JP2014094356A - 塗布液充填方法、スリットノズル、吐出口閉口部材及びスリットノズルユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板表面に塗布液を塗布するスリットノズルの内部の気体を排出し、塗布液を充填する方法であって、スリットノズル28は、塗布液供給口24と、塗布液吐出口29と、供給口に連通され、スリットノズル内部に塗布液を貯めるマニホールド26と、マニホールド26に連通され、スリットノズルの吐出口29に塗布液を流す液通路28と、マニホールド内の気体を排出するための通気孔とを備え、供給口からスリットノズル内部への塗布液の送液中に、吐出口29を閉じた状態にする吐出口閉口工程と、通気孔を開放した状態にする通気孔開放工程とを有する。
【選択図】図4
Description
そして、スリットコートなどの方法で塗膜を形成する装置では、均一な厚さの塗膜など、高品質の塗膜を形成することができる装置が望まれている。
この装置のスリットノズルは、マニホールドの両側端部に形成された供給口と、マニホールドの中央上部に形成されたエア抜き穴とを備えているものであり、両供給口からマニホールド内にレジスト液を供給すると、中央のエア抜き穴からエアが抜けて、マニホールド内にレジスト液が充填されるようになっている。また、この装置のマニホールドの上面は、両端の供給口から中央上部のエア抜き穴下端に向けて上り勾配に傾斜している。マニホールドの形状をこのような形状にすることで、マニホールド内のエアを簡単かつ確実に抜き取ることができ、延いては気泡の混入の無い均一な塗布膜を得ようとしている。そのため、塗布を開始する前にエア抜き穴を一定時間解放して前記マニホールド内の気体を排出し、該マニホールド内を塗布液で充填させ吐出口から排出される塗布液の圧力を均一に整え、さらに吐出口から排出される塗布液を直線状に整えてから塗布を始めていた。
ところが、塗布液Lが高粘度になるに連れ、液を押し出すため圧力および時間として、より高い圧力やより長い時間が必要であり、スリットノズル100の液通路102の幅もより幅広にする必要がある。
そして、通路幅が幅広になると、塗布液Lが吐出口103に到達する時期が早まる傾向にあり、マニホールド101内の隅々に塗布液が行き渡る前(マニホールド内が塗布液で充填される前)に吐出口103から塗布液がこぼれ落ちることがある(図7参照)。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、スリット幅の広い高粘度液用のスリットノズルのエア抜きを行う塗布液充填方法を提供し、さらには、吐出口閉口部材及びスリットノズルユニットを提供することを課題としている。
そして、前記スリットノズル内部に塗布液を送液する送液工程は、前記液通路内への塗布液の充填後、前記マニホールド内への塗布液の充填を完了する工程である。
また、前記吐出口閉口工程は前記液通路内への塗布液の充填が開始される前に行われるものである。
また、前記通気孔は複数であり、各通気孔は、通気孔毎に実行される前記通気孔開放工程と及び通気孔閉口工程によって開閉され、少なくともいずれか一つの通気孔が開放状態になるように、各通気孔の開閉が制御されるものである。
また、前記スリットノズル内部に塗布液を送液する送液工程終了後、閉口状態の前記吐出口を開放する工程と、その後、前記吐出口の外側に出た塗布液を掻き取る工程をさらに有する。
また、前記吐出口閉口工程は、前記吐出口に吐出口閉口部材を接触させて閉じる工程であり、閉口状態の前記吐出口を開放する工程は、前記吐出口閉口部材を前記吐出口から離間させる工程である。
また、さらに別の発明は、被処理物表面に所定幅で塗布液を塗布するスリットノズルを備えたスリットノズルユニットであり、前記スリットノズルは、塗布液の供給部である供給口と、塗布液の吐出部である吐出口と、前記供給口に連通され、スリットノズル内部に塗布液を貯めるためのマニホールドと、前記マニホールドに連通され、前記スリットノズルの吐出口に向け塗布液を流す液通路と、前記マニホールド内の気体を排出するための通気孔とを備え、前記スリットノズルユニットは、さらに、 前記供給口から前記スリットノズル内部への塗布液の送液中に前記吐出口を閉じた状態にするために用いられる吐出口閉口部材を備えていることを特徴とするスリットノズルである。
さらに別の発明は、被処理物表面に所定幅で塗布液を塗布するスリットノズルと、上述した吐出口閉口部材とを備えたスリットノズルユニットである。
