格子状のパターンまたはストライプパターンとして形成される。前記パターンの幅（すなわち凹部の幅）は、液晶カラーフィルタの大きさによって異なるが、一般に、５〜７０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの範囲で設定される。
また、ブランケットの表面ゴム層にシリコーンゴムを用いたときは、シリコーンゴムの表面張力が通常１５〜２５ｄｙｎ／ｃｍと低く、凹版からのインキを受理しにくいことから、凹版の凹部に表面処理を施して凹部の表面張力を５〜２５ｄｙｎ／ｃｍ程度に低下させておくのが、インキを転移させやすくするという観点から好ましい。前記表面処理としては、例えばシリコーンゴム等のシリコン系コーティング層や、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、フッ化ビニリデン等からなるフッ素系樹脂またはモノマー等のコーティング層を凹部の表面に形成する方法、あるいはシリコン、フッ素等の表面張力を低下させる機能を有する蒸着膜を凹部の表面に形成する方法等があげられる。上記コーティング層および蒸着膜を形成する方法としては、従来公知の種々の方法が用いられる。
【００２４】
上記凹版の凹部にインキを充填する方法としては、ドクターブレードを用いてスキージする方法、スクリーン印刷を用いる方法、ディスペンサー（注入器）で注入する方法、バブルジェットによって注入する方法等があげられる。
本発明に用いられるブランケットとしては、例えばプラスチックフィルム等の支持体の表面にシリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のゴムからなる表面ゴム層を担持させた従来公知のものが使用できる。また、前記表面ゴム層と支持体との間または前記支持体の裏面には、多孔質のスポンジ層を設けてもよい。前記スポンジ層の発泡率等はブランケットの印刷特性を考慮して設定される。
【００２５】
上記ブランケットは、遮光層の表面の平坦性をより良好なものとするため、表面ゴム層が平滑なものであるのが好ましい。例えばブランケットの表面粗さが０．５μｍ以下、特に０．３μｍ以下であるのが適当である。
表面ゴム層として、硬度（ＪＩＳＫ６２５３_-1988所載のスプリング硬度Ｈ_S，ＪＩＳＡ）が２０〜８０、特に４０〜６０であるシリコーンゴムを用いたときは、インキの転移が良好であって、凹版から転移されたインキを透明基板の表面に完全に転移させることができる。また、ブランケットと透明基板とでインキが分断されないため、ラインのエッジがシャープになるという効果がある。この効果は、遮光層の印刷ように、パターンの幅が５０μｍ以下であるファインパターンの印刷において顕著である。
【００２６】
上記シリコーンゴムとしては、例えばミラブルシリコーンゴム、ＲＴＶシリコーンゴム、電子線硬化型シリコーンゴム等を用いることができる。また、シリコーンゴムの硬度を前記範囲に調整するため、シリコーンオイルやシリコーンゲル等を適宜配合してもよい。
ブランケットの支持体としては、表面が平坦であればよく、例えばポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のプラスチックフィルム；アルミニウム、ステンレス等の金属板が用いられる。
【００２７】
紫外線の照射をブランケットの裏面から行う場合、ブランケットを構成する表面ゴム層、支持体およびスポンジ層と、ブランケットを巻き付けるブランケット胴とには、紫外線の透過性が高いことが要求される。具体的には上記表面ゴム層、支持体およびスポンジ層の紫外線透過率は５０％以上であるのが好ましい。前記紫外線透過率は、２００〜４００ｎｍの紫外線領域の全般にわたって上記範囲を満たす必要はなく、照射される紫外線の波長領域において上記範囲を満たしていればよい。
【００２８】
紫外線透過率が上記範囲を満たすゴムとしては、例えばシリカ等の充填剤を全く含まないシリコーンゴム、ミラブルシリコーンゴム、ＲＴＶシリコーンゴム、電子線硬化型シリコーンゴム等があげられる。紫外線透過率が上記範囲を満たす支持体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）等のアクリル樹脂等のプラスチックフィルムがあげられる。
【００２９】
ブランケットを巻き付けるためのブランケット胴には、通常、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属が用いられるが、上記のように、ブランケット胴に紫外線の透過性が要求されるときには、例えばソーダライムガラスや、ＭＭＡなどのアクリル樹脂といった硬質のプラスチックフィルム等からなるブランケット胴を用いればよい。
【００３０】
本発明に用いられる透明基板としては、波長４００〜７００ｎｍの光に対する透過率が高いものが好ましく、例えばノンアルカリガラス、ソーダライムガラス、低アルカリガラス等のガラス基板や、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート等のフィルムが好適に用いられる。
上記透明基板の表面はインキを受理し易いように十分に洗浄されている必要がある。また、インキを転移し易くするために、透明基板の表面に透明でかつ耐熱性の高い樹脂からなる粘着層を形成させることも可能である。
【００３１】
透明基板の表面に粘着層が形成されているときは、インキ表面の粘着性が低くても、透明基板の表面にインキを十分に転移させることができ、印刷工程後にブランケットの表面にインキが残存するいわゆるパイリングが発生しない。
上記粘着層に用いられる透明でかつ耐熱性のある樹脂としては、具体的には、４００〜７００ｎｍの波長に対して９０％以上の透過率を有し、２２０℃で１時間加熱処理しても前記波長域における透過率の減少率が１０％以下であるという条件を満たす必要がある。上記の条件を満たす樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはこれらの混合物があげられる。樹脂のコーティング方法としては、ディッピング、スピンコート、ロールコート等の従来公知の種々のコーティング方法を使用することができる。粘着層の厚さは１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍであるのが適当である。粘着層の厚さが前記範囲を下回ると、インキの転写にムラが生じるおそれがある。一方、粘着層の厚さが前記範囲を超えると、樹脂の透過率が低下し、表面の平坦性も低下するため、画像に悪影響を及ぼすなど好ましくない。
【００３２】
本発明に用いられるインキは、紫外線硬化型インキに黒色の着色剤を混合してなる樹脂ワニスである。
上記紫外線硬化型インキは、光重合型のオリゴマー（ＵＶプレポリマー）、光重合型モノマー（ＵＶモノマー）、光重合開始剤および光増感剤からなる。
ＵＶプレポリマーとしては、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリオールアクリレート、アルキドアクリレート等が使用可能である。ＵＶモノマーとしては、例えば単官能アクリレート、２官能アクリレート、３官能アクリレート、４官能アクリレート等のアクリルモノマーが使用可能である。光重合開始剤としては、例えばベンゾイン系、アセトフェノン系、パーオキサイド系、チオキサンソン系等の種々の光重合開始剤が使用可能である。光増感剤としては例えばアミン系、キノン系等の種々の光増感が使用可能である。
