(57)【要約】【課題】  低コストなＩＰＳ方式の液晶表示装置用のカラーフィルタを提供する。【解決手段】  カラーフィルタ製造方法に印刷を利用する。即ち、一対の基板間に液晶を封入してなる液晶パネルにおいて、当該基板の一方の主面に、画素部位に夫々対応した複数の色パターンと当該色パターンを仕切るブラックマトリックスとを複数の凹版を用いた凹版オフセット印刷法で形成する。ブラックマトリックスは、遮光インクを少なくとも２枚の凹版で基板主面に供給することで、格子状に形成される。【選択図】  図２
2008065196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光透過性基板と第２の光透過性基板との間に液晶を封入した液晶セルを構成し、
前記第１の光透過性基板については、前記液晶と同じ側の基板上に、複数の薄膜トランジスタ、透明電極、配線等が配置されたＴＦＴ層に配向膜が形成され、前記第２の基板については、前記液晶と同じ側の基板上に、基板側から順次、カラーフィルタ、平坦化層および前記2枚の基板間隔を制御するスペーサが形成されたカラー液晶表示装置であって、
前記カラーフィルタは、各画素部位に対応した色パターンおよびブラックマトリックスを凹版オフセット印刷法で形成することを特徴とするカラー液晶表示装置。  
【請求項２】
請求項１記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷により幅が10μｍ以上、50μｍ以下のストライプおよびドット形状に分割したパターンを2枚または複数枚の凹版に形成し、これを組み合わせて格子状のブラックマトリックスを形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項３】
請求項１記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷によりブラックマトリックスを印刷後に加熱硬化し、次に残りの色パターンを印刷後に加熱硬化して形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項４】
請求項１記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷によりブラックマトリックスを印刷後に連続して残りの色パターンを印刷後に一括加熱硬化してカラーフィルタ層を形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項５】
第１の光透過性基板と第２の光透過性基板との間に液晶を封入した液晶セルを構成し、
前記第１の光透過性基板については、前記液晶と同じ側の基板上に、複数の薄膜トランジスタ、透明電極、配線等が配置されたＴＦＴ層に配向膜が形成され、前記第２の基板については、前記液晶と同じ側の基板上に、基板側から順次、カラーフィルタおよびスペーサが形成され、平坦化層を必要としないカラー液晶表示装置であって、
前記カラーフィルタは、各画素部位に対応した色パターンおよびブラックマトリックスを凹版オフセット印刷法で形成することを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷により幅が10μｍ以上、50μｍ以下のストライプおよびドット形状に分割したパターンを2枚または複数枚の凹版に形成し、これを組み合わせて格子状のブラックマトリックスを形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項７】
請求項５記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷によりブラックマトリックスを印刷後に加熱硬化し、次に残りの色パターンを印刷後に加熱硬化して形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項８】
請求項５記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷によりブラックマトリックスを印刷後に連続して残りの色パターンを印刷後に一括加熱硬化してカラーフィルタ層を形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項９】
第１の光透過性基板と第２の光透過性基板との間に液晶を封入した液晶セルを構成し、
前記第１の光透過性基板については、前記液晶と同じ側の基板上に、複数の薄膜トランジスタ、透明電極、配線等が配置されたＴＦＴ層が形成され、順次、カラーフィルタおよびスペーサが形成され、前記第２の基板については、前記液晶と同じ側の基板上に配向膜が形成されたカラー液晶表示装置であって、
前記カラーフィルタは、各画素部位に対応した色パターンおよびブラックマトリックスを凹版オフセット印刷法で形成することを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷により幅が10μｍ以上、50μｍ以下のストライプおよびドット形状に分割したパターンを2枚または複数枚の凹版に形成し、これを組み合わせて格子状のブラックマトリックスを形成することを特徴とするアレイ上に形成された液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項１１】
請求項９記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷によりブラックマトリックスを印刷後に加熱硬化し、次に残りの色パターンを印刷後に加熱硬化して形成することを特徴とするアレイ上に形成された液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【請求項１２】
請求項９記載の印刷方式でカラーフィルタを形成した液晶表示装置において、
凹版オフセット印刷によりブラックマトリックスを印刷後に連続して残りの色パターンを印刷後に一括加熱硬化してカラーフィルタ層を形成することを特徴とするアレイ上に形成された液晶表示装置用カラーフィルタ。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー表示の可能な液晶表示装置に利用されるカラーフィルタに係り、特に、印刷法により製造するカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
フルカラー表示に対応する液晶表示装置は、薄型軽量であり且つ画面の対角寸法の大型化が可能であるとの利点から、各種表示装置に利用されてきた。また、近年において、液晶表示装置は、その高速応答の実現によりテレビジョン装置でも利用されるようになってきた。それに伴い、液晶表示装置のカラーフィルタにも大型化と大幅な製造コスト低減が要求されている。
【０００３】
従来、カラーフィルタの製造方法としては、顔料分散したポリマーをフォトリソグラフィ法によってパターニングし、着色層を形成する方法が大部分であるが、工程が複雑で製造コストが下がらないという問題がある。また、現状のマザーガラス基板サイズ（第４世代とされる７３０ｍｍ×９２０ｍｍクラスから第５世代の１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ）では問題にならないが、将来の基板サイズ（第６世代は１５００ｍｍ×１８００ｍｍ＋α，第７世代は１８００ｍｍ×２０００ｍｍ＋α）ではフォトレジストの塗布や現像に製造装置上の限界があり、問題視されている。
【０００４】
これに対して印刷では、大面積化や低コスト化が可能であるが、従来のモニター用液晶表示装置の高精細画素サイズ（１００μｍ×１００μｍ以下）を印刷するのは困難であった。しかし、液晶テレビ用途としては画素サイズが１００μｍ×１００μｍ超と大きくなり、印刷によるカラーフィルタの製造方法が注目を集めている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４５５０９号公報
【特許文献２】特開平７−６３９１１号公報
【特許文献３】特開平８−１０６００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のカラーフィルタは、感光性を有する顔料分散ポリマーを用い、塗布、露光、現像および加熱硬化工程と複雑で長い工程をとるフォトリソグラフィ法により、各色それぞれを形成してきた。このフォトリソグラフィ法では顔料分散ポリマーの利用効率が悪く、露光設備等が高価であることや、現像で使用する多量の廃液などの問題がある。また、基板の大画面化に伴い、大型基板全面に顔料分散ポリマーを均一に塗布する方法も困難になってきた。
【０００７】
また、液晶表示装置の視野角拡大手段の一つとして、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式がある。ＩＰＳ方式液晶表示装置では、同一基板上に形成された櫛歯状の画素電極と共通電極に電圧を印加し、基板面にほぼ平行な電界を発生させ、液晶分子を基板面に平行な面内で駆動する。したがって、この方式では、視野角も広く、また高コントラスト、高色再現性を達成している。しかし、カラーフィルタを製造する場合、ブラックマトリックスに導電性のクロムではなく樹脂材料を用いる必要があるため、高価なフォトリソグラフィ法によりブラックマトリックスおよび各色が形成されてきた。また、フィルタ形成後に各色間の段差を平坦化するための透明樹脂を全面に塗布する必要がある。
