(57)【要約】【課題】  大サイズのカラーフィルターを作るにあたり、スロットノズルに傷の付く問題を解決し、正確で低コストのフィルター作成方法を提供する。【解決手段】  基板面に沿って水平移動される治具本体２と、この治具本体２の端部に装着される透明部材３と、この透明部材３の両側に取り付けられる発光部４と受光部５とを具備したことにより、治具本体２及び透明部材３をスロットノズル１と同様に基板面上で平行移動することにより、基板面上に異物があれば、この異物にあたって透明部材３の一部が変形（破損）し、発光部４から受光部５に送られる検出光の状態が変化し、この変化を検出回路によって読み取ることにより、基板面上の異物を検査することが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面に沿って近接配置される長手スロット状の吐出口を有し、前記吐出口から基板面に塗布液を吐出するスロットノズルと、前記スロットノズルを水平移動して基板面に対する塗布液の塗布作業を行う制御機構と、前記基板面上の異物を検査する異物検査機構とを具備し、
前記異物検査機構は、
前記スロットノズルの吐出口と同様に前記基板面に沿って近接配置される長手状の端部を有し、かつ、基板面に沿って水平移動される治具本体と、
前記治具本体の端部に装着され、異物によって変形する長手状の透明部材と、
前記透明部材の一方の側部に取り付けされ、透明部材の長手方向に検出光を送出する発光部と、
前記透明部材の他方の側部に取り付けられ、前記発光部から透明部材を通して送られてきた検出光を検出する受光部とを具備した、
ことを特徴とするスロットノズル塗布装置。
【請求項２】
前記治具本体が前記スロットノズルの外形とほぼ同様の外形を有することを特徴とする請求項１記載のスロットノズル塗布装置。
【請求項３】
前記塗布作業時の基板面とスロットノズルとの間隔に対応して異物検査作業時の基板面と冶具本体との間隔が決定されることを特徴とする請求項１記載のスロットノズル塗布装置。
【請求項４】
基板面上の異物を検査する異物検査装置であって、
前記基板面に沿って近接配置される長手状の端部を有し、かつ、基板面に沿って水平移動される治具本体と、
前記治具本体の端部に装着され、異物によって変形する長手状の透明部材と、
前記透明部材の一方の側部に取り付けされ、透明部材の長手方向に検出光を送出する発光部と、
前記透明部材の他方の側部に取り付けられ、前記発光部から透明部材を通して送られてきた検出光を検出する受光部と、
を具備したことを特徴とする異物検査装置。
【請求項５】
前記治具本体が前記基板に塗布作業を行うスロットノズルの外形とほぼ同様の外形を有することを特徴とする請求項４記載の異物検査装置。
【請求項６】
前記塗布作業時の基板面とスロットノズルとの間隔に対応して異物検査作業時の基板面と冶具本体との間隔が決定されることを特徴とする請求項５記載の異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示装置等に用いられるカラーフィルター製造用のスロットノズル塗布装置に関し、特にスロットノズルの保護のために、塗布作業を行う基板面上の異物を未然に検知するための機能を備えたスロットノズル塗布装置及び異物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー液晶表示装置においてカラー表示を行うためには、光透過部に開口部のあるパターンを形成した遮光層（ブラックマトリクス）と、光透過部に赤、緑、青の着色透明樹脂をパターン形成した着色画素層とを有するカラーフィルターが一般的に用いられている。
【０００３】
そして、着色画素層としては、着色顔料を分散した感光性樹脂をフォトリソグラフィーによりパターン形成したものが多く用いられている。また、遮光層としては、金属クロム、もしくは金属クロムと酸化クロムの積層膜をフォトリソグラフィーによりエッチング形成したもの、もしくは、着色画素層と同様に黒色の着色顔料を分散した感光性樹脂をフォトリソグラフィーによりパターン形成したものが多く用いられている。
【０００４】
いずれにしても、これらの従来から主流のパターン形成方法においては、全てをフォトリソグラフィーでパターニングを行うため、高精度ではあるものの、高コストであり、最近の液晶表示装置に関する市場の低コスト化の要求を考慮すると、製造コストの革新的な低コスト化の方策が求められていると言える。
【０００５】
一方、低コストで実現できるパターン形成方法としては、従来から大サイズのガラスを使用してスロットノズル塗布装置による着色剤の塗布を行い、大量生産を可能とした方法が提案されており（例えば特許文献１〜５参照）、一部に実績があったが、スロットノズルの大型化によってスロットノズルに傷がついたときの修理費用が高額になる。また、ガラスサイズが大きいので、ガラス上の異物発見に難があり、ガラスサイズが大きくなるに従い、採用が難しくなってきた。
