KR20080070549A

KR20080070549A - 슬릿 다이 및 심

Info

Publication number: KR20080070549A
Application number: KR1020080007441A
Authority: KR
Inventors: 쥰이치 깃카와; 하치로 도우치; 슈이치로 우에다
Original assignee: 쥬가이로 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2008-07-30
Also published as: KR100966708B1; CN101229537A; JP2008178818A; TWI327933B; TW200831195A; CN101229537B

Abstract

고정밀도(高精密度)의 막 두께 분포를 얻을 수 있고, 구조가 간단해서, 메인티넌스(mintenance) 후의 재조정도 불필요한 슬릿 다이를 제공한다.

제1과 제2 립(lip)(2, 3)의 대향 면에 매니폴드(manifold)(7)를 형성하고, 제1과 제2 립(2, 3) 사이에 심(shim)(4)을 끼워서 고정하고, 매니폴드(7)를 연통하여 하단의 개구를 토출구(10)로 한 슬릿(6)을 형성해서 이루어지는 슬릿 다이(1)에 있어서, 심(4)의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 변화되는 테이퍼를 설치한다.

Description

슬릿 다이 및 심{SLIT DIE AND SHIM}

본 발명은, 액정 패널, 플라스마 디스플레이 패널 등의 기판에 도포액을 토출(吐出)해서 도막(塗膜)을 형성하는 다이 코터(die coater)의 슬릿 다이(slit die) 및 심(shim)에 관한 것이다. 특히, 도막의 막 두께 분포를 균일하게 하는 슬릿 다이 및 심에 관한 것이다.

종래, 다이 코터의 슬릿 다이에는 제1과 제2 립(lip)에 플랫 심(flat shim)이 끼워져서 슬릿(slit)이 형성되어 있다. 보통, 공급되는 도포액의 압력에 의한 슬릿 틈의 확대나, 슬릿의 길이 방향(이하, 폭 방향이라고 한다)의 도포액의 토출 분포의 차이 등에 의해, 기판 위에 형성되는 도막의 막(膜) 두께 분포는, 슬릿의 중앙부가 두꺼워서 양 단부가 얇은 산 형상(山形狀)으로 되지만, 그 정밀도는 ±5% 정도로서, 실용상 문제는 없었다.

그런데, 최근에 있어서의 액정 패널이나 플라스마 디스플레이 패널의 대형화(大型化)에 따라서, 기판으로의 도포액의 코팅 폭(幅)이 확대됨과 동시에, 막 두께 분포도 고정밀도(高精密度)가 요구되어 있다.

막 두께 분포를 개선하기 위해서는, 슬릿 다이의 공급 포트를 1점으로부터 폭 방향으로 다점화(多点化)해서 토출 분포를 좋게 하는 방법이 있다. 그러나 도포액에 따라서는, 다점(多点)의 공급 포트로부터 공급되어서 슬릿 다이 내부에서 합류할 때에 서로 섞이지 않고 도막에 줄무늬가 발생하여, 품질에 악영향을 끼치고 있었다.

또한, 특허문헌 1에는, 심에 의해 형성되는 매니폴드의 내폭(內幅)을 립(lip) 선단 면을 향해서 서서히 감소시키는 구조가 제안되어 있다.

특허문헌 2에는, 도막의 단부의 후막화(厚膜化)를 방지하기 위해서, 슬릿의 토출구의 폭을 안쪽에서도 확장해서 토출구의 단부(端部)에 흐르는 도포액을 적게 하는 구조가 제안되어 있다.

그러나, 이것들의 구조에서는, 슬릿 토출구의 형상을 이론적인 계산으로 구(求)하는 것이 어렵고, 시행(試行) 착오로 결정하지 않으면 안되고, 단부 근방(近傍)의 막 두께밖에 제어할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 3에는, 한쪽의 립에 복수의 나사를 설치해서 슬릿의 간격을 조정하는 구조가 제안되어 있다.

특허문헌 4에는, 한쪽의 립을 2개의 블록으로 구성해서 이것들의 블록을 상대적으로 이동시켜서 슬릿의 간격을 조정하는 구조가 제안되어 있다.

