塗膜形成法およびスピンコータ
【課題】 基材の周縁部に生じる盛り上がりを除去して、均一な膜厚を有する塗膜を形成することができる塗膜形成方法及びスピンコータを提供する。
【解決手段】 塗膜形成方法では、基材５表面に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、基材５の上面に塗膜を形成するための塗液２１を配置する塗膜配置工程と、基材５を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、基材５の上部から基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、エア吹き付け工程では、基材５の中心部から当該基材の外側に向けてエアを吹き付ける。
【解決手段】 塗膜形成方法では、基材５表面に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、基材５の上面に塗膜を形成するための塗液２１を配置する塗膜配置工程と、基材５を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、基材５の上部から基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、エア吹き付け工程では、基材５の中心部から当該基材の外側に向けてエアを吹き付ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜形成方法及びスピンコータに関し、具体的には、基材表面に均一な膜厚の塗膜を形成するめの方法、及びこのような方法において用いられるスピンコータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディスプレイ材料、機能性フィルム等の映像表示分野、磁気テープ類等の情報記録分野、インクジェット用紙等の紙分野、薄膜電池や電子回路基板等の電気・電信関連分野、ローパスフィルタ等の光学関連分野、撥水・防水・消臭といった機能繊維分野などの多くの分野において、基板等の基材の表面に均一な厚さの膜を形成するために、所謂スピンコート法が採用されている。このスピンコート法では、塗膜を形成するための塗液が表面に配置された基材を、回転駆動するステージ上に固定し、このステージを回転させて、ステージの回転によって生じる遠心力を用いて塗液を広げる。そして、スピンコート法では、ステージの回転速度及び回転時間を調整することによって膜厚を調整する。
【０００３】
このようなスピンコート法を用いた場合、ステージの回転軸に近い膜の中心部では、膜厚を高精度で均一にすることができるが、ステージの回転軸から遠い基材の周縁部では、膜の厚さが中央部よりも厚くなってしまうという問題があった。即ち、遠心力により塗液を広げると、塗液が基材の中央から周縁部に向かって流れて、基材の周縁部に塗液が集まる。そして、ステージを回転させている間は、基材の周縁部に集まった塗液は、遠心力により基材の周縁部からステージ外に飛散するが、ステージの回転を停止させると、塗液の表面張力により基材の周縁部に塗液が集中してしまうからである。
【０００４】
特に、ローパスフィルタ等の光学関連分野においては、
高精度の膜厚が要求されるため、膜厚の誤差を、所望の厚さに対して±数μｍ程度に抑える必要があるが、従来のスピンコート法では、周縁部の盛上り中央部に比べ数十μｍ以上厚くなるため、誤差を±数μｍ程度に抑えることができなかった。
【０００５】
これを解決するための手段としては、特許文献１に記載されたスピンコート法が知られている。具体的には、特許文献１に記載されたスピンコート法では、塗液を広げている間、又は広げた後に、ステージ上に配置された基材の下側から、基材の下面に向けてエアを吹き付けて、基材の中央部から基材の周縁部に向かうエアの流れを作り出す。そして特許文献１によれば、基材の中央部から基材の周縁部に向かうエアの流れを作り出すことによって、基材の周縁部よりもさらに外側に負圧を生じさせて、基材の周縁部に集まった塗液を基材の外側に向けて引っ張ることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているスピンコート法では、基材の下側から基材の外側に向けて流れるエアによって生じる負圧を用いて、基材の周縁部の盛り上がりを無くすこととしているため、例えば、膜の厚さを比較的厚くしようとした場合には、塗液を引っ張る力が十分ではなく、基材の周縁部の盛り上がりを無くすことができない。結果として、特許文献１に記載されているスピンコート法では、形成しようとする膜の厚さや使用する塗液の粘度によっては、盛り上がりを無くすことができず、高精度の膜厚の塗膜を形成することができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、
上述した問題点を解決するためになされたものであり、形成しようとする膜の厚さや使用する塗液の粘度に関わらず、基材の周縁部に生じる盛り上がりを除去して、均一な膜厚を有する塗膜を形成することができる塗膜形成方法、及びこのような塗膜形成方法において用いられるスピンコータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、基材表面に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、前記基材の上面に塗膜を形成するための塗液を配置する塗膜配置工程と、前記基材を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、前記エア吹き付け工程では、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って，エアを吹き付けることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、基材回転工程によって、基材の上面に配置された塗液の厚さをほぼ均一にし、次いでエア吹き付け工程を実施する。そしてエア吹き付け工程において、基材の中心部から基材の外側に向けて、基材の上面周縁部にエアを吹き付けることによって、基材の周縁部の塗液を基材の外側に向う方向に沿って飛ばすことができる。そしてこれにより、基材の周縁部に形成される盛り上がりを除去することができ、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、エア吹き付け工程では、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の下面にエアを吹き付ける。
【００１２】
このように構成された本発明によれば、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の下面にもエアを吹き付けることによって、基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。
【００１３】
また、本発明は、基材表面に塗膜を形成するためのスピンコータであって、塗膜が形成される基材を保持し、且つ該基材を所定の軸回りに回転させるステージと、基材の上部から基材の上面周縁部にエアを吹き付ける上エア吹き付け部とを備え、該上エア吹き付け部は、基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って，エアを吹き付けることを特徴とする。
【００１４】