凹版オフセット印刷でブラックマトリックスを印刷する場合は、ブレードと平行になるラインのかすれや印刷が出来ないことがある。これは凹版からのインキかきとりの際にブレードと平行になるパターンにブレードが落ち込みインキを過剰にかきとってしまうことによる。また、ブラックマトリックスの表示面周辺の額縁の線幅は１〜１０ｍｍとなるため、ブレードの落ち込みは顕著となり、ブレードの傾斜かきとり等でも対応できない。さらにブレードと垂直なラインとなる額縁でもブレードのたわみから、ライン中央が過剰にかきとられるため、ライン中央が大きくかすれてしまう。従って、フォトリソグラフィ法によりブラックマトリックスを格子状に形成した基板に対し、ストライプ状または画素形状に応じたドット状に色材のみの印刷となってしまう。この場合の各色間段差はフォトリソ方式と大差はなく、平坦化膜を全面に塗布する必要があるため、コスト上のメリットはそれほど大きくならない。
【０００８】
本発明は、上記した諸問題を解決し、凹版オフセット印刷により安価で平坦性に優れた液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置用カラーフィルタは、フォトリソ法に代わり、印刷法を用いることを特徴とする。従来は印刷法によるカラーフィルタは、色パターンの形成に用いることが多く、ブラックマトリックス形成はフォトリソ法が大部分を占めてきた。これは印刷位置精度の問題および、格子状にパターン形成する問題から、ブラックマトリックスを避けてきた経緯がある。印刷法の中でも、版定盤に対してシリンダーローラを高精度に回転させることで十分優れた印刷位置精度でパターニングが可能な凹版オフセット印刷法を用いてブラックマトリックスを印刷することを特徴とする。以上により、フォトリソ法でカラーフィルタ層を形成したものと比べて安価なカラー液晶表示装置が得られる。
【００１０】
本発明に係る印刷用凹版はブラックマトリックスの格子を同一方向のストライプおよびドット形状に分割したパターンで印刷する。このとき分割したストライプおよびドット形状は、線幅が広くなるに従い、断面形状として中央がへこむ傾向がある。これは凹版をブレードでかきとるときにブレードが凹版の凹部に落ち込むことで発生する。凹版の凹部以外に残ったインキがブランケット（blanket）に受理されない程度のかきとり条件では幅が２００μｍを超えると中央のへこみが顕著となる傾向がある。また、分割したストライプおよびドット形状の線幅が広くなるに従い、断面形状としてエッジ部分はだれる傾向がある。従って、出来るだけ細いストライプおよびドットとした方が、エッジ部およびトップの平坦性が良いパターンが得られる。さらに10μｍ以下のストライプおよびドット形状は安定した印刷が難しく、擦れが発生しやすい。従って、が１０μｍ以上、２００μｍ以下の組み合わせとなるが、実際、ブラックマトリックスの格子状縦方向は開口率から考えても５０μｍを超えることはない。そこで、本発明ではブラックマトリックスの格子状パターンを２版またはそれ以上の凹版に分割する際、出来るだけ線幅をそろえることで、印刷したパターンの断面形状を揃えて、１０μｍ以上、５０μｍ以下の組み合わせにより組み合わせて印刷することで、平坦性に優れたブラックマトリックスを形成することができる。ここで、ブラックマトリックスに必要な表示領域周辺の額縁部分の印刷に対しても凹版を格子内で設定した線幅と同等の線幅に分割して組合すことで印刷することができる。一方、縦ストライプと横ストライプを組み合わせて格子をクロスさせるように形成するものではないため、光透過性基板を印刷時に回転する必要がなく、額縁も安定して印刷できる。この基板に色パターンを凹版オフセット印刷で形成することで、フォトリソ法と比べて安価なカラーフィルタ基板が得られる。
【００１１】
本発明に係るカラーフィルタ基板は、ブラックマトリックスの印刷形成に凹版を2版またはそれ以上を組み合わせて印刷した後に加熱硬化することを特徴とする。ここで2版またはそれ以上の凹版で印刷したブラックマトリックスはそれぞれの凹版に対して、ブラックマトリックス用の同一材料であるため、組み合わせ印刷された後にインキ同士のレベリング作用が効果的に働き、その後加熱硬化することで、平坦性に優れたブラックマトリックスが形成できる。この平坦性に優れたブラックマトリックス基板に対して、色パターンを凹版オフセット印刷で色別に三回印刷して、その後、加熱硬化することで平坦性に優れ、フォトリソ法と比べて安価なカラーフィルタ基板が得られる。
【００１２】
本発明に係るカラーフィルタ基板は、ブラックマトリックスの印刷形成に凹版を２版またはそれ以上を組み合わせて印刷した後に加熱硬化することを特徴とする。ここで２版またはそれ以上の凹版で印刷したブラックマトリックスはそれぞれの凹版に対して、ブラックマトリックス用の同一材料であるため、組み合わせ印刷された後にインキ同士のレベリング作用が効果的に働き平坦性に優れたブラックマトリックスが形成できる。さらにここで加熱硬化させることなく、色パターンを凹版オフセット印刷で色別に三回印刷する。ここでは異なる材料であるため、ブラックマトリックス材料と色材料はレベリングするものの混色は起こらない。その後、一括加熱硬化することで平坦性に優れ、フォトリソ法と比べて安価なカラーフィルタを形成することができる。
【００１３】
本発明に係るカラーフィルタ基板は、凹版オフセット印刷によるパターニングで十分な平坦性が得られるため、通常のフォトリソ法でパターニングしたときに必要な平坦化膜の形成が必要ないことを特徴とする。ブラックマトリックスの印刷形成に凹版を２版またはそれ以上を組み合わせて印刷した後に加熱硬化する。ここで２版またはそれ以上の凹版で印刷したブラックマトリックスはそれぞれの凹版に対して、ブラックマトリックス用の同一材料であるため、組み合わせ印刷された後にインキ同士のレベリング作用が効果的に働き平坦性に優れたブラックマトリックスが形成できる。さらにここで加熱硬化させることなく、色パターンを凹版オフセット印刷で色別に三回印刷する。ここでは異なる材料であるため、ブラックマトリックス材料と色材料はレベリングするものの混色は起こらない。その後、一括加熱硬化することで平坦性に優れたカラーフィルタが得られるため、平坦化膜を形成する必要がなく、フォトリソ法と比べて安価な高平坦化カラーフィルタ基板を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る液晶表示装置は薄膜トランジスタをそなえた光透過性基板上に凹版オフセット印刷でカラーフィルタ層を形成することを特徴とする。画素周辺に配置された配線部分に所定の格子状パターンでブラックマトリックスを印刷で形成し、続いて色パターンを印刷形成する。この際、画素電極は液晶層に近いカラーフィルタ層の上に形成する必要があるため、この画素電極とカラーフィルタ層の下に位置する薄膜トランジスタ層との導通をとる必要がある。この導通をとるためのスルーホールをブラックマトリックス上に形成する。このときスルーホールの形状は画素電極をスパッタ成膜する際に下地の薄膜トランジスタ層とコンタクトする形状であれば制限はないが、数μｍサイズのスルーホールであることから、印刷しやすい円状とすることが好ましい。これに色パターンを各色印刷し、加熱硬化することで、フォトリソ法と比べて安価で平坦性に優れたカラーフィルタ・オン・アレイによるカラー液晶表示装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、カラーフィルタ及びこれを備えた液晶表示装置の製造に係る設備投資が抑えられ、その製造コスト自体も低減できる。また、高価なフォトマスクに代えて安価な凹版をカラーフィルタのパターンニングに用いるため、多品種の液晶表示装置を低価格で提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１（ａ）は本発明に係る実施例を示し、ブラックマトリックスおよび色パターンが凹版オフセット印刷で形成されたカラー液晶表示装置の模式的な断面図である。なお、本実施例及び後述の他の実施例において、光透過性基板１及び光透過性基板２の主面は、ｘ軸（横方向）とｙ軸（縦方向，ｘ軸に交差する）とを含むｘ−ｙ平面として記され、光透過性基板１，２の厚み方向はｚ軸（ｘ−ｙ平面と交差する）と記される。
【００１８】
光透過性基板１の主面には、表示回路層（以下、ＴＦＴ層）３が形成されている。ＴＦＴ層３は、光透過性基板１の主面に、例えば図１（ｂ）に示される如き画素回路を各々有する複数の画素を二次元的に配置して成る。この画素回路は、ＴＮ型（Twisted  Nematic  type）やＶＡ型（Vertical  Alignment  type）でアクティブ・マトリクス駆動される液晶表示装置に採用され、薄膜トランジスタＴＦＴとこれに電気的に接続された画素電極ＰＸを備える。薄膜トランジスタＴＦＴは、画像信号を供給する信号線（図示されず）と画素電極ＰＸとの間に配置された半導体層ＳＥＭと、この半導体層ＳＥＭにおける電荷の授受を制御する制御電極（ゲート電極）ＧＴとを備え、制御電極ＧＴが半導体層ＳＥＭを覆う絶縁膜（ゲート絶縁膜）ＧＩ上に設けられた所謂トップゲート構造を有する。半導体層ＳＥＭを通して取り込まれた電荷は、ソース電極又はドレイン電極と呼ばれる電極ＳＤを通して画素電極ＰＸに供給され、電極ＳＤは、これと制御電極ＧＴとを分離する第１の層間絶縁膜ＩＮＳ１及びこれと画素電極ＰＸとを分離する第２の層間絶縁膜ＩＮＳ２の夫々に形成された開口（スルーホール）を介して光透過性基板１の厚み方向に延在する。このように構成される画素の配置間隔は画素ピッチと呼ばれ、本実施例ではｙ軸方向に５１０μｍで設定される。
