JP4867472B2 - マイクロディスペンサ方式色修正装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタの製造に用いるマイクロディスペンサ方式色修正装置のディスペンサ先端目詰まり解消機構及びそれを装備したマイクロディスペンサ方式色修正装置に関する。

液晶表示装置用のカラーフィルタ（以下ＣＦと記す）における画素の色修正技術として、（株）ブイ・テクノロジーにて特許出願の、マイクロディスペンサ方式色修正技術がある（特許文献１参照）。

マイクロディスペンサ方式色修正では、超微量マイクロピペットにインキを充填し、そのインキを圧力で押し出すことで、ＣＦの画素の不良部分に注入し、不良部を修正して正常画素に補修する技術である。

この色修正の技術にて使用するマイクロディスペンサでは、インキ出口のマイクロディスペンサ先端で、インキに含まれる溶剤分が揮発して固化してしまい、高圧力を加えてもインキ吐出が出来なくなる場合がある。なお、前記の状態を目詰まりと記す。

前記ディスペンサ先端の目詰まりの対応では、インキ自体の組成の変更による方法がある。

インキ組成の変更では、塗布の作業特性、例えば塗布性、その安定性と、又は品質、例えば感度特性、色特性等に悪影響を及ぼす問題がある。インキ組成の変更による目詰まりの防止策では、ディスペンサ先端の目詰まりを防止し、且つインキの特性を維持することが困難である。

この色修正の技術にて使用するインキは、モノマー、顔料、光重合開始剤、溶剤等の混合物である。そのインキ組成は、固形分の割合、又はその固形分中の顔料の割合が高精度に規定されている。又、インキ組成は、均一な膜厚の薄膜を形成するための、流動性、感度が高精度に規定されている。さらに、塗布作業に係るインキ組成は、ディスペンサ先端の目詰まり及び内部の部分固化を防ぐための、沸点等が高精度に規定されている。

インキ組成内の一つの品目の量を変更する場合、その効果が複雑に発現し、改善と改悪が同時に発生する問題がある。従って、例えばディスペンサ先端の目詰まりの対応では、インキ自体の組成の変更による方法は多くの効果が期待できない。すなわち、そのインキ組成の変更では、狭い範囲しか選択できない。

ディスペンサ先端の目詰まりが発生した場合、従来では、洗浄液でディスペンサ先端部を洗浄するか、又は分解した部品を洗浄したあと、再組み立てする機械的な方法が一般的である。従来の機械的な方法では、装置を停止し、洗浄作業、ディスペンサ内部のインキ及び装置の調整作業等の時間及び調整コストが増加する問題がある。

以下に公知文献を記す。
特開２００６−１３３４３号公報

本発明の課題は、インキ組成による目詰まり防止と同時に、機械的にディスペンサ先端の目詰まりを解消する、先端洗浄の機構を取り付けることにより、インキ組成に悪影響をおよぼすことがないディスペンサ先端目詰まり解消する機構及びそれを装備したマイクロディスペンサ方式色修正装置を提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、４本の各々マイクロディスペンサの内部にインキを充填し、その内部のインキを加圧し、ディスペンサ先端より被処理基板上にインキを吐出して色修正するマイクロディスペンサ方式色修正装置であって、
被処理の基板を載置するステージ部と、被処理の基板の欠陥位置の直上にディスペンサの位置移動及びディスペンサ先端からのインキ吐出をその順序に色修正の逐次処理する装置制御部とを備え、ディスペンサ先端目詰まり解消機構と、前記ステージ近傍に４槽の洗浄槽及び試し塗布基板からなる洗浄部とを装備し、前記の色修正の逐次処理をしながら、洗浄開始の命令と同時に色修正の手順の逐次処理を中断し、
前記ディスペンサ先端目詰まり解消機構は、少なくとも以下の手順にて、ディスペンサ先端目詰まり解消処理をすることを特徴とするマイクロディスペンサ方式色修正装置である。
（ａ）洗浄開始命令。
（ｂ）ディスペンサを被処理基板上の命令開始位置から洗浄槽上の洗浄位置まで位置移動。
（ｃ）ディスペンサ先端を洗浄槽内の洗浄液中まで下降移動。
（ｄ）ディスペンサ先端よりインキを吐出動作。
（ｅ）ディスペンサを前記洗浄位置まで上昇移動。
（ｆ）ディスペンサを洗浄位置から試し塗布基板上の試し塗布位置まで位置移動。
（ｇ）ディスペンサ先端を試し塗布基板の直上まで下降移動。
（ｈ）前記位置でディスペンサ先端よりインキを吐出する試し塗布動作。
（ｉ）ディスペンサを前記試し塗布位置まで上昇移動。
（ｊ）ディスペンサを試し塗布位置から被処理基板上の命令開始位置まで位置移動。

