JP2013223845A

JP2013223845A - Spray coater

Info

Publication number: JP2013223845A
Application number: JP2012097751A
Authority: JP
Inventors: Tsunenori Terada; 常徳寺田; Takashi Sano; 孝史佐野
Original assignee: LEAP CO Ltd
Current assignee: LEAP CO Ltd
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2013-10-31

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spray coater which forms a smooth coating film or multilayer film having an arbitrary thickness on a large substrate.SOLUTION: In a spray coater 100, a slider 40 which reciprocates in two orthogonal directions is mounted with a spray nozzle set 10 having spray nozzles which spray a coating liquid and a lamp set 35 having lamps 35 which functions as a heater, and a substrate 60 fixedly held by a substrate holder 20 is arranged so that its surface downwardly faces the spray nozzles. A thick film is formed on the surface of the substrate 60, with the lamps 35 heating and drying the surface of the substrate 60 after being coated with the coating liquid sprayed by the spray nozzles. The spray nozzle set 10 and lamp set 30 are apposed on the slider 40 so that the application of the coating liquid by the spray nozzles is performed sequentially on a spray area on a spray area basis and the coated spray area is dried by the lamps 35 immediately after being coated.

Description

本発明は、基板に塗布液を塗布するスプレーコータに係り、より詳しくは、大型基板に、任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータに関する。 The present invention relates to a spray coater that applies a coating solution to a substrate, and more particularly to a spray coater that forms a flat coating film or a multilayer film of any film thickness on a large substrate.

近年ディスプレイパネル等の表示基板の大型化に見られるように、１〜３ｍ^２以上の大型基板の凹凸のある基板表面へ、厚膜又は多層膜等を自由に選択、塗布できる塗布装置が求められている。ところで、従来の塗布装置においては、基板ホルダに装着された基板を回転することにより、厚膜形成を行う方法が取られていた。ところが大型基板においては、基板ホルダに基板を装着して所要の速度で回転、又は移動させることは困難であり、平坦な厚膜を形成することに問題があった。 In recent years, as seen in the increase in the size of display substrates such as display panels, there is a need for a coating apparatus that can freely select and apply a thick film or multilayer film to the uneven substrate surface of a large substrate of 1 to ³ m ² or more. ing. By the way, in the conventional coating apparatus, the method of forming a thick film by rotating the board | substrate with which the substrate holder was mounted | worn was taken. However, in a large substrate, it is difficult to mount the substrate on the substrate holder and rotate or move it at a required speed, and there is a problem in forming a flat thick film.

図４は、本発明と従来とのスプレーコータによる塗布膜の比較図である。図５ａは、従来のスプレーコータにより形成された塗布膜を示す。大型基板では、下地の凹凸形状の濡れ性を均一に制御することが困難なため、厚膜９７の表面が不均一になったり、場合によれば塗れない部分が生じたりしていた。 FIG. 4 is a comparative view of the coating film by the spray coater of the present invention and the conventional one. FIG. 5a shows a coating film formed by a conventional spray coater. In a large substrate, since it is difficult to uniformly control the wettability of the concavo-convex shape of the base, the surface of the thick film 97 becomes non-uniform, or a portion that cannot be painted occurs depending on circumstances.

特許文献１には、塗膜が生成される下地の表面に塗膜となる塗布液を噴霧し、表面に塗布液を付着させる付着工程と、表面の略中心を軸として上記下地を軸回転させて、表面に塗布膜からなる塗膜を形成する成膜工程とを含む、旨の記載がある。 In Patent Document 1, a coating liquid to be a coating film is sprayed on the surface of a base on which a coating film is generated, and an adhesion process for attaching the coating liquid to the surface is performed. And a film forming step of forming a coating film made of a coating film on the surface.

特開２０００−１４０７４５号公報JP 2000-140745 A

本発明は、大型基板に、任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the spray coater which forms the flat coating film or multilayer film of arbitrary film thickness on a large sized substrate.

