JPH09155269A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 コーティング液の物性に左右されることなく
枚葉基板に対して平滑でかつ均一なコーティング膜を形
成でき、単位時間当たりの処理枚数を増加させるコーテ
ィング装置を提供する。 【解決手段】 トラック形状に形成された一対のガイド
レール１５Ａ，１５Ｂが、コーティングヘッド３０の上
方に、互に対向されかつ直線部が傾斜した状態に配置さ
れ、基板保持部Ｈ１およびＨ２が、ガイドレール１５
Ａ，１５Ｂ間に、それぞれ両端部をスライド自在に支持
されることによって取り付けられ、ガイドレールの下側
の直線部に位置する基板保持部に係脱自在に連結される
スライド体１８Ａと１８Ｂがガイドレールの直線部と平
行方向にスライド自在に設けられ、ガイドレールの直線
部の端部に位置する基板保持部にそれぞれ係脱自在に連
結される一対の連結ハンド２２Ａ，２２Ｂが回転自在に
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ用カラーフ
ィルタのガラス基板等に塗布液を塗布する塗布装置に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ＬＣＤ用カラ
ーフィルタ等の大型ガラス基板に塗布液を塗布する方式
としては、スピン塗布方式が多く用いられている。

【０００３】このスピン塗布方式には大気開放型および
密閉カップ型があるが、何れの方式も、その塗布効率が
１０パーセント程度と低く、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
まれる基板サイズの大型化に伴って、塗布液の使用量，
膜厚分布およびスループット等の点において問題が指摘
されている。

【０００４】上述のようなスピン塗布方式の欠点を解決
するための方式としては、ナイフ塗布方式，ロール塗布
方式またはダイ塗布方式がある。

【０００５】これらの方式は、何れも、被塗布基板上に
塗布用クリアランスを設け、その設定値によって塗布膜
厚を決定して塗布面の平滑性を得る方式であるが、この
方式では、基板表面の平滑度（凹凸度）が塗布精度以上
に低い（凹凸度が大きい）ものに対しては、均一な膜厚
を得ることが困難である。

【０００６】また、基板表面の凹凸に影響され難い塗布
液の塗布方法としては、一般にディップ塗布方式が知ら
れているが、この方式では、非塗布部を被覆することが
不可欠であり、作業が煩雑なものとなる。

【０００７】このディップ塗布方式の原理に類似する方
式で、かつ、基板の主面のみに選択的に塗布液を塗布す
る方式としては、（株）総合技術センタ発行（１９８８
年４月３０日）の尾崎勇次著「最新塗布技術の進歩」の
第３３６頁に記載された塗布液の塗布方式が知られてい
る。

【０００８】この方式では、ダイヘッドまたはスライド
ダイからほぼ水平方向に塗布液が供給され、このダイヘ
ッドまたはスライドダイの側面に形成されたダイリップ
に対向する近接位置を基体が相対的に垂直方向上方に移
動される。ダイヘッドまたはスライドダイから供給され
る塗布液は、基体とダイリップとの間にビードを形成
し、基体の上方への移動に伴って基体主面に塗布されて
塗布膜を形成する。

【０００９】この塗布方式は、一般的に、連続した基体
に対する塗布方式として用いられる。そして、塗布され
た塗布液の膜厚は、基体と塗布ヘッドの相対速度および
塗布液の粘性によって決定される。すなわち、基体とダ
イリップとの間に形成されたビードから引き上げられた
塗布液は、重力の影響によって基体に沿って落下するた
め、この落下する速度と基体が塗布液を引き上げる速度
とのバランスによって膜厚が決定される。

【００１０】この塗布方式においては、塗布液が低粘度
でかつ表面張力が弱い場合には、基体と塗布ヘッドとの
間に設けられたクリアランスにビードを形成させること
が困難であり、塗布液は供給された直後にビードを形成
することなく重力によって落下してしまうことがある。
これを防ぐには、基体と塗布ヘッドとのクリアランスを
きわめて小さくしなければならないという問題がある。

【００１１】しかし、基体がＬＣＤカラーフィルタ用ガ
ラス基板のように平面性が低く、最大で１００μｍもの
凹凸のある場合には、ビードから塗布液が引き上げられ
る時に生じる引張り力に差が生じ、ビードに種々の異な
る剪断力が作用することになる。このように、ビードに
対して局所的に異なる剪断力が作用すると、ビードから
引き出される塗布液の量が均一にはならず、したがっ
て、膜厚も均一にはならない。

【００１２】さらに、この塗布方式においては、連続的
な基体主面への塗布液の塗布が可能ではあっても、基体
主面が垂直であり、この基体に対して直角方向から塗布
液が供給されるので、枚葉基板のような不連続な複数の
基体に塗布液を塗布する場合には、基板のスライド方向
の最後端部がビードを通過した際にビードに残っていた
塗布液が重力で落下し、次に塗布を行う基板の先端部や
その裏面、さらには塗布ヘッドの下部に付着して汚染を
生じることがある。このため、この塗布方式は枚葉基板
の塗布に使用するのには不適当である。

【００１３】また、スライドダイを用いる塗布方式も、
上述のダイヘッドを用いる塗布方式と同様な欠点を有し
ている。特に、このスライドダイを用いる塗布方式は、
スライドダイの傾斜表面上に塗布液を自由流動によって
流して、基体の表面との間にビードを形成するので、任
意時点で塗布液の供給を停止することは困難であり、枚
葉基板のような不連続な基体に対し連続して塗布液を塗
布するのには不適当である。

【００１４】そこで、上記のような各塗布方式における
欠点を解消して、枚葉基板に塗布液の物性に影響を受け
ることなく安定した状態で均一な塗布膜を形成すること
の出来る塗布装置が提案されている（特願平５−１４６
７５７号）。

【００１５】この塗布装置は、図９に示されるように、
装置本体１の一対の支持フレーム１Ａ間に基板Ｓのスラ
イド方向において下流側の端部が高くなるように傾斜し
た状態で取り付けられた直線状のガイドフレーム２と、
このガイドフレーム２にスライド自在に取り付けられた
基板ホルダ３と、上向きに開口する直線状のスリット４
ａを有しこのスリット４ａがガイドフレーム２の軸方向
と直交する方向に延びるようにガイドフレーム２の下方
に配置された塗布ヘッド４とを備えている。

