JP2005040670A - Coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルから溶液を噴射して基板に塗布するインクジェット方式の塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置の製造工程では、ガラス基板等の基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスがある。この成膜プロセスでは、基板の板面に配向膜やレジスト等の機能性薄膜が形成される。
【0003】
基板に機能性薄膜を形成する場合、その材料としての溶液(機能性薄膜を形成する溶液)を噴射して基板に塗布するインクジェット方式の塗布装置が用いられることがある。
【0004】
この塗布装置は、基板を搬送するための搬送テーブルを有する。そして、搬送テーブルの上方には、多数のノズルを備えた複数のヘッドが基板の搬送方向に対して交差するよう並設されている。各ヘッドには溶液供給管を介して溶液タンクが接続されており、溶液タンク内に貯えられた溶液をノズルから噴射させることで、搬送される基板上に溶液を塗布している。
【0005】
インクジェット方式の塗布装置は、溶液の使用効率が非常に優れており、高価な溶液の使用量を抑制できるという利点がある。
【0006】
しかしながら、インクジェット方式の塗布装置において、ノズルから溶液を噴射すると、溶液供給管内に気泡が混入することがある。溶液供給管内に気泡が混入すると、溶液が円滑に噴射されず、基板に形成される機能性薄膜の厚さが不均一となることがある。そこで、従来は、基板に溶液を噴射塗布する前に、溶液供給管内に混入した気泡を排出する気泡抜き作業を行っていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、配向膜やレジスト等の機能性薄膜を形成するための溶液は、周囲の環境によってその機能性が劣化し易いという問題がある。例えば、溶液の温度が室温程度まで上昇すると、溶液が溶液タンク内で化学反応を起こし、機能性が劣化することがある。
【0008】
特に、インクジェット方式の塗布装置は、溶液の使用効率が優れており、一度投入された溶液が溶液タンク内に長期間に亘って留まるため、この溶液が塗布される頃には機能性が劣化して、基板上に形成される機能性薄膜に悪影響を及ぼすことがある。
【0009】
また、基板に溶液を塗布する前に溶液供給管内に混入した気泡を排出しても、溶液噴射中に随時混入する気泡によって、溶液の円滑な噴射が妨害されることがある。
【0010】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その第1の目的とするところは、インクジェット方式の塗布装置において、溶液タンク内に貯えられた機能性薄膜を形成するための溶液を、その機能性を劣化させることなく基板に塗布できる塗布装置を提供すること、第2の目的とするところは、溶液供給管内に混入した気泡を溶液塗布中に排出できる塗布装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の塗布装置は次のように構成されている。
【0012】
(1)基板に機能性薄膜を形成するための溶液を噴射塗布するインクジェット方式の塗布装置において、上記溶液を噴射するためのノズルを備えたヘッドと、上記溶液を貯えた溶液タンクと、この溶液タンク内の溶液を上記ヘッドに供給するための溶液供給管と、上記溶液タンクに補給されてから所定時間が経過した溶液を排出するための溶液排出手段とを具備することを特徴とする。
【0013】
(2)基板に機能性薄膜を形成するための溶液を噴射塗布するインクジェット方式の塗布装置において、上記溶液を噴射するためのノズルを備えたヘッドと、上記溶液を貯えた溶液タンクと、上記溶液タンク内の溶液を所定の温度に冷却するための冷却手段と、上記溶液タンク内の溶液を上記ヘッドに供給するための溶液供給管とを具備することを特徴とする。
【0014】
(3)(2)に記載された塗布装置であって、上記ヘッドには、上記冷却手段によって冷却された溶液を所定の温度に加熱するための加熱手段が設けられていることを特徴とする。
【0015】
(4)基板に溶液を噴射塗布するインクジェット方式の塗布装置において、上記溶液を噴射するノズルを備えたヘッドと、上記溶液を貯えた溶液タンクと、上記溶液タンク内の溶液を上記ヘッドに供給するための溶液供給管と、この溶液供給管に設けられ、上記溶液供管内に混入している気泡を排出するための気泡排出手段とを具備することを特徴とする。
【0016】
(5)(4)に記載された塗布装置であって、上記気泡排出手段は、上記各ヘッドの近傍にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【0017】
(6)(4)に記載された塗布装置であって、上記気泡排出手段は、上記溶液供給管の上部に上方に向かって接続された気泡排出配管と、この気泡排出管に設けられた気泡排出弁とを有することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図4を参照しながら本発明の第1の実施の形態について説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る塗布装置の配管を示す配管系統図、図2は同実施の形態に係る塗布装置を供給管路を省略して示す正面図である。
【0019】
図1と図2に示すように、本発明の塗布装置はベース1を有する。ベース1の上面には所定間隔で離間した一対のレール2がベース1の長手方向に沿って設けられている。レール2にはテーブル3が移動可能に設けられ、駆動源(不図示)により走行駆動されるようになっている。テーブル3の上面には多数の支持ピン4が設けられ、これら支持ピン4には液晶表示装置等に用いられるガラス製の基板Wが供給支持される。
