JP2565406B2

JP2565406B2 - 塗布装置及びカラーフィルターの製造方法

Info

Publication number: JP2565406B2
Application number: JP21529589A
Authority: JP
Inventors: 袈裟直小林; 博樹 ▲さい▼藤; 誠治石塚
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH02258081A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、非連続性基板にバーを用いて塗布する装置
及び該装置を用いたカラーフィルターの製造方法に関す
るものである。

具体的には、シート状、円盤状、平板状等の半導体ウ
エハあるいはその製造に用いられるフォトマスク用フォ
トレジスト塗布、プリント基板用ソルダーレジスト塗布
あるいはガラス基板塗布等に好適に使用できる塗布装置
に関する。又、特に液晶カラーテレビ等に使用される新
規なカラーフィルター材料の塗布方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

非連続性基板の塗布方式として、従来ローラーコー
ト、スピンコート、カーテンコート、上面塗付け
バーコート、メニスカスコート等がある。

ローラーコートは溝のあるゴムローラーにより塗液を
基板に転写する方式で、薄層塗布、大サイズ塗布に比較
的向いているため、液晶基板、イメージセンサー、サー
マルヘッド、フォトマスク、太陽電池電極等のパターン
ニング目的でフォトレジストの塗布に用いられている。
しかし、基本的に溝形状のパターンで塗り付けるため塗
膜の平滑性に限界があるほか、ピンホールが発生し易い
という欠陥があり、IC基板等高精度を要する用途にはあ
まり使用されていない。

半導体ウェハーのフォトレジスト塗布に幅広く用いら
れているスピンコートは薄層で精密な塗布が可能である
が、近年ウエハの大サイズ化に伴い全面への均一塗布に
問題が生じている。また、スピンコートは基板上に滴下
された塗布液のうち有効に利用される量が数パーセント
に過ぎないため、経済性が悪い。

カーテンコートは大サイズ基板への塗布適性は大変優
れているが、スピンコートやローラーコートのような薄
層塗布が困難なため、用途としてはソルダーレジスト等
厚膜塗布への応用に限定される。

上面塗り付けバーコートはロッドに細いワイヤーを巻
いたバーを用いて基板上に塗布液を塗布する方法であ
り、塗布開始時、または塗布中に適量の液をバーの前方
に供給する必要があるが、その際適量の塗布液をコンス
タントに供給することが難しいことと、塗布スタート時
の塗布液供給パターンが塗布ムラになる等の問題があ
る。また、この方式では塗布中及び塗布終了時に余剰液
が基板のサイドや後端部からこぼれ、基板や周辺装置を
汚すことも問題である。

メニスカス塗布は例えば特開昭58−137470号公報に開
示されているが、塗布量が液の性質、塗布速度で支配さ
れるため、定常的に均一な塗膜を得ることが難しい。ま
た、薄層の塗膜は超低速の塗布速度でないと得られない
という欠点がある。

一方、可とう性連続フィルム（ウエブ）に薄層均一塗
布を行う方法の一つとして特公昭58−4589号に開示され
た改良バーコータが知られている。バーコータにおいて
は、ウエブとバーが完全に密着していることが重要あ
り、上記方法においては、ウエブをバーに対し適切な角
度（通常15゜〜60゜）を持ってラップさせることにより
両者の密着を保っている。非連続性基板自身変形しにく
く、又たとえ変形しても非連続（シート状）であるた
め、長手方向に張力をかけながらバーにラップさせるこ
とは不可能である。発明者らは特公昭58−4589号のバー
コータを非連続性基板の塗布に適用するため、基板を水
平に保持しながら上方より押圧部材をもって基板をバー
に押し付けながら塗布を行ったところ、一応の塗布はで
きるものの、以下のような重大な問題が発生することが
わかった。第１の問題は塗り付け先頭から膜厚が一定に
なるまでの距離が2cm〜5cmと長いことである。被塗布物
がウエブの場合は１ロールの長さが通常500m以上（長い
場合は10000以上）はあり、先頭の多少のロスはまった
く問題にならないが、被塗布物の長さが数十cmから2m程
度と短い非連続性基板では、各基板ごとに先頭ロスが発
生し重大な問題となる。第２の問題は、塗布方向に走る
塗布ムラ（タテムラ）が発生しやすいことである。この
ムラは塗布品質上重大な欠陥となりうる。以上の実験事
実により、特公昭58−4589号のバーコータを非連続性基
板の塗布に適用することは決して容易ではないことがわ
かった。

