JP2008178818A - スリットダイ及びシム - Google Patents

Abstract

【課題】高精度の膜厚分布が得られ、構造が簡単で、メンテナンス後の再調整も不要なスリットダイを提供する。
【解決手段】第１と第２のリップ２，３の対向面にマニホールド７を形成し、第１と第２のリップ２，３の間にシム４を挟み込んで固定し、マニホールド７に連通し下端の開口を吐出口１０としたスリット６を形成してなるスリットダイ１において、シム４の両端部から中央部に向かい厚さが変化するテーパを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル等の基板に塗布液を吐出して塗膜を形成するダイコータのスリットダイ及びシムに関する。特に、塗膜の膜厚分布を均一にするスリットダイ及びシムに関する。

従来、ダイコータのスリットダイには第１と第２のリップにフラットシムが挟み込まれてスリットが形成されている。通常、供給される塗布液の圧力によるスリット隙間の拡大や、スリットの長手方向（以下、巾方向という。）の塗布液の吐出分布の相違等により、基板上に形成される塗膜の膜厚分布は、スリットの中央部が厚くて両端部が薄い山形になるが、その精度は±５％程度であり、実用上問題はなかった。

ところが、近年における液晶パネルやプラズマディスプレイパネルの大型化に伴って、基板への塗布液の塗工巾が拡大するとともに、膜厚分布も高精度が要求されている。

膜厚分布を改善するには、スリットダイの供給ポートを１点から巾方向に多点化して吐出分布を良くする方法がある。しかし、塗布液によっては、多点の供給ポートから供給されてスリットダイ内部で合流するときに混じり合わずに塗膜に筋が発生し、品質に悪影響を及ぼしていた。

また、特許文献１には、シムによって形成されるマニホールドの内幅をリップ先端面に向かって徐々に減少させる構造が提案されている。
特許文献２には、塗膜の端部の厚膜化を防止するために、スリットの吐出口の巾を奥よりも広げて吐出口の端部に流れる塗布液を少なくする構造が提案されている。
しかし、これらの構造では、スリット吐出口の形状を理論的に計算で求めることが難しく、試行錯誤で決定しなければならないし、端部近傍の膜厚しか制御できないという問題があった。

特許文献３には、一方のリップに複数のねじを設けてスリットの間隔を調整する構造が提案されている。
特許文献４には、一方のリップを２つのブロックで構成してこれらのブロックを相対的に移動させてスリットの間隔を調整する構造が提案されている。
しかし、これらは、ダイの構造が複雑化し、メンテナンス後に再度調整が必要であり煩雑であるという問題があった。
特開平９−２５３５５５号公報 特開２０００−１５３１９９号公報 特開平９−１３１５６１号公報 特開２００４−２８３８２０号公報

本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、高精度の膜厚分布が得られ、構造が簡単で、メンテナンス後の再調整も不要なスリットダイ及びシムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るスリットダイは、
第１と第２のリップの対向面にマニホールドを形成し、前記第１と第２のリップの間にシムを挟み込んで固定し、前記マニホールドに連通し下端の開口を吐出口としたスリットを形成してなるスリットダイにおいて、前記シムに両端部から中央部に向かい厚さが変化するテーパを設けたものである。

前記テーパは、スリットの端部の流量を増加させ中央部の流量を減少させるときは、前記シムの両端部から中央部に向かい厚さが薄くすることができる。
また、逆に、スリットの端部の流量を減少させ中央部の流量を増加させるときは、前記テーパは、前記シムの両端部から中央部に向かい厚さを厚くすることができる。

前記シムを中央部で長手方向に第１シムと第２シムに分割してもよい。
この場合、前記シムの中央部で前記第１シムと第２シムの端面を互いに係合させることが好ましい。

本発明に係るシムは、第１と第２のリップ間に挟み込まれてスリットを形成するシムであって、前記シムの両端部から中央部に向かい厚さが変化するテーパを設けたものである。

本発明によれば、テーパシムを第１と第２のリップ間に挟み込んで固定するだけの簡単な構造でスリットの端部の流量を中央部に対して増減させることができるので、高精度の膜厚分布を得ることができ、メンテナンス時の再調整も不要である。スリット間隔の調整機構が不要であるので、スリットダイの構造が簡単になる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明にかかるスリットダイ１の断面図である。このスリットダイ１は、第１リップ２と第２リップ３の間にテーパシム４を挟み込んで連結ボルト５で固定し、第１リップ２と第２リップ３の間にスリット６を形成したものである。

