JP2007144983A - 印刷装置システム及びそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷ロールに取り付けられたブラケットの体積が変わることによるパターン不良を防止することができる印刷装置システム、及びこれを用いて精密なパターンを形成することができるパターン形成方法を提供する。
【解決手段】移動レールと、移動レール上に順に配設された印刷ノズル４００、印刷板５００、及び基板６００と、移動レールによって、前記印刷ノズル４００、印刷板５００、及び基板６００を経て移動可能であり、その外面にブラケット１１０が取り付けられている印刷ロール１００と、移動レールの上部に配設され、印刷ロール１００に取り付けられたブラケット１１０を乾燥するための乾燥装置２００と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、液晶表示素子に関し、より詳しくは、印刷方法により液晶表示素子のパターンを形成する方法に関する。

表示画面の厚さが数ｃｍに過ぎない超薄型のフラットパネル・ディスプレイの中で、液晶表示素子は、動作電圧が低く、消費電力が少なく、携帯可能であるなどの利点のために、ノート型コンピュータ、モニタ、宇宙船、航空機などにいたるまで、応用分野が広くて多様である。

前記液晶表示素子は、下部基板と、上部基板と、両基板間に挟持された液晶層とで構成され、一般に、前記下部基板上には、薄膜トランジスタ及び画素電極が形成され、前記上部基板上に遮光層、カラーフィルタ層及び共通電極が形成されている。

このように液晶表示素子は、様々な構成要素を含み、その構成要素を形成するために数多くの工程が繰り返して行われるようになる。特に、様々な構成要素を、様々な形態にパターニングするために、フォトリソグラフィ工程が用いられている。

しかしながら、フォトリソグラフィ工程では、所定のパターンのマスク及び光照射装置を用いなければならないので、その分製造費用が上昇するという短所があり、しかも、露光工程及び現像工程を経なければならないので、工程が複雑であり、工程時間が長くかかるという短所があった。

しかだって、フォトリソグラフィ工程の短所を解決するための新たなパターン形成方法が要求され、それにより印刷方法が考案された。

印刷方法は、印刷ロールに所望の物質を所望のパターンに塗布した後、基板上において回転させ、基板上に転写することにより、所望のパターンを形成する方法であり、以下、図面を参照して従来の印刷方法について詳述する。

図１の（ａ）乃至（ｃ）は、従来の印刷方法を概略的に示す工程図である。

先ず、図１の（ａ）に示すように、印刷ノズル１０を用いて、パターン物質２０を印刷ロール３０に塗布する。この際、印刷ロール３０には、ブラケット３５が取り付けられており、ブラケット３５にパターン物質２０が塗布されるようになる。

ここで、ブラケット３５は、印刷ロール３０への付着性に優れ、また印刷工程中に歪みがあってはならないなどの特性が要求されるが、現在まで、このような特性を満たす材料としてＳｉ系樹脂が広く用いられている。

その後、図１の（ｂ）に示すように、凹部４３と凸部４６を有する印刷板４０上で印刷ロール３０を回転させる。

すると、印刷板４０の凸部４６に一部のパターン物質２０ａが転写され、残存するパターン物質２０ｂにより、印刷ロール３０のブラケット３５に所定形状のパターン２０ｂが形成される。

その後、図１の（ｃ）に示すように、基板５０上において印刷ロール３０を回転させ、基板５０上にパターン２０ｂを転写する。

このような印刷方法は、フォトリソグラフィ工程のような露光及び現像工程が不要であり、安価であり、工程も簡単であり、大量生産に極めて適合している。

しかしながら、このような印刷方法の場合、パターン形成を繰り返すことにより、印刷ロール３０に取り付けられたブラケット３５がパターン物質２０中の溶剤に溶解し、ブラケット３５の体積が変わり膨れ上がる現象が発生するという問題があった。

