JP3714369B2

JP3714369B2 - 塗布装置および塗布方法

Info

Publication number: JP3714369B2
Application number: JP06653196A
Authority: JP
Inventors: 義之北村; 俊英関戸; 浩充金森
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: JPH09253563A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特にカラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造に好適した塗布装置および塗布方法に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
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いる。このような格子模様はガラス基板上に先ず黒色の塗膜を形成した後、マスク処理やエッチング処理などを繰り返し、そのガラス基板上に赤、青、緑の塗膜を順次形成することで得られる。
【０００３】
それゆえ、カラーフィルタの製造には、ガラス基板上に各色の塗膜を形成する、いわゆる塗工工程が必要不可欠となる。このような塗工工程には従来、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るが、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の使用が検討されている。
【０００４】
この種のダイコータとしてはたとえば特開平4-346868号公報に開示されている。この公知のダイコータは、被塗布部材の表面に塗布器の吐出口から塗布液を吐出し、これと同時に被塗布部材を一定の速度で移動させることで、被塗布部材の表面に塗膜を形成するものとなっている。ここで、図１に示されているように塗膜の膜厚は、被塗布部材の移動速度と、塗布器からの塗布液の吐出流量とによって決定される。詳しくは、被塗布部材の移動速度を一定した場合、塗膜の膜厚は、塗布液の吐出流量が増加するに連れてたとえばＫ〜Ｍ（Ｋ＜Ｌ＜Ｍ）のように増加し、逆に、塗布液の吐出流量を一定とした場合には、塗膜の膜厚は被塗布部材の移動速度が増加するに連れてＭ〜Ｋのように減少する。それゆえ、塗膜の膜厚を一定に維持するため、塗布液の吐出流量および被塗布部材の移動速度はそれぞれ一定に保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被塗布部材が移動され、また、塗布器から塗布液が吐出されても、これらの移動速度や吐出流量がその定常状態に達するまでには、図２中それぞれＴｓ，Ｔｐで示されるような遅れが発生する。このため、このような応答遅れの期間、すなわち、移動速度および吐出流量が定常状態に移行するまでの過渡期にあっては、塗布液の吐出流量と被塗布部材の移動速度との間に定常状態での場合と同様な関係が保持されず、被塗布部材の表面に形成された塗膜はその膜厚が所望の一定値とはならない。それゆえ、被塗布部材の表面にて、その形成開始から吐出流量および移動速度が共に定常状態に移行するまでの間に形成された塗膜の部分はその膜厚が正規の値から外れた不良部分となってしまう。
【０００６】
この発明は上述した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、塗膜の形成開始時、塗膜の膜厚不良部分を可能な限り減少させることができる塗布装置および塗布方法、そして、これらの塗布装置および方法を用いたカラーフィルタの製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、この発明によって達成され、請求項１の塗布装置は、塗布液を供給する供給手段と、この供給手段から供給された塗布液を吐出する塗布器と、塗布器および被塗布部材のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、そして、被塗布部材の表面に塗膜が形成されるとき、その塗膜の形成開始後から塗布液の吐出流量および塗布器に対する被塗布部材の相対移動速度がそれぞれ定常状態に移行するまでの過渡期にて、塗布液の吐出流量の変化率および被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるべく、予め実測した前記相対移動速度の加速度特性に基づいて準備された塗布液の吐出パターンに従い、前記塗布部材の相対移動に対して前記塗布器からの塗布液の吐出流量を制御する同調手段とを備えている。
