JP2014180603A - 塗布装置、塗布方法およびディスプレイ用部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルから塗布液を吐出して、厚さが５μｍ以下の薄膜で面状またはストライプ状の塗布膜を基板上に形成するために、ノズルの吐出口と基板間のクリアランスを、非接触の手段で５０μｍ未満の微小値に、全幅に渡って均一に設定することが可能な塗布装置および塗布方法、並びにこの塗布方法用いたディスプレイ用部材の製造方法を提供する。
【解決手段】被塗布部材の被塗布面に気体を噴出する気体噴出手段と、塗布器の吐出口面と気体噴出手段の気体噴出面が所定間隔をおいて略平行となるよう塗布器と気体噴出手段を共に保持する塗布器保持手段と、塗布器の吐出口面と被塗布部材の被塗布面が略一定間隔となるよう、気体噴出面から被塗布部材に作用する圧力を所定値にバランスさせて塗布器保持手段を少なくとも２方向に移動自在に保持する間隔維持手段と、を備える塗布装置。
【選択図】図１

Description

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、有機ＥＬ、プラズマディスプレイ等のディスプレイ用部材を製造する分野に加えて、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も使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非接触で塗布液を吐出しながら薄い塗布膜を形成する塗布装置および塗布方法、並びに本塗布方法を使用したディスプレイ用部材の製造方法の改良に関するものである。

カラー液晶用ディスプレイは、カラーフィルタ、ＴＦＴ用アレイ基板などにより構成されている。カラーフィルタ、ＴＦＴ用アレイ基板の製造には、低粘度の液体材料を塗布して乾燥させ、塗布膜を形成する製造工程が多く含まれている。

例えば、カラーフィルタの製造工程では、ガラス基板上に黒色のフォトレジスト材の塗布膜を形成し、フォトリソ法により塗布膜を格子状に加工した後に、格子間に赤色、青色、緑色のフォトレジスト材の塗布膜を順次形成していく。

この塗布膜形成のための塗布装置としては、スリットコータ（例えば特許文献１）が近年多く使用されている。この公知のスリットコータは塗布ヘッドすなわち塗布器としてスリットノズルを有する。

このスリットノズルに設けられたスリット状の細長い吐出口から塗布液を吐出しながら、一方向に走行するガラス基板などの枚葉状の被塗布部材に塗布膜を形成するものとなっている。このスリットノズルによる塗布膜形成は、プラズマディスプレイの背面版の隔壁形成にも適用されている。

また有機ＥＬでは、等ピッチに配置されたポリイミドのバンク間に塗布液を充填し、直線ストライプ状に塗布膜を形成する工程がある。

このようなストライプ状の塗布膜をガラス基板等の被塗布部材上に塗布で形成する手段としては、ストライプの配置ピッチにあわせて設けられた多数の吐出口を有するノズルから、塗布液を連続して吐出する連続吐出ノズル法（例えば特許文献２）があり、それを具現化したコータが実用に供されている。

以上の全面に均一厚さの面状あるいはストライプ状の塗布膜を、ウェット膜厚で５μｍ以下の薄膜でガラス基板上に形成するには、各ノズルの吐出口とガラス基板との間の間隔であるすきま、すなわちクリアランス（または「ギャップ」ともいう）を小さくすることが必要となる。

しかしながらコータの機械精度とガラス基板のうねりによって、ノズルとガラス基板が衝突しないで塗布できる最小のクリアランス量（クリアランスの大きさ（長さの単位））は５０μｍ程度であり、これに規制されて薄く塗布できる限界が定められてしまうという問題点があった。

スクリーン印刷のようにスクリーンと基板が接触する方式ならば、５μｍ以下の薄膜塗布が可能である。しかし、このような接触方式では、例えば塗布面にスクリーンむらが残って品質が向上できず、また耐久性のないスクリーンが消耗品となって、高コスト化が避けられない等の問題がある。

また、ノズルによる非接触塗布で薄膜形成を行なうためには、ノズルと基板間のクリアランスを５０μｍ未満の微小値に安定して設定する必要がある。そのように設定することができる手段としては、ノズルの両端部に基板や基材と接するローラやスペーサを設けて、一定のクリアランスで基板の厚さ変化に追従させるものがある（例えば特許文献３、４）。

しかしこれらの手段では、基板や基材の中央部の厚さ変化には対応できないという問題点と、それが制約となってさほどクリアランス量を小さくできないという問題点がある。

さらにはこれらの手段では、クリアランスを設けるために基板や基材の端部にある非塗布面にローラやスペーサが接触することになる。これによって、塗布には問題ないものの、この位置には基板の位置あわせマーク等が設けられていることが多く、それを傷つけたり、削って発塵するという不都合もある。

非接触にて基板の被塗布面を基準としてノズルと基板間に微小なクリアランスを設定する手段としては、基板表面の高さ位置をセンサーにて測定し、その値に合わせてノズルの位置を制御する、いわゆる「ならい制御」をするものがある（例えば特許文献５）。

しかしながらこの手段では、センサーによる測定誤差や高さ測定位置と塗布位置（ノズル吐出口の位置）とのずれによって、精度よく基板表面のうねりに応じてクリアランスを一定に保つことは非常に困難である。

例えば特許文献４に示されるような、ノズル吐出口面と基材表面の間にスペーサを挟みこむ方式に比べると、特許文献５に示される手段ははるかに信頼性が低く、５０μｍ未満の微小なクリアランスを安定して設定するのには、とても適用できない。

その他の非接触にて基板の被塗布面を基準としてノズルと基板間のクリアランスを設定する手段としては、被露光基板を基準に加圧空気によりフォトマスクを浮上させ、加圧空気の導入量により、被露光基板とフォトマスクとの間隙を調整するものが適用可能である（例えば特許文献６）。

しかし特許文献６に示される手段をそのままノズルと基板間のクリアランス設定に適用すると、基板の中央部の厚さ変化に対応できるという保証がなく、ノズルと基板の衝突の可能性がある。

また特許文献６の手段は、記載されている通り、フォトマスクと被露光基板間の間隔が５０〜５００μｍに対応する技術であり、５０μｍ未満の微小クリアランスを実現するのは困難である。

さらにまた、加圧空気の導入量により、ノズルと基板間のクリアランスを調整しようとすると、最小でもその変動幅が１０μｍ程度あり、５０μｍ未満の微小クリアランス設定時には、比率的に非常に大きな変動幅となり、塗布膜厚が安定化しない。

以上公知の技術では、ノズルと基板間を５０μｍ未満の微小クリアランスに、非接触の手段で安定して実現できるものはない、というのが実状である。

特開平６−３３９６５６号公報 特開２００７−１８７９４８号公報 特開平１０−７６２０７号公報 特公平６−４０９８７号公報 特開２００４−２９８６９７号公報 特開２０００−１７３８９８号公報

この発明は、上述の事情に基づいて行ったもので、その目的とするところは、吐出口を有するノズルから塗布液を吐出して、厚さが５μｍ以下の薄膜で面状またはストライプ状の塗布膜を基板上に形成することである。そのため、本発明は、ノズルの吐出口と基板間のクリアランスを、非接触の手段で５０μｍ未満の微小値に、全幅に渡って均一に設定することが可能な塗布装置および塗布方法、並びにこの塗布方法を用いたディスプレイ用部材の製造方法を提供する。

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。

本発明に係る塗布装置は、先端に位置する吐出口面に塗布液を被塗布部材上に吐出する吐出口を備える塗布器と、
前記塗布器に塗布液を供給する塗布液供給手段と、
前記被塗布部材の被塗布面が前記塗布器の前記吐出口面に相対するように前記被塗布部材を保持する被塗布部材保持手段と、
を備えた塗布装置であって、さらに、
前記被塗布部材の前記被塗布面に相対して気体を気体噴出面から噴出する気体噴出手段と、
前記塗布器の前記吐出口面と前記気体噴出手段の前記気体噴出面が、所定の間隔をおいて略平行となるように、前記塗布器と前記気体噴出手段を共に保持する塗布器保持手段と、
前記塗布器の前記吐出口面と前記被塗布部材の前記被塗布面とが略一定間隔となるように、前記気体噴出面から噴出した気体を介して前記被塗布部材に作用する圧力を所定値にバランスさせるとともに、前記塗布器保持手段を少なくとも２方向に移動自在に保持する間隔維持手段と、
を備えることを特徴とする。