【００１９】
一方、光透過性基板１の主面に対向する主面を有する光透過性基板２は、その主面の周縁に設けられたシール材８で光透過性基板１に貼り合わされ、夫々の主面とシール材８とで囲まれた空間には液晶９が封入される。光透過性基板２の主面には、光透過性基板１の主面内に設けられた複数の画素の各々に応じて開口が複数個形成されたブラックマトリクス（遮光膜）４が形成される。従って、この開口（以下、画素開口部）もｙ軸方向に５１０μｍの間隔で形成される。画素開口部の各々は、縦（ｙ軸方向）に４２０μｍ×横（ｘ軸方向）に１５０μｍの矩形を呈するが、これに対向する画素に設けられた薄膜トランジスタＴＦＴの形状に即し、この少なくとも２辺を開口内に凹ませてもよく、開口外へ突き出させてもよい。従って、ブラックマトリックス４は、横方向（ｘ軸方向）の幅が２０μｍであり且つ縦方向（ｙ軸方向）に延在する複数の線状パターンと、縦方向（ｙ軸方向）の幅が９０μｍであり且つ横方向（ｘ軸方向）に延在する複数の別の線状パターンとを夫々交差して成る格子形状を呈する。
【００２０】
ＸＧＡクラスの液晶表示装置では、光透過性基板１の主面に上述の画素が縦方向（ｙ軸方向）に７６８個×横方向（ｙ軸方向）に１２８０個、夫々並設される。１ピクセル単位（１画素単位）毎に表示色の互いに異なる３種類の画素を配置してカラー画像を表示する液晶表示装置の場合、光透過性基板１の主面には横方向に１２８０×３＝３８４０個の画素が並設される。従って、このカラー画像を表示する液晶表示装置の光透過性基板２の主面に形成されたブラックマトリクス（遮光膜）４には、複数の画素開口部が縦方向に７６８個、横方向に３８４０個、夫々並設される。光透過性基板２の主面において、当該複数（２，９４９，１２０個）の画素開口部が設けられた領域を画像表示領域と定義すると、この画像表示領域の外側の領域（換言すれば、当該主面の周縁）は、周辺額縁部分と呼ばれる。本実施例では、光透過性基板２の主面の周縁に、縦方向（ｙ軸方向）の幅：３ｍｍで横方向（ｘ軸方向）に延在する一対の線状領域と、横方向の幅：６ｍｍで縦方向に延在する一対の線状領域とから成る矩形状の周辺額縁部分が形成されている。なお、本実施例で用いる光透過性基板１及び光透過性基板２の各々は、縦方向（ｙ軸方向）の長さ：４６０ｍｍ×横方向（ｘ軸方向）の長さ：７３０ｍｍ×厚み（ｚ軸方向の寸法）：０．７ｍｍ厚みの無アルカリガラスである。
【００２１】
本実施例で述べられる液晶表示装置は、上述した格子状のブラックマトリックス４が凹版オフセット印刷により形成されることに特徴付けられる。凹版オフセット印刷は、先述した特許文献２に記されるように、被加工面に印刷しようとするパターンに応じた溝（凹部）が設けられた主面を有する凹版を用意し、当該凹部にインキ（例えば、着色材料）を充填したのち、当該凹版の主面にブランケットをローラにより押し当て、その凹部に充填されたインキを当該ブランケットに転写する。最後に、インキにより上記パターンが形成されたブランケットを被加工面に押し当てることにより、上記パターンは上記被加工面に印刷される。凹版の凹部へのインキの充填は、当該インキを凹版の主面に塗布し、この主面を例えばドクターブレード（Doctor  Blade）と呼ばれる刃で掃引（sweep）して、凹版の主面から凹部に充填されたインキ以外のインキを除去する。凹版主面にて、凹部が所定の方向に延在する線状に成形されるとき、刃は凹部の延在方向に交差する方向沿いに掃引される。
【００２２】
本実施例では、上記光透過性基板２の主面上におけるブラックマトリクス４の形成のみならず、その画素開口部の各々における色（色材層，着色層とも記す）５の形成にも凹版オフセット印刷を用いる。ブラックマトリクス４及び色５の形成に用いられるインキのいずれも、バインダとなる樹脂、及び当該樹脂を溶かす溶剤を含むことで共通し、これにブラックマトリクス４の着色剤たる例えばカーボンブラックや、色５に応じた顔料又は染料（アゾ系錯体、フタロシアニン、アントラキノン等）がフィラとして分散される。本実施例でブラックマトリクス４や色５の成形に用いるインキは、バインダとなる樹脂として、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、及びポリイミド樹脂の群から選ばれる少なくとも１種類の熱硬化性樹脂（の前駆体）を含む。一方、これらのインキには、例えばｎ−ブチルアルコール，２−メチルシクロヘキシルアルコール，ステアリルアルコールなどのアルコール、メチルセロソルブ，ブチルカルビトールなどのアルキルエーテル、トルエン，キシレンなどの芳香族炭化水素、シクロヘキサノン，ジアセトンアルコールなどのケトンの少なくとも１種類を上記溶剤として含ませてもよい。さらに、フィラとしてのカーボンブラック、顔料、又は染料の凝集を防ぐため、エステル系やノニオン系の界面活性剤をインキに添加してもよい。
【００２３】
ブラックマトリクス４及び色５を凹版オフセット印刷により形成する場合、夫々に含まれる色素の相互拡散による混色が生じる。これを防ぐために、例えば、ブラックマトリクス４の形成後にその開口に色５を形成するとき、色５を形成するためのインキに含まれる熱硬化性樹脂として、ブラックマトリクス４を形成するためのインキに含まれる熱硬化性樹脂より硬化温度の低いものを選ぶとよい。例えば、ブラックマトリクス４のバインダたる熱硬化性樹脂として１２０℃で硬化するポリイミド樹脂を用い、色５のバインダたる熱硬化性樹脂として６０℃で硬化するエポキシ樹脂を用いる。また、ブラックマトリクス４を形成するためのインキに含まれる溶剤を、色５を形成するためのインキに含まれる溶剤より揮発性の高いものとしてもよい。乾燥の速い溶剤として、ブチルカルビトール、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオールが例示される。
【００２４】
本実施例におけるカラーフィルタの製造のための凹版オフセット印刷には、その円周にブランケットが固定された２００ｍｍφのローラを備え、このローラに対して同一面内に配置された凹版とガラス基板（光透過性基板２）との間で、当該凹版（凹部）からリフトオフされたインキをガラス基板にセットするオフセット印刷機を用いた。ローラに固定されるブランケットには、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版は、フォトマスク用ソーダライムガラス製基板の主面に塗布されたレジスト膜にパターンをレーザーで描画した後、当該レジストの現像でこれに形成された開口を通して当該基板主面をフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは７μｍとした。
【００２５】
本実施例では、カーボンブラックが混入された熱硬化性インキをブラックマトリクス４の形成用インキとして用い、これを凹版の凹部から上述したオフセット印刷機により、ガラス基板（光透過性基板２）に転写して、その主面に格子状のブラックマトリックスを印刷した。この熱硬化性インキは、バインダとして例えばポリイミド樹脂を含み、ブラックマトリクス４の画素開口部に色５の形成用インキが塗布される前にある程度乾燥される。ブラックマトリクス４の形成に続く色５の形成には、その表示色毎に凹版を用意した。この凹版の各々には、その主面からブランケットに転写され且つブランケットからガラス基板（光透過性基板２）の主面に転写されるインキが当該ガラス基板上に形成されたブラックマトリックス（その画素開口部周辺）と５μｍ以下の幅で重なるように凹部が形成されている。夫々の凹版からガラス基板へのインキの転写（印刷）は、異なる色５ごとに一画素ずつ、ガラス基板の主面に対して横方向（ｘ軸方向）にずらしながら３回繰り返された。色５の形成用熱硬化性インキには、バインダとしてブラックマトリクス４の形成用熱硬化性インキのバインダと異なる樹脂（例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂）を含めるとよく、また同じ樹脂を含ませながら、その乾燥速度や粘度をブラックマトリクス４の形成用熱硬化性インキのバインダより低くするような溶媒や添加物を含ませるとよい。後者によれば、色５の形成用熱硬化性インキがブラックマトリクス４の画素開口部で広がり、その結果、当該開口面積に応じた広さの色５が形成される。
【００２６】
色５のパターン形成には赤、緑、青の三原色のインキ材料として、たとえば顔料が分散された熱硬化性インキを用いた。印刷後の色５の加熱硬化は、インキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理を実施した。
【００２７】
