JP4997908B2 - カラーフィルタの製造装置および製造方法 - Google Patents
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従って、高い寸法精度を要求されるカラーフィルタには不向きであった。
前記第1の指示手段は、前記所定の位置に前記露光手段が移動するようにリアルタイムで前記第1の移動手段に指示する手段であってもよい。
前記工程(c)は、前記工程(h)の後に、検出した前記基準位置を基準にして、前記所定の位置を露光するタイミングを前記露光手段に指示する工程(i)をさらに有してもよい。
前記工程(c)〜(h)は、搬送中の前記シートに対してリアルタイムで繰り返し行われる工程であってもよい。
そして、ローラ5a、5bがB1、B2方向に回転することによって、シート3はA方向に移動する。
乾燥装置9は、シート3の表面に塗布された感光材を乾燥させる装置である。
現像装置13は、感光材を現像する装置である。
焼成装置15は、感光材を焼成して硬化させる装置である。
なお、感光材には、露光された箇所が現像にて除去される、いわゆるポジ型と、露光領域が残るネガ型があるが、第1の実施形態では、どちらを用いてもよい。
即ち、カラーフィルタ製造装置1は、シート3を常に移動させながら連続してパターン形状を形成する。
なお、カラーフィルタは、基板上に赤、緑、青の3色の着色パターンが形成されているため、カラーフィルタ製造装置1は、各色ごとに1台ずつ必要となる。
まず、露光装置11の構成について説明する。
図3は図2の露光装置11を示す斜視図であって、図4は図3の側面図である。
なお、図4においては、露光ヘッド21は断面図を表示してある。
また、シート3の下方で、かつ露光ヘッド21よりもA方向の上流側には、第1の撮像手段としてのカメラ25が設けられ、露光ヘッド21およびカメラ25には制御手段としての制御装置23が接続されている。
なお、第1の実施形態においては、光源27は露光装置11の動作中は常時点灯している。
制御装置23は露光ヘッド21の移動を制御するコンピュータであり、具体的には、図示しないアクチュエータに露光ヘッド21の位置座標を送信することにより、移動を制御する。
図5は露光時の露光装置11の動作を示すフローチャートであって、図6は露光時のシート3を示す図である。
また、図5および図6ではシート3は常に図3のA方向に移動している。
制御装置23はブラックマトリクスの画像を受信する(ステップ103)。
ここで基準位置とは、ブラックマトリクス上の予め設定された任意の位置であり、例えば図6に示す基準位置βのような、横線18の1つの位置座標である。
例えば、シート3が熱や応力で変形し、図6に示すように、前回検出した基準位置αと、今回検出した基準位置βがずれている場合は、ずれγの分だけ前回の露光ヘッド21の位置座標から移動した位置座標を、露光ヘッド21の位置座標とする。
露光ヘッド21の図示しないアクチュエータは露光ヘッド21の位置座標を受信し(ステップ107)、その位置座標が示す位置に露光ヘッド21を移動する(ステップ108)。
即ち、露光ヘッド21はシート3の変形にリアルタイムで追従して移動するため、連続してパターン形状を形成する場合であっても精度良くパターン形状を形成することができる。
なお、パターン形状の精度は、カメラ25によるブラックマトリクスの撮像の間隔を短くすればするほど高精度になる。
図7は第2の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1aでパターン形状が形成されるシート3aを示す斜視図であって、図8はカラーフィルタ製造装置1aの露光装置11aを示す斜視図である。
また、カラーフィルタ製造装置1aの構成は第1の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1と同様であるため、説明を省略する。
また、詳細は後述するが、光源27aの露光のタイミングは制御装置23によって制御される。
図9は露光時の露光装置11aの動作を示すフローチャートである。
制御装置23はブラックマトリクスの画像を受信する(ステップ203)。
ここで基準位置とは、例えば図7の横線18と縦線41の交点の1つの位置である。
具体的には、制御装置23は基準位置をもとに、ブラックマトリクス上の横線18と縦線41に囲まれた矩形の領域の位置を検出し、この領域が露光ヘッド21aの直下に来たときに露光の指示を行う。
露光ヘッド21aは露光の指示を受信すると、光源27aを点灯させ、露光を行う(ステップ210)。
即ち、露光ヘッド21aはシート3aの変形にリアルタイムで追従して移動するため、露光の度にシート3aを停止する必要がなく、連続してパターン形状を形成する場合であっても精度良くパターン形状を形成することができる。
図10は第3の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1bでパターン形状が形成されるシート3bを示す斜視図であって、図11はカラーフィルタ製造装置1bの露光装置11bを示す斜視図である。
また、カラーフィルタ製造装置1bの構成は第2の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1aと同様であるため、説明を省略する。
露光ヘッド53a、53b、53cはシート3bと平行な平面内を図11のC1、C2方向に移動可能である。
従って、露光ヘッド53a、53b、53cは3つでシート3bの全体を露光することができる。
