WO2007099766A1 - 塗布液供給装置 - Google Patents

Abstract

塗布液を一時的に貯留した後にポンプに供給する場合に、気泡、および固化、ゲル化した塗布液の発生を防止する。 塗布液を一時的に貯留し、塗布装置に圧送する塗布液一時貯留タンク４１が、互いに内径が異なり、かつ上下方向に一体的に形成された円筒形部分４１ａ、４１ｂと、最下部中央に下向きに設けられた塗布液吐出孔４１２ａと、上段の円筒形部分４１ａの側面最下部に設けられた塗布液流入孔４１１ａとを含んでいる。

Description

明 細 書

塗布液供給装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶カラーフィルター製造工程の塗布装置等の枚葉体塗布装置、連続 フィルム用コータ、その他の塗布装置に対して塗布液を供給するための塗布液供給 装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来から、塗布装置にお 1ヽては、塗布液の塗布装置に対する安定的供給を行う為 に、塗布装置手前にバッファタンクを設け、塗布液供給装置から送液された塗布液を バッファタンクに一時的に貯留して塗布液中の気泡等を除去し、その後、塗布装置 に対し塗布液を供給する方法が採られて ヽた (特許文献 1参照)。このバッファタンク としては、塗布液の流出口、および流入口を持った円筒状の容器を使用していた。

[0003] ここで、流入口は、円筒状の容器の上部であって、ノ ッファタンク内の液面よりも上 部に設置されたもの、またはノ ッファタンクの上部に設置され、そこ力も配管によって 液面下へ導くものであり、

また、流出口は、円筒状の容器の下部に設置されたもの、または円筒状の容器の 上部に設置され、そこ力 タンク底面へ配管し液面下へ導くものであり、

これらを組み合わせてバッファタンクの形状が決定されていた。

[0004] このバッファタンク内を用いることにより、流入時に塗布液に含まれていた気泡は液 面へ浮上することを利用して、塗布液中の気泡を除去することができる。

[0005] 図 4は従来の塗布液供給装置に含まれるノ ッファタンクを示す概略平面図、図 5は 同概略縦断面図である。

[0006] このノ ッファタンク 41は、円筒状の主体部の下部を、下方が漸縮する形状に形成し てある。そして、上部の側壁に流入孔 411をバッファタンク 41の中心に向くように設け 、下部中央に流出孔 412を設けている。また、流入孔 411よりもやや下方に液面セン サー 413を設けている。

[0007] この構成の塗布液供給装置では、塗布液は塗布液供給缶（図示せず)から圧縮空 気等によって流入孔 411を通してバッファタンク 41内へ供給される。そして、バッファ タンク 41内の塗布液は図示しな ヽ機構により液面に不活性ガス (例えば N )で圧力

2 をカロえることで流出孔 412から吐出され、図示しないポンプに供給される。このポンプ 力 塗布液を図示しない塗布装置に供給する。

[0008] また、液面センサー 413によりバッファタンク 41内の塗布液量の減少が検知される と、図示しない制御装置カゝら塗布液補給信号を出し、塗布液供給缶からバッファタン ク 41へ塗布液を供給させる。

特許文献 1：特許第 3414572号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 上記した従来の塗布液供給装置では、バッファタンク内に塗布液を供給する際に、 ノ ッファタンク内の液面を流動させることで、気泡が発生する。また、ノ ッファタンクへ の供給時に塗布液に既に気泡が混入していた場合、それが流出口近くまで流れ込 みそのままバッファタンク外へ送出されてしまう。従来のバッファタンクでこれを防ぐた めにはタンク容積を大きくしなくてはならず、無駄に液を浪費してしまう。さらに、従来 のバッファタンクでは塗布液の滞留部ができてしまい、これが塗布液の固化、ゲルィ匕 を促進させてしまう。そして、塗布液に含まれる気泡、または固ィ匕、ゲル化した塗布液 は塗布品質を著しく低下させることになるという問題があった。

