JP2008121038A - Apparatus for applying patterning film and vacuum deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空中で基材上にパターニングされた膜を形成するパターニング膜塗布装置およびこれを備えた真空蒸着装置に関する。 The present invention relates to a patterning film coating apparatus that forms a patterned film on a substrate in a vacuum and a vacuum deposition apparatus including the same.
フィルムコンデンサを製造する際には、マージンと呼ばれる非金属膜部を形成させる必要がある。マージンの形成は、次のような方法で行われる。 When manufacturing a film capacitor, it is necessary to form a non-metal film portion called a margin. The margin is formed by the following method.
先ず、真空中にて繰り出しローラからフィルムを繰り出させて走行させ、このフィルム上におけるマージンになる箇所に対して、パターニング膜塗布装置からマスキングオイルを噴霧してオイル膜を帯状に形成する。次に、表面にオイル膜が帯状に形成されたフィルムに対して金属蒸着を行う。すると、オイル膜が形成されなかった部分には金属が蒸着して電極膜が形成される。一方、オイル膜が形成された部分には金属が蒸着しない。このようにしてマージンと呼ばれる非金属膜部が形成される。 First, the film is fed out from a feeding roller in a vacuum and traveled, and masking oil is sprayed from a patterning film coating device to a portion that becomes a margin on the film to form an oil film in a strip shape. Next, metal deposition is performed on a film having an oil film formed in a band shape on the surface. Then, metal is deposited on the portion where the oil film is not formed, and an electrode film is formed. On the other hand, no metal is deposited on the portion where the oil film is formed. In this way, a non-metal film portion called a margin is formed.
図8〜図10を参照して従来のパターニング膜塗布装置について説明する。 A conventional patterning film coating apparatus will be described with reference to FIGS.
図8に示す従来例は、マスキングオイルが供給された金属管81に、マスキングオイルが噴霧可能な複数個の同形状の透孔82が透孔群83を成すように穿設された構造である。
The conventional example shown in FIG. 8 has a structure in which a plurality of same-shaped through
また、図9(a),(b)に示すように、一般的に製品品種によって、マージンの幅や隣接するマージン間の距離が異なる。よって、フィルム90,91におけるマージンを形成するためのオイル膜の配列パターン(マージンの幅Lcや隣接するマージン間の距離Ld)も変更することが必要になる。つまり、製品品種の切り替えごとにパターニング膜塗布装置を取り替える必要があり、非常に手間がかかるという課題があった。また、真空設備を用いているためパターニング膜塗布装置の取り替えごとに真空排気に時間がかかり、非常に生産効率が悪くなるという課題もあった。
In addition, as shown in FIGS. 9A and 9B, generally, the width of the margin and the distance between adjacent margins differ depending on the product type. Therefore, it is necessary to change the oil film arrangement pattern (margin width Lc and distance Ld between adjacent margins) for forming a margin in the
この課題の解決策として、特許文献1に記載された発明では、図10に示す説明図のように、内部にマスキングオイルが供給される管状のマスキングロール101と、このマスキングロール101の周面に設けられ、かつマスキングロール101の内部に供給されたマスキングオイル105が放出される開口部102と、マスキングロール101の外周に開口部102と重なり合って、この開口部102から放出されたマスキングオイル105が通過する数種類の透孔群(各透孔は矩形状でも円形状でもよい)103が設けられた、フレキシブルな素材で作製されたノズルプレート(以下、フレキシブルノズルプレートと呼ぶ)104とを備えたパターニング膜塗布装置100を用い、フレキシブルノズルプレート104を、図10中の矢印方向にフィードすることにより、透孔群103のパターンを変更して、1本の原反フィルムに複数の品種を連続して生産するという方法を採用し、生産効率を向上させていた。
しかしながら、特許文献1のような従来のパターニング膜塗布装置100は、構成物として強度的に弱いフレキシブルノズルプレート104が存在するため、耐熱性に課題があり、マスキングオイル加熱時にフレキシブルノズルプレート104が熱変形し、透孔部が広がってしまうという課題があった。さらに、透孔部の角が立ち、基材フィルムに傷が入ってしまうこともあった。以上のような耐久性の課題から、数回の生産で取り替えなければならなかった。
However, the conventional patterning