カメラ51a、51bはアライメントマークを撮像するカメラである。
図12は露光時の露光装置11bの動作を示すフローチャートであって、図13は図12のステップ301の詳細なフローチャートである。
まず、カメラ51a、51bは下方を通過するアライメントマークを撮像し、制御装置23は、アライメントマークの画像からアライメントマークの位置を検出する。
制御装置23は、アライメントマークの位置をもとにして、露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータに露光ヘッド53a、53b、53cの位置座標を送信する。
露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置に露光ヘッド53a、53b、53cを移動する(ステップ301)。
制御装置23は、基準位置をもとにして、露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータに露光ヘッド53a、53b、53cの位置座標を送信する。
露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置に露光ヘッド53a、53b、53cを移動する
そして、制御装置23は、基準位置を基準にして、露光の指示を露光ヘッド53a、53b、53cに送信し、露光ヘッド53a、53b、53cは露光を行う(ステップ302)。
まず、カメラ51a、51bは下方にあるアライメントマーク(図11ではアライメントマーク47a、47b)を撮像して(ステップ401)、撮像したアライメントマークの画像を制御装置23に送信する(ステップ402)。
制御装置23はアライメントマークの画像を受信する(ステップ403)。
ここでアライメントマークの位置とは、例えばアライメントマークの十字の交差点の位置座標である。
例えば、シート3bが熱や応力で変形し、前回検出したアライメントマークの位置と、今回検出したアライメントマークの位置がずれている場合は、ずれの分だけ前回の露光ヘッド53a、53b、53cの位置座標から移動した位置座標を、露光ヘッド53a、53b、53cの位置座標とする。
図14は第4の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1cでパターン形状が形成されるシート3cを示す斜視図であって、図15はカラーフィルタ製造装置1cの露光装置11cを示す斜視図である。
なお、カラーフィルタ製造装置1cの構成は第1の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1と同様であるため、説明を省略する。
さらに、カメラ63a、63bのA方向の下流側には第3の撮像手段としてのカメラ65a、65bが設けられている。
さらに、カメラ65a、65bのA方向の下流側には露光手段としての露光ヘッド71が設けられている。
なお、カメラ61a、61b、63a、63b、65a、65bは制御装置23に接続されている。
露光ヘッド67aのフォトマスク75のパターン開口部73は、図16に示す形状となっている。露光ヘッド67b、67cも同様である。
露光ヘッド69のフォトマスク77のパターン開口部79a、79b、79c、79dは、図17に示す形状となっている。
露光ヘッド71のフォトマスク81のパターン開口部83a、83bは、図18に示す形状となっている。
従って、図15のA方向に搬送されるシート3cは、これらの露光ヘッドによる露光により、図18に示すパターン形状91aを転写され、表面にブラックマトリクスが形成される。
また、露光ヘッド67a、67b、67c、69、71は制御手段としての制御装置23に接続されている。
制御装置23は第2の実施形態の制御装置23と同様のコンピュータであり、露光ヘッド67a、67b、67c、69、71の移動および露光を制御する。
図20は露光時の露光装置11cの動作を示すフローチャートであって、図21は図20のステップ501の詳細なフローチャートである。
まず、カメラ61a、61bは下方を通過するアライメントマークを撮像し、制御装置23は、アライメントマークの画像からアライメントマークの位置を検出する。
制御装置23は、アライメントマークの位置をもとにして、露光ヘッド67a、67b、67cの図示しないアクチュエータに露光ヘッド67a、67b、67cの位置座標を送信する。
露光ヘッド67a、67b、67cの図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置に露光ヘッド67a、67b、67cを移動する。
そして、制御装置23は、アライメントマークの位置を基準にして、露光の指示を露光ヘッド67a、67b、67cに送信し、露光ヘッド67a、67b、67cは露光を行う(ステップ501)。
制御装置23は、アライメントマークの位置をもとにして、露光ヘッド69の図示しないアクチュエータに露光ヘッド69の位置座標を送信する。
露光ヘッド69の図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置に露光ヘッド69を移動する。
そして、制御装置23は、アライメントマークの位置を基準にして、露光の指示を露光ヘッド69に送信し、露光ヘッド69は露光を行う(ステップ502)。
制御装置23は、アライメントマークの位置をもとにして、露光ヘッド71の図示しないアクチュエータに露光ヘッド71の位置座標を送信する。
