(57)【要約】  パターン層の印刷方法は、印刷機のベッド上のサブベッド群に支持されたクラッチ板群の位置及び整合を該クラッチ板群の位置合わせマークを用いて検出する工程（図４の工程３１）を有する。検出されたマザーガラスの領域群の位置及び整合、並びにクラッチ板の位置及び整合に従って、サブベッド群の位置が調整される（図４の工程３２）。それからクラッチ板にインキングされる（図４の工程３３）。代わりに、工程３２及び３３は入れ換えられてもよい。印刷機サブベッドに支持されたクラッチ板からブランケット16にインクが転写される（図４の工程３４）。ブランケット16表面の材料がマザーガラスに転写される（図４の工程３５）。新規の印刷機ベッドは、共通平面内で個々に位置合わせ可能なサブベッド群の配列を有する。
2007519946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン層を基板に印刷する方法であって：
前記基板の複数領域各々の配置を検出する工程；
検出された前記配置に従って印刷機のサブベッド群を個々に位置決めする工程；
前記サブベッド群に支持されたクラッチ板群から共通担体に材料を転写する工程；及び
前記共通担体から前記基板に前記材料を転写する工程；
を有する方法。
【請求項２】
パターン層を第１基板に印刷する方法であって：
第２基板の複数領域各々の配置を検出する工程；
検出された前記配置に従って印刷機のサブベッド群を個々に位置決めする工程；
前記サブベッド群に支持されたクラッチ板群から共通担体に材料を転写する工程；及び
前記共通担体から前記第１基板に前記材料を転写する工程；
を有する方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、前記サブベッド群に支持された前記クラッチ板群の配置を検出する工程、及び検出された前記クラッチ板群の配置にも従って前記サブベッド群を位置決めする工程を有する方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の方法によって印刷されたパターン層を備える基板。
【請求項５】
請求項４に従った基板の一部分を有するデバイス。
【請求項６】
共通平面内で個々に位置合わせ可能なサブベッド群から成る配列を有する印刷機ベッド。
【請求項７】
請求項６に記載のベッドであって、４個以上の個々に位置合わせ可能なサブベッド群から成る配列を有するベッド。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のベッド、及び前記サブベッド群の位置合わせを制御する制御器を有する印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成された層を基板に印刷する方法、印刷機ベッド、及び印刷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、アクティブマトリックス型ＬＣＤ（ＡＭＬＣＤ）等の、液晶及びその他の平面パネルディスプレーにおいて、ディスプレーの各画素状態を制御及び検知するために広く用いられている。
【０００３】
ＴＦＴ構造は、異なる材料の層を続けて設けることによって形成される。層はフォトリソグラフィを用いてパターン形成され得るが、その代わりに、印刷されたフォトレジスト層を用いて層のパターン形成が行われる、あるいは、パターン形成された層自体（又はその前駆物質）が基板に直接的に印刷される場合もある。ここで、１つの適した印刷技術について図１及び２を参照して説明する。
【０００４】
図１を参照するに、薄膜トランジスタ等のデバイスを製造するための装置1は、例えばグラビアオフセットプリンター等の印刷手段2、層構造体4を支持するための、この例では硬いステージである手段3、印刷手段2を層構造体4に対して相対移動させるための、この例では電気モーターである手段5、印刷手段2の層構造体4に対する相対位置を検出するための、この例では光学顕微鏡及びデジタルカメラである手段6、並びに、印刷手段2及び移動手段5を制御するための、この例ではプログラムされた汎用コンピュータである手段7を有する。エッチングは下流で実行される。
【０００５】
印刷手段2は、多数のパターン層を連続して印刷するように整えられる。オフセット印刷処理が用いられるが、各層の印刷は一般に以下の３工程で構成される。
【０００６】
図２Ａを参照するに、第１工程はインキングから成る。この例ではガラス板状のクラッチ板であるパターン運搬手段9は、パターン11を規定するように配置された複数の溝10を有する。インク12がイメージ運搬手段9の表面に塗布されるとともに、溝10にインク12を注入し、溝10間の領域15からインク12を除去するために、注入手段14がパターン運搬手段9の表面13上を通る。注入手段14はしばしばドクターブレードと参照され、この例では金属ブレードである。
【０００７】
図２Ｂを参照するに、第２工程は、パターン運搬手段9からパターン11を転写することから成る。パターン転写手段16が、各々の溝10からインク12の一部を受け取るために、パターン運搬手段9の表面13に回転によって当てられる。パターン転写手段16の形態は、例えば、大きな直径の円筒ブランケットであって、金属ローラーの周囲にポリマーが固定されたものである。典型的には、約半分のインクが受け取られる。パターン11はパターン転写手段16に保持される。
