JP3139358B2 - カラーフィルタ枚葉塗工装置およびその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は枚葉塗工装置およ
びその方法に関し、さらに詳細にいえば、精密塗工用の
ダイコータを用いて枚葉塗工を行うための装置およびそ
の方法に関する。そして、液晶ディスプレイ用のカラー
フィルタを作成するために基板上に塗膜を形成する場合
の他、例えばレジスト塗工等の半導体製造分野、紫外線
吸収層塗工等の光学フィルタ製造分野等の液体状の塗料
を枚葉方式で供給される被塗工材の表面に薄く均一に塗
工する分野に好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来から液晶ディスプレイ用のカラーフ
ィルタを製造するための塗工工程を行うに当って、スピ
ナー、バーコータ、ロールコータが用いられていたが、
塗料の利用効率の向上が強く要求され、また得られる塗
膜の物性を向上させることが強く要求されるようになっ
てきたので、近年に至って、ダイコータを用いることが
検討され始めてきた。

【０００３】ダイコータは、従来から厚膜塗工や、高粘
度塗料を連続塗布する用途に広く採用されており、ダイ
コータを用いて被塗工材に塗膜を形成する場合には、米
国特許第４，２３０，７９３号、米国特許第４，６９
６，８８５号、米国特許第２，７６１，７９１号に見ら
れるように、カーテンフロー法、押し出し法、ビード法
などの塗工方法が知られる。中でも上記ビード法は、ダ
イコータの口金に設けられたスリットから塗料を吐出し
て、口金と一定の間隔を保って相対的に走行する被塗工
材との間に塗料ビードと呼ばれる塗料溜りを形成し、こ
の状態で被塗工材の走行に伴なって塗料を引き出して塗
膜を形成する。そして、塗膜形成により消費される塗料
と同量の塗料をスリットから供給することにより塗膜を
連続的に形成するこの方法を採用すれば、形成された塗
膜は膜厚の均一性をかなり高精度に達成できる。また、
塗料の無駄が殆どなく、さらにスリットから吐出される
まで塗料送液経路が密閉されているのであるから、塗料
の変質、異物の混入を防止でき、得られる塗膜の品質を
高く維持できるという長所を有する。

【０００４】一方、例えば特開平５−２８５４３６号公
報には、ダイコータに塗料を送液するために定量ポンプ
としてギアポンプが採用されている。このような構成を
採用すれば、ギアポンプにより比較的脈流のない送液が
可能である。また、特開平６−３３９６５６号公報にお
いては、塗料の送液は塗料を保持した密閉容器を加圧し
て供給するいわゆる圧送法が開示されている。これらの
方法によると送液の安定した領域を利用し長尺の被塗工
材の表面にほぼ均一な塗膜を形成することができると思
われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、枚葉方式で供
給される被塗工材に対し、ダイコータにより上記ビード
法を採用して塗膜を形成しようとすれば、被塗工材への
塗工が必然的に断続的になってしまうのであるから、被
塗工材の塗工開始位置、塗工終了位置で確実に塗膜形成
開始・終了を確実に行うためには、被塗工材の塗工位置
との関係で確実に送液を開始、終了を行う必要があり、
定量ポンプには優れた即応答性が要求される。しかるに
上記従来方法には、かかる配慮をした塗工方法が提案さ
れていない。

【０００６】また、ダイから塗料を連続的に吐出してい
るか間欠的に吐出しているかに拘らず、被塗工材の塗工
開始位置、塗工終了位置では塗料ビードが乱れ、あるい
は塗料ビードが消滅する。そして、塗工の全範囲にわた
って塗工に適した安定な塗料ビードを保持することが困
難になり、塗料ビードが安定状態になるまでは均一な塗
膜が得られなくなってしまうという問題がある。このよ
うな不都合は短寸の被塗工材であっても、長尺の被塗工
材であっても同様に発生するのであるが、短寸の被塗工
材の場合には、全長に対して均一な膜厚の塗膜が得られ
る長さの割合が小さいのに対して、長尺の被塗工材の場
合にはこの割合が大きくなるので、ビード法は、特公昭
４３−２４１３３号公報に「ビードコーティングでは、
断続した支持体では、安定したビードを保持することが
不可能なので連続した支持体にのみ応用できる。」とあ
るように、一般には長尺の被塗工材に対してダイコータ
による塗工が行われていた。

【０００７】従って、上記の構成のダイコータを枚葉間
欠塗工に適用しようとすれば、例えばギアポンプを採用
した場合ギアポンプを構成するギアにトップクリアラン
ス、サイドクリアランスと呼ばれるギャップがあり、そ
のシール性は液（塗料）によることが多いのであるか
ら、比較的短いインターバルで塗工開始、塗工終了が反
復される枚葉間欠塗工に適用すると、これらの動作に時
間的な遅れを生じる可能性があるのみならず、送液の定
量性を確保できない可能性がある。この結果、被塗工材
の表面に形成される塗膜の均一性が損なわれてしまうこ
とになる。

