(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布に必要な材料を最小限とするダイコート式塗布装置を提供する。【解決手段】ウエブ又は平板と対向して配置され且つウエブ又は平板の表面に液状又はペースト状の材料を塗布する塗布装置は、１対のダイブロック１１ａ、１１ｂによりマニホールド１２及び該マニホールドから延長するスリット１３を形成し、更に塗工面と平行にスリットの先端に材料吐出口としてのリップ１４ａ、１４ｂを有し、塗布材料の供給口を複数具備したダイコータヘッド１１を備えた構成とした。【選択図】  図４
2006334483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエブ又は平板と対向して配置され且つウエブ又は平板の表面に液状又はペースト状の材料を塗布するダイコータヘッドを備えた塗布装置において、
前記ダイコータヘッドは、１対のダイブロックによりマニホールド及び前記マニホールドから延長するスリットを形成し、更に塗工面と平行にスリットの先端に材料吐出口としてのリップを有し、塗布材料の供給口を複数具備した構成であることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗布装置において、
前記ダイコータヘッドは、その内部を完全に塗布材料で満たすためのエア抜き口を複数設けた構成としたことを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項１乃至２記載の塗布装置において、
前記ダイコータヘッドに塗布材料を供給する複数の供給口に合わせ分岐した塗布材料供給管路を備え、且つ前記塗布材料供給管路の分岐数が偶数であることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の塗布装置において、
前記ダイコータヘッドに設けた塗布材料を供給する複数の隣接する供給口の間隔が、塗布幅寸法を供給口数で除した間隔で設けられていることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
請求項３記載の塗布装置において、
前記ダイコータヘッドに塗布材料を供給するための塗布材料供給管路が、1つの材料供給手段側の入口からダイコータヘッドの塗布材料供給口に向かって２つに分岐し、且つ分岐した一方の供給管路と他方の分岐後の供給管路のダイコータヘッド側に夫々接続された構成であることを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
請求項３乃至４記載の塗布装置において、
前記分岐した塗布材料供給管路が、材料供給手段側の塗布材料供給管路断面積と複数に分岐したダイコータヘッドに接続される塗布材料供給管路の合計断面積が略同じなるように構成したことを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイコート式塗布装置に係り、特に、液晶、プラズマディスプレイ等の平板状の塗布対象物にレジスト液、スラリー等の各種液状塗布材料を均一な薄膜状態で塗布する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイコート式塗布装置の塗布ヘッドへの材料の供給は、塗布幅寸法の該中央部に塗布ヘッド内部のチャンバ（以下、マニホールドと称する場合もある）と連通した供給口から塗布材料を供給し、チャンバで必要塗布幅になる様拡幅化し、スリット状の開口部から一定量の塗布材料吐出する様に構成したものがある。また、一方で、チャンバの一端部から塗布材料を供給し、前記同様、スリット状の開口部から一定量の塗布材料吐出する様構成されているものも提案されている。
【０００３】
また、何れの塗布ヘッドを用いるダイコート式塗布装置においては、塗布厚ムラや塗布面の不平滑、更にはスジ欠陥を防止するために、塗布材料を必要塗布幅に拡幅化するチャンバ内の空気を除去することが必要である。このため、塗布ヘッドを回転させスリット状の開口部から空気を除去する方法や、特許文献１に記載のように、チャンバの形状を幅方向に山部若しくは谷部を形成する方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３４１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイコート式塗布装置は近年の塗布対象の大型化に対応するため、塗布幅を幅広化するに伴い吐出の安定化に資する塗布ヘッド内部のチャンバ容積も大きくなり、塗布に最低限必要な材料量も必然的に増加してしまう。更に、チャンバ内の空気の残留防止のため空気の残留箇所を特定するようなチャンバ形状も考案されているが、同様にチャンバ容積は増大してしまう。また、チャンバ容積の増大を防止するために考案された塗布ヘッドを回転してスリット部から空気排出される方法によっては、塗布ヘッドの位置管理を確実に行うため、回転動作機構部の剛性が必要となると共に、その制御は複雑化し、結果的に装置のコスト増を招いている。
