(57)【要約】  【課題】塗布器である塗布器内部に混入したエアを、少量の送液量および短時間で効率的に排出する手段を実現することによって、タクトタイムが短くて、生産性の高い、かつ高品質な塗布膜形成が可能な塗布器、塗布装置および塗布方法、並びにこれらを用いたディスプレイ用部材の製造装置および製造方法を提供する。  【解決手段】塗布液を塗布器に供給するための供給口、該塗布液を塗布幅方向に拡幅するためのマニホールド、該塗布液を吐出するために該塗布幅方向に延在する吐出口、該マニホールドと該吐出口を連通するスロット、および前記マニホールドの内部に混入したエアおよび前記塗布液を排出するための液体排出口を有する塗布器において、該マニホールドの該塗布幅方向と直交する方向の断面積が、該供給口から該マニホールドの両端部に設けられた該液体排出口に向かうにつれて減少し、且つ、該マニホールドの上縁が、吐出口面と平行、または吐出口面を基準として該供給口から該液体排出口に向けて上向きに傾斜していることを特徴とする塗布器。。【選択図】図２
2008114137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を塗布器に供給するための供給口、該塗布液を塗布幅方向に拡幅するためのマニホールド、該塗布液を吐出するために該塗布幅方向に延在する吐出口、該マニホールドと該吐出口を連通するスロット、および前記マニホールドの内部に混入したエアおよび前記塗布液を排出するための液体排出口を有する塗布器において、該マニホールドにおける該塗布幅方向と直交する方向の断面積が、該供給口から該マニホールドの両端部に設けられた該液体排出口に向かうにつれて減少し、
且つ、該マニホールドの上縁が、吐出口面と平行、または吐出口面を基準として該供給口から該液体排出口に向けて上向きに傾斜していることを特徴とする塗布器。
【請求項２】
前記スロットのランド長は、前記塗布幅方向の中央部から両端部に向けて減少していることを特徴とする請求項１に記載の塗布器。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の塗布器と、前記塗布器に前記塗布液を供給する液体供給手段と、 前記液体排出口と接続された液体排出経路と、
被塗布部材を保持する保持手段と、前記塗布器と該保持手段とを相対的に移動させる移動手段と、を備えた塗布装置であって、該液体排出経路は、前記液体排出口から前記塗布液を吸引する塗布液吸引手段を有していることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
前記塗布液吸引手段は、前記液体排出経路の出口が前記吐出口よりも低い位置に配置されて塗布液の吸引を行うものであることを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記液体排出経路は、前記液体排出口よりも鉛直方向に略同一または低い位置にあることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の塗布装置を用いたディスプレイ用部材の製造装置。
【請求項７】
請求項３〜５のいずれかに記載の塗布装置を用いて、吐出口から被塗布部材に塗布液を供給しつつ、塗布器と被塗布部材とを相対移動させて被塗布部材の表面に塗膜を形成する塗布方法であって、被塗布部材の表面に塗膜を形成する前、および／または形成した後に、液体供給手段から塗布液を供給しながら液体排出口から塗布液を排出することを特徴とする塗布方法。
【請求項８】
請求項７に記載の塗布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。
【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る。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ダイコータの塗布器内部に混入したエアを効率的に排出することが可能な塗布器、並びに塗布装置および塗布方法、並びにこれらを用いたディスプレイ用部材の製造装置および製造方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレイは、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被塗布部材としてのガラス基板の表面に塗布して乾燥させ、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量削減、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】
この種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、塗布器の内部にエアが混入することがある。その原因としては、塗布器に至るまでに塗布液が流れる配管の接続部材やポンプの摺動部材からのエアの侵入、塗布液に溶存していたエアの塗布器内部での発泡、塗布液を供給するためのバルブの開閉動作によるエアの吸込みや容積変化による発泡、塗布器の吐出口からのエアの吸込みなどが挙げられる。このようにエアが塗布器内部に混入すると、塗布開始時における吐出圧力の立上りに遅れが生じて塗布開始部分の膜厚が薄くなったり、エアが吐出口から被塗布部材に吐出されたりすることによりピンホールや縦スジといった塗布欠点が発生するといった問題が生じる。
【０００５】
そのため、塗布器内部にエアが混入した場合は、このような問題が生じる前に、塗布器を反転させて吐出口からエアを排出したり（例えば特許文献２）、塗布器に吐出口とは別に、塗布液とともにエアを排出する液体排出口を設けてエアを排出したりする（例えば特許文献３〜５）ことがなされている。
【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９−２５３５５６号公報（第７欄１２行目〜第１１欄３５行目、図６）
【特許文献３】特開２００６−９５４５９号公報（第３欄１行目〜第４欄１７行目、図１）
【特許文献４】特開２００６−２１２５９２号公報（第５欄２２行目〜第８欄２９行目、図９、図１０）
【特許文献５】特許２５５７５８２号公報（第３欄３９行目〜第６欄１５行目、図４）
【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、上記発明の手段のうち、特許文献２の塗布器を反転させて、吐出口を上向きにしてからエアを排出する方法は、一時的に塗布生産作業を中断して塗布器を反転させた状態で塗布液を吐出するため、エア排出後に塗布器に付着した塗布液を作業者が直接手作業で拭取ったり、塗布器を回転させたりする回転機構が必要となる。しかし、近年の基板の大型化に対応するために大型化した塗布器を、作業者が手作業で清掃することは、多大な時間と労力を要するために、塗布生産作業を中断することと合わせて、塗布生産のための稼働率が著しく減少し、さらにタクトタイムの短縮も出来ないことから、生産性が著しく低下する。また、大型化した塗布器を回転させるには、高精度かつ高出力の回転機構が必要となることから、装置が高コスト化するなどの問題もある。
【０００７】
