JP4645926B2 - 塗布ヘッドの清浄方法および清浄装置並びにこれらを用いたカラーフィルタの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
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、光学フィルタ、プリント基板、集積回路、半導体等の製造分野に適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塗布液を吐出しながら塗膜を形成する塗布ヘッドの清浄方法および清浄装置並びにこれら方法および装置を使用したカラーフィルタの製造方法および製造装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタは、そのガラス基板上に3原色の細かな格子模様を有しており、このような格子模様はガラス基板上に先ず黒の塗膜を形成した後、赤、青、緑の塗膜を形成して得られる。
【0003】
それ故、カラーフィルタの製造には、ガラス基板上に黒、赤、青、緑の塗布液を塗布し、これらの塗布液により塗膜を順次形成していく塗工工程が必要不可欠となる。この種の塗工工程には、従来塗布装置としてスピナー、バーコータあるいはロールコータなどが使用されていたが、塗布液の消費量を削減し、また、塗膜の物性向上を図るために近年に至ってはダイコータが使用されるようになってきている。
【0004】
この種のダイコータの一例はたとえば特開平6−339655号公報に開示されている。この公知のダイコータは、塗布ヘッドとしてのスリットダイを有し、このスリットダイの吐出口から塗布液を吐出しながら、一方向に走行する基板などの被塗布部材に塗膜を形成するものとなっている。
【0005】
そして、ダイコータで基板等の枚葉物に繰り返し安定して塗布するには、各々の塗布前に吐出口周辺部に残存している塗布液等の付着物を除去して、清浄化することが必要となる。この塗布前の吐出口周辺部の清浄化によって、常に同じ状態で塗布を開始できるようになるため、塗布開始部分の塗布厚さ分布を常に一定に保つことが可能となる。さらに、吐出口周辺部から不要な異物も排除されているので、これらの異物起因の塗布欠点、例えば異物の塗膜への落下、塗布直後の異物との接触による筋状欠点の発生等を未然に防止できることとなる。
【0006】
以上の基板等の枚葉物にダイコータで塗布するときに必須となる吐出口周辺部の清浄化手段としては、大きく分けて3つのタイプのものが提案されている。
【0007】
第1のタイプは、特開平7−168015号等公報に開示されているもので、耐薬品性のある高分子材料で吐出口を含むスリットダイの先端部形状にならう清掃具を作成し、この清掃具をスリットダイ先端部でスリットダイ長手方向に摺接させて、吐出口周辺部に付着した余分な塗布液等を排除するものである。
【0008】
第2のタイプは、特開平7−80386号等公報等に記載されているような、溶剤を湿潤させた無塵布で吐出口周辺部を拭うものである。
【0009】
そして第3のタイプは、特開平7−80386号、特開平10−308338号、特開平11−74179号等公報等に記載されているように、溶剤等からなる専用の洗浄液によって吐出口付近にある余分な付着物を洗い流した後、乾燥用ガス等で乾かすものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記した3つのタイプの従来手段には、次のような問題点がある。
まず第1のタイプの手段では、清掃具をスリットダイに摺接させるため、長時間にわたって清浄化を行なうと、清掃具が摩耗して清浄化の効果が減少するとともに、摩耗によって生じるパーティクルや脱落物が塗膜に混ざり込んで、品質を低下させるという問題がある。
【0011】
また、第2のタイプの手段でも、無塵布をスリットダイに接触させて付着物を拭うため、無塵布が摩滅してパーティクルが発生し、同様の塗布物の品質低下を起こしてしまう。
【0012】
さらに第3のタイプの手段では、溶剤等を吐出口付近に吹き付けるので、摩耗による障害は発生しないが、付着物を除去する力が小さいために清浄効果の点でがやや劣るのと、溶剤が吐出口出口にある塗布液と接触することで塗布液が変質し(ソルベントショック)、顔料凝集等の塗布欠点を誘発して、塗布物の品質低下を引き起こしてしまう。
【0013】
この発明は、上述の事情に基づいて行ったもので、その目的するところは、清掃具とスリットダイの摩耗や、塗布液の変質による塗布物への悪影響なしにスリットダイの吐出口周辺部の清浄化を実現し、さらにこれによって高品質の塗膜形成を高い生産性で行うことができる塗布ヘッドの清浄方法および清浄装置、並びにこれらの清浄方法および清浄装置を用いたカラーフィルタの製造方法および製造装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
