JP2015039683A - ダイヘッド及び塗工液塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヘッドと塗工ステージとを平行に保つことができ、コーティング膜の厚みを均一に保ち塗工液の吐出の応答性も保つことができるようにすることである。
【解決手段】塗工液塗布装置の塗工ステージに載置された部材の上方から塗工液を塗布するスリットの幅を調整するシム板１３を一対のダイヘッド部材１２ａ、１２ｂで挟持してダイヘッド本体を形成し、ダイヘッド本体は、内部にスリット１４に供給するための塗工液を一次貯留するためのマニホールドと、マニホールドに塗工液を供給するための塗工液注入部１５と、マニホールドに滞留する空気を抜くための空気抜き部１６ａ、１６ｂを有し、さらに、スリット１４の先端位置の高さと同じ高さに設けられた脚部１８と、塗工ステージ表面までの距離を測定する複数個のセンサ１７ａ、１７ｂを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は塗工液塗布装置の塗工ステージに載置された部材に塗工液を塗布するダイヘッド及び塗工液塗布方法に関する。

塗工液塗布装置は、塗工ステージに載置された部材に塗工液を塗布するものであり、例えば、塗工液として２つの部材を貼り合わせるためのＵＶ硬化型接着剤を塗布するものがある。ＵＶ硬化型接着剤は、紫外線ＵＶを照射することにより硬化する接着剤である。

例えば、液晶パネルと保護ガラスとをＵＶ硬化型接着剤で貼り合わせて接合部材を製造する際には、両方の部材または一方の部材の貼り合わせ面の一部に塗工液塗布装置でＵＶ硬化型接着剤を塗布する。そして、２つの部材の貼り合わせ面を対面させて、２つの部材を加圧しＵＶ硬化型接着剤を展延させて貼り合わせるようにしている。

このような塗工液塗布装置として、ダイヘッドを用いて、被塗布部材表面に非接触で塗工液を吐出しながら塗膜を形成するようにしたダイコート法によるものがある。このダイコート法による塗工液の塗布は、塗布回数を１回で行え、しかもダイヘッドが被塗布部材と非接触であるので、塗布面にむらが残らず品質を向上できるが、被塗布部材がダイヘッドに対して適切な位置に位置決めされていないと、被塗布部材のコーティング膜の厚みが均一にならない。そこで、被塗布部材をダイヘッドに対して適正な位置に位置決めするようにしたものがある（例えば特開２００３−１７１１４６号公報参照）。

また、ダイヘッドには塗工液を一次貯留するためのマニホールドを有しており、マニホールド内の気泡が一定量を超えると塗工液の吐出の圧力で気泡の収縮が大きくなり塗工液の吐出の応答性が悪くなる。そこで、ダイヘッド内に溜まる気泡を除去するようにしたものがある（例えば特許第４７５２４９２号公報参照）。

特開２００３−１７１１４６号公報 特許第４７５２４９２号公報

しかし、特許文献１のものは、塗工ステージに積載する被塗布部材がダイヘッドに対して適正な位置になるように、つまり、水平な塗工ステージに対して被塗布部材を水平に積載できるように被塗布部材の位置決めするものであり、ダイヘッドと塗工ステージとを平行に保つようにするものでないので、塗工ステージが水平でない場合にはコーティング膜の厚みが均一にならないことがある。

本発明の目的は、ダイヘッドと塗工ステージとを平行に保つことができ、コーティング膜の厚みを均一に保ち塗工液の吐出の応答性も保つことができるダイヘッド及び塗工液塗布方法を提供することである。

