JP2007222801A - 塗布液供給装置および塗布液供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 内袋に塗布液のみが封入されている場合であっても、塗布液供給缶のサイズに拘らず、精度よく塗布液供給缶が空になったことを検知する。
【解決手段】 圧力流体を供給することにより塗布液を吐出する塗布液供給缶（１０）と、塗布液供給缶（１０）と塗布液吐出装置（６）との間に設けられ、塗布液を一時的に貯留した後に塗布液吐出装置（６）に供給する塗布液一時貯留タンク（４１）と、塗布液供給缶（１０）と塗布液一時貯留タンク（４１）とを結合する配管（４３）と、塗布液供給缶（１０）と塗布液一時貯留タンク（４１）との間の配管（４３）に配置され、塗布液供給缶（１０）が空になったことを塗布液の状態により検知する空検知手段（４２）とを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶製造工程、ＰＤＰ（プラズマディスプレイプレート）製造工程などで用いられる、フィルムコータ等の塗布装置に対して塗布液を供給する塗布液供給装置に関する。

従来から、液晶製造工程、ＰＤＰ（プラズマディスプレイプレート）製造工程などで用いられる、フィルムコータ等の塗布装置に対して塗布液を供給する塗布液供給装置として、種々の構成のものが知られている。そして、従来から知られている塗布液供給装置の１つとして、塗布液供給缶から塗布液一時貯留タンクを介して塗布装置に対して塗布液を供給するようにした塗布液供給装置がある。この塗布液供給缶は、缶内に特殊な内袋を内蔵した二重構造となっており、その内袋の中に塗布液が入れられている。そして、塗布液供給缶の缶と内袋との間に圧縮空気を供給して圧力をかけることにより塗布液を内袋からしぼり出して、塗布液の供給を行うようにしている。

この塗布液供給装置では、塗布液供給缶が空になった状態（塗布液が無くなった状態）を検出することが必要である。

そして、塗布液供給缶の空検知の方法としては、２つの方法が知られている。第１の方法は、内袋には塗布液と共に空気も封入されていることを考慮し、最後に送り出される空気を検知する方法であり、具体的には、塗布液供給缶の塗布液流出口の下流側に静電容量センサーを設置し、塗布液が流れている場合と空気が流れている場合との静電容量の変化を検知するようにしている（特許文献１参照）。

第２の方法は、塗布供給缶全体の重量を測定し、塗布液の減少による重量の減少を検知する方法である。
特許第３４１４５７２号公報

塗布液供給缶の内袋に塗布液と共に空気も封入されている保証がなく、内袋に塗布液のみが封入されている場合には、塗布液をすべて供給し終わった時点で内袋が圧縮空気により押し潰された状態になり気泡が発生しないため、第１の方法では、空気が流れている場合の静電容量を検知することができず、ひいては、塗布液が流れている場合と空気が流れている場合との静電容量の変化を検知することができず、塗布液供給缶が空になったことを検知することができない。

第２の方法では、塗布液供給缶の重量を測定するので、塗布液と共に空気が封入されているか否かに影響されることなく、塗布液供給缶が空になったことを検知することができる。しかし、この方法を採用する場合には、例えば、生産計画の都合で塗布液供給缶をサイズ変更する場合などのように、サイズの異なる塗布液供給缶に対応するために、供給開始時の状態、空の状態に対応する設定値を変更することが必要であり、また設定値を超える重量の塗布液供給缶を変更する場合、塗布液供給缶のサイズが重量測定装置により測定可能なサイズを超えている場合には、塗布液供給缶が空になったことを検知することができなくなってしまうので、使用可能な塗布液供給缶が制約を受けてしまう。

さらに、第２の方法では、重量測定の精度（分解能）の影響を受けるので、内袋に塗布液が残っている状態で塗布液供給缶が空になったと検知することになってしまい、残留している塗布液が無駄になってしまう。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、内袋に塗布液のみが封入されている場合であっても、塗布液供給缶のサイズに拘らず、精度よく塗布液供給缶が空になったことを検知することができる塗布液供給装置および塗布液供給装置を提供することを目的としている。

