(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を吐出口から吐出させる塗布用ダイの吐出口面およびその隣接面を清掃する塗布用ダイの清掃方法であって、清掃部材と前記吐出口面の隣接面との摺接部分に液体を供給することにより、前記吐出口面の隣接面に液体を付着させた後に、前記吐出口面およびその隣接面に前記清掃部材を前記塗布用ダイ長手方向に摺接させて前記吐出口面およびその隣接面に付着している塗布液を除去することを特徴とする塗布用ダイの清掃方法。
【請求項２】
前記液体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１に記載の塗布用ダイの清掃方法。
【請求項３】
前記液体はその溶解性パラメータδsolv［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］が前記塗布液の溶解性パラメータδcoat［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］に対し、式δcoat−２＜δsolv＜δcoat＋２で表される範囲内にある液体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】
前記液体は２０℃において飽和蒸気圧が１００Ｐａ以下の液体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗布用ダイの清掃方法。
【請求項５】
塗布用ダイの清掃工程を伴うカラーフィルターの製造方法であって、前記塗布用ダイの清掃工程が、請求項１乃至４のいずれかに記載の塗布用ダイの清掃方法を用いることを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項６】
塗布液を吐出口から吐出させる塗布用ダイの吐出口面およびその隣接面を清掃する塗布用ダイの清掃装置であって、清掃部材と前記吐出口面の隣接面との摺接部分に液体を供給することにより前記吐出口面の隣接面に液体を付着させる液体付着手段と、前記吐出口面およびその隣接面に前記塗布用ダイ長手方向に摺接して前記吐出口面およびその隣接面に付着している塗布液を除去する清掃部材を有することを特徴とする塗布用ダイの清掃装置。
【請求項７】
塗布用ダイと、塗布用ダイの清掃装置を備えるカラーフィルターの製造装置であって、前記塗布用ダイの清掃装置が、請求項６に記載の塗布用ダイの清掃装置であることを特徴とするカラーフィルターの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば液晶ディスプレイ用カラーフィルター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カラーフィルター用塗膜を塗布する際に好適に用いられるダイコータのダイの吐出口およびその周辺の清掃方法および装置、並びにこれを用いた塗布方法、さらにはこれらの装置および方法を使用したカラーフィルター製造装置および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス基板等の被塗布部材への塗布方法として、ダイコータ塗布がある。
【０００３】
ダイコータは特開平５−２０８１５４号公報に開示されている通り、フィルム、基板等の被塗布部材を移動させながら、塗布器であるダイの細長い吐出口から塗布液を被塗布部材に吐出し、被塗布部材上に所定の厚さの塗膜面を形成するものである。
【０００４】
ガラス基板などの枚葉状の塗布対象物への塗布にこのダイコータを使用する場合、一度塗布液の塗布を行うと、ダイの塗布液吐出口面（以下、リップ面と呼ぶ）およびその隣接面（以下、リップ斜面と呼ぶ）に塗布液の一部が、滴状になって残存する。再び塗布を行う際に、リップ面およびリップ斜面に滴状の塗布液が放置されたままであると、ダイから吐出される塗布液と共に滴状に残存していた塗布液も基板に塗布されることになるので、均一な膜厚の塗布面を得ることができない。そのため、一回の塗布が終了するごとに、ダイのリップ面およびリップ斜面を清掃して、付着した塗布液を除去することが必要となる。またこのとき、塗布液として感光性アクリル系カラーペースト、フォトレジスト等の揮発性の高いものを使用する場合、リップ面およびリップ斜面に付着した液滴が乾燥して固着するため、例えば単純に清掃部材をリップ面およびリップ斜面に摺接させたりするだけでは塗布液と固着物を完全に除去することができない。固着物が残っていると塗布時の基板とダイ間のビード（リップ面と被塗布部材との間に形成される液だまり）の形状が乱されるので、縦スジ等の塗膜欠点を誘発する。
