JP2003159556A - 塗布方法および塗布装置並びにカラーフィルターの製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイコータで、塗布前に基板を吸着盤に密着さ
せるまでの吸着時間と、吸着した基板を塗布後に吸着盤
から剥離するまでの剥離時間を短くすることで、タクト
タイムを短縮し、ダイコータでの生産性を向上させてコ
スト低減化を可能とするとともに、基板の吸着盤への密
着不十分により発生する塗布欠点のない高品質の塗布を
可能とする。 【解決手段】塗布器に塗布液を供給し、塗布器の吐出口
から塗布液を吸着盤に吸着保持された被塗布部材に吐出
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、前記被塗布部材上に塗膜を形
成する塗布方法において、前記吸着盤の被塗布部材載置
面に、頂上面が前記被塗布部材との接触面となる突起を
設けて塗布することを特徴とする塗布方法。

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ー、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
等の製造分野に使用されるものであり、特にカラーフィ
ルター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
ーフィルター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
ルターは、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
塗膜を格子状に形成した後に、格子間に赤、青、緑の塗
膜をフォトリソ法にて順次形成して得られる。

【０００３】それゆえ、カラーフィルターの製造には、
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。この塗膜形成のための塗布装置としては、従来スピ
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、塗膜の物性向上を図
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６−３３９８２９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吸着盤と、細長い矩形
状の吐出口を下向きに配した塗布ヘッドとを備えてい
る。被塗布部材である基板を載置する面である吸着盤の
上面には吸引孔が設けられていて、ここから吸引するこ
とにより、吸着盤上面を吸着面として、基板を吸着保持
可能としている。そして、吸着盤上にガラス基板が吸着
保持された後、吸着盤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。この時、基板の表面高さ変動が小さい
方が高い精度の塗布ができるので、特開平１２−１２６
６６８号公報に示されるように、基板は吸着面の表面の
うねりが小さく、しかも吸引孔が適正なピッチで配置さ
れた吸着盤に、均等に吸着密着していることが必要とな
る。塗膜の形成が完了した基板は、終点位置で停止後、
吸着が解除されて吸着盤上面から剥離され、次の工程に
移送される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したダイコータを
カラーフィルター等、ガラス基板に塗布を行う実際の生
産工程に適用するにあたっては、一枚の基板に塗布する
タクトタイムを短くして生産性を上げ、コストを低減す
ることが強く望まれている。

【０００６】タクトタイムを短くするには、塗布速度を
向上させるのが最も効果的であるが、塗布液の物性や塗
布厚さ等の塗布条件から自ずと限界が定まるので、これ
以外の部分での時間短縮を図ることが必要となる。作業
分析を行ってみると、思いの外に時間を要しているの
が、吸着盤に対して塗布前に基板を吸着する工程と、吸
着した基板を塗布後に剥離する工程である。

【０００７】基板の吸着については、吸着面の吸引孔の
ある部分は短い時間で基板と密着する。しかし吸引孔の
ない部分では、吸引孔が基板でふさがれることと、基板
と吸着面のすきまが小さいために吸引排気のコンダクタ
ンスが小さくなることで、吸引排気速度が非常に小さく
なり、基板が完全に吸着面に密着するまでにはかなりの
時間がかかることになる。ここで排気能力の大きな真空
ポンプを用いたり、途中の配管のコンダクタンスを大き
くしたりして、吸引孔まで吸引の排気速度を大きくして
も、吸引孔以降基板までの小コンダクタンスが制約とな
って、基板を吸着面に密着させるまでの時間短縮には結
びつかない。したがって吸引孔のない部分では、基板の
吸着面への密着は徐々に行われることになり、この間基
板の上面はμｍ単位で徐々に下降する。このような不安
定な状態で塗布を行うと、塗布液によっては吸引孔ピッ
チの膜厚変動によって塗布むらが発生し、品質低下を招
く。

