(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を供給する供給手段と、
前記供給手段からの塗布液の供給を受け、一方向に延びる吐出口から塗布液を吐出可能な塗布器と、
前記塗布器および被塗布部材のうち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の表面に塗布液の塗膜を形成する移動手段とを具備する塗布装置にあって、
前記塗布器は、前記被塗布部材の相対的な進行方向でみて前後に結合されたフロントリップおよびリアリップと、これらリップ間に形成され、前記吐出口に塗布液を導くスリットと、前記スリットを形成する前記フロントおよびリアリップのリップ接液面とを有し、
（ａ）前記それぞれのリップのリップ接液面間の間隙は、前記リップ接液面の全域に亘り、設定値からの偏差が４％以内の範囲に収められ、
（ｂ）前記リップ接液面は、その平面度が0.01μmから5μmの範囲にあり、
（ｃ）前記フロントおよびリアリップは、そのリップ接液面に連なり被塗布部材と平行に相対する平面を形成したリップ先端面を有するとともに、前記リップ先端面の前記平面の真直度が0.01μmから10μmの範囲にあり、
（ｄ）前記リップ接液面および前記リップ先端面の前記平面はそれぞれ、表面粗さの最大高さＲmaxが0.001μmから0.2μmの範囲にあり、
（ｅ）前記リップ先端面の前記平面と前記リップ接液面とを繋ぐ角部は0.1μmから10μmの範囲の曲率半径を有している、
ことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記スリットの間隙は0.05mmから0.3mmの範囲に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗布装置を含むカラーフィルタの製造装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の塗布装置を用い、塗布器および被塗布部材のうち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の表面に塗布液の塗膜を形成し、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、平坦な枚葉部材などの被塗布部材の表面に塗布液を吐出し、その塗布液の塗膜を形成する塗布装置並びにこの塗布装置を用いたカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタは、被塗布部材としてのガラス基板上に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、そのガラス基板上をさらに赤、青、緑の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、それぞれの塗膜を形成する塗布工程が不可欠となる。この種の塗布工程には従来、塗布装置としてスピナー、バーコータあるいはロールコータが使用されていたが、塗布液の消費量を削減し、また、塗膜の物性を向上する上で、近年に至ってはダイコータの使用が検討されている。
【０００４】
ダイコータは塗布液を吐出するための塗布器いわゆるスリットダイを備えており、この種のスリットダイはたとえば特開平2-207865号公報および特開平5-104054号公報にそれぞれ開示されている。これら公知のスリットダイはその吐出口から塗布液を吐出しながら、被塗布部材であるウエブの表面に塗布液の塗膜を形成するものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知のスリットダイはいずれも、連続して走行するウエブの表面に塗膜を形成するものであるため、ガラス基板のような硬い枚葉部材への塗膜の形成にはそのままでは適用することができない。
また、均一な塗膜を得る上で、公知のスリットダイにはその吐出口近傍の形状に種々の工夫が採用されているが、その吐出口に至る塗布液の供給経路に関しては何ら考慮されていない。それゆえ、公知のスリットダイにあっては、その吐出口の長手方向全域に亘り一様にして塗布液を良好に導くことができず、均一かつ安定した塗膜の形成が確保できない。
【０００６】
この発明は、上述した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、塗布器の吐出口まで塗布液を一様に導くことができ、均一かつ安定した塗膜の形成が可能となる塗布装置、並びに、この塗布装置を用いたカラーフィルタの製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００７】
