(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布基板上に塗布液を塗布する塗布装置において、
塗布液を吐出する塗布ノズルと、
前記塗布ノズルを被塗布基板に対向させた状態で前記塗布ノズルと前記被塗布基板とを相対的に移動させる移動機構と、
前記塗布ノズルに塗布液を供給する塗布液供給機構と、
前記被塗布基板の塗布領域の終端近傍において前記塗布ノズルからの塗布液の吐出を停止させる塗布液停止機構と、を備え、
前記移動機構は、前記被塗布基板の塗布領域内に塗布液が塗布されるよう前記塗布ノズルと前記被塗布基板とを相対的に移動させるとともに、前記被塗布基板に対する塗布終了時に、塗布液の吐出を停止した前記塗布ノズルの高さを一定に維持しながら、前記被塗布基板の塗布領域の終端を越えて、塗布液の吐出を停止した状態の前記塗布ノズルと前記被塗布基板との相対的な移動を継続させ、
前記被塗布基板としてカラーフィルター用の基板を用い、前記塗布液としてカラーフィルター用の着色液を用いることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
塗布ノズルと被塗布基板とを相対的に移動させて被塗布基板上に塗布液を塗布する塗布方法において、
被塗布基板の塗布領域内に塗布液が塗布されるよう、塗布ノズルと被塗布基板とを相対的に移動させつつ、前記塗布ノズルから吐出された塗布液を前記被塗布基板上に塗布するステップと、
前記被塗布基板の塗布領域の終端近傍において前記塗布ノズルからの塗布液の吐出を停止させるステップと、
前記被塗布基板に対する塗布終了時に、塗布液の吐出を停止した前記塗布ノズルの高さを一定に維持しながら、前記被塗布基板の塗布領域の終端を越えて、塗布液の吐出を停止した状態の前記塗布ノズルと前記被塗布基板との相対的な移動を継続させるステップと、を含み、
前記被塗布基板としてカラーフィルター用の基板を用い、前記塗布液としてカラーフィルター用の着色液を用いることを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗布基板上に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法に係り、とりわけ、大型のガラス基板やプラスチック基板等の枚葉タイプの被塗布基板上に塗布液を均一かつ効率的に塗布するための塗布装置および塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＣＤ（liquid crystal display）用のカラーフィルター等で用いられる大型のガラス基板上に塗布液を塗布する方式として、スピン塗布方式が多く用いられている。
【０００３】
スピン塗布方式には大気開放型および密閉カップ式があるが、いずれの方式でも、塗布材料の使用効率が１０％程度と低く、また被塗布基板の回転中心部分および周辺部分の塗布膜厚がその中間部分に比べて厚くなりすぎるという欠点がある。このため、例えば、塗布膜厚として数μｍ±３％程度の範囲が要求される場合には、スピン塗布方式により形成された塗膜をそのまま用いることが困難であり、被塗布基板の回転中心部分と周辺部分との間の中間部分であって塗布膜厚が比較的均一な部分のみを用いる必要がある。すなわち、スピン塗布方式には、塗布液の使用量、および被塗布基板の有効利用等の点で問題がある。
【０００４】
このようなスピン塗布方式の欠点を解消するための方式として、ナイフ塗布方式やロール塗布方式等が提案されている。ナイフ塗布方式およびロール塗布方式はいずれも、被塗布基板上に塗布用クリアランスを設け、その設定値によって塗布膜厚を決定して塗布面の平滑性を得る方式であるが、この方式では、被塗布基板の表面の平滑度（凹凸度）が塗布精度以上に低い（凹凸度が大きい）場合に均一な膜厚を得ることが困難であるという欠点である。
【０００５】
そこで、上述したような各塗布方式の欠点を解消して、枚葉タイプの被塗布基板上に塗布液の物性等の影響を受けることなく安定した状態で均一な塗膜を形成することのできる方式として、ダイ塗布方式やエクストルージョン塗布方式、ビード塗布方式が提案されている（特願平０５−１４６７５７号参照）。
【０００６】
これらの塗布方式に基づく塗布装置としては、例えば、一定の塗布用クリアランスをとって被塗布基板上に塗布ノズルから塗布液を吐出し、これと同時に被塗布基板を一定速度でスライド（移動）させることにより、被塗布基板上に塗膜を形成するものが知られている。このとき、塗布ノズルには、塗布液供給機構から連続して塗布液の供給が行われ、塗布ノズルから吐出される塗布液の吐出量が一定に保たれるようになっている。なお、被塗布基板上に塗膜が形成されるとき、塗布ノズルと被塗布基板との間には一定量のビードが形成され、そのうちの一定量が被塗布基板上に塗布される。
