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】スリットノズルで塗布液を繰り返しプレートに予備塗布を行っても、プレートの清浄度を一定に保つ低コストの洗浄手段を具現化することによって、常に安定した塗布品質を実現する塗布装置及び塗布方法を提供する。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。
【解決手段】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２４から平面を有するプレート２０４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、前記予備塗布終了後にプレート２０４に２段の洗浄を行って、プレート２０４に予備塗布された塗布液の除去を行い、第２段の洗浄は第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施することを特徴とする塗布方法。
【解決手段】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２４から平面を有するプレート２０４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、前記予備塗布終了後にプレート２０４に２段の洗浄を行って、プレート２０４に予備塗布された塗布液の除去を行い、第２段の洗浄は第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施する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。
【０００３】
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する装置の大型化が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。
【０００４】
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分布が再現せず、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、所定の面積を有するプレートの平面上に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、スリットノズルをプレート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プレート上に形成した後に、塗布液の吐出を終了して、スリットノズルをプレートから引き離す。この時、引き離されたスリットノズルの吐出口を含む吐出口面には一定量の塗布液が付着するが、スリットノズルの吐出口面の両隣に隣接する両隣接面に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。
【０００５】
スリットノズルは、常に同じ条件でプレートに予備塗布を行い、予備塗布終了時にスリットノズルをプレートから引き離せば、毎回同じ初期化された状態になる。プレート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、プレート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、繰り返して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を一定の初期化された状態にすることができない。プレートの清浄状態を繰り返し維持するために、プレート上に予備塗布された塗布液を除去する洗浄が行われる。
【０００６】
特許文献２、３では洗浄手段の１つとして、プレート上に予備塗布された塗布液に対して、プレートの長手方向の一端側から洗浄液をノズルで吐出させながら長手方向に移動させ、次いで塗布液と洗浄液の混合物を同様に走行するブレードでかき落とし、最後に残存液体をこれも走行するノズルからエアー等を噴きつけて乾燥させる、ことが行われる。
【０００７】
しかしこの洗浄手段では、洗浄されたプレートの予備塗布面の清浄度は、使用する洗浄液に比例し、スリットノズルの初期化を安定して行える程度にプレートの予備塗布面の清浄度を維持するには、最低でもプレートに予備塗布された塗布液量の１０倍の洗浄液が必要であり、製造コストが非常に高くなることの他、使用済み洗浄液の廃液処理にも費用がかかるという問題がある。
【０００８】
特許文献２、３では別の洗浄手段として、プレート表面に線状にブレードを接触させて長手方向に摺動し、プレート表面上に予備塗布された塗布液の除去を行う手段が示されている。この手段は、上記の洗浄手段とは反対に洗浄液を全く使用しないが、プレート面から塗布液は十分に除去できず、スリットノズルの初期化に必要とされるプレートの清浄度を達成できない。ブレードの形状を工夫することにより、塗布液の除去を十分行って必要とされる清浄度がえられたとしても、何回もブレードによる洗浄を繰り返すと、わずかに残存した塗布液が乾燥して次第に蓄積され、プレート表面に必要とされる清浄度がえられなくなってしまう。したがって、生産時のように多数回にわたって予備塗布を行う場合には、清浄度を一定水準に維持できない。
【０００９】
すなわち、プレートの表面に予備塗布を行ってスリットノズルの初期化を行う手段は、予備塗布されたプレート表面の塗布液を、低コストで繰り返し必要清浄度を維持できる洗浄手段がないので、カラーフィルター等の製造に実用化されていないのが実情である。
【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２００４−５５６０７号公報（第００６８欄〜第００７６欄、第０１２６欄〜第０１３３欄、図１１、図１３、図１８、図２０）
【特許文献３】特開２００７−２６８３９１号公報（第００１６欄〜第００３４欄、第００３６欄〜第００４１欄、図３、図４、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、スリットノズルで塗布液を繰り返しプレートに予備塗布を行っても、プレートの清浄度を一定に保つ低コストの洗浄手段を具現化することによって、常に安定した塗布品質を実現する塗布装置及び塗布方法を提供することにある。そして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高い生産性で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】
【００１１】
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。
【００１２】
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平面を有するプレート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、前記予備塗布終了後にプレートに２段の洗浄を行って、プレートに予備塗布された塗布液の除去を行い、第２段の洗浄は第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記第１段の洗浄はプレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に同時に線接触するブレードをプレートの長手方向に摺動させて行い、第２段の洗浄はプレートの予備塗布される面に、塗布液の溶剤を含有する吸収体を接触させて行うことが好ましい。
【００１４】
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平面を有するプレート上に吐出されて予備塗布がなされる予備塗布装置と、被塗布部材に塗布膜の形成がなされる本塗布装置と、を備えた塗布装置において、予備塗布終了後にプレートに予備塗布された塗布液の除去を行う２段の洗浄手段と、第１段の洗浄手段を所定回数行うごとに第２段の洗浄手段を作動させる制御装置をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
ここで、第１段の洗浄手段は前記プレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に接触し、かつプレートの長手方向に摺動するブレードであり、第２段の洗浄手段は、前記プレートの予備塗布される面に接触し、かつプレートの長手方向に走行する塗布液の溶剤を含有する吸収体であることが好ましい。
【００１６】
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または２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】
【００１７】
本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、第１段の洗浄でプレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に同時に線接触するブレードを長手方向に摺動させるのであるから、プレート全面にわたって予備塗布された塗布液を、所定の清浄度が得られる程度に除去することが可能となる。
【００１８】
また３面に接触するブレードによる予備塗布液のプレート表面からの除去を多数回数繰り返して、塗布液が乾燥して蓄積しプレート表面の清浄度が低下しても、塗布液に含まれている溶剤がわずかにしみこんだ吸収体をプレート表面に接触させながら長手方向に移動させる第２段の洗浄を、第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施するのであるから、プレート表面状況が回復して必要とされるプレートの清浄度がえられるだけではなく、繰り返し予備塗布をプレートに行っても確実に洗浄が行われて、プレートの予備塗布面の清浄度を常に一定に保つことが可能となる。プレートの清浄度が繰り返し予備塗布を行っても一定に保たれるのであるから、スリットノズルの初期化も安定して行われ、その結果繰り返し安定した塗布品質や膜厚分布再現性を実現することができる。または本発明による２段の洗浄はごくわずかしか溶剤を使用しないので、非常に低コストでプレートの清浄度を一定に保つことが可能となる。
【００１９】
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】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は本発明に係る予備塗布装置２００を含むスリットコータ１の概略正面図、図２は予備塗布装置２００の拡大概略正面図、図３は第１の清掃装置２４０の概略部分側面図、図４は第２の清掃装置３００の概略部分側面図、である。
【００２２】
まず図１を参照すると、本発明の予備塗布装置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が両矢印で示される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、上下昇降ユニット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、Ｘ方向に自在に往復動することができる。なおＸ方向は塗布方向となる。
【００２３】
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。なおスリットノズル２０の長手方向は塗布幅方向となる。マニホールド２６の下方には、スリット２８が連通して形成されている。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。したがって吐出口３４は吐出口面３６に含まれることになる。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３８Ａ、Ｂが設けられている。リップ斜面３８Ａ、Ｂは、吐出口面３６に連なる両隣接面となる。
【００２４】
このスリットノズル２０を昇降させる上下昇降ユニット７０は、スリットノズル２０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。上下昇降ユニット７０はスリットノズル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、すなわち塗布幅方向にわたって略並行にすることができる。さらに、この上下昇降ユニット７０によって、ステージ６上の基板Ａとスリットノズル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。
【００２５】
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に入った塗布液は塗布幅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。
【００２６】