【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、請求項１の塗布装置は、塗布液を供給する供給手段と、この供給手段からの塗布液の供給を受け、一方向に延びる吐出口から塗布液を吐出可能な塗布器と、この塗布器および被塗布部材のちうの少なくとも一方を相対的に移動させて、その被塗布部材の表面に塗布液の塗膜を形成する移動手段とを備え、その塗布器は、被塗布部材の相対的な進行方向でみて前後に結合されたフロントリップおよびリアリップと、これらリップ間に形成され、吐出口に塗布液を導くスリットと、このスリットを形成するフロントおよびリアリップのリップ接液面とを有し、これらリップのリップ接液面間の間隙は、リップ接液面の全域に亘って、設定値からの偏差が４％以内の範囲に収められている。
【０００８】
請求項１の塗布装置によれば、フロントおよびリアリップの間隙、つまり、リップ接液面間の間隙がそれらリップ接液面の全域に亘りほぼ均一に維持されているので、塗布液はスリット内を円滑に流れ、そして、吐出口の長手方向全域から一様に吐出される。
また、請求項１の塗布装置の場合、そのフロントおよびリアリップは、そのリップ接液面に連なり被塗布部材と平行に相対する平面を形成したリップ先端面を有し、そして、リップ先端面の平面とリップ接液面とを繋ぐ角部の曲率半径は0.1μmから10μmの範囲に設定されている。このような塗布装置によれば、フロントおよびリアリップのリップ接液面間の間隙、つまり、スリット間隙を吐出口の長手方向全域に亘って均一できる。
【０００９】
さらに、請求項１の塗布装置の場合、リップ接液面の平面度が0.01μmから5μmの範囲にあり、かつ、その表面粗さの最大高さが0.001μmから0.2μmの範囲に設定されている。このような塗布装置によれば、リップ接液面は十分な平滑性を有しているので、リップ接液面に塗布液中の塗料粒子が凝集して塊を形成するようなことはなく、塗布液はスリットを通じ吐出口まで円滑に導かれる。
【００１０】
さらにまた、請求項１の塗布装置の場合、リップ先端面の平面の真直度が0.01μmから10μmの範囲にあり、かつ、その平面の表面粗さの最大高さＲmaxが0.001μから0.2μmの範囲に設定されている。このような塗布装置によれば、リップ先端面の平面と被塗布部材との間のクリアランスが吐出口の長手方向全域に亘って均一となり、しかも、リップ先端面の平面が滑らかで塗布液の濡れ性に優れ、クリアランスでの塗布液のメニスカスが安定して維持され、被塗布部材の表面に均一な膜厚の塗膜が形成される。
【００１３】
請求項２の塗布装置は、スリットの間隙が0.05mmから0.3mmの範囲に設定されており、この場合、スリットの間隙は、たとえばカラーフィルタ用の塗膜に要求される厚さや、塗布器自体の加工および組立性を考慮すると、最適なものとなる。
【００１４】
請求項３のカラーフィルタの製造装置は、請求項１または２に記載の塗布装置を含んでおり、このカラーフィルタの製造装置は、その塗布器から塗布液を吐出してガラス基板などの透明基板に所定の塗膜を順次形成し、カラーフィルタを製造する。
請求項４のカラーフィルタの製造方法は、請求項１または２に記載の塗布装置を用い、塗布器および被塗布部材のうちの少なくとも一方を相対的に移動させて被塗布部材の表面に塗布液の塗膜を形成し、カラーフィルタを製造する。請求項４の製造方法によれば、請求項１または２の塗布装置の同様な作用が発揮される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、カラーフィルタの製造に適用された塗布装置いわゆるダイコータが示されており、ダイコータは基台２を備えている。基台２上には一対のガイド溝レール４が設けられており、これらガイド溝レール４には、ステージ６が配置され、このステージ６の上面はサクション面として構成されている。ステージ６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。
【００１７】
一対のガイド溝レール４間には、ガイド溝レール４に沿って延びるケーシング１２が配置されており、このケーシング１２は送り機構を内蔵している。送り機構は、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を有しており、フィードスクリュー１４はステージ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、このコネクタ１６を貫通して延びている。フィードスクリュー１４の両端部は図示しない軸受に回転自在に支持されており、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の上面又は側面にはコネクタ１６の移動を許容する開口が形成されているが、図１中その開口は省略されている。
【００１８】
なお、ここでは、ステージ６が往復動する構成となっているが、これに限らす、後述するスリットダイ４０がステージ６に対して往復動する構成であってもよい。要は、ステージ６およびスリットダイ４０のうちの少なくとも一方が往復動すればよい。
