CN1781710A - 涂敷方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种涂敷方法，将从相互并列的多个喷嘴(22)中喷出的液体喷出在基板(1)上，使各喷嘴(22)的喷出孔(22A)的孔径(D)相互相等，通过互相调整孔长(L)，从而使各喷嘴(22)的喷出量均等。

Description

涂敷方法及装置

(1)技术领域

本发明涉及一种将从相互并列的多个喷嘴喷出的液体涂敷在基板上的涂敷方法及装置。

(2)背景技术

在液晶显示装置的制造工序中，有在玻璃基板等基板上形成电路图形的成膜工序。在该成膜工序中，将从喷墨头等相互并列的多个喷嘴中喷出的液体涂敷在基板上，并通过液体在该基板上的摊开(扩散)形成定向膜、保护膜等功能性薄膜。

为了在基板上形成膜厚均匀的功能性薄膜，就必须从各喷嘴以均等的喷出量喷出液体。因此，采用逐个喷嘴地调整各喷嘴的喷出量，使各喷嘴的喷出量均等化。并且，作为调整喷嘴的喷出量的技术如下所述。

一种是在给予与各喷嘴的喷出孔连通的喷出腔内的液体以喷出能量时，调整产生喷出能量的压电元件的外加电压的方法。

调整与各喷嘴对应的压电元件的外加电压，使各喷嘴的喷出量均等的方法中，存在以下问题。

(a)当将在同一喷头内的喷嘴间产生的喷出量偏差通过调整压电元件的外加电压而均等化时，必须将每一喷嘴的压电元件的外加电压的调整范围扩大。因此，采用设置可调范围大的可变电阻器，但可调范围大的可变电阻器有调整是粗调的倾向，不能进行微调，喷出量的均等化不能充分地进行。另外，采用将对应喷嘴间的喷出量偏差的电阻器和微调用可变电阻器加以组合，设置在各压电元件的供电电路中，但此时电阻器的可调范围各种各样，必须准备多种电阻器。因此，保养管理作业繁杂，致使保养管理作业所需的时间延长，其结果是具有装置的工作效率降低的不良状况。

(b)在同一喷头内的各喷嘴的喷出量分布(例如图7(C)的●符号所示)中的喷出量最低的喷嘴(例如图7(A)的编号3喷嘴)中，在该喷嘴对应的压电元件的外加电压已经是该元件容许的最大外加电压时，必须降低其他喷嘴(例如图7(A)的编号1、编号2、编号4、编号5的喷嘴)对应的压电元件的外加电压，使所有喷嘴的喷出量降低(例如图7(C)的×符号所示)。这就意味着会产生在涂敷装置中涂敷一定膜厚所需的处理时间变长的不良状况。

(3)发明内容

本发明所要解决的问题是使从相互并列的多个喷嘴中喷出的喷出量简单地均等化。

本发明的喷墨涂敷方法，将从相互并列的多个喷嘴中喷出的液体涂敷在基板上，通过互相调整各喷嘴的喷出孔的孔径或孔长，从而使从各喷嘴喷出的所述液体的喷出量均等。

另外，本发明的喷墨涂敷装置，由相互并列的多个喷嘴构成喷头，将从各喷嘴喷出的液体涂敷在基板上，通过互相调整各喷嘴的喷出孔的孔径或孔长，从而使从各喷嘴喷出的所述液体的喷出量均等。

采用本发明的话，则可简单地使相互并列的多个喷嘴的喷出量均等化。

(4)附图说明

图1是表示涂敷装置的主视图。

图2是图1的侧视图。

图3是表示喷墨头的主视图。

图4是表示喷墨头的剖视图。

图5是沿图4的V-V线的箭头方向俯视图。

图6是表示相对喷嘴的喷出孔的孔长变化的喷出量的增减关系的线图。

图7表示喷墨头，(A)是表示现有喷头的主视图，(B)是表示本发明喷头的主视图，(C)是表示各喷嘴的喷出量分布的线图。

图8是表示调整喷嘴的喷出孔的孔长的方法的另一例子的剖视图。

(5)具体实施方式

图1、图2所示的涂敷装置10将矩形板状的输送台13可滑动地支撑在导轨12上，该导轨12设置在水平设置的基座11的两侧。玻璃基板等的基板1保持在输送台13的上面并被输送。

