JP2000202347A

JP2000202347A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2000202347A
Application number: JP11009257A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yaguchi; 矢口　　孝; Masayuki Murata; 村田　　正幸; Shinichiro Murakami; 慎一郎村上; Jun Takemoto; 潤竹本; Shunji Miyagawa; 俊二宮川; Yasuhide Nakajima; 泰秀中島
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-01-18
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 2000-07-25
Anticipated expiration: 2019-01-18
Also published as: JP4334645B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積の枚葉基板に、効率よくかつ均一な膜
厚の塗布膜を形成するための、耐久性および信頼性のあ
る塗布装置を得る。【解決手段】塗布処理位置において塗布面を下方へ向
けかつ傾斜状態に基板を保持する基板保持部材と、塗布
処理位置と基板着脱位置との間で基板保持部材を反転回
動する反転回動手段と、塗布処理位置における基板保持
部材の下方に設けられ、上方へ向かって開口し水平方向
に延びるスリットを有する塗布ヘッドと、塗布ヘッドに
塗布液を供給しスリットから塗布液を吐出する塗布液供
給手段と、塗布ヘッドを基板の傾斜方向と平行な方向へ
相対的に移動させる移動手段とを、基板の塗布面と塗布
ヘッドとが塗布処理時に一定の間隙を維持するように基
板保持部材と塗布ヘッドとを対向して保持する塗布部躯
体に設け、この塗布部躯体を円軌道に沿って摺動自在に
支持する架台と連結し、架台に対する塗布部躯体の回動
角度を調節する塗布部傾斜角調節手段によって、塗布処
理される基板の傾斜角度を調整するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、枚葉タイプの基板
に、効率よくかつ均一な膜厚の塗布膜を形成する塗布装
置に係り、特に、大面積の枚葉基板に、所望の特性の塗
布膜を形成するための、耐久性および信頼性のある塗布
装置を得ることを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置やプラズマディスプレイな
どに用いられる枚葉タイプのガラス基板に、感光性樹脂
膜や接着剤層、保護膜などを形成するための樹脂溶液や
インキなどの塗布液を塗布する方式としては、一般に回
転塗布方式が多用されている。回転塗布方式には開放型
と密閉型があるが、いずれも、塗布液の塗布効率が低
く、しかも、基板のコーナ部分の塗布膜厚が厚くなりす
ぎるという欠点があり、今後見込まれる基板寸法の大型
化にともなって、塗布液の使用量、塗布膜厚の均一性、
および塗布工程の生産性などの点において課題が多い。

【０００３】そこで、回転塗布方式における欠点を解消
するとともに、塗布液自体の物性や基板の平滑度の影響
を受けることが少なく、安定して均一な膜厚の塗布膜を
枚葉基板に形成できる塗布装置を、国際出願ＰＣＴ／Ｊ
Ｐ９４／００８４５（国際出願日：１９９４年５月２７
日）において、本出願人は先に提案した。

【０００４】この塗布装置は、上方へ向かって開口する
とともに、水平方向に延びる帯状のスリットを有する塗
布ヘッドと、塗布ヘッドに塗布液を供給する塗布液供給
手段と、塗布ヘッドの上方に対向して配置され、塗布面
を下方へ向け、かつ傾斜状態に基板を吸着保持する基板
保持部材とを備えている。この塗布装置では、先ず、塗
布ヘッドに塗布液を供給してスリットから塗布液を吐出
し、基板と塗布ヘッドとの間隙に帯状の液溜まりを形成
する。次いで、この液溜まりを横切る方向へ、塗布ヘッ
ド、または基板を吸着保持した基板保持部材を相対的に
移動させることによって、塗布液の液溜まりを基板の塗
布面に順次接触させ、基板に塗布膜を形成する。

【０００５】上記塗布装置は、塗布液の粘度や表面張力
などの物性、および基板の濡れ性や平滑度などに対応し
て、所望の均一な塗布膜厚を得るために、基板の塗布面
と塗布ヘッドとの間隙を調節する機構、および、前記間
隙を維持した状態で、基板の傾斜角度を調節する機構、
さらに、基板を吸着保持した基板保持部材と塗布ヘッド
との相対的な移動速度を調節する機構などを備えてい
る。この塗布装置によると、塗布液の塗布効率がよく、
しかも枚葉基板であっても、塗布面の平滑度に影響され
ず、基板の片面のみに、広い領域にわたって均一な膜厚
の塗布膜を形成することができる。

【０００６】次に、上記塗布装置における塗布膜形成基
板の生産性をより向上するため、基板を吸着保持する基
板保持部材の外周の複数箇所に、塗布処理する基板の外
周よりも内側に延びた空間部を設けた。そして、塗布装
置へ基板を供給したり、塗布装置から基板を排出する
際、基板を着脱するための基板着脱部材が、基板着脱位
置に係止した基板保持部材の前記空間部を通過しなが
ら、基板を装着、または離脱するように構成した塗布装
置を、特願平９ー１９５７５（出願日：１９９７年１月
２０日）において提案した。この塗布装置によれば、複
雑な機構を用いることなく、塗布処理後の基板排出や塗
布処理前の基板供給などの基板着脱動作が高速かつ確実
になるので、塗布膜形成基板の生産性を高められる。