【0020】
上記テーブル3と共に駆動される基板Wの上方には、機能性薄膜を形成するための溶液をインクジェット方式で基板Wに噴射塗布する複数、この実施の形態では3つのヘッド7が基板Wの走行方向と交差する方向に沿って一列に配設されている。
【0021】
図3は同実施の形態に係るヘッド7の構成を示す断面図、図4は同実施の形態に係るヘッド7の構成を示す下面図である。
【0022】
図3に示すように、ヘッド7はヘッド本体8を有する。ヘッド本体8は筒状体からなり、その下面開口は可撓板9によって閉塞されている。この可撓板9は、さらにノズルプレート11で覆われており、ノズルプレート11と可撓板9との間には液室12が形成されている。
【0023】
ヘッド本体8の一端部には、液室12に連通するための供液孔13が形成されている。この供液孔13からは、液室12に配向膜やレジスト等の機能性薄膜を形成する溶液が供給される。なお、溶液は、液室12内が充満するまで供給される。
【0024】
ノズルプレート11には、基板Wの搬送方向と略直交する方向に沿って複数のノズル14が千鳥状に穿設されている(図4に示す)。また、可撓板9の上面には、各ノズル14と対向してそれぞれ圧電素子15が設けられている。
【0025】
圧電素子15は、ヘッド本体8内に設けられた駆動部(不図示)によって駆動電圧が印加される。そして、この電圧の印加によって圧電素子15が伸縮し、可撓板9を部分的に変形させることで、圧電素子15と対向するノズル14から基板Wに向けて液室12内の溶液を噴射させる。
【0026】
ヘッド本体8の他端部には、液室12に連通する回収孔17が形成されている。供液孔13から液室12に供給された溶液は、この回収孔17から回収される。
【0027】
図1に示すように、各ヘッド7の供液孔13(図3にのみ図示)には、溶液供給管21の先端部から分岐した供給分岐管22がそれぞれ接続されている。また、各ヘッド7の回収孔17には、溶液回収管23の先端部から分岐した回収分岐管24が接続されている。そして、供給分岐管22には供給開閉弁25が設けられ、回収分岐管24には回収開閉弁26が設けられている。
【0028】
溶液供給管21と供給分岐管22の分岐部の上部には、気泡排出管70が上方に向かってほぼ垂直に接続されている。各気泡排出管70は、中途部に気泡排出弁71を備えており、これら気泡排出管70と気泡排出弁71によって溶液供給管21内に混入した気泡を気泡排出管70内に分離して排出する気泡排出手段91を構成している。気泡排出管70にはレベルセンサ(不図示)が設けられている。このレベルセンサは、気泡排出管70内の液面レベルを監視している。
【0029】
なお、この実施の形態では、各ヘッド7に対してそれぞれ気泡排出手段91を設けているが、最も上流側のヘッド7にだけ、あるいは最も上流側のヘッド7の上流側にだけ気泡排出手段91を設けてもよい。また、気泡排出管70の基端部には、脱気膜或いはフィルタ等を設けてもよい。
【0030】
溶液供給管21の先端と溶液回収管23の先端は、連通弁27を介して接続されている。また、溶液回収管23は、回収分岐管24の基端側に主回収弁28を備えている。
【0031】
溶液供給管21の基端は、溶液Lが貯えられた溶液タンク31の底部に接続されている。また、溶液回収管23の基端は、溶液タンク31に供給する溶液Lを貯蔵した貯蔵タンク32に接続されている。なお、この貯蔵タンク32は、内部の溶液Lが変質しないように冷暗所78に設置されている。
【0032】
溶液回収管23の基端部から分岐した供給分岐管34は、供給弁33を介して溶液タンク31の底部に接続されている。溶液タンク31の上部には、第1の開閉制御弁36を備えた大気開放管35が接続されている。
【0033】
第1の開閉制御弁36を開放すると、溶液タンク31内が大気に連通される。なお、大気開放管35は、この大気開放管35から大気に放散される気体に含まれる気化溶媒を処理するための処理装置(不図示)が接続されている。
【0034】
溶液タンク31の上部には、第2の開閉制御弁37を備えたガス供給管38が接続されている。そして、このガス供給管38を介して、ガス供給源(不図示)から溶液タンク31内に窒素等の不活性ガスが供給される。
【0035】
ガス供給管38には、第2の開閉制御弁37の上流側にフィルタ39と第3の開閉制御弁40とが順に接続されている。第3の開閉制御弁40には流量絞り弁41が並列に設けられている。
【0036】
溶液タンク31の底部には溶液排出管72が接続されている。この溶液排出管72は、溶液排出弁73を備えており、溶液排出管72と溶液排出弁73によって溶液タンク31内の溶液Lを排出するための溶液排出手段90が構成されている。
【0037】
貯蔵タンク32の上部には、第4の開閉制御弁43を備えた大気開放管44と、第5の開放制御弁45を備えたガス供給管46が接続されている。このガス供給管46にはフィルタ47及び第6の開閉制御弁48が順に接続されている。第6の開閉制御弁48には流量絞り弁49が並列に設けられている。
【0038】
上記供給開閉弁25、回収開閉弁26、主回収弁28、供給弁33、第1〜第6の開閉制御弁36、37、40、43、45、48、気泡排出弁71、溶液排出弁73は、制御装置(不図示)によって開閉制御されるようになっている。
【0039】
さらに、溶液タンク31内の溶液Lの液面は、レベルセンサ50によって検出される。溶液Lの液面が所定の液面レベル以下になったことがレベルセンサ50によって検出されると、その検出に基づいて貯蔵タンク32から溶液タンク31に溶液Lが補給される。つまり、貯蔵タンク32内の溶液Lが第5の開閉制御弁45を通じて供給される不活性ガスによって加圧されることで、溶液タンク31に溶液Lが補給される。
【0040】
図2に示すように、テーブル3の一端面には側面形状がL字状の取付部材51が垂直な一辺を上記テーブル3の端面に固定して設けられている。取付部材51の水平な他辺には、上下シリンダ52が軸線を垂直にして設けられている。