【００１６】そして、基板ホルダ３は、ガイドフレーム
２に沿って設置されたボールねじ５に螺合されていて、
このボールねじ５がモータＭによって回転されることに
よりガイドフレーム２に沿ってスライドされるようにな
っており、吸引管接続部３Ａに接続される図示しない吸
引機構の作動によりその下向きの吸着面に基板Ｓを吸着
して保持するようになっている。

【００１７】また塗布ヘッド４は、図示しない塗布液供
給機構から供給される塗布液をスリット４ａから上方に
吐出するようになっている。

【００１８】図１０は、上記塗布装置の塗布開始時の状
態を示しており、基板ホルダ３の吸着面に吸着された基
板Ｓが、その先端部が塗布ヘッド４のスリットの直上に
所定のクリアランスを介して対向するように位置されて
いる。

【００１９】そして、塗布ヘッド４に塗布液供給機構か
ら塗布液Ｒが供給されると、図１１に拡大して示される
ように、供給された塗布液Ｒがスリット４ａから吐出さ
れてビードＢを形成して、基板Ｓの先端部下面に付着す
る。このとき、スリット４ａの開口部と基板ホルダ３に
吸着された基板Ｓの下面との間の最小クリアランスＣ１
は、ビードＢから塗布液Ｒが零れ出さないように、塗布
液Ｒの粘度や表面張力等の物性を考慮して設定されてい
る。

【００２０】図１１において、基板Ｓの後端側（図にお
いて左側）にメニスカスＬ１が形成され、先端側（図に
おいて右側）にメニスカスＬ２が形成されていて、この
メニスカスＬ１の高さ寸法ｈ１とメニスカスＬ２の高さ
寸法ｈ２は、ガイドフレーム２が角度θで傾斜している
ことによって、ｈ１＜ｈ２の関係になっている。

【００２１】図１０の状態からモータＭが駆動され、ボ
ールねじ５が回転されることによって、基板ホルダ３が
ガイドフレーム２に沿って一定速度で斜め上方にスライ
ドされる。

【００２２】これによって、図１２および図１３に示さ
れるように、ビードＢから塗布液Ｒが基板Ｓの下面に順
次付着され、塗布液Ｒの層Ｒａが形成される。このと
き、塗布ヘッド４には連続して塗布液Ｒの供給が行わ
れ、ビードＢにおける塗布液Ｒの量が一定に保たれてい
る。

【００２３】そして、図１４に示されるように、基板Ｓ
がガイドフレーム２に沿って上昇してその後端部Ｓ２が
塗布ヘッド４のスリット４ａ上に到達すると、基板ホル
ダ３のスライドが停止され、さらに塗布ヘッド４に接続
された図示しないサックバックバルブの作動によってビ
ードＢを形成する塗布液Ｒが塗布ヘッド４内に吸引され
てビードＢが消滅される。これによって、塗布ヘッド４
と基板Ｓ上の塗布液の層Ｒａが分離される。

【００２４】この後、基板Ｓが基板ホルダ３から取り外
され、上向きまたは下向きの状態で水平に保たれて図示
しない乾燥ユニットに搬送され、遠赤外線ヒータ等の手
段によって乾燥されて、基板Ｓの主面上に均一な厚さの
塗布膜が形成される。

【００２５】一般に、ＬＣＤカラーフィルタ用のガラス
基板の主面は平滑度が低く、通常５０〜７０μｍ，最大
では１００μｍ程度の凹凸があるが、上記塗布装置によ
れば、基板Ｓと塗布ヘッド４のスリット４ａ間に、基板
Ｓに形成される層Ｒａの膜厚に対して１０〜１０００
倍、好ましくは２０倍以上の十分に大きなクリアランス
を保つことにより、基板Ｓの主面の凹凸による影響を緩
和することができる。さらに、基板Ｓへの塗布液の塗布
が、基板Ｓが傾斜（５〜２０度，好ましくは１１度）し
た状態で行われるので、塗布された塗布液が基板Ｓの主
面に沿って低い方に流動し、これにより、塗布膜表面を
平滑にすることができる。

【００２６】しかしながら、上記従来の塗布装置によっ
て、枚葉基板について連続して塗布液の塗布を行おうと
すると、一枚の基板Ｓについての塗布液の塗布の終了
後、基板ホルダ３を反転させ基板Ｓの吸着を解除して基
板Ｓを取り外し、次いで、その後に新しい基板Ｓを基板
ホルダ３に吸着させてセットし、基板ホルダ３をガイド
フレーム２に沿って塗布液の塗布時と反対方向にスライ
ドして塗布開始時の位置に復帰させる必要がある。

【００２７】このため、基板の一枚当たりの処理時間が
長くなっていしまい、最大でも３０枚／時程度の処理が
限度である。

【００２８】この発明は、上述のような事情に鑑みてな
されたものであり、塗布液の物性に左右されることなく
枚葉基板に対して平滑でかつ均一な塗布膜を形成するこ
とができるとともに、単位時間当たりの処理枚数を増加
させることができる塗布装置を提供することを目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明による塗布装置は、上方に向って開口す
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、この塗布ヘッドの上方を斜め上向きに移動
するとともに基板を保持してこの基板の塗布を行う面を
塗布ヘッドに対向させながら搬送する基板保持部とを備
え、この基板保持部が基板を保持して移動する際に塗布
ヘッドに塗布液を供給し、塗布ヘッドと基板との間に塗
布ヘッドのスリットから吐出される塗布液によってビー
ドを形成し、基板の移動にともなってビードから基板の
塗布を行う面に塗布液を層状に付着させることによって
基板への塗布液の塗布を行う塗布装置において、上下位
置において互に平行に延びる一対の直線部およびこの一
対の直線部の両端部をそれぞれ連結する円弧状の一対の
コーナ部によってトラック形状に形成された一対のガイ
ドレールが、前記塗布ヘッドの上方に、それぞれのトラ
ック面が鉛直に向いた状態で互に対向されかつ直線部が
塗布ヘッドのスリットの延びる方向と直角方向に延びか
つ傾斜した状態に配置され、複数の前記基板保持部が、
一対のガイドレール間に、それぞれ両端部をスライド自
在に支持されることによって、塗布液の塗布を行う基板
をガイドレールの外側に向けて着脱自在に保持する状態
に取り付けられ、ガイドレールの下側の直線部に位置す
る基板保持部に係脱自在に連結される第１スライド体が
ガイドレールの直線部と平行方向にスライド自在に設け
られ、ガイドレールの上側の直線部に位置する基板保持
部に係脱自在に連結される第２スライド体がガイドレー
ルの直線部と平行方向にスライド自在に設けられ、ガイ
ドレールの両側のコーナ部にそれぞれ配置されガイドレ
ールの直線部の端部に位置する基板保持部に係脱自在に
連結される一対の連結部材がガイドレールのそれぞれの
コーナ部の中心軸を中心に回転自在に設けられているよ
うな構成とした。

