JP2007171546A - 配向膜溶液印刷用版の修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明基板に配向膜を均一に印刷することができるように配向膜溶液印刷用版のパターン欠陥部を修正する配向膜溶液印刷用凸版の修正方法を提供する。
【解決手段】表面に多数の微小突起１０が形成され、その周辺領域に配向膜溶液貯留領域１１が形成される配向膜溶液印刷用版１の、前記微小突起１０が局所的に複数連なった欠陥部に、部分的にレーザーを照射して、この欠陥部を部分的に除去して配向膜溶液貯留領域１１’を形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は配向膜溶液印刷用版の修正方法に関し、更に詳しくは、レーザーを用いて配向膜溶液印刷用版のパターン欠陥部を修正する修正方法に関する。

近年、コンピュータやテレビなどの電気製品の表示部としてフラットパネルディスプレイが広く用いられている。このようなフラットパネルディスプレイとしては、例えば、対をなす透明基板の間に液晶が封入されてなる液晶表示パネルが広く適用されている。

図７は、このような液晶表示パネルの一般的な構造を断面図で示したものである。液晶表示パネル４０は、対をなす透明基板４２，４２が対向して重ね合わされ、シール材によって貼り合わされて、この透明基板４２，４２間のシール材で密閉された領域に液晶４３が封入されてなるものである。これら対をなす透明基板４２，４２の一方の透明基板４２には絵素電極４４が形成される。また、他方の透明基板４２には、カラーフィルタ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂ、ブラックマトリックス４６、および、対向電極４７等が形成される。液晶表示パネル４０は、これら各絵素電極４４と対向電極４７との間で電界を発生させて液晶分子の傾きを変化させ、光の透過率を変化させて表示状態を制御する。

これらの透明基板４２，４２の液晶４３と接する面には、配向膜４８が形成されている。この配向膜４８は、液晶分子を所定の方向に並ばせるためのもので、例えばポリイミド等の樹脂からなる。

ここで、このような配向膜は、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸溶液または可溶性ポリイミド溶液等（以下、配向膜溶液と称す。）を透明基板の表面所定領域に、例えばフレキソ印刷に代表される凸版印刷方法等で印刷した後、通常の乾燥炉等において乾燥硬化されて形成されるのが一般的である。

このような配向膜溶液印刷用版は、液晶表示パネルの透明基板とほぼ同じ面積の平面内に、微小な突起が無数に形成されたシート状または薄板の凸版である。

このような配向膜溶液の印刷に用いられる版材としては、感光性樹脂版が広く用いられている。この感光性樹脂版は、一般に、液状感光性樹脂を平面上に塗布して、所定の遮光パターンの形成されたマスクを介して選択的に露光し、硬化させて製作される。

図１（ａ）は一般的な配向膜溶液印刷用版１の全体を示す斜視図、図１（ｂ）はその表面の一部を拡大した図であり、図１（ｃ）はそのＡ−Ａ断面図である。この配向膜溶液印刷用版１は、略円柱状の微小突起１０が整列したパターンを有している。このように、微細な間隔で微小突起が整列することで、配向膜溶液印刷用版１の表面には、微細な凸部（微小突起１０）と凹部（微小突起１０間の隙間）とが入り組んで形成される。すなわち、この微小突起１０の周辺には、配向膜溶液を溜まらせる配向膜溶液貯留領域１１が形成されることとなる。

この配向膜溶液印刷用版１に配向膜溶液を塗布すると、凹部である略円柱状の微小突起１０同士の隙間に配向膜溶液が溜まる。そして、電極等が形成された透明基板に、この配向膜溶液印刷用版１を押圧すると、この配向膜溶液貯留領域１１に保持されていた配向膜溶液が前記透明基板の表面に付着して印刷される。

特開平８−１０１３６４号公報

しかし、このような配向膜溶液印刷用版を感光性樹脂で形成した場合、その露光・硬化処理において、マスクの精細な遮光パターンを正確に転写して、この遮光パターンの通りに配向膜溶液印刷用版に凹凸のパターンを形成することは非常に困難である。

