JP3902335B2 - 感光性樹脂プレート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＣＤパネル（ｐａｎｅｌ）用ガラス（ｇｌａｓｓ）上にポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）配向膜を印刷するため使用される感光性樹脂プレート（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｎ ｐｌａｔｅ）に係り、より詳細には、ＡＰＲプレートを利用してガラス上にポリイミドパターンを印刷する場合パターンのエッジ部にポリイミドが固化することを防止するＡＰＲプレート及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近高品位ＴＶ（ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴＶ：ＨＤＴＶ）等の新しい尖端映像器機が開発されることによって、平板表示器に対する要求が拡大されている。ＬＣＤは平板表示器の代表的な技術でＥＬＤ（ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（ｖａｃｕｕｍ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）等が解決できなかった カラー化、低電力及び高速化等を実現している。
【０００３】
ＬＣＤは受動形と能動形の二つの形態がある。能動形ＬＣＤは各画素を薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ： ＴＦＴ）のような能動素子が制御するようになっており、応答速度と視野角と色再現性及びコントラスト比（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｒａｔｉｏ）において、能動形ＬＣＤより優れて１００万画素以上の解像度を必要とするＨＤＴＶに好適な表示器で使用されているだけではなく、薄形、軽量、低消費電力等の長点によりノ−ト形コンピュータのモニタ等各種表示器に利用されている。
【０００４】
このようにＬＣＤは一般的な複数のデータライン（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）及びゲートライン（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）が相互垂直交叉するように配置され、これらの交叉領域に各々接続されるように薄膜トランジスタと画素電極（共通電極）が形成される。また、その前面に保護膜（例えば、窒化膜）とＩＴＯ材質の共通電極が順次的に形成されるＴＦＴ基板とブラックメトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）とカラーフィルタ（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）が形成される。また、前面に保護層及びＩＴＯ材質の共通電極が形成されているカラーフィルタ基板がＴＦＴ基板と対向するように配置されその間の数ミクロン空間に液晶が注入される。
【０００５】
一方、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板の共通電極上部には表面がラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）処理されたポリイミド（以下 “ＰＩ”と称する）材質の配向膜が５００〜１０００オングストロームの厚さで形成されて、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の外側面に各各偏光板が付着される。この時、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板上に液晶分子を一定方向に配列させるため有機高分子膜を塗布する工程を配向膜塗布工程と称する。一般的に、有機高分子膜としては配向の安定性と耐久性のためポリイミド樹脂が使用される。
【０００６】
前記配向膜を形成する方式としては、スピンコ−ティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）が利用されるが、その方式はパターンを形成した後に一定部分を蝕刻しなければならないため、現在は別の蝕刻工程がなく所望するパターンで直接印刷できるフレキソグラピ（ｆｌｅｘｏｇｒａｐｈｙ）方式を採用している。
【０００７】
図８はフレキソグラピ方式のＰＩ印刷装置を概略的に示す概念図である。
図示されるように、アニロックスロ−ル（ａｎｉｌｏｘ ｒｏｌｌ）２上には窒素ガスによりＰＩ溶液貯蔵装置７から供給チューブを通してディスペンサー（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）６から噴射されたＰＩ溶液が落下されて保存される。アニロックスロ−ル２はクロム（ｃｈｒｏｍｅ）またはクロム／ニケル鍍金材質からなり、ピラミット（ｐｙｒａｍｉｄ）形態のセル（ｃｅｌｌ）が約２０ミクロンの深さで形成されてＰＩ溶液が収容できるようになっている。ドクタロ−ル（ｄｏｃｔｏｒ ｒｏｌｌ）３はアニロックスロ−ル２とともに回転して、アニロックスロ−ル２表面にＰＩ溶液が均一に維持されるようにする。
【０００８】