本発明は、前記従来の課題を解決するものであって、オイル膜を形成するためのプレートをリジッドな素材で作製することを可能にし、パターニング膜塗布装置を全てリジッドなもので構成することにより、耐久性を向上させ、安定して多くの種類のオイルマスキングパターンを連続して形成させることができるパターニング膜塗布装置およびそれを備えた真空蒸着装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and makes it possible to produce a plate for forming an oil film with a rigid material, and to make the patterning film coating apparatus all rigid. Another object of the present invention is to provide a patterning film coating apparatus capable of improving durability and stably forming many types of oil masking patterns in succession, and a vacuum deposition apparatus including the same.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、所定形状にパターニングされた膜を真空中で基材上に対して形成するパターニング膜塗布装置において、内部にパターニング膜の原料となる液体が供給される供給部を有しかつ前記液体を放出する開口部を有する内管と、前記内管を覆うようにして設けられた外管と、前記内管の内部に供給された前記液体を放出する少なくとも1つの透孔が前記外管の長手方向に列を成して設けられた透孔群とを備え、前記透孔群を前記外管周面上に複数設け、前記各透孔群を成している透孔の形状または配列パターンを異にし、前記外管を回転可能にし、前記外管を回転させかつ前記内管の前記開口部と前記透孔群との位置を合わせることにより前記透孔群の種類を切り替えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a patterning film coating apparatus for forming a film patterned in a predetermined shape on a substrate in a vacuum, and is used as a raw material for the patterning film therein. An inner pipe having a supply section to which a liquid is supplied and having an opening for discharging the liquid; an outer pipe provided so as to cover the inner pipe; and the liquid supplied to the inside of the inner pipe At least one through-hole that is formed in a row in the longitudinal direction of the outer tube, and a plurality of the through-hole groups are provided on the outer tube peripheral surface, The shape or arrangement pattern of the through holes forming the group is different, the outer tube is rotatable, the outer tube is rotated, and the opening of the inner tube is aligned with the group of the through holes. The type of the through hole group is switched by the above.
このような構成により、耐久性に優れたパターニング膜塗布装置を提供することができ、さらに複数の配列パターンのパターニング膜を形成することができる。 With such a configuration, a patterning film coating apparatus having excellent durability can be provided, and a patterning film having a plurality of array patterns can be formed.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のパターニング膜塗布装置において、外管は、周面に複数の開口部が設けられた外管フレームと、透孔群を有する複数のノズルプレートとを備え、複数のノズルプレートを外管フレームの開口部と位置を合わせて設置しかつノズルプレートを着脱可能にしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the patterning film coating apparatus according to the first aspect, the outer tube includes an outer tube frame having a plurality of openings on the peripheral surface, and a plurality of nozzle plates having a group of through holes. The plurality of nozzle plates are installed in alignment with the openings of the outer tube frame, and the nozzle plates are detachable.
このような構成により、透孔列が設けられたノズルプレートを取り替えることにより、多くのパターンのパターニング膜の形成に対応することができる。 With such a configuration, it is possible to cope with the formation of patterning films having many patterns by replacing the nozzle plate provided with the through hole rows.
請求項3に記載のパターニング膜塗布装置は、請求項1または2記載のパターニング膜塗布装置において、前記外管にヒーターが埋設し、前記内管と前記外管とを独立に温度制御可能にしたことを特徴とする。
The patterning film coating apparatus according to
このような構成により、内管に供給された液体が加熱され蒸気になったときなどに、蒸気が外管周面、もしくはリジッドノズルプレート表面に凝集することなく安定して、パターニング膜を形成することができる。 With such a configuration, when the liquid supplied to the inner tube is heated to become vapor, the patterning film is stably formed without the vapor condensing on the outer tube peripheral surface or the rigid nozzle plate surface. be able to.