[0010] また、図 4、図 5のバッファタンクでは、以下の 2つの問題がある。

第 1に、塗布液の中には一般的に言ってガスが溶け込んでいる場合が多ぐ配管内 では圧力により気泡になることが阻止されていても、バッファタンクに流入すると同時 に圧力差により気泡となってしまう可能性がある。この場合には、図 4のように流入孔 がバッファタンクの中心を向いているので気泡を含んだままの塗布液をポンプに送り 出す可能性が高くなる。この先の流路にフィルタ一等を設置することが考えられるが、 最終的に塗布不良を引き起こす可能性は高くなるだけでなく、フィルターの交換と 、 う追加作業が必要になる。

[0011] 第 2に、流入孔がバッファタンクの中心を向いているので、両サイドに液の流れが悪 くなる箇所が発生し易ぐ滞留した塗布液は自然に凝固し、いわゆるゲルを発生する 可能性が生じる。発生したゲルはバッファタンクの底部に溜まり、やがて流出孔を通し てポンプへ押し流されることになる。ゲルはフィルターで除去可能ではある力 フィル ターの寿命を短くし、場合によってはすり抜けて塗布品質に問題を生じる可能性もあ る。

[0012] 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、気泡、および固化、ゲル化し た塗布液の発生を防止することができる塗布液供給装置を提供することを目的として いる。

課題を解決するための手段

[0013] 上記の目的を達成するための、本発明の塗布液供給装置は、塗布液を枚葉体又 は連続フィルムに塗布して塗布液膜を形成する塗布装置に対して塗布液を供給する ためのものであって、塗布液を一時的に貯留し、塗布装置に圧送する塗布液一時貯 留タンクを含み、該塗布液一時貯留タンクは、互いに内径が異なり、かつ上下方向に 一体的に形成された円筒形部分と、最下部中央に下向きに設けられた塗布液吐出 孔と、上段の円筒形部分の側面最下部に設けられた塗布液流入孔とを含むものであ る。

[0014] この場合において、上段の円筒形部分の内径が下段の円筒形部分の内径より大き ぐかつ上段の円筒形部分と下段の円筒形部分との境界位置が、塗布液一時貯留タ ンクの最下部から液面上限までの高さの略 1Z2であることが好ましい。

[0015] この場合において、下段の円筒形部分の内径が上段の円筒形部分の内径の約 50 〜70%であり、上段の円筒形部分の最下部に、少なくとも塗布液流入孔の内径と等 し!、幅の水平部を有して!/、ることが好まし!/、。

[0016] また、前記塗布液流入孔が、上段の円筒形部分に対して接線方向に塗布液を流 入させるものであることが好まし 、。

[0017] また、塗布液の液面が塗布液流入孔よりも上方に位置するように塗布液の液面を 制御する液面制御装置をさらに含むことが好ましい。

発明の効果

[0018] 本発明の塗布液供給装置によれば、塗布液流入孔を塗布液吐出孔から十分に離 れた位置に設け、し力も、互いに内径が異なり、かつ上下方向に一体的に形成され た円筒形部分を有しているので、気泡等を含む塗布液が直接に塗布液吐出孔に導 かれるという不都合を防止することができる。

[0019] そして、上段の円筒形部分の内径が下段の円筒形部分の内径より大きぐかつ上 段の円筒形部分と下段の円筒形部分との境界位置が、塗布液一時貯留タンクの最 下部から液面上限までの高さの略 1Z2である場合には、気泡等を含む塗布液が直 接に塗布液吐出孔に導かれるという不都合を確実に防止することができる。この場合 において、下段の円筒形部分の内径が上段の円筒形部分の内径の約 50〜70%で あり、上段の円筒形部分の最下部に、少なくとも塗布液流入孔の内径と等しい幅の 水平部を有して 、れば、流入した塗布液が直接に下段の円筒形部分に導かれること を確実に防止することができる。