一方、ポリブタジエン（ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）系樹脂、例えばＡＳＡＨＩ ＫＡＳＥＩ感光性樹脂材質のプレート（以下“ＡＰＲプレート”と称する）１０は版胴１に付着されて印刷テーブル４上のガラス５と直接的に接触してＰＩ溶液を転写させる。ＡＰＲプレート１０上には所定のパターン１２、１２’が形成されて、そのパターン１２、１２’は所定直径の網点（ｒｅｌｉｅｆ）が所定角度で規則的に配列されている。また、１平方インチ当り網点のライン数によって３００ｍｅｓｈ、４００ｍｅｓｈ及び５００ｍｅｓｈで分類されて、配列角度は１５℃、７５℃で分けられる。一方、網点間にはセルが陰刻されてＰＩ溶液を収容できるようになっている。その深さは１５〜２０ミクロン程度である。
【０００９】
このように構成されてディスペンサー６から回転しているドクタロ−ル３とアニロックスロ−ル２間にＰＩ溶液が供給されると、ドクタロ−ル３がアニロックスロ−ル２を加圧する深さによりＡＰＲプレート１０に転写されるＰＩ溶液の量が制御された後、版胴１に付着されたＡＰＲプレート１０のパターン１２、１２‘に供給される。供給されたＰＩ溶液はパターン１２、１２’に形成された網点間に形成されたセルに収容される。
【００１０】
一方、印刷テーブル４上に真空吸着されたガラス５は版胴１の回転とともに前進して、ＡＰＲプレート１０のパターン１２、１２’のセルからＰＩ溶液の供給を受けてガラス５には配向膜が印刷される、その後、ＰＩ溶液が印刷されたガラスは６０〜７０℃のホットプレート（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）に移送されて均一な厚でプリキュア（ｐｒｅ−ｃｕｒｅ）が完了される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のようにＰＩ溶液をガラス上に連続的に印刷する場合、ＰＩパターンエッジ部にポリイミド固形紛の固まりが形成される。この固まりは大きさが約１００〜１，０００ミクロンであり、高さは５ミクロン以上であり、ＰＩ溶液によって発生する形態及び発生頻度が相異である。
このようにＰＩ固まりが固形化される現状（以下、“ＰＩ固形化”と称する）が発生することにより次のような問題点があった。
【００１２】
１． 輸率が顕著に低下される。即ち、前記のように、ＰＩ固まりは高さが約５ミクロン以上でシーリングライン附（ｓｅａｌｉｎｇ ｒｉｎｇ）近に位置して、ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）後ニュートンリング（ｎｅｗｔｏｎ ｒｉｎｇ）が発生して、シーリングギャップ（ｓｅａｌｉｎｇ ｇａｐ）の高さに不良が発生して、パネル表示品質の均一性を低下させる。また、ラーン進行中間歇的に発生するＰＩ固形化は肉眼で検査しながら溶剤を除去して、この過程で粉塵が流入されて不良を発生させる。
２． 生産性が低下される。即ち、所定枚数を連続的にＰＩ印刷した時にはＡＰＲプレートを洗浄した後にＰＩ印刷を継続進行しなければならないため生産性が低下される。例えば、５５０×６５０サイズの大形基板にＰＩを印刷する場合にはＰＩ固形化が頻繁に発生して５ラーン（ｒｕｎ）を進行した後ダミーガラス（ｄｕｍｍｙ ｇｌａｓｓ）を投入してＡＰＲプレートを洗浄する必要があった。
３． 頻繁なラーン進行の中断は設備のインーライン無人自動化において障碍物で作用して、新規デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ）の材料を設計する時ＰＩ選択の幅が狭くて開発の限界があった。
【００１３】
したがって、本発明はこのような問題点に着眼して案出されたもので、その目的は、連続的なＰＩ印刷時にもＰＩ固形化が発生しない感光性樹脂プレートを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、感光性樹脂プレートを製造する方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明による感光性樹脂プレートには、感光性樹脂からなる本体の一側面にＬＣＤパネルの有効画面領域に対応して第１硬度を持つ多数の網点が形成された少なくとも一以上のポリイミドパターン部と、ＬＣＤパネルの非有効画面領域に対応してポリイミドパターン部を囲むように形成された、第１硬度より高い第２硬度を持つ多数の網点が形成されたポリイミドパターンエッジ部とが形成される。
【００１６】
好ましくは、前記パターン部及びパターンエッジ部に形成された網点は一定間隔で規則的に配列されて、前記パターン部の間には網点でなったダミーパターンが挿入される。
【００１７】
本発明の感光性樹脂プレートを製造するためには、まず、感光性樹脂をバック露光して厚さの一部を硬化させて、網点パターンが形成されたフィルムを利用して前面露光を実施して前記厚さの他の部分を硬化した後蝕刻して、ＬＣＤパネルの有効領域及び非有効領域に対応するポリイミドパターン部及びパターンエッジ部に各各網点を形成して、ポリイミドパターン部だけをソフト露光して硬度を低くして、ポリイミドパターンエッジ部だけをハード露光して硬度を高める。
【００１８】
一例で、ソフト露光のため４０Ｗの紫外線ランプで１〜２分程度照射して、ハード露光のため４０Ｗの紫外線ランプで１０〜２０分程度照射する。
【００１９】
また、ソフト露光のためポリイミドパターン部に対応する部分に開口が形成されたシャドウマスク（ｓｈａｄｏｗ ｍａｓｋ）が利用されて、ハード露光のためポリイミドパターン部に対応する大きさのシャドウマスクが利用される。
【００２０】
好ましくは、網点を形成した後、感光性樹脂を水中露光して硬度が低い網点を硬化させる。
【００２１】
