JP3793882B2

JP3793882B2 - Coating apparatus, color filter manufacturing apparatus and manufacturing method

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Publication number: JP3793882B2
Application number: JP6652996A
Authority: JP
Inventors: 正治遠山; 義和遠藤; 裕司吉村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: JPH09253555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平坦な枚葉部材などの被塗布部材の表面に塗布液を吐出し、その塗布液の塗膜を形成する塗布装置並びにこの塗布装置を用いたカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタは、被塗布部材としてのガラス基板上に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形成した後、そのガラス基板上をさらに赤、青、緑の３原色に塗り分けて得られる。
【０００３】
それゆえ、カラーフィルタの製造には、ガラス基板上に黒、赤、青、緑の塗布液を順次塗布し、それぞれの塗膜を形成する塗布工程が不可欠となる。この種の塗布工程には従来、塗布装置としてスピナー、バーコータあるいはロールコータが使用されていたが、塗布液の消費量を削減し、また、塗膜の物性を向上する上で、近年に至ってはダイコータの使用が検討されている。
【０００４】
ダイコータは塗布液を吐出するための塗布器いわゆるスリットダイを備えており、この種のスリットダイはたとえば特開平2-207865号公報および特開平5-104054号公報にそれぞれ開示されている。これら公知のスリットダイはその吐出口から塗布液を吐出しながら、被塗布部材であるウエブの表面に塗布液の塗膜を形成するものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知のスリットダイはいずれも、連続して走行するウエブの表面に塗膜を形成するものであるため、ガラス基板のような硬い枚葉部材への塗膜の形成にはそのままでは適用することができない。
また、均一な塗膜を得る上で、公知のスリットダイにはその吐出口近傍の形状に種々の工夫が採用されているが、その吐出口に至る塗布液の供給経路に関しては何ら考慮されていない。それゆえ、公知のスリットダイにあっては、その吐出口の長手方向全域に亘り一様にして塗布液を良好に導くことができず、均一かつ安定した塗膜の形成が確保できない。
【０００６】
この発明は、上述した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、塗布器の吐出口まで塗布液を一様に導くことができ、均一かつ安定した塗膜の形成が可能となる塗布装置、並びに、この塗布装置を用いたカラーフィルタの製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００７】
【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、請求項１の塗布装置は、塗布液を供給する供給手段と、この供給手段からの塗布液の供給を受け、一方向に延びる吐出口から塗布液を吐出可能な塗布器と、この塗布器および被塗布部材のちうの少なくとも一方を相対的に移動させて、その被塗布部材の表面に塗布液の塗膜を形成する移動手段とを備え、その塗布器は、被塗布部材の相対的な進行方向でみて前後に結合されたフロントリップおよびリアリップと、これらリップ間に形成され、吐出口に塗布液を導くスリットと、このスリットを形成するフロントおよびリアリップのリップ接液面とを有し、これらリップのリップ接液面間の間隙は、リップ接液面の全域に亘って、設定値からの偏差が４％以内の範囲に収められている。
【０００８】
請求項１の塗布装置によれば、フロントおよびリアリップの間隙、つまり、リップ接液面間の間隙がそれらリップ接液面の全域に亘りほぼ均一に維持されているので、塗布液はスリット内を円滑に流れ、そして、吐出口の長手方向全域から一様に吐出される。
また、請求項１の塗布装置の場合、そのフロントおよびリアリップは、そのリップ接液面に連なり被塗布部材と平行に相対する平面を形成したリップ先端面を有し、そして、リップ先端面の平面とリップ接液面とを繋ぐ角部の曲率半径は0.1μmから10μmの範囲に設定されている。このような塗布装置によれば、フロントおよびリアリップのリップ接液面間の間隙、つまり、スリット間隙を吐出口の長手方向全域に亘って均一できる。
【０００９】
さらに、請求項１の塗布装置の場合、リップ接液面の平面度が0.01μmから5μmの範囲にあり、かつ、その表面粗さの最大高さが0.001μmから0.2μmの範囲に設定されている。このような塗布装置によれば、リップ接液面は十分な平滑性を有しているので、リップ接液面に塗布液中の塗料粒子が凝集して塊を形成するようなことはなく、塗布液はスリットを通じ吐出口まで円滑に導かれる。
【００１０】
さらにまた、請求項１の塗布装置の場合、リップ先端面の平面の真直度が0.01μmから10μmの範囲にあり、かつ、その平面の表面粗さの最大高さＲmaxが0.001μから0.2μmの範囲に設定されている。このような塗布装置によれば、リップ先端面の平面と被塗布部材との間のクリアランスが吐出口の長手方向全域に亘って均一となり、しかも、リップ先端面の平面が滑らかで塗布液の濡れ性に優れ、クリアランスでの塗布液のメニスカスが安定して維持され、被塗布部材の表面に均一な膜厚の塗膜が形成される。
【００１３】
請求項２の塗布装置は、スリットの間隙が0.05mmから0.3mmの範囲に設定されており、この場合、スリットの間隙は、たとえばカラーフィルタ用の塗膜に要求される厚さや、塗布器自体の加工および組立性を考慮すると、最適なものとなる。
【００１４】
請求項３のカラーフィルタの製造装置は、請求項１または２に記載の塗布装置を含んでおり、このカラーフィルタの製造装置は、その塗布器から塗布液を吐出してガラス基板などの透明基板に所定の塗膜を順次形成し、カラーフィルタを製造する。
請求項４のカラーフィルタの製造方法は、請求項１または２に記載の塗布装置を用い、塗布器および被塗布部材のうちの少なくとも一方を相対的に移動させて被塗布部材の表面に塗布液の塗膜を形成し、カラーフィルタを製造する。請求項４の製造方法によれば、請求項１または２の塗布装置の同様な作用が発揮される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、カラーフィルタの製造に適用された塗布装置いわゆるダイコータが示されており、ダイコータは基台２を備えている。基台２上には一対のガイド溝レール４が設けられており、これらガイド溝レール４には、ステージ６が配置され、このステージ６の上面はサクション面として構成されている。ステージ６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。
【００１７】
一対のガイド溝レール４間には、ガイド溝レール４に沿って延びるケーシング１２が配置されており、このケーシング１２は送り機構を内蔵している。送り機構は、図２に示されているようにボールねじからなるフィードスクリュー１４を有しており、フィードスクリュー１４はステージ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、このコネクタ１６を貫通して延びている。フィードスクリュー１４の両端部は図示しない軸受に回転自在に支持されており、その一端にはＡＣサーボモータ１８が連結されている。なお、ケーシング１２の上面又は側面にはコネクタ１６の移動を許容する開口が形成されているが、図１中その開口は省略されている。
【００１８】
なお、ここでは、ステージ６が往復動する構成となっているが、これに限らす、後述するスリットダイ４０がステージ６に対して往復動する構成であってもよい。要は、ステージ６およびスリットダイ４０のうちの少なくとも一方が往復動すればよい。
基台２の上面にはその一端側に逆Ｌ字形のセンサ支柱２０が配置されている。センサ支柱２０はその先端が一方のガイド溝レール４の上方まで延びており、その先端には電動型の昇降アクチュエータ２１が取り付けられている。この昇降アクチュエータ２１には厚みセンサ２２が下向きして取り付けられており、この厚みセンサ２２にはレーザ変位計、電子マイクロ変位計および超音波厚さ計などを使用することができる。
【００１９】
