JPH11231325A - 感光性樹脂プレート及びその製造方法 - Google Patents

感光性樹脂プレート及びその製造方法

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JPH11231325A
JPH11231325A JP10220917A JP22091798A JPH11231325A JP H11231325 A JPH11231325 A JP H11231325A JP 10220917 A JP10220917 A JP 10220917A JP 22091798 A JP22091798 A JP 22091798A JP H11231325 A JPH11231325 A JP H11231325A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的な(ポリイミド)PI印刷時にもPI
固形化が発生しない感光性樹脂プレート及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 感光性樹脂プレートに、感光性樹脂から
なる本体の一側面にLCDパネルの有効画面領域に対応
して第1硬度を持つ多数の網点23が形成された少なく
とも一以上のポリイミドパターン部30と、LCDパネ
ルの非有効画面領域に対応してポリイミドパターン部3
0を囲んで第1硬度より高い第2硬度を持つ多数の網点
が形成されたポリイミドパターンエッジ部31とが形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLCDパネル(pa
nel)用ガラス(glass)上にポリイミド(po
lyimide)配向膜を印刷するため使用される感光
性樹脂プレート(photosensitive re
sin plate)に係り、より詳細には、APRプ
レートを利用してガラス上にポリイミドパターンを印刷
する場合パターンのエッジ部にポリイミドが固化するこ
とを防止するAPRプレート及びその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】最近高品位TV(high defin
ition TV:HDTV)等の新しい尖端映像器機
が開発されることによって、平板表示器に対する要求が
拡大されている。LCDは平板表示器の代表的な技術で
ELD(electro luminescence
display)、VFD(vacuum fluor
escence display)、PDP(plas
ma displaypanel)等が解決できなかっ
た カラー化、低電力及び高速化等を実現している。
【0003】LCDは受動形と能動形の二つの形態があ
る。能動形LCDは各画素を薄膜トランジスタ(thi
n film transistor: TFT)のよ
うな能動素子が制御するようになっており、応答速度と
視野角と色再現性及びコントラスト比(contras
t ratio)において、能動形LCDより優れて1
00万画素以上の解像度を必要とするHDTVに好適な
表示器で使用されているだけではなく、薄形、軽量、低
消費電力等の長点によりノ−ト形コンピュータのモニタ
等各種表示器に利用されている。
【0004】このようにLCDは一般的な複数のデータ
ライン(data line)及びゲートライン(ga
te line)が相互垂直交叉するように配置され、
これらの交叉領域に各々接続されるように薄膜トランジ
スタと画素電極(共通電極)が形成される。また、その
前面に保護膜(例えば、窒化膜)とITO材質の共通電
極が順次的に形成されるTFT基板とブラックメトリッ
クス(black matrix)とカラーフィルタ
(color filter)が形成される。また、前
面に保護層及びITO材質の共通電極が形成されている
カラーフィルタ基板がTFT基板と対向するように配置
されその間の数ミクロン空間に液晶が注入される。
【0005】一方、TFT基板及びカラーフィルタ基板
の共通電極上部には表面がラビング(rubbing)
処理されたポリイミド(以下 “PI”と称する)材質
の配向膜が500〜1000オングストロームの厚さで
形成されて、TFT基板とカラーフィルタ基板の外側面
に各各偏光板が付着される。この時、TFT基板及びカ
ラーフィルタ基板上に液晶分子を一定方向に配列させる
ため有機高分子膜を塗布する工程を配向膜塗布工程と称
する。一般的に、有機高分子膜としては配向の安定性と
耐久性のためポリイミド樹脂が使用される。
【0006】前記配向膜を形成する方式としては、スピ
ンコ−ティング(spin coating)が利用さ
れるが、その方式はパターンを形成した後に一定部分を
蝕刻しなければならないため、現在は別の蝕刻工程がな
く所望するパターンで直接印刷できるフレキソグラピ
(flexography)方式を採用している。