【０００８】また塗布した基板の吸着を解除して、テー
ブル上面から剥離することについては、特開平９−１９
２５６７号公報等に示されているように、基板吸着のた
めに負圧となっている部分に圧縮空気を導入して大気圧
以上の圧力にすることで、吸着が解除されるとともに、
吸引孔から基板に正圧が付加されて、吸着力の他に静電
気によってもテーブル面に付着していた基板が剥離す
る。基板が吸引力によってのみテーブルに吸着されてい
るのなら、吸引圧を大気圧にした段階で基板はテーブル
から剥離できるはずであるが、実際には静電気力によっ
ても基板はテーブルに密着しており、吸着からの正圧付
加がないと基板の剥離は行えない。ここで基板の剥離に
要する時間を短くするには、負圧を正圧に戻す時間を短
くすることと、同時に静電気力による密着力より高い力
を短時間で発生させることが必要となるが、そのために
は、導入する圧縮空気の圧力を高くすればよい。確かに
圧力が高いほど剥離時間は短くなるが、剥離と同時に基
板がテーブル上面で任意の方向に移動してしまい、後の
基板移送に支障をきたしたり、はなはだしい場合にはテ
ーブル面から落下することがある。したがって、剥離時
に基板の自由な移動を規制するために、圧縮空気の圧力
を高くしないで、基板を剥離するための時間を短くする
技術が必要とされる。

【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、ダイコータで、塗
布前に基板を吸着盤に密着させるまでの吸着時間と、吸
着した基板を塗布後に吸着盤から剥離するまでの剥離時
間を短くすることで、タクトタイムを短縮し、ダイコー
タでの生産性を向上させてコスト低減化を可能とすると
ともに、基板の吸着盤への密着不十分により発生する塗
布欠点のない高品質の塗布を可能とする塗布方法及び塗
布装置、並びにこれら装置及び方法を使用したカラーフ
ィルターの製造方法および製造装置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。

【００１１】本発明の第１の塗布方法は、塗布器に塗布
液を供給し、塗布器の吐出口から塗布液を吸着盤に吸着
保持された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、
前記被塗布部材上に塗膜を形成する塗布方法において、
前記吸着盤の被塗布部材載置面に、頂上面が前記被塗布
部材との接触面となる突起を設けて塗布することをを特
徴とする。ここで、前記突起の、前記吸着盤の被塗布部
材載置面に占める面積比率を１０〜８０％にすることが
好ましい。

【００１２】本発明の第２の塗布方法は、塗布器に塗布
液を供給し、塗布器の吐出口から塗布液を吸着盤に吸着
保持された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、
前記被塗布部材上に塗膜を形成する塗布方法において、
前記吸着盤の被塗布部材載置面にある吸引孔の配置ピッ
チを５〜４０mm、ならびに前記被塗布部材載置面の表面
粗さを最大高さＲmax＝１〜１０μｍ、にして塗布する
ことを特徴とする。

【００１３】本発明のカラーフィルターの製造方法は上
記のいずれかの塗布方法を使用してカラーフィルターを
製造する。

【００１４】本発明になる第１の塗布装置は、塗布液を
供給する供給手段と、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、被塗布部材を
吸着保持する吸着盤と、塗布器または吸着盤の少なくと
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、前記吸着盤の被塗布部材載置面に、頂上
面が前記被塗布部材との接触面となる突起を設けたこと
を特徴とする。ここで、前記突起の前記吸着盤の被塗布
部材載置面に占める面積比率は１０〜８０％であること
が好ましい。

【００１５】本発明になる第２の塗布装置は、塗布液を
供給する供給手段と、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、被塗布部材を
吸引孔により吸着保持する吸着盤と、塗布器または吸着
盤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、前記吸着盤の被塗布部材載
置面にある吸引孔の配置ピッチが５〜４０mm、ならびに
前記被塗布部材載置面の表面粗さが最大高さＲmax＝１
〜１０μｍ、であることを特徴とする。

【００１６】本発明のカラーフィルターの製造装置は、
上記のいずれかの塗布装置を使用してカラーフィルター
を製造する。

【００１７】上記の本発明の第１の塗布方法、塗布装置
によれば、吸着盤の被塗布部材を載置する被塗布部材載
置面に突起が設けられているのであるから、１）吸引排
気のための一定容積の空間が被塗布部材と被塗布部材載
置面の間に設けられることとなり、被塗布部材に常に一
定吸引排気量の吸引力が作用するために被塗布部材が吸
着盤に密着するまでの吸着時間が大幅に減少させられ
る、２）突起によって被塗布部材と吸着盤の接触面積が
減少することで被塗布部材吸着時に発生する静電気力を
減少させ、静電気による密着力を大幅に低減できるとと
もに、剥離のための圧縮空気の通過経路の確保と基板へ
の接触面積増大が図れるので、被塗布部材を吸着盤から
剥離する時間も大幅に短くなって、タクトタイムを大き
く短縮できる。