ここで、前記被塗布部材保持手段は、吸着盤であること、が好ましい。

またここで、前記被塗布部材保持手段は、気体で被塗布部材を浮上させる被塗布部材浮上ユニットであること、が好ましい。

本発明に係る塗布方法は、上記の塗布装置を用い、前記気体噴出手段の前記気体噴出面からの気体噴出速度を略一定にすることで、前記塗布器の前記吐出口面と前記被塗布部材の前記被塗布面の間隔を一定にする工程と、
前記塗布液供給手段から前記塗布液を前記塗布器に供給して前記塗布器の前記吐出口から前記塗布液を吐出し、前記塗布液を前記被塗布部材の前記被塗布面に塗布する工程を有することを特徴とする。

本発明のディスプレイ用部材の製造方法は、上記の塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。

本発明は、精密定盤等の高精度な被塗布部材保持手段に基板である被塗布部材をならわせ、被塗布部材の被塗布面全面をほぼフラットにした上で、気体噴出手段の気体噴出面が被塗布部材の被塗布面をなぞるようにして非接触で移動する。これによって、気体噴出面と略平行に一定間隔はなれているノズルである塗布器の吐出口面と被塗布部材の被塗布面間の間隔、すなわちノズルと基板間のクリアランスを、５０μｍ未満の微小値に全幅に渡って均一に設定することが容易に行なえる。

またこのように微小で全幅に渡って均一なクリアランスを維持して塗布ができるようにしたので、被塗布部材に非常に薄い面状またはストライプ状の塗布膜を高速で、安定して形成することが可能となる。

さらに被塗布部材の被塗布面を非接触で基準にしてクリアランスが設定できるので、精度よく正確なクリアランスが実現できるほか、塗布器と被塗布部材の衝突など、塗布器や被塗布部材を損傷することを確実に防止できる。

以上の優れた効果を有する塗布方法を用いたディプレイ用部材の製造方法でディスプレイ用部材を製造するのであるから、高い品質のディスプレイ用部材を高い生産性で製造することができる。

本発明に係るスリットコータ１の概略正面図である。 スリットコータ１の概略側面図である。 別の載置台の実施態様の概略正面図である。 本発明に係る別のスリットコータ４００の概略正面図である。 スリットコータ４００の概略側面図である。

以下、この発明の好ましい一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するのであり、下記の説明に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、下記の実施形態は変更することができる。

図１は、本発明に係るスリットコータ１の概略正面図、図２はスリットコータ１の概略側面図、図３は別の載置台３００の実施態様の概略正面図、図４は本発明に係る別のスリットコータ４００の概略正面図、図５はスリットコータ４００の概略側面図である。

まず図１を参照すると、本発明に係るノズル浮上ユニット２００を備えた塗布装置であるスリットコータ１が示されている。なお図１は、紙面に垂直なＹ方向（図２参照）の中央付近から見て表されており、図２に示されるＹ１−Ｙ１矢視図と一致する。したがってＹ方向に一対備えているものは、図２の左側に示されるものが図１に表されている。

さてこのスリットコータ１は基台２を備えており、基台２上には、被塗布部材である基板Ａの保持体として被塗布部材保持手段である載置台１０が配置されている。この載置台１０の上面１８は、真空吸引によって基板Ａが吸着固定可能となるように、吸着孔や吸着溝が設けられており、基板Ａの下面である基板下面９を吸着する吸着面として構成されている。したがって載置台１０は吸着盤として機能する。

基台２上には、さらに一対のガイドレール４Ａ、Ｂが設けられており、このガイドレール４Ａ、Ｂ上には、Ｘ軸受１４Ａ、Ｂを介して門型ガントリー６が、矢印で示されているＸ方向に案内自在に搭載されている。なお、本明細書を通じて、同じ番号の構成部分であって、配置場所が異なると言った理由で番号の後ろにアルファベットをつけて弁別しているものを連続して記載する場合は、番号を省略する場合がある。例えば、ガイドレール４Ａとガイドレール４Ｂをまとめて表す場合は「ガイドレール４Ａ、Ｂ」等と表す。

この門型ガントリー６はＸ軸受１４Ａ、Ｂにそれぞれ固定されている走行部１６Ａ、Ｂとステー１２で門型形状を形成しており、図示しないリニアモータで駆動されてＸ方向に自在に往復動することができる。この門型ガントリー６の塗布幅方向であるＹ方向両端にある走行部１６Ａ、Ｂ上には、Ｚ軸ガイドレール７０Ａ、Ｂが設けられている。これによって矢印で示されている上下方向であるＺ方向に自在に案内されるのがノズル浮上ユニット２００である。

ノズル浮上ユニット２００は、これに設置された塗布器であるスリットノズル２０を、気体噴出手段であるエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの非接触案内により、基板Ａの被塗布面である基板上面８に沿わせてＺ方向に移動させ、スリットノズル２０と基板Ａの基板上面８との間隔であるクリアランスＣＬを常に一定に保つ機構である。

ノズル浮上ユニット２００はベースブロック２０６Ａ、Ｂを介して門型ガントリー６に取り付けられている。すなわち図２を見ると、ベースブロック２０６Ａ、Ｂの各々のＹ方向中央部付近が、Ｚ軸ガイドレール７０Ａ、Ｂに沿ってＺ方向に自在に往復動するＺ軸受７６Ａ、Ｂに締結保持されている。

またベースブロック２０６Ａ、Ｂの各々のＹ方向片側端部にはナット７８Ａ、Ｂが締結固定されており、これが門型ガントリー６の走行部１６Ａ、Ｂ上に備えられたボールネジ７２Ａ、Ｂと係合している。したがってボールネジ７２Ａ、Ｂに直結するモータ７４Ａ、Ｂによってボールネジ７２Ａ、Ｂを回転させると、ナット７８Ａ、Ｂが上下方向に昇降するので、ナット７８Ａ、Ｂに直結したベースブロック２０６Ａ、Ｂを介して、ノズル浮上ユニット２００全体をＺ方向に自在に移動させることができる。

またベースブロック２０６Ａ、Ｂのナット７８Ａ、Ｂが固定されている端部とはＹ方向逆側に、揺動軸２１２Ａ、Ｂが固定されている。この揺動軸２１２Ａ、Ｂに回転ベアリング２１０Ａ、Ｂが回転自在に支持されている。

ここで図１に戻ると、回転ベアリング２１０Ａ、Ｂが締結固定されている揺動体２１４は、揺動軸２１２Ａ、Ｂの中心回りに、Ｘ−Ｚ平面内で往復自在に回転、すなわち揺動する。ベースブロック２０６ＡにはＬ型のブラケット２１６も固定されており、これに設けられたストッパー２１８が、回転ベアリング２１０Ａの一端と接触することにより、揺動体２１４の反時計方向の回転が制限される。

揺動体２１４にはまた、Ｘ方向には揺動軸２１２Ａ、Ｂの中心に対してスリットノズル２０とは逆側の位置に、そしてＹ方向には両端にそれぞれ錘２３４Ａ、Ｂが設けられている。なお錘２３４Ａ、Ｂの質量（重さ）は、少なくとも揺動体２１４が反時計方向に回転するように調整される。

また揺動体２１４のＹ方向中央部には別の回転ベアリング２２０が固定されており、これに回転軸２２４が回転自在に支持されているので、回転軸２２４を固定保持するコの字型の保持ブラケット２２２は、回転軸２２４の中心回りに、Ｙ−Ｚ平面内で往復自在に回転する。したがって保持ブラケット２２２が固定されている基準プレート２２６と、この下側に固定されているスリットノズル２０も、Ｙ−Ｚ平面内で往復自在に回転する。

またスリットノズル２０がノズル上面３８が面接触して固定保持されている基準プレート２２６の基準面２２８には、気体噴出手段であるエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃもスペーサ２３０Ａ、Ｂ、Ｃを介して面接触して固定保持されている。

エアーパッド２０２Ｃとスペーサ２３０Ｃは、スリットノズル２０のＸ方向の右側に位置し、Ｙ方向に伸びている。一方エアーパッド２０２Ａ、Ｂとスペーサ２３０Ａ、Ｂは、Ｘ方向にはスリットノズル２０とほぼ同じ位置で、重なっている。

エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面は噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃとなっており、ここから空気等の気体が噴出される。気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃは気体の通過孔が多数設けられており、粒子の多孔質構造によってそれを実現しているものが多く用いられる。

さらにまた、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃはスリットノズル２０の吐出口面３６と平行となっている。したがって、スペーサ２３０Ａ、Ｂ、Ｃの厚さｔｓ（Ｚ方向に測定する）によって、スリットノズル２０の吐出口面３６とエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃ間の間隔、または相対距離が距離Ｃ１となるように定めることができる。

したがって吐出口面３６と気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃが距離Ｃ１の間隔をおいて平行となるようにスリットノズル２０と、スペーサ２３０Ａ、Ｂ、Ｃを介してエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃを共に固定保持する基準プレート２２６が、塗布器保持手段となる。