このように構成された本発明によれば、ステージを回転させることによって、基材の上面に配置された塗液の厚さをほぼ均一にし、次いで上エア吹き付け部により、塗液にエアを吹き付ける。そして上エア吹き付け部によって、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の上面周縁部にエアを吹き付けることによって、基材の周縁部に形成された盛り上がりを、基材の外側に向けて飛ばすことができる。そしてこれにより、基材の周縁部の盛り上がりを除去することができ、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の下面にエアを吹き付ける下エア吹き付け部をさらに備える。
【００１６】
このように構成された本発明によれば、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の下面にもエアを吹き付けることができ、これにより基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、上エア吹き付け部は、円板形状を有し、その外周全周に沿って形成された吹出口を備える。
【００１８】
このように構成された本発明によれば、上エア吹き付け部の外周全周に沿って形成された吹出口により、基材の周縁全周に形成された盛り上がりを同時に除去することができ、作業効率を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、下エア吹き付け部は、ステージとの間に所定の間隔をもってステージを囲む筒状体を備え、この筒状体と
ステージの間に形成された流路を介してエアを基材の下面に吹き付ける。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、上エア吹き付け部は、先端が基材の上面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、下エア吹き付け部は、先端が基材の下面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている。
【００２２】
このように構成された本発明によれば、ステージを回転させながら、先端が基材に向けて配置されたチューブ状の上エア吹き付け部によって基材の上面にエアを吹き付けることにより、基材の周縁部に形成された盛り上がりを除去することができる。そして、これにより、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。
また、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、下エア吹き付け部からも基材の下面にもエアを吹き付けることで、基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明によれば、基材の周縁部に生じる盛り上がりを十分に除去して、均一な膜厚を有する塗膜を形成することができる
。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図である。
【図２】図１のスピンコータの一部を拡大した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について詳述する。以下の実施形態では、本発明にかかる塗膜形成方法及びスピンコータを、光学的ローパスフィルタを製造するために用いるものとして説明する。なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、基材の表面に均一な厚さの塗液を形成する必要ある他の用途にも適用可能である。
【００２６】
本実施形態で製造されるローパスフィルタは、デジタルカメラ等の撮像系においてモアレを抑制するのに使用される光学部品である。このローパスフィルタは、基板上に形成した液体状の光重合性組成物の均一な厚さ塗膜を紫外線等で硬化させることによって製造される。この製造工程では、紫外線等によって塗膜を硬化させる際、塗膜上に所定間隔をおいてフォトマスクを配置するため、塗膜の厚さが誤差±数μｍの範囲にあることが求められる。
【００２７】
このローパスフィルタの製造方法における塗膜形成では、液体状の光重合性組成物を基板の表面に供給し、この基板をスピンコータのステージに配置して回転させ、光重合性組成物を基板の表面に分配し、基板表面に塗膜を形成する。尚、光重合性組成物としては、（メタ）アクリロイル基を含む（メタ）アクリルモノマーや、ビニル基、アリル基等の多官能モノマーを含有する光重合組成物が用いられる。その後、エアノズルの吹出口から吹き出したエアによって、基材の周縁部にある光重合性組成物を除去し、均一な厚さの塗膜を得る。
【００２８】
次いで、光重合組成物の塗膜上に、例えば１００μｍ程度の間隙をおいて、フォトマスクを配置し、光重合組成物の塗膜に紫外線を照射し、照射部位の光重合性組成物を硬化させる。紫外線としては、平行光かつ光強度分布が略一定なものが好ましい。次いで、フォトマスクを取り除いた状態で、再度、光重合組成物の塗膜に紫外線を照射し、光重合性組成物を更に硬化させる。このような処理によって、モアレを抑制することができるローパスフィルタ等として使用される、屈折率が異なる柱状構造体を内部に有する成形体が形成される。
【００２９】
次に、上記ローパスフィルタ製造工程中に行われる塗膜形成について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、図２は、図１のスピンコータの一部を拡大した断面図である。
【００３０】
先ず、図１に示すように、スピンコータ１は、所定の軸回りに回転駆動するステージ３を備える。ステージ３は、加工対象となる基材５を配置するための平坦な円形板７と、円形板７を支持するための円柱状の支柱９を備える。このステージ３は、モータ等の駆動手段（図示せず）により、支柱９の軸回りに回転駆動する。また、基材７には、真空チャック（図示せず）が設けられ、この真空チャックは、円形板７の上面に配置された基材５を円形板７上に固定する。
尚、ＤＶＤ等の中心部に孔が開いている基材に塗膜処理を施すためのスピンコータに関しては、ステージの中心部にセンターピンを設け、このセンターピンを利用して基材をステージに固定する構成としてもよい。
【００３１】
また、スピンコータ１は、ステージ３の上側に設けられたエアノズル１１と、ステージ３の下側に設けられたエア吹出筒１３を備える。エアノズル１１は、その中心部が、ステージ３の回転軸と重なるように、ステージ３の上方に固定される。また、エアノズル１１は、中心部に形成されたエアの導入口１５と、その外周全周に沿って形成された吹出口１７を備え、導入口１５と吹出口１７が連通するようになっている。また、円板形状のエアノズル１１の外周近傍は、下側に向けて曲げられており、吹出口１７が、エアノズル１１の周方向外側下方に向けて開口する。
【００３２】
エア吹出筒１３は、ステージ３の支柱９から所定の間隔をもって配置され、ステージ３の支柱９の径方向外側を囲む筒形状によって構成される。そして、ステージ３の支柱９及び円形板７と、エア吹出筒１３の間には、全周に亘ってエアの流路１９が形成される。また、エア吹出筒１３の下側にはエア導入口（図示せず）が設けられており、このエア導入口からエア吹出筒１３内にエアを導入すると、エアは、エア吹出筒１３の壁とステージ３の支柱９の間に設けられた流路１９を通って上方に流れる。そして、エアは、ステージ３の円形板７とエア吹出筒１３との間を通ってステージ３の円形板７の径方向外側に向けて流れる。
【００３３】
次に、図２を参照して、スピンコータ１についてさらに詳述する。図２に示すように、エアノズル１１は、エアが基材５の中央から周縁に向かって流れるように、吹出口１７からのエアの吹き出し方向が基材５の上面の垂線Ａに対して角度αをなすように構成される。この角度αは、鋭角とされ、より具体的には４５度乃至８０度であることが好ましく、６０度乃至８０度であることがより好ましく、７０度乃至８０度であることがさらに好ましい。角度αを上記範囲に設定することにより、塗液にエアが当たったとき、塗液が基材５の中央側に向かって流されるのを防止することができる。