そして、前記吐出口閉口部材は、本体部である芯部材の周囲を弾性体で被覆してなるものである。
5a,5b…レール、
10…塗布機構部、20…スリットノズル(塗布ヘッド)、21,22…ノズル片、
21a,22a…突出部、21b,22b…当接面、23…シム、23a…凹部、
24…塗布液供給口(供給口)、24a…上端開口、24b…下端開口、25…通孔、
26…マニホールド、26a…マニホールドの開口、28…液通路空間(液通路)、
29…吐出口、31…通気孔、
40…メンテナンス機構、41…交換スライダ、42…昇降シリンダ(昇降手段)、
48…スライダ可動部、50…充填台、51…充填バー(吐出口閉口部材)、52…芯部材、
53…弾性材、53a…充填バーの上面、
X…長さ方向、W…スリット幅(液通路幅)。
塗布液充填方法は、液体塗布装置が有するスリットノズルに塗布液を充填する際に用いられる。そこで、まず、液体塗布装置について説明する。液体塗布装置は、基板等の板材に薄い塗膜を(縁を残して)塗布するための装置である。
塗布機構部10には、後述する吐出口29(図3、4参照)を下端に有するスリットノズル20が昇降自在に設置されている。従って、テーブル3に載置された板材4の表面に塗布液を塗布する場合は、塗布機構部10を走行させつつ、スリットノズル20の下端の吐出口29から塗布液を吐出させる。これにより、板材4の表面に、所定幅で塗布液が塗布され、所定幅の塗膜が形成される。
塗布液供給口(塗布液供給孔)24は、塗布液の供給部(供給路)である。そして、塗布液供給口24は、第1ノズル片21の上面の長さ方向Xの中央部に形成された上端開口24aと、マニホールド26側に開放する下端開口24bとを有しており、マニホールド26に連通している。
マニホールド26は、塗布液供給口24から供給された塗布液を長さ方向(スリットノズル20の長さ方向)Xに拡散させるためのものであり、スリットノズル20の長さ方向Xに広がっている。また、マニホールド26は、第1ノズル片22の当接面21bに形成された開口26aを有する。
通気孔31a,31bは、マニホールド26内の気体の排出に用いられるものであり、マニホールド26側に開放した下端開口とスリットノズル20の外界に開放した上端開口とを有する。また、通気孔31a,31bは例えば2つであり、塗布液供給口24を挟むように、第1ノズル片21の上面の長さ方向の両側にそれぞれ形成されている。通気孔は1つであっても良く、また3つ以上であっても良いが、気体排出性を考慮すると線対称になる偶数個が好ましい。また、通気孔を開閉するためのバルブなどの開閉器である開閉手段は周知のモノであるのでここでは詳細な説明を省略する。
従って、塗布液供給口24から供給された塗布液は、マニホールド26に流入し、マニホールド内に貯まると共に長さ方向Xに拡散される。その後、塗布液は、液通路28に流入し、当該液通路空間28を経て吐出口29から吐出される。なお、通気孔31a,31bがあると、マニホールド26内の空気を外界に逃がしやすく、マニホールド26内における塗布液の長さ方向Xの拡散が促進される。
充填バー51は、スリットノズル20の吐出口29を閉じるために用いられるものであり、図3及び図4に示されるように、本体部である棒状の芯部材(剛性体)52と、芯部材52を被覆する周囲の弾性材53とで構成されている。つまり、吐出口29側である上部の表面は、弾性素材で構成されている。従って、吐出口29を充填バー51で閉じたとき、充填バー51によって吐出口29を確実に閉状態にすることができる。また、充填バー51は、棒状の芯部材52を内部に有しているので、吐出口29を充填バー51で閉じたとき、充填バー51が大きく変形したり撓んだりすることはなく、吐出口29を確実に閉状態にすることができる。また、弾性体53は具体的にはゴム部材なので、充填バー51でスリットノズル20の吐出口29を閉口するときに、吐出口29を傷付けることは無い。
このように、充填バー51は、スリットノズル20に塗布液を充填する際に用いられるものであり、スリットノズル20と充填バー51をユニット(スリットノズルユニット)として扱うことができる。
ここでは、スリットノズル20内に塗布液が全く充填されておらず、全ての通気孔が閉じた状態を起点として、塗布液充填方法の手順を説明する(図6参照)。
また、塗布液の供給の開始及び終了、通気孔の開閉あるいは吐出口に対して充填バーを近接離間させるための昇降動作を行うための制御部は、周知の制御手段であるので、ここでは図示及び説明を省略した。
これにより、塗布液は、塗布液供給口24からスリットノズル20のマニホールド26内に流入する(図6(A)参照)。
