JP2005157240A - 液晶表示素子製造装置および液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示素子の基板サイズが大型になった場合にも、パターン精度が低下することなく、所望パターンの配向層を生産性よく形成すること。
【解決手段】 液晶表示素子製造装置の配向層印刷装置が、表面にインキセルを有する凹版ロールと、凹版ロールの表面にインキを供給するインキ供給装置と、凹版ロール表面と接触可能な凸部が形成された印刷ロールと、印刷ロールに接触する印刷位置と印刷ロールから離れた退避位置との間で移動可能な基板を載置する定盤とを備え、該配向層除去装置が、基板を載置させて走行可能なステージと、基板のマークを読み取る装置およびプラズマ発生ノズルが取付けられているヘッド部とを備えた液晶表示素子製造装置である。
【選択図】 図１

Description

従来、液晶表示素子の配向層を生産性よく形成する装置として、特許文献１に示す薄膜形成装置があった。この薄膜形成装置は、連続的に印刷ロール上に配向層インキを供給し保持させて、基板上に配向層のパターンを印刷形成できる装置であり、それまでのスピンナーやロールコーター、スリットなどにより配向層を塗布形成後、ヒドラジンなどの極性溶媒に長時間侵浸して不要部分をエッチング除去していた方法に比べて、格段に生産性が向上するという非常に優れた製造装置であった。

特許公報平３−１１６３０号

しかし、最近では、液晶表示素子を大画面化する要望が大きく、また取数の関係からできるだけ大きな基板サイズで配向層をパターン形成する必要性が高くなってきている。その際、上記薄膜形成装置で配向層をパターン形成する場合には、パターン精度が基板サイズに依存するため、基板サイズが大きくなればなるほどパターンの位置ずれが生じるという問題があった。

従って、本発明は、基板サイズが大型になった場合にも、パターン精度が低下することなく、所望パターンの配向層を生産性よく形成できる製造装置および製造方法を提供することを目的としている。

本願発明の第一態様は、少なくとも配向層印刷装置と配向層除去装置とからなる液晶表示素子製造装置であって、該配向層印刷装置が、表面にインキセルを有する凹版ロールと、凹版ロールの表面にインキを供給するインキ供給装置と、凹版ロール表面と接触可能な凸部が形成された印刷ロールと、印刷ロールに接触する印刷位置と印刷ロールから離れた退避位置との間で移動可能な基板を載置する定盤とを備え、該配向層除去装置が、基板を載置させて移動可能なステージと、基板のマークを読み取る装置およびプラズマ発生ノズルが取付けられているヘッド部とを備えた液晶表示素子製造装置である。

本願発明の第二態様は、前記配向層印刷装置の印刷ロールに形成された凸部が、液晶表示素子の基板の端部に対して、３〜１０ｍｍ内側にパターン端部を有するベタパターンで形成されていることを特徴とする液晶表示素子製造装置であり、本願発明の第三態様は、同凸部が、液晶表示素子の配向層の所望パターンに対して、外周が０．３〜２ｍｍ大きい粗パターンで形成されていることを特徴とする液晶表示素子製造装置である。

本願発明の第四態様は、前記配向層除去装置のプラズマ発生ノズルが円形状であって、その直径が０．３〜５ｍｍφである液晶表示素子製造装置である。

本願発明の第五態様は、前記配向層印刷装置の定盤と配向層除去装置のステージとが、面積１．５ｍｍ²以上の基板を載置できるサイズからなることを特徴とする液晶表示素子製造装置である。

本願発明の第六態様は、配向層インキを凹版ロールの表面に保持させる工程と、該凹版ロールの表面に保持させた配向層インキを前記凹版ロールに接触する凸版に転移させる工程と、該凸版に転移させた配向層インキを基板上に印刷する工程とにより基板上に配向層を形成した後、該配向層の一部をプラズマ処理することにより選択的に除去し、基板上に所望の配向層パターンを形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。

本発明の製造装置を使用すれば、サイズの大きい基板に配向層を所望パターンで形成する場合も、高いパターン精度を維持し生産性よく形成することができる効果がある。さらに、配向層の厚さの精度が向上し、欠点数の少ない液晶表示素子を提供できる効果もある。

