JP2004223439A - 塗布装置および塗布方法並びにディスプレイ用部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗布液の異なるダイへ切り替え直後から膜厚が均一で、欠点が皆無の高品位の塗布が行える塗布装置及び塗布方法ならびに本塗布方法を使用したディスプレイ用部材の製造方法を提供する
【解決手段】塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器と、塗布器に塗布液を供給する複数の塗布液供給手段と、被塗布部材を保持するステージと、前記塗布器およびステージのうちの少なくとも一方を塗布器の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、複数の塗布器を各々独立して被塗布部材に近接させる昇降手段と、複数のの塗布器から吐出される塗布液を回収し、かつ前記塗布器と相対移動可能な少なくとも２個の液受けと、複数の塗布器から順次塗布を行う塗布器を選択して塗布を行わせる制御装置を備えたことを特長とする塗布装置。
【選択図】図１
【解決手段】塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器と、塗布器に塗布液を供給する複数の塗布液供給手段と、被塗布部材を保持するステージと、前記塗布器およびステージのうちの少なくとも一方を塗布器の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、複数の塗布器を各々独立して被塗布部材に近接させる昇降手段と、複数のの塗布器から吐出される塗布液を回収し、かつ前記塗布器と相対移動可能な少なくとも２個の液受けと、複数の塗布器から順次塗布を行う塗布器を選択して塗布を行わせる制御装置を備えたことを特長とする塗布装置。
【選択図】図１
Description
【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及びその部材であるカラーフィルタ、ＴＦＴ基板、プラズマディスプレイ及びその部材である前面板並びに背面板、さらには光学フィルタ、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、詳しくはガラス基板などの被塗布部材表面に塗布液を吐出しながら塗膜を形成する塗布装置および塗布方法、並びに塗布方法を使用したディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶ディスプレイはアレイ基板、カラーフィルタ等より構成されているが、アレイ基板、カラーフィルターとも、低粘度の液体材料を塗布して乾燥させる製造工程を多く含んでいる。たとえば、ガラス基板上に３原色の細かな格子模様を有しているカラーフィルタでは、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。またその他、フォトレジスト材を塗布して塗膜を形成後、フォトリソ加工によりパターン加工を行って、カラーフィルターとアレイ基板との間に液晶が注入されるスペースを確保する柱にしたり、表面の凹凸を微小とするためのオーバーコート塗膜を形成する等がある。この種の塗膜形成工程には、使用される塗布液の粘度が数１０ｍＰａＳ以下で、容易に均一な塗膜を形成できるということもあって、スピナーが多く使用されてきたが、最近にいたって、高価な塗布液の消費を削減することと、装置の大型化があいまって、ダイコータが多く導入されるようになってきている。
【０００３】
この種のダイコータは、往復動可能なステージと、下向きの吐出口を有した塗布ヘッドとを１台備え、ステージ上にガラス基板を吸着保持した後、ステージとともにガラス基板を一定速度で移動させる間に、ガラス基板に近接させた塗布ヘッド（ダイ）の吐出口から塗布液を吐出させ、ガラス基板上に塗膜を形成するようになっている（例えば文献１）。
【０００４】
また設備費の削減や、少量多品種対応のために、１台のダイコータで、ブラックマトリックス、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ペースト、パターン及び柱形成のためのレジスト液、表面平坦化用オーバーコート材を塗布することが行われるようになってきている。その場合、生産性を上げるために塗布液交換時間を最短とすることが課題とされ、そのための手段として、異なる塗布液を充填した複数のダイをあらかじめ備えたダイコータが提案されている（例えば文献２）。この種のダイコータでは、種類の異なる塗布液が最初にダイに充填されており、独立した塗布液供給装置により、任意のタイミングに任意の塗布液を塗布することが可能とされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３３９６５６号公報（第５欄１８行目〜第９欄１３行目、第１０欄９行目〜第１２欄１２行目、図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−３３９６５８号公報（請求項１、第２欄４８行目〜第３欄３行目、第６欄２４行目〜第７欄７行目、第８欄４３行目〜第９欄４９行目、図３、図７）
しかしながら、実際に公知の手段を適用し、複数のダイに塗布液を充填してから、１台のダイで塗布している間は他のダイは待機させ、一定時間後に切り替えを行って、待機させていたダイで塗布すると、最初から高品位の塗布が行えないという問題が発生した。これは、１）カラーフィルター等液晶ディスプレイ用部材に使用される塗布液は揮発性の高い溶剤を使用していることが多く、待機しているダイの吐出口より溶剤が蒸発し、待機中に吐出口付近で固形分が析出し、そのまま塗布すると吐出した塗布液が固形物に阻害されてすじ状に塗布される、２）また固形分が析出するには及ばなくても、吐出口付近の塗布液が蒸発してエアーに置き換わり、切り替え直後の塗布では開始部に塗布されない領域が多く生じる、３）待機中にはダイに塗布液を供給しないので、ダイ内で塗布液が滞留するが、安定性に不足する塗布液を使用していると、ダイ内で顔料凝集等の不具合が生じ、そのまま塗布すると凝集物によるすじ状の欠点が発生する、ためである。この問題のために塗布液の切替えが短時間で行えず、はなはだしい場合には塗布液を充填していない新しいダイに新しい塗布液を供給して、新規に塗布を行わなければ不具合を解消できないこともあり、せっかく複数のダイを用意しても、稼働率並びに生産性の向上等、所期の目的を達成できなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、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、複数個装備したダイの切り替えを行うことで、１台のダイコータで複数の塗布液を順次切り替えて塗布する塗布手段において、塗布液特性等の実状に配慮することで、切り替え直後から膜厚が均一で、欠点が皆無の高品位の塗布が行える塗布装置及び塗布方法ならびに本塗布方法を使用したディスプレイ用部材の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下に述べる手段によって達成される。
本発明の塗布装置は、一枚の被塗布部材に塗膜を形成する塗布装置であって、塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器と、塗布器に塗布液を供給する複数の塗布液供給手段と、被塗布部材を保持するステージと、前記塗布器およびステージのうちの少なくとも一方を塗布器の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、複数の塗布器を各々独立して被塗布部材に近接させる昇降手段と、複数の塗布器から吐出される塗布液を回収し、かつ前記塗布器と相対移動可能な少なくとも２個の液受けと、複数の塗布器から順次塗布を行う塗布器を選択して塗布を行わせる制御装置を備えたことを特徴とする。 ここで、塗布を行わず待機している塗布器の下に前記液受けを配置させ、塗布液供給手段より塗布液を該塗布器に供給し、該塗布器の吐出口より吐出した塗布液を液受けより回収するよう制御する制御装置を有することや、前記塗布器が待機する待機位置を、前記ステージと塗布器が塗布のために相対移動する範囲外に設けること、が好ましい。また、塗布器の吐出口先端を清浄する清浄装置を、少なくとも１基備えることや、待機している塗布器に、洗浄液あるいは異なる種類の塗布液を塗布液供給手段より供給するよう制御する制御装置をさらに有することも好ましい。
【０００９】
本発明の塗布方法は、一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器を用いて複数の塗布液を被塗布部材に順次塗布する塗布方法であって、選択した塗布器で被塗布部材への塗布液の塗布を行っている間、塗布を行なわない塗布器は吐出口より塗布液を排出、回収して待機させることを特徴とする。
【００１０】
ここで、 前記塗布器の待機は、前記被塗布部材と塗布器が塗布のために相対移動する範囲外に設けた待機位置で行うことや、塗布前には必ず塗布器の吐出口周辺を清浄化すること、が好ましい。また、待機している塗布器に洗浄溶剤、あるいは異なる塗布液を供給し、塗布器の洗浄、あるいは異なる塗布液への入れ替えを行うことも好ましい。
本発明のディスプレイ用部材の製造方法は、上記のいずれかの塗布方法を使用してディスプレイ用部材を製造する。
本発明になる塗布装置および塗布方法によれば、１台の塗布器で塗布している間、待機している塗布器からは塗布液を吐出し、それを液受けで回収するのであるから、塗布液の塗布器吐出口周辺での蒸発、固形分析出、または塗布器内部での塗布液滞留を防止できるので、待機している塗布器に切り替えて塗布を行っても、開始直後から欠点のない高品位で、かつ塗布膜厚が均一な塗布を行うことができる。
【００１１】
本発明になるディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造するのであるから、高い品質のディスプレイ用部材を高い生産性にて製造することが可能となる。
【００１２】
【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。
図１は、この発明に係る塗布装置であるダイコータ１の概略正面断面図、図２は図１の矢印Ｆの位置から見たダイと液受けトレイの概略側面図である。
図１を参照すると、本発明のダイコータ１が示されている。このダイコータ１には２個のダイ２０Ａ、Ｂが備えられている。さらにダイコータ１は基台２を備えており、基台２上には、一対のガイドレール４が設けられている。このガイドレール４上にはステージ６が配置されており、リニアモータ８に駆動されて図１に示すＸ方向に自在に往復動する。またステージ６の上面は吸着孔からなる真空吸着面となっており、被塗布部材である基板Ａを吸着保持することができる。
【００１３】
基台２の中央を見ると、門型の支柱１０がある。支柱１０の両側に、２台の上下昇降ユニットＡ１１０と上下昇降ユニットＢ７０が備えられており、この上下昇降装置ユニットＡ１１０と上下昇降ユニットＢ７０に塗布を行う２台のダイ２０Ａ、Ｂが各々取り付けられている。
【００１４】
ダイ２０Ａ、ＢはＸ方向に垂直な方向、すなわち紙面に垂直な方向にのびているフロントリップ２２Ａ、Ｂ、及びリアリップ２４Ａ、Ｂを、シム３２Ａ、Ｂを介してＸ方向に重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合することで構成されている。ダイ２０Ａ、Ｂ内の中央部にはマニホールド２６Ａ、Ｂが形成されており、このマニホールド２６Ａ、Ｂもダイ２０Ａ、Ｂの長手方向にのびている。マニホールド２６Ａ、Ｂの下方には、スリット２８Ａ、Ｂが連通して形成されている。このスリット２８Ａ、Ｂもダイ２０Ａ、Ｂの長手方向にのびており、その下端がダイ２０Ａ、Ｂの最下端面で開口となって、吐出口３４Ａ、Ｂを形成する。なおスリット２８Ａ、Ｂはシム３２Ａ、Ｂによって形成されるので、スリットＡ、Ｂの間隙（Ｘ方向に測定）は、シム３２Ａ、Ｂの厚さと等しくなる。
【００１５】
