(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布装置であって、該ノズルは、
該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であるフロントブロックと、
該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面がフラット面であるバックブロックと、
を含んでいて、
前記基材が、前記フロントブロックの前記曲面に沿って走行するようになっており、該フロントブロックは、該バックブロックの該フラット面が、該基材とは所定の間隔が形成されるように、該バックブロックよりも該基材に向けて突出していて、該バックブロックの該フラット面には該塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられている塗布装置。
【請求項２】
前記フロントブロックの前記曲面に対して所定の間隔をあけて前記基材が走行されるようになっており、前記フロントブロックには該基材に対して第１の塗料を吐出するスリットを有していて、該スリットは前記基材の幅方向で連続しており、
前記バックブロックの前記複数の吐出孔から吐出される前記塗料は、該第１の塗料の塗膜の上に塗布される第２の塗料である請求項１の塗布装置。
【請求項３】
前記基材は、前記バックブロックの前記フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行する請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記フロントブロックの前記曲面の前記曲率半径は、３ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記走行する基材と前記バックブロックの前記フラット面との間の距離は、１μｍ以上２００μｍ以下の範囲内である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記フロントブロックの前記バックブロックに近い端面から、前記複数の吐出孔のそれぞれの該フロントブロックの端面に近い端部までの距離Ｘ１が、０．００５ｍｍ≦Ｘ１≦１０ｍｍの範囲内である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記バックブロックの前記フロントブロックから遠い端面から、前記複数の吐出孔のそれぞれの該フロントブロックの端面から遠い端部までの距離Ｘ２が、０．１ｍｍ≦Ｘ２≦１０ｍｍの範囲内である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項９】
前記バックブロックはその内部に、マニホールドと、該マニホールドから前記フラット面に向けて設けられ前記基材の幅方向に連続しているスリットと、該スリットから該フラット面に貫通する複数の貫通孔と、を有していて、該複数の貫通孔の該フラット面における開口部のそれぞれが前記複数の吐出孔のそれぞれに相当する請求項１に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記バックブロックの前記フラット面に設けられた前記複数の吐出孔が、第１の塗料を吐出する第１の吐出孔と、第２の塗料を吐出する第２の吐出孔と、第３の塗料を吐出する第３の吐出孔と、を含んでいる請求項１に記載の塗布装置。
【請求項１１】
前記バックブロックが、複数のサブブロックを組み合わせて構成されている請求項１に記載の塗布装置。
【請求項１２】
連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布装置であって、該ノズルは、
該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であり、該曲面に該基板の幅方向に連続する第１の塗料を吐出するスリットが設けられたフロントブロックと、
該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が、該基材とは所定の間隔をあけて形成されたフラット面であり、該フラット面には第２の塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられているバックブロックと、
を含んでいて、
該基材は、該フロントブロックの上方では該曲面に沿って、該基材と該曲面との間に所定の間隔を保ちながら浮上して走行し、該バックブロックの上方では、前記バックブロックの前記フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行し、
該バックブロックの該複数の吐出孔から吐出される該第２の塗料は、該第１の塗料による第１の塗膜の上に塗布されて第２の塗膜を形成する塗布装置。
【請求項１３】
前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する請求項１２に記載の塗布装置。
【請求項１４】
連続して走行する基材の表面に塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布装置であって、該装置は、
該塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられたフラット面を有するノズルと、
該フラット面に平行に配置されて、該走行する基材を該フラット面に対して所定の間隔をあけて支持する第２のフラット面を有するバックアップ部材と、
を備えていて、
該ノズルの該フラット面の基材走行領域の長さＸ３及び該バックアップ部材の該第２のフラット面の基材走行領域の長さＸ４がＸ４≧Ｘ３を満たす塗布装置。
【請求項１５】
連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布方法であって、
該ノズルは、該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であるフロントブロックと、該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面がフラット面であるバックブロックと、を含んでいて、
該フロントブロックは、該バックブロックの該フラット面が、該基材とは所定の間隔が形成されるように、該バックブロックよりも該基材に向けて突出していて、該バックブロックの該フラット面には該塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられていて、
該方法は、
該基材を該フロントブロックの該曲面に沿って走行させる工程と、
該基材を該バックブロックの該フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行させる工程と、
該複数の吐出孔から該塗料を吐出させ、該バックブロックのフロント面に接触させずに該基材上に該塗料を塗布する塗布工程と、
を包含する塗布方法。
【請求項１６】
前記フロントブロックの前記曲面に、該曲面とは間隔をあけて走行される基材に対して第１の塗料を吐出するスリットが設けられており、該スリットから第１の塗料を吐出して第１の塗膜を形成する工程をさらに包含し、
前記塗布工程では該第１の塗膜の上に第２の塗膜を形成する請求項１５に記載の塗布方法。
【請求項１７】
前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する請求項１５に記載の塗布方法。
【請求項１８】
前記塗布工程は、前記バックブロックの前記フラット面に設けられた前記複数の吐出孔のうち、第１の吐出孔から第１の塗料を吐出し、第２の吐出孔から第２の塗料を吐出し、第３の吐出孔から第３の塗料を吐出し、これによって該第１〜第３の塗料の塗膜を前記基材の表面に形成する請求項１５に記載の塗布方法。
【請求項１９】
連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布方法であって、
該ノズルは、該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であり、該表面に該基板の幅方向に連続して第１の塗料を吐出するスリットが設けられたフロントブロックと、該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が、該基材とは所定の間隔をあけて形成されたフラット面であり、該フラット面には第２の塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられているバックブロックと、を含んでいて、
該方法は、
該基材を該フロントブロックの該曲面に沿って、該基材と該曲面との間に所定の間隔を保ちながら浮上させて走行させながら、該フロントブロックに設けた該スリットから該第１の塗料を吐出して第１の塗膜を形成する工程と、
該基材を該バックブロックの該フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行させる工程と、
該複数の吐出孔から該第２の塗料を吐出させ、該第１の塗膜の上に第２の塗膜を形成する工程と、