請求項１の塗布液供給装置は、外ケースと塗布液を収容した可撓性袋体とを有し、外ケースと可撓性袋体との間に圧力流体を供給することにより、塗布装置に供給するために塗布液を吐出する塗布液供給缶と、該塗布供給缶と前記塗布装置との間に設けられ、塗布液を一時的に貯留した後に前記塗布装置に供給する塗布液一時貯留タンクと、前記塗布液供給缶と前記塗布液一時貯留タンクと前記塗布装置とをこの順に結合する配管と、前記塗布液供給缶と前記塗布液一時貯留タンクとの間の配管に配置され、前記塗布液供給缶が空になったことを塗布液の状態により検知する空検知手段とを含むものである。

ここで、前記空検知手段は、前記塗布液供給缶が空になったことを前記配管の圧力変動により検知するものであってもよく、または、前記塗布液供給缶が空になったことを前記配管内の塗布液の流量変動により検知するものであってもよい。

請求項４の塗布液供給方法は、塗布液供給缶の外ケースと塗布液を収容した可撓性袋体との間に圧力流体を供給することにより塗布装置に塗布液を供給するに当って、塗布液供給缶からの塗布液を塗布液一時貯留タンクに一時的に貯留し、かつ、前記塗布液供給缶が空になったことを前記塗布液供給缶と前記塗布液一時貯留タンクとの間において塗布液の状態により検知する方法である。

ここで、前記塗布液供給缶が空になったことを、前記塗布液供給缶と前記塗布液一時貯留タンクとの間における圧力変動により検知してもよく、または、前記塗布液供給缶と前記塗布液一時貯留タンクとの間における流量変動により検知してもよい。

請求項１の塗布液供給装置によれば、塗布液供給缶と前記塗布液一時貯留タンクとの間で、塗布液の状態により塗布液供給缶が空になったことを検知することができるので、塗布液供給缶内の塗布液を全て供給しても塗布品質を損なうことがなく、しかも、塗布液のみで内袋が充填された塗布液供給缶についても塗布液供給缶サイズに拘らず空になったことを検知することができる。

そして、前記空検知手段が、前記塗布液供給缶が空になったことを前記配管の圧力変動により検知するものである場合には、塗布液のみで内袋が充填された塗布液供給缶についても塗布液供給缶サイズに拘らず空になったことを精度よく検知することができ、ひいては、塗布液が内袋内に残留して無駄になってしまうという不都合を大幅に抑制することができる。

また、前記空検知手段が、前記塗布液供給缶が空になったことを前記配管内の塗布液の流量変動により検知するものである場合には、塗布液のみで内袋が充填された塗布液供給缶についても塗布液供給缶サイズに拘らず空になったことを精度よく検知することができ、ひいては、塗布液が内袋内に残留して無駄になってしまうという不都合を大幅に抑制することができる。

請求項４の塗布液供給方法によれば、塗布液供給缶と前記塗布液一時貯留タンクとの間で、塗布液の状態により塗布液供給缶が空になったことを検知することができるので、塗布液供給缶内の塗布液を全て供給しても塗布品質を損なうことがなく、しかも、塗布液のみで内袋が充填された塗布液供給缶についても塗布液供給缶サイズに拘らず空になったことを検知することができる。

そして、前記塗布液供給缶が空になったことを、前記配管の圧力変動により検知する場合には、塗布液のみで内袋が充填された塗布液供給缶についても塗布液供給缶サイズに拘らず空になったことを精度よく検知することができ、ひいては、塗布液が内袋内に残留して無駄になってしまうという不都合を大幅に抑制することができる。

また、前記塗布液供給缶が空になったことを、前記配管内の塗布液の流量変動により検知する場合には、塗布液のみで内袋が充填された塗布液供給缶についても塗布液供給缶サイズに拘らず空になったことを精度よく検知することができ、ひいては、塗布液が内袋内に残留して無駄になってしまうという不都合を大幅に抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の塗布液供給装置および塗布液供給方法の実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の塗布液供給装置を組み込んだ液晶用ガラス基板塗布装置を示す概略図である。