【0041】
上下シリンダ52のロッドには弾性部材53を介して載置板54が取り付けられている。この載置板54の上面には、ゴム等の弾性材からなる3つの押え部材55がそれぞれ保持部材56に上下方向に変位可能に保持されている。各押え部材55は、各ヘッド7に対応する長さのブレード状をしており、保持部材56に設けられたばね57によって上昇方向に弾性的に付勢されている。
【0042】
上記載置板54には上記押え部材55と並列に同じくゴム等の弾性材によって形成されたブレード状のワイピング部材58が設けられている。このワイピング部材58は上記押え部材55よりも背が高く形成されている。
【0043】
上記載置板54は回収槽61の内底部に設けられている。この回収槽61の一側にはガイド板62が設けられ、このガイド板62にはガイド部材63が設けられている。このガイド部材63はテーブル3の端面に上下方向に沿って設けられたガイドレール64にガイドされて上下動する。
【0044】
それによって、上下シリンダ52が駆動されれば、載置板54が駆動されるとともに、ガイド板62がガイドレール64に沿って上下動するから、載置板54が前後方向に振れるのが規制されて上下動する。
【0045】
上記回収槽61には図1に示す回収タンク65が接続されている。この回収タンク65は、上記ヘッド7のノズル14の気泡抜きを行う際、ノズル14から回収槽61に噴射される溶液を回収する。
【0046】
上記載置板54を上昇させ、押え部材55によって各ヘッド7のノズル14を閉塞すれば、溶液タンク31内の溶液Lを各ヘッド7の供液孔13から液室12及び回収孔17を通して循環させることができる。
【0047】
それによって、溶液供給管21、ヘッド7及び溶液回収管23の気泡抜きを行うことができる。ノズル14を開放して溶液タンク31内の溶液Lが溶液回収管23に戻らない状態で溶液Lを各ヘッド7に供給すれば、溶液Lはノズル14から噴射するから、ノズル14の気泡抜きを行うことができる。
【0048】
基板Wの溶液Lを塗布する際、ワイピング部材58をヘッド7のノズル14が開口したノズル面に接触する高さに設定しておけば、基板Wがヘッド7の下方を往復動する際にノズル面に付着残留する溶液Lを拭き取ることができる。
【0049】
次に、上記構成の塗布装置によって基板Wに溶液Lを塗布する場合について説明する。
【0050】
溶液タンク31内の溶液Lの液面は、ヘッド7のノズル面よりも所定寸法低いレベルに維持され、そのレベル、つまり図1に示すノズル面と液面との水頭hが一定になるようレベルセンサ50によって制御されている。
【0051】
基板Wに溶液Lを塗布しないときには、流量絞り弁41及び第2の開閉制御弁37を通じて溶液タンク31内に微量の不活性ガスが供給され、第1の開閉制御弁36を通じて大気開放管35から放出されている。
【0052】
それによって、溶液タンク31内の溶液Lが大気に接触するのが防止されるから、溶液Lが大気中の酸素や水分と反応して劣化するのが防止される。溶液タンク31に供給される不活ガスの流量は流量絞り弁41によって微量に設定できるから、溶液タンク31内の溶液Lに含まれる溶媒の蒸発量が抑制される。それによって、溶液タンク31内の溶液Lの濃度が経時変化するのを抑制することができる。
【0053】
基板Wに溶液Lを噴射塗布する場合と、溶液タンク31に溶液を補給する場合には、第2の開閉制御弁37を閉じ、溶液タンク31への不活性ガスの供給を遮蔽する。基板Wがテーブル3によってヘッド7の下方に搬送されたならば、駆動部によって圧電素子15に通電し、ヘッド7の液室12に供給された溶液Lをノズル14から基板Wに噴射する。それによって、基板Wに溶液を噴射塗布することができる。
【0054】
溶液Lをノズル14から噴射させるときや溶液タンク31に溶液を補給する際には、溶液タンク31への不活性ガスの供給を停止するため、溶液タンク31内の溶液Lはヘッド7と同じ大気圧となり、その液面とヘッド7のノズル面との水頭hが変動するのが防止される。
【0055】
つまり、溶液Lは予め設定された水頭hのもとで圧電素子15の作動によってノズル14から噴射される。そのため、各ノズル14から所定量の溶液Lを精密に噴射することができるから、溶液Lを基板Wに均一に塗布することが可能となる。
【0056】
しかしながら、基板Wに溶液を噴射塗布するときは、溶液タンク31内に貯えられた溶液Lが大気開放管35を介して大気に連通しているため、溶液Lが大気中の酸素や水分を吸収してその機能性が劣化してしまう。
【0057】
また、貯蔵タンク32内に貯蔵された溶液は、冷暗所にて保管されているが、溶液タンク31に補給されることで、周囲の温度と略同じ温度まで加熱され、溶液タンク31内で化学反応を引き起こすことがある。この場合も、溶液の機能性が劣化してしまう。
【0058】
そこで、溶液タンク31内に貯えられた溶液Lは、所定時間ごとに溶液排出管72からドレンとして排出される。すなわち、装置の運転開始時に貯蔵タンク32から溶液タンク31に溶液が補給されると、その後、制御装置によって所定時間ごとに溶液タンク31内の溶液が溶液排出管72から自動的に排出される。
【0059】
溶液タンク31から溶液を排出するときは、レベルセンサ50を停止するとともに、貯蔵タンク32からの溶液の補給を停止し、溶液排出弁73を開放する。それによって、ヘッド7、溶液供給管21、溶液タンク31内の溶液が略完全に排出され、配管内は運転開始時と略同じ状態となる。溶液タンク31から溶液が略完全に排出されたら、レベルセンサ50を起動することで、貯蔵タンク32から溶液タンク31内に溶液を補給する。
【0060】
つまり、レベルセンサ50が作動していると、レベルセンサ50が溶液タンク31内の溶液Lの液面レベルを検出し、この液面レベルが所定のレベルになるまで貯蔵タンク32から溶液タンク31に溶液が補給される。
