TWI839383B - 脫泡裝置及塗布裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於，於短時間內去除液體中所含之氣體。 本發明之脫泡裝置30具備液體9流經之供給流路32、設置於上述供給流路32之下游側且具有複數個流路面積小於該供給流路32之微細流路孔36之微細流路元件34、內部具有擴大空間40且積存已通過上述微細流路孔36之上述液體9之槽38、及對上述擴大空間40進行減壓之減壓機構42。

Description

脫泡裝置及塗布裝置

本發明係關於一種用於去除液體中之溶存氣體及微氣泡等氣體之脫泡裝置、及具備該脫泡裝置之塗布裝置。

軟性顯示器使用聚醯亞胺膜作為基材。聚醯亞胺膜係藉由塗布裝置(狹縫式塗布機)於玻璃基板上薄塗液狀之聚醯亞胺材料(聚醯亞胺清漆)、其後經歷乾燥、煅燒之步驟而成膜。聚醯亞胺膜中若混入大量氣泡，則製品不良，因此，成膜時防止氣泡之產生較重要。先前，係於將液狀之聚醯亞胺材料塗布於玻璃基板上之前，去除聚醯亞胺材料中所含之溶存氣體及微氣泡等氣體。為此，使用攪拌式之脫泡裝置。於專利文獻1中，揭示一種攪拌式之脫泡裝置，該攪拌式之脫泡裝置藉由於槽內利用葉片對液體進行攪拌，而使液體中所含之氣體上浮，從而去除該氣體。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-103110公報

[發明所欲解決之問題]

於專利文獻1所揭示之攪拌式之脫泡裝置之情形時，為了完成液體中之氣體之去除(完成脫泡)，需要大量時間。特別是，於作為脫泡之對象之液體為黏度較高之聚醯亞胺材料(例如，3000 cp之液體)之情形時，時間顯著加長。例如，為了完成3～4升之聚醯亞胺材料之脫泡，需要4小時左右。於如上所述之用於製造軟性顯示器之塗布裝置之情形時，預先積存於槽之液體之必需量存在例如為20升～40升之情況。針對此種大量液體，為了於塗布前完成脫泡，於先前之脫泡裝置之情形時，過於花費時間，生產效率不佳。

因此，本發明之目的在於，於短時間內去除液體中所含之氣體。 [解決問題之技術手段]

本發明具備液體流經之供給流路、設置於上述供給流路之下游側且具有複數個流路面積小於該供給流路之微細流路孔之微細流路元件、內部具有擴大空間且積存已通過上述微細流路孔之上述液體之槽、及、對上述擴大空間進行減壓之減壓機構。根據該脫泡裝置，藉由使槽之擴大空間減壓，從而，供給流路之液體通過微細流路孔流向槽內。由於擴大空間被減壓，故已通過微細流路孔之液體中所含之氣體發泡，進而，該液體若通過微細流路孔，則藉由孔口作用而減壓，發泡得到促進。藉此，液體中所含之氣體可於短時間內去除。

又，較佳為，上述槽具有自上述微細流路元件引導上述液體繞行至該槽之底部側之引導路。根據該引導路，即便已通過微細流路元件之液體之表面附著有氣泡，亦易於在液體沿引導路流動期間使該氣泡消失。

又，較佳為，於上述微細流路元件之上游側設置有流路面積較上述供給流路擴大且積存上述液體之儲液空間。根據該構成，流過供給流路之液體暫且進入上述儲液空間。進入儲液空間之液體自廣泛分佈設置於整個微細流路元件之複數個微細流路孔流出。由此，釋放至槽內之擴大空間之液體之表面積擴大，發泡進一步得到促進。

本發明具備載置被塗布構件之載台、具有對上述被塗布構件噴出液體之狹縫之塗布器、使上述載台上之上述被塗布構件與上述塗布器之中之一者相對於另一者移動之驅動機構、及、向上述塗布器供給上述液體之液體供給機構，上述液體供給機構具有上述脫泡裝置。根據該塗布裝置，藉由脫泡裝置脫泡後之液體供給至塗布器，該液體自塗布器向被塗布構件噴出，從而被塗布構件上形成有薄膜。藉由上述脫泡裝置，於形成薄膜時可防止氣泡之產生。進而，液體中所含之氣體可於短時間內去除，因此，生產效率較佳。 [發明之效果]