【０００７】さらに、本出願人は、基板に形成する塗布
膜の膜厚をより均一にするため、上記塗布方式に加え、
従来の回転塗布方式を併用した塗布装置を、特願平９ー
３１２３７（出願日：１９９７年１月３０日）において
提案した。これは、すでに塗布液を塗布された基板を高
速回転することにより、均一な膜厚の塗布膜領域を拡大
し、塗布膜形成基板の有効寸法を大きくする効果があ
る。

【０００８】上記各出願においては、塗布装置の構成上
２つの形式を提案している。第１の形式は、塗布ヘッド
を固定し、基板保持部材を移動する形式である。この形
式の塗布装置において、塗布開始位置から塗布終了位置
までの基板保持部材の移動距離は、少なくとも基板の塗
布方向長さ以上の距離を要し、したがって、基板保持部
材の移動距離を含む塗布装置の機械的長さは、少なくと
も、基板の塗布方向長さの２倍以上になる。しかし、最
近は、塗布処理を施す基板の大判化にともない、基板保
持部材が大型化し重量も増大しており、第１の形式の塗
布装置では、所望の塗布膜特性を得るための機械的精度
や、装置の耐久性を確保できなくなりつつある。

【０００９】塗布装置の第２の形式は、塗布処理時に基
板保持部材を固定し、塗布ヘッドを移動する形式であ
る。この形式の塗布装置の機械的長さは、塗布ヘッドの
移動距離、すなわち基板の塗布方向長さに、塗布ヘッド
自体の移動方向における物理的な寸法と、塗布ヘッドを
移動させる移動手段の物理的な長さとを加えたものとな
る。したがって、塗布処理する基板が大判化しても、塗
布装置の機械的長さを、第１の形式の塗布装置よりも短
く構成することができるので、機械的精度や、装置の耐
久性を確保することが容易である。

【００１０】上記塗布装置における構成上の要点は、第
１に、下向きに傾斜して基板保持部材に吸着保持した基
板の塗布面と、塗布ヘッドに設けられた水平方向に延び
る帯状スリットの上向き開口との間隙を常に一定に維持
しつつ、基板の塗布面と並行な傾斜方向に、塗布ヘッド
を一定速度で移動するように構成することである。

【００１１】第２に、所望の均一な塗布膜厚を得るため
に、塗布液の粘度や表面張力、および基板の濡れ性など
に対応して、基板を保持する基板保持部材の傾斜角度を
調節可能とすることである。第３に、塗布装置へ塗布処
理前の基板を供給したり、塗布装置から塗布処理後の基
板を排出するとき、迅速確実に基板を装着、または離脱
できるように、塗布処理中の下向きの傾斜位置から基板
保持部材を反転回動し、必ずしも水平である必要はない
が、一定の基板着脱位置で上向きに係止することであ
る。

【００１２】図４、および図５は、前記第２の形式の塗
布処理装置の構成例を示す外観斜視図と側面透視図であ
る。この塗布装置では、塗布部躯体１１の上部に、塗布
処理する基板Ｓを吸着保持する基板保持部材１３を、回
動軸Ｊを介して軸承している。この基板保持部材１３
は、駆動源Ｍ２によって塗布処理位置Ｒと基板着脱位置
Ｖとの間を反転回動することができる。塗布部躯体１１
の下部には、基板保持部材１３の基板保持面（図では下
向き）に対向するように、塗布処理する基板の塗布面と
一定の間隙を維持しながら、駆動源Ｍ１によって移動す
る塗布ヘッド１５が、直線状ガイドレール１７を介し
て、スライド可能に設けられている。

【００１３】この塗布部躯体１１は、その下部の一端が
回動軸Ｋにて架台２１に軸承されており、他端が塗布部
傾斜角調節手段３０を介して、塗布処理される基板Ｓの
傾斜角度を調節可能に架台２１に取り付けられている。
そして、塗布部傾斜角調節手段３０のハンドルＨを回転
することにより、塗布部躯体１１の回動角度、すなわ
ち、塗布処理時の基板の傾斜角度θを調節可能としてあ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、塗布
処理する基板の大判化、大面積化の要求が増大してお
り、そのため、先ず、基板を吸着保持する基板保持部材
の大サイズ化が必要になった。その際、基板保持面の平
面度を確保するための機械的強度アップにより、基板保
持部材自体の寸法や重量が増大してきた。当然、基板に
塗布処理するための塗布ヘッドも、大サイズ化が必要に
なり、寸法や重量が増大する。さらに、基板保持部材を
反転回動する回動機構や、塗布ヘッドを移動する移動機
構も、機械的強度アップが必要になり、また、基板保持
部材と塗布ヘッドとを一体的に保持する塗布部躯体も、
所定の位置精度を保つために強度アップされ、寸法や重
量が増大した。

