JP4724994B2

JP4724994B2 - 転写フィルムの吸着方法及び転写フィルム吸着用の押さえ手段

Info

Publication number: JP4724994B2
Application number: JP2001299421A
Authority: JP
Inventors: 豊彦田中; 章夫曽根原; 謙作鈴木; 達見高橋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003107235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱溶融型の着色剤層が形成された転写フィルムをブラックマトリクス基板に密着させ、部分的に熱転写することで液晶ディスプレイ用カラーフィルタを作成する場合等に好適な転写フィルムを基板に密着させる為の吸着方法及びその為の押さえ手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの基板に着色層を形成する方法としてレーザ転写法が提案されている（例えば特開平１０−２０６６２５号公報、特開平７−１０４１１３号公報参照）。レーザ転写法は、フィルム状の基材に予め熱溶融型の着色剤を塗布して転写フィルムを形成し、その転写フィルムとカラーフィルタの基板とを重ね合わせた状態で転写フィルムにレーザビームを当てて着色剤を溶融させることにより、基板に所望のパターンで着色剤を転写する方法である。
【０００３】
上記のレーザ転写法においては、転写装置のステージに載置された基板に対して、これを覆うように転写フィルムを供給する必要がある。従来の供給方法では、一回の転写に必要な寸法のフィルムをステージ上に移送し、覆い被せた後にゴムローラ等を用いて密着させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のレーザ転写法を利用する場合、転写フィルムを隙間なく基板と密着させるとともに、基板や転写フィルムがずれないようにそれらをステージ上に確実に保持しておく必要がある。そこで、ステージの表面に開口する多数の吸着孔から空気を吸引して基板をステージに吸着するとともに、転写フィルムを基板よりも幾らか大きく形成し、基板からはみ出た転写フィルムの周縁部を同様にステージに吸着することが試みられている。しかし、転写フィルムを皺や弛みが生じないように注意しながら基板に被せてステージに吸着する作業は難しく、その作業を容易かつ確実に行える吸着方法の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、転写フィルムを基板と良好に密着させ、その転写フィルムをステージに吸着させる作業を容易かつ確実に行える吸着方法及びその方法に実施に適した押さえ手段を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明の吸着方法について説明する。なお、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するが、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。
【０００７】
本発明は、ステージ（４）上の基板（１０）をその基板よりも大きな転写フィルム（１１）にて覆った後、前記転写フィルムの前記基板からはみ出た周縁部（１１ａ）に前記ステージ側から吸着力を作用させて前記転写フィルムをステージ上に保持する転写フィルムの吸着方法であって、押さえ板（２０）とその外周を取り囲む密封部材（２２）とを有する押さえ手段（１８）を前記ステージ上の転写フィルムに被せて該転写フィルムと前記基板とを押さえ手段内部の密閉空間（２４）に収容する処理と、前記密閉空間から空気を排気して前記押さえ板を前記転写フィルムに向けて弾性変形させることにより前記転写フィルムを前記基板に押し付ける処理と、前記押さえ板にて前記転写フィルムを前記基板に押し付けた状態で、前記転写フィルムの前記周縁部を前記ステージに吸着する処理とを含むことを特徴とする転写フィルムの吸着方法により、上述した課題を解決する。
【０００８】
この吸着方法によれば、密閉空間から空気を排気することにより、密閉空間の気圧が大気圧よりも低くなり、それに伴って外周が密閉部材にて支持された押さえ板は、その支持位置から最も離れた部分、すなわち中央部から下方に撓み始める。その中央部の撓みにより、基板の中央部において転写フィルムが基板上に押し付けられる。密閉空間の気圧が徐々に低くなるにつれ、押さえ板の撓みが中央部から外周へ向かって徐々に拡大し、それに伴って押さえ板が転写フィルムを基板上に押し付ける部分も押さえ板の中央から外周へ徐々に拡大する。これにより、皺や弛みなく転写フィルムを基板と密着させることができる。その後、押さえ板により転写フィルムを基板全体に押し付けた状態で、転写フィルムをステージに吸着させるので、基板に押し付けられた転写フィルムがその後にずれて皺や弛みを発生させるおそれがない。また、転写フィルムが基板に押し付けられる前にステージに吸着されて皺や弛みを誘発するおそれもない。従って、転写フィルムを基板と密着させ、ステージに吸着させる作業を容易かつ確実に行うことができる。