根據本發明之脫泡裝置，可於短時間內去除液體中所含之氣體。 根據本發明之塗布裝置，由於液體中所含之氣體可於短時間內去除，故生產效率較佳。

[關於塗布裝置] 圖1係塗布裝置之概略構成圖。塗布裝置10具備載置玻璃等基板(被塗布構件)7之載台12、塗布器14、驅動機構16、及液體供給機構18。塗布器14具有狹縫20。自狹縫15向載台12上之基板7噴出液體9。驅動機構16使載台12上之基板7與塗布器14之中之一者相對於另一者移動。本實施形態之驅動機構16使塗布器14相對於處於固定狀態之載台12移動。為此，驅動機構16具備用於使塗布器14於水平方向上移動之(未圖示)致動器。液體供給機構18向塗布器14供給液體9。

塗布器14於與該塗布器14之移動方向正交之方向上較長。於塗布器14內，除狹縫20以外，形成有與狹縫20相連之擴大儲液部(歧管)22。狹縫15及擴大儲液部22沿塗布器14之長度方向較長地形成。液體供給機構18具有積存液體9之主槽24、送出主槽24之液體9之泵26、及連接泵26與塗布器14(擴大儲液部22)之配管28。液體供給機構18進而具有用於去除液體9中之溶存氣體及微氣泡等氣體之脫泡裝置30。於圖1所示之形態中，藉由脫泡裝置30脫泡後之液體9供給至主槽24。藉由泵26之驅動，主槽24之液體9供給至塗布器14。供給至塗布器14之擴大儲液部22之液體9經由狹縫15噴出。隨著該噴出，塗布器14藉由驅動機構16於水平方向上移動。藉此，基板7上形成有利用液體9而得之薄膜。

[關於液體9] 本實施形態之液體9係液狀之聚醯亞胺材料(聚醯亞胺清漆)。塗布裝置10於基板7上塗布聚醯亞胺材料作為液體9。塗布後，對液體9進行乾燥及煅燒，藉此，基板7上形成有聚醯亞胺膜。聚醯亞胺材料係較高黏度之液體。其黏度較高，例如為1000 cp以上。本實施形態之塗布裝置10及脫泡裝置30針對1000 cp以上之(7000 cp以下之)高黏度之液體9較佳，針對3000 cp以上之液體9特佳。再者，液體9亦可並非聚醯亞胺材料，例如可為包含其他樹脂之清漆。又，作為藉由脫泡裝置30進行脫泡之對象之液體亦可並非包含樹脂之液體，可為各種領域中所用之其他液體。又，作為藉由脫泡裝置30進行脫泡之對象之液體，亦可並非高黏度之液體(亦即，可為未達1000 cp之液體)。

[關於脫泡裝置30] 圖2係表示脫泡裝置30之概略構成之剖視圖。脫泡裝置30具備高黏度之上述液體9流經之供給流路32、設置於供給流路32之下游側之微細流路元件34、內部具有擴大空間40之槽38、及對擴大空間40進行減壓(使其為真空壓)之減壓機構42。脫泡裝置30進而具備收容液體9之容器44。以下，將槽38稱為「(脫泡用之)副槽38」。

供給流路32係由配管構成。供給流路32之一端33a側位於容器44內之液體9中。供給流路32之另一端33b側與副槽38之壁部39連接。於供給流路32之中途設置有開關閥46。開關閥46於打開狀態下，液體9可流經供給流路32。供給流路32之流路直徑(內徑)例如為10毫米以上、19毫米以下。再者，該流路直徑係供給流路32中之最小值。

於脫泡裝置30之說明中，「上游側」及「下游側」係以液體9流動之方向為基準。亦即，收容液體9之容器44中之供給流路32之一端33a側為上游側，排出液體9之副槽38之底部49側為下游側。

本實施形態之微細流路元件34由板狀之構件構成。該板狀之構件上形成有複數個(多個)微細流路孔36。微細流路孔36係由在其厚度方向上貫通板狀構件之孔構成。各微細流路孔36之流路面積小於供給流路32。微細流路孔36之直徑例如為0.1毫米以上、1.0毫米以下。液體9可通過微細流路孔36。如此，微細流路元件34設置於供給流路32之下游側，且具有複數個流路面積小於該供給流路32之微細流路孔36。微細流路元件34安裝於副槽38之上部側之壁部39。

副槽38設置於微細流路元件34之下游側(供給流路32之相反側)。副槽38積存已通過微細流路孔36之液體9。副槽38所具有之擴大空間40係自微細流路孔36擴大之空間。副槽38成為密閉容器。於副槽38所具有之另一壁部48，經由第一配管50連接有減壓機構42。於副槽38之底部(底壁部)49連接有第二配管52。於第二配管52上設置有開關閥54。開關閥54於打開狀態下時，副槽38之液體9可向外部排出。所排出之液體9流向外部裝置(於圖1之形態中，為主槽24)。