[0020] また、前記塗布液流入孔が、上段の円筒形部分に対して接線方向に塗布液を流 入させるものである場合には、塗布液一時貯留タンク内に流入する塗布液に旋回流 を発生させ、塗布液一時貯留タンク内の塗布液の滞留を解消するとともに塗布液を 攪拌することができ、塗布液の固化、ゲルィ匕を未然に防止することができる。

[0021] また、塗布液の液面が塗布液流入孔よりも上方に位置するように塗布液の液面を 制御する液面制御装置をさらに含む場合には、流入する塗布液が塗布液一時貯留 タンク内の塗布液の液面をたたき、気泡等が発生するという不都合の発生を防止す ることができる。そして、不都合を生じさせることなぐ塗布液一時貯留タンクを小型化 することができ、塗布液供給装置のコストを抑えることができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明の塗布液供給装置を組み込んだ液晶用ガラス基板塗布装置を示す概 略図である。

[図 2]本発明の塗布液供給装置の主要部である塗布液一時貯留タンクの概略平面 図である。

[図 3]同概略縦断面図である。

[図 4]従来のバッファタンクの概略平面図である。

[図 5]同概略縦断面図である。

符号の説明 [0023] 6 塗布液吐出装置

41 塗布液一時貯留タンク

41a 上段の円筒形部分

41b 下段の円筒形部分

411a 塗布液流入孔

411b 水平部

412a 塗布液吐出孔

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、添付図面を参照して、本発明の塗布液供給装置の実施の形態を詳細に説 明する。

[0025] 図 1は、本発明の塗布液供給装置を組み込んだ液晶用ガラス基板塗布装置を示 す概略図である。

[0026] 液晶用ガラス基板塗布装置には、薄膜トランジスタ {Thin Film Transistor (TF T) }を形成するための塗布装置とカラーフィルターを形成するための塗布装置が存 在するが、本発明の塗布液供給装置はそのどちらにも実施できるため、図 1の装置 は特に用途を特定しな ヽ状態で示されて ヽる。

[0027] 図 1に示す液晶用ガラス基板塗布装置 1は、装置ベース 2、制御装置 3、塗布液一 時貯留タンク 41、基板保持用ステージ 5、塗布液吐出装置 6、駆動装置 7、塗布液移 送ポンプ 8、真空ポンプ 9、塗布液供給缶 10、圧力センサー 42、第 1開閉バルブ 11 および第 2開閉バルブ 12など力も構成され、塗布装置 1の横側（図 1において液晶用 ガラス基板塗布装置 1の左側または右側）に配設された図示しない搬送用ロボットか ら受け取ったガラス基板 31に対してレジスト液などの塗布液を塗布する。

[0028] 装置ベース 2は、液晶用ガラス基板塗布装置 1の各構成部を支える台座として機能 するものである。

[0029] 制御装置 3は、液晶用ガラス基板塗布装置 1が所定の塗布動作を行うように、液晶 用ガラス基板塗布装置 1における各構成部の動作を、予め組み込まれたプログラム により制御可能とするものである。

[0030] 塗布液一時貯留タンク 41は、所定量の塗布液 (例えば、複数枚のガラス基板 31に 塗布することができる量の塗布液)を一時的に貯留するための槽であり、配管を介し てそれぞれ塗布液供給缶 10、エア抜きバルブ（図示せず)及び第 1開閉バルブ 11に 接続される。

[0031] 基板保持用ステージ 5は、塗布対象となるガラス基板 31を、十分な平面度を確保し て載置可能な載置面を有するものであり、十分な精度および剛性を維持するために 、ダラナイトで構成されている。そして、その表面にはガラス基板 31を吸着保持する ための多数の小径貫通孔が穿設されていると共に、ガラス基板 31の受取り時または 引渡し時に該ガラス基板 31を昇降させるための複数本のリフトピンが表面から出没 可能に設けられている。また、ガラス基板 31を位置合わせするためのアラインメント装 置（図示せず)が設けられて 、る。