【0061】
これによって、溶液タンク31内の溶液は、所定時間ごとに貯蔵タンク32内に貯蔵されていた、機能性が劣化していない溶液に入れ替えられるから、基板Wに機能性が劣化した溶液を噴射塗布されるのを防止することができる。
【0062】
基板Wに溶液Lを塗布する前には、上述したようにヘッド7、溶液供給管21及び溶液回収管23の気泡抜きが行われる。気泡抜きを行う場合には、大気開放管35に設けられた第1の開閉制御弁36を閉じ、ガス供給管38に設けられた第2の開閉制御弁37と第3の開閉制御弁40とを開放する。
【0063】
それによって、ガス供給管38から溶液タンク31に大量の不活性ガスが供給され、溶液タンク31内の溶液Lが加圧されるから、溶液Lが溶液供給管21へ吐出される。
【0064】
載置板54に設けられた押さえ部材55によってヘッド7のノズル14を閉塞した状態で、供給開閉弁25、回収開閉弁26、連通弁27及び主回収弁28を開放すれば、溶液Lは溶液供給管21からヘッド7内と通って溶液回収管23に流れ、この溶液回収管23から貯蔵タンク32に回収される。それによって、ヘッド7、溶液供給管21及び溶液回収管23の気泡抜きを行うことができる。
【0065】
ヘッド7のノズル14の気泡抜きは、上記押さえ部材55によるノズル14の閉塞状態を解除し、回収開閉弁26を閉じた状態で、溶液タンク31内の溶液Lを溶液供給管21に吐出させる。それによって、ヘッド7内に流入した溶液Lはノズル14から噴射するから、ノズル14の気泡抜きを行うことができる。
【0066】
各部の気泡抜きが終了したならば、第1の開閉制御弁36を開放し、第3の開閉制御弁40を閉じることで、溶液タンク31に流量絞り弁41の設定に基づく微量の不活性ガスを供給し、溶液タンク31内の溶液Lの大気との接触による劣化を防止する。
【0067】
なお、貯蔵タンク32にも、通常は流量絞り弁49を通じて微量の不活性ガスが供給され、その不活性ガスが第4の開閉制御弁43を通じて大気開放管44から大気に放散されることで、溶液Lが大気と接触して劣化するのを防止している。
【0068】
溶液供給管21の気泡抜きは、溶液の噴射塗布中にも行われる。溶液の噴射塗布中の気泡抜きには、気泡排出管71が用いられる。すなわち、溶液供給管21内を流れる溶液中の気泡は、その浮力により気泡排出管71内に移動、分離される。
【0069】
そして、気泡排出管71内に気体が溜まり、気泡排出管70内の液面レベルが、所定位置、すなわち溶液供給管31よりも僅かに高く設定された位置を下回ったことが検出されると、気泡排出弁71が開放され、溜まった気体が吸引排出される。
【0070】
それによって、ヘッド7に供給される溶液中には、ほとんど気泡が混入していないから、圧電素子15を駆動した際に、ノズル14から溶液が円滑に噴射されない事態を防止できる。
【0071】
貯蔵タンク32の溶液Lを溶液タンク31に供給する場合には、第4の開閉制御弁43を閉じ、第6の開閉弁48を開放することで、多量の不活性ガスを貯蔵タンク32に供給する。
【0072】
それによって、貯蔵タンク32内の溶液が加圧されるから、供給分岐管34を通じて溶液タンク31に流入することになる。このとき、溶液タンク31の圧力を大気圧とするため、溶液を基板Wに塗布するときのヘッド7との水頭差を一定にすることができる。
【0073】
次に、図5〜図7を参照しながら本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態の説明にあたり、上記第1の実施の形態と同じ構成については、同符号を付してその説明を省略する。
【0074】
図5は本発明の第2の実施の形態に係る塗布装置の配管を示す配管系統図、図6は同実施の形態に係るヘッド7の構成を示す断面図、図7は同実施の形態に係るヘッドの構成を示す下面図である。
【0075】
図5〜図7に示すように、本実施の形態に係る塗布装置は、第1の実施の形態における溶液排出管72の代わりに、溶液タンク31に冷却装置74(冷却手段)を設けたものである。
【0076】
図5に示すように、上記冷却装置74は溶液タンク31の周囲を覆うように設けられている。溶液タンク31内の溶液Lの温度は、タンク内溶液温度センサ80によって検出され、上述した制御装置を介して冷却装置74にフィードバックされる。これによって、溶液タンク31内に貯えられた溶液Lは所定の温度、本実施の形態では約0[℃]程度まで冷却されるようになっている。
【0077】
図6と図7に示すように、ヘッド本体8の所定位置には、加熱装置75(加熱手段)が埋め込まれている。液室12内の溶液Lの温度はヘッド内溶液温度センサ77によって検出され、上述した制御装置を介して加熱装置75にフィードバックされる。これによって、液室12内の溶液Lは所定の温度、本実施の形態では、17〜18[℃](常温)程度まで加熱されるようになっている。
【0078】
溶液タンク31内に貯えられた溶液Lを0[℃]程度まで冷却すると、溶液Lが化学的に安定するから、溶液タンク31内でその機能性が劣化し難くなる。そのため、基板Wの板面に十分な機能性を備えた溶液を塗布することができる。
【0079】
ところが、溶液が溶液タンク31内において0[℃]程度まで冷却されると、その粘性が低下し、圧電素子15を駆動しても、ヘッド7の液室12内の溶液がノズル14から円滑に噴射されないことがあった。
【0080】
しかしながら、本実施の形態では、上述したように、液室12内の溶液が、ヘッド7に設けられた加熱装置75によって常温まで加熱されるから、溶液をノズル14から円滑に噴射することができる。
【0081】
すなわち、上述したような構成にすることによっても、インクジェット方式の塗布装置において、基板Wの板面に形成される機能性薄膜に悪影響が及ぶのを防止することができる。
【0082】