次に、塗布器に液体排出口を設けてエアを排出する方法は、塗布器を反転させずに吐出口が下向きの状態で、塗布生産作業の合間にエアを排出できるので、上記の問題は回避される。そこで、特許文献３や特許文献４では、供給口から液体排出口に向かってマニホールドの上縁を上向きに傾斜させて、エアを液体排出口に向かって流れやすくする構造を採用している。しかしながら、特許文献３では、供給口が設けられたマニホールド中央部の断面積より液体排出口が設けられたマニホールド両端部の断面積を大きくしているため、マニホールド内部の流速は液体排出口に近づくほど減少してしまい、両端部にエアを移動させる能力が低下し、塗布器が大型化するにつれてエア排出効率が著しく低下するという問題がある。また、特許文献４も、図１１を見ると塗布器中央部の断面図である図１１（ａ）のマニホールドは、端部の断面図である図１１（ｂ）よりも小さくなっている。従って、引用文献３と同様の問題を生じる可能性がある。
【０００８】
さらに、特許文献３〜５では、エアの浮力を利用してエアが排出できるように、液体排出口に接続される液体排出配管が、液体排出口より高い位置へ一旦延びるように配置されているが、このような配置では、ヘッド差によって、エアを押し流すために要する塗布液の量やエア排出時間が多大となり、本来の目的であるエア排出能力が著しく低下するという問題もある。
【０００９】
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、塗布器内部のマニホールドでの液体排出口に向かう塗布液の流速を高くすることで、塗布器内部に混入したエアを、少量の送液量で短時間にて効率的に排出する手段を実現し、タクトタイムが短くて、生産性の高い、かつ高品質な塗布膜形成が可能な塗布器、並びに塗布装置および塗布方法、並びにこれらを用いたディスプレイ用部材の製造装置および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
本発明の塗布器は、塗布液を塗布器に供給するための供給口、該塗布液を塗布幅方向に拡幅するためのマニホールド、該塗布液を吐出するために該塗布幅方向に延在する吐出口、該マニホールドと該吐出口を連通するスロット、および前記マニホールドの内部に混入したエアおよび前記塗布液を排出するための液体排出口を有する塗布器において、該マニホールドの該塗布幅方向と直交する方向の断面積が、該供給口から該マニホールドの両端部に設けられた該液体排出口に向かうにつれて減少し、且つ、該マニホールドの上縁が、吐出口面と平行、または吐出口面を基準として該供給口から該液体排出口に向けて上向きに傾斜していることを特徴とする。ここで、前記スロットのランド長は、前記塗布幅方向の中央部から両端部に向けて減少していることが好ましい。
【００１１】
本発明の塗布器は、前記いずれかに記載の塗布器と、前記塗布器に前記塗布液を供給する液体供給手段と、 前記液体排出口と接続された液体排出経路と、
被塗布部材を保持する保持手段と、前記塗布器と該保持手段とを相対的に移動させる移動手段と、を備えた塗布装置であって、該液体排出経路は、前記液体排出口から前記塗布液を吸引する塗布液吸引手段を有していることを特徴とする。ここで、前記塗布液吸引手段は、前記液体排出経路の出口が前記吐出口よりも低い位置に配置されて塗布液の吸引を行うものであることが好ましい。さらに、前記液体排出経路は、前記液体排出口よりも鉛直方向に略同一または低い位置にあることも好ましい。
本発明に係るディスプレイ用部材の製造装置は、上記のいずれかに記載の塗布装置を用いることを特徴とする。
【００１２】
本発明の塗布方法は、前記塗布装置を用いて、吐出口から被塗布部材に塗布液を供給しつつ、塗布器と被塗布部材とを相対移動させて被塗布部材の表面に塗膜を形成する塗布方法であって、被塗布部材の表面に塗膜を形成する前、および／または形成した後に、液体供給手段から塗布液を供給しながら液体排出口から塗布液を排出することを特徴とする。
本発明に係るディスプレイ用部材の製造方法は、上記のいずれかに記載の塗布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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る塗布器並びに塗布装置および塗布方法を用いれば、マニホールドの塗布幅方向おける断面積が、供給口から液体排出口に向けて減少し、且つ、マニホールドの上縁が、吐出口面と平行、または吐出口面を基準として供給口から液体排出口に向けて上向きに傾斜している塗布器を用いるのであるから、塗布器が大型化しても、供給口から液体排出口に向かうマニホールド内部の流速が高いために、マニホールド内部に混入したエアが速やかに液体排出口に向けて移動し、且つ、マニホールド上縁の傾斜によりエアの移動が妨げられることもないため、塗布器を反転せずに、塗布器内部に混入したエアを少量の送液量で、かつ短時間に効率的に排出することが可能となる。
【００１４】
そのため、エアの排出作業のために塗布生産を長らく中断することもなく、タクトタイムの短縮が容易であるので、稼働率を高めて生産性を大幅に向上させることが出来る。また、この優れたエア排出性能により、液体排出口から排出しきれないエアが原因で塗布開始時における吐出圧力の立上りに遅れが生じて塗布開始部分の膜厚が薄くなったり、エアが吐出口から被塗布部材に吐出されることによりピンホールや縦スジといった塗布欠点が発生するといった問題も解消でき、また、塗布器の回転機構も不要であるので、基板の大型化にも容易に対応することが可能となる。
【００１５】
本発明に係るディスプレイ用部材の製造装置および製造方法によれば、上記の優れた塗布器並びに塗布装置および塗布方法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かつ高い歩留り率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】
【００１６】
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。
図１は塗布器２０を搭載した塗布装置であるダイコータ１の概略構成図、図２は塗布方向から塗布器２０の内部を見た塗布器２０の概略正面断面図、図３は塗布器２０の塗布幅方向に直交する概略側面断面図、図４は塗布液５３の供給部と排出部を付加した塗布器２０の概略正面図、図５は塗布液充填作業時のエア８９が排出される状況を示す塗布器２０の概略正面断面図、図６は塗布動作中に混入したエア８９が排出される状況を示す塗布器２０の概略正面断面図である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明に係る塗布器２０が搭載されたダイコータ１が示されている。塗布器２０は、塗布器２０の長手方向である塗布幅方向に伸びるフロントリップ２１およびリアリップ２２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。塗布器２０の内部にはマニホールド２３が形成されており、フロントリップ２１およびリアリップ２２と同様に塗布幅方向（紙面に垂直な方向）に伸びている。ここで、塗布幅方向は、塗布器２０の長手方向と一致する。マニホールド２３の下方には、フロントリップ２１とリアリップ２２間の間隙であるスロット２５が連通して形成されており、このスロット２５も塗布幅方向に伸びている。そして、このスロット２５の下端が塗布器２０の吐出口２７である。
