JP2006150849A - 精細パターン形成装置及び精細パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランケットの厚さの変動に影響されることなく、インキ供給装置によってそのブランケットの表面に予め設定された厚さでインキを供給できるようにするとともに、除去版や基板へのブランケットのニップ幅が変わらないようにし、ブランケットが膨潤してブランケットの厚さ変動があったとしても基板に精細パターンを適正に形成できるようにする。
【解決手段】インキ塗膜を有するブランケット３から除去版５によりネガパターンで余剰のインキを転写除去してからブランケット３により基板７に精細パターンを転写する精細パターン形成装置１であり、インキ溶剤を受けたブランケット３の膨潤によるブランケット３の厚み変動量を測定する測定手段１１と、該測定手段１１により得られたブランケット３の厚み変動量にダイヘッド２とブランケット３との間の所定塗工ギャップ量を加算して、ダイヘッド２とブランケット３との間に塗工ギャップを形成する塗工ギャップ形成手段１２とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は精細パターン形成装置及び精細パターン形成方法に関するものである。

従来、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造には、フォトレジスト材を用いたフォトリソ手法が採用されているが、画素材料である前記フォトレジスト材の大部分をスピンコートの時点で捨てることとなり、このフォトレジスト材の経済的な使用が図れないという問題がある。また、色ごとに露光、現像などの工程を経ることから全体としての作業効率が低いとともに、露光装置、現像装置などの高価な光学機器を要しており、これによってコストを引き下げることができないという問題もある。

そのため、近年においては印刷によりこのカラーフィルタを得ようとする試みがある。例えば黒（ブラックマトリックス）、赤、緑、青の４色のパターン構成色によりパターンを得る場合、各パターン構成色のパターン毎に凹版又は平版の印刷版を用意して、その版から前記パターン構成色ごとのブランケット胴のブランケットに着色樹脂組成物（例えば、色インキ）を転写してブランケット胴それぞれにパターンを転写させ、そして黒（ブラックマトリックス）のパターンの位置を基準として、その間に赤、次に緑、青とそれぞれ各パターン構成色を基板に転写する方法がある。
また、各パターン構成色のパターンごとに凸版である除去版を用意し、パターン構成色ごとのブランケット胴にパターン構成色の着色樹脂組成物を定厚で塗布し、このブランケット胴をパターン構成色に対応する前記除去版に押圧して、除去版の凸部にてパターン以外の余剰の着色樹脂組成物を転写除去することで、パターン構成色ごとのブランケット胴のブランケットにパターンを形成し、これらのパターンを上述と同様に黒のパターンの位置を基準として、その間に赤、次に緑、青とそれぞれ各パターン構成色が重ならないように基板に転写することで、カラーフィルタとしてのパターンを得る装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）
特開平１１−０５８９２１１号公報（段落番号０００８、図１）

上述した印刷によるカラーフィルタの製造では、フォトリソ手法に比べて露光装置や現像装置などを必要としないため、製造コストの低減が図り易いものである。
しかしながら、上述した印刷手法による精細パターン形成装置では、インキ供給手段であるダイヘッドからインキの供給を受けるたびにインキの溶剤によってブランケット胴のブランケットがだんたんと膨潤していき、ブランケット胴の径が大きくなる。そして、ダイヘッドなどのインキ供給装置自体は一旦位置が定められると固定とされ、その状態でブランケットとの隙間によって薄く定厚としたインキの塗膜をブランケットに形成するものであったことから、ブランケットが膨潤してブランケットの厚みが大きくなると、予め設定された塗工ギャップ（ダイヘッドとブランケットとの間隔）が得られず、ブランケット上に供給されたインキの塗膜品質に影響を与えるという問題がある。
また、除去版を支持する除去版定盤や基板を支持する基板定盤は位置固定とされていて、上述したようにブランケットの膨潤によってブランケット胴の径が大きくなると、除去版での転写除去、また基板での転写に際して、ブランケットの印刷方向における接触面長さであるニップ幅（印圧）が大きくなり、余分なインキを除去する転写除去や基板への転写が適正に行われなくなって、最終的に基板に転写されるパターン形状が崩れ易くなるという問題がある。この点は大きな絵柄などを転写にて形成する通常印刷の場合には大きな問題とはならないが、精細パターンであるカラーフィルタを得る上ではピッチずれなどとなってしまうものであった。
そこで本発明は上記事情に鑑み、ブランケットの厚さの変動に影響されることなく、ダイヘッドなどのインキ供給装置によってそのブランケットの表面に予め設定された厚さでインキを供給できるようにするとともに、除去版や基板へのブランケットのニップ幅が変わらないようにすることを課題とし、ブランケットが膨潤してブランケットの厚さ変動があったとしても基板に精細パターンを適正に形成できるようにすることを目的とする。

