(57)【要約】【課題】塗布液供給部と基板を相対移動させ基板上に塗布液を塗布する塗布工程で、塗布起因のスジムラが発生し外観検査不良の原因となる。そこで、この課題を解決すべく乾燥方法および乾燥装置を提供する。【解決手段】塗布液供給部と基板を相対移動させ基板上に塗布液を塗布する塗布工程と、その塗布された膜を乾燥することで塗布膜を形成する乾燥工程において、乾燥工程で意図的に乾燥ムラを発生させることで塗布工程で発生したスジムラを緩和させ、目立ちにくくし、外観不良の発生を防ぐ。【選択図】図１
2014202456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に対して一定方向に塗布液を塗布することで前記基材の表面に塗布膜を形成する塗布工程と、前記塗布膜を乾燥する乾燥工程と、を含む乾燥方法において、
前記乾燥工程は、基材の面内に点状の温度ムラを発生させて乾燥する工程である、乾燥方法。
【請求項２】
前記乾燥工程は、前記基材に塗布液を塗布する面とは反対の面に、多数のピンを接触させて行う、請求項１記載の乾燥方法。
【請求項３】
前記多数のピンの間隔は、５〜２０ｍｍである、請求項２記載の乾燥方法。
【請求項４】
前記多数のピンのうち、隣り合うピン同士の間隔はランダムに設置されている、請求項２又は３に記載の乾燥方法。
【請求項５】
前記乾燥工程において、
前記基材に塗布液を塗布する面とは反対の面に、所定の間隔で形成された複数の溝を有した部材を接触させながら乾燥する、請求項２〜４の何れか一項に記載の乾燥方法。
【請求項６】
前記乾燥工程において、
前記基材に塗布液を塗布する面とは反対の面に、複数のワイヤー状の部材を所定の間隔で接触させながら乾燥する、請求項２〜４の何れか一項に記載の乾燥方法。
【請求項７】
前記乾燥工程において、
前記基材に塗布液を塗布する面に所定の間隔及びパターンで、所定の温度の気体を吹きつけながら乾燥する、請求項２〜４の何れか一項に記載の乾燥方法。
【請求項８】
前記乾燥工程において、
前記基材に塗布液を塗布する面に所定の間隔及びパターンで、所定の温度の溶剤を吹きつけながら乾燥する、請求項２〜４の何れか一項に記載の乾燥方法。
【請求項９】
基材を載置するステージと、
前記ステージと対向して配置され、前記基材の表面に塗布液を供給する塗布液供給機構と、
前記ステージと前記塗布液供給機構とを相対的に移動させる基板搬送機構と、を備え、
前記基板のうち前記塗布液が供給される面とは反対の面の所定の箇所に接触する複数とのピンを、更に有すること、
を特徴とする乾燥装置。
【請求項１０】
基材を載置するステージと、
前記ステージと対向して配置され、前記基材の表面に塗布液を供給する塗布液供給機構と、
前記ステージと前記塗布液供給機構とを相対的に移動させる基板搬送機構と、を備え、
前記基材の塗布液面側に加熱用ランプが配置され、且つ前記ステージと加熱用ランプの間、もしくは、前記加熱用ランプが配置される側とは反対側に、所定の間隔で所定の径の孔が形成された金属プレートを配置させたこと、
を特徴とする乾燥装置。
【請求項１１】
基材を載置するステージと、
前記ステージと対向して配置され、前記基材の表面に塗布液を供給する塗布液供給機構と、
前記ステージと前記塗布液供給機構とを相対的に移動させる基板搬送機構と、を備え、
前記基板の塗布液面に所定の間隔で所定温度のエアーを吹き付ける機構を有したこと、
を特徴とする乾燥装置。
【請求項１２】
基材を載置するステージと、
前記ステージと対向して配置され、前記基材の表面に塗布液を供給する塗布液供給機構と、
前記ステージと前記塗布液供給機構とを相対的に移動させる基板搬送機構と、を備え、
前記基板の塗布液面に所定の間隔で所定温度の溶媒を吹き付ける機構を有したこと、
を特徴とする乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用のガラス基板や建材用途などの基材に反射防止膜などの材料を塗布した際の乾燥方法および乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池やディスプレイパネル、照明などを対象に、反射防止膜や特定の波長光を遮る波長調整膜などの機能性膜を大面積に塗布する塗布技術が開発されている。
【０００３】
しかしながら、ダイコート法と言った公知の技術で機能性膜を塗布すると、塗布膜面にスジ状のムラが発生するという課題があった。そこで、図１３に示すような、塗布液１１１を塗布された基板１１２を乾燥炉１１３に搬送し乾燥させる際、ピン１１４が接触している箇所と、接触していない箇所とで塗布膜のムラが発生しないように、同一箇所にはピン１２１が接触しないような装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０６１７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の方法で乾燥した塗布膜は、塗布工程で発生するスジムラを反映してしまうことになる。
【０００６】
