塗布方法および塗布装置並びに液晶ディスプレイ用部材の製造方法
【課題】回転ロールを用いたスリットノズルの初期化手段において、スリットノズルの定期洗浄の周期が長く、かつ乾燥しやすい塗布液を使用しても、塗布開始部にパーティクル欠点やすじ欠点等の塗布欠点を発生させず、さらに予備塗布された回転ロールの洗浄を独立した最適な洗浄条件で行えるようにする手段を具現化することによって、繰り返して安定した高い塗布品質を、高い生産性で実現する塗布装置及び塗布方法を提供する。さらには、それによって低コストで高品質の液晶ディスプレイ用部材を製造できる液晶ディスプレイ用部材の製造方法を提供する
【解決手段】塗布液を吐出する吐出口を有する塗布器から回転ロールに向かって塗布液を吐出して予備塗布を行い、引き続いて被塗布部材に塗布を行う塗布方法において、少なくとも２回以上予備塗布を行うことを特徴とする塗布方法。
【解決手段】塗布液を吐出する吐出口を有する塗布器から回転ロールに向かって塗布液を吐出して予備塗布を行い、引き続いて被塗布部材に塗布を行う塗布方法において、少なくとも２回以上予備塗布を行うことを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタやＴＦＴ用アレイ基板等の液晶ディスプレイ用部材を製造する分野に主として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均一な塗布膜を多数枚にわたって形成するために必要な塗布器の初期化に関わる塗布方法及び塗布装置並びに液晶ディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶用ディスプレイは、カラーフィルタ、ＴＦＴ用アレイ基板などにより構成されているが、カラーフィルタ、ＴＦＴ用アレイ基板ともに、低粘度の液体材料を塗布して乾燥させ、塗布膜を形成する製造工程が多く含まれている。たとえば、カラーフィルタの製造工程では、ガラス基板上に黒色のフォトレジスト材の塗布膜を形成し、フォトリソ法により塗布膜を格子状に加工した後に、格子間に赤色、青色、緑色のフォトレジスト材の塗布膜を同様の手法により順次形成していく。その他にも、フォトレジスト材を塗布して塗布膜を形成後、カラーフィルタとＴＦＴ用アレイ基板との間に注入される液晶のスペースを確保する柱を形成したり、カラーフィルタ上の表面の凹凸を平滑化するためのオーバーコート塗布膜を形成する製造工程や、ＴＦＴ用アレイ基板に所定のパターンを形成するためにフォトレジスト材の塗布膜を形成する製造工程などもある。
この塗布膜形成のための塗布装置としては、塗布液の消費量や消費電力の削減、さらに２ｍ角以上という超大型基板に対応して塗布装置を大型化するのが比較的容易であるなどの理由により、近年に至ってスリットコータ（例えば特許文献１）の使用が増加してきている。この公知のスリットコータは塗布器としてスリットノズルを有し、このスリットノズルに設けられたスリット状の吐出口から塗布液を吐出しながら、一方向に走行するガラス基板などの被塗布部材上に塗布膜を形成するものとなっている。
【０００３】
このスリットコータで多数枚の被塗布部材に続けて塗布する場合には、どの被塗布部材に対してもスリットノズルの吐出口とその周辺の状態を同じにする、すなわち初期化をしてから塗布を始めないと、塗布開始部の塗布膜の膜厚プロファイルが再現せず、同じ品質を維持できない。そのために塗布前には一枚一枚の被塗布部材ごとに、スリットノズルの初期化が必ず行われる。このスリットノズルの初期化を非接触の状態で行うのが、回転ロールにスリットノズルで予備塗布を行うものである（例えば特許文献２、３）。この予備塗布では、被塗布部材への塗布の時と同じように、スリットノズルを回転ロールに近接させてから塗布液を吐出して塗布を行い、一定厚さの塗布膜を回転ロール上に形成した後に塗布液の吐出を終了して、スリットノズルを回転ロールから引き離す。この時、引き離されたスリットノズルは、スリットノズルでの塗布液の出口である吐出口を含む吐出口面に、一定量の塗布液が付着して残存するが、スリットノズルの吐出口面の両隣に隣接する両隣接面は塗布液は付着していない状態になっている。この状態を初期化された状態と称している。両隣接面に塗布液が付着していると、塗布開始時に付着塗布液も塗布されるので、塗布開始部が厚くなったり、付着塗布液を起点としてすじ状の欠点が発生したりする。また吐出口面に付着している塗布液がいつも一定でないと、塗布開始部の膜厚分布が再現されない。
【０００４】
スリットノズルは、常に同じ条件で回転ロールに予備塗布を行って、予備塗布終了後にスリットノズルを引き離せば、毎回同じ初期化された状態になる。回転ロールにスリットノズルで予備塗布を行う手段はスリットノズルの初期化には有効であるが、回転ロールを常に清浄にして同じ状態で予備塗布を行えるようにする必要がある。そうしないと同じように予備塗布膜を形成できず、その結果スリットノズルは一定の初期化された状態とならない。したがって、回転ロールの清浄状態を常に維持することが必要となり、そのために特許文献２に示されるように、回転ロールの回転方向の上流側から順番に、回転ロール上に塗布された塗布液に対して洗浄液を付着させ、次いで塗布液と洗浄液の混合物をブレードでかき落とし、最後に残存液体を窒素ガス等を噴きつけて乾燥させる、という洗浄が行なわれる。
【０００５】
また回転ロールを使用して非接触でスリットノズルの初期化を行う手段では、塗布開始部にパーティクル欠点や、パーティクルが起因のすじ欠点が生じることがある。これは、スリットノズルを何回も連続して塗布を行っていると、スリットノズル吐出口先端部に塗布液が薄く乾燥した固化物が次第に形成され、これが以降の塗布時に塗布液を吐出したときに一部溶出したり、一部が吐出口先端部から分離したりしてパーティクルとなり、それが塗布開始部に付着してパーティクル欠点となったり、このパーティクルを起点としてすじ欠点となるためである。さらに非常に乾燥しやすい塗布液を使用すると、１回の塗布後でもスリットノズルの吐出口先端部に塗布液が乾燥した固化物が付着し、同様のメカニズムでパーティクル欠点やすじ欠点を発生させる。以上のことを防止するために、塗布を一定回数行うごとに、スリットノズルの吐出口周辺を洗浄液やエアーで洗浄を行い（例えば特許文献２）、スリットノズルの吐出口先端部に付着した塗布液が乾燥した固化物を除去するようにしている。しかしながら、非常に乾燥しやすい塗布液を使用する時は、毎回の塗布後にこのスリットノズルの吐出口先端部の洗浄を実施せねばならず、これのためにタクトタイムが長くなって、生産性が低下するという問題があった。また現在生産している以上に塗布開始部のパーティクル欠点数やすじ欠点数を減らして塗布品質をさらに向上させるには、スリットノズルの吐出口先端部の洗浄周期を短くすることが必要となり、塗布品質を向上させるためにタクトタイムが長くなって生産性が低下するという不都合もあった。
【０００６】
さらにまた繰り返し安定して初期化を行って高い塗布品質を維持するには、塗布液が予備塗布された回転ロール面上から塗布液が完全に除去されて、次の予備塗布が行われる回転ロール表面の清浄度が高いレベルに保たれることが必要である。しかしながら、従来の回転ロールの洗浄手段では、予備塗布を行いながら予備塗布された塗布液の除去、洗浄を行うために、洗浄のための最適なロール回転速度で洗浄を行えない結果、繰り返し高い塗布品質を保証するために回転ロール清浄度を高いレベルにするのが、非常に困難という問題があった。すなわち、従来の回転ロールを使用したスリットノズルの初期化手段では、繰り返して高い塗布品質を維持するのが非常に困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開平６-３３９６５６号公報（第５欄１８行目〜第８欄１行目、第１０欄９行目〜４３行目、図１、図３、図４）
【特許文献２】特開２００５−２５４０９０号公報（第００３６欄〜第００４７欄、第００５３欄、第００６１欄〜第００６７欄、図２〜図４）
【特許文献３】特開２００４−１６７４７６号公報（第００２３欄〜第００３５欄、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の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、回転ロールを用いたスリットノズルの初期化手段において、１）スリットノズルの吐出口先端部の定期洗浄の周期を長くし、かつ乾燥しやすい塗布液でも塗布開始部にパーティクル欠点やすじ欠点等の塗布欠点を発生させない、２）塗布品質をより高めるために予備塗布された回転ロールの洗浄を独立した最適な洗浄条件で行える、手段を具現化することによって、繰り返して安定した高い塗布品質を、高い生産性で実現する塗布装置及び塗布方法を提供することにある。さらには、それによって低コストで高品質のカラーフィルターやＴＦＴアレイ基板等の液晶ディスプレイ用部材を製造できる液晶ディスプレイ用部材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。
本発明になる塗布方法は、塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器から回転ロールに向かって塗布液を吐出して予備塗布を行い、引き続いて被塗布部材に塗布を行う塗布方法において、少なくとも２回以上予備塗布を行うことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記予備塗布は、断続的に配置された予備塗布領域で行うこと、前記回転ロールに少なくとも２箇所以上予備塗布された塗布液の除去は、全ての予備塗布終了後に行うこと、が好ましい。
本発明になる塗布装置は、塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器と、塗布器から塗布液が回転ロール上に吐出されて予備塗布を行う予備塗布装置と、塗布器の初期化後に引き続いて被塗布部材に塗布膜の形成を行う本塗布装置と、回転ロールに予備塗布された塗布液を除去する洗浄装置と、を備えた塗布装置において、回転ロールは長手方向に伸びる複数の溝を備え、溝間の回転ロール表面が予備塗布領域となることを特徴とする。
ここで、前記洗浄装置は、全ての予備塗布が終了してから洗浄が行える位置に配置されていることが好ましい。
本発明になる液晶ディスプレイ用部材の製造方法は、請求項１〜３に記載のいずれかの塗布方法を用いて液晶ディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、断続的に少なくとも２回以上予備塗布を行うのであるから、スリットノズルの吐出口先端部の洗浄周期を長くしたり、乾燥しやすい塗布液を使用したりして、塗布器の吐出口部に塗布液が乾燥した固化物が付着していても、少なくとも２回以上の予備塗布によってこれらの固化物が溶出したり、吐出口部より分離したりすることでパーティクルとなり、これを予備塗布をした回転ロール表面上に全て付着させることができる。その結果、被塗布部材への塗布時には塗布開始部にこのようなパーティクルが付着せず、パーティクルを起因としたすじ欠点も発生しない。したがってスリットノズルの吐出口先端部の洗浄周期を非常に長くすることが可能となり、タクトタイムを短くして生産性が大幅に向上する。さらには、乾燥しやすい塗布液でも、パーティクル欠点やすじ欠点等の塗布欠点が発生しないので、塗布品質を向上させることができるとともに、使用できる塗布液の自由度が拡大する。
また少なくとも２回以上の予備塗布によって、回転ロール上にそれぞれの予備塗布長さを短くしても、被塗布部材へのパーティクルの付着や塗布欠点が発生しないので、予備塗布が完全に終了してから回転ロールの洗浄を行うことが可能となり、回転ロールの速度等最適な洗浄条件下で塗布液の除去、洗浄が行える。その結果、回転ロール表面から予備塗布された塗布液が完全に除去され、回転ロール表面の清浄度を高いレベルに保つことが可能となる。これにより、繰り返し予備塗布をおこなっても、回転ロール表面の清浄度を高いレベルに維持できるので、繰り返して被塗布部材の高い塗布品質を実現することができる。
【００１１】
本発明になる液晶ディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いて液晶ディスプレイ用部材製造するのであるから、低コストで、塗布膜の均一性や再現性、ならびに塗布品質に極めて優れた高品質の液晶ディスプレイ用部材を高い生産性で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の好ましい一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るスリットコータ１の概略正面図、図２は回転ロール２０２の詳細を示す拡大概略正面図、図３は予備塗布装置２００による予備塗布状況を段階的に示した概略正面図、図４は予備塗布装置２００を用いた別の予備塗布方法による予備塗布状況を段階的に示した概略正面図である。
【００１４】
まず図１を参照すると、本発明の予備塗布装置装置２００を装備したスリットコータ１が示されている。このスリットコータ１は基台２を備えており、基台２上には、被塗布部材である基板Ａの載置台、すなわちステージ６が配置されている。ステージ６の上面は図示しない吸着孔からなる真空吸着面となっており、基板Ａを吸着保持することができる。基台２上には、さらに一対のガイドレール４が設けられており、このガイドレール４上には、門型ガントリー１０が図１に矢印で示されているＸ方向に案内自在に搭載されている。門型ガントリー１０には、昇降ユニット７０を介して、塗布器であるスリットノズル２０がステージ６の上方の位置にくるように取り付けられている。門型ガントリー１０は図示しないリニアモータで駆動されるので、これに搭載されているスリットノズル２０は、塗布方向であるＸ方向に自在に往復動することができる。
【００１５】
スリットノズル２０は、Ｘ方向に直交する方向（紙面に垂直な方向）にのびているフロントリップ２２、及びリアリップ２４を、シム３２を介してＸ方向に重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合されている。スリットノズル２０内の中央部にはマニホールド２６が形成されており、このマニホールド２６もスリットノズル２０の長手方向（Ｘ方向に直交する方向）にのびている。マニホールド２６の下方には、これに連通してスリット２８が形成されている。このスリット２８もスリットノズル２０の長手方向にのびており、その下端がスリットノズル２０の最下端面である吐出口面３６で開口して、吐出口３４を形成する。なおスリット２８はシム３２によって形成されるので、スリット２８の間隙（Ｘ方向に測定）は、シム３２の厚さと等しくなる。吐出口面３６の両隣には、斜め上方に切り上がっているリップ斜面３８が設けられている。リップ斜面３８は吐出口面３６の両隣にあり、吐出口面３６に連なる両隣接面となる。
【００１６】