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を一枚塗布する容量の塗布液を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６６を押し上げて排出する。
【００２７】
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は破線で示すように、門型ガントリー１０の移動によって、予備塗布装置２００の静止した板状体２０２の左側端部の上方まで移動することができる。
【００２８】
さて予備塗布装置２００の構成をより詳細に見てみると、中央に予備塗布される１個のプレートである板状体２０２が、Ｌ型のブラケット２１６を介して本体２２０に締結固定されている。板状体２０２の下方には、トレイ２３０も配置されている。板状体２０２は、その長手方向がスリットノズル２０の長手方向（紙面に垂直な方向）と一致しているので、塗布幅方向とも一致する。さて板状体２０２は、スリットノズル２０から予備塗布される平面である予備塗布面２０４を、その最上部に有している。この予備塗布面２０４はスリットノズル２０の吐出口面３６と略平行に配される。予備塗布面２０４の左側端部は開始エッジ２０８、右側端部は終了エッジ２１０となっており、開始エッジ２０８から終了エッジ２１０に向かって予備塗布が行われる。開始エッジ２０８と終了エッジ２１０の下側には、予備塗布面２０４と直交する一対の垂直面２０６Ａ、Ｂが連なっている。垂直面２０６Ａ、Ｂは、板状体２０２の予備塗布される面である予備塗布面２０４に隣接する面となる。また予備塗布面２０４上に予備塗布された塗布液が除去されると、トレイ２３０の方に落下し、廃液２２２となる。廃液２２２は、トレイ２３０に接続されている排出管２１２、配管２１４を通じて図示されない回収源に回収される。
【００２９】
次に予備塗布装置２００の左側を見ると、板状体２０２の予備塗布面２０４を清掃、すなわち洗浄する第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００が、本体２２０の一端上に配置されている。
ここで、第１の清掃装置２４０が第１段の洗浄手段、第２の清掃装置３００が第２の洗浄手段となって、両方で２段の洗浄手段を構成している。
【００３０】
図２を参照して第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置の構成について詳細を説明する。図２では、第１の清掃装置のブレード２４２を予備塗布面２０４の直上に移動させて、図１では第１の清掃装置２４０の後方にあって隠れていた第２の清掃装置３００の全体が見えるようにしている。
【００３１】
図２で、第１の清掃装置２４０は、予備塗布面２０４とそれに隣接する垂直面２０６Ａ、Ｂの３面に線接触しながら塗布幅方向に摺動して、予備塗布面２０４上の塗布液を除去するブレード２４２、ブレード２４２を保持する保持体２４４、保持体２４４とブレード２４２を上下方向に昇降させるエアーシリンダー２４６、エアーシリンダー２４６を保持するアーム２５２、アーム２５２を一点鎖線で示される中心線回りに回転させる回転機２５４、回転機２５４を支持するテーブル２５０、テーブル２５０を塗布幅方向に往復自在に案内するとともに、本体２２０上の固定台２２８に固定されている１対のレール２３２、より構成されている。テーブル２５０には図示されないボールネジが係合していて、ボールネジに接続している図示されていないサーボモータの回転によって、テーブル２５０を自在に塗布幅方向に往復動させることができる。
【００３２】
第２の清掃装置３００は、清掃ユニット３１０と、清掃ユニット３１０を保持してこれを上下方向に昇降させるエアーシリンダー３０８、エアーシリンダー３０８を保持するアーム３０６、アーム３０６を一点鎖線で示される中心線回りに回転させる回転機３０４、回転機３０４を支持するテーブル３０２、テーブル３０２を塗布幅方向に往復自在に案内するとともに、本体２２０上の固定台２２８に固定されている１対のレール２３４より構成されている。テーブル３０２には図示されないボールネジが係合していて、ボールネジに接続している図示されていないサーボモータの回転によって、テーブル３０２を自在に塗布幅方向に往復動させることができる。清掃ユニット３１０は図４に示すように、ベース３１２に固定されている巻出ユニット３１４、巻取ユニット３１６、押さえユニット３１８と、布材３２０とより構成されている。吸収体である布材３２０に洗浄液を吐出して付着させる洗浄ノズル３２２が、板状体２０２の塗布幅方向の一端に設けられている。なお図４は、清掃ユニット３１０を予備塗布面２０４の直上に回転移動させた時に、テーブル３０２側から見た概略側面図が示されている。布材３２０は塗布方向に伸びて幅Ｌｃを有しており、ゴムロールからなる押さえユニット３１８に巻きついて、予備塗布面２０４に押し付けられる。図２に示される布材３２０の幅Ｌｃは予備塗布面２０４の塗布方向の長さである幅Ｌｐよりも大きいことが好ましい。図４で布材３２０を巻出軸３３２上に所定長さ巻いた原反３２４は巻出ユニット３１４に回転自在に装着されており、ここから布材３２０が巻き出されて、押さえユニット３１８を経て、巻取ユニット３１６に回転自在に装着された巻取軸３３４に巻き取られる。この構成によって、清掃を行うたびに布材３２０の新品部分（未使用部分）を、予備塗布面２０４に対面させることができる。なお巻出ユニット３１４の巻出軸３３２は、柱材Ａ３２６を介してベース板３１２に回転自在に保持されており、図示しないブレーキ機構と連結して、巻出張力を布材３２０に付与することができる。巻取ユニット３１６の巻取軸３３４は、柱材Ｂ３２８を介してベース板３１２に回転自在に保持されており、図示しない回転モータと連結して、任意の速度で布材３２０を所定長さだけ巻取ることができる。押さえユニット３１８は、柱材Ｃ３３０を介してベース板３１２に回転自在に保持されている。これらのユニットを保持するベース３１２はエアーシリンダー３０８に固定されているので、エアーシリンダー３０８によって清掃ユニット３１０は自在に昇降し、布材３２０を押さえユニット３１８に巻きつかせた状態で、予備塗布面２０４に一定圧力で押し付けることが可能となる。またアーム３０６は回転機３０４によって自在に回転可能となっているので、清掃ユニット３１０を予備塗布面２０４側にも、その反対側にも自在に位置させることができる。清掃ユニット３１０が予備塗布面２０４側にある時は、布材３２０は予備塗布面２０４の塗布方向の全幅にわたって接触するように配置されている。
【００３３】
なお一対のレール２３２とレール２３４は平行して塗布幅方向に伸びており、第１の清掃装置２４０のテーブル２５０と第２の清掃装置３００のテーブル３０２は平行して自在に塗布幅方向に移動可能となっている。また、図２に示すように、第１の清掃装置２４０ブレード２４２と第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０が、レール２３２、２３４を間に挟んでお互い反対側にある場合は、第１の清掃装置２４０のブレード２４２と第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０は、お互いに干渉しないで、塗布幅方向に自在に移動することができる。
【００３４】
以上詳細を説明した予備塗布装置２００の他、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等はすべて、図１に示されている制御装置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、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。
【００３５】
なお以上説明したスリットコータ１で、予備塗布装置２００以外の部分は、基板Ａに塗布液を塗布する本塗布装置としての機能を備えている。
【００３６】
次にスリットノズル２０の初期化を行うための、第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００を含む予備塗布装置２００を使用した予備塗布方法について詳細に説明する。
【００３７】
まず準備動作として、塗布液６６をタンク６４〜スリットノズル２０まで充填して空気抜きも済ませておくとともに、板状体２０２の予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂを、溶剤をしみこませた布（クリーンワイパー）で清掃し、予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂに付着物がない状態にする。またこの時、スリットノズル２０は図１でＸ方向にはステージ６の右隣りの位置、上下方向には最上位置にある。また第１の清掃装置２４０、第２の清掃装置３００ともに初期位置にある。すなわち第１の清掃装置２４０のブレード２４２は、矢印で示されるＸ方向には、図１に示されるように回転機２５４の中心線（一点鎖線）から見て、板状体２０２とは１８０度逆側にある。ブレード２４２は、塗布幅方向には図３に示される板状体２０２の塗布幅方向の一端にある摺動開始位置Ｐ１にあり、上下方向にはエアーシリンダー２４６が上限位置にあるので、ブレード２４２も上限位置にある。一方、第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０は、矢印で示されるＸ方向には、図１に示されるように回転機３０４の中心線（一点鎖線）から見て、板状体２０２とは１８０度逆側にある。清掃ユニット３１０は塗布幅方向には図４に示されるように、塗布幅方向の摺動開始位置Ｐ１よりも矢印で示される清掃ユニット３１０の走行方向とは逆側に離れた位置にある待機位置Ｐ０で停止させている。これによって第１の清掃装置２４０のブレード２４２と、第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０は干渉しない。上下方向にはエアーシリンダー３０８が上限位置にあるので、清掃ユニット３１０も上限位置にある。
【００３８】
以上の準備動作が完了したら、門型ガントリー１０をＸ方向に予備塗布装置２００に向かって移動させる。そして予備塗布を行うために、スリットノズル２０の吐出口３４を、板状体２０２の開始エッジ２０８を含む予備塗布開始部の真上の位置に来るようにして、門型ガントリー１０を停止させる。つづいて上下昇降ユニット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２０４との間のすきまが第１クリアランスＣ１になる位置で停止させる。この第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と板状体２０２が衝突するおそれがあり、すきまが大きすぎると後述する予備塗布ビードＢｐ、すなわち塗布液の溜りが形成されないので、予備塗布を行うことができない。
【００３９】
さてスリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２０４との間のすきまが第１クリアランスＣ１になったら、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だけ待機する。これによってスリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２０４の間に予備塗布ビードＢｐを形成する。塗布液を初期出し量Ｑ１だけ吐出してから待機時間Ｔ１だけ待機するのは、予備塗布ビードＢｐが吐出口面３６と予備塗布面２０４間のすきまに、長手方向全体にわたって確実に形成されるのを待つためであるが、待機時間Ｔ１はゼロであってもよい。なお初期出し量Ｑ１はスリットノズル２０の塗布幅方向１ｍあたりで好ましくは２０〜５００μｌ、より好ましくは５０〜２００μｌである。この範囲より小さいと予備塗布ビードＢｐ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２０４間のすきまから塗布液があふれだしてしまう。さてスリットノズル２０から初期出し量Ｑ１で塗布液を吐出完了後Ｔ１秒たったら、上下昇降ユニット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と予備塗布面２０４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を停止させる。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。このとき、再びシリンジポンプ５０を駆動してスリットノズル２０から塗布液を塗布厚さに対応した吐出速度で吐出開始する。シリンジポンプ５０の再駆動開始から待機時間Ｔ２後に門型ガントリー１０を終了エッジ２１０の方に向かって速度Ｖ１で駆動し、予備塗布面２０４に塗布液を予備塗布開始する。ここで待機時間Ｔ２は、予備塗布開始部の膜厚を制御するパラメータであって、大きいほど予備塗布開始部の膜厚が大きくなるが、ゼロであってもよい。さて門型ガントリー１０に搭載されたスリットノズル２０は、予備塗布膜を予備塗布面２０４上に形成しながら塗布方向であるＸ方向に終了エッジ２１０に向かって移動し、終了エッジ２１０から長さＳ１だけ手前にある地点がスリットノズル２０の吐出口３４の直下に達したら、シリンジポンプ５０を減速開始して停止させる。一方門型ガントリー１０は同じ速度Ｖ１のまま移動を続け、終了エッジ２１０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２０４間に形成された予備塗布ビードＢｐを断ち切り、予備塗布を終了する。予備塗布が終了してスリットノズル２０の初期化は完了するが、門型ガントリー１０は速度Ｖ１でステージ６の方向に向かって移動しつづけ、ステージ６上の基板Ａに塗布を行うために、スリットノズル２０の吐出口３４の直下に基板Ａの塗布開始部が来た時に、ガントリー１０を停止させる。