詳細には、塗布工程で発生するスジムラは、塗布直後の塗布膜の膜厚がスジ状に厚い／薄いというバラツキが発生している。そのため、そのまま乾燥後させると、上記膜厚バラツキを維持したまま乾燥するため、乾燥後の塗布膜にスジ状のムラが発生し、抑制することができない。
【０００７】
本願は、上記従来の課題を解決するものであり、塗布工程で発生したスジムラを乾燥工程で緩和させ、目立ちにくくすることで、外観不良の発生を防ぐことが可能な、乾燥方法および乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の塗布および乾燥方法は、塗布液が供給されて塗布対象物に前記塗布液を塗布する塗布液供給部と前期塗布対象物の塗布面と平行な方向に前記塗布対象物と前記塗布液供給部を相対的に移動させ、前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する。次に前記塗布液を塗布された前記塗布対象物を搬送し、乾燥工程へ送る。
【０００９】
その乾燥工程で、前記塗布対象物の表面に局所的な乾燥ムラを意図的に発生させることで、上記塗布工程で発生したスジムラを目立ちにくくすることができる。
【００１０】
ここで塗布直後、乾燥装置へ搬送する過程も乾燥工程と位置づける。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本願は、塗布工程で塗布された塗布膜のスジムラを乾燥工程で緩和させ、目立ちにくくすることができ、外観不良の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の塗布−乾燥工程を示す概略図
【図２】本発明に塗布膜のムラを示す図
【図３】実施例１における乾燥工程の基板保持の方法を示す図
【図４】実施例１における乾燥ムラ評価の結果を示す図
【図５】実施例１における乾燥工程の基板保持配置を示す図
【図６】実施例２における乾燥工程の基板保持の方法を示す図
【図７】実施例２における乾燥工程の基板保持の別の方法を示す図
【図８】実施例３における乾燥工程の基板保持の方法を示す図
【図９】実施例３における乾燥工程の基板保持の別の方法を示す図
【図１０】実施例３における乾燥工程の方法を示す図
【図１１】実施例４における乾燥工程の方法を示す図
【図１２】実施例５における乾燥工程の方法を示す図
【図１３】特許文献１の乾燥工程における基板保持の方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の塗布−乾燥工程について、図１を用いて説明する。図１は本発明の塗布−乾燥工程の流れを示す図である。本発明の実施工程は、塗布工程（１）と、乾燥工程（２）の２つの工程で成り立っている。
【００１４】
塗布工程（１）は、本明細書の実施形態として、多孔質塗布法用にて塗布する様子を示す。
【００１５】
同図において、塗布液供給機構１を用いて塗布液を精度よく多孔質材２へ定量に供給し、塗布対象物である基板３をステージ５上に保持し、前記多孔質材２と前記基板３とを所定の位置で接触させ、その後、多孔質材２と前記基板３を相対的に移動させることで、前記基板３上に塗布液を面状に塗布する。
【００１６】
ここで塗布方法は、前述した多孔質塗布に限定されるものではなく、スリットコート、カーテンコート、スプレーコート、インクジェットコート、ロールコートなど塗布液供給部と基板を一定方向に移動させながら塗布する塗布方法に適用される。
【００１７】
次に乾燥工程（２）について説明する。
ここでは塗布工程（１）で基板３上に形成された塗布液を乾燥炉７内で乾燥させる。ここで乾燥手段は特に限定をしない。例えば、前記基板を加熱することによる塗布液の溶媒成分を揮発させて乾燥する加熱乾燥方法、または前記基板を減圧状態の雰囲気に保持することにより塗布液の溶媒成分を揮発させる減圧乾燥方法などが考えられる。
【００１８】
本発明の特徴について、図２を用いて説明する。図２は基板３上に形成された塗布膜４のムラを表した図である。
【００１９】
本発明では、塗布工程で発生したスジムラ（図２（ａ））を、乾燥工程において基板３の面内全体にわたって点状もしくは塗布方向と垂直方向に意図的に乾燥ムラを発生させることにより、前記塗布工程で発生したスジ状のムラを図２（ｂ）のように、目立ちにくくすることである。
【００２０】
ここで乾燥工程とは、塗布工程（１）から乾燥工程（２）へ移動する過程においても、塗布液の溶媒成分は気化するため、乾燥工程と考える。また、必要に応じて、塗布工程と乾燥工程を同一の場所で実施することも可能である。
【００２１】
次に、上記乾燥工程における乾燥ムラを発生させる具体的な実施例について以下に説明する。
【００２２】
（実施例１）
乾燥工程における乾燥ムラを発生させる実施例の一つとして、図１を用いて詳細を説明する。
【００２３】
所定の塗布方法を用いて、ステージ５上に保持された基板３上に塗布液を塗布する（図１−１）。その後、基板搬送機構６により、基板を所定の温度に設定された乾燥炉７内部へ搬送後、基板の裏面（塗布液を塗布していない面）に金属ピン（一例として、基板保持機構８を金属ピンとしている。）を接触させながら基板３上の塗布液を乾燥させる（図１−２）。なお、基板搬送機構６は、同図において、回転ローラーによる搬送を図示しているがこれに限られるものではない。
