WO2005092515A1

WO2005092515A1 - 塗工装置、塗工方法およびそれから得られる表示部材

Info

Publication number: WO2005092515A1
Application number: PCT/JP2005/004744
Authority: WO
Inventors: Yoshinori Kajino; Hirofumi Kobayashi; Tetsuo Suzuki; Yoshihiko Kubo; Osamu Wada
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2005-10-06
Also published as: CN1933920A; JPWO2005092515A1; TW200538208A

Abstract

　吐出脈動が抑制され、膜厚均一性に優れた薄膜塗膜が得られるほか、吐出応答性に優れた塗工方法及び塗工装置を提供する。塗液供給手段（例えばシリンジポンプ３）から塗工手段（例えばダイ口金６）の間で、吐出脈動を緩衝する部材（部位５）を設ける。シリンジポンプで発生した吐出脈動は、脈動緩衝部位５の内部に配した脈動を緩衝する部材５ａの体積変動によって緩衝され、ダイ口金からは脈動の抑制された定量吐出が得られる。

Description

明細書

塗工装置、塗工方法およびそれから得られる表示部材

技術分野

[0001] 本発明は塗工装置に関し、とりわけ間欠的な塗工に適した塗工装置に関し、またそれを用いた塗工方法に関し、塗液の吐出脈動を極力排してこれに起因する膜厚変動を防止し、かつ間欠的塗工であっても吐出応答性の良好な塗工装置を提供するものである。本発明に係る塗工装置は、例えばフィルムやガラス等の基板上に磁性体や薄膜などの塗膜を均一に塗布する場合のほか表示デバイス、表示デバイス用カラ一フィルタ、 LCDアレイ、光学フィルタに好適に用い得る。

背景技術

[0002] 近年、記録媒体などの製造工程にお!/、ては、フィルム等の基体上に磁性体や塗料などの薄膜を均一に塗布したいとの要請があり、塗液の吐出脈動を極力減少させた送液手段が種々創案されてヽる。

[0003] この最たる分野である、光学フィルタ用のブラスティック基板や、液晶ディスプレイ用のガラス基板、カラーフィルタ用のガラス基板などにおいては、塗工長さが 2mにも満たないような比較的小さな基板に様々な塗料を薄ぐし力も均一に塗布する技術が強く要請されている。

[0004] 工業的にこのような基板に塗膜を形成する方法として、被塗工材を 1枚ずつコータに供給し、塗料を供給'塗布し、乾燥などの次工程に搬送する枚葉塗工方式が採用されており、従来、枚葉塗工方法としてはロールコーティング法、バーコーティング法、ダイコーティング法等が広く用いられている。

[0005] ロールコーティング法は、ゴムロールなどのロールを介して塗液を基板に転写する方法であり、長尺の被塗工材、ロール状の巻き取られた被塗工材への塗工を行うことができる力塗液がパン力アプリケーションロール、基板へ順次送られる関係上、塗液が空気に曝される時間が長ぐ塗液の吸湿による変質が起こりやすいのみならず、異物の混入も発生しやすい。また、高粘度の塗液を用いる場合や厚膜の塗工を行うときは膜厚変動も大きぐ適していない。 [0006] バーコーティング法は、ロッドに細、ワイヤを卷、たバーを用いて基板に塗液を塗布する方法であり、この方法では、ロッドに巻かれたワイヤが基板に直接接するため、塗液が非-ユート-アンであったり粘度が高い場合は、レべリング性が悪ぐワイヤの跡が残ると、つた欠点を持って、る。

[0007] ダイコーティング法は、従来力厚膜の塗工や、高粘度の塗料を連続塗布する用途に広く採用されてきた。ダイコータを用いて被塗工材に塗膜を形成する場合には、カーテンフロー法、押し出し法、ビード法などの塗工方法が知られる。通常、ダイコータの口金を被塗工材に近接させた状態で口金に設けられたスリットから塗料を吐出して、口金と一定の間隔を保って相対的に走行する被塗工材との間に塗料ビードと呼ばれる塗料溜りを形成し、この状態で被塗工材の走行に伴なつて塗料を引き出して塗膜を形成する。そして、塗膜形成により消費される塗料と同量の塗料をスリットから供給することにより塗膜を連続的に形成するビード法を採用すれば、形成された塗膜は膜厚の均一性を力なり高い精度で実現することができる。

[0008] そこで近年に至っては、膜厚均一性を要求する間欠塗工においてはダイコータを用いることが提案されてきており、カラーフィルタの製造などへの応用が種々創案されている。

[0009] しかしながら、前記従来の方法では、塗液供給手段を精密化することで一定の膜厚の均一性を確保できるものの、塗液供給手段やその他駆動部の振動などの影響でダイ口金力もの吐出に脈動が生じ、塗液ビードが微少に振動して周期的なムラゃ不規則なムラを発生することがあった。近年では特に表示体用途の分野において、極めて微少な膜厚変動であっても表示ムラとして視覚的に認識され、品位に影響を及ぼすとされており、塗膜均一性への要求は日増しに高まる傾向にある。

[0010] ダイコータを用いる方法で更に均一な塗膜を得るためには、膜厚均一性の極限を追求する必要があるため、送液手段の振動や擦動部の不均一な動き、送液配管の振動などによる、微少な吐出の脈動や振動を完全に除去することが必要となる。

[0011] 一般的に送液手段力発生する吐出脈動の影響を除く手段としては、通常エアチヤンバゃアキュムレータ等の蓄圧器を設置することが提案されている。

[0012] し力しながら、エアチャンバ等の気密室を設けた構成においては、塗液の滞留部分が多、ために変質しやす!/、塗液には好ましくなぐまた空気が塗液に接することによる変質や溶解の問題がある。蓄圧型アキュームレータにおいては、塗布操作開始時には蓄圧器によって吐出圧が吸収され、塗液の吐出遅れという問題を生じ、また、塗布操作停止時には蓄圧器に溜まった圧力が開放されるまで吐出が一定時間続いてしまうという応答性の悪さが指摘される。すなわち、間欠塗工を行う場合に力かる蓄圧器は均一な塗膜形成を非常に困難にしている (例えば、特許文献 1参照)。

[0013] また、脈動を緩衝する部材として、種々の発泡弾性体を流路内に配することが提案されているが (例えば、特許文献 2,特許文献 3参照）、液中に配した発泡体から空気が液中に漏れ出だしたり、あるいは発泡体に液体が浸透することでその弹性能が早期に失われるなどの問題をもっていた。この点については、該発泡弾性体を被覆コ一ティングする方法なども考案されてヽるが、被覆材が弾性体と接着状態である場合、弾性体の体積変動が被覆材との接着面によって阻害されてその弾性能が損なわれ、大きな圧力の変動には応答できても微少な脈動の緩衝は困難である。また、被覆材と弾性体が密着状態であるものの接着状態にな、場合にぉ、ては、内部弾性体の体積変化によって被覆材とのずれが生じることで新たな二次的振動が発生したり、被覆材に皺やくびれが発生して、これも極めて微少な脈動を緩衝する用途においては無視できない振動原因となっている。すなわち、従来考案されてきた流体の圧力脈動を緩衝する手段では、特に表示用デバイスなどの用途において要求される微少な膜厚ムラを改善する迄には到っておらず、また、吐出脈動の緩衝効果と吐出応答性を両立するものではな、ため、間欠塗工における極めて均一な塗膜の形成は未だ解決されていない。

特許文献 1：特開平 10- 159803号公報

特許文献 2：特開 2000-18202号公報

特許文献 3：特開 2002— 61788号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] 本発明は、力かる従来技術の課題を解決せんとするものであり、その目的とするところは、吐出脈動のな！ヽ膜厚均一性に優れた薄膜塗膜が得られる塗工装置を提供することにある。さらには、吐出応答性に優れた高精度の間欠塗工装置、及び塗工方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

