基板への塗布膜形成方法

【課題】基板の厚みに関係なく、端部を含む基板の塗布面に厚さが均一な塗布膜を形成することができる基板への塗布膜形成方法を提供すること。
【解決手段】
基板１への塗布膜形成方法は、
基板１の側面とこれに連なる塗布面の一部に撥水コート剤２を塗布する工程と、
前記基板１の塗布面に材料３を塗布して塗布膜４を形成する工程と、
を含む。例えば、前記基板１の側面全周とこれに連なる塗布面の端縁から３ｍｍ以内の範囲に前記撥水コート剤２を塗布してこれを乾燥させた後、基板１の塗布面に材料３を塗布して塗布膜４を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の塗布面に材料を塗布して塗布膜を形成する基板への塗布膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板への塗布膜形成方法としてスプレーコート法やバーコート法が知られているが、図１２及び図１３にスプレーコート法による塗布膜形成方法を示す。
【０００３】
即ち、図１２はスプレーコート法による塗布膜形成方法を示す側面図、図１３は同平面図であり、図示のようにガラス等の一定の厚みを有した基板１の上方にはスプレーコート装置５のノズル６が配置されている。スプレーコート法によって基板１にマスキング等の塗り分け処理を施すことなく材料３を塗布して基板１上に塗布膜４を形成する場合、ノズル６から材料３を噴射しながら該ノズル６を図１３に矢印にて示す方向に走査して基板１上に材料３を塗布するが、塗布された材料３は図１３に示すようにノズル６の走査軌跡の周辺部ほど薄くなる。
【０００４】
従って、塗布膜４の厚さが均一となるようにするためには、図１４の平面図にその軌跡を示すように、ノズル６を一方向に沿って一定速度で基板１を横断するよう走査し、一定の間隔で折り返して逆方向にノズル６を一定速度で基板１を横断するよう走査する動作を繰り返す必要がある。或いは、基板１を設置した不図示のステージをノズル６の走査軌跡に沿って移動させる必要がある。このようにすることによって基板１上に形成され塗布膜４の厚さのバラツキを最小限に抑えることができる。
【０００５】
しかしながら、基板１上に塗布された材料３の乾燥が当該材料３に含まれる溶媒が揮発し易い周辺部から起こり、未乾燥で液体の部分が乾燥が始まった周辺部に毛細管現象によって吸い寄せられるため、図１５の断面図に示すように、材料３の乾燥によって基板１上に形成される塗布膜４の厚さが基板１の周辺部で厚くなってしまう。このような現象は、特に光学機能材料膜（ハードコート、反射防止膜、位相差膜等）やレジスト等の膜厚の均一性が要求されるものでは大きな問題となる。
【０００６】
そこで、本出願人は、図１６の断面図に示すように、基板１の側面に撥水コート剤２を塗布して撥水製膜を形成することによって前記問題を解決する方法を先に提案した（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２０１０−０３６１２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、基板の側面のみに撥水コート剤を塗布することは難しく、特に厚さが０．５ｍｍ未満の薄い基板の側面に撥水コート剤を塗布することは至難である。
【０００９】
又、基板の側面と塗布面との間に面取り加工が施されていたり、側面の形状が曲面等で塗布面へと連続的に繋がる場合や、基板の材質が例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のように柔らかいものである場合には、基板の側面のみに撥水コート剤を塗布することは困難である。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、基板の厚みに関係なく、端部を含む基板の塗布面に厚さが均一な塗布膜を形成することができる基板への塗布膜形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
基板の側面とこれに連なる塗布面の一部に撥水コート剤を塗布する工程と、
前記基板の塗布面に材料を塗布して塗布膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記基板の側面全周とこれに連なる塗布面の端縁から３ｍｍ以内の範囲に前記撥水コート剤を塗布してこれを乾燥させた後、基板の塗布面に材料を塗布して塗布膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板の側面とこれに連なる塗布面に僅かの一定幅で撥水コート剤を塗布してこれを乾燥させた後、任意のコート法によって基板の塗布面に液状材料を塗布することによって塗布膜が形成されるが、基板の塗布面に材料が塗布された後、材料は基板の側面とこれに連なる塗布面の僅かな幅に塗布された撥水コート剤の撥水効果によって基板の端部での盛り上がりが防がれ、端部を含む基板の塗布面に厚さが均一な塗布膜を形成することができる。そして、本発明に係る塗布膜形成方法では、撥水コート剤は基板の側面だけでなく、該側面に連なる塗布面の僅かな幅の部分にも塗布されるため、基板の厚さに関係なく、例えば厚さが０．５ｍｍ未満の薄い基板であっても、これの側面とこれに連なる僅かな幅の部分に撥水コート剤を容易に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る基板への塗布膜形成方法において基板に撥水コート剤を塗布する工程を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ部拡大詳細図である。