【００１８】上記の本発明になる第２の塗布方法、塗布
装置によれば、吸引孔の配置ピッチと、被塗布部材載置
面の表面粗さを適正に選定するのであるから、１）吸引
および剥離力作用面積が増大する、２）被塗布部材と被
塗布部材載置面との間に吸引排気のための経路となる空
間、及び被塗布部材剥離のために圧縮空気の通過経路と
なる空間が確保される、３）被塗布部材と被塗布部材載
置面との接触面積が減少する、ので第１の塗布方法と塗
布装置と同様に、吸着時間と剥離時間を減少させて、タ
クトタイムを大きく短縮できる。また、いずれの塗布方
法、塗布装置ともに、タクトタイムを短縮した状況であ
っても、被塗布部材と被塗布部材の密着が短時間で行わ
れるので、密着不十分な状態で塗布を行うことで発生す
る品質欠点を防止できる。

【００１９】本発明のカラーフィルターの製造方法、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、高品質のカラ
ーフィルターを、タクトタイムの短い高い生産性で製造
することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい一実施
形態を図面に基づいて説明する。

【００２１】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の吸着盤１００とスリットダイ４
０回りの構成図、図３は本発明になる吸着盤１００の全
体概略斜視図、図５は本発明の別の実施態様である吸着
盤１５０の全体概略斜視図である。

【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ー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吸着盤１００が
配置されている。この吸着盤１００は被塗布部材である
基板Ａを保持するものである。その詳細な構造は図３に
示すようになっており、その上面１０２には吸引孔１０
４と図示しないリフトピンが出入するリフトピン穴１０
６が設けられとともに、突起１０８が設けられている。
吸引孔１０４は図示しない真空源に接続されているか
ら、その吸引作用により基板Ａを突起１０８の頂上面１
１０に密着保持することになる。突起１０８の存在によ
って、基板Ａと上面１０２の間に一定の大きさの空間が
発生し、その部分のエアーが吸引孔１０４を介して常に
吸引排気されるので、基板Ａには一定排気量での吸引力
が作用することとなり、短時間で突起１０８の頂上面１
１０に密着可能となる。また、基板Ａと突起１０８の頂
上面１１０との接触面積は基板Ａの面積よりもはるかに
小さくすることができ、これによって静電気力による密
着力を大幅に減ずることができる。その結果、塗布後の
基板の短時間での剥離が容易となる。さらに剥離に関し
ては、剥離のために吸引孔１０４から圧縮空気を噴出し
たときに、基板Ａと上面１０２の間にある空間を圧縮空
気が瞬時に通過し、突起１０８の頂上面１１０と接触し
ていない部分すべてに圧縮空気の圧力が作用するので、
これによってさらに剥離時間の短縮化が加速される。

【００２３】突起１０８の高さは、好ましくは１０μｍ
〜１mm、より好ましくは２０μｍ〜３００μｍである。
この高さが１０μｍより低いと、基板Ａと上面１０２と
の間の空間が小さくなりすぎて吸引排気のためのコンダ
クタンスが小さくなって基板Ａの頂上面１１０への密着
時間を短くできないとともに、基板Ａは頂上面１１０以
外に上面１０２にも接触するようになり、静電気力減少
のために接触面積を減少させるという目的を果たせな
い。また突起１０８の高さが１mmよりも高いと、吸着時
にエアーが多量に漏れ入ってきて、所定の真空圧で基板
を吸着できなくなる。また突起１０８の配置ピッチは好
ましくは１００μｍ〜３０mm、より好ましくは２００μ
ｍ〜５mmであり、突起１０８の頂上面１１０の上面１０
２に占める面積比率は１０〜８０％にすることことが好
ましい。面積比率が１０％より小さいと、突起１０８の
ピッチが大きくなって、吸着時の真空圧で基板がたわん
で基板の平面度が低下して塗布時に塗布むらが生じ、逆
に面積比率が８０％よりも大きいと、基板の接触面積が
大きくなって、静電気力による密着力を減ずることがで
きなくなる。

