(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹版の凹部に充填したインキをブランケットの表面に転移させ、次いでブランケットから透明基板の表面に転移させる液晶カラーフィルタの製造方法において、
０．３〜２０重量％に希釈されたシリコーンオイルに対して酸触媒を３〜２５重量％の割合で配合した後、得られた希釈溶液に５０〜９０℃で５〜１２時間加熱処理を施してなる離型剤を、前記凹部にインキを充填する前に、前記凹版の表面に塗布することを特徴とする液晶カラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記希釈溶液の溶媒が、揮発性を有する溶媒であり、かつ、前記酸触媒が、強酸であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶カラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記ブランケットの表面ゴム層が、シリコーンゴムであることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶カラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は離型剤とそれを用いた液晶カラーフィルタの製造方法に関し、より詳しくは、凹版からのインキの離型を向上させる離型剤と、優れた印刷形状でもってパターンが形成された液晶カラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイのカラー表示を実現するのに用いられる液晶カラーフィルタは、通常、赤(R) 、緑(G) および青(B) 色のカラーフィルタ層および遮光用のブラックマトリックス層のパターンを透明基板上に形成したものである。この液晶カラーフィルタは、液晶ディスプレイの低コスト化の鍵を握る部品であって、近年、製造工程が簡単で量産性を有する印刷法によって製造することが試みられている。
【０００３】
上記カラーフィルタ層やブラックマトリックス層のパターンには、線幅が極めて微細であること、表面が平坦であること、エッジがシャープであることなど、その印刷形状が極めて優れたものであることが要求されている。このため、種々の印刷法の中でも印刷精度が最も優れている凹版オフセット印刷法を用いるとともに、凹版の凹部に充填したインキを透明基板上に完全に転移させることで、パターンの形状を忠実に印刷再現することが必要となる。
【０００４】
ブランケットから透明基板へインキを転移する場合には、表面ゴム層がシリコーンゴムからなるブランケットを用いることで、インキを完全に転移し得ることが知られている。しかし、凹版オフセット印刷法に用いられる凹版は、通常ガラス製または金属製であって、インキの離型性が低いために、凹版からブランケットへはインキが完全に転移されず、その一部が凹部内に残存する、いわゆるパイリングが発生し易くなる。
【０００５】
パイリングが発生すると、印刷形状に乱れが生じて、パターンを忠実に再現できなくなるが、特にカラーフィルタ層やブラックマトリックス層のように微細なパターンを形成する場合にはその影響が顕著であって、液晶カラーフィルタの画像品質が低下するなどの問題が生じる結果となる。従って、印刷形状が優れたパターンを透明基板上に形成するために、凹版からブランケットへインキを完全に転移させることが極めて重要になる。
【０００６】
凹版からブラケットへのインキの転移性を向上させるため、凹版表面のインキの離型性を高める試みがなされており、例えば表面をポリテトラフルオロエチレン（テフロン樹脂）で表面処理した凹版（特開平２−１３５３４８号公報）や、表面をシリコーンゴムで被覆した凹版（特開平５−１３９０６５号公報）など、シリコーン系のゴムやフッ素系樹脂等で表面処理を施した凹版が提案されている。これらの凹版は表面のインキ離型性が高いため、凹版からブランケットへのインキの完全転移を実現することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリコーンゴムはインキの溶剤を吸収して経時的に劣化し易く、一方、フッ素系樹脂の塗膜は強度が低く、摩耗し易いなど、いずれも凹版の耐久性が低いといった問題がある。従って、印刷を繰り返すと凹版表面のインキ離型性が低下してしまう。すなわち、印刷初期にはインキの完全転移を実現できるものの、次第にインキの転移性が低下して、パイリングが発生する。