具体的には、パターン精度は目標パターン位置に対して±０．０８ｍｍ以内になり、配向層の厚みはマージナルゾーン（版と基板の接する画線部分の外側にインキが押し出されるために、印刷した画線の縁に生じるくまどり）がなくなるため、パターン全域で目標厚みに対して±７％以内となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。図１は、本発明の液晶表示素子製造装置の概念図であり、少なくとも基板表面に生産性よく配向層を形成するための配向層印刷装置１０と、該配向層の一部にプラズマ処理をすることにより配向層の表面の一部を選択的に除去する配向層除去装置５０とからなる。

配向層印刷装置１０は、工場の床面に設置されて基台となる主フレーム１２と、その上面に基板１を固定するための定盤１４とを具備し、定盤１４は、主フレーム１２の上面に水平に互いに平行に取付けられた一対のガイド１６に沿って、水平方向に直線往復動自在に配設されている（図２参照）。

また、主フレーム１２の対向する両側面にはサイドフレーム１３が取付けられており、該サイドフレーム１３には主モータ１９および駆動モータ２０が取付けられている。駆動モータ２０の出力軸には、出力軸とともに回転する歯車２４が取り付けられている。そして、歯車２４と係合し定盤１４と共に直線移動するラック１８が、定盤１４の側部に取り付けられている。

また、駆動モータ２０の出力軸には、該出力軸と共に回転するように、印刷ロール２２が取付けられている。印刷ロール２２の表面には凸版２３が固定されている。そして、印刷ロール２２の後方には表面にインキセルを有した凹版ロール２６が回転自在に取付けられている。凹版ロール２６は印刷ロール２２に平行に設けられ、かつ、印刷ロール２２表面に固定された凸版２３と接触可能に配置されている。

凹版ロール２６の表面には、周知のインキ供給装置（ディスペンサ）２８により、配向層インキが供給され保持される。配向層インキは、ポリイミドなどの耐熱性樹脂を、Ｎ−メチルピロリドンなどの溶媒に８〜２５％溶解させたものが挙げられる。

凹版ロール２６は、駆動モータ２０の出力軸から回転動力を受け、印刷ロール２２に同期して回転駆動される。そして、凹版ロールには余分の配向層インキを掻き落とすためのドクタブレード装置３０が取り付けられている。

凹版ロール２６の表面に供給され保持された配向層インキの膜は、凹版ロール２６に隣接させて配設されたドクタブレード装置３０の間隙を通過することにより余分の配向層インキ塊が掻き落とされ、凹版ロール２６の表面に０．５〜５μｍのほぼ均一な膜厚の配向層インキ膜が形成される。

そして、凹版ロールと凸版表面のパターンとの接触圧により凹版ロール表面に形成された配向層インキ膜の約１０〜３０％が凸版表面のパターン上に転移し、凸版表面のパターン上には０．０５〜０．５μｍのほぼ均一な膜厚の配向層インキ膜が形成される。

凸版表面のパターンは、液晶表示素子の基板の端部に対して、３〜１０ｍｍ内側にパターン端部を有するベタパターンで形成するか（図５参照）、最終的に基板上に所望とする配向層パターンより、外周が０．５〜２ｍｍ大きい粗パターンで形成する（図６参照）のが好ましい。このようなパターンにするのは、後の配向層除去装置によって精密な所望のパターンを得やすいようにするためである。

前者のパターンは、汎用性が高く凸版２３の取り替え作業がほとんど不要となり、かつ基板の載置位置が多少ずれても配向層インキ膜が基板の外へ流れ出して定盤１４を汚染するようなことがない。さらに、それに加えて後者のパターンは、配向層インキを節約できる。また、後のプラズマ照射工程で、選択的に除去する配向層の面積が少なくて済むため、プラズマ照射時間が短縮できて生産性がより向上する。

