JP2003290686A - 液体塗布方法及び装置 - Google Patents
液体塗布方法及び装置Info
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Abstract
向膜ワニスの使用量が多い,凸版からのコンタミ混入,
多品種対応に時間が掛かりすぎるなどの課題がある。ま
た、インクジェット印刷方法は高価であり、配向膜ワニ
スのように表面張力・粘度が限定されている液体が吐出
口から液ダレする課題もある。 【解決手段】吐出口を複数有する液体吐出ヘッドの吐出
口の二つ以上からの液体噴出を吐出駆動素子の一つで制
御し、また、吐出口の形状または大きさが二種類以上か
ら構成されている液体吐出ヘッドにおいて、口径の異な
る吐出口を組み合わせたり、ヘッド端部にヘッド中央部
より小さい口径の吐出口を設けることを特徴とする。
Description
の限定された領域に液体の塗布する方法及び装置に関
し、特に液晶表示装置のガラス基板上の限定された領域
に配向膜ワニス等の液体を塗布するのに好適な液体塗布
方法及び塗布装置に関する。
ス基板上の限定された領域に配向膜ワニス等の液体を塗
布または印刷する方法及び装置として下記に示すいくつ
かの方法及び装置が知られている。
クスロール3,液体吐出口2,版胴4を有して構成され
る凸版印刷装置を示す。版胴に固定された樹脂製の凸版
5から、基板搬送装置7に固定されたガラス基板6に配
向膜ワニスを塗布することで液晶表示装置のガラス基板
の限定された領域に廃校幕ワニス等の液体を塗布又は印
刷することができる。
には、回転台に水平に固定されたガラス基板の中央部
に、液体吐出口から配向膜ワニスを滴下した後、基板を
回転させ、配向膜ワニスを塗布するスピンコート塗布方
法及び装置が開示されている。
号公報には、搬送台に水平に固定されたガラス基板上
に、液体吐出口から配向膜ワニスを噴霧して、ガラス基
板に配向膜ワニスを塗布するスプレイ塗布方法及び装置
が開示されている。
報には、インクジェットヘッドを用いて、搬送されたガ
ラス基板に配向膜ワニスを塗布するインクジェット印刷
方法及び装置が開示されている。
刷方法及び装置は、配向膜ワニスの塗布方法としては生
産性が高いことから最も良く用いられている方法である
が、同時に多くの問題点も抱えている。
問題点を有する。これは配向膜ワニスを凸版以外、例え
ばアニックスロール,ドクターロールにも配向膜ワニス
を塗布する必要があるためである。第二に液晶表示装置
の歩留まり低下という問題点を有する。これは凸版によ
る接触塗布であるため、凸版からのコンタミ混入による
ものが大きい。第三に多品種対応に時間が掛かりすぎる
という問題点を有する。ガラス基板上の塗布領域の大き
さが替わった場合、凸版そのものを替える必要があるた
めである。
るため、凸版印刷でのコンタミ混入等を回避できる。し
かし、大きなガラス基板では生産性が低いという問題を
抱えており、量産適用には向いていない塗布方法及び装
置である。また、ガラス基板上の限定された領域全面に
塗布するにはマスクが必要であり、そのため不必要な配
向膜ワニスを使用せざるを得ず、配向膜ワニスの使用量
が大きくなるという問題点においても課題がある。ま
た、マスクを用いない場合は、ワニスがガラス基板の裏
側に回りこむ欠点もある。
接触塗布であるため、凸版印刷でのコンタミ混入等を回
避できる利点がある。しかしこの場合も、ガラス基板上
の限定された領域全面に塗布するにはマスクが必要であ
り、そのため不必要な配向膜ワニスを使用せざるを得な
いという問題点を有する。
イ塗布及びスピンコート塗布同様、非接触塗布であるた
め、凸版印刷でのコンタミ混入等を回避できるという利
点を有する。また、配向膜ワニスも必要量しか使用しな
いため凸版印刷よりもコストの低減が可能であるという
利点も有する。さらに、ガラス基板上の限定された領域
全面の大きさが替わった場合、配向膜ワニスの噴出パタ
ーンを変更するだけでよく、凸版印刷よりもより短時間
で多品種対応が可能であるという利点も有する。
塗布はこれら利点を有する反面、配向膜ワニスの塗布と
いう観点からはいまだ多くの問題点を抱えていると言わ
ざるを得ない。
つに対してピエゾ素子等の吐出駆動素子一つが対応する
ためコスト高となり、さらに流路・制御回路が複雑であ
るため吐出時間が制限され、量産性に向いていないとい
う問題がある。第二に、配向膜ワニスのように表面張力
・粘度が限定されている液体が吐出口から液ダレする問
題もある。第三に、吐出口の形状が一種類であるため、
ガラス基板上の限定された領域全面に塗布した場合、塗
布領域内および端部において塗布が荒くなる欠点を有し
ている。また、静電気による液滴飛翔方向が変わって、
限定された領域全面の枠外に塗布されてしまう欠点もあ
る。
めに、配向ワニスなどの液体の塗布方法及び塗布装置に
関して鋭意検討した結果、上記課題を解決し、コンタミ
混入回避,コスト低減,多品種対応が可能であり、限定
された領域に塗布した場合も端部においても精度よく塗
布でき、さらに生産性が高い塗布方法及び塗布装置を見
出し、本発明に至った。
18の液体塗布方法及び装置は、液体が噴出する吐出口
を複数有する液体吐出ヘッドの吐出口の二つ以上からの
液体噴出を吐出駆動素子の一つで駆動することを特徴と
する。この構成により、コスト低減が可能となり、さら
に流路・制御回路が単純化されるため吐出時間が短縮さ