【００１５】このように、寸法や重量が増大した塗布部
躯体を、図４および図５に示した装置構造を用いて、傾
斜角度自在に構成することは、装置の機械的強度面から
問題があり、安全性や耐久性を損なう虞れがある。本発
明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上
向きに開口したスリットを有する塗布ヘッドに塗布液を
供給して、スリットから塗布液を吐出し、下向きに傾斜
して保持された基板に塗布液を塗布する塗布装置におい
て、塗布処理時における基板の傾斜角度を調節可能にす
るとともに、大判化、大面積化した基板においても所望
の塗布膜特性が得られ、その品質維持が容易で、かつ高
い耐久性と安全性とを有する塗布装置を得ることを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の塗布装置は、塗
布処理位置において塗布面を下方へ向けかつ傾斜状態に
基板を保持する基板保持部材と、塗布処理位置と基板着
脱位置との間で基板保持部材を反転回動する回動手段
と、塗布処理位置における基板保持部材の下方に設けら
れ、上方へ向かって開口し水平方向に延びるスリットを
有する塗布ヘッドと、塗布ヘッドに塗布液を供給し、ス
リットから塗布液を吐出する塗布液供給手段と、塗布ヘ
ッドを基板の傾斜方向と平行な方向へ相対的に移動させ
る移動手段とを、基板の塗布面と塗布ヘッドとが塗布処
理時に一定の間隙を維持するように、基板保持部材と塗
布ヘッドとを対向して保持する塗布部躯体に設け、この
塗布部躯体を円軌道に沿って回動自在に支持する架台と
連結し、架台に対する塗布部躯体の回動角度を調節する
ことによって、塗布処理される基板の傾斜角度を可変す
る塗布部傾斜角調節手段を備えている。

【００１７】そして、本発明の塗布装置は、塗布部躯体
または架台の一方に固着された一対の円弧状案内部材
と、他方に固着され、前記一対の円弧状案内部材の円軌
道に沿って摺動する複数の摺動部材とで構成され、架台
上にて塗布部躯体を回動自在に支持する躯体回動手段を
備えている。なお、本発明の塗布装置に設けられた、基
板保持部材は、水平に延びる回動軸によって塗布部躯体
に軸承され、前記躯体回動手段を構成する円弧状案内部
材の円軌道中心は、基板保持部材を軸承する回動軸心に
位置するように構成した。また、本発明の塗布装置に設
けられた、塗布部傾斜角調節手段は、動力を用いる駆動
源によって、機械的に駆動される。

【００１８】すなわち、塗布処理する基板を吸着保持す
る基板保持部材とその回動機構、および、基板に塗布膜
を形成するための塗布ヘッドを含む塗布液供給手段とそ
の駆動機構を塗布部躯体に一体的に設け、架台上にてこ
の塗布部躯体を円軌道に沿って回動するように構成す
る。つまり、塗布部躯体または架台の一方に固着された
一対の円弧状案内部材と、他方に固着され、前記一対の
円弧状案内部材の円軌道に沿って摺動する複数の摺動部
材とで構成された躯体回動手段を用いることによって、
大型化し重量が増大した塗布部躯体を、架台上にて自在
に回動できるようにした。

【００１９】このように塗布装置を構成することによっ
て、塗布処理する基板が大判化、大面積化しても、塗布
装置全体の強度や耐久性を損なうことなく塗布部を回動
可能となり、塗布処理する基板の傾斜角度を、所望する
塗布膜特性を得られるように調節できることになる。さ
らに、躯体回動手段を構成する円弧状案内部材の円軌道
中心を、基板保持部材を軸承する回動軸心に位置させた
ので、塗布部を回動しても、基板保持部材を軸承する回
動軸心の空間的位置は変化せず、したがって、反転回動
した基板保持部材の基板着脱位置を空間的に固定でき、
基板着脱機構などの構造が簡単になる。また、架台に対
する塗布部の回動角度を調節するための塗布部傾斜角調
節手段を、動力を用いて機械的に駆動することにより、
大型化し重量が増大した塗布部を安全に回動させること
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１は、本発
明の塗布装置の実施形態を示す外観斜視図である。ま
た、図２は、塗布装置の構成を示すために装置の一部を
破断した状態の側面図である。さらに、図３は、塗布部
の回動角度調節動作を説明するための側面図である。

【００２１】（塗布装置の構成）まず、塗布装置の構成
概要について説明する。図１、図２において、１は塗布
装置の本体である。塗布装置１は、基板Ｓに塗布膜を形
成する塗布部１０と、前記塗布部１０を回動自在に支持
する架台部２０とで構成される。架台部２０の側面フレ
ーム２１Ａ、２１Ｂの上部には、それぞれ円弧状ガイド
レール２２が固着されている。この円弧状ガイドレール
２２は、摺動面が円軌道をなすように研磨加工された、
例えば、鋼鉄で作製される。

【００２２】一方、塗布部１０を構成する塗布部躯体１
１の側面フレーム１１Ａ、１１Ｂには、前記架台部２０
の円弧状ガイドレール２２に設けられた円軌道に沿って
摺動する、複数の摺動部材１２を備えている。この摺動
部材１２は、例えば、ボールベアリングやニードルベア
リングが用いられる。

【００２３】塗布部１０は、複数の摺動部材１２を介し
て、架台部２０の円弧状ガイドレール２２上に載置さ
れ、この円弧状ガイドレール２２の円軌道に沿って自在
に回動可能になっている。この塗布部１０の回動中心
は、回動軸Ｊによって塗布部躯体１１に軸承されている
基板保持部材１３の回動軸心Ｑと同一中心になるように
構成される。