本発明のスプレーコータは、直交する２方向へ往復移動するスライダに塗布液を噴射するスプレーノズルとヒータとを搭載し、基板ホルダに固定保持された基板を基板の表面がスプレーノズルに対して下向きとなるよう対向配置し、スプレーノズルにより塗布液を噴射して基板の表面に塗布液を塗布した後に、ヒータにより加熱して乾燥させ厚膜を形成するスプレーコータにおいて、スプレーノズルからの噴射による塗布液の塗布がスプレーエリア単位で順次行なわれ、塗布が行なわれたスプレーエリアに対し塗布後直ちにヒータによる乾燥が行なわれるようスプレーノズルとヒータとを並置してスライダに塔載すること特徴とする。 The spray coater of the present invention includes a spray nozzle for spraying a coating liquid and a heater mounted on a slider that reciprocates in two orthogonal directions, and the substrate surface fixed to the substrate holder faces the spray nozzle downward. In a spray coater that forms a thick film by spraying the coating liquid on the surface of the substrate by spraying the coating liquid with a spray nozzle and then heating and drying with a heater, coating by spraying from the spray nozzle The liquid application is sequentially performed in units of spray areas, and the spray nozzle and the heater are juxtaposed and mounted on the slider so that the spray area on which the application has been performed is dried by the heater immediately after the application.

本発明のスプレーコータのノズル部は、スプレーノズルに、スプレーエリアを画成し、かつ基板ホルダとの間隔を調節可能に設定する多段式イナートチャンバを取付けることを特徴とする。 The nozzle part of the spray coater of the present invention is characterized in that a multi-stage inert chamber that defines a spray area and that can adjust the distance from the substrate holder is attached to the spray nozzle.

本発明のスプレーコータのスプレーノズルは、塗布液の溶質を噴射する溶質用スプレーノズルと塗布液の溶媒を噴射する溶媒用スプレーノズルとから構成され、溶質用スプレーノズルを中心にし、これを取り囲むように溶媒用スプレーノズルを配置したことを特徴とする。 The spray nozzle of the spray coater of the present invention is composed of a solute spray nozzle for injecting the solute of the coating solution and a solvent spray nozzle for injecting the solvent of the coating solution, and so as to surround the solute spray nozzle. A spray nozzle for solvent is arranged in

本発明のスプレーコータのスプレーノズルは、溶質用スプレーノズルによる溶質の噴射と溶媒用スプレーノズルによる溶媒の噴射とが交互に所定回数行なわれるよう駆動されることを特徴とする。 The spray nozzle of the spray coater of the present invention is characterized in that the solute spraying by the solute spray nozzle and the solvent spraying by the solvent spray nozzle are alternately driven a predetermined number of times.

本発明のスプレーコータは、スプレーノズルを噴射軸に対して回転可能となるようスライダに塔載することを特徴とする。 The spray coater of the present invention is characterized in that the spray nozzle is mounted on the slider so as to be rotatable with respect to the spray axis.

本発明のスプレーコータのヒータは、ランプ光源からなるスポット方式ヒータであって、ランプ光源からの光を基板の塗布面に向けてガイドする光ガイドを有することを特徴とする。 The heater of the spray coater of the present invention is a spot type heater composed of a lamp light source, and has a light guide that guides light from the lamp light source toward the coating surface of the substrate.

本発明のスプレーコータのヒータは、多段式イナートチャンバの周囲を取り囲んで配置された複数のランプ光源からなるリング方式ヒータであって、ランプ光源からの光を基板の塗布面に向けてガイドする光ガイドを有することを特徴とする。 The heater of the spray coater of the present invention is a ring type heater composed of a plurality of lamp light sources arranged so as to surround the multistage inert chamber, and is a light for guiding the light from the lamp light source toward the coating surface of the substrate. It has a guide.

本発明のスプレーコータは、スプレーノズルによる塗布液の噴射開始前のパージ及び噴射終了後のスプレーノズルのクリーニングを行う目詰まり防止ボックスをさらに設けたことを特徴とする。 The spray coater of the present invention further includes a clogging prevention box for purging before spraying of the coating liquid by the spray nozzle and cleaning of the spray nozzle after spraying is completed.

本発明によれば、大型基板に、任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the spray coater which forms the flat coating film or multilayer film of arbitrary film thickness on a large sized board | substrate can be provided.

本発明の第１の実施例によるスプレーコータの構成図。The block diagram of the spray coater by the 1st Example of the present invention. 本発明のスプレーノズルの構成図。The block diagram of the spray nozzle of this invention. 本発明のスプレーノズルを囲むチャンバの構造図。FIG. 3 is a structural diagram of a chamber surrounding a spray nozzle of the present invention. 本発明の第２の実施例によるスプレーコータの構成図。The block diagram of the spray coater by the 2nd Example of this invention. 本発明と従来とのスプレーコータによる塗布膜の比較図。The comparison figure of the coating film by the spray coater of this invention and the conventional.