カゝかる課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち、

(1)少なくとも塗液供給手段ど塗液を基材に塗工する塗工手段を具備し、これらが配管を介して接続されて、塗液を基材に塗工する塗工装置であって、該塗液供給手段による吐出圧力が及ぶ任意の場所に、吐出脈動を緩衝する部材が配されており、前記吐出脈動を緩衝する部材が、少なくとも内部に封入された気体と該気体を封入する材料とからなる部材であることを特徴とする塗工装置。

(2)前記吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重が、前記気体を封入する材料の真比重に対して 2分の 1以下であることを特徴とする前記（1)に記載の塗工装置。

(3)前記吐出脈動を緩衝する部材の接液面積が該吐出脈動を緩衝する部材の表面積の 60%以上であることを特徴とする前記（1)または（2)に記載の塗工装置。

(4)前記吐出脈動を緩衝する部材の、下式（1)で表される扁平性指数 Aが 1. 4以上 20以下である前記（1)一 (3)の、ずれかに記載の塗工装置。

A=S/ (4. 84 XV^2/3) (1)

ここで、 Sは、 25°C、 1気圧における前記吐出脈動を緩衝する部材の塗液との接液面積 (cm²)、Vは前記条件における該吐出脈動を緩衝する部材の体積 V(cm³)を表す

(5)前記気体を封入する材料の 40°C、 90%RHの条件における酸素透過率が 250 Ocm³Zm²'dayMPa以下であることを特徴とする前記（1)一（4)のいずれかに記載の塗工装置。

(6)塗液を基材に塗工する方法としてダイコーティング法を用いることを特徴とする前記（1)一 (5)の、ずれかに記載の塗工装置。

(7)塗液供給手段による流路内圧をさらに高める手段を具備し、該手段によって流路内圧が高められた区間に前記吐出脈動を緩衝する部材が配されていることを特徴とする前記（1)一 (6)の、ずれかに記載の塗工装置。

(8)塗液供給手段として少なくともピストン型定量ポンプが用いられてヽる前記（1)一 (7)の、ずれかに記載の塗工装置。

(9)塗工手段から吐出される塗液の 1秒あたりの吐出量 Qが 0. 1— 20cm³であることを特徴とする前記 (8)に記載の塗工装置。

(10)前記吐出脈動を緩衝する部材の 25°C、 1気圧における体積 V (cm³)と塗工手段から吐出される塗液の 1秒あたりの吐出量 Q (cm³)力下記式（2)を満たすことを特徴とする前記（8)または（9)に記載の塗工装置。

[0016] 0. 05≤V/Q≤2 (2)

(11)吐出開始時の流路内圧の上昇挙動を測定する手段を具備することを特徴とする前記（8)— (10)の、ずれかに記載の塗工装置。

(12)前記（1)一（11)のいずれかに記載の塗工装置を用いて基材に塗液を塗工する塗工方法。

( 13)前記（ 12)に記載の塗工方法を用 V、て塗工を行う工程を含むカラーフィルタの製造方法。

( 14)前記（ 12)に記載の塗工方法を用 Vヽて塗工を行う工程を含む LCDアレイ基板の製造方法。

(15)前記（13)または（14)に記載の方法で得られた、カラーフィルタまたは LCDァレイ基板を用いたことを特徴とする表示デバイス、である。

発明の効果

[0017] 本発明によれば、吐出脈動の影響を低減した、膜厚均一性の高! ヽ薄膜塗膜を安定して得ることができ、とりわけ間欠的に基材に塗工する場合に好適である。

[0018] また、塗液流路内の内圧を上昇せしめる場合に、該圧力流路中に配した吐出脈動を緩衝する部材は、その体積変化の応答性が高まるので、より効果的に吐出脈動を緩衝するほか、吐出応答性が高ぐ膜厚均一性を更に高めることができる。さらには、吐出時の流路内圧を測定する手段を具備する場合は、脈動を緩衝する部材の劣化を検知することも可能となり、より生産性の高い塗布装置とできる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明における脈動を緩衝する部材を備えたダイコータ式塗工装置の一実施例を示すフロー図である。 [図 2]本発明における脈動を緩衝する部材と流路内圧上昇手段及び部材劣化検知機能を備えたダイコータ式塗工装置の一実施例を示すフロー図である。

[図 3]従来のダイコータを使用した塗工の一実施例を示すフロー図である。

[図 4]従来のダイコーターに公知のエアチャンパ式アキュームレータを組み合わせたダイコータ式塗工の一実施例を示すフロー図である。

[図 5]実施例 1、 2の膜厚測定結果である。

[図 6]実施例 5の膜厚測定結果である。

[図 7]比較例 1、 2の膜厚測定結果である。

[図 8]比較例 3、 4の膜厚測定結果である。

符号の説明

[0020] 1:塗液タンク

2:吸引側切替弁

3:シリンジポンプ

4:吐出側切替弁

5:脈動緩衝部位

5a：吐出脈動を緩衝する部材

6:ダイ口金

7:基材

8:ステージ

9:圧力計

10:流路内圧上昇手段

11:制御部シーケンサ

12:ポンプ駆動回路

13:エアチャンバ式アキュームレータ

C1:モーター駆動信号

S1:圧力計設定圧到達信号

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明を実施するための形態を具体例を挙げつつ説明するが、本発明はここで挙げた具体例にのみ限定されるものではない。

[0022] 本発明の塗工装置は、膜厚の均一性が求められ、塗液の吐出脈動を問題としてとらえなくてはならないような非常に高い精度を求められる塗布方法に好適に用いることができる。そのような塗布方法としては、ダイコーティング法、ロールコーティング法、バーコーティング法等が挙げられる。

[0023] 本発明は連続的に塗布を行う場合にも採用できるが、応答性に優れているため間欠的に塗布を行う場合に極めて優れた特性を発揮する。連続的塗工と間欠的塗工の区別は、前者に用いる基材は一般的には長尺であり、塗膜が定常塗工状態になるまでの非定常塗工部位は原則的には製品化せず定常的に塗工された部分を利用する塗工方法であるのに対し、後者は 1つの基材に 1回乃至複数回の塗工の停止が含まれた塗工方法や枚葉型の基材に代表される、塗工初期から塗工終端までの全ての部位を 1つの製品単位として利用する塗工方法、あるいは、 1つの基材に対する塗工時間が数分以下若しくは 1つの基材に対する塗布長さが数 m以下である基材に施す塗工方法として区別される。

[0024] 本発明は吐出脈動の影響を低減し均一な塗膜を得る塗工装置であって、特に間欠的に塗工を行う装置において好適に用いることのできる技術に関する。本発明の塗ェ装置に用いる塗液供給手段は塗液を塗工手段に送出する手段であり、例えばギャポンプ、ダイヤフラムポンプ、チューブポンプ、 CTポンプ（Coaxial Tubephragm Pump,コガネィ社製）、スネークポンプ、ピストン型ポンプ等の様々な動力機器が挙げられる。これらの手段は、単独でもちいても良いが複数種を組み合わせて用いても差し支えない。本発明においては定量性'応答性に優れ均一な膜厚が得られるビストン型定量ポンプを用いることが好まし、。

[0025] 本発明の塗工装置によって塗工する方法としては、矩形の基材に均一な膜を形成すると、う点で、ロールコーティング法やバーコーティング法やダイコーティング法が適して!/、るが、ロールコーティング法やバーコーティング法では塗液への異物の混入や空気曝露による塗液の変質、吸湿のおそれがあり、また、高粘度の塗液や厚膜塗ェ時の膜厚均一性に優れるという点があるので、ダイコーティング法を用いることが好ましい。このダイコーティング法においては、塗工手段としては一般的にダイ口金が用いられる。ダイ口金の形状としては、塗液の粘度と吐出スリットの圧損を考慮したスリット間隙とし、スリット幅は塗布基材の大きさや塗布幅によって決定され、ダイ口金内部のマ-ホールド形状については、 Tダイやコートハンガーなど、スリット幅方向に均一な吐出が得られる工夫がなされている。また、マ-ホールド部への塗液注入経路は 1力所でも良いが数力所に分けてあっても構わない。