【0007】図8はフレキソグラピ方式のPI印刷装置
を概略的に示す概念図である。図示されるように、アニ
ロックスロ−ル(anilox roll)2上には窒
素ガスによりPI溶液貯蔵装置7から供給チューブを通
してディスペンサー(dispenser)6から噴射
されたPI溶液が落下されて保存される。アニロックス
ロ−ル2はクロム(chrome)またはクロム/ニケ
ル鍍金材質からなり、ピラミット(pyramid)形
態のセル(cell)が約20ミクロンの深さで形成さ
れてPI溶液が収容できるようになっている。ドクタロ
−ル(doctor roll)3はアニロックスロ−
ル2とともに回転して、アニロックスロ−ル2表面にP
I溶液が均一に維持されるようにする。
【0008】一方、ポリブタジエン(polybuta
diene)系樹脂、例えばASAHI KASEI感
光性樹脂材質のプレート(以下“APRプレート”と称
する)10は版胴1に付着されて印刷テーブル4上のガ
ラス5と直接的に接触してPI溶液を転写させる。AP
Rプレート10上には所定のパターン12、12’が形
成されて、そのパターン12、12’は所定直径の網点
(relief)が所定角度で規則的に配列されてい
る。また、1平方インチ当り網点のライン数によって3
00mesh、400mesh及び500meshで分
類されて、配列角度は15℃、75℃で分けられる。一
方、網点間にはセルが陰刻されてPI溶液を収容できる
ようになっている。その深さは15〜20ミクロン程度
である。
【0009】このように構成されてディスペンサー6か
ら回転しているドクタロ−ル3とアニロックスロ−ル2
間にPI溶液が供給されると、ドクタロ−ル3がアニロ
ックスロ−ル2を加圧する深さによりAPRプレート1
0に転写されるPI溶液の量が制御された後、版胴1に
付着されたAPRプレート10のパターン12、12
‘に供給される。供給されたPI溶液はパターン12、
12’に形成された網点間に形成されたセルに収容され
る。
【0010】一方、印刷テーブル4上に真空吸着された
ガラス5は版胴1の回転とともに前進して、APRプレ
ート10のパターン12、12’のセルからPI溶液の
供給を受けてガラス5には配向膜が印刷される、その
後、PI溶液が印刷されたガラスは60〜70℃のホッ
トプレート(hot plate)に移送されて均一な
厚でプリキュア(pre−cure)が完了される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のように
PI溶液をガラス上に連続的に印刷する場合、PIパタ
ーンエッジ部にポリイミド固形紛の固まりが形成され
る。この固まりは大きさが約100〜1,000ミクロ
ンであり、高さは5ミクロン以上であり、PI溶液によ
って発生する形態及び発生頻度が相異である。このよう
にPI固まりが固形化される現状(以下、“PI固形
化”と称する)が発生することにより次のような問題点
があった。
【0012】1. 輸率が顕著に低下される。即ち、前
記のように、PI固まりは高さが約5ミクロン以上でシ
ーリングライン附(sealing ring)近に位
置して、ホットプレス(hot press)後ニュー
トンリング(newtonring)が発生して、シー
リングギャップ(sealing gap)の高さに不
良が発生して、パネル表示品質の均一性を低下させる。
また、ラーン進行中間歇的に発生するPI固形化は肉眼
で検査しながら溶剤を除去して、この過程で粉塵が流入
されて不良を発生させる。 2. 生産性が低下される。即ち、所定枚数を連続的に
PI印刷した時にはAPRプレートを洗浄した後にPI
印刷を継続進行しなければならないため生産性が低下さ
れる。例えば、550×650サイズの大形基板にPI
を印刷する場合にはPI固形化が頻繁に発生して5ラー
ン(run)を進行した後ダミーガラス(dummy
glass)を投入してAPRプレートを洗浄する必要
があった。 3. 頻繁なラーン進行の中断は設備のインーライン無
人自動化において障碍物で作用して、新規デバイス(D
evice)の材料を設計する時PI選択の幅が狭くて
開発の限界があった。
【0013】したがって、本発明はこのような問題点に
着眼して案出されたもので、その目的は、連続的なPI
印刷時にもPI固形化が発生しない感光性樹脂プレート
を提供することにある。
【0014】本発明の他の目的は、感光性樹脂プレート
を製造する方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明による感光性樹脂プレートには、感光性樹脂
からなる本体の一側面にLCDパネルの有効画面領域に
対応して第1硬度を持つ多数の網点が形成された少なく
とも一以上のポリイミドパターン部と、LCDパネルの
非有効画面領域に対応してポリイミドパターン部を囲む
ように形成された、第1硬度より高い第2硬度を持つ多