【００２４】また、本実施形態では、塗布装置１を構成
する架台部２０の側面フレーム２１Ａ、２１Ｂに、回動
軸心Ｑを中心とする半径にて、円弧状に穿孔された円弧
状スリット２３が設けられている。そして、先端部にネ
ジ加工を施した連結ピン３１が、この円弧状スリット２
３から突出するように、塗布部１０を構成する側面フレ
ーム１１Ａ、１１Ｂに固着されている。この連結ピン３
１のネジ加工部には、塗布部固定ネジ３２が嵌め込ま
れ、この塗布部固定ネジ３２を締めることによって、塗
布部躯体１１が架台部２０に固定される構造になってい
る。

【００２５】さらに、本塗布装置には、架台部２０に対
する塗布部１０の回動角度、すなわち、塗布処理する基
板の傾斜角度を調節するための塗布部傾斜角調節手段が
設けられている。図２および図３において、３１は、塗
布部躯体１１の側面フレームに固着されている連結ピン
である。この連結ピン３１にはスライダ３３が軸装され
ている。このスライダ３３には、平行案内軸が挿通され
ている。平行案内軸の一方は、ボールネジロッド３４で
あり、このボールネジロッド３４と平行に他方の案内軸
であるガイドロッド３５が設けられている。このボール
ネジロッド３４の一端には傘歯車が嵌入され、架台部２
０の両側面フレーム２１Ａ、２１Ｂ間に配設された伝導
軸３６と噛み合っている。この伝導軸３６は、ベルトま
たはチェーンなどの伝導手段を介してモータ等の駆動源
Ｍ３に連結されている。

【００２６】本塗布装置における塗布部傾斜角調節手段
は、この駆動源Ｍ３を含むスライダ駆動機構によって構
成される。すなわち、駆動源Ｍ３を駆動して、伝導軸３
６を介してボールネジロッド３４を回転させることによ
り、ボールネジロッド３４とガイドロッド３５によって
構成される平行案内軸に沿って、スライダ３３が摺動す
る。このスライダ３３は、駆動源Ｍ３の回転方向を制御
することによって摺動方向を換えることができ、また、
駆動源Ｍ３への動力供給を制御することによって、摺動
したり、あるいは停止させることができる。つまり、駆
動源Ｍ３を制御することによってスライダ３３が摺動
し、連結ピン３１を介して塗布部躯体１１を回動するこ
とになり、よって、塗布処理時における基板の傾斜角度
を調節することができる。なお、駆動源Ｍ３としては、
例えば、ブレーキ付きインダクションモータが用いられ
る。

【００２７】（塗布部の構成）次に、塗布部１０の構成
について説明する。図２に示すように、塗布部１０の上
部には、塗布部躯体１１に軸承された基板保持部材１３
が、駆動源Ｍ２、例えば、サーボモータと減速機とによ
って、塗布処理位置Ｒと基板着脱位置Ｖとの間で反転回
動可能に設けられる。前記基板保持部材１３は、基板保
持面に多数の吸引孔を備え、それらの吸引孔は、図示し
ない吸引ポンプに接続され、吸引ポンプの吸引作用によ
り、塗布処理する基板を基板保持面に吸着保持する。こ
の基板保持部材１３は、塗布処理位置Ｒにおいては、塗
布部躯体１１に設けられた塗布処理位置係止手段１４に
よって位置決めされ、また、基板着脱位置Ｖにおいて
は、塗布装置１との相対位置が固定された基板着脱位置
係止手段２４によって位置決めされる。

【００２８】一方、塗布部１０の下部には、上向きに開
口し水平に延びるスリットを有する塗布ヘッド１５が、
前記基板保持部材１３に下向きに吸着保持された基板Ｓ
の塗布面と並行な方向へスライド可能に、塗布部躯体１
１に固着された直線状ガイドレール１７に沿って移動す
る移動基台１６を介して取り付けられている。塗布ヘッ
ド１５を載置した移動基台１６は、ガイドレール１７に
併設されたボールネジ１８に連結され、駆動源Ｍ１、例
えば、回転数を制御可能なサーボモータによって、ボー
ルネジ１８が一定回転数で回転することによって、直線
状ガイドレール１７に沿って移動可能とされる。

【００２９】すなわち、基板保持部材１３が回動し、塗
布処理位置係止手段１４によって位置決めされ、塗布処
理位置Ｒに係止された状態で、基板保持部材１３の基板
保持面と直線状ガイドレール１７とは並行になり、基板
保持部材１３に吸着保持された基板Ｓの塗布面と、ガイ
ドレール１７上に移動可能に装着された塗布ヘッド１５
の上向きに開口したスリットとは、一定の間隙を保持し
た状態になる。この状態で、駆動源Ｍ１を駆動すると、
前記一定の間隙を維持した状態で、基板保持部材１３に
吸着保持された基板Ｓの塗布面と並行な方向に、傾斜し
た基板Ｓの最も高い端縁Ｓ１から最も低い端縁Ｓ２の方
向へ、塗布ヘッド１５が一定速度で移動可能とされる。

