JP2007260639A - Slit coater nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に対して常に塗布液を定量塗布することができるスリットコータノズルに関する技術である。 The present invention relates to a technique relating to a slit coater nozzle that can always apply a coating liquid to a substrate in a fixed amount.
カラーフィルタ製造などの分野においては、塗布方向の長さが比較的短尺の基板に塗料を薄く、かつ、均一に塗布することが求められている。この要請に対しては、基板を1枚ずつ供給して、塗布を繰り返し行う毎葉塗布装置を用いることで対応が図られている。 In the field of color filter production and the like, it is required to apply a paint thinly and uniformly on a substrate having a relatively short length in the application direction. In response to this requirement, a substrate is supplied one by one, and a leaf application device that repeatedly applies the coating is used.
上記毎葉塗布装置に採用される手法としては、スピンコータ、ロールコータ、およびバーコータを挙げることができる。このうち、スピンコータは、回転する基板に塗布液を滴下し、回転数や塗布液の濃度、流動特性によって基板上に均一な厚さの塗布膜を形成する手法である。該手法は、塗布膜として基板上に残る塗布液に対して20〜100倍もの塗布液を使用する必要があることから、塗布液の使用効率に劣るという問題がある。また、スピンコータを採用する場合には、裏回りと称される基板の裏面側への塗布液の付着が回避できず、品質上問題があった。 Examples of the technique adopted for the above-mentioned every-leaf coating apparatus include a spin coater, a roll coater, and a bar coater. Among them, the spin coater is a method in which a coating solution is dropped onto a rotating substrate, and a coating film having a uniform thickness is formed on the substrate according to the number of rotations, the concentration of the coating solution, and the flow characteristics. This method has a problem that the use efficiency of the coating liquid is inferior because the coating liquid needs to be used 20 to 100 times as much as the coating liquid remaining on the substrate as the coating film. In addition, when the spin coater is employed, the adhesion of the coating liquid to the back side of the substrate, which is referred to as the back side, cannot be avoided, resulting in a quality problem.
ロールコータは、ゴムロールや金属ロールを介して塗布液を基板に転写する手法であり、ゴムロールや金属ロールの模様が出やすいという問題がある。また、ロールコータにおける塗布液は、パンと称される開放型の液溜めに収容した上で使用されていくので、基板に塗布されるまでの空気との接触時間が長く、吸湿、酸化、溶媒の蒸発による変質をきたしやすい。さらに、液溜めは、開放型であることから、塗布膜欠陥の原因となる異物が混入しやすい問題もあった。 The roll coater is a technique for transferring a coating solution to a substrate through a rubber roll or a metal roll, and has a problem that a pattern of the rubber roll or the metal roll is likely to appear. In addition, since the coating liquid in the roll coater is used after being stored in an open-type liquid reservoir called a pan, the contact time with the air until it is applied to the substrate is long, and moisture absorption, oxidation, solvent It is easy to cause alteration due to evaporation. Further, since the liquid reservoir is an open type, there is a problem that foreign substances that cause defects in the coating film are likely to be mixed.
バーコータは、ロッドと称される金属棒に細い金属ワイヤを巻いたバーを用いて基板上に塗布膜を形成する手法である。この手法による場合には、ワイヤが基板または基板上の塗布膜に接触するため、基板または基板上の塗布膜に傷がつきやすかったり、塗布膜にスジが入りやすいという問題があった。 The bar coater is a method of forming a coating film on a substrate using a bar obtained by winding a thin metal wire around a metal rod called a rod. In this method, since the wire contacts the substrate or the coating film on the substrate, there is a problem that the substrate or the coating film on the substrate is easily damaged or stripes are likely to enter the coating film.
一方、スリットダイコータは、コータヘッドに設けられたスリットから所定間隔離間して基板を設置し、スリットから塗布液を吐出しつつコータヘッドを相対的に移動させて塗布膜を形成する手法である。該手法による場合には、塗布液の無駄使いや裏回りの問題を解決することができるほか、塗布液の供給経路も密閉系にでき、さらには基板と口金とを所定の間隙を保って相対的に移動させることができるので、基板または塗布膜に傷をつけることをなくすこともできる。 On the other hand, the slit die coater is a method in which a substrate is placed at a predetermined interval from a slit provided in a coater head, and the coater head is relatively moved while discharging a coating liquid from the slit to form a coating film. In the case of this method, it is possible to solve the problem of wasteful use of the coating liquid and the backside, the coating liquid supply path can also be a sealed system, and the substrate and the base are kept relative to each other with a predetermined gap. Therefore, the substrate or the coating film can be prevented from being damaged.
