JP2008254405A - 印刷方法と印刷装置並びにこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

印刷方法と印刷装置並びにこれを用いた液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 良好なインキパターン再現性が得られると共に、印刷版−ブランケット間とブランケット−基板間の双方のアライメント作業が容易で、TFT基板等の作製に使用できる程度の高い位置精度で印刷を行える印刷方法と印刷装置を提供する。
【解決手段】 印刷版5の平面部5Aと無端ベルト状のブランケット3の平面部4が向かい合った状態で、平面部5Aと4に設けたアライメントマークを用いて両者の位置合わせを行う。その後、剥離してブランケット3の平面部4にインキパターンを形成する。次に、基板6の平面部6Aとブランケット3の平面部4が向かい合った状態で、平面部6Aと4に設けたアライメントマークを用いて両者の位置合わせを行う。その後、剥離して基板6の平面部6Aにインキパターンを転写する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、印刷方法と印刷装置並びにこれを用いた液晶表示装置に関し、さらに言えば、印刷版を用いてインキパターンをブランケット上に形成し、そのインキパターンを当該ブランケットから基板へ転写する印刷方法および印刷装置と、それを用いて製造される液晶表示装置に関するものである。
本明細書において「ブランケット」とは、印刷版を用いてその表面にインキパターンが一時的に形成される部材であって、形成された前記インキパターンを対象物に転写するために使用されるものをいい、通常は、伸縮性を持つ基布の表面にゴム等の弾性材を被覆して作製される。
近年、高解像度のディスプレイとして液晶表示装置が広く用いられている。この液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(TFT、Thin-Film Transistor)等のスイッチング素子が形成された透明基板(以下、TFT基板と呼ぶ)と、カラーフィルター、ブラックマトリクス等が形成された透明基板(以下、カラーフィルター基板と呼ぶ)との間に液晶を挟持して構成され、TFT基板とカラーフィルター基板の各々に設けた電極間、またはTFT基板上に設けた電極間に生じる電界で液晶分子の配向方向を変化させることにより、光の透過量を各々の画素で制御して画像を表示するものである。
TFT基板やカラーフィルター基板には、配線や電極等の高精細なパターンや、カラーフィルターなどの比較的線幅の大きなパターン、絶縁膜などの基板全面を覆うパターン等、様々なパターンが形成されており、これらの形成方法としては従来、フォトリソグラフィー法が用いられてきた。しかし、近年、液晶表示装置の製造コストをいっそう低減するため、工程が複雑で高価な製造装置を必要とするフォトリソグラフィー法の代替技術として、印刷法の使用が提案されている。
例えば、特開平11−198337号公報(特許文献1)には、平板平台を用いた印刷装置が提案されている。その印刷装置を図23に示す。
図23の印刷装置では、円筒形の転写機構101に、シリコンブランケット等の撥インキ処理を行った円筒形のブランケット102を設置している。印刷時には、まず、凹凸によって平坦な表面に所望の印刷パターンが形成された平らな印刷版103を印刷装置に設置する。次に、その印刷版103の表面に、インキ104を表面に塗布したブランケット102を接触させながら回転移動させる。すると、不要なインキは印刷版103の凸部に転写されるので、ブランケット102上に所望のインキパターンが形成される。そこで、印刷装置に設置された平らな基板105に、前記インキパターンが形成されたブランケット102を接触させながら回転移動させると、ブランケット102上のインキパターンが基板105へ転写される。
この印刷装置では、フォトリソグラフィーと同等の高細線なパターンの形成が可能である、とされている。
特開平5−169625号公報(特許文献2)には、ブランケットの乾燥時間を長くして、ブランケットの膨潤という問題を解決する印刷装置が提案されている。その印刷装置を図24に示す。
図24の印刷装置では、円筒形の転写機構111に周面方向に沿って2枚のブランケット112,113が設置してある。1回目の印刷では、一方のブランケット112を用いる。2回目の印刷では、他方のブランケット113を用いる。こうすることで、同じブランケット112または113を連続して使用しないで済むため、待機中にブランケット112または113の十分な乾燥を行うことができる。これにより、ブランケットの膨潤を防止して印刷品質を向上することができる、とされている。
特開平6−64135号公報(特許文献3)には、ブランケットおよび印刷版を無端ベルト状に構成することにより、転写機構の背丈(直径)を小さくできる印刷装置が提案されている。その印刷装置を図25に示す。
図25の印刷装置では、転写機構121が、無端ベルト状としたブランケット担体122と、同じく無端ベルト状とした印刷版担体123とを備えている。このため、転写機構121の直径を大きくすることなく、複数のブランケットと複数の印刷版を設置して、一印刷サイクルで複数種の印刷や多色刷りができる。また、製造コストを抑えることができる、とされている。
特開平6−91852号公報(特許文献4)には、印刷版と基板の相対的な位置ズレを補正して位置精度を向上することができる印刷装置が提案されている。その印刷装置を図26に示す。
図26の印刷装置では、転写機構131にカメラ132を設置し、このカメラ132により印刷版133に形成されたマーク(図示せず)と基板134に形成されたマーク135とを読み込むように構成されている。印刷版133のマークを読み込んだ後、基板134のマーク135を読み込んで両者を比較することにより、印刷版133と基板134の設置位置のズレを検出する。検出されたズレに基づいて印刷版133または基板134を移動させ、印刷版133と基板134が相対的に同じ位置となるように調整する。こうすることにより、自動で高精度の位置合わせを行うことができる、とされている。なお、136は、転写機構131に設けられた円筒形のブランケットである。
特開平11−198337号公報(図1、段落0009〜0010) 特開平5−169625号公報(要約、図1、請求項1) 特開平6−64135号公報(要約、段落0006〜0007) 特開平6−91852号公報(要約、図1)
特開平11−198337号公報(特許文献1)に開示された印刷装置では、連続印刷をしていくとブランケット102がインキ104の溶剤を吸収して膨潤してしまい、ブランケット102上にある前記インキパターンの構成要素間の寸法が当初の寸法からずれてしまう結果、前記インキパターンの再現性が劣化するという問題がある。また、平らな基板105に転写されるインキパターンが円筒状のブランケット102に形成されているため、転写前に十分なアライメントが行えず、その結果、TFT基板等の作製に使用するにはインキパターンの位置精度が不十分であるという問題もある。
特開平5−169625号公報(特許文献2)に開示された印刷装置では、転写機構111に複数枚のブランケット112,113を設置するために、転写機構111の周長を基板の長さよりも非常に大きくしなければならない。転写機構111の周長を大きくするには、円筒形の転写機構111の径を大きくしなければならず、印刷装置の製造コストが高価になるという問題がある。さらに、円筒形の転写機構111の径が大きくなることにより、インキパターンをブランケット112,113から基板に転写する際の剥離角が減少するため、所望のインキパターンの転写が行えなくなるという問題もある。
特開平6−64135号公報(特許文献3)に開示された印刷装置では、ブランケット担体122から印刷版担体123にインキパターンへの転写が、ブランケット担体122と印刷版担体123の円筒形部分で行われるため、転写前にブランケットと印刷版のアライメントが十分に行えない。このため、第1特許文献の印刷装置の場合と同様に、TFT基板等の作製に使用するにはインキパターンの位置精度が不十分であるという課題がある。
特開平6−91852号公報(特許文献4)に開示された印刷装置では、円筒形のブランケット136を用いるため、ブランケット136上のインキパターンと基板134とのアライメントを直接行えない。このため、インキパターンの位置精度が不十分であるという問題がある。また、印刷版133とブランケット136、または基板134とブランケット136の接触時の押し込み圧が異なる場合には、円筒形のブランケット136を使用しているために印刷版133と基板134とで印刷時の周長が異なってしまう。これにより、相対的に印刷版133と基板134の位置を合わせても、周長の違いによりインキパターン所定位置に印刷されないという問題もある。
本発明は、上述した従来の印刷装置の問題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、良好なインキパターン再現性を得ることができると共に、印刷版−ブランケット間のアライメント作業とブランケット−基板間のアライメント作業の双方が容易であり、したがってTFT基板等の作製に使用できる程度の高い位置精度で印刷(インキパターンの転写)を行うことができる印刷方法と印刷装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、良好なインキパターン再現性および高位置精度の印刷を連続して行うことができる印刷方法と印刷装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、生産タクトを悪化させることなく、良好なインキパターン再現性および高位置精度をもって印刷が行える印刷方法と印刷装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、印刷法により各種パターンを基板上に形成して製造コストを低減することができる液晶表示装置を提供するものである。
ここに明記しない本発明の他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかになるであろう。
