(57)【要約】【課題】薄膜を形成すべき対象面積が大型化しても均一な膜厚で薄膜形成が行なえるようにする。【解決手段】薄膜形成装置は、版としての樹脂凸版２ｈから転写することによって主表面に配向膜３を印刷すべき透明基板５の１枚に対して、前記主表面のうち配向膜３を印刷すべき領域を２以上の単位区域に分割して前記単位区域ごとに版からの転写動作を行なうための手段を備える。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
版から転写することによって主表面に配向膜を印刷すべき透明基板の１枚に対して、前記主表面のうち前記配向膜を印刷すべき領域を２以上の単位区域に分割して前記単位区域ごとに前記版からの転写動作を行なうための手段を備える、薄膜形成装置。
【請求項２】
前記版を装着するための版胴を備え、前記転写動作は版胴を２回以上当接させることによって行なう、請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記版胴を前記透明基板の前記主表面で転動させるための転動手段を備える、請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記版胴による１回の転写動作ごとに前記透明基板を移動させて、前記主表面のうち前回の転写位置と異なる位置に対して次の転写が行なわれるように仕向けるための透明基板転写位置調整手段を備える、請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
透明基板の主表面に対して版からの転写によって配向膜を印刷するための装置であって、前記版のうち転写に寄与する領域の面積は、前記主表面のうち前記配向膜を印刷すべき領域の面積に比べて１／２以下である、薄膜形成装置。
【請求項６】
前記版を装着するための版胴を備え、前記転写の動作は版胴を２回以上当接させることによって行なう、請求項５に記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
配向膜を印刷すべき主表面を有する透明基板の１枚に対して、前記主表面のうち前記配向膜を印刷すべき領域を２以上の単位区域に分割して前記単位区域ごとに版からの転写動作を行なう印刷工程を含む、液晶パネルの製造方法。
【請求項８】
配向膜を印刷すべき主表面を有する透明基板の１枚に対して、転写に寄与する領域の面積が前記主表面のうち前記配向膜を印刷すべき領域の面積の１／２以下である版を用いて、転写位置を変えながら２回以上転写を繰返すことによって前記主表面に前記配向膜を印刷する工程を含む、液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜形成装置に関するものである。特に、液晶表示装置の製造において、各種素子が形成された基板の主表面に、さらに配向膜を形成する工程に用いられる薄膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般に、２枚の基板を貼り合せて内部に液晶を封入した「液晶パネル」と呼ばれる部品を備える。液晶パネルを製造するためには、互いに貼り合せる前の基板の主表面に、配向膜、絶縁膜、導電膜、パターン形成用フォトレジストなどの各種の機能性薄膜を形成する必要がある。そのような機能性薄膜の形成に当たっては、従来は、特開昭６０−１３５９２０号公報（特許文献１）などに示される薄膜形成装置が用いられていた。そのような薄膜形成装置の一例を図５に示す。図５に示す薄膜形成装置によれば、図６に示すように透明基板５の主表面に配向膜３を形成することができる。
【０００３】
なお、説明の便宜のため、図６では、配向膜３の厚みを誇張して表示している。他の図における配向膜３も同様である。
【０００４】
以下、図５に示す薄膜形成装置の動作について説明する。配向膜３の材料である配向膜材料３ａは、ディスペンサ９によってアニロックスローラ１１の外周面に滴下される。アニロックスローラ１１に対して、ドクターローラ１０が外接するように配置されているので、アニロックスローラ１１の外周面に付着した配向膜材料３ａはドクターローラ１０によってアニロックスローラ１１の表面上に薄く延ばされる。薄く延ばされた配向膜材料３ａは版胴１に取り付けられた樹脂凸版２に転写される。さらに、版胴１の回転によって、樹脂凸版２の表面に付着した配向膜材料３ａは、ステージ６上に載置された透明基板５の主表面に転写される。こうして、図６に示すように透明基板５の主表面に均一な膜厚の配向膜３が形成される。