【００２４】
ここで、所定の温度に加熱された金属ピン（基板保持機構８）から基板３裏面の金属ピンの接触部９を通じて熱が伝わり、その箇所周辺の基板３温度が高くなる。また逆に、金属ピン（基板保持機構８）が接触していない箇所は、塗布液の溶媒成分が気化することによる気化熱で熱が奪われるため、金属ピンが接触している接触部９より温度が低くなる。
【００２５】
そのため、温度が高い部分から乾燥しやすく、温度が低い部分は乾燥が遅いため、乾燥過程で基板面内に乾燥が遅い部分と速い部分のムラを発生させることができる。そのとき乾燥が速い箇所は溶媒成分が少なく、乾燥が遅い箇所は溶媒成分が多く残っているため、溶媒成分が多い箇所から少ない箇所へ流れる、
上術した原理で塗布液の流動が発生し、それに伴って塗布液内部の固形成分（膜となる成分）の量に偏りが発生するため、温度ムラがある箇所に膜厚のムラが発生する。つまり金属ピンの接触箇所周辺において乾燥ムラを発生させることができる。
【００２６】
このことにより、塗布工程で発生したスジ状のムラが、点状の乾燥ムラにかき消される効果が得られる。人の目は、スジムラは非常に見やすいため、わずかな膜厚変化でも外観不良と成り易いが、点状のムラがあっても目視的に目立ちにくくなる。そのため、スジ状のムラがかき消されたように感じさせることができる。
【００２７】
ここで金属ピンの材質として、上記目的から熱伝導性が良い金属を用いることが望ましい。また金属ピンの先端形状は特に限定はしないが、基板へキズ発生防止や金属ピン先端磨耗防止の観点から、先端形状はＲ加工することが望ましい。
【００２８】
さらに金属ピンの接触位置は、基板面内で複数個存在させることが必要であり、且つ必ず基板裏面に接触する機構が必要であり、例えば個々の金属ピンを、個別バネを用いて弾力性をもたせておくことも有効的である。
【００２９】
次に、接触部９に関する詳細を説明する。この接触部９に温度ムラが発生し、乾燥ムラを発生させて塗布工程のスジムラを目立ちにくいため、スジムラを目立ちにくくするピン配置が重要である。
【００３０】
本発明では、太陽電池のカバーガラス基板に反射防止膜を形成する検討において上記接触部９の配列に関する詳細を検討した。図３を用いて説明する。図３は乾燥工程において金属ピン１０を用いて塗布液を塗布された基板３を保持している状態を示す断面図である。
【００３１】
具体的に、厚み約３ｍｍの強化スガラス基板１０上に、乾燥後反射防止膜となりうる数ｍＰａ・ｓの塗布液１１を前述した多孔質塗布法を用いて塗布した。その後、５０〜３００℃程度に加熱した乾燥炉に投入し、塗布液の溶媒成分を蒸発させて塗布膜を形成した。
【００３２】
ここで、金属ピン１２の間隔Ｘを１００、５０、３０、２０、１０、５ｍｍと変化させて最終の塗布膜の目視評価を行った。その結果を、表４に示す。目視評価は、乾燥後の膜を５０〜１００ｃｍ離した距離から目視確認し、特異的な外観不良となりうるムラの有無を確認した。
【００３３】
その結果、金属ピン間隔が２０ｍｍ以下の場合目視評価で塗布ムラが目立ちにくくなることが確認できた。これは、金属ピン１２を接触させた点から約φ１０〜１５ｍｍ程度の球状の乾燥ムラが発生しているため、塗布面全体で見た場合、基板全面に球状の乾燥ムラが発生することにより、塗布工程によりスジムラが目立ちにくくなったものと考える。そのため、金属ピンの間隔は２０ｍｍ以下に設定することが望ましい。
【００３４】
またここで金属ピン１２は規則正しく整列させるのではなく、ランダムに配置した方がより目視評価でムラが見えにくくする効果が得られる。具体的には、図５を用いて説明する。図５（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図５（ｂ）は基板に基板保持手段（ここでは金属ピン）が接触する配置を示す図である。
【００３５】
図５の金属ピン１１のように、図３で配置した金属ピン１０を隣り合う金属ピンからなる間隔を２０ｍｍ以下に保持した状態でランダムに配置することが、よりスジムラを目立ちにくくすることができる。また、５ｍｍ未満にすると、温度ムラが発生しにくく、スジムラを目立ちにくくする効果が得られにくいと推測される。また物理的にも、５ｍｍ未満の間隔で金属ピンを設けることは、装置の複雑化・コスト増加が懸念される。そのため金属ピンの間隔は、５〜２０ｍｍにすることが望ましい。
【００３６】
またここで、塗布液を構成する溶媒成分が、揮発性の高い溶媒の場合、乾燥工程での温度差による流動が起こる前に溶媒成分が気化して液の流動性がなくなり、前述した乾燥ムラを発生させることは困難である。そのため、溶媒成分のひとつに、少なくとも沸点が１００℃以上の高沸点溶媒を用いることが望ましい。
【００３７】
（実施例２）
次に上述した乾燥工程において温度ムラを発生させる手段の別の方法について図６を用いて説明する。図６（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図６（ｂ）は基板に基板保持手段（ここでは金属ピン）が接触する配置を示す図である。
