JP2004283820A - Slit dye and method and device for manufacturing base having coating film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基材表面に塗膜を形成するために用いられるスリットダイに関する。本発明は、このスリットダイを用いて塗布液を基材表面に塗布し、塗膜を有する基材を製造する製造方法、および、製造装置に関する。 The present invention relates to a slit die used for forming a coating film on a substrate surface. The present invention relates to a production method and a production apparatus for producing a substrate having a coating film by applying a coating liquid to a substrate surface using the slit die.
本発明により塗膜が形成される基材の形態としては、枚葉形態、あるいは、長尺のシート形態がある。枚葉形態の代表例として、ガラス基板がある。本発明により製造される枚葉形態の基材は、例えば、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルター、TFT用アレイ基板、プラズマディスプレイ用背面板や前面板、光学フィルタ、プリント基板、集積回路、半導体として用いられる。本発明により製造される長尺のシート形態の基材は、例えば、フィルム、金属シート、金属箔、紙として用いられる。 The form of the substrate on which the coating film is formed according to the present invention includes a single sheet form and a long sheet form. A typical example of the single-wafer form is a glass substrate. The substrate in the form of a single wafer produced by the present invention is used, for example, as a color filter for a color liquid crystal display, an array substrate for a TFT, a back plate or a front plate for a plasma display, an optical filter, a printed circuit board, an integrated circuit, and a semiconductor. . The substrate in the form of a long sheet produced according to the present invention is used, for example, as a film, a metal sheet, a metal foil, or paper.
スリットダイは、口金、ダイ、スロットダイ、あるいは、ダイスと呼称されている場合もある。スリットダイは、互いに間隔をおいて対向する一対のリップ間に形成されるリップ間隙を通じて、リップ間隙の外方への開口であるスリット状の吐出口から塗布液を吐出し、吐出口に間隔をおいて向かい合って位置する基材の表面に、塗布液の塗膜を形成するために、広く用いられている。塗膜の形成において、スリットダイと基材とは、相対的に移動せしめられる。 The slit die is sometimes called a die, a die, a slot die, or a die. The slit die discharges the application liquid from a slit-shaped discharge port, which is an opening to the outside of the lip gap, through a lip gap formed between a pair of lips opposed to each other at an interval. It is widely used to form a coating film of a coating solution on the surface of a substrate positioned opposite to the substrate. In forming the coating film, the slit die and the substrate are relatively moved.
一例として、ガラス基板上に3原色の細かな格子模様を有しているカラーフィルターでの状況を説明する。カラーフィルターは、ガラス基板上に、黒、赤、青、緑の塗布液を順次塗布することにより製造される。このカラーフィルターの製造工程は、フォトレジスト材の塗膜を形成後、フォトリソ加工によりパターン加工を行ってから、カラーフィルターとアレイ基板との間に注入される液晶のスペースを形成する柱を形成する工程や、表面の凹凸を微小とするためのオーバーコート塗膜を形成する工程を含むことがある。 As an example, a situation in a color filter having a fine lattice pattern of three primary colors on a glass substrate will be described. The color filter is manufactured by sequentially applying black, red, blue, and green coating solutions on a glass substrate. In the manufacturing process of this color filter, after forming a coating film of a photoresist material, pattern processing is performed by photolithography, and then columns for forming a space of liquid crystal injected between the color filter and the array substrate are formed. It may include a step or a step of forming an overcoat film for minimizing surface irregularities.
この種の塗膜形成工程には、使用される塗布液の粘度が数10mPa・s以下であり、容易に均一な塗膜を形成することが出来るということもあって、スピナーが多く使用されてきた。しかし、最近に至って、高価な塗布液の消費を削減することと、塗布される基板の大型化に伴う装置の大型化が困難になってきたこととがあいまって、スピナーに替わり、スリットダイを用いたダイコータが用いられるようになってきた。 In this type of coating film forming process, spinners are often used, because the viscosity of the coating solution used is several tens mPa · s or less, and a uniform coating film can be easily formed. Was. However, recently, the reduction of consumption of expensive coating liquid and the difficulty of increasing the size of the apparatus due to the increase in the size of the substrate to be coated have become difficult. The die coater used has come to be used.
このスリットダイに要求される重要な機能の一つとして、厚さの均一な塗膜を形成することがある。特に、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルターやプラズマディスプレイ用背面板などのディスプレイ用部材の製造に適用されるスリットダイにおいては、ディスプレイの大画面化に伴い、年々構成部品の長尺化が進んでおり、広い塗布面積に亘る塗膜の厚さの均一性に対する要求が厳しくなっている。最近では、塗膜の平均厚みに対する最大偏差が3%以下と極めて高い塗布厚み精度の実現が求められている。 One of the important functions required of the slit die is to form a coating film having a uniform thickness. In particular, in the slit die applied to the production of display members such as color filters for color liquid crystal displays and back plates for plasma displays, the length of the components has been increasing year by year with the enlargement of the display screen, The demands on the uniformity of the coating thickness over a large application area are becoming more stringent. Recently, it has been required to achieve extremely high coating thickness accuracy with a maximum deviation of 3% or less from the average thickness of the coating film.
この要求を満たすためには、ダイを組み立てた際に、通常、0.05mm乃至0.7mmに設定されるリップ間隙が、サブミクロンオーダの偏差にて均一に形成されていることが必要となる。しかしながら、従来の公知のスリットダイでは、その構造から、サブミクロンオーダのリップ間隙精度を達成することができず、上述の塗布厚み精度を達成することができなかった。 In order to satisfy this requirement, it is necessary that the lip gap, which is usually set to 0.05 mm to 0.7 mm when the die is assembled, is uniformly formed with a submicron order deviation. . However, conventional slit dies cannot achieve the lip gap accuracy on the order of submicron due to the structure thereof, and cannot achieve the above-described coating thickness accuracy.
従来のスリットダイの問題について具体的に説明する。図11、12および13に、それぞれ異なる公知のスリットダイ201、301および401の横断面が示される。 The problem of the conventional slit die will be specifically described. FIGS. 11, 12 and 13 show cross sections of different known slit dies 201, 301 and 401, respectively.
図11において、スリットダイ201は、ダイホッパー205、右側リップ202、および、左側リップ203からなる。右側リップ202と左側リップ203とは、リップ間隙212を隔てて、対向して位置する。右側リップ202の上面と左側リップ203の上面とは、ダイホッパー205の下面に、それぞれ接し、それぞれは、ボルト206、207により、ダイホッパー205に取り付けられ、一体化されている。
11, a slit die 201 includes a die
リップ間隙212は、リップ間隙幅Lを有する。このスリットダイ201は、例えば、特許文献1に開示されている。この構成からなるスリットダイ201では、リップ間隙幅Lをリップ間隙212の長手方向(紙面に垂直な方向)に測定しながら、双方のリップ202、203をダイホッパー205に対し位置決めする煩雑な組立作業が必要となる。この組立作業のみでは、サブミクロンオーダのリップ間隙精度を達成することは、実際上不可能である。
The
図12において、スリットダイ301は、右側リップ302、左側リップ303、および、シム304からなる。双方のリップ302、303は、シム304が介在した状態で、ボルト305により結合され、一体化されている。リップ間隙312は、シム304の厚さStにより形成される。
12, the
リップ間隙312は、リップ間隙幅Lを有する。このスリットダイ301は、例えば、特許文献2、あるいは特許文献3に開示されている。この構成からなるスリットダイ301では、リップ間隙312のリップ間隙幅Lは、組立方法に関係なく、シム304の厚さStに等しくなる。従って、サブミクロンオーダのリップ間隙精度を実現するには、厚さStが0.05乃至0.7mm程度である薄いシム304に、サブミクロンオーダの厚さ精度が要求されることになる。
The
しかしながら、一般的に、圧延鋼板から作製される板材からなるシム304は、圧延むらによって、面内の厚さむらが数ミクロンもある。更に、薄いために、追加工による厚さ精度向上が困難である。従って、スリットダイ301の場合も、サブミクロンオーダのリップ間隙精度を実現することができない。
However, in general, the
図13において、スリットダイ401は、右側リップ402と左側リップ403とからなる。双方のリップ402、403は、それぞれの上方部に、合わせ面415を有する。右側リップ402のリップ内面420は、合わせ面415から段差量Lを有して位置している。左側リップ403の内面421は、合わせ面415と同じ面内にあり、平坦なリップを形成している。右側リップ402のリップ内面420と左側リップ403の内面421との間に、リップ間隙412が形成されている。
In FIG. 13, the slit die 401 includes a
リップ間隙412は、前記段差量Lに等しいリップ間隙幅Lを有する。このスリットダイ401は、例えば、特許文献4、あるいは特許文献5に開示されている。この構成からなるスリットダイ401では、リップ間隙412のリップ間隙幅Lが、リップ402に設けられた段差量Lと等しくなるため、サブミクロンオーダのリップ間隙精度を実現するには、リップ402の合わせ面415とリップ内面420との間の段差が、サブミクロンオーダの高精度の仕上げ加工で形成されていることが必要である。
しかしながら、公知の研削盤などを用いた機械加工や人手によるラップ作業では、リップのような長尺かつ大面積の大型部品を、サブミクロンオーダの精度で仕上げることが難しい。従って、スリットダイ401でも、サブミクロンオーダのリップ間隙精度を実現することはできない。
However, it is difficult to finish a long and large-area large part such as a lip with sub-micron-order precision by machining using a known grinder or the like or by manual lapping. Therefore, even with the
本発明は、従来技術の問題点を解決することを目的とする。本発明は、サブミクロンオーダのリップ間隙精度が容易に得られるスリットダイを提供することを目的とする。本発明に係るスリットダイは、ダイを組み立てた後においては、特別な調整を行わなくても、3%以下の極めて高い塗布厚み精度で均一に塗膜を形成することを可能とする。 The present invention aims to solve the problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a slit die in which a lip gap accuracy on the order of submicron can be easily obtained. ADVANTAGE OF THE INVENTION The slit die which concerns on this invention makes it possible to form a coating film uniformly with extremely high coating thickness accuracy of 3% or less without special adjustment after assembling the die.
本発明は、このスリットダイを用いた塗膜を有する基材の製造方法、および、製造装置を提供することを目的とする。
本発明により製造される塗膜を有する基材は、カラー液晶ディスプレイ用部材、あるいは、プラズマディスプレイ用部材として好ましく用いられる。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate having a coating film using the slit die, and a manufacturing apparatus.
The substrate having a coating film produced according to the present invention is preferably used as a member for a color liquid crystal display or a member for a plasma display.
上記本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following means.