【００３０】上記第１の発明による塗布装置は、基板を
保持した基板保持部がガイドレールの下側の直線部の下
端部に位置されると、この基板保持部に第１スライド体
が連結される。そして、この第１スライド体がガイドレ
ールの直線部と平行に斜め上方に向ってスライドされる
ことにより、基板保持部が、保持している基板の塗布を
行う面を塗布ヘッドに対向させながら、ガイドレールの
直線部に沿って第１スライド体と一体的に斜め上方に向
ってスライドされる。

【００３１】このとき、塗布ヘッドに塗布液が連続して
供給され、この塗布液がスリットから上方に吐出され
て、塗布ヘッドの上方を移動する基板の塗布を行う面と
の間に塗布液のビードを形成する。そして、基板保持部
のスライドにともなって、ビードから塗布液が基板の塗
布を行う面に順次付着され、基板に塗布液の層が形成さ
れる。

【００３２】基板保持部がガイドレールの直線部の上端
部に到達し、上記のようにして基板への塗布液の塗布が
終了すると、ガイドレールの上端側に設けられた連結部
材がこの基板保持部に連結されるとともに第１スライド
体の連結が解除される。

【００３３】この後、連結部材がコーナ部の中心軸を中
心に回転されることにより、この連結部材に連結された
基板保持部がコーナ部に沿ってガイドレールの上部側に
スライドされて、基板の塗布面を上向きに保持する。

【００３４】この後、このガイドレールの上部側に移動
された基板保持部に第２スライド体が連結されるととも
に連結部材の連結が解除される。そして、この第２スラ
イド体がガイドレールの直線部と平行に斜め下方に向っ
てスライドされることにより、基板保持部がスライド体
と一体的にガイドレールの直線部に沿って斜め下方に向
ってスライドされる。この基板保持部が斜め下方に向っ
てスライドされる際に、基板保持部に保持された基板の
交換が行われる。

【００３５】この基板の交換が終わった基板保持部がガ
イドレールの直線部の下端部に到達すると、ガイドレー
ルの下端側に設けられた連結部材がこの基板保持部に連
結されるとともに第２スライド体の連結が解除される。

【００３６】そして、連結部材がコーナ部の中心軸を中
心に回転されることにより、この連結部材に連結された
基板保持部がコーナ部に沿ってガイドレールの下部側に
スライドされて、基板の塗布液を塗布する面を下向きに
保持する。

【００３７】この後、このガイドレールの下部側にスラ
イドされた基板保持部に第１スライド体が連結されると
ともに連結部材の連結が解除されて、上記基板への塗布
液塗布および基板の交換工程が繰り返される。

【００３８】以上の基板に対する塗布液の塗布工程が、
複数のスライダについてそれぞれ行われる。

【００３９】このとき各基板保持部のガイドレールに沿
ったスライド行程が互にずれて行われるようにすること
によって、塗布ヘッドによる基板への塗布と塗布の終わ
った基板の交換とがそれぞれのスライダについて交互に
行われるようにすることができる。これによって、一台
の塗布ヘッドによる基板への塗布を間を開けることなく
連続して行うことができる。

【００４０】第２の発明による塗布装置は、第１の発明
において、一対のガイドレール，第１スライド体，第２
スライド体および一対の連結部材が、水平方向でかつガ
イドレールの直線部に対して直角方向に延びる軸線を中
心に回動自在な機枠に取り付けられているような構成と
した。

【００４１】上記第２の発明による塗布装置は、機枠が
水平方向でかつガイドレールの直線部に対して直角方向
に延びる軸線を中心に回動されることによって、ガイド
レールの傾斜角度、すなわち基板保持部のスライド角度
および基板保持部に保持された基板の傾斜角度が任意の
角度に設定される。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最も好ましいと思
われる実施の形態について説明を行う。

【００４３】図１は、この実施形態における塗布装置１
０の側面図であり、図２は、図１において塗布装置１０
を矢印Ｘの方向から見た正面図である。

【００４４】この図１および図２において、塗布装置１
０の装置本体１１は、この装置本体１１の両側に装置本
体１１を挟むように立設された一対の支柱１２Ａおよび
１２Ｂの上端部に、それぞれ軸１３Ａおよび１３Ｂによ
って、回動自在に支持されている。

【００４５】装置本体１１は、それぞれ鉛直向きに配置
され互に平行に対向される一対の側板１４Ａと１４Ｂを
有し、この側板１４Ａ，１４Ｂは、それぞれの外壁面に
連結された軸１３Ａ，１３Ｂによって鉛直面内において
回動自在に支持されている。

【００４６】側板１４Ａの内壁面には、上下位置におい
て互に平行に延びる一対の直線部１５Ａ１および１５Ａ
２とこの直線部１５Ａ１，１５Ａ２の両端部をそれぞれ
連結する円弧状のコーナ部１５Ａ３および１５Ａ４から
なるトラック形状のガイドレール１５Ａが取り付けられ
ている。

【００４７】側板１４Ｂの内壁面には、上下位置におい
て互に平行に延びる一対の直線部１５Ｂ１および１５Ｂ
２とこの直線部１５Ｂ１，１５Ｂ２の両端部をそれぞれ
連結する円弧状のコーナ部１５Ｂ３および１５Ｂ４から
なるガイドレール１５Ａと同一形状のガイドレール１５
Ｂが、ガイドレール１５Ａと対向するように取り付けら
れている。