液晶用ガラス基板塗布装置には、薄膜トランジスタ｛Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ）｝を形成するための塗布装置とカラーフィルターを形成するための塗布装置が存在するが、本発明の塗布液供給装置はそのどちらにも実施できるため、図１の装置は特に用途を特定しない状態で示されている。

図１に示す液晶用ガラス基板塗布装置１は、装置ベース２、制御装置３、塗布液一時貯留タンク４１、基板保持用ステージ５、塗布液吐出装置６、駆動装置７、塗布液移送ポンプ８、真空ポンプ９、塗布液供給缶１０、圧力センサー４２、第１開閉バルブ１１および第２開閉バルブ１２などから構成され、塗布装置１の横側（図１において液晶用ガラス基板塗布装置１の左側または右側）に配設された図示しない搬送用ロボットから受け取ったガラス基板３１に対してレジスト液などの塗布液を塗布する。

装置ベース２は、液晶用ガラス基板塗布装置１の各構成部を支える台座として機能するものである。

制御装置３は、液晶用ガラス基板塗布装置１が所定の塗布動作を行うように、液晶用ガラス基板塗布装置１における各構成部の動作を、予め組み込まれたプログラムにより制御可能とするものである。

塗布液一時貯留タンク４１は、所定量の塗布液（例えば、複数枚のガラス基板３１に塗布することができる量の塗布液）を一時的に貯留するための槽であり、配管を介してそれぞれ塗布液供給缶１０、エア抜きバルブ（図示せず）及び第１開閉バルブ１１に接続される。

基板保持用ステージ５は、塗布対象となるガラス基板３１を、十分な平面度を確保して載置可能な載置面を有するものであり、十分な精度および剛性を維持するために、グラナイトで構成されている。そして、その表面にはガラス基板３１を吸着保持するための多数の小径貫通孔が穿設されていると共に、ガラス基板３１の受取り時または引渡し時に該ガラス基板３１を昇降させるための複数本のリフトピンが表面から出没可能に設けられている。また、ガラス基板３１を位置合わせするためのアラインメント装置（図示せず）が設けられている。

塗布液吐出装置６は、長手方向に、塗布液を滲出させるためのスリット状吐出手段（以後口金と称す）６２１を保持し両端の走行装置６１によりガントリを成し、駆動装置７１により図中Ｘ方向に口金６２１を移動可能であるとともに、駆動装置７２により図中Ｚ方向に口金６２１を移動可能である。駆動装置７１は図１の例ではリニアモータであるが、ボールねじ駆動のものにすることも可能である。

駆動装置７は、駆動装置７１、駆動装置７２などからなり、塗布液吐出装置６を図中Ｘ、Ｚのそれぞれの方向に直線駆動可能とするものである。

塗布液移送ポンプ８は、図示しないシリンダ、プランジャ、膜状封止部材及び真空ポンプ９と接続されるプランジャ駆動部を備え、立設した状態、すなわちシリンダの軸線を鉛直軸に平行にした状態で使用される。そして、第１開閉バルブ１１、および第２開閉バルブ１２と接続されている。

塗布液供給缶１０は、剛性材料で製造された外ケース１４と、可撓性材料（合成樹脂など）で製造された内袋１３と、外ケース１４と内袋１３との間隙に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路１５と、内袋１３の底部から塗布液を導出する導出路１６と、導出路１６に設けられた開閉バルブ１７とを有している（図２参照）。

圧力センサー４２は、塗布液供給缶１０と塗布液一時貯留タンク４１とを接続する配管の所定位置に設けられている（図２参照）。

次いで、上記の構成の液晶用ガラス基板塗布装置１の動作を説明する。

ガラス基板３１は図示しない搬送用ロボットにより搬送され、図示しない上下動可能なリフトピンにより搬送用ロボットから受け取られ、基板保持用ステージ５に設置される。
基板保持用ステージ上のガラス基板３１は図示しないアライメント装置により位置合せされ、基板保持用ステージ５下部からこれも図示しない吸着装置により小径貫通孔を通して真空吸着することにより基板保持用ステージ５上に固定される。