【００３０】この塗布ヘッド１５には、塗布液貯留タン
クＴ、塗布液供給ポンプＰ、塗布液濾過フィルタＦなど
で構成された塗布液供給手段が接続され、前記塗布液供
給手段が運転状態のとき、塗布ヘッド１５に設けられた
上向きに開口し水平に延びるスリットから塗布液が吐出
し塗布ヘッド１５の上面に液溜まりを形成する。この状
態で塗布ヘッド１５を、傾斜した基板Ｓの最も高い端縁
Ｓ１から最も低い端縁Ｓ２の方向へ移動することによ
り、塗布ヘッド１５の上面に形成された液溜まりの塗布
液が順次基板Ｓに付着し、均一な膜厚の塗布膜が基板Ｓ
の塗布面に形成される。

【００３１】塗布ヘッド１５が移動し、基板Ｓの塗布面
に塗布膜が形成されたら、塗布終了位置Ｍにて塗布ヘッ
ド１５は停止する。次いで、基板保持部材１３が、塗布
膜が形成された基板Ｓを吸着保持したまま、基板着脱位
置Ｖへ向けて回動を開始する。基板保持部材１３は、駆
動源Ｍ２によって反転回動し基板着脱位置Ｖにおいて、
基板着脱位置係止手段２４によって位置決めされる。そ
の後、図示しない基板着脱部材によって、塗布膜が形成
された基板Ｓは、基板保持部材１３から離脱する。

【００３２】そして、塗布処理する新しい基板が、基板
着脱位置Ｖに係止されている基板保持部材１３上に載置
された後、再び基板保持部材１３は塗布処理位置Ｒへ向
けて回動する。この間に、塗布ヘッド１５は、塗布終了
位置Ｍから塗布開始位置Ｌに復帰し、基板保持部材１３
が塗布処理位置Ｒの塗布処理位置係止手段１５に係止さ
れたら、再び、塗布ヘッド１５による塗布処理が開始さ
れる。

【００３３】（装置の作用動作）次に、本塗布装置の作
用動作について説明する。図３は、塗布部１０の回動角
度を図２の角度とは異なる角度に調節した状態を示して
いる。前述したように、塗布処理では、所望の均一な膜
厚などの塗布膜特性を得るため、塗布液の粘度や表面張
力を調製するとともに、基板の濡れ性などに対応して、
基板を保持する基板保持部材の傾斜角度を調節する。

【００３４】例えば、基板Ｓに形成する塗布膜の膜厚を
厚くしようとするときは、高粘度の塗布液を用いて、か
つ、塗布処理時の基板の傾斜角度を小さくするため、図
３に示すように、塗布部の回動角度を水平に近づくよう
にする。逆に、塗布膜の膜厚を薄くしようとするとき
は、低粘度の塗布液を用いて、かつ、塗布処理時の基板
の傾斜角度を大きくするため、図２に示したように、塗
布部の回動角度を鉛直に近づくようにする。

【００３５】なお、塗布液の粘度や表面張力の調製にお
いては、塗布液の乾燥性や塗布膜厚の均一性なども考慮
しなければならず、おのずと限界があるので、本塗布装
置では、塗布処理時の基板の傾斜角度を調整することに
よって、所望の均一な膜厚の塗布膜を得ようとするもの
である。

【００３６】以下に、本発明の塗布装置において、塗布
処理時の基板の傾斜角度を調節する手順について説明す
る。先ず最初に、本塗布装置で使用する塗布液の粘度と
表面張力、および塗布処理する基板の濡れ性を、所定の
測定方法を用いて測定し記録する。この記録は、種々の
塗布液や基板の塗布特性データとして蓄積することによ
り、塗布装置の調節に利用することができる。次いで、
調製した塗布液を、本装置の塗布液供給手段に供給し、
具体的には塗布液貯留タンクＴへ注入し、塗布液供給ポ
ンプＰを起動して、塗布液供給手段を始動する。

【００３７】次に、塗布装置において基板の傾斜角を調
節する。例えば、塗布装置の塗布部回動角度が、水平に
対し０°〜４０°の範囲で調節可能なとき、最初に設定
する塗布部の回動角度を、回動範囲のほぼ中間に位置す
る２０°に設定する。基板の傾斜角度、すなわち塗布部
の回動角度は、図２、図３に示す塗布部固定ネジ３２を
一旦緩めて、塗布部１０を回動可能にして調節する。塗
布部１０の回動角度の調節は、駆動源Ｍ３を正転または
逆転することにより、ボールネジロッド３４を回転駆動
してスライダ３３を移動することによって行う。スライ
ダ３３の移動によって、連結ピン３１を介して連結され
た塗布部１０の回動角度が所定の角度に位置したら、塗
布部固定ネジ３２を締めて塗布部躯体１１を架台２０に
固定する。

【００３８】次に、塗布液を塗布するテスト用基板を塗
布装置に装着し、塗布処理を行う。このテスト塗布処理
は少なくとも３回行い、それぞれ塗布膜厚等の塗布膜特
性を測定する。その結果、塗布膜厚等の塗布膜特性の平
均値が、例えば、所望の塗布膜厚よりも薄い場合は、最
小回動角度０°〜中間回動角度２０°の中間である１０
°に設定し、再度塗布膜特性を測定する。もし、所望の
塗布膜厚よりも厚い場合は中間回動角度２０°〜最大回
動角度４０°の中間である３０°に設定し、再度塗布膜
特性を測定する。