を包含する塗布方法。
【請求項２０】
前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する請求項１９に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１種類もしくは複数の種類の塗料を基材上に塗布して所定のストライプパターンの塗膜を形成する塗布装置及び塗布方法に関する。具体的には、液晶表示装置用カラーフィルタや積層セラミックチップコンデンサの電極パターンなど、電子部品分野で用いられるストライプパターンの塗膜を形成する塗布装置及び塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の製造にあたって、比較的柔らかい基材上に塗料（ここでは、ペイント、接着剤などを総称して、「塗布されるべき材料」という意味で使用する）をストライプ状に塗布する工程が要求される。
【０００３】
例えば、液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタでは、基材となる透明ガラス上に、赤、青、緑からなる画素がストライプ状に設けられている。そのようなカラーフィルタの従来の製造方法としては、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等が知られている。しかし、いずれの方法も工程が複雑で、カラーフィルタの製造コストの低減を妨げる要因になっている。
【０００４】
特開平５−１１１０５号公報には、カラーフィルタの製造方法の一例が開示されている。それによれば、塗布されるべき塗料の色ごとに、別々のダイを用意する。それぞれのダイには複数のスリットが形成されていて、ある色（例えば赤）の塗料を複数のスリットのそれぞれから押し出して、ガラス上にストライプ状に塗布する。
【０００５】
また、粘着剤などの塗料を基材へストライプ状に塗布する塗布装置は、例えば特開昭６２−２６６１５７号公報に示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平５−１１１０５号公報には、ダイの構造や先端部の形状に関する特徴は明示されていない。そのため、例えば極細のストライプパターンを形成する際に、線幅のミクロンオーダでの変動をなくして各ストライプを確実に形成するために必要となるダイの好ましい構成は不明確である。
【０００７】
また、特開昭６２−２６６１５７号公報に開示されている塗布装置では、ノズルの先端部に複数のオリフィスを設けて、基材との間に接着剤ビードを形成させ、それによって接着剤をストライプ状に塗布する。しかし、複数のビードの大きさがお互いに均一になっていないと、形成される各ストライプの線幅が異なる。このように、上記の公報のいずれに開示されている手段によっても、塗布によって形成される各ストライプ状の塗膜の線幅を精度良く制御することが困難である。
【０００８】
さらに、上記の公報のいずれに開示されている手段でも、ダイ等の塗布ヘッドから押し出された塗料は、押し出し時の圧力によって、基材と塗布ヘッドとの隙間で基材の幅方向に押し広げられる。発明者の検討によれば、例えば幅１００μｍのスリットが設けられたダイを用いて塗布を行う場合でも、塗料がスリットから押し出された後に基材の幅方向に押し広げられる結果、基材上に実際に形成されるストライプ状の塗膜の線幅は、典型的には１１０μｍ〜１５０μｍの範囲に広がり、またそのばらつきも大きくなる。
【０００９】
加えて、基材と塗布ヘッドとの隙間が常に一定に保たれていないと隙間における塗料圧力に変動が生じて、その結果として塗膜の線幅が変動することも発明者の検討によって判明した。
【００１０】
上記のように、従来技術によって形成されたストライプ状塗膜の線幅は、数十μｍオーダで変動することがある。そのような大きな線幅の変動を含む不正確なストライプパターンでは、カラーフィルタとしての使用に耐えず、製品性能にとって致命的な欠陥をもたらす可能性がある。
【００１１】
また、従来技術では、塗膜の厚さを正確に制御してその変動を抑制することも、困難である。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、塗料をストライプ状に塗布するにあたって、変動のない所望の線幅及び厚さを有する正確なストライプパターンの塗膜を形成できる塗布装置及び塗布方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗布装置は、連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布装置であって、該ノズルは、該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であるフロントブロックと、該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面がフラット面であるバックブロックと、を含んでいて、前記基材が、前記フロントブロックの前記曲面に沿って走行するようになっており、該フロントブロックは、該バックブロックの該フラット面が、該基材とは所定の間隔が形成されるように、該バックブロックよりも該基材に向けて突出していて、該バックブロックの該フラット面には該塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられている。以上のことにより、上記目的が達成される。
【００１４】
ある実施例では、前記フロントブロックの前記曲面に対して所定の間隔をあけて前記基材が走行されるようになっており、前記フロントブロックには該基材に対して第１の塗料を吐出するスリットを有していて、該スリットは前記基材の幅方向で連続しており、前記バックブロックの前記複数の吐出孔から吐出される前記塗料は、該第１の塗料の塗膜の上に塗布される第２の塗料である。
【００１５】
他の実施例では、前記基材は、前記バックブロックの前記フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行する。好ましくは、前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する。
【００１６】
さらに他の実施例では、前記フロントブロックの前記曲面の前記曲率半径は、３ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内である。
【００１７】
さらに他の実施例では、前記走行する基材と前記バックブロックの前記フラット面との間の距離は、１μｍ以上２００μｍ以下の範囲内である。
【００１８】
さらに他の実施例では、前記フロントブロックの前記バックブロックに近い端面から、前記複数の吐出孔のそれぞれの該フロントブロックの端面に近い端部までの距離Ｘ１が、０．００５ｍｍ≦Ｘ１≦１０ｍｍの範囲内である。
【００１９】
さらに他の実施例では、前記バックブロックの前記フロントブロックから遠い端面から、前記複数の吐出孔のそれぞれの該フロントブロックの端面から遠い端部までの距離Ｘ２が、０．１ｍｍ≦Ｘ２≦１０ｍｍの範囲内である。
【００２０】
さらに他の実施例では、前記バックブロックはその内部に、マニホールドと、該マニホールドから前記フラット面に向けて設けられ前記基材の幅方向に連続しているスリットと、該スリットから該フラット面に貫通する複数の貫通孔と、を有していて、該複数の貫通孔の該フラット面における開口部のそれぞれが前記複数の吐出孔のそれぞれに相当する。
【００２１】
さらに他の実施例では、前記バックブロックの前記フラット面に設けられた前記複数の吐出孔が、第１の塗料を吐出する第１の吐出孔と、第２の塗料を吐出する第２の吐出孔と、第３の塗料を吐出する第３の吐出孔と、を含んでいる。
【００２２】
さらに他の実施例では、前記バックブロックが、複数のサブブロックを組み合わせて構成されている。
【００２３】
また、本発明の塗布装置は、連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布装置であって、該ノズルは、該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であり、該曲面に該基板の幅方向に連続する第１の塗料を吐出するスリットが設けられたフロントブロックと、該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が、該基材とは所定の間隔をあけて形成されたフラット面であり、該フラット面には第２の塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられているバックブロックと、を含んでいて、該基材は、該フロントブロックの上方では該曲面に沿って、該基材と該曲面との間に所定の間隔を保ちながら浮上して走行し、該バックブロックの上方では、前記バックブロックの前記フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行し、該バックブロックの該複数の吐出孔から吐出される該第２の塗料は、該第１の塗料による第１の塗膜の上に塗布されて第２の塗膜を形成する。以上のことにより、上記目的が達成される。
