JP2001252609A

JP2001252609A - 塗布方法および塗布装置並びにカラーフィルタの製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP2001252609A
Application number: JP2000065454A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kitamura; 義之北村; Kiyoshi Minoura; 潔箕浦; Hiromitsu Kanamori; 浩充金森
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2001-09-18
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: JP4538769B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイコータでの品種切替に伴う作業時間を削
減できる手段を提供することによって、少量多品種生産
でもダイコータの稼働率を高めることで生産性を向上さ
せ、コスト低減化が可能な塗布方法及び塗布装置、並び
にこれらを使用したカラーフィルタの製造方法および製
造装置を提供する。【解決手段】塗布装置に積載された塗布器の吐出口か
ら、塗布液供給手段により供給された塗布液を被塗布部
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、塗布装置の外部で別の塗
布器及び塗布液供給手段に塗布液を充填してから、塗布
装置に積載されている塗布器および塗布液供給手段と交
換することを特徴とする塗布方法、および塗布装置、並
びにこれらを使用したカラーフィルタの製造方法および
製造装置。

Description

【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
の製造分野に適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塗
布装置並びにこれら方法および装置を使用したカラーフ
ィルタの製造方法および製造装置に関する。

【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、青、緑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。
この種の形成工程には、従来塗布装置としてのスピナ
ー、バーコータあるいはロールコータなどが使用されて
いたが、塗布液の消費を削減し、塗膜物性の向上を図る
ために、近年に至って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はその一例がたとえば
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、往復動可能なテーブルと、下向き
の吐出口を有した塗布器とを揃え、テーブルの上面はサ
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テーブル上に吸着保持可能とな
っている。そして、テーブル上にガラス基板が吸着保持
された後、テーブルとともにガラス基板が塗布ヘッドの
直下を移動するに伴い、塗布ヘッド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】ところが、上述したダ
イコータを実際の生産工程に適用するにあたっては、同
一の塗布液だけを塗布するのではなく、定められた生産
品種に応じて異なる種類の塗布液に交換していくことが
要求される。塗布液の交換から塗布再開までには、１）
塗布器の洗浄、２）新しい塗布液の充填と途中流路のエ
アー抜き、３）新しい塗布液で膜厚分布を許容値内にす
る塗布条件出し、の作業を順次行っていかねばならな
い。特に最後の塗布条件出しについては、基板に試し塗
布をしてそれを乾燥、測定という作業を条件が確定する
まで繰り返す必要があるが、１回の乾燥の待ち時間だけ
で３０分もかかり、条件が定まらず何回も繰り返すこと
になると、非常に時間がかかって効率の悪い作業とな
る。ダイコータによる生産性を向上させるには、これら
の作業に要する時間を最小とし、装置の稼働率を高める
ことが必須である。

【０００６】しかしながら、以上のいわゆる「品種切替
作業」に着目して、品種切替作業時間の短縮を図った公
知例はあまりない。例えば、特開平８−１０８１２０号
公報では異なる塗布液への交換時間を短縮する装置が、
特開平１１−２９０７４４号公報で前回測定した膜厚分
布データから今回の膜厚分布を修正して塗布条件出しを
行なう手段が、提示されてはいるが、これらでは塗布液
の品種切替時に大幅な時間短縮は望み得ず、少量多品種
生産がすう勢の今日、交換すべき多種の塗布液に対応し
て生産性を向上させ、コスト削減を図るのは、非常に困
難である。

【０００７】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、塗布液の品種切替
に伴う作業時間を削減する手段を具体的に供することに
よって、少量多品種生産でもダイコータの生産性を向上
させて、コスト低減化が可能な塗布方法及び塗布装置、
並びにこれら装置及び方法を使用したカラーフィルタの
製造方法および製造装置を提供することにある。

【０００８】

【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。請求項１に係る塗布方法は、塗布装
置に積載された塗布器の吐出口から、塗布液供給手段に
より供給された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、塗布装置の外部で別の塗布器及び塗布液供給手
段に塗布液を充填してから、塗布装置に積載されている
塗布器および塗布液供給手段と交換することを特徴とす
る方法からなる。

