CN1933920A - 涂覆装置、涂覆方法以及由此所得显示部件 - Google Patents
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Abstract
提供一种不仅可抑制吐出波动,得到膜厚均匀性良好的薄膜涂膜,而且吐出应答性优良的涂覆方法以及涂覆装置。在涂液供给装置(例如液压泵3)到涂覆装置(例如喷嘴6)之间,设置缓冲吐出波动的部件(部位5)。由液压泵产生的吐出波动,利用配置于波动缓冲部位5的内部的缓冲波动的部件5a的体积变动而被缓冲,从而从墨菊喷嘴得到被抑制了波动的定量吐出。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂覆装置,特别是涉及一种适用于间歇涂覆的涂覆装置,另外涉及使用了该涂覆装置的涂覆方法,提供一种尽量排除涂布液的吐出波动从而防止由其引起的膜厚变动,并且即使是间歇的涂覆吐出应答性也为良好的涂覆装置。本发明的涂覆装置,除了适合于例如在薄片或玻璃等基板上均匀地涂布磁性体或薄膜等的涂膜的情况之外,还可以合适地使用于显示设备、显示设备用滤色片、LCD阵列、光学滤光器。
背景技术
近年来,在记录介质等的制造工程中,要求在薄片等基体上均匀地涂布磁性体或涂料等的薄膜,因此创建了种种尽量使涂液的吐出波动减少的输液装置。
在作为其最适用的领域的、光学滤光器用的塑料基板、液晶显示器用的玻璃基板、滤色片用的玻璃基板等中,十分需要在涂覆长度不满2m的比较小的基板上薄层地并且均匀地涂布各种涂料的技术。
作为工业上这样的在基板上形成涂膜的方法,采用将被涂覆件一片一片地向涂布机供给、供给·涂布涂料、向干燥等下一工序搬送的单片涂覆方式,以往作为单片涂覆方法广泛地应用滚式涂覆法、棒式涂覆法、模具(ダイ)涂覆法。
滚式涂覆法是通过橡胶滚子等的滚子把涂液复制到基板上的方法,可以进行向长尺寸的被涂覆件、滚筒状的卷起来的被涂覆件的涂覆,但是由于涂液被顺次地从盛液装置向应用滚子、基板输送的关系,涂液暴露于空气的时间长,不仅容易产生由于涂液的吸湿而引起的变质,还容易产生异物的混入。另外,在用高粘度的涂液的情况下或者进行厚膜的涂覆时,膜厚变动也会变大,因此不适用。
棒式涂覆法是使用在杆上卷绕着细金属线的棒在基板上涂布涂液的方法,在该方法中,由于卷绕于杆的金属线直接接触于基板,所以在涂液是非牛顿型或粘度高的情况下,有均化性差、残留金属线的痕迹这样的缺点。
模具涂覆法一直以来广泛地被用于厚膜的涂覆、或连续涂布高粘度的涂料的用途。在使用模具涂布机在被涂覆件上形成涂膜的情况下,已知淋幕式涂覆法、挤出法、液珠法(ビ一ド法)等涂覆方法。通常,在使模具涂布机的喷嘴接近被涂覆件的状态下,从设置于喷嘴的狭缝吐出涂料,在该喷嘴和与其保持一定间隔地相对移动的被涂覆件之间形成称为涂料珠的涂料液滴,在该状态下随着被涂覆件的移动而引出涂料从而形成涂膜。并且,如果采用通过从狭缝供给与由涂膜形成所消耗的涂料同量的涂料从而连续地形成涂膜这样的液珠法,所形成的涂膜能够以十分高的精度实现膜厚的均匀性。
因此直到近年来,提出在要求膜厚均匀性的间歇涂覆中使用模具涂布机,并创出了各种向滤色片的制造等的应用。
但是,在上述以往的方法中,虽然可通过使涂液供给装置精密化而确保一定的膜厚的均匀性,但是由于涂液供给装置和其他驱动部的振动等的影响,在模具喷嘴的吐出上产生波动,从而涂液珠微小地振动并会产生周期性的不均或者不规则的不均。在近年来,特别是显示体用途的领域中,即使是极其微小的膜厚变动也会作为显示不均被视觉发现,给质量带来影响,因此有涂膜均匀性的要求日益增高的倾向。
为了通过使用模具涂布机的方法来得到更加均匀的涂膜,需要追求涂膜均匀性的极限,所以需要完全除去由输液装置的振动、擦动部的不均匀的运动、输液管线的振动等引起的微小的吐出波动和振动。
一般作为除去由输液装置产生的吐出波动的影响的方法,通常提出了设置空气室或者储气室等储压器的方案。
但是,在设置空气室等气密室的构造中,由于涂液的滞留部分多因而对容易变质的涂液不利,另外,会有由于空气接触于涂液而产生的变质和溶解的问题。在储压型储气室中,在涂布操作开始时利用储压器吸收吐出压,从而产生涂液的吐出延迟的问题,另外,被指出有涂布操作停止时吐出会持续一定时间直到滞留在储压器的压力释放完为止这样的应答性的不良。也就是说,在进行间歇涂覆情况下的储压器很难进行均匀的涂膜形成(例如参照特许文献1)。
另外,虽然提出了作为缓冲波动的部件在管道内配置各种发泡弹性体的方案(例如参照特许文献2、特许文献3),但是存在着会从设置在液体中的发泡体向液体中漏出空气或者由于液体浸透到发泡体中而导致其弹性性能过早失去等问题。关于这一点,虽然可以考虑将该发泡弹性体覆盖涂覆的方法等,但是在覆盖材料和弹性体处于粘接状态的情况下,弹性体的体积变动受到其与覆盖材料的粘接面阻碍,其弹性性能损坏,虽然可以响应大压力的变动但是对于微小波动的缓冲却很困难。另外,在覆盖材料和弹性体虽然为紧密接触的状态但不是粘接的状态的情况下,因为会由于内部弹性体的体积变化而产生与覆盖材料的分离,因此会产生新的二次振动,或者在覆盖材料上产生褶皱或缩颈,所以这些在对极其微小的波动进行缓冲的用途中也成为了不能忽视的振动原因。也就是说,以往所考虑的对流体的压力波动进行缓冲的装置,还没有达到能够改善微小的膜厚不均的程度,特别是显示用设备等用途中所要求的微小的膜厚不均;另外,吐出波动的缓冲效果和吐出应答性不能两全,所以未能解决在间歇涂覆中的极其均匀的涂膜的形成。
特许文献1:日本特开平10-159803号公报
特许文献2:日本特开2000-18202号公报
特许文献3:日本特开2002-61788号公报
发明内容
本发明是用于解决这种以往的技术课题而完成的,其目的在于提供一种没有吐出波动的可获得膜厚均匀性良好的薄膜涂膜的涂覆装置。进而还在于提供一种吐出应答性良好的高精度的间歇涂覆装置、以及涂覆方法。
为了解决这样的课题,本发明有以下的构造。即
(1)一种涂覆装置,至少具有涂液供给装置和将涂液涂覆于基体材料上的涂覆装置,它们通过管线连接,将涂液涂覆在基体材料上,其特征在于,在由该涂液供给装置产生的压力所到达的任意地方,配置有缓冲吐出波动的部件,上述缓冲吐出波动的部件是至少由被封入内部的气体和封入该气体的材料构成的部件。
(2)如上述(1)所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件的视在比重为上述封入气体的材料的实际比重的二分之一以下。
