CN113631277A - 涂布头、涂布装置及涂布方法 - Google Patents

涂布头、涂布装置及涂布方法 Download PDF

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Abstract

提供一种能够形成均匀的涂布膜的涂布头、涂布装置及涂布方法。根据实施方式，涂布头包括涂布棒、多个喷嘴、第1～第3构件、弹性构件以及位置控制部。多个喷嘴朝向涂布棒供给液体。第1构件包括多个第1凹部。多个喷嘴的1个的至少一部分位于多个第1凹部的1个与多个第3构件的1个之间。多个喷嘴的1个的至少一部分和多个第3构件的1个通过多个第2构件的1个固定于第1构件。多个弹性构件的1个设置在第1～第3位置中的至少任一个。第1位置是多个第3构件的1个与多个第2构件的1个之间。第2位置是多个第1凹部的1个的至少一部分与多个喷嘴的1个之间。第3位置是多个喷嘴的1个的至少一部分与多个第3构件的1个之间。

Description

涂布头、涂布装置及涂布方法
技术领域
本发明的实施方式涉及涂布头、涂布装置及涂布方法。
背景技术
存在使用涂布棒涂布液体的涂布头。期望能够形成均匀的涂布膜的涂布装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－174992号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的实施方式提供一种能够形成均匀的涂布膜的涂布头、涂布装置及涂布方法。
用于解决课题的手段
根据本发明的实施方式，涂布头包括涂布棒、多个喷嘴、第1构件、第2构件、第3构件、弹性构件以及位置控制部。所述涂布棒能够与被涂布构件相向。所述多个喷嘴能够朝向所述涂布棒供给液体。所述第1构件包括多个第1凹部。所述多个喷嘴的1个的至少一部分位于所述多个第1凹部的1个与所述多个第3构件的1个之间。多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分和所述多个第3构件的所述1个通过所述多个所述第2构件的1个固定于所述第1构件。所述多个弹性构件的1个设置在第1位置、第2位置以及第3位置中的至少任一个。所述第1位置是所述多个第3构件的所述1个与所述多个第2构件的所述1个之间。所述第2位置是所述多个第1凹部的所述1个的所述至少一部分与所述多个喷嘴的所述1个之间。所述第3位置是所述多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分与所述多个第3构件的所述1个之间。所述位置控制部控制所述多个喷嘴与所述涂布棒之间的相对位置。
附图说明
图1(a)和图1(b)是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性侧视图。
图2(a)和图2(b)是例示第1实施方式的涂布头的示意图。
图3是例示第1实施方式的涂布头的示意图。
图4是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性立体图。
图5(a)和图5(b)是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性侧视图。
图6是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性立体图。
图7是例示第1实施方式的涂布头的示意图。
图8是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性立体图。
图9是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性分解立体图。
图10是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意图。
图11是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意图。
图12是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意图。
图13是例示第2实施方式的涂布装置的示意图。
图14是例示第2实施方式的涂布装置的示意图。
图15是例示第2实施方式的涂布装置的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
此外，附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小的比率等不一定与实际情况相同。另外，即使在表示相同部分的情况下，有时彼此的尺寸、比率也会根据附图而不同地进行表示。
此外，在本申请说明书和各图中，对与关于已出现的图进行了说明的结构相同的要素标注相同的附图标记并适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