次に塗布液供給缶１０からの塗布液は、外ケース１４と内袋１３との間隙に圧縮空気を供給することにより導出路１６、および配管４３を経て塗布液一時貯留タンク４１に送られる。塗布液は一旦塗布液一時貯留タンク４１に貯留された後、塗布液移送ポンプ８に送られる。

塗布液吐出装置６は長手方向に口金６２１を保持し、両端の走行装置によりガントリを成し、駆動装置７１により図１中Ｘ方向に移動される。また、駆動装置７２により図１中Ｚ方向に移動される。

具体的には、例えば、基板保持用ステージ５にガラス基板３１が固定されると、塗布液吐出装置６は（図１中の２基の塗布液吐出装置６の内どちらを使用するかによって）図１中Ｘ１方向またはＸ２方向に移動し、一旦ガラス基板３１の端面近傍で停止し、駆動装置７２により口金６２１を移動させることによりガラス基板３１に接近させてプリ吐出を行い、塗布液ビードをガラス基板３１上に形成してから改めて移動を再開し、ガラス基板３１に塗布液を塗布して塗膜を形成する。

塗布終了後は、駆動装置７２により口金６２１をガラス基板３１から離れた退避位置に移動させ、駆動装置７１により塗布液吐出装置６を塗布方向と逆方向に移動させ、ガラス基板３１に対する塗布液の塗布を終了する。

その後、塗布液吐出装置６は口金６２１のスリット部が清掃され、及び初期化され、次の塗布のためのスタンバイ状態になる。

一方、ガラス基板３１は、小径貫通孔にＮ_２等のガスを送り込むことにより基板保持用ステージ５への吸着が解除され、リフトピンによりステージ５から上方に持ち上げられる。その後、ガラス基板３１は前述の搬送用ロボットとは別の搬送用ロボット（これも図示せず）によりリフトピンから取り上げられ、減圧乾燥等の次工程（図示せず）に搬送される。

以上がガラス基板３１に対して塗布液を塗布する動作の１サイクルである。

次に本発明の塗布液供給装置について詳述する。

図２は本発明の塗布液供給装置の一実施形態の詳細構成を示す概略図である。

塗布液供給缶１０は２重構造であり内部の内袋１３は樹脂製の柔構造となっている。図２で示す様に圧縮空気を塗布液供給缶１０の外ケース１４と内袋１３との間隙に供給すると、圧力により内袋１３は外側から押され、その圧力により内部の塗布液を導出路１６、および配管４３を経て塗布液一時貯留タンク４１に供給する。

内袋１３は柔構造であるから内部の塗布液が供給されると容積が縮小し、塗布液が全て供給されるまで縮小を続けることにより内袋１３の塗布液を余さず供給することが可能になる。したがって、塗布液の無駄が無くなる。また、塗布液供給缶１０自体は交換可能な構造であり、塗布液供給缶１０を異なるサイズのものに取り替えることも可能である。

また、塗布液供給缶１０と塗布液一時貯留タンク４１との間の配管４３に圧力センサー４２を設置しており、内袋１３の塗布液が全て供給されると配管４３内の圧力は減少するので、所定の閾値（例えば、実験などにより得られる値に基づいて設定される閾値）まで圧力が減少したことを検知すれば、内袋１３がちょうど空になったことを検知できる。

図３は配管４３内の送液圧力の変化の一例を示す図である。なお、縦軸は対設定圧力比、横軸は経過時間である。

送液圧力が低下した箇所は、内袋１３内が空になり配管４３内への塗布液供給が停止したタイミングである。

図３から分かるように、塗布液の供給停止による圧力低下は短時間に発生し、圧力差も十分に大きい。従って、この圧力差を検知することにより容易に塗布液供給缶１０の空検知を達成することができる。また、液晶用ガラス基板塗布装置による塗布サイクルは通常４０〜６０秒であるから、ある程度余裕を持って空検知を行っても塗布液が塗布液移送ポンプ８に供給されなくなることはない。