この後、当該ガラス基板（光透過性基板２）の主面に平坦化膜６を形成した。平坦化膜６はガラス基板に印刷されたブラックマトリクス４及び複数の色５の全面を覆うように光熱硬化性樹脂材料（新日鐵化学（株）製，製品名：Ｖ２５９ＰＡ）を塗布し、１００℃３分間プリベークし、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約２００ｍＪ）照射し、２００℃３０分間加熱処理し、加熱硬化を行い約１μｍ厚に形成した。
【００２８】
その後、平坦化膜６上に柱状スペーサ７を、アクリル系透明感光材により形成した。アクリル系透明感光材として例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００を用い、これを平坦化膜６の上面にスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の厚み（約３μｍ）の膜を形成した後、この膜を適当量（約１００ｍＪ）のＵＶ光（波長３６５ｎｍ）で照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサ７に成形する。柱状スペーサ７は、例えば、ブラックマトリックス４の横方向（ｘ軸方向）に延びる短辺の三原色の青色層５（縦方向（ｙ軸方向）に延びる）と交差する部分の上に形成される。柱状スペーサ７は、２００℃３０分間の加熱硬化により完成される。次にこのガラス基板（光透過性基板２）の主面に配向膜（図示されず）を形成し、この配向膜にラビング処理をした。対向基板（光透過性基板１）の複数の薄膜トランジスタ、透明電極、配線等が配置されたＴＦＴ層３が形成された主面にも配向膜（図示されず）を形成し、これにラビング処理をした。これら二枚の基板（光透過性基板１，２）の夫々の主面周縁にシール材を塗布し、当該主面の一方に規定量の液晶を滴下した後に基板１，２を互いに重ね合わせ、加圧加熱してシール材を硬化させて液晶表示パネルを完成させた。この液晶表示パネルに、画素毎に設けられた薄膜トランジスタや画素電極を含む表示回路を駆動するドライバーＩＣを取り付け、液晶表示装置を完成させた。本実施例によれば、表示領域内に輝度等のムラが現れない良好なＩＰＳ方式の液晶表示装置が得られる。
【実施例２】
【００２９】
本実施例では、実施例１と同じ寸法のブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するための凹版１０の一例を、図２を参照して説明する。凹版１０は、光透過性基板２に形成されるブラックマトリックス４の格子状部分（表示領域，図２（ｃ）参照）とこれを囲む額縁部分とに対応する凹部１１のパターンが所定の間隔で分割されて形成された２版として作製される（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。即ち、図２（ｃ）に示される光透過性基板２の主面内に、図２（ａ）に示す凹版ａから印刷された遮光パターン４ａ，４ａ’と図２（ｂ）に示す凹版ｂから印刷された遮光パターン４ｂとにより、ブラックマトリクス４の格子が形成される。
【００３０】
図２（ｃ）において、ブラックマトリクス４の格子は、ｙ軸方向に延在し且つｘ軸方向にＷｂ２’＝２０μｍの幅を有する遮光パターン４ａ’と、ｙ軸方向にＷｂ１＝９０μｍの幅を有し且つｘ軸方向に並設された遮光パターン４ａ，４ｂの５つとに囲まれる画素開口部を有し、当該画素開口部のｘ軸方向の幅Ｗａ２＝１５０μｍであり且つｙ軸方向の幅Ｗａ１＝４２０μｍであることは実施例１に記したとおりである。即ち、光透過性基板２に形成されるブラックマトリクス４のｘ軸に沿う開口部の幅：１５０μｍは、ｘ軸方向に延在して当該画素開口部のｙ軸方向の寸法を規定するブラックマトリクス４の横方向パターンを５等分する３０μｍ幅のストライプで決められる。換言すれば、光透過性基板２には、ｙ軸方向に延在し且つｘ軸方向にＷｂ２’＝２０μｍの幅を有するストライプ状の遮光パターン４ａ’と、ｙ軸方向にＷｂ１＝９０μｍの幅を有し且つｘ軸方向にＷｂ２＝３０μｍの幅を有する５本のバー状（矩形状）の遮光パターン４ａ，４ｂをｘ軸方向に並べた群とが、ｘ軸沿いに繰り返して現れる。また、ストライプ状の遮光パターン４ａ’を隔てる空間には、５本のバー状の遮光パターン４ａ，４ｂをｘ軸方向に各々並べて成る複数の群がｙ軸沿いに並ぶ。
【００３１】
本実施例では、ストライプ状の遮光パターン４ａ’と、これに対してｘ軸方向に１本おきに並ぶバー状の遮光パターン４ａに対応する凹部１１を図２（ａ）に示す凹版１０の主面に、これらの遮光パターン４ａ，４ａ’の一対に各々挟まれるバー状の遮光パターン４ｂに対応する凹部１１を図２（ｂ）に示す凹版１０の主面に、夫々形成される。
【００３２】
図２（ａ）に示す凹版ａ１０の主面には、図２（ｃ）にてブラックマトリクス４の開口のｙ軸方向（長手方向）に延在する「辺（長さ：Ｗａ１＝４２０μｍの長辺）」を規定する遮光パターン４ａ’に対応する複数のストライプ状凹部１１がその延在方向に交差する方向に並び、当該ストライプ状凹部１１の隣り合う一対の間には、ブラックマトリクス４の開口のｘ軸方向に延在する「辺（長さ：Ｗａ２＝１５０μｍの短辺）」を成すバー状遮光パターン４ａに対応する２本のバー状凹部１１が互いに離間されて並ぶ。バー状凹部１１の幅（凹部１１の並設方向に沿う寸法）Ｇａ２は上述した幅Ｗｂ２と同じく３０μｍであり、その並設方向に交差する方向に延在する長さＧａ１は上述した幅Ｗｂ１と同じく９０μｍである。一方、ストライプ状凹部１１の幅（その延在方向に交差する方向に沿う寸法）Ｇａ２’は上述した幅Ｗｂ２’と同じく２０μｍである。バー状凹部１１とこれに隣接する他のバー状凹部１１又はストライプ状凹部１１は、その並設方向に３０μｍの間隙で夫々離間される。この間隙は、図２（ｂ）に示す凹版ｂ１０の主面に形成されたバー状凹部１１の幅で決められる。また、凹版ａ１０のバー状凹部１１の延在方向（長辺方向）に隣接する一対を隔てる間隙は、画素開口部の幅Ｗａ１＝４２０μｍである。
【００３３】
図２（ｂ）に示す凹版ｂ１０の主面には、図２（ｃ）に示すブラックマトリクス４の開口のｘ軸方向に延在する「辺（長さ：Ｗａ２＝１５０μｍの短辺）」を成すバー状遮光パターン４ｂに対応する複数のバー状凹部１１が互いに離間されて並ぶ。バー状凹部１１の幅（凹部１１の並設方向に沿う寸法）Ｇｂ２は上述した幅Ｗｂ２と同じく３０μｍであり、その並設方向に交差する方向に延在する長さＧｂ１は上述した幅Ｗｂ１と同じく９０μｍである。当該並設方向に隣接し合う一対のバー状凹部１１を隔てる間隙は、その３本おきに２０μｍに設定され、これ以外は３０μｍに設定される。この間隙は、図２（ａ）に示す凹版ａ１０のストライプ状凹部１１の幅Ｇａ２’とバー状状凹部１１の幅Ｇａ２’で決められる。また、凹版ｂ１０のバー状凹部１１の延在方向（長辺方向）に隣接する一対を隔てる間隙は、凹版ａ１０のそれらと同様に画素開口部の幅Ｗａ１＝４２０μｍである。
【００３４】
本実施例では、図２（ｃ）に示されたブラックマトリクス４の格子のｘ軸沿いに延びる遮光パターンに対応する凹部１１を２枚の凹版ａ，ｂに分けて形成したが、これらの凹部１１を、当該遮光パターンの２本おきに３枚の凹版に形成してもよい。
【００３５】
このように複数の凹版１０を用いて、当該凹版１０毎に光透過性基板２の主面に印刷される遮光パターンを組み合わせてブラックマトリクス４を形成すれば、凹部１１の各々を十分狭い幅で形成できる。即ち、凹部１１が当該幅に交差する方向に長く延在する場合、ドクターブレード等の刃は凹版１０の上面を当該幅に沿って掃引される。このため、凹部１１の幅が広がると、刃が凹部１１内に落ち込み、その内部に充填されているインキの一部をかきとる確率も高くなる。従って、凹版１０からブランケットを介して光透過性基板２に印刷されるインキの量が減り又は不均一となる。しかし、本実施例で例示したように、凹版１０を、これに形成されるべき凹部１１が分割されて夫々形成された複数に分けることにより、凹版１０の各々における凹部１１の長手方向に交差する幅は２００μｍ未満に抑えられ、更に１００μｍの以下へ低減される。このため、凹版オフセット印刷の弱点であった凹部１１に充填されたインキのドクターブレード等による損失は抑えられ、均質な遮光パターンの配列として所望のブラックマトリクス４の格子が形成される。
【００３６】
複数の凹版１０を用いて基板等の面（被加工面）に一つのパターンを印刷する場合、１版目の印刷と２版目の印刷との時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、例えば、１版目の印刷後から３分後に２版目を印刷するとよい。その反面、印刷における凹版の順番に制約はない。本実施例でも、実施例１と同様に、カーボンブラックが混入された熱硬化性インキ（例えば、ポリイミド樹脂をバインダとして含む）を用いてブラックマトリックス４を印刷したが、２版目の凹版１０による印刷で用いる熱硬化性インキに対して１版目の凹版１０による印刷に用いる熱硬化性インキの含有溶剤量を高め、又は溶剤の揮発量を低く抑えれば、１版目で印刷されたインキと２版目で印刷されたインキとが一体化し易くなる。
【００３７】
