JP5358908B2 - カラーフィルタ製造装置、カラーフィルタ製造方法、乾燥装置、乾燥方法、表示装置の製造装置、表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
インクジェット法では、基板上にパターン形成されたインク受容層にインクを付与することにより、着色層が形成される。あるいは、基板上に遮光部により画設された開口部にインクを塗布することにより、着色層が形成される。インク受容層あるいはインクを乾燥及び硬化させるためには、加熱工程が必要となる。例えば、ホットプレートを用いて加熱することにより、プリベイク(乾燥工程)及びポストベイク(硬化工程)が行われる。一般に、吐出安定性を確保するために遅乾性溶媒(例えば、沸点250℃)がインクの主溶剤として用いられる。加熱により溶剤を気化(揮発)させることによりプリベイクが行われる。
また、結露が生じた場合には、容器上内面の傾斜により結露を容易に移動させて収集することが可能になる。従って、結露除去作業の迅速化を図ることができる。
このように、複数の蓋部材をそれぞれの液化成分を収集する収集手段の方向(例えば、2方向)に傾斜させることにより、複数の収集手段に結露を迅速に収集することができる。また、複数の蓋部材をそれぞれの液化成分を収集する収集手段の方向(例えば、一つ置きに互い違いの方向)に傾斜させ、基板の上方空間の容積の偏りを小さくすることができる。従って、大気中の溶媒飽和度の偏りを軽減し、着色層に含まれる溶媒成分を均一に気化させて着色層の表面形状を均一にすることができる。
このように、液化成分を収集手段によって収集することにより、結露が液滴となって基板上に落下することを防止できるので、液滴が基板の着色層に付着することがない。従って、混色や色ムラ等の欠陥を防止することができる。
最初に、図1を参照しながら、カラーフィルタ製造装置1の構成について説明する。
図1は、カラーフィルタ製造装置1の構成図である。
カラーフィルタ製造装置1は、基板3に対してインクジェットヘッド5からインクを吐出してパターニングを行い、カラーフィルタを製造する装置である。
吸着テーブル4は、基板3を吸着して固定するテーブルである。基板の吸着は、例えば、吸着テーブル4と基板3との間の空気を減圧あるいは真空にすることにより行われる。この場合、吸着テーブルには、空気を吸引するための小孔(図示しない)が設けられ、吸着の際には当該孔を通じて真空ポンプ(図示しない)等により空気の吸引が行われる。
移動部6は、吸着テーブル4及びインクジェットヘッド5の移動及び位置決めを行う装置である。尚、移動機構としては、汎用のガイド機構や移動用アクチュエータを用いることができる。例えば、移動用アクチュエータとして、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータを用い、ガイド機構として、直線移動機構、エアースライドを用いることができる。
アライメントカメラ7は、基板3の位置座標を検出するために、基板3の所定箇所(基板上に形成されるアライメントマーク等)を撮像するカメラである。
次に、図2及び図3を参照しながら、カラーフィルタ製造方法について説明する。
図2は、インク受容層にインクを付与して着色層を形成するカラーフィルタ製造方法を示す図である。
図2(b)に示すように、フォトマスク24を用いて光23を照射してパターン露光が行われる。インク受容層22にネガ型の樹脂組成物が用いられる場合、露光部分のインク受容層22は、インク受容能を失って非着色域25となる。露光部分以外のインク受容層22は、着色域26となる。
図2(d)に示すように、着色層28が形成された基板3は、減圧加熱装置8に搬送される。減圧加熱装置8は、基板3を減圧環境下で加熱し、着色層28に含まれる水分や溶剤成分を除去して乾燥させる。その後、減圧加熱装置8は、基板3をさらに高温で加熱して着色層28全体を硬化させる。
図2(e)に示すように、着色層28上に保護層29が形成される。
図3は、開口部にインクを塗布して着色層を形成するカラーフィルタ製造方法を示す図である。
図3(b)に示すように、インクジェットヘッド5からインク32が吐出される。インク32は、染料あるいは顔料等の着色剤を含有する。開口部にインク32が塗布され、着色層33が形成される。この段階では、着色層33は、水分や溶剤成分を含み、湿潤状態(ウェット状態)である。
図3(c)に示すように、着色層33が形成された基板3は、減圧加熱装置8に搬送される。減圧加熱装置8は、基板3を減圧環境下で加熱し、着色層33に含まれる水分や溶剤成分を除去して乾燥させる。その後、減圧加熱装置8は、基板3をさらに高温で加熱して着色層33全体を硬化させる。
図3(d)に示すように、着色層33上に保護層34を形成してもよい。
次に、図4を参照しながら、減圧加熱装置8について説明する。
図4は、減圧加熱装置8の構成図である。
次に、図5〜図10を参照しながら、減圧加熱装置8のチャンバ41内の蓋47の加工について説明する。
