(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進入側から前記マイクロロッドバー方向に向かって斜上へ伸びその先端は前記硬基板が前記マイクロロッドバーに接触しながら移動する時の下面の移動軌跡より下方に位置して硬基板前縁の撓みを制限する押上げ部材を前記塗布液槽に固定したことを特徴とする硬基板塗布装置。
【請求項２】
押上げ部材は硬基板前縁の幅方向中央に位置する１個の接触ポイントを先端に有する請求項１の硬基板塗布装置。
【請求項３】
硬基板は厚さ０．７ｍｍ、前縁幅５００ｍｍのガラス基板であり、マイクロロッドバーは直径約１２ｍｍであり、押上げ部材の先端の接触ポイントは、マイクロロッドバーの中心より約６ｍｍ離れ、また硬基板前縁の中央付近が約０．４ｍｍ下方へ撓んだ状態で硬基板前縁の下面に接触する位置に設けられている請求項２の硬基板塗布装置。
【請求項４】
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から前記マイクロロッドバー方向に向かって斜上へ伸びその先端を前記硬基板が前記マイクロロッドバーに接触しながら移動する時の下面の移動軌跡より下方に位置して硬基板後縁の撓みを制限する押上げ部材を設けたことを特徴とする硬基板塗布装置。
【請求項５】
硬基板は厚さ０．７ｍｍ、後縁幅５００ｍｍのガラス基板であり、マイクロロッドバーは直径約１２ｍｍであり、押上げ部材はマイクロロッドバーの中心より約６ｍｍ離れかつ硬基板後縁の中心付近で約１．０ｍｍ下方へ撓んだ状態で硬基板後縁の下面に接触する１個の接触ポイントを持つ請求項４の硬基板塗布装置。
【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３００〜５００ｍｍ、長さ４００〜６００ｍｍ、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バー１４の外径（直径）は約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。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。図８の１０Ｂはこの時のガラス基板１０の前縁中央付近の位置を示している。
【００１１】
この撓み量ａ、すなわち前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で、幅×長さが３００×４００（ｍｍ）のものでは約０．８ｍｍ、４００×５００（ｍｍ）のものでは約２．４ｍｍ、５００×６００ｍｍのものでは約５．３ｍｍとなる。幅および長さ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の前縁中央部が下がると、図８に示すようにこの前縁が回転中のマイクロロッドバー１４に接触して持ち上げられ、正規下面位置Ａに上昇する。この間にガラス基板１０の前縁中央付近の下面にはその両側部分よりも多い量の液が溜まることになる。このため図９にＢで示す斜線領域の塗布厚が厚くなるという問題があった。
【００１３】
また同様にガラス基板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も、この後縁の中央付近が下方へ撓む。このため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Ｃ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。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。
【００１４】
【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、硬基板の前縁中央付近の塗布厚がその両側より厚くなるのを防ぎ、均一な塗布厚に塗布することができる硬基板塗布装置を提供することを第１の目的とする。またこの発明は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第２の目的とする。
【００１５】
【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、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進入側から前記マイクロロッドバー方向に向かって斜上へ伸びその先端は前記硬基板が前記マイクロロッドバーに接触しながら移動する時の下面の移動軌跡より下方に位置して硬基板前縁の撓みを制限する押上げ部材を前記塗布液槽に固定したことを特徴とする硬基板塗布装置、により達成される。
【００１６】
ここに押上げ部材は硬基板前縁の幅方向中央付近に１個設けることができるが、複数個設けてもよい。例えば硬基板の幅が広い場合にはその幅方向中央付近だけを押上げ部材で押上げても、その両側が下方へ撓んでしまいその撓み量も大きくなる。このような場合には複数個の押上げ部材を設けるのが望ましい。
【００１７】
硬基板を１個の押上げ部材で支持する場合には、硬基板前縁の中央に位置する１個の接触ポイントを先端に持つものとするのが望ましい。この接触ポイントは、前記図８で説明した塗布装置とガラス基板に対しては、マイクロロッドバーの中心より約６ｍｍ離れ、また正規下面位置Ａより約０．４ｍｍ下方に位置させるのがよい。