一方、定盤１４は、印刷ロール２２に接触する印刷位置と、印刷ロール２２から離間した退避位置との間で、印刷ロール２２に同期して直線駆動される。

上記凸版表面のパターンと定盤１４上に載置された基板１との接触圧により、凸版表面のパターン表面に形成された配向層インキ膜の約４０〜８０％が基板１上に転移し、基板上には０．０２〜０．４μｍのほぼ均一で非常に膜厚の薄い配向層が形成される。

そして、配向層印刷装置１０により配向層が形成された基板１は図３に示す配向層除去装置５０へ搬送される（図１参照）。その際、生産性を向上させるため、配向層印刷装置１０と配向層除去装置５０とを接近させて搬送距離ができるだけ小さくなるようしておくのが好ましい。また、配向層印刷装置１０の定盤１４と配向層除去装置５０のステージ５８とを兼用させてもよい。なお、配向層印刷装置１０と配向層除去装置５０とは別個独立して存在していてもよく、必ずしも一体化する必要はない。また、搬送装置や乾燥炉などは不要であれば省略してもよい。

配向層除去装置５０は、一つまたは複数のプラズマ発生ノズルからプラズマを流し、基板１の表面に形成された配向層の表面の一部をプラズマ処理して選択的に除去することにより、該配向層に所望のパターンが形成できる装置である。

除去原理は、プラズマ処理された部分のみ活性種（ラジカル）が配向層の有機物と反応し化学結合を切断し、気体に分解するものである。

配向層除去装置５０は、配向層が形成された基板１を載置するステージ５８と、該ステージ５８の上方に配設されたヘッド部５２とを具備し（図３参照）、ヘッド部５２には、プラズマ発生ノズル５６ａ、５６ｂ、５６ｃと基板のマークを読み取る装置とが取付けられている。基板のマークを読み取る装置の具体例としては、カメラ２がある。

ステージ５８は、直交する水平二軸、ＸＹ軸方向に直線往復動自在となっており、配向層を形成した基板１００は、ステージ５８に載置され、真空吸着装置（図示せず）によりステージ５８の上面に固定される。

プラズマ発生ノズル５６ａ、５６ｂ、５６ｃの各々には、レーザー変位計６０ａ、６０ｂ、６０ｃを取り付けられており、基板１とプラズマ発生ノズル５６ａ、５６ｂ、５６ｃとの距離を一定にするための制御ができるようになっている。

プラズマ発生ノズルは、円形、方形その他必要に応じて適する形状を選択することができるが、円形状であれば直径０．３〜５ｍｍφのものを選定するのが好ましい。５ｍｍφを超えるプラズマ発生ノズルを使用すれば、パターン精度が低下するという問題が生じ、０．３ｍｍφ未満のプラズマ発生ノズルを使用すれば、充分なプラズマの強度が得られず生産性が低下するという問題が生じるからである。

また、プラズマ発生ノズルから流すプラズマは酸素プラズマが好ましく、局所的にアッシングする方法を採用してもよい。酸素プラズマは、非常に活性が高く有機物分子と容易に反応するという特長があるため、本発明の配向層のような有機物を含む層を効果的に除去できるからである。さらに酸素プラズマとアルゴンプラズマとを併用してもよい。アルゴンプラズマは、有機物を含む層の表面をたたく効果を持つからである。

なお、プラズマの発生を容易にするために、ヘリウムガスを注入し放電しやすくしたり、高電圧や熱を加えるなどの工夫をしてもよい。真空中では注入したガスが高周波誘導磁場の誘導電解により容易にプラズマ化するが、大気圧状態ではプラズマ化しにくいからである。

プラズマの強度は、プラズマの流量とステージの移動速度によって適宜調節する。具体的には、酸素プラズマの場合、プラズマの流量は１〜１０リットル／分とするのが好ましい。

１リットル／分より流量が少ないと、ステージの移動速度を遅くしなければならず配向層を剥離除去するのに時間がかかり生産性が低下する問題があり、１０リットル／分より流量が多いと、配向層のパターン精度が低下する問題があるからである。

プラズマを流す時間は、１〜３０秒になるよう設定する。１秒より短いとステージを過度な速度で移動させなければならず配向層のパターン精度が低下する問題があり、３０秒より長いと生産性が低下するからである。