請求項4に記載の真空蒸着装置は、基材フィルムを繰り出す繰り出しローラと、前記繰り出しローラから繰り出されて走行する前記基材フィルム上にパターニング膜を所定形状に形成するパターニング膜塗布ユニットと、前記繰り出しローラから繰り出されて走行する前記基材フィルム上に金属を蒸着する蒸着ユニットと、金属が蒸着された前記基材フィルムを巻き取る巻き取りローラとを備えた真空蒸着装置であって、前記パターニング膜塗布ユニットとして、請求項1〜3いずれか1項記載のパターニング膜塗布装置を搭載したことを特徴とする。 The vacuum deposition apparatus according to claim 4, wherein a feeding roller that feeds out a base film, a patterning film coating unit that forms a patterning film in a predetermined shape on the base film that is fed from the feeding roller and travels, A vacuum deposition apparatus comprising: a vapor deposition unit that deposits metal on the base film that is fed from a feed roller and travels; and a winding roller that winds the base film on which the metal is deposited. The patterning film coating apparatus according to any one of claims 1 to 3 is mounted as the film coating unit.
本発明に係るパターニング膜塗布装置および真空蒸着装置によれば、パターニング膜塗布装置の構成部材を全てリジッドなものにすることを可能にしたことにより、耐久性を向上させることができ、安定して、複数の配列パターンのパターニング膜を連続して形成させることができる。 According to the patterning film coating apparatus and the vacuum deposition apparatus according to the present invention, the durability of the patterning film coating apparatus can be improved by making all the constituent members of the patterning film coating apparatus rigid. A patterning film having a plurality of array patterns can be continuously formed.
以下、本発明の実施の形態について、パターニング膜塗布装置の構造を図面を参照して詳細に説明しながら、フィルムコンデンサにおけるマージン形成および有機ELデバイスの発光層形成を例に挙げて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below by taking, as an example, the formation of a margin in a film capacitor and the formation of a light emitting layer of an organic EL device, while explaining the structure of a patterning film coating apparatus in detail with reference to the drawings.
図1は本発明に係るパターニング膜塗布装置の実施形態の一部を縦断面して示す斜視図、図2は本実施形態の要部である外管フレームおよびリジッドノズルプレートを示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a part of an embodiment of a patterning film coating apparatus according to the present invention in a longitudinal section, and FIG. 2 is a perspective view showing an outer tube frame and a rigid nozzle plate which are the main parts of this embodiment. .
図1,図2に示すように、本実施形態におけるパターニング膜塗布装置1は、内管2に供給されたパターニング膜を形成するためのオイル(図示せず)が加熱により気化し、気化したオイルが通過可能な開口部6を設けた内管2と、内管2の外周を覆うようにして設けられ、かつ開口部7が設けられた外管フレーム10と、外管フレーム10の開口部7と重なるようにして設けられ、気化したオイルを噴霧する透孔5が複数個同列状に設けられた透孔群9を有する剛体からなるリジッドノズルプレート4と、リジッドノズルプレート4を加熱するためのヒーター8とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the patterning film coating apparatus 1 according to the present embodiment is configured such that oil (not shown) for forming a patterning film supplied to the inner tube 2 is evaporated by heating and is evaporated. The inner tube 2 provided with an
前記透孔群9を成す透孔5の形状または配列パターンは、各リジッドノズルプレート4において、それぞれ異なっている。
The shape or arrangement pattern of the through
オイル膜形成時には、内管2に設けられた開口部6と外管フレーム10に設けられた開口部7とが位置を合わせて組み付けられている。オイルは、内管2に供給され、内管2を加熱することにより気化し、開口部6および開口部7を経てリジッドノズルプレート4に設けられた透孔群9の各透孔5から噴霧される。この他、直接気化したオイルを内管2の内部に供給してもよい。
When the oil film is formed, the
そして、図示していないが、リジッドノズルプレート4に接するようにして基材フィルムが走行しており、このフィルム上にオイル膜が形成される。 Although not shown, the base film is running so as to be in contact with the rigid nozzle plate 4, and an oil film is formed on the film.
以下、フィルムコンデンサにおけるマージン形成について図3を参照して説明する。図3は本発明に係るパターニング膜塗布装置を備えた真空蒸着装置の実施形態の概略構成図である。 Hereinafter, margin formation in the film capacitor will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a vacuum deposition apparatus provided with a patterning film coating apparatus according to the present invention.