【０００８】また、前述した特開平６−３３９６５６号
公報に記載の技術は、塗料供給手段に加圧圧送を採用し
たために原理的に不可避な送液の時間的遅れが生じるこ
とになる。同公報ではこれを補償せんとして予め見込ん
だ時間だけ塗工に先立って加圧を開始する技術を提案し
ているが、現実問題として圧力上昇を見込んで送液開始
のタイミングをコントロールするのは困難である。

【０００９】しかし、単に優れた即応答性を示す定量ポ
ンプを用いて塗料を塗料吐出装置に供給することにより
塗料を吐出させるとともに、塗料が表面に供給される被
塗工材を所定速度で走行させるだけでは、塗料吐出装置
と被塗工材との間に形成される塗料ビードを安定させる
ことが困難であり、この結果、塗料ビードが安定した状
態で塗膜の形成が行われる領域（膜厚がほぼ均一な領
域）が被塗工材の全範囲に対して著しく小さくなってし
まう。また、膜厚が均一な領域における膜厚に対して、
それ以外の領域における膜厚のばらつきが著しく大きく
なってしまい、後に行われるフォトリソグラフィ工程な
どにおける加工精度が低下してしまい、所期の品質の製
品を得ることができない可能性が高くなってしまう。さ
らに、被塗工材の全範囲に対する塗膜形成範囲の割合を
余り大きくすることができなくなってしまう可能性が高
い。

【００１０】前述の特開平６−３３９６５６号公報にお
いても、塗工開始時と実質的同時に塗料吐出を如何に行
うかが述べられているだけで塗料ビードの形成や消滅を
制御する方法や塗料ビードの乱れを抑制することについ
ては全く記載されていないのであるから、これらの技術
を採用するといずれの場合にも被塗工材のうち有効活用
することができない長さの割合が大きいために被塗工材
の無駄が著しく多くなる。言い換えれば被塗工材の全長
に対して均一な膜厚の塗膜が得られる長さの割合が小さ
いために、被塗工材に対する有効利用可能割合が小さい
状態での使用しかなされておらず、経済性、高精度薄膜
塗工性、塗料の密閉性というダイコータの特徴を活かし
きれない問題がある。

【００１１】上以外の従来技術の中にはこれら塗工開始
部に着目した技術の開示も見られる。例えば連続した支
持体への塗布においても、特開平１−２１３６４１号公
報には、塗布器にウエブを接近させる塗工開始時にビー
ド前後に印加する圧力を一時的に増減させることで不安
定な塗工先頭のビードの状態を安定化させることが述べ
られているし、特開昭６３−１４８２５１号公報には、
塗料の吐出速度を一時的に大きくすることでビード形成
を促す方法が述べられている。短寸の枚葉基材に関して
も米国特許第４，９３８，９９４号には、パルスを発生
させて接続ビードを形成する方法が開示されている。

【００１２】しかしながら、上記いずれの塗工方法を採
用しても、単尺の葉塗工体に対して塗工方向の膜厚分布
と、これに直交する方向である幅方向の膜厚分布の両者
を、塗工開始直後から均一の膜厚で、しかも次々に供給
される枚葉塗工体に対しても膜厚が変化することなく安
定して塗布できるように両立させることが困難であっ
た。

【００１３】この発明は、上記の問題点を解消せんとし
てなされたものであり、塗工方向および幅方向における
膜厚がほぼ均一な領域の全体に占める割合を大きくする
ことができるとともに、製品の均一な分光特性、平坦
性、加工精度等の品質を高めることができる枚葉塗工装
置およびその方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような不都合、およ
び枚葉塗工に当って１つの被塗工材の表面に塗布される
べき塗料の量がかなり少なくてよいことを考慮して、本
件発明者は定量ポンプとして、シリンジポンプに代表さ
れるピストン型定量ポンプを採用することを考えた。ピ
ストン型定量ポンプは、これ自体が良好なシール性を有
しており、送液レスポンスに優れるうえ、吐出１ストロ
ーク内では送液速度のリニアリティにも優れているので
あるから、精密な枚葉塗工の用途では非常に有用である
と思われる。

【００１５】前述のビード法による均一安定塗工に必要
な塗料ビードの安定状態とは、塗料ビードを塗料吐出装
置と被塗工材の間に留めようとする力と、持ち去ろうと
する力が、拮抗し丁度バランスのとれた状態である。前
者の力としてはメニスカスを形成する表面張力などが考
えられるし、後者の力としては被塗工材の移動に伴なう
剪断力が挙げられる。従って安定状態にあるビードの形
状は塗料の吐出速度、塗工速度、口金仕様、クリアラン
スという塗工条件、粘度、比重、表面張力などの塗料の
物性、温度などの塗工環境などにより一義的に決定する
ものであり、仮に外的要因などで一時的にビードが乱れ
たとしても自己修復的に前記安定状態を保もとうとする
類のものである。