プラズマ発生ノズルからステージに載置された基板までの距離は、１〜１０ｍｍになるよう設定する。１０ｍｍより遠いと配向層のパターン精度が低下し、１ｍｍより近いと一定の強度に制御するのが困難となるからである。

配向層をパターン化する際、プラズマ発生ノズルを左右前後に移動させる装置よりも、ステージを前後に移動させプラズマ発生ノズルは左右に移動するのみの装置の方が好ましい（図３参照）。構造的にその方が簡単であり調節もしやすいからである。とくに、プラズマ強度やパターンとの関係で多数のプラズマ発生ノズルを設置しなければならない場合には、プラズマ発生ノズルを左右前後に移動させる装置は非常に非効率となる。

その場合のステージの移動スピードは、３０〜２００ｍｍ／秒が好ましい。２００ｍｍ／秒より速いと配向層のパターン精度が低下し、３０ｍｍ／秒より遅いと生産性が低下するからである。

一方、前記配向層印刷装置の定盤と配向層除去装置のステージは、面積１．５ｍ²以上の基板を載置できるサイズからなるようにする。基板の面積が１．５ｍ²以上を超えると、表１および表２に示すようにこの発明の効果が顕著に現れてくるからである。

(表１)基板のサイズとパターン精度の関係
基板のサイズ（ｍｍ） パターン精度（ｍｍ）
従来方法 本発明方法
１８００×６００ ±０．０９ ±０．０７
１９００×６００ ±０．１０ ±０．０７
２０００×６００ ±０．１２ ±０．０７
１６００×８００ ±０．０９ ±０．０７
１７００×８００ ±０．１０ ±０．０７
１８００×８００ ±０．１５ ±０．０７
１９００×８００ ±０．２８ ±０．０８
２０００×８００ ±０．３３ ±０．０８
１５００×１０００ ±０．２４ ±０．０８
１６００×１０００ ±０．４４ ±０．０８
１７００×１０００ ±０．５２ ±０．０８

(表２)基板のサイズと配向層の厚さの精度との関係
基板のサイズ（ｍｍ） 配向層の厚さの精度３σ（％）
従来方法 本発明方法
１８００×６００ ±７．９ ±６．７
１９００×６００ ±８．２ ±６．８
２０００×６００ ±８．３ ±６．９
１６００×８００ ±８．３ ±６．８
１７００×８００ ±８．５ ±６．９
１８００×８００ ±８．８ ±７．０
１９００×８００ ±９．６ ±７．１
２０００×８００ ±１０．４ ±７．２
１５００×１０００ ±１０．１ ±７．１
１６００×１０００ ±１１．２ ±７．３
１７００×１０００ ±１１．７ ±７．４

以上、液晶表示素子製造装置を上記に示した条件に従い製造すれば、単位時間当たりの生産性が３０シート程度と非常に高く、パターン精度が±０．０８ｍｍ、配向層の厚さの精度が３σ＝±７％、欠点数が皆無と非常にレベルの高い液晶表示素子が得られる。以下の実施例に、この液晶表示素子の製造方法の具体例を示す。

Ｎ−メチルピロリドン／ブチルセロソルブ混合溶媒に６％溶解させた可溶性ポリイミドからなる配向層インキを用いて、配向層印刷装置により、サイズ１５００×１８００ｍｍの基板上に３０．５インチ角の正方形が６個ある配向層パターンを形成した後、１００℃で乾燥し１９０℃で３０分焼成して、Ｎ−メチルピロリドンを蒸発させ７００Åの配向層を形成した。

次に、配向層が形成された基板を配向層除去装置に載置し、カメラにて基板上に形成された配向層パターンのマークを読み取り、ステージのＸＹθ補正をし、ステージの動作の原点とした。次に、ノズル直径が１ｍｍφのプラズマ発生ノズル３本をステージ面の真上３ｍｍの位置にセットした。そして、プラズマ発生ノズルから配向層に酸素プラズマ流量１．８リットル／分、アルゴンプラズマ流量１５ｃｃ／分の強度のプラズマを流すとともに、ステージを１００ｍｍ／秒で上下左右に移動させたところ、６個の３０．００インチ角の正方形からなり、精度±０．０８ｍｍの所望のパターンを形成することができた。