このようにブラケット３５が膨れ上がる場合は、正確なパターンの形成が不可能になる。

すなわち、図２の（ａ）に示すように、凹部４３と凸部４６を有する印刷板４０上で、ブラケット３５にパターン物質２０が塗布された印刷ロール３０を回転させる工程において、ブラケット３５が膨れ上がった場合、パターン物質２０が印刷板４０の凹部４３と接触することがあり、この場合、図２の（ｂ）に示すように、パターン物質の一部２０ａが凸部４６に転写されると共に、パターン物質の一部２０ｂが凹部４３にも転写されてしまい、印刷ロール３０のブラケット３５に残存するパターン物質２０ｃが所望のパターンに形成されず、Ａ領域においてパターン物質が形成されないようになる。そのため、精密なパターンの形成が不可能になる。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、印刷ロールに取り付けられたブラケットの体積が変わることによるパターン不良を防止することができる印刷装置システムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記印刷装置システムを用いて精密なパターンを形成することができるパターン形成方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る印刷装置システムは、ブラケットが外面に取り付けられている印刷ロールと、印刷ロールのブラケットを乾燥するための乾燥装置と、を備えることを特徴とする。

すなわち、本発明は、印刷ロールのブラケットを乾燥するための乾燥装置をさらに備えることにより、ブラケットがパターン物質中の溶剤に溶解して体積が変化する現象を防止し、精密なパターンを形成するようにしたものである。

乾燥装置は、真空吸入装置からなることが好ましい。

真空吸入装置は、空気を吸入する複数個の孔またはスリットを有してもよい。

真空吸入装置は、温度調節が可能な温度調節部を備えることが好ましい。

印刷ロールと乾燥装置は、チャンバにより密閉され、密閉空間で乾燥が行われることが、精密パターンの形成のために好ましい。

チャンバ内には、乾燥装置と印刷ロールとの間のギャップを調節可能な油圧装置がさらに設けられていることが好ましい。

印刷装置システムは、真空吸入装置により吸入された空気を補充し、チャンバ内の圧力を調節するための通気部をさらに備えることが好ましい。

印刷装置システムは、移動レール上に順に配設された印刷ノズルと、印刷板と、基板をさらに備えることが好ましい。

また、本発明に係るパターン形成方法は、外面にブラケットが取り付けられた印刷ロールに、所定の形状のパターンを形成する工程と、基板上において印刷ロールを回転し、基板上にパターンを転写する工程と、印刷ロールの外面に取り付けられたブラケットを乾燥する工程と、を含むことを特徴とする。

このようなパターン形成方法は、前述した印刷装置システムを用いて行うことができる。

ブラケットを乾燥する工程は、チャンバ内で行われることが、精密なパターンの形成のために好ましい。

ブラケットを乾燥する工程以降に、チャンバ内の圧力を調節する工程をさらに含むことが好ましい。

印刷板を洗浄する工程をさらに含んでもよく、印刷板を洗浄する工程は、プラケットを乾燥する工程と同時に行うことが好ましい。

本発明によると、印刷ロールのブラケットを乾燥するための乾燥装置をさらに備えることにより、ブラケットがパターン物質中の溶剤に溶解して体積が変化する現象を防止し、精密なパターンを形成することができる。

また、印刷ロールと乾燥装置をチャンバ内に位置させることにより、外部の影響を最小化した状態で乾燥工程を行うことができる。

以下、本発明に係る印刷装置システム及びそれを用いたパターン形成方法の好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

１．印刷装置システム
実施の形態１．
図３は、本発明の実施の形態１に係る印刷装置システムの概略図である。

図４ａは、本発明に係る乾燥装置の一例を示す底面図であり、図４ｂは、図４ａの乾燥装置の断面図である。

図５ａは、本発明に係る乾燥装置の別の例を示す底面図であり、図５ｂは、図５ａの乾燥装置の断面図である。

図３に示すように、本発明の実施の形態１に係る印刷装置システムは、印刷ロール１００と、乾燥装置２００と、印刷ロール１００と乾燥装置２００を収容するチャンバ３００と、を備えている。

印刷ロール１００は、その外面にブラケット１１０が取り付けられている。

乾燥装置２００は、印刷ロール１００のブラケット１１０を乾燥するためのものであって、真空吸入装置２００からなっている。

以下、図４ａ，４ｂ及び図５を参照して、真空吸入装置２００について詳述する。

真空吸入装置２００は、図４ａ及び図４ｂに示すように、空気を吸入する複数個の孔２１０と温度調節部２５０とで構成されても、図５ａ及び図５ｂに示すように、空気を吸入するスリット２２０と温度調節部２５０とで構成されてもよい。

すなわち、真空吸入装置２００は、図４ａ，４ｂに示す複数個の孔２１０または図５ａ，５ｂに示すスリット２２０から空気を吸入することにより、ブラケット１１０を乾燥させるものである。

