JP2010061166A - 配向膜印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷に使用されずに廃液受けに捨てられた配向液の廃液を再使用することによって原価上昇を抑制し、環境汚染を減少させる配向膜印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】配向膜印刷装置は、原料供給容器と、配向膜原料をシリンジに移送する原料供給管と、原料を印刷手段に供給するシリンジと、原料を対象物の表面に印刷する印刷手段と、印刷に使用されなかった配向液の廃液を収集する第１集液容器と、収集された配向液の廃液の純度を検知する第１配向液純度測定手段と、配向液の廃液をフィルタリングするフィルタと、フィルタを通過した配向液を収集する第２集液容器と、フィルタリングされた配向液の純度を検知する第２配向液純度測定手段と、配向液の純度値によって第１、第２集液容器に収集された配向液の廃液を再使用するかまたは廃棄するかを制御する制御手段と、制御手段の制御信号によって第１、第２集液容器から原料供給容器に配向液の廃液を移送する移送手段とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は配向膜印刷装置に関する。さらに詳しくは、配向膜の印刷後に収集された配向液の廃液を再使用することができるようにする液晶表示機用配向膜印刷装置に関する。

液晶の物性定数は分子の配列状態に依存するので、電界などの外力に対する応答にも差異が発生する。従って、液晶分子の配列制御は液晶の物性研究は勿論、表示素子の構成においても必須の技術である。

しかし、液晶物質を単純にガラス基板の間に満たすことだけでは均一な分子配列を得ることが難しい。従って、ガラス基板に配向膜を形成するのが普通である。

配向膜には材質が無機物が主体であるものと有機物が主体であるもの及び両者併用であるものがあるが、実際の液晶表示素子の構成材料としては有機物が主に利用されている。

１９７２年にジャニング（Ｊａｎｎｉｎｇ）によって提案されたＳｉＯの四方蒸着から出発した液晶表示素子に対する配向制御技術は、表示素子の量産化と共に、液晶材料に対する特性変化が少なく、また、量産に適した有機高分子による配向制御技術に発展した。即ち、回転塗布法または印刷塗布法によって基板上に有機高分子の薄膜を形成し、硬化した後にラビング法で液晶分子の配向を制御する。

ラビング法は、ガラス基板を布などを使用して一定方向に擦ると擦った方向に液晶分子の長軸が整然と配向するという現象が１９１１年マウギン（Ｍａｕｇｕｉｎ）によって観察されたことから始まった。その後、多くの研究者がラビング法に適した基板及び薄膜材料を探索してきたが、現在も材料の明確な選定基準が確立されていない。

ツイステッドネマチック型液晶表示素子の量産開始時点では、加水分解性の高いシーフベース（Ｓｃｈｉｆｆ ｂａｓｅ）系液晶を使用していた。そのため、素子の信頼性を確保することができるガラスフリットシーリング（Ｆｒｉｔ ｓｅａｌｉｎｇ）が必須であり、高温処理工程で問題が発生しないポリイミド系材料が用いられた。その後、印刷性、ラビング性、配向制御能力及び化学的安定性の側面でもポリイミド系材料が他の有機高分子に比べて優れていることが確認され、現在も各種の液晶表示素子の配向膜材料として広く使用されている。

一般に、ポリイミド系高分子としては、ジアミン（Ｄｉａｍｉｎｅ）及びアシドアンハイドライド（Ａｃｉｄ Ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）を溶媒内で反応させてポリアミックアシド（Ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）を合成する。印刷用材料はポリアミックアシドであり、印刷後に乾燥、加熱硬化の工程を経てポリイミドになる。

このようなポリイミドを利用して配向膜を形成する方法にはスピン、スプレイ、ディップ及び印刷方式などの多様な方式があり、量産性を考慮して現在は印刷法を主に使用している。

図１は印刷法を用いた配向膜塗布装置の概略的構成図であって、まず、塗布に必要な配向膜原料は配向膜原料供給部２から供給管３を経由し、シリンジ（Ｓｙｒｉｎｇｅ）４によって回転しているドクタロール（Ｄｏｃｔｏｒ ｒｏｌｌ）８とアニロックスロール（Ａｎｉｌｏｘ ｒｏｌｌ）６との間に滴下供給される。供給された配向膜原料は２つのロール６、８の間で練られ、その結果、アニロックスロール６の表面上には均一な液膜が形成される。銅板１０はアニロックスロール６によって均一になった液膜を受け取り、移送プレート１６上に安置されて移送された基板１８上に液膜を転写する。

しかし、アニロックスロール６に滴下されたポリイミド溶液は約３０％のみがガラス基板の印刷に使用され、残りの７０％はアニロックスロール６上で揺れるドクタロール８に押されてアニロックスロール６の端から廃液受け１２に落ちる。廃液受け１２に溜まった廃液１４は廃液チューブ２０を通して廃液筒２２に捨てられる。