好ましくは、網点を形成した後、感光性樹脂をベンゾフェノンにディピングして所定の粘度が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添附図面を参照して本発明による感光性樹脂プレート及びその製造方法について詳細に説明する。
【００２３】
説明において、ポリイミド（ＰＩ）パターン部はＬＣＤパネルの有効画面領域と対応する部分として、多数個の網点が形成されてポリイミド溶液が印刷される部分を意味して、ポリイミドパターンエッジ部はＬＣＤパネルの非有効画面領域と対応する部分として、ポリイミドパターン部を囲むように網点が形成された部分を意味する。
【００２４】
現在まで確認されたＰＩ固形化の発生メカニズムによると、連続的にＰＩを印刷する時ＰＩ溶液がＡＰＲプレートのパターンエッジ部に集中し、時間の経過によってＰＩ溶液内の溶媒が蒸発して、固形紛の固まりがエッジ部に累積されて粘度が漸進的に増加して一定瞬間にその固まりがガラスに転写されることに起因することが判明した。
【００２５】
前記のような現状の原因については次の２つの解釈が可能である。
まず、ＡＰＲプレート自体に対する側面で、ＡＰＲプレートのパターンエッジ部が衝撃を受けてエッジ部ではアニロックスロ−ルからＡＰＲプレートに転写されたＰＩ溶液がガラスに転写されず残った状態でＰＩ溶液の溶媒が増発されてＰＩ溶液の固形紛だけが継続的にゲル（ｇｅｌ）状態で累積されＰＩ印刷時にガラスに転写されてＰＩ固形化が発生すると解釈である。
【００２６】
一方、設備側面では、版胴に付着されているＡＰＲプレートに気流が強く流入されることにより気流と直接的に接触するＡＰＲプレートのパターンの特定部分にＰＩ固形化が激しく発生するとの実験結果が観測された。
【００２７】
したがって、ＰＩ固形化を除去するため連続的に印刷する場合、ＡＰＲプレートのエッジ部が衝撃により破損されないようにＡＰＲプレートを設計するか、ＡＰＲプレートが乾燥になることを抑制するため設備内部に気流が流入されないように設備を調整した。例えば、ＡＰＲプレートの設計においてはｍｅｓｈの種類とｍｅｓｈ角度及びエッジ部のテーパー角度等を適切に組合して設計するかダミーパターンを具備するか否か等を考慮して設計した。
【００２８】
また、設備の改善においては気流が版胴のＡＰＲプレートに流入されないように印刷装置の全面にわたって静電アクリルカーバー（ａｃｒｙｌｉｃ ｃｏｖｅｒ）を設置して特定部分のＰＩ固形化を減少させた。
【００２９】
しかし、このような方法でＰＩ固形化を抑制することには実装工程上限界があった。即ち、ＡＰＲプレートは前記のように、ポリブタジエン樹脂で５０〜５５の鼓舞硬度を持っており、製作過程でベンゾフェノン（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）の層減剤で表面処理を実施して粘性と硬度を維持する。実験によると、ＡＰＲプレートは表面の硬度が低いほどアニロックスロ−ルから容易にＰＩ溶液の転写を受けて、印刷時ＰＩ膜の均一性も優れる。反面、ＡＰＲプレートは表面の硬度が高いと印刷時ＡＰＲプレートのパターンのエッジ部が受ける衝撃が小さく、アニロックスロ−ルからＰＩ溶液の転写を受けることが困難で相対的にＰＩ固形化が発生しにくいがＰＩ膜の均一性は不良である。
【００３０】
したがって、本発明者は前記のような結果に基づいてＬＣＤパネルで有効画面領域に対応しないＰＩパターンエッジ部、即ち、ブラックマトリックス領域は硬度を高めてＰＩ固形化が根本的に発生しないようにして、有効画面領域に対応するパターン部は硬度を低くして均一なＰＩ膜を形成するようにＡＰＲプレートを製作した。
【００３１】
以下、添附された図面を参照して本発明の好ましい実施例によるＡＰＲプレートを製造する方法について説明する。この実施例では説明の便宜上ＡＰＲプレート上に一つのＰＩパターン部を形成することに限定して説明するが、多数個のＰＩパターン部を形成することもできる。
【００３２】
図１はＡＰＲプレートを製作するためのバック露光工程図、図２はＡＰＲプレートを製作するための前面露光工程図である。
図１を参照すると、露光装置の下部ガラス１６上に網点パターンが形成されたネガチーブフィルム１８を装着して、そのフィルム１８上にＡＰＲ不飽和樹脂２２を位置させて、また、その上にベースフィルム１７を位置させた後、上部ガラス１５で押す。この状態で上部ガラス１５上に紫外線ランプ２０を位置させてバック露光を実施してＡＰＲ不飽和樹脂２２を硬化させる。この時、ＡＰＲ不飽和樹脂２２は厚さ方向に全て硬化されず符号２２ａで表記した部分に該当する厚さ程度だけ硬化される。また、硬化が進行されながらベースフィルム１７は硬化されたＡＰＲ不飽和樹脂２２に付着される。図面符号２２ｂで表示されたドットハッチング（ｄｏｔ ｈａｔｃｈｉｎｇ）部分は硬化されなかった部分である。
【００３３】
次に、下部ガラス１６上に紫外線ランプ２０を位置させて前面露光を実施する。即ち、図２に図示されるように、網点パターンが形成されたネガチーブフィルム１８をマスクとしてＡＰＲ不飽和樹脂２２を紫外線ランプ２０を利用して前面露光する。
【００３４】
次に、界面活性剤を利用して蝕刻することにより網点２３を形成して、超純水で未硬化された部分２２ｂを洗浄する。
【００３５】
次に、乾燥させてＡＰＲ不飽和樹脂２２に付着された水分を蒸発させた後、Ｎａ２Ｏ３が溶解されている水中で露光を実施して硬度が低い網点２３を硬化させる。網点が硬化された後、ベンゾフェノンにディッピングして所定の粘度を得る。以後、さらに超純水で洗浄して温風乾燥して最終露光を実施する。
【００３６】