基台２の上面にはその一端側に逆Ｌ字形のセンサ支柱２０が配置されている。センサ支柱２０はその先端が一方のガイド溝レール４の上方まで延びており、その先端には電動型の昇降アクチュエータ２１が取り付けられている。この昇降アクチュエータ２１には厚みセンサ２２が下向きして取り付けられており、この厚みセンサ２２にはレーザ変位計、電子マイクロ変位計および超音波厚さ計などを使用することができる。
【００１９】
さらに、基台２の上面にはセンサ支柱２０よりも基台２の中央側に同じく逆Ｌ字形をなしたダイ支柱２４が配置されている。ダイ支柱２４の先端は一対のガイド溝レール４間の上方、つまり、ステージ６の往復動経路の上方に位置し、その先端には昇降機構２６が取り付けられている。図１中には詳細に示されていないけれども、昇降機構２６は昇降ブラケットを備えており、この昇降ブラケットは一対のガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。これらガイドロッド間にはボールねじからなるフィードスクリューが配置されており、このフィードスクリューは昇降ブラケットのナット部にねじ込まれ、このナット部を貫通して延びている。フィードィードスクリューの上端部にはＡＣサーボモータ３０が連結されており、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。なお、前述したガイドロッドおよびフィードスクリューはケーシング２８に収容され、軸受を介して回転自在に支持されている。
【００２０】
昇降ブラケットには支持軸（図示しない）を介してコ字形をなしたダイホルダ３２が垂直面内で回転自在に取り付けられており、このダイホルダ３２は一対のガイド溝レール４の上方をこれらガイド溝レール４間に亘って水平に延びている。さらに、昇降ブラケットにはダイホルダ３２の上方に水平バー３６が固定されており、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、空圧型の調整アクチュエータ３８がそれぞれ取り付けられている。これら調整アクチュエータ３８は水平バー３６の下面から突出した伸縮可能なロッドを有しており、これら伸縮ロッドの下端はダイホルダ３２の両端それぞれに当接されている。
【００２１】
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２に示されているようにスリットダイ４０からは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における電磁切換え弁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、塗布液を蓄えたタンク５０内に挿入されている。
【００２２】
シリンジポンプ４４のポンプ本体５２は、電磁切換え弁４６の切換え作動により供給ホース４２および吸引ホース４８の一方に選択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およびポンプ本体５２はコンピュータ５４に電気的に接続され、このコンピュータ５４からの制御信号を受けて、それらの作動が制御されるようになっている。また、コンピュータ５４は前述した昇降アクチュエータ２１および厚みセンサ２２もまた電気的に接続されている。
【００２３】
さらに、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や、昇降機構２６つまりそのＡＣサーボモータ３０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。
【００２４】
図示されていないが、ダイコータには、ステージ６上に被塗布部材としての枚葉部材、つまり、カラーフィルタのためのガラス基板Ａを供給するローダや、ステージ６からガラス基板Ａを取り外すためのアンローダが備えられており、これらローダおよびアンローダにはその主要構成部分にたとえば円筒座標系産業用ロボットを使用することができる。
【００２５】
図１から明らかなように前述したスリットダイ４０は、ステージ６の往復動方向と直交する方向、すなわち、ステージ６の幅方向に水平に延びており、その両端がダイホルダ３２に支持されている。ここで、スリットダイ４０の水平調整は、前述した水平バー３６の両端に設けた調整アクチュエータ３８の伸縮ロッドを伸縮させ、ダイホルダ３２をその支持軸回りに回転させることで行うことができる。
【００２６】
図３および図４を参照すれば、第１実施例のスリットダイ４０の詳細が示されている。このスリットダイ４０は長尺なブロックであるフロントリップ５８およびリアリップ６０を備えており、これらフロントおよびリアリップ５８，６０はステージ６の往復動方向前後にシム６２を介して結合され、互いに複数の連結ボルト６４により一体的に結合されている。なお、フロントリップ５８はステージ６の往動方向でみて前側に、そして、リアリップ６０はその後側に配置されている。
【００２７】
