説明

乾燥装置

【課題】基板の大きさや形状によらず容易に基板を乾燥できる乾燥装置を提供する。
【解決手段】 乾燥装置1は外箱3を有し、外箱3の底面にはホットプレート5が設けられている。
ホットプレート5上にはリフトピン11a、11b、11c、11d、11e、11fが設けられており、これらは図示しないアクチュエータ等によって上下に移動可能である。
さらにホットプレート5上には可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iが設けられている。
可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iの裏面には磁石が設けられており、ホットプレート5上の任意の位置に固定可能である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器の小型化、細密化が進み、電子機器を構成する部品においても、精度の高い微細なパターンが求められている。
特に、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータの普及により、これらの表示装置に求められるカラー液晶ディスプレイの精細さの向上には著しいものがある。
【0003】
カラー液晶ディスプレイは、通常、赤、緑、青の三原色の着色パターンを備えたカラーフィルタを有しており、赤、緑、青のそれぞれの画素に対応する電極を流れる電流を入、切させることにより、液晶がシャッタとして作動し、それぞれの画素を光が通過してカラー表示を行う。
【0004】
カラーフィルタの着色方法としては、基板を染色浴に浸漬する染色法や、顔料を分散した感光性樹脂層を形成して、これをパターニングする顔料分散法などがあるが、近年、インクジェット方式で着色インクを基板に吹きつける方法が提案されている。
【0005】
インクジェット方式を用いる場合、基板表面に親インク性と撥インク性のパターンを形成する必要がある。このようなパターンを形成する方法としては、親インク性と撥インク性のパターンを形成するパターン形成層を塗布し、その後、暗箱内で紫外線等を照射してパターン形成層の一部を露光して、親インク性と撥インク性のパターンを形成する方法がある。
このような処理を行った基板表面にインクを吹きつけると、親インク性面にのみインクが定着するため、所望の着色層のパターンを形成することができる。
【0006】
ここで、パターン形成層を露光する前に、基板をホットプレート等で乾燥させる必要がある。
このとき、基板を直接ホットプレート上に載置すると、基板の裏面の汚染、急激な加熱によりガラスにヒビが入る、ホットプレート定盤上の模様やリフトピン口がムラとなって転写される等の問題があるため、ピン等を用いて基板を浮かせる必要がある。
【0007】
ここで、基板にブラックマトリクス等が形成されている描画部とブラックマトリクス等が形成されていない非描画部とがある場合、ピンは非描画部の裏面に接触するように設けられなくてはならない。これは、描画部の裏面にピンを接触させると、乾燥の際に描画部に乾燥ムラが生じるおそれがあるからである。
このような方法としては、以下のようなものが知られている。
(特許文献1)。
【特許文献1】特開2001-74928号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、基板の種類により非描画部の大きさや形状が異なるため、基板に合わせてピンとホットプレートを交換するか、基板の非描画部を使用するホットプレートの仕様に合わせて設計しなければならない問題があった。
【0009】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は基板の大きさや形状によらず容易にムラが発生しないように基板を乾燥できる乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前述した目的を達成するために、本発明は、コーティング液が塗布された基板を乾燥する乾燥装置であって、ホットプレートと、前記ホットプレート上に着脱可能に設けられ、前記基板を保持する複数の可動ピンと、を有することを特徴とする乾燥装置である。
前記可動ピンは、前記ホットプレートと固定する磁石を有してもよい。
前記可動ピンは支持点が一点であってもよい。
前記可動ピンは、接触面積が最小となるような形状を有してもよい。
前記基板は、パターンが描画された描画部と、パターンが描画されていない非描画部と、を有し、前記可動ピンは前記基板の非描画部の裏面と接触するように前記ホットプレート上に設置されてもよい。
前記ホットプレートには、複数のリフトピンが上下に移動可能に設けられていてもよい。
【0011】
本発明では、ホットプレート上に、基板を保持する複数の可動ピンが着脱可能に設けられており、基板の形状に応じて、可動ピンを所定の位置に載置する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、基板の大きさや形状によらず容易にムラが発生しないように基板を乾燥できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態であるカラーフィルタの例を詳細に説明する。
最初に、図1を用いてカラーフィルタ用の基板71の着色工程の概略を説明する。
【0014】
図1は、本実施形態に係るカラーフィルタ用の基板71の着色工程を示すフローチャートあって、図2は処理前の基板71を示す図であり、図3はコーティング層19を形成するための基板71へのコーティング液19aの塗布工程を示す図である。
また、図4は基板71にコーティング液19aを塗布して形成したコーティング層19の乾燥工程を示す図、図5は基板71の水洗工程を示す図、図6は基板71の露光工程を示す図であり、図7は基板71へのインクの吹き付け工程を示す図である。
【0015】