れ、凸版印刷並の高い生産性の液体塗布方法及び装置と
なる。
9,20,21の液体塗布方法及び装置は、インクジェ
ット印刷方式及び装置においてピエゾ素子を用いた場合
の欠点である液ダレを回避できる。また、液体吐出ヘッ
ド内における気泡発生による脈流や送液遮断を防止する
ことができる。
23の液体方法及び塗布装置は、インクジェット印刷方
式及び装置においてピエゾ素子を用いた場合の欠点であ
る静電気による液滴飛翔方向のズレを回避できる。
塗布方法及び装置は、液体貯蔵容器に連結した供給管と
液体吐出ヘッドにおける気泡発生による脈流や送液遮断
を防止することができる。
方法及び塗布装置は、液体吐出ヘッドを液体の温度を任
意に変更できるため、液体の粘度を調節でき液体吐出ヘ
ッドの液ダレを回避できる。また、液体の噴出も容易に
する。
体塗布方法及び装置は、液体中の水分による塗布膜の劣
化を防止し、さらに劣化しやすい液体の寿命を延ばすこ
とができる。
体塗布方法及び装置は、液体貯蔵容器に液体劣化防止手
段により、液体の劣化による粘度変化並びに液体交換へ
の対応を容易にすることが可能である。
よび請求項28,29,30,31の液体方法及び塗布
装置は、吐出口の大きさが二種類以上から構成されてい
る液体吐出ヘッドにおいて、ヘッド端部にヘッド中央部
より小さい口径の吐出口を具備することにより、インク
ジェット印刷方式に見られる欠点であるガラス基板上
の、塗布領域内及び塗布領域端部において精度よく塗布
することが可能となる。また、吐出口の形状または大き
さが二種類以上から構成されている液体吐出ヘッドにお
いて、大きさの異なる吐出口の組み合わせや配置によ
り、吐出面積を広くすることが可能で、液体噴出速度の
向上により、生産性に優れた液体方法及び塗布装置とな
る。
体塗布方法及び装置は、大気中の水分による塗布膜の劣
化を防止することができる。
および装置の実施形態について図面を参照して詳細に説
明する。
び塗布装置について、図1,図4,図6,図7,図8,
図9を用いて説明する。実施例1では配向膜ワニスを液
体として塗布する。
を説明する図である。
を噴出する吐出口を複数有する液体吐出ヘッド9と、吐
出口からの配向膜ワニス噴出を駆動する吐出駆動素子を
制御する吐出駆動制御装置11と、配向膜ワニスを貯蔵
する液体貯蔵容器8と、前記液体貯蔵容器8と液体吐出
ヘッド9を連結する液体供給管10と、基板搬送装置7
を用いてガラス基板6を搬送する手段とを備えている。
なお、図1には示してはいないが、装置全体は湿度60
%,温度25度に保たれた容器内に設置されている。
され、液体供給管10を通り、液体吐出ヘッド9に送ら
れる。吐出駆動制御装置11による吐出駆動素子のコン
トロールにより液体吐出ヘッド9から配向膜ワニスを噴
出し、基板搬送装置7で搬送されるガラス基板6の上の
塗布領域に塗布する。
分の断面図である。
よび塗布装置について説明する。とくに液体吐出ヘッド
9の吐出口からの配向膜ワニス噴出を駆動する方法およ
び装置について説明する。本実施例の液体吐出ヘッド9
は吐出口16からの配向膜ワニス噴出を駆動する吐出駆
動素子として電磁弁開閉装置18を備えている。液体供
給管10から供給される配向膜ワニス17は液体供給口
14を通して液体吐出ヘッド9に注入されている。液体
貯蔵容器8の内部を加圧し、開閉弁15を開放すれば、
吐出口16から配向膜ワニスが噴出することになる。反
対に、開閉弁15を閉じれば吐出口16から配向膜ワニ
スの噴出が停止することになる。図4に示しているよう
に、25個の吐出口16からの配向膜ワニス噴出を一つ
の電磁弁開閉装置18で駆動できるようになっている。
なお図4には3個の吐出口16しか示していないが、こ
れ以外に22個の吐出口がある。本実施例のように、一
つの電磁弁開閉装置18で二つ以上の吐出口16からの
配向膜ワニス噴出を駆動すれば、インクジェットヘッド
などと比較して非常に簡便な構造になり、装置コストが
低減できる。電磁弁開閉装置18の開閉制御は吐出駆動
制御装置11により行われ、ガラス基板上の限定された
領域任意に塗布することができるようになっている(例
えば図9の配向膜ワニス17のような限定された領域に
塗布することができる)。本実施例では電磁弁開閉装置
により開閉弁15の開閉の制御を行っているが、サーボ
モータなど機械的に開閉制御しても同様な効果が得られ
る。また、開閉弁は剛直な構造でなく、ベローズなどフ
レキシブルな構造でも同様な効果が得られる。
体噴出面から見た図であり、図7は図6の一部を拡大し
た図である。
180mm、幅Wは0.5mm に相当し、図7においてピエ
ゾ素子が制御できる吐出口のユニットの長さL1は1mm
に相当する。即ち、吐出駆動素子である電磁弁開閉装置
18はピエゾ素子が制御できる吐出口のユニット1個あ
たりに一つ設置されているため、合計180個備えられ
ていることとなる。
図であるが、図7の25個の吐出口は16個の小さな吐
出口A(内径40μm)20と9個の大きな吐出口B
(内径80μm)21とを有して構成される。小さな吐
出口Aと大きな吐出口B21とは相互に配置された構成
となっている。つまり、大きさが二つ以上異なる吐出口
を液体吐出ヘッド9に設け、小さな吐出口Aと大きな吐
出口Bとを相互に配置することで吐出面積を増加するこ
とができる。これは噴出される液体の量がインクジェッ
トヘッドなど比較して顕著に増加し、塗布速度の向上が
可能となることを意味する。また、小さな吐出口を液体