【０００９】
前記密閉部材は弾性体を構成要素としてもよい。この場合、押さえ板を大気圧によって弾性変形させることにより転写フィルムを基板に対し密着させる過程で、押さえ板を支持する密閉部材は押さえ板からの圧縮荷重により弾性変形することとなる。よって、押さえ板の外周でも転写フィルムを基板と密着させることができる。従って押さえ板の面積を小さくし、押さえ手段を小型化することができる。
【００１０】
前記押さえ板は透過性を有していてもよい。これによって、押さえ手段にて転写フィルムを基板に押し付けた状態で、転写フィルムに皺や弛みがあるか否かを検査することができる。
【００１１】
前記転写フィルムの前記周縁部を前記ステージに吸着した後に、前記押さえ板を前記ステージから取り外し可能としてもよい。これによって、基板上に皺や弛みなく密着された転写フィルムにレーザービームを照射するなどの処理を行うことができる。
【００１２】
本発明の吸着方法において、一対のロール（１４，１５）に前記転写フィルムを巻き掛けてそれらのロール間には前記基板を覆うに必要な長さの転写フィルムを繰り出し、その繰り出された転写フィルムにて前記基板を覆った後に前記押さえ手段を前記繰り出された転写フィルムに被せてもよい。
【００１３】
この場合には、未使用の転写フィルムを一方のロールから繰り出しつつ他方のロールに使用済みの転写フィルムを巻き取る処理と、押さえ手段を繰り出された転写フィルムに被せる処理とを交互に繰り返すことにより、複数の基板に対して繰り返し本発明の吸着方法を適用することができる。
【００１４】
前記押さえ手段を前記繰り出された転写フィルムに被せる前に、前記ロール間に繰り出された転写フィルムに張力を付加してもよい。この場合には、押さえ手段にて転写フィルムを基板を押し付ける前に転写フィルムが基板に沿って張り渡された状態になり、押さえ手段による転写フィルムの押し付けをスムーズに行うことができる。
【００１５】
本発明の転写フィルム（１１）吸着用の押さえ手段（１８）は、ステージ（４）上の基板（１０）と対向配置される押さえ板（２０）と、その押さえ板の外周を取り囲むように配置され、前記基板よりも外側にて前記ステージと密着可能な密封部材（２２）とを有し、前記ステージへの搭載時に前記押さえ板及び前記密封部材の内側に生成される密封空間（２４）から空気を排気するための排気孔（２３）がいずれかの部位に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この押さえ手段をステージ上の転写フィルムに被せ、排気孔から空気を排気することにより、本発明の吸着方法に従って転写フィルムを基板に押し付けることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して本発明の一実施形態を説明する。図７は液晶ディスプレイのカラーフィルタを作成する際のガラス基板（ブラックマトリクス基板）に着色層を形成する為の転写装置１の全体構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。転写装置１は、ベッド２と、門型のコラム３と、ステージ４とを有している。ステージ４は直線案内装置５を介してベッド２に取り付けられて水平面内の所定の軸方向（図７（ａ）に矢印で示す方向。）に沿って段取り位置Ｐ１とコラム３の直下の転写位置Ｐ２との間を移動可能である。段取り位置Ｐ１では基板１０の載せ替え等の段取り作業が行われる。
【００１８】
コラム３にはレーザ照射部６が取り付けられている。レーザ照射部６は転写位置Ｐ２に送られたステージ４に向かってレーザビームを照射する。レーザ照射部６は、水平面内でステージ４の移動方向と直交する方向にレーザビームを走査する機能を有している。転写装置１は、レーザ照射部６におけるレーザビームの走査とステージ４の移動との組み合わせによってステージ４上の任意の位置にレーザビームを照射可能である。なお、ステージ４は一枚の基板１０を搭載するに適した大きさに設計されている。
【００１９】