【００４８】側板１４Ａと１４Ｂの間には、軸１３Ａお
よび１３Ｂの軸線ｙの下方に位置しかつガイドレール１
５Ａの直線部１５Ａ１，１５Ａ２およびガイドレール１
５Ｂの直線部１５Ｂ１，１５Ｂ２と平行に延びるボール
ねじ１６Ａが配置され、その両端部を側板１４Ａと１４
Ｂの間に架け渡された図示しないフレームに回転自在に
支持されている。このボールねじ１６Ａの一端部には駆
動モータＭ１が連結されていて、この駆動モータＭ１に
よってボールねじ１６Ａがその軸回りに回転されるよう
になっている。

【００４９】このボールねじ１６Ａの両側には、一対の
ガイドシャフト１７Ａが、それぞれの両端部を側板１４
Ａと１４Ｂの間に架け渡された図示しないフレームに固
定されることにより、ボールねじ１６Ａと平行に配置さ
れている。

【００５０】ボールねじ１６Ａおよびガイドシャフト１
７Ａには、スライド体１８Ａが取り付けられている。

【００５１】このスライド体１８Ａは、両端部をガイド
シャフト１７Ａに中央部をボールねじ１６Ａにそれぞれ
挿通された状態で一対のガイドシャフト１７Ａ間に架け
渡された基体フレーム１８Ａ１と、この基体フレーム１
８Ａ１の中央部に取り付けられてボールねじ１６Ａに螺
合するボールねじ用ナット１８Ａ２と、基体フレーム１
８Ａ１の両端部にそれぞれガイドシャフト１７Ａにスラ
イド自在にかつ回動自在に外嵌されたロータリボールス
プライン１８Ａ３を介して取り付けられた一対のアーム
１８Ａ４と、この一対のアーム１８Ａ４の上端部間に介
装されてアーム１８Ａ４の上端部を互に離間させるよう
に作動するチャック用シリンダ１８Ａ５と、一対のアー
ム１８Ａ４の下端部の互に対向する位置に取り付けられ
た一対のチャック用パッド１８Ａ６とから構成されてい
る。

【００５２】側板１４Ａと１４Ｂの間において、軸１３
Ａおよび１３Ｂの軸線ｙの上方には、ボールねじ１６
Ａ，一対のガイドシャフト１７Ａおよびスライド体１８
Ａと軸線ｙに対してそれぞれ対称的になるように、ボー
ルねじ１６Ｂ，一対のガイドシャフト１７Ｂおよびスラ
イド体１８Ｂが取り付けられており、ボールねじ１６Ｂ
が図示しない駆動モータによってその軸回りに回転され
るようになっている。

【００５３】そして、スライド体１８Ｂも、スライド体
１８Ａと同様に構成され、基体フレーム１８Ｂ１、一対
のアーム１８Ｂ４、チャック用シリンダ１８Ｂ５および
一対のチャック用パッド１８Ｂ６を有している。

【００５４】なお、図１においては、構造の理解を容易
にするために、軸１３Ａおよび１３Ｂの軸線ｙの上方に
配置されたボールねじ１６Ｂ，一対のガイドシャフト１
７Ｂおよびスライド体１８Ｂの図示が省略されている。

【００５５】側板１４Ａと１４Ｂ間には、シャフト１９
Ａが、ガイドレール１５Ａのコーナ部１５Ａ３の中心位
置とガイドレール１５Ｂのコーナ部１５Ｂ３の中心位置
とを結ぶ軸線と同軸になるように、それぞれ両端部を側
板１４Ａと１４Ｂに回転自在に支持された状態で取り付
けられている。そして、このシャフト１９Ａの側板１４
Ｂの外側に突出する端部には、このシャフト１９Ａを軸
回りに回転させる駆動モータＭ２が連結されている。

【００５６】シャフト１９Ａは、図２から分かるよう
に、スライド体１８Ａの上方およびスライド体１８Ｂの
下方に位置されている。このシャフト１９Ａには、一対
の回動アーム２０Ａが、スライド体１８Ａおよび１８Ｂ
の両側に位置するようにシャフト１９Ａの軸方向と直角
向きに固定されている。この一対の回動アーム２０Ａの
下端部にはそれぞれシリンダ２１Ａが、そのピストンロ
ッドが回動アーム２０Ａの軸線方向に向くように取り付
けられ、このピストンロッドの先端部には後述する架台
に連結される連結ハンド２２Ａが取り付けられている。

【００５７】さらに側板１４Ａと１４Ｂ間には、シャフ
ト１９Ｂが、ガイドレール１５Ａのコーナ部１５Ａ４の
中心位置とガイドレール１５Ｂのコーナ部１５Ｂ４の中
心位置とを結ぶ軸線と同軸になるように、それぞれ両端
部を側板１４Ａと１４Ｂに回転自在に支持された状態で
取り付けられている。そして、このシャフト１９Ｂも、
シャフト１９Ａと同様に、その端部に連結された図示し
ない駆動モータによってその軸回りに回転されるように
なっている。

【００５８】このシャフト１９Ｂにも、シャフト１９Ａ
と同様の構成で、一対の回動アーム２０Ｂと、一対のシ
リンダ２１Ｂと、連結ハンド２２Ｂが取り付けられてい
る。

【００５９】ガイドレール１５Ａおよび１５Ｂの間に
は、二台の基板保持部Ｈ１およびＨ２が、それぞれガイ
ドレール１５Ａ、１５Ｂに沿ってスライド自在に介装さ
れている。

【００６０】基板保持部Ｈ１は、以下のような構成を有
している。

【００６１】すなわち、ガイドレール１５Ａおよび１５
Ｂには、それぞれ側板１４Ａ，１４Ｂの内側に位置する
ように一対のキャリッジ２３Ａおよび２３Ｂがガイドレ
ールに沿ってスライド自在に取り付けられており、この
一対のキャリッジ２３Ａと２３Ｂの間に架台２４が架け
渡されていて、この架台２４がガイドレール１５Ａおよ
び１５Ｂの外周側に位置する状態でその両端部がそれぞ
れ軸２３Ａ１および２３Ｂ１によってキャリッジ２３Ａ
および２３Ｂに回動自在に支持されている。

