塗布機構、塗布方法、および塗布装置

【課題】塗布針を用いて液体材料を塗布する際に、従来よりも長い距離の塗布を可能にする。
【解決手段】塗布機構２５において、液体材料１０を収納する液体容器１１の底部１３には貫通孔１４が形成されている。塗布針１の先端には平坦面３が形成され、塗布針１の先端部には、先端に向かって細くなるテーパ部２が形成されている。塗布針１には、さらに、先端から上方に向かって、テーパ部２の少なくとも一部および平坦面３の各々を分割するように１または複数のスリット溝５が形成されている。塗布対象物２６に液体材料１０を塗布するときに液体材料１０を平坦面３に導くために、塗布針１は、液体容器１１の貫通孔１４を貫通するとともに１または複数のスリット溝５の上端が液体容器１１の底部１３よりも上方に位置するように液体容器１１に対して配置される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体材料を塗布対象物に塗布するための塗布機構、塗布方法、および塗布装置に関し、特に先端に液体材料が付着した針を用いて液体材料を塗布する塗布機構、塗布方法、および塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大している。このため、ＬＣＤ用のカラーフィルタを無欠陥で製造することは困難で、欠陥の発生確率も増加してきている。このような状況下において、歩留まり向上のためにカラーフィルタの欠陥を修正する装置が生産ラインに不可欠となってきている。
【０００３】
具体的に、カラーフィルタの製造工程においては、色が抜けてしまった白欠陥、隣の画素と色が混色してしまった黒欠陥、および異物が付着した異物欠陥などが発生する。白欠陥は、色が抜けた部分に同色のインクを塗布することで修正を行なう。黒欠陥、異物欠陥は、欠陥部分をレーザにて除去し、除去した部分に同色のインクを塗布することで修正を行なう。
【０００４】
最近はＬＣＤでも、最大で６５インチのものが市販されており、１画素のサイズも小型パネルの３５０μｍ×１３０μｍ程度から７４０μｍ×２４０μｍ程度と非常に大きくなってきている。画素サイズが大きくなるに伴い、欠陥サイズも大きくなり、修正サイズも大きくなってきている。
【０００５】
このような状況において、塗布修正に要する作業時間が増大したり、従来小さな修正サイズでは問題とされなかった修正品位でも、大きな修正サイズでは目視で見える領域となるため不良となったりする問題が出てきている。
【０００６】
特開２００９−２６８９８２号公報（特許文献１）には、上記状況を鑑み、塗布針の先端にスリット溝を施し、先端にインクを付着させた塗布針を基板に接触させた状態で基板に対して相対移動させることにより、ライン状にインクを塗布する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６８９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、同じディスプレイの仲間で、最近量産が開始され始めた電子ペーパの生産工程では、図１６、図１７を参照して後述するように、下部基板と上部基板とを貼り合わせるときに、リブと呼ばれる隔壁の上部に接着剤を塗布する必要がある。特に、リブの幅が２０μｍ程度となる高精細タイプの電子ペーパの生産工程においては、リブの上部に接着剤を安定して塗布することが困難であり、技術上の課題となっている。
【０００９】
前述の特開２００９−２６８９８２号公報（特許文献１）に記載の塗布方法は、微細領域に液体材料をライン状に塗布することは可能であるが、塗布できる量（ライン長さ）が短く、上述の電子ペーパの生産工程における接着剤の塗布工程のように、長い距離に連続して塗布するような用途には適さない。
【００１０】
本発明の主たる目的は、塗布針を用いて液体材料を塗布する場合において、従来よりも長い距離の塗布が可能となる手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は一局面において塗布機構であって、液体容器と塗布針とを備える。液体容器は、液体材料を収納し、底部に貫通孔が形成される。塗布針は、先端に平坦面が形成され、液体材料が付着した平坦面を塗布対象物に接触させることによって液体材料を塗布対象物に塗布するため用いられる。塗布針の先端部には、先端に向かって細くなるテーパ部が形成される。塗布針には、先端から上方に向かって、テーパ部の少なくとも一部および平坦面の各々を分割するように１または複数のスリット溝が形成される。塗布対象物に液体材料を塗布するときに液体材料を平坦面に導くために、塗布針は、液体容器の貫通孔を貫通するとともに１または複数のスリット溝の上端が液体容器の底部よりも上方に位置するように液体容器に対して配置される。
【００１２】
好ましくは、塗布針には、さらに、１または複数のスリット溝の上端において塗布針を径方向に貫通する孔が形成される。