【０００９】ここで、さらに前記塗布器および塗布液供
給手段の交換後に、液体塗膜の形成中または形成直後に
液体塗膜の厚さを測定し、これを基に以降の液体塗膜形
成時の液体塗膜厚さ分布の修正を行なうことも好まし
い。

【００１０】請求項３に係る塗布方法は、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液体塗膜を形成する塗布方法におい
て、塗布液を変更した直後に、液体塗膜の形成中または
形成直後に液体塗膜の厚さを測定し、これを基に以降の
液体塗膜形成時の液体塗膜厚さ分布の修正を行なうこと
を特徴とする方法からなる。

【００１１】ここで、前記液体塗膜厚さ分布の修正は、
塗布器から吐出する塗布液の吐出速度の変更、および／
または、塗布器からの塗布液の吐出／停止と被塗布部材
の移動／停止とのタイミング変更により行なうことが好
ましい。

【００１２】本発明に係るカラーフィルタの製造方法
は、上記のような塗布方法を使用してカラーフィルタを
製造する方法からなる。

【００１３】請求項６に係る塗布装置は、塗布液を供給
する塗布液供給手段と、塗布液供給手段から供給された
塗布液を吐出するための吐出口を有する塗布器と、塗布
器を塗布装置本体に保持する塗布器保持部と、塗布器ま
たは被塗布部材の少なくとも一方を相対的に移動させる
移動手段とを備えた塗布装置において、さらに前記塗布
装置外部に塗布器に塗布液を充填する第２塗布液供給手
段と、第２塗布液供給手段により塗布液を充填された塗
布器を塗布器保持部に積載されている塗布器と交換する
塗布器交換手段を有することを特徴とするものからな
る。

【００１４】ここで、さらに塗布器と塗布液供給手段の
交換直後に前記塗布器から塗布液を吐出して被塗布部材
上に形成される液体塗膜の厚さを測定する塗膜厚さ測定
器と、該液体塗膜の厚さの測定を液体塗膜の形成中また
は形成直後に行わせる測定タイミング制御手段とを有す
ることも好ましい。

【００１５】請求項８に係る塗布装置は、塗布液を供給
する塗布液供給手段と、塗布液供給手段から供給された
塗布液を吐出するための吐出口を有する塗布器と、塗布
器または被塗布部材の少なくとも一方を相対的に移動さ
せる移動手段とを備えた塗布装置において、塗布液を変
更した直後に前記塗布器から塗布液を吐出して被塗布部
材上に形成される液体塗膜の厚さを測定する塗膜厚さ測
定器と、該液体塗膜の厚さの測定を液体塗膜の形成中ま
たは形成直後に行わせる測定タイミング制御手段を有す
ることを特徴とするものからなる。

【００１６】ここで、さらに、測定した液体塗膜の厚さ
分布より、以降の液体塗膜形成時の液体塗膜厚さ分布の
修正を行なう塗膜厚さ制御装置をさらに備えることが好
ましい。

【００１７】本発明に係るカラーフィルタの製造装置
は、上記のような塗布装置を使用してカラーフィルタを
製造するものからなる。

【００１８】請求項１、６に係る塗布方法、塗布装置に
よれば、交換すべき塗布液を別の塗布液供給手段により
充填させた塗布器を事前に準備して、品種切替時に塗布
装置本体に保持されている塗布器と塗布液供給手段と交
換するのであるから、塗布器の洗浄、塗布液の充填・エ
アー抜きといった作業が省略され、大幅な作業時間短縮
が可能となる。

【００１９】請求項３、８に係る塗布方法、塗布装置に
よれば、塗布液交換後の塗布直後の液体塗膜の状態で膜
厚分布を測定し、これに基づき以降の液体膜厚分布の調
整を行うのであるから、乾燥のための待ち時間がなくな
り、膜厚分布を許容値に入れるまでの塗布条件出しの時
間を大幅に減ずることができる。

【００２０】請求項５、１０に係るカラーフィルタの製
造方法、製造装置によれば、上記の優れた塗布方法、塗
布装置でカラーフィルターを製造するのであるから、品
種切替時間を大きく短縮して稼働率が向上することで、
高い生産性を実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施形
態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係
る塗布装置の全体概略斜視図、図２は図１のテーブル６
とスリットダイ４０および塗布液供給装置周りの構成図
である。