【００３３】
上記紫外線硬化型インキは、例えば接着性などの遮光層に求められる諸特性を十分に満たしていればよい。また、耐熱性、耐薬品性、耐光性等に優れていると、製造工程における取扱が容易になるなどの利点がある。
上記黒色の着色剤としては、例えばカーボンブラック、酸化鉄（鉄黒）、チタンブラック、硫酸鉄などの黒色顔料があげられる。紫外線硬化型インキ中への上記着色剤の含有量は、遮光層の光学濃度（ＯＤ値）に応じて適宜設定される。遮光層の光学濃度は、２．０以上（可視光の透過率が１．０％以下）、好ましくは２．５以上（可視光の透過率が約０．３％以下）であるのが適当である。
【００３４】
また、本発明に用いられるインキは低粘度であるのが好ましい。具体的には、粘度が１０〜３０，０００ポアズ、好ましくは５００〜１０，０００ポアズであるのが適当である。
本発明における紫外線の光源としては、通常水銀灯が用いられるが、ハロゲンランプを使用することも可能である。水銀灯、ハロゲンランプなどの紫外線ランプの種類は、照射する紫外線の波長、強度などの紫外線の照射条件に応じて選択される。例えば紫外線ランプとして水銀灯を用いる場合、照射される紫外線の波長が３６５ｎｍである高圧水銀灯と２５４ｎｍである低圧水銀灯のうち、紫外線硬化型インキを硬化させるのに適したものを使用すればよい。
【００３５】
次に、本発明の液晶カラーフィルタの製造に用いられるオフセット印刷機について、その一例を示す図４(a) ，(b) を参照しつつ詳細に説明する。
図４(a),(b) に示すオフセット印刷機において、凹版１と透明基板４とは台盤５上に所定の間隔で保持されており、基台５１に布設されたレール５４上を移動でき、かつ任意の位置に高精度で停止できる。ブランケット３は、ブランケット胴３１の両端に取り付けられたピニオンギヤ３０と、基台５１に固定された一対のラックギヤ６との噛み合わせによって自転しつつ移動する。ブランケット胴３１は、従来のものと同様に、その軸３４の両端がエアシリンダ３５の先端に回転自在に保持されている。
【００３６】
上記オフセット印刷機による印刷は、以下に示すようにして行われる。
まず、台盤５を移動させて、凹版１の中心線６３と、ラックギヤ６の自転開始位置６１と自転終了位置６２との中間に位置する基準位置６０とを一致させた後、自転開始位置６１にてピニオンギヤ３０とラックギヤ６とを噛み合わせて、ブランケット３を凹版１の表面に所定の圧力（ニップ圧）にて接触させる。この状態でブランケット３を自転終了位置６２まで移動させれば、前記両ギヤの噛み合わせによってブランケット３が自転しつつ移動し、凹版１の凹部（図示せず）に充填されたインキがブランケット３の表面に転移される（転写工程）。
【００３７】
次いで、透明基板４の中心線６４と基準位置６０とを一致させた後、自転開始位置６１にてピニオンギヤ３０とラックギヤ６とを噛み合わせて、ブランケット３を透明基板４の表面に所定の圧力（ニップ圧）にて接触させる。この際、前記両ギヤは転写工程の際と同じ位置で噛み合う。この状態でブランケット３を自転終了位置６２まで移動させれば、ブランケット３が転写工程と全く同じ回転状態で自転しつつ移動して、ブランケット３の表面に転移されたインキ（図示せず）が透明基板４の表面に転移される（印刷工程）。
【００３８】
上記オフセット印刷機によれば、転写工程と印刷工程との両工程において、ラックギヤ６とピニオンギヤ３０とが同じ位置で噛み合うことから、転写工程で発生する転移位置の誤差を印刷工程で発生する転移位置の誤差によって相殺させることができ、高精度な印刷が可能となる。具体的には、このオフセット印刷機によって印刷されたインキの転移位置と、当該インキに対応する凹版の凹部の位置との誤差（印刷精度）は最大５μｍであって、カラーフィルタに要求される印刷精度を十分に満たしている。また、図４に示すオフセット印刷機は、ラックギヤ６とピニオンギヤ３０とを製造する際の精度のばらつきや連続印刷中のギヤの磨耗などによる印刷精度の劣化が原理的に発生しない。従って、１０万枚もの連続印刷を行ってもその印刷精度は十分に維持される。
【００３９】
本発明の液晶カラーフィルタの製造方法において、透明基板の表面に印刷された遮光層用のインキは、さらに、透明基板が熱変形しない温度と時間（通常、１８０〜２５０℃で３０〜１８０分間、好ましくは２００〜２３０℃で５０〜８０分間）加熱乾燥させることによって完全に硬化する。このようにして、透明基板の表面に遮光層が形成される。
【００４０】
なお、透明着色層の形成は遮光層の形成後に行ってもよく、逆に透明着色層を形成した後で透明着色層の表面に遮光層の形成を行ってもよい。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて説明する。
実施例１
凹版１の凹部１１に遮光層用のインキ２を充填した後、ブランケット３の表面に転移させるとともに、図１に示すように、ブランケット胴３１に設置された紫外線の光源３２からブランケット３およびブランケット胴３１を通じて前記インキ２に紫外線（低圧水銀ランプ、波長２５４ｎｍ、照度１５００ｍＷ／ｃｍ²）を照射した。次いで、前記インキ２をブランケット３から透明基板４の表面に転移させることにより、遮光層用インキの印刷を行った。
【００４２】
上記印刷には図４に示すオフセット印刷機を使用した。凹版１の基板にはソーダライムガラス（縦３６０ｍｍ×横４６０ｍｍ）を使用した。凹版１の表面に形成された凹部は、深さ１０μｍ、幅４０μｍであって、基板の縦方向の間隔が３００μｍで、基板の横方向の間隔が１００μｍである格子状のパターンであった。ブランケット３には、厚さ０．３ｍｍのポリエチレンフィルムからなる支持体上に硬度６０度（スプリング硬度Ｈ_S，ＪＩＳＡ）のシリコーンゴムをコーティングして、総厚み１．０ｍｍとしたものを使用した。透明基板４にはソーダライムガラス（縦３６０ｍｍ×横４６０ｍｍ）を使用した。
【００４３】
遮光層用のインキ２には、紫外線硬化型のビヒクル１００重量部に対してカーボンブラック３０重量部を配合したものを使用した。
なお、上記印刷において、インキ２とブランケット３との界面における紫外線の積算光量は、１０００ｍＪ／ｃｍ²であった。
遮光層用インキが印刷された透明基板に、さらにレッド(R) 、グリーン(G) 、ブルー(B) の３色の透明着色層用インキを印刷し、次いで、透明基板を２３０℃で６０分間加熱乾燥して、遮光層用インキおよび透明着色層用インキを完全に硬化させることにより、液晶カラーフィルタを作製した。
【００４４】
実施例２
遮光層用インキの印刷において、以下に示す凹版およびブランケットを用いたほかは、実施例１と同様にして液晶カラーフィルタを作製した。
凹版は、凹部の深さが７μｍであるほかは、実施例１で使用したものと同様である。ブランケットは、シリコーンゴムの硬度（Ｈ_S，ＪＩＳＡ）が４０度であるほかは、実施例１で使用したものと同様である。
【００４５】
参考例１
凹版１の凹部１１に遮光層用のインキ２を充填した後、ブランケット３の表面に転移させるとともに、図２に示すように、凹版１の裏面側に設置された紫外線の光源３２から凹版１を通じて前記インキ２に紫外線を照射した。次いで、前記インキ２をブランケット３から透明基板４の表面に転移させることにより、遮光層用インキの印刷を行った。
【００４６】