【００３８】
基板裏面に接触しながら基板を保持する機構が、ランダムにパンチング孔１２を空けた金属板１３を用いることも可能である。
【００３９】
しかしここで、金属板を基板裏面全面に接触させる必要があり、うねりや反りの大きな基板を用いる場合は、追従性をよくするために厚みや材質を選定する必要があるが、この基板裏面に接触させることを満たせば、特に限定されるものではない。また必要に応じて、金属板を基板裏面へ押し当てる機構を装置に保有させることも効果的である。ここで金属板の代わりに、金属製の金網あるいは金属ウールなどを用いることも可能である。
【００４０】
さらに乾燥工程において温度ムラを発生させる他の手段について図７を用いて説明する。図７（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図７（ｂ）は基板に基板保持手段（ここでは金属ピン）が接触する配置を示す図である。基板裏面に接触しながら基板を保持する機構が、金属球１４を敷き詰めたステージ１５を用いることも可能である。ここで、金属球が基板裏面全面に接触させるため、さらにランダム性を保持するため、径の異なる金属球を組み合わせて使用することも可能である。また径の異なる金属球がステージ１５上に敷き詰められた状態だと、基板の重みで自由に金属球が移動しあって基板裏面に追従しやすくなる効果が期待できる。
【００４１】
（実施例３）
さらに乾燥工程における基板保持手段の別の方法について説明する。実施例１、２は、基板保持方法として点状に基板を保持するため金属ピンによる方法を説明したが、本実施例では塗布方法と垂直方向に保持する方法を説明する。図８（ａ）図９（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図８（ｂ）図９（ｂ）は基板に基板保持手段が接触する配置を示す図である。
【００４２】
図８では、金属もしくはグラファイトなど熱伝導性の良い材質からなり、ランダムな間隔で形成された溝形状を表面にもつ保持機構１６を基板裏面に接触させて乾燥する方法である。
【００４３】
また図９は金属など熱伝導性の良い材質からなる複数本のワイヤ１７を用いて基板を保持する方法である。
【００４４】
図８、図９どちらも、塗布方向と垂直方向に基板保持機構を基板に接触させることにより、乾燥工程でその接触方向に乾燥ムラを意図的に発生させることができ、塗布工程によるスジムラを目立ちにくくする効果が得られる。
【００４５】
（実施例４）
次に別の乾燥方法につい図１０を用いて説明する。図１０はその乾燥方法を示す酢である。
【００４６】
実施例１、２、３は、乾燥工程において、基板裏面に基板保持機構を接触させることにより温度ムラを発生させ、乾燥ムラを意図的に発生させる方法であった。本実施例では、上記温度ムラを発生させる方法とて、ランプ照射による加熱乾燥方法を用いた。
【００４７】
具体的には、図１０（ａ）の基板３上に塗布された塗布液に加熱ランプ１８を照射させて加熱乾燥する方法である。ここで、基板の面内にムラを発生させるため、例えば基板裏面に複数の孔１９を空けた金属プレート２０を配置させることにより、ランプ１８から照射され塗布膜４および基板３を透過した光が、金属プレート２０に反射して再度、基板３および塗布膜４を照射する。つまり金属プレートがある部分と孔の部分で光の反射有無が異なる、つまり基板へ部分的な温度ムラを発生することができ、乾燥ムラを発生させることができる。
【００４８】
また、図１０（ｂ）のように、基板３とランプ１８の間に金属プレート２０を配置しても同様な効果が得られる。金属プレートの孔１９を通過したランプ光が基板３および塗布膜４を過熱し、孔がない部分は直接照射による過熱はされない。そのため、基板面内に温度ムラを発生させ、乾燥ムラを起こすことができる。
【００４９】
（実施例５）
乾燥工程における乾燥ムラを発生させる別の実施例として、図１１を用いて説明する。図１１は乾燥工程において乾燥ムラを意図的に発生させる別の方法を示す図である。
【００５０】
ここでは乾燥工程において、塗布液を塗布した基板３に対し、局所的に微小な孔を有した配管２１を塗布面上に配置させ、所定の温度に設定したエアー２２を供給しながら乾燥炉内で乾燥させる方法である。ここで、基板の雰囲気温度すなわち乾燥炉の温度と、吹き付けるエアーの温度は異なる設定にすることが望ましい。そのことにより、吹き付けるエアー圧および局所的な温度差により、基板上の塗布液の厚みに局所的に偏りが発生し、その結果乾燥ムラを発生させることが出来る。
【００５１】
ここでエアー２２を噴射する間隔は、上記実施例１で述べた理由から、２０ｍｍ以下に設定することが望ましい。また、配管２１と基板３との間隔が広いと、エアー２２を吹き付ける効果が得られにくく、狭すぎると塗布液をかきみだし塗布膜にムラを発生させることが懸念されるため、配管２１と基板３との間隔を自由に調整できる機構を装置に付与しておくことが望ましい。
【００５２】
（実施例６）
乾燥工程における乾燥ムラを発生させる別の実施例として、図１２を用いて説明する。