【００１８】
第２の目的は、前記押上げ部材とほぼ同様な他の押上げ部材をマイクロロッドバーの硬基板脱出側に設けることにより達成可能である。この場合硬基板１０の下面にはすでに液が塗布されているから、前記図８と同じ条件の下では、接触ポイントは正規下面位置Ａよりも約１．０ｍｍ下方へ離すのがよい。
【００１９】
【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は同じく一部の分解斜視図、図４は塗布液槽の塗布部中央位置での側断面図、図５は進入側の押上げ部材の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）斜視図（Ｃ）、図６はガラス基板の進入直前の状態を示す図、図７は進入後の状態を示す図である。
【００２０】
これらの図では前記図７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。
【００２１】
塗布液槽１２は、図２に示すように、基板１０の送り方向に直交する方向に長く浅い液溜め部２６を持ち、この液溜め部２６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。
【００２２】
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４に示すバックアップ部材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１６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。なおこのバックアップ部材１６の高さは、この下方に配列された多数の調整ねじ２８により塗布液槽１２の下面から微調整可能となっている。
【００２３】
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３０（図３）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。
【００２４】
図３、４において３２は進入側押上げ部材、３４は脱出側押上げ部材である。これらの押上げ部材３２、３４は、塗布範囲の中央付近にあって、塗布液槽１２の液溜め部２６の外側に形成された溝３６、３８に固定されている。すなわち進入側押上げ部材３２は図５に示すように、溝３６に嵌合する基部３２ａと、その上面から斜め上方にのびる舌部３２ｂとを持ち、ジュラルミンやステンレスなどで作られている。
【００２５】
基部３２ａには、図４、５に示すように溝３６の内面を押圧するボールおよびばねを装填する４個の装填室３２ｃとが形成される一方、上方から調整用ねじ４０、４０（図５）が螺入されている。この結果基部３２ａを溝３６に係入した時に、ボールが溝３２の内面を押圧して基部３２ａを固定する一方、調整用ねじ４０、４０により基部３２ａおよび舌部３２ｂの高さを調節できる。
【００２６】
舌部３２ｂの先端は接触ポイント３２ｄである。この接触ポイント３２ｄは図４に示すように、マイクロロッドバー１４の中心より基板１０の進入側へ約６ｍｍ離れ、かつその高さは正規下面位置Ａより約０．４ｍｍ低く設定される。
【００２７】
脱出側押上げ部材３４はこの進入側押上げ部材３２とほぼ同様な構成であるから、その説明は繰り返えさない。この脱出側押上げ部材３４はその基部３４ａが溝３８に固定され、舌部３４ｂがマイクロロッドバー１４方向に向って斜上へ伸びている。この舌部３４ｂの先端は接触ポイント３４ｃであり、マイクロロッドバー１４の中心から約６ｍｍ離れ、かつ正規下面位置Ａより約１．０ｍｍ下方に位置する。この接触ポイント３４ｃおよび舌部３４ｂの先端付近は、ガラス基板１０の塗布液が付着するから液をはじく材料、例えばテフロン（登録商標）でコーティングしておくのが望ましい。
【００２８】
次にこの実施例の動作を説明する。搬送ローラ２２により図１、２で左側から右側へ送られるガラス基板１０は、マイクロロッドバー１４とニップローラ２０との間に進入する。この時ガラス基板１０はその左右両縁部が搬送ローラ２２に支持されているから、その幅方向中央付近がガラス基板１０自身の重さで下方へ撓む。しかしガラス基板１０の前縁中央部は進入側押上げ部材３２の舌部３２ｂに接触すると、その下降が制限される。
【００２９】
このためガラス基板１０の前縁中央部の撓み量は接触ポイント３２ｄにより制限される。図６はこの状態を示している。このように撓み量が制限されたままガラス基板１０の前縁はマイクロロッドバー１４とニップローラ２０との間に進入する。
【００３０】
このようにガラス基板１０の先端（前縁）がニップローラ２０とマイクロロッドバー１４との間に挾まれると、ガラス基板１０の先端部分は完全に平坦（水平）になる。すなわちガラス基板１０は正規下面位置Ａに載って送られる。このためガラス基板１０の中央付近は接触ポイント３２ｄから０．４ｍｍ浮上した状態になる。この結果ガラス基板１０が接触ポイント３２ｄと接触するのは、先端縁より６ｍｍ以内の範囲に限定される。
【００３１】