【０００５】
上記の問題を解決する手段として、特開平１０−２１６５９８号公報には、ダイの吐出口に洗浄液を付着させた後に、ダイの先端面形状と合致する切り欠きを有するシリコーンゴム等の合成樹脂製の清掃部材をダイのリップ面およびリップ斜面に摺接させることで清掃を行う装置および方法が開示されている。また、特開２０００−５１７６３号公報には、ダイの吐出口に洗浄液をノズルより噴射した後に、ワイヤー等のかき取り部材をダイのリップ面に摺接させることで清掃を行う装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の装置および方法では、特に塗布液が０．１Ｐａ・ｓ以下と低粘度である場合に、洗浄液をダイの吐出口に付着させるとダイの吐出口内部の塗布液と洗浄液とが混じり合い、次回の塗布時に塗膜の色ムラが生じる問題があった。
【０００７】
また、特開２０００−５１７６３号公報に開示されている装置では、リップ斜面に付着した洗浄液を除去することができないため、塗布時にリップ斜面に残存した洗浄液が容易に塗布液に混ざり、塗膜に色ムラを生じてしまう。
【０００８】
一方、特開平１０−２１６５９８号公報に開示されている装置および方法では、塗布液が乾燥しやすいものである場合、リップ斜面に洗浄液が付着しないため、そこに塗布液が乾燥固着したものを洗浄することができない。そのため残存した固着物と清掃部材が擦れ合い、清掃部材が磨耗し、その際に発生する摩耗粉が塗膜中に混入して、塗膜の品質欠点を引き起こしていた。
【０００９】
さらに、リップ斜面上部は吐出口から離れているために塗布液や洗浄液が到達しにくく、たびたび液のない状態でリップ斜面と清掃部材とが摺接するため、清掃部材が著しく摩耗する。
【００１０】
加えて、リップ面の清掃後はダイの吐出口が直接大気にさらされるため、そのまま長い時間放置しておくと、吐出口内部に充填された塗布液が蒸発し、濃度や粘度にむらを生じるので、この状態で塗布を開始するとビードがダイの長手方向に均一とならず、塗膜の塗布開始部に塗布抜け等の塗膜欠点を生じるという問題もあった。
【００１１】
本発明は上述の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、ダイの清掃を行う際に、縦スジ・色ムラ・塗布抜け等の塗膜欠点を誘発せず、さらに清掃部材の摩耗を大幅に低減し、生産性が高められる塗布用ダイ清掃方法および清掃装置並びにカラーフィルター製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の塗布用ダイの清掃方法は、
（１）塗布液を吐出口から吐出させる塗布用ダイの吐出口面およびその隣接面を清掃する塗布用ダイの清掃方法であって、清掃部材と前記吐出口面の隣接面との摺接部分に液体を供給することにより、前記吐出口面の隣接面に液体を付着させた後に、前記吐出口面およびその隣接面に前記清掃部材を前記塗布用ダイ長手方向に摺接させて前記吐出口面およびその隣接面に付着している塗布液を除去することを特徴とする。
【００１４】
（２）また、前記（１）において、前記液体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。
【００１５】
（３）さらに、前記（１）乃至（２）のいずれかにおいて、前記液体はその溶解性パラメータδsolv［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］が前記塗布液の溶解性パラメータδcoat［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］に対し、式δcoat−２＜δsolv＜δcoat＋２で表される範囲内にある液体であることが好ましい。
【００１６】
（４）加えて、前記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記液体は２０℃において飽和蒸気圧が１００Ｐａ以下の液体であることが好ましい。
【００１７】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、
（５）塗布用ダイの清掃工程を伴うカラーフィルターの製造方法であって、前記塗布用ダイの清掃工程が前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の塗布用ダイの清掃方法を用いることを特徴とする。
【００２０】
本発明の塗布用ダイの清掃装置は、
