JPH09244252A - レジスト塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス基板に塗布されるレジスト塗膜を均一に
形成する。 【解決手段】ニップローラ２とロールバー３およびレジ
ストの受け皿５内に設置してロールバーをレジスト溶液
４内で支持するロールバー保持部材６とを少なくとも有
し、ロールバー３がガラス基板１の塗布領域の幅と同一
の軸方向長さを有する塗布ロール部３ａと、塗布ロール
部にロール保持部３ｂを連結する径小部３ｃとからな
り、ニップローラ２とロールバー３の間にガラス基板１
を通過させつつ受け皿５のレジスト溶液をロールバー３
で汲み上げることにより、ガラス基板１にレジスト溶液
を塗布するレジスト塗布装置において、ロールバー保持
部材６の軸方向長さをロールバー３の塗布ロール部３ａ
の軸方向長さと略同一とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状体に流動性
材料を塗布する装置に係り、特に液晶パネル用ガラス基
板にカラーフィルタ等への薄層パターンの形成に好適な
レジスト塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置を構成する液晶パネ
ルは、各々透明電極群を形成した２枚の透明ガラス基板
の間に液晶層を注入してなり、上記表示面となる一方の
ガラス基板に複数色のそれぞれに対応する複数のカラー
フィルタを形成してなる構成を基本としている。

【０００３】上記カラーフィルタは、ガラス基板の上に
ゼラチン／重クロメート等の水溶性の光硬化型感光性組
成物を塗布し、これを所定の画素パターンに対応するご
とくパターニングした後、所定の色に染色する工程を所
要回数繰り返して形成する方法が採用されていたが、フ
ィルタ濃度のばらつきや使用溶剤の毒性の問題等があ
り、安定した品質のカラーフィルタを効率よく製造する
ことが困難であり、また環境に悪影響をもたらす等の問
題を有していた。

【０００４】上記の各問題点を解消するものとして、顔
料で着色した感光性組成物をガラス基板に塗布し、所定
のマスクを介して露光し、現像して所定の着色パターン
を形成する工程を所要回数繰り返す方法等が知られてい
る。

【０００５】この顔料着色の感光性組成物（以下、単に
レジストと言う）をガラス基板に塗布する方法として
は、溝付きゴムローラによってレジスト溶液を塗布する
ロールコート法、あるいはガラス基板を回転させながら
レジスト溶液を遠心力で引延して塗布するスピンコート
法、その他種々の方法があるが、前者では塗膜の平滑性
に限界があり、また、後者ではレジスト溶液の利用効率
が極めて低く、多数のガラス基板を効率よく処理するこ
とが困難であるという問題がある。

【０００６】これに対して、例えば特開平２−２５８０
８１号公報、あるいは特開平４−２７０３４６号公報に
開示されたようなワイヤーを巻き付けたロッド（以下、
ロールバーと称する）を用いて平面搬送されるガラス基
板の下面からレジスト溶液を塗布する、所謂ロッドコー
タ法を用いることで、連続して搬送される多数のガラス
基板に均一なレジストの塗膜を形成することができる。

【０００７】従来、ロッドコート法によるカラーフィル
タの顔料レジスト塗布装置では、レジスト受け皿に溜め
たレジストの溶液をこの中に配置したロールバーにより
汲み上げ、当該ロールバーの上を通過するガラス基板の
上方からニップローラによってロールバーに押圧し、ロ
ールバーで汲み上げたレジスト溶液を接触させ、余剰の
レジスト溶液を掻き取りながら基板に均一に塗布してい
る。

【０００８】このレジスト塗布装置では、ロールバーは
ニップローラによる押圧によって撓まないように当該ニ
ップローラの略々全長にわたって下面から保持するロー
ルバー保持具を備えている。

【０００９】図４は本発明を適用するガラス基板へのレ
ジスト塗布装置の全体構成を説明する模式正面図であっ
て、１はガラス基板、１ａは基板搬入装置、１ｂは搬送
ローラ、１ｃは搬出装置、１ｄは搬送ローラ、２はニッ
プローラ、３はロールバー、４はレジスト溶液、５はレ
ジスト溶液の受け皿、７は塗布部、７ａは回転装置、７
ｂはガイドレール、７ｃは昇降装置、８は架台である。

