JP2010085830A - カラーフィルタの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基準パターンが形成された複数のフィルタ形成領域が所定間隔を開けて長手方向に並べられたフィルム材を使用して連続的にカラーフィルタの製造を行うことができるカラーフィルタの製造装置を提供する。
【解決手段】カラーフィルタの製造装置１は、互いに隣接する二つのフィルタ形成領域１１の側方に位置し、これら二つのフィルタ形成領域１１を跨ぐようにして長手方向に延びるアライメントマーク１５が設けられたフィルム材２を使用する。そして、カラーフィルタの製造装置１は、ローラ３ａ、３ｂにて搬送された状態のフィルム材２をＣＣＤカメラ３１で撮像し、その撮像した画像に基づいて基準パターン１１及びアライメントマーク１５の少なくともいずれか一方を検出する画像処理部３４と、検出した基準パターン１１及びアライメントマーク１５に基づいて露光装置５の位置を調整するように指示を出す主制御部３５と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネル等に用いられるカラーフィルタの製造装置に関する。

基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを基板の移動中に撮像する撮像手段と、撮像したパターンエッジの画像に基づき基板の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出し、この基準位置に基づき基準パターンが露光開始位置に移動された時にマスクの位置調整を行う制御装置と、を備えたスキャン露光装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２９２９５５号公報

特許文献１のスキャン露光装置では、基準パターンが形成されている領域において基準パターンに基づいて露光装置の位置が調整される。このため、露光装置の位置調整にあたり、基準パターンの他に位置決めの基準となるアライメントマークを設ける必要がない。しかし、基準パターンが形成された複数のフィルタ形成領域が所定間隔を開けて長手方向に並べられたフィルム材を使用した場合には、その領域間には基準パターンが存在しないため、あるフィルタ形成領域から次のフィルタ形成領域に移る間に露光装置の位置を調整することができずに露光装置の位置がずれる可能性がある。

そこで、本発明は、基準パターンが形成された複数のフィルタ形成領域が所定間隔を開けて長手方向に並べられたフィルム材を使用して連続的にカラーフィルタの製造を行うことができるカラーフィルタの製造装置を提供することを目的とする。

本発明のカラーフィルタの製造装置は、基準パターン（１２）が形成された複数のフィルタ形成領域（１１）が所定間隔を開けて長手方向に並べられ、前記フィルタ形成領域にレジストが塗布されたフィルム材（２）を長手方向に沿って搬送する搬送手段（３ａ、３ｂ）と、前記フィルタ形成領域の所定位置に光を照射して前記レジストを露光する露光手段（５）と、を備えたカラーフィルタの製造装置において、前記フィルム材には、互いに隣接する二つの前記フィルタ形成領域の側方に位置し、これら二つの前記フィルタ形成領域を跨ぐようにして長手方向に延びるアライメントマーク（１５）が設けられており、前記搬送手段にて搬送された状態の前記フィルム材から前記基準パターン及び前記アライメントマークの少なくともいずれか一方を検出する位置情報検出手段（６、３４）と、前記位置情報検出手段が検出した前記基準パターン及び前記アライメントマークに基づいて前記露光手段の位置を制御する位置制御手段（２６、３５）と、を更に備えることにより上記課題を解決する。

このカラーフィルタの製造装置によれば、搬送手段にて搬送された状態のフィルム材から基準パターン及びアライメントマークの少なくともいずれか一方が検出され、検出された基準パターン及びアライメントマークに基づいて露光手段の位置が制御される。フィルム材には二つのフィルタ形成領域を跨ぐようにアライメントマークが設けられている。このため、あるフィルタ形成領域と次のフィルタ形成領域との間では、アライメントマークを検出することができるので、アライメントマークに基づいて露光手段の位置を調整することができる。一方、フィルタ形成領域では、基準パターンを検出することができるので、基準パターンに基づいて露光手段の位置を調整することができる。このため、一のフィルタ形成領域から次のフィルタ形成領域に移る際に位置を見失うことなく、次のフィルタ形成領域の露光に移ることができる。また、フィルタ形成領域が移動する度にフィルム材の搬送を停止しなくてよいので、複数のフィルタ形成領域が所定間隔を開けて長手方向に並べられたフィルム材を使用して連続的にカラーフィルタの製造を行うことができる。

この態様において、基準パターンに基づく露光手段の位置調整とアライメントマークに基づく露光手段の位置調整とは、フィルム材の搬送状態に応じて行えばよい。例えば、前記基準パターンに基づいて前記フィルタ形成領域で行う前記露光手段に対する位置の制御と、前記アライメントマークに基づいて前記フィルタ形成領域間で行う前記露光手段に対する位置の制御と、を前記フィルム材の搬送状態に応じて切り替えてもよい。

