JP2001232266A - 塗布ヘッド - Google Patents

塗布ヘッド

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JP2001232266A
JP2001232266A JP2000044320A JP2000044320A JP2001232266A JP 2001232266 A JP2001232266 A JP 2001232266A JP 2000044320 A JP2000044320 A JP 2000044320A JP 2000044320 A JP2000044320 A JP 2000044320A JP 2001232266 A JP2001232266 A JP 2001232266A
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liquid
coating
coating head
supply port
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Yasuaki Suzuki
庸哲 鈴木
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254Coating heads with slot-shaped outlet

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Abstract

(57)【要約】 【課題】吐出量のバラツキ、変動を抑え、塗布品質を向
上させる。 【解決手段】塗布ヘッドの底部に形成された液溜まり部
11と、該液溜まり部11に連通され大気に開口された
液吐出スリット12と、該液吐出スリットに間隔をおい
て平行に形成され、一端が液供給口13に連通され他端
が前記液溜まり部11に連通された液供給路とを備え、
前記液供給路は、前記液供給口に連通されるとともに長
手方向端部に向けて傾斜するように延設された第1のチ
ャンバ14と、該第1のチャンバに連設され第1のチャ
ンバよりも狭幅の第2のチャンバ15と、該第2のチャ
ンバに一端が連設されるとともに他端が前記液溜まり部
11に連通され、第2のチャンバよりも更に狭幅のスリ
ット16からなる構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、液晶表示
装置やカラーフィルタ等の製造工程において、基板上に
レジスト、着色感材などの種々の材料を塗布するための
塗布ヘッドに属する。
【0002】
【従来の技術】従来の塗布ヘッドとしては、ダイコート
ヘッドやカーテンコートヘッド等に見られるようにある
一定の液吐出スリットから加圧された液を押し出してコ
ーティングする方式であった。図4(A)は従来の塗布
ヘッドと基板の全体斜視図、図4(B)は図4(A)の
塗布ヘッドの長手方向に中央部を紙面と平行な面で切っ
た断面図、図4(C)は図4(B)のC−C線に沿う断
面図、図4(D)は塗布状態を説明するための図であ
る。
【0003】図4(A)において、基板1の下面には塗
布ヘッド2が設置され、基板1と塗布装置2は図示矢印
P方向に相対移動される。塗布ヘッド2には塗布液供給
管3が取り付けられている。
【0004】図4(B)及び図4(C)に示すように、
塗布ヘッド2は、下部中央に形成された液供給口5と、
この液供給口5に連設された第1のチャンバ6と、第1
のチャンバ6に連設され、第1のチャンバ6よりも狭幅
の第2のチャンバ7と、第2のチャンバ7に連設され、
第2のチャンバ7よりも更に狭幅の液吐出スリット8を
備えている。さらに、第1のチャンバ6の下面及び上面
は、液供給口5から左右上方に向けて傾斜する平行な傾
斜面6a、6bとされ、第2のチャンバー7の上面は水
平面7aとされている。
【0005】上記構成からなる塗布ヘッド2において
は、塗布液は、液供給口5から第1のチャンバ6、第2
のチャンバ7を経て液吐出スリット8から押し出され
る。このとき、第1のチャンバ6の下面及び上面が傾斜
面6a、6bとされ、第2のチャンバ7の上面は水平面
7aとされ、かつ、第1のチャンバ6、第2のチャンバ
7及び液吐出スリット8に向けて順次狭幅になるように
形成しているので、塗布液の圧力損失は、液供給口5か
ら液吐出スリット8の左右全面において均等になり、図
4(B)の矢印に示すように、塗布液を液吐出スリット
8の全面から均一に押し出すことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
塗布ヘッドにおいては、塗布液を液吐出スリット8の全
面から均一に押し出すようにするために、第1および第
2のチャンバ6、7の形状は、塗布液の粘度、レオロジ
ー特性及び供給レート(流量)等により最適な形状にな
るように設計、製作される。
【0007】しかしながら、塗布ヘッド2の内部の第1
のチャンバ6の傾斜面6a、6b、第2のチャンバ7の
水平面7aおよび液吐出スリット8の高精度の加工には
制約があり、また、異なる塗布液での塗布ヘッドの共有
化が困難であるという問題を有している。さらに、プロ
セス的な吐出量、レート、圧力の変動により、常に最適
な内部形状で使用できることはなく、そのため吐出量の
バラツキが生じるという問題を有している。
