(57)【要約】  吐出脈動が抑制され、膜厚均一性に優れた薄膜塗膜が得られるほか、吐出応答性に優れた塗工方法及び塗工装置を提供する。塗液供給手段（例えばシリンジポンプ３）から塗工手段（例えばダイ口金６）の間で、吐出脈動を緩衝する部材（部位５）を設ける。シリンジポンプで発生した吐出脈動は、脈動緩衝部位５の内部に配した脈動を緩衝する部材５ａの体積変動によって緩衝され、ダイ口金からは脈動の抑制された定量吐出が得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも塗液供給手段と塗液を基材に塗工する塗工手段を具備し、これらが送液配管を介して接続されて、塗液を基材に塗工する塗工装置であって、該塗液供給手段による吐出圧力が及ぶ任意の場所に、吐出脈動を緩衝する部材が配されており、前記脈動を緩衝する部材が、少なくとも内部に封入された気体と該気体を封入する材料とからなる部材であることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
前記吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重が、前記気体を封入する材料の真比重に対して２分の１以下であることを特徴とする請求項１に記載の塗工装置。
【請求項３】
前記吐出脈動を緩衝する部材の接液面積が該吐出脈動を緩衝する部材の表面積の６０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗工装置。
【請求項４】
前記吐出脈動を緩衝する部材の、下式（１）で表される扁平性指数Ａが１．４以上２０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塗工装置。
Ａ＝Ｓ／（４．８４×Ｖ２／３）      （１）
ここで、Ｓは、２５℃、１気圧における前記脈動を緩衝する部材の塗液との接液面積（ｃｍ２）、Ｖは前記条件における前記脈動を緩衝する部材の体積Ｖ（ｃｍ３）を表す。
【請求項５】
前記気体を封入する材料の４０℃、９０％ＲＨの条件における酸素透過率が２５００ｃｍ３／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の塗工装置。
【請求項６】
塗液を基材に塗工する方法としてダイコーティング法を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の塗工装置。
【請求項７】
塗液供給手段による流路内圧をさらに高める手段を具備し、該手段によって流路内圧が高められた区間に前記脈動を緩衝する部材が配されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の塗工装置。
【請求項８】
塗液供給手段として少なくともピストン型定量ポンプが用いられている請求項１〜７のいずれかに記載の塗工装置。
【請求項９】
塗工手段から吐出される塗液の１秒あたりの吐出量Ｑが０．１〜２０cm3であることを特徴とする請求項８に記載の塗工装置。
【請求項１０】
前記吐出脈動を緩衝する部材の２５℃、１気圧における体積Ｖ（ｃｍ３）と塗工手段から吐出される塗液の１秒あたりの吐出量Ｑ（ｃｍ３）が、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項８または９に記載の塗工装置。
０．０５≦Ｖ／Ｑ≦２    （２）
【請求項１１】
吐出開始時の流路内圧の上昇挙動を測定することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の塗工装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の塗工装置を用いて基材に塗液を塗工する塗工方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の塗工方法を用いて塗工を行う工程を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の塗工方法を用いて塗工を行う工程を含むＬＣＤアレイ基板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の方法で得られた、カラーフィルタまたはＬＣＤアレイ基板を用いたことを特徴とする表示デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗工装置に関し、とりわけ間欠的な塗工に適した塗工装置に関し、またそれを用いた塗工方法に関し、塗液の吐出脈動を極力排してこれに起因する膜厚変動を防止し、かつ間欠的塗工であっても吐出応答性の良好な塗工装置を提供するものである。本発明に係る塗工装置は、例えばフィルムやガラス等の基板上に磁性体や薄膜などの塗膜を均一に塗布する場合のほか表示デバイス、表示デバイス用カラーフィルタ、ＬＣＤアレイ、光学フィルタに好適に用い得る。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体などの製造工程においては、フィルム等の基体上に磁性体や塗料などの薄膜を均一に塗布したいとの要請があり、塗液の吐出脈動を極力減少させた送液手段が種々創案されている。【０００３】
この最たる分野である、光学フィルタ用のプラスティック基板や、液晶ディスプレイ用のガラス基板、カラーフィルタ用のガラス基板などにおいては、塗工長さが２ｍにも満たないような比較的小さな基板に様々な塗料を薄く、しかも均一に塗布する技術が強く要請されている。【０００４】
工業的にこのような基板に塗膜を形成する方法として、被塗工材を１枚ずつコータに供給し、塗料を供給・塗布し、乾燥などの次工程に搬送する枚葉塗工方式が採用されており、従来、枚葉塗工方法としてはロールコーティング法、バーコーティング法、ダイコーティング法等が広く用いられている。【０００５】
ロールコーティング法は、ゴムロールなどのロールを介して塗液を基板に転写する方法であり、長尺の被塗工材、ロール状の巻き取られた被塗工材への塗工を行うことができるが、塗液がパンからアプリケーションロール、基板へ順次送られる関係上、塗液が空気に曝される時間が長く、塗液の吸湿による変質が起こりやすいのみならず、異物の混入も発生しやすい。また、高粘度の塗液を用いる場合や厚膜の塗工を行うときは膜厚変動も大きく、適していない。【０００６】
バーコーティング法は、ロッドに細いワイヤを巻いたバーを用いて基板に塗液を塗布する方法であり、この方法では、ロッドに巻かれたワイヤが基板に直接接するため、塗液が非ニュートニアンであったり粘度が高い場合は、レベリング性が悪く、ワイヤの跡が残るといった欠点を持っている。【０００７】
ダイコーティング法は、従来から厚膜の塗工や、高粘度の塗料を連続塗布する用途に広く採用されてきた。ダイコータを用いて被塗工材に塗膜を形成する場合には、カーテンフロー法、押し出し法、ビード法などの塗工方法が知られる。通常、ダイコータの口金を被塗工材に近接させた状態で口金に設けられたスリットから塗料を吐出して、口金と一定の間隔を保って相対的に走行する被塗工材との間に塗料ビードと呼ばれる塗料溜りを形成し、この状態で被塗工材の走行に伴なって塗料を引き出して塗膜を形成する。そして、塗膜形成により消費される塗料と同量の塗料をスリットから供給することにより塗膜を連続的に形成するビード法を採用すれば、形成された塗膜は膜厚の均一性をかなり高い精度で実現することができる。【０００８】
そこで近年に至っては、膜厚均一性を要求する間欠塗工においてはダイコータを用いることが提案されてきており、カラーフィルタの製造などへの応用が種々創案されている。【０００９】