Ｎ−メチルピロリドン／ブチルセロソルブ混合溶媒に４％溶解させた可溶性ポリイミドからなる配向層インキを用いて、配向層印刷装置により、サイズ１６００×１６００ｍｍの基板上に４０．５インチ角の正方形が４個ある配向層パターンを形成した後、１２０℃で乾燥し２００℃で３０分焼成して、Ｎ−メチルピロリドンを蒸発させ６００Åの配向層を形成した。

次に、配向層が形成された基板を配向層除去装置に載置し、カメラにて基板上に形成された配向層パターンのマークを読み取り、ステージのＸＹθ補正をし、ステージの動作の原点とした。次に、ノズル直径が１．５ｍｍφのプラズマ発生ノズル３本をステージ面の真上２ｍｍの位置にセットした。そして、プラズマ発生ノズルから配向層に酸素プラズマ流量１．８リットル／分、アルゴンプラズマ流量１０ｃｃ／分の強度のプラズマを流すとともに、ステージを８０ｍｍ／秒で上下左右に移動させたところ、４個の４０．００インチ角の正方形からなり、精度±０．０８ｍｍの所望のパターンを形成することができた。

γ−ブチルラクトンに５〜６％溶解させた可溶性ポリイミドからなる配向層インキを用いて、配向層印刷装置により、サイズ１０００×１０００ｍｍの基板上に５０インチ角の正方形が１個ある配向層パターンを形成した後、１２０℃で乾燥し２００℃で２０分焼成して、Ｎ−メチルピロリドンを蒸発させ５００Åの配向層を形成した。

次に、配向層が形成された基板を配向層除去装置に載置し、カメラにて基板上に形成された配向層パターンのマークを読み取り、ステージのＸＹθ補正をし、ステージの動作の原点とした。次に、ノズル直径が０．６ｍｍφのプラズマ発生ノズル４本をステージ面の真上１ｍｍの位置にセットした。そして、プラズマ発生ノズルから配向層に酸素プラズマ流量２．９リットル／分の強度のプラズマを流すとともに、ステージを１２０ｍｍ／秒で上下左右に移動させたところ、５０．００インチ角の正方形からなり精度±０．０８ｍｍの所望のパターンを形成することができた。

凹版ロール２６の表面には、周知のインキ供給装置（ディスペンサ）２８により、配向層インキが供給され保持される。本発明において好ましく用いることのできる配向層インキは、下記式（Ｉ）で表されるポリアミック酸の繰り返し単位および下記式（II）で表されるポリイミドの繰り返し単位から選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を有する重合体を含有することを特徴とする。なお、下記式（II）におけるイミド環の一部がイソイミド環であっても良い。

（式中、Ｒ１は４価の有機基であり、Ｒ２は２価の有機基である。）

（式中、Ｒ３は４価の有機基であり、Ｒ４は２価の有機基である。）

本発明では、配向層インキは種々の重合体を含み得るが、一例を示すと下記の表のようになる。

上記配向層インキ１および配向層インキ２はγ−ブチロラクトン／Ｎ メチルピロリドン／ブチルセロソルブ（６０／２０／２０（重量比））混合溶媒に各重合体を溶解させたものである。上記配向層インキ３はγ−ブチロラクトン／Ｎ メチルピロリドン／ブチルセロソルブ（３２／４８／２０（重量比））混合溶媒に各重合体を溶解させたものである。

このような重合体を含有する配向層インキとしては、例えば、下記ａ）〜ｅ）の配向層インキ等が挙げられる。
ａ）ポリアミック酸を含有する配向層インキ。
ｂ）ポリイミドを含有する配向層インキ。
ｃ）ポリアミック酸とポリイミドとを両方含有する配向層インキ。
ｄ）ポリアミック酸の繰り返し単位を有するプレポリマーと、ポリイミドの繰り返し単位を有するプレポリマーとから得られるブロック共重合体を含有する配向層インキ。
ｅ）ポリアミック酸を部分的に脱水閉環させて得られる部分イミド化重合体を含有する配向層インキ。

