(57)【要約】      （修正有）【課題】スロットダイ内部に微小エアが混入しても、これを少ない塗布液の消費量で確実かつ速やかにスロットダイ外部に排出する手段を実現することによって、生産性が高くて、かつ高品質な塗布膜形成が可能な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】マニホールドと吐出口を連通するスリット、および液体排出口を有する塗布器と、塗布液を排出するために液体排出口に接続されて排出される塗布液の流通／遮断を行うための開閉手段を途中に有する液体排出経路と、塗布器に液体供給経路を介して塗布液を供給する液体供給手段と、被塗布部材を保持する保持手段と、塗布器および保持手段の少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段を備え、塗布器に気体を供給する気体供給経路が、少なくとも塗布器、液体供給経路、または液体排出経路のいずれかに接続されている。【選択図】図２
2007330895.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、塗布液を一方向に拡幅するためのマニホールド、塗布液を吐出するために一方向に延在する吐出口、マニホールドと吐出口を連通するスリット、および液体排出口を有する塗布器と、塗布液を排出するために液体排出口に接続されて排出される塗布液の流通／遮断を行うための開閉手段を途中に有する液体排出経路と、塗布器に液体供給経路を介して塗布液を供給する液体供給手段と、被塗布部材を保持する保持手段と、塗布器および保持手段の少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段を備えた塗布装置において、塗布器に気体を供給する気体供給経路が、少なくとも塗布器、液体供給経路、または液体排出経路のいずれかに接続されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記気体供給経路の入口が大気開放されていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の塗布装置を用いて、ディスプレイ用部材を製造することを特徴とするディスプレイ用部材の製造装置。
【請求項４】
塗布液を一方向に拡幅するためのマニホールドと塗布液を吐出するために一方向に延在する吐出口と液体排出口を有する塗布器を用い、塗布器の吐出口から塗布液を吐出しつつ被塗布部材と塗布器の少なくとも一方を相対的に移動させて塗布液を被塗布部材の表面に塗布する塗布方法において、塗布液が充填されているマニホールドに気体を供給し、次いでマニホールドに塗布液を供給し、次いで気体と塗布液の一部を液体排出口から排出させ、その後、被塗布部材の表面に塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項５】
請求項４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器であるスロットダイ内部に混入した微小エアを効率的に排出することが可能な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、スロットダイの内部にエアが混入することがある。その原因としては、スロットダイ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スロットダイ内部での発泡、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、スロットダイの吐出口からのエアの吸込みなどが挙げられる。このようにエアがスロットダイ内部に混入すると、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、スロットダイ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、スロットダイ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）、スロットダイにエア排出口を設けてエアを排出する（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】特許２５５７５８２号（第３欄３９行目〜第６欄１５行目、図４）
【特許文献４】特開２００１−３３４１９７（第１欄４８行目〜第４欄２７行目、図５）
【特許文献５】特開２００５−１４４３７６（第６欄１３行目〜第２０欄３行目、図８）
【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のスロットダイを反転させて、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スロットダイを反転させた状態で塗布液を吐出するため、エア排出後にスロットダイに付着した塗布液を作業者が直接手作業で拭取ったり、スロットダイを回転させ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長尺・大型化したスロットダイを、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、塗布のための稼働率が極めて減少し、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、大型化したスロットダイを回転させるには、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。
一方、特許文献３〜５にあるように、スロットダイに設けたエア排出口からエアを排出する方法では、スロットダイ内部のマニホールド上面の傾斜角により作用するエアの浮力や、供給口からの送液による塗布液のエアを押し流す力を利用して、スロットダイ内部のエアをエア排出口まで移動させてから排出するので、これらの力が大きく作用するような比較的サイズの大きなエアなら、吐出口が下向きの状態でも、効率良く確実に排出可能であり、スロットダイを反転させてエアを排出する際に付随する問題は解決できる。
しかしながら、何れの方法でも、浮力や塗布液の押し流す力が非常に小さくなる、例えば直径が１ｍｍに満たない微小エアがスロットダイ内部に混入すると、エア排出口に至るまでのエアの移動速度が極端に遅くなったり、移動途中で流路の壁面に付着して動かなくなったりしてしまうため、特にスロットダイが長尺になるほど、微小エアを排出することは極めて困難になる。また、特許文献３〜５の何れにも、このような微小エアを効率よくスロットダイから排出する方法については全く記載されていないため、微小エアが内部に混入した際には、エア排出時の塗布液の送液速度や送液時間を増やすしか対応手段がない。このため、仮に微小エアが排出できたとしても、そのためには大量の塗布液と時間が必要となる。したがって、直径が１ｍｍに満たないような微小エアを排出するために、特許文献３〜５のシステムを非常に高価な液晶ディスプレイ製造用途の塗布液に適用することはコスト面から極めて困難である。さらに、時によっては、微小エアが完全排出できない場合もあるため、不定期に微小エアが吐出口から被塗布部材に吐出されて、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生じている。