本発明のスリットダイは、第1のリップと第2のリップからなり、前記第1のリップと前記第2のリップとは、前記第1のリップの内面と前記第2のリップの内面とが対向する状態でリップ締結要素により一体化され、これら対向する内面の一部が間隔を置いて位置することにより、液体供給路と前記リップの長手方向に延びたリップ間隙が形成され、前記リップ間隙の下端は、外方に開放された吐出口を形成し、前記リップ間隙の長手方向の両側端は、外方に対し閉塞され、前記リップ間隙の上端は、前記液体供給路に連なっているスリットダイにおいて、
(a)前記第1のリップが、第1のブロックと第2のブロックとからなり、
(b)前記第1のリップの前記リップ間隙を形成する面に直角な方向における前記第1のブロックと前記第2のブロックとの相対位置を調整可能に、前記第1のブロックと前記第2のブロックとを係合するブロック係合要素と、
(c)前記相対位置が調整された後、前記第1のブロックと前記第2のブロックとを締結し一体化するブロック締結要素と、
(d)前記第1のリップの前記内面とは反対側における前記第1のブロックの外面と前記第2のブロックの外面とに係合し、前記第1のブロックと前記第2のブロックとの前記相対位置を規定する位置決め要素と、
(e)前記位置決め要素を前記第1のリップに固定する位置決め要素の固定要素とを有し、
(f)前記位置決め要素と前記位置決め要素の固定要素により、前記リップ間隙の長手方向における間隙幅分布が調整できることを特徴とする。
The slit die according to the present invention includes a first lip and a second lip, and the first lip and the second lip have an inner surface of the first lip and an inner surface of the second lip. The liquid supply passage and the lip gap extending in the longitudinal direction of the lip are formed by being integrated by the lip fastening element in the opposed state, and a part of the opposing inner surfaces being spaced apart, the lip gap being formed. A lower end of the lip gap forms an outwardly open discharge port, both longitudinal ends of the lip gap are closed to the outside, and an upper end of the lip gap is connected to the liquid supply passage. At the die
(A) the first lip comprises a first block and a second block,
(B) the first block and the second block so that the relative position between the first block and the second block in a direction perpendicular to the surface of the first lip forming the lip gap can be adjusted; A block engaging element for engaging with the block of
(C) a block fastening element for fastening and integrating the first block and the second block after the relative position is adjusted;
(D) engaging the outer surface of the first block and the outer surface of the second block on the opposite side of the inner surface of the first lip, and connecting the first block and the second block; A positioning element that defines the relative position;
(E) a positioning element fixing element for fixing the positioning element to the first lip,
(F) The gap width distribution in the longitudinal direction of the lip gap can be adjusted by the positioning element and the fixing element of the positioning element.
本発明のスリットダイにおいて、前記位置決め要素が、前記リップの長手方向に、間隔をおいて、複数個設けられていることが好ましい。 In the slit die of the present invention, it is preferable that a plurality of the positioning elements are provided at intervals in a longitudinal direction of the lip.
本発明のスリットダイにおいて、前記位置決め要素が、位置決めブロックからなり、該位置決めブロックは、前記第1のブロックの外面と前記第2のブロックの外面との少なくとも一方の外面に接触する位置規定面を有し、他方の外面に接触しない部位が存在する場合は、当該部位と当該外面とに係合する位置規定補助手段を有することが好ましい。 In the slit die according to the aspect of the invention, the positioning element includes a positioning block, and the positioning block has a position defining surface that contacts at least one of the outer surface of the first block and the outer surface of the second block. If there is a portion that does not come into contact with the other outer surface, it is preferable to have a position defining assisting means that engages with that portion and the outer surface.
本発明のスリットダイにおいて、前記位置決めブロックの前記位置規定面の表面粗さの最大高さRyが、0.1S乃至1.0Sであることが好ましい。 In the slit die of the present invention, it is preferable that the maximum height Ry of the surface roughness of the position defining surface of the positioning block is 0.1S to 1.0S.
本発明のスリットダイにおいて、前記第1のブロックおよび前記第2のブロックの前記リップ間隙を形成する面に直角方向の厚さが、それぞれ30mm以上であり、前記位置決めブロックの前記位置規定面に沿う方向の断面形状が四角形であり、該四角形の前記リップの長手方向の長さが、20mm乃至100mmであり、この長手方向に直角の方向の長さが、20mm乃至100mmであり、少なくとも前記位置規定面が位置する部位における前記位置決めブロックの厚さが、前記第2のブロックの厚さの30%以上であることが好ましい。 In the slit die of the present invention, the first block and the second block each have a thickness in a direction perpendicular to a surface forming the lip gap of 30 mm or more, and are along the position defining surface of the positioning block. The cross-sectional shape in the direction is a quadrangle, and the length in the longitudinal direction of the lip of the quadrangle is 20 mm to 100 mm, and the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction is 20 mm to 100 mm, and at least the position definition. It is preferable that a thickness of the positioning block at a position where a surface is located is 30% or more of a thickness of the second block.
本発明のスリットダイにおいて、前記位置決めブロックが、前記リップの長手方向に、間隔をおいて、複数個設けられていることが好ましい。位置決めブロックが複数個配置される場合、それぞれの配置間隔は、100mm未満であることが好ましい。 In the slit die of the present invention, it is preferable that a plurality of the positioning blocks are provided at intervals in a longitudinal direction of the lip. When a plurality of positioning blocks are arranged, it is preferable that the arrangement interval between them is less than 100 mm.
本発明のスリットダイにおいて、前記第2のリップが、前記第1のリップと同様な構造を有していても良い。 In the slit die of the present invention, the second lip may have a structure similar to that of the first lip.
本発明のスリットダイにおいて、前記第1のブロックの内面と前記第2のリップの内面とが、接触して位置し、あるいは、シムを介して位置し、前記第2のブロックの内面と前記第2のリップの内面との間に前記リップ間隙が形成されていることが好ましい。 In the slit die of the present invention, the inner surface of the first block and the inner surface of the second lip are located in contact with each other, or are located via a shim, and the inner surface of the second block and the inner surface of the second lip are located. Preferably, the lip gap is formed between the inner surface of the second lip.
本発明のスリットダイにおいて、前記第1のブロックの内面に対向している前記第2のリップの内面と前記リップ間隙を形成する前記第2のリップの内面とが、実質的に同一平面に位置していても良い。
本発明のスリットダイにおいて、前記第2のリップの内面に対向している前記第1のブロックの内面と前記リップ間隙を形成する前記第2のブロックの内面とが、実質的に同一平面に位置していても良い。
In the slit die of the present invention, the inner surface of the second lip facing the inner surface of the first block and the inner surface of the second lip forming the lip gap are located substantially on the same plane. May be.
In the slit die of the present invention, the inner surface of the first block facing the inner surface of the second lip and the inner surface of the second block forming the lip gap are located substantially on the same plane. May be.
本発明の塗膜を有する基材の製造方法は、本発明のスリットダイを用い、該スリットダイの前記液体供給路に塗布液を供給し、前記リップ間隙を経て前記吐出口から前記塗布液を吐出するとともに、前記吐出口に対し間隔をおいて位置する被塗布部材と前記スリットダイとの少なくとも一方を相対的に移動させて、前記吐出口から吐出される前記塗布液を前記被塗布部材上に塗布し、前記塗布液からなる塗膜を前記被塗布部材上に形成してなる。 The method for producing a substrate having a coating film of the present invention uses the slit die of the present invention, supplies the coating liquid to the liquid supply path of the slit die, and passes the coating liquid from the discharge port through the lip gap. While discharging, at least one of the member to be coated and the slit die positioned at an interval with respect to the discharge port is relatively moved, and the coating liquid discharged from the discharge port is placed on the member to be coated. And a coating film composed of the coating liquid is formed on the member to be coated.
本発明の塗膜を有する基材の製造装置は、本発明のスリットダイと、該スリットダイの前記液体供給路に係合された塗布液送給手段と、前記液体供給路に送給される塗布液を前記リップ間隙を経て前記吐出口から吐出する塗液吐出手段と、前記吐出口に対し間隔をおいて位置する被塗布部材と前記スリットダイとの少なくとも一方を相対的に移動させ、前記吐出口から吐出される前記塗布液を前記被塗布部材上に塗布し、前記塗布液からなる塗膜を前記被塗布部材上に形成する塗膜形成手段とからなる。 The apparatus for producing a substrate having a coating film according to the present invention includes a slit die according to the present invention, a coating liquid supply unit engaged with the liquid supply path of the slit die, and the liquid supply path. A coating liquid discharging unit that discharges the coating liquid from the discharge port through the lip gap, and relatively moves at least one of a member to be coated and the slit die positioned at an interval with respect to the discharge port, A coating film forming means for applying the coating liquid discharged from a discharge port on the member to be coated and forming a coating film of the coating liquid on the member to be coated.
本発明によれば、塗膜を有する基材の製造において、ますます大型化されつつある基材への塗布液の均一な塗布が行えるため、製造の経済性の向上が図られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the manufacture of the base material which has a coating film, since the coating liquid can be uniformly apply | coated to the base material which is increasing in size, the economical efficiency of manufacture is aimed at.
本発明によれば、従来、ダイコータの利点が十分に生かされていなかった点が改善され、塗布液の密閉性が良好なためにもたらされるダイコータの利点を損なうことなく、安定した塗膜の膜厚精度を有する品質の極めて高い塗膜を有する基材の製造に用いられるスリットダイ、ならびに、これを用いた塗膜を有する基材の製造方法および製造装置が提供される。 According to the present invention, conventionally, the point that the advantages of the die coater were not fully utilized has been improved, and without impairing the advantages of the die coater brought about by the good sealing property of the coating liquid, a film of a stable coating film can be obtained. Provided are a slit die used for manufacturing a base material having an extremely high quality coating film having thickness accuracy, and a method and an apparatus for manufacturing a base material having a coating film using the slit die.
本発明は、特に、枚葉タイプの被塗布部材ヘの塗膜の形成に好適であり、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルター、TFT用アレイ基板、プラズマディスプレイ用背面板や前面板、光学フィルタ、プリント基板等のディスプレイ用部材や、集積回路、半導体などの枚葉塗工製品の製造に、好ましく用いられる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly suitable for forming a coating film on a single-wafer-type member to be coated. And the like, and a single-wafer coated product such as an integrated circuit and a semiconductor.