【０００８】
請求項１の塗布装置によれば、塗膜の形成開始後、塗布液の吐出流量および被塗布部材の相対移動速度がそれぞれ定常状態に移行するまでの過渡期にあっても、吐出流量および相対移動速度はそれらの変化率が互いに一致しており、塗布液の吐出流量と被塗布部材の相対移動速度との関係は定常状態での関係と同一となる。したがって、この場合、塗膜の形成開始直後から、所望の膜厚を有した塗膜が形成される。
【０００９】
請求項１の塗布装置の場合、吐出パターンは、被塗布部材と塗布器との間のクリアランスに基づいて決定されるプレ吐出パターンと、塗布器に対する被塗布部材の相対移動速度の加速度特性によって決定される応答吐出パターンとを含んでおり、応答吐出パターンが塗布器からの塗布液の吐出流量の変化率および被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるものとなっている。
【００１２】
請求項３のカラーフィルタの製造装置は、請求項１又は２に記載の塗布装置を有しており、この場合、その塗布装置を使用してカラーフィルタを製造する。
請求項４の塗布方法は、塗布器から塗布液を吐出しながら、塗布器および被塗布部材の少なくとも一方を相対的に移動させ、これにより、被塗布部材の表面に塗膜を形成する際、塗膜の形成開始後から塗布液の吐出流量および塗布器に対する被塗布部材の相対移動速度がそれぞれ定常状態に移行するまでの過渡期にて、塗布液の吐出流量および被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるべく、予め実測した前記相対移動速度の加速度特性に基いて準備された塗布液の吐出パターンに従い、前記塗布部材の相対移動に対して前記塗布器からの塗布液の吐出流量を制御している。このような請求項４の塗布方法は、前述の請求項１の塗布装置と同様な作用を発揮する。
【００１３】
請求項５の塗布方法の場合、吐出パターンは、被塗布部材と塗布器との間のクリアランスに基づいて決定されるプレ吐出パターンと、塗布器に対する被塗布部材の相対移動速度の加速度特性によって決定される応答吐出パターンとを含んでおり、応答吐出パターンが塗布器からの塗布液の吐出流量の変化率および被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるものとなっている。
【００１４】
請求項６のカラーフィルタの製造方法は、請求項４又は５に記載の塗布方法を用いてカラーフィルタを製造し、この場合、高品質なカラーフィルタが得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図３を参照すると、カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造に適用される塗布装置、いわゆるダイコータが示されている。このダイコータは基台２を備え、基台２上には互いに平行な一対のガイド溝レール４が設けられている。これらガイド溝レール４には、その上面がサクション面として構成されたステージ６が配置されており、ステージ６は一対のスライド脚８を介してガイド溝レール４上を水平方向に往復動自在となっている。ステージ６は、ガラス強化繊維プラスチック（FRP）、ガラス強化繊維金属(FRM)またはアルミニウムなどの材料から形成され、その軽量化が図られている。
【００１６】
一対のガイド溝レール４間には、これらガイド溝レール４に沿って延びるケーシング１２が設けられており、ケーシング１２にはステージ６の送り機構が内蔵されている。この送り機構は、図４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はナット状のコネクタ１６にねじ込まれ、コネクタ１６を貫通して延びている。コネクタ１６の一部は、ケーシング１２の側面に形成したスロット（図示しない）を通じてケーシング１２から突出し、そして、ステージ６の下面に固定されている。
【００１７】
フィードスクリュー１４の両端部は軸受（図示しない）を介して回転自在に支持され、その一端にはＡＣサーボモータからなるステージモータ１８が連結されている。ステージモータ１８はフィードスクリュー１４を正逆回転させて、ステージ６を往復動させることができる。なお、ステージ６が往復動するとき、前述したコネクタ１６の一部はケーシング１２のスロット内を移動する。
【００１８】