一方、カラーフィルターは、従来、ゼラチン／重クロ
メートのような水溶性の光硬化型感光性組成物により形
成されたパターンを染色し、この工程を３回繰り返して
Ｂ、Ｇ、Ｒを形成することによって製造されている。し
かし、この方式は、Ｂ、Ｇ、Ｒのそれぞれの層の間に防
染層を必要とするため工程が複雑であり、またゼラチン
物性や染色温度の変動がフィルターの色濃度のバラツキ
を引き起こすため、品質の安定したフィルターを効率良
く製造することができない。更に、重クロム酸アンモニ
ウムの毒性及び公害性等の問題もあった。

発明者等はこれに代わる方式として、顔料によって着
色された感光性組成物をガラス基板に塗布し、露光、現
像して着色パターンを形成する工程を繰り返してガラス
基板上にカラーフィルターを作成する方法を開発した
が、膜厚のムラがそのまま色ムラとして表れることと、
ロット間の膜厚変動がロット間の濃度バラツキとして目
立ち、液晶表示装置の製造に常用されているロールコー
タでは、目標精度が得られないという問題が発生した。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、非連続性基板を水平状態に維持した
まま均一に塗布液を塗布でき、かつ基板の塗布開始部分
の塗布不均一部を少なくできる塗布装置を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、上記塗布装置を用いて、顔料を
分散含有した感光性組成物（液）をガラス等の透明基板
に塗布して塗膜の均一なカラーフィルターを製造する方
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、特公昭58−4589号のバーコータを非連
続性基板の塗布に適用した場合に発生する前記問題につ
き鋭意研究を行った結果、塗布バーの回転を停止したと
きに、供給された塗布液がつくる液面の高さとバーの頂
点の高さとの差を0.5mm〜4.5mmの範囲に規定することに
よりそれらを解決できることを見いだした。一般に塗布
液の液面高さは堰の高さ（第１図における５および５′
のうち低い方）で規定されるが、ウエブ塗布の場合液面
高さとバー頂点高さの差は4.6mm〜8mmの範囲が普通であ
った。これはウエブがバーにラップするためバーの頂点
から下方にその走行軌跡をとるが、その際ウエブがバー
の前後で多少しわをつくっても堰の上端と接触すること
がないよう、堰の頂上とウエブの走行軌跡の間にある程
度の余裕をもたせる必要があるためである。本発明者ら
は、このように液面高さとバー頂上高さの差が4.6mm以
上の状態で非連続基板に塗布した場合、バーと基板との
接触部の直前において形成される液だまりの体積が大き
いため、液だまりが定常状態になるまでに時間がかか
り、よって塗り付け先頭から膜厚が一定になるまでの距
離が長くなること、そしてまた定常状態においても液だ
まりの形状が幅方向（塗布方向に直角の方向）に均一に
ならず、従ってタテムラになり易いことを見いだした、
尚、ウエブ塗布の場合に問題とならないのは前述のよう
に塗り付け先頭のロスの全体への寄与率がきわめて小さ
いこと、ウエブがバーにラップしているためバーとウエ
ブとの接触部の直前において形成される液だまりの体積
が基板の場合と比べて多少小さくなり、液だまりの形状
が幅方向に均一になりやすいとともに、バーとウエブが
面接触（基板とウエブの場合は線接触）をしているた
め、液だまり形状の影響が塗布量の不均一としては現れ
にくいためと考えられる。

本発明は、非連続性基板を塗布バーと押圧部材との間
に水平に保持させて該基板に塗布液を塗布する装置にお
いて、塗布バーの回転を停止した時に、供給された塗布
液がつくる液面の高さと該バーの頂点の高さとの差を0.
5mm〜4.5mmの範囲とし、基板に接触しつつ該基板の進行
方向と同方向に回転する塗布バーの前記基板との接触部
の直前において液溜まりが形成されるように塗布液を供
給し、該バーにより前記基板に塗布液を塗布することを
特徴とする塗布装置を提供する。