本発明の請求項２に係る発明は、前記ディスペンサ先端より試し塗布基板へインキを吐出する試し塗布動作を実行時の試し塗布基板へインキの吐出位置は、常時新規位置に吐出できるように順次移動し、全面にインキ吐出した試し塗布基板は、新しい試し塗布基板に更新することを特徴とする請求項１に記載のマイクロディスペンサ方式色修正装置である。

本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構及びそれを装備したマイクロディスペンサ方式色修正装置を用いれば、機械的にシステム化した方法による先端の目詰まり防止を可能にすることで、インキ組成の変更による防止策を緩和することでき、インキ組成の選択幅が広がり、より高い特性のインキを選択できる効果がある。

本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構及びそれを装備したマイクロディスペンサ方式色修正装置を用いれば、機械的にシステム化した方法による先端の目詰まり防止を可能にすることで、装置を停止することがない、効率的に安易な方法で色修正が可能となり、より高い品質特性のＣＦ基板を提供できる効果がある。

本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構及びそれを装備したマイクロディスペンサ方式色修正装置を用いれば、ディスペンサ先端の目詰まり防止を機械的にシステム化したことにより、作業員の負荷となる工程が大幅に削減され、その結果色修正ための作業員の削減や効率的な配置が可能となり、且つ作業ミスの削減により安定した品質のＣＦ基板を提供することができる。

本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構を備えたマイクロディスペンサ方式色修正装置を一実施例の形態に基づいて以下説明する。

図１は、本発明のマイクロディスペンサ方式色修正装置のディスペンサ先端目詰まり解消機構の説明図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、ディスペンサ先端目詰まり解消機構の側断面図である。

図１（ａ）に示すように、マイクロディスペンサ方式色修正装置のステージ１上には、被色修正用のＣＦ基板２０が載置されている。ＣＦ基板２０と向き合う上部の位置にディスペンサが配置されている。図１（ａ）は、複数の各々マイクロディスペンサの内部にインキを充填し、その内部のインキを加圧し、ディスペンサ先端より被処理基板上にインキを吐出して色修正する修正装置である。すなわち、被処理の基板の欠陥位置の直上にディ
スペンサの位置を移動したあと、ディスペンサ先端からのインキを吐出することをその順序に色修正の逐次処理する装置制御部とを備えている。

前記マイクロディスペンサ方式色修正装置では、本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構及び洗浄部１０が付設されている。洗浄部１０は、洗浄槽１１と試し塗布基板１２からなる装備である。前記被処理の基板２０上の位置及び洗浄槽１１上と試し塗布基板１２上の位置は一つの座標系で同時に管理され、該位置とディスペンサ先端との相対位置は、装置制御部により常時計測されている。従って、予め、当該位置の座標値を登録した場合、自動的に当該位置に停止する方法でディスペンサ先端の移動が制御されている。なお、洗浄部１０はステージ１に固着され、前記被処理の基板２０表面及び洗浄槽１１表面と試し塗布基板１２表面は、前記被処理の基板２０表面と同一面となるように設置されている。

本発明のマイクロディスペンサ方式色修正装置は、前記の色修正の逐次処理しながら、その途中でディスペンサ先端目詰まりが発生した場合、直ちに洗浄開始の命令と同時に色修正の手順の逐次処理を中断して、本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構を用いてディスペンサ先端の目詰まりを解消する洗浄の手順を実行し、その結果ディスペンサ先端目詰まり解消した後、前記洗浄開始位置の戻り、色修正の手順の逐次処理を再開する。

