(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布器の吐出口を被塗布部材に一定間隙まで近接させ、塗布器の吐出口から塗布液を被塗布部材に吐出しながら、前記塗布器および被塗布部材の少なくとも一方を相対的に移動させて前記被塗布部材に塗膜を形成する塗布方法において、被塗布部材表面の隆起部分または被塗布部材上の異物の検出を、塗布器の長手方向にレーザ光束を照射し、該レーザ光束を遮るものの長さに基づいて行ない、該隆起部分または異物が塗布器に接触する前に、塗布器を退避させるとともに、塗布器および被塗布部材の相対的な移動を停止し、さらに前記塗布器からの塗布液の吐出を停止させて塗布の中断をすることを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記塗布の中断後に、前記被塗布部材を再生工程に回すか、塗布前の工程に戻して塗布を再開させることを特徴とする、請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗布方法を用いてカラーフィルタを製造することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイ、光学フィルタ、プリント基板、集積回路、半導体等の枚葉部材に塗布を行う製造分野の他、フィルム、金属シート、紙等のシート状物に塗布を行う製造分野に使用されるものであり、特にカラーフィルタのガラス基板などの被塗布部材に対して、その表面に塗布液を吐出しながら塗膜を形成する塗布方法およびそれを用いたカラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタは、ガラス基板上に３原色の細かな格子模様を有しており、このような格子模様はガラス基板上に黒色の塗膜を形成した後に、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の塗膜を順次形成していき、これにより、ガラス基板上を３原色に塗り分けて得られる。
【０００３】
それゆえ、カラーフィルタの製造には、ガラス基板上に黒、赤、青、緑の塗布液を順次塗布して、その塗膜を形成していく形成工程が必要不可欠となる。この種の塗膜の形成工程には、通常は塗布装置が使用され、従来はスピナー、バーコータあるいはロールコータなどが多く利用されていたが、塗布液の消費を削減することと塗膜の品位を向上する目的で、最近ではダイコータが使用されるようになってきている。
【０００４】
この種のダイコータの一例は、特開平6-339656号公報に開示されている。この公知のダイコータは往復動可能なステージと、下向きの吐出口を有した塗布器であるスリットダイとを揃え、ステージの上面はサクション面として構成されている。したがって、塗膜を形成すべきガラス基板はステージ上に吸着保持可能となっている。そして、ステージ上にガラス基板が吸着保持された後、ステージとともにガラス基板が塗布ヘッドの直下を移動する時に、スリットダイの吐出口から塗布液を吐出させて、ガラス基板上に塗膜を連続して形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したダイコータでは、スリットダイの先端部とステージに吸着されたガラス基板との間の隙間であるクリアランスを、通常は８０〜３００μｍ程度にして塗布を行っている。しかしながら実際の生産工程で多数枚連続して塗布すると、ガラス基板とステージの間に異物を挟み込んで基板の一部が隆起したり、あるいはガラス基板表面に異物が付着したりすることがある。この基板の隆起部分や基板表面の異物が上記のクリアランスよりも大きいと、スリットダイの先端部分にこれらが接触し、はなはだしい場合には、ダイ先端部分やガラス基板を損傷して、それ以降の塗布を中止せざるをえなくなってしまう。
【０００６】
こういった基板表面上の突出部分に対応している公知例は多くないが、特開平１２−２４５７１号公報では、スリットダイの前方に配置した板状部材に、異物噛みこみによる基板の隆起部分や基板表面上の異物が衝突したときの振動を加速度計で検知し、基板の隆起部分や異物を検知できたときには、基板の移動を強制停止するようにしている。しかし、塗布中に基板の移動を強制停止させると、その復旧の時間分だけ装置の稼働時間が減少し、生産ロスとなるので好ましくない。
【０００７】
また、基板の隆起部分や異物を検知するのに、一種の検知体である固定の板状部材と基板の隆起部分や異物を衝突させるのは衝撃力が大きく、基板や板状部材の破損を起こす可能性が高い。基板が破損すると製品として使用できなくなるし、板状体も破損すると交換が必要となり、破損した基板の取り出しや清掃、さらには板状部材交換のために多くの時間を必要とし、稼働時間の多大なロスによるコストアップを招く。さらにもっと悪いことには、破損物が周辺に飛散、残留し、塗布欠点を引き起こす誘因異物や、以降の基板隆起を引き起こす異物になるなどして、２次的な障害を引き起こす可能性もでてくる。
【０００８】
そのため基板の隆起を検出する手段としては非接触式のものであることが望ましいが、特開平１２−２４５７１号公報に記載されているようなレーザ光を基板上を走査させて干渉波形により異物を検知する手段では、異物や凹凸の判定に時間がかかり、高速で塗布するときには時間的に間に合わず、実用にたえない。
【０００９】
この発明は、上述の事情に基づいてなされたものでその目的とするところは、
（１）基板の隆起部分や基板表面上の異物を検知した時に、基板の移動を強制停止して稼働時間や生産のロスを起こすことなく、塗布器と基板の隆起部分や表面上の異物との接触を回避すること、
（２）基板の隆起部分や基板表面上の異物の検知を、確実に基板や検知部材に破損を与えないで行なうこと、
