CN112295757A - 涂布喷嘴及涂布装置 - Google Patents

Abstract

提供一种涂布喷嘴及涂布装置，涂布喷嘴具备具有缝隙状的喷出口的喷嘴主体、缝隙部及流路。缝隙部设置于喷嘴主体内，延伸至喷出口。流路在喷嘴主体内与缝隙部的上游端的至少1个部位直接连结，向缝隙部供给涂布液。涂布装置具备上述涂布喷嘴，从该涂布喷嘴喷出涂布液而在涂布对象的表面形成涂布膜。

Description

涂布喷嘴及涂布装置

技术领域

本发明涉及涂布喷嘴及具备该涂布喷嘴的涂布装置，尤其涉及具有缝隙状的喷出口的缝隙喷嘴及具备该缝隙喷嘴的涂布装置。

背景技术

缝隙喷嘴一般具备具有缝隙状的喷出口的喷嘴主体、在该喷嘴主体内在横向(喷出口呈缝隙状延伸的方向)上扩展的歧管部、从该歧管部延伸至喷出口的缝隙部及用于向歧管部供给涂布液的流路，该流路与歧管部的中央附近的1个部位直接连结(例如，参照日本特开2016-182576号公报)。在这样的缝隙喷嘴中，需要以使涂布液从喷出口的喷出量在横向上均匀的方式，将流入到歧管部的中央附近的涂布液在歧管部内在横向上充分扩展，并且抑制涂布液的流动的不均，为此，需要增大歧管部的容积。

本申请的发明人通过解析而发现了：在利用上述缝隙喷嘴涂布了涂布液的情况下，在歧管部内的大范围内滞留有涂布液。另外，本申请的发明人也发现了：在歧管部内，越远离流路直接连结的部位，则涂布液的滞留越显著。

近年来，存在想要使用具备上述缝隙喷嘴的涂布装置来形成浆料(固体颗粒悬浊的液体)的薄膜这一期望。但是，本申请的发明人认为，在使用了浆料作为涂布液的情况下，在歧管内的大范围内浆料滞留，以此为原因，在滞留的浆料中固体颗粒凝聚，该固体颗粒的凝聚物可能会直接喷出。这样的凝聚物会对涂布膜的平滑性、特性造成不良影响。需要说明的是，在使用了溶液(溶质溶解于溶剂的液体)作为涂布液的情况下，即使在歧管内滞留了溶液，也不会产生凝聚物，因此，歧管内的滞留不会成为问题。

于是，本发明的目的在于，提供即使在使用了浆料作为涂布液的情况下也不容易产生凝聚物的涂布喷嘴及具备该涂布喷嘴的涂布装置。

发明内容

本发明的涂布喷嘴具备具有缝隙状的喷出口的喷嘴主体、缝隙部及流路。缝隙部设置于喷嘴主体内，延伸至喷出口。流路在喷嘴主体内与缝隙部的上游端的至少1个部位直接连结，向缝隙部供给涂布液。

根据上述涂布喷嘴，通过涂布液从流路向间隙宽度窄的缝隙部直接流入，该涂布液不滞留而在缝隙部内一边横着扩展一边向下游侧流动。因此，在缝隙部内的横向上的全部部位处，涂布液容易在纵向上流动。

本发明的涂布装置具备上述涂布喷嘴，从该涂布喷嘴喷出涂布液而在涂布对象的表面形成涂布膜。

附图说明

图1是例示了涂布装置的概念图。

图2是涂布喷嘴的分解立体图。

图3是将涂布喷嘴的第一主体结构部从内表面侧观察而示出的平面图。

图4是示出了第一变形例的涂布喷嘴的一例的概念图。

图5是示出了第一变形例的涂布喷嘴的另一例的概念图。

图6是示出了第一变形例的涂布喷嘴的又一例的概念图。

图7是示出了第二变形例的涂布喷嘴的概念图。

图8是示出了第三变形例的涂布喷嘴的概念图。

图9是示出了第四变形例的涂布喷嘴的概念图。

具体实施方式

[1]涂布装置的结构

图1是例示了涂布装置的概念图。如图1所示，涂布装置具备卡盘部1、涂布液供给部2及控制部3。

<卡盘部1>

卡盘部1包括载台11和载台驱动部12。

载台11以将载置面11a朝向上方的状态设置，通过吸引载置于载置面11a的规定位置的涂布对象T(形成涂布膜的对象)而将该涂布对象T以不从规定位置偏移的方式固定。需要说明的是，载台11不限于利用吸引力来将涂布对象T固定于规定位置，能够变更为利用静电力固定的载台等能够将涂布对象T固定于规定位置的各种各样的载台。

