(57)【要約】      （修正有）【課題】表示品位の高い液晶カラーフィルターの印刷に使用するガラス凹版において、凹版上のパターン欠損部を修正することで、無欠陥のかつ印刷性の高い版深をもつ刷版を、技術的に容易に且つ安価に提供すること。【解決手段】（１）前記低融点ガラスペースト３３を前記パターン欠損部３２に充填する工程、（２）充填した前記低融点ガラスペースト３３を焼成する工程、（３）前記低融点ガラスペースト３３を焼成してなった低融点ガラス部３４を研磨して凹版表面と均一にする工程、（４）低融点ガラス部３４をレーザ加工して所望のパターンを彫る工程、上記３工程を有するガラス凹版３１の修正方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス凹版のパターン欠損部に低融点ガラスペーストを充填し修正することを特徴とするガラス凹版の修正方法。
【請求項２】
前記低融点ガラスペーストが、低融点粉末ガラスおよび／または低融点ガラスフリットを主成分とするガラスペーストからなることを特徴とする請求項１に記載のガラス凹版の修正方法。
【請求項３】
前記低融点ガラスペーストに含まれる前記低融点粉末ガラス、前記低融点ガラスフリットおよび無機フィラーの粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のガラス凹版の修正方法。
【請求項４】
（１）前記低融点ガラスペーストを前記パターン欠損部に充填する工程
（２）充填した前記低融点ガラスペーストを焼成する工程
（３）前記低融点ガラスペーストを焼成してなった低融点ガラス部を研磨して凹版表面と均一にする工程
（４）低融点ガラス部をレーザ加工して所望のパターンを彫る工程
上記工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガラス凹版の修正方法。
【請求項５】
部分的に低融点ガラス部を有することを特徴とするガラス凹版。
【請求項６】
前記低融点ガラス部の表面粗さがＲｚ＝０．７μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のガラス凹版。
【請求項７】
前記低融点ガラス部の熱膨張率と、ガラス凹版本体の熱膨張率との差が、２０×１０-７／℃以下であることを特徴とする請求項５あるいは６に記載のガラス凹版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶カラーフィルタをいわゆる反転印刷法（「反転印刷法」については後述。）により製造する際に使用するガラス凹版およびその修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットディスプレイとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が注目されており、その薄型、軽量、小消費電力、フリッカーレスといった特徴から、ノート型のパーソナルコンピューター（ＰＣ）、ＰＣ用のモニターを中心に市場が急速に拡大した。また最近は、従来からＣＲＴが主流であったＴＶ向けにも大型のＬＣＤが利用されるようになってきており、３２インチ以上の大型のものにも需要が増してきている。
【０００３】
その液晶ディスプレイのカラー化においては、カラーフィルタが使用されており、バックライトの白色光をカラーフィルタに透過させることで色彩の表現が可能になる。
【０００４】
液晶カラーフィルターは、パターン化された赤・緑・青の３色、及びこれに黒を加えた４色からなる着色層が透明基板上に形成されたものである。この着色層は従来、感光性顔料分散レジストをフォトリソ処理によって形成されているが、近年、カラーフィルタの低コスト化を実現するため、印刷法によって形成することが提案されている。
【０００５】
印刷法には、凹版にインキを塗布、スキージで不要なインキを除去し、凹版内に残ったインキをオフセットブランケットに転写し、被印刷基板に印刷する方法（例えば、特許文献１参照。）や、図２に示すように、オフセットブランケット２３にインキ２２を塗布、凹版２０で不要なインキ２２を除去し、オフセットブランケットに残ったインキ２５を被印刷基板２１に印刷する印刷法（本明細書では、この印刷法を「反転印刷法」と称す。）が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００６】
反転印刷法に使用する凹版の形態としては、ガラス基板をクロム膜のようなフッ酸等のガラスエッチング液に対し難溶性の金属薄膜をマスキング材として使用し、ガラスをエッチング液で溶解して形成する方法が知られている。
【０００７】
カラーフィルターのパターン寸法は、高精細のモバイルＰＣから比較的画素サイズの大きい液晶ＴＶまで多岐に渡っている。
画面が大型化する中でカラーフィルター内に配置されているパターンサイズも、ＢＭやＲＧＢの画素パターン・合わせ基準マークの様な数μｍ程度の細線から、遮光用額縁パターンのような数ｍｍ程度の大パターンまで混在するようになっており、反転印刷用の凹版を製版する上で様々な寸法の凹パターンを同一の版上に配置する必要がある。
【０００８】
これらの様々な寸法のパターンをオフセットブランケットから凹版へ転写する場合、版深が浅いとオフセットブランケットのニップ圧により凹部の底にオフセットブランケットが接触する現象が認められる。この現象を回避する方策として、凹部の開口寸法が大きいパターンでは版深を深く設計する方法をとっており、数μｍから数十μｍ迄の版深の形成が必要になっている。