【００２４】さらに頂上面１１０の形状については、円
形、三角形、四角形、多角形といかなるものでもよい
が、製作の容易さから、直径がφ０．１〜φ１０mmの円
形にするのが望ましい。

【００２５】また図３に示す吸着盤１００は、上面１０
２全面にわたって突起１０８を設けたが、図５に示すよ
うに、突起１０８を設けるのを基板Ａよりも小さな面積
の領域に限定し、その領域の周囲には頂上面１１０と同
じ高さの平面部１６０を配した吸着盤１５０であっても
よい。この場合、基板Ａの周囲部分が平面部と接触する
ので、これがふたの作用をして、基板Ａを吸着しても周
囲からエアーが漏れはいることはない。

【００２６】吸着盤１００への突起１０８の成形方法に
ついては特に限定はなく、突起以外の不要部分の切削に
よる成形、フォトリソ法等を用いたエッチングによる成
形、サンドブラストによって突起以外の部分の陥没によ
る成形、等があるが、比較的簡便でコストも低いエッチ
ングによる成形方法を用いるのが好ましい。また、吸着
盤の材質も加工性、耐久性を考慮するとステンレス、
鉄、アルミ等の金属、グラナイト等の石材が望ましい。

【００２７】再び図１を参照すると、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１
４、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ている。そ
してフィードスクリュー１４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。

【００２８】さらに図１を見ると、基台２の上面にはほ
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、吸着盤１００の往復動経路
の上方にあって、昇降機構２６が取り付けられている。
昇降機構２６には昇降可能な昇降ブラケット（図示しな
い）が備えられている。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で上下方向に案内され、
ガイドロッド間に位置するボールねじと係合して、ボー
ルねじに接続するＡＣサーボモータ３０で昇降自在に駆
動される。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。

【００２９】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が取り付けられている。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の上方をこれらガイド溝レール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。

【００３０】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も固定されている。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
縮ロッドを有していて、これら伸縮ロッドはダイホルダ
３２の両端にそれぞれ接触している。

【００３１】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。

【００３２】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６
６およびリアリップ６０を有している。これらフロント
リップ６６、リアリップ６０は吸着盤１００の往復動方
向でみて前後にシムを介して張り合わされ、図示しない
複数の連結ボルトにより相互に結合されているので、ス
リットダイ４０の下面７４には塗液を吐出する吐出口７
２が形成される。吐出口７２はシムと同じ幅のスリット
６４を介して、マニホールド６２に連通している。この
スリット６４とマニホールド６２はスリットダイ４０の
幅方向、すなわち、吸着盤１００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。

【００３３】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。

【００３４】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、塗液を貯蔵するシリン
ジ８０とその貯蔵した塗液を押し出したり、逆に塗液を
貯蔵／排出するために吸引／吐出動作をするピストン５
２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５２の図示しない直線駆動機構はコンピュータ５
４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。

【００３５】さらに、シリンジポンプ４４の作動制御の
他、吸着盤１００上での基板Ａの吸着と吸着解除の制御
を行うため、コンピュータ５４はシーケンサ５６、吸着
／解除制御装置２５０に接続されている。このなかでシ
ーケンサ５６は、吸着盤１００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３０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る。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、３
０の作動状態を示す信号、吸着盤１００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
どが入力される。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、シーケンサ５６にコンピュータ５
４による制御を組み込むことも可能である。

【００３６】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Ｌ字形をなすセンサ柱２
０が配置されている。このセンサ支柱２０の先端は、吸
着盤１００の往復動経路の上方にあって、そこにはブラ
ケット２１を介して厚みセンサ２２が取り付けられてい
る。