载台驱动部12是能够实现规定方向D1上的载台11的移动的机构，按照来自控制部3的指令来控制载台11的动作(移动方向、移动速度等)。

<涂布液供给部2>

涂布液供给部2包括涂布喷嘴K、喷嘴驱动部21及送液泵22。

涂布喷嘴K是具有缝隙状的喷出口50a的缝隙喷嘴，以将喷出口50a朝向载台11的载置面11a的状态设置。另外，涂布喷嘴K以使喷出口50a呈缝隙状延伸的方向(在图1中是与纸面垂直的方向。以下，称作“横向D2”)与载台11的载置面11a平行且与规定方向D1(载台11的移动方向)垂直的方式配置。需要说明的是，关于涂布喷嘴K的详情，将在后文叙述。

喷嘴驱动部21是能够实现涂布喷嘴K的高度方向的移动的机构，按照来自控制部3的指令来调整涂布喷嘴K相对于涂布对象T的高度位置。

送液泵22将涂布液向涂布喷嘴K输送。具体而言，送液泵22按照来自控制部3的指令来调整涂布液向涂布喷嘴K的供给量，从而调整涂布液从涂布喷嘴K的喷出量。

<控制部3>

控制部3由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、微型计算机等处理装置构成，控制涂布装置所具备的各种各样的动作部(包括卡盘部1、涂布液供给部2)。

[2]涂布喷嘴的结构

涂布喷嘴K具备喷嘴主体50、缝隙部51、流路52及歧管部53(参照图1)。

图2是涂布喷嘴K的分解立体图。如图2所示，喷嘴主体50由第一主体结构部501、第二主体结构部502及夹设于它们之间的隔片部503构成。

第一主体结构部501及第二主体结构部502分别具有互相对向的平面501a及平面502a。另外，隔片部503是具有规定的厚度的平板，通过夹设于平面501a与502a之间而以自身的厚度使平面501a与502a互相分离。由此，在喷嘴主体50内在平面501a与502a之间设置间隙，该间隙成为喷出口50a和延伸至该喷出口50a的缝隙部51。另外，喷出口50a及缝隙部51的间隙宽度W(未图示)由隔片部503(平板)的厚度规定。

具体而言，在隔片部503的成为喷出口50a及缝隙部51的部位设置有与它们的形状对应的切口503c。并且，隔片部503以使自身的两面分别紧贴于平面501a及502a的状态由第一主体结构部501和第二主体结构部502夹住。需要说明的是，在图2中，在第一主体结构部501的平面501a利用单点划线示出了成为缝隙部51的区域。另外，图3是将第一主体结构部501从内表面(平面501a)侧观察而示出的平面图。在图3中，成为缝隙部51的区域也由单点划线示出。

如图2及图3所示，在喷嘴主体50设置有接受涂布液的供给的供给口50b和将涂布液从该供给口50b引导至缝隙部51的流路52。并且，流路52在喷嘴主体50内分支成多个，分支后的流路52的顶端部52c分别与缝隙部51的上游端51a的多个部位直接连结(参照图3)。

具体而言，在第一主体结构部501设置有从其外表面贯通至平面501a的贯通孔501b，该贯通孔501b的入口成为了供给口50b。另外，在第一主体结构部501的平面501a凹陷设置有从贯通孔501b的出口延伸出的槽501c，该槽501c分支成多个，并且分支后的顶端部501d(成为分支后的流路52的顶端部52c的部分)的位置配置于平面501a中的成为缝隙部51的上游端51a的部位。并且，该槽501c除了顶端部501d之外由隔片部503堵住，由此，在喷嘴主体50内形成通过槽501c内而与缝隙部51的上游端51a直接连结的通路，由该通路和贯通孔501b构成流路52。

在此，流路52内的涂布液的流动通过与流路52的内壁面的摩擦而在该内壁面的附近变慢，尤其在内壁面中存在角的情况下，在该角的附近涂布液容易停滞。由此，流路52的内壁面优选是角少或无角的平滑的面。因而，槽501c以使其内壁面成为U字状的方式形成。需要说明的是，该形状只不过是一例，流路52的内壁面的形状(即，流路52的截面形状)也可以根据涂布液的种类等而适当变更。