例えばマスクに微細な埃や塵などが付着すること等により、露光ミスが起こると、マスクの遮光パターンが配向膜溶液印刷用版に正確に転写されない。このような場合、配向膜溶液印刷用版に凹部（配向膜溶液貯留領域）が正しく形成されず、凸部が複数の微小突起が連なった形状に形成される欠陥配向膜溶液貯留領域１１部になる。

このような欠陥部を有する配向膜溶液印刷用版を用いて配向膜溶液の印刷を行うと、この欠陥部に対応する部位において、透明基板に配向膜溶液が印刷されないで、透明基板上の配向膜にムラが生じるという問題がある。

そこで、本発明の解決しようとする課題は、透明基板に配向膜を均一に印刷することができるように配向膜溶液印刷用版の欠陥部を修正する配向膜溶液印刷用版の修正方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る配向膜溶液印刷用版の修正方法は、表面に多数の微小突起が形成され、その周辺領域に配向膜溶液貯留領域が形成される配向膜溶液印刷用版において、前記微小突起が局所的に複数連なった欠陥部に、部分的にレーザーを照射し、この欠陥部を除去することを要旨とするものである。

また、前記配向膜溶液印刷用版が紫外線硬化型の感光性樹脂からなり、かつ、前記欠陥部に照射されるレーザー光の波長が紫外線領域であるとより効果的である。

本発明に係る配向膜溶液印刷用版の修正方法によれば、配向膜溶液印刷用版の複数の微小突起が連なって形成された欠陥部を、レーザー照射により修正することができる。この欠陥部にレーザー光を照射して、欠陥部を部分的に除去して凹部を形成することで、配向膜溶液が保持される配向膜溶液貯留領域が該欠陥部に形成される。このようにして修正された配向膜溶液印刷用版に配向膜溶液を塗布すれば、この修正により形成された凹部にも配向膜液を保持させることができる。これにより、透明基板の所定の範囲に均一に配向膜溶液を印刷することができる。このようにして、配向膜溶液印刷用版の製造時に発生した欠陥部を、レーザー光を照射して修正することができる。

以下、本発明に係る実施形態である配向膜溶液印刷用版の修正方法について、図１〜図５を参照して説明する。

図１（ａ）は、配向膜溶液印刷用版１の全体の一例を示す斜視図である。配向膜溶液印刷用版１は、印刷対象の領域、例えば液晶表示パネルの一面とほぼ同じ面積の略長方形の領域２にが、レリーフ状に形成されたシート状または薄板状の凸版である。そして、このレリーフ状の略長方形の領域２の表面全体に、微小な突起が無数に形成されている。

図１（ｂ）は、この略長方形の領域２の表面の一部を拡大して示した図であり、図１（ｃ）は、この断面図である。

このように配向膜溶液印刷用版１は、略円柱状の微小突起１０が所定の間隔を介して整列して形成されている。このように、微細な間隔で微小突起が整列することで、配向膜溶液印刷用版１の表面には、凸部（微小突起１０）と凹部（微小突起１０間の隙間）とが反復して形成されることになる。

この配向膜溶液印刷用版１としては、例えば、感光性樹脂で形成されたもの等が用いられる。この感光性樹脂としては、例えば、ＡＰＲ（登録商標）（旭化成工業製）に代表されるような、紫外線硬化型の液状感光性樹脂等が好適に用いられる。

ここで、このような配向膜溶液印刷用版１の製造方法の一例を簡単に説明する。先ず、所定の遮光パターンが形成されているマスクを平面ガラス上に固定し、このマスクを透明なカバーフィルムで覆い、その上から液状感光性樹脂を一定の厚みで塗布する。さらにその上にベースフィルムを積層させた後、前記平面ガラスを介して紫外光を照射する。その結果、感光性樹脂はマスクの遮光パターンを介して感光性樹脂が選択的に露光されて硬化され、レリーフ状のパターンが形成される。この後に、感光性樹脂層の未硬化樹脂は洗浄液で洗い流されて、凹部が形成される。そして、必要とされる後処理工程を経て配向膜溶液印刷用版１が製造される。

