(57)【要約】【課題】塗布終了後に吐出口から液だれが生じることを防ぐことが可能である塗布装置および塗布方法を提供する。【解決手段】塗布液を吐出する吐出口１１を有する口金２と、口金２に塗布液を供給する液供給手段３と、液供給手段３から口金３までの塗布液の経路であり、可撓性を有する送液配管４と、を備え、液供給手段３から供給された塗布液を口金２の吐出口１１から吐出することにより基板Ｗに塗布液を塗布する塗布装置１であり、送液配管４の一部もしくは全体である圧力調節部位６には、圧力調節部位６の外周部に閉空間２４を形成し、閉空間２４の圧力を調節する配管圧力調節手段５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を吐出する吐出口を有する口金と、
前記口金に塗布液を供給する液供給手段と、
前記液供給手段から前記口金までの塗布液の経路であり、可撓性を有する送液配管と、
を備え、前記液供給手段から供給された塗布液を前記口金の前記吐出口から吐出することにより基板に塗布液を塗布する塗布装置であり、
前記送液配管の一部もしくは全体である圧力調節部位には、当該圧力調節部位の外周部に閉空間を形成し、当該閉空間の圧力を調節する配管圧力調節手段が設けられていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記配管圧力調節手段は、前記口金に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
塗布液を吐出する吐出口を有する口金と、
前記口金に塗布液を供給する液供給手段と、
前記液供給手段から前記口金までの塗布液の経路であり、可撓性を有する送液配管と、
を備えた塗布装置により基板に塗布液を塗布する塗布方法であり、
前記送液配管の一部もしくは全体である圧力調節部位を当該圧力調節部位の外周から加圧する加圧ステップと、
前記液供給手段から前記口金へ塗布液を供給し、前記口金の前記吐出口から吐出する吐出ステップと、
前記液供給手段から前記口金への塗布液の供給を停止する供給停止ステップと、
前記圧力調節部位への加圧を解除する加圧解除ステップと、
を有することを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスなどの基板上に塗布液を塗布し、塗布膜を形成させる塗布装置および塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、基板上にレジスト液や薬液などの塗布液を均一に塗布する塗布装置により形成されている。
【０００３】
この塗布装置は、たとえば特許文献１に示すように、口金が有するスリット状の吐出口からペースト状の塗布液を吐出し、この口金の直下を相対移動する基板に対して塗布液の塗布を行っている。
【０００４】
この吐出口から塗布液を吐出する方法として、塗布液が貯留されたポンプなどの液供給手段から配管を通して口金に塗布液を圧送することにより、塗布液を吐出口から押し出す手法がとられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような塗布装置では、塗布終了時に吐出口から液だれが生じ、液だれした塗布液が基板に付着して基板の品質を悪化させるおそれがあった。具体的には図６に示すように、基板に塗布液を塗布している間は塗布装置９０が有する図示しない液供給手段から一定の流量で塗布液を圧送しているため、その塗布液の内圧によって図中に二点鎖線で示すように送液配管９３の径が大きくなっている。これに対し、塗布が終了して液供給手段からの送液が止まると、送液配管９３は図中に矢印で示すように径を元に戻そうとする挙動を示すため、容積が減少する。このように送液配管９３の容積が変化した分の塗布液は、口金９１の吐出口９２から液だれ９４として放出されるおそれがあった。
【０００７】