【００４０】
予備塗布が終了してから予備塗布面２０４に予備塗布された塗布液の除去、洗浄を、第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００とを用いて以下の清掃方法で引き続いて実施する。まずスリットノズル２０が清掃装置２４０のブレード２４２とは干渉しない基板Ａの塗布開始位置に移動、停止したことを確認してから、第１の清掃装置２４０の回転機２５４を駆動してアーム２５２を１８０度回転させ、図３に示すように摺動開始位置Ｐ１でブレード２４２が予備塗布面２０４の直上の位置に来るようにする。それからエアーシリンダー２４６を下降するように動作させて、ブレード２４２を予備塗布面２０４と垂直面２０６に一定圧力で接触させた後に、テーブル２５０を駆動してブレード２４２を、図３に示すように摺動開始位置Ｐ１から摺動終了位置Ｐ２に向かって塗布幅方向の矢印方向に移動させる。この移動の間、ブレード２４２は予備塗布面２０４と垂直面２０６Ａ、Ｂに摺動し、予備塗布面２０４に残存している塗布液を除去する。ブレード２４２と垂直面２０６Ａ、Ｂとの接触は、予備塗布面２０４から除去された塗布液が垂直面２０６Ａ、Ｂの上部を伝わって、清掃後の予備塗布面２０４に抜けて行き再付着するのを防止するのに役立つ。予備塗布面２０４から除去された塗布液は、廃液２２２としてトレイ２３０に落下し、排出管２１２から配管２１４を介して、図示されていない廃液回収装置に回収される。
【００４１】
さてブレード２４２が摺動終了位置Ｐ２まで移動して来たら、エアーシリンダー２４６を上限位置まで上昇させてブレード２４２を予備塗布面２０４から引き離す。そしてブレード２４２が移動終了位置Ｐ３に来たときにテーブル２５０の駆動を停止し、ブレード２４２の移動も終了する。なお摺動終了位置Ｐ２は、図３で板状体２０２の塗布幅方向に待機位置Ｐ０とは逆側にある端部より走行方向側、すなわち矢印方向側に設けることが好ましい。塗布液が予備塗布面２０４より完全に押しのけられるからである。
【００４２】
続いて、待機位置Ｐ０で待機している清掃ユニット３１０に対して、第２の清掃装置３００の回転機３０４を駆動してアーム３０６を１８０度回転させ、清掃ユニット３１０の押さえユニット３１８に巻きついている布材３２０の全幅が予備塗布面２０４の直上の位置に来るようにする。そして図４に示すように、洗浄ノズル３２２から所定量の洗浄液を吐出して、巻出ユニット３１４と押さえユニット３１８の間にある布材３２０の部分Ｄに洗浄液を全幅にわたって付着させる。布材３２０の部分Ｄは図４では破線で位置が示されており、塗布方向に伸びて布材３２０の全幅を占める。布材３２０の部分Ｄで付着した洗浄液は布材３２０に吸収されて内部までしみ込む。それから巻取ユニット３１６を駆動して、洗浄液を付着させた布材３２０の部分Ｄが、押さえユニット３１８に巻きつくところにくるように布材３２０を移動させる。これによって、洗浄液を付着させた布材３２０の部分Ｄは予備塗布面２０４の直上にくることになる。次に、摺動開始位置Ｐ１直上まで、押さえユニット３１８が来るようにテーブル３０２を駆動して清掃ユニット３１０を塗布幅方向に移動させ、停止させる。そしてエアーシリンダー３０８を駆動して下降させ、摺動開始位置Ｐ１にて所定圧力で押さえユニット３１８とそれに巻きついている布材３２０を予備塗布面２０４に接触させる。ここで実際に接触しているのは布材３２０の洗浄液を付着させた部分Ｄと予備塗布面２０４である。この状態でテーブル３０２を駆動して、押さえユニット３１８を摺動開始位置Ｐ１から摺動終了位置Ｐ２まで、所定速度で移動させる。これによって、これより前にブレード２４２で除去できない塗布液が乾燥して膜として残存しているものが、布材３２０で拭き取って除去される。そして押さえユニット３１８が摺動終了位置Ｐ２まで移動して来たら、エアーシリンダー３０８を上限位置まで上昇させて、押さえユニット３１８と布材３２０を予備塗布面２０４から引き離す。そしてすでに停止しているブレード２４２と清掃ユニット３１０が干渉しないように、移動終了位置Ｐ３の手前に設けた位置で清掃ユニット３１０が停止するように、テーブル３０２の移動を制御する。これによって清掃ユニット３１０を構成する押さえユニット３１８と布材３２０の移動も終了する。この時にテーブル３０２を逆方向に駆動して待機位置Ｐ０まで復動させ、上記の第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０による清掃を複数回繰り返してもよい。
【００４３】
第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００による清掃が終了したら、まず第２の清掃装置３００の回転機３０４を駆動してアーム３０６を１８０°回転させ、予備塗布面２０４の直上とは逆側に清掃ユニット３１０を回転移動させる。ついでテーブル３０２を逆方向に駆動して、清掃ユニット３１０を待機位置Ｐ０まで移動させる。つづいて第１の清掃装置２４０の回転機２５４を駆動してアーム２５２を１８０°回転させ、予備塗布面２０４の直上とは逆側にブレード２４２を回転移動させる。ついでテーブル２５０も逆方向に駆動して、ブレード２４２を摺動開始位置Ｐ１まで移動させる。以上の予備塗布面２０４の塗布液の除去、洗浄が終了したら、次の予備塗布を行うために待機する。そしてスリットノズル２０の吐出口３４が、予備塗布開始部となる予備塗布面２０４の開始エッジ２０８の真上に来て停止したら、同じように予備塗布のサイクルを繰り返す。
【００４４】
なお第１の清掃装置２４０による予備塗布面２０４の清掃は、予備塗布を予備塗布面２０４に行うごとに必ず実施するが、第２の清掃装置３００による予備塗布面の清掃は、予備塗布を行うごとに行ってもよいが、予備塗布と第１の清掃装置２４０による清掃を所定回数定期的に行うごとに実施することが好ましい。また、第２の清掃装置３００による清掃は、第１の清掃装置２４０によって、予備塗布面２０４から塗布液が除去された状態で行うことが好ましい。第２の清掃装置３００は、塗布液の除去よりも、第１の清掃装置２４０では除去できない塗布液が乾燥して膜になったものを効率よく、しかも完全に拭き取って除去できる機能を有するからである。したがって第２の清掃装置３００による清掃によって、予備塗布面２０４に必要とされる清浄度を維持することが可能となる。清浄度を維持するために、実際に予備塗布面２０４を清掃する布材３２０は、必ず新品状態の部分を使用する。そのために巻取ユニット３１６、巻出ユニット３１４を使用して、布材３２０の新品部分を清掃前に押さえユニット３１８に巻き付くようにする。
【００４５】
また第１の清掃装置２４０による清掃で塗布液の除去を繰り返し、塗布液が乾燥して蓄積して予備塗布面２０４の清浄度が低下しても、第２の清掃装置３００で清掃を行えば、布材３２０にしみ込んだ少量の洗浄液によって乾燥蓄積物を溶解し、布材３２０によって溶解したものを拭き取って除去するのであるから、予備塗布面の清浄度を回復して、必要な清浄度がえられる。
【００４６】
以上の第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００による清掃によって、予備塗布面２０４の清浄度が常に一定に保たれるのであるから、予備塗布がいつも同じように繰り返し行えることとなって、その結果スリットノズル２０の初期化も同じように繰り返し行えることになる。それによって、毎回安定した基板への塗布が行えることになり、安定した塗布品質、塗布方向の膜厚分布再現性が高いレベルで実現できる。
【００４７】
なお第２の清掃装置３００に用いる洗浄液については、塗布液に含まれる溶剤を適用することが好ましいが、塗布液が乾燥したものを溶解させる液体であるのなら、アルカリ液等いかなるものを使用してもよい。布材３２０については、洗浄液を吸収できるものなら織物、編物、スポンジ等のいかなる形態のものでもよいが、洗浄液の吸収性の高さから編物を使用することが好ましい。布材３２０の材質については、洗浄液に対する耐性を有するものであるならばいかなるものでもよく、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＰ等が好ましく用いられる。洗浄液の布材３２０への付着量については、好ましくは０．０１〜１ｃｃ／ｍｍ、より好ましくは０．０２〜０．５ｃｃ／ｍｍとする。この範囲より少ないと予備塗布面２０４上で塗布液が乾燥した膜を十分溶解して除去することができず、この範囲より多いと洗浄液が清掃後の予備塗布面２０４に付着して残留してしまう。本発明では洗浄液を布材３２０に付着させるため、予備塗布面２０４に直接洗浄液を付着させるよりも非常に少ない量の洗浄液で、予備塗布面２０４を清掃して高い清浄度をえることができる。
【００４８】
なお第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００の清掃時の塗布幅方向の摺動速度、すなわち移動速度は、好ましくは１０〜８００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５０〜５００ｍｍ／ｓにする。この範囲より小さいとタクトタイムが長くなり、逆に大きいと清掃品質が低下し、目標とする予備塗布面の清浄度がえられない。
【００４９】
第１の清掃装置２４０に用いられるブレード２４２としては、厚さの小さな高分子樹脂の他、合成ゴムを使用することが好ましい。合成ゴムの場合は、その直線状の１辺をエッジとして予備塗布面２０４と垂直面２０６に均等に線接触させることが比較的容易に行えるので、より好ましい。ブレード２４２の板状体２０２への押し付け力は好ましくは０．１〜２Ｎ／ｍｍ、より好ましくは０．２〜１Ｎ／ｍｍとする。この範囲より小さいと塗布液を十分除去できず、逆に大きいとブレード２４２の摩耗が促進されて耐久性が減じる。
【００５０】
また清掃時における第２の清掃装置３００の押さえユニット３１８の予備塗布面２０４に対する押し付け力は、好ましくは０．１〜２Ｎ／ｍｍ、より好ましくは０．２〜１Ｎ／ｍｍにする。この範囲より小さいと塗布液が乾燥した膜を拭取り除去できず、この範囲より大きいと布材３２０が摩耗して摩耗粉が予備塗布面２０４に付着するという不都合がある。押さえユニットは布材３２０を全幅にわたって均等に予備塗布面２０４に押し付けられるように、ゴムロールのほか、スポンジやゲル材をロール化したものであってもよい。ゴムロールである場合は、厚さ１〜１０ｍｍ、ゴム硬度１０〜７０°であることが好ましく、ゴム材質としては洗浄液に対して耐性を有するシリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、パーフルオロゴム、ブチルゴム等が好ましく用いられる。
【００５１】
次に本発明の予備塗布装置２００を備えたスリットコータ１での塗布方法について図１を見ながら詳述する。
【００５２】
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までの残留空気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。さらに板状体２０２の予備塗布面２０４の清掃も、同じく準備作業としてすでに完了している。
【００５３】
つづいてスリットコータ１の動作開始信号が操作盤１０２から制御装置１００に伝えられると、門型ガントリー１０は予備塗布装置２００の板状体２０２の方に移動し、予備塗布面２０４の開始エッジ２０８上部にあるスタンバイ位置（図１の破線で示す位置）にスリットノズル２０を配置させて停止する。つづいてスリットノズル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２０４との間のすきまが第１クリアランスＣ１になる位置で停止させる。
【００５４】
次に、ステージ６の表面に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上に載置し、同時に吸着保持する。基板Ａがステージ６に吸着保持完了した段階で、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。
【００５５】