對壁部39之構成進行說明。於副槽38之一部分壁上設置有孔，以堵塞該孔之方式，設置有板狀之微細流路元件34。以覆蓋微細流路元件34之方式，安裝有蓋構件56。於微細流路元件34之周圍(緣部)，設置有密封構件(O形環)37。於蓋構件56上連接有供給流路32。蓋構件56與微細流路元件34相對且空出間隔設置，藉此，於蓋構件56與微細流路元件34之間設置有儲液空間58。亦即，於微細流路元件34之上游側(正上游側)設置有儲液空間58。儲液空間58係流路面積較供給流路32擴大之空間，可積存流過供給流路32之液體9。

副槽38之內部具有引導路60。引導路60自微細流路元件34引導液體9繞行(迂迴)至副槽38之底部49側。再者，上述「繞行」係指路程長於自微細流路元件34至積存於副槽38之液體9之液面之最短距離。已通過微細流路孔36之液體9向下流動，到達引導路60之上部62。到達上部62之液體9沿引導路60向副槽38之底部49側流動。引導路60例如為具有凹槽之構件，液體9沿該凹槽流動。再者，引導路60亦可並非具有凹槽之構造。圖2所示之引導路60包含複數個引導構件64a、64b。於一引導構件64a與另一引導構件64b之間，設置有液體9流動之方向變化之折返部65。引導路60自上部62向積存於副槽38之液體9(液面、或、液面附近)延伸設置。引導路60亦可並非圖示之形態。例如，雖未圖示，然而引導路60可具有螺旋狀之引導構件。藉由設為螺旋狀，可緊湊地實現「繞行」。

減壓機構42包含真空泵。減壓機構42經由第一配管50抽吸副槽38內之氣體，從而對擴大空間40進行減壓(使擴大空間40為真空壓)。副槽38之外部為大氣壓，容器44內亦為大氣壓。若擴大空間40藉由減壓機構42而相對大氣壓減壓，則藉由副槽38之內外之壓差，使容器44之液體9向副槽38流經供給流路32，進而，該液體9通過微細流路孔36而到達擴大空間40。

根據具備以上構成之脫泡裝置30，藉由使副槽38之擴大空間40減壓，從而，供給流路32之液體9通過微細流路孔36流向副槽38內。由於擴大空間40被減壓，故已通過微細流路孔36之液體9中所含之溶存氣體及微氣泡等氣體發泡。進而，該液體9若通過微細流路孔36，則藉由孔口作用而急遽減壓，發泡得到促進。圖3係對孔口作用進行說明之圖。若液體9通過微細流路孔36，則如圖3之上部之圖所示，液體9之壓力自Q1(pa：帕斯卡)降低至Q2(pa：帕斯卡)。亦即，微細流路孔36具有作為孔口之功能。於本實施形態中，液體9經由微細流路孔36吸出至被減壓之擴大空間40(為真空壓之擴大空間40)側時，藉由擴大空間40為真空壓而產生之作用、與上述孔口作用之協同效應，液體9之壓力急遽降低。由此，液體9中之溶存氣體及微氣泡成為氣泡8而於擴大空間40中析出。藉此，液體9中之溶存氣體及微氣泡自液體9去除。產生之氣泡8於副槽38內破裂。

圖4係表示微細流路元件34之變化例之前視圖。微細流路元件34為圓板狀之構件，於圓形之範圍內可設置有大量微細流路孔36，然而，如圖4所示，微細流路元件34亦可為於一方向上較長之長條狀之板構件(於前視下，為矩形之板構件)。微細流路孔36較該一方向之正交方向(其他方向)，更多地排列設置於該一方向上。而且，上述一方向為水平方向，且設置於副槽38。排列於下層之微細流路孔36、與排列於其上一層之微細流路孔36之沿上述一方向上之位置不同。亦即，於微細流路元件34中，微細流路孔36以鋸齒狀配置。於圖2所示之形態(圓板狀)之情形時，液體9通過微細流路元件34之所有微細流路孔36，但已通過較下部之微細流路孔36之液體9易於被已通過上部之微細流路孔36之液體9覆蓋。由此，自已通過下部之微細流路孔36之液體9脫泡之氣泡易於夾帶於已通過上部之微細流路孔36之大量液體9中。與此相對，於圖4所示之形態之情形時，由於自微細流路元件34之上部流向下部之液體9變少，故脫泡之氣泡之夾帶減少。即，微細流路孔36較佳為較上下方向更多地排列分佈於水平方向之構成。