【０００８】
そこで本発明者らは、印刷を繰り返したときにも凹版表面のインキ離型性を高い状態で維持するには、１回の印刷毎に凹版表面に離型剤を塗布することが必要であると考え、かかる離型剤について検討をした。
しかし、凹版の表面に離型剤を塗布すると、凹版凹部の内表面においてもインキの離型性が高くなって、インキをはじき易くなっている。このため、ドクタリング等によって凹部にインキを充填する際に、インキがはじかれる（スリップする）現象が生じてしまい、その結果、凹部内に充分な量のインキが充填されなくなって、パターンの印刷形状が低下するという問題が生じる。
【０００９】
一方、特公昭５０−１５４７３号公報には、アルキルポリシロキサンと、硫酸等の酸とからなる組成物を用いて、ガラス表面に撥水処理を施す方法が示されているが、この公報に記載の組成物をそのまま使用しても、インキの転移性を高い状態で維持するという効果が不十分であった。
【００１０】
本発明の目的は、印刷形状の優れたパターンを形成できる液晶カラーフィルタの製造方法を提供することである。
【００１１】
【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ために鋭意研究を重ねた結果、酸触媒を含むシリコーンオイルを加熱処理して得られた離型剤を使用して、凹版オフセット印刷法によりカラーフィルタ層やブラックマトリックス層を印刷形成するときは、凹版凹部へのインキの充填時にインキがはじかれることがなく、一方で、凹版表面に充分なインキ離型性を付与することができるため、凹版からブランケットへのインキの完全転移を実現でき、印刷形状に優れたパターンを有する液晶カラーフィルタを得ることが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。
【００１３】
すなわち、本発明の液晶カラーフィルタの製造方法は、凹版の凹部に充填したインキをブランケットの表面に転移させ、次いでブランケットから透明基板の表面に転移させる液晶カラーフィルタの製造方法において、０．３〜２０重量％に希釈されたシリコーンオイルに対して酸触媒を３〜２５重量％の割合で配合した後、得られた希釈溶液に５０〜９０℃で５〜１２時間加熱処理を施してなる離型剤を、前記凹部にインキを充填する前に、前記凹版の表面に塗布することを特徴とする。
上記本発明において、上記希釈溶液の溶媒には、揮発性を有する溶媒を用いることが好ましく、上記酸触媒には、強酸を用いることが好ましい。
【００１４】
上記本発明の液晶カラーフィルタの製造方法において、ブランケットの表面ゴム層はシリコーンゴムであるのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に用いられる離型剤について詳細に説明する。
離型剤に用いられるシリコーンオイルとしては、例えば下記一般式（１）〜（４）に示すように、ジメチルシリコーンオイル（１）、メチルフェニルシリコーンオイル（２），（３）、メチルハイドロジェンシリコーンオイル（４）等のいわゆるストレートシリコーンオイルがあげられる。
【００１６】
【化１】
0003808576.tif 000002
【００１７】
また、上記例示のストレートシリコーンオイルのほかにも、シリコーンオイル分子の側鎖や末端に、例えば長鎖のアルキル基、ポリエーテル、アミン、カルボキシル等の官能基を導入した種々の変性シリコーンオイルを使用できる。
本発明に用いられるシリコーンオイルは、その粘度（Ｂ型粘度計にて２３℃での測定したときの値）が５〜２００センチポアズ（ｃＰ）であるのが好ましい。粘度が５ｃＰを下回るものは沸点が低いため、凹版表面で揮発するおそれがあり、好ましくない。逆に、粘度が２００ｃＰを超えると、希釈溶媒中で溶解しにくくなるおそれがあり、好ましくない。
【００１８】
本発明に用いられるシリコーンオイルの具体例としては、例えば信越化学工業（株）製のＫＦ９６−２０（ジメチルシリコーンオイル、粘度２０ｃＰ）、同社製のＫＦ９９（メチルハイドロジェンシリコーンオイル、粘度２０ｃＰ）、同社製のＫＦ５０−１００（メチルフェニルシリコーンオイル、粘度１００ｃＰ）等があげられる。
