(57)【要約】  【課題】塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に付着した塗布液の清掃において、清掃部材の摺接経路外に残存した塗布液やその乾燥固着物を容易に除去し、ディスプレイの品位向上および生産性向上を実現することができる清掃方法および清掃装置並びにディスプレイ用部材の製造方法および製造装置を提供する。  【解決手段】塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部を清掃する塗布用ダイの清掃方法であって、清掃部材を前記塗布用ダイの長手方向に摺接させることにより前記塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に存在する塗布液を除去する塗布液除去工程、及び前記清掃部材の摺接経路外に残存する塗布液を除去する残存塗布液除去工程を有することを特徴とする塗布用ダイの清掃方法。【選択図】図１
2006167508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部を清掃する塗布用ダイの清掃方法であって、清掃部材を前記塗布用ダイの長手方向に摺接させることにより前記塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に存在する塗布液を除去する塗布液除去工程、及び前記清掃部材の摺接経路外に残存する塗布液を除去する残存塗布液除去工程を有することを特徴とする塗布用ダイの清掃方法。
【請求項２】
前記残存塗布液除去工程は、清掃部材を前記塗布用ダイの長手方向に摺接させることにより行うものであることを特徴とする請求項１に記載の塗布用ダイの清掃方法。
【請求項３】
前記塗布液除去工程と前記残存塗布液除去工程に用いる清掃部材は、互いに異なるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布用ダイの清掃方法。
【請求項４】
前記残存塗布液除去工程において、洗浄液を用いて残存塗布液を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塗布用ダイの清掃方法。
【請求項５】
前記洗浄液は前記塗布液の構成溶媒と互いに可溶である溶剤であることを特徴とする請求項４に記載の塗布用ダイの清掃方法。
【請求項６】
請求項1〜５のいずれかに記載の塗布用ダイの清掃方法を用いてディスプレイ用部材を製造することを特徴とするディスプレイ用部材の製造方法。
【請求項７】
塗布液を吐出するための一方向に伸びる吐出口を有する塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部を清掃する塗布用ダイの清掃装置であって、前記塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部の塗布液が存在する領域を摺接して清掃する第１の清掃部材と、さらに前記第１の清掃部材の摺接経路外の塗布液が残存する領域を摺接することによって清掃する第２の清掃部材と、前記第１と第２の清掃部材を塗布用ダイの長手方向に移動させる機構を備えることを特徴とする塗布用ダイの清掃装置。
【請求項８】
前記第２の清掃部材の摺接経路に洗浄液を付与させる洗浄液付与手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の塗布用ダイの清掃装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の塗布用ダイの清掃装置を具備してなることを特徴とするディスプレイ用部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタ並びにアレイ基板、プラズマディスプレイ用パネル、光学フィルタなどの製造分野に使用されるものであり、詳しくはガラス基板などの被塗布部材表面に塗布液を塗布する際に、好適に用いられるダイコータの塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に付着する塗布液の清掃方法および清掃装置、並びにこれらを用いたディスプレイ用部材の製造方法および製造装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶用ディスプレイは、カラーフィルタ、アレイ基板などにより構成されているが、カラーフィルタ、アレイ基板ともに、低粘度の液体材料を塗布して乾燥させ、塗布膜を形成する製造工程が多く含まれている。たとえば、カラーフィルタの製造工程では、ガラス基板上に黒色のフォトレジスト材の塗布膜を形成し、フォトリソ法により塗布膜を格子状に加工した後に、格子間に赤色、青色、緑色のフォトレジスト材の塗布膜を同様の手法により順次形成していく。その他にも、フォトレジスト材を塗布して塗布膜を形成後、カラーフィルタとアレイ基板との間に注入される液晶のスペースを形成する柱にしたり、カラーフィルタ上の表面の凹凸を平滑化するためのオーバーコート塗布膜を形成する製造工程などもある。
【０００３】
この塗布膜形成のための塗布装置としては、従来スピナー、バーコータなどが使用されていたが、塗布液の消費量削減や消費電力削減、さらに塗布基板大型化に伴う装置の大型化が困難であることなどにより、近年に至ってダイコータ（例えば特許文献１）の使用が増加してきている。
【０００４】