これと並行して、上記に詳細を述べた予備塗布方法によって、スリットノズル２０から予備塗布面２０４に塗布液を予備塗布する。予備塗布面２０４での予備塗布が終了したら、門型ガントリー１０をＸ方向にステージ６の方に向かって移動させ、スリットノズル２０を基板Ａの塗布開始位置の真上で停止させる。スリットノズル２０が基板Ａの塗布開始位置に達してから、上記の予備塗布方法に記載した第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００を用いた清掃方法で、予備塗布面２０４に予備塗布された塗布液の除去、洗浄を行う。
【００５６】
一方基板Ａの塗布開始位置の直上にあるスリットノズル２０については、測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニット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る。続いて、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との間に液だまりである塗布ビードＢｃを形成するとともに、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の塗布終了部がスリットノズル２０の吐出口３４の位置にきたらシリンジポンプ５０のピストン５４を停止させて塗布液６６の供給を停止し、つづいて上下昇降ユニット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の間に形成された塗布ビードＢｃ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し、今度は原点位置に向かって逆方向に門型ガントリー１０を移動させる。そしてスリットノズル２０の吐出口３４が、板状体２０２の予備塗布面２０４の開始エッジ２０８の上方に来たら停止させる。続いて基板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。
【００５７】
これと並行して、供給バルブ４２を閉、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、供給バルブ４２を開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。
【００５８】
以上の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布液にも適用できる。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、シクロヘキサノン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。さらに塗布速度は好ましくは２〜４００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５０〜２００ｍｍ／ｓ、スリットノズル２０のスリット間隙は５０〜２００μｍ、より好ましくは８０〜１２０μｍ、塗布厚さはウェット状態で好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは２〜２０μｍである。
なお本実施態様例では、定容量間欠供給型ポンプの例としてシリンジポンプを示したが、これに限定されない。間欠的に定容量供給が可能なポンプであれば、ベロフラムポンプ、ダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ、ギアポンプ等、いかなるものであってもよい。
【実施例】
【００５９】
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、図１のスリットコータ１でブラックマトリックス材を１０μｍ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９０μｍで、長さが１１００ｍｍ、吐出口面３６の塗布方向の長さ＝０．５ｍｍ、吐出口面３６と斜面３８Ａ、Ｂのなす角度が４５度のものを使用し、スリットノズル２０と基板間のすきまであるクリアランスは１５０μｍ、塗布速度は１００ｍｍ／ｓで、塗布のタクトタイムは６０秒であった。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による予備塗布を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。予備塗布装置２００で、板状体２０２はステンレス製で長手方向長さが１２００ｍｍ、長手方向に直交する予備塗布方向の長さは５０ｍｍ、厚さ３０ｍｍであった。予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂには表面処理は行わず、表面粗度を最大高さＲｚで０．１μｍの鏡面にした。また予備塗布による初期化を行う時は、板状体２０２の予備塗布面２０４とスリットノズル２０の吐出口面３６とのすきまは、第１クリアランスＣ１を８０μｍ、第２クリアランスＣ２を１５０μｍとし、初期出し量Ｑ１＝１００μｌ、待機時間Ｔ１＝０．５秒、待機時間Ｔ２＝０．０５秒、予備塗布速度は１００ｍｍ／Ｓ、予備塗布厚さはウェットで１２μｍ、予備塗布長さは５０ｍｍにした。また、予備塗布終了時に行うシリンジポンプ５０の減速は終了エッジ２１０からＳ１＝５ｍｍ手前の地点から開始した。予備塗布後の塗布液の除去、洗浄を行う第１の清掃装置２４０のブレード２４２にはエチレンプロピレンゴム製の厚さ５ｍｍで予備塗布方向（ブレード２４２の長手方向）の長さ５０ｍｍ、垂直面２０６Ａ、Ｂに沿う方向の長さを２５ｍｍのものを用いた。ブレード２４２の予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂとの接触部分は、線接触するようにエッジを形成した。このブレード２４２が予備塗布面２０４と１０Ｎの線圧で接触するようにし、１００ｍｍ／ｓで塗布幅方向に摺動することで、予備塗布面２０４の清掃を行った。
【００６０】
また第２の清掃装置３００については、布材３２０には幅Ｌｃ＝６０ｍｍで、ＰＥＴ糸の編物を使用した。また洗浄液には塗布液の主溶剤であるＰＧＭＥＡを用いた。洗浄液を布材３２０に付着させる量は１ｃｃにした。さらに押さえユニット３１８は外径が５０ｍｍ、長さが７０ｍｍの円筒形で、ゴム厚さ３ｍｍ、ゴム硬度５０°のエチレンプロピレンゴム製のゴムロールとした。押さえユニット３１８を予備塗布面２０４に押し付ける時の力は、全幅（５０ｍｍ）で２０Ｎにし、清掃時の移動速度は１００ｍｍ／ｓにした。
【００６１】
そして第１の清掃装置２４０による清掃は、予備塗布面２０４に予備塗布を行うごとに行い、第２の清掃装置３００による清掃は、予備塗布３０回実施ごとに１回だけ第１の清掃装置２４０の清掃後に行った。
【００６２】
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１６００（基板長手方向）×１２００（基板幅方向）、対角の長さが２０インチ（基板長手方向に４０６ｍｍ、基板幅方向に３０５ｍｍ）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、基板内の９箇所（９面取）に作成した。
【００６３】
次にウェット洗浄後、Ｒ色用塗布液を厚さ２０μｍ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１５０μｍ、門型ガントリー移動速度１００ｍｍ／ｓにて塗布した。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色用塗布液を厚さ２０μｍ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１４０μｍ、門型ガントリー移動速度１００ｍｍ／ｓにて塗布後、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。
【００６４】
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色用塗布液を厚さ２０μｍ、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１００ｍｍ／ｓにて塗布し、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１３％で粘度を４mPaS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１４％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を用い、特に予備塗布装置２００については同じ条件で予備塗布を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。さらに、Ｒ、Ｇ、Ｂ色塗布工程とも、ブラックマトリックス塗布工程と同じく、第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００を用いて同じ条件にて予備塗布面２０４の清掃を行った。Ｒ、Ｇ、Ｂ色塗布工程でも本発明の手段を用いてスリットノズル２０の初期化を塗布前に各基板ごとに行ったので、塗布膜厚の再現性、特に塗布開始部の再現性が高く、膜厚精度が端部１０ｍｍを除いて±３％以下の均一厚さの塗布膜を安定して形成できた。また、塗布開始部でのパーティクルの付着や、パーティクル起因のすじ欠点は皆無であった。
【００６５】
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、塗布むらがなく、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。
【００６６】
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。以上のようにして１０００枚の液晶表示装置を作成したが、得られた液晶表示装置はいずれも混色やすじ状の欠点がなく、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】
【００６７】
【図１】本発明に係る予備塗布装置２００を含むスリットコータ１の概略正面図である。
【図２】予備塗布装置２００のの拡大概略正面図である。
【図３】第１の清掃装置２４０の概略部分側面図である。
【図４】第２の清掃装置３００の概略部分側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
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
３８Ａ、Ｂ リップ斜面
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 上下昇降ユニット
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 板状体
２０４ 予備塗布面
２０６Ａ、Ｂ 垂直面
２０８ 開始エッジ
２１０ 終了エッジ
２１２ 排出管
２１４ 配管
２１６ ブラケット
２２０ 本体
２２２ 廃液
２２８ 固定台
２３０ トレイ
２３２ レール
２３４ レール
２３６ 予備塗布膜
２４０ 第１の清掃装置
２４２ ブレード
２４４ 保持体
２４６ エアーシリンダー
２５０ テーブル
２５２ アーム
２５４ 回転機
３００ 第２の清掃装置
３０２ テーブル
３０４ 回転機
３０６ アーム
３０８ エアーシリンダー
３１０ 清掃ユニット
３１２ ベース
３１４ 巻出ユニット
３１６ 巻取ユニット
３１８ 押さえユニット
３２０ 布材
３２２ 洗浄ノズル
３２４ 原反
３２６ 柱材Ａ
３２８ 柱材Ｂ
３３０ 柱材Ｃ
３３２ 巻出軸
３３４ 巻取軸
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｂｃ 塗布ビード
Ｃ 塗布膜
Ｄ 部分（布材３２０の洗浄液が付着する部分）
Ｌｃ 布材３２０の幅
Ｌｐ 予備塗布面２０４の幅
Ｐ０ 待機位置
Ｐ１ 摺動開始位置
Ｐ２ 摺動終了位置
Ｐ３ 移動終了位置
【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。
【０００３】
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する装置の大型化が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。
【０００４】
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分布が再現せず、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、所定の面積を有するプレートの平面上に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、スリットノズルをプレート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プレート上に形成した後に、塗布液の吐出を終了して、スリットノズルをプレートから引き離す。この時、引き離されたスリットノズルの吐出口を含む吐出口面には一定量の塗布液が付着するが、スリットノズルの吐出口面の両隣に隣接する両隣接面に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。