【００３７】次にこの本発明の塗布装置であるダイコー
タ１を使った塗布方法について説明する。

【００３８】まずダイコータ１における各作動部の原点
復帰が行われると吸着盤１００、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る。さ
らにスリットダイ４０を上向きにして塗布液を吐出して
スリットダイ４０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から所定量の塗液を吸
引・貯蔵して、いつでも塗液を吐出できる状態で待機し
ている。そして、吸着盤１００の表面にはリフトピン穴
１０６から図示しないリフトピンが上昇するとともに、
基板Ａが載置されるのを待つ。次に、図示しないローダ
から基板Ａがリフトピンの先端面に載置されると、リフ
トピンを下降させる。この動作により基板Ａが下降する
と、吸引孔１０４から吸引を開始して基板Ａを突起１０
８の頂上面１１０に吸着固定する。一方吸着と同時に厚
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とスリットダイ４０の下面７４との間の
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、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、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７２から塗布液を吐出し、スリッ
トダイ４０の下面７４と基板Ａ間に塗布液ビードＣを形
成して、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５
４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。

【００３９】これらの動作中吸着盤１００は動きつづ
け、基板Ａが終点位置にきたら停止し、コンピュータ５
４から吸着／解除制御装置２５０に指令を出して基板Ａ
の吸着を解除する。吸着の解除方法としては、基板吸着
のための吸引動作を停止するとともに、吸引孔に圧縮空
気を所定時間送り込む。そしてリフトピンを上昇させて
基板Ａを持ち上げて吸着盤１００から剥離し、図示され
ないアンローダによってリフトピン上の基板Ａを次の工
程に搬送する。この後吸着盤１００はリフトピンを突き
だしたまま原点位置に復帰する。一方シリンジポンプ４
４は、基板Ａが終点位置で停止した時から吸引動作を行
ってタンク５０から新たに塗布液７０を充満させる。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。

【００４０】ここで、基板Ａが吸着盤１００に所定吸着
力で密着するまでの吸着時間については、突起１０８に
よって上面１０２と基板Ａとの間に設けられる一定容積
の空間を経て、常に吸引孔１０４から吸引排気されるこ
とになるので、基板Ａには常時一定排気量の吸引力が作
用することとなり、突起１０８がない従来のものより、
はるかに吸着時間を短くすることができる。

【００４１】また基板Ａの吸着盤１００からの剥離時間
については、突起１０８の頂上面１１０にのみ基板Ａが
接触するために、基板Ａの接触面積が減少して静電気に
よる密着力を低減できることと、吸引孔１０４からの剥
離用圧縮空気が、突起１０８によって基板Ａと上面１０
２の間に形成される空間を瞬時に通過して、基板Ａの頂
上面１１０と接触していない部分すべてに作用するた
め、このような突起がなく静電気による密着が大きく、
また吸引孔部分のみ圧縮空気が作用する従来のものよ
り、基板Ａの剥離のために要する時間をはるかに短くで
きている。以上の吸着時間と剥離時間が大幅に短縮でき
る結果、上記の基板Ａへの塗布動作を繰り返すとき、そ
の一周期の時間となるタクトタイムを、従来のものより
大幅に短くできる。また以上の結果、タクトタイムが短
くなっても、基板Ａの吸着盤１００への密着は従来より
もはるかに短い時間で完了するため、基板が吸着盤上で
下降せず、一定高さを保った安定した状態で塗布が行え
るので、吸引孔ピッチの塗布むらも発生せず、高い品質
の塗布が可能となる。

【００４２】次に図４は本発明の別の実施例になる吸着
盤２００の全体概略斜視図である。

【００４３】吸着盤２００の基板Ａの吸着面２０２に
は、吸引孔２０４とリフトピン穴２０６があるだけであ
る。吸引孔２０４は図示していない吸引手段に連結され
ており、基板Ａを直接吸引する。またこの吸引孔２０４
は図示しない圧空源にも連結されており、基板Ａの吸着
を解除する圧縮エアーも噴出される。吸引孔の穴径は好
ましくはφ１〜φ１０mm、より好ましくはφ２〜φ６m
m、配置ピッチは好ましくは５〜４０mm、より好ましく
は１０〜２５mmである。配置ピッチが５mmより小さい
と、吸引孔が接近しすぎて吸着盤の製作が困難であり、
逆に４０mmよりも大きいと、エアーの吸引／吹きつけ面
積が小さくなるので、吸着や剥離に要する時間が大きく
なる。したがって上記の適正な吸引孔配置ピッチにする
ことにより、基板Ａの吸引孔２０４からの吸引による吸
着面積や、吸引孔２０４から圧縮エアーを噴出して基板
Ａを吸着解除する時の加圧面積が適切なものとなり、基
板Ａの吸着時間が短くなるとともに、静電気による密着
があっても、それにうちかって短時間での基板Ａの吸着
盤２００の吸着面２０２からの剥離を行うことが可能と
なる。