於圖2中，積存於副槽38之液體9已完成脫泡。液體9自副槽38之底部49經由第二配管52供給至外部裝置(於圖1之形態中，為主槽24)。該供給時，藉由減壓機構42對副槽38內進行減壓之動作停止。使副槽38之擴大空間40向大氣開放(使其為大氣壓)，排出副槽38內之液體9。再者，亦可將圖2所示之副槽38兼用作主槽24(參照圖1)，亦即，亦可構成為省略主槽24，將副槽38之液體9供給至塗布器14。

[脫泡裝置之其他形態] 圖5係表示具有其他形態之脫泡裝置30之概略構成之剖視圖。以下，將圖5所示之脫泡裝置30稱為「第二形態」。對於與圖2所示之脫泡裝置30相同之構成要素，儘可能附以相同符號(參照編號)，重複之說明省略。於第二形態中，如圖6所示，微細流路元件34由圓環狀之構件構成，於該圓環狀之構件上，設置有微細流路孔36。微細流路孔36以鋸齒狀配置。又，微細流路孔36較上下方向更多地排列分佈於水平方向。

如圖5所示，微細流路元件34為被上側構件66與下側構件67夾住之狀態，設置於副槽38之上部。上側構件66及下側構件67為圓板狀之構件。供給流路32貫通上側構件66之中央而與副槽38連接。上側構件66與下側構件67之間之環狀之微細流路元件34之內周側之區域為儲液空間58。暫且積存於儲液空間58中之液體9通過微細流路孔36，流向副槽38之擴大空間40。於上側構件66及下側構件67各者與微細流路元件34之間，設置有密封構件(O形環)68。於第二形態中，於下側構件67上安裝有引導路60之上部62。引導路60由筒狀之構件構成。為了自微細流路元件34引導液體9繞行至副槽38之底部49側，引導路60具有錐形之筒部69。

於上述各形態中，為了增加通過微細流路元件34流入副槽38內之液體9之量(流量)，可增加微細流路孔36之數量。根據第二形態，大量微細流路孔36省空間地設置。進而，根據第二形態，與圖4所示之微細流路元件34相同，由於自微細流路元件34之上部流向下部之液體9變少，故脫泡之氣泡之夾帶減少(亦即，脫泡之效率較佳)。

於第二形態之情形時，如上述，易於增加微細流路孔36之數量，可對大量液體9進行脫泡。由此，可於短時間內對大量液體9進行脫泡。因此，藉由提高(增大)副槽38之液體9之收容能力(容量)，副槽38可兼作圖1所示之主槽24。亦即，可省略主槽24。於該情形時，使副槽38之擴大空間40處於大氣中(使其為大氣壓)，副槽38內之液體9供給至塗布器14(參照圖1)。再者，亦可將第二形態之脫泡裝置30應用於圖1所示之塗布裝置10，可構成為將積存於脫泡用之副槽38之液體9暫且供給至主槽24，將液體9自主槽24供給至塗布器14。

[關於各形態之脫泡裝置30] 如以上，上述各形態之脫泡裝置30具備供給流路32、微細流路元件34、副槽38及減壓機構42。根據該脫泡裝置30，副槽38之擴大空間40藉由減壓機構42減壓，藉此，供給流路32之液體9通過微細流路孔36流向副槽38內。由於擴大空間40被減壓，故已通過微細流路孔36之液體9中所含之溶存氣體及微氣泡等氣體發泡，進而，該液體9若通過微細流路孔36，則會藉由孔口作用而急遽減壓，使發泡得到促進。藉此，容器44內之液體9中所含之氣體可於短時間內去除。

由此，根據具備上述各形態之脫泡裝置30之塗布裝置10，經脫泡後之液體9供給至塗布器14，該液體9自塗布器14向基板7噴出，從而基板7上形成有薄膜。藉由脫泡裝置30，於形成薄膜時可防止氣泡之產生。進而，液體9中所含之氣體可於短時間內去除，因此，生產效率較佳。塗布裝置10可具備複數個脫泡裝置30，複數個脫泡裝置30可構成為交替連接於主槽24(或塗布器14)而排出液體9。於該情形時，於一個脫泡裝置30中進行脫泡處理期間，自其他脫泡裝置30將完成脫泡之液體9供給至主槽24(或塗布器14)。繼而，於上述其他脫泡裝置30中進行脫泡處理期間，自上述一個脫泡裝置30將完成脫泡之液體9供給至主槽24(或塗布器14)。如此，塗布裝置10具備複數個脫泡裝置30，複數個脫泡裝置30可切換使用。