さて距離Ｃ１と、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃからの気体噴出による浮上量、すなわち基板Ａの基板上面８と気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃ間の距離Ｃ２を足し合わせたものが、クリアランスＣＬとなる。

クリアランスＣＬは、スリットノズル２０と基板Ａ間のすきま、すなわちスリットノズル２０の最下端面となる吐出口面３６と基板Ａの基板上面８間の距離となり、吐出口面３６のＸ方向とＹ方向の全面にわたって均一に維持される。このクリアランスＣＬが均一に維持されている状況では、スリットノズル２０の吐出口面３６は基板Ａの被塗布面である基板上面８と相対しており、平行となっている。そのようになるように基板Ａは載置台１０に保持されている。

ここで再び図２を参照すると、エアーパッド２０２Ａ、Ｂとスペーサ２３０Ａ、Ｂは、Ｙ方向にはスリットノズル２０の両側に配置されている。また、回転ストッパー２３２Ａ、ＢがＹ方向の離れた位置で、揺動体２１４に設けられている。回転ストッパー２３２Ａ、Ｂは、基準プレート２２６の上面２３８と接触して、Ｙ方向の中央部にある回転軸２２４の中心回りの基準プレート２２６の往復回転範囲を制限する。

またここでＹ方向の位置関係を再確認すると、揺動体２１４のＹ方向の両端には、回転ベアリング２１０Ａ、Ｂ、揺動軸２１２Ａ、Ｂ、錘２３４Ａ、Ｂが配置されている。さらにＹ方向の一番両端には、門型ガントリー６を構成する走行部１６Ａ、Ｂが、Ｘ軸受１４Ａ、Ｂ上に固定されている。

この走行部１６Ａ、Ｂにステー１２が連結されて門型となっている。さらに走行部１６Ａ、Ｂのそれぞれには、Ｚ軸ガイドレール７０Ａ、Ｂが設けられており、これにＺ軸受７６Ａ、Ｂを介して揺動軸２１２Ａ、Ｂが固定されているベースブロック２０６Ａ、Ｂが保持されている。

さらに再び図１に戻って、以上で構成を説明したノズル浮上ユニット２００の作用について説明する。最初はノズル浮上ユニット２００をＺ方向の上側で待機させ、スリットノズル２０の吐出口面３６やエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃと、基板Ａの基板上面８とを大きく離して、間隔をとっておく。

この時に、揺動体２１４が揺動軸２１２Ａ、Ｂを中心に反時計方向に回転し、ストッパー２１８と回転ベアリング２１０Ａの一端とが接触する位置で揺動体２１４は回転停止する。揺動体２１４の回転停止位置については、ストッパー２１８のブラケット２１６からの突き出し長さで調整する。

次にエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃから空気を所定速度で噴出してから、モータ７４Ａ、Ｂを始動してボールネジ７２Ａ、Ｂを回転させる。このボールネジ７２Ａ、Ｂの回転によって、ノズル浮上ユニット２００をゆっくりと下降させ、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃを基板Ａの基板上面８に着地させる。

この時、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃから基板Ａに空気を介して非接触で負荷圧力が作用するが、負荷圧力が１０〜１００ｋＰａにバランスするように、あらかじめ錘２３４Ａ、Ｂの質量（重さ）を選定し、取り付けておくようにしておく。

その負荷圧力と、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃから空気を一定の噴出速度で噴出することで発生する噴出圧力がバランスして、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃと基板Ａの基板上面８の間に距離Ｃ２のすきまが生じる。すなわち距離Ｃ２だけ、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃは基板Ａ上に浮上する。なおこの浮上時に、ストッパー２１８と回転ベアリング２１０Ａの一端との間には、すきまが０．１〜５ｍｍ設けられるようにしていることが好ましい。

またＹ方向に基板Ａの基板上面８に傾きがあっても（Ｙ−Ｚ面内の傾き）、回転軸２２４回りの回転作用により、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃは基板上面８の傾きにならって、距離Ｃ２の一様なすきまを保つ。すなわち基板ＡがＹ方向に傾いていても、一様に距離Ｃ２だけ、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃは浮上する。

したがって基板Ａの傾き状態に関わりなく、スリットノズル２０の吐出口面３６と基板Ａの基板上面８の間には、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの浮上量である距離Ｃ２に、あらかじめ設定した吐出口面３６と気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃ間の距離Ｃ１を加えたクリアランスＣＬのすきま、すなわち一定間隔が一様に設けられる。

ここで門型ガントリー６をＸ方向に駆動を開始すると、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃによって非接触で基板Ａの基板上面８のうねりにならうことになるので、スリットノズル２０は基板Ａとの間で一様なクリアランスＣＬを保ったままＸ方向に移動する。この状態で距離Ｃ１と距離Ｃ２を小さくしてクリアランスＣＬを５０μｍ未満の微小値にし、スリットノズル２０から塗布液を吐出すると、均一な薄膜塗布が行える。

以上より、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃから空気を介して基板Ａに作用する負荷圧力を、錘２３４Ａ、Ｂの質量によって所定値にバランスさせる。それとともに、スリットノズル２０とエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃを含む塗布器保持手段である基準プレート２２６を、揺動軸２１２Ａ、Ｂを中心とした回転方向と、回転軸２２４を中心とした回転方向の２方向に移動自在に保持する。

これらによって、スリットノズル２０の吐出口面３６と基板Ａの基板上面８が一定間隔であるクリアランスＣＬになるように作用するノズル浮上ユニット２００が、間隔維持手段となる。

さて次にスリットノズル２０を図１で見ると、スリットノズル２０は、Ｘ方向に直交する塗布幅方向（紙面に垂直な方向）にのびているフロントリップ２２とリアリップ２４を、シム３２を介してＸ方向に重ね合わせ、図示しない複数の連結ボルトにより一体的に結合して構成されている。

スリットノズル２０内の中央部にはマニホールド２６が形成されており、このマニホールド２６もスリットノズル２０の長手方向、すなわち塗布幅方向であるＹ方向にのびている。マニホールド２６の下方には、スリット２８が連通して形成されている。

このスリット２８もスリットノズル２０の長手方向にのびており、その下端がスリットノズル２０の最下端面、すなわち最も下側に位置する先端部である吐出口面３６で開口して、吐出口３４を形成する。なおスリット２８はシム３２によって形成されるので、スリット２８の間隙（Ｘ方向に測定）は、シム３２の厚さと等しくなる。

スリットノズル２０のマニホールド２６の上流側は、塗布液供給手段として機能する塗布液供給装置４０に連なる供給ホース６０に、内部通路（図示しない）を介して常時接続されている。これにより、マニホールド２６へは塗布液供給装置４０から塗布液６６を供給することができる。マニホールド２６に入った塗布液６６はスリットノズル２０の長手方向に均等に拡幅されて、スリット２８を経て、吐出口３４から吐出される。

なお塗布液供給装置４０は、供給ホース６０の上流側に、フィルター４６、供給バルブ４２、シリンジポンプ５０、吸引バルブ４４、吸引ホース６２、タンク６４を備えている。タンク６４には塗布液６６が蓄えられており、圧空源６８に連結されて任意の大きさの背圧を塗布液６６に付加することができる。タンク６４内の塗布液６６は、吸引ホース６２を通じてシリンジポンプ５０に供給される。

シリンジポンプ５０では、シリンジ５２、ピストン５４が本体５６に取り付けられている。ここでピストン５４は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ５０は、一定の内径を有するシリンジ５２内に塗布液６６を充填し、それをピストン５４により押し出して、スリットノズル２０に基板Ａを一枚塗布する分だけ供給する間欠駆動定容量型のポンプである。

シリンジ５２内に塗布液６６を充填するときは、吸引バルブ４４を開、供給バルブ４２を閉として、ピストン５４を下方に移動させる。またシリンジ５２内に充填された塗布液６６をスリットノズル２０に向かって供給するときは、吸引バルブ４４を閉、供給バルブ４２を開とし、ピストン５４を上方に移動させることで、ピストン５４でシリンジ５２内部の塗布液６６を押し上げて排出する。

さらに図１で基台２の左側端部を見ると、拭き取りユニット９０が基台２上に取り付けられている。拭き取りユニット９０の拭き取りヘッド９２の上方まで、拭き取りヘッド９２と係合するスリットノズル２０は門型ガントリー６によって移動することができる。

さて拭き取りユニット９０は、スリットノズル２０から塗布液６６を吐出後、吐出口３４や吐出口面３６とその近傍からなる先端部に残存する塗布液６６を除去して、なおかつ吐出口３４まで塗布液６６が満たされた状態にする。スリットノズル２０をこのような状態にすることを、スリットノズル２０の初期化と呼ぶ。