[0026] 次に具体例として、ピストン型定量ポンプの 1つであるシリンジポンプを用いたダイコータの塗工装置を例に挙げてさらに詳細に説明する。もちろん本発明は、係る態様に限定されるものではない。

[0027] 図 1は本発明の一実施形態である枚葉塗工装置の一例を示す送液フロー図であり

、塗液貯蔵タンクカゝらダイ口金までの流れを示したものである。塗液タンク 1から下流に設けられた吸弓 I側切替弁 2を開き、吸弓 I側切替弁 2の下流に設けられたシリンジポンプ (塗液供給手段） 3で塗液の吸引を開始する。この状態では吐出側切替弁 4は閉じられている。

[0028] 塗液が所定量吸引された後に吸引側切替弁 2を閉じ、シリンジポンプ 3の下流に設けられた吐出側切替弁 4を開きシリンジポンプ 3の送液を開始する。この動作によりステージ 8上の被塗工材 7とダイ口金 6間に塗液の液だまり（ビード）が形成され、その後ステージ 8をダイ口金 6に対して相対的に移動させることにより塗膜を形成する。ステージ 8の移動が所望の塗布面積に達する力、もしくはその前に吐出側切替弁 4を閉じ、塗工を終了する。

[0029] 本発明では、図 1の態様においては、シリンジポンプ 3からダイ口金 6の間に吐出脈動を緩衝する部材を配する部位 5を設けて、その中に脈動を緩衝する部材 5aを配している。シリンジポンプ 3で吐出シーケンスが開始されると送液配管やダイ口金スリツトの圧力損失で少なからず流路内圧が上昇し、塗液供給手段等で発生した吐出脈動は流路内圧の脈動となる。この圧力脈動は、塗膜の厚み変動の要因となるが、塗液流路内に吐出脈動を緩衝する部材がその影響を緩衝するので、吐出脈動が均一化され、膜厚変動のない均一塗膜を得ることができる。

[0030] 上記の例では、シリンジポンプ 3とダイ口金 6の間の経路の中に吐出脈動を緩衝する部材 5aを設けたが、該経路に枝管を設けて前記の脈動を緩衝する部材が封入された室を設けても良ぐエンジニアリング的にはやや困難性がある力シリンジポンプ内あるいはダイ口金内に吐出脈動を緩衝する部材を配しても差し支えなヽ。

[0031] 本発明に用いる吐出脈動を緩衝する部材とは、吐出の脈動によって生じる流路内圧の変動を、部材の体積変化によって吸収緩和し、流路内圧を均一化する作用を有する部材であるものが望ましぐ力かる作用を発現させるために必要な性質としては、振動や衝撃を吸収すること、外圧の変動による体積変化の応答速度が早いこと、塗液などの接触で塗液および吐出脈動を緩衝する部材の双方が材質変化を起こさないこと、加圧して吐出脈動を緩衝する部材の密度が高くなつても柔軟性が損なわれないこと、体積変動時に振動を発生しないこと、繰り返し圧縮でも塑性変形しないこと等が挙げられる。

[0032] このような性質を持つ部材として、本発明では内部に封入された気体と該気体を封入する材料カゝらなる部材を用いる。内部に封入された気体と該気体を封入する材料力なる部材をもちいることによって、前記以外の方法、例えば、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、フッ素ゴム等のポリマー系エラストマ一やゲルエラストマ一等の発泡弾性体を用いた場合と比較して、微弱な圧力変動であっても応答性の良、体積変化が得られ、間欠塗工における繰り返し圧縮でも塑性変形せず、長期にわたる連続使用が可能になる。

[0033] また、気体を直接塗液流路中に配する方法と比較して、塗液が気体に接することによって変質する問題や、送液振動により微細気泡化して該気体が流出し塗布欠点となる問題、気体が塗液に溶解して一定の気体体積の保持ができず脈動緩衝効果に経時変化が生じるといった問題が生じない。特に、気体を変形応力の小さい低透過性の材質にて封入し袋状となす事で、外圧に対する体積変化の応答性に優れ、流体内で安定した形状を維持しうる部材を得ることができる。

[0034] このような気体を封入するための材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビュルアルコール、ポリ塩化ビュル、ポリ塩化ビ-リデン等の汎用フィルムやポリアタリレートゴム、ポリエーテルウレタンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、その他フッ素ゴム等のポリマー系エラストマ一等が挙げられる。気体を封入するための材料の剛性によって封入された気体の体積変化の応答性が損なわれるようであれば、十分な脈動緩衝効果を発揮しないおそれがあり、好ましくは気体を常圧で封入したときの表面硬さがショァ C硬度 70以下になり、更に微弱な脈動を緩衝する目的においては 50以下となる材料を用いることが好ましぐその様な気体の体積変化を阻害しな!、材質で封入するのであれば、気体の封止圧は流路内圧にあわせて!/、かように設定しても良い。なお、本発明において説明するショァ C硬度とは、高分子計器株式会社製 ASKER (登録商標) C硬度計で求められた値である。また、該吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重は、該気体を封入する材料の真比重に対して 2分の 1以下であることが好ましぐ好ましくは 4分の 1以下、更に好ましくは 6分の 1以下である。下限としては特に制限はないが、余りに小さいと封入された気体のノリア性が損なわれるので前述のガスノリア性を維持できる程度とすることが好ましい。ここで、該吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重とは、該吐出脈動を緩衝する全体の部材の質量を前記部材全体の体積で除算したものであり、気体を封入する材料の真比重とは、内部の気体を除!ヽた気体を封入する材料単体の質量を前記材料単体の体積で除算したものである。

[0035] さらに、前記気体を封入する材料が具備すべき好まヽ性質としては、液体 (塗液成分)及び気体に対して低透過性を有することと、塗液によっては耐溶剤性などが挙げられる。気体を封入した脈動脈動を緩衝する部材に圧力をかけると、封入材の材質によっては塗液が該材料の内部へ浸入したり、逆に封入された気体が透過して外部へ抜けてしま、脈動緩衝効果が損なわれる可能性があるため、可能な限りガスバリア性の高！、封入材を用いた方がよ！ヽ。例えば封入する気体に空気を用いた場合は、空気の主成分である窒素と酸素の透過率を考慮する必要があり、また生産性の高い塗工装置を目的とするならば、少なくとも数時間以上の連続使用を考慮する必要があるため、前記気体を封入する材料は、 40°C、 90%RHの条件における酸素透過率が 2500cm³/m²'dayMPa以下の材料を用いることが好ましぐさらには後述する力流路内圧が高まることによって気体を封入した材料に高圧が力かる場合や、さらに長期の使用を考慮するならば、酸素透過率が 30cm³Zm² · day · MPa以下の材質を用いることがより好ま、。

[0036] 前記ガスノリア性の高いフィルムとして、表面に金属蒸着処理を施したフィルムや耐溶剤性の高、フィルムを用いたり、内壁には熱融着性の材料をコーティング又は積層し、ヒートシール可能とした複合フィルムも好ましく用いることができる。これら複合フィルムを用いることは、安価でシール性が良ぐ耐溶剤性の高い吐出脈動を緩衝する部材を得ることができ好まし、。

[0037] なお、脈動を緩衝する部材に用いる気体に、酸素よりも透過性が低ヽ気体、例えば窒素やアルゴンなどを用いても同様の効果を得ることができる。また、ガスバリア性の高、封止材と低透過性のガスを併用することによって更に高、ガスバリア性を発揮することちでさる。