本発明は、また、顔料によって着色された感光性組成
物からなる塗布液を透明基板に塗布し、露光、現像して
着色パターンを形成する工程を繰り返して透明基板上に
カラーフィルターを形成する方法において、上記装置を
用いて塗布液を透明基板に塗布して透明基板上にカラー
フィルターを形成する方法を提供する。

次に、本発明の実施態様について図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明のバー塗布装置10の実施態様を示す概
略図である。

バー２は、その全長または一部にわたりバー支持部材
６によって水平かつ回転可能に支持され、バー２の一端
には図示されていない回転駆動手段が接続されている。

バー支持部材６は、堰部材５及び５′によって囲ま
れ、該堰部材５の一部に設けられた給液口４より供給さ
れた塗布液３が、バー支持部材６と堰部材５との間に液
貯蔵部８を形成するように構成する。

塗布されるべき基板１は、バー２の回転方向に向かっ
て基板１の下面がバー２の頂点に接するように水平に搬
送される。

第１図は、回転するバー２を液貯蔵部８から塗布液３
を汲み上げ、基板１の下面との接触点に形成された液溜
り９を介して塗布液３を基板１の下面に転移させ、同時
に計量掻き落しを行い（バー２の作用による）所定膜厚
の塗膜７を形成させる様子を示している。

基板１を搬送する手段としては種々の方法が用いられ
る。

第２図は、一例として吸引装置11により基板１の上面
を吸引しながら搬送する基板搬送装置13を用いる方式を
示している。この方法の代わりに、吸引保持された基板
１を固定し、バー塗布装置10を水平方向に移送して塗布
を行うことも可能である。

本発明において塗布を均一に行うためには、基板１と
バー２とを全幅に渡って密着させることが重要である。
第２図の方法の場合、吸引装置11と基板１の間に多孔性
の弾性体12を介在させ、全幅に渡って均一な圧力で基板
１がバー２に押し付けられるようにすると良い。

第３図は、パスロール14と押圧ロール15により基板１
を搬送する方式を示している。この方式では、パスロー
ル14は基板１の下面にできるだけ接触しないようにエッ
ヂロールを用いることが望ましく、その場合のバーは第
４図に示すような段付きバー16を用いたり、第６図に示
すように耳部のワイヤー溝をハンダなどでつぶしたバー
を用いてその表面の液をブレード21でかき落とす方法を
使用したりして基板の両サイドに未塗布部分を作ること
により塗布後の塗膜でパスロール14を汚すのを防ぐこと
ができる。また、抑えロール15は表面にゴムのような弾
性体を設けたものを用いると、全幅に渡って基板１と段
付きバー16とを密着させる上で好適である。尚、第６図
中、21はブレード、22は塗布面、23はワイヤ部分、24は
ワイヤ溝つぶし部分を表わす。

本発明において均一塗布を行う上で重要な要素は、液
溜り９を最適な形状に維持することである。基板塗布に
おいては基板１が断続的に送られてくるため、液溜り９
は断続的に形成される。従って、基板１がバー２と接触
すると同時に液溜り９が定常の状態に形成されるように
工夫する必要がある。

第５図に示すバー塗布装置10において、バー２の回転
を止めたときに液溜り９を形成すべき側に供給された塗
布液が作る液面の高さL₁とバー２の頂点の高さL₂との距
離ａを0.5〜4.5mmの範囲に、更に好ましくは、1.0〜4.0
mmの範囲にとることにより、液溜り９が速やかに定常の
形状に形成される。

第５図における距離ａが4.5mmより大きくなった場
合、第１図における液溜り９が定常の状態に形成される
までに時間が掛かり、基板１の先頭部の膜厚が不安定に
なり易いとともに定常状態に達した後も、液溜り９の形
状が幅方向に不均一になりやすく、タテムラが発生しや
すい。逆に、前記距離ａが0.5mmに満たない場合は、液
溜り９が大きくなり塗布の不均一を生じ易い。