【００２４】
好ましくは、前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する。
【００２５】
また、本発明の塗布装置は、連続して走行する基材の表面に塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布装置であって、該装置は、該塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられたフラット面を有するノズルと、該フラット面に平行に配置されて、該走行する基材を該フラット面に対して所定の間隔をあけて支持する第２のフラット面を有するバックアップ部材と、を備えていて、該ノズルの該フラット面の基材走行領域の長さＸ３及び該バックアップ部材の該第２のフラット面の基材走行領域の長さＸ４がＸ４≧Ｘ３を満たしている。以上のことにより、上記目的が達成される。
【００２６】
また、本発明の塗布方法は、連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布方法であって、該ノズルは、該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であるフロントブロックと、該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面がフラット面であるバックブロックと、を含んでいて、該フロントブロックは、該バックブロックの該フラット面が、該基材とは所定の間隔が形成されるように、該バックブロックよりも該基材に向けて突出していて、該バックブロックの該フラット面には該塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられていて、該方法は、該基材を該フロントブロックの該曲面に沿って走行させる工程と、該基材を該バックブロックの該フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行させる工程と、該複数の吐出孔から該塗料を吐出させ、該バックブロックのフロント面に接触させずに該基材上に該塗料を塗布する塗布工程と、を包含しており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
ある実施例では、前記フロントブロックの前記曲面に、該曲面とは間隔をあけて走行される基材に対して第１の塗料を吐出するスリットが設けられており、該スリットから第１の塗料を吐出して第１の塗膜を形成する工程をさらに包含し、前記塗布工程では該第１の塗膜の上に第２の塗膜を形成する。
【００２８】
他の実施例では、前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する。
【００２９】
さらに他の実施例では、前記塗布工程は、前記バックブロックの前記フラット面に設けられた前記複数の吐出孔のうち、第１の吐出孔から第１の塗料を吐出し、第２の吐出孔から第２の塗料を吐出し、第３の吐出孔から第３の塗料を吐出し、これによって該第１〜第３の塗料の塗膜を前記基材の表面に形成する。
【００３０】
また、本発明の塗布方法は、連続して走行する基材の表面にノズルから塗料を塗布して所定のパターンの塗膜を形成する塗布方法であって、該ノズルは、該基材の走行方向に関して上流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が所定の曲率半径を有する曲面であり、該表面に該基板の幅方向に連続して第１の塗料を吐出するスリットが設けられたフロントブロックと、該基材の走行方向に関して下流側に位置していて、該走行する基材に対向する表面が、該基材とは所定の間隔をあけて形成されたフラット面であり、該フラット面には第２の塗料を吐出する複数の吐出孔が設けられているバックブロックと、を含んでいて、該方法は、該基材を該フロントブロックの該曲面に沿って、該基材と該曲面との間に所定の間隔を保ちながら浮上させて走行させながら、該フロントブロックに設けた該スリットから該第１の塗料を吐出して第１の塗膜を形成する工程と、該基材を該バックブロックの該フラット面に対して±１０度の角度範囲内で走行させる工程と、該複数の吐出孔から該第２の塗料を吐出させ、該第１の塗膜の上に第２の塗膜を形成する工程と、を包含し、そのことにより上記目的が達成される。
【００３１】
ある実施例では、前記基材は前記バックブロックの前記フラット面と平行に走行する。
【００３２】
以下、作用について説明する。
【００３３】
本発明の塗布装置では、塗料を吐出させるためのノズルが、基材の走行方向の上流側に位置するフロントブロックと、基材の走行方向の下流側に位置するバックブロックと、を含んでいる。ノズルのフロントブロックは、バックブロックに対して基材側に突出している。このようなノズルの表面に沿って基材を走行させると、基材はまず、フロントブロックの曲面に沿って走行する。それに続いて基材は、塗料の吐出孔が設けられているノズルのバックブロックの上方を走行する。これによって、吐出孔から吐出された塗料に対して、基材から面圧力がかからない。このため、複数の吐出孔からストライプ状に吐出された塗料が面圧力によって幅方向に押し広げられることがなく、吐出孔の幅方向寸法と同一の線幅を有していて幅の変動がないストライプ状の塗膜が、安定して基材表面に塗布形成される。特に、バックブロックのフラット面に対して基材を実質的に平行に、あるいは±１０度以内の角度で走行させることによって、上記の作用がより顕著に得られる。
【００３４】
また、フロントブロックの曲面にそって基材を走行させることによって、基材表面のシワが取り除かれて、その表面が平坦になる。このような平坦な基材表面に塗料を塗布することによって、形成されるストライプ状の塗膜の線幅や厚さを所定の値に制御できる。
【００３５】
さらに、フロントブロックにもスリットを設けた構成とすることによって、フロントブロックのスリットからまず第１の塗料を吐出させて下地層となる第１の塗膜を形成し、次に、バックブロックの吐出孔から第２の塗料を吐出させて、ストライプ状の第２の塗膜を第１の塗膜の上に形成することができる。これによって、多層の塗膜を容易かつ効率的に形成することができる。また、この場合でも、ストライプ状の第２の塗膜は、吐出孔の幅方向寸法と同一の線幅を有していて幅の変動がない安定したパターンに形成される。
【００３６】
さらに、フロントブロックの曲面の曲率半径、バックブロックのフラット面と走行する基材との間の距離、あるいはバックブロックのフラット面の上の吐出孔の位置を適切な範囲に設定することによって、形成されるストライプ状の塗膜の線幅の安定性がさらに向上される。
【００３７】
特に、フロントブロックのバックブロックに近い端面から、複数の吐出孔のそれぞれのフロントブロックの端面に近い端部までの距離Ｘ１を、０．００５ｍｍ≦Ｘ１≦１０ｍｍという関係を満たすように設定すれば、吐出された塗料がフロントブロックの端面に接触して、その部分で塗料が塗れ広がって線幅が拡大することがなくなる。同時に、フロントブロックの曲面によるシワの除去にともなう基材の平坦化効果が維持された状態で、吐出された塗料が基材の上に塗布される。これは、形成されるストライプ状の塗膜の線幅の安定性の向上に貢献する。
【００３８】
また、複数の塗料に対応して複数の塗出孔を配置すれば、それぞれの塗出孔から異なった塗膜をそれぞれ吐出させて、それぞれがストライプ状の各塗膜がお互いに並んで配置された塗膜のストライプパターンを、実質的に一つの工程で形成することができる。
【００３９】
一方、フロントブロックにもスリットが設けられた構成において、フロントブロックを基材に向けて突出させる代わりに、基材を、フロントブロックの上方では曲面に沿って基材と曲面との間に所定の間隔を保ちながら浮上して走行させ、バックブロックの上方ではフラット面に対して±１０度の範囲内で或いは実質的に平行に走行させるような構成にすることができる。この構成では、まずフロントブロックのスリットから第１の塗料を吐出させて、下地層となる第１の塗膜を基材の表面に形成する。次に、バックブロックの吐出孔から第２の塗料を吐出させると、ストライプ状の第２の塗膜を、第１の塗膜に埋没するようなかたちで形成することができる。この場合にも、多層の塗膜を容易かつ効率的に形成することができるとともに、ストライプ状の第２の塗膜は、吐出孔の幅方向寸法と同一の線幅を有していて幅の変動がない安定したパターンに形成される。さらに、フロントブロックの曲面と基材とは直接接触しないので、それらの間の摩擦抵抗によって基材の走行速度が変動することがなく、ストライプパターンがより安定して形成される。
【００４０】
さらに、ノズルのフラット面に対向する位置に、フラット面と実質的に平行になるようにバックアップ部材を配置して、走行する基材をこのバックアップ部材によって支持する構成とすれば、塗料の吐出孔が設けられているノズルのフラット面と走行する基材との間のギャップを、一定に保つことができる。これによって、孔から吐出された塗料に対して基材から面圧力が印加されることがなく、基材とフラット面との間隙を塗料が線状に流れる際に、塗料の流れに乱れが発生しない。これによって、塗料の幅が変動せず、形成される塗膜の幅の変動が抑制されて、安定したストライプパターンの塗膜が形成される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１〜８を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００４２】