を可能とする手段を具体的に供することによって、ダイコータの生産性、稼働率向上によるコスト低減が可能な塗布方法及びその方法を使用したカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的はこの発明によって達成される。
本発明に係る塗布方法は、塗布器の吐出口を被塗布部材に一定間隙まで近接させ、塗布器の吐出口から塗布液を被塗布部材に吐出しながら、前記塗布器および被塗布部材の少なくとも一方を相対的に移動させて前記被塗布部材に塗膜を形成する塗布方法において、被塗布部材表面の隆起部分または被塗布部材上の異物の検出を、塗布器の長手方向にレーザ光束を照射し、該レーザ光束を遮るものの長さに基づいて行ない、該隆起部分または異物が塗布器に接触する前に、塗布器を退避させるとともに、塗布器および被塗布部材の相対的な移動を停止し、さらに前記塗布器からの塗布液の吐出を停止させて塗布の中断をすることを特徴とする。
【００１１】
この塗布方法においては、後述の実施形態にも示すように、前記塗布の中断後に、前記被塗布部材を再生工程に回すか、塗布前の工程に戻して塗布を再開させることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るカラーフィルタの製造方法は、前述の如き塗布方法を使用してカラーフィルタを製造することを特徴とする方法からなる。
【００１６】
本発明の塗布方法によれば、基板の隆起部分や表面上の異物を検知して、基板や塗布器の移動を停止せずに塗布器を退避させて衝突を回避させるのであるから、稼働時間や生産のロスなく塗布器の保護を行うことが可能となる。
【００１７】
また、基板の隆起部分や表面上の異物の検知を、基板や異物に接触しない手段、あるいは、検知部材と基板の隆起部分や表面上の異物との接触を回避する動作あるいは緩和する動作によって行うのであるから、基板や検知部材に破損を与えないことが可能となり、基板や検知部材の破損の他、破損した基板の取り出しや清掃や検知部材交換のために生じる稼働時間のロスを防止することができる。さらには破損物飛散による塗布欠点、破損飛散物噛みこみによる新たな基板隆起等、２次的な不具合も回避することができる。
【００１８】
本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、上記の優れた塗布方法でカラーフィルタを製造するのであるから、基板の隆起部分や表面上の異物と塗布器との接触を未然に回避して、稼働時間や生産のロスをなくし、高い生産性でカラーフィルタを製造することができる。
【００１９】
【発明の実態の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の一実施態様における塗布装置の全体概略斜視図、図２は図１のステージ６とスリットダイ４０および塗布液供給装置回りの構成図である。
【００２０】
図１を参照すると、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造に適用される塗布装置いわゆるダイコータ１が示されている。このダイコータは基台２を備えており、この基台２上には一対のガイド溝レール４が設けられている。これらガイド溝レール４上方には、一対のスライド脚８を介してガイド溝レール４上を水平方向に往復動自在となっているステージ６が配置されている。このステージ６は基板Ａを保持するものであり、そのためステージ６の上面には図示しない吸着孔が設けられて、サクション面として作用するよう構成されている。
【００２１】
一対のガイド溝レール４間には、図２に示す送りねじ機構とこれを内蔵するケーシング１２が配置されており、ケーシング１２はガイド溝レール４に沿って延びている。送りねじ機構は、図２に示されているように、ボールねじからなるフィードスクリュー１４がステージ６の下面に固定されたナット状のコネクタ１６にねじ込まれ、さらにこのコネクタ１６を貫通して延びてその両端部が図示しない軸受に回転自在に支持され、その一端にはＡＣサーボモータ１８が連結されている。なお、ケーシング１２の上面にはコネクタ１６の移動を妨げないように開口部が形成されているが、図１にはその開口部が省略されている。
【００２２】
さらに図１を見ると、基台２の上面のほぼ中央に、逆Ｌ字形をなすダイ支柱２４が配置されている。ダイ支柱２４の先端はステージ６の往復動経路の上方に位置付けられており、その先端には昇降機構２６が取り付けられている。昇降機構２６は昇降可能な昇降ブラケット（図示しない）を備えており、この昇降ブラケットはケーシング２８内の一対のガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。また、ケーシング２８内にはガイドロッド間に位置してボールねじからなるフィードスクリュー（図示しない）もまた回転自在にして配置されており、このフィードスクリューに対してナット型のコネクタを介して昇降ブラケットが連結されている。フィードスクリューの上端にはＡＣサーボモータ３０が接続されており、このＡＣサーボモータ３０はケーシング２８の上面に取り付けられている。
【００２３】
昇降ブラケットには支持軸（図示しない）を介してダイホルダ３２が取り付けられており、このダイホルダ３２はコの字形をなしかつ一対のガイド溝レール４の上方をこれらレール４間に亘って水平に延びている。ダイホルダ３２の支持軸は昇降ブラケット内にて回転自在に支持されており、これにより、ダイホルダ３２は支持軸とともに垂直面内で回転することができる。
【００２４】
また昇降ブラケットには、ダイホルダ３２の上方に位置して水平バー３６も固定されており、この水平バー３６はダイホルダ３２に沿って延びている。水平バー３６の両端部には、電磁作動型のリニアアクチュエータ３８がそれぞれ取り付けられている。これらリニアアクチュエータ３８は水平バー３６の下面から突出する伸縮ロッドを有しており、これら伸縮ロッドがダイホルダ３２の両端にそれぞれ当接されている。