涂敷装置10在沿基座11上的基板1的输送方向的中间部立设有门形框架14，在门形框架14上横架有水平的安装构件15，在安装构件15的一侧面并列设置有多个喷墨式的喷头20。多个喷头20所形成的尺寸被设定为比基板1的宽度尺寸稍长。

如图3～图5所示，喷头20具有从喷头主体20A的一端侧到另一端侧的单一的长槽状的主管21。与供给槽30连结的供液管31通过开关阀32与主管21的一端部相连接。在供给槽30上设置有形成配向膜、保护膜等功能性薄膜的液体用的液体补充管33、以及液体充填用加压气体管34。另外，与回收槽40连接的排液管41通过开关阀42与主管21的另一端部连接。

喷头20是由相互并列的多个例如编号1～编号5的5个(实际中例如为64个)喷嘴22排列为线状构成的。各喷嘴22在喷头本体20A内具有向基板1喷出液体的喷出孔22A以及与喷出孔22A连通的喷出腔22B，且将各喷出腔22B通过设在喷头本体20A上的支管22C在主管21长度方向的各位置上连接。

喷头20通过加压气体管34中的例如N₂气体将供给槽30内的液体从供液管31向主管21压送，并使其从排液管41流出，将液体充填到主管21中，然后，关闭排液管41的开关阀42，利用N₂气体将供给槽30内的液体从供液管31经由主管21、支管22C向各喷嘴22的喷出腔22B压送，并使其从喷出孔22A流出，将液体充填到各喷嘴22的喷出腔22B、支管22C中。在将液体充填到喷出腔22B、支管22C中后，作为从喷出孔22A喷出液体的预备动作，停止向供给槽30内供给N₂气体，同时打开未图示的放气阀，使供给槽30内的压力为大气压。此时，通过控制来自液体补充管33的液体供给量，将供给槽30内的液面高度调整为与喷头本体20A的下面高度相同或比其稍高。由此，供给槽30内的液体通过其液面和喷头本体20A下面的高度差引起的压力差而供给至供给管31，故根据因喷出而引起的喷出腔22B内的液体减少向喷出腔22B补充液体。

喷头20将喷头本体20A的上面用挠性板23覆盖，在挠性板23的上面固定有与各喷嘴22的喷出腔22B相向的压电元件24。压电元件24与未图示的供电电路连接，被供给外加电压，使与外加电压驱动的压电元件24对应的喷嘴22的喷出腔22B产生容积变化，使充填的液体从喷出孔22A喷出，将该液体涂敷在保持在输送台13上并进行输送的基板1的上面上。涂敷在基板1上的液体通过在基板1上自然摊开(扩散)而形成定向膜、保护膜等功能性薄膜。

然而，涂敷装置10为在喷头20使从相互并列的多个喷嘴22中喷出的液体的喷出量均等化，而具有以下构成。

(A)对于构成喷头20的喷嘴22，通过实验预先求得喷出孔22A的孔长L和喷出量K的关系。在喷出孔22A的孔径D一定而使孔长L变化时，以L/D＝1时的喷出量为基准，L/D的值和喷出量K的增减值(相对基准喷出量的增减比例)的关系例如图6所示。由此可知，随着喷出孔22A的孔长L增大，喷出孔22A的流路阻力加大，而喷出量K减少。具体地说，在图6中，在喷出孔22A的孔长L为L/D＝1时的孔长的1.2倍时，从该喷出孔22A喷出的喷出量比L/D＝1时得到的喷出量减少10％左右。另外，在喷出孔22A的孔长L为L/D＝1时的孔长的0.8倍时，从该喷出孔22A喷出的喷出量比L/D＝1时得到的喷出量增加10％左右。