(3)如上述(1)或(2)所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件的浸湿面积(与液体相接触的面积)为该缓冲吐出波动的部件的表面积的60%以上。
(4)如上述(1)~(3)任一项所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件的用下式(1)表示的扁平性指数A为1.4~20。
A=S/(4.84×V2/3) (1)
其中,S表示在25℃、1个大气压下的上述缓冲吐出波动的部件的与涂液的浸湿面积(cm2),V表示在上述条件下的该缓冲吐出波动的部件的体积V(cm3)。
(5)如上述(1)~(4)中任意一项所述的涂覆装置,其特征在于,上述封入气体的材料在40℃、90%RH的条件下的氧气渗透率为2500cm3/m2·day·MPa以下。
(6)如上述(1)~(5)任一项所述的涂覆装置,其特征在于,作为将涂液涂覆于基体材料的方法采用模具涂覆法。
(7)如上述(1)~(6)任一项所述的涂覆装置,其特征在于,具有进一步提高由涂液供给装置产生的管道内压的装置,在由该装置提高了管道内压的区间配置上述缓冲吐出波动的部件。
(8)如上述(1)~(7)任一项所述的涂覆装置,其特征在于,作为涂液供给装置至少使用活塞式定量泵。
(9)如上述(8)所述的涂覆装置,其特征在于,从涂覆装置吐出的涂液的每秒钟的吐出量Q为0.1~20cm3。
(10)如上述(8)或(9)所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件在25℃、1个大气压下的体积V(cm3)和从涂覆装置吐出的涂液的每秒吐出量Q(cm3)满足下式(2)。
0.05≤V/Q≤2 (2)
(11)如上述(8)~(10)的任一项所述的涂覆装置,其特征在于,具有测定吐出开始时的管道内压的上升举动的装置。
(12)一种涂覆方法,其使用上述(1)~(11)中任一项所述的涂覆装置将涂液涂覆于基体材料。
(13)一种滤色片的制造方法,包括使用上述(12)所述的涂覆方法进行涂覆的工序。
(14)一种LCD阵列基板的制造方法,包括使用上述(12)所述的涂覆方法进行涂覆的工序。
(15)一种显示设备,其特征在于,使用利用上述(13)或者(14)所述的方法所得的滤色片或者LCD阵列基板。
利用本发明,可以降低吐出波动的影响,稳定地得到膜厚均匀性高的薄膜涂膜,特别是十分适用于间歇地向基体材料进行涂覆的情况。
另外,在使涂液管道内的内压上升的情况下,配置于该压力管道中的缓冲吐出波动的部件,由于其体积变化的应答性提高,所以可以更有效地缓冲吐出波动,而且吐出应答性高,从而可以更加提高膜厚均匀性。并且,在具有测定吐出时的管道内压的装置的情况下,可以检测缓冲波动的部件的劣化,从而可以成为生产率更高的涂布装置。
附图说明
图1表示具有本发明的缓冲波动的部件的模具涂布式涂覆装置的一个
实施例的流程图。
图2表示具有本发明的缓冲波动的部件和管道内压上升装置以及部件劣化检测机能的模具涂布式涂覆装置的一个实施例的流程图。
图3表示使用了以往的模具涂布机的涂覆的一个实施例的流程图。
图4表示将公知的空气室式储压器组合于以往的模具涂布机而得到的模具涂布机式涂覆的一个实施例的流程图。
图5实施例1、2的膜厚测定结果。
图6实施例5的膜厚测定结果。
图7比较例1、2的膜厚测定结果。
图8比较例3、4的膜厚测定结果。
标号说明
1 涂液罐 2 吸引侧转换阀
3 液压泵 4 吐出侧转换阀
5 波动缓冲部位 5a 缓冲吐出波动的部件
6 模具喷嘴 7 基体材料
8 工作台 9 压力计
10 管道内压上升装置 11 控制部顺序控制器
12 泵驱动电路 13 空气室式储压器
C1 电动机驱动信号 S2 压力计设定压到达信号
具体实施方式
以下列举具体实例说明本发明的具体实施方式,但是本发明并不只限定于在此举的具体实例。
本发明的涂覆装置可以适用于要求膜厚的均匀性、必须将涂液的吐出波动作为问题来对待这样的要求非常高的精度的涂布方法。作为这样的涂布方法可以列出模具涂覆法、滚式涂覆法、棒式涂覆法等。
本发明在进行连续涂布的情况下也可以采用,但是由于应答性好所以在间歇地进行涂布的情况下能发挥十分优异的特性。连续的涂覆和间歇的涂覆的区别是:前者使用的基体材料一般是长尺寸,涂覆方法是在涂覆膜达到正常(稳定)涂覆状态时之前的非正常涂覆部位原则上不成品化,而利用被正常地涂覆的部分,与此相对,后者作为以下的涂覆方法来区别,即:在一个基体材料上包含1次至多次的涂布停止的涂覆方法,或以单片型的基体材料为代表的、将从涂覆初期到涂覆终端的所有部位作为1个成品单位而利用的涂覆方法,或者在对1个基体材料的涂覆时间在数分钟以下或对1个基体材料的涂布长度在数米以下的基体材料上实施的涂覆方法。
本发明是减低吐出波动的影响从而得到均匀的涂膜的涂覆装置,特别是涉及一种可以适用于间歇地进行涂覆的装置的技术。本发明的涂覆装置中所用的涂液供给装置是将涂液输出到涂覆装置的装置,可以举出例如齿轮泵、隔膜泵、管泵、CT泵(Coaxial Tubephragm Pumpコガネイ社制造)、蛇形泵、活塞式泵等各种动力机器。这些装置可以单独使用,也可以多种组合使用。在本发明中,优选采用定量性·应答性优良、能够得到均匀的膜厚的活塞式定量泵。
作为利用本发明的涂覆装置进行涂覆的方法,在矩形的基体材料上形成均匀的膜这点上,适用滚式涂覆法、棒式涂覆法、模具涂覆法,但是用滚式涂覆法和棒式涂覆法可能由于涂液混入异物或者暴露于空气中而产生涂液的变质、吸湿,另外,由于在高粘度的涂液和厚膜涂覆时膜厚均匀性好,所以优选模具涂覆法。在该模具涂覆法中,作为涂覆装置一般使用模具喷嘴。作为模具喷嘴的形状,设为考虑了涂液的粘度和吐出狭缝的压损的狭缝间隙,狭缝宽度由涂布基体材料的大小和涂布宽度决定,模具喷嘴内部的歧管形状为T形模或衣架形等,设法能够获得狭缝宽度方向上均匀的吐出。另外,向歧管部的涂液注入路径可以是1处也可以分为几处。
接下来作为具体实例,列举使用作为活塞式定量泵的一种的液压泵的模具涂布机的涂覆装置进一步详细地说明。当然本发明并不限定于此样态。
图1是表示作为本发明的一个实施方式的单张涂覆装置的一例的输液流程图,表示了从涂液贮藏罐到模具喷嘴的流动。打开设置于涂液罐1下游的吸引侧转换阀2,由设置于吸引侧转换阀2的下游的液压泵(涂液供给装置)3开始涂液的吸引。在该状态下吐出侧转换阀4关闭。