請求項１の発明に係るダイヘッドは、塗工液塗布装置の塗工ステージに載置された部材の上方から塗工液を塗布するスリットの幅を調整するシム板と、前記シム板を一対のダイヘッド部材で挟持して形成され内部に前記スリットに供給するための塗工液を一次貯留するためのマニホールドを有したダイヘッド本体と、前記ダイヘッド本体に前記スリットの先端位置の高さと同じ高さに設けられた脚部と、前記ダイヘッド本体に設けられ前記マニホールドに塗工液を供給するための塗工液注入部と、前記ダイヘッド本体に設けられ前記マニホールドに滞留する空気を抜くための空気抜き部と、前記ダイヘッド本体に設けられ前記塗工ステージ表面までの距離を測定する複数個のセンサとを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係る塗工液塗布方法は、請求項１のダイヘッドのスリットの先端部を挿入する挿入溝を有した取付治具の前記挿入溝に弾性シートで塞いだ前記スリットの先端部を挿入して前記取付治具を前記ダイヘッドの前記脚部にネジ止めし、前記取付治具が取り付けられたダイヘッドを塗工液塗布装置に取り付け、前記ダイヘッドの塗工液注入部から前記ダイヘッドのマニホールドに塗工液を充填すると共に前記空気抜き部から前記マニホールドに滞留する空気を抜きその後に前記空気抜き部を閉じ、前記ダイヘッドのセンサで前記取付治具との距離を測定して前記スリットの先端位置を認識し、前記取付治具を前記ダイヘッドから取り外すとともに弾性シートを取り外し、前記ダイヘッドのセンサで前記塗工液塗布装置の塗工ステージ表面までの距離を測定し、前記センサで測定した前記塗工ステージ表面までの距離及び前記スリットの先端位置に基づいて前記塗工ステージと前記ダイヘッドとの平行合わせを行い、その後に、前記塗工ステージに載置された部材の上方から塗工液を塗布することを特徴とする。

本発明によれば、ダイヘッドは、塗工ステージ表面までの距離を測定する複数個のセンサを有するので、その測定した距離に基づいて塗工ステージとダイヘッドとの平行合わせを行うことができる。これにより、コーティング膜の厚みを均一に保つことができる。また、ダイヘッドはマニホールドの空気を抜く空気抜き部を有するので、マニホールドに滞留する空気をなくすことができ塗工液の吐出の応答性も保つことができる。

本発明の実施形態に係るダイヘッドの一例を示す斜視図。 本発明の実施形態のダイヘッド本体の長手方向から見た内部の説明図。 本発明の実施形態のダイヘッド本体の短手方向から見た内部の説明図。 本発明の実施形態に係る塗工液塗布方法の一例を示すフローチャート。 図４のステップＳ１により本発明の実施形態のダイヘッドに取付治具を取り付けた状態を示すダイヘッドの側面図。 図４のステップＳ２により取付治具が取り付けられたダイヘッドを塗工液塗布装置に取り付けた状態を示す塗工液塗布装置の側面図。 図４のステップＳ５により取付治具をダイヘッドから取り外した状態を示す塗工液塗布装置の側面図。 図４のステップＳ６、Ｓ７により塗工ステージの表面までの距離に基づいて塗工ステージとダイヘッドとの平行合わせを行う状態を示す塗工液塗布装置の側面図。

以下、本発明のダイヘッドに係る実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係るダイヘッド１０の一例を示す斜視図である。図１に示すように、ダイヘッド本体１１は一対のダイヘッド部材１２ａ、１２ｂでシム板１３を挟持して形成される。シム板１３は、図示省略の塗工液塗布装置の塗工ステージに載置された部材の上方から塗工液を塗布するスリット１４の幅を調整するものである。ダイヘッド本体１１は、後述するように、塗工液を一次貯留するためのマニホールドを有し、このマニホールドに貯留された塗工液をスリット１４に供給する。

ダイヘッド本体１１には塗工液注入部１５及び空気抜き部１６ａ、１６ｂが設けられている。塗工液注入部１５は図示省略の塗工液供給部に接続されマニホールドに塗工液を供給するものであり、空気抜き部１６ａ、１６ｂはマニホールドに滞留する空気を抜くものである。例えば、塗工液注入部１５からマニホールドに塗工液を充填する際に空気抜き部１６ａ、１６ｂを開き、マニホールド及びそれに繋がる空気抜き管に滞留する空気を排出する。

また、ダイヘッド本体１１には複数個のセンサ１７ａ、１７ｂが設けられている。センサ１７ａ、１７ｂは図示省略の塗工ステージ表面までの距離を測定するセンサであり、センサ１７ａ、１７ｂで測定された距離は、後述の自動ゴニオステージによる塗工ステージとダイヘッド１０との平行合わせの調整に用いられる。さらに、ダイヘッド本体１１四隅には、スリット１４の先端位置の高さと同じ高さに設けられた脚部１８を有している。

