(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレーパネル用の色フィルタを製造する方法であって、
基体上に、幅および長さを有するセル凹部を備えた隆起パターンを機械的に形成し、
該セル凹部の幅および長さよりも小さい幅および長さを有する凸版インク印写ピンを用いて複数の着色インクを前記セル凹部内に該セル凹部を完全に満たすように付着させて前記色フィルタを形成する、各工程を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記凸版インク印写ピンが、前記セル凹部の幅より10−30ミクロン小さい幅および前記セル凹部の長さより約15−35ミクロン短い長さを有するものであることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項３】
前記凸版インク印写ピンが、前記セル凹部の幅より15−25ミクロン小さい幅および前記セル凹部の長さより約20−30ミクロン短い長さを有するものであることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項４】
前記凸版インク印写ピンが、少なくとも30ミクロンの高さを有するものであることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項５】
前記凸版インク印写ピンが多孔性印写ピンであり、前記着色インクが該多孔性印写ピンを通して押し出されることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項６】
前記基体がガラス基体であり、前記隆起パターンの形成工程が、前記隆起パターンを前記ガラス基体上に印刷する工程を有してなることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項７】
前記隆起パターンの印刷工程が、
作成しようとする隆起パターンに対応する黒マトリクスパターン内に黒マトリクスインクを付着させ、該黒マトリクスインクを該黒マトリクスパターンから前記ガラス基体に転写させて、隆起黒マトリクスパターンを形成する工程を有してなることを特徴とする請求の範囲６記載の方法。
【請求項８】
前記黒マトリクスインクを、該黒マトリクスインクを前記ガラス基体へ転写する前に少なくとも部分的に硬化し、該黒マトリクスインクが前記ガラス基体へ転写された後に前記黒マトリクスパターンの形状を実質的に維持することを特徴とする請求の範囲７記載の方法。
【請求項９】
前記黒マトリクスインクが前記ガラス基体へ転写される最中に硬化されることを特徴とする請求の範囲７記載の方法。
【請求項１０】
前記黒マトリクスパターンを転写する前に、前記ガラス基体に接着剤を塗布することを特徴とする請求の範囲７記載の方法。
【請求項１１】
前記隆起パターンの形成工程が、前記隆起パターンを転写層上に形成する工程を有することを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項１２】
前記着色インクを付着させる工程が、
前記隆起パターンのセル凹部からなる凹部パターン内に入るような複数の着色インクパターンを前記転写層上に前記セル凹部からなる凹部パターン内に入るように付着させて、色フィルタパターンと転写層との複合体を形成し、
該複合体を、前記着色インクパターンが前記基体と接触するように該基体に転写する、各工程を有してなることを特徴とする請求の範囲11記載の方法。
【請求項１３】
前記隆起パターンの形成工程が、前記転写層をエンボス手段に接触させて、該転写層上に前記隆起パターンおよび前記凹部パターンを形成する工程を有してなることを特徴とする請求の範囲12記載の方法。
【請求項１４】
前記エンボス手段がパターンロールまたはパターンプレートからなることを特徴とする請求の範囲13記載の方法。
【請求項１５】
前記エンボス手段を前記転写層に接触させる接触工程中に前記転写層を硬化させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲14記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の着色インクを付着させる工程の前に、黒マトリクスインクを前記隆起パターンに施して、それによって、隆起黒マトリクスパターンを前記転写層上に形成する工程を含むことを特徴とする請求の範囲15記載の方法。
【請求項１７】
前記隆起パターンの形成工程が、
黒マトリクスインクをエンボス手段の凹部パターン内に付着させ、該黒マトリクスインクを該エンボス手段の凹部パターンから前記転写層に転写し、該転写層上に隆起黒マトリクスパターンを形成する工程を有してなることを特徴とする請求の範囲11記載の方法。
【請求項１８】
前記黒マトリクスインクを転写する工程の前に、該黒マトリクスインクを少なくとも部分的に硬化して、該黒マトリクスインクを転写する工程の後に、該黒マトリクスインクが前記エンボス手段の凹部パターンの形状を実質的に維持することを特徴とする請求の範囲17記載の方法。
【請求項１９】
前記黒マトリクスインクを少なくとも部分的に硬化する工程が、前記黒マトリクスインクを紫外線への露出により硬化させることからなることを特徴とする請求の範囲18記載の方法。
【請求項２０】
各々の前記凸版インク印写ピンが頂面および少なくとも１つの側面を有し、該凸版インク印写ピンは、その側面の表面エネルギーが前記頂面の表面エネルギーよりも小さいものであることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
【請求項２１】
前記着色インクを付着させる工程の際、前記凸版インク印写ピンの頂面が前記着色インクで濡れ、前記凸版インク印写ピンの前記少なくとも１つの側面が前記着色インクで濡れないことを特徴とする請求の範囲20記載の方法。
【請求項２２】
液晶ディスプレーパネル用の色フィルタを製造する方法であって、
幅および長さを有するセル凹部を備えた黒マトリクスパターンに対応する隆起パターンを基体上に形成し、それぞれ、該セル凹部の幅および長さよりも小さい幅および長さを有する凸版インク印写ピンを用いて複数の着色インクを該セル凹部内に該セル凹部を完全に満たすように付着させて、前記色フィルタを形成する、各工程を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２３】
各々の前記凸版インク印写ピンが頂面および少なくとも１つの側面を有し、該凸版インク印写ピンは、その側面の表面エネルギーが前記頂面の表面エネルギーよりも小さいものであることを特徴とする請求の範囲22記載の方法。
【請求項２４】
前記着色インクを付着させる工程の際、前記凸版インク印写ピンの頂面が前記着色インクで濡れ、前記凸版インク印写ピンの前記少なくとも１つの側面が前記着色インクで濡れないことを特徴とする請求の範囲23記載の方法。
【請求項２５】
前記凸版インク印写ピンが、前記セル凹部の幅より10−30ミクロン小さい幅および前記セル凹部の長さより約15−30ミクロン短い長さを有するものであることを特徴とする請求の範囲22記載の方法。
【請求項２６】
前記凸版インク印写ピンが、前記セル凹部の幅より15−25ミクロン小さい幅および前記セル凹部の長さより約20−30ミクロン短い長さを有するものであることを特徴とする請求の範囲22記載の方法。
【請求項２７】
前記凸版インク印写ピンが、少なくとも30ミクロンの高さを有するものであることを特徴とする請求の範囲22記載の方法。
