(57)【要約】【課題】調整が容易で、長期に亘って故障しにくく、被塗布部材に塗布する塗布液の膜厚分布を、最終塗布位置をも含めて均一とする。【解決手段】支持台上に載置した被塗布部材１３に対して塗布液吐出装置３を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置２を駆動して塗布液吐出装置３に塗布液を供給し、塗布液吐出装置３のノズルを介して被塗布部材１３に塗布液を塗布する。塗布液吐出装置３からノズルに至る配管の途中に連通する分岐管１９と、分岐管１９を介してノズルから塗布液を吸引する塗布液吸引装置５と、塗布液吸引装置５による塗布液の吸引動作を、塗布液吐出装置３のノズルの先端開口部が、被塗布部材１３の最終塗布領域に至ることにより開始させる制御装置６とを備えた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布装置であって、
前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管と、
前記分岐管を介して前記ノズルから塗布液を吸引する塗布液吸引装置と、
前記塗布液吸引装置による塗布液の吸引動作を、前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより開始させる制御装置と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布装置であって、
前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管と、
前記分岐管を外気に開放可能とする開閉手段と、
前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより、前記開閉手段により分岐管を外気に開放させる制御装置と、
を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
前記分岐管の大気への開放位置は、前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部よりも下方であることを特徴とする請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記分岐管の大気への開放位置は、鉛直方向に調整可能としたことを特徴とする請求項２又は３に記載の塗布装置。
【請求項５】
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布方法であって、
前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより、前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管を介して、前記ノズル内の塗布液の吸引動作を開始させることを特徴とする塗布方法。
【請求項６】
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布方法であって、
前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより、前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管を大気に開放させ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、液晶ディスプレイ、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の被塗布部材の表面に塗布液により塗膜を形成するための塗布装置及び塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、塗布装置として、塗布終了位置又は塗布終了直前で、スリットノズルを相対的に下降させつつ、ポンプを逆回転させて、塗布液を吸引するようにした構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１１３４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の塗布装置では、ポンプを逆回転させたとしても、ポンプからスリットノズルまでに至る配管が比較的長いため、配管内の残圧によりスリットノズルからの塗布液の吐出を直ぐには停止できない。このため、塗布終了位置での塗布液の膜厚制御は非常に困難である。また、残圧を考慮して事前にポンプを逆回転させるには、塗布液の粘性や配管内面との摩擦等、種々のパラメータの影響を考慮する必要があり、実質的に不可能である。さらに、ポンプを逆回転させることにより無理な負荷がかかり、製品寿命が短いという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、調整が容易で、長期に亘って故障しにくく、被塗布部材に塗布する塗布液の膜厚分布を、最終塗布位置をも含めて均一とすることのできる塗布装置及び塗布方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布装置であって、
前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管と、
前記分岐管を介して前記ノズルから塗布液を吸引する塗布液吸引装置と、
前記塗布液吸引装置による塗布液の吸引動作を、前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより開始させる制御装置と、