図２に示すように、第１リップ２は、ステンレス鋼製の長尺のブロックからなり、第２リップ３との対向面には長手方向に延びる溝状のマニホールド７が形成されている。マニホールド７の中央には、その上壁から第１リップ２の上面の供給ポート８に至る塗布液供給路９が形成されている。

第２リップ３は、第１リップ２と同様に、ステンレス鋼製の長尺のブロックからなり、第１リップ２と縦横寸法は同一であるが、厚さが第１リップ２より薄く形成されている。

第１リップ２と第２リップ３の下端面はスリット６の下端開口である吐出口１０が突出するように傾斜面１１，１２で形成されている。

テーパシム４は、ステンレス鋼板からなり、前記第１リップ２と第２リップ３と縦横の寸法がほぼ同一で、前記第１リップ２のマニホールド７とその下方の部分に対応する部分に切欠き１３が設けられて、全体的に門形に形成されている。テーパシム４の上端面から切欠き１３の上縁までの高さは、前記第１リップ２の上端面からマニホールド７の上壁縁までの高さと同一である。また、テーパシム４の切欠き１３の両端縁間の間隔は、前記第１リップ２のマニホールド７の長手方向の長さと同一である。

テーパシム４は、その中央部でスリット６の長手方向に第１シム４ａと第２シム４ｂに分割されている。第１シム４ａの端縁には矩形の凹部１４が形成され、第２シム４ｂの端縁には前記凹部１４と係合する矩形の凸部１５が形成されている。この第１シム４ａと第２シム４ｂの係合構造はこれに限らず、半円形の凹部と凸部としてもよいし、Ｌ字形に切り欠いたものでもよい。第１シム４ａと第２シム４ｂは、それらの第２リップ３と対向する面に、それぞれ端部から中央部に向かい厚さが薄く変化するテーパが設けられている。このテーパは、例えば中央部の厚さを１としたときに端部の厚さが１．１になるように精密加工により形成されている。

前記第１リップ２、第２リップ３、テーパシム４には、連結ボルト５を挿通する多数の孔１６が３列で長手方向に一定間隔で形成されている。第１リップ２と第２リップ３の間にテーパシム４を挟み込み、各孔１６に連結ボルト５を通して締め付けることで、第１リップ２と第２リップ３の間にテーパシム４の厚さに相当する隙間のスリット６が形成されている。第１シム４ａと第２シム４ｂは凹部１４と凸部１５で係合しているので、ずれることはなく、また相互に密着させることにより塗布液の漏れが生じないようにすることができる。スリット６の下端開口は吐出口１０を形成し、この吐出口１０はスリット６、マニホールド７、塗布液供給路９を介して、供給ポート８に連通している。

次に、前記構成からなるスリットダイ１の作用について説明する。

図示しない塗布液タンクより塗布液が供給ポート８に供給されると、塗布液は塗布液供給路９を通ってマニホールド７に導入され、マニホールド７の中央部から両端部に広がり、スリット６を介して吐出口１０から吐出する。スリットダイ１又はスリットダイ１の下方に位置するテーブル１７をスリット６の長手方向に直角な方向に相対的に移動させると、スリット６の吐出口１０から吐出する塗布液はテーブル１７に載置された基板１８上に塗布される。

テーパシム４には、前述のように中央部が薄くなるテーパが設けられているので、図３に示すように、スリット６の中央部の隙間は端部の隙間より狭くなっている。このため、スリット６の中央部から吐出する塗布液の流量は端部から吐出する流量よりも少なくなる。また、図３中２点鎖線で示すように、スリット６の中央部の隙間は塗布液の吐出圧力により広がるが、従来のフラットシムに比べて広がりは少ない。この結果、図４（ａ）に示すようにスリット６の中央部で厚くて両端部で薄い山形になっていた基板１８上の塗膜１９の膜厚分布は、図４（ｂ）に示すように、均一に調整されて平坦な膜厚分布となる。

