JP4779234B2

JP4779234B2 - Coating die cleaning method and cleaning apparatus, and color filter manufacturing method and manufacturing apparatus

Info

Publication number: JP4779234B2
Application number: JP2001169249A
Authority: JP
Inventors: 径神谷; 潔箕浦; 正也辻井
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP2002361149A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば液晶ディスプレイ用カラーフィルターの製造分野に使用されるものであり、詳しくはガラス基板などの被塗布部材表面にカラーフィルター用塗膜を塗布する際に好適に用いられるダイコータのダイの吐出口およびその周辺の清掃方法および装置、並びにこれを用いた塗布方法、さらにはこれらの装置および方法を使用したカラーフィルター製造装置および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス基板等の被塗布部材への塗布方法として、ダイコータ塗布がある。
【０００３】
ダイコータは特開平５−２０８１５４号公報に開示されている通り、フィルム、基板等の被塗布部材を移動させながら、塗布器であるダイの細長い吐出口から塗布液を被塗布部材に吐出し、被塗布部材上に所定の厚さの塗膜面を形成するものである。
【０００４】
ガラス基板などの枚葉状の塗布対象物への塗布にこのダイコータを使用する場合、一度塗布液の塗布を行うと、ダイの塗布液吐出口面（以下、リップ面と呼ぶ）およびその隣接面（以下、リップ斜面と呼ぶ）に塗布液の一部が、滴状になって残存する。再び塗布を行う際に、リップ面およびリップ斜面に滴状の塗布液が放置されたままであると、ダイから吐出される塗布液と共に滴状に残存していた塗布液も基板に塗布されることになるので、均一な膜厚の塗布面を得ることができない。そのため、一回の塗布が終了するごとに、ダイのリップ面およびリップ斜面を清掃して、付着した塗布液を除去することが必要となる。またこのとき、塗布液として感光性アクリル系カラーペースト、フォトレジスト等の揮発性の高いものを使用する場合、リップ面およびリップ斜面に付着した液滴が乾燥して固着するため、例えば単純に清掃部材をリップ面およびリップ斜面に摺接させたりするだけでは塗布液と固着物を完全に除去することができない。固着物が残っていると塗布時の基板とダイ間のビード（リップ面と被塗布部材との間に形成される液だまり）の形状が乱されるので、縦スジ等の塗膜欠点を誘発する。
【０００５】
上記の問題を解決する手段として、特開平１０−２１６５９８号公報には、ダイの吐出口に洗浄液を付着させた後に、ダイの先端面形状と合致する切り欠きを有するシリコーンゴム等の合成樹脂製の清掃部材をダイのリップ面およびリップ斜面に摺接させることで清掃を行う装置および方法が開示されている。また、特開２０００−５１７６３号公報には、ダイの吐出口に洗浄液をノズルより噴射した後に、ワイヤー等のかき取り部材をダイのリップ面に摺接させることで清掃を行う装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の装置および方法では、特に塗布液が０．１Ｐａ・ｓ以下と低粘度である場合に、洗浄液をダイの吐出口に付着させるとダイの吐出口内部の塗布液と洗浄液とが混じり合い、次回の塗布時に塗膜の色ムラが生じる問題があった。
【０００７】
また、特開２０００−５１７６３号公報に開示されている装置では、リップ斜面に付着した洗浄液を除去することができないため、塗布時にリップ斜面に残存した洗浄液が容易に塗布液に混ざり、塗膜に色ムラを生じてしまう。
【０００８】
一方、特開平１０−２１６５９８号公報に開示されている装置および方法では、塗布液が乾燥しやすいものである場合、リップ斜面に洗浄液が付着しないため、そこに塗布液が乾燥固着したものを洗浄することができない。そのため残存した固着物と清掃部材が擦れ合い、清掃部材が磨耗し、その際に発生する摩耗粉が塗膜中に混入して、塗膜の品質欠点を引き起こしていた。
【０００９】
さらに、リップ斜面上部は吐出口から離れているために塗布液や洗浄液が到達しにくく、たびたび液のない状態でリップ斜面と清掃部材とが摺接するため、清掃部材が著しく摩耗する。
【００１０】
加えて、リップ面の清掃後はダイの吐出口が直接大気にさらされるため、そのまま長い時間放置しておくと、吐出口内部に充填された塗布液が蒸発し、濃度や粘度にむらを生じるので、この状態で塗布を開始するとビードがダイの長手方向に均一とならず、塗膜の塗布開始部に塗布抜け等の塗膜欠点を生じるという問題もあった。
【００１１】
本発明は上述の事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、ダイの清掃を行う際に、縦スジ・色ムラ・塗布抜け等の塗膜欠点を誘発せず、さらに清掃部材の摩耗を大幅に低減し、生産性が高められる塗布用ダイ清掃方法および清掃装置並びにカラーフィルター製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の塗布用ダイの清掃方法は、
（１）塗布液を吐出口から吐出させる塗布用ダイの吐出口面およびその隣接面を清掃する塗布用ダイの清掃方法であって、清掃部材と前記吐出口面の隣接面との摺接部分に液体を供給することにより、前記吐出口面の隣接面に液体を付着させた後に、前記吐出口面およびその隣接面に前記清掃部材を前記塗布用ダイ長手方向に摺接させて前記吐出口面およびその隣接面に付着している塗布液を除去することを特徴とする。
【００１４】
（２）また、前記（１）において、前記液体は前記塗布液の構成溶媒と互いに可溶である溶剤であることが好ましい。
【００１５】
（３）さらに、前記（１）乃至（２）のいずれかにおいて、前記液体はその溶解性パラメータδ_solv［（Ｊ／ｃｍ³）^1/2］が前記塗布液の溶解性パラメータδ_coat［（Ｊ／ｃｍ³）^1/2］に対し、式δ_coat−２＜δ_solv＜δ_coat＋２で表される範囲内にある液体であることが好ましい。
【００１６】
（４）加えて、前記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記液体は２０℃において飽和蒸気圧が１００Ｐａ以下の液体であることが好ましい。
【００１７】
本発明のカラーフィルターの製造方法は、
（５）塗布用ダイの清掃工程を伴うカラーフィルターの製造方法であって、前記塗布用ダイの清掃工程が前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の塗布用ダイの清掃方法を用いることを特徴とする。
【００２０】
本発明の塗布用ダイの清掃装置は、
（６）塗布液を吐出口から吐出させる塗布用ダイの吐出口面およびその隣接面を清掃する塗布用ダイの清掃装置であって、清掃部材と前記吐出口面の隣接面との摺接部分に液体を供給することにより前記吐出口面の隣接面に液体を付着させる液体付着手段と、前記吐出口面およびその隣接面に前記塗布用ダイ長手方向に摺接して前記吐出口面およびその隣接面に付着している塗布液を除去する清掃部材を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明のカラーフィルターの製造装置は、
（７）塗布用ダイと、塗布用ダイの清掃装置を備えるカラーフィルターの製造装置であって、前記塗布用ダイの清掃装置が、（６）に記載の塗布用ダイの清掃装置であることを特徴とする。
【００２３】
上記本発明の塗布用ダイの清掃方法および清掃装置を用いれば、液体をリップ斜面に付着させて、清掃部材で塗布用ダイのリップ面およびリップ斜面を清掃するのであるから、該液体が塗布用ダイの吐出口内部の塗布液と混じり合わず、清掃部材と塗布用ダイが常に潤滑状態で摺動するので、清掃部材の摩耗を大幅に低減することができる。
【００２４】
また、前記液体を塗布液の溶剤としたので、リップ斜面に乾燥し固着した塗布液を溶解し除去することができ、固着物と擦れ合うことによる清掃部材の摩耗も防ぐことができる。
【００２６】
さらに、上記本発明による優れた塗布用ダイの清掃方法および清掃装置を用いてカラーフィルターを製造するのであるから、品質欠点のない高品質のカラーフィルターを高い生産性で得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は本発明の塗布用ダイ清掃装置７を適用したダイコータ１の一例を示す概略斜視図であり、図２は図１の塗布用ダイ清掃装置７による清掃状況を示す側面断面図であり、図３は図１のダイコータ１の正面図であり、図４は清掃ヘッド８の概略斜視図であり、図５はダイ３と清掃部材２０との配置関係を示す正面図である。
