JP2004237171A

JP2004237171A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2004237171A
Application number: JP2003027294A
Authority: JP
Inventors: Taku Iwade; 卓岩出; Masamitsu Yamashita; 雅充山下; Masazumi Imae; 正澄今江; Junichi Uehara; 淳一上原
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】液状物を吐出するスリットダイを、薄板の上部で移動させて、該薄板に液状物を塗布する塗布装置において、直角度を精度良く維持するために、塗布手段の両端部の支持部材の構成をレールの長手方向に沿って長くする必要があり、それに伴って、塗布手段の移動ストロークに加えて支持部材の長さだけレールを長くする必要が生じ、装置全体が大型化するという問題があった。
【解決手段】吐出手段を該テーブルの表面と平行な基準面の両端部に沿ってエアパッドで支持し、レールに沿って移動する２つの駆動手段を、前記吐出手段の両端部で回転自在に接続し、２つの駆動手段がそれぞれ駆動位置を検出する検出手段を備えた。また、吐出手段移動時に２つの駆動手段の移動量の差が小さくなるように制御する制御装置を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラスあるいは樹脂フィルムなどの薄板にレジストなどの薬液を塗布する塗布装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の塗布装置では、スリットダイをスリットの長手方向と直角方向に走行させながら塗布する方法が用いられていたが、走行中に該直角度が変化すると、塗布斑となる問題があった。そこで、スリットダイを含む塗布手段を、該塗布手段の両端部に設けたレールと、このレールの表面との間に所定間隔を持って対向する面に気体の噴出孔を有するスライダとを用いて該直角度を拘束し移動させているものが示されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−２００４５０号公報（第２頁、段落（００１４））など。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法では直角度を精度良く維持するために、塗布手段の両端部の支持部材の構成をレールの長手方向に沿って長くする必要があり、支持部材を含む塗布手段全体の構成が上面から見てＨ型とする必要があった。ところが、該技術による方法では、レールの長手方向に支持部材の構成が長いため塗布手段の移動ストロークに加えて支持部材の長さだけレールを長くする必要が生じ、装置全体が大型化するという問題があった。さらに、近年、生産性を向上させるため塗布するガラス基板や樹脂フィルムなどの薄板が大型化する傾向にあり、薄板の大型化により塗布手段のレール間の幅が長くなると、直角度を保つためにさらにレールが長くなり、塗布装置の全長が長くなるという問題があった。
【０００４】
また、薄板が大型化すると塗布手段も大型化するため、塗布手段の重量が増大し、塗布手段を駆動するモータの容量を大きくする必要が生じてきた。駆動モータを塗布手段の片側に１つだけ設けた構成にした場合、塗布手段が長大であり重量が大きいため、塗布手段の駆動されている端部から反対側の端部へ向かって加速時に大きなモーメントがかかり、塗布手段の直角度が悪化する問題が生じ、そのため支持部材をレールの長手方向に益々長くするとともに塗布手段の曲げ剛性を高めるため益々重量を大きくしなければならなかった。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載の様に、塗布手段の両端にモータを設けた構成とした場合、２つのモータの僅かな速度ムラによる２本のレールに案内されるスライダの位相のズレにより塗布手段に曲げ力がかかり、塗布手段の変形に伴ってスリットダイそのものも変形し、スリットダイ先端部スリットに変形が生じ塗布斑の原因となっていた。