このように、従来の配向膜印刷装置では、供給された配向膜原料の約７０％の溶液が配向膜印刷に使用されずに浪費され、材料費増加による製造原価の上昇が誘発される。

さらに、配向液の廃液が特別な処理を行わずに捨てられると、環境汚染を誘発するおそれがある。

本発明は、前記従来の技術の問題点を解決するためのものであって、印刷に使用されずに廃液受けに捨てられた配向液の廃液を再使用することによって原価上昇を抑制し、環境汚染を減少させる配向膜印刷装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、（ａ）配向膜原料が入っている原料供給容器と、（ｂ）一端は前記原料供給容器と連結され他端はシリンジと連結されて配向膜原料をシリンジに移送する原料供給管と、（ｃ）前記原料供給管を通して移送された原料を印刷手段に供給するシリンジと、（ｄ）前記原料供給手段から供給される原料を対象物の表面に印刷する印刷手段と、（ｅ）前記印刷に使用されなかった配向液の廃液を収集する第１集液容器と、（ｆ）前記第１集液容器内に設けられ、収集された配向液の廃液の純度を検知する第１配向液純度測定手段と、（ｇ）前記第１集液容器から排出された配向液の廃液をフィルタリングするフィルタと、（ｈ）前記フィルタを通過した配向液を収集する第２集液容器と、（ｉ）前記第２集液容器内に設置されてフィルタリングされた配向液の純度を検知する第２配向液純度測定手段と、（ｊ）前記第１、第２配向液純度測定手段から入力された配向液の純度値によって前記第１、第２集液容器に収集された配向液の廃液を再使用するかまたは廃棄するかを制御する制御手段と、（ｋ）前記制御手段の制御信号によって前記第１、第２集液容器から前記原料供給容器に前記配向液の廃液を移送する移送手段とを含む配向膜印刷装置を提供する。

以下、本発明を詳しく説明する。

本発明の配向膜印刷装置は、配向膜原料を供給する原料供給手段と、前記原料供給手段から供給された前記原料を対象物に印刷する印刷手段と、前記印刷手段に供給された前記配向膜原料のうちの印刷に使用されずに捨てられる配向膜原料を前記原料供給手段に送る回収手段とを含む。本発明において前記原料供給手段は配向膜原料を供給する手段である。具体的には、原料供給手段は、印刷装置に原料を供給するために、液状の配向膜原料が入れられている原料供給容器と、原料供給容器と連結された原料供給管を通して移送された原料を印刷装置に供給するシリンジと、原料供給容器に供給される配向膜原料及び不活性ガスの供給時点及び供給量を調節する自動調節バルブとを含む。前記原料供給容器は低温維持装置によって配向膜原液を２０℃以下に維持するのが好ましく、５℃以下に維持することがより好ましい。図２は、配向膜原料の温度及び保管日数による粘度の変化を示したものである。配向膜原液の粘度は印刷率に大きく影響を及ぼす。図２は、２０℃以下に温度を維持することが配向膜原液の変質を防止し、５℃以下である場合には配向膜原液の変質がほぼないということを示す。

前記低温維持装置としては、冷却ジャケット（ｃｏｏｌｉｎｇ ｊａｃｋｅｔ）を用いることが通常であるが、必ずしもこれに限定されるのではない。低温維持装置によって原料供給容器が低温に維持される場合には、配向膜原液の温度を２０℃以下の低温から印刷に適した温度に、エージングユニット（ａｇｉｎｇ ｕｎｉｔ）を用いて昇温させる。前記エージングユニットへの配向膜原液の供給時点及び供給量を調節するために自動調節バルブを使用するのが好ましい。

また、本発明の原料供給手段はガス排出管をさらに含むのが好ましい。前記ガス排出管は原料供給容器内に存在するガスの排出のための装置である。前記排出されるガスは空気または窒素ガスである。空気は水分を含有しているため、配向膜原料の加水分解を誘発させて変質を引き起こすので、原料供給容器内に存在するのは好ましくない。

前記空気排出管はチェックバルブ（ｃｈｅｃｋ ｖａｌｖｅ）の形態を有することによって内部から空気を排出することはできるが外部から空気が流入することはできないように形成されるのが好ましい。より好ましくは、前記空気排出管上の所定の部分に、排出されるガスの排出時点及び排出量を調節する自動調節バルブを含む。

本発明の前記印刷手段は、前記原料供給手段から供給される原料を表面に塗布する第１ロールと、前記第１ロールに塗布された原料が前記第１ロールの表面に均一に付着されるように制御する第２ロールと、前記第２ロールに塗布された原料を配向膜が塗布される対象物の表面に印刷する第３ロールとから構成される。

本発明の前記回収手段は、印刷装置に供給されても印刷に使用されずに落下する原料を収集する集液容器と、集液容器及び原料供給容器に連結される循環管と、前記循環管の所定の位置に設置されて前記集液容器に収集された廃液の供給時点及び供給量を調節する自動調節バルブとを含む。前記循環管の温度を低温維持装置によって２０℃以下の恒温に維持することで配向膜廃液の変質を防止することが好ましく、５℃以下に維持するのがより好ましい。前記低温維持装置としては通常冷却ジャケットが用いられるが、必ずしもこれに限定されない。

