(57)【要約】【課題】減圧乾燥装置を改良して、減圧乾燥の排気時間および大気開放時間を短縮し、減圧乾燥工程時間の短縮を図ることであり、また、改良された減圧乾燥装置を用いて、高品質品が低コストで得られるカラーフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】減圧乾燥装置のチャンバー内の空間にあって、被処理基板の着脱の経路と該被処理基板を支持・移動するための搬送手段の進路とを妨害しない領域の一部を固形物で占有することを特徴とする減圧乾燥装置である。【選択図】図４
2010032116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧乾燥装置のチャンバー内の空間にあって、被処理基板の着脱の経路と該被処理基板を支持・移動するための搬送手段の進路とを妨害しない領域の一部を固形物で占有することを特徴とする減圧乾燥装置。
【請求項２】
前記減圧乾燥装置のチャンバーが天板を固定した箱型の構造を有し、前記被処理基板の着脱の経路と前記搬送手段の進路とが箱型構造の一方の側面を通るものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥装置。
【請求項３】
前記減圧乾燥装置のチャンバーが天板を固定した箱型の構造を有し、前記被処理基板の着脱の経路と前記搬送手段の進路とが箱型構造の一方の側面を通る入口と他方の側面を通る出口を通るものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥装置。
【請求項４】
前記被処理基板の仕様変更に伴って、前記固形物の形状が変更できることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の減圧乾燥装置。
【請求項５】
前記固形物が無機物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の減圧乾燥装置。
【請求項６】
前記無機物が金属であることを特徴とする請求項５に記載の減圧乾燥装置。
【請求項７】
カラーフィルタの製造方法において、着色塗液の乾燥に請求項１〜６のいずれかに記載の減圧乾燥装置を使用することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理基板上の塗液の乾燥に効率良く利用される減圧乾燥装置とそれを用いたカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型ディスプレイ装置が多く使われるようになってきており、中でもＬＣＤ（液晶表示装置）は、特にカラーフィルタによって色表示を行う多色カラータイプがテレビ、モニタ、携帯端末等の表示パネルに利用が進んでいる。多色カラー化のために一般にマイクロセル構造のカラーフィルタが多用され、カラーフィルタは液晶表示パネルの表示品質を決める重要な役割を担っている。
【０００３】
ＬＣＤ（液晶表示装置）は少なくとも一枚を光透過性とする一対の基板間に液晶を封入してなるセル構造を有し、前述の多色カラー表示の場合には、通常はガラス基板を用いる光透過性の基板のセル内面にカラーフィルタが形成される。
【０００４】
カラーフィルタの製造方法としては、顔料分散法が最も一般的に使用されており、他に印刷法やインクジェット法なども使用される。顔料分散法では、着色感光性レジストを塗液として、処理基板上に均一に塗布して乾燥後、露光、現像、ベイクするフォトリソグラフィー法を利用してパターンを形成する。上記の各工程の中で、乾燥工程は清浄な環境の中で均一にかつ短時間で行う必要があり、減圧乾燥装置を用いる方法が多用されている。
【０００５】
減圧乾燥装置は上記の例だけでなく、カラーフィルタ製造のための他の方法でも塗液の乾燥手段として使用されるばかりでなく、一般的に塗液の溶剤乾燥を良好に行う手段に利用される。特に、プリント基板、半導体基板等にレジスト膜等の被膜を形成する際の乾燥手段に従来から多く使われている。
【０００６】
減圧乾燥される被処理基板のサイズが大きくなったり、被膜の均一な品質を特に厳しく求められるようになると、被処理基板の搬送手段においても、搬送アームや減圧乾燥装置内に載置するためのリフトピンやそれらの間での被処理基板の受け渡し機構に種々の工夫がなされてきた（特許文献１）。