例えば、この略円柱状の微小突起１０の直径を約６０μｍ、高さを約１５μｍ、微小突起間の間隔を約１５μｍ程度に形成すれば、この間隙にポリイミド等からなる配向膜溶液が良好に溜められる。

また、ここでは、複数の略円柱状の微小突起１０が並んで形成された例を示したが、配向膜溶液印刷用版１の形状はこれに限られるものではない。例えば微小突起の形状は角柱、円錐形等でも構わないし、その他の形状であっても構わない。また、微小突起の大きさや高さ、および、各微小突起間の間隔等は、感光性樹脂の種類や、配向膜溶液の粘度、印刷したい膜厚等に応じて適宜選択することができる。

このようにして製造された配向膜溶液印刷用版１において、例えば、前記遮光パターンの形成されたマスクに、偶然、埃や塵等が付着して、露光ミスが起こった場合、微小突起１０が遮光マスクのパターンどおり形成されない場合がある。例えば、複数の微小突起１０が連なった状態の欠陥部１２が形成されてしまう場合がある。図２（ａ）はこのような欠陥部１２を有する配向膜溶液印刷用版の平面図、図２（ｂ）はこのＢ−Ｂ断面図である。

このような欠陥部１２を検出するには、例えば、次のような方法が好適に用いられる。図３は、この欠陥部１２を検出し、修正する装置３０の一例を模式的に示したブロック図である。

先ず、ステージ３１の上に、配向膜溶液印刷用版１を載置する。このステージ３１は、例えばＸＹステージ等のように、コントローラ３５からの位置制御信号に応じて、任意の位置へ移動することができるようになっており、例えばステッピングモータ等の位置制御手段３２が備えられている。そして、受光手段３３により、この配向膜溶液印刷用版１からの反射光および／または透過光を受光して、この受光信号を欠陥検出手段３４で解析して、欠陥部１２の有無を検出する。

具体的には、例えば、ＣＣＤカメラ等を受光手段３３として用い、配向膜溶液印刷用版１の表面のパターンを撮影する。そして、コンピュータ等に搭載された画像処理プログラム等を欠陥検出手段３４として用い、前記ＣＣＤカメラ等で撮影された画像を解析して欠陥部１２を検出することができる。

また、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等を受光手段３３に適用することもできる。この場合は、修正用のレーザーとは別に、例えば導体レーザーや発光ダイオードのような図示しない発光手段を設け、この発光手段から発せられた光を配向膜溶液印刷用版１に照射する。そして、この反射光および／または透過光を受光手段３３で受光する。この受光信号を欠陥検出手段３４に入力し、受光信号の強度等を解析して、欠陥部１２を検出するようにしてもよい。

また、このような欠陥検出手段３４を用いずに、受光手段３３としてのＣＣＤカメラ等で撮影された画像をモニター上で目視で観察し、欠陥部１２の有無を判断するようにしても良い。

そして、位置制御手段３２によりステージ３１を走査させることで、配向膜溶液印刷用版１の表面全体に渡って、欠陥検出を行い欠陥部１２を検出することができる。

または、欠陥修正前の配向膜溶液印刷用版１を用いて実際に透明基板に配向膜溶液を印刷して、透明基板上の配向膜のムラを観測して、その発生位置に基づいて、配向膜溶液印刷用版１の表面における欠陥部１２の大まかな位置を特定し、その部分についてのみステージ３１を走査させて欠陥検出を行っても良い。

このようにして検出された欠陥部１２を修正するために、欠陥部１２の所定の部位にレーザー光を照射して、欠陥部１２を部分的に融解、蒸発させて凹部（配向膜溶液貯留領域）を形成することで修正を行う。

コントローラ３５は、欠陥検出手段３４から欠陥検出信号が入力されるとその欠陥検出信号に基づいて凹部（配向膜溶液貯留領域）を形成すべき領域を決定し、位置制御手段３２に位置制御信号を、レーザー照射手段３７にレーザー制御信号を、また、レーザー発信手段３６にレーザー発信信号を出力するものである。