このスリットノズル２０を昇降させる昇降ユニット７０は、スリットノズを吊り下げる形で保持する吊り下げ保持台８０、吊り下げ保持台８０を昇降させる昇降台７８、昇降台７８を上下方向に案内するガイド７４、モータ７２の回転運動を昇降台７８の直線運動に変換するボールねじ７６より構成されている。昇降ユニット７０はスリットノズ２０の長手方向の両端部を支持するよう左右１対あって、各々が独立に昇降できるので、スリットノズル２０長手方向の水平に対する傾き角度を任意に設定することができる。これによってスリットノズル２０の吐出口面３６と基板Ａを、スリットノズル２０の長手方向にわたって略並行にすることができる。さらに、この昇降ユニット７０によって、ステージ６上の基板Ａとスリットノズ２０の吐出口面３６の間にすきま、すわなち、クリアランスを、任意の大きさに設けることができる。
【００１７】
再びスリットノズル２０を見ると、スリットノズル２０のマニホールド２６の上流側は、塗布液供給装置４０に連なる供給ホース６０に、内部通路（図示しない）を介して常時接続されており、これにより、マニホールド２６へは塗布液供給装置４０から塗布液を供給することができる。マニホールド２６に入った塗布液はスリットノズル２０の長手方向に均等に拡幅されて、スリット２８を経て、吐出口３４から吐出される。
【００１８】
なお、塗布液供給装置４０は、供給ホース６０の上流側に、フィルター４６、供給バルブ４２、シリンジポンプ５０、吸引バルブ４４、吸引ホース６２、タンク６４を備えている。タンク６４には塗布液６６が蓄えられており、圧空源６８に連結されて任意の大きさの背圧を塗布液６６に付加することができる。タンク６４内の塗布液６６は、吸引ホース６２を通じてシリンジポンプ５０に供給される。シリンジポンプ５０では、シリンジ５２、ピストン５４が本体５６に取り付けられている。ここでピストン５４は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ５０は、一定の内径を有するシリンジ５２内に塗布液を充填し、それをピストン５４により押し出して、スリットノズル２０に基板Ａを一枚塗布する分だけ供給する定容量間欠供給型のポンプである。シリンジ５２内に塗布液６６を充填するときは、吸引バルブ４４を開、供給バルブ４２を閉として、ピストン５４を下方に移動させる。またシリンジ５２内に充填された塗布液をスリットノズル２０に向かって供給するときは、吸引バルブ４４を閉、供給バルブ４２を開とし、ピストン５４を上方に移動させることで、ピストン５４でシリンジ５２内部の塗布液を押し上げて排出する。
【００１９】
さらに図１で基台２の左側端部を見ると、予備塗布装置２００が基台２上に取り付けられている。スリットノズル２０は、破線で示される回転ロール２０２の上方にあるスタンバイ位置Ｄまで、門型ガントリー１０の移動によって移動することができる。
【００２０】
予備塗布装置２００の構成を見てみると、矢印で示される時計方向に回転する回転ロール２０２が、フレーム２３６の内部の中央に配置されている。回転ロール２０２はＸ方向と直交する長手方向、すなわち塗布幅方向の両端でフレーム２３６に回転自在に支持され、さらに図示されない回転モータで駆動されて、自在に回転する。回転ロール２０２には、図２に詳細が示されているように、回転ロールの長手方向に伸びる溝２５０が同じ断面形状で８個設けられており、これによって回転ロール２０２の表面は矢印で示される回転方向に分断されて８個の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈを形成する。予備塗布面２５２Ａ〜Ｈは、スリットノズル２０から吐出される塗布液が予備塗布される断続的に配置された予備塗布領域となる。各予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの回転方向の下流側が予備塗布を開始する開始エッジ２５６Ａ〜Ｈ、回転方向の上流側が予備塗布を終了する終了エッジ２５４Ａ〜Ｈを形成する。溝２５０の断面形状については、幅Ｌ１は好ましくは５ｍｍ以上、深さＬ２は好ましくは１ｍｍ以上である。幅Ｌ１も深さＬ２も上記の数値より小さいと、塗布液が予備塗布面間に橋渡しをすることがあり、好ましくない。溝２５０の回転ロール２０２長手方向の長さについては、スリットノズル２０の吐出口３４の長手方向長さよりも長いことが好ましい。
【００２１】
再び図１を見ると、回転ロール２０２の回転方向に沿って上流側から順に、洗浄液吐出ノズル２０４、ブレード２０６、ガスノズル２０８が回転ロール２０２の左側に配置されている。洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８は、回転ロール２０２の長手方向の両端部でフレーム２３６に支持されている。またブレード２０６はブラケット２１０を介して、回転ロール２０２の長手方向の両端部でフレーム２３６に支持されている。ここで洗浄液吐出ノズル２０４は洗浄液２２０を回転ロール２０２の長手方向にわたって吐出するもの、ブレード２０６は回転ロール２０２の長手方向にわたって洗浄液や汚れをかきとるもの、ガスノズル２０８は窒素ガス等の気体を回転ロール２０２の長手方向にわたって噴出して残存した洗浄液を除去・乾燥させるもの、である。洗浄液吐出ノズル２０４には洗浄液源２２４から、洗浄液配管２２６、洗浄液切換バルブ２２８を介して洗浄液が供給され、所定量の洗浄液がスリットノズル２０の吐出口３６の長手方向長さよりもわずかに長い洗浄幅にわたって、回転ロール２０２に向かって吐出される。洗浄液の吐出と吐出停止は洗浄液切換バルブ２２８を動作させて行う。ブレード２０６はブラケット２１０に固定されており、ブラケット２１０を反時計方向に回転させると、ブレード２０６の回転ロール２０２への押しつけ力が高まり、液体のかき取り能力が向上する。ブレード２０６の材質は、耐薬品性、強度を考慮してステンレス等の金属や、ＰＥＴ等の合成樹脂が好ましい。ガスノズル２０８にはガス供給源２３０から、ガス配管２３２、ガス切換バルブ２３４を介してガスが供給され、所定量のガスが上記の洗浄幅にわたって、回転ロール２０２に向かって吐出される。ガスの吐出と吐出停止はガス切換バルブ２３４を動作させて行う。
【００２２】
回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈ上にスリットノズル２０から予備塗布された塗布液と、洗浄液吐出ノズル２０４より吐出される洗浄液は、ブレード２０６によるかきとりや、ガスノズル２０６による吹き飛ばし等により、回転ロール２０２から離れて、フレーム２３６に内蔵されるトレイ２１２に向かって落下する。トレイ２１２に落下した塗布液や洗浄液は、トレイ２１２に設けられた排出管２１４から配管２１６を介して図示されない液回収装置に回収される。またガスノズル２０８より吐出されたガスは、回転ロール２０２に衝突後、ガスノズル２０８近くに配置されているガス吸引管２１８から、吸引配管２２２を介して図示されていないガス回収装置に回収される。スリットノズル２０で回転ロール２０２上に予備塗布された塗布液は、洗浄液吐出ノズル２０４から吐出される洗浄液で薄められると共に押し流されて、ブレード２０６でかき取られ、ブレード２０６でかき取られなかったわずかな塗布液と洗浄液の混合液体が、最後にガスノズル２０８から吐出されるガスで除去・乾燥される。したがって回転ロール２０２上には、ガスノズル２０８の位置を通過すると何も残されておらず、常に同じ何もない状態で予備塗布を続けて行うことが可能となる。
【００２３】
なお制御信号にて動作するリニアモータ、モータ７２、塗布液供給装置４０、予備塗布装置２００等はすべて制御装置１００に電気的に接続されている。そして、制御装置１００に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお条件変更時は操作盤１０２に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置１００に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。特に塗布液供給装置４０や予備塗布装置２００では、シリンジポンプ５０、供給バルブ４２、吸引バルブ４４、洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４、回転ロール２０２等が、制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００にその電気的信号をとりこんだり、制御装置１００からの指令により、任意の動作をさせることができる。
【００２４】
次に本発明のスリットコータ１を用いた第１の塗布方法について詳述する。
【００２５】
まず準備作業として、タンク６４〜スリットノズル２０まで塗布液６６はすでに充満されており、タンク６４以降のスリットノズル２０までの残留エアーを排出する作業も既に終了している。この時の塗布液供給装置４０の状態は、シリンジ５２に塗布液６６が充填、吸引バルブ４４は閉、供給バルブ４２は開、そしてピストン５４は最下端の位置にあり、いつでも塗布液６６をスリットノズル２０に供給できるようになっている。さらに予備塗布装置２００についても準備動作として、洗浄液源２２４〜洗浄液吐出ノズル２０４に洗浄液が充填されてエアー抜きも十分行われ、ガスについてもガス供給源２３０から閉となっているガス切換バルブ２３４まで充填されている。ここで、洗浄液切換バルブ２２８もガス切換バルブ２３４と同じように閉となっている。ブレード２０６については、回転ロール２０２の表面には接触せず、一定のすきまだけ離れた初期位置に置かれている。また、溶剤を湿潤させたクリーンワイパー（布）による回転ロール２０２の予備塗布面２５４Ａ〜Ｈの清掃も、同じく準備作業として完了している。
【００２６】
つづいてスリットコータ１の動作開始が操作盤１０２から制御装置１００に伝えられると、門型ガントリー１０は図１の左部にある予備塗布装置２００の回転ロール２０２上部のスタンバイ位置Ｄにスリットノズル２０を移動させて停止させる。これと同時に回転ロール２０２も回転して、予備塗布面２５２Ｈの中央部が最上点、すなわち回転ロール２０２の上下方向の中心線上に来たところで停止させる。つづいて昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を下降させ、回転ロール２０２の上下方向の中心線上で予備塗布面２５２Ｈとスリットノズル２０の吐出口面３６の間のすきまが第１クリアランスＣ１になる位置で停止させる（図３（ａ）の状態）。
【００２７】
次に、ステージ６の表面には図示しないリフトピンが上昇し、図示しないローダから基板Ａがリフトピン上部に載置される。そしてリフトピンを下降させて基板Ａをステージ６上面に載置し、同時に吸着保持する。
【００２８】
この状態でスリットノズル２０から回転ロール２０２に予備塗布を開始するが、予備塗布方法は図３を用いて説明する。スリットノズル２０と回転ロール２０２は図３（ａ）に示す状態にあり、まず第１回目の予備塗布を行うために、回転ロール２０２を矢印方向に回転させて、予備塗布面２５２Ｇの開始エッジ２５６Ｇを含む予備塗布開始部が、スリットノズル２０の吐出口３４の直下となる位置で停止させる。これと並行してシリンジポンプ５０を駆動して、初期出し量Ｑ１だけ塗布液をスリットノズル２０から吐出し、吐出完了後から同じ姿勢のまま待機時間Ｔ１だけ待ってスリットノズル２０の吐出口面３６と回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ｇの間にビード、すなわち塗布液のたまりを形成する。スリットノズル２０から初期出し量Ｑ１の塗布液を吐出完了してからＴ１秒後に、昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を上昇させ、スリットノズル２０の吐出口面３６と回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ｇの間のすきまが第２クリアランスＣ２になる位置で、スリットノズル２０の上昇を停止させる。スリットノズル２０の上昇が停止したら、再びシリンジポンプ５０を駆動してスリットノズル２０から塗布液を一定吐出速度にて吐出開始し、シリンジポンプ５０の再駆動開始から待機時間Ｔ２後に回転ロール２０２を矢印方向に周速度Ｖ１で駆動し、予備塗布面２５２Ｇに塗布液を予備塗布開始する（図３（ｂ）の状態）。なお待機時間Ｔ１、Ｔ２はゼロであってもよい。また周速度Ｖ１は、予備塗布面２５２Ａ〜Ｈでの周速度である。終了エッジ２５４Ｇから長さＳ１だけ手前にある位置が吐出口３４の直下に達したら、シリンジポンプ５０の減速を開始して停止させる。一方回転ロール２０２は同じ周速度Ｖ１のまま回転させ、終了エッジ２５４Ｇが吐出口３４の近傍に来た時に、スリットノズル２０を上昇させて、スリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２５２Ｇ間に形成されたビードを断ち切り、第１回目の予備塗布を終了する。第１回目の予備塗布が終了しても回転している回転ロール２０２は、予備塗布面２５２Ｇから１つおいた予備塗布面２５２Ｅの開始エッジ２５６Ｅを含む予備塗布開始部が、スリットノズル２０の吐出口３４の直下となる位置に来たときに停止させる。予備塗布面２５２Ｇから１つおいた予備塗布面２５２Ｅを使用するのは、予備塗布面２５２Ｇでの予備塗布を終了してから、余裕をもって予備塗布面２５２Ｅの開始エッジ２５６Ｅでスリットノズル２０を停止させるためである。つづいて昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を下降させ、スリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２５２Ｅの間のすきまが第１クリアランスＣ１となる位置で、スリットノズル２０の下降を停止させる。以降は第１回目の予備塗布と全く同じ手順で、予備塗布面２５２Ｅに第２回目の予備塗布を行う（図３（ｃ）の状態）。第２回目の予備塗布では、終了エッジ２５４Ｅ近傍で昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を上昇させてビードを断ち切り、予備塗布を終了させる。
【００２９】
第２回目の予備塗布が終了して、スリットノズル２０の上昇が完了した時点で、回転ロール２０２を停止させるとともに、門型ガントリー１０を右側方向に駆動し、スリットノズル２０を基板Ａの塗布開始部の真上に移動させて停止させる。これらの動作の間、基板Ａが図示しない厚さセンサーによって基板Ａの厚さが測定される。測定した基板Ａの厚さデータを用い、昇降ユニット７０を駆動して基板Ａの塗布開始部上で静止しているスリットノズル２０を下降させ、スリットノズル２０の吐出口面３６を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させて停止させる。そしてシリンジポンプ５０のピストン５４を所定速度で上昇させ、スリットノズル２０から塗布液６６を吐出して吐出口面３６と基板Ａの塗布開始部との間に液だまりであるビードＢを形成してから、門型ガントリー１０を所定速度でＸ方向に移動開始し、塗布液６６の基板Ａへの塗布を始めて、塗布膜Ｃを形成する。基板Ａの塗布終了位置がスリットノズル２０の吐出口３４の位置にきたらピストン５４を停止させて塗布液６６の供給を停止し、つづいて昇降ユニット７０を駆動して、スリットノズル２０を上昇させる。これによって基板Ａとスリットノズル２０の間に形成されたビードＢが断ち切られ、塗布が終了する。塗布終了後も門型ガントリー１０は動きつづけ、終点位置にきたら一旦停止する。