【００１３】
好ましくは、１または複数のスリット溝の各々の溝幅は、先端から上方に向かって広がっている。
【００１４】
この発明は他の局面において塗布方法であって、液体材料を収納し、底部に貫通孔が形成された液体容器と、先端に平坦面が形成された塗布針とを準備するステップを備える。塗布針の先端部には、先端に向かって細くなるテーパ部が形成される。塗布針には、先端から上方に向かって、テーパ部の少なくとも一部および平坦面の各々を分割するように１または複数のスリット溝が形成される。この塗布方法は、さらに、液体材料を平坦面に導くために、液体容器の貫通孔を貫通するとともに１または複数のスリット溝の上端が液体容器の底部よりも上方に位置するように、塗布針を液体容器に対して配置するステップと、塗布針の液体容器に対する配置を保った状態で、液体材料が付着した平坦面を塗布対象物に接触させることによって液体材料を塗布対象物に塗布するステップとを備える。
【００１５】
好ましくは、平坦面は、塗布針の軸線に対して垂直に形成される。この場合、上記の塗布するステップでは、塗布針の軸線は塗布対象物の表面に対して垂直に保たれる。
【００１６】
好ましくは、上記の塗布するステップは、液体材料が付着した平坦面を塗布対象物に接触させた状態で、塗布針を塗布対象物に対して相対移動させることによって液体材料を塗布対象物に線状に塗布するステップを含む。
【００１７】
好ましくは、上記の塗布するステップは、液体材料が付着した平坦面を塗布対象物に接触させた状態で、塗布針を塗布対象物に対して相対移動させることによって液体材料を塗布対象物に線状に塗布する第１ステップと、第１ステップで塗布された液体材料の厚みよりも少ない高さだけ先端を塗布対象物の表面から離間させた状態で、塗布針を塗布対象物に対して第１ステップと逆方向に相対移動させることによって第１ステップで塗布された線状の液体材料に重ねて液体材料を塗布する第２ステップとを含む。
【００１８】
好ましくは、上記の塗布するステップは、塗布針を塗布対象物に対して塗布対象物の表面に沿った塗布方向に相対移動させながら、液体材料の付着した平坦面が塗布対象物に接触するまで塗布針と塗布対象物とを互いに接近させるステップと、液体材料の付着した平坦面が塗布対象物に接触した後、塗布方向への相対移動を継続することによって液体材料を塗布対象物に線状に塗布するステップと、塗布方向への相対移動を継続させながら塗布針と塗布対象物とを引き離すことによって液体材料の塗布を終了するステップとを含む。
【００１９】
好ましくは、上記の塗布するステップは、液体材料が付着した平坦面を塗布対象物に接触させた状態で、塗布針の先端の軌跡が鋸歯状になるとともに既に塗布された液体材料の一部と新たに塗布した液体材料とが重なるように、塗布針を塗布対象物に対して相対移動させるステップを含む。
【００２０】
好ましくは、上記の塗布するステップは、液体材料が付着した平坦面を塗布対象物に接触させた状態で、塗布針の先端の軌跡が渦巻状になるとともに既に塗布された液体材料の一部と新たに塗布した液体材料とが重なるように、塗布針を塗布対象物に対して相対移動させるステップを含む。
【００２１】
好ましくは、上記の塗布するステップは、液体材料を介して平坦面と塗布対象物とが接触している状態を維持しながら、塗布針と塗布対象物とを徐々に離間させるステップを含む。
【００２２】
この発明は、さらに他の局面において塗布装置であって、上記の塗布機構と、観察光学機構、硬化機構、駆動機構、制御装置、および入力装置とを備える。観察光学機構は、液体材料の塗布位置を観察するために設けられる。硬化機構は、塗布した液体材料を硬化させる。駆動機構は、上記の塗布機構、観察光学機構、および硬化機構を、塗布対象物に対して垂直方向および水平方向に相対的に移動可能とする。制御装置は、駆動機構の動きを制御する。入力装置は、制御装置に駆動指令を入力する。
【００２３】
この発明は、さらに他の局面において塗布機構であって、液体容器と塗布針とを備える。液体容器は、液体材料を収納し、底部に貫通孔が形成される。塗布針は、先端に平坦面が形成され、液体材料が付着した平坦面を塗布対象物に接触させることによって液体材料を塗布対象物に塗布するために用いられる。塗布針の先端部には、先端に向かって細くなるテーパ部が形成される。塗布針には、先端から上方に向かって、テーパ部の少なくとも一部および平坦面の各々を分割するように１または複数のスリット溝が形成される。塗布針の表面には、１または複数のスリット溝のいずれかと接続して、塗布針の上方に向かって１または複数の表面溝が形成される。塗布対象物に液体材料を塗布するときに液体材料を平坦面に導くために、塗布針は、液体容器の貫通孔を貫通するとともに１または複数の表面溝の上端が液体容器の底部よりも上方に位置するように液体容器に対して配置される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、塗布針を基板に接触させて塗布を行なうとき、塗布針に形成されたスリット溝の毛細管現象により、液体容器内の液体材料を塗布針先端に供給しながら塗布することができるため、塗布針方式の特長である微細幅でのライン状の塗布を従来よりも長い距離にわたって行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の一形態による塗布針１の構成を示す図である。