【０００７】
そして、上述した従来の塗布装置において、被塗布基板８に対する塗布液の塗布を終了する際には、図３に示すように、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍において、被塗布基板８を塗布ノズル５に対して相対的に停止させるとともに、塗布ノズル５からの塗布液の吐出を停止させた後、塗布ノズル５を上方に待避させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の塗布装置では、被塗布基板８に対して塗布液の塗布を終了する際に、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍において、塗布ノズル５と被塗布基板８との相対的な移動を停止させているので、塗布ノズル５からの塗布液の吐出を停止したとしても、被塗布基板８の塗布終了地点に、塗布ノズル５と被塗布基板８との間の塗布液（ビード）の大部分が残ることになる。すなわち、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍では、被塗布基板８上に塗布液が定常状態で塗布された量以上の塗布液が残ることになり、この部分の塗膜は、その膜厚が正規の値から外れた不良部分となってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、被塗布基板上への塗膜形成終了時に形成される塗膜の膜厚不良部分を減少させ、大型のガラス基板やプラスチック基板等の枚葉タイプの被塗布基板上に塗布液を均一かつ効率的に塗布することができる塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その第１の解決手段として、被塗布基板上に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布液を吐出する塗布ノズルと、前記塗布ノズルを被塗布基板に対向させた状態で前記塗布ノズルと前記被塗布基板とを相対的に移動させる移動機構と、前記塗布ノズルに塗布液を供給する塗布液供給機構とを備え、前記移動機構は、前記被塗布基板の塗布領域内に塗布液が塗布されるよう前記塗布ノズルと前記被塗布基板とを相対的に移動させるとともに、前記被塗布基板に対する塗布終了時に、前記被塗布基板の塗布領域の終端を越えて、前記塗布ノズルと前記被塗布基板との相対的な移動を継続させることを特徴とする塗布装置を提供する。
【００１１】
なお、上述した第１の解決手段においては、前記被塗布基板の塗布領域の終端近傍において前記塗布ノズルからの塗布液の吐出を停止させる塗布液停止機構をさらに備えることが好ましい。また、前記被塗布基板としてカラーフィルター用の基板を用い、前記塗布液としてカラーフィルター用の着色液を用いることが好ましい。
【００１２】
本発明は、その第２の解決手段として、塗布ノズルと被塗布基板とを相対的に移動させて被塗布基板上に塗布液を塗布する塗布方法において、被塗布基板の塗布領域内に塗布液が塗布されるよう、塗布ノズルと被塗布基板とを相対的に移動させつつ、前記塗布ノズルから吐出された塗布液を前記被塗布基板上に塗布するステップと、前記被塗布基板に対する塗布終了時に、前記被塗布基板の塗布領域の終端を越えて、前記塗布ノズルと前記被塗布基板との相対的な移動を継続させるステップとを含むことを特徴とする塗布方法を提供する。
【００１３】
なお、上述した第２の解決手段においては、前記被塗布基板の塗布領域の終端近傍において前記塗布ノズルからの塗布液の吐出を停止させるステップをさらに含むことが好ましい。また、前記被塗布基板としてカラーフィルター用の基板を用い、前記塗布液としてカラーフィルター用の着色液を用いることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、被塗布基板に対する塗布終了時に、被塗布基板の塗布領域の終端を越えて、塗布ノズルと被塗布基板との相対的な移動を継続させているので、被塗布基板の塗布終了地点に、塗布ノズルと被塗布基板との間の塗布液（ビード）の大部分が残るという問題を生じさせることがなく、所望の膜厚を有する均一な塗膜を被塗布基板の全面に形成することができ、ＬＣＤ用のカラーフィルターで用いられるガラス基板等のような大面積基板に対しても、所望の膜厚を有する均一な塗膜を形成することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、被塗布基板の塗布領域の終端近傍