本実施例でも、カラーフィルタの製造のための凹版オフセット印刷には、実施例１と同様に、その円周にブランケットが固定された２００ｍｍφのローラを備え、このローラに対して同一面内に配置された凹版とガラス基板（光透過性基板２）との間で、当該凹版（凹部）からリフトオフされたインキをガラス基板にセットするオフセット印刷機を用いた。ローラに固定されるブランケットには、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版ａ，ｂ１０の各々は、フォトマスク用ソーダライムガラス製基板の主面に塗布されたレジスト膜にパターンをレーザーで描画した後、当該レジストの現像でこれに形成された開口を通して当該基板主面をフッ酸でエッチングして作製した。凹版１０の凹部１１の深さは、その主面における当該凹部１１の幅や長さのいずれよりも小さくし、本実施例では７μｍとした。
【００３８】
本実施例でも、ブラックマトリクス４の形成には、実施例１と同様にカーボンブラックが混入された熱硬化性インキを用いた。バー状又はストライブ状の遮光パターンを成す熱硬化性インキのパターンがオフセット印刷にてガラス基板（光透過性基板２）に転写された直後において、当該遮光パターンはその延在方向に交差する面にて、曲線的な断面を呈する。その断面の一例として、図２（ｃ）のガラス基板２の主面に並設されたバー状遮光パターン４ａ，４ｂ及びストライプ状遮光パターン４ａ’の断面を図２（ｄ）に示す。隣接し合う遮光パターンとガラス基板２の主面との間に生じる微小な間隙は、熱硬化性インキに含まれる溶剤の蒸発に伴うガラス基板２に対する当該熱硬化性インキのぬれ性の減少や、インキ膜の収縮に伴うクローリング（Crawling）に拠る。このような微小な間隙は、熱硬化性インキに含める溶剤の選定や、その塗布後の乾燥により回避される。また、遮光パターン４ａ，４ｂ，４ａ’の隣接し合う一対において、その各々の上部の曲面により生じる段差は、熱硬化性インキの乾燥により低減され、レベリング（平坦化）される。例えば、熱硬化性インキの印刷直後（数分後）にガラス基板２を２００℃３０分間加熱処理した場合は、ブラックマトリクス４の額縁部分（表示領域の周縁を規定）および横格子（ｘ軸方向に並ぶ複数の遮光パターンから成る）の上面の平坦性は０．３μｍであったが、印刷後１時間程度室温（２４℃）で放置することで印刷された熱硬化性インキがレベリングし、当該上面の平坦性は０．１μｍ以内に改善された。一方、ブラックマトリクス４の画素開口部の長辺を成すストライプ状遮光パターン４ａ’の上部の曲面は、熱硬化性インキの乾燥後に残るもカラーフィルタの製造に支障を来たさない。
【００３９】
このように格子状のブラックマトリックス４が形成されたガラス基板２に対して、ＲＧＢの各色が、その画素開口部の各々に印刷される。ブラックマトリクス４の画素開口部への色５のオフセット印刷に用いる凹版には、色５の前駆体なるインキがガラス基板２上に形成されたブラックマトリックス（その画素開口部周辺）と５μｍ以下の幅で重なるように凹部が形成されている。凹版からガラス基板へのインキの転写（印刷）は、異なる色５ごとに一画素ずつ、ガラス基板の主面に対して横方向（ｘ軸方向）にずらしながら３回繰り返して行われる。色５の形成用熱硬化性インキにブラックマトリクス４のバインダ（樹脂）に対してぬれ性の低い溶剤を含ませることで、これとブラックマトリクス４との混色や、これが印刷されるべき画素開口部に隣接する他の画素開口部へぬれ広がることが抑えられる。この観点から、色５の形成用熱硬化性インキにバインダとして含まれる樹脂として、ブラックマトリクス４の形成用熱硬化性インキにバインダとして含まれる樹脂とは異なるものを選ぶとよい。
【００４０】
色５のパターン形成には赤、緑、青の三原色のインキ材料として、たとえば顔料が分散された熱硬化性インキを用いた。印刷後の色５の加熱硬化は、インキを１００℃で３０分乾燥させた後、２００℃で３０分間加熱処理する。これにより、カラーフィルタの基本的な構造が完成する。
【００４１】
この後、当該ガラス基板（光透過性基板２）の主面に平坦化膜６を形成した。平坦化膜６はガラス基板に印刷されたブラックマトリクス４及び複数の色５の全面を覆うように光熱硬化性樹脂材料（新日鐵化学（株）製，製品名：Ｖ２５９ＰＡ）を塗布し、１００℃３分間プリベークし、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約２００ｍＪ）照射し、２００℃３０分間加熱処理し、加熱硬化を行い約１μｍ厚に形成した。
【００４２】
さらに、平坦化膜６上に柱状スペーサ７を、アクリル系透明感光材により形成した。アクリル系透明感光材として、例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００を用い、これを平坦化膜６の上面にスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の厚み（約３μｍ）の膜を形成した後、この膜を適当量（約１００ｍＪ）のＵＶ光（波長３６５ｎｍ）で照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサ７に成形する。柱状スペーサ７は、例えば、ブラックマトリックス４の横方向（ｘ軸方向）に延びる短辺上に形成される。三原色の各々５をブラックマトリックス４の縦方向（ｙ軸方向）に並ぶ複数の画素開口部に跨るように印刷する場合、柱状スペーサ７は青色層５と交差するブラックマトリックス４の短辺上に形成するとよい。柱状スペーサ７の加熱硬化は、実施例１と同様に２００℃で３０分間行う。
【００４３】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化されたカラーフィルタが得られる。
【実施例３】
【００４４】
実施例１と同様に、ブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図３は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、ブラックマトリックスを印刷形成し、加熱硬化後に残りの色パターンを印刷して、加熱硬化した場合のカラーフィルタ基板断面図を示している。
【００４５】
実施例１と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、実施例２と同様にブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。使用する凹版の順番に制約はなく、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を使用して印刷した。
【００４６】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【００４７】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合は額縁部分および横格子上の平坦性は0.3μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にインキがレベリングし、平坦性は0.1μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【００４８】
こうして得られたブラックマトリックス付基板に対して、ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を用意し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。
【００４９】
色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【００５０】
印刷後の加熱硬化はインキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理して完成する。
【００５１】
この基板に平坦化膜を形成した。印刷した全面を覆うように光熱硬化性樹脂材料（新日鐵化学（株）製，製品名：Ｖ２５９ＰＡ）を塗布し、１００℃３分間プリベークし、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約２００ｍＪ）照射し、２００℃３０分間加熱処理し、加熱硬化を行い約１μｍ厚に形成した。
【００５２】
その後、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【００５３】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化されたカラーフィルタが得られる。
【実施例４】
【００５４】
実施例１と同様に、ブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図４は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、ブラックマトリックスを印刷形成し、加熱硬化することなしに残りの色パターンを印刷してから、一括加熱硬化した場合のカラーフィルタ基板断面図を示している。
【００５５】
実施例１と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、実施例２と同様にブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。使用する凹版の順番に制約はないが、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を使用して印刷した。