吐出口ヘッドの単位要素の端部に配置することで、ガラ
ス基板上の塗布領域端部において精度よく塗布すること
が可能となる(例えば図9で示すようなガラス基板上の
限定された塗布領域の領域端部において精度良く塗布す
ることができるようになっている)。また、吐出口の形
状であるが、本実施例の円以外の形状、例えば三角形,
四角形,楕円などでも可能であり、吐出口の面積を異な
らせることで同様な効果を得ることができる(なお、図
14には三角形と円の組合せの配置の例を示す)。さら
に、吐出口の個数,比率,配置についても、小さな吐出
口Aと大きな吐出口Bとを設ける限りにおいて調整可能
であり、同様な効果を得ることができる。なお、図7の
配置は基板搬送方向と垂直な方向に小さな吐出口のライ
ンを4本、大きな吐出口のラインを3本配置し、小さな
吐出口と大きな吐出口が最近接となる配置である。した
がって、それらを結ぶ方向は基板搬送方向に対して約4
5度となっており、塗布領域内のピンホール発生を防ぐ
効果を得ることができる。
図を示す。
ルブ22,圧力調整口23,液体循環管24,フィルタ
25,液体送出管27が設けられている。配向膜ワニス
17は、バルブ22を閉じた状態で液体吐出ヘッド9か
らフィルタ25を通して液体貯蔵容器8に貯蔵される。
そして必要量を貯蔵後、配向膜ワニス17を液体循環管
24によって循環させながら圧力調整口23により減圧
して配向膜ワニス17中に溶存しているガスや水分を取
り除く。溶存ガスなどを除去した後、圧力調整口23か
ら窒素ガスを供給し、加圧状態にする。この状態でバル
ブ22を開放すると、配向膜ワニス17は図1の液体供
給管10と連結された液体送出管27に送られることと
なる。なお経時変化により配向膜ワニス17が劣化物を
発生させた場合又は配向膜ワニス中に異物が混入した場
合は、液体循環管24およびフィルタ25を用いて、配
向膜ワニス17を循環させ、劣化物や異物を取り除くこ
とができる。
ミン誘導体としてp−フェニレンジアミン,カルボン酸
誘導体としてピロメリット酸二無水物、溶媒としてN−
メチル−2−ピロリドンを用いた組合せの混合液体であ
る。この配向膜ワニスの表面張力は35dyne/cm、粘度
は20cPであるが、これらの値にとくに限定されるも
のではない。配向膜ワニスとして本実施例以外の組合せ
でも同様な効果が得られる。たとえば、ジアミン誘導体
としてm−フェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル、3,3′−ジアミノジフェニルエー
テル、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′
−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフ
ェニルプロパン、3,3′−ジアミノジフェニルプロパ
ン、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′
−ジアミノジフェニルスルホン、1,5−ジアミノナフ
タレン、2,6−ジアミノナフタレン、4,4′−ジア
ミノターフェニル、1,1−メタキシリレンジアミン、
1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソフタル酸ジヒド
ラジド、セバシン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジ
ド、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニ
ルメタン、3,3′−ジブチル−4,4′−ジアミノジ
フェニルメタン、3,3′−ジブトキシ−4,4′−ジ
アミノジフェニルメタン、2,4−ジアミノ−1−オク
チルベンゼン、2,4−ジアミノ−1−オクチルオキシ
ベンゼン、2,4−ジアミノ−1−メトキシメチレンベ
ンゼン、2,4−ジアミノ−1−ブトキシメチレンベン
ゼン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェ
ニルエーテル、1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジ
アミノオクタン、1,10−ジアミノデカン、1,12
−ジアミノドデカン、2,2−ビス〔4−(p−アミノ
フェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−
(p−アミノフェノキシ)フェニル〕ブタン、2,2−
ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕ペンタ
ン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕ヘキサン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕オクタン、2,2−ビス〔4−(p
−アミノフェノキシ)フェニル〕デカン、2,2−ビス
〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕トリデカ
ン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕ペンタデカン、2,2−ビス〔4−(p−アミノ
フェノキシ)フェニル〕メタン、2,2−ビス〔4−