[0038] 本発明の吐出脈動を緩衝する部材のより好ましい形態としては、可能な限り塗液との接液面積を広く取り、少なヽ体積でより効果的に脈動の緩衝効果が得られるようにしたり、および Zまたは、圧縮による皺やくびれを生じない形状とし、脈動を緩衝する部材の変形で二次的振動が発生しない構造とするのがよい。ここで、接液面積とは、吐出脈動を緩衝する部材が塗工装置中に配された状態において、塗液と接触している面積の合計をいう。

[0039] 接液面積は該脈動を緩衝する部材の表面積の 60%以上、好ましく 80%以上、最も好ましくは 95%以上とすることが好ま U、。接液面積を該脈動を緩衝する部材の表面積の 60%以上とすることによって、少ない体積でより効果的に脈動の緩衝効果を得ることができる。接液面積、表面積は、塗液の圧力 1気圧、温度 25°Cにおける値を用いる。

[0040] また、前記吐出脈動を緩衝する部材の下記式（1)で表される扁平性指数 Aが 1. 4 以上 20以下であることが好まし、。

A=S/ (4. 84 XV^2/3) . . . (1)

ここで、 Sは、 25°C、 1気圧における脈動を緩衝する部材の塗液との接液面積 (cm²) 、 Vは前記条件における脈動を緩衝する部材の体積 V (cm³)を表す。

[0041] 体積が一定の場合、形状が真球の時に表面積が最小となる。体積 V(cm³)の真球の表面積は 4. 84 XV^2/3となるため、上記式（1)で表される扁平性指数 Aは前記吐出脈動を緩衝する部材の接液面積が同体積の真球の表面積の何倍である力を表しており、扁平性指数 Aが大きいほど扁平であることを示している。扁平性指数 Aを 1. 4以上とすることによって特に少ない体積でより効果的に脈動の緩衝効果を得ることができ、圧縮による皺やくびれを発生せず、脈動を緩衝する部材の変形による二次的振動を抑制することができる。また、 20以下とすることによって、特に吐出応答性に優れた塗工装置とすることができる。扁平性指数 Aのさらに好ましい範囲は 3以上 10 以下である。

[0042] 例えば、前記吐出脈動を緩衝する部材を形成するにあたり、 2枚のシート状の封入用材料を貼り合わせ、外周部をシールした扁平な形状とすることは、気体を球状に封入した場合と比較して何倍もの接液面積が得られるので、封入された気体の体積が少なくても十分な脈動緩衝効果が得られ、吐出応答性に優れた脈動を緩衝する部材となる。また、全表面が塗液に接するよう流路内にに配した部材には、全方向から均一に圧力が加わるが、上記式（1)満たすよう実質的に扁平な形状とした部材の圧縮による変形は、より扁平な形状への変形にとどまる。従ってたとえ高い圧縮応力が加わっても気体を封入する材料に皺やくびれが生じ難ぐ皺やくびれによる体積変化の遅れや振動発生が抑制でき、また、かかる形状は、材料そのものの変形量を抑えることが可能であり、耐屈曲性、塑性変形応力、弾性回復力等の気体を封入する材料の力学特性に対する要求特性も軽くなる利点があり、材料の選択の幅が広がるので好ましい。

[0043] し力しながら扁平性指数 Aを無制限に大きく取ることは流路内への配置を難しくするほか、封止用材料の体積ば力りが増大し見かけ比重の減少にもつながり、脈動緩衝に有効に働く気体部分の実質的な接液面積を大きく取ることに貢献しなくなる。従つて、扁平性指数 Aは 20以下であることが好ましい。また、扁平性指数 Aのより好ましい範囲は 2以上 10以下である。

[0044] 本発明の吐出脈動脈動を緩衝する部材において、その封止される体積としては特に制限はなぐ緩衝したい脈動強度と要求される吐出応答性に応じて適宜定めればよい。前記吐出脈動を緩衝する部材はポンプの吐出安定性 ·吐出応答性が最重要視される間欠塗工の用途に好ましく用いることができる。

[0045] 間欠塗工の用途においては、その吐出速度は低速であることが多ぐこの様な目的に好適に用いられるポンプとしては、例えばピストン型定量ポンプが挙げられる。吐出速度については塗布対象となる基材の大きさや塗布速度等、その用途において設計される数値であって、特に限定するものではないが、本発明の脈動脈動を緩衝する部材は、特に塗工手段から吐出される塗液の 1秒あたりの吐出量 Qが 0. 1— 20 cm³である、極めて吐出速度の小さなポンプにおいて発生する脈動であっても、微少な脈動の緩衝と吐出応答性を両立することが可能である。

[0046] 前記ピストン型定量ポンプの様に、機構的に吐出安定性に優れたポンプを使用する場合は、吐出応答性を悪化させることなくさらに脈動緩衝効果を高めることが重要である。このような間欠塗工の場合には、前記吐出脈動を緩衝する部材の 25°C、 1気圧における体積 V (cm³)と塗工手段から吐出される塗液の 1秒あたりの吐出量 Q (cm 3)力下記式（2)を満たすことが好ましい。さらに好ましくは、下記式（3)を満たすことが好ましい。

[0047] 0. 05≤V/Q≤2 (2)

0. 05≤V/Q≤0. 5 (3)

上記式（2)、好ましくは上記式（3)を満たすことによって、特に脈動緩衝効果と吐出応答性に優れた塗工装置とすることができる。

[0048] 本発明の塗工装置の好ましい態様として、本発明の塗工装置は図 2に図示するごときの塗液供給手段とは別の流路内圧をさらに高める手段 10を具備することが好ましい。流路内圧をさらに高める手段とは、該手段を設けたときの塗液供給手段により高まる流路内圧が該手段を設けないときの流路内圧の 1. 1倍以上となる領域を生じる手段をいう。係る手段で流路内圧が高められた場所に吐出脈動を緩衝する部材が配されると、微少な吐出脈動であっても高められた流路内圧によって該部材による緩衝の応答性が向上し、より効果的に脈動を緩衝させることができるほか、瞬間的に発生する負圧の脈動であっても該部材の体積復元によって吐出を安定させることが可能である。流路内圧を上昇せしめる手段 10としては、流路配管の一部を細くすることや、流路途中にオリフィスや開度調整バルブを設置する等の方法を挙げることができる。

[0049] 本発明において、塗工装置中の標準的な流路内圧としては特に制限は無いがェンジニアリング上の経済性をふまえると上限としては IMPa以下の範囲が好ましぐシリンジポンプのような吐出脈動の少な、定量間欠吐出を目的としたポンプを用いる場合は、さらに低い内圧でも十分な効果が期待できるため、ピストンのシール性ゃ流路切替弁の作動圧を考慮すれば 0. 5MPa以下とすることがより好ましい。下限としては特に制限はないが、流路内圧が脈動を緩衝する部材を圧縮させうる圧力に達していなければ、当然のことながら体積変動による圧力脈動の緩衝効果は生まれないため、脈動を緩衝する部材に気体を用いる場合であっても、少なくとも常圧以上の内圧にしておくことが好ましい。

[0050] さらには、ポンプ吐出側に配した圧力センサと記録計等により、吐出開始直後から徐々に高まる流路内圧の上昇勾配を把握し脈動脈動を緩衝する部材の劣化を検知する手段を具備することによって、警報を発して点検を促したり、ポンプの供給を停止する等への利用も可能となる。

[0051] 以上説明した実施形態はほんの一実施形態であり、本発明の要旨を損なわない範囲で種々の変更が可能であり、本発明は上述した具体的な実施形態に限定されるものではなぐ均一な間欠的塗工が要求される各種表示デバイス、表示デバイス用カラ一フィルタ、光学フィルタ等のあらゆる分野への応用が可能である。