またガラス基板１０の先端縁はその中央付近の撓み量が０．４ｍｍに制限されているから、ガラス基板１０の前縁中央付近にできる厚塗り領域Ｂ（図９参照）の幅および長さ（ガラス基板１０の送り方向の長さ）は極端に小さくなり、実用上均一な塗布厚とすることができる。
【００３２】
マイクロロッドバー１４の表面にはその回転により液溜め部２６の塗布液２８が付着しているから、このマイクロロッドバー１４の回転に伴いガラス基板１０の下面にこの塗布液が塗布されて行く。ここに塗布中には、基板１０の進入側とマイクロロッドバー１４とで挟まれる角に一定量の塗布液（メニスカス）Ｒを保持している（図７）。液溜め部２６の液面のレベルと、ニップローラ２０による挟圧力とは一定に管理されているから、ガラス基板１０の下面に塗布される液の厚さは十分に薄くかつ高精度に管理され得る。
【００３３】
ガラス基板１０がマイクロロッドバー１４から離脱する際には、ガラス基板１０の後縁中央部が下方へ撓むが、ガラス基板１０の後縁は脱出側押上げ部材３４の接触ポイント３４ｃに接触してその撓み量が制限される。このためガラス基板１０の後縁中央部がマイクロロッドバー１４の表面から離れた時に下降する距離が短かくなり、ガラス基板１０の後縁中央付近が塗布液槽１２のせき１２Ａに接触することがなくなる。
【００３４】
従ってガラス基板１０の後縁がせき１２Ａに接触して塗布液がガラス基板１０から剥ぎ取られる領域Ｃは無くなり、接触ポイント３４ｃとの接触により長さ６ｍｍの１本のスジができるだけである。この接触スジは、この後の工程でガラス基板１０の後端部に厚く付着した塗布液を吸引装置により吸引するようにすれば、ほぼ完全に消失する。例えばこの吸引装置がガラス基板１０の後縁より約５ｍｍ前から厚塗り部分の吸引を行うようにすれば、この接触スジによる影響は実用上問題とならないものとなる。
【００３５】
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。従って脱出側の押上げ部材３４の接触ポイント３４ｃをマイクロロッドバー１４の中心から約６ｍｍ離すのが望ましい。
【００３６】
以上の実施例では進入側および脱出側の押上げ部材３２、３４の舌部３２ｂ、３４ｂの形状を先端が三角形に尖った形状にしたが、これに代えて図５の（Ａ）に仮想線で示すように矩型としたり、１本のパイプ状としてもよい。
【００３７】
なお進入側の押上げ部材３２においては舌部３２ｂの先端を針状に尖らせてガラス基板１０の前縁中央に位置させておくのが望ましい。この舌部３２ｂがガラス基板１０の前縁に当たった時の抵抗がガラス基板１０を水平面上で傾けるおそれがなくなるからである。押上げ部材３２、３４は塗布液槽１２に一体に形成してもよいのは勿論である。また塗布液槽１２に直接ビス止めしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、硬基板の前縁下方に臨む押上げ部材を設け、硬基板前縁が下方に撓む量を制限するものであるから、硬基板の前縁の厚塗り領域を狭くすることができる。
【００３９】
この押上げ部材は硬基板前縁の幅方向中央に１個設けてもよいが、複数個設けてもよい。押上げ部材を１個とする場合は、その接触ポイントを硬基板前縁の中央に接触するように１個設ければ、硬基板前縁がこの押上げ部材に接触した時の抵抗により硬基板が傾くことがない（請求項２）。
【００４０】
厚さ約０．７ｍｍ、幅約５００ｍｍの液晶板カラー用のガラス基板に直径約１２ｍｍのマイクロロッドバーを用いて塗布する場合には、この接触ポイントは正規下面位置の０．４ｍｍ下方でかつマイクロロッドバーの中心から約６ｍｍ離しておくのが望ましい（請求項３）。
【００４１】
また請求項４の発明によれば、硬基板の後縁がマイクロロッドバーから離れる時に下方へ撓む量が脱出側押上げ部材により制限される。このため硬基板の後縁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。ここに前記と同一条件でガラス基板に塗布する場合には、この脱出側押上げ部材の接触ポイントはマイクロロッドバーから約６ｍｍ離し、かつ正規下面位置より約１．０ｍｍ低い位置に設定するのがよい（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】塗布液槽の斜視図
【図４】塗布液槽の中央断面図
【図５】進入側押上げ部材の平面図（Ａ）と、側面図（Ｂ）と斜視図（Ｃ）
【図６】ガラス基板の進入時を示す図
【図７】ガラス基板の塗布時を示す図
【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
１４  マイクロロッドバー
１８  ニップローラ
２２  搬送ローラ
３２  進入側押上げ部材
３４  脱出側押上げ部材
３２ｄ、３４ｃ  接触ポイント
Ａ  正規下面位置
Ｂ  前縁側の厚塗り領域
Ｃ  後縁側の接触領域
【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】
0003703530.tif 000008
【図８】
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【図９】
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