【００２５】
ダイホルダ３２内には塗布器としてのスリットダイ４０が、取り付けられている。図１から明らかなようにスリットダイ４０はステージ６の往復動方向と直交する方向、つまり、ダイホルダ３２の長手方向に水平に延びており、そして、その両端にてダイホルダ３２に支持されている。
【００２６】
スリットダイ４０は図２に概略的に示されているように、長尺なブロック形状のフロントリップ６６およびリアリップ６０を有している。これらリップ６６、６０はステージ６の往復動方向でみて前後に貼り合わされ、図示しない複数の連結ボルトにより相互に一体的に結合されている。両リップ６６、６０を図示しないシムを介して貼り合わせることにより、スリットダイ４０の下面である吐出面７２には塗布液を吐出する吐出口７４が形成されている。そして塗布液が吐出口７４から吐出されると、吐出面７２と基板Ａとの間に塗布液ビードＣが形成される。
【００２７】
スリットダイ４０内部ではその中央部分に位置してマニホールド６２が形成されており、このマニホールド６２はスリットダイ４０の長手方向、すなわち、ステージ６の往復動方向と直交する方向に水平に延びている。マニホールド６２は前述した塗布液の供給ホース４２に内部通路（図示しない）を介して常時接続されており、これにより、マニホールド６２は塗布液の供給を受けることができる。
【００２８】
スリットダイ４０の内部には上端がマニホールド６２に連通したスリット６４が形成されており、このスリット６４の下端が吐出面７２にて開口して、吐出口７４になっている。スリット６４は上記したように、フロントリップ６６とリアリップ６０との間に図示しないシムを挟み込むことによってその間隙が確保されている。
【００２９】
さて、スリットダイ４０からは図２に示されているように塗布液の供給ホース４２が延びており、この供給ホース４２の先端はシリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６の供給ポートに接続されている。電磁切換え弁４６の吸引ポートからは吸引ホース４８が延びており、この吸引ホース４８の先端部はタンク５０内に挿入されている。なお、タンク５０には塗布液７０が蓄えられている。
【００３０】
シリンジポンプ４４のポンプ部はピストン型のポンプの形態をとっており、塗布液を貯蔵するシリンジ８０とその貯蔵した塗布液を押し出したり、逆に塗布液を貯蔵するために吸引するピストン５２より構成される。そして電磁切換え弁４６の切換え作動により、シリンジ８０内の塗布液は供給ホース４２および吸引ホース４８の一方のいずれかに流体的に接続可能となっている。そして、これら電磁切換え弁４６およびピストン５２の図示しない直線駆動機構はコンピュータ５４に電気的に接続されており、このコンピュータ５４からの制御信号を受けて、電磁切換え弁４６の切換方向、ならびにピストン５２の移動速度や移動位置が制御されるようになっている。
【００３１】
さらに、上記のシリンジポンプ４４の作動を制御するため、コンピュータ５４にはシーケンサ５６もまた電気的に接続されている。このシーケンサ５６は、ステージ６側のフィードスクリュー１４のＡＣサーボモータ１８、昇降機構２６側のＡＣサーボモータ３０、リニアアクチュエータ３８の作動をシーケンス制御するものであり、そのシーケンス制御のために、シーケンサ５６にはＡＣサーボモータ１８、３０の作動状態を示す信号、ステージ６の移動位置を検出する位置センサ５８からの信号、スリットダイ４０の作動状態を検出するセンサ（図示しない）からの信号などが入力され、一方、シーケンサ５６からはシーケンス動作を示す信号がコンピュータ５４に出力されるようになっている。なお、位置センサ５８を使用する代わりに、ＡＣサーボモータ１８にエンコーダを組み込み、このエンコーダから出力されるパルス信号に基づき、シーケンサ５６にてステージ６の位置を検出することも可能である。また、シーケンサ５６にコンピュータ５４による制御を組み込むことも可能である。
【００３２】
再度図１を参照すると、基台２の上面にはダイ支柱２４よりも手前側に逆逆Ｌ字形をなすセンサ柱２０が配置されている。このセンサ支柱２０の先端は吸着盤６の往復動経路の上方に位置付けられており、その先端にはブラケット２１を介して厚みセンサー２２が取り付けられている。この厚みセンサー２２によって、ステージ６に載置された基板Ａの厚さを測定することができる。
【００３３】
さらに、ダイコータ１には、基板Ａの隆起部分や基板Ａ表面上に付着した異物を検知する検知システムＡ１００が取り付けられている。この検知シムテムＡ１００は、上下方向に縦長のレーザ光束１１０を照射するレーザ照射部１０４と、レーザ照射部１０４からのレーザ光束１１０を受光するレーザ受光部１０６が一対となったもので、それぞれがＬ型のブラケット１０２を介して、コータ１の側面カバー１０に取り付けられている。またレーザ受光部１０６は長さ演算器１０８に電気的に接続されている。レーザ照射部１０４とレーザ受光部１０６は一対で機能するもので、レーザ光束１１０を遮ることによって遮ったものの上下方向の長さを検知し、長さ演算器１０８で実際の長さに換算するもので、測長器として利用されているものである。図２に示すように長さ演算器１０８は、コンピュータ５４に電気的に接続され、長さ演算器１０８から送られるデータによって、ダイコータ１の動作を制御することができる。
【００３４】