[0052] 例えば、カラーフィルターの製造工程に用いるときは、 RGBの各画素や画素間に存在するブラックマトリクス、また、オーバーコート層の全て若しくは一部を本発明の塗工装置を用いて行、、画素やブラックマトリクスの場合は塗液自身に感光性をもたせあるいは更にその上に感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィ一法を用いてパターン形成することができる。得られたパターンは必要により熱硬化などの処理を行い、また、電極や配向膜などの構成を形成する工程を経て、カラーフィルタ一となる。 LCDアレイにっ、ても同様であり、本発明の塗工装置な!/、しは塗工方法を用いる他は従来公知の方法を用いることで LCDアレイを製造することができる。

実施例

[0053] 以下、本発明について実施例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな、。

(評価方法）

A.酸素透過率 JIS K 7129 (1999)に従って、モダンコントロール社製、 OX— TRAN2Z20を用いて、温度 40°C、湿度 90%RHの条件下で測定した。

B.干渉ムラ

塗膜の均一性の評価として、波長 589nmの単一波長の Naランプを乾燥塗膜表面に照射しその反射光を目視にて観察する手法を用いた。この評価方法は単一波長の光源を使用することでガラス表面と塗膜表面力ゝらの反射光が干渉し、極めて微少な塗膜の膜厚変動であっても干渉ムラとして視認できる評価方法である。

塗工方向にみた塗工開始位置からの距離 (以下、塗工距離とする）が、塗工開始位置力も塗工終了位置までの距離の 30— 70%である範囲について、塗布方向に垂直な方向（ダイ口金に平行な方向）を長手方向とするスジ状の干渉ムラが存在する力観察し、以下の基準で判断した。

優：干渉ムラが全く存在しな、

良：ごく薄、干渉ムラが存在する

可:薄い干渉ムラが存在する

不可：濃ヽ干渉ムラが存在する

干渉ムラが不可の場合、カラーフィルターの着色層に用いる場合は、薄膜トランジスタ基板を用いた液晶表示パネルと張り合わせ表示モニタとした際に画面の濃淡ムラとなり使用することができない。また、カラーフィルタの保護膜ゃスぺーサー柱材の塗布、 LCDパネルとする際の配向膜の塗布に用いる場合、 LCD液晶層のギャップムラゃ配向ムラとなって、表示モニタとしての品位を悪化させるため使用することが出来ない。

C.平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅

大塚電子製の接触膜厚計 (装置名： MCPD-2000)を用いて、塗布幅の中央線上の膜厚を、塗工距離 2mm— 450mmの範囲について、 2mm間隔で膜厚を測定した。 a.平均膜厚

塗工距離 400mm— 450mmの範囲（定常塗工部）の膜厚の平均値を平均膜厚とした。

b.膜厚分布幅塗工距離 400mm— 450mmの範囲（定常塗工部）における膜厚の最大値と最小値の差を膜厚分布幅 Rとし、下記基準で評価した。

優：膜厚分布幅 Rが 0. 005 /z m以下

良：膜厚分布幅尺力 ^s0. 005 /z mJり大さく、力つ 0. 01 /z m以下

可： II厚分布幅尺力 ^s0. 01 /z mより大さく、力つ 0. 03 /z m以下

不良:膜厚分布幅 Rが 0. 03 mより大きい

膜厚分布幅 Rは小さいほど好ましいが、 0. 03 m以上の場合、カラーフィルターの着色層に用いる場合は、液晶表示装置用薄膜トランジスタ液晶パネルと張り合わせ表示モニタとした際に画面の濃淡ムラとなり使用することができない。

また、カラーフィルタの保護膜ゃスぺーサー柱材の塗布に用いる場合は、液晶表示装置の液晶層のギャップムラとなり表示モニタとしての品位を悪ィ匕させるため使用することが出来ない。

c塗工安定距離

塗工距離 2mm力塗工距離の大きな方向に順に観察した際、最後に上記平均膜厚の ±0. 5%の範囲外となる点の塗布開始点力もの距離を塗工安定距離とし、下記基準で評価した。

優：塗工安定距離が 10mm以下

良：塗工安定距離が 10mmより大きぐかつ 15mm以下

可：塗工安定距離が 15mmより大きぐかつ 20mm以下

不可：塗工安定距離が 20mmより大き、か、もしくは塗工距離が 50mmより大きヽ範囲で上記平均膜厚の ±0. 5%の範囲外となる点が存在する

塗工安定距離は小さいほど好ましいが、 20mm以上になると、特に間欠塗工の用途においては一つの基材内で不良となる領域が増えるため使用上問題となる場合がある。

D.連続使用性能

連続して 1000枚のガラス基板に塗工を行い、 500枚目、 1000枚目の塗膜について、上記 A項の干渉ムラ評価を行い、以下の基準で判断した。

優： 1000枚目の塗膜の干渉ムラが優である良： 1000枚目の塗膜の干渉ムラが良、または可である

可： 500枚目の塗膜の干渉ムラは優、良または可であり、かつ 1000枚目の塗膜の干渉ムラが不可である

不可： 500枚目および 1000枚目の塗膜の干渉ムラが共に不可である

(実施例 1)

図 1に本実施例で用いた塗工装置であるスリットダイ方式塗工装置の送液フロー図を示す。塗液供給手段として内径 18mmのピストン型シリンジポンプ 3を用い、塗工手段として吐出スリット幅 620mm、スリット間隙 100 mのダイ口金 6を使用した。また、塗液滞留部を極力排した構造の吐出脈動を緩衝する部材を封入する室 5を流路に設け、吐出脈動を緩衝する部材 5aとして、大きさ 20 X 20mm、厚み 100 /z m (酸素透過率： 800cm³Zm² · day-MPa)のポリエチレンフィルムを 2枚貼り合わせ、外周部の幅 2mmをヒートシールすることで内部に 0. 8cm³の空気を封入した部材を用いた。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の 0. 091倍、接液面積は表面積の 100%、扁平性指数 A= l. 84、VZQ = 0. 343であった。本塗工装置を用いて、 620 X 750mmで厚さ 0. 7mmの無アルカリガラス基板に、ジエチレングリコールジメチルエーテルを溶媒とする固形分濃度が 16重量％のアクリル系透明ポリマ一溶液 (フォトスぺーサー用アクリルポリマー）を塗布した。

[0055] ここで、塗布前の事前準備としてまず塗液を塗液タンク力投入し、（1)吸引側切替弁 2を開ぐ（2)シリンジポンプ 3で塗液を吸引する、（3)吸引側切替弁 2を閉じる、（4)吐出側切替弁 4を開ぐ（5)シリンジポンプ 3で塗液を吐出する、（6)吐出側切替弁 4を閉じる、以上 (1)一 (6)のサイクルを塗工タンク一ダイ口金までの塗液流路内の気液置換が完全に完了するまで実施した。

[0056] 塗液流路内の残留気泡を完全に排した状態で、吸引側切替弁 2を開いた後にシリンジポンプ 3で塗液を 20. 76cm³吸引し、ステージ 8に吸着固定した基材 7 (ガラス基板)の短辺側端部にダイ口金 6を 100 mまで近接させ、塗液吐出速度 2. 563cm³ Z秒でシリンジポンプ 3の吐出を開始した。スリット口金 6の先端とガラス基板 7の間に塗液ビードを形成した後、そのまま吐出を継続しつつステージ 8を 6mZ秒の速度で 750mm移動させ 620 X 750mmのガラス基板 7全面に均一塗膜を形成した。また、塗液供給手段から塗工手段までの流路内圧は 0. OlMpa (塗液経路で発生する配管圧損のみ)とした。

[0057] 塗布後の基板はただちに真空チャンバ室に投入して真空乾燥した後、ホットプレート式の硬化炉にて 90°Cで 10分間乾燥硬化させて平均膜厚 3. 73 μ mの乾燥塗膜を得た。

評価結果を表 1に示す。

[0058] [表 1]