【００３４】
また、エアノズル１１の吹出口１７の幅Ｓは、例えば、０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍに設定される。また、吹出口１７の下端から基材５の上面までの距離Ｌ１は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ１をこのように設定することにより、エアノズル１１から吹き出したエアの風速が、塗液に到達する前に低下して、除去効果が低下するのを防止することができる。また、エアノズル１１は、吹出口１７からのエアが基材５に当たる位置と基材５の縁との距離Ｌ２が１ｍｍ乃至５ｍｍとなるように配置されるのが好ましい。また、基材５とエア吹出筒１３との間の距離Ｌ３は、０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ３をこのように設定することにより、基材５上から除去された塗液が、流路１９内に入り込むのを防止することができる。また、エアノズル１１の吹出口１７から吹き出るエアの風速は、３０ｍ／ｓ乃至４００ｍ／ｓとなるように設定されるのが好ましい。
【００３５】
尚、上記の各値は、塗液の粘度、形成する塗膜の厚さ等に応じて適宜変更することができる。
【００３６】
次に、スピンコータ１を用いた塗膜形成方法について、図３乃至図５を参照して詳述する。ここで、図３乃至図５は、スピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【００３７】
本実施形態における塗膜形成方法においては、先ず、基材５の上面に、塗膜を形成するための塗液２１を配置する。このとき塗液２１は、ステージ３の円形板７の中心部近傍に配置される。次いで、ステージ３を軸回りに回転させる。これにより、ステージ３の円形板７の中心部近傍に配置された塗液が、遠心力により広げられ、円形板７の周縁部に広がる。そして、ステージ３の回転を停止させると、図４に示すように、ステージ３の円形板７の中心部近傍での塗液の厚さが所望の厚さとなる。一方で、ステージ３の円形板７の周縁部近傍には、塗液２１の表面張力により、盛り上がりが形成される。
【００３８】
次いで、エアノズル１１によって基材５の上面にエアを吹き付けるのと同時に、エア吹出筒１３によって基材５の下側から基材５にエアを吹き付ける。そしてエアノズル１１から基材５の上面に吹き付けられたエアにより、エアが円形板７に当たる位置よりも、円形板７の周方向外側にある塗液を、円形板７の外側に飛ばすことができる。このときエアノズル１１の吹出口１７は、エアノズル１１の周方向全周に亘って設けられているため、円形板７の周縁部近傍の塗液を、全周に亘って同時に飛ばすことができる。
【００３９】
これにより、図５に示すように、円形板７の周縁部にある、塗液の盛り上がり及び盛り上がりの下にある塗液を基材５上から除去することができる。これにより、基材５上に、厚さが均一で、基材５の径から、除去した周縁部の幅を差し引いた径を有する円形の塗膜を形成することができる。
【００４０】
また、このとき、エア吹出筒１３によって円形板７の下側からエアを吹き付けることによって、円形板７の上面から飛散した塗液が、円形板７の縁を回り込んで円形板７の側部に付着し、又は流路１９に入り込むのを防止することができる。
【００４１】
尚、エアノズル１１からエアを吹き付けるのは、ステージ３の回転により塗液を周縁部まで全面に塗膜を形成してからが好ましい。塗液が周縁部まで広がる前にエアを吹き付けると、エアによって上手く塗膜が形成されないためである。塗膜形成後にエアを吹き付ける際はステージ３を停止した状態でも良いが、ステージ３を回転させながらでも良い。回転させながら吹き付ける際は、ステージ３の回転速度が速すぎると所望の膜厚より更に薄くなってしまうため、塗膜を形成する回転速度よりも十分に遅い回転数である必要がある。
尚、エア吹出筒１３によるエアの吹き付けだけは、塗膜を形成した後ではなく、ステージ３を回転させて塗液２１を広げている間に開始することが好ましい。これにより、塗液２１を広げている間、塗液２１が円形板７の縁を回り込んで流路１９に入り込むのを防止することができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態について詳述する。尚、第２の実施形態にかかるスピンコータは、上述の第１の実施形態にかかるスピンコータ１と同一の構成を有する箇所があるため、該箇所については詳細な説明を省略し、差異のある箇所についてのみ詳細な説明をする。
【００４３】
図６は、第２の実施形態にかかるスピンコータを示す断面図である。図６に示すように、スピンコータ３１は、ステージ３の円形板７の上側及び下側にそれぞれ、チューブ状のエア吹出部３３，３５を備える。
【００４４】
上側エア吹出部３３及び下側エア吹出部３５は、上述のエアノズル１１及びエア吹出筒１３とは異なり、基材５の全周ではなく、基材５の一点にエアを吹き付けるようになっている。
【００４５】
さらに上側エア吹出部３３及び下側エア吹出部３５は基材５の中心から同一直線状に配置されるのが好ましい。エア吹出部が同一直線状に無い場合、上側エア吹出部によって除去した際の回り込みを防ぐ下側エア吹出部のエアの効果が無くなる場合がある。
【００４６】
また、上側エア吹出部３３の吹出口３７は、エアの吹き出し方向が、上述のように円形板７の上面の垂線Ａに対して角度αをなすように構成される。この角度αは、鋭角とされ、より具体的には４５度乃至８５度であることが好ましく、６０度乃至８５度であることがより好ましく、７０度乃至８０度であることがさらに好ましい。角度αを上記範囲に設定することにより、塗液にエアが当たったとき、塗液が基材５の中央側に向かって流されるのを防止することができる。
【００４７】
上側エア吹出部３３の吹出口３７の最下面と基材５の上面までの距離Ｌ４は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ４をこのように設定することにより、上側エア吹出部３３から吹き出したエアの風速が、塗液に到達する前に低下して、除去効果が低下するのを防止することができる。また、上側エア吹出部３３の吹出口３３の先端面と基材５の縁との距離Ｌ５が１ｍｍ乃至５ｍｍとなるように配置されるのが好ましい。
【００４８】
下側エア吹出部３５の吹出口３９の最上面と基材５の下面までの距離Ｌ６は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ６をこのように設定することにより、上側エア吹出部３３から吹き飛ばされた塗液が基材５裏面に回り込むのを防ぐための効果が低下するのを防止することができる。また、下側エア吹出部３５の吹出口３９の先端面と基材５の縁との距離Ｌ７が１ｍｍ乃至２ｍｍとなるように設置されるのが好ましい。
【００４９】
上側エア吹出口３７および下側エア吹出口３９から吹き出るエアの風速は３０ｍ／ｓ乃至４００ｍ／ｓとなるように設定されるのが好ましい。
【００５０】
尚、上側エア吹出部３３と下側エア吹出部３５配置場所によっては、吹出口の風速が同じでも、上面の除去と下面の回り込み防止のエアのバランスが取れなくなる事があるので、その時は適宜上側と下側のエアの風速を調整すればよい。
【００５１】
尚、上記の各値は、塗液の粘度、形成する塗膜の厚さ等に応じて適宜変更することができる。
【００５２】