より詳しくは、フロントリップ５８の下面において、リアリップ６０寄りの部分は下方に向けてさらに突出しており、一方、リアリップ６０の後面下部にはフロントリップ５８の下面に連なるようにして下向きの傾斜面が形成されている。これにより、スリットダイ４０の下面中央にはその幅方向に延びるノズル部６６が形成されている。
【００２８】
図４から明らかなようにリアリップ６０の内面にはその中央部分に位置してマニホールド６８が形成されている。このマニホールド６８は溝から形成されており、この溝はスリットダイ４０の幅方向に水平に延びている。マニホールド６８の上側に位置する溝壁はその中央から左右に向けて僅かに下方に向けて傾斜しており、また、その下側の溝壁は水平ではなく、シム６２側に向けて下方に傾斜されている。
【００２９】
なお、マニホールド６８は前述した塗布液の供給ホース４２に内部通路７０を介して常時接続されており、この内部通路７０はマニホールド６８の中央上部に位置付けられている。
シム６２は薄い板状をなし、マニホールド６８自体およびマニホールド６８の下方部分に対応した部分が切り欠かれている。したがって、シム６２は、フロントリップ５８とリアリップ６０との間にマニホールド６８に連なる垂直なスリット７２（図３参照）を形成しており、このスリット７２の下端開口はノズル部６６の下面すなわちリップ下面６６ａに開口する吐出口７４となっている。この吐出口７４もまたマニホールド６８と同様にステージ６の往復動方向と直交する方向、すなわち、ステージ６の幅方向に延びている。
【００３０】
フロントリップ５８およびリアリップ６０の内面において、スリット７２を規定する部分はそれぞれリップ接液面７６となっており、これらリップ接液面７６間の間隙（スリット７２の間隙）は、スリット７２の上下方向（図５中矢印Ｂ方向）及び吐出口７４の長手方向（図５中Ｅ方向）のそれぞれに亘り、つまり、リップ接液面７６の全域に亘り、基準値からの偏差が４％以内に収められている。ここで、スリット７２の間隙、つまり、その基準値はシム６２の厚みによって決定され、その間隙はたとえば0.05mmから0.3mmの範囲に設定されている。
【００３１】
図５および図６に示されているようにステージ６の幅方向に沿う吐出口７４の吐出幅は、前述の説明から明らかなようにマニホールド６８における両端間の長さ（図５参照）、つまり、シム６２における両脚部６２ａ間の間隔（図６参照）によって規定されており、その吐出幅は図５，６中、参照符号Ｗで示されている。なお、図６では、シム６２は斜線を施して示されている。
【００３２】
スリット７２の間隙に前述した精度を与えるため、フロントリップ５８およびリアリップ６０のリップ接液面７６はその平面度が0.01μmから5μmの範囲に、そして、その表面粗さが0.001μmから0.2μmの範囲に収まるように加工されている。
さらに、ノズル部６６のリップ下面６６ａは水平に配置されており、リップ接液面７６に対するリップ下面６６ａの真直度は、0.01μmから10μmの範囲に、また、その表面粗さの最大高さＲmaxが0.001μmから0.2μmの範囲に収まるように加工されている。
【００３３】
さらにまた、図７の拡大断面から明らかなように、フロントおよびリアリップ５８，６０のそれぞれにおいて、そのリップ接液面７６とリップ下面６６ａとを繋ぐ角部は、その曲率半径Ｒ0.1μmから10μmの範囲内に設定されている。
ここで、本発明で規定される表面粗さの最大高さＲmaxとは、JIS B 0601(1982)に準拠して測定される数値である。すなわち、最大高さＲmaxは、断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の平均線に平行な２直線で抜き取り部分を挟んだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定して、この値をマイクロメータ（μm）で表したものである。また、本発明で規定する平面度、真直度とは、JIS B 0621(1982)に準拠して定義されたものである。すなわち、平面度とは平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさをいい、真直度とは直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いをいう。
【００３４】
次に、フロントリップ５８およびリアリップ６０の結合構造に関して詳述する。フロントリップ５８の上部には連結ボルト６４のために複数の挿通孔７８が形成されており、これら挿通孔７８はマニホールド６８の長手方向に等間隔を存して配置されている。また、フロントリップ５８の両端下部にも連結ボルト６５のための挿通孔８０が１個ずつ形成されている。そして、シム６２およびリアリップ６０には、フロントリップ５８の挿通孔７８，８０に対応して貫通孔８２およびねじ孔８４がそれぞれ形成されている。したがって、フロントリップ５８およびリアリップ６０間にシム６２を挟み込んで、フロントリップ５８の各挿通孔７８，８０に連結ボルト６４，６５を挿通し、これら連結ボルト６４，６５をシム６２の貫通孔８２を通じてリアリップ６０のねじ孔８４にねじ込んでいけば、フロントリップ５８およびリアリップ６０をシム６２を介して一体的に結合することができる。