A.干渉ムラ

塗布方向に垂直な方向（ダイ口金に平行な方向）を長手方向とする、薄いスジ状の干渉ムラが確認できた。このスジ状の干渉ムラは、スリット口金力も塗液を吐出しつつステージを移動させて塗膜形成を行う際に、ダイ口金力ゝらの吐出速度が微妙に変化することで塗液ビードが振動し、ガラス基板への液盛り量が変化したことに起因する微少な膜厚ムラによるものである。本実施例で得た基板は薄ヽスジ状ムラが視認される為可とした。

B.平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅

本実施例における平均膜厚は 3. 73 μ mで塗工が安定したと判断する評価範囲は 3

. 71-3. 75である。塗工安定距離は 12mmであり、良と判断した（図 5— a)。

定常塗工領域における膜厚分布幅は、 R=0. 012 mとなり可と判断した（図 5-b)

C.連続使用性能

1000枚目の干渉ムラ評価が可であったため良と判断した。

(実施例 2)

図 2に図示したフロー図のごとぐ流路内圧を上昇させる手段 10として-一ドルバルブを設置し、塗液供給手段と該ニードルバルブの間の流路圧力を圧力計 9の指示値が 0. IMPaとなるまでバルブ開度を調整した後、実施例 1と同様にして塗膜形成を行った。

評価結果を表 1に示す。

A.干渉ムラ

スジ状の干渉ムラが全く視認されず優と判断した。

B.平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅

塗工安定距離は 14mmで良と判断した (図 5-c)。

定常塗工領域においては、膜厚分布幅が R=0. 004 mであり、実施例 1と比較して大幅に改善し優と判断した（図 5— d)。

C.連続使用性能

500枚目の干渉ムラ評価は可、 1000枚目は不可であったため、連続使用性能は可と判断した。

また、 1000枚塗布を終了したバルーン体積をメスシリンダーにて測定したところ、当初封止材を含むバルーン体積が約 0. 9cm³から約 0. 6cm³に減少していた。ニードルバルブで流路内圧を高めていることもあり、封入した空気がバルーンの材質であるポリエチレンを透過し、徐々に流出したものと推測できる。

(実施例 3)

図 2に図示したフロー図のごとく、吐出脈動を緩衝する部材 5aの気体を封入する材料として、大きさ 20 X 20mm、厚み 112 μ mのガスバリアフィルム（三菱ガス化学株式会社 PTS袋： 5cm³Zm²'dayMPa)を用いた以外は実施例 2と同様にして塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の 0. 107倍、接液面積比は表面積の 100%、扁平性指数 A= l. 82、VZQ = 0. 350であった評価結果を表 1に示す。

A.干渉ムラ

スジ状ムラが全く視認されず優と判断した。

B.平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅

塗工安定距離は 14mmで良と判断した。

定常塗工領域においては、膜厚分布幅が R=0. 004 mであり優と判断した。

C.連続使用性能

500枚目、 1000枚目の評価が共に干渉ムラが全く視認されず優であり、連続使用性能は優と判断した。

1000枚塗布を終了したノレーン体積をメスシリンダーにて測定したところ、吐出脈動を緩衝する部材の体積は約 0. 9cm³でほとんど変化は見られな力つた。

ガスバリア性の高い材料を用いることにより吐出脈動を緩衝する部材の連続使用性能を飛躍的に向上できることが確認できた。

(実施例 4)

吐出脈動を緩衝する部材の劣化を検知する方法として、図 2に図示するフロー図のごとぐ制御部シーケンサ 11がシリンジモータ駆動回路 12へ吐出開始信号 C1を送信すると、シリンジポンプの吐出開始に伴い上昇する流路内圧を圧力計 9で測定し、流路内圧が設定圧力（0. 095MPa)に到達した時点で、圧力到達信号 S1を制御部シーケンサ 11へ出力する構成とした。この時の C1出力から S1入力迄の時間を制御部シーケンサ 11の内部タイマで計測した。

上記流路内圧の上昇挙動を測定する手段を設けた以外は実施例 2と同様にして、連続塗布開始直後の流路内圧の到達時間は約 0. 9秒であつたが、 200枚終了時点での圧力到達時間は約 0. 85秒、 500枚塗布終了時点での圧力到達時間は約 0. 8 秒、 100枚塗布終了時点での圧力到達時間は約 0. 6秒と短くなる傾向にあった。脈動吸収部材の体積を測定した結果も 1000枚塗布終了時点では 0. 3cm³の体積減少が確認できたことから、脈動を緩衝する部材の劣化を流路内圧力の上昇勾配で検知できることが確認できた。

(実施例 5)

さらに吐出応答性を向上させる目的で、封入する気体の体積を 0. 7cm³とし、封止形状を 25 X 30mmとした以外は実施例 3と同様に塗膜形成を行った。この吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の 0. 194倍、接液面積は表面積の 100%、扁平性指数 A= 3. 46、 V/Q = 0. 339であった。評価結果を表 2に示す。

A.干渉ムラ

乾燥塗膜の Naランプによる反射観察にぉ、て、スジ状ムラが全く視認されず優と判断した。

B.平均膜厚、塗工安定距離、膜厚分布幅

塗工安定距離は 10mmで優と判断した (図 6 - a)。

定常塗工領域においては、膜厚分布幅が R=0. 004 mであり優と判断した（図 6— b)。

C.連続使用性能

500枚目、 1000枚目の評価で共に干渉ムラが全く視認されな力つたため連続使用性能は優と判断した。

1000枚塗布を終了したノレーン体積をメスシリンダーにて測定したところ、封止材を含むバルーン体積約 0. 8cm³にほとんど変化は見られなかった。

塗布状態における流路中に配したバルーンの状態を目視にて確認したところ、圧縮状態における変形でも扁平に潰れることで、フィルムに折れ目や皺が一切見られず良好であった。

(実施例 6)

吐出脈動を緩衝する部材として、外径 6mm、内径 4mmのシリコーンチューブ（酸素透過率 5000cm³Zm²'dayMPa以上）の両端に栓をして、内部に約 0. 68cm³ の空気を封入した部材を使用し、実施例 5と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の 0. 6倍、接液面積は表面積の 100% 、扁平性指数 A= l. 97、 V/Q = 0. 662であった。評価結果を表 1に示す。干渉ムラは可、塗工安定距離は 17mm (可）であった。また、膜厚分布幅は R=0. 016 m (可)であった。連続使用性能は可であった。

(実施例 7)

吐出脈動を緩衝する部材として、実施例 5で用いた吐出脈動を緩衝する部材の両端 2mmの幅を金具で封入容器壁面に固定し、片面が接液しな、状態とした部材を使用し、実施例 5と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の 0. 113倍、接液面積は表面積の 40%、扁平性指数 A= l. 73 、 V/Q = 0. 339であった。評価結果を表 2に示す。干渉ムラは可、塗工安定距離は 12mm (良）、膜厚分布幅は R=0. 016 m (可)であった。また、連続使用性能は優であった。

[表 2]

実施例 6 実施例 7 実施例 8 実施例 9

3ΪΙ体空気空気空気空気吐出脈動を (体積） (0. 68cm³) (0. 7cm³) (0. 7cm³) (0. 7cm") 緩衝する部材気体を封入するシリコーンガスバリアガスバリアガスバリア材料チューブフィルムフィルムフィルム見かけ比重/材料の真比重 0.600 0.1 13 0.067 0.672 接液面積の表面積に対する割合

100 40 100 100

(%)

扁平性指数 A 1.97 1.73 1.16 16.0 気体を封入する材料の

酸茶過率 5000以上 5 5 5 (cm 3/m - day- MPa)

流路内圧をさらに高める手段ニート'ルハ'ルフ' 二-ドルハ'ルフ' 二-ト、'ルブ二—ドルハレブ

(内圧） (0. 1 MPa) (0. 1 MPa) (0. 1 MPa) (0. 1 MPa)