【０００５】
スリットノズルは、常に同じ条件でプレートに予備塗布を行い、予備塗布終了時にスリットノズルをプレートから引き離せば、毎回同じ初期化された状態になる。プレート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、プレート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、繰り返して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を一定の初期化された状態にすることができない。プレートの清浄状態を繰り返し維持するために、プレート上に予備塗布された塗布液を除去する洗浄が行われる。
【０００６】
特許文献２、３では洗浄手段の１つとして、プレート上に予備塗布された塗布液に対して、プレートの長手方向の一端側から洗浄液をノズルで吐出させながら長手方向に移動させ、次いで塗布液と洗浄液の混合物を同様に走行するブレードでかき落とし、最後に残存液体をこれも走行するノズルからエアー等を噴きつけて乾燥させる、ことが行われる。
【０００７】
しかしこの洗浄手段では、洗浄されたプレートの予備塗布面の清浄度は、使用する洗浄液に比例し、スリットノズルの初期化を安定して行える程度にプレートの予備塗布面の清浄度を維持するには、最低でもプレートに予備塗布された塗布液量の１０倍の洗浄液が必要であり、製造コストが非常に高くなることの他、使用済み洗浄液の廃液処理にも費用がかかるという問題がある。
【０００８】
特許文献２、３では別の洗浄手段として、プレート表面に線状にブレードを接触させて長手方向に摺動し、プレート表面上に予備塗布された塗布液の除去を行う手段が示されている。この手段は、上記の洗浄手段とは反対に洗浄液を全く使用しないが、プレート面から塗布液は十分に除去できず、スリットノズルの初期化に必要とされるプレートの清浄度を達成できない。ブレードの形状を工夫することにより、塗布液の除去を十分行って必要とされる清浄度がえられたとしても、何回もブレードによる洗浄を繰り返すと、わずかに残存した塗布液が乾燥して次第に蓄積され、プレート表面に必要とされる清浄度がえられなくなってしまう。したがって、生産時のように多数回にわたって予備塗布を行う場合には、清浄度を一定水準に維持できない。
【０００９】
すなわち、プレートの表面に予備塗布を行ってスリットノズルの初期化を行う手段は、予備塗布されたプレート表面の塗布液を、低コストで繰り返し必要清浄度を維持できる洗浄手段がないので、カラーフィルター等の製造に実用化されていないのが実情である。
【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２００４−５５６０７号公報（第００６８欄〜第００７６欄、第０１２６欄〜第０１３３欄、図１１、図１３、図１８、図２０）
【特許文献３】特開２００７−２６８３９１号公報（第００１６欄〜第００３４欄、第００３６欄〜第００４１欄、図３、図４、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、スリットノズルで塗布液を繰り返しプレートに予備塗布を行っても、プレートの清浄度を一定に保つ低コストの洗浄手段を具現化することによって、常に安定した塗布品質を実現する塗布装置及び塗布方法を提供することにある。そして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高い生産性で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】
【００１１】
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。
【００１２】
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平面を有するプレート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、前記予備塗布終了後にプレートに２段の洗浄を行って、プレートに予備塗布された塗布液の除去を行い、第２段の洗浄は第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記第１段の洗浄はプレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に同時に線接触するブレードをプレートの長手方向に摺動させて行い、第２段の洗浄はプレートの予備塗布される面に、塗布液の溶剤を含有する吸収体を接触させて行うことが好ましい。
【００１４】
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平面を有するプレート上に吐出されて予備塗布がなされる予備塗布装置と、被塗布部材に塗布膜の形成がなされる本塗布装置と、を備えた塗布装置において、予備塗布終了後にプレートに予備塗布された塗布液の除去を行う２段の洗浄手段と、第１段の洗浄手段を所定回数行うごとに第２段の洗浄手段を作動させる制御装置をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
ここで、第１段の洗浄手段は前記プレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に接触し、かつプレートの長手方向に摺動するブレードであり、第２段の洗浄手段は、前記プレートの予備塗布される面に接触し、かつプレートの長手方向に走行する塗布液の溶剤を含有する吸収体であることが好ましい。
【００１６】
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または２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】
【００１７】
本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、第１段の洗浄でプレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に同時に線接触するブレードを長手方向に摺動させるのであるから、プレート全面にわたって予備塗布された塗布液を、所定の清浄度が得られる程度に除去することが可能となる。
【００１８】
また３面に接触するブレードによる予備塗布液のプレート表面からの除去を多数回数繰り返して、塗布液が乾燥して蓄積しプレート表面の清浄度が低下しても、塗布液に含まれている溶剤がわずかにしみこんだ吸収体をプレート表面に接触させながら長手方向に移動させる第２段の洗浄を、第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施するのであるから、プレート表面状況が回復して必要とされるプレートの清浄度がえられるだけではなく、繰り返し予備塗布をプレートに行っても確実に洗浄が行われて、プレートの予備塗布面の清浄度を常に一定に保つことが可能となる。プレートの清浄度が繰り返し予備塗布を行っても一定に保たれるのであるから、スリットノズルの初期化も安定して行われ、その結果繰り返し安定した塗布品質や膜厚分布再現性を実現することができる。または本発明による２段の洗浄はごくわずかしか溶剤を使用しないので、非常に低コストでプレートの清浄度を一定に保つことが可能となる。
【００１９】
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】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は本発明に係る予備塗布装置２００を含むスリットコータ１の概略正面図、図２は予備塗布装置２００の拡大概略正面図、図３は第１の清掃装置２４０の概略部分側面図、図４は第２の清掃装置３００の概略部分側面図、である。
【００２２】
まず図１を参照すると、本発明の予備塗布装置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が両矢印で示される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、上下昇降ユニット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、Ｘ方向に自在に往復動することができる。なおＸ方向は塗布方向となる。
【００２３】
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。なおスリットノズル２０の長手方向は塗布幅方向となる。マニホールド２６の下方には、スリット２８が連通して形成されている。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。したがって吐出口３４は吐出口面３６に含まれることになる。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３８Ａ、Ｂが設けられている。リップ斜面３８Ａ、Ｂは、吐出口面３６に連なる両隣接面となる。
【００２４】
このスリットノズル２０を昇降させる上下昇降ユニット７０は、スリットノズル２０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。上下昇降ユニット７０はスリットノズル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、すなわち塗布幅方向にわたって略並行にすることができる。さらに、この上下昇降ユニット７０によって、ステージ６上の基板Ａとスリットノズル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。
【００２５】
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に入った塗布液は塗布幅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。
【００２６】
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を一枚塗布する容量の塗布液を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６６を押し上げて排出する。
【００２７】
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は破線で示すように、門型ガントリー１０の移動によって、予備塗布装置２００の静止した板状体２０２の左側端部の上方まで移動することができる。
【００２８】
さて予備塗布装置２００の構成をより詳細に見てみると、中央に予備塗布される１個のプレートである板状体２０２が、Ｌ型のブラケット２１６を介して本体２２０に締結固定されている。板状体２０２の下方には、トレイ２３０も配置されている。板状体２０２は、その長手方向がスリットノズル２０の長手方向（紙面に垂直な方向）と一致しているので、塗布幅方向とも一致する。さて板状体２０２は、スリットノズル２０から予備塗布される平面である予備塗布面２０４を、その最上部に有している。この予備塗布面２０４はスリットノズル２０の吐出口面３６と略平行に配される。予備塗布面２０４の左側端部は開始エッジ２０８、右側端部は終了エッジ２１０となっており、開始エッジ２０８から終了エッジ２１０に向かって予備塗布が行われる。開始エッジ２０８と終了エッジ２１０の下側には、予備塗布面２０４と直交する一対の垂直面２０６Ａ、Ｂが連なっている。垂直面２０６Ａ、Ｂは、板状体２０２の予備塗布される面である予備塗布面２０４に隣接する面となる。また予備塗布面２０４上に予備塗布された塗布液が除去されると、トレイ２３０の方に落下し、廃液２２２となる。廃液２２２は、トレイ２３０に接続されている排出管２１２、配管２１４を通じて図示されない回収源に回収される。
【００２９】
次に予備塗布装置２００の左側を見ると、板状体２０２の予備塗布面２０４を清掃、すなわち洗浄する第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００が、本体２２０の一端上に配置されている。
ここで、第１の清掃装置２４０が第１段の洗浄手段、第２の清掃装置３００が第２の洗浄手段となって、両方で２段の洗浄手段を構成している。
【００３０】
図２を参照して第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置の構成について詳細を説明する。図２では、第１の清掃装置のブレード２４２を予備塗布面２０４の直上に移動させて、図１では第１の清掃装置２４０の後方にあって隠れていた第２の清掃装置３００の全体が見えるようにしている。
【００３１】