【図２】図１の塗布針１を備えた塗布機構２５の構成を示す図である。
【図３】（Ａ）待機状態と（Ｂ）塗布状態とにおける塗布針１と液体容器１１との位置関係を示す図である。
【図４】塗布針の変形例を示す図である。
【図５】塗布針の他の変形例を示す図である。
【図６】塗布針のさらに他の変形例を示す図である。
【図７】塗布針のさらに他の変形例を示す図である。
【図８】図２に示した塗布機構２５を搭載した液体材料塗布装置の全体構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示す液体材料塗布装置を用いて液体材料を塗布する手順を示すフローチャートである。
【図１０】液体材料をライン状に塗布する方法について説明するための図である。
【図１１】図１０で示したライン状の塗布において、膜厚をより厚く塗布する方法を説明するための図である。
【図１２】図１０に示した塗布方法の変形例を説明するための図である。
【図１３】図１０の場合よりも幅広でかつ均一の塗布を効率的に行なう方法について説明するための図である。
【図１４】円形の塗布を均一に行なう方法について説明するための図である。
【図１５】同一箇所に液体材料を盛り上げて塗布する方法について説明するための図である。
【図１６】電子ペーパの構造の一例を示す図である。
【図１７】図１６の電子ペーパにおいて下部基板と上部基板とを貼り合わせる工程について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００２７】
［塗布針の構成］
図１は、この発明の実施の一形態による塗布針１の構成を示す図である。図１（Ａ）には塗布針１の側面図が示され、図１（Ｂ）には塗布針１の底面図（塗布針１の先端側から見た図）が示され、図１（Ｃ）には図１（Ａ）のＩＣ−ＩＣ線に沿った断面図が示される。
【００２８】
図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、塗布針１の先端には平坦面３が形成され、平坦面３を含む塗布針１の先端部には、先端に向かって細くなる（すなわち、先端に近接するにつれて軸線に垂直な断面の面積が小さくなる）テーパ部２が形成される。平坦面３は、塗布針１の軸線に対して垂直に形成されていることが望ましい。
【００２９】
さらに、塗布針１には、平坦面３およびテーパ部２をそれぞれ２分割するように、塗布針１の先端から塗布針１の上方に向かってすり割り加工が施され、これによりスリット溝５が形成される。図１の場合、スリット溝５は、平坦面３から始まってテーパ部２上方の棒状部４の途中まで、塗布針１の軸線に沿って形成される。なお、スリット溝がテーパ部２の下部のみに形成されていてもよく、この場合、テーパ部２の一部および平坦面３がスリット溝によって分割される。
【００３０】
さらに、図１に示すように、塗布針１には、スリット溝５の上端において、塗布針１を径方向に貫通する孔６がさらに形成されることが望ましい。
【００３１】
［塗布機構の構成］
図２は、図１の塗布針１を備えた塗布機構２５の構成を示す図である。図２において基板２６はＸＹ平面に沿って設けられているとし、基板２６に垂直な方向（図面の上下方向）をＺ軸方向とする。
【００３２】
図２に示すように、塗布機構２５は、液体材料１０が収納された液体容器１１と、図１で説明した塗布針１とを含む。液体容器１１の底部１３には貫通孔１４が形成されている。液体材料１０を塗布対象物（図２の場合、基板２６）の表面に塗布するときには、塗布針１は貫通孔１４を貫通するとともに、スリット溝５の上端が液体容器１１の底部１３よりも上方に位置するように配置される。このような配置によって、液体容器１１に収納された液体材料１０がスリット溝５の毛細管現象によって塗布針１の先端の平坦面３まで導かれる。このとき、平坦面３には表面張力によって液体材料が盛り上がって付着する。この液体材料が付着した平坦面３を基板２６の表面に接触させることによって、基板２６に接触した液体材料１０が呼び水となってスリット溝５から液体材料が引き出されて基板２６に塗布される。
【００３３】
呼び水となる液体材料の量が少ないと、スリット溝５から液体材料を引き出す効果が小さくなってしまい、液体材料を引き出すこと自体できなくなってしまう。したがって、平坦面３と基板２６の表面とが平行になるようにして塗布針１を基板２６に接触させることが重要である。平坦面３が塗布針１の軸線に垂直に形成されている場合、液体材料１０を塗布する際に、塗布針１の軸線を基板２６の表面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に保つ必要がある。