(B)掌握喷头20的相互并列为线状的多个喷嘴22各自的喷出量K的偏差ΔK的倾向。即，在各喷嘴22的喷出孔22A的孔长L相同的图7(A)所示的喷头中，分别对从各喷嘴22的喷出孔22A喷出的喷出量进行实际测量。并且，将喷出量最接近各喷嘴22的喷出孔22A的喷出量平均值的喷嘴22的喷出孔22A的喷出量作为基准，求得相对该喷出孔22A的喷出量的其他喷出孔22A的喷出量的偏差(增减的比例)，据此得出各喷嘴22的喷出量分布。得到的喷出量分布如图7(C)的●符号所示。在图7(C)中，编号2、编号4的喷嘴22的喷出孔22A的喷出量相同，这2个喷出孔22A的喷出量最接近各喷嘴22的喷出孔22A的喷出量平均值，故选择将这2个喷出孔22A的喷出量作为基准。因此，编号2、编号4的喷嘴22的喷出孔22A的喷出量的偏差ΔK＝0％。两端侧的编号1、编号5的喷嘴22的喷出孔22A的喷出量表现出比作为基准的编号2、编号4的喷嘴22的喷出孔22A的喷出量多10％(偏差ΔK＝10％)的倾向。中央的编号3的喷嘴22的喷出孔22A的喷出量表现出比作为基准的编号2、编号4的喷嘴22的喷出孔22A的喷出量少10％(偏差ΔK＝-10％)的倾向。

另外，各个喷嘴22的喷出孔22A的喷出量，可以通过将液体喷出在电子式重量计等的测定盘上并根据测出的重量算出，也可以从侧方向用高速摄像机对从喷出孔22A喷出的飞行中的液体进行拍摄，从其拍摄图像中求得飞行中的液体的直径，根据该直径算出喷出量。

(C)根据所述(A)、(B)，通过互相调整构成喷头20的各喷嘴22的喷出孔22A的孔长L，从而实现各喷嘴22的喷出量的均等化。

即，在喷头20的各喷嘴22中，根据得到的所述(B)的喷出量的偏差结果，可知有在所述(A)中喷嘴22的喷出孔22A的孔长L长时喷出量减少，在孔长L短时喷出量增加的关系。因此，在排列为线状的编号1～编号5的喷嘴22中，将两端侧的编号1、编号5的喷嘴22的喷出孔22A的孔长L加长为图7(A)所示的孔长的1.2倍(调整为将图6中的喷出量K减少10％)，将中央的编号3的喷嘴22的喷出孔22A的孔长L缩短为图7(A)所示的孔长的0.8倍(调整为将图6中的喷出量K增加10％)。由此，两端侧的编号1、编号5的喷嘴22的喷出量下降减少，中央的编号3的喷嘴22的喷出量上升增加，可使编号1～编号5的全部喷嘴22的喷出量大致均等化(图7(C)的○符号)。

例如，该调整也可通过将喷头20的喷头本体20A构成为能以图4所示的V-V线为界上下分割、更换形成有喷嘴22的下侧的喷头本体20A来进行。即，将下侧的喷头本体20A由图7(A)所示的各喷嘴22的喷出孔22A的孔长L相同的更换为图7(B)所示的喷出孔22A的孔长L根据喷嘴22的位置有所不同的。

在图7(A)的现有喷头20中，所有喷嘴22间的喷出量的偏差在±10％，与此相对，图7(B)的本发明的喷头20可使这些所有喷嘴22间的喷出量的偏差在±1％左右而大致均等化。该±1％左右的喷出量的偏差通过调整向各喷嘴22的压电元件24施加的电压来进行均等化。该外加电压的调整可通过可调范围比较小的可变电阻器来进行。

另外，在此，在得到各喷嘴22的喷出孔22A的喷出量分布时，选择喷出量最接近各喷出孔22A的喷出量平均值的喷出孔22A的喷出量作为基准，但也可将喷出量在各喷嘴22的喷出孔22A的喷出量中为最多的喷出孔22A的喷出量作为基准(基准喷出量)，为使其他喷出孔22A的喷出量为基准喷出量而对其他喷出孔22A的孔长L进行调整。此时，因为可使各喷嘴22的喷出孔22A的喷出量比按照上述实施例调整的喷嘴22的喷出孔22A的多，故可缩短在基板上涂敷一定膜厚所需要的处理时间。

另外，除上述情况之外，还可选择喷出量最接近各喷嘴22的喷出孔22A的喷出量中的最大值和最小值的中间值的喷出孔22A的喷出量作为基准，或者也可预先设定应从各喷嘴22的喷出孔22A喷出的喷出量并将其作为基准喷出量，或将各喷出孔22A的喷出量的平均值作为基准喷出量，或将各喷嘴22的喷出孔22A的喷出量中的最大值和最小值的中间值作为基准喷出量。