数の網点が形成されたポリイミドパターンエッジ部とが
形成される。
【0016】好ましくは、前記パターン部及びパターン
エッジ部に形成された網点は一定間隔で規則的に配列さ
れて、前記パターン部の間には網点でなったダミーパタ
ーンが挿入される。
【0017】本発明の感光性樹脂プレートを製造するた
めには、まず、感光性樹脂をバック露光して厚さの一部
を硬化させて、網点パターンが形成されたフィルムを利
用して前面露光を実施して前記厚さの他の部分を硬化し
た後蝕刻して、LCDパネルの有効領域及び非有効領域
に対応するポリイミドパターン部及びパターンエッジ部
に各各網点を形成して、ポリイミドパターン部だけをソ
フト露光して硬度を低くして、ポリイミドパターンエッ
ジ部だけをハード露光して硬度を高める。
【0018】一例で、ソフト露光のため40Wの紫外線
ランプで1〜2分程度照射して、ハード露光のため40
Wの紫外線ランプで10〜20分程度照射する。
【0019】また、ソフト露光のためポリイミドパター
ン部に対応する部分に開口が形成されたシャドウマスク
(shadow mask)が利用されて、ハード露光
のためポリイミドパターン部に対応する大きさのシャド
ウマスクが利用される。
【0020】好ましくは、網点を形成した後、感光性樹
脂を水中露光して硬度が低い網点を硬化させる。
【0021】好ましくは、網点を形成した後、感光性樹
脂をベンゾフェノンにディピングして所定の粘度が得ら
れる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、添附図面を参照して本発明
による感光性樹脂プレート及びその製造方法について詳
細に説明する。
【0023】説明において、ポリイミド(PI)パター
ン部はLCDパネルの有効画面領域と対応する部分とし
て、多数個の網点が形成されてポリイミド溶液が印刷さ
れる部分を意味して、ポリイミドパターンエッジ部はL
CDパネルの非有効画面領域と対応する部分として、ポ
リイミドパターン部を囲むように網点が形成された部分
を意味する。
【0024】現在まで確認されたPI固形化の発生メカ
ニズムによると、連続的にPIを印刷する時PI溶液が
APRプレートのパターンエッジ部に集中し、時間の経
過によってPI溶液内の溶媒が蒸発して、固形紛の固ま
りがエッジ部に累積されて粘度が漸進的に増加して一定
瞬間にその固まりがガラスに転写されることに起因する
ことが判明した。
【0025】前記のような現状の原因については次の2
つの解釈が可能である。まず、APRプレート自体に対
する側面で、APRプレートのパターンエッジ部が衝撃
を受けてエッジ部ではアニロックスロ−ルからAPRプ
レートに転写されたPI溶液がガラスに転写されず残っ
た状態でPI溶液の溶媒が増発されてPI溶液の固形紛
だけが継続的にゲル(gel)状態で累積されPI印刷
時にガラスに転写されてPI固形化が発生すると解釈で
ある。
【0026】一方、設備側面では、版胴に付着されてい
るAPRプレートに気流が強く流入されることにより気
流と直接的に接触するAPRプレートのパターンの特定
部分にPI固形化が激しく発生するとの実験結果が観測
された。
【0027】したがって、PI固形化を除去するため連
続的に印刷する場合、APRプレートのエッジ部が衝撃
により破損されないようにAPRプレートを設計する
か、APRプレートが乾燥になることを抑制するため設
備内部に気流が流入されないように設備を調整した。例
えば、APRプレートの設計においてはmeshの種類
とmesh角度及びエッジ部のテーパー角度等を適切に
組合して設計するかダミーパターンを具備するか否か等
を考慮して設計した。
【0028】また、設備の改善においては気流が版胴の
APRプレートに流入されないように印刷装置の全面に
わたって静電アクリルカーバー(acrylic co
ver)を設置して特定部分のPI固形化を減少させ
た。
【0029】しかし、このような方法でPI固形化を抑
制することには実装工程上限界があった。即ち、APR
プレートは前記のように、ポリブタジエン樹脂で50〜
55の鼓舞硬度を持っており、製作過程でベンゾフェノ
ン(benzophenone)の層減剤で表面処理を
実施して粘性と硬度を維持する。実験によると、APR
プレートは表面の硬度が低いほどアニロックスロ−ルか
ら容易にPI溶液の転写を受けて、印刷時PI膜の均一
性も優れる。反面、APRプレートは表面の硬度が高い
と印刷時APRプレートのパターンのエッジ部が受ける
衝撃が小さく、アニロックスロ−ルからPI溶液の転写
を受けることが困難で相対的にPI固形化が発生しにく
いがPI膜の均一性は不良である。
【0030】したがって、本発明者は前記のような結果
に基づいてLCDパネルで有効画面領域に対応しないP
Iパターンエッジ部、即ち、ブラックマトリックス領域
は硬度を高めてPI固形化が根本的に発生しないように