【００１９】
上記離型剤における上記シリコーンオイルの配合量は、０．３〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％である。シリコーンオイルの配合量が上記範囲を下回ると、インキの離型性を高める本発明の効果が不十分になる。逆に、シリコーンオイルの配合量が上記範囲を超えると、凹版表面に過剰のシリコーンオイルが塗布されてしまい、その結果、凹版凹部にインキが充填されにくくなるという問題が生じる。
【００２０】
シリコーンオイルを希釈する溶媒としては、凹版表面に離型剤を塗布した後に速やかに揮発するものが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ベンゼン、トルエン、キシレン等が使用可能である。
本発明の離型剤に用いられる酸触媒としては、例えば硫酸、硝酸、リン酸、塩酸、トリフルオロメタンスルホン酸等のいわゆる強酸が使用可能である。
【００２１】
酸触媒の配合量は、離型剤中のシリコーンオイル成分に対して３〜２５重量％、好ましくは５〜１５重量％である。酸触媒の配合量が３重量％を下回ったり、２５重量％を超えたりすると、インキ離型性が低下するため好ましくない。
上記離型剤は、上記シリコーンオイルおよび酸触媒を所定の割合で希釈溶媒中に溶解した後、得られた溶液を５０〜９０℃、好ましくは６０〜８５℃の温度で５〜１２時間、好ましくは７〜１０時間加熱することによって得られる。加熱処理は、例えば前記溶液を還流することにより行えばよい。加熱処理の温度が９０℃を超えるとき（あるいは溶媒の沸点以上となるとき）は、還流が激しくなり、分解反応を制御しにくくなるため好ましくない。逆に、温度が５０℃を下回ると、反応が非常に遅くなるため好ましくない。
【００２２】
また、上記離型剤の粘度は、Ｂ型粘度計にて２３℃での測定したときの値が５〜３００ｃＰ程度であるのが好ましい。粘度が５ｃＰを下回ると、凹版表面に塗布したときに揮発するおそれがあり、好ましくない。逆に、粘度が３００ｃＰを超えると、凹版表面へ塗布しにくくなるおそれがあり、好ましくない。
次に、本発明の液晶カラーフィルタの製造方法について詳細に説明する。
【００２３】
本発明の液晶カラーフィルタの製造方法は、前述のように、上記本発明の離型剤を凹版の表面に塗布した後、凹版の凹部にインキを充填して、このインキを凹版凹部からブランケットの表面に転移し、さらにブランケットから透明基板の表面に転移することにより、透明基板上にカラーフィルタ層および／またはブラックマトリックス層のパターンを印刷形成するものである。
【００２４】
液晶カラーフィルタの製造に用いられる凹版は、その表面に、カラーフィルタ層やブラックマトリックス層の形状に応じた凹部が形成されたものである。前記凹部の深さは、印刷されるインキの膜厚、ひいてはカラーフィルタ層やブラックマトリックス層の膜厚を決定するものである。本発明においては、凹部の深さは２〜８μｍ、好ましくは３〜６μｍの範囲で設定される。凹部の深さが２μｍを下回ると、インキ膜の厚さが薄くなりすぎるため好ましくない。一方、凹部の深さが８μｍを超えると、インキ膜の表面の平坦性が損なわれるおそれがあり、その結果、液晶カラーフィルタの画像品質が低下するおそれが生じる。
【００２５】
凹部のパターンは所望の印刷画像に応じて適宜設定すればよい。凹部の線幅も所望の印刷画像に応じて適宜設定すればよいが、通常、１０〜４０μｍの範囲で設定される。
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板のほか、フッ素樹脂、ポリカーボネート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエステル、ポリメタクリル樹脂等の樹脂板、ステンレス、銅、低膨張合金アンバー等の金属板が使用可能である。なかでも、微細なパターンを高精度で形成するという観点から、ソーダライムガラス等の軟質ガラスを用いるのが好ましい。
【００２６】
凹版の表面に塗布される離型剤としては、前述の離型剤が用いられる。離型剤を凹版の表面に塗布するには、例えばウェス、ゴムブレード、テフロンブレード等を用いればよい。凹版の表面に（とりわけ、凹部の内表面も）に均一に塗布するにはテフロンブレードを用いるのが好ましい。離型剤の塗布量は凹版表面に均一な薄膜が形成される程度でよい。例えば３００×３７０ｍｍ2の凹版表面に対しては、離型剤を１ｃｃ程度使用し、余分な離型剤は除去すればよい。