図3に示す真空蒸着装置30において、繰り出しローラ31から、ポリエチレンテレフタラート,ポリエチレンナフタレート,ポリスチレン、およびポリプロピレンなどの高分子フィルムを基材フィルムとするフィルム35を繰り出し、パラフィン系オイルあるいはフッ素化オイルなどのオイルが供給された、前記実施形態のパターニング膜塗布装置と同様の構成であるパターニング膜塗布ユニット32を通過したときにフィルム35の片面にオイル膜が形成される。
In the vacuum
次に、金属蒸着ユニット33を通過したときに、アルミニウムや銅などの金属が蒸着される。このとき、オイル膜が形成されていない部分には金属膜が形成されるが、オイル膜が形成されている部分にはオイル膜がマスクとなり金属膜が形成されない。この金属膜が形成されていない部分がフィルムコンデンサのマージンとなる。
Next, when passing through the
そして、フィルム35は、図3中の矢印にて示すように走行を続け、前記金属膜が形成された面とは逆面に対して同様にして、マージンが形成された金属膜が形成され、巻き取りローラ34にて巻き取られる。
Then, the
以下に、オイル膜の形成について詳細を説明する。オイルが供給されている内管2をオイルの蒸発量が一定以上になる温度(例えば、100℃から200℃程度)で加熱することにより、オイルが気化する。そして、内管2の開口部6と、外管フレーム10の開口部7、およびリジッドノズルプレート4に設けられている透孔群9の各透孔5を経て、気化したオイルが噴霧される。
Details of the formation of the oil film will be described below. The oil is vaporized by heating the inner pipe 2 to which the oil is supplied at a temperature (for example, about 100 ° C. to 200 ° C.) at which the amount of oil evaporation becomes a certain level or more. The vaporized oil is sprayed through the
このとき、リジッドノズルプレート4の温度が低いと、気化したオイルがリジッドノズルプレート4表面で凝集して、安定した蒸気噴霧ができない。よって、ヒーター8によってリジッドノズルプレート4の温度制御を行う必要がある。リジッドノズルプレート4の温度は、気化したオイルの凝集を回避することを考えると、オイルの温度以上に設定することが望ましい。そして、噴霧されたオイル蒸気は、フィルムに付着後に放熱して固体状または粘稠な液体状のオイル膜が形成される。 At this time, if the temperature of the rigid nozzle plate 4 is low, the vaporized oil aggregates on the surface of the rigid nozzle plate 4 and stable vapor spraying cannot be performed. Therefore, it is necessary to control the temperature of the rigid nozzle plate 4 by the heater 8. The temperature of the rigid nozzle plate 4 is preferably set to be equal to or higher than the temperature of the oil in consideration of avoiding the aggregation of the vaporized oil. The sprayed oil vapor radiates heat after adhering to the film to form a solid or viscous liquid oil film.
次に、図10に示すパターニング膜塗布装置100を用いてマージンを形成したときと比較して、本実施形態のパターニング膜塗布装置1を用いて生産したときの優位性について説明する。なお、製品の良品判定は、マージン幅がスペック内であること、およびフィルムに傷がないことの2点である。
Next, the superiority when producing using the patterning film coating apparatus 1 of the present embodiment as compared with the case where the margin is formed using the patterning
図4は本実施形態のパターニング膜塗布装置1の構成部品の一つであるリジッドノズルプレート4の模式図を示しており、このリジッドノズルプレート4の透孔5の幅Laは、0.35mm(形成させるマージン幅の設計値は0.4mm)である。一般的に、透孔5の幅Laに対してマージンの幅は大きくなるため、設計するマージン幅に対して少し小さく透孔の幅Laを設計することが一般的である。
FIG. 4 shows a schematic view of a rigid nozzle plate 4 which is one of the components of the patterning film coating apparatus 1 of this embodiment. The width La of the through
図5には本実施形態のパターニング膜塗布装置1を用いてマージンを形成したときのマージン幅の測定結果を示している。なお、使用したリジッドノズルプレートは図4で示したLa=0.35mmのものである。このときのマージン幅の許容寸法スペックは0.4±0.1mmである。図5から分るように、3回の実験において全てのマージンにおいてマージン幅はスペック内に収まっている。 FIG. 5 shows the measurement result of the margin width when the margin is formed using the patterning film coating apparatus 1 of the present embodiment. The rigid nozzle plate used was La = 0.35 mm shown in FIG. At this time, the allowable dimension specification of the margin width is 0.4 ± 0.1 mm. As can be seen from FIG. 5, the margin width is within the specifications in all the margins in the three experiments.
