JP7004546B2 - ポンプ、塗布装置および塗布方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1のチューブフラムポンプにおける筐体は、出口側が上方に位置し入口が下方に位置するように斜めに配置されている。チューブフラムポンプは、フレキシブルチューブを介してスリットノズルに接続されている。
例えば、特許文献2のチューブフラムポンプにおける筐体は、吸入口および吐出口が下方に位置し、エア抜き口が上方に位置するように直立して配置されている。
この構成によれば、供給口から排出口へと向かう液体の流れ(下向きの流れ)と、エア抜き口へと向かう気体の流れ(上向きの流れ)とが互いに逆向きの流れ(以下「対向流」ともいう。)となる。液体の流れと気体の流れとが対向流となると、ポンプ内の液体は筐体の上側(第一面の側)で淀み易くなり、ポンプ内の液体に混入した気体は筐体の上側で滞留しやすくなる。したがって、ポンプ内の液体に混入した気体をより一層効率的に排気することができる。加えて、筐体の上側で淀んでいる液体を異物と一緒にエア抜き口から排出することができるため、ポンプ内の液体の鮮度を維持することができる。
この構成によれば、供給口から排出口へ向かう液体の流れ(上向きの流れ)と、エア抜き口へと向かう気体の流れ(上向きの流れ)とが互いに同じ向きの流れ(以下「同方向流」ともいう。)となる。液体の流れと気体の流れとが同方向流となると、ポンプ内の液体に混入した気体を液体の流れに乗せてエア抜き口に向かわせやすくなる。したがって、ポンプ内の液体に混入した気体を効率的に排気することができる。
この構成によれば、第一連通口を第二連通口よりも下側に配置した場合と比較して、筐体の傾斜に適合するように第一連通口および第二連通口をレイアウトしやすい。加えて、液体の流れと気体の流れとが対向流または同方向流となるときの作用をより効果的に生じさせることができるため、ポンプ内の液体に混入した気体をより一層効率的に排気することができる。
この構成によれば、第一バルブ、第二バルブおよびエア抜きバルブの開閉を制御することによって、液体の流れ及び気体の流れを所望の方向に自動的に設定することができる。
この構成によれば、上記のポンプを備えることで、スジムラの発生を抑え、高品質の塗膜を形成することが可能な塗布装置を提供することができる。
この方法によれば、上記の塗布装置を用いることで、スジムラの発生を抑え、高品質の塗膜を形成することが可能な塗布方法を提供することができる。
図1に示すように、塗布装置1は、基板10(被塗布物)に被膜等を形成するための塗布液を塗布するものである。塗布装置1は、塗布部2、供給部3、ステージ7、移動装置8及び制御部9を備える。制御部9は、塗布装置1の構成要素を統括制御する。
塗布部2は、基板10に塗布液を吐出するノズル2aを備える。ノズル2aは、長尺状に形成されている。ノズル2aの内部には、塗布液を収容可能である。ノズル2aは、ノズル2aの先端(下端)に塗布液を吐出するスリット状の吐出口2bを有する。例えば、ノズル2aは、スリットノズルである。
供給部3は、塗布部2に塗布液を供給可能なポンプ31と、ポンプ31に塗布液を供給可能な供給源30と、を備える。
第一バルブ51は、ポンプ31への塗布液3aの供給路を開閉可能とする。
第二バルブ52は、ポンプ31から塗布部2への塗布液3aの供給路を開閉可能とする。
エア抜きバルブ53は、ポンプ31からエア抜きを行うための流路を開閉可能とする。
バルブ制御部50は、第一バルブ51、第二バルブ52およびエア抜きバルブ53の開閉を制御する。
ポンプ31は、上流側から順に、第一配管101、除去部6、第二配管102、第一バルブ51及び第三配管103を介して供給源30に接続されている。
第一バルブ51の開閉によって、第二配管102側(供給源30)から第三配管103側(ポンプ31)への塗布液3aの供給が開始又は停止される。
第二バルブ52の開閉によって、第四配管104側(ポンプ31)から第五配管105側(塗布部2)への塗布液3aの供給が開始又は停止される。