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。
請求項1に係る塗布ヘッドの清浄方法は、塗布液を吐出口から吐出させる塗布ヘッドの吐出口周辺を清浄にするための方法であって、溶剤吐出手段と気体吐出手段を塗布ヘッドの長手方向に並べて配置し、気体吐出手段から気体を噴射開始するとともに、塗布液を溶解する溶媒を溶剤吐出手段から吐出開始してから、気体吐出手段と溶剤吐出手段を塗布ヘッドの長手方向に移動し、前記塗布液を溶解する溶媒を前記塗布ヘッドの吐出口周辺に付着している付着物に接触させた直後に、塗布ヘッドの吐出口周辺部に残存している付着物及び溶媒を、気体吐出手段から噴射される気体との衝突で除去するとともに、除去された付着物と溶媒と前記気体を回収し、さらに前記溶媒と付着物との衝突位置、および塗布ヘッドの吐出口周辺に残存している付着物及び溶媒と気体との衝突位置を、塗布ヘッドの長手方向に移動させることを特徴とする方法からなる。
【0018】
請求項2に係るカラーフィルターの製造方法では、上記のような塗布ヘッドの清浄方法を用いてカラーフィルターを製造するので、高い品質のカラーフィルターを製造できる。
【0021】
請求項3に係る塗布ヘッドの清浄装置は、塗布液を吐出口から吐出させる塗布ヘッドの吐出口周辺部を清浄にするための塗布ヘッドの清浄装置であって、塗布液を溶解する溶媒を前記塗布ヘッドの吐出口周辺に付着している付着物に接触させる溶媒吐出手段と、付着物との衝突後に塗布ヘッドの吐出口周辺に残存している付着物及び溶媒を気体との衝突で除去する気体吐出手段と、除去された付着物と溶媒と前記気体を回収する回収手段を有し、さらに前記溶媒吐出手段と気体吐出手段は塗布ヘッドの長手方向に並べて配置されているとともに、全ての手段が塗布ヘッドの長手方向に移動自在であり、気体吐出手段と溶媒吐出手段を塗布ヘッドの長手方向に移動させる動作を制御する動作制御手段をさらに備えることを特徴とするものからなる。
【0022】
請求項4に係るカラーフィルターの製造装置では、上記のような塗布ヘッドの清浄装置を使用してカラーフィルターを製造するので、高い品質のカラーフィルターを製造できる。
【0023】
請求項1に係る塗布ヘッドの清浄方法、および請求項3に係る塗布ヘッドの清浄装置によれば、スリットダイの吐出口周辺部に清掃具を接触することなく、非接触で吐出口周辺部を清浄化できるとともに、スリットダイ吐出口出口にある塗布液と溶剤の接触による塗布液の変質を、両者の接触時間を最小限とすることで防止することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、この発明に係る清浄装置の全体概略斜視図、図2は図1のステージ6とスリットダイ40回りの構成図、図3は本発明に係る清浄装置の一実施例を示す正面断面図、図4、5は図3の各々の部分の側面断面図である。
【0025】
図1には、本発明になるカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造に適用される塗布装置、すなわち、いわゆるダイコータ1が示されている。このダイコータ1は基台2を備えている。また、基台2上には一対のガイド溝レール4が設けられており、これらガイド溝レール4上には一対のスライド脚9を介して保持体としてのステージ6が配置されている。このステージ6の上面10は走行方向に対して長く、真空吸引によって被塗布部材である基板Aが固定可能なサクション面として構成されている。ステージ6はガイド溝レール4上を水平方向に往復動自在となっている。
【0026】
一対のガイド溝レール4の間には、図2に示す送りねじ機構14、16、18とこれを内蔵するケーシング12が配置されており、ケーシング12はガイド溝レール4に沿って水平方向に延びている。送りねじ機構は、図2に示されているようにボールねじからなるフィードスクリュー14を有しており、フィードスクリュー14はステージ6の下面に固定されたナット状のコネクタ16にねじ込まれているとともに、このコネクタ16を貫通して延び、その両端部は図示しない軸受に回転自在に支持され、その一端にはACサーボモータ18が連結されている。なお、ケーシング12の上面にはコネクタ16の移動を許容する開口が形成されているが、図1にはその開口が省略されている。
【0027】
図1に示されているように、基台2の上面には、そのほぼ中央に逆L字形のダイ支柱24が配置されている。ダイ支柱24の先端はステージ6の往復動経路の上方に位置付けられており、その先端には昇降機構26が取り付けられている。昇降機構26は昇降可能な昇降ブラケット(図示しない)を備えており、この昇降ブラケットはケーシング28内の一対のガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。また、ケーシング28内にはガイドロット間にボールねじからなるフィードスクリュー(図示しない)もまた回転自在にして配置されており、このフィードスクリューに対しナット型のコネクタを介して昇降ブラケットが連結されている。フィードスクリューの上端にはACサーボモータ30が接続されており、このACサーボモータ30はケーシング28の上面に取り付けられている。