(p−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、2,2
−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕ケト
ン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕ビフェニル、2,2−ビス〔4−(p−アミノフ
ェノキシ)フェニル〕シクロヘキサン、2,2−ビス
〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕メチルシク
ロヘキサン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキ
シ)フェニル〕プロピルシクロヘキサン、ビス〔4−
(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕プロパン、
ビス〔4−(m−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕
プロパン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安
息香酸〕ペンタン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイル
オキシ)安息香酸〕オクタン、ビス〔4−(p−アミノ
ベンゾイルオキシ)安息香酸〕エタン、ビス〔4−(p
−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕デカン、ビス
〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕シク
ロヘキサン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキ
シ)安息香酸〕メチルシクロヘキサン、ビス〔4−(p
−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕メタン、ビス
〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕ブタ
ン、ビス〔4−(m−アミノベンゾイルオキシ)安息香
酸〕ブタン、ビス〔4−(p−アミノメチルベンゾイル
オキシ)安息香酸〕プロパン、ビス〔4−(p−アミノ
エチルベンゾイルオキシ)安息香酸〕プロパン、ビス
〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕オク
タデカン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)
安息香酸〕ヘプタン、ビス(p−アミノベンゾイルオキ
シ)プロパン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)メ
タン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)エタン、ビ
ス(p−アミノベンゾイルオキシ)ブタン、ビス(p−
アミノベンゾイルオキシ)ペンタン、ビス(p−アミノ
ベンゾイルオキシ)ヘキサン、ビス(p−アミノベンゾ
イルオキシ)ヘプタン、ビス(p−アミノベンゾイルオ
キシ)オクタン、ビス(p−アミベンゾイルオキシ)ノ
ナン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)デカン、ビ
ス(p−アミノベンゾイルオキシ)ドデカン、ビス(p
−アミノベンゾイルオキシ)ドデカン、ビス(p−アミ
ノベンゾイルオキシ)テトラデカン、ビス(p−アミノ
ベンゾイルオキシ)オクタデカン、2,2−ビス〔4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプ
ロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)
フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4
−(2−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニ
ル〕ヘキサフルオロプロパン、p−ビス(4−アミノ−
2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,
4′−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェ
ノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(4−アミノ−2
−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホ
ン、ジアミノシロキサンなどが挙げられる。
ト酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−
ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、3,
3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸
二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテ
トラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレン
テトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフ
ェニルプロパンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビ
ス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニ
ル〕プロパンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス
〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕
ヘキサフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物、
2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキ
シ)フェニル〕オクチルテトラカルボン酸二無水物、
2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシベンゾイル
オキシ)フェニル〕プロパンテトラカルボン酸二無水
物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシベンゾ
イルオキシ)フェニル〕トリデカンテトラカルボン酸二
無水物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフ
ェノキシ)フェニル〕トリデカンテトラカルボン酸二無
水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シク
ロブタンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカル
ボン酸二無水物、1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸クロライド、
4,4′ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4′ジ
フェニルエーテルジカルボン酸クロライド、4,4′ジ
フェニルメタンジカルボン酸、4,4′ジフェニルメタ
ンジカルボン酸クロライド、イソフタル酸、イソフタル
酸クロライド、アジピン酸、アジピン酸クロライド、ス
テアリン酸、ステアリン酸クロライドなどが挙げられ
る。
チルアセトアミド,ジメチルスルホキサイド,スルフォ
ラン,ブチルラクトン,クレゾール,フェノール,シク
ロヘキサノン,ジオキサン,テトラヒドロフラン,ブチ
ルセルソルブ,ブチルセルソルブアセテ−ト,アセトフ
ェノンなどを用いることができる。
1参照)。
0mm(長辺側)×200mm(短辺側)で、厚みが1mmであ
る。基板搬送装置7の搬送速度は250mm/秒である。
液体吐出ヘッド9とガラス基板6のギャップは1mmにな
るように設計されている。吐出駆動制御装置11による
液体吐出ヘッド9からの配向膜ワニスの吐出周期は50
0Hzである。そして本実施例が目指す塗布領域の形状
は図9に例示する形状である。ガラス基板の送り方向は
長辺側であり、短辺側から15mmのところより塗布を開
始する。塗布開始より1秒後に吐出を終了すると、塗布
領域の塗布幅GWは180mmであって、塗布長さGLは
250mmとなる。配向膜ワニスは高分子材料を有機溶媒
で希釈した材料であり、塗布後に有機溶媒だけが揮発す
る。本実施例では、湿度60%,温度25度に保たれた
容器内で塗布を実施しているため、揮発による白濁は観
測されなかった。また、乾燥後に塗布領域の端部を観察
したところ、±0.1mm 程度の誤差の範囲内であった。
もちろん塗布領域にはピンホールも観察されなかった。
これらの結果より、大きさの異なる吐出口を設け、端部
に小さな吐出口を設けた効果を確認した。
布する実施例の液体塗布方法および塗布装置について、
図3,図5,図6,図8,図10,図11を用いて説明
する。
出する吐出口を複数有する液体吐出ヘッド9と、吐出口
からの配向膜ワニス噴出を駆動する吐出駆動素子を制御
する吐出駆動制御装置11と、配向膜ワニスを貯蔵する
液体貯蔵容器8と、前記液体貯蔵容器8と液体吐出ヘッ
ド9を連結する液体供給管10と、液体吐出ヘッド9お
よび基板搬送装置7に対する電気的コンタクトとしての
アース12と、液体供給管10に付設された脱泡装置1
3と、基板搬送装置7を用いてガラス基板6を搬送する
手段とを備えている。図3には示してはいないが、液体
吐出ヘッド9には調温装置が設置され、吐出駆動制御装
置11で制御することができる。
ついて説明する。
され、液体供給管10を通り、脱泡され液体吐出ヘッド
9に送られる。吐出駆動制御装置11によるコントロー
ルにより液体吐出ヘッド9から一定温度に保たれた配向
膜ワニスを噴出し、基板搬送装置7で搬送されるガラス
基板6の上の塗布領域に塗布する。
部分の断面図を示す。
からの配向膜ワニス噴出を駆動する吐出駆動素子として
ピエゾ素子19を備えている。液体供給管10から供給
される配向膜ワニス17は液体供給口14を通して液体
吐出ヘッド9に注入されている。液体塗布装置は、液体
貯蔵容器8内の圧力を制御し、また吐出駆動制御装置1
1によりピエゾ素子19を制御して、吐出口16から配