【００１０】同図において、レジストを塗布するガラス
基板１は図示しない基板供給部から搬送ローラ１ｂを備
えた基板搬入装置１ａにより塗布部７に搬送される。

【００１１】塗布部７は受け皿５に貯留されたレジスト
溶液４に一部を没設して回転するロールバー３とニップ
ローラ２、および回転装置７ａで回転されるロールバー
３をガイドレール７ｂに沿って昇降する昇降装置７ｃか
ら構成され、この塗布部７に搬入されたガラス基板１の
裏面にロールバー３で汲み上げたレジスト溶液を接触さ
せて塗布すると共に、余剰のレジスト溶液を掻き落とし
て所要の膜厚のレジストを塗布する。

【００１２】レジストが塗布されたガラス基板１はニッ
プローラ２の回転で塗布部７から搬出される。この搬出
は搬送ローラ１ｄを備えた基板搬出装置１ｃで行われ、
後段の乾燥部（図示せず）に渡される。

【００１３】上記ニップローラ２はガラス基板１へのレ
ジスト塗布時以外は昇降装置７ｃでロールバー３から離
れるように上昇されてロールバー３にレジストが付着し
ないように離脱される。

【００１４】図５は従来のロールバーによるレジスト塗
布装置の塗布メカニズムを説明するための模式図であっ
て、１はレジストを塗布するガラス基板、２はガラス基
板１をロールバー３に押圧するニップローラ、３はレジ
スト溶液をガラス基板１に接触塗布するロールバー、４
はレジスト溶液、４ａはロールバー３で汲み上げられた
レジスト溶液溜まり、４ｂは塗布されたレジストの塗
膜、５は受け皿、６はロールバー保持部材である。

【００１５】図示したように、ガラス基板１は図示しな
い基板搬送装置によりロールバー３とニップローラ２の
対向部に搬入され、矢印Ｂ方向に回転するニップローラ
２の押圧力でロールバー３に押し付けられながら矢印Ａ
方向に進行する。

【００１６】受け皿５に貯留されたレジスト溶液４は矢
印Ｃ方向に回転するロールバー３の回転で汲み上げら
れ、ガラス基板１の搬入側にレジスト溶液溜まり４ａを
形成する。このレジスト溶液溜まり４ａがガラス基板１
に接触して塗布される。

【００１７】ガラス基板１はその裏面にレジスト溶液が
塗布されてロールバー３を通過して搬出されるとき、ロ
ールバー３は塗布されたレジスト溶液の余剰分を掻き落
として所要の厚さの塗膜４ｂを形成する。

【００１８】この塗膜４ｂの厚さは、レジスト溶液の粘
度、ガラス基板１の搬送速度、ロールバー３の直径およ
び周速度等の諸条件で決定される。

【００１９】また、ロールバー保持部材６はレジスト溶
液の受け皿５に固定され、そのロールバー回転受け部分
の形状も使用されるロールバーの形状（直径、巻き付け
たワイヤーのサイズと間隔）に合わせて形成されてお
り、レジストの切替え（カラーフィルタの色切替え、
等）を行なう場合、あるいは塗布するレジストの膜厚を
変更したい場合はロールバー３と共にレジストの受け皿
５も一緒に交換して塗布を行なっている。

【００２０】図６は図４に示したレジスト塗布装置のレ
ジスト塗布部をガラス基板の進行方向から見た要部構成
図であって、３ａは塗布ローラ部、３ｂはローラ保持
部、３ｃは径小部、３ｄは凹部、Ｌ１はガラス基板の
幅、Ｌ２は塗布ローラ部の幅、Ｌ３はロールバー３の全
長、Ｌ４はロールバー保持部材６のロールバー３保持長
さ、図４と同一符号は同一部分に対応する。