図5を参照しながら、第1の実施の形態に係る蓋47a及び蓋47bについて説明する。蓋47a及び蓋47bの表面には、結露53の付着を防止するための撥水化処理(撥水剤コーティング処理や凹凸化処理)が施される。
蓋47aの表面には撥水剤コーティング処理が施される。蓋47aの表面は、撥水剤61がコーティングされる。撥水剤61としては、例えば、フッ素樹脂やシリコン樹脂を用いることができる。具体的には、フッ素樹脂:EGC−1720(住友スリーエム社製)、テフロン(登録商標)AF(デュポン社製)、シリコン樹脂:KF−96(信越化学工業社製)を用いることができる。
蓋47bの表面には凹凸化処理が施される。蓋47bの表面は、荒らされて凹凸部63が形成される。
尚、撥水剤コーティング処理または凹凸化処理等の撥水化処理は、蓋47に限定されず、チャンバ41内部の他の内壁に施すこともできる。
次に、図6を参照しながら、第2の実施の形態に係る蓋47cについて説明する。
図6(a)は、親水剤65がコーティングされた蓋47cを示す図である。
図6(b)は、蓋47cの表面に濡れ広がる結露53を示す図である。
蓋47cに、結露53が付着すると(図6(a))、結露53は蓋47cの表面に濡れ広がる(図6(b))。
尚、親水化処理は、蓋47cに限定されず、チャンバ41内部の他の内壁に施すこともできる。また、親水剤65としては、例えば、親水性ポリマーや光触媒を用いることができる。具体的には、親水性ポリマー:ゴーセノールKL−05(日本合成化学工業社製)、光触媒:ダイヤコートLC80(三菱マテリアル社製)を用いることができる。
次に、図7を参照しながら、第3の実施の形態に係る蓋47dについて説明する。
図7は、水平方向に対して傾斜可能に構成された蓋47dを備える減圧加熱装置8dを示す図である。図7(a)は傾斜前を示し、図7(b)は、傾斜後を示す。
減圧加熱装置8dは、加熱部10により基板3の着色層45を加熱する。着色層45から気化して生じる気化成分は、チャンバ41内に蒸散し温度低下により結露53となって蓋47dに付着する(図7(a))。
尚、減圧加熱装置8dは、トレイ67に収集した結露53を廃棄し、次の結露53除去のタイミングに備えることが望ましい。
次に、図8を参照しながら、第4の実施の形態に係る蓋47eについて説明する。
図8は、水平方向に対して2方向に傾斜可能に構成された蓋47eを備える減圧加熱装置8eを示す図である。図8(a)は傾斜前を示し、図8(b)は、傾斜後を示す。
第3の実施の形態では、蓋47dを1方向に傾斜させるものとして説明したが、蓋47を複数の蓋部材で構成してそれぞれ異なる方向に傾斜させるようにしてもよい。
次に、図9及び図10を参照しながら、第5の実施の形態に係る蓋47fについて説明する。
図9は、複数方向に傾斜可能な蓋47fを備える減圧加熱装置8fを示す図である。図9(a)は傾斜前を示し、図9(b)は、傾斜後を示す。
図10は、蓋47fの構成を示す図である。図10(a)は傾斜前を示し、図10(b)は、傾斜後を示す。
第4の実施の形態では、蓋47eを2方向に傾斜させるものとして説明したが、蓋47eの分割数、分割形状、傾斜方向は2分割2方向に限定されるものではない。
次に、図11〜図14を参照しながら、結露(液化成分)を収集して除去する結露除去処理機構について説明する。結露除去処理機構として、掻取機構81、払拭機構84、吸引機構86、ブロー機構90を取り上げて説明する。
図11は、減圧加熱装置8の結露53を収集する掻取機構81を示す図である。掻取機構81は、ブレード82およびトレイ83を備える。掻取機構81はA方向に移動しながら、ブレード82で蓋47に付着する結露53を掻き取りトレイ83に収集する。
図12は、減圧加熱装置8の結露53を収集する払拭機構84を示す図である。払拭機構84は、ワイパー材85を備える。払拭機構84はA方向に移動しながら、ワイパー材85で蓋47に付着する結露53を払拭して収集する。
図13は、減圧加熱装置8の結露53を収集する吸引機構86を示す図である。吸引機構86は、ノズル87、ポンプ88、およびトレイ89を備える。吸引機構86はA方向に移動しながら、ポンプ88によりノズル87から蓋47に付着する結露53をB方向に吸引し、トレイ89に収集する。
図14は、減圧加熱装置8の結露53を収集するブロー機構90を示す図である。ブロー機構90は、ノズル91、コンプレッサ92、およびトレイ93を備える。ブロー機構90はA方向に移動しながら、ノズル91からB方向にエアを吹き出し、蓋47に付着する結露53を吹き飛ばしてトレイ69に収集する。
図15は、表示装置101を示す図である。ここでは、表示装置101として液晶ディスプレイパネルを挙げて説明する。