【００４４】また吸着面の表面粗さは最大高さＲmax＝
１〜１０μｍ、より好ましくはＲmax＝２〜５μｍとす
る。表面粗さが１μｍ以上になると、吸着面２０２に基
板Ａと接触しない部分が発生し、その部分が吸引孔２０
４から基板Ａまでに介在する空間として作用し、吸引孔
２０４からの吸引エアーや、剥離のための圧縮エアーの
通り道となり、基板Ａの吸着面２０２への吸着時間や剥
離時間を短くすることができる。また実質的に基板の接
触面積が減少するので、静電気による密着力も減少し、
基板の剥離を行うときに抵抗が小さくなって、この意味
でも剥離時間の短縮に貢献する。表面粗さが１０μｍよ
りも大きくなると、基板の吸着面上でのうねりが大きく
なって、塗布の均一性や高速性が失われる。

【００４５】なお上記の表面粗さは、表面となる吸着面
の微視的な凹凸の深さを意味しており、その定義と測定
方法はＪＩＳＢ６０１に規定されている。なお、微視的
にみれば凹凸のある表面自体のうねり、あるいは表面自
体のうねりから微視的な凹凸の成分を除いたもの、が平
面度、あるいは平坦度と呼ばれるものであり、表面粗さ
とは明確に区別される。

【００４６】上記に示した吸引孔の配置ピッチと表面粗
さを組み合わせることで、それぞれの効果の相乗効果に
より、吸着時間と剥離時間をより短くすることが可能と
なる。

【００４７】したがって吸着盤２００の使用によって、
基板Ａの吸着盤２００への吸着時間及び吸着盤２００か
らの剥離時間を大幅に短縮できるので、塗布のタクトタ
イムも大幅に短縮することが可能となる。また、タクト
タイムを短縮した状況であっても、基板Ａの吸着盤２０
０への密着が短時間で行われる結果、基板が吸着盤上で
上下方向に安定した状態で塗布を行えることとなり、塗
布むら等の品質欠点のない高品質の塗布が行える。

【００４８】なお基板の吸着のための吸引力は、５０か
ら８００ｈＰａ、より好ましくは１００から４００ｈＰ
ａ、基板剥離のための圧縮空気の圧力は０．１から１Ｍ
Ｐａ、より好ましくは０．２〜０．５ＭＰａである。

【００４９】また吸着盤２００の吸着面２０２の表面粗
さを最大高さＲmax＝１〜１０μｍに形成する方法とし
ては、研磨、ラップ加工で所定表面粗さに仕上げていく
方法や、サンドブラスト等によって吸着面に凹凸を形成
してから研磨、ラップ等で凹凸の深さを調整していく方
法等がある。さらに吸着盤２００の材質としては、吸着
盤１００と同じく、加工性及び耐久性より、ステンレ
ス、鉄、アルミ等の金属、グラナイト等の石材が望まし
い。

【００５０】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１０ｃ
ｐｓ〜５００００ｃｐｓであり、ニュートニアンである
ことが塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗液に
も適用できる。また塗布液の乾燥速度にも特に依存せ
ず、赤、緑、青（ＲＧＢ）色用の塗液の他、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タク
トタイム短縮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。

【００５１】また本発明は対角の長さが５００mm以上の
サイズの基板でその効果をよく発揮することができる。

【００５２】

【実施例】実施例１ ３６０×４６５mm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２５４μｍ、基板の長
手方向にピッチが８５μｍ、線幅が２０μｍ、ＲＧＢ画
素数が４８００（基板長手方向）×１２００（基板幅方
向）、対角の長さが２０インチ（基板幅方向に３０５m
m、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。