（６）塗布液を吐出口から吐出させる塗布用ダイの吐出口面およびその隣接面を清掃する塗布用ダイの清掃装置であって、清掃部材と前記吐出口面の隣接面との摺接部分に液体を供給することにより前記吐出口面の隣接面に液体を付着させる液体付着手段と、前記吐出口面およびその隣接面に前記塗布用ダイ長手方向に摺接して前記吐出口面およびその隣接面に付着している塗布液を除去する清掃部材を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明のカラーフィルターの製造装置は、
（７）塗布用ダイと、塗布用ダイの清掃装置を備えるカラーフィルターの製造装置であって、前記塗布用ダイの清掃装置が、（６）に記載の塗布用ダイの清掃装置であることを特徴とする。
【００２３】
上記本発明の塗布用ダイの清掃方法および清掃装置を用いれば、液体をリップ斜面に付着させて、清掃部材で塗布用ダイのリップ面およびリップ斜面を清掃するのであるから、該液体が塗布用ダイの吐出口内部の塗布液と混じり合わず、清掃部材と塗布用ダイが常に潤滑状態で摺動するので、清掃部材の摩耗を大幅に低減することができる。
【００２４】
また、前記液体を塗布液の溶剤としたので、リップ斜面に乾燥し固着した塗布液を溶解し除去することができ、固着物と擦れ合うことによる清掃部材の摩耗も防ぐことができる。
【００２６】
さらに、上記本発明による優れた塗布用ダイの清掃方法および清掃装置を用いてカラーフィルターを製造するのであるから、品質欠点のない高品質のカラーフィルターを高い生産性で得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明の塗布用ダイ清掃装置７を適用したダイコータ１の一例を示す概略斜視図であり、図２は図１の塗布用ダイ清掃装置７による清掃状況を示す側面断面図であり、図３は図１のダイコータ１の正面図であり、図４は清掃ヘッド８の概略斜視図であり、図５はダイ３と清掃部材２０との配置関係を示す正面図である。
【００２９】
図１を見ると、ダイコータ１があり、該ダイコータ１は塗布液を吐出するダイ３と、ガラス基板４を搬送するテーブル５、および塗布用ダイ清掃装置７から構成される。サブ基台６に設けられた塗布用ダイ清掃装置７の先端には、ダイ３の清掃を行う清掃ヘッド８が取りつけられている。一方、ダイ３は基台２上に設けられた門型の支柱９に、昇降運動機構１０を介して昇降自在に取り付けられている。また、テーブル５はダイ３の下部を矢印Ａ、Ｂの方向に直進運動ができるように、図示しない往復運動機構を介して基台２に取り付けられている。なお、ガラス基板４はテーブル５上の図示しない吸着孔より吸引されて、テーブル５上に吸着保持されるようになっている。
【００３０】
次に図２を見ると、ダイ３を長手方向から見た拡大断面が示されている。ダイ３はドクターリップ１１とバックアップリップ１２をシム１３を介して向かい合わせに、図示しない複数の締結ボルトにより一体に結合することで構成されており、ダイ３の下部にシム１３の厚さに等しい幅の塗布液の吐出口１４を形成している。この吐出口１４はスリット部１５を介してダイ３中央部のマニホールド１６に接続されており、このマニホールド１６に繋がる塗布液供給口１７に塗布液を供給することで塗布液が吐出口１４から均一に吐出されるようになっている。吐出された塗布液は、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に付着するので、清掃ヘッド８を構成する清掃部材２０をリップ面１８およびリップ斜面１９に密着する形状とし、かつダイ３の長手方向に摺接させることで付着した塗布液を掻き取るようになっている。除去した塗布液は吸引口２１より回収する。
【００３１】
続いて、上記の清掃ヘッド８を含む塗布用ダイ清掃装置７の構成をより詳細に説明する。
【００３２】
図３を見ると、塗布用ダイ清掃装置７は、清掃ヘッド８がトレイ２２の先端部に取りつけられているとともに、トレイ２２を移動させる往復運動機構２３がサブ基台６上に設けられている。さらにサブ基台６内部には、清掃ヘッド８に潤滑液を供給する潤滑液送液ユニット２４と、除去した廃液を清掃ヘッド８およびトレイ２２から回収する廃液回収ユニット２５が設けられている。
【００３３】
往復運動機構２３はトレイ２２を直接移動させるキャリア２６、該キャリア２６をダイ３の長手方向に摺動自在に保持するガイド２７、該キャリア２６を貫通するフィードスクリュー２８とモーター２９よりなる駆動装置、を備えている。フィードスクリュー２８はその両端を軸受け３０により回転自在に保持されるとともに、その一端がモーター２９に接続されており、該モーター２９によりキャリア２６の動作を自在に制御できる。
【００３４】