【００３９】上記２回の測定結果をもとに、塗布部１０
の回動角度、すなわち基板の傾斜角度と塗布膜特性との
相関特性を得ることによって、所望の塗布膜特性が得ら
れる塗布部の回動角度を求める。その際、相関特性上の
再現精度が不十分なときは、例えば、前記２回の測定
の、さらに中間の回動角度において、再度塗布膜特性を
測定し、所望の精度の相関特性を得てから、目的とする
塗布膜特性を得られる傾斜角度を求め、塗布部１０の回
動角度を決定する。

【００４０】なお、これらの準備動作中に測定した測定
結果や測定条件は、すべて記録するとともに、本番の塗
布処理中に抜き取り等で塗布膜特性を測定した結果と合
わせて、統計処理することによって、各種塗布液の粘度
や表面張力、基板の濡れ性、塗布処理時の基板の傾斜角
度などと、得られた塗布膜特性との相関性が図られ、塗
布膜の品質保証が容易になる。

【００４１】このように、塗布処理においては、所望す
る塗布膜特性を得るために、何度も塗布部１０の回動角
度を調節することになるが、本発明の塗布装置では、回
動角度の調節を、安全確実かつ簡便迅速に行えるように
装置を構成している。その一つは塗布部の回動機構であ
る。すなわち、本発明の塗布装置は、塗布処理位置Ｒに
おいて基板を吸着保持するための基板保持部材１３を軸
承し、この基板保持部材１３に対し、並行に移動する塗
布ヘッド１５を備えた塗布部１０を、複数の摺動部材１
２を介して、架台部２０に設けた円弧状ガイドレール２
２に載置し、回動自在としている。

【００４２】したがって、塗布処理する基板の大判化、
大面積化にともなって、大型化し重量が増大した塗布部
１０の荷重は、複数の摺動部材１２、および円弧状ガイ
ドレール２２を介して、架台部２０に加わることにな
る。つまり、個々の摺動部材１２や円弧状ガイドレール
２２に加わる荷重は分散し、軽減されることになり、機
械的強度や耐久性、および安全性を高めることになる。

【００４３】また、塗布部１０の重心位置が、複数の摺
動部材１２の中間位置にあれば、連結ピン３１、スライ
ダ３３、ボールネジロッド３４などで構成される塗布部
傾斜角調節手段に加わる塗布部１０の荷重が軽減され、
機械的強度や耐久性、および安全性の面でより好ましい
状態になる。

【００４４】本塗布装置の他の特徴の一つは、塗布部躯
体１１に軸承された水平に延びる回動軸Ｊの回動軸心Ｑ
を中心に、基板に塗布液を塗布する塗布処理位置Ｒと、
基板を装着または離脱する基板着脱位置Ｖとの間で、基
板保持部材１３を反転回動させる回動手段を備えてお
り、基板の供給動作、および排出動作を簡便迅速に行う
ことができることである。

【００４５】そして、この基板保持部材１３の回動軸心
Ｑは、塗布部躯体１１を回動自在とする躯体回動手段の
円弧状ガイドレールに設けた円軌道の半径中心と同一中
心に設けられる。したがって、塗布部１０を回動し、塗
布処理時における基板の傾斜角度をいかように調節した
場合でも、基板保持部材１３の回動軸心Ｑが物理的に移
動することはない。

【００４６】よって、基板の傾斜角度調整にともなう、
塗布部１０の回動角度調節作業の都度、基板着脱位置Ｖ
において基板保持部材１３に基板を装着し、もしくは基
板保持部材１３から基板を離脱する基板着脱部材の動作
位置を調節する作業が不要になる。また、基板保持部材
１３を基板着脱位置Ｖにおいて係止する基板着脱位置係
止手段２４も、塗布装置との相対位置を調節する必要が
ない。したがって、基板の傾斜角度変更にともなう塗布
装置周辺機構の調節作業を不要にすることができるとと
もに、塗布装置自体の機構、構造も簡素化できることに
より装置の耐久性を高められ、また、基板の傾斜角度調
整を迅速化できる。

【００４７】（他の実施例）上記塗布部傾斜角調節手段
を用いて、基板の傾斜角度を調節する際は、駆動源Ｍ３
の回転方向切り替えスイッチを兼ねた駆動スイッチを断
接して、塗布部の回動角度を調節すればよい。また、塗
布部１０の回動角度を検出する手段を備えることもで
き、その場合は、塗布部１０の回動角度を自動制御によ
り調節することも可能になる。なお、いずれの場合にお
いても、塗布部１０の回動角度を固定するための塗布部
固定ネジ３２を併用し、誤操作による塗布部１０の回動
を防止する必要がある。

【００４８】また、上記実施形態においては、塗布部躯
体を回動するための躯体回動手段として、円弧状ガイド
レールを架台の側面フレームに設け、この円弧状ガイド
レールの円軌道上を摺動する複数の摺動部材を、塗布部
躯体の側面フレームに備えて構成したが、逆に、塗布部
躯体に円弧状ガイドレールを設け、その円弧状ガイドレ
ールを介して塗布部躯体を支持するために、円弧状ガイ
ドレールの円軌道に接触して摺動する摺動部材を架台に
備えて構成してもよい。