さてダイ２０Ａ、Ｂを昇降させる上下昇降装置ユニットＡ１１０と上下昇降ユニットＢ７０は全く同じ構成なので、図２で上下昇降ユニットＢ７０を詳しく見てみる。すなわち上下昇降ユニットＢ７０は、ダイ２０Ｂを吊り下げる形で保持する吊り下げ保持台７９、吊り下げ保持台７９を昇降させる左右一対の昇降台７８Ａ、Ｂ、昇降台７８Ａ、Ｂを上下方向に案内するガイド７４Ａ、Ｂ、モータ７２Ａ、Ｂの回転運動を昇降台７８Ａ、Ｂの直線運動に変換するボールねじ７６Ａ、Ｂより構成されている。昇降台７８Ａと７８Ｂは各々独立に昇降でき、ダイ２０Ｂの水平に対する傾き角度を任意に設定することができる。これによってダイ２０Ｂの最下端面（吐出口３４Ｂのある面）と基板Ａを、ダイ２０Ｂの長手方向にわたって略並行にすることができる。このような構成を有する上下昇降ユニットＢ７０、並びに上下昇降ユニットＡ１１０により、ダイ２０Ｂ、およびダイ２０Ａを自在にそれぞれ独立して昇降させることができるとともに、ステージ６上の基板Ａとダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂとの間に均一なすきまであるクリアランスを設けることができる。
【００１６】
ところでダイ２０Ａの左側には液受けユニット１００Ａが、ダイ２０Ｂの下方には液受けユニット１００Ｂが備えられている。液受けユニット１００Ａ、Ｂは、ダイ２０Ａ、Ｂから排出される塗布液を回収するトレイ１０２Ａ、Ｂ、トレイ１０２Ａ、ＢをＸ方向にのびる一対のガイド１０４に沿って、リニアモータ１０８Ａ（図示されず）、１０８ＢによりＸ方向に自在に往復動されるトレイ載置台１０６Ａ、Ｂよりなる。またトレイ１０２Ａ、Ｂは、受け台１０９Ａ、Ｂを介してトレイ載置台１０６Ａ、Ｂに接続されているので、トレイ１０２Ａ、Ｂは、独立したリニアモータ１０８Ａ、Ｂ制御により、各々別個にＸ方向に移動させることができる。なおトレイ１０２Ａ、Ｂは図示しない排出用配管および回収タンクに接続されており、トレイ１０２Ａ、Ｂにたまった塗布液を全て回収タンク（図示しない）に集めることができる。
【００１７】
さらに図１で基台２の右側端部を見ると、拭き取りユニット８０がガイドレール４上にＸ方向に移動自在に取付られている。拭き取りユニット８０には、ダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂ周辺に係合する形状を有する拭き取りヘッド８２が、ブラケット８４を介してスライダー８６に取り付けられている。スライダー８６は駆動ユニット８８により、ダイ２０Ａ、Ｂの長手方向、すなわちＸ方向に直行する方向に自在に移動する。駆動ユニット８８とトレイ９０は台車９２上に固定されている。台車９２はガイドレール４上にあり、ガイドレール４に案内されて、図示しないリニアモータによりＸ方向に自在に往復動できるので、拭取ユニット８０全体がＸ方向に往復動できる。また拭取を行う時は、拭き取りユニット８０全体を拭き取りヘッド８２がダイ２０Ａ、Ｂに係合する位置までＸ方向に移動させ、ダイ２０Ａ、Ｂを下降して拭き取りヘッド８２に係合させる。そして、駆動ユニット８８を駆動して拭き取りヘッド８２をダイ２０Ａ、Ｂの長手方向に摺動させると、ダイ２０Ａ、Ｂの吐出口付近に残存している塗布液その他の汚染物を除去、清掃することができる。除去した塗布液その他はトレイ９０で回収される。トレイ９０は図示しない排出ラインに接続されており、内部にたまった塗布液等の液体を外部に排出、回収することができる。なお拭き取りユニット８０はトレイ１０２Ａ、Ｂとは上下方向で干渉しない位置に配置されているので、トレイ１０２Ａ、ＢのＸ方向位置に関係なく、Ｘ方向に自在に移動することができる。また拭き取りヘッド８２はダイ２０Ａ、Ｂに均等に係合できるようゴム等の弾性体、合成樹脂が好ましい。
【００１８】
さらにまた基台２の左側を見ると、基板Ａの厚さを測定する厚さセンサー１２０が支持台１２２に取り付けられている。厚さセンサー１２０はレーザを使用したものであることが好ましい。厚さセンサー１２０により基板Ａの厚さを測定することで、どのような厚さの基板Ａに対しても、ダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂのある先端面と基板Ａの隙間であるクリアランスを、常に一定にすることができる。
【００１９】
再び２台のダイ２０Ａ、Ｂを見ると、ダイ２０Ａ、Ｂのマニホールド２６Ａ、Ｂの上流側は、塗布液供給装置４０Ａ、Ｂに連なる供給ホース６０Ａ、Ｂ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２６Ａ、Ｂへは塗布液供給装置４０Ａ、Ｂから塗布液を供給することができる。マニホールド２６Ａ、Ｂに入った塗布液はダイ２０Ａ、Ｂの長手方向に均等に拡幅されて、スリット２８Ａ、Ｂを経て、吐出口３４Ａ、Ｂから吐出される。
【００２０】
なお、塗布液供給装置４０Ａ、Ｂは、供給ホース６０Ａ、Ｂの上流側に、供給バルブ４２Ａ、Ｂ、シリンジポンプ５０Ａ、Ｂ、吸引バルブ４４Ａ、Ｂ、吸引ホース６２Ａ、Ｂ、タンク６４Ａ、Ｂを備えている。タンク６４Ａ、Ｂには塗布液６６Ａ、Ｂが蓄えられており、圧空源６８Ａ、Ｂに連結されて任意の大きさの背圧を塗布液６６Ａ、Ｂに付加することができる。タンク６４Ａ、Ｂ内の塗布液６６Ａ、Ｂは、吸引ホース６２Ａ、Ｂを通じてシリンジポンプ５０Ａ、Ｂに供給される。シリンジポンプ５０Ａ、Ｂでは、シリンジ５２Ａ、Ｂ、ピストン５４Ａ、Ｂがポンプ本体５６Ａ、Ｂに取り付けられている。ここでピストン５４Ａ、Ｂは図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ５０Ａ、Ｂは、一定の内径を有するシリンジ５２Ａ、Ｂ内に塗布液を充填し、それをピストン５４Ａ、Ｂにより押し出して、ダイ２０Ａ、Ｂに基板Ａ一枚塗布分だけ供給する定容量型のポンプである。シリンジ５２Ａ、Ｂ内に塗布液６６Ａ、Ｂを充填するときは、吸引バルブ４４Ａ、Ｂを開、供給バルブ４２Ａ、Ｂを閉として、ピストン５４Ａ、Ｂを下方に移動させる。またシリンジ５２Ａ、Ｂ内に充填された塗布液をダイ２０Ａ、Ｂに向かって供給するときは、吸引バルブ４４Ａ、Ｂを閉、供給バルブ４２Ａ、Ｂを開とし、ピストン５４Ａ、Ｂを上方に移動させることで、ピストン５４Ａ、Ｂでシリンジ５２Ａ、Ｂ内部の塗布液を押し上げて排出する。オス側のピストン５４Ａ、Ｂとメス側のシリンジ５２Ａ、Ｂとの間に気密性を持たせるために図示しないＯリングをシール材として、ピストン５４Ａ、Ｂに取り付けるのが好ましい。
【００２１】
なお制御信号にて動作するリニアモータ８、モータ７２Ａ、Ｂ、リニアモータ１０８Ａ、Ｂ、塗布液供給装置４０Ａ、Ｂ等はすべて制御装置２００に電気的に接続されている。そして、制御装置に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお条件変更時は操作盤２０２に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置２００に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。
【００２２】
さて上記に説明したダイコータ１で、複数の塗布液Ａ、Ｂの切り替えは具体的には以下のようにして行う。
【００２３】
まず塗布液６６Ａ、Ｂを、それぞれに対応するタンク６４Ａ、Ｂからダイ２０Ａ、Ｂまで充填する。充填の間、トレイ１０２Ａ、Ｂは対応するダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂの下方に配置し、充填中に吐出口３４Ａ、Ｂより吐出される塗布液６６Ａ、Ｂを回収する。先に塗布液６６Ａを基板Ａに塗布するとすれば、トレイ１０２Ａをダイ２０Ａの真下の位置から左側に移動させ、ダイ２０Ａが基板Ａに近接できるようにする。ダイ２０Ａが基板Ａに近接して塗布している間、ダイ２０Ｂからは、シリンジポンプ５０Ｂからの供給量を調整して、塗布液６６Ｂが微少量トレイ１０２Ｂに向かって吐出できるようにする。塗布液の供給パターンは連続して微少量の塗布液を吐出してもよいし、一定時間サイクルで所定時間のみ塗布液を吐出するようにしてもよい。このようにして待機中に常に塗布液を吐出するようにした結果、待機中に吐出口３４Ｂ付近で固形分が析出したり、吐出口３４Ｂ付近の塗布液が蒸発してエアーに置き換わることもないし、いわんやダイ２０Ｂ内部での塗布液６６Ｂの滞留による顔料凝集等の不具合が生じることもない。また、塗布液６６Ｂを回収しているトレイ１０２Ｂはステージ６の上方に位置しているので、ステージ６はトレイ１０２Ｂの下方を自在に往復動できる。したがって、ダイ２０Ａによる基板Ａへの塗布を妨げることはない。
【００２４】
塗布する塗布液を塗布液６６Ａから塗布液６６Ｂに切り替える時は、一旦塗布液供給装置４０Ｂを停止させ、ダイ２０Ｂからの塗布液６６Ｂの吐出を中断する。そしてダイ２０Ｂの下方にあるトレイ１０２Ｂを、ダイ２０Ｂが下降しても干渉しない位置まで右側に退避させる。その一方ダイ２０Ａを上昇させてから、トレイ１０２Ａをダイ２０Ａの下方に移動させる。ダイ２０Ｂを基板Ａに近接させ、塗布液供給装置４０Ｂを稼働させて塗布液６６Ｂの基板Ａへの塗布を開始する一方、塗布液供給装置４０Ａも稼働して、制御装置２００からの指令により、ダイ２０Ａからは微少量の塗布液６６Ａをトレイ１０２Ａに向かって吐出するようにする。
ここでトレイ１０２Ａはステージ６の上方にあり、ステージ６の往復動を妨げることはないので、ダイ２０Ｂによる基板Ａへの塗布も妨げられない。以降の塗布する塗布液の切り替えは、上記の手順にしたがい同様にして行う。
【００２５】
なお待機中に吐出する塗布液の量は、好ましくは１〜１０００μＬ／Ｓ、より好ましくは５〜５０μＬ／Ｓである。この範囲より少ないと不具合が生じ、この範囲より大きいと塗布液の無効消費量が多くなり、高価な塗布液の無効使用量を少なくするというダイコータの特長を損なうことになる。また塗布を行う前には、必ずダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂ周辺に付着している残留塗布液を除去することが必要であり、そのために拭取ユニット８０を稼働させて清掃する。これによって吐出口３４Ａ、Ｂ周辺が初期化され、いつも同じ状態で塗布を開始できるので、長期にわたって安定した塗布が行える。とりわけ塗布するダイ２０Ａ、Ｂと塗布液を切り替えた直後に、この拭取ユニット８０による残留塗布液除去、清掃作業を行うことが、塗布の高品位化および基板全面にわたる塗布膜厚均一化実現のために必須となる。以上の塗布液の切り替え方法によれば、塗布液の切替は３０秒〜５分で行える。さらに待機中のダイからは塗布液を少量必ず排出していることにより、切り替え直後から高品位かつ膜厚が均一な塗布が行えため、無効となるダミー塗布等も行う必要がなく、塗布装置の稼働時間の減少を最小限にとどめることができる。
【００２６】
次に本発明の塗布装置を使った塗布方法全体について詳述する。
【００２７】
まずダイコータ１の各動作部の原点復帰が行われると、ステージ６は図１の左端部（破線で示す位置）、ダイ２０Ａ、Ｂは最上部、拭取ユニット８０は右端部、トレイ１０２Ａ、Ｂは対応するダイ２０Ａ、Ｂの下部のスタンバイ位置に移動する。ここで、タンク６４Ａ、Ｂ〜ダイ２０Ａ、Ｂまで塗布液６６Ａ、Ｂはすでに充満されており、ダイ２０Ａ、Ｂ内部の残留エアーを排出する作業も既に終了している。この時の塗布液供給装置４０Ａ、Ｂの状態は、シリンジ５２Ａ、Ｂに塗布液６６Ａ、Ｂが充填、吸引バルブ４４Ａ、Ｂは閉、供給バルブ４２Ａ、Ｂは開、そしてピストン５４Ａ、Ｂは最下端の位置にあり、いつでも塗布液６６Ａ、Ｂをダイ２０Ａ、Ｂに供給できるようになっている。
【００２８】
さて最初に塗布液６６Ａをダイ２０Ａで塗布するので、待機させるダイ２０Ｂの方は、塗布液供給装置４０Ｂを稼働させて、ダイ２０Ｂの下方にすでにあるトレイ１０２Ｂに向かって、少量の塗布液を吐出口３４Ｂより排出開始する。ついで、ステージ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がリフトピン上部に載置される。
【００２９】
次にリフトピンを下降させて基板Ａをテーブル６上面に載置し、同時に吸着保持する。これと並行して塗布液供給装置４０Ａを稼働させて少量の塗布液６６Ａを吐出後、トレイ１０２Ａをダイ２０Ａの下方より左側に退避させ、そのかわりに拭取ユニット８０をダイ２０Ａの下方に移動させ停止させる。そしてダイ２０Ａを下降させてダイ２０Ａの吐出口３４Ａを拭取ヘッド８２に係合後、拭取ヘッド８２をダイ２０Ａ長手方向に摺動させて、ダイ２０Ａの吐出口３４Ａ付近をダイ長手方向にわたって、清掃する。清掃完了後、拭取ユニット８０はもとの場所（図１の右端）に復帰する。ついでテーブル６を移動開始して、基板Ａが厚さセンサー１２０下を通過する時に基板厚さを測定する。そして基板Ａの塗布開始部がダイ２０Ａの吐出口３４Ａの真下に達したら、ステージ６を停止させる。この時に、測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニットＡ１１０を駆動して、ダイ２０Ａの吐出口３４Ａのある面を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させる。そしてシリンジポンプ５０Ａのピストン５４Ａを所定速度で上昇させ、ダイ２０Ａから塗布液６６Ａを吐出するとともに、テーブル６を所定速度で移動開始し、塗布液６６Ａの基板Ａへの塗布を始めて、塗布膜Ｃを形成する。基板Ａの塗布終了部がダイ２０Ａの吐出口３４Ａの位置にきたらピストン５４Ａを停止させて塗布液６６Ａの供給を停止し、つづいて上下昇降ユニットＡ１１０を駆動して、ダイ２０Ａを上昇させる。これによって基板Ａとダイ２０Ａの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。ダイ２０Ａの上昇を確認してから、その下方にトレイ１０２Ａを移動させる。
