JP4840055B2 - 液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェッブ状の基材上への印刷による塗膜の高い厚み精度と高い位置精度が必要な液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置に関する。

従来、カラーフィルタの製造方法としてはフォトリソ法が主流である。フォトリソ法は、基材上へ一定膜厚の塗膜を形成後、フォトマスクを介してＵＶ照射光等によるパターンの焼付け露光を行い、現像液による現像工程、熱処理工程を経て１色目パターンの形成が出来る。前記工程を繰り返して所定の各々色の処理を行い、光学用途の製品を製造している。この方式の場合、各色毎に熱処理工程が入る為、液晶用カラーフィルタの場合最低でも４色の工程を繰り返す為に最初の色工程の場合、４回の熱処理を加えることになる。

この場合、塗膜の熱によるダメージ、熱の影響による基材の収縮等からくる焼付けパターンのずれ等、精度の悪化が考えられる。又、各々の工程の処理時間が異なる事からウェッブ状の基材では各工程を並列で処理できず、１工程ごとにウェッブ状基材を送り進めるため、生産性に劣る問題がある。その他、例えばインクジェット方式の場合、ブラックストライプの形成は難しく、フォトリソ法を用いて形成する場合が多い。又、例えば２００ＰＰＩなどの高精細のパターンには向かず、高精細のパターンの量産の実績もない。

以下に公知文献を記す。
特開平１０−３１９２２４号公報

本発明の目的は、ウェッブ状の基材を用いた高精度の液晶用カラーフィルタの製造装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、高精度な膜厚と位置精度を求められる、フィルムへ印刷する液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置において、
ウェッブ状のフイルムブランケット巻き出し及びフイルムブランケット巻き取り及びライン駆動部により、塗膜を載せる透明性のウェッブ状のフイルムブランケットを間欠搬送するラインと、そのライン上に、塗布ヘッド、版及び加圧転写ユニット、を装備し、ウェッブ状のカラーフィルタ基材巻き出し及び基材巻き取り及びサブライン駆動部により、ウェッブ状のカラーフィルタ基材を間欠搬送するサブラインと、そのサブライン上に、光学ユニットのカメラ、基材吸着アライメントテーブル及び加圧転写ユニット、及び装置制御部を装備した印刷装置であって、
ラインは、ウェッブ状のフイルムブランケット巻き出し及びフイルムブランケット巻き取りの駆動により、塗膜を載せる透明性のウェッブ状のフイルムブランケットを間欠搬送し、
ライン上に、各々色毎に決められた塗膜厚に塗液を塗布する、ウェッブ状のフイルムブランケットの一方面に配置した塗布ヘッドからなる塗布機能、
ウェッブ状のフイルムブランケット上の塗膜から不要な部分を取り除き、各々色毎にパターンを形成する、一方面に配置した版、及び版面に塗膜を転写するための、他方面に配置した加圧転写ユニットからなる一次転写機能、
サブラインは、ウェッブ状のカラーフィルタ基材巻き出し及び基材巻き取りの駆動により
、ウェッブ状のカラーフィルタ基材を間欠搬送し、
サブラインの近傍に、位置決めする位置制御及び降下機能のある、ウェッブ状のフイルムブランケットの一方面で且つウェッブ状のカラーフィルタ基材の一方面に配置した基材吸着アライメントテーブルと、ウェッブ状のフイルムブランケット上、又はウェッブ状のカラーフィルタ基材上の各々色毎のパターンに形成されたアライメントマークを確認する、ウェッブ状のフイルムブランケットの他方面に配置した光学ユニットのカメラと、
降下機能のある基材吸着アライメントテーブルにより、ウェッブ状のカラーフィルタ基材へフイルムブランケット上の各々色毎のパターンを転写するための、他方面に配置した加圧転写ユニットからなる二次転写機能、
を有し、
カラーフィルタのパターンを形成する手順を制御する制御機能を有する装置制御部を備えていることを特徴とする液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記塗布ヘッドは、ダイコート方式によるもので、塗液を押出すポンプとダイの移動速度を制御することができ、複数のダイを並列に配置し、各々ダイごとに所定の膜厚に形成する制御機能を有することを特徴とする請求項１記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記一次転写機能及び二次転写する機能は、転写に必要な圧力とその圧力を加える転写圧加圧ユニットの移動速度を一定にする制御機能を有することを特徴とする請求項１、又は２記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置である。