例えば、ポンプ31の内圧を調整することによって、高粘度の塗布液3aを用いた場合であっても、塗布部2に向けて塗布液3aをスムーズに流すことができる。
ポンプ31は、第一エア抜き配管106、エア抜きバルブ53、第二エア抜き配管107を介してエア抜きボトル40に接続されている。エア抜きバルブ53の開閉によって、第一エア抜き配管106側(ポンプ31)から第二エア抜き配管107側(エア抜きボトル40)への気泡(エア)および塗布液3aの排出が開始又は停止される。
図1に示すように、ステージ7は、直方体状に形成されている。ステージ7の上面には、矩形状の基板10が配置されている。ステージ7には、基板10を搬送するための複数のローラ(不図示)が設けられている。なお、ステージ7には、基板10を浮上させて搬送する不図示の浮上搬送部が設けられていてもよい。
移動装置8は、一対のレール81と、門型フレーム82と、を備える。
一対のレール81は、第一レール81a及び第二レール81bである。
第一レール81a及び第二レール81bは、ステージ7の長手方向に沿う方向に延びる直方体状をなしている。第一レール81a及び第二レール81bは、ステージ7を挟んで互いに対向するように配置されている。
門型フレーム82は、上下に延びる柱状をなす一対の支柱部82a,82bと、一対の支柱部82a,82bとの間をわたす架橋部82cと、を備える。
例えば、第一支柱部82a及び第二支柱部82bの下端部は、それぞれ不図示のスライダを介して第一レール81a及び第二レール81bに取り付けられている。門型フレーム82は、一対のレール81a,81bの長手方向に沿って図1中矢印v方向に移動可能である。
なお、架橋部82cは、一対の支柱部82a,82bに対して上下に昇降可能(図1中矢印u方向に移動可能)とされていてもよい。
図3に示すように、ポンプ31は、ポンプ本体130と、シリンダ部140と、プランジャ150(ピストン)と、を備える。ポンプ31は、プランジャ方式のポンプである。
なお、可撓性チューブ132は、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等のフッ素樹脂で形成されていてもよい。フッ素樹脂はフォトレジストと反応しないため、塗布液3aとしてフォトレジスト等の薬液を用いた場合、塗布液3aの品質を保つ上で好適である。塗布液3aとしてフォトレジスト等の薬液を用いた場合、第一蓋部133及び第二蓋部134も、フッ素樹脂で形成されていることが好ましい。なお、塗布液3aとしてフォトレジスト等の薬液を用いた場合、第一蓋部133のうち少なくとも供給口133hおよびエア抜き口133iの形成部分、並びに第二蓋部134のうち少なくとも排出口134hの形成部分がフッ素樹脂で形成されていればよい。
ガイドブロック152は、モータ等を含む駆動装置(不図示)に接続されている。ガイドブロック152は、モータの駆動によって、プランジャ本体151と共に、図3中矢印g方向に移動可能とされる。このようにして、プランジャ150は、シリンダ部140に対して往復移動可能とされている。
プランジャ本体151をシリンダ部140の側壁面140bに向けて移動(側壁面140bへ近接)させると、シリンダ側駆動室141は収縮する。シリンダ側駆動室141の収縮によって、シリンダ側駆動室141内の作動流体130aは、シリンダ側開口部140h及び本体側開口部135hを介して、本体側駆動室136内に流入する。すると、可撓性チューブ132は、作動流体130aに押圧されて収縮する。これにより、可撓性チューブ132内に収容された塗布液3aは、排出口134hから第四配管104側(塗布部2)へ排出される。すなわち、プランジャ本体151は、筐体131と可撓性チューブ132との間の隙間(本体側駆動室136)に作動流体130aを供給して可撓性チューブ132から塗布液3aを排出させる。