上記距離ａが所定の範囲（目標液面高さ）となるよう
に堰部材５の高さを適当に調整する。この際、堰部材５
の高さを目標液面高さと同じレベルにして塗布液を多少
オーバーフローさせながら目標液面高さを簡易に維持で
きる。しかし塗布液量節約等の理由からオーバーフロー
を防止したい場合には、堰部材５の高さを目標液面高さ
以上に設定することもできる。但し、この場合にはバー
の回転により液面レベルを検出しながら送液量をコント
ロールするのが好ましい。一般に塗布液をオーバーフロ
ーさせる場合、送液量が過剰の場合を除きオーバーフロ
ーは全幅均一には起きず部分的に発生することが多い。
この際、塗布液によってはオーバーフロー部分に対して
スジ状に塗布膜厚の不均一を生じる場合がある。従っ
て、このような場合には、第１図に示されるようにバー
の前後の堰部材５の高さを変えて、低い方の堰部材から
オーバーフローさせたり、堰部材の一部（塗布幅の外側
が好ましい）をやや低くしてオーバーフローをその場所
に限定させることもできる。

一方、第５図に示される堰部材５とバー２との距離
ｃ、ｅについても適宜定めることができる。ｃ、ｅが大
きくても塗布の点から問題はないが、コーターが大きく
なるとともにコーター内に貯蔵される液量が多くなるの
で好ましくない。一方、ｃが狭すぎると液溜り９から塗
布液が堰部材を越えて部分的に流れ易くなり安定な状態
で液溜りを形成しにくくなる。又、ｅが狭すぎるとバー
の回転により下流側の液面レベルが下がり、空気が巻き
込まれ易くなるので好ましくない。

従って、ｃ及びｅを３〜20mmに設定するのがよい。

本発明に用いられるバー２の材質は、強度および耐薬
品性の面で金属（特にステンレス鋼）が多くの場合望ま
しいが、それに限定されることなくナイロン等のプラス
チックファイバーを巻いたワイヤーバーや、ゴム製プラ
スチック製の溝付きバーも用いられる。

ワイヤーバーとしては、この他に巻かれたワイヤーの
外周表面を平に研磨して基板１との接触面積を増したラ
ッピングバーも用いることができる。

バー２の径は6.0〜30.0mm、更に好ましくは6.0〜20.0
mmの範囲が良く、これ以上では塗膜に縦スジ状の不均一
を生じやすく、これ以下では制作が困難になる。

バー２がワイヤーバーの場合のワイヤー径は、必要と
する塗布膜厚に応じ選ばれるが、ワイヤーの断面が円形
であり、基板速度とバー回転周速度が同速度の場合に
は、湿潤塗布膜厚は基板速度や塗布液物性によらず、次
の関係式で求められる。即ち、ｔ≒70d 但し、ｔ・・・湿潤塗布膜厚（μｍ）、ｄ・・・ワイヤー径（mm）、しかし、良好な塗布面状を得るためには、ワイヤー径
の範囲は好ましくは0.05〜1.0mm、更に好ましくは0.05
〜0.7mmの範囲がよい。

バー２が溝付きバーの場合の溝ピッチは、通常1mm以
下であり更に好ましくは0.7mm以下がよい。溝の断面形
状は正弦曲線に近いものが適しているが、必ずしもこれ
に限定されることなく他の形状も用いられる。

上記のラッピングバーあるいは溝付きバーの場合の湿
潤塗布膜厚は、それぞれの断面における凸部の頂点を結
んだ線よりも下方にある空間の単位長さ当りの容積によ
って決り、空間容積が等しいワイヤーバーと概略同等の
湿潤塗布膜厚を与えることが分かっており、いずれの場
合も上記好適な範囲内において適切な形状のバーを選択
することができる。