上記印刷に使用したオフセット印刷機、凹版１、インキ２、ブランケット３および透明基板４は、いずれも実施例１と同じである。紫外線の光源３２には、低圧水銀ランプ（波長２５４ｎｍ、照度１０００ｍＷ／ｃｍ²）を使用した。
なお、上記印刷において、ブランケット３に転移されたインキ２の表面における紫外線の積算光量は、８００ｍＪ／ｃｍ²であった。
【００４７】
遮光層用インキを印刷した後、実施例１と同様にして、透明着色層用インキの印刷および加熱乾燥を行うことにより、液晶カラーフィルタを作製した。
参考例２
遮光層用インキの印刷において、以下に示す凹版およびブランケットを用いたほかは、参考例１と同様にして液晶カラーフィルタを作製した。
【００４８】
上記実施例１、２および参考例１、２について、遮光層用インキの印刷を１０，０００回行い、印刷初期と、１０，０００回連続印刷後とのインキの線幅の変化率を電子顕微鏡で測定した。また、透明基板に印刷されたインキの位置と、当該インキに対応する凹版の凹部の位置との誤差（印刷精度）の最大値を求めた。
【００４９】
上記インキの線幅の変化率（％）および印刷精度（μｍ）の結果を表１に示す。なお、インキの線幅の変化率において、＋は線幅の増加、−は線幅の減少を示している。
【００５０】
【表１】

【００５１】
比較例１
凹版１の凹部１１に遮光層用のインキ２を充填した後、図３(a) に示すように、前記インキ２を凹版１の凹部１１からブランケット３の表面に転移させ、次いで同図(b) に示すように、インキ２をブランケット３から透明基板の表面に転移させることにより、遮光層用インキの印刷を行った。
【００５２】
上記印刷には通常の平台オフセット印刷機を使用した。凹版１の基板にはステンレス板（縦３６０ｍｍ×横４６０ｍｍ）を使用した。凹版１の表面に形成された凹部のパターンは実施例１と同様であった。ブランケット３には、厚さ０．３ｍｍのＰＥＴフィルムからなる支持体上に硬度５０度（スプリング硬度Ｈ_S，ＪＩＳＡ）のシリコーンゴムをコーティングして、総厚み１．０ｍｍとしたものを使用した。透明基板は実施例１で使用したのと同じものを使用した。
【００５３】
遮光層用のインキ２には、ポリエステル−メラミン樹脂１００重量部にカーボンブラック３０重量部を添加し、ブチルカルビトールにて粘度を２００ポアズに調整したものを用いた。
比較例２
遮光層用インキの印刷において、以下に示す版、インキおよびブランケットを用いたほかは、比較例１と同様にして液晶カラーフィルタを作製した。
【００５４】
版としては、東レ（株）製の水無し平版（商品名「ＴＡＮ」）を使用した。遮光層用のインキ２は、粘度を５０００ポアズに調整したほかは、比較例１と同様なものを使用した。ブランケット３には、表面ゴム層がＮＢＲからなるブランケット（住友ゴム工業（株）製の商品名「ＳＴ８００」、厚さ１．９ｍｍ）を使用した。
【００５５】
比較例３
ステンレス製の４００メッシュのスクリーンを用いたスクリーン印刷によって、遮光層用インキの印刷を行った。
上記印刷において、遮光層用インキには、エポキシ樹脂１００重量部にカーボンブラック８０重量部を添加し、ブチルセロソルブにて粘度を１００ポアズに調整したものを用いた。なお、上記スクリーンとしては、実施例１で使用した凹版における凹部のパターンと同じパターンからなる画線部分が形成されたものを使用した。
【００５６】
遮光層用インキが印刷された透明基板に、さらにレッド(R) 、グリーン(G) 、ブルー(B) の３色の透明着色層用インキを印刷し、次いで、透明基板を２３０℃で６０分間加熱乾燥して、遮光層用インキおよび透明着色層用インキを完全に硬化させることにより、液晶カラーフィルタを作製した。
上記比較例１〜３について、遮光層用インキの印刷を５００回行い、印刷初期と、５００回連続印刷後とのインキの線幅の変化率を電子顕微鏡で測定した。また、透明基板に印刷されたインキの位置と、当該インキに対応する版上でのパターン（またはスクリーンの画線部分）の位置との誤差（印刷精度）の最大値を求めた。
【００５７】
上記インキの線幅の変化率（％）および印刷精度（μｍ）の結果を表２に示す。インキの線幅の変化率における符号＋および−は前記と同じである。
【００５８】
【表２】

【００５９】
表１〜２より明らかなように、実施例１〜２では、１０，０００回連続印刷後においてもインキの線幅の変化率が極めて小さく、印刷ラインのエッジがシャープで、インキ膜の平坦性に優れているなど、優れた印刷品質でもって遮光層を作製することができた。また、図４に示すオフセット印刷機を用いたことから、遮光層の印刷精度も優れていた。
【００６０】
これに対して、ブランケットの表面に転移されたインキに紫外線を照射しなかった比較例１〜２では、５００回連続印刷後におけるインキの線幅の変化率が極めて大きくなった。また、比較例２では、ブランケットから透明基板へのインキの転移が不十分で、いわゆるパイリングが生じたため、インキの形状が乱れたり、ラインの直進性が低くなった。
【００６１】
一方、スクリーン印刷を用いた比較例３では、５００回連続印刷後におけるインキの線幅の変化率が小さいものの、液晶カラーフィルタの遮光層を作製するには、その印刷精度が不十分であった。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、遮光層を優れた印刷品質でもって形成することができる。また、印刷を繰り返しても優れた印刷品質を維持することができる。
従って、本発明の液晶カラーフィルタの製造方法によれば、高画質化に対応した液晶カラーフィルタを量産することができ、液晶カラーフィルタの低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶カラーフィルタの製造方法の一例を示す模式図である。
【図２】凹版の裏面側から紫外線を照射する例を示す模式図である。
【図３】凹版オフセット印刷法による遮光層の作製方法を示す模式図である。
【図４】同図（ａ）は本発明に用いられるオフセット印刷機の一例を示す断面図、同図（ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
１凹版
１１凹部
２インキ
３ブランケット
４透明基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a liquid crystal color filter used for a liquid crystal color display, and more particularly to a method for producing a liquid crystal color filter having a light shielding layer.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal color filter used for realizing the color display of the liquid crystal display is usually a transparent colored layer of three colors of red (R), green (G) and blue (B) patterned for each pixel, In general, a light shielding layer called a black matrix is provided on a transparent substrate.