そして、位置制御手段３２は、位置制御信号に基づいて、ステージ３１を移動させ、レーザーが照射されるべき位置に、配向膜溶液印刷用版１を配置する。

レーザー照射手段３７は、レーザー発振器、および、レーザー光を集光するための光学系とその制御装置を含んでいる。レーザー照射手段３７は、コントローラ３５からのレーザー制御信号に基づき、配向膜溶液印刷用版１の表面の所定の領域にレーザー光を照射するように、光学系を調節する。

これら位置制御手段３２およびレーザー照射手段３７により、配向膜溶液印刷用版１が所定の位置に配置され、レーザーの照射準備が整ったら、コントローラ３５からレーザー発振手段３６に信号が出力され、所定のタイミングでレーザーが発振される。

図４（ａ）に示されるように、例えば、隣接する４つの微小突起１０がつながった欠陥部１２が形成されたような場合は、図４（ａ）に図示される略正方形の範囲１４および略長方形の範囲１６にレーザー光を照射する。

ここで、用いられるレーザーの種類は配向膜溶液印刷用版１の材質によって適宜選択される。また、レーザー光の強度、パルス数等は、目的の加工の深さ等によって適宜選択することが可能である。

また、このようなレーザー光照射のために用いられるレーザー、および、欠陥検出のための配向膜溶液印刷用版１の表面の観察には、従来から用いられているレーザー加工装置を適用することができる。

図５にレーザー光が照射されて、凹部（配向膜溶液貯留領域）１１’が形成された状態の欠陥部１２を示す。レーザー光が照射されると、その部分が瞬時に溶融し、蒸発して、溝状の凹部１１’が形成される。つまり、１つの欠陥部１２を形成していた複数の微小突起１０がそれぞれ分離される。

例えば、紫外線硬化型の感光性樹脂から配向膜溶液印刷用版１が形成されている場合は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第４高調波（波長：２６６ｎｍ）等の紫外光が好適に用いられる。このレーザ光を強度０．５〜１．０ｍＪ、パルス幅１０ｎｍで、上記略正方形（約３０μｍ×３０μｍ）および略長方形（約１０μｍ×５０μｍ）の範囲に複数回照射したところ、１５μｍの深さの凹部１１’が形成された。

このように、レーザー光を照射して形成される凹部１１’の形状は、上記のような略正方形、略長方形に限られるものではない。例えば、十字形のパターンで照射しても良い。要するに、この凹部１１’は、欠陥部１２に含まれている微小突起１０を分断し、この凹部１１’に配向膜溶液が吸い込まれるような形状に形成されていれば良い。

次に、このようにして修正された配向膜溶液印刷用版１を用いて、液晶表示パネル用の透明基板２６に配向膜溶液を印刷する概略を図６に示す。このように配向膜溶液印刷用版１を用いて配向膜溶液を印刷するには、例えば、従来から広く用いられているフレキソ印刷等の方法が適用できる。

このような印刷に用いられる印刷機２０は、従来から配向膜印刷用に用いられてきたものが適用できるので、簡単に概要のみを説明する。

この印刷機２０は、回転軸Ｘに一体化された版胴２２と、該版胴２２の下部に配置された印刷ステージ２４とを備えている。この版胴２２には、前記配向膜溶液印刷用版１が貼り付けられる。そして、この印刷ステージ２４には、配向膜が印刷される透明基板２６が載置される。

この透明基板２６は、液晶表示パネルを構成する一対の透明基板のいずれかである。液晶表示パネルは、対向して配置される一対の透明基板の間に液晶が封入されてなるものである。これらの透明基板の液晶に接触する面に配向膜溶液が印刷される。従って、配向膜溶液が印刷される透明基板２６には、カラーフィルタやブラックマトリクス、対向電極等、または、絵素電極、各種配線、スイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ）等が、すでに形成されている。これらの詳しい構造については、従来の液晶パネルがそのまま適用できるので詳細な説明は省略する。