【図４】本発明に係る基板への塗布膜形成方法において基板上に材料を塗布した直後の塗布膜を形成する工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）は側面が面取り加工された基板の部分断面図、（ｂ）は側面が曲面形状に成形された基板の部分断面図である。
【図６】本発明に係る塗布膜形成方法によって形成された塗布膜の一部をカットした状態を示す断面図である。
【図７】図６のＣ部拡大詳細図である。
【図８】本発明に係る塗布膜形成方法によって形成された塗布膜の膜厚測定結果を示す図である。
【図９】従来の塗布膜形成方法によって形成された塗布膜の膜厚測定結果を示す図である。
【図１０】従来の塗布膜形成方法によって形成された塗布膜の一部をカットした状態を示す断面図である。
【図１１】図１０のＤ部拡大詳細図である。
【図１２】スプレーコート法による塗布膜形成方法を示す側面図である。
【図１３】スプレーコート法による塗布膜形成方法を示す平面図である。
【図１４】スプレーノズルの走査軌跡を示す平面図である。
【図１５】従来の塗布膜形成方法によって形成された塗布膜を示す断面図である。
【図１６】基板の側面に撥水コート剤を塗布した後に形成された塗布膜を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る基板への塗布膜形成方法は、
基板の側面とこれに連なる塗布面の一部に撥水コート剤を塗布する工程と、
前記基板の塗布面に材料を塗布して塗布膜を形成する工程と、
を含むことを特徴としており、以下、該塗布幕形成方法の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る基板への塗布膜形成方法において基板に撥水コート剤を塗布する工程を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２のＢ部拡大詳細図、図４は基板上に材料を塗布した直後の塗布膜を形成する工程を示す断面図である。
【００１７】
本発明に係る基板への塗布膜形成方法においては、図１〜図３に示すように、先ず、基板１の側面（端面）の全周とこれに連なる塗布面（上面）に僅かの一定幅（基板の端縁より３ｍｍ以内の範囲）で撥水コート剤２を塗布してこれを乾燥させる。その後、図１２に示したスプレーコート法によって図４に示す方法で基板１の塗布面に材料３を塗布して図４に示すように塗布膜４を形成する。
【００１８】
上述のように基板１の塗布面に材料３が塗布された後、材料３は基板１の側面の全周とこれに連なる塗布面の僅かな幅に塗布された撥水コート剤２の撥水効果によって基板１の端部（端縁から概ね１０ｍｍ以内の範囲）での膜厚変化が抑制され、端部を含む基板１の塗布面に厚さが均一な塗布膜４を形成することができる。そして、本発明に係る塗布膜形成方法では、撥水コート剤２は基板１の側面だけでなく、該側面に連なる塗布面の僅かな幅の部分にも塗布されるため、基板１の厚さに関係なく、例えば厚さが０．５ｍｍ未満の薄い基板１であっても、これの側面とこれに連なる僅かな幅の部分に撥水コート剤２を容易に塗布することができ、該基板１の塗布面に均一な厚さの塗布膜４を形成することができる。
【００１９】
ところで、基板１の側面（端面）は塗布面に対して概ね直角に仕上げられていることが望ましいが、図５（ａ）に示すような面取り加工が施されていたり、図５（ｂ）に示すような曲面形状に成形されてあっても良い。
【００２０】
基板１の材質としては、ガラス等の硬質材料からプラスチック材料（例えばＰＥＴ）等の比較的軟質な材料を使用することができる。
【００２１】
又、撥水コート剤２にはテフロン（登録商標）系の材料が使用され、この撥水コート剤２をシリンジの針先で基板１の側面全面とこれに連なる塗布面の一部（幅約０．２ｍｍ〜３ｍｍの範囲）に塗布する。尚、量産時はスタンプ台若しくは硬度の高いスポンジ等に撥水コート剤２を染み込ませ、スタンプ台若しくはスポンジ等に基板１の側面とこれに連なる塗布面の一部を付けることによって撥水コート剤２を容易に塗布することができる。
【００２２】
撥水コート剤２を塗布した後は温度約１２０℃のオーブンに約３０分間入れて撥水コート剤２を乾燥させる。その後、ガラス基板１を純水＋中性洗剤（約３ｗ％）で１５分間超音波洗浄し、水洗した後にスプレーコート装置によって光学材料（粘度６０〜１５０ｃｐｓ、２ｍＬ）を基板１の塗布面に噴射によって塗布し、基板１の塗布面に所定厚さの光学膜４を形成した。
【００２３】
ここで、本発明の前記効果を確認するため、実際に撥水コート剤を塗布した基板にスプレーコート法によって形成された塗布膜の厚さを測定した。基板としては大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの青板ガラス（ソーダガラス）を使用し、膜厚の測定には触針式表面形状測定器（Dektak6 M:Veeco 社製）を用いた。尚、ここでは厚さ０．７ｍｍの基板を使用したが、これよりも薄い厚さ０．１ｍｍ程度の基板を用いても良い。