図１は、本発明の第１の実施形態における塗布装置１００の斜視図である。また、図２は、図１の線２’−２’における断面図である。図１及び図２で、塗布対象である基材（不図示）は矢印Ｄの方向に走行し、その走行にともなって基材表面に塗料が塗布される。
【００４３】
塗布装置１００は、フロントブロック７とバックブロック８と２つのサイドブロック５Ｒ及び５Ｌとから構成されるノズル１を含んでいる。図３（ａ）〜（ｄ）は、各ブロック７、８、５Ｒ及び５Ｌの構成を示す分解斜視図である。各ブロック７、８、５Ｒ及び５Ｌは、互いにネジ（図示せず）で連結されている。また、一方のサイドブロック５Ｒには、塗料を供給する配管６が接続されている。
【００４４】
フロントブロック７の先端部は、走行する基材に向けて突き出たような形状になっている。さらにその端面は、所定の曲率半径を有するＲ面４に加工されている。一方、バックブロック８の先端部はフラット面３に加工されている。
【００４５】
図２に示すように、バックブロック８の内部は、フロントブロック７と組み合わされることによってマニホールド１０が形成されるような形状に加工されている。マニホールド１０の上方には、塗布幅方向Ｗに連続したスリット９が設けられている。さらに、スリット９の先端からフラット面３に貫通する複数の孔２が、所定の間隔で設けられている。この孔２は、塗料を吐出する吐出孔２として機能するものであり、図１に示すように、矢印Ｗで示す塗布幅方向に沿って、フラット面３の上に所定の間隔で配置される。
【００４６】
図４は、ノズル１の先端近傍を拡大して示す斜視図である。ノズル１の上方から見た吐出孔２の形状は、図１〜図４などに示されているような長方形に限られるものではない。例えば、正方形であってもよい。あるいは、図５（ａ）〜（ｃ）に例示的に示すように円形、長円形、半長円形などであってもよく、特定の形状に限定されるものではない。
【００４７】
図６は、以上の構成を有する本発明の塗布装置１００によって、塗料１５が基材１４の表面に塗布されて塗膜１７が形成される様子を模式的に示す断面図である。
【００４８】
具体的には、定量ポンプ等の供給手段（図示せず）によって、塗料１５は、図１に示した塗料供給配管６からマニホールド１０に供給される。その後、供給時の圧力によって、塗料１５はマニホールド１０からスリット９へ押しされ、さらに孔２から吐出されて、矢印Ｄで示される方向に走行している基材１４の表面に塗布される。これによって、基材１４の表面に、所定のストライプパターンで塗膜１７が形成される。
【００４９】
基材１４の走行速度は、典型的には１ｍ／ｍｉｎ〜１００ｍ／ｍｉｎ、さらに好ましくは５ｍ／ｍｉｎ〜３０ｍ／ｍｉｎに設定する。また、塗料１５の供給量は、典型的には０．１ｃｃ／ｍｉｎ〜１０ｃｃ／ｍｉｎ、さらに好ましくは０．５ｃｃ／ｍｉｎ〜３ｃｃ／ｍｉｎに設定する。ただし、これらの値は、使用される塗料の種類やその物性値（例えば粘度や固形分率）、形成する塗膜の厚さ等に応じて、適宜最適な値に設定すればよい。
【００５０】
上記の構成を有する本発明の塗布装置１００では、以下の効果を得ることができる。
【００５１】
第１に、吐出孔２の幅方向Ｗの寸法と塗布されたストライプ状の塗膜１７の線幅とを、等しくすることができる。
【００５２】
塗布装置１００では、図６に示すように基材１４は、まずフロントブロック７の先端のＲ面４に沿って走行した後に、ロール１６によって支持されることによって、バックブロック８のフラット面３の上方を通過する。ロール１６は、例えば回転ロールとすることができるが、必ずしもそれには限られない。固定されたバーであってもよい。
【００５３】
このとき、ノズル１に対するロール１６の位置を適切に設定することによって、基材１４を、フラット面３と実質的に平行に走行させることができる。これによって、孔２から吐出された塗料１５に対して基材１４から面圧力が印加されず、塗料１５が塗布幅方向Ｗに広がることが防がれる。この結果、得られる塗膜１７の線幅を吐出孔２の塗布幅方向寸法と等しくすることができ、ストライプパターンにおいて所望の線幅を確実に得ることができる。
【００５４】
ここで、基材１４とフラット面３とは、厳密に平行である必要はない。フラット面３に対して、基材１４が±１０度の角度範囲内にあればよい。
【００５５】
さらに、基材１４とフラット面３との隙間において塗料１５に圧力が印加されないようにするためには、基材１４とフラット面３との距離、すなわち図２及び図６における距離Ｚを、１μｍ以上に設定することが望ましい。Ｚが１μｍよりも小さいと、基材１４とフラット面３とが実質的に同一平面上に配置されたのと同様になる。このため、孔２から吐出された塗料１５に基材１４からの面圧力が印加され、形成されるストライプ状の塗膜１７の線幅が、孔２の幅方向寸法よりも大きくなる。
【００５６】
一方、吐出された塗料１５を基材１４の上に確実に塗布・付着するためには、Ｚの値を２００μｍ以下にすることが望ましい。
【００５７】
具体的なＺの値は、塗料の物性値（例えば粘度や固形分率）や形成する塗膜１７の厚さ等に応じて適宜選択すればよい。好ましくは、ウェット状態の塗膜１７の厚みの約２倍に設定する。例えば、最終的な厚さがドライ状態で２μｍである塗膜を形成する場合には、Ｚの値は、典型的には約２０μｍに設定される。
【００５８】
次に、第２の効果として、塗布装置１００では、形成されるストライプ状の塗膜１７の線幅や厚みを均一にすることが可能である。
【００５９】
図６に示すように、基材１４は、まずフロントブロック７の上面のＲ面４に沿って走行する。これによって、基材１４の幅方向に生じているシワが伸ばされて、吐出孔２の上を走行する基材１４はきわめて平坦な状態になる。
【００６０】
吐出された塗料１５が基材１４の表面に付着するときに基材１４の表面にシワが存在していると、その影響で、形成される塗膜１７の幅や厚さが所望の値より変動する。これに対して、本発明の塗布装置１００では、上記のようにシワの存在しない基材１４の表面に塗料１５が塗布されるので、孔２から吐出されたときの幅方向寸法が維持されたままでストライプ状の塗膜１７が形成される。この結果、各ストライプについて、線幅の変動は無く、かつその厚みを均一とすることが可能となる。
【００６１】
上記の効果をより顕著に得るためには、Ｒ面４の曲率半径Ｒの大きさを適切に設定することが重要である。好ましくは、曲率半径Ｒは３〜３００ｍｍの範囲に設定される。
【００６２】
基材１４をＲ面４に沿わせながら走行させるので、Ｒ面４の曲率半径Ｒが３ｍｍよりも小さいと、テンションにより基材１４がＲ面４に押し付けられる。そのために、Ｒ面４から基材１４に与えられる面圧力が大きくなりすぎて、摩擦抵抗の影響で基材１４がＲ面４の上を滑らかに滑らなくなり、基材１４の走行速度に変動が生じる。その結果、塗料の安定した塗布が困難になる。
【００６３】
一方、曲率半径が３００ｍｍよりも大きいと、基材１４をＲ面４で支持するために必要な面圧力が不足する。その結果、基材１４の幅方向に生じているシワを伸ばす効果が喪失して、上述した効果が得られなくなる。
【００６４】
Ｒ面４による基材１４のシワ伸ばし効果は、基材１４の厚さや材料の相違にかかわらず得ることができる。特に、厚みが十数μｍと薄くシワが顕著に生じ易い材料でできた基材、例えばポリエステル系フイルムなどにおいて、顕著な効果が得られる。
【００６５】
吐出孔２がバックブロック８のフラット面３に設けてあることは、上述の第１及び第２の効果の双方にとって重要である。さらに、発明者の検討によれば、ミクロンオーダで均一な線幅を有する塗膜１７を形成するためには、フラット面３における吐出孔２の位置の特定が特に重要である。
【００６６】
具体的には、図２に示す距離Ｘ１及びＸ２を、以下に説明する所定の範囲内に設定することが望ましい。
【００６７】
第１に、フロントブロック７の端面から吐出孔２の端部までの距離Ｘ１は、０．００５ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲に設定されることが好ましい。
【００６８】
Ｘ１を０．００５ｍｍ以上とすることで、孔２から吐出した塗料１５とフロントブロック７の側面との間に、図６に示すような空間Ｐが形成される。これによって、孔２から吐出した塗料１５がフロントブロック７の側面に付着しなくなり、孔２の幅方向寸法と形成されるストライプパターンの塗膜１７の線幅とを等しくすることが可能となる。
【００６９】
Ｘ１が０．００５ｍｍよりも小さいと、空間Ｐが形成されずに、塗料１５がフロントブロック７に付着する。この結果、フロントブロック７の側面で塗料１５が濡れ広がり、所望の線幅で塗膜１７を形成することができなくなる。
【００７０】
一方、Ｘ１が１０ｍｍ以下であれば、Ｒ面４で基材１４のシワを伸ばした後に、基材１４が平坦のままで吐出孔２の上を通過させることができる。これによって、先に述べたように、形成されるストライプ状の塗膜１７の線幅を均一にすることができる。