そして、このようなスピンコータ３１を用いて基材５上に塗膜を形成する場合、ステージ３を回転させて塗液を広げ塗膜を形成した後、ステージ３の回転速度を１０ｒｐｍ乃至１００ｒｐｍ程度に遅くして回転させながら、基材５が１回転乃至３回転する間だけ上側エア吹出部３３及び下側エア吹出部３５から同時に、基材５にエアを吹き付ける。なお、ステージ３の回転速度は、速すぎると所望の膜厚の塗膜より更に薄くなってしまうため、塗膜を形成する回転速度よりも十分に遅い回転数である必要がある。
尚、下側エア吹出部３５によるエアの吹き付けは、ステージ３を回転させて塗膜を形成している間も吹き付けを行っても良い。これにより、塗液を広げている間の回り込みを防止することができる。
【００５３】
このように、チューブ状の上側エア吹出部３３及び下側吹出部３５を用いて、ステージ３を回転させながら盛り上がりを除去するようにしても、基材５上に、上述のように均一な厚さの膜を形成することができる。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００５５】
本実施例では、φ１２０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス板（セラテックジャパン（株）製、商品名：Ｄ２６３）を基材として本塗膜形成法を行った。以下の記載において「部」は質量部を示す。
【００５６】
基材上に配置する塗液としては、ポリオキシテトラメチレングリコールジメテクリレート（三菱レイヨン（株）製、商品名：アクリエステルＰＢＯＭ）２５部、２，２ビスプロパン（第一工業製薬（株）製、商品名：ニューフロンティア ＢＰＥＭ−１０）３０部、フェノールエチルアクリレート（第一工業製薬（株）製、商品名：ニューフロンティア ＰＨＥ）１０部、ウレタンアクリレート組成物（第一工業製薬（株）製、商品名：ＧＸ−８６６２Ｖ）３５部、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名：ＩＲＧＡＣＵＲＥ １８４）１．６部を混合したものを用いた。なお、塗液の２０℃における粘度は１１００ｍＰａ・ｓであった。
【００５７】
（実施例１）
（１）エアノズルの設置
実施形態１（図１参照）において詳述したスピンコータを用いた。このとき、エアノズルは、スリット幅が０．１ｍｍ、エア吹き出し方向の角度は基材の上面の垂線に対して６０度となるものを用いた。またエアノズルと基材の距離を、０．５ｍｍに設置し、エアノズルから吹き付けたエアが基材に当たる位置と基材との縁との距離を、５ｍｍに設置した。
【００５８】
（２）塗膜の形成
上述のようなスピンコータのステージ上に基材を真空吸着によって固定した後、スポイトを用いて塗布面の中心付近に塗液５０ｍｌ程度を垂らし、エア吹出筒から吹き出すエアの風速が３０ｍ／ｓとなるようにした。そして、エア吹出筒からエアが吹き出している状態で、ステージを６００ｒｐｍで３０秒間回転させ、膜厚が７０μｍとなるように制御した。
【００５９】
ステージの回転を停止させた後、エアノズルから吹き出すエアの風速が約２００ｍ／ｓとなるように設定し、さらにエア吹出筒から吹き出すエアの風速が５０ｍ／ｓとなるように設定して、エアノズル及びエア吹出筒によって、同時に基材にエアを３０秒間吹き付けた。
【００６０】
この結果、基材上にφ約１１０ｍｍ、膜厚７０μｍの円が形成された。エアによって形成される中央部と周縁部の間の盛り上がりは、所望の膜厚より５μｍ程度厚い状態であった。また、基材の下面に塗液は付着していなかった。
【００６１】
（比較例１）
ステージの回転を停止させた以降のエアによる処理を行わない以外は実施例１と同様に処理を行った。
【００６２】
その結果、基材全面に塗膜が形成され、塗膜の中央部は膜厚は７０μｍであり、基材下面に塗液の付着はなかった。しかし、塗膜の周縁部に所望の膜厚より４０μｍほど厚い盛上りが形成されていた。
【００６３】
（実施例２）
（１）エアノズルの設置
実施例２では、実施形態２において詳述したスピンコータを用いた。このとき、上側エア吹出部および下側エア吹出部には、武蔵エンジニアリング（株）製の特殊ニードル（ニードル型式：ＳＮＡ−１８Ｇ）を用い、エア吹き出し方向の角度は，基材の上面の垂線に対して８０度となるように曲げ加工を行ったものを用いた。また上エア吹出部の吹出口の最下面と基材の上面との距離を０．５ｍｍに，下側エア吹出部の吹出口の最上面と基材の下面までの距離を０．５ｍｍとした。さらに上下側エア吹出部の吹出口の先端面と基材の縁との距離を２ｍｍに設置した。
【００６４】
（２）塗膜の形成
前記スピンコータのステージ上に基材を真空吸着によって固定した後、スポイトを用いて塗布面の中心付近に塗液５０ｍｌ程度を垂らし、ステージを６００ｒｐｍで３０秒間回転させながら、膜厚を７０μｍとした。
【００６５】
次いで、６００ｒｐｍで３０秒間回転させた後にステージを１０ｒｐｍで２０秒間回転させながら上下エア吹出部から吹き出すエアの風速が約２００ｍ／ｓとなるように設定しエアを吹き付けた。
【００６６】
その結果、基材上にφ約１１０ｍｍ、膜厚７０μｍの円が形成された。エアによって形成される中央部と周縁部の間の盛り上がりは、所望の膜厚より３μｍ程度厚い状態であった。また、基材の下面に塗液は付着していなかった。
（比較例２）
上下エア吹出部の下側エア吹出部からのエアの吹き付けを行わない以外は，実施例２と同様の処理を行った。
【００６７】
その結果、基材全面に塗膜が形成され、塗膜の中央部は膜厚は７０μｍであり、基材下面に塗液の付着はなかった。しかし、塗膜の周縁部に所望の膜厚より４０μｍほど厚い盛上りが形成されていた。
【符号の説明】
【００６８】
１，３１ スピンコータ
３ ステージ
５ 基材
１１ エアノズル
１３ エア吹出筒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜形成方法及びスピンコータに関し、具体的には、基材表面に均一な膜厚の塗膜を形成するめの方法、及びこのような方法において用いられるスピンコータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディスプレイ材料、機能性フィルム等の映像表示分野、磁気テープ類等の情報記録分野、インクジェット用紙等の紙分野、薄膜電池や電子回路基板等の電気・電信関連分野、ローパスフィルタ等の光学関連分野、撥水・防水・消臭といった機能繊維分野などの多くの分野において、基板等の基材の表面に均一な厚さの膜を形成するために、所謂スピンコート法が採用されている。このスピンコート法では、塗膜を形成するための塗液が表面に配置された基材を、回転駆動するステージ上に固定し、このステージを回転させて、ステージの回転によって生じる遠心力を用いて塗液を広げる。そして、スピンコート法では、ステージの回転速度及び回転時間を調整することによって膜厚を調整する。
【０００３】
このようなスピンコート法を用いた場合、ステージの回転軸に近い膜の中心部では、膜厚を高精度で均一にすることができるが、ステージの回転軸から遠い基材の周縁部では、膜の厚さが中央部よりも厚くなってしまうという問題があった。即ち、遠心力により塗液を広げると、塗液が基材の中央から周縁部に向かって流れて、基材の周縁部に塗液が集まる。そして、ステージを回転させている間は、基材の周縁部に集まった塗液は、遠心力により基材の周縁部からステージ外に飛散するが、ステージの回転を停止させると、塗液の表面張力により基材の周縁部に塗液が集中してしまうからである。
【０００４】
特に、ローパスフィルタ等の光学関連分野においては、
高精度の膜厚が要求されるため、膜厚の誤差を、所望の厚さに対して±数μｍ程度に抑える必要があるが、従来のスピンコート法では、周縁部の盛上り中央部に比べ数十μｍ以上厚くなるため、誤差を±数μｍ程度に抑えることができなかった。
【０００５】