これらの動作中テーブル６は動きつづけ、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の下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。基板Ａをアンローダに受け渡したら、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。
【００３０】
これと並行してシリンジポンプ５０Ａを作動させて、１０〜５００μＬの少量の塗布液をダイ２０Ａに送り込み、ダイ２０Ａ内部に空隙部が必ずないようにする。
【００３１】
完了後シリンジポンプ５０Ａは、吸引バルブ４４Ａを開、供給バルブ４２Ａを閉として、ピストン５４Ａを一定速度で下降させ、タンク６４の塗布液６６Ａをシリンジ５２Ａに充填する。充填完了後、ピストン５４を停止させ、吸引バルブ４４Ａを閉、供給バルブ４２Ａを開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。
【００３２】
なおダイ２０Ａで基板Ａに塗布液６６Ａを塗布している間中、ダイ２０Ｂには塗布液供給装置４０Ｂより塗布液６６Ｂを少量連続して供給しているので、塗布液６６Ｂがダイ２０Ｂの吐出口３４Ｂからトレイ１０２Ｂに向かって排出される。そしてトレイ１０２Ｂに落下した塗布液６６Ｂは図示しない排出ラインを通じて回収される。
【００３３】
さて、塗布液６６Ａの塗布を完了し、塗布液６６Ｂの塗布を開始するときは、上記した方法にしたがって塗布液切替作業を行う。すなわち、ダイ２０Ｂに塗布液供給装置４０Ｂより塗布液６６Ｂを供給して基板Ａに塗布を行う一方で、ダイ２０Ａには塗布液供給装置４０Ａより少量連続して塗布液６６Ａを供給し、ダイ２０Ａの吐出口３４Ａよりトレイ１０２Ａに向かって塗布液６６Ａを排出して待機させる。この時の塗布方法は、上記の塗布方法で、ダイ２０Ａをダイ２０Ｂに、塗布液供給装置４０Ａを塗布液供給装置４０Ｂに、トレイ１０２Ａをトレイ１０２Ｂに、上下昇降ユニットＡ１１０を上下昇降ユニットＢ７０に、置き換えて実行すればよい。
【００３４】
なお、上記の実施態様の説明では、弾性体の拭取ヘッド８２をダイの吐出口付近に係合させて摺動させることで、ダイの吐出口付近の清掃をする手段を示したが、布材あるいは溶剤を湿潤させて布材でダイの吐出口付近を拭き取る手段を用いてもよい。また回転するローラにダイの吐出口を近接させ、ローラに向けて塗布液を吐出し、吐出口付近の塗布液をローラに転写することで清掃を行う手段を用いてもよい。さらに拭取ユニットは、複数のダイに対応して個別に設けてもよい。
【００３５】
次に本発明になる塗布装置の別の実施態様例であるダイコータ３００を、図３を用いて説明する。図３はダイコータ３００の概略正面断面図である。
【００３６】
ダイコータ３００には、２個のダイ３１２Ａ、Ｂが各々門型のガントリー３１０Ａ、Ｂに、上下昇降ユニット３１４Ａ、Ｂを介して取り付けられている。ダイ３１２Ａ、Ｂは、上下昇降ユニット３１４の動作により、上下方向に自在に移動可能である。ガントリー３１０Ａ、Ｂは、基台３０２上に配置されたレール３０４に案内されて、図示しないリニアモータにより自在に水平方向に往復動できる。ガントリー３１０Ａ、Ｂの移動によって、ダイ３１２Ａ、Ｂが移動することになる。また基台３０２の中央部には、固定の載置台３０６が備えられている。載置台の上面は基板Ａを載置する吸着面となっている。さらに基台２の両端部に、それぞれトレイ３０８Ａ、３０８Ｂが備えられている。トレイ３０８Ａ、Ｂには図示しない排出ラインが連結されており、ここに排出された塗布液を回収することができる。またダイ３１２Ａ、Ｂには、図示されていない２台の塗布液供給装置Ａ、Ｂが個別に接続されている。したがって塗布液供給装置Ａ、Ｂから、異なる２種の塗布液Ａ、Ｂが各々ダイ３１２Ａ、Ｂに供給されて、塗布液Ａ、Ｂの基板Ａへの塗布を別々の行うことができる。またガントリー３１０Ａ、Ｂには、ダイ３１２Ａ、Ｂの清掃装置が、図示されていないが、各々個別に設けられており、ダイ３１２Ａ、Ｂの吐出口を３１６Ａ、Ｂ周辺をダイ長手方向にわたって、塗布前に清掃することができる。
【００３７】
さてダイコータ３００での塗布は、載置台３０６に吸着固定された基板Ａに対して、ダイ３１２Ａ、Ｂの吐出口３１６Ａ、Ｂのある先端面をクリアランス分だけ近接させ、ダイ３１２Ａ、Ｂに塗布液供給装置Ａ、Ｂから一定量の塗布液を供給しながら、ダイ３１２Ａ、Ｂを移動させることで行う。また待機位置Ｄにガントリー３１０Ａを、待機位置Ｅにガントリー３１０Ｂを移動させると、各々ダイ３１２Ａ、Ｂの真下にトレイ３０８Ａ、Ｂが備えられることになるので、ここで各々のダイの待機中の塗布液の排出を行うことができる。またこの待機位置Ｄ、Ｅにガントリー３１０Ａ、Ｂのどちらかが待機していても、もう片方のダイの基板Ａへの塗布を妨げることはない。すなわち載置台３０６と、ガントリー３１０Ａ、Ｂ上のダイ３１２Ａ、Ｂが塗布のために相対移動する範囲外に、待機位置Ｄ、Ｅは設けられている。具体的にいうと、待機位置Ｄにガントリー３１０Ａがあっても、ガントリー３１０Ｂの移動によるダイ３１２Ｂの基板Ａへの塗布は妨げられない。また逆に、待機位置Ｅにガントリー３１０Ｂがあっても、ガントリー３１０Ａの移動によるダイ３１２Ａの基板Ａへの塗布は妨げられない。なお、このダイコータ３００では、待機中のダイ３１２Ａ、Ｂからの塗布液の排出と、塗布を離れた場所で行えるので、お互いの影響を完全に排除することができる。具体的にいうと、ダイコータ１では待機しているダイから液受けトレイに向かって塗布液を排出しているその下を、塗布した基板Ａが通過するが、待機位置を設けているダイコータ３００にはそのような状況はなく、よりクリーンな塗布を行わせることができる。
【００３８】
なお上記の実施態様では、基板Ａを固定、ダイ３１２Ａ、Ｂを移動させることで塗布を行う例について説明した。塗布を行うには基板Ａとダイ３１２Ａ、Ｂが相対移動すればよいので、載置台３０６も移動できるようにし、基台３０２の中央にガントリー３１０Ａ、Ｂが停止する位置を設け、そこへ基板Ａを移動させることで、停止しているダイ３１２Ａ、Ｂのいずれかで塗布を行うようにしてもよい。このガントリー３１２Ａ、Ｂの塗布のための停止位置は、塗布位置といえるものである。
【００３９】
次にこのダイコータ３００を用いた塗布方法並びに塗布液の切り替え方法について説明する。
【００４０】
まずダイコータ３００の各動作部の原点復帰が行われると、ガントリー３１０Ａは待機位置Ｄ、ガントリー３１０Ｂは待機位置Ｅ、ダイ３１２Ａ、Ｂは最上部に移動する。ここで、各々の塗布液供給装置Ａ、Ｂからダイ３１２Ａ、Ｂまで各々異なる塗布液Ａ、Ｂがすでに充填されており、ダイ３１２Ａ、Ｂ内部の残留エアーを排出する作業も終了している。
【００４１】
さて最初にダイ３１２Ａで塗布液Ａを塗布するので、待機させるダイ３１２Ｂの方は、塗布液供給装置Ｂを稼働させて、ダイ３１２Ｂの下方にあるトレイ３０８Ｂに向かって、少量の塗布液Ｂを吐出口３１６Ｂより排出開始する。ついで、載置台３０６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がリフトピン上部に載置される。
【００４２】
次にリフトピンを下降させて基板Ａを載置台３０６上面に載置し、同時に吸着保持する。これと並行して塗布液供給装置Ａを稼働させて少量の塗布液Ａをダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａより吐出後、ガントリー３１０Ａに備えられている図示しない清掃装置を稼働させて、ダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａ付近をダイ長手方向にわたって、清掃する。清掃完了後、ガントリー３１０Ａを右側に移動させ、基板Ａの塗布開始部がダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａの真下に達したら、ガントリー３１０Ａを停止させる。この時に、前工程で測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニット３１４Ａを駆動して、ダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａのある面を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させる。そして塗布液供給装置Ａを稼働させて、一定量の塗布液Ａをダイ３１２Ａから吐出するとともに、ガントリー３１０Ａを所定速度で右側に移動開始し、塗布液Ａの基板Ａへの塗布を始め、塗布膜を形成する。基板Ａの塗布終了部が吐出口３１６Ａの位置にきたら塗布液供給装置Ａを停止させて塗布液Ａの供給を停止し、つづいて上下昇降ユニット３１４Ａを駆動して、ダイ３１２Ａを上昇させる。これによって基板Ａとダイ３１２Ａの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。これらの動作中ガントリー３１０Ａは右側に移動しつづけ、待機位置Ｅの左側にある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の下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。基板Ａをアンローダに受け渡したらリフトピンを下降させ、ガントリー３１０Ａを左側に移動させて、待機位置Ｄまで復帰させる。ガントリー３１０Ａが待機位置Ｄに復帰したら、塗布液供給装置Ａを作動させて、１０〜５００μＬの少量の塗布液Ａをダイ３１２Ａに送り込み、ダイ３１２Ａ内部に空隙部が必ずないようにする。続いて基板Ａが来るのを待って、同じことを繰り返す。
【００４３】
ダイ３１２Ａで基板Ａに塗布液Ａを塗布している間中、ダイ３１２Ｂには別の塗布液供給装置Ｂより別の塗布液Ｂを少量連続して供給しているので、塗布液Ｂがダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂからトレイ３０８Ｂに向かって排出される。そしてトレイ３０８Ｂに落下した塗布液Ｂは図示しない排出ラインを通じて回収される。
【００４４】
さて、ダイ３１２Ａで塗布液Ａの塗布を完了し、ダイ３１２Ｂで塗布液Ｂの塗布を開始するときは、まず、ガントリー３１０Ａを待機位置Ｄに移動させる。待機位置Ｄにガントリー３１０Ａがきたら、塗布液供給装置Ａを稼働させてダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａより、少量の塗布液Ａをトレイ３０８Ａに向かって排出させる。一方ダイ３１２Ｂの方は、塗布液供給装置Ｂからの塗布液Ｂの供給を停止し、吐出口３１６からの塗布液Ｂの排出を一旦停止する。そして、上記した塗布方法にしたがい、ダイ３１２Ｂの基板Ａへの塗布液Ｂの塗布を開始する。すなわち、まず基板Ａを載置台３０６上面に吸着保持し、これと並行して塗布液供給装置Ｂを稼働させて少量の塗布液Ｂをダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂより吐出後、ガントリー３１０Ｂに備えられている図示しない清掃装置により、ダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂ付近をダイ長手方向にわたって、清掃する。清掃完了後、ガントリー３１０Ｂを左側に移動させ、基板Ａの塗布開始部がスリットダイ３１２Ａの吐出口３１６Ｂの真下に達したら、ガントリー３１０Ｂを停止させる。この時に、前工程で測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニット３１４Ｂを駆動して、ダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂのある面を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させる。そして塗布液供給装置を稼働させて、一定量の塗布液Ｂをダイ３１２Ｂから吐出するとともに、ガントリー３１０Ｂを所定速度で右側に移動開始し、塗布液の基板Ａへの塗布を始め、塗布膜を形成する。基板Ａの塗布終了部が吐出口３１６Ｂの位置にきたら塗布液供給装置Ｂを停止させて塗布液Ｂの供給を停止し、つづいて上下昇降ユニット３１４Ｂを駆動して、ダイ３１２Ｂを上昇させる。これによって基板Ａとダイ３１２Ｂの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。塗布終了後もガントリー３１０Ｂは右側に移動しつづけ、この間に基板Ａの吸着を解除して、次の工程に基板Ａを搬送する。ガントリー３１０Ｂが待機位置Ｅに達したら、ガントリー３１０Ｂを停止させる。そして塗布液供給装置Ｂを作動させて、少量の塗布液Ｂをダイ３１Ｂに送り込み、ダイ３１２Ｂ内部に空隙部が必ずないようにする。以降基板Ａが来るのを待って同じことを繰り返す。