図１（ｂ）は、ディスペンサ先端目詰まり解消機構でのディスペンサ先端の移動を説明する側断面図である。図上の破線Ｈ３０は、ＣＦ基板の色修正時のディスペンサ先端の高さ位置であり、ＣＦ基板、洗浄槽１１及び試し塗布基板１２への位置移動時の高さ位置である。破線Ｈ３０は、ＣＦ基板への色修正用のインキ塗布時のディスペンサ先端の高さ位置である。図上の破線Ｓ４０は、試し塗布基板の試し塗布時のディスペンサ先端の高さ位置である。図上の破線Ｄ５０は、洗浄液中のディスペンサ先端の高さ位置であり、この高さ位置で洗浄液中へインキを吐出する高さ位置である。

図１（ｂ）の破線Ａ６０は、ＣＦ基板上の色修正時のディスペンサ先端の位置である。図上破線Ｂ７０は、洗浄液上のディスペンサ先端の位置であり、その位置は、各槽毎に設定されており、例えば４槽の場合では４ヶ所の位置が登録されている。図上破線Ｃ８０は、試し塗布基板上のディスペンサ先端の位置である。なお、Ａ、Ｂ、ＣとＨ、Ｓ、Ｄとの交点、例えば、ＡとＨとの交点をＡHと記す（図１（ｂ）参照）。

前記のディスペンサ先端目詰まり解消機構でのディスペンサ先端の一サイクルの移動経路は、同一の経路であり、洗浄命令開始のＣＦ基板２０上の位置（図１（ｂ）のＡ_H点）から、洗浄層１１上の位置のＢ_H点まで移動し、Ｂ_H点からＢ_D点まで降下し、Ｂ_D点から再びＢ_H点まで戻り、次にＢ_H点からＣ_H点へ移動し、Ｃ_H点からＣ_S点へ降下し、Ｃ_S点からＣ_H点へ上昇し、Ｃ_H点から最初のＡ_H点に戻る経路である。なお、予め、Ｂ_H点及びＣ_H点の位置は、その座標値を登録する方法である。

図２は、本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構の洗浄手順のフロー図である。

前記ディスペンサ先端目詰まり解消機構は、少なくとも以下の手順を含み、その順序に逐次処理する洗浄手順のフロー図を以下に説明する。

最初に、（ａ）では、洗浄開始を命令する。開始命令の出力のタイミングは、色修正の時間の所定の時間毎、又は色修正の回数毎に自動で定期的に出力される。又は、不具合が予見される毎に作業員により随意に出力される。

次いで、（ｂ）では、ディスペンサを被処理基板上の命令開始位置（図１（ｂ）のＡ_H）から洗浄槽上の洗浄位置（図１（ｂ）のＢ_H）まで位置を移動する。

（ｃ）では、ディスペンサ先端を槽内の洗浄液中（図１（ｂ）のＢ_D）まで下降移動する。

（ｄ）では、洗浄液中（図１（ｂ）のＢ_D）で、ディスペンサ先端よりインキを吐出する動作を実行する。洗浄液への浸漬時間は、予めその時間を登録する方法で行い、インキ吐出量及びインキ吐出回数は、必要に応じて増減する。洗浄液の更新は、新液を定量補充する方法であり、その補充量に見合う洗浄液をオーバーフロー方式で槽内から洗浄槽へ排出する方法である。前記更新方法では、槽内を循環する方式で行う場合もあり、洗浄の出来具合を確認しながら適宜選択することが重要となる。

次いで、（ｅ）では、ディスペンサを前記洗浄槽上の洗浄位置（図１（ｂ）のＢ_H）まで上昇移動する。

（ｆ）では、ディスペンサを洗浄位置（図１（ｂ）のＢ_H）から試し塗布基板の直上の試し塗布位置（図１（ｂ）のＣ_H）まで位置を移動する。

（ｇ）では、ディスペンサ先端を試し塗布基板の直上位置（図１（ｂ）のＣ_S）まで下降移動する。

（ｈ）では、前記位置（図１（ｂ）のＣ_S）でディスペンサ先端より試し塗布基板へインキを吐出する試し塗布動作を実行する。試し塗布基板へインキの吐出位置は、常時新規位置に吐出できるように順次移動する方法である。全面にインキ吐出した試し塗布基板は、新しい試し塗布基板に更新する方法である。