【００２９】
図１を見ると、ダイコータ１があり、該ダイコータ１は塗布液を吐出するダイ３と、ガラス基板４を搬送するテーブル５、および塗布用ダイ清掃装置７から構成される。サブ基台６に設けられた塗布用ダイ清掃装置７の先端には、ダイ３の清掃を行う清掃ヘッド８が取りつけられている。一方、ダイ３は基台２上に設けられた門型の支柱９に、昇降運動機構１０を介して昇降自在に取り付けられている。また、テーブル５はダイ３の下部を矢印Ａ、Ｂの方向に直進運動ができるように、図示しない往復運動機構を介して基台２に取り付けられている。なお、ガラス基板４はテーブル５上の図示しない吸着孔より吸引されて、テーブル５上に吸着保持されるようになっている。
【００３０】
次に図２を見ると、ダイ３を長手方向から見た拡大断面が示されている。ダイ３はドクターリップ１１とバックアップリップ１２をシム１３を介して向かい合わせに、図示しない複数の締結ボルトにより一体に結合することで構成されており、ダイ３の下部にシム１３の厚さに等しい幅の塗布液の吐出口１４を形成している。この吐出口１４はスリット部１５を介してダイ３中央部のマニホールド１６に接続されており、このマニホールド１６に繋がる塗布液供給口１７に塗布液を供給することで塗布液が吐出口１４から均一に吐出されるようになっている。吐出された塗布液は、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に付着するので、清掃ヘッド８を構成する清掃部材２０をリップ面１８およびリップ斜面１９に密着する形状とし、かつダイ３の長手方向に摺接させることで付着した塗布液を掻き取るようになっている。除去した塗布液は吸引口２１より回収する。
【００３１】
続いて、上記の清掃ヘッド８を含む塗布用ダイ清掃装置７の構成をより詳細に説明する。
【００３２】
図３を見ると、塗布用ダイ清掃装置７は、清掃ヘッド８がトレイ２２の先端部に取りつけられているとともに、トレイ２２を移動させる往復運動機構２３がサブ基台６上に設けられている。さらにサブ基台６内部には、清掃ヘッド８に潤滑液を供給する潤滑液送液ユニット２４と、除去した廃液を清掃ヘッド８およびトレイ２２から回収する廃液回収ユニット２５が設けられている。
【００３３】
往復運動機構２３はトレイ２２を直接移動させるキャリア２６、該キャリア２６をダイ３の長手方向に摺動自在に保持するガイド２７、該キャリア２６を貫通するフィードスクリュー２８とモーター２９よりなる駆動装置、を備えている。フィードスクリュー２８はその両端を軸受け３０により回転自在に保持されるとともに、その一端がモーター２９に接続されており、該モーター２９によりキャリア２６の動作を自在に制御できる。
【００３４】
潤滑液送液ユニット２４は潤滑液タンク３１と、潤滑液ポンプ３２よりなっており、潤滑液配管３３を通して清掃ヘッド８に潤滑液を供給することができる。ここで、潤滑液ポンプ３２は定量の送液が行える容積形のポンプが好ましく、ギアポンプ、シリンジポンプ、ダイアフラムポンプ、プランジャポンプ等を好適に用いることができる。
【００３５】
廃液回収ユニット２５は廃液タンク３４と真空ポンプ３５よりなっており、廃液配管３６を通して、トレイ２２に設けられた排出口３７および清掃ヘッド８に設けられた吸引口２１から、ダイ３より吐出された塗布液を吸引回収することができる。
【００３６】
次に図４で清掃ヘッド８を詳細に見ると、該清掃ヘッド８は清掃部材２０、清掃部材保持具３８、ベース３９から構成されている。
【００３７】
ダイ３に摺接して、リップ面１８およびリップ斜面１９に付着した塗布液を除去する清掃部材２０は、その先端部４０がダイ３の先端部形状に合致するように成形されているとともに、リップ斜面１９と摺接するエッジの近傍には潤滑液吐出口４１が設けられている。
【００３８】
清掃部材保持具３８には、清掃部材２０の外形に合わせたくぼみが設けられており、そこに清掃部材２０をはめ込み、プレート４２で清掃部材２０を押し付けることにより清掃部材２０を保持する。また、清掃部材保持具３８はその両側面に潤滑液供給パイプ４３が設けられている。該潤滑液供給パイプ４３は潤滑液配管３３に接続されているので、潤滑液ポンプ３２により潤滑液タンク３１から供給される潤滑液は、清掃部材保持具３８および清掃部材２０内部に設けられた潤滑液送液孔４４を通って潤滑液吐出口４１より吐出される。さらに、清掃部材保持具３８には、清掃部材２０の清掃方向側に吸引口２１が設けられており、清掃部材保持具３８内部に設けられた図示しない経路を介して、該清掃部材２０により除去された塗布液を廃液配管３６を通して真空ポンプ３５により吸引し、廃液タンク３４へと排出することができる。またトレイ２２上に落下した塗布液は、排出口３７から同様に真空ポンプ３５により廃液タンク３４へと排出される。
【００３９】
清掃部材保持具３８はトレイ２２にベース３９を介して固定されており、トレイ２２と一体に移動する。なお、本実施例では清掃部材保持具３８をベース３９上に直接固定することとしたが、清掃部材２０がダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に倣って摺動するための圧縮バネ等で構成する倣い機構を介して固定しても良い。
【００４０】
続いて、以上の塗布用ダイ清掃装置７を用いたダイ３の清掃方法を図３を用いて説明する。
【００４１】
まず、往復運動機構２３により清掃ヘッド８を図３の位置Ｃからダイ３の清掃開始位置４５の直下である位置Ｄに移動させる。
【００４２】
次に、昇降運動機構１０によりダイ３を下降させ、リップ面１８およびリップ斜面１９を清掃部材２０に押し付け、隙間無く密着させる。
【００４３】
続いて、潤滑液ポンプ３２と真空ポンプ３５を作動させ、潤滑液を清掃部材２０の潤滑液吐出口４１より吐出させながら、往復運動機構２３によって清掃ヘッド８を清掃開始位置４５から清掃終了位置４６まで移動させ、清掃部材２０によりダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に付着した余分な塗布液を掻き取るとともに、該清掃部材２０により掻き取られた塗布液を吸引口２１より吸引・排出する。清掃ヘッド８が清掃終了位置４６を過ぎたらダイ３を上昇させ、その後清掃ヘッド８は最初の位置Ｃまで復帰し、清掃動作を完了する。
【００４４】
なお、清掃ヘッド８が位置Ｃに復帰した後も継続して潤滑液ポンプ３２と真空ポンプ３５を作動させ、潤滑液を潤滑液吐出口４１から吐出させ続けるとともに余分な潤滑液を回収することにより、清掃部材２０に付着した塗布液を洗い流すことができるので、次回の清掃動作時に、清掃部材２０に残存した塗布液によりリップ面１８およびリップ斜面１９が汚染されるのを防ぐことができる。
【００４５】
以上の清掃方法では、潤滑液をリップ斜面１９と清掃部材２０との摺動部に供給することになるので、清掃部材２０とリップ斜面１９が必ず潤滑状態で摺動し、清掃部材２０の磨耗を大きく低減できる。
【００４６】
このとき、潤滑液の吐出量はダイ３の長手方向の長さ１ｍあたりで１μｌ〜１００μｌであることが好ましく、より好ましくは５μｌ〜２０μｌである。潤滑液の吐出量が上記範囲より少ないと、潤滑効果が十分に得られず、清掃部材２０の磨耗を低減することができにくくなる。また、潤滑液の吐出量が上記範囲より多いと、多量に供給された潤滑液が清掃部材２０の上部より溢れ出し、リップ斜面１９上部にたまる。このたまった潤滑液はリップ面１８に流れ落ちて、塗布時に塗布液と混じり合い、塗膜欠点を引き起こすようになる。
【００４７】
使用する潤滑液としては塗布液の構成溶媒と互いに可溶である溶剤であることが好ましい。可溶である溶剤であるならば、リップ斜面１９に付着し、乾燥固化した塗布液を溶解することができるため、乾燥固化した塗布液と清掃部材２０が擦れ合うことに起因する清掃部材２０の磨耗を大きく低減できる。
【００４８】
さらに、潤滑液の飽和蒸気圧は２０℃において１００Ｐａ以下であることが好ましく、より好ましくは５０Ｐａ以下にする。このような揮発性の低い潤滑液を用いれば、リップ斜面１９に残存した塗布液には揮発性の低い潤滑液が混じり合うので、該塗布液がリップ斜面１９で乾燥固化することを防ぐことができ、清掃部材２０の磨耗をさらに低減できる。
【００４９】
加えて、潤滑液はその溶解性パラメータδ_solv［（Ｊ／ｃｍ³）^1/2］が前記塗布液の溶解性パラメータδ_coat［（Ｊ／ｃｍ³）^1/2］に対し、式
δ_coat−２＜δ_solv＜δ_coat＋２