【００６２】架台２４の中央部の内面上には、チャック
用ブラケット２５が架台２４の長手方向と直角向きでか
つその平面部がボールねじ１６Ａと平行になるように立
設されている。さらに、架台２４の両端部の内面上に
は、一対の連結ブラケット２６が、それぞれ架台２４の
長手方向と直角向きでかつ平面部がボールねじ１６Ａと
直角向きになるように立設されている。

【００６３】架台２４の外面には、基板Ｓを吸着して保
持するための吸着板２７が固定されている。

【００６４】また、キャリッジ２３Ｂに固定されたブラ
ケット２３Ｂ２には架台回動用シリンダ２８が取り付け
られ、そのピストンロッドが架台２４に固定されたアー
ム２９の先端部に連結されていて、架台回動用シリンダ
２８の作動により架台２４を軸２３Ａ１および２３Ｂ１
の軸回りに回動させるようになっている。

【００６５】基板保持部Ｈ２の構成も基板保持部Ｈ１と
同様であり、ガイドレール１５Ａおよび１５Ｂにスライ
ド自在に取り付けられた一対のキャリッジ２３Ａ’およ
び２３Ｂ’と、架台２４’と、架台２４’の内面上に取
り付けられたチャック用ブラケット２５’およびブラケ
ット２６’と、架台２４’の外面に取り付けられた吸着
板２７’と、架台２４’を回動させるための架台回動用
シリンダを備えている。

【００６６】装置本体１１の下方部には、上向きに開口
する直線状のスリット３０ａを有する塗布ヘッド３０
が、そのスリット３０ａがガイドレール１５Ａ，１５Ｂ
のそれぞれ直線部１５Ａ２，１５Ｂ２と直交する方向に
設置されている。この塗布ヘッド３０は、図示しない昇
降機構の作動によって上下動されるようになっている。

【００６７】塗布ヘッド３０には、後述するような塗布
液供給機構から塗布液が供給されるようになっており、
この塗布ヘッド３０に供給された塗布液がそのスリット
３０ａから上方に吐出されるようになっている。

【００６８】図３ないし図６に、上記塗布ヘッド３０の
形状の一例が示されている。

【００６９】この図３ないし図６において、塗布ヘッド
３０の本体３０Ａは塗布液の塗布を行う基板Ｓの幅以上
の長さａを有し、その上面の中央部に、軸方向に沿って
延びるとともに上方に向って開口するスリット３０ａが
形成されている。そして、このスリット３０ａを挟むよ
うにその両側に一対の斜面３０Ｂおよび３０Ｃが形成さ
れている。

【００７０】本体３０Ａの内部には、スリット３０ａと
平行に延びるとともにスリット３０ａにその軸方向の全
域に亘って連通される中空状の液溜り３０Ｄが形成され
ている。この液溜り３０Ｄにはスリット３０ａの下部に
取り付けられた塗布液供給管３０Ｅが接続されており、
この塗布液供給管３０Ｅから導入される塗布液が液溜り
３０Ｄを介してスリット３０ａから吐出されるようにな
っている。

【００７１】図中、３０Ｆは、スリット３０ａの両端部
にそれぞれ脱着可能に嵌合された一対のスリット長さ調
節用パッキンであり、このスリット長さ調節用パッキン
３０Ｆを異なる長さを有する他のスリット長さ調節用パ
ッキンに交換することにより、スリット３０ａから吐出
される塗布液の幅を調節することができる。

【００７２】図中に示された塗布ヘッド３０の各部の寸
法は、以下の通りである。

【００７３】本体３０Ａの長さａ ＝４００ｍｍ 本体３０Ａの幅ｂ ＝ ５０ｍｍ 本体３０Ａの高さｃ ＝ ８０ｍｍ スリット３０ａの長さｄ（スリット長さ調節用パッキン
３０Ｆによる調整後の幅） ＝３５０ｍｍ スリット３０ａの幅ｅ ＝ ２ｍｍ スリット３０ａの深さｆ＝ ２７ｍｍ 液溜り３０Ｄの深さｇ ＝ ４０ｍｍ 塗布ヘッド３０に塗布液を供給する塗布液供給機構とし
ては、図７に示すような機構が挙げられる。

【００７４】この塗布液供給機構は、加圧タンク樽Ｔ内
に収容されている塗布液を手動バルブ３１を介して供給
される空気圧によって押し出し、粗調節用ニードルバル
ブ３２，フィルタ３３，流量計３４，微調節用ニードル
バルブ３５，空気作動弁３６およびサックバックバルブ
３７を介して塗布ヘッド３０に供給する。

【００７５】空気作動弁３６は、基板Ｓへの塗布液の塗
布終了時に空気圧によって自動的に作動して、塗布ヘッ
ド３０への塗布液の供給を停止させる。また、サックバ
ックバルブ３７は、空気作動弁３６の閉鎖と同時にピス
トン３７ａが図７に示す矢印の方向にスライドされてシ
リンダ３７ｂ内に負圧を生じさせ、これによって塗布ヘ
ッド３０に供給されている塗布液を吸引して回収する。

【００７６】次に、上記塗布装置の作動を図８を参照し
ながら説明する。

【００７７】塗布装置１０は、装置本体１１が塗布開始
前に図示しない駆動機構の作動によって軸１３Ａおよび
１３Ｂを中心に図８の右側端部が上側になるように回動
されて、その傾斜角度が所定の角度θに設定される。

【００７８】吸着板２７に基板Ｓを保持した基板保持部
Ｈ１が、ガイドレール１５Ａ，１５Ｂの直線部１５Ａ
２，１５Ｂ２の下側に位置される端部（図８の左側端
部、以下この位置を塗布開始位置という）に位置される
と、スライド体１８Ａのチャック用シリンダ１８Ａ５が
作動されて、一対のアーム１８Ａ４がガイドシャフト１
７Ａを中心にそれぞれその下端部が接近する方向に回動
され、これによってチャック用パッド１８Ａ６によりチ
ャック用ブラケット２５がその両側から挟持される。こ
れによって、基板保持部Ｈ１とスライド体１８Ａとが一
体的に連結される。