（ｉ）では、ディスペンサ先端を前記試し塗布位置（図１（ｂ）のＣ_H）まで上昇移動する。

（ｊ）では、ディスペンサを試し塗布位置（図１（ｂ）のＣ_H）から被処理基板上の命
令開始位置（図１（ｂ）のＡ_H）まで位置を移動する。

以上のフロー（ａ）〜（ｉ）のディスペンサ先端目詰まり解消機構により、ディスペンサ先端の目詰まりを解消するための洗浄を行い、フロー（ｊ）では、被処理の基板の元の位置（図１（ｂ）のＡ_H）、すなわちフロー（ａ）の開始位置に戻り、再び次の欠陥位置の直上にディスペンサの位置移動及びディスペンサ先端からのインキ吐出をその順序に色修正の逐次処理する。

図３は、本発明の洗浄部及びディスペンサ先端目詰まり解消機構の一実施例を説明する取り付け前の洗浄部の装置図であり、（ａ）は、洗浄槽の上面図で、（ｂ）は、洗浄槽天板の上面図であり、参考図は、その側断面図である。

図３（ａ）は、洗浄槽１１である。中央には、位置決めピン１６ａが配置されている。参考図は、洗浄槽１１の側断面図であり、内部に２本の位置決めピン１６ａが配置されている。

図３（ｂ）は、洗浄槽天板１３である。中央には、４個の槽１４を備えている。左右に位置決め孔１６ｂが配置されている。参考図は、洗浄槽１１の側断面図であり、内部に槽１４と、２本の位置決め孔１６ｂが配置されている。槽１４より洗浄液の液こぼれを防止する構造である。

前記洗浄槽天板１３は、洗浄槽１１の重ねた状態で使用するものであり、組み立て時には、位置決めピン１６ａに位置決め孔１６ｂを挿入する方法で安易に組み立てることができる。メンテナンス等が容易な構造である。

図４は、本発明の洗浄部及びディスペンサ先端目詰まり解消機構の一実施例を説明する取り付け後の洗浄部の装置図であり、（ａ）は、洗浄槽の上面図で、（ｂ）は、洗浄槽の側断面図である。

図４では、４色の専用の槽１４を準備した。各々の槽１４には、洗浄液１５を充たしている。洗浄槽１１等の材質は、公知の材料、例えばＳＵＳ３０４、フッ素樹脂等が使用できる。

洗浄液１５は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノン、フェノキシエチルアクリレート等を使用することができる。洗浄液は、インキを溶解する溶解力が高いものから選別し、その沸点は高いものから選択することが好ましい。

本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構を付設したマイクロディスペンサ方式色修正装置を用いたディスペンサ先端目詰まり解消の効果を確認する実施例１を実施した。実施例１について以下に説明する。

最初に、従来のマイクロディスペンサ方式色修正装置のシステムにディスペンサ先端洗浄の開始命令と、ディスペンサ先端洗浄の終了報告を追加した。洗浄の開始命令では、色修正を中断し、ディスペンサ先端目詰まり解消機構によるディスペンサの洗浄動作を設定し、本発明の洗浄の終了報告では、前記中断した色修正を再開する動作を設定した。

図４に示すように、付設する洗浄層１１は、２ｍｍ厚のＳＵＳ３０４を用い、切削、溶接により形成した。洗浄槽天板１３は、１ｍｍ厚のＳＵＳ３０４を用い、切削、溶接により形成した。試し塗布基板１２は、０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いた。洗浄液１５は、
ＮＭＰを用いた。色修正のディスペンサは、Ｒ（赤）画素用を用いた。ディスペンサの移動を制御する前記システムへの洗浄部の槽１４と試し塗布基板１２の位置座標及びディスペンサ先端の高さ位置を登録した。なお、インキ吐出の条件は変更せずに現状の設定とした。被処理のＣＦ基板は、Ｒ画素の欠陥画素が４個ある基板を２枚準備した。