本発明によると、最終露光は２次にわたって実施して、前記のように、ＡＰＲ不飽和樹脂２２でＰＩパターン部は硬度を低くして均一なＰＩ膜を形成するようにして、ＰＩパターンエッジ部は硬度を高めてＰＩ固形化が根本的に発生しないようにする。
【００３７】
図３は本発明によるソフト露光の工程図、図４は図３のソフト露光を概念的に示す斜視図である。
図３及び図４を参照して１次ソフト露光について説明する。実際には、ＰＩパターンエッジ部３１には網点が形成されているが、ＰＩパターン部３０との区分を明確にするためＰＩパターンエッジ部３１には網点を図示しなかった。
【００３８】
まず、ＡＰＲ不飽和樹脂２２のＰＩパターン部３０に対応する部分に開口が形成されたシャドウマスク２５を利用してＰＩパターンエッジ部３１を遮断した後、紫外線ランプ２０で露光を実施する。好ましくは、露光は約４０Ｗで１〜２分程度照射する。以上のような条件の１次ソフト露光によりＰＩパターン部３０だけが露光されて硬度が低くなる。したがって、前記のようなＰＩ印刷時にＰＩ膜の均一性が向上される。
【００３９】
一方、１次ソフト露光が完了された後には２次ハード露光を実施する。図５及び図６を参照して説明すると次のようである。
【００４０】
図５は本発明によるハード露光の工程図、図６は図５のハード露光を概念的に示す斜視図である。
ＡＰＲ不飽和樹脂２２のＰＩパターン部３０と対応する大きさのシャドウマスク２６を利用してＰＩパターン部３０を遮断した後、紫外線ランプ２０で露光を実施する。好ましくは、露光は約４０Ｗで１０〜２０分程度照射する。このような条件の２次露光によりＰＩパターンエッジ部３１だけが露光されて硬度が高くなる。したがって、前記のようなＰＩ固形化が根本的に発生しないようになる。反面、印刷時にＰＩ膜の均一性が不良であるがその部分は有効画面に対応する部分ではないためディスプレイ側面では問題にならない。
【００４１】
図７は一つのＡＰＲプレートに多数のＰＩパターン部が形成されたことを示す概念図である。
図７に図示されるように、ＡＰＲプレート上に多数のＰＩパターン部を形成する場合、ＰＩパターン部間に網点からなるダミーパターン３５が挿入できる。これによって、ＰＩパターン部を印刷する場合、反復印刷によりＰＩパターンエッジ部が崩壊されることが発生しない。
このように製造されたＡＰＲプレートを利用して連続的にＰＩ膜を印刷しても均一な膜が形成でき、ＰＩパターンエッジ部で発生するＰＩ固形化が根本的に除去される。
【００４２】
以上、本発明による好ましい実施形態について詳細に記述したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者であれば、添附された請求範囲に定義された本発明の精神及び範囲を離脱しなく本発明を多様に変形または変更して実施できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ＬＣＤパネルの非有効画面領域に対応するＰＩパターンエッジ部は硬度を高めてＰＩ固形化が根本的に発生しないようにして、画面を構成する有効画面領域は硬度を低くして均一なＰＩ膜を形成するようにＡＰＲプレートを製作することにより、連続的にＰＩ膜を印刷しても均一な膜が形成でき、ＰＩパターンエッジ部で発生するＰＩ固形化が根本的に除去される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＡＰＲプレートを製作するためのバック露光工程図である。
【図２】 ＡＰＲプレートを製作するための前面露光工程図である。
【図３】 本発明によるソフト露光の工程図である。
【図４】 図３のソフト露光を概念的に示す斜視図である。
【図５】 本発明によるハード露光の工程図ある。
【図６】 図５のハード露光を概念的に示す斜視図である。
【図７】 一つのＡＰＲプレートに多数のＰＩパターン部が形成されたことを示す概念図である。
【図８】 フレキソグラピ方式のＰＩ印刷装置を概略的に示す概念図である。
【符号の説明】
１５ 上部ガラス
１６ 下部ガラス
１７ ベースフィルム
１８ ネガチーブフィルム
２０ 紫外線ランプ
２２ ＡＰＲ不飽和樹脂
２３ 網点
２５，２６ シャドウマスク
３０ ＰＩパターン部
３１ ＰＩパターンエッジ部
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＣＤパネル（ｐａｎｅｌ）用ガラス（ｇｌａｓｓ）上にポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）配向膜を印刷するため使用される感光性樹脂プレート（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｎ ｐｌａｔｅ）に係り、より詳細には、ＡＰＲプレートを利用してガラス上にポリイミドパターンを印刷する場合パターンのエッジ部にポリイミドが固化することを防止するＡＰＲプレート及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近高品位ＴＶ（ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴＶ：ＨＤＴＶ）等の新しい尖端映像器機が開発されることによって、平板表示器に対する要求が拡大されている。ＬＣＤは平板表示器の代表的な技術でＥＬＤ（ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（ｖａｃｕｕｍ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）等が解決できなかった カラー化、低電力及び高速化等を実現している。