【００３４】
スリット溝５の上端において塗布針１に形成された孔６は、スリット溝５に液体材料１０を均一に供給するために設けられている。
【００３５】
図３は、（Ａ）待機状態と（Ｂ）塗布状態とにおける塗布針１と液体容器１１との位置関係を示す図である。
【００３６】
図３を参照して、塗布機構２５は、塗布針１を保持する保持部７と、保持部７を液体容器１１に対して上下方向（Ｚ軸方向）に駆動する塗布針駆動機構（図示省略）とをさらに含む。塗布機構２５は、液体材料１０を塗布しないとき（待機状態）には、図３（Ａ）に示したように、塗布針駆動機構によって塗布針１を液体容器１１内に収納し、これにより塗布針１に付着した液体材料１０の乾燥を防ぐ構成となっている。液体材料１０を塗布するとき（塗布状態）には、図３（Ｂ）に示したように、塗布機構２５は、塗布針駆動機構によって塗布針１を液体容器１１の底部１３の貫通孔１４から突出させる。この状態で、塗布針１の先端の平坦面３と基板２６の表面とが接触することによって液体材料１０が基板２６に塗布される。
【００３７】
［塗布針の変形例］
図４は、塗布針の変形例を示す図である。図４（Ａ）には塗布針１Ａの側面図が示され、図４（Ｂ）には塗布針１Ａの底面図（針の先端側から見た図）が示される。図４に示すように、塗布針１Ａには、先端から見て十字になるように互いに直交する２つのスリット溝５Ａ，５Ｂが形成される。平坦面３およびテーパ部２の各々は、スリット溝５Ａ，５Ｂによって４つに分割される。図４の変形例として、先端から見てＹ字になるように互いに１２０度間隔で３つのスリット溝を形成してもよい。この場合、平坦面３およびテーパ部２の各々はスリット溝によって３つに分割される。
【００３８】
図５は、塗布針の他の変形例を示す図である。図５（Ａ）には塗布針１Ｂの側面図が示され、図５（Ｂ）には塗布針１Ｂの底面図（針の先端側から見た図）が示される。図５に示すように、塗布針１Ｂに形成されたスリット溝５Ｃは、先端から離れるほど溝幅が徐々に広くなる。この結果、図１の塗布針１に比べて塗布針の先端への液体材料１０の供給速度を速くすることができる。
【００３９】
図６は、塗布針のさらに他の変形例を示す図である。図６（Ａ）には塗布針１Ｃの側面図が示され、図６（Ｂ）には塗布針１Ｃの底面図（針の先端側から見た図）が示される。図６に示すように、塗布針１Ｃに形成されたスリット溝５Ｄは、先端に近い部分の溝幅が相対的に狭く（図１の場合と同じ溝幅）、先端から離れた部分の溝幅が相対的に広い。この結果、図１の塗布針１に比べて塗布針の先端への液体材料１０の供給速度を速くすることができる。
【００４０】
図７は、塗布針のさらに他の変形例を示す図である。図７（Ａ）には塗布針１Ｄの側面図が示され、図７（Ｂ）には塗布針１Ｄの底面図（針の先端側から見た図）が示され、図７（Ｃ）には図７（Ａ）のＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線に沿った断面図が示される。
【００４１】
図７に示す塗布針１Ｄには、下端がスリット溝５Ｅの上端と接続して塗布針１Ｄの上方に向かう表面溝８Ａ，８Ｂがさらに形成される。表面溝８Ａ，８Ｂは塗布針１Ｄの表面部のみに形成され、溝の深さは塗布針１Ｄの中心軸までは達しない。図７の場合、スリット溝５Ｅは平坦面３からテーパ部２の上部にわたって形成され、表面溝８Ａはテーパ部２の上部から棒状部４の下部にわたって形成される。なお、表面溝は図７に示した２本に限らず、スリット溝５Ｅに接続するように何本形成してよい。
【００４２】
図７の塗布針１Ｄを用いて液体材料１０を塗布対象物の表面に塗布するときには、塗布針１Ｄは図２の液体容器１１の底部１３に設けられた貫通孔１４を貫通するとともに、表面溝８Ａ，８Ｂの上端が液体容器１１の底部１３よりも上方に位置するように配置される。このように配置されることによって、図２の液体容器１１に収納された液体材料１０が表面溝８Ａ，８Ｂおよびスリット溝５Ｅの毛細管現象によって塗布針１Ｄの先端の平坦面３まで導かれる。
【００４３】
［液体材料塗布装置の構成］
図８は、図２に示した塗布機構２５を搭載した液体材料塗布装置の全体構成を示す斜視図である。図８に示す液体材料塗布装置は、大きく分類すると、観察光学系３０、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ３１、レーザ３２、塗布機構２５、および硬化用照明３３から構成されるヘッド部と、このヘッド部を基板２６（塗布対象物）に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸駆動機構２７と、Ｚ軸駆動機構２７を搭載してＸ軸方向に移動させるためのＸ軸駆動機構２８と、基板２６（塗布対象物）を載置するためのテーブル３４と、テーブル３４をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸駆動機構２９と、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ３５と、制御用コンピュータ３５に作業者からの指令を入力するための操作パネル３６とを含む。