図１は、転写装置１のステージ４に載置された一枚の基板１０の上に転写フィルム１１を供給する方法の一例を示している。この例においては、転写フィルム１１がカートリッジ１２に収容されており、そのカートリッジ１２がそのままステージ４に搭載されて基板１０上に転写フィルム１１が供給される。転写フィルム１１には、例えば基板１０に形成すべき３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の着色層のうちいずれか１色の着色層に対応した熱溶融型の着色剤が予め定着される。基板１０上に供給された転写フィルム１１の上方には、転写フィルム１１を基板１０と密着させるために、押さえ手段として、ガラス板２０と、その外周の外枠２１と、パッキン２２とを有する押さえユニット１８が配置される。なお、ステージ４上におけるパッキン２２の位置を想像線２２ａで示す。
【００２０】
図２（ａ）はステージ４上に配置されたカートリッジ１２及び押さえユニット１８を上方から見た図であり、図２（ｂ）はその断面図である。カートリッジ１２は互いに平行に配置された一対の板状のフレーム１３，１３を有している。フレーム１３，１３の一端側には供給ロール１４が取り付けられ、フレーム１３の他端側には巻取ロール１５が取り付けられている。各ロール１４，１５は互いに平行な軸線の回りに回転自在である。
【００２１】
各ロール１４，１５の間には、ステージ４に載置される基板１０の長さよりも長いスペース１６が確保されている。転写フィルム１１に対するレーザビームの照射と転写フィルム１１から基板１０へのパターンの転写とを可能とするためにスペース１６の上下は開放されている。つまり、レーザビームの導入用の開口部と、転写フィルム１１と基板１０とを密着させるための開口部とがカートリッジ１２の上下に設けられている。
【００２２】
カートリッジ１２の使用開始前の初期状態において、供給ロール１４には多数枚（例えば１００〜４００枚）の基板１０の転写に対応可能な長さの転写フィルム１１が巻き付けられている。これによりフレーム１３の一端側に転写フィルム１１の供給部１２ａが構成される。供給ロール１４から引き出された転写フィルム１１はカートリッジ１２の下端に沿って真っ直ぐに伸ばされた上で巻取ロール１５に巻き取られている。これによりフレーム１３の他端側に転写フィルム１１の回収部１２ｂが構成される。そして、供給部１２ａと回収部１２ｂとの間に転写フィルム１１の繰り出し部１２ｃが構成される。
【００２３】
繰り出し部１２ｃに繰り出されている転写フィルム１１の長さは基板１０よりも長い。また、転写フィルム１１の幅は基板１０の幅よりも大きい。このため、転写装置１の段取り位置Ｐ１にて、ステージ４に基板１０を載置し、その上から繰り出し部１２ｃを下にしてカートリッジ１２をステージ４に載せることにより、基板１０を繰り出し部１２ｃの転写フィルム１１にて完全に覆うことができる。そして、基板１０を覆う転写フィルム１１の幅方向の両側部１１ａ、１１ａ（図２参照）は基板１０よりもはみ出る。なお、ここでいう幅とは、ロール１４，１５の軸線と平行な方向の寸法を意味する。
【００２４】
カートリッジ１２を載せたままステージ４を転写位置Ｐ２まで移動させながらレーザ照射部６から転写フィルム１１にレーザビームを照射することにより、基板１０に転写フィルム１１上の着色剤等の被転写物質を基板１０に転写することができる。
【００２５】
なお、カートリッジ１２の全長はステージ４の全長より大きくてもよいし、小さくてもよい。但し、ステージ４の負荷を軽減するため、カートリッジ１２は可能な限り小型かつ軽量に構成することが望ましい。
【００２６】
前記のように押さえユニット１８は、ガラス板２０と、その外周に設けられた外枠２１と、パッキン２２とを備えており、ガラス板２０が押さえ板に、パッキン２２が密封部材にそれぞれ相当する。ガラス板２０は、転写フィルム１１を基板１０全体に押し付けるために、基板１０の長さよりも長く、基板１０の幅よりも大きい。また、ガラス板２０に代えて、アクリル等を用いて押さえ板を構成してもよい。外枠２１はアルミニウム等の金属材料を矩形の枠状に形成したものである。ガラス板２０は外枠２１の下面側に固定されている。パッキン２２も外枠２１の下面に固定されている。パッキン２２の下端はガラス板２０よりも下方に突出する。このため、パッキン２２をステージ４に載置したとき、ステージ４と押さえユニット１８との間には基板１０を収容する密閉空間２４が形成される。このときの基板１０とガラス板２０とのクリアランスは、０．１〜１．０ｍｍが好適である。パッキン２２は例えばウレタン系のゴム等を加工して形成される。パッキン２２は、密閉空間２４の気圧を所定値まで下げたとき、ガラス板２０が基板１０全体に押し付けられるまで変形し、かつ、密閉空間２４の気圧をその所定値まで下げていく過程では、ガラス板２０が湾曲しないまま基板１０に押し付けられるほど変形しない弾性を有する。図３に示すように、外枠２１には、密閉空間２４から空気を排気するための排気孔２３が設けられる。排気孔２３は真空ポンプと連結されている。排気孔２３の個数は一以上の任意の数に設定してよい。なお、図３は押さえユニット１３を上下に反転させて示してる。