本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構を付設したマイクロディスペンサ方式色修正装置を用いて、ディスペンサ先端目詰まり解消の効果を確認した。被処理のＣＦ基板に１枚目は、色修正毎にディスペンサ先端目詰まり解消機構を実行した。すなわち、４回のディスペンサ先端目詰まり解消機構を実行した。別の１枚は、２個連続して色修正後、ディスペンサ先端目詰まり解消機構を実行した。すなわち、２回のディスペンサ先端目詰まり解消機構を実行した。一連の動作では、不具合は発生せずに正常に作動した。

次いで、色修正が完了した前記被処理のＣＦ基板は、顕微鏡を用いた視認評価と、その画素の色度測定を行った。その結果は良好な品質と判定した。

本発明のマイクロディスペンサ方式色修正装置のディスペンサ先端目詰まり解消機構の説明図であり、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、ディスペンサ先端目詰まり解消機構の側断面図である。 本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構の洗浄手順のフロー図である。 本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構及び洗浄部の一実施例を説明する取り付け前の洗浄部の装置図であり、（ａ）は、洗浄槽の上面図で、（ｂ）は、洗浄槽天板の上面図であり、参考図は、その側断面図である。 本発明のディスペンサ先端目詰まり解消機構及び洗浄部の一実施例を説明する取り付け後の洗浄部の装置図であり、（ａ）は、洗浄槽の上面図で、（ｂ）は、洗浄槽の側断面図である。

符号の説明

１…（ＣＦ基板を載置する）ステージ
２…ディスペンサ
３…ディスペンサ先端
１０…洗浄部
１１…洗浄槽
１２…試し塗布基板
１３…洗浄槽天板
１４…槽
１５…洗浄液
１６ａ…位置決めピン
１６ａ…位置決め孔
２０…ＣＦ基板
３０…ＣＦ基板の色修正時のディスペンサ先端の高さ
４０…試し塗布基板の直上のディスペンサ先端の高さ
５０…洗浄液中のディスペンサ先端の高さ
６０…ＣＦ基板の色修正時のディスペンサ先端の位置
７０…洗浄液上のディスペンサ先端の位置
８０…試し塗布基板上のディスペンサ先端の位置

Claims (2)

1. ４本の各々マイクロディスペンサの内部にインキを充填し、その内部のインキを加圧し、ディスペンサ先端より被処理基板上にインキを吐出して色修正するマイクロディスペンサ方式色修正装置であって、
   被処理の基板を載置するステージ部と、被処理の基板の欠陥位置の直上にディスペンサの位置移動及びディスペンサ先端からのインキ吐出をその順序に色修正の逐次処理する装置制御部とを備え、ディスペンサ先端目詰まり解消機構と、前記ステージ近傍に４槽の洗浄槽及び試し塗布基板からなる洗浄部とを装備し、前記の色修正の逐次処理をしながら、洗浄開始の命令と同時に色修正の手順の逐次処理を中断し、
   前記ディスペンサ先端目詰まり解消機構は、少なくとも以下の手順にて、ディスペンサ先端目詰まり解消処理をすることを特徴とするマイクロディスペンサ方式色修正装置。
   （ａ）洗浄開始命令。
   （ｂ）ディスペンサを被処理基板上の命令開始位置から洗浄槽上の洗浄位置まで位置移動。
   （ｃ）ディスペンサ先端を洗浄槽内の洗浄液中まで下降移動。
   （ｄ）ディスペンサ先端よりインキを吐出動作。
   （ｅ）ディスペンサを前記洗浄位置まで上昇移動。
   （ｆ）ディスペンサを洗浄位置から試し塗布基板上の試し塗布位置まで位置移動。
   （ｇ）ディスペンサ先端を試し塗布基板の直上まで下降移動。
   （ｈ）前記位置でディスペンサ先端よりインキを吐出する試し塗布動作。
   （ｉ）ディスペンサを前記試し塗布位置まで上昇移動。
   （ｊ）ディスペンサを試し塗布位置から被処理基板上の命令開始位置まで位置移動。
2. 前記ディスペンサ先端より試し塗布基板へインキを吐出する試し塗布動作を実行時の試し塗布基板へインキの吐出位置は、常時新規位置に吐出できるように順次移動し、全面にインキ吐出した試し塗布基板は、新しい試し塗布基板に更新することを特徴とする請求項１に記載のマイクロディスペンサ方式色修正装置。

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