これは、乾燥工程において、塗布液を塗布した基板に対し、溶媒成分を、スプレー２３などを用いて溶媒を吹き付ける方法である。この吹き付けた溶媒成分２４が、基板３上の塗布膜４に接触すると、その部分における溶液内の固形分比率が減少するため、結果的に乾燥後の膜厚が薄くなる。そのことを利用して乾燥ムラを発生させる方法である。
ここで、溶媒液分を吹き付ける手段として、液滴が大きいと出来上がりのムラが目立つため、微小な液滴を基板に吹き付ける必要がある。その手段として、超音波式スプレー、噴霧機などを用いることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の塗布乾燥方法は、太陽電池、建材用途などの基板へ、反射防止膜、波長調整膜などの機能性膜を塗布するのに利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  塗布液供給機構
２  多孔質材
３，１１２  基板
４  塗布膜
５，１５  ステージ
６  基板搬送機構
７，１１３  乾燥炉
８  基板保持機構
９  接触部
【図１】
2014202456.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014202456.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年1月7日(2014.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用のガラス基板や建材用途などの基材に反射防止膜などの材料を塗布した際の乾燥方法および乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池やディスプレイパネル、照明などを対象に、反射防止膜や特定の波長光を遮る波長調整膜などの機能性膜を大面積に塗布する塗布技術が開発されている。
【０００３】
しかしながら、ダイコート法で機能性膜を塗布すると、塗布膜面にスジ状のムラが発生するという課題があった。そこで、図１３に示すような、塗布液１１１が塗布された基板１１２を乾燥炉１１３に搬送し乾燥させる際、ピン１１４が接触している箇所と、接触していない箇所とで塗布膜のムラが発生しないように、同一箇所にはピン１１４が接触しないような装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０６１７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の方法で乾燥した塗布膜は、塗布工程で発生するスジムラを反映してしまうことになる。
【０００６】
詳細には、塗布工程で発生するスジムラは、塗布直後の塗布膜の膜厚がスジ状に厚い／薄いというバラツキが発生している。そのため、そのまま乾燥後させると、上記膜厚バラツキを維持したまま乾燥するため、乾燥後の塗布膜にスジ状のムラが発生し、抑制することができない。
【０００７】
本願は、上記従来の課題を解決するものであり、塗布工程で発生したスジムラを乾燥工程で緩和させ、目立ちにくくすることで、外観不良の発生を防ぐことが可能な、乾燥方法および乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の乾燥方法および乾燥装置は、塗布液が供給されて塗布対象物に前記塗布液を塗布する塗布液供給部と前記塗布対象物の塗布面と平行な方向に前記塗布対象物と前記塗布液供給部を相対的に移動させ、前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する。次に前記塗布液を塗布された前記塗布対象物を搬送し、乾燥工程へ送る。
【０００９】
その乾燥工程で、前記塗布対象物の表面に局所的な乾燥ムラを意図的に発生させることで、上記塗布工程で発生したスジムラを目立ちにくくすることができる。
【００１０】
ここで塗布直後、乾燥装置へ搬送する過程も乾燥工程と位置づける。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明は、塗布工程で塗布された塗布膜のスジムラを乾燥工程で緩和させ、目立ちにくくすることができ、外観不良の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の塗布−乾燥工程を示す概略図
【図２】本発明に塗布膜のムラを示す図
【図３】実施例１における乾燥工程の基板保持の方法を示す図
【図４】実施例１における乾燥ムラ評価の結果を示す図
【図５】実施例１における乾燥工程の基板保持配置を示す図
【図６】実施例２における乾燥工程の基板保持の方法を示す図
【図７】実施例２における乾燥工程の基板保持の別の方法を示す図
【図８】実施例３における乾燥工程の基板保持の方法を示す図
【図９】実施例３における乾燥工程の基板保持の別の方法を示す図
【図１０】実施例３における乾燥工程の方法を示す図
【図１１】実施例４における乾燥工程の方法を示す図
【図１２】実施例５における乾燥工程の方法を示す図