【００１８】
次に、塗布幅方向に直交する塗布方向（図１のＸ方向）から塗布器２０の内部を見た塗布器２０の概略正面断面図である図２（ａ）を参照すると、塗布器２０には、塗布液５３が供給される供給口８０、塗布器２０の内部に混入したエア８９を塗布液５３とともに排出するための液体排出口８１が設けられている。ここで、供給口８０の数や位置は特に限定されないが、図２に示すようにマニホールド２３の塗布幅方向の中央にあると、特に塗布器２０が長尺化した場合に、供給口８０が１個でも塗布幅方向に塗布液５３を拡幅するための流路長さが短くできるので好ましい。また、供給口８０をマニホールド２３の塗布幅方向の中央に設ける場合は、マニホールド２３の塗布幅方向の両端位置に一対の液体排出口８１を設けることが好ましい。これによって、供給口８０からの流入、塗布器２０の内部での発泡、吐出口２７からの吸い込み、によりマニホールド２３に溜まったエア８９を、マニホールド２３で拡幅される塗布液５３の流れに沿って排出できる。なお、供給口８０の上部に蓄積されたエア８９や、供給口８０に供給される塗布液５３に混入したエア８９をマニホールド２３に到達する前に排出するため、マニホールド２３に設けられた液体排出口８１とは別個の液体排出口を供給口８０の上方に設けることも好ましい。
【００１９】
さらに、エア８９を塗布液５３の流れに沿って効率的に排出するために、マニホールド２３の上縁２４は、図２（ａ）に示すように吐出口面２６と平行、または図２（ｂ）に示すように吐出口面２６を基準として供給口８０から液体排出口８１に向けて上向きに傾斜させることが好ましい。ここで、吐出口面２６とは、概略側面断面図である図３（ａ）に示したとおり、フロントリップ２１とリアリップ２２の先端部分がなす面をいう。フロントリップ２１とリアリップ２２の先端部分の高さが異なる場合は、塗布する際に最も被塗布部材である基板４に近接する面を吐出口面２６する。マニホールド２３の上縁２４が、吐出口面２６を基準として供給口８０から液体排出口８１に向けて下向きに傾斜している場合、エア８９を塗布液５３とともに液体排出口８１に移動させようとすると、エア８９に作用する浮力に対抗して、重力方向に押し出す力が必要となって、エア排出効率が著しく低下する。一方、マニホールド２３の上縁２４が吐出口面２６と平行、または吐出口面２６を基準として供給口８０から液体排出口８１に向けて上向きに傾斜している場合、エア８９を塗布液５３とともに液体排出口８１に移動させようとすると、エア８９に作用する浮力を押し出しに利用できるので、非常に高いエア排出効率が得られる。
【００２０】
ここで、図２（ｂ）に示すように、マニホールド２３の上縁２４が、吐出口面２６を基準として供給口８０から液体排出口８１に向けて上向きに傾斜している場合、エア８９に作用する浮力を押し出しに利用するために、傾斜角度αはいずれの角度にしても良い。ここで、傾斜角度αは、マニホールド２３の上縁２４と吐出口面２６とのなす角度を表す。具体的には、吐出口面２６に平行な図２（ｂ）の破線とマニホールド２３の上縁２４とのなす角度を表す。また、マニホールド２３の上縁２４とは、図２の２４で表される直線部分を指すが、具体的には断面図である図３のマニホールド２３の最上部を塗布幅方向に結んだ線をいう。
【００２１】
しかし、傾斜角度αが大きすぎると、それに伴って塗布器２０の全高（吐出口面２６から保持台１５までの距離）が増して塗布器２０が大型化することにより、コスト面の増加やハンドリング性の低下という問題が生じるほか、フロントリップ２１とリアリップ２２を締結する際の塗布幅方向における締付け面圧を均一にすることが難しく、吐出精度にも影響を与えることから、傾斜角度αは５°以内が好ましく、より好ましくは３°以内である。なお、マニホールド２３の上縁２４は、一直線上に吐出口面２６と平行、または吐出口面２６を基準として供給口８０から液体排出口８１に向けて上向きに傾斜していることが好ましいが、部分的に下向きに傾斜している箇所が含まれていても良い。
【００２２】
また、吐出口２７からマニホールド２３の下部までの長さであるスロット２５のランド長は、マニホールド２３の中央部から両端部に向けて減少しており、中央部ランド長Ｈａ＞端部ランド長Ｈｂであることが好ましい。これは、塗布幅方向で均一に塗布液５３を吐出口２７から吐出するために、マニホールド２３の中央部に比べて塗布液５３が吐出されにくい両端部の圧損を低くするためである。
【００２３】
次に、塗布器２０の塗布幅方向に直交する概略側面断面図を示した図３を参照すると、（ａ）には供給口８０の位置の断面、（ｂ）には液体排出口８１の位置の断面が示されている。ここで、マニホールド２３の塗布幅方向に直交する断面積は、供給口８０から液体排出口８１に向けて漸次減少しており、供給口部マニホールド断面積Ａ＞液体排出口部マニホールド断面積Ｂである。液体排出口部マニホールド断面積Ｂを供給口部マニホールド断面積Ａよりも小さくすることで、液体排出口８１へ向かう流速が高くなり、マニホールド２３の内部のエア８９を塗布液５３とともに液体排出口８１へ素早く移動させて、効率良くエアを排出することができる。また、マニホールド２３の内部のエア８９を素早く移動させられる効果が得られることから、長尺化した塗布器２０のエア抜きも容易に行なえるほか、塗布液５３の滞留による劣化の問題も解消することができる。逆に、液体排出口部マニホールド断面積Ｂを供給口部マニホールド断面積Ａよりも大きくすると、液体排出口８１へ向かう流速が低くなり、エア８９を排出するのに時間がかかり、エア排出効率が低下するとともに、滞留による塗布液５３の劣化も生じる。なお、マニホールド２３の塗布幅方向と直交する方向の断面積変化は、供給口部マニホールド断面積Ａから液体排出口部マニホールド断面積Ｂに漸次減少しているのであれば、供給口８０から液体排出口８１に向けて比例減少のほか、如何なるパターンであっても良く、部分的に増加している箇所が含まれていても良い。また、より効率的にエア８９を移動させるためには、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ／供給口部マニホールド断面積Ａは１／２以下であることが好ましい。
【００２４】
再び図１を参照すると、塗布器２０を搭載するダイコータ１は、基台２を備えており、その上に一対のガイドレール３１が設けられている。このガイドレール３１の上には、ステージ２９が設置されている。ステージ２９はリニアモータ３０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２９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３が設置されている。この支柱３の両側には、上下の往復動が可能な一対の昇降装置ユニット１０が備えられており、塗布を行う塗布器２０は、この昇降装置ユニット１０に吐出口２７を下向きにして取り付けられている。
【００２５】