また、前記回収手段は、前記集液容器内に設置されて収集された配向液廃液の純度を検知する配向液純度測定手段と、前記配向液純度測定手段から入力された配向液の純度値によって前記配向液の廃液を集液容器に送るか原料供給容器に送るかを決定する制御手段とをさらに含むことができる。前記純度測定手段及び制御手段を含む場合には、汚染または変質の著しい配向液の廃液を原料供給容器に送るのを未然に防止して配向液の汚染または変質を防止することができる。この場合にも配向液廃液を原料供給容器に移送する循環管は２０℃以下の低温に維持するのが好ましく、５℃以下に維持するのがより好ましい。

また、前記回収手段は、前記印刷手段の第２ロールから下部に滴下される配向液の廃液を収集する第１集液容器と、前記第１集液容器内に設置されて収集された配向液の廃液の純度を検知する第１配向液純度測定手段と、前記第１集液容器から排出された配向液の廃液をフィルタリングするフィルタと、前記フィルタを通過した配向液を収集する第２集液容器と、前記第２集液容器内に設置されてフィルタリングされた配向液の純度を検知する第２配向液純度測定手段と、前記第１、第２配向液純度測定手段から入力された配向液の純度値によって前記第１、第２集液容器から配向液供給容器または集液容器のいずれに送るかを制御する制御手段とを含むこともできる。前記回収手段を使用する場合には、原料供給容器の配向液の変質を防止すると共に多量の配向液を得ることができる長所がある。この場合にも配向液の廃液を原料供給容器に送る循環管は２０℃以下の低温を維持するのが好ましく、５℃以下に維持するのがより好ましい。

また、印刷方式を用いた配向膜形成方法は、配向膜の塗布、予備乾燥及び硬化過程からなり、場合に応じて配向膜の塗布過程の前に基板をローディングする過程と、基板を洗浄する過程とが追加され得、硬化過程の後に基板を硬化炉から分離するアンローディング過程が追加され得る。

以上のように、本発明は印刷のために印刷手段に供給されても印刷に使用されずに廃液筒に捨てられる既に使用された配向膜原料をそのまま回収したり、回収された廃液を純度測定を通して分離して回収したり、回収された廃液をフィルタリングして再使用することによって、廃液の発生を最小化すると共に原料の使用効率を高める。その結果、配向膜形成に所要される製造原価を実質的に減少させることができる。

図１は、従来の技術による配向膜印刷装置の概略的構成図である。 図２は、配向膜の原料の温度及び保管日数による粘度の変化を示した図面である。 図３は、本発明の一実施形態例による配向膜印刷装置の概略的構成図である。 図４は、本発明の他の実施形態例による配向膜印刷装置の概略的構成図である。 図５は、本発明の他の実施形態例による配向膜印刷装置の概略的構成図である。 図６は、本発明のまた他の実施形態例による配向膜印刷装置の概略的構成図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の好ましい実施形態例を説明する。しかし、下記の実施形態例は本発明を例示するものであって、本発明は下記の実施形態例に限定されない。

＜第１実施形態例＞
図３は、本発明の第１実施形態例による配向膜印刷装置の概略的構成図であって、フレクソ（ＦＬＥＸＯ）印刷方式を応用したものである。前記フレクソ印刷方式という用語は、フレキシブル板（Ｆｌｅｘｏ板）を利用したことから由来している。

図３を参照すると、配向膜印刷装置は印刷に使用されずに廃液受け６０に捨てられる配向膜原料を収集するための集液容器７２と、集液容器７２に一端が連結され他端が原料供給容器４２に連結されて集液容器７２に収集された配向膜原料を原料供給容器４２に再移送するための循環管７４と、循環管７４の所定の位置に設置されて循環管７４を通して移送される廃液の移送時点及び移送量を自動で調節する自動バルブ７６とを含む。
原料供給容器４２にはポリイミドを原料とする配向膜原料が入れられている。原料供給管４６は、その一端が、配向膜原料が入れられている原料供給容器４２に入っている。原料供給容器４２に入れられている配向膜原料溶液を移送するためである。また、原料供給管４６の他端には、原料供給容器４２から原料供給管４６を通して移送された液体状態の配向膜原料を注射するためのシリンジ４８が連結されている。

原料供給容器４２に入っている配向膜原料が原料供給管４６を通して移送されるようにするために、供給ガスを原料供給容器４２に吹き込む。これによって、高純度の窒素（Ｎ２）ガスが窒素ガス供給部（図示しない）からガス供給管４３を通して原料供給容器４２に供給される。窒素ガスが原料供給容器４２に供給されると、配向膜原料は原料供給管４６を通して移送される。

また、配向膜印刷は対象物が装着された間にのみ遂行されるので、ガス供給管４３の所定の位置にはガスの供給時点及び供給量を調節するための自動バルブ（以下、第１自動バルブと称する）４４が設置される。

シリンジ４８から注射される配向膜原料は、多数の回転するロールから構成された印刷装置によって基板に印刷される。即ち、ロールの表面に１次として配向膜原料が均一に塗布され、ロールの下部に移送されてきたガラス基板の表面に２次として配向膜原料が印刷される。