（請求項１）
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、インキ供給装置と、インキ供給装置からインキの供給を受けるシリコン樹脂製のブランケットを周面に配したブランケット胴と、精細パターンのネガパターンとした凸版であって前記ブランケット胴のブラケットが押圧してから分離する除去版を支持した版定盤と、ガラス板などの基板を支持した基板定盤とを備え、インキ供給装置からインキの供給受けて表面に塗膜が形成されたブランケットが除去版に押圧して分離して、前記除去版によりブランケットの塗膜からネガパターンにしてインキを転写除去してブランケットに精細パターンを形成し、該ブランケットが基板に押圧して前記精細パターンを基板に転写する構成とした精細パターン形成装置において、インキ溶剤を受けたブランケットの膨潤によるブランケットの厚み変動量を測定する測定手段と、該測定手段により得られたブランケットの厚み変動量にインキ供給装置とブランケットとの間の所定塗工ギャップ量を加算して、インキ供給装置とブランケットとの間に塗工ギャップを形成する塗工ギャップ形成手段とを備えることを特徴とする精細パターン形成装置を提供して、上記課題を解消するものである。
（請求項２）
上記発明において、上記インキ供給装置がダイヘッドであることが良好である。
（請求項３）
上記発明において、上記版定盤と基板定盤とは、上記測定手段により得られたブランケットの厚み変動量に応じて定盤高さ方向に移動可能に設けられているものとすることが良好である。
（請求項４）
上記発明において、上記測定手段は、ブランケット胴のブランケット基準高さ位置までの距離を計測するゼロ点調整センサと、インキ供給装置と一体とされて前記ゼロ点調整センサを支持するセンサ支持体とからなるものとすることが可能である。
（請求項５）
上記発明において、上記測定手段は、ブランケットとインキ供給装置との対向部分に光を照射する光照射体と、ブランケットとインキ供給装置との間を通った前記光照射体からの光の幅を計測する光計測体とからなるギャップセンサとすることが可能である。
（請求項６）
上記発明において、上記測定手段は、ブランケット胴から所定距離離れた位置からブランケットに向けて照射した光の反射光の戻り時間の変化を計測可能に設けられている光学式センサとすることが可能である。