図３から明らかなように基台２の上面には、その一端側に逆Ｌ字形のセンサ支柱２０が立設されており、その先端は一対のガイド溝レール４間の上方まで延びている。センサ支柱２０の先端には電動型の昇降アクチュエータ２１が取り付けられており、昇降アクチュエータ２１には厚みセンサ２２が下向きにして取り付けられている。厚みセンサ２２は、測定光を測定対象に向けて出射する光源と、測定対象からの測定光の反射光を受光する受光部と、受光部への反射光の入射位置に基づき、測定対象の厚みを演算する演算回路とから構成されている。具体的には、ステージ６上に被塗布部材として枚葉部材であるガラス基板Ａが載置されたとき、厚みセンサ２２はガラス基板Ａから所定の高さレベルまで降下される。この状態で、厚みセンサ２２の光源から測定光が出射され、その測定光はガラス基板Ａの上面および下面にてそれぞれ反射され、これら反射光が受光部に入射される。演算回路では反射光における入射位置の差を求め、この差に基づき、ガラス基板Ａの厚みに対応した検出信号を出力する。なお、厚みセンサ２２としては上述のタイプのものに限らず、レーザ変位計、電子マイクロ変位計、超音波厚さ計などを使用することもできる。
【００１９】
また、基台２の上面にはその中央部にセンサ支柱２０と同様な逆Ｌ字形のダイ支柱２４が立設されており、ダイ支柱２４の先端もまた一対のガイド溝レール４間の上方に配置されている。ダイ支柱２４の先端には昇降機構２６が設けられているが、図３中、昇降機構２６は詳細に示されていない。昇降機構２６に関して簡単に説明すれば、昇降機構２６は昇降ブラケットを備え、この昇降ブラケットは一対の垂直ガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。これら垂直ガイドロッド間には、ボールねじからなるフィードスクリューが延びており、このフィードスクリューはナット状のコネクタにねじ込まれ、このコネクタを貫通して延びている。一対の垂直ガイドロッドおよびフィードスクリューは、昇降機構２６のケーシング２８（図３）に収容されており、一対の垂直ガイドロッドの上下端はケーシング２８に支持され、そして、フィードスクリューの上下端はケーシング２８に回転自在に支持されている。フィードスクリューのコネクタはその一部がケーシング２８のスロットを通じて突出し、前述した昇降ブラケットに連結されている。フィードスクリューの上端はＡＣサーボモータ３０の出力軸に連結されており、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。したがって、ＡＣサーボモータ３０はフィードスクリューを正逆回転させることで、昇降ブラケットを上下動させることができる。
【００２０】
昇降ブラケットには、水平な支持軸（図示しない）を介してダイホルダ３２が取り付けられている。ダイホルダ３２は、センサ支柱２０側に向けて開口したコ字形をなし、一対のガイド溝レール４の上方をこれらガイド溝レール４と直交する方向に延びている。ダイホルダ３２の支持軸は昇降ブラケットに回転自在に支持されており、ダイホルダ３２は支持軸を中心として垂直面内で回転することができる。
【００２１】
昇降ブラケットには水平バー３６が取り付けられており、水平バー３６はダイホルダ３２の上方をこのダイホルダ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おり、これらリニアアクチュエータ３８は水平バー３６の下面から突出した伸縮ロッドを有している。各リニアアクチュエータ３８の伸縮ロッドはその下端がダイホルダ３２の両端上面に当接し、これにより、ダイホルダ３２を水平に保持している。
【００２２】
ダイホルダ３２内には塗布器、いわゆるスリットダイ４０が取り付けられており、スリットダイ４０はその両端にてダイホルダ３２に支持されている。図４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、供給ホース４２の先端はシリンジポンプ４４に接続されている。詳しくは、シリンジポンプ４４は三方弁からなる電磁切換え弁４６を有しており、電磁切換え弁４６の供給ポートに供給ホース４２が接続されている。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、吸引ホース４８は塗布液のタンク５０に接続されている。
【００２３】
シリンジポンプ４４のポンプ本体５２はそのポンプ室が電磁切換え弁４６の入出ポートに接続され、ポンプ室は電磁切換え弁４６の切換え作動により、その供給ポートおよび吸引ポートの一方、つまり、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される。ポンプ本体５２のプランジャはその回転が阻止された状態にあり、そのプランジャロッド（図示しない）にフィードスクリュー５３が同軸的にねじ込まれている。このフィードスクリューはＡＣサーボモータからなるポンプモータ５５の出力軸に連結されている。したがって、ポンプモータ５５はフィードスクリューを正逆回転させることで、ポンプ本体５２のプランジャを往復動させることができる。