このように吐出口９２から液だれ９４が生じることを防ぐ方法として、たとえば液供給手段が吸引動作を行うことにより送液配管９３の容積の変化分の塗布液を吸収するものもあるが、送液配管９３の長さが長い場合には、吸引動作の効果が吐出口９２に伝わるまでに時間がかかり、その結果、先に液だれ９４が生じていた。また、塗布液の粘度が高いほど、この現象が顕著に現れていた。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてみなされたものであり、塗布終了時に吐出口から液だれが生じることを防ぐことができる塗布装置および塗布方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、塗布液を吐出する吐出口を有する口金と、前記口金に塗布液を供給する液供給手段と、前記液供給手段から前記口金までの塗布液の経路であり、可撓性を有する送液配管と、を備え、前記液供給手段から供給された塗布液を前記口金の前記吐出口から吐出することにより基板に塗布液を塗布する塗布装置であり、前記送液配管の一部もしくは全体である圧力調節部位には、当該圧力調節部位の外周部に閉空間を形成し、当該閉空間の圧力を調節する配管圧力調節手段が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
この塗布装置によれば、送液配管の一部もしくは全体である圧力調節部位には、当該圧力調節部位の外周部に閉空間を形成し、当該閉空間の圧力を調節する配管圧力調節手段が設けられていることにより、塗布終了直後に送液配管の残圧を除去し、吐出口からの液だれを防ぐことができる。具体的には、塗布を行っている間は配管圧力調節手段により閉空間の圧力を高めて送液配管を加圧しておき、塗布終了直後に閉空間の加圧を解除することによって、送液配管が膨張し、送液配管内の残圧が除去される。
【００１１】
また、前記配管圧力調節手段は、前記口金に連結されていると良い。
【００１２】
こうすることにより、残圧除去作業が口金の直近で行われるため、残圧除去の効果を応答性良く吐出口での塗布液の挙動反映させることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために本発明の塗布方法は、塗布液を吐出する吐出口を有する口金と、前記口金に塗布液を供給する液供給手段と、前記液供給手段から前記口金までの塗布液の経路であり、可撓性を有する送液配管と、を備えた塗布装置により基板に塗布液を塗布する塗布方法であり、前記送液配管の一部もしくは全体である圧力調節部位を当該圧力調節部位の外周から加圧する加圧ステップと、前記液供給手段から前記口金へ塗布液を供給し、前記口金の前記吐出口から吐出する吐出ステップと、前記液供給手段から前記口金への塗布液の供給を停止する供給停止ステップと、前記圧力調節部位への加圧を解除する加圧解除ステップと、を有することを特徴としている。
【００１４】
この塗布方法によれば、加圧ステップと加圧解除ステップとを有していることにより、塗布終了直後に送液配管を膨張させて送液配管内の残圧を除去し、吐出口からの液だれを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の塗布装置および塗布方法によれば、塗布終了後に吐出口から液だれが生じることを防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における塗布装置の構成を示す概略図である。
【図２】塗布待機時の塗布装置の状態を示す概略図である。
【図３】塗布時の塗布装置の状態を示す概略図である。
【図４】塗布終了時の塗布装置の状態を示す概略図である。
【図５】本発明にかかる塗布装置の動作フローである。
【図６】従来の塗布装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態における塗布装置を示す概略図である。
【００１９】