さらに、基台２の上面にはセンサ支柱２０よりも基台２の中央側に同じく逆Ｌ字形をなしたダイ支柱２４が配置されている。ダイ支柱２４の先端は一対のガイド溝レール４間の上方、つまり、ステージ６の往復動経路の上方に位置し、その先端には昇降機構２６が取り付けられている。図１中には詳細に示されていないけれども、昇降機構２６は昇降ブラケットを備えており、この昇降ブラケットは一対のガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。これらガイドロッド間にはボールねじからなるフィードスクリューが配置されており、このフィードスクリューは昇降ブラケットのナット部にねじ込まれ、このナット部を貫通して延びている。フィードィードスクリューの上端部にはＡＣサーボモータ３０が連結されており、この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。なお、前述したガイドロッドおよびフィードスクリューはケーシング２８に収容され、軸受を介して回転自在に支持されている。
【００２０】
昇降ブラケットには支持軸（図示しない）を介してコ字形をなしたダイホルダ３２が垂直面内で回転自在に取り付けられており、このダイホルダ３２は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。さらに、昇降ブラケットにはダイホルダ３２の上方に水平バー３６が固定されており、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、空圧型の調整アクチュエータ３８がそれぞれ取り付けられている。これら調整アクチュエータ３８は水平バー３６の下面から突出した伸縮可能なロッドを有しており、これら伸縮ロッドの下端はダイホルダ３２の両端それぞれに当接されている。
【００２１】
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２に示されているようにスリットダイ４０からは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における電磁切換え弁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、塗布液を蓄えたタンク５０内に挿入されている。
【００２２】
シリンジポンプ４４のポンプ本体５２は、電磁切換え弁４６の切換え作動により供給ホース４２および吸引ホース４８の一方に選択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およびポンプ本体５２はコンピュータ５４に電気的に接続され、このコンピュータ５４からの制御信号を受けて、それらの作動が制御されるようになっている。また、コンピュータ５４は前述した昇降アクチュエータ２１および厚みセンサ２２もまた電気的に接続されている。
【００２３】
さらに、シリンジポンプ４４の作動を制御するため、コンピュータ５４にはシーケンサ５６もまた電気的に接続されている。このシーケンサ５６は、ステージ６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つまりそのＡＣサーボモータ３０の作動をシーケンス制御するものであり、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１８，３０の作動状態を示す信号、ステージ６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、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、位置センサ５８を使用する代わりに、ＡＣサーボモータ１８にエンコーダを組み込み、このエンコーダから出力されるパルス信号に基づき、シーケンサ５６にてステージ６の位置を検出することも可能である。また、シーケンサ５６にコンピュータ５４による制御を組み込むことも可能である。
【００２４】
図示されていないが、ダイコータには、ステージ６上に被塗布部材としての枚葉部材、つまり、カラーフィルタのためのガラス基板Ａを供給するローダや、ステージ６からガラス基板Ａを取り外すためのアンローダが備えられており、これらローダおよびアンローダにはその主要構成部分にたとえば円筒座標系産業用ロボットを使用することができる。
【００２５】
図１から明らかなように前述したスリットダイ４０は、ステージ６の往復動方向と直交する方向、すなわち、ステージ６の幅方向に水平に延びており、その両端がダイホルダ３２に支持されている。ここで、スリットダイ４０の水平調整は、前述した水平バー３６の両端に設けた調整アクチュエータ３８の伸縮ロッドを伸縮させ、ダイホルダ３２をその支持軸回りに回転させることで行うことができる。
【００２６】
図３および図４を参照すれば、第１実施例のスリットダイ４０の詳細が示されている。このスリットダイ４０は長尺なブロックであるフロントリップ５８およびリアリップ６０を備えており、これらフロントおよびリアリップ５８，６０はステージ６の往復動方向前後にシム６２を介して結合され、互いに複数の連結ボルト６４により一体的に結合されている。なお、フロントリップ５８はステージ６の往動方向でみて前側に、そして、リアリップ６０はその後側に配置されている。
【００２７】
より詳しくは、フロントリップ５８の下面において、リアリップ６０寄りの部分は下方に向けてさらに突出しており、一方、リアリップ６０の後面下部にはフロントリップ５８の下面に連なるようにして下向きの傾斜面が形成されている。これにより、スリットダイ４０の下面中央にはその幅方向に延びるノズル部６６が形成されている。
【００２８】
図４から明らかなようにリアリップ６０の内面にはその中央部分に位置してマニホールド６８が形成されている。このマニホールド６８は溝から形成されており、この溝はスリットダイ４０の幅方向に水平に延びている。マニホールド６８の上側に位置する溝壁はその中央から左右に向けて僅かに下方に向けて傾斜しており、また、その下側の溝壁は水平ではなく、シム６２側に向けて下方に傾斜されている。
【００２９】
なお、マニホールド６８は前述した塗布液の供給ホース４２に内部通路７０を介して常時接続されており、この内部通路７０はマニホールド６８の中央上部に位置付けられている。
シム６２は薄い板状をなし、マニホールド６８自体およびマニホールド６８の下方部分に対応した部分が切り欠かれている。したがって、シム６２は、フロントリップ５８とリアリップ６０との間にマニホールド６８に連なる垂直なスリット７２（図３参照）を形成しており、このスリット７２の下端開口はノズル部６６の下面すなわちリップ下面６６ａに開口する吐出口７４となっている。この吐出口７４もまたマニホールド６８と同様にステージ６の往復動方向と直交する方向、すなわち、ステージ６の幅方向に延びている。
【００３０】
フロントリップ５８およびリアリップ６０の内面において、スリット７２を規定する部分はそれぞれリップ接液面７６となっており、これらリップ接液面７６間の間隙（スリット７２の間隙）は、スリット７２の上下方向（図５中矢印Ｂ方向）及び吐出口７４の長手方向（図５中Ｅ方向）のそれぞれに亘り、つまり、リップ接液面７６の全域に亘り、基準値からの偏差が４％以内に収められている。ここで、スリット７２の間隙、つまり、その基準値はシム６２の厚みによって決定され、その間隙はたとえば0.05mmから0.3mmの範囲に設定されている。
【００３１】
図５および図６に示されているようにステージ６の幅方向に沿う吐出口７４の吐出幅は、前述の説明から明らかなようにマニホールド６８における両端間の長さ（図５参照）、つまり、シム６２における両脚部６２ａ間の間隔（図６参照）によって規定されており、その吐出幅は図５，６中、参照符号Ｗで示されている。なお、図６では、シム６２は斜線を施して示されている。
【００３２】
スリット７２の間隙に前述した精度を与えるため、フロントリップ５８およびリアリップ６０のリップ接液面７６はその平面度が0.01μmから5μmの範囲に、そして、その表面粗さが0.001μmから0.2μmの範囲に収まるように加工されている。
さらに、ノズル部６６のリップ下面６６ａは水平に配置されており、リップ接液面７６に対するリップ下面６６ａの真直度は、0.01μmから10μmの範囲に、また、その表面粗さの最大高さＲmaxが0.001μmから0.2μmの範囲に収まるように加工されている。
【００３３】
さらにまた、図７の拡大断面から明らかなように、フロントおよびリアリップ５８，６０のそれぞれにおいて、そのリップ接液面７６とリップ下面６６ａとを繋ぐ角部は、その曲率半径Ｒ0.1μmから10μmの範囲内に設定されている。
ここで、本発明で規定される表面粗さの最大高さＲmaxとは、JIS B 0601(1982)に準拠して測定される数値である。すなわち、最大高さＲmaxは、断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の平均線に平行な２直線で抜き取り部分を挟んだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定して、この値をマイクロメータ（μm）で表したものである。また、本発明で規定する平面度、真直度とは、JIS B 0621(1982)に準拠して定義されたものである。すなわち、平面度とは平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさをいい、真直度とは直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いをいう。