なお上記の第２回目の予備塗布を終了して回転ロール２０２が停止してから、基板Ａにスリットノズル２０で塗布液の塗布が行われるのと並行して、回転ロール２０２に予備塗布された塗布液の除去、洗浄を行う。第２回目の予備塗布を終了して回転ロール２０２が停止した時点で、それに続いて洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ開として、洗浄液、ガスを洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８より所定条件にて吐出する。さらにブレード２０６は、ブラケット２１０を反時計方向に回転させて、回転ロール２０２の表面に接触させて適切な力で押しつける。このような準備が完了してから、回転ロール２０２を洗浄用の周速度Ｖ２で図３の矢印で示される回転方向（時計方向）に再駆動し（図３（ｄ）の状態）、予備塗布面２５２Ｇと予備塗布面２５２Ｅに予備塗布された塗布液を順番に除去して、予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの洗浄を行う。なお予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの塗布液の除去、洗浄が終わってからも回転ロール２０２を駆動しつづけ、さらに繰り返して予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの洗浄を行ってもよい。予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの塗布液の除去、洗浄が終わったら、洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ閉として、洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８よりそれぞれ洗浄液、ガスの吐出を停止し、トレイ２１２に落下した塗布液と洗浄液や、ガスを回収する。つづいてブラケット２１０を時計方向に回転させて、ブレード２０６を回転ロール２０２から引き離して、一定すきま離れた初期位置にもどす。そして回転ロール２０２は、予備塗布面２５２Ｈの中央部が最上点、すなわち上下方向の中心線上にきたら、そこで停止させる。
上記の回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ｈが所定位置で停止したのを確認してから、回転ロール２０２の方に向かって門型ガントリー１０をＸ方向に移動させる。そしてスリットノズル２０がスタンバイ位置Ｄ、すなわち回転ロール２０２の上方に来たら、門型ガントリー１０の移動を停止させるとともに、基板Ａの吸着を解除し、リフトピンを上昇させて基板Ａを持ち上げる。この時図示されないアンローダによって基板Ａの下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。
スリットノズル２０がスタンバイ位置Ｄで停止した時には、昇降ユニット７０も駆動してスリットノズル２０を下降させ、スリットノズル２０の吐出口面３６と回転ロール２０２の予備塗布面との間のすきまを第１クリアランスＣ１にする。この状態で、塗布液供給装置４０の供給バルブ４２をまず閉とし、つづいて吸引バルブ４４は開としてから、ピストン５４を一定速度で下降させ、タンク６４の塗布液６６をシリンジ５２に充填する。充填完了後、ピストン５４を停止させ、吸引バルブ４４を閉にしてから、供給バルブ４２を開とする。つづいて次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。
【００３０】
なお以上の塗布方法で詳細を示した第１回目と第２回目の予備塗布方法はあくまでも一例であって、予備塗布面２５２Ａ〜Ｈのいずれか２箇所以上に塗布液が予備塗布されるなら、どのような予備塗布方法を適用してもよい。例えば、スリットノズル２０と予備塗布面２５２Ｈとの間のすきまを第２クリアランスＣ２に固定し、回転ロール２０２を一定周速度Ｖ１で回転させ、スリットノズル２０の吐出口３４の直下に予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅが来たときに塗布液を吐出して、予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅに塗布液を予備塗布してもよい。ポイントは２回以上の予備塗布を行ことによって、第１回目の予備塗布でスリットノズル２０の吐出口３４周辺に残存している塗布液が乾燥した固化物を溶出させるとともに吐出口３４周辺から分離し、つづく第２回目の予備塗布で溶出または／および分離した固化物をパーティクルとして回転ロール２０２に付着させることができるところにある。これによって、予備塗布に続く基板Ａへの塗布では、パーティクルは基板に付着せず、パーティクル起因のすじ欠点も発生しない。この予備塗布方法によれば、スリットノズル２０の吐出口面３６の洗浄周期を長くしたり、乾燥しやすい塗布液を使用したりして、吐出口面３６に塗布液が乾燥した固化物が付着していても、少なくとも２回以上の予備塗布によって、これらの固化物が溶出したり、吐出口面３６より分離したりすることでパーティクルとなり、それを予備塗布をした回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈに全て付着させることができる。その結果、基板Ａの塗布時には塗布開始部にこのようなパーティクルが付着せず、パーティクルを起因としたすじ欠点も発生しない。したがってスリットノズル２０の吐出口３４付近の洗浄周期を非常に長くすることも可能となり、乾燥しやすい塗布液でも容易に使用することができる。予備塗布面２５２Ａ〜Ｈのいずれか２箇所以上に塗布液が予備塗布されれば上記の効果がえられるのであるから、予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの隣り合う予備塗布面で２箇所以上に塗布液を予備塗布しても同様の効果がえられることはいうまでもない
なお予備塗布回数が多ければ多いほど不要なパーティクルが回転ロール２０２に付着するので、その後の本塗布での基板Ａの塗布品質は向上するが、予備塗布を含むスリットノズル２０の初期化に時間がかかるので、予備塗布回数は２回以上３回以下が好ましい。予備塗布回数を１回にして予備塗布長さをいくら長くしても、複数回断続的に予備塗布を行うのと同じ効果はえられない。これは塗布開始する時にのみ、スリットノズル２０の吐出口２０付近や吐出口面３６付近に付着している液状物や固化物が予備塗布面に塗布、すなわち転写され、一方塗布中はスリットノズル２０の吐出口３４から吐出されるものしか予備塗布面に塗布されないことによる。このように好ましくは２〜３回の断続的な予備塗布を行うことによって、従来の１回の予備塗布よりも、パーティクル排除やすじ欠点防止に必要なトータルの予備塗布長さをはるかに短くできるので、回転ロール２０２上に予備塗布された塗布液が洗浄液吐出ノズル２０４、ブレード２０６、ガスノズル２０８より構成される塗布液除去、洗浄手段に達する前に予備塗布を終了することができる。その結果予備塗布された塗布液の除去、洗浄をそれに最適な条件下で行うことができる。例えば上記したように、塗布液の除去、洗浄時の回転ロール２０２の周速度Ｖ２を、予備塗布時の回転ロール２０２の周速度Ｖ１とは全く独立して定めることができる。いい方を変えると、本発明による予備塗布方法では、予備塗布長さを短くできるので、全ての予備塗布を終了してから洗浄が行える位置に、洗浄液吐出ノズル２０４、ブレード２０６、ガスノズル２０８より構成される塗布液除去、洗浄手段が配置できるともいえる。またさらには、以上のように少なくとも２回以上の予備塗布を行うことによって、基板Ａの塗布品質を高く維持するための予備塗布長さが短くなるので、回転ロール２０２の洗浄に使用される洗浄液や窒素ガス等のガスの量を著しく少なくすることもできる。
【００３１】
また上記で示したように、予備塗布は終了エッジ２５４で終了して、スリットノズル２０と予備塗布面２５２の間のビードを断ち切る方が好ましい。これは終了エッジ２５４により、ビードがスリットノズル２０の長手方向にわたって一様に断ち切られ、スリットノズル２０の吐出口面３６に塗布液が一様に残るので、次の塗布開始部の膜厚が安定化し、膜厚分布が不均一が原因のすじ欠点も生じないことによる。すなわち終了エッジ２５４を活用することで、塗布品質の向上が図られる。この終了エッジ２５４を形成するために回転ロール２０２は、溝２５０によっての回転方向に区切られた複数の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈを有する構成にしており、単一の連続表面からなる通常の回転ロールよりも塗布品質の向上が図れるので、好ましい。
【００３２】
予備塗布を２回以上行うことによって、塗布される基板Ａにパーティクルやすじ欠点を発生させない効果は、区分けされた予備塗布面２５２がなく、表面が同じ直径の連続円筒面である従来の回転ロールであっても同じである。したがって、基板Ａにパーティクルやすじ欠点を発生させない目的のために、予備塗布を２回以上行う本発明を、表面が連続した円筒面である回転ロール２６０に適用してもよく、この適用例を図４を用いて説明する。
【００３３】
まず予備塗布装置２００で、複数の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈを有する回転ロール２０２を、単一の連続した予備塗布面２６２を有する回転ロール２６０に置き換える。ここで洗浄液は洗浄液吐出ノズル２０４まで充填されて、洗浄液切換バルブ２２８は閉となっており、ガスも閉となっているガス切換バルブ２３４まで充填されている。ブレード２０６については、回転ロール２６０の表面には接触せず、一定のすきまだけ離れた初期位置にある。そして予備塗布を行うために、スリットノズル２０を回転ロール２６０の直上位置に移動させ、つづいて昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を下降させて、回転ロール２６０の上下方向の中心線上で予備塗布面２６２とスリットノズル２０の吐出口面３６の間のすきまが第２クリアランスＣ２になる位置で停止させる（図４（ａ）の状態）。
【００３４】
つづいてシリンジポンプ５０を駆動して、一定吐出速度で塗布液をスリットノズル２０から吐出するとともに、シリンジポンプ５０の駆動開始から待機時間Ｔ２秒後に回転ロール２６０を一定の周速度Ｖ１で回転開始する。ここで周速度Ｖ１は予備塗布面２６２での速度である。スリットノズル２０からの塗布液の吐出と回転ロール２６０の周速度Ｖ１での回転により、予備塗布面２６２には一定厚さで塗布液が予備塗布され、第１回目の予備塗布が行われる（図４（ｂ）の状態）。第１回目の予備塗布が長さＬｃだけ行われた時点で、シリンジポンプ５０を停止してスリットノズル２０から塗布液の吐出を終了させ、第１回目の予備塗布を終了する。この時点で回転ロール２６０は周速度Ｖ１で回転しつづけているが、次の第２回目の予備塗布開始位置がスリットノズル２０の吐出口３４の直下に来たときに、回転ロール２６０を停止させる。そして第１回目の予備塗布と同じく、シリンジポンプ５０を駆動して一定吐出速度で塗布液をスリットノズル２０から吐出するとともに、シリンジポンプ５０の駆動開始から待機時間Ｔ２秒後に回転ロール２６０を一定の周速度Ｖ１で再度回転開始する。これによって予備塗布面２６２には一定厚さで塗布液が予備塗布され、第２回目の予備塗布が行われる（図４（ｃ）の状態）。第２回目の予備塗布が長さＬｃだけ行われた時点で、シリンジポンプ５０を停止してスリットノズル２０の吐出を終了させ、第２回目の予備塗布を終了する。第２回目の予備塗布が終了して一定時間後に、周速度Ｖ１で回転している回転ロール２６０も停止させる。
それに続いて洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ開として、洗浄液、ガスを洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８より所定条件にて吐出する。さらにブレード２０６は、ブラケット２１０を反時計方向に回転させて、回転ロール２６０の表面に接触させて適切な力で押しつける。このような準備が完了してから、回転ロール２６０を洗浄用の周速度Ｖ２で矢印で示される回転方向（時計方向）に再駆動し（図４（ｄ）の状態）、予備塗布面２６２に２回予備塗布された塗布液を順番に除去して、予備塗布面２６２の洗浄を行う。予備塗布面２６２の塗布液の除去、洗浄が終わったら、洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ閉として、洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８よりそれぞれ洗浄液、ガスの吐出を停止し、トレイ２１２に落下した塗布液と洗浄液や、ガスを回収する。またブラケット２１０を時計方向に回転させて、ブレード２０６を回転ロール２６０から引き離して、一定すきま離れた初期位置にもどす。
なお回転ロール２０２に対して行った予備塗布方法を、回転ロール２６０に適用してもよい。
【００３５】
以上の回転ロール２０２、２６０に対する予備塗布で、予備塗布時の回転ロール２０２、２６０の回転周速度Ｖ１は、好ましくは１０〜５００ｍｍ／ｓ、より好ましくは２０〜２００ｍｍ／ｓである。この範囲より小さいと予備塗布に時間がかかりすぎてタクトタイムが長くなり、この範囲より大きいと膜切れが生じて予備塗布が行えない。また長さＬｃ等の予備塗布の長さは好ましくは１０〜１００ｍｍ、より好ましくは２０〜６０ｍｍである。長さＬｃが短すぎると塗布液がスリットノズル２０に乾燥して付着した固化物を溶出させたり、スリットノズル２０から分離させたりする時間的な余裕がないので、２回目以降の予備塗布で溶出したり分離した固化物をパーティクルとして付着させることができない。長さＬｃが長すぎると予備塗布に時間がかかってタクトタイムが長くなってしまうのと、洗浄液吐出ノズル２０４等の塗布液除去、洗浄手段に予備塗布された塗布液が達するまでに、予備塗布を終了できない。以上の好ましい予備塗布長さにあわせて、回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの回転方向の長さを定めることが好ましい。
【００３６】
さらに回転ロール２０２への予備塗布を開始する時の第１クリアランスＣ１の大きさは好ましくは４０〜２００μｍ、より好ましくは５０〜１００μｍとする。このすきまが小さすぎるとスリットノズル２０と回転ロール２０２が衝突するおそれがあり、すきまが大きすぎるとビード、すなわち塗布液のたまりが形成されないので、予備塗布を行うことができない。また第２クリアランスＣ２は通常の塗布を行うのに最適な大きさにし、好ましくは５０〜３００μｍ、より好ましくは８０〜２００μｍであり、第１クリアランスＣ１よりも大きくすることが好ましい。第１クリアランスＣ１にスリットノズル２０の吐出口面３６〜予備塗布面２５２Ｇ、Ｅ間のすきまを設定したときに、スリットノズル２０から吐出する初期出し量Ｑ１については、吐出口面３６〜予備塗布面２５２Ｇ、Ｅ間に液たまりができるならばいかなる大きさでもよいが、好ましくは１ｍあたり２０〜５００μｌ、より好ましくは５０〜１５０μｌである。この範囲より小さいと液たまりが形成されず、この範囲より大きいと、吐出口面３６〜予備塗布面２５２Ｇ、Ｅ間のすきまから塗布液があふれだしてしまい、正常な予備塗布が行えない。