これを解決するための手段としては、特許文献１に記載されたスピンコート法が知られている。具体的には、特許文献１に記載されたスピンコート法では、塗液を広げている間、又は広げた後に、ステージ上に配置された基材の下側から、基材の下面に向けてエアを吹き付けて、基材の中央部から基材の周縁部に向かうエアの流れを作り出す。そして特許文献１によれば、基材の中央部から基材の周縁部に向かうエアの流れを作り出すことによって、基材の周縁部よりもさらに外側に負圧を生じさせて、基材の周縁部に集まった塗液を基材の外側に向けて引っ張ることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているスピンコート法では、基材の下側から基材の外側に向けて流れるエアによって生じる負圧を用いて、基材の周縁部の盛り上がりを無くすこととしているため、例えば、膜の厚さを比較的厚くしようとした場合には、塗液を引っ張る力が十分ではなく、基材の周縁部の盛り上がりを無くすことができない。結果として、特許文献１に記載されているスピンコート法では、形成しようとする膜の厚さや使用する塗液の粘度によっては、盛り上がりを無くすことができず、高精度の膜厚の塗膜を形成することができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、
上述した問題点を解決するためになされたものであり、形成しようとする膜の厚さや使用する塗液の粘度に関わらず、基材の周縁部に生じる盛り上がりを除去して、均一な膜厚を有する塗膜を形成することができる塗膜形成方法、及びこのような塗膜形成方法において用いられるスピンコータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、基材表面に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、前記基材の上面に塗膜を形成するための塗液を配置する塗膜配置工程と、前記基材を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、前記エア吹き付け工程では、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って，エアを吹き付けることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、基材回転工程によって、基材の上面に配置された塗液の厚さをほぼ均一にし、次いでエア吹き付け工程を実施する。そしてエア吹き付け工程において、基材の中心部から基材の外側に向けて、基材の上面周縁部にエアを吹き付けることによって、基材の周縁部の塗液を基材の外側に向う方向に沿って飛ばすことができる。そしてこれにより、基材の周縁部に形成される盛り上がりを除去することができ、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、エア吹き付け工程では、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の下面にエアを吹き付ける。
【００１２】
このように構成された本発明によれば、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の下面にもエアを吹き付けることによって、基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。
【００１３】
また、本発明は、基材表面に塗膜を形成するためのスピンコータであって、塗膜が形成される基材を保持し、且つ該基材を所定の軸回りに回転させるステージと、基材の上部から基材の上面周縁部にエアを吹き付ける上エア吹き付け部とを備え、該上エア吹き付け部は、基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って，エアを吹き付けることを特徴とする。
【００１４】
このように構成された本発明によれば、ステージを回転させることによって、基材の上面に配置された塗液の厚さをほぼ均一にし、次いで上エア吹き付け部により、塗液にエアを吹き付ける。そして上エア吹き付け部によって、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の上面周縁部にエアを吹き付けることによって、基材の周縁部に形成された盛り上がりを、基材の外側に向けて飛ばすことができる。そしてこれにより、基材の周縁部の盛り上がりを除去することができ、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、基材の下面にエアを吹き付ける下エア吹き付け部をさらに備える。
【００１６】
このように構成された本発明によれば、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、基材の下面にもエアを吹き付けることができ、これにより基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、上エア吹き付け部は、円板形状を有し、その外周全周に沿って形成された吹出口を備える。
【００１８】
このように構成された本発明によれば、上エア吹き付け部の外周全周に沿って形成された吹出口により、基材の周縁全周に形成された盛り上がりを同時に除去することができ、作業効率を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、下エア吹き付け部は、ステージとの間に所定の間隔をもってステージを囲む筒状体を備え、この筒状体と
ステージの間に形成された流路を介してエアを基材の下面に吹き付ける。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、上エア吹き付け部は、先端が基材の上面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、下エア吹き付け部は、先端が基材の下面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている。
【００２２】
このように構成された本発明によれば、ステージを回転させながら、先端が基材に向けて配置されたチューブ状の上エア吹き付け部によって基材の上面にエアを吹き付けることにより、基材の周縁部に形成された盛り上がりを除去することができる。そして、これにより、塗液の中央部及び周辺部において、塗液の厚さを均一にすることができる。
また、基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、下エア吹き付け部からも基材の下面にもエアを吹き付けることで、基材の上面から飛ばされた塗液が、基材の下面に回り込むのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明によれば、基材の周縁部に生じる盛り上がりを十分に除去して、均一な膜厚を有する塗膜を形成することができる
。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図である。
【図２】図１のスピンコータの一部を拡大した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について詳述する。以下の実施形態では、本発明にかかる塗膜形成方法及びスピンコータを、光学的ローパスフィルタを製造するために用いるものとして説明する。なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、基材の表面に均一な厚さの塗液を形成する必要ある他の用途にも適用可能である。
【００２６】