センサ61は、ポンプ31の内圧として、可撓性チューブ132に収容されている塗布液3aの圧力を検知する。これにより、ポンプ31と塗布部2との間の供給路(第四配管104など)を流れる塗布液3aの圧力を検知する場合と比較して、供給路による圧力損失分を除外した値を得ることができ、ポンプ31の内圧を精度よく調整することができる。加えて、ポンプ31の内圧として塗布液3aの圧力を直接的に検知することができるため、作動流体130aの圧力を検知する場合と比較して、ポンプ31の内圧を精度よく調整することができる。
次に、本実施形態に係る塗布方法を説明する。本実施形態では、上記の塗布装置1を用いて基板10に塗布液を塗布する。塗布装置1の各部で行われる動作は、制御部9によって制御される。
塗布ステップは、基板10に塗布液3aを塗布する。
供給ステップは、塗布部2に対して、塗布液3aをポンプ31から供給する。
内圧検知ステップは、ポンプ31の内圧を検知する。
内圧調整ステップは、ポンプ31の内圧を調整する。内圧調整ステップは、モータ71の回転数を増減する。
バルブ制御ステップは、第一バルブ51、第二バルブ52およびエア抜きバルブ53の開閉を制御する。バルブ制御ステップは、第一ステップから第五ステップの5つのステップを含む。
第二ステップにおいて、第一バルブ51(in)を開くことにより、供給口133hからポンプ31内への塗布液の供給を開始する。
第二ステップにおいて、エア抜きバルブ53(vent)を開くことにより、エア抜き口133iからポンプ31外へのエアの排出を開始する。第二ステップは、液入れ動作とエア抜き動作(図4(e)参照)とを兼ねる。
第二ステップの後、第三ステップに進む。
第三ステップの後、第四ステップに進む。
第五ステップにおいて、エア抜きバルブ53(vent)を開くことにより、エア抜き口133iからポンプ31外へのエアの排出を開始する。
第五ステップにおいて、第一バルブ51(in)を開くことにより、供給口133hからポンプ31内への塗布液の供給を開始する。第五ステップは、エア抜き動作と液入れ動作(図4(b)参照)とを兼ねる。
第五ステップの後、第一ステップに戻る。
この構成によれば、供給口133hから排出口134hへと向かう塗布液3aの流れ(下向きの流れ)と、エア抜き口133iへと向かう気体の流れ(上向きの流れ)とが対向流となる。塗布液3aの流れと気体の流れとが対向流となると、ポンプ31内の塗布液3aは筐体131の上側(第一面133aの側)で淀み易くなり、ポンプ31内の塗布液3aに混入した気体は筐体131の上側で滞留しやすくなる。したがって、ポンプ31内の塗布液3aに混入した気体をより一層効率的に排気することができる。加えて、筐体131の上側で淀んでいる塗布液3aを異物と一緒にエア抜き口133iから排出することができるため、ポンプ31内の塗布液3aの鮮度を維持することができる。
この構成によれば、第一連通口133hを第二連通口134hよりも下側に配置した場合と比較して、筐体131の傾斜に適合するように第一連通口133hおよび第二連通口134hをレイアウトしやすい。加えて、塗布液3aの流れと気体の流れとが対向流となるときの作用をより効果的に生じさせることができるため、ポンプ31内の塗布液3aに混入した気体をより一層効率的に排気することができる。
この構成によれば、第一バルブ51、第二バルブ52およびエア抜きバルブ53の開閉を制御することによって、塗布液3aの流れ及び気体の流れを所望の方向に自動的に設定することができる。
この構成によれば、上記のポンプ31を備えることで、スジムラの発生を抑え、高品質の塗膜を形成することが可能な塗布装置1を提供することができる。
この方法によれば、上記の塗布装置1を用いることで、スジムラの発生を抑え、高品質の塗膜を形成することが可能な塗布方法を提供することができる。
例えば、上記実施形態においては、第一連通口133hが塗布液3aの供給口であり、第二連通口134hが塗布液3aの排出口である例を挙げたが、これに限らない。例えば、第一連通口133hが塗布液3aの排出口であり、第二連通口134hが塗布液3aの供給口であってもよい。すなわち、塗布液3aが流れる方向において、第二連通口134hの側が上流側(供給源30側)であり、第一連通口133h側が下流側(塗布部2側)であってもよい。変形例において、実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