【０００９】
凹版の欠陥はそのままカラーフィルターパターンに反映されるため、無欠陥の凹版の形成は必須である。画面サイズが大型化するに伴い必要となる凹版のサイズも大きくなり、且つ深い凹形状を形成することによりレジストや金属膜などの材料起因やプロセス上の不具合による凹版のパターン欠損が発生する確率が高くなることとなる。
【特許文献１】特開昭６２−８５２０２号公報
【特許文献２】特開平７−１４０３１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、表示品位の高い液晶カラーフィルターの印刷に使用するガラス凹版において、凹版上のパターン欠損部を修正することで、無欠陥のかつ印刷性の高い版深をもつ刷版を、技術的に容易に且つ安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、
ガラス凹版のパターン欠損部に低融点ガラスペーストを充填し修正することを特徴とするガラス凹版の修正方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
前記低融点ガラスペーストが、低融点粉末ガラスおよび／または低融点ガラスフリットを主成分とするガラスペーストからなることを特徴とする請求項１に記載のガラス凹版の修正方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
前記低融点ガラスペーストに含まれる前記低融点粉末ガラス、前記低融点ガラスフリットおよび無機フィラーの粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のガラス凹版の修正方法である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、
（１）前記低融点ガラスペーストを前記パターン欠損部に充填する工程
（２）充填した前記低融点ガラスペーストを焼成する工程
（３）前記低融点ガラスペーストを焼成してなった低融点ガラス部を研磨して凹版表面と均一にする工程
（４）低融点ガラス部をレーザ加工して所望のパターンを彫る工程
上記工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガラス凹版の修正方法である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、
部分的に低融点ガラス部を有することを特徴とするガラス凹版である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、
前記低融点ガラス部の表面粗さがＲｚ＝０．７μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のガラス凹版である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、
前記低融点ガラス部の熱膨張率と、ガラス凹版本体の熱膨張率との差が、２０×１０-７／℃以下であることを特徴とする請求項５あるいは６に記載のガラス凹版である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の技術を用いることにより、容易に且つ高精度のガラス凹版を提供することができ、高品位の画像表示が可能な液晶ディスプレイ用カラーフィルタを安価に生産することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の修正方法が適用するガラス凹版は、金属薄膜をマスキング材として使用してガラス基板をフッ酸等の薬液で所望のパターン状に溶解して形成したものである。
【００２０】
本発明の修正方法が主に適用するガラス凹版の欠損とは、図１に示すように、金属薄膜形成時のピンホール部、ガラス凹版の製造工程中金属薄膜パターニング用レジストのピンホールや欠けた部分より異常にガラスエッチングが進行し、ガラス基板のエッチング時に所望のパターン以外の部分がエッチングされたり、ガラス基板に形成されたパターンが物理的原因により欠損した部分である。
【００２１】
本発明に使用される低融点ガラスペーストは、低融点粉末ガラスないし低融点ガラスフリット（粒子）を主成分にアクリル樹脂などの有機樹脂や、酸化鉛、酸化ホウ素など無機成分を含むバインダ及びペースト状とするための溶剤から形成される。
【００２２】
低融点ガラスペーストをガラス凹版の数μｍ程度のパターン欠損部に充填するため、ガラスペーストの形成物の粒径は微細な程、欠損部への充填性やディスペンスの均一性が向上する。
また、カラーフィルタの印刷に使用する際印刷パターンの直線性が重要となるため、凹形状のエッジ形状の粗さは１μｍ以下であることが望ましい。修正時、低融点ガラス部を凹形状にレーザー等で加工する際、低融点粉末ガラスないし低融点ガラスフリットからなるガラス部材部とバインダー部で加工性に差があるため、直線性が低下する現象が生じる。
低融点ガラス部を焼成する際、低融点ガラスペーストの粒子径が大きくなる程、粒子間に間隙を生じ易くなり、レーザーによる加工時、直線性が低下する現象が生じる。そのため、凹形状の直線性を１μｍ以下にするために、低融点ガラスペーストの形成物の粒径は１μｍより小さいことが望ましい。