【０００８】
図２Ｃを参照するに、第３工程はパターン11を印刷することから成る。インク12を携えるパターン転写手段16が、例えば回転によって、層構造体4の表面17に当てられる。こうして、インク12はパターン転写手段16から層構造体4の表面17へと転写される。
【０００９】
アクティブマトリックス型配列の印刷について開示されている（特許文献１参照）。また、大規模なＬＣＤデバイスの製造において位置合わせマークを使用することについて開示されている（特許文献２参照）。さらに、成形マークの使用によって位置整合の検出が可能となることが開示されている（特許文献３参照）。そして、マスクパターンとそれより大きいディスプレーデバイスとの間でパターンを適合する技術が開示されている（特許文献４及び５参照）。
【００１０】
例えば、テレビセット用又は計算機ディスプレー用の、アクティブマトリックス型ＬＣＤスクリーンの製造の際に用いられる層構造体4はマザーガラスとして知られている。通常、単一のマザーガラス4が複数の別個の配列を含む。ＡＭＬＣＤディスプレー分野では、別個の配列は完成して初めて‘ディスプレー’と呼ばれる。なぜなら、各々の配列が１つのディスプレーに合致するからである。従来、マザーガラスへの印刷に用いられるクラッチ板は、少なくともマザーガラスと同じ大きさであり、かつ、同じ数の配列が当該クラッチ板の上に設けられる。例えば、クラッチ板（及びマザーガラス）は、その上に１６個の配列を備えるように形成される。クラッチ板は大きなガラスシートを用いて製造されてきた。
【００１１】
マザーガラスは大型化する傾向にある。何十もの別個の配列が設けられ得るような１平方メートルを上回るマザーガラスが知られている。しかし、マザーガラスが大型化するにつれてガラスの歪曲程度が増し、設計プロセスに悪影響を及ぼす。特に、ＡＭＬＣＤの各層間の位置不整合は、性能及び光開口率を低下させるおそれがある。また、マザーガラスが大型化するほど、この問題を避けることがますます困難になる。印刷法はそれに関連するコストの面で大きな利点を有するが、層を印刷法で形成する場合、あるその他の層パターン形成技術を用いる場合と比較して、歪曲の影響をより受けやすくなる。マザーガラスに堆積される層の位置整合を補助するため、多数の位置合わせマークがマザーガラス4及びクラッチ板9の双方に設けられる傾向にある。図３は典型的な配置を例示している。第１から第４の位置合わせマーク21乃至24、及び４×４に配列された１６個の配列26を備えるマザーガラス又はクラッチ板20（これら双方の全般的なレイアウトは同一である）が示されている。
【００１２】
クラッチ板9及びマザーガラス4の位置合わせマークの位置が検出され、最も一致するように必要に応じて電子的に、クラッチ板とマザーガラスとの相対位置が印刷前に調整される。それから、パターンがブランケット16を用いて転写される。これにより、確実に配列26を正しい位置に印刷することが容易になる。
【特許文献１】米国特許第５３５２６３４号明細書
【特許文献２】米国特許第６５７６３７８号明細書
【特許文献３】米国特許第５４０７７６３号明細書
【特許文献４】米国特許第６５８３８５４号明細書
【特許文献５】米国特許第６１４６７９６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、パターン形成された層を基板に印刷する方法、印刷機ベッド、及び印刷機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１実施態様に従った、パターン層を基板に印刷する方法は：前記基板の複数領域各々の配置を検出する工程；検出された前記配置に従って印刷機のサブベッド群を個々に位置決めする工程；前記サブベッド群に支持されたクラッチ板群から共通担体に材料を転写する工程；及び前記共通担体から前記基板に前記材料を転写する工程；を有する。
【００１５】
本発明の第２実施態様に従った、パターン層を第１基板に印刷する方法は：第２基板の複数領域各々の配置を検出する工程；検出された前記配置に従って印刷機のサブベッド群を個々に位置決めする工程；前記サブベッド群に支持されたクラッチ板群から共通担体に材料を転写する工程；及び前記共通担体から前記第１基板に前記材料を転写する工程；を有する。
【００１６】
これらの方法はさらに、前記サブベッド群に支持された前記クラッチ板群の配置を検出する工程、及び検出された前記クラッチ板群の配置にも従って前記サブベッド群を位置決めする工程を有することができる。これにより、前記サブベッド群のクラッチ板の位置を補償することが可能になる。
【００１７】
本発明はより広く適用されるものであるが、一実施形態において、本方法はインク層をマザーガラス基板に印刷するために用いられる。
【００１８】
前記位置決めする工程は前記サブベッド群の位置及び／又は向きを調整することを有することができる。
【００１９】
本発明に従った基板は、上述の方法によって印刷されたパターン層を備え、また、本発明に従ったデバイスは、このような基板の一部分を有する。
【００２０】
本発明の第３実施態様に従った印刷機ベッドは、共通平面内で個々に位置合わせ可能なサブベッド群の配列を有する。
【００２１】