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施態様を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および2において、本発明のスリットダイ1は、第1のリップ3と第2のリップ2とからなる。第1のリップ3の内面15a、15bと第2のリップ2の内面17a、17bとは互いに対向する状態でリップ締結要素により、互いに離反可能に一体化されている。この実施態様においては、リップ締結要素として、図1に示すように、互いに間隔を置いて配設された6本の組立ボルト7が用いられている。
1 and 2, the slit die 1 according to the present invention includes a
対向する内面15a、15b、17a、17bの一部は、間隔をおいて位置し、これにより、液体供給路(マニホールド)12とリップ2、3の長手方向に延びたリップ間隙13とが形成されている。リップ間隙13の下端は、外方に開放された吐出口14を形成している。リップ間隙13の長手方向の両側端は、シール板6a、6bにより、外方に対し閉塞されている。リップ間隙13の上端は、液体供給路(マニホールド)12に連なっている。液体供給路(マニホールド)12は、塗布液供給口11を有し、塗布液供給口11には、供給管(図示せず)を介して塗布液供給手段(図示せず)が接続される。塗布液供給手段から供給される塗布液は、塗布液供給口11からマニホールド12へと流入し、マニホールド12により、塗布液の流れは、塗布液供給口11を中心に左右両側へと誘導され、リップ間隙13へと流入し、吐出口14から吐出される。
A part of the opposed
第1のリップ3は、第1のブロック4と第2のブロック5とからなる。第1のブロック4の下面と第2のブロック5の上面との長手方向の長さは等しい。第2のリップ2の内面17aと第1のブロック4の内面15aとは、互いに接している。第1のブロック4の下面と第2のブロック5の上面とは、互いに接している。
The
第1のブロック4と第2のブロック5とは、第1のリップ3のリップ間隙13を形成する面(第2のブロックの内面)15bに直角な方向における相対位置を調整することを可能とするブロック係合要素により係合されている。この実施態様においては、ブロック係合要素として、ボルト8とナット9が用いられている。
The first block 4 and the
第1のブロック4と第2のブロック5とは、相対位置が調整された後、ブロック締結要素により締結され一体化されている。この実施態様においては、ブロック締結要素として、ボルト8とナット9が用いられている。この実施態様においては、ボルト8とナット9は、ブロック係合要素として、および、ブロック締結要素として機能する。ブロック係合要素とブロック締結要素とは、それぞれの機能を別々に果たすように、別々の部材で構成されていても良い。
After the relative position between the first block 4 and the
第1のリップ3の内面15aとは反対側における第1のブロック4の外面16aと第2のブロック5の外面16bとに係合し、第1のブロック4と第2のブロック5との相対位置を規定する位置決め要素が設けられている。この実施態様においては、位置決め要素として、互いに間隔を置いて配設された5個の段付ブロック10が用いられている。段付ブロック10の上部の内面10aは、第1のブロック4の外面16aに接し、段付ブロック10の下部の内面10bは、第2のブロック5の外面16bに接している。内面10aと内面10bとは、位置規定面を形成する。
The
位置決め要素(段付ブロック10)を第1のブロック4と第2のブロック5とからなる第1のリップ3に固定する位置決め要素の固定要素が設けられている。この実施態様においては、位置決め要素(段付ブロック10)の固定要素として、ボルト20が用いられている。この実施態様においては、第1のブロック4の内面15aに対向している第2のリップ2の内面17aとリップ間隙13を形成する第2のリップ2の内面17bとが、実質的に同一平面に位置している。
A fixing element of the positioning element for fixing the positioning element (stepped block 10) to the
位置決め要素(段付ブロック10)と位置決め要素の固定要素(ボルト20)により、リップ間隙13のリップ間隙幅Lgが、リップ間隙13の長手方向に亘り均一になるように調整される。
The lip gap width Lg of the
第1のブロック4の内面15aの位置と第2のブロック5の内面15bの位置との間に、それぞれの内面に直角方向において、距離Hの位置の差がある。この距離Hの差を段差Hと呼称し、この段差Hの大きさを段差量Hと呼称する。
Between the position of the
段付ブロック10の上部の内面10aの位置と下部の内面10bの位置との間に、それぞれの内面に直角方向において、距離hの位置の差がある。この距離hの差を段差hと呼称し、この段差hの大きさを段差量hと呼称する。
Between the position of the upper inner surface 10a and the position of the lower
段差量Hを有する段差Hは、第1のブロック4の外面16aと第2のブロック5の外面16bに、段差hを有する5個の段付ブロック10を押し当てることで形成されている。
The step H having the step amount H is formed by pressing the five stepped
段付ブロック10の数や配設間隔は、特に限定されるものではないが、スリットダイ1が長尺になるほど、段付ブロック10は、長手方向に、少なくとも2個以上、好ましくは5個以上配設されていることが好ましい。配設間隔は、100mm以下であることが、スリットダイ1の長手方向に亘って、均一な大きさの段差量Hを形成するために望ましい。
The number and the arrangement interval of the stepped blocks 10 are not particularly limited, but as the slit die 1 becomes longer, the stepped
第1のリップ3と第2のリップ2とが、組立ボルト7により組み立てられると、第1のブロック4の内面15aと第2のブロック5の内面15b間の段差量Hに等しい間隙幅Lgを有するリップ間隙13が形成される。
When the
リップ間隙13は、塗布液に流動抵抗を与え、一様な分布で塗布液を吐出口14から吐出させる役割を担う。種々の塗布条件に応じて、塗布液に所望の流動抵抗を与えるために、リップ間隙13の間隙幅Lgは、30μm乃至1,000μmであることが好ましく、50μm乃至600μmであることがより好ましい。塗布液を吐出する方向におけるリップ間隙13の長さLdは、3mm乃至100mmであることが好ましく、5mm乃至70mmであることがより好ましい。
The
塗布液の吐出幅となる吐出口14の長手方向の長さは、2枚のシール板6a、6bの配置間隔Lwによって定められる。シール板6a、6bの材質や形状は、塗布液に含まれる溶剤などの影響を受けず、塗布液が漏れないようにシールできれば特に制限はないが、リップ間隙13の間隙幅Lgと同じか、それより僅かに小さい厚さのステンレス等の金属板や、逆に間隙幅Lgよりも僅かに大きい厚さの弾性部材、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂シートなどが好適に用いられる。
The length in the longitudinal direction of the
この実施態様における好ましい第1のリップ3における段差Hの形成例を、図3A、3Bおよび3Cを用いて説明する。
An example of forming the step H in the preferred
図3Aに示すように、第1のブロック4と第2のブロック5とは、それぞれの内面15a、15bに直角な方向におけるそれぞれの厚さLtを等しくするために、上下に重ね合わされ、ボルト8とナット9によって仮止された状態で、同時機械加工されている。この状態において、図3Bに示すように、全ての段付ブロック10を第1のブロック4の外面16aにボルト20で結合する。
As shown in FIG. 3A, the first block 4 and the
次いで、図3Cに示すように、第2のブロック5を、内面15bに直角な方向にスライドさせて、第2のブロック5の外面16bを段付ブロック10の下部の内面10bに押し当て、段付ブロック10を第2のブロック5にボルト20を用い固定することにより、第1のブロック4と第2のブロック5との相対位置の調整が完了する。
Next, as shown in FIG. 3C, the
これによって、第1のブロック4と第2のブロック5により構成される第1のリップ3には、段付ブロック10の段差量hと等しい段差量Hの段差Hが、両ブロック4、5の長手方向に亘って均一に形成される。
As a result, a step H having a step amount H equal to the step amount h of the stepped
この構成によれば、各段付ブロック10の段差量hを微小に変化させることにより、第1のブロック4と第2のブロック5との間の段差量Hを微調整することができ、その結果、段差量Hと等しいリップ間隙13の間隙幅Lgを、リップ間隙13の長手方向に、自在に微調整出来ることになる。この微調整により、偏差がサブミクロンオーダの間隙幅Lgを有するリップ間隙13を、第1のリップ3と第2のリップ2とを組み合わせるだけで、容易に形成することが出来る。
According to this configuration, the step amount H between the first block 4 and the
段付ブロック10の段差量hを微小に変化させる方法としては、ラップ、研削などの公知の加工手段を用いることが出来る。この際、段差量hの微小変化を正確に測定するためには、第1のブロック4と第2のブロック5との接触面、すなわち、段付ブロック10の上部の内面10aと下部の内面10bの表面粗さは、JIS−B−0031(1994)で定義される最大高さ(Ry)で、0.1S乃至1.0Sの範囲にあることが好ましい。
As a method of minutely changing the step amount h of the stepped
第1のブロック4と第2のブロック5との間の段差量Hの微調整を容易にするためには、第1のブロック4および第2のブロック5が、高剛性であることが好ましい。そのため、それぞれの厚さLtは、30mm以上であることが好ましい。それぞれの厚さLtが、30mm未満の場合は、それぞれのブロック4、5が、段付ブロック10が存在しない区間で、それぞれの長手方向において、反り易く、段差量Hの微調整が難しくなる。
In order to facilitate fine adjustment of the step amount H between the first block 4 and the
段付ブロック10の形状は、スリットダイ1の長手方向における幅が、20mm乃至100mmの範囲、それに直交する方向の高さが、20mm乃至100mmの範囲にあることが好ましい。段付ブロック10の形状がこれらの範囲の下限値よりも小さくなると、段差量Hを自在に微調整するために必要な矯正力が十分に発現しない。逆に、これらの範囲の上限値よりも大きくなると、ラップや研削などの加工手段により段差量hを微小に変化させることが困難になる。段付ブロック10は、段差量Hを微調整するために必要な剛性を有すること必要である。そのためには、段付ブロック10の厚さは、最も厚さの薄い部分(例えば、図3Bで示す寸法Lbに相当する部分)において、第2のブロック5の厚さLtに対して、その30%以上であることが好ましい。
The shape of the stepped
スリットダイ1の長手方向に亘ってリップ間隙13の間隙幅Lgの偏差を容易にサブミクロンオーダとするには、長手方向に配設される複数個の段付ブロック10間の段差量hの偏差が、1μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましい。
In order to easily make the deviation of the gap width Lg of the
第1のブロック4と第2のブロック5との間の段差量Hの調整量を少なくするために、第2のリップ2の内面17a、17b、第1のブロック4の内面15aおよび外面16a、ならびに、第2のブロック5の内面15bおよび外面16bの平面度が、好ましくは5μm以下、より好ましくは2μm以下なるように、それぞれの面が仕上げられていることが好ましい。ここで、平面度とは、JIS−B−0621(1984)の「幾可偏差の定義及び表示」の項に定義されるものである。
In order to reduce the adjustment amount of the step H between the first block 4 and the
スリットダイ1の組立再現性を高めるためには、第1のリップ3と第2のリップ2の剛性が、同じであることが好ましい。そのためには、第2のリップ2の厚さを、第1のブロック4および第2のブロック5の厚さLtと等しくしておくことが好ましい。
In order to improve the assembly reproducibility of the slit die 1, it is preferable that the
この実施態様で示したスリットダイ1によれば、上記のような構成を有しているので、長尺であるにもかかわらず、すなわち、大面積の塗膜を形成するスリットダイであるにもかかわらず、サブミクロンオーダのリップ間隙精度が容易にもたらされる。そのため、スリットダイ1によれば、段付ブロック10が第1のリップ3に固定され、スリットダイ1が組み立てられた後は、特別な調整を行わずとも、3%以下の極めて高い塗布厚み精度を有する塗膜の形成を可能にする。
According to the slit die 1 shown in this embodiment, since it has the above-described configuration, it is a slit die that is long, that is, a slit die that forms a large-area coating film. Nevertheless, lip gap accuracy on the order of submicrons is easily provided. For this reason, according to the slit die 1, the stepped
とりわけ均一な塗膜の形成が要求される、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルターやプラズマディスプレイ用背面板などのディスプレイ用部材を製造するための塗布装置におけるスリットダイとして、スリットダイ1は好適に用いられる。 In particular, the slit die 1 is suitably used as a slit die in a coating apparatus for manufacturing a display member such as a color filter for a color liquid crystal display or a back plate for a plasma display, which requires formation of a uniform coating film.
また、マニホールド12を流動する塗布液の粘度変化が大きく、リップ間隙分布以外の要因で塗膜の厚み均一性が損なわれる場合には、塗膜厚さの変化が大きい部分に位置する段付ブロック10の段差量hを調節すれば、この要因による塗膜の厚みムラを改善することも出来る。 If the coating liquid flowing through the manifold 12 has a large change in viscosity and the uniformity of the coating film is impaired due to factors other than the lip gap distribution, a stepped block located in a portion where the coating film thickness change is large. By adjusting the step height h of 10, the unevenness in the thickness of the coating film due to this factor can be improved.