【００２２】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１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テーブル６が配
置されている。このテーブル６は基板Ａを保持するもの
であり、そのためその上面１０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。

【００２３】一対のガイド溝レール４間には、図２に示
す送りねじ機構を構成する１４、１６、１８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１
２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に示されているよボールねじからなるフィー
ドスクリュー１４がテーブル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。

【００２４】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の先端はテーブル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。

【００２５】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。

【００２６】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、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。

【００２７】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はテーブル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。

【００２８】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５
９およびリアリップ６０を有している。これらリップ５
９、６０はテーブル６の往復動方向でみて前後に張り合
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５９、６０を図示しない
シムを介して張り合わせることにより、スリットダイ４
０の下面７４には塗布液を吐出する吐出口７２が形成さ
れている。

【００２９】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の幅方向、すなわち、
テーブル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。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の下端が下面７４にて開口し
て、吐出口７２となっている。スリット６４は上記した
ように、フロントリップ５９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。

【００３０】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。

【００３１】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の一方に選択的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５
２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。

【００３２】以上のスリットダイ４０への塗布液供給を
行なうシリンジポンプ４４、供給ホース４２の一部およ
び吸引ホース４８、タンク５０は、台車２０４の上に配
されて、塗布液供給装置２００を構成している。この塗
布液供給装置２００には、台車２０４上にさらにスリッ
トダイ４０を載置できる載置台２１０とトレイ２０８が
備えられている。載置台２１０は、スリットダイ４０の
端部を支持しかつ固定台２１２に対して図示した軸回り
に回転可能な回転台２１４より構成される。以上の構成
によって、載置台２１０にスリットダイ４０をのせて、
台車２０４ごと移動することや、タンク５０からの塗布
液７０を載置台上のスリットダイ４０に充填したり、さ
らには、載置台２１０の回転台２１４を回転させてスリ
ットダイ４０の吐出口７２を上に向けて塗布液を供給す
る、いわゆるエアー抜き作業も可能となる。

【００３３】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、テーブル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側のＡＣサーボモータ３
０や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、テーブル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。

【００３４】また、図２では塗布液供給装置２００は１
ユニットしか示されていないが、複数の塗布液供給装置
を使用することも可能で、そのためにコンピュータ５４
は複数の塗布液供給装置と電気的に接続してそれぞれの
シリンジポンプや電磁切換え弁を制御できるように、拡
張された電気接続口７６を有する。

【００３５】再度図１を参照すると、スリットダイ４０
の上方には、スリットダイ４０をダイホルダー３２から
／へ脱着する脱着装置１００が装備されている。脱着装
置１００は、スリットダイ４０を昇降させる昇降装置１
０２、昇降装置１０２をダイコータ１の幅方向に水平移
動させる移動機構１２０、ダイコータ１の幅方向にまた
がる移動機構１２０を支えて、門型形状を形成する門柱
１０６よりなる。ここで、昇降装置１０２には、スリッ
トダイ４０の上部にあるフック７８に係合する昇降用フ
ック１０８と昇降用フック１０８を昇降させるワイヤ１
０４が備えられている。そしてワイヤ１０４は昇降装置
本体１１０の内部にある電動の巻き上げ機にて、自在に
上下方向に移動させることができる。

【００３６】また、昇降装置１０２は開口部１１２を通
して移動機構１２０の本体１２２の内部にある図示しな
いリニアガイドと、ボールネジとモータからなる直線駆
動機構に接続されていて、ダイコータ１の幅方向（基板
走行方向に直交する方向）に自在に往復動させることが
できる。

【００３７】そして塗布液供給装置２００を、昇降装置
１０２の可動範囲に移動してくれば、ダイホルダー３２
上のスリットダイ４０を塗布液供給装置上の載置台２１
０に載せかえたり、逆に載置台２１０上で塗布液を充填
したスリットダイ４０をダイホルダー３２に載せかえる
ことが可能となる。

【００３８】さらにまた図１を参照すると、基台２の上
面にはダイ支柱２４よりも手前側にセンサ柱２０が配置
されている。このセンサ支柱２０もまた前述したダイ支
柱２４と同様に逆Ｌ字形をなし、ブラケット２１を介し
て厚みセンサ２２を、その先端がテーブル６の往復動経
路の上方に位置付けられように保持している。