この検知システムＡ１００による測定システムと、これを用いたスリットダイ４０の衝突回避システムを説明する。まず基板Ａを吸着保持したステージ６がレーザ照射部１０４から照射されているレーザ光束１１０を遮ると、レーザ受光部１０６によってＬ１という上下方向の長さが検知される。基板Ａを載置しないでステージ６にレーザ光束を遮らせるとＬ０という長さが検知されるので、Ｌ１−Ｌ０から基板厚さｔが演算できるが、この基板厚さｔは厚みセンサー２２で測定するものと一致する。ここで、基板Ａとステージ６の吸着面の間に異物を噛み込んでその部分で基板が隆起していたり、基板Ａ表面上に異物が付着している状態で、レーザ照射部１０４より照射されるレーザ光束を遮ると、受光部１０６によってＬ２という長さが検知される。Ｌ２は、厚みセンサー２２で測定された基板Ａの厚さｔとステージ６の基板吸着面位置を表す長さＬ０の和ｔ＋Ｌ０＝ＬＴより大きくなっているから、Ｌ２−ＬＴより基板Ａの隆起部分あるいは異物の上下方向の長さを知ることができる。Ｌ２−ＬＴがスリットダイ４０と基板Ａの間のクリアランスから定める許容値より大きくなった時に、昇降機構２６を作動させて、スリットダイ４０を上昇させ、基板Ａの隆起部分や異物との接触を未然に防止する。
【００３５】
次にこの塗布装置を使った塗布方法について説明する。
まずダイコータ１における各作動部の原点復帰を行い、ステージ６、スリットダイ４０はスタンバイの位置に移動する。この時、タンク５０〜スリットダイ４０まで塗布液７０はすでに充満されており、ダイを上向きにして塗布液を吐出してダイ内部の残留エアーを排出するという、いわゆるエアー抜き作業も既に終了しているとともに、シリンジポンプ４４もタンク５０から所定量の塗布液を吸引して貯蔵して、いつでも塗布液を吐出できる状態で待機している。そして、ステージ６の表面には図示しないリフトピンが上昇し、図示しないローダから基板Ａが載置されるとリフトピンを下降させて基板Ａをステージ上面に載置し、基板Ａを吸着する。基板Ａの吸着と同時に、厚みセンサー２２で基板Ａの厚さを測った後に、この厚さに基づいて基板Ａ〜スリットダイ４０の吐出面７２間のクリアランスがあらかじめ与えた値になるように、スリットダイ４０を下降する。そして、ステージ６を塗布速度で駆動して、スリットダイ４０の方に向かって移動させる。この移動中に基板Ａは検知システムＡ１００のレーザ照射部１０４から照射されるレーザ光束１１０を遮り、レーザ受光部１０６で検知される長さが、ステージ６に厚みセンサー２２で測定した厚さの基板を正常に載置してレーザ光束１１０を遮ることで得られる長さに許容値を足したものより小さいと判断されたら、そのまま移動を継続する。そして、基板Ａの塗布開始部がスリットダイ４０の吐出口７４の丁度真下に来たときに、コンピュータ５４からシリンジポンプ４４に指令を出して、シリンジポンプ４４の動作を開始してスリットダイ４０の吐出口７４から塗布液を吐出し、スリットダイ４０の吐出面７２と基板Ａ間に塗布液ビードＣが形成されて、基板Ａへの塗布が開始される。そして、基板Ａの塗布終了位置がスリットダイ４０の吐出口７４の真下にきたら、シリンジポンプ４４に対してコンピュータ５４から停止指令を出してスリットダイ４０からの塗布液の吐出を停止するとともに、スリットダイ４０を上昇させて完全に塗布液ビードＣをたちきる。
【００３６】
これらの動作中ステージ６は動きつづけ、基板Ａが終点位置にきたら停止する。以上の工程中で、基板Ａが検知システムＡ１００のレーザ照射部１０４から照射されるレーザ光束１１０を遮り、レーザ受光部１０６で検知される長さが、通常にステージ６に厚みセンサー２２で測定した厚さの基板を正常に載置してレーザ光束１１０を遮ることで得られる長さに許容値を足したものより大きいと判断されることがあれば、基板Ａに異物かみこみによる基板隆起や異物の付着があると判断されるので、いかなる場合でも直ちに昇降機構２６を駆動してスリットダイ４０を上昇させ、一方ステージ６はそのまま終点位置まで移動させる。また塗布中であるなら、スリットダイ４０を上昇させると同時または前に、シリンジポンプ４４の動作を強制停止させ、ステージ６の方はそのまま終点位置まで移動させるのが好ましい。スリットダイ４０を上昇させてから、シリンジポンプ４４の動作を停止させると、上昇の間に無駄な塗布液が吐出され、コストアップにつながるからである。
【００３７】
塗布が正常に行われたか行われないかに関係なく、基板Ａが終点位置に停止したら、吸着を解除してリフトピンを上昇させて基板Ａを持ち上げる。この時図示されないアンローダによって基板Ａは次の工程に搬送される。この後ステージ６はリフトピンを下降させ原点位置に復帰する。ついで次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。
【００３８】
なお検知システムＡ１００によって異常が検知され、塗布が行われなかったり、塗布が途中で中断されたものは、後の塗布検査工程で異常であることが検知される。塗布が途中で終了したものは再生工程に回されて、塗布されたものが全て剥離されてガラス基板だけになり、再利用される。また塗布が行われなかったものは、異物を排除した後に、塗布の前の工程に戻されて、塗布のところから製造を再開させる。
【００３９】
以上で、基板Ａの移動速度が速いと、基板Ａの隆起部や表面に付着している異物の形状によっては、レーザ照射部１０４から照射されるレーザ光束１１０を遮る時間が短すぎて、レーザ受光部１０６によって検知し損ねることがある。この場合、レーザ光束１１０に、基板Ａの走行方向にも一定の長さをもたせて、面で検知できるようにするか、レーザ照射部１０４を複数台配置して、検知の確率を向上させるのが好ましい。
【００４０】
次に塗布器を昇降機構を用いて近接させて塗布する前に、基板Ａの隆起部分や表面に付着している異物を検知する、別の検知システムの実施態様について説明する。
【００４１】