本発明の請求項４に係る発明は、前記一次転写及び二次転写する機能は、ウェッブ状のフイルムブランケット上の塗膜から不要な部分をと取り除く版とウェッブ状のフイルムブランケットのギャップと、パターン形成されたウェッブ状のフイルムブランケットとウェッブ状のカラーフィルタ基材のギャップを一定に保つ制御機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置である。

本発明の請求項５に係る発明は、前記一次転写機能及び二次転写する機能は、スキージ、ローラー若しくはエア噴出しスリットノズルを装備し、転写に必要な圧力をスキージ、ローラー若しくはエア噴出しスリットノズルにより加圧する制御機能を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置である。

本発明の請求項６に係る発明は、ウェッブ状のフイルムブランケット上に形成した各々のパターンの基準位置を示すマークとウェッブ状のカラーフィルタの基材の基準位置を示すマークに重ね合わせをする制御機能と、サブライン上に焼成炉を装備し、二次転写機能の後に焼成炉により１回の焼成機能で定着する制御機能を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置である。

本発明の請求項７に係る発明は、前記カラーフィルタのパターンを形成する手順が、
（ａ）塗布ヘッドによりウェッブ状のフイルムブランケット上へ各々色の塗液を塗布する手順、
（ｂ）版との一次転写によりウェッブ状のフイルムブランケット上へ各々の色毎にパターンを形成する手順、
（ｃ）二次転写によりカラーフィルタ基材上へ各々の色毎のパターンを転写する手順、
（ｄ）焼成炉によりカラーフィルタ基材上へ１回の焼成機能でパターンを定着する手順、を少なくとも含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置である。

上記課題を解決するため本発明の課題は、ウェッブ状のカラーフィルタ基材上へ高精度な膜厚と位置精度を持ったカラーフィルタの印刷パターンを形成し、各色を重ね合わせる印刷の後に加熱焼成する工程において、塗膜及びカラーフィルタ基材への熱によるダメージや収縮等がなく、印刷精度が維持され、印刷での高い位置精度が実現できる液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置を提供することである。

本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置により、ウェッブ状のカラーフィルタ基材上へ高精度な膜厚と位置精度を持ったカラーフィルタの印刷パターンを形成することが出来る。

図１は、本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置を説明する概念図である。

図１に示す本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置では、ウェッブ状フイルムブランケット巻き出し（以下フイルムブランケット巻き出しと記す）３及びウェッブ状フイルムブランケット巻き取り（以下フイルムブランケット巻き取りと記す）８の駆動により、塗膜を載せる透明性のウェッブ状フイルムブランケット（以下フイルムブランケットと記す）７を間欠搬送するライン５０を配置した。前記ライン５０は、その搬送方向に、塗布機能２０、予備乾燥炉４、一次転写機能３０、二次転写機能４０を付設し、フイルムブランケット７はフイルムブランケット巻き取り８に巻き取られている。なお、前記ラインでは、図面の上側がそのラインの一方面であり、下側が他方面とした。

前記二次転写機能４０の図面上方側、すなわちラインの一方面の上方に、液晶用ウェッブカラーフィルタ基材巻き出し（以下基材巻き出しと記す）１０及び液晶用ウェッブカラーフィルタ基材巻き取り（以下基材巻き取りと記す）１２を配置し、その駆動により、液晶用ウェッブカラーフィルタ基材（以下カラーフィルタ基材と記す）１１を間欠搬送するサブライン６０を配置した。前記サブライン６０は、その搬送方向に、液晶用ウェッブカラーフィルタ基材吸着アライメントテーブル（以下基材吸着アライメントテーブルと記す）９、焼成炉１３を付設し、カラーフィルタ基材は基材巻き取り１２に巻き取られている。なお、前記サブラインでは、図面の上側がそのサブラインの一方面であり、下側が他方面とした。

前記塗布機能２０では、塗布ヘッド１は、フイルムブランケットの一方面に配置され、各々色毎に決められた塗膜厚に塗液をフイルムブランケットに塗布することにより、塗膜を形成する機能である。