【０００５】
上述の例ではドクターローラ１０を用いていたが、ドクターローラ１０に代えてドクターブレードを用いる例も広く知られている。
【０００６】
これらの薄膜形成装置は、印刷装置でもある。これらの薄膜形成装置は、近年のマザーガラス基板のサイズ拡大に伴って薄膜形成装置自体のサイズも大型化している。また、樹脂凸版２も大型化している。
【０００７】
一方、特開平１０−２８８７８４号公報（特許文献２）に開示されているように、透明基板５に配向膜材料３ａを転写した後でも、樹脂凸版２の表面にはかなりの量の配向膜材料３ａが残っている。この残留した配向膜材料３ａは、自然乾燥により時間の経過とともにその粘度が高くなることが知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６０−１３５９２０号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平１０−２８８７８４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
マザーガラス基板が大型化するにつれて、配向膜の印刷の時間的間隔も長くなる。したがって、自然乾燥をする時間も長くなる。その結果、樹脂凸版２の表面には粘度の高くなった配向膜材料３ａが存在することとなる。次の印刷工程でアニロックスローラ１１から樹脂凸版２の表面に新鮮な配向膜材料３ａが転写されても、樹脂凸版２の表面にもともと付着して粘度が高くなっていた配向膜材料３ａの粘度は十分には低下しない。よって、このような樹脂凸版２で透明基板５に印刷を行なっても、得られる配向膜３の膜厚は不均一となってしまう。このような配向膜３の膜厚のばらつきは、液晶表示装置の表示ムラの原因となる。
【００１１】
また、マザーガラス基板のサイズ拡大に伴い、版胴１は大型化し、薄膜形成装置の設置に必要なスペースも大きくなる。
【００１２】
一方、従来、樹脂凸版２は、印刷時の圧力により伸びを生じる。そのため、樹脂凸版２の主表面には、その伸び量を考慮して補正されたパターンが形成されている。伸び量は、標準的には、樹脂凸版２の長さ１ｍに対して約１ｍｍである。さらに樹脂凸版２の製造時の条件によって伸び量が±２５％程度ばらつく。この伸び量は、樹脂凸版２の全体の長さに比例するので、樹脂凸版２が大型化すればするほど、誤差の絶対量は大きくなる。液晶表示装置を製造する上では、誤差の絶対量が大きければ、表示ムラの原因となりやすくなる。したがって、マザーガラス基板が大型化することによって樹脂凸版２が大型化するほど、液晶表示装置としては歩留りが悪くなる。
【００１３】
ここでは、薄膜形成の例として、液晶表示装置のマザーガラス基板表面における配向膜形成を例に挙げて説明したが、他の目的の薄膜形成であっても同様のことがいえる。
【００１４】
そこで、本発明は、薄膜を形成すべき対象面積が大型化しても均一な膜厚で薄膜形成が行なえる薄膜形成装置を提供することを目的とする。さらに、基板を大型化しても配向膜形成に起因する歩留り悪化が生じない液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく薄膜形成装置は、版から転写することによって主表面に配向膜を印刷すべき透明基板の１枚に対して、上記主表面のうち上記配向膜を印刷すべき領域を２以上の単位区域に分割して上記単位区域ごとに上記版からの転写動作を行なうための手段を備える。この構成を採用することにより、透明基板が大きい場合であっても、１枚の透明基板に対する転写作業を複数回に分けて行なうことができるので、作業中の版の表面における配向膜材料の乾燥の程度を大幅に緩和することができる。
【００１６】
