JP4670182B2 - 単板連続塗布装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続供給される方形状の基板、例えば方形状のガラス板に塗布する単板連続塗布装置に関するものであり、特に大型化するガラス板に高精度の塗布膜を形成する単板連続塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、単板例えば枚葉状のガラス板への塗布装置として、ガラス板中央部へ塗液を滴下し、回転しながら薄膜を形成するスピンコート法が知られ、種々の製品に広く使用されている。
【０００３】
しかし近年において、例えば液晶ディスプレー用のカラーフィルターの基板としてのガラス板などでは、その大型化に伴い滴下する液量を多く必要とし、従って飛ばされて廃棄される量も多くなり不経済的であり、またその膜厚の精度も低下する傾向があった。
【０００４】
そのため、ガラス板への塗布方法として、例えば精密なテーブル上へ真空吸着させて保持し、そのガラス板を保持した状態のテーブル（定盤）を移動させ、ダイヘッドの下部を通過させることでガラス板への塗液の塗布するダイコート方式がある。また、ガラス板を保持するテーブル上部に位置するダイヘッドユニットが、このガラス板を保持した状態のテーブル上を移動、通過することでガラス板への塗液の塗布を行うダイコート方式もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のダイコートのいずれの方式も大きな重量のある真空テーブルもしくは重い門型状のヘッドを搭載したユニットが移動して塗布するようになっているため、その速度が０ｍｍ／ｓｅｃから所定の塗布速度へ加速する時や所定の塗布速度から塗布終了の速度、即ち０ｍｍ／ｓｅｃまでの減速時の膜厚が安定しないという問題がある。すなわちこの時の塗布速度が早いほど加速および減速の時間は長くなり膜厚の安定しない距離は長くなることから余り塗布速度を上げることができず、一般的には２０〜５０ｍｍ／ｓｅｃ程度で塗布されているのが現状である。またその塗液は、ポンプや空気もしくは窒素等の圧力による供給で、バルブによる制御を行っており、塗布開始時の圧力の立ち上がりの遅れ、塗布終了時のバルブ動作後のダイヘッドや配管系の残圧による影響で、やはり塗布開始および塗布終了時の部分では膜厚が安定しないという問題があった。以上のように、ガラス板搬送系（ヘッド搬送系）の問題と塗液供給系の問題が重なり、カラス板への塗布エリアの塗布開始および塗布終了の部分に塗膜の不安定部が生じ、製品として使用できないエリアが生じていた。
【０００６】
さらにまた、ダイヘッドについても塗布開始時の圧力の立ち上がりの遅れや塗布終了時のバルブ動作後のダイヘッド内の残圧による影響を極力少なくすることと、構造的にダイヘッドの開口部が下向きになっていることによる液ダレを防ぐという目的から、ダイヘッド内の液の溜まり（マニホールド）の容積は極力少なくなっており、ダイヘッドの塗液吐出における幅方向での流速、圧力の安定化は難しく、ガラス板の流れに対し垂直方向（ダイヘッド幅方向）の膜厚むらの要因となっている。また、単純にガラス板を連続的に流し、ガラス板の接続をする装置の場合、ガラス板の接続のショックにより、塗布速度が変動することが考えられ、塗布の最中に接続のショックが加わると塗布むらを起こす要因となるものであった。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題は、大きく重いユニット（ガラス吸着のテーブルや門型の塗布するダイヘッドユニット）を移動させる事無く、方形状の基板であるガラス板を浮上させ、ガラス板を連続して供給し、そのガラス板とガラス板を接するような形で接続させ、塗工部へ一定の塗布速度で常に供給し搬送して連続塗布を可能とし、即ち加速減速域を無くして連続的に塗布を行うようにし、塗液供給も一定の圧力での連続的とし、塗布開始と終了時の膜厚不安定エリアを無くし、かつ塗布速度の向上が見込める単板