【請求項２８】
前記凸版インク印写ピンが多孔性印写ピンであり、前記着色インクが該多孔性印写ピンを通して押し出されることを特徴とする請求の範囲22記載の方法。
【請求項２９】
着色インクを、セル凹部を有する黒マトリクスパターンの前記セル凹部内に完全に満たすように施す少なくとも１つのカラーインク印写プレートを備え、該カラーインク印写プレートが、前記セル凹部よりも小さい大きさの凸版インク印写ピンを備えていることを特徴とする液晶ディスプレーパネル用の色フィルタを印刷する装置。
【請求項３０】
前記カラーインク印写プレートがインク印写ロール上に担持されていることを特徴とする請求の範囲29記載の装置。
【請求項３１】
前記黒マトリクスパターンおよび該黒マトリクスパターン内の前記着色インクを支持するコレクタロールを備えていることを特徴とする請求の範囲29記載の装置。
【請求項３２】
前記凸版インク印写ピンが頂面および少なくとも１つの側面を備え、該凸版インク印写ピンの少なくとも１つの側面が前記頂面よりも小さい表面エネルギーを有することを特徴とする請求の範囲29記載の装置。
【請求項３３】
前記凸版インク印写ピンの頂面が前記着色インクで濡れ、前記凸版インク印写ピンの前記少なくとも１つの側面が前記着色インクで濡れないよう構成されていることを特徴とする請求の範囲32記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、液晶ディスプレーパネルの色フィルタおよびその製造方法に関するものである。
発明の背景
液晶ディスプレーパネル（ＬＣＤＳ）、特にカラーＬＣＤパネルが、フラットスクリーンテレビ、プロジェクションテレビシステムおよびポータブルビデオカメラのファインダーに用いられており、将来より多くの用途が期待されている。
アクティブマトリクス液晶ディスプレーの製造は、いくつかの工程からなる。第１の工程において、前面ガラスパネルが作成される。これには、ガラスのような適切な基体に色フィルタ要素を付着させる工程が含まれている。色フィルタの付着には典型的に、黒マトリクスパターンおよび三原色の（典型的に赤、緑および青、または黄、マゼンタおよびシアンのいずれか）カラードットまたはカラーセルのパターンを黒マトリクスにより輪郭の描かれた区域内に付着させる工程が含まれている。黒マトリクスを形成する印刷された線は典型的に、約15−25ミクロンの幅で、約0.5−２ミクロンの厚さである。赤、緑、および青のカラーセルは典型的に、幅が約70−100ミクロンであり、長さが200−300ミクロンである。カラーセルは、典型的に約10ミクロン未満の厚さ、好ましくは５ミクロン未満の厚さのフイルムに印刷され、均一に施され、黒マトリクスにより形成されたパターン内に正確に位置合せされなければならない。前面ガラス基体は典型的に、カラーフィルタ要素の上に、平面化層、透明導電層、およびポリイミドアライメント層を付着させることにより完成される。透明導電層は典型的にインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）であるが、他の材料を用いても差し支えない。
第２の工程において、薄膜トランジスタまたはダイオード、並びに金属相互接続線を形成するために、別の（背面）ガラスパネルを用いる。各々のトランジスタは、ディスプレーパネルの個々のカラーピクセルのオンオフスイッチとして機能する。第３の最終工程は、２枚のパネルの間に液晶材料を注入して液晶パネルを形成することを含む、２枚のパネルの組立てである。
色フィルタの製造における重要な工程の１つに、黒マトリクスパターンの形成がある。黒マトリクスの縁限定の鮮鋭度は非常に重要である。着色インクセルとは異なり、印刷流動性等による黒マトリクスの縁における変動は、最終製品を検査するときに容易に認識できる。一方、カラーピクセルの縁は典型的に黒マトリクスパターンにより隠れている。その結果、ある程度は黒マトリクスがカラーピクセルの縁の変動を隠すが、黒マトリクスの変動を隠すものはなにもない。
さらに、黒マトリクスパターンは、他方のガラスパネル上に位置する薄膜トランジスタを構成するトランジスタと位置合せできなければならないので、カラードットパターンよりもずっと厳しい位置合せ条件を有している。一方で、カラーピクセルを構成する個々のカラードットの間の変遷区域は、黒マトリクスパターンを構成するグリッドにより隠されるので、黒マトリクスパターンの幅は、カラーピクセルを位置合せする余裕を提供する。
典型的な黒マトリクスパターンのある設計は、互いに交差して、カラーセルのピクセルインクが位置する長方形の区域を形成する細長い黒い線のグリッドからなる。このようなグリッドマトリクスは、液晶ディスプレー内の反対側のガラスパネル上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）位置に対応するグリッドセルの縁に沿って位置するより小さい黒の長方形も含んでいる。厳しい位置合せの条件のために、黒マトリクスは好ましくは、典型的な長方形のサブピクセルグリッドパターンを有する黒マトリクスパターンに関して、色フィルタから見下ろした場合、黒マトリクス上に鮮明で明確な縁のみが見えるように形成される。そのような黒マトリクスパターンを構成するグリッドの断面形状もまた、縁が直角である長方形であるべきである。そのような黒マトリクスパターン内のグリッドの角および交差点は、色フィルタから見下ろしたときに、直角な縁のみが見えるように直角であるべきである。残念ながら、ある印刷技術をうまく用いて、カラーピクセルを構成するカラーインクドットを製造しているが、より薄い（したがって、解像度が高い）黒マトリクス線を達成しているうちに、従来の印刷技術の解像度能力が限界にきた。この解像度の限界に近づくにつれ、印刷技術を用いて鋭い鮮明度を維持することが極めて難しくなってきた。そのようなインク印刷技術に関する最大の問題は、インクの表面張力によりインクが丸い断面形状となる傾向にあり、縁が不規則となることである。
その結果、黒マトリクスパターンは典型的に、色フィルタパターンの残りの部分が印刷技術を用いて製造される場合でさえも、フォトリソグラフ技術を用いて形成されている。フォトリソグラフ技術は、多数の製造工程を含み、印刷方法よりもかなり複雑である。さらに、フォトリソグラフ技術は典型的に、インク印刷技術よりもかなり高価である。
色フィルタの形成における別の重要な工程は、色フィルタの赤、緑および青のカラードット（カラーセルとも称する）を形成することである。そのようなカラーセルは好ましくは、厚さができるだけ滑らかで均一になるように付着させるべきである。色フィルタパターンを印刷するのに用いた以前の方法では、色パターンの滑らかさが不十分なものとなっていた。これは主に、従来技術のインク付着方法により、断面が丸または三角形であるインクセルが形成されてしまったからである。その結果、通常平面化層を色パターン上に施して、付着工程による不均一な厚さまたはコーティングの滑らかさの欠陥を緩和している。透明な平面化層はまた、ＩＴＯ層およびカラーパターン層への、並びにそれらの層からのイオンの移行を防ぐように機能する。平面化層は、できるだけ滑らかで平らに付着させるべきである。
平らな平面化層の付着を容易にするために、カラーパターンは滑らかで、平らであり、ガラス基体の下面に対して実質的に平行であることが望ましい。カラーパターンの厚さが異なる場合、透過する光の強さも異なるので、最適なディスプレーのコントラストおよびカラーの性能を得るには、均一な厚さのカラーパターンが望ましい。