このダイコータを使用して、ガラス基板などの枚葉状の被塗布部材に塗布する場合、一度塗布液の塗布を行うと、塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に塗布液の一部が付着する。再び塗布を行う際に、吐出口面およびその隣接部に塗布液が付着したままであると、塗布用ダイから吐出される塗布液と共に、付着していた塗布液もガラス基板に塗布されるため、均一な塗布面が得られなくなる。また、塗布液が感光性アクリル系ペースト、フォトレジスト等の揮発性の高いものであると、塗布用ダイに付着した塗布液が容易に揮発し、スジむらなどの塗布欠点が発生することがある。
【０００５】
そのため、一回の塗布が終了するごとに、塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部を清掃部材により清掃して、付着した塗布液を除去することが行われている（例えば特許文献２）。また、この方法では、清掃部材に付着した塗布液が吐出口面およびその隣接部と清掃部材との摺接開始部に転写されるため、多数回に亘って清掃を行うと転写された塗布液が次第に集積していくが、この問題に対しては、清掃のたびに清掃部材を洗浄するなどの改善がなされている（例えば特許文献３）。
【特許文献１】特開平６−３３９６５６号公報（第５欄１８行目〜第９欄１３行目、図１）
【特許文献２】特開平９−１８７７１０号公報（第７欄３８行目〜第９欄３５行目、図４）
【特許文献３】特開平１１−３００２６１号公報（第５欄２０行目〜第７欄３３行目、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記発明の手段などを用いることで塗布液が付着している塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部を清掃しても、塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に付着している塗布液の量が多いと、清掃部材の摺接経路外に塗布液がせり上がって残存することがある。このせり上がりにより残存した塗布液は、多数回に亘る清掃によって次第に集積、乾燥し、乾燥した固着物片の落下による塗布欠点や、固着物との磨耗による清掃部材の耐久性低下および磨耗粉による塗布欠点などを引き起こし、ディスプレイの品質低下の一因となっている。また、この品質低下を未然に防止するために、塗布液の溶剤を布に湿らせて、せり上がりにより残存した塗布液やその乾燥固着物を人手により拭取ることが行われているが、一定間隔ごとに装置を停止して清掃する必要があることから、生産性低下の一因にもなっている。
【０００７】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に付着した塗布液の清掃において、清掃部材の摺接経路外に残存した塗布液やその乾燥固着物を容易に除去することが可能な清掃方法および清掃装置、並びにこれらを用いたディスプレイ用部材の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、以下に述べる手段により達成される。
【０００９】
本発明に係る清掃方法は、塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部を清掃する塗布用ダイの清掃方法であって、清掃部材を前記塗布用ダイの長手方向に摺接させることにより前記塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に存在する塗布液を除去する塗布液除去工程、及び前記清掃部材の摺接経路外に残存する塗布液を除去する残存塗布液除去工程を有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記残存塗布液除去工程は、清掃部材を前記塗布用ダイの長手方向に摺接させることにより、前記塗布用ダイに付着した残存塗布液を除去することが好ましい。また、前記塗布液除去工程と前記残存塗布液除去工程では、別個の清掃部材を用いて、塗布液を除去することが好ましい。さらに、前記残存塗布液除去工程では、洗浄液を用いて残存塗布液を除去することが好ましく、前記洗浄液は前記塗布液の構成溶媒と互いに可溶である溶剤であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るディスプレイ用部材の製造方法は、上記に記載の清掃方法を用いてディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る清掃装置は、塗布液を吐出するための一方向に伸びる吐出口を有する塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部を清掃する塗布用ダイの清掃装置であって、前記塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部の塗布液が存在する領域を摺接して清掃する第１の清掃部材と、さらに前記第１の清掃部材の摺接経路外の塗布液が残存する領域を摺接することによって清掃する第２の清掃部材と、前記第１と第２の清掃部材を塗布用ダイの長手方向に移動させる機構を備えることを特徴とする。ここで、前記第２の清掃部材の摺接経路に洗浄液を付着させる洗浄液付着手段を備えることが好ましい。本発明に係るディスプレイ用部材の製造装置は、上記に記載の清掃装置を用いてディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る清掃方法および清掃装置を用いれば、塗布用ダイの吐出口面およびその隣接部に付着した塗布液の清掃において、第１の清掃部材だけでは除去できずに残存した塗布液やその乾燥固着物を第２の清掃部材により完全に除去できるので、残存塗布液や乾燥固着物片の落下による塗布欠点の発生や、固着物との磨耗による清掃部材の耐久性低下および磨耗粉による塗布欠点の発生、さらに、一定間隔ごとに装置を停止して残存塗布液や乾燥固着物を人手により清掃除去することによる生産性低下を解消することが可能となる。