【００４４】
観察光学系３０は、塗布対象物である基板２６の表面状態や、塗布機構２５によって塗布された液体材料１０の状態を観察するためのものである。観察光学系３０によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ３１により電気信号に変換され、制御用コンピュータ３５のモニタ画面に表示される。硬化用照明３３は、塗布機構２５で塗布された液体材料１０を硬化させるための光を照射する。液体材料１０が紫外線硬化タイプの場合は、紫外線照明が硬化用照明３３として選択されて装置に搭載される。液体材料１０が熱硬化タイプの場合は、ハロゲン照明が硬化用照明３３として選択されて装置に搭載される。レーザ３２は、液体材料塗布装置をＬＣＤ用カラーフィルタの欠陥修整に用いる場合に、黒欠陥や異物欠陥を除去するために用いられる。
【００４５】
図８の装置は、Ｘ軸駆動機構２８およびＺ軸駆動機構２７によってヘッド部をＸ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれ沿って移動させ、Ｙ軸駆動機構２９によってテーブル３４をＹ軸方向に移動させる構成であったが、駆動機構の構成は図８に示したものに限られない。図２の塗布針１を塗布対象物（基板２６）に対して相対的に移動可能とすればよいので、たとえば、駆動機構はヘッド部およびテーブル３４のうちいずれか一方を任意の方向に移動可能とするように構成されていてもよい。
【００４６】
［液体材料塗布装置を用いた液体材料の塗布手順］
図９は、図８に示す液体材料塗布装置を用いて液体材料を塗布する手順を示すフローチャートである。
【００４７】
図２、図８、図９を参照して、まず、ステップＳ１で、図３で説明したように図２に示す塗布機構２５は、塗布針１を液体容器１１の底部１３の貫通孔１４から突出させることによって、待機状態から塗布状態に移行する。
【００４８】
次のステップＳ２で、図８のＺ軸駆動機構２７は、塗布針１の先端と基板２６の表面とが接触するまで、ヘッド部をテーブル３４に接近させる。液体材料の付着した塗布針先端の平坦面３と基板２６の表面とが接触することによって塗布が開始される。
【００４９】
次のステップＳ３で、図８のＸ軸駆動機構２８、Ｙ軸駆動機構２９、およびＺ軸駆動機構２７は、ヘッド部およびテーブル３４の少なくとも一方を移動させることによって、液体材料の付着した塗布針１の先端と基板２６の表面との接触を保った状態で、塗布針１を基板２６に対して相対移動させる。このとき、塗布針１を基板２６に対してどのように相対移動させるかによって、基板２６に塗布される塗布膜の形状や厚みを変化させることができる。
【００５０】
次のステップＳ４で、図８のＺ軸駆動機構２７は、ヘッド部をテーブル３４に対して上方に移動させることによって、塗布針１の先端と基板２６の表面とを引き離す。この結果、塗布が終了する。１つの基板２６の複数箇所に塗布を行なう場合や、複数の基板２６への塗布を連続して行なう場合にはステップＳ２〜Ｓ４が繰返される。
【００５１】
次のステップＳ５で、図２の塗布機構２５は、図３で説明したように塗布針１を液体容器１１内に収納することによって、待機状態に戻る。
【００５２】
次に、図１０を参照して、最も基本的な例として液体材料をライン状（線状）に塗布する方法について説明する。
【００５３】
図１０は、液体材料をライン状に塗布する方法について説明するための図である。図１０（Ａ）の平面図には、基板２６上に塗布された塗布膜１２の平面形状が示され、図１０（Ｂ）の断面図には、塗布機構２５による塗布動作が示される。
【００５４】
図８、図９で説明したように、塗布針１が液体容器１１の底部１３に設けられた貫通孔１４から突出した状態で（図９のステップＳ１）、図８のＺ軸駆動機構２７は、塗布針１の先端を基板２６に接触させる（図９のステップＳ２）。その後、図８のＸ軸駆動機構２８が塗布針１を基板２６に対して相対的にスライド移動させることによって、ライン状の塗布が行なわれる（図９のステップＳ３）。ここで、スライド移動とは、塗布針１の先端と塗布対象物である基板２６の表面との距離を一定に保った状態で塗布針１または基板２６を移動させることをいい、図１０の場合には、図８のＸ軸駆動機構２８によって塗布針１を含むヘッド部全体が基板面と平行なＸ軸方向に移動する。塗布針１のスライド移動中には、塗布針１の先端と液体容器１１の内部とがスリット溝５を介して連通していることにより、スリット溝５による毛細管現象で、液体材料１０が塗布針１の先端に供給され続ける。この結果、塗布針方式の特徴である微細幅でライン状の塗布を従来よりも長い距離に渡って行なうことが可能となる。