本発明の実施例の形態について、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施例によるスプレーコータの構成図である。図１において、第１の実施例によるスプレーコータ１００は、レール５０と、レール５０上を前後に往復運動しながら、それの上部が左右に往復運動するスライダ４０と、スライダ４０上に併置されたスプレーノズルを具備するノズル部１０と、ヒータとして機能し基板６０を加熱するランプ３５を具備するランプ部３０を有している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a spray coater according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a spray coater 100 according to the first embodiment is arranged on a rail 50, a slider 40 that reciprocates back and forth on the rail 50, and an upper portion thereof reciprocates left and right, and the slider 40. It has a nozzle portion 10 having a spray nozzle and a lamp portion 30 having a lamp 35 that functions as a heater and heats the substrate 60.

ランプ部３０は、ランプ３５の光を基板６０方向に調整する筒状の光ガイド板３７を有し、基板６０は、基板ホルダ２０に固定保持された基板表面がスプレーノズルに対して下向きとなるよう対向配置されている。また、ノズル部１０とランプ部３０の上方には、基板６０を保持する基板ホルダ２０と、スプレーノズルによる塗布液の噴射開始前のパージ及び噴射終了後のスプレーノズルのクリーニングを行う目詰まり防止ボックス７０とを有している。 The lamp unit 30 includes a cylindrical light guide plate 37 that adjusts the light of the lamp 35 in the direction of the substrate 60, and the substrate 60 has the substrate surface fixedly held by the substrate holder 20 facing downward with respect to the spray nozzle. Are arranged so as to face each other. Also, above the nozzle unit 10 and the lamp unit 30, a clogging prevention box for performing a substrate holder 20 that holds the substrate 60, a purge before starting the spraying of the coating liquid by the spray nozzle, and a cleaning of the spray nozzle after the spraying ends. 70.

図２は、本発明のスプレーノズルの構成図である。図２において、ノズル部１０に配設されているスプレーノズルは、溶質スプレーノズル１２を中心にして、これを取り囲むように溶媒スプレーノズル１４が配置されて構成されている。図３は、本発明のスプレーノズルを取り囲むチャンバの構造図である。図３において、ノズル部１０は、多段式イナートチャンバ１６が取付けられている。このチャンバ１６は、スプレーノズルに、スプレーエリアを画成し、かつ基板ホルダ６０との間隔ｔを調節可能に設定するアジャスタ部１７を有している。 FIG. 2 is a block diagram of the spray nozzle of the present invention. In FIG. 2, the spray nozzle disposed in the nozzle unit 10 has a solute spray nozzle 12 as a center and a solvent spray nozzle 14 disposed so as to surround it. FIG. 3 is a structural diagram of a chamber surrounding the spray nozzle of the present invention. In FIG. 3, the nozzle section 10 is provided with a multistage inert chamber 16. The chamber 16 includes an adjuster portion 17 that defines a spray area and adjusts a distance t between the substrate holder 60 and the spray nozzle.

つぎに、図１〜３を基に、厚膜の形成について説明する。図１において、基板６０が基板ホルダ２０に装着され、かつ、ノズル部１０を取り囲むチャンバ１６のアジャスタ部１７が、基板６０との所定の間隔ｔに設定され、塗布作業が開始される。この時スライダ４０は、目詰まり防止ボックス７０の直下にノズル部１０が停止する位置で停止している。ノズル部１０の溶媒スプレーノズル１４及び溶質スプレーノズル１２から、溶媒、溶質が目詰まり防止ボックス７０に向けてそれぞれパージされ、各ノズルの初期状態が設定される。 Next, the formation of the thick film will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the substrate 60 is mounted on the substrate holder 20, and the adjuster portion 17 of the chamber 16 surrounding the nozzle portion 10 is set at a predetermined distance t from the substrate 60, and the coating operation is started. At this time, the slider 40 is stopped at a position where the nozzle portion 10 stops immediately below the clogging prevention box 70. The solvent and solute are purged from the solvent spray nozzle 14 and the solute spray nozzle 12 of the nozzle unit 10 toward the clogging prevention box 70, and the initial state of each nozzle is set.

つぎに、スライダ４０は、レール５０上を前後に往復運動しながら、それの上部が左右に往復運動する動きを開始し、最初にノズル部１０の溶質スプレーノズル１２から溶質が、次に溶媒スプレーノズル１４から溶媒が、基板６０の塗布面へ向けて交互に繰り返し噴射される。このスプレーノズルからの噴射による塗布液の塗布は、チャンバ１６が形成するスプレーエリア単位で順次行なわれ、スプレーノズル部１０と並置して搭載されたランプ部３０から、塗布が行なわれたスプレーエリアに対し塗布後直ちにランプ３５による乾燥が行なわれる。 Next, the slider 40 starts to reciprocate back and forth while reciprocating back and forth on the rail 50. First, the solute is firstly transferred from the solute spray nozzle 12 of the nozzle unit 10 and then the solvent spray. The solvent is alternately and repeatedly ejected from the nozzle 14 toward the application surface of the substrate 60. Application of the coating liquid by spraying from the spray nozzle is sequentially performed in units of spray areas formed by the chamber 16, and the lamp section 30 mounted in parallel with the spray nozzle section 10 is applied to the spray area where the coating is performed. On the other hand, drying by the lamp 35 is performed immediately after application.