一方、図10に示す記載のパターニング膜塗布装置100を用いてマージンを形成したときのマージン幅の測定結果を図6に示しており、3回の実験でスペックアウトしているマージンがあることが分る。
On the other hand, the measurement result of the margin width when the margin is formed by using the patterning
スペックアウトしたマージンに対応するパターニング膜塗布装置の透孔は、熱により変形していたためマージン幅が広がってしまったと考えられる。また、フィルムにも傷が多数形成されており、この傷は、変形して角立ったパターニング膜塗布装置のフレキシブルノズルプレートによるものと考えられる。これらの実験より、本実施形態のパターニング膜塗布装置1は、耐久性に優れており、安定してマージンを形成することが可能であるといえる。 The through-hole of the patterning film coating apparatus corresponding to the spec-out margin is considered to have widened the margin width because it was deformed by heat. In addition, many scratches are formed on the film, and these scratches are considered to be caused by the flexible nozzle plate of the patterning film coating apparatus which is deformed and square. From these experiments, it can be said that the patterning film coating apparatus 1 of this embodiment is excellent in durability and can stably form a margin.
次に、オイル膜のパターン切り替え方法について説明する。透孔5の前記幅La、あるいは隣接する透孔5同士の前記間隔Lbが違った透孔群9が形成されたリジッドノズルプレート4が本実施形態のパターニング膜塗布装置1では数種類設けられている。なお、図1では4種類のリジッドノズルプレート4が設けられているが、このリジッドノズルプレート4の数に関しては、これに制限されることなく何種類でもよい。
Next, an oil film pattern switching method will be described. In the patterning film coating apparatus 1 of the present embodiment, several types of rigid nozzle plates 4 are provided in which through
オイル膜のパターン切り替え時に外管3をモータなどの駆動手段(図示せず)によって駆動させて、所望される透孔群9が形成されたリジッドノズルプレート4を内管2の開口部6と位置を合わせて設置することにより、フィルム上に形成されるオイル膜のパターンを容易に変更することができる。
The
例えば、図7(a),(b)に示すように、1つの原反フィルム71上に連続して4種類の違うマージンパターン(A),(B),(C),(D)を形成することができる。図7(b)に示すマージンパターン(A),(B),(C),(D)において、黒色部分がマージン(非金属膜部)であり、白色部分が金属膜部分である。
For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, four different types of margin patterns (A), (B), (C), and (D) are continuously formed on one
また、外管フレーム10に対して共に装着することができるリジッドノズルプレート4の数には構造上上限があるが、リジッドノズルプレート4は着脱が可能であるため、本実施形態のパターニング膜塗布装置1により事実上、無数のパターンのオイル膜を形成させることが可能である。
The number of rigid nozzle plates 4 that can be attached to the
なお、図3では二組のパターニング膜塗布装置を用いてフィルム35の両面にマージンを形成させているが、内管2の開口部6とは反対側に別の開口部を設けることによって、一組のパターニング膜塗布装置でフィルムの両面にマージンを形成させることも可能である。
In FIG. 3, margins are formed on both surfaces of the
また、以上で示した本発明の実施形態では、パターニング膜塗布装置を用いて、フィルムコンデンサのマージンを形成させる例を示したが、内管2に供給する液体はオイルにとどまることはなく、例えばポリパラフェニレンビニレン溶液,ポリフルオレン溶液,ポリチオフェン溶液およびポリパラフェニレン溶液などのπ共役系高分子を内管に供給して、有機EL素子の発光層として形成させることも可能である。 Further, in the embodiment of the present invention described above, an example in which the margin of the film capacitor is formed by using the patterning film coating apparatus has been shown. However, the liquid supplied to the inner tube 2 does not remain in the oil, for example, It is also possible to supply a π-conjugated polymer such as a polyparaphenylene vinylene solution, a polyfluorene solution, a polythiophene solution, or a polyparaphenylene solution to the inner tube to form a light emitting layer of the organic EL element.