【００２４】
上述したシリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６およびポンプモータ５５はコンピュータ５４に電気的に接続され、コンピュータ５４から制御信号を受けて、それらの切換え作動および駆動が制御される。また、コンピュータ５４には、前述した昇降アクチュエータ２１や厚さセンサ２２もまた電気的に接続されている。
【００２５】
さらに、シリンジポンプ４４の作動をステージ６の往復動と同期させるため、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おり、シーケンサ５６はステージ６のステージモータ１８、昇降機構２６側のＡＣサーボモータ３０などをシーケンス制御する。そのシーケンス制御のため、シーケンサ５６には、ステージモータ１８やＡＣサーボモータ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複数の位置センサ５９からの信号、また、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）からの信号がそれぞれ入力されるようになっており、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。なお、位置センサ５９を使用する代わりに、ステージモータ１８内にロータリエンコーダを組み込み、このロータリエンコーダから出力されるパルス信号に基づき、シーケンサ５６の内部にてステージ６の移動位置を検出することも可能である。なお、シーケンサ５６自体にコンピュータ５４による制御を組み込むことも可能である。
【００２６】
さらに、図３には示されていないけれども、ダイコータにはステージ６上にガラス基板Ａを供給するためのローダや、ステージ６上からガラス基板Ａを取り外すためのアンローダがそれぞれ備えられており、これらローダおよびアンローダはその主要構成部分にたとえば円筒座標系産業用ロボットを使用することができる。
【００２７】
前述したスリットダイ４０は、図４から明らかなにフロントリップ５８とリアリップ６０とをシムを介してステージ６の往復動方向に向かい合わせ、図示しない連結ボルトにより、これらフロントリップ５８およびリアリップ６０を一体的に結合して構成されている。スリットダイ４０内にはマニホールド６２が形成されており、このマニホールド６２はシムによって確保されたスリットに連通されている。これらマニホールド６２およびスリットはスリットダイ４０の幅方向（ステージ６の往復動方向と直交する方向）に延び、そのスリットはスリットダイ４０の下面に開口し、この開口が吐出口となっている。マニホールド６２は前述した供給ホース４２にスリットダイ４０の内部通路（図示しない）を通じて常時接続され、供給ホース４２を介して塗布液の供給を受けることができる。
【００２８】
次に、図５を参照すれば、ガラス基板Ａ上への塗膜の形成開始から後述する過渡期にて実施されるシリンジポンプ４４の作動制御に関し、コンピュータ５４の機能を説明するためのブロック図が示されている。コンピュータ５４のマイクロプロセッサ(ＭＰＵ)６４は、前述の説明から明らかなようにシリンジポンプ４４のポンプモータ５５およびシーケンサ５６に電気的に接続されており、シーケンサ５６からＭＰＵ６４には、ステージ６に与えられる定常状態での移動速度、すなわちステージ速度Ｖ、ステージ６上のガラス基板Ａとスリットダイ４０の吐出口との間に確保すべきクリアランスＨなどが与えられる。そして、ＭＰＵ６４にはガラス基板Ａ上に形成すべき塗膜の膜厚Ｔを与えることができ、また、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ６６が接続されている。
【００２９】
メモリ６６には、シリンジポンプ４４からの塗布液の吐出パターン、具体的にはスリットダイ４０の吐出口からの塗布液の吐出パターンが予め記憶されており、この吐出パターンに従い、ＭＰＵ６４はシリンジポンプ４４、すなわち、そのポンプモータ５５の駆動を制御する。