吸引了规定量的涂液之后关闭吸引侧转换阀2,打开设置于液压泵3的下游的吐出侧转换阀4,开始液压泵3的输液。通过该动作在工作台8上的被涂覆件7和模具喷嘴6之间形成涂液的液滴(液珠),之后通过使工作台8相对于喷嘴6相对移动从而形成涂膜。工作台8的移动达到所需的涂覆面积、或者在此之前关闭吐出侧转换阀4,从而结束涂覆。
在本发明中,在图1的样态中,在液压泵3到喷嘴6之间设置配置有缓冲吐出波动的部件的部位5,其中配置了缓冲波动的部件5a。当由液压泵3开始吐出程序时,由于输液管线和喷嘴狭缝的压力损失从而管道内压上升很多,由涂液供给装置等产生的吐出波动成为管道内压的波动。该压力波动是涂膜的厚度变动的主要原因,但是由于在涂液管道内缓冲吐出波动的部件缓冲了该影响,所以吐出波动均匀化,从而可以得到没有膜厚变动的均匀涂膜。
在上述例中,在液压泵3和喷嘴6之间的路径中设置了缓冲吐出波动的部件5a,但是也可以在该路径设置支管并设置封入有上述缓冲波动的部件的室,虽然工程技术上稍微有些困难,但是在液压泵内或者喷嘴内配置缓冲吐出波动的部件也可以。
所谓用于本发明的缓冲吐出波动的部件,最好是具有将由吐出的波动产生的管道内压的变动通过部件的体积变化来吸收缓和、从而使管道内压均匀化的作用的部件,作为为了发挥这种作用所必须的性质,可以举出:吸收振动和冲击;由外压的变动引起的体积变化的响应速度快;不会由于接触涂液等而使涂液以及缓冲吐出波动的部件双方产生材质变化;即使由于加压而缓冲吐出波动的部件的密度变高也不会损坏柔软性;体积变动时不会发生振动;即使反复压缩也不会塑性变形等等。
作为具有这样性质的部件,在本发明中使用由封入内部的气体和封入该气体的材料构成的部件。通过使用封入内部的气体和封入该气体的材料构成的部件,与上述以外的方法,例如使用丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、异丁烯橡胶、天然橡胶、氟橡胶等聚合物系弹性材料和凝胶弹性体等发泡弹性体的情况相比较,即使为微弱的压力变动也可以得到应答性良好的体积变化,即使是在间歇涂覆中的反复压缩也不会塑性变形,从而可以长期连续地使用。
另外,与将气体直接配置在涂液管道中的方法相比较,不会产生如下问题,即由于涂液接触气体而变质、由于输液振动而细微气泡化从而该气体流出成为涂布缺点、气体溶解于涂液而不能保持不变的气体体积从而波动缓冲效果产生时效变化等问题。特别是通过用变形应力小的低渗透性的材料将气体封入形成为袋状,可以得到对外压的体积变化的应答性好、在流体内可以维持稳定的形状的部件。
作为这样的用于封入气体的材料,可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚1,1二氯乙烯等通用塑料薄片,和聚丙烯酸酯橡胶、聚醚聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、异丁烯橡胶、天然橡胶、其他的氟橡胶等聚合物系弹性材料等。若因用于封入气体的材料的刚性而损害了被封入的气体的体积变化的应答性,则可能不能发挥足够的波动的缓冲效果,所以最好在常压下将气体封入时的表面硬度为肖氏C硬度70以下,在为了缓冲更微弱的波动时,最好使用50以下的材料,只要封入这样不阻碍气体的体积变化的材料,气体的封入压力无论设定为是否与管道内压一致都可以。并且,在本发明中说明的肖氏C硬度是由高分子计量仪器株式会社制ASKER(注册商标)的C硬度计求得的值。另外,该缓冲吐出波动的部件的视在比重优选为封入该气体的材料的实际比重的二分之一以下,更优选为四分之一以下,再更优选为六分之一以下。下限没有特别限制,但是由于若过小则所封入的气体的阻挡性受损,所以优选为可以维持上述的气体阻挡性的程度。在此,该缓冲吐出波动的部件的视在比重为,将该缓冲吐出波动的全体部件质量除以上述部件全体的体积的值,封入气体的材料的实际比重为,除去了内部气体的封入气体后的材料单体的质量除以上述材料单体的体积的值。
进而,作为上述封入气体的材料应该具有的理想性质,可以举出对液体(涂液成分)以及气体有低渗透性,和对涂液的抗溶剂性等。若对封入了气体的缓冲波动的部件加压,则可能由于封入材料的材质不同,涂液有可能渗入该材料的内部,或者反过来所封入的气体渗透向外部渗出,损害波动缓冲效果,所以最好尽量使用气体阻挡性高的封入材料。例如,在封入气体使用空气的情况下,必须考虑作为空气的主要成分的氮气和氧气的渗透率,另外若以生产率高的涂覆装置为目的,必须考虑至少几小时以上的连续使用,所以上述封入气体的材料,最好使用在40℃、90%相对湿度的条件下氧气渗透率为2500cm3/m2·day·MPa以下的材料,并且虽然在以后叙述,但若考虑由于管道内压变高而对封入气体的材料加高压的情况、和更长期的使用,更优选使用氧气渗透率为30cm3/m2·day·MPa以下的材料。
作为上述气体阻挡性高的薄片,可以使用对表面实施过金属蒸镀处理的薄片或抗溶剂性高的薄片,或者可以使用在内壁涂覆或者层积有熔融胶合性的材料并且可以热密封的复合薄片。使用这些复合薄片可以得到便宜并且密封性好、抗溶剂性高的缓冲吐出波动的部件。
并且,对使用于缓冲波动的部件的气体,使用比氧气的渗透性低的气体,例如氮气和氩等可以得到同样的效果。另外通过并用气体阻挡性高的密封材料和低渗透性的气体,可以发挥更高的气体阻挡性。
作为本发明的缓冲吐出波动的部件的更优选的形态最好为如下的构造,即尽可能增大与涂液的浸湿面积而以较小的体积得到更有效的波动缓冲效果,和/或设为不会产生由于压缩而引起的褶皱或缩颈的形状从而不会由于缓冲波动的部件变形而产生二次振动。在此所谓浸湿面积,是指在缓冲吐出波动的部件配置于涂覆装置中的状态下,与涂液接触的面积的合计。
浸湿面积优选为该缓冲波动部件的表面积的60%以上,更优选为80%以上,最理想为95%以上。通过将浸湿面积设为该缓冲波动部件的表面积的60%以上,可以以较小的体积得到更有效的波动缓冲的效果。浸湿面积、表面积,采用在涂液的压力为1个大气压、温度为25℃时的值。
另外,上述缓冲吐出波动的部件的用下式(1)表示的扁平性指数A最好为1.4以上20以下。
A=S/(4.84×V2/3)……(1)
在此,S表示在25℃、1个大气压下缓冲波动的部件与涂液的浸湿面积(cm2),V表示上述条件下的缓冲波动的部件的体积V(cm3)。
体积一定的情况下,形状为球时表面积最小。因为体积为V(cm3)的球的表面积为4.84×V2/3,所以上式(1)表示的扁平性指数A表示了上述缓冲吐出波动的部件的浸湿面积是同体积的球的表面积的几倍,扁平性指数A越大表示越扁平。通过使扁平性指数A为1.4以上,特别地可以以较小的体积更有效地得到波动的缓冲效果,不会产生由于压缩引起的褶皱或缩颈,从而可以抑制由于缓冲波动的部件的变形引起的二次振动。另外,通过为20以下,特别地可以成为吐出应答性好的涂覆装置。扁平性指数A更优选的范围是3以上10以下。