【０００７】
特に大型の被処理基板を効率良く減圧乾燥処理するために、被処理基板の着脱時に開閉する天板状の蓋を用いるタイプではなく、天板を固定した箱型の構造を有するチャンバーとして、その１側面または複数側面に設けたチャンバー開閉扉を通して、被処理基板の着脱を行うタイプの減圧乾燥装置が多く用いられるようになっている。
【０００８】
図１は、箱型チャンバーを有する減圧乾燥装置の概要を説明するための断面模式図である。被処理基板１１は被処理基板を支持・移動するための搬送手段としての搬送アーム１０に載せられて、位置決めロボット１２により制御される。減圧乾燥装置１３の箱型チャンバー１の一側面にチャンバー開閉扉３を設け、被処理基板１１を搬送アーム１０により送り込みまたは引き出す。箱型チャンバー１の底面に設けた複数の貫通孔７のそれぞれの内部をリフトピン８が上下できるように、リフトピン８はリフトピン昇降用シリンダ９に連結し、箱型チャンバーの内部空間にせり上がることにより、搬送アーム１０から被処理基板１１の受け渡しを行うことができる。なお、ここで搬送アーム１０は被処理基板１１の水平移動を行うだけではなく、リフトピン８の上下動に連動して、搬送アームの上下動も適宜行い、被処理基板１１の受け渡しをスムーズに行うことができる。
【０００９】
図２は、箱型チャンバーを有する他の減圧乾燥装置の概要を説明するための断面模式図である。被処理基板１１は被処理基板を支持・移動するための搬送手段としての搬送アーム１０に載せられて、位置決めロボット１２により制御される。減圧乾燥装置１３の箱型チャンバー１の一側面に設けたチャンバー開閉扉３を開け、被処理基板１１を搬送アーム１０に載せてチャンバー内に送り込み、固定ピン１６に支持されるまで搬送アーム１０を下降した後に該搬送アーム１０をチャンバー外まで引き抜く。チャンバー開閉扉３を閉めて、被処理基板１１の減圧乾燥処理を行った後に、チャンバーの他の側面、通常は前記チャンバー開閉扉３の反対側側面に設けたもうひとつのチャンバー開閉扉１９を開ける。前記搬送アーム１０を制御する位置決めロボット１２とは対称的な位置関係に、別の搬送アーム１７を制御する別の位置決めロボット１８を設けておき、前記チャンバー開閉扉１９の場所を被処理基板１１の出口とするように、該搬送アーム１７が被処理基板１１を受け取りにチャンバー内に入った後に、チャンバー外に被処理基板１１を載せて引き出す。
【００１０】
以下の説明では、被処理基板１１のチャンバー内への着脱が、上記の搬送アームと位置決めロボットの組が一組だけで入口／出口が兼用の場合も、複数組あって別の入口と出口を有する場合も共通に述べる。また、チャンバー内で被処理基板１１を支えるピンもリフトピン８の場合と固定ピン１６の場合とがあるが、リフトピンの例について代表的に述べ、固定ピンはリフトピンの上下動を行わないタイプと見れば同様である。
【００１１】
搬送アーム１０とそれにより支持・移動される被処理基板１１の受け渡しに伴う上下動と被処理基板１１の撓みのために、上記の各可動物体がスムーズに動きまわれるスペースは箱型チャンバー１の中で無視できない広さの空間を占有する。特に、被処理基板１１のサイズが大きくなるにつれて、その重量や撓みも大きくなり、搬送アームの上下動の公差も大きくする必要があるので、箱型チャンバーの容積は被処理基板１１のサイズの拡大率以上に大きくすることが必要となる。
【００１２】
一方、減圧乾燥装置１３は、その機能が被処理基板１１を減圧環境下に保持することにより基板表面の塗液を乾燥させることにあるので、減圧チャンバーからの排気能力が処理のスピードと直結する。減圧チャンバー内の排気は、例えば、箱型チャンバーの下部プレート２に設けた排気口４に連結した排気管５を通して、真空ポンプ６により行われる。
【００１３】
箱型チャンバーで例示したように、減圧チャンバーの容積が大きくなり、排気能力が向上しなければ、一定圧力までの減圧のための排気時間は増大する。排気能力を向上させるには、より大型・高性能の真空ポンプを必要とし、資源とエネルギーの節約に逆行するばかりでなく、急速排気に伴う減圧チャンバー内のクリーン環境への影響も無視できない。また、排気能力を向上させず、排気時間を増大させることは、大気開放に要する時間の増大も含めて、減圧乾燥工程にかける時間の増大となり、生産能力にマイナスとなるばかりでなく、工程内の被処理基板の滞在時間が長くなることは、被処理基板の品質上も好ましくない。