【図１３】特許文献１の乾燥工程における基板保持の方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の塗布−乾燥工程について、図１を用いて説明する。図１は本発明の塗布−乾燥工程の流れを示す図である。本発明の実施工程は、塗布工程（１）と、乾燥工程（２）の２つの工程で成り立っている。
【００１４】
塗布工程（１）は、本実施の形態として、多孔質塗布法用にて塗布する様子を示す。
【００１５】
同図において、塗布液供給機構１を用いて塗布液を精度よく多孔質材２へ定量に供給し、ステージ５上に保持された基板３と多孔質材２とを所定の位置で接触させ、その後、多孔質材２と基板３とを相対的に移動させることで、基板３上に塗布液を面状に塗布する。
【００１６】
ここで塗布方法は、前述した多孔質塗布に限定されるものではなく、スリットコート、カーテンコート、スプレーコート、インクジェットコート、ロールコートなどに適用される。
【００１７】
次に乾燥工程（２）について説明する。
ここでは塗布工程（１）で基板３上に形成された塗布液を乾燥炉７内で乾燥させる。ここで乾燥手段は特に限定されるものではない。例えば、基板を加熱することによる塗布液の溶媒成分を揮発させて乾燥する加熱乾燥方法、または基板を減圧状態の雰囲気に保持することにより塗布液の溶媒成分を揮発させる減圧乾燥方法などが考えられる。
【００１８】
本発明の特徴について、図２を用いて説明する。図２は基板３上に形成された塗布膜４のムラを表した図である。
【００１９】
本発明では、塗布工程で発生したスジムラ（図２（ａ））を、乾燥工程において基板３の面内全体にわたって点状もしくは塗布方向と垂直方向に意図的に乾燥ムラを発生させることにより、塗布工程で発生したスジ状のムラを図２（ｂ）のように、目立ちにくくすることである。
【００２０】
ここで乾燥工程とは、塗布工程（１）から乾燥工程（２）へ移動する過程においても、塗布液の溶媒成分は気化するため、乾燥工程と考える。また、必要に応じて、塗布工程と乾燥工程を同一の場所で実施することも可能である。
【００２１】
次に、上記乾燥工程における乾燥ムラを発生させる具体的な実施例について以下に説明する。
【００２２】
（実施例１）
乾燥工程における乾燥ムラを発生させる実施例の一つとして、図１を用いて詳細を説明する。
【００２３】
所定の塗布方法を用いて、ステージ５上に保持された基板３上に塗布液を塗布する（図１−１）。その後、基板搬送機構６により、基板３を所定の温度に設定された乾燥炉７の内部へ搬送後、基板３の裏面（塗布液を塗布していない面）に金属ピン（一例として、基板保持機構８を金属ピンとしている。）を接触させながら基板３上の塗布液を乾燥させる（図１−２）。なお、基板搬送機構６は、同図において、回転ローラーによる搬送を図示しているがこれに限られるものではない。
【００２４】
ここで、所定の温度に加熱された金属ピン（基板保持機構８）から基板３裏面の金属ピンの接触部９を通じて熱が伝わり、その箇所周辺の基板３温度が高くなる。また逆に、金属ピン（基板保持機構８）が接触していない箇所は、塗布液の溶媒成分が気化することによる気化熱で熱が奪われるため、金属ピンが接触している接触部９より温度が低くなる。
【００２５】
そのため、温度が高い部分から乾燥しやすく、温度が低い部分は乾燥が遅いため、乾燥過程で基板面内に乾燥が遅い部分と速い部分のムラを発生させることができる。そのとき乾燥が速い箇所は溶媒成分が少なく、乾燥が遅い箇所は溶媒成分が多く残っているため、溶媒成分が多い箇所から少ない箇所へ流れる。
上術した原理で塗布液の流動が発生し、それに伴って塗布液内部の固形成分（膜となる成分）の量に偏りが発生するため、温度ムラがある箇所に膜厚のムラが発生する。つまり金属ピンの接触箇所周辺において乾燥ムラを発生させることができる。
【００２６】
このことにより、塗布工程で発生したスジ状のムラが、点状の乾燥ムラにかき消される効果が得られる。人の目は、スジムラは非常に見やすいため、わずかな膜厚変化でも外観不良と成り易いが、点状のムラがあっても目視的に目立ちにくくなる。そのため、スジ状のムラがかき消されたように感じさせることができる。
【００２７】
ここで金属ピンの材質として、上記目的から熱伝導性が良い金属を用いることが望ましい。また金属ピンの先端形状は特に限定はしないが、基板へキズ発生防止や金属ピン先端磨耗防止の観点から、先端形状はＲ加工することが望ましい。
【００２８】
さらに金属ピンの接触位置は、基板面内で複数個存在させることが必要であり、且つ必ず基板裏面に接触する機構が必要であり、例えば個々の金属ピンを、個別バネを用いて弾力性をもたせておくことも有効的である。
【００２９】
次に、接触部９に関する詳細を説明する。この接触部９に温度ムラが発生し、乾燥ムラを発生させて塗布工程のスジムラを目立ちにくいため、スジムラを目立ちにくくするピン配置が重要である。
【００３０】
本発明では、太陽電池のカバーガラス基板に反射防止膜を形成する検討において上記接触部９の配列に関する詳細を検討した。図３を用いて説明する。図３は乾燥工程において金属ピン１０を用いて塗布液を塗布された基板３を保持している状態を示す断面図である。
【００３１】