前記塗膜は、予備乾燥炉４で予備乾燥する。

前記一次転写機能３０では、版吸着テーブル６及び版５は、一方面に配置され、フイルムブランケット上の塗膜から不要な部分を取り除き、各々色毎にパターンを形成するために、版面に塗膜を接触、他方面に配置した転写圧加圧ユニット（以下加圧転写ユニットと記す）１５に加圧して版面に塗膜を転写することにより、各々色毎にパターンの塗膜を形成する機能である。

前記二次転写機能４０では、基材吸着アライメントテーブル９は、フイルムブランケットの一方面で、且つカラーフィルタ基材の一方面に配置され、位置決めする位置制御及び降下機能を有し、光学ユニットのカメラ１６は、フイルムブランケットの他方面に配置に配置され、フイルムブランケット上のパターンの塗膜、又はカラーフィルタ基材上の各々
色毎のパターンの塗膜に形成されたアライメントマークを確認、アライメント機能を有する。基材吸着アライメントテーブル９を降下させ、フイルムブランケットにカラーフィルタ基材を接触、他方面に配置した加圧転写ユニットに加圧してカラーフィルタ基材へフイルムブランケット上の各々色毎のパターンを転写することにより、各々色毎のパターンの塗膜を形成する機能である。以上により、カラーフィルタ基材上にカラーフィルタのパターンを転写、印刷する。なお、フイルムブランケット７は、フイルムブランケット巻き取り８に巻き取られる。

前記カラーフィルタのパターンを形成したカラーフィルタ基材１１は、焼成炉１３で焼成した後、基材巻き取り１２に巻き取られる。なお、装置制御部は図示せず。

図２は、本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の手順を説明する側断図である。

本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置では、少なくとも以下の（ａ）〜（ｅ）含む構成によりカラーフィルタのパターンを印刷する。図２のその手順（ａ）は、ウェッブ状のフイルムブランケット７上へ各々色の塗液を順に塗布し、塗膜２１を形成する。次いで、手順（ｂ）は予備乾燥を経て半乾燥状態とする（図２（ａ）、（ｂ）参照）。

次いで、手順（ｃ）は、版５との一次転写により各々の色毎にパターン塗膜２２を形成する。図２（ｃ）では、塗膜２１が版５面と、フイルムブランケット７とに分割して、各々に付着し、フイルムブランケット７上の塗膜がパターン形状を形成する。

次いで、手順（ｄ）は、二次転写により各々の色毎のパターン塗膜２２をカラーフィルタ基材１１上へパターンを重ね合わせて、形成する。図２（ｄ）では、フイルムブランケット７上からカラーフィルタ基材１１へパターン塗膜が転写する、次いで、手順（ｅ）は、１回の焼成機能でカラーフィルタパターン塗膜２２ａを定着させる。（図２（ｅ）参照）。

図３は、本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置を一実施形態に基づいて以下説明する。

図３に本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の一実施例を示す。図中に示す装置の構成は、フイルムブランケット巻き出し３、フイルムブランケット巻き取り８、フイルムブランケット７のライン上に、塗布ヘッド１、塗布用吸着テーブル２、予備乾燥炉４、版５、版吸着テーブル６、が配置されている。基材巻き出し１０、基材巻き取り１２、カラーフィルタ基材１１のサブライン上に、基材吸着アライメントテーブル９、塗布ヘッド洗浄管理ユニット１４、加圧ユニット１５、カメラ１６、焼成炉１３、が配置されている。図３は、標準的なカラーフィルタの色構成である黒用塗布ヘッド１Ａ、赤用塗布ヘッド１Ｂ、緑用塗布ヘッド１Ｃ、青用塗布ヘッド１Ｄの４色の印刷装置を示している。図３の本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の各々機能の詳細について説明する。

図４に示す塗布機能２０において、フイルムブランケット７の転写面に対しレジストの塗布液を所定の厚みで形成する。フイルムブランケット巻き出し３とフイルムブランケット巻き取り８により送り出されたフイルムブランケット７は、一定のテンションで張られた状態で停止し、塗布用吸着テーブル２が上昇後、フイルムブランケット７と接したところで吸着、固定する。転写の基準となる黒色のブラックマトリックスを最初に転写するので、まず黒色の塗布液を塗布し、重ね合わせる順にフイルムブランケット７に塗布する。この時の膜厚は、塗布ヘッド１の移動速度と塗液の供給量に依存し、この値を調整するこ
とで個々の色の膜厚とすることが出来る。塗布後真空破壊、フイルムブランケット７を解放、塗布用吸着テーブル２が下降し退避する。