また、スリットダイが変形しないようにスリットダイを取り付けるビームの剛性を増すと、塗布手段全体の重量が増大しさらに大きなモータが必要となるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は薄板が大型化してもスリットダイが変形せず、レール長手方向の全長が短い塗布装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の塗布装置は請求項１に記載のように、液状物を塗布するスリットダイを、テーブルに吸着された薄板の上部で移動させて、該薄板に液状物を塗布する塗布装置において、前記スリットダイとスリットダイを取り付けたフレームを含む塗布手段を該テーブルの表面と平行な基準面からエアパッドで支持し、レールに沿って移動する２つの駆動手段を前記塗布手段の両端部で回転自在に接続し、２つの駆動手段がそれぞれ駆動位置を検出する検出手段を備えている構成にしてある。
【０００８】
また、請求項２に記載のように、塗布手段移動時に２つの駆動手段の移動量の差が小さくなるように制御する制御装置を設けてある。
【０００９】
本発明の塗布方法は請求項３に記載のように、液状物を塗布するスリットダイを、テーブルに吸着された薄板の上部で移動させて、該薄板に液状物を塗布する塗布方法において、前記スリットダイとスリットダイを取り付けたフレームを含む塗布手段を該テーブルの表面と平行な基準面からエアパッドで支持し、レールに沿って移動する２つの駆動手段を前記塗布手段の両端部で回転自在に接続し、２つの駆動手段がそれぞれ駆動位置を検出手段で検出するようにしてある。
【００１０】
また、請求項４に記載のように、塗布手段移動時に２つの駆動手段の移動量の差が小さくなるように制御するようにしてある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１、図２および図３を用いて説明する。図１は本発明の塗布装置の１実施形態示す図であり、図２は図１に基づく塗布手段の１実施形態の片側部分の詳細を、図３は図１に基づく塗布手段の１実施形態の片側部分の詳細を示す図である。本発明の塗布装置は、液状物を塗布するスリットダイ１を、テーブル２に吸着された薄板３の上部で移動させて、該薄板３に液状物を塗布する塗布装置である。前記スリットダイ１とスリットダイ１を取り付けたフレーム１２，１３を含む塗布手段１０は該テーブル２の表面と平行なベース８の両側に位置する基準面４からエアパッド５で支持されてある。
【００１２】
該フレーム１２，１３はスリットダイ１を昇降させる昇降装置１４、１５を備え、スリットダイ１と昇降装置１４，１５は、昇降方向と直交方向に接続部１６、１７を介して回転自在に接続されており、接続部１６、１７は、スリットダイ１とスリットダイ１の長手方向にスライドするスライド装置１８、１９を介してスリットダイ１と接続されている。
【００１３】
フレーム１２、１３を含む前記塗布手段１０の両端部は、レール６、７に沿って移動する２つの駆動手段６１、７１と回転自在に接続部６２、７２を介して接続されている。また、駆動手段６１、７１には、駆動手段６１、７１の移動位置を検出する位置検出器６３、７３が取り付けられている。また、駆動手段６１、７１はレール６とフレーム７との間にエアパット５が設けられ走行方向に直交する基準面４ａ、４ｂと平行な方向に拘束されており、他の方向へは自在に移動できるように構成されている。駆動手段６１、７１は基準面４上に設けられたリニアモータ６４、７４と一体となり駆動する構成となっている。
【００１４】
尚、レール６、７と駆動手段６１、７１の間のエアパット５ａ、５ｂはローラあるいはボールで案内するリニアベアリングに代えても良い。
【００１５】
次ぎに図４を用いて制御装置および方法について説明する。リニアモータ６４、７４は、駆動アンプ６５、７５に配線接続されている。駆動アンプ６５、７５はコントローラ６６、７６に配線接続されている。位置検出器６３、７３は駆動アンプ６５、７５および移動位置指令信号腺９０に差分回路９１、９２を介して配線接続されている。
【００１６】
さらに、上記に加えて位置検出器６３、７３は差分回路８１を介して補正コントローラ８２が配線接続されている。補正コントローラ８２は減算回路８３を介してコントローラ６６と駆動アンプ６５に配線接続され、加算回路８４を介してコントローラ７６と駆動アンプ７５に配線接続されている。
【００１７】
上述の塗装装置による塗装操作および制御は次ぎのように行なわれる。図示しない上位のコントローラから移動位置指令信号線９０を介して移動位置指令信号がコントローラ６６、７６に同じ信号が送られる。コントローラ６６、６７はそれぞれ速度指令信号を駆動アンプ６５、７５に送る。