図２はダイヘッド本体１１の長手方向から見た内部の説明図であり、図２（ａ）は図１の左側から見た図、図２（ｂ）は図１の右側から見た図である。図２（ａ）ではセンサ１７ａ、１７ｂの図示を省略し、図２（ｂ）では空気抜き部１６ａ、１６ｂの図示を省略している。

図２（ａ）において、ダイヘッド本体１１は、塗工液を一次貯留するためのマニホールド１９を有し、このマニホールド１９には図示省略の塗工液供給部から塗工液注入部１５を介して塗工液が供給される。また、空気抜き部１６ａ、１６ｂはマニホールド１９の内部のうち空気の溜まりやすい空気滞留部２０ａ、２０ｂに設けられる。例えば、塗工液注入部１５から離れたマニホールド１９の上端部に設けられる。これは、塗工液注入部１５から注入された塗工液が空気を押し退けてマニホールド１９の内部に充填されるからである。つまり、塗工液で押し退けられた空気は塗工液注入部１５から離れたマニホールド１９の上端部に集まりやすくなるからである。

図２（ｂ）において、ダイヘッド本体１１の脚部１８の内側でマニホールド１９やスリット１４の位置から外れた位置に、ダイヘッド本体１１を貫通して設けられている。そして、複数個のセンサ１７ａ、１７ｂの先端部（計測部）は、被塗布部材が載置される塗工ステージ表面までの距離を測定する。

図３はダイヘッド本体１１の短手方向から見た内部の説明図であり、図３（ａ）は図１の手前側から空気抜き部１６ａ、１６ｂの図示を省略して見た図、図３（ｂ）は図１の手前側から塗工液注入部１５の図示を省略して見た図である。

図３（ａ）において、塗工液注入部１５からの塗工液は、ダイヘッド本体１１内部の塗工液供給管２１を通ってマニホールド１９に供給される。マニホールド１９に貯留された塗工液は、シム板１３で調整されたスリット１４の幅から出射することになるが、スリット１４からの塗工液の出射は、図示省略の塗工液供給部から塗工液注入部１５を介して供給される塗工液の吐出圧力にて出射される。

図３（ｂ）において、空気抜き管２２はマニホールド１９から傾斜して設けられており、マニホールド１９に滞留する空気（気泡）は空気抜き管２２を通って空気抜き部１６ａ、１６ｂから排出される。マニホールド１９の内部の空気がマニホールド１９の内部に充填された塗工液により押し退けられとき、空気抜き管２２に滞留しないように空気抜き管２２はマニホールド１９から傾斜して設けている。

次に、本発明の塗工液塗布方法に係る実施形態を説明する。図４は本発明の実施形態に係る塗工液塗布方法の一例を示すフローチャートである。まず、本発明の実施形態のダイヘッドのスリットの先端部を弾性シートで塞ぎ、そのダイヘッドに取付治具を取り付ける（Ｓ１）。

図５は、ステップＳ１により本発明の実施形態のダイヘッド１０に取付治具２４を取り付けた状態を示すダイヘッド１０の側面図である。図５に示すように、ダイヘッド１０のスリット１４の先端部を挿入するための挿入溝２３を有した取付治具２４を用意し、ダイヘッド１０のスリット１４の先端部を弾性シート２５で塞ぐ。弾性シート２５は塗工液の吐出を防止でき、スリット１４の先端部を傷つけない程度の弾力性を有したものを用いる。例えばゴムを用いる。そして、弾性シート２５で塞いだスリット１４の先端部を取付治具２４の挿入溝２３に挿入する。その状態で、取付治具２４をダイヘッド１０の脚部１８にネジ２６でネジ止めして、ダイヘッド１０に取付治具２４を取り付ける。

次に、取付治具２４が取り付けられたダイヘッド１０を塗工液塗布装置に取り付ける（Ｓ２）。図６はステップＳ２により取付治具２４が取り付けられたダイヘッド１０を塗工液塗布装置２７に取り付けた状態を示す塗工液塗布装置２７の側面図である。塗工液塗布装置２７は架台２８のダイヘッド装着部２９を有し、このダイヘッド装着部２９にダイヘッド１０が取り付けられる。

