(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、硬基板の下面に塗布液を塗布する硬基板塗布装置の制御方法において、前記塗布液槽に塗布時基準レベルより低い泡抜きレベルまでこの泡抜きレベル付近の高さで前記塗布液槽の一端側から他端側を指向して水平に開口する吐出口より塗布液を供給しつつ塗布液供給系の配管内の空気を塗布液と置換した後、前記塗布液槽内の塗布液を循環ポンプにより前記吐出口に導きつつ静かに設定時間循環させてこの循環系の配管内の空気を塗布液で完全に置換し、その後前記塗布液供給系によって前記塗布液槽に塗布液を追加供給して前記塗布時基準レベルにすることを特徴とする硬基板塗布装置の制御方法。
【請求項２】
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、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、塗布時基準レベルより低い泡抜きレベル付近の高さで塗布液槽の一端側から他端側を指向して水平に開口する吐出口から前記塗布液槽に塗布液を供給する供給系と、前記塗布液槽内の塗布液が塗布時基準レベルおよび泡抜きレベルにあることを検出するレベルセンサと、前記吐出口から塗布液を塗布液槽内へ導きつつ塗布液槽内の塗布液を循環させる循環系と、前記供給系の配管内の空気を塗布液と置換しつつ前記泡抜きレベルまで塗布液を供給し前記循環系の配管内の空気を塗布液で置換しつつ塗布液を設定時間循環させて泡抜きしてから塗布液を塗布時基準レベルまで追加供給する制御部とを備えることを特徴とする硬基板塗布装置。
【請求項３】
塗布時基準レベル検出用のレベルセンサは泡抜きレベル検出用のレベルセンサを兼ねる請求項２の硬基板塗布装置。
【請求項４】
循環系は塗布液中に含まれる気泡を捕獲する消泡手段を有する請求項２の硬基板塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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とその制御方法と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、黒、透明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１μ±３％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】
ここにマイクロロッドバーは断面円形の金属ロッドの表面に細い金属ワイヤを密着するように巻き付けたもので、金属ワイヤ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。
【０００６】
【従来技術の問題点】
この装置では、タンクから塗布液槽に塗布液を送る供給系や、塗布液槽内の液が淀んだりするのを防ぐために定常流を作る循環系を有する。しかしこれらの送液系配管や循環系配管内の空気が液と混合して塗布液槽に供給した塗布液に気泡が混入するという問題があった。
この気泡が硬基板の塗布面に付くと、塗布の欠陥となる。そこで従来は、送液、循環が始まると、塗布液槽直前で配管をはずして中の気泡が無くなるまで塗布液を別の容器に棄て、気泡が無くなった所で配管を塗布液槽に継ぎ込んでいた。このように配管をはずして、気泡混入した液を棄てる作業が煩雑で、時間がかかり、稼働率の低下を招くという問題があった。また無駄になる塗布液の量も増えるという問題もあった。
【０００７】
【発明の目的】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、塗布液槽に混入した気泡を自動で除去し、作業が簡単で装置の嫁働率を向上させることができ、無駄になる塗布液量が増えることもない硬基板塗布装置の制御方法を提供することを第１の目的とする。
【０００８】
またこの方法の実施に直接使用する硬基板塗布装置を提供することを第２の目的とする。
【０００９】
【発明の構成】