前記印刷機ベッドは、例えば４個以上の個々に位置合わせ可能なサブベッドの配列を有することができる。しかしながら、これに代えて、印刷機ベッドは２個若しくは３個又はその他の任意の個数のサブベッドを有してもよい。
【００２２】
印刷機ベッドは好ましくは、例えばアクティブマトリックス等の液晶ディスプレーの構成部品の印刷に使用可能である。
【００２３】
サブベッド群の位置合わせをすることは、サブベッド群の位置及び／又は向きを調整することを有することができる。
【００２４】
本発明の第４実施態様に従った印刷機は、上述のベッド、及び前記サブベッド群の位置合わせを制御する制御器を有する。
【実施例】
【００２５】
本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら実施例によって述べる。
【００２６】
本発明の一実施形態に従ったパターン層の印刷方法、及び、本発明の他の実施形態に従ったプリンターベッドを用いることについて図４を参照して説明する。本方法は工程30にて、マザーガラス上の配列の位置及び整合を検出することにより始まる。例として、マザーガラス4（図３参照）は概念上、４つの領域に分割され、各々の領域は４つの配列を含む。各々の領域ひいてはその中の配列の位置及び整合を自動的に検出可能とするため、４つの領域の各々は、各々に関連する位置合わせマークを有する。また一方、マザーガラス4は単一の区画に保たれている。位置及び整合の検出は任意の適した手法で行われ得る。
【００２７】
工程31において、印刷機（図５を参照して後述する）のベッド上のサブベッドに支持されたクラッチ板の位置及び整合が、該クラッチ板の位置合わせマークを用いて電子的に検出される。工程32において、検出されたマザーガラスの領域の位置及び整合、並びにクラッチ板の位置及び整合に従ってサブベッドの位置が調整される。そして工程33において、クラッチ板にインキングされる。代わりに、工程32及び工程33が入れ換えられてもよい。すなわち、サブベッド位置が調整される前にクラッチ板にインキングされてもよい。工程34において、（図２Ｂのように）プリンターサブベッド上に支持されたクラッチ板からブランケット16にインクが転写される。最後に工程35において、（図２Ｃのように）ブランケット16表面の材料がマザーガラスに転写される。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態に従った印刷機40を示している。印刷機40は印刷ベッド41を有している。なお、印刷機40は概略的に例示されたものであり、この印刷機が多数の図示されていない構成要素を含むことは認識されるところである。印刷ベッド41に第１から第４のサブベッド42乃至45が配置されている。各サブベッド42乃至45は、46乃至49で図示されるそれぞれの機械的位置合わせ機構（アライナ）に結合されている。４つのクラッチ板50乃至53の各々は、印刷ベッド41にて各々のサブベッド42乃至45に支持されている。各クラッチ板50乃至53はその最上部の作用面を有する。クラッチ板50乃至53は平面図で例示されているが、それらの最上部の表面は同一平面内に形成されている。そのため、（図２に示される）ブランケット16は、この最上部表面上を通る際に、それに続くマザーガラス4への印刷のために、全てのクラッチ板からインク12（又はその他の材料）を受け取ることが可能である。クラッチ板が全て同一の大きさであるとすると、ブランケット16の幅はクラッチ板50乃至53の該当する寸法の２倍より広い。
【００２９】
アライナ46乃至49は各々、制御器54に接続され、制御器54はさらに入力55で位置整合信号を受信するように接続されている。これらの位置整合信号は、マザーガラス4の位置合わせマークの位置に基づいてコントローラ（図示せず）によって供給される。入力55を介して制御器54に与えられる位置整合信号はサブベッド42乃至45に要求される配置を特定する。制御器54は位置整合信号を用いて適切な制御信号をアライナ46乃至49に供給する。サブベッド42乃至45は、要求される配置に従ってアライナ46乃至49によって位置合わせされる。このようにして、クラッチ板50乃至53はマザーガラス上の配列に位置整合される。これにより、クラッチ板からブランケット16を介してマザーガラス4に転写された材料12を、個別に位置整合可能なサブベッド42乃至45がない場合と比較して、その所望の配置により近接して位置整合することが可能になる。
【００３０】
従って、印刷機40はマザーガラス4の歪曲をある程度補償することができる。実現可能な補償量は印刷ベッド41上のサブベッド42乃至45の個数に依存する。この個数はクラッチ板の個数を決める数でもある。印刷ベッド41は、マザーガラス4上の配列26の個数に等しい数の、多数のサブベッドを有するように作製されてもよい。
【００３１】
サブベッド42乃至45に要求される可動量は、マザーガラスに生じ得る歪曲量に依存する。約１平方メートルのマザーガラスを用いる場合には、仮に通常の動作条件を適用すると、各サブベッドは如何なる方向にも最大で30μmまで移動可能である必要があるとし得る。当然ながら、サブベッドの位置整合は、一般に、X及びY方向への平行移動、並びにクラッチ板50乃至53の最上部表面である平面に垂直な軸周りの回転を含むことになる。適切な位置整合を可能にしながら移動を行わせるため、クラッチ板50乃至53はマザーガラス4の対応する領域より僅かに小さくされる。図５に例示されている配置は、位置整合後、且つブランケット16が上を通る以前に、クラッチ板50乃至53がどのように見え得るかを誇張して示したものである。同一条件の下であってもマザーガラス毎に異なって歪曲する可能性があるため、位置整合は各マザーガラス4に関して実行される。