【００３９】この厚みセンサ２２は、テーブル６上に基
板Ａが載置されたとき、その厚さを光学的に検出し、そ
の厚さに対応した検出信号をコンピュータ５４に出力す
る。

【００４０】さらにダイ支柱２４の向こう側には、膜厚
センサ１３０がテーブル６の往復動経路の上方に位置付
けられようブラケット１３２を介して、ダイ支柱２４に
取り付けられている。

【００４１】この膜厚さセンサ１３０によって、塗布直
後の液体塗膜の厚さ、あるいはテーブルの上面を基準と
した液体塗膜の高さを測定することができる。膜厚セン
サ１３０としては、レーザ、超音波、静電容量等、いか
なる方式のものを使用してもよいが、特にレーザフォー
カス式のものを用いるのが好ましい。

【００４２】なお以上の厚みセンサ２２および膜厚セン
サ１３０は、図２を参照すれば明らかなように、コンピ
ュータ５４に電気的に接続されていて、任意のタイミン
グで各々のセンサーからの測定データをコンピュータ５
４が受け取って、その表示画面にデータを表示したり、
その他の制御のために活用することができる。

【００４３】次にこの塗布装置を使った塗布方法につい
て説明する。まず塗布液供給装置２００の載置台２１０
上にスリットダイ４０を置き、シリンジポンプ４４を用
いて、タンク５０〜ダイ４０まで塗布液７０を充満させ
る。続いて塗布液供給装置２００を移動してダイコータ
１のそばに置き、脱着装置１００を使って、スリットダ
イ４０を塗布液供給装置２００の載置台２１０から、ダ
イコータ１のダイホルダー３２に載せかえる。

【００４４】スリットダイ４０がダイコータ１にセット
された時点で、各作動部の原点復帰を行い、テーブル
６、スリットダイ４０はスタンバイの位置に移動する。
そして、テーブル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をテーブル上面に載置し、
基板Ａを吸着する。つづいて、テーブル６を駆動して、
基板Ａの塗布開始部がスリットダイ４０の吐出口７２の
ちょうど真下に来たときにテーブル６を停止させる。

【００４５】この停止状態の時に厚みセンサ２２で基板
Ａの基板厚みを測定し、その厚さに基づき、基板Ａ〜ス
リットダイ４０の下面７４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
一方、シリンジポンプ４４にタンク５０から所定量の塗
布液７０を吸引する。そして、コンピュータ５４からシ
リンジポンプ４４に対して開始指令を出して、スリット
ダイ４０から塗布液を吐出すると同時に、コンピュータ
５４内のタイマーがスタートし、定められた時間の後に
コンピュータ５４からシーケンサ５６に対してスタート
信号が出され、テーブル６が塗布速度で移動を開始し、
塗布液ビードＣを形成して塗布が開始される。

【００４６】そして、塗布した部分が膜厚センサ１３０
の真下を通過するときに、形成された液体塗膜の厚さを
基板走行方向にわたって測定する。さらに、基板Ａの塗
布終了位置がスリットダイ４０の吐出口７２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
出を停止してからスリットダイ４０を上昇させて、完全
に塗布液ビードＣをたちきる。

【００４７】これらの動作中テーブル６は動きつづけ、
基板Ａが終点位置にきたら停止し、基板Ａの吸着を解除
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。この後テーブル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。ここで、測定された液体塗
膜の厚さ分布をみて、液体塗膜の平均厚さが許容値を外
れているときは、シリンジポンプ４４のピストン５２の
移動速度をコンピュータ５４により修正する。さらに塗
布開始、終了部の膜厚分布も許容値から外れている場合
は、塗布開始位置でスリットダイ４０から塗布液を吐出
開始してからテーブル６が移動開始するまでのタイミン
グを変えたり、シリンジポンプ４４の停止するタイミン
グを塗布終了位置からその前後の位置に変えたりして、
膜厚分布を調整する。膜厚センサ１３０のおかげで、塗
布直後にこのような修正作業が可能となり、従来のよう
に塗布後乾燥が完了するまで長時間待機して塗布装置の
稼働率を低下させることをなくすことができる。