本実施形態で製造されるローパスフィルタは、デジタルカメラ等の撮像系においてモアレを抑制するのに使用される光学部品である。このローパスフィルタは、基板上に形成した液体状の光重合性組成物の均一な厚さ塗膜を紫外線等で硬化させることによって製造される。この製造工程では、紫外線等によって塗膜を硬化させる際、塗膜上に所定間隔をおいてフォトマスクを配置するため、塗膜の厚さが誤差±数μｍの範囲にあることが求められる。
【００２７】
このローパスフィルタの製造方法における塗膜形成では、液体状の光重合性組成物を基板の表面に供給し、この基板をスピンコータのステージに配置して回転させ、光重合性組成物を基板の表面に分配し、基板表面に塗膜を形成する。尚、光重合性組成物としては、（メタ）アクリロイル基を含む（メタ）アクリルモノマーや、ビニル基、アリル基等の多官能モノマーを含有する光重合組成物が用いられる。その後、エアノズルの吹出口から吹き出したエアによって、基材の周縁部にある光重合性組成物を除去し、均一な厚さの塗膜を得る。
【００２８】
次いで、光重合組成物の塗膜上に、例えば１００μｍ程度の間隙をおいて、フォトマスクを配置し、光重合組成物の塗膜に紫外線を照射し、照射部位の光重合性組成物を硬化させる。紫外線としては、平行光かつ光強度分布が略一定なものが好ましい。次いで、フォトマスクを取り除いた状態で、再度、光重合組成物の塗膜に紫外線を照射し、光重合性組成物を更に硬化させる。このような処理によって、モアレを抑制することができるローパスフィルタ等として使用される、屈折率が異なる柱状構造体を内部に有する成形体が形成される。
【００２９】
次に、上記ローパスフィルタ製造工程中に行われる塗膜形成について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるスピンコータの概略を示す断面図であり、図２は、図１のスピンコータの一部を拡大した断面図である。
【００３０】
先ず、図１に示すように、スピンコータ１は、所定の軸回りに回転駆動するステージ３を備える。ステージ３は、加工対象となる基材５を配置するための平坦な円形板７と、円形板７を支持するための円柱状の支柱９を備える。このステージ３は、モータ等の駆動手段（図示せず）により、支柱９の軸回りに回転駆動する。また、基材７には、真空チャック（図示せず）が設けられ、この真空チャックは、円形板７の上面に配置された基材５を円形板７上に固定する。
尚、ＤＶＤ等の中心部に孔が開いている基材に塗膜処理を施すためのスピンコータに関しては、ステージの中心部にセンターピンを設け、このセンターピンを利用して基材をステージに固定する構成としてもよい。
【００３１】
また、スピンコータ１は、ステージ３の上側に設けられたエアノズル１１と、ステージ３の下側に設けられたエア吹出筒１３を備える。エアノズル１１は、その中心部が、ステージ３の回転軸と重なるように、ステージ３の上方に固定される。また、エアノズル１１は、中心部に形成されたエアの導入口１５と、その外周全周に沿って形成された吹出口１７を備え、導入口１５と吹出口１７が連通するようになっている。また、円板形状のエアノズル１１の外周近傍は、下側に向けて曲げられており、吹出口１７が、エアノズル１１の周方向外側下方に向けて開口する。
【００３２】
エア吹出筒１３は、ステージ３の支柱９から所定の間隔をもって配置され、ステージ３の支柱９の径方向外側を囲む筒形状によって構成される。そして、ステージ３の支柱９及び円形板７と、エア吹出筒１３の間には、全周に亘ってエアの流路１９が形成される。また、エア吹出筒１３の下側にはエア導入口（図示せず）が設けられており、このエア導入口からエア吹出筒１３内にエアを導入すると、エアは、エア吹出筒１３の壁とステージ３の支柱９の間に設けられた流路１９を通って上方に流れる。そして、エアは、ステージ３の円形板７とエア吹出筒１３との間を通ってステージ３の円形板７の径方向外側に向けて流れる。
【００３３】
次に、図２を参照して、スピンコータ１についてさらに詳述する。図２に示すように、エアノズル１１は、エアが基材５の中央から周縁に向かって流れるように、吹出口１７からのエアの吹き出し方向が基材５の上面の垂線Ａに対して角度αをなすように構成される。この角度αは、鋭角とされ、より具体的には４５度乃至８０度であることが好ましく、６０度乃至８０度であることがより好ましく、７０度乃至８０度であることがさらに好ましい。角度αを上記範囲に設定することにより、塗液にエアが当たったとき、塗液が基材５の中央側に向かって流されるのを防止することができる。
【００３４】
また、エアノズル１１の吹出口１７の幅Ｓは、例えば、０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍに設定される。また、吹出口１７の下端から基材５の上面までの距離Ｌ１は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ１をこのように設定することにより、エアノズル１１から吹き出したエアの風速が、塗液に到達する前に低下して、除去効果が低下するのを防止することができる。また、エアノズル１１は、吹出口１７からのエアが基材５に当たる位置と基材５の縁との距離Ｌ２が１ｍｍ乃至５ｍｍとなるように配置されるのが好ましい。また、基材５とエア吹出筒１３との間の距離Ｌ３は、０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ３をこのように設定することにより、基材５上から除去された塗液が、流路１９内に入り込むのを防止することができる。また、エアノズル１１の吹出口１７から吹き出るエアの風速は、３０ｍ／ｓ乃至４００ｍ／ｓとなるように設定されるのが好ましい。
【００３５】
尚、上記の各値は、塗液の粘度、形成する塗膜の厚さ等に応じて適宜変更することができる。
【００３６】
次に、スピンコータ１を用いた塗膜形成方法について、図３乃至図５を参照して詳述する。ここで、図３乃至図５は、スピンコータの概略を示す断面図であり、スピンコータを用いた塗膜形成方法について説明するための図である。
【００３７】
本実施形態における塗膜形成方法においては、先ず、基材５の上面に、塗膜を形成するための塗液２１を配置する。このとき塗液２１は、ステージ３の円形板７の中心部近傍に配置される。次いで、ステージ３を軸回りに回転させる。これにより、ステージ３の円形板７の中心部近傍に配置された塗液が、遠心力により広げられ、円形板７の周縁部に広がる。そして、ステージ３の回転を停止させると、図４に示すように、ステージ３の円形板７の中心部近傍での塗液の厚さが所望の厚さとなる。一方で、ステージ３の円形板７の周縁部近傍には、塗液２１の表面張力により、盛り上がりが形成される。
【００３８】
次いで、エアノズル１１によって基材５の上面にエアを吹き付けるのと同時に、エア吹出筒１３によって基材５の下側から基材５にエアを吹き付ける。そしてエアノズル１１から基材５の上面に吹き付けられたエアにより、エアが円形板７に当たる位置よりも、円形板７の周方向外側にある塗液を、円形板７の外側に飛ばすことができる。このときエアノズル１１の吹出口１７は、エアノズル１１の周方向全周に亘って設けられているため、円形板７の周縁部近傍の塗液を、全周に亘って同時に飛ばすことができる。
【００３９】
これにより、図５に示すように、円形板７の周縁部にある、塗液の盛り上がり及び盛り上がりの下にある塗液を基材５上から除去することができる。これにより、基材５上に、厚さが均一で、基材５の径から、除去した周縁部の幅を差し引いた径を有する円形の塗膜を形成することができる。
【００４０】
また、このとき、エア吹出筒１３によって円形板７の下側からエアを吹き付けることによって、円形板７の上面から飛散した塗液が、円形板７の縁を回り込んで円形板７の側部に付着し、又は流路１９に入り込むのを防止することができる。