ここで、吐出パターンは、前述した膜厚ＴやクリアランスＨに加え、ステージ６の移動が開始されてからステージ６の移動が定常状態、すなわち、そのステージ速度Ｖに到達するまでの立ち上げ特性（加速度特性）に基づいて決定される。なお、ステージ６の移動速度に関しての立ち上げ特性は予め実測しておくことで得られる。また、吐出パターンは、膜厚Ｔ、クリアランスＨ、また、ステージ速度の変更に対処するため、これら膜厚Ｔ、クリアランスＨおよびそのステージ速度での立ち上げ特性に基づいて種々のものが予め準備され、そして、メモリ６６に記憶されている。
【００３０】
具体的には、吐出パターンは図６中実線で示されているように、クリアランスＨに基づいて決定されるプレ吐出パターンと、ステージ６の立ち上げ特性によって決定される応答吐出パターンとに区分されている。プレ吐出パターンでは、クリアランスＨに応じた所定量だけ、スリットダイ４０から塗布液を急速に吐出させるべくシリンジポンプ４４のポンプモータ５５が駆動される。詳しくは後述するようにスリットダイ４０の吐出口とガラス基板Ａとの間にいわゆるメニスカスを生じさせる程度の最小の液溜まりを形成すべくスリットダイ４０から塗布液が可能な限り急速に吐出される。
【００３１】
プレ吐出パターンに続く応答吐出パターンでは、ステージ６の立ち上げ特性、つまりステージ６の移動速度の変化率に対し、スリットダイ４０からの塗布液の吐出流量の変化率を一致させるべく、シリンジポンプ４４のポンプモータ５５の駆動が制御される。なお、図６中、破線はステージ６の移動が開始されたときの立ち上げ特性を示している。
【００３２】
次に、カラーフィルタの製造に係わる一工程、つまり、前述のダイコータを使用してガラス基板Ａに塗膜を形成する塗布方法について説明する。
まず、ダイコータにおける各作動部の原点復帰が実施され、ステージ６は図３に示されているように基台２の一端部に位置付けられる。このとき、タンク５０内の塗布液は、吸引ホース４８、シリンジポンプ４４、供給ホース４２を経てスリットダイ４０のマニホールド６２およびスリットに導かれており、タンク５０からスリットに至る塗布液の経路は塗布液で満たされた状態にある。さらに、詳しくは、塗布準備動作として、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６がそのポンプ本体５２と吸引ホース４８とを接続すべく切換作動されて、ポンプ本体５２はそのポンプ室にタンク５０側の塗布液を所定量だけ吸引した状態にあり、そして、この状態で、電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく切換え作動されている。
【００３３】
図示しないローダによりステージ６上にガラス基板Ａが供給されると、ガラス基板Ａはステージ６上に位置決めされた状態で吸着保持される。このようにしてガラス基板Ａのローディングが完了すると、前述した厚みセンサ２２がガラス基板Ａの上方、所定位置まで下降され、この下降位置にて、厚みセンサ２２は前述したようにガラス基板Ａの厚みを検出し、その検出信号をコンピュータ５４に出力する。
【００３４】
この後、ステージ６はスリットダイ４０に向けて往動され、ガラス基板Ａ上での塗膜の形成開始ライン（たとえばガラス基板Ａの前端縁）がスリットダイ４０における吐出口の下方に到達した時点で、ステージ６の往動が一時的に停止される。この状態で、既に検出したガラス基板Ａの厚みを考慮してスリットダイ４０が下降され、スリットダイ４０の吐出口とガラス基板Ａとの間にクリアランスＨが正確に確保される。
【００３５】
一方、コンピュータ５４側では、図７に示すポンプ制御ルーチンの一部、つまり、ステップＳ１，Ｓ２がＭＰＵ６４により実施されている。すなわち、ＭＰＵ６４は、前述したようにして設定されたクリアランスＨ、形成すべき塗膜の膜厚Ｔおよびステージ速度Ｖを読み込み、そして、これらのデータに基づき、前述した吐出パターンが設定されている。
【００３６】
クリアランスＨの設定後、シリンジポンプ４４のポンプモータ５５は、吐出パターンに基づいて、その駆動が制御される（図７のステップＳ３）。すなわち、前述の説明から明らかなようにポンプモータ５５は吐出パターンのプレ吐出パターンに基づき駆動制御され、これにより、スリットダイ４０の吐出口から塗布液が一様かつ急速にしてガラス基板Ａ上の形成開始ラインに沿って吐出される。この結果、ガラス基板Ａとスリットダイ４０の吐出口との間にメニスカスを有する液溜まりＣ（図４参照）が直ちに形成される。
【００３７】
プレ吐出パターンが完了すると、応答吐出パターンに基づいたポンプモータ５５の駆動制御が開始され、この時点（図６中ｔ0時点）で、ステージ６の移動が開始される。したがって、時点ｔ0からガラス基板Ａ上に塗膜Ｄ（図４参照）が形成され始める。この後、ステージ６はその移動速度を徐々に増加させていき、図６中ｔ1の時点にてステージ速度Ｖに達し、この後、定常のステージ速度Ｖに維持される。