各々の４色を塗布したところで、フイルムブランケット巻き出し３とフイルムブランケット巻き取り８により送り出され、予備乾燥炉４でムラ無く乾燥させる。

次に、フイルムブランケット巻き出し３とフイルムブランケット巻き取り８によりフイルムブランケット７は図５に示す一次転写機能へ送り出される。

図５の一次転写機能３０は、まず黒色のブラックマトリックスを転写する。この版５には基準となるマークがあり、このマークを基準に他の色を転写、印刷を行う。転写において、重要なのは、転写する版５とフイルムブランケット７のギャップを一定に保つことと、加圧ユニット１５の加圧力及び移動速度を一定とすることである。続いて、他の色のエリアまでフイルムブランケット巻き出し３とフイルムブランケット巻き取り８によりフイルムブランケット７を送り出し、順次一次転写を行うことでカラーフィルタのパターンをフイルムブランケット７の転写面に形成することが出来る。

次に、図６に示す基材巻き出し１０、カラーフィルタ基材１１、基材巻き取り１２、焼成炉１３のユニットが二次転写機能の位置へ移動する。基材吸着アライメントテーブル９が降下することにより固定吸着されたカラーフィルタ基材１１とフイルムブランケット７のギャップを一定に保つことができる。

図６に示す位置決めのアライメントを行う。位置決めのアライメントは、黒色のブラックマトリックスの場合は行わないが、赤色、青色、緑色については最初に転写したブラックマトリックスのマークをカメラ１６により位置を読み取り、基材吸着アライメントテーブル９のＸＹθ移動調整動作により位置決めを行い、二次転写機能を行う。一次転写と同様加圧ユニット１５の加圧力と移動速度を一定とすることが重要である。

次に、図７の二次転写機能４０では、加圧ユニット１５を用いて、カラーフィルタ基材１１へ各々４色を転写、印刷を行う。各々４色の転写を終えたところで、カラーフィルタ基材１１は、基材巻き出し１０、基材巻き取り１２により、焼成炉１３へ送り出される。焼成機能を経てカラーフィルタが形成される。上記の機能を繰り返す事で液晶用ウェッブカラーフィルタを製造することが出来る。

本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置を説明する概念図である。 本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の手順を説明する側断図である。 本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の一実施例の概念図である。 本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の塗布機能の部分構成図である。 本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の転写機能の部分構成図である。 本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の位置決めのアライメント機能の部分構成図である。 本発明の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置の二次転写機能の部分構成図である。

符号の説明

１…塗布ヘッド
１Ａ…黒用塗布ヘッド
１Ｂ…赤用塗布ヘッド
１Ｃ…緑用塗布ヘッド
１Ｄ…青用塗布ヘッド
２Ａ…塗布用吸着テーブル
２Ｂ…塗布用吸着テーブル
２Ｃ…塗布用吸着テーブル
２Ｄ…塗布用吸着テーブル
３…（ウェッブ状）フイルムブランケット巻き出し
４…予備乾燥炉
５…版
５Ａ…版
５Ｂ…版
５Ｃ…版
５Ｄ…版
６…版吸着テーブル
６Ａ…版吸着テーブル
６Ｂ…版吸着テーブル
６Ｃ…版吸着テーブル
６Ｄ…版吸着テーブル
７…（ウェッブ状）フイルムブランケット
８…（ウェッブ状）フイルムブランケット巻き取り
９…（液晶用ウェッブカラーフィルタ）基材吸着アライメントテーブル
１０…（液晶用ウェッブカラーフィルタ）基材巻き出し
１１…（液晶用ウェッブ）カラーフィルタ基材
１２…（液晶用ウェッブカラーフィルタ）基材巻き取り
１３…焼成炉
１４…塗布ヘッド洗浄管理ユニット
１５…（転写圧）加圧ユニット
１６…（マーク読み取り）カメラ
２０塗布機能
２１…塗膜
２２…パターン塗膜
２２ａ…カラーフィルタパターン塗膜
３０…一次転写機能
４０…二次転写機能
５０…ライン
６０…サブライン

Claims (7)