【００１４】
本発明に係るディスプレイ用部材の製造方法および製造装置によれば、上記の優れた清掃方法および清掃装置を用いてディスプレイ用部材を製造するのであるから、優れた塗布品位のディスプレイ用部材を低コストで製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の塗布用ダイ清掃装置１３を適用したダイコータ１の一例を示す概略斜視図、図２は塗布用ダイ清掃装置１３の清掃ユニット１４を示す概略斜視図、図３は清掃ヘッド５０または残存塗布液清掃ヘッド７０による清掃状況を示す側面断面図、図４は清掃ヘッド５０による清掃状況を示す正面図、図５は残存塗布液清掃ヘッド７０による清掃状況を示す正面図である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の塗布用ダイ清掃装置１３を適用したダイコータ１が示されている。このダイコータ１は、基台２を備えており、その上に一対のステージ駆動ガイド９が設けられている。このステージ駆動ガイド９の上には、ステージ３が設置されており、ステージ３は図示しないリニアモータにより駆動され、図１に示すＸ方向に自在に往復動が可能である。またステージ３の上面は図示しない複数個の吸着孔からなる真空吸着面となっており、被塗布部材であるガラス基板４を吸着保持することができる。また、基台２には、門型の支柱５が設置されている。この支柱５には、図１に示すＺ方向に自在に往復動が可能な昇降装置ユニット６が備えられており、昇降装置ユニット６には、塗布を行う塗布用ダイ８を保持した塗布用ダイ保持具７が取り付けられている。
【００１８】
次に、塗布用ダイ８を長手方向から見ると、断面は図３に示すようになっている。塗布用ダイ８は長手方向に伸びるフロントリップ３０およびリアリップ３１を重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合することで構成されている。塗布用ダイ８には塗布液供給口３３が形成され、塗布用ダイ８の内部に形成されるマニホールド３２と繋がっている。マニホールド３２はフロントリップ３０およびリアリップ３１と同様に長手方向に伸びている。マニホールド３２の下方には、フロントリップ３０とリアリップ３１の間隙からなるスリット３４が連通して形成されており、このスリット３４も長手方向に伸びている。そして、このスリット３４の下端が塗布用ダイ８の吐出口３５となり、塗布液供給口３３から供給された塗布液が均一に吐出される。また、吐出口３５を含む下端面が吐出口面３６である。ここで、図３の破線部は、残留塗布液清掃ヘッド７０により清掃を行う際の、塗布用ダイ８と清掃ユニット１４の位置関係を示したものである。
【００１９】
次に、本発明に係る塗布用ダイ清掃装置１３の一例の構成を説明する。
再び図１を見ると、塗布用ダイ清掃装置１３は、清掃ヘッド５０および残存塗布液清掃ヘッド７０を備えて塗布用ダイ８の清掃を行う清掃ユニット１４、清掃ユニット１４を保持する一対の清掃ユニット保持台１２、清掃ユニット保持台１２をＸ方向に案内する一対の清掃ユニット駆動ガイド１０、Ｘ方向の往復動を可能とする清掃ユニット駆動装置１１、清掃ユニット１４に含まれる清掃ヘッド５０および残存塗布液清掃ヘッド７０を洗浄する洗浄ユニット２０から構成されている。なお、ここで用いる清掃ユニット駆動装置１１は、ボールねじ駆動装置、エアシリンダ駆動装置など一方向の往復動を可能とするものであればいずれのものを用いてもよいが、清掃ユニット１４の位置決めおよび移動を迅速かつ正確に行えるリニアモータ駆動装置がより好ましい。
【００２０】
また、洗浄ユニット２０は、洗浄液２６を噴射する洗浄ノズル２２と、洗浄ノズル２２を保持するノズル保持台２１から構成されている。洗浄ノズル２２には、洗浄ノズル用配管２４が接続されており、圧空源２７により加圧された洗浄液タンク２５に繋がっているため、洗浄ノズル用バルブ２３を開閉させれば、洗浄液タンク２５内の洗浄液２６を洗浄ノズル２２から任意に噴射することができる。したがって、洗浄ノズル２２の吐出口の直下に清掃ヘッド５０または残存塗布液清掃ヘッド７０が配置されるように清掃ユニット１４を移動させれば、洗浄ノズル２２から洗浄液２６を噴射させることで各ヘッドの洗浄が可能となる。
【００２１】
次に、図２を参照して、清掃ユニット１４をさらに詳細に説明する。清掃ユニット１４は、塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接部１０２の清掃を行う清掃ヘッド５０、清掃ヘッド５０の清掃部材５１の摺説経路外の清掃を行う残存塗布液清掃ヘッド７０、両ヘッドを保持するヘッド保持台８０、ヘッド保持台８０をＹ方向に往復動させるヘッド駆動装置８１、塗布液や洗浄液２６の受けとなるトレイ９０により構成されている。
【００２２】
ヘッド駆動装置８１は、ボールねじ駆動装置、エアシリンダ駆動装置など一方向の往復動を可能とするものであればいずれのものを用いてもよいが、両ヘッドの位置決めおよび移動を迅速かつ正確に行えるリニアモータ駆動装置がより好ましい。
【００２３】