【００７９】この状態で、駆動モータＭ１が駆動されて
ボールねじ１６Ａが回転され、これによってスライド体
１８Ａがガイドシャフト１７Ａにガイドされながらボー
ルねじ１６Ａに沿って斜め上方向にスライドされる。そ
して、このスライド体１８Ａのスライドに伴って、基板
保持部Ｈ１もガイドレール１５Ａ，１５Ｂの直線部１５
Ａ２，１５Ｂ２に沿って斜め上方向にスライドされる。

【００８０】このとき、吸着板２７Ａに保持された基板
Ｓの塗布面は、下向きでかつガイドレール１５Ａ，１５
Ｂの直線部１５Ａ２，１５Ｂ２に対して平行に保持され
ている。

【００８１】基板保持部Ｈ１のスライドに伴って、基板
Ｓが塗布ヘッド３０の上方を通過するが、このとき基板
Ｓの先端部が塗布ヘッド３０の位置に達すると塗布ヘッ
ド３０への塗布液の供給が開始され、この供給された塗
布液がスリット３０ａから吐出されてビードを形成して
基板Ｓに付着する。このとき、基板Ｓと塗布ヘッド３０
のスリット３０ａ間の間隔は、図示しない昇降機構によ
って塗布ヘッド３０が上下動されることにより調節され
る。

【００８２】そして、基板Ｓの通過にともなって、塗布
ヘッド３０上に形成されたビードから塗布液が基板Ｓの
下面に順次付着されてゆき、塗布液の層が形成されてゆ
く。

【００８３】そして、基板保持部Ｈ１がガイドレール１
５Ａ，１５Ｂの直線部１５Ａ２，１５Ｂ２の上側に位置
される端部（図８の右側端部、以下この位置を塗布終了
位置という）に到達すると、基板Ｓの後端部が塗布ヘッ
ド３０の上方から外れ、これとほぼ同時にスライド体１
８Ａおよび基板保持部Ｈ１のスライドが停止されるとと
もに塗布ヘッド３０に接続されたサックバックバルブが
作動され、ビードを形成する塗布液が塗布ヘッド３０内
に吸引されてビードが消滅される。これによって、塗布
ヘッド３０と基板Ｓに塗布された塗布液が分離される。

【００８４】以上の基板Ｓへの塗布液の塗布状態は、図
１０ないし図１４において説明した従来の塗布液の塗布
方法と同様である。

【００８５】以上のようにして、基板保持部Ｈ１が塗布
終了位置に到達し、吸着板２７Ａに保持された基板Ｓへ
の塗布液の塗布が終了すると、シリンダ２１Ｂが作動さ
れて下向きに待機している連結ハンド２２Ｂ（図２では
上向きの状態で示されている）が下降されて、連結ブラ
ケット２６に連結される。これと同時にチャック用シリ
ンダ１８Ａ５の作動が停止され、チャック用パッド１８
Ａ６によるチャック用ブラケット２５の挟持状態が解除
される。

【００８６】この後、ボールねじ１６Ａが逆回転するこ
とにより、スライド体１８Ａは上記と逆方向にスライド
されて、元の位置に復帰される。

【００８７】このようにして、スライド体１８Ａと基板
保持部Ｈ１の連結状態が解除された後、シャフト１９Ｂ
が図示しない駆動モータによって図１の反時計回りに回
転され、これによってキャリッジ２３Ａおよび２３Ｂが
ガイドレール１５Ａ，１５Ｂのコーナ部１５Ａ４および
１５Ｂ４に沿って上方向にスライドされ、基板保持部Ｈ
１がガイドレール１５Ａ，１５Ｂの上部側に移動され
る。そして、基板保持部Ｈ１は倒立状態になり、吸着板
２７Ａに保持された基板Ｓはその塗布液の塗布面を上向
きの状態にされる。

【００８８】次に、スライド体１８Ｂのチャック用シリ
ンダ１８Ｂ５が作動されて、スライド体１８Ａの場合と
同様に、一対のアーム１８Ｂ４の回動によってチャック
用ブラケット２５がチャック用パッド１８Ｂ６によりそ
の両側から挟持される。これによって、基板保持部Ｈ１
とスライド体１８Ｂとが一体的に連結される。これと同
時に、シリンダ２１Ｂの作動が停止されて連結ハンド２
２Ｂと連結ブラケット２６との連結状態が解除される。

【００８９】そして、架台回動用シリンダ２８が作動さ
れることにより、架台２４が軸２３Ａ１，２３Ｂ１を中
心に回動されて、基板Ｓが水平状態を保つように位置決
めされる。このときの状態は、図８に示された基板保持
部Ｈ２の状態と同じである。

【００９０】この状態で、図示しない駆動モータが駆動
されてボールねじ１６Ｂが回転され、これによってスラ
イド体１８Ｂがガイドシャフト１７Ｂにガイドされなが
らボールねじ１６Ｂに沿って斜め下方向にスライドされ
る。そして、このスライド体１８Ａのスライドに伴っ
て、基板保持部Ｈ１もガイドレール１５Ａ，１５Ｂの直
線部１５Ａ１，１５Ｂ１に沿って斜め下方向にスライド
される。

【００９１】この基板保持部Ｈ１がガイドレール１５
Ａ，１５Ｂの直線部１５Ａ１，１５Ｂ１に沿って斜め下
方向にスライドされる途中の所定位置において、図示し
ない基板交換装置により、吸着板２７に保持された塗布
液の塗布が終了した基板Ｓが新しい基板Ｓと交換され
る。

【００９２】この新しい基板Ｓがセットされた基板保持
部Ｈ１がガイドレール１５Ａ，１５Ｂの直線部１５Ａ
１，１５Ｂ１の下側に位置される端部（図８の左側端
部）に達すると、シリンダ２１Ａが作動されて上向きに
待機している連結ハンド２２Ａ（図１および２では下向
きの状態で示されている）が上昇されて、連結ブラケッ
ト２６に連結される。これと同時にチャック用シリンダ
１８Ｂ５の作動が停止され、チャック用パッド１８Ｂ６
によるチャック用ブラケット２５の挟持状態が解除され
る。