在图3中，关于流路52，从供给口50b延伸出的1个流路分支成4个，分支后的4个流路52的顶端部52c分别与缝隙部51的上游端51a的4个部位直接连结。具体而言，分支后的4个流路52在横向D2上的4个部位处与缝隙部51直接连结。根据这样的结构，能够从横向D2上的多个部位对缝隙部51供给涂布液。另外，在图3中，流路52向缝隙部51的直接连结部位在横向D2上等间隔且均等地配置。根据这样的结构，涂布液通过流路52的分支而在横向D2上均等分配并向缝隙部51供给。

并且，通过涂布液从流路52向间隙宽度W比流路52窄的缝隙部51直接流入，该涂布液不滞留而在缝隙部51内一边横着扩展一边向下游侧流动，之后，与从相邻的流路52流入到缝隙部51的涂布液互相重叠。由此，在缝隙部51中，涂布液的流动的不均被抑制。

在图3中，进一步，缝隙部51的上游端51a呈从分支后的流路52直接连结的各部位(直接连结部位)向喷出口50a侧斜着倾斜的形状。具体而言，上游端51a从各直接连结部位向左右呈倒V字状倾斜。在此，在涂布液内混入或产生了气泡的情况下，该气泡在缝隙部51内因产生于自身的浮力而向上游侧移动。并且，根据上述上游端51a的形状，气泡在缝隙部51内向上游侧移动时沿着上游端51a的倾斜而上升，从而被高效地引导至流路52的直接连结部位。

另外，引导到流路52的气泡在流路52内向上游侧移动，通过设置于流路52的上游侧的排气口(未图示)而向涂布喷嘴K外排出。此时，在图3中，在流路52中的从分支点向左右扩展的部分设置有斜着朝向喷出口50a侧的倾斜，以使气泡在流路52内容易向上游侧移动。

歧管部53是在喷嘴主体50内设置于缝隙部51的中途的空洞部分，截面积(与横向D2平行且与平面501a垂直的面中的截面积)比缝隙部51大。具体而言，在第一主体结构部501的平面501a中的成为缝隙部51的区域(不与隔片部503重叠而向切口503c内露出的区域)凹陷设置有成为歧管部53的槽501e。并且，歧管部53在横向D2上从缝隙部51的一端到另一端与喷出口50a平行地延伸。

换言之，缝隙部51包括流路52直接连结的上游侧的第一缝隙部51A和延伸至喷出口50a的下游侧的第二缝隙部51B，歧管部53设置于第一缝隙部51A与第二缝隙部51B之间。并且，从上游侧的第一缝隙部51A向歧管部53的入口53a在横向D2上从歧管部53的一端扩展至另一端，另外，从歧管部53向下游侧的第二缝隙部51B的出口53b也在横向D2上从歧管部53的一端扩展至另一端。而且，该歧管部53的出口53b与喷出口50a平行地延伸。

因此，在第一缝隙部51A中被抑制了流动的不均的涂布液从在横向D2上从一端扩展至另一端的入口53a向歧管部53流入。即，来自第一缝隙部51A的涂布液从横向D2上的所有部位向歧管部53流入。另外，由于涂布液通过流路52的分支而在横向D2上均等分配并供给到缝隙部51，所以在横向D2上的全域涂布液容易均匀地向歧管部53的入口53a流入。

并且，流入到歧管部53的涂布液通过向歧管部53内暂时积存而进一步被抑制流动的不均。之后，歧管部53内的涂布液从在横向D2上从一端扩展至另一端的出口53b向第二缝隙部51B流出。另外，由于歧管部53的出口53b与喷出口50a平行地延伸，所以向第二缝隙部51B流出后的涂布液的流动容易在横向D2上的全域均匀，作为其结果，容易在横向D2上的全域均匀地从喷出口50a喷出涂布液。由此，在使用涂布喷嘴K而在涂布对象T的表面形成了涂布膜的情况下，该涂布膜的厚度容易均匀。

在横向D2上的全域来自第一缝隙部51A的涂布液向歧管部53流入，另外，该涂布液在第一缝隙部51A中被抑制了流动的不均。因此，歧管部53只要针对流入的涂布液能够以需要的程度附加性地抑制流动的不均即可。由此，根据上述的涂布喷嘴K，能够使歧管部53的截面积比设置于以往的缝隙喷嘴(流路与歧管部的中央附近的1个部位直接连结的以往的缝隙喷嘴)的歧管部的截面积小。并且，通过减小歧管部53的截面积，能够减少在准备阶段中用于充满涂布喷嘴K内的涂布液的量。

而且，根据上述的涂布喷嘴K，不管在第一缝隙部51A、歧管部53及第二缝隙部51B的哪个部分中，在横向D2上的全部部位处涂布液都容易在纵向D3(与平面501a平行且与横向D2垂直的方向)上流动。由此，在涂布喷嘴K内涂布液不容易滞留，因此，即使在使用了浆料作为涂布液的情况下也不容易产生凝聚物。