において塗布ノズルからの塗布液の吐出を停止することにより、被塗布基板の塗布領域の終端を越えて、塗布ノズルと被塗布基板との相対的な移動を継続させている際には、塗布液が吐出されないようにして、塗布ノズルからの塗布液のボタ落ち等の問題を生じさせることを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１および図２(a)(b)(c)は本発明による塗布装置の一実施の形態を説明するための図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る塗布装置は、被塗布基板８上に塗布液を塗布するものであり、塗布液を吐出する塗布ノズル５を備えている。
【００１８】
塗布ノズル５は、被塗布基板８が載置されるステージ３のスライド（移動）方向（図１の左右方向）と直交する方向（図１の紙面に直交する方向）に延びる帯状のスリット５ａを有し、塗布液供給機構１８から供給される塗布液をスリット５ａを介して下方に吐出することができるようになっている。なお、塗布液供給機構１８には塗布液停止機構１９が接続されており、塗布液供給機構１８から塗布ノズル５への塗布液の供給を停止させることにより、塗布ノズル５からの塗布液の吐出を停止させることができるようになっている。なお、塗布液供給機構１８としては、加圧供給装置や、マグネットポンプ、ギヤポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプ等を用いることができる。また、塗布液停止機構２０としては、直動式電磁弁や外部パイロット式バルブ等を用いることができる。
【００１９】
また、塗布ノズル５は、被塗布基板８に対する塗布ノズル５の水平状態を調整することが可能なダイホルダ４に支持されている。ダイホルダ４は、昇降機構１５を介して支柱１６に取り付けられており、被塗布基板８に対する塗布ノズル５の高さを任意に調整することができるようになっている。なお、支柱１６は基台１上に固定されている。
【００２０】
一方、被塗布基板８は、基板ホルダ６を介してステージ３上に載置されており、基板ホルダ６の上面にて真空吸着により保持されるようになっている。ステージ３は、エアースライドリニアモータ（移動機構）２を介して基台１上にてスライド（移動）自在に設置されており、塗布ノズル５のスリット５ａを被塗布基板８に対向させた状態で塗布ノズル５と被塗布基板８とを相対的に移動させることができるようになっている。なお、エアースライドリニアモータ２には制御装置１９が接続されており、制御装置１９による制御の下で、被塗布基板８の塗布領域（開始側端部８ａから終了側端部８ｂまで）内に塗布液が塗布されるよう塗布ノズル５と被塗布基板８とを相対的に移動させるとともに、被塗布基板８に対する塗布終了時に、被塗布基板８の終了側端部８ｂ（被塗布基板８の塗布領域の終端）を越えて、塗布ノズル５と被塗布基板８との相対的な移動を継続させることができるようになっている。また、塗布液供給機構１８および塗布液停止機構２０にも制御装置１９が接続されており、制御装置１９による制御の下で、被塗布基板８上に塗布ノズル５から塗布液が吐出されるよう、塗布液供給機構１８から塗布ノズル５へ塗布液が連続して供給するとともに、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍において塗布ノズル５からの塗布液の吐出が停止されるよう、塗布液停止機構２０により塗布液供給機構１８から塗布ノズル５への塗布液の供給を停止させることができるようになっている。
【００２１】
なお、被塗布基板８としては、ＬＣＤ用のカラーフィルターで用いられるガラス基板等の任意のものを用いることができる。また、塗布ノズル５から吐出される塗布液としては、カラーフィルター用の着色液等の任意のものを用いることができる。具体的には例えば、溶剤系感光性樹脂、水系感光性樹脂、またはこれらの感光性樹脂に顔料等の着色材を分散させた着色感光性樹脂、各種接着剤、保護膜等を形成するための樹脂、各種インキ等を用いることができる。
【００２２】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２３】
まず、図１に示すように、ステージ３上に配設された基板ホルダ６上にて真空吸着により被塗布基板８を保持するとともに、被塗布基板８の開始側端部８ａの上方に塗布ノズル５のスリット５ａがくるようステージ３の左右方向の位置を調整する。なおこのとき、被塗布基板８に対する塗布ノズル５の平行度および高さはそれぞれダイホルダ４および昇降機構１５により調整される。
【００２４】