を満たしていることが好ましい。
【００５０】
ここで、溶解性パラメータとは単位体積当たりの凝集エネルギ密度の平方根であり、分子の極性の大きさを表す尺度である。したがって、溶解性パラメータが上記範囲内にある液体同士が接触した場合は、分子の極性がほぼ等しいので、接触界面で界面張力が発生せず、液体が動かないため、互いに混じり合うことがない。一方、溶解性パラメータが上記範囲外にある液体同士が接触すると、分子の極性が異なるため、接触界面で界面張力が生じ、液体の移動が生じるので、２液は速やかに混合する。したがって、潤滑液と塗布液の溶解性パラメータが上記範囲外にあると、潤滑液とダイ３先端部に付着した塗布液とが接触した際に、２液が直ちに交じり合い、その結果、潤滑液がダイ３のスリット部１５内に侵入したり、あるいはダイ３のスリット部１５の内部の塗布液がリップ面１８上に引き出されてしまう。潤滑液がダイ３のスリット部１５内に侵入すると、塗布開始部で塗布抜けや色ムラ等の塗布欠点が発生する。また、塗布液がスリット部１５からリップ面１８上に滲み出ると、塗布開始部の塗布抜けや、滲み出た塗布液が乾燥することに起因する縦スジ等の塗布欠点を誘発する。したがって、高品質な塗膜を安定して得るには、潤滑液と塗布液の溶解性パラメータを上記式の範囲内とし、２液が混合することにより発生する塗布欠点を生じさせないようにすることが好ましい。
【００５１】
また、吸引口２１における吸引圧力は、大気圧を基準として−１００Ｐａ〜−１００００Ｐａとするのが好ましく、より好ましくは−２００Ｐａ〜−５００Ｐａにする。吸引圧力が上記範囲より低いと清掃部材２０により掻き取られた塗布液を十分に吸引・排出できず、塗布液が清掃部材２０の上部より溢れてしまうようになるので好ましくない。また、吸引圧力が上記範囲より高いと吸引量が多くなり、それに伴って発生する気流でダイ３先端部に付着した塗布液を蒸発させてしまうので、塗布液が感光性アクリル系カラーペーストやフォトレジスト等の特に乾燥しやすいものの場合は、リップ面１８およびリップ斜面１９上に乾燥固化物がすぐに生成され、これが塗布時に塗膜欠点を誘発したり、清掃部材２０の磨耗を増大させる原因となるので好ましくない。
【００５２】
さらに、清掃ヘッド８の移動速度は好ましくは１ｍ／ｍｉｎ〜５０ｍ／ｍｉｎとし、より好ましくは１５ｍ／ｍｉｎ〜３０ｍ／ｍｉｎとする。移動速度が上記範囲より遅いとダイ３の清掃に多大な時間を要し、生産性が低下するようになる。一方、移動速度が上記範囲より速いと、清掃部材２０により掻き取った塗布液が該清掃部材２０の上部より溢れ出して再汚染を引き起こすようになり、好ましくない。
【００５３】
またこのとき、清掃部材２０の材質としては、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９を傷つけない高分子樹脂が良く、その高分子樹脂としてはフッ素樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーンゴム、エチレンプロピレン共重合体ゴム、フッ素ゴム等を用いることができるが、ダイ３に密着できるよう弾性を有するゴム弾性体が特に好ましい。このときゴム硬さはＪＩＳＫ６３０１に定められている試験方法において、Ｈｓ値で３０〜８０であることが好ましく、より好ましくは５０〜７０にする。Ｈｓ値が上記範囲より低いと、清掃部材２０をダイ３に押し付けた際に、清掃部材２０が大きく変形して面で接触するために、十分な塗布液の掻き取り能力が得られにくくなる。またＨｓ値が上記範囲より高いと、清掃部材２０がリップ面１８及びリップ斜面１９に密着せず隙間が生じるため、塗布液が隙間を通過し、掻き取り残りが生じるようになる。また、使用する塗布液及び潤滑液に対して薬品耐性を有する材質を選択することが好ましい。さらに、清掃部材２０に発生する静電気を除去し、埃の付着を防止するために、高分子樹脂中に導電性粉末を混入しても良い。導電性粉末としては、カーボン、白金、ニッケル、銀、銅などが好ましく、混入する割合としては４０重量％〜１００重量％が好ましい。
【００５４】
また、図５に示されている、ダイ３のリップ面１８と清掃部材２０とが作る角度θは、９０°未満であることが好ましく、より好ましくは３０°〜６０°にする。角度θを上記範囲にすることにより、清掃部材２０をダイ３に対して対向して移動させることになり、掻き取った塗布液を重力を利用して効率よく下方に落下させることができる。一方、角度θを９０°以上とすると、清掃部材２０によって掻き取られた塗布液が清掃部材２０によって落下を妨げられ、リップ斜面１９上部に容易にせり上がり、清掃部材２０から溢れ出してリップ面１８およびリップ斜面１９を再汚染してしまうようになる。
【００５５】
続いて、本発明の塗布用ダイ清掃装置７を用いた塗布方法の一例を図１、図２および図３を用いて説明する。
【００５６】
まず、ガラス基板４上に塗布液を塗布する前に、図示しない圧送、ポンプ等の送液手段を用いてダイ３の内部に塗布液を充填する。このとき、吐出口１４から余剰の塗布液が吐出されるので、予め、往復運動機構２３によって、トレイ２２をダイ３の吐出口１４の下側に移動させて、吐出される塗布液を受け、排出口３７から排出する。
【００５７】
ダイ３への塗布液の充填が完了したら、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９を前記清掃方法により清掃する。
【００５８】
以上の準備作業が完了すると、図示しないローダによりテーブル５上にガラス基板４を移載し、図示しない位置決め装置によって位置決めを行った状態で、ガラス基板４をテーブル５に吸着保持する。このとき同時に、ダイ３より塗布液を微少量吐出させ、リップ面に塗布液を付着させてから、前記清掃方法によりダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９を清掃する。このときの塗布液の吐出量はダイの長手方向長さ１ｍあたり５００μｌ〜２０００μｌが好ましい。
【００５９】
次に、テーブル５を原点位置からＡ方向に直進させ、ガラス基板４の塗布開始位置がダイ３の吐出口１４の真下に達するとテーブル５を停止させる。そして、ダイ３のリップ面１８とガラス基板４との間に所定の隙間（クリアランス）が設けられるまで昇降運動機構１０によりダイ３を下降させる。次いで、ダイ３に塗布液を一定量供給し、ダイ３のリップ面１８とガラス基板４との間にビードを形成する。このとき、直前に行ったダイ３の清掃作業が終了してから該ビードが形成されるまでの時間は５秒以内であることが好ましく、より好ましくは３秒以内とする。これより時間が長いと、特に塗布液が感光性アクリル系ペースト、フォトレジスト等の揮発性の高いものである場合に、吐出口１４内部に充填された塗布液が揮発し、濃度や粘度にむらが生じやすくなるので、該ビードがダイ３の長手方向に均一とならず、塗膜に塗布抜けや縦スジ等の欠点が発生するようになる。
【００６０】
続いて、ダイ３に塗布液を所定の膜厚が得られるように連続的に供給し、吐出口１４から塗布液を吐出させながら、テーブル５をＡ方向に一定速度で移動させて基板に塗膜を形成する。そして、ガラス基板４の塗布終了位置がダイ３の吐出口１４の真下に達したら、塗布液の吐出を停止し、ダイ３を上昇させる。さらにテーブル５を終了位置まで移動し、停止したらテーブル５上のガラス基板４の吸着を解除して、図示しないアンローダによりガラス基板４を取り出し、次工程に搬送する。ガラス基板４の取り出しを終えた後、テーブル５をＢ方向に移動し、原点位置まで戻す。
【００６１】
以降連続して塗布液の塗布を繰り返す場合は上記した塗布工程を繰り返せば良い。また、一時的に停機する場合は上記塗布工程が終了後、ダイ３のリップ面１８およびリップ斜面１９に付着した塗布液が乾燥し固着しないよう、前記清掃方法による清掃作業を行ってから待機させるのが良い。
【００６２】
なお、本実施態様ではトレイ２２と清掃ヘッド８を一体とし、往復運動機構２３により同時に移動させるように構成したが、各々別々に移動させるようにしても良い。
【００６３】
本発明の塗布用ダイの清掃方法および清掃装置は、ガラス基板表面に塗布液を塗布するダイのリップ面及びリップ斜面の清掃に有効であり、カラーフィルターの製造工程での各種塗布液、特に感光性アクリル系カラーペースト、フォトレジスト、オーバーコート材等の、粘度が０．１Ｐａ・ｓ以下と低粘度かつ揮発性の高い塗布液を枚葉塗布するダイの清掃に好適に用いることができる。
【００６４】
また、本発明のダイコータによる塗料の塗布方法は、カラーフィルターの製造工程において、上述した低粘度かつ揮発性の高い各種塗布液を枚葉塗工する際に好適に用いることができる。
【００６５】
【実施例】
実施例