を備えた構成としたものである。
【０００６】
ここで、最終塗布領域とは、ノズルの先端開口部が被塗布部材の表面を、開始端から最終端まで移動する領域のうち、最終端のみならず、その直前の位置までを含む概念である。要するに、そのまま塗布液を塗布すれば、膜厚が大きくなる領域であり、被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させる速度、塗布液の種類（特に、粘性）等の違いによって変動するものであり、実験等により適正な位置を決定することができる。
【０００７】
この構成により、塗布液吐出装置が被塗布部材の最終塗布領域に至った時点で、専用の塗布液吸引装置により、塗布液吐出装置からノズルに至る配管の途中で分岐させた分岐管を介して塗布液を吸引するので、配管内の残圧の影響を受けにくくすることができる。このため、塗布液吸引装置に使用する、ポンプ等の駆動源やシリンジ等の回収部材を小型で安価なものとすることができる。この場合、駆動源にパルスモータやサーボモータを使用すれば、吸引量をきめ細かく制御することが可能となる。
【０００８】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布装置であって、
前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管と、
前記分岐管を外気に開放可能とする開閉手段と、
前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより、前記開閉手段により分岐管を外気に開放させる制御装置と、
を備えた構成としたものである。
【０００９】
この構成により、塗布液吐出装置が被塗布部材の最終塗布領域に至った時点で、開閉手段により分岐管が外気に開放されるので、ノズル内の塗布液が配管内の残圧の悪影響により被塗布部材の表面へと押し出されてしまうことがなく、最終塗布領域において良好な塗布状態を得ることができる。
【００１０】
前記分岐管の大気への開放位置は、前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部よりも下方であるのが好ましい。
【００１１】
この構成により、サイフォン効果を発揮させることができ、別途、駆動源を用いることなく、スムーズに塗布液を吸引することが可能となる。
【００１２】
前記分岐管の大気への開放位置は、鉛直方向に調整可能とするのがさらに好ましい。
【００１３】
この構成により、開放位置を調整することにより、吸引力を使用状況に応じた適切な値とすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布方法であって、
前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより、  前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管を介して、前記ノズル内の塗布液の吸引動作を開始させるようにしたものである。
【００１５】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
支持台上に載置した被塗布部材に対して塗布液吐出装置を相対的に水平方向へと移動させながら、塗布液供給装置を駆動して前記塗布液吐出装置に塗布液を供給し、前記塗布液吐出装置のノズルを介して前記被塗布部材に塗布液を塗布するようにした塗布方法であって、
前記塗布液吐出装置のノズルの先端開口部が、前記被塗布部材の最終塗布領域に至ることにより、前記塗布液吐出装置から前記ノズルに至る配管の途中に連通する分岐管を大気に開放させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、塗布液吐出装置からノズルに至る配管の途中で分岐させた分岐管を介して塗布液を吸引するようにしているので、配管内の残圧の影響を受けにくくなる。この結果、塗布液吸引装置に小型で安価なものを使用することが可能となり、確実に所望の吸引量で吸引でき、再現性にも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る塗布装置の概略説明図である。この塗布装置は、大略、塗布液タンク１と、塗布液供給装置２と、塗布液吐出装置３と、支持台４と、塗布液吸引装置５と、制御装置６とを備える。
【００１９】
塗布液タンク１には、塗布液が貯蔵され、随時、塗布液供給装置２に塗布液を供給可能となっている。塗布液としては、例えば、ガラス基板上に塗布されるＰＤＰ用ガラスペーストを使用できる。但し、このものに限定されるものではなく、被塗布部材１３の種類に応じて、従来公知の種々の塗布液から適切なものを選定すればよい。
【００２０】
塗布液供給装置２は、円筒状の第１シリンダ７と、この第１シリンダ７の内部を摺動しながら往復移動する第１ピストン８と、この第１ピストン８を駆動するための第１駆動機構９とを備える。第１シリンダ７としては、内部の視認性を高めるため、ガラス製のものが使用されているが、ステンレス等の金属製材料で形成してもよい。但し、内面は鏡面加工等により面粗度を小さく抑える必要がある。また、第１駆動機構９としては、直動モータやサーボモータを使用できる。直動モータでは、その回転軸にネジが形成され、第１ピストン８を直接往復移動させることが可能である。サーボモータでは、その回転軸でボールネジを回転させ、このボールネジに沿って、そこに螺合させた支持部を介して第１ピストン８を往復移動させることが可能である。ここでは、第１シリンダ７の内径寸法は２８ｍｍとされている。また、第１ピストン８を往復移動させるためのネジのリードは６ｍｍである。