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、スロットダイ内部に微小エアが混入しても、これを少ない塗布液の消費量で確実かつ速やかにスロットダイ外部に排出する手段を実現することによって、生産性が高くて、かつ高品質な塗布膜形成が可能な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】
【０００７】
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。
塗布液を塗布器に供給するための供給口、塗布液を一方向に拡幅するためのマニホールド、塗布液を吐出するために一方向に延在する吐出口、マニホールドと吐出口を連通するスリット、および液体排出口を有する塗布器と、塗布液を排出するために液体排出口に接続されて排出される塗布液の流通／遮断を行うための開閉手段を途中に有する液体排出経路と、塗布器に液体供給経路を介して塗布液を供給する液体供給手段と、被塗布部材を保持する保持手段と、塗布器および保持手段の少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段を備えた塗布装置において、塗布器に気体を供給する気体供給経路が、少なくとも塗布器、液体供給経路、または液体排出経路のいずれかに接続されていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記気体供給経路の入口が大気開放されていることが好ましい。
本発明に係るディスプレイ用部材の製造装置は、上記に記載の塗布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。
【０００９】
また、本発明に係る塗布方法は、塗布液を一方向に拡幅するためのマニホールドと塗布液を吐出するために一方向に延在する吐出口と液体排出口を有する塗布器を用い、塗布器の吐出口から塗布液を吐出しつつ被塗布部材と塗布器の少なくとも一方を相対的に移動させて塗布液を被塗布部材の表面に塗布する塗布方法において、塗布液が充填されているマニホールドに気体を供給し、次いで塗布液を供給し、次いで気体と塗布液の一部を液体排出口から排出させ、その後、被塗布部材の表面に塗布液を塗布することを特徴とする。
また、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】
【００１０】
本発明に係る塗布装置および塗布方法を用いれば、気体供給手段を有した気体供給経路を、少なくともスロットダイ、液体供給経路または液体排出経路のいずれかに接続するとともに、この気体供給手段から一定量以上の容積である気体をスロットダイ内部に供給し、これにより内部に形成された気体領域に微小エアを統合して、微小エアを消泡した後に、供給した気体を少量の塗布液と共にスロットダイ外部に排出するのであるから、微小エアを短時間で効率的に、かつ確実に外部に排出することが可能となる。
そのため、微小エア排出を行ってもタクトタイムの短縮が容易なほか、微小エア排出のために、非常に高価な液晶ディスプレイ製造用途の塗布液を無駄に消費することもないため、稼働率やコスト面など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、塗布開始時における吐出圧力の立上り時間が短いために、短い区間で定常膜厚に達することができ、さらに、微小エア起因の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完全に解消できる。それに加えて、スロットダイの吐出口を上向きにしてエア排出をするためのスロットダイの回転機構が不要であるので、基板の大型化にも容易に対応することが可能となる。
【００１１】
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】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る塗布装置であるダイコータ１の概略構成図、図２は、ダイコータ１の塗布器であるスロットダイ２０の正面図であり、気体供給経路８７や液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの配置などを示している。図３は、スロットダイ２０の供給口８０の位置における側面断面図、図４は、スロットダイ２０のマニホールド２４の端部位置における側面断面図。図５は、塗布液充填作業において、スロットダイ２０の内部のエアが排出される状況を示す概略正面断面図、図６は、塗布動作中に混入したスロットダイ２０の内部のエアが排出される状況を示す概略正面断面図、図７は、スロットダイ２０の内部の微小エアが、スロットダイ２０に供給した気体で消泡される状況を示す概略正面断面図である。
【００１３】
図１を参照すると、本発明のダイコータ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、この昇降装置ユニット１０に塗布を行う塗布器であるスロットダイ２０が、その吐出口２７を下向きにして取り付けられている。
このスロットダイ２０を上下に昇降させる昇降装置ユニット１０は、スロットダイ２０の長手方向の両端（左右）に１台ずつ備えられており、スロットダイ２０を保持する保持台２１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、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、スロットダイ２０の長手方向の両端（左右）で各々独立して動作することができるため、スロットダイ２０の長手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、スロットダイ２０の吐出口面２６と被塗布部材である基板４を、スロットダイ２０の長手方向に平行に置くことができるため、基板４の表面とスロットダイ２０の吐出口面２６の間隙、すわなち、クリアランスを任意の大きさに、しかもスロットダイ２０の長手方向に平行に設けることができる。
【００１４】
また、スロットダイ２０は、長手方向に伸びるフロントリップ２２およびリアリップ２３をＸ方向に重ね合わせ、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。