印刷用ロールはシリンジ４８から注射される配向膜原料を表面に塗布するアニロックスロール（第１ロール）５４と、アニロックスロール５４に塗布された原料がアニロックスロール５４の表面に均一に付着するようにアニロックスロール５４と微細な間隔をおいて回転するドクタロール（第２ロール） ５６と、アニロックスロール５４及びドクタロール５６の相互回転によってアニロックスロール５４の表面に均一に塗布された原料を受けて配向膜が塗布される対象物、即ち、液晶表示器用ガラス基板の表面に印刷する印刷ロール（第３ロール）５８とを含む。

アニロックスロール５４の表面には、供給された液膜を保有するために、凹溝が形成されている。

印刷する間にアニロックスロール５４から印刷ロール５８に供給されなかった配向膜原料は、アニロックスロール５４の下側端から落下する。従って、アニロックスロール５４の下部端には集液容器７２が配設されている。集液容器７２に収集された廃液を原料供給容器４２に移送するための循環管７４が集液容器７２及び原料供給容器４２に連結されている。循環管７４を通して原料供給容器４２に移送される配向膜原料の移送時点及び移送量を調節するための自動バルブ（以下、第２自動バルブと称する）７６が、循環管７４の所定の位置に設置される。

また、集液容器７２の下部には、集液容器７２から溢れた廃液やアニロックスロール５４から集液容器７２を外れて落下する廃液を収集する廃液受け６０が配置されている。廃液受け６０は、廃液チューブ６８を通して廃液筒７０に連結されている。

前記のように構成される配向膜印刷装置の印刷過程を図３に基づいて説明する。

まず、移送プレート６４に安置された配向膜印刷のための対象物６６、例えば薄膜トランジスタ基板またはカラー基板が印刷ロール５８の下部に整列される。

第１自動バルブ４４が開き、窒素ガスがガス供給管４３を通して原料供給容器４２に供給されると、液体状態の配向膜原料は配向膜原料供給容器４２から供給管４６を経由してシリンジ４８のニードル５０を通して回転しているドクタロール５６とアニロックスロール５４との間に供給される。ここで、第１自動バルブ４４が開いている間は第２自動バルブ７６は閉じた状態である。

塗布液は２つのロール５６、５４の間で練られてアニロックスロール５４の表面上に均一な液膜を形成する。

均一な液膜を形成する方法としては、ドクタロール５６によってアニロックスロール５４の表面の液膜を写し取るブレード方式と、ドクタロールによってアニロックスロールの表面の液膜を練って入れる方式との２つが挙げられる。

アニロックスロール５４に均一に塗布された液膜は、印刷ロール５８に転写される。印刷ロール５８は、アニロックスロール５４からの転写を受けた液膜を基板６６の表面に印刷する。

前記過程で１回のディスペンシングが完了すると、第１自動バルブ４４は閉じられ、第２自動バルブ７６が開かれる。これによって、アニロックスロール５４から印刷ロール５８に転写されずに集液容器７２に落下した液膜は循環管７４及び第２自動バルブ７６を通して原料供給容器４２に回収される。

前記第１実施形態例によると、印刷のためにアニロックスロール５４に供給されても印刷に使用されなかった配向膜原料が収集されて再使用されるので配向膜原料の浪費が実質的に防止される。

また、印刷に使用されずに廃液筒７０に捨てられる原料の量がほとんどなくなるので、廃液の処理に所要される時間及び費用を節減することができると共に廃配向膜によって発生する環境汚染を防止することができる。

＜第２実施形態例＞
一方、第１実施形態例で提示された装置は、再収集される配向膜原料の純度が、収集される過程で変質または汚染して配向膜原料の質的低下をもたらすおそれがある。従って、第２実施形態例では、循環管及び原料供給容器を冷却ジャケットを用いて５℃に維持し、原料供給容器内部の水分を含有した空気をガス排出管を通して原料供給容器の外に排出し、低温の配向膜原料を印刷装置に供給する時には印刷に適した温度に昇温させるエージングユニットを備えることによって、配向膜原料の変質及び汚染を防止することができる装置が設置された配向膜印刷装置を開示する。

図４は、本発明の第２実施形態例にかかる配向膜印刷装置の概略的構成図であって、図３の配向膜印刷装置と同一な構成要素を一部省略して示した図面である。

図４を参照すると、配向膜印刷装置は、印刷に使用されずに廃液受け６０に捨てられる配向膜原料を収集するための集液容器７２と、集液容器７２に一端が連結され他端が原料供給容器４２に連結されて冷却ジャケットによって５℃の恒温に維持され、集液容器７２に収集された配向膜原料を原料供給容器４２に再移送するための循環管７４と、循環管７４の所定の位置に設置されて循環管７４を通して移送された廃液の移送時点及び移送量を自動で調節する第２自動バルブ７６とを含む。

