(57)【要約】【課題】幅方向に高精度に均一な塗布が可能なダイであり、濡れ広がりによる塗布後の局所的な端部膜厚低減が起きても均一な塗布面を作成することが出来る塗布装置を提供する。【解決手段】ダイヘッド本体１と、ダイヘッド本体１の内部に形成されたマニホールド３と、マニホールド３の長手方向の中間部に設けられ塗工液が供給される供給口２と、マニホールド３に連通されたスリット４とを備えたダイヘッドを有する塗布装置であって、マニホールド３はマニホールド３長手方向に断面積一定であり、マニホールド３の長手方向における両端部付近で、マニホールド３の上部を仕切る上壁部とスリット４の上端開口が、水平方向に対して傾斜があることを特徴とする塗布装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工液を基材に塗工するダイヘッドを有する塗布装置であって、
前記ダイヘッドは、ダイヘッド本体と、前記ダイヘッド本体の内部に端部付近を除いて水平方向に延在形成されたマニホールドと、前記マニホールドの長手方向の中間部に設けられ前記塗工液が供給される供給口と、前記マニホールドに連通されたスリットとを備え、
前記スリットは、垂直方向の上端の上端開口が、前記マニホールドに連通し、前記垂直方向の下端の下端開口が前記ダイヘッド本体の下端に開口しており、
前記マニホールドは前記マニホールド長手方向に断面積一定であり、前記マニホールドの長手方向における両端部付近において、前記マニホールドの上部を仕切る上壁部と前記スリットの上端開口が、水平方向に対して下方向への傾斜があることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記マニホールドの長手方向における両端部付近において、前記マニホールドの上部を仕切る上壁部と前記スリットの上端開口の水平方向に対して下方向への傾斜が、前記マニホールド端部からマニホールド内部に向けて２０ｍｍ〜３０ｍｍの位置で始まり、前記マニホールド端部に及ぶことを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記マニホールドの長手方向における両端部付近において、前記マニホールドの上部を仕切る上壁部と前記スリットの上端開口の水平方向に対して下方向への傾斜が５°から１０°の範囲であることを特徴とする、請求項２に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密薄膜コーティングを実現するコーティング用塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ダイ先端スリットより塗工液を基材面に直接塗工するダイ型塗布装置が実用化されている。例えば、対象はエレクトロニクス分野における１０μｍ以下の薄膜の高精度均一塗工である。その場合、幅方向に均一な形状のマニホールドを使用するのが普通であり、幅方向に均一な吐出量分布を目指していた。
【０００３】
図３は、従来例におけるダイヘッド本体を有する塗布装置の要部を示す説明図である。供給口２２からマニホールド２３へと塗布液が供給され、マニホールド２３からスリット２４へと液が流れ込み、スリット２４から液が塗工対象物５へと塗布される。塗工時における塗布膜の幅はスリットの幅Ｌであるが、塗布後の濡れ広がりによって出来上がる塗布膜の幅はＬよりも大きくなる。
【０００４】
図４は、従来例におけるダイヘッド本体を有する塗布装置の内部断面概略図である。幅方向にマニホールド２３の形状が均一であるため、スリット２４より吐出される液量も幅方向に均一であるが、濡れ広がりによって作成される液膜の端部は中央に対して膜厚が低減される。
【０００５】
このように、従来例のダイ型塗布装置においては、塗布装置から液が出た時点では吐出量が均一であっても、塗布された基板上で液が濡れ広がっていくことで、幅方向端部において液膜厚みが幅方向中央部分に比べて減少してしまう問題がある。幅方向端部の膜厚減少は、端部付近における液の濡れ広がりという局所的な影響によるものであるため、その影響による膜厚不均一を抑えるために端部付近の流量を増やすには、端部付近において吐出量が急峻に増加する必要がある。特許文献１では、スリット長さがマニホールド長さに対して短いダイを用いることで、端部の流量を増加させ、中央部との相対吐出量を増加させ、均一な吐出量を得るダイが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５４９９５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法はダイ塗出時点での中央と端部の吐出量を均一にするものであり、濡れ広がりによる膜厚減少を補うような端部における急峻な吐出量の増加を行うことは難しい。そこで本発明は上記の問題に鑑みて、塗布装置の幅方向端部においても幅方向中央部分と均一な膜厚での塗布を可能とする、塗布装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、塗工液を基材に塗工するダイヘッドを有する塗布装置であって、本発明の請求項１に係る発明は、前記ダイヘッドは、ダイヘッド本体と、前記ダイヘッド本体の内部に端部付近を除いて水平方向に延在形成されたマニホールドと、前記マニホールドの長手方向の中間部に設けられ前記塗工液が供給される供給口と、前記マニホールドに連通されたスリットとを備え、前記スリットは、垂直方