露光ヘッド71の図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置に露光ヘッド71を移動する。
そして、制御装置23は、アライメントマークの位置を基準にして、露光の指示を露光ヘッド71に送信し、露光ヘッド71は露光を行う(ステップ503)。
まず、カメラ61a、61bは下方を通過するアライメントマークを撮像して(ステップ601)、撮像したアライメントマークの画像を制御装置23に送信する(ステップ602)。
制御装置23はアライメントマークの画像を受信する(ステップ603)。
制御装置23は、アライメントマークの位置をもとにして露光ヘッド67a、67b、67cの位置座標を決定する(ステップ605)。
図22は第5の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1dの露光装置11dを示す斜視図である。
また、カラーフィルタ製造装置1dの構成は第1の実施形態に係るカラーフィルタ製造装置1と同様であるため、説明を省略する。
従って、カメラ97a、97bは、シート3bの表面と平行な面内を、図示しないアクチュエータによって、図22のC1方向およびC2方向に移動可能である。
逆にいえば、カメラ95a、95bはカメラ97a、97bよりも低倍率、広視野のカメラである。
また、カメラ97a、97bの倍率および視野は、例えば倍率はCCD画素が1〜2μm、視野は0.25〜1mm2である。
図23は露光時の露光装置11dの動作を示すフローチャートであって、図24は図23のステップ701の詳細なフローチャートである。
まず、カメラ95a、95bは下方を通過するアライメントマークを撮像し、制御装置23は、アライメントマークの画像からアライメントマークの位置を検出する。
制御装置23は、アライメントマークの位置をもとにして、カメラ97a、97bの図示しないアクチュエータにアライメントマークの位置座標を送信する。
カメラ97a、97bの図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置にカメラ97a、97bを移動する(ステップ701)。
制御装置23は、アライメントマークの位置をもとにして、露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータに露光ヘッド53a、53b、53cの位置座標を送信する。
露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置に露光ヘッド53a、53b、53cを移動する。
そして、制御装置23は、アライメントマークの位置を基準にして、露光の指示を露光ヘッド53a、53b、53cに送信し、露光ヘッド53a、53b、53cは露光を行う(ステップ702)。
制御装置23は、基準位置をもとにして、露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータに露光ヘッド53a、53b、53cの位置座標を送信する。
露光ヘッド53a、53b、53cの図示しないアクチュエータは位置座標の示す位置に露光ヘッド53a、53b、53cを移動する。
そして、制御装置23は、基準位置を基準にして、露光の指示を露光ヘッド53a、53b、53cに送信し、露光ヘッド53a、53b、53cは露光を行う(ステップ703)。
従って、アライメントマークがカメラ97a、97bの視野から外れることを防ぐことができる。
また、第3の実施形態と比べて、カメラ97a、97bの倍率を高くできるので、アライメントマークの位置座標の検出精度を上げることができる。
まず、カメラ95a、95bは下方を通過するアライメントマークを撮像して(ステップ801)、撮像したアライメントマークの画像を制御装置23に送信する(ステップ802)。
制御装置23は、アライメントマークの画像からアライメントマークの位置を検出する(ステップ804)。
また、露光装置11dの露光ヘッド53a、53b、53cは、カメラ25が撮像したブラックマトリクスをもとに制御装置23が検出した基準位置に基づいて、シートの変形にリアルタイムで追従して移動する。
また、第3の実施形態と比べて、カメラ97a、97bの倍率を高くできるので、アライメントマークの位置座標の検出精度を上げることができる。
3…………シート
5a………ローラ
7…………塗布装置
9…………乾燥装置
11………露光装置
17a……ブラックマトリクス
21………露光ヘッド
23………制御装置
25………カメラ
27………光源
29………フォトマスク
31………パターン開口部
Claims (12)
- シート上に感光材のパターンを連続して形成するカラーフィルタの製造装置であって、
前記シートを連続して搬送する搬送装置と、
前記搬送装置により搬送中の前記シートに前記感光材を塗布する塗布装置と、
前記搬送装置により搬送中の前記シート上の前記感光材を乾燥する乾燥装置と、
前記搬送装置により搬送中の前記シート上の前記感光材の所定の位置を露光する露光装置と、
前記搬送装置により搬送中の前記感光材を現像する現像装置と、
前記搬送装置により搬送中の前記シート上の前記感光材を焼成する焼成装置と、
を有し、
前記シート上には、位置決め用の印であるアライメントマークが設けられ、
前記露光装置は、
前記シートの表面と平行な面内を移動可能に設けられ、前記感光材を露光する露光手段と、
前記露光手段を移動する第1の移動手段と、