様々な操業条件に対応するために、段付ブロック10の段差量hの大きさを変えることで、リップ間隙13の間隙幅Lgの大きさを変更したり、長手方向に配設された複数個の段付ブロック10の各々の段差量hを変化させて、任意の塗膜の厚さプロファイルに対応する分布を持つリップ間隙13を形成したりすることも可能である。
In order to cope with various operating conditions, the size of the step width h of the stepped
第1のブロック4と第2のブロック5とを相対的にスライドさせて位置決めする位置決め要素としては、段付ブロック10に限られるものではない。段付ブロック以外の位置決め要素の例を以下に説明する。
The positioning element for relatively sliding and positioning the first block 4 and the
図4に、本発明のスリットダイの別の実施態様を示す。図4において、スリットダイ101は、図2に示した実施態様と同様に、第1のリップ3、第2のリップ2、第1のリップ3を構成する第1のブロック4と第2のブロック5、および、第1のブロック4と第2のブロック5とを係合し、かつ、締結するボルト8とナット9からなる。
FIG. 4 shows another embodiment of the slit die of the present invention. 4, the slit die 101 includes a
スリットダイ101は、図2に示した実施態様と同様に、リップ間隙13、吐出口14、および、マニホールド12を有する。スリットダイ101は、図2に示した実施態様と同様に、第1のブロック4の内面15aに対向している第2のリップ2の内面17aとリップ間隙13を形成する第2のリップ2の内面17bとが、実質的に同一平面に位置している。
The slit die 101 has a
スリットダイ101は、図2に示した実施態様における段付ブロック10の代わりに、平坦ブロック110とシム111(位置規定補助手段)からなる位置決め要素を有している。平坦ブロック110の内面110aは、単一の平面からなる。内面110aは、第2のブロック5の外面16bに当接されている。
The slit die 101 has, instead of the stepped
第1のブロック4の外面16aと第2のブロック5の外面16bとの間には、段差がある。この段差により形成されている第1のブロック4の外面16aと平坦ブロック110の内面110aとの間の間隙に、シム111が介在している。シム111は、平坦ブロック110と第2のブロック4とを、平坦ブロック110が有するボルト20により固定する際に、前記間隙に装着されたものである。シム111の厚さは、リップ間隙13の間隙幅Lgになるように調整されている。
There is a step between the
第1のブロック4と第2のブロック5との間の段差量Hの微調整は、平坦ブロック110の内面110aの表面粗さの微調整、あるいは、シム111の厚さの微調整により行なわれる。この微調整により、スリットダイ101のリップ間隙13の間隙幅Lgは、平坦ブロック110、シム111およびボルト20からなる位置決め要素と位置決め要素の固定要素により、リップ間隙13の長手方向に均一に調整される。
Fine adjustment of the step height H between the first block 4 and the
図5に、本発明のスリットダイの別の態様を示す。図5において、スリットダイ102は、図2に示した実施態様と同様に、第1のリップ3、第2のリップ2、第1のリップ3を構成する第1のブロック4と第2のブロック5、および、第1のブロック4と第2のブロック5とを係合し、かつ、締結するボルト8とナット9からなる。
FIG. 5 shows another embodiment of the slit die of the present invention. In FIG. 5, the slit die 102 includes a
スリットダイ102は、図2に示した実施態様と同様に、リップ間隙13、吐出口14、および、マニホールド12を有する。スリットダイ102は、図2に示した実施態様と同様に、第1のブロック4の内面15aに対向している第2のリップ2の内面17aとリップ間隙13を形成する第2のリップ2の内面17bとが、実質的に同一平面に位置している。
The slit die 102 has a
図5において、スリットダイ102は、図2に示した段付ブロック10の代わりに、平坦ブロック110と伸縮手段112(位置規定補助手段)からなる位置決め要素を有している。平坦ブロック110の内面110aは、単一の平面からなる。内面110aは、第2のブロック5の外面16bに当接されている。第1のブロック4の外面16aと第2のブロック5の外面16bとの間には、段差がある。この段差により形成されている第1のブロック4の外面16aと平坦ブロック110の内面110aとの間の間隙に、伸縮手段112が介在している。伸縮手段112は、例えば、マイクロメータヘッドやリニアアクチュエータからなる。
In FIG. 5, the slit die 102 has a positioning element including a
伸縮手段112は、平坦ブロック110の上部に固定されている。伸縮手段112の伸縮部材112aは、平坦ブロック110の内面110aから第1のブロック4側に突き出し、その先端は、第1のブロックの外面16aに押し当てられている。平坦ブロック110の内面110aから第1のブロック4の外面16aに至る伸縮部材112aの突き出し長さは、リップ間隙13の間隙幅Lgになるように調整されている。
The expansion / contraction means 112 is fixed to the upper part of the
第1のブロック4と第2のブロック5との間の段差量Hの微調整は、伸縮手段112の伸縮部材112aの突き出し長さを微調整することにより行なわれる。この微調整により、スリットダイ102のリップ間隙13の間隙幅Lgは、平坦ブロック110、伸縮手段112およびボルト20からなる位置決め要素と位置決め要素の固定要素により、リップ間隙13の長手方向に均一に調整される。
The fine adjustment of the step difference H between the first block 4 and the
本発明のスリットダイにおいて、段差量Hを測定する方法は、必要な分解能で精度良く測定出来る方法であれば、特に制限されるものではない。例えば、精密定盤などの均一面に直角に押し当ててゼロ点設定した2本のリニアゲージを、各々第1のブロック4の内面15aと第2のブロック5の内面15bに直角に押し当てながら、一方のリニアゲージがゼロを表示したときのもう一方のリニアゲージに表示される値を読みとる方法が、高精度かつ簡便に測定出来るので好ましい。
In the slit die of the present invention, the method of measuring the step difference H is not particularly limited as long as it can be measured with a required resolution with high accuracy. For example, two linear gauges, which are set at zero point by pressing at right angles to a uniform surface such as a precision surface plate, are pressed at right angles to the
本発明のスリットダイにおいて、リップ間隙精度とは、リップ間隙の間隙幅(例えば、図2における間隙幅Lg)を、リップ間隙の長手方向において多点に渡り測定した値の最大偏差と定義する。測定方法としては、光学顕微鏡やマイクロスコープなどによって吐出口(例えば、図2における吐出口14)を450倍乃至2,000倍に拡大した状態において、吐出口の間隙幅を測定して、これをリップ間隙の間隙幅とする方法が好ましい。
In the slit die of the present invention, the lip gap accuracy is defined as the maximum width of the gap width of the lip gap (for example, the gap width Lg in FIG. 2) measured at multiple points in the longitudinal direction of the lip gap. As a measuring method, the gap width of the discharge port is measured in a state where the discharge port (for example, the
次に、本発明のスリットダイの更に別の態様を説明する。 Next, still another embodiment of the slit die of the present invention will be described.
上記の実施態様においては、第2のリップ3に段差Hを設けるために、等しい厚さLtを有する第1のブロック4と第2のブロック5が用いられている。しかし、段差Hの形成方法はこれに限られるものではない。図6に、段差Hの他の形成方法の一例を示す。
In the embodiment described above, the first block 4 and the
図6において、本発明のスリットダイ103は、図2に示した実施態様と同様に、第1のリップ3、第2のリップ2、第1のリップ3を構成する第1のブロック4aと第2のブロック5a、および、第1のブロック4aと第2のブロック5aとを係合し、かつ、締結するボルト8とナット9からなる。
6, the slit die 103 of the present invention is similar to the embodiment shown in FIG. 2 in that the
スリットダイ103は、図2に示した実施態様と同様に、リップ間隙13、吐出口14、および、マニホールド12を有する。スリットダイ103は、図2に示した実施態様と同様に、第1のブロック4aの内面15aに対向している第2のリップ2の内面17aとリップ間隙13を形成する第2のリップ2の内面17bとが、実質的に同一平面に位置している。
The slit die 103 has a
しかし、スリットダイ103における第1のブロック4aと第2のブロック5aとは、リップ間隙13を形成する第2のブロック5aの内面15bに直角な方向におけるそれぞれの厚さを異にする。この点において、スリットダイ103は、図2、4および5に示すスリットダイ1、101および102と異なる。図6において、第1のブロック4aは、厚さLtaを有し、第2のブロック5aは、厚さLtbを有する。厚さLtaと厚さLtbとの差により、第1のブロック4aの内面15aと第2のブロック5aの内面15bとの間の段差H1が形成されている。
However, the
第1のブロック4aの外面16aと第2のブロック5aの外面16bには、位置決め要素である平坦ブロック111が、固定要素であるボルト20により固定されている。平坦ブロック111の内面111aは、第1のブロック4aの外面16aと第2のブロック5aの外面16bとに接している。
A
第1のリップ3と第2のリップ2とが、組立ボルト7(図1参照)により組み立てられると、第1のブロック4aの内面15aと第2のブロック5aの内面15b間の段差量H1に等しい間隙幅Lgを有するリップ間隙13が形成される。
When the
間隙幅Lgを有するリップ間隙13を形成する段差H(H1)の数は、上記の実施態様のように、1段に限られない。3個以上のブロックを重ね合わせることにより、第1のリップ3に、2段以上の段差を形成しても良い。
The number of steps H (H1) forming the
上記の実施態様においては、第1のリップ3が、第1のブロック4(4a)と第2のブロック5(5a)との二つのブロックで構成される形態を説明したが、この形態に限られるものではない。第1のリップ3および第2のリップ2の双方のそれぞれを、上下に複数個のブロックで形成し、それぞれのブロックの相対位置を調整可能にした形態でも良い。
In the above-described embodiment, the
被塗布部材に複数層の塗膜を同時に形成するスリットダイ、すなわち、2個以上のリップ間隙を3個以上のリップによって形成する同時多層塗布用のスリットダイにも本発明のスリットダイは適用出来る。 The slit die of the present invention can also be applied to a slit die for simultaneously forming a plurality of coating films on a member to be coated, that is, a slit die for simultaneous multilayer coating in which two or more lip gaps are formed by three or more lips. .