【００９３】この後、ボールねじ１６Ｂが逆回転するこ
とにより、スライド体１８Ｂは上記と逆方向にスライド
されて、元の位置に復帰される。

【００９４】このようにして、スライド体１８Ｂと基板
保持部Ｈ１の連結状態が解除された後、シャフト１９Ａ
が図示しない駆動モータによって図１の反時計回りに回
転され、これによってキャリッジ２３Ａおよび２３Ｂが
ガイドレール１５Ａ，１５Ｂのコーナ部１５Ａ３および
１５Ｂ３に沿って下方向にスライドされることにより、
基板保持部Ｈ１がガイドレール１５Ａ，１５Ｂの下部側
に移動され、塗布開始位置に位置される。

【００９５】これによって、基板保持部Ｈ１は正立状態
になり、吸着板２７Ａに保持された基板Ｓはその塗布面
を下向きの状態にされる。

【００９６】そして、スライド体１８Ａのチャック用シ
リンダ１８Ａ５が作動されて、上述したように、チャッ
ク用ブラケット２５がチャック用パッド１８Ａ６により
その両側から挟持され、これと同時に、シリンダ２１Ａ
の作動が停止されて連結ハンド２２Ａと連結ブラケット
２６との連結状態が解除される。

【００９７】このとき、架台回動用シリンダ２８の作動
が停止されることにより、架台２４が前記と逆方向に回
動されて、基板Ｓが再びガイドレール１５Ａ，１５Ｂの
直線部１５Ａ２，１５Ｂ２に対して平行な状態に保持さ
れる。

【００９８】そして、上記の工程を繰り返すことによ
り、枚葉の基板Ｓについて連続して塗布液の塗布が行わ
れる。

【００９９】以上の基板Ｓへの塗布液の塗布および塗布
の終了した基板Ｓの交換工程が、基板保持部Ｈ２につい
ても、基板保持部Ｈ１に対して半工程遅れて行われる。

【０１００】したがって、基板保持部Ｈ２について基板
Ｓの交換が行われているときに基板保持部Ｈ１に保持さ
れた基板Ｓについて塗布が行われ、反対に、基板保持部
Ｈ１について基板Ｓの交換が行われているときに基板保
持部Ｈ２に保持された基板Ｓについて塗布が行われるの
で、常時、基板Ｓについての塗布が行われることにな
り、これによって、図９の従来の塗布装置に比べて、単
位時間当たり２倍の枚数の基板Ｓに塗布液を塗布するこ
とが可能になる。

【０１０１】上記塗布液の塗布工程において、基板保持
部Ｈ１およびＨ２のスライド速度を速くすれば基板Ｓに
塗布された塗布液の層の厚さが薄くなり、反対にスライ
ド速度を遅くすれば塗布液の層の厚さが厚くなるが、塗
布装置１０の傾斜角度θを変えることにより、基板保持
部Ｈ１およびＨ２のスライド速度を一定にしたまま基板
Ｓに塗布された塗布液の層の厚さを変えることができ
る。

【０１０２】すなわち、塗布装置１０の傾斜角度θが大
きくなると、基板保持部Ｈ１およびＨ２に保持された基
板Ｓの傾斜角度も大きくなって基板Ｓに塗布された塗布
液の層の厚さが薄くなり、反対に塗布装置１０の傾斜角
度θが小さくなると、基板保持部Ｈ１およびＨ２に保持
された基板Ｓの傾斜角度も小さくなって基板Ｓに塗布さ
れた塗布液の層の厚さが厚くなる。

【０１０３】上記塗布装置１０によって塗布液が塗布さ
れる枚葉の基板Ｓは、主としてＬＣＤカラーフィルタ用
大型ガラス基板であるが、他の基板についても同様に塗
布液の塗布を行うことができる。また非可撓性のガラス
基板に限らず、可撓性を有するプラスチック基板，金属
基板または紙基板についても塗布液を塗布することがで
きる。

【０１０４】また、上記塗布装置１０に使用される塗布
液は、主として基板上に微細パターンを描くための感光
性樹脂であるが、他の塗布液の塗布を行うことができる
ことは言うまでもない。そして、水系および溶剤系等の
各種の塗布液を使用することができ、さらに、顔料，染
料，フィラ，増感剤，樹脂および添加剤等を単独で使用
し、または、これらの数種類を混合して使用することも
できる。

【０１０５】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。 （実施例１）幅３００ｍｍ，長さ３５０ｍｍ，板厚１．
１ｍｍのＬＣＤカラーフィルタ用ガラス基板Ｓを準備
し、塗布液として、固形分濃度１．０％，粘度５．０ｃ
ｐｓのＰＶＡ水溶液を準備した。

【０１０６】塗布ヘッド３０には、図３乃至図６に示さ
れる形状および寸法のものを使用し、この塗布ヘッド３
０と基板Ｓとの間の相対的角度が約８゜になるように設
定した。基板保持部Ｈ１およびＨ２の移動速度は、それ
ぞれ３０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

【０１０７】そして、前述した工程により、基板保持部
Ｈ１，Ｈ２の吸着板２７，２７’にそれぞれ保持された
基板Ｓについて塗布液の塗布を行った。このとき、塗布
開始時において、塗布ヘッド３０と基板Ｓ間に形成され
るビードＢのメニスカスＬ１，Ｌ２の高さｈ１，ｈ２
（図１１参照）が、それぞれ０．５ｍｍ、０．７ｍｍと
なるように設定した。

【０１０８】上記条件によって塗布液が塗布された基板
Ｓを、オーブンにより、８０℃の温度で１分間乾燥し
た。

【０１０９】この結果、基板Ｓの移動方向およびこの移
動方向と直角方向に沿ってそれぞれ測定した塗布膜の膜
厚分布は、塗布液の塗布面のうち２６０ｍｍ×３００ｍ
ｍの範囲内において、何れも２００００±６００Åであ
り、良好な結果を得ることができた。