【００５３】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色の塗液を、２
０μｍ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３０５mm、
スリットダイの下面と基板とのクリアランスは１００μ
ｍであった。吸着盤には直径が２mm、高さが３０μｍの
突起が、吸着盤走行方向、幅方向ともに３mmピッチで配
置されていて、さらに直径２mmの吸引孔が５０mmピッチ
で設けられているものを用いた。そして基板の吸着盤へ
の吸着圧力は１００ｈＰａにし、塗布後の吸着解除のた
めに送り込む圧縮空気の圧力は０．２ＭＰａに設定し
た。以上の吸着及び吸着解除方法で、基板が吸着盤へ許
容吸着圧力２００ｈＰａで吸着されるまでの吸着時間は
１秒、０．２ＭＰａの圧縮空気を噴出して基板が吸着盤
から剥離される剥離時間は０．５秒であり、タクトタイ
ムは２９秒であった。

【００５４】さてダイコータで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。

【００５５】同様の色塗膜の形成をＧ、Ｂ色について
も、Ｒ色と同様のダイコータと塗布条件、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
の塗液には、Ｒ色の塗液で顔料をピグメントグリーン３
６にして固形分濃度１０％で粘度を４０cpsに調整した
もの、Ｂ色の塗液には、Ｒ色の塗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。

【００５６】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。得られたカラー
フィルターは、顔料の凝集物や摩耗粉等の異物もなく、
塗布むらもないために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。

【００５７】比較例１ 上記の実施例１でダイコータの基板を吸着する吸着盤
に、基板の吸着面の表面粗さが最大高さＲmax＝０．６
μｍ、直径２mmの吸引孔が吸着盤走行方向、幅方向とも
に５０mmピッチで設けられているものを用いる以外は、
全く同じ条件でカラーフィルターを製造した。ダイコー
タでの基板が吸着圧力２００ｈＰａで吸着されるまでの
吸着時間は２．５秒、また塗布後の０．２ＭＰａの圧縮
空気を噴出して基板が剥離される剥離時間は２秒で、こ
れらを含めたタクトタイムは３２秒であった。

【００５８】ただし、塗布後に吸引孔のピッチに相当す
る塗布むらがあったので、膜厚分布を測定すると、吸引
孔のピッチで０．０４μｍの膜厚変動があった。膜厚分
布の変動幅は許容値以下であったが、目視での塗布むら
が解消されないため、吸引時間を３０．５秒までに増加
させ、タクトタイム６０秒で運転したところ、塗布むら
が解消した。

【００５９】実施例２ 上記の実施例１で、ダイコータの基板を吸着する吸着盤
に、基板の吸着面の表面粗度が最大高さでＲmax＝３μ
ｍで、直径２mmの吸引孔が吸着盤走行方向、幅方向とも
に２５mmピッチで設けられているものを用いる以外は、
全く同じ条件でカラーフィルターを製造した。この時の
ダイコータで基板が吸着圧力２００ｈＰａで吸着される
までの吸着時間は１．５秒、また塗布後の０．２ＭＰａ
の圧縮空気を噴出して基板が剥離される剥離時間は１秒
で、これらを含めたタクトタイムは３０秒であった。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、塗布むらもないために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。ま
た、途中の塗布後に目視でも、塗布むらはなかった。

【００６０】

【発明の効果】本発明になる塗布方法、塗布装置によれ
ば、吸着盤の基板を載置する基板載置面に突起を設ける
ので、１）吸引排気のための一定容積の空間が基板と基
板載置面の間にできることとなり、基板に常に一定吸引
排気量の吸引力が作用するので、基板が吸着盤に密着す
るまでの吸着時間が大幅に減少させられる、２）突起に
よって被塗布部材と吸着盤の接触面積が減少すること
で、被塗布部材吸着時に発生する静電気力を減少させ、
静電気による密着力を大幅に低減するとともに、剥離の
ための圧縮空気の通過経路の確保と基板への接触面積増
大が図れるので、基板を吸着盤から剥離する時間も大幅
に短くなって、タクトタイムを大きく短縮できる。

【００６１】本発明になる別の塗布方法、塗布装置によ
れば、吸着盤の基板載置面の吸引孔の配置ピッチと、表
面粗さが適正に選定されるので、１）吸引および剥離力
作用面積の増大、２）基板と基板載置面との間の吸引排
気のための経路となる空間、及び基板剥離のための圧縮
空気の通過経路となる空間の確保、３）基板と基板載置
面との接触面積減少による静電気密着力の減少、の作用
によって、基板の吸着盤への吸着時間と剥離時間を減少
させて、タクトタイムを大きく短縮できる。