【０００３】
ＬＣＤは受動形と能動形の二つの形態がある。能動形ＬＣＤは各画素を薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ： ＴＦＴ）のような能動素子が制御するようになっており、応答速度と視野角と色再現性及びコントラスト比（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｒａｔｉｏ）において、能動形ＬＣＤより優れて１００万画素以上の解像度を必要とするＨＤＴＶに好適な表示器で使用されているだけではなく、薄形、軽量、低消費電力等の長点によりノ−ト形コンピュータのモニタ等各種表示器に利用されている。
【０００４】
このようにＬＣＤは一般的な複数のデータライン（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）及びゲートライン（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）が相互垂直交叉するように配置され、これらの交叉領域に各々接続されるように薄膜トランジスタと画素電極（共通電極）が形成される。また、その前面に保護膜（例えば、窒化膜）とＩＴＯ材質の共通電極が順次的に形成されるＴＦＴ基板とブラックメトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）とカラーフィルタ（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）が形成される。また、前面に保護層及びＩＴＯ材質の共通電極が形成されているカラーフィルタ基板がＴＦＴ基板と対向するように配置されその間の数ミクロン空間に液晶が注入される。
【０００５】
一方、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板の共通電極上部には表面がラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）処理されたポリイミド（以下 “ＰＩ”と称する）材質の配向膜が５００〜１０００オングストロームの厚さで形成されて、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の外側面に各各偏光板が付着される。この時、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板上に液晶分子を一定方向に配列させるため有機高分子膜を塗布する工程を配向膜塗布工程と称する。一般的に、有機高分子膜としては配向の安定性と耐久性のためポリイミド樹脂が使用される。
【０００６】
前記配向膜を形成する方式としては、スピンコ−ティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）が利用されるが、その方式はパターンを形成した後に一定部分を蝕刻しなければならないため、現在は別の蝕刻工程がなく所望するパターンで直接印刷できるフレキソグラピ（ｆｌｅｘｏｇｒａｐｈｙ）方式を採用している。
【０００７】
図８はフレキソグラピ方式のＰＩ印刷装置を概略的に示す概念図である。
図示されるように、アニロックスロ−ル（ａｎｉｌｏｘ ｒｏｌｌ）２上には窒素ガスによりＰＩ溶液貯蔵装置７から供給チューブを通してディスペンサー（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）６から噴射されたＰＩ溶液が落下されて保存される。アニロックスロ−ル２はクロム（ｃｈｒｏｍｅ）またはクロム／ニケル鍍金材質からなり、ピラミット（ｐｙｒａｍｉｄ）形態のセル（ｃｅｌｌ）が約２０ミクロンの深さで形成されてＰＩ溶液が収容できるようになっている。ドクタロ−ル（ｄｏｃｔｏｒ ｒｏｌｌ）３はアニロックスロ−ル２とともに回転して、アニロックスロ−ル２表面にＰＩ溶液が均一に維持されるようにする。
【０００８】
一方、ポリブタジエン（ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）系樹脂、例えばＡＳＡＨＩ ＫＡＳＥＩ感光性樹脂材質のプレート（以下“ＡＰＲプレート”と称する）１０は版胴１に付着されて印刷テーブル４上のガラス５と直接的に接触してＰＩ溶液を転写させる。ＡＰＲプレート１０上には所定のパターン１２、１２’が形成されて、そのパターン１２、１２’は所定直径の網点（ｒｅｌｉｅｆ）が所定角度で規則的に配列されている。また、１平方インチ当り網点のライン数によって３００ｍｅｓｈ、４００ｍｅｓｈ及び５００ｍｅｓｈで分類されて、配列角度は１５℃、７５℃で分けられる。一方、網点間にはセルが陰刻されてＰＩ溶液を収容できるようになっている。その深さは１５〜２０ミクロン程度である。
【０００９】
このように構成されてディスペンサー６から回転しているドクタロ−ル３とアニロックスロ−ル２間にＰＩ溶液が供給されると、ドクタロ−ル３がアニロックスロ−ル２を加圧する深さによりＡＰＲプレート１０に転写されるＰＩ溶液の量が制御された後、版胴１に付着されたＡＰＲプレート１０のパターン１２、１２‘に供給される。供給されたＰＩ溶液はパターン１２、１２’に形成された網点間に形成されたセルに収容される。
【００１０】