上記発明において好ましくは、上記版を装着するための版胴を備え、上記転写動作は版胴を２回以上当接させることによって行なう。この構成を採用することにより、版胴によって版を扱いやすい状態に固定し、透明基板の広い範囲に対して必要な量の転写を効率良く行なうことができる。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記版胴を上記透明基板の上記主表面で転動させるための転動手段を備える。この構成を採用することにより、単位区域ごとの転写を転動によって行なえるので、転写を容易かつ確実に行なうことができる。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記版胴による１回の転写動作ごとに上記透明基板を移動させて、上記主表面のうち前回の転写位置と異なる位置に対して次の転写が行なわれるように仕向けるための透明基板転写位置調整手段を備える。この構成を採用することにより、透明基板の複数箇所への転写作業を連続して円滑に進めることができる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、透明基板の主表面に対して版からの転写によって配向膜を印刷するための装置であって、上記版のうち転写に寄与する領域の面積は、上記主表面のうち上記配向膜を印刷すべき領域の面積に比べて１／２以下である。この構成を採用することにより、版を小型化することができるので、薄膜形成装置自体を小型化することができる。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記版を装着するための版胴を備え、上記転写の動作は版胴を２回以上当接させることによって行なう。この構成を採用することにより、版胴によって版を扱いやすい状態に固定し、小さな版であっても大きな透明基板に対して必要な量の転写を効率良く行なうことができる。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明に基づく液晶パネルの製造方法は、配向膜を印刷すべき主表面を有する透明基板の１枚に対して、上記主表面のうち上記配向膜を印刷すべき領域を２以上の単位区域に分割して上記単位区域ごとに版からの転写動作を行なう印刷工程を含む。この方法を採用することにより、透明基板が大きい場合であっても、１枚の透明基板に対する転写作業を複数回に分けて行なうことができるので、作業中の版の表面における配向膜材料の乾燥の程度を大幅に緩和することができる。したがって、配向膜の厚みが均一な液晶パネルを製造することができる。
【００２２】
上記発明において好ましくは、配向膜を印刷すべき主表面を有する透明基板の１枚に対して、転写に寄与する領域の面積が上記主表面のうち上記配向膜を印刷すべき領域の面積の１／２以下である版を用いて、転写位置を変えながら２回以上転写を繰返すことによって上記主表面に上記配向膜を印刷する工程を含む。この方法を採用することにより、コンパクトな版によって透明基板の広い範囲に対して必要な量の転写を行なうことができる。また、１枚の透明基板から多数の液晶パネルを得ようとする場合であっても、配向膜の厚みを均一にすることができるので、信頼性の高い液晶パネルを効率良く製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の説明に入る前に、図５に示した薄膜形成装置を用いて行なわれる液晶パネルの製造方法であって、発明者らが本発明をなす際に考慮に入れた技術（以下、「参考技術」という。）について説明する。ただし、発明者らは、この参考技術を公知のものとは確認していない。
【００２４】
透明基板５としてのマザーガラスのサイズを１０００ｍｍ×８００ｍｍとする。透明基板５の主表面には予め液晶表示素子１３を形成しておく。以下説明するのは、この透明基板５の主表面に配向膜３を形成する工程である。
【００２５】
図５に示す薄膜形成装置において、透明基板５をステージ６上に載置し、透明基板５と版胴１との間のアライメントを行なう。ステージ６の走行と同期して版胴１を回転させる。ディスペンサ９によって配向膜材料３ａを一定の間隔でアニロックスローラ１１の外周面に滴下する。ドクターローラ１０によって配向膜材料３ａをアニロックスローラ１１の表面上に薄く均一に延ばす。均一に延ばされた配向膜材料３ａを版胴１の回転によって樹脂凸版２に一旦転写させ、さらに透明基板５の主表面に転写する。こうして、液晶表示素子１３上に配向膜材料３ａが所望の膜厚で配置される。
【００２６】
ここで、版胴１の外周は、透明基板５の長辺方向の長さである１０００ｍｍに、樹脂凸版２を版胴１に固定するための固定部分１２が占める長さである約５００ｍｍを加えて約１５００ｍｍ必要となる。したがって、版胴１の直径は、約４８０ｍｍ必要となる。また、樹脂凸版２は、版胴１によって透明基板５に対して押しつけられることによって伸びが生じる。したがって、樹脂凸版２は伸び量を考慮に入れて製作されている。