【００３５】
ここで、連結ボルト６４のねじ込み、つまり、その締め付けは、図８中リアリップ６０のねじ孔８４に付した番号＃１〜＃１２の順番で行われる。すなわち、まず、リアリップ６０の内部通路７０の両側にある２個のねじ孔８４にねじ込まれている連結ボルト６４を順次締め付ける。この後、締め付けが完了した連結ボルト６４の両側に隣接する連結ボルト６４を左右交互に順次締め付けていき、そして、最後に、下側の連結ボルト６５を締め付ける。
【００３６】
このような順番で連結ボルト６４の締め付けを行うと、シム６２の中央部に撓みが発生することがなく、スリット７２の間隙を高精度にして得ることができる。なお、図面中、フロントリップ５８の挿通孔７８、シム６２の貫通孔８２およびリアリップ６０のねじ孔８４は図４、図５および図８にのみに示されている。また、図４中、挿通孔７８および貫通孔８２はその一部しか示されておらず、さらに、図５と図８のねじ孔８４に関してはその数が異なっているが、これは単に作図上の都合によるものであり、連結ボルト６４の個数に制約を受けるものではない。
【００３７】
スリットダイ４０のスリット７２はその間隙が狭いので、このスリット７２の間隙を高精度に維持するには、フロントリップ５８およびリアリップ６０のリップ接液面７６の硬度を高めて、これらリップ接液面７６に傷が発生するのを防止すべきである。しかしながら、前述した挿通孔７８，８０やねじ孔８４の加工をも考慮すると、リップ接液面７６の硬度はロックウエル硬度でみてＨRC３０以上でかつＨRC７０以下の範囲にあるのが好ましい。
【００３８】
なお、図３および図４に概略的に示されているようにフロントリップ５８の外面には、その下部に溝８６が形成されており、この溝８６はマニホールド６８と平行に延び、フロントリップ５８を上部と下部とに区分するネック部８８を形成している。そして、フロントリップ５８の上部と下部とは、マニホールド６８の長手方向に等間隔を存して配置された複数の差動ねじ９０により相互接続されており、これら差動ねじ９０は前述した連結ボルト６４を避けて配置されている。各差動ねじ９０はその締め付けまたは弛め動作により、フロントリップ５８のネック部８８を弾性的に撓ませることができ、これにより、スリット７２つまり吐出口７４の間隙を微調整することができる。
【００３９】
次に、カラーフィルタの製造に係わる一工程、つまり、上述したダイコータを使用して行われる塗布方法を説明する。
まず、ダイコータにおける各作動部の原点復帰が行われると、ステージ６は厚みセンサ２２の下方に位置付けられ、また、タンク５０から吸引ホース４８および供給ホース４２を経て、スリットダイ４０内のマニホールド６８およびスリット７２内に至る経路内に塗布液が満たされる。さらに、塗布準備動作として、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６がそのポンプ本体５２と吸引ホース４８とを接続すべく切換え作動され、そして、ポンプ本体５２にタンク５０内の塗布液を吸引ホース４８を通じて吸引する吸引動作を行わせる。シリンジポンプ４４内に所定量の塗布液が吸引されると、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく切換作動される。
【００４０】
この状態で、図示しないローダからステージ６上にガラス基板Ａが供給され、このガラス基板Ａはステージ６上にサクション圧を受けて保持される。ここで、ガラス基板Ａは、スリットダイ４０における吐出口７４の吐出幅Ｗよりも広い幅寸法を有している。このようにしてガラス基板Ａのローディングが完了すると、厚みセンサ２２が所定の位置まで下降され、ガラス基板Ａの厚みが厚みセンサ２２により測定される。測定後、厚みセンサ２２は元の位置まで上昇される。
【００４１】
ガラス基板Ａのローディングが完了すると、ステージ６はスリットダイ４０に向けて往動され、スリットダイ４０の直前で停止される。この後、スリットダイ４０が下降され、スリットダイ４０、すなわち、そのノズル部６６の下面とガラス基板Ａの上面との間に所定のクリアランス、すなわち、形成すべき塗膜の厚さＴに対して数倍となる、たとえば０．１mmのクリアランスＨ（図７参照）が確保される。クリアランスＨは、厚みセンサ２２により測定したガラス基板Ａの厚さを考慮し、ステージ６とスリットダイ４０との間の距離を測定する距離センサ（図示しない）からの出力信号に基づき、スリットダイ４０の下降位置が位置決めされることで正確に設定される。
【００４２】
次に、ステージ６をさらに往動させ、ガラス基板Ａの上面にて、塗膜の形成を開始すべきスタートラインがスリットダイ４０の吐出口７４の直下に位置付けられた時点で、ステージ６を一旦停止させる。