塗工液塗布装置２７の架台２８には、被塗布部材を載置する塗工ステージ３０を走行させるための走行路３１が設けられている。塗工ステージ３０は、自動ゴニオステージ３２に搭載され、さらに自動ゴニオステージ３２をスライドテーブル３３に搭載されて、スライドテーブル３３が走行路３１を走行することによって塗工ステージ３０は移動し、塗工ステージ３０に積載した被塗布部材を移動させる。これにより、ダイヘッド１０のスリット１４から出射される塗工液を被塗布部材に塗布することになる。図６ではダイヘッド１０を塗工液塗布装置２７に取り付けた状態であり、塗工ステージ３０は図の右方向に待機している状態である。

この状態で、ダイヘッド１０の塗工液注入部１５からダイヘッド１０のマニホールド１９に塗工液を充填すると共に空気抜き部１６ａ、１６ｂからマニホールド１９に滞留する空気を抜きその後に空気抜き部１６ａ、１６ｂを閉じる（Ｓ３）。この場合、弾性シート２５によりスリット１４は塞がれているので、塗工液供給部１５からの吐出圧がスリット１４に掛かってもスリット１４から塗工液が出射されることはない。そして、マニホールド１９、塗工液供給管２１及び空気抜き管２２に塗工液が充填されると、空気抜き部１６ａ、１６ｂを閉じ、塗工液供給部からの塗工液の供給も一時中止する。これにより、マニホールド１９から空気が排出された状態となる。

次に、ダイヘッド１０のセンサ１７ａ、１７ｂで取付治具２４との距離を測定しスリット１４の先端位置を認識し（Ｓ４）、取付治具２４をダイヘッド１０から取り外すとともに弾性シート２５を取り外す（Ｓ５）。図７はステップＳ５により取付治具２４をダイヘッド１０から取り外した状態を示す塗工液塗布装置２７の側面図である。この状態では、塗工液供給部からの塗工液の供給は一時中止しているので、スリット１４から塗工液が出射されることはない。

次に、ダイヘッド１０のセンサ１７ａ、１７ｂで塗工液塗布装置２７の塗工ステージ３０の表面までの距離を測定し（Ｓ６）、センサ１７ａ、１７ｂで測定した塗工ステージ３０の表面までの距離及びスリット１４の先端位置に基づいて塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせを行う（Ｓ７）。

図８はステップＳ６、Ｓ７により塗工ステージ３０の表面までの距離に基づいて塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせを行う状態を示す塗工液塗布装置２７の側面図であり、図８（ａ）は塗工ステージ３０をダイヘッド１０の中間位置まで移動させて塗工ステージ３０の表面までの距離を測定している状態を示す塗工液塗布装置２７の側面図、図８（ｂ）は塗工ステージ３０をダイヘッド１０の下を通過させ塗工ステージ３０の表面までの距離を測定完了した状態を示す塗工液塗布装置２７の側面図である。

ダイヘッド１０に空気抜きをして塗工液を充填させた後には、図８（ａ）に示すように、塗工ステージ３０を矢印方向に駆動してダイヘッド１０の下に移動させ、予め定めた移動距離（塗工ステージの予め定めた位置）ごとに、ダイヘッド１０のセンサ１７ａ、１７ｂで塗工液塗布装置２７の塗工ステージ３０の表面までの距離を測定する。塗工ステージ３０とダイヘッド１０とが平行である場合には、複数個のセンサ１７ａ、１７ｂで検出した距離はどの位置でも同じ値となる。一方、塗工ステージ３０とダイヘッド１０とが平行でない場合には、複数個のセンサ１７ａ、１７ｂで検出した距離は異なった値となる。

図８（ｂ）に示すように、塗工ステージ３０をダイヘッド１０の下を通過させ塗工ステージ３０の全領域において、ダイヘッド１０から塗工ステージ３０の表面までの距離を測定完了すると、測定した塗工ステージ３０の表面までの距離及びスリット１４の先端位置に基づいて塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせを行う。

塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせは、自動ゴニオステージにより行う。自動ゴニオステージは測定した塗工ステージ３０の表面までの距離及びスリット１４の先端位置に基づいて、ステージ上面がダイヘッド１０と平行になるようにステージ上面を駆動する。つまり、複数個のセンサ１７ａ、１７ｂで検出した塗工ステージ３０までの距離が同じ値となるように自動ゴニオステージはそのステージ上面を駆動する。これにより、塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせを行うことができる。