スロットダイ２０の内部にはマニホールド２４が形成されており、フロントリップ２２およびリアリップ２３と同様に長手方向に伸びている。マニホールド２４の下方には、フロントリップ２２とリアリップ２３間の間隙であるスリット２５が連通して形成されており、このスリット２５も長手方向に伸びている。そして、このスリット２５の下端がスロットダイ２０の吐出口２７である。吐出口２７は、スロットダイ２０の下端面である吐出口面２６内にある。
【００１５】
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はスロットダイ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。
【００１６】
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をスロットダイ２０の下部までＸ方向に移動させ、スロットダイ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をスロットダイ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によりスロットダイ２０の長手方向に摺動させることにより、スロットダイ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の種類交換、スロットダイ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。
【００１７】
また、液体供給手段として、塗布液５３をスロットダイ２０に供給する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、塗布液５３を押し出すシリンジポンプ５１、塗布液タンク５２とシリンジポンプ５１を繋ぐポンプ供給路５４、シリンジポンプ５１とスロットダイ２０を繋ぐ液体供給経路であるダイ供給路６３が備えられる。ここで、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、スロットダイ２０の供給口８０からマニホールド２４に送り込まれる。
【００１８】
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、スロットダイ２０に基板４の塗布領域分だけ供給する定容量型のポンプである。
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をスロットダイ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、スロットダイ２０に供給される。
【００１９】
次に、図２を参照すると、本実施態様のスロットダイ２０では、ダイ供給路６３に連通した供給口８０がマニホールド２４の塗布幅方向で中央に位置し、その供給口８０の上方には液体排出口８１Ａが、マニホールド２４の塗布幅方向の両端位置には一対の液体排出口８１Ｂが各々設けられている。この供給口８０と液体排出口８１Ａとは、図３で示すように、供給口８０に繋がる供給内部流路８５の上部を含むようにして設けられた液体排出内部流路８４Ａを介して接続されていることが好ましい。また、マニホールド２４と液体排出口８１Ｂは、図４で示すように、マニホールド２４の上部に連通した液体排出内部流路８４Ｂを介して接続されていることが好ましい。
【００２０】
本発明において、供給口８０の位置は特に限定されないが、本実施態様のようにマニホールド２４の塗布幅方向の中央にあると、特にスロットダイ２０が長尺化した場合でも塗布幅方向に塗布液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、液体排出口の数や位置も特に限定されないが、本実施態様のエア排出効率向上の点で、供給口８０の上方とマニホールド２４に到達するまでにダイ供給路６３から侵入するエア１００が排出できるように液体排出口８１Ａを供給口８０の上方に設けることが好ましく、更にマニホールド２４の塗布幅方向の両端位置に一対の液体排出口８１Ｂを設けることが、スロットダイ２０の内部での発泡エアや吐出口２７からの吸い込みによりマニホールド２４に溜まったエア１００をマニホールド２４で拡幅される塗布液の流れに沿って排出できるので好ましい。また、液体排出内部流路８４Ａ、８４Ｂは、鉛直方向でも良いが、図３、図４で示すように、水平方向に液体排出口８１Ａ、８１Ｂへと繋がる経路を取る方が、エア１００を排出するのに必要な塗布液５３の排出量がヘッド差により減少しないので好ましい。
再び図２を参照すると、液体排出口８１Ａ、８１Ｂには、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂ、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂが各々接続されており、液体排出口８１Ａ、８１Ｂから排出されたエア１００および廃液８８は、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂ、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂを経て液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂに排出される。なお、液体排出口８１Ａ、８１Ｂからエア１００を排出するためには、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂにポンプなどの機械的吸引手段を接続して吸引しても良いが、システムが複雑化するため、供給口８０から流入する塗布液５３の流れの力を利用してエア１００を排出することが好ましい。