多色インク色フィルタパターンを形成する際の他の課題は、異なる着色インクが互いに混ざらないようにすることである。過去においては、この問題は、カラーを付着させ、その都度乾燥させることにより解決していた。
均一な厚さの黒マトリクスパターン、並びにインク色フィルタアレイを有し、解像度および位置合せが改良され、従来技術の色フィルタアレイよりも容易に低コストで得ることのできる高品質の色フィルタを提供することが望まれている。現在の工程よりも少ない工程を用いて、これらの品質を達成することも望まれている。
発明の概要
本発明は、液晶ディスプレー用途の色フィルタを形成する方法に関するものである。本発明において、隆起パターンを形成し、次いで、色フィルタを構成する個々の着色インクパターンを、隆起パターンにより形成された凹部内に付着させる。好ましくは、隆起パターンは、機械的な形成技術を用いて形成する。機械的形成技術は、材料の一部が形成後に化学的に除去されるフォトリソグラフおよび他の化学的形成技術とは異なり、凹版印刷技術のような技術により、隆起パターンが機械的に形成されることを意味する。隆起パターンは好ましくは、所望の黒マトリクスパターンに対応する。次いで、凸版インク印写ピンを用いて黒マトリクスパターン内にインクを付着させ、異なるインクカラーが混ざったり、黒マトリクス上にインクが広がったりすることなく、黒マトリクスパターン内にインクを容易に付着させる。使用するピンは好ましくは、黒マトリクスにより形成された区域よりも小さい。
好ましい実施の形態においては、例えば、コレクタロールまたはコレクタプレートのようなコレクタ装置上に転写層が設けられている。次いで、好ましくは所望の黒マトリクスパターンに対応する隆起パターンを転写層上に形成する。次いで、個々の赤、緑および青のカラーセルを、隆起パターンにより形成された凹部内の転写層上に付着させて、色フィルタパターンを形成する。カラーパターンを転写層上に形成した後、転写層および色フィルタパターン全体の複合体を、色フィルタパターンがガラス基体に接触するように支持体に付着させる。次いで、転写層は頂面にあり、平面化層および／または保護層として機能する。転写層上の隆起パターンは、印刷操作の最中または後にカラーセルの分離した状態を維持するのに役立つ。
好ましくは、転写層上の隆起パターンは、隆起黒マトリクスパターンの形態で設けられている。このような隆起黒マトリクスパターンは、カラーインクセルの分離した状態を維持するのに役立つだけでなく、鮮明度の高い黒マトリクスパターンを形成する機能も果たす。隆起黒マトリクスパターンは、転写層の上面がコレクタ表面上にあるときに、黒マトリクスパターンの上面が転写層の上面より上にあることを意味する。
本発明のある実施の形態において、色フィルタの各々のピクセルを構成するカラーセルを受容する前に、所望の黒マトリクスパターンに対応する凹部パターンを有するロールまたはプレートに転写層を接触させる。この結果、所望の黒マトリクスパターンに対応する隆起パターンが転写層上に形成される。所望であれば、黒マトリクスインクを隆起パターンの頂面に施して、隆起黒マトリクスパターンを形成してもよい。
隆起黒マトリクスパターンを形成する好ましい実施の形態において、所望の黒マトリクスパターンに対応する凹部パターンを有する印写ロールまたはプレートにより設けられるように、凹版印写表面の凹部内に黒マトリクスインクパターンを形成する。転写層に付着させる前またはその最中に、黒マトリクスインクを好ましくは硬化させ、または少なくとも部分的に硬化させ、凹版の凹部パターンの形状を正確に複製する。凹版印刷プレートおよびグラビア印刷プレート内のインクは典型的に負のメニスカスを有し、凹んだ凹版パターン内のインクの表面は、印刷プレート表面よりも下方に湾曲している。その結果、転写層は好ましくは、黒マトリクスインクと接触するときに液体であり、そのため、黒マトリクスインクに接触し、付着することができる。液体の転写層は、黒マトリクスインクと接触している間に硬化され、それによって、凹版印刷パターンの凹部からインクが除去される。
インク印刷方法を用いて、隆起パターンにより形成される凹部（好ましくは、隆起黒マトリクスパターンである）内に赤、緑および青のカラーセルを付着させる。次いで、カラーセルを構成するインクがまだ変形可能である間に、転写層、カラーインクセル、および必要に応じて黒マトリクスパターンからなる複合体をガラス基体に転写させる。黒マトリクスが転写層またはガラス基体上にあるか否かにかかわらず、黒マトリクスパターンは、好ましくは約１から10ミクロン厚、より好ましくは約２から６ミクロン厚、そして最も好ましくは約３から４ミクロン厚（転写層またはガラス基体上で）である。隆起黒マトリクスパターンを形成した後に、色フィルタパターンを構成する着色インクを黒マトリクスパターンにより形成されたセル内に付着させる。
好ましくは、黒マトリクスパターンにより形成されたセルの大きさよりも小さいインク印写ピンを使用することにより、着色インクをセル内に付着させる。例えば、約50ミクロン×約175ミクロンの寸法を有するセルにおいて、凸版インク印写ピンは、幅が20ミクロンから40ミクロンまで、長さが140ミクロンから160ミクロンまでの寸法を有するべきである。より好ましくは、ピンの大きさは、幅が25ミクロンから35ミクロンまでであり、長さが145ミクロンから155ミクロンまでであり、最も好ましくは、ピンは、幅が約30ミクロンであり、長さが約150ミクロンである。このように、ピンの幅は、好ましくは黒マトリクスセルの幅よりも10−30ミクロン小さく、より好ましくはセルの幅よりも15−25ミクロン小さく、そして最も好ましくはセルの幅よりも約20ミクロン小さい。一方ピンの長さは、セルの長さよりも約15−25ミクロン小さく、より好ましくはセルの長さよりも約20−30ミクロン小さく、そして最も好ましくはセルの長さよりも約25ミクロン小さい。凸版ピンの高さも重要であり、インクを凸版ピンに施すインクロール上のインクの厚さに密接に関連している。例えば、凸版ピンを用いて約50ミクロン×約175ミクロンの寸法を有する黒マトリクスセル内に着色インクを付着させるある工程において、インクロール上のインク厚さは、約30ミクロン幅×約150ミクロン長さのピンを用いた場合、約24ミクロンであるべきである。インクロール上のインクの厚さよりも高い高さの凸版ピンを有することが望ましいので、そのような実施の形態における印写ピンの高さは、少なくとも30ミクロン、より好ましくは少なくとも35ミクロン、そして最も好ましくは約40ミクロンの高さを有するべきである。本発明の好ましい実施の形態において、印写ピンの頂面のみにインクを貼り付けることが望ましいので、印写ピンは被覆されているか、または印写ピンの側が低表面エネルギー材料からなる（ピンの頂面の表面エネルギーよりも低い）。このようにして、インクは印写ピンの頂面のみを濡らし、インクはピンの側を効果的には濡らさず、ピンの頂面のみにインクを配置しやすくする。
ある実施の形態において、印写ピンは多孔性印写ピンであり、インクは多孔性印写ピンを通して押し出される。例えば、印写プレートまたはロールは、ピクセルインクを収容するリザーバからなっていても差し支えなく、ピクセルインクは所望のように、印写プレートの印写ピンを通して選択的に押し出され、インクが印写ピンの印刷表面に施される。
転写層は、例えば、ポリイミド、エポキシド、アクリル樹脂、ビニルエステル、ポリウレタン、ポリエステル、アクレリートまたはメタクリレートアクリル、エステル、ウレタン、エポキシドおよび従来の色フィルタ装置において平面化層として有用な材料を用いて形成してもよい。転写層の好ましい材料は、放射線硬化性エポキシアクリレートのような、放射線硬化性アクリレート材料である。好ましくは、転写層は、黒マトリクスパターンを構成するインクパターンを受容する間に硬化してもよい放射線硬化性材料から形成されている。転写層は、典型的に10ミクロン未満の薄膜としてコレクタ装置上に付着されている。