【００５６】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【００５７】
さらにＲＧＢ各色も同様に印刷する。ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を使用し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。ここでＲＧＢの順番に制約はないが、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１色目（Ｒ）の印刷後から３分後に２色目（Ｇ）を使用して印刷した。さらにその３分後に３色目（Ｂ）を使用して印刷した。色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【００５８】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合はブラックマトリックスと開口部色との重なり部分の平坦性は1.0μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にブラックマトリックスインキと色インキがレベリングし、平坦性は0.4μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【００５９】
印刷後の加熱硬化は２００℃３０分間加熱処理して完成する。
【００６０】
この基板に平坦化膜を形成した。印刷した全面を覆うように光熱硬化性樹脂材料（新日鐵化学（株）製，製品名：Ｖ２５９ＰＡ）を塗布し、１００℃３分間プリベークし、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約２００ｍＪ）照射し、２００℃３０分間加熱処理し、加熱硬化を行い約１μｍ厚に形成した。
【００６１】
その後、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【００６２】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化され平坦性に優れたカラーフィルタが得られる。
【実施例５】
【００６３】
図５は本発明に係る実施例を示し、ブラックマトリックスおよび色パターンが凹版オフセット印刷で形成されたカラー液晶表示装置の断面図である。画素ピッチを510μｍとし、画素開口部を縦420μｍ×横150μｍとした。従って、ブラックマトリックスは縦が20μｍ、横が90μｍの格子となる。また、周辺額縁部分は縦が3ｍｍ、横を6ｍｍ、ピクセル数は縦768×横1280とした。ここで光透過性基板（縦460ｍｍ×横730ｍｍ）は0.7ｍｍ厚みの無アルカリガラスであって、たとえばカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用い、格子状のブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で印刷した。
【００６４】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。また、各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を用意し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。
【００６５】
色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。印刷後の加熱硬化はインキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理を実施した。
【００６６】
この基板には平坦化膜を形成せずに、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。次にこの基板に配向膜を形成し、ラビング処理をした。対向基板には複数の薄膜トランジスタ、透明電極、配線等が配置されたＴＦＴ層を有する光透過性基板に配向膜を形成し、ラビング処理をした。これら二枚の基板を周辺にシール材を塗布し、規定量液晶を塗布後に重ね合わせ、加圧加熱してシール材を硬化させ、ドライバーＩＣを取り付け、液晶表示装置を作製した。本実施例によれば、表示領域内にムラのない良好なＩＰＳ方式の液晶表示装置が得られた。
【実施例６】
【００６７】
実施例５と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図６は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、格子状のブラックマトリックスを形成するために作製した二つの凹版パターンを示す図である。開口部の幅が150μｍなので横ＢＭを5等分して30μｍ幅のストライプに分割した。また、額縁に関しては次の寸法とした。縦額縁は30μｍ幅のストライプで交互に形成し、横ＢＭは格子中の線幅と同等とし、20,30,30,30,30,30μｍ単位を繰り返して形成した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。
【００６８】
使用する凹版の順番に制約はなく、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を印刷した。
【００６９】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【００７０】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合は額縁部分および横格子上の平坦性は0.3μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にインキがレベリングし、平坦性は0.1μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【００７１】
こうして得られたブラックマトリックス付基板に対して、ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を用意し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。
【００７２】
色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【００７３】
印刷後の加熱硬化はインキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理して完成する。
【００７４】
この基板に平坦化膜を形成せず、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【００７５】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化されたカラーフィルタが得られる。
【実施例７】
【００７６】
実施例５と同様に、ブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図７は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、ブラックマトリックスを印刷形成し、加熱硬化後に残りの色パターンを印刷して、加熱硬化した場合のカラーフィルタ基板断面図を示している。
【００７７】
実施例１と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、実施例２と同様にブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。使用する凹版の順番に制約はなく、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を使用して印刷した。
【００７８】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【００７９】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合は額縁部分および横格子上の平坦性は0.3μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にインキがレベリングし、平坦性は0.1μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【００８０】
こうして得られたブラックマトリックス付基板に対して、ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を用意し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。
【００８１】
色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【００８２】