【0028】
昇降ブラケットには支持軸(図示しない)を介してダイホルダ32が取り付けられており、このダイホルダ32はコの字形をなし、かつ、一対のガイド溝レール4の上方をこれらの間に亘って水平に延びている。ダイホルダ32は支持軸によって昇降ブラケット内にて回転自在に支持されているから、垂直面内で回転可能となっている。
【0029】
昇降ブラケットには水平バー36も固定されている。この水平バー36はダイホルダ32の上方に位置し、ダイホルダ32に沿って延びている。水平バー36の両端部には、電磁作動型のリニアアクチュエータ38がそれぞれ取り付けられている。これらリニアアクチュエータ38は水平バー36の下面から突出する伸縮ロッドを有しており、その伸縮ロッドの下端がダイホルダ32の両端にそれぞれ当接されている。
【0030】
ダイホルダ32内には塗布ヘッドとしてのスリットダイ40が保持されており、図1から明らかなように、スリットダイ40はステージ6の往復動方向と直交する方向、つまり、ダイホルダ32の長手方向に水平に延び、そして、その両端にてダイホルダ32に支持されている。
【0031】
図2に示されているように、スリットダイ40からは塗布液の供給ホース42が延びており、この供給ホース42の先端はシリンジポンプ44内にある電磁切換え弁46の供給ポートに接続されている。電磁切換え弁46の吸引ポートからは吸引ホース48が延びており、この吸引ホース48の先端部は、塗布液70を蓄えたタンク50内に挿入されている。
【0032】
シリンジポンプ44のシリンジ80内の塗布液は、電磁切換え弁46の切換え作動により、供給ホース42および吸引ホース48の一方に選択的に接続可能となっている。またピストン52は、図示しない駆動源によって上下方向に往復動自在となっており、電磁切換え弁46との組合せにより、シリンジ80内の塗布液をスリットダイ40の方に供給したり、タンク50内の塗布液70をシリンジ80内に充填したりすることができる。そして、これら電磁切換え弁46およびピストン52の図示しない駆動源は、コンピュータ54に電気的に接続されており、このコンピュータ54からの制御信号を受けて、これらの作動が制御される。
【0033】
さらに、シリンジポンプ44の作動を制御するため、コンピュータ54にはシーケンサ56もまた電気的に接続されている。このシーケンサ56は、ステージ6側のフィードスクリュー14を駆動するACサーボモータ18や、昇降機構26側のACサーボモータ30、また、リニアアクチュエータ38の作動をシーケンス制御するものであり、そのシーケンス制御のために、シーケンサ56にはACサーボモータ18、30の作動状態を示す信号、ステージ6の移動位置を検出する位置センサ58からの信号、そして、スリットダイ40の作動状態を検出するセンサ(図示しない)からの信号などが入力されるようになっている。一方、シーケンサ56からはシーケンス動作を示す信号がコンピュータ54に出力されるようになっている。
【0034】
次に図2に概略的に示されているように、スリットダイ40はステージ6の往復動方向と直交する方向、すなわち幅方向に長尺なブロックであるフロントリップ59およびリアリップ60を有している。これらリップ59、60はステージ6の往復動方向に向かい合わされ、図示しない複数の連結ボルトにより相互に一体的に結合されている。両リップ59、60の結合により、スリットダイ40の下部は斜面66、68を有して先細形状をなすとともに、最下面は塗布液の吐出部として形成される。
【0035】
スリットダイ40内にはその中央部分に位置してマニホールド62が形成されており、このマニホールド62はスリットダイ40の幅方向に水平に延びている。マニホールド62は前述した塗布液の供給ホース42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62は塗布液の供給を受けることができる。
【0036】
スリットダイ40の内部にはその上端がマニホールド62に連通したスリット64が形成されており、このスリット64の下端がスリットダイ40の下面74にて開口して、スリットダイ40の吐出口72として形成されている。スリット64はフロントリップ59とリアリップ60との間に挟み込んだ図示していないシムによって確保されている。
【0037】
再度、図1を参照すると、基台2の上面にはダイ支柱24よりも手前側にセンサ柱20が配置されている。このセンサ支柱20もまた前述したダイ支柱24と同様に逆L字形をなし、ブラケット21を介して厚みセンサー22をその先端がステージ6の往復動経路の上方に位置付けられように保持している。