【００２７】
本発明において、凹版表面に離型剤を塗布する操作は、凹版からブランケットへインキを転移する毎に、すなわち１回の印刷毎に、凹版の凹部にインキを充填する前に行われるものである。
液晶カラーフィルタの製造に用いられるインキは、樹脂中に着色剤を配合したものである。
【００２８】
上記樹脂としては、印刷適性が優れていることとともに、液晶カラーフィルタの製造工程における熱処理に耐え得るもの、具体的には２５０℃、１時間の加熱処理に耐え得るものであればよい。かかる樹脂としては、例えばポリエステル−メラミン樹脂、エポキシ−メラミン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル−エポキシ−メラミン樹脂等が使用可能である。これらの樹脂は単独でまたは２種以上を混合して使用される。上記樹脂中には、樹脂の硬化速度を調整することを目的として、酸触媒等を適宜配合してもよい。
【００２９】
前記着色剤は、カラーフィルタ層用のインキにおいては、赤(R) 、緑(G) または青(B) のカラーフィルタ層の色に応じて種々の顔料または染料を用いればよい。一方、ブラックマトリックス層用インキにおいては、カーボンブラック、酸化鉄（鉄黒）、チタンブラック、硫酸鉄等を用いればよい。
上記インキは、上記例示の樹脂および着色剤、さらに必要に応じて溶剤や体質顔料を配合し、３本ロール、ニーダー等の混合機にて混合することによって調製される。かかるインキは低粘度であるのが好ましく、具体的には、粘度が１０〜３０，０００ポアズ（Ｐ）、好ましくは５００〜１０，０００Ｐであるのが適当である。
【００３０】
液晶カラーフィルタの製造に用いられるブランケットとしては、凹版から受理したインキを透明基板上に完全に転移すべく、インキ離型性が優れていることが必要となる。具体的には、表面ゴム層がシリコーンゴムからなるものであればよい。上記シリコーンゴムとしては、ミラブル型シリコーンゴム、室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンゴム、電子線硬化型シリコーンゴム等の種々のタイプが使用可能である。
【００３１】
上記表面ゴム層の表面は平坦であるほど好ましい。具体的には、表面粗さ（十点平均粗さ）が０．５μｍ以下、好ましくは０．３μｍ以下であるのが適当である。また、表面ゴム層の硬度はＪＩＳ−Ａで２０〜８０度、好ましくは４０〜６０度であるのが適当である。
表面ゴム層の支持体としては、表面が平坦なものであればよく、例えば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）、ポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）等のプラスチックフィルムや、アルミニウム、ステンレス等の金属板が使用可能である。表面ゴム層と支持体との間には多孔質の層を形成してもよい。
【００３２】
液晶カラーフィルタの透明基板には、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、ポリアクリレート、ポリアリレート等のフィルムが用いられる。
本発明の液晶カラーフィルタの製造方法においては、透明基板の表面にブラックマトリックス層を印刷形成した後、赤(R) 、緑(G) および青色(B) の３色のカラーフィルタ層を形成する。また、ブラックマトリックス層とカラーフィルタ層とを上記とは逆の順序で形成してもよい。
【００３３】
透明基板上に印刷されたブラックマトリックス層用インキおよびカラーフィルタ層用インキは、通常、８０〜３００℃で１０〜２４０分間、好ましくは１５０〜２５０℃で８０〜１８０分間加熱、乾燥される。こうしてインキ膜を硬化させることにより、液晶カラーフィルタが得られる。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例および比較例により、本発明を説明する。
（離型剤の製造）
実施例および比較例には、以下のシリコーンオイルを使用した。なお、シリコーンオイルの製造会社は前述のとおりである。
・ＫＦ９６−２０（ジメチルシリコーンオイル、粘度２０ｃＰ）