【００１６】これらの解析を考慮し検討した結果出願人
らは、塗工開始直後から塗工方向及びこれに直交する方
向に均一安定な膜厚の塗膜を得るためには、塗工開始時
に吐出装置と被塗工材を相対的に停止させて塗料を吐出
し、スリット開口幅全域にわたる基板の濡れを確保し、
安定塗工状態の塗料ビードを形成するのに過不足のない
量の塗料を供給して、塗工開始に先立って塗料塗布装置
と被塗工材の間にその塗工条件下で一義的に決定する安
定塗工状態の塗料ビードとほぼ同じ形の塗料ビードを形
成して後に、被塗工材の移動を開始するとよいことを見
い出した。

【００１７】請求項１のカラーフィルタ枚葉塗工装置
は、塗料供給装置により塗料タンクから塗料吐出装置の
塗料吐出用のスリットに塗料を供給し、塗料吐出装置ま
たはカラーフィルタ用基板を保持するステージの少なく
とも一方を相対的に移動させることにより、前記カラー
フィルタ用基板の表面に塗料を塗布する枚葉塗工装置で
あって、前記塗料吐出装置に対するステージの相対位置
を検出する相対位置検出手段と、前記塗料供給装置から
の塗料の吐出状態を制御する制御手段と、ピストン型定
量ポンプと、このピストン型定量ポンプを塗料タンク側
または塗料吐出装置側に選択的に連通させる切換え弁
と、前記被塗工材の塗工終了位置が塗料吐出装置の直下
に位置した時点において、前記塗料供給装置を反転動作
させて塗料吐出装置と被塗工材との間に存在する塗料を
吸引する吸引手段とを有している。

【００１８】請求項２のカラーフィルタ枚葉塗工方法
は、ピストン型定量ポンプを備えた塗料供給装置により
塗料タンクから塗料吐出装置の塗料吐出用のスリットに
塗料を供給し、カラーフィルタ用基板をステージにより
保持して前記塗料吐出装置の下方所定位置を塗料吐出方
向とほぼ直交する方向に移動させることにより、前記カ
ラーフィルタ用基板の上面に塗料を塗布する枚葉塗工方
法であって、前記ステージを移動させてカラーフィルタ
用基板を搬送し、このカラーフィルタ用基板の塗工開始
位置を塗料吐出装置の直下に位置させるべく前記ステー
ジを停止させるとともに、前記ステージの位置を検出し
てピストン型定量ポンプと、このピストン型定量ポンプ
を塗料タンク側または塗料吐出装置側に選択的に連通さ
せる切換え弁とを動作させることにより前記塗料吐出装
置からの塗料の吐出を開始し、塗料吐出開始から所定時
間が経過した時点で前記ステージの移動を開始させ、前
記塗料吐出装置からの塗料吐出を行いつつ前記ステージ
を動作させてカラーフィルタ用基板をその塗工終了位置
が塗料吐出装置の直下に位置するまで搬送し、該塗工終
了位置が前記塗料吐出装置の直下に位置したことを検出
して、この塗工終了位置または塗工終了位置よりも後方
の所定位置が前記塗料吐出装置の直下に位置した状態で
ピストン型定量ポンプを反転動作させて塗料吐出装置と
カラーフィルタ用基板との間に存在する塗料を吸引する
方法である。

【００１９】請求項３のカラーフィルタ枚葉塗工方法
は、前記カラーフィルタ用基板の塗工終了位置が塗料吐
出装置の直下に位置した時点において、前記ピストン型
定量ポンプを反転動作させて塗料吐出装置とカラーフィ
ルタ用基板との間に存在する塗料を吸引する方法であ
る。

【００２０】請求項４の枚葉塗工方法は、前記塗料吐出
装置を通して塗料を吸引した後、前記ピストン型定量ポ
ンプをさらに反転動作させて塗料吐出装置の塗料吐出経
路に塗料を充填する方法である。

【００２１】請求項５のカラーフィルタの製造方法は、
前記請求項１から請求項４の何れかに記載のカラーフィ
ルタ枚葉塗工装置または枚葉塗工方法を用いる製造方法
である。

【００２２】請求項１のカラーフィルタ枚葉塗工装置で
あれば、塗料供給装置により塗料タンクから塗料吐出装
置の塗料吐出用のスリットに塗料を供給し、塗料吐出装
置またはカラーフィルタ用基板を保持するステージの少
なくとも一方を相対的に移動させることにより、前記カ
ラーフィルタ用基板の表面に塗料を塗布する枚葉塗工装
置であって、前記塗料吐出装置に対するステージの相対
位置を検出する相対位置検出手段と、前記塗料供給装置
からの塗料の吐出状態を制御する制御手段と、ピストン
型定量ポンプと、このピストン型定量ポンプを塗料タン
ク側または塗料吐出装置側に選択的に連通させる切換え
弁と、前記被塗工材の塗工終了位置が塗料吐出装置の直
下に位置した時点において、前記塗料供給装置を反転動
作させて塗料吐出装置と被塗工材との間に存在する塗料
を吸引する吸引手段とを有しているのであるから、ステ
ージまたは塗料吐出装置の何れを移動させる場合であっ
ても、塗工開始位置、塗工終了位置における膜厚のばら
つきを大幅に抑制することができるとともに、両位置の
間において膜厚をほぼ均一に保持することができ、塗料
供給装置により塗料吐出装置に供給される塗料の量を正
確に制御することができ、ひいては塗膜の膜厚を高精度
に制御することができ、塗工終了位置よりも後方におい
てはスキージ塗工が行われることになり、塗工終了位置
近傍において塗膜の膜厚が大きくなりすぎることを防止
することができる。