原料供給容器４２は冷却ジャケットによって５℃の恒温に維持される。原料供給容器４２に入れられた配向膜原料溶液を移送するために、原料供給管４６の一側端は配向膜原料が入れられている原料供給容器４２に入っている。原料供給管４６の他端には原料供給容器４２から原料供給管４６を通して移送された液状の配向膜原料を注射するためのシリンジ４８が連結されている。原料供給管４６の一端には低温の配向膜原料を印刷に適した温度に昇温させるためのエージングユニット４７とエージングユニット４７への配向膜原料の供給時点及び供給量を調節する第３自動調節バルブ４５とが設置されている。

また、チェックバルブ形態の空気排出管４０が設置されている。原料供給容器４２には水分を含有した空気が存在するので、空気を原料供給容器４２の外部に排出させるためである。排出ガス調節のために、第４自動調節バルブ４１が設置されている。

原料供給容器４２に入れられた配向膜原料が原料供給管４６を通して移送されるようにするために、供給ガスを原料供給容器４２に吹き込む。このために高純度の窒素（Ｎ２）ガスが窒素ガス供給部（図示しない）からガス供給管４３を通して原料供給容器４２に供給される。窒素ガスが原料供給容器４２に供給される時に配向膜原料は原料供給管４６を通して移送される。

また、配向膜印刷は対象物が装着されている間にのみ遂行されるので、ガス供給管４３の所定の位置にはガスの供給時点及び供給量を調節するための第１自動バルブ４４が設置される。

シリンジ４８から注射される配向膜原料は回転するロールから構成される印刷装置によって基板に印刷される。即ち、多数のロールの表面に１次として配向膜原料が均一に塗布され、ロールの下部に移送されてきたガラス基板の表面に２次として印刷される。

印刷用ロールは、シリンジ４８から注射される配向膜原料を表面に塗布するアニロックスロール５４と、アニロックスロール５４に塗布された原料がアニロックスロール５４の表面に均一に付着するようにアニロックスロール５４と微細な間隔をおいて回転するドクタロール５６と、アニロックスロール５４及びドクタロール５６の相互回転によってアニロックスロール５４の表面に均一に塗布された原料を受けて配向膜が塗布される対象物、即ち液晶表示器用ガラス基板の表面に印刷する印刷ロール５８とを含む。

アニロックスロール５４の表面には供給された液膜を保有するための凹溝が形成されている。

印刷する間にアニロックスロール５４から印刷ロール５８に供給されなかった配向膜原料は、アニロックスロール５４の下側端から落下する。このため、アニロックスロール５４の下部端には集液容器７２が配設されている。集液容器７２に収集された廃液を原料供給容器４２に移送するための循環管７４が、集液容器７２及び原料供給容器４２に連結されている。循環管７４は、５℃に維持され、恒温維持のために冷却ジャケットで包み込まれている。循環管７４を通して原料供給容器４２に移送される配向膜原料の移送時点及び移送量を調節するための第２自動バルブ７６が、循環管７４の所定の位置に設置される。

また、集液容器７２の下部には、集液容器７２から溢れた廃液やアニロックスロール５４から集液容器７２を外れて落下する廃液を収集する廃液受け６０が配置されている。廃液受け６０は、廃液チューブ６８を通して廃液筒７０に連結される。

前記のように構成される配向膜印刷装置の印刷過程を図４に基づいて説明する。

まず、移送プレート６４に安置された配向膜の印刷のための対象物６６、例えば薄膜トランジスタ基板またはカラーフィルタ基板が、印刷ロール５８の下部に整列される。

第１自動バルブ４４が開いて窒素ガスがガス供給管４３を通して原料供給容器４２に供給されると、液体状態の配向膜原料は、配向膜原料供給容器４２から原料供給管４６を経由し、第３自動調節バルブ４５を経てエージングユニット４７で印刷に適した温度に昇温される。昇温された配向膜原料は原料供給管４６に沿ってシリンジ４８に伝達され、シリンジ４８のニードル５０によって回転しているドクタロール５６とアニロックスロール５４との間に滴下供給される。ここで、第１自動バルブ４４及び第３自動調節バルブ４５が開いている間は第２自動バルブ７６及び第４自動調節バルブ４１は閉じた状態である。

塗布液は２つのロール５６、５４の間で練られてアニロックスロール５４の表面上に均一な液膜を形成する。

アニロックスロール５４に均一に塗布された液膜は、印刷ロール５８に転写され、印刷ロール５８はアニロックスロール５４から転写された液膜を基板６６の表面に印刷する。

前記過程で１回のディスペンシングが完了すると、第３自動バルブ４４は閉じ、第２自動バルブ７６及び第４自動調節バルブ４１は開く。これによって、アニロックスロール５４から印刷ロール５８に転写されずに集液容器７２に落下した液膜は循環管７４及び第２自動バルブ７６を通して原料供給容器４２に回収される。この時、第４自動調節バルブ４１は原料供給容器４２内の空気を除去するために開かれた状態である。