・ＫＦ５０−１００（メチルフェニルシリコーンオイル、粘度１００ｃＰ）
・ＫＦ９９（メチルハイドロジェンシリコーンオイル、粘度２０ｃＰ）
実施例１〜３、比較例１〜３
シリコーンオイル、硫酸（酸触媒）および２−プロパノール（希釈溶媒）を表１に示す割合で配合し、８０℃で８時間還流して、離型剤を得た。
【００３５】
【表１】
0003808576.tif 000003
【００３６】
（印刷試験）
上記実施例および比較例で得た離型剤を用いて、凹版オフセット印刷による印刷試験を行った。印刷に用いた凹版、インキ、ブランケットおよび透明基板と、印刷条件は次のとおりである。
・凹版：ソーダライムガラスの表面に、深さ５μｍ、線幅５０μｍのストライプパターンからなる凹部を形成したものを用いた。
・インキ：ポリエステル−メラミン樹脂１００重量部に対して、カーボンブラック１００重量部を配合し、溶剤（ブチルカルビトールアセテート、ＢＣＡ）で粘度を６００ポアズ（Ｐ）に調整したものを用いた。
・ブランケット：表面ゴム層が硬度３５度（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなるものを用いた。
・透明基板：ソーダライムガラス製の基板を用いた。
・印刷条件：
ゴムブレードを用いて上記凹版の表面に離型剤を塗布した後、凹版の凹部に上記インキをドクターで充填した。
【００３７】
次いで、通常の平台オフセット印刷機を用いて、上記凹版に充填されたブラックマトリックス層用インキをブランケットに転移し、さらに透明基板上に転移（印刷）した。凹版からブランケットへのインキの転移速度（凹版とブランケットとの相対移動速度）は３０ｍｍ／秒であった。ブランケットから透明基板へのインキの転移速度（ブランケットと透明基板との相対移動速度）は３００ｍｍ／秒であった。
【００３８】
なお、凹版表面に離型剤を塗布せずに印刷試験を行ってブランクとした。ブランクにおける印刷条件は、離型剤を塗布しなかったほかは前述と同様にした。
上記実施例、比較例およびブランクについて、以下の評価を行った。
（インキの転移率）
凹版の凹部に充填されたインキのうち、ブランケット上に転移された割合（％）を求め、インキの転移性を評価した。転移率（％）が低いほど、パイリングの程度が著しいことを示す。
【００３９】
（印刷形状）
ブラックマトリックス層用インキを硬化した後、その印刷形状を透過型光学顕微鏡で観察して、以下の基準により評価した。
◎：印刷形状が極めて良好であった。
〇：印刷形状には、実用上の問題が生じなかった。
【００４０】
△：印刷形状がやや劣っていた。
×：印刷形状が極めて劣化した。
（インキ充填時のスリップ）
凹版凹部へのインキの充填時において、インキがはじかれる現象（スリップ）の有無を確認した。スリップが生じると、凹部に充填されるインキの量が不十分になる。
【００４１】
以上の結果は、上記表１に示すとおりである。
表１から明らかなように、酸触媒である硫酸を離型剤中に含有しない場合（比較例１）または加熱処理を施していない離型剤を用いた場合（比較例３）では、インキの転移率が低くなり、印刷形状も低下した。さらに比較例１では、凹版凹部にインキを充填する際にスリップが生じた。
【００４２】
また、その含有量が多過ぎる場合（比較例２）には、印刷形状が大きく低下したりはしなかったものの、インキの転移率が不十分であった。
離型剤を使用しなかったブランクにおいては、インキの転移率が極めて低くなり、印刷形状が低下した。
これに対し、実施例１〜３では、いずれも凹版からブランケットへのインキの完全転移を実現できた。
【００４３】
上記実施例においては、表面ゴム層がシリコーンゴムからなるブランケットを用いていることから、ブランケットから透明基板への転移においてもインキの完全転移を実現できた。従って、極めて優れた印刷形状でもって、透明基板上にパターンを形成することができた。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、前述の離型剤を用いることで、凹版からブランケットへのインキの完全転移を実現できる。また、本発明の液晶カラーフィルタの製造方法によれば、カラーフィルタ層やブラックマトリックス層のパターンを極めて優れた印刷形状で形成できるため、画像品質に優れた液晶カラーフィルタを製造することができる。