さらに、本実施の形態に係る塗布装置では、上記第1の実施の形態に係る塗布装置のように、溶液Lを廃棄することが無いから、高価な溶液Lを無駄にすることによる製造コストの上昇を抑制することができる。
【0083】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変更可能である。
【0084】
【発明の効果】
本発明によれば、インクジェット方式の塗布装置において、溶液タンク内に貯えられた機能性薄膜を形成するための溶液を、その機能性を劣化させることなく基板に塗布することができる。
【0085】
また、溶液供給管内に混入した気泡を溶液塗布中に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る塗布装置の配管を示す配管系統図。
【図2】同実施の形態に係る塗布装置を供給管路を省略して示す正面図。
【図3】同実施の形態に係るヘッドの構成を示す断面図。
【図4】同実施の形態に係るヘッドの構成を示す下面図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る塗布装置の配管を示す配管系統図。
【図6】同実施の形態に係るヘッドの構成を示す断面図。
【図7】同実施の形態に係るヘッドの構成を示す下面図。
【符号の説明】
W…基板、7…ヘッド、14…ノズル、31…溶液タンク、溶液供給管、75…加熱装置(加熱手段)、70…気泡排出配管、71…気泡排出弁、72…溶液排出管、73…溶液排出弁、74…冷却装置(冷却手段)、90…溶液排出手段、91…気泡排出手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet type coating apparatus that sprays a solution from a nozzle and coats a substrate.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a manufacturing process of a liquid crystal display device, there is a film forming process for forming a circuit pattern on a substrate such as a glass substrate. In this film forming process, a functional thin film such as an alignment film or a resist is formed on the surface of the substrate.
[0003]
In the case of forming a functional thin film on a substrate, an ink jet type coating apparatus that sprays a solution (a solution for forming a functional thin film) as a material to apply to the substrate may be used.
[0004]
This coating apparatus has a transfer table for transferring a substrate. A plurality of heads having a large number of nozzles are juxtaposed above the transport table so as to intersect the transport direction of the substrate. A solution tank is connected to each head via a solution supply pipe, and the solution is applied on the substrate to be conveyed by spraying the solution stored in the solution tank from the nozzle.
[0005]
The ink jet type coating apparatus has an advantage that the use efficiency of the solution is very excellent and the use amount of the expensive solution can be suppressed.
[0006]
However, in an ink jet type coating apparatus, when a solution is ejected from a nozzle, bubbles may be mixed into the solution supply pipe. When bubbles are mixed in the solution supply tube, the solution may not be smoothly ejected, and the thickness of the functional thin film formed on the substrate may be uneven. Therefore, conventionally, before the solution is spray-coated on the substrate, a bubble removal operation for discharging bubbles mixed in the solution supply pipe has been performed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a solution for forming a functional thin film such as an alignment film or a resist has a problem that its functionality is likely to deteriorate depending on the surrounding environment. For example, when the temperature of the solution rises to about room temperature, the solution may cause a chemical reaction in the solution tank, and the functionality may be deteriorated.