【０００６】
これに対し、本発明は、かかる問題を解決し、塗布に必要な材料を最小限とするダイコート式塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の塗布装置は、塗布ヘッドの塗布材料供給口を塗布幅方向に複数設け、更に塗布ヘッド内の空気を複数箇所から排出する排出口を設けた構成とした。
【０００８】
また、前記塗布ヘッドに塗布材料の供給を行う複数の供給口数が１つの材料供給手段から偶数に分岐した供給管路を持つことを特徴とし、
更にまた、塗布材料の供給を行う複数の供給口の間隔は、塗布幅を供給口数で除した間隔で設置された塗布ヘッドとなっている。
【０００９】
加えて、１つの材料供給手段から偶数に分岐した供給管路は塗布ヘッドの塗布材料供給口に向かって２つに分岐し、且つ分岐した一方の供給管路と他方の分岐後の供給管路の塗布ヘッド側に夫々接続された塗布材料供給管路となっている。
【００１０】
また、塗布材料の供給管路は、分岐前の断面積が分岐後の管路断面積と略同一面積となるように構成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、塗布幅の拡幅によっても、塗布ヘッド内のチャンバ容積を増大させることなく、塗布幅方向の塗布バラツキが少ないダイコート式塗布装置を実現することが出来る。
【００１２】
また、塗布ヘッドの供給口を複数として、塗布幅方向の塗布バラツキを抑える場合に必要な塗布材料供給手段は、１つ乃至塗布ヘッドの供給口数より少なくすることが可能であり、且つ複雑な供給量の調整手段も必要とせず、供給量を該均等に分配することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図１を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明のダイコート式塗布装置に用いる塗布ヘッドを示している。図１（ａ）は一方のダイブロック１１ａを、（ｂ）は他方のダイブロック１１ｂを、（ｃ）には両者を組み合わせたときの塗布ヘッド部の組立図を示している。一方のダイブロック１１ａには２ヵ所の塗布材料供給口１ａ、１ｂが間隔Ｗ２だけ開けてマニホールド１２に連通するように設けてある。また、他方のダイブロック１１ｂには、マニホールド１２から外側に連通するマニホールド空気除去口２ａ、２ｂが設けられている。ダイブロック１１ａ、１１ｂによりマニホールド１２及びマニホールド１２から延長されスリット開度ｈの隙間を設けたスリット１３が形成されている。本実施形態では、ダイブロック１１ａ若しくはダイブロック１１ｂに、マニホールド１２部から高さｈの段差（凹部）をＷの幅で設ける（本図はダイブロック１１ａに設けてある）ことで開度ｈのスリット１３が形成されている。なお他の方法として、ダイブロック１１ａ、１１ｂのスリット１３を平坦として、厚さｈのシムを挟み込んでスリット１３を形成してもよい。スリット１３先端には、塗工面と平行に材料吐出口としてのリップ１４ａ、１４ｂを有している。
【００１５】
塗布材料Ａは、材料供給管３ａ、３ｂを通して材料供給ポンプ４ａ、４ｂからマニホールド１２にダイブロック１１ａに設けられた塗布材料供給口１ａ、１ｂから供給される。塗布材料供給口１ａ、１ｂの配置間隔は、塗布幅Ｗを図示した本塗布ヘッドへの塗布材料供給口数２で除した距離Ｗ/２だけ離れており、また夫々の塗布幅端から等距離に位置している。つまり、塗布材料供給口１ａと塗布幅端及び塗布材料供給口１ｂと他方の塗布幅端の距離は、（Ｗ／２）／２＝Ｗ／４となっている。
【００１６】
また、材料供給管３ａ、３ｂには、塗布材料Ａの供給量を検出する手段（図示していない）が設けてあり、夫々の塗布材料Ａの供給量が略同量となるように材料供給ポンプ４ａ、４ｂを制御して供給量を調整している。尚、塗布材料Ａの供給量を検出する手段は、材料供給管３ａ、３ｂ内の圧力を測定し、その圧力から算出した供給量によるものでも良く、直接供給量を検出する方法に限定するものではない。