本発明の配向層インキを得る方法は特に限定されるものでは無いが、一般的には上記ポリアミック酸の繰り返し単位はテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体とジアミンを反応させることによって、さらに上記ポリイミドの繰り返し単位は得られたアミック酸構造を脱水閉環することにより得ることができる。本発明の配向層インキを得るために使用されるテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体とジアミンとしては、例えば、特開２００３−４９０６９号公報（平成１５年２月２１日公開）、特開２００２−８８２４１号公報（平成１４年３月２７日公開）、特開２００１−９７９６９号公報（平成１３年４月１０日公開）等で開示されているものが挙げられる。

特に好ましく使用されるテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５，８−ジメチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などのテトラカルボン酸二無水物並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化物等を挙げることができる。これらは１種単独でまたは２種以上組み合わせて用いられる。

特に好ましく使用されるジアミンとしては、例えばｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、２，７−ジアミノフルオレン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、２，２’−ジアミノジフェニルプロパン、ビス（３，５−ジエチル−４−アミノフェニル）メタン、ジアミノナフタレン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェニル）ベンゼン、９，１０−ビス（４−アミノフェニル）アントラセン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，６−ジアミノピリジン、３，４−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノピリミジン、３，６−ジアミノアクリジン、１−ドデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−ペンタデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−ヘキサデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−オクタデカノキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−ドデカノキシ−２，５−ジアミノベンゼン、１−ペンタデカノキシ−２，５−ジアミノベンゼン、１−ヘキサデカノキシ−２，５−ジアミノベンゼン、１−オクタデカノキシ−２，５−ジアミノベンゼン、１，１−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）−４−プロピルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−（４−アミノベンジル）フェニル）シクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、１，２−ジアミノエタン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，３−ビス（３−アミノプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンなどのジアミン、或いは３，５−ジアミノ安息香酸コレステリル、３，６−ビス（４−アミノベンゾイルオキシ）コレスタン等のステロイド骨格を有するジアミン類等を挙げることができる。これらは１種単独でまたは２種以上組み合わせて用いられる。

さらに、上記重合体は、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。このような末端修飾型のものは、ポリアミック酸を合成する際に、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを反応系に添加することにより合成することができる。ここで、酸一無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、ｎ−デシルサクシニック酸無水物、ｎ−ドデシルサクシニック酸無水物、ｎ−テトラデシルサクシニック酸無水物、ｎ−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを挙げることができる。また、モノアミン化合物としては、例えば、アニリン、シクロヘキシルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｎ−ペンチルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ｎ−ヘプチルアミン、ｎ−オクチルアミン、ｎ−ノニルアミン、ｎ−デシルアミン、ｎ−ウンデシルアミン、ｎ−ドデシルアミン、ｎ−トリデシルアミン、ｎ−テトラデシルアミン、ｎ−ペンタデシルアミン、ｎ−ヘキサデシルアミン、ｎ−ヘプタデシルアミン、ｎ−オクタデシルアミン、ｎ−エイコシルアミンなどを挙げることができる。また、モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができる。

本発明の配向層インキに使用される溶媒は、上記重合体を溶解させる物であれば特に限定されないが、その例としては２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。また、単独では上記重合体を溶解させない溶媒であっても、溶解性を損なわない範囲であれば上記溶媒に加えて使用することができる。その例としてはエチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−ブトキシ−２−プロパノール、１−フェノキシ−２−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−２−アセテート、プロピレングリコール−１−モノエチルエーテル−２−アセテート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、２−（２−エトキシプロポキシ）プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸ｎ−プロピルエステル、乳酸ｎ−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステルなどが挙げられる。