【００３８】
t0時点からｔ1時点間での期間は、応答吐出パターンの期間に相当し、この期間では、前述したようにスリットダイ４０の吐出口からは応答吐出パターンに従い、塗布液がガラス基板Ａ上に吐出される。すなわち、応答吐出パターンでは、ステージ６の移動速度の変化率に対し、塗布液における吐出流量の変化率を一致させる。したがって、塗布液の吐出流量はステージ６の移動速度の変化に同調しながら増加し、そして、最終的には、ステージ速度Ｖと塗膜の膜厚Ｔとにより決定された定常の吐出流量Ｑに到達する。この後、スリットダイ４０からの塗布液の吐出流量はその定常の吐出流量Ｑに維持される。ここで、ステージ６の移動速度がステージ速度Ｖに到達する時点と、塗布液の吐出流量が定常の流量Ｑに到達する時点とは図６から明らかなように一致している。
【００３９】
上述の説明から明らかなようにステージ６の移動が開始された直後から、その移動速度が定常のステージ速度Ｖに達するまでの過渡期にあっても、塗布液の吐出流量とステージ６の移動速度との関係は、これらステージ６の移動および塗布液の吐出流量が定常状態にあるときの関係と一致する。この結果、図８に示されているようにガラス基板Ａ上に形成された塗膜Ｄはその形成開始直後から膜厚Ｔに直ちに維持される。なお、図８中の矢印は、ステージ６の移動方向を示している。
【００４０】
一方、ステージ６の移動速度が定常状態に移行するまでの過渡期において、スリットダイ４０からの塗布液の吐出流量が前述の応答吐出パターンに従って制御されないと、図８中破線で示されているようにガラス基板Ａ上に形成される塗膜の最初の部分はその膜厚が長い距離に亘って正規の膜厚Ｔよりも増加した不良部分Ｘとなってしまう。これは、ステージ６が定常状態に達するまでの遅れ時間に比べて、塗布液の吐出流量が定常の流量Ｑに達するまでの時間が短い場合に起こる現象であり、ステージ６が定常状態に達するまでの過渡期において、スリットダイ４０からの塗布液の吐出流量が過剰となることに起因する。
【００４１】
この点、前述したようにステージ６の移動が開始されると同時に、塗布液の吐出流量が応答吐出パターンに従って制御されれば、その塗膜Ｄを正規の膜厚Ｔで直ちに形成することができ、この場合、塗膜Ｄの不良部分Ｙはプレ吐出パターンでの形成時に最適液溜まり量からのずれ分だけが現れるに過ぎず、無視できるほどに短い。ここで、プレ吐出パターンはシリンジポンプ４４からの塗布液の吐出流量を最大とすることで短時間に完了させることができ、サイクルタイムの減少に寄与できる。
【００４２】
一方、サイクルタイムの制限が小さければ、プレ吐出パターンを応答吐出パターンと同じにし、プレ吐出パターンからｔ0までの時間を調整して最適液溜まり量を確保するようにしてしても、不良部分Ｙを最小にできる。
ここで、たとえば定常状態でのステージ速度Ｖを３m/min、このステージ６の立ち上がり時定数５０msec、シリンジポンプ４４の吐出流量Ｑを０．３cc/sに設定したとき、シリンジポンプ４４の応答吐出パターンを最適化すると、その膜厚がＴの±５％を越える不良部分は３mm以下となり、最適化しないと、その不良部分は２０mmに増加した。さらに、ステージ６は前述したように軽量化が図られているので、ステージ６の加速度を大きくすることができ、応答吐出パターンの所要時間を大幅に短縮することができ、サイクルタイムの減少に寄与できる。
【００４３】
前述したようにしてガラス基板Ａ上に膜厚Ｔの塗膜Ｄが形成されているとき、ステージ６の進行に伴い、ガラス基板Ａ上での塗膜Ｄの形成を終了すべき形成終了ラインがスリットダイ４０の吐出口に到達すると、この時点で、シリンジポンプ４０の吐出動作、つまり、スリットダイ４０の吐出口からの塗布液の吐出が停止される（図７のステップＳ４参照）。ここで、塗布液の吐出が停止されても、ガラス基板Ａとスリットダイ４０の吐出口との間には液溜まりＣが存在しているので、ガラス基板Ａ上にはその液溜まりＣの塗布液を消費（スキージ）しながら塗膜が形成される。
【００４４】
スリットダイ４０からの塗布液の吐出が停止されると同時に、シリンジポンプ４４は塗布液の吸引動作を僅かに行い、スリットダイ４０のスリット内の塗布液はそのマニホールド６２側に僅かに吸い戻される。
これと同時に、スリットダイ４０は元の位置まで上昇され、一方、シリンジポンプ４４は前回の吸引動作の分だけ塗布液の吐出動作を行い、スリットダイ４０のスリット内での空気の残留が解消される。この後、シリンジポンプ４４は前述の塗布準備動作を行った後、待機する。すなわち、シリンジポンプ４４の電磁切換え弁４６がそのポンプ本体５２と吸引ホース４８とを接続すべく切換作動されて、ポンプ本体５２はそのポンプ室にタンク５０側の塗布液を所定量だけ吸引し、そして、この状態で、電磁切換え弁４６はポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく切換え作動されている。なお、スリットダイ４０の上昇位置にて、スリットダイ４０の下面に付着している塗布液はクリーナ（図示しない）により拭き取られる。