例如,当形成上述缓冲吐出波动的部件时,将2片的片状的封入用材料贴合并设为将外周部密封的扁平形状,这样的情况与将气体封入球状的情况比较,可以得到很多倍的浸湿面积,所以即使被封入的气体的体积小,也可以得到足够的波动缓冲效果,成为吐出应答性优异的缓冲波动部件。另外,对于以全部表面和涂液接触的方式配置于管道内的部件,虽然从全部方向均等地施加压力,但是满足上式(1)的基本上为扁平形状的部件的由于压缩引起的变形,只不过是向更扁平的形状的变形。所以,即使施加较高的压缩应力,在封入气体的材料也不易产生褶皱或缩颈,从而可以抑制由于褶皱或缩颈引起的体积变化的延迟和产生振动,另外,这样的形状,可以抑制材料本身的变形量,有对耐弯曲性、塑性变形应力、弹性恢复力等封入气体的材料的力学特性的要求特性变低的优点,从而材料的选择幅度宽,所以理想。
但是无限制地将扁平性指数A取大,不仅难于向管道内配置,并且只增大封入用材料的体积从而也会带来视在比重的减少,对波动缓冲有效的工作的气体部分的实质的浸湿面积不会变大。所以,扁平性指数A应为20以下。另外,扁平性指数A的优选好的范围为2以上10以下。
在本发明的缓冲吐出波动的部件中,作为被密封的体积没有特别地限制,可以根据要缓冲的波动强度和所要求的吐出应答性适当地设定。上述缓冲吐出波动的部件可以适用于最重视泵的吐出稳定性·吐出应答性的间隙涂覆的用途。
在间歇涂覆的用途中,该吐出速度为低速的情况较多,作为适用于这样的目的的泵,可以举出例如活塞式定量泵。对于吐出速度,是根据作为涂布对象的基体材料的大小和涂布速度等这些用途而设计的数值,没有特别地限定,但是本发明的缓冲波动的部件,特别地即使是在从涂覆装置吐出的涂液的每秒吐出量Q为0.1~20cm3这样的吐出速度极其小的泵中所产生的波动,也可以使缓冲微小的波动和吐出应答性两全。
在使用像上述活塞式定量泵那样的装置吐出稳定性好的泵时,重要的是不使吐出应答性恶化并且提高波动缓冲效果。在这样的间歇涂覆的情况下,上述缓冲吐出波动的部件在25℃、1个大气压下的体积V(cm3)和从涂覆装置吐出的涂液的每秒吐出量Q(cm3),最好满足下式(2)。更理想的是满足下式(3)。
0.05≤V/Q≤2 (2)
0.05≤V/Q≤0.5 (3)
通过满足上式(2)并最好满足上式(3),从而特别地可以成为波动缓冲效果和吐出应答性优良的涂覆装置。
作为本发明的涂覆装置的优选方式,本发明的涂覆装置,优选具有如图2所示的涂液供给装置以外的另一个进一步提高管道内压的装置10。进一步升高管道内压的装置,是指在设置该装置时的由涂液供给装置提高的管道内压是在没有设置该装置时的管道内压的1.1倍以上范围内这样的装置。若在利用这种装置使管道内压变高的地方配置缓冲吐出波动的部件,则即使是微小的吐出波动由于升高了的管道内压,可以提高由该部件引起的缓冲的应答性,更有效地缓冲波动,并且即使是瞬间产生的负压的波动,也可以通过该部件的体积复原来使吐出稳定。作为使管道内压上升的装置10,可以举出将管道管线的一部分变细,或者在管道中途设置节流孔或开度调整阀等方法。
在本发明中,作为涂覆装置中的标准的管道内压没有特别限制,但是若根据工程技术上的经济性,上限最好在1MPa以下的范围,在使用液压泵那样的以吐出波动少的定量间歇吐出为目的的泵的情况下,即使更低的内压也可以预期有足够的效果,所以只要考虑到活塞的密封性和管道转换阀的工作压,更优选设为0.5MPa以下。作为下限没有特别限制,但是若管道内压达不到使缓冲波动的部件压缩的压力,则当然不能产生体积变动引起的压力波动的缓冲效果,所以即使缓冲波动的部件使用气体的情况下,也最好至少设为常压以上的内压。
进而,具有通过配置在泵吐出侧的压力传感器和记录计等,掌握从吐出刚刚开始之后渐渐升高的管道内压的上升梯度、检测缓冲波动的部件的劣化的装置,由此可以利用于发出警报促进检查,或停止泵的供给等。
以上说明的实施方式仅仅是一个实施的方式,在不损害本发明的要点的范围内可以有各种变化,本发明并不限定于上述具体的实施方式,可以应用于要求均匀的间歇涂覆的各种显示设备、显示设备用滤色片、光学滤光器等一切领域。
例如,在使用于滤色片的制造工序中,使用本发明的涂覆装置实施RGB(红、绿、蓝)各个像素或存在于像素间的黑矩阵、和覆盖涂覆层的全部或者一部分,在为像素或者黑矩阵的情况下,可以使涂液自身带有感光性或者再在之上涂布感光性抗蚀剂,并使用光刻法进行图案成形。得到的图案根据需要进行热硬化等的处理,另外经过形成电极和取向膜等构成的工序,从而成为滤色片。对于LCD阵列同样,除了使用本发明的涂覆装置或者涂覆方法还可以使用以往公知的方法来制造LCD阵列。
实施例
以下举出实施例更具体地说明本发明,但是本发明并不限定于这些实施例。
(评价方法)
A.氧气渗透率
根据日本工业标准K 7129(1999),使用モダンコントロ一ル社制造的OX-TRAN2/20,在温度40℃,湿度90%RH(相对湿度)的条件下测定。
B.干涉不均
作为涂膜的均匀性的评价,采用对干燥涂膜表面照射波长589nm的单一波长的Na灯并用目视观察其反射光的方法。该评价方法,是通过使用单一波长的光源从而来自玻璃表面和涂膜表面的反射光相干涉,即使是十分微小的涂膜的膜厚变动也能够作为干涉不均而被视觉辨认出来的评价方法。
对于沿往涂覆方向看的距涂覆开始位置的距离(以下称为涂覆距离)在从涂覆开始位置到涂覆结束位置的距离的30%~70%的范围,观察是否存在以垂直于涂布方向的方向(与喷嘴平行的方向)为纵方向的条状的干涉不均,以以下的基准判断。
优:干涉不均完全不存在
良:存在很稀疏的干涉不均
合格:存在稀疏干涉不均
不合格:存在浓密干涉不均
干涉不均不合格时,在使用于滤色片的着色层的情况下,在与使用了薄膜晶体管基板的液晶显示板粘合而成为显示监视器时,画面出现浓淡不均,不能使用。另外在用于滤色片的保护膜或衬垫柱件的涂布、制作LCD面板时的取向膜的涂布的情况下,因为会成为LCD液晶层的间隙不均和取向不均,使显示监视器的质量恶化,所以不能使用。
C.平均膜厚、涂覆稳定距离、膜厚分布宽度
使用大塚电子制的接触膜厚计(装置名:MCPD-2000),在涂覆距离2mm~450mm的范围内,以2mm的间隔测定涂布宽度的中央线上的膜厚。
a.平均膜厚
以涂覆距离400mm~450mm的范围(正常涂覆部分)的膜厚的平均值为平均膜厚。