【００４５】
ダイ３１２Ｂで基板Ａに塗布液Ｂを塗布している間中、ダイ３１２Ａには塗布液供給装置Ａより塗布液Ａを少量連続して供給しているので、塗布液Ａがダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａからトレイ３０８Ａに向かって排出される。そしてトレイ３０８Ａに落下した塗布液Ａは図示しない排出ラインを通じて回収される。
【００４６】
さらに塗布液Ｂから塗布液Ａに切り替える時は、上記に記載した同様の方法で行えばよい。
【００４７】
さて、上記の実施態様例では２種類の塗布液を２台のダイで繰り返して塗布する例を示したが、塗布液の種類、ダイの台数には制約はなく、もっと多数のものに適用してもよい。とりわけ、カラーフィルターの製造のために本発明の塗布装置を適用する場合は、ブラックマトリックス、Ｒ、Ｇ、Ｂの工程が１台のダイコータで実施できるよう４台のダイ、塗布液供給装置、並びにダイの上下昇降ユニットを備えていることが好ましい。さらに塗布液の切替タイミングについては、時間で管理してもよいし、塗布枚数で管理してもよい。カセットで基板管理する場合は、１カセット分の枚数、例えば１０〜２０枚程度や、１カセット分の枚数の倍数で、塗布液の切替を行うのが好ましい。
【００４８】
さらに待機しているダイに対しては、トレイでダイから吐出される液体を回収できるようになっているので、溶剤を供給して洗浄を行ってもよい。これによっって塗布と並行して洗浄を行えるので、洗浄のために停機する必要がなく、塗布装置の稼働率を向上できる。また、洗浄終了後あるいは使用中の塗布液に替えて、品種の異なる塗布液をダイに供給すれば、塗布液の品種変更も塗布を行いがら実施できることになる。これにより、塗布を中断する必要がないために、塗布装置の稼働率が向上し、生産性を高めることができる。洗浄を行う時や異なる品種塗布液に切り替える時は、多量の洗浄用溶剤や塗布液を供給するので、トレイとダイを密着させ、ダイの吐出口から排出される洗浄溶剤や塗布液が飛散しないようにする。そのためにシール材をトレイとダイの間に挟んで、密閉性をあげるのが好ましい。
【００４９】
なお本発明が適用できる塗布液としては粘度が１〜１０００００ｍＰａＳ、望ましくは１０〜５００００ｍＰａＳ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。とりわけ溶剤に揮発性の高いもの、たとえばＰＧＭＥＡ、酢酸ブチル、乳酸エチル等を使用している塗布液を切り替えて塗布するときに有効である。具体的に適用できる塗布液の例としては、上記にあげたカラーフィルター用のブラックマトリックス、色画素形成用塗布液の他、レジスト液、オーバーコート材等がある。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４０〜５００μｍ、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５〜４００μｍ、より好ましくは２０〜２５０μｍである。
【００５０】
【実施例】
４台のダイヘッド、ダイ昇降装置並びに塗布液供給手段を備えたダイコータを用いてカラーフィルターを製造した。
【００５１】
ダイは４台とも、吐出口の長さが３６０ｍｍ、スリットの間隙が１００μｍで、基板に３６０ｍｍ幅の塗布膜が形成できるものであった。さらに４台のダイは各々独立した昇降装置に取り付けられ、任意の１台のダイを選択して塗布を行える構成のものであった。また４台のダイに対応してそれぞれブラックマトリックス、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の塗布液と、これらの塗布液をダイに個別に供給するシリンジポンプを４台用意した。そしてブラックマトリックス用塗布液は、チタン酸窒化物を遮光材、アクリル樹脂をバインダー、ＰＧＭＥＡを溶剤にそれぞれ用い、固形分濃度を１０％、粘度を１０ｍＰａＳに調整した。同様に、Ｒ色用塗布液はアクリル樹脂をバインダー、ＰＧＭＥＡを溶媒、ピグメントレッド１７７を顔料にして固形分濃度１５％で混合し、さらに粘度を５ｍＰａＳに調整したもの、Ｇ色用塗布液はＲ色用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１０ｍＰａＳに調整したもの、Ｂ色用塗布液にはＲ色用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１０ｍＰａＳに調整したもの、を用意した。塗布液はいずれも感光性特性を有するものであった。これらの４種の塗布液を４台のタンクにいれ、それぞれ別個のラインとして４セットのタンク〜シリンジポンプ〜ダイに塗布液を充填した。
【００５２】
まず、ブラックマトリックスの塗布液を塗布すべく、ブラックマトリックス塗布液用ダイの塗布準備を行う一方、残りの３台のダイからは、Ｒ、Ｇ、Ｂの塗布液を１０μＬ／Ｓの微小量にて連続してそれぞれのダイ専用のステンレス製トレイに吐出して待機させた。そして３６０×４６５ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板上に、ブラックマトリックス塗布液を厚さ１０μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布した。塗布した基板は１００℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行った後、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行い、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。１００枚連続してブラックマトリックス塗布液を塗布した後に、待機していたＲ色用塗布液のダイを塗布に、これまで塗布をしていたブラックマトリックス塗布液用ダイを待機になるよう切替を行った。切替時間は１分であった。ブラックマトリックス塗布液用ダイからは、１０μＬ／Ｓの微小量連続して専用トレイにブラックマトリックス用塗布液を吐出させた。この作業中に、ブラックマトリックスの格子形状を形成した基板１００枚をダイコータ前に準備し、洗浄後、Ｒ色用塗布液を厚さ１３μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布した。塗布した基板は、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画素部にのみ厚さ２μｍのＲ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。同じようにして１００枚塗布した後に、Ｒ色塗布液からＧ色用塗布液に同様の作業で切り替えを行い、ブラックマトリックス、Ｒ色の塗膜を形成した１００枚の基板に、Ｇ色用塗布液を厚さ２０μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布後、１００℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行って、Ｇ色画素部にのみ厚さ２μｍのＧ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。さらにＧ色塗布液からＢ色用塗布液に同様にして切り替えを行い、ブラックマトリックス、Ｒ色、Ｇ色の塗膜を形成した１００枚の基板に、Ｂ色用塗布液を厚さ２０μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布後、１００℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行って、Ｂ色画素部にのみ厚さ２μｍのＢ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。それぞれの塗布液の交換時間は、いずれも１分以内に完了した。なお、塗布品位は各塗布液切り替え直後から申し分のないものであった。膜厚分布について測定したところ、各塗布液切り替え直後から±３％以下の変動しかなく、良好であった。
【００５３】
そして最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させ、１００枚の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、全て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。
【００５４】
【発明の効果】
本発明になる塗布装置および塗布方法によれば、１台の塗布器であるダイで塗布している間、待機しているダイからは少量の塗布液を吐出し、それを液受けで回収するのであるから、塗布液の塗布器吐出口周辺での蒸発、固形分析出、または塗布器内部での塗布液滞留を防止できるので、待機している塗布器に切り替えて塗布を行っても、開始直後から欠点のない高品位で、かつ塗布膜厚が均一な塗布を行うことができる。
【００５５】
本発明になるディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造するのであるから、高い品質のディスプレイ用部材を高い生産性にて製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のダイコータ１の概略正面断面図である。
【図２】図１の矢印の位置から見たダイと液受けトレイの概略側面図である。
【図３】本発明の別の実施例のダイコータ３００の概略正面断面図である。
【符号の説明】
１ ダイコータ
２ 基台
４ ガイドレール
６ ステージ
８ リニアモータ
１０ 支柱
２０Ａ、２０Ｂ ダイ（塗布器）
２２Ａ、２２Ｂ フロントリップ
２４Ａ、２４Ｂ リアリップ
２６Ａ、２６Ｂ マニホールド
２８Ａ、２８Ｂ スリット
３２Ａ、３２Ｂ シム
３４Ａ、３４Ｂ 吐出口
４０Ａ、４０Ｂ 塗布液供給装置
４２Ａ、４２Ｂ 供給バルブ
４４Ａ、４４Ｂ 吸引バルブ
５０Ａ、５０Ｂ シリンジポンプ
５２Ａ、５２Ｂ シリンジ
５４Ａ、５４Ｂ ピストン
５６Ａ、５６Ｂ 本体
６０Ａ、６０Ｂ 供給ホース
６２Ａ、６２Ｂ 吸引ホース
６４Ａ、６４Ｂ タンク
６６Ａ、６６Ｂ 塗布液
６８Ａ、６８Ｂ 圧空源
７０ 上下昇降ユニットＢ
７２Ａ、７２Ｂ モータ
７４Ａ、７４Ｂ ガイド
７６Ａ、７６Ｂ ボールねじ
７８Ａ、７８Ｂ 昇降台
７９Ａ、７９Ｂ 吊り下げ保持台
８０ 拭き取りユニット
８２ 拭き取りヘッド
８４ ブラケット
８６ スライダー
８８ 駆動ユニット
９０ トレイ
１００Ａ、１００Ｂ 液受けユニット
１０２Ａ、１０２Ｂ トレイ
１０４ ガイド
１０６Ａ、１０６Ｂ トレイ載置台
１０８Ａ、１０８Ｂ リニアモータ
１０９Ａ、１０９Ｂ 受け台
１１０ 上下昇降ユニットＡ
１２０ 厚さセンサー
１２２ 支持台
２００ 制御装置
２０２ 操作盤
３００ ダイコータ
３０２ 基台
３０４ レール
３０６ 載置台
３０８Ａ、３０８Ｂ トレイ
３１０Ａ、３１０Ｂ ガントリー
３１２Ａ、３１２Ｂ ダイ
３１４Ａ、３１４Ｂ 上下昇降ユニット
３１６Ａ、３１６Ｂ 吐出口
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｃ 塗布膜