[0003]
The light shielding layer is formed to block light between the transparent colored layers or between the pixels, and has a fine pattern and extremely high in order to cope with the high image quality of the liquid crystal display in recent years. It is required to be formed with accuracy. So far, photolithographic methods have been used for the production of light-shielding layers. However, in recent years, it has been considered to use a printing method with a simple manufacturing process and excellent mass productivity in order to reduce the cost of liquid crystal color filters. Has been.
[0004]
As the printing method, a waterless planographic offset printing method or an intaglio offset printing method is generally used. Among these, when the intaglio offset printing method is used, for example, as shown in FIG. 3 (a), a transfer step of transferring the ink 2 for the light shielding layer filled in the recess 11 of the intaglio 1 to the surface of the blanket 3 is performed. Thereafter, as shown in FIG. 2B, a light shielding layer is formed by performing a printing process for transferring the ink 2 from the blanket 3 to the surface of the transparent substrate 4.
[0005]
The intaglio offset printing method is superior to the waterless planographic offset printing method in terms of printing line linearity and ink film thickness uniformity. Moreover, since the depth of the concave portion of the intaglio is as deep as 3 to 15 μm, the ink film thickness required for the light shielding layer and the transparent colored layer can be obtained by one printing, and the ink can be obtained by adjusting the depth of the concave portion. The thickness of the film can be arbitrarily adjusted.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When the intaglio offset printing method is used, the ink is not completely transferred from the blanket to the surface of the transparent substrate, and the ink is divided and a part thereof may remain on the surface of the blanket. In such a case, there arises a problem that the print quality is deteriorated because it becomes impossible to form a print line with sharp edges or the flatness of the ink film is lowered.
[0007]
Therefore, it has been attempted to use a silicone rubber excellent in ink releasability for the surface rubber layer of the blanket. When a blanket made of silicone rubber is used, the ink transferred to the surface is completely transferred to the surface of the transparent substrate without being divided, so the line shape is very sharp and flat. Can form an excellent ink film.
[0008]
However, when printing is repeated using a blanket whose surface is made of silicone rubber, there is a problem that the line width of the ink printed on the transparent substrate gradually changes. In particular, when a light shielding layer is formed, a change in the line width of the ink affects the aperture ratio of the liquid crystal color filter, which in turn adversely affects the image quality of the liquid crystal display, so the liquid crystal color filter can be put to practical use. Disappear.
[0009]
Therefore, when the line width of the ink changes with time as described above, the liquid crystal color filter cannot be mass-produced.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a liquid crystal color filter which can form a light shielding layer with excellent print quality and can be mass-produced.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the process of solving the above problems, the inventors have found that the phenomenon that the line width of the ink is changed by repeating printing is caused by the ink solvent being immersed in the blanket surface rubber layer and the wettability of the blanket surface being changed. As a result of further research, the UV-curable ink was transferred to the surface of the blanket, and the ink was irradiated with ultraviolet rays. The inventors have found a new fact that a change in the shape of the ink on the surface can be prevented and that a light-shielding layer can be formed with excellent print quality even when repeated printing is performed, and the present invention has been completed.
[0011]
  That is, the method for producing a liquid crystal color filter of the present invention is a method for producing a liquid crystal color filter in which a plurality of transparent colored layers and a light-shielding layer are provided on the surface of a transparent substrate, and the ultraviolet curing filled in the recesses on the surface of the intaglio plate. While transferring the mold ink to the surface of the blanket,When the ultraviolet curable ink is transferred to the surface of the blanket leaving the recess, the ultraviolet curable ink,Irradiate UV from the back of the blanket, then, The ultraviolet curable ink,A light shielding layer is formed by transferring from the blanket to the surface of the transparent substrate.
[0012]
Examples of methods for preventing changes in the shape of the ink on the blanket surface include, for example, a method of irradiating this ink with an electron beam using an electron beam curable ink, and a method of irradiating this ink with infrared rays using an infrared curable ink A method of heating the ink transferred to the surface of the blanket can be considered. However, from the viewpoint of adjusting the ink curing speed, reducing the cost of the ink, preventing deterioration of the working environment, reducing volume shrinkage due to ink curing, and preventing the blanket from swelling, UV curing Most preferably, the method of the present invention is used in which a mold ink is used to irradiate the ink with ultraviolet light.
[0013]
  In the method for producing a liquid crystal color filter of the present invention, as a means for irradiating ultraviolet curable ink with ultraviolet rays, for example, a blanketToMethod of irradiating ultraviolet rays from the back sideOr the method of using both UV irradiation from the back of the blanket and UV irradiation from the back of the intaglioAre preferably used.
  Further, the method for producing a liquid crystal color filter of the present invention includes a transfer step of transferring the ultraviolet curable ink filled in the recesses of the intaglio surface to the surface of the blanket, and a printing step of transferring the ink from the blanket to the surface of the transparent substrate. And consist of
  The transfer step is performed by moving the blanket relative to the surface of the intaglio in a state where the blanket is in contact with the surface of the intaglio, and the printing step is performed in a state where the blanket is in contact with the surface of the transparent substrate. This is done by relatively moving along the surface of the transparent substrate,
  The relative movement between the intaglio and the blanket and the relative movement between the transparent substrate and the blanket are respectively the same for all the relative movements using one moving means and from the start point to the end point of the movement. In this case, the error in the transfer position of the ink generated in the transfer process is offset by the error in the transfer position of the ink generated in the printing process. A liquid crystal color filter having a layer can be obtained.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the method for producing a liquid crystal color filter of the present invention, the timing of irradiation with ultraviolet rays is determined when the ultraviolet curable ink filled in the concave portions of the intaglio plate is transferred to the surface of the blanket, that is, the ink leaves the concave portion of the intaglio plate. Is transferred to the surface of the blanketThe
[0015]
As a method of irradiating ultraviolet rays, for example, as shown in FIG. 1, there is a method of irradiating the ink 2 with ultraviolet rays through a blanket cylinder 31 and the blanket 3 from a light source 32 installed in the blanket cylinder 31. In this case, the blanket cylinder 31 needs to be made of a material that transmits ultraviolet rays. In FIG. 1, white arrows indicate the irradiation direction of ultraviolet rays, and reference numeral 33 indicates a cover that blocks ultraviolet rays. In this case, since the curing of the ink 2 proceeds from the interface with the blanket 3, the ink 2 is easily peeled off from the surface of the blanket 3 in the printing process. Therefore, the printing process can be speeded up.