【００３７】
さらに予備塗布面２５２に予備塗布された塗布液を除去、洗浄するときの回転ロール２０２の回転周速度Ｖ２は、好ましくは２〜１００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５〜５０ｍｍ／ｓであり、予備塗布を行う周速度Ｖ１とは関係なく独立して選定される。周速度Ｖ２が低すぎると塗布液の除去、洗浄のタクトタイムが長くなり、周速度Ｖ２が高すぎると十分な塗布液の除去、洗浄が行えない。洗浄液は、塗布液が乾燥した固化物を溶解させる必要があることから、塗布液の構成溶剤が好ましいが、その他塗布液が乾燥した固化物を溶解させるものであれば、構成溶剤以外の有機溶剤やアルカリ液でもあってもよい。洗浄液吐出ノズル２０４から吐出される吐出量は、１ｍあたり０．５〜５cc／ｓが好ましい。この範囲より小さいと洗浄能力が低く、この範囲より大きいと使用洗浄液量が多くなって製造コストが大きくなる。ガスノズル２０８から吐出するガスについては、液体を吹き飛ばす気体ならいかなるものでも使用できるが、爆発の心配がないことから、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスが好ましく、コストや簡便さからクリーン化処理された乾燥エアーであってもよい。
ガスノズル２０８から吐出される窒素ガス、エアー等のガスの吐出量は、吐出口の平均風速で表して、好ましくは５〜１００ｍ／ｓ、より好ましくは２０〜５０ｍ／ｓである。この範囲よりも遅いと、除去・乾燥能力が不足し、この範囲よりも早いと、エネルギーコストが増大して望ましくない。
【００３８】
以上説明した本発明が適用できる塗布液としては粘度が１〜１００mPaS、より望ましくは１〜５０mPaSであり、ニュートニアンであることが塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗液にも適用できる。とりわけ溶剤に揮発性の高いもの、たとえばＰＧＭＥＡ、酢酸ブチル、乳酸エチル等を使用している塗布液を塗布するときに有効である。具体的に適用できる塗布液の例としては、上記にあげたカラーフィルター用のブラックマトリックス、ＲＧＢ色画素形成用塗布液の他、レジスト液、オーバーコート材、柱形成材料、ＴＦＴアレイ基板用のポジレジスト等がある。基板である被塗布部材としてはガラスの他にアルミ等の金属板、セラミック板、シリコンウェハー等を用いてもよい。さらに予備塗布速度や塗布速度は好ましくは２〜５００ｍｍ／ｓ、より好ましくは１０〜２００ｍｍ／ｓ、スリットノズル２０のスリット間隙は好ましくは５０〜１０００μｍ、より好ましくは８０〜２００μｍ、塗布厚さがウェット状態で１〜５０μｍ、より好ましくは２〜２０μｍである。
【実施例】
【００３９】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
１１００×１３００mm で厚さ０．７mmの無アルカリガラス基板を洗浄装置に投入した。ウェット洗浄によって基板上のパーティクルを除去後、スリットコータ１でブラックマトリックス材を、スリットノズル２０からの吐出速度０．５５cc／ｓ、塗布速度５０ｍｍ／ｓ、スリットノズル２０と基板間のクリアランスは１００μｍで、タクトタイム６０秒で基板全面に塗布した。ブラックマトリックス材には、遮光材にカーボンブラック、バインダーにアクリル樹脂、溶剤にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を使用し、さらに感光剤を添加して、固形分濃度１５％、粘度４mPasに調整したペーストを用いた。この時のスリットノズル２０は吐出口の間隙が１００μｍで、長さが１１００mm、吐出口面３６の幅が１mm、吐出口面３６と斜面３８のなす角度が４５度のものを使用した。塗布前には毎回必ず予備塗布装置２００でスリットノズル２０の予備塗布を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。なお塗液供給装置４０で、吸引バルブ４４、供給バルブ４２ともにダイヤフラムバルブを用いた。また予備塗布装置２００で、回転ロール２０２には直径１８０mm、長手方向の長さ１３００mm、溝２５０が幅Ｌ１＝１０．７ｍｍ、深さＬ２＝２ｍｍ、長手方向長さ１３００ｍｍで８個あり、同じく８個ある予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの回転方向の長さが６０ｍｍで表面に０．５mm厚のセラミックスコーティングが施工されたものを用いた。また洗浄液吐出ノズル２０４には、直径０．４mmの吐出口がピッチ５mmで１１２０mmの長さに渡って一直線上に配置されたもの、ブレード２０６にはＳＵＳ４２０製の厚さ０．３mmで長さ１２００mmのもの、ガスノズル２０８には直径０．５mmの吐出口がピッチ５mmで１１２０mmの長さに渡って一直線上に配置されたもの、を用いた。洗浄液にはＰＧＭＥＡを用い、ガスノズル２１２から吐出するガスは窒素ガスを用いた。予備塗布を行う時の回転ロール２０２の周速度は１００mm／ｓ、スリットノズル２０から吐出される塗布液であるブラックマトリックス材の吐出速度は０．５５cc／ｓ、スリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２５２の間の第１クリアランスＣ１は８０μｍ、第２クリアランスＣ２は１５０μｍにした。予備塗布中の塗布液吐出量は０．６６ccであり、これにより予備塗布は１０μｍの厚さで長さ６０ｍｍだけ行った。この予備塗布を予備塗布面２５２Ｇと２５２Ｅに対して同じ条件で２回行った。この予備塗布を行う時の待機時間Ｔ１＝０．５秒、待機時間Ｔ２＝０．０５秒にし、シリンジポンプ５０の減速は終了エッジ２５４Ｇ、２５４ＥからＳ１＝５ｍｍ手前の地点から開始した。２回の予備塗布が完了してから、回転ロール２０２上に１０μｍの厚さで予備塗布された塗布液を除去するために、回転ロール２０２を周速度Ｖ２＝２０ｍｍ／ｓで回転させながら、洗浄液を洗浄液吐出ノズル２０４から吐出流量１５cc／ｓで、窒素ガスをガスノズル２０８の各吐出口から流速５０ｍ／ｓで吐出した。この条件で塗布液であるブラックマトリックス液と洗浄液は除去でき、ガスノズル２０８の下流側には何も残存しなかった。そのため以降の基板に塗布する前のどの予備塗布でも同じ状態でスリットノズル２０を初期化することができた。また２回の予備塗布が終了してスリットノズル２０の初期化が終わった時に、スリットノズル２０を基板の塗布開始部に移動させ、上記の塗布条件でブラックマトリックス材を塗布した。
【００４０】
以上のブラックマトリックス塗布工程で塗布された基板を、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１００℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行った後、２６０℃のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行い、基板の幅方向にピッチが２５４μｍ、基板の長手方向にピッチが８５μｍ、線幅が２０μｍ、ＲＧＢ画素数が４８００（基板長手方向）×１２００（基板幅方向）、対角の長さが２０インチ（基板幅方向に３０５mm、基板長手方向に４０６mm）となる格子形状で、厚さが１μｍとなるブラックマトリックス膜を、９面分作成した。
【００４１】
次にウェット洗浄後、Ｒ色用塗布液をスリットノズル２０からの吐出速度１．１cc／ｓ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１００μｍ、門型ガントリー移動速度５０ｍｍ／ｓにてタクトタイム６０秒で塗布した。Ｒ色用塗布液はアクリル樹脂をバインダー、ＰＧＭＥＡを溶媒、ピグメントレッド１７７を顔料にして固形分濃度１２％で混合し、さらに粘度を５mPaSに調整した感光性のものであった。塗布した基板は、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、９０℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行って、Ｒ画素部にのみ厚さ２μｍのＲ色塗膜を残し、２６０℃のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。つづいてブラックマトリックス、Ｒ色の塗膜を形成した基板に、Ｇ色用塗布液をスリットノズル２０からの吐出速度１．０cc／ｓ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１２０μｍ、門型ガントリー移動速度５０ｍｍ／ｓにてタクトタイム６０秒で塗布後、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１００℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行って、Ｇ色画素部にのみ厚さ２μｍのＧ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。
【００４２】
さらにブラックマトリックス、Ｒ色、Ｇ色の塗膜を形成した基板に、Ｂ色用塗布液をスリットノズル２０からの吐出速度１．０cc／ｓ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１００μｍ、門型ガントリー移動速度５０ｍｍ／ｓにてタクトタイム６０秒で塗布し、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１００℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行って、Ｂ色画素部にのみ厚さ２μｍのＢ色塗膜を残し、２６０℃のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。なお、Ｇ色用塗布液はＲ色用塗布液で顔料をピグメントグリーン３６にして固形分濃度１４％で粘度を３mPaSに調整したもの、Ｂ色用塗布液にはＲ色用塗布液で顔料をピグメントブルー１５にして固形分濃度１５％で粘度を４mPaSに調整したものであった。Ｒ、Ｇ、Ｂ色塗布液の塗布はいずれも、ブラックマトリックス塗布工程と同じ形状のスリットノズル２０と予備塗布装置２００、塗布液供給装置４０を用い、特に予備塗布装置２００についてはブラックマトリックスと同じ条件で予備塗布と塗布液、洗浄液の除去・乾燥を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。
以上ブラックマトリックスにＲＧＢ色を着色したものに、柱材とオーバーコート材を塗布後、最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させた。この製造方法にて、１０００枚のカラーフィルターを作成した。得られたカラーフィルターは、塗布開始部にパーティクルやすじ欠点がないのはもちろんのこと、塗布むらもなく色度も基板全面にわたって均一で、品質的に申し分ないものであった。
【００４３】
さらに、このカラーフィルターをＴＦＴアレイを形成した基板と重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら１６０℃で９０分間加熱して、シール剤を硬化させた。このセルに液晶注入を行った後、紫外線硬化樹脂により液晶注入口を封口した。次に、偏光板をセルの２枚のガラス基板の外側に貼り付け、さらに、得られたセルをモジュール化して、液晶表示装置を完成させた。得られた液晶表示装置は混色がなく、色度も基板全面に渡って、均一で品質的に申し分ないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るスリットコータ１の概略正面図である。
【図２】回転ロール２０２の詳細を示す拡大概略正面図である。
【図３】予備塗布装置２００での予備塗布状況を段階的に示した概略正面図である。
【図４】予備塗布装置２００を用いた別の予備塗布方法による予備塗布状況を段階的に示した概略正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ スリットコータ
２ 基台
４ ガイドレール
６ ステージ
１０ 門型ガントリー
２０ スリットノズル（塗布器）
２２ フロントリップ
２４ リアリップ
２６ マニホールド
２８ スリット
３２ シム
３４ 吐出口
３６ 吐出口面
３８ 斜面
４０ 塗布液供給装置
４２ 供給バルブ
４４ 吸引バルブ
４６ フィルター
５０ シリンジポンプ
５２ シリンジ
５４ ピストン
５６ 本体
６０ 供給ホース
６２ 吸引ホース
６４ タンク
６６ 塗布液
６８ 圧空源
７０ 昇降ユニット
７２ モータ
７４ ガイド
７６ ボールネジ
７８ 昇降台
８０ 吊り下げ保持台
１００ 制御装置
１０２ 操作盤
２００ 予備塗布装置
２０２ 回転ロール
２０４ 洗浄液吐出ノズル
２０６ ブレード
２０８ ガスノズル
２１０ ブラケット
２１２ トレイ
２１４ 排出管
２１６ 配管
２１８ ガス吸引管
２２２ 吸引配管
２２４ 洗浄液源
２２６ 洗浄液配管
２２８ 洗浄液切換バルブ
２３０ ガス供給源
２３２ ガス配管
２３４ ガス切換バルブ
２３６ フレーム
２５０ 溝
２５２Ａ〜Ｈ 予備塗布面
２５４Ａ〜Ｈ 終了エッジ
２５６Ａ〜Ｈ 開始エッジ
２６０ 回転ロール
２６２ 予備塗布面
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｂ ビード
Ｃ 塗布膜
Ｄ スリットノズル２０のスタンバイ位置
Ｌ１ 溝２５０の幅
Ｌ２ 溝２５０の深さ
Ｌｃ 予備塗布長さ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタやＴＦＴ用アレイ基板等の液晶ディスプレイ用部材を製造する分野に主として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均一な塗布膜を多数枚にわたって形成するために必要な塗布器の初期化に関わる塗布方法及び塗布装置並びに液晶ディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶用ディスプレイは、カラーフィルタ、ＴＦＴ用アレイ基板などにより構成されているが、カラーフィルタ、ＴＦＴ用アレイ基板ともに、低粘度の液体材料を塗布して乾燥させ、塗布膜を形成する製造工程が多く含まれている。たとえば、カラーフィルタの製造工程では、ガラス基板上に黒色のフォトレジスト材の塗布膜を形成し、フォトリソ法により塗布膜を格子状に加工した後に、格子間に赤色、青色、緑色のフォトレジスト材の塗布膜を同様の手法により順次形成していく。その他にも、フォトレジスト材を塗布して塗布膜を形成後、カラーフィルタとＴＦＴ用アレイ基板との間に注入される液晶のスペースを確保する柱を形成したり、カラーフィルタ上の表面の凹凸を平滑化するためのオーバーコート塗布膜を形成する製造工程や、ＴＦＴ用アレイ基板に所定のパターンを形成するためにフォトレジスト材の塗布膜を形成する製造工程などもある。