潤滑液送液ユニット２４は潤滑液タンク３１と、潤滑液ポンプ３２よりなっており、潤滑液配管３３を通して清掃ヘッド８に潤滑液を供給することができる。ここで、潤滑液ポンプ３２は定量の送液が行える容積形のポンプが好ましく、ギアポンプ、シリンジポンプ、ダイアフラムポンプ、プランジャポンプ等を好適に用いることができる。
【００３５】
廃液回収ユニット２５は廃液タンク３４と真空ポンプ３５よりなっており、廃液配管３６を通して、トレイ２２に設けられた排出口３７および清掃ヘッド８に設けられた吸引口２１から、ダイ３より吐出された塗布液を吸引回収することができる。
【００３６】
次に図４で清掃ヘッド８を詳細に見ると、該清掃ヘッド８は清掃部材２０、清掃部材保持具３８、ベース３９から構成されている。
【００３７】
ダイ３に摺接して、リップ面１８およびリップ斜面１９に付着した塗布液を除去する清掃部材２０は、その先端部４０がダイ３の先端部形状に合致するように成形されているとともに、リップ斜面１９と摺接するエッジの近傍には潤滑液吐出口４１が設けられている。
【００３８】
清掃部材保持具３８には、清掃部材２０の外形に合わせたくぼみが設けられており、そこに清掃部材２０をはめ込み、プレート４２で清掃部材２０を押し付けることにより清掃部材２０を保持する。また、清掃部材保持具３８はその両側面に潤滑液供給パイプ４３が設けられている。該潤滑液供給パイプ４３は潤滑液配管３３に接続されているので、潤滑液ポンプ３２により潤滑液タンク３１から供給される潤滑液は、清掃部材保持具３８および清掃部材２０内部に設けられた潤滑液送液孔４４を通って潤滑液吐出口４１より吐出される。さらに、清掃部材保持具３８には、清掃部材２０の清掃方向側に吸引口２１が設けられており、清掃部材保持具３８内部に設けられた図示しない経路を介して、該清掃部材２０により除去された塗布液を廃液配管３６を通して真空ポンプ３５により吸引し、廃液タンク３４へと排出することができる。またトレイ２２上に落下した塗布液は、排出口３７から同様に真空ポンプ３５により廃液タンク３４へと排出される。
【００３９】
清掃部材保持具３８はトレイ２２にベース３９を介して固定されており、トレイ２２と一体に移動する。なお、本実施例では清掃部材保持具３８をベース３９上に直接固定することとしたが、清掃部材２０がダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に倣って摺動するための圧縮バネ等で構成する倣い機構を介して固定しても良い。
【００４０】
続いて、以上の塗布用ダイ清掃装置７を用いたダイ３の清掃方法を図３を用いて説明する。
【００４１】
まず、往復運動機構２３により清掃ヘッド８を図３の位置Ｃからダイ３の清掃開始位置４５の直下である位置Ｄに移動させる。
【００４２】
次に、昇降運動機構１０によりダイ３を下降させ、リップ面１８およびリップ斜面１９を清掃部材２０に押し付け、隙間無く密着させる。
【００４３】
続いて、潤滑液ポンプ３２と真空ポンプ３５を作動させ、潤滑液を清掃部材２０の潤滑液吐出口４１より吐出させながら、往復運動機構２３によって清掃ヘッド８を清掃開始位置４５から清掃終了位置４６まで移動させ、清掃部材２０によりダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に付着した余分な塗布液を掻き取るとともに、該清掃部材２０により掻き取られた塗布液を吸引口２１より吸引・排出する。清掃ヘッド８が清掃終了位置４６を過ぎたらダイ３を上昇させ、その後清掃ヘッド８は最初の位置Ｃまで復帰し、清掃動作を完了する。
【００４４】
なお、清掃ヘッド８が位置Ｃに復帰した後も継続して潤滑液ポンプ３２と真空ポンプ３５を作動させ、潤滑液を潤滑液吐出口４１から吐出させ続けるとともに余分な潤滑液を回収することにより、清掃部材２０に付着した塗布液を洗い流すことができるので、次回の清掃動作時に、清掃部材２０に残存した塗布液によりリップ面１８およびリップ斜面１９が汚染されるのを防ぐことができる。
【００４５】
以上の清掃方法では、潤滑液をリップ斜面１９と清掃部材２０との摺動部に供給することになるので、清掃部材２０とリップ斜面１９が必ず潤滑状態で摺動し、清掃部材２０の磨耗を大きく低減できる。
【００４６】
このとき、潤滑液の吐出量はダイ３の長手方向の長さ１ｍあたりで１μｌ〜１００μｌであることが好ましく、より好ましくは５μｌ〜２０μｌである。潤滑液の吐出量が上記範囲より少ないと、潤滑効果が十分に得られず、清掃部材２０の磨耗を低減することができにくくなる。また、潤滑液の吐出量が上記範囲より多いと、多量に供給された潤滑液が清掃部材２０の上部より溢れ出し、リップ斜面１９上部にたまる。このたまった潤滑液はリップ面１８に流れ落ちて、塗布時に塗布液と混じり合い、塗膜欠点を引き起こすようになる。
