JP5494788B2 - ダイヘッド及びこれを備えたダイコーター - Google Patents

Description

本発明は、基板に塗布液を塗布するためのダイヘッド及びこれを備えたダイコーターに関する。

液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造工程においては、ガラス基板にレジスト膜を形成するためダイコーターを利用してガラス基板にレジスト液を塗布する。レジスト液は、ダイヘッド内部のマニホールドに導入され、マニホールドと連結されるスリットを介して塗布される（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−２８６５０７号公報

ダイヘッドに導入されるレジスト液にエアが混入していることがある。このような状態でガラス基板にレジスト液を塗布しても均一に塗布できないおそれがある。そこで、マニホールドにエア排出口を設けてエアを排出する技術が周知である。しかし、マニホールド内でレジスト液の流れ方向にエアの上昇する方向が対向すると、エアの移動が妨げられ、または排出口付近にエアの滞留が発生し、十分にエアを排出できないおそれがある。

そこで、本発明はマニホールド内のエアを十分に排出可能なダイヘッド及びこれを備えたダイコーターを提供することを目的とする。

本発明のダイヘッドは、塗布液（Ｒ）をスリット（２４、２５）に供給するマニホールド（２３）が長手方向に延びて形成され、前記マニホールドの上端には塗布液を導入する導入口（１５）が設けられ、前記マニホールドの下端と連結される前記スリットから塗布液が吐出されるダイヘッド（３）において、前記マニホールドを形成する上壁面（２２ｅ）が、前記導入口を下端として前記長手方向に勾配を有し、その上端にはエアを排出するエア排出口（１６ａ、１６ｂ）が設けられ、前記導入口及び前記エア排出口がそれぞれ複数設けられ、前記導入口と前記エア排出口とが前記マニホールドの長手方向に対して交互に位置することにより上記課題を解決する。

本発明のダイヘッドによれば、塗布液が導入口から導入されると、塗布液は、マニホールドに沿って移動しつつスリットへ供給される。塗布液が移動する先にはエア排出口が設けられ、マニホールドが導入口からエア排出口に向かって上方向に傾斜しているので、マニホールド内のエアの上昇する向きと塗布液が流れる向きとが同じ方向になる。これにより、塗布液に混入したエアをマニホールド内で滞留させることなくエア排出口まで移動させることができる。また、複数の導入口から塗布液が導入される。従って、ダイヘッドが大型化しても塗布液の導入圧力を十分維持しつつ、良好にエアを排出することができる。

この形態において、前記長手方向に対して垂直に切断したときの前記マニホールドの断面積が、前記長手方向に亘って同一であってもよい。この形態によれば、マニホールド内の塗布液の流れが一方向となる。これにより、エアの移動方向と塗布液の移動方向が一致するので、塗布液の流れがエアの移動を補助してエアが排出されやすくなる。

なお、本発明は、上述したダイヘッドを備えたダイコーターとして具現化されてもよい。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上、説明したように、本発明のダイヘッド及びこれを備えたダイコーターにおいては、塗布液が導入口から導入されると、塗布液は、マニホールドに沿って移動しつつスリットへ供給される。塗布液が移動する先にはエア排出口が設けられ、マニホールドが導入口からエア排出口に向かって上方向に傾斜しているので、マニホールド内のエアの上昇する向きと塗布液が流れる向きとが同じ方向になる。これにより、塗布液に混入したエアをマニホールド内で滞留させることなくエア排出口まで移動させることができる。

本発明の一形態に係るダイヘッドが適用されたダイコーターを示す斜視図。 ダイヘッドの拡大斜視図。 ダイヘッドの断面図。 第２ダイブロックの合わせ面を示す斜視図。

図１は、本発明の一形態に係るダイヘッドが適用されたダイコーターを示す斜視図である。ダイコーター１は、ガラス基板Ｓに塗布液としてのレジスト液を塗布するための装置で、液晶ディスプレイ用カラーフィルタのガラス基板Ｓに対するレジスト膜の形成に利用される。ダイコーター１は、ガラス基板Ｓを載置するための塗布ステージ２と、塗布ステージ２上のガラス基板Ｓにレジスト液Ｒを塗布するダイヘッド３と、ダイヘッド３を移動させるダイ駆動機構４と、ガラス基板Ｓへの塗布前にダイヘッド３の状態を最適化するためのプライミングローラ５とを備えている。なお、図１では、ダイコーター１の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向として示している。塗布ステージ２の所定の位置にガラス基板Ｓは載置される。ダイヘッド３は、内部がスリット状で、Ｘ方向に渡された先端部３ａからレジスト液Ｒを吐出する。詳細については後述する。ダイ駆動機構４には、ダイヘッド３を保持する保持部４ａと、保持部４ａをＹ方向に往復駆動可能な駆動部４ｂとが設けられている。保持部４ａは、レジスト液Ｒを吐出する先端部３ａがガラス基板Ｓと一定の間隔を保つようにダイヘッド３の上部を保持する。駆動部４ｂは、各種モータ、エンコーダ等の周知技術を利用して構成され、保持部４ａを駆動することにより、ダイヘッド３をＹ方向に移動させる。このようにして、ダイヘッド３は、ガラス基板Ｓ上にレジスト液Ｒを塗布する。プライミングローラ５は、ダイヘッド３の先端部３ａのレジスト液Ｒの溜まりを最適化するためのものである。ダイヘッド３は、ガラス基板Ｓ上への塗布前にプライミングローラ５に対して塗布することにより、先端部３ａのレジスト液Ｒの溜まりが調整され、最適化される。