向膜ワニスを噴出させる。図5の液体吐出ヘッド9は、
図7で例示するように28個の吐出口16からの配向膜
ワニス噴出を一つのピエゾ素子19で駆動できるように
なっている。図5の液体吐出ヘッド9の断面図には各7
個の吐出口16しか示していないが、これ以外に21個
の吐出口がある。この実施例のように、一つのピエゾ素
子19で二つ以上の吐出口16からの配向膜ワニス噴出
を駆動すれば、インクジェットヘッドなど比較して非常
に簡便な構造になり、装置コストが低減できる。ピエゾ
素子19の吐出制御は吐出駆動制御装置11により行わ
れ、図10に示したように、ガラス基板上の限定された
領域全面に任意に塗布することができるようになってい
る。
体噴出面から見た図であり、図11は図6に示す液体吐
出ヘッド9の一部を拡大した図である。図6において長
さLは180mm、幅Wは0.5mm である。一つのピエゾ
素子が制御できる吐出口のユニットの長さはL1であ
り、1.0mm である。したがって、ピエゾ素子は180
個備えられている。図11に示したように、一つのピエ
ゾ素子が制御できる吐出口のユニットは28個の小さな
吐出口A(内径40μm)20から構成される。また、
液体噴出面の表面には撥水処理を施し、液ダレを防止し
てある。これとは反対に、液体吐出ヘッド9の内部は送
液を容易にするため親水処理してある。この実施例のよ
うに、基板の搬送方向に対して垂直方向に7個からなる
吐出口のラインが4本ある。また、一本目と二本目のラ
インをずらし、吐出口が最充填する配置にしてある。こ
れにより噴出される液体の量がインクジェットヘッドな
ど比較して顕著に増加し、塗布速度を向上させることが
可能となる。また、この実施例のように、小さな吐出口
Aを全面に設けることにより、ガラス基板上の塗布領域
端部において精度よく塗布することが可能となる。具体
例としては、図10に示したように、ガラス基板上の限
定された塗布領域の領域端部において精度良く塗布する
ことができるようになっている。吐出口の形状である
が、本実施例の円以外の形状、例えば三角形,四角形,
楕円などでもかまわない。図11に示してあるように、
7個からなる吐出口のラインがずれているため、最近接
の吐出口を結ぶ方向は搬送方向に対して約30度であ
る。これにより、塗布領域内のピンホール発生を防ぐ効
果が得られる。同様の効果は図12に示したように、三
本のラインをずらしても得られる。また、図13のよう
に、7個からなる吐出口のラインを搬送方向に対して平
行にならないように、傾けることでも同様の効果が得ら
れる。
図である。
ルブ22と、圧力調整口23と、液体循環管24と、フ
ィルタ25と、液体送出管27と、が設けられている。
実施例1における液体貯蔵容器と構成は同じであるが、
ピエゾ素子を用いているため工程が若干異なる。バルブ
22を閉じた状態で、配向膜ワニス17は液体吐出ヘッ
ド9からフィルタ25を通して液体貯蔵容器8に貯蔵す
る。必要量を貯蔵後、圧力調整口23から真空引きして
若干負圧状態にしておく。これは液体吐出ヘッド9から
の液ダレを防止するためである。本実施例では溶存ガス
を取り除くため、配向膜ワニスを減圧しておく必要はな
い。これは液体供給管10に付設された脱泡装置13を
通る過程で達成される。この状態でバルブ22を開放す
ると、配向膜ワニス17は図3の液体供給管10と連結
された液体供給管10に送られる。配向膜ワニス17が
経時変化により劣化物を発生させた場合または配向膜ワ
ニス17に異物が混入した場合は、液体循環管24およ
びフィルタ25を用いて、配向膜ワニス17を循環さ
せ、劣化物や異物を取り除くことができる。
ミン誘導体としてp−フェニレンジアミン,カルボン酸
誘導体としてピロメリット酸二無水物、溶媒としてN−
メチル−2−ピロリドンを用いた組合せの混合液体であ
る。この配向膜ワニスの表面張力は35dyne/cm、粘度
は25cPである。実施形態1より溶媒の比率を低減し
てある。これ以外に、配向膜ワニスとして実施形態1で
例示した液体も使用可能である。
説明する。
0mm(長辺側)×200mm(短辺側)で、厚みが1mmであ
る。基板搬送装置7の搬送速度は75mm/秒である。液
体吐出ヘッド9とガラス基板6のギャップは1mmになる
ように設計されている。吐出駆動制御装置11およびピ
エゾ素子19による液体吐出ヘッド9からの配向膜ワニ
スの吐出周期は150Hzである。液体吐出ヘッド9の
長さ180mmの中央部20mmに付設されているピエゾ素
子19に対して吐出駆動制御装置11により吐出しない
ようにしておく。また、液体吐出ヘッド9を30℃にな
るように制御してある。図10に示したように、送り方
向は長辺側であり、短辺側から12.5mmのところより
塗布を開始する。塗布開始より1秒後に吐出を一旦停止
し、0.2秒後に塗布を開始する。さらに1秒後に吐出を
一旦停止し、0.2 秒後に塗布を開始し、1秒後に終了
する。塗布領域はガラス基板上に6個でき、それぞれの
面積は、塗布幅GW1は80mm、塗布長さGL1は75
mmとなる。塗布領域の間隔の幅GW2は20mm、長さG
L2は15mmとなる。配向膜ワニスは高分子材料を有機
溶媒で希釈した材料であり、塗布後に有機溶媒だけが揮
発する。液体吐出ヘッド9を30℃にしたため、配向膜
ワニスの粘度が実施形態1の配向膜と同程度になる効果
以外に、溶媒の揮発速度を上げる効果も認められた。ま
た、乾燥後に塗布領域の端部を観察したところ、±0.