【００３４】
次に、フロントリップ５８およびリアリップ６０の結合構造に関して詳述する。フロントリップ５８の上部には連結ボルト６４のために複数の挿通孔７８が形成されており、これら挿通孔７８はマニホールド６８の長手方向に等間隔を存して配置されている。また、フロントリップ５８の両端下部にも連結ボルト６５のための挿通孔８０が１個ずつ形成されている。そして、シム６２およびリアリップ６０には、フロントリップ５８の挿通孔７８，８０に対応して貫通孔８２およびねじ孔８４がそれぞれ形成されている。したがって、フロントリップ５８およびリアリップ６０間にシム６２を挟み込んで、フロントリップ５８の各挿通孔７８，８０に連結ボルト６４，６５を挿通し、これら連結ボルト６４，６５をシム６２の貫通孔８２を通じてリアリップ６０のねじ孔８４にねじ込んでいけば、フロントリップ５８およびリアリップ６０をシム６２を介して一体的に結合することができる。
【００３５】
ここで、連結ボルト６４のねじ込み、つまり、その締め付けは、図８中リアリップ６０のねじ孔８４に付した番号＃１〜＃１２の順番で行われる。すなわち、まず、リアリップ６０の内部通路７０の両側にある２個のねじ孔８４にねじ込まれている連結ボルト６４を順次締め付ける。この後、締め付けが完了した連結ボルト６４の両側に隣接する連結ボルト６４を左右交互に順次締め付けていき、そして、最後に、下側の連結ボルト６５を締め付ける。
【００３６】
このような順番で連結ボルト６４の締め付けを行うと、シム６２の中央部に撓みが発生することがなく、スリット７２の間隙を高精度にして得ることができる。なお、図面中、フロントリップ５８の挿通孔７８、シム６２の貫通孔８２およびリアリップ６０のねじ孔８４は図４、図５および図８にのみに示されている。また、図４中、挿通孔７８および貫通孔８２はその一部しか示されておらず、さらに、図５と図８のねじ孔８４に関してはその数が異なっているが、これは単に作図上の都合によるものであり、連結ボルト６４の個数に制約を受けるものではない。
【００３７】
スリットダイ４０のスリット７２はその間隙が狭いので、このスリット７２の間隙を高精度に維持するには、フロントリップ５８およびリアリップ６０のリップ接液面７６の硬度を高めて、これらリップ接液面７６に傷が発生するのを防止すべきである。しかしながら、前述した挿通孔７８，８０やねじ孔８４の加工をも考慮すると、リップ接液面７６の硬度はロックウエル硬度でみてＨRC３０以上でかつＨRC７０以下の範囲にあるのが好ましい。
【００３８】
なお、図３および図４に概略的に示されているようにフロントリップ５８の外面には、その下部に溝８６が形成されており、この溝８６はマニホールド６８と平行に延び、フロントリップ５８を上部と下部とに区分するネック部８８を形成している。そして、フロントリップ５８の上部と下部とは、マニホールド６８の長手方向に等間隔を存して配置された複数の差動ねじ９０により相互接続されており、これら差動ねじ９０は前述した連結ボルト６４を避けて配置されている。各差動ねじ９０はその締め付けまたは弛め動作により、フロントリップ５８のネック部８８を弾性的に撓ませることができ、これにより、スリット７２つまり吐出口７４の間隙を微調整することができる。
【００３９】
次に、カラーフィルタの製造に係わる一工程、つまり、上述したダイコータを使用して行われる塗布方法を説明する。
まず、ダイコータにおける各作動部の原点復帰が行われると、ステージ６は厚みセンサ２２の下方に位置付けられ、また、タンク５０から吸引ホース４８および供給ホース４２を経て、スリットダイ４０内のマニホールド６８およびスリット７２内に至る経路内に塗布液が満たされる。さらに、塗布準備動作として、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６がそのポンプ本体５２と吸引ホース４８とを接続すべく切換え作動され、そして、ポンプ本体５２にタンク５０内の塗布液を吸引ホース４８を通じて吸引する吸引動作を行わせる。シリンジポンプ４４内に所定量の塗布液が吸引されると、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく切換作動される。
【００４０】
この状態で、図示しないローダからステージ６上にガラス基板Ａが供給され、このガラス基板Ａはステージ６上にサクション圧を受けて保持される。ここで、ガラス基板Ａは、スリットダイ４０における吐出口７４の吐出幅Ｗよりも広い幅寸法を有している。このようにしてガラス基板Ａのローディングが完了すると、厚みセンサ２２が所定の位置まで下降され、ガラス基板Ａの厚みが厚みセンサ２２により測定される。測定後、厚みセンサ２２は元の位置まで上昇される。
【００４１】
ガラス基板Ａのローディングが完了すると、ステージ６はスリットダイ４０に向けて往動され、スリットダイ４０の直前で停止される。この後、スリットダイ４０が下降され、スリットダイ４０、すなわち、そのノズル部６６の下面とガラス基板Ａの上面との間に所定のクリアランス、すなわち、形成すべき塗膜の厚さＴに対して数倍となる、たとえば０．１mmのクリアランスＨ（図７参照）が確保される。クリアランスＨは、厚みセンサ２２により測定したガラス基板Ａの厚さを考慮し、ステージ６とスリットダイ４０との間の距離を測定する距離センサ（図示しない）からの出力信号に基づき、スリットダイ４０の下降位置が位置決めされることで正確に設定される。
【００４２】
次に、ステージ６をさらに往動させ、ガラス基板Ａの上面にて、塗膜の形成を開始すべきスタートラインがスリットダイ４０の吐出口７４の直下に位置付けられた時点で、ステージ６を一旦停止させる。
このステージ６の一旦停止と実質的に同時に、シリンジポンプ４４に塗布液の吐出動作を開始させ、塗布液をスリットダイ４０に向けて供給する。したがって、スリットダイ４０の吐出口７４からガラス基板Ａ上に塗布液Ｌが吐出される。ここで、吐出口７４はその間隙がスリットダイ４０の長手方向、つまり、ステージ６の往復動方向に沿って一定であるから、吐出口７４からはガラス基板Ａのスタートラインに沿って一様に塗布液Ｌが吐出され、この結果、スリットダイ４０とガラス基板Ａとの間にはメニスカスと称される液溜まりＣ（図７参照）がスタートラインに沿って形成される。
【００４３】
このような液溜まりＣの形成と同時に、吐出口７４からの塗布液Ｌの吐出を継続しながら、ステージ６を一定の速度で往動方向に進行させると、図２および図７に示されるようにガラス基板Ａの上面に塗布液Ｌの塗膜Ｄが連続して形成される。
なお、塗膜Ｄの形成にあたっては、ステージ６の往動を一旦停止することなく、ガラス基板Ａのスタートラインがスリットダイ４０の吐出口７４を通過するタイミングにて、吐出口７４から塗布液Ｌを吐出するようにしてもよい。
【００４４】
ステージ６の進行に伴い、ガラス基板Ａ上にて塗膜Ｄの形成を終了すべきフィニッシュラインがスリットダイ４０の吐出口７４の直前位置に到達すると、この時点で、シリンジポンプ４４の吐出動作が停止される。このようにしてスリットダイ４０の吐出口７４からの塗布液Ｌの吐出が停止されても、ガラス基板Ａ上の液溜まりＣの塗布液を消費（スキージ）しながら、塗膜Ｄの形成がフィニッシュラインまで継続される。なお、ガラス基板Ａ上のフィニッシュラインがスリットダイ４０の吐出口７４を通過した時点で、シリンジポンプ４４の吐出動作を停止するようにしてもよい。
【００４５】
ガラス基板Ａ上のフィニッシュラインが吐出口７４を通過する時点または通過した時点で、シリンジポンプ４４の吸引動作がわずかに行われ、これにより、スリットダイ４０のスリット７２内の塗布液Ｌはマニホールド６８側に吸引される。
同時に、スリットダイ４０は元の位置まで上昇され、スリットダイ４０から塗布液Ｌの吐出工程が終了する。次に、シリンジポンプ４４に吸引動作と同じ量だけ吐出動作を与えて、スリットダイ４０のスリット７２に空気が残らないようにした後、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と吸引ホース４８とを接続すべく切換え動作され、そして、ポンプ本体５２にタンク５０内の塗布液を吸引ホース４８を通じて吸引する吸引動作を行わせる。シリンジポンプ４４内に所定量の塗布液が吸引されると、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく切換え作動される。なお、スリットダイ４０の上昇位置にて、その下端面に付着している塗布液Ｌがクリーナ（図示しない）により拭き取られる。
【００４６】