b.膜厚分布宽度
以在涂覆距离400mm~450mm的范围(正常涂覆部分)中的膜厚的最大值和最小值的差为膜厚分布宽度R,以下述基准评价。
优:膜厚分布宽度R在0.005μm以下
良:膜厚分布宽度R比0.005μm大且在0.01μm以下
合格:膜厚分布宽度R比0.01μm大且在0.03μm以下
不合格:膜厚分布宽度R比0.03μm大
膜厚分布宽度R越小越好,在0.03μm以上的情况下,在使用于滤色片的着色层时,与液晶显示装置用薄膜晶体管液晶板粘合成为显示监视器则变为画面的浓淡不均,不能使用。
另外,用于滤色片的保护膜和衬垫柱件的涂布的情况下,变为液晶显示装置的液晶层的间隙不均,使显示监视器的质量恶化,所以不能使用。
c.涂覆稳定距离
将从涂覆距离2mm开始在涂覆距离变大的方向上顺次观察时,最后达到上述平均膜厚的±0.5%的范围之外的点的距涂布开始点的距离,设为涂覆稳定距离,以下述基准评价、
优:涂覆稳定距离在10mm以下
良:涂覆稳定距离比10mm大并且在15mm以下
合格:涂覆稳定距离比15mm大并且在20mm以下
不合格:涂覆稳定距离比20mm大,或者在涂覆距离大于50mm的范围存在上述平均膜厚±0.5%的范围外的点。
涂覆稳定距离越小越好,在20mm以上时,特别是在间歇涂覆的用途中在一个基体材料内成为不合格的区域增加,所以在使用上有问题。
D.连续使用性能
连续地在1000片玻璃基板上进行涂覆,对第500片、第1000片的涂膜进行上述A项的干涉不均评价,以以下的基准判断。
优:第1000片涂膜的干涉不均为优
良:第1000片涂膜的干涉不均为良或者合格
合格:第500片涂膜的干涉不均为优、良或者合格,并且第1000片涂膜的干涉为不合格
不合格:第500片以及第1000片涂膜的干涉不均都不合格
(实施例1)
图1表示作为在本实施例使用的涂覆装置的狭缝模具方式涂覆装置的输液流程图。用内径18mm的活塞式液压泵3作为涂液供给装置,用吐出狭缝宽度620mm、狭缝间隙100μm的模具喷嘴6作为涂覆装置。另外,在管道上设置室5,该室5封入极力排除了涂液停滞部分的构造的缓冲吐出波动的部件,作为缓冲吐出波动的部件5a,采用通过将2片大小20×20mm、厚100μm(氧气渗透率:800cm3/m2·day·MPa)的聚乙烯薄片贴合并且将外周部的2mm的宽度热密封,从而封入了0.8cm3的空气的部件。该部件的视在比重为封入气体的材料的实际密度的0.091倍,浸湿面积为表面积的100%,扁平性指数A=1.84,V/Q=0.343。使用本涂覆装置,在620×750mm、厚度0.7mm的无碱性玻璃基板上,涂布以二甘醇二甲基醚为溶媒、固体成分为16重量%的丙烯酸酯系透明聚合物溶液(光衬垫用丙烯酸酯聚合物)。
在此,作为涂布前的事前准备,首先从涂液罐投入涂液,(1)打开吸引侧转换阀2,(2)用液压泵3吸引涂液,(3)关闭吸引侧转换阀2,(4)打开吐出侧转换阀4,(5)用液压泵3吐出涂液,(6)关闭吐出侧转换阀4,实施以上(1)~(6)的循环,直至从涂覆罐到模具喷嘴的涂液管道内的气液置换完全地完成为止。
在完全排除了涂液管道内的残留气泡的状态下,在打开吸引侧转换阀2之后用液压泵3吸引20.76cm3的涂液,使模具喷嘴6接近吸附固定于工作台8上的基体材料7(玻璃基板)的短边侧端部达到100μm,以涂液吐出速度2.563cm3/秒开始液压泵3的吐出。在狭缝喷嘴6的前端和玻璃基板7之间形成涂液珠之后,在继续该状态的吐出的同时,以6m/秒的速度使工作台8移动750mm从而在620×750mm的玻璃基板7整体表面上形成均匀涂膜。另外,使从涂液供给装置到涂覆装置的管道内压为0.01MPa(仅为在涂液路径种产生的管线压损)。
涂布后的基板立刻投入真空室进行真空干燥,然后在加热板式的硬化炉中以90℃干燥硬化10分钟,从而得到平均膜厚3.73μm的干燥涂膜。在表1中表示评价结果。
〔表1〕
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例5 | ||
缓冲吐出波动的部件 | 气体(体积) | 空气(0.8cm3) | 空气(0.8cm3) | 空气(0.8cm3) | 空气(0.7cm3) |
封入气体的材料 | 聚乙烯 | 聚乙烯 | 气体阻挡薄片 | 气体阻挡薄片 | |
视在比重/材料的实际比重 | 0.091 | 0.091 | 0.107 | 0.194 | |
浸湿面积相对于表面积的比例(%) | 100 | 100 | 100 | 100 | |
扁平性指数A | 1.84 | 1.84 | 1.82 | 3.46 | |
封入气体的材料的氧气渗透率(cm3/m2·day·MPa) | 800 | 800 | 5 | 5 | |
使管道内压进一步升高的装置(内压) | 无 | 针型阀(0.1MPa) | 针型阀(0.1MPa) | 针型阀(0.1MPa) | |
V/Q | 0.343 | 0.343 | 0.350 | 0.339 | |
干涉不均(Na灯观察) | 合格 | 优 | 优 | 优 | |
膜厚分布宽度 | 合格(0.012μm) | 优(0.004μm) | 优(0.004μm) | 优(0.004μm) | |
涂覆稳定距离 | 良(12mm) | 良(14mm) | 良(14mm) | 优(10mm) | |
连续使用性能 | 良 | 合格 | 优 | 优 |
A.干涉不均
可以确认以与涂布方向垂直的方向(与喷嘴平行的方向)为纵向方向的薄条状的干涉不均。该条状的干涉不均是由于微小的膜厚不均引起的,而该膜厚不均是由于在一边从狭缝喷嘴吐出涂液一边使工作台移动而进行涂膜形成时,因来自模具喷嘴的吐出速度微妙地变化而使涂液珠振动,从而使向玻璃基板的液体堆积量发生变化而引起的。在本实施例中所得的基板,因为被视觉辨认为稀疏的条状不均,所以认为合格。
B.平均膜厚、涂覆稳定距离、膜厚分布宽度
本实施例中的平均膜厚为3.73μm,判定为涂覆稳定的评价范围是3.71~3.75。涂覆稳定距离为12mm,判断为良(图5-a)。
C.连续使用性能
因为第1000片的干涉不均评价为合格,所以判定为良。
(实施例2)
如图2所示的流程图,设置针型阀作为使管道内压上升的装置10,调整阀开度直至测量涂液供给装置和该针型阀之间的管道压力的压力计9的指示值为0.1MPa,之后与实施例1同样地进行涂膜形成。
评价结果在表1中表示。
A.干涉不均
条状的干涉不均完全看不到,所以判断为优。
B.平均膜厚、涂覆稳定距离、膜厚分布宽度