(1) 本発明の第1の観点による印刷方法は、
印刷版を用いてブランケットに形成されたインキパターンを基板に印刷する印刷方法であって、
前記ブランケットに平面部を用意し、
前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成し、
前記インキパターンが形成された前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写することを特徴とするものである。
(2) 本発明の第1の観点による印刷方法では、前記ブランケットに平面部を用意し、
その平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離して、前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成する。このように、前記ブランケットに前記インキパターンを形成する前に、前記印刷版と前記ブランケットをそれらの平面部同士で相互接触させるため、両平面部が向かい合った状態でアライメントを行うことができる。このため、前記印刷版と前記ブランケットの間のアライメント作業が容易であると共に、両者について高精度のアライメント(位置調整)が可能である。
また、前記インキパターンが形成された前記ブランケットの平面部と、前記基板の平面部とを、向かい合った状態で接触させてから剥離して、前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写する。このように、前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写する前に、前記ブランケットと前記基板とをそれらの平面部同士で相互接触させるため、両平面部が向かい合った状態でアライメントを行うことができる。このため、前記ブランケットと前記基板の間のアライメント作業が容易であると共に、両者について高精度のアライメント(位置調整)が可能である。
さらに、前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することにより、前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写するので、前記基板への前記インキパターンの転写性が良好である。換言すれば、前記インキパターンの再現性が良好である。
よって、良好なインキパターン再現性を得ることができると共に、印刷版−ブランケット間のアライメント作業とブランケット−基板間のアライメント作業の双方が容易であり、したがってTFT基板等の作製に使用できる程度の高い位置精度でインキパターンの転写(すなわち印刷)を行うことが可能である。
(3) 本発明の第1の観点による印刷方法の好ましい例では、前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記印刷版の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う。こうすると、接触前に、前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部の位置合わせをより高精度で行うことができる利点がある。
本発明の第1の観点による印刷方法の他の好ましい例では、前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記基板の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う。こうすると、接触前に、前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部の位置合わせをより高精度で行うことができる利点がある。
本発明の第1の観点による印刷方法のさらに他の好ましい例では、前記ブランケットと前記印刷版にそれぞれ3個以上のアライメントマークを設け、それらアライメントマークを用いて前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部との位置合わせを行う。この場合、位置合わせの際に、前記ブランケットに外力を加えることにより変形を生じさせてもよい。こうすれば、位置合わせがいっそう高精度になる利点がある。なお、前記アライメントマークは、前記インキパターンを利用して形成してもよいし、前記インキパターンとは別に形成してもよい。また、前記アライメントマークは、前記ブランケット−前記印刷版間の位置合わせと、前記ブランケット−前記基板間の位置合わせとの双方に兼用してもよい。
本発明の第1の観点による印刷方法のさらに他の好ましい例では、前記ブランケットと前記基板にそれぞれ3個以上のアライメントマークを設け、それらアライメントマークを用いて前記基板の前記平面部と前記ブランケットの前記平面部の位置合わせを行う。この場合、位置合わせの際に、前記ブランケットに外力を加えることにより変形を生じさせてもよい。こうすれば、位置合わせがいっそう高精度になる利点がある。なお、前記アライメントマークは、前記インキパターンを利用して形成してもよいし、前記インキパターンとは別に形成してもよい。また、前記アライメントマークは、前記ブランケット−前記印刷版間の位置合わせと、前記ブランケット−前記基板間の位置合わせとの双方に兼用してもよい。
本発明の第1の観点による印刷方法のさらに他の好ましい例では、互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部を剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とのなす角を変更し、もって所望の剥離角を得るようにする。こうすると、所望の剥離角を得ることが容易になるため、前記インキパターンをよりスムーズに前記ブランケットに形成することができる。
本発明の第1の観点による印刷方法のさらに他の好ましい例では、互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部を剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とのなす角を変更し、もって所望の剥離角を得るようにする。こうすると、所望の剥離角を得ることが容易になるため、前記インキパターンをよりスムーズに前記基板に転写することができる。
本発明の第1の観点による印刷方法のさらに他の好ましい例では、前記ブランケットが無端ベルト状であって、回転可能な少なくとも二つのローラーに掛装されており、前記ブランケットの平面部が前記ローラーの間に形成される。こうすると、前記平面部を使用して印刷している最中に前記ブランケットの不使用面を乾燥することができるので、生産タクトを悪化させることなく、良好なインキパターン再現性および高位置精度をもって連続して印刷が行える。また、ブランケットの膨潤を最小限に留めることができるため、ブランケットの寿命が長くなり、ブランケットの交換頻度を少なくすることができる。
本発明の第1の観点による印刷方法のさらに他の好ましい例では、ブランケット乾燥機構により、前記ブランケットの不使用面を乾燥させるようにする。こうすると、生産タクトに影響することなく前記ブランケットの不使用面を乾燥することができ、したがって前記ブランケットの膨潤を最小限に留めることができると共に、前記ブランケットの表面状態を常にほぼ同じ状態にすることができる。よって、インキパターンの再現性をいっそう高めることができる。
本発明の第1の観点による印刷方法のさらに他の好ましい例では、前記基板としてフレキシブル基板が使用される。そのフレキシブル基板は、一対の基板支持ローラーの間で搬送可能とされると共に、前記一つの基板支持ローラーの間に平面部を有しており、その平面部に前記ブランケットの平面部を接触させることにより、前記ブランケット上の前記インキパターンが前記フレキシブル基板に転写される。こうすると、インキパターンの印刷をフレキンブル基板を分割することなくロール状のままで行うことが可能である。
本発明の第1の観点による印刷方法では、前記印刷版を複数個使用してもよいし、前記印刷版を印刷版交換機構を用いて交換しながら、前記インキパターンを前記印刷版から前記ブランケットを介して前記基板に転写してもよい。こうすると、良好なインキパターン再現性および高位置精度のインキパターン転写(すなわち印刷)を連続して行うことができる。
(4) 本発明の第2の観点による印刷装置は、
印刷版を用いてブランケットに形成されたインキパターンを基板に印刷する印刷装置であって、
平面部を持つブランケットを有する転写機構と、
前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記転写機構と協動して前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成するインキパターン形成手段と、
前記インキパターンが形成された前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記転写機構と協動して前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写するインキパターン転写手段と
を備えていることを特徴とするものである。
(5) 本発明の第2の観点による印刷装置では、前記転写機構が平面部を持つブランケットを有している。そして、前記インキパターン形成手段が、前記転写機構と協動して、前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成する。その後、前記インキパターン転写手段が、前記転写機構と協動して、前記インキパターンが形成された前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記転写機構と協動して前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写する。このため、本発明の第1の観点による印刷方法を実行することができる。よって、良好なインキパターン再現性を得ることができると共に、印刷版−ブランケット間のアライメント作業とブランケット−基板間のアライメント作業の双方が容易であり、したがってTFT基板等の作製に使用できる程度の高い位置精度でインキパターンの転写(すなわち印刷)を行うことが可能である。
