JPH0447291B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はTN−FEM液晶表示素子の配向制御
膜等に用いられる有機薄膜の形成装置に関する。 一般にTN−FEM液晶セルの基板構成はガラ
ス板上に透明導電膜（I.T.O）の電極が形成され
その上に液晶の配向膜となる絶縁膜が形成されて
なる。そして液晶の配向規制は上記絶縁膜を布に
よつてある特定方向にラビングすることによりな
された。このラビング溝の方向は上下基板の絶縁
膜において互いに直交しているのが一般的であ
る。ここで問題となるのは、液晶表示素子に印加
される外部駆動電圧が絶縁膜膜厚に応じて降圧す
ることである。従つて液晶表示素子の絶縁悪の膜
厚が不均一であれば表示コントラストのムラを生
じ品質上問題を生ずる。上記絶縁膜の膜厚の均一
性が厳しく要求されるのはこのためで、この膜厚
の均一性は±10％以内であることが望ましい。膜
厚に関しては一般的に100〜2000Å範囲内の薄膜
が用いられる。 一方TN−FEM液晶表示素子の配向絶縁膜と
してSiO₂，MgF₂，PVA等無機膜及び有機膜双
方に多数種あるが、これらの中で有機ポリイミド
膜を用いた場合液晶の配向安定性が非常に優れて
いることが知られている。 本発明は上記有機ポリイミド膜を透明導電膜が
形成されるガラス基板の上に形成するに好適な有
機薄膜の形成装置に関するものである。 上記配向絶縁膜を基板上に均一に塗布する方法
として従来平板オフセツト印刷方式が提案される
（例えば特開昭55−37314）。この平板オフセツト
印刷方式の概略を説明すると、第１図の説明図に
示す如く、インキングローラー１にポリイミド溶
液を供給しブラシ胴２、インキングローラー１を
回転・前進させ版定盤３上のガラス板４上にイン
キングローラー１でポリイミド膜をコーテイング
する。次にインキングローラー１が戻つてくる時
ブラシ胴２は版定盤３上のガラス板４に接する位
置まで下降する。従つてその時ブラシ胴２の表面
に貼布されたゴム凸版５に上記ガラス板４上にコ
ーテイングされたポリイミド膜が転写される。次
に上記ブラシ胴２の表面に貼布されたゴム凸版５
に転写されたポリイミド膜が今度は印刷定盤６上
にセツトされるガラス基板７に転写されて塗布が
完了する。 以上の従来の平板オフセツト印刷方式によつて
有機ポリイミド膜の均一な膜厚を得るためには次
の２点が重要である。 (1) 版定盤３とインキングローラー１間のクリア
ランス（あるいは転写圧）がいたるところ均一
であること。これは版定盤３上のインク塗布厚
みが均一になる為に必要である。 (2) ゴム凸版５の表面形状を0.2mmピツチ、深さ
0.1mmのＶ形ミゾを縦横に切る、あるいは上記
ゴム凸版５の代わりに感光性樹脂凸版を用いそ
の表面に深さ20〜40μの200メツシユ・アミ点
ミゾをつけること。これはインク転写量の偏り
を分散させる為になされる。但し上記ゴム凸版
５においてはゴムの成形加工上パターン形状に
制約があり細かなパターンの成形加工が難しい
という加工上の問題があり、又上記光感光性樹
脂凸版においてはアミ点深度の管理が大切であ
る。 以上２点の平板オフセツト印刷方式における管
理は相当繁雑である。又この平板オフセツト印刷
方式は上記運転説明で分るように塗布に要する所
要時間が長い。又ガラス基板７に転写されるポリ
イミド膜は一旦版定盤３上に塗布展開されるため
粘度変化が激しく膜厚の一定化が難しいという欠
点があり量産効果が充分でなかつた。 本発明は上記従来問題点を解決するためになさ
れたものであり、有機薄膜の膜厚制御が容易でし
かも量産性に適する有機薄膜の形成装置を提供す
ることを目的とする。 以下、本発明に係る一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。 第２図は本発明に係る一実施例の有機膜印刷機
の概要を示す側面図、第３図はその外観斜視図で
ある。同図で８，９はインク練りローラーで材質
は硬度70°以上のEPTゴムから構成され、１０は
着肉ローラーで材質は硬度60°以上のEPTゴムか
ら構成され、１１は版胴ローラーでステンレスか
ら構成され、１２は揺動ローラーでステンレスか
ら構成される。上記８乃至１２のローラーは全て
各ローラー間で接肉されており運転中は常時回転
している。１３はインク供給及び排出部であり、
ここからインクをインク練りローラー８，９の間