涂覆稳定距离为14mm判断为良(图5-c)。
在稳定涂覆范围中,膜厚分布宽度R=0.004μm,和实施例1相比,大幅度地改善,判定为优(图5-d)。
C.连续使用性能
第500片干涉不均评价为合格,第1000片为不合格,所以连续使用性能判断为合格。
另外,用量筒测定完成了1000片涂布之后的气囊的体积,当初含有密封材料的气囊的体积从大约0.9cm3减少到大约0.6cm3。
可以推测由于用针型阀升高管内压,封入的空气渗透过作为气囊材料的聚乙烯渐渐地流出。
(实施例3)
如图2所示的流程图,用大小20×20mm、厚度112μm的气体阻挡薄片(三菱气体化学株式会社PTS袋:5cm3/m2·day·MPa),作为缓冲吐出波动的部件5a的封入气体的材料,除此之外与实施例2一样进行涂膜形成。该部件的视在比重为封入气体的材料的实际密度的0.107倍,浸湿面积比为表面积的100%,扁平性指数A=1.82,V/Q=0.350。
评价结果在表1中表示。
A.干涉不均
条状不均完全看不到,判定为优。
B.平均膜厚、涂覆稳定距离、膜厚分布宽度
涂覆稳定距离为14mm,判断为良。
在稳定涂覆范围中,膜厚分布宽度为R=0.004μm,判断为优。
C.连续使用性能
第500片、第1000片的评价都为完全看不见干涉不均所以为优,连续使用性能判断为优。
用量筒测定完成了1000片涂布的气囊的体积,缓冲吐出波动的部件的体积约为0.9cm3,几乎看不出变化。
可以确认,通过使用气体阻挡性高的材料,可以大幅度地提高缓冲吐出波动的部件的连续使用性能。
(实施例4)
作为检测缓冲吐出波动的部件的劣化的方法,如图2所示的流程图,采用如下构成,即,当控制部顺序控制器11向压液马达驱动电路12发送吐出开始信号C1时,用压力计9测定随着液压泵的吐出开始而上升的管道内压,在管道内压到达设定压力(0.095MPa)的时刻,向控制部顺序控制器11输出压力到达信号S1。这时的从C1输出到S1输入为止的时间用控制部顺序控制器11的内部计时器计测。
除了设置上述测定管道内压的上升举动的装置之外,与实施例2一样,紧接着连续涂布开始之后的管道内压的到达时间大约为0.9秒,在完成200片的时刻的压力到达时间约为0.85秒,在完成500片涂布的时刻的压力到达时间约为0.8秒,在完成1000片涂布的时刻的压力到达时间约为0.6秒,有这样的缩短的倾向。测定波动吸收部件的体积的结果也可以确认在完成1000片涂布的时刻体积减少0.3cm3,所以可以确认能够用管道内压的上升梯度来检测缓冲波动的部件的劣化。
(实施例5)
以进一步提高吐出应答性为目的,使封入气体的体积为0.7cm3,密封形状为25×30mm,除此之外与实施例3同样地进行涂膜形成。该缓冲吐出波动的部件的视在比重为封入气体的材料的实际密度的0.194倍,浸湿面积为表面积的100%,扁平性指数A=3.46,V/Q=0.339。评价结果在表2中表示。
A.干涉不均
在干燥涂膜的利用Na灯的反射观察中,完全看不到条状不均,判断为优。
B.平均膜厚、涂覆稳定距离、膜厚分布宽度
涂覆稳定距离为10mm,判断为优(图6-a)。
在稳定涂覆范围中,膜厚分布宽度为R=0.004μm,判断为优(图6-b)。
C.连续使用性能
第500片、第1000片的评价都为完全看不到干涉不均,所以连续使用性能判断为优。
用量筒测定完成了1000片涂布的气囊体积,含有密封材料的气囊体积约为0.8cm3,几乎看不到变化。
用目视确认配置于涂布状态下的管道中的气囊的状态,即使是压缩状态中的变形也被压成为扁平,所以折痕和褶皱在薄片都看不到,为良好。
(实施例6)
作为缓冲吐出波动的部件,使用在外径6mm、内径4mm的硅酮管(氧气渗透率5000cm3/m2·day·MPa以上)的两端塞上塞子并且在内部封入约0.68cm3的空气的部件,与实施例5一样地进行涂膜成形。该部件的视在比重为封入气体的材料的实际密度的0.6倍,浸湿面积为表面积的100%,扁平性指数A=1.97,V/Q=0.662。评价结果在表1中表示。干涉不均为合格,涂覆稳定距离为17mm(合格)。另外膜厚分布宽度为R=0.016μm(合格)。连续使用性能为合格。
(实施例7)
作为缓冲吐出波动的部件,采用用配件将实施例5中所使用的缓冲吐出波动的部件的两端的2mm宽度固定在封入容器壁面、成为有一面不与液体接触的状态的部件,与实施例5一样进行涂膜成形。该部件的视在比重为封入气体的材料的实际密度的0.113倍,浸湿面积为表面积的40%,扁平性指数A=1.73,V/Q=0.339。评价结果在表2中表示。干涉不均为合格,涂覆稳定距离为12mm(良),膜厚分布宽度为R=0.016μm(合格)。另外,连续使用性能为优。
〔表2〕
实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | ||
缓冲吐出波动的部件 | 气体(体积) | 空气(0.68cm3) | 空气(0.7cm3) | 空气(0.7cm3) | 空气(0.7cm3) |
封入气体的材料 | 硅酮管 | 气体阻挡薄片 | 气体阻挡薄片 | 气体阻挡薄片 | |
视在比重/材料的实际比重 | 0.600 | 0.113 | 0.067 | 0.672 | |
浸湿面积相对于表面积的比例(%) | 100 | 40 | 100 | 100 | |
扁平性指数A | 1.97 | 1.73 | 1.16 | 16.0 | |
封入气体的材料的氧气渗透率(cm3/m2·day·MPa) | 5000以上 | 5 | 5 | 5 | |
使管道内压进一步升高的装置(内压) | 针型阀(0.1MPa) | 针型阀(0.1MPa) | 针型阀(0.1MPa) | 针型阀(0.1MPa) | |
V/Q | 0.662 | 0.339 | 0.832 | 0.832 | |
干涉不均(Na灯观察) | 合格 | 合格 | 良 | 良 | |
膜厚分布宽度 | 合格(0.016μm) | 合格(0.016μm) | 良(0.010μm) | 良(0.008μm) | |
涂覆稳定距离 | 合格(17mm) | 良(12mm) | 良(12mm) | 合格(16mm) | |
连续使用性能 | 合格 | 良 | 良 | 良 |
(实施例8)