この塗布膜形成のための塗布装置としては、塗布液の消費量や消費電力の削減、さらに２ｍ角以上という超大型基板に対応して塗布装置を大型化するのが比較的容易であるなどの理由により、近年に至ってスリットコータ（例えば特許文献１）の使用が増加してきている。この公知のスリットコータは塗布器としてスリットノズルを有し、このスリットノズルに設けられたスリット状の吐出口から塗布液を吐出しながら、一方向に走行するガラス基板などの被塗布部材上に塗布膜を形成するものとなっている。
【０００３】
このスリットコータで多数枚の被塗布部材に続けて塗布する場合には、どの被塗布部材に対してもスリットノズルの吐出口とその周辺の状態を同じにする、すなわち初期化をしてから塗布を始めないと、塗布開始部の塗布膜の膜厚プロファイルが再現せず、同じ品質を維持できない。そのために塗布前には一枚一枚の被塗布部材ごとに、スリットノズルの初期化が必ず行われる。このスリットノズルの初期化を非接触の状態で行うのが、回転ロールにスリットノズルで予備塗布を行うものである（例えば特許文献２、３）。この予備塗布では、被塗布部材への塗布の時と同じように、スリットノズルを回転ロールに近接させてから塗布液を吐出して塗布を行い、一定厚さの塗布膜を回転ロール上に形成した後に塗布液の吐出を終了して、スリットノズルを回転ロールから引き離す。この時、引き離されたスリットノズルは、スリットノズルでの塗布液の出口である吐出口を含む吐出口面に、一定量の塗布液が付着して残存するが、スリットノズルの吐出口面の両隣に隣接する両隣接面は塗布液は付着していない状態になっている。この状態を初期化された状態と称している。両隣接面に塗布液が付着していると、塗布開始時に付着塗布液も塗布されるので、塗布開始部が厚くなったり、付着塗布液を起点としてすじ状の欠点が発生したりする。また吐出口面に付着している塗布液がいつも一定でないと、塗布開始部の膜厚分布が再現されない。
【０００４】
スリットノズルは、常に同じ条件で回転ロールに予備塗布を行って、予備塗布終了後にスリットノズルを引き離せば、毎回同じ初期化された状態になる。回転ロールにスリットノズルで予備塗布を行う手段はスリットノズルの初期化には有効であるが、回転ロールを常に清浄にして同じ状態で予備塗布を行えるようにする必要がある。そうしないと同じように予備塗布膜を形成できず、その結果スリットノズルは一定の初期化された状態とならない。したがって、回転ロールの清浄状態を常に維持することが必要となり、そのために特許文献２に示されるように、回転ロールの回転方向の上流側から順番に、回転ロール上に塗布された塗布液に対して洗浄液を付着させ、次いで塗布液と洗浄液の混合物をブレードでかき落とし、最後に残存液体を窒素ガス等を噴きつけて乾燥させる、という洗浄が行なわれる。
【０００５】
また回転ロールを使用して非接触でスリットノズルの初期化を行う手段では、塗布開始部にパーティクル欠点や、パーティクルが起因のすじ欠点が生じることがある。これは、スリットノズルを何回も連続して塗布を行っていると、スリットノズル吐出口先端部に塗布液が薄く乾燥した固化物が次第に形成され、これが以降の塗布時に塗布液を吐出したときに一部溶出したり、一部が吐出口先端部から分離したりしてパーティクルとなり、それが塗布開始部に付着してパーティクル欠点となったり、このパーティクルを起点としてすじ欠点となるためである。さらに非常に乾燥しやすい塗布液を使用すると、１回の塗布後でもスリットノズルの吐出口先端部に塗布液が乾燥した固化物が付着し、同様のメカニズムでパーティクル欠点やすじ欠点を発生させる。以上のことを防止するために、塗布を一定回数行うごとに、スリットノズルの吐出口周辺を洗浄液やエアーで洗浄を行い（例えば特許文献２）、スリットノズルの吐出口先端部に付着した塗布液が乾燥した固化物を除去するようにしている。しかしながら、非常に乾燥しやすい塗布液を使用する時は、毎回の塗布後にこのスリットノズルの吐出口先端部の洗浄を実施せねばならず、これのためにタクトタイムが長くなって、生産性が低下するという問題があった。また現在生産している以上に塗布開始部のパーティクル欠点数やすじ欠点数を減らして塗布品質をさらに向上させるには、スリットノズルの吐出口先端部の洗浄周期を短くすることが必要となり、塗布品質を向上させるためにタクトタイムが長くなって生産性が低下するという不都合もあった。
【０００６】
さらにまた繰り返し安定して初期化を行って高い塗布品質を維持するには、塗布液が予備塗布された回転ロール面上から塗布液が完全に除去されて、次の予備塗布が行われる回転ロール表面の清浄度が高いレベルに保たれることが必要である。しかしながら、従来の回転ロールの洗浄手段では、予備塗布を行いながら予備塗布された塗布液の除去、洗浄を行うために、洗浄のための最適なロール回転速度で洗浄を行えない結果、繰り返し高い塗布品質を保証するために回転ロール清浄度を高いレベルにするのが、非常に困難という問題があった。すなわち、従来の回転ロールを使用したスリットノズルの初期化手段では、繰り返して高い塗布品質を維持するのが非常に困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開平６-３３９６５６号公報（第５欄１８行目〜第８欄１行目、第１０欄９行目〜４３行目、図１、図３、図４）
【特許文献２】特開２００５−２５４０９０号公報（第００３６欄〜第００４７欄、第００５３欄、第００６１欄〜第００６７欄、図２〜図４）
【特許文献３】特開２００４−１６７４７６号公報（第００２３欄〜第００３５欄、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の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、回転ロールを用いたスリットノズルの初期化手段において、１）スリットノズルの吐出口先端部の定期洗浄の周期を長くし、かつ乾燥しやすい塗布液でも塗布開始部にパーティクル欠点やすじ欠点等の塗布欠点を発生させない、２）塗布品質をより高めるために予備塗布された回転ロールの洗浄を独立した最適な洗浄条件で行える、手段を具現化することによって、繰り返して安定した高い塗布品質を、高い生産性で実現する塗布装置及び塗布方法を提供することにある。さらには、それによって低コストで高品質のカラーフィルターやＴＦＴアレイ基板等の液晶ディスプレイ用部材を製造できる液晶ディスプレイ用部材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。
本発明になる塗布方法は、塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器から回転ロールに向かって塗布液を吐出して予備塗布を行い、引き続いて被塗布部材に塗布を行う塗布方法において、少なくとも２回以上予備塗布を行うことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記予備塗布は、断続的に配置された予備塗布領域で行うこと、前記回転ロールに少なくとも２箇所以上予備塗布された塗布液の除去は、全ての予備塗布終了後に行うこと、が好ましい。
本発明になる塗布装置は、塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器と、塗布器から塗布液が回転ロール上に吐出されて予備塗布を行う予備塗布装置と、塗布器の初期化後に引き続いて被塗布部材に塗布膜の形成を行う本塗布装置と、回転ロールに予備塗布された塗布液を除去する洗浄装置と、を備えた塗布装置において、回転ロールは長手方向に伸びる複数の溝を備え、溝間の回転ロール表面が予備塗布領域となることを特徴とする。
ここで、前記洗浄装置は、全ての予備塗布が終了してから洗浄が行える位置に配置されていることが好ましい。
本発明になる液晶ディスプレイ用部材の製造方法は、請求項１〜３に記載のいずれかの塗布方法を用いて液晶ディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、断続的に少なくとも２回以上予備塗布を行うのであるから、スリットノズルの吐出口先端部の洗浄周期を長くしたり、乾燥しやすい塗布液を使用したりして、塗布器の吐出口部に塗布液が乾燥した固化物が付着していても、少なくとも２回以上の予備塗布によってこれらの固化物が溶出したり、吐出口部より分離したりすることでパーティクルとなり、これを予備塗布をした回転ロール表面上に全て付着させることができる。その結果、被塗布部材への塗布時には塗布開始部にこのようなパーティクルが付着せず、パーティクルを起因としたすじ欠点も発生しない。したがってスリットノズルの吐出口先端部の洗浄周期を非常に長くすることが可能となり、タクトタイムを短くして生産性が大幅に向上する。さらには、乾燥しやすい塗布液でも、パーティクル欠点やすじ欠点等の塗布欠点が発生しないので、塗布品質を向上させることができるとともに、使用できる塗布液の自由度が拡大する。
また少なくとも２回以上の予備塗布によって、回転ロール上にそれぞれの予備塗布長さを短くしても、被塗布部材へのパーティクルの付着や塗布欠点が発生しないので、予備塗布が完全に終了してから回転ロールの洗浄を行うことが可能となり、回転ロールの速度等最適な洗浄条件下で塗布液の除去、洗浄が行える。その結果、回転ロール表面から予備塗布された塗布液が完全に除去され、回転ロール表面の清浄度を高いレベルに保つことが可能となる。これにより、繰り返し予備塗布をおこなっても、回転ロール表面の清浄度を高いレベルに維持できるので、繰り返して被塗布部材の高い塗布品質を実現することができる。
【００１１】
本発明になる液晶ディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いて液晶ディスプレイ用部材製造するのであるから、低コストで、塗布膜の均一性や再現性、ならびに塗布品質に極めて優れた高品質の液晶ディスプレイ用部材を高い生産性で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の好ましい一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るスリットコータ１の概略正面図、図２は回転ロール２０２の詳細を示す拡大概略正面図、図３は予備塗布装置２００による予備塗布状況を段階的に示した概略正面図、図４は予備塗布装置２００を用いた別の予備塗布方法による予備塗布状況を段階的に示した概略正面図である。
【００１４】
まず図１を参照すると、本発明の予備塗布装置装置２００を装備したスリットコータ１が示されている。このスリットコータ１は基台２を備えており、基台２上には、被塗布部材である基板Ａの載置台、すなわちステージ６が配置されている。ステージ６の上面は図示しない吸着孔からなる真空吸着面となっており、基板Ａを吸着保持することができる。基台２上には、さらに一対のガイドレール４が設けられており、このガイドレール４上には、門型ガントリー１０が図１に矢印で示されているＸ方向に案内自在に搭載されている。門型ガントリー１０には、昇降ユニット７０を介して、塗布器であるスリットノズル２０がステージ６の上方の位置にくるように取り付けられている。門型ガントリー１０は図示しないリニアモータで駆動されるので、これに搭載されているスリットノズル２０は、塗布方向であるＸ方向に自在に往復動することができる。
【００１５】
スリットノズル２０は、Ｘ方向に直交する方向（紙面に垂直な方向）にのびているフロントリップ２２、及びリアリップ２４を、シム３２を介してＸ方向に重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合されている。スリットノズル２０内の中央部にはマニホールド２６が形成されており、このマニホールド２６もスリットノズル２０の長手方向（Ｘ方向に直交する方向）にのびている。マニホールド２６の下方には、これに連通してスリット２８が形成されている。このスリット２８もスリットノズル２０の長手方向にのびており、その下端がスリットノズル２０の最下端面である吐出口面３６で開口して、吐出口３４を形成する。なおスリット２８はシム３２によって形成されるので、スリット２８の間隙（Ｘ方向に測定）は、シム３２の厚さと等しくなる。吐出口面３６の両隣には、斜め上方に切り上がっているリップ斜面３８が設けられている。リップ斜面３８は吐出口面３６の両隣にあり、吐出口面３６に連なる両隣接面となる。
【００１６】
このスリットノズル２０を昇降させる昇降ユニット７０は、スリットノズを吊り下げる形で保持する吊り下げ保持台８０、吊り下げ保持台８０を昇降させる昇降台７８、昇降台７８を上下方向に案内するガイド７４、モータ７２の回転運動を昇降台７８の直線運動に変換するボールねじ７６より構成されている。昇降ユニット７０はスリットノズ２０の長手方向の両端部を支持するよう左右１対あって、各々が独立に昇降できるので、スリットノズル２０長手方向の水平に対する傾き角度を任意に設定することができる。これによってスリットノズル２０の吐出口面３６と基板Ａを、スリットノズル２０の長手方向にわたって略並行にすることができる。さらに、この昇降ユニット７０によって、ステージ６上の基板Ａとスリットノズ２０の吐出口面３６の間にすきま、すわなち、クリアランスを、任意の大きさに設けることができる。
【００１７】
再びスリットノズル２０を見ると、スリットノズル２０のマニホールド２６の上流側は、塗布液供給装置４０に連なる供給ホース６０に、内部通路（図示しない）を介して常時接続されており、これにより、マニホールド２６へは塗布液供給装置４０から塗布液を供給することができる。マニホールド２６に入った塗布液はスリットノズル２０の長手方向に均等に拡幅されて、スリット２８を経て、吐出口３４から吐出される。
【００１８】
なお、塗布液供給装置４０は、供給ホース６０の上流側に、フィルター４６、供給バルブ４２、シリンジポンプ５０、吸引バルブ４４、吸引ホース６２、タンク６４を備えている。タンク６４には塗布液６６が蓄えられており、圧空源６８に連結されて任意の大きさの背圧を塗布液６６に付加することができる。タンク６４内の塗布液６６は、吸引ホース６２を通じてシリンジポンプ５０に供給される。シリンジポンプ５０では、シリンジ５２、ピストン５４が本体５６に取り付けられている。ここでピストン５４は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ５０は、一定の内径を有するシリンジ５２内に塗布液を充填し、それをピストン５４により押し出して、スリットノズル２０に基板Ａを一枚塗布する分だけ供給する定容量間欠供給型のポンプである。シリンジ５２内に塗布液６６を充填するときは、吸引バルブ４４を開、供給バルブ４２を閉として、ピストン５４を下方に移動させる。またシリンジ５２内に充填された塗布液をスリットノズル２０に向かって供給するときは、吸引バルブ４４を閉、供給バルブ４２を開とし、ピストン５４を上方に移動させることで、ピストン５４でシリンジ５２内部の塗布液を押し上げて排出する。
【００１９】