（請求項７）
もう一つの発明は、インキ供給装置と、インキ供給装置からインキの供給を受けるシリコン樹脂製のブランケットを周面に配したブランケット胴と、精細パターンのネガパターンとした凸版であって前記ブランケット胴のブラケットが押圧してから分離する除去版を支持した版定盤と、ガラス板などの基板を支持した基板定盤とを備えた精細パターン形成装置により、インキ供給装置からインキの供給受けて表面に塗膜が形成されたブランケットが除去版に押圧して分離して、前記除去版によりブランケットの塗膜からネガパターンにしてインキを転写除去してブランケットに精細パターンを形成し、該ブランケットが基板に押圧して前記精細パターンを基板に転写する精細パターン形成方法において、インキ溶剤を受けたブランケットの膨潤によるブランケットの厚み変動量を測定し、得られたブランケットの厚み変動量にインキ供給装置とブランケットとの間の所定塗工ギャップ量を加算して、インキ供給装置とブランケットとの間に塗工ギャップを形成することを特徴とする精細パターン形成方法であり、この精細パターン形成方法を提供して上記課題を解消するものである。
（請求項８）
上記発明において、インキ供給装置はダイヘッドであることが良好である。
（請求項９）
上記発明において、上記版定盤と基板定盤とは、上記ブランケットの厚み変動量に応じて定盤高さ方向に移動可能に設けられているものとすることが可能である。
（請求項１０）
上記発明において、上記測定手段は、ブランケット胴のブランケット基準高さ位置までの距離を計測するゼロ点調整センサと、インキ供給装置と一体とされて前記ゼロ点調整センサを支持するセンサ支持体とからなる測定手段により、上記ブランケットの厚み変動量を測定するものとすることが可能である。
（請求項１１）
上記発明において、ブランケットとインキ供給装置との対向部分に光を照射する光照射体と、ブランケットとインキ供給装置との間を通った前記光照射体からの光の幅を計測する光計測体とからなるギャップセンサにより、上記ブランケットの厚み変動量を測定するものとすることが可能である。
（請求項１２）
上記発明において、ブランケット胴から所定距離離れた位置からブランケットに向けて照射した光の反射光の戻り時間の変化を計測可能に設けられている光学式センサにより、上記ブランケットの厚み変動量を測定するものとすることが可能である。

請求項１の発明によれば、ブランケットの膨潤によってブランケットの厚さが変動してもそのブランケットの上に所定の膜厚でインキの塗膜が得られ、よって基板に対して適正な膜厚としたパターンが形成されて、品質を維持できるようになる。
請求項２の発明によれば、ブランケット上に定厚にしてインキが供給され、インキの塗膜品質が一層良好になる。
請求項３の発明によれば、ブランケットが膨潤しても除去版、基板に対するニップ幅が変化せず、よって予め定められた通りのパターンでインキを基板に転写し、その基板上で崩れの無い精細パターンが得られる。
請求項４の発明によれば、ブランケットの厚さ変動の影響を受けることなくブランケット上により正確にして所定の膜厚の塗膜を形成できる。
請求項５の発明によれば、同様にブランケットの厚さ変動の影響を受けることなくブランケット上により正確にして所定の膜厚の塗膜を形成できる。
請求項６の発明によれば、同様にブランケットの厚さ変動の影響を受けることなくブランケット上により正確にして所定の膜厚の塗膜を形成できる。

請求項７の発明によれば、ブランケットの膨潤によってブランケットの厚さが変動してもそのブランケットの上に所定の膜厚でインキの塗膜が得られ、よって基板に対して適正な膜厚としたパターンが形成されて、品質を維持できるようになる。
請求項８の発明によれば、ブランケット上に定厚にしてインキが供給され、インキの塗膜品質が一層良好になる。
請求項９の発明によれば、ブランケットが膨潤しても除去版、基板に対するニップ幅が変化せず、よって予め定められた通りのパターンでインキを基板に転写し、その基板上で崩れの無い精細パターンが得られる。
請求項１０の発明によれば、ブランケットの厚さ変動の影響を受けることなくブランケット上により正確にして所定の膜厚の塗膜を形成できる。
請求項１１の発明によれば、同様にブランケットの厚さ変動の影響を受けることなくブランケット上により正確にして所定の膜厚の塗膜を形成できる。
請求項１２の発明によれば、同様にブランケットの厚さ変動の影響を受けることなくブランケット上により正確にして所定の膜厚の塗膜を形成できる。