に供給すると着肉ローラー１０を介して版胴ロー
ラー１１上に貼布されている樹脂凸版（感光性樹
脂凸版）１４にインクが転写、転送されていく。
揺動ローラー１２の目的はインク転写量をローラ
ー全体に均一に転送させることと、インク練りロ
ーラー９に転送したインク量の制御を行なうこと
である。上記インク練りローラー８，９に供給さ
れるインクはポリイミド溶液であり、使用時にお
ける粘度範囲が80cps〜2000cps（25℃）であるこ
とが望ましい。 印刷ステージ１５上にI.T.Oを有するガラス基
板１６をセツトし、印刷ステージ１５の搬送速度
を版胴ローラー１１の回転速度と同期させる。す
ると樹脂凸版１４上のインクパターンがガラス基
板１６の所定の位置に転写される。上記樹脂凸版
１４はゴム硬度60°以上のものが望ましい。 次に上記印刷機の特性について詳述する。イン
ク練りローラー８、着肉ローラー１０、揺動ロー
ラー１２はローラー間のクリアランス調節ができ
るように第２図に示される如く矢印方向に動調節
できる。インク練りローラー９、版胴ローラー１
１は回転軸に固定される。各ローラー間のクリア
ランスと転写圧（接触圧）の関係は次の第１表に
示す通りであつた。但し１５は印刷ステージであ
る。

【表】 同表でマイナスのクリアランス値はローラーが
圧接していることを意味している。同表に示され
る如くローラー９→ローラー１０、及びローラー
１０→ローラー１１の転写圧はローラー間のクリ
アランスにはほとんど無関係である。即ちこの場
合各ローラー間のクリアランス調節を厳密に行わ
なくともその転写圧は一定であり、一般にインク
の転写率は転写圧と関係し転写圧が高くなると転
写率が低下すると言われていることからすると、
上記クリアランス調節を厳密に行わなくとも常に
一定の転写率を得るという著しく便利な特性を有
していることになる。 実際に各ローラーへインクが転写されていく様
子を調べてみると次の第２表の如くであつた。

【表】 第２表で揺動ローラーONではガラス基板上で
の膜厚均一性が±10％、OFFでは印刷方向に沿
つてすじむらが多く膜厚均一性が±30％であつ
た。第２表よりローラー間のクリアランスに関係
なくインクの転写量は１：１の割合で転写されて
いることがわかる。又揺動ローラーは膜厚の値と
膜厚の均一性に大きく関係していることがわか
る。 以上の本発明に係る有機膜印刷機と従来の平板
オフセツト印刷方式とを比較すると次の様であ
る。即ち平板オフセツト印刷方式の場合、第１図
の版定盤３にインキングローラー１からインクが
転写されそのインクの乾燥時の膜厚を2500Åとす
るとガラス基板７にインクが転写されるまでのプ
ロセスにおいてインクの膜厚は次の様に変化す
る。インキングローラー１→版定盤３で2500Å、
版定盤３→樹脂凸版５で1000Å、樹脂凸版５→ガ
ラス基板７で800Åである。つまり平板オフセツ
ト印刷の場合ガラス基板７に800Åの有機薄膜を
形成する為には版定盤３上にその約３倍の厚みの
インクを塗布する必要がある。更に樹脂凸版５に
版定盤３上からインクが転写される場合、版定盤
３上のインクが厚く塗布された面に樹脂凸版５が
圧接されるので、その際、樹脂凸版５の周辺にも
インクが付着し、最終的に樹脂凸版５からガラス
基板７にインクを転写する時転写パターンの端部
にインクが溜まり、にじみが生ずるという結果に
なる。第４図はそのにじみが生じたガラス基板７
を示す。１７が印刷面、１８がエツジのインク溜
りである。矢印は印刷方向を示す。この様なイン
ク溜りは転写パターンの寸法精度を著しく損う原
因となる。 しかし本発明の方式に従えばインクの転写率が
１：１でローラーを転移していく為初期段階で大
量にインクを塗布する必要が無く、パターン端部
のインク溜まり、にじみは著しく少なくなり、寸
法精度±30μの精度安定性は著しく良好である。
又印刷面の膜均一性は平板オフセツト印刷では表
面形状加工（例えばアミ点加工、Ｖ溝加工）した
凸版を用いた場合印刷条件によつてアミ点状ある
いはサイノ目状の膜厚不均一を生じ易かつたが、
本発明の方式に従えば平滑樹脂凸版を用いること
ができるのでその場合膜厚の均一性が著しく良く
なる。膜厚の均一性は繰り返し種々の印刷条件下
で検討した結果全て±10％の範囲内に入る事を確
認した。 次に本発明に係る有機膜印刷機の連続運転時に
おけるインク粘度の経時変化を調べた結果を第５
図、第６図に示す（膜厚、粘度とも任意単位で表