印刷後の加熱硬化はインキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理して完成する。
【００８３】
この基板に平坦化膜を形成せず、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【００８４】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化されたカラーフィルタが得られる。
【実施例８】
【００８５】
実施例５と同様に、ブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図８は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、ブラックマトリックスを印刷形成し、加熱硬化することなしに残りの色パターンを印刷してから、一括加熱硬化した場合のカラーフィルタ基板断面図を示している。
【００８６】
実施例１と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、実施例２と同様にブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。使用する凹版の順番に制約はないが、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を使用して印刷した。
【００８７】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【００８８】
さらにＲＧＢ各色も同様に印刷する。ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を使用し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。ここでＲＧＢの順番に制約はないが、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１色目（Ｒ）の印刷後から３分後に２色目（Ｇ）を使用して印刷した。さらにその３分後に３色目（Ｂ）を使用して印刷した。色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【００８９】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合はブラックマトリックスと開口部色との重なり部分の平坦性は1.0μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にブラックマトリックスインキと色インキがレベリングし、平坦性は0.4μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【００９０】
印刷後の加熱硬化は２００℃３０分間加熱処理して完成する。
【００９１】
この基板に平坦化膜を形成せず、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【００９２】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化され平坦性に優れたカラーフィルタが得られる。
【実施例９】
【００９３】
図９は本発明に係る実施例を示し、図９（ａ）にはブラックマトリックスおよび色パターンが凹版オフセット印刷で形成されたカラー液晶表示装置の模式的な断面が、図９（ｂ）には基板（カラーフィルタ基板）２上に形成されたＩＳＰ型の画素構造の断面が夫々示される。本実施例では、ＩＰＳ用の薄膜トランジスタ素子をそなえた光透過性基板の画素周辺の配線部分にブラックマトリックス４を凹版オフセット印刷で格子状に形成した。図９（ｂ）において、薄膜トランジスタＴＦＴを構成するゲート電極ＧＴ、半導体層ＳＥＭ、ソース電極並びにドレイン電極ＳＤ１，ＳＤ２を含む配線領域や、画素電極ＰＸとともに液晶９に横電界を印加する対向電極（コモン電極）ＣＴに接続される基準電圧線ＣＬを含む配線領域を覆うブラックマトリクス４は、当該配線領域に液晶９側から入射する光を遮る。ブラックマトリックス４の画素開口部には色５が形成され、その上面には対向電極ＣＴ、層間絶縁膜ＩＮＳ１、櫛歯状の画素電極ＰＸ、及び保護膜（絶縁膜）ＩＮＳ２がこの順に形成されている。画素電極ＰＸは、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極又はドレイン電極ＳＤ１からブラックマトリックス４に形成されたスルーホールＴＨ１を通して延びる導体層ＳＤ１’に接続される。対向電極ＣＴは画素電極ＰＸと同様に透明な導電材料（画像表示に十分な光透過性を示す、ＩＴＯやＩＺＯ等の導電性酸化物）で形成され、その一端はブラックマトリックス４に形成された別のスルーホールＴＨ２を通して対向電極ＣＴに接する。
【００９４】
本実施例でも、実施例１と同様に画素ピッチを510μｍとし、画素開口部を縦420μｍ×横150μｍとした。従って、ブラックマトリックス４は縦方向に延びる幅20μｍの遮光ストライプと横方向に延びる幅90μｍの遮光ストライプとにより格子状に成形される。また、周辺額縁部分は縦が3ｍｍ、横を6ｍｍ、ピクセル数は縦768×横1280とした。ここで光透過性基板（縦460ｍｍ×横730ｍｍ）は0.7ｍｍ厚みの無アルカリガラスであって、ＩＰＳ用のＴＦＴが形成されている。この基板に対し、たとえばカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用い、各画素に対応する格子状のブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で印刷した。ブラックマトリックス用凹版には、スルーホール形成用のパターンＴｈを同時加工（エッチング）されているものを使用した。スルーホールは7μｍ系とし、丸形状とした。
【００９５】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。また、各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を用意し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。
【００９６】
色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。印刷後の加熱硬化はインキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理を実施した。次に、画素電極ＩＴＯをドライ成膜し、下地の配線と印刷形成したスルーホールで導通をとった。
【００９７】
その後、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。次にこの基板に配向膜を形成し、ラビング処理をした。対向基板には光透過性基板に配向膜を形成し、ラビング処理をした。これら二枚の基板を周辺にシール材を塗布し、規定量液晶を塗布後に重ね合わせ、加圧加熱してシール材を硬化させ、ドライバーＩＣを取り付け、液晶表示装置を作製した。本実施例によれば、表示領域内にムラのない良好なＩＰＳ方式の液晶表示装置が得られた。
【実施例１０】
【００９８】
実施例９と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図１０は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、格子状のブラックマトリックスを形成するために作製した二つの凹版パターンを示す図である。ここでブラックマトリックス用凹版の一つにスルーホール形成用のパターンＴｈが同時加工（エッチング）されているものを使用した。スルーホールは7μｍ系とし、丸形状とした。開口部の幅が150μｍなので横ＢＭを5等分して30μｍ幅のストライプに分割した。また、額縁に関しては次の寸法とした。縦額縁は30μｍ幅のストライプで交互に形成し、横ＢＭは格子中の線幅と同等とし、20,30,30,30,30,30μｍ単位を繰り返して形成した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。
【００９９】
使用する凹版の順番に制約はなく、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を印刷した。
【０１００】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【０１０１】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合は額縁部分および横格子上の平坦性は0.3μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にインキがレベリングし、平坦性は0.1μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【０１０２】
こうして得られたブラックマトリックス付基板に対して、ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を用意し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。