【００４８】塗布直後に液体塗膜の膜厚測定を行って、
膜厚分布の修正を行えることは、生産すべき品種が変わ
って塗布液が変更され、塗布条件を再設定・確認すると
きに、特に時間節約に役立つ。

【００４９】次にこれもまた品種切替時の時間節約に役
立つスリットダイ４０と塗布液供給装置２００の交換方
法について、図３を参照しながら説明する。図３は、ス
リットダイ４０と塗布液供給装置２００の交換方法の概
略を示す工程図である。

【００５０】まずダイコータ１では、スリットダイＡ４
０Ａと塗布液供給装置Ａ２００Ａを用いて、基板Ａへの
塗布液Ａの塗布作業を行っている。これと平行して、交
換用のスリットダイＢ４０Ｂを交換用の塗布液供給装置
Ｂ２００Ｂに載置して、切り換えるべき塗布液Ｂをタン
クＢ５０Ｂ〜シリンジポンプＢ４４Ｂ〜スリットダイＢ
４０Ｂまで充填し、エアー抜きも完全に行っておく。こ
こで、塗布液供給装置Ｂ２００Ｂは、当然ながら塗布液
供給装置Ａ２００Ａと全く同じ構成のものである（図３
のステップａ）。

【００５１】塗布液Ａでの塗布作業が完了したら、スリ
ットダイＡ４０Ａを脱着装置１００を用いて塗布液供給
装置Ａ２００Ａの載置台Ａ２１０Ａに載せかえる（図３
のステップｂ）。

【００５２】次にスリットダイＡ４０Ａを載せた塗布液
供給装置Ａ２００Ａを他の場所に移動させるとともに、
塗布液Ｂを充填したスリットダイＢ４０Ｂをそれを載せ
た塗布液供給装置Ｂ２００Ｂごと移動して、ダイコータ
１のそばにおく（図３のステップｃ）。

【００５３】続いて、塗布液供給装置Ｂ２００Ｂに載せ
られているスリットダイＢ４０Ｂを、脱着装置１００を
用いてダイコータ１のダイホルダー３２に載せかえる。
載せかえが完了したら、塗布液Ｂの基板Ａへの塗布作業
を開始する（図３のステップｄ）。

【００５４】塗布液Ａから塗布液Ｂへの切替後は、上記
したように塗布直後に膜厚センサ１３０を用いて、走行
方向の液体塗膜の厚さ分布を測定し、これが許容値にな
ければ上記の修正作業を行う。

【００５５】また、ダイコータ１から取り外されたスリ
ットダイＡ４０Ａは、塗布液供給装置Ａ２００Ａに載置
された状態で、塗布液供給装置Ａ２００Ａの塗布液が流
れる流路ともども、洗浄を行い、次の切替時に備える。

【００５６】また次の塗布液への切替があるときは、上
記した手順でスリットダイ、塗布液供給装置を順繰りに
使用して、切替作業を行う。

【００５７】以上、これまで塗布液の切替時には、１）
スリットダイ、および塗布液供給装置の洗浄、２）交換
塗布液の充填、といった作業が必要で、ダイコータの停
機時間が長く、その稼働率を著しく低下させていたが、
本発明に示すあらかじめ塗布液を充填準備したスリット
ダイ、塗布液供給装置とまるごと交換する手段により、
従来の停機ロス時間を大幅に減じることが可能となる。

【００５８】またこの交換作業後に、上記した膜厚セン
サ１３０で塗布直後の液体塗膜の膜厚測定をして、膜厚
分布の修正を行うことは、品種切替時のさらなる時間短
縮が可能となるので、より好ましい。

【００５９】なお、本発明が適用できる塗布液として
は、粘度が１ｃｐｓ〜１０００００ｃｐｓ、望ましくは
１０ｃｐｓ〜５００００ｃｐｓであり、ニュートニアン
が塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗布液にも
適用できる。また塗布液の乾燥速度にも特に依存せず、
ＲＧＢ色用の塗布液の他、レジスト、Ｏ／Ｃ材に対して
も、ダイコータで塗布するときの品種切替作業時間の短
縮化のために、本発明を適用できる。基板である被塗布
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を用いてもよい。さらに使用
する塗布状態としては、クリアランスが４０〜５００μ
ｍ、より好ましくは８０〜３００μｍ、塗布速度が０．
１ｍ／分〜１０ｍ／分、より好ましくは０．５ｍ／分〜
６ｍ／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５〜４０
０μｍ、より好ましくは２０〜２５０μｍである。