連続塗布装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、連続する方形状の基板へ塗液を塗布する単板連続塗布装置であって、前記方形状の基板を連続して供給する基板連続供給手段と、該連続して供給され搬送される基板の位置を検出する基板位置検出手段と、該基板の搬送が変速可能な搬送駆動部と、該基板をエアで浮上させる基板浮上手段と、該基板の上昇限界と左右の位置ずれを防ぐ基板ガイド手段と、該基板へ塗液を塗布するダイヘッドでなる塗布手段と、該塗布手段と基板との距離を調整するギャップ調整手段と、該塗布手段に塗液を供給する塗液供給手段と、塗布された基板を排出する基板排出手段とを具備している単板連続塗布装置において、前記基板位置検出手段が、連続して搬送されてくる下流側の基板端面と上流側の基板端面の位置と傾きを検知し、その速度をコントロールしてそれぞれを接続させ、該接続タイミングを前記下流側の基板と上流側の基板の接続部で前記塗布手段のダイヘッドを退避・上昇させて未塗布部を作るタイミングと合わせることを特徴とする単板連続塗布装置としたものである。
【０００９】
また、請求項２の発明では、前記基板をエアーで浮上させる基板浮上手段の塗布エリア部を、基板と基板の接続部が通過する際に前記エアーの吹き出しを止めることを特徴とする請求項１記載の単板連続塗布装置としたものである。
【００１０】
また、請求項３の発明では、前記基板がガラス板であることを特徴とする請求項１または２記載の単板連続塗布装置としたものである。
【００１１】
さらにまた、請求項４の発明では、前記塗布手段がダイヘッドによるダイコート方式であることを特徴とする請求項１、２または３記載の単板連続塗布装置としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の単板連続塗布装置を図面に基づいて詳細に説明するが、各図面は一実施例であり、請求項の要件を満たすものであれば良く、この実施例だけに制限するものではない。
【００１３】
図１は、本発明の単板連続塗布装置の一実施の形態を説明する平面図であり、図２はその側面図であり、図３はそのダイヘッドによる塗布部近傍の拡大側面図である。
【００１４】
上記本発明の単板連続塗布装置は、図１および図２に示すように、例えば方形状の基板としてのガラス板２０を連続して供給する基板連続供給部１と、連続して供給されるガラス板２０とガラス板２０を接するような形で接続させるため、そのガラス板２０の位置を検出するエリアセンサー２ａ、２ｂと、変速可能なガラス板搬送駆動部３と、そのガラス板２０をエアで浮上させることの出来る微細な穴４１のあいた浮上ベースプレート４と、ガラス板２０の上昇限界及び左右の位置ずれを防ぐサイドブロック５と、ガラス板２０へ塗液を塗布するダイヘッド６と、ガラス板２０とダイヘッド６との距離を調整するギャップ調整ユニット７と、ダイヘッド６に供給する塗液の供給ユニット８と、連続して流れてくるガラス板２０を排出する基板排出部９とから構成されている。
【００１５】
そして、図３に示すように、ガラス板２０をエアで浮上させることの出来る微細な穴４１のあいた浮上ベースプレート４は、装置上流部１０とダイヘッド６のリップ先端を中心とする塗布エリア部１１と装置下流部１２の３つのエリアとからなっている。
【００１６】
また、図１に示すガラス板２０を連続して供給する基板連続供給部１は、ダイヘッド６による塗布を連続的に行うに足る供給タクトタイムを実現できる供給構造を持つもので、図１に示したものはガラス板供給のコロ式コンベヤー２１の両サイドに２枚ずつのガラス板２０を同時に供給することの出来る供給ロボット（図示せず）を配する。この供給ロボットのガラス板供給タクトタイムは、１４ｓｅｃ／ｃｙｃｌｅとし、ガラス板２０のサイズを９００×７００ｍｍとし、７００ｍｍ方向に流す場合は、１００ｍｍ／ｓｅｃの塗布速度を実現することができる。このエリアでのガラス板２０の位置はサイドブロック５により拘束され、進行方向に対する左右の位置出しが行われる。