前記第２実施形態例によると、印刷に使用されずに収集される廃配向膜原料の変質及び汚染を防止することができると共に廃配向膜によって発生する環境汚染が防止される。

＜第３実施形態例＞
一方、第１実施形態例で提示された装置は、再収集される配向膜原料の純度を確認することができないので、原料供給容器に最初に入れられた原料と使用後に収集された原料との混合によって供給原料の純度が低下するおそれがある。従って、第３実施形態例では、集液容器に収集された配向膜の純度を確認することができる装置が設置された配向膜印刷装置を開示する。

図５は、本発明の第３実施形態例による配向膜印刷装置の概略的構成図であって、図３または４の配向膜印刷装置と同一な構成要素を一部省略して示した図面である。

図５を参照すると、配向膜印刷装置は、印刷に使用されずに廃液受け６０に捨てられる配向膜原料を収集するための集液容器７２内に設置されて収集された液状原料の純度を確認するための純度測定センサ８２を含む。純度測定センサ８２は、集液容器７２に収集された配向膜原料を廃液筒７０に送るか原料供給容器４２に送るかを、入力された配向膜の純度値に基づいて判断する制御手段であるマイクロプロセッサ８４に連結される。集液容器７２の一端には分離装置８６が設置される。分離装置８６は、マイクロプロセッサ８４の制御信号によって集液容器７２に収集された配向膜原料を、廃液筒７０または原料供給容器に移送するように、集液容器７２から移送された配向膜原料を分離排出する。

分離装置８６の一側の排出口には、分離された配向膜原料を廃液筒７０に移送するための廃液チューブ８８が連結され、他側の排出口には分離された配向膜原料を原料供給容器４２に移送するための循環管７４が連結される。循環管７４の所定の位置には自動バルブ（第２自動バルブ）７６が設置されて集液容器７２から原料供給容器４２に移送される配向膜原料の移送時点及び移送量を調節する。

図示してはいないが、原料供給容器に窒素ガスを供給するガス供給管と窒素ガスの供給量及び供給時点を調節する第１自動バルブとの構成は第１実施形態例と同一である。

前記のように構成される配向膜印刷装置の印刷過程を図５に基づいて説明する。

まず、第１自動バルブ（図示しない）が開いて窒素ガスがガス供給管（図示しない）を通して原料供給容器（図示しない）に供給されると、液状の配向膜原料は配向膜原料供給容器から供給管（図示しない）を経由してシリンジ（図示しない）のニードル（図示しない）を通して回転しているドクタロールとアニロックスロール５４との間に滴下供給される。ここで、第１自動バルブが開いている間は第２自動バルブ７６は閉じた状態である。

塗布液は２つのロールの間で練られてアニロックスロール５４の表面上に均一な液膜を形成する。

アニロックスロール５４に均一に塗布された液膜は、印刷ロール（図示しない）に転写される。印刷ロールは、アニロックスロール５４から転写された液膜を基板の表面に印刷する。

前記過程で１回のディスペンシングが完了すると、第１自動バルブは閉じて第２自動バルブ７６は開く。

ここで、アニロックスロール５４から印刷ロールに転写されずに集液容器７２に落下した液膜の純度は、純度測定センサ８２によって測定される。測定された純度はマイクロプロセッサ８４に入力される。マイクロプロセッサ８４は、入力された純度が再使用のための許容値以上であれば、分離装置８６の原料供給容器に連結された排出口を開放する。

排出口の開放により、集液容器に収集された液膜は循環管７４を通して原料供給容器に移送される。

一方、純度測定センサ８２からマイクロプロセッサ８４に入力された純度値が許容値未満であれば、マイクロプロセッサ８４の制御信号によって分離装置８６の廃液筒７０に連結された排出口が開放される。これによって、集液容器に収集された液膜８０は、廃液チューブ８８を通して廃液筒７０に移送される。

第３実施形態例によると、印刷のためにアニロックスロール５４に供給されても印刷に使用されずに集液容器に収集された液膜の純度測定が行われた後で再使用が決定されるので、収集された原料と使用されていない原料との混合による配向液の質の低下を防止する。その結果、純度低下による配向膜の不良が防止される。第３実施形態例においても、第２実施形態例と同様に、循環管７４及び原料供給容器４２を冷却ジャケットで包み込んで５℃以下の恒温を維持し、ガス排出管４０を設置して原料供給容器内の水分を含有した空気を原料供給容器４２の外部に排出させ、印刷時にはエージングユニット４７を使用して昇温させると、配向液の質の低下をさらに防止することができる。

＜第４実施形態例＞
一方、第３実施形態例で提示された装置は、再収集された配向膜原料と新たな配向膜原料との混合による純度低下を防止することはできるが、第１実施形態例に比べて配向膜原料の再使用率が低い。従って、第４実施形態例は第３実施形態例の長所に加えて収集された配向膜原料の再使用率をより効果的に向上させることができる配向膜印刷装置を提供する。