【００７１】
しかし、Ｘ１が１０ｍｍよりも大きいと、吐出孔２に達するまでに基材１４の表面に再びシワが生じてしまって、上述の効果が損なわれる。
【００７２】
一方、吐出孔２の端部とバックブロック８の端部との距離Ｘ２は、０．１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００７３】
Ｘ２を１０ｍｍ以下とすれば、孔２から吐出されて基材１４とフラット面３との隙間を流れる塗料１５の流体力学的抵抗を、形成されるストライプの塗膜１７のそれぞれについて均一にすることができる。それによって、各ストライプ状塗膜１７の線幅を、均一にすることが可能となる。
【００７４】
Ｘ２が１０ｍｍよりも大きいと流体力学的抵抗のばらつきが生じて、各ストライプの線幅にバラツキが生じる。
【００７５】
一方、Ｘ２の下限値に関しては、Ｘ２は０．１ｍｍ以上にすることが望ましい。これは、Ｘ２が０．１ｍｍよりも小さいと、エッジがシャープになってしまうために、孔２から吐出された塗料が掻き落とされてしまうことがある。
【００７６】
さらに、形成されるストライプ状の塗膜１７の線幅及び厚さの均一化を実現するにあたって、各ブロック７、８、５Ｒ及び５Ｌを組み合わせることによってノズル１が構成される本発明の塗布装置１００の構成は、以下の点で効果的である。
【００７７】
一つのバルク材料からノズルを形成する場合とは違って、塗布装置１００では、塗布される塗料１５の通過経路となるマニホールド１０及びスリット９を、バックブロック８の表面の平面研削によって精度良く加工することができる。特に、スリット９の内面の平面度を数ミクロンオーダで仕上げることが可能となる。スリット９の平面度の精度が高ければ、スリット９の幅をそれだけ高精度で一定にすることができる。
【００７８】
スリット９の幅が一定であれば、マニホールド１０からスリット９へ押し出された塗料１５がスリット９の内部を移動する際に、塗料１５の内部での圧力が塗布幅方向Ｗで均一になる。このような圧力の均一化を整流作用と呼ぶ。この結果、複数の孔２からの塗料の吐出量が均一になり、形成される各ストライプ状の塗膜１７の線幅や厚みが均一になる。
【００７９】
整流効果による圧力の均一化の実現のためには、スリット９の長さ、すなわちマニホールド１０から吐出孔２までの距離を１０〜１００ｍｍの範囲に設定することが好ましい。具体的には、使用する塗料の材料や供給時の圧力、供給量などに応じて、最適な値に設定する。
【００８０】
なお、各ブロック７、８、５Ｒ及び５Ｌの加工にあたっては、スリット９からの塗料１５の漏れを抑制するためには、図４に示すバックブロック８とフロントブロック７との合わせ面１３を平面にする必要がある。
【００８１】
上記の説明では、バックブロック８は一つの部材である。あるいは、図７に示すように、バックブロック８を第１のバックブロック１１及び第２のバックブロック１２を組み合わせて構成しても、同様の効果を得ることができる。このとき、マニホールド１０及びスリット９は、第１のバックブロック１１と第２のバックブロック１２との当接面に形成すればよい。図７において、図１と同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
【００８２】
各ブロック７、８、５Ｒ及び５Ｌの材料は、典型的にはステンレス鋼である。あるいは、ダイス鋼、ハイス鋼、超硬合金などを使用することができる。また、塗布される塗料１５や塗布対象となる基材１４の材料は、特定のものに限られるものではない。
【００８３】
塗布装置１００によって基材１４の上に形成された塗膜１７のパターンの具体的な一例を、図８に模式的に示す。具体的には、矢印Ｄで示す方向に走行する基材１４の表面に、矢印Ｗの方向に並んで配置されたストライプ状の塗膜１７を形成する。
【００８４】
ここでは、フロントブロック７のＲ面４の曲率半径がＲ＝３０ｍｍ、図２を参照して説明した寸法がＸ１＝１ｍｍ及びＸ２＝２ｍｍであり、上から見たときの形状が長方形である吐出孔２が計５００個形成された塗布装置１００を用いている。それぞれの吐出孔２は、塗布幅方向の寸法が２００μｍ、基材走行方向の寸法が１５０μｍである。基材１４は、厚さ１５μｍ、幅１０ｍｍのポリエチレンテレフタレートフイルムである。
【００８５】
その結果として得られた図８に示すストライプ状の塗膜１７は、平均線幅が２００μｍであって、各ストライプの線幅のバラツキが±２μｍの範囲内である。さらに、各ストライプの平均厚さは１μｍであって、厚さのバラツキは±０．０２μｍである。
【００８６】
このように、本発明の塗布装置１００によれば、線幅及び厚さの均一性が非常に高い良好なストライプ状の塗膜の形成が可能である。
【００８７】
（第２の実施形態）
図９〜１２を参照して、本発明の第２の実施形態における塗布装置２００を説明する。
【００８８】
図９は、塗布装置２００の斜視図であり、図１０は、図９の線１０’−１０’における断面図である。また、図１１は、塗布装置２００によって基材１４の表面に塗料が塗布される様子を模式的に示す断面図である。塗布装置２００において、先に説明した塗布装置１００と同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
【００８９】
塗布装置２００が第１の実施形態の塗布装置１００から異なる点は、ノズル３４に含まれるバックブロック８の構成である。具体的には、バックブロック８は、第１〜第３のバックブロック１８〜２０の組み合わせによって構成されている。
【００９０】
図１０に示されるように、第１のバックブロック１８には、第１のマニホールド２７、第１のスリット２４及び第１の吐出孔２１が形成されている。同様に、第２のバックブロック１９には、第２のマニホールド２８、第２のスリット２５及び第２の吐出孔２２が形成されていて、第３のバックブロック２０には、第３のマニホールド２９、第３のスリット２６及び第３の吐出孔２３が形成されている。上記の構成を得るための各バックブロックの加工は、塗布装置１００のバックブロック８に関して説明したものと同様に行えばよい。
【００９１】
第１〜第３のバックブロック１８〜２０の上面は同一平面に置かれて、フラット面３を構成している。このフラット面３は、塗布装置１００のバックブロック８のフラット面３と同様に機能する。
【００９２】
第１〜第３の吐出孔２１〜２３は、このフラット面３において、基材走行方向Ｄに３列に並べられている。さらに、各列において、吐出孔２１〜２３は塗布幅方向Ｗに等ピッチで配列されている。第１列にある第１の吐出孔２１、第２列にある第２の吐出孔２２、及び第３列にある第３の吐出孔２３は、それぞれ異なる塗料を吐出してそれぞれの塗膜をストライプ状に形成するために使用される。そのため第１〜第３の吐出孔２１〜２３は、形成されるそれぞれのストライプ状の塗膜が相互に重なり合わないように配置されている。これによって、異なる３種類の塗料を、相互に重なり合うことなく且つ正確なパターンで、基材１４の表面上に同時にストライプ状に塗布することができる。
【００９３】
図１１に示されるように、塗布装置２００では、第１の塗料４７は、定量ポンプ等の供給手段（図示せず）によって、第１の塗料供給配管３１から第１のマニホールド２７に供給される。その後、供給時の圧力によって、第１の塗料４７は第１のマニホールド２７から第１のスリット２４へ押し出され、さらに第１の吐出孔２１から吐出されて、走行している基材１４の表面に塗布される。これによって、基材１４の表面に、所定のストライプパターンで第１の塗膜５２が形成される。
【００９４】
同様に、第２の塗料４８は、定量ポンプ等の供給手段によって第２の塗料供給配管３２から第２のマニホールド２８に供給され、さらに第２のスリット２５及び第２の吐出孔２２を介して基材１４の表面に塗布されて、所定のストライプパターンで第２の塗膜５３が形成される。同様に、第３の塗料４９は、定量ポンプ等の供給手段によって第３の塗料供給配管３３から第３のマニホールド２９に供給され、さらに第３のスリット２６及び第３の吐出孔２３を介して基材１４の表面に塗布されて、所定のストライプパターンで第３の塗膜５４が形成される。
【００９５】
このようにして、塗布装置２００では、異なる種類の塗料４７〜４９が第１〜第３の吐出孔２１〜２３からそれぞれ吐出されて、基材１４の上に第１〜第３の塗膜５２〜５４が並んで形成される。
【００９６】
塗布装置２００によって基材１４の上に形成された第１〜第３の塗膜５２〜５４のパターンの具体的な一例を、図１２に模式的に示す。具体的には、矢印Ｄで示す方向に走行する基材１４の表面に、矢印Ｗの方向に並んで順に配置されたストライプ状の第１〜第３の塗膜５２〜５４を形成する。
【００９７】
使用した塗布装置２００では、上から見たときの形状がそれぞれ長方形である第１〜第３の吐出孔２１〜２３が、各５００個ずつ形成されている。第１〜第３の吐出孔２１〜２３のそれぞれは、塗布幅方向の寸法が１００μｍ、基材走行方向の寸法が７５μｍである。また、幅方向Ｗの配列ピッチはいずれも３００μｍである。基材１４は、厚さ１５μｍ、幅１８０ｍｍのポリエチレンテレフタレートフイルムである。また、第１〜第３の塗料４７〜４９は、樹脂及び溶剤にそれぞれ赤、青、緑の顔料を分散して得られたものである。