【００４７】
使用する潤滑液としては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。可溶である溶剤であるならば、リップ斜面１９に付着し、乾燥固化した塗布液を溶解することができるため、乾燥固化した塗布液と清掃部材２０が擦れ合うことに起因する清掃部材２０の磨耗を大きく低減できる。
【００４８】
さらに、潤滑液の飽和蒸気圧は２０℃において１００Ｐａ以下であることが好ましく、より好ましくは５０Ｐａ以下にする。このような揮発性の低い潤滑液を用いれば、リップ斜面１９に残存した塗布液には揮発性の低い潤滑液が混じり合うので、該塗布液がリップ斜面１９で乾燥固化することを防ぐことができ、清掃部材２０の磨耗をさらに低減できる。
【００４９】
加えて、潤滑液はその溶解性パラメータδsolv［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］が前記塗布液の溶解性パラメータδcoat［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］に対し、式
δcoat−２＜δsolv＜δcoat＋２
を満たしていることが好ましい。
【００５０】
ここで、溶解性パラメータとは単位体積当たりの凝集エネルギ密度の平方根であり、分子の極性の大きさを表す尺度である。したがって、溶解性パラメータが上記範囲内にある液体同士が接触した場合は、分子の極性がほぼ等しいので、接触界面で界面張力が発生せず、液体が動かないため、互いに混じり合うことがない。一方、溶解性パラメータが上記範囲外にある液体同士が接触すると、分子の極性が異なるため、接触界面で界面張力が生じ、液体の移動が生じるので、２液は速やかに混合する。したがって、潤滑液と塗布液の溶解性パラメータが上記範囲外にあると、潤滑液とダイ３先端部に付着した塗布液とが接触した際に、２液が直ちに交じり合い、その結果、潤滑液がダイ３のスリット部１５内に侵入したり、あるいはダイ３のスリット部１５の内部の塗布液がリップ面１８上に引き出されてしまう。潤滑液がダイ３のスリット部１５内に侵入すると、塗布開始部で塗布抜けや色ムラ等の塗布欠点が発生する。また、塗布液がスリット部１５からリップ面１８上に滲み出ると、塗布開始部の塗布抜けや、滲み出た塗布液が乾燥することに起因する縦スジ等の塗布欠点を誘発する。したがって、高品質な塗膜を安定して得るには、潤滑液と塗布液の溶解性パラメータを上記式の範囲内とし、２液が混合することにより発生する塗布欠点を生じさせないようにすることが好ましい。
【００５１】
また、吸引口２１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にする。吸引圧力が上記範囲より低いと清掃部材２０により掻き取られた塗布液を十分に吸引・排出できず、塗布液が清掃部材２０の上部より溢れてしまうようになるので好ましくない。また、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ダイ３先端部に付着した塗布液を蒸発させてしまうので、塗布液が感光性アクリル系カラーペーストやフォトレジスト等の特に乾燥しやすいものの場合は、リップ面１８およびリップ斜面１９上に乾燥固化物がすぐに生成され、これが塗布時に塗膜欠点を誘発したり、清掃部材２０の磨耗を増大させる原因となるので好ましくない。
【００５２】
さらに、清掃ヘッド８の移動速度は好ましくは１ｍ／ｍｉｎ〜５０ｍ／ｍｉｎとし、より好ましくは１５ｍ／ｍｉｎ〜３０ｍ／ｍｉｎとする。移動速度が上記範囲より遅いとダイ３の清掃に多大な時間を要し、生産性が低下するようになる。一方、移動速度が上記範囲より速いと、清掃部材２０により掻き取った塗布液が該清掃部材２０の上部より溢れ出して再汚染を引き起こすようになり、好ましくない。
【００５３】
