(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部が塗布液槽に浸漬されたマイクロロッドバーと、このマイクロロッドバーの上方に対向配置されたニップローラとの間に硬基板を挟んで送ることにより、前記硬基板の下面に塗布液を塗布する硬基板塗布装置において、前記マイクロロッドバーの前記硬基板脱出側近傍付近で上下動しその上昇位置で上端のローラが硬基板の両側縁下面を押上げる左右一対の押上げ部材と、この押上げ部材を昇降させる駆動手段と、前記マイクロロッドバーの進入側の所定位置に前記硬基板の後縁が位置することを検出する位置検出手段と、この位置検出手段の出力に基づき前記押上げ部材を昇降させこの押上げ部材の上昇位置で前記硬基板の左右側縁を下方から押上げて硬基板後縁の中央付近が撓みにより前記塗布液槽の縁に接触するのを防止する制御手段とを備えることを特徴とする硬基板塗布装置。
【請求項２】
制御手段は、硬基板の後縁がマイクロロッドバーに達する時あるいは達する直前から押上げ部材を次第に上昇させ、硬基板の後縁が塗布液槽のせきを通過した後次第に下降させるように駆動手段を制御する請求項１の硬基板塗布装置。
【請求項３】
硬基板の送り方向に離して左右複数対の押上げ部材を持ち、複数対の押上げ部材は押上げタイミング、押上げ高さの少くとも一方が異なるように制御される請求項１または２の硬基板塗布装置。
【請求項４】
請求項１において、さらにニップローラを上下動させてマイクロロッドバーとの間隔を変えるニップローラ昇降手段を持ち、制御手段は硬基板後縁がマイクロロッドバーから脱出する直前から硬基板送り量が所定量となるまでの間ニップローラを上昇させる硬基板塗布装置。
【請求項５】
請求項４において、制御手段はニップローラ昇降手段がニップローラを上昇開始するタイミングを含む期間でニップローラを減速する硬基板塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラス基板を用いた液晶表示板などの製造に用いられ、フォトレジストなどの塗布液を硬基板に薄く均一に塗布するための硬基板塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶板の製造工程の中には、ガラス基板などの硬基板にフォトレジストなどの塗布液を薄く均一な厚さに塗布する工程がある。例えばカラー液晶板の製造においては、透明電極を予め形成したガラス基板に、フォトレジストの機能を有する赤のカラ−モザイク液を均一に塗布した後、露光して赤に対応するカラ−モザイクを硬化させ、余分の液を除去することにより赤のカラーモザイクを形成している。そしてこれと同様な処理を緑、青などの他の色について繰り返している。このようにフォトレジストとなる塗布液を塗布する場合、この液は均一な厚さ（例えば２μ±５％程度）に厳密に管理して薄く塗布する必要がある。この塗布の厚さが不均一であると、光の透過率のむらが生じ、品質の低下を招くことになるからである。
【０００３】
従来はこの塗布のためにスピンコータが用いられていた。このスピンコータは回転させた基板の回転中心付近に塗布液を滴下し、この液を遠心力を利用して飛散させることにより塗布するものである。しかしこのスピンコータを用いる方法では基板の交換に手間取り作業能率が悪くなるばかりでなく、飛散して捨てられる液の量が増えることになる。このためコストアップになるという問題があった。
【０００４】
そこで水平に配設された上下一対のローラ間に基板を挟んで塗布する装置を用いることが考えられている。この装置は下のローラとなるマイクロロッドバーの下部を塗布液に浸漬し、このマイクロロッドバーとこの上方に位置するニップローラとの間に基板を挟んで送りながら、マイクロロッドバーにより基板の下面に塗布するものである。
【０００５】
【従来技術の問題点】