【００４９】すなわち、本発明の塗布装置では、躯体回
動手段として、塗布部躯体か、または塗布部躯体を支持
する架台の、いずれか一方に、円弧状の案内部材を固着
する。その際、円弧状案内部材の円軌道の半径中心を、
塗布部躯体に軸承した基板保持部材の回動軸心と一致さ
せる。他方、前記円弧状案内部材の円軌道に沿って摺動
する摺動部材を、架台、または塗布部躯体に固着する。
例えば、前記実施形態とは異なり、塗布部躯体の両側面
に円弧状ガイドレールを設け、この円弧状ガイドレール
の円軌道に接触しながら回転する支持輪を架台に備えて
もよい。そして、塗布部躯体を円弧状ガイドレールを介
して、架台の支持輪上に載置する。すると、塗布部躯体
は、前記架台の支持輪上にて、円弧状ガイドレールの円
軌道に沿って自在に回動可能となる。

【００５０】さらに、架台に対する塗布部の回動角度を
設定するために、架台と、架台上を回動する塗布部躯体
とを連結する塗布部傾斜角調節手段を設け、この塗布部
傾斜角調節手段を操作して、円弧状ガイドレールを設け
た塗布部躯体を、架台に設けた支持輪上にて回動のうえ
位置決めして固定することによって、塗布処理時におけ
る基板の傾斜角度を調整することができる。

【００５１】このとき、この塗布部躯体の回動中心は、
塗布部躯体に軸承している基板保持部材の回動軸心と、
同一の軸心位置にあるので、基板の傾斜角度、すなわち
塗布処理位置における基板保持部材の傾斜角度を調整す
るために、塗布部の回動角度を変化させた場合において
も、基板保持部材の回動軸心は変化せず、従って、基板
着脱位置に回動したときの基板保持部材の係止位置も変
化しない。

【００５２】ちなみに、本実施形態の塗布装置では、厚
さ１ｍｍ、長さ７００×幅６００ｍｍの大きさのガラス
基板に、感光性樹脂溶液の塗布膜を±１０パーセント以
内の膜厚バラツキで形成することができた。また、従来
の塗布装置では、所望の塗布膜特性を得るための、塗布
装置の調整に要する時間が１時間以上必要であったが、
本発明の塗布装置によると、塗布装置の調整時間を３０
分以下に短縮することができ、飛躍的に、塗布装置の稼
働率を向上することができた。

【００５３】なお、本発明の塗布装置で塗布処理される
枚葉基板は、典型的には液晶表示装置のカラーフィルタ
用ガラス基板であり、基板に塗布される液は、ガラス基
板上に微細パターンを形成するための感光性樹脂溶液で
ある。前記ガラス基板は非可撓性であるが、本塗布装置
で処理される基板は、このようなガラス基板に限らず、
プラスチック、金属、板紙などでもよい。

【００５４】また、本発明の塗布装置において使用する
塗布液は、特に制限はなく、例えば粘度が３〜５０ｃｐ
ｓ程度の溶剤系感光性樹脂溶液、水系感光性樹脂溶液、
または、これらの感光性樹脂溶液に顔料などの着色剤を
分散させた感光性樹脂溶液、その他、染料、フィラー、
増感剤、樹脂、添加剤などを単独または組合せて混合す
ることもできる。さらに、各種接着剤、保護膜などを形
成するための樹脂溶液、各種インキなどを対象とするこ
とができる。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明の塗
布装置は、請求項１に示したように、塗布処理位置にお
いて塗布面を下方へ向けかつ傾斜状態に基板を保持する
基板保持部材と、塗布処理位置と基板着脱位置との間で
基板保持部材を反転回動する回動手段と、塗布処理位置
における基板保持部材の下方に設けられ、上方へ向かっ
て開口し水平方向に延びるスリットを有する塗布ヘッド
と、塗布ヘッドに塗布液を供給し、スリットから塗布液
を吐出する塗布液供給手段と、塗布ヘッドを基板の傾斜
方向と平行な方向へ相対的に移動させる移動手段とを、
基板の塗布面と塗布ヘッドとが塗布処理時に一定の間隙
を維持するように、基板保持部材と塗布ヘッドとを対向
して保持する塗布部躯体に設け、この塗布部躯体を円軌
道に沿って回動自在に支持する架台と連結し、架台に対
する塗布部躯体の回動角度を調節することによって、塗
布処理される基板の傾斜角度を可変する塗布部傾斜角調
節手段を備えたので、塗布液の粘度や表面張力、基板に
対する濡れ性などの特性に対応して、塗布部の回動角度
を調節して、塗布処理時時における基板の傾斜角度を自
在に設定することができ、多様な特性の塗布液に対応し
て、所望の塗布膜厚や膜厚の均一性などの塗布膜特性を
得ることが容易である。