【００５５】
図５および図６で説明したスリット溝５Ｃ，５Ｄを有する塗布針１Ｂ，１Ｃを用いた場合には、図１に示した塗布針１に比べて塗布針の先端への液体材料１０の供給速度を速くすることができる。この結果、塗布針のスライド移動の速度を速くすることができるので、塗布時間を短縮することができる。
【００５６】
図１１は、図１０で示したライン状の塗布において、膜厚をより厚く塗布する方法を説明するための図である。図１１（Ａ）〜（Ｃ）の断面図には、塗布機構２５による塗布動作が時間順に示される。
【００５７】
図１１（Ａ）に示した塗布動作は、前述の図１０の場合と同じである。このとき、基板２６上に塗布された塗布膜１２Ａの厚みをｔ１とする。次に図１１（Ｂ）に示すように、図８のＺ軸駆動機構２７は、図１１（Ａ）の状態から、塗布膜１２Ａの厚みｔ１の１／２程度まで（このときの基板表面からの高さをｔ０とする）塗布針１を上昇させる。この高さｔ０を保った状態で、図８のＸ軸駆動機構２８は、図１１（Ｃ）に示したように、図１１（Ａ）でのスライド移動の方向と逆方向に塗布針１を基板２６に対してスライド移動させる。この結果、最初に塗布した液体材料の上に重ねて塗布を行なうことができるので、塗布針１を上昇させずに塗布した場合よりも、最終的な塗布膜１２Ａの膜厚ｔ２を厚くすることができる。
【００５８】
図１２は、図１０に示した塗布方法の変形例を説明するための図である。図１２（Ａ）の平面図には、基板２６上に塗布された塗布膜１２Ｂの平面形状が示され、図１２（Ｂ）の断面図には、塗布機構２５による塗布動作が示される。
【００５９】
図１０に示した塗布方法では、塗布針１が最初に接触する塗布開始点と塗布針１が上昇する塗布終了点とで塗布針１のスライド移動が停止する。このため、塗布針１が同じ位置に滞留することにより、塗布開始点と塗布終了点とで液体材料１０の塗布量が多くなってしまう場合がある。この課題を解決する塗布方法を示したのが図１２である。
【００６０】
塗布開始点で塗布針１が最初に基板２６の表面に接触するときに（図９のステップＳ２）、塗布針１が停止する時間を無くすため、塗布針１を基板２６に対して平行な方向に相対移動させながら塗布開始点に接触させるようにしている。具体的に図１２の場合には、図８のＺ軸駆動機構２７が塗布機構２５（ヘッド部）をＺ軸方向の下方に移動させるともに、Ｘ軸駆動機構２８が塗布機構２５（ヘッド部）をＸ軸方向に移動させる。この結果、図１２に示すように、塗布針１の先端は円弧状の軌跡ＬＣ１を描いて基板２６に到達する。
【００６１】
塗布針１と基板２６とが接触した後も、Ｘ軸駆動機構２８は、基板２６に平行な方向に塗布針１を継続してスライド移動させる。この結果、基板２６上にライン状の塗布膜１２Ｂが塗布される。
【００６２】
塗布終了点でも、塗布針１を基板２６に平行な方向に相対移動させながら塗布針１を上昇させることで、塗布終了点で塗布針１が停止しないようにしている。この場合、図１２に示すように、塗布針１の先端は円弧状の軌跡ＬＣ２を描いて基板２６から離れる。
【００６３】
このように液体材料を塗布することによって、図１０に示す塗布方法では塗布開始点と終了点とで塗布量が多くなってしまうような性質の液体材料１０を塗布する場合でも、均一なライン幅で液体材料１０を塗布することが可能になる。
【００６４】
図１３は、図１０の場合よりも幅広でかつ均一の塗布を効率的に行なう方法について説明するための図である。図１３（Ａ）の平面図には、基板２６上に塗布された塗布膜１２Ｃの平面形状および塗布針１の先端の軌跡ＬＣ３が示され、図１３（Ｂ）の断面図には、塗布機構２５による塗布動作が示される。
【００６５】
図１３に示すように、液体材料が付着した塗布針１の先端と基板２６の表面とを接触させた状態で、図８のＸ軸駆動機構２８およびＹ軸駆動機構２９は、塗布針１を基板２６に対して鋸歯状にスライド移動させる。このとき、既に塗布された液体材料の一部と新たに塗布する液体材料とが基板上で重なるように、塗布針１を基板２６に対して相対移動させる。この結果、塗布針１の先端によって既に塗布された液体材料が均されるので、広い塗布幅Ｗ１で均一な厚みの塗布膜１２Ｃを生成することが可能になる。
【００６６】
液体材料を幅広に塗布する場合、ライン状の塗布を平行に少しずつずらして行なう方法もあるが、この場合、ライン状の塗布痕が残り易く、均一な膜厚で塗布するのは難しい。図１３に示したように、塗布針１を鋸歯状に移動させながら塗布することで、攪拌効果により均一な塗布が可能になる。
【００６７】
図１４は、円形の塗布を均一に行なう方法について説明するための図である。図１４（Ａ）の平面図には、基板２６上に塗布された塗布膜１２Ｄの平面形状および塗布針１の先端の軌跡ＬＣ４が示され、図１４（Ｂ）の断面図には、塗布機構２５による塗布動作が示される。