V/Q 0.662 0.339 0.832 0.832 干渉ムラ

(Naランプ観察）可可良良可可良良膜厚分布幅

(0.016〃 m) (0.016 i m) (0.010 // m) (0.008 i m) 可良良可塗工安定距離

(1 7mm) (12mm) (12mm) (16mm) 連続使用性能可良良良

(実施例 8)

吐出脈動を緩衝する部材として、大きさ 15 X 15mm、厚み 112 mのガスバリアフイルム（三菱ガス化学株式会社 PTS袋）を 2枚貼り合わせ、外周部の幅 2mmをヒートシールすることで内部に 0. 7cm³の空気を封入した部材を使用し、実施例 5と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の 0. 067倍、接液面積は表面積の 100%、扁平性指数 A= l. 16、 VZQ=0. 832であつた。評価結果を表 2に示す。干渉ムラは良、塗工安定距離は 12mm (良）、膜厚分布幅は R=0. 010 /z m (良）であった。また、連続使用性能は良であった。

(実施例 9)

吐出脈動を緩衝する部材として、大きさ 80 X 80mm、厚み 112 μ mのガスバリアフイルム（三菱ガス化学株式会社 PTS袋）を 2枚貼り合わせ、外周部の幅 2mmをヒートシールすることで内部に 0. 7cm³の空気を封入した部材を使用し、実施例 5と同様に塗膜形成を行った。この部材の見かけ比重は気体を封入する材料の真密度の 0. 672倍、接液面積は表面積の 100%、扁平性指数 A= 16. 0, V/Q = 0. 832であつた。評価結果を表 2に示す。干渉ムラは良、塗工安定距離は 16mm (可）、膜厚分布幅は R=0. 008 m (良）であった。また、連続使用性能は良であった。

(比較例 1)

図 3に図示するフロー図のごとぐ吐出脈動を緩衝する部材を使用しな力つた以外は実施例 1と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表 3に示す。干渉ムラは不可でめつに。

[0063] 吐出応答の遅れを生じる緩衝部材が存在しないため塗工距離の小さな領域での膜厚の乱れは少なくなつたが（図 7— a)、塗工距離 50mm以降でも平均膜厚の ±0. 5 %の範囲外となる点が存在したため、不可と判断した。膜厚分布幅は R=0. 041 μ m (図 7— b、不可）であった。

[0064] また、 500枚目、 1000枚目の塗膜の干渉ムラが共に不可であったため、連続使用性能は不可と判断した。

[0065] [表 3]

比較例 1 比較例 2 比較例 3 比較例 4

3 体空気

なし吐出脈動を (体積） ( 1 cm³)

なし (シリコ-ン緩衝する部材気体を封入する

なしなし発泡： Γ厶）材料

見かけ比重ノ材料の真比重 ― ― ― 0.5 接液面積の表面積に対する割合一 ―

(%) ― 100 扁平性指数 A ― ― ― 5.67 気体を封入する材料の

酸素透過率 ― ― ― ―

(cm"3/m -day Pa)

流路内圧をさらに高める手段 o なしなしなしなし

VZQ 0 ¾ 1.951 0.390 1.249 干渉ムラ

(Naランプ観察）不可良可可

m良可可膜厚分布幅

(0.01 O ！y m) (0.017 // m) (0.016 ju m) 不可不可良良塗工安定距離

( > 50min) (22mm) (14mm) (12mm) 連続使用性能不可良不可不可

(比較例 2)

図 4に図示するフロー図のごとぐ吐出脈動を緩衝する部材を使用せず、エアチヤンバ式アキュームレータ一（容積 50cm³、気密量 5cm³)を用いた以外は実施例 1と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表 3に示す。干渉ムラは良、塗工安定距離は 22 mm (図 7— c、不可）、膜厚分布幅は R=0. 010 /z m (図 7— d、良）であった。また、 5 00枚目、 1000枚目の塗膜の干渉ムラが共に良であったため、連続使用性能は良と判断した。

気体を封入する材料を用いず、塗液中に直接気体を配するエアチャンバ式アキユームレーターを用いたため、干渉ムラの低減にはある程度の効果が得られた力吐出応答性を満足することは出来な力つた。 (比較例 3)

吐出脈動を緩衝する部材を使用せず、エアチャンバ式アキュームレータ一 (容積 5 0cm³,気密量 lcm³)を用いた以外は実施例 1と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表 3に示す。干渉ムラは可、塗工安定距離は 14mm (図 8ι、良）、膜厚分布幅は R=0. Ο17 /ζ πι ( 8— 可）、連続使用性能は不可であった。

(比較例 4)

吐出脈動を緩衝する部材として、大きさ 40 X 40mm、厚み 6mmのシリコーンゴムの発泡体を使用流路液中に配した以外は実施例 1と同様に塗膜形成を行った。評価結果を表 3に示す。気体を内部に封止する構成の部材を用いな力つたため干渉ムラは可、塗工安定距離は 12mm (図 8— c、良）、膜厚分布幅は R=0. Ο16 ^ ιη (08-ά 、可)であった。また、連続使用性能は不可であった。

(実施例 10、比較例 5)

本発明を用いてフォトスぺーサー柱付きカラーフィルタ、及び液晶表示パネルを作成した。

(カラーフィルタの作成）

(榭脂ブラックマトリクスの作成） 3, 3 4, 4'ービフエ-ルテトラカルボン酸二無水物、 4, 4'ージアミノジフエ-ルエーテル、および、ビス（3—ァミノプロピル）テトラメチルジシロキサンを Ν—メチルー 2—ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体 (ポリアミツク酸)溶液を得た。下記の組成を有するカーボンブラックミルベースをホモジナイザーを用いて、 7000rpmで 30分分散し、ガラスビーズを濾過して、ブラックペーストを調製した。カーボンブラックミルベースカーボンブラック (MA100、三菱化成 (株)製）：4 . 6部、ポリイミド前駆体溶液： 24. 0部、 N—メチルピロリドン: 61. 4部、ガラスビーズ： 90. 0部、 300 X 350mmのサイズの無アルカリガラス（日本電気ガラス（株）製、 OA —2)基板上にスピナ一を用いて、ブラックペーストを塗布し、オーブン中 135°Cで 20 分間セミキユアした。続いて、ポジ型レジスト（Shipley Microposit (登録商標） RC1 00 30cp)をスピナ一で塗布し、 90°Cで 10分間乾燥した。レジスト膜厚は 1. 5 mとした。キャノン (株)製露光機 PLA-501Fを用い、ブラックマトリックス部、額縁部、画面外に柱の一部（土台部）のパターンをもつフォトマスクを介して、露光を行った。次に、テトラメチルアンモ-ゥムヒドロキシド (TMAH)を 2重量⁰ /₀含んだ 23°Cの水溶液を現像液に用い、基板を現像液にディップさせ、同時に 10cm幅を 5秒で 1往復するように基板を揺動させて、ポジ型レジストの現像とポリイミド前駆体のエッチングを同時に行った。現像時間は、 60秒であった。その後、メチルセルソルブアセテートでポジ型レジストを剥離し、さら〖こ、 300°Cで 30分間キュアし、ブラックマトリックス部、額縁部、土台部のパターンを有する榭脂ブラックマトリクス基板を得た。榭脂ブラックマトリクスの膜厚は、 0. 90 /z mであり、 OD値は 3. 0であった。また、榭脂ブラックマトリクスとガラス基板との界面における反射率 (Y値）は 1. 2%であった。画面外の榭脂ブラックマトリックスによる柱の土台の面積は約 50000 m²であった。柱の土台は、画面外の液晶表示装置にした際に切り落とされる領域にも形成されている。約 lcm²あたり 1 個の割合で等間隔で周期的に配置した。

(着色層の作成）次に、赤、緑、青の顔料として各々 Color index No. 65300 Pigm ent Red 177で示されるジアントラキノン系顔料、 Color Index No. 74265 Pigme nt Green 36で示されるフタロシア-ングリーン系顔料、 Color Index No. 74160 Pigment Blue 15— 4で示されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。ポリイミド前駆体溶液に上記顔料を各々混合分散させて、赤、緑、青の 3種類の着色ペーストを得た。