して、有効画面領域に対応するパターン部は硬度を低く
して均一なPI膜を形成するようにAPRプレートを製
作した。
【0031】以下、添附された図面を参照して本発明の
好ましい実施例によるAPRプレートを製造する方法に
ついて説明する。この実施例では説明の便宜上APRプ
レート上に一つのPIパターン部を形成することに限定
して説明するが、多数個のPIパターン部を形成するこ
ともできる。
【0032】図1はAPRプレートを製作するためのバ
ック露光工程図、図2はAPRプレートを製作するため
の前面露光工程図である。図1を参照すると、露光装置
の下部ガラス16上に網点パターンが形成されたネガチ
ーブフィルム18を装着して、そのフィルム18上にA
PR不飽和樹脂22を位置させて、また、その上にベー
スフィルム17を位置させた後、上部ガラス15で押
す。この状態で上部ガラス15上に紫外線ランプ20を
位置させてバック露光を実施してAPR不飽和樹脂22
を硬化させる。この時、APR不飽和樹脂22は厚さ方
向に全て硬化されず符号22aで表記した部分に該当す
る厚さ程度だけ硬化される。また、硬化が進行されなが
らベースフィルム17は硬化されたAPR不飽和樹脂2
2に付着される。図面符号22bで表示されたドットハ
ッチング(dot hatching)部分は硬化され
なかった部分である。
【0033】次に、下部ガラス16上に紫外線ランプ2
0を位置させて前面露光を実施する。即ち、図2に図示
されるように、網点パターンが形成されたネガチーブフ
ィルム18をマスクとしてAPR不飽和樹脂22を紫外
線ランプ20を利用して前面露光する。
【0034】次に、界面活性剤を利用して蝕刻すること
により網点23を形成して、超純水で未硬化された部分
22bを洗浄する。
【0035】次に、乾燥させてAPR不飽和樹脂22に
付着された水分を蒸発させた後、Na2O3が溶解され
ている水中で露光を実施して硬度が低い網点23を硬化
させる。網点が硬化された後、ベンゾフェノンにディッ
ピングして所定の粘度を得る。以後、さらに超純水で洗
浄して温風乾燥して最終露光を実施する。
【0036】本発明によると、最終露光は2次にわたっ
て実施して、前記のように、APR不飽和樹脂22でP
Iパターン部は硬度を低くして均一なPI膜を形成する
ようにして、PIパターンエッジ部は硬度を高めてPI
固形化が根本的に発生しないようにする。
【0037】図3は本発明によるソフト露光の工程図、
図4は図3のソフト露光を概念的に示す斜視図である。
図3及び図4を参照して1次ソフト露光について説明す
る。実際には、PIパターンエッジ部31には網点が形
成されているが、PIパターン部30との区分を明確に
するためPIパターンエッジ部31には網点を図示しな
かった。
【0038】まず、APR不飽和樹脂22のPIパター
ン部30に対応する部分に開口が形成されたシャドウマ
スク25を利用してPIパターンエッジ部31を遮断し
た後、紫外線ランプ20で露光を実施する。好ましく
は、露光は約40Wで1〜2分程度照射する。以上のよ
うな条件の1次ソフト露光によりPIパターン部30だ
けが露光されて硬度が低くなる。したがって、前記のよ
うなPI印刷時にPI膜の均一性が向上される。
【0039】一方、1次ソフト露光が完了された後には
2次ハード露光を実施する。図5及び図6を参照して説
明すると次のようである。
【0040】図5は本発明によるハード露光の工程図、
図6は図5のハード露光を概念的に示す斜視図である。
APR不飽和樹脂22のPIパターン部30と対応する
大きさのシャドウマスク26を利用してPIパターン部
30を遮断した後、紫外線ランプ20で露光を実施す
る。好ましくは、露光は約40Wで10〜20分程度照
射する。このような条件の2次露光によりPIパターン
エッジ部31だけが露光されて硬度が高くなる。したが
って、前記のようなPI固形化が根本的に発生しないよ
うになる。反面、印刷時にPI膜の均一性が不良である
がその部分は有効画面に対応する部分ではないためディ
スプレイ側面では問題にならない。
【0041】図7は一つのAPRプレートに多数のPI
パターン部が形成されたことを示す概念図である。図7
に図示されるように、APRプレート上に多数のPIパ
ターン部を形成する場合、PIパターン部間に網点から
なるダミーパターン35が挿入できる。これによって、
PIパターン部を印刷する場合、反復印刷によりPIパ
ターンエッジ部が崩壊されることが発生しない。このよ
うに製造されたAPRプレートを利用して連続的にPI
膜を印刷しても均一な膜が形成でき、PIパターンエッ
ジ部で発生するPI固形化が根本的に除去される。
【0042】以上、本発明による好ましい実施形態につ
いて詳細に記述したが、本発明が属する技術分野におい
て通常の知識を持つ者であれば、添附された請求範囲に
定義された本発明の精神及び範囲を離脱しなく本発明を