【００２１】同図において、ニップローラ２とロールバ
ー３の塗布ローラ部３ａの間に挟持されて搬送されるガ
ラス基板１は、その下面（ロールバー３側）にレジスト
が塗布される。ロールバー３の塗布ロール部３ａの幅Ｌ
２はガラス基板１の幅領域の幅に一致する。

【００２２】ロールバー３の両端には径小部３ｃを介し
てロール保持部３ｂが形成されており、塗布ロール部３
ａの塗布端には軸方向に陥没した凹部３ｄが形成され、
レジストの切れを良くするように構成されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上記したレジスト塗布
装置においては、ロールバー３はその全長にわたって支
持するロールバー保持部材６は設置されている。このロ
ールバー保持部材６の保持長さＬ４はロールバー３のロ
ール保持部３ｂも含めて支持する長さとなっている。

【００２４】このような構成では、ニップローラ２の押
圧力やロールバー３の端部に余分に付着するレジスト厚
によりロールバー３の塗布ロール部３ａが例えば矢印Ｄ
のように押し下げられたとき、当該ロールバー３の全長
がロールバー保持部材６に保持されているために、当該
塗布ロール部３ａに汲み上げられるレジスト溶液の流れ
が阻害されてレジストの汲み上げ量が変動し、ガラス基
板１に塗布されたレジスト塗膜にすじむらが発生する。

【００２５】図７はガラス基板に塗布されたレジスト塗
膜のすじむらの一例の説明図であって、４ｃはガラス基
板１に塗布されたレジスト塗膜４ｂのガラス基板搬送方
向Ａと交叉する方向に発生するすじむら、４ｄはレジス
ト塗膜４ｂのガラス基板搬送方向Ａの端部に発生するす
じむらである。

【００２６】このように、従来は、ロールバー３へのレ
ジスト溶液の流れがロールバー保持部材により阻害さ
れ、ガラス基板１に塗布されるレジスト塗膜にむらが生
じるという問題があった。

【００２７】また、ロールバー３の塗布ロール部３ａの
端部には当該ロールバーの回転によりレジスト溶液の這
い上がりが発生してガラス基板１の搬送方向端部にすじ
むらが生じるという問題があり、従来は、上記塗布ロー
ル部３ａの端部に掻き板を設置して余剰のレジスト溶液
を掻き落とす構成を採用しているが、十分な掻き落とし
ができなかった。

【００２８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、ガラス基板に塗布されるレジスト塗膜を均一に
形成することができるレジスト塗布装置を提供すること
にある。

【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、本発明は、ロールバーを支持するロールバー保持部
材の軸方向長さを短縮し、当該ロールバーの塗布ロール
バー部に汲み上げられるレジスト溶液がロールバー保持
部材で阻害されるのを回避したことを特徴とする。

【００３０】また、本発明は、ロールバーの塗布ロール
部の端部に形成されている凹部内周のレジスト溶液を掻
き落とす掻き板を設置することで、当該塗布ロール部の
端部におけるレジスト溶液の這い上がりを阻止したこと
を特徴とする。

【００３１】すなわち、請求項１に記載の第１の発明
は、ニップローラとロールバーおよびレジストの受け皿
と、前記受け皿内に設置して前記ロールバーをレジスト
溶液内で支持するロールバー保持部材とを少なくとも有
し、前記ロールバーが前記ガラス基板の塗布領域の幅と
同一の軸方向長さを有する塗布ロール部と、前記塗布ロ
ール部にロール保持部を連結する径小部とからなり、前
記ニップローラと前記ロールバーの間にガラス基板を通
過させつつ前記受け皿のレジスト溶液を前記ロールバー
で汲み上げることにより、前記ガラス基板にレジスト溶
液を塗布するレジスト塗布装置において、前記ロールバ
ー保持部材の軸方向長さを前記ロールバーの塗布ロール
部の軸方向長さと略同一としたことを特徴とするレジス
ト塗布装置。