(6) 本発明の第2の観点による印刷装置の好ましい例では、前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記印刷版の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う手段が設けられる。こうすると、接触前に、前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部の位置合わせをより高精度で行うことができる利点がある。
本発明の第2の観点による印刷装置の他の好ましい例では、前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記基板の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う手段が設けられる。こうすると、接触前に、前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部の位置合わせをより高精度で行うことができる利点がある。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、前記ブランケットと前記印刷版が、それぞれ3個以上のアライメントマークを有しており、それらアライメントマークを用いて前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部との位置合わせが行われる。この場合、位置合わせの際に、前記ブランケットに外力を加えることにより変形を生じさせてもよい。こうすれば、位置合わせがいっそう高精度になる利点がある。なお、前記アライメントマークは、前記インキパターンを利用して形成してもよいし、前記インキパターンとは別に形成してもよい。また、前記アライメントマークは、前記ブランケット−前記印刷版間の位置合わせと前記ブランケット−前記基板間の位置合わせとの双方に兼用してもよい。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、前記ブランケットと前記基板が、それぞれ3個以上のアライメントマークを有しており、それらアライメントマークを用いて前記基板の前記平面部と前記ブランケットの前記平面部の位置合わせが行われる。この場合、位置合わせの際に、前記ブランケットに外力を加えることにより変形を生じさせてもよい。こうすれば、位置合わせがいっそう高精度になる利点がある。なお、前記アライメントマークは、前記インキパターンを利用して形成してもよいし、前記インキパターンとは別に形成してもよい。また、前記アライメントマークは、前記ブランケット−前記印刷版間の位置合わせと、前記ブランケット−前記基板間の位置合わせとの双方に兼用してもよい。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、前記印刷版が設置される印刷版ステージと、前記基板が設置される基板ステージとをさらに有しており、前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成する際には、前記ブランケットまたは前記印刷版ステージが移動して前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部の向かい合った状態が生成され、前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写する際には、前記ブランケットまたは前記基板ステージが移動して前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部の向かい合った状態が生成される。こうすると、当該印刷装置を小型化・省スペース化することができる。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とのなす角を変更する手段を有しており、その変形手段を作動させることによって所望の剥離角を得るようにする。こうすると、所望の剥離角を得ることが容易になるため、前記インキパターンをよりスムーズに前記ブランケットに形成することができる。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とのなす角を変更する手段を有しており、その変形手段を作動させることによって所望の剥離角を得るようにする。こうすると、所望の剥離角を得ることが容易になるため、前記インキパターンをよりスムーズに前記ブランケットから前記基板に転写することができる。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、前記ブランケットが無端ベルト状であって、回転可能な少なくとも二つのローラーに掛装されており、前記ブランケットの平面部が前記ローラーの間に形成される。こうすると、前記平面部を使用して印刷している最中に前記ブランケットの不使用面を乾燥することができるので、生産タクトを悪化させることなく、良好なインキパターン再現性および高位置精度をもって連続して印刷が行える。また、ブランケットの膨潤を最小限に留めることができるため、ブランケットの寿命が長くなり、ブランケットの交換頻度を少なくすることができる。
この例では、前記ローラーの各々は、複数の分割ローラーから構成されてもよい。この場合、各分割ローラーを変位させることにより、前記ブランケットの位置補正を容易に行うことができる。また、前記転写機構が少なくとも一つのブランケットローラーを含むのが好ましい。こうすると、前記ブランケットの面積をいっそう広げることができるため、前記ブランケットの不使用の前記平面部の数や前記ブランケットの不使用部の面積を大きくすることができる。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、ブランケット乾燥機構を備えており、前記ブランケットの不使用の前記平面部を乾燥させるようにする。こうすると、生産タクトに影響することなく、前記ブランケットの不使用の前記平面部を乾燥することができ、したがって前記ブランケットの膨潤を最小限に留めることができると共に、前記ブランケットの表面状態を常にほぼ同じ状態にすることができる。よって、インキパターンの再現性をいっそう高めることができる。
本発明の第2の観点による印刷装置のさらに他の好ましい例では、フレキシブルな前記基板を所定の張力を持たせながら搬送する一対の回転可能な基板支持ローラーを備えており、前記基板の平面部が前記基板支持ローラーの間に形成される。こうすると、インキパターンの印刷をフレキンブル基板を分割することなくロール状のままで行うことが可能である。
本発明の第2の観点による印刷装置では、前記印刷版を複数個使用してもよいし、前記印刷版を印刷版交換機構を用いて交換しながら、前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写してもよい。こうすると、良好なインキパターン再現性および高位置精度のインキパターン転写(すなわち印刷)を連続して行うことができる。
(7) 本発明の第3の観点による液晶表示装置は、
一対の透明基板の間に液晶を挟持して構成された液晶表示装置において、
前記一対の透明基板の少なくとも一方として、上述した本発明の第1の観点による印刷方法を用いて前記インキパターンが印刷された前記基板を備えたことを特徴とするものである。
本発明の第3の観点による液晶表示装置では、前記一対の透明基板の少なくとも一方として、本発明の第1の観点による印刷方法を用いて印刷した前記インキパターンが印刷された前記基板を備えているので、そのインキパターンは、上述したように、良好なインキパターン再現性で、且つTFT基板等の作製に使用できる程度の高い位置精度で印刷されている。したがって、印刷法により前記基板上に各種パターンを形成して製造コストを低減することができる。
本発明の本発明の第1の観点による印刷方法と本発明の第2の観点による印刷装置では、良好なインキパターン再現性を得ることができると共に、印刷版−ブランケット間のアライメント作業とブランケット−基板間のアライメント作業の双方が容易であり、したがってTFT基板等の作製に使用できる程度の高い位置精度で印刷(インキパターンの転写)を行うことができる、という効果がある。
本発明の本発明の第3の観点による液晶表示装置では、印刷法により各種パターンを基板上に形成して製造コストを低減することができる、という効果がある。
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の印刷方法に使用される印刷装置の転写機構1の概略構成を示す断面図である。図2はその印刷装置の概略構成を示す斜視図、図3はその印刷装置の側面図である。
この転写機構1は、図1に示すように、一対の印刷ローラー2aおよび2bと、印刷ローラー2aおよび2bの回りに巻き付けられたブランケット3とを備えており、全体が略楕円形とされている。具体的に言えば、円筒形の2つの印刷ローラー2aおよび2bが、印刷方向Pに沿って所定間隔をあけてほぼ平行に配置されており、それら印刷ローラー2aおよび2bに無端ベルト状のブランケット3が掛装されて構成されている。ブランケット3の印刷ローラー2aおよび2b間にある二つの平面状部分のうち、下位にある部分が、インキパターンの形成・転写に使用される平面部4を形成する。
ここでは、二つの印刷ローラー2aおよび2bの径は同じであるが、同じである必要はない。平面部4を形成することができるものであれば、印刷ローラー2aおよび2bの径は異なっていてもよい。
印刷時には、転写機構1に設けられた回転駆動機構(図示せず)によって両方の印刷ローラー2aおよび2bが同方向に回転せしめられる。すると、ブランケット3が印刷ローラー2aおよび2bの周りを回転移動する。所定位置に保持された印刷版5または基板5にブランケット3の平面部4を係合させれば、ブランケット3の回転移動に伴って、印刷ローラー2aおよび2bを含む転写機構1それ自体が印刷方向Pに移動する。