図２はダイヘッド３の拡大斜視図、図３はダイヘッド３の断面図である。ダイヘッド３は、ダイヘッド３の主要部を構成する第１ダイブロック１１及び第２ダイブロック１２と、第１及び第２ダイブロック１１、１２を固定する上部プレート１３及びサイドプレート１４ａ、１４ｂと、レジスト液Ｒを導入する導入口１５と、ダイヘッド３内部のエアを排出するエア排出口１６ａ、１６ｂとを備えている。第１及び第２ダイブロック１１、１２には、互いに組み合わされる合わせ面２１、２２がそれぞれ設けられている。第１ダイブロック１１の合わせ面２１は、平面である。一方、第２ダイブロック１２の合わせ面２２は、合わせ面２１と接触する接触面２２ａと、マニホールド形成面２２ｂと、第１スリット形成面２２ｃと、第２スリット形成面２２ｄとを有し、それぞれダイヘッド３の長手方向に亘って形成されている。接触面２２ａは、平面で、互いの合わせ面２１、２２を組み合わせたときに対応する位置の合わせ面２１と接触する。マニホールド形成面２２ｂは、接触面２２ａと比較すると半円筒形状に後退して、対応する合わせ面２１と組み合わさるとマニホールド２３を形成する。マニホールド形成面２２ｂの下端に隣接して第１スリット形成面２２ｃが形成され、第１スリット形成面２２ｃの下端に隣接して第２スリット形成面２２ｄが形成されている。第１スリット形成面２２ｃ及び第２スリット形成面２２ｄはそれぞれ、接触面２２ａと比較して平行に後退した面で、対応する合わせ面２１と組み合わさるとそれぞれスリットとしての第１スリット２４、第２スリット２５を形成する。第２スリット２５のギャップｇ２は、第１スリット２４のギャップｇ１より小さく、第２スリット２５は先端部３ａに達している。

上部プレート１３は、合わせ面２１、２２がそれぞれ互いに組み合わさった第１及び第２ダイブロック１１、１２の上面を支持して固定する。サイドプレート１４ａ、１４ｂは、上部プレート１３により固定された第１及び第２ダイブロック１１、１２の両端を支持して固定する。導入口１５及びエア排出口１６ａ、１６ｂは、第１及び第２ダイブロック１１、１２の上面に合わせ面２１、２２に沿って設けられ、マニホールド形成面２２ｂの上端に連結される。つまり、合わせ面２１、２２のそれぞれ、もしくはいずれか一方に、第１及び第２ダイブロック１１、１２を組み合わせるときに通路を形成する凹部を設けることにより、それぞれの位置で導入口１５及びエア排出口１６ａ、１６ｂを形成する。導入口１５は、レジスト液Ｒを貯留する図示しないタンクと配管され、周知の各種ポンプ等を利用して送られるレジスト液Ｒをマニホールド２３に導入する。エア排出口１６ａ、１６ｂは、図示しないドレインタンクにエアベントを介して配管され、マニホールド２３及び第１及び第２スリット２４、２５に存在するエアを排出する。上部プレート１３に対して、導入口１５及びエア排出口１６ａ、１６ｂと対応する位置に貫通孔を形成して配管するようにしてもよい。なお、ここで、エアとは、導入されるレジスト液Ｒに混入する気泡や、レジスト液Ｒ導入前にマニホールド２３に存在する空気等を意味する。