リップ間隙13を形成する手法も、複数のブロック同士の間に形成される段差により形成する形態に限られるものではない。
The method of forming the
図7に、別の段差形成の一例を示す。図7において、本発明のスリットダイ104は、図2に示した実施態様と同様に、第1のリップ3、第2のリップ2、第1のリップ3を形成する第1のブロック4と第2のブロック5、および、第1のブロック4と第2のブロック5とを係合し、かつ、締結するボルト8とナット9からなる。
FIG. 7 shows an example of another step formation. In FIG. 7, the slit die 104 of the present invention is similar to the embodiment shown in FIG. 2 in that the
スリットダイ104は、図2に示した実施態様と同様に、リップ間隙13、吐出口14、および、マニホールド12を有する。
The slit die 104 has a
スリットダイ104は、図6に示した実施態様と同様に、平坦ブロック111からなる位置決め要素を有している。平坦ブロック111の内面111aは、単一の平面からなる。内面111aは、第1のブロック4の外面16aと第2のブロック5の外面16bとに当接されている。
The slit die 104 has a positioning element consisting of a
スリットダイ104において、図2に示した実施態様と同様に、第1のブロック4の内面15aに対向している第2のリップ2の内面17aとリップ間隙13を形成する第2のリップ2の内面17bとが、実質的に同一平面に位置している。
In the slit die 104, as in the embodiment shown in FIG. 2, the
しかし、スリットダイ104おいては、第1のブロック4の内面15aと第2のブロック5の内面15bとの間に段差がなく、両内面15a、15bは、同一平面に位置している。この点において、スリットダイ104は、図2、4、5および6に示した実施態様と異なる。
However, in the slit die 104, there is no step between the
この構成により、スリットダイ104は、第2のリップ2の内面17aと第1のブロック4の内面15aとの間に間隙を有する。この間隙は、シム113により埋められている。シム113は、スリットダイ104の組み立てに際して、第1のリップ3と第2のリップ2との間にセットされた後、第1のブロック4と第2のリップ2とにより締め付けられ、固定されている。シム113により、段差H2が形成されている。
With this configuration, the slit die 104 has a gap between the
図8に、本発明のスリットダイの更に別の態様を示す。図8におけるスリットダイ105は、図7におけるスリットダイ104におけるシム113に代えて、シム113の厚さに相当する分、第2のリップ2の内面17aを第1のブロック4の内面15a方向に突き出し、内面17aと内面15aとを当接させたものである。これにより、段差H3が形成されている。スリットダイ105の他の部分の構造は、図7のスリットダイ104と同様である。
FIG. 8 shows still another embodiment of the slit die of the present invention. The slit die 105 in FIG. 8 replaces the
以上にいくつかの実施態様を説明したが、本発明のスリットダイは、一対のリップの組み合わせでリップ間隙が形成でき、少なくとも一方のリップを独立した少なくとも二つのブロックで構成し、ブロックに対し設けられたブロック間の相対的な位置決め要素とこの位置決め要素の固定要素により、リップ間隙の間隙幅が、リップ間隙の長手方向に亘り矯正出来る構造であることを必須とする。すなわち、この構造が満足されるのであれば、個々の構成部材およびそれらの組み合わせは、いかなる形態であってもよい。 Although several embodiments have been described above, in the slit die of the present invention, a lip gap can be formed by a combination of a pair of lips, at least one lip is constituted by at least two independent blocks, and provided for the block. It is essential that the gap width of the lip gap can be corrected in the longitudinal direction of the lip gap by the relative positioning element between the blocks and the fixing element of the positioning element. That is, the individual components and their combinations may be in any form as long as this structure is satisfied.
図7に示すスリットダイ104や図8に示すスリットダイ105のような構成からなるスリットダイにおけるサブミクロンオーダのリップ間隙精度の実現は、リップ間隙精度に応じて、第1のリップ3を構成する第1のブロック4と第2のブロック5との相対位置を、平坦ブロック111に微小な段差を設けることにより行える。
The realization of submicron-order lip gap accuracy in a slit die having a configuration such as the slit die 104 shown in FIG. 7 or the slit die 105 shown in FIG. 8 configures the
スリットダイ1の内部にあるマニホールド12は、第2のリップ2ではなく、第1のリップ3に設けるようにしてもよく、あるいは、第1のリップ3および第2のリップ2の両方に設けるようにしてもよい。
The manifold 12 inside the slit die 1 may be provided on the
マニホールド12の正面形状としては、図1に示すように、塗布液供給口11を中心に左右長手方向に延長された形状のT型や、塗布液供給口11を中心に左右長手方向に傾斜した形状のコートハンガー型であっても良い。マニホールド12は、一つだけでなく、塗布液の吐出方向に複数段に設けるようにしても良い。マニホールド12は、リップの長手方向両端で貫通させても良い。この場合、塗布液の吐出幅の規制と液漏れシールは、リップの長手方向両端に取り付けられる側板によって行われる。
As shown in FIG. 1, the front shape of the manifold 12 is a T-shape extending in the left-right longitudinal direction around the coating
図示を省略した塗布液供給手段は、公知のもので良い。塗布液供給手段として、例えば、ギアポンプ、モーノポンプ、ダイヤフラムポンプ、あるいは、シリンジポンプが用いられる。塗布液供給手段とスリットダイ1との間の塗布液流路に、公知のフィルターやバルブ類が、必要に応じて設けられる。 The application liquid supply means (not shown) may be a known one. As the application liquid supply means, for example, a gear pump, a mono pump, a diaphragm pump, or a syringe pump is used. Known filters and valves are provided in the coating liquid flow path between the coating liquid supply means and the slit die 1 as necessary.
本発明のスリットダイでは、リップの素材は、特に限定はされない。素材としては、例えば、超硬合金、セラミックス、ステンレス、あるいは、これらの素材に表面処理を施工したものがある。ステンレスは、耐薬品性を有し、安価なため、素材として好ましい。 In the slit die of the present invention, the material of the lip is not particularly limited. Examples of the material include a cemented carbide, ceramics, stainless steel, or a material obtained by applying a surface treatment to these materials. Stainless steel is preferable as a material because it has chemical resistance and is inexpensive.
図2に示す第2のリップ2の先端18の長さLA、および、第1のリップ3の先端19の長さLBについては、塗膜を形成する方向に応じて、それぞれの長さが設定される。例えば、被塗布部材が第2のリップ2から第1のリップ3に向かって相対的に移動し、第2のリップ3の下流側に塗膜が形成される場合、第2のリップ2の先端18の長さLAは、好ましくは0.1mm乃至15mm、より好ましくは0.5mm乃至5mmで、第1のリップ3の先端19の長さLBは、好ましくは0.03mm乃至2mm、より好ましくは0.05mm乃至1mmであり、かつ、第1のリップ3の先端19の長さLBが、第2のリップ2の先端18の長さLAよりも短くなるように設定されることが望ましい。
The length LA of the
第2のリップ2の先端18、ならびに、第1のリップ3の先端19の長手方向の真直度、すなわち、巨視的にみた長手方向のうねりの大きさは、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下である。
The straightness in the longitudinal direction of the
接液面の表面粗さは、最大高さ(Ry)で、好ましくは0.4S以下、より好ましくは0.2S以下である。第2のリップ2の先端18、ならびに、第1のリップ3の先端19を、0.1S以下で仕上げることが、塗布品質を良好にするために、更に好ましい。
The surface roughness of the liquid contact surface is a maximum height (Ry), preferably 0.4 S or less, more preferably 0.2 S or less. It is more preferable to finish the
次に、本発明のスリットダイを用いた塗膜を有する基材の製造方法および製造装置の実施態様について説明する。 Next, an embodiment of a method and apparatus for manufacturing a substrate having a coating film using the slit die of the present invention will be described.
図9は、本発明の塗膜を有する基材の製造方法を実施するための本発明のスリットダイを用いた塗布装置(ダイコータ)の概略斜視図である。図10は、図9のダイコータを塗布液の供給系をも含めて示した概略構成図である。 FIG. 9 is a schematic perspective view of a coating apparatus (die coater) using the slit die of the present invention for performing the method of manufacturing a substrate having a coating film of the present invention. FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing the die coater of FIG. 9 including a coating liquid supply system.
図9に、ガラス基板などの枚葉基材(被塗布部材)に塗布液を塗布し、塗膜を形成する塗布装置(ダイコータ)21が示される。ダイコータ21は、基台22を備えている。基台22上には、一対のガイド溝レール24が設けられており、これらガイド溝レール24には、ステージ26が配置されている。ステージ26の上面は、サクション面とされている。ステージ26は、一対のスライド脚28を介して、ガイド溝レール24上を水平方向に往復動自在とされている。
FIG. 9 shows a coating apparatus (die coater) 21 that applies a coating liquid to a single-wafer substrate (member to be coated) such as a glass substrate to form a coating film. The
一対のガイド溝レール24の間には、ガイド溝レール24に沿って延びるケーシング32が配置されており、ケーシング32は、送り機構を内蔵している。送り機構は、図10に示されているように、ボールネジからなるフィードスクリュー34を有している。フィードスクリュー34は、ステージ26の下面に固定されたナット状部を有するコネクタ36の該ナット状部に螺合され、コネクタ36を貫通して延びている。フィードスクリュー34の両端部は、図示しない軸受により、回転自在に支持されており、その一端は、ACサーボモータ38に連結されている。ケーシング32の上面または側面には、コネクタ36の移動を許容する開口が形成されているが、この開口の図示は省略されている。
A
この実施態様では、ステージ26が往復動する方式が採用されているが、これに限らず、スリットダイ1がステージ26に対して往復動する方式であってもよい。要は、ステージ26およびスリットダイ1のうちの少なくとも一方が往復動すればよい。
In this embodiment, a method in which the
基台22の上面には、その一端側に、逆L字形のセンサ支柱40が配置されている。センサ支柱40の先端は、一方のガイド溝レール24の上方まで延びており、そこに電動型の昇降アクチュエータ41が取り付けられている。昇降アクチュエータ41には、厚さセンサ42が下向きにして取り付けられている。厚さセンサ42としては、レーザ変位計、超音波厚さ計などが用いられ、とりわけレーザを使用したものが好ましい。
An inverted L-shaped
基台22の上面には、センサ支柱40よりも基台22の中央側の位置において、センサ支柱40と同様に逆L字形をなしたダイ支柱44が配置されている。ダイ支柱44の先端は、一対のガイド溝レール24間の上方、つまり、ステージ26の往復動経路の上方に位置している。ダイ支柱44の先端には、昇降機構46が取り付けられている。図9には詳細に示されていないけれども、昇降機構46は、昇降ブラケットを備えている。この昇降ブラケットは、一対のガイドロッドに、昇降自在に取り付けられている。これらガイドロッド間には、ボールねじからなるフィードスクリューが配置されており、このフィードスクリューは、昇降ブラケットのナット部にねじ込まれ、このナット部を貫通して延びている。
On the upper surface of the
フィードスクリューの上端部には、ACサーボモータ50が連結されており、ACサーボモータ50は、ケーシング48の上面に取り付けられている。なお、前述したガイドロッドおよびフィードスクリューは、ケーシング48に収容され、軸受を介して回転自在に支持されている。
An
昇降ブラケットには、平板と平板の両端に設けられた側板からなるダイホルダ52が、支持軸(図示せず)により、垂直面内において回動自在に取り付けられている。ダイホルダ52は、一対のガイド溝レール24の上方において、これらガイド溝レール24間に亘って水平に延びている。