1mm 程度の乱れが見られるだけであった。また、塗布
領域にはピンホールも観察されなかった。これらの結果
より、小さな吐出口を最充填する配置に設けた効果を確
認した。さらに、電気的コンタクトとしてアースを設け
たことにより、静電気によって液滴飛翔方向が変わり、
限定された領域全面の枠外に塗布されてしまうこともな
かった。
膜ワニスの塗布について述べてあるが、本発明の液体塗
布方法及び塗布装置は配向膜ワニス以外にポリエーテ
ル,ポリエステル,ポリカーボネート,ポリウレタン,
ポリスルホンなどの高分子溶液の塗布にも使用可能であ
る。また、有機溶媒を主とする液体以外に電解質溶液,
コロイド溶液,ミセル溶液,たんぱく質などの生体溶液
などの水溶液並びに水分散溶液にも使用可能である。さ
らに、温度制御が可能なため、加熱により液体となる金
属,液晶などの有機化合物にも使用可能である。
は、ガラス基板の基板への液体の塗布について述べてあ
るが、とくにガラス基板に限定されるものではない。本
発明の塗布方法及び塗布装置はプラスチック,金属,木
材,紙類などを基板とした場合でも使用可能である。た
とえば、木製の壁材へのペンキの塗布などにも使用可能
である。
スト低減,多品種対応が可能となる液体塗布装置若しく
は塗布方法の提供が可能となる。
配向膜ワニス塗布を説明するための概略図である。
塗布を説明するための概略図である。
配向膜ワニス塗布を説明するための概略図である。
を説明するための概略図である。
を説明するための概略図である。
するための概略図である。
するための概略図である。
略図である。
ワニスを説明するための概略図である。
膜ワニスを説明するための概略図である。
明するための概略図である。
明するための概略図である。
明するための概略図である。
明するための概略図である。
ロール、4…版胴、5…凸版、6…ガラス基板、7…基
板搬送装置、8…液体貯蔵容器、9…液体吐出ヘッド、
10…液体供給管、11…吐出駆動制御装置、12…ア
ース、13…脱泡装置、14…液体供給口、15…開閉
弁、16…吐出口、17…配向膜ワニス、18…電磁弁
開閉装置、19…ピエゾ素子、20…吐出口A、21…
吐出口B、22…バルブ、23…圧力調整口、24…液
体循環管、25…フィルタ、26…液体取入れ管、27
…液体送出管。
Claims (32)
- 【請求項1】液体貯蔵容器から供給管を通して供給され
る液体を吐出駆動素子によって液体吐出ヘッドの吐出口
から噴出し、搬送される基板上の限定された領域全面に
液体を塗布する液体塗布方法であって、一つの吐出駆動
素子で二つ以上の吐出口からの液体噴出を駆動すること
を特徴とする液体塗布方法。 - 【請求項2】二つ以上の吐出口からの液体噴出を駆動す
る吐出駆動素子を二つ以上備えていることを特徴とする
請求項1に記載の液体塗布方法。 - 【請求項3】前記吐出駆動素子としてピエゾ素子を用い
て液体を噴出することを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の液体塗布方法。 - 【請求項4】前記液体吐出ヘッドの吐出口が配置されて
いる表面が撥水処理されていることを特徴とする請求項
1から請求項3までのいずれか一項に記載の液体塗布方
法。 - 【請求項5】前記液体吐出ヘッドの内壁表面が親水処理
されていることを特徴とする請求項1から請求項4まで
のいずれか一項に記載の液体塗布方法。 - 【請求項6】前記液体吐出ヘッドおよび基板の静電気を
除去しながら液体を噴出することを特徴とする請求項1
から請求項5までのいずれか一項に記載の液体塗布方
法。 - 【請求項7】前記液体吐出ヘッドおよび基板の静電気を
除去する方法として液体吐出ヘッドおよび基板に対して
電気的コンタクトをとることを特徴とする請求項6に記
載の液体塗布方法。 - 【請求項8】前記液体貯蔵容器または供給管中の液体か
ら溶存気体を除去する工程を具備していることを特徴と
する請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の
液体塗布方法。 - 【請求項9】前記液体吐出ヘッドの温度を調整すること
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項
に記載の液体塗布方法。 - 【請求項10】前記液体貯蔵容器中の液体から脱水する
工程を具備していることを特徴とする請求項1から請求
項5までのいずれか一項に記載の液体塗布方法。 - 【請求項11】前記液体貯蔵容器に貯蔵されている液体
の劣化を防止する工程を設けたことを特徴とする請求項
1から請求項5までのいずれか一項に記載の液体塗布方