液晶ディスプレイ用カラーフィルター製造工程で、吐出口１４の幅が１００μｍ、長さが６２０ｍｍ、リップ面１８の幅が３ｍｍであるダイ３を用いて、ポジ型フォトレジスト液（シプレイ・ファーイースト社製ＳＣ３１Ａ−１７、溶解性パラメータ＝１８．４［（Ｊ／ｃｍ³）^1/2］）をガラス基板に塗布するダイコータに、本発明の塗布用ダイ清掃装置を適用した。
【００６６】
清掃部材２０には、ＪＩＳＫ６２５３に定められている試験方法による測定で、Ｈｓ値が６０であるエチレンプロピレン共重合体ゴム製の成形品を用い、清掃部材保持具３８に図５に示す角度θが６０°となるように取りつけた。
【００６７】
また、潤滑液ポンプ３２にはダイアフラムポンプを用い、潤滑液としてエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（溶解性パラメータ＝１８．２［（Ｊ／ｃｍ³）^1/2］、２０℃での飽和蒸気圧＝４０Ｐａ）を５μｌ／ｓで清掃時に吐出させるとともに、清掃作業時の清掃ヘッドの移動速度を３０ｍ／ｍｉｎとした。
【００６８】
さらに、吸引口２１における吸引圧力が大気圧を基準として−３００Ｐａとなるように真空ポンプ３５により吸引を行った。
【００６９】
そして、ダイ３の清掃が終了してから塗布を開始するまでの時間は２秒とした。
【００７０】
以上の塗布用ダイ清掃装置を備えたダイコータを用いたカラーフィルターの製造を次の手順で行った。
【００７１】
まず、６２０ｍｍ×７５０ｍｍサイズのガラス基板上に、基板短尺方向に１００μｍ、基板長尺方向に４００μｍの間隔で格子状に横幅６０μｍ、縦幅２５０μｍの開口部を有する厚み１μｍの樹脂遮光層を形成した。この遮光層上にＲ着色剤を添加した熱硬化性塗料を乾燥後膜厚が１．７μｍとなるようにダイコータで塗布し、１２０℃の温度で乾燥して、塗膜を形成した。
【００７２】
続いて、該塗膜上に前記ポジ型フォトレジストを、本発明による塗布用ダイ清掃装置を上記条件にて適用したダイコータで塗布し乾燥させ、厚み１．７μｍのフォトレジスト膜を形成した。
【００７３】
そして、超高圧水銀灯を用いてマスク露光を行い、次いで該ポジ型フォトレジストを現像することで該塗膜のエッチングを行い、レリーフパターンを形成した。
【００７４】
さらに該ポジ型フォトレジストを剥離した後、３００℃で加熱焼成して該塗膜を熱硬化し、Ｒ画素とした。以上の工程をＧ、Ｂの各画素についても繰り返し、カラーフィルターを得た。
【００７５】
以上の工程によるカラーフィルターの製造を、１０，０００シート連続で行った後の清掃部材の磨耗量と目視による概観、ダイ先端の清掃状況および塗布塗膜中に混入した清掃部材の磨耗紛の数は、表１上段に示した通りであった。清掃部材の磨耗は目視によっては確認できない程度にとどまり、磨耗による質量の減少量は４μｇであった。またダイ先端部に塗布液の拭き残りや固着はなく、塗布塗膜中への磨耗分の混入もなかった。その結果、高品質のカラーフィルターを高い生産性で得ることができた。
【００７６】
実施例２
前記実施例１と同様に本発明による塗布用ダイ清掃装置を適用したダイコータにより、前記ポジ型フォトレジストの塗布を行った。このとき、潤滑液として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと酢酸−ｎ−ブチルを重量比８：２で混合した溶液（溶解性パラメータ＝１８．４［（Ｊ／ｃｍ³）^1/2］、２０℃での飽和蒸気圧＝５５５Ｐａ）を用いた以外は、前記実施例１と全く同一条件とした。なお、前記混合溶液の２０℃での飽和蒸気圧は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよび酢酸−ｎ−ブチルの２５℃における飽和蒸気圧をＣｌａｕｓｉｕｓ−Ｃｌａｐｅｙｒｏｎの式により２０℃における飽和蒸気圧に換算した後、Ｒａｏｕｌｔの法則により該混合溶液の飽和蒸気圧として算出した値である。
【００７７】
本条件にてポジ型フォトレジストの塗布を１０，０００シート連続で行った後の清掃部材の磨耗量と目視による概観、ダイ先端の清掃状況および塗布塗膜中に混入した清掃部材の磨耗紛の数を表１中段に示す。清掃部材のリップ斜面と接する位置に磨耗による削れが視認でき、磨耗量としては８μｇあって、またダイ先端部のリップ斜面には塗布液の乾燥物が固着残存し、塗布塗膜中にも磨耗紛の混入が若干見られた。実施例１と比較すると劣るものの、ダイの清掃能力・清掃部材の磨耗低減性能ともに効果があり、カラーフィルターの生産性を向上できた。
【００７８】
比較例１
本発明による塗布用ダイ清掃装置を適用したダイコータにおいて、潤滑液を使用せずにダイの清掃を行う以外は前記実施例１と全く同一の条件とし、前記ポジ型フォトレジストの塗布を行った。
【００７９】
本条件にてポジ型フォトレジストの塗布を１０,０００シート連続で行った結果は表１下段の通りであり、清掃部材がリップ斜面と接する位置で大きく磨耗しているのが視認でき、磨耗量は２５μｇであった。また、ダイ先端部のリップ斜面には塗布液の乾燥固着物が厚く堆積した。さらに塗布塗膜中への磨耗紛の混入も多数見られた。
【００８０】
【表１】

【００８１】
【発明の効果】
以上、説明したように塗布用ダイのリップ面およびリップ斜面の清掃に本発明の塗布用ダイ清掃方法および清掃装置を用いれば、清掃部材を塗布用ダイに摺接させる際に、清掃部材とリップ斜面との摺接部に潤滑液を供給するのであるから、潤滑液がダイの吐出口内部の塗布液と混じり合わないので、塗膜欠点を発生させることなく清掃部材の磨耗を大きく低減できる。
【００８３】
そして、上記の優れた塗布用ダイの清掃方法および清掃装置を用いてカラーフィルターを製造すれば、繰り返して塗布を行っても、清掃部材の磨耗が少なく、磨耗紛による被塗布材の汚染がなく、さらに、塗膜の塗布開始部に塗布抜け・色ムラなどの塗膜欠点のない良好な塗膜面を形成することができ、高品質なカラーフィルターを高い生産性で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布用ダイ清掃装置を適用したダイコータの一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の塗布用ダイ清掃装置による清掃状況を示す側面断面図である。
【図３】図１のダイコータの正面図である。
【図４】清掃ヘッドの一例を示す概略斜視図である。
【図５】ダイと清掃部材との配置関係の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１：ダイコータ
２：基台
３：ダイ
４：ガラス基板
５：テーブル
６：サブ基台
７：塗布用ダイ清掃装置
８：清掃ヘッド
９：支柱
１０：昇降運動機構
１１：ドクターリップ
１２：バックアップリップ
１３：シム
１４：吐出口
１５：スリット部
１６：マニホールド
１７：塗布液供給口
１８：リップ面
１９：リップ斜面
２０：清掃部材
２１：吸引口
２２：トレイ
２３：往復運動機構
２４：潤滑液送液ユニット
２５：廃液回収ユニット
２６：キャリア
２７：ガイド
２８：フィードスクリュー
２９：モーター
３０：軸受け
３１：潤滑液タンク
３２：潤滑液ポンプ
３３：潤滑液配管
３４：廃液タンク
３５：真空ポンプ
３６：廃液配管
３７：排出口
３８：清掃部材保持具
３９：ベース
４０：清掃部材先端部
４１：潤滑液吐出口
４２：プレート
４３：潤滑液供給パイプ
４４：潤滑液送液孔
４５：清掃開始位置
４６：清掃終了位置
Ａ：テーブル送り方向
Ｂ：テーブル戻り方向
Ｃ，Ｄ：清掃ヘッドの移動位置
θ：リップ面と清掃部材とが作る角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used, for example, in the field of manufacturing color filters for liquid crystal displays, and more specifically, a die coater die suitably used for coating a color filter coating film on the surface of a coated member such as a glass substrate. The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning an ejection port and its periphery, a coating method using the same, and a color filter manufacturing apparatus and a manufacturing method using these apparatuses and methods.