A
昇降ブラケットには、ダイホルダ52より上方の位置において、水平バー56が固定されており、水平バー56は、ダイホルダ52に沿って延びている。水平バー56の両端部には、電動型の調整アクチュエータ58がそれぞれ取り付けられている。調整アクチュエータ58は、水平バー56の下面から突出した伸縮可能なロッドを有しており、これら伸縮ロッドの下端は、ダイホルダ52の両端にそれぞれ当接されている。
A
ダイホルダ52内には、本発明のスリットダイ1が取り付けられている。図10に示されているように、スリットダイ1からは、塗布液90の供給ホース62が延びており、供給ホース62の先端は、シリンジポンプ64における電磁切り換え弁66の供給ポートに接続されている。電磁切り換え弁66の吸引ポートからは、吸引ホース68が延びており、この吸引ホース68の先端部は、塗布液90を蓄えたタンク70内に挿入されている。
In the
シリンジポンプ64のポンプ本体72は、電磁切り換え弁66の切り換え作動により、供給ホース62および吸引ホース68の一方に選択的に接続可能となっている。電磁切り換え弁66およびポンプ本体72は、コンピュータ74に電気的に接続され、このコンピュータ74からの制御信号を受けて、それらの作動が制御されるようになっている。コンピュータ74は、昇降アクチュエータ41および厚さセンサ42にも電気的に接続されている。
The
シリンジポンプ64の作動を制御するため、コンピュータ74は、シーケンサ76にも電気的に接続されている。シーケンサ76は、ステージ26側のフィードスクリュー34のACサーボモータ38や、昇降機構46のACサーボモータ50の作動をシーケンス制御するものである。そのシーケンス制御のために、シーケンサ76には、ACサーボモータ38、50の作動状態を示す信号、ステージ26の移動位置を検出する位置センサ78からの信号、スリットダイ1の作動状態を検出するセンサ(図示しない)からの信号などが入力される。一方、シーケンサ76からは、シーケンス動作を示す信号が、コンピュータ74に出力されるようになっている。
位置センサ78を使用する代わりに、ACサーボモータ38にエンコーダを組み込み、このエンコーダから出力されるパルス信号に基づき、シーケンサ76にて、ステージ26の位置を検出することも可能である。シーケンサ76に、コンピュータ74による制御を組み込むことも可能である。
Instead of using the
図示されていないが、ダイコータ21には、ステージ26上に被塗布部材としての枚葉基材、例えば、カラーフィルターのためのガラス基板Aを供給するローダや、ステージ26からガラス基板Aを取り外すためのアンローダが備えられている。これらローダおよびアンローダおいて、その主要構成部分に、例えば、円筒座標系産業用ロボットを使用することが出来る。
Although not shown, the
図9から明らかなように、スリットダイ1は、ステージ26の往復動方向と直行する方向に、すなわち、ステージ26の幅方向に、水平に延びており、その両端が、ダイホルダ52に支持されている。
As is clear from FIG. 9, the slit die 1 extends horizontally in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the
スリットダイ1の水平調整は、水平バー56の両端に設けた調整アクチュエータ58の伸縮ロッドを伸縮させ、ダイホルダ52をその支持軸回りに回転させることで行なわれる。
The horizontal adjustment of the slit die 1 is performed by extending and retracting a telescopic rod of an
次に、カラーフィルターの製造に係わる一工程、つまり、上記のダイコータ21を使用して行われる塗膜を有する基材の製造方法を説明する。
Next, one process related to the production of a color filter, that is, a method for producing a substrate having a coating film, which is performed using the above-described
図9および10において、先ず、ダイコータ21における各作動部の原点復帰が行われる。この段階で、ステージ26は、厚さセンサ42の下方に位置付けられる。また、この段階で、タンク70から、吸引ホース68および供給ホース62を経て、スリットダイ1内のマニホールド12およびリップ間隙13内に至る経路内に、塗布液90が満たされる。更に、この段階で、塗布準備動作として、シリンジポンプ64の電磁切り換え弁66が、ポンプ本体72が吸引ホース68側に接続されるように、切り換え作動される。これにより、ポンプ本体72に、タンク70内の塗布液90が吸引ホース68を通じて吸引する吸引動作を行わせる。シリンジポンプ64内に所定量の塗布液90が吸引されると、シリンジポンプ64の電磁切り換え弁66は、ポンプ本体72と供給ホース62とを接続すべく切換作動される。
In FIGS. 9 and 10, first, the origin return of each operation unit in the
この状態で、図示しないローダからステージ26上に、ガラス基板Aが供給され、ガラス基板Aは、ステージ26上にサクション圧を受けて保持される。このようにしてガラス基板Aのローディングが完了する。ガラス基板Aは、スリットダイ1における吐出口14の吐出幅、すなわち、シール板6a、6bの間の間隔Lwに対して、実質的に同じか、それよりも広い幅寸法を有している。
In this state, the glass substrate A is supplied from the loader (not shown) onto the
ガラス基板Aのローディングが完了すると、厚さセンサ42が、所定の位置まで下降し、ガラス基板Aの厚みが、厚さセンサ42により測定される。測定後、厚さセンサ42は、元の位置まで上昇する。
When the loading of the glass substrate A is completed, the
ガラス基板Aのローディングが完了すると、ステージ26は、スリットダイ1に向けて移動して、スリットダイ1の直前で停止される。その後、スリットダイ1が下降し、スリットダイ1の下面とガラス基板Aの上面との間に、所定のクリアランス、例えば、100μmの隙間が確保される。クリアランスは、厚さセンサ42により測定したガラス基板Aの厚さを考慮し、ステージ26とスリットダイ1との間の距離を測定する距離センサ(図示しない)からの出力信号に基づき、スリットダイ1の下降位置が位置決めされて、正確に設定される。
When the loading of the glass substrate A is completed, the
次に、ステージ26を更に移動させ、ガラス基板Aの上面にて、塗膜の形成を開始すべきスタートラインがスリットダイ1の吐出口14の直下に位置づけされた時点で、ステージ26を一旦停止させる。
Next, the
このステージ26の一旦停止と実質的に同時に、シリンジポンプ64に塗布液90の吐出動作を開始させ、塗布液90をスリットダイ1に向けて供給する。これによって、スリットダイ1の吐出口14からガラス基板A上に塗布液90が吐出される。ここで、吐出口14は、その間隙がスリットダイ1の長手方向、つまり、ステージ26の往復動方向に直角な方向に沿って一定であるから、吐出口14からは、ガラス基板Aのスタートラインに沿って一様に、塗布液90が吐出される。これにより、スリットダイ1とガラス基板Aとの間において、ビードと称される塗布液の液溜まりCが、スタートラインに沿って形成される。
At substantially the same time as the
液溜まりCの形成と同時に、吐出口14からの塗布液90の吐出を継続しながら、ステージ26を一定の速度で往動方向に進行させると、図10に示されるように、ガラス基板Aの上面に、塗布液90の塗膜Dが連続的に形成される。
When the
塗膜Dの形成にあたっては、ステージ26の移動を一旦停止することなく、ガラス基板Aのスタートラインがスリットダイ1の吐出口14を通過するタイミングにて、吐出口14から塗布液90を吐出するようにしても良い。
In forming the coating film D, the
ステージ26の進行に伴い、ガラス基板A上にて塗膜Dの形成を終了すべきフィニッシュラインがスリットダイ1の吐出口14の直前位置に到達すると、この時点で、シリンジポンプ64の吐出動作が停止される。このようにしてスリットダイ1の吐出口14から塗布液90の吐出が停止されても、ガラス基板A上の液溜まりCの塗布液を消費しながら、塗膜Dの形成がフィニッシュラインまで継続される。ガラス基板A上のフィニッシュラインがスリットダイ1の吐出口14を通過した時点で、シリンジポンプ64の吐出動作を停止するようにしても良い。
With the progress of the
ガラス基板A上のフィニッシュラインが吐出口14を通過する時点または通過した時点で、シリンジポンプ64の吸引動作が僅かに行われ、これにより、スリットダイ1のリップ間隙13内の塗布液90は、マニホールド12側に吸引される。同時に、スリットダイ1は、元の位置まで上昇し、スリットダイ1による塗布液90の塗布が終了する。
When the finish line on the glass substrate A passes or passes through the
次に、シリンジポンプ64に、吸引動作と同じ量だけ吐出動作を与えて、スリットダイ1のリップ間隙13に空気が残らないようにする。その後、シリンジポンプ64の電磁切り換え弁66は、ポンプ本体72と吸引ホース68とを接続すべく切り換え動作され、ポンプ本体72に、タンク70内の塗布液を吸引ホース68を通じて吸引する吸引動作を行わせる。シリンジポンプ64内に所定量の塗布液が吸引されると、シリンジポンプ64の電磁切り換え弁66は、ポンプ本体72と供給ホース62とを接続すべく切り換え作動される。その後、スリットダイ1の上昇位置にて、その下端面に付着している塗布液90が、クリーナ(図示しない)により拭き取られる。
Next, a discharge operation is given to the
一方、ステージ26の往動は、塗布液90の塗布が終了しても継続されており、ステージ26がガイド溝レール24の終端に到達した時点で、その往動が停止される。この状態で、塗膜Dが形成されたガラス基板Aは、そのサクションによる吸着が解除された後、アンローダによりステージ26上から取り外される。その後、ステージ26は復動し、図9に示す初期位置に戻されて、一連の塗布工程が終了する。初期位置にて、ステージ26は、新たなガラス基板がローディングされるまで待機する。
On the other hand, the forward movement of the
塗膜形成に用いられる塗布液90としては、流動性をもつ液体であれば特に限定されないが、例えば、着色用塗布液、レジスト用塗布液、表面保護用塗布液、帯電防止用塗布液、あるいは、滑性用塗布液などがある。塗布液として、水や有機溶媒に、高分子材料やガラス、金属などの無機材料を溶解もしくは分散させたものが多く使用される。
The
用いられる塗布液90の粘度は、好ましくは1mPa・s乃至100,000mPa・s、より好ましくは5mPa・s乃至50,000mPa・sである。ニュートニアンが塗布性から好ましいが、チキソ性を有する塗布液も用いることが出来る。
The viscosity of the
基板Aとしては、ガラスの他に、アルミ等の金属板、セラミック板、シリコンウェハー等を用いても良い。 As the substrate A, other than glass, a metal plate such as aluminum, a ceramic plate, a silicon wafer, or the like may be used.
使用する塗布条件としては、クリアランス(必要なものに対して)は、好ましくは20μm乃至500μm、より好ましくは50μm〜400μmであり、塗布速度は、好ましくは0.1m/分乃至50m/分、より好ましくは0.5m/分乃至10m/分であり、リップ間隙は、好ましくは30μm乃至1,000μm、より好ましくは50μm乃至600μmであり、塗布厚さは、好ましくは3μm乃至500μm、より好ましくは5μm乃至300μmである。 As the application conditions to be used, the clearance (for necessary ones) is preferably 20 μm to 500 μm, more preferably 50 μm to 400 μm, and the application speed is preferably 0.1 m / min to 50 m / min. Preferably, it is 0.5 m / min to 10 m / min, the lip gap is preferably 30 μm to 1,000 μm, more preferably 50 μm to 600 μm, and the coating thickness is preferably 3 μm to 500 μm, more preferably 5 μm. To 300 μm.
本発明の塗膜を有する基材の製造方法は、ディスプレイ用部材の製造に好ましく用いられる。ディスプレイ用部材としては、液晶用ディスプレイに用いられるカラーフィルター、プラズマディスプレイの背面板や前面板などがある。
以上の実施態様では、ガラス基板などの枚葉基材に対する塗布を説明したが、フィルム、金属シートや金属箔、紙等の長尺のウエブ(長尺の被塗布部材)への塗布は、ウエブをロールで支持、搬送する部分において、本発明のスリットダイ1を近接させて、スリットダイ1の吐出口14から塗布液をウエブに対し吐出することで実現出来る。
The method for producing a substrate having a coating film of the present invention is preferably used for producing a display member. Examples of the display member include a color filter used for a liquid crystal display, and a back plate and a front plate of a plasma display.
In the above embodiment, the application to a single-wafer substrate such as a glass substrate has been described. However, the application to a long web (a long member to be applied) such as a film, a metal sheet, a metal foil, and paper is performed by rolling the web. This can be realized by bringing the slit die 1 of the present invention close to the portion to be supported and transported, and discharging the coating liquid from the
次に、本発明を具体的実施例を用いて、更に、説明する。
実施例1、ならびに、比較例1および2:
幅360mm×長さ465mm×厚さ0.7mmの無アルカリガラス基板上に、基板の幅方向にピッチが254μm、基板の長手方向にピッチが85μm、線幅が20μm、RGB画素形状数が4,800(基板長手方向)×1,200(基板幅方向)、対角の長さが508mm(20インチ)(基板幅方向に305mm、基板長手方向に406mm)となる格子形状で、厚さが1μmとなるブラックマトリックス膜を作成した。
Next, the present invention will be further described using specific examples.