【００２７】
図１に示すように、ステージ４の基板１０（図１に想像線１０ａで示す。）よりも外側の領域には吸着孔１９…１９が列をなして形成されている。これらの吸着孔１９は真空ポンプと連結されている。各吸着孔１９から空気を吸い込むことにより転写フィルム１１を基板１０と密着した状態でステージ４上に保持することができる。また、吸着孔１９…１９は転写フィルムがガラス板２０によって押し付けられる範囲内に設ける。これにより、転写フィルム１１を吸着孔１９…１９によって吸着した後、転写フィルム１１にレーザービームを当てるために排気孔２３の排気を解除し、押さえユニット１８を転写フィルム１１上から取り除いても、ガラス板２０に押し付けられた範囲外にある皺や弛みによって、基板１０上の範囲にある転写フィルム１１に皺や弛みが生じることがない。ステージ４には基板１０を吸着するための吸着孔も設けられるが、その図示は省略した。
【００２８】
図４及び図５は、転写フィルム１１をステージ４に吸着させる手順を示している。本実施形態においては、まず、カートリッジ１２の繰り出し部１２ｃに繰り出されている転写フィルム１１上に押さえユニット１８を配置する（図４（ａ）参照）。次に、押さえユニット１８が基板１０を収容するようにカートリッジ１２をステージ４に搭載する（図４（ｂ）参照）。なお、カートリッジ１２をステージ４上に搭載してから、押さえユニット１８をカートリッジ１２の繰り出し部１２ｃに繰り出されている転写フィルム１１上に配置してもよい。
【００２９】
この後、図４（ｃ）に矢印Ｓで示すように、外枠２１の排気孔２３から徐々に空気を排気する。その結果、密閉空間２４の気圧が大気圧より低くなり、外周を外枠２１及びパッキン２２によって支持されているガラス板２０は、上方からの大気圧によって下方に湾曲するように撓む。この場合、支持されている外周から最も離れた部分、すなわち押さえ板の中央部が最も撓みが大きく、その中央部において最初に転写フィルムが基板上に押し付けられる。さらに、密閉空間の気圧が徐々に低くなるにつれ、転写フィルムを基板上に押し付けている部分は押さえ板の中央から外周へ徐々に広がる。
【００３０】
このガラス板２０の変形する過程の概念を３次元で示すと図６のようになる。図６（ａ）に示すように、密閉空間２４の気圧と大気圧が等しいときはガラス板２０は平面である。密閉空間２４の空気を排気して気圧を下げていくと、ガラス板２０は大気圧によって、ガラス板２０の中央を最下点として湾曲し始める（図６（ｂ））。更に気圧が下がると、ガラス板２０の中央が転写フィルム１１を介して基板１０に接触する。すなわち、転写フィルム１１を基板１０に押し付ける。転写フィルム１１を基板１０に押し付けた部分は、密閉空間２４の気圧の低下に伴い、図６（ｃ）に示すように徐々に中央から外周に向かって広がってゆく。これによって、中央から外周に向かって皺や弛みをなくすように転写フィルム１１を基板１０と密着させることができる。ガラス板２０は転写フィルム１１を基板１０に対し密着させつつ自己を支持するパッキン２２を圧縮荷重によって弾性変形させており、密閉空間２４が十分に排気されると転写フィルム１１を基板１０全体と密着させた状態で平面となる（図６（ｄ）参照）。
【００３１】
このようにガラス板２０にて転写フィルム１１を基板１０全体に対し密着させた後、図５（ａ）に示すように、吸着孔１９…１９から空気を吸い込む。これにより転写フィルム１１を基板１０と密着した状態でステージ４上に保持することができる。転写フィルム１１をステージ４に吸着した後は、密封空間２４を大気圧に開放し、その後、転写フィルム１１にレーザービームを当てるために、押さえユニット１８を転写フィルム１１上から取り除く（図５（ｂ））。
【００３２】
吸着完了後は図７のレーザ照射部６からレーザビームが照射されて着色層の転写が開始される。転写終了後はステージ４への転写フィルム１１の吸着を停止し、カートリッジ１２をステージ４から取り外して別の色のカートリッジ１２をステージ４に供給し、以下同様手順でフィルムを吸着する。ステージ４に対してＲ，Ｇ，Ｂの３色のカートリッジ１２を交互に載せ代えて３回の転写を行うことにより一枚の基板１０に対する着色層の形成が完了する。なお、同一カートリッジ１２をステージ４に載せたまま転写を続行する場合には、一回の転写終了後に一旦吸着を解除し、フィルム１１を一回の転写で使用する長さだけ供給ロール１４から巻取ロール１５に送り、押さえユニット１８を配置した後、密閉空間２４から空気を排気する処理を行えばよい。
【００３３】