本発明のカラーフィルタの製造装置の一態様において、前記フィルム材には、前記フィルタ形成領域毎に切り替え開始マーク（１６）と切り替え終了マーク（１７）とが前記フィルタ形成領域の側方の所定位置に設けられ、前記位置情報検出手段は、前記搬送手段にて搬送された状態の前記フィルム材から前記切り替え開始マーク及び前記切り替え終了マークを検出し、前記位置制御手段は、前記位置情報検出手段が前記切り替え開始マークを検出した場合には、前記基準パターンに基づく前記露光手段の位置の制御を開始し、前記位置情報検出手段が前記切り替え終了マークを検出した場合には、前記基準パターンに基づく前記露光手段の位置の制御を終了してもよい。この場合、切り替え開始マークと切り替え終了マークとを検出することによって基準パターンに基づく露光手段の位置の制御開始とその終了とを適切なタイミングで行うことができる。

この態様において、前記切り替え開始マークと前記切り替え終了マークとは、前記アライメントマーク上に設けられてもよい。この場合、アライメントマーク上に前記切り替え開始マークと前記切り替え終了マークとが設けられているので、アライメントマークの検出にともない切り替え開始マーク及び切り替え終了マークを検出することができる。

本発明のカラーフィルタの製造装置の一態様において、前記フィルム材には、二つの前記アライメントマークが前記フィルタ形成領域の両側方に互いに平行に設けられ、前記位置情報検出手段は、前記搬送手段にて搬送された状態の前記フィルム材から前記フィルタ形成領域の両側方に設けられた二つの前記アライメントマークを検出し、前記位置制御手段は、前記位置情報検出手段が検出した二つの前記アライメントマークから二つの前記アライメントマークの中心線を算出し、前記中心線に基づいて前記露光手段の位置を制御してもよい。この場合、位置制御手段によって二つのアライメントマークの中心線が算出され、その中心線に基づいて露光手段の位置が制御される。このため、あるフィルタ形成領域から次のフィルタ形成領域に移る間においてフィルム材にフィルタ形成領域の中央を中心とする回転方向のずれが生じても、そのずれに対応して露光手段の位置を制御することができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書き
にて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上説明したように、本発明のカラーフィルタの製造装置によれば、フィルム材を搬送しながら、あるフィルタ形成領域と次のフィルタ形成領域との間では、アライメントマークに基づいて露光手段の位置を調整することができ、フィルタ形成領域では、基準パターンに基づいて露光手段の位置を調整することができる。このため、一のフィルタ形成領域から次のフィルタ形成領域に移る際に位置を見失うことなく、次のフィルタ形成領域の露光に移ることができる。また、フィルタ形成領域が移動する度にフィルム材の搬送を停止しなくてよいので、基準パターンが形成された複数のフィルタ形成領域が所定間隔を開けて長手方向に並べられたフィルム材を使用して連続的にカラーフィルタの製造を行うことができる。

図１は、本発明の一形態に係るカラーフィルタの製造装置を示している。図１に示すように、カラーフィルタの製造装置１は、フィルム材２を搬送する搬送手段としてのローラ３ａ、３ｂと、露光手段としての露光装置５と、撮像装置６と、を備えている。ローラ３ａ、３ｂはいずれも同様の構成で、フィルム材２を挟んで保持しながら搬送することができる。フィルム材２は、ローラ３ａ、３ｂによって、矢印７方向に搬送される。ローラ３ａ、３ｂは、搬送コントローラ８によって搬送速度、方向、搬送の開始、停止等の動作が制御される。また、フィルム材２は、搬送経路においてステージ９によって支持されている。

図２はフィルム材２の平面図である。図２に示すように、フィルム材２には、長方形状の複数のフィルタ形成領域１１が所定間隔を開けて並べられている。各フィルタ形成領域１１には、基準パターン１２が形成されている。この基準パターン１２は、いわゆるブラックマトリクスパターンとして構成されている。基準パターン１２には長方形状の枠１３と枠１３内に枠１３の長辺に平行な換言すればフィルム材２の長手方向に平行な複数の水平パターン１４とが設けられるとともに、レジストが塗布されている。また、フィルム材２に形成されたフィルタ形成領域１１の側方には、長手方向の一端から他端にわたり長手方向に延びるアライメントマーク１５が設けられている。