図６は、本発明の第４実施形態例に係る配向膜印刷装置の概略的構成図であって、図３の配向膜印刷装置と同一な構成要素を一部省略して示した図面である。

図６を参照すると、配向膜印刷装置は、印刷に使用されずに廃液受け６０に捨てられる配向膜原料を１次収集するための第１集液容器７２内に設置されて収集された液状原料の純度を確認するための第１純度測定センサ８２と、収集された液状原料を１次分離するための１次分離装置８６と、１次分離装置８６から排出された純度の低い原料をフィルタリングするフィルタ９０と、フィルタ９０によってフィルタリングされた原料を収集する第２集液容器９２と、第２集液容器９２内に設置されて２次収集された原料の純度を測定する第２純度測定センサ９６と、第２集液容器９２に収集された原料９４を原料供給容器または廃液筒１０６に分離排出する第２分離装置１００とを含む。

第１純度測定センサ８２及び第２純度測定センサ９６は、制御手段であるマイクロプロセッサ８４に連結される。マイクロプロセッサ８４は、第１、第２純度測定センサ８２、９６から入力された配向膜の純度値に基づいて、第１、第２集液容器７２、９２に収集された配向膜原料を廃液筒１０６に送るか、それとも原料供給容器に送るかを判断し、第１、第２分離装置８６、１００を制御する。

第１分離装置８６は、マイクロプロセッサ８４の制御信号によって第１集液容器７２に収集された配向膜原料をフィルタ９０または原料供給容器に移送するように、第１集液容器７２から移送された配向膜原料を分離排出する。第２分離装置１００は、マイクロプロセッサ８４の制御信号によって第２集液容器９２に収集された配向膜原料を、廃液筒１０６または原料供給容器に移送するように、第２集液容器９２から移送された配向膜原料を分離排出する。

第１分離装置８６の一側の排出口には分離された配向膜原料をフィルタ９０に移送するための廃液チューブ８８が連結され、他側の排出口には分離された配向膜原料を原料供給容器４２に移送するための循環管７４が連結される。循環管７４の所定の位置には自動バルブ（第２自動バルブ）７６が設置され、第１集液容器７２から原料供給容器４２に移送される配向膜原料の移送時点及び移送量を調節する。

第２分離装置１００の一側の排出口には、分離された配向膜原料を廃液筒１０６に移送するための廃液チューブ１０４が連結され、他側の排出口には分離された配向膜原料を原料供給容器４２に移送するための２次循環管１０８が連結される。前記２次循環管１０８は、１次分離装置の循環管７４と連通するように第１分離装置８６と第２自動バルブ７６との間に連結される。

図示してはいないが、原料供給容器に窒素ガスを供給するガス供給管及び窒素ガスの供給量及び供給時点を調節する第１自動バルブの構成は第１実施形態例と同一である。

前記のように構成される配向膜印刷装置の印刷過程を図６に基づいて説明する。

まず、配向膜を塗布する過程は第１実施形態例ないし第３実施形態例と同一であるのでここではその説明を省略する。

１回のディスペンシングが完了すると、第１自動バルブは閉じて第２自動バルブ７６が開く。

ここで、アニロックスロール５４から印刷ロールに転写されずに第１集液容器７２に落下した液膜の純度が、第１純度測定センサ８２によって測定される。測定された純度はマイクロプロセッサ８４に入力される。マイクロプロセッサ８４は、入力された純度が再使用のための許容値以上であれば、第１分離装置８６の原料供給容器に連結された排出口を開放する。

排出口の開放によって、第１集液容器７２に収集された液膜は循環管７４を通して原料供給容器に移送される。

一方、第１純度測定センサ８２からマイクロプロセッサ８４に入力された純度値が許容値未満であれば、マイクロプロセッサ８４の制御信号によって第１分離装置８６の他の排出口が開放される。第１集液容器７２に収集された配向液の廃液８０は、廃液チューブ８８を通してフィルタ９０でフィルタリングされる。

フィルタ９０を通過した原料は第２集液容器９２に収集される。第２純度測定センサ９６は収集された原料の純度を測定する。第２純度測定センサ９６で測定された純度値は、マイクロプロセッサ８４に入力される。マイクロプロセッサ８４は、入力された純度値が許容値以上であれば排出口を開放し、第２集液容器９２に収集された原料を２次循環管１０８を通して原料供給容器に移送する。入力された純度値が許容値未満であれば、他の排出口を開放し、第２集液容器９２に収集された原料を廃液チューブ９８及び排出管１０４を通して廃液筒１０６に排出する。

第４実施形態例によると、印刷のためのアニロックスロール５４に供給されても印刷に使用されずに集液容器に収集された液膜の純度測定が行われた後で再使用が決定されるので、収集された原料と使用されていない原料との混合による配向膜の質の低下を防止する。その結果、純度低下による配向膜不良が防止される。第４実施形態例でも第２実施形態例と同様に、循環管７４、１０８及び原料供給容器４２を冷却ジャケットで包み込んで５℃以下の恒温を維持し、ガス排出管４０を設置して原料供給容器内の水分を含有した空気を原料供給容器４２の外部に排出させ、印刷時にはエージングユニット４７を使用して昇温させることによって配向液の質の低下をさらに防止することができる。