Example 1 and Comparative Examples 1 and 2:
A pitch of 254 μm in the width direction of the substrate, a pitch of 85 μm in the longitudinal direction of the substrate, a line width of 20 μm, a number of RGB pixel shapes of 4, 800 (longitudinal direction of the substrate) × 1,200 (width direction of the substrate), a diagonal length of 508 mm (20 inches) (305 mm in the width direction of the substrate, 406 mm in the longitudinal direction of the substrate), and a thickness of 1 μm Was prepared.
ブラックマトリックス膜は、チタン酸窒化物を遮光材、ポリアミック酸をバインダーとして用いたものであった。 The black matrix film used titanium oxynitride as a light-shielding material and polyamic acid as a binder.
続いて、ウエット洗浄によって、基板上のパーティクルを除去した。次いで、ポリアミック酸をバインダー、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンと3−メチル−メトキシブタノールの混合物を溶媒、ピグメントレッド177を顔料にして、固形分濃度10%で混合し、更に、粘度を50mPa・sに調整したR色の塗布液を用意した。 Subsequently, particles on the substrate were removed by wet cleaning. Then, a mixture of polyamic acid as a binder, γ-butyrolactone, a mixture of N-methyl-2-pyrrolidone and 3-methyl-methoxybutanol as a solvent, and Pigment Red 177 as a pigment were mixed at a solid content concentration of 10%. Was adjusted to 50 mPa · s to prepare an R-color coating solution.
図1に示す本発明のスリットダイ1(実施例1)、図12に示す従来のスリットダイ301(比較例1)、および、図13に示す従来のスリットダイ401(比較例2)の各々を取り付けた図9に示すダイコータ21によって、以下に示す塗布条件にて、前記用意した塗布液を、ガラス基板全面に塗布した。
Each of the slit die 1 of the present invention (Example 1) shown in FIG. 1, the conventional slit die 301 (Comparative Example 1) shown in FIG. 12, and the conventional slit die 401 (Comparative Example 2) shown in FIG. The prepared coating liquid was applied to the entire surface of the glass substrate by the
各々のスリットダイで塗布が完了した基板を、ホットプレートを使用した乾燥装置で、100℃で20分間乾燥した。乾燥後の基板における塗膜の厚み精度を、基板全面に亘って、光干渉式非接触膜厚さ計により、測定した。その測定結果を表1に示す。なお、表1に示す塗布厚み精度は、塗布厚さむらの最大偏差を塗布厚さの平均値で割り返し、百分率(%)で示したものである。 The substrate coated with each slit die was dried at 100 ° C. for 20 minutes using a drying device using a hot plate. The thickness accuracy of the coating film on the dried substrate was measured over the entire surface of the substrate by an optical interference type non-contact film thickness meter. Table 1 shows the measurement results. In addition, the coating thickness accuracy shown in Table 1 is obtained by dividing the maximum deviation of the coating thickness unevenness by the average value of the coating thickness, and is expressed as a percentage (%).
塗布条件:
塗布厚さ:20μm、塗布速度:3m/分、クリアランス:100μm
実施例1のスリットダイ1における各部品の概略形状寸法や主要精度などは次の通りである。
Application condition:
Coating thickness: 20 μm, coating speed: 3 m / min, clearance: 100 μm
The schematic shape dimensions and main accuracy of each component in the slit die 1 of the first embodiment are as follows.
第2のリップ2:
外形寸法:幅400mm×高さ75mm×厚さ30mm
先端18の長さLA:0.5mm
内面17aの平面度:1.5μm
マニホールド12の形状:幅358mm×深さ4mmのT型
リップ間隙13の吐出方向の長さLd:30mm
第1のリップ3:
第1のブロック4の外形寸法:幅400mm×高さ35mm×厚さ30mm
第2のブロック5の外形寸法:幅400mm×高さ40mm×厚さ30mm
第1のブロック4の内面15aの平面度:1.4μm
第2のブロック5の内面15bの平面度:1.5μm
段付ブロック10の外形寸法:幅26mm×高さ26mm×厚さ14mm
段付ブロック10の個数と配置間隔:8個、27mm
段付ブロック10の段付面10a、10bの表面粗さ:0.5S
先端19の長さLB:0.05mm。
Second lip 2:
Dimensions: width 400mm x height 75mm x thickness 30mm
Length LA of tip 18: 0.5 mm
Flatness of
Shape of manifold 12: T-shaped 358 mm wide x 4 mm deep Length Ld of
First lip 3:
External dimensions of the first block 4: width 400 mm x height 35 mm x thickness 30 mm
External dimensions of the second block 5: width 400 mm x
Flatness of
Flatness of
External dimensions of stepped block 10:
The number and arrangement interval of the stepped blocks 10: 8, 27 mm
Surface roughness of stepped
Length LB of tip 19: 0.05 mm.
第1のリップ3の段差Hは、8個の段付ブロック10の各段差量hを、ラップによって微小に変化させ、段差量Hの最大偏差が長手方向に亘り塗布幅の範囲で、0.2μmになるまで微調整した。平均段差量Hは、101.5μmであった。そして、2枚の厚さ101.3μmのステンレス製シール板6a、6bの間隔Lwを、吐出幅が358mmになるようにして、介在させて、第2のリップ2と第1のリップ3とを組み合わせた。これにより、間隙幅Lgの大きさが101.5μmのリップ間隙13を形成した。このときのリップ間隙精度は、0.4μmであった。
The step H of the
比較例1および2の従来のスリットダイについては、吐出幅、リップ先端の形状、マニホールド形状、リップ間隙の吐出方向の長さを、実施例1のスリットダイと同様にした。その他の各部品の形状寸法と精度は次の通りである。 Regarding the conventional slit dies of Comparative Examples 1 and 2, the discharge width, the shape of the lip tip, the manifold shape, and the length of the lip gap in the discharge direction were the same as those of the slit die of Example 1. The dimensions and accuracy of other parts are as follows.
比較例1:
右側リップ302および左側リップ303の外形寸法:幅400mm×高さ75mm×厚さ30mm
右側リップ302の内面の平面度:1.3μm
左側リップ303の内面の平面度:1.4μm
シム304の厚さ(リップ間隙312の大きさL):101μm
リップ間隙精度:2.8μm
比較例2:
右側リップ402および左側リップ403の外形寸法:幅400mm×高さ75mm×厚さ30mm
右側リップ402の段差量(リップ間隙412の大きさL):103.3μm
右側リップ402の段差量の偏差:1.2μm
左側リップ403の内面の平面度:1.3μm
リップ間隙精度:1.4μm。
Comparative Example 1:
External dimensions of
Flatness of inner surface of right lip 302: 1.3 μm
Flatness of inner surface of left lip 303: 1.4 μm
Thickness of shim 304 (size L of lip gap 312): 101 μm
Lip gap accuracy: 2.8 μm
Comparative Example 2:
Outer dimensions of
Step difference of right lip 402 (size L of lip gap 412): 103.3 μm
Deviation of the level difference of the right lip 402: 1.2 μm
Flatness of inner surface of left lip 403: 1.3 μm
Lip gap accuracy: 1.4 μm.
表1より、本発明のスリットダイ(実施例1)では、サブミクロンオーダのリップ間隙精度が、実現されていることが分かる。また、塗膜の厚み精度が、比較例1や比較例2と比べて、飛躍的に向上していることが分かる。 Table 1 shows that the slit die of the present invention (Example 1) achieves a lip gap accuracy on the order of submicron. In addition, it can be seen that the thickness accuracy of the coating film is dramatically improved as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
次に、乾燥したR色の塗膜上に、固形分濃度10%、粘度8mPa・sのレジスト液を、厚さ10μmで塗布した。塗布後、90℃のホットプレートで10分乾燥した。乾燥後、露光・現像・剥離を行って、R画素部にのみ色塗膜を残し、260℃のホットプレートで30分加熱して、キュアを行った。 Next, a resist solution having a solid content of 10% and a viscosity of 8 mPa · s was applied to a thickness of 10 μm on the dried R-color coating film. After the application, it was dried on a hot plate at 90 ° C. for 10 minutes. After drying, exposure, development, and peeling were performed to leave a color coating film only on the R pixel portion, and heating was performed on a hot plate at 260 ° C. for 30 minutes to cure.
同様の色塗膜の形成をG、B色についても、実施例1のスリットダイとダイコータによって、R色と同様の塗布条件および同じ工程を用いて、それぞれ色塗膜を作成した。 The same color coating film was formed for the G and B colors using the slit die and the die coater of Example 1 under the same coating conditions and the same process as for the R color.
ここで、G色の塗布液には、R色の塗布液の顔料を、ピグメントグリーン36にして、固形分濃度10%で、粘度を40mPa・sに調整したものを用いた。B色の塗布液には、R色の塗布液の顔料を、ピグメントブルー15にして、固形分濃度10%で、粘度を50mPa・sに調整したものを用いた。 Here, the pigment of the R-color coating solution was used as the pigment green 36, the solid content concentration was 10%, and the viscosity was adjusted to 40 mPa · s for the G-color coating solution. As the B-color coating solution, a pigment of the R-color coating solution was used, which was changed to Pigment Blue 15 at a solid content of 10% and the viscosity was adjusted to 50 mPa · s.
最後に、ITOをスパッタリングで付着させ、カラーフィルターを作製した。得られたカラーフィルターは、基板全面にわたって極めて均一でむらのない色度を有していて、品質的に申し分ないものであった。
実施例2、ならびに、比較例3および4:
幅340mm×長さ440mm×厚さ2.8mmのソーダガラス基板上の全面に、感光性銀ペーストを、5μmの厚みに、スクリーン印刷した。その後、フォトマスクを用いて露光し、現像および焼成の各工程を経て、ピッチ220μmでストライプ状の1,920本の銀電極を形成した。その電極上に、ガラスとバインダーからなるガラスペーストをスクリーン印刷した。その後、基板を焼成して、誘電体層を形成した。
Finally, ITO was attached by sputtering to produce a color filter. The obtained color filter had extremely uniform and uniform chromaticity over the entire surface of the substrate, and was excellent in quality.
Example 2 and Comparative Examples 3 and 4:
A photosensitive silver paste was screen-printed to a thickness of 5 μm on the entire surface of a soda glass substrate having a width of 340 mm, a length of 440 mm and a thickness of 2.8 mm. Thereafter, exposure was performed using a photomask, and through development and firing steps, 1,920 striped silver electrodes were formed at a pitch of 220 μm. A glass paste composed of glass and a binder was screen-printed on the electrode. Thereafter, the substrate was fired to form a dielectric layer.
次に、図9に示すダイコータ21に、図4に示すスリットダイ101(実施例2)、図11に示す従来のスリットダイ201(比較例3)、および、図12に示す従来のスリットダイ301(比較例4)の各々を順番に取り付けた。 Next, a slit die 101 shown in FIG. 4 (Example 2), a conventional slit die 201 (Comparative Example 3) shown in FIG. 11, and a conventional slit die 301 shown in FIG. Each of (Comparative Example 4) was attached in order.