本発明に係るパターニング膜塗布装置およびそれを備えた真空蒸着装置では、装置の構成部材を全てリジッドなものから構成することができるため、耐久性に優れ、また、リジッドノズルプレートの着脱が可能であるため、多種類のパターニング膜の形成に対応することができる。よって、1つのパターニング膜塗布装置を非常に長期間使用することが可能となる。さらに、フィルムコンデンサのマージン形成において、リジッドノズルプレートを切り替えることでオイル膜のパターンを容易に変更できるため、1つの原反フィルムに異なる種類のマージンパターンを形成することができ、非常に効率よく多品種のフィルムコンデンサを生産することが可能となる。 In the patterning film coating apparatus and the vacuum deposition apparatus including the same according to the present invention, since all the constituent members of the apparatus can be constructed from rigid ones, the durability is excellent and the rigid nozzle plate can be attached and detached. Therefore, it can cope with the formation of many kinds of patterning films. Therefore, one patterning film coating apparatus can be used for a very long time. Furthermore, when forming a margin for a film capacitor, the oil film pattern can be easily changed by switching the rigid nozzle plate, so that different types of margin patterns can be formed on one original film, which is very efficient. A variety of film capacitors can be produced.
また、内管に供給する液体を適切に選択することにより、例えば有機EL素子の発光層を形成することが可能となるなど、広範な用途に使用することができる。 Further, by appropriately selecting the liquid to be supplied to the inner tube, it can be used for a wide range of applications, for example, it becomes possible to form a light emitting layer of an organic EL element.
1 パターニング膜塗布装置
2 内管
3 外管
4 リジッドノズルプレート
5 透孔
6 内管の開口部
7 外管フレームの開口部
8 ヒーター
9 透孔群
10 外管フレーム
30 真空蒸着装置
31 繰り出しローラ
32 パターニング膜塗布ユニット
33 金属蒸着ユニット
34 巻き取りローラ
35 フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Patterning film coating device 2
Claims (4)
内部にパターニング膜の原料となる液体が供給される供給部を有しかつ前記液体を放出する開口部を有する内管と、前記内管を覆うようにして設けられた外管と、前記内管の内部に供給された前記液体を放出する少なくとも1つの透孔が前記外管の長手方向に列を成して設けられた透孔群とを備え、
前記透孔群を前記外管周面上に複数設け、前記各透孔群を成している透孔の形状または配列パターンを異にし、前記外管を回転可能にし、前記外管を回転させかつ前記内管の前記開口部と前記透孔群との位置を合わせることにより前記透孔群の種類を切り替えることを特徴とするパターニング膜塗布装置。 In a patterning film coating apparatus for forming a film patterned into a predetermined shape on a substrate in a vacuum,
An inner tube having a supply portion for supplying a liquid as a raw material for the patterning film and having an opening for discharging the liquid, an outer tube provided so as to cover the inner tube, and the inner tube And at least one through-hole that discharges the liquid supplied to the inside of the outer tube, and a group of through-holes provided in a row in the longitudinal direction of the outer tube,
A plurality of the through hole groups are provided on the outer circumferential surface of the outer tube, and the shape or arrangement pattern of the through holes constituting each of the through hole groups are made different so that the outer tube can be rotated and the outer tube is rotated. And the type of said through hole group is switched by aligning the position of the said opening of the said inner tube, and the said through hole group, The patterning film coating apparatus characterized by the above-mentioned.
前記パターニング膜塗布ユニットとして、請求項1〜3いずれか1項記載のパターニング膜塗布装置を搭載したことを特徴とする真空蒸着装置。 A feeding roller that feeds the base film; a patterning film coating unit that forms a patterning film in a predetermined shape on the base film that runs while being fed from the feeding roller; and the base material that is fed from the feeding roller and travels A vacuum deposition apparatus comprising a deposition unit for depositing a metal on a film and a take-up roller for winding the base film on which the metal is deposited,
A vacuum deposition apparatus comprising the patterning film coating apparatus according to claim 1 as the patterning film coating unit.
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