【００３２】
この発明は、マザーガラスの歪曲の一部が補償され得ることに有用性がある。また、クラッチ板は、その他の手法で必要になるであろうものより有意に小型化されるので、より安価に作製され得る。
【００３３】
以上ではインク層に関して印刷プロセスの説明が為されてきたが、本プロセス及び装置が適切な如何なる材料に関しても用いられ得ることは認識されるところである。例えば、本プロセス及び装置は、非限定的な例であるが、前駆物質、結合材中の銀粒子、又は印刷することが要求されるその他の如何なる物質、複合体若しくは混合体の層を印刷するために用いることができる。
【００３４】
また、本発明はマザーガラス、又は印刷層が必要とされるその他の如何なる基板上に印刷することにも使用可能である。例えば、ＬＣＤセルは液晶材料を挟み込む能動プレート及び受動プレートを有する。能動プレートは、部分的に上述されたマザーガラス作製プロセスから形成される。受動プレートはカラーフィルター及びブラック格子等の機構とともに形成される。ブラック格子は如何なる非変調光をも遮断する。受動プレートは能動プレートほど多くの温度サイクルが加えられないので、より小さい歪曲しか経験しない。受動プレートの前記特徴物は、能動プレートとの結合後にそれらが能動プレート上の適切な機構に整合されるように位置決めされる。ディスプレー作製のために能動及び受動プレートを結合させることは、しばしば、マザーガラスプレートが個々のセルに切り出される前に行われる。この場合、このプレートから作製される全ての配列に対して整合が正しく取られるように注意が払われなければならない。
【００３５】
ここで、図２、５及び６を参照しながら、受動プレートの製造方法について説明する。
【００３６】
プロセスは工程60にて、完成した能動マザーガラス上の領域（各々の領域が１つ以上の配列を含む）の配置を電子的に検出することにより始まる。工程61において、印刷機40（図５参照）のベッド41上のサブベッド42乃至45に支持された、受動プレートのブラック格子のクラッチ板50乃至53の位置及び整合が、該クラッチ板の位置合わせマークを用いて電子的に検出される。工程62において、完成された能動マザーガラスの領域の位置及び整合、並びにクラッチ板の位置及び整合の検出結果に従ってサブベッドの位置が調整される。そして工程63において、クラッチ板にインクが入れられる。その代わりに、工程62及び工程63が入れ換えられてもよい。すなわち、サブベッド位置が調整される前にクラッチ板にインクが入れられてもよい。工程64において、（図２Ｂのように）プリンターサブベッド42乃至45上に支持されたクラッチ板50乃至53からブランケット16にインクが転写される。最後に工程65において、（図２Ｃのように）ブランケット16表面の材料が受動プレートガラスに転写される。これにより、インク注入されたブラック格子を備える受動プレートガラスが提供されるが、このブラック格子は、該受動プレートが共に用いられるマザーガラス上の配列に位置整合されている。同じプロセスが、カラーフィルターを受動プレートガラスに塗布するために用いられ得る。
【００３７】
このプロセスにより、受動プレートが、当該受動プレートが結合される特定の能動プレートに整合するように作製され、プレート内の歪曲を補償することが可能になる。
【００３８】
本開示を読むことにより、その他の変形及び変更は当業者に明らかなところである。そのような変形及び変更は、上述の特徴に代えて或いは加えて用いられ得る技術的に既に知られた等価な特徴及びその他の特徴を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】グラビアオフセット印刷を用いてデバイスを加工する装置の概略図である。
【図２Ａ】図１の印刷装置により実施される処理工程を例示する図である。
【図２Ｂ】図１の印刷装置により実施される処理工程を例示する図である。
【図２Ｃ】図１の印刷装置により実施される処理工程を例示する図である。
【図３】典型的なクラッチ板又はマザーガラスのレイアウトを例示する図である。
【図４】本発明の一実施形態に従った、パターン層を形成する方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に従った、図４の方法で用いられるプリンターの概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態に従った、パターン層を形成する方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007519946.tif 000009
【図６】
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【国際調査報告】
2007519946.tif 000011
2007519946.tif 000012
2007519946.tif 000013