さらに図１で基台２の左側端部を見ると、予備塗布装置２００が基台２上に取り付けられている。スリットノズル２０は、破線で示される回転ロール２０２の上方にあるスタンバイ位置Ｄまで、門型ガントリー１０の移動によって移動することができる。
【００２０】
予備塗布装置２００の構成を見てみると、矢印で示される時計方向に回転する回転ロール２０２が、フレーム２３６の内部の中央に配置されている。回転ロール２０２はＸ方向と直交する長手方向、すなわち塗布幅方向の両端でフレーム２３６に回転自在に支持され、さらに図示されない回転モータで駆動されて、自在に回転する。回転ロール２０２には、図２に詳細が示されているように、回転ロールの長手方向に伸びる溝２５０が同じ断面形状で８個設けられており、これによって回転ロール２０２の表面は矢印で示される回転方向に分断されて８個の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈを形成する。予備塗布面２５２Ａ〜Ｈは、スリットノズル２０から吐出される塗布液が予備塗布される断続的に配置された予備塗布領域となる。各予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの回転方向の下流側が予備塗布を開始する開始エッジ２５６Ａ〜Ｈ、回転方向の上流側が予備塗布を終了する終了エッジ２５４Ａ〜Ｈを形成する。溝２５０の断面形状については、幅Ｌ１は好ましくは５ｍｍ以上、深さＬ２は好ましくは１ｍｍ以上である。幅Ｌ１も深さＬ２も上記の数値より小さいと、塗布液が予備塗布面間に橋渡しをすることがあり、好ましくない。溝２５０の回転ロール２０２長手方向の長さについては、スリットノズル２０の吐出口３４の長手方向長さよりも長いことが好ましい。
【００２１】
再び図１を見ると、回転ロール２０２の回転方向に沿って上流側から順に、洗浄液吐出ノズル２０４、ブレード２０６、ガスノズル２０８が回転ロール２０２の左側に配置されている。洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８は、回転ロール２０２の長手方向の両端部でフレーム２３６に支持されている。またブレード２０６はブラケット２１０を介して、回転ロール２０２の長手方向の両端部でフレーム２３６に支持されている。ここで洗浄液吐出ノズル２０４は洗浄液２２０を回転ロール２０２の長手方向にわたって吐出するもの、ブレード２０６は回転ロール２０２の長手方向にわたって洗浄液や汚れをかきとるもの、ガスノズル２０８は窒素ガス等の気体を回転ロール２０２の長手方向にわたって噴出して残存した洗浄液を除去・乾燥させるもの、である。洗浄液吐出ノズル２０４には洗浄液源２２４から、洗浄液配管２２６、洗浄液切換バルブ２２８を介して洗浄液が供給され、所定量の洗浄液がスリットノズル２０の吐出口３６の長手方向長さよりもわずかに長い洗浄幅にわたって、回転ロール２０２に向かって吐出される。洗浄液の吐出と吐出停止は洗浄液切換バルブ２２８を動作させて行う。ブレード２０６はブラケット２１０に固定されており、ブラケット２１０を反時計方向に回転させると、ブレード２０６の回転ロール２０２への押しつけ力が高まり、液体のかき取り能力が向上する。ブレード２０６の材質は、耐薬品性、強度を考慮してステンレス等の金属や、ＰＥＴ等の合成樹脂が好ましい。ガスノズル２０８にはガス供給源２３０から、ガス配管２３２、ガス切換バルブ２３４を介してガスが供給され、所定量のガスが上記の洗浄幅にわたって、回転ロール２０２に向かって吐出される。ガスの吐出と吐出停止はガス切換バルブ２３４を動作させて行う。
【００２２】
回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈ上にスリットノズル２０から予備塗布された塗布液と、洗浄液吐出ノズル２０４より吐出される洗浄液は、ブレード２０６によるかきとりや、ガスノズル２０６による吹き飛ばし等により、回転ロール２０２から離れて、フレーム２３６に内蔵されるトレイ２１２に向かって落下する。トレイ２１２に落下した塗布液や洗浄液は、トレイ２１２に設けられた排出管２１４から配管２１６を介して図示されない液回収装置に回収される。またガスノズル２０８より吐出されたガスは、回転ロール２０２に衝突後、ガスノズル２０８近くに配置されているガス吸引管２１８から、吸引配管２２２を介して図示されていないガス回収装置に回収される。スリットノズル２０で回転ロール２０２上に予備塗布された塗布液は、洗浄液吐出ノズル２０４から吐出される洗浄液で薄められると共に押し流されて、ブレード２０６でかき取られ、ブレード２０６でかき取られなかったわずかな塗布液と洗浄液の混合液体が、最後にガスノズル２０８から吐出されるガスで除去・乾燥される。したがって回転ロール２０２上には、ガスノズル２０８の位置を通過すると何も残されておらず、常に同じ何もない状態で予備塗布を続けて行うことが可能となる。
【００２３】
なお制御信号にて動作するリニアモータ、モータ７２、塗布液供給装置４０、予備塗布装置２００等はすべて制御装置１００に電気的に接続されている。そして、制御装置１００に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお条件変更時は操作盤１０２に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置１００に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。特に塗布液供給装置４０や予備塗布装置２００では、シリンジポンプ５０、供給バルブ４２、吸引バルブ４４、洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４、回転ロール２０２等が、制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００にその電気的信号をとりこんだり、制御装置１００からの指令により、任意の動作をさせることができる。
【００２４】
次に本発明のスリットコータ１を用いた第１の塗布方法について詳述する。
【００２５】
まず準備作業として、タンク６４〜スリットノズル２０まで塗布液６６はすでに充満されており、タンク６４以降のスリットノズル２０までの残留エアーを排出する作業も既に終了している。この時の塗布液供給装置４０の状態は、シリンジ５２に塗布液６６が充填、吸引バルブ４４は閉、供給バルブ４２は開、そしてピストン５４は最下端の位置にあり、いつでも塗布液６６をスリットノズル２０に供給できるようになっている。さらに予備塗布装置２００についても準備動作として、洗浄液源２２４〜洗浄液吐出ノズル２０４に洗浄液が充填されてエアー抜きも十分行われ、ガスについてもガス供給源２３０から閉となっているガス切換バルブ２３４まで充填されている。ここで、洗浄液切換バルブ２２８もガス切換バルブ２３４と同じように閉となっている。ブレード２０６については、回転ロール２０２の表面には接触せず、一定のすきまだけ離れた初期位置に置かれている。また、溶剤を湿潤させたクリーンワイパー（布）による回転ロール２０２の予備塗布面２５４Ａ〜Ｈの清掃も、同じく準備作業として完了している。
【００２６】
つづいてスリットコータ１の動作開始が操作盤１０２から制御装置１００に伝えられると、門型ガントリー１０は図１の左部にある予備塗布装置２００の回転ロール２０２上部のスタンバイ位置Ｄにスリットノズル２０を移動させて停止させる。これと同時に回転ロール２０２も回転して、予備塗布面２５２Ｈの中央部が最上点、すなわち回転ロール２０２の上下方向の中心線上に来たところで停止させる。つづいて昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を下降させ、回転ロール２０２の上下方向の中心線上で予備塗布面２５２Ｈとスリットノズル２０の吐出口面３６の間のすきまが第１クリアランスＣ１になる位置で停止させる（図３（ａ）の状態）。
【００２７】
次に、ステージ６の表面には図示しないリフトピンが上昇し、図示しないローダから基板Ａがリフトピン上部に載置される。そしてリフトピンを下降させて基板Ａをステージ６上面に載置し、同時に吸着保持する。
【００２８】
この状態でスリットノズル２０から回転ロール２０２に予備塗布を開始するが、予備塗布方法は図３を用いて説明する。スリットノズル２０と回転ロール２０２は図３（ａ）に示す状態にあり、まず第１回目の予備塗布を行うために、回転ロール２０２を矢印方向に回転させて、予備塗布面２５２Ｇの開始エッジ２５６Ｇを含む予備塗布開始部が、スリットノズル２０の吐出口３４の直下となる位置で停止させる。これと並行してシリンジポンプ５０を駆動して、初期出し量Ｑ１だけ塗布液をスリットノズル２０から吐出し、吐出完了後から同じ姿勢のまま待機時間Ｔ１だけ待ってスリットノズル２０の吐出口面３６と回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ｇの間にビード、すなわち塗布液のたまりを形成する。スリットノズル２０から初期出し量Ｑ１の塗布液を吐出完了してからＴ１秒後に、昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を上昇させ、スリットノズル２０の吐出口面３６と回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ｇの間のすきまが第２クリアランスＣ２になる位置で、スリットノズル２０の上昇を停止させる。スリットノズル２０の上昇が停止したら、再びシリンジポンプ５０を駆動してスリットノズル２０から塗布液を一定吐出速度にて吐出開始し、シリンジポンプ５０の再駆動開始から待機時間Ｔ２後に回転ロール２０２を矢印方向に周速度Ｖ１で駆動し、予備塗布面２５２Ｇに塗布液を予備塗布開始する（図３（ｂ）の状態）。なお待機時間Ｔ１、Ｔ２はゼロであってもよい。また周速度Ｖ１は、予備塗布面２５２Ａ〜Ｈでの周速度である。終了エッジ２５４Ｇから長さＳ１だけ手前にある位置が吐出口３４の直下に達したら、シリンジポンプ５０の減速を開始して停止させる。一方回転ロール２０２は同じ周速度Ｖ１のまま回転させ、終了エッジ２５４Ｇが吐出口３４の近傍に来た時に、スリットノズル２０を上昇させて、スリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２５２Ｇ間に形成されたビードを断ち切り、第１回目の予備塗布を終了する。第１回目の予備塗布が終了しても回転している回転ロール２０２は、予備塗布面２５２Ｇから１つおいた予備塗布面２５２Ｅの開始エッジ２５６Ｅを含む予備塗布開始部が、スリットノズル２０の吐出口３４の直下となる位置に来たときに停止させる。予備塗布面２５２Ｇから１つおいた予備塗布面２５２Ｅを使用するのは、予備塗布面２５２Ｇでの予備塗布を終了してから、余裕をもって予備塗布面２５２Ｅの開始エッジ２５６Ｅでスリットノズル２０を停止させるためである。つづいて昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を下降させ、スリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２５２Ｅの間のすきまが第１クリアランスＣ１となる位置で、スリットノズル２０の下降を停止させる。以降は第１回目の予備塗布と全く同じ手順で、予備塗布面２５２Ｅに第２回目の予備塗布を行う（図３（ｃ）の状態）。第２回目の予備塗布では、終了エッジ２５４Ｅ近傍で昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を上昇させてビードを断ち切り、予備塗布を終了させる。
【００２９】
第２回目の予備塗布が終了して、スリットノズル２０の上昇が完了した時点で、回転ロール２０２を停止させるとともに、門型ガントリー１０を右側方向に駆動し、スリットノズル２０を基板Ａの塗布開始部の真上に移動させて停止させる。これらの動作の間、基板Ａが図示しない厚さセンサーによって基板Ａの厚さが測定される。測定した基板Ａの厚さデータを用い、昇降ユニット７０を駆動して基板Ａの塗布開始部上で静止しているスリットノズル２０を下降させ、スリットノズル２０の吐出口面３６を基板Ａからあらかじめ与えたクリアランス分離れた位置まで近接させて停止させる。そしてシリンジポンプ５０のピストン５４を所定速度で上昇させ、スリットノズル２０から塗布液６６を吐出して吐出口面３６と基板Ａの塗布開始部との間に液だまりであるビードＢを形成してから、門型ガントリー１０を所定速度でＸ方向に移動開始し、塗布液６６の基板Ａへの塗布を始めて、塗布膜Ｃを形成する。基板Ａの塗布終了位置がスリットノズル２０の吐出口３４の位置にきたらピストン５４を停止させて塗布液６６の供給を停止し、つづいて昇降ユニット７０を駆動して、スリットノズル２０を上昇させる。これによって基板Ａとスリットノズル２０の間に形成されたビードＢが断ち切られ、塗布が終了する。塗布終了後も門型ガントリー１０は動きつづけ、終点位置にきたら一旦停止する。
なお上記の第２回目の予備塗布を終了して回転ロール２０２が停止してから、基板Ａにスリットノズル２０で塗布液の塗布が行われるのと並行して、回転ロール２０２に予備塗布された塗布液の除去、洗浄を行う。第２回目の予備塗布を終了して回転ロール２０２が停止した時点で、それに続いて洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ開として、洗浄液、ガスを洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８より所定条件にて吐出する。さらにブレード２０６は、ブラケット２１０を反時計方向に回転させて、回転ロール２０２の表面に接触させて適切な力で押しつける。このような準備が完了してから、回転ロール２０２を洗浄用の周速度Ｖ２で図３の矢印で示される回転方向（時計方向）に再駆動し（図３（ｄ）の状態）、予備塗布面２５２Ｇと予備塗布面２５２Ｅに予備塗布された塗布液を順番に除去して、予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの洗浄を行う。なお予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの塗布液の除去、洗浄が終わってからも回転ロール２０２を駆動しつづけ、さらに繰り返して予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの洗浄を行ってもよい。予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅの塗布液の除去、洗浄が終わったら、洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ閉として、洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８よりそれぞれ洗浄液、ガスの吐出を停止し、トレイ２１２に落下した塗布液と洗浄液や、ガスを回収する。つづいてブラケット２１０を時計方向に回転させて、ブレード２０６を回転ロール２０２から引き離して、一定すきま離れた初期位置にもどす。そして回転ロール２０２は、予備塗布面２５２Ｈの中央部が最上点、すなわち上下方向の中心線上にきたら、そこで停止させる。