この印刷ステージ２４は、その上面に載置された透明基板２６の表面が版胴２２の表面所定位置に貼り付けられた配向膜溶液印刷用版１と接触した時点で、該版胴２２の回転に連動して、版胴２２の回転方向と同じ方向に摺動するようになっていると共に、該版胴２２の回転に関係なく上記制御部からの信号で上下方向に移動し得るようになっている。

この版胴２２に貼り付けられた配向膜溶液印刷用版１に、配向膜溶液が塗布される。すると、配向膜溶液印刷用版１に形成された微小突起１０周辺領域である配向膜溶液貯留領域１１に配向膜溶液が溜められて、配向膜溶液印刷用版１の表面全体に配向膜溶液が付着した状態となる。

ここで、本発明に係る配向膜溶液印刷用版の修正方法によって、配向膜溶液印刷用版１が修正されていると、配向膜溶液印刷用版１の欠陥部１２に、レーザー照射により凹部（配向膜溶液貯留領域）１１’が形成されており、欠陥部１２においても、該凹部１１’に配向膜溶液が溜められる。

透明基板２６が印刷ステージ２４上に載置された後、該印刷ステージ２４が配向膜溶液印刷用版１が透明基板２６と接触する位置まで上昇する（図６（ａ））。そして、印刷ステージ２４が版胴２２の回転に連動して移動することで、透明基板２６の表面に配向膜溶液２８を印刷することができる（図６（ｂ））。次いで、透明基板２６と配向膜溶液印刷用版１が接触しなくなると、印刷基板ステージ２４が初期位置まで降下する（図６（ｂ））。

その後、配向膜溶液２８の印刷された透明基板２６に、乾燥炉等で乾燥処理を施し、配向膜溶液２８を乾燥硬化せしめて該透明基板２６上に所要の配向膜を形成させる。

このようにして形成された配向膜は、膜厚が均一で、ムラがない。従って、このような方法で修正された配向膜溶液印刷用版を用いて印刷された配向膜を有する液晶表示パネルによれば、高品位でムラの無い精細な表示が可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることはもちろんである。

本発明に係る配向膜溶液印刷用版の修正方法によれば、液晶パネル用の透明基板に配向膜をムラなく均一に形成することができるので、精細な表示を要求される液晶パネル用の製造に非常に好適である。

図１（ａ）は配向膜溶液印刷用版の全体を示す斜視図、図１（ｂ）はその表面の一部を拡大した図であり、図１（ｃ）はそのＡ−Ａ断面図である。 図２（ａ）は図１に示した配向膜溶液印刷用版のパターンの欠陥部を示した平面図、図２（ｂ）はこのＢ−Ｂ断面図である。 配向膜溶液印刷用版の欠陥部を検出し、修正する装置を模式的に示したブロック図である。 図２に示した欠陥部を修正するためにレーザー光を照射する範囲を示した図である。 図５（ａ）は、図４に示した範囲にレーザー光が照射されて修正された配向膜溶液印刷用版のパターンを示す平面図、図４（ｂ）はこのＢ−Ｂ断面図である。 配向膜溶液印刷用版を用いて透明基板に配向膜溶液を印刷するための印刷工程の概略を示した図である。 一般的な液晶表示パネルの構造を断面図で示したものである。

符号の説明

１ 配向膜溶液印刷用版
１０ 微小突起
１２ 欠陥部
１１，１１’配向膜溶液貯留領域
１４，１６ レーザー照射範囲

Claims (2)

1. 表面に多数の微小突起が形成され、その周辺領域に配向膜溶液貯留領域が形成される配向膜溶液印刷用版において、前記微小突起が局所的に複数連なった欠陥部に、部分的にレーザーを照射し、この欠陥部を除去することを特徴とする配向膜溶液印刷用版の修正方法。
2. 前記配向膜溶液印刷用版が紫外線硬化型の感光性樹脂からなり、かつ、前記欠陥部に照射されるレーザー光の波長が紫外線領域であることを特徴とする請求項１に記載の配向膜溶液印刷用版の修正方法。
   

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