図３は検知システムＢ２００を示す正面図、図４は検知システムＢ２００使用時に発生する光の縞模様２０４の発生状況を示す平面図である。検知システムＢ２００は、スリットダイ４０の長手方向に延びる数列のスリット光２２６を、基板Ａに照射して基板Ａに基板幅方向（基板Ａの進行方向に直角な方向）に延びる光の縞模様２０４を発生させるスリット光源２１０と、基板Ａ上の光の縞模様２０４を検知するカメラ２０２と、カメラ２０２で取り込まれた画像を画像処理する画像処理装置２２０から構成される。また、スリット光源２１０は、面状の光源２１８と、スリットダイ４０の長手方向に延びるスリット２１６と遮光部２１４を交互に配置したスリット板２１２とからなる。ここで、基板Ａ上の光の縞模様２０４は、基板Ａの表面に凹凸がなくまっすぐである時は、まっすぐな縞２０６となっている。一方、基板Ａとステージ６の間に異物を挟み込んで基板の隆起部分２２２を形成したり、基板Ａの表面上に異物２２４が付着していたりして、基板Ａの表面に凹凸があると、歪んだ縞２０８Ａ、２０８Ｂになり、その歪みの程度は凹凸の大きさに比例する。したがって、光の縞模様２０４をカメラ２０２で取り込んで、それを画像処理装置２２０で解析し、歪んだ縞２０８の歪み量がある許容値を越えると、基板Ａに異物噛みこみによる隆起部分２２２や、基板Ａ表面に付着する異物２２４があり、しかもそれらがスリットダイ４０と基板Ａ間に設定されているクリアランスより大きいことが判定できるので、スリットダイ４０を退避させるべき基板Ａの異常の検知に使用することができる。
【００４２】
以上の検知システムＡ１００、検知システムＢ２００は、非接触で基板Ａの隆起部分や異物を検知するものであるので、検知対象とする基板Ａを全く損傷させずにすますことができる。
【００４３】
次に、基板Ａの隆起部分を回避、あるいは緩和させる動作から、隆起部分や異物を検知するシステムの実施態様について説明する。
図５は検知システムＣ２５０の正面図と、図６は図５の側面図である。
【００４４】
検知システムＣ２５０は、スリットダイ４０の吐出面７２と略同一高さで、これと平行にスリットダイ４０の長手方向に延びるワイヤー２５４と、ワイヤー２５４の両端を支持してスリットダイ４０の長手方向両側に取り付けられている一対のブラケット２５２Ａ、２５２Ｂ、ワイヤー２５４の振動を検知する変位計２５６より構成される。なお、変位計２５６は、ブラケット２５２Ａに取り付けられている。
【００４５】
次にこの検知システムＣによる検知動作について説明する。まず基板Ａの隆起部分や表面上の異物がワイヤー２５４と接触すると、付着力の弱い異物はワイヤー２５４によってはじかれるが、はじかれない場合はワイヤーが弦振動する。その振動を変位計で検知することで、隆起部分や異物の存在を検知できる。
【００４６】
隆起部分や異物がワイヤーと接触するが、ワイヤーがそれらから逃げる動作をするので、特に隆起している基板への損傷を防止することができる。なお、変位計２５６は図示の取付け方向に限らず、振動が効果的に検知できるなら、いかなる取付け方向に設置してもよい。また、変位計２５６をマイクにして、ワイヤー２５４の固有振動音を検知するようにしてもよい。
【００４７】
なお上記説明では、ワイヤー２５４の設置位置は、スリットダイ４０の吐出面７２と略同一高さとしたが、スリットダイ４０の吐出面７２と基板Ａの間ならどこに設置してもよく、基板から、スリットダイ４０の吐出面７２と基板Ａ間のクリアランスの３０％〜１００％の位置にあるようにするのが好ましい。
【００４８】
次に、図７は別の検知システムである検知システムＤ３００の実施態様の正面図、図８は図７の平面図である。
【００４９】
検知システムＤ３００は、スリットダイ４０の長手方向に延びる検知体３０２、検知体３０２を上下方向にのみ移動可能に保持し、かつスリットダイ４０の長手方向に延びる保持体３０４、保持体３０４に対して検知体３０２を、スリットダイ４０の長手方向の両側２ヶ所で、上下方向に移動させる昇降ボルト３０８と、昇降ボルト３０８を保持して保持体３０４に連結する固定板３０６、保持体３０４を図７の面内で回転自在に保持する回転軸３１６、回転軸３１６を保持してスリットダイ４０の長手方向両側に連結するブラケット３１０、保持体３０４の回転軸３１６回りの反時計方向回転、すなわち検知体３０２側への回転を規制するストッパー３１８、検知体３０２側に加わる重さを調整する保持体３０４に取り付けられたカウンターウエイト３２０、保持体３０４が回転軸３１６回りの回転によって上昇することを検知する、ブラケット３１０にセンサーブラケット３１２を介して取り付けられた近接センサー３１４、から構成される。
【００５０】
次に、この検知システムＤ３００による検知動作について説明する。
まず検知体３０２の最下端面である検知面３０１が、スリットダイ４０の吐出面７２と略同一高さとなるように２つの昇降ボルト３０８を用いて位置調整する。この調整作業は保持体３０４がストッパー３１８に当接している状態で行う。これによって、検知体３０２の検知面３０１は、スリットダイ４０の吐出面７２より下側に位置しないことになる。
【００５１】
次に基板Ａが検知体３０２に近づくと、基板Ａに所定の大きさ以上の隆起部分や異物がないと、検知面３０１には何も接触せず、同様にスリットダイ４０にも何も接触しない。基板Ａに所定の大きさ以上の隆起部分や異物がある場合には、逆に検知面３０１に接触するので、検知体３０２と検知体３０２を保持している保持体３０４は、回転軸３１６回りの時計方向回転によって、上方へ移動する。この移動を近接センサー３１４によって検知し、基板Ａの隆起部分や異物を検知できることになる。
【００５２】
検知体３０２が上方にどれだけ移動したら近接センサー３１４によって検知できるようにするかは、任意に設定すればよいが、好ましくは１〜１００μｍである。また、検知面３０１と基板の隆起部分あるいは異物との接触力の大きさは、カウンターウエイトによって調整できるが、両者間の接触力が好ましくは０．１〜１ｋｇ、より好ましくは１〜２００ｇにする。この接触力を小さくすることによって、検知面３０１と基板や異物が接触しても、基板や検知面に損傷を起こさないことが可能となる。