平坦な印刷版5を用いてブランケット3上に所望のインキパターンを形成する際には、図1に示すように、ブランケット3の平面部4と印刷版5の表面(平面部)とを相互に接触させる。この時、平面部4と印刷版5は平面同士で接触する、つまり平面接触する。その後、印刷ローラー2aおよび2bを同方向に回転させて転写機構1を印刷方向Pに移動させれば、ブランケット3の平面部4に所望のインキパターンが形成される。
ブランケット3上のインキパターンを平坦な基板6へ転写する際にも、同様に、ブランケット3の平面部4と基板6の表面(平面部)とを相互に接触させる。この時、平面部4と基板6は平面同士で接触する。その後、印刷ローラー2aおよび2bを同方向に回転させて転写機構1を印刷方向Pに移動させれば、ブランケット3上のインキパターンが基板6の表面に転写される。
なお、印刷ローラー2aおよび2bに少なくとも一つの他の印刷ローラーを追加して、それら3個以上の印刷ローラーに無端ベルト状のブランケット3を巻き付けてもよい。ブランケット3の不使用面を乾燥するためにブランケット乾燥機構を追加して設けてもよい。
次に、図2および図3を参照しながら、上記転写機構1を備えた本発明の第1実施形態の印刷装置の構成を説明する。
この印刷装置は、上述した転写機構1、印刷版ステージ12、基板ステージ13および塗布機構14を装置本体11に備えている。図2では、これらは印刷方向Pに沿ってこの順に配置されているが、転写機構1および塗布機構14は装置本体11に沿って印刷方向Pに移動可能である。この実施形態では、印刷版ステージ12と基板ステージ13は移動しない。
印刷版ステージ12には、所望のインキパターンを形成するための印刷版5が設置される。印刷版5の表面は平面部5Aであり、この平面部5Aにインキパターンに対応したパターン部(凹凸部)が形成されている。基板ステージ13には、所望のインキパターンが形成されるべき基板6が設置される。基板6の表面は平面部6Aである。なお、15はアライメントカメラ15である。
印刷版ステージ12に設置される印刷版5は、複数枚でもよい。また、印刷版5は、オフセット印刷方式に用いられる版であればよく、具体的には、平版、凹版、凸版、フレキソ版等が使用可能である。
塗布機構14としては、インキを均一の膜厚で塗布できる方式のものであれば、任意のものを使用できる。具体的には、スキージ方式、ロールコーター方式、スリットコーター方式などがある。
印刷版ステージ12と基板ステージ13の詳細構造を、図4および図5にそれぞれ示す。図4は両ステージの側面図、図5は両ステージの平面図である。
印刷版ステージ12と基板ステージ13には、それぞれ、複数のアライメントカメラ15と、印刷版ステージ12または基板ステージ13を移動させるための複数の駆動機構16が設置されている。アライメントカメラ15は、印刷版ステージ12と基板ステージ13にそれぞれ設置されている。印刷版ステージ12のアライメントカメラ15は、印刷版5のアライメントマーク17とブランケット3のアライメントマーク17を同時に読み取ることができる。基板ステージ13のアライメントカメラ15は、基板6のアライメントマーク17とブランケット3のアライメントマーク17を同時に読み取ることができる。
印刷版5に形成されたアライメントマーク17と基板6に形成されたアライメントマーク17は、いずれも、アライメントカメラ15で読み取りできるように透明部分と不透明部分で形成されている。このため、印刷版ステージ12と基板ステージ13の下方にそれぞれ設置されたアライメントカメラ15で、印刷版5とに形成されたアライメントマーク17と基板6に形成されたアライメントマーク17をそれぞれ読み取ることが可能である。
ブランケット3の平面部4と、印刷版5の表面すなわち平面部5Aまたは基板6の表面すなわち平面部5Aとのアライメントは、平面内で行われるため、印刷版5の平面部5Aと基板6の平面部6Aのそれぞれについて、少なくとも3箇所にアライメントマーク17を配置する必要がある。これに対応して、ブランケット3の平面部4にも、印刷版5の平面部5Aまたは基板6の平面部6Aのアライメントマーク17に対応する少なくとも3箇所にそれぞれアライメントマーク17が配置される。アライメントカメラ15は、これらアライメントマーク17の各々に重なるように配置される。
本第1実施形態では、矩形の印刷版5および基板6の各角部(4箇所)に合計4個のアライメントマーク17がそれぞれ配置されている。そして、それらアライメントマーク17の各々に重なるように、ブランケット3の平面部4の4箇所に合計4個のアライメントマーク17が配置され、印刷版ステージ12と基板ステージ13の4箇所に合計4個のアライメントカメラ15が設置されている。
アライメントマーク17はどのような形状でもよい。また、形成しようとするインキパターンの一部をアライメントマーク17として利用してもよい。
印刷版ステージ12と基板ステージ13には、それぞれ、公知のアクチュエーター等からなる駆動機構16が複数個設けられている。本第1実施形態では、印刷版5および基板6は、いずれも、X方向,Y方向およびθ方向に移動可能とされており、それら三つの方向に移動させるために三つの駆動機構16が設置されている(図5を参照)。X方向は転写機構1が移動する方向すなわち印刷方向Pであり、Y方向は印刷方向Pと直交する方向すなわち転写機構1(ブランケット3)の幅方向であり、θ方向はX−Y平面(印刷版ステージ12または基板ステージ13の表面)内における回転方向である。
図6〜図8は、転写機構1の構成の詳細を示す模式図であり、図6は転写機構1の印刷方向Pから見た正面図、図7は転写機構1に設けられた位置補正機構23を示す側面図、図8はその位置補正機構23を示す平面図である。
図6に示すように、転写機構1は、印刷版ステージ12に設置された印刷版5と基板ステージ13に設置された基板6の上方を、印刷方向Pに沿って平行移動する構成になっている。転写機構1のブランケット3、印刷版5および基板6の位置精度を±2.0μm以内、好ましくは±1.0μm以内にするために、転写機構1はリニアモータ駆動の移動機構18により移動せしめられる。
具体的に言えば、転写機構1を移動させる移動機構18は、転写機構1を支持する逆U字型のフレーム19を備えており、このフレーム19は装置本体11を跨ぐように設置されていて、印刷方向P(装置本体11)に沿って平行移動が可能である。フレーム19の二つの腕部20には、リニアモータの可動電磁石22がそれぞれ固定されており、装置本体11のそれら二つの可動電磁石22に対向する位置に、当該リニアモータの固定電磁石21がそれぞれ固定されている。このため、転写機構1は、固定電磁石21と可動電磁石22による磁力により装置本体11に沿って平行移動が可能であると共に、所望の位置に停止させることが可能である。
本第1実施形態では、装置本体11に対して転写機構1が移動するように構成しているが、これに限定されるものではない。必要な印刷精度が実現できれば、任意の構成を採ることができる。例えば、転写機構1が固定され、印刷版ステージ12と基板ステージ13が移動可能であってもよい。
転写機構1には、図7と図8に示すように、ブランケット3の位置を補正するために位置補正機構23を設置することができる。図7は位置補正機構23を示す側面図、図8はその平面図である。
位置補正機構23は、印刷ローラー2aおよび2bの間隔を変更する印刷方向位置補正手段25と、ブランケット3の印刷ローラー2aおよび2bに対する幅方向位置およびブランケット3それ自体の幅を調節する幅方向位置補正手段26とを備えている。
印刷方向位置補正手段25により、二つの印刷ローラー2aおよび2bの位置(印刷ローラー2aおよび2b間の距離)を変更することで、ブランケット3に対して印刷方向P(X方向)に沿った張力を加えることができる。例えば、印刷ローラー2aおよび2bの間隔を広げると、それに応じてブランケット3は伸長し、逆に印刷ローラー2aおよび2bの間隔を狭めると、それに応じてブランケット3は短縮するので、印刷方向位置補正手段25を用いて印刷ローラー2aおよび2bの間隔を変えることにより、ブランケット3の平面部4の印刷方向Pに沿った位置を補正することができる。ブランケット3は、通常、表側のゴム層と裏側のクッション層の二層構造であって所定の伸縮性を有しているから、このようにして伸縮させることができるのである。
また、幅方向位置補正手段26により、ブランケット3にその両側から外力を加えることで、ブランケット3をその幅方向(Y方向)に伸縮させることができ、あるいは、ブランケット3の位置をその幅方向にずらすことができる。よって、幅方向位置補正手段26を用いることにより、印刷方向Pに対して直交するブランケット3の幅方向の位置補正を行うことができる。
幅方向位置補正手段26は、図8に示すように、ブランケット3の両側において印刷ローラー2aおよび2bに掛装された二つの無端状の基準帯体27aおよび27bと、これら基準帯体27aおよび27bとブランケット3との間を連結するアクチュエーター等からなる複数の駆動部28とを備えている。各駆動部28は、基準帯体27aおよび27bとブランケット3との距離を調整する機能を有しており、ブランケット3の片側にある複数の駆動部28は同期して同じ動作をするようになっている。すなわち、ブランケット3の同じ側にあるすべての駆動部28は、必要に応じて、基準帯体27aおよび27bとブランケット3との距離を一斉に伸長または収縮する。こうしてブランケット3の幅方向位置が補正される。なお、駆動部28は、印刷ローラー2aおよび2bの回転に応じて、基準帯体27aおよび27bおよびブランケット3と共に回転移動する。
駆動部28は、ブランケット3の各側において、ブランケット3の長手方向(すなわち印刷方向P)に沿って間隔をあけて複数個配置されている。この場合、基準帯体27が印刷ローラー2に対する幅方向にズレを生じないようにする(位置決めを行う)必要があるが、それは例えば次のようにして行うことができる。例えば、印刷ローラー2aおよび2bの両端部に、ブランケット3の各端に隣接して、対応する基準帯体27aおよび27bが係合する溝(凹部)(図示せず)を設けておき、それら二つの溝に基準帯体27aおよび27bをそれぞれ係合させる。こうすることにより、簡単な方法で、基準帯体27aおよび27bの印刷ローラー2aおよび2bに対する幅方向の位置決め(ズレ防止)を行うことができる。