しかし、スリットダイコータは、本来、数m以上の長尺基板に連続的に塗布膜を形成する手法であることから、毎葉塗布装置には不向きであるとされてきた。また、塗布液が主としてポリマー、顔料、溶剤からなる場合には、間隙が数十μmと狭いスリット内側のランド部において、剪断応力などのために顔料が凝集、沈着して、塗布膜にスジが発生する原因となることがあった。 However, the slit die coater is originally a method of continuously forming a coating film on a long substrate of several meters or more, and thus has been considered unsuitable for a leaf-by-leaf coating apparatus. In addition, when the coating liquid is mainly composed of a polymer, a pigment, and a solvent, the pigment aggregates and deposits due to shear stress in the land portion inside the slit having a narrow gap of several tens of μm, and streaks are formed on the coating film. There was a cause to occur.
下記特許文献1に開示されている技術は、スリットダイコータにみられた上記問題に鑑み、スリットダイコータを毎葉塗布装置に好適に適用させることができるばかりでなく、塗布膜にスジなどの欠点を発生させにくくしたスリットダイコータノズルを提供するものである。
図3は、上記特許文献1に開示されているスリットダイコータのノズル先端部の構造を示す説明図であり、ステンレス鋼からなるノズル1は、一側リップ部2と他側リップ部4とで構成されており、これら一側リップ部2と他側リップ部4とは、内側面2a,4a相互間に塗布液吐出用のスリット6を形成して配置されている。
FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the nozzle tip portion of the slit die coater disclosed in the above-mentioned
一側リップ部2と他側リップ部4とは、それぞれの先端面3,5を介して基板101側の被塗布面102と平行に対面配置される。また、各先端面3,5の近傍に位置する各内側面2a,4a側から各先端面3,5の各途中位置までは、濡れ性のよいコーティング層7を、各先端面3,5の残余の位置から各先端面3,5の近傍に位置する各外側面2b,4bにかけては、撥液性(濡れ性不良)のよいコーティング層8をそれぞれ備えて形成されている。
The one-
このため、上記特許文献1の開示技術による場合は、ノズル1の各先端面3,5と基板101の被塗布面102との間に間隙tを介在させた上で、基板101の送り出し方向に沿ってスリット6から塗布液111を吐出させた際に、濡れ性のよいコーティング層7を介して円滑に塗布されることになる。
For this reason, in the case of the disclosed technique disclosed in
また、各先端面3,5の残余の位置から各先端面3,5の近傍に位置する各外側面2b,4bにかけては、撥液性のよいコーティング層8が設けられているので、該コーティング層8により塗布液111の広がりを抑制することで、該塗布液111が部分的に乾燥することに由来する引っ掻き傷の発生を防いで、塗布膜112の厚さの均一性と再現性を向上させることができることになる。
Further, since the
しかし、特許文献1に開示されているスリットダイコータのノズル1による場合には、塗布方向とは逆にある他側リップ部4にもインクが付着し、乾燥固着したり、空気中のゴミを吸着固化した場合、一側リップ部2の方向に流れるインクを逆方向に曲げてしまうことにより、塗布量の安定が得られなかった。
However, when using the
本発明は、特許文献1を含む従来からあるスリットダイコータにみられた上記課題に鑑み、基板に塗布液を均一に塗布することができるスリットコータノズルを提供することに目的がある。
An object of the present invention is to provide a slit coater nozzle that can uniformly apply a coating solution to a substrate in view of the above-described problems found in conventional slit die coaters including
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、その第1の発明(ノズル)は、ノズルを構成する一側リップ部と他側リップ部との間に塗布液吐出用のスリットを介在させてなるスリットコータノズルにおいて、塗布液の塗布側に位置する基板の被塗布面と対面する前記一側リップ部の先端面には濡れ性のよい親液性膜層を、塗布液の未塗布側に位置する基板の被塗布面と対面する前記他側リップの先端面には撥液性膜層をそれぞれ形成したことを最も主要な特徴とする。 The present invention has been made to achieve the above object, and the first invention (nozzle) has a slit for discharging coating liquid between one lip portion and the other lip portion constituting the nozzle. In the slit coater nozzle interposed, a lyophilic film layer having good wettability is applied to the tip surface of the one side lip portion facing the surface to be coated of the substrate located on the coating liquid coating side. The main feature is that a liquid-repellent film layer is formed on the tip surface of the other side lip facing the coated surface of the substrate located on the coating side.
