JP2824797B2 - バー塗布方法 - Google Patents
バー塗布方法Info
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Description
に関するものである。
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や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と
して好適なバー塗布方法に関するものである。
(ウェブ)に薄層均一塗布を行うにあたり、回転するバ
ーの前記ウェブとの接触部の直前において液だまりが形
成されるようにして塗布液を供給し、該バーによりウェ
ブに塗布液を連続的に塗布する方法が開示されている。
この方法では、バーコータにおいて、ウェブとバーが完
全に密着していることが重要であり、ウェブをバーに対
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。これに対して、非
連続性基板では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。つまり、こ
の方法を数10cm〜2m程度の非連続性基板(フィルム)を
適用すると、 1) 基板の終端部の膜厚が定常部より厚くなり現像残
りなどの問題を引き起こし、又、 2) 基板の終端部において基板の裏に塗布液が付着す
る場合があり、そのときは押圧部材や他工程を汚す、 といった問題が生じた。
あたり、基板終端部における塗布上の問題を解決したバ
ー塗布方法を提供することを目的とする。
との接触部の直前において形成される液だまりの液の一
部が基板終端部において、そのまま基板に転写すること
に起因することがわかった。
前から完全に接触が完了するまでの間、バーの回転速度
を基板速度の1/5以下もしくは、停止することによって
達成された(態様1)。尚、定常塗布部においては、通
常、基板とバーとのスリップにより基板またはバーの振
動または基板表面の擦傷を防ぐため、バーの速度は基板
の速度とほぼ等しくなるように駆動される。
から完全に離れるまでの間、押圧ロールを上方に移動す
ることにより塗布バーと押圧ロールの間隙を広げ、押圧
ロールと基板が接触しないようにすることによって達成
された(態様2)。
前に形成される液だまりの量をバー回転の低下または停
止により減少させることができる。尚、バーの回転速度
を低下(または停止)させる位置は基板終端から3〜20
mm手前、さらに好ましくは5〜10mm手前がよい。停止位
置が手前すぎると塗布膜厚の不均一な部分が基板の内側
まではいることになり不経済であり、逆に停止位置が遅
すぎると十分な厚塗り防止効果が得られないからであ
る。
板とはなれ、基板が押圧ロールにより塗布バーに押し付
けられなくなるが、基板の自重により基板と塗布バーの
密着は維持され、塗布が行われる。尚、押圧ロールを移
動させる位置は、外乱(押圧ロールの移動による押し付
け圧の急激な変化)による塗布面状の乱れが定常塗布部
に入らないよう、できる限り基板終端近く、好ましくは
基板終端から10mm以内、さらに好ましくは5mm以内がよ
い。
以下の場合、基板の終端部に塗布液が裏まわりするのを
有効に防止することができる。
る。
第2図は第1図のバー塗布装置の一部拡大断面図であ
る。
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。
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。
15によりバー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。
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
に軽量掻き落しを行い(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。
バー2とを全幅に渡って密着させることが重要である。
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
3図に示すような段付きバー16を用いたり、第5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5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。
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。
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。
合、第2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。
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2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。
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。
終端から3〜20mm手前の位置カバー2に接触したときに
バーの回転速度を基板搬送速度の1/5以下に低下させる
か、又はバーの回転を停止する。基板は引きつづき一定
速度で回転中の押圧ロール15より駆動力を受けて搬送さ
れる。又、態様2では第1図において押圧ロール15を上
方に移動させて塗布バー2と押圧ロール15との間隙を広
げて、基板終端部において塗布液が基板の裏に付着する
という問題を解決する。
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、ゴム製のプ
ラスチック製の溝付きバーも用いられる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
0.1〜20m/minの範囲、更に好ましくは0.2〜10m/minの範
囲がよい。
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。
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。
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1売に示した押圧ロ
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。
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。
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。
着色された観光性組成物は、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。
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)アクリレー
ト化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034
号、特開昭51−37193多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。
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
ている多該キノン化合物、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
−アミノ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61−18
6238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。
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他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。
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。
加されている。
−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。
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
コールプロピレ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、ジメチルスルホオキサイド、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。
ましい範囲は、15〜50%である。
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1
77: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。
%であり、より好ましくは10〜60%である。
まわるのを有効に防止することができる。特に請求項1
記載の方法によれば、非連続基板の終端部における膜厚
増加をも防止できる。
板を生産することができ、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。
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方法が提供される。
用すると、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。
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。
さ45cm×45cm、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12mm径のステンレス鋼に0.
15mmの径のステンレス鋼ワイヤーを巻いたものを用い
た。
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。
イヤーバーの回転速度は基板と同速の3m/分とした。
かった場合、基板終端部には幅5〜10mmで定常部の3〜
10倍の厚塗りが生じ、時折裏回りにより押厚ロール15に
汚れが発生した。
せた場合、基板終端部の厚塗り幅は3mm以内、厚塗り量
は定常部の2倍以内となった。また基板終端での裏周り
は全く生じなかった。
45cm×45cm、厚さ0.7mmのガラス基板上にフォトレジス
ト溶液を塗布した。第4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。
2mmのゴムをライニングしたものを用い、バー2は12mm
径のステンレス鋼に0.15mmの径のステンレス鋼ワイヤー
を巻いた物を運んだ。なお押圧ロールとバーの間隙は0.
5mmとした。また基板の搬送速度(押圧ロールの回転速
度およびエッジロール14の回転速度によって規定され
る)および塗布バーの回転速度はいずれも3m/分とし
た。
なかった場合、全てのサンプルにて基板終端部で裏回り
が生じ、押圧ロール15に汚れが発生した。
方に移動させ押圧ロールと基板が接触しないようにした
場合、全サンプルにおいて裏回りは全く生じず、よって
押圧ロール汚れも発生しなかった。
図の塗布方法で用いる塗布装置の一部拡大断面概略図、
第3図は段付きバーの斜視図、第4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5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、 14……パスロール、15……押圧ロール、 16……段付きバー。
Claims (2)
- 【請求項1】非連続性基板を塗布バーと押圧部材とで挟
持しながら移動させ、該基板に接触しつつ同基板と同方
向に回転するバーの前記基板との接触部の直前において
液溜りが形成される様に塗布液を供給し、該バーにより
前記基板に塗布液を塗布するバー塗布方法において、前
記基板の終端部が該バーと接触する直前から完全に接触
が完了するまでの間、バーの回転速度が基板速度の1/5
以下もしくは、バーの回転を停止することを特徴とする
バー塗布方法。 - 【請求項2】非連続性基板を塗布バーと押圧ロールとで
挟持しながら水平に移動させ、該基板に接触しつつ同方
向に回転するバーの前記基板との接触部の直前において
液溜りが形成される様に塗布液を供給し、該バーにより
前記基板に塗布液を塗布するバー塗布方法において、前
記基板の終端部が該バーから離れる直前から完全に離れ
るまでの間、押圧ロールを上方に移動することにより塗
布バーと押圧ロールとの間隙を広げ、押圧ロールと基板
が接触しないようにすることを特徴とするバー塗布方
法。
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