[0002]
[Prior art]
As a method of applying to a member to be coated such as a glass substrate, there is a die coater coating.
[0003]
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-208154, the die coater discharges the coating liquid from the elongated discharge port of the die, which is an applicator, to the coated member while moving the coated member such as a film or a substrate. A coating film surface having a predetermined thickness is formed on the coating member.
[0004]
When this die coater is used for application to a sheet-like application object such as a glass substrate, once the application liquid is applied, the die application liquid discharge port surface (hereinafter referred to as a lip surface) and its adjacent surface ( Hereinafter, a part of the coating solution remains in the form of droplets on the lip slope). When applying again, if the drop-like coating liquid is left on the lip surface and the lip slope, the coating liquid remaining in the drop-form together with the coating liquid discharged from the die is also applied to the substrate. Therefore, a coated surface with a uniform film thickness cannot be obtained. For this reason, it is necessary to clean the lip surface and lip slope of the die and remove the applied coating liquid every time one application is completed. At this time, when highly volatile materials such as photosensitive acrylic color paste and photoresist are used as the coating liquid, the droplets adhering to the lip surface and lip slope are dried and fixed, so for example simply cleaning. It is not possible to completely remove the coating liquid and the fixed matter simply by sliding the member against the lip surface and the lip slope. If sticky objects remain, the shape of the bead between the substrate and the die during coating (the liquid pool formed between the lip surface and the member to be coated) will be disturbed, causing coating defects such as vertical stripes. To do.
[0005]
As a means for solving the above problem, Japanese Patent Laid-Open No. 10-216598 discloses a synthetic resin such as silicone rubber having a notch that matches the shape of the tip end surface of the die after the cleaning liquid is attached to the discharge port of the die. An apparatus and a method for performing cleaning by bringing the cleaning member into sliding contact with the lip surface and lip slope of the die are disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-51763 discloses a device for cleaning by spraying a cleaning liquid from a nozzle to a discharge port of a die and then sliding a scraping member such as a wire on the lip surface of the die. Yes.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described apparatus and method, particularly when the coating liquid has a low viscosity of 0.1 Pa · s or less, when the cleaning liquid is attached to the discharge port of the die, the coating liquid and the cleaning liquid inside the discharge port of the die are mixed. In addition, there was a problem that the coating film was uneven in color at the next application.
[0007]
In addition, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-51763, since the cleaning liquid adhering to the lip slope cannot be removed, the cleaning liquid remaining on the lip slope during application is easily mixed with the coating liquid and applied to the coating film. Color unevenness will occur.
[0008]
On the other hand, in the apparatus and method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-216598, when the coating solution is easy to dry, the cleaning solution does not adhere to the lip slope, so that the coating solution is dried and fixed there. Can not do it. For this reason, the remaining fixed matter and the cleaning member rub against each other, the cleaning member is worn, and wear powder generated at that time is mixed into the coating film, causing a quality defect of the coating film.
[0009]
Further, since the upper part of the lip slope is away from the discharge port, the coating liquid and the cleaning liquid are difficult to reach, and the lip slope and the cleaning member often come into sliding contact in the absence of liquid, so that the cleaning member is significantly worn.
[0010]
In addition, after cleaning the lip surface, the die outlet is directly exposed to the atmosphere, so if left for a long time, the coating liquid filled inside the outlet evaporates, resulting in uneven density and viscosity. Therefore, when coating is started in this state, the beads are not uniform in the longitudinal direction of the die, and there is a problem that a coating film defect such as missing coating occurs in the coating start part of the coating film.
[0011]
The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and the purpose of the present invention is not to induce coating film defects such as vertical stripes, uneven color, and missing coating when cleaning the die, and further cleaning. An object of the present invention is to provide a coating die cleaning method and a cleaning device, a color filter manufacturing method and a manufacturing device that can greatly reduce the wear of members and increase productivity.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the coating die cleaning method of the present invention comprises:
(1) A coating die cleaning method for cleaning a discharge port surface of a coating die for discharging a coating liquid from a discharge port and its adjacent surface, By supplying the liquid to the sliding contact portion between the cleaning member and the adjacent surface of the discharge port surface, After the liquid is attached to the adjacent surface of the discharge port surface, the discharge port surface and its adjacent surface Said A cleaning member is brought into sliding contact with the coating die longitudinal direction to remove the coating liquid adhering to the discharge port surface and its adjacent surface.
[0014]
( 2 In addition, the above (1 ) The liquid is preferably a solvent that is soluble with the constituent solvent of the coating solution.
[0015]
( 3 Further, the above (1) to ( 2 ), The liquid has its solubility parameter δ _solv [(J / cm ^Three ) ^1/2 ] Is the solubility parameter δ of the coating solution _coat [(J / cm ^Three ) ^1/2 ] For the formula δ _coat -2 <δ _solv <Δ _coat The liquid is preferably in the range represented by +2.
[0016]
( 4 In addition, (1) to ( 3 ), The liquid is preferably a liquid having a saturated vapor pressure of 100 Pa or less at 20 ° C.
[0017]
The method for producing the color filter of the present invention includes:
( 5 ) A color filter manufacturing method involving a coating die cleaning process, wherein the coating die cleaning process includes the steps (1) to (1) 4 The method for cleaning a coating die described in any one of the above) is used.
[0020]
The coating die cleaning apparatus of the present invention is:
( 6 ) A coating die cleaning device for cleaning the discharge port surface of the coating die for discharging the coating liquid from the discharge port and its adjacent surface, By supplying the liquid to the sliding contact portion between the cleaning member and the adjacent surface of the discharge port surface Liquid adhering means for adhering liquid to an adjacent surface of the discharge port surface, and application that adheres to the discharge port surface and its adjacent surface by slidingly contacting the discharge port surface and its adjacent surface in the longitudinal direction of the application die. It has the cleaning member which removes a liquid, It is characterized by the above-mentioned.
[0022]
The apparatus for producing a color filter of the present invention comprises:
( 7 ) A color filter manufacturing apparatus comprising a coating die and a coating die cleaning device, wherein the coating die cleaning device comprises: (6) It is the cleaning apparatus of the application | coating die as described in above.
[0023]
If the cleaning method and the cleaning device for the coating die of the present invention are used, the liquid adheres to the lip slope and the lip surface and the lip slope of the coating die are cleaned by the cleaning member. Since the cleaning liquid and the application die always slide in a lubrication state without being mixed with the coating liquid inside the discharge port of the die, the wear of the cleaning member can be greatly reduced.
[0024]
In addition, since the liquid is used as a solvent for the coating solution, the coating solution dried and fixed on the lip slope can be dissolved and removed, and wear of the cleaning member due to rubbing against the fixed substance can be prevented.
[0026]
Furthermore, since the color filter is manufactured by using the excellent coating die cleaning method and cleaning device according to the present invention, a high-quality color filter free from quality defects can be obtained with high productivity.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a die coater 1 to which a coating die cleaning device 7 of the present invention is applied, and FIG. 2 is a side sectional view showing a cleaning state by the coating die cleaning device 7 of FIG. 3 is a front view of the die coater 1 of FIG. 1, FIG. 4 is a schematic perspective view of the cleaning head 8, and FIG. 5 is a front view showing the positional relationship between the die 3 and the cleaning member 20.
[0029]
Referring to FIG. 1, there is a die coater 1, and the die coater 1 includes a die 3 that discharges a coating liquid, a table 5 that conveys a glass substrate 4, and a coating die cleaning device 7. A cleaning head 8 for cleaning the die 3 is attached to the tip of a coating die cleaning device 7 provided on the sub-base 6. On the other hand, the die 3 is attached to a gate-shaped support 9 provided on the base 2 via an elevating motion mechanism 10 so as to be movable up and down. The table 5 is attached to the base 2 via a reciprocating mechanism (not shown) so that the lower part of the die 3 can move straight in the directions of arrows A and B. The glass substrate 4 is sucked through a suction hole (not shown) on the table 5 and is sucked and held on the table 5.
[0030]
Next, when FIG. 2 is seen, the expanded cross section which looked at the die | dye 3 from the longitudinal direction is shown. The die 3 is configured by integrally connecting the doctor lip 11 and the backup lip 12 face each other via a shim 13 by a plurality of fastening bolts (not shown), and is equal to the thickness of the shim 13 below the die 3. A discharge port 14 for a coating liquid having a width is formed. The discharge port 14 is connected to a manifold 16 at the center of the die 3 through a slit portion 15, and the coating liquid is uniformly supplied from the discharge port 14 by supplying the coating solution to a coating solution supply port 17 connected to the manifold 16. It is designed to be discharged. Since the discharged coating liquid adheres to the lip surface 18 and the lip slope 19 of the die 3, the cleaning member 20 constituting the cleaning head 8 is shaped to be in close contact with the lip surface 18 and the lip slope 19, and the length of the die 3 is long. The applied liquid is scraped off by sliding in the direction. The removed coating liquid is collected from the suction port 21.