【００２３】請求項２のカラーフィルタ枚葉塗工方法
は、ピストン型定量ポンプを備えた塗料供給装置により
塗料タンクから塗料吐出装置の塗料吐出用のスリットに
塗料を供給し、カラーフィルタ用基板をステージにより
保持して前記塗料吐出装置の下方所定位置を塗料吐出方
向とほぼ直交する方向に移動させることにより、前記カ
ラーフィルタ用基板の上面に塗料を塗布する枚葉塗工方
法であって、前記ステージを移動させてカラーフィルタ
用基板を搬送し、このカラーフィルタ用基板の塗工開始
位置を塗料吐出装置の直下に位置させるべく前記ステー
ジを停止させるとともに、前記ステージの位置を検出し
てピストン型定量ポンプと、このピストン型定量ポンプ
を塗料タンク側または塗料吐出装置側に選択的に連通さ
せる切換え弁とを動作させることにより前記塗料吐出装
置からの塗料の吐出を開始し、塗料吐出開始から所定時
間が経過した時点で前記ステージの移動を開始させ、前
記塗料吐出装置からの塗料吐出を行いつつ前記ステージ
を動作させてカラーフィルタ用基板をその塗工終了位置
が塗料吐出装置の直下に位置するまで搬送し、該塗工終
了位置が前記塗料吐出装置の直下に位置したことを検出
して、この塗工終了位置または塗工終了位置よりも後方
の所定位置が前記塗料吐出装置の直下に位置し た状態で
ピストン型定量ポンプを反転動作させて塗料吐出装置と
カラーフィルタ用基板との間に存在する塗料を吸引する
のであるから、被塗工材の塗工開始位置において確実に
塗料ビードを形成することができ、塗料ビードが形成さ
れた後に被塗工材を搬送させることにより広範囲にわた
って膜厚がほぼ均一な塗膜を形成することができ、塗料
供給装置により塗料吐出装置に供給される塗料の量を正
確に制御することができ、ひいては塗膜の膜厚を高精度
に制御することができ、塗工終了位置よりも後方におい
てはスキージ塗工が行われることになり、塗工終了位置
近傍において塗膜の膜厚が大きくなりすぎることを防止
することができる。

【００２４】請求項３のカラーフィルタ枚葉塗工方法で
あれば、前記カラーフィルタ用基板の塗工終了位置が塗
料吐出装置の直下に位置した時点において、前記ピスト
ン型定量ポンプを反転動作させて塗料吐出装置とカラー
フィルタ用基板との間に存在する塗料を吸引するのであ
るから、塗工終了位置よりも後方においてはスキージ塗
工が行われることになり、塗工終了位置近傍において塗
膜の膜厚が大きくなりすぎることを防止することができ
る。

【００２５】請求項４のカラーフィルタ枚葉塗工方法で
あれば、前記塗料吐出装置を通して塗料を吸引した後、
前記ピストン型定量ポンプをさらに反転動作させて塗料
吐出装置の塗料吐出経路に塗料を充填するのであるか
ら、次のカラーフィルタ用基板に対する塗膜形成を開始
するまでに、塗料吐出装置の塗料吐出経路における空隙
を消滅させることができ、塗料供給装置により塗料供給
の開始から塗料吐出装置による塗料の吐出開始までの時
間遅れを解消することができる。

【００２６】請求項５のカラーフィルタの製造方法であ
れば、前記請求項１から請求項５の何れかに記載の枚葉
塗工方法を用いるので、塗工膜厚が均一なカラーフィル
タを容易に得ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の好ましい実施の形態を詳細に説明する。