塗布器２０を上下に昇降させる昇降装置ユニット１０は、塗布器２０の塗布幅方向の両端（左右）に１台ずつ備えられており、塗布器２０を保持する保持台１５を昇降させる昇降台１２、昇降台１２を上下方向に案内するガイド１４、モータ１１の回転運動を昇降台１２の直線運動に変換するボールねじ１３より構成されている。この昇降装置ユニット１０は、塗布器２０の塗布幅方向の両端（左右）で各々独立して動作することができるため、塗布器２０の塗布幅方向の水平に対する傾き角を任意に設定できる。これにより、塗布器２０の吐出口面２６と被塗布部材である基板４を、塗布器２０の塗布幅方向に平行にすることができ、基板４の表面と塗布器２０の吐出口面２６の間隙、すわなち、クリアランスを一様に任意の大きさに設定することができる。
【００２６】
さらに、基台２には拭き取りユニット４０が設けられている。この拭き取りユニット４０は、ステージ２９と同様にガイドレール３１上を塗布方向であるＸ方向に自在に往復動できる。拭き取りユニット４０は、拭き取りヘッド４３、拭き取りヘッド駆動装置４２、ヘッド保持器４１、トレイ４４、拭き取りユニット保持台４５で構成されている。なお、拭き取りヘッド４３は塗布器２０の下端部形状に合わせた形状をしており、合成樹脂などの弾性体を用いることが好ましい。
【００２７】
この拭き取りユニット４０を使用して拭き取りを行う場合は、拭き取りユニット４０を塗布器２０の下部までＸ方向に移動させ、塗布器２０を昇降装置ユニット１０により下降させて拭き取りヘッド４３を塗布器２０の下端部に接触させる。そして、接触させた拭き取りヘッド４３を、拭き取りヘッド駆動装置４２により塗布器２０のＸ方向に直交する塗布幅方向に摺動させることにより、塗布器２０の下端部に付着した残留塗布液およびパーティクルなどを除去することができる。これらの残留塗布液およびパーティクルなどは、拭き取りヘッド４３の下部に設置されたトレイ４４によって受け取られ、図示しない廃液経路を通じて、図示しない廃液タンクに回収される。なお、このトレイ４４は、塗布液５３の品種交換や塗布器２０の下端である吐出口面２６の乾燥防止のために吐出口２７から吐出される塗布液５３や溶剤などを回収することにも使用できる。
【００２８】
また、ダイコータ１には、塗布液５３を塗布器２０に供給する塗布液供給装置ユニット５０も備えられている。図４は、塗布器２０への塗布液５３の供給と塗布器２０からの塗布液５３の排出経路が詳細に示されている。図４を見ると、塗布液供給装置ユニット５０には、塗布液５３を蓄える塗布液タンク５２が備えられている。この塗布液５３は、塗布液タンク５２の下流に接続されたポンプ供給路５４、吸引用開閉バルブ５５を経て、シリンジポンプ５１に供給される。シリンジポンプ５１に供給された塗布液５３は、吐出用開閉バルブ６２、ダイ供給路６３を介して、塗布器２０の供給口８０からマニホールド２３に送り込まれる。
【００２９】
シリンジポンプ５１は、シリンジ６１、ピストン６０、ピストン６０を保持するピストン保持台５６、ピストン保持台５６を上下方向に案内するピストン昇降ガイド５９、ピストン保持台５６の上下方向の駆動源であるシリンジポンプ用モータ５８、シリンジポンプ用モータ５８の回転運動をピストン保持台５６の直線運動に変換するシリンジポンプ用ボールねじ５７より構成されている。本構成を有するシリンジポンプ５１は、塗布液タンク５２からピストン６０の内部通路を経てシリンジ６１の内部に塗布液５３の充填を行い、それをピストン６０により押し出すことで、塗布器２０に基板４の塗布領域分の容量の塗布液５３を供給する定容量型のポンプである。
【００３０】
シリンジ６１の内部に塗布液５３を充填する場合は、シリンジ６１の上流に取り付けられている吸引用開閉バルブ５５を「開」、シリンジ６１の下流に取り付けられている吐出用開閉バルブ６２を「閉」にした状態で、ピストン６０を下降させる。また、シリンジ６１の内部の塗布液５３を塗布器２０に向かって送液する場合は、吸引用開閉バルブ５５を「閉」、吐出用開閉バルブ６２を「開」にした状態で、ピストン６０を上昇させる。そこでシリンジポンプ５１から送液された塗布液５３は、塗布器２０に供給される。
【００３１】
次に、塗布器２０の液体排出口８１には、液体排出経路８３、排出用開閉バルブ８２が接続されており、液体排出口８１から排出されたエア８９および塗布液５３は、排出用開閉バルブ８２、液体排出経路８３を経て液体排出用タンク８５に排出される。ここで、排出用開閉バルブ８２は、液体排出口８１から排出されたエア８９を塗布器２０の内部から素早く隔離するために、液体排出口８１の直近に設けることが好ましく、少なくとも液体排出口８１から１００ｍｍ以内に設けることが好ましい。また、液体排出経路８３は、金属製ならびに合成樹脂製配管など如何なるものを用いてもよいが、昇降動作を行う塗布器２０に接続されることから、屈曲自在な合成樹脂製配管を使用することが好ましい。
【００３２】
また、液体排出用タンク８５に排出されて一定量以上溜まった廃液８４は、廃液排出経路８６、廃液用開閉バルブ８７を経て、吸引ポンプ８８で吸引されて外部に排出される。ここで、液体排出用タンク８５には、吸引ポンプ８８で吸引開始する所定量の廃液８４が溜まったことを検知するＨｉ側センサ９０と、吸引ポンプ８８で吸引停止する廃液８４の量を検知するＬｏｗ側センサ９１が設けられており、Ｈｉ側センサ９０とＬｏｗ側センサ９１の高低差は好ましくは２００ｍｍ以下、さらに好ましくは１００ｍｍ以下である。ここで、廃液８４の排出方法は、Ｈｉ側センサ９０やＬｏｗ側センサ９１を用いて間欠的に廃液８４を排出する方法のほか、一定量の廃液８４が溜まったら液体排出用タンク８５から廃液８４が流れ出る構造とし、液体排出用タンク８５の液面が一定となるようにする方法など、いずれでも良い。また、図４では、１つの液体排出用タンク８５が設けられているが、液体排出用タンク８５は液体排出経路８３の数だけ設けてもいずれでも良い。
【００３３】
ここで、エア８９を排出する際、より短時間での排出を可能とするためには液体排出経路８３には吸引手段を有する必要がある。液体吸引手段としては、吸引ポンプなどを使用しても良いが、ポンプ内部で塗布液５３が固着することなどにより、長期にわたって使用できなかったり、排出量の微調整が困難であったりすることから、サイフォン現象を利用した手段を用いることが好ましい。この手段は、液体排出経路８３の出口９３を、吐出口２７よりも低い位置に配置して、供給口８０からの送液により液体排出経路８３の内部を液体で満たすことで、高低差により液体排出経路８３に吸引作用を及ぼすものであり、吸引ポンプと同等の高い排出効率が得られる。この手段は、吸引ポンプといった装置を使用しないため、メンテナンスが容易なほか、吐出口２７と液体排出経路８３の出口９３の高低差Ｈ´を調整するだけで排出量の微調整も可能となる優位点もある。
【００３４】