【特許文献１】特開２００５−８５７７３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７４０５４号公報
【特許文献３】特願２００４−２５５３５８号公報
【特許文献４】特開２０００−１４０７４０号公報
【特許文献５】特開２０００−２４５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように従来のスロットノズル塗布装置を用いたパターン形成技術では、製造コストとスロットノズル修理費用の間のジレンマが存在し、これを克服するための様々な方法が検討されているものの、十分な解決には至っていない。
【０００７】
そこで本発明は、スロットノズルの損傷を未然に防止して、適正なパターン形成を低コストで実現できるスロットノズル塗布装置及び異物検査装置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】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明のスロットノズル塗布装置は、基板面に沿って近接配置される長手スロット状の吐出口を有し、前記吐出口から基板面に塗布液を吐出するスロットノズルと、前記スロットノズルを水平移動して基板面に対する塗布液の塗布作業を行う制御機構と、前記基板面上の異物を検査する異物検査機構とを具備し、前記異物検査機構は、前記スロットノズルの吐出口と同様に前記基板面に沿って近接配置される長手状の端部を有し、かつ、基板面に沿って水平移動される治具本体と、前記治具本体の端部に装着され、異物によって変形する長手状の透明部材と、前記透明部材の一方の側部に取り付けされ、透明部材の長手方向に検出光を送出する発光部と、前記透明部材の他方の側部に取り付けられ、前記発光部から透明部材を通して送られてきた検出光を検出する受光部とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
また本発明の異物検査装置は、基板面上の異物を検査する異物検査装置であって、前記基板面に沿って近接配置される長手状の端部を有し、かつ、基板面に沿って水平移動される治具本体と、前記治具本体の端部に装着され、異物によって変形する長手状の透明部材と、前記透明部材の一方の側部に取り付けされ、透明部材の長手方向に検出光を送出する発光部と、前記透明部材の他方の側部に取り付けられ、前記発光部から透明部材を通して送られてきた検出光を検出する受光部とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスロットノズル塗布装置及び異物検査装置によれば、基板面に沿って水平移動される治具本体と、この治具本体の端部に装着される透明部材と、この透明部材の両側に取り付けられる発光部と受光部とを具備したことにより、治具本体及び透明部材をスロットノズルと同様に基板面上で平行移動することにより、基板面上に異物があれば、この異物にあたって透明部材の一部が変形（破損）し、発光部から受光部に送られる検出光の状態が変化し、この変化を検出回路によって読み取ることにより、基板面上の異物を検査することが可能となる。
したがって、このような異物検査によって、実際のスロットノズルによる塗布作業を停止することができ、異物による不良状態を未然に防止することが可能となる。
この結果、簡易な構成による効率の良い異物検査作業によって確実に異物の検査を行うことができ、大サイズ基板に対するスロットノズルの損傷を未然に防止して、適正なパターン形成を低コストで実現できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態では、塗布装置のスロットノズルと同様の形状を有する冶具を用いてガラス基板面上の異物を検査するものであり、治具の端部に配置した透明部材（光透過率の良好な樹脂）の変形を、その両側に設けた発光部と受光部とで光学的に検出することにより、異物の有無を検査する。なお、透明部材とガラス基板表面の距離は一定であり、例えば３０から１００μｍに設定する。
【００１２】
図１は本実施の形態によるスロットノズルの一例を示す図であり、図１（ａ）は外観斜視図、図１（ｂ）はノズルの先端形状を示す断面図である。
図示のように、スロットノズル１はガラス基板面（図１では省略）に沿って近接配置される長手スロット状の吐出口１ａを有し、この吐出口１ａから基板面に塗布液を吐出する。
