(57)【要約】【課題】作製時間の短縮と設計ミスの大幅な低減が可能なカラーフィルタ製造システムを提供する。【解決手段】レーザー露光と光触媒によるパターニングと、インクジェットによる色材塗布を用いたカラーフィルタ製造システムであって、カラーフィルタ設計データ等の各種データをデータベースに蓄積しているデータ蓄積手段と、品種の指定に応じて、指定された品種に対応したカラーフィルタ設計データをデータ蓄積手段に蓄積されたデータの中から抽出し、抽出されたカラーフィルタ設計データから描画データを生成するデータ抽出生成手段と、生成された描画データにより製造プログラムを実行する製造実行手段と、を備えるものとする。【選択図】　図１
2004117767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画データを用いてカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造システムにおいて、
カラーフィルタ設計データ等の各種データをデータベースに蓄積しているデータ蓄積手段と、
品種の指定に応じて、指定された品種に対応したカラーフィルタ設計データを前記データ蓄積手段に蓄積されたデータの中から抽出し、抽出された該カラーフィルタ設計データから描画データを生成するデータ抽出生成手段と、
該描画データにより製造プログラムを実行する製造実行手段と、を備えることを特徴とするカラーフィルタ製造システム。
【請求項２】
前記データ蓄積手段はデータベースサーバーであり、複数の品種に対応してカラーフィルタ設計データが蓄積された設計データベース、基本的な作業手順および作業条件を含む生産工程管理データが蓄積された生産工程管理データベースを格納していることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ製造システム。
【請求項３】
前記データ蓄積手段は、更に、顧客管理データを蓄積する顧客管理データベース、製造履歴管理データを蓄積する履歴管理データベースを格納していることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ製造システム。
【請求項４】
前記製造プログラムは、ブラックマトリックス形成用レーザー描画プログラムと、画素部形成用インクジェット描画プログラムおよび画素部形成用レーザー描画プログラムにいずれかとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカラーフィルタ製造システム。
【請求項５】
光触媒含有層を備えたカラーフィルタ用基材にレーザー描画を行うことを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ製造システム。
【請求項６】
光触媒含有部材を介したレーザー描画を行うことを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ製造システム。
【請求項７】
前記データ抽出生成手段は、顧客端末とネットワークを介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のカラーフィルタ製造システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラーフィルタ製造システムに係り、特にレーザー露光と光触媒によるパターニング手法と、インクジェットによる色材塗布手法を用いたカラーフィルタ製造システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や、色変換方式のエレクトロルミネセンスパネル（ＥＬ）等の各種ディスプレイの色分解用フィルターの一つとして、カラーフィルタが使用されている。
従来のカラーフィルタは、例えば、染色基材を透明基板上に塗布し、フォトマスクを介して露光・現像し形成したパターンを染色して画素部（着色層）とする染色法、透明基板上に形成した感光性レジスト層内に予め着色顔料を分散させておき、フォトマスクを介して露光・現像して画素部（着色層）とする顔料分散法、透明基板に印刷インキで各色の着色層を印刷する印刷法、透明基板上に透明電極パターンを形成し、所定色の電極液中で透明電極パターンに通電して電着する操作をＲ，Ｇ，Ｂの３回行って各色の着色パターンを形成する電着法等により製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカラーフィルタの製造では、ブラックマトリックス、画素部（着色層）を作製するには、品種毎の設計データ（得意先データ）に基づき各々のパターン形成用のマスクを作製し、これを用いて露光・現像等によりパターン形成を行うため、製造プロセス毎のデータ作製、管理が必要となり、さらに、マスクの作製を伴うため、小ロット、短期製造が困難であった。また、設計データから上記のマスクを作製する工程において、設計データからの位置や数値の読み取りミスや、入力ミス等の人為的設計ミスが生じ易いという問題もあった。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、作製時間の短縮と設計ミスの大幅な低減が可能なカラーフィルタ製造システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のカラーフィルタ製造システムは、描画データを用いてカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造システムにおいて、カラーフィルタ設計データ等の各種データをデータベースに蓄積しているデータ蓄積手段と、品種の指定に応じて、指定された品種に対応したカラーフィルタ設計データを前記データ蓄積手段に蓄積されたデータの中から抽出し、抽出された該カラーフィルタ設計データから描画データを生成するデータ抽出生成手段と、該描画データにより製造プログラムを実行する製造実行手段と、を備えるような構成とした。
また、本発明は、前記データ蓄積手段はデータベースサーバーであり、複数の品種に対応してカラーフィルタ設計データが蓄積された設計データベース、基本的な作業手順および作業条件を含む生産工程管理データが蓄積された生産工程管理データベースを格納しているような構成とした。