【特許文献１】特開平１０−７６２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、減圧乾燥装置を改良して、減圧乾燥の排気時間および大気開放時間を短縮し、減圧乾燥工程時間の短縮を図ることであり、また、改良された減圧乾燥装置を用いて、高品質品が低コストで得られるカラーフィルタの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明は、減圧乾燥装置のチャンバー内の空間にあって、被処理基板の着
脱の経路と該被処理基板を支持・移動するための搬送手段の進路とを妨害しない領域の一部を固形物で占有することを特徴とする減圧乾燥装置である。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記減圧乾燥装置のチャンバーが天板を固定した箱型の構造を有し、前記被処理基板の着脱の経路と前記搬送手段の進路とが箱型構造の一方の側面を通るものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥装置である。
【００１７】
請求項３記載の発明は、前記減圧乾燥装置のチャンバーが天板を固定した箱型の構造を有し、前記被処理基板の着脱の経路と前記搬送手段の進路とが箱型構造の一方の側面を通る入口と他方の側面を通る出口を通るものであることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥装置である。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記被処理基板の仕様変更に伴って、前記固形物の形状が変更できることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の減圧乾燥装置である。
【００１９】
請求項５記載の発明は、前記固形物が無機物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の減圧乾燥装置である。
【００２０】
請求項６記載の発明は、前記無機物が金属であることを特徴とする請求項５に記載の減圧乾燥装置である。
【００２１】
請求項７記載の発明は、カラーフィルタの製造方法において、着色塗液の乾燥に請求項１〜６のいずれかに記載の減圧乾燥装置を使用することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の減圧乾燥装置によれば、減圧チャンバー内において、被処理基板の着脱に伴う可動部分の動きを妨げることなく、実際の使用形態に合わせて、利用されていない空間を塞ぎ、実質的に減圧チャンバーの内容積を小さくするので、排気能力も大気開放の能力もいたずらに大きくすることなく、減圧乾燥工程の時間を短縮することができる。
【００２３】
また、請求項２または３に記載した発明によれば、大型の被処理基板の減圧乾燥工程に用いる減圧乾燥装置で、特に固形物による減圧チャンバーの内容積の削減効果を大きくできるので、減圧乾燥工程の時間短縮をさらに大きくすることができる。
【００２４】
また、請求項４に記載した発明によれば、多種類の被処理基板の適用に合わせて、最適な形状の固形物を設置できるので、減圧乾燥工程の時間短縮をさらに大きくすることができる。
【００２５】
また、請求項５に記載した発明によれば、前記固形物の表面または内部に真空排気時の脱離ガスや水分を吸着または吸蔵させる可能性を小さくできるので、減圧乾燥工程の時間短縮をさらに大きくすることができる。
【００２６】
また、請求項６に記載した発明によれば、前記固形物の表面または内部に真空排気時の脱離ガスや水分を吸着または吸蔵させる可能性を小さくできる上、減圧チャンバーを構成する材料と類似の材料のみで前記固形物を作製できるので、減圧乾燥工程の時間短縮をさらに大きくすることができるばかりでなく、加熱工程を付加する場合にも対応でき、また、前記固形物を含む減圧乾燥装置の作製が容易でもある。
【００２７】
また、請求項７に記載した発明によれば、カラーフィルタを高品質かつ低コストで製造
することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面に従って説明する。箱型チャンバーを有する減圧乾燥装置の例で、従来との違いを詳細に説明する。なお、上述のとおり、以下の説明では、被処理基板１１のチャンバー内への着脱が、上記の搬送アームと位置決めロボットの組が一組だけで入口／出口が兼用の場合も、複数組あって別の入口と出口を有する場合も共通に述べる。また、チャンバー内で被処理基板１１を支えるピンもリフトピン８の場合と固定ピン１６の場合とがあるが、リフトピンの例について代表的に述べ、固定ピンはリフトピンの上下動を行わないタイプと見れば同様である。
【００２９】
図３は、従来の箱型チャンバー内に被処理基板を挿入／脱却する機構を簡単に説明するための外観斜視図である。搬送アーム１０に被処理基板１１を載せて、天板を固定した箱型の構造を有する箱型チャンバー１の一方の側面に設けたチャンバー開閉扉３を開けた窓を通して、被処理基板１１と搬送アーム１０が減圧乾燥装置の箱型チャンバー１の中へ挿入される。チャンバー内で、被処理基板１１は、適当な位置に配置された複数のリフトピン８が下からせり出してくる機構などにより、多点支持で支えられる。搬送アーム１０は下方に降りて被処理基板１１から離れた後に、挿入時の進路を逆に辿り箱型チャンバー１から抜け出る。その後、チャンバー開閉扉３が閉まり、箱型チャンバー内部で減圧乾燥の処理が始まる。減圧乾燥の処理が終了した後、搬送アーム１０とリフトピン８を用いた搬送手段が被処理基板１１の挿入のための動きと逆の動きをして、被処理基板１１を箱型チャンバー１から脱却させる。
【００３０】
図４は、本発明の箱型チャンバー内に被処理基板を挿入／脱却する機構を簡単に説明するための外観斜視図である。本発明では、上記の図３で示す従来のものとは、チャンバー内部の構造は異なるが、搬送アーム１０とリフトピン８が被処理基板１１を搬送・支持する機構は同様である。すなわち、本発明は、減圧乾燥装置のチャンバー内の空間にあって、被処理基板１１の着脱の経路と該被処理基板を支持・移動するための搬送手段としての搬送アーム１０とリフトピン８の進路とを妨害しない領域の一部を固形物１４で占有することを特徴とする減圧乾燥装置である。該固形物１４は減圧空間中においても周囲に悪影響を与えず、形状を安定に保持できる物体であって、通常は箱型チャンバー１の下部に搬送アーム１０の挿入／脱却の進行方向と平行なブロック形状で配置され、かつ、搬送アーム１０とリフトピン８に接触しない場所を選択して配置されるものである。
【００３１】
なお、搬送アーム１０に被処理基板１１を載せて、天板を固定した箱型の構造を有する箱型チャンバー１の一方の側面に設けたチャンバー開閉扉３を開けた窓を通して、被処理基板１１と搬送アーム１０が減圧乾燥装置の箱型チャンバー１の中へ挿入されるので、チャンバー開閉扉３は箱型チャンバー１の一方の側面のみに設ければよいが、箱型チャンバー１の他の側面にもチャンバー開閉扉を設けて、被処理基板の入口と出口を分ける場合もあるのは、前述のとおりであり、また、異なる被処理基板を処理する際に異なる側面のチャンバー開閉扉を通す機構も可能である。
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態を説明するための平面模式図である。搬送アーム１０は矢印の方向に移動して、被処理基板１１を挿入する時は図の左向きに、また、被処理基板１１を脱却する時は図の右向きに運ぶ。リフトピン８は、被処理基板１１が大きい場合や撓み易い場合には多く配置するが、搬送アーム１０の腕の数や配置により、具体的な配置が決まる。固形物１４は上記の各部の配置を基に、かつ、減圧空間の中で可能な限り大きい容積を占めるように設計する。搬送アーム１０が通り、また、被処理基板１１をリフトピン８との間で受け渡しする際の上下動を伴う空間の直下も含めて、可能な限り固形物１４を設置することができる。
【００３３】
図６は、本発明の一実施形態を説明するための断面模式図である。箱型チャンバーの下部プレート２から箱型チャンバーの天板１５までの約１００ｍｍの高さを有する減圧空間に、被処理基板１１とそれを支持するリフトピン８が約８０ｍｍの高さに位置して、減圧される場合に、固形物１４を高さ約７０ｍｍとして、占有する幅は図５に示すような平面配置次第ではあるが、結果的に約４０％の占有体積を得ることができる。従って、実質的に箱型チャンバーの減圧空間の内容積は、約４０％減らすことができる。