【００２８】図１はこの発明の枚葉塗工装置の一実施形
態を概略的に示す図である。

【００２９】この枚葉塗工装置は、塗料タンク１と、定
量ポンプの一例としてのマイクロシリンジポンプ２と、
塗料吐出用のスリット３ａを有する塗料吐出装置３と、
ボールネジ機構４ａにより往復動されるステージ４と、
ステージ４上の被塗工材８の位置を検出する光学センサ
などからなる位置センサ５と、位置センサ５からの出力
信号、ボールネジ機構４ａを駆動するＡＣサーボモータ
（４ｂ）からの状態信号、塗料吐出装置３の状態信号を
入力として塗料吐出装置３、ＡＣサーボモータ４ｂを制
御するシーケンサ６と、シーケンサ６からの出力信号
（マイクロシリンジポンプ制御用の信号など）およびマ
イクロシリンジポンプ２の状態信号を入力としてマイク
ロシリンジポンプ２を制御するコンピュータ７（制御手
段に相当する）とを有している。なお、塗料タンク１と
マイクロシリンジポンプ２との間を塗料吸引管路１ａ
（第１送液管路に相当する）で連通しており、マイクロ
シリンジポンプ２と塗料吐出装置３との間を塗料吐出管
路３ｇ（第２送液管路に相当する）で連通している。ま
た、マイクロシリンジポンプ２は切換え弁２ａにより選
択的に塗料吸引管路１ａ、塗料吐出管路３ｇに連通され
ている。そして、マイクロシリンジポンプ２および切換
え弁２ａは１対ずつ設けられているとともに、塗料吸引
管路１ａと塗料吐出管路３ｂとの間に互いに並列に接続
されている。塗料吐出装置３は、ステージ４上に支承さ
れた被塗工材としてのカラーフィルタ基板８の上面に近
接する位置と十分に離れた位置との間において昇降され
るものであり、シーケンサ６からの塗工動作開始指令に
応答して下降し、塗工動作終了指令に応答して上昇す
る。また、コンピュータ７は切換え弁２ａをも制御す
る。また、図１には特には図示していないが、塗料吸引
管路１ａの所定位置に開閉弁、フィルタなどを設けるこ
とが好ましい。ただし、前記位置センサ５に代えて、Ａ
Ｃサーボモータに組み込まれたエンコーダからの出力パ
ルス信号をカウントすることによりステージ４の位置を
検出する構成を採用することが好ましい。

【００３０】前記塗料吐出装置３は、塗料吐出用のスリ
ット３ｂを有する口金３ａを主要構成部分とするもので
ある。

【００３１】上記の構成の塗工装置において、塗料吐出
の即応答性を確保するためには、塗料配管系のシール性
を十分に確保することが必要である。塗膜８´の膜厚は
特に限定されるものではないが、塗布後・乾燥前の膜厚
が１〜５００μｍの範囲の薄膜塗工に特に有利に用いら
れる。塗膜８´の膜厚が１μｍ未満の場合には、口金３
ａの加工精度や被塗工材８の膜厚精度の制約から均一性
の高い塗膜８´を得ることが難しく、５００μｍを越え
る場合にも当然応用できるが、本発明の有効性が特に発
揮される塗工ではない。

【００３２】塗膜８´の均一性は図２に拡大して示す口
金３ａのスリット間隙３ｄや、口金３ａと被塗工材８と
の間隙であるクリアランス３ｃを調節することにより制
御する。本発明においてスリット間隙３ｄやクリアラン
ス３ｃは特に限定されるものではないが、スリット間隙
３ｄを１０〜５００μｍの範囲に設定することが好まし
い。なぜならば、１０μｍ未満のスリット間隙３ｄを精
度よく保つように口金３ａを加工するのは困難であり、
間隙のばらつきやうねりの影響が著しく大きくなるから
である。また、スリット間隙３ｄが５００μｍを越える
場合には、スリット間隙３ｄでの均一な塗料の流れを実
現するのが難しく渡り方向の塗料吐出量にばらつきを生
じ、この結果均一な塗膜を得ることが困難になるからで
ある。さらに、クリアランス３ｃは１０μｍ〜１ｍｍの
範囲に設定することが好ましい。なぜならば、１０μｍ
未満のクリアランス３ｃを精度よく保つようにするの
は、装置や被塗工材８の加工精度の制約などから難しい
からである。またクリアランス３ｃが１ｍｍを越える場
合には、塗料ビード３ｅを安定に保つことが困難だから
である。また、塗料ビード３ｅを安定して形成し、均一
性の高い塗膜８´を得るためには、クリアランス３ｃを
塗膜膜厚のおよそ１．５〜数十倍程度に精度よく保持す
ることが好ましい。また、加圧室または減圧室３ｆなど
を設けて塗料ビード３ｅの前後の圧力を加減圧し、安定
した塗料ビード３ｅ形成を促すようにすることが好まし
い。

【００３３】次いで、図３に示すタイムチャートを参照
しながら枚葉塗工方法を説明する。ただし、図３中Ａが
ステージ走行のタイムチャートを示し、上側が順走行
を、下側が逆走行をそれぞれ示している。Ｂは被塗工材
の、例えば吸着固定などの固定動作を示している。Ｃは
ステージ４に設けたリフトピン（図示せず）の動作を示
している。Ｄは口金３ａの減圧動作を示している。Ｅは
口金３ａの拭き取り動作を示している。Ｆは口金３ａの
昇降を示している。Ｇは切換え弁２ａの動作を示し、上
側が口金側への切換えを、下側が塗料タンク側への切換
えをそれぞれ示している。Ｈは定量ポンプ５の動作を示
し、上側が吐出動作を、下側が吸引動作をそれぞれ示し
ている。Ｉは一連の動作を概略的に説明する図である。

【００３４】先ず、塗工装置の各部の原点復帰を行った
後、切換え弁２ａを塗料タンク側に切換えるとともに、
マイクロシリンジポンプ２による吸引動作を行う。そし
て、リフトピンを上昇させた状態で図示しない移載機か
ら被塗工材８を受け取り、リフトピンを加工させて被塗
工材８をステージ４上の所定位置に納め、さらに被塗工
材８を真空吸引することにより被塗工材８をステージ４
上に固定する。尚、被塗工材８のステージ４上への固定
（保持）手段としては、上記真空吸引の他、リンク機構
を応用したレバーによる挾み込みや、吸盤、粘着シート
等による保持手段を用いてもよく、このような手段も本
発明でいう「保持」に含まれる。

