(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーテンフローコーターを用いてリップ部先端に液だまりを形成して平板上に塗料を塗布する方法において、該カーテンフローコーターとして口金のドクターリップ部の先端の角度が９０度未満であり、かつバックアップリップ部の先端の角度が９０度であるカーテンフローコータを用いることを特徴とする塗料の塗布方法。
【請求項２】
カーテンフローコーターを用いてリップ部先端に液だまりを形成して平板上に塗料を塗布する方法において、該カーテンフローコーターとして口金のドクターリップ部の先端の角度が３０〜８０度であり、かつバックアップリップ部の先端の角度が９０度であるカーテンフローコータを用いることを特徴とする塗料の塗布方法。
【請求項３】
塗料がカラーフィルタ用塗膜形成用塗料であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗料の塗布方法。
【請求項４】
請求項３に記載の塗料の塗布方法を用いるカラーフィルタ用塗膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶を用いたカラーディスプレイや固体撮像素子などに用いられる、カラーフィルタ用塗膜形成に好適に用いられるカーテンフローコータ、それを用いた塗料の塗布方法およびカラーフィルタ用塗膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶を用いたディスプレイ等に利用されるカラーフィルタは、ガラス基板等の透明基板上に、赤、緑、青の３原色パターンがある一定の位置関係を保って配列されている。この透明基板上への薄膜塗布方式の１つにカーテンフローコータがある。
【０００３】
この塗布方法としては、例えば特開平５−１１１０５号公報に公開されており、ダイヘッド、Ｔダイ、スリットダイと呼ばれる口金のリップ先端から塗料をカーテン状に吐出し、基板に非接触で塗布する方式のものである。この方式は、吐出されるまでの塗料供給経路が密閉されているために、異物の混入が少なく、さらに塗料の粘度変化が少ないなどの特徴を有している。
【０００４】
しかしながら、カーテンフローコータによる薄膜塗布は、塗布開始部において数メートルの間膜厚精度が悪く、薄くなる傾向がある。このために、小さな平板への薄膜塗布は困難とされてきた。しかしながら、カラーフィルタの場合、平板への塗布において、塗布開始部から均一膜厚を有する物を得ることは、品質上欠かせない問題である。
【０００５】
塗布開始部の膜厚均一性の向上の手段として、口金形状の最適化があげられる。現状の口金形状として、Ｔダイが一般的である。Ｔダイは、リップ先端部の液だまりが大きく、安定した液だまりになるまでに時間がかかる。そのために、塗布開始部の膜厚安定性が悪く、また、縦スジなどの塗布欠陥が発生しやすいなどの問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カーテンフローコータのこれまでの課題である塗布開始部の膜厚均一化を可能にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の構成を有するものである。
【０００９】
（１）カーテンフローコーターを用いてリップ部先端に液だまりを形成して平板上に塗料を塗布する方法において、該カーテンフローコーターとして口金のドクターリップ部の先端の角度が９０度未満であり、かつバックアップリップ部の先端の角度が９０度であるカーテンフローコータを用いることを特徴とする塗料の塗布方法。
【００１０】
（２）前記（１）記載の塗料の塗布方法を用いるカラーフィルタ用塗膜の製造方法。
【００１１】
本発明におけるカーテンフローコータについて説明する。
【００１２】
本発明にかかるカーテンフローコータの口金は、ドクターリップ部およびバックアップリップ部の少なくとも一方の先端が９０度未満であり、かつバックアップリップ部の先端の角度が９０度であることを特徴とする。両方のリップ部の先端が９０度であると塗布開始部の膜厚が安定しないためである。塗布開始部の膜厚の安定性をより高めるためには、ドクターリップ部の先端の角度が９０度未満であり、バックアップリップ部の先端の角度が９０度である。ドクターリップ部の先端の角度はより好ましくは３０〜８０度、さらに好ましくは４０〜７０度である。３０度未満になると、リップ部の先端の液だまりの量が多くなり、塗布開始部の膜厚が薄くなる。