このように、チャンバ１６が、アジャスタ部１７を調節して塗布材料の特性に合わせた高効率のイナート状態の空間によるスプレーエリア単位を作り、塗布材料の特性をより安全に引き出すことを可能とする。また、溶媒スプレーノズル１４の周囲に溶質スプレーノズル１２を配置し、交互に繰り返し吹き付けられることにより溶媒の蒸発が抑止され均一な塗布膜が形成されると共に、塗布が行なわれたスプレーエリアに対し直ちに乾燥が行なわれるより、より平坦な塗布膜が塗布面に形成される。 In this way, the chamber 16 adjusts the adjuster unit 17 to create a spray area unit by a highly efficient inert space that matches the characteristics of the coating material, thereby enabling the characteristics of the coating material to be extracted more safely. . Further, the solute spray nozzle 12 is arranged around the solvent spray nozzle 14 and is sprayed alternately and repeatedly, so that the evaporation of the solvent is suppressed and a uniform coating film is formed. A flatter coating film is formed on the coated surface than drying.

ランプ部３０は、ランプ３５の光を基板６０方向に向けて調整する筒状の光ガイド板３７を有しているため、所望の範囲に均一な強度の光を照射することができると共に、噴射中の溶質、溶媒に光が当たることを防止するため、塗布膜の密着性の低下が防止される。また、各ノズルを噴射軸に対して回転させることにより、ノズルの噴き出し口の傷などによる不均一な吹き付けを解消することができる。 Since the lamp unit 30 includes a cylindrical light guide plate 37 that adjusts the light of the lamp 35 toward the substrate 60, the lamp unit 30 can irradiate light with a uniform intensity in a desired range, and can eject the light. In order to prevent light from hitting the solute and solvent therein, a decrease in the adhesion of the coating film is prevented. Further, by rotating each nozzle with respect to the injection shaft, nonuniform spraying due to a flaw on the nozzle outlet can be eliminated.

このようにして、スライダ４０がレール５０上で直交する２方向へ往復移動し、基板６０の所定の面、又は全面に厚膜が形成される。作業が終了すると、スライダ４０は、目詰まり防止ボックス７０の直下にノズル部１０が停止する位置に戻って停止し、各ノズルは目詰まり防止のクリーニングが行われる。 In this way, the slider 40 reciprocates in two directions perpendicular to each other on the rail 50, and a thick film is formed on a predetermined surface or the entire surface of the substrate 60. When the operation is completed, the slider 40 returns to the position where the nozzle unit 10 stops immediately below the clogging prevention box 70 and stops, and each nozzle is cleaned to prevent clogging.

図４は、本発明の第２の実施例によるスプレーコータの構成図である。図４ａにおいて、第２の実施例によるスプレーコータ２００のランプ部３０に取付けられている光ガイド板３７は、ノズル部１０全体を取り囲むチャンバ１６をさらに取り囲むよう構成されている。図４ｂにおいて、チャンバ１６を取り囲んで構成された２枚の光ガイド板３７は、その内側に複数のランプ３５を有している。第２の実施例による厚膜の形成プロセスについては、第１の実施例による形成プロセスと同じであるが、複数のランプ３５がノズル部１０を取り囲むことにより、厚膜の乾燥効果を、より向上させることができる。 FIG. 4 is a block diagram of a spray coater according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4 a, the light guide plate 37 attached to the lamp unit 30 of the spray coater 200 according to the second embodiment is configured to further surround the chamber 16 surrounding the entire nozzle unit 10. In FIG. 4 b, two light guide plates 37 configured to surround the chamber 16 have a plurality of lamps 35 inside thereof. The thick film forming process according to the second embodiment is the same as the forming process according to the first embodiment. However, the plurality of lamps 35 surround the nozzle portion 10 to further improve the thick film drying effect. Can be made.