【００２７】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図４を参照して、本発明に基づく実施の形態１における薄膜形成装置について説明する。
【００２８】
本実施の形態では、配向膜材料３ａがディスペンサ９によってアニロックスローラ１１の外周面に一定間隔で滴下される点は参考技術と同様である。ドクターローラ１０によって配向膜材料３ａをアニロックスローラ１１の表面上に薄く均一に延ばす点も参考技術と同様である。
【００２９】
しかし、本実施の形態では、基板に対する版胴および樹脂凸版の大きさの設定が、従来技術や参考技術とは大きく異なる。本実施の形態における薄膜形成装置においては、版胴および樹脂凸版の大きさが、従来技術や参考技術に基づいて製作した場合に比べてコンパクトとなっている。詳しくは、以下に述べる。
【００３０】
たとえば、図１に示すように、透明基板５に液晶表示素子１３が液晶パネル６面分形成されており、これらの液晶表示素子１３は規則正しく配置されているとする。これら６面分の液晶表示素子１３は、版胴の回転方向に３つ分、版胴の軸方向に２つ分が並ぶようにして２×３で配列されているものとする。
【００３１】
この場合、本実施の形態では、版胴の１回の当接によって６面分の配向膜を１度に転写するのではなく、２面分ずつ３回に分けて転写する。すなわち、本実施の形態では、図１に示すように、版胴１ｈは、１回の当接によって複数列配列された液晶表示素子１３のうち最初の１列分、すなわち２面分のみを転写するにすぎない。
【００３２】
最初の２面分の転写が終わったら、図２に示すように、ステージ６が下降するか版胴１ｈが上昇し、樹脂凸版２ｈの転写開始位置が透明基板５の次の２面分の転写開始位置に合うように、版胴１ｈ、アニロックスローラ１１およびドクターローラ１０が移動する。この後、図３に示すように２回目の当接が行なわれて、２面分の転写が行なわれる。
【００３３】
さらに、同様の動作を繰返して、図４に示すように最後の２面分の転写も行なう。こうして、３回に分けて、合計６面分の転写を行なうことができる。
【００３４】
本実施の形態では、このように、印刷すべき領域を２以上の単位区域に分割して、単位区域ごとに版からの転写動作を行なうための手段を備える。上述の例では、１回の当接で転写が行なわれる２面分の区域が「単位区域」に該当し、樹脂凸版２ｈが「版」に該当する。
【００３５】
この薄膜形成装置は、版胴１ｈを透明基板５の主表面で転動させるための転動手段を備えることが好ましい。転動手段としては、公知技術による移動機構、回転機構が使用可能である。
【００３６】
（作用・効果）
このように、本実施の形態では、１枚の透明基板５、すなわちマザーガラスに対して、転写作業を複数回に分けて行なうことができる。
【００３７】
仮に、同じ条件のマザーガラスに対して、直径が十分大きな版胴を用いて版胴の１回の当接で６面分を一括して転写した場合、転写には約４０秒かかっていた。これを小さな版胴によって３回に分けて行なった場合、所要時間は約１５秒×３回の合計約４５秒となる。合計では約５秒長くなるものの、単位区域に対する１回の転写動作は約１５秒で完了し、樹脂凸版２ｈには次の転写のための新しい配向膜材料３ａが供給されることとなるので、樹脂凸版２ｈの表面における配向膜材料３ａの乾燥の程度を大幅に緩和することができる。
【００３８】
版胴１ｈは、マザーガラスの主表面に配列される多数の液晶表示素子１３のうち１列分を印刷できる大きさであればよいので、直径は約３２０ｍｍであればよい。この結果、参考技術に比べて、長さ比で２／３であり、体積比で４／９で済む。これはあくまで一例であるが、このようにして、版胴を小型化することができる。版胴が小型化されることによって、アニロックスローラ、ドクターローラも小型化することができる。したがって、装置全体をコンパクトなものとすることができる。
【００３９】
樹脂凸版２ｈも参考技術に比べて小さなものとなるので、印刷時の伸び量も小さく抑えることができ、従来技術において問題となっていた補正量の誤差を抑えることができる。
【００４０】
