(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布バーと押圧ロ−ルとの間に水平に挟持された基板をワイヤーバーからなる塗布バーの回転方向と同一方向に移動させることにより，塗布液が塗布される塗布装置において，塗布バー（２）と基板（１）とが接する部分より基板進行方向側の塗布バー（２）の近傍もしくは塗布バー（２）に接して、塗布液の液面より上方にドクター（４）が配置されている塗布装置であって、押圧ロール（３）の表面ゴム層（３ａ）の下に基布層を挟んで圧縮層（３ｃ）が設けられ、前記押圧ロール（３）の表面ゴム層（３ａ）は、シリカを含有し、ゴム硬度が７０°未満であることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗布装置において，基板搬送機構と塗布バー回転機構と押圧ロ−ル回転機構とが各々独立して駆動されることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，枚葉の硬質基板に塗布バーを用いて塗布液を塗布する塗布装置，特に，フラットパネルディスプレイ製造工程において，感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布するロッドコーターあるいはバーコーターに関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
バー状の支持体に，塗布液を計量し，塗布するコーターは，ロッドコーターあるいはバーコーターと呼ばれている。
バーコーターの塗布方法は，▲１▼塗布液をキスアプリケーターで塗布し，バーを用いて平滑化と計量を行うもの，▲２▼ワイヤーを巻いたバーの前方に塗布液を供給し，バーを移動させコーティングを行うもの，▲３▼塗布バー（ワイヤーバー）を回転させ，塗布液を計量し，上方の押圧ロ−ルと塗布バーとで基板を挟持しながら，コーティングを行うもの，以上の３方式に大別される。
このうち，▲１▼は，連続フイルムへの塗布に適し，▲２▼は，枚葉フイルムへの塗布に適し，▲３▼は，ガラス・セラミックス等硬基板への塗布に適している。
【０００３】
次に，本発明の対象である▲３▼の方式についての従来技術について説明する。
表面にゴムを巻いたロ−ル状の押圧ロ−ルを回転させ基板を送り出し塗布バーを順方向に回転させることにより，ガラス基板に塗布を行う装置においては，塗膜の膜厚分布，スジムラ，面状ムラ等の膜特性は，塗布装置のワイヤー径，塗布バーの精度，押圧ロ−ルの表面の材質・構造，押圧ロ−ルの押込量，塗布バーへの塗布液ののり，装置駆動時の振動等に影響され易く，次のような問題が起こることが多い。
【０００４】
図３に示すように，第１に塗膜にスジ状でない面状のムラが発生しやすい。第２に，面状のムラに加えて，タテスジ，ヨコスジ等のスジムラも発生しやすい。第３にこれらのムラの他に，基板の塗り始めからワイヤーバーの円周長さに相当する距離までの膜厚が其以後の膜厚より厚くなってしまうという問題である。
これらのムラは，塗膜の均一性が要求される工業分野において非常に問題になる。例えば，液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板の作成においては，このような塗布装置を用いてブラックマトリックスを形成するためにレジスト塗布を行った場合，レジスト膜厚分布が悪いため，現像後のレジスト線幅がばらつくという問題が起こり，着色感光性樹脂組成物の塗布に用いた場合は，塗膜のムラが視覚的にも容易に認識されるため，カラーフィルタとしては，致命的な問題となってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，上述の問題点に鑑みてなされたものである。
すなわち，塗膜に発生するタテスジ，ヨコスジの線状ムラ，面状ムラ，塗布開始部分の過剰膜厚部を除去し，膜厚分布に関しても視覚的にも良好な塗膜を得ることができる塗布装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の手段は，塗布バーと押圧ロ−ルとの間に水平に挟持された基板をワイヤーバーからなる塗布バーの回転方向と同一方向に移動させることにより，塗布液が塗布される塗布装置において，塗布バー（２）と基板（１）とが接する部分より基板進行方向側の塗布バー（２）の近傍もしくは塗布バー（２）に接して、塗布液の液面より上方にドクター（４）が配置されている塗布装置であって、押圧ロール（３）の表面ゴム層（３ａ）の下に基布層を挟んで圧縮層（３ｃ）が設けられ、前記押圧ロール（３）の表面ゴム層（３ａ）は、シリカを含有し、ゴム硬度が７０°未満であることを特徴とする塗布装置である。請求項２に記載の手段は，請求項１記載の塗布装置において，基板搬送機構と塗布バー回転機構と押圧ロ−ル回転機構とが各々独立して駆動されることを特徴とする塗布装置である。