塗布装置１は、口金２と液供給手段３とを有している。口金２と液供給手段３とは送液配管４で接続されており、塗布液Ｌは送液配管４を経由して液供給手段３から口金２へ供給され、口金２に設けられた一方向に長い吐出口１１から吐出される。このように吐出口１１から塗布液Ｌが吐出されている状態の下、吐出口１１の直下を図示しない搬送装置により基板Ｗが搬送されることにより、基板Ｗ上に塗布液Ｌによる塗布膜が形成される。
【００２０】
また、塗布装置１はさらに配管圧力調節手段５を有しており、送液配管４の一部もしくは全部にあたる圧力調節部位６に外周からかかる圧力を調節する。
【００２１】
なお、以下の説明では、吐出口１１の長手方向をＹ軸方向、水平面上でＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の両方と直交する方向、すなわち鉛直方向をＺ軸方向と呼ぶ。
【００２２】
口金２は、Ｙ軸方向を長手方向とする金属製のブロックであり、内部にはＹ軸方向を長手方向とするスリットを有しており、このスリットの開口端である吐出口１１が口金２の下面に設けられている。また、このスリットは、送液配管４と連通しており、送液配管４から流入した塗布液Ｌは、スリットを通って帯状に吐出口１１から吐出される。
【００２３】
このように吐出口１１から塗布液Ｌが吐出されている間、基板Ｗは図示しない搬送装置により吐出口１１の直下を吐出口１１の長手方向と垂直な方向（Ｘ軸方向）に搬送され、塗布液Ｌが基板Ｗに塗布される。
【００２４】
ここで、スリットの間隔（Ｘ軸方向の距離）は、スリットの長手方向（Ｙ軸方向）にわたって均一であり、口金２の吐出口１１からはその長手方向にわたって均一な流量で塗布液Ｌが吐出される。したがって、一定の搬送速度で基板Ｗが搬送され、その上に口金２から塗布液Ｌが塗布されることにより、基板Ｗの全面にわたって均一な膜厚の塗布膜が形成される。なお、本実施形態では塗布液Ｌの粘度は３ｃＰ〜２０，０００ｃＰのものが用いられる。
【００２５】
液供給手段３は、自身に貯留された塗布液Ｌを口金２へ圧送することによって口金２に塗布液Ｌを供給する手段であり、本実施形態では、ピストンポンプである。液供給手段３は、先述の通り送液配管４を介して口金２と接続されており、送液配管４が塗布液Ｌの経路となって液供給手段３から口金２へ塗布液Ｌが送られる。
【００２６】
ここで、送液配管４は、たとえばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を材料とする可撓性を有するチューブである。
【００２７】
また、送液配管４の途中には開閉バルブ１３が設けられており、開閉バルブ１３が開状態である場合に、液供給手段３にある塗布液Ｌが口金２まで送液されることが可能である。
【００２８】
なお、図１以下では、開状態である開閉バルブは塗りつぶさずに、閉状態である開閉バルブは塗りつぶして示している。
【００２９】
一方、液供給手段３は、送液配管４と異なる配管を介してタンク１２とも接続されている。液供給手段３には数回分の基板Ｗへの塗布ができる量の塗布液Ｌを貯留することができるのに対し、タンク１２には液供給手段３の貯留量よりもはるかに多量の塗布液Ｌを貯留することが可能である。そこで、所定回数の基板Ｗへの塗布液Ｌの塗布が完了するごとにタンク１２から液供給手段３へ塗布液Ｌを補充する作業が行われる。
【００３０】
ここで、液供給手段３とタンク１２との間にも開閉バルブ１４が設けられており、基板Ｗへ塗布液Ｌを塗布する際は開閉バルブ１３を開状態にして開閉バルブ１４を閉状態にすることにより配管経路からタンク１２を切り離し、一方、タンク１２から液供給手段３へ塗布液Ｌを補充する際は、開閉バルブ１３を閉状態にして開閉バルブ１４を開状態にすることにより配管経路から口金２を切り離すようにしている。
【００３１】
配管圧力調節手段５は、本実施形態では本体部２１、気体供給源２２および真空源２３を有している。
【００３２】