この場合、前記スリットは、フィードバックされる前記塗布液の塗布膜厚データとの関係でその幅を自動調整が自在な可変幅とするのが好ましい。 In this case, it is preferable that the width of the slit be a variable width that can be automatically adjusted in relation to the coating film thickness data of the coating liquid fed back.
本発明によれば、一側リップ部の先端面には濡れ性のよい親液性膜層を、他側リップ部の先端面には撥液性膜層をそれぞれ形成してあり、塗布液を基板の進行方向に引っ張られるようにして被塗布面へと円滑に送ることができるので、表面状態の悪い基板の被塗布面に対しても常に一定量を塗布することができる。 According to the present invention, a lyophilic film layer having good wettability is formed on the tip surface of the one side lip portion, and a liquid repellent film layer is formed on the tip surface of the other side lip portion. Since it can be smoothly fed to the surface to be coated so as to be pulled in the traveling direction of the substrate, a certain amount can always be applied even to the surface to be coated of the substrate having a poor surface condition.
また、フィードバックされる塗布液の塗布膜厚データとの関係でスリット幅を自動調整が自在な可変幅としてある場合には、その時々の塗布膜厚に対応させた量の塗布液をスリットから吐出させて、基板の被塗布面に対し常に一定量を塗布することができる。 Also, if the slit width is a variable width that can be automatically adjusted in relation to the coating film thickness data of the coating liquid fed back, an amount of coating liquid corresponding to the coating film thickness at that time is discharged from the slit. Thus, a certain amount can always be applied to the coated surface of the substrate.
図1は、本発明の一例をサンクションテーブルに配置された基板を例にその配置関係を示す説明図であり、図2は、図1に示す本発明を用いて基板の下面に対する塗布状態を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing an arrangement relationship of a substrate placed on a suction table as an example of the present invention, and FIG. 2 shows a coating state on the lower surface of the substrate using the present invention shown in FIG. It is explanatory drawing.
これらの図によれば、ステンレス鋼を含む適宜の金属材からなるスリットコータノズル11は、そのノズル12が一側リップ部13と他側リップ部15とで構成されている。これら一側リップ部13と他側リップ部15とは、内側面13a,15a相互間に塗布液吐出用のスリット17を形成して配置されている。なお、図中の符号20は、供給を受けた塗布液111をスリット幅方向に拡散させることを目的としたマニホールドを示す。また、本発明における塗布液111としては、ポリテトラフルオロエチレン変性樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレンなどを用いることができる。
According to these figures, the
この場合、該スリット17は、フィードバックされる塗布液111の塗布膜厚データとの関係でその幅の自動調整が自在な可変幅としておくのが好ましい。具体的には、例えば図示しない毎葉塗布装置に送り込まれる今回塗布処理分の基板101の塗布面102に形成される塗布膜112の厚さをデータとして装置本体側にフィードバックし、該フィードバックデータに基づき駆動制御される駆動機構を介して一側リップ部13と他側リップ部15とを接離させてスリット17の幅を可変とすることで、塗布液111の吐出量を自動調整することができるようになっている。
In this case, it is preferable that the
また、一側リップ部13と他側リップ部15とは、それぞれの先端面14,16を介して基板101の被塗布面102と平行に対面配置される。
Further, the one-
この場合、一側リップ部13は、その先端面14を図2に示すように塗布液111の塗布側に位置する基板101の被塗布面102と対面する位置関係のもとで配置されている。また、一側リップ部13の先端面14には、濡れ性のよい親液性膜層18が形成されている。
In this case, the one-
濡れ性のよい親液性膜層18は、基板101の被塗布面102と同じ材料を用いて一側リップ部13の先端面14にコーティングすることで形成することができる。
The
一方、他側リップ部15は、その先端面16を図2に示すように塗布液111の未塗布側に位置する基板101の被塗布面102と対面する位置関係のもとで配置されている。また、他側リップ部15の先端面16には、撥液性膜層19が形成されている。
On the other hand, the other-
この場合における撥液性膜層19は、シリコン重合膜、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂などを含む適宜の撥液性樹脂を用いて他側リップ部15の先端面16に形成することができる。
In this case, the liquid
次に、本発明の作用・効果を説明すれば、ノズル12は、一側リップ部13の先端面14と、他側リップ部15の先端面16とが、図示しないサンクションテーブルに配置された基板101の下面側に位置する被塗布面102と平行に対面配置すべく、先端面14,16を図1に示すように上向きにして配置される。
Next, the operation and effect of the present invention will be described. In the
ノズル12と基板101とは、基板101への塗布液111の塗布に際し、一側リップ部13の先端面14に形成された親液性膜層18と、他側リップ部15の先端面16に形成された撥液性膜層19とに対し、基板101の被塗布面102があらかじめ定められている間隙tだけ離間できるように相対的に昇降制御することで配置される。