しかしながら、前記従来の方法では、塗液供給手段を精密化することで一定の膜厚の均一性を確保できるものの、塗液供給手段やその他駆動部の振動などの影響でダイ口金からの吐出に脈動が生じ、塗液ビードが微少に振動して周期的なムラや不規則なムラを発生することがあった。近年では特に表示体用途の分野において、極めて微少な膜厚変動であっても表示ムラとして視覚的に認識され、品位に影響を及ぼすとされており、塗膜均一性への要求は日増しに高まる傾向にある。【００１０】
ダイコータを用いる方法で更に均一な塗膜を得るためには、膜厚均一性の極限を追求する必要があるため、送液手段の振動や擦動部の不均一な動き、送液配管の振動などによる、微少な吐出の脈動や振動を完全に除去することが必要となる。【００１１】
一般的に送液手段から発生する吐出脈動の影響を除く手段としては、通常エアチャンバやアキュムレータ等の蓄圧器を設置することが提案されている。【００１２】
しかしながら、エアチャンバ等の気密室を設けた構成においては、塗液の滞留部分が多いために変質しやすい塗液には好ましくなく、また空気が塗液に接することによる変質や溶解の問題がある。蓄圧型アキュームレータにおいては、塗布操作開始時には蓄圧器によって吐出圧が吸収され、塗液の吐出遅れという問題を生じ、また、塗布操作停止時には蓄圧器に溜まった圧力が開放されるまで吐出が一定時間続いてしまうという応答性の悪さが指摘される。すなわち、間欠塗工を行う場合にかかる蓄圧器は均一な塗膜形成を非常に困難にしている（例えば、特許文献１参照）。【００１３】
また、脈動を緩衝する部材として、種々の発泡弾性体を流路内に配することが提案されているが（例えば、特許文献２，特許文献３参照）、液中に配した発泡体から空気が液中に漏れ出だしたり、あるいは発泡体に液体が浸透することでその弾性能が早期に失われるなどの問題をもっていた。この点については、該発泡弾性体を被覆コーティングする方法なども考案されているが、被覆材が弾性体と接着状態である場合、弾性体の体積変動が被覆材との接着面によって阻害されてその弾性能が損なわれ、大きな圧力の変動には応答できても微少な脈動の緩衝は困難である。また、被覆材と弾性体が密着状態であるものの接着状態にない場合においては、内部弾性体の体積変化によって被覆材とのずれが生じることで新たな二次的振動が発生したり、被覆材に皺やくびれが発生して、これも極めて微少な脈動を緩衝する用途においては無視できない振動原因となっている。すなわち、従来考案されてきた流体の圧力脈動を緩衝する手段では、特に表示用デバイスなどの用途において要求される微少な膜厚ムラを改善する迄には到っておらず、また、吐出脈動の緩衝効果と吐出応答性を両立するものではないため、間欠塗工における極めて均一な塗膜の形成は未だ解決されていない。
【特許文献１】特開平１０−１５９８０３号公報
【特許文献２】特開２０００−１８２０２号公報
【特許文献３】特開２００２−６１７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決せんとするものであり、その目的とするところは、吐出脈動のない膜厚均一性に優れた薄膜塗膜が得られる塗工装置を提供することにある。さらには、吐出応答性に優れた高精度の間欠塗工装置、及び塗工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち、
（１）少なくとも塗液供給手段と塗液を基材に塗工する塗工手段を具備し、これらが配管を介して接続されて、塗液を基材に塗工する塗工装置であって、該塗液供給手段による吐出圧力が及ぶ任意の場所に、吐出脈動を緩衝する部材が配されており、前記吐出脈動を緩衝する部材が、少なくとも内部に封入された気体と該気体を封入する材料とからなる部材であることを特徴とする塗工装置。
（２）前記吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重が、前記気体を封入する材料の真比重に対して２分の１以下であることを特徴とする前記（１）に記載の塗工装置。
（３）前記吐出脈動を緩衝する部材の接液面積が該吐出脈動を緩衝する部材の表面積の６０％以上であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の塗工装置。
（４）前記吐出脈動を緩衝する部材の、下式（１）で表される扁平性指数Ａが１．４以上２０以下である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の塗工装置。
Ａ＝Ｓ／（４．８４×Ｖ２／３）      （１）
ここで、Ｓは、２５℃、１気圧における前記吐出脈動を緩衝する部材の塗液との接液面積（ｃｍ２）、Ｖは前記条件における該吐出脈動を緩衝する部材の体積Ｖ（ｃｍ３）を表す。
（５）前記気体を封入する材料の４０℃、９０％ＲＨの条件における酸素透過率が２５００ｃｍ３／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａ以下であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の塗工装置。
（６）塗液を基材に塗工する方法としてダイコーティング法を用いることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の塗工装置。
（７）塗液供給手段による流路内圧をさらに高める手段を具備し、該手段によって流路内圧が高められた区間に前記吐出脈動を緩衝する部材が配されていることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の塗工装置。
（８）塗液供給手段として少なくともピストン型定量ポンプが用いられている前記（１）〜（７）のいずれかに記載の塗工装置。
（９）塗工手段から吐出される塗液の１秒あたりの吐出量Ｑが０．１〜２０cm3であることを特徴とする前記（８）に記載の塗工装置。
（１０）前記吐出脈動を緩衝する部材の２５℃、１気圧における体積Ｖ（ｃｍ３）と塗工手段から吐出される塗液の１秒あたりの吐出量Ｑ（ｃｍ３）が、下記式（２）を満たすことを特徴とする前記（８）または（９）に記載の塗工装置。【００１６】
０．０５≦Ｖ／Ｑ≦２    （２）
（１１）吐出開始時の流路内圧の上昇挙動を測定する手段を具備することを特徴とする前記（８）〜（１０）のいずれかに記載の塗工装置。
（１２）前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の塗工装置を用いて基材に塗液を塗工する塗工方法。
（１３）前記（１２）に記載の塗工方法を用いて塗工を行う工程を含むカラーフィルタの製造方法。
（１４）前記（１２）に記載の塗工方法を用いて塗工を行う工程を含むＬＣＤアレイ基板の製造方法。
（１５）前記（１３）または（１４）に記載の方法で得られた、カラーフィルタまたはＬＣＤアレイ基板を用いたことを特徴とする表示デバイス、である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、吐出脈動の影響を低減した、膜厚均一性の高い薄膜塗膜を安定して得ることができ、とりわけ間欠的に基材に塗工する場合に好適である。【００１８】
また、塗液流路内の内圧を上昇せしめる場合に、該圧力流路中に配した吐出脈動を緩衝する部材は、その体積変化の応答性が高まるので、より効果的に吐出脈動を緩衝するほか、吐出応答性が高く、膜厚均一性を更に高めることができる。さらには、吐出時の流路内圧を測定する手段を具備する場合は、脈動を緩衝する部材の劣化を検知することも可能となり、より生産性の高い塗布装置とできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明における脈動を緩衝する部材を備えたダイコータ式塗工装置の一実施例を示すフロー図である。
【図２】本発明における脈動を緩衝する部材と流路内圧上昇手段及び部材劣化検知機能を備えたダイコータ式塗工装置の一実施例を示すフロー図である。