このようにして充填バー51を用いて、吐出口29を閉状態にすると、充填時に、塗布液が吐出口29から流出することが防止される。
吐出口29からの塗布液の流出を防止できれば、塗布液の無駄がなくなり、しかも流出した塗布液によって周辺が汚れることが防止される。
なお、最初の通気孔開放工程を行う時期(通気孔開閉工程を開始する時期)は、ここでは、液通路内への塗布液の流入(充填)が始まる前である。
通気孔開閉工程は、具体的には、最初に、いずれか一方の通気孔31aを開状態にする(通気孔開放工程)。ここでは、図2において左側に示されている通気孔31aを閉状態から開状態にする。このとき、他方の通気孔31bの状態は閉状態のままである(図6(C)参照)。
その後、所定時間が経過すると、先ほどの開放工程で開状態にした一方の通気孔31aを閉状態にする(通気孔閉口工程を行う)と共に他方の通気孔31bを開状態にする(通気孔開放工程、図6(D)参照)。つまり、一方の通気孔31aについて行う通気孔開放工程と他方の通気孔31bについて行う通気孔閉口工程を一緒に行う。さらに所定時間が経過すると、一方の通気孔31aを開状態にすると共に他方の通気孔31bを閉状態にする。
このように、通気孔開閉工程では、一定時間ずつ交互に開閉する開閉動作を繰り返し行う。別言すれば、通気孔開閉工程では、例えば、図示しない制御手段を用いて、まず、少なくともいずれか一つの通気孔を開放状態に制御しつつ、残りの通気口は閉口状態に制御し、その後、各通気孔の開閉の制御を順次行う。そして、通気孔開閉工程は、少なくとも、マニホールド26内の気体が完全に排出され、塗布液を充填するまで行う。通気口の開放時間は、塗布液の粘度や通気孔の数に応じて適宜設定される。
このように、一部の通気孔(例えば一方の通気孔31a)を開状態にして、塗布液をマニホールド26に流入させると、マニホールド26内の空気や気泡は、開状態の通気孔から外界に抜けることになるので、流入した塗布液をマニホールド26内の開状態の通気孔側に効率良く流動、拡散させることができる。そして、このようにして塗布液を充填する方法は、高粘度の塗布液を充填する場合など、充填圧力として高圧力が必要な場合や、充填時間として長時間が必要な場合などに特に有効である。
また、開状態にする通気孔を、順次、変えることにより、塗布液を全体に効率良く流動させることができる。さらに、所定時間が経過する毎に開状態の通気孔を変える動作を繰り返し行うと、塗布液をマニホールド内全体の隅々まで、より確実に流動させることができる。従って、通気孔開閉工程中に、通気孔を開状態にする回数は、各通気孔について少なくとも2回以上であることが好ましい。
充填終了時、吐出口29を閉状態にしている充填バー51は液通路空間28内の塗布液と接しているので、充填バー51を吐出口29から離間させると、ごく少量の塗布液Laが充填バー51に引っ張られて、吐出口29の外側に引き出される(図6(F)参照)。
充填バー51がなければ、充填中、吐出口29に到達した塗布液が吐出口から流出することがあるが、本実施例のように充填バー51を用いれば、このようなことが防止される。
充填時、吐出口29を充填バー51で閉じるが、充填中に塗布液がわずかに吐出口29の周辺に流出することがある。そこで、液充填後であって塗布開始前に、払拭工程を行う。これにより、吐出口29に付着した液は掻き取ることができる。そして、その後、塗布が開始される。
払拭に用いる部材としては、いわゆるV字状のゴム状パッドなどの部材や、吐出口29の開口端を払拭する平板状の部材などを用いることができる。
また、通気孔開放工程を開始する時期としては、マニホールド26内への塗布液の充填が開始される前、送液工程開始と同時、さらには送液工程開始前を挙げることができる。
また、通気孔開放工程で開状態にする通気孔の数は、1つに限られない。通気孔を複数設ければマニホールド26内のエア抜きは短時間で行える。本工程では少なくとも1つの通気孔が開き状態であれば、他の通気孔は閉状態でも開状態でもよい。
また、通気孔開閉工程において、一方の通気孔の通気孔開放工程と他方の通気孔の通気孔閉口工程を一緒に行う場合、両工程を行うタイミングとしては、前述した本実施例のように、同時というタイミングの他、例えば、一方の通気孔閉口工程を先に行い、その後、続けて他方の通気孔開放工程を行うタイミングや、一方の通気孔開放工程を先に行い、その後、続けて他方の通気孔閉口工程を行うタイミングなどを挙げることができる。