【００１７】
ダイブロック１１ａと対向する、ダイブロック１１ｂには、マニホールド１２内を塗布材料Ａで完全に満たすためにマニホールド空気除去口２ａ、２ｂが、塗布材料供給口１ａ、１ｂより、例えば２ｍｍ程度高い位置に設けてある。また、マニホールド１２の形状は、マニホールド空気除去口２ａ、２ｂが夫々最上部となる様、略Ｍ形の形状をしている。このマニホールド１２の最上部に、マニホールド内に塗布材料Ａを充填するときに残留する空気が溜まるようになっている。また、マニホールド空気除去口２ａ、２ｂのマニホールド１２と反対側には、夫々バルブ（図示していない）が設けてあり、塗布材料Ａ充填後に密閉できるようになっている。
【００１８】
塗布材料供給口１ａ、１ｂから供給された塗布材料は、マニホールド１２で塗布幅Ｗに広げられる。夫々の塗布材料供給口から塗布材料が拡幅される幅は、塗布材料供給口を中心にＷ／４となる。ここで、マニホールド１２内を流動する塗布材料の圧力損失Δｐは、次式で表される。
【００１９】
Δｐ＝ｍ×Ｑ×μ×Ｌ                                                （数１）
但し、Δｐ：圧力損失（ＭＰａ）、ｍ：マニホールドの形状係数、Ｑ：塗布材料供給量＝単位塗布幅当りの塗布材料の必要吐出量（ｍ３／ｓ）、μ：塗布材料粘度（Ｐａ・ｓ）、Ｌ：材料供給口から塗布幅端までの距離（ｍ）である。
【００２０】
塗布幅Ｗに対応した塗布ヘッドの材料供給口が１箇所の場合の圧力損失ｐ１は、材料供給口から塗布幅端までの長さＬはＷ／２となり、数１から圧力損失ｐ１は、  
ｐ１＝ｍ×（Ｑ／２）×μ×（Ｗ／２）＝ｍＱμＷ／２となる。
【００２１】
しかし、図１で示した本発明の材料供給口が２箇所となる場合、材料供給口から塗布幅端までの長さＬはＷ／４、また塗布材料供給量Ｑは供給口数が２箇所となるため、１箇所あたりの塗布材料供給量ＱはＱ／２となり、数１から供給口数が２箇所の場合の圧力損失は  
ｐ２＝ｍ×（Ｑ／２）×μ×（Ｗ／４）＝ｍＱμＷ／８
と材料供給箇所が１箇所の場合の圧力損失ｐ１の１／４とその差が小さくなり、このことは、幅方向の塗布変動が小さくなることを意味している。
【００２２】
更に材料供給口を更に偶数個ずつ増やしていった場合の圧力損失は、前記と同様に小さくなり、幅方向の塗布変動が小さくなることは明白である。
【００２３】
前述のように、本発明のダイコータヘッドにおいては材料供給口を複数設けることで、スリットの幅方向に供給される塗布材料の供給量（即ち塗布量）を略均一にすることができる。
【００２４】
図２は、１つの材料供給ポンプによって２箇所の材料供給口に塗布材料を略均一に供給するための、材料供給管部分の実施形態を示した概略図である。
【００２５】
材料供給ポンプ４接続された材料供給管入口２０は、塗布ヘッドに設けた材料供給口の数に合わせ、材料供給管入口２０から第１の材料供給分岐管２１ａ、２１ｂに分岐し、塗布ヘッドに設けられた２箇所の材料供給口１ａ、１ｂに接続されている。第１の材料供給分岐管２１ａ、２１ｂには、供給管内の空気除去のために、各々バルブ（図示していない）を設けてある。また、材料供給管入口２０から分岐した第１の材料供給分岐管２１ａ、２１ｂは、その管路の途中で更に夫々第２の材料供給分岐管２２ａ、２２ｂに分岐してある。第１の材料供給分岐管２１ａから分岐した第２の材料供給分岐管２２ａは材料供給口１ｂの手前で第１の材料供給分岐管２１ｂに、また、第１の材料供給分岐管２１ｂから分岐した第２の材料供給分岐管２２ｂは材料供給口１ａの手前で材料供給分岐管２１ａに各々接続されている。即ち、けさがけのバイパス配管を設けた構成とした。
【００２６】
上記の分岐配管構成とすることにより、分岐後の流量に偏差がある場合にも、第２の材料供給分岐管２２ａ、２２ｂにより相互に接続された第１の材料供給分岐管路２１ａ、２１ｂを通してバランスし材料供給口１ａ、１ｂへの供給量は略同一となる。なお、塗布ヘッド供給口が２ヵ所以上となる場合（分岐数が２ヶ所以上となる場合）でも、材料供給管の分岐の前後を相互に接続することによって、同様の効果が得られることは説明するまでも無い。このように、マニホールドに供給する塗布材料も２つの供給口から均一に供給することでスリット部にも均一に塗布材料を供給することが可能となる。
【００２７】
図３は、１つの材料供給ポンプによって塗布ヘッドに設けた２箇所の材料供給口に塗布材料を供給する、材料供給管の分岐管路部分の他の実施形態を示した概略図である。図３（a）には分岐部の斜視図を、（ｂ）には分岐部のＸ方向断面図を、（ｃ）にはＹ方向の断面図を示す。