【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及びその部材であるカラーフィルタ、ＴＦＴ基板、プラズマディスプレイ及びその部材である前面板並びに背面板、さらには光学フィルタ、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、詳しくはガラス基板などの被塗布部材表面に塗布液を吐出しながら塗膜を形成する塗布装置および塗布方法、並びに塗布方法を使用したディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶ディスプレイはアレイ基板、カラーフィルタ等より構成されているが、アレイ基板、カラーフィルターとも、低粘度の液体材料を塗布して乾燥させる製造工程を多く含んでいる。たとえば、ガラス基板上に３原色の細かな格子模様を有しているカラーフィルタでは、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。またその他、フォトレジスト材を塗布して塗膜を形成後、フォトリソ加工によりパターン加工を行って、カラーフィルターとアレイ基板との間に液晶が注入されるスペースを確保する柱にしたり、表面の凹凸を微小とするためのオーバーコート塗膜を形成する等がある。この種の塗膜形成工程には、使用される塗布液の粘度が数１０ｍＰａＳ以下で、容易に均一な塗膜を形成できるということもあって、スピナーが多く使用されてきたが、最近にいたって、高価な塗布液の消費を削減することと、装置の大型化があいまって、ダイコータが多く導入されるようになってきている。
【０００３】
この種のダイコータは、往復動可能なステージと、下向きの吐出口を有した塗布ヘッドとを１台備え、ステージ上にガラス基板を吸着保持した後、ステージとともにガラス基板を一定速度で移動させる間に、ガラス基板に近接させた塗布ヘッド（ダイ）の吐出口から塗布液を吐出させ、ガラス基板上に塗膜を形成するようになっている（例えば文献１）。
【０００４】
また設備費の削減や、少量多品種対応のために、１台のダイコータで、ブラックマトリックス、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ペースト、パターン及び柱形成のためのレジスト液、表面平坦化用オーバーコート材を塗布することが行われるようになってきている。その場合、生産性を上げるために塗布液交換時間を最短とすることが課題とされ、そのための手段として、異なる塗布液を充填した複数のダイをあらかじめ備えたダイコータが提案されている（例えば文献２）。この種のダイコータでは、種類の異なる塗布液が最初にダイに充填されており、独立した塗布液供給装置により、任意のタイミングに任意の塗布液を塗布することが可能とされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３３９６５６号公報（第５欄１８行目〜第９欄１３行目、第１０欄９行目〜第１２欄１２行目、図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−３３９６５８号公報（請求項１、第２欄４８行目〜第３欄３行目、第６欄２４行目〜第７欄７行目、第８欄４３行目〜第９欄４９行目、図３、図７）
しかしながら、実際に公知の手段を適用し、複数のダイに塗布液を充填してから、１台のダイで塗布している間は他のダイは待機させ、一定時間後に切り替えを行って、待機させていたダイで塗布すると、最初から高品位の塗布が行えないという問題が発生した。これは、１）カラーフィルター等液晶ディスプレイ用部材に使用される塗布液は揮発性の高い溶剤を使用していることが多く、待機しているダイの吐出口より溶剤が蒸発し、待機中に吐出口付近で固形分が析出し、そのまま塗布すると吐出した塗布液が固形物に阻害されてすじ状に塗布される、２）また固形分が析出するには及ばなくても、吐出口付近の塗布液が蒸発してエアーに置き換わり、切り替え直後の塗布では開始部に塗布されない領域が多く生じる、３）待機中にはダイに塗布液を供給しないので、ダイ内で塗布液が滞留するが、安定性に不足する塗布液を使用していると、ダイ内で顔料凝集等の不具合が生じ、そのまま塗布すると凝集物によるすじ状の欠点が発生する、ためである。この問題のために塗布液の切替えが短時間で行えず、はなはだしい場合には塗布液を充填していない新しいダイに新しい塗布液を供給して、新規に塗布を行わなければ不具合を解消できないこともあり、せっかく複数のダイを用意しても、稼働率並びに生産性の向上等、所期の目的を達成できなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、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、複数個装備したダイの切り替えを行うことで、１台のダイコータで複数の塗布液を順次切り替えて塗布する塗布手段において、塗布液特性等の実状に配慮することで、切り替え直後から膜厚が均一で、欠点が皆無の高品位の塗布が行える塗布装置及び塗布方法ならびに本塗布方法を使用したディスプレイ用部材の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下に述べる手段によって達成される。
本発明の塗布装置は、一枚の被塗布部材に塗膜を形成する塗布装置であって、塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器と、塗布器に塗布液を供給する複数の塗布液供給手段と、被塗布部材を保持するステージと、前記塗布器およびステージのうちの少なくとも一方を塗布器の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、複数の塗布器を各々独立して被塗布部材に近接させる昇降手段と、複数の塗布器から吐出される塗布液を回収し、かつ前記塗布器と相対移動可能な少なくとも２個の液受けと、複数の塗布器から順次塗布を行う塗布器を選択して塗布を行わせる制御装置を備えたことを特徴とする。 ここで、塗布を行わず待機している塗布器の下に前記液受けを配置させ、塗布液供給手段より塗布液を該塗布器に供給し、該塗布器の吐出口より吐出した塗布液を液受けより回収するよう制御する制御装置を有することや、前記塗布器が待機する待機位置を、前記ステージと塗布器が塗布のために相対移動する範囲外に設けること、が好ましい。また、塗布器の吐出口先端を清浄する清浄装置を、少なくとも１基備えることや、待機している塗布器に、洗浄液あるいは異なる種類の塗布液を塗布液供給手段より供給するよう制御する制御装置をさらに有することも好ましい。
【０００９】
本発明の塗布方法は、一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器を用いて複数の塗布液を被塗布部材に順次塗布する塗布方法であって、選択した塗布器で被塗布部材への塗布液の塗布を行っている間、塗布を行なわない塗布器は吐出口より塗布液を排出、回収して待機させることを特徴とする。
【００１０】
ここで、 前記塗布器の待機は、前記被塗布部材と塗布器が塗布のために相対移動する範囲外に設けた待機位置で行うことや、塗布前には必ず塗布器の吐出口周辺を清浄化すること、が好ましい。また、待機している塗布器に洗浄溶剤、あるいは異なる塗布液を供給し、塗布器の洗浄、あるいは異なる塗布液への入れ替えを行うことも好ましい。
本発明のディスプレイ用部材の製造方法は、上記のいずれかの塗布方法を使用してディスプレイ用部材を製造する。
本発明になる塗布装置および塗布方法によれば、１台の塗布器で塗布している間、待機している塗布器からは塗布液を吐出し、それを液受けで回収するのであるから、塗布液の塗布器吐出口周辺での蒸発、固形分析出、または塗布器内部での塗布液滞留を防止できるので、待機している塗布器に切り替えて塗布を行っても、開始直後から欠点のない高品位で、かつ塗布膜厚が均一な塗布を行うことができる。
【００１１】
本発明になるディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造するのであるから、高い品質のディスプレイ用部材を高い生産性にて製造することが可能となる。
【００１２】
【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。
図１は、この発明に係る塗布装置であるダイコータ１の概略正面断面図、図２は図１の矢印Ｆの位置から見たダイと液受けトレイの概略側面図である。
図１を参照すると、本発明のダイコータ１が示されている。このダイコータ１には２個のダイ２０Ａ、Ｂが備えられている。さらにダイコータ１は基台２を備えており、基台２上には、一対のガイドレール４が設けられている。このガイドレール４上にはステージ６が配置されており、リニアモータ８に駆動されて図１に示すＸ方向に自在に往復動する。またステージ６の上面は吸着孔からなる真空吸着面となっており、被塗布部材である基板Ａを吸着保持することができる。
【００１３】
基台２の中央を見ると、門型の支柱１０がある。支柱１０の両側に、２台の上下昇降ユニットＡ１１０と上下昇降ユニットＢ７０が備えられており、この上下昇降装置ユニットＡ１１０と上下昇降ユニットＢ７０に塗布を行う２台のダイ２０Ａ、Ｂが各々取り付けられている。
【００１４】
ダイ２０Ａ、ＢはＸ方向に垂直な方向、すなわち紙面に垂直な方向にのびているフロントリップ２２Ａ、Ｂ、及びリアリップ２４Ａ、Ｂを、シム３２Ａ、Ｂを介してＸ方向に重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合することで構成されている。ダイ２０Ａ、Ｂ内の中央部にはマニホールド２６Ａ、Ｂが形成されており、このマニホールド２６Ａ、Ｂもダイ２０Ａ、Ｂの長手方向にのびている。マニホールド２６Ａ、Ｂの下方には、スリット２８Ａ、Ｂが連通して形成されている。このスリット２８Ａ、Ｂもダイ２０Ａ、Ｂの長手方向にのびており、その下端がダイ２０Ａ、Ｂの最下端面で開口となって、吐出口３４Ａ、Ｂを形成する。なおスリット２８Ａ、Ｂはシム３２Ａ、Ｂによって形成されるので、スリットＡ、Ｂの間隙（Ｘ方向に測定）は、シム３２Ａ、Ｂの厚さと等しくなる。
【００１５】
さてダイ２０Ａ、Ｂを昇降させる上下昇降装置ユニットＡ１１０と上下昇降ユニットＢ７０は全く同じ構成なので、図２で上下昇降ユニットＢ７０を詳しく見てみる。すなわち上下昇降ユニットＢ７０は、ダイ２０Ｂを吊り下げる形で保持する吊り下げ保持台７９、吊り下げ保持台７９を昇降させる左右一対の昇降台７８Ａ、Ｂ、昇降台７８Ａ、Ｂを上下方向に案内するガイド７４Ａ、Ｂ、モータ７２Ａ、Ｂの回転運動を昇降台７８Ａ、Ｂの直線運動に変換するボールねじ７６Ａ、Ｂより構成されている。昇降台７８Ａと７８Ｂは各々独立に昇降でき、ダイ２０Ｂの水平に対する傾き角度を任意に設定することができる。これによってダイ２０Ｂの最下端面（吐出口３４Ｂのある面）と基板Ａを、ダイ２０Ｂの長手方向にわたって略並行にすることができる。このような構成を有する上下昇降ユニットＢ７０、並びに上下昇降ユニットＡ１１０により、ダイ２０Ｂ、およびダイ２０Ａを自在にそれぞれ独立して昇降させることができるとともに、ステージ６上の基板Ａとダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂとの間に均一なすきまであるクリアランスを設けることができる。
【００１６】
ところでダイ２０Ａの左側には液受けユニット１００Ａが、ダイ２０Ｂの下方には液受けユニット１００Ｂが備えられている。液受けユニット１００Ａ、Ｂは、ダイ２０Ａ、Ｂから排出される塗布液を回収するトレイ１０２Ａ、Ｂ、トレイ１０２Ａ、ＢをＸ方向にのびる一対のガイド１０４に沿って、リニアモータ１０８Ａ（図示されず）、１０８ＢによりＸ方向に自在に往復動されるトレイ載置台１０６Ａ、Ｂよりなる。またトレイ１０２Ａ、Ｂは、受け台１０９Ａ、Ｂを介してトレイ載置台１０６Ａ、Ｂに接続されているので、トレイ１０２Ａ、Ｂは、独立したリニアモータ１０８Ａ、Ｂ制御により、各々別個にＸ方向に移動させることができる。なおトレイ１０２Ａ、Ｂは図示しない排出用配管および回収タンクに接続されており、トレイ１０２Ａ、Ｂにたまった塗布液を全て回収タンク（図示しない）に集めることができる。
【００１７】