【００２３】
ガラス凹版のパターン欠損部への低融点ガラスペーストの供給方法としては、ディスペンサやスクリーン印刷などの部分印刷が可能である。この際、ガラスペーストは焼成時にバインダの組成物が熱分解されて結合・収縮するため、ガラス凹版のパターン欠損部より多めに供給すれば良い。
【００２４】
充填した低融点ガラスペーストの焼成は３００〜６００℃で可能である。焼成方法としては、レーザーやＩＲランプなどを使用し局所的に加熱焼成する方法や、基板全体を焼成炉に投入して加熱焼成することが可能である。
【００２５】
低融点ガラスによる修正部表面は、平滑である方がより望ましく、粒塊や気泡等による表面の数μｍレベルの凹凸や連続的なうねりはインキ転写時、転写不良の原因となる。
また、低融点ガラスペーストを充填する際生じたうねりは焼成により平滑化されきらないため、研磨処理が必要となる。この際、研磨工程後の低融点ガラス部の表面粗さは、Ｒｚ＝０．７μｍ以下に仕上げるのが好ましい。
低融点ガラスペーストの充填部の研磨方法として、低融点ガラスペーストの充填部を局所的に研磨する方法と、ガラス凹版全面を均一に研磨する方法が可能である。ガラス研磨は、回転しているポリッシャーに研磨液を塗布し行い、研磨液には一般にガラスのケミカル研磨に使用される酸化セリウム等を使用して処理すれば良い。
【００２６】
ガラス凹版のパターン欠損部に充填した低融点ガラス部の凹形状の再形成はレーザ加工機にて行えば良い。レーザ加工機としてはＣＯ２レーザやＵＶレーザやエキシマレーザー及びフェムト秒レーザーが使用可能である。
また、低融点ガラスのガラス凹版本体との結合性を向上するために、ガラス凹版のパターン欠損部に数μｍ径でレーザーによる穴開け加工を行った後、ガラスペーストを充填することも可能である。
【００２７】
ガラス凹版本体と低融点ガラス部との熱膨張率のマッチングも必要である。熱膨張率に差が生じた場合、焼成後の低融点ガラス部の冷却時に内部応力が発生し、冷却時もしくはその後の工程中にガラス凹版本体、低融点ガラス部もしくは、その境界部分に亀裂や剥離等の破損が生じることとなる。そのため、低融点ガラスペーストの組成を調整して、低融点ガラス部の熱膨張率をガラス凹版本体にあわせるのが好ましく、熱膨張率の差としては、２０×１０-７／℃以下であることが望ましい。
【００２８】
本発明により、従来困難であったガラス凹版の修正が可能となり、且つ低融点ガラス部がガラス凹版本体に近い強度を有するため繰り返し印刷した場合の耐刷性も確保でき、印刷適性の高いガラス凹版の提供が可能となる。
【実施例１】
【００２９】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
図３に、図１で示したパターン欠損部を有するガラス凹版を修正する工程の説明図を示す。
ガラス凹版の凹パターン形成前のガラス基板として、低膨張ガラス基板（６２０ｍｍ×７５０ｍｍ×０．７ｍｍｔ（コーニング社製１７３７ガラス熱膨張率：３．８×１０-6／℃））を使用し、版深８μｍ、線幅２０μｍのガラス凹版３１を準備した。図３（Ａ）のように、ガラス凹版３１は、パターン欠損部３２を有している。
【００３０】
図３（ａ）：このガラス凹版３１のパターン欠損部３２に熱膨張率４．１×１０-6／℃の低融点ガラスペースト３３をディスペンサ３５にて塗布形成した。
【００３１】
図３（ｂ）：前記低融点ガラスペースト３３をＩＲオーブン３６にて温度３００℃にて局所焼成し硬膜した。
【００３２】
図３（ｃ）：焼成処理後、低融点ガラス部３４を酸化セリウムを主成分とする研磨材によりポリッシュ研磨機３７で研磨し表面の平滑化処理を行った。
【００３３】
図３（ｄ）：平滑化処理後、フェムト秒レーザー３８（光源：７８０ｎｍ、１ｋＨｚ、１７６ｆｓ）にて低膨張ガラス部３４を凹形状に沿って彫り、凹形状を形成し修正済みのガラス凹版３０を得た。
こうして得られたガラス凹版は、修正部を含めパターン寸法の面内バラツキが２０±１μｍ、トータルピッチ±２μｍで形成できた。
また、このガラス凹版を用いて低膨張ガラス基板５５０×６５０×０．７ｍｍｔ（コーニング社製１７３７ガラス熱膨張率：３．８×１０-6／℃）に色パターンを反転印刷し、印刷欠陥の無いカラーフィルターを得ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明におけるガラス凹版を俯瞰で見た部分断面図。
【図２】反転印刷の印刷プロセスの説明図。
【図３】本発明の凹版の修正工程の説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１０、２０，３１，３０・・・ガラス凹版
１１、３２・・・パターン欠損部
３３・・・低融点ガラスペースト
３４・・・低融点ガラス部
２１・・・被印刷体
２２・・・印刷インキ
２３・・・オフセットブランケット
２４・・・オフセットブランケット胴
２５・・・インキパターン
３５・・・ディスペンサー
３６・・・ＩＲオーブン
３７・・・ポリッシュ研磨機
３８・・・フェムト秒レーザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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