图1(a)和图1(b)是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性侧视图。
图2(a)和图2(b)是例示第1实施方式的涂布头的示意图。图2(a)是俯视图。图2(b)是侧视图。在图2(b)中，为了使图容易查看，省略了一部分要素。
图3是例示第1实施方式的涂布头的示意图。图3是涂布头的一部分的俯视图。
图4是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性立体图。
如图1(a)、图2(a)和图3所示，实施方式的涂布头110包括涂布棒10、多个喷嘴20(参照图3)、第1构件31、多个第2构件32(参照图3)、多个第3构件33(参照图3)、多个弹性构件35(参照图3)以及位置控制部40(参照图2(a))。多个喷嘴20、第1构件31、多个第2构件32以及多个第3构件33包含于头部30(参照图1(a))。
如图1(a)所示，涂布棒10能够与被涂布构件80相向。
如图1(b)所示，多个喷嘴20能够朝向涂布棒10供给液体84。多个喷嘴20例如是针形喷嘴。图1(a)对应于未供给液体84的状态。图1(b)对应于供给液体84的状态。如图1(a)所示，在涂布棒10与被涂布构件80之间设置有间隙。如图1(b)所示，当向涂布棒10供给液体84时，在涂布棒10与被涂布构件80之间形成弯液面。这样，涂布棒10能够在涂布棒10与被涂布构件80之间形成液体84的弯液面。由涂布于被涂布构件80的液体84形成涂布膜85。涂布膜85固体化，从而得到作为目的的膜。
如图1(a)所示，将从被涂布构件80向涂布棒10的方向设为Z轴方向。将与Z轴方向垂直的1个方向设为X轴方向。将与Z轴方向及X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。
如图1(a)所示，被涂布构件80相对于涂布棒10沿着移动方向88相对地移动。移动方向88例如沿着X轴方向。
如图4所示，涂布棒10在Y轴方向上延伸。在1个例子中，涂布棒10为圆筒状。
如图1(a)所示，在1个例子中，多个喷嘴20朝向涂布棒10沿相对于Z轴方向倾斜的方向延伸。
如图1(a)所示，在该例中，多个喷嘴20的1个包括喷嘴部21和基部22。在该例中，喷嘴部21位于多个第1凹部31d的1个与多个第3构件33的1个之间。基部22不位于多个第1凹部31d的该1个与多个第3构件33的该1个之间。基部22例如设置在第1构件31的上方。如后所述，例如，喷嘴部21也可以能够与基部22装卸。例如，在基部22连接供给管25。如图1(b)所示，经由供给管25向基部22供给液体84。从喷嘴部21喷出液体84。
图3例示了头部30。如图3所示，第1构件31包括多个第1凹部31d。如图3所示，多个喷嘴20的1个的至少一部分位于多个第1凹部31d的1个与多个第3构件33的1个之间。多个喷嘴20的1个的上述至少一部分例如是喷嘴部21。多个喷嘴20的该1个的至少一部分(例如喷嘴部21)和多个第3构件33的该1个通过多个第2构件32的1个固定于第1构件31。
第1构件31是安装多个喷嘴20的基座。多个第2构件32例如是螺钉等固定构件。在第1构件31设置有供螺钉等固定构件嵌入的孔等。例如，在多个第3构件33分别设置有供螺钉等固定构件通过的孔。螺钉等固定构件通过多个第3构件(固定构件)的孔，固定于第1构件31。在第1构件31与多个第3构件33的1个之间设置多个喷嘴20的1个。多个喷嘴20的1个被夹在第1构件31与多个第3构件33的1个之间，从而固定于第1构件31。多个第3构件33是按压构件。
在图3所示的例子中，多个弹性构件35的1个设置在第1位置px1。第1位置px1是多个第3构件33的1个与多个第2构件32的1个之间。
如图2(a)所示，位置控制部40控制多个喷嘴20与涂布棒10之间的相对位置。在该例中，位置控制部40包括第1保持部41和第2保持部42。第1保持部41保持涂布棒10。第2保持部42保持多个喷嘴20。例如，第2保持部42通过保持第1构件31来保持多个喷嘴20。
通过控制第1保持部41和第2保持部42的相对位置，能够控制涂布棒10与多个喷嘴20之间的相对位置。
在实施方式中，从多个喷嘴20朝向涂布棒10供给液体84。由此，弯液面能够在较大的范围内均匀地扩散。多个喷嘴20稳定地固定于以多个第1凹部31d为导向件的位置。由此，多个喷嘴20的前端的位置容易对齐。由于多个喷嘴20固定于以多个第1凹部31d为导向件的位置，因此，多个喷嘴20的间距能够设定成所期望的状态。通过使用了弹性构件35的固定，能够抑制由于涂布棒10等的振动等而使涂布状态发生变动。例如，即使在液体84的供给泵具有脉动的情况下，弹性构件35也容易降低脉动的影响。
在实施方式中，通过设置多个弹性构件35，适度的力施加于多个第3构件33。多个喷嘴20由第1构件31和多个第3构件33以适度的力保持。例如，多个喷嘴20能够以适度的公差固定。由此，从多个喷嘴20喷出并附着于涂布棒10的液体84的量能够维持为适当。由此，能够在被涂布构件80上形成均匀的涂布膜85。根据实施方式，能够提供能够形成均匀的涂布膜85的涂布头。在涂布膜85中，例如，厚度的均匀性高。