図２で、第１の清掃装置２４０は、予備塗布面２０４とそれに隣接する垂直面２０６Ａ、Ｂの３面に線接触しながら塗布幅方向に摺動して、予備塗布面２０４上の塗布液を除去するブレード２４２、ブレード２４２を保持する保持体２４４、保持体２４４とブレード２４２を上下方向に昇降させるエアーシリンダー２４６、エアーシリンダー２４６を保持するアーム２５２、アーム２５２を一点鎖線で示される中心線回りに回転させる回転機２５４、回転機２５４を支持するテーブル２５０、テーブル２５０を塗布幅方向に往復自在に案内するとともに、本体２２０上の固定台２２８に固定されている１対のレール２３２、より構成されている。テーブル２５０には図示されないボールネジが係合していて、ボールネジに接続している図示されていないサーボモータの回転によって、テーブル２５０を自在に塗布幅方向に往復動させることができる。
【００３２】
第２の清掃装置３００は、清掃ユニット３１０と、清掃ユニット３１０を保持してこれを上下方向に昇降させるエアーシリンダー３０８、エアーシリンダー３０８を保持するアーム３０６、アーム３０６を一点鎖線で示される中心線回りに回転させる回転機３０４、回転機３０４を支持するテーブル３０２、テーブル３０２を塗布幅方向に往復自在に案内するとともに、本体２２０上の固定台２２８に固定されている１対のレール２３４より構成されている。テーブル３０２には図示されないボールネジが係合していて、ボールネジに接続している図示されていないサーボモータの回転によって、テーブル３０２を自在に塗布幅方向に往復動させることができる。清掃ユニット３１０は図４に示すように、ベース３１２に固定されている巻出ユニット３１４、巻取ユニット３１６、押さえユニット３１８と、布材３２０とより構成されている。吸収体である布材３２０に洗浄液を吐出して付着させる洗浄ノズル３２２が、板状体２０２の塗布幅方向の一端に設けられている。なお図４は、清掃ユニット３１０を予備塗布面２０４の直上に回転移動させた時に、テーブル３０２側から見た概略側面図が示されている。布材３２０は塗布方向に伸びて幅Ｌｃを有しており、ゴムロールからなる押さえユニット３１８に巻きついて、予備塗布面２０４に押し付けられる。図２に示される布材３２０の幅Ｌｃは予備塗布面２０４の塗布方向の長さである幅Ｌｐよりも大きいことが好ましい。図４で布材３２０を巻出軸３３２上に所定長さ巻いた原反３２４は巻出ユニット３１４に回転自在に装着されており、ここから布材３２０が巻き出されて、押さえユニット３１８を経て、巻取ユニット３１６に回転自在に装着された巻取軸３３４に巻き取られる。この構成によって、清掃を行うたびに布材３２０の新品部分（未使用部分）を、予備塗布面２０４に対面させることができる。なお巻出ユニット３１４の巻出軸３３２は、柱材Ａ３２６を介してベース板３１２に回転自在に保持されており、図示しないブレーキ機構と連結して、巻出張力を布材３２０に付与することができる。巻取ユニット３１６の巻取軸３３４は、柱材Ｂ３２８を介してベース板３１２に回転自在に保持されており、図示しない回転モータと連結して、任意の速度で布材３２０を所定長さだけ巻取ることができる。押さえユニット３１８は、柱材Ｃ３３０を介してベース板３１２に回転自在に保持されている。これらのユニットを保持するベース３１２はエアーシリンダー３０８に固定されているので、エアーシリンダー３０８によって清掃ユニット３１０は自在に昇降し、布材３２０を押さえユニット３１８に巻きつかせた状態で、予備塗布面２０４に一定圧力で押し付けることが可能となる。またアーム３０６は回転機３０４によって自在に回転可能となっているので、清掃ユニット３１０を予備塗布面２０４側にも、その反対側にも自在に位置させることができる。清掃ユニット３１０が予備塗布面２０４側にある時は、布材３２０は予備塗布面２０４の塗布方向の全幅にわたって接触するように配置されている。
【００３３】
なお一対のレール２３２とレール２３４は平行して塗布幅方向に伸びており、第１の清掃装置２４０のテーブル２５０と第２の清掃装置３００のテーブル３０２は平行して自在に塗布幅方向に移動可能となっている。また、図２に示すように、第１の清掃装置２４０ブレード２４２と第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０が、レール２３２、２３４を間に挟んでお互い反対側にある場合は、第１の清掃装置２４０のブレード２４２と第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０は、お互いに干渉しないで、塗布幅方向に自在に移動することができる。
【００３４】
以上詳細を説明した予備塗布装置２００の他、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等はすべて、図１に示されている制御装置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、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。
【００３５】
なお以上説明したスリットコータ１で、予備塗布装置２００以外の部分は、基板Ａに塗布液を塗布する本塗布装置としての機能を備えている。
【００３６】
次にスリットノズル２０の初期化を行うための、第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００を含む予備塗布装置２００を使用した予備塗布方法について詳細に説明する。
【００３７】
まず準備動作として、塗布液６６をタンク６４〜スリットノズル２０まで充填して空気抜きも済ませておくとともに、板状体２０２の予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂを、溶剤をしみこませた布（クリーンワイパー）で清掃し、予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂに付着物がない状態にする。またこの時、スリットノズル２０は図１でＸ方向にはステージ６の右隣りの位置、上下方向には最上位置にある。また第１の清掃装置２４０、第２の清掃装置３００ともに初期位置にある。すなわち第１の清掃装置２４０のブレード２４２は、矢印で示されるＸ方向には、図１に示されるように回転機２５４の中心線（一点鎖線）から見て、板状体２０２とは１８０度逆側にある。ブレード２４２は、塗布幅方向には図３に示される板状体２０２の塗布幅方向の一端にある摺動開始位置Ｐ１にあり、上下方向にはエアーシリンダー２４６が上限位置にあるので、ブレード２４２も上限位置にある。一方、第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０は、矢印で示されるＸ方向には、図１に示されるように回転機３０４の中心線（一点鎖線）から見て、板状体２０２とは１８０度逆側にある。清掃ユニット３１０は塗布幅方向には図４に示されるように、塗布幅方向の摺動開始位置Ｐ１よりも矢印で示される清掃ユニット３１０の走行方向とは逆側に離れた位置にある待機位置Ｐ０で停止させている。これによって第１の清掃装置２４０のブレード２４２と、第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０は干渉しない。上下方向にはエアーシリンダー３０８が上限位置にあるので、清掃ユニット３１０も上限位置にある。
【００３８】
以上の準備動作が完了したら、門型ガントリー１０をＸ方向に予備塗布装置２００に向かって移動させる。そして予備塗布を行うために、スリットノズル２０の吐出口３４を、板状体２０２の開始エッジ２０８を含む予備塗布開始部の真上の位置に来るようにして、門型ガントリー１０を停止させる。つづいて上下昇降ユニット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２０４との間のすきまが第１クリアランスＣ１になる位置で停止させる。この第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と板状体２０２が衝突するおそれがあり、すきまが大きすぎると後述する予備塗布ビードＢｐ、すなわち塗布液の溜りが形成されないので、予備塗布を行うことができない。
【００３９】
さてスリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２０４との間のすきまが第１クリアランスＣ１になったら、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だけ待機する。これによってスリットノズル２０の吐出口面３６と予備塗布面２０４の間に予備塗布ビードＢｐを形成する。塗布液を初期出し量Ｑ１だけ吐出してから待機時間Ｔ１だけ待機するのは、予備塗布ビードＢｐが吐出口面３６と予備塗布面２０４間のすきまに、長手方向全体にわたって確実に形成されるのを待つためであるが、待機時間Ｔ１はゼロであってもよい。なお初期出し量Ｑ１はスリットノズル２０の塗布幅方向１ｍあたりで好ましくは２０〜５００μｌ、より好ましくは５０〜２００μｌである。この範囲より小さいと予備塗布ビードＢｐ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２０４間のすきまから塗布液があふれだしてしまう。さてスリットノズル２０から初期出し量Ｑ１で塗布液を吐出完了後Ｔ１秒たったら、上下昇降ユニット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と予備塗布面２０４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を停止させる。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。このとき、再びシリンジポンプ５０を駆動してスリットノズル２０から塗布液を塗布厚さに対応した吐出速度で吐出開始する。シリンジポンプ５０の再駆動開始から待機時間Ｔ２後に門型ガントリー１０を終了エッジ２１０の方に向かって速度Ｖ１で駆動し、予備塗布面２０４に塗布液を予備塗布開始する。ここで待機時間Ｔ２は、予備塗布開始部の膜厚を制御するパラメータであって、大きいほど予備塗布開始部の膜厚が大きくなるが、ゼロであってもよい。さて門型ガントリー１０に搭載されたスリットノズル２０は、予備塗布膜を予備塗布面２０４上に形成しながら塗布方向であるＸ方向に終了エッジ２１０に向かって移動し、終了エッジ２１０から長さＳ１だけ手前にある地点がスリットノズル２０の吐出口３４の直下に達したら、シリンジポンプ５０を減速開始して停止させる。一方門型ガントリー１０は同じ速度Ｖ１のまま移動を続け、終了エッジ２１０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２０４間に形成された予備塗布ビードＢｐを断ち切り、予備塗布を終了する。予備塗布が終了してスリットノズル２０の初期化は完了するが、門型ガントリー１０は速度Ｖ１でステージ６の方向に向かって移動しつづけ、ステージ６上の基板Ａに塗布を行うために、スリットノズル２０の吐出口３４の直下に基板Ａの塗布開始部が来た時に、ガントリー１０を停止させる。
【００４０】
予備塗布が終了してから予備塗布面２０４に予備塗布された塗布液の除去、洗浄を、第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００とを用いて以下の清掃方法で引き続いて実施する。まずスリットノズル２０が清掃装置２４０のブレード２４２とは干渉しない基板Ａの塗布開始位置に移動、停止したことを確認してから、第１の清掃装置２４０の回転機２５４を駆動してアーム２５２を１８０度回転させ、図３に示すように摺動開始位置Ｐ１でブレード２４２が予備塗布面２０４の直上の位置に来るようにする。それからエアーシリンダー２４６を下降するように動作させて、ブレード２４２を予備塗布面２０４と垂直面２０６に一定圧力で接触させた後に、テーブル２５０を駆動してブレード２４２を、図３に示すように摺動開始位置Ｐ１から摺動終了位置Ｐ２に向かって塗布幅方向の矢印方向に移動させる。この移動の間、ブレード２４２は予備塗布面２０４と垂直面２０６Ａ、Ｂに摺動し、予備塗布面２０４に残存している塗布液を除去する。ブレード２４２と垂直面２０６Ａ、Ｂとの接触は、予備塗布面２０４から除去された塗布液が垂直面２０６Ａ、Ｂの上部を伝わって、清掃後の予備塗布面２０４に抜けて行き再付着するのを防止するのに役立つ。予備塗布面２０４から除去された塗布液は、廃液２２２としてトレイ２３０に落下し、排出管２１２から配管２１４を介して、図示されていない廃液回収装置に回収される。
【００４１】
さてブレード２４２が摺動終了位置Ｐ２まで移動して来たら、エアーシリンダー２４６を上限位置まで上昇させてブレード２４２を予備塗布面２０４から引き離す。そしてブレード２４２が移動終了位置Ｐ３に来たときにテーブル２５０の駆動を停止し、ブレード２４２の移動も終了する。なお摺動終了位置Ｐ２は、図３で板状体２０２の塗布幅方向に待機位置Ｐ０とは逆側にある端部より走行方向側、すなわち矢印方向側に設けることが好ましい。塗布液が予備塗布面２０４より完全に押しのけられるからである。
【００４２】