【０００５】
また、本発明は、前記データ蓄積手段は、更に、顧客管理データを蓄積する顧客管理データベース、製造履歴管理データを蓄積する履歴管理データベースを格納しているような構成とした。
また、本発明は、前記製造プログラムは、ブラックマトリックス形成用レーザー描画プログラムと、画素部形成用インクジェット描画プログラムおよび画素部形成用レーザー描画プログラムにいずれかとを有するような構成とした。
また、本発明は、光触媒含有層を備えたカラーフィルタ用基材にレーザー描画を行うような構成とした。
また、本発明は、光触媒含有部材を介したレーザー描画を行うような構成とした。
また、本発明は、前記データ抽出生成手段は、顧客端末とネットワークを介して接続されているような構成とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明のカラーフィルタ製造システムの構成を示すブロック図である。図１において、システムの制御するためのＣＰＵ（中央処理ユニット）１にデータベースサーバー２、データ抽出生成プログラムや製造プログラム等が保存されているハードディスク装置４、製造端末５、通信インターフェース６が接続されている。
ＣＰＵ１は、ハードディスク装置４に保存されている製造プログラム、データ抽出生成プログラム等を実行するものであり、本発明のカラーフィルタ製造システムにおけるデータ抽出生成手段、製造実行手段に相当する。
【０００７】
データベースサーバー２はデータ蓄積手段の一例であり、カラーフィルタ設計データ等の各種データをデータベースに蓄積している。本実施形態では、データベースサーバー２には、複数の品種に対応してカラーフィルタ設計データ（ＣＡＤデータ）を蓄積した設計データベース３Ａ、基本的な作業手順および作業条件を含む生産工程管理データを蓄積した生産工程管理データベース３Ｂ、顧客管理データを蓄積した顧客管理データベース３Ｃ、製造履歴管理データを蓄積した履歴管理データベース３Ｄが格納されている。
通信インターフェース６は、例えば、インターネットサーバーを含むネットワーク等を介して顧客端末８に接続されており、顧客端末８から通信インターフェース６を介してデータベースサーバー２にカラーフィルタ設計データを入力することができる。
【０００８】
データベースサーバー２へのカラーフィルタ設計データの蓄積は、製造端末５から、あるいは、上記のように顧客端末８からデータベースサーバー２に入力して行うことができる。また、カラーフィルタ設計データに変更が生じた場合、変更されたカラーフィルタ設計データを製造端末５からデータベースサーバー２に入力して、既に設計データベース３Ａに蓄積されている関連するデータと書き換えることができる。
また、ＣＰＵ１は、製造端末５からカラーフィルタの品種が指定されると、指定された品種に対応したカラーフィルタ設計データ（ＣＡＤデータ）を設計データベース３Ａに蓄積されたデータの中から抽出し、この抽出されたデータから描画データ（主にビットマップデータ）を生成する。この描画データを用いて後述するようにカラーフィルタを製造することができ、これにより、カラーフィルタ製造におけるマスク作製が不要となり、また、デジタルデータで一括してカラーフィルタ製造を管理することができる。
【０００９】
次に、上述のカラーフィルタ製造システムによるカラーフィルタ製造の一例を図２および図３を参照して説明する。
まず、製造端末５からＣＰＵ１にカラーフィルタの品種を指定して入力すると、ＣＰＵ１は指定した品種に対応したカラーフィルタ設計データを設計データベース２Ａに蓄積されているカラーフィルタ設計データの中から抽出し、この抽出されたデータから描画データを生成する。次いで、ＣＰＵ１は、この描画データを用いて製造プログラム、工程管理プログラムを実行する。ここでは、製造プログラムは、ブラックマトリックス形成用レーザー描画プログラムと、画素部形成用インクジェット描画プログラムを有するものとする。
【００１０】
上記のブラックマトリックス形成用レーザー描画プログラムが実行されると、基材１１の一方の面に設けられた光触媒含有層１２が紫外線レーザー照射装置２１によりレーザー描画され、描画部位１２′が形成される（図２（Ａ））。この描画部位１２′はブラックマトリックスのパターン形状をなしており、ブラックマトリックス形成用のインキに対する親和性を有する部位となっている。紫外線レーザーによる描画時の照射量は、描画部位１２′が光触媒の作用により高い親インキ性を発現するのに必要な照射量とする。
【００１１】
次に、工程管理プログラムにしたがって、光触媒含有層１２上にブラックマトリックス形成用のインキ１３が供給される。このように供給されたインキ１３は親インキ性をもつ描画部位１２′上のみに付着する（図２（Ｂ））。使用するブラックマトリックス形成用インキ１３としては、硬化後に、後述する画素用インキに対する疎インキ性を示すインキであることが好ましい。このようなインキとしては、例えば、バインダー成分、あるいは、疎インキ処理添加剤としてシリコーン化合物、フッ素系化合物、フッ素系界面活性剤を含有するインキが挙げられるが、これに限定されるものではない。上記のインキ供給は、ロールコート法、ブレードコート法、ビードコート法、インクジェット法、ディッピング法等により行うことができる。次いで、ブラックマトリックス形成用のインキ１３に硬化処理を施すことによりブラックマトリックス１４を形成する（図２（Ｃ））。インキ１３に施す硬化処理は、使用するインキに応じて加熱処理、紫外線照射処理、電子線照射処理等から適宜選択することができる。
【００１２】
次に、ブラックマトリックス１４が形成された光触媒含有層１２の全面に紫外線露光を行うことにより、あるいは、紫外線レーザーで描画することにより、親インキ性を発現させて画素形成部１２″とする（図３（Ａ））。このときの照射量は、画素形成部１２″が光触媒の作用により高い親インキ性を発現するのに必要な照射量とする。その後、インクジェット方式により所定の画素形成部１２″に、所定色の画素用インキ１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを描画して塗布し（図３（Ｂ））、硬化処理を施すことにより、画素部１６（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）を形成する（図３（Ｃ））。インキ１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂに施す硬化処理は、使用するインキに応じて加熱処理、紫外線照射処理、電子線照射処理等から適宜選択することができる。