【図３】従来のダイコータを使用した塗工の一実施例を示すフロー図である。
【図４】従来のダイコーターに公知のエアチャンバ式アキュームレータを組み合わせたダイコータ式塗工の一実施例を示すフロー図である。
【図５】実施例１、２の膜厚測定結果である。
【図６】実施例５の膜厚測定結果である。
【図７】比較例１、２の膜厚測定結果である。
【図８】比較例３、４の膜厚測定結果である。
【符号の説明】
【００２０】
１：塗液タンク
２：吸引側切替弁
３：シリンジポンプ
４：吐出側切替弁
５：脈動緩衝部位
５ａ：吐出脈動を緩衝する部材
６：ダイ口金
７：基材
８：ステージ
９：圧力計
１０：流路内圧上昇手段
１１：制御部シーケンサ
１２：ポンプ駆動回路
１３：エアチャンバ式アキュームレータ
Ｃ１：モーター駆動信号
Ｓ１：圧力計設定圧到達信号
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を具体例を挙げつつ説明するが、本発明はここで挙げた具体例にのみ限定されるものではない。【００２２】
本発明の塗工装置は、膜厚の均一性が求められ、塗液の吐出脈動を問題としてとらえなくてはならないような非常に高い精度を求められる塗布方法に好適に用いることができる。そのような塗布方法としては、ダイコーティング法、ロールコーティング法、バーコーティング法等が挙げられる。【００２３】
本発明は連続的に塗布を行う場合にも採用できるが、応答性に優れているため間欠的に塗布を行う場合に極めて優れた特性を発揮する。連続的塗工と間欠的塗工の区別は、前者に用いる基材は一般的には長尺であり、塗膜が定常塗工状態になるまでの非定常塗工部位は原則的には製品化せず定常的に塗工された部分を利用する塗工方法であるのに対し、後者は１つの基材に１回乃至複数回の塗工の停止が含まれた塗工方法や枚葉型の基材に代表される、塗工初期から塗工終端までの全ての部位を１つの製品単位として利用する塗工方法、あるいは、１つの基材に対する塗工時間が数分以下若しくは１つの基材に対する塗布長さが数ｍ以下である基材に施す塗工方法として区別される。【００２４】
本発明は吐出脈動の影響を低減し均一な塗膜を得る塗工装置であって、特に間欠的に塗工を行う装置において好適に用いることのできる技術に関する。本発明の塗工装置に用いる塗液供給手段は塗液を塗工手段に送出する手段であり、例えばギヤポンプ、ダイヤフラムポンプ、チューブポンプ、ＣＴポンプ（Coaxial Tubephragm Pump、コガネイ社製）、スネークポンプ、ピストン型ポンプ等の様々な動力機器が挙げられる。これらの手段は、単独でもちいても良いが複数種を組み合わせて用いても差し支えない。本発明においては定量性・応答性に優れ均一な膜厚が得られるピストン型定量ポンプを用いることが好ましい。【００２５】
本発明の塗工装置によって塗工する方法としては、矩形の基材に均一な膜を形成するという点で、ロールコーティング法やバーコーティング法やダイコーティング法が適しているが、ロールコーティング法やバーコーティング法では塗液への異物の混入や空気曝露による塗液の変質、吸湿のおそれがあり、また、高粘度の塗液や厚膜塗工時の膜厚均一性に優れるという点があるので、ダイコーティング法を用いることが好ましい。このダイコーティング法においては、塗工手段としては一般的にダイ口金が用いられる。ダイ口金の形状としては、塗液の粘度と吐出スリットの圧損を考慮したスリット間隙とし、スリット幅は塗布基材の大きさや塗布幅によって決定され、ダイ口金内部のマニホールド形状については、Ｔダイやコートハンガーなど、スリット幅方向に均一な吐出が得られる工夫がなされている。また、マニホールド部への塗液注入経路は１カ所でも良いが数カ所に分けてあっても構わない。【００２６】
次に具体例として、ピストン型定量ポンプの１つであるシリンジポンプを用いたダイコータの塗工装置を例に挙げてさらに詳細に説明する。もちろん本発明は、係る態様に限定されるものではない。【００２７】
図１は本発明の一実施形態である枚葉塗工装置の一例を示す送液フロー図であり、塗液貯蔵タンクからダイ口金までの流れを示したものである。塗液タンク１から下流に設けられた吸引側切替弁２を開き、吸引側切替弁２の下流に設けられたシリンジポンプ（塗液供給手段）３で塗液の吸引を開始する。この状態では吐出側切替弁４は閉じられている。【００２８】
塗液が所定量吸引された後に吸引側切替弁２を閉じ、シリンジポンプ３の下流に設けられた吐出側切替弁４を開きシリンジポンプ３の送液を開始する。この動作によりステージ８上の被塗工材７とダイ口金６間に塗液の液だまり（ビード）が形成され、その後ステージ８をダイ口金６に対して相対的に移動させることにより塗膜を形成する。ステージ８の移動が所望の塗布面積に達するか、もしくはその前に吐出側切替弁４を閉じ、塗工を終了する。【００２９】
本発明では、図１の態様においては、シリンジポンプ３からダイ口金６の間に吐出脈動を緩衝する部材を配する部位５を設けて、その中に脈動を緩衝する部材５ａを配している。シリンジポンプ３で吐出シーケンスが開始されると送液配管やダイ口金スリットの圧力損失で少なからず流路内圧が上昇し、塗液供給手段等で発生した吐出脈動は流路内圧の脈動となる。この圧力脈動は、塗膜の厚み変動の要因となるが、塗液流路内に吐出脈動を緩衝する部材がその影響を緩衝するので、吐出脈動が均一化され、膜厚変動のない均一塗膜を得ることができる。【００３０】
上記の例では、シリンジポンプ３とダイ口金６の間の経路の中に吐出脈動を緩衝する部材５ａを設けたが、該経路に枝管を設けて前記の脈動を緩衝する部材が封入された室を設けても良く、エンジニアリング的にはやや困難性があるが、シリンジポンプ内あるいはダイ口金内に吐出脈動を緩衝する部材を配しても差し支えない。【００３１】
本発明に用いる吐出脈動を緩衝する部材とは、吐出の脈動によって生じる流路内圧の変動を、部材の体積変化によって吸収緩和し、流路内圧を均一化する作用を有する部材であるものが望ましく、かかる作用を発現させるために必要な性質としては、振動や衝撃を吸収すること、外圧の変動による体積変化の応答速度が早いこと、塗液などの接触で塗液および吐出脈動を緩衝する部材の双方が材質変化を起こさないこと、加圧して吐出脈動を緩衝する部材の密度が高くなっても柔軟性が損なわれないこと、体積変動時に振動を発生しないこと、繰り返し圧縮でも塑性変形しないこと等が挙げられる。【００３２】
このような性質を持つ部材として、本発明では内部に封入された気体と該気体を封入する材料からなる部材を用いる。内部に封入された気体と該気体を封入する材料からなる部材をもちいることによって、前記以外の方法、例えば、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、フッ素ゴム等のポリマー系エラストマーやゲルエラストマー等の発泡弾性体を用いた場合と比較して、微弱な圧力変動であっても応答性の良い体積変化が得られ、間欠塗工における繰り返し圧縮でも塑性変形せず、長期にわたる連続使用が可能になる。【００３３】
また、気体を直接塗液流路中に配する方法と比較して、塗液が気体に接することによって変質する問題や、送液振動により微細気泡化して該気体が流出し塗布欠点となる問題、気体が塗液に溶解して一定の気体体積の保持ができず脈動緩衝効果に経時変化が生じるといった問題が生じない。特に、気体を変形応力の小さい低透過性の材質にて封入し袋状となす事で、外圧に対する体積変化の応答性に優れ、流体内で安定した形状を維持しうる部材を得ることができる。【００３４】