采用本实施例的话，可起到以下作用效果。

(a)在喷嘴22的喷出孔22A的孔长L和喷出量K之间存在预先取得的一定关系(例如图6)。因此，可事先掌握相互并列的多个喷嘴22各自的喷出量K的偏差倾向，通过改变各喷嘴22的喷出孔22A的孔长L来使该偏差大致均等化。因此，可防止处理时间增长且使涂敷精度提高。

(b)因为孔长L由穿孔机的工具进深量(切削深度)决定，故使用单一的工具即可在喷嘴22的喷出孔22A上形成所有孔长L。因此，可简单地进行多个喷嘴22的喷出孔22A的加工。

(c)在针对同一喷头20内的各喷嘴22的喷出孔22A互相变更它们的孔长L时，利用同一工具即可应对，故不需要更换工作机床的工具。因此，可防止各喷嘴22的喷出孔22A的加工位置精度(孔间隔等)降低。由此，可尽量抑制喷出孔22A的孔间隔的不均，故可将液体以规定的间距高精度地涂敷在基板1上，例如在液晶显示装置的玻璃基板上形成定向膜、保护膜等功能性薄膜时，可使膜厚均等，提高形成在基板1上的功能性薄膜的品质。由此，可防止液晶显示装置的色彩不均匀、亮度不均匀等显示不均匀，提高显示品质。

(d)如上述(a)所述，可将在同一喷头20内的喷嘴22间产生的喷出量K的大的偏差大致均等化，故可仅将偏差的微调通过压电元件的外加电压的调整来对应。每一喷嘴22的压电元件24的外加电压的调整范围虽窄但却足够，应设置在各压电元件24的供电电路上的可变电阻器可使用可调范围小的能进行微调的电阻器，且可为单一的规格，没有必要准备多种电阻器。这样因为可使电阻器的可调范围单规格化，故可提高喷头的保养管理作业的效率，进一步使装置的运转率提高。

(e)因为并不是仅通过压电元件24的外加电压的调整来进行喷嘴22的喷出量K的均等化，故不会制约压电元件24的容许最大外加电压，可通过喷出孔22A的孔长L的调整来增减喷嘴22的喷出量K。可简便提高所有喷嘴22的喷出量K，可缩短涂敷装置10涂敷一定膜厚所需的处理时间。

(f)喷墨头20可实现上述(a)～(e)。另外，作为能量发生元件除压电元件24外也可为加热板(发热电阻元件)等。

上面基于附图对本发明的实施例进行了详细说明，但本发明的具体构成不限于该实施例，在不脱离本发明主旨范围内的设计变更等也属于本发明。例如，在上述实施例中，例示了将喷嘴排列为线状的一列的情况，但并不限于此，也可配置为多列或交错状。

另外，对将排列为线状的多个喷嘴的喷出孔的孔长调整为从中央侧向端侧逐渐变长的例子进行了说明，但只要将喷出孔的孔长调整为使各喷嘴的喷出孔的喷出量均等即可。因此，也可通过将排列为线状的多个喷嘴分为各有规定数量喷嘴的喷嘴组、改变每一喷嘴组的喷出孔的孔长来进行调整。

另外，例示了将排列为线状的喷嘴连接在单一主管上、通过该主管将从供给槽供给来的液体供给至各喷嘴的喷出腔的情况，但也可将液体从供给槽分别供给至各喷嘴的喷出腔。

另外，通过实验结果得出：在将排列为线状的喷嘴连接在单一主管上、将从该主管的一端侧供给来的液体向各喷嘴的喷出腔供给的结构的喷头中，如图7(C)的●符号所示，从各喷嘴喷出的液体的喷出量有在中央侧的喷嘴比两端侧的喷嘴少的倾向。

因此，在采用这种结构的喷头时，如图7(B)所示，在排列为线状的喷嘴中，也可预先将两端侧的喷嘴的喷出孔的孔长形成为比中央侧的喷嘴的喷出孔的孔长长。

此时也可使喷头的多个喷嘴各自的喷出量大致均等化。因此，例如在液晶显示装置的玻璃基板上形成定向膜、保护膜等功能性薄膜时，可提高其显示品质。

另外，以利用工具进行加工来调整喷嘴的喷出孔的孔长的情况为例进行了说明，但也可使用其他手段进行调整。

例如，如图8所示，准备外形相同的圆筒形的3种孔长调节件25，该3种孔长调节件25分别具有孔长L为L1、L2、L3的喷出孔22A。另一方面，在喷头本体22A上对应孔长调节件25的形状预先形成用于嵌入孔长调节件25的凹部20B。并且，该凹部20B可选择性地嵌入3种孔长调节件25，从而调整喷出孔22A的孔长。