【００６８】
図１４の場合には、液体材料が付着した塗布針１の先端と基板２６の表面とを接触させた状態で、図８のＸ軸駆動機構２８およびＹ軸駆動機構２９は、塗布針１を基板２６に対して渦巻状に（すなわち、少しずつ半径を拡大または縮小させながら円弧状に）スライド移動させる。このとき、図１３の場合と同様に、既に塗布された液体材料の一部と新たに塗布する液体材料とが基板上で重なるように、塗布針１を基板２６に対して相対移動させることによって、攪拌効果により均一な膜厚での塗布が可能になる。
【００６９】
図１５は、同一箇所に液体材料を盛り上げて塗布する方法について説明するための図である。図１５（Ａ）の平面図には、基板２６上に塗布された塗布膜１２Ｅの平面形状が示され、図１５（Ｂ）の断面図には、塗布機構２５による塗布動作が示される。
【００７０】
図１５に示すように、図８のＺ軸駆動機構２７は、塗布針１を基板２６に対して少しずつ上昇させることによって、液体材料を介して塗布針１の先端と基板２６の表面とが接触している状態を維持しながら液体材料を基板２６に塗布する。これによって、基板上の同一箇所に液体材料を盛り上げて塗布することができる。液体材料の盛り上がり方は液体材料の粘度や乾燥性によって異なるため、塗布針１を上昇させる速度は、予め塗布テストを行なって決定する必要がある。
【００７１】
［電子ペーパの生産工程への適用例］
上記で説明した塗布機構および塗布方法を電子ペーパの生産工程へ適用した例について説明する。
【００７２】
図１６は、電子ペーパの構造の一例を示す図である。図１６（Ａ）には電子ペーパの平面図が示され、図１６（Ｂ）には図１６（Ａ）の一部４９の拡大図が示され、図１６（Ｃ）には図１６（Ｂ）のＸＶＩＣ−ＸＶＩＣ線に沿った断面図が示される。
【００７３】
図１６に示す構造の電子ペーパでは、２枚のガラス基板（上部基板４０Ａ、下部基板４０Ｂ）の間にリブ４１で仕切った小部屋４３が設けられる。各小部屋４３が１つの画素に対応する。各小部屋４３にはプラスに帯電した電子粉流体とマイナスに帯電した電子粉流体とが閉じ込められる。リブ４１の高さＨｒｂは２０〜１００μｍ程度であり、リブ４１の幅Ｗｒｂは２０μｍ程度である。
【００７４】
図１７は、図１６の電子ペーパにおいて下部基板と上部基板とを貼り合わせる工程について説明するための図である。図１７を参照して、下部基板４０Ｂと上部基板４０Ａとを貼り合わせるときに、リブ４１と呼ばれる隔壁の上部に接着剤４２が塗布される。このとき、リブ４１の幅が２０μｍ程度となる高精細タイプの電子ペーパの生産工程においては、従来の方法では、リブ４１の上部に接着剤４２を安定して塗布することが困難であった。この発明による塗布機構および塗布方法を適用することによって、リブ４１の上部のように幅が狭くて細長い領域に安定して接着剤４２を塗布することができる。
【００７５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７６】
１，１Ａ〜１Ｄ塗布針、２テーパ部、３平坦面、５，５Ａ〜５Ｅスリット溝、６孔、８Ａ，８Ｂ表面溝、１０液体材料、１１液体容器、１３底部、１４貫通孔、２５塗布機構、２６基板、２７Ｚ軸駆動機構、２８Ｘ軸駆動機構、２９Ｙ軸駆動機構、３０観察光学系、３１ＣＣＤカメラ、３２レーザ、３３硬化用照明、３４テーブル、３５制御用コンピュータ、３６操作パネル。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を収納し、底部に貫通孔が形成された液体容器と、
先端に平坦面が形成され、前記液体材料が付着した前記平坦面を塗布対象物に接触させることによって前記液体材料を前記塗布対象物に塗布するための塗布針とを備え、
前記塗布針の先端部には、前記先端に向かって細くなるテーパ部が形成され、
前記塗布針には、前記先端から上方に向かって、前記テーパ部の少なくとも一部および前記平坦面の各々を分割するように１または複数のスリット溝が形成され、
前記塗布対象物に前記液体材料を塗布するときに前記液体材料を前記平坦面に導くために、前記塗布針は、前記液体容器の前記貫通孔を貫通するとともに前記１または複数のスリット溝の上端が前記液体容器の前記底部よりも上方に位置するように前記液体容器に対して配置される、塗布機構。
【請求項２】
前記塗布針には、さらに、前記１または複数のスリット溝の上端において前記塗布針を径方向に貫通する孔が形成される、請求項１に記載の塗布機構。
【請求項３】
前記１または複数のスリット溝の各々の溝幅は、前記先端から上方に向かって広がっている、請求項１に記載の塗布機構。
【請求項４】
液体材料を収納し、底部に貫通孔が形成された液体容器と、先端に平坦面が形成された塗布針とを準備するステップを備え、
前記塗布針の先端部には、前記先端に向かって細くなるテーパ部が形成され、
前記塗布針には、前記先端から上方に向かって、前記テーパ部の少なくとも一部および前記平坦面の各々を分割するように１または複数のスリット溝が形成され、