１回の当接に伴う転写を行なった後に、次の当接および転写を円滑に行なうためには、本実施の形態における薄膜形成装置は、版胴１ｈの移動および姿勢調整を正確に行なうための透明基板転写位置調整手段を備えることが好ましい。透明基板転写位置調整手段としては、版胴１ｈの姿勢を制御するモータ、版胴１ｈと透明基板５との相対的な位置関係を制御するための公知技術による駆動機構が考えられる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、１枚の透明基板５の主表面に２×３の６面分の液晶表示素子１３が配列された例を挙げて説明したが、実際には、１枚の透明基板５の主表面により多数の液晶表示素子があってもよい。たとえば、数十枚、数百枚、数千枚といったオーダーの液晶表示素子が配列されていてもよい。その場合、単位区域の大きさは、透明基板５の大きさや配列されている液晶表示素子の数に応じて適宜決定すればよい。本実施の形態では、液晶表示素子の１列分ずつとした例を示したが、１列分に限らず、複数列分を単位区域としてもよい。
【００４２】
なお、別の捉え方をすれば、本実施の形態における薄膜形成装置は、透明基板の主表面に対して版からの転写によって配向膜を印刷するための装置であって、版のうち転写に寄与する領域の面積は、主表面のうち配向膜を印刷すべき領域の面積に比べて１／２以下であるものと規定することもできる。本実施の形態では、樹脂凸版２ｈが「版」に該当する。本実施の形態における薄膜形成装置は、版すなわち樹脂凸版２ｈを装着するための版胴１ｈを備え、転写の動作は版胴１ｈを２回以上当接させることによって行なう。「当接」は、本実施の形態では透明基板の主表面での転動を意味するが、たとえば版を平坦な状態で保持する版胴を用いる場合、転動でない単純な当接による転写であってもよい。
【００４３】
なお、ここまででは主に薄膜形成装置に注目して説明したが、これらの薄膜形成装置において示された印刷工程を含む液晶パネルの製造方法も本発明の対象である。液晶パネルの製造方法として捉えた場合、本発明によれば、マザーガラスの大型化に伴って従来であれば長くなってしまっていた配向膜の印刷間隔を短く抑えることができ、配向膜材料の乾燥を抑えて均一な配向膜を得ることができるので、信頼性の高い液晶パネルを得ることができる。また、マザーガラスが大型化した場合でもより小型な設備で配向膜の印刷を行なうことができるので、液晶パネルの製造に必要な設備のスペースなどを抑えることができ、効率良く生産活動を行なうことができる。また、マザーガラスの大型化に伴って問題となりがちな樹脂凸版の伸びを小さく抑えることができるので、配向膜の印刷を精度良く行なうことができ、高精度な液晶パネルを得ることができる。
【００４４】
なお、「透明基板」といった場合、通常の液晶パネルに用いられるようなマザーガラス基板は少なくとも該当するが、ガラス以外の素材による透明な板状の部材であってもよい。
【００４５】
ここまでの説明では、版の例として「樹脂凸版」を挙げていたが、本発明を適用するには、樹脂製のものに限らず、他の材質の版であってもよい。また、本発明を適用するには、凸版に限らず、他の方式の版であってもよい。
【００４６】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、透明基板が大きい場合であっても、１枚の透明基板に対する転写作業を複数回に分けて行なうことができるので、作業中の版の表面における配向膜材料の乾燥の程度を大幅に緩和することができる。また、版や版胴を小型化することができるので、薄膜形成装置自体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における薄膜形成装置の第１の説明図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における薄膜形成装置の第２の説明図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における薄膜形成装置の第３の説明図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における薄膜形成装置の第４の説明図である。
【図５】従来技術に基づく薄膜形成装置の説明図である。
【図６】透明基板の表面に配向膜が形成された状態の斜視図である。
【符号の説明】
１，１ｈ  版胴、２，２ｈ  樹脂凸版、３  配向膜、３ａ  配向膜材料、５  透明基板、６  ステージ、９  ディスペンサ、１０  ドクターローラ、１１  アニロックスローラ、１２  固定部、１３  液晶表示素子。
【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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