本発明の方法により、黒マトリクスパターンを形成する従来技術の方法よりも優れた数多くの利点が得られる。第一に、明確な直角の縁を有する、非常に精密な黒マトリクスパターンを製造することができる。その結果、本発明の黒マトリクスパターンの鮮明度が従来技術よりもかなり改良された。
さらに、黒マトリクスにより形成されたセルの寸法よりも凸版インク印写ピンのほうが小さいので、黒マトリクスセル内に着色インクを付着させる工程が著しく容易になる。
また、転写層がその場で形成された平面化層として機能するので、平面化層を形成する後の作業が必要ない。
さらに、赤、緑および青のカラーセルを形成するのに用いるインクを、基体へ付着させる最中に変形可能に配合することにより、転写層により提供される圧縮力により、着色インクセルがより均一な形状に変形される。この転写層はコレクタロールにより提供される。このより均一なドット形状は好ましくは、転写作業による圧縮下にある間にインクを硬化させることにより、付着作業中に維持されている。転写層は、このより均一なドット形状を保護し、維持するように機能する。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、従来技術のインク印刷方法を用いて形成された黒マトリクスパターンの断面を示している。
図１Ｂは、本発明の方法を用いて転写層上に形成された黒マトリクスパターンの斜視図である。
図２Ａは、本発明により、印写ロールから黒マトリクスパターンの凹部中に着色インクを付着させる様子を示している。
図２Ｂは、本発明により、印写プレートから黒マトリクスパターンの凹部中に着色インクを付着させる様子を示している。
図２Ｃは、図２Ａおよび２Ｂに示した、印写ロールまたはプレートから黒マトリクスパターン中にインクを付着させる印写ピンの部分拡大上面図である。
図３は、本発明による隆起黒マトリクスパターンを形成する装置を示している。
図４は、本発明による隆起黒マトリクスパターンを形成する別の装置を示している。
図５は、本発明により形成された色フィルタパターンをガラス基体に付着させる様子を示している。
図６は、本発明を実施する好ましい印刷装置を示している。
図７は、隆起黒マトリクスパターンをガラス支持体に付着させる装置を示している。
発明の詳細な説明
本発明において、隆起パターンを形成し、次いで、個々の着色インクパターンを隆起パターンにより形成された凹部内に付着させて、色フィルタパターンを形成する。好ましくは、隆起パターンは、機械的な形成技術を用いて形成する。機械的形成技術は、材料の一部が形成後に化学的に除去されるフォトリソグラフまたは他の化学的形成技術とは対照的に、凹版印刷技術によるように、隆起パターンが機械的に形成されることを意味する。しかしながら、本発明は機械的な形成に限定されるものではなく、ある実施の形態においては、フォトリソグラフィーを含む他の技術を用いて黒マトリクスパターンを形成しても差し支えない。
隆起パターンは好ましくは所望の黒マトリクスパターンに対応し、色フィルタを構成する個々の着色インクパターンが黒マトリクスパターン内に付着される。好ましくは、インクは、黒マトリクスパターンにより形成される区域よりも小さい凸版インク印写ピンを用いて黒マトリクスパターン内に付着させる。これにより、異なるインクの色を汚したり、混ぜたりせずに着色インクを黒マトリクスパターン内に付着させることができる。
本発明において、図１Ｂに示したような黒マトリクスパターンが適切な基体上に形成される。次いで、図２Ａおよび２Ｂに示したように、様々な着色インクを、黒マトリクスパターン10により形成された凹部11内に凸版インク印写パターンを用いて付着させる。凸版インク印写パターンは、図２Ａに示したようなパターンロール50または図２Ｂに示したようなパターンプレート50Ａ上に設けても差し支えない。図２Ａおよび２Ｂにおいて、パターンロール50およびパターンプレート50Ａはそれぞれ、複数の凸版インク印写ピン51を備えている。印写ピン51は、着色インク36Ａを運搬し、黒マトリクスパターン10により形成された凹部11内にインクを付着させる。図から分かるように、インクは、好ましくは付着後にもまだ流体であり、黒マトリクスパターンの表面上でいくぶん伸びてもよい。
図２Ｃは、図２Ａに示した工程の上面図であり、黒マトリクスパターン11およびそれによりカラーインク36Ａを付着させる、黒マトリクスパターン11により形成されたセル内に位置する凸版インク印写ピン51を示している。
黒マトリクスパターンは、好ましくは約１から10ミクロン厚、より好ましくは約２から６ミクロン厚、そして最も好ましくは約３から４ミクロン厚（転写層またはガラス基体上で）である。隆起黒マトリクスパターンの形成後に、色フィルタパターンを構成する着色インクを黒マトリクスパターンにより形成されたセル内に付着させる。
好ましくは、着色インクを、黒マトリクスパターンにより形成されるセルの大きさよりも小さいインク印写ピンを用いてセル内に付着させる。例えば、約50ミクロン×約175ミクロンの寸法を有するセルにおいて、凸版インク印写ピンは、幅Ｗが20から40ミクロンまでの間にあり、長さＬが140から160ミクロンまでの間にある寸法を有するべきである。より好ましくは、ピンの大きさは、幅が25から35ミクロンまでの間にあり、長さが145から155ミクロンまでの間にある。最も好ましくは、ピンは、約30ミクロンの幅および約150ミクロンの長さを有する。このように、ピンの幅Ｗは、好ましくは黒マトリクスセルの幅よりも10−30ミクロン小さく、より好ましくはセルの幅よりも15−25ミクロン小さく、最も好ましくはセルの幅よりも約20ミクロン小さい。一方ピンの長さＬは、セルの長さよりも約15−25ミクロン短く、より好ましくはセルの長さよりも約20−30ミクロン小さく、最も好ましくはセルの長さよりも約25ミクロン小さい。凸版ピンの高さもまた重要であり、インクを凸版ピンに塗布するインクロール上のインクの厚さに密接に関連している。例えば、凸版ピンを用いて約50ミクロン×約175ミクロンの寸法を有する黒マトリクスセル内に着色インクを付着させるある工程において、インクロール上のインクの厚さは、幅が約30ミクロンであり、長さが約150ミクロンであるピンを用いた場合に、約24ミクロンであるべきである。インクロール上のインクの厚さよりも大きい高さの凸版ピンを有することが望ましいので、このような実施の形態における印写ピンの高さｈ（図２Ａに示したような）は、少なくとも30ミクロン、より好ましくは少なくとも35ミクロン、そして最も好ましくは約40ミクロンである。
ある実施の形態において、印写ピンは多孔性印写ピンであり、インクは多孔性印写ピンを通して押し出される。印写プレートまたはロールは、例えば、多孔性印写プレートの背後にピクセルインクを含有するリザーバからなり、ピクセルインクは、印写プレートの多孔性印写ピンを通って選択的に押し出されて、印写ピンの印刷表面にインクが施されても差し支えない。このような多孔性印写ピンは、1994年12月９日に出願されたフランス国特許出願第94 14852号に開示されている。この明細書をここに引用する。