つぎに本発明を図１から図４に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図中１は精細パターン形成装置で、該精細パターン形成装置１は精細パターンの構成色に対応した色彩（例えば精細パターンをカラーフィルタとした場合の赤色，緑色，青色のフィルタ構成色や遮光部の黒色）のインキを供給する装置であるダイヘッド２と、ダイヘッド２からインキの供給を、そのダイヘッド２との間隔を所定の塗工ギャップにして定厚にして受けるブランケット３を周面に配したブランケット胴４と、精細パターンのネガパターンとした凸版である除去版５を支持する版定盤６と、ガラス板などの透明材である基板７を支持する基板定盤８を備えてなるものである。

そして、前記ブランケット胴４は、図１に示すようにフレーム９に沿ってボールネジまたはリニアモータ駆動の下で移動可能な走行台車１０に支持されているものであり、インキを上記ダイヘッド２からブランケット３に定厚にして受けた後、走行台車１０の移動によって、同じくフレーム９に支持されている版定盤６の位置に達し、転動するブランケット胴４のブラケット３が除去版５に押圧してから分離することによって、ブランケット３上でのインキの塗膜からネガパターンにしてインキを転写除去して、このブランケット３上に精細パターンを形成し、この後に走行台車１０が基板定盤８の位置に達して、転動するブランケット胴４のブランケット３が基板７に押圧してから分離することによって精細パターンを基板７に転写するようにしたものである。図１において矢印中の円数字が走行台車１０の動き順を示し、矢印がその方向を示している。
基板７への転写が終了した後に、走行台車１０は初期位置に戻り、上記ダイヘッド２からインキの供給を受ける。基板定盤８からブランケット胴４が離れた後では基板定盤８の上の基板７の取り換えなどが行われる。以上の工程が本精細パターン形成装置１により繰り返し行われる。

さらに、本精細パターン形成装置１にあっては上記塗工ギャップを確保するために、測定手段１１と塗工ギャップ形成手段１２とを備えている。前記測定手段１１は、インキ溶剤を受けたブランケットの膨潤によるそのブランケットの厚み変動量を測定するものであって、前測定値との比較による差分を変動量としてそのデータを制御部１３に送出するように設けられている。また塗工ギャップ形成手段１２は、前記測定手段１１で得たブランケットの厚み変動量に、ダイヘッド２とブランケット３との間の所定塗工ギャップ量（予め設定されている量）を加算して、ダイヘッド２とブランケット３との間に塗工ギャップを形成するもので、ダイヘッド２を上げ下げできるようにこのダイヘッド２を支持しており、前記制御部１３からのデータ、即ち、ブランケットの厚み変動量をデータとして受けることでダイヘッド２を移動させるように設けられているものである。

また、精細パターン形成装置１では図示されているようにブランケット胴４と近接する位置にブランケット乾燥装置１４が配置されており、回転によってブランケット乾燥装置１４の前を移動するブランケット３を均等に乾かして、過度の厚み変動が生じないようにしている。
さらに、上記版定盤６と基板定盤８は定盤高さ方向に移動可能に設けられているものであって、上記制御部１３によってその上下移動が制御される。この場合、制御部１３が、上記測定手段１１から得られたブランケットの厚み変動量を、版定盤６の除去版５と基板定盤８の基板７に対するニップ幅（印圧）に換算し、除去版５と基板７とに予め設定されているニップ幅が得られるように版定盤６と基板定盤８を移動させる。
なお、版定盤６自体は除去版５を吸着固定するものであり、予め基準とされた位置に除去版５が位置するようにＸ、Ｙ、θ（例えばＸは印刷方向、Ｙは印刷方向に直交する方向、θは回転角とする）ともに位置調整可能に設けられているものである。また、同様に基板定盤８自体も基板７を吸着固定するものであり、予め基準とされた位置に基板７が位置するようにＸ、Ｙ、θともに位置調整可能に設けられているものである。