また、８０度をこえると、Ｔダイとほぼ同様な形状になるため、塗布開始部の膜厚均一性に欠ける。一方、バックアップリップ部の先端の角度は実質的に９０度であり、塗料を塗布する平板に平行な状態で塗布することができる。この基板と平行な部分がないと、塗料塗布時に、リップの先端の液だまりが安定しなくなるため、幅方向の塗布むらが発生しやすい。この平板に平行な部分の長さは０．５〜２０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは１〜５ｍｍの範囲が好適である。０．５ｍｍ未満では、幅方向の塗布むらが発生しやすく、また２０ｍｍをこえると、口金が重くなるために口金がたわみ、基板とのクリアランスが一定に保てないために幅方向の膜厚均一性に欠ける。
【００１３】
第２図に、本発明におけるカーテンフローコータの口金の一例を表す概略図を示す。すなわち、口金６の先端は、ドクターリップ１２とバックアップリップ１３とから構成されており、ドクターリップ１２の先端の角度は約５０度、バックアップリップ１３の先端の角度は実質的に９０度となっている。なお、７は押し引きボルト、１１はフィルムを表す。
【００１４】
次に本発明における塗料の塗布方法を説明する。
【００１５】
本発明にかかる塗料の塗布方法は、上記で説明したようなカーテンフローコータを用いてリップ部先端に液だまりを形成して平板上に塗料を塗布する方法である。
【００１６】
第１図に、本発明におけるカーテンフローコータ（スリットダイコータ）による塗布の一例を表す概略図を示す。すなわち、塗料１０はポンプ９によって配管８から口金６の内部に供給され、平板１の搬送（矢印Ａ方向）に従い、口金６の先端であるリップ５（ドクターリップ１２とバックアップリップ１３から構成される）からカーテン状態で吸着ステージ２上に吸着固定された平板１上に塗布され、塗膜３が形成される。幅方向の塗膜の均一性は、カーテン状に吐出される塗料を口金先端部にあるリップ５の間隔や、平板１とリップの間隔すなわちクリアランス４を調整してコントロールされる。
【００１７】
本発明のカーテンフローコータによる塗料の塗布は、スリットダイコータによる方法に限定されず、ダイヘッド、Ｔダイ等による方法でもよい。また塗料の供給手段はポンプに限定されず、圧空などの方式によるものでもよい。
【００１８】
塗料がカラーフィルタ用塗膜形成用塗料である場合には、特に塗膜の外観が良好であることが要求されるので、本発明のカーテンフローコータによる塗料の塗布方法は特に好適に用いられる。
【００１９】
以下、カラーフィルタ用塗膜形成に本発明の塗料の塗布方法を適用した場合について説明する。
【００２０】
カラーフィルタ用塗膜形成の場合、平板として透明平板を用いる。透明平板としては、特に限定されるものではないが、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のプラスチック平板やプラスチックフィルムおよびガラス板等全光透過率が７０％以上の透明平板が好ましく用いられる。なおこれらの中ではガラス板がより好ましく用いられる。
【００２１】
塗料の種類としては、特に限定されるものではないが、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂等の一種ないし二種以上の混合物およびこれらの感光性樹脂等が好ましく用いられる。なおこれらの樹脂に染料または顔料などの着色材を分散混合して、使用することもできる。
【００２２】
透明平板への塗布後の膜厚は、特に限定されるものではないが、乾燥塗膜の状態で、０．１〜５．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは、０．２〜３．０μｍの範囲が好適に用いられる。乾燥後の塗膜が０．１μｍ未満では、乾燥塗膜に縦状のスジが発生し、品質上問題である。一方５．０μｍを越える場合は、乾燥塗膜の平滑性が劣る。さらに塗料の使用量も多くなり、経済性に欠ける。
【００２３】
カラーフィルタの製造方法については、たとえば、以下の方法があげられるが、これらに限定されるものではない。まず透明平板上に微細パターンからなる遮光層を形成する。この遮光層上に接着剤を添加した熱硬化性の塗料を塗布し、５０〜１５０℃の温度で乾燥して、熱硬化性塗膜を形成する。続いて該熱硬化性塗膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、超高圧水銀灯などを用いて、マスク露光を行い、次いで該レリーフパターンをマスクとして、該熱硬化性塗膜をエッチングする。続いて該ポジ型フォトレジストを剥離した後、２００〜３５０℃に加熱焼成し、塗膜を熱硬化する。以上の工程を赤色、緑色および青色につて繰り返し、所定の赤色、緑色および青色の微細パターンを形成し、カラーフィルタとする。
