JP7145342B2 - デバイス形成に用いることができる塗布方法および塗布装置 - Google Patents
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Description
基材上に配列された短冊状のセルベース上にメニスカス塗布により塗布膜を形成する塗布方法であって、
(a)塗布バーヘッドと、
前記基材と
を、略平行になるように配置し、
(b)メニスカスが形成される部分に塗布液を供給する複数の塗布ノズルを、隣接する2つの前記塗布ノズルの中央部分が隣接する2つの前記短冊状のセルベースの分離領域に一致するように配置し、
(c)前記塗布ノズルから前記塗布液を供給しながら、前記基材または前記塗布バーヘッドを移動して、前記塗布膜を形成させる、
方法である。
基材上に配列された短冊状のセルベース上にメニスカス塗布により塗布膜を形成する塗布装置であって、
前記基材に対して略平行に配置される塗布バーヘッドと、
前記基材を搬送する部材と、
塗布液を供給する複数の塗布ノズルと、
前記塗布液を前記塗布ノズルに供給する部材と、
を有し、
前記塗布ノズルが、隣接する2つの塗布ノズルの中央部分が、隣接する2つのセルベースの分離領域に一致するように配置する部材を有するものである。
(i)塗布バーヘッドを固定し、基材を移動させる、
(ii)基材を固定し、塗布バーヘッドを移動させる、
(iii)塗布バーヘッドおよび基材を移動させる、
のいずれの方法をとることもできる。塗布対象となる基材が柔軟性を有していたり、基材が長尺である場合には、安定性の観点から、(i)塗布バーヘッドを固定し、基材を移動させることが好ましい。特に、樹脂材料などを基材とした塗膜を形成しようとする場合には、基材が塗布前にロール状に巻かれており、塗布後の基材が別のロールに巻き取られる、いわゆるロール・ツー・コート法を適用することが好ましい。
基材に対して略平行に配置される塗布バーヘッド201と、
基材202を搬送する部材(203aおよび203b)と、
塗布液205aを供給する複数の塗布ノズル206(図2では一つ表示)と、
塗布液をノズルに供給する部材(204a、204b、および204c)と、
を有する。そして、複数のノズルは、メニスカスが形成される部分に塗布液を供給するものである。隣接する2つのノズルの中央部分が隣接する2つのセルベースの分離領域に一致するように配置されている。207aは基材表面の位置を、207bはやノズルの位置を観察するための光学装置である。この光学装置によって、基材の透過率や反射率を測定して、またノズルの位置を測定して、分離領域の位置を検出したり、その分離領域の位置に応じてノズルの位置を調整することができる。
図2に示した塗布装置20を用いて、以下のようにして太陽電池用の薄膜塗布を行う。まず、300mm幅のロール状のPETフィルム上にR2R対応のスパッタ装置でシート抵抗が5Ω/□のITO/Ag合金/ITOの透明電極を作製する。次にレーザースクライブでセルピッチが20mmで幅が50μmの分離領域を持った短冊状に透明電極をパターニングする。断面が半径10mmの円で、塗布幅方向の長さが300mmのSUS303製の塗布バーヘッドを製作する。
本実施例では半透明な太陽電池に使用する有機活性層を作製する。実施例1に比べて1/2の濃度の有機活性層の塗布液を用い、基材の搬送する前にメニスカスを作製することなく、搬送開始と同時にノズルから液供給を開始することを除いては実施例1と同様にして塗布膜を作製する。作製された両塗布膜はノズル間の中央部にある分離領域の膜厚が周囲よりも厚くなっている。このような形状は、光学装置によって分離領域を判別しやすく、スクライブにより分離領域にある塗布膜を除去することが容易である。そして分離領域にある、膜厚の厚い部分が除去されたことにより塗布膜間の特性のバラつきを少なくすることができる。
300mm幅のロール状のPETフィルム上にR2R対応のスパッタ装置でシート抵抗が10Ω/□のITO/Ag合金/ITOの透明電極を作製する。次にレーザースクライブでセルピッチが12mmで幅が50μmの分離領域を持った短冊状に透明電極をパターニングする。略台形状であり、底面に対応する部分が曲率半径が80mmである断面を有し、塗布幅方向の長さが300mmである、SUS303製の棒状塗布バーヘッドを製作する。
102…塗布ノズル
103…分離領域
104…基材
105…塗布液
106…塗布膜
107…セルベース
108…光学装置
200…塗布装置
201…塗布バーヘッド
202…基材
203a、203b…基材を搬送する部材
204a…塗布液タンク
204b…送液ポンプ