ここで、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂは、液体排出口８１Ａ、８１Ｂから排出されたエア１００をスロットダイ２０の内部から素早く隔離するために、液体排出口８１Ａ、８１Ｂの直近に設けることが好ましく、少なくとも液体排出口８１Ａ、８１Ｂから１００ｍｍ以内に設けることが好ましい。また、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂ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、昇降動作を行うスロットダイ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。さらに、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂは、液体排出口８１Ａ、８１Ｂ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８１Ａ、８１Ｂの中心と略同一高さ位置、または、それよりは低い位置に配置されることが好ましい。ここで、略同一高さとは、液体排出口８１Ａ、８１Ｂの中心から５０ｍｍ上方までである。θ＝−３０°より小さい場合は、エア１００の浮力により液体排出口８１Ａ、８１Ｂから液体排出経路８３Ａ、８３Ｂにエア１００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８３Ａ、８３Ｂが液体排出口８１Ａ、８１Ｂの中心から５０ｍｍ上方より高い位置に配置される場合は、ヘッド差により、エア１００を押し流すために必要な塗布液５３の排出量が低下して、その結果、エア１００の排出効率が低下するので好ましくない。また、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの最下流に位置する出口９７Ａ、９７Ｂが、直接大気開放されていると、エア排出動作を止めた際に、出口９７Ａ、９７Ｂから外気を吸い込み、これによって、乾燥固化物が発生して液詰まりが生じる。これを防止するために、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの出口９７Ａ、９７Ｂは、液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂ内に溜まっている廃液８８中に浸されていることが好ましい。このように、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの出口９７Ａ、９７Ｂが廃液８８中に浸されている場合は、液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂ内の廃液８８の上面位置が液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの大気開放位置となるので、ここが液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの実質的な出口となる。
液体排出口８１Ａ、８１Ｂからは容易に排出できないようなスロットダイ２０の内部の微小エア１０１を消泡するために、本実施態様のダイコータ１には、液体排出経路８３Ａの排出用開閉バルブ８２Ａの下流側に接続されたスロットダイ２０の内部に気体を供給するための気体供給経路８７が備えられている。そして、この気体供給経路８７は、気体供給手段として、気体供給用開閉バルブ８６Ａと、気体供給用開閉バルブ８６の上流側で大気開放された入口９６を有する。この気体供給手段によって、大気圧の気体をスロットダイ２０の内部に供給することができるが、気体供給用開閉バルブ８６を開いた時に液体排出経路８３Ａの塗布液５３が逆流しないように、気体供給経路８７の少なくとも一部が液体排出経路８３Ａよりも高い位置に配置されていることが好ましい。また、入口９６を大気開放することで大気圧の気体を気体供給源として用いる以外に、ポンプや圧空源などで加圧された気体を気体供給源として用いても良いが、加圧気体を供給する手段を用いる場合、気体供給速度が速すぎるとスロットダイ２０の内部の塗布液５３が気液置換の際に泡立ち、逆に微小エア１０１の発生を招く恐れがあるため、気体供給経路８７に流量調整弁などを設けて、緩やかに気体を供給できるようにすることが好ましい。なお、ポンプや圧空源などで加圧された気体を気体供給源として用いる場合は、気体供給経路８７の配置はいずれでも良い。気体供給経路８７として使用する配管の材質は、金属や合成樹脂など如何なるものも適用できるが、取り扱い易さを考慮して合成樹脂が好ましい。
【００２１】
さらに、本実施態様では、気体供給経路８７が、液体排出口８１Ａに繋がる液体排出経路８３Ａに接続されているが、マニホールド２４端部の液体排出口８１Ｂに繋がる液体排出経路８３Ｂや、スロットダイ２０の供給口８０に繋がるダイ供給路６３など、マニホールド２４内部に気体を供給できる箇所であればいかなる場所に接続しても良く、マニホールド２４に繋がる供給口８０や液体排出口８１Ａ、８１Ｂとは別箇の孔をフロントリップ２２やリアリップ２３に設けて直接スロットダイ２０に接続しても良い。また、気体供給経路８７は、スロットダイ２０の複数の気体供給可能箇所に複数個接続しても良い。
【００２２】
次に、液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂに排出されて一定量以上溜まった廃液８８は、廃液用開閉バルブ９１Ａ、９１Ｂ、廃液排出経路９０Ａ、９０Ｂを経て、吸引ポンプ９２Ａ、９２Ｂ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８９Ａ、８９Ｂには、吸引ポンプ９２Ａ、９２Ｂで吸引開始する所定量の廃液が溜まったことを検知するＨｉ側センサ９４Ａ、９４Ｂと、吸引ポンプ９２Ａ、９２Ｂで吸引停止する廃液量を検知するＬｏｗ側センサ９５Ａ、９５Ｂが設けられており、Ｈｉ側センサ９４Ａ、９４ＢとＬｏｗ側センサ９５Ａ、９５Ｂ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。また、Ｈｉ側センサ９４Ａ、９４ＢやＬｏｗ側センサ９５Ａ、９５Ｂを用いて間欠的に廃液８８を排出せずに、一定量廃液８８が溜まったら液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂから廃液８８が流れ出る構造とし、液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂの液面が一定となるように廃液８８を排出しても良い。さらに、図２では、２つの液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂが設けられているが、液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂを１つに集約しても良いし、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの数だけ設けてもいずれでも良い。
【００２３】