具体的には、厚み約３ｍｍのガラス基板３上に、乾燥後反射防止膜となりうる数ｍＰａ・ｓの塗布液４を、多孔質塗布法を用いて塗布した。その後、５０〜３００℃程度に加熱した乾燥炉に投入し、塗布液の溶媒成分を蒸発させて塗布膜を形成した。
【００３２】
ここで、金属ピン１０の間隔Ｘを１００、５０、３０、２０、１０、５ｍｍと変化させて最終の塗布膜の目視評価を行った。その結果を、表４に示す。目視評価は、乾燥後の膜を５０〜１００ｃｍ離した距離から目視確認し、特異的な外観不良となりうるムラの有無を確認した。
【００３３】
その結果、金属ピン１０の間隔が２０ｍｍ以下の場合、目視評価で塗布ムラが目立ちにくくなることが確認できた。これは、金属ピン１０を接触させた点から約φ１０〜１５ｍｍ程度の球状の乾燥ムラが発生しているため、塗布面全体で見た場合、基板全面に球状の乾燥ムラが発生することにより、塗布工程によりスジムラが目立ちにくくなったものと考える。そのため、金属ピン１０の間隔は２０ｍｍ以下に設定することが望ましい。
【００３４】
また金属ピン１０は規則正しく整列させるのではなく、ランダムに配置した方がより目視評価でムラが見えにくくする効果が得られる。具体的には、図５を用いて説明する。図５（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図５（ｂ）は基板に基板保持手段（ここでは金属ピン）が接触する配置を示す図である。
【００３５】
図５の金属ピン１１のように、図３で配置した金属ピン１０を隣り合う金属ピンからなる間隔を２０ｍｍ以下に保持した状態でランダムに配置することが、よりスジムラを目立ちにくくすることができる。また、５ｍｍ未満にすると、温度ムラが発生しにくく、スジムラを目立ちにくくする効果が得られにくいと推測される。また物理的にも、５ｍｍ未満の間隔で金属ピンを設けることは、装置の複雑化・コスト増加が懸念される。そのため金属ピンの間隔は、５〜２０ｍｍにすることが望ましい。
【００３６】
また、塗布液を構成する溶媒成分が、揮発性の高い溶媒の場合、乾燥工程での温度差による流動が起こる前に溶媒成分が気化して液の流動性がなくなり、前述した乾燥ムラを発生させることは困難である。そのため、溶媒成分のひとつに、少なくとも沸点が１００℃以上の高沸点溶媒を用いることが望ましい。
【００３７】
（実施例２）
次に乾燥工程において温度ムラを発生させる手段の別の方法を、図６を用いて説明する。図６（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図６（ｂ）は基板に基板保持手段（ここでは金属ピン）が接触する配置を示す図である。
【００３８】
基板裏面に接触しながら基板を保持する機構が、ランダムにパンチング孔１２を空けた金属板１３を用いることも可能である。
【００３９】
しかしここで、金属板１３を基板３の裏面全面に接触させる必要があり、うねりや反りの大きな基板３を用いる場合は、追従性をよくするために厚みや材質を選定する必要がある。しかしこの基板３の裏面に接触させることを満たせば、特に限定されるものではない。また必要に応じて、金属板１３を基板３の裏面へ押し当てる機構を装置に保有させることも効果的である。ここで金属板１３の代わりに、金属製の金網あるいは金属ウールなどを用いることも可能である。
【００４０】
さらに乾燥工程において温度ムラを発生させる他の手段を、図７を用いて説明する。図７（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図７（ｂ）は基板に基板保持手段（ここでは金属ピン）が接触する配置を示す図である。基板３の裏面に接触しながら基板３を保持する機構が、金属球１４を敷き詰めたステージ１５を用いることも可能である。ここで、金属球１４が基板３の裏面全面に接触させるため、さらにランダム性を保持するため、径の異なる金属球を組み合わせて使用することも可能である。また径の異なる金属球１４がステージ１５上に敷き詰められた状態だと、基板３の重みで自由に金属球１４が移動しあって基板３の裏面に追従しやすくなる効果が期待できる。
【００４１】
（実施例３）
さらに乾燥工程における基板保持手段の別の方法を説明する。実施例１、２は、基板保持方法として点状に基板を保持するため金属ピンによる方法を説明したが、本実施例では塗布方法と垂直方向に保持する方法を説明する。図８（ａ）図９（ａ）は乾燥工程における基板保持方法を示す図であり、図８（ｂ）および図９（ｂ）は基板に基板保持手段が接触する配置を示す図である。
【００４２】
図８は、金属もしくはグラファイトなど熱伝導性の良い材質からなり、ランダムな間隔で形成された溝形状を表面にもつ保持機構１６を基板裏面に接触させて乾燥する方法を示す。
【００４３】
図９は、金属など熱伝導性の良い材質からなる複数本のワイヤ１７を用いて基板を保持する方法を示す。
【００４４】
上記どちらの方法も、塗布方向と垂直方向に基板保持機構を基板に接触させることにより、乾燥工程でその接触方向に乾燥ムラを意図的に発生させることができ、塗布工程によるスジムラを目立ちにくくする効果が得られる。
【００４５】
（実施例４）