このステージ６の一旦停止と実質的に同時に、シリンジポンプ４４に塗布液の吐出動作を開始させ、塗布液をスリットダイ４０に向けて供給する。したがって、スリットダイ４０の吐出口７４からガラス基板Ａ上に塗布液Ｌが吐出される。ここで、吐出口７４はその間隙がスリットダイ４０の長手方向、つまり、ステージ６の往復動方向に沿って一定であるから、吐出口７４からはガラス基板Ａのスタートラインに沿って一様に塗布液Ｌが吐出され、この結果、スリットダイ４０とガラス基板Ａとの間にはメニスカスと称される液溜まりＣ（図７参照）がスタートラインに沿って形成される。
【００４３】
このような液溜まりＣの形成と同時に、吐出口７４からの塗布液Ｌの吐出を継続しながら、ステージ６を一定の速度で往動方向に進行させると、図２および図７に示されるようにガラス基板Ａの上面に塗布液Ｌの塗膜Ｄが連続して形成される。
なお、塗膜Ｄの形成にあたっては、ステージ６の往動を一旦停止することなく、ガラス基板Ａのスタートラインがスリットダイ４０の吐出口７４を通過するタイミングにて、吐出口７４から塗布液Ｌを吐出するようにしてもよい。
【００４４】
ステージ６の進行に伴い、ガラス基板Ａ上にて塗膜Ｄの形成を終了すべきフィニッシュラインがスリットダイ４０の吐出口７４の直前位置に到達すると、この時点で、シリンジポンプ４４の吐出動作が停止される。このようにしてスリットダイ４０の吐出口７４からの塗布液Ｌの吐出が停止されても、ガラス基板Ａ上の液溜まりＣの塗布液を消費（スキージ）しながら、塗膜Ｄの形成がフィニッシュラインまで継続される。なお、ガラス基板Ａ上のフィニッシュラインがスリットダイ４０の吐出口７４を通過した時点で、シリンジポンプ４４の吐出動作を停止するようにしてもよい。
【００４５】
ガラス基板Ａ上のフィニッシュラインが吐出口７４を通過する時点または通過した時点で、シリンジポンプ４４の吸引動作がわずかに行われ、これにより、スリットダイ４０のスリット７２内の塗布液Ｌはマニホールド６８側に吸引される。
同時に、スリットダイ４０は元の位置まで上昇され、スリットダイ４０から塗布液Ｌの吐出工程が終了する。次に、シリンジポンプ４４に吸引動作と同じ量だけ吐出動作を与えて、スリットダイ４０のスリット７２に空気が残らないようにした後、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と吸引ホース４８とを接続すべく切換え動作され、そして、ポンプ本体５２にタンク５０内の塗布液を吸引ホース４８を通じて吸引する吸引動作を行わせる。シリンジポンプ４４内に所定量の塗布液が吸引されると、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく切換え作動される。なお、スリットダイ４０の上昇位置にて、その下端面に付着している塗布液Ｌがクリーナ（図示しない）により拭き取られる。
【００４６】
一方、ステージ６の往動は、塗布液Ｌの吐出工程が終了しても継続されており、ステージ６がガイド溝レール４の終端に到達した時点で、その往動が停止される。この状態で、塗膜Ｄが形成されたガラス基板Ａは、そのサクションによる吸着が解除されて後、アンローダによりステージ６上から取り外される。この後、ステージ６は復動され、図１に示す初期位置に戻されて一連の塗布工程が終了する。初期位置にて、ステージ６は新たなガラス基板がローディングされるまで待機する。
【００４７】
上述したガラス基板Ａ上への塗膜Ｄの形成に関し、フロントリップ５８およびリアリップ６０のリップ接液面７６はその平面度および表面粗さが上述の範囲の加工精度を有した鏡面仕上げとなっており、また、スリットダイ４０におけるスリット７２の間隙はリップ接液面７６の全域に亘って、その基準値からの偏差が４％以内に抑えられている。それゆえ、マニホールド６８からスリット７２に導かれた塗布液Ｌはそのスリット７２内を吐出口７４の長手方向全域に亘り円滑に流れることができ、その吐出口７４からガラス基板Ａ上に一様に吐出されることになる。この結果、ガラス基板Ａ上の塗膜Ｄの膜厚Ｔもまたその幅方向に均一となり、塗膜Ｄに部分的な膜厚Ｔの不足に起因する縦すじなどの不具合が発生することはない。
【００４８】
また、リップ接液面７６は鏡面仕上げとなっているので、塗布液Ｌ中における塗料の粒子がリップ接液面７６上にこびり付きいて塊に成長することもないし、しかも、リップ接液面７６には十分な硬さが与えられているので、リップ接液面７６に傷が生じることもない。したがって、スリット７２の間隙を長期に亘って維持することができる。
【００４９】
なお、リップ接液面７６の平面度および表面粗さが上述した範囲内に収められているので、それらの加工に要する手間および費用が過大になることもない。
一方、ノズル部６６のリップ下面６６ａはリップ接液面７６に対して真直であるから、吐出口７４とガラス基板Ａとの間に確保されるクリアランスＨは吐出口７４の長手方向に亘って均一となり、また、リップ下面６６ａもまたリップ接液面７６と同様な鏡面仕上げとなっているので、塗布液Ｌに対する濡れ性に優れたものとなっている。それゆえ、リップ下面６６ａとガラス基板Ａとの間にメニスカスＣが形成され易くなるとともに、メニスカスＣは吐出口７４の長手方向に一様になり、また、安定して維持される。このような安定したメニスカスＣは塗膜Ｄの膜厚Ｔを均一にする上で大きく貢献する。