【００２４】
塗布膜の厚さを測定するため、図６及び図７に示すように、基板１上に形成された塗布膜４の一部をカットした。測定結果を図８に示すが、図８において横軸は走査幅（μｍ）、縦軸は膜厚（Å）である。尚、図６は塗布膜の一部をカットした状態を示す断面図、図７は図６のＣ部拡大詳細図である。
【００２５】
図８に示すＡ点（カットした点）の膜厚ｔａが約２．９μｍであるのに対して、最大の膜厚を示すＢ点での膜厚ｔｂは約３．４μｍであり、この点での膜厚はＡ点での膜厚ｔａに対して約０．５μｍだけ厚くなって盛り上がっている。塗布膜４の盛り上がりの比率（ｔｂ／ｔａ）は約１１７％となる。又、図８においてＣ点から右側部分は撥水コート剤２を塗布した部分である。
【００２６】
他方、基板１の側面と塗布面の一部に撥水処理を行わないで図１２及び図１４に示したスプレーコート法によって基板１上に形成された塗布膜４’の厚さを同様の方法によって測定した。その結果を図９に示す。尚、膜厚の測定に際しては、撥水処理を施した場合と同様に、図１０及び図１１に示すように塗布膜４’の一部をカットした。尚、図１０は撥水処理が施されていない基板上に形成された塗布膜の一部をカットした状態を示す断面図、図１１は図１０のＤ部拡大詳細図である。
【００２７】
図９に示す測定結果によれば、図９のＡ’点（カットした点）の膜厚ｔａ’が約３．６μｍであるのに対して、最大の膜厚を示すＢ点での膜厚ｔｂ’は約５．１μｍであり、この点での膜厚ｔｂ’はＡ点での膜厚ｔａ’に対して約１．５μｍだけ厚くなって盛り上がっている。塗布膜４’の盛り上がりの比率（ｔｂ’／ｔａ’）は約１４２％となる。従って、本発明によれば、塗布膜４の周辺部における盛り上がりの比率を約２５％（＝１４２％−１１７％）だけ低減することができる。
【００２８】
尚、以上の実施の形態では、塗布膜形成方法としてスプレーコート法を採用した場合について説明したが、他の塗布膜形成方法を使用することができる。例えば、バーコート法を用いた場合、バーコートでは材料を基板の塗布面上に塗布していくに従って材料の幅が広がっていったり、逆に狭まっていったりすることがあったが、基板の塗布面積とバーコートと基板との隙間から成る体積に合わせた量の材料を基板上に滴下してバーコートすると、材料の塗布幅は撥水コート剤によって制限されてそれ以上広がらなくなり、材料を最後まで均一な所定幅で塗布することができるという効果が得られた。
【００２９】
基板に対して撥水処理を行わない場合には、最初に所定量の材料を滴下していてもコーティングと共に塗布幅が広がり、材料は基板の横方向に漏れていき、最後の方では材料が不足してしまうという現象が見られた。従って、基板に対して撥水処理を施さない場合、材料を基板上に最後まで均一に塗布するためには、材料の最初の滴下量を所定の量よりも多くする必要があり、材料の使用効率が悪いという問題があった。又、塗布膜の周縁での断面形状も図１０に示すと同様に盛り上がりが見られ、膜厚の均一性に問題があった。
【００３０】
これに対して、本発明のように基板の側面全周とこれに連なる塗布面の一部に撥水コート剤を塗布した場合、前述の理由によって材料の使用効率が高められるとともに、図９に示すと同様に塗布膜の端面の断面形状の盛り上がりが小さく抑えられ、均一な厚さの塗布膜が形成された。
【００３１】
その他、本発明は、スプレーコート法やバーコート法以外の例えばスリットコート法、スリット＆スピンコート法、スピンコート法、インクジェット法等の種々の塗布膜形成方法に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、所定の厚みを有して側面に撥水コート剤を塗布することができる基板上に光学膜（ハードコート、反射防止膜、位相差膜等）やレジスト等の膜厚の均一性が要求される塗布膜を形成する方法に関するものであって、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ（テレビ、携帯電話、デジタルカメラ用表示等）のディスプレイ装置全般、レンズ、プリズム等の光学機能部品全般、窓ガラス、自動車用ガラス等のガラス製品全般等に対して利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１基板
２撥水コート剤
３材料
４塗布膜
５スプレーコート装置
６スプレーノズル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の側面とこれに連なる塗布面の一部に撥水コート剤を塗布する工程と、
前記基板の塗布面に材料を塗布して塗布膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする基板への塗布膜形成方法。
【請求項２】
前記基板の側面全周とこれに連なる塗布面の端縁から３ｍｍ以内の範囲に前記撥水コート剤を塗布してこれを乾燥させた後、基板の塗布面に材料を塗布して塗布膜を形成することを特徴とする請求項１記載の基板への塗布膜形成方法。

【図１】