一方、印刷テーブル４上に真空吸着されたガラス５は版胴１の回転とともに前進して、ＡＰＲプレート１０のパターン１２、１２’のセルからＰＩ溶液の供給を受けてガラス５には配向膜が印刷される、その後、ＰＩ溶液が印刷されたガラスは６０〜７０℃のホットプレート（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）に移送されて均一な厚でプリキュア（ｐｒｅ−ｃｕｒｅ）が完了される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のようにＰＩ溶液をガラス上に連続的に印刷する場合、ＰＩパターンエッジ部にポリイミド固形紛の固まりが形成される。この固まりは大きさが約１００〜１，０００ミクロンであり、高さは５ミクロン以上であり、ＰＩ溶液によって発生する形態及び発生頻度が相異である。
このようにＰＩ固まりが固形化される現状（以下、“ＰＩ固形化”と称する）が発生することにより次のような問題点があった。
【００１２】
１． 輸率が顕著に低下される。即ち、前記のように、ＰＩ固まりは高さが約５ミクロン以上でシーリングライン附（ｓｅａｌｉｎｇ ｒｉｎｇ）近に位置して、ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）後ニュートンリング（ｎｅｗｔｏｎ ｒｉｎｇ）が発生して、シーリングギャップ（ｓｅａｌｉｎｇ ｇａｐ）の高さに不良が発生して、パネル表示品質の均一性を低下させる。また、ラーン進行中間歇的に発生するＰＩ固形化は肉眼で検査しながら溶剤を除去して、この過程で粉塵が流入されて不良を発生させる。
２． 生産性が低下される。即ち、所定枚数を連続的にＰＩ印刷した時にはＡＰＲプレートを洗浄した後にＰＩ印刷を継続進行しなければならないため生産性が低下される。例えば、５５０×６５０サイズの大形基板にＰＩを印刷する場合にはＰＩ固形化が頻繁に発生して５ラーン（ｒｕｎ）を進行した後ダミーガラス（ｄｕｍｍｙ ｇｌａｓｓ）を投入してＡＰＲプレートを洗浄する必要があった。
３． 頻繁なラーン進行の中断は設備のインーライン無人自動化において障碍物で作用して、新規デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ）の材料を設計する時ＰＩ選択の幅が狭くて開発の限界があった。
【００１３】
したがって、本発明はこのような問題点に着眼して案出されたもので、その目的は、連続的なＰＩ印刷時にもＰＩ固形化が発生しない感光性樹脂プレートを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、感光性樹脂プレートを製造する方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明による感光性樹脂プレートには、感光性樹脂からなる本体の一側面にＬＣＤパネルの有効画面領域に対応して第１硬度を持つ多数の網点が形成された少なくとも一以上のポリイミドパターン部と、ＬＣＤパネルの非有効画面領域に対応してポリイミドパターン部を囲むように形成された、第１硬度より高い第２硬度を持つ多数の網点が形成されたポリイミドパターンエッジ部とが形成される。
【００１６】
好ましくは、前記パターン部及びパターンエッジ部に形成された網点は一定間隔で規則的に配列されて、前記パターン部の間には網点でなったダミーパターンが挿入される。
【００１７】
本発明の感光性樹脂プレートを製造するためには、まず、感光性樹脂をバック露光して厚さの一部を硬化させて、網点パターンが形成されたフィルムを利用して前面露光を実施して前記厚さの他の部分を硬化した後蝕刻して、ＬＣＤパネルの有効領域及び非有効領域に対応するポリイミドパターン部及びパターンエッジ部に各各網点を形成して、ポリイミドパターン部だけをソフト露光して硬度を低くして、ポリイミドパターンエッジ部だけをハード露光して硬度を高める。
【００１８】
一例で、ソフト露光のため４０Ｗの紫外線ランプで１〜２分程度照射して、ハード露光のため４０Ｗの紫外線ランプで１０〜２０分程度照射する。
【００１９】
また、ソフト露光のためポリイミドパターン部に対応する部分に開口が形成されたシャドウマスク（ｓｈａｄｏｗ ｍａｓｋ）が利用されて、ハード露光のためポリイミドパターン部に対応する大きさのシャドウマスクが利用される。
【００２０】
好ましくは、網点を形成した後、感光性樹脂を水中露光して硬度が低い網点を硬化させる。
【００２１】
好ましくは、網点を形成した後、感光性樹脂をベンゾフェノンにディピングして所定の粘度が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添附図面を参照して本発明による感光性樹脂プレート及びその製造方法について詳細に説明する。
【００２３】
説明において、ポリイミド（ＰＩ）パターン部はＬＣＤパネルの有効画面領域と対応する部分として、多数個の網点が形成されてポリイミド溶液が印刷される部分を意味して、ポリイミドパターンエッジ部はＬＣＤパネルの非有効画面領域と対応する部分として、ポリイミドパターン部を囲むように網点が形成された部分を意味する。
【００２４】
現在まで確認されたＰＩ固形化の発生メカニズムによると、連続的にＰＩを印刷する時ＰＩ溶液がＡＰＲプレートのパターンエッジ部に集中し、時間の経過によってＰＩ溶液内の溶媒が蒸発して、固形紛の固まりがエッジ部に累積されて粘度が漸進的に増加して一定瞬間にその固まりがガラスに転写されることに起因することが判明した。
【００２５】
前記のような現状の原因については次の２つの解釈が可能である。
まず、ＡＰＲプレート自体に対する側面で、ＡＰＲプレートのパターンエッジ部が衝撃を受けてエッジ部ではアニロックスロ−ルからＡＰＲプレートに転写されたＰＩ溶液がガラスに転写されず残った状態でＰＩ溶液の溶媒が増発されてＰＩ溶液の固形紛だけが継続的にゲル（ｇｅｌ）状態で累積されＰＩ印刷時にガラスに転写されてＰＩ固形化が発生すると解釈である。