[0008]
In particular, the ink jet type coating apparatus has excellent use efficiency of the solution, and since the solution once charged stays in the solution tank for a long period of time, the functionality deteriorates when this solution is applied. This may adversely affect the functional thin film formed on the substrate.
[0009]
Further, even if the bubbles mixed in the solution supply pipe are discharged before the solution is applied to the substrate, the smooth injection of the solution may be hindered by the bubbles mixed at any time during the solution injection.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to provide a solution for forming a functional thin film stored in a solution tank in an ink jet type coating apparatus. To provide a coating apparatus that can be applied to a substrate without deteriorating its functionality, and a second object is to provide a coating apparatus that can discharge bubbles mixed in a solution supply pipe during solution application. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, the coating apparatus of the present invention is configured as follows.
[0012]
(1) In an inkjet-type coating apparatus that sprays and coats a solution for forming a functional thin film on a substrate, a head including a nozzle for spraying the solution, a solution tank that stores the solution, and the solution A solution supply pipe for supplying the solution in the tank to the head, and a solution discharge means for discharging the solution after a predetermined time has elapsed since being supplied to the solution tank.
[0013]
(2) In an inkjet-type coating apparatus that sprays and coats a solution for forming a functional thin film on a substrate, a head including a nozzle for spraying the solution, a solution tank that stores the solution, and the solution A cooling means for cooling the solution in the tank to a predetermined temperature, and a solution supply pipe for supplying the solution in the solution tank to the head are provided.
[0014]
(3) The coating apparatus according to (2), wherein the head is provided with a heating unit for heating the solution cooled by the cooling unit to a predetermined temperature. .