図2に示すように、カラーフィルタ用の基板71は、ガラス基板73上にブラックマトリクス75a、75b、75c、75dを配置した構造を有している。
【0016】
まず、図1および図3に示すように、ダイコートノズル77を用いて、コーティング液19aを基板71上に塗布し、コーティング層19を形成する(ステップ101)。
コーティング液19aの具体例については後述する。
【0017】
次に、図1および図4に示すように、乾燥機81内で基板71上に塗布したコーティング層19を乾燥させる(ステップ102)。
次に、図1に示すように、基板71上に塗布したコーティング層19を焼成する(ステップ103)。
なお、この状態では、コーティング層19の表面はインクを弾く撥インク性を有している。
【0018】
次に、図1および図5に示すように、コーティング層19を塗布した基板71をシャワー83で水洗する(ステップ104)。
水洗を行う目的は、基板71上に付着したゴミを除去し、後述する露光の際の、ゴミによる点欠陥を除去するためである。
【0019】
次に、図1および図6に示すように、コーティング層19を塗布した基板71に紫外線89を照射し、コーティング層19の一部を露光する(ステップ104)。
この際、基板71の裏面、即ちガラス基板73側から紫外線89を照射するため、遮光部となるブラックマトリクス75a、75b、75c、75dの上部に塗布されたコーティング層19には紫外線89が当たらず、この部分は撥インク性を有する撥インク部87a、87b、87c、87dのままである。
【0020】
一方、ブラックマトリクス75a、75b、75c、75dが載置されていない部分に塗布されたコーティング層19には紫外線89が当たるため、この部分は紫外線によって感光されて物性が変化し、親インク性を有する親インク部85a、85b、85cとなる(ステップ106)。
【0021】
次に、ノズル等を用い、カラーインク91a、91b、91cを基板71の表面に吹きつけ、着色層を形成する(ステップ107)。
この際、図7に示すように、撥インク部87a、87b、87c、87dは撥インク性を有するためカラーインク91a、91b、91cは濡れ広がらず、親インク部85a、85b、85cのみにインクは濡れ広がり、着色層が形成される。
【0022】
このようにして、基板71上にインクが塗布される。
【0023】
ここで、コーティング液19aの成分について説明する。
コーティング液19aは2種類の溶液を混合してなる溶液であり、一方の溶液は少なくとも酸化チタンとアルキルシリケートを含有する溶液であり、他方の溶液は少なくともポリシロキサンを含有する溶液である。
【0024】
まず、酸化チタンについて説明する。酸化チタンは、紫外線を照射した際に光触媒として作用し、チタン表面に活性酸素を生じさせ、有機物を分解する。
本実施形態においては、光の照射により生じた活性酸素が、撥インク性を発現させる有機物を分解するため、親インク性に変化させる。
酸化チタンにはアナタ−ゼ型とルチル型があり、本実施形態ではいずれも使用可能であるが、アナタ−ゼ型を使用するのが好ましい。
【0025】
また、酸化チタンの粒径は小さいほど、光触媒反応が効果的に起こることから、平均粒径50nm以下であることが好ましく、特に20nm以下の酸化チタンを使用することが好ましい。
【0026】
次に、アルキルシリケートについて説明する。アルキルシリケートは酸化チタンの分散安定剤として用いられる。
【0027】
アルキルシリケートは一般式Sin−1 (OR)2n+2(ただしSiはケイ素、Oは酸素、Rはアルキル基を示す。)で表される化合物であり、nは1〜6の範囲内、Rは炭素数が1〜4のアルキル基であるものが好ましい。
【0028】
アルキルシリケートの配合量としては、アルキルシリケート中のケイ素をSiOに換算した量と、酸化チタン中のチタンをTiOに換算した量との重量比(SiO/TiO)が0.2〜1.5であるのが好ましく、特に好ましくは0.2〜1.0である。
これは、アルキルシリケートの配合量が、上記範囲より少ないと分散安定性が低下しやすく、逆に上記範囲より多いと、酸化チタンの光触媒機能が低下するからである。
【0029】
次にポリシロキサンについて説明する。本実施形態では、撥インク性を有する置換基がポリシロキサンを構成するSi原子に直接結合しているポリシロキサンが用いられる。
【0030】
撥インク性を有する置換基としては、具体的には、アルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、またはエポキシ基等が挙げられる。
この撥インク性を有する置換基が、ポリシロキサンを構成するSi原子に直接結合していることから、コーティング液を塗布してパターン形成層を形成した際に、パターン形成層の表面が全面撥インク性を発現する。
【0031】
一方、濡れ性変化層に紫外線等を照射することにより、これらの置換基は分解され、コーティング層19の表面が親インク性を発現する。
【0032】
なお、置換基が、ポリシロキサンを構成するSi原子に直接結合している状態とは、置換基が、O原子等を介さず、Si原子に直接結合していることをいう。
【0033】
また、本実施形態で用いられるポリシロキサンは、通常、複数のアルコキシル基、アセチル基、またはハロゲンを置換基とし有するものである。
【0034】
このようなポリシロキサンは、加水分解により縮合し、濡れ性変化層を形成した際に、主骨格が酸化チタン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であれば、特に限定されるものではなく、例えばゾルゲル反応等により、加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するもの等を挙げることができる。
【0035】
この場合、一般式
SiX(4−n)
(ここでYはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。nは0〜3までの整数である)で示されるケイ素化合物の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であることが好ましく、上記2種類以上のケイ素化合物同士の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であってもよい。
【0036】
なお、ここでYで示される基の炭素数は1〜20の範囲内であることが好ましく、また、Xで示されるアルコキシル基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【0037】
本実施形態においては、上記撥インク性を有する置換基の中でも、フルオロアルキル基であることが特に好ましい。
【0038】
上記フルオロアルキル基を含むケイ素化合物としては、フルオロアルキルシランが挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができ、例えば以下のようなものが挙げられる。
【0039】
CF(CFCHCHSi(OCH
CF(CFCHCHSi(OCH
CF(CFCHCHSi(OCH
CF(CFCHCHSi(OCH
(CFCF(CFCHCHSi(OCH
(CFCF(CFCHCHSi(OCH
(CFCF(CFCHCHSi(OCH
CF(C)CSi(OCH
CF(CF(C)CSi(OCH
CF(CF(C)CSi(OCH
CF(CF(C)CSi(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
(CFCF(CFCHCHSiCH(OCH
(CFCF(CFCHCHSiCH(OCH
(CFCF(CFCHCHSiCH(OCH
CF(C)CSiCH(OCH
CF(CF(C)CSiCH(OCH
CF(CF(C)CSiCH(OCH
CF(CF(C)CSiCH(OCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH;および
CF(CFSON(C)CCHSi(OCH
【0040】
次に、乾燥工程で用いる乾燥装置について説明する。
図8は本実施形態に係る乾燥装置1を示す斜視図であって、図9は可動ピン12aの拡大図である。また、図10は図9の断面図である。
【0041】
乾燥装置1は外箱3を有し、外箱3の底面にはホットプレート5が設けられている。
外箱3の1つの側面には吸気口6a、6b、6cが設けられており、吸気口6a、6b、6cが設けられた面と反対側の側面には排気口7a、7b、7cが設けられている。
【0042】
また、1つの側面の下方には、シャッタ9が設けられている。
【0043】
ホットプレート5上にはリフトピン11a、11b、11c、11d、11e、11fが設けられており、これらは図示しないアクチュエータ等によって上下に移動可能である。
【0044】
さらにホットプレート5上には可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iが設けられている。
【0045】
図9に示すように、可動ピン11aは円錐状の本体13aを有し、本体13aの底部には磁石14aが設けられ、上端にはボール15aが設けられている。
図10に示すようにボール15aは本体13aに対して回転できるように設けられている。
なお、可動ピン12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iの構造は、可動ピン12aと同様であるため、説明を省略する。
【0046】
ホットプレート5は、熱を発して基板71を乾燥する。
なお、ホットプレート5の表面は鋼板であり、可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iは底面に設けられた磁石によってホットプレート5の任意の位置に固定される。
【0047】
シャッタ9は乾燥装置1に基板71を出し入れする際の入り口であり、出し入れの際には開閉する。
吸気口6a、6b、6cおよび排気口7a、7b、7cは、乾燥装置1内の換気に用いられる。
リフトピン11a、11b、11c、11d、11e、11fは後述するように、乾燥装置1に基板71を出し入れする際に基板71を一時的に保持する。
可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iは、後述するように基板を乾燥する際に基板71を保持する。
【0048】
次に、基板71を乾燥する際の乾燥装置1の動作について説明する。
図11は基板71を乾燥装置から出し入れする際の図、図12は図11の側面図である。
また、図13は基板71を乾燥する際の図であり、図14は図13の側面図である。また、図15は図13の底面図である。なお、各図とも外箱3の表記を省略してある。
【0049】
図11、図12に示すように、基板71は、図示しないフォーク等によって図11のA方向に搬送され、リフトピン11a、11b、11c、11d、11e、11f上に載置される。
なお、この際、リフトピン11a、11b、11c、11d、11e、11fは可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12fよりも高い位置に上昇させておく。
【0050】
次に、図13および図14に示すように、リフトピン11a、11b、11c、11d、11e、11fは下降し、基板71は可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i上に載置される。
【0051】

なお、図15に示すように、基板71にはブラックマトリクス等が描画された描画部21a、21b、21c、21dと、ブラックマトリクス等が描画されていない非描画部21eとが設けられているが、可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iは、非描画部21eの裏面に接触するように設けられる。