【０１１０】そして、このときの基板Ｓへの塗布液の塗
布能率は、１４０枚／時であった。

【０１１１】なお、塗布工程時における塗布膜Ｒａのウ
ェット膜厚Ｃ２（図１３参照）に対するメニスカスＬ２
の高さｈ２の比は、Ｃ２：ｈ２＝１：７０であった。 （実施例２）実施例１の塗布液の代りに固形分濃度６．
５％、粘度２．５ｃｐｓの東京応化工業（株）製フォト
レジストＯＦＰＲ−８００を塗布液として用い、他は実
施例１と同一の条件で基板Ｓへの塗布液の塗布を行っ
た。

【０１１２】この結果、基板Ｓの移動方向およびこの移
動方向と直角方向に沿ってそれぞれ測定した塗布膜の膜
厚分布は、塗布液の塗布面のうち２６０ｍｍ×３００ｍ
ｍの範囲内において、何れも２００００±６００Åであ
り、良好な結果を得ることができた。

【０１１３】そして、このときの基板Ｓへの塗布液の塗
布能率は、１４０枚／時であった。

【０１１４】なお、塗布液塗布工程時における塗布膜Ｒ
ａのウェット膜厚Ｃ２（図１３参照）に対するメニスカ
スＬ２の高さｈ２の比は、Ｃ２：ｈ２＝１：７０であっ
た。

【０１１５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば塗
布液の塗布を基板の塗布を行う面を塗布ヘッドに対向さ
せながら塗布ヘッドの上方を斜め上向き方向に直線状に
スライドさせて行うので、枚葉基板に対しても、塗布液
の物性に左右されることなく平滑でかつ均一な塗布膜を
形成することができる。そして、各基板保持部のガイド
レールに沿ったスライド行程を互にずらせて行うことに
よって、一台の塗布ヘッドによる基板への塗布を間を開
けることなく連続して行うことができるので、単位時間
当たりの処理枚数を増加させることができる。

【０１１６】また、ガイドレールの傾斜角度を変えるこ
とにより、各基板保持部のスライド速度を一定にしたま
ま基板に塗布される塗布液の層の厚さを変えることがで
き、塗布液の物性に応じた所望の厚さの塗布膜を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の最良の形態の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】同例を図１において矢印Ｘの方向から見た正面
図である。

【図３】同例において使用される塗布ヘッドの一例を示
す斜視図である。

【図４】同塗布ヘッドの正面図である。

【図５】同塗布ヘッドの平面図である。

【図６】同塗布ヘッドの側面図である。

【図７】同例において使用される塗布液供給機構を示す
図である。

【図８】同例の作動を説明するための概略側面図であ
る。

【図９】従来例の塗布装置を示す側面図である。

【図１０】同従来例における塗布開始時の基板とビード
との関係を示す概略側面図である。

【図１１】同従来例における塗布開始時のビードの状態
を拡大して示す説明図である。

【図１２】同従来例における塗布途中の基板とビードと
の関係を示す概略側面図である。

【図１３】同従来例における塗布途中のビードの状態を
拡大して示す説明図である。

【図１４】同従来例における塗布終了時の基板とビード
との関係を示す概略側面図である。

【符号の説明】

１０ …塗布装置 １１ …装置本体 １３Ａ，１３Ｂ…軸 １４Ａ，１４Ｂ…側板（機枠） １５Ａ，１５Ｂ…ガイドレール １５Ａ１，１５Ａ２，１５Ｂ１，１５Ｂ２…直線部 １５Ａ３，１５Ａ４，１５Ｂ３，１５Ｂ４…コーナ部 １６Ａ，１６Ｂ…ボールねじ １８Ａ，１８Ｂ…スライド体 ２２Ａ，２２Ｂ…連結ハンド（連結部材） ２３Ａ，２３Ｂ…キャリッジ ２４ …架台 ２７ …吸着板 ３０ …塗布ヘッド ３０ａ…スリット Ｈ１，Ｈ２…基板保持部 Ｓ …基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 村山 圭司 東京都北区赤羽西六丁目37番２号 株式会 社ディー・エヌ・ケー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方に向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、この塗
   布ヘッドの上方を斜め上向きに移動するとともに基板を
   保持してこの基板の塗布を行う面を塗布ヘッドに対向さ
   せながら搬送する基板保持部とを備え、この基板保持部
   が基板を保持して移動する際に塗布ヘッドに塗布液を供
   給し、塗布ヘッドと基板との間に塗布ヘッドのスリット
   から吐出される塗布液によってビードを形成し、基板の
   移動にともなってビードから基板の塗布を行う面に塗布
   液を層状に付着させることによって基板への塗布液の塗
   布を行う塗布装置において、 上下位置において互に平行に延びる一対の直線部および
   この一対の直線部の両端部をそれぞれ連結する円弧状の
   一対のコーナ部によってトラック形状に形成された一対
   のガイドレールが、前記塗布ヘッドの上方に、それぞれ
   のトラック面が鉛直に向いた状態で互に対向されかつ直
   線部が塗布ヘッドのスリットの延びる方向と直角方向に
   延びかつ傾斜した状態に配置され、 複数の前記基板保持部が、一対のガイドレール間に、そ
   れぞれ両端部をスライド自在に支持されることによっ
   て、塗布液の塗布を行う基板をガイドレールの外側に向
   けて着脱自在に保持する状態に取り付けられ、 ガイドレールの下側の直線部に位置する基板保持部に係
   脱自在に連結される第１スライド体がガイドレールの直
   線部と平行方向にスライド自在に設けられ、 ガイドレールの上側の直線部に位置する基板保持部に係
   脱自在に連結される第２スライド体がガイドレールの直
   線部と平行方向にスライド自在に設けられ、 ガイドレールの両側のコーナ部にそれぞれ配置されガイ
   ドレールの直線部の端部に位置する基板保持部に係脱自
   在に連結される一対の連結部材がガイドレールのそれぞ
   れのコーナ部の中心軸を中心に回転自在に設けられてい
   ることを特徴とする塗布装置。
2. 【請求項２】 前記一対のガイドレール，第１スライド
   体，第２スライド体および一対の連結部材が、水平方向
   でかつガイドレールの直線部に対して直角方向に延びる
   軸線を中心に回動自在な機枠に取り付けられている請求
   項１に記載の塗布装置。