(57)【要約】【課題】対象物を次工程へ搬送するタイミングを簡単な操作で導き出せるようにするための塗膜乾燥検出装置を提供する。【解決手段】塗膜乾燥検出装置１００は、対象物としての基板５の表面に設けられた塗膜４の電気的な状態を検出するための検出部１と、過去データを蓄積し、検出部１から得られるデータを過去データと比較して塗膜４表面が平坦になったかどうかを判断するためのデータ処理部２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面に設けられた塗膜の電気的な状態を検出するための検出部と、
過去データを蓄積し、前記検出部から得られるデータを前記過去データと比較して前記塗膜表面が平坦になったかどうかを判断するためのデータ処理部とを備える、塗膜乾燥検出装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記塗膜に２つの電極を接触させることによって前記２つの電極間の電気抵抗を測定するためのものである、請求項１に記載の塗膜乾燥検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記塗膜の表面に電荷を供給して前記塗膜の表面電位を測定するためのものである、請求項１に記載の塗膜乾燥検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、イオナイザーを含む、請求項３に記載の塗膜乾燥検出装置。
【請求項５】
前記データ処理部は、前記塗膜表面が平坦になったと判断したときには前記対象物を移動させるための搬送装置に対して搬送指示を出力するように設定されている、請求項１から４のいずれかに記載の塗膜乾燥検出装置。
【請求項６】
前記搬送指示は、前記対象物を乾燥工程から次の工程に移送するためのものである、請求項５に記載の塗膜乾燥検出装置。
【請求項７】
塗膜の表面の電気的状態を検出する工程と、
前記検出する工程によって得られるデータを予め蓄積しておいた過去データと比較し、前記塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する工程とを含む、塗膜乾燥検出方法。
【請求項８】
前記検出する工程は、前記塗膜に２つの電極を接触させることによって前記２つの電極間の電気抵抗を測定することによって行なう、請求項７に記載の塗膜乾燥検出方法。
【請求項９】
前記検出する工程は、前記塗膜の表面に電荷を供給して前記塗膜の表面電位を測定することによって行なう、請求項７に記載の塗膜乾燥検出方法。
【請求項１０】
前記判断する工程によって前記塗膜表面が平坦になったと判断がされたときに搬送機構に対して指示を出力する工程を含む、請求項７から９のいずれかに記載の塗膜乾燥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜乾燥検出装置および塗膜乾燥検出方法に関するものである。本発明は、たとえば液晶表示装置の製造現場において、レジスト塗布や配向膜印刷を行なった直後の乾燥工程に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造においては、ガラスなどからなる基板の表面に均一な膜厚で平坦な塗膜を形成することが重要である。特に塗膜表面の平坦化（「レベリング」ともいう。）は、面内の安定した膜形成のために必要である。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置の製造方法において形成される塗膜としては、レジスト材料や配向膜材料がある。これらの材料は、有機系の溶剤と混ぜられており、スピンコータ方式、フレキソ版印刷方式、スプレー塗布方式などの各種塗膜形成方式により、基板表面に塗布される。塗布直後の基板表面を拡大したところを図１０に示す。レジスト材料９が有機溶剤１０に混ぜられたものが基板５の表面に塗布され、塗膜４となっている。塗布作業完了直後は、塗膜４の表面は図１０に示すように大きくうねった凹凸状態になっている。しかし、塗布作業完了から時間が経過すると、塗膜４の乾燥が進行する、すなわち、塗膜中の溶剤の気化が進行する。図１０に示した例でいえば有機溶剤１０が気化して減少していく。塗膜４が乾燥することによってレジスト材料９のみが残り、やがて図１１に示すように平坦な塗膜４となる。ただし、このようにして平坦になった塗膜４が乾燥しすぎると表面の凹凸が逆に大きくなる傾向がある。したがって、塗布作業完了から最適な時間だけ経過した時点で対象物を次工程へ搬送することが望まれる。
【０００４】
対象物の乾燥状態を管理する技術としては、支持体に検体を塗布するまでの間に支持体を適当な湿潤状態に維持するようにし、最適なタイミングで検体の塗布を行なうための技術が特開平５−１１３４２７号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開平５−１１３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