【0052】
これは、描画部21a、21b、21c、21dの裏面に可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iを置くと、乾燥の際に描画部21a、21b、21c、21dに乾燥ムラが生じる恐れがあるからである。
【0053】
なお、非描画部21eの形状や大きさは、基板71の種類によって異なるため、種類に応じて、可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iを置く場所は異なる。
【0054】
ここで、先に述べたようにホットプレート5の表面は鋼板であり、可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iは底面に磁石が設けられているため、非描画部21eの形状や大きさに応じて、ホットプレート5の任意の位置に容易に可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iを固定することができる。
【0055】
乾燥が終了すると、リフトピン11a、11b、11c、11d、11e、11fは再び上昇し、基板71は図示しないフォーク等によって図11のB方向に搬送され、乾燥装置1内から取り出される。
【0056】
このように、本実施の形態によれば、ホットプレート上に可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iが設けられており、可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iの底面には磁石が設けられている。
したがって、基板71の種類に応じて可動ピン12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12iの位置を基板に応じて変更することができる。
従って、基板の大きさや形状によらず容易に基板71を乾燥できる。
【0057】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0058】
例えば、本発明の装置は、カラーフィルタの着色層を設けるとき以外にも、有機ELの発光層を設けるとき、ディスプレイの電極を設けるとき、基板に電子回路を設けるとき等の微細なパターンを形成する際にも利用することができる。
また、基板上に遮光部を設けて、基板、遮光部、及び、感光層が一体となった例について説明してきたが、感光層付基板と遮光部が別体となっていてもよく、また、遮光部はブラックマトリクス以外にも、ストライプ状でも曲線状であってもよい。
【0059】
さらに、可動ピンをホットプレートに固定する手段としては、磁石に換えて、両面テープで接着してもよく、また表面が凹凸構造もしくは粗面構造であるホットプレートの場合には、可動ピンの裏面を粗面とすることで固定してもよい。
さらにまた、可動ピンの底面積を増やすことでピンの安定化を図ってもよく、その場合、例えば、ワッシャを可動ピンに接着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】カラーフィルタ用の基板71の着色工程を示すフローチャート
【図2】処理前の基板71を示す図
【図3】コーティング層19を形成するための基板71へのコーティング液19aの塗布工程を示す図
【図4】基板71にコーティング液19aを塗布して形成したコーティング層19の乾燥工程を示す図
【図5】基板71の水洗工程を示す図
【図6】基板71の露光工程を示す図
【図7】基板71へのインクの吹き付け工程を示す図
【図8】乾燥装置1を示す斜視図
【図9】可動ピン12aの拡大図
【図10】図9の断面図
【図11】基板71を乾燥装置から出し入れする際の図
【図12】図11の側面図
【図13】基板71を乾燥する際の図
【図14】図13の側面図
【図15】図13の底面図
【符号の説明】
【0061】
1…………乾燥装置
3…………外箱
5…………ホットプレート
6a………吸気口
7a………排気口
9…………シャッタ
11a……リフトピン
12a……可動ピン
21a……描画部
21e……非描画部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コーティング液が塗布された基板を乾燥する乾燥装置であって、
ホットプレートと、
前記ホットプレート上に着脱可能に設けられ、前記基板を保持する複数の可動ピンと、
を有することを特徴とする乾燥装置。
【請求項2】
前記可動ピンは、前記ホットプレートと固定する磁石を有することを特徴とする請求項1記載の乾燥装置。
【請求項3】
前記可動ピンは支持点が一点であることを特徴とする請求項1記載の乾燥装置。
【請求項4】
前記可動ピンは、接触面積が最小となるような形状を有することを特徴とする請求項1記載の乾燥装置。
【請求項5】
前記基板は、
パターンが描画された描画部と、
パターンが描画されていない非描画部と、
を有し、
前記可動ピンは前記基板の非描画部の裏面と接触するように前記ホットプレート上に設置されることを特徴とする請求項1記載の乾燥装置。
【請求項6】
前記ホットプレートには、複数のリフトピンが上下に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載の乾燥装置。

【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2006−278375(P2006−278375A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−90585(P2005−90585)
【出願日】平成17年3月28日(2005.3.28)
【出願人】(000002897)大日本印刷株式会社 (14,506)
【Fターム(参考)】