温度調節部２５０は、真空吸入装置２００の温度を調節し、ブラケット１１０の乾燥を最適化するためのものである。

さらに、図３を参照すると、印刷ロール１００と乾燥装置２００は、チャンバ３００に収容される。

チャンバ３００により印刷ロール１００と乾燥装置２００が密閉されることにより、異物などの外部の影響を最小化した状態で、印刷ロール１００に取り付けられたブラケット１１０の乾燥が可能になる。

チャンバ３００内には、油圧装置３６０が設けられている。

油圧装置３６０の一端は前記チャンバ３００に連結され、他端は乾燥装置２００に連結されており、油圧装置３６０によって、乾燥装置２００と印刷ロール１００との間のギャップが調節され得る。

チャンバ３００には、印刷ロール１００の出入のための印刷ロール出入口３２０と、パターン物質を印刷ロール１００に塗布するための印刷ノズルの出入のための印刷ノズル出入口３４０とが設けられている。

また、チャンバ３００には、通気部３８０が連結されている。真空吸入装置２００により空気が吸入される場合、チャンバ３００の内部圧力が、チャンバ３００の外部圧力と異なるため、印刷ロール１００が印刷ロール出入口３２０から外部に移動する場合、圧力差により、印刷ロール１００に塗布されたパターンが影響を受けることがある。

したがって、影響を最小化するために、真空吸入装置２００により吸入されたチャンバ３００の内部空気を、通気部３８０から補充することにより、チャンバ３００の内部圧力と外部圧力を一致させることが好ましい。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る印刷装置システムの概略図である。

図６に示すように、本発明の実施の形態２に係る印刷装置システムは、移動レール１０１と、印刷ロール１００と、乾燥装置２００と、印刷ロール１００と乾燥装置２００を収容するチャンバ３００と、印刷ノズル４００と、印刷板５００と、基板６００と、を備えている。

印刷ロール１００と乾燥装置２００とチャンバ３００とは、前述した実施の形態１と同様である。

すなわち、印刷ロール１００は、その外面にブラケット１１０が取り付けられている。

乾燥装置２００は、図４ａ，４ｂに示すように、複数個の孔２１０と温度調節部２５０とを有する真空吸入装置で構成されても、図５ａ，５ｂに示すように、スリット２２０と温度調節部２５０とを有する真空吸入装置で構成されてもよい。

チャンバ３００は、その内部に油圧装置３６０が設けられ、乾燥装置２００と印刷ロール１００との間のギャップを調節することができる。

チャンバ３００には、印刷ロール１００の出入のための印刷ロール出入口３２０と、印刷ノズル４００の出入のための印刷ノズル出入口３４０とが設けられている。

チャンバ３００には、通気部３８０が連結されている。

印刷ロール１００は、移動レール１０１によって、印刷ノズル４００と印刷板５００と基板６００とを経て移動しながら、基板６００にパターンを形成するようになる。

すなわち、印刷ノズル４００からパターン物質が供給され、印刷ロール１００にパターン物質が塗布された後、印刷板５００を経ながら、印刷ロール１００にパターンが形成され、形成されたパターンを基板６００に転写することにより、基板６００に所望のパターンを形成する。

なお、図示してはいないが、印刷板５００を洗浄する洗浄器が、移動レール１０１にさらに配設されていてもよい。

乾燥装置２００と印刷ノズル４００と印刷板５００と基板６００とは、固定形成又は半固定形成、印刷ロール１００は、移動レール１０１上において移動可能に形成される。

また、乾燥装置２００は移動レールの上部に配設される。

２．パターン形成方法
本発明に係るパターン形成方法は、外面にブラケットが取り付けられた印刷ロールに、所定の形状のパターンを形成する工程と、基板上において印刷ロールを回転し、基板上にパターンを転写する工程と、印刷ロールに取り付けられたブラケットを乾燥する工程とからなるが、このようなパターン形成方法は、前述した図６による印刷装置システムを用いて行われる。以下、図６を参照して説明する。

先ず、印刷ノズル出入口３４０から印刷ノズル４００をチャンバ３００内に進入させた後、印刷ノズル４００からパターン物質を印刷ロール１００のブラケット１１０に塗布する。