【００２６】
一方、設備側面では、版胴に付着されているＡＰＲプレートに気流が強く流入されることにより気流と直接的に接触するＡＰＲプレートのパターンの特定部分にＰＩ固形化が激しく発生するとの実験結果が観測された。
【００２７】
したがって、ＰＩ固形化を除去するため連続的に印刷する場合、ＡＰＲプレートのエッジ部が衝撃により破損されないようにＡＰＲプレートを設計するか、ＡＰＲプレートが乾燥になることを抑制するため設備内部に気流が流入されないように設備を調整した。例えば、ＡＰＲプレートの設計においてはｍｅｓｈの種類とｍｅｓｈ角度及びエッジ部のテーパー角度等を適切に組合して設計するかダミーパターンを具備するか否か等を考慮して設計した。
【００２８】
また、設備の改善においては気流が版胴のＡＰＲプレートに流入されないように印刷装置の全面にわたって静電アクリルカーバー（ａｃｒｙｌｉｃ ｃｏｖｅｒ）を設置して特定部分のＰＩ固形化を減少させた。
【００２９】
しかし、このような方法でＰＩ固形化を抑制することには実装工程上限界があった。即ち、ＡＰＲプレートは前記のように、ポリブタジエン樹脂で５０〜５５の鼓舞硬度を持っており、製作過程でベンゾフェノン（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）の層減剤で表面処理を実施して粘性と硬度を維持する。実験によると、ＡＰＲプレートは表面の硬度が低いほどアニロックスロ−ルから容易にＰＩ溶液の転写を受けて、印刷時ＰＩ膜の均一性も優れる。反面、ＡＰＲプレートは表面の硬度が高いと印刷時ＡＰＲプレートのパターンのエッジ部が受ける衝撃が小さく、アニロックスロ−ルからＰＩ溶液の転写を受けることが困難で相対的にＰＩ固形化が発生しにくいがＰＩ膜の均一性は不良である。
【００３０】
したがって、本発明者は前記のような結果に基づいてＬＣＤパネルで有効画面領域に対応しないＰＩパターンエッジ部、即ち、ブラックマトリックス領域は硬度を高めてＰＩ固形化が根本的に発生しないようにして、有効画面領域に対応するパターン部は硬度を低くして均一なＰＩ膜を形成するようにＡＰＲプレートを製作した。
【００３１】
以下、添附された図面を参照して本発明の好ましい実施例によるＡＰＲプレートを製造する方法について説明する。この実施例では説明の便宜上ＡＰＲプレート上に一つのＰＩパターン部を形成することに限定して説明するが、多数個のＰＩパターン部を形成することもできる。
【００３２】
図１はＡＰＲプレートを製作するためのバック露光工程図、図２はＡＰＲプレートを製作するための前面露光工程図である。
図１を参照すると、露光装置の下部ガラス１６上に網点パターンが形成されたネガチーブフィルム１８を装着して、そのフィルム１８上にＡＰＲ不飽和樹脂２２を位置させて、また、その上にベースフィルム１７を位置させた後、上部ガラス１５で押す。この状態で上部ガラス１５上に紫外線ランプ２０を位置させてバック露光を実施してＡＰＲ不飽和樹脂２２を硬化させる。この時、ＡＰＲ不飽和樹脂２２は厚さ方向に全て硬化されず符号２２ａで表記した部分に該当する厚さ程度だけ硬化される。また、硬化が進行されながらベースフィルム１７は硬化されたＡＰＲ不飽和樹脂２２に付着される。図面符号２２ｂで表示されたドットハッチング（ｄｏｔ ｈａｔｃｈｉｎｇ）部分は硬化されなかった部分である。
【００３３】
次に、下部ガラス１６上に紫外線ランプ２０を位置させて前面露光を実施する。即ち、図２に図示されるように、網点パターンが形成されたネガチーブフィルム１８をマスクとしてＡＰＲ不飽和樹脂２２を紫外線ランプ２０を利用して前面露光する。
【００３４】
次に、界面活性剤を利用して蝕刻することにより網点２３を形成して、超純水で未硬化された部分２２ｂを洗浄する。
【００３５】
次に、乾燥させてＡＰＲ不飽和樹脂２２に付着された水分を蒸発させた後、Ｎａ２Ｏ３が溶解されている水中で露光を実施して硬度が低い網点２３を硬化させる。網点が硬化された後、ベンゾフェノンにディッピングして所定の粘度を得る。以後、さらに超純水で洗浄して温風乾燥して最終露光を実施する。
【００３６】
本発明によると、最終露光は２次にわたって実施して、前記のように、ＡＰＲ不飽和樹脂２２でＰＩパターン部は硬度を低くして均一なＰＩ膜を形成するようにして、ＰＩパターンエッジ部は硬度を高めてＰＩ固形化が根本的に発生しないようにする。
【００３７】
図３は本発明によるソフト露光の工程図、図４は図３のソフト露光を概念的に示す斜視図である。
図３及び図４を参照して１次ソフト露光について説明する。実際には、ＰＩパターンエッジ部３１には網点が形成されているが、ＰＩパターン部３０との区分を明確にするためＰＩパターンエッジ部３１には網点を図示しなかった。
【００３８】
まず、ＡＰＲ不飽和樹脂２２のＰＩパターン部３０に対応する部分に開口が形成されたシャドウマスク２５を利用してＰＩパターンエッジ部３１を遮断した後、紫外線ランプ２０で露光を実施する。好ましくは、露光は約４０Ｗで１〜２分程度照射する。以上のような条件の１次ソフト露光によりＰＩパターン部３０だけが露光されて硬度が低くなる。したがって、前記のようなＰＩ印刷時にＰＩ膜の均一性が向上される。
【００３９】
一方、１次ソフト露光が完了された後には２次ハード露光を実施する。図５及び図６を参照して説明すると次のようである。
【００４０】
図５は本発明によるハード露光の工程図、図６は図５のハード露光を概念的に示す斜視図である。