【００３２】また、請求項２に記載の第２の発明は、ニ
ップローラとロールバーおよびレジストの受け皿と、前
記受け皿内に設置して前記ロールバーをレジスト溶液内
で支持するロールバー保持部材とを少なくとも有し、前
記ロールバーが前記ガラス基板の塗布領域の幅と同一の
軸方向長さを有する塗布ロール部と、前記塗布ロール部
にロール保持部を連結する径小部とからなり、前記ニッ
プローラと前記ロールバーの間にガラス基板を通過させ
つつ前記受け皿のレジスト溶液を前記ロールバーで汲み
上げることにより、前記ガラス基板にレジスト溶液を塗
布するレジスト塗布装置において、前記ロールバーの塗
布ロール部の端部における凹部内周のレジスト溶液を掻
き落とす掻き板を設置したことを特徴とする。

【００３３】さらに、請求項３に記載の第３の発明は、
ニップローラとロールバーおよびレジストの受け皿と、
前記受け皿内に設置して前記ロールバーをレジスト溶液
内で支持するロールバー保持部材とを少なくとも有し、
前記ロールバーが前記ガラス基板の塗布領域の幅と同一
の軸方向長さを有する塗布ロール部と、前記塗布ロール
部にロール保持部を連結する径小部とからなり、前記ニ
ップローラと前記ロールバーの間にガラス基板を通過さ
せつつ前記受け皿のレジスト溶液を前記ロールバーで汲
み上げることにより、前記ガラス基板にレジスト溶液を
塗布するレジスト塗布装置において、前記ロールバー保
持部材の軸方向長さを前記ロールバーの塗布ロール部の
軸方向長さと略同一とすると共に、前記ロールバーの塗
布ロール部の端部における凹部内周のレジスト溶液を掻
き落とす掻き板を設置したことを特徴とする。

【００３４】なお、上記第１、第２および第３の発明に
おいて、前記ロールバーの塗布ロールバー端部に、当該
端部の外周に付着するレジストを掻き落とす他の掻き板
を設置することもできる。

【００３５】本発明は液晶パネルに限らず、他の同様の
レジスト類の塗布装置に適用できる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、実
施例の図面を参照して詳細に説明する。

【００３７】図１は本発明によるレジスト塗布装置の第
１実施例の構成を説明する要部模式図であって、３はロ
ールバー、３ａは塗布ロール部、３ｂはロール保持部、
３ｃは径小部、３ｄは凹部、６はロールバー保持部材、
Ｒはレジスト溶液の液面である。

【００３８】同図において、ロールバー３はＳＵＳ製で
あり、一体成形の塗布ロール部３ａとロール保持部３ｂ
および径小部３ｃからなり、ロール保持部３ｂの一方に
駆動機構（図示せず）が結合されてレジスト溶液に上部
を残して没した状態で回転駆動される。

【００３９】また、塗布ロール部３ａの両端には凹部３
ｄが形成されており、レジスト溶液の這い上がりを低減
している。

【００４０】ロールバー３を支持するロールバー保持部
材６は、ロールバー３の塗布ロール部３ａのみを支持す
る長さＬ４を有している。

【００４１】ロールバー保持部材６は図示しない固定手
段でレジスト受け皿の中に固定される。

【００４２】このように、本実施例によれば、ロールバ
ー保持部材６の長さＬ４をロールバー３の塗布ロール部
３ａのみを支持するサイズとしたことにより、レジスト
受け皿中のレジスト溶液の流れが円滑となって、塗布ロ
ール部３ａで汲み上げられるレジスト溶液の流れに乱れ
が生じなくなる。その結果、塗布ロール部３ａには常に
均一なレジスト供給がなされて、前記した従来技術によ
うなすじむらの発生は抑制される。

【００４３】図２は本発明によるレジスト塗布装置の第
２実施例の構成を説明する要部模式図であって、６ａは
段差部、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００４４】本実施例の構成は、ロールバー保持部材６
を除いて前記第１実施例と略同様である。