さらに、塗布器２０の内部に残存するエア８９を排出する際、排出初期に液体排出経路８３の内部が液体で満たされていない場合は、ヘッド差の影響を少なくして吐出圧により速やかに排出する必要があるので、液体排出経路８３は液体排出口８１と鉛直方向に略同一、または、それよりは低い位置に配置する。ここで、鉛直方向に略同一、または、それよりは低い位置とは、液体排出経路８３が、液体排出口８１の中心から水平線に対し、θ＝±３０°以内の方向に伸び、かつ液体排出口８１の中心から鉛直方向に５０ｍｍ上方よりは低い位置に配置されることを意味する。θ＝−３０°より小さい場合は、エア８９の浮力による抵抗が大きくなって、液体排出口８１から液体排出経路８３にエア８９が排出しにくくなる。θ＝＋３０°より大きかったり、液体排出経路８３が液体排出口８１の中心から５０ｍｍ上方より高い位置に配置される場合は、ヘッド差に抗して、エア８９と共に排出する塗布液５３を押し流すために、流量が低下し、その結果エア８９の排出効率が低下するので好ましくない。
【００３５】
また、液体排出経路８３の出口９３は大気開放されていることが好ましく、さらに、液体排出経路８３の最下部で大気開放されていることが好ましい。ただし、エア排出動作を止めた際に、出口９３から外気を吸込み、これによって、乾燥固化物が発生して液詰まりが生じやすい塗布液５３もあることから、これを防止するために、液体排出経路８３の出口９３が、大気開放された液体排出用タンク８５の中に溜まっている廃液８４中に浸されていることも好ましい。ここで、液体排出用タンク８５の液面９２は、吐出口２７よりも低い位置に配置されることが好ましい。ただし、吐出口２７と液体排出用タンク８５に溜まる廃液８４の液面９２の高低差Ｈ、および吐出口２７と液体排出経路８３の出口９３の高低差Ｈ´が大きすぎると、ヘッド差により、液体排出口８１から排出される塗布液５３の割合が、塗布器２０の内部に送液される供給量に対して大きくなりすぎてしまう。それによって、マニホールド２３の内部の一部が部分的に負圧となり、吐出口２７から外気を吸込んでしまう現象が発生する。そのため、高低差Ｈまたは高低差Ｈ´の大きさと、液体排出口８１の口径および液体排出経路８３の配管径と配管長で定まる流路抵抗を調整したり、液体排出経路８３の任意の箇所に流量調整弁を設けたりして、塗布器２０内部への供給量と液体排出口８１への排出量のバランスを取る必要がある。
【００３６】
ここで、塗布器２０の内部に送液する供給量Ｑ１に対する、液体排出口８１からの排出量Ｑ２の割合Ｑ２／Ｑ１は好ましくは０．５〜０．９５、より好ましくは０．７〜０．９とする。この範囲より大きいと吐出口２７から外気を吸込みやすくなり、この範囲より小さいと、エア８９を排出するために供給すべき塗布液５３の量が多くなって効率的にエア８９を排出させられない。また、液体排出経路８３は、内部でエア８９が滞留しないような排出流速が得られる内径にすることが好ましい。これらを実現するために、好ましくは高低差Ｈまたは高低差Ｈ´は８００ｍｍ以下、液体排出口８１の内径は１０ｍｍ以下、液体排出経路８３の配管径は内径１０ｍｍ以下とし、さらに、より好ましくは高低差Ｈまたは高低差Ｈ´は５００ｍｍ以下、液体排出口８１の内径は６ｍｍ以下、液体排出経路８３の配管径は内径６ｍｍ以下にする。
【００３７】
なお、エア８９を排出する際に開閉させる排出用開閉バルブ８２の他、リニアモータ３０、モータ１１、さらにはシリンジポンプ５１のピストン６０を駆動するシリンジポンプ用モータ５８を含む塗布液供給装置ユニット５０などは、すべて制御装置７０の制御信号にて動作する。そして、制御装置７０に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各装置に送信されることで、あらかじめ定められた動作を行う。また、各動作条件の変更が必要な場合は、操作盤７１に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置７０に伝達されて、運転動作の変更が可能となる。
【００３８】
次に、この塗布器２０を搭載したダイコータ１を使って、塗布器２０内部のエア８９を排出する方法の一例について説明する。初めに、塗布器２０の内部に塗布液５３が無く、全く空の状態から塗布液５３を充填させる塗布生産作業前のエア８９の排出方法について説明する。まず、図４で塗布液タンク５２からシリンジ６１の内部まで塗布液５３を充満させる。次に、排出用開閉バルブ８２を両端ともに「閉」にした状態で、シリンジポンプ５１のピストン６０を上昇させ、シリンジ６１の内部に充填された塗布液５３を押し流す。これにより、図５（ａ）のように供給口８０から塗布器２０の内部であるマニホールド２３へと塗布液５３が送られる。さらに、シリンジポンプ５１より塗布液５３が供給されると、図５（ｂ）のようにマニホールド２３およびスロット２５の塗布幅方向にわたって塗布液５３が広がり、一部はスロット２５を通過して吐出口２７より吐出される。続けて、塗布液５３を供給すると、図５（ｃ）のように塗布液５３は、スロット２５の全幅範囲に広がって吐出口２７より吐出されるが、マニホールド２３の両端部の上部にはエア８９が閉じ込められてしまい、もはや吐出口２７からは排出できない状態となる。ここで、シリンジポンプ５１から塗布液５３を供給しながら、塗布器２０の両端にある排出用開閉バルブ８２をともに「開」にする。これによって、マニホールド２３の内部に供給口８０から液体排出口８１に向かう塗布液５３の流れが発生し、塗布器２０の内部に閉じ込められたエア８９が、塗布液５３とともに液体排出口８１から排出される。その結果、図５（ｄ）のように、塗布器２０の内部にエア８９がなく、塗布液５３のみを充満させられる。このように、塗布器２０内部からのエア８９が完全に排出されるまで、シリンジポンプ５１から塗布器２０に塗布液５３を供給するエア排出動作を繰り返すことで、塗布器２０の内部への塗布液充填作業が完了する。
【００３９】
次に、図６（ａ）のように塗布液５３が充填された塗布器２０の内部にエア８９が混入したときに行う塗布生産作業中のエア８９の排出方法について説明する。まず、図６（ａ）に示すマニホールド２３の内部の上部に溜まったエア８９を排出するため、シリンジポンプ５１から塗布液５３を供給しながら、マニホールド２３の両端部に接続された排出用開閉バルブ８２を両方とも「開」にして、マニホールド２３の内部に供給口８０から液体排出口８１に向かう塗布液５３の流れを発生させる。ここで、マニホールド２３の上縁２４が、吐出口面２６と平行、または吐出口面２６を基準として供給口８０から液体排出口８１に向けて上向きに傾斜しているため、液体排出口８１へ向かうエア８９の動きがマニホールド２３の上縁２４に妨げられることもない。また、マニホールド２３の塗布幅方向に直交する断面積が、供給口８０から液体排出口８１に向けて減少して、供給口部マニホールド断面積Ａ＞液体排出口部マニホールド断面積Ｂであることから、液体排出口８１へ向かう流速も早まり、図６（ｂ）のように塗布器２０の内部に溜まったエア８９の全てが塗布液５３とともに、マニホールド２３の両端部の液体排出口８１付近に集合して排出される。さらに、シリンジポンプ５１から塗布器２０に塗布液５３を供給しながら、排出用開閉バルブ８２を「開」にするエア排出動作を繰り返せば、図６（ｃ）のように、塗布器２０内部からエア８９が完全に排出されて、塗布液５３が充満し、塗布器２０の内部に侵入したエア８９の排出作業が完了する。
【００４０】