清掃ヘッド５０は、塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接部１０２と摺接して実際に塗布液の除去を行う清掃部材５１と、清掃部材５１を保持しＺ方向に往復動自在な弾性体５５を介してヘッド保持台８０に連結されている清掃部材保持台５２により構成されている。なお、弾性体５５は、その縮み量に応じた略均一の圧力で清掃部材５１を塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接部１０２に押し当てられるものを選定することが必要であることから、バネ、ゴム、エア等を用いることが好ましい。
【００２４】
また、清掃部材５１は、図３に示すように塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接部１０２に付着した塗布液付着部１００と密着するように、先端部形状が塗布用ダイ８の先端部形状に合致させることが好ましい。清掃部材保持台５２は、清掃部材５１の外形に合わせた凹みが設けられており、そこに清掃部材５１をはめ込み、プレート５３を介して、プレート固定ボルト５４により清掃部材５１を固定する。さらに図２を見ると、清掃部材保持台５２には、清掃部材５１の清掃方向（Y方向）側に吸引口５６が設けられている。この吸引口５６は、清掃部材保持台５２内部に設けられた図示しない経路、廃液用配管９２、廃液タンク９３を経て、真空ポンプ９５に接続されており、清掃部材５１により除去された塗布液を真空ポンプ９５により吸引し、廃液タンク９３に廃液９４として排出することができる。そのため、清掃部材５１により除去された塗布液を吸引口５６により効率的に回収することが可能となる。なお、廃液用配管９２は清掃ヘッド５０下方に設置されているトレイ９０にも接続されている。トレイ９０は、塗布用ダイ８の長手方向長さとほぼ同じ長さを有しており、塗布用ダイ８からトレイ９０に向かって吐出された塗布液や清掃により落下した塗布液などを排出口９１から廃液９４として廃液タンク９３に回収することが可能である。
【００２５】
ここで、図４に示されている、塗布用ダイ８の吐出口面３６と清掃部材５１とが作る角度θ１は、１０°〜１７０°であることが好ましく、より好ましくは３０°〜８０°である。角度θ１を上記範囲にすることにより、清掃部材５１を塗布用ダイ８に対して対向して移動させることになり、除去される塗布液を重力を利用して効率よく下方に落下させることができる。特に、角度θ１を８０°以下とすると、清掃部材５１によって除去された塗布液が清掃部材５１によって落下しやすく、塗布液が残存しにくくなるため好ましい。
【００２６】
次に、図３を参照すると、残存塗布液清掃ヘッド７０は、清掃部材５１の摺説経路外に残存した残存塗布液付着部分１０１と摺接する残存塗布液清掃部材７１と、残存塗布液清掃部材７１を保持し、Ｚ方向に往復動自在な弾性体５５を介してヘッド保持台８０に連結されている残存塗布液清掃部材保持台７２により構成されている。ここで、残存塗布液清掃部材７１は、図３に示すとおり塗布用ダイ８の残存塗布液付着部分１０１と密着するように先端部が残存塗布液付着部分１０１に合致する形状に成形されているとともに、摺接するエッジの近傍には洗浄液吐出口７４がＹ方向に対称に設けられている。ここで、残存塗布液清掃部材７１は吐出口面３６と接触する形状でも良いが、除去された残存塗布液が残存塗布液清掃部材７１によって落下を妨げられて残存塗布液清掃部材７１の上部に塗布液がせり上がることを防止するため、吐出口面３６および不要部分とは摺接しないように残存塗布液付着部分１０１とその周囲のみに摺接する形状がより好ましい。
【００２７】
残存塗布液清掃部材保持台７２は、清掃部材保持台５２とほぼ同様の構造であるが、両側面に洗浄液供給パイプ７３が付加されており、洗浄液吐出口７４に連通している。この洗浄液吐出口７４は、洗浄液供給パイプ７３を介して残存塗布液清掃用配管７５、残存塗布液清掃用バルブ７６を経て洗浄液タンク２５に接続されており、圧空源２７により洗浄液タンク２５を加圧し、残存塗布液清掃用バルブ７６を開閉させれば、洗浄液タンク２５内の洗浄液２６を洗浄液吐出口７４から任意に噴射することが可能となる。したがって、洗浄液吐出口７４から洗浄液２６を吐出しながら、残存塗布液清掃部材７１を残存塗布液付着部分１０１と摺接させると、付着した残存塗布液や乾燥した固着物片が容易に溶解することから、残存塗布液や乾燥固着物片を迅速に除去することが可能となる。
【００２８】
ここで、図５に示されている、塗布用ダイ８の吐出口面３６と残存塗布液清掃部材７１とが作る角度θ２は、１０°〜１７０°であることが好ましく、より好ましくは３０°〜８０°である。角度θ１を上記範囲にすることにより、残存塗布液清掃部材７１を塗布用ダイ８に対して対向して移動させることになり、除去される塗布液を重力を利用して効率よく下方に落下させることができる。一方、角度θ２を８０°以下とすると、残存塗布液清掃部材７１によって溶解除去された残存塗布液や乾燥固着物が容易に落下するため好ましい。
【００２９】
また、塗布用ダイの清掃を行う際は、清掃ユニット１４により、清掃部材５１または残存塗布液清掃部材７１の中心位置が塗布用ダイ８の吐出口３５の中心位置に合うように任意に位置決めさせることが好ましいため、清掃ヘッド５０または残存塗布液清掃ヘッド７０の位置関係は、図３に示すようにＸ方向に並べて配置することが好ましいが、両ヘッドに昇降機構を設けてＹ方向に並べて配置することや、回転機構により両ヘッドの位置を任意に切り替えて清掃することも好ましい。また、昇降機構などを設けずにＹ方向に両ヘッドを並べて配置し、同時に清掃を実施することも好ましく、この際、清掃ヘッド５０または残存塗布液清掃ヘッド７０のいずれを先行させる配置にしても好ましい。