【００３５】そして、塗料タンク１からマイクロシリン
ジポンプ２に所定量の塗料が吸引された後に、切換え弁
２ａを口金側に切換えるとともに、ステージ４を順走行
させて被塗工材８を口金３ａの直下まで移動させ、ステ
ージ４の順走行を停止させる。次いで、口金３ａを下降
させ、下降動作時間を制御することにより所定のクリア
ランス３ｃを確保する。ただし、口金３ａを下降させた
後に被塗工材８を移動させるようにしてもよい。そし
て、口金３ａの下降動作と実質的に同時にマイクロシリ
ンジポンプ２を動作させることにより塗料を口金３ａに
供給して塗料の吐出を開始し、塗料の吐出開始後、所定
時間だけステージ４を停止状態に維持することにより、
口金３ａと被塗工材８との間に所定の渡り方向の全域に
わたる塗料ビード３ｅを形成させる。

【００３６】以上のようにして塗料ビード３ｅが形成さ
れた後に、ステージ４を所定速度で順走行させることに
より塗工を開始する。また、塗工開始と実質的に同時に
加圧室または減圧室３ｆの気圧を所定圧力に保つことに
より加減圧を行い、塗料ビード３ｅを安定化する。した
がって、塗料ビード３ｅの安定化により塗膜形成に消費
される塗料と口金３ａのスリット３ｂから吐出される塗
料とが平衡し、塗工開始後、短時間が経過した時点で安
定な塗膜の形成を行うことができる定常塗工状態にな
る。

【００３７】被塗工材８が塗工終了位置よりも所定距離
だけ手前の位置に到達した時点でマイクロシリンジポン
プ２による塗料の供給を停止し、ほぼ同時に口金３ａの
加減圧を停止することにより、塗料ビード３ｅを消費し
ながらいわゆるスキージ塗工により塗膜を形成する。た
だし、被塗工材８が塗工終了位置に到達した時点で塗料
の供給を停止してもよい。そして、被塗工材８が塗工終
了位置に到達すれば、マイクロシリンジポンプ２を逆動
作させることにより口金３ａのスリット３ｂを通して所
定量の塗料を吸引回収する。ただし、被塗工材８が塗工
終了位置に到達した時点で塗料の供給を停止する場合に
は、被塗工材８が塗工終了位置を通りすぎた時点で塗料
の吸引回収を行えばよい。その後、口金３ａを上昇させ
て被塗工材８から遠ざけることにより塗工を終了する。
その後、塗料の吸引回収によりスリット３ｂに形成され
ている可能性がある空隙を解消させるためにマイクロシ
リンジポンプ２を動作させて塗料を吐出させる。ステー
ジ４はその後も順走行を行って、被塗工材８を次工程に
移載するための所定位置まで搬送して停止し、真空吸着
を解除するとともに、リフトピンを上昇させて被塗工材
８を持ち上げ、その位置で被塗工材８を被塗工材移載機
（図示せず）に渡す。そして、同時にマイクロシリンジ
ポンプ２による塗料の吐出および口金３ａの拭き取りを
行って口金３ａの先端部に残留する塗料を除去する。次
いで、ステージ４を逆走行させ、次の被塗工材８を受け
取るべく所定位置まで復帰することにより一連の処理を
終了し、次の被塗工材８の塗工に備える。

【００３８】以上の一連の処理を行うことにより、塗工
開始部および塗工終了部における膜厚の定常塗工により
得られた定常部の膜厚に対するばらつきを大幅に抑制す
ることができる。また、塗料ビード３ｅが形成された後
にステージ４を走行させて塗膜を形成するのであるか
ら、被塗工材８の端部から対応する塗膜端部までの距離
を著しく小さくすることができ（３ｍｍ以下にすること
ができ）、被塗工材８の全長範囲に対する塗膜形成範囲
の割合を大きくすることができる。さらに、定常部にお
ける膜厚のばらつきを著しく小さくすることができる。

【００３９】また、塗料吐出装置３からの塗料吐出のタ
イミングまたはこれよりも前のタイミングにおいて塗料
吐出装置３を下降させることにより、ステージ４上に支
承されたカラーフィルタ基板８との距離を所定距離に設
定する。そして、塗料吐出装置３から塗料が吐出され、
スリット３ａの全幅にわたって塗料ビード３ｅが形成さ
れた後にボールネジ機構４ａを動作させることによりス
テージ４を走行させてカラーフィルタ基板８を所定速度
で搬送し、カラーフィルタ基板８上に所定厚みの塗膜８
´を形成することができる。