以上のようにして、位置補正機構23を設けることにより、ブランケット3と共にブランケット3上のインキパターンの位置を印刷方向P(X方向)およびそれに直交する方向(Y方向)に補正することが可能となる。このため、接触したブランケット3の平面部4と基板6の平面部6Aとを剥離する際、またはブランケット3の平面4と印刷版5の平面部5Aとを剥離する際にブランケット3を変形させることができる。このように、ブランケット3の変形により所望の剥離角を得ることにより、インキパターン31をいっそうスムーズに転写することができる利点が生じる。
次に、図1〜図8の印刷装置を用いた本第1実施形態の印刷方法について、図9〜図14を参照しながら説明する。図9〜図10は、この印刷方法の各印刷工程を示す側面説明図、図11は印刷版とブランケットとの位置合わせ工程を示す側面説明図、図12は基板とブランケットの位置合わせ工程を示す側面説明図、図13はアライメントマークの平面図、図14(a)は基板ステージ13の平面図、図14(b)は転写機構1の底面図である。
この印刷方法において、基板6として液晶表示装置用の基板(例えばTFT基板)を使用すれば、液晶表示装置用の基板が製造され、その基板を用いて公知の製造工程を実施すれば、液晶表示装置が製造される。
まず、図9(a)に示すように、塗布機構14を印刷版ステージ12の上方に移動させてから、塗布機構14により印刷版5の表面にインキ31aを塗布する。印刷版5の表面には、所望のパターンおよびアライメントマーク17があらかじめ形成されているため、インキ31aを塗布することで、印刷版5上に所望のインキ31aのパターン(インキパターン)31およびアライメントマーク17が形成される。図9(a)では、塗布機構14としてスキージ方式のものを図示し、また、印刷版5として凹版を図示しているが、印刷版5は、凸版、凹版、平版、フレキソ版でも構わない。また、印刷方式によっては、まずブランケット3にインキ31を塗布する方式もあるが、その場合はブランケット3に塗布を行えばよい。
次に、図9(b)に示すように、塗布機構14を元の位置(図2を参照)に復帰させた後、転写機構1を印刷版5の上方へ移動させる。そして、印刷版5の平面部5Aとブランケット3の平面部4との間に所定の間隔を置いて両者を平行に配置した状態で、印刷版5とブランケット3の位置合わせを行う。位置合わせの際には、図11に示すように、ブランケット3と印刷版5にあらかじめ配置してあるアライメントマーク17を、印刷版ステージ12に配置されたアライメントカメラ15により読み込む。そして、ブランケット3と印刷版5のアライメントマーク17が所定の位置関係となるように、印刷版ステージ12に設置してある駆動機構16により、X方向,Y方向またはθ方向に印刷版5を移動させる。同時に、転写機構1に設けた位置補正機構23により、ブランケット3を移動させてもよい。ブランケット3と印刷版5にあらかじめ配置してあるアライメントマーク17は、いずれも少なくとも3箇所に配置されているので、この位置合わせは容易に行うことができる。
位置合わせ後は、図9(c)に示すように、印刷版5の平面部5Aとブランケット3の平面部4の平行状態を保ちながら、両者を近づけ、平面部5Aと平面部4を接触させる。その際には、転写機構1が印刷版5に向かって降下してもよいし、印刷版ステージ12が転写機構1に向かって上昇してもよい。
次に、図9(d)に示すように、印刷ローラー2aおよび2bを回転させて転写機構1を移動させる。移動することで、印刷版5上にあるインキパターン31がブランケット3の平面部4に転写される。インキパターン31の転写の際には、転写機構1の後部側(印刷方向Pの反対側)にある印刷ローラー2aに対応する(印刷ローラー2aのほぼ直下にある)ブランケット3の部分で剥離を行う。すなわち、接触している二つの平面部4と5Aは、その後部側(図9(d)の左側)から剥離される。ブランケット3の平面部4にインキパターン31を転写してから、そのインキパターン31を後部側の印刷ローラー2aに対応する部分で印刷版5から剥離するよう構成しているため、常に一定の剥離角で転写することが可能となる。
ブランケット3にインキ31aを塗布する印刷方式の場合は、ブランケット3上の不要なインキ31aを印刷版5で除去することにより、ブランケット3上に所望のインキパターン31が得られる。
転写機構1の印刷ローラー2aおよび2bは、最適な剥離角になるように自由に径を設定することが可能である。例えば、二つの印刷ローラー2aおよび2bの径を異ならせてもよい。あるいは、直径が可変のローラーを用いてもよい。また、印刷速度も自由に設定可能である。
本第1実施形態では、印刷版5に対して転写機構1を移動させているが、転写機構1に対して印刷版5を移動させても、同じように転写を行うことができる。
続いて、次のようにして、ブランケット3上に形成したインキパターン31を基板6上に転写する。
まず、図10(a)に示すように、転写機構1を基板6の上方に移動させる。その後、ブランケット3の平面部4と基板6の平面部6Aとの間に所定の間隔を置いて両者を平行に配置した状態で、ブランケット3上のインキパターン31が基板6の所望位置に転写(印刷)されるように位置合わせを行う。その位置合わせは次のようにして行う。
図12に示すように、基板ステージ13に設置されたアライメントカメラ15により、ブランケット3上のインキパターン31の一部により形成されたアライメントマーク17Aと、基板6にあらかじめ形成されているアライメントマーク17を同時に読み込み、位置ずれ量を検出する。アライメントマーク17および17Aは、いずれも、少なくとも3箇所に配置されているので、この位置ずれ量を容易に検出することができる。位置ずれ量を検出した後、図13に示すように、両アライメントマーク17および17Aが所定の位置関係になるように、基板6およびブランケット3の少なくとも一方を適宜移動させて、位置合わせを行う。
なお、基板6の移動は、必要に応じて、基板ステージ13に設置された駆動機構16により、X、Yおよびθ方向について行う(図14(a)参照)。ブランケット3上のインキパターン31の移動は、必要に応じて、印刷ローラー2aおよび2bを回転させてブランケット3を移動させることにより、XおよびY方向について行う(図14(b)参照)。
転写機構1に位置補正機構23が設置されている場合は、位置補正機構23によりブランケット3に外力を加えて変形させることで、インキパターン31の微細な変形(微調整)ができるため、基板6上の所定位置にブランケット3のインキパターンを合わせ込むことがいっそう容易となる。
ブランケット3上のアライメントマーク17Aと基板6上のアライメントマーク17の位置合わせが完了すると、図10(b)に示すように、印刷版5への位置合わせの場合と同じように、平面部4と平面部6Aの平行状態を保ちながら両者を近づけ、ブランケット3の平面部4と基板6の平面部6Aを相互に接触させる。
その後、図10(c)に示すように、転写機構1の印刷ローラー2aおよび2bを回転させる。こうすることにより、接触している平面部4および6Aは印刷方向Pとは反対側(図10(c)では左側)から徐々に剥離していき、ブランケット3上のインキパターン31が基板6上に転写される。インキパターン31の全体の転写が完了した段階で印刷ローラー2aおよび2bの回転を止め、印刷を完了する。
この印刷装置では、転写機構1に設置したブランケット3の全面を使用することなく1回の印刷が行えるため、その印刷で使用しなかったブランケット3の面を使用して、同様の印刷を直ちに行うことができる。したがって、ブランケット3の同じ面を連続して使用することなく、常に一定時間乾燥されたブランケット3を使用して連続印刷することが可能である。このため、ブランケット3を交換することなく複数回の印刷を連続して行うことができる。
以上述べたように、本第1実施形態の印刷方法では、印刷版5によりインキパターン31をブランケット3の平面部4上に形成し、そのインキパターン31を基板6へ転写する際に、まず、ブランケット3に平面部4と印刷版5の平面部5Aとを向かい合った状態で接触させてから剥離して、ブランケット3の平面部4にインキパターン31を形成する。このように、ブランケット3にインキパターン31を形成する前に、印刷版5とブランケット3をそれらの平面部5Aおよび4で相互接触させるため、両平面部5Aおよび4が向かい合った状態でアライメントを行うことができる。このため、印刷版5とブランケット3の間のアライメント作業が容易かつ自動的に行えると共に、両者について高精度のアライメント(位置調整)が可能である。
また、インキパターン31が形成されたブランケット3の平面部4と、基板6の平面部6Aとを、向かい合った状態で接触させてから剥離して、インキパターン31をブランケット3から基板6に転写する。このように、インキパターン31をブランケット3から基板6に転写する前に、ブランケット3と基板6とをそれらの平面部4および6Aで相互接触させるため、両平面部4および6Aが向かい合った状態でアライメントを行うことができる。このため、ブランケット3と基板6の間のアライメント作業が容易かつ自動的に行えると共に、両者について高精度のアライメント(位置調整)が可能である。
さらに、ブランケット3の平面部4と基板6の平面部6Aとを向かい合った状態で接触させてから剥離することにより、インキパターン31をブランケット3から基6板に転写するので、基板6へのインキパターン31の転写性が良好である。換言すれば、31インキパターンの再現性が良好である。
よって、良好なインキパターン再現性を得ることができると共に、印刷版−ブランケット間のアライメント作業とブランケット−基板間のアライメント作業の双方が容易であり、したがってTFT基板等の作製に使用できる程度の高い位置精度でインキパターンの転写(すなわち印刷)を行うことが可能である。
さらに、本第1実施形態では、アライメントの際に、基板6の平面部6Aとブランケット3の平面部4の少なくとも一方を変形または移動させることができるため、アライメント作業がいっそう容易である。
また、転写機構1は、一対の印刷ローラー2aおよび2bと、それら印刷ローラー2aおよび2bに掛装された無端ベルト状のブランケット3とを備えており、そのブランケット3は平面部4を有している。ブランケット3は無端ベルト状であるから、印刷版5よりも大面積に設定できるだけでなく、連続してブランケット3の同じ面を使用しなくともよい。このため、印刷中にブランケット3の不使用面を乾燥させることが可能となり、ブランケット3の膨潤の抑制が容易となる。また、ブランケット3の膨潤の抑制が容易なため、ブランケット3の寿命が長くなり、その結果、ブランケット交換頻度が少なくなる。