さらに、前記液体材料を前記平坦面に導くために、前記液体容器の前記貫通孔を貫通するとともに前記１または複数のスリット溝の上端が前記液体容器の前記底部よりも上方に位置するように、前記塗布針を前記液体容器に対して配置するステップと、
前記塗布針の前記液体容器に対する配置を保った状態で、前記液体材料が付着した前記平坦面を塗布対象物に接触させることによって前記液体材料を前記塗布対象物に塗布するステップとを備える、塗布方法。
【請求項５】
前記平坦面は、前記塗布針の軸線に対して垂直に形成され、
前記塗布するステップでは、前記塗布針の軸線は前記塗布対象物の表面に対して垂直に保たれる、請求項４に記載の塗布方法。
【請求項６】
前記塗布するステップは、前記液体材料が付着した前記平坦面を前記塗布対象物に接触させた状態で、前記塗布針を前記塗布対象物に対して相対移動させることによって前記液体材料を前記塗布対象物に線状に塗布するステップを含む、請求項４または５に記載の塗布方法。
【請求項７】
前記塗布するステップは、
前記液体材料が付着した前記平坦面を前記塗布対象物に接触させた状態で、前記塗布針を前記塗布対象物に対して相対移動させることによって前記液体材料を前記塗布対象物に線状に塗布する第１ステップと、
前記第１ステップで塗布された前記液体材料の厚みよりも少ない高さだけ前記先端を前記塗布対象物の表面から離間させた状態で、前記塗布針を前記塗布対象物に対して前記第１ステップと逆方向に相対移動させることによって前記第１ステップで塗布された線状の前記液体材料に重ねて前記液体材料を塗布する第２ステップとを含む、請求項４または５に記載の塗布方法。
【請求項８】
前記塗布するステップは、
前記塗布針を前記塗布対象物に対して前記塗布対象物の表面に沿った塗布方向に相対移動させながら、前記液体材料の付着した前記平坦面が前記塗布対象物に接触するまで前記塗布針と前記塗布対象物とを互いに接近させるステップと、
前記液体材料の付着した前記平坦面が前記塗布対象物に接触した後、前記塗布方向への相対移動を継続することによって前記液体材料を前記塗布対象物に線状に塗布するステップと、
前記塗布方向への相対移動を継続させながら前記塗布針と前記塗布対象物とを引き離すことによって前記液体材料の塗布を終了するステップとを含む、請求項４または５に記載の塗布方法。
【請求項９】
前記塗布するステップは、前記液体材料が付着した前記平坦面を前記塗布対象物に接触させた状態で、前記塗布針の前記先端の軌跡が鋸歯状になるとともに既に塗布された前記液体材料の一部と新たに塗布した前記液体材料とが重なるように、前記塗布針を前記塗布対象物に対して相対移動させるステップを含む、請求項４または５に記載の塗布方法。
【請求項１０】
前記塗布するステップは、前記液体材料が付着した前記平坦面を前記塗布対象物に接触させた状態で、前記塗布針の前記先端の軌跡が渦巻状になるとともに既に塗布された前記液体材料の一部と新たに塗布した前記液体材料とが重なるように、前記塗布針を前記塗布対象物に対して相対移動させるステップを含む、請求項４または５に記載の塗布方法。
【請求項１１】
前記塗布するステップは、前記液体材料を介して前記平坦面と前記塗布対象物とが接触している状態を維持しながら、前記塗布針と前記塗布対象物とを徐々に離間させるステップを含む、請求項４または５に記載の塗布方法。
【請求項１２】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗布機構と、
前記液体材料の塗布位置を観察するための観察光学機構と、
塗布した前記液体材料を硬化させるための硬化機構と、
前記塗布機構、前記観察光学機構、および前記硬化機構を、前記塗布対象物に対して垂直方向および水平方向に相対的に移動可能とする駆動機構と、
前記駆動機構の動きを制御する制御装置と、
前記制御装置に駆動指令を入力する入力装置とを備えた塗布装置。
【請求項１３】
液体材料を収納し、底部に貫通孔が形成された液体容器と、
先端に平坦面が形成され、前記液体材料が付着した前記平坦面を塗布対象物に接触させることによって前記液体材料を前記塗布対象物に塗布するための塗布針とを備え、
前記塗布針の先端部には、前記先端に向かって細くなるテーパ部が形成され、
前記塗布針には、前記先端から上方に向かって、前記テーパ部の少なくとも一部および前記平坦面の各々を分割するように１または複数のスリット溝が形成され、
前記塗布針の表面には、１または複数のスリット溝のいずれかと接続して、前記塗布針の上方に向かって１または複数の表面溝が形成され、
前記塗布対象物に前記液体材料を塗布するときに前記液体材料を前記平坦面に導くために、前記塗布針は、前記液体容器の前記貫通孔を貫通するとともに前記１または複数の表面溝の上端が前記液体容器の前記底部よりも上方に位置するように前記液体容器に対して配置される、塗布機構。

【図１】