[0032] 塗布液吐出装置 6は、長手方向に、塗布液を滲出させるためのスリット状吐出手段

(以後口金と称す) 621を保持し両端の走行装置 61によりガントリを成し、駆動装置 7 1により図中 X方向に口金 621を移動可能であるとともに、駆動装置 72により図中 Z 方向に口金 621を移動可能である。駆動装置 71は図 1の例ではリニアモータである 力 ボールねじ駆動のものにすることも可能である。

[0033] 駆動装置 7は、駆動装置 71、駆動装置 72など力 なり、塗布液吐出装置 6を図中 X 、 Zのそれぞれの方向に直線駆動可能とするものである。

[0034] 塗布液移送ポンプ 8は、図示しな ヽシリンダ、プランジャ、膜状封止部材及び真空 ポンプ 9と接続されるプランジャ駆動部を備え、立設した状態、すなわちシリンダの軸 線を鉛直軸に平行にした状態で使用される。そして、第 1開閉バルブ 11、および第 2 開閉バルブ 12と接続されている。

[0035] 塗布液供給缶 10は、剛性材料で製造された外ケースと、可撓性材料で製造された 内袋とを含み、外ケースと内袋との間隙に圧縮空気を供給することにより、内袋に封 入された塗布液を導出することができる。

[0036] 圧力センサー 42は、塗布液供給缶 10と塗布液一時貯留タンク 41とを接続する配 管 43の所定位置に設けられて 、る。

[0037] 次いで、上記の構成の液晶用ガラス基板塗布装置 1の動作を説明する。

[0038] ガラス基板 31は図示しない搬送用ロボットにより搬送され、図示しない上下動可能 なリフトピンにより搬送用ロボットから受け取られ、基板保持用ステージ 5に設置される

[0039] 基板保持用ステージ上のガラス基板 31は図示しないァライメント装置により位置合 せされ、基板保持用ステージ 5下部力 これも図示しない吸着装置により小径貫通孔 を通して真空吸着することにより基板保持用ステージ 5上に固定される。

[0040] 次に塗布液供給缶 10からの塗布液は、外ケースと内袋との間隙に圧縮空気を供 給することにより導出路、および配管 43を経て塗布液一時貯留タンク 41に送られる。 塗布液はー且塗布液一時貯留タンク 41に貯留された後、塗布液移送ポンプ 8に送ら れる。

[0041] 塗布液吐出装置 6は長手方向に口金 621を保持し、両端の走行装置によりガントリ を成し、駆動装置 71により図 1中 X方向に移動される。また、駆動装置 72により図 1 中 Z方向に移動される。

[0042] 具体的には、例えば、基板保持用ステージ 5にガラス基板 31が固定されると、塗布 液吐出装置 6は（図 1中の 2基の塗布液吐出装置 6の内どちらを使用するかによって） 図 1中 XI方向または X2方向に移動し、一旦ガラス基板 31の端面近傍で停止し、駆 動装置 72により口金 621を移動させることによりガラス基板 31に接近させてプリ吐出 を行い、塗布液ビードをガラス基板 31上に形成してカゝら改めて移動を再開し、ガラス 基板 31に塗布液を塗布して塗膜を形成する。

[0043] 塗布終了後は、駆動装置 72により口金 621をガラス基板 31から離れた退避位置に 移動させ、駆動装置 71により塗布液吐出装置 6を塗布方向と逆方向に移動させ、ガ ラス基板 31に対する塗布液の塗布を終了する。