本体部２１は、本実施形態では送液配管４の延びる方向（Ｘ軸方向）を中心軸方向とする中空の円柱状の形態を有しており、本体部２１のＸ軸方向寸法は、送液配管４の一部もしくは全部である圧力調節部位６のＸ軸方向寸法と同じである。
【００３３】
この本体部２１の内部の空間の径は送液配管４の外径よりも大きく、また、本体部２１の両端面には送液配管４の外径と略同一の径を有する貫通穴が設けられている。これら貫通穴を送液配管４が通って、送液配管４の圧力調節部位６にあたる部分が本体部２１の内部に配置され、また、これら貫通穴において本体部２１の両端面と送液配管４との間がたとえばゴムリングなどで気密にされていることにより、圧力調節部位６の外周に閉空間２４が形成される。
【００３４】
また、本体部２１は、送液配管４よりも硬い材質を有しており、たとえばステンレスなどの金属により構成されている。
【００３５】
気体供給源２２は、たとえばポンプ、ブロワなどであり、本体部２１と配管を経由して接続されており、本体部２１の内部空間（閉空間２４）に乾燥空気、窒素などの気体を送り込む。また、気体供給源２２と本体部２１との間の配管には、開閉バルブ２５が設けられている。この気体供給源２２が閉空間２４に気体を供給することにより、閉空間２４の気圧が高くなり、圧力調節部位６を圧縮するため、圧力調節部位６の径が小さくなる。
【００３６】
真空源２３は、たとえばポンプ、ブロワなどであり、本体部２１と配管を経由して接続されており、本体部２１の内部空間（閉空間２４）の気体を吸引する。また、真空源２３と本体部２１との間の配管には、開閉バルブ２６が設けられている。この真空源２３が閉空間２４の気体を吸引することにより、閉空間２４の気圧が低くなるため、圧力調節部位６の径が大きくなる。
【００３７】
次に、本発明の塗布装置１による液だれ防止動作について図２から図４を用いて説明する。
【００３８】
まず、塗布待機時の塗布装置１の状態を図２に示す。なお、塗布待機時とは、基板Ｗへの塗布液Ｌの塗布が開始される前のスタンバイの時間のことである。
【００３９】
塗布待機時は開閉バルブ１３が閉状態となり塗布液Ｌの流れは生じていないが、送液配管４および口金２の内部には塗布液Ｌが充填された状態で保持されている。もし塗布開始直前に初めて送液配管４および口金２の内部に塗布液Ｌを送液する場合、送液配管４および口金２の内部に存在していた気泡が送り込まれた塗布液Ｌに溶け込み、基板Ｗ上に形成される塗布液Ｌの膜に悪影響をおよぼすおそれがある。これを防ぐため、塗布を行う前に十分な量の塗布液Ｌが送液配管４および口金２に流し込まれ、送液配管４および口金２に充填された塗布液Ｌに気泡が溶け込んでいないような状態が塗布待機時に形成されている。
【００４０】
ここで、塗布待機時において、送液配管４の内径は、圧力調節部位６にあたる部分、圧力調節部位６以外の部分ともにｄ０となっている。なお、この塗布待機時は開閉バルブ２５も開閉バルブ２６も閉状態であり、閉空間２４には気圧の変化は生じていない。
【００４１】
次に、塗布時の塗布装置１の状態を図３示す。
【００４２】
基板Ｗへの塗布液Ｌの塗布が行われるに先立ち、まず、開閉バルブ２５が開状態となり、閉空間２４の気圧が高い状態が形成され、圧力調節部位６の内径が小さくなる。ここで、開閉バルブ２５は、閉空間２４の気圧が所定の値になった時点で閉状態になっても構わない。
【００４３】
このように圧力調節部位６の内径が小さくされた後、開閉バルブ１３が開状態となって液供給手段３から塗布液Ｌの送液が開始され、基板Ｗへの塗布液Ｌの塗布が行われる。このように塗布液Ｌが送液される際、塗布液Ｌの流れにより送液配管４の内圧が高まり、送液配管４の内径は内部から押し広げられる。そのため、圧力調節部位６以外の部分の送液配管４の内径はｄ０より大きいｄ２となり、塗布待機時よりも配管の容積が増大する。
【００４４】
これに対し、圧力調節部位６では上記の通り閉空間２４により配管が圧縮され、送液時の内径がｄ０より小さいｄ１となっており、この部分では塗布待機時よりも配管の容積が減少している。ここで、この圧力調節部位６における容積の減少分と圧力調節部位６以外の部分の送液配管４における容積の増加分とが同等であることが好ましい。