しかも、転写機構1の一対の印刷ローラー2aおよび2bを、必要に応じて異なる径のものに交換可能であるから、その径をうまく選択することにより、インキパターン31の剥離角を最適化することが容易である。
上述した本第1実施形態の印刷方法を用いれば、液晶表示装置用の基板6に所望のパターンを形成することができるから、液晶表示装置の基板6に所望のパターンを高い位置精度で形成することができる。よって、この印刷方法を用いた液晶表示装置およびその製造方法によれば、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
(第2実施形態)
図15は、本発明の第2実施形態の印刷装置に組み込まれている転写機構1の概略構成を示す側面説明図、図16はその転写機構1にブランケット乾燥機構を追加した場合の側面図である。
図15に示すように、転写機構1には、一対の印刷ローラー2aおよび2bとは別にブランケットローラー32が設けられている。印刷ローラー2aおよび2bとブランケットローラー32は、三角形の頂点の位置にそれぞれ設置されており、ブランケット3はそれらローラー2a、2bおよび32に掛装されている。こうすることにより、転写機構1に設置されるブランケット3の面積をさらに大きくすることができる。
本第2実施形態では、ブランケットローラー32を1個設けているが、2個以上設けてもよい。また、無端状のブランケット3を掛装することができれば、一対の印刷ローラー2aおよび2bと少なくとも1個のブランケットローラー32のレイアウトは任意である。ただし、そのレイアウトは、印刷時に印刷版5または基板6が接触する平面部4が形成されるようにする必要がある。
図15の転写機構1には、図16に示すようなブランケット乾燥機構33を追加することができる。このブランケット乾燥機構33は、三角形の各頂点の位置にそれぞれ配置された3個の案内ローラー34および34Aと、それら案内ローラー34および34Aに掛装された無端ベルト状の溶剤吸収体35とから構成されている。溶剤吸収体35には、案内ローラー34の間に平面部35Aが形成されている。ブランケット乾燥機構33は、転写機構1に向けて変位可能である。
乾燥が不要な時は、図16に示すように、ブランケット乾燥機構33は転写機構1から離れた状態に保持される。乾燥が必要な時は、ブランケット乾燥機構33が変位してその平面部35Aが転写機構1のブランケット3に当接せしめられる。当接時には、ブランケット3に含まれている溶剤が溶剤吸収体35に吸収されるので、ブランケット3を乾燥することができる。溶剤吸収体35は無端ベルト状であるので、ブランケット3の回転に伴って回転する。
ここでは、ブランケット3の乾燥機構として溶剤吸収体35を用いているが、乾燥機構は任意のものが使用可能であり、例えばブランケット3の表面に向けてエアーブローを吹き付ける等によって乾燥させてもよい。
以上のように、第2実施形態の印刷装置では、転写機構1が一対の印刷ローラー2aおよび2bに加えて少なくとも一つのブランケットローラー32を有しているため、転写機構1に設置されるブランケット3の面積をさらに大きくすることができる。
また、ブランケット乾燥機構33を追加設置すれば、印刷中であっても、生産タクトに影響することなく、ブランケット3の不使用面を乾燥することができる。また、ブランケット3を常に一定時間毎に乾燥することができるため、ブランケット3の膨潤を最小限に留めることができ、且つ、ブランケット3の表面状態を常にほぼ同じ状態にすることができる。このためインキパターン31の再現性をいっそう高めることができる。
さらに、溶剤吸収体35とブランケット3を容易に面接触させることができるため、乾燥時間をより長くすることができると共に、ブランケット3の表面の摩擦によるダメージを最小限に抑えることができる。
(第3実施形態)
図17は、本発明の第3実施形態の印刷装置を示す。この印刷装置は、第1実施形態の印刷装置に印刷版5を交換するための印刷版交換機構41を設置したものである。この印刷装置によれば、印刷中に、印刷版交換機構41を用いて、印刷版ステージ12に設置される印刷版5を自動的に交換することができる。
印刷版交換機構41は、図17に示すように、複数種類の印刷版5を収納する版ストック部42と、この版ストック部42内の印刷版5の中から一つを選択して印刷ステージ12に移送すると共に、印刷ステージ12上の印刷版5を取り出して版ストック部42に収納する印刷版移送手段43とを備えている。図17には、印刷版移送手段43として、印刷版5を挟持または吸着して移送するアームロボットが例示されている。
基板ステージ13の近傍には、基板6を収納するための基板カセット部44と、基板カセット部44に収納された印刷前の基板6を基板ステージ13に搬入する基板搬入手段(図示せず)と、印刷後の基板6を基板ステージ13から搬出する基板搬出手段(図示せず)とが設けられている。基板カセット部44には、コードリーダー45が設けられている。このコードリーダー45は、基板ステージ13に搬入されている基板6とその上に形成されるパターンの種類に応じて、次に搬入されるべき印刷版5の種類を認識する認識手段である。コードリーダー45は、次に搬入されるべき印刷版5の種類をそれに付されているコードによって認識すると、その認識データを制御手段46に送る。制御手段46は、送られて来た認識データに基づいて次に搬入されるべき印刷版5の種類を判別し、印刷版移送手段43にその旨を指令する。印刷版移送手段43は、その指令に基づいて、基板ステージ13上にある基板6に印刷されるべきパターンに対応する印刷板5を、基板カセット部44から取り出し、印刷ステージ12に移送して設置する。印刷が終了すると、同様にして次に必要な印刷版5を基板カセット部44から取り出して、印刷ステージ12に移送・設置する。
以上述べたように、本第3実施形態の印刷装置は、印刷版交換機構41により印刷版5を自動的に交換することができるため、液晶表示装置のTFT基板等の製造に好適に使用できるという利点がある。例えば、TFT基板等の製造工程では、同一のパターンを繰り返して印刷するだけでなく、工程及び品種によって違ったパターンを基板6上に印刷しなければならない。このため印刷版5の頻繁交換が必要となるが、本第3実施形態の印刷装置は印刷版交換機構41を備えているので、基板ステージ13に設置された基板6に対応して必要な印刷版5を瞬時に判別して設置することができる。よって、生産タクトを低下させることなく印刷版5を自動的に交換して、基板6上に多種のインキパターン31を形成することができる。
(第4実施形態)
図18は、本発明の第4実施形態の印刷装置の概略構成を示す側面図である。
この印刷装置は、印刷版ステージ12と印刷版ステージ13の間に設置された機台47を有しており、その機台47には上記第1実施形態の転写機構1(図1を参照)が設置されている。転写機構1は、そのブランケット3の平面部4がほぼ水平になるように位置決めされている。
転写機構1の上部には、上記第2実施形態のブランケット乾燥機構33(図16を参照)が設置されている。ブランケット乾燥機構33は上下に変位可能であり、ブランケット3の乾燥時には、下降して無端ベルト状の溶剤吸収体35の平面部35Aがブランケット3の上部の対向面に接触せしめられる。
転写機構1を挟んで両側に配置された印刷版ステージ12および基板ステージ13は、印刷方向Pおよびその反対方向に水平面内で往復移動が可能となっている。印刷版ステージ12は、転写機構1の真下の位置で停止した後、上昇する、あるいは印刷版ステージ12の停止後、転写機構1が降下して、ブランケット3の平面部4と印刷版5の平面部5Aが接触せしめられる。その後、ブランケット3が回転移動すると、インキパターン31がブランケット3の平面部4に転写される。
続いて、印刷版ステージ12が転写機構1の真下の位置から左側の位置に移動し、代わりに、基板ステージ13が転写機構1の真下の位置で停止した後、上昇する、あるいは基板ステージ13の停止後、転写機構1が降下して、ブランケット3の平面部4と基板6の平面部6Aが接触せしめられる。その後、ブランケット3が回転移動すると、インキパターン31がブランケット3の平面部4から基板6の平面部6Aに転写される。転写が完了すると、基板ステージ13は転写機構1の真下の位置から右側の位置に移動し、印刷の1サイクル(1パターンの印刷)が終了する。
本第4実施形態の印刷装置では、基板6及び印刷版5の上方で移動する転写機構1の駆動機構(動作部分)の量を極力少なくすることができるので、印刷工程での発塵を最小限にすることができる。
また、転写機構1がまったく移動しないか、あるいは上下に短距離の変位が必要なだけであるため、ブランケット乾燥機構33の設置およびメンテナンスが容易である。これにより、印刷装置のメンテナンス性を向上することができると共に、発塵による歩留まり低下を防ぐこともできる。
(第5実施形態)
図19(a)は、本発明の第5実施形態の印刷装置に組み込まれた転写機構1の概略構成を示す要部断面図、図19(b)はそのブランケット3の変形状態を示す要部断面図である。
同図に示すように、本第5実施形態の転写機構1では、一対の印刷ローラー2aおよび2bの周囲に設けられた無端ベルト状ブランケット3を装着する部分(装着部)が、複数の帯状ブロック52の集合体からなる無端ベルト体51となっている。換言すれば、ブランケット3の装着部の無端ベルト体51が、複数の帯状ブロック52に分割された構成となっている。各帯状ブロック52は、両隣のピン結合部53の周りに一定の角度範囲で揺動可能であって、図19(b)に示すように、駆動機構(図示せず)により一定の角度に可変できる構造となっている。
具体的には、複数の帯状ブロック52をピン結合部53により結合して無端ベルト体51が形成されており、この無端ベルト体51の外周に無端ベルト状のブランケット3が装着されている。無端ベルト体51の隣接する帯状ブロック52は、ピン結合部53の周りに揺動可能になっており、駆動機構の動作によって、図19(b)に示すように、所望の位置にある帯状ブロック52を所定の角度に設定することができる。こうして設定される角度が剥離角θhである。帯状ブロック52を揺動させるための駆動機構としては、ピン結合部53に設けられた小型モータ(図示せず)を使用することができる。