【００１７】
続いて図２に示すように、流れてきたガラス板２０は、コロ式コンベヤー２１からエアで浮上させることの出来る微細な穴４１のあいた浮上ベースプレート４のエリアに進入し、ガラス板２０の浮上上端を拘束するサイドブロック５により一定の高さで浮上させることができる。また駆動装置として、浮上ベースプレート４の両端にガラス板搬送駆動部３としての超音波モータを配しサイドブロック５と超音波モータにガラス板２０は挟まれながら送られるようになっている。本図においてはガラス板搬送駆動部３として超音波モータを配しているが、精密駆動モータを持った搬送ロールでも良い。
【００１８】
次に図１に示すように、ガラス板２０の端面を接するような形で接続させるためガラス板２０の端面位置を検出することのできるエリアセンサー２ａ、２ｂを配し、これにより下流側のガラス板の端面と上流側のガラス板の端面の位置及び傾きを検出する。そしてそれぞれの位置関係を演算し、ガラス板搬送駆動部３としての超音波モータの速度をコントロールしてそれぞれ（下流側のガラス板と上流側のガラス板）を接続させる。この接続のタイミングは、下流側のガラス板が塗布するダイヘッド６下を通過するタイミングに合わせる。
【００１９】
この時、図３に示すように、ダイヘッド６による塗布を行うエリア１１には、ガラス板２０の接続部が来ており、このガラス板２０の端面およびその裏面への塗液の回り込みを防ぐため、このダイヘッド６は、その接続部の前後５ｍｍの距離で、ガラス板２０の上面から大きく退避・上昇し、このガラス板２０の端面近傍に未塗工部を作る動作を行う。このようにこの未塗工部となるエリアでのガラス接続を行うことで、ガラス板とガラス板の接続による振動やガラス板の搬送速度の変動による塗工むら等の発生を押さえることが出来る。尚、このダイヘッド６の退避・上昇する時間は、想定される塗布速度１００ｍｍ／ｓｅｃの時で、０．１ｓｅｃとなり、塗液の垂（たれ）などの影響も少なく、塗液のレベリング性にもよるが、製品として問題となる程度ではない。
【００２０】
また本発明では、図３に示すように、ガラス板２０をエアーで浮上させるため複数の微細な穴４１が穿設されている浮上ベースプレート５を、装置上流部１０とダイヘッド６下部の塗布エリア部１１と装置下流部１２とに分け、ガラス板２０とガラス板２０の接続部２２が塗布エリア１１を通過する際に、前記エアーの吹き出しを止めるようにした単板連続塗布装置である。このことによって、前記の接続部２２の隙間からのエアーの吹き出しによる塗布むらの発生を防止するようにしたものである。
【００２１】
また、図３に示すように、ダイヘッド６とその下のガラス板２０との塗布ギャップ（ガラス板２０とダイヘッド６との距離）を調節するギャップ調整ユニット７は、塗液やその塗工条件により決まる設定値となるようにダイヘッド６の高さを調節するユニットである。従来は、基準となるテーブル面に接触させガラス板を固定し、その後ガラス板とダイヘッドとの距離が設定値の塗布ギャップとなるようにダイヘッドの位置を調整する構造となっており、ガラス板の厚みの変動値を測定、フィードバックする必要があったが、本発明の単板連続塗布装置では、サイドブロック５の下面でガラス板２０の上面を拘束する方式のため、ガラス板２０の厚み変動の影響を受けることが無い。従ってこのガラス板２０の厚み測定が不要であり、さらにその厚みそのものの値が変わっても塗布条件を変更する必要はないというメリットがある。
【００２２】
最後に図１および図２に示すように、塗布の終わったガラス板２０は基板排出部９にて分離、排出されて、次工程の乾燥工程へ受け渡しされるようになっている。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。
即ち、本発明の単板連続塗布装置によれば、エアで浮上させる基板浮上手段によって連続して流れてくる基板を浮上させ、この基板への駆動力の伝達により方形状の基板と基板が接しながら連続して搬送されるので、大きく重いユニット（ガラス吸着のテーブルや門型の塗布するダイヘッドユニット）を移動させる必要がなく、塗布速度の安定化がはかれ、速度変動により発生するむらを押さえることが出来る。