一方、ステージ６の往動は、塗布液Ｌの吐出工程が終了しても継続されており、ステージ６がガイド溝レール４の終端に到達した時点で、その往動が停止される。この状態で、塗膜Ｄが形成されたガラス基板Ａは、そのサクションによる吸着が解除されて後、アンローダによりステージ６上から取り外される。この後、ステージ６は復動され、図１に示す初期位置に戻されて一連の塗布工程が終了する。初期位置にて、ステージ６は新たなガラス基板がローディングされるまで待機する。
【００４７】
上述したガラス基板Ａ上への塗膜Ｄの形成に関し、フロントリップ５８およびリアリップ６０のリップ接液面７６はその平面度および表面粗さが上述の範囲の加工精度を有した鏡面仕上げとなっており、また、スリットダイ４０におけるスリット７２の間隙はリップ接液面７６の全域に亘って、その基準値からの偏差が４％以内に抑えられている。それゆえ、マニホールド６８からスリット７２に導かれた塗布液Ｌはそのスリット７２内を吐出口７４の長手方向全域に亘り円滑に流れることができ、その吐出口７４からガラス基板Ａ上に一様に吐出されることになる。この結果、ガラス基板Ａ上の塗膜Ｄの膜厚Ｔもまたその幅方向に均一となり、塗膜Ｄに部分的な膜厚Ｔの不足に起因する縦すじなどの不具合が発生することはない。
【００４８】
また、リップ接液面７６は鏡面仕上げとなっているので、塗布液Ｌ中における塗料の粒子がリップ接液面７６上にこびり付きいて塊に成長することもないし、しかも、リップ接液面７６には十分な硬さが与えられているので、リップ接液面７６に傷が生じることもない。したがって、スリット７２の間隙を長期に亘って維持することができる。
【００４９】
なお、リップ接液面７６の平面度および表面粗さが上述した範囲内に収められているので、それらの加工に要する手間および費用が過大になることもない。
一方、ノズル部６６のリップ下面６６ａはリップ接液面７６に対して真直であるから、吐出口７４とガラス基板Ａとの間に確保されるクリアランスＨは吐出口７４の長手方向に亘って均一となり、また、リップ下面６６ａもまたリップ接液面７６と同様な鏡面仕上げとなっているので、塗布液Ｌに対する濡れ性に優れたものとなっている。それゆえ、リップ下面６６ａとガラス基板Ａとの間にメニスカスＣが形成され易くなるとともに、メニスカスＣは吐出口７４の長手方向に一様になり、また、安定して維持される。このような安定したメニスカスＣは塗膜Ｄの膜厚Ｔを均一にする上で大きく貢献する。
【００５０】
また、リップ下面６６ａとリップ接液面７６との間の角部はその曲率半径Ｒが上述の範囲に規制されているので、その角部は鋭角となり、このこともメニスカスＣの安定に大きく貢献する。さらに、リアリップ６０側においても、そのリップ下面６６ａとリップ接液面７６との間の角部が鋭角であるから、その角部から塗布液Ｌの液離れが安定し、このことも塗膜Ｄの膜厚Ｔを均一にする上で大きく役立つ。
【００５１】
さらにまた、上述したように吐出口７４の開口縁が鋭角であると、吐出口７４の間隙を容易に測定することができ、その間隙は0.05から0.3mmの範囲の一定値に正確に設定することが可能となる。ここで、その間隙が0.05mm以上に確保されていると、その間隙調整が容易に行え、これに対し、その間隙が0.3mmを越えてしまうと、スリット７２およびマニホールド６８内の塗布液の吐出圧を十分に保持することが困難になり、吐出口７４から一様に塗布液Ｌを吐出することができなくなってしまう。
【００５２】
次に、図９を参照すると、第２実施例のスリットダイ４０に適用されるリアリップ６１が示されている。このリアリップ６１は、前述のリアリップ６０と比べ、マニホールド６８の両端下部に三角スロープ９２が備えられている点のみで異なる。各三角スロープ９２はマニホールド６８の端からＸの範囲に亘って形成され、前述したリップ接液面７６との境界はマニホールド６８の端に向かい下方に傾斜されている。したがって、リップ接液面７６において、その上縁と下縁との間で規定される垂直長さは、吐出口７４の長手方向でみた両端部分がその端に向かって徐々に短くなっている。
【００５３】
リアリップ６１に上述した三角スロープ９２が形成されていると、マニホールド６８の両端部は三角スロープ９２の分だけ、その端に向かって容積が徐々に増加されているので、その中央の内部通路７０を通じてマニホールド６８内に供給される塗布液Ｌはスリット７２の幅方向でみて、その両側部分に積極的に導かれることになり、また、スリット７２の流路抵抗はその両端部分で小さくなる。したがって、吐出口７４から塗布液Ｌが吐出されるとき、その吐出圧が低くても、吐出口７４の長手方向でみて、その両端部からの塗布液Ｌの吐出量がその中央からの吐出量に比べて減少するようなことはなく、塗膜Ｄにおける両側部の膜厚Ｔが中央に比べて薄くなることはない。
【００５４】
次に、図１０を参照すると、第３実施例のスリットダイ４０に適用されるシム６３が示されている。このシム６３はその両脚部６２ａのマニホールド６８よりも下側に三角突起９４を有しており、これら三角突起９４は、スリット７２の幅を規定するシム間隔Ｙをその上縁から下縁に向けて徐々に減少させている。この場合、吐出口７４の吐出幅Ｗは三角突起９４間にて規定されることになる。
【００５５】
上述のシム６３を使用すれば、マニホールド６８からスリット７２内に塗布液Ｌが導かれるとき、その吐出圧が低くても、塗布液Ｌは吐出口７４に向けて絞られるようにして流れることから、吐出口７４の両端からの塗布液Ｌの吐出量がその中央部からの吐出量に比べて減少してしまうことはなく、第２実施例の場合と同様な利点を得ることができる。
【００５６】
なお、第３実施例のスリットダイ４０においても、そのリアリップに第２実施例のリアリップ６１を使用することができる。
【００５７】
【実施例および比較例】
上述したように、高精度の塗布装置、特にカラーフィルタの塗布装置の塗布器は塗布器の幅方向の塗布厚み精度が均一であることと、塗膜の表面欠点がないことの２つが大切である。
表１に、塗布器の幅は280mm〜400mmとさまざまであるが、この塗布器の平面度、表面粗さ、曲率半径Ｒ等の精度と、この塗布器を用いて塗布したときの塗布厚み精度および表面欠点との関係を示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
その結果、塗布厚み精度は特にリップ間隙に依存することが分かった。すなわち、塗布厚み精度は、リップ接液面間の間隙のリップ接液面の全域に亘る設定値からの偏差が４％以内でなければ満足な値は得られないことが分かった。この精度を維持するためには、リップ接液面の平面度が5μm以下の精度が必要である。逆に精度を高め過ぎると、加工費が増加するため0.01μmが限度である。
【００６０】
次に、表面欠点はリップ接液面の表面粗さ、およびリップ先端面とリップ接液面とを繋ぐ角部の曲率半径Ｒに依存することが分かった。すなわち、表面粗さが悪いと粗さの隙間に塗布液が入り塗布液が凝集して異物となり、これが核となってすじが発生したり、ときどきこの凝集物が流れ出したりして異物欠点となる。特開平2-207865号公報、特開平7-256189号公報記載の塗布器では表面粗さとして中心線平均粗さを規定しているが、カラーフィルタのような超精密塗布においてはリップ接液面のわずかな傷が原因ですじが発生するため良くなかった。さまざまな評価のすえ、表面粗さの最大高さで管理すべきであるとことが分かった。その結果、表面粗さの最大高さＲmaxが0.2μm以下であると好ましいことが分かった。また、逆に良すぎると加工費がかさむため、0.001μmが限界である。
【００６１】
また、角部の曲率半径Ｒは欠け等がなく、塗布器の幅方向均一であれば10μm以上でも良い。しかし、大きければ大きいほど幅方向を均一に仕上げることは困難である。したがって、逆に小さい方か幅方向でのばらつきが小さくなることが分かった。このため、曲率半径Ｒは0.1〜10μmが最適である。平面性、表面粗さの最大高さ、および角部の曲率半径の３つを兼ね備えていれば申し分のないことは勿論である。
【００６２】
ここで、前述したけれども、本発明で規定する表面粗さの最大高さＲMaxは、JIS B 0621(1982)に準拠して測定される数値である。すなわち、最大高さＲMaxは断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の平均線に平行な２直線で抜き取った部分を挟んだとき、この２直線の間隔を断面曲線の縦倍率の方向に測定してこの値をマイクロメートル（μm）で表したものである。また、本発明で規定する平面度、真直度はJIS B 0621(1984)に準拠して定義されたものである。すなわち、平面度とは平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさを、真直度とは直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いの大きさをいう。
【００６３】
一方、以下の表２に示すように従来30μmであった真直度を10μmまで向上させることによって、厚み精度がより向上した。そこでリップ先端面の真直度は0.01μmから10μmの範囲で、かつその表面粗さの最大高さＲmaxが0.001μmから0.2μmの範囲にあるのが好ましいことが分かった。
【００６４】
【表２】