【００５３】
さらに検知体３０２の検知面３０１の一番低い位置は、上記の説明ではスリットダイ４０の吐出面７２と略同一としたが、スリットダイ４０の吐出面７２と基板Ａの間ならどこに設置してもよく、基板から、スリットダイ４０の吐出面７２と基板Ａ間のクリアランスの３０％〜１００％の位置にあるようにするのが好ましい。
【００５４】
図９は検知システムＤの別の実施態様を示した正面図である。ここでは、上述の検知システムＤにおいて、検知体３０２のみを、スリットダイ４０の長手方向に延びるスリット３４２からエアーを吹き出す浮遊検知体３４０に変更している。この浮遊検知体３４０に所定の大きさ以上の基板の隆起部分や異物が近づくと、エアーの作用によって、基板の隆起部分３２４や異物の形状をなぞるようにして浮遊検知体３４０が保持体３０４ともども、回転軸３１６回りの時計方向回転により上昇し、近接センサー３１４で、隆起部分や異物があることを判定できる。この手段によると、浮遊検知体３４０の下面３４４が基板Ａや異物に直接接触することがなく、常にエアーが介在しているので、確実に基板Ａや浮遊検知体３４０の損傷を起こさない。また、浮遊検知体３４０から吐出されるエアーによって、付着力の小さな異物が吹き飛ばされる効果も期待できる。さらに、浮遊検知体３４０から吐出されるエアーが周囲に飛散しないように、浮遊検知体３４０の前後に吸引口を設けて、吐出したエアーを回収するようにしてもよい。吐出口３４２から吐出されるエアー風速は、浮遊検知体３４０の基板隆起部や異物に対する上昇挙動から定めればよいが、好ましくは０．１〜２０ｍ／ｓ、より好ましくは０．５〜５ｍ／ｓである。
【００５５】
次に、図１０は別の検知システムである検知システムＥ４００の実施態様の正面図、図１１は図１０の平面図である。
【００５６】
検知システムＥ４００は、スリットダイ４０の長手方向に延びるスリット４０２からエアーを吐出する浮遊検知体４０４、浮遊検知体４０４の長手方向左右両端部分に接続して、上下方向に延びる左右一対のレール４０６に従って、上下方向のみ移動可能に保持案内する左右２つ案内板４０８、各々のレール４０６が取り付けられている２つのＬ型ブラケット４１６、Ｌ型ブラケット４１６をスリットダイ４０に接続する２つのブラケット４１８、浮遊検知体４０４の上昇を検知し、かつ２つのＬ型ブラケット４１６にそれぞれ配置された近接センサー４１２、浮遊検知体４０４の下降下限位置を、浮遊検知体４０４に取り付けられたブロック４２２との接触によりスリットダイ４０の長手方向２ヶ所で規制するコの字型形状のストッパー４２０、２つのストッパー４２０を上下方向にＬ型ブラケット４１６に対して移動と案内を行う昇降ボルト４１４より構成される。
【００５７】
この検知システムＥ４００による検知動作は以下の通りである。
まず浮遊検知体４０４の最下端面である底面４２６が、スリットダイ４０の吐出面７２と略同一高さとなるように左右の昇降ボルト４１４を各々を動かし、ストッパ４２０の位置を調整する。。これによって、底面４２６は、スリットダイ４０の吐出面７２より下側に位置しないことになる。
【００５８】
次に浮遊検知体４０４の吐出口４０２よりエアーを吐出する。ここで、基板Ａが浮遊検知体４０４に近づくと、基板Ａに隆起部分や異物がないと、浮遊検知体４０４の底面４２６は基板のうねり以上には上昇しない。基板のうねりによる上昇量は、スリットダイ４０と基板の隆起部分や異物が接触しないように定めた許容値よりはるかに小さいので、近接センサー４１２は反応しない。次に、基板Ａに所定の大きさ以上の隆起部分や異物がある場合には、底面４２６がエアーを介してそれに乗り上げるので、浮遊検知体４０４が大きく上昇して許容値を超え、近接センサー４１２で基板Ａの隆起部分や異物があることを検知できることになる。
【００５９】
この手段によると、浮遊検知体４０４は基板や異物に直接接触することがないので、確実に基板や浮遊検知体の損傷を起こさない。また、浮遊検知体４０４から吐出されるエアーによって、付着力の小さな異物が吹き飛ばされる効果も期待できる。また、浮遊検知体４０４から吐出されるエアーが周囲に飛散しないように、浮遊検知体４０４の前後に吸引口を設けて、吐出したエアーを回収するようにしてもよい。吐出口４０２から吐出されるエアー風速は、浮遊検知体４０４の基板隆起部や異物に対する上昇挙動から定めればよいが、好ましくは０．１〜２０ｍ／ｓ、より好ましくは０．５〜５ｍ／ｓである。
【００６０】
浮遊検知体４０４が上方にどれだけ移動したら近接センサー４１２によって検知できるようにするかは、その許容値を任意に設定すればよいが、基板のうねりと区別するために、好ましくは５〜５００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍである。
【００６１】
さらに底面４２６の一番低い位置は、上記の説明ではスリットダイ４０の吐出面７２と略同一としたが、スリットダイ４０の吐出面７２と基板Ａの間ならどこに設置してもよく、基板から、スリットダイ４０の吐出面７２と基板Ａ間のクリアランスの５０％〜１００％の位置にあるようにするのが好ましい。
【００６２】
以上説明した本発明は、ガラス基板等の枚葉物だけではなくて、フィルムやアルミ、鉄等の金属シート、紙等の連続のシート状物にスリットダイで塗布するときにも適用できる。図１２はシート状物にスリットダイで塗布する場合に本発明を適用したときの実施態様を示す概略側面図である。
【００６３】