【００４５】すなわち、ロールバー保持部材６は、ロー
ルバー３の塗布ロール部３ａと対向して支持する長さＬ
４’の部分の両端に当該ロールバー３から離間する如き
段差６ａを有している。

【００４６】ロールバー保持部材６の全長Ｌ４は従来と
同様であり、図示しない固定手段でレジスト受け皿の中
に固定される。

【００４７】このように、本実施例によっても、ロール
バー保持部材６のロールバー３の塗布ロール部３ａを支
持する部分の長さＬ４部分以外の高さを低くしたことに
より、レジスト受け皿中のレジスト溶液の流れが円滑と
なって、塗布ロール部３ａで汲み上げられるレジスト溶
液の流れに乱れが生じなくなる。その結果、塗布ロール
部３ａには常に均一なレジスト供給がなされて、前記し
た従来技術にようなすじむらの発生は抑制される。

【００４８】図３は本発明によるレジスト塗布装置の第
３実施例の構成を説明する要部模式図であって、９は第
１の掻き板、９ａは内周掻き爪部、９ｂは外周掻き爪
部、１０は第２の掻き板、１０ａは掻き爪部、図２、図
３と同一符号は同一部分に対応する。

【００４９】なお、第１および第２の掻き板９、１０は
ポリエチレン等の樹脂で形成され、ＳＵＳ製のロールバ
ー３に対する同図における各掻き板の配置は、説明のた
めのものであり、ロールバー３の回転方向下流に並置さ
れる。また、同図では内周掻き板９に外周掻き爪部９ｂ
を備えたものとしているが、この場合は第２の掻き板１
０は省略してもよい。

【００５０】従来は、第２の掻き板１０のみが設置され
ており、その掻き爪部１０ａでロールバー３の塗布ロー
ル部３ａの端部外周に付着するレジスト溶液を掻き落と
している。

【００５１】本実施例では、ロールバー３の塗布ロール
部３ａの端部に形成された凹部３ｄの内周に上記第１の
掻き板９の内周掻き爪部９ａを当接して、当該凹部３ｄ
に付着して塗布ロール部３ａの外周に這い出ようとする
レジスト溶液を掻き落としている。

【００５２】この構成により、レジスト受け皿５からレ
ジスト溶液がロールバー３の塗布ロール部３ａの端部に
這い出るのが防止され、ガラス基板１に発生するすじむ
らが防止され、均一なレジスト塗膜が得られる。

【００５３】なお、この第３実施例の構成を前記第１実
施例および第２実施例に組み合わせることで、ガラス基
板へのレジスト塗膜をより均一にすることができる。

【００５４】以上の実施例は、液晶パネルのガラス基板
にフィルタ用のレジスト塗膜を形成するレジスト塗布装
置に本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限
るものではなく、液晶表示パネルのガラス基板に形成す
る他の薄膜の形成にんも同様に適用でき、さらに、液晶
パネル以外の同様のレジスト塗膜の形成装置に提供でき
る。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レジスト受け皿中のレジスト溶液の流れが円滑となっ
て、塗布ロール部で汲み上げられるレジスト溶液の流れ
に乱れが生じなくなる。その結果、塗布ロール部には常
に均一なレジスト供給がなされて、前記した従来技術に
ようなすじむらの発生は抑制される。

【００５６】また、塗布ロール部の端部の凹部内周に付
着するレジスト溶液を掻き落とす掻き板を設置したこと
でレジスト受け皿からレジスト溶液がロールバーの塗布
ロール部の端部に這い出るのが防止され、ガラス基板に
発生するすじむらが防止され、均一なレジスト塗膜が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレジスト塗布装置の第１実施例の
構成を説明する要部模式図である。