【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１の塗布装置によれば、塗布器のスリットの間隙をそのリップ接液面の全域に亘って均一にしてあるから、塗布液はスリットを通じて吐出口まで円滑に導かれ、そして、その吐出口から一様に吐出される。この結果、被塗布部材の表面に均一な膜厚の塗膜を形成することができる。
【００６６】
また、請求項１の塗布装置によれば、リップ接液面の平面度および表面粗さ、また、リップ先端面の平面の真直度を規定することで、その加工に要する手間や費用を過大にすることなく、スリットの間隙に所望の精度を容易に与えることができる。
【００６８】
請求項２の塗布装置によれば、塗布器の吐出口の開度を適切な範囲に抑えることができる。
そして、請求項３，４のカラーフィルタの製造装置および製造方法によれば、高品質なカラーフィルタの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイコータを示した概略斜視図である。
【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】スリットダイを一部破断して示した側面図である。
【図４】第１実施例のスリットダイを示した分解斜視図である。
【図５】図４に示したリアリップの拡大図である。
【図６】リアリップとシムとの関係を示す図である。
【図７】図５中VII部におけるスリットダイの拡大断面図である。
【図８】スリットダイの組立時、連結ボルトの締結順序を説明するための図である。
【図９】第２実施例のリアリップの斜視図である。
【図１０】第３実施例のシムをリアリップとともに示した斜視図である。
【符号の説明】
６ステージ
１４フィードスクリュー
４０スリットダイ（塗布器）
４４シリンジポンプ（供給手段）
５０タンク
５８フロントリップ
６０リアリップ
６２シム
６６ａリップ下面
６８マニホールド
７２スリット
７４吐出口
９２三角スロープ
９４三角突起
７６リップ接液面
Ａガラス基板（被塗布部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a coating apparatus for discharging a coating liquid onto the surface of a member to be coated such as a flat sheet member and forming a coating film of the coating liquid.StandingBinithisCoating equipmentPlaceThe present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a color filter for a color liquid crystal display used.
[0002]
[Related background]
A color filter for a color liquid crystal display has a fine lattice pattern of three primary colors on a glass substrate as a member to be coated. After such a lattice pattern forms a black coating film on the glass substrate, The glass substrate is obtained by separately coating the three primary colors of red, blue and green.
[0003]
Therefore, for the production of a color filter, a coating process for sequentially coating black, red, blue, and green coating liquids on a glass substrate to form respective coating films becomes indispensable. Conventionally, a spinner, bar coater or roll coater has been used as a coating device for this type of coating process. However, in recent years, in order to reduce the consumption of coating liquid and improve the physical properties of the coating film, The use of a die coater is being considered.
[0004]
The die coater includes an applicator so-called slit die for discharging a coating liquid, and this type of slit die is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-207865 and 5-104054. These known slit dies form a coating film of the coating liquid on the surface of the web as a member to be coated while discharging the coating liquid from the discharge port.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Any of the above-mentioned known slit dies can form a coating film on the surface of a continuously running web, and thus can be applied as it is to form a coating film on a hard sheet material such as a glass substrate. I can't.
In addition, in order to obtain a uniform coating film, various contrivances are adopted in the shape of the vicinity of the discharge port in the known slit die, but no consideration is given to the supply path of the coating liquid leading to the discharge port. Absent. Therefore, in the known slit die, the coating liquid cannot be guided well over the entire longitudinal direction of the discharge port, and the formation of a uniform and stable coating film cannot be ensured.
[0006]
  The present invention has been made based on the above-described circumstances, and the object thereof is that the coating liquid can be uniformly guided to the discharge port of the applicator, and a uniform and stable coating film can be formed. ApplicatorPlaceAndthisCoating equipmentPlaceAn object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of the used color filter.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention, and the coating apparatus according to claim 1 is configured to supply the coating liquid from the supply means and to supply the coating liquid from the supply means, and to discharge the coating liquid from the discharge port extending in one direction. An applicator, and a moving means for relatively moving at least one of the applicator and the member to be coated to form a coating film of the coating liquid on the surface of the member to be coated. Includes a front lip and a rear lip that are joined back and forth in the direction of relative travel of the member to be coated, a slit that is formed between the lips and guides the coating liquid to the discharge port, and a front lip and a rear lip that form the slit. The gap between the lip contact surfaces of these lips is within a range within 4% of the deviation from the set value over the entire area of the lip contact surface.
[0008]
  According to the coating apparatus of the first aspect, the gap between the front and rear lips, that is, the gap between the lip contact surfaces is maintained almost uniformly over the entire area of the lip contact surface. It flows smoothly and is uniformly discharged from the entire longitudinal direction of the discharge port.
  Also,Claim1Coating equipmentin the case of, Its front and rear lipIs thatApplicable material connected to the lip wetted surfaceIn parallel withOppositeFormed a planeHas a lip tip surfaceAnd thenLip tip surfacePlaneThe radius of curvature of the corner connecting the lip and the liquid contact surface is set in the range of 0.1 μm to 10 μm.like thisAccording to the coating apparatus, the gap between the lip contact surfaces of the front and rear lips, that is, the slit gap can be made uniform over the entire longitudinal direction of the discharge port.
[0009]
  further,Claim1Coating equipmentin the case ofThe flatness of the lip wetted surface is in the range of 0.01 μm to 5 μm, and the maximum height of the surface roughness is set in the range of 0.001 μm to 0.2 μm.like thisCoating deviceAccording toSince the lip wetted surface has sufficient smoothness, the coating particles in the coating liquid do not aggregate on the lip wetted surface to form a lump, and the coating liquid passes through the slit to the discharge port. Guided smoothly.
[0010]
  Furthermore,The coating apparatus according to claim 1.Case, Lip tip surfacePlaneThe straightness of the film is in the range of 0.01 μm to 10 μm, andPlaneThe maximum height Rmax of the surface roughness is set in the range of 0.001 μm to 0.2 μm.like thisAccording to the applicator, the lip tip surfacePlaneThe clearance between the target and the coated member extends over the entire length of the discharge portTheUniform, and the lip tip surfacePlaneIs smooth and excellent in wettability of the coating liquid, the meniscus of the coating liquid in the clearance is stably maintained, and a coating film having a uniform film thickness is formed on the surface of the member to be coated.
[0013]
  Claim2Coating equipmentTheThe gap of the lit is set in the range of 0.05 mm to 0.3 mm. In this case, the slit gap is, for example, considering the thickness required for the coating film for the color filter and the processing and assembly of the applicator itself. Will be the best.
[0014]
  Claim3The color filter manufacturing apparatus of claim1 or 2The color filter manufacturing apparatus discharges the coating liquid from the applicator and sequentially forms a predetermined coating film on a transparent substrate such as a glass substrate to manufacture a color filter.
  A method for producing a color filter according to claim 4.Claims1 or 2Using the coating apparatus described in 1., at least one of the applicator and the member to be coated is relatively moved to form a coating film of the coating liquid on the surface of the member to be coated.Manufacturing color filters. ClaimProduction of 4According to the method, the claims1 or 2The same operation of the coating apparatus is exhibited.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, a coating apparatus so-called a die coater applied to the production of a color filter is shown, and the die coater includes a base 2. A pair of guide groove rails 4 is provided on the base 2, and a stage 6 is disposed on the guide groove rails 4, and the upper surface of the stage 6 is configured as a suction surface. The stage 6 is reciprocally movable in the horizontal direction on the guide groove rail 4 via a pair of slide legs 8.
[0017]
  Between the pair of guide groove rails 4, there is a guide groove rail.4A casing 12 extending along the line is arranged, and this casing 12 incorporates a feeding mechanism. As shown in FIG. 2, the feed mechanism has a feed screw 14 formed of a ball screw, and the feed screw 14 is screwed into a nut-like connector 16 fixed to the lower surface of the stage 6. Extends through. Both ends of the feed screw 14 are rotatably supported by a bearing (not shown), and an AC servo motor 18 is connected to one end thereof. In addition, although the opening which accept | permits the movement of the connector 16 is formed in the upper surface or side surface of the casing 12, the opening is abbreviate | omitted in FIG.
[0018]
Here, the stage 6 is configured to reciprocate. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be employed in which a slit die 40 described later reciprocates with respect to the stage 6. In short, it is sufficient that at least one of the stage 6 and the slit die 40 reciprocates.
On the upper surface of the base 2, an inverted L-shaped sensor column 20 is disposed on one end side thereof. The sensor column 20 has a tip that extends to above the one guide groove rail 4, and an electric lift actuator 21 is attached to the tip. A thickness sensor 22 is attached to the lift actuator 21 so that a laser displacement meter, an electronic micro displacement meter, an ultrasonic thickness meter, or the like can be used.
[0019]
Further, on the upper surface of the base 2, a die support 24 having an inverted L shape is disposed on the center side of the base 2 with respect to the sensor support 20. The tip end of the die support 24 is located above the pair of guide groove rails 4, that is, above the reciprocating path of the stage 6, and a lifting mechanism 26 is attached to the tip end. Although not shown in detail in FIG. 1, the elevating mechanism 26 includes an elevating bracket, and this elevating bracket is attached to a pair of guide rods so as to be movable up and down. A feed screw composed of a ball screw is disposed between the guide rods. The feed screw is screwed into a nut portion of the lifting bracket and extends through the nut portion. An AC servomotor 30 is connected to the upper end of the feed screw, and the AC servomotor 30 is attached to the upper surface of the casing 28. The above-described guide rod and feed screw are accommodated in the casing 28 and are rotatably supported through bearings.
[0020]
A die holder 32 having a U-shape is attached to the elevating bracket via a support shaft (not shown) so as to be rotatable in a vertical plane. The die holder 32 is located above the pair of guide groove rails 4 above the guide groove rails. It extends horizontally between the four. Further, a horizontal bar 36 is fixed to the lifting bracket above the die holder 32, and the horizontal bar 36 extends along the die holder 32. Pneumatic adjustment actuators 38 are attached to both ends of the horizontal bar 36, respectively. These adjustment actuators 38 have extendable rods protruding from the lower surface of the horizontal bar 36, and lower ends of these extension rods are in contact with both ends of the die holder 32.
[0021]
A slit die 40 as an applicator is attached in the die holder 32. As shown in FIG. 2, a coating solution supply hose 42 extends from the slit die 40, and the tip of the supply hose 42 is connected to a supply port of an electromagnetic switching valve 46 in the syringe pump 44. A suction hose 48 extends from the suction port of the electromagnetic switching valve 46, and the tip of the suction hose 48 is inserted into a tank 50 that stores the coating liquid.
[0022]
The pump body 52 of the syringe pump 44 can be selectively connected to one of the supply hose 42 and the suction hose 48 by the switching operation of the electromagnetic switching valve 46. The electromagnetic switching valve 46 and the pump main body 52 are electrically connected to a computer 54, and their operation is controlled in response to a control signal from the computer 54. The computer 54 is also electrically connected to the lift actuator 21 and the thickness sensor 22 described above.
[0023]
  In addition, a sequencer 56 is also electrically connected to the computer 54 to control the operation of the syringe pump 44. The sequencer 56 performs sequence control of the operation of the AC servomotor 18 of the feed screw 14 on the stage 6 side and the lifting mechanism 26, that is, the AC servomotor 30. Position sensor 5 for detecting the operating state of the