【００１３】
次いで、工程管理プログラムにしたがって、オーバーコート層形成、断裁、梱包等の必要な後加工工程がなされる。
尚、本発明のカラーフィルタ製造システムでは、製造プログラムがブラックマトリックス形成用レーザー描画プログラムと、画素部形成用レーザー描画プログラムを有するものであってもよい。この場合、画素部１６の形成は、各色の画素毎に紫外線レーザー照射装置により光触媒含有層をレーザー描画して画素形成部を形成し、その後、親インキ性をもつ画素形成部上のみに所定色の画素用インキを付着させることにより行うことができる。
【００１４】
また、本発明のカラーフィルタ製造システムによる上述のカラーフィルタ製造の例では、光触媒含有層を備えた基材を使用しているが、光触媒含有層を備えない基材を使用し、光触媒含有部材を介したレーザー描画を行うことによりカラーフィルタを製造することができる。すなわち、図４に示されるように、光触媒含有部材２２を介して紫外線レーザー照射装置２１により基材１１に対しレーザー描画することにより、親インキ性を有する描画部位１１′を基材１１に形成することができる。また、図５に示されるように、先端部に光触媒含有部材３２が装着された紫外線レーザー照射装置３１により基材１１をレーザー描画することにより、親インキ性を有する描画部位１１′を基材１１に形成することができる。
【００１５】
ここで、上述の光触媒含有層１２、光触媒含有部材２２，３２について説明する。
光触媒含有層１２は、バインダーとともに光触媒を含有し、紫外線レーザー照射によって光触媒の作用で臨界表面張力が高くなり高親水性となる層である。また、光触媒含有部材２２，３２は、光触媒からなるもの、あるいは、バインダー中に光触媒を含有したものであり、照射された紫外線レーザーを透過することにより、近傍に位置する基材の臨界表面張力を高くして高親水性とするものである。
光触媒としては、光半導体として知られる酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）のような金属酸化物等を使用することができ、特に酸化チタンは、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。
【００１６】
酸化チタンとしては、アナターゼ型とルチル型のいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にあり、このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が５０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒含有層の表面粗さが１０ｎｍを超えると、光触媒含有層の非光照射部の撥水性低下、光照射部の親水性発現が不十分となり好ましくない。
【００１７】
また、光触媒含有層に使用するバインダーは、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水性や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
本発明のカラーフィルタ製造システムは、上述の実施形態に限定されるものでなく、例えば、データ抽出生成手段、製造実行手段がそれぞれ別個のＣＰＵからなるものであってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、データ蓄積手段に蓄積されているカラーフィルタ設計データは、データ抽出生成手段により各部の描画データとして一括生成され、この描画データにより製造実行手段が製造プログラムを実行し、レーザー描画と光触媒によるパターニングと、インクジェット描画による色材塗布を用いてカラーフィルタを作製するものであり、これらの製造工程をデジタルデータで管理することができ、また、マスク作製が不要で各工程毎のデータ作製、管理が不要となるため、製造時間の短縮が可能であり、さらに、人為的ミスの入りこむ余地が極めて少なく、設計ミスの大幅な低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタ製造システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のカラーフィルタ製造システムによるカラーフィルタ製造の一例を説明するための工程図である。
【図３】本発明のカラーフィルタ製造システムによるカラーフィルタ製造の一例を説明するための工程図である。
【図４】本発明のカラーフィルタ製造システムによるカラーフィルタ製造の他の例を説明するための図である。
【図５】本発明のカラーフィルタ製造システムによるカラーフィルタ製造の他の例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ
２…データベースサーバー
３Ａ…設計データベース
３Ｂ…生産工程管理データベース
３Ｃ…顧客管理データベース
３Ｄ…履歴管理データベース
４…ハードディスク装置
５…製造端末
６…通信インターフェース
８…顧客端末
１１…基材
１２…光触媒含有層
１２′…描画部位
１２″…画像形成部
１４…ブラックマトリックス
１６（１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）…画素部
２１，３１…レーザ照射装置
２２，３２…光触媒含有部材
【図１】
2004117767.tif 000003
【図２】
2004117767.tif 000004
【図３】
2004117767.tif 000005
【図４】
2004117767.tif 000006
【図５】
2004117767.tif 000007