1. 高精度な膜厚と位置精度を求められる、フィルムへ印刷する液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置において、
   ウェッブ状のフイルムブランケット巻き出し及びフイルムブランケット巻き取り及びライン駆動部により、塗膜を載せる透明性のウェッブ状のフイルムブランケットを間欠搬送するラインと、そのライン上に、塗布ヘッド、版及び加圧転写ユニット、を装備し、ウェッブ状のカラーフィルタ基材巻き出し及び基材巻き取り及びサブライン駆動部により、ウェッブ状のカラーフィルタ基材を間欠搬送するサブラインと、そのサブライン上に、光学ユニットのカメラ、基材吸着アライメントテーブル及び加圧転写ユニット、及び装置制御部を装備した印刷装置であって、
   ラインは、ウェッブ状のフイルムブランケット巻き出し及びフイルムブランケット巻き取りの駆動により、塗膜を載せる透明性のウェッブ状のフイルムブランケットを間欠搬送し、
   ライン上に、各々色毎に決められた塗膜厚に塗液を塗布する、ウェッブ状のフイルムブランケットの一方面に配置した塗布ヘッドからなる塗布機能、
   ウェッブ状のフイルムブランケット上の塗膜から不要な部分を取り除き、各々色毎にパターンを形成する、一方面に配置した版、及び版面に塗膜を転写するための、他方面に配置した加圧転写ユニットからなる一次転写機能、
   サブラインは、ウェッブ状のカラーフィルタ基材巻き出し及び基材巻き取りの駆動により、ウェッブ状のカラーフィルタ基材を間欠搬送し、
   サブラインの近傍に、位置決めする位置制御及び降下機能のある、ウェッブ状のフイルムブランケットの一方面で且つウェッブ状のカラーフィルタ基材の一方面に配置した基材吸着アライメントテーブルと、ウェッブ状のフイルムブランケット上、又はウェッブ状のカラーフィルタ基材上の各々色毎のパターンに形成されたアライメントマークを確認する、ウェッブ状のフイルムブランケットの他方面に配置した光学ユニットのカメラと、
   降下機能のある基材吸着アライメントテーブルにより、ウェッブ状のカラーフィルタ基材へフイルムブランケット上の各々色毎のパターンを転写するための、他方面に配置した加圧転写ユニットからなる二次転写機能、
   を有し、
   カラーフィルタのパターンを形成する手順を制御する制御機能を有する装置制御部を備えていることを特徴とする液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置。
2. 前記塗布ヘッドは、ダイコート方式によるもので、塗液を押出すポンプとダイの移動速度を制御することができ、複数のダイを並列に配置し、各々ダイごとに所定の膜厚に形成する制御機能を有することを特徴とする請求項１記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置。
3. 前記一次転写機能及び二次転写する機能は、転写に必要な圧力とその圧力を加える転写圧加圧ユニットの移動速度を一定にする制御機能を有することを特徴とする請求項１，又は２記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置。
4. 前記一次転写及び二次転写する機能は、ウェッブ状のフイルムブランケット上の塗膜から不要な部分をと取り除く版とウェッブ状のフイルムブランケットのギャップと、パターン形成されたウェッブ状のフイルムブランケットとウェッブ状のカラーフィルタ基材のギャップを一定に保つ制御機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置。
5. 前記一次転写機能及び二次転写する機能は、スキージ、ローラー若しくはエア噴出しスリットノズルを装備し、転写に必要な圧力をスキージ、ローラー若しくはエア噴出しスリ
   ットノズルにより加圧する制御機能を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置。
6. ウェッブ状のフイルムブランケット上に形成した各々のパターンの基準位置を示すマークとウェッブ状のカラーフィルタの基材の基準位置を示すマークに重ね合わせをする制御機能と、サブライン上に焼成炉を装備し、二次転写機能の後に焼成炉により１回の焼成機能で定着する制御機能を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置。
7. 前記カラーフィルタのパターンを形成する手順が、
   （ａ）塗布ヘッドによりウェッブ状のフイルムブランケット上へ各々色の塗液を塗布する手順、
   （ｂ）版との一次転写によりウェッブ状のフイルムブランケット上へ各々の色毎にパターンを形成する手順、
   （ｃ）二次転写によりカラーフィルタ基材上へ各々の色毎のパターンを転写する手順、
   （ｄ）焼成炉によりカラーフィルタ基材上へ１回の焼成機能でパターンを定着する手順、を少なくとも含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の液晶用ウェッブカラーフィルタ印刷装置。

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