多様に変形または変更して実施できる。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によると、LCDパ
ネルの非有効画面領域に対応するPIパターンエッジ部
は硬度を高めてPI固形化が根本的に発生しないように
して、画面を構成する有効画面領域は硬度を低くして均
一なPI膜を形成するようにAPRプレートを製作する
ことにより、連続的にPI膜を印刷しても均一な膜が形
成でき、PIパターンエッジ部で発生するPI固形化が
根本的に除去される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 APRプレートを製作するためのバック露光
工程図である。
【図2】 APRプレートを製作するための前面露光工
程図である。
【図3】 本発明によるソフト露光の工程図である。
【図4】 図3のソフト露光を概念的に示す斜視図であ
る。
【図5】 本発明によるハード露光の工程図ある。
【図6】 図5のハード露光を概念的に示す斜視図であ
る。
【図7】 一つのAPRプレートに多数のPIパターン
部が形成されたことを示す概念図である。
【図8】 フレキソグラピ方式のPI印刷装置を概略的
に示す概念図である。
【符号の説明】
15 上部ガラス 16 下部ガラス 17 ベースフィルム 18 ネガチーブフィルム 20 紫外線ランプ 22 APR不飽和樹脂 23 網点 25,26 シャドウマスク 30 PIパターン部 31 PIパターンエッジ部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光性樹脂からなる本体と、 前記本体の一側面にLCDパネルの有効画面領域に対応
    して形成されて、第1硬度を持つ多数の網点が形成され
    た少なくとも一つ以上のポリイミドパターン部と、 前記各ポリイミドパターン部を囲むように形成され、前
    記LCDパネルの非有効画面領域に対応して、前記第1
    硬度より高い第2硬度を持つ多数の網点が形成されたポ
    リイミドパターンエッジ部とを具備することを特徴とす
    る感光性樹脂プレート。
  2. 【請求項2】 前記パターン部及びパターンエッジ部に
    形成された網点は、一定な間隔で規則的に配列されるこ
    とを特徴とする請求項1記載の感光性樹脂プレート。
  3. 【請求項3】 前記パターン部間には網点が形成された
    ダミーパターンが挿入されることを特徴とする請求項2
    記載の感光性樹脂プレート。
  4. 【請求項4】 感光性樹脂をバック露光して、その厚さ
    方向の一部を硬化させる段階と、 網点パターンが形成されたフィルムを利用して前面露光
    を行い、前記厚さ方向の残りの部分を硬化した後、これ
    を蝕刻してLCDパネルの有効領域及び非有効領域に対
    応するポリイミドパターン部及びパターンエッジ部に各
    各網点を形成する段階と、 前記ポリイミドパターン部だけをソフト露光して硬度を
    低くする段階と、 前記ポリイミドパターンエッジ部のみをハード露光して
    硬度を高める段階とを含むことを特徴とする感光性樹脂
    プレートの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記ソフト露光のため40Wの紫外線ラ
    ンプで1〜2分程度照射することを特徴とする請求項4
    記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記ソフト露光のため前記パターンエッ
    ジ部を覆うシャドウマスクを利用することを特徴とする
    請求項5記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記ハード露光のため40Wの紫外線ラ
    ンプで10〜20分程度照射することを特徴とする請求
    項4記載の感光性樹脂プレートの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記ハード露光のため前記ポリイミドパ
    ターン部に対応する部分を覆うシャドウマスクを用いる
    ことを特徴とする請求項7記載の感光性樹脂プレートの
    製造方法。
  9. 【請求項9】 前記網点を形成した後、前記感光性樹脂
    を水中露光して硬度が低い前記網点を硬化させる段階を
    さらに含むことを特徴とする請求項4記載の感光性樹脂
    プレートの製造方法。
  10. 【請求項10】 前記網点を形成した後、前記感光性樹
    脂をベンゾフェノンにディッピングして所定の粘度を得
    る段階をさらに含むことを特徴とする請求項4記載の感
    光性樹脂プレートの製造方法。
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