本発明によれば第１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、硬基板の下面に塗布液を塗布する硬基板塗布装置の制御方法において、前記塗布液槽に塗布時基準レベルより低い泡抜きレベルまでこの泡抜きレベル付近の高さで前記塗布液槽の一端側から他端側を指向して水平に開口する吐出口より塗布液を供給しつつ塗布液供給系の配管内の空気を塗布液と置換した後、前記塗布液槽内の塗布液を循環ポンプにより前記吐出口に導きつつ静かに設定時間循環させてこの循環系の配管内の空気を塗布液で完全に置換し、その後前記塗布液供給系によって前記塗布液槽に塗布液を追加供給して前記塗布時基準レベルにすることを特徴とする硬基板塗布装置の制御方法、により達成される。
【００１０】
この場合塗布液槽内の泡抜きレベルは吐出口付近の高さにあるので、配管内の空気は塗布液槽内の液と混合して気泡を発生することなく容易に空気中に放散され、塗布液のみが塗布液槽内に吐出される。
【００１１】
本発明の第２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、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、塗布時基準レベルより低い泡抜きレベル付近の高さで塗布液槽の一端側から他端側を指向して水平に開口する吐出口から前記塗布液槽に塗布液を供給する供給系と、前記塗布液槽内の塗布液が塗布時基準レベルおよび泡抜きレベルにあることを検出するレベルセンサと、前記吐出口から塗布液を塗布液槽内へ導きつつ塗布液槽内の塗布液を循環させる循環系と、前記供給系の配管内の空気を塗布液と置換しつつ前記泡抜きレベルまで塗布液を供給し前記循環系の配管内の空気を塗布液で置換しつつ塗布液を設定時間循環させて泡抜きしてから塗布液を塗布時基準レベルまで追加供給する制御部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。
【００１２】
ここにレベルセンサを２つ設け、それぞれが塗布時基準レベルと泡抜きレベルとを検出するものとすることができ、この場合には液面レベルの検出が非常に正確になる。しかし泡抜きレベルは高精度に管理する必要性がないから、塗布時基準レベルを検出するレベルセンサにこの泡抜きレベルのセンサも兼用させてもよい。
【００１３】
循環系には気泡を捕獲して消すための消泡手段を設けるのが望ましい。例えばこの循環系に塗布液のフィルタを設け、このフィルタに気泡を捕獲させ消滅させることが可能である。
【００１４】
【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は制御系統図、図４は動作の流れ図である。
【００１５】
図１、２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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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２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。
【００２１】
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。
【００２２】
次に塗布液槽１２に塗布液を供給する供給系３０と、排液型３２と、循環系３４と、溶媒供給系３６を説明する。供給系３０は、塗布液タンク３８から所定濃度に調整された塗布液を塗布液槽１２へ送る。すなわちこの塗布液タンク３８は気密に作られ、その内部を空気ポンプ４０により一定圧に加圧して、塗布液を圧送するものである。
【００２３】
４２は送液バルブ、４４はフィルタ、４６はボールバルブである。この供給系３０はバルブ４２、４６を開くことにより、タンク３８から塗布液を塗布液槽１２に導く。ここにこの供給系３０の塗布液槽１２内の吐出口４８は、塗布液槽１２の一端側から他端方向を指向して水平に開口している。
【００２４】
この吐出口４８の高さは、塗布時の基準レベルＬ0よりも低い泡抜きレベルＬ1付近に位置する。これらの基準レベルＬ0および泡抜きレベルＬ1はそれぞれ光学式のレベルセンサ５０、５２により検出される。
【００２５】