図５は、図２のテーパシム４の変形例であるテーパシム４’を示す。膜厚分布がスリット６の中央部で薄くて両端部で厚くなる場合には、図２に示すテーパシム４の代わりに、このような両端部から中央部に向かい厚さが厚くなるテーパが設けられたテーパシム４’を使用する。テーパは、例えば中央部の厚さを１としたときに端部の厚さが０．９になるように精密加工により形成されている。このテーパシム４’も、前記テーパシム４と同様に、その中央部でスリット６の長手方向に第１シム４ａ’と第２シム４ｂ’に分割されている。第１シム４ａ’の端縁には凹部１４が形成され、第２シム４ｂ’の端縁には前記凹部１４と係合する凸部１５が形成されている。

このように中央部が厚くなるテーパが設けられたテーパシム４’を使用すると、スリット６の中央部の隙間は端部の隙間より広くなる。このため、スリット６の中央部から図６に示すように吐出する塗布液の流量は端部から吐出する流量よりも大きくなる。また、スリット６の中央部の隙間は塗布液の吐出圧力によりさらに広がろうとするが、従来のフラットシムに比べて広がりは少ない。この結果、図７（ａ）に示すようにスリット６の中央部で薄くて両端部で厚い山形になっていた基板１８上の塗膜の膜厚分布は、図７（ｂ）に示すように、均一に調整されて平坦な膜厚分布となる。

前記スリットダイ１では、第１リップ２と第２リップ３にテーパシム４，４’を挟み込んで固定するだけで、スリット６の隙間が調整できる。このため、第１リップ２と第２リップ３を分解してメンテナンスする時でも、同様に組み立てるだけで隙間調整ができるので、再調整が不要である。従来の調整ボルト等を用いたスリット間隔の調整機構も不要であるので、スリットダイ１の構造が簡単になる。

実施例として、従来のテーパの無いシム（厚さ０．８ｍｍ）と本発明のテーパシム（両端部厚さ０．８４ｍｍ、中央部厚さ０．８ｍｍ）で塗布を行った結果、図８に示すように、膜厚分布が従来は±５％であったものが、本発明では±２％まで改善された。

本発明に係るスリットダイの断面図。 図１のスリットダイの分解斜視図。 図２のテーパシムを使用した図１のＩ−Ｉ線断面図。 （ａ）は従来のフラットシムを使用した場合の塗膜の断面図、（ｂ）は図２のテーパシムを使用した場合の塗膜の断面図。 テーパシムの変形例を示す斜視図。 図５のテーパシムを使用した図１のＩ−Ｉ線断面図。 （ａ）は従来のフラットシムを使用した場合の塗膜の断面図、（ｂ）は図５のテーパシムを使用した場合の塗膜の断面図。 従来のシムと本発明のテーパシムを使用したときの膜厚を示すグラフ。

符号の説明

１ スリットダイ
２ 第１リップ
３ 第２リップ
４，４’ テーパシム
４ａ，４ａ’ 第１シム
４ｂ，４ｂ’ 第２シム
６ スリット
７ マニホールド
１０ 吐出口
１４ 凹部
１５ 凸部

Claims (6)

1. 第１と第２のリップの対向面にマニホールドを形成し、前記第１と第２のリップの間にシムを挟み込んで固定し、前記マニホールドに連通し下端の開口を吐出口としたスリットを形成してなるスリットダイにおいて、前記シムに両端部から中央部に向かい厚さが変化するテーパを設けたことを特徴とするスリットダイ。
2. 前記テーパは、前記シムの両端部から中央部に向かい厚さが薄くなることを特徴とする請求項１に記載のスリットダイ。
3. 前記テーパは、前記シムの両端部から中央部に向かい厚さを厚くなることを特徴とする請求項１に記載のスリットダイ。
4. 前記シムを中央部で長手方向に第１シムと第２シムに分割したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスリットダイ。
5. 前記シムの中央部で前記第１シムと第２シムの端面を互いに係合させたことを特徴とする請求項４に記載のスリットダイ。
6. 第１と第２のリップ間に挟み込まれてスリットを形成するシムであって、前記シムの両端部から中央部に向かい厚さが変化するテーパを設けたことを特徴とするシム。

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