本発明の好ましい実施の形態において、転写層は、コレクタロールのようなコレクタ装置上に付着されている。次いで、転写層にエンボスして、転写層上に隆起パターンを形成する。この隆起パターンは、例えば、隆起黒マトリクスパターン、または所望の黒マトリクスパターンに対応する隆起パターンであっても差し支えない。赤、緑および青のカラードットパターンは、転写層上の隆起パターンにより形成された凹部内に付着されており、転写層、隆起パターン（黒マトリクスパターンであっても、そうでなくてもよい）およびカラーセルからなる複合体がガラス基体に一段階で転写される。
転写層は、黒マトリクスパターン並びに赤、緑および青（または黄、マゼンタおよびシアン）のカラードットパターンを形成するための独特の表面を提供する。転写層上に色フィルタパターンを形成することにより、転写層、黒マトリクスパターンおよびカラードットパターンからなるアセンブリ全体を、色フィルタが転写層と基体との間に挟まれるように基体に転写させることができる。転写層はその場で形成された平面化層として機能するので、平面化層を形成する続いての操作は必要ない。このような転写層は国際ＰＣＴ出願第ＷＯ 95112494号に開示されている。この明細書をここに引用する。転写層は、例えば、ポリイミド、エポキシド、アクリル樹脂、ビニルエーテル、ポリウレタン、ポリエステル、およびアクリレートまたはメタクリレートアクリル樹脂、エステル、ウレタン、エポキシド、および従来の色フィルタ装置における平面化層として有用な他の材料からなる群より選択される材料を用いて形成してもよい。転写層の好ましい材料は、放射線硬化性エポキシアクリレートのような放射線硬化性アクリレート材料である。転写層は、典型的に10ミクロン未満の薄膜としてコレクタ装置上に付着されている。好ましくは、転写層は、硬化を容易にする放射線硬化性材料から形成されている。
図３において、転写層14がコレクタロール上に施され、次いで、隆起パターンが転写層14上に形成される。様々な技術を用いて隆起パターンを転写層14上に形成しても差し支えない。例えば、図３において、転写層14が変形可能な状態にある間に、転写層14をパターンが形成された凹版ローラ18（インクが付着していない）に接触させる。パターンの形成された凹版ローラ18は、所望の黒マトリクスパターンに対応する凹部パターン20を有している。その結果、パターンの形成された凹版ローラ18（あるいは凹版プレートであっても差し支えない）が変形可能な転写層14と接触し、所望の黒マトリクスパターン10に対応する隆起パターン22を形成する。転写層14は、ロール18から得られるエンボスパターンを維持するのに十分に硬化させなければならない。これは、熱可塑性インクを用い、ロール18と接触した時点で転写層を冷却して、インクを硬化させることにより行っても差し支えない。あるいは、そして、より好ましくは、放射線硬化性インクを用いて、ロール16を通して紫外線光源34ａから放射される放射線により、エンボス走査中に転写層14を硬化させても差し支えない。次いで、黒マトリクスインクを隆起パターン22に施して、隆起黒マトリクスパターン10を形成しても差し支えない。図３に示した実施の形態において、黒マトリクスインク28を黒マトリクスインクアプリケータロール30から隆起パターン22に施して、黒マトリクスパターン10を形成する。
あるいは、黒マトリクスインク28を、液晶ディスプレーパネルを製造する工程の異なる位置で施しても差し支えない。例えば、黒マトリクスインクを他の（ＴＦＴ）ガラス基体に施しても差し支えない。所望であれば、黒マトリクスパターンを薄膜トランジスタの頂面に付着させてもよい。黒マトリクスパターンがＴＦＴ基体上に付着している用途に関して、様々な赤、緑、および青のカラーセルを隔てて、それらを黒マトリクスパターンと整合させるために、隆起パターン22を転写層14上に形成することが重要である。次いで、黒マトリクスパターン10を位置合せして、隆起パターン22に整合させることにより、形成された液晶ディスプレーを上から見下ろしたときに、カラーセルは黒マトリクスパターン内にあるように見える。
色フィルタパターンの残りを構成する赤、緑および青のカラーインクセルを、転写層14上の隆起パターン22により形成された凹部23内に付着させる。転写層14、黒マトリクスパターン10、並びに赤、緑、および青のカラーセルからなる複合体を１回の付着工程でガラス基体に付着させる。
図４は、透明転写層14がコレクタロール16上に設けられている別の実施の形態を示している。転写層14は、インク型塗布ローラまたはスロット被覆技術を用いて施してもよい。黒マトリクスインクを凹版ローラ18の凹部パターン20中に付着させ、次いで、凹部パターン20内で硬化または他の方法で固化させて、凹部パターン20の形状をインクにより維持させる。次いで、インクを転写層14に転写させる。好ましい実施の形態において、黒マトリクスパターンに放射線硬化性インクを用い、転写層14への転写の前またはこれと同時に、インクを放射線により硬化させることにより、インクを固化させる。転写層14は好ましくは、黒マトリクスパターンと接触する前には液体であり、黒マトリクスパターンの転写層14への転写中に硬化される。このような硬化は、紫外線硬化性材料を用いて転写層14を形成し、紫外線光源34ａにより放射線を、例えば、黒マトリクスパターン10の転写層14への付着中に転写層14に施してもよい。紫外線光源34ａはロール16内に取り付けられている。このローラは、紫外線透過性材料で作られており、そこから紫外線を放射することができる。使用する放射線は、紫外線である必要はなく、転写層に関して使用する光重合開始剤に応じて、可視光、赤外線、または他の放射線であっても差し支えない。
図４に示した方法を用いて、以前に可能であると考えられたよりも、いっそう均一で精密な黒マトリクスパターンを形成することができる。図１Ａは、従来技術のインク印刷方法を用いてガラス基体12上に付着された典型的な黒マトリクスパターン10を構成するグリッドの断面図である。このような従来技術の工程において、インクは、図１Ａに示したように、インクの表面張力効果のために丸いまたは三角形の断面形状に変形する傾向にある。これらの丸いまたは三角形の形状を有する線は、ある場合には、時間と共に悪化し、繊細な線が滴状に変形し始めてしまう。このことはさらに、鮮明度を損失するこことなる。ある場合には、線は、転写（オフセット）表面またはガラス基体上のインクはじきのために、不連続となってしまうかもしれない。さらに、表面張力効果により、インクは、黒マトリクスグリッド線の交差地点またはパターン区域に変化がある場所で移行する傾向にある。さらに、そのような黒マトリクスの厚さ、したがって、光学密度が不均一となる傾向にあった。
図１Ｂは、図４に示した方法を用いて転写層14上に形成された黒マトリクスパターン10を示している。本発明の方法により、黒マトリクスインクを正確に複製させ、凹部パターン20の形状を維持することができる。その結果、図４に示したように、黒マトリクスパターンのグリッドのみが直角の縁のみを有する。その結果、消費者が本発明の完成した黒マトリクスパターンを見下ろしたときに（すなわち、方向矢印Ａにより示される方向）、明確で、そのように選択された場合にはグリッドの間が90度の角度、および均一な光学密度を有する均一な厚さのグリッドのみが見える。以下さらに詳細に説明するように、カラーインクセルは、黒マトリクスパターン10により形成された凹部11内に付着される。