図１２において、シート５０４はバックアップロール５００に保持されて、連続で矢印の方向に一定速度で走行している。スリットダイ５０２はバックアップロール５００上のシート５０４からクリアランス分だけ離れた位置に配置されており、昇降機構５１０によって、バックアップロール５００の法線方向に自在にシート５０４に近接したり、離間したりできる。スリットダイ５０２にはタンク５０８からポンプ５０６によって塗布液が送られ、それがスリットダイ５０２からバックアップロール５００上のシート５０４に吐出されて、塗膜５１６となる。またバックアップロール５００の長手方向をはさむ形で、レーザ照射部５１２（図の手前側）とレーザ受光部５１３（図の奥側）が配置されている。レーザ照射部５１２からはバックアップロールの法線方向に長いレーザ光束が、レーザ受光部５１３に向けて照射される。そしてシート５０４上の異物５１４が、レーザ光束を遮ると、遮る長さから異物の大きさを検知し、その大きさがスリットダイ５０２とバックアップロール５００上のシート５０４との間のすきまであるクリアランスより大きいと、異物５１４とスリットダイ５０２が接触するので、異物の大きさが事前に定めた許容値以上の時は、スリットダイ５０２を昇降機構５１０によって、シート５０４から離れる方向に移動、退避させる。
【００６４】
なお、レーザ照射部５１２、レーザ受光部５１３の検知システムでは、バックアップロール５００とシート５０４の間に異物を挟んで、シート５０４が盛り上がる場合でも、その大きさを検知できる。さらに、ガラス基板等の枚葉状物で示した検知システムＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅも、本実施態様のような連続のシート状物上の異物の検知や、異物噛みこみによるバックアップロール５００上でのシート５０４の隆起の検知に適用できる。
【００６５】
さらにシート５０４上の異物や隆起部分の検知を行う検知システムは、スリットダイ塗布が行われるバックアップロール５００上だけではなくて、他のガイドロール上、あるいはロール間のフリースパン区間等、いかなる場所に配置してもよい。また検知システムによって、シートとシートを接合する部分の検知を行うことも可能である。
【００６６】
なお以上の本発明が適用できる塗布液は特に制約はないが、粘度が１ｃｐｓ〜１０００００ｃｐｓ、望ましくは１０ｃｐｓ〜５００００ｃｐｓである。被塗布部材としてはガラスの他にアルミ等の金属板、セラミック板、シリコンウェハー等の枚葉状物の他、フィルム、アルミ板、鉄板、紙等のシート状物にを用いてもよい。さらに使用する塗布条件としては、クリアランスが４０〜５００μｍ、より好ましくは８０〜３００μｍ、塗布速度が０．１ｍ／分〜２００ｍ／分、より好ましくは０．５ｍ／分〜１０ｍ／分、ダイのリップ間隙は５０〜１０００μｍ、より好ましくは１００〜６００μｍ、塗布厚さが５〜４００μｍ、より好ましくは２０〜２５０μｍである。
【００６７】
また許容値以上の基板の隆起部分や異物を検知したときに、スリットダイを退避させたり、塗布液からの塗布液の吐出を停止させたりしたが、さらにステージを停止させても、稼働率の低下を問題としないなら、別にかまわない。したがって、本発明では、許容値以上の基板の隆起部分や異物を検知したときに、該隆起部分または異物が塗布器に接触する前に、塗布器を退避させるとともに、塗布器および被塗布部材の相対的な移動を停止し、さらに前記塗布器からの塗布液の吐出を停止させて塗布の中断をすることとした。なおステージの停止については、異常な基板の隆起部分や異物を検知するごとに行ってもよいし、異常な状態を何枚か連続して検知してから行なってもよい。
【００６８】
【実施例】
３６０×４６５ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板上に、基板の幅方向にピッチが４５６μｍ、基板の長手方向にピッチが１５２μｍ、線幅が３０μｍ、ＲＧＢ画素数が１９２０（基板長手方向）×４８０（基板幅方向）、全体の対角の長さが１４．４インチ（基板幅方向に２１９ｍｍ、基板長手方向に２９２ｍｍ）となる格子形状で、厚さが１μｍとなるブラックマトリックス膜を作成した。ブラックマトリックス膜は、チタン酸窒化物を遮光材、ポリアミック酸をバインダーとして用いたものであった。
【００６９】
続いてウェット洗浄によって基板上のパーティクルを除去後、ポリアミック酸をバインダー、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンと３−メチル−３−メトキシブタノールの混合物を溶媒、ピグメントレッド１７７を顔料にして固形分濃度１０％で混合し、さらに粘度を５０ｃｐｓに調整したＲ色の塗布液を、２０μｍの厚さで速度３ｍ／分にて、ダイコータで全面均一に塗布した。ここで、ダイコータのスリットダイはスリットの間隙が１００μｍ、スリットの幅が２２０ｍｍ、スリットダイと基板との間隙は１００μｍであった。なおこのダイコータには、レーザ光束を照射、受光するレーザ測長器（（株）キーエンス製、ＬＳ−５１２０）を、基板を吸着保持、移動させるステージを基板幅方向にはさむ形で、レーザ照射部と受光部の距離が５００ｍｍになるよう配置した。また基板を載せないときにステージを移動させて、レーザ測長器のレーザ光束を遮らさせた時のレーザ測長器の表示が５０ｍｍになるように、レーザ測長器とステージとの上下方向の相対位置を調整した。これによって、上下方向で最小４０μｍの異物や、基板の隆起が検出可能であった。
【００７０】
この測長器の検出によって、基板より８０μｍ盛り上がった隆起部分や異物がある場合にスリットダイを退避させることにし、３００００枚の基板をつづけて塗布した。その結果、スリットダイを退避させた８０μｍ以上の大きさの異物、基板の隆起部分は、塗布３００００枚中２枚にあった。いずれの基板の隆起部分あるいは異物は塗布中に発見され、塗布液の吐出を途中で停止して塗布が途中までしか行われなかったので、どちらの基板も基板再生工程に送り、ガラス基板にして再利用した。
【００７１】