【0008】また、この塗布ヘッドを用いて間欠塗工
(1回の片道工程で塗布を完了する塗工)を行うと、特
に高粘度材料で図4(D)に示すように、塗りの途中か
ら終わりにかけて塗布ムラMが発生してしまう。これは
高粘度材料では中央部の供給口Qから急激に左右に流れ
が変化し、中央部の流量が少なくなるためと考えられ
る。
【0009】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、吐出量のバラツキ、変動を抑え、塗布品質を
向上させることができる塗布ヘッドを提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の請求
項1記載の塗布ヘッドは、塗布ヘッド9の底部に形成さ
れた液供給口13と、該液供給口に連設されるとともに
長手方向端部に向けて傾斜するように延設された第1の
チャンバ14と、該第1のチャンバに連設され、第1の
チャンバよりも狭幅の第2のチャンバ15と、該第2の
チャンバに連設され、第2のチャンバよりも更に狭幅の
液吐出スリット12と、該液吐出スリットの途中に水平
方向に形成された第3のチャンバ17とを備えたことを
特徴とし、また、請求項2記載の発明は、塗布ヘッド9
の底部に形成された液溜まり部11と、該液溜まり部1
1に連通され大気に開口された液吐出スリット12と、
該液吐出スリットに間隔をおいて平行に形成され、一端
が液供給口13に連通され他端が前記液溜まり部11に
連通された液供給路とを備え、前記液供給路は、前記液
供給口に連通されるとともに長手方向端部に向けて傾斜
するように延設された第1のチャンバ14と、該第1の
チャンバに連設され第1のチャンバよりも狭幅の第2の
チャンバ15と、該第2のチャンバに一端が連設される
とともに他端が前記液溜まり部11に連通され、第2の
チャンバよりも更に狭幅のスリット16からなることを
特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、本発明
の理解を容易にするために図面と対比させるものであ
り、これにより本発明の構成が何ら限定されるものでは
ない。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は、本発明の塗布ヘッドの
1実施形態を示し、図1(A)は塗布ヘッドと基板の全
体斜視図、図1(B)は図1(A)の塗布ヘッドの中央
部を紙面と垂直な面で切った断面図、図1(C)は図1
(B)のC−C線に沿う断面図である。
【0012】図1(A)において、基板1の下面には塗
布ヘッド9が設置され、基板1と塗布ヘッド9は図示矢
印P方向に相対移動される。塗布ヘッド9の側面上部に
は塗布液供給管10が取り付けられている。
【0013】図1(B)及び図1(C)に示すように、
塗布ヘッド9の底部には液溜まり部11が形成され、液
溜まり部11には、大気に開口される液吐出スリット1
2が連通、形成されるとともに、この液吐出スリット1
2と間隔をおいて液供給路14、15、16が連通形成
される。塗布ヘッド9の中央側面上部には、液吐出スリ
ット12に対して液供給口13が形成され、この液供給
口13に連通されるとともに長手方向端部に向けて液供
給口13から遠ざかるように傾斜して第1のチャンバ1
4が形成され、第1のチャンバ14に連設され、第1の
チャンバ14よりも狭幅の第2のチャンバ15が形成さ
れ、第2のチャンバ15と液溜まり部11に接続され、
第2のチャンバ15よりも更に狭幅のスリット16が形
成されている。さらに、第1のチャンバ14の下面及び
上面は、液供給口13からスリット16に向けて傾斜す
る平行な傾斜面14aとし、第2のチャンバー15のス
リット16側の面は水平面15aとしている。ここで、
液供給路14、15、16の厚みおよび高さは、塗布液
の粘度、レオロジー特性等により、圧力損失が均等にな
るように決定されるが、液供給路の合計高さは、中央部
で50〜60mm、端部で20〜30mmとするのが好
ましい。
【0014】上記構成からなる塗布ヘッド9において
は、塗布液は、液供給口13から第1のチャンバ14、
第2のチャンバ15、スリット16及び液溜まり部11
を経て液吐出スリット12から押し出される。このと
き、第1のチャンバ14の下面及び上面が傾斜面14a
とし、第2のチャンバ15の液吐出スリット16側の面
は水平面15aとし、かつ、第1のチャンバ14、第2
のチャンバ15及び液吐出スリット16に向けて順次狭
幅になるように形成しているので、塗布液の圧力損失
は、液吐出スリット16の出口では液供給口13から左
右側端部に向けて均等になって、液溜まり部11に供給
され、この液溜まり部で圧力変動が吸収され、液溜まり
部11内の塗布液を液吐出スリット12の全面から均一
に押し出すことができる。
【0015】図2は、前記実施形態の変形例を示し、図
2(A)は図1(C)と同様の断面図、図2(B)は図
2(A)のB−B線に沿う断面図である。なお、以下の
説明では、図1の実施形態と同一の構成には同一番号を
付して説明を省略する。図1の実施形態では液溜まり部
11および第1のチャンバ14を断面矩形状としている
が、本変形例では液溜まり部11および第1のチャンバ
14を断面略半円状とした点が相違している。
【0016】図3は、本発明の塗布ヘッドの他の実施形
態を示し、図3(A)は塗布ヘッドと基板の全体斜視