これらの知見を基にしたバー形状の選択により、湿潤
塗布量が4cc/m²の薄層塗布から約70cc/m²程度の厚膜塗
布まで安定に塗布することができる。

本発明における塗布速度は、塗布面状や操作性の面か
ら0.1〜20m/minの範囲、更に好ましくは0.2〜10m/minの
範囲がよい。

本発明におけるバー２の回転周速度は、一般に塗布速
度と同速度にすると基板１とのスリップがなく好ましい
が、基板１とスリップしても基板表面を傷付けるなどの
問題がない場合は、液溜り９が安定に保たれる範囲内に
おいてバー２の回転周速度を低速にする方が良好な塗布
面状が得られることが多い。

本発明において塗布される基板は特に限定されず、例
えば、紙、プラスチックフィルム、レジンコート紙、金
属板、硝子板などがあげられ、その厚さも限定されない
が、0.1〜10mm程度のものが好適に使用される。

本発明における基板１のサイズは特に限定されない。
一般にガラス基板の場合はサイズが大きくなると表面の
平面性が悪くなりがちであるが、第３図に示した抑えロ
ール15の表面に弾性体を設けたものを用いることによ
り、1m×1m（厚さ2mm）の方形ガラス板でも充分に均一
に塗布できることが確認されている。尚、基板１の形状
は方形、円形いずれの形状でも良好に塗布可能であり、
形状は特に限定されるものではない。

本発明の装置を用いて種々の液を非連続性基板に塗布
できる。塗布液の組成及び物性は特に限定されないが、
粘度100cp以下、特に50cp以下のものが好適に塗布され
る。

本発明の装置を用いて好適にカラーフィルターを製造
することができる。通常、撮像装置や表示装置において
カラー画像を扱う場合は、通常可視光線の波長を分割し
て取り出し、光電変換し、増幅、搬送、増幅の工程を経
て電気エネルギーを光に変換し、対応する色光に戻し、
色光を組み立てて表示する方法が行なわれている。一般
には、画像濃度を表わす最小単位である絵素毎にＢ
（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の３つの波長に分割して扱
っており、自己発光しない撮像装置や液晶テレビのよう
な表示装置はそのためのフィルターを必要とし、これを
カラーフィルターと呼んでいる。

カラーフィルターの製造に使用される、顔料によって
着色された感光性組成物は、米国特許第3,549,367号明
細書等に開示されている付加重合性不飽和モノマー、光
重合開始剤およびバインダーからなる光重合性感光性組
成物およびポリマーの主鎖または側鎖に不飽和二重結合
残基を持つ光架橋型フォトポリマーが有用である。

該光重合性感光性組成物中の付加重合性不飽和モノマ
ーは、少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽
和基をもち、沸点が常圧で100℃以上の化合物である。
例えば、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレ
ート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレ
ート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、等の単
官能のアクリレートやメタアクリレート；ポリエチレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエ
タントリ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコー
ルジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ
（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ
（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アク
リレート、メリメチロールプロパントリ（アクリロイル
オキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイロキシエ
チル）イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロール
エタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプ
ロピレンオキサイドを付加させた後（メタ）アルリレー
ト化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034
号、特開昭51−37193号各公報に記載されているような
ウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭4
9−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されてい
るポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メ
タ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレー
ト類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートをあ
げることが出来る。更に、日本接着協会誌Vol,20、No.
7,300〜308頁に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして
紹介されているものも使用できる。使用量は、５〜50Wt
％（以下％と省略する）好ましくは、10〜40％である。

光重合開始剤としては、米国特許第2,367,660号明細
書に開示されているビシナールポリケトアルドニル化合
物、米国特許第2,367,661号および第2,367,670号明細書
に開示されているα−カルボニル化合物、米国特許第2,
448,828号明細書に開示されているアシロインエーテ
ル、米国特許第2,722,512号明細書に開示されているα
−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国
特許第3,046,127号および第2,951,758号明細書に開示さ
れている多核キノン化合物、米国特許第3,549,367号明
細書に開示されているトリアリルイミダゾールダイマー
/p−アミンフェニルケトンの組合せ、特公昭51−48516
号公報に開示されているベンゾチアゾール系化合物／ト
リハロメチール−ｓ−トリアジン系化合物、特願昭61−
186238号公報に記載されている感光性ｓ−トリアジン化
合物、米国特許第4,239,850号明細書に開示されている
トリハロメチル−ｓ−トリアジン系化合物、米国特許第
4,212,976号明細書に記載されているオキサジアゾール
化合物等があげられる。使用量は固形分比で約0.2〜20
％、好ましくは0.5〜15％である。