剥離角θhは、任意に設定することが可能であるが、20°<θh<40°の範囲になるように設定するのが好ましい。
本第5実施形態の転写機構1を用いると、ブランケット3の装着部が無端ベルト体51とされているので、駆動機構を用いて無端ベルト体51の一部を変形させることにより、常に一定の剥離角θhでインキパターン31を剥離してスムーズに転写(印刷)することが可能である。また、転写機構1のサイズを最小限にすることができるため、複数の転写機構1を印刷装置に設置することが容易となる。
この転写機構1には、上記第1実施形態で使用した、ブランケット3上のインキパターン31の位置補正を行うための位置補正機構23を付加してもよい。また、図19では、ブランケット3の装着部が、複数の帯状ブロック52を結合してなる無端ベルト体51とされているが、印刷時に所望の位置で一定の角度に変更できるのであれば、帯状ブロック52に分割せずに一様な帯状の無端ベルトを用いてもよい。
(第6実施形態)
図20(a)〜(c)は、本発明の第6実施形態の印刷装置による印刷工程(印刷方法)の概略を示すもので、ブランケット3と基板ステージ13の近傍の要部断面図である。この実施形態は、フレキシブル基板61に対してインキパターン31を印刷する場合の例である。
基板ステージ13には、一対の基板支持ローラー62aおよび62bが印刷方向Pに沿って所定の間隔を置いて配置されており、基板支持ローラー62aおよび62bは回転駆動機構(図示せず)によって回転駆動される。フレキシブル基板61は、図20(a)に示すように、基板支持ローラー62aおよび62bによって支持され、基板支持ローラー62aおよび62bの間の水平に保持された部分が平面部61Aである。基板支持ローラー62aおよび62bの間において、フレキシブル基板61の下方には、一対のアライメントカメラ15が配置されている。フレキシブル基板61には、所定間隔毎に、アライメントカメラ15に対応する位置に一対のアライメントマーク17が設けられている。
フレキシブル基板61の平板部61Aは、基板支持ローラー62aおよび62bの間ではほぼ水平に搬送される。フレキシブル基板61は、搬出側の基板支持ローラー62bにおいて、印刷方向(搬送方向)Pに対してほぼ直角に下方に向かって搬送されるため、搬送方向が変わる箇所でブランケット3から離隔される。したがって、ブランケット3上のインキパターン31はその箇所において剥離されることになる。
印刷時には、図20(a)に示すように、フレキシブル基板61とブランケット3をそれらの平面部61Aと平面部4が向き合った状態で位置合わせを行う。その際には、アライメントカメラ15を用いて、フレキシブル基板61のアライメントマーク17と、インキパターン31のアライメントマーク17Aとをそれぞれ整合させる。
位置合わせが終了すると、図20(b)に示すように、ブランケット3を下降させてその平面部4をフレキシブル基板61の平面部61Aに接触させる。
その後、フレキシブル基板61とブランケット3とを、同期を取りながら印刷方向P(図中の矢印の方向)に移動させる。すると、図20(c)に示すように、搬出側の基板支持ローラー62bにおいてその湾曲面に沿ってフレキシブル基板61が湾曲するので、インキパターン31は所望の剥離角でブランケット3から剥離されて、フレキシブル基板61に転写される。基板支持ローラー62aおよび62bの径は、最適な剥離角が得られるように任意に設定することが可能である。
なお、本第6実施形態の印刷装置の転写機構1に用いるブランケット3は、上記第1実施形態のように無端ベルト状である必要はなく、平面部4だけからなるものでもよい。フレキシブル基板61の移動によってインキパターン31を所望の剥離角度で剥離することができるからである。上記第1実施形態のような無端ベルト状のブランケット3を用いる場合は、一対の印刷ローラー2aおよび2bを回転することなく印刷を行うことになるが、印刷ローラー2aおよび2bを回転させながら印刷してもよい。この場合、インキパターン31は、ブランケット3とフレキシブル基板61の双方から剥離されることになる。また、フレキシブル基板61と同様なフレキシブルな印刷版5を用いてもよい。
以上述べたように、本第6実施形態の印刷装置では、フレキシブル基板61の平板部4Aを一対の基板支持ローラー62aおよび62bの間ではほぼ水平に保持した状態で、ブランケット3の平面部4を接触させた後、フレキシブル基板61とブランケット3とを同期させながら搬送させ、搬出側の基板支持ローラー62bにおいてフレキシブル基板61の搬送方向が変わることにより、ブランケット3上のインキパターン31を所望の剥離角を生成させ、それによってインキパターン31をブランケット3からフレキシブル基板61に印刷(転写)している。したがって、インキパターン31の印刷を、フレキンブル基板61を分割することなくロール状のままで行うことが可能である。また、その印刷はスムーズに行われる。
(第7実施形態)
図21は、本発明の第7実施形態の印刷装置を示す、ブランケット3と印刷版ステージ5の近傍の要部断面図である。
この印刷装置は、図21に示すように、印刷版ステージ12上に二つの印刷版5を設置するように構成されており、それらの印刷版5に対応して二つの転写機構1が備えられている。印刷版ステージ12上に設置される印刷版5の数は、三つ以上でもよいことは言うまでもない。
このように、本第7実施形態の印刷装置では、印刷版ステージ12に二つの印刷版5と二つの転写機構1を備えているため、それらの印刷版5のいずれか一方を選択して使用したり、両方の印刷版5を同時に用いたりすることにより、印刷作業を効率よく行うことができる。
(第8実施形態)
図22は、本発明の第8実施形態の印刷装置に使用される転写機構1の要部平面図である。
この転写機構1では、図22に示すように、一対の印刷ローラー2aおよび2bがそれぞれ二つに分割されている。換言すれば、印刷ローラー2aおよび2bの各々が、その回転軸方向に並置された二つの副ローラー(分割ローラー)63から構成されている。分割ローラー63は、上記第1実施形態で使用された位置補正駆動機構23によって個々に位置調整が可能である。各分割ローラー63の位置を変更することにより、ブランケット3に対してX,Y,θの各方向の外力を加えることができ、それによってブランケット3の位置調整をすることができる。
以上述べたように、本第8実施形態の転写機構1では、印刷ローラー2aおよび2bの各々が二つの分割ローラー63の組み合わせから構成されているので、これら分割ローラー63を個々に独立して変位させることにより、ブランケット3の位置補正を行うことができる。
(その他の実施形態)
上記第1〜第8の実施形態は、本発明の好適な例を示すものである。本発明はこれら実施形態に限定されず、種々の変形が可能なことは言うまでもない。
例えば、印刷ローラーを歯付きローラーとし、その歯付きローラーに噛合する溝部をブランケットの内側に設けてもよい。また、ブランケットに設けられるアライメントマークは、ブランケットに予め形成しておいてもよいし、印刷版より転写されるインキパターンの一部を利用してもよい。
本発明の第1実施形態の印刷方法に使用される印刷装置の転写機構の概略構成を示す断面図である。 本発明の第1実施形態の印刷装置の概略全体構成を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態の印刷装置の概略全体構成を示す側面図である。 本発明の第1実施形態の印刷装置に組み込まれた印刷版ステージの側面図である。 本発明の第1実施形態の印刷装置に組み込まれた基板ステージの平面図である。 本発明の第1実施形態の印刷装置に組み込まれた転写機構の印刷方向から見た正面図である。 本発明の第1実施形態の印刷装置に組み込まれた転写機構に設けられた位置補正機構を示す側面図である。 本発明の第1実施形態の印刷装置に組み込まれた転写機構に設けられた位置補正機構を示す正面図である。 本発明の第1実施形態の印刷方法において、印刷版からブランケットにインキパターンを転写する工程を示す側面説明図である。 本発明の第1実施形態の印刷方法において、ブランケットから基板にインキパターンを転写する工程を示す側面説明図である。 本発明の第1実施形態の印刷方法において、印刷版とブランケットとの位置合わせ工程を示す側面説明図である。 本発明の第1実施形態の印刷方法において、基板とブランケットの位置合わせ工程を示す側面説明図である。 本発明の第1実施形態の印刷方法において、位置合わせの際にアライメントカメラで読み込まれたアライメントマークの画像を示す平面図である。 (a)は本発明の第1実施形態の印刷装置に組み込まれた基板ステージの平面図、(b)はその転写機構の底面図である。 本発明の第2実施形態の印刷装置に組み込まれた転写機構の概略構成を示す側面説明図である。 本発明の第2実施形態の転写機構にブランケット乾燥機構を追加した場合の側面図である。 本発明の第3実施形態の印刷装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第4実施形態の印刷装置の概略構成を示す側面図である。 (a)は、本発明の第5実施形態の印刷装置に組み込まれた転写機構の概略構成を示す要部断面図、(b)はそのブランケットの変形状態を示す要部断面図である。 (a)〜(c)は、本発明の第6実施形態の印刷装置による印刷工程の概略を示す、ブランケットと基板ステージの近傍の要部断面図である。 本発明の第7実施形態の印刷装置を示す、ブランケットと印刷版ステージの近傍の要部断面図である。 本発明の第8実施形態の印刷装置に組み込まれた転写機構の要部平面図である。 従来の印刷装置の第1例の概略構成を示す断面説明図である。 従来の印刷装置の第2例の概略構成を示す断面説明図である。 従来の印刷装置の第3例の概略構成を示す断面説明図である。 従来の印刷装置の第4例の概略構成を示す断面説明図である。
符号の説明
1 転写機構
2a、2b 印刷ローラー
3 ブランケット
4 平面部
5 印刷版
5A 平面部
6 基板
6A 平面部
11 装置本体