図、図3(B)は図3(A)の塗布ヘッドの中央部を紙
面と垂直な面で切った断面図、図3(C)は図3(B)
のC−C線に沿う断面図である。
【0017】塗布ヘッド9は、下部中央に形成された液
供給口13と、この液供給口13に連設された第1のチ
ャンバ14と、第1のチャンバ14に連設され、第1の
チャンバ14よりも狭幅の第2のチャンバ15と、第2
のチャンバ15に連設され、第2のチャンバ15よりも
更に狭幅の液吐出スリット12と、液吐出スリット12
の途中に水平方向に延びる第3のチャンバ17を備えて
いる。さらに、第1のチャンバ14の下面及び上面は、
液供給口13から左右上方に向けて傾斜する平行な傾斜
面14aとされ、第2のチャンバー15の上面は水平面
15aとされている。本実施形態においては、第3のチ
ャンバ17で1回の塗工に必要な全量をまかなうように
している。
【0018】上記構成からなる塗布ヘッド9において
は、塗布液は、液供給口13から第1のチャンバ14、
第2のチャンバ15、第3のチャンバ17を経て液吐出
スリット12から押し出される。このとき、第1のチャ
ンバ14の下面及び上面が傾斜面14aとし、第2のチ
ャンバ15の液吐出スリット16側の面は水平面15a
とし、かつ、第1のチャンバ14、第2のチャンバ15
及び液吐出スリット12に向けて順次狭幅になるように
形成しているので、塗布液の圧力損失は、液吐出スリッ
ト12の出口Qでは液供給口13から左右側端部に向け
て均等になって、第3のチャンバ17に供給され、この
第3のチャンバ17で圧力変動が吸収され、塗布液を液
吐出スリット12の全面から均一に押し出すことができ
る。
【0019】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実
施形態においては、基板の下面に塗布ヘッドを設置し基
板の下面に塗布するようにしているが、基板の上面に塗
布ヘッドを設置し基板の上面に塗布するようにしてもよ
い。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、液吐出スリットの途中にチャンバを設けるか、
または塗布ヘッドの底部に液溜まり部を形成したため、
塗布量を十分に確保し圧力変動を吸収することができ、
吐出量のバラツキ、変動を抑え、塗布品質を向上させる
ことができる。また、請求項2記載の発明によれば、塗
布液の通路を液溜まり部を境に対向させるようにしてい
るので、液吐出スリットの長さを十分に確保することが
でき、流れの影響を少なくし押し出す形で吐き出すた
め、吐出精度が良くなり塗布品質を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の塗布ヘッドの1実施形態を示し、図1
(A)は塗布ヘッドと基板の全体斜視図、図1(B)は
図1(A)の塗布ヘッドの中央部を紙面と垂直な面で切
った断面図、図1(C)は図1(B)のC−C線に沿う
断面図である。
【図2】図1の実施形態の変形例を示し、図2(A)は
図1(C)と同様の断面図、図2(B)は図2(A)の
B−B線に沿う断面図である。
【図3】本発明の塗布ヘッドの他の実施形態を示し、図
3(A)は塗布ヘッドと基板の全体斜視図、図3(B)
は図3(A)の塗布ヘッドの中央部を紙面と垂直な面で
切った断面図、図3(C)は図3(B)のC−C線に沿
う断面図である。
【図4】図4(A)は従来の塗布ヘッドと基板の全体斜
視図、図4(B)は図4(A)の塗布ヘッドの長手方向
に中央部を紙面と平行な面で切った断面図、図4(C)
は図4(B)のC−C線に沿う断面図、図4(D)は塗
布状態を説明するための図である。
【符号の説明】
9…塗布ヘッド 11…液溜まり部 12…液吐出スリット 13…液供給口 14…第1のチャンバ 15…第2のチャンバ 16…スリット 17…第3のチャンバ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塗布ヘッドの底部に形成された液供給口
    と、該液供給口に連設されるとともに長手方向端部に向
    けて傾斜するように延設された第1のチャンバと、該第
    1のチャンバに連設され、第1のチャンバよりも狭幅の
    第2のチャンバと、該第2のチャンバに連設され、第2
    のチャンバよりも更に狭幅の液吐出スリットと、該液吐
    出スリットの途中に水平方向に形成された第3のチャン
    バとを備えたことを特徴とする塗布ヘッド。
  2. 【請求項2】塗布ヘッドの底部に形成された液溜まり部
    と、該液溜まり部に連通され大気に開口された液吐出ス
    リットと、該液吐出スリットに間隔をおいて平行に形成
    され、一端が液供給口に連通され他端が前記液溜まり部
    に連通された液供給路とを備え、前記液供給路は、前記
    液供給口に連通されるとともに長手方向端部に向けて傾
    斜するように延設された第1のチャンバと、該第1のチ
    ャンバに連設され第1のチャンバよりも狭幅の第2のチ
    ャンバと、該第2のチャンバに一端が連設されるととも
    に他端が前記液溜まり部に連通され、第2のチャンバよ
    りも更に狭幅のスリットからなることを特徴とする塗布
    ヘッド。
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