【００４５】
次に、塗布終了時の塗布装置１の状態を図４に示す。
【００４６】
基板Ｗへの塗布液Ｌの塗布が完了した際、開閉バルブ１３が閉状態となって液供給手段３からの塗布液Ｌの送液が停止する。これにより、送液配管４の内圧は塗布待機時と同等となるため、図中に矢印で示すように、圧力調節部位６以外の部分の送液配管４の内径はｄ２からｄ０に戻ってゆく。このとき、配管の容積が小さくなるため、この部分から口金２の吐出口１１の方へ塗布液Ｌが押し出される。これを放っておくと、吐出口１１にて液だれが生じるおそれがある。
【００４７】
そこで、配管圧力調節手段５の開閉バルブ２６が開状態となり、閉空間２４が減圧されることにより、瞬時に圧力調節部位６の内径がｄ１より大きくなる。これによって圧力調節部位６の容積が増大するため、圧力調節部位６以外の部分の送液配管４から押し出される塗布液Ｌを吸収し、吐出口１１にて液だれが生じることを防ぐことができる。特に、１，０００ｃＰ以上の粘度を有する高粘度の塗布液Ｌを使用する場合には、液だれへの対策無しに放っておくと吐出口１１にて液だれする可能性が高く、本発明の通り圧力調節部位６にかかる圧力を調節する効果は大きい。
【００４８】
ここで、上記の通り塗布時における圧力調節部位６における容積の減少分と圧力調節部位６以外の部分の送液配管４における容積の増加分とが同等であることにより、開閉バルブ１３から吐出口１１までの塗布液Ｌの量が塗布待機時に対して塗布終了時の方が多かった場合に吐出口１１から液だれが生じることを防ぎ、また、逆に開閉バルブ１３から吐出口１１までの塗布液Ｌの量が塗布待機時に対して塗布終了時の方が少なかった場合に吐出口１１からスリット内に塗布液Ｌが引っ込んで吐出口１１近傍において空気のかみこみが生じることを防ぐことができる。
【００４９】
また、より一層液だれの発生を防止するために、図４に示すように圧力調節部位６の内径を一旦ｄ０より大きいｄ３まで広げるように閉空間２４を大気圧以下とするようにしても良い。その場合、閉空間２４を大気圧以下となって液だれ防止の作業が完了した後、図示しない大気開放機構によって閉空間２４が大気圧に戻るようにしても良い。
【００５０】
また、配管圧力調節手段５は、圧力調節の効果を早く口金２の吐出口１１に反映させるためにできるだけ口金２の近くに配置されていることが好ましい。したがって、送配管圧力調節手段５が口金２に連結され、配管圧力調節手段５と口金２との間には圧力調節部位６でない送液配管４が存在しないようにすることがより好ましい。
【００５１】
次に、本発明にかかる塗布装置の動作フローを図５に示す。ここで、塗布装置１が基板Ｗへの塗布を開始する前（塗布待機時）の条件として、圧力調節部位６を含む送液配管４および口金２の内部には塗布液Ｌが充填された状態であり、開閉バルブ１３、開閉バルブ１４、開閉バルブ２５、開閉バルブ２６は閉状態であるとする。また、このときの送液配管４の内径はｄ０であるものとする（図２を参照）。また、気体供給源２２および真空源２３は常に動作しているものとする。
【００５２】
まず、開閉バルブ２５が開状態となる（ステップＳ１）。これにより、気体供給源２２から閉空間２４に気体が送られて閉空間２４の気圧が高くなるため、圧力調節部位６にあたる送液配管４が外周から加圧され、内径が小さくなる。このように圧力調節部位６を外周から加圧するステップを、本説明では加圧ステップと呼ぶ。なお、本実施形態では開閉バルブ２５は基板Ｗへの塗布を行っている間常に開状態となっているが、閉空間２４の気圧が所定の圧力に達した時点で閉状態になっても良い。
【００５３】