図４の装置は、図３に示した装置に類似している。しかしながら、凹版ローラ18はここでは黒マトリクスインクのパターン形成ロールとして使用されている。図４の凹版ローラ18は、インク受容凹部パターン20を有している。この凹部パターン20は、放射線硬化性、熱ワックス、または油性の黒マトリクスインク28を受容する。好ましい実施の形態において、インク塗布ローラ30により放射線硬化性黒マトリクスインク28を凹部パターン20内に施す。過剰なインクはドクターブレード32によりパターンから除去される。次いで、インクは、例えば、紫外線ランプ34からの紫外線に露出することにより、凹部パターン20内で硬化または固化され、それによって、凹部パターン20の形状を少なくとも実質的に維持する黒マトリクスパターン10を形成する。あるいは、好ましい実施の形態において、凹版ロール18を放射線透過性材料から構成し、紫外線光源34ｃをその内部に取り付けて、黒マトリクスインクが凹部パターン20内に保持されている間に黒マトリクスインクを硬化または部分的に硬化させる。黒マトリクスインクのこのような硬化または固化は、黒マトリクスインクの転写層との接触と同時に行っても差し支えない。例えば、黒マトリクスインクは、紫外線光源34ａからの放射線により硬化させても差し支えない。黒マトリクスインクの硬化または固化を行う場合、黒マトリクスは、インクが凹部パターン20の正確な形状を少なくとも実質的に維持し、好ましくは完全に維持するように十分に固化される。次いで、黒マトリクスパターン形成ローラ18を転写層14と接触させて、硬化または他の方法で固化された黒マトリクスパターン10をパターン形成ローラ18上の凹部パターン20からコレクタロール16上の転写層14に転写させる。これにより、図１Ｂの黒マトリクスパターンに似た転写層14上の黒マトリクスパターンが形成される。転写層は、好ましくは滑らかであり、好ましくは黒マトリクスインクを受容する前に液体である。凹版印写表面が、コレクタ表面よりも離型しやすいことが重要である。凹版およびグラビア印刷プレート内のインクは典型的に負のメニスカスを有し、凹んだ凹版パターン内のインクの表面は、印刷プレート表面よりも下方に湾曲している。その結果、転写層は、黒マトリクスインクと接触してこれに付着して、凹版印刷パターンの凹部からインクを除去するほど十分な柔らかく、粘着性である。
黒マトリクスパターンが凹版ローラ18の凹部パターン内にある間に硬化される図４に示した実施の形態を用いる場合、黒マトリクスパターンの解像度は、凹部パターン20の深さおよび形状、並びにこの形状がいかに良好に黒マトリクスパターン10に与えられるかに依存している。黒マトリクスパターン10がまだ凹部パターン20内に含まれている間に黒マトリクスパターン10を硬化または固化させることにより、黒マトリクスパターンは必ず凹部パターンの直角な縁および角を得る。このように、本発明の工程により、従来のインク印刷技術に典型的な、不規則で三角形または丸い角および縁が避けられる。
図４に示した工程を、図３に示した転写層形成工程の代わりに、またはそれに加えて用いても差し支えない。このように、所望であれば、第１のロール18を用いて転写層14上に隆起パターンを形成し、その後、第２のロール18を用いて、隆起パターン22の頂面に硬化された隆起黒マトリクスパターンを付着させても差し支えない。
色フィルタの完成には、カラーピクセルの形成が含まれている。各々のカラーピクセルは典型的に赤、緑および青のサブピクセル（サブピクセルはまたカラーセルとも称される）からなる。上述した全ての実施の形態において、隆起パターン10（または隆起黒マトリクスパターン10）が転写層14に施された後、隆起パターン10により形成された凹部11内の転写層14に色フィルタパターンの赤、緑および青のカラーセルが施される。好ましくは、赤、緑および青のカラーセルは、凸版インク印刷技術を用いて黒マトリクスパターン10内に付着させる。隆起パターン10内への赤、緑および青のカラーインクセルの付着後に、転写層14、隆起パターン10、並びに赤、緑および青のカラーセル36からなる複合体全体をガラス基体12に転写させる。
図５は、黒マトリクスパターン10、色フィルタパターン36、および転写層14をガラス基体12に付着させる様子を示している。図５に示した複合体は、図４に示した方法を用いて形成した黒マトリクスパターン10、並びに色フィルタパターン36を備えている。複合体の基体への付着中に、赤、緑および青のカラーセルからなるインクセル36は好ましくは液体または他の様式で変形可能な状態にある。その結果、インクセルは、付着中に転写層14とガラス基体12との間に強く押しつけられ、それによって、より滑らかで均一なインクドットの形状と厚さに変形される。このより均一な形状および厚さは、好ましくは転写操作と同時に硬化により維持される。このような硬化は、紫外線光源34ｄにより行っても差し支えない。この紫外線光源34ｄは、ガラス基体を通して放射線を放射するように位置している。好ましくは、付着操作中に、インクセルが変形して、黒マトリクスパターンのグリッドにより形成された空間を完全に満たす。そのような変形の際に、隆起したセル壁はインクの流動を制限するけれども、インクセルは、黒マトリクスパターン10から少し溢れてもよい。このような流出は通常許容される。
図６は、図４に関して上述した方法を実施する好ましい装置を示している。図６の装置は、多色インクパターンを受容する前に比較的な均一な厚さの透明転写層14をコレクタロール16に施す転写層アプリケータロール42を備えている。
転写層14を形成した後、隆起黒マトリクスパターンを黒マトリクス印写ロール18から転写層14上に付着させる。黒マトリクス印写ロール18は、所望の黒マトリクスパターンに対応する隆起パターンを有している。凹部パターン20が黒マトリクスインクロール30から黒マトリクスインクを受容する。過剰のインクはドクターブレード32により凹部パターン20から除去され、凹部パターン20内のインクを均一な厚さにする。次いで、黒マトリクスインクを黒マトリクス印写ロール18の凹部パターン20内にまだ含まれている間に少なくとも部分的に硬化または固化させる。これは、転写層14への転写の前またはこれと同時のいずれかで黒マトリクスパターン10を硬化させることにより行ってもよい。例えば、ある実施の形態において、黒マトリクス印写ロール18は、放射線透過性材料から形成され、紫外線光源34ｃが黒マトリクス印写ロール18内に設けられて、紫外線を放射して、それによって、黒マトリクスパターンを硬化させている。あるいは、図６に示したように、紫外線光源49を黒マトリクスパターンロール18に紫外線を放射するように配置してもよい。過剰の黒マトリクスインクをドクターブレード32により除去した後に、紫外線光源49から放射線がインクに放射され、それによって、黒マトリクスインクパターン10が黒マトリクスパターン形成ローラ18の凹部パターン内にまだ保持されている間に黒マトリクスインクパターン10を硬化させる。あるいは、インクは、熱ワックス配合物の適切な冷却、油性インクの乾燥、またはそのような硬化機構の組合せにより固化させてもよい。
次いで、硬化させた黒マトリクスパターン10を黒マトリクス印写ロール20から転写層14に転写させる。転写層14は好ましくは、黒マトリクスパターンをその上に付着させる前には液体であり、凹部インクとの密接な接触を確実にする。部分的に予め硬化されている場合には、転写層は好ましくは、黒マトリクスパターンと接触して、これを凹版ローラ18から除去するのに十分に粘着性であるべきである。黒マトリクスパターン10と接触している間に、転写層14は好ましくは、実質的にその形状を維持するのに十分に硬いように、そしてロール18から黒マトリクスパターン10を除去するように硬化または他の方法で固化される。このような硬化は、コレクタロール16を透明に設計し、コレクタロール16内に位置する紫外線光源34ａから放射線を放射させることにより行ってもよい。紫外線光源34ａから放射される放射線により、転写層14を硬化させる。黒マトリクスパターンを転写層14上に形成した後に、色フィルタパターンの残りを構成する赤、緑および青のカラーセルパターンを転写層14上に付着させる。以下は、赤、緑および青のカラーセルを転写層14上の黒マトリクスパターン10により形成された凹部11内にどのようにして付着させるかを説明するものである。これらカラーセルの全ては、コレクタロール16により支持される。