【００５０】
また、リップ下面６６ａとリップ接液面７６との間の角部はその曲率半径Ｒが上述の範囲に規制されているので、その角部は鋭角となり、このこともメニスカスＣの安定に大きく貢献する。さらに、リアリップ６０側においても、そのリップ下面６６ａとリップ接液面７６との間の角部が鋭角であるから、その角部から塗布液Ｌの液離れが安定し、このことも塗膜Ｄの膜厚Ｔを均一にする上で大きく役立つ。
【００５１】
さらにまた、上述したように吐出口７４の開口縁が鋭角であると、吐出口７４の間隙を容易に測定することができ、その間隙は0.05から0.3mmの範囲の一定値に正確に設定することが可能となる。ここで、その間隙が0.05mm以上に確保されていると、その間隙調整が容易に行え、これに対し、その間隙が0.3mmを越えてしまうと、スリット７２およびマニホールド６８内の塗布液の吐出圧を十分に保持することが困難になり、吐出口７４から一様に塗布液Ｌを吐出することができなくなってしまう。
【００５２】
次に、図９を参照すると、第２実施例のスリットダイ４０に適用されるリアリップ６１が示されている。このリアリップ６１は、前述のリアリップ６０と比べ、マニホールド６８の両端下部に三角スロープ９２が備えられている点のみで異なる。各三角スロープ９２はマニホールド６８の端からＸの範囲に亘って形成され、前述したリップ接液面７６との境界はマニホールド６８の端に向かい下方に傾斜されている。したがって、リップ接液面７６において、その上縁と下縁との間で規定される垂直長さは、吐出口７４の長手方向でみた両端部分がその端に向かって徐々に短くなっている。
【００５３】
リアリップ６１に上述した三角スロープ９２が形成されていると、マニホールド６８の両端部は三角スロープ９２の分だけ、その端に向かって容積が徐々に増加されているので、その中央の内部通路７０を通じてマニホールド６８内に供給される塗布液Ｌはスリット７２の幅方向でみて、その両側部分に積極的に導かれることになり、また、スリット７２の流路抵抗はその両端部分で小さくなる。したがって、吐出口７４から塗布液Ｌが吐出されるとき、その吐出圧が低くても、吐出口７４の長手方向でみて、その両端部からの塗布液Ｌの吐出量がその中央からの吐出量に比べて減少するようなことはなく、塗膜Ｄにおける両側部の膜厚Ｔが中央に比べて薄くなることはない。
【００５４】
次に、図１０を参照すると、第３実施例のスリットダイ４０に適用されるシム６３が示されている。このシム６３はその両脚部６２ａのマニホールド６８よりも下側に三角突起９４を有しており、これら三角突起９４は、スリット７２の幅を規定するシム間隔Ｙをその上縁から下縁に向けて徐々に減少させている。この場合、吐出口７４の吐出幅Ｗは三角突起９４間にて規定されることになる。
【００５５】
上述のシム６３を使用すれば、マニホールド６８からスリット７２内に塗布液Ｌが導かれるとき、その吐出圧が低くても、塗布液Ｌは吐出口７４に向けて絞られるようにして流れることから、吐出口７４の両端からの塗布液Ｌの吐出量がその中央部からの吐出量に比べて減少してしまうことはなく、第２実施例の場合と同様な利点を得ることができる。
【００５６】
なお、第３実施例のスリットダイ４０においても、そのリアリップに第２実施例のリアリップ６１を使用することができる。
【００５７】
【実施例および比較例】
上述したように、高精度の塗布装置、特にカラーフィルタの塗布装置の塗布器は塗布器の幅方向の塗布厚み精度が均一であることと、塗膜の表面欠点がないことの２つが大切である。
表１に、塗布器の幅は280mm〜400mmとさまざまであるが、この塗布器の平面度、表面粗さ、曲率半径Ｒ等の精度と、この塗布器を用いて塗布したときの塗布厚み精度および表面欠点との関係を示す。
【００５８】
【表１】
0003793882.tif 000002
【００５９】
その結果、塗布厚み精度は特にリップ間隙に依存することが分かった。すなわち、塗布厚み精度は、リップ接液面間の間隙のリップ接液面の全域に亘る設定値からの偏差が４％以内でなければ満足な値は得られないことが分かった。この精度を維持するためには、リップ接液面の平面度が5μm以下の精度が必要である。逆に精度を高め過ぎると、加工費が増加するため0.01μmが限度である。
【００６０】
次に、表面欠点はリップ接液面の表面粗さ、およびリップ先端面とリップ接液面とを繋ぐ角部の曲率半径Ｒに依存することが分かった。すなわち、表面粗さが悪いと粗さの隙間に塗布液が入り塗布液が凝集して異物となり、これが核となってすじが発生したり、ときどきこの凝集物が流れ出したりして異物欠点となる。特開平2-207865号公報、特開平7-256189号公報記載の塗布器では表面粗さとして中心線平均粗さを規定しているが、カラーフィルタのような超精密塗布においてはリップ接液面のわずかな傷が原因ですじが発生するため良くなかった。さまざまな評価のすえ、表面粗さの最大高さで管理すべきであるとことが分かった。その結果、表面粗さの最大高さＲmaxが0.2μm以下であると好ましいことが分かった。また、逆に良すぎると加工費がかさむため、0.001μmが限界である。