図５ｂ−１は、上記において説明した第１、第２の実施例によるスプレーコータ１００、２００において、溶質、溶媒が凹凸のある基板の下方からスプレーされて形成された塗布膜を示す。塗布膜９７の表面は、下地の凹凸形状や濡れ性の影響を受けることがなく、表面が均一で平坦な厚膜となっている。また、図５ｂ−２に示されるように、溶媒、溶質の濃度を調整することにより、凹部に溶媒、溶質が入り込むことなく、凸部のみに塗布膜９７を形成することも可能となる。このように、スプレーコータ１００、２００のいずれにおいても、所望の膜厚の塗布膜を基板の全面、又は所望の場所に形成することができる。また、複数のノズルから異なる溶質、溶媒を噴射することにより、任意の多層厚膜を形成することが可能となる。 FIG. 5 b-1 shows a coating film formed by spraying a solute and a solvent from below a substrate with projections and depressions in the spray coaters 100 and 200 according to the first and second embodiments described above. The surface of the coating film 97 is a thick film having a uniform and flat surface without being affected by the uneven shape of the base and the wettability. Further, as shown in FIG. 5b-2, by adjusting the concentration of the solvent and solute, it is possible to form the coating film 97 only on the convex portion without the solvent and solute entering the concave portion. Thus, in any of the spray coaters 100 and 200, a coating film having a desired film thickness can be formed on the entire surface of the substrate or at a desired location. Moreover, it becomes possible to form arbitrary multilayer thick films by injecting different solutes and solvents from a plurality of nozzles.

以上説明したように本発明によれば、大型基板に、任意の膜厚の平坦な塗布膜、又は多層膜を形成するスプレーコータを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a spray coater for forming a flat coating film or a multilayer film of any film thickness on a large substrate.

１０ノズル部
１２溶質スプレーノズル
１４溶媒スプレーノズル
１６多段式イナートチャンバ
１７アジャスタ部
２０基板ホルダ
３０ランプ部
３５ランプ
３７光ガイド板
４０スライダ
５０レール
６０基板
７０目詰まり防止ボックス
９５凹凸のある基板
９７塗布膜
１００本発明の第１の実施例によるスプレーコータ
２００本発明の第２の実施例によるスプレーコータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Nozzle part 12 Solute spray nozzle 14 Solvent spray nozzle 16 Multistage inert chamber 17 Adjuster part 20 Substrate holder 30 Lamp part 35 Lamp 37 Light guide plate 40 Slider 50 Rail 60 Substrate 70 Clogging prevention box 95 Uneven substrate 97 Coating film 100 Spray Coater according to the first embodiment of the present invention 200 Spray Coater according to the second embodiment of the present invention

Claims

A spray nozzle for injecting a coating liquid and a heater are mounted on a slider that reciprocates in two orthogonal directions, and the substrate fixedly held by the substrate holder is disposed so that the surface of the substrate faces downward with respect to the spray nozzle. In the spray coater for spraying the coating liquid by the spray nozzle and applying the coating liquid to the surface of the substrate, and then heating and drying by the heater to form a thick film,
The application of the coating liquid by spraying from the spray nozzle is sequentially performed in units of spray areas, and the spray nozzle and the heater are set so that drying is performed by the heater immediately after application to the sprayed area. A spray coater which is juxtaposed and mounted on the slider.

2. The spray coater according to claim 1, wherein a multi-stage inert chamber that defines the spray area and adjusts a distance from the substrate holder is attached to the spray nozzle.

The spray nozzle is composed of a solute spray nozzle for injecting a solute of the coating solution and a solvent spray nozzle for injecting a solvent of the coating solution, and the solute spray nozzle is centered around the solub spray nozzle. 2. The spray coater according to claim 1, further comprising a solvent spray nozzle.

4. The spray coater according to claim 3, wherein the spray nozzle is driven so that a solute spray from the solute spray nozzle and a solvent spray from the solvent spray nozzle are alternately performed a predetermined number of times.

The spray coater according to claim 1, wherein the spray nozzle is mounted on the slider so as to be rotatable with respect to an injection shaft.

2. The spray coater according to claim 1, wherein the heater is a spot type heater composed of a lamp light source, and has a light guide that guides light from the lamp light source toward an application surface of the substrate.

The heater is a ring type heater composed of a plurality of lamp light sources arranged so as to surround the multistage inert chamber, and a light guide that guides light from the lamp light source toward an application surface of the substrate. The spray coater according to claim 2, wherein the spray coater is provided.

2. The spray coater according to claim 1, further comprising a clogging prevention box for performing a purge before starting the spraying of the coating liquid by the spray nozzle and cleaning the spray nozzle after the spraying is finished.