また、スロットダイ２０の内部に残存するエア１００を排出する際は、ポンプなどの機械的吸引手段を用いて液体排出口８１Ａ、８１Ｂからエア１００を排出しても良いが、簡易なシステムで高い排出効率が得られるサイフォン現象を利用することが好ましい。ここで、サイフォン現象を利用する場合は、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの出口９７Ａ、９７Ｂは、吐出口２７よりも低い位置に配置することが好ましい。さらに好ましくは、吐出口２７よりも低い位置で、かつ液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの最下部で大気開放されていることである。ただし、吐出口２７と液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂの廃液８８の上面位置の高低差Ｈが大きすぎると、ヘッド差により、液体排出口８１Ａ、８１Ｂから排出される塗布液５３の割合が、スロットダイ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２４の内部の一部が負圧となり、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の大きさと、液体排出口８１Ａ、８１Ｂの口径および液体排出経路８３Ａ、８３Ｂ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８３Ａ、８３Ｂの任意の箇所に流量調整弁を設けたりして、スロットダイ２０内部への供給量と液体排出口８１Ａ、８１Ｂへの排出量のバランスを取る必要がある。ここで、スロットダイ２０の内部に送液する供給量Ｑ１に対する、液体排出口８１Ａ、８１Ｂ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排出する塗布液５３の量が多くなって効率的にエア１００を排出させられない。また、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂは、内部でエア１００の滞留が発生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。これを実現するために、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの出口となる大気開放部と吐出口２７の高低差Ｈは８００ｍｍ以下、液体排出口８１Ａ、８１Ｂの内径は１０ｍｍ以下、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの配管径は内径１０ｍｍ以下が好ましく、さらに、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの出口となる大気開放部と吐出口２７の高低差Ｈは５００ｍｍ以下、液体排出口８１Ａ、８１Ｂの内径は６ｍｍ以下、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂの配管径は内径６ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２４】
なお、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、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂ、気体供給用開閉バルブ８６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。
【００２５】
なお、ここでは、気体供給経路８７や気体供給用開閉バルブ８６を、塗布液５３の流れの力を利用してエア１００を排出する装置構成に適用した一例について述べたが、液体排出口８１Ａ、８１Ｂをマニホールド２４の上部に設けるなどして浮力の力を利用してエア１００を排出する装置構成などいずれに適用しても良い。
【００２６】
次に、このダイコータ１を使って、スロットダイ２０内部からエアを排出する方法の一例について説明する。
【００２７】
初めに、図２や図５を参照しながら、スロットダイ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排出方法について説明する。まず、図２に示す塗布液タンク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８２Ａ、８２Ｂ、気体供給用開閉バルブ８６を全て「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をスロットダイ２０に供給する。これにより塗布液５３は、図５（ａ）のように供給口８０からマニホールド２４の内部へとが流入する。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２４およびスリット２５の塗布幅方向に亘って塗布液５３が広がりながら、一部はスリット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、スリット２５の全幅範囲に広がって吐出口２７より吐出されるようになるが、供給口８０の上部およびマニホールド２４の両端部の上部にはエア１００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、気体供給用開閉バルブ８６を「閉」のままで、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂを「開」にすると、スロットダイ２０の内部に閉じ込められたエア１００が、塗布液５３とともに液体排出口８１Ａ、８１Ｂから排出される。そして、図５（ｄ）のように、エア１００が排出され、スロットダイ２０の内部に塗布液５３が充満した時点で、塗布液充填作業を完了する。このようなエア１００の排出動作は、シリンジポンプ５１の塗布液５３の供給を１回だけ動作させる間に完了させても良いし、供給動作を繰り返しながら実施しても構わない。
【００２８】
次に、図２や図６を参照しながら、塗布液５３が充填されたスロットダイ２０の内部にエア１００が混入したときに行う塗布生産作業中のエア排出方法について説明する。
【００２９】
図６（ａ）のように、塗布生産作業中にスロットダイ２０の内部に混入したエア１００は、マニホールド２４の複数箇所と供給口８０の上部に溜まる。このエア１００を排出するため、気体供給用開閉バルブ８６を「閉」の状態のままで、シリンジポンプ５１から塗布液５３を供給しながら、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂを「開」にすると、図６（ｂ）のようにスロットダイ２０の内部に溜まったエア１００の一部が塗布液５３とともに、液体排出口８１Ａ、８１Ｂから排出される。そして、図６（ｃ）のように、スロットダイ２０内部からのエア１００が完全に排出され、再び塗布液５３が充満された時点で、塗布生産作業中におけるスロットダイ２０の内部に混入したエア１００の排出作業が完了する。シリンジポンプ５１からスロットダイ２０に塗布液５３を供給しながら、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂを「開」にするエア排出動作は、１回だけでも良いし、繰り返し実施しても構わない。
【００３０】