Ｒ色の塗布液の塗布後はホットプレートを使用した乾燥装置で１００℃で２０分乾燥し、固形分濃度１０％、粘度８％のレジスト液を１０μｍ塗布後、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画素部にのみ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行った。
【００７２】
同様の色塗膜の形成をＧ、Ｂ色についても、Ｒ色と同様にダイコータと上記の塗布条件出し手段、その他同じ工程を用いてそれぞれの色塗膜を形成した。ここでＧ色の塗布液には、Ｒ色の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１０％で粘度を４０ｃｐｓに調整したもの、Ｂ色の塗布液には、Ｒ色の塗布液で顔料をピグメントブルー１５にして固形分濃度１０％で粘度を５０ｃｐｓに調整したものを用いた。
【００７３】
そして最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させ、カラーフィルタを作成した。得られたカラーフィルタは、顔料の凝集物や摩耗粉等の異物もなく、色度も基板全面にわたって均一で、品質的に申し分ないものであった。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、異物噛みこみ等による基板の隆起部分や表面上の異物を検知して、基板や塗布器の移動を停止せずに塗布器を退避させて接触を回避させるのであるから、稼働時間や生産のロスなく塗布器の保護を行うことが可能となる。さらに、塗布器の退避にあわせて塗布器からの塗布液の吐出も停止するのであるから、塗布液の節約も行えることになる。
【００７５】
また、基板の隆起部分や表面上の異物の検知を、基板や異物に接触しない手段、あるいは、検知部材と基板の隆起部や表面上の異物との接触を回避する動作あるいは緩和する動作によって行うのであるから、基板や検知部材に破損を与えないことが可能となり、製品や検知部材の破損の他、破損した製品の取り出し、清掃や検知部材交換のために生じる稼働時間のロスを防止することができる。さらには破損物飛散による塗布欠点、破損飛散物噛みこみによる新たな基板隆起等、２次的な不具合も回避することができる。
【００７６】
さらに以上の優れた手段をカラーフィルタの製造に用いるのであるから、多量のカラーフィルタを安定して、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】本発明の一実施態様におけるダイコータの概略斜視図である。
【図２】図１のダイコータを塗布液の供給系をも含めて示した概略構成図である。
【図３】本発明の別の実施態様に係る塗布装置における検知システムの概略正面図である。
【図４】図４の検知システムにおける光の縞模様の発生状況を示す平面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施態様に係る塗布装置における検知システムの概略正面図である。
【図６】図５の検知システムの側面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施態様に係る塗布装置における検知システムの概略正面図である。
【図８】図７の検知システムの平面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施態様に係る塗布装置における検知システムの概略正面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施態様に係る塗布装置における検知システムの概略正面図である。
【図１１】図１０の検知システムの平面図である。
【図１２】本発明をシート状物にスリットダイで塗布する場合に適用した一実施態様を示す概略側面図である。
【符号の説明】
２  基台
６  ステージ
１４  フィードスクリュー
１８  ＡＣサーボモータ
２２  厚みセンサー
３２  ダイホルダー
４０  スリットダイ（塗布器）
４４  シリンジポンプ
５０  タンク
５４  コンピュータ
６２  マニホールド
６４  スリット
７２  吐出口面
１００  検知システムＡ
１０４  レーザ照射部
１０６  レーザ受光部
１０８  長さ演算器
２００  検知システムＢ
２０２  カメラ
２０４  光の縞模様
２１０  スリット光源
２２０  画像処理装置
２５０  検知システムＣ
２５４  ワイヤー
２５６  変位計
３００  検知システムＤ
３０１  検知面
３０２  検知体
３０４  保持体
３１４  近接センサー
３１６  回転軸
３１８  ストッパー
３２０  カウンターウエイト
３４０  浮遊検知体
３４２  スリット
４００  検知システムＥ
４０２  スリット
４０４  浮遊検知体
４０６  レール
４０８  案内板
４１２  近接センサー
４２０  ストッパー
４２２  ブロック
４２６  底面
５００  バックアップロール
５０２  スリットダイ
５０４  シート
５０６  ポンプ
５１０  昇降機構
５１２  レーザ照射部
５１３  レーザ受光部
５１４  異物
Ａ  ガラス基板（被塗布部材）
Ｃ  塗布液ビード
【図１】
0004325084.tif 000002
【図２】
0004325084.tif 000003
【図３】
0004325084.tif 000004
【図４】
0004325084.tif 000005
【図５】
0004325084.tif 000006
【図６】
0004325084.tif 000007
【図７】
0004325084.tif 000008
【図８】
0004325084.tif 000009
【図９】
0004325084.tif 000010
【図１０】
0004325084.tif 000011
【図１１】
0004325084.tif 000012
【図１２】
0004325084.tif 000013