バインダーは、モノマーに対して相溶性のある線状有
機高分子重合体で、有機溶剤に可溶で、弱アルカリ水溶
液で現像できるものが好ましい。このような線状有機高
分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマ
ー、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、
特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53
836号、特開昭59−71048号明細書に記載されているよう
なメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコ
ン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合
体、部分エステル化マレイン酸共重合体等があり、また
同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体
がある。この他に水酸基を有するポリマーに酸無水物を
付加させたものなども有用である。特にこれらのなかで
ベンジル（メタ）アクリレート／（メタ）アクリル酸共
重合体やベンジル（メタ）アクリレート／（メタ）アク
リル酸／および他のモノマーとの多元共重合体が好適で
ある。この他に水溶性ポリマーとして、ポリビニールピ
ロリドンやポリエチレンオキサイド、ポリビニールアル
コール等も有用である。また硬化皮膜の強度をあげるた
めにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−（４−ヒ
ドロキシフェニル）−プロパンとエピクロルヒドリンの
ポリエーテルなども有用である。これらのポリマーは任
意な量を混合させることができるが、90％を越えること
は形成される画像強度等の点で好ましい結果を与えな
い。好ましくは30〜85％である。

以上の他に、更に、熱重合防止剤を加えておくことが
好ましく、例えば、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェ
ノール、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ピロガロー
ル、ｔ−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4′−チ
オビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、2,
2′−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェ
ノール）、２−メルカプトベンゾイミダゾール等が有用
である。

通常市販のモノマー中には、適量の熱重合防止剤が添
加されている。

光架橋型フォトポリマーとしては、例えば、特開昭52
−96696号に開示されているポリエステル化合物、英国
特許第1,112,277号、同第1,313,390号、同第1,341,004
号、同第1,377,747号、特開昭55−23941号等の各明細書
に記載のポリビニールシンナメート系感光性ポリマーな
どが含まれる。

該感光性組成物の有用な有機溶剤は、グリコールエー
テル系のメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピ
ルセロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテル、
プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリ
コールプロピルエーテルおよびそのアセテート系、すな
わち、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ
アセテート、プロピルセロソルブアセテート、プロピレ
ングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレング
リコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールプロピルエーテルアセテートが有用である。また酢
酸エステル系では、アミルアセテート、ブチルアセテー
ト、プロピルアセテート、エチルアセテートが、ケトン
系では、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケト
ン、アセトン、シクロヘキサノンが、その他ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホオサイド、メチルピロリド
ン、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル等が有用であり、
それぞれのアルキル基は、直鎖でも枝分かれの異性体で
もよい。

溶液濃度は、３〜70％の範囲で利用できるが、より好
ましい範囲は、15〜50％である。

また色材は、例えば、アゾ系、アンスラキノン系、キ
サンテン系、キナクリドン系、インジゴ系、ジオキサジ
ン系、インダンスロン系、イソインドリノン系、フタロ
シアニン系、トリフェニルメタン系、ニトロソ系、ペリ
レン系、イソインドリン系の顔料が有用であり、例え
ば、フタロシアニンブルー（C.I.ピグメントブルー15:6
またはC.I.ピグメントブルー15:3:例えば、東洋インキ
製造（株）製のリオノールブルーES、チバガイギー社製
のクロモブルーA3R）、フタロシアニングリーン（C.I.
ピグメントグリーン７、36、またはC.I.ピグメントグリ
ーン37:例えば、東洋インキ製造（株）製のリオノール
グリーン2YS）、ペリレン系顔料（C.I.ピグメントレッ
ド155、アントラキノン系顔料（C.Iピグメントレッド17
7:例えば、東洋インキ製造（株）製のリオノーゲンレッ
ドGD、チバガイギー社製のクロモフタルレッドBRN）等
が有用であり、更に色補正のためにC.I.ピグメントエロ
ー83、C.I.ピグメントエロー154:例えば、東洋インキ製
造（株）製のリオノーゲンエロー3G、C.I.ピグメントバ
イオレット23:例えば、東洋インキ製造（株）製のリオ
ノーゲンバイオレットRL等が特に好ましい。該色材は、
上記光硬化型感光性組成物に分散して着色感光性組成物
を製造する。