【００１８】
駆動アンプ６５、７５は速度指令信号に従ってリニアモータ６４、７４を駆動する。位置検出器６３、７３からの信号に基づき駆動アンプ６５、７５はそれぞれ速度指令信号と比較し駆動速度を調節する。また、位置検出器６３、７３の信号に基づきコントローラ６６、７７は速度指令信号を調節する。
【００１９】
駆動手段６１、７１は、回転自在に接続された接続部６２、７２を介してフレーム１２、１３を含む前記塗布手段１０の両端部を、レール６、７に沿って移動させる。該フレーム１２、１３のスリットダイ１を昇降させる昇降装置１４、１５はスリットダイ１と薄板３が所定の間隔となるようにスリットダイ１の高さを調節する。昇降装置１４、１５の昇降する高さが各々異なる場合でも、接続部１６、１７で回転自在に接続されているので、接続部１６、１７とスライド装置１８でスリットダイ１と薄板３の距離は同じに維持されるとともに昇降装置１４、１５の昇降高さが各々異なることに起因するスリットダイ１に対しての曲げの力がかかることは無い。
【００２０】
スリットダイ１の長手方向とスリットダイ１の走行方向の直角度は次の手順で設定する。すなわち、１．位置検出器６３および位置検出器７３の原点位置における該直角度を測定する。２．測定した直角度は目標値になるよう、リニアモータ６４あるいはリニアモータ７４を移動させ、このときの位置を新たな原点としてコントローラ６６あるいはコントローラ７６に記憶させる。
【００２１】
上述の手順で直角度を設定する際、駆動手段６１、７１の一方をだけを移動させるとき、前記スリットダイ１とスリットダイ１を取り付けたフレーム１２、１３は基準面４からエアパッド５で支持されているので、接続部６２、７２を介してフレーム１２、１３が回転し、さらにスライド装置１８でフレーム１２とフレーム１３の距離が変動し、駆動手段６１、７１間の距離の変化を補償するとともに駆動手段６１、７１の一方をだけを移動させることに起因してスリットダイ１に曲げる力がかかることは無い。
【００２２】
次ぎに、塗布手段移動時に２つの駆動手段６１、７１の移動量の差が小さくなるように制御する場合のその動作について説明する。位置検出器６３と位置検出器７３の差分誤差値 ”ε” を差分回路８１で算出し補正コントローラ８２へ送信する。
【００２３】
ここでは、”ε” の値（極性）により次の３つの補正ケースが有る。ケースＡ）ε＞０：位置検出器６３の検出値（位置）＞位置検出器７３の検出値（位置）、ケースＢ）ε＝０：位置検出器６３の検出値（位置）＝位置検出器７３の検出値（位置）、ケースＣ）ε＜０：位置検出器６３の検出値（位置）＜位置検出器７３の検出値（位置）。
【００２４】
上記ケースにおいて、ケースＢ）の“ε”がゼロ（０）の時は両方の位置が一致している誤差の無い理想状態ゆえに補正コントローラ８２は作動しない。
【００２５】
ケースＡ）の“ε”が正（＋）の時は、駆動手段６１には減算回路８３により負（−）の補正を行い、駆動手段７１には加算回路８４により正（＋）の補正を行うことで位置検出器６３の検出値（位置）と位置検出器７３の検出値（位置）の同調をおこなう。
【００２６】
ケースＣ）の“ε”が負の時は、駆動手段６１には減算回路８３により正（＋）の補正を行い、駆動手段７１には加算回路８４により負（−）の補正を行うことで位置検出器６３の検出値（位置）と位置検出器７３の検出値（位置）の同調をおこなう。
【００２７】
補正コントローラ８２は、コントローラ６６、７６よりも制御積分時間を長くして差分誤差値“ε”の短期変動には感度を低くし、長周期の誤差の補正を主としておこなう。
【００２８】
【実施例】
次ぎに本発明の実施例について記載するが、本発明は、かかる具体例にのみ限定して解釈されるものではない。また、実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、いずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００２９】
（実施例１）幅１８５０ｍｍ長さ２１００ｍｍのガラス基板よりなる薄板３に塗布するためスリットダイ１の全長を２０００ｍｍとし、フレーム１２、１３の走行方向の全長を３００ｍｍとして、走行速度１００ｍｍ／ｓで駆動した。走行中の走行方向とスリットダイ１との直角度は４／１０，０００ラジアン以下であり、レジストを塗布時に１０ミクロンの厚さに塗布したところ塗布斑なく塗布できた。また，塗布装置の全長は２５００ｍｍであった。