ところで、図７（ａ）に示すように、塗布液５３が充填されたスロットダイ２０の内部に、例えば直径１ｍｍに満たないような微小エア１０１が混入した場合は、微小エア１０１の体積が非常に小さくて浮力が小さいのと、壁面に付着すると送液だけでは移動しにくいため、上記した塗布生産作業中のエア排出方法では微小エア１０１を排出できないときがある。その時は、以下に説明する塗布生産作業中の微小エア排出方法によって微小エア１０１を排出する。
【００３１】
まず、図７（ａ）に示す、マニホールド２４の内部および供給口８０の上部に溜まった微小エア１０１を消泡するため、シリンジポンプ５１からのスロットダイ２０への塗布液５３の供給を止めて、気体供給用開閉バルブ８６、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂを全て「開」にする。これによって、図７（ｂ）のように、吐出口２７および液体排出口８１Ａ、８１Ｂから塗布液が排出される分だけ、供給気体１０２が気体供給経路８７と液体排出経路８３Ａ、並びに液体排出口８１Ａを通って供給口８０からマニホールド２４内部に供給され、この気液置換によって、供給気体１０２の気体空間が供給口８０を中心にして塗布幅方向に広がりながらマニホールド２４の上部に形成されていく。そして、微小エア１０１が存在する位置まで気体空間が形成されると、図７（ｃ）のように、浮力によって微小エア１０１が気体空間に統合もしくは吸収され、消泡される。図７（ｄ）のように、供給気体１０２による気体空間が少なくともマニホールド２４の上部の全幅に亘って形成されたら、気体供給用開閉バルブ８６、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂを全て「閉」にして供給気体１０２の供給を止め、上述した通常の塗布生産作業中のエア排出作業を実施すると、スロットダイ２０の内部にある供給気体１０２は容易に全て排出されてスロットダイ２０内部に塗布液５３が充満する。この結果、もともとあった微小エア１０１も排出されることになり、微小エアの排出作業が完了する。
以上のエア排出方法における排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂの開閉操作は、吐出口２７からのエア１００の吸込みや液体排出口８１Ａ、８１Ｂからの逆流を防ぐために、上述したようにシリンジポンプ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８２Ａ、８２Ｂ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、上記の実施態様例では、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂは、全てを同時に「開」にしているが、各排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂの開閉動作は、各々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、いずれでも良い。この場合、開閉順序に特に制約はないが、供給口８０付近に溜まったエア１００をマニホールド２４に流入させずに効率良く排出するように、供給口８０の位置の排出用開閉バルブ８２Ａを先に「開」にすることが好ましい。また、塗布生産作業中の微小エア排出方法は、速やかに供給気体１０２をマニホールド２４の内部に供給するために、気体供給用開閉バルブ８６、排出用開閉バルブ８２Ａ、８２Ｂを全て「開」にしているが、気体供給経路８７が接続されていない液体排出経路８３Ｂの排出用開閉バルブ８２Ｂは「閉」のままで気体供給用開閉バルブ８６を「開」にしても、供給気体１０２をマニホールド２４の内部に供給することができる。
さらに、ここでは、スロットダイ２０の内部のエア１００、微小エア１０１、供給気体１０２および塗布液５３を液体排出口８１Ａ、８１Ｂ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をスロットダイ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、以上のようにして、スロットダイ２０の内部より排出されるエア１００、微小エア１０１、供給気体１０２および塗布液５３は、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂを経て、液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂに排出され、塗布液５３が廃液８８として蓄えられる。ここで、廃液８８が、液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂに設置されたＨｉ側センサ９４Ａ、９４Ｂで図２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９２Ａ、９２Ｂを稼動させ、廃液用開閉バルブ９１Ａ、９１Ｂを「開」にして、廃液排出経路９０Ａ、９０Ｂを通じて廃液８８を吸引し、図示しない廃液経路に排出させる。廃液８８の排出により、Ｌｏｗ側センサ９５Ａ、９５Ｂで液体排出用タンク８９Ａ、８９Ｂ内の残存廃液が高さＱ３以下まで下がったと検知されたら、廃液用開閉バルブ９１Ａ、９１Ｂを「閉」にし、吸引ポンプ９２Ａ、９２Ｂを停止させ、廃液８８の吸引排出動作を終了させる。ここで、スロットダイ２０からのエア排出動作中に吸引ポンプ９２Ａ、９２Ｂを稼動させると、各液体排出口８１Ａ、８１Ｂからの塗布液５３の排出量が変化して、エア排出量を制御できなくなることから、吸引ポンプ９２Ａ、９２Ｂ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８２Ａ、８２Ｂが「閉」のときに稼動させることが好ましい。
なお、ここでは、供給気体１０２により微小エア１０１を消泡する方法を、塗布液５３の流れの力を利用してエア１００を排出する方法に適用した一例について述べたが、液体排出経路８３Ａ、８３Ｂにポンプなどの機械的吸引手段を接続して吸引したり、液体排出口８１Ａ、８１Ｂをマニホールド２４の上部に設けるなどして浮力の力を利用したりして、エア１００を排出する方法などいずれに適用しても良い。
【００３２】
次に、本発明になるダイコータ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。
【００３３】
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スロットダイ２０内部のエア１００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からスロットダイ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８２Ａ、８２Ｂ、気体供給用開閉バルブ８６は全て「閉」にされており、拭き取りユニット４０はスロットダイ２０から離れた位置にある。以上の準備動作が完了した時点で、初めに拭き取りユニット４０をスロットダイ２０の直下に移動させる。