この状態で、制御装置１９による制御の下で、塗布液供給機構１８から塗布ノズル５へ塗布液を連続して供給し、塗布ノズル５のスリット５ａから下方に塗布液を吐出する。
【００２５】
同時に、制御装置１９による制御の下で、エアースライドリニアモータ２によりステージ３を図１の位置から左方向にスライドさせ、塗布ノズル５から吐出された塗布液を被塗布基板８上に塗布する。なお、エアースライドリニアモータ２は、制御装置１９による制御の下で、被塗布基板８に対する塗布終了時に、被塗布基板８の終了側端部８ｂを越えて、塗布ノズル５と被塗布基板８との相対的な移動を継続させる（図２(a)(b)(c)）。このとき、制御装置１９は、塗布液停止機構２０を制御して、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍において塗布ノズル５からの塗布液の吐出が停止されるよう、塗布液供給機構１８から塗布ノズル５への塗布液の供給を停止させる（図２(b)）。
【００２６】
その後、このようにして被塗布基板８の全面にわたって塗布液を塗布した後、制御装置１９による制御の下で、エアースライドリニアモータ２によりステージ３を図１の右方向にスライドさせ、図１の位置へ戻す。
【００２７】
このように本実施の形態によれば、被塗布基板８に対する塗布終了時に、被塗布基板８の終了側端部８ｂを越えて、塗布ノズル５と被塗布基板８との相対的な移動を継続させているので、被塗布基板８の塗布終了地点に、塗布ノズル５と被塗布基板８との間の塗布液（ビード）の大部分が残るという問題を生じさせることがなく、所望の膜厚を有する均一な塗膜を被塗布基板８の全面に形成することができ、ＬＣＤ用のカラーフィルターで用いられるガラス基板等のような大面積基板に対しても、所望の膜厚を有する均一な塗膜を形成することができる。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍において塗布ノズル５からの塗布液の吐出を停止するので、被塗布基板８の終了側端部８ｂを越えて、塗布ノズル５と被塗布基板８との相対的な移動を継続させている際には、塗布液が吐出されないようにして、塗布ノズル５からの塗布液のボタ落ち等の問題を生じさせることを防止することができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態においては、スリット５ａを下方に向けて開口させた状態で塗布ノズル５を固定し、この固定されている塗布ノズル５に対してステージ３をスライドさせて被塗布基板８への塗布を行っているが、これに限らず、(1)スリット５ａを上方に向けて開口させた状態で塗布ノズル５を固定し、この固定されている塗布ノズル５に対してステージ３をスライドさせて被塗布基板８への塗布を行ったり、(2)スリット５ａを下方に向けて開口させた状態の塗布ノズル５を、固定されているステージ３に対してスライドさせて被塗布基板８への塗布を行ったり、(3)スリット５ａを上方に向けて開口させた状態の塗布ノズル５を、固定されているステージ３に対してスライドさせて被塗布基板８への塗布を行うようにしてもよい。
【００３０】
また、上述した実施の形態においては、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍において塗布ノズル５からの塗布液の吐出を停止しているが、被塗布基板８の終了側端部８ｂの外側に塗布液回収槽等が設けられている場合には、被塗布基板８の終了側端部８ｂ近傍において塗布ノズル５からの塗布液の吐出を停止することなく、そのまま塗布ノズル５と被塗布基板８との相対的な移動を継続させることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被塗布基板上への塗膜形成終了時に形成される塗膜の膜厚不良部分を減少させ、大型のガラス基板やプラスチック基板等の枚葉タイプの被塗布基板上に塗布液を均一かつ効率的に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による塗布装置の一実施の形態を示す全体構成図。
【図２】図１に示す塗布装置における塗布終了時の動作を説明するための図。
【図３】従来の塗布装置における塗布終了時の動作を説明するための図。
【符号の説明】
１  基台
２  エアスライドリニアモータ（移動機構）
３  ステージ
４  ダイホルダ
５  塗布ノズル
５ａ  スリット
６  基板ホルダ
８  基板
１５  昇降機構
１６  支柱
１８  塗布液供給機構
１９  制御装置
２０  塗布液停止機構
【図１】
0004934892.tif 000002
【図２】
0004934892.tif 000003
【図３】
0004934892.tif 000004