[0044] その後、塗布液吐出装置 6は口金 621のスリット部が清掃され、及び初期化され、 次の塗布のためのスタンバイ状態になる。

[0045] 一方、ガラス基板 31は、小径貫通孔に N等のガスを送り込むことにより基板保持用

2

ステージ 5への吸着が解除され、リフトピンによりステージ 5から上方に持ち上げられ る。その後、ガラス基板 31は前述の搬送用ロボットとは別の搬送用ロボット（これも図 示せず）によりリフトピン力も取り上げられ、減圧乾燥等の次工程（図示せず）に搬送 される。 [0046] 以上がガラス基板 31に対して塗布液を塗布する動作の 1サイクルである。

[0047] 次に、本発明の塗布液供給装置の主要部を説明する。

[0048] 図 2は本発明の塗布液供給装置の主要部である塗布液一時貯留タンク 41の概略 平面図、図 3は同概略縦断面図である。

[0049] 塗布液一時貯留タンク 41は、互いに内径が異なり、かつ上下方向に一体的に形成 された円筒形部分 41a、 41bと、最下部中央に下向きに設けられた塗布液吐出孔 41

2aと、上段の円筒形部分 41aの側面最下部に設けられた塗布液流入孔 41 laとを含 んでいる。

[0050] そして、上段の円筒形部分 41aの内径 D1が下段の円筒形部分 41bの内径 D2より 大きぐかつ上段の円筒形部分 41aと下段の円筒形部分 41bとの境界位置が、塗布 液一時貯留タンク 41の最下部力も液面上限までの高さ Hの略 1Z2であることが好ま しい。この場合において、下段の円筒形部分 41bの内径 D2が上段の円筒形部分 41 aの内径 D1の約 50〜70%であり、上段の円筒形部分 41aの最下部に、少なくとも塗 布液流入孔 41 laの内径と等し!/、幅の水平部 41 lbを有して!/、ることが好まし!/、。この 場合には、上段の円筒形部分 41aの容積を下段の円筒形部分 41bの容積の 2〜4 倍に設定して、塗布液一時貯留タンク 41の下部から塗布液移送ポンプ 8に安定的に 塗布液を供給することができる。また、少なくとも塗布液流入孔 41 laの内径と等しい 幅の水平部 411bによって、塗布液が流入後に直ちに下段の円筒形部分 41bに導か れること (気泡を含んで 、る可能性が高 、塗布液が下段の円筒形部分 41bに導かれ ること）を防止することができる。

[0051] また、上段の円筒形部分 41aの最下部の外周部が所定の曲率のアール Rであるこ とが好ましく、塗布液溜まりが発生することを防止することができる。

また、前記塗布液流入孔 41 laが、上段の円筒形部分 41aに対して接線方向に塗布 液を流入させるものであることが好ましぐ流入した塗布液を上段の円筒形部分 41a の内面に沿って旋回するように移動させることができ、上段の円筒形部分 41aの内面 の抵抗を小さくすることができ、塗布液の滞留が生じないようにすることができる。また 、上段の円筒形部分 41aにおいて塗布液が移動する時間を長くすることができ、この 結果、塗布液に含まれるガスが溶け出すための時間を長くすることができ、ひいては 、流入した塗布液が下段の円筒形部分 41bに導かれるまでに、ほぼ確実に気泡を除 去することができる。

[0052] なお、塗布液一時貯留タンク 41の内面は、液抵抗を最小にするために、溶接跡の 除去、表面処理による平滑ィ匕などを行うことが好ま 、。

[0053] さらに、上段の円筒形部分 41aの、塗布液流入孔 41 laの取り付け位置よりも上方 の所定位置に対応させて液面センサー 413aを設けて!/、る。この液面センサー 413a は、フロートなどを利用した直接方式のものであってもよぐまたは静電センサーや光 学センサーを利用した間接方式のものであってもよいが、発泡や凝縮の問題等を考 慮すると間接方式のものであることが好ましい。静電センサーを利用する場合には、 塗布液一時貯留タンク 41内の塗布液の量によって静電容量が変化することを利用し ており、塗布液一時貯留タンク 41の材質が榭脂等の非金属である場合に好適である 。また、光学式センサーを利用する場合には、上段の円筒形部分 41aに窓を開けて 液の有無を見る方法や直接液面をレーザー反射などで見る方法などを利用しており 、塗布液一時貯留タンク 41の材質は全く制約を受けない。ただし、塗布液に侵され ない材質であることが必要である。したがって、金属製の場合には、ステンレススチー ル製であることが好ましいが、塗布液に対して腐食性を示す場合には、耐食性の表 面処理を施したものであってもよ 、。