【００３４】
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、スロットダイ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、スロットダイ２０を昇降装置ユニット１０により下降し、スロットダイ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をスロットダイ２０の長手方向に摺動させる。スロットダイ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、スロットダイ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はスロットダイ２０の下部から離れた基板進行方向の原点位置に戻される。
【００３５】
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の塗布開始位置がスロットダイ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、スロットダイ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、スロットダイ２０を下降させる。
スロットダイ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、スロットダイ２０の吐出口２７から塗布液５３が移動する基板４の表面に吐出され、塗布膜が形成される。その後、基板４の塗布終了部がスロットダイ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、スロットダイ２０を上昇させる。この動作で、基板４とスロットダイ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、スロットダイ２０は上下方向の原点位置に戻される。そして、ステージ２９上での基板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。
次いで、ステージ２９は原点位置に戻され、塗布液供給装置ユニット５０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をスロットダイ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１００の侵入、塗布液５３に溶存していたエア１００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１００の吸込み、スロットダイ２０の吐出口２７からのエア１００の吸込みなどにより、スロットダイ２０の内部にエア１００が混入することがある。エア１００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１００が吐出口２７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が生じる。そのため、上記の塗布生産作業中のエア排出方法を用いて、事前に設定した条件だけエア排出動作を繰り返し、スロットダイ２０の内部から塗布動作中に混入したエア１００を排出し、この状態で基板４への塗布を再開する。しかし、この塗布生産作業中のエア排出方法で、塗布欠点の発生といった問題をなくすことができない場合は、スロットダイ２０の内部に微小エア１０１が混入していることがある。そこで、上記の塗布生産作業中の微小エア排出方法を行なえば、スロットダイ２０内部の微小エアを排出でき、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、これらのエア排出作業は、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作業を一時的に中断した後の塗布作業再開前に実施しても良い。
【００３６】
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５３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５３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、アレイ基板用ポジレジスト液、オーバーコート材などがある。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。さらに、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。塗布作業中の微小エア排出作業についても、一定塗布枚数ごとに行うときは、好ましくは５０〜５０００枚ごと、より好ましくは１００〜１０００枚ごとに行なう。また、微小エア排出作業で、スロットダイ２０の内部に供給する気体量やその供給時間は、マニホールド２４に溜まっている微小エア１０１を確実に消泡するために、少なくともマニホールド２４の上部を気液置換できる量や時間とする。
【実施例】
【００３７】
以下に、実施例を示し、本発明例を更に具体的に説明する。
【００３８】
実施例１
図１、図２に示すダイコータをそのまま適用して、カラーフィルタを製造した。スロットダイには、吐出口の間隙が１００μｍ、長手方向の長さが１１００ｍｍ、直径４ｍｍの液体排出口が供給口部およびマニホールド両端部の計３箇所に設けられたものを用いた。ここで、スロットダイに接続される液体排出経路には、内径４ｍｍのテフロン（登録商標）製の配管を用い、スロットダイの液体排出口に水平方向に接続するとともに、各々の液体排出口の中心より２０ｍｍ低い位置を通るようにこの配管を設置した。また、気体供給用開閉バルブを有する気体供給経路は、内径６ｍｍのテフロン（登録商標）配管を用い、供給口部に繋がる液体排出経路の出口と排出用開閉バルブとの間に接続し、一方の気体供給経路の入口は大気開放口として、スロットダイの吐出口より高い位置に設置した。さらに液体排出経路の出口の大気開放部とスロットダイの吐出口の高低差Ｈを４００ｍｍとし、液体排出経路の出口の方が低くなるように設定し、排出用開閉バルブは各液体排出口から５０ｍｍ離れた位置に設けた。なお、塗布液としては、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。
【００３９】