図３はフィルタ形成領域１１及びアライメントマーク１５の拡大図である。図３に示すように、アライメントマーク１５上には、それぞれ機能の異なる切り替え開始マーク１６と、切り替え終了マーク１７とが、フィルタ形成領域１１毎に設けられている。切り替え開始マーク１６は、搬送方向に対してフィルタ形成領域１１の手前の搬送速度に応じた所定位置に設けられ、切り替え終了マーク１７は、搬送方向に対してフィルタ形成領域１１が終わる手前の搬送速度に応じた所定位置に設けられている。フィルム材２にはアライメントマーク１５の延長線上に不図示のリセットマークが更に設けられている。切り替え開始マーク１６と切り替え終了マーク１７とは同様の形状をしているが、リセットマークによって切り替え開始マーク１６及び切り替え終了マーク１７のカウントをリセットすることにより、奇数番目を切り替え開始マーク１６として、偶数番目を切り替え終了マーク１７としてそれぞれ識別することができる。

露光装置５は、ステージ９の上方に設けられ、不図示の開口を有したマスク２０と、マスク２０を支持するマスクステージ２１と、レンズ２２と、ランプ２３とを有している。ランプ２３はレンズ２２を介して光２４を照射する。その光２４はマスク２０の開口を通してステージ９上にあるフィルム材２に照射される。これにより、レジストはマスク２０の開口の形状と対応した形状に露光される。基準パターン１２の水平パターン１４間に塗布されたレジストを露光して着色層を形成するために、マスク２０の開口は、水平パターン１４間に形成される隙間と一致する四角形状に形成されている。ランプ２３はフラッシュ露光として構成されており、ランプ電源部２５によって光の照射動作とその停止動作とが制御される。

マスクステージ２１は、フィルム材２と平行な平面内を、フィルム材２の長手方向と平行なＸ軸方向と、長手方向と垂直なＹ軸方向と、マスク２０の中央を中心とする回転方向とに移動可能である。そして、マスクステージ２１によって支持されているマスク２０もマスクステージ２１とともに移動可能である。マスクステージ２１は、不図示の駆動手段によって駆動され、駆動手段はマスクステージコントローラ２６によって動作が制御される。

撮像装置６は、画像認識用照明２８と、ダイクロックミラー３０と、ＣＣＤカメラ３１とを有している。画像認識用照明２８はステージ９の下方に設けられ、フィルム材２を下から照明する。そして、ダイクロックミラー３０は、レンズ２２とマスク２０との間に設けられ、下方から画像認識用照明２８によって照明されたフィルム材２の画像を反射する。また、ＣＣＤカメラ３１はマスクステージ２１上に設けられ、ダイクロックミラー３０が反射した画像を撮像する。ＣＣＤカメラ３１はマスクステージ２１とフィルム材２との間に設けられたシャッター３２の指示に従ってフィルム材２の画像を撮像する。シャッター３２はシャッターコントローラ３３によって動作が制御される。ＣＣＤカメラ３１が撮像した画像は画像処理部３４に送られる。ＣＣＤカメラ３１が撮像した画像に基づき画像処理部３４によって、切り替え開始マーク１６、切り替え終了マーク１７、アライメントマーク１５及び基準パターン１２の検出が行われる。撮像装置６と、画像処理部３４とが連携することによって撮像装置６と画像処理部３４との組み合わせが本発明に係る位置情報検出手段として機能する。

マスクステージ２１上に設けられたＣＣＤカメラ３１に加え、ランプ２３、レンズ２２、ダイクロックミラー３０もマスクステージ２１と一体となって移動可能に設けられており、これらもマスクステージ２１の移動にともない移動する。

主制御部３５は、搬送コントローラ８、ランプ電源部２５、マスクステージコントローラ２６、シャッターコントローラ３３、及び画像処理部３４に接続され、それらの動作の制御を所定のプログラムに従って実行するコンピュータとして構成される。図４は、主制御部３５が実行するマスクステージ２１の位置制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

図４のルーチンを実行する前に、まずフィルム材２のリセットマークがステージ９上で初期位置にくるようにフィルム材２をローラ３ａ、３ｂにセットする。その状態で搬送開始指示を与えると主制御部３５は、フィルム材２からリセットマークを検出し、切り替え開始マーク１６及び切り替え終了マーク１７のカウントをリセットする。その後、搬送開始指示に基づいてフィルム材２が所定速度で搬送方向７に向かって搬送されるように搬送コントローラ８に指示を出し、ローラ３ａ、３ｂは搬送を開始する。また、主制御部３５は搬送されている状態のフィルム材２の画像を搬送速度に応じた頻度でＣＣＤカメラ３１が撮像するようにシャッターコントローラ３３に指示を出す。そして、図４のルーチンがスタートする。