【００６０】さらに品種切替のために用意すべきスリッ
トダイおよび塗布液供給装置の台数は、いくつでもよ
く、品種切替頻度により定めることが望ましい。

【００６１】

【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２５４
μｍ、基板の長手方向にピッチが８５μｍ、線幅が２０
μｍ、ＲＧＢ画素数が４８００（基板長手方向）×１２
００（基板幅方向）、対角の長さが２０インチ（基板幅
方向に３０５ｍｍ、基板長手方向に４０６ｍｍ）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。

【００６２】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３０
５ｍｍ、スリットダイと基板との間隙は１００μｍであ
った。塗布直後に液体塗膜の状態で基板走行方向の膜厚
分布を、ダイコータに備え付けの膜厚センサであるレー
ザフォーカス変位計（キーエンス製ＬＴ−８０２０）を
用いて測定したところ、塗布開始部の膜厚許容バラツキ
２０±１μｍを外れる部分が許容値１０ｍｍに対して、
１５ｍｍとなっていたので、塗布開始部の膜厚がオーバ
ーシュート気味のことも考慮して、シリンジポンプの作
動開始からテーブルの作動開始までの時間が０．２秒で
あったのを０．１秒に変えて再度塗布を行った。塗布直
後に膜厚センサで測定して確認したところ、今度は許容
値におさまっていたので、連続の塗布を開始した。以上
のＲ色塗膜の塗布条件出し作業は１０分で完了した。こ
れまで塗布、乾燥、測定、再塗布を繰り返して塗布条件
だしを行っていた従来の方法では、１時間かかっていた
ので、大幅な時間短縮が可能となった。

【００６３】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塗布してから、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。

【００６４】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。

【００６５】そして最後にＩＴＯをスパッタリングで付
着させ、カラーフィルターを作成した。えられたカラー
フィルターは、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。

【００６６】また途中で、Ｒ色の塗布液を上記のものよ
り顔料だけをピグメントレッド１１１に変えたものに交
換する必要があったので、別のスリットダイと塗布液供
給装置にて、この交換用塗布液を充填し、ダイコータに
装着されていたスリットダイおよびこれに付随する塗布
液供給装置と入れ替えた。上記の塗布条件出しまで行っ
て、連続した塗布作業が再開できたのは、交換開始から
１５分であった。同じスリットダイ、塗布液供給装置の
溶剤洗浄、塗布液のいれかえ、塗布条件出しを行ってい
た従来の方法では、連続塗布再開まで１時間もかかって
おり、これもまた大幅な時間短縮となって、ダイコータ
のラインとしての稼働率を向上できた。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、交換
すべき塗布液を充填させた塗布器および塗布液供給装置
を事前に準備して、塗布液等の品種切替時に塗布装置本
体に保持されている塗布器および塗布液供給装置を、事
前に準備した塗布器および塗布液供給装置と交換するの
であるから、塗布器および塗布液供給装置の洗浄、塗布
液の充填・エアー抜きといった作業が省略され、大幅な
作業時間短縮が可能となる。

【００６８】さらに本発明の別の実施態様によれば、塗
布液交換後の塗布中および塗布直後の液体塗膜の状態で
膜厚分布を測定し、これに基づき液体塗膜の膜厚分布の
調整を行うのであるから、乾燥のための待ち時間がなく
なり、膜厚分布を許容値内に収めるまでの塗布条件出し
の時間を大幅に減ずることができ、塗布液等の品種切替
時を含めた塗布開始時の時間ロスを大幅に小さくするこ
とができる。

【００６９】以上の本発明に係る手段によれば、品種切
替に伴う作業時間を大幅に削減できるのであるから、少
量多品種生産でもダイコータの稼働率を高めて生産性を
向上させ、大幅なコスト低減化を達成することができ
る。

【００７０】さらに以上の手段をカラーフィルタの製造
に導入することにより、多品種のカラーフィルターを低
いコストで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】本発明に一実施態様に係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】スリットダイと塗布液供給装置の交換方法の概
略を示す工程図である。