[0031]
Next, the configuration of the coating die cleaning apparatus 7 including the cleaning head 8 will be described in more detail.
[0032]
As shown in FIG. 3, the coating die cleaning device 7 has a cleaning head 8 attached to the tip of the tray 22 and a reciprocating mechanism 23 for moving the tray 22 provided on the sub-base 6. . Further, in the sub-base 6, a lubricating liquid feeding unit 24 that supplies a lubricating liquid to the cleaning head 8 and a waste liquid collecting unit 25 that collects the removed waste liquid from the cleaning head 8 and the tray 22 are provided.
[0033]
The reciprocating mechanism 23 includes a carrier 26 that directly moves the tray 22, a guide 27 that holds the carrier 26 slidably in the longitudinal direction of the die 3, a driving device that includes a feed screw 28 that penetrates the carrier 26 and a motor 29, It has. Both ends of the feed screw 28 are rotatably held by bearings 30, and one end thereof is connected to a motor 29, and the operation of the carrier 26 can be freely controlled by the motor 29.
[0034]
The lubricating liquid feeding unit 24 includes a lubricating liquid tank 31 and a lubricating liquid pump 32, and can supply the lubricating liquid to the cleaning head 8 through the lubricating liquid pipe 33. Here, the lubricant pump 32 is preferably a positive displacement pump capable of delivering a fixed amount of liquid, and a gear pump, a syringe pump, a diaphragm pump, a plunger pump, or the like can be suitably used.
[0035]
The waste liquid recovery unit 25 includes a waste liquid tank 34 and a vacuum pump 35, and was discharged from the die 3 through a waste liquid pipe 36 from a discharge port 37 provided in the tray 22 and a suction port 21 provided in the cleaning head 8. The coating liquid can be collected by suction.
[0036]
Next, when the cleaning head 8 is viewed in detail in FIG. 4, the cleaning head 8 includes a cleaning member 20, a cleaning member holder 38, and a base 39.
[0037]
The cleaning member 20 that is in sliding contact with the die 3 and removes the coating liquid adhering to the lip surface 18 and the lip slope 19 is formed so that the tip portion 40 thereof matches the shape of the tip portion of the die 3, and the lip A lubricating liquid discharge port 41 is provided in the vicinity of the edge in sliding contact with the inclined surface 19.
[0038]
The cleaning member holder 38 is provided with a recess according to the outer shape of the cleaning member 20, and the cleaning member 20 is held by inserting the cleaning member 20 into the recess and pressing the cleaning member 20 with the plate 42. The cleaning member holder 38 is provided with a lubricating liquid supply pipe 43 on both side surfaces thereof. Since the lubricating liquid supply pipe 43 is connected to the lubricating liquid pipe 33, the lubricating liquid supplied from the lubricating liquid tank 31 by the lubricating liquid pump 32 is lubricated in the cleaning member holder 38 and the cleaning member 20. It is discharged from the lubricating liquid discharge port 41 through the liquid feed hole 44. Further, the cleaning member holder 38 is provided with a suction port 21 on the cleaning direction side of the cleaning member 20, and is removed by the cleaning member 20 through a path (not shown) provided inside the cleaning member holder 38. The applied coating liquid can be sucked by the vacuum pump 35 through the waste liquid pipe 36 and discharged to the waste liquid tank 34. Also, the coating liquid dropped on the tray 22 is discharged from the discharge port 37 to the waste liquid tank 34 by the vacuum pump 35 in the same manner.
[0039]
The cleaning member holder 38 is fixed to the tray 22 via the base 39 and moves together with the tray 22. In this embodiment, the cleaning member holder 38 is directly fixed on the base 39. However, the cleaning member 20 is a compression spring or the like for sliding along the lip surface 18 and the lip slope 19 of the die 3. You may fix through the copying mechanism to comprise.
[0040]
Then, the cleaning method of the die | dye 3 using the above die cleaning apparatus 7 for an application | coating is demonstrated using FIG.
[0041]
First, the reciprocating mechanism 23 moves the cleaning head 8 from the position C in FIG. 3 to a position D that is directly below the cleaning start position 45 of the die 3.
[0042]
Next, the die 3 is lowered by the lifting mechanism 10, the lip surface 18 and the lip slope 19 are pressed against the cleaning member 20, and are brought into close contact with no gap.
[0043]
Subsequently, the cleaning pump 8 is moved from the cleaning start position 45 to the cleaning end position 46 by the reciprocating mechanism 23 while the lubricating liquid pump 32 and the vacuum pump 35 are operated to discharge the lubricating liquid from the lubricating liquid discharge port 41 of the cleaning member 20. The cleaning member 20 scrapes off the excess coating liquid adhering to the lip surface 18 and the lip slope 19 of the die 3 and sucks and discharges the coating liquid scraped off by the cleaning member 20 from the suction port 21. . When the cleaning head 8 passes the cleaning end position 46, the die 3 is raised, and then the cleaning head 8 returns to the first position C to complete the cleaning operation.
[0044]
In addition, after the cleaning head 8 returns to the position C, the lubricating liquid pump 32 and the vacuum pump 35 are continuously operated to continuously discharge the lubricating liquid from the lubricating liquid discharge port 41 and collect excess lubricating liquid. Since the coating liquid adhering to the cleaning member 20 can be washed away, the lip surface 18 and the lip slope 19 can be prevented from being contaminated by the coating liquid remaining on the cleaning member 20 during the next cleaning operation.
[0045]
In the above cleaning method, since the lubricating liquid is supplied to the sliding portion between the lip slope 19 and the cleaning member 20, the cleaning member 20 and the lip slope 19 always slide in a lubricated state, and the cleaning member 20 is worn. Can be greatly reduced.
[0046]
At this time, the discharge amount of the lubricating liquid is preferably 1 μl to 100 μl, more preferably 5 μl to 20 μl per 1 m in the longitudinal direction of the die 3. When the discharge amount of the lubricating liquid is less than the above range, a sufficient lubricating effect cannot be obtained, and it becomes difficult to reduce the wear of the cleaning member 20. Further, when the discharge amount of the lubricant is larger than the above range, the lubricant supplied in a large amount overflows from the upper portion of the cleaning member 20 and accumulates on the upper portion of the lip slope 19. The accumulated lubricating liquid flows down to the lip surface 18 and mixes with the coating liquid at the time of coating, causing a coating film defect.
[0047]
The lubricating liquid used is preferably a solvent that is soluble with the constituent solvent of the coating liquid. If the solvent is soluble, the coating liquid that adheres to the lip inclined surface 19 and is dried and solidified can be dissolved. Therefore, the cleaning member 20 is worn due to friction between the dried and solidified coating liquid and the cleaning member 20. Can be greatly reduced.
[0048]
Furthermore, the saturated vapor pressure of the lubricating liquid is preferably 100 Pa or less at 20 ° C., more preferably 50 Pa or less. If such a low-volatility lubricating liquid is used, the low-volatility lubricating liquid is mixed with the coating liquid remaining on the lip slope 19, so that the coating liquid is prevented from drying and solidifying on the lip slope 19. The wear of the cleaning member 20 can be further reduced.
[0049]
In addition, the lubricating fluid has its solubility parameter δ _solv [(J / cm ^Three ) ^1/2 ] Is the solubility parameter δ of the coating solution _coat [(J / cm ^Three ) ^1/2 ] For the expression
δ _coat -2 <δ _solv <Δ _coat +2
Is preferably satisfied.
[0050]
Here, the solubility parameter is the square root of the cohesive energy density per unit volume, and is a measure representing the magnitude of the polarity of the molecule. Therefore, when liquids having solubility parameters in the above range are in contact with each other, the polarities of the molecules are almost equal, so that no interfacial tension is generated at the contact interface, and the liquid does not move, so that they do not mix with each other. On the other hand, when the liquids whose solubility parameters are outside the above range come into contact with each other, the polarities of the molecules are different, so that interfacial tension is generated at the contact interface, and the liquid is moved. Therefore, when the solubility parameter of the lubricating liquid and the coating liquid is outside the above range, the two liquids immediately mix when the lubricating liquid and the coating liquid adhering to the tip of the die 3 come into contact with each other. Enters the slit portion 15 of the die 3 or the coating solution inside the slit portion 15 of the die 3 is drawn out onto the lip surface 18. When the lubricating liquid enters the slit portion 15 of the die 3, application defects such as application omission and color unevenness occur at the application start portion. Further, when the coating liquid oozes out from the slit portion 15 onto the lip surface 18, application defects such as omission of coating at the coating start portion and vertical stripes due to drying of the oozed coating liquid are induced. Therefore, in order to stably obtain a high-quality coating film, the solubility parameter of the lubricating liquid and the coating liquid should be within the range of the above formula so as not to cause coating defects caused by mixing of the two liquids. Is preferred.