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば押さえ板はガラス板に限らず、密封空間からの排気に伴って下方に撓むことができる弾性を有していれば、ガラス以外の弾性材料にて形成してよい。外枠２１を省略し、押さえ板と密封部材のみで押さえ手段を構成してもよい。押さえ手段とステージとの間に形成される密封空間からの排気は、ステージ側の排気孔を利用して行ってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の吸着方法によれば、押さえ板をその中央部から外周に向かって徐々に基板側に撓み変形させることにより、基板に被せられた転写フィルムを基板の中央部から外周部に向かって徐々に基板に押し付けることができるから、皺や弛みを発生させることなく転写フィルムを基板と密着させることができる。その後、押さえ板により転写フィルムを基板全体に押し付けた状態で、転写フィルムをステージに吸着させることにより、基板に押し付けられた転写フィルムがずれないようにして転写フィルムの周縁部をステージに吸着して転写フィルムの皺や弛みの発生を確実に防止することができる。また、転写フィルムが基板に押し付けられる前にステージに吸着されて皺や弛みを誘発するおそれもない。従って、転写フィルムを基板と密着させ、ステージに吸着させる作業を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法により転写装置のステージに載置された一枚の基板上に転写フィルムを供給する実施形態を示す斜視図。
【図２】ステージ上に配置されたカートリッジ及び押さえユニットの様子を示す図。
【図３】押さえユニットを裏返し状態にて示す斜視図。
【図４】本発明により転写フィルムを吸着する手順を示す図。
【図５】図４に続いて転写フィルムを吸着する手順を示す図。
【図６】押さえ板が変形する過程を示す概念図。
【図７】転写装置の一例を示す図。
【符号の説明】
１転写装置
４ステージ
６レーザ照射部
１０基板
１１転写フィルム
１１ａ転写フィルムの周縁部
１２カートリッジ
１２ａ供給部
１２ｂ回収部
１２ｃ繰り出し部
１３フレーム
１４供給ロール
１５巻取ロール
１８押さえユニット（押さえ手段）
１９吸着孔
２０ガラス板（押さえ板）
２１外枠
２２パッキン（密閉部材）
２３排気孔
２４密閉空間

Claims

ステージ上の基板をその基板よりも大きな転写フィルムにて覆った後、前記転写フィルムの前記基板からはみ出た周縁部に前記ステージ側から吸着力を作用させて前記転写フィルムをステージ上に保持する転写フィルムの吸着方法であって、
押さえ板とその外周を取り囲む密封部材とを有する押さえ手段を前記ステージ上の転写フィルムに被せて該転写フィルムと前記基板とを押さえ手段内部の密閉空間に収容する処理と、
前記密閉空間から空気を排気して前記押さえ板を前記転写フィルムに向けて弾性変形させることにより前記転写フィルムを前記基板に押し付ける処理と、
前記押さえ板にて前記転写フィルムを前記基板に押し付けた状態で、前記転写フィルムの前記周縁部を前記ステージに吸着する処理と、
を含むことを特徴とする転写フィルムの吸着方法。
前記密閉部材は弾性体を構成要素とすることを特徴とする請求項１に記載の転写フィルムの吸着方法。
前記押さえ板は透過性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転写フィルムの吸着方法。
前記転写フィルムの前記周縁部を前記ステージに吸着した後に、前記押さえ板を前記ステージから取り外し可能としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の転写フィルムの吸着方法。
一対のロールに前記転写フィルムを巻き掛けてそれらのロール間には前記基板を覆うに必要な長さの転写フィルムを繰り出し、その繰り出された転写フィルムにて前記基板を覆った後に、前記押さえ手段を前記繰り出された転写フィルムに被せることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の転写フィルムの吸着方法。
前記押さえ手段を前記繰り出された転写フィルムに被せる前に、前記ロール間に繰り出された転写フィルムに張力を付加することを特徴とする請求項５に記載の転写フィルムの吸着方法。
ステージ上の基板と対向配置される押さえ板と、その押さえ板の外周を取り囲むように配置され、前記基板よりも外側にて前記ステージと密着可能な密封部材とを有し、前記ステージへの搭載時に前記押さえ板及び前記密封部材の内側に生成される密封空間から空気を排気するための排気孔がいずれかの部位に形成されていることを特徴とする転写フィルム吸着用の押さえ手段。