さらに図１で基台２の右側端部を見ると、拭き取りユニット８０がガイドレール４上にＸ方向に移動自在に取付られている。拭き取りユニット８０には、ダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂ周辺に係合する形状を有する拭き取りヘッド８２が、ブラケット８４を介してスライダー８６に取り付けられている。スライダー８６は駆動ユニット８８により、ダイ２０Ａ、Ｂの長手方向、すなわちＸ方向に直行する方向に自在に移動する。駆動ユニット８８とトレイ９０は台車９２上に固定されている。台車９２はガイドレール４上にあり、ガイドレール４に案内されて、図示しないリニアモータによりＸ方向に自在に往復動できるので、拭取ユニット８０全体がＸ方向に往復動できる。また拭取を行う時は、拭き取りユニット８０全体を拭き取りヘッド８２がダイ２０Ａ、Ｂに係合する位置までＸ方向に移動させ、ダイ２０Ａ、Ｂを下降して拭き取りヘッド８２に係合させる。そして、駆動ユニット８８を駆動して拭き取りヘッド８２をダイ２０Ａ、Ｂの長手方向に摺動させると、ダイ２０Ａ、Ｂの吐出口付近に残存している塗布液その他の汚染物を除去、清掃することができる。除去した塗布液その他はトレイ９０で回収される。トレイ９０は図示しない排出ラインに接続されており、内部にたまった塗布液等の液体を外部に排出、回収することができる。なお拭き取りユニット８０はトレイ１０２Ａ、Ｂとは上下方向で干渉しない位置に配置されているので、トレイ１０２Ａ、ＢのＸ方向位置に関係なく、Ｘ方向に自在に移動することができる。また拭き取りヘッド８２はダイ２０Ａ、Ｂに均等に係合できるようゴム等の弾性体、合成樹脂が好ましい。
【００１８】
さらにまた基台２の左側を見ると、基板Ａの厚さを測定する厚さセンサー１２０が支持台１２２に取り付けられている。厚さセンサー１２０はレーザを使用したものであることが好ましい。厚さセンサー１２０により基板Ａの厚さを測定することで、どのような厚さの基板Ａに対しても、ダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂのある先端面と基板Ａの隙間であるクリアランスを、常に一定にすることができる。
【００１９】
再び２台のダイ２０Ａ、Ｂを見ると、ダイ２０Ａ、Ｂのマニホールド２６Ａ、Ｂの上流側は、塗布液供給装置４０Ａ、Ｂに連なる供給ホース６０Ａ、Ｂ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２６Ａ、Ｂへは塗布液供給装置４０Ａ、Ｂから塗布液を供給することができる。マニホールド２６Ａ、Ｂに入った塗布液はダイ２０Ａ、Ｂの長手方向に均等に拡幅されて、スリット２８Ａ、Ｂを経て、吐出口３４Ａ、Ｂから吐出される。
【００２０】
なお、塗布液供給装置４０Ａ、Ｂは、供給ホース６０Ａ、Ｂの上流側に、供給バルブ４２Ａ、Ｂ、シリンジポンプ５０Ａ、Ｂ、吸引バルブ４４Ａ、Ｂ、吸引ホース６２Ａ、Ｂ、タンク６４Ａ、Ｂを備えている。タンク６４Ａ、Ｂには塗布液６６Ａ、Ｂが蓄えられており、圧空源６８Ａ、Ｂに連結されて任意の大きさの背圧を塗布液６６Ａ、Ｂに付加することができる。タンク６４Ａ、Ｂ内の塗布液６６Ａ、Ｂは、吸引ホース６２Ａ、Ｂを通じてシリンジポンプ５０Ａ、Ｂに供給される。シリンジポンプ５０Ａ、Ｂでは、シリンジ５２Ａ、Ｂ、ピストン５４Ａ、Ｂがポンプ本体５６Ａ、Ｂに取り付けられている。ここでピストン５４Ａ、Ｂは図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ５０Ａ、Ｂは、一定の内径を有するシリンジ５２Ａ、Ｂ内に塗布液を充填し、それをピストン５４Ａ、Ｂにより押し出して、ダイ２０Ａ、Ｂに基板Ａ一枚塗布分だけ供給する定容量型のポンプである。シリンジ５２Ａ、Ｂ内に塗布液６６Ａ、Ｂを充填するときは、吸引バルブ４４Ａ、Ｂを開、供給バルブ４２Ａ、Ｂを閉として、ピストン５４Ａ、Ｂを下方に移動させる。またシリンジ５２Ａ、Ｂ内に充填された塗布液をダイ２０Ａ、Ｂに向かって供給するときは、吸引バルブ４４Ａ、Ｂを閉、供給バルブ４２Ａ、Ｂを開とし、ピストン５４Ａ、Ｂを上方に移動させることで、ピストン５４Ａ、Ｂでシリンジ５２Ａ、Ｂ内部の塗布液を押し上げて排出する。オス側のピストン５４Ａ、Ｂとメス側のシリンジ５２Ａ、Ｂとの間に気密性を持たせるために図示しないＯリングをシール材として、ピストン５４Ａ、Ｂに取り付けるのが好ましい。
【００２１】
なお制御信号にて動作するリニアモータ８、モータ７２Ａ、Ｂ、リニアモータ１０８Ａ、Ｂ、塗布液供給装置４０Ａ、Ｂ等はすべて制御装置２００に電気的に接続されている。そして、制御装置に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお条件変更時は操作盤２０２に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置２００に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。
【００２２】
さて上記に説明したダイコータ１で、複数の塗布液Ａ、Ｂの切り替えは具体的には以下のようにして行う。
【００２３】
まず塗布液６６Ａ、Ｂを、それぞれに対応するタンク６４Ａ、Ｂからダイ２０Ａ、Ｂまで充填する。充填の間、トレイ１０２Ａ、Ｂは対応するダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂの下方に配置し、充填中に吐出口３４Ａ、Ｂより吐出される塗布液６６Ａ、Ｂを回収する。先に塗布液６６Ａを基板Ａに塗布するとすれば、トレイ１０２Ａをダイ２０Ａの真下の位置から左側に移動させ、ダイ２０Ａが基板Ａに近接できるようにする。ダイ２０Ａが基板Ａに近接して塗布している間、ダイ２０Ｂからは、シリンジポンプ５０Ｂからの供給量を調整して、塗布液６６Ｂが微少量トレイ１０２Ｂに向かって吐出できるようにする。塗布液の供給パターンは連続して微少量の塗布液を吐出してもよいし、一定時間サイクルで所定時間のみ塗布液を吐出するようにしてもよい。このようにして待機中に常に塗布液を吐出するようにした結果、待機中に吐出口３４Ｂ付近で固形分が析出したり、吐出口３４Ｂ付近の塗布液が蒸発してエアーに置き換わることもないし、いわんやダイ２０Ｂ内部での塗布液６６Ｂの滞留による顔料凝集等の不具合が生じることもない。また、塗布液６６Ｂを回収しているトレイ１０２Ｂはステージ６の上方に位置しているので、ステージ６はトレイ１０２Ｂの下方を自在に往復動できる。したがって、ダイ２０Ａによる基板Ａへの塗布を妨げることはない。
【００２４】
塗布する塗布液を塗布液６６Ａから塗布液６６Ｂに切り替える時は、一旦塗布液供給装置４０Ｂを停止させ、ダイ２０Ｂからの塗布液６６Ｂの吐出を中断する。そしてダイ２０Ｂの下方にあるトレイ１０２Ｂを、ダイ２０Ｂが下降しても干渉しない位置まで右側に退避させる。その一方ダイ２０Ａを上昇させてから、トレイ１０２Ａをダイ２０Ａの下方に移動させる。ダイ２０Ｂを基板Ａに近接させ、塗布液供給装置４０Ｂを稼働させて塗布液６６Ｂの基板Ａへの塗布を開始する一方、塗布液供給装置４０Ａも稼働して、制御装置２００からの指令により、ダイ２０Ａからは微少量の塗布液６６Ａをトレイ１０２Ａに向かって吐出するようにする。
ここでトレイ１０２Ａはステージ６の上方にあり、ステージ６の往復動を妨げることはないので、ダイ２０Ｂによる基板Ａへの塗布も妨げられない。以降の塗布する塗布液の切り替えは、上記の手順にしたがい同様にして行う。
【００２５】
なお待機中に吐出する塗布液の量は、好ましくは１〜１０００μＬ／Ｓ、より好ましくは５〜５０μＬ／Ｓである。この範囲より少ないと不具合が生じ、この範囲より大きいと塗布液の無効消費量が多くなり、高価な塗布液の無効使用量を少なくするというダイコータの特長を損なうことになる。また塗布を行う前には、必ずダイ２０Ａ、Ｂの吐出口３４Ａ、Ｂ周辺に付着している残留塗布液を除去することが必要であり、そのために拭取ユニット８０を稼働させて清掃する。これによって吐出口３４Ａ、Ｂ周辺が初期化され、いつも同じ状態で塗布を開始できるので、長期にわたって安定した塗布が行える。とりわけ塗布するダイ２０Ａ、Ｂと塗布液を切り替えた直後に、この拭取ユニット８０による残留塗布液除去、清掃作業を行うことが、塗布の高品位化および基板全面にわたる塗布膜厚均一化実現のために必須となる。以上の塗布液の切り替え方法によれば、塗布液の切替は３０秒〜５分で行える。さらに待機中のダイからは塗布液を少量必ず排出していることにより、切り替え直後から高品位かつ膜厚が均一な塗布が行えため、無効となるダミー塗布等も行う必要がなく、塗布装置の稼働時間の減少を最小限にとどめることができる。
【００２６】
次に本発明の塗布装置を使った塗布方法全体について詳述する。
【００２７】
まずダイコータ１の各動作部の原点復帰が行われると、ステージ６は図１の左端部（破線で示す位置）、ダイ２０Ａ、Ｂは最上部、拭取ユニット８０は右端部、トレイ１０２Ａ、Ｂは対応するダイ２０Ａ、Ｂの下部のスタンバイ位置に移動する。ここで、タンク６４Ａ、Ｂ〜ダイ２０Ａ、Ｂまで塗布液６６Ａ、Ｂはすでに充満されており、ダイ２０Ａ、Ｂ内部の残留エアーを排出する作業も既に終了している。この時の塗布液供給装置４０Ａ、Ｂの状態は、シリンジ５２Ａ、Ｂに塗布液６６Ａ、Ｂが充填、吸引バルブ４４Ａ、Ｂは閉、供給バルブ４２Ａ、Ｂは開、そしてピストン５４Ａ、Ｂは最下端の位置にあり、いつでも塗布液６６Ａ、Ｂをダイ２０Ａ、Ｂに供給できるようになっている。
【００２８】
さて最初に塗布液６６Ａをダイ２０Ａで塗布するので、待機させるダイ２０Ｂの方は、塗布液供給装置４０Ｂを稼働させて、ダイ２０Ｂの下方にすでにあるトレイ１０２Ｂに向かって、少量の塗布液を吐出口３４Ｂより排出開始する。ついで、ステージ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がリフトピン上部に載置される。
【００２９】
次にリフトピンを下降させて基板Ａをテーブル６上面に載置し、同時に吸着保持する。これと並行して塗布液供給装置４０Ａを稼働させて少量の塗布液６６Ａを吐出後、トレイ１０２Ａをダイ２０Ａの下方より左側に退避させ、そのかわりに拭取ユニット８０をダイ２０Ａの下方に移動させ停止させる。そしてダイ２０Ａを下降させてダイ２０Ａの吐出口３４Ａを拭取ヘッド８２に係合後、拭取ヘッド８２をダイ２０Ａ長手方向に摺動させて、ダイ２０Ａの吐出口３４Ａ付近をダイ長手方向にわたって、清掃する。清掃完了後、拭取ユニット８０はもとの場所（図１の右端）に復帰する。ついでテーブル６を移動開始して、基板Ａが厚さセンサー１２０下を通過する時に基板厚さを測定する。そして基板Ａの塗布開始部がダイ２０Ａの吐出口３４Ａの真下に達したら、ステージ６を停止させる。この時に、測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニットＡ１１０を駆動して、ダイ２０Ａの吐出口３４Ａのある面を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させる。そしてシリンジポンプ５０Ａのピストン５４Ａを所定速度で上昇させ、ダイ２０Ａから塗布液６６Ａを吐出するとともに、テーブル６を所定速度で移動開始し、塗布液６６Ａの基板Ａへの塗布を始めて、塗布膜Ｃを形成する。基板Ａの塗布終了部がダイ２０Ａの吐出口３４Ａの位置にきたらピストン５４Ａを停止させて塗布液６６Ａの供給を停止し、つづいて上下昇降ユニットＡ１１０を駆動して、ダイ２０Ａを上昇させる。これによって基板Ａとダイ２０Ａの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。ダイ２０Ａの上昇を確認してから、その下方にトレイ１０２Ａを移動させる。
これらの動作中テーブル６は動きつづけ、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の下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。基板Ａをアンローダに受け渡したら、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。
【００３０】
これと並行してシリンジポンプ５０Ａを作動させて、１０〜５００μＬの少量の塗布液をダイ２０Ａに送り込み、ダイ２０Ａ内部に空隙部が必ずないようにする。
【００３１】
完了後シリンジポンプ５０Ａは、吸引バルブ４４Ａを開、供給バルブ４２Ａを閉として、ピストン５４Ａを一定速度で下降させ、タンク６４の塗布液６６Ａをシリンジ５２Ａに充填する。充填完了後、ピストン５４を停止させ、吸引バルブ４４Ａを閉、供給バルブ４２Ａを開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。
【００３２】
なおダイ２０Ａで基板Ａに塗布液６６Ａを塗布している間中、ダイ２０Ｂには塗布液供給装置４０Ｂより塗布液６６Ｂを少量連続して供給しているので、塗布液６６Ｂがダイ２０Ｂの吐出口３４Ｂからトレイ１０２Ｂに向かって排出される。そしてトレイ１０２Ｂに落下した塗布液６６Ｂは図示しない排出ラインを通じて回収される。