排液系３２は基準レベルＬ0をオーバーフローした塗布液を排液タンク５４に導くオーバーフローチューブ５６と、バルブ５８により塗布液槽１２内の液を底から抜いて排液タンク５４に導く排液チューブ６０とを持つ。なお前記供給系３０にはフィルタ４４からバルブ６２を介して液をこの排液タンク５４に導く排液チューブ６４が設けられている。
【００２６】
循環系３４は、塗布液槽１２の吐出口４８から遠い他端付近に位置する吸入口６６と吐出口４８との間を塗布液槽１２の外でつなぐチューブ６８と、このチューブ６８に設けた循環ポンプ７０およびフィルタ７２を持つ。このポンプ７０は液を吐出口４８から吸入口６６に向って静かに流動させ、フィルタ７２を通すことによって液に含まれた気泡を能率良く除去する。
【００２７】
このフィルタ７２は元来液中の微細なゴミを除去するものであるが、液中の気泡も捕獲するものが望ましく、通常のフィルタやストレートはこのような機能を持つ。従ってフィルタ７２はできるだけ目が細かいものが望ましい。なおこの循環系３４は、塗布作業中も作動させて塗布液槽１２内に静かな定常流を発生させ、液が淀んだりして濃度が場所により不均一になるのを防止してもよい。
【００２８】
溶媒供給系３６は、溶媒タンク７４と、溶媒補充ポンプ７６とを持ち、塗布液槽１２内に溶媒を補充する。すなわち塗布液は循環系３４で循環中や塗布中に溶媒が蒸発して濃度が上がるから、適時にこの溶媒供給系３６から溶媒を補充することにより濃度を一定に保つものである。
【００２９】
７８は制御部であり、レベルセンサ５０、５２や全てのバルブおよびポンプ類が接続され、これらを所定の動作プログラムに従って制御するものである。次にこの制御部７８による動作例を図４を用いて説明する。
【００３０】
まず最初に制御部７８は供給系３０により塗布液を塗布液槽１２に供給する（図４のステップ１００）。すなわち空気ポンプ４０で塗布液タンク３８内を加圧し、バルブ４２、４６を開いて液を塗布液槽１２に送る。
【００３１】
塗布液槽１２の液面レベルはレベルセンサ５０、５２で監視され（ステップ１０２）、その一方のレベルセンサ５２が泡抜きレベルＬ1を検出すると供給系３０は液の供給を停止する（ステップ１０４）。そして次に循環系３４が起動する（ステップ１０６）。
【００３２】
循環ポンプ７０が起動すると、塗布液槽１２内の液は吸入口６６からチューブ６８を介して吐出口４８に循環する。この時液はフィルタ７２を通り、ここで気泡が捕獲される。このため吐出口４８から流出する液中に含まれる気泡はほとんど消失するか著しく減少する。
【００３３】
この循環系３４は所定の設定時間Ｔ0作動し続けた後（ステップ１０８）、停止する。この設定時間Ｔ0は実験により決定しメモリしておくものとする。
【００３４】
制御部７８は次に供給系３０を再び起動させ、塗布液タンク３８から液を塗布液槽１２に送る（ステップ１１０）。そして液面レベルが基準レベルＬ0となると供給を停止する（ステップ１１２）。この時は基準レベルセンサ５０で検出する。このようにして基準レベルＬ0まで液を供給した後に硬基板１０の塗布を開始する（ステップ１１４）。
【００３５】
【他の実施態様】
この実施態様では循環系３４にフィルタ７２を介在させ、これを気泡の捕獲手段として利用した。しかし本発明は他のエアトラップなどを用いた捕獲手段を組込んでも良い。またフィルタ７２あるいは捕獲手段は省いても、本発明の効果は得られる。従って本発明はこれらの無いものも包含する。
【００３６】
液面レベルは２つのレベルセンサ５０、５２でそれぞれ基準レベルＬ0と泡抜きレベルＬ1とを別々に検出すれば、検出精度が高く望ましい。しかし泡抜きレベルＬ1の検出は高精度である必要は無いから、基準レベルＬ0のセンサ５０を利用してこの泡抜きレベルＬ1も検出するようにしてもよい。
【００３７】
【他の実施態様】
図５は他の実施態様の概念図、図６はその動作の流れ図である。図５では図を簡略化するため排液系など一部を省いて示している。また前記の図と同一部分には同一符号を付したので、その説明は繰り返さない。
【００３８】
ここに用いる液面センサ５０Ａは、例えば４つの液面レベルＬL、ＬH、Ｌ0'、Ｌ0を検出できる。Ｌ0は塗布時基準レベル、Ｌ0’はこれより僅かに下のレベル、ＬHは泡抜き上限レベル、ＬLはこれより低い泡抜き下限レベルである。