204c…配管
205a…塗布液
205b…メニスカス
205c…塗布膜
206…塗布ノズル
207a、207b…光学装置
Claims (19)
- 基材上に配列された短冊状のセルベース上にメニスカス塗布により塗布膜を形成する塗布方法であって、
(a)メニスカスが形成される部分の、長手方向に垂直な方向の断面が一定である塗布バーヘッドと、
前記基材と
を、略平行になるように配置し、
(b)メニスカスが形成される部分に塗布液を供給する複数の塗布ノズルを、隣接する2つの前記塗布ノズルの中央部分が隣接する2つの前記短冊状のセルベースの分離領域に一致するように配置し、
(c)前記塗布ノズルから前記塗布液を供給しながら、前記基材または前記塗布バーヘッドを移動して、前記塗布膜を形成させる、
塗布方法。 - 前記メニスカスが形成される部分が、前記塗布バーヘッドと、前記基材との間である、請求項1に記載の方法。
- 最初に前記塗布液の供給を開始して、前記ギャップにメニスカスを形成させた後、前記基材または前記塗布バーヘッドを移動させる、請求項1または2に記載の方法。
- 前記分離領域におけるメニスカスの液量が周囲より少ない、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記塗布ノズルのピッチと前記セルベースのピッチとが同じである、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記塗布ノズルのピッチが前記セルベースのピッチの整数倍である、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記塗布ノズルの間隔を、前記塗布液の粘性および表面張力に基づいて調整する、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基材が塗布前にロール状に巻かれており、塗布後の基材が別のロールに巻き取られる、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記短冊状のセルベースが配置された前記基材の反射率または透過率の分布を測定して、複数の塗布ノズルを、隣接する2つの塗布ノズルの中央部分が隣接する2つのセルベースの分離領域に一致するように配置する、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記分離領域上の塗布膜の一部または全てを、さらにスクライブ法によって処理して短冊状の薄膜を形成する、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 基材上に配列された短冊状のセルベース上にメニスカス塗布により塗布膜を形成する塗布装置であって、
前記基材に対して略平行に配置される、メニスカスが形成される部分の、長手方向に垂直な方向の断面が一定である塗布バーヘッドと、
前記基材を搬送する部材と、
前記基材と前記塗布バーヘッドとの間に塗布液を供給することができる位置に配置された、複数の塗布ノズルと、
前記塗布液を前記塗布ノズルに供給する部材と、
を有し、
前記塗布ノズルが、隣接する2つの塗布ノズルの中央部分が、隣接する2つのセルベースの分離領域に一致するように配置する部材を有する、塗布装置。 - 前記塗布ノズルが別々に脱着可能である、請求項11に記載の装置。
- 前記塗布ノズルの間隔を前記塗布液の粘性と表面張力に基づいて調整する部材をさらに有する、請求項11または12に記載の装置。
- 前記塗布ノズルの間隔を調整するスペーサーをさらに有する、請求項11~13のいずれか1項に記載の装置。
- 間隔が一定の複数の孔または溝がある塗布ノズル固定用部材をさらに有する、請求項11~13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記塗布ノズルが、パンタグラフ機構を有する伸縮構造物の末端またはジョイント部に固定された、請求項11~13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記塗布ノズルが、前記塗布液を供給するチューブを着脱可能に接続できる接続部を有する、請求項11~16のいずれか1項に記載の装置。
- 一つの塗布液タンクと、複数の前記塗布ノズルとを連結するチューブをさらに有する、請求項11~17のいずれか1項に記載の装置。
- 前記塗布膜の反射率または透過率の分布を測定する部材をさらに有する、請求項11~18のいずれか1項に記載の装置。
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