[0016]
  Also,In the present invention,For example, as shown in FIG. 2, a method of irradiating the ink 2 with ultraviolet rays through the intaglio 1 from a light source 32 installed on the back side of the intaglio 1Together withMay be. In this case, since the curing proceeds on the surface of the ink 2 transferred to the blanket 3, the time until the ink surface cures after the ink leaves the recess of the intaglio is short, and the aggregation of the ink is prevented. The effect of maintaining the shape is more excellent. 2 are the same as those described above.
[0017]
The light source 32 shown in FIG. 1 or 2 is set so that the blanket 3 can irradiate ultraviolet rays only at a position where the blanket 3 receives the ink 2 from the intaglio 1. That is, in the case shown in FIG. 1, the cover 33 for shielding the ultraviolet rays emitted from the light source 32 has an opening at the opening so that the ultraviolet rays are emitted only to the position where the blanket 3 receives the ink 2 from the intaglio 1. Size and orientation are adjusted. In the case shown in FIG. 2, the size and orientation of the opening of the cover 33 are adjusted as described above, and the blanket 3 moves in the direction indicated by the black arrow in FIG. 2. The light source 32 itself is set so that it can move in the same direction as the blanket 3.
[0018]
  purpleAlthough the irradiation condition of the external line varies depending on the type of the ultraviolet curable ink to be used and the thickness of the ink film, it is set according to the degree of curing of the ink described above. For example, when irradiating ultraviolet rays from the back side of the blanket, the exposure amount (integrated light amount) of ultraviolet rays at the interface between the ink and the blanket is usually 100 to 2000 mJ / cm.², Preferably 300-1500 mJ / cm²Is appropriate. When the exposure amount exceeds the above range, curing proceeds not only in the vicinity of the interface between the ink and the blanket surface but also in the entire ink, and the adhesiveness of the ink is reduced. Ink transfer may be insufficient. On the contrary, if the exposure amount is below the above range, the effect of the present invention of preventing the change in the shape of the ink may not be obtained.
[0019]
  On the other hand, when irradiating ultraviolet rays from the back side of the intaglio, the exposure amount on the surface of the ink transferred to the blanket is usually 50-1500 mJ / cm.², Preferably 100 to 1000 mJ / cm²Is appropriate. When the exposure amount exceeds the above range, the adhesiveness of the surface portion of the ink is too low, and the transfer of the ink to the surface of the transparent substrate becomes insufficient, and the ink 2 remains on the surface of the blanket 3 after the printing process. There is a risk of so-called piling. Conversely, when the exposure dose falls below the above range, changes in the ink shape are prevented.CanThere is a risk of disappearing.
[0020]
Next, the intaglio, blanket, transparent substrate, ink and the like used in the present invention will be described in detail.
Examples of the intaglio substrate used in the present invention include soda lime glass, non-alkali glass, quartz glass, low alkali glass, and low expansion glass; fluororesin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polymethacrylic resin, and the like. Resin; Metal such as stainless steel, copper, and low expansion alloy amber is used. Among these, it is preferable to use a soft glass such as soda lime glass in order to reproduce a fine pattern with high accuracy.
[0021]
  When performing ultraviolet irradiation from the back of the intaglio,IntaglioThe substrate is required to have high ultraviolet transmittance. In particular,IntaglioThe ultraviolet transmittance of the substrate is preferably 50% or more. The ultraviolet transmittance does not need to satisfy the above-described range over the entire ultraviolet region of 200 to 400 nm, and it is sufficient that the above-mentioned range is satisfied in the wavelength region of the irradiated ultraviolet rays. Examples of the substrate whose ultraviolet transmittance satisfies the above range include soda lime glass, quartz glass, low alkali glass, acrylic resin and the like.
[0022]
The concave part of the intaglio is produced according to the pattern of the light shielding layer. The depth of the recess is usually set in the range of 1 to 15 μm, preferably 5 to 10 μm, depending on the thickness of the light shielding layer. If the depth of the recess is less than the above range, the thickness of the ink film required for the light shielding layer cannot be obtained by one printing, which is not preferable. On the other hand, when the depth of the recess exceeds the above range, the formed light shielding layer becomes too thick, and the flatness of the light shielding layer itself and the liquid crystal color filter surface may be lowered.
[0023]
The pattern is usually formed as a lattice pattern or a stripe pattern. The width of the pattern (that is, the width of the recess) varies depending on the size of the liquid crystal color filter, but is generally set in the range of 5 to 70 μm, preferably 10 to 30 μm.
In addition, when silicone rubber is used for the blanket surface rubber layer, the surface tension of the intaglio plate is difficult to receive because the surface tension of the silicone rubber is usually 15 to 25 dyn / cm and it is difficult to accept the ink from the intaglio plate. It is preferable to reduce the surface tension of the recess to about 5 to 25 dyn / cm from the viewpoint of facilitating the transfer of the ink. As the surface treatment, for example, a method of forming a coating layer of a silicon-based coating layer such as silicone rubber, or a fluorine-based resin or monomer made of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, or the like on the surface of the recess. Or a method of forming a deposited film having a function of reducing the surface tension of silicon, fluorine or the like on the surface of the recess. As a method of forming the coating layer and the vapor deposition film, various conventionally known methods are used.
[0024]
Examples of the method of filling the concave portions of the intaglio with ink include a method of squeegeeing using a doctor blade, a method using screen printing, a method of injecting with a dispenser (injector), and a method of injecting with a bubble jet.
As the blanket used in the present invention, for example, a conventionally known one in which a surface rubber layer made of rubber such as silicone rubber or acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) is supported on the surface of a support such as a plastic film can be used. Moreover, you may provide a porous sponge layer between the said surface rubber layer and a support body, or the back surface of the said support body. The foaming rate of the sponge layer is set in consideration of the printing characteristics of the blanket.
[0025]
The blanket preferably has a smooth surface rubber layer in order to improve the flatness of the surface of the light shielding layer. For example, it is appropriate that the surface roughness of the blanket is 0.5 μm or less, particularly 0.3 μm or less.