【００３９】
まず最初に供給系のバルブ４６を開いてタンク３８から塗布液を塗布液槽１２に送り（図６のステップ２００）、泡抜き上限レベルＬHにする（ステップ２０２）。この時供給系３０の配管内の空気は完全に排出され塗布液で置換される。このレベルＬHになると液の供給を停止し（ステップ２０４）、循環ポンプ７０を始動する（ステップ２０６）。このポンプ７０の始動により循環系３４内の配管内の空気が排出される。
【００４０】
塗布液内の空気が排出されるのに伴い、液面レベルは下がってゆく。液面レベルが泡抜き下限レベルＬLになれば（ステップ２０８）、供給系を再び作動させて（ステップ２００）、液面レベルを泡抜き上限レベルＬHにする（ステップ２０２）。
【００４１】
このような動作を繰り返し、循環系に含まれる空気が減れば、循環中の液面レベル低下は少なくなる。従って液面レベルが泡抜き下限レベルＬLまで下がることなく所定時間（３０分以上が好ましい）経過したら（ステップ２１０）、泡抜きは終了したものとする。そして供給系３０を起動して塗布液を追加する（ステップ２１２）。液面レベルがレベルＬ0'になったら（ステップ２１４）、液の供給を間欠供給に切換える（ステップ２１６）。
【００４２】
この間欠供給は、液を連続供給して液面が不均一化することにより基準レベルＬ0以上になるのを防止するため、例えば１秒間液を供給した後２秒間停止する。供給の停止中に塗布液槽１２内の液面が均一化し、液面センサ５０Ａが液面を正しく検出できるようにするものである。このように間欠供給により液面レベルが塗布時基準レベルＬ0になれば（ステップ２０８）、液の供給を停止し、ガラス基板１０への塗布を開始する（ステップ２２０）。なおこの間欠供給の方法は、液を泡抜き上限レベルＬHまで供給するステップ２００、２０２の行程でも採用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、塗布液を基準レベルより低い泡抜きレベル付近に塗布液槽の一端側から他端側を指向して水平に開口する吐出口から、泡抜きレベルまで入れ、この塗布液を循環ポンプにより循環させて気泡を自動で除去するから、作業能率が良く、作業が極めて簡単になる。このため装置の稼働率が向上する。また泡が入っている液を棄てる必要もないから、液を無駄に消費することもなくなる。ここに泡抜きレベルは塗布時基準レベルより低くし、吐出口はこの泡抜きレベル付近で塗布液槽の一端側から他端側に向かって水平に開口させたから配管内の空気は塗布液槽内の液と混合して気泡を発生させることなく空気中に放散され、また塗布液の循環により液面が不均一化しても泡抜きレベルは高精度に管理する必要性がないから不都合がない。
【００４４】
請求項２の発明によれば、この方法の実施に直接使用する硬基板塗布装置が得られる。ここに基準レベル検出用のレベルセンサは、泡抜きレベル検出用のレベルセンサを兼ねるようにすれば、部品点数が減り望ましい。循環系には気泡を除去する捕獲手段を設けるのが望ましい（請求項４）。この捕獲手段は例えば液中の微少なゴミを除去するフィルタとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の全体配置図
【図２】その塗布部の拡大斜視図
【図３】制御系統図
【図４】動作の流れ図
【図５】他の実施例の概念図
【図６】その動作の流れ図
【符号の説明】
１０  ガラス基板（硬基板）
１２  塗布液槽
１４  マイクロロッドバー
２０  ニップローラ
３０  供給系
３２  排液系
３４  循環系
３６  溶媒供給系
５０、５０Ａ、５２  レベルセンサ
７０  循環ポンプ
７２  捕獲手段としてのフィルタ
７８  制御部
Ｌ0  基準レベル
Ｌ1  泡抜きレベル
ＬH  泡抜き上限レベル
ＬL  泡抜き下限レベル
【図１】
0003722452.tif 000002
【図２】
0003722452.tif 000003
【図３】
0003722452.tif 000004
【図４】
0003722452.tif 000005
【図５】
0003722452.tif 000006
【図６】
0003722452.tif 000007