バルブ制御ステップは、第一バルブ51、第二バルブ52およびエア抜きバルブ53の開閉を制御する。バルブ制御ステップは、上記実施形態と同様、第一ステップから第五ステップの5つのステップを含む。
第二ステップにおいて、第二バルブ52(in)を開くことにより、供給口(第二連通口134h)からポンプ31内への塗布液の供給を開始する。
第二ステップにおいて、エア抜きバルブ53(vent)を開くことにより、エア抜き口133iからポンプ31外へのエアの排出を開始する。第二ステップは、液入れ動作とエア抜き動作(図5(e)参照)とを兼ねる。
第二ステップの後、第三ステップに進む。
第三ステップの後、第四ステップに進む。
第五ステップにおいて、エア抜きバルブ53(vent)を開くことにより、エア抜き口133iからポンプ外へのエアの排出を開始する。
第五ステップにおいて、第二バルブ52(in)を開くことにより、供給口(第二連通口134h)からポンプ31内への塗布液の供給を開始する。第五ステップは、エア抜き動作と液入れ動作(図5(b)参照)とを兼ねる。
第五ステップの後、第一ステップに戻る。
この構成によれば、供給口134hから排出口133hへ向かう塗布液の流れ(上向きの流れ)と、エア抜き口133iへと向かう気体の流れ(上向きの流れ)とが同方向流となる。塗布液の流れと気体の流れとが同方向流となると、ポンプ31内の塗布液に混入した気体を塗布液の流れに乗せてエア抜き口133iに向かわせやすくなる。したがって、ポンプ31内の塗布液に混入した気体を効率的に排気することができる。
また、上記実施形態においては、塗布部2として、スリット型のノズル2aを用いたが、これに限らない。例えば、中央滴下型の塗布部を用いてもよいし、インクジェット型の塗布部を用いてもよい。また、基板10上に配置される液状体を、スキージなどを用いて拡散させて塗布する構成であってもよい。
Claims (7)
- 筐体と、
前記筐体の内部に配置され、液体が収容される可撓性部材と、
作動流体を収容するシリンダ部と、
前記シリンダ部に対して往復移動可能に挿入され、前記筐体と前記可撓性部材との隙間に前記作動流体を供給して前記可撓性部材から前記液体を排出させるプランジャと、を含み、
前記筐体は、前記液体の流動方向に対して直交する第一面と、前記第一面に対向する第二面と、を有し、
前記筐体は、前記第一面の中心が前記第二面の中心よりも上側に位置するように傾斜し、
前記第一面には、前記可撓性部材に連通する第一連通口と、前記可撓性部材に連通するエア抜き口と、が設けられ、
前記第二面には、前記可撓性部材に連通する第二連通口が設けられ、
前記第一連通口を開閉可能な第一バルブと、前記第二連通口を開閉可能な第二バルブと、前記エア抜き口を開閉可能なエア抜きバルブと、を更に備え、
前記エア抜き口は、前記第一連通口および前記第二連通口よりも上側に配置され、
ポンプの内圧として前記可撓性部材に収容されている液体の圧力を検知するセンサを更に備え、
前記センサは、前記可撓性部材の下流側に連通する排出口の側に配置され、かつ、前記可撓性部材内において前記筐体が有する蓋部のうち前記排出口寄りの部分に配置されている
ポンプ。 - 前記第一連通口は前記液体の供給口であり、
前記第二連通口は前記液体の排出口である
請求項1に記載のポンプ。 - 前記第一連通口は前記液体の排出口であり、
前記第二連通口は前記液体の供給口である
請求項1に記載のポンプ。 - 前記第一連通口は、前記第二連通口よりも上側に配置されている
請求項1から3の何れか一項に記載のポンプ。 - 前記第一バルブ、前記第二バルブおよび前記エア抜きバルブの開閉を制御するバルブ制御部を更に備える
請求項1から4の何れか一項に記載のポンプ。 - 液体を被塗布物に対して塗布する塗布部と、
請求項1から5の何れか一項に記載のポンプと、を含む
塗布装置。 - 請求項6に記載の塗布装置を用いて被塗布物に対して液体を塗布する
塗布方法。
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