[0051]
The suction pressure at the suction port 21 is preferably -100 Pa to -10000 Pa, more preferably -200 Pa to -500 Pa, based on atmospheric pressure. If the suction pressure is lower than the above range, it is not preferable because the coating liquid scraped off by the cleaning member 20 cannot be sufficiently sucked and discharged, and the coating liquid overflows from the upper part of the cleaning member 20. Also, if the suction pressure is higher than the above range, the suction amount increases, and the coating liquid adhering to the tip of the die 3 is evaporated by the air flow generated accordingly, so that the coating liquid becomes a photosensitive acrylic color paste or photo. In the case of a resist which is particularly easy to dry, a dry solidified material is immediately generated on the lip surface 18 and the lip slope 19, which causes a coating film defect at the time of application or increases the wear of the cleaning member 20. This is not preferable.
[0052]
Furthermore, the moving speed of the cleaning head 8 is preferably 1 m / min to 50 m / min, more preferably 15 m / min to 30 m / min. If the moving speed is slower than the above range, it takes a long time to clean the die 3 and the productivity is lowered. On the other hand, if the moving speed is faster than the above range, the coating liquid scraped off by the cleaning member 20 overflows from the upper part of the cleaning member 20 and causes recontamination.
[0053]
At this time, the material of the cleaning member 20 is preferably a polymer resin that does not damage the lip surface 18 and the lip slope 19 of the die 3, and the polymer resin may be a fluororesin, urethane resin, acrylic resin, polyester resin, polypropylene. Resin, silicone rubber, ethylene propylene copolymer rubber, fluororubber, and the like can be used, but a rubber elastic body having elasticity so as to be in close contact with the die 3 is particularly preferable. At this time, the rubber hardness is preferably 30 to 80, more preferably 50 to 70 in terms of Hs in the test method defined in JIS K6301. When the Hs value is lower than the above range, when the cleaning member 20 is pressed against the die 3, the cleaning member 20 is greatly deformed and comes into contact with the surface, so that it is difficult to obtain a sufficient scraping ability of the coating liquid. On the other hand, if the Hs value is higher than the above range, the cleaning member 20 does not adhere to the lip surface 18 and the lip slope 19 and a gap is formed, so that the coating liquid passes through the gap and scrapes remain. Moreover, it is preferable to select a material having chemical resistance to the coating liquid and the lubricating liquid to be used. Furthermore, in order to remove static electricity generated in the cleaning member 20 and prevent adhesion of dust, conductive powder may be mixed in the polymer resin. As the conductive powder, carbon, platinum, nickel, silver, copper and the like are preferable, and the mixing ratio is preferably 40% by weight to 100% by weight.
[0054]
Further, the angle θ formed by the lip surface 18 of the die 3 and the cleaning member 20 shown in FIG. 5 is preferably less than 90 °, more preferably 30 ° to 60 °. By setting the angle θ to the above range, the cleaning member 20 is moved to face the die 3, and the scraped coating liquid can be efficiently dropped using gravity. On the other hand, when the angle θ is 90 ° or more, the coating liquid scraped off by the cleaning member 20 is prevented from dropping by the cleaning member 20 and easily rises to the upper portion of the lip slope 19 and overflows from the cleaning member 20 to overflow the lip surface. 18 and the lip slope 19 are recontaminated.
[0055]
Subsequently, an example of a coating method using the coating die cleaning apparatus 7 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
[0056]
First, before coating the coating solution on the glass substrate 4, the coating solution is filled into the die 3 by using a liquid feeding means such as a pressure feed and a pump (not shown). At this time, since excess coating liquid is discharged from the discharge port 14, the tray 22 is moved to the lower side of the discharge port 14 of the die 3 by the reciprocating mechanism 23 in advance, and the discharged coating liquid is received. It discharges from the discharge port 37.
[0057]
When the filling of the coating liquid into the die 3 is completed, the lip surface 18 and the lip slope 19 of the die 3 are cleaned by the cleaning method.
[0058]
When the above preparatory work is completed, the glass substrate 4 is transferred onto the table 5 by a loader (not shown), and the glass substrate 4 is sucked and held on the table 5 while being positioned by a positioning device (not shown). At the same time, a small amount of coating solution is discharged from the die 3 to adhere the coating solution to the lip surface, and then the lip surface 18 and the lip slope 19 of the die 3 are cleaned by the cleaning method. The discharge amount of the coating liquid at this time is preferably 500 μl to 2000 μl per 1 m of the length in the longitudinal direction of the die.
[0059]
Next, the table 5 is moved straight from the origin position in the A direction, and the table 5 is stopped when the application start position of the glass substrate 4 reaches just below the discharge port 14 of the die 3. Then, the die 3 is lowered by the lifting mechanism 10 until a predetermined gap (clearance) is provided between the lip surface 18 of the die 3 and the glass substrate 4. Next, a certain amount of coating solution is supplied to the die 3 to form a bead between the lip surface 18 of the die 3 and the glass substrate 4. At this time, it is preferable that the time from the end of the last cleaning operation of the die 3 to the formation of the bead is within 5 seconds, and more preferably within 3 seconds. If the time is longer than this, particularly when the coating solution is highly volatile, such as a photosensitive acrylic paste or a photoresist, the coating solution filled in the discharge port 14 is volatilized, resulting in uneven concentration and viscosity. Therefore, the bead is not uniform in the longitudinal direction of the die 3, and defects such as omission of coating and vertical stripes occur in the coating film.
[0060]
Subsequently, the coating solution is continuously supplied to the die 3 so as to obtain a predetermined film thickness, and while the coating solution is being discharged from the discharge port 14, the table 5 is moved at a constant speed in the A direction and applied to the substrate. A film is formed. When the application end position of the glass substrate 4 reaches just below the discharge port 14 of the die 3, the discharge of the coating liquid is stopped and the die 3 is raised. Further, the table 5 is moved to the end position. When the table 5 is stopped, the suction of the glass substrate 4 on the table 5 is released, the glass substrate 4 is taken out by an unloader (not shown), and is transferred to the next process. After the glass substrate 4 is removed, the table 5 is moved in the B direction and returned to the origin position.
[0061]
Thereafter, when the coating liquid is continuously applied, the above-described application process may be repeated. Further, when the operation is temporarily stopped, after the application process is finished, the application liquid adhering to the lip surface 18 and the lip slope 19 of the die 3 is made to stand by after performing the cleaning operation by the cleaning method so as not to be dried and fixed. Is good.
[0062]
In the present embodiment, the tray 22 and the cleaning head 8 are integrated and moved simultaneously by the reciprocating mechanism 23, but may be moved separately.
[0063]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The coating die cleaning method and cleaning device of the present invention are effective for cleaning the lip surface and lip slope of a die that applies a coating solution to the surface of a glass substrate, and various coating solutions, particularly photosensitive, in the color filter manufacturing process. It can be suitably used for cleaning dies that apply a single-viscosity coating liquid having a low viscosity of 0.1 Pa · s or less, such as a conductive acrylic color paste, a photoresist, and an overcoat material.
[0064]
In addition, the coating method using the die coater of the present invention can be suitably used when applying the above-mentioned various low-viscosity and high-volatility coating solutions in the color filter manufacturing process.
[0065]
【Example】
Example
In a color filter manufacturing process for a liquid crystal display, a positive photoresist solution (SC31A manufactured by Shipley Far East Co., Ltd.) is used by using a die 3 having a discharge port 14 having a width of 100 μm, a length of 620 mm, and a lip surface 18 having a width of 3 mm. −17, solubility parameter = 18.4 [(J / cm ^Three ) ^1/2 The coating die cleaning apparatus of the present invention was applied to a die coater for coating a glass substrate.
[0066]
As the cleaning member 20, a molded product made of ethylene propylene copolymer rubber having an Hs value of 60 as measured by a test method defined in JIS K6253 is used, and an angle θ shown in FIG. Was attached to be 60 °.
[0067]
In addition, a diaphragm pump is used as the lubricant pump 32, and ethylene glycol monobutyl ether acetate (solubility parameter = 18.2 [(J / cm ^Three ) ^1/2 The saturated vapor pressure at 20 ° C. = 40 Pa) was discharged at 5 μl / s during cleaning, and the moving speed of the cleaning head during cleaning was 30 m / min.