servo motors

18 and 30 and detecting the moving position of the stage 68, A signal from a sensor (not shown) that detects the operating state of the slit die 40, and the like, while a signal indicating a sequence operation is output from the sequencer 56 to the computer 54. The position sensor 58Instead of using the encoder, it is also possible to incorporate an encoder in the AC servomotor 18 and detect the position of the stage 6 by the sequencer 56 based on the pulse signal output from the encoder. Further, it is possible to incorporate control by the computer 54 into the sequencer 56.
[0024]
Although not shown, the die coater includes a loader for supplying a sheet member as a member to be coated on the stage 6, that is, a glass substrate A for a color filter, and an unloader for removing the glass substrate A from the stage 6. These loaders and unloaders can use, for example, cylindrical coordinate system industrial robots as their main components.
[0025]
As apparent from FIG. 1, the slit die 40 described above extends horizontally in the direction orthogonal to the reciprocating direction of the stage 6, that is, in the width direction of the stage 6, and both ends thereof are supported by the die holder 32. Here, the horizontal adjustment of the slit die 40 can be performed by extending / contracting the expansion / contraction rods of the adjustment actuators 38 provided at both ends of the horizontal bar 36 and rotating the die holder 32 around its support shaft.
[0026]
3 and 4, details of the slit die 40 of the first embodiment are shown. The slit die 40 includes a front lip 58 and a rear lip 60, which are long blocks. The front and

rear lips

58 and 60 are coupled to each other through shims 62 before and after the reciprocating direction of the stage 6, and are connected to each other by a plurality of links. The bolts 64 are integrally connected. The front lip 58 is disposed on the front side in the forward movement direction of the stage 6, and the rear lip 60 is disposed on the rear side.
[0027]
More specifically, on the lower surface of the front lip 58, a portion near the rear lip 60 further protrudes downward, while a lower inclined surface is formed on the lower rear surface of the rear lip 60 so as to be continuous with the lower surface of the front lip 58. Is formed. Thus, a nozzle portion 66 extending in the width direction is formed at the center of the lower surface of the slit die 40.
[0028]
As is apparent from FIG. 4, a manifold 68 is formed on the inner surface of the rear lip 60 at the center portion thereof. The manifold 68 is formed of a groove, and the groove extends horizontally in the width direction of the slit die 40. The groove wall located on the upper side of the manifold 68 is inclined slightly downward from the center toward the left and right, and the lower groove wall is not horizontal but is inclined downward toward the shim 62 side. Has been.
[0029]
The manifold 68 is always connected to the coating solution supply hose 42 via the internal passage 70, and the internal passage 70 is positioned at the upper center of the manifold 68.
The shim 62 has a thin plate shape, and the manifold 68 itself and a portion corresponding to the lower portion of the manifold 68 are cut out. Therefore, the shim 62 forms a vertical slit 72 (see FIG. 3) connected to the manifold 68 between the front lip 58 and the rear lip 60, and the lower end opening of the slit 72 is the lower surface of the nozzle portion 66, that is, the lower surface of the lip. The discharge port 74 opens to 66a. Similarly to the manifold 68, the discharge port 74 also extends in a direction orthogonal to the reciprocating direction of the stage 6, that is, in the width direction of the stage 6.
[0030]
On the inner surfaces of the front lip 58 and the rear lip 60, the portions defining the slit 72 are lip wet surfaces 76, and the gap between the lip wet surfaces 76 (the gap between the slits 72) is the vertical direction of the slit 72. The deviation from the reference value is within 4% over each of (in the arrow B direction in FIG. 5) and the longitudinal direction of the discharge port 74 (E direction in FIG. 5), that is, over the entire area of the lip wetted surface 76. It has been. Here, the gap of the slit 72, that is, its reference value is determined by the thickness of the shim 62, and the gap is set in the range of 0.05 mm to 0.3 mm, for example.
[0031]
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the discharge width of the discharge port 74 along the width direction of the stage 6 is the length between both ends of the manifold 68 (see FIG. 5), as is apparent from the above description. The distance between the legs 62a of the shim 62 is defined by the distance (see FIG. 6), and the discharge width is indicated by the reference symbol W in FIGS. In FIG. 6, the shim 62 is indicated by hatching.
[0032]
In order to give the above-described accuracy to the gap of the slit 72, the lip wetted surface 76 of the front lip 58 and the rear lip 60 has a flatness in the range of 0.01 μm to 5 μm and a surface roughness of 0.001 μm to 0.2 μm. Processed to fit within range.
Further, the lip lower surface 66a of the nozzle portion 66 is disposed horizontally, and the straightness of the lip lower surface 66a with respect to the lip wetted surface 76 is in the range of 0.01 μm to 10 μm, and the maximum height Rmax of the surface roughness. Is processed so that it falls within the range of 0.001 μm to 0.2 μm.
[0033]
Furthermore, as is clear from the enlarged cross section of FIG. 7, the corners connecting the lip wetted surface 76 and the lip lower surface 66a in each of the front and

rear lips

58, 60 have a radius of curvature R of 0.1 μm to 10 μm. It is set within the range.
Here, the maximum height Rmax of the surface roughness defined in the present invention is a numerical value measured in accordance with JIS B 0601 (1982). That is, the maximum height Rmax is determined by measuring the interval between the two straight lines in the direction of the vertical magnification of the cross-sectional curve when the extracted part is sandwiched by two straight lines parallel to the average line of the part extracted by the reference length from the cross-sectional curve. This value is expressed in micrometers (μm). The flatness and straightness defined in the present invention are defined in accordance with JIS B 0621 (1982). That is, flatness refers to the amount of deviation from the geometrically correct plane of the planar feature, and straightness refers to deviation from the geometrically correct straight line of the linear feature.
[0034]
Next, the coupling structure of the front lip 58 and the rear lip 60 will be described in detail. A plurality of insertion holes 78 are formed in the upper portion of the front lip 58 for the connecting bolts 64, and these insertion holes 78 are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the manifold 68. In addition, one insertion hole 80 for the connecting bolt 65 is formed in each lower portion of the front lip 58. A through hole 82 and a screw hole 84 are formed in the shim 62 and the rear lip 60 corresponding to the insertion holes 78 and 80 of the front lip 58, respectively. Accordingly, the shim 62 is sandwiched between the front lip 58 and the rear lip 60, the connecting

bolts

64, 65 are inserted into the insertion holes 78, 80 of the front lip 58, and the connecting