그러나, 이것들은, 다이의 구조가 복잡화하고, 메인티넌스 후(後)에 다시 조정이 필요해서 번잡하다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 1은, 일본 특개평 9-253555호의 공보

특허문헌 2는, 일본 특개 2000-153199호의 공보

특허문헌 3은, 일본 특개평 9-131561호의 공보

특허문헌 4는, 일본 특개 2004-283820호의 공보

본 발명은 상기 종래의 문제점에 감안해서 이루어진 것으로, 고정밀도의 막 두께 분포를 얻을 수 있고, 구조가 간단해서, 메인티넌스 후의 재조정도 불필요한 슬릿 다이 및 심을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 슬릿 다이는,

제1과 제2 립의 대향 면에 매니폴드를 형성하고, 상기 제1과 제2의 립 사이에 심을 끼워서 고정하고, 상기 매니폴드에 연통하여 하단의 개구를 토출구로 한 슬릿을 형성해서 이루어지는 슬릿 다이에 있어서, 상기 심에 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 변화되는 테이퍼(taper)를 설치한 것이다.

상기 테이퍼는, 슬릿의 단부의 유량을 증가시켜 중앙부의 유량을 감소시킬 때는, 상기 심의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께를 얇게 할 수 있다.

또한, 반대로, 슬릿의 단부의 유량을 감소시켜 중앙부의 유량을 증가시킬 때는, 상기 테이퍼는, 상기 심의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께를 두껍게 할 수 있다.

상기 심을 중앙부에서 길이 방향으로 제1 심과 제2 심으로 분할해도 좋다.

이 경우, 상기 심의 중앙부에서 상기 제1 심과 제2 심의 단면을 서로 맞물리게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 심은, 제1과 제2 립 사이에 끼워져서 슬릿을 형성하는 심이 며, 상기 심의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 변화되는 테이퍼를 설치한 것이다.

본 발명에 따르면, 테이퍼 심을 제1과 제2 립 사이에 끼워서 고정하는 것만으로 간단한 구조로 슬릿의 단부의 유량을 중앙부에 대하여 증감시킬 수 있으므로, 고정밀도의 막 두께 분포를 얻을 수 있고, 메인티넌스 시(時)의 재조정도 불필요하다. 슬릿 간격의 조정 기구가 불필요하므로, 슬릿 다이의 구조가 간단하게 된다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 따라서 설명한다.

도 1은, 본 발명에 관한 슬릿 다이(1)의 단면도이다. 이 슬릿 다이(1)는, 제1 립(2)과 제2 립(3) 사이에 테이퍼 심(4)을 끼워서 연결 볼트(5)로 고정하고, 제1 립(2)과 제2 립(3) 사이에 슬릿(6)을 형성한 것이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 립(2)은, 스테인리스 강철로 만든 제품의 장척(長尺)의 블록으로 이루어지고, 제2 립(3)과의 대향 면에는 길이 방향으로 연장하는 홈(構) 모양의 매니폴드(7)가 형성되어 있다. 매니폴드(7)의 중앙에는, 그 상벽(上壁)으로부터 제1 립(2)의 상면의 공급 포트(8)에 이르는 도포액 공급로(9)가 형성되어 있다.

제2 립(3)은, 제1 립(2)과 마찬가지로, 스테인리스 강철로 만든 제품의 장척의 블록으로 이루어지고, 제1 립(2)과 세로(縱)·가로(橫)의 치수는 동일하지만, 두께가 제1 립(2)보다 얇게 형성되어 있다.

제1 립(2)과 제2 립(3)의 하단 면은 슬릿(6)의 하단 개구인 토출구(10)가 돌출(突出)하도록 경사면(11, 12)으로 형성되어 있다.

테이퍼 심(4)은, 스테인리스 강판으로 이루어지고, 상기 제1 립(2)과 제2 립(3)과 세로·가로의 치수가 거의 동일해서, 상기 제1 립(2)의 매니폴드(7)와 그 아래쪽의 부분에 대응하는 부분에 노치(notch)(13)가 설치되어, 전체적으로 문형상(門形狀)으로 형성되어 있다. 테이퍼 심(4)의 상단 면(上端面)으로부터 노치(13)의 위 가장자리(上緣)까지의 높이는, 상기 제1 립(2)의 상단 면으로부터 매니폴드(7)의 상벽 가장자리(上壁緣)까지의 높이와 동일하다. 또한, 테이퍼 심(4)의 노치(13)의 양끝 가장자리(兩端緣) 사이의 간격은, 상기 제1 립(2)의 매니폴드(7)의 길이 방향의 길이와 동일하다.