【図２】本発明によるレジスト塗布装置の第２実施例の
構成を説明する要部模式図である。

【図３】本発明によるレジスト塗布装置の第３実施例の
構成を説明する要部模式図である。

【図４】本発明を適用するガラス基板へのレジスト塗布
装置の全体構成を説明する模式正面図である。

【図５】従来のロールバーによるレジスト塗布装置の塗
布メカニズムを説明するための模式図である。

【図６】図４に示したレジスト塗布装置のレジスト塗布
部をガラス基板の進行方向から見た要部構成図である。

【図７】ガラス基板に塗布されたレジスト塗膜のすじむ
らの一例の説明図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 １ａ 基板搬入装置 １ｂ 搬送ローラ １ｃ 搬出装置 １ｄ 搬送ローラ ２ ニップローラ ３ ロールバー ３ａ 塗布ロール部 ３ｂ ロール保持部 ３ｃ 径小部 ３ｄ 凹部 ４ レジスト溶液 ４ａ レジスト溜り ４ｂ レジスト塗膜 ４ｃ，４ｄ すじむら ５ レジスト溶液の受け皿 ６ ロールバー保持部材 ６ａ 段差部 ７ 塗布部 ７ａ 回転装置 ７ｂ ガイドレール ７ｃ 昇降装置 ８ 架台 ９ 第１の掻き板 ９ａ 内周掻き爪部 ９ｂ 外周掻き爪部 １０ 第２の掻き板 １０ａ 掻き爪部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市村 幸雄 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 河野 和洋 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 片岡 信弥 千葉県茂原市早野3300番地 日立千葉エレ クトロニクス株式会社内 (72)発明者 谷口 秀明 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 吉田 和俊 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 水戸部 巧一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 並木 淳一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ニップローラとロールバーおよびレジスト
   の受け皿と、前記受け皿内に設置して前記ロールバーを
   レジスト溶液内で支持するロールバー保持部材とを少な
   くとも有し、 前記ロールバーが前記ガラス基板の塗布領域の幅と同一
   の軸方向長さを有する塗布ロール部と、前記塗布ロール
   部にロール保持部を連結する径小部とからなり、 前記ニップローラと前記ロールバーの間にガラス基板を
   通過させつつ前記受け皿のレジスト溶液を前記ロールバ
   ーで汲み上げることにより、前記ガラス基板にレジスト
   溶液を塗布するレジスト塗布装置において、 前記ロールバー保持部材の軸方向長さを前記ロールバー
   の塗布ロール部の軸方向長さと略同一としたことを特徴
   とするレジスト塗布装置。
2. 【請求項２】ニップローラとロールバーおよびレジスト
   の受け皿と、前記受け皿内に設置して前記ロールバーを
   レジスト溶液内で支持するロールバー保持部材とを少な
   くとも有し、 前記ロールバーが前記ガラス基板の塗布領域の幅と同一
   の軸方向長さを有する塗布ロール部と、前記塗布ロール
   部にロール保持部を連結する径小部とからなり、 前記ニップローラと前記ロールバーの間にガラス基板を
   通過させつつ前記受け皿のレジスト溶液を前記ロールバ
   ーで汲み上げることにより、前記ガラス基板にレジスト
   溶液を塗布するレジスト塗布装置において、 前記ロールバーの塗布ロール部の端部における凹部内周
   のレジスト溶液を掻き落とす掻き板を設置したことを特
   徴とするレジスト塗布装置。
3. 【請求項３】ニップローラとロールバーおよびレジスト
   の受け皿と、前記受け皿内に設置して前記ロールバーを
   レジスト溶液内で支持するロールバー保持部材とを少な
   くとも有し、 前記ロールバーが前記ガラス基板の塗布領域の幅と同一
   の軸方向長さを有する塗布ロール部と、前記塗布ロール
   部にロール保持部を連結する径小部とからなり、 前記ニップローラと前記ロールバーの間にガラス基板を
   通過させつつ前記受け皿のレジスト溶液を前記ロールバ
   ーで汲み上げることにより、前記ガラス基板にレジスト
   溶液を塗布するレジスト塗布装置において、 前記ロールバー保持部材の軸方向長さを前記ロールバー
   の塗布ロール部の軸方向長さと略同一とすると共に、前
   記ロールバーの塗布ロール部の端部における凹部内周の
   レジスト溶液を掻き落とす掻き板を設置したことを特徴
   とするレジスト塗布装置。