涂膜的制造方法技术

本发明专利技术提供一种涂膜的制造方法，是使用设置了涂料喷出用的狭缝的狭缝金属型涂料机喷头，在基材表面涂布涂料，形成涂膜的涂膜的制造方法，其特征是，毛细管数（Ｃａ）和将涂布间隙设为Ｔ、将湿态膜厚设为ｔ时的由Ｔ／ｔ得到的量纲为１的膜厚（Ｘ）被按照满足下式（２）Ｃａ≤０．０６５１Ｘ↑［－０．６６６９］（２）及下式（３）Ｃａ≤－０．０００５Ｌｎ（Ｘ）＋０．０１０８（３）中的任意一个的方式设定而形成涂膜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在滤色片的着色层或半导体制造领域的抗蚀剂涂敷等精密涂敷中，使用金属型涂料机将液状的涂料涂布在基材表面而形成涂膜的。
技术介绍
一直以来，作为在基材上形成涂膜的方法，广泛使用旋转涂覆法、棒涂覆法及辊涂覆法等。其中，使用旋转涂覆机的方法是广泛用于半导体晶片的抗蚀剂涂布中的方法，可以利用向旋转的被涂敷材料的表面中央滴下涂料来形成涂膜。此外，利用该方法获得的涂膜通过将涂料的种类设定为适于该方法的涂料，就可以遍及被涂敷材料的全部范围地使膜厚精度相当良好地均一化。但是，用于获得特定的膜厚的涂膜的涂料的使用量显著增多，因而不经济。另外，有涂料附着在被涂敷材料的边缘部或背面、向装置内飞散的涂料凝胶化或固化的情况，在工序的稳定性、清洁性方面欠佳，因此导致涂敷产品的质量降低。使用辊涂覆机的方法是借助辊将涂料转印到被涂敷材料上的方法，可以进行向长尺寸的被涂敷材料、被卷成卷状的被涂敷材料上的涂敷。但是，考虑到涂料从底座向施料辊、被涂敷材料依次传送的关系，涂料暴露在空气中的时间较长，由此不仅容易引起由涂料的吸湿、氧化造成的变质，而且容易产生异物的混入。其结果是，导致涂敷产品的质量降低。另外，使用了棒涂覆机的方法是使用在杆上卷绕了较细的金属丝的棒向被涂敷材料上涂布涂料的方法。该方法中，由于卷绕在杆上的金属丝与被涂敷材料接触，因此有容易在涂膜上加入线条的问题。考虑到此种问题，近年来，提出了使用金属型涂料机的金属型涂覆法。此外，将金属型涂料机用于滤色片的制造的方案也被公布在特开平5-11105号公报、特开平5-142407号公报、特开平6-339656号公报等中。金属型涂覆机一直以来被广泛用于厚膜涂敷、连续涂布高粘度涂料的用途中，在使用金属型涂覆机形成被涂敷材料涂膜的情况下，如美国专利第4,230,793号、美国专利第4,696,885号、美国专利第2,761,791号中所示，已知有幕涂流动法、挤出法、液珠法等涂敷方法。其中，所述液珠法是从设于金属型涂料机的喷头上的狭缝喷出涂料，在喷头和保持一定的间隔地相对移动的被涂敷材料之间形成被称作涂料液珠的涂料滞留，在该状态下伴随着被涂敷材料的移动将涂料拉出而形成涂膜。此外，如果采用通过将与被涂膜形成所消耗的量相同的量的涂料从狭缝供给而连续地形成涂膜的液珠法，则所形成的涂膜就能够以相当高的精度实现膜厚的均一性。另外，由于基本上不会有涂料的浪费，另外，直至从狭缝喷出为止涂料送液路径被密闭，因此可以防止涂料的变质、异物的混入，从而可以将所得的涂膜的质量维持较高的水平。但是，例如在液晶显示器用的滤色片的制造中被涂敷的膜的大部分为干燥时的膜厚在10μm以下的薄膜，当要涂敷此种更薄的涂膜时，由于涂料液珠的容积变小，因此涂料液珠的稳定性被损害的可能性较高。其结果是，在涂膜表面上相对于喷头的行进方向成直角方向上产生的所谓横向条纹不均发生的可能性变高。此种在表面上产生的条纹不均的涂膜由于无法用于滤色片的着色层等精度高的用途中，因此希望有此种条纹不均的发生较少的。
技术实现思路
本专利技术是鉴于所述问题而完成的，是在基材表面使用金属型涂料机形成涂膜的，目的在于，提供条纹不均的产生极少的能够获得均一的涂膜表面的。为了达成所述目的，本专利技术是使用设置了涂料喷出用的狭缝的狭缝金属型涂料机喷头，在基材表面涂布涂料，形成涂膜的，其特征是，当将所述涂料的动态粘度设为μ，将所述基材和所述喷头的相对速度设为V，将所述涂料的动态表面张力设为σ时，由下式(1)得到的毛细管数(Ca)Ca＝μ·V/σ(1)和将作为所述喷头的下端面和所述基材表面的间隔的涂布间隙设为T，将涂膜的涂布时的湿态膜厚设为t时，由T/t得到的量纲为1的膜厚(X)被按照满足下式(2)Ca≤0.0651X-0.6669(2)及下式(3)Ca≤-0.0005Ln(X)+0.0108(3)的任意一个的方式设定而形成涂膜。