另外，涂布液通过在第一缝隙部51A、歧管部53及第二缝隙部51B中依次流动而依次通过间隙宽度W小的部位、间隙宽度W大的部位、间隙宽度W小的部位。由此，涂布液在到达喷出口50a之前会反复收缩和膨胀而流动。并且，根据这样的收缩和膨胀的反复，在使用了浆料作为涂布液的情况下，即使假设在该浆料中产生了凝聚物，该凝聚物也容易被粉碎。

[3]变形例

[3-1]第一变形例

根据上述的涂布喷嘴K，由于从喷出口50a均匀地喷出涂布液，所以涂布膜的厚度容易均匀。另一方面，在将涂布膜进行了干燥的情况下，根据涂布液的种类、干燥的条件等，干燥后的厚度有时不均匀。作为一例，与涂布膜的中央部相比，在缘部(接近与规定方向D1平行的边缘的部分)处收缩率大，以此为原因，有时与中央部相比在缘部处干燥后的厚度变小。于是，涂布喷嘴K也可以变形成能够以使干燥后的厚度均匀的方式喷出涂布液的喷嘴。以下，对3个例子进行具体说明。

(1)将流路进行了变形的例子

图4是示出了第一变形例的涂布喷嘴K的一例的概念图。如图4所示，流路52不限于向缝隙部51的直接连结部位在横向D2上等间隔且均等地配置(参照图3)，该直接连结部位也可以与收缩率大的部分对应而配置得密。即，流路52也可以以使向缝隙部51的直接连结部位在横向D2上局部变密的方式配置。在图4中，示出了在收缩率与涂布膜的中央部相比在缘部处变大的情况下将流路52向缝隙部51的直接连结部位以在横向D2上的两端部处变密的方式配置的结构。

根据这样的结构，在与收缩率大的部分对应的部位处，直接连结部位变密，与此相应，从流路52向缝隙部51供给的涂布液的量变多，作为其结果，涂布液向收缩率大的部分的喷出量增加，该部分的涂布膜的厚度变大。由此，能够考虑收缩率而使涂布膜的厚度局部地变化，以使涂布膜的干燥后的整体的厚度均匀。

(2)将缝隙部进行了变形的例子

图5是示出了第一变形例的涂布喷嘴K的另一例的概念图。如图5所示，缝隙部51不限于构成为流路52的直接连结部位的全部的高度(纵向D3上的从歧管部53或喷出口50a起的高度)相同(参照图3)，也可以构成为与收缩率大的部分对应的直接连结部位的高度变低。即，缝隙部51也可以构成为关于流路52的直接连结部位的从歧管部53或喷出口50a起的高度局部变低。在图5中，示出了在收缩率与涂布膜的中央部相比在缘部处变大的情况下在横向D2上的两端部处降低了流路52的直接连结部位的高度的结构。

根据这样的结构，在与收缩率大的部分对应的部位处，直接连结部位的高度变低，与此相应，从流路52经由缝隙部51而向歧管部53及喷出口50a供给的涂布液的量变多，作为其结果，涂布液向收缩率大的部分的喷出量增加，该部分的涂布膜的厚度变大。由此，能够考虑收缩率而使涂布膜的厚度局部地变化，以使涂布膜的干燥后的整体的厚度均匀。

(3)将歧管部进行了变形的例子

图6是示出了第一变形例的涂布喷嘴K的又一例的概念图。如图6所示，歧管部53不限于出口53b与喷出口50a平行地延伸(参照图3)，出口53b也可以以使涂布液向与收缩率大的部分对应的部位汇集的方式局部倾斜。即，歧管部53也可以以形成涂布液容易汇集的部位的方式使出口53b局部倾斜。在图6中，示出了在收缩率与涂布膜的中央部相比在缘部处变大的情况下使歧管部53的出口53b在横向D2上的两端部处朝向外侧而向斜下方倾斜的结构。

根据这样的结构，在与收缩率大的部分对应的部位处，歧管部53的出口53b倾斜而涂布液容易汇集，与此相应，从该出口53b向第二缝隙部51B流出的涂布液的量变多，作为其结果，涂布液向收缩率大的部分的喷出量增加，该部分的涂布膜的厚度变大。由此，能够考虑收缩率而使涂布膜的厚度局部地变化，以使涂布膜的干燥后的整体的厚度均匀。