【００２８】
円筒断面形状Ａの材料供給管入口３１が図示していない材料供給ポンプに接続されている。この材料供給管入口３１から延伸された配管途中で分岐される。この分岐された材料供給管分岐口３２ａ、３２ｂは、円筒断面形状Ａ１、Ａ２の形状となっている。この分岐配管の円筒の断面積Ａ１、Ａ２は、互いに等しい断面積となっている。材料の管内流動方向は、図３（ａ）の矢印に示したように、図の右から左方向である。なお、断面積Ａ１とＡ２の和が断面積Ａと等しいか、小さいという関係が成立っている（Ａ１+Ａ２ ≦ Ａ）。
【００２９】
材料の管内流動方向は図示したように、図の右から左方向である。仕切り板３３は隙間の無いように円筒断面形状の材料供給管入口３１を分断し、材料供給管入口３１から流入した塗布材料は、仕切り版３３によって分流される。仕切り板３３は材料供給管入口４１に向かって先細り形状となっており、先端は極薄く且つバリが無く鋭利に成形してある。仕切り板３３は、材料供給管入口３１の中心と一致した位置に配置してある。また、仕切り板の長さＬｄは、材料供給管入口３１の内径Ｄの２倍以上となっているのが好ましいが、これに限定するものではない。この分岐管路部分により塗布材料は材料供給管分岐口３２ａ、３２ｂ夫々に均等に２分される。
【００３０】
尚、本発明の適用実施においは、材料供給管入口の配管内径はφ６ｍｍ（内断面積２８．２６ｍｍ２）の管を用い、材料供給管分岐口の配管内径は夫々φ４．２ｍｍ（内断面積１３．８４ｍｍ２）の管を用いた。分岐部の仕切り板は、先端厚さが０．１ｍｍ、材料供給管分岐口側厚さ１ｍｍ、長さ１０ｍｍの楔形板を用いて塗布材料を分流させ、分流誤差が０．５％以下の分流を実現できている。
【００３１】
また、１つの材料供給管からの分岐は、管路の均等分割を変更することで対応できることは明らかであり、その効果は同様に得られるが、材料供給管分岐口側の形成のし易さから、好ましくは４分岐以下とすることが好ましい。
【００３２】
以上のように、ダイコータヘッドの大型化に伴い、スリット部に供給される塗布材料を所望量均一に供給するために、ダイコータヘッド部に複数の供給口を設けると共に、供給される塗布材料を均等に分配するように供給配管の分岐された配管を工夫することで供給ポンプの台数を増やすことなく構成することが可能となる。
【００３３】
図４に本発明のダイコータヘッドを用いた塗布装置の概略図を示す。ダイコータヘッド１１は図示していない門型のフレームに上下方向に移動可能に取付けられており、ダイコータヘッド１１のスリット部に対向するように移動テーブル４０が設けてある。この移動テーブル４０上には平板４５が載置され吸引吸着等で移動しないように固定されている。平板を移動テーブル４０に固着すると、平板４５とダイコータヘッド１１との位置合わせを実行する。位置合わせは平板に設けた位置合わせマークを門型フレームに設けたカメラで検出して行うようにしてある。このため、移動テーブル４０はＸＹθ方向に移動できるようにしてある。また、移動テーブル４０は、ダイコータヘッド１１に材料供給ポンプ４を駆動して、材料給配管３０を介して塗布材料が供給され、塗布を行っている時には矢印方向に移動して平板上に薄膜を形成する。
【００３４】
上記の塗布装置ではテーブル上に平板を載置して塗布を行う場合を示したが、ウエブのように連続する塗布対象物をダイコータヘッドの下に供給して塗布を行う構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】塗布ヘッドの概観及び分解斜視図である。
【図２】第１の供給配管分岐部分を示す斜視図である。
【図３】供給配管分岐部分の他の実施例を示した図である。
【図４】塗布装置の全体の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ａ、１ｂ…塗布材料供給口、２ａ、２ｂ…マニホールド空気除去口、Ａ…塗布材料、３ａ、３ｂ…材料供給管、４、４ａ、４ｂ、…材料供給ポンプ、１１ａ、１１ｂ…ダイブロック、１１…ダイコータヘッド、１２…マニホールド、１３…スリット、１４ａ、１４ｂ…リップ、２０、３１…材料供給管入口、２１ａ、２１ｂ…第１の材料供給分岐管、２２ａ、２２ｂ…第２の材料供給分岐管、３２ａ、３２ｂ…材料供給管分岐口、３３…仕切り板。
【図１】
2006334483.tif 000003
【図２】
2006334483.tif 000004
【図３】
2006334483.tif 000005
【図４】
2006334483.tif 000006