【００５６】また、本発明の塗布装置における躯体回動
手段は、請求項２に示したように、塗布部躯体または架
台の一方に固着された一対の円弧状案内部材と、他方に
固着され、前記一対の円弧状案内部材の円軌道に沿って
摺動する複数の摺動部材とで構成され、架台上にて塗布
部躯体を回動自在に支持する躯体回動手段を備えたの
で、塗布処理する基板が大判化、大面積化しても、構造
が簡単で、かつ精度が高く、安全性や耐久性に優れる塗
布装置を得られる。

【００５７】さらに、本発明の塗布装置は、請求項３に
示したように、基板保持部材は、水平に延びる回動軸に
よって塗布部躯体に軸承され、請求項２に示す円弧状案
内部材の円軌道中心が、基板保持部材を軸承する回動軸
心に位置するので、塗布処理時の基板傾斜角度を調節す
るために、塗布部躯体を回動した場合においても、基板
着脱位置における基板保持部材の係止位置は変化せず、
従って、基板保持部材に基板を装着、および基板保持部
材から基板を離脱するための基板着脱機構の調節が不要
になり、構造が簡単でかつ精度が高く、信頼性や耐久性
に優れ、操作性の良好な塗布装置を得られる。

【００５８】また、本発明の塗布装置は、請求項４に示
したように、塗布部傾斜角調節手段は、動力を用いる駆
動源によって機械的に駆動されるので、大型化し重量が
増大した塗布部を、安全かつ確実に回動して、塗布処理
する基板の傾斜角度を可変することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本塗布装置の全体構成を示す外観斜視図であ
る。

【図２】本塗布装置の構成を示す一部破断した側面図
である。

【図３】塗布部の回動角度調節動作を説明するための
側面図である。

【図４】従来の塗布装置の構成例を示す外観斜視図で
ある。

【図５】従来の塗布装置の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１塗布装置１０塗布部１１塗布部躯体１１Ａ、１１Ｂ側面フレーム１２摺動部材１３基板保持部材１４塗布処理位置係止手段１５塗布ヘッド１６移動基台１７直線状ガイドレール１８ボールネジ２０架台部２１架台２１Ａ、２１Ｂ架台フレーム２２、２２Ａ円弧状ガイドレール２３円弧状スリット２４基板着脱位置係止手段３０塗布部傾斜角調節手段３１連結ピン３２塗布部固定ネジ３３スライダ３４ボールネジロッド３５ガイドロッド３６伝導軸Ｊ回動軸Ｌ塗布開始位置Ｍ塗布終了位置Ｑ回動軸心Ｓ基板Ｓ１基板の高い端縁Ｓ２基板の低い端縁Ｒ塗布処理位置Ｖ基板着脱位置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３駆動源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上慎一郎東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者竹本潤東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者宮川俊二東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者中島泰秀東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 4F041 AA06 AB01 BA05 BA22 BA56 CA02 CA22 4F042 AA06 DF32 DF35 5F046 JA02 JA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布面を下方へ向けかつ傾斜状態に基板
を位置させ、上方へ向かって開口し水平方向に延びるス
リットを有する塗布ヘッドに塗布液を供給して、基板の
塗布面と塗布ヘッドとの間隙に、スリットから吐出され
る塗布液によって液溜まりを形成しつつ、塗布ヘッドを
基板の傾斜方向と平行に、傾斜した基板の最も高い端縁
から最も低い端縁の方向へ移動することにより、液溜ま
りの塗布液を基板の塗布面に付着させて、塗布膜を形成
する塗布装置において、塗布処理位置において塗布面を下方へ向けかつ傾斜状態
に基板を保持する基板保持部材と、塗布処理位置と基板
着脱位置との間で基板保持部材を反転回動する回動手段
と、塗布処理位置における基板保持部材の下方に設けら
れ、上方へ向かって開口し水平方向に延びるスリットを
有する塗布ヘッドと、塗布ヘッドに塗布液を供給し、ス
リットから塗布液を吐出する塗布液供給手段と、塗布ヘ
ッドを基板の傾斜方向と平行な方向へ相対的に移動させ
る移動手段とを、基板の塗布面と塗布ヘッドとが塗布処
理時に一定の間隙を維持するように、基板保持部材と塗
布ヘッドとを対向して保持する塗布部躯体に設け、この
塗布部躯体を円軌道に沿って回動自在に支持する架台と
連結し、架台に対する塗布部躯体の回動角度を調節する
ことによって、塗布処理される基板の傾斜角度を可変す
る塗布部傾斜角調節手段を備えたことを特徴とする塗布
装置。
【請求項２】塗布部躯体または架台の一方に固着され
た一対の円弧状案内部材と、他方に固着され、前記一対
の円弧状案内部材の円軌道に沿って摺動する複数の摺動
部材とで構成され、架台上にて塗布部躯体を回動自在に
支持する躯体回動手段を備えたことを特徴とする請求項
１に記載の塗布装置。
【請求項３】基板保持部材は、水平に延びる回動軸に
よって塗布部躯体に軸承され、請求項２に記載の円弧状
案内部材の円軌道中心が、基板保持部材を軸承する回動
軸心に位置することを特徴とする塗布装置。
【請求項４】塗布部傾斜角調節手段は、動力を用いる
駆動源によって機械的に駆動されることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の塗布装置。