【0038】
この厚みセンサ22は、ステージ6上に基板Aが載置されたとき、その厚さを光学的に検出し、その厚さに対応した検出信号をコンピュータ54に出力する。
また、ステージ6の先端には、ステージの吸着面とスリットダイ40の下面74との距離を測るセンサー76が左右一対備えられている。
【0039】
図1をさらに参照すると、センサ支柱20とダイ支柱24との間の基台2上に、清浄化装置100が設けられている。この清浄化装置100は、その本体102がスリットダイ40の長手方向(幅方向)、つまりステージ6の往復動方向と直交する方向に延びている。この本体102には、矩形のキャリア106がガイド口110を直線案内部にして摺動自在にて取り付けられている。さらにこのキャリア106の下部は図示していないボールねじで貫通されている。そのボールネジはキャリア106の摺動方向に沿って延びており、その一端は電動モータ104の出力軸に連結されている。
【0040】
さらにキャリア106には、4本の昇降ガイド108を介して平板バー112が取り付けられている。この平板バー112には図示していないエアーシリンダー等の駆動源が接続されており、上下方向に自在に移動することができる。また平板バー112の先端部には清浄化ユニット120が、スリットダイ40と一定のすきまを設けるように取り付けられている。清浄化ユニット120はキャリア106の動作によりスリットダイ40長手方向に移動して、スリットダイ40の下面74に全長にわたって相対することができる。清浄化ユニット120の動作は図2に示すシーケンサ56によって制御される。
【0041】
清浄化ユニット120の一実施態様例が図3、4、5に示す清浄化ユニットA130である。清浄化ユニットA130は溶剤吐出・回収ユニット140とエアー噴射・回収ユニット160より構成される。
【0042】
溶剤吐出・回収ユニット140は、スリットダイ40の斜面66、68に対してその吐出口が水平方向に向けられている1対の溶剤ノズル142A、B、溶剤ノズル142A、Bより吐出された溶剤152がスリットダイ40の下面74に付着している塗布液150と衝突して、その落下物154を回収する塗布液・溶剤回収ボックス144より構成される。塗布液・溶剤回収ボックス144は連結口146を通じて、図示しない吸引源に接続されており、塗布液・溶剤回収ボックス144の内部156を負圧として、落下物154を外部にもらすことなく回収することができる。また溶剤ノズル142A、Bも図示しない溶剤供給源に接続されている。
【0043】
またエアー噴射・回収ユニット160は、これもまたスリットダイ40の斜面66、68に対してそのエアー吐出口が水平方向に向けられている1対のエアーノズル162A、B、エアーノズル162A、Bより噴射されたエアー174がスリットダイ40の下面74に付着している液体付着物176と衝突して発生する液体落下物178を回収する液体回収ボックス165、並びにエアー174を回収するエアー回収ボックス164より構成されている。液体回収ボックス165、エアー回収ボックス164は各々連結口172、170を有しており、各々別々の図示しない吸引源に接続されて、液体回収ボックス165の内部166、エアー回収ボックス164の内部168を負圧にして、液体落下物178、とエアー174を外部に漏らすことなく確実に回収することができる。またエアーノズル162A、Bも図示しないエアー供給源に接続されている。
【0044】
この清浄化ユニットA130を用いた清浄化方法は次のようにして行う。
まず清浄化装置100の電動モータ104を駆動して平板バー112を移動させ、平板バー112の上にのせた清浄化ユニットA130を、スリットダイ40の長手方向端部(どちら側でもよい)に動かして停止させる。続いて図示していない吸引源を始動して塗布液・溶剤回収ボックス144の内部156を負圧にするとともに、溶剤ノズル142A、Bから溶剤を吐出して、清浄化ユニットA130をスリットダイ40の反対側の端部にむけて移動し、スリットダイ40の下面74や斜面66、68に付着している塗布液150、その他のものを洗い落とし、溶剤とともに塗布液・溶剤回収ボックス144に回収する(溶剤洗浄ステップ)。
【0045】