[0054] そして、液面センサー 413aによって、液面が予め設定した所定レベルより低いこと が検出された場合に、図示しない制御装置によって、塗布液供給缶 10からの塗布液 の供給を行わせ、液面を常に塗布液流入孔 411 aよりも上方に位置させる。

[0055] 大別すると、液晶用ガラス基板塗布装置には、基板保持用ステージ 5が固定され、 塗布液吐出装置 6が水平に移動する形式のもの (図 1参照)と、塗布液吐出装置 6が 固定され、基板保持用ステージ 5が水平移動する形式のものとがあるが、本発明の塗 布液供給装置はどちらの形式のものにも適用可能である。

[0056] また、前記実施形態では液晶用ガラス基板塗布装置に適用されるものついて説明 したが、フィルム上に塗膜を形成する磁気テープ用などのフィルムコータを始めとして 、凡そ塗布液を塗布し塗膜を形成する装置であればあらゆる装置に適用可能である 産業上の利用可能性

塗布液を一時的に貯留し、塗布装置に圧送する塗布液一時貯留タンク 41として、 互いに内径が異なり、かつ上下方向に一体的に形成された円筒形部分 41a、 41bと 、最下部中央に下向きに設けられた塗布液吐出孔 412aと、上段の円筒形部分 41a の側面最下部に設けられた塗布液流入孔 411aとを含むものを採用することによって 、塗布液を一時的に貯留した後にポンプに供給する場合に、気泡、および固化、ゲ ル化した塗布液の発生を防止する。

Claims

請求の範囲

[1] 塗布液を枚葉体又は連続フィルムに塗布して塗布液膜を形成する塗布装置（6)に 対して塗布液を供給するための塗布液供給装置にお ヽて、

該塗布液供給装置が、塗布液を一時的に貯留し、塗布装置に圧送する塗布液一時 貯留タンク (41)を含み、

該塗布液一時貯留タンク (41)は、互いに内径が異なり、かつ上下方向に一体的に 形成された円筒形部分 (41a)、（41b)と、最下部中央に下向きに設けられた塗布液 吐出孔 (412a)と、上段の円筒形部分 (41a)の側面最下部に設けられた塗布液流入 孔 (411a)とを含むことを特徴とする塗布液供給装置。

[2] 上段の円筒形部分 (41a)の内径が下段の円筒形部分 (41b)の内径より大きぐかつ 上段の円筒形部分 (41a)と下段の円筒形部分 (41b)との境界位置が、塗布液一時 貯留タンク (41)の最下部力 液面上限までの高さの略 1Z2である請求項 1に記載 の塗布液供給装置。

[3] 下段の円筒形部分 (41b)の内径が上段の円筒形部分 (41a)の内径の約 50〜70% であり、上段の円筒形部分 (41a)の最下部に、少なくとも塗布液流入孔 (411a)の内 径と等 Uヽ幅の水平部 (411b)を有して ヽる請求項 2に記載の塗布液供給装置。

[4] 塗布液流入孔 (41 la)は、上段の円筒形部分 (41a)に対して接線方向に塗布液を 流入させるものである請求項 1から請求項 3の何れかに記載の塗布液供給装置。

[5] 塗布液の液面が塗布液流入孔 (41a)よりも上方に位置するように塗布液の液面を制 御する液面制御装置をさらに含む請求項 1から請求項 4の何れかに記載の塗布液供 給装置。