本発明の配向層インキにおける上記重合体の含量は、均一な溶液であれば特に限定されないが、通常、固形分として１から１５重量％、好ましくは２〜８重量％である。

また、上記重合体と基板の密着性をさらに向上させる目的で、得られた上記重合体溶液にカップリング剤やエポキシ基含有化合物などの添加剤を加えることもできる。カップリング剤としては、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、２−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどの官能性シラン含有化合物などを挙げることができる。エポキシ基含有化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、２，２−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，３，５，６−テトラグリシジル−２，４−ヘキサンジオール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，４’−ジアミノジフェニルメタンなどを好ましいものとして挙げることができる。カップリング剤やエポキシ基含有化合物は特にこれらに限定される物ではなく、必要に応じて数種類の添加剤を混合して用いてもよい。これら添加剤の添加割合は、通常、上記重合体固形分１００重量部に対して、４０重量部以下、好ましくは０．０１〜２０重量部である。

本発明の液晶表示素子製造装置および液晶表示素子の製造方法は、大画面の液晶パネルや多数個取りの液晶パネルの製造などに利用できる。

本発明の液晶表示素子製造装置の一例を示す概念図である。 本発明の液晶表示素子製造装置の印刷装置の一例を示す斜視図である。 本発明の液晶表示素子製造装置の配向層除去装置の一例を示す斜視図である。 図２の配向層印刷装置の概略図である。 本発明の第二態様の液晶表示素子製造装置によって形成された配向層の粗パターンと配向層除去装置によって形成された配向層の精密パターンとの関係を示す概略図である。 本発明の第三態様の液晶表示素子製造装置によって形成された配向層の粗パターンと配向層除去装置によって形成された配向層の精密パターンとの関係を示す概略図である。

符号の説明

１…基板
１０…配向層印刷装置
１２…主フレーム
１３…サイドフレーム
１４…定盤
１６…ガイド
１８…ラック
１９…主モーター
２０…駆動モーター
２２…印刷ロール
２３…凸版
２４…歯車
２６…凹版ロール
２８…インキ供給装置（ディスペンサー）
３０…ドクターブレード装置
５０…配向層除去装置
５２…ヘッド
５４…カメラ
５６ａ…プラズマ発生ノズル
５６ｂ…プラズマ発生ノズル
５６ｃ…プラズマ発生ノズル
５８…ステージ
６０ａ…レーザー変位計
６０ｂ…レーザー変位計
６０ｃ…レーザー変位計
１００…液晶表示素子製造装置

Claims (6)

1. 少なくとも配向層印刷装置と配向層除去装置とからなる液晶表示素子製造装置であって、該配向層印刷装置が、表面にインキセルを有する凹版ロールと、凹版ロールの表面にインキを供給するインキ供給装置と、凹版ロール表面と接触可能な凸部が形成された印刷ロールと、印刷ロールに接触する印刷位置と印刷ロールから離れた退避位置との間で移動可能な基板を載置する定盤とを備え、該配向層除去装置が、基板を載置させて移動可能なステージと、基板のマークを読み取る装置およびプラズマ発生ノズルが取付けられているヘッド部とを備えた液晶表示素子製造装置。
2. 前記配向層印刷装置の印刷ロールに形成された凸部が、液晶表示素子の基板の端部に対して、３〜１０ｍｍ内側にパターン端部を有するベタパターンで形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子製造装置。
3. 前記配向層印刷装置の印刷ロールに形成された凸部が、液晶表示素子の配向層の所望パターンに対して、外周が０．３〜２ｍｍ大きい粗パターンで形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子製造装置。
4. 前記配向層除去装置のプラズマ発生ノズルが円形状であって、その直径が０．３〜５ｍｍφである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液晶表示素子製造装置。
5. 前記配向層印刷装置の定盤と配向層除去装置のステージとが、面積１．５ｍ²以上の基板を載置できるサイズからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液晶表示素子製造装置。
6. 配向層インキを凹版ロールの表面に保持させる工程と、該凹版ロールの表面に保持させた配向層インキを前記凹版ロールに接触する凸版に転移させる工程と、該凸版に転移させた配向層インキを基板上に印刷する工程とにより基板上に配向層を形成した後、該配向層の一部をプラズマ処理することにより選択的に除去し、基板上に所望の配向層パターンを形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。

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