上記の回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ｈが所定位置で停止したのを確認してから、回転ロール２０２の方に向かって門型ガントリー１０をＸ方向に移動させる。そしてスリットノズル２０がスタンバイ位置Ｄ、すなわち回転ロール２０２の上方に来たら、門型ガントリー１０の移動を停止させるとともに、基板Ａの吸着を解除し、リフトピンを上昇させて基板Ａを持ち上げる。この時図示されないアンローダによって基板Ａの下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。
スリットノズル２０がスタンバイ位置Ｄで停止した時には、昇降ユニット７０も駆動してスリットノズル２０を下降させ、スリットノズル２０の吐出口面３６と回転ロール２０２の予備塗布面との間のすきまを第１クリアランスＣ１にする。この状態で、塗布液供給装置４０の供給バルブ４２をまず閉とし、つづいて吸引バルブ４４は開としてから、ピストン５４を一定速度で下降させ、タンク６４の塗布液６６をシリンジ５２に充填する。充填完了後、ピストン５４を停止させ、吸引バルブ４４を閉にしてから、供給バルブ４２を開とする。つづいて次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。
【００３０】
なお以上の塗布方法で詳細を示した第１回目と第２回目の予備塗布方法はあくまでも一例であって、予備塗布面２５２Ａ〜Ｈのいずれか２箇所以上に塗布液が予備塗布されるなら、どのような予備塗布方法を適用してもよい。例えば、スリットノズル２０と予備塗布面２５２Ｈとの間のすきまを第２クリアランスＣ２に固定し、回転ロール２０２を一定周速度Ｖ１で回転させ、スリットノズル２０の吐出口３４の直下に予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅが来たときに塗布液を吐出して、予備塗布面２５２Ｇ、２５２Ｅに塗布液を予備塗布してもよい。ポイントは２回以上の予備塗布を行ことによって、第１回目の予備塗布でスリットノズル２０の吐出口３４周辺に残存している塗布液が乾燥した固化物を溶出させるとともに吐出口３４周辺から分離し、つづく第２回目の予備塗布で溶出または／および分離した固化物をパーティクルとして回転ロール２０２に付着させることができるところにある。これによって、予備塗布に続く基板Ａへの塗布では、パーティクルは基板に付着せず、パーティクル起因のすじ欠点も発生しない。この予備塗布方法によれば、スリットノズル２０の吐出口面３６の洗浄周期を長くしたり、乾燥しやすい塗布液を使用したりして、吐出口面３６に塗布液が乾燥した固化物が付着していても、少なくとも２回以上の予備塗布によって、これらの固化物が溶出したり、吐出口面３６より分離したりすることでパーティクルとなり、それを予備塗布をした回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈに全て付着させることができる。その結果、基板Ａの塗布時には塗布開始部にこのようなパーティクルが付着せず、パーティクルを起因としたすじ欠点も発生しない。したがってスリットノズル２０の吐出口３４付近の洗浄周期を非常に長くすることも可能となり、乾燥しやすい塗布液でも容易に使用することができる。予備塗布面２５２Ａ〜Ｈのいずれか２箇所以上に塗布液が予備塗布されれば上記の効果がえられるのであるから、予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの隣り合う予備塗布面で２箇所以上に塗布液を予備塗布しても同様の効果がえられることはいうまでもない
なお予備塗布回数が多ければ多いほど不要なパーティクルが回転ロール２０２に付着するので、その後の本塗布での基板Ａの塗布品質は向上するが、予備塗布を含むスリットノズル２０の初期化に時間がかかるので、予備塗布回数は２回以上３回以下が好ましい。予備塗布回数を１回にして予備塗布長さをいくら長くしても、複数回断続的に予備塗布を行うのと同じ効果はえられない。これは塗布開始する時にのみ、スリットノズル２０の吐出口２０付近や吐出口面３６付近に付着している液状物や固化物が予備塗布面に塗布、すなわち転写され、一方塗布中はスリットノズル２０の吐出口３４から吐出されるものしか予備塗布面に塗布されないことによる。このように好ましくは２〜３回の断続的な予備塗布を行うことによって、従来の１回の予備塗布よりも、パーティクル排除やすじ欠点防止に必要なトータルの予備塗布長さをはるかに短くできるので、回転ロール２０２上に予備塗布された塗布液が洗浄液吐出ノズル２０４、ブレード２０６、ガスノズル２０８より構成される塗布液除去、洗浄手段に達する前に予備塗布を終了することができる。その結果予備塗布された塗布液の除去、洗浄をそれに最適な条件下で行うことができる。例えば上記したように、塗布液の除去、洗浄時の回転ロール２０２の周速度Ｖ２を、予備塗布時の回転ロール２０２の周速度Ｖ１とは全く独立して定めることができる。いい方を変えると、本発明による予備塗布方法では、予備塗布長さを短くできるので、全ての予備塗布を終了してから洗浄が行える位置に、洗浄液吐出ノズル２０４、ブレード２０６、ガスノズル２０８より構成される塗布液除去、洗浄手段が配置できるともいえる。またさらには、以上のように少なくとも２回以上の予備塗布を行うことによって、基板Ａの塗布品質を高く維持するための予備塗布長さが短くなるので、回転ロール２０２の洗浄に使用される洗浄液や窒素ガス等のガスの量を著しく少なくすることもできる。
【００３１】
また上記で示したように、予備塗布は終了エッジ２５４で終了して、スリットノズル２０と予備塗布面２５２の間のビードを断ち切る方が好ましい。これは終了エッジ２５４により、ビードがスリットノズル２０の長手方向にわたって一様に断ち切られ、スリットノズル２０の吐出口面３６に塗布液が一様に残るので、次の塗布開始部の膜厚が安定化し、膜厚分布が不均一が原因のすじ欠点も生じないことによる。すなわち終了エッジ２５４を活用することで、塗布品質の向上が図られる。この終了エッジ２５４を形成するために回転ロール２０２は、溝２５０によっての回転方向に区切られた複数の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈを有する構成にしており、単一の連続表面からなる通常の回転ロールよりも塗布品質の向上が図れるので、好ましい。
【００３２】
予備塗布を２回以上行うことによって、塗布される基板Ａにパーティクルやすじ欠点を発生させない効果は、区分けされた予備塗布面２５２がなく、表面が同じ直径の連続円筒面である従来の回転ロールであっても同じである。したがって、基板Ａにパーティクルやすじ欠点を発生させない目的のために、予備塗布を２回以上行う本発明を、表面が連続した円筒面である回転ロール２６０に適用してもよく、この適用例を図４を用いて説明する。
【００３３】
まず予備塗布装置２００で、複数の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈを有する回転ロール２０２を、単一の連続した予備塗布面２６２を有する回転ロール２６０に置き換える。ここで洗浄液は洗浄液吐出ノズル２０４まで充填されて、洗浄液切換バルブ２２８は閉となっており、ガスも閉となっているガス切換バルブ２３４まで充填されている。ブレード２０６については、回転ロール２６０の表面には接触せず、一定のすきまだけ離れた初期位置にある。そして予備塗布を行うために、スリットノズル２０を回転ロール２６０の直上位置に移動させ、つづいて昇降ユニット７０を駆動してスリットノズル２０を下降させて、回転ロール２６０の上下方向の中心線上で予備塗布面２６２とスリットノズル２０の吐出口面３６の間のすきまが第２クリアランスＣ２になる位置で停止させる（図４（ａ）の状態）。
【００３４】
つづいてシリンジポンプ５０を駆動して、一定吐出速度で塗布液をスリットノズル２０から吐出するとともに、シリンジポンプ５０の駆動開始から待機時間Ｔ２秒後に回転ロール２６０を一定の周速度Ｖ１で回転開始する。ここで周速度Ｖ１は予備塗布面２６２での速度である。スリットノズル２０からの塗布液の吐出と回転ロール２６０の周速度Ｖ１での回転により、予備塗布面２６２には一定厚さで塗布液が予備塗布され、第１回目の予備塗布が行われる（図４（ｂ）の状態）。第１回目の予備塗布が長さＬｃだけ行われた時点で、シリンジポンプ５０を停止してスリットノズル２０から塗布液の吐出を終了させ、第１回目の予備塗布を終了する。この時点で回転ロール２６０は周速度Ｖ１で回転しつづけているが、次の第２回目の予備塗布開始位置がスリットノズル２０の吐出口３４の直下に来たときに、回転ロール２６０を停止させる。そして第１回目の予備塗布と同じく、シリンジポンプ５０を駆動して一定吐出速度で塗布液をスリットノズル２０から吐出するとともに、シリンジポンプ５０の駆動開始から待機時間Ｔ２秒後に回転ロール２６０を一定の周速度Ｖ１で再度回転開始する。これによって予備塗布面２６２には一定厚さで塗布液が予備塗布され、第２回目の予備塗布が行われる（図４（ｃ）の状態）。第２回目の予備塗布が長さＬｃだけ行われた時点で、シリンジポンプ５０を停止してスリットノズル２０の吐出を終了させ、第２回目の予備塗布を終了する。第２回目の予備塗布が終了して一定時間後に、周速度Ｖ１で回転している回転ロール２６０も停止させる。
それに続いて洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ開として、洗浄液、ガスを洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８より所定条件にて吐出する。さらにブレード２０６は、ブラケット２１０を反時計方向に回転させて、回転ロール２６０の表面に接触させて適切な力で押しつける。このような準備が完了してから、回転ロール２６０を洗浄用の周速度Ｖ２で矢印で示される回転方向（時計方向）に再駆動し（図４（ｄ）の状態）、予備塗布面２６２に２回予備塗布された塗布液を順番に除去して、予備塗布面２６２の洗浄を行う。予備塗布面２６２の塗布液の除去、洗浄が終わったら、洗浄液切換バルブ２２８、ガス切換バルブ２３４をそれぞれ閉として、洗浄液吐出ノズル２０４、ガスノズル２０８よりそれぞれ洗浄液、ガスの吐出を停止し、トレイ２１２に落下した塗布液と洗浄液や、ガスを回収する。またブラケット２１０を時計方向に回転させて、ブレード２０６を回転ロール２６０から引き離して、一定すきま離れた初期位置にもどす。
なお回転ロール２０２に対して行った予備塗布方法を、回転ロール２６０に適用してもよい。
【００３５】
以上の回転ロール２０２、２６０に対する予備塗布で、予備塗布時の回転ロール２０２、２６０の回転周速度Ｖ１は、好ましくは１０〜５００ｍｍ／ｓ、より好ましくは２０〜２００ｍｍ／ｓである。この範囲より小さいと予備塗布に時間がかかりすぎてタクトタイムが長くなり、この範囲より大きいと膜切れが生じて予備塗布が行えない。また長さＬｃ等の予備塗布の長さは好ましくは１０〜１００ｍｍ、より好ましくは２０〜６０ｍｍである。長さＬｃが短すぎると塗布液がスリットノズル２０に乾燥して付着した固化物を溶出させたり、スリットノズル２０から分離させたりする時間的な余裕がないので、２回目以降の予備塗布で溶出したり分離した固化物をパーティクルとして付着させることができない。長さＬｃが長すぎると予備塗布に時間がかかってタクトタイムが長くなってしまうのと、洗浄液吐出ノズル２０４等の塗布液除去、洗浄手段に予備塗布された塗布液が達するまでに、予備塗布を終了できない。以上の好ましい予備塗布長さにあわせて、回転ロール２０２の予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの回転方向の長さを定めることが好ましい。
【００３６】
さらに回転ロール２０２への予備塗布を開始する時の第１クリアランスＣ１の大きさは好ましくは４０〜２００μｍ、より好ましくは５０〜１００μｍとする。このすきまが小さすぎるとスリットノズル２０と回転ロール２０２が衝突するおそれがあり、すきまが大きすぎるとビード、すなわち塗布液のたまりが形成されないので、予備塗布を行うことができない。また第２クリアランスＣ２は通常の塗布を行うのに最適な大きさにし、好ましくは５０〜３００μｍ、より好ましくは８０〜２００μｍであり、第１クリアランスＣ１よりも大きくすることが好ましい。第１クリアランスＣ１にスリットノズル２０の吐出口面３６〜予備塗布面２５２Ｇ、Ｅ間のすきまを設定したときに、スリットノズル２０から吐出する初期出し量Ｑ１については、吐出口面３６〜予備塗布面２５２Ｇ、Ｅ間に液たまりができるならばいかなる大きさでもよいが、好ましくは１ｍあたり２０〜５００μｌ、より好ましくは５０〜１５０μｌである。この範囲より小さいと液たまりが形成されず、この範囲より大きいと、吐出口面３６〜予備塗布面２５２Ｇ、Ｅ間のすきまから塗布液があふれだしてしまい、正常な予備塗布が行えない。
【００３７】
さらに予備塗布面２５２に予備塗布された塗布液を除去、洗浄するときの回転ロール２０２の回転周速度Ｖ２は、好ましくは２〜１００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５〜５０ｍｍ／ｓであり、予備塗布を行う周速度Ｖ１とは関係なく独立して選定される。周速度Ｖ２が低すぎると塗布液の除去、洗浄のタクトタイムが長くなり、周速度Ｖ２が高すぎると十分な塗布液の除去、洗浄が行えない。洗浄液は、塗布液が乾燥した固化物を溶解させる必要があることから、塗布液の構成溶剤が好ましいが、その他塗布液が乾燥した固化物を溶解させるものであれば、構成溶剤以外の有機溶剤やアルカリ液でもあってもよい。洗浄液吐出ノズル２０４から吐出される吐出量は、１ｍあたり０．５〜５cc／ｓが好ましい。この範囲より小さいと洗浄能力が低く、この範囲より大きいと使用洗浄液量が多くなって製造コストが大きくなる。ガスノズル２０８から吐出するガスについては、液体を吹き飛ばす気体ならいかなるものでも使用できるが、爆発の心配がないことから、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスが好ましく、コストや簡便さからクリーン化処理された乾燥エアーであってもよい。
ガスノズル２０８から吐出される窒素ガス、エアー等のガスの吐出量は、吐出口の平均風速で表して、好ましくは５〜１００ｍ／ｓ、より好ましくは２０〜５０ｍ／ｓである。この範囲よりも遅いと、除去・乾燥能力が不足し、この範囲よりも早いと、エネルギーコストが増大して望ましくない。
【００３８】
以上説明した本発明が適用できる塗布液としては粘度が１〜１００mPaS、より望ましくは１〜５０mPaSであり、ニュートニアンであることが塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗液にも適用できる。とりわけ溶剤に揮発性の高いもの、たとえばＰＧＭＥＡ、酢酸ブチル、乳酸エチル等を使用している塗布液を塗布するときに有効である。具体的に適用できる塗布液の例としては、上記にあげたカラーフィルター用のブラックマトリックス、ＲＧＢ色画素形成用塗布液の他、レジスト液、オーバーコート材、柱形成材料、ＴＦＴアレイ基板用のポジレジスト等がある。基板である被塗布部材としてはガラスの他にアルミ等の金属板、セラミック板、シリコンウェハー等を用いてもよい。さらに予備塗布速度や塗布速度は好ましくは２〜５００ｍｍ／ｓ、より好ましくは１０〜２００ｍｍ／ｓ、スリットノズル２０のスリット間隙は好ましくは５０〜１０００μｍ、より好ましくは８０〜２００μｍ、塗布厚さがウェット状態で１〜５０μｍ、より好ましくは２〜２０μｍである。