塗布作業完了から最適な時間だけ経過した時点で対象物を次工程へ搬送するためには、対象物を次工程に搬送するタイミングを制御する必要があるが、温度、湿度といったようなリアルタイムに変化する環境の諸パラメータを考慮に入れて最適なタイミングを導き出す制御は困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、対象物を次工程へ搬送するタイミングを簡単な操作で導き出せるようにするための塗膜乾燥検出装置および塗膜乾燥検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に基づく塗膜乾燥検出装置は、対象物の表面に設けられた塗膜の電気的な状態を検出するための検出部と、過去データを蓄積し、上記検出部から得られるデータを上記過去データと比較して上記塗膜表面が平坦になったかどうかを判断するためのデータ処理部とを備える。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に基づく塗膜乾燥検出方法は、塗膜の表面の電気的状態を検出する工程と、上記検出する工程によって得られるデータを予め蓄積しておいた過去データと比較し、上記塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、塗膜の表面抵抗、表面電位などといった電気的状態の監視によって最適な乾燥状態のタイミングを見出すことができるので、塗膜表面が最も平坦になったタイミングで乾燥工程を終えさせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図６を参照して、本発明に基づく実施の形態１における塗膜乾燥検出装置について説明する。図１に示すように、この塗膜乾燥検出装置１００は、塗膜４の表面の電気的な状態を検出するための検出部１と、過去データを蓄積し、検出部１から得られるデータを前記過去データと比較し、塗膜４表面が平坦になったかどうかを判断するためのデータ処理部２とを備える。「電気的な状態」とは、たとえば表面抵抗や表面電位をいうものとする。データ処理部２は、塗膜４表面が平坦になったと判断したときには搬送装置１３に対して指示を出力するように設定されている。この指示は、対象物を乾燥工程から次の工程に移送するためのものである。搬送装置１３は、対象物を移動させるためのものである。
【００１１】
図１における検出部１の検出方式としては、接触方式と非接触方式との２通りがあり得る。本発明としては、これら２通りのいずれであってもよい。「接触方式」とは、塗膜表面に２極の電極を接触させ、その電極間に一定電圧を印加したときに流れる電流値から電極間の抵抗を測定する方式である。「非接触方式」とは、塗膜表面の一部に電荷を付与するか電流を供給するかし、その結果として生じる表面電位を非接触で測定する方式である。
【００１２】
以下、接触方式を採用した場合の塗膜乾燥検出装置および塗膜乾燥検出方法について説明する。
【００１３】
一般に、レジスト塗膜形成工程では、図１０に示したように、レジスト材料９を有機溶剤１０に混ぜて基板５に塗布し、塗膜４を形成している。塗膜の塗布直後から乾燥後にかけての表面抵抗の上昇は図２に示すような曲線を描く。発明者らが測定した一例では、塗布直後の表面抵抗は、１０7Ω程度であるものの、数分後の表面抵抗は１０11Ωに上昇していた。この現象は、時間経過とともに塗膜内の溶剤が気化し、塗膜４の抵抗値がレジスト材料９そのものの抵抗値（１０10〜１０12Ω）に近づくためである。接触方式においては、この現象を利用して、塗膜が平坦になったかどうかを判断する。すなわち、表面抵抗の変化を追うことで、塗膜の乾燥の進行具合を知ることができ、塗膜の乾燥の進行具合と塗膜表面の平坦度とは相関関係があるので、表面抵抗を監視することで、塗膜表面が平坦になったかどうかを間接的に検出することができるのである。
【００１４】
本実施の形態における塗膜乾燥検出装置の検出部１は、図３に示すように抵抗器６を含む。対象物はレジストを塗布した基板５である。基板５に形成された塗膜４の表面に電極１１ａ，１１ｂが当接するように抵抗器６をセットし、時間経過に伴う表面抵抗変化を測定する。抵抗器６が測定したデータはデータ処理部２（図１参照）に送られる。データ処理部２では検出部１から受け取ったデータを処理し、塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する。データ処理部２は、塗膜表面が平坦であると判断したら、自動的に制御部３に対して搬送指示を出力する。搬送装置１３は搬送機構１２と制御部３とを備えている。搬送機構１２は、対象物を移動させるために直接動作する部分であり、制御部３は搬送機構１２を制御するためのものである。制御部３は搬送装置１３の一部であるので、制御部３に対して搬送指示を出力するということは、搬送装置１３に対して搬送指示を出力するということでもある。データ処理部２が制御部３に対して出力する搬送指示は対象物を乾燥工程から次の工程に移送するためのものである。したがって、塗膜表面が平坦になったと判断された場合は、基板５は搬送装置１３によって次の工程の実施場所へと搬送される。