スリットダイ40の反対側端部に達したら停止するとともに、溶剤ノズル142A、Bからの溶剤吐出も停止する。続いてエアーノズル162A、Bからエアーを噴射するとともに、別の図示しない吸引源を始動して連結口172、170から吸引を行ってエアー回収ボックス164の内部168と、液体回収ボックス165の内部168とを負圧にする。この状態で清浄化ユニットA130をスリットダイ40の最初にいた端部まで移動して、スリットダイ40の下面74や斜面66、68に残存している溶剤等の液体付着物176を吹き飛ばして、噴射したエアーともども液体回収ボックス165及びエアー回収ボックス164から回収する(残存溶剤回収ステップ)。このときエアーを残存している溶剤等に直接噴射すると、溶剤等が噴霧状になってスリットダイ40の下面74等に再付着するので、溶剤等が付着していない乾燥したスリットダイ40の各面にエアーを噴射してスリットダイ40の長手方向に流れるエアー流を作り出し、これによって溶剤等を吹き飛ばすようにエアーノズル162A、Bの位置調整をすることが肝要である。
【0046】
また溶剤洗浄ステップから残存溶剤回収ステップまでの時間を短くすることにより、溶剤がスリットダイ40の吐出口72の出口にある塗布液との接触時間を短くし、塗布液変質のための時間的余裕を与えないことが好ましい。
【0047】
以上の各ステップで使用する溶剤は、塗布液を構成している溶剤であることが好ましい。塗布液が乾燥して固体膜となってスリットダイ40の吐出口部周辺に付着していても、溶解作用によって洗い流すことができるからである。
【0048】
また上記においては、溶剤洗浄ステップ、残存溶媒回収ステップとも各1回行う例を示したが、完全に清浄化できるまで複数回行ってもよく、2つのステップを交互に行っても、続けて同じステップを何回も繰り返してもよい。
【0049】
次に以上の塗布ヘッドの清浄方法を用いた塗布方法について説明する。
まず塗布装置における各作動部の原点復帰が行われるとステージ6、スリットダイ40はスタンバイの位置に移動する。この時、タンク50〜スリットダイ40まで塗布液はすでに充満されており、スリットダイ40を上向きにして塗布液を吐出して内部の残留エアーを排出するという、いわゆるエアー抜き作業も既に終了している。そして、ステージ6の表面には図示しないリフトピンが上昇し、この上に図示しないローダから基板Aが載置されるとリフトピンを下降させて基板Aをステージ6の上面10に載置し、基板Aを吸着する。
【0050】
続いて清浄化ユニットA130を清浄化ユニット120に使用した清浄化装置100を作動させ、上記した清浄化方法によって、スリットダイ40の下面74、斜面66、68をきれいに清浄化する。清浄化作業が完了したら、ステージ6を駆動して基板Aの塗布開始部をスリットダイ40の吐出口72の真下まで移動して停止させる。この停止状態の時に厚みセンサ22で基板Aの基板厚みを測定し、その厚さに基づき、基板A〜スリットダイ40の下面74間のクリアランスがあらかじめ与えた値になるように、スリットダイ40を下降する。
【0051】
一方、シリンジポンプ44はこの間にタンク50から所定量の塗布液70を吸引しており、クリアランスの設定確認後、塗布液70をシリンジポンプ44からスリットダイ40に送り込む。シリンジポンプ44の送り込み動作開始と同時に、コンピュータ54内のタイマーがスタートし、スリットダイ40の下面74と基板Aとの間に塗布液ビードCを形成するための定められた時間の後に、コンピュータ54からシーケンサ56に対してスタート信号が出され、ステージ6が塗布速度で移動を開始し、塗布が開始される。
【0052】
基板Aの塗布終了位置がスリットダイ40の吐出口72の真下にきたら、シリンジポンプ44に対してコンピュータ54から停止指令を出してスリットダイ40からの塗布液の吐出を停止するとともに、スリットダイ40を上昇させて完全に塗布液ビードCをたちきる。
【0053】
これらの動作中ステージ6は動きつづけ、基板Aが終点位置にきたら停止し、基板Aの吸着を解除して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は次の工程に搬送される。この後ステージ6はリフトピンを下降させ原点位置に復帰する。これと同時にシリンジポンプ44は吸引動作を行ってタンク50から新たに塗布液70を充満させる。ついで次の基板Aが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。上記の塗布方法のうち、塗布が終了した段階で、スリットダイ40の吐出口72の周辺には塗布液が付着して残っている。この残存塗布液は、上記した塗布サイクルにしたがって、次の塗布開始前に清浄化装置100によって除去されることになる。ただし、塗布液が蒸発しやすくてすぐに乾燥するものである場合には、塗布を終了した直後に清浄化装置100によって残存塗布液を除去して、スリットダイ40の吐出口72の周辺部を清浄化することが望ましい。
【0054】
次に図6〜図9を参照して、本発明の別の実施態様例である清浄化ユニットB200について説明する。図6は清浄化ユニットB200の正面断面図、図7及び図8は図6での各々異なる位置での側面断面図、図9は清浄化ユニットB200による清浄工程を示したものである。
【0055】