次に、開閉バルブ１３が開状態となり、また、液供給手段３から送液配管４への塗布液Ｌの供給が開始される（ステップＳ２）。これにより、口金２の吐出口１１から塗布液Ｌが吐出され、吐出口１１の下方を搬送される基板Ｗへの塗布液Ｌの塗布が行われる。このように液供給手段３から口金２へ塗布液Ｌを供給し、吐出口１１から塗布液Ｌを吐出するステップを、本説明では吐出ステップと呼ぶ。なお、開閉バルブ１３が開状態になるタイミングと液供給手段３が塗布液Ｌを供給するタイミングは、どちらが先でも構わない。この吐出ステップにおいて、送液配管４の内径は、圧力調節部位６の部分では送液待機時の内径ｄ０よりも小さいｄ１、圧力調節部位６以外の部分ではｄ０よりも大きいｄ２となっている（図３を参照）。
【００５４】
次に、基板Ｗへの塗布液Ｌの塗布が完了し、開閉バルブ１３が閉状態となり、また、液供給手段３から送液配管４への塗布液Ｌの供給が停止される（ステップＳ３）。このように塗布液Ｌの供給を停止するステップを、本説明では供給停止ステップと呼ぶ。なお、開閉バルブ１３が閉状態になるタイミングと液供給手段３が塗布液Ｌの供給を停止するタイミングは、どちらが先でも構わない。このように塗布液Ｌの供給が停止されると、送液配管４内の内圧が減少し、内径は圧力調節部位６以外の部分では塗布待機時の内径ｄ０へ戻ってゆく（図４を参照）。
【００５５】
ステップＳ３の直後に、開閉バルブ２５が閉状態となり、代わりに開閉バルブ２６が開状態となる（ステップＳ４）。これにより、閉空間２４の加圧が停止し、逆に真空源２３によって気体が吸引されて気圧が低下する（加圧が解除される）ため、圧力調節部位６にあたる送液配管４への加圧が弱まり、内径が大きくなる。このように圧力調節部位６への加圧を解除するステップを、本説明では加圧解除ステップと呼ぶ。本実施形態では、真空源２３により閉空間２４の気圧が一旦大気圧より低くなり、圧力調節部位６の部分の内径が塗布待機時の内径ｄ０より大きいｄ３となる（図４を参照）。なお、先のステップで閉空間２４の気圧が所定の圧力に達した時点で開閉バルブ２５が閉状態になっている場合、このステップで開閉バルブ２５が閉になる動作は省略される。
【００５６】
最後に、開閉バルブ２６が閉状態になり（ステップＳ５）、一連の塗布動作が完了する。ここで、閉空間２４の気圧が大気圧と異なる場合、開閉バルブ２６が閉状態となった後、図示しない大気開放弁などにより閉空間２４は大気開放される。
【００５７】
以上の塗布装置および塗布方法により、塗布終了後に吐出口から液だれが生じることを防ぐことが可能である。
【００５８】
なお、本説明では配管圧力調節手段５に真空源２３が設けられているが、真空源２３の代わりに大気開放させる機構が設けられ、塗布終了時に閉空間２４の雰囲気が大気開放されることによって圧力調節部位６の径が広がるようにしても良い。
【００５９】
また、本説明では配管圧力調節手段５による圧力調節のみで吐出口１１からの液だれを防止しているが、従来の液だれ防止手段である液供給手段による吸引動作も一緒に行っても構わない。
【００６０】
また、本説明では配管圧力調節手段５は一つのみ設けられているが、送液配管４上に複数の配管圧力調節手段５を設け、片側の配管圧力調節手段５から順々に送液配管４への圧力調節を行っても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１  塗布装置
２  口金
３  液供給手段
４  送液配管
５  配管圧力調節手段
６  圧力調節部位
１１  吐出口
１２  タンク
１３  開閉バルブ
１４  開閉バルブ
２１  本体部
２２  気体供給源
２３  真空源
２４  閉空間
２５  開閉バルブ
２６  開閉バルブ
９０  塗布装置
９１  口金
９２  吐出口
９３  送液配管
９４  液だれ
Ｌ  塗布液
Ｗ  基板
【図１】
2015178066.tif 000003
【図２】
2015178066.tif 000004
【図３】
2015178066.tif 000005
【図４】
2015178066.tif 000006
【図５】
2015178066.tif 000007
【図６】
2015178066.tif 000008