位置控制部40例如包括致动器。第1保持部41和第2保持部42中的至少任一个也可以包括致动器。例如，能够良好地设定涂布棒10与多个喷嘴20的相对位置关系。第1保持部41例如也可以包括1轴致动器(例如Z致动器)。第2保持部42例如也可以包括多轴致动器(例如XZθ致动器)。
如图2(a)所示，涂布头110也可以包括第1传感器51a及51b。第1传感器51a及51b例如检测涂布棒10与被涂布构件80之间的距离。
如图2(a)所示，涂布头110也可以包括控制部70。控制部70例如获取第1传感器51a及51b的检测结果，基于检测结果，控制位置控制部40(例如，第1保持部41)。通过控制部70，适当地控制涂布棒10与被涂布构件80之间的距离。第1传感器51a及51b例如包括光学元件。第1传感器51a及51b例如也可以包括相机。
如图2(a)所示，涂布头110也可以包括第2传感器52a及52b。第2传感器52a及52b检测多个喷嘴20与涂布棒10之间的应力。控制部70例如获取第2传感器51a及52b的检测结果，基于检测结果，控制位置控制部40(例如，第2保持部42)。通过控制部70，适当地控制涂布棒10与多个喷嘴20的相对位置。
如后所述，多个弹性构件35除了第1位置px1之外，也可以设置在第2位置或第3位置。对于这些位置的例子，将在后文叙述。
弹性构件35例如包括弹簧。弹簧包括螺旋弹簧、板簧、以及盘簧中的至少任一个。弹性构件35也可以包括橡胶等树脂。在弹性构件35包括弹簧的情况下，容易良好地控制力。在弹性构件35包括螺旋弹簧的情况下，容易更良好地控制力。
如图1(a)所示，例如，多个喷嘴20与涂布棒10接触。由此，多个喷嘴20相对于涂布棒10的位置稳定。能够实现稳定的液体84的供给。通过使多个喷嘴20与涂布棒10接触，与多个喷嘴20不与涂布棒10接触的情况相比，涂布膜85的均匀性高。
例如，也可以能够通过位置控制部40(例如，第1保持部41和第2保持部42中的至少任一个)，形成多个喷嘴20与涂布棒10接触的状态和多个喷嘴20从涂布棒10离开的状态。多个喷嘴20和涂布棒10能够相对地在X轴方向上移动。
第1保持部41和第2保持部42中的至少任一个也可以能够将具有从涂布棒10向多个喷嘴20的方向和从多个喷嘴20向涂布棒10的方向中的至少任一个方向的应力施加于涂布棒10和多个喷嘴20中的至少任一个。
图5(a)和图5(b)是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性侧视图。
图5(a)示出了多个喷嘴20从涂布棒10离开的状态。图5(b)示出了多个喷嘴20与涂布棒10接触的状态。例如，由第1保持部41和第2保持部42中的至少任一个产生的应力施加于涂布棒10和多个喷嘴20中的至少任一个。如图5(b)所示，多个喷嘴20的至少任一个也可以根据该应力而可逆地弯曲。多个喷嘴20也可以具有适度的挠性。多个喷嘴20也可以能够挠曲。
如图5(a)所示，在多个喷嘴20从涂布棒10离开的状态下，多个喷嘴20的每一个(1个)包括端面21f。从端面21f喷出液体84。端面21f与多个喷嘴20的每一个(1个)延伸的延伸方向Dx之间的角度θ1例如优选为约90度。在实施方式中，角度θ1例如为80度以上且100度以下。通过这样的角度，例如即使喷嘴20的固定状态(例如以延伸方向Dx为轴的旋转位置)发生变化，涂布棒10与喷嘴20的前端的接触状态也不易发生变化。进一步能够实现稳定的涂布。通过这样的角度，能够抑制涂布棒10的损伤。
在1个例子中，喷嘴20的长度例如为2cm以上且10cm以下。喷嘴20的长度例如也可以为3cm以上且6cm以下。在1个例子中，喷嘴20的内径为0.15mm以上且2mm以下。通过使内径为0.15mm以上，对用于液体84向喷嘴20的供给的泵压力的要求得以放宽。通过使内径为2mm以下，容易抑制液体84的脉动。由此，容易得到更均匀的涂布膜。
图6是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性立体图。
图6例示了第1构件31和多个喷嘴20。在图6中，为了使图容易查看，将第1构件31和多个喷嘴20相互分离地进行绘制。
如图6所示，在第1构件31设置有多个第1凹部31d。多个第1凹部31d的每一个(1个)沿着多个喷嘴20的每一个(1个)的至少一部分(例如喷嘴部21)延伸的方向延伸。喷嘴部21的至少一部分嵌入到这样的第1凹部31d中。喷嘴部21的位置稳定。
如图6所示，多个第1凹部31d的每一个(1个)的至少一部分也可以为曲面状。例如，第1凹部31d的截面形状为“U字形”。在实施方式中，第1凹部31d的截面形状也可以为“V字形”。截面形状也可以为长方形状。在第1凹部31d的截面形状为“U字形”的情况下，施加于喷嘴部21的力容易均匀化。例如，能够抑制喷嘴部21的损伤。