まず図6〜8を参照すると、清浄化ユニットB200には、エアー222噴射用にスリットダイ40の斜面66、68に対してそのエアー吐出口が水平方向に向けられている1対のエアーノズル208A、Bと、スリットダイ40の下面74に向けられている下側ノズル212がある。さらにこれらのノズルのちょうど反対側に、同じくエアー222噴射用にスリットダイ40の斜面66、68に対して吐出口が水平方向に向けられている一対のエアーノズル206A、Bと、スリットダイ40の下面74に向けて溶剤224を吐出する下側溶剤ノズル210が備えられている。以上のエアーノズル206A、B、208A、Bや下側溶剤ノズル210は、それぞれ図示しないエアー供給源や溶剤供給源に接続されている。
【0056】
以上の各ノズルはエアーの吸引回収口でもある本体202に保持されているが、この本体202を平板バー112上に固定することで、スリットダイ40の長手方向への移動ができるようになる。本体202のスリットダイ40長手方向の両端部はスリットダイ40の吐出口先端部にならった形状をして、一定の隙間をおいて配置されている。さらに本体202の中央部は内部空間216を備えており、各エアーノズルから噴射されるエアーを回収できるようにしている。内部空間216は接続口220と通じているので、図示していない吸引源と接続することにより、内部空間216を負圧にして、各ノズルから噴射されたエアーを外部に漏らすのを防止することができる。
【0057】
また、内部空間216の中央部には液体回収口204も配置されている。この液体回収口204は接続口218を介して図示しない吸引源に通じており、吸引作用によって内部214を負圧にして、溶剤等の液体を外部に漏らすことなく回収することができる。
【0058】
以上の清浄化ユニットB200を用いた清浄化方法を図9を参照しながら説明する。図9は清浄化の工程を示した模式図である。
【0059】
まず清浄化装置100の清浄化ユニット120として清浄化ユニットB200を平板バー112に取り付ける。次いで電動モータ104を駆動して平板バー112を移動させ、清浄化ユニットB200を図9に示すスリットダイ40の長手端部のうち、左側端部に移動して停止させる(図9のステップa)。
【0060】
そして図示していない吸引源を始動して液体回収口204の内部214と、本体202の内部空間216を負圧にするとともに、エアーノズル206A、Bからエアーの噴射を開始する。この状態で清浄化ユニットB200をスリットダイ40の反対側の端部(図9の右側端部)にむけて移動し、スリットダイ40の下面74や斜面66、68に付着している塗布液、その他のものをエアーの噴射によって吹き飛ばし、吹き飛ばした塗布液等よりなる落下物214を液体回収口204で回収し(図9のステップb)、スリットダイ40の反対側端部に達したらそこで停止する。以上の工程でスリットダイ40の吐出口72周辺部からは塗布液はほぼ除去され、後には塗布液が乾燥したものが少し残存する。
【0061】
清浄化ユニットB200がスリットダイ40の反対側の端部に達した時点でエアーノズル206A、Bからエアーの噴射を停止し、かわりにエアーノズル208A、B、下側ノズル212からエアー噴射を開始するとともに、下側溶剤ノズル210からの溶剤の吐出も開始する(図9のステップc)。下側溶剤ノズル210からの溶剤吐出は吐出された溶剤がスリットダイ40の下面74だけではなくて、斜面66、68にも達する程度の吐出速度で行う。この状態で清浄化ユニットB200をスリットダイ40のもといた端部(図9の左側端部)にむけて移動する。この動作によって、溶剤224がスリットダイ40の下面74および斜面66、68に付着されて、ここに乾燥して付着している塗布液の膜が溶解して下面74および斜面66、68から剥離し、それがエアーノズル208A、B、下側ノズル212から噴射されるエアーによって、溶剤ともども吹き飛ばされて落下物232となり、それが液体回収口204および本体202に回収される(図9のステップd)。
【0062】
清浄化ユニットB200はスリットダイ40のもといた端部(図8の左側端部)に達したら停止し、エアーノズル208A、B、下側ノズル212からエアー噴射、下側溶剤ノズル210からの溶剤の吐出を停止するとともに、図示しない吸引源も停止し、液体回収口204および本体202からの吸引も停止する(図9のステップe)。
【0063】
以上の清浄化方法でも、清浄化ユニットA130を用いた清浄化方法と同じ理由で、溶剤等が付着していない乾燥したスリットダイ40の各面にエアーを噴射してスリットダイ40の長手方向に流れるエアー流を作り出し、これによって溶剤等を吹き飛ばすように各エアーノズルの位置調整をすることが肝要である。
さらに当然ながら、溶剤224は塗布液を構成している溶剤であることが好ましい。
【0064】