また、通気孔開閉工程を終了する時期としては、予め計測しておいたマニホールド26内への塗布液の充填完了時間に限られず、前記通気孔に塗布液が到達したことを検知するセンサを用い、前記センサが反応するまで行ってもよい。
また、充填バー51としては、例えば、吐出口29側である上部が平面状の上面53aであるものが考えられる。そして、充填バー51の上側に位置する芯部材52の上面が平面であるものが考えられる。また、充填バー51の上面の幅がスリットノズル20の吐出口26のスリット幅Wよりも幅広であるが、芯部材52の上面の幅が、吐出口26のスリット幅Wよりも幅広であるものが考えられる。
また、上述したように、充填バー51を用いて吐出口29を閉状態にすると、塗布液充填動作中に当該塗布液が吐出口29から漏洩することを防止できる。従って、吐出口閉口工程とは、充填バー51を、吐出口から離間した離間位置から、充填時の塗布液漏洩を阻止する閉位置に移動させる工程ということができる。そして、充填バー51によって吐出口29を閉状態にする吐出口閉口工程(図6(B)参照)としては、吐出口29に充填バー51を押し当てる(接触させる)動作による方法と、吐出口29に充填バー51を近接させる動作とを挙げることができる。
また、上述したように、本出願に係る各発明は、高粘度の塗布液を塗布するためのスリットノズルやこれに適用する塗布液充填方法として好適である。
具体的にはスリット幅が100-600μm程度で液の粘度は1,000-5,000cpsの範囲で、塗布液がマニホールド内に行きわたるより先に吐出口へ到達する場合に有効な気泡抜き法である。
Claims (9)
- 被処理物表面に所定幅で塗布液を塗布するスリットノズルの内部に塗布液を充填する方法において、
前記スリットノズルは、塗布液の供給部である供給口と、塗布液の吐出部である吐出口と、前記供給口に連通され、スリットノズル内部に塗布液を貯めるためのマニホールドと、前記マニホールドに連通され、前記スリットノズルの吐出口に向け塗布液を流す液通路と、前記マニホールド内の気体を排出するための通気孔とを備え、
前記供給口から前記スリットノズル内部への塗布液の送液中に、前記吐出口を閉じた状態にする吐出口閉口工程と、前記通気孔を開放した状態にする通気孔開放工程とを有することを特徴とする塗布液充填方法。 - 前記スリットノズル内部に塗布液を送液する送液工程は、 前記液通路内への塗布液の充填後、前記マニホールド内への塗布液の充填を完了する工程である、請求項1に記載の塗布液充填方法。
- 前記吐出口閉口工程は前記液通路内への塗布液の充填が開始される前に行われる、請求項1又は請求項2に記載の塗布液充填方法。
- 前記通気孔は複数であり、
各通気孔は、通気孔毎に実行される前記通気孔開放工程と及び通気孔閉口工程によって開閉され、
少なくともいずれか一つの通気孔が開放状態になるように、各通気孔の開閉が制御される、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の塗布液充填方法。 - 前記スリットノズル内部に塗布液を送液する送液工程終了後、閉口状態の前記吐出口を開放する工程と、その後、前記吐出口の外側に出た塗布液を掻き取る工程をさらに有する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の塗布液充填方法。
- 前記吐出口閉口工程は、前記吐出口に吐出口閉口部材を接触させて閉じる工程であり、
閉口状態の前記吐出口を開放する工程は、前記吐出口閉口部材を前記吐出口から離間させる工程である、請求項1から請求項5のいずれか一項に塗布液充填方法。 - 請求項6に記載の塗布液充填方法で用いられる吐出口閉口部材。
- 被処理物表面に所定幅で塗布液を塗布するスリットノズルを備えたスリットノズルユニットであり、
前記スリットノズルは、塗布液の供給部である供給口と、塗布液の吐出部である吐出口と、前記供給口に連通され、スリットノズル内部に塗布液を貯めるためのマニホールドと、前記マニホールドに連通され、前記スリットノズルの吐出口に向け塗布液を流す液通路と、前記マニホールド内の気体を排出するための通気孔とを備え、
前記スリットノズルユニットは、さらに、 前記供給口から前記スリットノズル内部への塗布液の送液中に前記吐出口を閉じた状態にするために用いられる吐出口閉口部材を備えていることを特徴とするスリットノズルユニット。 - 前記吐出口閉口部材は、本体部である芯部材の周囲を弾性体で被覆してなる、
請求項8に記載のスリットノズルユニット。
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