As the surface rubber layer, hardness (JIS K 6253_-1988The listed spring hardness H_S, JIS A) is 20 to 80, especially 40 to 60, when the silicone rubber is used, the transfer of the ink is good, and the ink transferred from the intaglio can be completely transferred to the surface of the transparent substrate. it can. Further, since the ink is not divided between the blanket and the transparent substrate, there is an effect that the edge of the line becomes sharp. This effect is remarkable in the printing of fine patterns having a pattern width of 50 μm or less, such as printing of a light shielding layer.
[0026]
Examples of the silicone rubber include millable silicone rubber, RTV silicone rubber, and electron beam curable silicone rubber. Further, in order to adjust the hardness of the silicone rubber within the above range, silicone oil, silicone gel, or the like may be appropriately blended.
The blanket support may have a flat surface, for example, a plastic film such as polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), or polycarbonate (PC); a metal plate such as aluminum or stainless steel is used. .
[0027]
When the irradiation of ultraviolet rays is performed from the back side of the blanket, the surface rubber layer, the support and the sponge layer constituting the blanket and the blanket cylinder around which the blanket is wound are required to have a high ultraviolet ray permeability. Specifically, the ultraviolet transmittance of the surface rubber layer, support and sponge layer is preferably 50% or more. The ultraviolet transmittance does not need to satisfy the above-described range over the entire ultraviolet region of 200 to 400 nm, and it is sufficient that the above-mentioned range is satisfied in the wavelength region of the irradiated ultraviolet rays.
[0028]
Examples of the rubber having an ultraviolet transmittance satisfying the above range include silicone rubber, millable silicone rubber, RTV silicone rubber, electron beam curable silicone rubber and the like which do not contain any filler such as silica. Examples of the support satisfying the above-described range of the ultraviolet transmittance include plastic films such as acrylic resins such as polyethylene, polypropylene, and methyl methacrylate (MMA).
[0029]
A metal such as copper, aluminum, and stainless steel is usually used for the blanket cylinder for winding the blanket. However, as described above, when the blanket cylinder is required to transmit ultraviolet rays, for example, soda lime glass, MMA, etc. A blanket cylinder made of a hard plastic film such as an acrylic resin may be used.
[0030]
The transparent substrate used in the present invention preferably has a high transmittance with respect to light having a wavelength of 400 to 700 nm. For example, glass substrates such as non-alkali glass, soda lime glass, and low alkali glass, polyether, polysulfone, and polyarylate. Etc. are preferably used.
The surface of the transparent substrate needs to be sufficiently washed so as to easily receive ink. Further, in order to facilitate the transfer of the ink, it is possible to form an adhesive layer made of a resin that is transparent and has high heat resistance on the surface of the transparent substrate.
[0031]
  When the adhesive layer is formed on the surface of the transparent substrate, the ink can be sufficiently transferred to the surface of the transparent substrate even if the adhesiveness of the ink surface is low.,There is no so-called piling in which ink remains on the surface of the blanket after the printing process.
  Specifically, the transparent and heat-resistant resin used for the adhesive layer has a transmittance of 90% or more with respect to a wavelength of 400 to 700 nm, and is heat-treated at 220 ° C. for 1 hour. It is necessary to satisfy the condition that the transmittance reduction rate in the wavelength region is 10% or less. Examples of the resin that satisfies the above conditions include an acrylic resin, a polyester resin, a melamine resin, an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, or a mixture thereof. As the resin coating method, various conventionally known coating methods such as dipping, spin coating, roll coating and the like can be used. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is 1 to 10 μm, preferably 3 to 8 μm. When the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is less than the above range, there is a risk of unevenness in ink transfer. On the other hand, when the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer exceeds the above range, the transmittance of the resin is lowered and the flatness of the surface is also lowered.
[0032]
The ink used in the present invention is a resin varnish obtained by mixing a black colorant with an ultraviolet curable ink.
The ultraviolet curable ink comprises a photopolymerizable oligomer (UV prepolymer), a photopolymerizable monomer (UV monomer), a photopolymerization initiator, and a photosensitizer.
As the UV prepolymer, for example, epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, polyol acrylate, alkyd acrylate and the like can be used. As the UV monomer, for example, an acrylic monomer such as a monofunctional acrylate, a bifunctional acrylate, a trifunctional acrylate, or a tetrafunctional acrylate can be used. As the photopolymerization initiator, various photopolymerization initiators such as benzoin, acetophenone, peroxide, and thioxanthone can be used. As the photosensitizer, various photosensitizers such as amine and quinone can be used.
[0033]
The ultraviolet curable ink only needs to sufficiently satisfy various characteristics required for a light shielding layer such as adhesiveness. Moreover, when it is excellent in heat resistance, chemical resistance, light resistance, etc., there exists an advantage that the handling in a manufacturing process becomes easy.
Examples of the black colorant include black pigments such as carbon black, iron oxide (iron black), titanium black, and iron sulfate. The content of the colorant in the ultraviolet curable ink is appropriately set according to the optical density (OD value) of the light shielding layer. The optical density of the light-shielding layer is 2.0 or more (visible light transmittance is 1.0% or less), preferably 2.5 or more (visible light transmittance is about 0.3% or less). It is.
[0034]
The ink used in the present invention preferably has a low viscosity. Specifically, the viscosity is suitably 10 to 30,000 poise, preferably 500 to 10,000 poise.
As the ultraviolet light source in the present invention, a mercury lamp is usually used, but a halogen lamp can also be used. The type of an ultraviolet lamp such as a mercury lamp or a halogen lamp is selected according to the irradiation conditions of ultraviolet rays such as the wavelength and intensity of the ultraviolet rays to be irradiated. For example, when a mercury lamp is used as the ultraviolet lamp, a lamp suitable for curing the ultraviolet curable ink may be used among a high-pressure mercury lamp having a wavelength of 365 nm and a low-pressure mercury lamp having a wavelength of 254 nm.
[0035]
Next, an offset printer used for manufacturing the liquid crystal color filter of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b) showing an example.
In the offset printing machine shown in FIGS. 4A and 4B, the intaglio 1 and the transparent substrate 4 are held on the base plate 5 at a predetermined interval, and move on the rail 54 installed on the base 51. Can be stopped at any position with high accuracy. The blanket 3 moves while rotating by meshing the pinion gears 30 attached to both ends of the blanket cylinder 31 and the pair of rack gears 6 fixed to the base 51. The blanket cylinder 31 is rotatably held at both ends of the shaft 34 at the tip of the air cylinder 35 as in the conventional case.
[0036]
Printing by the offset printer is performed as follows.