またこのとき、清掃部材２０の材質としては、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９を傷つけない高分子樹脂が良く、その高分子樹脂としてはフッ素樹脂、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、フッ素ゴム等を用いることができるが、ダイ３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い。このときゴム硬さはＪＩＳ  Ｋ６３０１に定められている試験方法において、Ｈｓ値で３０〜８０であることが好ましく、より好ましくは５０〜７０にする。Ｈｓ値が上記範囲より低いと、清掃部材２０をダイ３に押し付けた際に、清掃部材２０が大きく変形して面で接触するために、十分な塗布液の掻き取り能力が得られにくくなる。またＨｓ値が上記範囲より高いと、清掃部材２０がリップ面１８及びリップ斜面１９に密着せず隙間が生じるため、塗布液が隙間を通過し、掻き取り残りが生じるようになる。また、使用する塗布液及び潤滑液に対して薬品耐性を有する材質を選択することが好ましい。さらに、清掃部材２０に発生する静電気を除去し、埃の付着を防止するために、高分子樹脂中に導電性粉末を混入しても良い。導電性粉末としては、カーボン、白金、ニッケル、銀、銅などが好ましく、混入する割合としては４０重量％〜１００重量％が好ましい。
【００５４】
また、図５に示されている、ダイ３のリップ面１８と清掃部材２０とが作る角度θは、９０°未満であることが好ましく、より好ましくは３０°〜６０°にする。角度θを上記範囲にすることにより、清掃部材２０をダイ３に対して対向して移動させることになり、掻き取った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θを９０°以上とすると、清掃部材２０によって掻き取られた塗布液が清掃部材２０によって落下を妨げられ、リップ斜面１９上部に容易にせり上がり、清掃部材２０から溢れ出してリップ面１８およびリップ斜面１９を再汚染してしまうようになる。
【００５５】
続いて、本発明の塗布用ダイ清掃装置７を用いた塗布方法の一例を図１、図２および図３を用いて説明する。
【００５６】
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ダイ３の内部に塗布液を充填する。このとき、吐出口１４から余剰の塗布液が吐出されるので、予め、往復運動機構２３によって、トレイ２２をダイ３の吐出口１４の下側に移動させて、吐出される塗布液を受け、排出口３７から排出する。
【００５７】
ダイ３への塗布液の充填が完了したら、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９を前記清掃方法により清掃する。
【００５８】
以上の準備作業が完了すると、図示しないローダによりテーブル５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をテーブル５に吸着保持する。このとき同時に、ダイ３より塗布液を微少量吐出させ、リップ面に塗布液を付着させてから、前記清掃方法によりダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９を清掃する。このときの塗布液の吐出量はダイの長手方向長さ１ｍあたり５００μｌ〜２０００μｌが好ましい。
【００５９】
次に、テーブル５を原点位置からＡ方向に直進させ、ガラス基板４の塗布開始位置がダイ３の吐出口１４の真下に達するとテーブル５を停止させる。そして、ダイ３のリップ面１８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運動機構１０によりダイ３を下降させる。次いで、ダイ３に塗布液を一定量供給し、ダイ３のリップ面１８とガラス基板４との間にビードを形成する。このとき、直前に行ったダイ３の清掃作業が終了してから該ビードが形成されるまでの時間は５秒以内であることが好ましく、より好ましくは３秒以内とする。これより時間が長いと、特に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場合に、吐出口１４内部に充填された塗布液が揮発し、濃度や粘度にむらが生じやすくなるので、該ビードがダイ３の長手方向に均一とならず、塗膜に塗布抜けや縦スジ等の欠点が発生するようになる。
【００６０】
続いて、ダイ３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１４から塗布液を吐出させながら、テーブル５をＡ方向に一定速度で移動させて基板に塗膜を形成する。そして、ガラス基板４の塗布終了位置がダイ３の吐出口１４の真下に達したら、塗布液の吐出を停止し、ダイ３を上昇させる。さらにテーブル５を終了位置まで移動し、停止したらテーブル５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５をＢ方向に移動し、原点位置まで戻す。
【００６１】
以降連続して塗布液の塗布を繰り返す場合は上記した塗布工程を繰り返せば良い。また、一時的に停機する場合は上記塗布工程が終了後、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に付着した塗布液が乾燥し固着しないよう、前記清掃方法による清掃作業を行ってから待機させるのが良い。