基板102は、カラーフィルタ製造装置1により製造されたカラーフィルタである。基板102には、液晶封入空間を確保するためのスペーサ106が形成される。基板103は、TFT(Thin Film Transistor)等のアレイ基板である。基板102と基板103とを貼り合わせ、基板の周辺部分にシール材104を設け、基板間に液晶107を封入することにより、表示装置101が製造される。
以上詳細に説明したように、減圧加熱装置の上蓋に好適な加工を行うことにより、着色層からの気化成分の結露の除去を容易に行うことが可能になる。即ち、結露が滴下して着色層へ付着することを防止し、混色や色ムラ等の欠陥を防いでカラーフィルタ製造における歩留まりの向上に効果がある。
また、本実施の形態の蓋と、結露除去処理機構とを組み合わせることにより、結露の収集及び除去を迅速かつ効率的に行うことができる。
また、インクの吐出は、インクジェットヘッドに限られず、例えば、ディスペンサ等を用いることもできる。
また、第1の実施の形態〜第5の実施の形態について説明したが、これらを適宜組み合わせてカラーフィルタ製造装置や減圧乾燥装置等を構成するようにしてもよい。
2………制御部
3………基板
4………吸着テーブル
5………インクジェットヘッド
6………移動部
7………アライメントカメラ
8、8d、8e、8f………減圧加熱装置
9………減圧部
10………加熱部
21、31………遮光層
22………インク受容層
23………光
24………フォトマスク
25………非着色域
26………着色域
27、32………インク
28、33、45………着色層
29、34………保護層
41………チャンバ
47、47a、47b、47c、47d、47e、47f………蓋
51………気化成分
53………結露
61………撥水剤
63………凹凸部
65………親水剤
67、73−1、73−2、77−1、77−2、83、89、93………トレイ
69−1、69−2、71−1、71−2、75−1、75−2………支持部
72−1、72−2、79−1〜79−6………蓋部材
81………掻取機構
82………ブレード
84………払拭機構
85………ワイパー材
86………吸引機構
87、91………ノズル
88………ポンプ
90………ブロー機構
92………コンプレッサ
101………表示装置
102………カラーフィルタ基板
103………アレイ基板
104………シール材
106………スペーサ
107………液晶
Claims (28)
- 基板にインクを付与して着色層を形成するカラーフィルタ製造装置であって、
前記基板を収容し、上内面の少なくとも一部が撥水化処理された容器と、
加熱処理により前記基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱部と、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態と、水平方向に対して傾斜させた状態とに変形可能な傾斜手段と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造装置。 - 基板にインクを付与して着色層を形成するカラーフィルタ製造装置であって、
前記基板を収容し、上内面の少なくとも一部が親水化処理された容器と、
加熱処理により前記基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱部と、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態と、水平方向に対して傾斜させた状態とに変形可能な傾斜手段と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造装置。 - 前記傾斜手段は、前記容器の上内面を構成する複数の蓋部材をそれぞれ液化成分を収集する収集手段の方向に傾斜させることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のカラーフィルタ製造装置。
- 前記容器の上内面は、複数の蓋部材を並べて構成され、
前記傾斜手段は、複数の前記蓋部材の、並び方向に直交する方向における傾斜を、隣り合う前記蓋部材で互い違いの方向とすることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のカラーフィルタ製造装置。 - 前記着色層からの気化成分が液化して前記容器の上内面に付着した液化成分を収集する収集手段を具備することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のカラーフィルタ製造装置。
- 前記容器内の減圧を行う減圧部を具備することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載のカラーフィルタ製造装置。
- 基板にインクを付与して着色層を形成するカラーフィルタ製造方法であって、
前記基板を上内面の少なくとも一部が撥水化処理された容器に収容する基板収容ステップと、
加熱処理により前記容器内の基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱ステップと、
前記容器の上内面において前記着色層からの気化成分が液化した液化成分を撥水させる撥水ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態から、水平方向に対して傾斜させる傾斜ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に対して傾斜した状態から、水平方向に沿った状態に戻すステップと、
を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 基板にインクを付与して着色層を形成するカラーフィルタ製造方法であって、
前記基板を上内面の少なくとも一部が親水化処理された容器に収容する基板収容ステップと、
加熱処理により前記容器内の基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱ステップと、
前記容器の上内面において前記着色層からの気化成分が液化した液化成分を濡れ広げさせる親水化ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態から、水平方向に対して傾斜させる傾斜ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に対して傾斜した状態から、水平方向に沿った状態に戻すステップと、
を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 前記傾斜ステップは、前記容器の上内面を構成する複数の蓋部材をそれぞれ液化成分を収集する収集手段の方向に傾斜させることを特徴とする請求項7または請求項8のいずれかに記載のカラーフィルタ製造方法。
- 前記容器の上内面は、複数の蓋部材を並べて構成され、
前記傾斜ステップでは、複数の前記蓋部材の、並び方向に直交する方向における傾斜を、隣り合う前記蓋部材で互い違いの方向とすることを特徴とする請求項7から請求項9までのいずれかに記載のカラーフィルタ製造方法。 - 前記着色層からの気化成分が液化して前記容器の上内面に付着した液化成分を収集する収集ステップを具備することを特徴とする請求項7から請求項10までのいずれかに記載のカラーフィルタ製造方法。
- 前記容器内の減圧を行う減圧ステップを具備することを特徴とする請求項7から請求項11までのいずれかに記載のカラーフィルタ製造方法。
- 基板にインクを付与して形成される着色層を乾燥する乾燥装置であって、
前記基板を収容し、上内面の少なくとも一部が撥水化処理された容器と、
加熱処理により前記基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱部と、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態と、水平方向に対して傾斜させた状態とに変形可能な傾斜手段と、
を具備することを特徴とする乾燥装置。 - 基板にインクを付与して形成される着色層を乾燥する乾燥装置であって、
前記基板を収容し、上内面の少なくとも一部が親水化処理された容器と、
加熱処理により前記基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱部と、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態と、水平方向に対して傾斜させた状態とに変形可能な傾斜手段と、
を具備することを特徴とする乾燥装置。 - 前記傾斜手段は、前記容器の上内面を構成する複数の蓋部材をそれぞれ液化成分を収集する収集冶具の方向に傾斜させることを特徴とする請求項13または請求項14のいずれかに記載の乾燥装置。
- 前記容器の上内面は、複数の蓋部材を並べて構成され、
前記傾斜手段は、複数の前記蓋部材の、並び方向に直交する方向における傾斜を、隣り合う前記蓋部材で互い違いの方向とすることを特徴とする請求項13から請求項15までのいずれかに記載の乾燥装置。 - 前記着色層からの気化成分が液化して前記容器の上内面に付着した液化成分を収集する収集手段を具備することを特徴とする請求項13から請求項16までのいずれかに記載の乾燥装置。
- 前記容器内の減圧を行う減圧部を具備することを特徴とする請求項13から請求項17までのいずれかに記載の乾燥装置。
- 基板にインクを付与して形成される着色層を乾燥する乾燥方法であって、
前記基板を上内面の少なくとも一部が撥水化処理された容器に収容する基板収容ステップと、
加熱処理により前記容器内の基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱ステップと、
前記容器の上内面において前記着色層からの気化成分が液化した液化成分を撥水させる撥水ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態から、水平方向に対して傾斜させる傾斜ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に対して傾斜した状態から、水平方向に沿った状態に戻すステップと、
を具備することを特徴とする乾燥方法。 - 基板にインクを付与して形成される着色層を乾燥する乾燥方法であって、
前記基板を上内面の少なくとも一部が親水化処理された容器に収容する基板収容ステップと、
加熱処理により前記容器内の基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱ステップと、
前記容器の上内面において前記着色層からの気化成分が液化した液化成分を濡れ広げさせる親水化ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態から、水平方向に対して傾斜させる傾斜ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に対して傾斜した状態から、水平方向に沿った状態に戻すステップと、
を具備することを特徴とする乾燥方法。 - 前記傾斜ステップは、前記容器の上内面を構成する複数の蓋部材をそれぞれ液化成分を収集する収集冶具の方向に傾斜させることを特徴とする請求項19または請求項20のいずれかに記載の乾燥方法。
- 前記容器の上内面は、複数の蓋部材を並べて構成され、
前記傾斜ステップでは、複数の前記蓋部材の、並び方向に直交する方向における傾斜を、隣り合う前記蓋部材で互い違いの方向とすることを特徴とする請求項19から請求項21までのいずれかに記載の乾燥方法。 - 前記着色層からの気化成分が液化して前記容器の上内面に付着した液化成分を収集する収集ステップを具備することを特徴とする請求項19から請求項22までのいずれかに記載の乾燥方法。
- 前記容器内の減圧を行う減圧ステップを具備することを特徴とする請求項19から請求項23までのいずれかに記載の乾燥方法。
- 基板にインクを付与して着色層が形成されたカラーフィルタを備える表示装置の製造装置であって、
前記基板を収容し、上内面の少なくとも一部が撥水化処理された容器と、
加熱処理により前記基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱部と、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態と、水平方向に対して傾斜させた状態とに変形可能な傾斜手段と、
を具備することを特徴とする表示装置の製造装置。 - 基板にインクを付与して着色層が形成されたカラーフィルタを備える表示装置の製造装置であって、
前記基板を収容し、上内面の少なくとも一部が親水化処理された容器と、
加熱処理により前記基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱部と、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態と、水平方向に対して傾斜させた状態とに変形可能な傾斜手段と、
を具備することを特徴とする表示装置の製造装置。 - 基板にインクを付与して着色層が形成されたカラーフィルタを備える表示装置の製造方法であって、
前記基板を上内面の少なくとも一部が撥水化処理された容器に収容する基板収容ステップと、
加熱処理により前記容器内の基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱ステップと、
前記容器の上内面において前記着色層からの気化成分が液化した液化成分を撥水させる撥水ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態から、水平方向に対して傾斜させる傾斜ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に対して傾斜した状態から、水平方向に沿った状態に戻すステップと、
を具備することを特徴とする表示装置の製造方法。 - 基板にインクを付与して着色層が形成されたカラーフィルタを備える表示装置の製造方法であって、
前記基板を上内面の少なくとも一部が親水化処理された容器に収容する基板収容ステップと、
加熱処理により前記容器内の基板の着色層に含まれる溶媒成分を気化させる加熱ステップと、
前記容器の上内面において前記着色層からの気化成分が液化した液化成分を濡れ広げさせる親水化ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に沿った状態から、水平方向に対して傾斜させる傾斜ステップと、
前記容器の上内面の少なくとも一部を、水平方向に対して傾斜した状態から、水平方向に沿った状態に戻すステップと、
を具備することを特徴とする表示装置の製造方法。
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