【００３３】
さて、塗布液６６Ａの塗布を完了し、塗布液６６Ｂの塗布を開始するときは、上記した方法にしたがって塗布液切替作業を行う。すなわち、ダイ２０Ｂに塗布液供給装置４０Ｂより塗布液６６Ｂを供給して基板Ａに塗布を行う一方で、ダイ２０Ａには塗布液供給装置４０Ａより少量連続して塗布液６６Ａを供給し、ダイ２０Ａの吐出口３４Ａよりトレイ１０２Ａに向かって塗布液６６Ａを排出して待機させる。この時の塗布方法は、上記の塗布方法で、ダイ２０Ａをダイ２０Ｂに、塗布液供給装置４０Ａを塗布液供給装置４０Ｂに、トレイ１０２Ａをトレイ１０２Ｂに、上下昇降ユニットＡ１１０を上下昇降ユニットＢ７０に、置き換えて実行すればよい。
【００３４】
なお、上記の実施態様の説明では、弾性体の拭取ヘッド８２をダイの吐出口付近に係合させて摺動させることで、ダイの吐出口付近の清掃をする手段を示したが、布材あるいは溶剤を湿潤させて布材でダイの吐出口付近を拭き取る手段を用いてもよい。また回転するローラにダイの吐出口を近接させ、ローラに向けて塗布液を吐出し、吐出口付近の塗布液をローラに転写することで清掃を行う手段を用いてもよい。さらに拭取ユニットは、複数のダイに対応して個別に設けてもよい。
【００３５】
次に本発明になる塗布装置の別の実施態様例であるダイコータ３００を、図３を用いて説明する。図３はダイコータ３００の概略正面断面図である。
【００３６】
ダイコータ３００には、２個のダイ３１２Ａ、Ｂが各々門型のガントリー３１０Ａ、Ｂに、上下昇降ユニット３１４Ａ、Ｂを介して取り付けられている。ダイ３１２Ａ、Ｂは、上下昇降ユニット３１４の動作により、上下方向に自在に移動可能である。ガントリー３１０Ａ、Ｂは、基台３０２上に配置されたレール３０４に案内されて、図示しないリニアモータにより自在に水平方向に往復動できる。ガントリー３１０Ａ、Ｂの移動によって、ダイ３１２Ａ、Ｂが移動することになる。また基台３０２の中央部には、固定の載置台３０６が備えられている。載置台の上面は基板Ａを載置する吸着面となっている。さらに基台２の両端部に、それぞれトレイ３０８Ａ、３０８Ｂが備えられている。トレイ３０８Ａ、Ｂには図示しない排出ラインが連結されており、ここに排出された塗布液を回収することができる。またダイ３１２Ａ、Ｂには、図示されていない２台の塗布液供給装置Ａ、Ｂが個別に接続されている。したがって塗布液供給装置Ａ、Ｂから、異なる２種の塗布液Ａ、Ｂが各々ダイ３１２Ａ、Ｂに供給されて、塗布液Ａ、Ｂの基板Ａへの塗布を別々の行うことができる。またガントリー３１０Ａ、Ｂには、ダイ３１２Ａ、Ｂの清掃装置が、図示されていないが、各々個別に設けられており、ダイ３１２Ａ、Ｂの吐出口を３１６Ａ、Ｂ周辺をダイ長手方向にわたって、塗布前に清掃することができる。
【００３７】
さてダイコータ３００での塗布は、載置台３０６に吸着固定された基板Ａに対して、ダイ３１２Ａ、Ｂの吐出口３１６Ａ、Ｂのある先端面をクリアランス分だけ近接させ、ダイ３１２Ａ、Ｂに塗布液供給装置Ａ、Ｂから一定量の塗布液を供給しながら、ダイ３１２Ａ、Ｂを移動させることで行う。また待機位置Ｄにガントリー３１０Ａを、待機位置Ｅにガントリー３１０Ｂを移動させると、各々ダイ３１２Ａ、Ｂの真下にトレイ３０８Ａ、Ｂが備えられることになるので、ここで各々のダイの待機中の塗布液の排出を行うことができる。またこの待機位置Ｄ、Ｅにガントリー３１０Ａ、Ｂのどちらかが待機していても、もう片方のダイの基板Ａへの塗布を妨げることはない。すなわち載置台３０６と、ガントリー３１０Ａ、Ｂ上のダイ３１２Ａ、Ｂが塗布のために相対移動する範囲外に、待機位置Ｄ、Ｅは設けられている。具体的にいうと、待機位置Ｄにガントリー３１０Ａがあっても、ガントリー３１０Ｂの移動によるダイ３１２Ｂの基板Ａへの塗布は妨げられない。また逆に、待機位置Ｅにガントリー３１０Ｂがあっても、ガントリー３１０Ａの移動によるダイ３１２Ａの基板Ａへの塗布は妨げられない。なお、このダイコータ３００では、待機中のダイ３１２Ａ、Ｂからの塗布液の排出と、塗布を離れた場所で行えるので、お互いの影響を完全に排除することができる。具体的にいうと、ダイコータ１では待機しているダイから液受けトレイに向かって塗布液を排出しているその下を、塗布した基板Ａが通過するが、待機位置を設けているダイコータ３００にはそのような状況はなく、よりクリーンな塗布を行わせることができる。
【００３８】
なお上記の実施態様では、基板Ａを固定、ダイ３１２Ａ、Ｂを移動させることで塗布を行う例について説明した。塗布を行うには基板Ａとダイ３１２Ａ、Ｂが相対移動すればよいので、載置台３０６も移動できるようにし、基台３０２の中央にガントリー３１０Ａ、Ｂが停止する位置を設け、そこへ基板Ａを移動させることで、停止しているダイ３１２Ａ、Ｂのいずれかで塗布を行うようにしてもよい。このガントリー３１２Ａ、Ｂの塗布のための停止位置は、塗布位置といえるものである。
【００３９】
次にこのダイコータ３００を用いた塗布方法並びに塗布液の切り替え方法について説明する。
【００４０】
まずダイコータ３００の各動作部の原点復帰が行われると、ガントリー３１０Ａは待機位置Ｄ、ガントリー３１０Ｂは待機位置Ｅ、ダイ３１２Ａ、Ｂは最上部に移動する。ここで、各々の塗布液供給装置Ａ、Ｂからダイ３１２Ａ、Ｂまで各々異なる塗布液Ａ、Ｂがすでに充填されており、ダイ３１２Ａ、Ｂ内部の残留エアーを排出する作業も終了している。
【００４１】
さて最初にダイ３１２Ａで塗布液Ａを塗布するので、待機させるダイ３１２Ｂの方は、塗布液供給装置Ｂを稼働させて、ダイ３１２Ｂの下方にあるトレイ３０８Ｂに向かって、少量の塗布液Ｂを吐出口３１６Ｂより排出開始する。ついで、載置台３０６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がリフトピン上部に載置される。
【００４２】
次にリフトピンを下降させて基板Ａを載置台３０６上面に載置し、同時に吸着保持する。これと並行して塗布液供給装置Ａを稼働させて少量の塗布液Ａをダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａより吐出後、ガントリー３１０Ａに備えられている図示しない清掃装置を稼働させて、ダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａ付近をダイ長手方向にわたって、清掃する。清掃完了後、ガントリー３１０Ａを右側に移動させ、基板Ａの塗布開始部がダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａの真下に達したら、ガントリー３１０Ａを停止させる。この時に、前工程で測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニット３１４Ａを駆動して、ダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａのある面を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させる。そして塗布液供給装置Ａを稼働させて、一定量の塗布液Ａをダイ３１２Ａから吐出するとともに、ガントリー３１０Ａを所定速度で右側に移動開始し、塗布液Ａの基板Ａへの塗布を始め、塗布膜を形成する。基板Ａの塗布終了部が吐出口３１６Ａの位置にきたら塗布液供給装置Ａを停止させて塗布液Ａの供給を停止し、つづいて上下昇降ユニット３１４Ａを駆動して、ダイ３１２Ａを上昇させる。これによって基板Ａとダイ３１２Ａの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。これらの動作中ガントリー３１０Ａは右側に移動しつづけ、待機位置Ｅの左側にある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の下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。基板Ａをアンローダに受け渡したらリフトピンを下降させ、ガントリー３１０Ａを左側に移動させて、待機位置Ｄまで復帰させる。ガントリー３１０Ａが待機位置Ｄに復帰したら、塗布液供給装置Ａを作動させて、１０〜５００μＬの少量の塗布液Ａをダイ３１２Ａに送り込み、ダイ３１２Ａ内部に空隙部が必ずないようにする。続いて基板Ａが来るのを待って、同じことを繰り返す。
【００４３】
ダイ３１２Ａで基板Ａに塗布液Ａを塗布している間中、ダイ３１２Ｂには別の塗布液供給装置Ｂより別の塗布液Ｂを少量連続して供給しているので、塗布液Ｂがダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂからトレイ３０８Ｂに向かって排出される。そしてトレイ３０８Ｂに落下した塗布液Ｂは図示しない排出ラインを通じて回収される。
【００４４】
さて、ダイ３１２Ａで塗布液Ａの塗布を完了し、ダイ３１２Ｂで塗布液Ｂの塗布を開始するときは、まず、ガントリー３１０Ａを待機位置Ｄに移動させる。待機位置Ｄにガントリー３１０Ａがきたら、塗布液供給装置Ａを稼働させてダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａより、少量の塗布液Ａをトレイ３０８Ａに向かって排出させる。一方ダイ３１２Ｂの方は、塗布液供給装置Ｂからの塗布液Ｂの供給を停止し、吐出口３１６からの塗布液Ｂの排出を一旦停止する。そして、上記した塗布方法にしたがい、ダイ３１２Ｂの基板Ａへの塗布液Ｂの塗布を開始する。すなわち、まず基板Ａを載置台３０６上面に吸着保持し、これと並行して塗布液供給装置Ｂを稼働させて少量の塗布液Ｂをダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂより吐出後、ガントリー３１０Ｂに備えられている図示しない清掃装置により、ダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂ付近をダイ長手方向にわたって、清掃する。清掃完了後、ガントリー３１０Ｂを左側に移動させ、基板Ａの塗布開始部がスリットダイ３１２Ａの吐出口３１６Ｂの真下に達したら、ガントリー３１０Ｂを停止させる。この時に、前工程で測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニット３１４Ｂを駆動して、ダイ３１２Ｂの吐出口３１６Ｂのある面を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させる。そして塗布液供給装置を稼働させて、一定量の塗布液Ｂをダイ３１２Ｂから吐出するとともに、ガントリー３１０Ｂを所定速度で右側に移動開始し、塗布液の基板Ａへの塗布を始め、塗布膜を形成する。基板Ａの塗布終了部が吐出口３１６Ｂの位置にきたら塗布液供給装置Ｂを停止させて塗布液Ｂの供給を停止し、つづいて上下昇降ユニット３１４Ｂを駆動して、ダイ３１２Ｂを上昇させる。これによって基板Ａとダイ３１２Ｂの間に形成されたビードが断ち切られ、塗布が終了する。塗布終了後もガントリー３１０Ｂは右側に移動しつづけ、この間に基板Ａの吸着を解除して、次の工程に基板Ａを搬送する。ガントリー３１０Ｂが待機位置Ｅに達したら、ガントリー３１０Ｂを停止させる。そして塗布液供給装置Ｂを作動させて、少量の塗布液Ｂをダイ３１Ｂに送り込み、ダイ３１２Ｂ内部に空隙部が必ずないようにする。以降基板Ａが来るのを待って同じことを繰り返す。
【００４５】
ダイ３１２Ｂで基板Ａに塗布液Ｂを塗布している間中、ダイ３１２Ａには塗布液供給装置Ａより塗布液Ａを少量連続して供給しているので、塗布液Ａがダイ３１２Ａの吐出口３１６Ａからトレイ３０８Ａに向かって排出される。そしてトレイ３０８Ａに落下した塗布液Ａは図示しない排出ラインを通じて回収される。
【００４６】
さらに塗布液Ｂから塗布液Ａに切り替える時は、上記に記載した同様の方法で行えばよい。
【００４７】
さて、上記の実施態様例では２種類の塗布液を２台のダイで繰り返して塗布する例を示したが、塗布液の種類、ダイの台数には制約はなく、もっと多数のものに適用してもよい。とりわけ、カラーフィルターの製造のために本発明の塗布装置を適用する場合は、ブラックマトリックス、Ｒ、Ｇ、Ｂの工程が１台のダイコータで実施できるよう４台のダイ、塗布液供給装置、並びにダイの上下昇降ユニットを備えていることが好ましい。さらに塗布液の切替タイミングについては、時間で管理してもよいし、塗布枚数で管理してもよい。カセットで基板管理する場合は、１カセット分の枚数、例えば１０〜２０枚程度や、１カセット分の枚数の倍数で、塗布液の切替を行うのが好ましい。
【００４８】