まず、ブラックマトリックス用塗布液を塗布するため、塗布液をタンクに満たし、スロットダイ内部への塗布液充填作業を行った。ここで、塗布液充填作業時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、シリンジポンプによるスロットダイ内部への塗布液の送液条件にして、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、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、スロットダイ内部のエアを完全に排出した。なお、このエア排出作業中には、気体供給用開閉バルブはずっと「閉」の状態に保った。
【００４０】
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基板に、塗布膜厚１０μｍ、スロットダイと基板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、ガラス基板３００枚に対して、塗布を行ったが、塗布動作中に、供給系からのエアの侵入、塗布液に溶存していたエアの発泡、スロットダイの吐出口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、エア排出作業として塗布生産作業を一旦停止し、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、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枚毎に１回行った。このエア排出作業サイクル実施中も気体供給用開閉バルブは「閉」の状態に保った。また、上記エア排出作業では排出困難な微小エアを排出させるために、微小エア排出作業として塗布生産作業を一旦停止し、１００枚毎に気体供給用開閉バルブおよび排出用開閉バルブを３０秒間全て「開」とし、スロットダイ内部にエアを供給し微小エアを消泡した後に、上記の塗布液充填作業時のエア排出作業をおこなった。
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、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。
【００４１】
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３００枚の基板に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。
【００４２】
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にて、ブラックマトリックス、Ｒ画素部が形成された３００枚の基板に連続して塗布を行なった。塗布した基板は、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。
【００４３】
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３００枚の基板に連続して塗布を行なった。塗布した基板もＧ色用塗布液と全く同じ条件にてキュアを行なった。
【００４４】
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、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、スロットダイ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。
【００４５】
そして最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させ、３００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、塗布液充填作業や塗布動作中に混入したスロットダイ内部のエアおよび微小エアの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。
【００４６】
比較例１
気体供給経路および気体供給用開閉バルブを設けず、１００枚毎の微小エアの排出作業を行なわないこと以外は、実施例と全く同じ条件で、カラーフィルタの作成を行なった。この結果、スロットダイ内部の微小エアが充分に排出されなかったことから、膜厚精度の悪化や塗布欠点などにより、３００枚中８枚については不良品となり、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。
【００４７】
また、３００枚の塗布終了後に、スロットダイ内部の微小エアを排出するための条件を探るために、微小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、どのような条件でも微小エアを排出出来ないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る塗布装置であるダイコータの概略構成図である
【図２】ダイコータの塗布器であるスロットダイの正面図である。
【図３】スロットダイの供給口の位置における側面断面図である。
【図４】スロットダイのマニホールドの端部位置における側面断面図である。
【図５】塗布液充填作業において、スロットダイ内部のエアが排出される状況を示す概略正面断面図である。
【図６】塗布動作中に混入したスロットダイ内部のエアが排出される状況を示す概略正面断面図である。
【図７】スロットダイの内部の微小エアが、スロットダイに供給した気体で消泡される状況を示す概略正面断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
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
２０  スロットダイ
２１  保持台
２２  フロントリップ
２３  リアリップ
２４  マニホールド
２５  スリット
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
８１Ａ、８１Ｂ  液体排出口
８２Ａ、８２Ｂ  排出用開閉バルブ
８３Ａ、８３Ｂ  液体排出経路
８４Ａ、８４Ｂ  液体排出内部流路
８５  供給内部流路
８６  気体供給用開閉バルブ
８７  気体供給経路
８８  廃液
８９Ａ、８９Ｂ  液体排出用タンク
９０Ａ、９０Ｂ  廃液排出経路
９１Ａ、９１Ｂ  廃液用開閉バルブ
９２Ａ、９２Ｂ  吸引ポンプ
９４Ａ、９４Ｂ  Ｈｉ側センサ
９５Ａ、９５Ｂ  Ｌｏｗ側センサ
９６  入口
９７Ａ、９７Ｂ  出口
１００  エア
１０１  微小エア
１０２  供給気体
【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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