これらのダイコータ21を用いて、ガラス粉末と感光性有機成分からなる粘度20,000mPa・sの感光性ガラスペーストを、塗布厚さ300μm、塗布速度1m/分、クリアランス350μmとして、基板上に塗布した。塗布後、ダイコータ21から各基板を移載機で取り出して、輻射ヒータを用いた乾燥炉に投入し、100℃で20分間乾燥した。乾燥後、基板に形成された塗膜の厚さ精度を、レーザフォーカス式非接触膜厚計により、基板全面に亘って測定した。その測定結果を表2に示す。なお、表2に示す塗布厚み精度は、塗布厚さむらの最大偏差を塗布厚さの平均値で割り返し、百分率(%)で示したものである。
Using these die
実施例2のスリットダイ101の概略形状寸法や主要精度などは次の通りである。 The outline shape dimensions and main accuracy of the slit die 101 of the second embodiment are as follows.
第2のリップ2:
外形寸法:幅470mm×高さ100mm×厚さ50mm
先端18の長さLA:2.5mm
内面17aの平面度:1.3μm
マニホールド12の形状:幅450mm×深さ20mmのT型
リップ間隙13の吐出方向の長さLd:20mm
第1のリップ3:
第1のブロック4の外形寸法:幅490mm×高さ100mm×厚さ50mm
第2のブロック5の外形寸法:幅490mm×高さ100mm×厚さ50mm
第1のブロック4の内面15aの平面度:2.3μm
第2のブロック5の内面15bの平面度:1.5μm
平坦ブロック110の外形寸法:幅40mm×高さ35mm×厚さ18mm
平坦ブロック110の表面粗さ:0.8S
平坦ブロック110の個数と配置間隔:5個、70mm
シム111のサイズ:幅40mm×高さ15mm
シム111の各厚さ:501.0μm乃至501.8μm
先端19の長さLB:1.0mm。
Second lip 2:
Dimensions: width 470mm x height 100mm x thickness 50mm
Length LA of tip 18: 2.5 mm
Flatness of
Shape of manifold 12: T-type having a width of 450 mm x a depth of 20 mm Length Ld in the discharge direction of lip gap 13: 20 mm
First lip 3:
External dimensions of first block 4: width 490 mm x height 100 mm x
External dimensions of second block 5: width 490 mm x height 100 mm x
Flatness of
Flatness of
External dimensions of the flat block 110:
Surface roughness of flat block 110: 0.8S
Number and arrangement interval of the flat blocks 110: 5, 70 mm
Size of shim 111: width 40mm x height 15mm
Each thickness of the shim 111: 501.0 μm to 501.8 μm
Length LB of tip 19: 1.0 mm.
第1のリップ3の段差は、5個のシム111の各厚さをラップによって微小に変化させて、段差量Hの最大偏差が長手方向に亘り塗布幅の範囲で、0.4μmになるまで微調整した。平均段差量Hは、501.2μmであった。そして、2枚の厚さ501.3μmのステンレス製シール板6a、6bの間隔Lwを、吐出幅が430mmになるようにして、介在させて、第2のリップ2と第1のリップ3とを組み合わせた。これにより、間隙幅Lgの大きさが501.6μmのリップ間隙13を形成した。このときのリップ間隙精度は、0.5μmであった。
The step of the
比較例3および4の従来のスリットダイについては、吐出幅、リップ先端の形状、マニホールド形状、リップ間隙の吐出方向の長さを、実施例2のスリットダイと同様にした。その他の各部品の形状寸法と精度は以下の通りである。 Regarding the conventional slit dies of Comparative Examples 3 and 4, the discharge width, the shape of the lip tip, the manifold shape, and the length of the lip gap in the discharge direction were the same as those of the slit die of Example 2. The dimensions and accuracy of the other components are as follows.
比較例3:
右側リップ202および左側リップ203の外形寸法:幅490mm×高さ100mm×厚さ50mm
右側リップ202の内面の平面度:1.7μm
左側リップ203の内面の平面度:2.2μm
リップ間の隙間Lの平均値(リップ間隙212の大きさL):503.4μm
リップ間隙精度:8.3μm
比較例4:
右側リップ302および左側303の外形寸法:幅490mm×高さ100mm×厚さ50mm
右側リップ302の内面の平面度:1.8μm
左側リップ303の内面の平面度:1.4μm
シム304の厚さ(リップ間隙312の大きさL):498μm
リップ間隙精度:5.0μm。
Comparative Example 3:
Outer dimensions of
Flatness of inner surface of right lip 202: 1.7 μm
Flatness of the inner surface of the left lip 203: 2.2 μm
Average value of gap L between lips (size L of lip gap 212): 503.4 μm
Lip gap accuracy: 8.3 μm
Comparative Example 4:
External dimensions of
Flatness of inner surface of right lip 302: 1.8 μm
Flatness of inner surface of left lip 303: 1.4 μm
Thickness of shim 304 (size L of lip gap 312): 498 μm
Lip gap accuracy: 5.0 μm.
表2より、本発明のスリットダイ(実施例2)においても、サブミクロンオーダのリップ間隙精度が、実現されていることが分かる。また、塗膜の厚み精度が、比較例3や比較例4と比べて、飛躍的に向上していることが分かる。 It can be seen from Table 2 that the slit die of the present invention (Example 2) also achieves lip gap accuracy on the order of submicron. Further, it can be seen that the thickness accuracy of the coating film has been dramatically improved as compared with Comparative Examples 3 and 4.
本発明のスリットダイ(実施例2)で塗液を塗布し製作した基板を、隣り合った電極間に隔壁が形成されるように設計されたフォトマスクを用いて、露光し、次いで、現像と焼成を行って、ピッチ220μm、線幅30μm、高さ130μm、各領域において1,921本の隔壁を形成した。
その後、R、G、Bの蛍光体ペーストを順次スクリーン印刷によって塗布して、80℃15分で乾燥後、最後に460℃15分の焼成を行って、プラズマディスプレイの背面板を作製した。得られたプラズマディスプレイの背面板の品質は申し分ないものであった。次に、このプラズマディスプレイの背面板と前面板とを合わせ、封着後、Xe5%、Ne95%の混合ガスを封入し、駆動回路を接続した。得られたプラズマディスプレイを駆動したところ、欠陥のない良好な画質のプラズマディスプレイであることが確認された。
A substrate manufactured by applying a coating liquid with the slit die of the present invention (Example 2) is exposed using a photomask designed to form a partition wall between adjacent electrodes, and then exposed to light. By baking, 1,921 partition walls were formed in each region at a pitch of 220 μm, a line width of 30 μm, and a height of 130 μm.
Thereafter, R, G, and B phosphor pastes were sequentially applied by screen printing, dried at 80 ° C. for 15 minutes, and finally baked at 460 ° C. for 15 minutes to produce a back plate of the plasma display. The quality of the back plate of the obtained plasma display was satisfactory. Next, the back plate and the front plate of this plasma display were joined together, and after sealing, a mixed gas of
1:本発明のスリットダイ(実施例1)
2:第2のリップ
3:第1のリップ
4:第1のブロック
5:第2のブロック
6a:シール板
6b:シール板
7:組立ボルト(リップ締結要素)
8:ボルト(ブロック係合要素、ブロック締結要素)
9:ナット(ブロック係合要素、ブロック締結要素)
10:段付ブロック(位置決め要素)
10a:段付ブロックの上部の内面(位置規定面)
10b:段付ブロックの下部の内面(位置規定面)
11:塗布液供給口
12:液体供給路(マニホールド)
13:リップ間隙
14:吐出口
15a:第1のブロックの内面(第1のリップの内面)
15b:第2のブロックの内面(第1のリップのリップ間隙を形成する内面)
16a:第1のブロックの外面
16b:第2のブロックの外面
17a:第2のリップの内面
17b:リップ間隙を形成する第2のリップの内面
18:第2のリップの先端
19:第1のリップの先端
20:ボルト(位置決め要素の固定要素)
21:ダイコータ
26:ステージ
27:フィードスクリュー
64:シリンジポンプ(塗布液供給手段)
70:タンク
101:本発明のスリットダイ(実施例2)
110:平坦ブロック(位置決め要素)
111:シム(位置規定補助手段)
112:伸縮手段(位置規定補助手段)
A:ガラス基板(被塗布部材)
C:ビード
D:塗膜
1: slit die of the present invention (Example 1)
2: Second lip 3: First lip 4: First block 5:
8: bolt (block engaging element, block fastening element)
9: Nut (block engaging element, block fastening element)
10: Stepped block (positioning element)
10a: Upper inner surface of stepped block (position defining surface)
10b: Lower inner surface of stepped block (position defining surface)
11: Application liquid supply port 12: Liquid supply path (manifold)
13: Lip gap 14:
15b: Inner surface of second block (inner surface forming lip gap of first lip)
16a:
21: Die coater 26: Stage 27: Feed screw 64: Syringe pump (coating liquid supply means)
70: tank 101: slit die of the present invention (Example 2)
110: Flat block (positioning element)
111: Shim (position definition assisting means)
112: expansion / contraction means (position definition assisting means)
A: Glass substrate (member to be coated)
C: Bead D: Coating
Claims (12)
(a)前記第1のリップが、第1のブロックと第2のブロックとからなり、
(b)前記第1のリップの前記リップ間隙を形成する面に直角な方向における前記第1のブロックと前記第2のブロックとの相対位置を調整可能に、前記第1のブロックと前記第2のブロックとを係合するブロック係合要素と、
(c)前記相対位置が調整された後、前記第1のブロックと前記第2のブロックとを締結し一体化するブロック締結要素と、
(d)前記第1のリップの前記内面とは反対側における前記第1のブロックの外面と前記第2のブロックの外面とに係合し、前記第1のブロックと前記第2のブロックとの前記相対位置を規定する位置決め要素と、
(e)前記位置決め要素を前記第1のリップに固定する位置決め要素の固定要素とを有し、
(f)前記位置決め要素と前記位置決め要素の固定要素により、前記リップ間隙の長手方向における間隙幅分布が、調整できることを特徴とするスリットダイ。 A lip fastening element comprising a first lip and a second lip, wherein the first lip and the second lip are arranged such that an inner surface of the first lip and an inner surface of the second lip face each other. The liquid supply path and the lip gap extending in the longitudinal direction of the lip are formed by partly disposing the opposed inner surfaces at intervals, and the lower end of the lip gap extends outward. Forming an open discharge port, both ends in the longitudinal direction of the lip gap are closed to the outside, the upper end of the lip gap is a slit die connected to the liquid supply path,
(A) the first lip comprises a first block and a second block,
(B) the first block and the second block so that the relative position between the first block and the second block in a direction perpendicular to the surface of the first lip forming the lip gap can be adjusted; A block engaging element for engaging with the block of
(C) a block fastening element for fastening and integrating the first block and the second block after the relative position is adjusted;
(D) engaging the outer surface of the first block and the outer surface of the second block on the opposite side of the inner surface of the first lip, and connecting the first block and the second block; A positioning element that defines the relative position;
(E) a positioning element fixing element for fixing the positioning element to the first lip,
(F) The slit die, wherein a gap width distribution in a longitudinal direction of the lip gap can be adjusted by the positioning element and a fixing element of the positioning element.
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