次に別の乾燥方法を、図１０を用いて説明する。図１０はその乾燥方法を示す図である。
【００４６】
実施例１、２、３は、乾燥工程において、基板裏面に基板保持機構を接触させることにより温度ムラを発生させ、乾燥ムラを意図的に発生させる方法であった。本実施例では、上記温度ムラを発生させる方法とて、ランプ照射による加熱乾燥方法である。
【００４７】
具体的には、図１０（ａ）のように、基板３上に塗布された塗布液４に加熱ランプ１８を照射させて加熱乾燥する方法である。ここで、基板３の面内にムラを発生させるため、例えば基板３の裏面に複数の孔１９を空けた金属プレート２０を配置させることにより、ランプ１８から照射され塗布膜４および基板３を透過した光が、金属プレート２０に反射して再度、基板３および塗布膜４を照射する。つまり金属プレート２０がある部分と孔１９の部分で光の反射有無が異なる。その結果、基板へ部分的な温度ムラを発生することができ、乾燥ムラを発生させることができる。
【００４８】
また、図１０（ｂ）のように、基板３とランプ１８の間に金属プレート２０を配置しても同様な効果が得られる。金属プレート２０の孔１９を通過したランプ光が基板３および塗布膜４を過熱し、孔１９がない部分は直接照射による過熱はされない。そのため、基板３の面内に温度ムラを発生させ、乾燥ムラを起こすことができる。
【００４９】
（実施例５）
乾燥工程における乾燥ムラを発生させる別の実施例を、図１１を用いて説明する。図１１は乾燥工程において乾燥ムラを意図的に発生させる別の方法を示す図である。
【００５０】
ここでは乾燥工程において、塗布液４を塗布した基板３に対し、局所的に微小な孔を有した配管２１を塗布面上に配置させ、所定の温度に設定したエアー２２を供給しながら乾燥炉内で乾燥させる方法である。ここで、基板３の雰囲気温度すなわち乾燥炉の温度と、吹き付けるエアーの温度は異なる設定にすることが望ましい。そのことにより、吹き付けるエアー圧および局所的な温度差により、基板上の塗布液の厚みに局所的に偏りが発生し、その結果乾燥ムラを発生させることが出来る。
【００５１】
ここでエアー２２を噴射する間隔は、上記実施例１で述べた理由から、２０ｍｍ以下に設定することが望ましい。また、配管２１と基板３との間隔が広いと、エアー２２を吹き付ける効果が得られにくく、狭すぎると塗布液をかきみだし塗布膜にムラを発生させることが懸念されるため、配管２１と基板３との間隔を自由に調整できる機構を装置に付与しておくことが望ましい。
【００５２】
（実施例６）
乾燥工程における乾燥ムラを発生させる別の実施例を、図１２を用いて説明する。本実施例は、乾燥工程において、塗布液４を塗布した基板３に対し、溶媒成分を、スプレー２３などを用いて溶媒を吹き付ける方法である。この吹き付けた溶媒成分２４が、基板３上の塗布膜４に接触すると、その部分における溶液内の固形分比率が減少するため、結果的に乾燥後の膜厚が薄くなる。そのことを利用して乾燥ムラを発生させる方法である。
ここで、溶媒液分を吹き付ける手段として、液滴が大きいと出来上がりのムラが目立つため、微小な液滴を基板に吹き付ける必要がある。その手段として、超音波式スプレー、噴霧機などを用いることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の塗布乾燥方法は、太陽電池、建材用途などの基板へ、反射防止膜、波長調整膜などの機能性膜を塗布するのに利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  塗布液供給機構
２  多孔質材
３，１１２  基板
４  塗布膜
５，１５  ステージ
６  基板搬送機構
７，１１３  乾燥炉
８  基板保持機構
９  接触部
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月4日(2014.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の乾燥方法および乾燥装置は、塗布液が供給されて塗布対象物に前記塗布液を塗布する塗布液供給部と前記塗布対象物を前記塗布対象物の塗布面と平行な方向に移動させ、前記塗布対象物に前記塗布液を塗布する。次に前記塗布液を塗布された前記塗布対象物を搬送し、乾燥工程へ送る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ここで、金属ピン１０の間隔Ｘを１００、５０、３０、２０、１０、５ｍｍと変化させて最終の塗布膜の目視評価を行った。その結果を、図４に示す。目視評価は、乾燥後の膜を５０〜１００ｃｍ離した距離から目視確認し、特異的な外観不良となりうるムラの有無を確認した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
また、図１０（ｂ）のように、基板３とランプ１８の間に金属プレート２０を配置しても同様な効果が得られる。金属プレート２０の孔１９を通過したランプ光が基板３および塗布膜４を加熱し、孔１９がない部分は直接照射による過熱はされない。そのため、基板３の面内に温度ムラを発生させ、乾燥ムラを起こすことができる。