続いて、待機位置Ｐ０で待機している清掃ユニット３１０に対して、第２の清掃装置３００の回転機３０４を駆動してアーム３０６を１８０度回転させ、清掃ユニット３１０の押さえユニット３１８に巻きついている布材３２０の全幅が予備塗布面２０４の直上の位置に来るようにする。そして図４に示すように、洗浄ノズル３２２から所定量の洗浄液を吐出して、巻出ユニット３１４と押さえユニット３１８の間にある布材３２０の部分Ｄに洗浄液を全幅にわたって付着させる。布材３２０の部分Ｄは図４では破線で位置が示されており、塗布方向に伸びて布材３２０の全幅を占める。布材３２０の部分Ｄで付着した洗浄液は布材３２０に吸収されて内部までしみ込む。それから巻取ユニット３１６を駆動して、洗浄液を付着させた布材３２０の部分Ｄが、押さえユニット３１８に巻きつくところにくるように布材３２０を移動させる。これによって、洗浄液を付着させた布材３２０の部分Ｄは予備塗布面２０４の直上にくることになる。次に、摺動開始位置Ｐ１直上まで、押さえユニット３１８が来るようにテーブル３０２を駆動して清掃ユニット３１０を塗布幅方向に移動させ、停止させる。そしてエアーシリンダー３０８を駆動して下降させ、摺動開始位置Ｐ１にて所定圧力で押さえユニット３１８とそれに巻きついている布材３２０を予備塗布面２０４に接触させる。ここで実際に接触しているのは布材３２０の洗浄液を付着させた部分Ｄと予備塗布面２０４である。この状態でテーブル３０２を駆動して、押さえユニット３１８を摺動開始位置Ｐ１から摺動終了位置Ｐ２まで、所定速度で移動させる。これによって、これより前にブレード２４２で除去できない塗布液が乾燥して膜として残存しているものが、布材３２０で拭き取って除去される。そして押さえユニット３１８が摺動終了位置Ｐ２まで移動して来たら、エアーシリンダー３０８を上限位置まで上昇させて、押さえユニット３１８と布材３２０を予備塗布面２０４から引き離す。そしてすでに停止しているブレード２４２と清掃ユニット３１０が干渉しないように、移動終了位置Ｐ３の手前に設けた位置で清掃ユニット３１０が停止するように、テーブル３０２の移動を制御する。これによって清掃ユニット３１０を構成する押さえユニット３１８と布材３２０の移動も終了する。この時にテーブル３０２を逆方向に駆動して待機位置Ｐ０まで復動させ、上記の第２の清掃装置３００の清掃ユニット３１０による清掃を複数回繰り返してもよい。
【００４３】
第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００による清掃が終了したら、まず第２の清掃装置３００の回転機３０４を駆動してアーム３０６を１８０°回転させ、予備塗布面２０４の直上とは逆側に清掃ユニット３１０を回転移動させる。ついでテーブル３０２を逆方向に駆動して、清掃ユニット３１０を待機位置Ｐ０まで移動させる。つづいて第１の清掃装置２４０の回転機２５４を駆動してアーム２５２を１８０°回転させ、予備塗布面２０４の直上とは逆側にブレード２４２を回転移動させる。ついでテーブル２５０も逆方向に駆動して、ブレード２４２を摺動開始位置Ｐ１まで移動させる。以上の予備塗布面２０４の塗布液の除去、洗浄が終了したら、次の予備塗布を行うために待機する。そしてスリットノズル２０の吐出口３４が、予備塗布開始部となる予備塗布面２０４の開始エッジ２０８の真上に来て停止したら、同じように予備塗布のサイクルを繰り返す。
【００４４】
なお第１の清掃装置２４０による予備塗布面２０４の清掃は、予備塗布を予備塗布面２０４に行うごとに必ず実施するが、第２の清掃装置３００による予備塗布面の清掃は、予備塗布を行うごとに行ってもよいが、予備塗布と第１の清掃装置２４０による清掃を所定回数定期的に行うごとに実施することが好ましい。また、第２の清掃装置３００による清掃は、第１の清掃装置２４０によって、予備塗布面２０４から塗布液が除去された状態で行うことが好ましい。第２の清掃装置３００は、塗布液の除去よりも、第１の清掃装置２４０では除去できない塗布液が乾燥して膜になったものを効率よく、しかも完全に拭き取って除去できる機能を有するからである。したがって第２の清掃装置３００による清掃によって、予備塗布面２０４に必要とされる清浄度を維持することが可能となる。清浄度を維持するために、実際に予備塗布面２０４を清掃する布材３２０は、必ず新品状態の部分を使用する。そのために巻取ユニット３１６、巻出ユニット３１４を使用して、布材３２０の新品部分を清掃前に押さえユニット３１８に巻き付くようにする。
【００４５】
また第１の清掃装置２４０による清掃で塗布液の除去を繰り返し、塗布液が乾燥して蓄積して予備塗布面２０４の清浄度が低下しても、第２の清掃装置３００で清掃を行えば、布材３２０にしみ込んだ少量の洗浄液によって乾燥蓄積物を溶解し、布材３２０によって溶解したものを拭き取って除去するのであるから、予備塗布面の清浄度を回復して、必要な清浄度がえられる。
【００４６】
以上の第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００による清掃によって、予備塗布面２０４の清浄度が常に一定に保たれるのであるから、予備塗布がいつも同じように繰り返し行えることとなって、その結果スリットノズル２０の初期化も同じように繰り返し行えることになる。それによって、毎回安定した基板への塗布が行えることになり、安定した塗布品質、塗布方向の膜厚分布再現性が高いレベルで実現できる。
【００４７】
なお第２の清掃装置３００に用いる洗浄液については、塗布液に含まれる溶剤を適用することが好ましいが、塗布液が乾燥したものを溶解させる液体であるのなら、アルカリ液等いかなるものを使用してもよい。布材３２０については、洗浄液を吸収できるものなら織物、編物、スポンジ等のいかなる形態のものでもよいが、洗浄液の吸収性の高さから編物を使用することが好ましい。布材３２０の材質については、洗浄液に対する耐性を有するものであるならばいかなるものでもよく、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＰ等が好ましく用いられる。洗浄液の布材３２０への付着量については、好ましくは０．０１〜１ｃｃ／ｍｍ、より好ましくは０．０２〜０．５ｃｃ／ｍｍとする。この範囲より少ないと予備塗布面２０４上で塗布液が乾燥した膜を十分溶解して除去することができず、この範囲より多いと洗浄液が清掃後の予備塗布面２０４に付着して残留してしまう。本発明では洗浄液を布材３２０に付着させるため、予備塗布面２０４に直接洗浄液を付着させるよりも非常に少ない量の洗浄液で、予備塗布面２０４を清掃して高い清浄度をえることができる。
【００４８】
なお第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００の清掃時の塗布幅方向の摺動速度、すなわち移動速度は、好ましくは１０〜８００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５０〜５００ｍｍ／ｓにする。この範囲より小さいとタクトタイムが長くなり、逆に大きいと清掃品質が低下し、目標とする予備塗布面の清浄度がえられない。
【００４９】
第１の清掃装置２４０に用いられるブレード２４２としては、厚さの小さな高分子樹脂の他、合成ゴムを使用することが好ましい。合成ゴムの場合は、その直線状の１辺をエッジとして予備塗布面２０４と垂直面２０６に均等に線接触させることが比較的容易に行えるので、より好ましい。ブレード２４２の板状体２０２への押し付け力は好ましくは０．１〜２Ｎ／ｍｍ、より好ましくは０．２〜１Ｎ／ｍｍとする。この範囲より小さいと塗布液を十分除去できず、逆に大きいとブレード２４２の摩耗が促進されて耐久性が減じる。
【００５０】
また清掃時における第２の清掃装置３００の押さえユニット３１８の予備塗布面２０４に対する押し付け力は、好ましくは０．１〜２Ｎ／ｍｍ、より好ましくは０．２〜１Ｎ／ｍｍにする。この範囲より小さいと塗布液が乾燥した膜を拭取り除去できず、この範囲より大きいと布材３２０が摩耗して摩耗粉が予備塗布面２０４に付着するという不都合がある。押さえユニットは布材３２０を全幅にわたって均等に予備塗布面２０４に押し付けられるように、ゴムロールのほか、スポンジやゲル材をロール化したものであってもよい。ゴムロールである場合は、厚さ１〜１０ｍｍ、ゴム硬度１０〜７０°であることが好ましく、ゴム材質としては洗浄液に対して耐性を有するシリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、パーフルオロゴム、ブチルゴム等が好ましく用いられる。
【００５１】
次に本発明の予備塗布装置２００を備えたスリットコータ１での塗布方法について図１を見ながら詳述する。
【００５２】
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までの残留空気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。さらに板状体２０２の予備塗布面２０４の清掃も、同じく準備作業としてすでに完了している。
【００５３】
つづいてスリットコータ１の動作開始信号が操作盤１０２から制御装置１００に伝えられると、門型ガントリー１０は予備塗布装置２００の板状体２０２の方に移動し、予備塗布面２０４の開始エッジ２０８上部にあるスタンバイ位置（図１の破線で示す位置）にスリットノズル２０を配置させて停止する。つづいてスリットノズル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２０４との間のすきまが第１クリアランスＣ１になる位置で停止させる。
【００５４】
次に、ステージ６の表面に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上に載置し、同時に吸着保持する。基板Ａがステージ６に吸着保持完了した段階で、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。
【００５５】
これと並行して、上記に詳細を述べた予備塗布方法によって、スリットノズル２０から予備塗布面２０４に塗布液を予備塗布する。予備塗布面２０４での予備塗布が終了したら、門型ガントリー１０をＸ方向にステージ６の方に向かって移動させ、スリットノズル２０を基板Ａの塗布開始位置の真上で停止させる。スリットノズル２０が基板Ａの塗布開始位置に達してから、上記の予備塗布方法に記載した第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００を用いた清掃方法で、予備塗布面２０４に予備塗布された塗布液の除去、洗浄を行う。
【００５６】
一方基板Ａの塗布開始位置の直上にあるスリットノズル２０については、測定した基板Ａの厚さデータを用い、上下昇降ユニット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る。続いて、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との間に液だまりである塗布ビードＢｃを形成するとともに、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の塗布終了部がスリットノズル２０の吐出口３４の位置にきたらシリンジポンプ５０のピストン５４を停止させて塗布液６６の供給を停止し、つづいて上下昇降ユニット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の間に形成された塗布ビードＢｃ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し、今度は原点位置に向かって逆方向に門型ガントリー１０を移動させる。そしてスリットノズル２０の吐出口３４が、板状体２０２の予備塗布面２０４の開始エッジ２０８の上方に来たら停止させる。続いて基板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。
【００５７】
これと並行して、供給バルブ４２を閉、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、供給バルブ４２を開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。
【００５８】
以上の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布液にも適用できる。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、シクロヘキサノン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。さらに塗布速度は好ましくは２〜４００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５０〜２００ｍｍ／ｓ、スリットノズル２０のスリット間隙は５０〜２００μｍ、より好ましくは８０〜１２０μｍ、塗布厚さはウェット状態で好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは２〜２０μｍである。