[0068]
Furthermore, suction was performed by the vacuum pump 35 so that the suction pressure at the suction port 21 was −300 Pa with reference to the atmospheric pressure.
[0069]
The time from the end of cleaning of the die 3 to the start of application was 2 seconds.
[0070]
Production of a color filter using a die coater equipped with the above coating die cleaning device was performed according to the following procedure.
[0071]
First, a resin light-shielding layer having a thickness of 1 μm and having openings of 60 μm in width and 250 μm in length in a grid pattern on a glass substrate having a size of 620 mm × 750 mm and having an interval of 100 μm in the short direction of the substrate and 400 μm in the long direction of the substrate . A thermosetting paint added with an R colorant on this light shielding layer was applied with a die coater so as to have a film thickness of 1.7 μm after drying, and dried at a temperature of 120 ° C. to form a coating film.
[0072]
Subsequently, the positive photoresist was applied onto the coating film with a die coater to which the coating die cleaning apparatus according to the present invention was applied under the above conditions, and dried to form a 1.7 μm thick photoresist film.
[0073]
Then, mask exposure was performed using an ultra-high pressure mercury lamp, and then the positive photoresist was developed to etch the coating film to form a relief pattern.
[0074]
Further, after peeling off the positive type photoresist, the coating film was thermally cured by heating and baking at 300 ° C. to obtain an R pixel. The above process was repeated for each pixel of G and B to obtain a color filter.
[0075]
The amount of wear of the cleaning member after the 10,000-sheet continuous production of the color filter by the above process and the visual appearance, the cleaning state of the die tip, and the number of the wear dust of the cleaning member mixed in the coating film Was as shown in the upper part of Table 1. The amount of wear of the cleaning member was not confirmed by visual observation, and the amount of mass reduction due to wear was 4 μg. In addition, there was no wiping residue or sticking of the coating liquid at the tip of the die, and no wear was mixed in the coating film. As a result, high quality color filters could be obtained with high productivity.
[0076]
Example 2
In the same manner as in Example 1, the positive photoresist was applied by a die coater to which the coating die cleaning apparatus according to the present invention was applied. At this time, as a lubricating liquid, a solution in which propylene glycol monomethyl ether acetate and n-butyl acetate were mixed at a weight ratio of 8: 2 (solubility parameter = 18.4 [(J / cm ^Three ) ^1/2 The same conditions as in Example 1 were used except that the saturated vapor pressure at 20 ° C. = 555 Pa) was used. The saturated vapor pressure at 20 ° C. of the mixed solution is obtained by converting the saturated vapor pressure at 25 ° C. of propylene glycol monomethyl ether acetate and n-butyl acetate into the saturated vapor pressure at 20 ° C. according to the Clausius-Clapeyron formula. , A value calculated as the saturated vapor pressure of the mixed solution according to Raoult's law.
[0077]
Under this condition, the amount of wear and visual appearance of the cleaning member after applying 10,000 sheets of positive photoresist continuously, the cleaning condition of the tip of the die, and the wear of the cleaning member mixed in the coating film The numbers are shown in the middle of Table 1. Scraping due to wear can be visually recognized at the position of the cleaning member in contact with the lip slope, the amount of wear is 8 μg, and the dried material of the coating solution remains stuck on the lip slope at the tip of the die, and wear also in the coating film Some contamination was observed. Although inferior to Example 1, both the die cleaning ability and the wear reduction performance of the cleaning member were effective, and the productivity of the color filter could be improved.
[0078]
Comparative Example 1
In the die coater to which the coating die cleaning apparatus according to the present invention was applied, the positive photoresist was applied under the same conditions as in Example 1 except that the die was cleaned without using a lubricant.
[0079]
The result of applying 10,000 positive photoresists continuously under these conditions is as shown in the lower part of Table 1. It can be visually observed that the cleaning member is greatly worn at the position in contact with the lip slope. Was 25 μg. Further, a thick coating of dried coating material was deposited on the lip slope at the tip of the die. In addition, many wear powders were mixed in the coated film.
[0080]
[Table 1]

[0081]
【The invention's effect】
As described above, when the coating die cleaning method and the cleaning device of the present invention are used for cleaning the lip surface and the lip slope of the coating die, the cleaning member and the lip are brought into contact with the coating die when the cleaning member is brought into sliding contact with the coating die. Since the lubricating liquid is supplied to the sliding contact portion with the inclined surface, the lubricating liquid does not mix with the coating liquid in the discharge port of the die, so that the wear of the cleaning member can be greatly reduced without causing a coating film defect.
[0083]
And if a color filter is manufactured using the above-described excellent coating die cleaning method and cleaning device, even if it is repeatedly applied, the cleaning member is less worn and there is no contamination of the coated material due to wear powder. Furthermore, it is possible to form a good coating surface without coating defects such as missing coating or uneven color at the coating start part of coating, and it is possible to manufacture high quality color filters with high productivity. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a die coater to which a coating die cleaning apparatus of the present invention is applied.
2 is a side cross-sectional view showing a cleaning state by the coating die cleaning apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a front view of the die coater of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of a cleaning head.
FIG. 5 is a front view showing an example of an arrangement relationship between a die and a cleaning member.
[Explanation of symbols]
1: Die coater
2: Base
3: Die
4: Glass substrate
5: Table
6: Sub-base
7: Die cleaning device for coating
8: Cleaning head
9: Prop
10: Elevating mechanism
11: Doctor lip
12: Backup lip
13: Sim
14: Discharge port
15: slit part
16: Manifold
17: Coating liquid supply port
18: Lip surface
19: Lip slope
20: Cleaning member
21: Suction port
22: Tray
23: Reciprocating mechanism
24: Lubricating liquid feeding unit
25: Waste liquid recovery unit
26: Career
27: Guide
28: Feed screw
29: Motor
30: Bearing
31: Lubricant tank
32: Lubricating liquid pump
33: Lubricating fluid piping
34: Waste liquid tank
35: Vacuum pump
36: Waste liquid piping
37: Discharge port
38: Cleaning member holder
39: Base
40: Cleaning member tip
41: Lubricant discharge port
42: Plate
43: Lubricating liquid supply pipe
44: Lubrication liquid feed hole
45: Cleaning start position
46: Cleaning end position
A: Table feed direction
B: Table return direction
C, D: Moving position of the cleaning head
θ: Angle formed by the lip surface and the cleaning member

Claims

A coating die cleaning method for cleaning a discharge port surface of a coating die for discharging a coating liquid from a discharge port and an adjacent surface thereof , wherein a liquid is applied to a sliding contact portion between a cleaning member and the adjacent surface of the discharge port surface. by supplying, after depositing the liquid on the adjacent surface of the discharge port surface, the discharge port face and the discharge port surface of the cleaning member on the adjacent surfaces by sliding contact with the coating die longitudinally and its A method for cleaning a coating die, wherein the coating liquid adhering to an adjacent surface is removed.

The method for cleaning a coating die according to claim 1, wherein the liquid is a solvent that is mutually soluble with a constituent solvent of the coating solution.

The solubility parameter δ _solv [(J / cm ³ ) ^1/2 ] of the liquid is in _{contrast to} the solubility parameter δ _coat [(J / cm ³ ) ^1/2 ] of the coating solution, with the formula δ _coat −2 < [delta] _solv <cleaning of coating die of claim 1 or 2, characterized in that the liquid is in the range represented by [delta] _coat +2.

The method of cleaning a coating die according to any one of claims 1 to 3 , wherein the liquid is a liquid having a saturated vapor pressure of 100 Pa or less at 20 ° C.

A color filter manufacturing method involving a coating die cleaning step, wherein the coating die cleaning step uses the coating die cleaning method according to any one of claims 1 to 4. A method for producing a color filter.

A coating die cleaning device for cleaning a discharge port surface of a coating die and a surface adjacent thereto for discharging a coating liquid from a discharge port, wherein a liquid is applied to a sliding contact portion between a cleaning member and the adjacent surface of the discharge port surface. A liquid adhering means for adhering liquid to an adjacent surface of the discharge port surface by supplying, and adhering to the discharge port surface and its adjacent surface by slidingly contacting the discharge port surface and its adjacent surface in the longitudinal direction of the coating die; A cleaning device for a coating die, comprising a cleaning member that removes the coating liquid.

An apparatus for manufacturing a color filter comprising a coating die and a coating die cleaning device, wherein the coating die cleaning device is the coating die cleaning device according to claim 6. Color filter manufacturing equipment.