【００２４】
塗料の乾燥温度は、５０〜１６０℃の範囲が好ましく、より好ましくは、８０〜１３０℃の範囲が好適である。５０℃未満では、乾燥時間が長く、生産効率が悪くなる。一方１６０℃以上では、熱硬化が進行してしまい、現像液に不溶化してしまう。
【００２５】
一方着色剤を添加した感光性塗料の場合は、透明平板上に微細パターンからなる遮光層を形成し、該遮光層上に着色材を添加した感光性塗料を塗布して、５０〜１５０℃の温度で乾燥して、感光性塗膜を形成する。続いて超高圧水銀灯などを用いてマスク露光を行い、感光性塗料を光硬化する。その後遮光層上の未硬化感光性塗膜を現像、エッチングする。以上の工程を赤色、緑色および青色につて繰り返し、所定の赤色、緑色および青色の微細パターンを形成し、カラーフィルタとする。
【００２６】
なお必要に応じて、該赤色、緑色および青色の微細パターン上に保護膜および平滑性を高める目的で着色剤を含まない塗料を塗布して、カラーフィルタとしても良い。
【００２７】
本発明による塗料の塗布方法は、以上のカラーフィルタ製造工程における各種塗料カラーフィルタ用塗膜形成用塗料の塗布に有効である。すなわち、赤色、緑色、青色の微細パターン形成用塗料、遮光層形成用塗料、保護層形成用塗料などである。
【００２８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
実施例１・比較例１
第１図および第２図に示す塗布装置および口金を用いて、ガラス基板上に塗布を実施した。ガラス基板の大きさは３００×４００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのものを使用した。また塗料としては、Ｎメチルピロリドン溶剤と塩臭素化フタルシアニングリーン（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６）とジスアゾイエローＨＲ（Ｃ．Ｉ．ＰＩピグメントイエロー８３）顔料を添加、分散したポリアミド酸塗料を固形分８ｗｔ％、粘度１００ｃｐの状態で、塗布速度２ｍ／分の速度で塗布し、１２０℃で１０分乾燥した。
【００３０】
一方、第３図に示す従来のカーテンフローコータ（ドクターリップおよびバックアップリップの先端が９０度であり、両方の先端が平板と平行である）を使用して、実施例１と同様な方法で塗布を行った（比較例１）。
【００３１】
第４図に、実施例１で得られた塗布基板と、比較例１で得られた塗布基板の膜厚分布結果を比較して示した。
【００３２】
比較例１では塗布基板中心部に対して、塗布開始部から２００ｍｍまで膜厚が薄く、膜厚が不均一である。一方実施例１では、比較例１のような膜厚分布にならず、塗布開始部から１０ｍｍですでに膜厚が安定している。更に塗布時には塗布ムラもなく、良好な塗膜が得られた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明にかかるカーテンフローコータ、塗料の塗布方法を適用することにより、塗布開始部からの膜厚均一性が著しく向上させることができるので、従来発生していた塗布時の縦スジがほとんど発生せず、品質の良い塗膜を得ることができる。したがって、外観が良好であることが要求されるカラーフィルタ用塗膜を形成する場合、特に塗布開始部からの膜厚の安定性が要求される枚葉塗布の場合には、特に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるカーテンフローコータによる塗布の一例を表す概略図である。
【図２】本発明のにかかるカーテンフローコータの口金の一例を表す概略図である。
【図３】従来のカーテンフローコータの口金の一例を表す概略図である。
【図４】実施例１で得られた塗布基板と比較例１で得られた塗布基板の膜厚分布図である。
【符号の説明】
１：平板
２：吸着ステージ
３：塗膜
４：クリアランス
５：リップ
６：口金
７：押し引きボルト
８：配管
９：ポンプ
１０：塗料
１１：フイルム
１２：ドクターリップ
１３：バックアップリップ
【図１】
0003963329.tif 000002
【図２】
0003963329.tif 000003
【図３】
0003963329.tif 000004
【図４】
0003963329.tif 000005