【００４５】
スリットダイ４０からの塗布液の吐出が停止されても、ステージ６の往動は継続され、ステージ６が一対のガイド溝レール４の終端に到達した時点で、ステージ６は停止される。この停止状態にて、塗膜Ｄが形成されたガラス基板Ａはそのサクションが解除され、アンローダ（図示しない）によりステージ６上から取り外され、次工程に向けて供給される。この後、ステージ６は図３に示す初期位置まで戻され、これにより、一連の塗工工程が完了する。なお、初期位置にて、ステージ６は新たなガラス基板Ａがローディングされるまで待機する。
【００４６】
この発明は、上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。一実施例ではステージ６を介して被塗布部材であるガラス基板Ａを移動させるようにしたが、ガラス基板Ａを固定し、スリットダイ４０を移動させるようにしてもよいし、これらを共に移動させてもよい。要は、ガラス基板Ａとスリットダイ４０との間に相対移動速度が与えられればよい。
【００４７】
また、一実施例では、ステージ６側の立ち上げ特性に対してスリットダイ４０からの塗布液の吐出流量を同調、つまり、シリンジポンプ４４におけるポンプモータ５５の駆動を制御するようにしているが、これとは逆に、スリットダイ４０からの吐出流量の立ち上げ特性に対してステージ６の移動速度を制御しても、また、両者を同時に制御しても同様な効果が得られる。
【００４８】
次に、図９を参照すると、シリンジポンプ４４の代わりに使用されるダイヤフラムポンプ６８が示されている。ダイヤフラムポンプ６８はポンプハウジング７０を備え、このポンプハウジング７０内には半球状をなした上部のポンプ室７２と、その下部の圧力室７４とが形成されている。ポンプ室７２と圧力室７４との間はダイヤフラム７６によって仕切られ、圧力室７４はダイヤフラム７６とピストン７８とによって仕切られている。圧力室７４内は作動液で常時満たされている。ピストン７８はそのピストンロッドがシリンジポンプ４４の場合と同様な機構を介してポンプモータ５５に連結されている。ポンプ室７２の下部には吸引ホース４８が接続されており、この吸引ホース４８には電磁開閉弁８０が介挿されている。一方、ポンプ室７２の頂部には供給ホース４２が接続されており、この供給ホース４２にも電磁開閉弁８２が介挿されている。
【００４９】
上述したダイヤフラムポンプ６８によれば、供給ホース４２の電磁開閉弁８２を閉じる一方、吸引ホース４８の電磁開閉弁８０を開き、そのピストン７８を下降させることで、体積変化に追従してダイヤフラム７６が吸引側に変形し、そのポンプ室７２にタンク５０から塗布液を吸引することができ、この後、電磁開閉弁８０を閉じ、かつ電磁開閉弁８２を開いた状態で、ピストン７８を上昇させれば、このときの体積変化に応じてダイヤフラム７６が吐出側に変形し、ポンプ室７２内の塗布液をスリットダイ４０に向けて吐出することができる。
【００５０】
ダイヤフラムポンプ６８のポンプ室内にはシリンジポンプ４４のように摩耗する部分がない。ピストン７８が摩耗部となるが、これはポンプ室７２と圧力室７４とがダイヤフラム７６により仕切られていることから、摩耗粉等の不純物がポンプ室７２の塗布液中に混入することはない。それゆえ、形成した塗膜Ｄにその不純物に起因した欠点が生じることはない。
【００５１】
また、塗布液の吸引動作に関し、吸引口と吐出口が分かれており、さらに、その塗布液はポンプ室７２の底部に吸引されるので、ポンプ室７２内において塗布液は先入れ、先出しとなり、ポンプ室７２内にて塗布液が滞留することはない。塗布液が滞留したままとなると、その塗料粒子が凝固してしまい、そして、その凝固物がスリットダイ４０に向けて供給されると、凝固物に起因して塗膜に欠点が発生することがある。
【００５２】
さらに、供給ホース４２はポンプ室７２の頂部に接続されているので、ポンプ室７２内のエア抜きを容易に行える利点もある。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，２，４，５の塗布装置および塗布方法によれば、塗膜の形成開始時、塗布器からの塗布液の吐出流量と被塗布部材の相対移動速度とをそれらが定常状態に達するまでの過渡期において互いに同調させるようにしたから、塗膜の形成開始後から直ちに、塗膜を所望の膜厚にして形成することができ、その膜厚不良部分を大幅に短くすることができる。