図６の装置において、多数の印刷パターンをその上に有する１つの印写パターンロール50を用いて、赤、緑および青のカラードットパターンを施す。パターンロール50は、リソグラフ、凸版、乾式リソグラフ等を含む、インクパターンまたは像を形成することのできる実質的にいかなる形態のロールであってもよい。好ましくは、パターンロール50は、フレキソまたは他の種類の凸版印刷ロールである。あるいは、色は、ロールではなくむしろ凸版印刷プレートから転写させてもよい。
図６において、パターンロール50は、それぞれ、インクを受容して、青、緑および赤のカラーインクパターンを形成する、３つの凸版パターン形成インク受容領域52ａ、52ｂ、および52ｃを有する凸版ロールである。インクロール54により、インク計量ロール56からの正確な着色インクをパターンロール50の３つのインク受容領域52ａ、52ｂおよび52ｃの各々に施す。インクロール54は、パターンロール50との接触位置へと、その位置から移動可能であり、各々の着色インクを適切なインク受容領域のみに施すことができる。
コレクタロール16は２つの受容表面：58ａおよび58ｂを有している。各々の表面は、転写層上の黒マトリクスおよび３つのピクセルカラーの色フィルタパターン全部を採集する。パターンロール50のインク受容領域52ａ、52ｂおよび52ｃ上に展開された別々の着色インクパターンをコレクタロール16の受容領域58ａおよび58ｂ上に位置合せして印刷する。これは、各々別々の領域52ａ、52ｂおよび52ｃからの着色インクパターンが、他の着色インクパターンの各々と特定の幾何学的関係でコレクタロール16の受容表面58ａおよび58ｂの各々にそれぞれのインクパターンを印刷し、各々のインクカラーは、黒マトリクスパターン内のそれぞれの区画内に付着される。
図６において、転写層アプリケータロール42により転写層14がコレクタロール16の受容表面58ｂに付着しており、黒マトリクスアプリケータロール18により転写層14上に硬化した隆起黒マトリクスパターン10が付着している。次に、赤のインクパターン領域52ｃにより赤のカラードットパターンがコレクタロール16の受容表面58ｂ上に付着し、緑のインクパターン領域52ｂにより緑のカラードットパターンが受容表面58ａ上に付着する。コレクタロール16の次の回転において、青のインクパターン領域52ａにより青のカラードットパターンが受容表面58ｂ上に付着し、赤のインクパターン領域52ｃにより赤のインクパターンが受容表面58ａ上に付着する。さらにコレクタロール16の次の回転において、緑のインクパターン領域52ｂにより緑のカラードットパターンが受容表面58ｂ上に付着し、青のインクパターン領域52ａにより青のインクパターンが受容表面58ａ上に付着する。この時点で、完全な色フィルタ像が存在する。各々の着色インクは隆起黒マトリクスパターン内に付着し、全てが転写層14上にある。次いで、この転写層14は、コレクタロール16の受容表面58ｂにより支持される。色フィルタ画像は検査ステーション60で検査される。この検査ステーション60は、例えば、画像分析またはレーザ走査型の検査機構であってもよい。多色パターンが検査に合格しない場合には、そのパターンは拒絶され、洗浄ローラ64により区画58ｂが洗浄される。多色パターンが検査に合格すると、真空チャック62上に支持されているガラス基体12がコレクタロール16と接触させられ、転写層14、黒マトリクスパターン10、並びに赤、緑および青のカラーセルからなる複合体が基体に転写される。
多色インクパターンの転写は好ましくは、多色像がまだ変形可能である間に行う。このようにして、図５に示したように、インクを転写中に転写層14と基体12との間に圧縮する。好ましい実施の形態において、カラーインクセルに用いたインクは放射線硬化性であり、真空チャック62は透明材料から作成されており、紫外線光源63が真空チャック62内に設けられ、基体12を通して放射線を放射している。インクは、転写付着操作による圧縮下にある間に硬化し、インクセルは、転写操作中に形成されたより均一な形状を維持する。
液晶ディスプレーのカラーアレイに関する位置合せの必要条件は典型的にプラスマイナス約30ミクロンであり、より厳しい必要条件はプラスマイナス約５ミクロンである。これらの非常に厳しい位置合せの必要条件のために、１つのパターンロール50を用いて様々なカラーパターンを形成し、これを１つのコレクタロール16に付着させている、図６に示したような印刷機械は非常に有用である。第一に、２つのロールしか関わっていないので、すなわち、パターンロール50がコレクタロール16に転写されるので、整合させる機械部品が少ない。
位置合せはさらに、コレクタロール16およびパターンロール50が正確に整合される場合、各々のパターンが、それぞれのインクパターンをコレクタロール16に付着させるときに自動的にそれ自体で位置合せするように、個々のパターン52ａ、52ｂおよび52ｃをパターンロール50上に正確に配置することにより容易になる。このように、多数のパターンロールを用いた従来技術の方法とは対照的に、整合させるべきパターンロールは１つしかない。一度着色インクの全てを転写層14上に付着させれば、多色像全体を、図５に示したように１回の転写でコレクタロール16から基体12に転写させる。
さらに、図６に示した実施の形態では、パターンロール50からコレクタロール16に３：２の像転写比を用いている。転写比は、パターンロール50上の多色パターンの数のコレクタロール16上の受容表面の数に対する比である。パターンロール50からのコレクタロール16に対する３：２の像パターン転写比は、このような比により、各々のインク領域52がコレクタロール16の回転毎にコレクタロール上の異なる受容区域58と接触するように一方のロールからもう一方のロールに多数の像を連続して転写するといった点で有利である。これにより、自己インデキシング工程となる、すなわち、一度連続製造工程に入り、印刷構成部材の全ての間で正確な位置合せが行われると、パターンロール50およびコレクタロール16が一致した表面速度の操作様式でそれぞれの位置に維持される。この自己インデキシング特性は、正確な位置合せを維持するのに役立つ。
さらに、多色インクパターンは、１回の転写工程で基体12に転写される。このようにして、多色インクパターンおよび黒マトリクスを基体に付着させるのに必要な、コレクタロールと基体との間の位置合せは１回のみである。このことは、典型的に３回の異なる付着工程で色フィルタパターンを基体に付着させ、したがって、基体との３回の別々の位置合せを必要とする従来技術の方法とは異なる。
本発明の方法を実施する好ましい装置において、図６に示した装置が側部に取り付けられている（すなわち、印刷ロールを垂直に取り付けることにより）。印刷ロールを垂直に取り付けることにより、印刷ロールは、水平に取り外さなければならない従来の水平に配置されたローラとは対照的に、印刷装置から垂直に（ロールに対して軸方向に）取り外してもよい。