12 印刷版ステージ
13 基板ステージ
14 塗布機構
15 アライメントカメラ
16 駆動機構
17 アライメントマーク
17A アライメントマーク
18 転写機構の移動装置
19 転写機構のフレーム
20 腕部
21 固定電磁石
22 可動電磁石
23 位置補正装置
24 駆動機構
25 印刷方向位置補正装置
26 幅方向位置補正装置
27a、27b 基準帯体
28 駆動部
31 インキパターン
31a インキ
32 ブランケットローラー
33 ブランケット乾燥機構
34 案内ローラー
34A 案内ローラー
35 溶剤吸収体
35A 平面部
41 交換機構
42 版ストック部
43 印刷版移送手段
44 基板カセット部
45 リーダー
46 制御手段
47 機台
51 無端ベルト体
52 帯状ブロック
53 ピン結合部
61 フレキシブル基板
61A 平面部
62a、62b 基板支持ローラー
63 分割ローラー
θh 剥離角

Claims (29)

  1. 印刷版を用いてブランケットに形成されたインキパターンを基板に印刷する印刷方法であって、
    前記ブランケットに平面部を用意し、
    前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成し、
    前記インキパターンが形成された前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写することを特徴とする印刷方法。
  2. 前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記印刷版の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う請求項1に記載の印刷方法。
  3. 前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記基板の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う請求項1に記載の印刷方法。
  4. 前記ブランケットと前記印刷版にそれぞれ3個以上のアライメントマークを設け、それらアライメントマークを用いて前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部との位置合わせを行う請求項2または3に記載の印刷方法。
  5. 前記ブランケットと前記基板にそれぞれ3個以上のアライメントマークを設け、それらアライメントマークを用いて前記基板の前記平面部と前記ブランケットの前記平面部の位置合わせを行う請求項2または3に記載の印刷方法。
  6. 前記ブランケットに設けられたアライメントマークが、前記ブランケット−前記印刷版間の位置合わせと、前記ブランケット−前記基板間の位置合わせとの双方に兼用される請求項4または5に記載の印刷方法。
  7. 互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部を剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とのなす角を変更し、もって所望の剥離角を得る請求項1に記載の印刷方法。
  8. 互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部を剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とのなす角を変更し、もって所望の剥離角を得る請求項1に記載の印刷方法。
  9. 前記ブランケットが無端ベルト状であって、回転可能な少なくとも二つのローラーに掛装されており、前記ブランケットの平面部が前記ローラーの間に形成されている請求項1〜8のいずれか1項に記載の印刷方法。
  10. ブランケット乾燥機構により前記ブランケットの不使用面を乾燥させる請求項1〜8のいずれか1項に記載の印刷方法。
  11. 前記基板としてフレキシブル基板が使用され、
    前記フレキシブル基板は、一対の基板支持ローラーの間で搬送可能とされると共に、前記一つの基板支持ローラーの間に平面部を有しており、その平面部に前記ブランケットの平面部を接触させることにより、前記ブランケット上の前記インキパターンが前記フレキシブル基板に転写される請求項1に記載の印刷方法。
  12. 前記印刷版を複数個使用して同時に、または交換しながら前記インキパターンを前記印刷版から前記ブランケットを介して前記基板に転写する請求項1に記載の印刷方法。
  13. 印刷版を用いてブランケットに形成されたインキパターンを基板に印刷する印刷装置であって、
    平面部を持つブランケットを有する転写機構と、
    前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記転写機構と協動して前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成するインキパターン形成手段と、
    前記インキパターンが形成された前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させてから剥離することによって、前記転写機構と協動して前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写するインキパターン転写手段と
    を備えていることを特徴とする印刷装置。
  14. 前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記印刷版の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う手段が設けられている請求項13に記載の印刷装置。
  15. 前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを向かい合った状態で接触させる前に、前記ブランケットの平面部および前記基板の平面部の少なくとも一方を変形または移動させてそれらの位置合わせを行う手段が設けられている請求項13に記載の印刷装置。
  16. 前記ブランケットと前記印刷版が、それぞれ3個以上のアライメントマークを有しており、それらアライメントマークを用いて前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部との位置合わせが行われる請求項14または15に記載の印刷装置。
  17. 前記ブランケットと前記基板が、それぞれ3個以上のアライメントマークを有しており、それらアライメントマークを用いて前記基板の前記平面部と前記ブランケットの前記平面部の位置合わせが行われる請求項14または15に記載の印刷装置。
  18. 前記ブランケットに設けられたアライメントマークが、前記ブランケット−前記印刷版間の位置合わせと、前記ブランケット−前記基板間の位置合わせとの双方に兼用される請求項16または17に記載の印刷装置。
  19. 前記印刷版が設置される印刷版ステージと、前記基板が設置される基板ステージとをさらに有しており、
    前記ブランケットの平面部にインキパターンを形成する際には、前記ブランケットまたは前記印刷版ステージが移動して前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部の向かい合った状態が生成され、
    前記インキパターンを前記ブランケットから前記基板に転写する際には、前記ブランケットまたは前記基板ステージが移動して前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部の向かい合った状態が生成される請求項13に記載の印刷装置。
  20. 互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とを剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記印刷版の平面部とのなす角を変更する手段を有しており、その変形手段を作動させることによって所望の剥離角を得るように構成されている請求項13に記載の印刷装置。
  21. 互いに接触せしめられた前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とを剥離する際に、前記ブランケットを変形させることによって前記ブランケットの平面部と前記基板の平面部とのなす角を変更する手段を有しており、その変形手段を作動させることによって所望の剥離角を得るように構成されている請求項13に記載の印刷装置。
  22. 前記ブランケットが無端ベルト状であって、回転可能な少なくとも二つのローラーに掛装されており、
    前記ブランケットの平面部が前記ローラーの間に形成されている請求項13に記載の印刷装置。
  23. 前記ローラーの各々が、複数の分割ローラーから構成されている請求項22に記載の印刷装置。
  24. 前記転写機構が少なくとも一つのブランケットローラーを含んでいる請求項13に記載の印刷装置。
  25. 前記ブランケットの不使用の前記平面部を乾燥させるブランケット乾燥機構を備えている請求項13に記載の印刷装置。
  26. フレキシブルな前記基板を所定の張力を持たせながら搬送する一対の回転可能な基板支持ローラーを備えており、前記基板の平面部が前記基板支持ローラーの間に形成される請求項13に記載の印刷装置。
  27. 前記印刷版を複数個設置可能である請求項13に記載の印刷装置。
  28. 前記印刷版を交換する印刷版交換機構を備えており、
    前記印刷版交換機構を用いて前記印刷版を交換しながら、前記インキパターンが前記ブランケットから前記基板に転写される請求項13に記載の印刷装置。
  29. 一対の透明基板の間に液晶を挟持して構成された液晶表示装置において、
    前記一対の透明基板の少なくとも一方として、請求項1〜12のいずれか1項に記載の印刷方法を用いて前記インキパターンが印刷された前記基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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