【００９８】
その結果として得られた図１２に示すストライプ状の第１〜第３の塗膜５２〜５４は、平均線幅が１００μｍであって、各ストライプの線幅のバラツキが±２μｍの範囲内である。さらに、各ストライプの平均厚さは１μｍであって、厚さのバラツキは±０．０２μｍである。また、各塗膜が幅方向に相互に重なり合うことがない。
【００９９】
このように、本発明の塗布装置２００によれば、複数の塗料の塗膜が幅方向に重なり合うことなく正確に塗布されたストライプパターンを、各ストライプの線幅及び厚さの均一性が非常に高い状態で形成することができる。
【０１００】
本実施形態を赤、青、緑の各色からなるカラーフィルタの製造に適用すると、フィルタ表面が平坦で、且つ隣り合う色の部分が相互に密着しながらも重なり合うことがない状態で、カラーフィルタを形成できる。従来のカラーフィルタの製造方法である印刷法では、得られるカラーフィルタの赤、青、緑の各画素に相当する印刷膜が、凸形の断面形状を有する。そのため、画素の中央部と端部とでは、色濃度の差が顕著に発生する。これに対して本実施形態によるカラーフィルタでは、各画素に相当する塗膜が均一な厚さで形成されるので、その中央部と両端部とでの色濃度の差がきわめて小さい。これによって、カラーフィルタの製品性能が格段に向上する。
【０１０１】
従来のカラーフィルタでは、得られる塗布膜の凸形の断面形状に起因する上述の問題点を克服するために、製造されたカラーフィルタの表面の平滑処理等の後工程が必要である。これに対して本実施形態で得られるカラーフィルタでは、そのような後工程は必要無い。さらに、本実施形態によれば、従来の製造方法とは違って、単一のノズルによって３色のストライプを同時に形成することができるので、設備費用の低減や製造工程の簡略化が実現できる。このように、本実施形態をカラーフィルタの製造に適用することによって、カラーフィルタのコスト削減が可能となる。
【０１０２】
上記の説明では、３種類の異なった塗料を塗布する装置として、本実施形態を説明している。しかし、本実施形態はそれに限られるものではない。２種類の異なった塗料あるいは４種類以上の異なった種類の塗料を基材上に塗布して各塗膜のストライプパターンを形成する目的で、上記説明における塗布装置２００を改良することは当業者には容易であろう。
【０１０３】
本実施形態の塗布装置２００でも、第１の実施形態の塗布装置１００においてと同様に、Ｚ、Ｘ１、Ｘ２及びＲの値を先述の範囲内に設定することによって、同様な効果を得ることができる。
【０１０４】
（第３の実施形態）
図１３〜１６を参照して、本発明の第３の実施形態における塗布装置３００を説明する。
【０１０５】
図１３は、塗布装置３００の斜視図であり、図１４は、図１３の線１４’−１４’における断面図である。また、図１５は、塗布装置３００によって基材１４の表面に塗料が塗布される様子を模式的に示す断面図である。塗布装置３００において、先に説明した塗布装置１００と同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
【０１０６】
塗布装置３００が第１の実施形態の塗布装置１００から異なる点は、フロントブロック７の構成である。
【０１０７】
具体的には、図１４に示されるように、第１のフロントブロック３５及び第２のフロントブロック３６を組み合わせることによって、フロントブロック７が構成されている。さらに、第１のフロントブロック３５及び第２のフロントブロック３６の当接面は、組み合わせることによって第１のマニホールド３８及び第１のスリット３７が形成されるような形状に加工されている。
【０１０８】
第１のスリット３７は、第１のマニホールド３８の上端からフロントブロック７の上端のＲ面４まで貫通しており、Ｒ面４に開口している。図１３に示されているように、第１のスリット３７は塗布幅方向に連続しており、Ｒ面４におけるその開口部も塗布幅方向Ｗに連続している。さらに、第１のマニホールド３８には、第１の塗料４３を外部から供給するための第１の配管４１が接続されている。
【０１０９】
一方、バックブロック８の内部は、第１の実施形態における塗布装置１００と同様に、マニホールド４０、スリット３９、及び吐出孔２が設けられている。これらマニホールド４０、スリット３９、及び吐出孔２の構成や製造方法は塗布装置１００と場合と同様であるので、その説明は省略する。ただし、本実施形態では、マニホールド４０及びスリット３９については、フロントブロック７に設けられる第１のマニホールド３８及び第１のスリット３７と区別するために、便宜上それぞれ第２のマニホールド４０及び第２のスリット３９と称する。第２のマニホールド４０には、第２の塗料４４を外部から供給するための第２の配管４２が接続されている。
【０１１０】
塗布装置３００を使用することによって、異なった種類の塗料を、多層に積層して基材１４の表面上に塗布することができる。
【０１１１】
図１５において、塗布装置３００では、第１の塗料４３は、定量ポンプ等の供給手段（図示せず）によって、第１の塗料供給管４１から第１のマニホールド３８に供給される。その後、供給時の圧力によって、第１の塗料４３は第１のマニホールド３８から第１のスリット３７へ押し出されて吐出され、走行している基材１４の表面に塗布される。これによって、基材１４の表面に、所定のストライプパターンで第１の塗膜４５が形成される。
【０１１２】
塗布装置３００では、基材１４を、フロントブロック７のＲ面４に直接接触しないように走行させる。第１の塗料４３は、第１のスリット３７から塗布幅方向Ｗに均一に吐出される。これにより、第１の塗膜４５は、基材１４のほぼ前面にわたって、幅方向Ｗで均一に且つ均一な厚さで形成される。
【０１１３】
塗布装置３００では、基材１４はＲ面４に対して、第１の塗料４３によって浮上させられながら走行することになる。基材１４がＲ面４に摺動しながら走行すると、摩擦抵抗によって基材１４の走行速度が変動することがあるが、塗布装置３００ではそのような原因による走行速度の変動が無いので、形成される塗膜の線幅の変動を皆無とすることが可能である。これによって、基材１４の走行が滑らかになると同時に、基材１４の塗布幅方向のシワを無くすことができる。
【０１１４】
このようにして、基材１４の表面に、下層として機能する第１の塗料４３を幅方向に均一に塗布した直後に、さらに第２の塗料４４を上層として塗布する。第２の塗料４４は、定量ポンプ等の供給手段（図示せず）によって、第２の塗料供給配管４２から第２のマニホールド４０に供給される。その後、供給時の圧力によって、第２の塗料４４は第２のマニホールド４０から第２のスリット３９へ押し出され、さらに吐出孔２から吐出されて、第１の塗膜４５の表面に塗布される。これによって、第１の塗膜４５及び第２の塗膜４６が積層されたストライプパターンが、基材１４の表面に形成される。
【０１１５】
本実施形態を電子部品の製造、例えば積層セラミックチップコンデンサ（以下、チップコンデンサと略す）の製造に適用すれば、その製造工程を簡略化することができる。これによって、製品コストが大幅に削減される。同時に、製造されるチップコンデンサの容量を、大幅に向上することができる。
【０１１６】
従来のチップコンデンサの製造方法では、基材の上にまずチタン酸バリウム等からなる誘電体層を形成し、次に、その上に導電ペーストを内部電極としてパターン印刷する。その後に、得られた誘電体層と導電ペースト層との積層構造を、基材から剥離する。このようにして得られた積層構造をさらに複数枚重ね合わせることによって、チップコンデンサが製造される。
【０１１７】
それに対して本実施形態をチップコンデンサの製造に適用すれば、基材の上に、誘電体層と導電ペースト層とを順次ほぼ同時に塗布することができる。これにより、従来技術では二つの工程が必要であったところを一つの工程で生産でき、生産性が格段に向上する。
【０１１８】
さらに、従来の方法では、印刷によって導電ペースト層を所定パターンに形成して内部電極とするので、内部電極の厚さのバラツキが、厚さ１μｍに対して±０．２μｍと大きくなる。このため、積層数の上限は１００層前後になる。それに対して本実施形態によれば、内部電極となる導電ペースト層の厚さのばらつきは、厚さ１μｍに対して±０．０２μｍに抑えられる。この結果、積層ズレなどの問題が発生せず、２００層前後まで積層することが可能になる。
【０１１９】
本実施形態によれば、チップコンデンサ内部における積層数をこのように増やすことができるので、大きな容量を有するチップコンデンサを製造することができる。
【０１２０】
塗布装置３００によって基材１４の上に形成された第１の塗膜４５及び第２の塗膜４６のパターンの具体的な一例を、図１６に模式的に示す。具体的には、矢印Ｄで示す方向に走行する基材１４の表面に、まず下地としての第１の塗膜４５を形成し、その上にさらに、矢印Ｗの方向に並んで配置されたストライプ状の第２の塗膜４６を形成する。
【０１２１】
ここでは、フロントブロック７のＲ面４の曲率半径がＲ＝３０ｍｍ、図２を参照して説明した寸法がＸ１＝１ｍｍ及びＸ２＝２ｍｍであり、上から見たときの形状が長方形である吐出孔２が計５０個形成された塗布装置３００を用いている。それぞれの吐出孔２は、塗布幅方向の寸法が１ｍｍ、基材走行方向の寸法が２００μｍである。基材１４は、厚さ５０μｍ、幅１２０ｍｍのポリエチレンテレフタレートフイルムである。また、第１の塗料４３としてセラミックスラリを、第２の塗料４４として導電性ペーストを、それぞれ塗布する。