まず、基板上に青ペーストを塗布し、 80°Cで 10分熱風乾燥し、 120°C20分間セミキユアした。この後、ポジ型レジスト（Shipley Microposit (登録商標） SRC 100 30c p )をスピナ一で塗布後、 80°Cで 20分乾燥した。マスクを用いて露光し、アルカリ現像液 (Shipley Microposit (登録商標） 351)に基板をディップし、同時に基板を摇動させながら、ポジ型レジストの現像およびポリイミド前駆体のエッチングを同時に行なった。その後、ポジ型レジストをメチルセルソルブアセテートで剥離し、さらに、 300 °Cで 30分間キュアした。着色画素部の膜厚は 1. 7 mであった。このパターユングにより青色画素の形成とともに額縁上、画面外のブラックマトリックスの土台上にさらに青の着色層の土台を形成した。画面外の青の着色層の土台の面積は約 25000 μ m 、額縁上の青の着色層の土台の面積は約 500 μ mであった。

水洗後に、同様にして、赤色画素の形成をおこなった。柱の土台の形成は新たに行わなかった。

赤色画素部の膜厚は、 1. 8 mであった。

さらに水洗後に、同様にして、緑色画素の形成した。柱の土台は形成しな力つた。緑色画素部の膜厚は、 1. 5 mであった。

(フォトスぺーサー柱の作成）

柱材料に感光性の JSR製ネガ型アクリル系材料 (NN810または NN700)を使用し、実施例 10においては、実施例 5の塗工装置を用い、比較例 5においては比較例 1 の塗工装置を用いて実施例 5と同様に上記着色層形成基板上に塗布した。

[0067] 塗布後の基板はただちに真空チャンバ室に投入して真空乾燥した後、ホットプレート式の硬化炉にて 90°Cで 10分間乾燥硬化させて、全く干渉ムラの見られない平均膜厚 3. 73 mの乾燥塗膜を得た。

次に露光機（canon ?1^\—50 ^)を用ぃて20011]17。111² (i線）を照射しマスク露光した。 TMAH水溶液 (0. 15%)に基板をディップし、同時に基板を揺動させながら、現像パターンユングを同時に行なった。このパターユングにより柱を、画面内と額縁上、画面外のブラックマトリックスの土台上に形成した後、ホットプレート式の硬化炉にて 279°Cで 20分間乾燥硬化した。

[0068] 画面内の榭脂の柱の上面積は約 110 m²であり、榭脂層の下面積は約 120 m² であった。額縁上にも上面積約 110 m²であり、下面積も約 120 m²ものを形成した。画面外の榭脂の柱の上面積は約 10000 μ m²で（サイズ 100 X 100 m)あり、榭脂層の下面積は約 12000 m² (サイズ 110 X I 10 m)であった。柱高さは 3. 1 /z mであった。なお、画面内の柱は、 3W¾ (1W¾： 100 ^ m X 300 μ m)に 1個の割合で設けた。

[0069] フォトスぺーサー柱付きカラーフィルタをハロゲンランプ照明で観察すると、柱高さのバラツキは反射ムラとして視認される力実施例 10の塗工装置で塗布し得られたフオトスぺーサ柱付きカラーフィルタは、フォトスぺーサ一の高さムラに起因する反射ムラが視認されず、極めて良好なものであった。一方、比較例 5の塗工装置で塗布し得られたフォトスぺーサ柱付きカラーフィルタでは、フォトスぺーサ一の高さムラに起因する強、反射ムラが視認され、品位の劣るものであった。 (実施例 11)

(カラー液晶パネル体の作製)実施例 10のカラーフィルタ上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極付の対向基板を作成し、同様にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。配向膜を設けたカラーフィルタと薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極基板とをシール剤を用いて貼り合わせた後に、画面外の不要な領域を切り落とした。次にシール部に設けられた注入ロカゝら液晶を注入した。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、注入口を液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行った。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせセルを作製した。得られた液晶パネル体は、高さムラの無いフォトスぺーサー柱によって均一なセルギャップが確保でき、良好な表示品位のものであった。

産業上の利用可能性

本発明は基材に塗液を塗布する塗工装置において、送液ポンプの振動などに起因する吐出脈動が塗膜の均一性を損なう場合に、その吐出脈動を低減することで均一な塗膜形成を実現する技術である。特に表示体用途の分野においては、極めて微少な膜厚変動であっても表示ムラとして視覚的に認識され、品位に影響を及ぼすとされているため、本発明の塗工装置はこれら表示用デバイスの薄膜塗布技術に好適に用いることが出来る。

Claims

請求の範囲

[1] 少なくとも塗液供給手段ど塗液を基材に塗工する塗工手段を具備し、これらが送液配管を介して接続されて、塗液を基材に塗工する塗工装置であって、該塗液供給手段による吐出圧力が及ぶ任意の場所に、吐出脈動を緩衝する部材が配されており、前記脈動を緩衝する部材が、少なくとも内部に封入された気体と該気体を封入する材料とからなる部材であることを特徴とする塗工装置。

[2] 前記吐出脈動を緩衝する部材の見かけ比重が、前記気体を封入する材料の真比重に対して 2分の 1以下であることを特徴とする請求項 1に記載の塗工装置。

[3] 前記吐出脈動を緩衝する部材の接液面積が該吐出脈動を緩衝する部材の表面積の 60%以上であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の塗工装置。

[4] 前記吐出脈動を緩衝する部材の、下式（1)で表される扁平性指数 Aが 1. 4以上 20 以下であることを特徴とする請求項 1一 3のいずれかに記載の塗工装置。

A=S/ (4. 84 XV^2/3) (1)

ここで、 Sは、 25°C、 1気圧における前記脈動を緩衝する部材の塗液との接液面積 (c m²)、 Vは前記条件における前記脈動を緩衝する部材の体積 V (cm³)を表す。

[5] 前記気体を封入する材料の 40°C、 90%RHの条件における酸素透過率が 2500c m³Zm²' day MPa以下であることを特徴とする請求項 1一 4のいずれかに記載の塗ェ装置。

[6] 塗液を基材に塗工する方法としてダイコーティング法を用いることを特徴とする請求項 1一 5のいずれかに記載の塗工装置。

[7] 塗液供給手段による流路内圧をさらに高める手段を具備し、該手段によって流路内圧が高められた区間に前記脈動を緩衝する部材が配されていることを特徴とする請求項 1一 6のいずれかに記載の塗工装置。

[8] 塗液供給手段として少なくともピストン型定量ポンプが用いられてヽる請求項 1一 7のいずれかに記載の塗工装置。

[9] 塗工手段から吐出される塗液の 1秒あたりの吐出量 Qが 0. 1— 20cm³であることを特徴とする請求項 8に記載の塗工装置。

[10] 前記吐出脈動を緩衝する部材の 25°C、 1気圧における体積 V (cm³)と塗工手段から吐出される塗液の 1秒あたりの吐出量 Q (cm³)が、下記式（2)を満たすことを特徴とする請求項 8または 9に記載の塗工装置。

0. 05≤V/Q≤2 (2)

[11] 吐出開始時の流路内圧の上昇挙動を測定することを特徴とする請求項 8— 10のいずれかに記載の塗工装置。

[12] 請求項 1一 11のいずれかに記載の塗工装置を用いて基材に塗液を塗工する塗工方法。

[13] 請求項 12に記載の塗工方法を用いて塗工を行う工程を含むカラーフィルタの製造方法。

[14] 請求項 12に記載の塗工方法を用いて塗工を行う工程を含む LCDアレイ基板の製造方法。

[15] 請求項 13または請求項 14に記載の方法で得られた、カラーフィルタまたは LCDァレイ基板を用いたことを特徴とする表示デバイス。