図２は本実施の形態による異物検査治具の一例を示す図であり、図２（ａ）は外観斜視図、図２（ｂ）は治具の先端形状を示す側面図である。
図示のように、この異物検査治具は、図１に示したスロットノズル１と同様の形状を有する治具本体２と、この治具本体２の先端に装着される長手形状の透明部材３と、この透明部材３の長手方向両側に取り付けられる発光部４及び受光部５とを有する。
図３は図１に示す治具本体２を示す図であり、図３（ａ）は外観斜視図、図３（ｂ）は治具の先端形状を示す側面図である。図３（ｂ）に示すように、治具本体２の先端は、透明部材３を装着するための平坦面状に形成されている。
【００１３】
次に、透明部材３の形成方法について図４〜図９を用いて説明する。
図４は透明部材３を形成する型７を示している。この型７は全体としてスロットノズル１と同様の形状を有しているが、先端部の形状は透明部材３の形状に対応する先鋭な楔状の断面を有している。
次に、図５は図４に示す型７を使いシリコンゴムに型を作る様子を示している。図示のように、型７の先端部をシリコンゴム８内に埋め込むようにして型を形成する。図６はこのようにして形成されたシリコンゴムの型９を示している。
図７ではシリコンゴムの型９に光透過率の良好な樹脂１０を流し込み、治具本体２をセットした状態を示している。図８では光透過率の良好な樹脂１０がシリコンゴムの型９の中で硬化し、治具本体２の先端に透明部材３が形成された状態をしめしている。
次に図９では、透明部材３の両側に光発光部４と光受光部５を取り付ける。これにより、図２に示す異物検査治具が完成する。
【００１４】
次にこのような異物検査治具を用いた異物検査作業を図１０〜図１２に基づいて説明する。
まず、図１０では、スロットノズル塗布装置によって塗布作業を行っている状態を示している。なお、実際の作業順としては、図１０に示す塗布作業は、異物検査作業の後に行うことになるが、ここででは、スロットノズルとガラス基板（この場合にはカラーフィルター基板）とのギャップの設定を説明するために、塗布作業の設定状態について説明する。
図１０において、カラーフィルター基板１４は、塗布物設置テーブル１５に位置決め保持されており、その上部にスロットノズル１が配置され、スリット状の吐出口１ａから塗布液としてのカラーフィルター用レジストを吐出している。そして、図示のように、スロットノズル１の先端（リップ１２）と基板１４の上面とのギャップは、３０μｍから１００μｍの範囲で設定されている。
【００１５】
これに対し、図１１は異物検査治具によって異物検査作業を行っている状態を示している。なお、図１１（ａ）は検査作業の全体図、図１１（ｂ）は異物検査治具の側面図、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のＡ−Ｂ断面図である。この検査作業は、図１０の塗布作業の前に行う。
図１１において、カラーフィルター基板１４は、塗布物設置テーブル１５に位置決め保持されており、その上部に異物検査治具の治具本体２及び透明部材３が配置されている。そして、図示のように、透明部材３の先端と基板１４の上面とのギャップは、塗布作業時のギャップに合わせて３０μｍから１００μｍの範囲で設定されている。
【００１６】
図１２は異物１８を検知する前の状態を示し、図１３は異物１８を検知した状態を示している。図１２に示す異物検知前の状態では、透明部材３は損傷がなく、光発光部４と光受光部５との間で光が適正に伝送されている。しかし、図１３に示すように、異物１８に透明部材３が接触し、損傷１９が生じると、この損傷１９によって光が遮断され、光発光部４からの光が光受光部５に適正に届かなくなり、この光受光部５の検出出力の変化によって異物の検知を行える。
【００１７】
図１４〜図１６は本スロットノズル塗布装置の動作概要を示している。まず、図１４は異物検査前の状態を示しており、スロットノズルユニット２０と異物検査治具ユニット２１が並列に支持レール２２に移動制御可能に取り付けられており、図示しない制御機構によって独立して移動制御されるようになっている。そして、図１５では異物検査治具ユニット２１を制御機構によって移動してカラーフィルター基板１４に対する異物検査を行う。ここで、カラーフィルター基板１４上に異物がないことを確認後、図１６では、スロットノズルユニット２０を制御機構によって移動してカラーフィルター基板１４に対するカラーレジストの塗布作業を行う。
【００１８】
次に、以上のような構成において、異物検査時の検出動作について詳細に説明する。
まず、光発光部４からの光は、光透過率の良好な樹脂（透明部材３）の内面で反射されながら光強度が落ちない状態で光受光部５に到達する。具体的な数値で表すとレベル１００値である。また、透明部材３は、比較的もろい材質で形成されており、カラーフィルター基板上の異物により破壊される。