【００４１】
尚、エアノズル１１からエアを吹き付けるのは、ステージ３の回転により塗液を周縁部まで全面に塗膜を形成してからが好ましい。塗液が周縁部まで広がる前にエアを吹き付けると、エアによって上手く塗膜が形成されないためである。塗膜形成後にエアを吹き付ける際はステージ３を停止した状態でも良いが、ステージ３を回転させながらでも良い。回転させながら吹き付ける際は、ステージ３の回転速度が速すぎると所望の膜厚より更に薄くなってしまうため、塗膜を形成する回転速度よりも十分に遅い回転数である必要がある。
尚、エア吹出筒１３によるエアの吹き付けだけは、塗膜を形成した後ではなく、ステージ３を回転させて塗液２１を広げている間に開始することが好ましい。これにより、塗液２１を広げている間、塗液２１が円形板７の縁を回り込んで流路１９に入り込むのを防止することができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態について詳述する。尚、第２の実施形態にかかるスピンコータは、上述の第１の実施形態にかかるスピンコータ１と同一の構成を有する箇所があるため、該箇所については詳細な説明を省略し、差異のある箇所についてのみ詳細な説明をする。
【００４３】
図６は、第２の実施形態にかかるスピンコータを示す断面図である。図６に示すように、スピンコータ３１は、ステージ３の円形板７の上側及び下側にそれぞれ、チューブ状のエア吹出部３３，３５を備える。
【００４４】
上側エア吹出部３３及び下側エア吹出部３５は、上述のエアノズル１１及びエア吹出筒１３とは異なり、基材５の全周ではなく、基材５の一点にエアを吹き付けるようになっている。
【００４５】
さらに上側エア吹出部３３及び下側エア吹出部３５は基材５の中心から同一直線状に配置されるのが好ましい。エア吹出部が同一直線状に無い場合、上側エア吹出部によって除去した際の回り込みを防ぐ下側エア吹出部のエアの効果が無くなる場合がある。
【００４６】
また、上側エア吹出部３３の吹出口３７は、エアの吹き出し方向が、上述のように円形板７の上面の垂線Ａに対して角度αをなすように構成される。この角度αは、鋭角とされ、より具体的には４５度乃至８５度であることが好ましく、６０度乃至８５度であることがより好ましく、７０度乃至８０度であることがさらに好ましい。角度αを上記範囲に設定することにより、塗液にエアが当たったとき、塗液が基材５の中央側に向かって流されるのを防止することができる。
【００４７】
上側エア吹出部３３の吹出口３７の最下面と基材５の上面までの距離Ｌ４は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ４をこのように設定することにより、上側エア吹出部３３から吹き出したエアの風速が、塗液に到達する前に低下して、除去効果が低下するのを防止することができる。また、上側エア吹出部３３の吹出口３３の先端面と基材５の縁との距離Ｌ５が１ｍｍ乃至５ｍｍとなるように配置されるのが好ましい。
【００４８】
下側エア吹出部３５の吹出口３９の最上面と基材５の下面までの距離Ｌ６は、０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍに設定されるのが好ましい。距離Ｌ６をこのように設定することにより、上側エア吹出部３３から吹き飛ばされた塗液が基材５裏面に回り込むのを防ぐための効果が低下するのを防止することができる。また、下側エア吹出部３５の吹出口３９の先端面と基材５の縁との距離Ｌ７が１ｍｍ乃至２ｍｍとなるように設置されるのが好ましい。
【００４９】
上側エア吹出口３７および下側エア吹出口３９から吹き出るエアの風速は３０ｍ／ｓ乃至４００ｍ／ｓとなるように設定されるのが好ましい。
【００５０】
尚、上側エア吹出部３３と下側エア吹出部３５配置場所によっては、吹出口の風速が同じでも、上面の除去と下面の回り込み防止のエアのバランスが取れなくなる事があるので、その時は適宜上側と下側のエアの風速を調整すればよい。
【００５１】
尚、上記の各値は、塗液の粘度、形成する塗膜の厚さ等に応じて適宜変更することができる。
【００５２】
そして、このようなスピンコータ３１を用いて基材５上に塗膜を形成する場合、ステージ３を回転させて塗液を広げ塗膜を形成した後、ステージ３の回転速度を１０ｒｐｍ乃至１００ｒｐｍ程度に遅くして回転させながら、基材５が１回転乃至３回転する間だけ上側エア吹出部３３及び下側エア吹出部３５から同時に、基材５にエアを吹き付ける。なお、ステージ３の回転速度は、速すぎると所望の膜厚の塗膜より更に薄くなってしまうため、塗膜を形成する回転速度よりも十分に遅い回転数である必要がある。
尚、下側エア吹出部３５によるエアの吹き付けは、ステージ３を回転させて塗膜を形成している間も吹き付けを行っても良い。これにより、塗液を広げている間の回り込みを防止することができる。
【００５３】
このように、チューブ状の上側エア吹出部３３及び下側吹出部３５を用いて、ステージ３を回転させながら盛り上がりを除去するようにしても、基材５上に、上述のように均一な厚さの膜を形成することができる。
【実施例】
【００５４】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００５５】
本実施例では、φ１２０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス板（セラテックジャパン（株）製、商品名：Ｄ２６３）を基材として本塗膜形成法を行った。以下の記載において「部」は質量部を示す。
【００５６】
基材上に配置する塗液としては、ポリオキシテトラメチレングリコールジメテクリレート（三菱レイヨン（株）製、商品名：アクリエステルＰＢＯＭ）２５部、２，２ビスプロパン（第一工業製薬（株）製、商品名：ニューフロンティア ＢＰＥＭ−１０）３０部、フェノールエチルアクリレート（第一工業製薬（株）製、商品名：ニューフロンティア ＰＨＥ）１０部、ウレタンアクリレート組成物（第一工業製薬（株）製、商品名：ＧＸ−８６６２Ｖ）３５部、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名：ＩＲＧＡＣＵＲＥ １８４）１．６部を混合したものを用いた。なお、塗液の２０℃における粘度は１１００ｍＰａ・ｓであった。
【００５７】
（実施例１）
（１）エアノズルの設置
実施形態１（図１参照）において詳述したスピンコータを用いた。このとき、エアノズルは、スリット幅が０．１ｍｍ、エア吹き出し方向の角度は基材の上面の垂線に対して６０度となるものを用いた。またエアノズルと基材の距離を、０．５ｍｍに設置し、エアノズルから吹き付けたエアが基材に当たる位置と基材との縁との距離を、５ｍｍに設置した。
【００５８】
（２）塗膜の形成
上述のようなスピンコータのステージ上に基材を真空吸着によって固定した後、スポイトを用いて塗布面の中心付近に塗液５０ｍｌ程度を垂らし、エア吹出筒から吹き出すエアの風速が３０ｍ／ｓとなるようにした。そして、エア吹出筒からエアが吹き出している状態で、ステージを６００ｒｐｍで３０秒間回転させ、膜厚が７０μｍとなるように制御した。
【００５９】
ステージの回転を停止させた後、エアノズルから吹き出すエアの風速が約２００ｍ／ｓとなるように設定し、さらにエア吹出筒から吹き出すエアの風速が５０ｍ／ｓとなるように設定して、エアノズル及びエア吹出筒によって、同時に基材にエアを３０秒間吹き付けた。
【００６０】
この結果、基材上にφ約１１０ｍｍ、膜厚７０μｍの円が形成された。エアによって形成される中央部と周縁部の間の盛り上がりは、所望の膜厚より５μｍ程度厚い状態であった。また、基材の下面に塗液は付着していなかった。
【００６１】
（比較例１）