在实施方式中，在第1凹部31d的截面形状为曲面状的情况下，第1凹部31d的截面形状的曲率半径例如为喷嘴部21的外表面的截面形状的曲率半径以上。
喷嘴部21的至少一部分进入到第1凹部31d中。在1个例子中，喷嘴部21的另一部分位于第1凹部31d之外。在1个例子中，喷嘴部21中的位于第1凹部31d之外的部分的长度为喷嘴部21的外径的1/3以上且2/3以下。喷嘴部21的外径21d例如为0.4mm以上且3mm以下。第1凹部31d的长度31dL(参照图6)例如为1cm以上且3cm以下。
图7是例示第1实施方式的涂布头的示意图。
图7是涂布头的一部分的俯视图。在图7中，省略了第2构件32、第3构件33以及弹性构件35。
如图7所示，也可以在多个第1凹部31d的一部分设置多个喷嘴20。在图7的例子中，例如，多个喷嘴20的间距比多个第1凹部31d的间距大。在多个第1凹部31d的几个中没有设置喷嘴20。例如，也可以使多个喷嘴20的间距能够根据液体84的特性而变更。例如，将多个第1凹部31d以较小的间距设置，在多个第1凹部31d的一部分设置多个喷嘴20，从而能够容易地变更多个喷嘴20的间距。
在实施方式中，涂布棒10的截面形状是任意的。涂布棒的截面形状例如为圆形、扁平圆形或多边形。也可以是截面形状的一部分为曲线状，其他部分为直线状。例如，涂布棒10的与被涂布构件80相向的面的截面形状也可以为曲线状。
如图1(a)所示，涂布棒10的面10s(例如侧面)与多个喷嘴20接触。如图1(a)所示，面10s可以为曲面。在实施方式中，面10s也可以为平面。若面10s为平面，则例如多个喷嘴20与涂布棒10的接触状态容易变得均匀。
涂布棒10例如包含从由不锈钢、铝、钛以及玻璃构成的组中选择的至少1种。涂布棒10更优选为包含不锈钢或铝。由此，涂布棒10的实现变得容易。在1个例子中，涂布棒10的表面为镜面。涂布棒10的表面也可以包含微细的凹凸。若设置微细的凹凸，则例如可得到相对于液体84的高润湿性。凹凸的最大高度Rz例如为5μm以上且50μm以下。凹凸的算术平均表面粗糙度Ra例如为1μm以上且10μm以下。例如，利用喷砂法来制作凹凸。
图8是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性立体图。
图9是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意性分解立体图。
图10是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意图。
图10是涂布头的一部分的俯视图。
图8～图10例示了实施方式的涂布头111的头部30。除了头部30之外的涂布头111的结构可以与涂布头110相同。以下，对涂布头111的头部30的例子进行说明。
如图8～图10所示，头部30包括多个喷嘴20、第1构件31、多个第2构件32、多个第3构件33以及多个弹性构件35。第1构件31包括多个第1凹部31d。多个喷嘴20的1个的至少一部分位于多个第1凹部31d的1个与多个第3构件33的1个之间。多个喷嘴20的上述1个的上述至少一部分和多个第3构件33的上述1个通过多个第2构件32的1个固定于第1构件31。
多个弹性构件35的1个设置在第2位置px2(参照图10)。第2位置px2是多个第1凹部31d的上述1个的上述至少一部分与多个喷嘴20的上述1个之间。
对于包括这样的头部30的涂布头111，也能够提供能够形成均匀的涂布膜85的涂布头。
图11是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意图。
图11是涂布头的一部分的俯视图。
图11例示了实施方式的涂布头112的头部30。除了头部30之外的涂布头112的结构可以与涂布头110相同。以下，对涂布头112的头部30的例子进行说明。
在涂布头112中同样，头部30包括多个喷嘴20、第1构件31、多个第2构件32、多个第3构件33以及多个弹性构件35。第1构件31包括多个第1凹部31d。在涂布头112中，多个弹性构件35的1个设置在第3位置px3。第3位置px3是多个喷嘴20的1个的至少一部分与多个第3构件33的1个之间。
对于包括这样的头部30的涂布头112，也能够提供能够形成均匀的涂布膜85的涂布头。
在该例中，多个第3构件33的1个包括第2凹部32d。多个喷嘴20的1个的至少一部分位于多个第1凹部31d的1个与第2凹部32d之间。通过设置第2凹部32d，能够进一步提高多个喷嘴20的位置的精度。
在实施方式中，弹性构件35也可以设置在上述第1位置px1、上述第2位置px2以及上述第3位置px3中的至少任一个。
图12是例示第1实施方式的涂布头的一部分的示意图。
如图12所示，多个喷嘴20的1个包括喷嘴部21和基部22。在该例中，喷嘴部21和基部22能够装卸。由此，例如，喷嘴部21和基部22的清洗变得容易。例如，喷嘴部21和基部22中的至少任一个的更换变得容易。例如，基部22的底部设置在第1构件31的上部。由此，多个喷嘴20的前端容易对齐。