このような気体を封入するための材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の汎用フィルムやポリアクリレートゴム、ポリエーテルウレタンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、その他フッ素ゴム等のポリマー系エラストマー等が挙げられる。気体を封入するための材料の剛性によって封入された気体の体積変化の応答性が損なわれるようであれば、十分な脈動緩衝効果を発揮しないおそれがあり、好ましくは気体を常圧で封入したときの表面硬さがショアＣ硬度７０以下になり、更に微弱な脈動を緩衝する目的においては５０以下となる材料を用いることが好ましく、その様な気体の体積変化を阻害しない材質で封入するのであれば、気体の封止圧は流路内圧にあわせていかように設定しても良い。なお、本発明において説明するショアＣ硬度とは、高分子計器株式会社製ＡＳＫＥＲ（登録商標）Ｃ硬度計で求められた値である。また、該吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重は、該気体を封入する材料の真比重に対して２分の１以下であることが好ましく、好ましくは４分の１以下、更に好ましくは６分の１以下である。下限としては特に制限はないが、余りに小さいと封入された気体のバリア性が損なわれるので前述のガスバリア性を維持できる程度とすることが好ましい。ここで、該吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重とは、該吐出脈動を緩衝する全体の部材の質量を前記部材全体の体積で除算したものであり、気体を封入する材料の真比重とは、内部の気体を除いた気体を封入する材料単体の質量を前記材料単体の体積で除算したものである。【００３５】
さらに、前記気体を封入する材料が具備すべき好ましい性質としては、液体（塗液成分）及び気体に対して低透過性を有することと、塗液によっては耐溶剤性などが挙げられる。気体を封入した脈動脈動を緩衝する部材に圧力をかけると、封入材の材質によっては塗液が該材料の内部へ浸入したり、逆に封入された気体が透過して外部へ抜けてしまい脈動緩衝効果が損なわれる可能性があるため、可能な限りガスバリア性の高い封入材を用いた方がよい。例えば封入する気体に空気を用いた場合は、空気の主成分である窒素と酸素の透過率を考慮する必要があり、また生産性の高い塗工装置を目的とするならば、少なくとも数時間以上の連続使用を考慮する必要があるため、前記気体を封入する材料は、４０℃、９０％ＲＨの条件における酸素透過率が２５００ｃｍ３／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａ以下の材料を用いることが好ましく、さらには後述するが、流路内圧が高まることによって気体を封入した材料に高圧がかかる場合や、さらに長期の使用を考慮するならば、酸素透過率が３０ｃｍ３／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａ以下の材質を用いることがより好ましい。【００３６】
前記ガスバリア性の高いフィルムとして、表面に金属蒸着処理を施したフィルムや耐溶剤性の高いフィルムを用いたり、内壁には熱融着性の材料をコーティング又は積層し、ヒートシール可能とした複合フィルムも好ましく用いることができる。これら複合フィルムを用いることは、安価でシール性が良く、耐溶剤性の高い吐出脈動を緩衝する部材を得ることができ好ましい。【００３７】
なお、脈動を緩衝する部材に用いる気体に、酸素よりも透過性が低い気体、例えば窒素やアルゴンなどを用いても同様の効果を得ることができる。また、ガスバリア性の高い封止材と低透過性のガスを併用することによって更に高いガスバリア性を発揮することもできる。【００３８】
本発明の吐出脈動を緩衝する部材のより好ましい形態としては、可能な限り塗液との接液面積を広く取り、少ない体積でより効果的に脈動の緩衝効果が得られるようにしたり、および／または、圧縮による皺やくびれを生じない形状とし、脈動を緩衝する部材の変形で二次的振動が発生しない構造とするのがよい。ここで、接液面積とは、吐出脈動を緩衝する部材が塗工装置中に配された状態において、塗液と接触している面積の合計をいう。【００３９】
接液面積は該脈動を緩衝する部材の表面積の６０％以上、好ましく８０％以上、最も好ましくは９５％以上とすることが好ましい。接液面積を該脈動を緩衝する部材の表面積の６０％以上とすることによって、少ない体積でより効果的に脈動の緩衝効果を得ることができる。接液面積、表面積は、塗液の圧力１気圧、温度２５℃における値を用いる。【００４０】
また、前記吐出脈動を緩衝する部材の下記式（１）で表される扁平性指数Ａが１．４以上２０以下であることが好ましい。
Ａ＝Ｓ／（４．８４×Ｖ２／３）．．．（１）
ここで、Ｓは、２５℃、１気圧における脈動を緩衝する部材の塗液との接液面積（ｃｍ２）、Ｖは前記条件における脈動を緩衝する部材の体積Ｖ（ｃｍ３）を表す。【００４１】
体積が一定の場合、形状が真球の時に表面積が最小となる。体積Ｖ（ｃｍ３）の真球の表面積は４．８４×Ｖ２／３となるため、上記式（１）で表される扁平性指数Ａは前記吐出脈動を緩衝する部材の接液面積が同体積の真球の表面積の何倍であるかを表しており、扁平性指数Ａが大きいほど扁平であることを示している。扁平性指数Ａを１．４以上とすることによって特に少ない体積でより効果的に脈動の緩衝効果を得ることができ、圧縮による皺やくびれを発生せず、脈動を緩衝する部材の変形による二次的振動を抑制することができる。また、２０以下とすることによって、特に吐出応答性に優れた塗工装置とすることができる。扁平性指数Ａのさらに好ましい範囲は３以上１０以下である。【００４２】
例えば、前記吐出脈動を緩衝する部材を形成するにあたり、２枚のシート状の封入用材料を貼り合わせ、外周部をシールした扁平な形状とすることは、気体を球状に封入した場合と比較して何倍もの接液面積が得られるので、封入された気体の体積が少なくても十分な脈動緩衝効果が得られ、吐出応答性に優れた脈動を緩衝する部材となる。また、全表面が塗液に接するよう流路内にに配した部材には、全方向から均一に圧力が加わるが、上記式（１）満たすよう実質的に扁平な形状とした部材の圧縮による変形は、より扁平な形状への変形にとどまる。従ってたとえ高い圧縮応力が加わっても気体を封入する材料に皺やくびれが生じ難く、皺やくびれによる体積変化の遅れや振動発生が抑制でき、また、かかる形状は、材料そのものの変形量を抑えることが可能であり、耐屈曲性、塑性変形応力、弾性回復力等の気体を封入する材料の力学特性に対する要求特性も軽くなる利点があり、材料の選択の幅が広がるので好ましい。【００４３】
しかしながら扁平性指数Ａを無制限に大きく取ることは流路内への配置を難しくするほか、封止用材料の体積ばかりが増大し見かけ比重の減少にもつながり、脈動緩衝に有効に働く気体部分の実質的な接液面積を大きく取ることに貢献しなくなる。従って、扁平性指数Ａは２０以下であることが好ましい。また、扁平性指数Ａのより好ましい範囲は２以上１０以下である。【００４４】
本発明の吐出脈動脈動を緩衝する部材において、その封止される体積としては特に制限はなく、緩衝したい脈動強度と要求される吐出応答性に応じて適宜定めればよい。前記吐出脈動を緩衝する部材はポンプの吐出安定性・吐出応答性が最重要視される間欠塗工の用途に好ましく用いることができる。【００４５】
間欠塗工の用途においては、その吐出速度は低速であることが多く、この様な目的に好適に用いられるポンプとしては、例えばピストン型定量ポンプが挙げられる。吐出速度については塗布対象となる基材の大きさや塗布速度等、その用途において設計される数値であって、特に限定するものではないが、本発明の脈動脈動を緩衝する部材は、特に塗工手段から吐出される塗液の１秒あたりの吐出量Ｑが０．１〜２０ｃｍ３である、極めて吐出速度の小さなポンプにおいて発生する脈動であっても、微少な脈動の緩衝と吐出応答性を両立することが可能である。【００４６】