次に、本発明の塗布用ダイ清掃装置１３を用いて、塗布用ダイ８を清掃する清掃方法の一例について説明する。
【００３０】
まず、洗浄ユニット２０の洗浄ノズル２２のノズル孔延長上に、清掃部材５１が配置されるように、清掃ユニット駆動装置１１およびヘッド駆動装置８１により清掃ユニット１４およびヘッド保持台８０を移動させる。なお、この配置を塗布用ダイ清掃装置１３の原点位置とする。次に、洗浄ノズル用バルブ２３を一時的に開き、洗浄液２６を洗浄ノズル２２から吐出させ、清掃部材５１を洗浄液２６により洗浄する。これにより、清掃部材５１に付着していたパーティクルなどを除去することが可能となる。ここで、洗浄液２６は、塗布液が付着した清掃部材５１および残存塗布液清掃部材７１の洗浄を行うことが目的であることから、塗布液の構成溶媒と互いに可溶である溶剤であることが好ましい。また、洗浄ノズル２２から吐出される洗浄液２６の量は、塗布液が付着した清掃部材５１および残存塗布液清掃部材７１の洗浄が十分に行える１０μｌ〜１０００００μｌが好ましく、より好ましくは１００μｌ〜１００００μｌである。
【００３１】
清掃部材５１の洗浄が終わったら、清掃ユニット駆動装置１１により、清掃部材５１の中心が、塗布を終了した塗布用ダイ８の吐出口３５の中心位置にくるまで清掃ユニット１４をＸ方向に移動させた後、ヘッド駆動装置８１によりＹ方向に移動させ、塗布用ダイ８の吐出口３５の幅よりも外側に設定した清掃開始位置で停止させる。この時の移動時間は、塗布用ダイに付着した塗布液の揮発を抑制することや生産性を低下させないようにするため６０秒以内が好ましく、より好ましくは２０秒以内である。
【００３２】
次いで、昇降装置ユニット６により、清掃部材５１の上方に配置された塗布用ダイ８を下降させ、塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接部１０２を図３の実線部に示すように、清掃部材５１に隙間無く密着させる。このとき、清掃部材５１を塗布用ダイ８へ押し付ける力は弾性体５５の収縮量によって定まるから、適切な押付け力とするよう塗布用ダイ８の下降位置を定める。塗布用ダイ８の押付け力は好ましくは０．１Ｎ〜１０Ｎ、より好ましくは０．２Ｎ〜４Ｎである。押付け力が上記範囲より大きいと清掃部材５１の磨耗が発生しやすくなるほか、吐出口３５内部の塗布液をも除去してしまうことがあり、上記範囲より小さいと清掃部材による付着した塗布液の除去効果が得られにくい。
【００３３】
次に、真空ポンプ９５を稼動させながら、図４に示すように、ヘッド駆動装置８１により清掃部材５１を、塗布用ダイ８の清掃開始位置からＹ方向に対称に設定した清掃終了位置まで摺接させて、清掃部材５１により吐出口面３６およびその隣接部１０２の塗布液付着部１００の塗布液を除去する。ここで、除去された塗布液の大部分は、図２に示す吸引口５６により吸引され、廃液タンク９３に回収される。また、吸引口５６に吸引されずに落下した塗布液も、トレイ９０に受けられるため、排出口９１から廃液タンク９３に回収される。ここで、吸引口５６における吸引圧力は、大気圧を基準として−１００Ｐａ〜−１００００Ｐａとするのが好ましく、より好ましくは−２００Ｐａ〜−５００Ｐａである。吸引圧力が上記範囲より低いと清掃部材５１により除去された塗布液を十分に吸引・排出できず、吸引圧力が上記範囲より高いと吸引量が多くなり、それに伴って発生する気流で付着した塗布液を揮発させやすくなる。
【００３４】
清掃部材５１が清掃終了部に達したら、塗布用ダイ８を上昇させて、清掃部材５１を塗布用ダイ８から離し、清掃開始位置まで移動したときと同様の時間で、塗布用ダイ清掃装置１３を原点位置に復帰させる。原点位置までの復帰が完了したら、再び洗浄ノズル用バルブ２３を一時的に開き、洗浄液２６を洗浄ユニット２０の洗浄ノズル２２から吐出させ、清掃部材５１に付着した塗布液やパーティクルを洗浄液２６により洗浄し、以降の清掃作業に備える。
【００３５】
次に、塗布を一回行う毎に清掃部材５１による清掃を一定回数実施してから、原点位置で待機している塗布用ダイ清掃装置１３の清掃ユニット駆動装置１１を駆動させ、残存塗布液清掃部材７１を洗浄ユニット２０の洗浄ノズル２２のノズル孔直下に移動させる。次に、洗浄ノズル用バルブ２３を一時的に開き、洗浄液２６を洗浄ノズル２２から吐出させ、清掃部材５１と同様に残存塗布液清掃部材７１を洗浄液２６により洗浄することで、残存塗布液清掃部材７１に付着しているパーティクルなどを除去する。
【００３６】
残存塗布液清掃部材７１の洗浄が終わったら、残存塗布液清掃部材７１の中心が塗布用ダイ８の吐出口３５の中心位置にくるまで清掃ユニット１４をＸ方向に移動させた後、ヘッド駆動装置８１によりＹ方向に移動させ、塗布用ダイ８の吐出口３５の幅よりも外側に設定した清掃開始位置で停止させる。次いで、昇降装置ユニット６により、残存塗布液清掃部材７１の上方に配置された塗布用ダイ８を下降させ、塗布用ダイ８の残存塗布液付着部分１０１を図３の破線部に示すように、残存塗布液清掃部材７１に隙間無く密着させる。
【００３７】
次に、真空ポンプ９５を稼動させるとともに、残存塗布液清掃用バルブ７６を開いた状態にして、残存塗布液清掃部材７１の洗浄液吐出口７４から洗浄液２６を吐出させた状態で、図５に示すように、ヘッド駆動装置８１により残存塗布液清掃部材７１を、塗布用ダイ８の清掃開始位置からＹ方向に対称に設定した清掃終了位置まで摺接させる。ここで、残存塗布液清掃用バルブ７６を開いた状態とすることで、洗浄液吐出口７４から洗浄液２６を残存塗布液付着部分１０１に供給できるため、付着した残存塗布液を容易に溶解しながら迅速に除去することが可能となる。