【０１２２】
その結果として得られた図１６に示すストライプ状の第２の塗膜４６は、平均線幅が１ｍｍであって、各ストライプの線幅のバラツキが±１０μｍの範囲内である。さらに、各ストライプの平均厚さは１μｍであって、厚さのバラツキは±０．０２μｍである。
【０１２３】
このように、本発明の塗布装置３００によれば、下層である第１の塗膜４５の上に、上層としての第２の塗膜４６を、線幅及び厚さの均一性が非常に高い良好なストライプパターンとして形成できる。
【０１２４】
本実施形態をチップコンデンサの製造に適用すると、２００層程度までの多層積層構造を形成することができて、大容量のチップコンデンサを容易に製造することができる。
【０１２５】
本実施形態の塗布装置３００でも、第１の実施形態の塗布装置１００においてと同様に、Ｚ、Ｘ１、Ｘ２及びＲの値を先述の範囲内に設定することによって、同様な効果を得ることができる。ただし、本実施形態では、Ｚの値は図１５に示されているように、第１の塗膜４５の表面からバックブロック８のフラット面４までの間隔として設定される。
【０１２６】
（第４の実施形態）
図１７及び図１８を参照して、本発明の第４の実施形態における塗布装置４００を説明する。
【０１２７】
図１７は、塗布装置４００の断面図である。また、図１８は、塗布装置４００によって基材１４の表面に塗料が塗布される様子を模式的に示す断面図である。塗布装置４００において、先に説明した塗布装置３００と同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
【０１２８】
塗布装置３００に対して塗布装置４００では、フロントブロック７の上面のＲ面４の端部と、バックブロック７の上面のフラット面３との間に、段差が設けられていない。これによって、下層である第１の塗膜４５に埋没した状態で、第２の塗膜４６を形成することができる。
【０１２９】
第２の塗膜４６を所定の幅及び深さを有するように形成するには、第２の塗料４４を塗布幅方向に広げず、かつ第１の塗膜４５の中に所定の深さで埋没させる必要がある。そのためには、基材１４と第１の塗膜４５とからの面圧力を、吐出孔２から吐出した第２の塗料４４に印加させないようにする必要がある。したがって、すでに述べたように、基材１４をフラット面３と実質的に平行に走行させることが極めて重要である。
【０１３０】
本実施形態をチップコンデンサの製造に適用すれば、製造されるチップコンデンサの容量をさらに大幅に向上させることができる。すなわち、本実施形態によれば、第１の塗膜４５として形成される誘電体層の表面と、第２の塗膜４６としてストライプ状に形成される内部電極層の表面との間に段差が生じないため、積層数を３００層前後にまで増加させることができる。これによって、製造されるチップコンデンサの容量がさらに増加する。
【０１３１】
塗布装置４００によって基材１４の上に形成された第１の塗膜４５及び第２の塗膜４６のパターンの具体的な一例を、図１８に模式的に示す。具体的には、矢印Ｄで示す方向に走行する基材１４の表面に、まず下地としての第１の塗膜４５を形成し、そこにさらに、矢印Ｗの方向に並んで配置されたストライプ状の第２の塗膜４６を形成する。
【０１３２】
ここでは、フロントブロック７のＲ面４の曲率半径がＲ＝３０ｍｍ、図２を参照して説明した寸法がＸ１＝１ｍｍ及びＸ２＝２ｍｍであり、上から見たときの形状が長方形である吐出孔２が計５０個形成された塗布装置４００を用いている。それぞれの吐出孔２は、塗布幅方向の寸法が１ｍｍ、基材走行方向の寸法が２００μｍである。基材１４は、厚さ５０μｍ、幅１２０ｍｍのポリエチレンテレフタレートフイルムである。また、第１の塗料４３としてセラミックスラリを、第２の塗料４４として導電性ペーストを、それぞれ塗布する。
【０１３３】
その結果として得られた図１８に示すストライプ状の第２の塗膜４６は、平均線幅が１ｍｍであって、各ストライプの線幅のバラツキが±１０μｍの範囲内である。さらに、各ストライプの平均厚さは１μｍであって、厚さのバラツキは±０．０２μｍである。
【０１３４】
このように、本発明の塗布装置４００によれば、下層である第１の塗膜４５の上に、上層としての第２の塗膜４６を、線幅及び厚さの均一性が非常に高い良好なストライプパターンとして形成が可能である。
【０１３５】
本実施形態をチップコンデンサの製造に適用すると、３００層程度までの多層積層構造を形成することができて、大容量のチップコンデンサを容易に製造することができる。
【０１３６】
（第５の実施形態）
図１９及び図２０を参照して、本発明の第５の実施形態における塗布装置５００を説明する。
【０１３７】
図１９は、塗布装置５００の斜視図である。また、図２０は、塗布装置５００によって基材１４の表面に塗料が塗布される様子を模式的に示す断面図である。塗布装置５００において、第２の実施形態に関連して説明した塗布装置２００に対応して同様な機能を発揮する構成要素には、同じ参照番号を付している。なお、塗布装置２００と５００とでは基材１４の走行方向がお互いに逆向きになるように描かれているが、本発明の特徴に本質的な影響をもたらすものではない。
【０１３８】
本実施形態の塗布装置５００に含まれるノズル８０は、中央ブロック８１と２つのサイドブロック５Ｒ及び５Ｌとから構成されている。各ブロック８１、５Ｒ及び５Ｌは、互いにネジ（図示せず）で連結されている。また、一方のサイドブロック５Ｒには、塗料を供給する配管３１〜３３が接続されている。
【０１３９】
中央ブロック８１の先端部は基材側に突き出た形状になっており、さらにその上面はフラット面５０に加工されている。フラット面５０は、図２０に示す基材走行方向Ｄに沿った寸法Ｘ３の範囲内でミクロンオーダの平面度を有するように、加工される。
【０１４０】
さらに、中央ブロック８１の内部には、第１〜第３のマニホールド２７〜２９が形成されている。それぞれのマニホールド２７〜２９の上方には、塗布幅方向Ｗに連続した第１〜第３のスリット２４〜２６が設けられている。さらに、それぞれのスリット２４〜２６の先端から、フラット面５０に貫通する第１〜第３の孔２１〜２３が、所定の間隔でそれぞれ複数個ずつ設けられている。これら第１〜第３の孔２１〜２３は塗料を吐出する吐出孔として機能するものであり、図１９に示すように、矢印Ｗで示す塗布幅方向に沿って、フラット面５０の上に所定のパターンで開口される。
【０１４１】
具体的には、第１〜第３の吐出孔２１〜２３は、フラット面５０において、基材走行方向Ｄに３列に並べられている。さらに、各列において、吐出孔２１〜２３は塗布幅方向Ｗに等ピッチで配列されている。第１列にある第１の吐出孔２１、第２列にある第２の吐出孔２２、及び第３列にある第３の吐出孔２３は、それぞれ異なる塗料を吐出してそれぞれの塗膜をストライプ状に形成するために使用される。そのため第１〜第３の吐出孔２１〜２３は、形成されるそれぞれのストライプ状の塗膜が相互に重なり合わないように配置されている。これによって、異なる３種類の塗料を、相互に重なり合うことなく且つ正確なパターンで、基材１４の表面上に同時にストライプ状に塗布することができる。
【０１４２】
塗布装置５００では、第１の塗料４７は、定量ポンプ等の供給手段（図示せず）によって、第１の塗料供給配管３１から第１のマニホールド２７に供給される。その後、供給時の圧力によって、第１の塗料４７は第１のマニホールド２７から第１のスリット２４へ押し出され、さらに第１の吐出孔２１から吐出されて、走行している基材１４の表面に塗布される。これによって、基材１４の表面に、所定のストライプパターンで第１の塗膜５２が形成される。
【０１４３】
同様に、第２の塗料４８は、定量ポンプ等の供給手段によって第２の塗料供給配管３２から第２のマニホールド２８に供給され、さらに第２のスリット２５及び第２の吐出孔２２を介して基材１４の表面に塗布されて、所定のストライプパターンで第２の塗膜が形成される。同様に、第３の塗料４９は、定量ポンプ等の供給手段によって第３の塗料供給配管３３から第３のマニホールド２９に供給され、さらに第３のスリット２６及び第３の吐出孔２３を介して基材１４の表面に塗布されて、所定のストライプパターンで第３の塗膜が形成される。
【０１４４】
このようにして、塗布装置５００では、異なる種類の塗料４７〜４９が第１〜第３の吐出孔２１〜２３からそれぞれ吐出されて、基材１４の上に第１〜第３の塗膜が並んで形成される。
【０１４５】
さらに、塗布装置５００では、ノズル８０の先端のフラット面５０に対向する位置にバックアップ板５１を配置する。バックアップ板５１は、ノズル８０のフラット面５０に対向している面５１ａに沿って、基材１４を走行させるためのものである。図２０に示す基材走行方向Ｄの寸法Ｘ４の範囲（この範囲を、「バックアップ板５１の基材走行領域」と称する）では、バックアップ板５１の表面５１ａは、ミクロンオーダの平面度を有するフラット面５１ｂに加工されている。一方、そのフラット面５１ｂの両端では、基材を支持しながら走行させられるように、適切な曲率半径を有する曲面５１ｃ及び５１ｄが形成されている。