このスリットノズル２０の初期化を毎回の塗布前に必ず実施することで、スリットノズル２０は常に同じ状態で塗布を開始することができ、多数枚の基板Ａに塗布を行っても、すべての基板Ａで同じ均一な塗布膜を再現性よく形成することができる。

拭き取りユニット９０には、スリットノズル２０の吐出口３４を含む先端部に係合する形状を有する拭き取りヘッド９２が、ブラケット９４を介してスライダー９６に取り付けられている。スライダー９６は駆動ユニット９８により、スリットノズル２０の長手方向、すなわちＹ方向に自在に移動する。駆動ユニット９８とトレイ１００は台１０２上に固定されている。

また拭き取りを行う時は、スリットノズル２０が拭き取りヘッド９２に係合する位置まで門型ガントリー６をＸ方向に移動させ、スリットノズル２０を下降して拭き取りヘッド９２に係合させる。そして、駆動ユニット９８を駆動して拭き取りヘッド９２をスリットノズル２０の長手方向に摺動させると、スリットノズル２０の先端部に残存している塗布液６６を除去して、スリットノズル２０の初期化を行うことができる。

除去した塗布液６６はトレイ１００で回収される。トレイ１００は図示しない排出ラインに接続されており、内部にたまった塗布液６６等の液体を外部に排出、回収することができる。またトレイ１００は、スリットノズル２０からエアー抜き等で吐出される塗布液６６を回収するために使用することもできる。

なお拭き取りヘッド９２は、具体的には線接触する合成樹脂製のブレードが好ましく用いられるが、スリットノズル２０に均等に係合できるようゴム等の弾性体のブレードであってもよい。さらに塗布液６６が高粘度である場合は、拭き取りヘッド９２は溶剤をしみ込ませた布を弾性体で保持するものであってもよい。

なお制御信号にて動作するリニアモータ、モータ７４Ａ、Ｂ、塗布液供給装置４０、拭き取りユニット９０等はすべて制御装置１１０に電気的に接続されている。そして、制御装置１１０に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお条件変更時は操作盤１１２に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置１１０に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。

次に本発明のスリットコータ１を用いた塗布方法について詳述する。

まずスリットコータ１の各動作部の原点復帰が行われると、スリットノズル２０は上下方向であるＺ方向に一番高い位置にある。門型ガントリー６はスリットノズル２０が図１の左側端部にある拭き取りヘッド９２の上方となる原点位置に来るように移動する。

ここで、タンク６４からスリットノズル２０まで塗布液６６はすでに充満されており、タンク６４以降のスリットノズル２０までの経路内の残留エアーを排出する作業も既に終了している。この時の塗布液供給装置４０の状態は、シリンジ５２に塗布液６６が充填、吸引バルブ４４は閉、供給バルブ４２は開、そしてピストン５４は最下端の位置にあり、いつでも塗布液６６をスリットノズル２０に供給できるようになっている。

次に、載置台１０の吸着面である上面１８で図示しないリフトピンを上昇させ、図示しないローダから基板Ａがリフトピン上部に載置される。次にリフトピンを下降させて基板Ａを載置台１０の上面１８に載置し、同時に吸着保持する。

これと並行して、塗布液供給装置４０を稼働させて少量の塗布液６６をスリットノズル２０から吐出後、駆動ユニット９８を駆動して、拭き取りヘッド９２をスリットノズル２０の長手方向端部にある摺動開始位置まで移動させ停止させる。

そしてモータ７４Ａ、Ｂを駆動してボールネジ７２Ａ、Ｂを回転させてスリットノズル２０を揺動体２１４を含むノズル浮上ユニット２００ごと下降させて、スリットノズル２０の吐出口３４とその周辺を拭き取りヘッド９２に係合する。その後、拭き取りヘッド９２をスリットノズル２０の長手方向に摺動させて、スリットノズル２０の吐出口３４を含む先端部をスリットノズル２０の長手方向にわたって拭き取って、スリットノズル２０の初期化を実施する。

スリットノズル２０の初期化が完了したらスリットノズル２０を上昇させる。スリットノズル２０の上昇完了後、拭き取りヘッド９２を長手方向に最初の位置まで戻す。

次に、門型ガントリー６を右側方向に駆動して、スリットノズル２０を基板Ａの塗布開始位置の真上に移動させて停止させる。エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃに所定圧力の空気を供給して気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃから空気を所定速度で噴出するとともに、モータ７４Ａ、Ｂを駆動してボールネジ７２Ａ、Ｂを回転させてノズル浮上ユニット２００を下降し、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃを基板Ａの基板上面８上に着地させる。

そしてノズル浮上ユニット２００の下降が停止し、スリットノズル２０の吐出口面３６と基板Ａの基板上面８との間に一定量のすきまであるクリアランスＣＬが設定できた時点で、シリンジポンプ５０を駆動してスリットノズル２０から塗布液６６を初期吐出量Ｑ０だけ吐出し、スリットノズル２０と基板Ａとの間にビードＢをまず形成する。

つづいてシリンジポンプ５０を駆動し、所定吐出速度でスリットノズル２０から塗布液６６を吐出し、シリンジポンプ５０の駆動開始から一定時間Ｔ１秒後に門型ガントリー６を所定速度でＸ方向に移動開始して、塗布液６６の基板Ａへの塗布を行い、塗布膜Ｄを形成する。

基板Ａの塗布終了位置がスリットノズル２０の吐出口３４の位置にきたらシリンジポンプ５０を停止させて塗布液６６の供給を停止し、つづいてモータ７４Ａ、Ｂを駆動してボールネジ７２Ａ、Ｂを塗布開始前とは逆側に回転させ、ノズル浮上ユニット２００を上昇させて、スリットノズル２０を上昇させる。これによって基板Ａとスリットノズル２０の間に形成されたビードＢが断ち切られ、塗布が終了する。

塗布終了後も門型ガントリー６は動きつづけ、終点位置にきたら一旦停止し、今度は原点位置に向かって逆方向に門型ガントリー６を移動させ、スリットノズル２０が拭き取りヘッド９２の上方となる原点位置に来たら停止させる。

なお塗布終了では、スリットノズル２０の吐出口３４が塗布終了位置に来たときに、塗布液６６の吐出を停止するとともに門型ガントリー６の移動も停止してスリットノズル２０のＸ方向移動も停止させてよい。この場合、スリットノズル２０は塗布終了位置で上昇してビードＢを断ち切り、上昇後に原点位置に向かって逆方向に門型ガントリー６を移動させる。

さて、スリットノズル２０がＸ方向の原点位置に戻ってきたら、基板Ａの吸着を解除し、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の基板下面９が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。

これと並行して、供給バルブ４２を閉、吸引バルブ４４は開としてから、ピストン５４を一定速度で下降させ、タンク６４の塗布液６６をシリンジ５２に充填する。充填完了後、ピストン５４を停止させ、吸引バルブ４４を閉、供給バルブ４２を開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。

上記の塗布方法で、スリットノズル２０と基板Ａ間のクリアランスＣＬは、厚さ５μｍ以下の薄膜塗布を安定して行うために、５０μｍ未満にすることが好ましい。この時に、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの浮上量となる気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃと基板Ａの基板上面８との間の距離Ｃ２は、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下となるようにする。これは基板上面８の状況によって浮上量が変動しても、ＣＬ＝Ｃ１＋Ｃ２となるクリアランスＣＬは、距離Ｃ２そのものが小さければ、その変動の影響が少なくなるからである。

本発明でのエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃは、基板Ａの基板上面８のうねりを非接触でなぞり、基板上面８を非接触で基準にして一定のクリアランスＣＬを設けられるようにしている。

一方公知の手段では、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの浮上量そのものを調整して、スリットノズル２０と基板Ａ間のクリアランスＣＬを設定できるようにしているが、本発明は、クリアランスＣＬの大半をスリットノズル２０の吐出口面３６とエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃ間の距離Ｃ１で設定している。

したがって本発明の方が、従来よりも容易に、さらに浮上の不安定さに影響されないためにより安定して、スリットノズル２０と基板Ａ間の一定で微小なクリアランスＣＬを実現することができる。その結果、５μｍ以下の厚さの薄膜の塗布膜Ｄを容易に、安定して形成することが可能となる。

また、スリットノズル２０の吐出口面３６よりも、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃの方が必ず基板Ａの基板上面８に近い位置にある。そのため、不測の状況、たとえばエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃへの空気の供給が停止しても、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃが基板Ａと衝突するだけで、スリットノズル２０はそれに保護されて基板Ａと衝突することがない。

さらに基板Ａと載置台１０の上面１８の間に異物が挟みこまれていて、それによって基板上面８が隆起していても、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃが真先にそれに乗り上げることによって、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃより上部にあるスリットノズル２０の最下端面となる吐出口面３６を、基板Ａとの衝突から回避させることができる。

すなわちエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃ、特にエアーパッド２０２Ｃの気体噴出面２３６Ｃは、スリットノズル２０の基板Ａとの衝突を防止する防護部材としての機能も備えている。

なおエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃによるスリットノズル２０の基板Ａとの衝突防止機能を増強するために、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃの位置変動を検知するセンサーを設けることが好ましい。また、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃが基板Ａの隆起部分に乗り上げた時に、その状態からエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃやスリットノズル２０が下降しないように、ノズル浮上ユニット２００の下降を阻止するブレーキやストッパーを設けることが好ましい。

さらに上記のセンサーによって、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃが基板Ａの隆起部分に乗り上げたことが検知されれば、それをトリガーとして、上記のブレーキやストッパーが作動するようにすることが好ましい。

スリットノズル２０と基板Ａ間のクリアランスＣＬを、スリットノズル２０の長手方向にわたって一様に５０μｍ未満にするには、載置台１０の吸着面である上面１８のうねりを小さくすることが好ましい。さらに基板Ａの下面である基板下面９を吸着して上面１８に密着させることで、基板Ａを上面１８に倣わせて矯正することが好ましい。

そのために上面１８の平面度は好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下とする。ただし、本発明のスリットコータ１を用いるなら、上面１８の全面にわたって、そのような高精度の小さな平面度にする必要はない。

すなわち、スリットノズル２０と基板Ａ間のクリアランスＣＬを塗布幅にわたって一様に維持するには、原理的に、スリットノズル２０の吐出口面３６のＸ方向長さである幅Ｗｓ×塗布幅よりなる面内で上記の平面度が実現できておればよい。

したがって、載置台１０の上面１８を、Ｘ方向長さをＸ１、Ｙ方向長さを塗布する基板Ａの最大Ｙ方向長さ（基板最大幅）の面で区切り、この区切った面内で、上面１８の平面度は好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下とする。なおＸ１については、好ましくは１０〜１００ｍｍ、より好ましくは１００〜３００ｍｍである。

また、載置台１０は基板Ａよりも大きくする必要は必ずしもなく、図３に示すＸ方向長さが上記のＸ１で、Ｙ方向には載置する基板ＡのＹ方向長さよりも少し長い載置台３００を、基台２上に複数個Ｘ方向に並べたものに置き換えてもよい。当然ながら、載置台３００の上面３０２は、平面度を好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下とする。載置台３００のＸ方向配置間隔Ｘ２は特に制約はないが、好ましくは０〜５０ｍｍとする。

以上の平面度を好ましい範囲にしている載置台１０、載置台３００を用いるなら、Ｙ方向のうねりが小さくなるので、ノズル浮上ユニット２００からスリットノズル２０の上流側（図１の右側）にあってＹ方向に伸びるエアーパッド２０２Ｃを省略して、スリットノズル２０のＹ方向両側に配置したエアーパッド２０２Ａ、Ｂだけにしてもよい。

載置台１０、３００に基板Ａを吸着保持することで、上面１８、３０２に基板Ａを倣わせて基板上面１８のうねりを矯正して小さくできるので、スリットノズル２０のＹ方向両側のエアーパッド２０２Ａ、Ｂだけでも、スリットノズル２０と基板Ａ間のクリアランスＣＬを塗布幅方向であるＹ方向にわたって一様にできる。

この場合、塗布面にエアーパッド２０２Ｃから空気を噴出することがなくなるので、例えばすでにウェット塗布膜を形成した基板Ａに対しても、微小なクリアランスＣＬを維持して、塗布を行うことができる。

このため、全面の面状塗布膜なら、重ねての多層膜形成ができる。一方ストライプ状の塗布膜なら、Ｙ方向に位相を変えての塗布膜形成が可能となり、例えばカラーフィルタのようにＲ、Ｇ、ＢがＹ方向に規則正しく並んだパターン塗布膜を、途中に乾燥を行わず、ＲＧＢの順に逐次形成することができる。これによって大幅な工程省略をして、しかもＲＧＢ塗布膜を薄膜に形成することが可能となる。

また上記のようにうねりを小さくした載置台１０の上面１８および、載置台３００の上面３０２に、空気の吐出孔と吸引孔を設け、基板Ａの下面である基板下面９に空気を吹き付けるとともに吸引力を作用させることで、基板Ａを上面１８や上面３０２に倣って全面にわたり一様に一定の浮上量で浮上させる基板浮上テーブルに、載置台１０、載置台３００を置き換えてもよい。

この場合は、基板ＡをＺ方向には自在に移動させるが、Ｘ、Ｙ方向には拘束する手段を付加する。基板Ａの浮上量は、均一性から好ましくは２０μｍ以下とする。基板浮上テーブルとしての上面１８、上面３０２の平面度については、基板Ａを倣わせて浮上させることから、上記の区切った面内で、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下とする。

基板Ａを浮上させることで、上面１８、上面３０２や、基板Ａの基板下面９（塗布面である基板上面８の反対側の面）にパーティクル等のゴミが付着しても、ある大きさ以下なら、スリットノズル２０と基板Ａ間のクリアランスＣＬを所定の値に維持できる。

またスリットコータ１では、ガントリー６をＸ方向に移動させ、スリットノズル２０の移動により塗布を行ったが、ガントリー６を移動させず、スリットノズル２０を固定化し、基板Ａを保持した載置台１０や載置台３００をＸ方向に移動させて、塗布を行ってもよい。

次に図４と図５を用いて、本発明に係る別のスリットコータ４００について説明する。図４はスリットコータ４００の概略正面図、図５はスリットコータ４００の概略側面図、である。

図４に示すスリットコータ４００は、スリットコータ１から、おおまかにいえば、まず、ノズル浮上ユニット２００をノズル浮上ユニット５００に変更した。次に、被塗布部材である基板Ａの保持体として被塗布部材保持手段である載置台１０を、気体で被塗布部材を浮上させる被塗布部材浮上ユニットである、基板浮上テーブルＡ、Ｂ、Ｃ（４０４、４０６、４０８）に変更した。

これによって、スリットノズル２０のＸ方向移動をやめて固定化し、替わりに基板Ａを基板浮上テーブルＡ、Ｂ、Ｃ（４０４、４０６、４０８）上で浮上させながらＸ方向に移動させるよう変更した。そして、拭き取りユニット９０と塗布液供給装置４０を図示省略したものである。

まず図４を見ると、スリットコータ４００は基台４０２を備えており、基台４０２上には、基板Ａを上下方向であるＺ方向に保持する被塗布部材浮上テーブルである基板浮上テーブルＡ４０４、基板浮上テーブルＢ４０６、基板浮上テーブルＣ４０８が、Ｘ方向に左側から順に並べられている。

基板浮上テーブルＡ４０４の上面Ａ４１４、基板浮上テーブルＢ４０６の上面Ｂ４１６、基板浮上テーブルＣ４０８の上面Ｃ４１８ともに、空気の吐出孔と吸引孔が設けられており、基板Ａの浮上量を随意に調整可能である。スリットノズル２０の直下に配置される基板浮上テーブルＢ４０６の上面Ｂ４１６については、スリットノズル２０と基板Ａ間のすきまであるクリアランスＣＬを紙面に垂直な方向であるＹ方向に高精度に維持するために、その平面度を好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下にする。

次に図５を見ると、基板Ａは塗布幅方向であるＹ方向の両側で、その下面である基板下面９を左吸着パッド４２０Ａ、Ｂ、右吸着パッド４３０Ａ、Ｂで吸着保持されている。なお紙面に垂直なＸ方向で、左吸着パッド４２０Ａ、右吸着パッド４３０Ａは、基板Ａの手前側、左吸着パッド４２０Ｂ、右吸着パッド４３０Ｂは、基板Ａの奥側を吸着保持している。

左吸着パッド４２０Ａ、Ｂ、右吸着パッド４３０Ａ、Ｂは、それぞれ左ガイド４２２Ａ、Ｂ、右ガイド４３２Ａ、Ｂで、上下方向であるＺ方向には自在に移動するよう案内されるが、ＸとＹ方向には移動しないように拘束される。左ガイド４２２Ａ、Ｂ、右ガイド４３２Ａ、Ｂは、それぞれ左昇降ユニット４２４Ａ、Ｂ、右昇降ユニット４３４Ａ、Ｂに固定されているので、左吸着パッド４２０Ａ、Ｂ、右吸着パッド４３０Ａ、Ｂを別々にＺ方向に昇降させることができる。