ステージの回転を停止させた以降のエアによる処理を行わない以外は実施例１と同様に処理を行った。
【００６２】
その結果、基材全面に塗膜が形成され、塗膜の中央部は膜厚は７０μｍであり、基材下面に塗液の付着はなかった。しかし、塗膜の周縁部に所望の膜厚より４０μｍほど厚い盛上りが形成されていた。
【００６３】
（実施例２）
（１）エアノズルの設置
実施例２では、実施形態２において詳述したスピンコータを用いた。このとき、上側エア吹出部および下側エア吹出部には、武蔵エンジニアリング（株）製の特殊ニードル（ニードル型式：ＳＮＡ−１８Ｇ）を用い、エア吹き出し方向の角度は，基材の上面の垂線に対して８０度となるように曲げ加工を行ったものを用いた。また上エア吹出部の吹出口の最下面と基材の上面との距離を０．５ｍｍに，下側エア吹出部の吹出口の最上面と基材の下面までの距離を０．５ｍｍとした。さらに上下側エア吹出部の吹出口の先端面と基材の縁との距離を２ｍｍに設置した。
【００６４】
（２）塗膜の形成
前記スピンコータのステージ上に基材を真空吸着によって固定した後、スポイトを用いて塗布面の中心付近に塗液５０ｍｌ程度を垂らし、ステージを６００ｒｐｍで３０秒間回転させながら、膜厚を７０μｍとした。
【００６５】
次いで、６００ｒｐｍで３０秒間回転させた後にステージを１０ｒｐｍで２０秒間回転させながら上下エア吹出部から吹き出すエアの風速が約２００ｍ／ｓとなるように設定しエアを吹き付けた。
【００６６】
その結果、基材上にφ約１１０ｍｍ、膜厚７０μｍの円が形成された。エアによって形成される中央部と周縁部の間の盛り上がりは、所望の膜厚より３μｍ程度厚い状態であった。また、基材の下面に塗液は付着していなかった。
（比較例２）
上下エア吹出部の下側エア吹出部からのエアの吹き付けを行わない以外は，実施例２と同様の処理を行った。
【００６７】
その結果、基材全面に塗膜が形成され、塗膜の中央部は膜厚は７０μｍであり、基材下面に塗液の付着はなかった。しかし、塗膜の周縁部に所望の膜厚より４０μｍほど厚い盛上りが形成されていた。
【符号の説明】
【００６８】
１，３１ スピンコータ
３ ステージ
５ 基材
１１ エアノズル
１３ エア吹出筒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材表面に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
前記基材の上面に塗膜を形成するための塗液を配置する塗膜配置工程と、
前記基材を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、
前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、
前記エア吹き付け工程では、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って，エアを吹き付けること、
を特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
前記エア吹き付け工程では、前記基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、前記基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、前記基材の下面にエアを吹き付ける請求項１に記載の塗膜形成方法。
【請求項３】
基材表面に塗膜を形成するためのスピンコータであって、
塗膜が形成される基材を保持し、且つ該基材を所定の軸回りに回転させるステージと、
前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付ける上エア吹き付け部とを備え、
該上エア吹き付け部は、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って、エアを吹き付けること、
を特徴とするスピンコータ。
【請求項４】
基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、前記基材の下面にエアを吹き付ける下エア吹き付け部をさらに備える請求項３に記載のスピンコータ。
【請求項５】
前記上エア吹き付け部は、円板形状を有し、その外周全周に沿って形成された吹出口を備える請求項３に記載のスピンコータ。
【請求項６】
前記下エア吹き付け部は、前記ステージとの間に所定の間隔をもって前記ステージを囲む筒状体を備え、この筒状体と前記ステージの間に形成された流路を介して前記エアを前記基材の下面に吹き付ける請求項４に記載のスピンコータ。
【請求項７】
前記上エア吹き付け部及び／又は下エア吹き付け部は、先端が前記基材の上面及び／又は下面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている請求項３に記載のスピンコータ。
【請求項１】
基材表面に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
前記基材の上面に塗膜を形成するための塗液を配置する塗膜配置工程と、
前記基材を所定の軸回りに回転させる基材回転工程と、
前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付けるエア吹き付け工程とを備え、
前記エア吹き付け工程では、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って，エアを吹き付けること、
を特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
前記エア吹き付け工程では、前記基材の上面にエアを吹き付けるのと同時に、前記基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、前記基材の下面にエアを吹き付ける請求項１に記載の塗膜形成方法。
【請求項３】
基材表面に塗膜を形成するためのスピンコータであって、
塗膜が形成される基材を保持し、且つ該基材を所定の軸回りに回転させるステージと、
前記基材の上部から前記基材の上面周縁部にエアを吹き付ける上エア吹き付け部とを備え、
該上エア吹き付け部は、前記基材の中心部から当該基材の外側に向う方向に沿って、エアを吹き付けること、
を特徴とするスピンコータ。
【請求項４】
基材の中心部から基材の外側に向う方向に沿って、前記基材の下面にエアを吹き付ける下エア吹き付け部をさらに備える請求項３に記載のスピンコータ。
【請求項５】
前記上エア吹き付け部は、円板形状を有し、その外周全周に沿って形成された吹出口を備える請求項３に記載のスピンコータ。
【請求項６】
前記下エア吹き付け部は、前記ステージとの間に所定の間隔をもって前記ステージを囲む筒状体を備え、この筒状体と前記ステージの間に形成された流路を介して前記エアを前記基材の下面に吹き付ける請求項４に記載のスピンコータ。
【請求項７】
前記上エア吹き付け部及び／又は下エア吹き付け部は、先端が前記基材の上面及び／又は下面に向けて配置されたチューブ状部材によって構成されている請求項３に記載のスピンコータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−３６８４７（Ｐ２０１１−３６８４７Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８２５５６（Ｐ２００９−２８２５５６）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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