本专利技术中，由于是在如上所述的条件下使用金属型涂覆机形成涂膜的方法，因此涂料液珠被稳定地形成，其结果是，就可以抑制由涂料液珠的紊乱造成的横向条纹不均，即抑制与金属型涂料机的行进方向成直角方向上产生的条纹不均的发生，由此就可以用优良的成品率制造表面极为平滑的涂膜。另一方面，本专利技术还提供在透明基板上至少形成着色层及遮光层的滤色片的制造方法，其特征是，将所述着色层及遮光层当中的至少一层使用上面所述的形成。本专利技术的滤色片的制造方法由于利用了所述，因此例如当使用所述制造着色层时，就可以用优良的成品率制造具有在着色层表面上条纹不均较少的、具有极为均一的表面状态的高质量的着色层的滤色片。附图说明图1是表示本专利技术的的一个例子的概略剖面图。图2是表示本专利技术的的参数和表面状态的关系的图表。图3是表示本专利技术的的参数和表面状态的关系的图表。图4是表示测定动态粘度的装置的概略立体图。图5是表示测定动态表面张力的装置的概略主视图。具体实施例方式下面将对本专利技术的及使用它的滤色片的制造方法分别进行说明。A.本专利技术人等着眼于通过使在金属型涂料机喷头的下端面和基材表面上形成的涂料液珠稳定化，可以大幅度地减少在涂膜表面上产生的横向条纹不均这一点，对用于使涂料液珠稳定化的条件进行了各种研究，结果发现，通过将由涂料的动态粘度、涂料的动态表面张力及基材和金属型涂料机的相对速度决定的毛细管数、由作为金属型涂料机的下端面和基材之间的距离的涂布间距及涂膜的湿态膜厚决定的量纲为1的膜厚设为特定的范围，就可以使横向条纹不均大幅度地减少，从而完成了本专利技术。下面，对于本专利技术的，将使用附图进行详细说明。图1是表示利用本专利技术的制造涂膜的状态的一个例子的图，是使用设置了涂料喷出用狭缝1的狭缝金属型涂料机喷头2，在基材3上形成涂膜4的状态的图。如该例子中所示，在涂膜形成时，在喷头2的下端面5和基材3表面之间，形成由狭缝1供给的涂料构成的涂料液珠6。通过在该状态下使喷头2和基材3相对移动，在基材3表面就形成涂膜4，但是如果在该涂膜4的形成时，所述涂料液珠6的形状不稳定，则所形成的涂膜4的形状就会不稳定，其结果是，涂膜4的膜厚也变得不均一。由此，在涂膜表面上就会产生如上所述的横向条纹不均。所以，就需要使所述涂料液珠6的形状稳定化。本专利技术中，作为用于此种涂料液珠的稳定化的参数，首先关注毛细管数(Ca)。毛细管数(Ca)是由下式(1)表示的参数。Ca＝μ·V/σ(1)这里，μ表示涂料的动态粘度，V表示基材和喷头的相对速度，σ表示涂料的动态表面张力。一般来说，从涂料液珠的稳定化的观点出发可以说，涂料的动态粘度μ较低，并且涂料的动态表面张力σ较高，则在维持涂料液珠的形状方面是理想的。另外，基材和喷头的相对速度V较慢，在涂料液珠的形状的稳定性方面是理想的。所以，一般来说，可以说毛细管数(Ca)越低，则在涂料液珠的稳定性方面就越理想。另外，作为其他的参数，关注量纲为1的膜厚(X)。该量纲为1的膜厚(X)是由下式(4)表示的参数。X＝T/t (4)这里，T是作为狭缝金属型涂料机喷头的下端面和基材表面的间隔的涂布间距，t是涂膜的湿态膜厚。如图1所示，T＞t，并且其差值越小，则轧液等问题就越少，并且在维持涂料液珠的形状方面就越理想。所以，量纲为1的膜厚(X)的值一般来说越低越好。此外，通过将该毛细管数(Ca)设为纵轴，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂膜的制造方法，是使用设置有涂料喷出用的狭缝的狭缝金属型涂料机喷头，在基材表面涂布涂料，形成涂膜的涂膜的制造方法，其特征是，当将所述涂料的动态粘度设为μ，将所述基材和所述喷头的相对速度设为Ｖ，将所述涂料的动态表面张力设为σ时，由 下式（１）得到的毛细管数（Ｃａ）Ｃａ＝μ.Ｖ／σ（１）和将作为所述喷头的下端面和所述基材表面的间隔的涂布间隙设为Ｔ，将涂膜的涂布时的湿态膜厚设为ｔ时，由Ｔ／ｔ得到的量纲为１的膜厚（Ｘ）被按照满足下式（２）Ｃａ≤０ ．０６５１Ｘ↑［－０．６６６９］（２）及下式（３）Ｃａ≤－０．０００５Ｌｎ（Ｘ）＋０．０１０８（３）中的任意一个的方式设定而形成涂膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金子正，青木孝，吉羽洋，田中丰彦，山县秀明，中村友祐，津田武明，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]