法。 - 【請求項12】吐出口の形状が二種類以上から構成され
ている液体吐出ヘッドを用いて、液体を噴出することを
特徴とする請求項1から請求項11までのいずれか一項
に記載の液体塗布方法。 - 【請求項13】吐出口の大きさが二種類以上から構成さ
れている液体吐出ヘッドを用いて、液体を噴出すること
を特徴とする請求項1から請求項11までのいずれか一
項に記載の液体塗布装置。 - 【請求項14】吐出口の大きさが二種類以上から構成さ
れている液体吐出ヘッドにおいて、液体吐出ヘッドの外
側に小さい方の吐出口が配置されていることを特徴とす
る請求項13に記載の液体塗布方法。 - 【請求項15】基板の搬送方向と最近接の二つの吐出口
を結ぶ方向が異なる液体吐出ヘッドを用いて、液体を噴
出することを特徴とする請求項1から請求項14までの
いずれか一項に記載の液体塗布方法。 - 【請求項16】調湿及び調温された容器内において、前
記液体吐出ヘッドの吐出口から基板上に液体を噴出する
ことを特徴とする請求項1または請求項15までのいず
れか一項に記載の液体塗布方法。 - 【請求項17】基板上の限定された領域全面に液体を塗
布する液体塗布装置であって、液体が噴出する吐出口を
複数有する液体吐出ヘッドと、前記吐出口からの液体噴
出を駆動する吐出駆動素子と、前記吐出駆動素子を制御
する吐出駆動制御装置と、前記液体を貯蔵する液体貯蔵
容器と、前記液体貯蔵容器と液体吐出ヘッドを連結する
供給管と、前記基板を搬送する手段とを備えており、一
つの吐出駆動素子で二つ以上の吐出口からの液体噴出を
駆動することを特徴とする液体塗布装置。 - 【請求項18】二つ以上の吐出口からの液体噴出を駆動
する吐出駆動素子を二つ以上備えていることを特徴とす
る請求項17に記載の液体塗布装置。 - 【請求項19】前記吐出駆動素子がピエゾ素子であるこ
とを特徴とする請求項17または請求項18に記載の液
体塗布装置。 - 【請求項20】前記液体吐出ヘッドの吐出口が配置され
ている表面が撥水処理されていることを特徴とする請求
項17から請求項19までのいずれかに記載の液体塗布
装置。 - 【請求項21】前記液体吐出ヘッドの内壁表面が親水処
理されていることを特徴とする請求項17から請求項2
0までのいずれかに記載の液体塗布装置。 - 【請求項22】前記液体吐出ヘッドおよび基板の静電気
を除去する手段を具備していることを特徴とする請求項
17から請求項21までのいずれかに一項に記載の液体
塗布装置。 - 【請求項23】前記液体吐出ヘッドおよび基板の静電気
を除去する手段として、液体吐出ヘッドおよび基板に対
して電気的にコンタクトをとる手段を具備していること
を特徴とする請求項22に記載の液体塗布装置。 - 【請求項24】前記液体貯蔵容器または供給管に脱泡手
段を具備していることを特徴とする請求項17から請求
項21までのいずれか一項に記載の液体塗布装置。 - 【請求項25】前記液体吐出ヘッドの温度を調整する手
段を具備していることを特徴とする請求項17から請求
項21までのいずれか一項に記載の液体塗布装置。 - 【請求項26】前記液体貯蔵容器に脱水機構の手段を具
備していることを特徴とする請求項17から請求項21
までのいずれか一項に記載の液体塗布装置。 - 【請求項27】前記液体貯蔵容器に貯蔵されている液体
の劣化を防止する手段を具備していることを特徴とする
請求項17から請求項21までのいずれか一項に記載の
液体塗布装置。 - 【請求項28】吐出口の形状が二種類以上から構成され
ている液体吐出ヘッドを具備していることを特徴とする
請求項17から請求項26までのいずれか一項に記載の
液体塗布装置。 - 【請求項29】吐出口の大きさが二種類以上から構成さ
れている液体吐出ヘッドを具備していることを特徴とす
る請求項17から請求項26までのいずれか一項に記載
の液体塗布装置。 - 【請求項30】吐出口の大きさが二種類以上から構成さ
れている液体吐出ヘッドにおいて、液体吐出ヘッドの外
側に小さい方の吐出口が配置されている液体吐出ヘッド
を具備していることを特徴とする請求項29に記載の液
体塗布方法。 - 【請求項31】基板の搬送方向と最近接の二つの吐出口
を結ぶ方向が異なる液体吐出ヘッドを具備していること
を特徴とする請求項17から請求項30までのいずれか
一項に記載の液体塗布方法。 - 【請求項32】調湿及び調温された容器内に設置されて
いることを特徴とする請求項17または請求項31まで
のいずれか一項に記載の液体塗布装置。
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