【０００７】
まず，塗布開始部分の膜厚過剰部の膜厚を他の部分と等しくする手段について述べる。塗布開始部分が他の部分より厚くなる理由として次のようなことが考えられる。塗布バー２（ワイヤーバー）の下部は，塗布液５の中に浸漬されている。塗布前の塗布バー２上の塗布液量を２の量とする。このうち１．５の量が基板１に塗布されるとすれば，塗布バー２が１回転する間は，１．５の量が塗布される。この時，塗布バー２上に残った量は，０．５の量である。塗布バー２が塗布液５の中を通り，再び液面上に出てきた時，塗布バー２上に１．７の量があったとすると２回転目以後は，１回転目の膜厚よりも薄くなるであろう。すなわち，一旦，液が塗布されると，その後１回，液中を通るだけでは，塗布バー２は塗布前よりも少ない液量しか掻き上げることができない。
【０００８】
そこで，図１に示すように，塗布バー２と基板１とが接する部分より，進行方向側に塗布バー２に接してドクター４を設け，塗布バー２上の余分な塗布液５を掻き落とすようにしたところ，塗布開始部分だけ膜厚が厚くなる問題を解決することができた。すなわち，基板１に塗布するしないにかかわらず，常に一定量の塗布液５を掻き上げることにより，塗布開始から終了まで一定の膜厚を得ることができる。ドクター４の位置は，塗布液５面上又は塗布液５の中が可能であるが，塗布液５の中に設けると液面が低い場合に掻き上げる塗布液５の量が不十分になる恐れがあるため，塗布液５の液面より上方に設けるのが好ましい。
【０００９】
次に，面状ムラの除去手段について説明する。
本発明の対象となるバーコーターにおいては，押圧ロ−ル３の表面が，ゴム層からなる場合が多い。これは，基板１のそり，うねり，ワイヤーバーのそり等がある場合でも，基板１を表面にゴム層を有する押圧ロ−ル３でバーに押しつけることにより，基板１と塗布バーとがガラス全長にわたって接するようにし，塗膜の均一性を得るものと考えられる。
【００１０】
ところが，押圧ロ−ル３のロ−ル芯３ｅ上に表面ゴム層３ａのみしかないと面状のムラが発生しやすい。そこで図２に示すように，押圧ロ−ル３の表面ゴム層３ａの下に圧縮層３ｃを設けたところ面状ムラを除去することが可能となった。圧縮層３ｃは表面ゴム層３ａの直下でもよいし，他の層，基布層３ｂを挟んで設けても良い。更に，表面ゴム層３ａ／圧縮層３ｃの構成は，表面ゴム層３ａのゴム硬度が，７０°未満の場合に，特に，有効であることがわかった。
【００１１】
圧縮層３ｃの材料としては，振動，衝撃の伝達防止又は緩衝の目的で使用されるゴム材料を用いることができる。この圧縮層３ｃは防振ゴム材料を用いることができ，エボナイト，気泡性ゴム，布またはコードで補強されたゴム等も含む。また，天然ゴムラテックス及び合成ゴムラテックスまたはこれらの混合物から作られるクッション用フォームラバーを使用することができる。
【００１２】
なお，上記のゴムの硬さ試験は，ＪＩＳによるゴム硬度試験の次のいずれかにより行いうる。
（１）スプリング式硬さ試験（Ａ形及びＣ形）
（２）定荷重（オルゼン）式硬さ試験
（３）定荷重（プセイ・ジョンズ）式硬さ試験
実施例では，（１）スプリング式硬さ試験（Ａ形及びＣ形）で行った。
図４に示すように，Ａ形では，１０００ｇｆの荷重で，Ｃ形では５０００ｇｆｋの荷重で，試験片表面に加圧面を接触させたとき，加圧面の中心の穴からバネ圧力により，突き出ている押針がゴム面によって押し戻される距離を硬さとして目盛りに示すようになっている。
試験方法は，試験機を垂直に保ち，押針が試験片表面に垂直になるように加圧面を接触させて，直ちに目盛りを読み，その試験片の硬さを求める。もし，試験片を接触させてから一定時間後に目盛りを読む様な場合には，試験機を垂直に保ち，押針が測定面に垂直になるように作られた適当な補助装置を用いることが望ましい。
【００１３】
次に，タテスジ，ヨコスジ等の線状ムラを除去する手段について説明する。