(第2实施方式)
第2实施方式涉及涂布装置。
图13是例示第2实施方式的涂布装置的示意图。
如图13所示，实施方式的涂布装置210包括第1实施方式的涂布头(在该例中，涂布头110)和供给部61。供给部61向多个喷嘴20供给液体84。供给部61例如包括泵。在该例中，设置有贮存液体84的容器65。供给部61与容器65连接。供给部61通过供给管25与喷嘴20连接。液体84从供给部61向喷嘴20供给，液体84从喷嘴20朝向涂布棒10供给。涂布装置210所包含的涂布头可以是第1实施方式的任意的涂布头。
如图13所示，也可以设置液体传感器63。液体传感器63检测向多个喷嘴20供给的液体84的供给速度。液体传感器63例如利用多普勒效应来测定液体84的流量。
也可以设置供给控制部75。供给控制部75基于由液体传感器63检测出的供给速度来控制供给部61。由此，容易得到更均匀的涂布膜。
图14是例示第2实施方式的涂布装置的示意图。
如图14所示，涂布装置210也可以包括被涂布构件保持部66。被涂布构件保持部66保持被涂布构件80。被涂布构件保持部66使被涂布构件80相对于涂布头(在该例中，涂布头110)相对地移动。
在该例中，被涂布构件80包括卷状薄膜。被涂布构件保持部66包括第1保持机构66a和第2保持机构66b。第1保持机构66a保持卷状薄膜(被涂布构件80)的第1部分80a。第2保持机构66b保持卷状薄膜(被涂布构件80)的第2部分80b。第1保持机构66a和第2保持机构66b例如是辊。
在涂布装置210中，在涂布棒10与被涂布构件80之间形成液体84的弯液面，液体84被涂布于被涂布构件80。在被涂布构件80上形成由液体84形成的涂布膜85。涂布膜85干燥并固体化，从而得到作为目的的膜。
例如，涂布装置210也可以包括能够变更涂布头110的位置的机构。被涂布构件80优选为卷状薄膜。能够实现高生产率的涂布。
如图14所示，被涂布构件保持部66的至少一部分的位置比供给部61的位置高。在该例中，第1保持机构66a的位置比供给部61的位置高。通过这样的结构，例如，容易抑制供给部61的脉动的影响。
在实施方式中，被涂布构件80的移动方向88优选为从下向上的方向。由此，重力施加于弯液面。由此，即使高速涂布的情况下，也容易得到均匀的涂布膜85。移动方向88也可以相对于铅垂方向倾斜。移动方向88与铅垂方向之间的角度例如为30°以下。
如图14所示，多个喷嘴20优选从涂布棒10的上方向涂布棒10供给液体84。例如，能够抑制液体84的滴下。
在实施方式中，也可以设置使供给管25和喷嘴20能够拆装的接头。
在实施方式中，例如，设置有从1个容器65向多个喷嘴20供给液体84的多个供给管25。由此，例如，能够容易在均匀的压力下向多个喷嘴20供给液体。
在实施方式中，也可以设置对涂布棒10进行清洗的清洗机构。清洗机构例如对溶剂(例如水)进行喷雾或放射。清洗机构例如也可以施加超声波。在实施方式中，也可以设置回收剩余的液体的回收机构。
图15是例示第2实施方式的涂布装置的示意图。
如图15所示，供给部61也可以包括多个泵61p。在该例中，多个喷嘴20的数量为多个泵61p的整数倍。由此，能够减少泵61p的数量。从1个泵61p供给液体84的喷嘴20的数量进一步优选为2n(n为整数)。
(第3实施方式)
第3实施方式涉及涂布方法。实施方式的涂布方法通过第1实施方式的涂布头在被涂布构件80上涂布液体84。实施方式的涂布方法通过第2实施方式的涂布装置在被涂布构件80上涂布液体84。能够提供能够形成均匀的涂布膜的涂布方法。
在实施方式中，多个喷嘴20的间距也可以基于液体84的粘性和液体84的表面张力来确定。也可以设置根据粘性及表面张力输出适当的间距的处理部。
通过实施方式的涂布头，例如，也可以形成太阳能电池所包含的膜。例如，被涂布构件80是卷状的薄膜。
以下，对实验结果的例子进行说明。在实验中，被涂布构件80是卷状的PET薄膜。PET薄膜的宽度(Y轴方向上的长度)为300mm。通过适应卷对卷的溅射装置，在卷状的薄膜上形成透光性的导电膜。导电膜是ITO/Ag合金/ITO的层叠膜。导电膜的薄层电阻为约5Ω/□。导电膜通过激光照射而图案化成所期望的形状。
在实验中，涂布棒10的截面形状实质上为梯形。涂布棒10的截面形状的底部是具有80mm的曲率的圆弧状。涂布棒10的Y轴方向上的长度为300mm。涂布棒10是SUS303。
第1构件31的Y轴方向上的长度为320mm。多个第1凹部31d的间距为20mm。第1凹部31d的截面形状为“V字形状”。多个第3构件33的Y轴方向上的长度为30mm。喷嘴20的长度为约50mm。喷嘴20包含不锈钢。喷嘴20的内径为0.8mm。喷嘴20使用第3构件33和弹簧(弹性构件35)通过第2构件32固定于第1构件31的第1凹部31d。在喷嘴20的基部22连接供给管25。供给管25是氟树脂制管。基部22和供给管25通过能够装卸的连接构件而连接。