さらに、塗布液供給缶１０が空になったとしても、塗布液一時貯留タンク４１内には十分な塗布液が貯留されているので、塗布液供給缶１０が空になるまで塗布液を供給しても塗布液不足で塗布品質が低下するという問題は発生しない。また、塗布液供給停止時間を最小にする為に、塗布液供給缶１０は通常は、複数個が互いに並列に、かつ切り替え可能に設置されるが、この場合、全ての塗布液供給缶１０にそれぞれ圧力センサー４２を設置する必要は無く、全ての塗布液供給缶１０に対して１台の圧力センサー４２で十分である。

大別すると、液晶用ガラス基板塗布装置には、基板保持用ステージ５が固定され、塗布液吐出装置６が水平に移動する形式のもの(図１参照)と、塗布液吐出装置６が固定され、基板保持用ステージ５が水平移動する形式のものとがあるが、本発明の塗布液供給装置はどちらの形式のものにも適用可能である。

また、前記実施形態では塗布液供給缶１３の空検知を達成する手段として圧力センサー４２を使用しているが、例えば圧力センサー４２に代えて流量センサーを採用することが可能であるほか、配管４３内の塗布液が減少した状態を検知できるものであれば同様に採用することが可能である。

さらに、前記実施形態では液晶用ガラス基板塗布装置に適用されるものについて説明したが、フィルム上に塗膜を形成する磁気テープ用などのフィルムコータを始めとして、塗布液を塗布し塗膜を形成する装置であればあらゆる装置に適用可能である。

本発明の塗布液供給装置を組み込んだ液晶用ガラス基板塗布装置を示す概略図である。 本発明の塗布液供給装置の一実施形態の詳細構成を示す概略図である。 配管内の送液圧力の変化の一例を示す図である。

符号の説明

６ 塗布液吐出装置
１０ 塗布液供給缶
１３ 内袋
１４ 外ケース
４１ 塗布液一時貯留タンク
４２ 圧力センサー
４３ 配管

Claims (6)

1. 外ケース（１４）と塗布液を収容した可撓性袋体（１３）とを有し、外ケース（１４）と可撓性袋体（１３）との間に圧力流体を供給することにより、塗布装置（６）に供給するために塗布液を吐出する塗布液供給缶（１０）と、該塗布液供給缶（１０）と前記塗布装置（６）との間に設けられ、塗布液を一時的に貯留した後に前記塗布装置（６）に供給する塗布液一時貯留タンク（４１）と、前記塗布液供給缶（１０）と前記塗布液一時貯留タンク（４１）と前記塗布装置（６）とをこの順に結合する配管（４３）と、前記塗布液供給缶（１０）と前記塗布液一時貯留タンク（４１）との間の配管（４３）に配置され、前記塗布液供給缶（１０）が空になったことを塗布液の状態により検知する空検知手段（４２）とを含むことを特徴とする塗布液供給装置。
2. 前記空検知手段（４２）は、前記塗布液供給缶（１０）が空になったことを前記配管（４３）内の圧力変動により検知するものである請求項1に記載の塗布液供給装置。
3. 前記空検知手段は、前記塗布液供給缶（１０）が空になったことを前記配管内（４３）の塗布液の流量変動により検知するものである請求項1に記載の塗布液供給装置。
4. 塗布液供給缶（１０）の外ケース（１４）と塗布液を収容した可撓性袋体（１３）との間に圧力流体を供給することにより塗布装置（６）に塗布液を供給するに当って、塗布液供給缶（１０）からの塗布液を塗布液一時貯留タンク（４１）に一時的に貯留し、かつ、前記塗布液供給缶（１０）が空になったことを前記塗布液供給缶（１０）と前記塗布液一時貯留タンク（４１）との間において塗布液の状態により検知することを特徴とする塗布液供給方法。
5. 前記塗布液供給缶（１０）が空になったことを前記塗布液供給缶（１０）と前記塗布液一時貯留タンク（４１）との間における圧力変動により検知する請求項４に記載の塗布液供給方法。
6. 前記塗布液供給缶（１０）が空になったことを前記塗布液供給缶（１０）と前記塗布液一時貯留タンク（４１）との間における流量変動により検知する請求項４に記載の塗布液供給方法。
   
   
   
   

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