しかしこの方法には、硬基板の前後縁が撓（たわ）んだ時に、塗布厚が不均一になるという問題がある。図８は塗布装置の要部を模式化して示す拡大図、図９は塗布仕上がり状態を説明するための硬基板の平面図である。図８において、符号１０は液晶板のカラーフィルタに用いるガラス基板であり、硬基板となるものである。このガラス基板１０は例えば幅３００〜７００ｍｍ、長さ４００〜９００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのものである。
【０００６】
１２は塗布液槽、１４はマイクロロッドバーである。マイクロロッドバー１４は断面円形のロッドの表面に細い金属線を密着するように巻き付けたものであり、金属線間の溝による毛細管現象を利用して液を塗布するものである。マイクロロッドバー１４は塗布液槽１２の中に設けたバックアップ材１６に載った状態でモータ駆動される。
【０００７】
塗布液１８はマイクロロッドバー１４の下部が十分に浸るようにその液面が一定に管理されている。なおマイクロロッドバー１４の外径（直径）は約６〜１２ｍｍである。２０はニップローラであり、マイクロロッドバー１４の上方に所定間隙を保ちつつ回転自在に保持されている。
【０００８】
ガラス基板１０はその左右両縁を搬送ローラに載せた状態で図８の左側から搬送され、その前縁がマイクロロッドバー１４とニップローラ２０の間に進入する。そしてそれ以後はニップローラ２０とマイクロロッドバー１４の回転により右側へ一定速度で送られ、その間にマイクロロッドバー１４よってガラス基板１０の下面に液が塗布されるものである。
【０００９】
図８において一点鎖線Ａはガラス基板１０がマイクロロッドバー１４に接触しながら移動する時の下面の移動軌跡であり、以下正規下面位置Ａという。ガラス基板１０の下面はマイクロロッドバー１４とニップローラ２０とに挟まれている時には、この正規下面位置Ａに載って一定速で移動するから、塗布厚の均一性も良好になる。この図で１０Ａはこの時のガラス基板１０の位置を示す。
【００１０】
しかしガラス基板１０が前記のように薄い場合には、その前縁がマイクロロッドバーに進入する前に中央部分が下方へ湾曲するように撓む。同様に後縁がマイクロロッドバーから離脱した直後でも、後縁中央付近が下方へ湾曲する。ガラス基板１０はその左右両縁だけを搬送ローラに載せ中央部分を浮かせた状態で搬送されるからである。
【００１１】
硬基板１０の後縁のこの撓み量ａ、すなわち後縁中央付近の正規下面位置Ａに対する下降量は、ガラス基板１０の大きさによっては著しく大きくなる。例えば、厚さ１．１ｍｍのものではこの撓み量は十分小さいが、厚さ０．７ｍｍ以下で、幅が５００ｍｍ以上のものでは約９ｍｍとなる。幅が大きくなるとその重量が増えるため、この撓み量ａも急速に増加するものである。
【００１２】
ガラス基板１０の後縁がマイクロロッドバー１４とニップローラ２０との間隙から脱出する際に、この後縁の中央付近が下方へ撓むと、この後縁中央付近の最も下降した部分が塗布液槽１２の出口側のせき１２Ａ（図８）に接触する。この結果、ガラス基板１０の後縁中央付近の塗布液が剥ぎ取られて薄くなる。図９のＢで示す斜線領域は、この後縁中央付近のせき１２Ａに接触する領域を示す。同様に硬基板１０の前縁中央が撓むと、この前縁中央付近に塗布液が多く付着し、図９にＣで示す斜線領域の塗布厚が厚くなる。なおこのガラス基板１０の両側縁には未塗布域Ｄ、Ｅが設けられ、この領域Ｄ、Ｅが搬送ローラに載る。
【００１３】
【発明の目的】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、硬基板の後縁中央付近が塗布液槽の出口側せきに接触するのを防ぎ均一な塗布厚に塗布できるようにした硬基板塗布装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【発明の構成】