上記構成の精細パターン形成装置１においては、ブランケット胴４の上方の近接する仮の高さ位置でダイヘッド２を配し、この状態で上記ブランケット胴４のブランケット３に対して上記測定手段１１によりそのブランケット３の厚さ変動量を測定する。そして、制御部１３による制御によって塗工ギャップが得られるように塗工ギャップ形成手段１２が動作してダイヘッド２を移動させ、また、制御部１３の制御下で版定盤６と基板定盤８とが適正高さ位置に移動する。この後、前記ダイヘッド２からブランケット胴４のブランケット３に対して所定の塗工ギャップの下でインキが供給され、適正なニップ幅を得る状態で上述した除去版５による転写除去と基板７への転写が行われる。

上記測定手段１１は以下の構成のものとすることができる。図２はその第一の例を示していて、ブランケット銅４における転動の基準である両側の円筒ベアラー１５をブランケット基準高さ位置とし、このブランケット基準高さ位置までの距離を計測するゼロ点調整センサ１６を前記円筒ベアラー１５それぞれに対応させ、そして、ダイヘッド２と一体とされたセンサ支持体１７にゼロ点調整センサ１６を取り付けたものとすることができる。
この構成の測定手段１１では、ダイヘッド２をブランケット３に平行に接しさせた状態でゼロ点調整センサ１６により計測し、測定された値と前測定値との差分をブランケットの厚さ変動量とし、これに所定塗工ギャップ量を加算してブランケット３を塗工ギャップ形成手段１２により調整するものである。

また、測定手段１１を第二の例として表現した図３に示すように、ダイヘッド２を平行出ししてブランケット３に近接するように所定の高さに位置させた状態である両者の対向部分に光を照射する光照射体１８と、両者の間を通った前記光照射体１８からの光の上下の幅を計測する光計測体１９とからなるギャップセンサ２０とすることも可能である。

さらに、測定手段１１は、第三の例として表現した図４に示されているように、ブランケット胴４から所定距離離れた位置からブランケット３に向けて照射した光の反射光の戻り時間の変化を計測可能に設けられている光学式センサ２１とすることも可能であり、この場合、光学式センサ２１自体でブランケットの厚み変動量をデータ出力するものであって、転動するブランケット銅４のブランケット３を常時測定し、そのブランケットの厚み変動量を上記制御部１３が受け、制御部１３が常時、上記版定盤６と基板定盤８との高さ位置を制御する構成としてもよい。

上記実施の形態では、精細パターンを液晶用カラーフィルタなどし、そのフィルタ用の塗布液をインキとして説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、インキが有色発光する物質であってもよい。例えばＥＬ材料であってもよい。また、基板はガラス基板のような剛性のものに限られず、フィルムのようなフレキシブルのものであってもよい。
さらに、インキ供給装置は、ダイヘッドの他にもロールコータやバーコータなどのコータや、スクリーン印刷機などでもよい。なお、これらは一定の膜厚のインキをブランケットに塗布できることが望ましい。

本発明に係る精細パターン形成装置の一例を示す説明図である。 測定手段の第一の例を示す説明図である。 測定手段の第二の例を示す説明図である。 測定手段の第三の例を示す説明図である。

符号の説明

１…精細パターン形成装置
２…ダイヘッド
３…ブランケット
４…ブランケット胴
５…除去版
６…版定盤
７…基板
８…基板定盤
１１…測定手段
１２…塗工ギャップ形成手段
１３…制御部
１５…円筒ベアラー
１６…ゼロ点調整センサ
１７…センサ支持体
１８…光照射体
１９…光計測体
２０…ギャップセンサ
２１…光学式センサ

Claims (12)