この種の塗布装置は，基板１を搬送しつつ押圧ロ−ル３にて送りだす機構であるため，搬送機構と押圧ロ−ルが同期して駆動されることが望ましい。このためには，ギヤ，チェーン，ベルト等で２つの機構を連結し，一つの駆動力で同時に駆動させるようにすることが，最も簡便である。ところが，このような構造においては，連結部分の機械的要因，例えば，ギア同志の噛み合い，チェーンとギヤの噛み合い，ベルトのたるみ等に起因する振動や回転ムラが起こり，塗膜に細かい線状ムラが生じやすい。
【００１４】
そこで，本発明においては，基板搬送機構と押圧ロ−ル回転機構とを連結させずに駆動させ，塗布を行うことにより，線状ムラを除去することができる。ここで，押圧部材が押圧ロ−ル３の場合は，回転精度の良いモーターから直動で回転させることにより，良好な塗膜の面状態をうることができる。また，複数の基板搬送ロ−ラー６上に基板１をのせて搬送を行う場合，塗布時の基板搬送をローラーは用いず，押圧ロ−ル３による移動のみで行うと，良好な塗膜の面状態を得ることができる。そして，塗布終了後は，再びローラーにて搬送すればよい。
さらに，塗布バー２も独立して，回転させることにより，順，逆両方向塗布が可能となり，回転数を変えれば，膜厚の変更も可能である。
【００１５】
【実施例】
本発明の塗布装置を第１図に示す。
本発明の塗布装置を用い，カラーフィルタ用青色感光性樹脂組成物（ザ・インクテック株式会社製）を塗布液５として，３００×３５０×１．１ｍｍガラス基板１（コーニング社製７０５９）上に塗布した。
押圧ロ−ル３は，図２に示すように，ロ−ル芯３ｅ上に１ｍｍ厚のソリッドラバー製ゴム層３ｄ，綿布製の基布層（５００μｍ厚）３ｂ，発泡ＮＢＲゴム（アクリロニトリルとブタジエンの共重合体）からなる５００μｍ厚の圧縮層３ｃ，綿布製の基布層（５００μｍ厚）３ｂ，メチルビニルシロキサン重合体にシリカを４９％含有させた表面ゴム層（５００μｍ厚）３ａを順に積層したものを用い，表面ゴム層３ａのゴム硬度（ＪＩＳ）が３０°，４０°，５０°，６０°，６５°のものについて検討した。
塗布中は，基板搬送ロ−ラー６は，駆動させず，押圧ロ−ル３の回転によってのみ基板１を送った。
塗布バー２は，正方向に回転させた。塗布液５の高さは，塗布バー２のボトムから２ｍｍ上方にくるようにした。塗布バー２は，ステンレススチール製ロッドにワイヤー（１５０〜２００μｍ）を巻いたものを用いた。ドクター４を液面より上方で塗布バー２に接して設けた。
押圧ロ−ル３はモーターから直動させた。塗布前に，塗布バー２を回転させて塗布バー２に塗布液５を十分なじませた。
以上の条件で塗布を行ったところ，ナトリウムランプ光下で面状態の目視検査を行ったところ，表１のような結果が得られた。面内膜厚分布は，１．０±０．０３μｍであった。
【００１６】
（比較例）
押圧ロ−ル３の表面ゴム層３ａのゴム硬度を７０°とした以外は，実施例と同様にして塗布をおこなったところ塗布ムラが多発してしまった。
【００１７】
【表１】
0003563745.tif 000002
【００１８】
【発明の効果】
本発明の塗布装置によれば，基板や塗布バーのそり等の影響を押圧ロ−ルにより相殺でき，塗布バー１回転目の膜厚増加現象をドクターにより防止することができ，押圧ロ−ル回転機構，基板搬送機構，塗布バー回転機構を独立して駆動させることにより，機械的振動等を除去することができるため，膜厚分布が良好なかつ視覚的にもムラのない塗膜を得ることができる。
特に，カラーフィルタの着色感光性樹脂組成物の塗布に本発明を適用すれば，ムラのない均一な着色膜が作成できるため，高品質カラーフィルターの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の実施例を説明する側面図である。
【図２】本発明の押圧ロ−ル３の層構成例を説明する概念図である。
【図３】従来の塗布装置で発生する欠陥を説明する平面図である。
【図４】ゴムの硬さ試験を説明する側面図である。
【符号の説明】
１    基板
２    塗布バー
３    押圧ロ−ル
３ａ  表面ゴム層
３ｂ  基布層
３ｃ  圧縮層
３ｄ  ゴム層
３ｅ  ロ−ル芯
４    ドクター
５    塗布液
６    基板搬送ロ−ラー
【図１】
0003563745.tif 000003
【図２】
0003563745.tif 000004
【図３】
0003563745.tif 000005
【図４】
0003563745.tif 000006