When the
かくして、ノズル12と基板101とは、間隙tを離間させた状態のもとで、例えば図2に示すように基板101側を他側リップ部15の先端面16側から一側リップ部13の先端面14側へと水平方向に移動させるなど、相互を相対移動させる。
Thus, the
このように移動させることで、ノズル12は、スリット17を介して基板101の下面側に位置する被塗布面102に対し塗布液111を塗布することができる。
By moving in this way, the
このとき、一側リップ部13の先端面14には濡れ性のよい親液性膜層18が、他側リップ部15の先端面16には撥液性膜層19がそれぞれ形成されているので、図示しないポンプを介して吐出される塗布液111は、親液性膜層18と親和して常に基板101の進行方向へと引っ張られることから、移動する被塗布面102に対しスリット17から円滑に送り出すことができる。
At this time, the
このため、塗布液111は、基板101の被塗布面102の表面に、他側リップ部15の先端面16側には撥液性膜層19を介して残置させることなく、常に一定量を安定的に塗布して基板101の被塗布面102の移動方向に沿わせた塗布膜112を形成することができる。
For this reason, the
この場合、フィードバックされる塗布液111の塗布膜厚データとの関係でスリット幅が自動調整自在な可変幅としてある場合には、その時々の塗布膜厚に対応させた最適量の塗布液111をスリット17から吐出させて、基板101の被塗布面102に対し所望に応じた膜厚の塗布膜112を形成することができる。
In this case, when the slit width is a variable width that can be automatically adjusted in relation to the coating film thickness data of the
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な内容は、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形を加えることができる。例えば、ノズル12は、一側リップ13部の先端面14と、他側リップ部15の先端面16とを下向きに向けて配置し、基板の上面を被塗布面とする場合に対応させて使用することもできる。
The above is the description of the present invention based on the illustrated examples, and various modifications can be made to the specific contents without departing from the gist of the present invention. For example, the
11 スリットコータノズル
12 ノズル
13 一側リップ部
13a 内側面
14 先端面
15 他側リップ部
15a 内側面
16 先端面
17 スリット
18 親液性膜層
19 撥液性膜層
20 マニホールド
101 基板
102 被塗布面
111 塗布液
112 塗布膜
t 間隙
DESCRIPTION OF
Claims (2)
塗布液の塗布側に位置する基板の被塗布面と対面する前記一側リップ部の先端面には濡れ性のよい親液性膜層を、塗布液の未塗布側に位置する基板の被塗布面と対面する前記他側リップ部の先端面には撥液性膜層をそれぞれ形成したことを特徴とするスリットコータノズル。 In a slit coater nozzle in which a slit for discharging the coating liquid is interposed between the one side lip portion and the other side lip portion constituting the nozzle,
A lyophilic film layer having good wettability is applied to the tip surface of the one-side lip portion facing the coated surface of the substrate located on the coating liquid coating side, and the substrate coated on the coating liquid non-coated side is coated. A slit coater nozzle, wherein a liquid-repellent film layer is formed on the tip surface of the other lip portion facing the surface.
The slit coater nozzle according to claim 1, wherein the slit has a variable width that can be automatically adjusted in relation to the coating film thickness data of the coating liquid fed back.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006092697A JP2007260639A (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Slit coater nozzle |
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JP2006092697A JP2007260639A (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Slit coater nozzle |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012081428A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Coating apparatus and coating method |
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2006
- 2006-03-30 JP JP2006092697A patent/JP2007260639A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012081428A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Coating apparatus and coating method |
US9299874B2 (en) | 2010-10-13 | 2016-03-29 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Coating apparatus and coating method |
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