なお本実施態様例では、定容量間欠供給型ポンプの例としてシリンジポンプを示したが、これに限定されない。間欠的に定容量供給が可能なポンプであれば、ベロフラムポンプ、ダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ、ギアポンプ等、いかなるものであってもよい。
【実施例】
【００５９】
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、図１のスリットコータ１でブラックマトリックス材を１０μｍ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９０μｍで、長さが１１００ｍｍ、吐出口面３６の塗布方向の長さ＝０．５ｍｍ、吐出口面３６と斜面３８Ａ、Ｂのなす角度が４５度のものを使用し、スリットノズル２０と基板間のすきまであるクリアランスは１５０μｍ、塗布速度は１００ｍｍ／ｓで、塗布のタクトタイムは６０秒であった。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による予備塗布を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。予備塗布装置２００で、板状体２０２はステンレス製で長手方向長さが１２００ｍｍ、長手方向に直交する予備塗布方向の長さは５０ｍｍ、厚さ３０ｍｍであった。予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂには表面処理は行わず、表面粗度を最大高さＲｚで０．１μｍの鏡面にした。また予備塗布による初期化を行う時は、板状体２０２の予備塗布面２０４とスリットノズル２０の吐出口面３６とのすきまは、第１クリアランスＣ１を８０μｍ、第２クリアランスＣ２を１５０μｍとし、初期出し量Ｑ１＝１００μｌ、待機時間Ｔ１＝０．５秒、待機時間Ｔ２＝０．０５秒、予備塗布速度は１００ｍｍ／Ｓ、予備塗布厚さはウェットで１２μｍ、予備塗布長さは５０ｍｍにした。また、予備塗布終了時に行うシリンジポンプ５０の減速は終了エッジ２１０からＳ１＝５ｍｍ手前の地点から開始した。予備塗布後の塗布液の除去、洗浄を行う第１の清掃装置２４０のブレード２４２にはエチレンプロピレンゴム製の厚さ５ｍｍで予備塗布方向（ブレード２４２の長手方向）の長さ５０ｍｍ、垂直面２０６Ａ、Ｂに沿う方向の長さを２５ｍｍのものを用いた。ブレード２４２の予備塗布面２０４、垂直面２０６Ａ、Ｂとの接触部分は、線接触するようにエッジを形成した。このブレード２４２が予備塗布面２０４と１０Ｎの線圧で接触するようにし、１００ｍｍ／ｓで塗布幅方向に摺動することで、予備塗布面２０４の清掃を行った。
【００６０】
また第２の清掃装置３００については、布材３２０には幅Ｌｃ＝６０ｍｍで、ＰＥＴ糸の編物を使用した。また洗浄液には塗布液の主溶剤であるＰＧＭＥＡを用いた。洗浄液を布材３２０に付着させる量は１ｃｃにした。さらに押さえユニット３１８は外径が５０ｍｍ、長さが７０ｍｍの円筒形で、ゴム厚さ３ｍｍ、ゴム硬度５０°のエチレンプロピレンゴム製のゴムロールとした。押さえユニット３１８を予備塗布面２０４に押し付ける時の力は、全幅（５０ｍｍ）で２０Ｎにし、清掃時の移動速度は１００ｍｍ／ｓにした。
【００６１】
そして第１の清掃装置２４０による清掃は、予備塗布面２０４に予備塗布を行うごとに行い、第２の清掃装置３００による清掃は、予備塗布３０回実施ごとに１回だけ第１の清掃装置２４０の清掃後に行った。
【００６２】
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１６００（基板長手方向）×１２００（基板幅方向）、対角の長さが２０インチ（基板長手方向に４０６ｍｍ、基板幅方向に３０５ｍｍ）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、基板内の９箇所（９面取）に作成した。
【００６３】
次にウェット洗浄後、Ｒ色用塗布液を厚さ２０μｍ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１５０μｍ、門型ガントリー移動速度１００ｍｍ／ｓにて塗布した。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色用塗布液を厚さ２０μｍ、スリットノズル２０と基板との間のクリアランス１４０μｍ、門型ガントリー移動速度１００ｍｍ／ｓにて塗布後、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。
【００６４】
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色用塗布液を厚さ２０μｍ、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１００ｍｍ／ｓにて塗布し、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１３％で粘度を４mPaS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１４％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を用い、特に予備塗布装置２００については同じ条件で予備塗布を行って、スリットノズル２０の初期化を行った。さらに、Ｒ、Ｇ、Ｂ色塗布工程とも、ブラックマトリックス塗布工程と同じく、第１の清掃装置２４０と第２の清掃装置３００を用いて同じ条件にて予備塗布面２０４の清掃を行った。Ｒ、Ｇ、Ｂ色塗布工程でも本発明の手段を用いてスリットノズル２０の初期化を塗布前に各基板ごとに行ったので、塗布膜厚の再現性、特に塗布開始部の再現性が高く、膜厚精度が端部１０ｍｍを除いて±３％以下の均一厚さの塗布膜を安定して形成できた。また、塗布開始部でのパーティクルの付着や、パーティクル起因のすじ欠点は皆無であった。
【００６５】
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、塗布むらがなく、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。
【００６６】
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。以上のようにして１０００枚の液晶表示装置を作成したが、得られた液晶表示装置はいずれも混色やすじ状の欠点がなく、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】
【００６７】
【図１】本発明に係る予備塗布装置２００を含むスリットコータ１の概略正面図である。
【図２】予備塗布装置２００のの拡大概略正面図である。
【図３】第１の清掃装置２４０の概略部分側面図である。
【図４】第２の清掃装置３００の概略部分側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
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
３８Ａ、Ｂ リップ斜面
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 上下昇降ユニット
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 板状体
２０４ 予備塗布面
２０６Ａ、Ｂ 垂直面
２０８ 開始エッジ
２１０ 終了エッジ
２１２ 排出管
２１４ 配管
２１６ ブラケット
２２０ 本体
２２２ 廃液
２２８ 固定台
２３０ トレイ
２３２ レール
２３４ レール
２３６ 予備塗布膜
２４０ 第１の清掃装置
２４２ ブレード
２４４ 保持体
２４６ エアーシリンダー
２５０ テーブル
２５２ アーム
２５４ 回転機
３００ 第２の清掃装置
３０２ テーブル
３０４ 回転機
３０６ アーム
３０８ エアーシリンダー
３１０ 清掃ユニット
３１２ ベース
３１４ 巻出ユニット
３１６ 巻取ユニット
３１８ 押さえユニット
３２０ 布材
３２２ 洗浄ノズル
３２４ 原反
３２６ 柱材Ａ
３２８ 柱材Ｂ
３３０ 柱材Ｃ
３３２ 巻出軸
３３４ 巻取軸
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｂｃ 塗布ビード
Ｃ 塗布膜
Ｄ 部分（布材３２０の洗浄液が付着する部分）
Ｌｃ 布材３２０の幅
Ｌｐ 予備塗布面２０４の幅
Ｐ０ 待機位置
Ｐ１ 摺動開始位置
Ｐ２ 摺動終了位置
Ｐ３ 移動終了位置
【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平面を有するプレート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、前記予備塗布終了後にプレートに２段の洗浄を行って、プレートに予備塗布された塗布液の除去を行い、第２段の洗浄は第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記第１段の洗浄はプレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に同時に線接触するブレードをプレートの長手方向に摺動させて行い、第２段の洗浄はプレートの予備塗布される面に、塗布液の溶剤を含有する吸収体を接触させて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】
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平面を有するプレート上に吐出されて予備塗布がなされる予備塗布装置と、被塗布部材に塗布膜の形成がなされる本塗布装置と、を備えた塗布装置において、予備塗布終了後にプレートに予備塗布された塗布液の除去を行う２段の洗浄手段と、第１段の洗浄手段を所定回数行うごとに第２段の洗浄手段を作動させる制御装置をさらに備えることを特徴とする塗布装置
【請求項４】
第１段の洗浄手段は前記プレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に接触し、かつプレートの長手方向に摺動するブレードであり、第２段の洗浄手段は、前記プレートの予備塗布される面に接触し、かつプレートの長手方向に走行する塗布液の溶剤を含有する吸収体であることを特長とする請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
請求項１または２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平面を有するプレート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、前記予備塗布終了後にプレートに２段の洗浄を行って、プレートに予備塗布された塗布液の除去を行い、第２段の洗浄は第１段の洗浄を所定回数行うごとに実施することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記第１段の洗浄はプレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に同時に線接触するブレードをプレートの長手方向に摺動させて行い、第２段の洗浄はプレートの予備塗布される面に、塗布液の溶剤を含有する吸収体を接触させて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】
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平面を有するプレート上に吐出されて予備塗布がなされる予備塗布装置と、被塗布部材に塗布膜の形成がなされる本塗布装置と、を備えた塗布装置において、予備塗布終了後にプレートに予備塗布された塗布液の除去を行う２段の洗浄手段と、第１段の洗浄手段を所定回数行うごとに第２段の洗浄手段を作動させる制御装置をさらに備えることを特徴とする塗布装置
【請求項４】
第１段の洗浄手段は前記プレートの予備塗布される面とそれに隣接する面に接触し、かつプレートの長手方向に摺動するブレードであり、第２段の洗浄手段は、前記プレートの予備塗布される面に接触し、かつプレートの長手方向に走行する塗布液の溶剤を含有する吸収体であることを特長とする請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
請求項１または２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２０１０−７５８０７（Ｐ２０１０−７５８０７Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４５４２５（Ｐ２００８−２４５４２５）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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