【００３０】
（実施例２）実施例１と同条件にて塗布するにおいて、塗布手段移動時に２つの駆動手段６１、７１の移動量の差が小さくなるように制御する制御装置を付加した。走行中の走行方向とスリットダイ１の直角度は実施例１よりさらに改善されて２／１０，０００ラジアン以下となり、レジストを塗布時に１０ミクロンの厚さに塗布したところ塗布斑無く塗布できた。
【００３１】
（比較例１）実施例１と同条件にて塗布するにおいて、回転自在な接続部６２、７２を固定したところ、走行中のダイ中央部の直角度は４／１０，０００ラジアンであったが、レジストを１０ミクロンの厚さに塗布したところスリットダイ１の変形による波状の塗布斑が見られた。
【００３２】
（比較例２）比較例１と同上件にて塗布するにおいて、リニアモータ６４、７４の一方のみを駆動した。スリットダイ１の直角度は起動時と停止時に悪化し、レジストを塗布時に１０ミクロンの厚さに塗布したところ塗り始めと塗り終わりに顕著な斑が見られた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の塗布装置および塗布方法では、液状物を塗布するスリットダイを、テーブルに吸着された薄板の上部で移動させて、該薄板に液状物を塗布する塗布装置において、前記スリットダイとスリットダイを取り付けたフレームを含む塗布手段を該テーブルの表面と平行な基準面からエアパッドで支持し、レールに沿って移動する２つの駆動手段を、前記塗布手段の両端部で回転自在に接続し、２つの駆動手段がそれぞれ駆動位置を検出する検出手段を備えている構成にしたことにより、ガラスの基板や樹脂フィルムなどの薄板が大型化してもスリットダイが変形せず塗布斑の無い、且つ、塗布装置の長手方向の全長の短い塗布装置を提供することができた。
【００３４】
さらに、塗布手段移動時に２つの駆動手段の移動量の差が小さくなるように制御する制御装置を用いて制御することにより、走行中の走行方向とスリットダイの直角度が一層良くなり、塗布斑無く塗布することができた。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の１実施形態示す図である。
【図２】図１に基づく塗布手段の片側部の１実施形態の詳細を示す図である。
【図３】図１に基づく塗布手段の片側部の１実施形態の断面を示す図である。
【図４】本発明の制御に関する１実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１スリットダイ
２テーブル
３薄板
４、４ａ、４ｂ基準面
５、５ａ、５ｂエアパッド
６、７レール
８ベース
１０塗布手段
１２、１３フレーム
１４、１５昇降装置
１６、１７、６２、７２接続部
１８、１９スライド装置
６１、７１駆動手段
６３、７３位置検出器
６４、７４リニアモータ
６５、７５駆動アンプ
６６、７６コントローラ
８１差分回路
８２補正コントローラ
９０移動位置指令信号線
９１、９２接点

Claims

液状物を塗布するスリットダイを、テーブルに吸着された薄板の上部で移動させて、該薄板に液状物を塗布する塗布装置において、前記スリットダイとスリットダイを取り付けたフレームを含む塗布手段を該テーブルの表面と平行な基準面からエアパッドで支持し、レールに沿って移動する２つの駆動手段を前記塗布手段の両端部で回転自在に接続し、２つの駆動手段がそれぞれ駆動位置を検出する検出手段を備えていることを特徴とする塗布装置。
塗布手段移動時に２つの駆動手段の移動量の差が小さくなるように制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
液状物を塗布するスリットダイを、テーブルに吸着された薄板の上部で移動させて、該薄板に液状物を塗布する塗布方法において、前記スリットダイとスリットダイを取り付けたフレームを含む塗布手段を該テーブルの表面と平行な基準面からエアパッドで支持し、レールに沿って移動する２つの駆動手段を前記塗布手段の両端部で回転自在に接続し、２つの駆動手段がそれぞれ駆動位置を検出手段で検出することを特徴とする塗布方法。
塗布手段移動時に２つの駆動手段の移動量の差が小さくなるように制御することを特徴とする請求項３に記載の塗布方法。