さらに待機しているダイに対しては、トレイでダイから吐出される液体を回収できるようになっているので、溶剤を供給して洗浄を行ってもよい。これによっって塗布と並行して洗浄を行えるので、洗浄のために停機する必要がなく、塗布装置の稼働率を向上できる。また、洗浄終了後あるいは使用中の塗布液に替えて、品種の異なる塗布液をダイに供給すれば、塗布液の品種変更も塗布を行いがら実施できることになる。これにより、塗布を中断する必要がないために、塗布装置の稼働率が向上し、生産性を高めることができる。洗浄を行う時や異なる品種塗布液に切り替える時は、多量の洗浄用溶剤や塗布液を供給するので、トレイとダイを密着させ、ダイの吐出口から排出される洗浄溶剤や塗布液が飛散しないようにする。そのためにシール材をトレイとダイの間に挟んで、密閉性をあげるのが好ましい。
【００４９】
なお本発明が適用できる塗布液としては粘度が１〜１０００００ｍＰａＳ、望ましくは１０〜５００００ｍＰａＳ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。とりわけ溶剤に揮発性の高いもの、たとえばＰＧＭＥＡ、酢酸ブチル、乳酸エチル等を使用している塗布液を切り替えて塗布するときに有効である。具体的に適用できる塗布液の例としては、上記にあげたカラーフィルター用のブラックマトリックス、色画素形成用塗布液の他、レジスト液、オーバーコート材等がある。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４０〜５００μｍ、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５〜４００μｍ、より好ましくは２０〜２５０μｍである。
【００５０】
【実施例】
４台のダイヘッド、ダイ昇降装置並びに塗布液供給手段を備えたダイコータを用いてカラーフィルターを製造した。
【００５１】
ダイは４台とも、吐出口の長さが３６０ｍｍ、スリットの間隙が１００μｍで、基板に３６０ｍｍ幅の塗布膜が形成できるものであった。さらに４台のダイは各々独立した昇降装置に取り付けられ、任意の１台のダイを選択して塗布を行える構成のものであった。また４台のダイに対応してそれぞれブラックマトリックス、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の塗布液と、これらの塗布液をダイに個別に供給するシリンジポンプを４台用意した。そしてブラックマトリックス用塗布液は、チタン酸窒化物を遮光材、アクリル樹脂をバインダー、ＰＧＭＥＡを溶剤にそれぞれ用い、固形分濃度を１０％、粘度を１０ｍＰａＳに調整した。同様に、Ｒ色用塗布液はアクリル樹脂をバインダー、ＰＧＭＥＡを溶媒、ピグメントレッド１７７を顔料にして固形分濃度１５％で混合し、さらに粘度を５ｍＰａＳに調整したもの、Ｇ色用塗布液はＲ色用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１０ｍＰａＳに調整したもの、Ｂ色用塗布液にはＲ色用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１０ｍＰａＳに調整したもの、を用意した。塗布液はいずれも感光性特性を有するものであった。これらの４種の塗布液を４台のタンクにいれ、それぞれ別個のラインとして４セットのタンク〜シリンジポンプ〜ダイに塗布液を充填した。
【００５２】
まず、ブラックマトリックスの塗布液を塗布すべく、ブラックマトリックス塗布液用ダイの塗布準備を行う一方、残りの３台のダイからは、Ｒ、Ｇ、Ｂの塗布液を１０μＬ／Ｓの微小量にて連続してそれぞれのダイ専用のステンレス製トレイに吐出して待機させた。そして３６０×４６５ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板上に、ブラックマトリックス塗布液を厚さ１０μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布した。塗布した基板は１００℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行った後、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行い、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。１００枚連続してブラックマトリックス塗布液を塗布した後に、待機していたＲ色用塗布液のダイを塗布に、これまで塗布をしていたブラックマトリックス塗布液用ダイを待機になるよう切替を行った。切替時間は１分であった。ブラックマトリックス塗布液用ダイからは、１０μＬ／Ｓの微小量連続して専用トレイにブラックマトリックス用塗布液を吐出させた。この作業中に、ブラックマトリックスの格子形状を形成した基板１００枚をダイコータ前に準備し、洗浄後、Ｒ色用塗布液を厚さ１３μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布した。塗布した基板は、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画素部にのみ厚さ２μｍのＲ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。同じようにして１００枚塗布した後に、Ｒ色塗布液からＧ色用塗布液に同様の作業で切り替えを行い、ブラックマトリックス、Ｒ色の塗膜を形成した１００枚の基板に、Ｇ色用塗布液を厚さ２０μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布後、１００℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行って、Ｇ色画素部にのみ厚さ２μｍのＧ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。さらにＧ色塗布液からＢ色用塗布液に同様にして切り替えを行い、ブラックマトリックス、Ｒ色、Ｇ色の塗膜を形成した１００枚の基板に、Ｂ色用塗布液を厚さ２０μｍ、ダイと基板との間のクリアランス１００μｍで３ｍ／分にて塗布後、１００℃のホットプレートで１０分乾燥後、露光・現像・剥離を行って、Ｂ色画素部にのみ厚さ２μｍのＢ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。それぞれの塗布液の交換時間は、いずれも１分以内に完了した。なお、塗布品位は各塗布液切り替え直後から申し分のないものであった。膜厚分布について測定したところ、各塗布液切り替え直後から±３％以下の変動しかなく、良好であった。
【００５３】
そして最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させ、１００枚の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、全て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。
【００５４】
【発明の効果】
本発明になる塗布装置および塗布方法によれば、１台の塗布器であるダイで塗布している間、待機しているダイからは少量の塗布液を吐出し、それを液受けで回収するのであるから、塗布液の塗布器吐出口周辺での蒸発、固形分析出、または塗布器内部での塗布液滞留を防止できるので、待機している塗布器に切り替えて塗布を行っても、開始直後から欠点のない高品位で、かつ塗布膜厚が均一な塗布を行うことができる。
【００５５】
本発明になるディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造するのであるから、高い品質のディスプレイ用部材を高い生産性にて製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のダイコータ１の概略正面断面図である。
【図２】図１の矢印の位置から見たダイと液受けトレイの概略側面図である。
【図３】本発明の別の実施例のダイコータ３００の概略正面断面図である。
【符号の説明】
１ ダイコータ
２ 基台
４ ガイドレール
６ ステージ
８ リニアモータ
１０ 支柱
２０Ａ、２０Ｂ ダイ（塗布器）
２２Ａ、２２Ｂ フロントリップ
２４Ａ、２４Ｂ リアリップ
２６Ａ、２６Ｂ マニホールド
２８Ａ、２８Ｂ スリット
３２Ａ、３２Ｂ シム
３４Ａ、３４Ｂ 吐出口
４０Ａ、４０Ｂ 塗布液供給装置
４２Ａ、４２Ｂ 供給バルブ
４４Ａ、４４Ｂ 吸引バルブ
５０Ａ、５０Ｂ シリンジポンプ
５２Ａ、５２Ｂ シリンジ
５４Ａ、５４Ｂ ピストン
５６Ａ、５６Ｂ 本体
６０Ａ、６０Ｂ 供給ホース
６２Ａ、６２Ｂ 吸引ホース
６４Ａ、６４Ｂ タンク
６６Ａ、６６Ｂ 塗布液
６８Ａ、６８Ｂ 圧空源
７０ 上下昇降ユニットＢ
７２Ａ、７２Ｂ モータ
７４Ａ、７４Ｂ ガイド
７６Ａ、７６Ｂ ボールねじ
７８Ａ、７８Ｂ 昇降台
７９Ａ、７９Ｂ 吊り下げ保持台
８０ 拭き取りユニット
８２ 拭き取りヘッド
８４ ブラケット
８６ スライダー
８８ 駆動ユニット
９０ トレイ
１００Ａ、１００Ｂ 液受けユニット
１０２Ａ、１０２Ｂ トレイ
１０４ ガイド
１０６Ａ、１０６Ｂ トレイ載置台
１０８Ａ、１０８Ｂ リニアモータ
１０９Ａ、１０９Ｂ 受け台
１１０ 上下昇降ユニットＡ
１２０ 厚さセンサー
１２２ 支持台
２００ 制御装置
２０２ 操作盤
３００ ダイコータ
３０２ 基台
３０４ レール
３０６ 載置台
３０８Ａ、３０８Ｂ トレイ
３１０Ａ、３１０Ｂ ガントリー
３１２Ａ、３１２Ｂ ダイ
３１４Ａ、３１４Ｂ 上下昇降ユニット
３１６Ａ、３１６Ｂ 吐出口
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｃ 塗布膜
Claims (10)
- 一枚の被塗布部材に塗膜を形成する塗布装置であって、塗布液を吐出するために一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器と、塗布器に塗布液を供給する複数の塗布液供給手段と、被塗布部材を保持するステージと、前記塗布器およびステージのうちの少なくとも一方を塗布器の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、複数の塗布器を各々独立して被塗布部材に近接させる昇降手段と、複数の塗布器から吐出される塗布液を回収し、かつ前記塗布器と相対移動可能な少なくとも２個の液受けと、複数の塗布器から順次塗布を行う塗布器を選択して塗布を行わせる制御装置を備えたことを特長とする塗布装置。
- 塗布を行わなず待機している塗布器の下に前記液受けを配置させ、塗布液供給手段より塗布液を該塗布器に供給し、該塗布器の吐出口より吐出した塗布液を液受けより回収するよう制御する制御装置を有することを特長とする請求項１に記載の塗布装置。
- 前記塗布器が待機する待機位置を、前記ステージと塗布器が塗布のために相対移動する範囲外に設けることを特長とする請求項１および２に記載の塗布装置。
- 塗布器の吐出口先端を清浄する清浄装置を、少なくとも１基備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塗布装置。
- 待機している塗布器に、洗浄液あるいは異なる種類の塗布液を塗布液供給手段より供給するよう制御する制御装置をさらに有することを特長とする請求項１〜４のいずれかに記載の塗布装置。
- 一方向に延びる吐出口を有する複数の塗布器を用いて複数の塗布液を被塗布部材に順次塗布する塗布方法であって、選択した塗布器で被塗布部材への塗布液の塗布を行っている間、塗布を行なわない塗布器は吐出口より塗布液を排出、回収して待機させることを特徴とする塗布方法。
- 前記塗布器の待機は、前記被塗布部材と塗布器が塗布のために相対移動する範囲外に設けた待機位置で行うことを特長とする請求項６に記載の塗布方法。
- 塗布前には必ず塗布器の吐出口周辺を清浄化することを特長とする請求項６および７に記載の塗布方法。
- 待機している塗布器に洗浄溶剤、あるいは異なる塗布液を供給し、塗布器の洗浄、あるいは異なる塗布液への入れ替えを行うことを特長とする請求項６〜８のいずれかに記載の塗布方法。
- 請求項６〜９に記載のいずれかの塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造することを特徴とするディスプレイ用部材の製造方法。
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