另外，孔长调节件25相对凹部20B的固定采用在凹部20B的内侧面形成内螺纹部、同时在孔长调节件25的外侧面形成与所述内螺纹部对应的外螺纹部，从而拧入孔长调节件25的方式，与单纯的嵌入式相比，可确实地进行固定，同时可简单地进行拆装。

另外，孔长调节件25不限定为3种，即喷出孔22A的孔长不限定为3种，也可大于等于3种。

另外，各喷嘴间的喷出孔的喷出量偏差可以在容许值内，故对于喷出量相对基准喷出量在容许值内的喷出孔没有必要调整孔长。

另外，以一个喷头的多个喷嘴的喷出孔的孔长调整为例进行了说明，但也可为使多个喷头的所有喷嘴的喷出孔的喷出量均等而调整各喷出孔的孔长。即，在喷头为多个时，对所有喷头的各喷嘴的喷出孔的喷出量进行实际测量，根据其平均值调整各喷嘴的喷出孔的孔长，使所有喷头的各喷嘴的喷出孔的喷出量收敛在容许的偏差范围内。

另外，以通过调整喷嘴的喷出孔的孔长从而使各喷嘴的液体喷出量均等为例进行了说明，但通过调整喷出孔的孔径，也可使各喷嘴的液体喷出量均等。

在此，喷出孔的液体喷出量，如果在喷出孔的孔长为一定时，有与孔径的大小成正比地增减的倾向。因此，在通过调整喷出孔的孔径从而使各喷嘴的液体喷出量均等时，可以进行调整，加大喷出量少的喷嘴的喷出孔的孔径，减小喷出量多的喷嘴的喷出孔的孔径。例如，在喷出量分布如图7(C)的●符号所示的喷嘴中，将编号1、编号5的喷嘴的喷出孔的孔径调整为比编号2、编号4的喷嘴的喷出孔的孔径小，将编号3的喷嘴的喷出孔的孔径调整为比编号2、编号4的喷嘴的喷出孔的孔径大，从而可使编号1～5的喷嘴的液体喷出量均等化。

另外，一个喷头的喷嘴数量以5个为例进行了说明，但也可以大于等于5个。

Claims (6)

1、一种喷墨涂敷方法，将从相互并列的多个喷嘴中喷出的液体涂敷在基板上，其特征在于，

通过互相调整各喷嘴的喷出孔的孔径或孔长，从而使从各喷嘴喷出的所述液体的喷出量均等。

2、如权利要求1所述的喷墨涂敷方法，其特征在于，使各喷嘴的喷出孔的孔径相互相等，通过互相调整孔长，从而使从各喷嘴喷出的液体的喷出量均等。

3、如权利要求2所述的喷墨涂敷方法，其特征在于，所述相互并列的多个喷嘴排列为线状，将各喷嘴与被从一端侧供给液体的单一主管的一端侧到另一端侧的长度方向各位置连接，在排列为线状的喷嘴中，两端侧的喷嘴的喷出孔的孔长设定为比中央侧的喷嘴的喷出孔的孔长长。

4、一种喷墨涂敷装置，由相互并列的多个喷嘴构成喷头，将从各喷嘴喷出的液体涂敷在基板上，其特征在于，

通过互相调整各喷嘴的喷出孔的孔径或孔长，从而使从各喷嘴喷出的所述液体的喷出量均等。

5、如权利要求4所述的喷墨涂敷装置，其特征在于，使各喷嘴的喷出孔的孔径相互相等，通过互相调整孔长，从而使从各喷嘴喷出的液体的喷出量均等。

6、如权利要求5所述的喷墨涂敷装置，其特征在于，所述喷头的相互并列的多个喷嘴排列为线状，将各喷嘴与被从一端侧供给液体的单一主管的一端侧到另一端侧的长度方向各位置连接，在排列为线状的喷嘴中、两端侧的喷嘴的喷出孔的孔长设定为比中央侧的喷嘴的喷出孔的孔长长。

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