【００３８】
残存塗布液清掃部材７１が清掃終了部に達したら、塗布用ダイ８を上昇させて、残存塗布液清掃部材７１を塗布用ダイ８から離し、再び塗布用ダイ清掃装置１３の清掃ユニット駆動装置１１を駆動させ、残存塗布液清掃部材７１を洗浄ユニット２０の洗浄ノズル２２のノズル孔直下に移動させる。なお、このとき残存塗布液付着部分１０１の清掃が不十分であれば、残存塗布液清掃部材７１を再び清掃開始位置まで移動させて同様の操作を１回以上、好ましくは２回繰り返すことが好ましい。
【００３９】
残存塗布液清掃部材７１を洗浄ユニット２０の洗浄ノズル２２のノズル孔直下に移動させたら、再び洗浄ノズル用バルブ２３を一時的に開き、洗浄液２６を洗浄ユニット２０の洗浄ノズル２２から吐出させる。これにより、残存塗布液清掃部材７１に付着した残存塗布液やパーティクルを洗浄液２６により洗浄したら、塗布用ダイ清掃装置１３を原点位置に復帰させる。
【００４０】
ここで、洗浄液２６により溶解された残存塗布液付着部分１０１の溶解液の一部が、塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接面に付着し、スリット３４の内部にも僅かながら残存塗布液付着部分１０１の溶解液が混入する場合があるため、残存塗布液清掃ヘッド７０による清掃が終了した後に塗布を実施する際は、スリット３４の内部の塗布液を少量排出させ、その後に再び清掃ヘッド５０により、塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接面の清掃を実施することが好ましい。
【００４１】
ここで、清掃部材５１の摺接移動速度は、１ｍ／ｍｉｎ〜４０ｍ／ｍｉｎが好ましく、より好ましくは１ｍ／ｍｉｎ〜２０ｍ／ｍｉｎである。移動速度が上記範囲より遅いと塗布用ダイ８の清掃に多大な時間を要し生産性が低下するほか、吐出口面３６およびその隣接部１０２に付着した塗布液が揮発しやすくなり塗布欠点の原因となる。一方、移動速度が上記範囲より速いと、清掃部材５１により除去できなかった塗布液が清掃部材５１の上部付近にせり上がりやすくなる。しかしながら、如何に上記範囲内で移動速度を制御しても、付着している塗布液の量が多いと、清掃部材５１では完全に除去できずに清掃部材５１の上部付近に除去しきれなかった塗布液がせり上がって残存しやすくなる。
【００４２】
次に、残存塗布液清掃部材７１の各動作条件および取付条件は、前述した清掃部材５１による清掃条件とほぼ同様であることが好ましいが、残存塗布液清掃部材７１の摺接移動速度は、０．５ｍ／ｍｉｎ〜３０ｍ／ｍｉｎが好ましく、より好ましくは１ｍ／ｍｉｎ〜１５ｍ／ｍｉｎである。これは、移動速度が上記範囲より遅いと多大な時間を要するため生産性が低下し、移動速度が上記範囲より速いと、付着した残存塗布液が十分に除去できないためである。また、洗浄液吐出口７４から吐出される洗浄液２６の量は、塗布用ダイ８の長手方向の長さ１ｍあたりで１０μｌ〜１００００μｌが好ましく、より好ましくは１０００μｌ〜５０００μｌである。洗浄液２６の吐出量が上記範囲より少ないと、付着した残存塗布液が十分に溶解されないことから洗浄効果が低くなり、上記範囲より多いと、清掃コストが上がるため好ましくない。
【００４３】
さらに、残存塗布液清掃部材７１による清掃周期は、塗布液の物性や塗布用ダイ８の長手方向の長さなどにより変化するが、清掃部材５１により１回〜１００００回清掃された後に実施することが好ましく、より好ましくは清掃部材５１により５０回〜１０００回清掃された後である。さらに好ましくは１００回清掃された後である。これは、清掃周期が上記範囲より短いと、残存塗布液の清掃に要する時間が多大となり生産性を低下させてしまい、上記範囲より長いと、揮発した残存塗布液の乾燥固着物片の落下による塗布欠点などが発生してしまうためである。
【００４４】
また、清掃部材５１および残存塗布液清掃部材７１の材質としては、摺接する塗布用ダイ８に傷を付けないようにフッ素樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーンゴム、エチレンプロピレン共重合体ゴム、フッ素ゴム等の高分子樹脂を用いることが好ましいが、塗布用ダイ８に密着できるよう弾性を有するゴム弾性体が特に好ましく、さらに、使用する塗布液及び洗浄液２６に対して薬品耐性を有する材質を選択することがより好ましい。
【００４５】
続いて、本発明の塗布用ダイ清掃装置１３を用いた塗布方法の一例を説明する。
まず、ガラス基板４上に塗布液を塗布する前に、図示しない圧送、ポンプ等の送液手段を用いて塗布用ダイ８の内部に塗布液を充填する。このとき、吐出口３５から余剰の塗布液が吐出されるので、予め、清掃ユニット駆動装置１１によって、トレイ９０を塗布用ダイ８の吐出口３５の下側に移動させて、吐出される塗布液を受け、排出口９１から排出する。
【００４６】
塗布用ダイ８への塗布液の充填が完了したら、塗布用ダイ８の吐出口面３６およびその隣接部１０２を前述した清掃方法により清掃部材５１で清掃する。
【００４７】
以上の準備作業が完了すると、図示しないローダによりステージ３上にガラス基板４を移載し、図示しない位置決め装置によって位置決めを行った状態で、ガラス基板４をステージ３に吸着保持する。このとき同時に、塗布用ダイ８より塗布液を微少量吐出させ、吐出口面３６に塗布液を付着させてから、前述した清掃方法により清掃部材５１で清掃する。このときの塗布液の吐出量は、塗布用ダイ８の吐出口３５内部に隙間無く塗布液を充填させるため塗布用ダイ８の長手方向長さ１ｍあたり２００μｌ〜２０００μｌが好ましい。