【００４０】ステージ４上の被塗工材８が塗工終了位置
まで移動した場合には、位置センサ５によりこの状態を
検出し、切換え弁２ａを塗料吸引管路側に切換えて再び
塗料吸引動作を行わせるとともに、塗料吐出装置３を上
昇させ、次工程に被塗工材８を渡した後にステージ４を
復動させ、次のカラーフィルタ基板８に対する塗工に備
える。

【００４１】

【実施例】ポリアミド酸とＮ−メチル−２−ピロリドン
と塩臭素化フタロシアニングリーン（Ｃ．Ｉ．ピグメン
トグリーン３６）を混合・分散して緑色着色塗膜形成用
塗料を得る。無アルカリガラス基板ＯＡ−２（日本電気
硝子（株）製）を被塗工材８として選択し、図１に示す
枚葉塗工装置を用いて枚葉塗工を行った。ただし、前記
着色塗膜形成用塗料を塗料タンク１に仕込み、予め塗料
吐出装置３に至るまでの送液経路内を塗料で充填してお
いた。

【００４２】切換え弁２ａを塗料吸引管路側に切換え、
マイクロシリンジポンプ２を５００μｌ／秒の速度で吸
引側に駆動して塗料を３４８８μｌ充填し、切換え弁２
ａを塗料吐出管路側に切換えて塗工に備える。

【００４３】この状態において、ステージ４を動作させ
て被塗工材８を搬送し、塗料吐出装置３を所定位置まで
下降させ、塗料吐出装置３の下降と実質的に同時にマイ
クロシリンジポンプ２を吐出側に駆動して塗料の吐出を
開始し、スリット３ａの全幅にわたる塗料ビードが形成
された後にステージ４を動作させて被塗工材８を搬送す
ることにより塗工を行わせた。この場合に、塗膜形成に
消費される塗料と塗料吐出装置３のスリット３ａから供
給される塗料とを平衡させることにより連続して安定な
塗膜を形成することができる。そして、被塗工材８が塗
工終了位置に到達すれば、マイクロシリンジポンプ２の
塗料吐出動作を停止し、次いで塗料吐出装置３を上昇さ
せて被塗工材８から遠ざけることにより塗工を終了し
た。

【００４４】以上の動作を順次繰り返して１００枚の被
塗工材８に塗膜を形成した。

【００４５】このようにして得られた塗膜は平坦化膜厚
が１．２μｍであり、この塗膜の典型的な膜厚プロフィ
ールは図４に示すとおりであり、塗工開始位置から８ｍ
ｍの範囲および塗工終了位置の前の１０ｍｍの範囲を除
いて膜厚が均一な定常部を得ることができた。また、塗
工開始部の膜厚、塗工終了部の膜厚の何れも、定常部の
膜厚の８７％から１３４％の範囲であった。

【００４６】なお、以上には定量ポンプとしてマイクロ
シリンジポンプ２を例示しているが、プランジャー型定
量ポンプ、ダイヤフラム型定量ポンプなどの容積式の定
量ポンプを採用することが可能である。また、ステージ
４としては種々の構成のものを採用することができる
が、ボールネジ機構部の上方を覆うとともに、配線、配
管などを内部において折り曲げ状に支持する構成のステ
ージを採用することが好ましい。

【００４７】

【発明の効果】請求項１の発明は、塗工開始位置、塗工
終了位置における膜厚のばらつきを大幅に抑制すること
ができるとともに、両位置の間において膜厚をほぼ均一
に保持することができ、塗料供給装置により塗料吐出装
置に供給される塗料の量を正確に制御することができ、
ひいては塗膜の膜厚を高精度に制御することができ、塗
工終了位置よりも後方においてはスキージ塗工が行われ
ることになり、塗工終了位置近傍において塗膜の膜厚が
大きくなりすぎることを防止することができるという特
有の効果を奏する。

【００４８】請求項２の発明は、カラーフィルタ用基板
の塗工開始位置において確実に塗料ビードを形成するこ
とができ、塗料ビードが形成された後にカラーフィルタ
用基板を搬送させることにより広範囲にわたって膜厚が
ほぼ均一な塗膜を形成することができ、塗料供給装置に
より塗料吐出装置に供給される塗料の量を正確に制御す
ることができ、ひいては塗膜の膜厚を高精度に制御する
ことができ、塗工終了位置よりも後方においてはスキー
ジ塗工が行われることになり、塗工終了位置近傍におい
て塗膜の膜厚が大きくなりすぎることを防止することが
できるという特有の効果を奏する。

【００４９】請求項３の発明は、塗工終了位置よりも後
方においてはスキージ塗工が行われることになり、塗工
終了位置近傍において塗膜の膜厚が大きくなりすぎるこ
とを防止することができるという特有の効果を奏する。

【００５０】請求項４の発明は、次のカラーフィルタ用
基板に対する塗膜形成を開始するまでに、塗料吐出装置
の塗料吐出経路における空隙を消滅させることができ、
塗料供給装置により塗料供給の開始から塗料吐出装置に
よる塗料の吐出開始までの時間遅れを解消することがで
きるという特有の効果を奏する。