【００５５】
請求項３，６のカラーフィルタの製造装置および製造方法によれば、カラーフィルタを効率良く生産でき、また、その品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】塗膜の膜厚に関し、被塗布部材の移動速度と塗布液の吐出流量との関係を示したグラフである。
【図２】塗膜の形成が開始されたとき、被塗布部材の移動および塗布液の吐出流量が定常状態に達するまでの応答性を示したグラフである。
【図３】ダイコータを示した斜視図である。
【図４】図１のダイコータの概略構成を、塗布液の供給系とともに示した図である。
【図５】図４のポンプモータに関し、コンピュータの機能を説明するためのブロック図である。
【図６】ステージ速度と吐出流量との間の同調制御を示したグラフである。
【図７】ポンプモータの制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】ガラス基板Ａ上に形成された塗膜の一部を示す図である。
【図９】ダイヤフラムポンプを示した断面図である。
【符号の説明】
６ステージ
１４フィードスクリュー
１８ステージモータ
４０スリットダイ（塗布器）
４２供給ホース
４４シリンジポンプ
４６電磁切換え弁
４８吸引ホース
５２ポンプ本体
５４コンピュータ（同調手段）
５５ポンプモータ
５６シーケンサ
６４ＭＰＵ
６６メモリ
６８ダイヤフラムポンプ
Ａガラス基板（被塗布部材）

Claims

塗布液を供給する供給手段と、
前記供給手段から供給された塗布液を吐出する塗布器と、
前記塗布器および被塗布部材のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段とを備えた塗布装置において、
前記被塗布部材の表面に塗膜が形成されるとき、前記塗膜の形成開始後から前記塗布器の塗布液の吐出流量および前記塗布器に対する前記被塗布部材の相対移動速度がそれぞれ定常状態に移行するまでの過渡期にて、前記塗布器からの塗布液の吐出流量の変化率および前記被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるべく、予め実測した前記相対移動速度の加速度特性に基づいて準備された塗布液の吐出パターンに従い、前記塗布部材の相対移動に対して前記塗布器からの塗布液の吐出流量を制御する同調手段を設けたことを特徴とする塗布装置。
前記吐出パターンは、前記被塗布部材と前記塗布器との間のクリアランスに基づいて決定されるプレ吐出パターンと、前記塗布器に対する前記被塗布部材の相対移動速度の加速度特性によって決定される応答吐出パターンとを含み、
前記応答吐出パターンが前記塗布器からの塗布液の吐出流量の変化率および前記被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるものであることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
請求項１又は２に記載の塗布装置を有することを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
塗布器から塗布液を吐出しながら、前記塗布器および被塗布部材の少なくとも一方を相対的に移動させ、前記被塗布部材の表面に塗膜を形成する塗布方法において、
前記塗膜の形成開始後から前記塗布器からの塗布液の吐出流量および前記塗布器に対する前記被塗布部材の相対移動速度がそれぞれ定常状態に移行するまでの過渡期にて、前記塗布液の吐出流量の変化率および前記被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるべく、予め実測した前記相対移動速度の加速度特性に基いて準備された塗布液の吐出パターンに従い、前記塗布部材の相対移動に対して前記塗布器からの塗布液の吐出流量を制御することを特徴とする塗布方法。
前記吐出パターンは、前記被塗布部材と前記塗布器との間のクリアランスに基づいて決定されるプレ吐出パターンと、前記塗布器に対する前記被塗布部材の相対移動速度の加速度特性によって決定される応答吐出パターンとを含み、
前記応答吐出パターンが前記塗布器からの塗布液の吐出流量の変化率および前記被塗布部材の相対移動速度の変化率を互いに一致させるものであることを特徴とする請求項４に記載の塗布方法。
請求項４又は５に記載の塗布方法を用いることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。