その後、印刷ロール出入口３２０から印刷ロール１００をチャンバ３００の外部に移動させる。

その後、印刷ロール１００を移動レール１０１に沿って印刷板５００に移動させた後、印刷板５００に所定のパターン物質を転写する。

印刷板５００には、所定の凸部５１０が設けられており、この凸部５１０に所定のパターン物質が転写された後、残存するパターン物質により印刷ロール１００にパターンが形成される。

その後、印刷ロール１００を移動レール１０１に沿って基板６００に移動させた後、基板６００上にパターンを転写してパターン形成を完成する。

その後、印刷ロール１００をチャンバ３００内に移動させた後、乾燥装置２００により印刷ロール１００のブラケット１１０を乾燥する。

乾燥装置２００を構成する真空吸入装置は、図４ａ，４ｂ及び図５ａ，５ｂに示すように、温度調節部２５０を有するので、真空吸入装置の温度調節が可能である。但し、高温状態でブラケット１１０を乾燥させる場合は、ブラケット１１０の弾性力や体積が変化することがあるため、常温で行うことが好ましい。

前記ブラケット１１０を乾燥する工程後、チャンバ内の圧力を調節する工程をさらに含んでもよい。

圧力を調節する工程は、チャンバ３００に連結された通気部３８０からチャンバ３００内に空気を投入する工程からなる。

なお、図６に示していないが、印刷板５００を洗浄するための洗浄器が、移動レール１０１にさらに配設されてもよく、パターン形成工程が完了した後、印刷板５００を洗浄する工程をさらに含んでもよい。

印刷板５００の洗浄工程は、ブラケット１１０の乾燥工程と同時に行うことが、工程時間を短縮することができるので好ましい。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明が上記した実施の形態に限定されるものではなく、当業者にとって自明な範囲内で適宜変更して実施することが可能である。

（ａ）乃至（ｃ）は従来の印刷方法を概略的に示す工程図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来の印刷方法の問題点を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る印刷装置システムの概略図である。 本発明に係る乾燥装置の一例を示す底面図であり。 図４ａの乾燥装置の断面図である。 本発明に係る乾燥装置の別の例を示す底面図である。 図５ａの乾燥装置の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る印刷装置システムの概略図である。

符号の説明

１００ 印刷ロール、１１０ ブラケット、２００ 乾燥装置(真空吸入装置)、２１０ 孔、２２０ スリット、２５０ 温度調節部、３００ チャンバ、３２０ 印刷ロール出入口、３４０ 印刷ノズル出入口、３６０ 油圧装置、３８０ 通気部、４００ 印刷ノズル、５００ 印刷板、６００ 基板、１０１ 移動レール。

Claims (41)