前記ピストン型定量ポンプの様に、機構的に吐出安定性に優れたポンプを使用する場合は、吐出応答性を悪化させることなくさらに脈動緩衝効果を高めることが重要である。このような間欠塗工の場合には、前記吐出脈動を緩衝する部材の２５℃、１気圧における体積Ｖ（ｃｍ３）と塗工手段から吐出される塗液の１秒あたりの吐出量Ｑ（ｃｍ３）が、下記式（２）を満たすことが好ましい。さらに好ましくは、下記式（３）を満たすことが好ましい。【００４７】
０．０５≦Ｖ／Ｑ≦２      （２）
０．０５≦Ｖ／Ｑ≦０．５  （３）
上記式（２）、好ましくは上記式（３）を満たすことによって、特に脈動緩衝効果と吐出応答性に優れた塗工装置とすることができる。【００４８】
本発明の塗工装置の好ましい態様として、本発明の塗工装置は図２に図示するごときの塗液供給手段とは別の流路内圧をさらに高める手段１０を具備することが好ましい。流路内圧をさらに高める手段とは、該手段を設けたときの塗液供給手段により高まる流路内圧が該手段を設けないときの流路内圧の１．１倍以上となる領域を生じる手段をいう。係る手段で流路内圧が高められた場所に吐出脈動を緩衝する部材が配されると、微少な吐出脈動であっても高められた流路内圧によって該部材による緩衝の応答性が向上し、より効果的に脈動を緩衝させることができるほか、瞬間的に発生する負圧の脈動であっても該部材の体積復元によって吐出を安定させることが可能である。流路内圧を上昇せしめる手段１０としては、流路配管の一部を細くすることや、流路途中にオリフィスや開度調整バルブを設置する等の方法を挙げることができる。【００４９】
本発明において、塗工装置中の標準的な流路内圧としては特に制限は無いがエンジニアリング上の経済性をふまえると上限としては１ＭＰａ以下の範囲が好ましく、シリンジポンプのような吐出脈動の少ない定量間欠吐出を目的としたポンプを用いる場合は、さらに低い内圧でも十分な効果が期待できるため、ピストンのシール性や流路切替弁の作動圧を考慮すれば０．５ＭＰａ以下とすることがより好ましい。下限としては特に制限はないが、流路内圧が脈動を緩衝する部材を圧縮させうる圧力に達していなければ、当然のことながら体積変動による圧力脈動の緩衝効果は生まれないため、脈動を緩衝する部材に気体を用いる場合であっても、少なくとも常圧以上の内圧にしておくことが好ましい。【００５０】
さらには、ポンプ吐出側に配した圧力センサと記録計等により、吐出開始直後から徐々に高まる流路内圧の上昇勾配を把握し脈動脈動を緩衝する部材の劣化を検知する手段を具備することによって、警報を発して点検を促したり、ポンプの供給を停止する等への利用も可能となる。【００５１】
以上説明した実施形態はほんの一実施形態であり、本発明の要旨を損なわない範囲で種々の変更が可能であり、本発明は上述した具体的な実施形態に限定されるものではなく、均一な間欠的塗工が要求される各種表示デバイス、表示デバイス用カラーフィルタ、光学フィルタ等のあらゆる分野への応用が可能である。【００５２】
例えば、カラーフィルターの製造工程に用いるときは、ＲＧＢの各画素や画素間に存在するブラックマトリクス、また、オーバーコート層の全て若しくは一部を本発明の塗工装置を用いて行い、画素やブラックマトリクスの場合は塗液自身に感光性をもたせあるいは更にその上に感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィー法を用いてパターン形成することができる。得られたパターンは必要により熱硬化などの処理を行い、また、電極や配向膜などの構成を形成する工程を経て、カラーフィルターとなる。ＬＣＤアレイについても同様であり、本発明の塗工装置ないしは塗工方法を用いる他は従来公知の方法を用いることでＬＣＤアレイを製造することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明について実施例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（評価方法）
Ａ．酸素透過率
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９（１９９９）に従って、モダンコントロール社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０を用いて、温度４０℃、湿度９０％ＲＨの条件下で測定した。
Ｂ．干渉ムラ
塗膜の均一性の評価として、波長５８９ｎｍの単一波長のＮａランプを乾燥塗膜表面に照射しその反射光を目視にて観察する手法を用いた。この評価方法は単一波長の光源を使用することでガラス表面と塗膜表面からの反射光が干渉し、極めて微少な塗膜の膜厚変動であっても干渉ムラとして視認できる評価方法である。【００５４】
塗工方向にみた塗工開始位置からの距離（以下、塗工距離とする）が、塗工開始位置から塗工終了位置までの距離の３０〜７０％である範囲について、塗布方向に垂直な方向（ダイ口金に平行な方向）を長手方向とするスジ状の干渉ムラが存在するか観察し、以下の基準で判断した。
優：干渉ムラが全く存在しない
良：ごく薄い干渉ムラが存在する
可：薄い干渉ムラが存在する
不可：濃い干渉ムラが存在する
干渉ムラが不可の場合、カラーフィルターの着色層に用いる場合は、薄膜トランジスタ基板を用いた液晶表示パネルと張り合わせ表示モニタとした際に画面の濃淡ムラとなり使用することができない。また、カラーフィルタの保護膜やスペーサー柱材の塗布、LCDパネルとする際の配向膜の塗布に用いる場合、LCD液晶層のギャップムラや配向ムラとなって、表示モニタとしての品位を悪化させるため使用することが出来ない。
Ｃ．平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅
大塚電子製の接触膜厚計（装置名：MCPD-2000）を用いて、塗布幅の中央線上の膜厚を、塗工距離２ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲について、２ｍｍ間隔で膜厚を測定した。
ａ．平均膜厚
塗工距離４００ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲（定常塗工部）の膜厚の平均値を平均膜厚とした。
ｂ．膜厚分布幅
塗工距離４００ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲（定常塗工部）における膜厚の最大値と最小値の差を膜厚分布幅Ｒとし、下記基準で評価した。
優：膜厚分布幅Ｒが０．００５μm以下
良：膜厚分布幅Ｒが０．００５μmより大きく、かつ０．０１μm以下
可：膜厚分布幅Ｒが０．０１μmより大きく、かつ０．０３μm以下
不良：膜厚分布幅Ｒが０．０３μmより大きい
膜厚分布幅Ｒは小さいほど好ましいが、０．０３μm以上の場合、カラーフィルターの着色層に用いる場合は、液晶表示装置用薄膜トランジスタ液晶パネルと張り合わせ表示モニタとした際に画面の濃淡ムラとなり使用することができない。
また、カラーフィルタの保護膜やスペーサー柱材の塗布に用いる場合は、液晶表示装置の液晶層のギャップムラとなり表示モニタとしての品位を悪化させるため使用することが出来ない。
ｃ．塗工安定距離
塗工距離２ｍｍから塗工距離の大きな方向に順に観察した際、最後に上記平均膜厚の±０．５％の範囲外となる点の塗布開始点からの距離を塗工安定距離とし、下記基準で評価した。
優：塗工安定距離が１０ｍｍ以下
良：塗工安定距離が１０ｍｍより大きく、かつ１５ｍｍ以下
可：塗工安定距離が１５ｍｍより大きく、かつ２０ｍｍ以下
不可：塗工安定距離が２０ｍｍより大きいか、もしくは塗工距離が５０ｍｍより大きい範囲で上記平均膜厚の±０．５％の範囲外となる点が存在する
塗工安定距離は小さいほど好ましいが、２０ｍｍ以上になると、特に間欠塗工の用途においては一つの基材内で不良となる領域が増えるため使用上問題となる場合がある。
Ｄ．連続使用性能