【００４８】
次に、ステージ３をガラス基板受取位置からＸ方向に直進させ、ガラス基板４の塗布開始位置が塗布用ダイ８の吐出口３５の真下に達したらステージ３を停止させる。そして、塗布用ダイ８の吐出口面３６とガラス基板４との間に所定の隙間（クリアランス）が設けられるまで昇降装置ユニット６により塗布用ダイ８を下降させる。次いで、塗布用ダイ８に塗布液を一定量供給し、塗布用ダイ８の吐出口面３６とガラス基板４との間にビードを形成する。このとき、直前に行った塗布用ダイ８の清掃作業が終了してからビードが形成されるまでの時間は４０秒以内であることが好ましく、より好ましくは２０秒以内とする。これより時間が長いと、吐出口３５内部に充填された塗布液が揮発しやすくなるので、ビードが塗布用ダイ８の長手方向に均一とならず、塗膜に塗布抜けやスジむら等の塗布欠点が発生するようになる。
【００４９】
続いて、塗布用ダイ８に塗布液を所定の膜厚が得られるように連続的に供給し、吐出口３５から塗布液を吐出させながら、ステージ３を一定速度で移動させてガラス基板４に塗膜を形成する。そして、ガラス基板４の塗布終了位置が塗布用ダイ８の吐出口３５の真下に達したら、塗布液の吐出を停止し、塗布用ダイ８を上昇させる。さらにステージ３を終了位置まで移動し、停止したらステージ３上のガラス基板４の吸着を解除して、図示しないアンローダによりガラス基板４を取り出し、次工程に搬送する。ガラス基板４の取り出しを終えた後、テーブルは原点位置まで戻される。
【００５０】
以降、同様の塗布方法で連続してガラス基板４への塗布を行い、塗布用ダイ８の先端に清掃部材５１により残存塗布液が付着し、乾燥固着物が発生し始めたら、上記の塗布動作を一時的に停止して、前述した残存塗布液清掃方法により、塗布用ダイ８の残存塗布液付着部分１０１を残存塗布液清掃部材７１により自動で清掃・除去する。なお、前述したように、Ｙ方向に両ヘッドを並べて配置し、同時に清掃を実施することも好ましく、ここで、清掃ヘッド５０を残存塗布液清掃ヘッド７０より先行させる配置にした場合、残存塗布液清掃部材７１は、先行配置された清掃部材５１によりせり上がった残存塗布液を除去することが出来る。また、残存塗布液清掃ヘッド７０を清掃ヘッド５０より先行させる配置にした場合、一回前の清掃動作で清掃部材５１によりせり上がった残存塗布液を残存塗布液清掃部材７１が除去した後に、清掃部材５１により、吐出口３５周辺を清掃することが出来る。
【００５１】
本発明の塗布用ダイ８の清掃方法および清掃装置は、ガラス基板４表面に塗布液を塗布する塗布用ダイ８の清掃に有効であり、カラーフィルタ用ディスプレイの製造工程での各種塗布液、特にカラーフィルタ用レジスト液、ブラックマトリックス用レジスト液、カラムスペーサ用レジスト液、アレイ基板用レジスト液、オーバーコート材など、粘度が０．５〜１００ｍＰａＳ、より好ましくは１〜１０ｍＰａＳの低粘度かつ揮発性の高い塗布液を枚葉塗布する塗布用ダイ８の清掃に好適に用いることができる。
【００５２】
また、本発明のダイコータ１による塗布液の塗布方法は、カラーフィルタ用ディスプレイの製造工程において、上述した低粘度かつ揮発性の高い各種塗布液を枚葉塗工する際に好適に用いることができる。
【実施例】
【００５３】
実施例１
カラーフィルタ製造工程で、吐出口の間隙が１００μｍ、長手方向の長さが３６０ｍｍの塗布用ダイを用いてカラーフィルタ用塗布液の塗布を行っているダイコータに、図１に示す塗布用ダイ清掃装置を適用した。なお、塗布液として、ブラックマトリックス、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の各塗布液を用意した。ブラックマトリックス用塗布液は、チタン酸窒化物を遮光材、アクリル樹脂をバインダー、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を溶剤にそれぞれ用い、固形分濃度を１０％、粘度を１０ｍＰａＳに調整した。同様に、Ｒ色用塗布液はアクリル樹脂をバインダー、ＰＧＭＥＡを溶媒、ピグメントレッド１７７を顔料にして固形分濃度１５％で混合し、粘度を５ｍＰａＳに調整したもの、Ｇ色用塗布液はＲ色用塗布液で顔料をピグメントグリーン３６にして固形分濃度１５％で粘度を５ｍＰａＳに調整したもの、Ｂ色用塗布液にはＲ色用塗布液で顔料をピグメントブルー１５にして固形分濃度１５％で粘度を５ｍＰａＳに調整したものである。これらの塗布液はいずれも感光性特性を有するものであった。
【００５４】
清掃部材としてＪＩＳ硬度７０のシリコーンゴム製の成型品を用い、図４、図５に示す角度θ１、θ２がいずれも６０度となるように取り付けた。また、清掃部材保持台および残留塗布液清掃部材保持台として、ポリエチレンテレフタレート製の成型品を用いて、それぞれバネ定数０．２Ｎ／ｍｍのバネ４本で上下方向に弾性支持し、吸引口における吸引圧力が大気圧を基準として−３００Ｐａとなるように真空ポンプにより吸引を行った。洗浄液としては、塗布液の構成溶媒とお互いに可溶であったＰＧＭＥＡを用いて、洗浄ユニットの洗浄ノズルから吐出される洗浄液の量は１０００μｌとし、残留塗布液清掃部材の洗浄液吐出口から吐出される洗浄液の量は、塗布用ダイ８の長手方向の長さ１ｍあたりで３５００μｌとした。そして、清掃ユニットの原点位置から清掃開始位置までの間の移動時間は３０秒、清掃部材および残留塗布液清掃部材の摺接移動速度はいずれも６ｍ／ｍｉｎとした。また、残留塗布液清掃部材による清掃は、塗布の有無にかかわらず清掃部材により１００回清掃された後に実施した。