これによって、基板ＡのＹ方向の片側だけを、左吸着パッド４２０Ａ、Ｂか、右吸着パッド４３０Ａ、Ｂかで吸着保持することが選択できる。また左昇降ユニット４２４Ａ、Ｂ、右昇降ユニット４３４Ａ、Ｂはそれぞれリニア軸受けを備えた左ベースブロック４２６Ａ、Ｂ、右ベースブロック４３６Ａ、Ｂに固定されている。

左ベースブロック４２６Ａ、Ｂ、右ベースブロック４３６Ａ、Ｂは、基板浮上テーブルＢ４０６のＹ方向両側に配置された一対のレール４４０Ａ、ＢによってＸ方向に案内され、図示されていない個々のリニアモータによって、それぞれ独立してＸ方向に自在に移動可能となっている。

したがって左吸着パッド４２０Ａ、Ｂ、右吸着パッド４３０Ａ、Ｂは、Ｘ方向に独立して往復動させることができる。左吸着パッド４２０Ａ、Ｂ、右吸着パッド４３０Ａ、ＢのＸ方向移動により、これらに吸着保持され、さらに基板浮上テーブルＡ４０４、基板浮上テーブルＢ４０６、基板浮上テーブルＣ４０８上を浮上している基板Ａを、Ｘ方向に任意の速度で移動させることができる。

同じく図５でノズル浮上ユニット５００を見ると、揺動体５１４のＹ方向中央部の下側には、回転ベアリング２２０をはじめとして、ノズル浮上ユニット２００と全く同じものがとりつけられている。ただしエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃについては、基準プレート２２６に取り付けられているスリットノズル２０のＹ方向両側には、基準プレート２２６にスペーサ２３０Ａ、Ｂを介してエアーパッド２０２Ａ、Ｂは取り付けられているが、中央のエアーパッド２０２Ｃは省略されている。

この構成により、スリットノズル２０、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、スペーサ２３０Ａ、Ｂ、基準プレート２２６が、回転軸２２４の回りに、Ｙ−Ｚ平面内で往復自在に回転する。したがって基準プレート２２６に取り付けられているスリットノズル２０も同様に回転する。この回転角度は、揺動体５１４に設けられた回転ストッパー２３２Ａ、Ｂと基準プレート２２６の上面２３８と接触させることで、制約できる。

また揺動体５１４はそのＹ方向両側にある保持部５１０Ａ、ＢでリニアＺ軸受４５４Ａ、Ｂに固定されている。リニアＺ軸受４５４Ａ、Ｂは門型フレーム４５０を構成する支柱４５２Ａ、Ｂにそれぞれ設けられた一対のガイドレール４５８Ａ、Ｂに係合して、Ｚ方向に自在に移動できるので、揺動体５１４とそれに取り付けられているスリットノズル２０とエアーパッド２０２Ａ、Ｂも上下方向であるＺ方向に自在に移動可能となっている。

ここで門型フレーム４５０は、支柱４５２Ａ、Ｂをステー４５６でＹ方向に接続することにより、門型に構成されている。なお、スリットノズル２０の下降下限位置は、支柱４５２Ａ、Ｂに取り付けられたブラケット５０６Ａ、Ｂに設けたストッパー５０８Ａ、Ｂと揺動体５１４の保持部５１０Ａ、Ｂの下面を接触させることにより、任意に設定できる。

さらに揺動体５１４のＹ方向中央部上側を見ると、固定具５０４が揺動体５１４に締結固定されている。この固定具５０４には歯付きのタイミングベルト５０２の一端が固定されている。このタイミングベルト５０２は上に伸びて、タイミングベルト５０２の歯とかみ合うタイミングプーリ５２０に巻かれている。

タイミングプーリ５２０の回転軸５２８は、その長手方向がＹ方向と平行となっており、タイミングプーリ５２０のＹ方向両側にある回転ベアリング５２２Ａ、Ｂに回転自在に支持されている。なお回転ベアリング５２２Ａ、Ｂは門型フレーム４５０のステー４５６の上部に固定されている。またタイミングプーリ５２０の回転軸５２８の一端は、これまたステー４５６上に固定されているクラッチ５２４に接続されている。クラッチ５２４の回転軸５２８が接続されている反対側には、ステー４５６上にブラケット５３２を介して固定されているモータ５２６が接続されている。

したがってタイミングプーリ５２０には、モータ５２６の駆動力が、クラッチ５２４が作動時には伝えられる。このモータ５２６の駆動力は、タイミングプーリ５２０を介してタイミングベルト５０２にも伝えられるので、タイミングベルト５０２に接続されている揺動体５１４がＺ方向に昇降可能となり、あわせてスリットノズル２０、エアーパッド２０２Ａ、Ｂも随意にＺ方向に昇降可能となる。

ここで図４を再び参照すると、タイミングプーリ５２０に巻かれているタイミングベルト５０２の固定具５０４に固定されているのとは逆側の一端が、錘５３０が接続されている。

錘５３０の質量（重さ）の選定については、クラッチ５２４を非作動にしてタイミングプーリ５２０が自在に回転できるようにした状態で、エアーパッド２０２Ａ、Ｂの気体噴出面２３６Ａ、Ｂから所定速度で空気を噴出しながら基板Ａの基板上面８に接触させ、空気を介して両者間に作用する負荷圧力が１０〜１００ｋＰａになるように、錘５３０の質量を調整する。

錘５３０の替わりに、タイミングプーリ５２０と揺動体５１４を接続するタイミングベルト５０２に発生する張力を、エアーパッド２０２Ａ、Ｂの気体噴出面２３６Ａ、Ｂと基板Ａ間に作用する負荷圧力が１０〜１００ｋＰａになるようにモータ５２６をトルク制御してもよい。この制御を行う場合は、モータ５２６の駆動力が伝えられるように、クラッチ５２４は作動状態にする。

なおスリットノズル２０への塗布液供給については図示省略しているが、スリットコータ１と同じく、塗布液供給装置４０によって行なう。

以上の構成によってスリットコータ４００は、Ｘ方向に浮上搬送される基板Ａに対して、ノズル浮上ユニット５００の作用によって、基板Ａの基板上面８を基準に、スリットノズル２０と基板Ａ間のすきまであるクリアランスＣＬを、塗布幅方向にわたって一様にしかも微小にすることができる。

なおクリアランスＣＬについては、スリットコータ１の時と同様に、スリットノズル２０の吐出口面３６とエアーパッド２０２Ａ、Ｂの気体噴出面２３６Ａ、Ｂ間の距離Ｃ１をあらかじめ設定しておき、それにエアーパッド２０２Ａ、Ｂの浮上量である距離Ｃ２（気体噴出面２３６Ａ、Ｂと基板Ａの基板上面８の間の距離）を、エアーパッド２０２Ａ、Ｂに供給する空気圧力によって気体噴出面２３６Ａ、Ｂから一定の噴出速度で空気を噴出させることで定めて、ＣＬ＝Ｃ１＋Ｃ２で設定する。

これによって、スリットコータ４００でも、クリアランスＣＬをスリットノズル２０の長手方向にわたって一様に５０μｍ未満の微小値に設定できるので、厚さ５μｍ以下の薄膜の塗布膜Ｄを容易かつ高精度に形成することが可能となる。

以上より、エアーパッド２０２Ａ、Ｂの気体噴出面２３６Ａ、Ｂから空気を介して基板Ａに作用する負荷圧力を、錘５３０の質量によって所定値にバランスさせる。それとともに、スリットノズル２０とエアーパッド２０２Ａ、Ｂを含む塗布器保持手段である基準プレート２２６を、上下方向であるＺ方向と、回転軸２２４を中心とした回転方向の２方向に移動自在に保持する。

これらによって、スリットノズル２０の吐出口面３６と基板Ａの基板上面８が一定間隔であるクリアランスＣＬになるように作用するノズル浮上ユニット５００は、ノズル浮上ユニット２００と同様に間隔維持手段となる。

さらにスリットコータ４００では、左吸着パッド４２０Ａ、Ｂと右吸着パッド４３０Ａ、Ｂを、基板Ａごとに交互に吸着させてＸ方向に往復動させることによって、基板Ａをつづけてスリットノズル２０の直下に搬送して塗布することもできるので、生産性を非常に高くすることができる。

スリットコータ４００を用いた塗布方法は、基本的にはスリットコータ１を用いた塗布方法と同じであるが、次のようにして行なう。

図４を見て、まずスリットコータ４００の各動作部の原点復帰が行われると、スリットノズル２０は上下方向であるＺ方向に一番高い位置にある一方、左吸着パッド４２０Ａ、Ｂ、右吸着パッド４３０Ａ、ＢともにＺ方向の下限位置にあって、Ｘ方向の一番左側に移動して停止する。