First, the base plate 5 is moved so that the center line 63 of the intaglio 1 and the reference position 60 located between the rotation start position 61 and the rotation end position 62 of the rack gear 6 coincide with each other, and then the rotation start position 61. The pinion gear 30 and the rack gear 6 are engaged with each other, and the blanket 3 is brought into contact with the surface of the intaglio 1 at a predetermined pressure (nip pressure). If the blanket 3 is moved to the rotation end position 62 in this state, the blanket 3 is moved while rotating due to the meshing of the two gears, and the ink filled in the recesses (not shown) of the intaglio 1 is transferred to the blanket 3. Transferred to the surface (transfer process).
[0037]
Next, after the center line 64 of the transparent substrate 4 is aligned with the reference position 60, the pinion gear 30 and the rack gear 6 are meshed at the rotation start position 61, and the blanket 3 is applied to the surface of the transparent substrate 4 with a predetermined pressure ( (Nip pressure) At this time, the two gears mesh at the same position as in the transfer process. If the blanket 3 is moved to the rotation end position 62 in this state, the blanket 3 moves while rotating in exactly the same rotational state as in the transfer process, and ink (not shown) transferred to the surface of the blanket 3 is transparent. It is transferred to the surface of the substrate 4 (printing process).
[0038]
According to the offset printing machine, since the rack gear 6 and the pinion gear 30 mesh at the same position in both the transfer process and the printing process, the transfer position error generated in the transfer process is generated in the printing process. It is possible to cancel the error by this error, and high-precision printing becomes possible. Specifically, the error (printing accuracy) between the transfer position of the ink printed by this offset printing machine and the position of the concave portion of the intaglio corresponding to the ink is a maximum of 5 μm, and printing required for the color filter The accuracy is fully satisfied. Further, the offset printing machine shown in FIG. 4 does not in principle suffer from deterioration in printing accuracy due to variations in accuracy when the rack gear 6 and the pinion gear 30 are manufactured or wear of the gear during continuous printing. Therefore, even if 100,000 sheets are continuously printed, the printing accuracy is sufficiently maintained.
[0039]
In the method for producing a liquid crystal color filter of the present invention, the ink for the light shielding layer printed on the surface of the transparent substrate is further subjected to a temperature and time at which the transparent substrate is not thermally deformed (usually at 180 to 250 ° C. for 30 to 180 minutes, It is completely cured by drying by heating (preferably at 200 to 230 ° C. for 50 to 80 minutes). In this way, a light shielding layer is formed on the surface of the transparent substrate.
[0040]
In addition, formation of a transparent colored layer may be performed after formation of a light shielding layer, and conversely, after forming a transparent colored layer, the light shielding layer may be formed on the surface of the transparent colored layer.
[0041]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples and comparative examples.
Example 1
After filling the concave portion 11 of the intaglio 1 with the ink 2 for the light-shielding layer, the ink is transferred to the surface of the blanket 3, and as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 31, the ink 2 is irradiated with ultraviolet light (low pressure mercury lamp, wavelength 254 nm, illuminance 1500 mW / cm²). Subsequently, the ink 2 was transferred from the blanket 3 to the surface of the transparent substrate 4 to print the light shielding layer ink.
[0042]
An offset printer shown in FIG. 4 was used for the printing. Soda lime glass (length 360 mm × width 460 mm) was used for the intaglio 1 substrate. The concave portions formed on the surface of the intaglio 1 were 10 μm in depth and 40 μm in width, and had a lattice pattern in which the vertical interval between the substrates was 300 μm and the horizontal interval between the substrates was 100 μm. The blanket 3 has a hardness of 60 degrees (spring hardness H) on a support made of a polyethylene film having a thickness of 0.3 mm._S, JIS A) silicone rubber coated to a total thickness of 1.0 mm was used. For the transparent substrate 4, soda lime glass (length 360 mm × width 460 mm) was used.
[0043]
Ink 2 for the light shielding layer was prepared by blending 30 parts by weight of carbon black with 100 parts by weight of an ultraviolet curable vehicle.
In the above printing, the cumulative amount of ultraviolet light at the interface between the ink 2 and the blanket 3 is 1000 mJ / cm.²Met.
On the transparent substrate on which the light shielding layer ink is printed, the ink for the transparent coloring layer of three colors of red (R), green (G) and blue (B) is further printed, and then the transparent substrate is heated at 230 ° C. for 60 minutes. A liquid crystal color filter was produced by heating and drying to completely cure the light shielding layer ink and the transparent colored layer ink.
[0044]
Example 2
A liquid crystal color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the following intaglio and blanket were used in printing the light shielding layer ink.
The intaglio is the same as that used in Example 1 except that the depth of the recess is 7 μm. The blanket is made of silicone rubber hardness (H_S, JIS A) is the same as that used in Example 1 except that it is 40 degrees.
[0045]
  Reference example 1
  After filling the concave portion 11 of the intaglio 1 with the ink 2 for the light-shielding layer, the ink is transferred to the surface of the blanket 3, and through the intaglio 1 from the ultraviolet light source 32 installed on the back side of the intaglio 1 as shown in FIG. The ink 2 was irradiated with ultraviolet rays. Subsequently, the ink 2 was transferred from the blanket 3 to the surface of the transparent substrate 4 to print the light shielding layer ink.
[0046]
The offset printing machine, the intaglio plate 1, the ink 2, the blanket 3 and the transparent substrate 4 used for the printing are all the same as those in the first embodiment. The ultraviolet light source 32 includes a low-pressure mercury lamp (wavelength 254 nm, illuminance 1000 mW / cm²)It was used.
In the above printing, the cumulative amount of ultraviolet light on the surface of the ink 2 transferred to the blanket 3 is 800 mJ / cm.²Met.
[0047]
  After printing the light shielding layer ink, a liquid crystal color filter was produced by printing the transparent colored layer ink and drying by heating in the same manner as in Example 1.
  Reference example 2
  Other than using the following intaglio and blanket in printing the light shielding layer ink,Reference example 1In the same manner, a liquid crystal color filter was produced.
[0048]
  UpExample 12 and Reference Examples 1 and 2The ink for the light shielding layer was printed 10,000 times, and the change rate of the line width of the ink after the initial printing and after continuous printing 10,000 times was measured with an electron microscope. Moreover, the maximum value of the error (printing accuracy) between the position of the ink printed on the transparent substrate and the position of the concave portion of the intaglio corresponding to the ink was determined.
[0049]
Table 1 shows the results of the change rate (%) of the line width of the ink and the printing accuracy (μm). In the change rate of the line width of the ink, + indicates an increase in the line width, and-indicates a decrease in the line width.
[0050]
[Table 1]

[0051]
Comparative Example 1
After filling the concave portion 11 of the intaglio 1 with the ink 2 for the light-shielding layer, the ink 2 is transferred from the concave portion 11 of the intaglio 1 to the surface of the blanket 3 as shown in FIG. As shown in (2), the ink 2 was transferred from the blanket 3 to the surface of the transparent substrate, thereby printing the light shielding layer ink.