また上記の実施態様例では、溶剤224をスリットダイ40の下面74、斜面66、68に付着させた直後に、エアー噴射によって溶剤等を除去しているので、溶剤がスリットダイ40の吐出口72の出口にある塗布液との接触時間が短く、塗布液の変質発生を防止できる。
【0065】
なお本発明が適用できる塗布液としては粘度が1cps〜100000cps、望ましくは10cps〜500cpsであり、ニュートニアン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。また塗布液の乾燥速度にも特に依存せず、RGB色用の塗布液の他、レジスト、O/C材に対しても、ダイコータで塗布するときのスリットダイ清浄手段に本発明を適用できる。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。さらに使用する塗布状態としては、クリアランスが40〜500μm、より好ましくは80〜300μm、塗布速度が0.1m/分〜10m/分、より好ましくは0.5m/分〜6m/分、ダイのリップ間隙は50〜1000μm、より好ましくは100〜600μm、塗布厚さが5〜400μm、より好ましくは20〜250μmである。
【0066】
また清浄化のための条件としては、各ノズルから噴射するエアーの吐出速度は1〜300m/s、望ましくは10〜100m/sである。エアーノズルおよび溶剤吐出ノズルのエアー吐出部および溶剤吐出部の形状は丸型でもスリット状の矩形形状でもいかなる形状のものでもよい。丸形の場合は吐出部の内径が丸0.1〜10mm、好ましくは0.5〜5mm、矩形の場合には、間隙が0.05〜5mm、より好ましくは0.1〜5mmである。
【0067】
溶剤の吐出量としてはできるだけ少ない方がよく、好ましくは0.1cc/s〜50cc/s、より好ましくは0.5cc/s〜10cc/sである。
【0068】
また、溶剤、塗布液、エアーの回収のために、負圧とする部分は10Pa〜50kPa、望ましくは100Pa〜10kPaである。液体や溶剤の回収口の基板走行方向の長さは、スリットダイ40の下面74より若干大きい方が好ましい。
【0069】
さらに各ノズルとスリットダイとの設置角度であるが、エアー用、溶剤用とも小さい側で20〜90度、より好ましくは45〜75度である。
【0070】
また、清浄化ユニットの移動速度は、好ましくは0.1〜50m/分、より好ましくは0.5〜15m/分である。
【0071】
【実施例】
360×465mmで厚さ0.7mmの無アルカリガラス基板上に、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作成した。ブラックマトリックス膜は、チタン酸窒化物を遮光材、ポリアミック酸をバインダーとして用いたものであった。
【0072】
続いてウェット洗浄によって基板上のパーティクルを除去後、ポリアミック酸をバインダー、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンと3−メチル−3−メトキシブタノールの混合物を溶媒、ピグメントレッド177を顔料にして固形分濃度10%で混合し、さらに粘度を50cpsに調整したR色の塗布液を、20μmの厚さで速度3m/分にて、図1に示すダイコータで全面均一に塗布した。ここで、ダイコータのスリットダイはスリットの間隙が100μm、スリットの幅が305mm、スリットダイと基板との間隔(クリアランス)は100μmであった。この時スリットダイの吐出口清浄手段として図6に示す清浄化ユニットBを用いて、塗布前にスリットダイの吐出口周辺部を必ず清浄化した。ここで各エアーノズルには断面が同心円状で内径が1mmの丸ノズル、溶剤を付着させる下側溶剤ノズルには断面が同心円状で内径が1.5mmの丸ノズル、液体回収口は30mm(スリットダイ長手方向)×10mm(基板走行方向)、本体の回収部は60mm(スリットダイ長手方向)×20mm(基板走行方向)の、それぞれ矩形形状とした。それぞれの作動条件は、各エアーノズルからは吐出風速20m/sでエアーを、下側溶剤ノズルからは吐出速度0.5m/sでγ−ブチロラクトンを吐出し、液体回収口は2kPa、本体の回収部は1kPaの負圧となるように吸引した。さらに清浄化ユニットBのスリットダイ長手方向への移動速度は10m/分にした。
【0073】
塗布終了後にホットプレートを使用した乾燥装置で100℃で20分乾燥後、固形分濃度10%、粘度8%のレジスト液を10μm塗布し、90℃のホットプレートで10分乾燥後、露光・現像・剥離を行って、R画素部にのみ色塗膜を残し、260度のホットプレートで30分加熱して、キュアを行った。
【0074】
同様の色塗膜の形成をG、B色についても、R色と同様にダイコータと上記の清浄手段、さらにその塗布条件と清浄条件、その他同じ工程を用いて、G、B色の色塗膜を形成した。ここでG色の塗布液には、R色の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10%で粘度を40cpsに調整したもの、B色の塗布液には、R色の塗布液で顔料をピグメントブルー15にして固形分濃度10%で粘度を50cpsに調整したもの、を用いた。