連続して１０００枚のガラス基板に塗工を行い、５００枚目、１０００枚目の塗膜について、上記Ａ項の干渉ムラ評価を行い、以下の基準で判断した。
優：１０００枚目の塗膜の干渉ムラが優である
良：１０００枚目の塗膜の干渉ムラが良、または可である
可：５００枚目の塗膜の干渉ムラは優、良または可であり、かつ１０００枚目の塗膜の干渉ムラが不可である
不可：５００枚目および１０００枚目の塗膜の干渉ムラが共に不可である
（実施例１）
図１に本実施例で用いた塗工装置であるスリットダイ方式塗工装置の送液フロー図を示す。塗液供給手段として内径１８mmのピストン型シリンジポンプ３を用い、塗工手段として吐出スリット幅６２０mm、スリット間隙１００μｍのダイ口金６を使用した。また、塗液滞留部を極力排した構造の吐出脈動を緩衝する部材を封入する室５を流路に設け、吐出脈動を緩衝する部材５ａとして、大きさ２０×２０ｍｍ、厚み１００μｍ（酸素透過率：８００ｃｍ３／ｍ2・ｄａｙ・ＭＰａ）のポリエチレンフィルムを２枚貼り合わせ、外周部の幅２ｍｍをヒートシールすることで内部に０．８ｃｍ３の空気を封入した部材を用いた。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の０．０９１倍、接液面積は表面積の１００％、扁平性指数Ａ＝１．８４、Ｖ／Ｑ＝０．３４３であった。本塗工装置を用いて、６２０×７５０ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板に、ジエチレングリコールジメチルエーテルを溶媒とする固形分濃度が１６重量％のアクリル系透明ポリマー溶液（フォトスペーサー用アクリルポリマー）を塗布した。【００５５】
ここで、塗布前の事前準備としてまず塗液を塗液タンクから投入し、(1)吸引側切替弁２を開く、(2)シリンジポンプ３で塗液を吸引する、(3)吸引側切替弁２を閉じる、(4)吐出側切替弁４を開く、(5)シリンジポンプ３で塗液を吐出する、(6)吐出側切替弁４を閉じる、以上(1)〜(6)のサイクルを塗工タンク〜ダイ口金までの塗液流路内の気液置換が完全に完了するまで実施した。【００５６】
塗液流路内の残留気泡を完全に排した状態で、吸引側切替弁２を開いた後にシリンジポンプ３で塗液を２０．７６ｃｍ３吸引し、ステージ８に吸着固定した基材７（ガラス基板）の短辺側端部にダイ口金６を１００μｍまで近接させ、塗液吐出速度２．５６３ｃｍ３／秒でシリンジポンプ３の吐出を開始した。スリット口金６の先端とガラス基板７の間に塗液ビードを形成した後、そのまま吐出を継続しつつステージ８を６ｍ／秒の速度で７５０ｍｍ移動させ６２０×７５０ｍｍのガラス基板７全面に均一塗膜を形成した。また、塗液供給手段から塗工手段までの流路内圧は０．０１Ｍｐａ（塗液経路で発生する配管圧損のみ）とした。【００５７】
塗布後の基板はただちに真空チャンバ室に投入して真空乾燥した後、ホットプレート式の硬化炉にて９０℃で１０分間乾燥硬化させて平均膜厚３．７３μｍの乾燥塗膜を得た。
評価結果を表１に示す。【００５８】
【表１】
2005092515.tif 000002
【００５９】
Ａ．干渉ムラ
塗布方向に垂直な方向（ダイ口金に平行な方向）を長手方向とする、薄いスジ状の干渉ムラが確認できた。このスジ状の干渉ムラは、スリット口金から塗液を吐出しつつステージを移動させて塗膜形成を行う際に、ダイ口金からの吐出速度が微妙に変化することで塗液ビードが振動し、ガラス基板への液盛り量が変化したことに起因する微少な膜厚ムラによるものである。本実施例で得た基板は薄いスジ状ムラが視認される為可とした。
Ｂ．平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅
本実施例における平均膜厚は３．７３μｍで塗工が安定したと判断する評価範囲は３．７１〜３．７５である。塗工安定距離は１２ｍｍであり、良と判断した（図５−ａ）。
定常塗工領域における膜厚分布幅は、Ｒ＝０．０１２μｍとなり可と判断した（図５−ｂ）。
Ｃ．連続使用性能
１０００枚目の干渉ムラ評価が可であったため良と判断した。
（実施例２）
図２に図示したフロー図のごとく、流路内圧を上昇させる手段１０としてニードルバルブを設置し、塗液供給手段と該ニードルバルブの間の流路圧力を圧力計９の指示値が０．１ＭＰａとなるまでバルブ開度を調整した後、実施例１と同様にして塗膜形成を行った。
評価結果を表１に示す。
Ａ．干渉ムラ
スジ状の干渉ムラが全く視認されず優と判断した。
Ｂ．平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅
塗工安定距離は１４ｍｍで良と判断した（図５−ｃ）。
定常塗工領域においては、膜厚分布幅がＲ＝０．００４μｍであり、実施例１と比較して大幅に改善し優と判断した（図５−ｄ）。
Ｃ．連続使用性能
５００枚目の干渉ムラ評価は可、１０００枚目は不可であったため、連続使用性能は可と判断した。
また、１０００枚塗布を終了したバルーン体積をメスシリンダーにて測定したところ、当初封止材を含むバルーン体積が約０．９ｃｍ３から約０．６ｃｍ３に減少していた。
ニードルバルブで流路内圧を高めていることもあり、封入した空気がバルーンの材質であるポリエチレンを透過し、徐々に流出したものと推測できる。
（実施例３）
図２に図示したフロー図のごとく、吐出脈動を緩衝する部材５ａの気体を封入する材料として、大きさ２０×２０ｍｍ、厚み１１２μｍのガスバリアフィルム（三菱ガス化学株式会社  ＰＴＳ袋：５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ＭＰａ）を用いた以外は実施例２と同様にして塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の０．１０７倍、接液面積比は表面積の１００％、扁平性指数Ａ＝１．８２、Ｖ／Ｑ＝０．３５０であった。
評価結果を表１に示す。
Ａ．干渉ムラ
スジ状ムラが全く視認されず優と判断した。
Ｂ．平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅
塗工安定距離は１４ｍｍで良と判断した。
定常塗工領域においては、膜厚分布幅がＲ＝０．００４μｍであり優と判断した。
Ｃ．連続使用性能
５００枚目、１０００枚目の評価が共に干渉ムラが全く視認されず優であり、連続使用性能は優と判断した。
１０００枚塗布を終了したバルーン体積をメスシリンダーにて測定したところ、吐出脈動を緩衝する部材の体積は約０．９ｃｍ３でほとんど変化は見られなかった。
ガスバリア性の高い材料を用いることにより吐出脈動を緩衝する部材の連続使用性能を飛躍的に向上できることが確認できた。
（実施例４）
吐出脈動を緩衝する部材の劣化を検知する方法として、図２に図示するフロー図のごとく、制御部シーケンサ１１がシリンジモータ駆動回路１２へ吐出開始信号Ｃ１を送信すると、シリンジポンプの吐出開始に伴い上昇する流路内圧を圧力計９で測定し、流路内圧が設定圧力（０．０９５ＭＰａ）に到達した時点で、圧力到達信号Ｓ１を制御部シーケンサ１１へ出力する構成とした。この時のＣ１出力からＳ１入力迄の時間を制御部シーケンサ１１の内部タイマで計測した。【００６０】
上記流路内圧の上昇挙動を測定する手段を設けた以外は実施例２と同様にして、連続塗布開始直後の流路内圧の到達時間は約０．９秒であったが、２００枚終了時点での圧力到達時間は約０．８５秒、５００枚塗布終了時点での圧力到達時間は約０．８秒、１００枚塗布終了時点での圧力到達時間は約０．６秒と短くなる傾向にあった。脈動吸収部材の体積を測定した結果も１０００枚塗布終了時点では０．３ｃｍ３の体積減少が確認できたことから、脈動を緩衝する部材の劣化を流路内圧力の上昇勾配で検知できることが確認できた。
（実施例５）