【０１０３】
色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【０１０４】
印刷後の加熱硬化はインキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理する。次に、画素電極ＩＴＯをドライ成膜し、下地の配線と印刷形成したスルーホールで導通をとった。
【０１０５】
その後、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【０１０６】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化されたカラーフィルタ・オン・アレイ基板が得られる。
【実施例１１】
【０１０７】
実施例９と同様に、ブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図１１は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、ブラックマトリックスを印刷形成し、加熱硬化後に残りの色パターンを印刷して、加熱硬化した場合のカラーフィルタ基板断面図を示している。
【０１０８】
実施例９と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、同様にブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。使用する凹版の順番に制約はなく、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を使用して印刷した。
【０１０９】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【０１１０】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合は額縁部分および横格子上の平坦性は0.3μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にインキがレベリングし、平坦性は0.1μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【０１１１】
こうして得られたブラックマトリックス付基板に対して、ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を用意し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。
【０１１２】
色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【０１１３】
印刷後の加熱硬化はインキを１００℃３０分乾燥させた後、２００℃３０分間加熱処理して完成する。次に、画素電極ＩＴＯをドライ成膜し、下地の配線と印刷形成したスルーホールで導通をとった。
【０１１４】
その後、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【０１１５】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化されたカラーフィルタ・オン・アレイ基板が得られる。
【実施例１２】
【０１１６】
実施例９と同様に、ブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、ブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。図１２は本発明に係るカラーフィルタの実施例を示し、ブラックマトリックスを印刷形成し、加熱硬化することなしに残りの色パターンを印刷してから、一括加熱硬化した場合のカラーフィルタ基板断面図を示している。
【０１１７】
実施例１と同様の寸法でブラックマトリックスを凹版オフセット印刷で形成するため、実施例２と同様にブラックマトリックスの格子および額縁部分を分割して２版作製した。これらの２版を順番に使用してカーボンブラックを混入した熱硬化性インキを用いてブラックマトリックスを印刷した。使用する凹版の順番に制約はないが、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１版目の印刷後から３分後に２版目を使用して印刷した。
【０１１８】
凹版オフセット印刷には、200ｍｍφのローラを備え、版およびガラス基板を同一面内に配置し、版からのオフおよびガラス基板へのセットが行えるオフセット印刷機を用いた。ローラに固定するブランケットにはPETシートからなる支持体上にシリコーンゴムをコーティングしたものを使用した。凹版１にはフォトマスク用ソーダライムガラス製基板にパターンをレーザーで描画し、レジストを塗布、露光現像したものをフッ酸でエッチングして作製した。凹版の凹部深さは7μｍとした。
【０１１９】
さらにＲＧＢ各色も同様に印刷する。ＲＧＢ各色はガラス基板上に形成されたブラックマトリックスとの重なり量が５μｍとなるように配置された凹版を使用し、色ごとに一画素横方向へずらして３回印刷して形成した。ここでＲＧＢの順番に制約はないが、それぞれ印刷する時間間隔はできるだけ短いことが望ましく、１色目（Ｒ）の印刷後から３分後に２色目（Ｇ）を使用して印刷した。さらにその３分後に３色目（Ｂ）を使用して印刷した。色パターンには赤、緑、青の三原色のインキ材料を用い、たとえば顔料分散した熱硬化性インキを用いた。
【０１２０】
印刷直後(数分後)に２００℃３０分間加熱処理した場合はブラックマトリックスと開口部色との重なり部分の平坦性は1.0μｍであったが、印刷後１時間程度室温(２４℃)で放置することで印刷後にブラックマトリックスインキと色インキがレベリングし、平坦性は0.4μｍ以内と高い平坦性が得られた。
【０１２１】
印刷後の加熱硬化は２００℃３０分間加熱処理して完成する。次に、画素電極ＩＴＯをドライ成膜し、下地の配線と印刷形成したスルーホールで導通をとった。
【０１２２】
その後、柱状スペーサを、アクリル系透明感光材により形成いた。例えばＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００をスピンコートし、１００℃３分間プリベークすることで所望の膜厚（約３μｍ）に形成した後、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を適当量（約１００ｍＪ）照射し、アルカリ現像液での現像、洗浄を経て、約２０μｍφの円柱型スペーサを短辺のブラックマトリックスと三原色の青色と交差する場所のブラックマトリックス上に形成する。加熱硬化条件は２００℃３０分間として柱状スペーサを形成した。
【０１２３】
本実施例によれば、画素内の色分布も平均化されたカラーフィルタ・オン・アレイ基板が得られる。
【０１２４】
尚、上記したいくつかの実施例を達成するために述べた諸条件はこれらの実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明によるカラーフィルタ及びその製造方法は、液晶表示装置等の表示装置及びその量産に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明によるカラー液晶表示装置の第１の実施例を示す平面図である。
【図２】本発明によるカラーフィルタの第２の実施例を示す平面図である。
【図３】本発明によるカラーフィルタの第３の実施例を示す平面図である。
【図４】本発明によるカラーフィルタの第４の実施例を示す平面図である。
【図５】本発明によるカラー液晶表示装置の第５の実施例を示す平面図である。
【図６】本発明によるカラーフィルタの第６の実施例を示す平面図である。
【図７】本発明によるカラーフィルタの第７の実施例を示す平面図である。
【図８】本発明によるカラーフィルタの第８の実施例を示す平面図である。
【図９】本発明によるカラー液晶表示装置の第９の実施例を示す平面図である。
【図１０】本発明によるカラーフィルタの第１０の実施例を示す平面図である。
【図１１】本発明によるカラーフィルタの第１１の実施例を示す平面図である。
【図１２】本発明によるカラーフィルタの第１２の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１…第１の光透過性基板、２…第２の光透過性基板、３…薄膜トランジスタ、４…ブラックマトリックス、５…色（Ｒ,Ｇ,Ｂ）、６…平坦化膜、７…柱状スペーサ、８…シール材、９…液晶、１０…凹版、１１…凹版の凹部。
【図１】
2008065196.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008065196.tif 000009
【図８】
2008065196.tif 000010
【図９】
2008065196.tif 000011
【図１０】
2008065196.tif 000012
【図１１】
2008065196.tif 000013
【図１２】
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