４０ 空気排出管
４１ 第４自動調節バルブ
４２ 原料供給容器
４３ ガス供給管
４４ 第１自動バルブ
４５ 第３自動調節バルブ
４６ 原料供給管
４７ エージングユニット
４８ シリンジ
５０ ニードル
５４ アニロックスロール
５６ ドクタロール
５８ 印刷ロール
６０ 廃液受け
６４ 移送プレート
６６ 対象物
６８ 廃液チューブ
７０、１０６ 廃液筒
７２ 集液容器
７４、１０８ 循環管
７６ 第２自動バルブ
８２ 第１純度測定センサ
８４ マイクロプロセッサ
８６ 分離装置（第１分離装置）
８８、９８ 廃液チューブ
９０ フィルタ
９２ 第２集液容器
９４ 原料
９６ 第２純度測定センサ
１００ 第２分離装置
１０４ 移送管（排出管）

Claims (11)

1. （ａ）配向膜原料が入っている原料供給容器と、
   （ｂ）一端は前記原料供給容器と連結され他端はシリンジと連結されて配向膜原料をシリンジに移送する原料供給管と、
   （ｃ）前記原料供給管を通して移送された原料を印刷手段に供給するシリンジと、
   （ｄ）前記原料供給手段から供給される原料を対象物の表面に印刷する印刷手段と、
   （ｅ）前記印刷に使用されなかった配向液の廃液を収集する第１集液容器と、
   （ｆ）前記第１集液容器内に設けられ、収集された配向液の廃液の純度を検知する第１配向液純度測定手段と、
   （ｇ）前記第１集液容器から排出された配向液の廃液をフィルタリングするフィルタと、
   （ｈ）前記フィルタを通過した配向液を収集する第２集液容器と、
   （ｉ）前記第２集液容器内に設置されてフィルタリングされた配向液の純度を検知する第２配向液純度測定手段と、
   （ｊ）前記第１、第２配向液純度測定手段から入力された配向液の純度値によって前記第１、第２集液容器に収集された配向液の廃液を再使用するかまたは廃棄するかを制御する制御手段と、
   （ｋ）前記制御手段の制御信号によって前記第１、第２集液容器から前記原料供給容器に前記配向液の廃液を移送する移送手段と、
   を含むことを特徴とする配向膜印刷装置。
2. 前記移送手段は、
   前記第１集液容器の一端に連結されて前記制御手段の制御信号に従って前記集液容器から移送された前記配向液の廃液を分離排出する第１分離手段と、
   前記第１分離手段の一端に連結されて前記第１分離手段から移送された前記配向膜原料を前記原料供給容器に送る第１移送管と、
   前記第１移送管の所定の部分に設置されて前記第１集液容器から前記原料供給容器に移送される前記廃配向膜原料の移送時点及び移送量を調節する配向膜原料調節バルブと、
   前記第２集液容器の一端に連結されて前記制御手段の制御信号に従って前記第２集液容器から移送された前記配向液の廃液を分離排出する第２分離手段と、
   前記第２分離手段の一端に連結されて前記第２分離手段から移送された前記配向膜原料を前記原料供給容器に送る第２移送管と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の配向膜印刷装置。
3. 前記第２移送管は、前記第１分離手段と前記配向膜調節バルブとの間の所定の位置で前記第１移送管と連通することを特徴とする、請求項２に記載の配向膜印刷装置。
4. 前記原料供給容器、前記第１移送管及び／または前記第２移送管は、低温維持装置によって２０℃以下の低温に維持され、
   前記原料供給手段は、
   前記原料供給管の所定の部分に設置されて配向膜原料の温度を印刷に適した温度に昇温させるエージングユニットと、
   前記エージングユニットに供給される配向膜原料の供給時点及び供給量を調節するためのバルブとをさらに含むことを特徴とする、請求項２または３に記載の配向膜印刷装置。
5. 前記原料供給容器、前記第１移送管及び／または前記第２移送管の温度が５℃であることを特徴とする、請求項４に記載の配向膜印刷装置。
6. 前記低温維持装置は冷却ジャケットであることを特徴とする、請求項４に記載の配向膜印刷装置。
7. 前記原料供給手段は、前記原料供給容器内に存在するガスの排出のためのガス排出管と、排出されるガスの排出時点及び排出量を調節するためのバルブとをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の配向膜印刷装置。
8. 前記原料供給手段は、前記原料供給容器に配向膜原料及び不活性ガスを供給するためのガス供給手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の配向膜印刷装置。
9. 前記ガス供給手段は、
   ガス供給部と、
   前記ガス供給部から供給されるガスを前記原料供給手段に移送するガス移送管と、
   前記ガス移送管の所定の位置に設置されて前記ガスの供給時点及び供給量を調節するガス調節用バルブと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の配向膜印刷装置。
10. 前記ガスは窒素ガスであることを特徴とする、請求項８または９に記載の配向膜印刷装置。
11. 前記配向膜原料調節用バルブ及び前記窒素ガス調節用バルブは前記制御手段に連結され、前記制御手段の制御信号によって開閉程度が調節される自動バルブであることを特徴とする、請求項９に記載の配向膜印刷装置。

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