【００２１】
塗布液供給装置２は、塗布液タンク１の近傍で、そこから延びる第１配管１０に、第１三方弁１１を介して接続されている。第１三方弁１１を切り替え、第１シリンダ７内の第１ピストン８を移動させることにより、第１シリンダ７内に塗布液タンク１内の塗布液を吸引でき、又、第１シリンダ７内に吸引した塗布液を塗布液吐出装置３側へと吐出できる。
【００２２】
塗布液吐出装置３は、従来公知の構成で、塗布液を、スリットノズル１２を介して支持台４上に載置されたＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の被塗布部材１３に塗布して塗膜１４を形成する（例えば、特開２００２−１１３４１１号公報、特開平８−２２９４９７号公報等参照）。塗布液吐出装置３は、図示しない昇降装置により昇降する。
【００２３】
前記支持台４は、例えば、石定盤等からなり、下面４隅を支持する支持ジャッキ１５によって支持台４の高さ調整が可能となっている。支持台４上には、被塗布部材１３が載置され、この被塗布部材１３に沿って前記塗布液吐出装置３を平行移動させながら、前記塗布液供給装置２を駆動することにより、被塗布部材１３の表面に塗布液が塗布され、塗膜１４が形成される。
【００２４】
塗布液吸引装置５は、前記塗布液供給装置２と同様に、円筒状の第２シリンダ１６と、この第２シリンダ１６の内部を摺動しながら往復移動する第２ピストン１７と、この第２ピストン１７を駆動するための第２駆動機構１８とを備える。但し、第２シリンダ１６には、前記塗布液供給装置２に使用するものに比べて小型のものが使用され、ここでは、内径寸法が４ｍｍとされている。また、第２ピストン１７を往復移動させるためのネジのリードは２ｍｍである。
【００２５】
このように、塗布液吸引装置５を、前記塗布液供給装置２に比べて非常に小型とすることができるのは次の理由による。すなわち、塗布液吸引装置５に必要とされる能力は、スリットノズル１２の先端開口部から被塗布部材１３の表面に塗布液が残留することを防止するために、微少量の塗布液を引き戻すことができる吸引力であるに過ぎない。しかも、塗布液吸引装置５からスリットノズル１２の先端開口部までの距離は、従来のもの（例えば、背景技術に記載した特開２００２−１１３４１１号公報参照）に比べて大幅に短くできる（図面では、判別は困難であるが、実際には上述の通りである。）。したがって、吸引する塗布液が配管の内周面から摩擦抵抗を受けにくく、第２駆動機構１８による第２ピストン１７の引っ張りにも大きな力を必要とされない。また、従来のように塗布液の吐出と吸引を兼用する場合のように、スリットノズル１２から塗布液を塗布するために必要とされる大きな力も必要とされない。したがって、前述の通り、小型の塗布液吸引装置５を使用可能である。
【００２６】
塗布液吸引装置５は、分岐管１９の途中に第２三方弁２０を介して接続されている。分岐管１９の一端は、塗布液吐出装置３の近傍で、スリットノズル１２に塗布液を供給する配管に接続されている。また、分岐管１９の他端は、Ｕ字管２１を介して廃液ポット２２に接続されている。これにより、第２三方弁２０を切り替え、第２シリンダ１６内の第２ピストン１７を移動させることにより、スリットノズル１２から第２シリンダ１６内に塗布液を吸引でき、又、吸引した塗布液を廃液ポット２２に排出できる。
【００２７】
制御装置６は、三方弁１１，２０の切替、各駆動機構９，１８の駆動制御等を行い、塗布液タンク１に貯蔵した塗布液を塗布液吐出装置３へと供給して被塗布部材１３の表面に塗布し、最終塗布領域で、塗布液を吸引して部分的な膜厚の増大を阻止する。
【００２８】
次に、前記構成の塗布装置の動作について説明する。
【００２９】
まず、支持台４上に被塗布部材１３を配置する。被塗布部材１３は、支持台４の所定位置に正確に位置決めするか、載置位置はそれ程気にせずに、載置後に図示しないセンサにより位置を検出して座標データとして記憶しておく。そして、予め決められた位置又は座標データに基づいて算出した位置（以下、初期位置という。）に、塗布液吐出装置３を移動させ、スリットノズル１２の先端開口部を被塗布部材１３の一端側の縁部に対向させる。このとき、第１三方弁１１を切り替え、駆動機構により第１ピストン８を後退させ、塗料液タンクから塗布液供給装置２の第１シリンダ７内に塗布液を吸引する。第１シリンダ７内に所定量の塗布液が吸引されれば、第１ピストン８を停止する。
【００３０】
続いて、前記初期位置で塗布液吐出装置３を降下させ（ここでは、塗布液吐出装置３を降下させるようにしたが、支持台４を上昇させても、支持台４を上昇させ、塗布液吐出装置３を降下させてもよい。）、スリットノズル１２の先端開口部と被塗布部材１３の表面との間隙寸法が所定値（ここでは、１００μｍ）となる位置まで接近させる。また、第１三方弁１１を切り替え、第１駆動機構９を逆転駆動して第１ピストン８を前進させることにより、第１シリンダ７内の塗布液を塗布液吐出装置３へと供給する。そして、塗布液吐出装置３を被塗布部材１３の表面に沿って一端の初期位置から他端の最終塗布位置へと平行移動させる。これにより、被塗布部材１３の表面に、順次、塗膜１４が形成される。
【００３１】