在第1实验中，第1液体是PEDOT/PSS水分散液。第1液体是液体84的1种。能够由第1液体制作例如太阳能电池的空穴传输层。第1液体从多个喷嘴20朝向涂布棒10供给。从多个喷嘴20的1个喷出的第1液体的喷出量例如为20μL/s。被涂布构件80的移动速度为约83mm/s。由第1液体形成的涂布膜85在适应卷对卷的热风干燥炉中干燥。
在干燥后的上述涂布膜85(空穴传输层)之上涂布第2液体。在第2液体中，相对于1mL的氯苯，分散有8mg的PTB7([poly{4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-2,6-diyl-1t-alt-3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophene-4,6-diyl}]/p型半导体)和12mg的PC70BM([6,6]phenyl-C71-methylestherbutyrate/n型半导体)。第2液体是液体84的1种。由第2液体形成太阳能电池的有机活性层。
在第2液体的涂布中，涂布棒10与被涂布构件80之间的距离为300μm。在第2液体84的涂布中，从多个喷嘴20的1个喷出的第2液体的喷出量例如为40μL/s。被涂布构件80的移动速度为约83mm/s。由第2液体形成的涂布膜85在适应卷对卷的热风干燥炉中干燥。
在这样的第1实验中，在由第1液体形成的涂布膜85和由第2液体形成的涂布膜85中，厚度的不均为5％以下。
在第2实验中，涂布棒10包含微小的凹凸。凹凸的最大高度Rz为约20μm。凹凸的算术平均表面粗糙度Ra为约3μm。在第2实验的第1液体的供给中，从多个喷嘴20的1个喷出的第1液体的喷出量例如为25μL/s。在第2实验的第1液体的供给中，从多个喷嘴20的1个喷出的第1液体的喷出量例如为45μL/s。在这样的第2实验中，在由第1液体形成的涂布膜85和由第2液体形成的涂布膜85中，厚度的不均为7％以下。
在第3实验中，在涂布头中，未设置弹性构件35。第3实验中的其他条件与第1实验相同。在第3实验中，由第1液体形成的涂布膜85的厚度不均为10％以上。在第3实验中，由第2液体形成的涂布膜85的厚度的不均为10％以上。
在第4实验中，在涂布头中，在第1构件31未设置第1凹部31d。第4实验中的其他条件与第1实验相同。在第4实验中，由第1液体形成的涂布膜85的厚度不均为15％以上。在第4实验中，由第2液体形成的涂布膜85的厚度的不均为15％以上。在第4实验中，多个喷嘴20无法与涂布棒10均匀地接触。
例如，存在使用有机半导体的有机薄膜太阳能电池或者有机/无机杂化太阳能电池。例如，通过涂布来形成太阳能电池所包含的层，从而可得到低成本的太阳能电池。根据实施方式，例如，通过卷对卷的涂布，可得到均匀的涂布膜。在实施方式中，例如在涂布棒10与被涂布构件80之间形成弯液面。多个喷嘴20的位置以槽(第1凹部31d)为导向件来决定。使用弹性构件35，将多个喷嘴20固定于第1构件31。
实施方式包括以下的结构(例如技术方案)。
(结构1)
一种涂布头，其中，具备：
涂布棒，其能够与被涂布构件相向；
多个喷嘴，其能够朝向所述涂布棒供给液体；
第1构件，其包括多个第1凹部；
多个第2构件；
多个第3构件，所述多个喷嘴的1个的至少一部分位于所述多个第1凹部的1个与所述多个第3构件的1个之间，多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分和所述多个第3构件的所述1个通过所述多个所述第2构件的1个固定于所述第1构件；
多个弹性构件，所述多个弹性构件的1个设置在第1位置、第2位置以及第3位置中的至少任一个，所述第1位置是所述多个第3构件的所述1个与所述多个第2构件的所述1个之间，所述第2位置是所述多个第1凹部的所述1个的所述至少一部分与所述多个喷嘴的所述1个之间，所述第3位置是所述多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分与所述多个第3构件的所述1个之间；以及
位置控制部，其控制所述多个喷嘴与所述涂布棒之间的相对位置。
(结构2)
在结构1所述的涂布头中，所述多个喷嘴与所述涂布棒接触。
(结构3)
在结构1或2所述的涂布头中，所述多个第1凹部的所述1个沿着所述多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分延伸的方向延伸。
(结构4)
在结构1～3中任一项所述的涂布头中，
所述涂布棒的表面包含凹凸，
所述凹凸的最大高度Rz为5μm以上且50μm以下。
(结构5)
在结构1～4中任一项所述的涂布头中，所述多个弹性构件包括弹簧。
(结构6)
在结构1～5中任一项所述的涂布头中，所述位置控制部包括致动器。
(结构7)
在结构1～6中任一项所述的涂布头中，所述多个第1凹部的所述1个的至少一部分为曲面状。
(结构8)
在结构1～7中任一项所述的涂布头中，