테이퍼 심(4)은, 그 중앙부에서 슬릿(6)의 길이 방향으로 제1 심(4a)과 제2 심(4b)으로 분할되어 있다. 제1 심(4a)의 끝 가장자리(端緣)에는 구형의 오목부(凹部)(14)가 형성되어, 제2 심(4b)의 끝 가장자리에는 상기 오목부(14)와 맞물리는 구형의 볼록부(15)가 형성되어 있다. 이 제1 심(4a)과 제2 심(4b)의 맞물림 구조는 이것에 한하지 않고, 반원형의 오목부와 볼록부(凸部)로도 좋고, L자형으로 형성한 것이라도 좋다. 제1 심(4a)과 제2 심(4b)은, 그것들의 제2 립(3)과 대향하는 면에, 각각 단부에서 중앙부를 향해 두께가 얇게 변화되는 테이퍼가 설치되어 있다. 이 테이퍼는, 예를 들면 중앙부의 두께를 1이라고 하였을 때에 단부의 두께가 1.1이 되도록 정밀가공에 의해 형성되어 있다.

상기 제1 립(2), 제2 립(3), 테이퍼 심(4)에는, 연결 볼트(5)를 삽통(揷通) 하는 다수의 구멍(16)이 3열로서 길이 방향으로 일정 간격으로 형성되어 있다. 제1 립(2)과 제2 립(3) 사이에 테이퍼 심(4)을 끼우고, 각 구멍(16)에 연결 볼트(5)를 통해서 조이는(clamping) 것으로, 제1 립(2)과 제2 립(3) 사이에 테이퍼 심(4)의 두께에 상당하는 틈의 슬릿(6)이 형성되어 있다. 제1 심(4a)과 제2 심(4b)은 오목부(14)와 볼록부(15)로 맞물리어 있으므로, 엇갈리는 일은 없고, 또한 서로 밀착시키는 것으로서 도포액의 누설이 생기지 않도록 할 수 있다. 슬릿(6)의 하단 개구(開口)는 토출구(10)를 형성하고, 이 토출구(10)는 슬릿(6), 매니폴드(7), 도포액 공급로(9)를 통하고, 공급 포트(8)에 연통하고 있다.

다음에, 상기 구성으로 이루어지는 슬릿 다이(1)의 작용에 대해서 설명한다.

도시하지 않는 도포액 탱크로부터 도포액이 공급 포트(8)에 공급되면, 도포액은 도포액 공급로(9)를 통과해서 매니폴드(7)에 도입되고, 이 매니폴드(7)의 중앙부로부터 양 단부로 확장되어, 슬릿(6)을 통해서 토출구(10)에서 토출한다. 슬릿 다이(1) 또는 슬릿 다이(1)의 아래쪽에 위치하는 테이블(17)을 슬릿(6)의 길이 방향으로 직각인 방향에 상대적으로 이동시키면, 슬릿(6)의 토출구(10)에서 토출하는 도포액은 테이블(17)에 탑재된 기판(18) 위에 도포된다.

테이퍼 심(4)에는, 전술한 바와 같이 중앙부가 얇아지는 테이퍼가 설치되어 있으므로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 슬릿(6)의 중앙부의 틈은 단부의 틈보다 좁아져 있다. 이것 때문에, 슬릿(6)의 중앙부에서 토출하는 도포액의 유량은 단부로부터 토출하는 유량보다도 적어진다. 또한, 도 3 중 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 슬릿(6)의 중앙부의 틈은 도포액의 토출 압력에 의해 확장되지만, 종래의 플랫 심 과 비교해서 확장은 적다. 이 결과, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 슬릿(6)의 중앙부에서 두꺼워지고 양 단부에서 얇은 산 형상이 되어 있었던 기판(18) 위의 도막(19)의 막 두께 분포는, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 균일하게 조정되어서 평탄한 막 두께 분포가 된다.

도 5는, 도 2의 테이퍼 심(4)의 변형 예인 테이퍼 심(4')을 나타낸다. 막 두께 분포가 슬릿(6)의 중앙부에서 얇고 양 단부에서 두꺼워질 경우에는, 도 2에 나타낸 테이퍼 심(4)의 대신에, 이러한 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 두꺼워지는 테이퍼가 설치된 테이퍼 심(4')을 사용한다. 테이퍼는, 예를 들면 중앙부의 두께를 1로 하였을 때에 단부의 두께가 0.9가 되도록 정밀가공에 의해 형성되어 있다. 이 테이퍼 심(4')도, 상기 테이퍼 심(4)과 마찬가지로, 그 중앙부에서 슬릿(6)의 길이 방향으로 제1 심(4a')과 제2 심(4b')으로 분할되어 있다. 제1 심(4a')의 끝 가장자리에는 오목부(14)가 형성되어, 제2 심(4b')의 끝 가장자리에는 상기 오목부(14)와 맞물리는 볼록부(15)가 형성되어 있다.