【００２４】
また、基板を連続して供給し、基板と基板を接するような形で接続させ、塗工部へ一定の塗布速度で常に供給し搬送することによって連続塗布を実現させ、また基板位置検出手段が、連続して搬送されてくる基板の端面と端面の位置と傾きを検知し、その速度をコントロールしてそれぞれを接続させ、その接続タイミングを基板と基板の接続部で塗布手段のダイヘッドを退避・上昇させて未塗布部を作るタイミングと合わせるので、この接続させる際の塗布膜の乱れを防ぎ、かつ製品として使用可能な有効エリアが広くすることのできる単板連続塗布装置とすることができる。
【００２５】
また本発明では、浮上ベースプレートのダイヘッド下部の塗布エリア部を基板の接続部が通過する際に、エアーの吹き出しを止めるようにしたので、この接続部の隙間からのエアーの吹き出しによる塗布むらの発生を防止する単板連続塗布装置とすることができる。
【００２６】
さらにまた、本発明の単板連続塗布装置では、加速減速がなく、等速度で塗工ができることから、塗布速度の向上が可能な単板連続塗布装置とすることができ、従来の２〜５倍の塗布速度が見込まれ、よって生産効率の向上に貢献する単板連続塗布装置とすることができる。
【００２７】
従って本発明は、液晶ディスプレー用のカラーフィルターの如き大型化するガラス板に連続して塗布する単板連続塗布装置として、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単板連続塗布装置の一実施の形態を平面で表した説明図である。
【図２】本発明の単板連続塗布装置の一実施の形態を側面で表した説明図である。
【図３】本発明の単板連続塗布装置の塗布部近傍の一実施の形態を拡大側面で表した説明図である。
【符号の説明】
１‥‥基板連続供給部
２ａ、２ｂ‥‥エリアセンサー
３‥‥ガラス板搬送駆動部
４‥‥浮上ベースプレート
５‥‥サイドブロック
６‥‥ダイヘッド
７‥‥ギャップ調整ユニット
８‥‥塗液の供給ユニット
９‥‥基板排出部
１０‥‥浮上ベースプレートの装置上流部
１１‥‥浮上ベースプレートの塗布エリア部
１２‥‥浮上ベースプレートの装置下流部
２０‥‥ガラス板
２１‥‥コロ式コンベアー
２２‥‥ガラス板とガラス板の接続部
４１‥‥浮上ベースプレートに穿設された微細な穴

Claims (4)

1. 連続する方形状の基板へ塗液を塗布する単板連続塗布装置であって、前記方形状の基板を連続して供給する基板連続供給手段と、該連続して供給され搬送される基板の位置を検出する基板位置検出手段と、該基板の搬送が変速可能な搬送駆動部と、該基板をエアで浮上させる基板浮上手段と、該基板の上昇限界と左右の位置ずれを防ぐ基板ガイド手段と、該基板へ塗液を塗布するダイヘッドでなる塗布手段と、該塗布手段と基板との距離を調整するギャップ調整手段と、該塗布手段に塗液を供給する塗液供給手段と、塗布された基板を排出する基板排出手段とを具備している単板連続塗布装置において、前記基板位置検出手段が、連続して搬送されてくる下流側の基板端面と上流側の基板端面の位置と傾きを検知し、その速度をコントロールしてそれぞれを接続させ、該接続タイミングを前記下流側の基板と上流側の基板の接続部で前記塗布手段のダイヘッドを退避・上昇させて未塗布部を作るタイミングと合わせることを特徴とする単板連続塗布装置。
2. 前記基板をエアーで浮上させる基板浮上手段の塗布エリア部を、基板と基板の接続部が通過する際に前記エアーの吹き出しを止めることを特徴とする請求項１記載の単板連続塗布装置。
3. 前記基板がガラス板であることを特徴とする請求項１または２記載の単板連続塗布装置。
4. 前記塗布手段がダイヘッドによるダイコート方式であることを特徴とする請求項１、２または３記載の単板連続塗布装置。

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