[0015]
(4) In an inkjet-type coating apparatus that sprays and coats a solution on a substrate, a head including a nozzle that sprays the solution, a solution tank that stores the solution, and a solution in the solution tank is supplied to the head. And a bubble discharge means provided in the solution supply tube for discharging bubbles mixed in the solution supply tube.
[0016]
(5) The coating apparatus according to (4), wherein the bubble discharging means is provided in the vicinity of each head.
[0017]
(6) The coating apparatus according to (4), wherein the bubble discharge means includes a bubble discharge pipe connected upward to an upper portion of the solution supply pipe, and a bubble provided in the bubble discharge pipe. And a discharge valve.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a piping system diagram showing piping of a coating apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing the coating apparatus according to the same embodiment with a supply pipe omitted.
[0019]
As shown in FIGS. 1 and 2, the coating apparatus of the present invention has a
[0020]
Above the substrate W driven together with the table 3, a plurality of solutions for forming a functional thin film are spray-applied to the substrate W by an ink jet method, and in this embodiment, three
[0021]
3 is a cross-sectional view showing the configuration of the
[0022]
As shown in FIG. 3, the
[0023]
A
[0024]
A plurality of
[0025]
A driving voltage is applied to the
[0026]
A
[0027]
As shown in FIG. 1, a
[0028]
A
[0029]
In this embodiment, the
[0030]
The tip of the solution supply pipe 21 and the tip of the
[0031]
The base end of the solution supply pipe 21 is connected to the bottom of the solution tank 31 in which the solution L is stored. The base end of the
[0032]
A
[0033]
When the first opening /
[0034]
A
[0035]
A
[0036]
A solution discharge pipe 72 is connected to the bottom of the solution tank 31. The solution discharge pipe 72 includes a solution discharge valve 73, and the solution discharge means 90 for discharging the solution L in the solution tank 31 is configured by the solution discharge pipe 72 and the solution discharge valve 73.
[0037]
Connected to the upper part of the
[0038]
The supply on-off
[0039]
Further, the level of the solution L in the solution tank 31 is detected by the
[0040]
As shown in FIG. 2, one end surface of the table 3 is provided with an
[0041]
A mounting
[0042]
The mounting
[0043]
The
[0044]
Accordingly, when the upper and
[0045]
A
[0046]
When the mounting
[0047]
Thereby, bubbles can be removed from the solution supply pipe 21, the
[0048]
When applying the solution L of the substrate W, if the wiping
[0049]
Next, the case where the solution L is applied to the substrate W by the coating apparatus having the above configuration will be described.
[0050]
The liquid level of the solution L in the solution tank 31 is maintained at a level lower than the nozzle surface of the
[0051]
When the solution L is not applied to the substrate W, a small amount of inert gas is supplied into the solution tank 31 through the
[0052]
As a result, the solution L in the solution tank 31 is prevented from coming into contact with the atmosphere, so that the solution L is prevented from reacting with oxygen and moisture in the atmosphere and deteriorating. Since the flow rate of the inert gas supplied to the solution tank 31 can be set to a very small amount by the
[0053]
When the solution L is sprayed and applied to the substrate W and when the solution tank 31 is replenished with the solution, the second open /
[0054]
When the solution L is sprayed from the
[0055]
That is, the solution L is ejected from the
[0056]
However, when the solution is spray-applied to the substrate W, the solution L stored in the solution tank 31 communicates with the atmosphere via the
[0057]
Further, the solution stored in the
[0058]
Therefore, the solution L stored in the solution tank 31 is discharged as a drain from the solution discharge pipe 72 every predetermined time. That is, when the solution is replenished from the
[0059]
When discharging the solution from the solution tank 31, the
[0060]
That is, when the
[0061]
As a result, the solution in the solution tank 31 is replaced with a solution that has been stored in the
[0062]
Before the solution L is applied to the substrate W, bubbles are removed from the
[0063]
Thereby, a large amount of inert gas is supplied from the
[0064]
If the supply opening / closing
[0065]
To remove air bubbles from the
[0066]
When the degassing of each part is completed, the first open /
[0067]
The
[0068]
Bubble removal from the solution supply pipe 21 is also performed during spray application of the solution. A
[0069]
When it is detected that gas has accumulated in the
[0070]
Accordingly, since almost no bubbles are mixed in the solution supplied to the
[0071]
When supplying the solution L in the
[0072]
Thereby, since the solution in the
[0073]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the description of the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0074]
FIG. 5 is a piping system diagram showing piping of the coating apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the
[0075]
As shown in FIGS. 5 to 7, the coating apparatus according to the present embodiment is provided with a cooling device 74 (cooling means) in the solution tank 31 instead of the solution discharge pipe 72 in the first embodiment. It is.