【実施例】
【００３９】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
１１００×１３００mm で厚さ０．７mmの無アルカリガラス基板を洗浄装置に投入した。ウェット洗浄によって基板上のパーティクルを除去後、スリットコータ１でブラックマトリックス材を、スリットノズル２０からの吐出速度０．５５cc／ｓ、塗布速度５０ｍｍ／ｓ、スリットノズル２０と基板間のクリアランスは１００μｍで、タクトタイム６０秒で基板全面に塗布した。ブラックマトリックス材には、遮光材にカーボンブラック、バインダーにアクリル樹脂、溶剤にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を使用し、さらに感光剤を添加して、固形分濃度１５％、粘度４mPasに調整したペーストを用いた。この時のスリットノズル２０は吐出口の間隙が１００μｍで、長さが１１００mm、吐出口面３６の幅が１mm、吐出口面３６と斜面３８のなす角度が４５度のものを使用した。塗布前には毎回必ず予備塗布装置２００でスリットノズル２０の予備塗布を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。なお塗液供給装置４０で、吸引バルブ４４、供給バルブ４２ともにダイヤフラムバルブを用いた。また予備塗布装置２００で、回転ロール２０２には直径１８０mm、長手方向の長さ１３００mm、溝２５０が幅Ｌ１＝１０．７ｍｍ、深さＬ２＝２ｍｍ、長手方向長さ１３００ｍｍで８個あり、同じく８個ある予備塗布面２５２Ａ〜Ｈの回転方向の長さが６０ｍｍで表面に０．５mm厚のセラミックスコーティングが施工されたものを用いた。また洗浄液吐出ノズル２０４には、直径０．４mmの吐出口がピッチ５mmで１１２０mmの長さに渡って一直線上に配置されたもの、ブレード２０６にはＳＵＳ４２０製の厚さ０．３mmで長さ１２００mmのもの、ガスノズル２０８には直径０．５mmの吐出口がピッチ５mmで１１２０mmの長さに渡って一直線上に配置されたもの、を用いた。洗浄液にはＰＧＭＥＡを用い、ガスノズル２１２から吐出するガスは窒素ガスを用いた。予備塗布を行う時の回転ロール２０２の周速度は１００mm／ｓ、スリットノズル２０から吐出される塗布液であるブラックマトリックス材の吐出速度は０．５５cc／ｓ、スリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２５２の間の第１クリアランスＣ１は８０μｍ、第２クリアランスＣ２は１５０μｍにした。予備塗布中の塗布液吐出量は０．６６ccであり、これにより予備塗布は１０μｍの厚さで長さ６０ｍｍだけ行った。この予備塗布を予備塗布面２５２Ｇと２５２Ｅに対して同じ条件で２回行った。この予備塗布を行う時の待機時間Ｔ１＝０．５秒、待機時間Ｔ２＝０．０５秒にし、シリンジポンプ５０の減速は終了エッジ２５４Ｇ、２５４ＥからＳ１＝５ｍｍ手前の地点から開始した。２回の予備塗布が完了してから、回転ロール２０２上に１０μｍの厚さで予備塗布された塗布液を除去するために、回転ロール２０２を周速度Ｖ２＝２０ｍｍ／ｓで回転させながら、洗浄液を洗浄液吐出ノズル２０４から吐出流量１５cc／ｓで、窒素ガスをガスノズル２０８の各吐出口から流速５０ｍ／ｓで吐出した。この条件で塗布液であるブラックマトリックス液と洗浄液は除去でき、ガスノズル２０８の下流側には何も残存しなかった。そのため以降の基板に塗布する前のどの予備塗布でも同じ状態でスリットノズル２０を初期化することができた。また２回の予備塗布が終了してスリットノズル２０の初期化が終わった時に、スリットノズル２０を基板の塗布開始部に移動させ、上記の塗布条件でブラックマトリックス材を塗布した。
【００４０】
以上のブラックマトリックス塗布工程で塗布された基板を、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１００℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行った後、２６０℃のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行い、基板の幅方向にピッチが２５４μｍ、基板の長手方向にピッチが８５μｍ、線幅が２０μｍ、ＲＧＢ画素数が４８００（基板長手方向）×１２００（基板幅方向）、対角の長さが２０インチ（基板幅方向に３０５mm、基板長手方向に４０６mm）となる格子形状で、厚さが１μｍとなるブラックマトリックス膜を、９面分作成した。
【００４１】
次にウェット洗浄後、Ｒ色用塗布液をスリットノズル２０からの吐出速度１．１cc／ｓ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１００μｍ、門型ガントリー移動速度５０ｍｍ／ｓにてタクトタイム６０秒で塗布した。Ｒ色用塗布液はアクリル樹脂をバインダー、ＰＧＭＥＡを溶媒、ピグメントレッド１７７を顔料にして固形分濃度１２％で混合し、さらに粘度を５mPaSに調整した感光性のものであった。塗布した基板は、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、９０℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行って、Ｒ画素部にのみ厚さ２μｍのＲ色塗膜を残し、２６０℃のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。つづいてブラックマトリックス、Ｒ色の塗膜を形成した基板に、Ｇ色用塗布液をスリットノズル２０からの吐出速度１．０cc／ｓ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１２０μｍ、門型ガントリー移動速度５０ｍｍ／ｓにてタクトタイム６０秒で塗布後、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１００℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行って、Ｇ色画素部にのみ厚さ２μｍのＧ色塗膜を残し、２６０度のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。
【００４２】
さらにブラックマトリックス、Ｒ色、Ｇ色の塗膜を形成した基板に、Ｂ色用塗布液をスリットノズル２０からの吐出速度１．０cc／ｓ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１００μｍ、門型ガントリー移動速度５０ｍｍ／ｓにてタクトタイム６０秒で塗布し、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１００℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行って、Ｂ色画素部にのみ厚さ２μｍのＢ色塗膜を残し、２６０℃のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行なった。なお、Ｇ色用塗布液はＲ色用塗布液で顔料をピグメントグリーン３６にして固形分濃度１４％で粘度を３mPaSに調整したもの、Ｂ色用塗布液にはＲ色用塗布液で顔料をピグメントブルー１５にして固形分濃度１５％で粘度を４mPaSに調整したものであった。Ｒ、Ｇ、Ｂ色塗布液の塗布はいずれも、ブラックマトリックス塗布工程と同じ形状のスリットノズル２０と予備塗布装置２００、塗布液供給装置４０を用い、特に予備塗布装置２００についてはブラックマトリックスと同じ条件で予備塗布と塗布液、洗浄液の除去・乾燥を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。
以上ブラックマトリックスにＲＧＢ色を着色したものに、柱材とオーバーコート材を塗布後、最後にＩＴＯをスパッタリングで付着させた。この製造方法にて、１０００枚のカラーフィルターを作成した。得られたカラーフィルターは、塗布開始部にパーティクルやすじ欠点がないのはもちろんのこと、塗布むらもなく色度も基板全面にわたって均一で、品質的に申し分ないものであった。
【００４３】
さらに、このカラーフィルターをＴＦＴアレイを形成した基板と重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら１６０℃で９０分間加熱して、シール剤を硬化させた。このセルに液晶注入を行った後、紫外線硬化樹脂により液晶注入口を封口した。次に、偏光板をセルの２枚のガラス基板の外側に貼り付け、さらに、得られたセルをモジュール化して、液晶表示装置を完成させた。得られた液晶表示装置は混色がなく、色度も基板全面に渡って、均一で品質的に申し分ないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るスリットコータ１の概略正面図である。
【図２】回転ロール２０２の詳細を示す拡大概略正面図である。
【図３】予備塗布装置２００での予備塗布状況を段階的に示した概略正面図である。
【図４】予備塗布装置２００を用いた別の予備塗布方法による予備塗布状況を段階的に示した概略正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ スリットコータ
２ 基台
４ ガイドレール
６ ステージ
１０ 門型ガントリー
２０ スリットノズル（塗布器）
２２ フロントリップ
２４ リアリップ
２６ マニホールド
２８ スリット
３２ シム
３４ 吐出口
３６ 吐出口面
３８ 斜面
４０ 塗布液供給装置
４２ 供給バルブ
４４ 吸引バルブ
４６ フィルター
５０ シリンジポンプ
５２ シリンジ
５４ ピストン
５６ 本体
６０ 供給ホース
６２ 吸引ホース
６４ タンク
６６ 塗布液
６８ 圧空源
７０ 昇降ユニット
７２ モータ
７４ ガイド
７６ ボールネジ
７８ 昇降台
８０ 吊り下げ保持台
１００ 制御装置
１０２ 操作盤
２００ 予備塗布装置
２０２ 回転ロール
２０４ 洗浄液吐出ノズル
２０６ ブレード
２０８ ガスノズル
２１０ ブラケット
２１２ トレイ
２１４ 排出管
２１６ 配管
２１８ ガス吸引管
２２２ 吸引配管
２２４ 洗浄液源
２２６ 洗浄液配管
２２８ 洗浄液切換バルブ
２３０ ガス供給源
２３２ ガス配管
２３４ ガス切換バルブ
２３６ フレーム
２５０ 溝
２５２Ａ〜Ｈ 予備塗布面
２５４Ａ〜Ｈ 終了エッジ
２５６Ａ〜Ｈ 開始エッジ
２６０ 回転ロール
２６２ 予備塗布面
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｂ ビード
Ｃ 塗布膜
Ｄ スリットノズル２０のスタンバイ位置
Ｌ１ 溝２５０の幅
Ｌ２ 溝２５０の深さ
Ｌｃ 予備塗布長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器から回転ロールに向かって塗布液を吐出して予備塗布を行い、引き続いて被塗布部材に塗布を行う塗布方法において、少なくとも２回以上予備塗布を行うことを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記予備塗布は、断続的に配置された予備塗布領域で行うことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記回転ロールに少なくとも２箇所以上予備塗布された塗布液の除去は、全ての予備塗布終了後に行うことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布方法。
【請求項４】
塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器と、塗布器から塗布液が回転ロール上に吐出されて予備塗布を行う予備塗布装置と、塗布器の初期化後に引き続いて被塗布部材に塗布膜の形成を行う本塗布装置と、回転ロールに予備塗布された塗布液を除去する洗浄装置と、を備えた塗布装置において、回転ロールは長手方向に伸びる複数の溝を備え、溝間の回転ロール表面が予備塗布領域となることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
前記洗浄装置は、全ての予備塗布が終了してから洗浄が行える位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の塗布装置
【請求項６】
請求項１〜３に記載のいずれかの塗布方法を用いて液晶ディスプレイ用部材を製造することを特徴とする液晶ディスプレイ用部材の製造方法。
【請求項１】
塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器から回転ロールに向かって塗布液を吐出して予備塗布を行い、引き続いて被塗布部材に塗布を行う塗布方法において、少なくとも２回以上予備塗布を行うことを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記予備塗布は、断続的に配置された予備塗布領域で行うことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
前記回転ロールに少なくとも２箇所以上予備塗布された塗布液の除去は、全ての予備塗布終了後に行うことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布方法。
【請求項４】
塗布液を吐出するために一方向に伸びる吐出口を有する塗布器と、塗布器から塗布液が回転ロール上に吐出されて予備塗布を行う予備塗布装置と、塗布器の初期化後に引き続いて被塗布部材に塗布膜の形成を行う本塗布装置と、回転ロールに予備塗布された塗布液を除去する洗浄装置と、を備えた塗布装置において、回転ロールは長手方向に伸びる複数の溝を備え、溝間の回転ロール表面が予備塗布領域となることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
前記洗浄装置は、全ての予備塗布が終了してから洗浄が行える位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の塗布装置
【請求項６】
請求項１〜３に記載のいずれかの塗布方法を用いて液晶ディスプレイ用部材を製造することを特徴とする液晶ディスプレイ用部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１５４１０６（Ｐ２００９−１５４１０６Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３５８６４（Ｐ２００７−３３５８６４）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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