【００５１】請求項５の発明は、前記請求項１から請求
項４の何れかに記載の枚葉塗工装置または枚葉塗工方法
を用いるので、塗工膜厚が均一なカラーフィルタを容易
に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の枚葉塗工装置の一実施例を概略的に
示す図である。

【図２】口金と被塗工材との関係を詳細に示す拡大概略
図である。

【図３】枚葉塗工方法の一実施例を概略的に示すタイム
チャートである。

【図４】図３の枚葉塗工方法により得られた塗膜の膜厚
プロフィールを示す図である。

【符号の説明】

２……マイクロシリンジポンプ ２ａ……切換え弁 ３……塗料吐出装置 ３ａ……スリット ４……ステージ ５……位置センサ ７……制御装置 ８……被塗工材 １５……加減圧室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−61958（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50981（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−162457（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−208154（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−261334（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−341365（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 5/00 - 5/02 B05C 11/10 B05D 1/26 G02B 5/20 - 5/28 G02F 1/1335

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料供給装置（２）（２ａ）により塗料
   タンク（１）から塗料吐出装置（３）の塗料吐出用のス
   リット（３ａ）に塗料を供給し、塗料吐出装置（３）ま
   たはカラーフィルタ用基板（８）を保持するステージ
   （４）の少なくとも一方を相対的に移動させることによ
   り、前記カラーフィルタ用基板（８）の表面に塗料を塗
   布する枚葉塗工装置であって、前記塗料吐出装置（３）
   に対するステージ（４）の相対位置を検出して、ピスト
   ン型定量ポンプ（２）とピストン型定量ポンプ（２）を
   塗料タンク側または塗料吐出装置側に選択的に連通させ
   る切換え弁（２ａ）を制御する制御手段（７）と、該塗
   工終了位置が前記塗料吐出装置（３）直下に位置したこ
   とを検出して、この塗工終了位置または塗工終了位置よ
   りも後方の所定位置が前記塗料吐出装置（３）の直下に
   位置した状態でピストン型定量ポンプ（２）を反転動作
   させて塗料吐出装置（３）とカラーフィルタ用基板
   （８）との間に存在する塗料を吸引する吸引手段とを有
   することを特徴とするカラーフィルタ用枚葉塗工装置。
2. 【請求項２】 ピストン型定量ポンプ（２）を備えた塗
   料供給装置（２）（２ａ）により塗料タンク（１）から
   塗料吐出装置（３）の塗料吐出用のスリット（３ａ）に
   塗料を供給し、カラーフィルタ用基板（８）をステージ
   （４）により保持して前記塗料吐出装置（３）の下方所
   定位置を塗料吐出方向とほぼ直交する方向に移動させる
   ことにより、前記カラーフィルタ用基板（８）の上面に
   塗料を塗布する枚葉塗工方法であって、前記ステージ
   （４）を移動させてカラーフィルタ用基板（８）を搬送
   し、このカラーフィルタ用基板（８）の塗工開始位置を
   塗料吐出装（３）の直下に位置させるべく前記ステージ
   （４）を停止させるとともに、前記ステージ（４）の位
   置を検出してピストン型定量ポンプ（２）とピストン型
   定量ポンプ（２）を塗料タンク側または塗料吐出装置側
   に選択的に連通させる切換え弁（２ａ）を動作させるこ
   とにより前記塗料吐出装置（３）からの塗料の吐出を開
   始し、塗料吐出開始から所定時間が経過した時点で前記
   ステージ（４）の移動を開始させ、前記塗料吐出装置
   （３）からの塗料吐出を行いつつ前記ステー ジ（４）を
   動作させてカラーフィルタ用基板（８）をその塗工終了
   位置が塗料吐出装置（３）の直下に位置するまで搬送
   し、該塗工終了位置が前記塗料吐出装置（３）直下に位
   置したことを検出して、この塗工終了位置または塗工終
   了位置よりも後方の所定位置が前記塗料吐出装置（３）
   の直下に位置した状態でピストン型定量ポンプ（２）を
   反転動作させて塗料吐出装置（３）とカラーフィルタ用
   基板（８）との間に存在する塗料を吸引することを特徴
   とするカラーフィルタ枚葉塗工方法。
3. 【請求項３】 前記カラーフィルタ用基板（８）の塗工
   終了位置が塗料吐出装置（３）の直下に位置した時点に
   おいて、前記ピストン型定量ポンプ（２）を反転動作さ
   せて塗料吐出装置（３）とカラーフィルタ用基板（８）
   との間に存在する塗料を吸引する請求項２に記載のカラ
   ーフィルタ枚葉塗工方法。
4. 【請求項４】 前記塗料吐出装置（３）を通して塗料を
   吸引した後、前記ピストン型定量ポンプ（２）をさらに
   反転動作させて塗料吐出装置（３）の塗料吐出経路に塗
   料を充填する請求項２または３に記載のカラーフィルタ
   枚葉塗工方法。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４の何れかに記載の
   カラーフィルタ枚葉塗工装置またはカラーフィルタ枚葉
   塗工方法を用いて、カラーフィルタを製造することを特
   徴とするカラーフィルタの製造方法。