【0075】
そして最後にITOをスパッタリングで付着させ、カラーフィルターを作成した。えられたカラーフィルターは、顔料の凝集物や摩耗粉等の異物もなく、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。
【0076】
【発明の効果】
以上本発明による塗布ヘッドの清浄方法及び清浄装置では、上記のように優れた方法及び装置構成を取っているので、清掃具とスリットダイの摩耗や、塗布液の変質による塗布物への悪影響なしにスリットダイの吐出口周辺部の清浄化を実現し、さらにこの清浄方法および清浄装置を用いた塗布方法および塗布装置によって高品質の塗膜形成を高い生産性で行うことができる。
【0077】
さらに本発明になるカラーフィルタの製造方法および製造装置によれば、上記の優れた塗布ヘッドの清浄方法および清浄装置を用いてカラーフィルターを製造するのであるから、清浄化による欠点のない品質の高いカラーフィルタを高い生産性で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係るダイコータの全体概略斜視図である。
【図2】図1のダイコータを塗布液の供給系を含めて示した概略構成図である。
【図3】本発明の一実施態様に係る清浄装置を示す正面断面図である。
【図4】図3のX−X線に沿う側面断面図である。
【図5】図3のY−Y線に沿う側面断面図である。
【図6】本発明の別の実施態様に係る清浄装置を示す正面断面図である。
【図7】図6のX−X線に沿う側面断面図である。
【図8】図6のY−Y線に沿う側面断面図である。
【図9】清浄化の工程を示した模式図である。
【符号の説明】
1 ダイコータ
2 基台
6 ステージ
14 フィードスクリュー
22 厚みセンサ
40 スリットダイ(塗布ヘッド)
44 シリンジポンプ
50 タンク
62 マニホールド
64 スリット
66、68 斜面
72 吐出口
74 下面
100 清浄化装置
102 本体
104 電動モータ
106 キャリア
108 昇降ガイド
110 ガイド口
112 平板バー
120 清浄化ユニット
130 清浄化ユニットA
140 溶剤吐出・回収ユニット
142A、142B 溶剤ノズル
144 塗布液・溶剤回収ボックス
160 エアー噴射・回収ユニット
162A、162B エアーノズル
164 エアー回収ボックス
165 液体回収ボックス
174 エアー
178 液体落下物
200 清浄化ユニットB
202 本体
204 液体回収口
206A、206B エアーノズル
208A、208B エアーノズル
210 下側溶剤ノズル
212 下側ノズル
A 基板
Claims (4)
- 塗布液を吐出口から吐出させる塗布ヘッドの吐出口周辺を清浄にするための方法であって、溶剤吐出手段と気体吐出手段を塗布ヘッドの長手方向に並べて配置し、気体吐出手段から気体を噴射開始するとともに、塗布液を溶解する溶媒を溶剤吐出手段から吐出開始してから、気体吐出手段と溶剤吐出手段を塗布ヘッドの長手方向に移動し、前記塗布液を溶解する溶媒を前記塗布ヘッドの吐出口周辺に付着している付着物に接触させた直後に、塗布ヘッドの吐出口周辺部に残存している付着物及び溶媒を、気体吐出手段から噴射される気体との衝突で除去するとともに、除去された付着物と溶媒と前記気体を回収し、さらに前記溶媒と付着物との衝突位置、および塗布ヘッドの吐出口周辺に残存している付着物及び溶媒と気体との衝突位置を、塗布ヘッドの長手方向に移動させることを特徴とする、塗布ヘッドの清浄方法。
- 請求項1に記載の塗布ヘッドの清浄方法を用いて、カラーフィルターを製造することを特徴とする、カラーフィルターの製造方法。
- 塗布液を吐出口から吐出させる塗布ヘッドの吐出口周辺部を清浄にするための塗布ヘッドの清浄装置であって、塗布液を溶解する溶媒を前記塗布ヘッドの吐出口周辺に付着している付着物に接触させる溶媒吐出手段と、付着物との衝突後に塗布ヘッドの吐出口周辺に残存している付着物及び溶媒を気体との衝突で除去する気体吐出手段と、除去された付着物と溶媒と前記気体を回収する回収手段を有し、さらに前記溶媒吐出手段と気体吐出手段は塗布ヘッドの長手方向に並べて配置されているとともに、全ての手段が塗布ヘッドの長手方向に移動自在であり、気体吐出手段と溶媒吐出手段を塗布ヘッドの長手方向に移動させる動作を制御する動作制御手段をさらに備えることを特徴とする塗布ヘッドの清浄装置。
- 請求項3に記載の塗布ヘッドの清浄装置を使用してカラーフィルターを製造することを特徴とするカラーフィルターの製造装置。
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