塗布液吐出装置３が終了直前位置（ここでは、最終直前位置を最終塗布位置の手前５ｍｍとしている。）に至れば、塗布液供給装置２から塗布液の供給を停止する。そして、終了直前位置から所定寸法（ここでは、３ｍｍ）移動した時点で、塗布液吸引装置５を駆動し、スリットノズル１２からの塗布液の吸引動作を開始する。すなわち、第２駆動機構１８のモータを駆動し、第２ピストン１７を後退させる。これにより、塗布液が分岐管１９を介してスリットノズル１２から第２シリンダ１６内に吸引される。吸引された塗布液は、第２シリンダ１６内に一定量溜まった時点で、第２三方弁２０を切り替え、第２駆動機構１８を逆転させ、第２ピストン１７を前進させることにより、第２シリンダ１６から排出する。排出された塗布液は廃液ポット２２で回収される。なお、第２シリンダ１６からスリットノズル１２までの距離は短く、塗布液が配管の内周面から受ける摩擦抵抗の影響は小さい。したがって、塗布液供給装置２の駆動停止と同時に、スリットノズル１２の先端開口部でも塗布液に吸引力を作用させることができ、吸引開始時期と実際に吸引力が作用する時期との間のタイムラグを抑制することが可能となる。また、塗布液吸引装置５は、主に、スリットノズル１２からの塗布液の吸引に使用されるので、定期的な排出動作以外では従来のような逆転駆動は不要となり、故障が少なく、長期に亘って良好な駆動状態を維持することができる。
【００３２】
ところで、前記最終塗布領域は、スリットノズル１２の先端開口部が最終端である最終塗布位置に至る手前の終了直前位置までの領域である。終了直前位置は、この位置を超えて塗布液を供給し続けると、膜厚が大きくなる限界位置とする。また、この位置は、例えば、実験により、次のようにして決定すればよい。
【００３３】
すなわち、スリットノズル１２の先端開口部が最終塗布位置に至る手前で、塗布液供給装置２から塗布液の供給を停止する位置や、塗布液の吸引を開始する位置を変更し、塗膜１４の形成状態をそれぞれ観察する。そして、その結果に基づいて、最も適切な膜厚の塗膜１４が得られた位置を終了直前位置に決定する。実験結果はデータベースとして記憶しておき、次回の塗布から、同様な条件があれば、記憶した過去のデータに基づいて終了直前位置を決定すればよい。また、前記終了直前位置は、塗布液の単位時間当たりの吸引量を調整しながら、前記実験を繰り返し、決定するようにしてもよい。
【００３４】
なお、前記塗布液の吸引開始と同時に、塗布液吐出装置３を徐々に降下させ、スリットノズル１２の先端開口部を被塗布部材１３の表面へと接近させるようにするのが好ましい。そして、最終塗布位置で最も接近させるようにすればよい（例えば、７０μｍ）。これにより、より一層適切に被塗布部材１３の表面の最終塗布領域に於ける塗膜１４の膜厚を安定させ、他の部分との均一化も図ることが可能となる。
【００３５】
ところで、前記塗布液吸引装置５で行っていた塗布液の吸引を、従来のように、前記塗布液供給装置２で代用するためには、モータを逆回転させる必要がある。そして、吸引量を０．２ｃｃとする場合、ピストンのストローク（吸引ストローク）を０．３２ｍｍとし、前記吸引ストロークを得るためのモータの回転数を０．０５３回転としなければならない。これに対し、前記塗布液吸引装置５によれば、吸引量が０．２ｃｃの場合、吸引ストロークを１６．７ｍｍとし、この吸引ストロークを得るためのモータの回転数を８．３５回転とすることによりスリットノズル１２から必要量の塗布液を吸引することができる。例えば、モータの回転数に１／１００回転の誤差が生じた場合、前者の従来の方式では無視できない吸引量の誤差となって現れるため、モータの回転制御を高精度に行う必要があり、高価な構成とならざるを得ないが、後者の本実施形態に係るものであれば、無視可能な誤差範囲に収めることができ、安価な構成で対処することが可能である。
【００３６】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る塗布装置を示す。この塗布装置は、前記第１実施形態に係るものとは、塗布液吸引装置５を備えていない点で相違する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分以外の説明は省略する。
【００３７】
図２では、塗布液吸引装置５の代わりに、分岐管１９の先端を、塗布位置、すなわち、塗布しているスリットノズル１２の先端開口部の位置よりも所定寸法（図２中Ａで示す。）下方に位置させて大気に開放するようにしている。そして、分岐管１９の途中に開閉弁２３を設けている。これにより、開閉弁２３を開放するだけで、サイフォン原理により、スリットノズル１２から塗布液が吸引され、前記第１実施形態と同様に、被塗布部材１３の最終塗布位置での塗膜１４の膜厚が厚くなることを防止できる。
【００３８】
なお、前記分岐管１９の先端位置は、上下方向に調整可能な構成としてもよい。この位置調整は、使用する塗布液の種類、開放位置から塗布位置までの距離等の吸引量変動パラメータに基づいて行えばよい。また、この吸引量変動パラメータに基づいて自動的に昇降可能な構成を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施形態に係る塗布装置の概略説明図である。
【図２】第２実施形態に係る塗布装置の支持台部分を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…塗布液タンク
２…塗布液供給装置
３…塗布液吐出装置
４…支持台
５…塗布液吸引装置
６…制御装置
７…第１シリンダ
８…第１ピストン
９…第１駆動機構
１０…第１配管
１１…第１三方弁
１２…スリットノズル
１３…被塗布部材
１４…塗膜
１５…支持ジャッキ
１６…第２シリンダ
１７…第２ピストン
１８…第２駆動機構
１９…分岐管
２０…第２三方弁
２１…Ｕ字管
２２…廃液ポット
２３…開閉弁
【図１】
2008161741.tif 000003
【図２】
2008161741.tif 000004