bolts

64, 65 are passed through the through holes 82 of the shim 62. By screwing into the screw hole 84 of the rear lip 60, the front lip 58 and the rear lip 60 can be integrally coupled via the shim 62.
[0035]
Here, the connecting bolts 64 are screwed, that is, tightened in the order of numbers # 1 to # 12 given to the screw holes 84 of the rear lip 60 in FIG. That is, first, the connecting bolts 64 screwed into the two screw holes 84 on both sides of the internal passage 70 of the rear lip 60 are sequentially tightened. Thereafter, the connection bolts 64 adjacent to both sides of the connection bolt 64 that has been tightened are sequentially tightened alternately left and right, and finally, the lower connection bolt 65 is tightened.
[0036]
When the connecting bolts 64 are tightened in this order, the center portion of the shim 62 is not bent and the gap of the slit 72 can be obtained with high accuracy. In the drawing, the insertion hole 78 of the front lip 58, the through hole 82 of the shim 62, and the screw hole 84 of the rear lip 60 are shown only in FIGS. Further, in FIG. 4, only a part of the insertion hole 78 and the through hole 82 is shown, and the number of the screw holes 84 in FIGS. 5 and 8 is different, but this is merely for drawing. The number of connecting bolts 64 is not limited.
[0037]
Since the slit 72 of the slit die 40 has a narrow gap, in order to maintain the gap of the slit 72 with high accuracy, the hardness of the lip wetted surfaces 76 of the front lip 58 and the rear lip 60 is increased and the lip wetted surfaces are increased. 76 should be prevented from being scratched. However, considering the processing of the insertion holes 78 and 80 and the screw hole 84 described above, the hardness of the lip wetted surface 76 is preferably in the range of HRC 30 or more and HRC 70 or less in terms of Rockwell hardness.
[0038]
As schematically shown in FIGS. 3 and 4, a groove 86 is formed in a lower portion of the outer surface of the front lip 58, and the groove 86 extends in parallel with the manifold 68. The neck part 88 which divides the upper part and the lower part is formed. The upper and lower portions of the front lip 58 are interconnected by a plurality of differential screws 90 arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the manifold 68. These differential screws 90 are connected to the connecting bolts described above. 64 is arranged avoiding. Each differential screw 90 can elastically bend the neck portion 88 of the front lip 58 by the tightening or loosening operation, thereby finely adjusting the gap of the slit 72, that is, the discharge port 74.
[0039]
Next, one process related to the production of the color filter, that is, a coating method performed using the above-described die coater will be described.
First, when the origin of each operating part in the die coater is returned, the stage 6 is positioned below the thickness sensor 22 and from the tank 50 through the suction hose 48 and the supply hose 42, the manifold 68 in the slit die 40 and The coating liquid is filled in the path reaching the slit 72. Further, as an application preparation operation, the electromagnetic switching valve 46 of the syringe pump 44 is switched to connect the pump body 52 and the suction hose 48, and the coating liquid in the tank 50 is supplied to the pump body 52 through the suction hose 48. A suction operation for sucking is performed. When a predetermined amount of coating liquid is sucked into the syringe pump 44, the electromagnetic switching valve 46 of the syringe pump 44 is switched to connect the pump body 52 and the supply hose 42.
[0040]
In this state, a glass substrate A is supplied onto the stage 6 from a loader (not shown), and this glass substrate A is held on the stage 6 under suction pressure. Here, the glass substrate A has a width that is wider than the discharge width W of the discharge port 74 in the slit die 40. When the loading of the glass substrate A is completed in this way, the thickness sensor 22 is lowered to a predetermined position, and the thickness of the glass substrate A is measured by the thickness sensor 22. After the measurement, the thickness sensor 22 is raised to the original position.
[0041]
When the loading of the glass substrate A is completed, the stage 6 is moved forward toward the slit die 40 and stopped immediately before the slit die 40. Thereafter, the slit die 40 is lowered, and the slit die 40, that is, a predetermined clearance between the lower surface of the nozzle portion 66 and the upper surface of the glass substrate A, that is, the thickness T of the coating film to be formed. A clearance H (see FIG. 7) of several times, for example, 0.1 mm is secured. The clearance H is based on an output signal from a distance sensor (not shown) that measures the distance between the stage 6 and the slit die 40 in consideration of the thickness of the glass substrate A measured by the thickness sensor 22. Is accurately set by positioning the lowering position.
[0042]
  Next, the stage 6 is further moved forward, and on the upper surface of the glass substrate A, the start line where the formation of the coating film is to be started is positioned directly below the discharge port 74 of the slit die 40.TheAt that time, the stage 6 is temporarily stopped.
  Substantially simultaneously with the temporary stop of the stage 6, the syringe pump 44 is started to discharge the coating liquid, and the coating liquid is supplied toward the slit die 40. Therefore, the coating liquid L is discharged onto the glass substrate A from the discharge port 74 of the slit die 40. Here, since the gap of the discharge port 74 is constant along the longitudinal direction of the slit die 40, that is, the reciprocating direction of the stage 6, the discharge port 74 is uniform along the start line of the glass substrate A. The coating liquid L is discharged, and as a result, a liquid pool C (see FIG. 7) called a meniscus is formed between the slit die 40 and the glass substrate A along the start line.
[0043]
When the stage 6 is advanced in the forward direction at a constant speed while the discharge of the coating liquid L from the discharge port 74 is continued simultaneously with the formation of the liquid reservoir C, as shown in FIGS. A coating film D of the coating liquid L is continuously formed on the upper surface of the glass substrate A.
In forming the coating film D, the coating liquid L is discharged from the discharge port 74 at a timing when the start line of the glass substrate A passes through the discharge port 74 of the slit die 40 without temporarily stopping the forward movement of the stage 6. May be discharged.
[0044]
As the stage 6 progresses, when the finish line that should finish the formation of the coating film D on the glass substrate A reaches the position immediately before the discharge port 74 of the slit die 40, the discharge operation of the syringe pump 44 is performed at this point. Stopped. Thus, even if the discharge of the coating liquid L from the discharge port 74 of the slit die 40 is stopped, the formation of the coating film D is finished while consuming (squeegeeing) the coating liquid in the liquid reservoir C on the glass substrate A. Continue to line. Note that the discharge operation of the syringe pump 44 may be stopped when the finish line on the glass substrate A passes through the discharge port 74 of the slit die 40.
[0045]
  When the finish line on the glass substrate A passes or passes through the discharge port 74, the suction operation of the syringe pump 44 is slightly performed, whereby the coating liquid L in the slit 72 of the slit die 40 is supplied to the manifold 68. Sucked to the side.
  At the same time, the slit die 40 is raised to the original position, and the discharge process of the coating liquid L from the slit die 40 ends. Next, after the syringe pump 44 is given a discharge operation by the same amount as the suction operation so that no air remains in the slit 72 of the slit die 40, the electromagnetic switching valve 46 of the syringe pump 44 is connected to the pump body 52 and the suction hose. 48, and the pump body 52 is caused to perform a suction operation for sucking the coating liquid in the tank 50 through the suction hose 48.. ShiWhen a predetermined amount of coating liquid is sucked into the ring pump 44, the electromagnetic switching valve 46 of the syringe pump 44 is switched to connect the pump body 52 and the supply hose 42. In addition, the coating liquid L adhering to the lower end surface is wiped off by a cleaner (not shown) at the rising position of the slit die 40.
[0046]
On the other hand, the forward movement of the stage 6 continues even after the discharge process of the coating liquid L is completed, and the forward movement is stopped when the stage 6 reaches the end of the guide groove rail 4. In this state, the glass substrate A on which the coating film D is formed is released from the stage 6 by the unloader after the suction by the suction is released. Thereafter, the stage 6 is moved back and returned to the initial position shown in FIG. 1 to complete a series of coating steps. At the initial position, the stage 6 stands by until a new glass substrate is loaded.
[0047]
Regarding the formation of the coating film D on the glass substrate A described above, the lip wetted surfaces 76 of the front lip 58 and the rear lip 60 have a mirror finish with flatness and surface roughness within the above-described range. In addition, the gap between the slits 72 in the slit die 40 covers the entire area of the lip wetted surface 76, and the deviation from the reference value is suppressed within 4%. Therefore, the coating liquid L guided from the manifold 68 to the slit 72 can smoothly flow in the slit 72 over the entire longitudinal direction of the discharge port 74, and uniformly from the discharge port 74 onto the glass substrate A. It will be discharged. As a result, the film thickness T of the coating film D on the glass substrate A is also uniform in the width direction, so that defects such as vertical stripes due to a partial lack of the film thickness T in the coating film D do not occur. .
[0048]
Further, since the lip wetted surface 76 has a mirror finish, the paint particles in the coating liquid L will not stick to the lip wetted surface 76 and grow into a lump. Is sufficiently hard, so that the lip wetted surface 76 is not damaged. Therefore, the gap of the slit 72 can be maintained for a long time.
[0049]
In addition, since the flatness and surface roughness of the lip wetted surface 76 are within the above-described range, the labor and cost required for the processing do not become excessive.
On the other hand, since the lip lower surface 66 a of the nozzle portion 66 is straight with respect to the lip liquid contact surface 76, the clearance H secured between the discharge port 74 and the glass substrate A is uniform over the longitudinal direction of the discharge port 74. Also, the lip lower surface 66a has a mirror finish similar to that of the lip wetted surface 76, so that the wettability with respect to the coating liquid L is excellent. Therefore, the meniscus C is easily formed between the lip lower surface 66a and the glass substrate A, and the meniscus C becomes uniform in the longitudinal direction of the discharge port 74 and is stably maintained. Such a stable meniscus C greatly contributes to making the film thickness T of the coating film D uniform.
[0050]
Further, since the curvature radius R of the corner portion between the lip lower surface 66a and the lip wetted surface 76 is regulated within the above-mentioned range, the corner portion becomes an acute angle, which also greatly contributes to the stability of the meniscus C. To do. Further, on the rear lip 60 side, the corner between the lip lower surface 66a and the lip wetted surface 76 is an acute angle, so that the separation of the coating liquid L from the corner is stable. This greatly helps to make the film thickness T uniform.
[0051]
Furthermore, as described above, when the opening edge of the discharge port 74 has an acute angle, the gap of the discharge port 74 can be easily measured, and the gap is accurately set to a constant value in the range of 0.05 to 0.3 mm. It becomes possible. Here, if the gap is secured to 0.05 mm or more, the gap can be easily adjusted. On the other hand, if the gap exceeds 0.3 mm, the coating liquid in the slit 72 and the manifold 68 is discharged. It becomes difficult to maintain a sufficient pressure, and the coating liquid L cannot be discharged uniformly from the discharge ports 74.
[0052]
Next, referring to FIG. 9, a rear lip 61 applied to the slit die 40 of the second embodiment is shown. The rear lip 61 is different from the rear lip 60 described above only in that a triangular slope 92 is provided at both lower ends of the manifold 68. Each triangular slope 92 is formed over the range of X from the end of the manifold 68, and the boundary with the lip contact surface 76 is inclined downward toward the end of the manifold 68. Therefore, in the lip wetted surface 76, the vertical length defined between the upper edge and the lower edge of the lip wetted surface 76 is gradually shortened toward the ends of the both ends seen in the longitudinal direction of the discharge port 74.
[0053]
  If the above-described triangular slope 92 is formed on the rear lip 61, the volume of the both ends of the manifold 68 is gradually increased toward the end by the amount of the triangular slope 92. The coating liquid L supplied into the manifold 68 is positively guided to both side portions in the width direction of the slit 72, and the flow path resistance of the slit 72 is reduced at both end portions. Therefore, when the coating liquid L is discharged from the discharge port 74, even if the discharge pressure is low, the discharge amount of the coating liquid L from both ends thereof is the discharge amount from the center when viewed in the longitudinal direction of the discharge port 74. The film thickness T on both sides of the coating film D is thinner than the center.thingThere is no.
[0054]
Next, referring to FIG. 10, a shim 63 applied to the slit die 40 of the third embodiment is shown. The shim 63 has triangular protrusions 94 below the manifolds 68 of both legs 62a. These triangular protrusions 94 direct a shim interval Y that defines the width of the slit 72 from the upper edge to the lower edge. Gradually decreasing. In this case, the discharge width W of the discharge port 74 is defined between the triangular protrusions 94.
[0055]
If the above-described shim 63 is used, when the coating liquid L is guided from the manifold 68 into the slit 72, the coating liquid L flows so as to be squeezed toward the discharge port 74 even if the discharge pressure is low. The discharge amount of the coating liquid L from both ends of the discharge port 74 is not reduced as compared with the discharge amount from the central portion, and the same advantage as in the second embodiment can be obtained.
[0056]
  In the slit die 40 of the third embodiment, the rear lip 61 of the second embodiment can be used for the rear lip.The
[0057]
Examples and Comparative Examples
As described above, high-precision coating devices, particularly the coating device of the color filter coating device, have two important points: uniform coating thickness accuracy in the width direction of the coating device and no surface defects of the coating film. is there.
In Table 1, the width of the applicator varies from 280mm to 400mm. The accuracy of the applicator's flatness, surface roughness, radius of curvature R, etc., and the coating thickness accuracy when applying with this applicator And the relationship with surface defects.
[0058]
[Table 1]