ＡＰＲ不飽和樹脂２２のＰＩパターン部３０と対応する大きさのシャドウマスク２６を利用してＰＩパターン部３０を遮断した後、紫外線ランプ２０で露光を実施する。好ましくは、露光は約４０Ｗで１０〜２０分程度照射する。このような条件の２次露光によりＰＩパターンエッジ部３１だけが露光されて硬度が高くなる。したがって、前記のようなＰＩ固形化が根本的に発生しないようになる。反面、印刷時にＰＩ膜の均一性が不良であるがその部分は有効画面に対応する部分ではないためディスプレイ側面では問題にならない。
【００４１】
図７は一つのＡＰＲプレートに多数のＰＩパターン部が形成されたことを示す概念図である。
図７に図示されるように、ＡＰＲプレート上に多数のＰＩパターン部を形成する場合、ＰＩパターン部間に網点からなるダミーパターン３５が挿入できる。これによって、ＰＩパターン部を印刷する場合、反復印刷によりＰＩパターンエッジ部が崩壊されることが発生しない。
このように製造されたＡＰＲプレートを利用して連続的にＰＩ膜を印刷しても均一な膜が形成でき、ＰＩパターンエッジ部で発生するＰＩ固形化が根本的に除去される。
【００４２】
以上、本発明による好ましい実施形態について詳細に記述したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者であれば、添附された請求範囲に定義された本発明の精神及び範囲を離脱しなく本発明を多様に変形または変更して実施できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ＬＣＤパネルの非有効画面領域に対応するＰＩパターンエッジ部は硬度を高めてＰＩ固形化が根本的に発生しないようにして、画面を構成する有効画面領域は硬度を低くして均一なＰＩ膜を形成するようにＡＰＲプレートを製作することにより、連続的にＰＩ膜を印刷しても均一な膜が形成でき、ＰＩパターンエッジ部で発生するＰＩ固形化が根本的に除去される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＡＰＲプレートを製作するためのバック露光工程図である。
【図２】 ＡＰＲプレートを製作するための前面露光工程図である。
【図３】 本発明によるソフト露光の工程図である。
【図４】 図３のソフト露光を概念的に示す斜視図である。
【図５】 本発明によるハード露光の工程図ある。
【図６】 図５のハード露光を概念的に示す斜視図である。
【図７】 一つのＡＰＲプレートに多数のＰＩパターン部が形成されたことを示す概念図である。
【図８】 フレキソグラピ方式のＰＩ印刷装置を概略的に示す概念図である。
【符号の説明】
１５ 上部ガラス
１６ 下部ガラス
１７ ベースフィルム
１８ ネガチーブフィルム
２０ 紫外線ランプ
２２ ＡＰＲ不飽和樹脂
２３ 網点
２５，２６ シャドウマスク
３０ ＰＩパターン部
３１ ＰＩパターンエッジ部
Claims (10)
- 感光性樹脂からなる本体と、
前記本体の一側面にＬＣＤパネルの有効画面領域に対応して形成されて、第１硬度を持つ多数の網点が形成された少なくとも一つ以上のポリイミドパターン部と、
前記各ポリイミドパターン部を囲むように形成され、前記ＬＣＤパネルの非有効画面領域に対応して、前記第１硬度より高い第２硬度を持つ多数の網点が形成されたポリイミドパターンエッジ部とを具備することを特徴とする感光性樹脂プレート。 - 前記パターン部及びパターンエッジ部に形成された網点は、一定な間隔で規則的に配列されることを特徴とする請求項１記載の感光性樹脂プレート。
- 前記パターン部間には網点が形成されたダミーパターンが挿入されることを特徴とする請求項２記載の感光性樹脂プレート。
- 感光性樹脂をバック露光して、その厚さ方向の一部を硬化させる段階と、
網点パターンが形成されたフィルムを利用して前面露光を行い、前記厚さ方向の残りの部分を硬化した後、これを蝕刻してＬＣＤパネルの有効領域及び非有効領域に対応するポリイミドパターン部及びパターンエッジ部に各各網点を形成する段階と、
前記ポリイミドパターン部だけをソフト露光して相対的に低い硬度を有するようにする段階と、
前記ポリイミドパターンエッジ部のみをハード露光して相対的に高い硬度を有するようにする段階とを含むことを特徴とする感光性樹脂プレートの製造方法。 - 前記ソフト露光のため４０Ｗの紫外線ランプで１〜２分程度照射することを特徴とする請求項４記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
- 前記ソフト露光のため前記パターンエッジ部を覆うシャドウマスクを利用することを特徴とする請求項５記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
- 前記ハード露光のため４０Ｗの紫外線ランプで１０〜２０分程度照射することを特徴とする請求項４記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
- 前記ハード露光のため前記ポリイミドパターン部に対応する部分を覆うシャドウマスクを用いることを特徴とする請求項７記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
- 前記網点を形成した後、前記感光性樹脂を水中露光して硬度が低い前記網点を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
- 前記網点を形成した後、前記感光性樹脂をベンゾフェノンにディッピングして所定の粘度を得る段階をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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