所述多个喷嘴的所述1个包括喷出所述液体的端面，
所述端面与所述多个喷嘴的所述1个延伸的延伸方向之间的角度为80度以上且100度以下。
(结构9)
在结构1～8中任一项所述的涂布头中，
所述多个喷嘴的所述1个包括喷嘴部和基部，
所述喷嘴部能够与所述基部装卸，
向所述基部供给所述液体，
从所述喷嘴部喷出所述液体。
(结构10)
在结构9所述的涂布头中，
所述喷嘴部位于所述多个第1凹部的所述1个与所述多个第3构件的所述1个之间，
所述基部不位于所述多个第1凹部的所述1个与所述多个第3构件的所述1个之间。
(结构11)
在结构1～10中任一项所述的涂布头中，所述涂布棒能够在所述涂布棒与所述被涂布构件之间形成所述液体的弯液面。
(结构12)
在结构1～11中任一项所述的涂布头中，
所述多个第3构件的所述1个包括第2凹部，
所述多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分位于所述多个第1凹部的所述1个与所述第2凹部之间。
(结构13)
在结构1～12中任一项所述的涂布头中，
所述位置控制部包括：
第1保持部，其保持所述涂布棒；以及
第2保持部，其保持所述多个喷嘴，
所述第1保持部和所述第2保持部中的至少任一个能够将具有从所述涂布棒向所述多个喷嘴的方向和从所述多个喷嘴向所述涂布棒的方向中的至少任一个方向的应力施加于所述涂布棒和所述多个喷嘴中的至少任一个。
(结构14)
在结构13所述的涂布头中，所述多个喷嘴的至少任一个根据所述应力而可逆地弯曲。
(结构15)
一种涂布装置，其中，具备：
结构1～14中任一项所述的涂布头；
供给部，其向所述多个喷嘴供给所述液体；以及
被涂布构件保持部，其保持所述被涂布构件，使所述被涂布构件相对于所述涂布头相对地移动。
(结构16)
在结构15所述的涂布装置中，
所述被涂布构件包括卷状薄膜，
所述被涂布构件保持部包括：
第1保持机构，其保持所述卷状薄膜的第1部分；以及
第2保持机构，其保持所述卷状薄膜的第2部分。
(结构17)
在结构15或16所述的涂布装置中，
所述供给部包括多个泵，
所述多个喷嘴的数量为所述多个泵的整数倍。
(结构18)
在结构15～17中任一项所述的涂布装置中，所述被涂布构件保持部的至少一部分的位置比所述供给部的位置高。
(结构19)
在结构15～18中任一项所述的涂布装置中，
还具备：
液体传感器，其检测向所述多个喷嘴供给的所述液体的供给速度；以及
供给控制部，其基于由所述液体传感器检测出的所述供给速度来控制所述供给部。
(结构20)
一种涂布方法，其中，通过结构1～14中任一项所述的涂布头在所述被涂布构件上涂布所述液体。
根据实施方式，提供能够形成均匀的涂布膜的涂布头、涂布装置及涂布方法。
以上，参照具体例，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。例如，关于涂布头所包含的涂布棒、构件、喷嘴以及控制部等各要素的具体结构，只要本领域技术人员通过从公知的范围适当选择而能够同样地实施本发明，得到同样的效果，则包含在本发明的范围内。
另外，对于在技术上能够实现的范围内将各具体例的任意2个以上的要素进行组合而得到的结构，只要包含本发明的主旨，则也包含在本发明的范围内。
除此之外，对于本领域技术人员基于作为本发明的实施方式进行了上述说明的涂布头、涂布装置及涂布方法进行适当设计变更而能够实施的所有涂布头、涂布装置及涂布方法，只要包含本发明的主旨，则也属于本发明的范围。
除此之外，在本发明的思想范畴内，本领域技术人员能够想到各种变更例及修正例，应了解这些变更例及修正例也属于本发明的范围。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子示出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以除此之外的各种方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。
附图标记说明
10涂布棒，10s面，20喷嘴，21喷嘴部，21d外径，21f端面，22基部，25供给管，30头部，31～33第1～第3构件，31d第1凹部，31dL长度，32d第2凹部，35弹性构件，40位置控制部，41、42保持部，51a、51b第1传感器，52a、52b第2传感器，61供给部，61p泵，63液体传感器，65容器，66被涂布构件保持部，66a、66b第1、第2保持机构，70控制部，75供给控制部，80被涂布构件，80a、80b第1、第2部分，84液体，85涂布膜，88移动方向，θ1角度，110～112涂布头，210涂布装置，Dx延伸方向，px1～px3第1～第3位置。

Claims (20)

1.一种涂布头，其中，具备：
涂布棒，其能够与被涂布构件相向；
多个喷嘴，其能够朝向所述涂布棒供给液体；
第1构件，其包括多个第1凹部；
多个第2构件；