この時クラッチ５２４は作動状態であり、モータ５２６がブレーキとして作動して、スリットノズル２０のＺ方向位置が維持される。ここで、タンク６４〜スリットノズル２０まで塗布液６６はすでに充満されており、タンク６４以降のスリットノズル２０までの経路内の残留エアーを排出する作業も既に終了している。

また図示しない拭き取りユニット９０が、待機位置からＸ方向に移動してきて、拭き取りヘッド９２がスリットノズル２０の直下で停止する。この時の塗布液供給装置４０の状態は、シリンジ５２に塗布液６６が充填、吸引バルブ４４は閉、供給バルブ４２は開、そしてピストン５４は最下端の位置にあり、いつでも塗布液６６をスリットノズル２０に供給できるようになっている。

次に、図示しないローダから基板ＡがＸ方向に搬送されてくるので、左昇降ユニット４２４Ａ、Ｂを上昇させて、左吸着パッド４２０Ａ、Ｂで基板Ａの下面である基板下面９を吸着保持する。

これと並行して、塗布液供給装置４０を稼働させて少量の塗布液６６をスリットノズル２０から吐出後、駆動ユニット９８を駆動して、拭き取りヘッド９２をスリットノズル２０の長手方向端部にある摺動開始位置まで移動させ停止させる。そして、モータ５２６を駆動して、スリットノズル２０を下降させてスリットノズル２０の吐出口３４とその周辺を拭き取りヘッド９２に係合する。

その後、拭き取りヘッド９２をスリットノズル２０の長手方向に摺動させて、スリットノズル２０の吐出口３４付近をスリットノズル２０の長手方向にわたって拭き取って、スリットノズル２０の初期化を実施する。

スリットノズル２０の初期化が完了したらスリットノズル２０を上昇させる。スリットノズル２０の上昇完了後、拭き取りヘッド９２を長手方向に最初の位置まで戻す。その後拭き取りユニット９０が待機位置に向かってＸ方向に移動する。

次に、左吸着パッド４２０Ａ、ＢをＸ方向に右側に駆動して、スリットノズル２０の直下に基板Ａの塗布開始位置を移動させて停止させる。エアーパッド２０２Ａ、Ｂに所定圧力の空気を供給して気体噴出面２３６Ａ、Ｂから所定速度で空気を噴出する。

それとともに、モータ５２６を駆動してタイミングプーリ５２０を回転させてノズル浮上ユニット５００の揺動体５１４を下降し、エアーパッド２０２Ａ、Ｂの気体噴出面２３６Ａ、Ｂを基板Ａの基板上面８上に着地する寸前に、クラッチ５２４を非作動にして、揺動体５１４を重力により落下させて、エアーパッド２０２Ａ、Ｂの気体噴出面２３６Ａ、Ｂを基板Ａの基板上面８上に着地させる。

そして、スリットノズル２０の吐出口面３６と基板Ａの基板上面８との間にクリアランスＣＬが設定できた時点で、シリンジポンプ５０を駆動してスリットノズル２０から塗布液６６を初期吐出量Ｑ０だけ吐出し、スリットノズル２０と基板Ａとの間にビードＢをまず形成する。

つづいてシリンジポンプ５０を駆動し、所定吐出速度でスリットノズル２０から塗布液６６を吐出し、シリンジポンプ５０の駆動開始から一定時間Ｔ１秒後に左吸着パッド４２０Ａ、Ｂを所定速度でＸ方向に移動開始して、塗布液６６の基板Ａへの塗布を行い、塗布膜Ｄを形成する。

基板Ａの塗布終了位置がスリットノズル２０の吐出口３４の位置にきたらシリンジポンプ５０を停止させて塗布液６６の供給を停止する。つづいてモータ５２６を塗布開始前とは逆側に回転駆動してからクラッチ５２４を作動させ、タイミングプーリ５２０を回転させてスリットノズル２０を揺動体５１４ごと上昇させる。これによって基板Ａとスリットノズル２０の間に形成されたビードＢが断ち切られ、塗布が終了する。

塗布終了後も左吸着パッド４２０Ａ、Ｂは動きつづけ、終点位置にきたら停止する。この時に、拭き取りヘッド９２をスリットノズル２０の直下に移動させるとともに、左吸着パッド４２０Ａ、Ｂの基板Ａの吸着を解除し、左昇降ユニット４２４で左吸着パッド４２０Ａ、Ｂを下降させる。

それから図示されないアンローダによって基板Ａを次の工程に搬送する。基板Ａがアンローダで搬出されるのと平行して、左吸着パッド４２０Ａ、Ｂを原点位置に向かって逆方向（左方向）に移動させ、原点位置に来たら停止させる。

また塗布が終了した時点で、他の動作と平行して供給バルブ４２を閉、吸引バルブ４４は開としてから、ピストン５４を一定速度で下降させ、タンク６４の塗布液６６をシリンジ５２に充填する。充填完了後、ピストン５４を停止させ、吸引バルブ４４を閉、供給バルブ４２を開として、待機する。

さて基板浮上テーブルＡ４０４から先の基板Ａがなくなった時点で、次の基板Ａがローダによって送り込まれるので、右昇降ユニット４３４Ａ、Ｂを上昇させて、右吸着パッド４３０Ａ、Ｂで次の基板Ａの基板下面９を吸着保持する。

先の基板Ａへの塗布が終了し、シリンジポンプ５０に次の塗布液６６が充填され、各バルブが切り替わった時点で、少量の塗布液６６をスリットノズル２０から吐出後拭き取りヘッド９２でスリットノズル２０の拭き取りを行い、以降同じ動作を左吸着パッド４２０Ａ、Ｂに替わって右吸着パッド４３０Ａ、Ｂで行なって、塗布を繰り返す。この後は左吸着パッド４２０Ａ、Ｂと右吸着パッド４３０Ａ、Ｂを交互に入れ替えて動作させる。

以上のスリットコータ１とスリットコータ４００では、塗布器として面状の塗布膜が形成できるスリットノズル２０を使用したが、ストライプ状の塗布膜が形成できるストライプノズルを適用してもよい。

以上説明した本発明が適用できる塗布液６６としては粘度が１〜１０００００ｍＰａＳであり、ニュートニアンであることが塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗布液６６にも適用できる。

具体的に適用できる塗布液６６の例としては、カラーフィルタ用のブラックマトリックス、ＲＧＢ色画素形成用塗布液、レジスト液、オーバーコート材、柱形成材料、ＴＦＴアレイ基板用のポジレジスト等の低粘度薄膜塗布用のペースト、有機ＥＬ用のホール注入層形成用ペースト、画素形成用ペースト、ＰＤＰ背面板用の隔壁用ペースト、誘電体ペースト、電極ペーストの高粘度薄膜塗布用のペースト、等がある。

基板Ａ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条件としては、塗布速度が０．１〜５００ｍｍ／ｓ、より好ましくは０．５〜２００ｍｍ／ｓ、スリットノズル２０のスリット間隙は好ましくは１００μｍ未満、より好ましくは５０μｍ未満、塗布厚さはウェット状態で好ましくは０．２〜１０μｍ、より好ましくは１〜５μｍである。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

３６０×４６５ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板を、ウェット洗浄によって基板Ａ上のパーティクルを除去後、スリットコータ１で上記に記載した塗布方法により、ブラックマトリックス材をウェット厚さで４μｍだけ、ガラス基板中の３１０（Ｙ方向）×４１０（Ｘ方向）の面領域に塗布した。

使用したスリットノズル２０は、スリット２８のＹ方向長さが３１０ｍｍ、スリット２８の間隙（Ｘ方向長さ）は０．１ｍｍで、３１０ｍｍ幅の塗布膜を形成できるものであった。エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃについては、図１の構成で配置し、セラミック多孔質構成のものを使用し、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃの平面度はいずれも３μｍ以下であった。

エアーパッド２０２Ａ、Ｂの気体噴出面２３６Ａ、Ｂは、Ｘ方向に３０ｍｍ、Ｙ方向に１０ｍｍの矩形状で、基板ＡのＹ方向両端から１０ｍｍの範囲に位置させて浮上するようにした。エアーパッド２０２Ｃの気体噴出面２３６Ｃは、Ｘ方向に１０ｍｍ、Ｙ方向に３００ｍｍの矩形状で、スリットノズル２０のスリット２８の位置からＸ方向右側に３０ｍｍから１０ｍｍの範囲に位置させてスリットノズル２０に先行して浮上するようにした。

またスリットノズル２０の吐出口面３６から気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃまでの距離Ｃ１は、スペーサ２３０Ａ、Ｂ、Ｃの厚さｔｓ＝１５μｍにしてＣ１＝１５μｍにした。錘２３４Ａ、Ｂは、気体噴出面２３６Ａ、Ｂ、Ｃからガラス基板に作用する圧力が１０ｋＰａになるように調整した。この状態でエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃに０．３ＭＰａの圧縮空気を供給したところ、エアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃの浮上量である距離Ｃ２は５μｍであった。