本発明によればこの目的は、下部が塗布液槽に浸漬されたマイクロロッドバーと、このマイクロロッドバーの上方に対向配置されたニップローラとの間に硬基板を挟んで送ることにより、前記硬基板の下面に塗布液を塗布する硬基板塗布装置において、前記マイクロロッドバーの前記硬基板脱出側近傍付近で上下動しその上昇位置で上端のローラが硬基板の両側縁下面を押上げる左右一対の押上げ部材と、この押上げ部材を昇降させる駆動手段と、前記マイクロロッドバーの進入側の所定位置に前記硬基板の後縁が位置することを検出する位置検出手段と、この位置検出手段の出力に基づき前記押上げ部材を昇降させこの押上げ部材の上昇位置で前記硬基板の左右側縁を下方から押上げて硬基板後縁の中央付近が撓みにより前記塗布液槽の縁に接触するのを防止する制御手段とを備えることを特徴とする硬基板塗布装置、により達成される。
【００１５】
ここに押上げ部材は硬基板の移動に伴って滑らかに昇降させるのがよい。硬基板の後縁付近が塗布液槽のせきを越える時に押上げ部材は最も高くするのがよい。硬基板が大型の場合には、送り方向に離して複数組の押上げ部材を設け、これらを同時或いは時間的ずれや高さの差をもたせて昇降させることができる。
【００１６】
硬基板の後縁がマイクロロッドバーとニップローラで挟まれた状態の時に押上げ部材が硬基板を押上げると、押上げ量が過大になる時に硬基板に大きな力が加わるから、押上げ量に限界が生じる。押上げ量が少ないと、特に幅が広く薄い硬基板では撓み量が大きいから塗布液槽１２のせき１２Ａに接触してしまう。
【００１７】
この場合にはニップローラを硬基板後縁付近で持ち上げて硬基板後縁が押し上げ部材に押し上げられた時に硬基板に大きな力が加わらないようにするのがよい。硬基板が前記のように９ｍｍ以上撓む時は、ニップローラを少くとも５ｍｍ持ち上げるのがよい。
【００１８】
このようにニップローラを持ち上げると、硬基板とマイクロロッドバーとの接触圧が小さくなるため、塗布量が増えていわゆる厚塗り現象が発生する。そこでニップローラを持ち上げるタイミングは、硬基板の後縁にできるだけ近付いた位置とするのがよい。前記の基板では硬基板後縁がマイクロロッドバーから脱出する２〜５ｍｍ前の位置でニップローラを持ち上げるのがよい。
【００１９】
なおニップローラの昇降に時間がかかる場合は、適時にニップローラを持ち上げることが困難である。そこでこの場合はニップローラの回転を減速し、あるいは一時停止してもよい。
【００２０】
【実施態様】
図１は本発明の一実施例の全体配置図、図２はその要部の斜視図、図３は同じく平面図、図４は制御系の概念図、図５は動作説明図である。
【００２１】
これらの図では前記図８と同一部分に同一符号を付したのでその説明は繰り返えさない。図１、２において符号２２は搬送ローラであり、ガラス基板１０の左右両縁部の下面だけに接触する。搬送ローラ２２は図２に示すケース２４に収容された駆動機構により駆動され、ガラス基板１０を一定速度で搬送する。
【００２２】
塗布液槽１２は、基板１０の送り方向に直交する方向に長く、ここには給液パイプから新しい液が供給される一方、排液口から塗布液が排出される。この塗布液の液面は図示しない液面センサにより監視され、常に一定に管理される。
【００２３】
マイクロロッドバー１４はその上部が液から露出するように水平に保持されている。またマイクロロッドバー１４の中間部分は図８に示したバックアップ部材１６により下方から支持されている。このバックアップ部材１６は、摺動性に優れた硬質の合成樹脂で作られ、その上面に長手方向に沿って形成された半円形の溝がマイクロロッドバー１４に下方から当接してマイクロロッドバー１４のたわみを防止するものである。
【００２４】
マイクロロッドバー１４の一端（図１における奥側の端）は塗布液槽１２より後方へ突出し、この突出端は着脱自在な継手によって電動モータ（図示せず）に接続されている。この電動モータの回転は搬送ローラ２２にも伝えられガラス基板１０の送り速度が搬送ローラ２２の搬送速度と等速になるようにされている。前記ニップローラ２０の表面は導電性ゴムで作られ、マイクロロッドバー１４との間にガラス基板１０を挟んだ状態でガラス基板１０に所定の挟圧力を付与するように保持されている。
【００２５】