図４の制御ルーチンでは、ステップＳ１においてＣＣＤカメラ３１が撮像した画像に基づきアライメントマーク１５を検出するように画像処理部３４に指示を出す。ステップＳ２では、検出されたアライメントマーク１５上に切り替え開始マーク１６が検出されるか否か判定する。この判定が否定的判定の場合は、ステップＳ３に進み、マスク２０に予め設定された基準位置とアライメントマーク１５との距離を算出し、この距離が所定距離となるようにマスクステージコントローラ２６に指示を出し、マスクステージ２１の位置を調整して今回のルーチンを終了する。マスク２０に予め設定された基準位置とアライメントマーク１５との距離の算出は周知の技術を適用すればよい。

一方、ステップＳ２の判定が肯定的判定の場合には、ステップＳ４に進み、基準パターン１２の位置を検出しつつ、マスク２０の開口と基準パターン１２の位置とが一致するようにマスクステージコントローラ２６に指示を出し、マスクステージ２１の位置を調整する。続くステップＳ５では、アライメントマーク１５上に切り替え終了マーク１７が検出されるか否か判定する。この判定が否定的判定の場合は、ステップＳ４の処理に戻り、肯定的判定の場合は、今回のルーチンを終了する。主制御部３５は図４の制御ルーチンを所定周期で繰り返し行う。

マスクステージ２１の位置調整にともない、マスクステージ２１と一体となって移動可能なマスク２０、カメラ３１、ランプ２３、レンズ２２、ダイクロックミラー３０の位置も調整される。そして、主制御部３５とマスクステージコントローラ２６とが連携することによって、これらの組み合わせが本発明に係る位置制御手段として機能する。

また、主制御部３５は、画像処理部３４によって検出された基準パターン１２に基づいて、基準パターン１２がランプ２３の光２４の照射範囲内に入る所定位置に来たときにランプ２３から光２４が照射されるようにランプ電源部２５に指示を出す。基準パターン１２はフィルタ形成領域１１に設けられているため、この指示によってランプ２３はフィルタ形成領域の所定位置に光２４を照射することができるので、そこに塗布されたレジストを露光することができる。そして、上記指示はすべてフィルム材２を搬送しながら行えるため、主制御部３５はこれらの指示を行う間もフィルム材２の搬送を継続させるように搬送コントローラ８に指示を出している。

この形態によれば、フィルタ形成領域１１では、基準パターン１２に基づいてマスクステージ２１の位置が調整される一方、あるフィルタ形成領域１１と次のフィルタ形成領域１１との間では、アライメントマーク１５が検出され、アライメントマーク１５に基づいてマスクステージ２１の位置が調整される。つまり、フィルム材２の搬送状態に応じて、フィルタ形成領域１１では、基準パターン１２に基づいてマスクステージ２１の位置が調整され、フィルタ形成領域１１間では、アライメントマーク１５に基づいてマスクステージ２１の位置が調整される。このため、あるフィルタ形成領域から次のフィルタ形成領域に移る際に位置を見失うことなく、次のフィルタ形成領域１１の露光に移ることができる。また、フィルタ形成領域１１が移動する度にフィルム材２の搬送を停止しなくてよいので、連続的にカラーフィルタの製造を行うことができる。更に、アライメントマーク１５上には搬送速度に応じた所定位置に切り替え開始マーク１６と切り替え終了マーク１７とが設けられているので、切り替え開始マーク１６と切り替え終了マーク１７とを検出することによって、基準パターン１２に基づく位置調整の開始と終了とを適切に行うことができる。また、アライメントマーク１５上に切り替え開始マーク１６と切り替え終了マーク１７とが設けられているので、アライメントマーク１５の検出にともない切り替え開始マーク１６及び切り替え終了マーク１７を検出することができる。

本発明は、上記の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上記の形態では、フィルム材２に長手方向の一端から他端にわたり長手方向に延びるアライメントマーク１５が設けられているが、これに限定されるものではなく、二つのフィルタ形成領域１１を跨ぐようにアライメントマーク１５が設けられていれば途中で途切れていてもよい。また、アライメントマーク１５上に切り替え開始マーク１６と切り替え終了マーク１７とが設けられているが、フィルタ形成領域１１の周辺でＣＣＤカメラ３１によって撮像できる範囲であれば必ずしもアライメントマーク１５上に設けられていなくてもよい。また、ＣＣＤカメラ３１もこれに限定されるものではなく、フィルム材２の画像を撮像できる限りにおいて種々の形態を採用することができる。また、フラッシュ露光として構成されるランプに限定されるものではなく、ランプから光を照射し続ける単純スキャン露光として構成されてもよい。