作为缓冲吐出波动的部件,使用将2片大小15×15mm、厚度112μm的气体阻挡薄片(三菱气体化学株式会社PTS袋)贴合并且将外周部的2mm宽度热密封从而在内部封入0.7cm3的空气的部件,与实施例5一样地进行涂膜形成。该部件的视在比重为封入气体的材料的实际密度的0.067倍,浸湿面积为表面积的100%,扁平性指数A=1.16,V/Q=0.832。评价结果在表2中表示。干涉不均为良,涂覆稳定距离为12mm(良),膜厚分布宽度为R=0.010μm(良)。另外,连续使用性能为良。
(实施例9)
作为缓冲吐出波动的部件,使用把2片大小80×80mm、厚度112μm的气体阻挡薄片(三菱气体化学株式会社PTS袋)贴合并且热密封外周部的2mm宽度从而在内部封入0.7cm3的空气的部件,与实施例5一样地进行涂膜形成。该部件的视在比重为封入气体的材料的实际密度的0.672倍,浸湿面积为表面积的100%、扁平性指数A=16.0、V/Q=0.832。评价结果在表2中表示。干涉不均为良,涂覆稳定距离为16mm(合格),膜厚分布宽度为R=0.008μm(良)。另外,连续使用性能为良。
(比较例1)
如图3所示的流程图,除没有使用缓冲吐出波动的部件以外,与实施例1一样进行涂膜形成。评价结果在表3中表示。干涉不均为不合格。
由于不存在产生吐出响应延迟的缓冲部件,在涂覆距离的小区域中的膜厚的紊乱变少(图7-a),但是即使在涂覆距离50mm以后仍存在平均膜厚±0.5%的范围外的点,所以判断为不合格。膜厚分布宽度为R=0.041μm(图7-b、不合格)。
另外,第500片、第1000片的涂膜的干涉不均都为不合格,所以连续使用性能判断为不合格。
〔表3〕
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | ||
缓冲吐出波动的部件 | 气体(体积) | 无 | 空气(5cm3) | 空气(1cm3) | 无(硅酮发泡橡胶) |
封入气体的材料 | 无 | 无 | |||
视在比重/材料的实际比重 | - | - | - | 0.5 | |
浸湿面积相对于表面积的比例(%) | - | - | - | 100 | |
扁平性指数A | - | - | - | 5.67 | |
封入气体的材料的氧气渗透率(cm3/m2·day·MPa) | - | - | - | - | |
使管道内压进一步升高的装置(内压) | 无 | 无 | 无 | 无 | |
V/Q | 0 | 1.951 | 0.390 | 1.249 | |
干涉不均(Na灯观察) | 不合格 | 良 | 合格 | 合格 | |
膜厚分布宽度 | 不合格(0.041μm) | 良(0.010μm) | 合格(0.017μm) | 合格(0.016μm) | |
涂覆稳定距离 | 不合格(>50mm) | 不合格(22mm) | 良(14mm) | 良(12mm) | |
连续使用性能 | 不合格 | 良 | 不合格 | 不合格 |
(比较例2)
如图4所示的流程图,除不使用缓冲吐出波动的缓冲部件而使用空气室式储压器(容积50cm3,气密量5cm3)以外,与实施例1一样进行涂膜形成。评价结果在表3中表示。干涉不均为良,涂覆稳定距离为22mm(图7-c,不合格),膜厚分布宽度为R=0.010μm(图7-d,良)。另外,第500片、第1000片的涂膜的干涉不均都为良,所以连续使用性能判断为良。
不使用封入气体的材料,而使用在涂液中直接配置气体的空气室式储压器,所以在干涉不均的减低上可以得到某种程度的效果,但是不能满足吐出应答性。
(比较例3)
除了不使用缓冲吐出波动的部件而使用空气室式储压器(容积50cm3,气密量1cm3)以外,与实施例1一样进行涂膜形成。评价结果在表3中表示。干涉不均为合格,涂覆稳定距离为14mm(图8-a,良),膜厚分布宽度为R=0.017μm(图8-b,合格),连续使用性能为不合格。
(比较例4)
将大小40×40mm、厚度6mm的硅酮橡胶的发泡体作为缓冲吐出波动的部件配置于使用管道液中,除此之外与实施例1一样地进行涂膜形成。评价结果在表3中表示。由于没有使用构成为把气体密封于内部的部件,所以干涉不均为合格,涂覆稳定距离为12mm(图8-c,良),膜厚分布宽度为R=0.016μm(图8-d,合格)。另外,连续使用性能为不合格。
(实施例10、比较例5)
应用本发明制作带有光衬垫柱的滤色片、以及液晶显示板。
(滤色片的制作)
(树脂黑矩阵的制作)以N-甲基-2-吡咯烷酮为溶媒,使3,3’、4,4’-联苯基四甲酸二酐、4,4’-二氨基二苯基醚、以及双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷反应,得到聚酰亚胺前体(聚酰胺酸)溶液。用均化器以7000rpm将具有下述组成的碳黑粉碎物料分散30分钟,过滤玻璃珠,调制黑浆。碳黑粉碎物料碳黑(MA100、三菱化成(株)制):4.6份、聚酰亚胺前体溶液:24.0份,N-甲基吡咯烷酮:61.4份,玻璃珠:90.0份,在300×350mm尺寸的无碱玻璃(日本电器玻璃(株)制、OA-2)基板上用旋转器涂布黑浆,在干燥机中以135℃进行20分钟半固化。接着,用旋转器涂布正型抗蚀剂(Shipley Microposit(注册商标)RC100 30cp),在90℃下干燥10分钟。抗蚀剂膜厚为1.5μm。用佳能(株)制的曝光机PLA-501F,隔着具有黑矩阵部、框缘部、在画面外柱的一部分(基底部)的结构的光掩模,进行曝光。接下来,将含有2重量%的四甲基氢氧化铵(TMAH)的23℃的水溶液用于显影液,将基板浸渍于显影液,同时以在10cm幅度中每5秒往返1次的方式使基板摆动,从而同时进行正型抗蚀剂的显影和聚酰亚胺前体的腐蚀。显影时间为60秒。之后,用甲基溶纤剂乙酸酯剥离正型抗蚀剂,并且,在300℃下进行30分钟固化,得到有黑矩阵部、框缘部、基底部的结构的树脂黑矩阵基板。树脂黑矩阵基板的膜厚为0.90μm,OD值为3.0。另外,在树脂黑矩阵和玻璃基板的界面上的反射率(Y值)为1.2%。由画面外的树脂黑矩阵构成的柱的基底的面积约50000μm2。柱的基座还被形成于在成为画面外的液晶显示装置时被切掉的区域内。以大约每1cm2一个的比例等间隔地周期性地配置。
(着色层的制作)
接着,分别准备用Color index No.65300 Pigment Red 177表示的二蒽醌系染料、用Color Index No.74265 Pigment Green 36表示的酞菁绿系染料、用Color Index No.74160 Pigment Blue 15-4表示的酞菁蓝系染料,作为红、绿、蓝的染料。在聚酰亚胺前体溶液中将上述染料分别混合分散,得到红、绿、蓝三个种类的着色浆。