載置台１０は４００ｍｍ（Ｙ方向）×５００ｍｍ（Ｘ方向）×１００ｍｍ（Ｚ方向）の石製のものを使用し、上面１８の４００ｍｍ（Ｙ方向）×５００ｍｍ（Ｘ方向）の全面を吸着面とした。また上面１８は４００ｍｍ（Ｙ方向）×１００ｍｍ（Ｘ方向）の５個の面領域に分け、それぞれで平面度が２μｍ以下になるように仕上げられていた。

事前に無アルカリガラス基板を上記の載置台１０に吸着させ、上記のエアーパッド２０２Ａ、Ｂ、Ｃを取り付けたノズル浮上ユニット２００にて、スリットノズル２０と無アルカリガラス基板間にクリアランスＣＬを設けるようにし、クリアランスＣＬのスリットノズル２０の長手方向（Ｙ方向）分布を測定したところ、２０±１μｍであった。

上記のウェット厚さで４μｍ塗布したときの塗布条件としては、塗布速度は１００ｍｍ／ｓ、シリンジポンプ５０の吐出速度は１２４μｌ／ｓ、初期吐出量Ｑ０は１０μｌであった。

なお塗布したブラックマトリックス材には、遮光材にカーボンブラック、バインダーにアクリル樹脂、溶剤にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を使用し、さらに感光剤を添加して、固形分濃度５０％、粘度１０ｍＰａｓに調整したペーストを用いた。

次にブラックマトリックス塗布工程で塗布された基板Ａを、３０秒で６５Ｐａに到達する真空乾燥を６０秒行ってから、１００℃のホットプレートで１０分間さらに乾燥した。ついで露光・現像・剥離を行った後、２６０℃のホットプレートで３０分加熱して、キュアを行い、基板Ａの塗布幅方向（Ｙ方向）にピッチが２５４μｍ、基板Ａの塗布方向（Ｘ方向）にピッチが８５μｍ、線幅が２０μｍ、ＲＧＢ画素数が４８００（基板塗布方向）×１２００（基板幅方向）、対角の長さが２０インチ（基板Ａの塗布幅方向に３０５ｍｍ、基板Ａの塗布方向に４０８ｍｍ）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の格子を作成した。

高固形分濃度のブラックマトリックス材を薄く塗布できたので、ブラックマトリックスの蒸発させるべき溶剤の量を非常に少なくすることができ、コストダウンが行えた。この後、ブラックマトリックス膜の格子を作成した基板Ａを、通常のＲＧＢ工程に供給し、カラーフィルタを作成した。

本発明は、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、有機ＥＬ、プラズマディスプレイ等の基板上の面に、面状またはストライプ状の薄い塗布膜を形成する各種ディスプレイ用部材の製造に利用可能である。

１ スリットコータ
２ 基台
４Ａ、Ｂ ガイドレール
６ 門型ガントリー
８ 基板上面
９ 基板下面
１０ 載置台
１２ ステー
１４Ａ、Ｂ Ｘ軸受
１６Ａ、Ｂ 走行部
１８ 上面
２０ スリットノズル（塗布器）
２２ フロントリップ
２４ リアリップ
２６ マニホールド
２８ スリット
３２ シム
３４ 吐出口
３６ 吐出口面
３８ ノズル上面
４０ 塗布液供給装置
４２ 供給バルブ
４４ 吸引バルブ
４６ フィルター
５０ シリンジポンプ
５２ シリンジ
５４ ピストン
５６ 本体
６０ 供給ホース
６２ 吸引ホース
６４ タンク
６６ 塗布液
６８ 圧空源
７０Ａ、Ｂ Ｚ軸ガイドレール
７２Ａ、Ｂ ボールネジ
７４Ａ、Ｂ モータ
７６Ａ、Ｂ Ｚ軸受
７８Ａ、Ｂ ナット
９０ 拭き取りユニット
９２ 拭き取りヘッド
９４ ブラケット
９６ スライダー
９８ 駆動ユニット
１００ トレイ
１０２ 台
１１０ 制御装置
１１２ 操作盤
２００ ノズル浮上ユニット
２０２Ａ、Ｂ、Ｃ エアーパッド
２０６Ａ、Ｂ ベースブロック
２１０Ａ、Ｂ 回転ベアリング
２１２Ａ、Ｂ 揺動軸
２１４ 揺動体
２１６ ブラケット
２１８ ストッパー
２２０ 回転ベアリング
２２２ 保持ブラケット
２２４ 回転軸
２２６ 基準プレート
２２８ 基準面
２３０Ａ、Ｂ、Ｃ スペーサ
２３２Ａ、Ｂ 回転ストッパー
２３４Ａ、Ｂ 錘
２３６Ａ、Ｂ、Ｃ 気体噴出面
２３８ 上面
３００ 載置台
３０２ 上面
４００ スリットコータ
４０２ 基台
４０４ 基板浮上テーブルＡ
４０６ 基板浮上テーブルＢ
４０８ 基板浮上テーブルＣ
４１４ 上面Ａ
４１６ 上面Ｂ
４１８ 上面Ｃ
４２０Ａ、Ｂ 左吸着パッド
４２２Ａ、Ｂ 左ガイド
４２４Ａ、Ｂ 左昇降ユニット
４２６Ａ、Ｂ 左ベースブロック
４３０Ａ、Ｂ 右吸着パッド
４３２Ａ、Ｂ 右ガイド
４３４Ａ、Ｂ 右昇降ユニット
４３６Ａ、Ｂ 右ベースブロック
４４０Ａ、Ｂ レール
４５０ 門型フレーム
４５２Ａ、Ｂ 支柱
４５４Ａ、Ｂ リニアＺ軸受
４５６ ステー
４５８Ａ、Ｂ ガイドレール
５００ ノズル浮上ユニット
５０２ タイミングベルト
５０４ 固定具
５０６Ａ、Ｂ ブラケット
５０８Ａ、Ｂ ストッパー
５１０Ａ、Ｂ 保持部
５１４ 揺動体
５２０ タイミングプーリ
５２２Ａ、Ｂ 回転ベアリング
５２４ クラッチ
５２６ モータ
５２８ 回転軸
５３０ 錘
５３２ ブラケット
Ａ 基板（被塗布部材）
Ｂ ビード
Ｃ１、Ｃ２ 距離
ＣＬ クリアランス
Ｄ 塗布膜（液膜）
Ｑ０ 初期吐出量
ｔｓ スペーサ２３０Ａ、Ｂ、Ｃの厚さ
Ｗｓ 幅（吐出口面３６のＸ方向長さ）
Ｘ１ 上面３０２のＸ方向長さ
Ｘ２ 配置間隔

Claims (5)

1. 先端に位置する吐出口面に塗布液を被塗布部材上に吐出する吐出口を備える塗布器と、
   前記塗布器に塗布液を供給する塗布液供給手段と、
   前記被塗布部材の被塗布面が前記塗布器の前記吐出口面に相対するように前記被塗布部材を保持する被塗布部材保持手段と、
   を備えた塗布装置であって、さらに、
   前記被塗布部材の前記被塗布面に相対して気体を気体噴出面から噴出する気体噴出手段と、
   前記塗布器の前記吐出口面と前記気体噴出手段の前記気体噴出面が、所定の間隔をおいて略平行となるように、前記塗布器と前記気体噴出手段を共に保持する塗布器保持手段と、
   前記塗布器の前記吐出口面と前記被塗布部材の前記被塗布面とが略一定間隔となるように、前記気体噴出面から噴出した気体を介して前記被塗布部材に作用する圧力を所定値にバランスさせるとともに、前記塗布器保持手段を少なくとも２方向に移動自在に保持する間隔維持手段と、
   を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 前記被塗布部材保持手段は、吸着盤であることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記被塗布部材保持手段は、気体で被塗布部材を浮上させる被塗布部材浮上ユニットであることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
4. 請求項１〜３に記載の塗布装置を用い、
   前記気体噴出手段の前記気体噴出面からの気体噴出速度を略一定にすることで、前記塗布器の前記吐出口面と前記被塗布部材の前記被塗布面の間隔を一定にする工程と、
   前記塗布液供給手段から前記塗布液を前記塗布器に供給して前記塗布器の前記吐出口から前記塗布液を吐出し、前記塗布液を前記被塗布部材の前記被塗布面に塗布する工程を有することを特徴とする塗布方法。
5. 請求項４に記載の塗布方法を用いてディスプレイ用部材を製造することを特徴とするディスプレイ用部材の製造方法。