図４は、第２ダイブロック１２の合わせ面２２を示す斜視図である。マニホールド形成面２２ｂの上壁面２２ｅは、導入口１５を下端、エア排出口１６ａ、１６ｂのそれぞれを上端とする勾配を有する。つまり、マニホールド２３が導入口１５からエア排出口１６ａ、１６ｂに向かって上方向に傾斜するように形成されているので、レジスト液Ｒの移動方向が上方向となる。ダイヘッド３の長手方向に対して垂直に切断したときのマニホールド２３の断面積は、長手方向に亘って同一である。これにより、マニホールド２３のレジスト液Ｒの流れが一方向となる。また、第２ダイブロック１２の端部１２ａとエア排出口１６ａとの間、及びもう一方の端部１２ｂとエア排出口１６ｂとの間のマニホールド形成面２２ｂ１の上壁面２２ｅも勾配を有する。マニホールド形成面２２ｂ１の上壁面２２ｅは、端部１２ａ、１２ｂからエア排出口１６ａ、１６ｂに向かって上方向に傾斜している。マニホールド形成面２２ｂ１の上壁面２２ｅの勾配は、導入口１５とそれぞれのエア排出口１６ａ、１６ｂとの間のマニホールド形成面２２ｂ２の上壁面２２ｅの勾配よりも大きい。これにより、端部１２ａ、１２ｂに滞留するエアを排出しやすくすることができる。

図４を参照してダイヘッド３の作用を説明する。導入口１５からレジスト液Ｒがマニホールド２３に導入されると、レジスト液Ｒは図４の実線で示す矢印Ａの方向にマニホールド２３内を移動する。つまり、レジスト液Ｒはマニホールド２３に沿って両端側に移動し、ダイヘッド３の長手方向にレジスト液Ｒが行き渡る。レジスト液Ｒは、レジスト液Ｒの導入圧力によりマニホールド２３から第１スリット２４を介して第２スリット２５に移動し、先端部３ａから吐出される。

導入口１５からマニホールド２３に導入されるレジスト液Ｒにエアが混入している場合、エアはマニホールド２３内を図４の破線で示す矢印Ｂの方向、つまり、レジスト液Ｒと同じ方向に移動する。マニホールド２３が上方向に傾斜して形成されているからである。このため、エアがマニホールド２３内で滞留することなく移動し、エア排出口１６ａ、１６ｂへ達して排出される。また、レジスト液Ｒの流れに押されてエアが第１スリット２４及び第２スリット２５に移動しても、浮力によりマニホールド２３に合流すればマニホールド２３の上壁面２２ｅの傾斜に沿って移動し、エア排出口１６ａ、１６ｂへ達する。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本形態では、中央に導入口１５を配置し、かつ両端側にエア排出口１６ａ、１６ｂを配置してマニホールド２３がＶ字形状となるように構成する例で説明したが、これに限られず、例えば、ダイヘッド３の一端側に導入口を配置し、他端側に一つのエア排出口を設けてもよい。導入口からエア排出口に向かって上方向に傾斜するようにマニホールドが構成されていれば、レジスト液Ｒの移動方向とエアの移動方向が同じ向きとなり、エアの滞留が生じない。同様の理由で、導入口とエア排出口とを交互に配置して複数組み合わせてもよい。ダイヘッド３が大型化した場合でも、複数箇所からマニホールド２３内にレジスト液を導入することができ、レジスト液Ｒの導入圧力を維持することができる。エア排出口１６ａ、１６ｂを第２ダイブロック１２の端部１２ａ、１２ｂに設けてもよい。

本形態では、マニホールド２３は、マニホールド形成面２２ｂ１及び合わせ面２１により形成される半円筒形状で説明したが、これに限られず、例えば、合わせ面２１にもマニホールド形成面２２ｂ１と同様の曲面を設けて組み合わせることで円筒形状としたり、あるいは、多角形状としたりしてもよい。上壁面２２ｅがエア排出口１６ａ、１６ｂに向かって上方向に傾斜していればよく、マニホールド２３は適宜の形状で設けてもよい。本形態では、塗布液としてレジスト液を例に説明したが、これに限られず、例えば、着色樹脂や、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）膜等各種薄膜を形成するための塗布液に対して利用してもよい。

１ ダイコーター
３ ダイヘッド
１５ 導入口
１６ａ、１６ｂ エア排出口
２３ マニホールド
２４ 第１スリット（スリット）
２５ 第２スリット（スリット）
２２ｅ 上壁面
Ｒ レジスト液（塗布液）

Claims (3)

1. 塗布液をスリットに供給するマニホールドが長手方向に延びて形成され、前記マニホールドの上端には塗布液を導入する導入口が設けられ、前記マニホールドの下端と連結される前記スリットから塗布液が吐出されるダイヘッドにおいて、
   前記マニホールドを形成する上壁面が、前記導入口を下端として前記長手方向に勾配を有し、その上端にはエアを排出するエア排出口が設けられ、
   前記導入口及び前記エア排出口がそれぞれ複数設けられ、前記導入口と前記エア排出口とが前記マニホールドの長手方向に対して交互に位置することを特徴とするダイヘッド。
2. 前記長手方向に対して垂直に切断したときの前記マニホールドの断面積が、前記長手方向に亘って同一であることを特徴とする請求項１に記載のダイヘッド。
3. 請求項１又は２に記載のダイヘッドを備えたことを特徴とするダイコーター。

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