ここで、いずれのエア排出方法においても、排出用開閉バルブ８２の開閉操作は、吐出口２７からのエア８９の吸込みや液体排出口８１からの逆流を防ぐために、シリンジポンプ５１による塗布液５３の送液中に行うことが好ましく、必ず排出用開閉バルブ８２を「閉」としてからシリンジポンプ５１による送液を停止させる。また、上記の実施様態例では、排出用開閉バルブ８２は、２つあるものを同時に「開」にしているが、各々を単独で順次動作させても、予め定められた組合せパターンに従って動作させても、いずれでも良く、開閉順序に特に制約はない。さらに、ここでは、塗布器２０の内部のエア８９を液体排出口８１から排出するために、シリンジポンプ５１によって塗布液５３を塗布器２０に送液しているが、送液手段はこれに限らず、圧送や別の公知のポンプを用いることも可能である。なお、上記のエア排出方法で塗布器２０の内部より排出されたエア８９および塗布液５３は、液体排出経路８３を経て、液体排出用タンク８５に排出され、塗布液５３が廃液８４として蓄えられる。ここで、廃液８４が、液体排出用タンク８５に設置されたＨｉ側センサ９０で図４に示すように高さＱ４以上溜まったと検知されたら、吸引ポンプ８８を稼動させ、廃液用開閉バルブ８７を「開」にして、廃液排出経路８６を通じて廃液８４を吸引し、図示しない廃液経路に排出させる。廃液８４の排出により、Ｌｏｗ側センサ９１で液体排出用タンク８５内の残存した廃液８４が高さＱ３以下まで下がったと検知されたら、廃液用開閉バルブ８７を「閉」にし、吸引ポンプ８８を停止させ、廃液８４の吸引排出動作を終了させる。ここで、塗布器２０からのエア排出動作中に吸引ポンプ８８を稼動させると、液体排出口８１からの塗布液５３の排出量が変化して排出量の制御ができなくなることから、吸引ポンプ８８はエア排出動作が行なわれないとき、すなわち排出用開閉バルブ８２が「閉」のときに稼動させることが好ましい。
【００４１】
次に、本発明に係る塗布器２０を搭載したダイコータ１を使って、基板４に塗布する方法の一例について説明する。
まず、ダイコータ１における各可動部の原点復帰が行われると、各可動部はあらかじめ設定されたスタンバイ位置に移動する。なお、この時までに目標とする塗布条件を実現するためのパラメータは、操作盤７１に入力が完了されている。さらに、塗布生産作業前におこなう塗布器２０内部のエア８９の排出も、上記の塗布生産作業前のエア排出方法によって完了しており、塗布液タンク５２から塗布器２０の内部まで塗布液５３は既に充満されている。このとき、排出用開閉バルブ８２は塗布器２０の両端にある２つとも「閉」の状態にされており、拭き取りユニット４０は塗布器２０から離れた位置にある。
【００４２】
以上の準備動作が完了した時点で、拭き取りユニット４０を塗布器２０の直下に移動させる。続いて、ステージ２９の表面に図示しない複数のリフトピンを上昇させ、図示しないアンローダから基板４をリフトピン上部に積載する。そしてリフトピンを下降させて、基板４をステージ２９の上面に載置し、図示しないセンタリング装置で基板４の位置決めを行い、図示しない複数の吸着孔により基板４を吸着保持する。これと並行して、塗布液供給装置ユニット５０を稼動させて、塗布器２０から少量の塗布液５３をトレイ４４に向かって吐出させる。そして、塗布器２０を昇降装置ユニット１０により下降し、塗布器２０の下端を拭き取りヘッド４３に接触させ、拭き取りヘッド４３を塗布器２０の長手方向に摺動させる。塗布器２０の吐出口面２６の周辺が拭き取りヘッド４３の摺接によって清掃されたら、塗布器２０は昇降装置ユニット１０によって上昇され、拭き取りユニット４０は塗布器２０の下部から離れた塗布方向の原点位置に戻される。
【００４３】
次に、基板４を保持したステージ２９が移動を開始し、図示しないセンサにより基板４の厚さを計測する。その後、基板４の塗布開始位置が塗布器２０の吐出口真下まで移動してステージ２９が停止される。そして、図示しないセンサにより計測された基板４の厚さを基に、昇降装置ユニット１０が稼動されて、塗布器２０の吐出口面２６と基板４の表面までの間隙量、すなわちクリアランスが設定された値になるよう、塗布器２０を下降させる。
【００４４】
塗布器２０の下降が終了したら、塗布液供給装置ユニット５０を駆動し、ピストン６０でシリンジ６１の内部に充填された塗布液５３を押し出してビード２８を形成してから一定時間後に、基板４を保持したステージ２９をリニアモータ３０により移動開始させる。これによって、塗布器２０の吐出口２７から移動する基板４の表面に塗布液５３が吐出され、塗布膜が形成される。その後、基板４の塗布終了部が塗布器２０の吐出口２７の位置にきたら、ピストン６０を停止させて塗布液５３の供給を停止し、続いて昇降装置ユニット１０を駆動して、塗布器２０を上昇させる。この動作で、基板４と塗布器２０の間に形成されたビード２８が完全に断ち切られ、塗布が終了する。その後もステージ２９は移動を続け、基板４を搬出する位置で停止する。これと並行して、塗布器２０は上下方向の原点位置に戻される。そして、ステージ２９上の基板４の吸着を解除し、図示しないリフトピンを上昇することで基板４を持ち上げ、アンローダが基板４を保持して、次工程に基板４を搬送する。
【００４５】
次いで、ステージ２９は原点位置に戻され、シリンジポンプ５１のピストン６０は下降して、シリンジ６１の内部に新たな塗布液５３を充填させる。その後に再び、拭き取りユニット４０を塗布器２０の下部まで移動させ、次の基板４が移載されてくるのを待ち、同じ動作を繰り返す。
ここで、塗布動作中に、塗布液供給ユニット５０からのエア８９の侵入、塗布液５３に溶存していたエア８９の発泡、吸引用開閉バルブ５５や吐出用開閉バルブ６２の開閉動作によるエア８９の吸込み、塗布器２０の吐出口２７からのエア８９の吸込みなどにより、塗布器２０の内部にエア８９が混入することがある。エア８９が混入すると、塗布開始時における吐出圧力の立上りに遅れが生じて塗布開始部分の膜厚が薄くなったり、エア８９が吐出口２７から基板４に吐出されることによりピンホールや縦スジといった塗布欠点が発生するといった問題が生じる。そのため、上記の塗布生産作業中におこなう塗布器２０内部のエア８９の排出方法を用いて、事前に設定した条件でエア排出動作を繰り返せば、塗布器２０の内部から塗布動作中に混入したエア８９が完全に排出され、この状態で基板４への塗布を再開すると、塗布開始部分の薄膜化や塗布欠点の発生といった問題をなくすことができる。なお、このエア排出作業は、膜厚が不安定となったり塗布欠点が発生してから実施しても、基板４への塗布作業を一定枚数行うごとに実施しても良いし、何らかの理由で塗布器２０内部に塗布液５３を充填させた状態で、塗布作業を一時的に中断する時に実施しても良い。
【００４６】
ここで、本発明が適用できる塗布液５３としては、粘度が１〜１０００ｍＰａ・ｓ、より望ましくは１〜５０ｍＰａ・ｓであり、塗布性からニュートニアンであることが好ましいが、チキソ性を有する塗布液５３にも適用できる。特に、溶剤として揮発性の高いもの、たとえば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）、酢酸ブチル、乳酸エチルなどを使用している塗布液を塗布するときに有効である。具体的に適用できる塗布液の例としては、カラーフィルタ用のＲＧＢレジスト液、ブラックマトリックス用レジスト液、フォトスペーサ用レジスト液、オーバーコート材、アレイ基板用ポジレジスト液などがある。また、基板４である被塗布部材としてはガラスの他にアルミなどの金属板、セラミック板、シリコンウェハーなどを用いてもよい。また、塗布作業中のエア排出作業を一定塗布枚数ごとに行うときは、好ましくは５〜１００枚ごと、より好ましくは１５〜５０枚ごとに行う。