３０（３０ａ、３０ｂ）は押上げ部材であり、ガラス基板１０の脱出側の搬送ローラ２２の間から上方へ突出するように左右一対設けられている。これら押上げ部材３０は、図４に示すように、カム３２とこれを回転するステッピングモータ３４を有する駆動手段３６により昇降される。なおこれら押上げ部材３０の上端には、ガラス基板１０の左右両側縁の未塗布域Ｄ、Ｅ（図９参照）に転接するローラ３８が取付けられている。
【００２６】
押上げ部材３０はガラス基板１０の送りに伴って、所定の位置で昇降制御される。図５において４０はガラス基板１０の後縁がマイクロロッドバー１４の基板進入側の所定位置に来たことを検出する位置検出手段であり、センサ４２、エンコーダ４４、演算部４６で形成される。センサ４２はガラス基板１０の後縁を検出する。センサ４２は、例えば光学式、超音波式、接触式など種々の原理のものが使用可能である。
【００２７】
エンコーダ４４は、搬送ローラ２２の回転角を検出することにより、ガラス基板１０の移動量を検出する。演算部４６は、センサ４２が検出するガラス基板１０の後縁を基準として、エンコーダ４４の出力パルスを積算する。この演算部４６の演算結果は制御手段４８に入力される。
【００２８】
制御手段４８は、ガラス基板１０の後縁がマイクロロッドバー１４の上縁位置Ｐ0よりも僅かに前（約２〜５ｍｍ）の位置Ｐ1に来た時に、駆動手段３６のモータ３４を起動する。そしてガラス基板１０の移動と共に押上げ部材３０を滑らかに押上げ、ローラ３８がガラス基板１０に接触した後はガラス基板１０を左右両側で押し上げる。
【００２９】
そしてその押上げ量ｈは、ガラス基板１０の後縁が塗布液槽１２のせき１２Ａがある範囲Ｐ2〜Ｐ3を含む適宜範囲内の位置で最大となり、その後は次第に下降する。このように押上げ部材３０の押上げ量ｈは、図４に示すようにガラス基板１０の移動距離ｄに対して略台形に変化する。この制御特性はこの台形に限られるものではなく、滑らかな曲線を描いて変化するものが一層望ましい。
【００３０】
図５で（Ａ）は押上げ部材３０が下降している状態を、（Ｂ）は上昇してガラス基板１０を押し上げている状態を示している。このように押上部材３０が上昇するとローラ３８がガラス基板１０の左右両縁を押上げるから、ガラス基板１０の後縁中央付近の下降量（すなわち図８に示した正規下面位置Ａからの下降量）が少なくなる。この結果塗布液槽１２のせき１２Ａへの接触が防止される。
【００３１】
【他の実施態様】
図６は他の実施態様の制御系を示す図である。この実施態様はガラス基板１０の送り方向にずらした２対の押上げ部材３０、３０Ａを左右に設けたものである。またこの追加した押上げ部材３０Ａは３０とは別に独立して駆動手段３６Ａにより駆動される。
【００３２】
ここに押上げ部材３０と３０Ａは、同じタイミングで高さが異なるように制御される。この制御の方式は種々変えることができるのは勿論であり、両押上げ部材３０、３０Ａに対してタイミングと高さを全く同じとしてもよいし、共に変えてもよい。複数組の押上げ部材３０、３０Ａを用いることにより、ガラス基板１０の撓み量の大小や厚さの変化等に対応して、ガラス基板１０を傷めない最適な制御を行うことが可能になる。
【００３３】
【他の実施態様】
図７はさらに他の実施態様の制御系を示す図である。この実施態様はニップローラ２０の昇降手段６０を備えると共に、ニップローラ２０の回転速度Ｖを制御可能にしたものである。
【００３４】
ガラス基板１０の後端がマイクロロッドバー１４から離脱する際に、ガラス基板１０をニップローラ２０が上から押さえていると、ニップローラ２０の半径がマイクロロッドバー１４の径に比べて著しく大きいので、ガラス基板１０を押上げ部材３０が押上げてもニップローラ２０にガラス基板１０の両縁が接触してしまう。このためガラス基板１０が押上げられず、特に撓み量ａが大きいガラス基板１０では後縁中央付近が塗布液槽１２のせき１２Ａに接触することがあり得る。
【００３５】
この実施態様は押上げ部材３０が上昇してガラス基板１０を押上げ始めるタイミング付近で、ニップローラ２０を上昇させるものである。図７でＨはこのニップローラ２０の高さ変化を示す。この高さ変化Ｈは撓み量ａが約９ｍｍのガラス基板１０に対しては約５ｍｍとするのがよい。この高さ変化Ｈは図７に実線で示すようにステップ状に変化させてもよいが、実際には困難である。すなわち昇降手段６０は通常送りねじ構造などを用いたもので、急速な昇降ができないからである。