さらに吐出応答性を向上させる目的で、封入する気体の体積を０．７ｃｍ３とし、封止形状を２５×３０ｍｍとした以外は実施例３と同様に塗膜形成を行った。この吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の０．１９４倍、接液面積は表面積の１００％、扁平性指数Ａ＝３．４６、Ｖ／Ｑ＝０．３３９であった。評価結果を表２に示す。
Ａ．干渉ムラ
乾燥塗膜のＮａランプによる反射観察において、スジ状ムラが全く視認されず優と判断した。
Ｂ．平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅
塗工安定距離は１０ｍｍで優と判断した（図６−ａ）。
定常塗工領域においては、膜厚分布幅がＲ＝０．００４μｍであり優と判断した（図６−ｂ）。
Ｃ．連続使用性能
５００枚目、１０００枚目の評価で共に干渉ムラが全く視認されなかったため連続使用性能は優と判断した。
１０００枚塗布を終了したバルーン体積をメスシリンダーにて測定したところ、封止材を含むバルーン体積約０．８ｃｍ３にほとんど変化は見られなかった。
塗布状態における流路中に配したバルーンの状態を目視にて確認したところ、圧縮状態における変形でも扁平に潰れることで、フィルムに折れ目や皺が一切見られず良好であった。
（実施例６）
吐出脈動を緩衝する部材として、外径６ｍｍ、内径４ｍｍのシリコーンチューブ（酸素透過率５０００ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ＭＰａ以上）の両端に栓をして、内部に約０．６８ｃｍ３の空気を封入した部材を使用し、実施例５と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の０．６倍、接液面積は表面積の１００％、扁平性指数Ａ＝１．９７、Ｖ／Ｑ＝０．６６２であった。評価結果を表１に示す。干渉ムラは可、塗工安定距離は１７ｍｍ（可）であった。また、膜厚分布幅はＲ＝０．０１６μｍ（可）であった。連続使用性能は可であった。
（実施例７）
吐出脈動を緩衝する部材として、実施例５で用いた吐出脈動を緩衝する部材の両端２ｍｍの幅を金具で封入容器壁面に固定し、片面が接液しない状態とした部材を使用し、実施例５と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の０．１１３倍、接液面積は表面積の４０％、扁平性指数Ａ＝１．７３、Ｖ／Ｑ＝０．３３９であった。評価結果を表２に示す。干渉ムラは可、塗工安定距離は１２ｍｍ（良）、膜厚分布幅はＲ＝０．０１６μｍ（可）であった。また、連続使用性能は優であった。【００６１】
【表２】
2005092515.tif 000003
【００６２】
（実施例８）
吐出脈動を緩衝する部材として、大きさ１５×１５ｍｍ、厚み１１２μｍのガスバリアフィルム（三菱ガス化学株式会社  ＰＴＳ袋）を２枚貼り合わせ、外周部の幅２ｍｍをヒートシールすることで内部に０．７ｃｍ３の空気を封入した部材を使用し、実施例５と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の０．０６７倍、接液面積は表面積の１００％、扁平性指数Ａ＝１．１６、Ｖ／Ｑ＝０．８３２であった。評価結果を表２に示す。干渉ムラは良、塗工安定距離は１２ｍｍ（良）、膜厚分布幅はＲ＝０．０１０μｍ（良）であった。また、連続使用性能は良であった。
（実施例９）
吐出脈動を緩衝する部材として、大きさ８０×８０ｍｍ、厚み１１２μｍのガスバリアフィルム（三菱ガス化学株式会社  ＰＴＳ袋）を２枚貼り合わせ、外周部の幅２ｍｍをヒートシールすることで内部に０．７ｃｍ３の空気を封入した部材を使用し、実施例５と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の０．６７２倍、接液面積は表面積の１００％、扁平性指数Ａ＝１６．０、Ｖ／Ｑ＝０．８３２であった。評価結果を表２に示す。干渉ムラは良、塗工安定距離は１６ｍｍ（可）、膜厚分布幅はＲ＝０．００８μｍ（良）であった。また、連続使用性能は良であった。
（比較例１）
図３に図示するフロー図のごとく、吐出脈動を緩衝する部材を使用しなかった以外は実施例１と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表３に示す。干渉ムラは不可であった。【００６３】
吐出応答の遅れを生じる緩衝部材が存在しないため塗工距離の小さな領域での膜厚の乱れは少なくなったが（図７−ａ）、塗工距離５０ｍｍ以降でも平均膜厚の±０．５％の範囲外となる点が存在したため、不可と判断した。膜厚分布幅はＲ＝０．０４１μｍ（図７−ｂ、不可）であった。【００６４】
また、５００枚目、１０００枚目の塗膜の干渉ムラが共に不可であったため、連続使用性能は不可と判断した。【００６５】
【表３】
2005092515.tif 000004
【００６６】
（比較例２）
図４に図示するフロー図のごとく、吐出脈動を緩衝する部材を使用せず、エアチャンバ式アキュームレーター（容積５０ｃｍ３、気密量５ｃｍ３）を用いた以外は実施例１と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表３に示す。干渉ムラは良、塗工安定距離は２２ｍｍ（図７−ｃ、不可）、膜厚分布幅はＲ＝０．０１０μｍ（図７−ｄ、良）であった。また、５００枚目、１０００枚目の塗膜の干渉ムラが共に良であったため、連続使用性能は良と判断した。
気体を封入する材料を用いず、塗液中に直接気体を配するエアチャンバ式アキュームレーターを用いたため、干渉ムラの低減にはある程度の効果が得られたが、吐出応答性を満足することは出来なかった。
（比較例３）
吐出脈動を緩衝する部材を使用せず、エアチャンバ式アキュームレーター（容積５０ｃｍ３、気密量１ｃｍ３）を用いた以外は実施例１と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表３に示す。干渉ムラは可、塗工安定距離は１４ｍｍ（図８−ａ、良）、膜厚分布幅はＲ＝０．０１７μｍ（図８−ｂ、可）、連続使用性能は不可であった。
（比較例４）
吐出脈動を緩衝する部材として、大きさ４０×４０ｍｍ、厚み６ｍｍのシリコーンゴムの発泡体を使用流路液中に配した以外は実施例１と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表３に示す。気体を内部に封止する構成の部材を用いなかったため干渉ムラは可、塗工安定距離は１２ｍｍ（図８−ｃ、良）、膜厚分布幅はＲ＝０．０１６μｍ（図８−ｄ、可）であった。また、連続使用性能は不可であった。
（実施例１０、比較例５）
本発明を用いてフォトスペーサー柱付きカラーフィルタ、及び液晶表示パネルを作成した。
（カラーフィルタの作成）