透明部材３が、カラーフィルター基板１４上の異物により破壊されたとき、内面の反射が少なくなるので、光発光部４からの光が光受光部５に到達する数値レベルは１０以下になってしまう。
そこで、光発光部４からの光の光受光部５に到達する数値レベルが４０以下になったときを、透明部材３がカラーフィルター基板１４上の異物１８により破壊さたと検知するように規定する。
そして、異物検査後、光発光部４からの光の光受光部５に到達する数値レベルが４０より大きいとき、カラーフィルター基板１４上に異物がなかったと確認され、カラーレジストの塗布作業に移行する。
また、光発光部４からの光の光受光部５に到達する数値レベルが４０以下になったときは、透明部材３がカラーフィルター基板１４上の異物により破壊さたと検知され、走査したカラーフィルター基板は取り除かれ、スロットノズルの破壊は未然に防止できる。
【００１９】
次に、異物検査治具の製造方法を詳細に説明する。
まず、透明部材３を形成する光透過率の良好な透明樹脂として、アクリル系共重合体であるカラーフィルタ用接着剤を使用する。
そして、図４に示す型７を作成し、図５において、この型７をシリコンゴムの型形成用のかたにセットして、この型８内に２液を混合したシリコンゴムを流し、２４時間放置した。これによりシリコンゴムが硬化し、図６に示す型９が作成できた。
次に図７において、図６の型９に光透過率の良好な樹脂（アクリル系共重合体であるカラーフィルタ用接着剤）を流し込み、図３に示した冶具本体２をセットし、２４時間放置した。
これにより、光透過率の良好な樹脂がシリコンゴムの型の中で硬化し、図８に示すように、冶具本体２の先端に透明部材３が形成された。なお、シリコンゴムは、硬化した透明部材３から容易に剥離することができた。
引き続き、図９に示すように、透明部材３の左右の側面に光発光部４と光受光部５を取り付けた。これにより図２に示す異物検査冶具が完成した。なお、光発光部４および光受光部５に対する電力線や信号線は省略している。
【００２０】
なお、以上の説明では、スロットノズル塗布装置と異物検査機構（異物検査治具）を一体化した構成について説明したが、スロットノズル塗布装置と独立した異物検査装置として同様の構成を用いることも可能である。例えば、１つの作業ラインの前段で異物検査を行い、後段で塗布作業を行うようなシステムであってもよい。さらに、本発明はスロットノズル塗布装置以外の基板面の異物を検査する装置にも単独で利用することが可能であり、幅広い用途に応用が可能である。
また、以上の説明では、異物検査治具の外形をスロットノズルの外形に合わせるようにしが、透明部材の先端形状や強度は、検出したい異物の内容により、スロットノズルの外形とは独立して、適宜設計することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態によるスロットノズルを示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態による異物検査治具を示す説明図である。
【図３】図２に示す異物検査治具の作成方法を示す説明図である。
【図４】図２に示す異物検査治具の作成方法を示す説明図である。
【図５】図２に示す異物検査治具の作成方法を示す説明図である。
【図６】図２に示す異物検査治具の作成方法を示す説明図である。
【図７】図２に示す異物検査治具の作成方法を示す説明図である。
【図８】図２に示す異物検査治具の作成方法を示す説明図である。
【図９】図２に示す異物検査治具の作成方法を示す説明図である。
【図１０】図１に示すスロットノズルを用いた塗布作業を示す説明図である。
【図１１】図２に示す異物検査治具を用いた検査作業を示す説明図である。
【図１２】図２に示す異物検査治具を用いた検査作業を示す説明図である。
【図１３】図２に示す異物検査治具を用いた検査作業を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態によるスロットノズル塗布装置の概要を示す説明図である。
【図１５】図１４に示すスロットノズル塗布装置の異物検査作業時の動作を示す説明図である。
【図１６】図１４に示すスロットノズル塗布装置の塗布作業時の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１……スロットノズル、２……異物検査治具、３……透明部材、４……光発光部、５……光受光部。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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