【００１５】
データ処理部２にとって、塗膜表面が平坦であるかどうかの判断指標は、直接的には表面抵抗であるが、上述したように表面抵抗の情報は塗膜表面の乾燥状態を知るために用いられる。乾燥状態と表面抵抗との関係は予め実験により求めて、過去データとしてデータ処理部２に保持させておく。データ処理部２は、過去データを蓄積し、検出部１から得られるデータを過去データと比較して乾燥状態を把握し、乾燥状態の情報から塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する。
【００１６】
なお、本実施の形態における塗膜乾燥検出方法とは、上記説明の中で行なわれていたように、塗膜の表面の電気的状態を検出する工程と、前記検出する工程によって得られるデータを予め蓄積しておいた過去データと比較し、前記塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する工程とを含む、塗膜乾燥検出方法である。
【００１７】
（表面抵抗の測定例）
図４〜図６を参照して、表面抵抗の測定例を具体的に示す。図４に示すように電源に接続された電極１１ａ，１１ｂを基板５の表面に形成された塗膜４に当接させ、表面抵抗を測定する。電源１１ａ，１１ｂの塗膜４に当接する面は図５に示すようにそれぞれ長さＷの細長い長方形をしている。電源１１ａ，１１ｂ間の距離はＬである。表面抵抗をρとすると、ρは、
ρ＝（Ｖ／Ｉ）×（Ｗ／Ｌ）
という式で求められる。ただし、Ｖは電源１１ａ，１１ｂ間に印加される電圧、Ｉは測定される電流値である。
【００１８】
Ｖ＝１０Ｖ（ボルト）、Ｗ＝６５ｍｍ、Ｌ＝８０ｍｍとして表面抵抗の測定を行なった。測定は、塗膜塗布完了直後から３０秒間隔または６０秒間隔で繰返し行なった。こうして得られた各時点における表面抵抗をグラフにしたものを図６に示す。図６からは待機時間すなわち乾燥に費やした時間の長さによって表面抵抗が変化している様子がわかる。このことから、表面抵抗の測定値が乾燥状態の把握に利用できることがわかる。乾燥状態がわかれば平坦になったかどうかの判断ができるので、結局のところ、表面抵抗の測定によって平坦になったかどうかの判断をすることができる。
【００１９】
（作用・効果）
本実施の形態における塗膜乾燥検出装置または塗膜乾燥検出方法を用いることによって、塗膜表面が最も平坦となる状態における塗膜表面の乾燥状態、すなわち、最適な乾燥状態がわかり、表面抵抗の監視によって最適な乾燥状態のタイミングを見出すことができるので、塗膜表面が最も平坦になったタイミングで乾燥工程を終えさせることが可能となる。
【００２０】
本実施の形態における塗膜乾燥検出装置が備える検出部１、または、本実施の形態における塗膜乾燥検出方法に含まれる検出する工程は、上述のように塗膜に２つの電極を接触させることによって前記２つの電極間の電気抵抗を測定するものであることが好ましい。このようになっていれば、簡単な機構によって確実、迅速に電気抵抗を測定することができるからである。
【００２１】
本実施の形態では、レジスト膜形成工程における乾燥工程に注目して説明したが、乾燥させる塗膜はレジスト膜に限らず。液晶表示パネルなどに用いられる配向膜であってもよい。配向膜はたとえばポリイミドなどからなる。配向膜形成工程においては、たとえばフレキソ版印刷方式で配向膜を印刷する。印刷直後および各時点での配向膜の表面抵抗を検出することで、平坦になったかどうかを判断する。
【００２２】
（実施の形態２）
実施の形態１では接触方式を採用した場合の塗膜乾燥検出装置および塗膜乾燥検出方法について主に説明したが、本実施の形態では、図１、図７〜図９を参照して、非接触方式について説明する。
【００２３】
（構成）
本実施の形態における塗膜乾燥検出装置は全体構成は図１に示したものと同じであるが、図３に示した検出部１に代えて図７に示す検出部１ｉを備える。検出部１ｉは、塗膜４の表面に電荷を供給して塗膜４の表面電位を測定するためのものである。検出部１ｉはイオナイザー８と表面電位計７とを含む。イオナイザー８は塗膜４表面に＋／−の電荷を非接触で供給するためのものである。表面電位計７は塗膜４表面の電位を非接触で測定するためのものである。
【００２４】
乾燥状態と表面電位との関係は予め実験により求めて、過去データとしてデータ処理部２（図１参照）に保持させておく。データ処理部２は、過去データを蓄積し、検出部１から得られるデータを過去データと比較して乾燥状態を把握し、乾燥状態の情報から塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する。
【００２５】