【０１４６】
ノズル８０のフラット面５０とバックアップ板５１のフラット面５１ｂとは、お互いに実質的に平行に配置される。また、中央ブロック８１の基材走行方向Ｄに沿った幅Ｘ３（「フラット面５０の基材走行領域」とも称する）を、Ｘ４≧Ｘ３という関係式が満たされるように設定する。このとき、基材１４とフラット面５０との間のギャップＧは、ウェット状態にある塗膜の厚さの約２倍になるように設定する。
【０１４７】
以上の構成を有する塗布装置５００では、バックアップ板５１の表面５１ａによって支持されながら走行する基材１４の表面に、第１〜第３の吐出孔２１〜２３から吐出された３種類の塗料がストライプ状に塗布される。その際に、基材１４はバックアップ板５１によって支持されているので、中央ブロック８１のフラット面５０と基材１４との間のギャップＧを一定に保つことができる。そのため、基材１４とフラット面５０の隙間を塗料が線状に流れる際に、乱れが発生しない。これによって、ストライプ状の塗膜を安定して形成することができる。
【０１４８】
塗布装置５００は、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造に適用することができる。例えば、上から見たときの形状がそれぞれ長方形である第１〜第３の吐出孔２１〜２３が各５００個ずつ形成されている塗布装置５００を使用して、カラーフィルタを製造することができる。このとき、第１〜第３の吐出孔２１〜２３のそれぞれは、塗布幅方向の寸法を１００μｍ、基材走行方向の寸法を７５μｍとすればよい。また、幅方向Ｗの配列ピッチはいずれも３００μｍとする。基材１４は、典型的には、厚さ１５μｍ、幅１８０ｍｍのポリエチレンテレフタレートフイルムである。また、第１〜第３の塗料４７〜４９は、典型的には、樹脂及び溶剤にそれぞれ赤、青、緑の顔料を分散したものが使用される。
【０１４９】
その結果、ストライプ状の各塗膜の平均線幅が１００μｍであって、各ストライプの線幅のバラツキが±２μｍの範囲内であるパターンを形成することができる。さらに、各ストライプの平均厚さは１μｍであって、厚さのバラツキは±０．０２μｍである。また、各塗膜が幅方向に相互に重なり合うことがない。
【０１５０】
このように、本実施形態の塗布装置５００によれば、複数の塗料の塗膜が幅方向に重なり合うことなく正確に塗布されたストライプパターンを、各ストライプの線幅及び厚さの均一性が非常に高い状態で形成することができる。
【０１５１】
本実施形態を赤、青、緑の各色からなるカラーフィルタの製造に適用すると、フィルタ表面が平坦で、且つ隣り合う色の部分が相互に密着しながらも重なり合うことがない状態で、カラーフィルタを形成できる。従来のカラーフィルタの製造方法である印刷法では、得られるカラーフィルタの赤、青、緑の各画素に相当する印刷膜が、凸形の断面形状を有する。そのため、画素の中央部と端部とでは、色濃度の差が顕著に発生する。これに対して本実施形態によるカラーフィルタでは、各画素に相当する塗膜が均一な厚さで形成されるので、その中央部と両端部とでの色濃度の差がきわめて小さい。これによって、カラーフィルタの製品性能が格段に向上する。
【０１５２】
従来のカラーフィルタでは、得られる塗布膜の断面形状に起因する上述の問題点を克服するために、製造されたカラーフィルタの表面の平滑処理等の後工程が必要である。これに対して本実施形態で得られるカラーフィルタでは、そのような後工程は必要無い。さらに、本実施形態によれば、従来の製造方法とは違って、単一のノズルによって３色のストライプを同時に形成することができるので、設備費用の低減や製造工程の簡略化が実現できる。このように、本実施形態をカラーフィルタの製造に適用することによって、カラーフィルタのコスト削減が可能となる。
【０１５３】
上記の説明では、３種類の異なった塗料を塗布する装置として、本実施形態を説明している。しかし、本実施形態はそれに限られるものではない。２種類の異なった塗料あるいは４種類以上の異なった種類の塗料を基材上に塗布して各塗膜のストライプパターンを形成する目的で、上記説明における塗布装置５００を改良することは当業者には容易であろう。
【０１５４】
また、以上の第５の実施形態の説明では、中央ブロック８１と２つのサイドブロック５Ｒ及び５Ｌとによって、ノズル８０が構成されている。あるいは、第２の実施形態における塗布装置２００のバックブロック８を第１〜第３のバックブロック１８〜２０の組み合わせによって構成したように、中央ブロック８１を複数のブロックの組み合わせによって構成してもよい。その場合には、これまでの実施形態の場合と同様に、中央ブロック８１の内部のマニホールドやスリットを平面研削によって精度良く形成することができる。
【０１５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の塗布装置及び塗布方法によれば、所望の幅を有するストライプ状の塗膜のパターンを、正確に形成することができる。また、線幅の変動も抑制される。さらに、塗膜の厚さも、所定の値に制御良く設定することができる。
【０１５６】
従って、例えば液晶表示装置用カラーフィルタの形成や積層セラミックチップコンデンサの電極パターンの形成など、電子部品に関係するパターン形成などにおいて、製品性能及び品質の向上、ならびに製品コストの大幅な低減が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における塗布装置の斜視図である。
【図２】図１の線２’−２’における断面図である。
【図３】図１の塗布装置のノズルを構成する各ブロックの斜視図であって、（ａ）は一方のサイドブロック、（ｂ）はバックブロック、（ｃ）はフロントブロック、ならびに（ｄ）はもう一方のサイドブロックを示す。
【図４】図１の塗布装置のノズル先端近傍の拡大斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の塗布装置における吐出孔の形状の変形例をそれぞれ示す図である。
【図６】図１の塗布装置による塗膜の形成を模式的に示す断面図である。
【図７】図１の塗布装置のノズルのある変形例の断面図である。
【図８】図１の塗布装置により形成されたストライプ状の塗膜を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における塗布装置の斜視図である。
【図１０】図９の線１０’−１０’における断面図である。
【図１１】図９の塗布装置による塗膜の形成を模式的に示す断面図である。
【図１２】図９の塗布装置により形成されたストライプ状の塗膜を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における塗布装置の斜視図である。
【図１４】図１３の線１４’−１４’における断面図である。
【図１５】図１３の塗布装置による塗膜の形成を模式的に示す断面図である。
【図１６】図１３の塗布装置により形成されたストライプ状の塗膜を模式的に示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態における塗布装置の断面図であり、同装置による塗膜の形成を模式的に示す。
【図１８】図１７の塗布装置により形成されたストライプ状の塗膜を模式的に示す図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態における塗布装置の斜視図である。
【図２０】図１９の線２０’−２０’における断面図である。
【符号の説明】
１、３４、８０  ノズル
２  吐出孔
３  フラット面
４  Ｒ面
５Ｒ、５Ｌ    サイドブロック
６  塗料供給配管
７  フロントブロック
８  バックブロック
９  スリット
１０  マニホールド
１３  合わせ面
１４  基材
１５  塗料
１６  ロール
１７  塗膜
１８、１１  第１のバックブロック
１９、１２  第２のバックブロック
２０  第３のバックブロック
２１  第１の吐出孔
２２  第２の吐出孔
２３  第３の吐出孔
２４、３７  第１のスリット
２５、３９  第２のスリット
２６  第３のスリット
２７、３８  第１のマニホールド
２８、４０  第２のマニホールド
２９  第３のマニホールド
３１、４１  第１の塗料供給配管
３２、４２  第２の塗料供給配管
３３  第３の塗料供給配管
３５  第１のフロントブロック
３６  第２のフロントブロック
４７、４３  第１の塗料
４８、４４  第２の塗料
４９  第３の塗料
５０  フラット面
５１  バックアップ板
５２、４５  第１の塗膜
５３、４６  第２の塗膜
５４  第３の塗膜
８１  中央ブロック
１００、２００、３００、４００、５００  塗布装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003585136.tif 000017
【図１７】
0003585136.tif 000018
【図１８】
0003585136.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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