[0059]
As a result, it was found that the coating thickness accuracy depends particularly on the lip gap. That is, the coating thickness accuracy is, The gap between the lip wetted surfacesOver the entire lip wetted surfaceRuIt was found that satisfactory values could not be obtained unless the deviation from the set value was within 4%. In order to maintain this accuracy, the lip wetted surface must have a flatness of 5 μm or less. Conversely, if the accuracy is increased too much, the processing cost increases, so the limit is 0.01 μm.
[0060]
Next, it was found that the surface defect depends on the surface roughness of the lip wetted surface and the radius of curvature R of the corner connecting the lip tip surface and the lip wetted surface. In other words, if the surface roughness is poor, the coating solution enters the gap between the roughnesses and the coating solution aggregates to form foreign matter, which forms a nucleus and causes streaks, and sometimes the aggregates flow out, resulting in foreign matter defects. . In the applicators described in JP-A-2-207865 and JP-A-7-256189, the center line average roughness is defined as the surface roughness. However, in ultra-precision coating such as a color filter, the lip wetted surface It was not good because of the slight scratches caused by the lines. After various evaluations, it was found that the maximum surface roughness should be controlled. As a result, it was found that the maximum height Rmax of the surface roughness is preferably 0.2 μm or less. On the other hand, if it is too good, the processing cost increases, so 0.001 μm is the limit.
[0061]
Further, the radius of curvature R of the corner may be 10 μm or more as long as it is not chipped and is uniform in the width direction of the applicator. However, the larger the size, the more difficult it is to finish the width direction uniformly. Accordingly, it has been found that the variation in the smaller direction or the width direction is reduced. For this reason, the radius of curvature R is optimally 0.1 to 10 μm. Of course, it is satisfactory if it has three properties of flatness, maximum height of surface roughness, and radius of curvature of the corner.
[0062]
Here, as described above, the maximum height RMax of the surface roughness specified in the present invention is a numerical value measured in accordance with JIS B 0621 (1982). That is, the maximum height RMax is determined by measuring the distance between the two straight lines in the direction of the vertical magnification of the cross-sectional curve when the part extracted by two straight lines parallel to the average line of the part extracted from the cross-sectional curve by the reference length is sandwiched. This value is expressed in micrometers (μm). The flatness and straightness defined in the present invention are defined in accordance with JIS B 0621 (1984). That is, flatness refers to the magnitude of deviation from the geometrically correct plane of the planar feature, and straightness refers to magnitude of deviation from the geometrically correct straight line of the linear feature.
[0063]
On the other hand, as shown in Table 2 below, the thickness accuracy was further improved by increasing the straightness, which was conventionally 30 μm, to 10 μm. Therefore, it has been found that the straightness of the lip tip surface is preferably in the range of 0.01 μm to 10 μm, and the maximum height Rmax of the surface roughness is preferably in the range of 0.001 μm to 0.2 μm.
[0064]
[Table 2]

[0065]
【The invention's effect】
  As described above, the claims of the present invention1'sCoating equipmentIn placeAccording to the present invention, since the gap of the slit of the applicator is uniform over the entire area of the lip contact surface, the coating liquid is smoothly guided to the discharge port through the slit and is discharged uniformly from the discharge port. The As a result, a coating film having a uniform film thickness can be formed on the surface of the member to be coated.
[0066]
  Also,Claim1According to the coating apparatus, the flatness and surface roughness of the lip contact surface, and the lip tip surfacePlaneBy defining the straightness, it is possible to easily give a desired accuracy to the gap of the slit without excessive labor and cost for the processing..
[0068]
  Claim2According to the coating devicePaintedThe opening degree of the outlet of the cloth device can be suppressed to an appropriate range.
  And claims3, 4According to this color filter manufacturing apparatus and manufacturing method, it is possible to manufacture a high-quality color filter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a die coater.
2 is a schematic configuration diagram showing the die coater of FIG. 1 including a coating solution supply system. FIG.
FIG. 3 is a side view showing a slit die partially cut away.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the slit die of the first embodiment.
FIG. 5 is an enlarged view of the rear lip shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a rear lip and a shim.
7 is an enlarged cross-sectional view of a slit die at a portion VII in FIG.
FIG. 8 is a view for explaining a fastening order of connecting bolts when assembling a slit die.
FIG. 9 is a perspective view of a rear lip of the second embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing a shim according to a third embodiment together with a rear lip.
[Explanation of symbols]
6 stages
14 Feed screw
40 Slit die (applicator)
44 Syringe pump (supply means)
50 tanks
58 Front lip
60 rear lip
62 Sim
66a Bottom of lip
68 Manifold
72 slits
74 Discharge port
92 Triangular slope
94 Triangular protrusion
76 Lip wetted surface
A Glass substrate (Coating member)

Claims

Supply means for supplying a coating liquid;
An applicator that receives the supply of the coating liquid from the supply means and can discharge the coating liquid from a discharge port extending in one direction;
In a coating apparatus comprising a moving means for relatively moving at least one of the applicator and the member to be coated to form a coating film of a coating liquid on the surface of the member to be coated,
The applicator forms a front lip and a rear lip that are joined back and forth when viewed in the relative traveling direction of the member to be coated, a slit that is formed between the lips and guides the coating liquid to the discharge port, and the slit is formed. And the lip wetted surface of the front and rear lips,
(A) The gap between the lip contact surfaces of each of the lips is within a range within 4% of the deviation from the set value over the entire area of the lip contact surface .
(B) the lip Se'ekimen, the flatness is in the range of 5 mu m from 0.01 mu m,
(C) said front and rear lip, together with a lip end surface formed parallel to relative plane and the object to be coated member contiguous to the lip contact faces, straightness of the plane of said lip end face from 0.01 mu m in the range of 10 μ m,
(D) each of the plane of said lip wetted surface and the lip end face is located the maximum height R max of the surface roughness from 0.001 mu m to a range of 0.2 mu m,
(E) a corner portion connecting the said plane as the lip wetted surface of the lip end surface has a radius of curvature ranging from 0.1 mu m of 10 mu m,
An applicator characterized by that.

The coating apparatus according to claim 1 , wherein a gap between the slits is set in a range of 0.05 mm to 0.3 mm.

A color filter manufacturing apparatus including the coating apparatus according to claim 1 .

Using the coating apparatus according to claim 1 or 2 , relatively moving at least one of the applicator and the member to be coated to form a coating film of the coating liquid on the surface of the member to be coated , method of manufacturing a color filter, characterized in that to produce.