また、切り替え開始マーク１６と切り替え終了マーク１７とを省略してもよい。この場合、図４のステップＳ２において基準パターン１２のエッジが検出されるか否かを判定し、肯定的判定の場合にはステップＳ４に進み、否定的判定の場合にはステップＳ３に進む構成でもよい。また、この場合の図４におけるステップＳ５では基準パターン１２のエッジが検出されるか否かを判定し、否定的判定の場合にはステップＳ４に戻り、肯定的判定の場合にはルーチンを終了する構成とすればよい。

また、アライメントマーク１５をフィルタ形成領域１１の両側方に互いに平行に設けてもよい。この場合には、位置情報検出手段によって検出した二つのアライメントマークから中心線を算出することによって、その中心線に基づき露光手段の位置が調整される。このため、あるフィルタ形成領域から次のフィルタ形成領域に間においてフィルタ形成領域の中央を中心とする回転方向のずれが生じても、そのずれに対応して露光手段の位置を調整することができる。

本発明の一形態に係るカラーフィルタの製造装置を示す図。 フィルム材の平面図。 フィルタ形成領域及びアライメントマークの拡大図。 本発明に係る主制御部が実行するマスクステージの位置制御ルーチンの一例を示すフローチャート。

符号の説明

１ カラーフィルタの製造装置
２ フィルム材
３ａ、３ｂ ローラ（搬送手段）
５ 露光装置（露光手段）
６ 撮像装置
１１ フィルタ形成領域
１２ 基準パターン
１５ アライメントマーク
２６ マスクステージコントローラ
３４ 画像処理部
３５ 主制御部

Claims (5)

1. 基準パターンが形成された複数のフィルタ形成領域が所定間隔を開けて長手方向に並べられ、前記フィルタ形成領域にレジストが塗布されたフィルム材を長手方向に沿って搬送する搬送手段と、前記フィルタ形成領域の所定位置に光を照射して前記レジストを露光する露光手段と、を備えたカラーフィルタの製造装置において、
   前記フィルム材には、互いに隣接する二つの前記フィルタ形成領域の側方に位置し、これら二つの前記フィルタ形成領域を跨ぐようにして長手方向に延びるアライメントマークが設けられており、
   前記搬送手段にて搬送された状態の前記フィルム材から前記基準パターン及び前記アライメントマークの少なくともいずれか一方を検出する位置情報検出手段と、前記位置情報検出手段が検出した前記基準パターン及び前記アライメントマークに基づいて前記露光手段の位置を制御する位置制御手段と、を更に備えることを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
2. 前記基準パターンに基づいて前記フィルタ形成領域で行う前記露光手段に対する位置の制御と、前記アライメントマークに基づいて前記フィルタ形成領域間で行う前記露光手段に対する位置の制御と、を前記フィルム材の搬送状態に応じて切り替える請求項１に記載のカラーフィルタの製造装置。
3. 前記フィルム材には、前記フィルタ形成領域毎に切り替え開始マークと切り替え終了マークとが前記フィルタ形成領域の側方の所定位置に設けられ、
   前記位置情報検出手段は、前記搬送手段にて搬送された状態の前記フィルム材から前記切り替え開始マーク及び前記切り替え終了マークを検出し、
   前記位置制御手段は、前記位置情報検出手段が前記切り替え開始マークを検出した場合には、前記基準パターンに基づく前記露光手段の位置の制御を開始し、前記位置情報検出手段が前記切り替え終了マークを検出した場合には、前記基準パターンに基づく前記露光手段の位置の制御を終了する請求項１又は２に記載のカラーフィルタの製造装置。
4. 前記切り替え開始マークと前記切り替え終了マークとは、前記アライメントマーク上に設けられた請求項３に記載のカラーフィルタの製造装置。
5. 前記フィルム材には、二つの前記アライメントマークが前記フィルタ形成領域の両側方に互いに平行に設けられ、
   前記位置情報検出手段は、前記搬送手段にて搬送された状態の前記フィルム材から前記フィルタ形成領域の両側方に設けられた二つの前記アライメントマークを検出し、
   前記位置制御手段は、前記位置情報検出手段が検出した二つの前記アライメントマークから二つの前記アライメントマークの中心線を算出し、前記中心線に基づいて前記露光手段の位置を制御する請求項１〜４のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造装置。

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