【００３４】
上記の例において、実験により本発明の有効性を確認したところ、到達真空度１Ｐａの一定値まで排気する時間を、排気能力は一定のままで、１０％短縮できた。また、大気開放させる時間もバルブの変更無しに、本発明では同程度の短縮ができることが判った。
【００３５】
本発明に係る減圧乾燥装置の内部に占有配置する固形物１４は、繰り返し使用することを前提にしているが、通常の減圧乾燥装置のチャンバーを容易に改良するために、取り付けは簡単なネジ留めで良い。また、多種類の被処理基板１１の適用に合わせて、最適な形状の固形物を設置できるようにするためにも、前記固形物は半固定の取り付け状態が好ましい。例えば、被処理基板１１が若干小さい場合は、搬送アーム１０のサイズも腕の数も減少でき、リフトピン８も少なくできる上、減圧チャンバー内部の周辺部に余白部が増えるので、前記固形物１４による占有体積を前例よりさらに増やすことができる。従って、減圧乾燥工程の時間短縮をさらに大きくすることができる。
【００３６】
なお、減圧乾燥装置のチャンバーの外形を箱型等の単純な形状にせずに、初めから減圧空間の内容積を最小に設計することも可能であるが、上述のような多種類の被処理基板１１の適用に合わせて途中変更することは困難となる。また、減圧チャンバーの構造を複雑にすることは、一般に真空装置の信頼性を損ね、表面積の増大も排気される対象として好ましいものではない。従って、本発明は、適宜取り外しまたは変更の可能な固形物による減圧空間内での占有配置を本意とするものである。
【００３７】
また、前記固形物１４は、減圧空間中においても周囲に悪影響を与えず、形状を安定に保持できる物体で無ければならないが、特に金属、セラミックス等の無機物であれば、表面または内部に真空排気時の脱離ガスや水分を吸着または吸蔵させる可能性を小さくできるので、望ましい。
【００３８】
また、前記無機物が金属であれば、表面または内部に真空排気時の脱離ガスや水分を吸着または吸蔵させる可能性を小さくできる上、減圧チャンバーを構成する材料と類似の材料、例えば、アルミニウム（Ａ５０５２）やステンレス（ＳＵＳ３０４）のみで前記固形物を作製できるので、減圧乾燥工程の時間短縮をさらに大きくすることができるばかりでなく、加熱工程を付加する場合にも対応でき、また、前記固形物を含む減圧乾燥装置の作製が容易でもある。
【００３９】
上記のようにして得られる本発明の減圧乾燥装置は、特に近年、大型基板を高スループットで製造する液晶表示装置用のカラーフィルタの製造方法に適用することによって、その真価を発揮するものであり、カラーフィルタを高品質かつ低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】箱型チャンバーを有する減圧乾燥装置の概要を説明するための断面模式図である。
【図２】箱型チャンバーを有する他の減圧乾燥装置の概要を説明するための断面模式図である。
【図３】従来の箱型チャンバー内に被処理基板を挿入／脱却する機構を簡単に説明するための外観斜視図である。
【図４】本発明の箱型チャンバー内に被処理基板を挿入／脱却する機構を簡単に説明するための外観斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態を説明するための平面模式図である。
【図６】本発明の一実施形態を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・・箱型チャンバー
２・・・・箱型チャンバーの下部プレート
３・・・・チャンバー開閉扉
４・・・・排気口
５・・・・排気管
６・・・・真空ポンプ
７・・・・貫通孔
８・・・・リフトピン
９・・・・リフトピン昇降用シリンダ
１０・・・搬送アーム
１１・・・被処理基板
１２・・・位置決めロボット
１３・・・減圧乾燥装置
１４・・・固形物
１５・・・箱型チャンバーの天板
１６・・・固定ピン
１７・・・搬送アーム
１８・・・位置決めロボット
１９・・・チャンバー開閉扉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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