이렇게 중앙부가 두꺼워지는 테이퍼가 설치된 테이퍼 심(4')을 사용하면, 슬릿(6)의 중앙부의 틈은 단부의 틈보다 넓어진다. 이것 때문에, 슬릿(6)의 중앙부에서 도 6에 나타낸 바와 같이 토출하는 도포액의 유량은 단부에서 토출하는 유량보다도 커진다. 또한, 슬릿(6)의 중앙부의 틈은 도포액의 토출 압력에 의해 더욱 확장되려고 하지만, 종래의 플랫 심과 비교해서 확장은 적다. 이 결과, 도 7(a)에 나타낸 바와 같이 슬릿(6)의 중앙부에서 얇고 양 단부에서 두꺼운 산 형상으로 되어 있었던 기판(18) 위의 도막의 막 두께 분포는, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 균일 하게 조정되어서 평탄한 막 두께 분포가 된다.

상기 슬릿 다이(1)에서는, 제1 립(2)과 제2 립(3)에 테이퍼 심(4, 4')을 끼워서 고정하는 것만으로, 슬릿(6)의 틈을 조정할 수 있다. 이것 때문에, 제1 립(2)과 제2 립(3)을 분해(分解)해서 메인티넌스 할 시에도, 마찬가지로 조립하는 것만으로 틈 조정을 할 수 있으므로, 재조정이 불필요하다. 종래의 조정 볼트 등을 이용한 슬릿 간격의 조정 기구도 불필요하므로, 슬릿 다이(1)의 구조가 간단하게 된다.

[실시예]

실시예로서, 종래의 테이퍼 없는 심(두께 0.8mm)과 본 발명의 테이퍼 심(양 단부 두께 0.84mm, 중앙부 두께 0.8mm)으로 도포를 실행한 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 막 두께 분포가 종래는 ±5%이었던 것이, 본 발명에서는 ±2%까지 개선되었다.

도 1은 본 발명에 관한 슬릿 다이의 단면도.

도 2는 도 1의 슬릿 다이의 분해 사시도.

도 3은 도 2의 테이퍼 심을 사용한 도 1의 I-I선 단면도.

도 4(a)는 종래의 플랫 심을 사용하였을 경우의 도막의 단면도, (b)는 도 2의 테이퍼 심을 사용하였을 경우의 도막의 단면도.

도 5는 테이퍼 심의 변형예를 게시하는 사시도.

도 6은 도 5의 테이퍼 심을 사용한 도 1의 I-I선 단면도.

도 7(a)는 종래의 플랫 심을 사용하였을 경우의 도막의 단면도, (b)는 도 5의 테이퍼 심을 사용하였을 경우의 도막의 단면도.

도 8은 종래의 심과 본 발명의 테이퍼 심을 사용하였을 시의 막 두께를 나타내는 그래프.

* 도면의 부호의 설명

1: 슬릿 다이 2: 제1 립

3: 제2 립 4, 4': 테이퍼 심

4a, 4a': 제1 심 4b, 4b': 제2 심

6: 슬릿 7: 매니폴드

10: 토출구 14: 오목부

15: 볼록부

Claims

제1과 제2 립(lip)의 대향 면에 매니폴드를 형성하고, 상기 제1과 제2 립의 사이에 심(shim)을 끼워서 고정하고, 상기 매니폴드에 연통하여 하단의 개구를 토출구로 한 슬릿을 형성해서 이루어지는 슬릿 다이에 있어서,

상기 심의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 변화되는 테이퍼를 설치한 것을 특징으로 하는 슬릿 다이.
제1항에 있어서, 상기 테이퍼는, 상기 심의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 슬릿 다이.
제1항에 있어서, 상기 테이퍼는, 상기 심의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 슬릿 다이.
제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 심을 중앙부에서 길이 방향으로 제1 심과 제2 심으로 분할한 것을 특징으로 하는 슬릿 다이.
제4항에 있어서, 상기 심의 중앙부에서 상기 제1 심과 제2 심의 단면(端面)을 서로 맞물리게 한 것을 특징으로 하는 슬릿 다이.
제1과 제2 립 사이에 끼워져서 슬릿을 형성하는 심으로써, 상기 심의 양 단부에서 중앙부를 향해 두께가 변화되는 테이퍼를 설치한 것을 특징으로 하는 심.