【００６１】
また、角部の曲率半径Ｒは欠け等がなく、塗布器の幅方向均一であれば10μm以上でも良い。しかし、大きければ大きいほど幅方向を均一に仕上げることは困難である。したがって、逆に小さい方か幅方向でのばらつきが小さくなることが分かった。このため、曲率半径Ｒは0.1〜10μmが最適である。平面性、表面粗さの最大高さ、および角部の曲率半径の３つを兼ね備えていれば申し分のないことは勿論である。
【００６２】
ここで、前述したけれども、本発明で規定する表面粗さの最大高さＲMaxは、JIS B 0621(1982)に準拠して測定される数値である。すなわち、最大高さＲMaxは断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の平均線に平行な２直線で抜き取った部分を挟んだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定してこの値をマイクロメートル（μm）で表したものである。また、本発明で規定する平面度、真直度はJIS B 0621(1984)に準拠して定義されたものである。すなわち、平面度とは平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさを、真直度とは直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いの大きさをいう。
【００６３】
一方、以下の表２に示すように従来30μmであった真直度を10μmまで向上させることによって、厚み精度がより向上した。そこでリップ先端面の真直度は0.01μmから10μmの範囲で、かつその表面粗さの最大高さＲmaxが0.001μmから0.2μmの範囲にあるのが好ましいことが分かった。
【００６４】
【表２】
0003793882.tif 000003
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１の塗布装置によれば、塗布器のスリットの間隙をそのリップ接液面の全域に亘って均一にしてあるから、塗布液はスリットを通じて吐出口まで円滑に導かれ、そして、その吐出口から一様に吐出される。この結果、被塗布部材の表面に均一な膜厚の塗膜を形成することができる。
【００６６】
また、請求項１の塗布装置によれば、リップ接液面の平面度および表面粗さ、また、リップ先端面の平面の真直度を規定することで、その加工に要する手間や費用を過大にすることなく、スリットの間隙に所望の精度を容易に与えることができる。
【００６８】
請求項２の塗布装置によれば、塗布器の吐出口の開度を適切な範囲に抑えることができる。
そして、請求項３，４のカラーフィルタの製造装置および製造方法によれば、高品質なカラーフィルタの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイコータを示した概略斜視図である。
【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】スリットダイを一部破断して示した側面図である。
【図４】第１実施例のスリットダイを示した分解斜視図である。
【図５】図４に示したリアリップの拡大図である。
【図６】リアリップとシムとの関係を示す図である。
【図７】図５中VII部におけるスリットダイの拡大断面図である。
【図８】スリットダイの組立時、連結ボルトの締結順序を説明するための図である。
【図９】第２実施例のリアリップの斜視図である。
【図１０】第３実施例のシムをリアリップとともに示した斜視図である。
【符号の説明】
６    ステージ
１４    フィードスクリュー
４０    スリットダイ（塗布器）
４４    シリンジポンプ（供給手段）
５０    タンク
５８    フロントリップ
６０    リアリップ
６２    シム
６６ａ  リップ下面
６８    マニホールド
７２    スリット
７４    吐出口
９２    三角スロープ
９４    三角突起
７６    リップ接液面
Ａ      ガラス基板（被塗布部材）
【図１】
0003793882.tif 000004
【図２】
0003793882.tif 000005
【図３】
0003793882.tif 000006
【図４】
0003793882.tif 000007
【図５】
0003793882.tif 000008
【図６】
0003793882.tif 000009
【図７】
0003793882.tif 000010
【図８】
0003793882.tif 000011
【図９】
0003793882.tif 000012
【図１０】
0003793882.tif 000013