前記アライメントマークを撮像する第2の撮像手段および第4の撮像手段と、
前記第2の撮像手段を移動する第3の移動手段と、
制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記第4の撮像手段が撮像した前記アライメントマークの画像から、前記アライメントマークの位置を検出する第4の検出手段と、
前記第4の検出手段が検出した前記アライメントマークの位置に前記第2の撮像手段が移動するように前記第3の移動手段に指示する第6の指示手段と、
前記第2の撮像手段が撮像した前記アライメントマークの画像から、前記アライメントマークの位置を検出する第2の検出手段と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造装置。 - 前記シート上にはブラックマトリクスが設けられ、
前記露光装置は、
前記ブラックマトリクスを撮像する第1の撮像手段を有し、
前記制御手段は、
前記第1の撮像手段が撮像した前記ブラックマトリクスの画像から、前記ブラックマトリクス上の予め設定された位置である基準位置を検出する第1の検出手段と、
検出した前記基準位置を基準にして、前記所定の位置に前記露光手段が移動するように前記第1の移動手段に指示する第1の指示手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造装置。 - 前記制御手段は、検出した前記基準位置を基準にして、前記所定の位置を露光するタイミングを前記露光手段に指示する第2の指示手段をさらに有することを特徴とする請求項2記載のカラーフィルタの製造装置。
- 前記第1の指示手段は、前記所定の位置に前記露光手段が移動するようにリアルタイムで前記第1の移動手段に指示する手段であることを特徴とする請求項2記載のカラーフィルタの製造装置。
- 前記制御手段は、前記第2の検出手段が検出した前記アライメントマークの位置を基準にして、前記所定の位置に前記露光手段が移動するように前記第1の移動手段に指示する第3の指示手段をさらに有することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造装置。
- 前記制御手段は、前記第2の検出手段が検出した前記アライメントマークの位置を基準にして、前記所定の位置を露光するタイミングを前記露光手段に指示する第5の指示手段をさらに有することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造装置。
- シート上に感光材のパターンを連続して形成するカラーフィルタの製造方法であって、
搬送装置により搬送中の前記シートに前記感光材を塗布する工程(a)と、
搬送装置により搬送中の前記シートの前記感光材を乾燥する工程(b)と、
搬送装置により搬送中の前記シートの前記感光材の所定の位置を露光する工程(c)と、
搬送装置により搬送中の前記シートの前記感光材を現像する工程(d)と、
搬送装置により搬送中の前記シートの前記感光材を焼成する工程(e)と、
を有し、
前記工程(c)は、
第4の撮像手段を用いて前記シート上に設けられたアライメントマークを撮像する工程(q)と、
前記工程(q)で撮像した前記アライメントマークの画像から、前記アライメントマークの位置を検出する工程(r)と、
前記工程(r)で検出した前記アライメントマークの位置に第2の撮像手段が移動するように指示する工程(s)と、
前記第2の撮像手段を用いて前記アライメントマークを撮像する工程(j)と、
前記工程(j)で撮像した前記アライメントマークの画像から、前記アライメントマークの位置を検出する工程(k)と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 前記工程(c)は、
第1の撮像手段を用いて前記シート上に設けられたブラックマトリクスを撮像する工程(f)と、
撮像した前記ブラックマトリクスの画像から、前記ブラックマトリクス上の予め設定された位置である基準位置を検出する工程(g)と、
検出した前記基準位置を基準にして、前記所定の位置に露光手段が移動するよう指示する工程(h)と、
を有することを特徴とする請求項7記載のカラーフィルタの製造方法。 - 前記工程(c)は、前記工程(h)の後に、検出した前記基準位置を基準にして、前記所定の位置を露光するタイミングを前記露光手段に指示する工程(i)をさらに有することを特徴とする請求項8記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記工程(c)〜(h)は、搬送中の前記シートに対してリアルタイムで繰り返し行われる工程であることを特徴とする請求項8記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記工程(c)は、前記工程(k)で検出した前記アライメントマークの位置を基準にして、前記所定の位置に露光手段が移動するように指示する工程(l)を有することを特徴とする請求項7記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記工程(c)は、前記工程(l)の後に、前記工程(k)で検出したアライメントマークの位置を基準にして、前記所定の位置を露光するタイミングを前記露光手段に指示する工程(p)をさらに有することを特徴とする請求項11記載のカラーフィルタの製造方法。
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