感光層中に占める該顔料の比率は、固形分比で５〜90
％であり、より好ましくは10〜60％である。

〔発明の効果〕

本発明の塗布装置によれば、薄層塗布適性があり、そ
の塗布量が液物性に影響されず安定に維持でき、かつ塗
膜の均一性に優れ、ピンホールの発生が無い非連続性基
板の塗布が可能となる。

特に、本発明の塗布装置によれば、塗布開始部分で不
均一に塗布される部分が、例えば5mm以下というように
極めて少ないので、基板の長さが2m以下の短い基板で
も、先頭部分のロスを少く、効率的に塗布基板を生産す
ることができる。また、水平状態で塗布できるのでガラ
ス基体のように剛性が高く、曲がり難いものの塗布に好
適である。

従って、半導体ウエハあるいはその製造に用いられる
フォトマスク用フォトレジスト塗布、プリント基板用ソ
ルダーレジスト塗布あるいはガラス基板塗布等におい
て、大サイズ基板、あるいは任意形状の基板に対しても
均一塗布が可能であり、また、塗布液のロスが少ない経
済的にも優れた塗布装置が提供される。

又、本発明のカラーフィルターの製造方法によれば、
着色された感光性組成物の溶液を大きな面積にムラ無く
塗布することができる。機械的に磨かれていない僅かに
歪みのあるガラス基板等の透明基板に対しても、面内お
よび面間での色ムラが無く、透明基板の多少の偏肉の影
響も実用的見地からは皆無である。また塗布液使用量と
しては、コーターおよび送液システム内に蓄えられる液
量と塗膜に必要な液量とがあればよく、各基板毎に使用
液量の90％以上が無駄になるスピンコーターと比較して
１バッチ50枚程度以上の生産ラインでは経済的にも優れ
た塗布方式である。

従って、本発明の方法によって、液晶カラーディスプ
レー、液晶カラーテレビ、カラー撮像管、カラーイメー
ジセンサーなどが安価に且つ容易に製造できる。

次に実施例により本発明を説明する。

〔実施例〕

実施例１第１図に示すバー塗布装置10と、第２図に示す基板搬
送装置13を用い、大きさ30cm×30cm、厚さ1.1mmのガラ
ス基板上にフォトレジスト液を塗布した。バー２は12.7
mm径のステンレス鋼に0.1mmおよび0.2mmの径のステンレ
ス鋼ワイヤーを巻いたものを用いた。

第５図における、バー２の回転を止めたときに液溜り
９を形成すべき側に供給された塗布液が作る液面の高さ
L₁とバー２の頂点の高さL₂との距離ａは2mmに維持し
た。又、ｃとｅの距離をそれぞれ8mmにした。

基板１の搬送速度とバー２の回転周速度は同速度にし
て1m/min、3m/minおよび5m/minの速度で塗布を行なっ
た。その結果いずれの条件でも良好な塗布面状を得るこ
とができ、タテムラも生じなかった。

実施例２第１図に示すバー塗布装置10と、第２図に示す基板搬
送装置13を用い、大きさ60cm×60cm、厚さ1.1mmのSiO₂
をコートしたソーダライムガラス基板上に下記組成から
なる顔料で着色された感光性組成物の溶液を塗布した。
バー２は12.7mm径のステンレス鋼に0.1mmおよび0.2mmの
径のステンレス鋼ワイヤーを巻いたものを用いた。第５
図における、バー２の回転を止めたときに液溜り９を形
成すべき側に供給された塗布液が作る液面の高さL₁とバ
ー２の頂点の高さL₂との距離ａは2mmに維持した。又、
ｃとｅの距離をそれぞれ8mmにした。