【００３６】
そこでこの昇降手段６０の作動時間を考慮して、ニップローラ２０の上昇時にニップローラ２０の駆動モータ６２の回転速度を一時的に減速したり一時停止するのがよい。またニップローラ２０を上昇させるタイミングはガラス基板１０の後端がマイクロロッドバー１４から離れ始める時点（図７のＰ0の位置）以後でよいはずであるが、実際には挟圧力が減少するとマイクロロッドバー１２上の液がガラス基板１０の後端側面を伝って上の面に流れ（裏回りし）ニップローラ２０に付着してしまう。そこでニップローラ２０はＰ0の位置よりも約２ｍｍ以上前の位置で上昇開始させるのがよい。
【００３７】
なお一般にガラス基板１０の前縁および後縁にできる厚塗り領域Ｂ、Ｃは、前縁および後縁から１０ｍｍ以内であれば不都合が無いとされている。従ってニップローラ２０を後縁付近で一次減速したり停止させても不都合がない。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、マイクロロッドバーの脱出側で硬基板の後縁下方に臨む押上げ部材を駆動手段により昇降可能に設け、硬基板の後縁がマイクロロッドバーから脱出する位置付近でこの押上げ部材を上昇させるから、下方に撓んだ硬基板後縁の中央付近が塗布液槽のせきに接触するのを防ぐことができる。
【００３９】
押上げ部材は硬基板の後縁がマイクロロッドバーから脱出して離れるのにつれて次第に滑らかに上昇させまた下降させるようにすれば、押上げ部材が硬基板に接触する際および離れる際の衝撃を少なくでき、硬基板が振動するのを防ぐことができる（請求項２）。
【００４０】
押上げ部材は硬基板の送り方向に複数組設けておいてもよい。そしてこれらを硬基板の寸法や厚さ、硬さなどに応じて押上げタイミングや押上げ高さの少なくとも一方が異なるように制御することにより、一層適切な制御条件を得ることができる（請求項３）。
【００４１】
押上げ部材の昇降に加えて、ニップローラを昇降させてもよい（請求項４）。この場合硬基板の後縁がマイクロロッドバーから脱出する直前からニップローラを上昇させるのがよい。このようにニップローラを上昇させれば、後縁中央付近の撓み量が大きい硬基板であっても、塗布液槽のせきに接触するのを一層確実に防ぐことができる。
【００４２】
ニップローラを昇降させる場合には、ニップローラの昇降に要する時間を考慮して、ニップローラの速度を減速したり一時停止させるのがよい（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の全体配置図
【図２】その塗布部の拡大斜視図
【図３】同じく平面図
【図４】制御系の概念図
【図５】動作の説明図
【図６】他の実施態様の制御系を示す図
【図７】他の実施態様の制御系を示す図
【図８】従来方法の不都合を説明するための塗布部断面図
【図９】塗布厚の不均一性を説明するためのガラス基板の下面図
【符号の説明】
１０  ガラス基板（硬基板）
１２  塗布液槽
１２Ａ  せき
１４  マイクロロッドバー
１８  ニップローラ
２２  搬送ローラ
３０、３０Ａ  押上げ部材
３６  駆動手段
４０  位置検出手段
４２  位置センサ
４４  エンコーダ
４６  演算部
４８  制御手段
６０  ニップローラ昇降手段
Ａ  正規下面位置
【図１】
0003675067.tif 000002
【図２】
0003675067.tif 000003
【図３】
0003675067.tif 000004
【図４】
0003675067.tif 000005
【図５】
0003675067.tif 000006
【図６】
0003675067.tif 000007
【図７】
0003675067.tif 000008
【図８】
0003675067.tif 000009
【図９】
0003675067.tif 000010