【符号の説明】

１ダイコータ２基台６テーブル１４フィードスクリュー１８ＡＣサーボモータ２２厚みセンサ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１００脱着装置１０２昇降装置１０６門柱１２０移動機構１３０膜厚センサ２００塗布液供給装置２０４台車２１０載置台Ａガラス基板（被塗布部材）Ｃ塗布液ビード

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１Ｇ０３Ｆ 7/16 ５０１ (72)発明者金森浩充滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株式会社滋賀事業場内Ｆターム(参考） 2H025 AB13 AB15 DA19 EA04 2H048 BA02 BA11 BA16 BA17 BA28 BA29 BB02 BB14 BB44 4D075 AC04 AC73 AC74 AC84 AC92 DB13 DC21 DC22 4F041 AA06 AB01 BA35 CA11 CA22 4F042 AA07 BA25 CB08 CB12 CB19 DF04 DF15 DF24 DF34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布装置に積載された塗布器の吐出口か
ら、塗布液供給手段により供給された塗布液を被塗布部
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、塗布装置の外部で別の塗
布器及び塗布液供給手段に塗布液を充填してから、塗布
装置に積載されている塗布器および塗布液供給手段と交
換することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】さらに前記塗布器および塗布液供給手段
の交換後に、液体塗膜の形成中または形成直後に液体塗
膜の厚さを測定し、これを基に以降の液体塗膜形成時の
液体塗膜厚さ分布の修正を行なうことを特徴とする、請
求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】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液体塗
膜を形成する塗布方法において、塗布液を変更した直後
に、液体塗膜の形成中または形成直後に液体塗膜の厚さ
を測定し、これを基に以降の液体塗膜形成時の液体塗膜
厚さ分布の修正を行なうことを特徴とする塗布方法。
【請求項４】前記液体塗膜厚さ分布の修正は、塗布器
から吐出する塗布液の吐出速度の変更、および／また
は、塗布器からの塗布液の吐出／停止と被塗布部材の移
動／停止とのタイミング変更により行なうことを特徴と
する、請求項３に記載の塗布方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の塗布方
法を用いて、カラーフィルターを製造することを特徴と
する、カラーフィルターの製造方法。
【請求項６】塗布液を供給する塗布液供給手段と、塗
布液供給手段から供給された塗布液を吐出するための吐
出口を有する塗布器と、塗布器を塗布装置本体に保持す
る塗布器保持部と、塗布器または被塗布部材の少なくと
も一方を相対的に移動させる移動手段とを備えた塗布装
置において、さらに前記塗布装置外部に塗布器に塗布液
を充填する第２塗布液供給手段と、第２塗布液供給手段
により塗布液を充填された塗布器を塗布器保持部に積載
されている塗布器と交換する塗布器交換手段を有するこ
とを特徴とする塗布装置。
【請求項７】さらに塗布器と塗布液供給手段の交換直
後に前記塗布器から塗布液を吐出して被塗布部材上に形
成される液体塗膜の厚さを測定する塗膜厚さ測定器と、
該液体塗膜の厚さの測定を液体塗膜の形成中または形成
直後に行わせる測定タイミング制御手段とを有すること
を特徴とする、請求項６に記載の塗布装置。
【請求項８】塗布液を供給する塗布液供給手段と、塗
布液供給手段から供給された塗布液を吐出するための吐
出口を有する塗布器と、塗布器または被塗布部材の少な
くとも一方を相対的に移動させる移動手段とを備えた塗
布装置において、塗布液を変更した直後に前記塗布器か
ら塗布液を吐出して被塗布部材上に形成される液体塗膜
の厚さを測定する塗膜厚さ測定器と、該液体塗膜の厚さ
の測定を液体塗膜の形成中または形成直後に行わせる測
定タイミング制御手段とを有することを特徴とする塗布
装置。
【請求項９】さらに、測定した液体塗膜の厚さ分布よ
り、以降の液体塗膜形成時の液体塗膜厚さ分布の修正を
行なう塗膜厚さ制御装置をさらに備えていることを特徴
とする、請求項８に記載の塗布装置。
【請求項１０】請求項６〜９のいずれかに記載の塗布
装置を用いてカラーフィルターを製造することを特徴と
するカラーフィルターの製造装置。