なお、本実施の形態における塗膜乾燥検出方法は、塗膜の表面の電気的状態を検出する工程と、前記検出する工程によって得られるデータを予め蓄積しておいた過去データと比較し、前記塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する工程を含み、検出する工程は、前記塗膜の表面に電荷を供給して前記塗膜の表面電位を測定することによって行なう、塗膜乾燥検出方法である。
【００２６】
（作用・効果）
塗膜形成直後は、表面抵抗が１０7Ω程度であるため、イオナイザー８によって塗膜４表面に＋／−の電荷を供給した場合、塗膜４表面の電位は図８に示すように数十ミリ秒周期で大きく変化する。しかし、塗膜４が乾燥すると図９に示すように電位の振幅は小さくなる。
【００２７】
このように塗膜形成直後から電位の振幅の大きさを監視し続けることによって塗膜４の乾燥状態を把握することができ、塗膜４が平坦になったかどうかを判断することができる。
【００２８】
ここで、電荷の供給には、上述したようにイオナイザー８を用いることが好都合である。非接触で簡便に電荷を供給することができるからである。
【００２９】
本実施の形態における塗膜乾燥検出装置または塗膜乾燥検出方法を用いることによって、塗膜表面が最も平坦となる状態における塗膜表面の乾燥状態、すなわち、最適な乾燥状態がわかり、表面電位の監視によって最適な乾燥状態のタイミングを見出すことができるので、塗膜表面が最も平坦になったタイミングで乾燥工程を終えさせることが可能となる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、非接触で電荷を供給し、非接触で表面電位を測定する例を示したが、非接触で表面電位を測定する場合においても、電荷または電圧の印加は非接触でなくてもよい。たとえば高圧電源（図示せず）を基板５に電気的に接続し、電圧を印加した状態で、表面電位計７により非接触で塗膜４の表面の電位を測定することとしてもよい。
【００３１】
実施の形態１，２における塗膜乾燥検出装置が備えるデータ処理部は、塗膜表面が平坦になったかどうかの判断までを行なうだけのものであってもよいが、実施の形態１で説明したように、搬送装置に対して搬送指示を出力するものように設定されていることが好ましい。このようになっていれば、ユーザの手を煩わせることなく乾燥工程を自動的に終えさせることができるからである。
【００３２】
本実施の形態１，２における塗膜乾燥検出方法は、塗膜表面が平坦になったかどうかを判断する工程までを含むだけのものであってもよいが、判断する工程によって前記塗膜表面が平坦になったと判断がされたときに搬送機構に対して指示を出力する工程をさらに含むことが好ましい。このようになっていれば、ユーザの手を煩わせることなく乾燥工程を自動的に終えさせることができるからである。
【００３３】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に基づく実施の形態１，２における塗膜乾燥検出装置の概念図である。
【図２】塗膜の塗布直後から乾燥後にかけての表面抵抗の変化を示すグラフである。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における塗膜乾燥検出装置の一部である検出部の概念図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における表面抵抗の測定例の第１の説明図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１における表面抵抗の測定例の第２の説明図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１における表面抵抗の測定例において得られた塗膜塗布完了直後からの表面抵抗の変化を示すグラフである。
【図７】本発明に基づく実施の形態２における塗膜乾燥検出装置の一部である検出部の概念図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態２における塗膜形成直後の表面電位の変動の様子を示すグラフである。
【図９】本発明に基づく実施の形態２における塗膜乾燥後の表面電位の変動の様子を示すグラフである。
【図１０】塗膜形成直後の基板の拡大断面図である。
【図１１】塗膜乾燥後の基板の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，１ｉ  検出部、２  データ処理部、３  制御部、４  塗膜、５  基板、６  抵抗器、７  表面電位計、８  イオナイザー、９  レジスト材料、１０  有機溶剤、１１ａ，１１ｂ  電極、１２  搬送機構、１３  搬送装置、１００  塗膜乾燥検出装置。
【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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