基板１の搬送速度とバー２の回転周速度は同速にして
1m/min、3m/minおよび5m/minの速度で塗布を行なった。
その結果いずれの条件でも良好な塗布面状を得ることが
できた。

（塗布液組成）ベンジルメタアクリレート／メタアクリル酸共重合体
（バインダー）〔モル比70/30、平均分子量Σw20,000〕
62g トリメチロールプロパトリアクリレート（モノマー）
38g フタロシアニンブルー（C.I.ピグメントブルー15:3）
（顔料） 20g セロソルブアセテート（溶剤） 650g 引き続いて、PVA（ポリビニールアルコール）膜を該
塗布層上に形成した。これは感光層の露光の際に酸素を
遮断するためのものである。PVAはケン化度82％、重合
度500の５％水溶液であり、塗布後80℃で２分間程度乾
燥した。PVA膜は塗布精度を必要としないため、市販の
ローラコータを使用した。

次に、上記塗布液組成中のフタロシアニンブルーをク
ロモフタルレッドBRN（チバガイギー社製）およびリノ
ールグリーン2YS（東洋インキ製造（株）製）に置換し
た塗布液を調製しブルーのパターンが形成された基板上
に、上記方法によって塗布、露光、現像を繰り返し、
Ｂ、Ｇ、Ｒのモザイク状パターンからなるカラーフィル
ターを作成した。

２回目、３回目の塗布は、パターンが形成されている
基板の上に塗布するため、スピンコータやロールコータ
では、基板とパターンの境界で塗膜に筋や泡を生じ易い
が、本発明の方法により作成したカラーフィルターは、
高品質で欠陥や色ムラ、タテムラは見られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバー塗布装置の実施態様を示す概略
図、第２図は吸引装置を用いた基板搬送装置の概略図、
第３図はパスロールと押圧ロールを用いた基板搬送装置
の概略図、第４図は段付きバーの斜視図、第５図は第１
図のバー塗布装置においてバーの回転を止めた時の液溜
まり面の位置を示す説明図、第６図は両端溝つぶしバー
使用の概略図である。１……基板、２……バー、３……塗布液、４……給液孔、５……堰部材、６……バー支持部材、７……塗膜、８……液貯蔵部、９……液溜り、10……バー塗布装置、 11……吸引装置、12……弾性体、 13……基板搬送装置、14……パスロール、 15……押圧ロール、16……段付きバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−106865（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−137470（ＪＰ，Ａ) 特公昭58−4589（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非連続性基板を塗布バーと押圧部材との間
に水平に保持させて該基板に塗布液を塗布する装置にお
いて、塗布バーの回転を停止した時に、供給された塗布
液がつくる液面の高さと該バーの頂点の高さとの差を0.
5mm〜4.5mmの範囲とし、基板に接触しつつ該基板の進行
方向と同方向に回転する塗布バーの前記基板との接触部
の直前において液溜まりが形成されるように塗布液を供
給し、該バーにより前記基板に塗布液を塗布することを
特徴とする塗布装置。
【請求項２】押圧部材が、塗布バーの上方に設置された
押圧ロールであって、塗布バーと押圧ロールの間を基板
が移動し、かつ塗布バーの前後に配置されたパスロール
上を基板が移動することによって水平に維持されている
請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】押圧部材が、塗布バーの上方を水平方向に
移動する基板搬送装置である請求項１記載の塗布装置。
【請求項４】顔料によって着色された感光性組成物から
なる塗布液を透明基板に塗布し、露光、現像して着色パ
ターンを形成する工程を繰り返して透明基板上にカラー
フィルターを形成する方法において、非連続に供給され
る透明基板を塗布バーと押圧部材との間に水平に保持さ
せて該基板に塗布液を塗布するにあたり、塗布バーの回
転を停止した時に、供給された塗布液がつくる液面の高
さと該バーの頂点の高さとの差を0.5mm〜4.5mmの範囲と
し、基板に接触しつつ該基板の進行方向と同方向に回転
する塗布バーの前記基板との接触部の直前において液溜
まりが形成されるように塗布液を供給し、該バーにより
前記基板に塗布液を塗布することを特徴とするカラーフ
ィルターの製造方法。