従来技術の装置に固有の多くの欠点は、図６の印刷ロールを端部で支持することにより克服される。第一に、所望であれば、２つ（各々の端部に１つ）ではなく、各々の印刷ロールの下に位置する１つの軸受機構により印刷ロールを支持しても差し支えない。これにより各々の印刷ロールの反対の端部（すなわち、上端）を解放しておけるので、ロールほ垂直方向に移動させることにより、これらの印刷ロールを取り外して置き換えることができる。その結果、印刷ロールの交換が非常に容易になる。
インク（黒マトリクスインクおよび／またはカラーインク）が硬化される実施の形態に関して、インクは好ましくは放射線硬化性に配合されている。硬化性は、インクが架橋することを意味する。放射線硬化性は、インクが、適切な放射線に露出されたときに架橋することを意味する。これは、インクが、未硬化（未架橋）状態でホットメルト熱可塑性特性も有する、または溶剤も含むか否かにかかわらない。図６に示した実施の形態において、真空チャック62は、使用した特定のインクを硬化させるのに適した放射線を透過することができる。例えば、真空チャック62は、紫外線（160−400μｍ）または可視光（400−700μｍ）の光源を有し、それによって、紫外線または可視光を放射することができる。あるいは、ロールおよび基体により形成されたロール間隙に放射線光源を向けることのような他の方法により、インクを放射線に露出しても差し支えない。そのような硬化は、従来の放射線放射ランプを用いた放射線硬化により行ってもよいが、あるいは、ミラーにより案内されたレーザを用いてインクを十分に硬化（架橋）させても差し支えない。基体への転写中に、ドットをコレクタロール16により変形された状態に硬化させるために、コレクタロールと基体との間の接触区域の表面積は、特定のロールの回転速度に関して、ドットがまだ平面化状態で圧縮されている間に十分な量の硬化を行えるほど十分に大きくなければならない。「フット」と呼ばれるこの接触区域は典型的に、ガラス上で約５から25ｍｍまでの幅の接触区域である。
色フィルタは典型的に、約15−25ミクロン幅の黒マトリクス線、並びに典型的に幅が約70−100ミクロンであり、長さが160−300ミクロンの小さなカラーセルを必要としている。カラーセルは典型的に、約10ミクロン厚未満、好ましくは約５ミクロン厚未満のフイルム上に印刷されている。これらの薄いカラーセルは、均一に施され、黒マトリクスパターン内に正確に位置合せされていなければならない。本発明を実施する上で、従来の放射線硬化性インクが熱可塑性インクよりも一般的に好ましい。これは一部に、放射線硬化性インクはより低い粘度で印刷することができ、このことがそのような薄いセルを印刷するのに役立つからである。また、ホットメルト熱可塑性インクは、パターンの寸法を制御するのに非常に厳しい熱許容範囲を必要とするので、このようなインクのパターンの位置合せを制御することはより困難である。さらに、放射線硬化性インクは、本発明による圧縮転写操作中に容易に硬化される。熱可塑性インクは、温度の低い基体または転写ロールに付着させる際に直ちに硬化するように配合することができ、それにより、ピンホール、フイルムの不均一性および転写表面の不適切な濡れにより生じることがある他の欠陥が少なくなるといった点で、少なくとも１つの利点を有している。その結果、別の好ましい種類のインクは、熱可塑性特性および放射線硬化性特性の両方を示すものである。このようなインクは、基体に印刷されるまで熱可塑性であるように配合される。この印刷の時点で、適切な放射線への露出により硬化させても差し支えない。硬化は、インクがある程度架橋されていることを意味する。インクの架橋により耐久性および耐熱性が増大する。これは、色フィルタが続いての加工工程で曝される温度のために好ましい。黒マトリクスインクに関しては、別の好ましい種類のインクは、揮発性溶媒をインクに含み、インクを付けている最中およびその量を調整している最中の粘土を低下させている油性配合物である。溶媒は、インクと相溶性であり、転写層との接触の前に凹版プレート内の薄い（好ましくは２から５ミクロン）黒マトリクスパターンから容易に蒸発するように選択される。次いで、インクは、続いての放射線硬化または熱硬化中に架橋してもよい。
インクは、放射線、熱、水分または他の種類のいずれかの硬化工程への露出により、基体への付着中またはその後に最終的に硬化させて、硬く、粘着性のない耐久性の状態にしてもよい。
本発明を説明のために詳細に記載してきたが、このような詳細は説明のみを目的としたものであり、請求の範囲により定義されている本発明の精神および範囲から逸脱せずに、当業者が変更できることが理解されよう。
例えば、ここに説明した実施の形態において、転写層14はコレクタロール16に施されている。しかしながら、本発明はコレクタロールに限定されず、したがって、プレートのような他の種類のコレクタ装置を用いても差し支えない。同様に、ここに示したような実施の形態のいくつかではパターンローラを用いているが、平らなパターンプレートを用いても差し支えない。さらに、図６に示した工程の代わりの工程は、個々のパターンロール54、または平らな印写プレートのいずれかから、３組のカラーセルを直接コレクタロール16に印刷することである。この代わりの実施の形態においては、パターンロール50は使用されていない。
さらに、説明したほとんどの実施の形態において、黒マトリクスパターンは、転写層上に付着され、次いで、色フィルタを構成するカラーインクとともにガラス基体に転写される。しかしながら、所望の場合には、黒マトリクスパターンを典型的にガラスである最終基体に直接付着させ、その後、色フィルタピクセルインクを黒マトリクスパターン中に付着させても差し支えない。例えば、図７は、黒マトリクスパターンのインクをガラス基体に付着させる様子を示している。図７において、黒マトリクスインク28は、凹版黒マトリクス印写ローラ18の凹部20中に付着され、凹部パターン20内で硬化またはその他の様式で固化され、凹部パターン20の形状がインクにより維持される。次いで、インクはガラス基体12に転写される。好ましい実施の形態において、接着層が、黒マトリクスパターンを受容する前にガラスに施され、放射線硬化性インクが黒マトリクスパターンに用いられている。適切な接着材料としては、転写層材料に関して上述した材料、およびサブピクセルインクを配合するのに用いた顔料を含まない媒体（ビヒクル）が挙げられる。インクは、基体への付着前に、紫外線34により固化してもよい。あるいは、インクは、ガラス12への転写と同時に（紫外線34ｄにより）硬化させてもよい。接着層は、好ましくは黒マトリクスパターンとの接触前には液体であり、黒マトリクスパターンのガラス基体12への転写中またはその直後（最も好ましくは転写中）に硬化または固化される。このような硬化は、紫外線硬化性材料を用いて接着層を形成し、紫外線光源34ａから紫外線を、例えば、黒マトリクスパターン10の付着中に接着層に施すことにより行ってもよい。形成された黒マトリクスパターンは、ガラス基体が転写層14に置き換えられていることを除いて、明確な縁を有する図１Ｂに示した黒マトリクスパターンに外観が非常に類似している。次いで、ピクセルインクの印刷は、例えば、図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃに示したような上述した方法を用いて黒マトリクスパターン内に行っても差し支えない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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】
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