【実施例】
【００４７】
以下に、実施例を示し、本発明例を更に具体的に説明する。
実施例１
図１に示すダイコータ１をそのまま適用してカラーフィルタを製造した。ここで、塗布器２０としては、吐出口２７の間隙が１００μｍ、長手方向の長さが１３００ｍｍ、塗布幅が１１００ｍｍ、「中央部ランド長Ｈａ＝４０ｍｍ」＞「端部ランド長Ｈｂ＝３８ｍｍ」、直径４ｍｍの液体排出口８１がマニホールド２３の両端部に設けられており、マニホールド２３の上縁２４は吐出口面２６と平行で、供給口部マニホールド断面積Ａ＝３４ｍｍ2、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ＝８．５ｍｍ2として、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ／供給口部マニホールド断面積Ａ＝１／４となるものを用いた。また、塗布器２０に接続される液体排出経路８３には、内径４ｍｍのテフロン（登録商標）製のチューブを用い、塗布器２０の液体排出口８１に水平方向に接続するとともに、液体排出口８１の中心より２０ｍｍ低い位置を通るようにこのチューブを設置した。さらに液体排出経路８３の出口が、塗布器２０の吐出口２７よりも４５０ｍｍ低くなるように設定し、その出口を大気開放された液体排出用タンク８５の廃液８４に浸すようにした。ここで、液体排出用タンク８５の液面と塗布器２０の吐出口２７の高低差Ｈは液体排出用タンク８５の液面９２の方が４００ｍｍ低くなるよう設定した。また、排出用開閉バルブ８２は各液体排出口８１から５０ｍｍ離れた位置に設けた。なお、塗布液５３としては、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、カーボンブラックを遮光材、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）を溶媒にそれぞれ用い、固形分濃度を１０％、粘度を１０ｍＰａ・ｓ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５ｍＰａ・ｓ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５ｍＰａ・ｓ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５ｍＰａ・ｓ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。
【００４８】
まず、ブラックマトリックス用塗布液を塗布するため、塗布液５３を塗布液タンク５２に満たし、塗布器２０内部への塗布液充填作業を行った。ここで、塗布生産作業前のエア排出作業として、送液速度５０００μｌ／ｓｅｃ、送液量４００００μｌ、送液時間８ｓｅｃを、シリンジポンプ５１による塗布器２０内部への塗布液５３の送液条件にした。この送液条件で、送液開始から１秒後に排出用開閉バルブ８２を全て「開」の状態、７秒後に全て「閉」の状態にするエア排出作業サイクルを３回繰り返して、塗布器２０内部のエア８９を完全に排出した。
【００４９】
以上の塗布液充填作業の後に、１１００×１３００ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラスの基板４に、塗布膜厚１０μｍ、塗布器２０と基板４との間であるクリアランスが１００μｍ、塗布速度３ｍ／分にて塗布した。ここで、１００枚の基板４に対して、塗布を行ったが、塗布動作中に、供給系からのエアの侵入、塗布液５３に溶存していたエアの発泡、塗布器２０の吐出口２７からのエアの吸込みなどによる膜厚精度の悪化や塗布欠点の発生を防止するために、塗布生産作業中のエア排出作業として、送液速度５０００μｌ／ｓｅｃ、送液量４００００μｌ、送液時間８ｓｅｃとし、送液開始から１秒後に排出用開閉バルブ８２を全て「開」の状態、７秒後に全て「閉」の状態にするエア排出作業サイクルを２０枚塗布毎に１回行った。
塗布した基板４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、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。
【００５０】
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１にて、ブラックマトリックスが形成された１００枚の基板４に連続して塗布を行なった。塗布した基板４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。
【００５１】
次に、Ｇ色用塗布液を、塗布膜厚が２０μｍにする以外はＲ色用塗布液と全く同じ条件でダイコータ１にて、ブラックマトリックス、Ｒ画素部が形成された１００枚の基板４に連続して塗布を行なった。塗布した基板４は、１００℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行って、Ｇ画素部にのみ厚さ２μｍのＧ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。
【００５２】
さらに、Ｂ色用塗布液をＧ色用塗布液と全く同じ条件でダイコータ１にて、ブラックマトリックス、Ｒ画素部、Ｇ画素部が形成された１００枚の基板４に連続して塗布を行なった。塗布した基板４もＧ色用塗布液と全く同じ条件にて乾燥、露光、現像、剥離、キュアを行ない、Ｂ画素部にのみ厚さ２μｍのＢ色塗布膜を残した。
なお、各色塗布液の塗布において、乾燥後のパターン形成前の状態で膜厚を測定したところ、全ての塗布基板に対して、端部の１０ｍｍを除くと、基板走行方向、塗布幅方向ともに、目標としていた±３％以下の膜厚精度であった。並行して、塗布ムラの検査も行なったが、全ての塗布基板に対して、塗布品位は非常に良好であり、塗布器２０内部のエアが吐出口から被塗布部材に吐出されることにより発生するピンホールや縦スジといったエア起因の塗布欠点は全くなかった。
【００５３】
そして最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させ、１００枚のカラーフィルタを作成した。得られたカラーフィルタは、全てが膜厚精度を満たしている上に、塗布欠点も無く、品質的に申し分ないものであった。また、塗布生産作業前や塗布生産作業中のエア排出作業が迅速に行えたため、生産効率も非常に高かった。
【００５４】
比較例１
供給口部マニホールド断面積Ａ＝３４ｍｍ2、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ＝５１ｍｍ2として、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ／供給口部マニホールド断面積Ａ＝３／２とした以外は実施例と同じ条件で、カラーフィルタの作成を行なった。この結果、塗布幅方向の膜厚精度は目標の±３％以下であったが、塗布生産作業前および塗布生産作業中のエア排出作業のいずれにおいても、塗布器内部のエアが液体排出口から排出されにくくなったことから、塗布器２０内部にエアが残存してしまい、基板走行方向の膜厚精度の悪化や塗布欠点などにより、１００枚中２５枚の不良品が発生し、良好な品質のカラーフィルタを得ることは出来なかった。