[0052]
A normal flat table offset printing machine was used for the printing. A stainless plate (length 360 mm × width 460 mm) was used for the intaglio 1 substrate. The pattern of the recesses formed on the surface of the intaglio 1 was the same as in Example 1. The blanket 3 has a hardness of 50 degrees (spring hardness H on a support made of a PET film having a thickness of 0.3 mm._S, JIS A) silicone rubber coated to a total thickness of 1.0 mm was used. The same transparent substrate as used in Example 1 was used.
[0053]
Ink 2 for the light shielding layer was prepared by adding 30 parts by weight of carbon black to 100 parts by weight of a polyester-melamine resin and adjusting the viscosity to 200 poise with butyl carbitol.
Comparative Example 2
A liquid crystal color filter was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the following plate, ink, and blanket were used for printing the light shielding layer ink.
[0054]
As the plate, a waterless flat plate (trade name “TAN”) manufactured by Toray Industries, Inc. was used. Ink 2 for the light shielding layer was the same as Comparative Example 1 except that the viscosity was adjusted to 5000 poise. For the blanket 3, a blanket (trade name “ST800” manufactured by Sumitomo Rubber Industries, Ltd., thickness 1.9 mm) whose surface rubber layer is NBR was used.
[0055]
Comparative Example 3
The ink for a light shielding layer was printed by screen printing using a stainless steel 400 mesh screen.
In the above printing, the ink for the light shielding layer was prepared by adding 80 parts by weight of carbon black to 100 parts by weight of epoxy resin and adjusting the viscosity to 100 poise with butyl cellosolve. In addition, as the said screen, what formed the image line part which consists of the same pattern as the pattern of the recessed part in the intaglio used in Example 1 was used.
[0056]
On the transparent substrate on which the light shielding layer ink is printed, the ink for the transparent coloring layer of three colors of red (R), green (G) and blue (B) is further printed, and then the transparent substrate is heated at 230 ° C. for 60 minutes. A liquid crystal color filter was produced by heating and drying to completely cure the light shielding layer ink and the transparent colored layer ink.
About the said comparative examples 1-3, printing of the ink for light shielding layers was performed 500 times, and the change rate of the line width of the ink after an initial printing and after 500 times continuous printing was measured with the electron microscope. Further, the maximum value of the error (printing accuracy) between the position of the ink printed on the transparent substrate and the position of the pattern (or the image line portion of the screen) on the plate corresponding to the ink was determined.
[0057]
Table 2 shows the results of the change rate (%) of the line width of the ink and the printing accuracy (μm). The signs + and-in the rate of change of the line width of the ink are the same as described above.
[0058]
[Table 2]

[0059]
  As is clear from Tables 1 and 2, Examples 1 to2Therefore, even after 10,000 continuous printing, the change rate of the ink line width is extremely small, the edge of the printing line is sharp, and the flatness of the ink film is excellent. We were able to make it. Moreover, since the offset printing machine shown in FIG. 4 was used, the printing accuracy of the light shielding layer was also excellent.
[0060]
In contrast, in Comparative Examples 1 and 2 in which the ink transferred to the surface of the blanket was not irradiated with ultraviolet light, the rate of change in the line width of the ink after 500 continuous printings was extremely large. In Comparative Example 2, the ink transfer from the blanket to the transparent substrate was insufficient and so-called piling occurred, so the shape of the ink was disturbed and the straightness of the line was low.
[0061]
On the other hand, in Comparative Example 3 using screen printing, although the rate of change in the line width of ink after 500 continuous printings was small, the printing accuracy was insufficient to produce a light-shielding layer for a liquid crystal color filter. .
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, the light shielding layer can be formed with excellent print quality. In addition, excellent print quality can be maintained even when printing is repeated.
Therefore, according to the method for manufacturing a liquid crystal color filter of the present invention, a liquid crystal color filter corresponding to high image quality can be mass-produced, and the cost of the liquid crystal color filter can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a method for producing a liquid crystal color filter of the present invention.
[Figure 2]Irradiate ultraviolet rays from the back side of the intaglioIt is a schematic diagram which shows an example.
FIG. 3 is a schematic view showing a method for producing a light shielding layer by an intaglio offset printing method.
4A is a sectional view showing an example of an offset printing machine used in the present invention, and FIG. 4B is a plan view thereof.
[Explanation of symbols]
  1 Intaglio
  11 recess
  2 Ink
  3 Blanket
  4 Transparent substrate

Claims

A method for producing a liquid crystal color filter in which a plurality of transparent colored layers and a light shielding layer are provided on the surface of a transparent substrate,
The ultraviolet curable ink filled in the concave portion of the intaglio surface is transferred to the surface of the blanket, and when the ultraviolet curable ink leaves the concave portion and is transferred to the surface of the blanket, the ultraviolet curable ink is converted into the ultraviolet curable ink. On the other hand, irradiate ultraviolet rays from the back of the blanket,
Then , the light-shielding layer is formed by transferring the ultraviolet curable ink from the blanket to the surface of the transparent substrate.

The ultraviolet curable ink filled in the concave portion of the intaglio surface is transferred to the blanket surface, and the ultraviolet curable ink is transferred to the blanket surface when the ultraviolet curable ink leaves the concave portion and is transferred to the blanket surface. to mold the ink, further characterized by irradiating ultraviolet rays from the rear surface of the intaglio, a method of manufacturing a liquid crystal color filter according to claim 1.

The method for producing a liquid crystal color filter according to claim 1, wherein the blanket has an ultraviolet transmittance of 50% or more.

The method for producing a liquid crystal color filter according to any one of claims 1 to 3, wherein a surface of the blanket is made of silicone rubber having a hardness (JIS A) of 20 to 80.

The method for producing a liquid crystal color filter according to claim 1, wherein the concave portion has a surface tension of 5 to 25 dyn / cm.

It consists of a transfer step of transferring the ultraviolet curable ink filled in the concave portion of the intaglio surface to the surface of the blanket, and a printing step of transferring the ink from the blanket to the surface of the transparent substrate,
The transfer step is performed by moving the blanket relative to the surface of the intaglio in a state where the blanket is in contact with the surface of the intaglio, and the printing step is performed in a state where the blanket is in contact with the surface of the transparent substrate. This is done by relatively moving along the surface of the transparent substrate,
The relative movement between the intaglio and the blanket and the relative movement between the transparent substrate and the blanket are respectively the same for all the relative movements using one moving means and from the start point to the end point of the movement. The method for producing a liquid crystal color filter according to claim 1, wherein the liquid crystal color filter is configured as described above.