多个第3构件，所述多个喷嘴的1个的至少一部分位于所述多个第1凹部的1个与所述多个第3构件的1个之间，多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分和所述多个第3构件的所述1个通过所述多个所述第2构件的1个固定于所述第1构件；
多个弹性构件，所述多个弹性构件的1个设置在第1位置、第2位置以及第3位置中的至少任一个，所述第1位置是所述多个第3构件的所述1个与所述多个第2构件的所述1个之间，所述第2位置是所述多个第1凹部的所述1个的所述至少一部分与所述多个喷嘴的所述1个之间，所述第3位置是所述多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分与所述多个第3构件的所述1个之间；以及
位置控制部，其控制所述多个喷嘴与所述涂布棒之间的相对位置。
2.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述多个喷嘴与所述涂布棒接触。
3.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述多个第1凹部的所述1个沿着所述多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分延伸的方向延伸。
4.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述涂布棒的表面包含凹凸，
所述凹凸的最大高度Rz为5μm以上且50μm以下。
5.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述多个弹性构件包括弹簧。
6.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述位置控制部包括致动器。
7.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述多个第1凹部的所述1个的至少一部分为曲面状。
8.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述多个喷嘴的所述1个包括喷出所述液体的端面，
所述端面与所述多个喷嘴的所述1个延伸的延伸方向之间的角度为80度以上且100度以下。
9.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述多个喷嘴的所述1个包括喷嘴部和基部，
所述喷嘴部能够与所述基部装卸，
向所述基部供给所述液体，
从所述喷嘴部喷出所述液体。
10.根据权利要求9所述的涂布头，其中，
所述喷嘴部位于所述多个第1凹部的所述1个与所述多个第3构件的所述1个之间，
所述基部不位于所述多个第1凹部的所述1个与所述多个第3构件的所述1个之间。
11.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述涂布棒能够在所述涂布棒与所述被涂布构件之间形成所述液体的弯液面。
12.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述多个第3构件的所述1个包括第2凹部，
所述多个喷嘴的所述1个的所述至少一部分位于所述多个第1凹部的所述1个与所述第2凹部之间。
13.根据权利要求1所述的涂布头，其中，
所述位置控制部包括：
第1保持部，其保持所述涂布棒；以及
第2保持部，其保持所述多个喷嘴，
所述第1保持部和所述第2保持部中的至少任一个能够将具有从所述涂布棒向所述多个喷嘴的方向和从所述多个喷嘴向所述涂布棒的方向中的至少任一个方向的应力施加于所述涂布棒和所述多个喷嘴中的至少任一个。
14.根据权利要求13所述的涂布头，其中，
所述多个喷嘴的至少任一个根据所述应力而可逆地弯曲。
15.一种涂布装置，其中，具备：
权利要求1所述的涂布头；
供给部，其向所述多个喷嘴供给所述液体；以及
被涂布构件保持部，其保持所述被涂布构件，使所述被涂布构件相对于所述涂布头相对地移动。
16.根据权利要求15所述的涂布装置，其中，
所述被涂布构件包括卷状薄膜，
所述被涂布构件保持部包括：
第1保持机构，其保持所述卷状薄膜的第1部分；以及
第2保持机构，其保持所述卷状薄膜的第2部分。
17.根据权利要求15所述的涂布装置，其中，
所述供给部包括多个泵，
所述多个喷嘴的数量为所述多个泵的整数倍。
18.根据权利要求15所述的涂布装置，其中，
所述被涂布构件保持部的至少一部分的位置比所述供给部的位置高。
19.根据权利要求15所述的涂布装置，其中，
所述涂布装置还具备：
液体传感器，其检测向所述多个喷嘴供给的所述液体的供给速度；以及
供给控制部，其基于由所述液体传感器检测出的所述供给速度来控制所述供给部。
20.一种涂布方法，其中，通过权利要求1所述的涂布头在所述被涂布构件上涂布所述液体。
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