於上述各形態之脫泡裝置30中(圖2、圖5)，副槽38具有引導路60，引導路60自微細流路元件34引導液體9繞遠(迂迴)至副槽38之底部49側。根據該引導路60，即便已通過微細流路元件34之液體9之表面附著有氣泡，亦可於液體9沿引導路60流動期間使該氣泡消失。再者，即便為殘存氣泡之狀態，該氣泡亦殘存於所積存之液體9之表層。液體9自副槽38之底部49向外部排出，因此，氣泡並不供給至作為外部裝置之(如圖1所示)主槽24及塗布器14。

於上述各形態之脫泡裝置30中(圖2、圖5)，於微細流路元件34之上游側，設置有儲液空間58。儲液空間58之流路面積較供給流路32擴大，於微細流路元件34之正前方積存液體9。由此，流過供給流路32之液體9暫且進入儲液空間58。繼而，進入儲液空間58之液體9可自廣泛分佈設置於整個微細流路元件34之大量微細流路孔36流出。由此，釋放至副槽38內之擴大空間40之液體9之表面積擴大，發泡進一步得到促進。

[其他] 本次揭示之實施形態全部係例示者，而非用於限制。本發明之權利範圍並未限定於上述實施形態，而是包含申請專利範圍之範圍所記載之構成及與其均等之範圍內之所有變更。於圖4及圖6所示之微細流路元件34中，對微細流路孔36設置為上下二行之情況進行了說明，然而，行數(層數)可變更，亦可為三行以上。又，微細流路元件34之形狀亦可並非圖示之形狀。副槽38中之微細流路元件34之設置位置及設置姿勢等亦可並非圖示之形態。

7:基板(被塗布構件) 8:氣泡 9:液體 10:塗布裝置 12:載台 14:塗布器 15:狹縫 16:驅動機構 18:液體供給機構 20:狹縫 22:擴大儲液部(歧管) 24:主槽 26:泵 28:配管 30:脫泡裝置 32:供給流路 33a:供給流路之一端 33b:供給流路之另一端 34:微細流路元件 36:微細流路孔 37:密封構件(O形環) 38:副槽(槽) 39:壁部 40:擴大空間 42:減壓機構 44:容器 46:開關閥 48:壁部 49:底部 50:第一配管 52:第二配管 54:開關閥 56:蓋構件 58:儲液空間 60:引導路 62:上部 64a、64b:引導構件 65:折返部 66:上側構件 67:下側構件 68:密封構件(O形環) 69:筒部 Q1:壓力 Q2:壓力

圖1係塗布裝置之概略構成圖。 圖2係表示脫泡裝置之概略構成之剖視圖。 圖3係對孔口作用進行說明之圖。 圖4係表示微細流路元件之變化例之前視圖。 圖5係表示具有其他形態之脫泡裝置之概略構成之剖視圖。 圖6係微細流路元件之立體圖。

9:液體

30:脫泡裝置

32:供給流路

33a:供給流路之一端

33b:供給流路之另一端

34:微細流路元件

36:微細流路孔

37:密封構件(O形環)

38:副槽(槽)

39:壁部

40:擴大空間

42:減壓機構

44:容器

46:開關閥

48:壁部

49:底部

50:第一配管

52:第二配管

54:開關閥

56:蓋構件

58:儲液空間

60:引導路

62:上部

64a、64b:引導構件

65:折返部

Claims (3)

1. 一種脫泡裝置，其具備液體流經之供給流路、設置於上述供給流路之下游側且具有複數個流路面積小於該供給流路之微細流路孔，且具有於上下方向擴展之表面之微細流路元件、內部具有擴大空間且積存已通過上述微細流路孔之上述液體之槽、對上述擴大空間進行減壓之減壓機構、及設置於上述槽之內部且使上述液體沿著其流動之引導路，複數之上述微細流路孔係於上述微細流路元件之上述於上下方向擴展之表面開口，通過上述微細流路孔之上述液體係沿著上述微細流路元件之上述於上下方向擴展之表面朝向下方流動，已沿上述表面流動之上述液體係朝向上述槽之底部側沿著上述引導路流動。
2. 如請求項1之脫泡裝置，其中於上述微細流路元件之上游側設置有流路面積較上述供給流路擴大且積存上述液體之儲液空間。
3. 一種塗布裝置，其具備載置被塗布構件之載台、具有對上述被塗布構件噴出液體之狹縫之塗布器、使上述載台上之上述被塗布構件與上述塗布器之中之一者相對於另一者移動之驅動機構、及向上述塗布器供給上述液體之液體供給機構，上述液體供給機構具有如請求項1或2之脫泡裝置。