【００６２】
なお、本実施態様ではトレイ２２と清掃ヘッド８を一体とし、往復運動機構２３により同時に移動させるように構成したが、各々別々に移動させるようにしても良い。
【００６３】
本発明の塗布用ダイの清掃方法および清掃装置は、ガラス基板表面に塗布液を塗布するダイのリップ面及びリップ斜面の清掃に有効であり、カラーフィルターの製造工程での各種塗布液、特に感光性アクリル系カラーペースト、フォトレジスト、オーバーコート材等の、粘度が０．１Ｐａ・ｓ以下と低粘度かつ揮発性の高い塗布液を枚葉塗布するダイの清掃に好適に用いることができる。
【００６４】
また、本発明のダイコータによる塗料の塗布方法は、カラーフィルター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。
【００６５】
【実施例】
実施例
液晶ディスプレイ用カラーフィルター製造工程で、吐出口１４の幅が１００μｍ、長さが６２０ｍｍ、リップ面１８の幅が３ｍｍであるダイ３を用いて、ポジ型フォトレジスト液（シプレイ・ファーイースト社製ＳＣ３１Ａ−１７、溶解性パラメータ＝１８．４［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］）をガラス基板に塗布するダイコータに、本発明の塗布用ダイ清掃装置を適用した。
【００６６】
清掃部材２０には、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に定められている試験方法による測定で、Ｈｓ値が６０であるエチレンプロピレン共重合体ゴム製の成形品を用い、清掃部材保持具３８に図５に示す角度θが６０°となるように取りつけた。
【００６７】
また、潤滑液ポンプ３２にはダイアフラムポンプを用い、潤滑液としてエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（溶解性パラメータ＝１８．２［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］、２０℃での飽和蒸気圧＝４０Ｐａ）を５μｌ／ｓで清掃時に吐出させるとともに、清掃作業時の清掃ヘッドの移動速度を３０ｍ／ｍｉｎとした。
【００６８】
さらに、吸引口２１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３５により吸引を行った。
【００６９】
そして、ダイ３の清掃が終了してから塗布を開始するまでの時間は２秒とした。
【００７０】
以上の塗布用ダイ清掃装置を備えたダイコータを用いたカラーフィルターの製造を次の手順で行った。
【００７１】
まず、６２０ｍｍ×７５０ｍｍサイズのガラス基板上に、基板短尺方向に１００μｍ、基板長尺方向に４００μｍの間隔で格子状に横幅６０μｍ、縦幅２５０μｍの開口部を有する厚み１μｍの樹脂遮光層を形成した。この遮光層上にＲ着色剤を添加した熱硬化性塗料を乾燥後膜厚が１．７μｍとなるようにダイコータで塗布し、１２０℃の温度で乾燥して、塗膜を形成した。
【００７２】
続いて、該塗膜上に前記ポジ型フォトレジストを、本発明による塗布用ダイ清掃装置を上記条件にて適用したダイコータで塗布し乾燥させ、厚み１．７μｍのフォトレジスト膜を形成した。
【００７３】
そして、超高圧水銀灯を用いてマスク露光を行い、次いで該ポジ型フォトレジストを現像することで該塗膜のエッチングを行い、レリーフパターンを形成した。
【００７４】
さらに該ポジ型フォトレジストを剥離した後、３００℃で加熱焼成して該塗膜を熱硬化し、Ｒ画素とした。以上の工程をＧ、Ｂの各画素についても繰り返し、カラーフィルターを得た。
【００７５】
以上の工程によるカラーフィルターの製造を、１０，０００シート連続で行った後の清掃部材の磨耗量と目視による概観、ダイ先端の清掃状況および塗布塗膜中に混入した清掃部材の磨耗紛の数は、表１上段に示した通りであった。清掃部材の磨耗は目視によっては確認できない程度にとどまり、磨耗による質量の減少量は４μｇであった。またダイ先端部に塗布液の拭き残りや固着はなく、塗布塗膜中への磨耗分の混入もなかった。その結果、高品質のカラーフィルターを高い生産性で得ることができた。
【００７６】
実施例２