記した）。第５図は初期にインクを供給しその後
インクを供給しなかつたもの、第６図は５分毎に
インクを適量追加したものである。第６図によれ
ばインクを適時追加していくと粘度変化はほぼ一
定に保たれていることが判る。その場合膜厚の変
化は著しく小さくなつている。 又、第３図に示すインク排出デイスペンサー１
９によつて１時間毎にインク練りローラー８，９
間に溜まつているインク（インク流出防止用の側
板２０がインク練りローラー８端部に設けられて
いる）を吸引、吐出しフレツシユインクをインク
供給デイスペンサー２１で追加供給するという方
法を併用すれば８時間の連続運転を行なつても膜
厚の均一性、膜厚の変動がほとんど無い事を確認
している。 以上説明した本発明の方式による有機膜印刷機
を用いた場合、版胴の樹脂凸版に平滑平面を有す
るゴム硬度60°以上の感光性樹脂版を用いること
によりインク粘度80cps〜2000cpsの広い粘度範囲
のポリイミド溶液を用いても寸法精度±30μの範
囲内で膜厚300〜3000Åの範囲内の薄膜を±10％
の精度で形成できる。有機薄膜を形成する基板が
硬度の高いガラス基板である場合、樹脂凸版をゴ
ム硬度60°以上の平滑樹脂材料で構成することに
より、パターンの位置ずれを生じることなく、転
写精度の高い有機薄膜パターンを得ることができ
る。ゴム硬度60°以下になると、それに反比例し
てパターンずれが大きくなるが、ゴム硬度60°以
上ではパターンずれはほとんど零に抑えることが
できる。また、この際使用するインキの粘度は充
分広い範囲より選ぶことが可能である。さらに本
発明は、アミ点ミゾを必要としない感光性平滑樹
脂凸版を用いて均一な膜厚の有機薄膜を形成する
ことができるため、樹脂凸版の形成及び使用によ
る変形管理が容易であり量産効率も高いという利
点を有する。 以上説明した本発明によれば膜厚制御が容易で
かつローラから常に新鮮なインクが適量補給され
る機構が具備されており、量産性に適する有機薄
膜の形成方法を得るものである。 また本発明によれば、次のような利点がある。 (1) 転写圧は複数のローラー間のクリアランスに
はほとんど無関係であり、ローラー間のクリア
ランス調節を厳密に行わなくとも常に一定の転
写率を得ることができ、調節が簡単である。 (2) ローラー間のクリアランスに関係なく、イン
クの転写量は１：１の割合で転写されるので、
初期段階で大量にインクを塗布する必要がな
く、経済的でかつ、少量塗布の故にパターン端
部のインク溜まり、にじみ現象を著しく軽減で
きる。さらに、基板に加圧するローラーの樹脂
凸版は平滑樹脂凸版の使用が可能であり、膜厚
のより一層の均一性に寄与できる。 (3) ローラーが回転している間に随時インクを適
量追加して供給することができ、インク粘度の
経時変化の影響を受けることなく、また継続的
な追加供給によつて、長時間の連続運転を行つ
ても、均一で膜厚変動のない有機薄膜が形成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の平板オフセツト印刷機の説明
図、第２図は本発明に係る有機膜印刷機の側面
図、第３図はその外観斜視図、第４図はにじみが
生じたガラス基板の平面図、第５図、第６図はグ
ラフ図を示す。 図中、８……インク練りローラー、９……イン
ク練りローラー、１０……着肉ローラー、１１…
…版胴ローラー、１２……揺動ローラー、１３…
…インク供給・排出部、１４……樹脂凸版、１５
……印刷ステージ、１６……ガラス基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに接肉して摺動回転しインクを練る複数
   の第一ローラーと、該第一のローラーに接肉して
   インク転写量を均一制御する揺動ローラーと、表
   面にゴム硬度60°以上の感光性平滑樹脂凸版が形
   成され前記揺動ローラーで転写量が制御されたイ
   ンクが前記第一のローラーより順次転送付与され
   る第二のローラーと、を具備してなり、前記第一
   のローラーにインクを補給するインク供給手段を
   配し、前記第二のローラーに転送されたインクを
   ガラス基板上に加圧塗布して有機薄膜を形成する
   有機薄膜の形成装置において、前記第一のローラ
   ーの接肉部上方に残留する古くなつた未転送イン
   クを排出するデイスペンサーを垂下させてなるこ
   とを特徴とする有機薄膜の形成装置。