（樹脂ブラックマトリクスの作成）３，３´、４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、および、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体（ポリアミック酸）溶液を得た。下記の組成を有するカーボンブラックミルベースをホモジナイザーを用いて、７０００ｒｐｍで３０分分散し、ガラスビーズを濾過して、ブラックペーストを調製した。カーボンブラックミルベースカーボンブラック（ＭＡ１００、三菱化成（株）製）：４．６部、ポリイミド前駆体溶液：２４．０部、Ｎ−メチルピロリドン：６１．４部、ガラスビーズ：９０．０部、３００×３５０ｍｍのサイズの無アルカリガラス（日本電気ガラス（株）製、ＯＡ−２）基板上にスピナーを用いて、ブラックペーストを塗布し、オーブン中１３５℃で２０分間セミキュアした。続いて、ポジ型レジスト（Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｍｉｃｒｏｐｏｓｉｔ（登録商標）ＲＣ１００ ３０ｃｐ）をスピナーで塗布し、９０℃で１０分間乾燥した。レジスト膜厚は１．５μｍとした。キャノン（株）製露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、ブラックマトリックス部、額縁部、画面外に柱の一部（土台部）のパターンをもつフォトマスクを介して、露光を行った。次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）を２重量％含んだ２３℃の水溶液を現像液に用い、基板を現像液にディップさせ、同時に１０ｃｍ幅を５秒で１往復するように基板を揺動させて、ポジ型レジストの現像とポリイミド前駆体のエッチングを同時に行った。現像時間は、６０秒であった。その後、メチルセルソルブアセテートでポジ型レジストを剥離し、さらに、３００℃で３０分間キュアし、ブラックマトリックス部、額縁部、土台部のパターンを有する樹脂ブラックマトリクス基板を得た。樹脂ブラックマトリクスの膜厚は、０．９０μｍであり、ＯＤ値は３．０であった。また、樹脂ブラックマトリクスとガラス基板との界面における反射率（Ｙ値）は１．２％であった。画面外の樹脂ブラックマトリックスによる柱の土台の面積は約５００００μｍ2 であった。柱の土台は、画面外の液晶表示装置にした際に切り落とされる領域にも形成されている。約１ｃｍ2 あたり１個の割合で等間隔で周期的に配置した。
（着色層の作成）次に、赤、緑、青の顔料として各々Ｃｏｌｏｒ ｉｎｄｅｘ Ｎｏ．６５３００ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７で示されるジアントラキノン系顔料、Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ Ｎｏ．７４２６５ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６で示されるフタロシアニングリーン系顔料、Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ Ｎｏ．７４１６０ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５−４で示されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。ポリイミド前駆体溶液に上記顔料を各々混合分散させて、赤、緑、青の３種類の着色ペーストを得た。
まず、基板上に青ペーストを塗布し、８０℃で１０分熱風乾燥し、１２０℃２０分間セミキュアした。この後、ポジ型レジスト（Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｍｉｃｒｏｐｏｓｉｔ（登録商標） ＳＲＣ１００ ３０ｃｐ ）をスピナーで塗布後、８０℃で２０分乾燥した。マスクを用いて露光し、アルカリ現像液（Ｓｈｉｐｌｅｙ Ｍｉｃｒｏｐｏｓｉｔ （登録商標） ３５１）に基板をディップし、同時に基板を揺動させながら、ポジ型レジストの現像およびポリイミド前駆体のエッチングを同時に行なった。その後、ポジ型レジストをメチルセルソルブアセテートで剥離し、さらに、３００℃で３０分間キュアした。着色画素部の膜厚は１．７μｍであった。このパターニングにより青色画素の形成とともに額縁上、画面外のブラックマトリックスの土台上にさらに青の着色層の土台を形成した。画面外の青の着色層の土台の面積は約２５０００μｍ2 、額縁上の青の着色層の土台の面積は約５００μｍ2 であった。
水洗後に、同様にして、赤色画素の形成をおこなった。柱の土台の形成は新たに行わなかった。
赤色画素部の膜厚は、１．８μｍであった。
さらに水洗後に、同様にして、緑色画素の形成した。柱の土台は形成しなかった。緑色画素部の膜厚は、１．５μｍであった。
（フォトスペーサー柱の作成）
柱材料に感光性のＪＳＲ製ネガ型アクリル系材料（ＮＮ８１０またはＮＮ７００）を使用し、実施例１０においては、実施例５の塗工装置を用い、比較例５においては比較例１の塗工装置を用いて実施例５と同様に上記着色層形成基板上に塗布した。【００６７】
塗布後の基板はただちに真空チャンバ室に投入して真空乾燥した後、ホットプレート式の硬化炉にて９０℃で１０分間乾燥硬化させて、全く干渉ムラの見られない平均膜厚３．７３μｍの乾燥塗膜を得た。
次に露光機（ｃａｎｏｎ ＰＬＡ−５０１Ｆ）を用いて２００ｍＪ／ｃｍ2 （ｉ線）を照射しマスク露光した。ＴＭＡＨ水溶液（０．１５％）に基板をディップし、同時に基板を揺動させながら、現像パターンニングを同時に行なった。このパターニングにより柱を、画面内と額縁上、画面外のブラックマトリックスの土台上に形成した後、ホットプレート式の硬化炉にて２７９℃で２０分間乾燥硬化した。【００６８】
画面内の樹脂の柱の上面積は約１１０μｍ2 であり、樹脂層の下面積は約１２０μｍ2 であった。額縁上にも上面積約１１０μｍ2 であり、下面積も約１２０μｍ2 ものを形成した。画面外の樹脂の柱の上面積は約１００００μｍ2 で（サイズ１００×１００μｍ）あり、樹脂層の下面積は約１２０００μｍ2 （サイズ１１０×１１０μｍ）であった。柱高さは３．１μｍであった。なお、画面内の柱は、３画素（１画素：１００μｍ×３００μｍ）に１個の割合で設けた。【００６９】
フォトスペーサー柱付きカラーフィルタをハロゲンランプ照明で観察すると、柱高さのバラツキは反射ムラとして視認されるが、実施例１０の塗工装置で塗布し得られたフォトスペーサ柱付きカラーフィルタは、フォトスペーサーの高さムラに起因する反射ムラが視認されず、極めて良好なものであった。一方、比較例５の塗工装置で塗布し得られたフォトスペーサ柱付きカラーフィルタでは、フォトスペーサーの高さムラに起因する強い反射ムラが視認され、品位の劣るものであった。
（実施例１１）
（カラー液晶パネル体の作製）実施例１０のカラーフィルタ上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極付の対向基板を作成し、同様にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。配向膜を設けたカラーフィルタと薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極基板とをシール剤を用いて貼り合わせた後に、画面外の不要な領域を切り落とした。次にシール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、注入口を液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行った。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせセルを作製した。得られた液晶パネル体は、高さムラの無いフォトスペーサー柱によって均一なセルギャップが確保でき、良好な表示品位のものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は基材に塗液を塗布する塗工装置において、送液ポンプの振動などに起因する吐出脈動が塗膜の均一性を損なう場合に、その吐出脈動を低減することで均一な塗膜形成を実現する技術である。特に表示体用途の分野においては、極めて微少な膜厚変動であっても表示ムラとして視覚的に認識され、品位に影響を及ぼすとされているため、本発明の塗工装置はこれら表示用デバイスの薄膜塗布技術に好適に用いることが出来る。
【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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【国際調査報告】
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