【００６２】また、いずれの塗布方法、塗布装置とも
に、タクトタイムを短縮した状況であっても基板と吸着
盤との密着が短時間で完了し、基板の高さ変動もない状
態で塗布を行えるために、塗布むら等の品質欠点の発生
を防止できる。

【００６３】以上の本発明のカラーフィルターの製造方
法、製造装置によれば、上記のタクトタイムが短縮でき
る優れた塗布方法、塗布装置でカラーフィルターを製造
するのであるから、高い品質のカラーフィルターを高い
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】一実施例のダイコータを概略的に示した斜視図
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】本発明になる吸着盤の一実施態様を示す全体概
略斜視図である。

【図４】本発明になる吸着盤の別の実施態様を示す全体
概略斜視図である。

【図５】本発明になる吸着盤のさらに別の実施態様を示
す全体概略斜視図である。

【符号の説明】

１ ダイコータ ２ 基台 １４ フィードスクリュー １８ ＡＣサーボモータ ２２ 厚みセンサ 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 吸着盤 １０２ 上面 １０４ 吸引孔 １０６ リフトピン穴 １０８ 突起 １１０ 頂上面 １５０ 平面部 １６０ 吸着盤 ２００ 吸着盤 ２０２ 吸着面 ２０４ 吸引孔 ２５０ 吸着／解除制御装置 Ａ 基板（被塗布部材） Ｃ 塗布液ビード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA11 BA45 BA47 BB02 BB42 4D075 AC02 AC73 AC82 AC91 AC93 CA47 DA06 DB07 DB13 DB14 DC19 DC22 DC24 EA07 EA45 EB39 EC11 4F041 AA02 AA05 AA06 AB02 BA02 BA22 BA56 CA02 CA22 4F042 AA02 AA07 AA10 BA03 BA08 DF09 DF29

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗布器に塗布液を供給し、塗布器の吐出
   口から塗布液を吸着盤に吸着保持された被塗布部材に吐
   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、前記被塗布部材上に塗膜を
   形成する塗布方法において、前記吸着盤の被塗布部材載
   置面に、頂上面が前記被塗布部材との接触面となる突起
   を設けて塗布することを特徴とする塗布方法。
2. 【請求項２】 前記突起の、前記吸着盤の被塗布部材載
   置面に占める面積比率を１０〜８０％にすることを特徴
   とする請求項１に記載の塗布方法。
3. 【請求項３】 塗布器に塗布液を供給し、塗布器の吐出
   口から塗布液を吸着盤に吸着保持された被塗布部材に吐
   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、前記被塗布部材上に塗膜を
   形成する塗布方法において、前記吸着盤の被塗布部材載
   置面にある吸引孔の配置ピッチを５〜４０mm、および前
   記被塗布部材載置面の表面粗さを最大高さＲmax＝１〜
   １０μｍ、にして塗布することを特徴とする塗布方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の塗布方
   法を使用し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。
5. 【請求項５】 塗布液を供給する供給手段と、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、被塗布部材を吸着保持する吸着盤と、塗布器
   または吸着盤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、前記吸着盤の被
   塗布部材載置面に、頂上面が前記被塗布部材との接触面
   となる突起を設けたことを特徴とする塗布装置。
6. 【請求項６】 前記突起の前記吸着盤の被塗布部材載置
   面に占める面積比率は１０〜８０％であることを特徴と
   する請求項５に記載の塗布装置。
7. 【請求項７】 塗布液を供給する供給手段と、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、被塗布部材を吸引孔により吸着保持する吸着
   盤と、塗布器または吸着盤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、前
   記吸着盤の被塗布部材載置面にある吸引孔の配置ピッチ
   が５〜４０mm、および前記被塗布部材載置面の表面粗さ
   が最大高さＲmax＝１〜１０μｍ、であることを特徴と
   する塗布装置。
8. 【請求項８】 請求項５〜７に記載のいずれかの塗布装
   置を備え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。