前記実施例１と同様に本発明による塗布用ダイ清掃装置を適用したダイコータにより、前記ポジ型フォトレジストの塗布を行った。このとき、潤滑液として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと酢酸−ｎ−ブチルを重量比８：２で混合した溶液（溶解性パラメータ＝１８．４［（Ｊ／ｃｍ3）1/2］、２０℃での飽和蒸気圧＝５５５Ｐａ）を用いた以外は、前記実施例１と全く同一条件とした。なお、前記混合溶液の２０℃での飽和蒸気圧は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよび酢酸−ｎ−ブチルの２５℃における飽和蒸気圧をＣｌａｕｓｉｕｓ−Ｃｌａｐｅｙｒｏｎの式により２０℃における飽和蒸気圧に換算した後、Ｒａｏｕｌｔの法則により該混合溶液の飽和蒸気圧として算出した値である。
【００７７】
本条件にてポジ型フォトレジストの塗布を１０，０００シート連続で行った後の清掃部材の磨耗量と目視による概観、ダイ先端の清掃状況および塗布塗膜中に混入した清掃部材の磨耗紛の数を表１中段に示す。清掃部材のリップ斜面と接する位置に磨耗による削れが視認でき、磨耗量としては８μｇあって、またダイ先端部のリップ斜面には塗布液の乾燥物が固着残存し、塗布塗膜中にも磨耗紛の混入が若干見られた。実施例１と比較すると劣るものの、ダイの清掃能力・清掃部材の磨耗低減性能ともに効果があり、カラーフィルターの生産性を向上できた。
【００７８】
比較例１
本発明による塗布用ダイ清掃装置を適用したダイコータにおいて、潤滑液を使用せずにダイの清掃を行う以外は前記実施例１と全く同一の条件とし、前記ポジ型フォトレジストの塗布を行った。
【００７９】
本条件にてポジ型フォトレジストの塗布を１０,０００シート連続で行った結果は表１下段の通りであり、清掃部材がリップ斜面と接する位置で大きく磨耗しているのが視認でき、磨耗量は２５μｇであった。また、ダイ先端部のリップ斜面には塗布液の乾燥固着物が厚く堆積した。さらに塗布塗膜中への磨耗紛の混入も多数見られた。
【００８０】
【表１】
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【００８１】
【発明の効果】
以上、説明したように塗布用ダイのリップ面およびリップ斜面の清掃に本発明の塗布用ダイ清掃方法および清掃装置を用いれば、清掃部材を塗布用ダイに摺接させる際に、清掃部材とリップ斜面との摺接部に潤滑液を供給するのであるから、潤滑液がダイの吐出口内部の塗布液と混じり合わないので、塗膜欠点を発生させることなく清掃部材の磨耗を大きく低減できる。
【００８３】
そして、上記の優れた塗布用ダイの清掃方法および清掃装置を用いてカラーフィルターを製造すれば、繰り返して塗布を行っても、清掃部材の磨耗が少なく、磨耗紛による被塗布材の汚染がなく、さらに、塗膜の塗布開始部に塗布抜け・色ムラなどの塗膜欠点のない良好な塗膜面を形成することができ、高品質なカラーフィルターを高い生産性で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【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】図１の塗布用ダイ清掃装置による清掃状況を示す側面断面図である。
【図３】図１のダイコータの正面図である。
【図４】清掃ヘッドの一例を示す概略斜視図である。
【図５】ダイと清掃部材との配置関係の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１：ダイコータ
２：基台
３：ダイ
４：ガラス基板
５：テーブル
６：サブ基台
７：塗布用ダイ清掃装置
８：清掃ヘッド
９：支柱
１０：昇降運動機構
１１：ドクターリップ
１２：バックアップリップ
１３：シム
１４：吐出口
１５：スリット部
１６：マニホールド
１７：塗布液供給口
１８：リップ面
１９：リップ斜面
２０：清掃部材
２１：吸引口
２２：トレイ
２３：往復運動機構
２４：潤滑液送液ユニット
２５：廃液回収ユニット
２６：キャリア
２７：ガイド
２８：フィードスクリュー
２９：モーター
３０：軸受け
３１：潤滑液タンク
３２：潤滑液ポンプ
３３：潤滑液配管
３４：廃液タンク
３５：真空ポンプ
３６：廃液配管
３７：排出口
３８：清掃部材保持具
３９：ベース
４０：清掃部材先端部
４１：潤滑液吐出口
４２：プレート
４３：潤滑液供給パイプ
４４：潤滑液送液孔
４５：清掃開始位置
４６：清掃終了位置
Ａ：テーブル送り方向
Ｂ：テーブル戻り方向
Ｃ，Ｄ：清掃ヘッドの移動位置
θ：リップ面と清掃部材とが作る角度
【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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