【００５５】
以上の塗布用ダイ清掃装置および清掃方法を適用したダイコータにより、カラーフィルタの製造を次の手順で行った。
【００５６】
まず、３６０×４６５ｍｍで厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ブラックマトリックス用塗布液を、塗布膜厚１０μｍ、塗布速度３ｍ／分にて連続して塗布した。塗布した基板は１００℃のホットプレートで１０分乾燥して、露光・現像・剥離を行なった後、２６０度のホットプレートで３０分加熱してキュアし、基板の幅方向にピッチが２５４μｍ、基板の長手方向にピッチが８５μｍ、線幅が２０μｍ、ＲＧＢ画素数が４８００（基板長手方向）×１２００（基板幅方向）、対角の長さが２０インチとなる格子形状で、厚さが１μｍとなるブラックマトリックスパターンを作成した。
【００５７】
次に、Ｒ色用塗布液を塗布膜厚が１３μｍにする以外はブラックマトリックス用塗布液と全く同じ条件でダイコータにて、ブラックマトリックスが形成された基板に対して、連続して塗布を行なった。塗布した基板は、９０℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行って、Ｒ画素部にのみ厚さ２μｍのＲ色塗布膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。
次に、Ｒ色用塗布液と同様の操作をＧ色用塗布液、Ｂ色用塗布液にも順次適用し、最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させ、カラーフィルタを作成した。
【００５８】
上記手順によるカラーフィルタを１０００枚製造したところ、本発明による塗布用ダイ清掃装置および清掃方法を適用したダイコータにおいて、塗布用ダイに塗布液が残存して多量の乾燥固着物が発生する事もなく、良好な清掃を行うことが可能であった。また、ガラス基板上の塗布面も残存塗布液の乾燥固着物片の落下や清掃部材の磨耗粉による塗布欠点が無かったため、全数に亘って高品質のカラーフィルタが得られた。また、塗布液が残存して固着することが無かったため、装置を停止して清掃することは無く、生産性も非常に良好であった。
【００５９】
比較例１
残存塗布液清掃部材による清掃を行わないこと以外は実施例と同様の条件で、カラーフィルタの作成を行なった。この結果、塗布用ダイには多量の塗布液が残存して固着していた。また、ガラス基板上の塗布面には、残存塗布液の乾燥固着物片の落下や清掃部材の磨耗粉による塗布欠点が、塗布を開始してから１２０枚以降のガラス基板に対して非常に多く見られたため、全数に亘っての高品質なカラーフィルタを得ることは出来なかった。
【００６０】
比較例２
残存塗布液清掃部材による清掃を行わないことと、清掃部材により１００回清掃された後に生産者が装置を停止させ残留塗布液付着部分を清掃すること以外は実施例と同様の条件で、カラーフィルタの作成を行なった。この結果、ガラス基板上の塗布面には残存塗布液の乾燥固着物片の落下や清掃部材の磨耗粉による塗布欠点は無く、全数に亘って高品質のカラーフィルタが得られたが、一定間隔で装置を停止させ、作業者の手作業による清掃を実施したため、作業者の負担が大きく、清掃に要した時間も多大であったため、実施例と比較して１０００枚のカラーフィルタが完成するまでに１．５倍の時間を費やし生産性は非常に低かった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の塗布用ダイ清掃装置を適用したダイコータの一例を示す概略斜視図である。
【図２】塗布用ダイ清掃装置の清掃ユニットを示す概略斜視図である。
【図３】清掃ヘッドまたは残留塗布液清掃ヘッドによる清掃状況を示す側面断面図である。
【図４】清掃ヘッドによる清掃状況を示す正面図である。
【図５】残留塗布液清掃ヘッドによる清掃状況を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  ダイコータ
２  基台
３  ステージ
４  ガラス基板
５  支柱
６  昇降装置ユニット
７  塗布用ダイ保持具
８  塗布用ダイ
９  ステージ駆動ガイド
１０  清掃ユニット駆動ガイド
１１  清掃ユニット駆動装置
１２  清掃ユニット保持台
１３  塗布用ダイ清掃装置
１４  清掃ユニット
２０  洗浄ユニット
２１  ノズル保持台
２２  洗浄ノズル
２３  洗浄ノズル用バルブ
２４  洗浄ノズル用配管
２５  洗浄液タンク
２６  洗浄液
２７  圧空源
３０  フロントリップ
３１  リアリップ
３２  マニホールド
３３  塗布液供給口
３４  スリット
３５  吐出口
３６  吐出口面
５０  清掃ヘッド
５１  清掃部材
５２  清掃部材保持台
５３  プレート
５４  プレート固定ボルト
５５  弾性体
５６  吸引口
７０  残留塗布液清掃ヘッド
７１  残留塗布液清掃部材
７２  残留塗布液清掃部材保持台
７３  洗浄液供給パイプ
７４  洗浄液吐出口
７５  残留塗布液清掃用配管
７６  残留塗布液清掃用バルブ
８０  ヘッド保持台
８１  ヘッド駆動装置
９０  トレイ
９１  排出口
９２  廃液用配管
９３  廃液タンク
９４  廃液
９５  真空ポンプ
１００  塗布液付着部分
１０１  残存塗布液付着部分
１０２  隣接部
【図１】
2006167508.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006167508.tif 000007