向の上端の上端開口が、前記マニホールドに連通し、前記垂直方向の下端の下端開口が前記ダイヘッド本体の下端に開口しており、前記マニホールドは前記マニホールド長手方向に断面積一定であり、前記マニホールドの長手方向における両端部付近において、前記マニホールドの上部を仕切る上壁部と前記スリットの上端開口が、水平方向に対して下方向への傾斜があることを特徴とする塗布装置である。
【０００９】
本発明の請求項２に係る発明は、前記マニホールドの長手方向における両端部付近において、前記マニホールドの上部を仕切る上壁部と前記スリットの上端開口の水平方向に対する下方向への傾斜が、前記マニホールド端部からマニホールド内部に向けて２０ｍｍ〜３０ｍｍの位置で始まり、前記マニホールド端部に及ぶことを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置である。
【００１０】
本発明の請求項３に係る発明は、前記マニホールドの長手方向における両端部付近において、前記マニホールドの上部を仕切る上壁部と前記スリットの上端開口の水平方向に対する下方向への傾斜が５°から１０°の範囲であることを特徴とする、請求項２に記載の塗布装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の塗布装置によれば、マニホールド端部付近におけるマニホールドの下方向への傾斜によってダイ端部からの液流出量が増加し、ダイ端部においてもダイ中央部と同じ膜厚の塗布を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るダイヘッド本体を有する塗布装置の要部を示す説明図である。
【図２】本発明に係るダイヘッド本体を有する塗布装置の内部断面概略図である。
【図３】従来例におけるダイヘッド本体を有する塗布装置の要部を示す説明図である。
【図４】従来例におけるダイヘッド本体を有する塗布装置の内部断面概略図である。
【図５】従来例におけるダイヘッド本体を有する塗布装置で塗布した場合に得られた塗布膜の厚み分布と、本発明のダイヘッド本体を有する塗布装置でマニホールド傾斜の開始点がマニホールド端部１０から２０ｍｍと３０ｍｍの位置それぞれの場合に塗布した時に得られる塗布膜の厚み分布の比較図。
【図６】従来例におけるダイヘッド本体を有する塗布装置で塗布した場合に得られた塗布膜の厚み分布と、本発明と同じ構造のダイヘッド本体を有する塗布装置で、マニホールド傾斜の開始点７がマニホールド端１０から１０ｍｍのところで、マニホールド３の上部を仕切る上壁部とスリット４の上端開口の水平方向に対して下方向への傾斜（曲げ角度）が５°から１０°のそれぞれの場合に得られる塗布膜の厚み分布。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係るダイヘッド本体を有する塗布装置の要部を示す説明図である。また、図２は本発明に係るダイヘッド本体を有する塗布装置の内部断面概略図である。
【００１５】
本発明の塗布装置において、ダイヘッド本体１と、ダイヘッド本体１の内部に端部付近を除いて水平方向に延在形成されたマニホールド３と、マニホールド３の長手方向の中間部に設けられ塗工液が供給される供給口２と、マニホールド３に連通されたスリット４とを備えている。
【００１６】
スリット４は、垂直方向の上端の上端開口が、マニホールド３に連通し、垂直方向の下
端の下端開口がダイヘッド本体１の下端に開口しており、マニホールド３はマニホールド３長手方向に断面積一定であり、マニホールド３の長手方向における両端部付近において、マニホールド３の上部を仕切る上壁部とスリット４の上端開口が、水平方向に対して下方向への傾斜がある。マニホールド端部１０から、マニホールド中央部に向かって距離Ｄの位置にあるところから、マニホールド３の上部を仕切る上壁部とスリット４の上端開口を、下方向へ傾斜させる。以後、このマニホールド端部１０からマニホールド中央部に向かって距離Ｄの位置をマニホールド傾斜の開始点７ということにする。
【００１７】
供給口２からマニホールド３へと塗布液が供給され、マニホールド３からスリット４へと塗布液が流れ込み、スリット４から液が塗工対象物５へと塗布される。
【００１８】
ダイ中央部１２付近ではマニホールド３からスリット４出口であるリップ部９までの距離がＨ1であるのに対し、ダイ端部１１では、マニホールド３からスリット４出口であるリップ部９までの距離がＨ1よりも短いＨ2になっていて、ダイ端部１１ではマニホールド３からリップ部９への距離が中央に比べて相対的に短くなる。
【００１９】
これにより、スリット４での圧力損失がダイ中央部１２に対してダイ端部１１は低減され、結果としてダイ中央部１２よりもダイ端部１１で吐出量が増加する。基板に塗布された塗布膜端部での濡れ広がりによる膜厚低減を補填することができ、端部に至るまで高精度に均一な塗布膜を得ることが可能となる。