[3-2]第二变形例

图7是示出了第二变形例的涂布喷嘴K的概念图。如图7所示，涂布喷嘴K也可以具有没有歧管部53的结构。在该结构中也是，在缝隙部51内的横向D2上的全部部位处，涂布液容易在纵向D3上流动。由此，在涂布喷嘴K内涂布液不容易滞留，因此，即使在使用了浆料作为涂布液的情况下也不容易产生凝聚物。

[3-3]第三变形例

图8是示出了第三变形例的涂布喷嘴K的概念图。如图8所示，在涂布喷嘴K中，也可以是，在喷嘴主体50设置有多个供给口50b，从这多个供给口50b延伸出的流路52不分支而与缝隙部51的上游端51a的多个部位分别直接连结。在该情况下，用于向涂布喷嘴K供给涂布液的外部配管如以下这样与多个供给口50b连接。即，外部配管分支成多个，分支后的配管的顶端部分别与供给口50b连接。

在这样的结构中，涂布液也通过外部配管的分支而在横向D2上分配并向缝隙部51供给。然后，涂布液向间隙宽度W比流路52窄的缝隙部51流入，从而在缝隙部51内一边横着扩展一边向下游侧流动，之后，与从相邻的流路52流入到缝隙部51的涂布液互相重叠。由此，在缝隙部51中，涂布液的流动的不均被抑制。

[3-4]第四变形例

图9是示出了第四变形例的涂布喷嘴K的概念图。如图9所示，涂布喷嘴K也可以构成为分支后的各流路52的截面积比分支前的流路52的截面积小。例如，能够在接近供给口50b的第一个分支点处使截面积变化成1/2，在第二个分支点处使截面积进一步变化成1/2。即，能够以使分支后的流路52的截面积的总和与分支前的流路52的截面积相等的方式使流路52的截面积变化。由此，能够使流路52内的涂布液的流速从上游侧到下游侧恒定。由此，能够防止越靠下游侧则流动越慢而涂布液的停滞区域扩展。另外，由于流路52整体的容积变小，所以能够进一步减少在准备阶段中用于充满涂布喷嘴K内的涂布液的量。

应该认为，上述的实施方式的说明在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的范围不是由上述的实施方式表示而是由请求保护的范围表示。而且，在本发明的范围中，意在包括与请求保护的范围均等的含义及范围内的全部变更。

在本发明中，作为涂布喷嘴K的结构，例如也包括流路52仅与缝隙部51的上游端51a的1个部位直接连结的结构、在缝隙部51的上游端51a、流路52中没有倾斜的结构等。另外，在本发明中，也包括将上述的实施方式及第一～第四变形例中的一些适当组合而成的结构。

Claims (11)

1.一种涂布喷嘴，具备：

喷嘴主体，具有缝隙状的喷出口；

缝隙部，设置于所述喷嘴主体内，延伸至所述喷出口；及

流路，在所述喷嘴主体内与所述缝隙部的上游端的至少1个部位直接连结，向所述缝隙部供给涂布液。

2.根据权利要求1所述的涂布喷嘴，

所述流路与所述缝隙部的所述上游端的多个部位直接连结。

3.根据权利要求2所述的涂布喷嘴，

所述流路在所述喷嘴主体内分支成多个，分支后的流路分别与所述缝隙部的所述多个部位直接连结。

4.根据权利要求3所述的涂布喷嘴，

所述分支后的各流路的截面积比分支前的流路的截面积小。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的涂布喷嘴，

所述流路以使向所述缝隙部的直接连结部位在所述喷出口呈缝隙状延伸的横向上局部变密的方式配置。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的涂布喷嘴，

所述缝隙部构成为关于所述流路的直接连结部位的从所述喷出口起的高度局部变低。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的涂布喷嘴，

还具备截面积比所述缝隙部的截面积大的歧管部，

所述缝隙部包括所述流路直接连结的上游侧的第一缝隙部和延伸至所述喷出口的下游侧的第二缝隙部，

所述歧管部设置于所述第一缝隙部与所述第二缝隙部之间。

8.根据权利要求7所述的涂布喷嘴，

所述歧管部以形成涂布液容易汇集的部位的方式使向所述第二缝隙部的出口局部倾斜。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的涂布喷嘴，

所述缝隙部的所述上游端呈从所述流路直接连结的部位向所述喷出口侧斜着倾斜的形状。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的涂布喷嘴，

用于浆料的涂布。

11.一种涂布装置，具备权利要求1～10中任一项所述的涂布喷嘴，从该涂布喷嘴喷出涂布液而在涂布对象的表面形成涂布膜。

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