また、１００枚の塗布終了後に、塗布器内部のエアが残存しない条件を探るために、エアを完全に排出できる送液条件を検討してみたところ、送液速度５０００μｌ／ｓｅｃ、送液量７００００μｌ、送液時間１４ｓｅｃとし、送液開始から１秒後に供給口部および両端部に接続された排出用開閉バルブを全て「開」の状態、１３秒後に全て「閉」の状態にするエア排出作業サイクルが、塗布生産作業前には３回、塗布生産作業中には２回必要であり、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ／供給口部マニホールド断面積Ａ＝３／２となるだけで、実施例と比較してエア排出に要する時間および送液量ともに増加し、エア排出効率が低下することが分かった。
【００５５】
比較例２
マニホールド上縁が、吐出口面を基準として供給口から液体排出口に向かって下向きに２度傾斜した以外は実施例と同じ条件で、カラーフィルタの作成を行なった。この結果、塗布幅方向の膜厚精度は目標の±３％以下であったが、塗布生産作業前および塗布生産作業中のエア排出作業のいずれにおいても、塗布器内部のエアが液体排出口から排出されにくくなったことから、塗布器内部にもエアが残存してしまい、基板走行方向の膜厚精度の悪化や塗布欠点などにより、１００枚中２１枚の不良品が発生し、良好な品質のカラーフィルタを得ることは出来なかった。
【００５６】
また、１００枚の塗布終了後に、塗布器内部のエアが残存しない条件を探るために、エアを完全に排出できる送液条件を検討してみたところ、送液速度５０００μｌ／ｓｅｃ、送液量７００００μｌ、送液時間１４ｓｅｃとし、送液開始から１秒後に供給口部および両端部に接続された排出用開閉バルブを全て「開」の状態、１３秒後に全て「閉」の状態にするエア排出作業サイクルが、塗布生産作業前には３回、塗布生産作業中には２回必要であり、マニホールド上縁が供給口から液体排出口に向かって下向きに２度傾斜しただけで、実施例と比較してエア排出に要する時間および送液量ともに増加し、エア排出効率が低下することが分かった。
【００５７】
比較例３
マニホールド上縁が、吐出口面を基準として供給口から液体排出口に向かって下向きに２度傾斜しており、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ／供給口部マニホールド断面積Ａ＝３／２とした以外は実施例と同じ条件で、カラーフィルタの作成を行なった。この結果、塗布幅方向の膜厚精度は目標の±３％以下であったが、塗布生産作業前および塗布生産作業中のエア排出作業のいずれにおいても、塗布器内部のエアが液体排出口から排出されにくくなったことから、塗布器内部にもエアが残存してしまい、基板走行方向の膜厚精度の悪化や塗布欠点などにより、１００枚中４３枚の不良品が発生し、良好な品質のカラーフィルタを得ることは出来なかった。
【００５８】
また、１００枚の塗布終了後に、塗布器内部のエアが残存しない条件を探るために、エアを完全に排出できる送液条件を検討してみたところ、送液速度５０００μｌ／ｓｅｃ、送液量１０００００μｌ、送液時間２０ｓｅｃとし、送液開始から１秒後に供給口部および両端部に接続された排出用開閉バルブを全て「開」の状態、１９秒後に全て「閉」の状態にするエア排出作業サイクルが、塗布生産作業前には４回、塗布生産作業中には３回必要であり、マニホールド上縁が供給口から液体排出口に向かって下向きに２度傾斜しており、液体排出口部マニホールド断面積Ｂ／供給口部マニホールド断面積Ａ＝３／２としても、実施例と比較してエア排出に要する時間および送液量ともに増加し、エア排出効率が低下することが分かった。
【００５９】
比較例４
「中央部ランド長Ｈａ＝４０ｍｍ」＝「端部ランド長Ｈｂ＝４０ｍｍ」とした以外は実施例と同じ条件で、カラーフィルタの作成を行なった。この結果、塗布生産作業前および塗布生産作業中のエア排出作業は問題なかったため、基板走行方向の膜厚精度は目標の±３％以下であり、塗布欠点もなかったが、「中央部ランド長さＨａ＝端部ランド長Ｈｂ」としたことで、両端部の圧損が増加して両端部からの吐出量が増えたことから、塗布幅方向の膜厚精度が目標の±３％を超えてしまい、全数において不良品が発生し、良好な品質のカラーフィルタを得ることは出来なかった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る塗布器を搭載した塗布装置であるダイコータの概略構成図である。
【図２】塗布方向から塗布器の内部を見た塗布器の概略正面断面図である。
【図３】塗布器の塗布幅方向に直交する概略側面断面図である。
【図４】塗布液の供給部と排出部を付加した塗布器の概略正面図である。
【図５】塗布液充填作業時のエアが排出される状況を示す塗布器の概略正面断面図である。
【図６】塗布動作中に混入したエアが排出される状況を示す塗布器の概略正面断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ダイコータ
２  基台
３  支柱
４  基板
１０  昇降装置ユニット
１１  モータ
１２  昇降台
１３  ボールねじ
１４  ガイド
１５  保持台
２０  塗布器
２１  フロントリップ
２２  リアリップ
２３  マニホールド
２４  マニホールドの上縁
２５  スロット
２６  吐出口面
２７  吐出口
２８  ビード
２９  ステージ
３０  リニアモータ
３１  ガイドレール
４０  拭き取りユニット
４１  ヘッド保持器
４２  拭き取りヘッド駆動装置
４３  拭き取りヘッド
４４  トレイ
４５  拭き取りユニット保持台
５０  塗布液供給装置ユニット
５１  シリンジポンプ
５２  塗布液タンク
５３  塗布液
５４  ポンプ供給路
５５  吸引用開閉バルブ
５６  ピストン保持台
５７  シリンジポンプ用ボールねじ
５８  シリンジポンプ用モータ
５９  ピストン昇降ガイド
６０  ピストン
６１  シリンジ
６２  吐出用開閉バルブ
６３  ダイ供給路
７０  制御装置
７１  操作盤
８０  供給口
８１  液体排出口
８２  排出用開閉バルブ
８３  液体排出経路
８４  廃液
８５  液体排出用タンク
８６  廃液排出経路
８７  廃液用開閉バルブ
８８  吸引ポンプ
８９  エア
９０  Ｈｉ側センサ
９１  Ｌｏｗ側センサ
９２  液面
９３  出口
Ｘ  塗布方向（基板進行方向）
Ｈａ  中央部ランド長
Ｈｂ  端部ランド長
α  マニホールドの上縁の傾斜角度
Ａ  供給口部マニホールド断面積
Ｂ  液体排出口部マニホールド断面積
θ  液体排出経路の傾斜角度
Ｈ  吐出口と液体排出用タンクに溜まる廃液の液面の高低差
Ｈ´  吐出口と液体排出経路の出口の高低差Ｈ
Ｑ３  Ｌｏｗ側センサ高さ
Ｑ４  Ｈｉ側センサ高さ
【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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