[0076]
As shown in FIG. 5, the
[0077]
As shown in FIGS. 6 and 7, a heating device 75 (heating means) is embedded in a predetermined position of the
[0078]
When the solution L stored in the solution tank 31 is cooled to about 0 [° C.], the solution L is chemically stabilized, so that the functionality in the solution tank 31 is difficult to deteriorate. Therefore, a solution having sufficient functionality can be applied to the plate surface of the substrate W.
[0079]
However, when the solution is cooled to about 0 [° C.] in the solution tank 31, the viscosity of the solution decreases, and even if the
[0080]
However, in the present embodiment, as described above, since the solution in the
[0081]
That is, even with the above-described configuration, it is possible to prevent the functional thin film formed on the plate surface of the substrate W from being adversely affected in the inkjet type coating apparatus.
[0082]
Further, in the coating apparatus according to the present embodiment, since the solution L is not discarded unlike the coating apparatus according to the first embodiment, the manufacturing cost due to wasting the expensive solution L is reduced. The rise can be suppressed.
[0083]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of invention, it can change variously.
[0084]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an ink jet type coating apparatus, a solution for forming a functional thin film stored in a solution tank can be applied to a substrate without deteriorating its functionality.
[0085]
Further, bubbles mixed in the solution supply pipe can be discharged during solution application.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a piping system diagram showing piping of a coating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the coating apparatus according to the embodiment with a supply pipe omitted.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a head according to the embodiment.
FIG. 4 is a bottom view showing a configuration of a head according to the embodiment.
FIG. 5 is a piping system diagram showing piping of a coating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the head according to the embodiment.
FIG. 7 is a bottom view showing the configuration of the head according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
W ... substrate, 7 ... head, 14 ... nozzle, 31 ... solution tank, solution supply pipe, 75 ... heating device (heating means), 70 ... bubble discharge pipe, 71 ... bubble discharge valve, 72 ... solution discharge pipe, 73 ... Solution discharge valve, 74 ... cooling device (cooling means), 90 ... solution discharge means, 91 ... bubble discharge means.
Claims (6)
上記溶液を噴射するためのノズルを備えたヘッドと、
上記溶液を貯えた溶液タンクと、
この溶液タンク内の溶液を上記ヘッドに供給するための溶液供給管と、
上記溶液タンクに補給されてから所定時間が経過した溶液を排出するための溶液排出手段と、
を具備することを特徴とする塗布装置。In an inkjet type coating apparatus that sprays and coats a solution for forming a functional thin film on a substrate,
A head including a nozzle for ejecting the solution;
A solution tank storing the above solution;
A solution supply pipe for supplying the solution in the solution tank to the head;
Solution discharging means for discharging a solution after a predetermined time has elapsed since being replenished in the solution tank;
A coating apparatus comprising:
上記溶液を噴射するためのノズルを備えたヘッドと、
上記溶液を貯えた溶液タンクと、
上記溶液タンク内の溶液を所定の温度に冷却するための冷却手段と、
上記溶液タンク内の溶液を上記ヘッドに供給するための溶液供給管と、
を具備することを特徴とする塗布装置。In an inkjet type coating apparatus that sprays and coats a solution for forming a functional thin film on a substrate,
A head including a nozzle for ejecting the solution;
A solution tank storing the above solution;
Cooling means for cooling the solution in the solution tank to a predetermined temperature;
A solution supply pipe for supplying the solution in the solution tank to the head;
A coating apparatus comprising:
上記溶液を噴射するノズルを備えたヘッドと、
上記溶液を貯えた溶液タンクと、
上記溶液タンク内の溶液を上記ヘッドに供給するための溶液供給管と、
この溶液供給管に設けられ、上記溶液供管内に混入している気泡を排出するための気泡排出手段と、
を具備することを特徴とする塗布装置。In an inkjet type coating apparatus that sprays and coats a solution on a substrate,
A head provided with a nozzle for injecting the solution;
A solution tank storing the above solution;
A solution supply pipe for supplying the solution in the solution tank to the head;
Bubble discharge means provided in the solution supply pipe for discharging bubbles mixed in the solution supply pipe;
A coating apparatus comprising:
上記溶液供給管の上部に上方に向かって接続された気泡排出配管と、
この気泡排出管に設けられた気泡排出弁と、
を有することを特徴とする請求項4記載の塗布装置。The bubble discharging means is
A bubble discharge pipe connected upward to the upper part of the solution supply pipe;
A bubble discharge valve provided in the bubble discharge pipe;
The coating apparatus according to claim 4, further comprising:
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