1. ブラケットが外面に取り付けられている印刷ロールと、
   前記印刷ロールのブラケットを乾燥するための乾燥装置と、を備える印刷装置システム。
2. 前記乾燥装置が、真空吸入装置からなることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置システム。
3. 前記真空吸入装置が、空気を吸入する複数個の孔を有することを特徴とする請求項２に記載の印刷装置システム。
4. 前記真空吸入装置が、空気を吸入するスリットを有することを特徴とする請求項２に記載の印刷装置システム。
5. 前記真空吸入装置が、温度調節部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の印刷装置システム。
6. 前記印刷ロールと乾燥装置を収容可能なチャンバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置システム。
7. 一端が前記チャンバに連結され、他端が前記乾燥装置に連結され、前記乾燥装置と前記印刷ロールとの間のギャップを調節可能な油圧装置をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の印刷装置システム。
8. 前記チャンバ内の圧力を調節するための通気部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の印刷装置システム。
9. 前記チャンバが、印刷ロールの出入のための印刷ロール出入口をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の印刷装置システム。
10. 前記チャンバが、印刷ノズルの出入のための印刷ノズル出入口をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の印刷装置システム。
11. 移動レールと、
    前記移動レール上に順に配設された印刷ノズル、印刷板、及び基板と、
    前記移動レールによって、前記印刷ノズル、印刷板、及び基板を経て移動可能であり、その外面にブラケットが取り付けられている印刷ロールと、
    前記移動レールの上部に配設され、前記印刷ロールに取り付けられたブラケットを乾燥するための乾燥装置と、を備える印刷装置システム。
12. 前記乾燥装置が、真空吸入装置からなることを特徴とする請求項１１に記載の印刷装置システム。
13. 前記真空吸入装置が、空気を吸入する複数個の孔を有することを特徴とする請求項１２に記載の印刷装置システム。
14. 前記真空吸入装置が、空気を吸入するスリットを有することを特徴とする請求項１２に記載の印刷装置システム。
15. 前記真空吸入装置が、温度調節部をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の印刷装置システム。
16. 前記印刷ロールと乾燥装置を収容可能なチャンバをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の印刷装置システム。
17. 一端が前記チャンバに連結され、他端が前記乾燥装置に連結され、前記乾燥装置と前記印刷ロールとの間のギャップを調節可能な油圧装置をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の印刷装置システム。
18. 前記チャンバ内の圧力を調節するための通気部をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の印刷装置システム。
19. 前記チャンバが、印刷ロールの出入のための印刷ロール出入口をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の印刷装置システム。
20. 前記チャンバが、印刷ノズルの出入のための印刷ノズル出入口をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の印刷装置システム。
21. 前記印刷板を洗浄可能な洗浄器をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の印刷装置システム。
22. 外面にブラケットが取り付けられた印刷ロールに、所定の形状のパターンを形成する工程と、
    基板上において前記印刷ロールを回転し、前記基板上にパターンを転写する工程と、
    前記印刷ロールの外面に取り付けられたブラケットを乾燥する工程と、を含むパターン形成方法。
23. 前記ブラケットを乾燥する工程が、真空吸入装置を用いて行われることを特徴とする請求項２２に記載のパターン形成方法。
24. 前記真空吸入装置が、常温で用いられることを特徴とする請求項２３に記載のパターン形成方法。
25. 前記真空吸入装置が、空気を吸入する複数個の孔を有することを特徴とする請求項２３に記載のパターン形成方法。
26. 前記真空吸入装置が、空気を吸入するスリットを有することを特徴とする請求項２３に記載のパターン形成方法。
27. 前記真空吸入装置が、温度調節部をさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載のパターン形成方法。
28. 前記ブラケットを乾燥する工程が、チャンバ内で行われることを特徴とする請求項２２に記載のパターン形成方法。
29. 前記ブラケットを乾燥する工程後、チャンバ内の圧力を調節する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載のパターン形成方法。
30. 前記圧力を調節する工程が、チャンバに連結された通気部からチャンバ内に空気を投入する工程からなることを特徴とする請求項２９に記載のパターン形成方法。
31. 印刷ノズル出入口から印刷ノズルをチャンバ内に入れた後、印刷ノズルからパターン物質を印刷ロールに取り付けられたブラケットに塗布する工程と、
    印刷ロール出入口から印刷ロールをチャンバ外に移動させる工程と、
    印刷板上において印刷ロールを回転させ、印刷板の凸部に所定のパターン物質を転写し、残存するパターン物質により印刷ロールにパターンを形成する工程と、
    基板上において印刷ロールを回転させ、基板上にパターンを転写する工程と、
    印刷ロールをチャンバ内に移動させた後、印刷ロールに取り付けられたブラケットを乾燥する工程と、を含むパターン形成方法。
32. 前記ブラケットを乾燥する工程が、真空吸入装置を用いて行われることを特徴とする請求項３１に記載のパターン形成方法。
33. 前記真空吸入装置が、常温で用いられることを特徴とする請求項３２に記載のパターン形成方法。
34. 前記真空吸入装置が、空気を吸入する複数個の孔を有することを特徴とする請求項３２に記載のパターン形成方法。
35. 前記真空吸入装置が、空気を吸入するスリットを有することを特徴とする請求項３２に記載のパターン形成方法。
36. 前記真空吸入装置が、温度調節部をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載のパターン形成方法。
37. 前記ブラケットを乾燥する工程が、チャンバ内で行われることを特徴とする請求項３１に記載のパターン形成方法。
38. 前記ブラケットを乾燥する工程後、チャンバ内の圧力を調節する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載のパターン形成方法。
39. 前記圧力を調節する工程が、チャンバに連結された通気部からチャンバ内に空気を投入する工程からなることを特徴とする請求項３８に記載のパターン形成方法。
40. 前記印刷板を洗浄する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載のパターン形成方法。
41. 前記印刷板を洗浄する工程が、前記ブラケットを乾燥する工程と同時に行われることを特徴とする請求項４０に記載のパターン形成方法。
    

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