【００２０】
上記吐出量の増加はダイ端部１１付近における局所的なものである。そのため、塗布膜端部付近で濡れ広がりにより発生する膜厚低減の局所性とよく対応し、結果として端部付近においても均一な塗布膜を得ることができる。
【００２１】
このとき、ダイ端部１１付近の流量増加はマニホールド傾斜の開始点７から発生するわけではない。圧力の影響が幅方向に広がるのに伴い、マニホールド傾斜の開始点７よりもさらに中央側まで影響が及ぶため、塗布後の液膜の濡れ広がりによる膜厚減少範囲よりもよりマニホールド端部１０側にマニホールド傾斜の開始点７を設定することが望ましい。
【００２２】
一方で、マニホールド傾斜の開始点７をマニホールド端部１０側に寄せすぎてしまうと今度はダイ端部１１付近の流量を補填する効果が減少してしまう。膜厚を均一化する効果がもっとも高いパラメータとして、マニホールド傾斜の開始点７は、マニホールド端部１０から２０ｍｍ〜３０ｍｍの位置に設定する。
【実施例】
【００２３】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００２４】
＜実施例＞
本発明の具体的な実施例について説明する。
【００２５】
マニホールド２３幅およびスリット２４幅Ｌ５００ｍｍの従来例におけるダイヘッド本体２１を有する塗布装置を使用し、液供給量を毎秒１ｍＬとして、ガラス基板への塗布を行った。
【００２６】
また、本発明のダイヘッド本体１を有する塗布装置で、液供給量を毎秒１ｍＬとして、マニホールド傾斜の開始点７は、マニホールド端部１０から２０ｍｍと３０ｍｍの位置それぞれで、ガラス基板への塗布を行った。
【００２７】
このときの従来例におけるダイヘッド本体２１を有する塗布装置で塗布した場合に得ら
れた塗布膜の厚み分布と、本発明のダイヘッド本体１を有する塗布装置でマニホールド傾斜の開始点７は、マニホールド端部１０から２０ｍｍと３０ｍｍの位置それぞれの場合に塗布した時に得られる塗布膜の厚み分布について、塗布膜端部付近の膜厚分布を図５に示す。
【００２８】
従来例におけるダイヘッド本体２１を有する塗布装置では、液の濡れ広がりによって端部の膜厚が塗布膜端部から４０ｍｍの領域に渡って平均膜厚に対して０．５％以上の膜厚低減が起きてしまっているのに対し、本発明のダイヘッド本体１を有する塗布装置では端部の吐出量が多いことで濡れ広がりでの膜厚減少が補填され、平均膜厚に対して０．５％以上の膜厚低減が起きている領域が塗布膜端部から２０ｍｍの領域に抑えられている。このことから、本発明により均一な膜厚になっている領域が従来型のダイ塗布装置よりも広くなることが確認できた。
【００２９】
＜比較例＞
実施例と同様に、マニホールド２３幅およびスリット２４幅Ｌ５００ｍｍの従来例におけるダイヘッド本体２１を有する塗布装置を使用し、液供給量を毎秒１ｍＬとして、ガラス基板への塗布を行った。
【００３０】
また、本発明と同じ構造を持つダイヘッド本体１を有する塗布装置で、マニホールド傾斜の開始点７は、マニホールド端部１０から１０ｍｍの位置で、マニホールド３の上部を仕切る上壁部とスリット４の上端開口の水平方向に対して下方向への傾斜が５°から１０°のそれぞれの場合に、液供給量を毎秒１ｍＬとして、ガラス基板への塗布を行った。
【００３１】
このときの従来例におけるダイヘッド本体２１を有する塗布装置で塗布した場合に得られた塗布膜端部付近の厚み分布と、本発明と同じ構造のダイヘッド本体１を有する塗布装置で、マニホールド傾斜の開始点７がマニホールド端１０から１０ｍｍのところで、マニホールド３の上部を仕切る上壁部とスリット４の上端開口の水平方向に対して下方向への傾斜が５°から１０°のそれぞれの場合に得られる塗布膜の厚み分布について、塗布膜端部付近の膜厚分布を図６に示す。
【００３２】
それぞれの場合の塗布後の膜厚分布にほとんど変化が見られず、本発明と同じ構造を持つダイヘッド本体１を有する塗布装置でマニホールド傾斜の開始点７がマニホールド端部１０から１０ｍｍの位置であるものの塗布膜厚を均一化する効果は見られなかった。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・ダイヘッド本体
２・・・供給口
３・・・マニホールド
４・・・スリット
５・・・塗工対象物
６・・・マニホールド端部の傾斜が付けられた箇所
７・・・マニホールド傾斜の開始点
８・・・マニホールド傾斜角
９・・・リップ部
１０・・・マニホールド端部
１１・・・ダイ端部
１２・・・ダイ中央部
２１・・・ダイヘッド本体
２２・・・供給口
２３・・・マニホールド
２４・・・スリット
２９・・・リップ部
３０・・・マニホールド端部
３１・・・ダイ端部
【図１】
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【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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