首先,在基板上涂布蓝浆,在80℃下热风干燥10分钟,在120℃下半固化20分钟。之后,用旋转器涂布正型抗蚀剂(Shipley Microposit(注册商标)SRC100 30cp)之后,在80℃下干燥20分钟。用掩模曝光,将基板浸渍在碱性显影液(Shipley Microposit(注册商标)351),并且一边摇动基板,一边同时进行正型抗蚀剂的显影以及聚酰亚胺前体的腐蚀。之后,用甲基溶纤剂乙酸酯剥离正型抗蚀剂,并且在300℃进行30分钟固化。着色像素部的膜厚为1.7μm。利用该图案成形,形成蓝色像素并且在画面外的黑矩阵的基底上再形成蓝色的着色层的基底。画面外的蓝色的着色层的基底的面积约为25000μm2,框缘上的蓝色的着色层的基底的面积约为500μm2。
水洗后,同样地,进行红色像素的形成。不重新形成柱的基底。
红色像素部的膜厚为1.8μm。
进而水洗后,同样地形成绿色像素。不形成柱的基底。绿色像素部的膜厚为1.5μm。
(光衬垫柱的制作)
使用感光性的JSR制负型丙烯酸酯系材料(NN810或者NN700)作为柱材料,在实施例10中使用实施例5的涂覆装置,在比较例5中使用比较例1的涂覆装置,与实施例5一样地在上述着色层形成基板上涂布。
涂布后的基板立即投入真空室进行真空干燥后,在加热板式的硬化炉中在90℃进行10分钟干燥硬化,得到完全看不到干涉不均的平均膜厚3.73μm的干燥涂膜。
接着用曝光机(佳能PLA-501F)照射200mJ/cm2(i线)进行掩模曝光。将基板浸渍在TMAH水溶液(0.15%)中,并且一边摇动基板一边同时进行显影图案成形。利用该图案成形将柱形成在画面内和框缘上、画面外的黑矩阵的基底上,之后在加热板式的硬化炉中在279℃下干燥硬化20分钟。
画面内的树脂的柱的上面积约为110μm2,树脂层的下面积约为120μm2。在框缘上同样形成为上面积约为110μm2,下面积约为120μm2。画面外的树脂的柱的上面积约为10000μm2(尺寸100×100μm),树脂层的下面积约为12000μm2(尺寸110×110μm)。柱高度为3.1μm。并且,画面内的柱以每3像素(1像素:100μm×300μm)1个的比例设置。
当用卤素灯照明观察带有光衬垫柱的滤色片时,虽然柱高度的波动作为反射不均被看到,但是用实施例10的涂覆装置涂布得到的带有光衬垫柱的滤色片,看不到由于光衬垫的高度不均引起的反射不均,极为良好。另一方面,用比较例5的涂覆装置涂布得到的带有光衬垫柱的滤色片,可以看到由于光衬垫的高度不均引起的强烈的反射不均,质量低劣。
(实施例11)
(彩色液晶板体的制作)在实施例10的滤色片上设置聚酰亚胺系的取向膜,实施取向处理。另外,制作带有具有薄膜晶体管元件的透明电极的对向基板,同样地设置聚酰亚胺系取向膜,实施取向处理。用密封剂将设置了取向膜的滤色片和具有薄膜晶体管元件的透明电极基板贴合,然后切掉画面外的不需要的范围。接着,从设置于密封部的注入口注入液晶。液晶的注入为,在将空壳减压放置之后,将注入口浸渍于液晶槽,通过恢复常压来进行。注入液晶之后,密封注入口,并且将偏光板贴合于基板的外侧从而制作成单元。得到的液晶板体通过没有高度不均的光衬垫柱可以确保均匀的单元间隙,从而有良好的显示质量。
本发明的技术是,在将涂液涂布到基体材料的涂覆装置中,在由于输液泵的振动等引起的吐出波动损害涂膜的均匀性的情况下,通过减低该吐出波动来实现均匀的涂膜形成。特别是在显示体用途的领域中,由于即使是极其微小的膜厚变动也会作为显示不均被视觉发现,从而给质量带来影响,所以本发明的涂覆装置可以适用于这些显示用设备的薄膜涂布技术。
Claims (15)
1.一种涂覆装置,它是至少具有涂液供给装置和将涂液涂覆于基体材料的涂覆装置,它们通过输液管线连接,将涂液涂覆于基体材料的涂覆装置,其特征在于,在由该涂液供给装置产生的压力所到达的任意地方,配置缓冲吐出波动的部件,上述缓冲波动的部件,是至少由封入内部的气体和封入该气体的材料构成的部件。
2.如权利要求1所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件的视在比重相对于上述封入气体的材料的实际比重为二分之一以下。
3.如权利要求1或2所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件的浸湿面积为该缓冲吐出波动的部件的表面积的60%以上。
4.如权利要求1~3中任一项所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件的用下式(1)所表示的扁平性指数A,在1.4以上20以下;
A=S/(4.84×V2/3) (1)
其中,S表示在25℃、1个大气压下的上述缓冲波动的部件的与涂液的浸湿面积(cm2),V表示在上述条件下的上述缓冲波动的部件的体积V(cm3)。
5.如权利要求1~4中任一项所述的涂覆装置,其特征在于,上述封入气体的材料的40℃、90%RH的条件下的氧气渗透率为2500cm3/m2·day·MPa以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的涂覆装置,其特征在于,作为将涂液涂覆于基体材料的方法采用用模具涂覆法。
7.如权利要求1~6中任一项所述的涂覆装置,其特征在于,具有将由涂液供给装置产生的管道内压进一步提高的装置,在管道内压被该装置提高了的区间配置上述缓冲波动的部件。
8.如权利要求1~7中任一项所述的涂覆装置,其特征在于,作为涂液供给装置至少使用活塞式定量泵。
9.如权利要求8所述的涂覆装置,其特征在于,从涂覆装置吐出的涂液的每秒吐出量Q为0.1~20cm3。
10.如权利要求8或9所述的涂覆装置,其特征在于,上述缓冲吐出波动的部件的25℃、1个大气压下的体积V(cm3)和从涂覆装置吐出的涂液的每秒吐出量Q(cm3)满足下式(2)
0.05≤V/Q≤2 (2)。
11.如权利要求8~10中任一项所述的涂覆装置,其特征在于,测定吐出开始时的管道内压的上升举动。
12.一种涂覆方法,使用权利要求1~11中任一项所述的涂覆装置将涂液涂覆于基体材料。
13.一种滤色片的制造方法,包括使用权利要求12所述的涂覆方法进行涂覆的工序。
14.一种LCD阵列基板的制造方法,包括使用权利要求12所述的涂覆方法进行涂覆的工序。
15.一种显示设备,其特征在于,使用利用权利要求13或14所述的方法所得到的滤色片或者LCD阵列基板。
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