そして、塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせを行った後に、塗工ステージ３０に載置された部材の上方から塗工液を塗布する（Ｓ８）。すなわち、塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせを行った後に、被塗布部材を塗工ステージ３０に載置し、塗工ステージ３０をダイヘッド１０の下に一定移動させ、被塗布部材の一方端部がダイヘッド１０のスリット位置までくると、塗工液供給部からの塗工液の供給を開始してスリット１４から塗工液を出射させる。

そして、被塗布部材の他方端部がダイヘッド１０のスリット位置までくると、塗工液供給部からの塗工液の供給を一旦中止してスリット１４からの塗工液の出射を停止させる。これにより、被塗布部材の塗工液の塗布が完了する。次の被塗布部材の塗工は、同様に、新たな被塗布部材を塗工ステージ３０に載置し、塗工ステージ３０をダイヘッド１０の下に一定移動させ、スリット１４から塗工液を出射させて行う。

このように、本発明の実施形態では、マニホールドに最初に塗工液を供給する際にマニホールドからの空気抜きを行うので、塗工液の塗布の応答性に悪影響を与えることがなくなる。

また、センサ１７ａ、１７ｂで測定した塗工ステージ３０までの距離により、塗工ステージ３０の傾き調整が可能となり、塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行合わせが容易にでき、塗工ステージ３０とダイヘッド１０との平行の再現もし易くなる。 さらに、自動で塗エステージ３０の角度を変えられるので、被塗布部材の厚みにバラツキがあっても、被塗布部材に塗工液の塗布中に被塗布部材のコーティング膜の厚みを均一に保つことが可能となり、対応できる被塗布部材の幅が広がる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…ダイヘッド本体、１２…ダイヘッド部材、１３…シム板、１４…スリット、１５…塗工液注入部、１６…空気抜き部、１７…センサ、１８…脚部、１９…マニホールド、２０…空気滞留部、２１…塗工液供給管、２２…空気抜き管、２３…挿入溝、２４…取付治具、２５…弾性シート、２６…ネジ、２７…塗工液塗布装置、２８…架台、２９…ダイヘッド装着部、３０…塗工ステージ、３１…走行路、３２…自動ゴニオステージ、３３…スライドテーブル

Claims (2)

1. 塗工液塗布装置の塗工ステージに載置された部材の上方から塗工液を塗布するスリットの幅を調整するシム板と、
   前記シム板を一対のダイヘッド部材で挟持して形成され内部に前記スリットに供給するための塗工液を一次貯留するためのマニホールドを有したダイヘッド本体と、
   前記ダイヘッド本体に前記スリットの先端位置の高さと同じ高さに設けられた脚部と、
   前記ダイヘッド本体に設けられ前記マニホールドに塗工液を供給するための塗工液注入部と、
   前記ダイヘッド本体に設けられ前記マニホールドに滞留する空気を抜くための空気抜き部と、
   前記ダイヘッド本体に設けられ前記塗工ステージ表面までの距離を測定する複数個のセンサとを備えたことを特徴とするダイヘッド。
2. 請求項１のダイヘッドのスリットの先端部を挿入する挿入溝を有した取付治具の前記挿入溝に弾性シートで塞いだ前記スリットの先端部を挿入して前記取付治具を前記ダイヘッドの前記脚部にネジ止めし、
   前記取付治具が取り付けられたダイヘッドを塗工液塗布装置に取り付け、
   前記ダイヘッドの塗工液注入部から前記ダイヘッドのマニホールドに塗工液を充填すると共に前記空気抜き部から前記マニホールドに滞留する空気を抜きその後に前記空気抜き部を閉じ、
   前記ダイヘッドのセンサで前記取付治具との距離を測定して前記スリットの先端位置を認識し、
   前記取付治具を前記ダイヘッドから取り外すとともに弾性シートを取り外し、
   前記ダイヘッドのセンサで前記塗工液塗布装置の塗工ステージ表面までの距離を測定し、
   前記センサで測定した前記塗工ステージ表面までの距離及び前記スリットの先端位置に基づいて前記塗工ステージと前記ダイヘッドとの平行合わせを行い、
   その後に、前記塗工ステージに載置された部材の上方から塗工液を塗布することを特徴とする塗工液塗布方法。

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