1. インキ供給装置と、インキ供給装置からインキの供給を受けるシリコン樹脂製のブランケットを周面に配したブランケット胴と、精細パターンのネガパターンとした凸版であって前記ブランケット胴のブラケットが押圧してから分離する除去版を支持した版定盤と、ガラス板などの基板を支持した基板定盤とを備え、インキ供給装置からインキの供給受けて表面に塗膜が形成されたブランケットが除去版に押圧して分離して、前記除去版によりブランケットの塗膜からネガパターンにしてインキを転写除去してブランケットに精細パターンを形成し、該ブランケットが基板に押圧して前記精細パターンを基板に転写する構成とした精細パターン形成装置において、
   インキ溶剤を受けたブランケットの膨潤によるブランケットの厚み変動量を測定する測定手段と、該測定手段により得られたブランケットの厚み変動量にインキ供給装置とブランケットとの間の所定塗工ギャップ量を加算して、インキ供給装置とブランケットとの間に塗工ギャップを形成する塗工ギャップ形成手段とを備えることを特徴とする精細パターン形成装置。
2. 上記インキ供給装置がダイヘッドである請求項１に記載の精細パターン形成装置。
3. 上記版定盤と基板定盤とは、上記測定手段により得られたブランケットの厚み変動量に応じて定盤高さ方向に移動可能に設けられている請求項１または２に記載の精細パターン形成装置。
4. 上記測定手段は、ブランケット胴のブランケット基準高さ位置までの距離を計測するゼロ点調整センサと、インキ供給装置と一体とされて前記ゼロ点調整センサを支持するセンサ支持体とからなるものである請求項１から３の何れか一項に記載の精細パターン形成装置。
5. 上記測定手段は、ブランケットとインキ供給装置との対向部分に光を照射する光照射体と、ブランケットとインキ供給装置との間を通った前記光照射体からの光の幅を計測する光計測体とからなるギャップセンサである請求項１から３の何れか一項に記載の精細パターン形成装置。
6. 上記測定手段は、ブランケット胴から所定距離離れた位置からブランケットに向けて照射した光の反射光の戻り時間の変化を計測可能に設けられている光学式センサである請求項１から３の何れか一項に記載の精細パターン形成装置。
7. インキ供給装置と、インキ供給装置からインキの供給を受けるシリコン樹脂製のブランケットを周面に配したブランケット胴と、精細パターンのネガパターンとした凸版であって前記ブランケット胴のブラケットが押圧してから分離する除去版を支持した版定盤と、ガラス板などの基板を支持した基板定盤とを備えた精細パターン形成装置により、インキ供給装置からインキの供給受けて表面に塗膜が形成されたブランケットが除去版に押圧して分離して、前記除去版によりブランケットの塗膜からネガパターンにしてインキを転写除去してブランケットに精細パターンを形成し、該ブランケットが基板に押圧して前記精細パターンを基板に転写する精細パターン形成方法において、
   インキ溶剤を受けたブランケットの膨潤によるブランケットの厚み変動量を測定し、得られたブランケットの厚み変動量にインキ供給装置とブランケットとの間の所定塗工ギャップ量を加算して、インキ供給装置とブランケットとの間に塗工ギャップを形成することを特徴とする精細パターン形成方法。
8. 上記インキ供給装置はダイヘッドである請求項７に記載の精細パターン形成方法。
9. 上記版定盤と基板定盤とは、上記ブランケットの厚み変動量に応じて定盤高さ方向に移動可能に設けられている請求項７或いは８に記載の精細パターン形成方法。
10. 上記測定手段は、ブランケット胴のブランケット基準高さ位置までの距離を計測するゼロ点調整センサと、インキ供給装置と一体とされて前記ゼロ点調整センサを支持するセンサ支持体とからなる測定手段により、上記ブランケットの厚み変動量を測定する請求項７から９の何れか一項に記載の精細パターン形成方法。
11. ブランケットとインキ供給装置との対向部分に光を照射する光照射体と、ブランケットとインキ供給装置との間を通った前記光照射体からの光の幅を計測する光計測体とからなるギャップセンサにより、上記ブランケットの厚み変動量を測定する請求項７から９の何れか一項に記載の精細パターン形成方法。
12. ブランケット胴から所定距離離れた位置からブランケットに向けて照射した光の反射光の戻り時間の変化を計測可能に設けられている光学式センサにより、上記ブランケットの厚み変動量を測定する請求項６７から９の何れか一項に記載の精細パターン形成方法。

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