JP2006223965A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノズルに充填された塗工液が固化して異物となること等のない塗布装置を提供する。
【解決手段】塗工液を被印刷物１０上に滴下するノズル１と、前記ノズルから滴下された前記塗工液を、前記被印刷物を回転させることにより前記被印刷物上に均一に塗布するスピンコート部２と、前記塗工液滴下後の前記ノズルを一時的に収納する収納部３とを有し、前記収納部は、前記ノズル収納時に前記収納部内の気密性を保持するための気密保持部材４と、前記ノズル収納時に、前記ノズルの下方に前記ノズルの乾燥を防止するための溶液を保持する溶液保持部５とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スピンコート法による印刷の際に用いられ、形成された層上に異物等の生じない塗布装置に関するものである。

従来より、液晶表示装置や、プラズマディスプレイ等の感光性樹脂層や接着剤層、保護層等を基板上に形成する方法として、塗工液を基板上に滴下し、その基板を回転させて遠心力により塗工液を均一に塗布するスピンコート法が用いられている。

このようなスピンコート法に用いられる塗布装置としては、例えば図６に示すように、塗工液を滴下するノズル１と、塗工液が滴下された被印刷物１０を回転させる回転部１１を有するスピンコート部２と、上記塗工液を滴下した後のノズル１を一時的に収納しておく収納部３とを有するもの等とされている。上記ノズル１は、例えば図６において矢印で示すように、スピンコート部２と収納部３との間を移動するものであり、例えばスピンコート部２上で被印刷物１０に対して塗工液を滴下した後、収納部３側に移動して収納部３に収納されることとなる。

ここで、上記ノズルには通常、次の塗工液の滴下に備えて、常に先端にまで塗工液が充填されている。そのため、上記ノズルの先端付近に充填されている塗工液が、例えばノズルが収納部に収納されている間等に固化しやすく、ノズルをスピンコート部に移動させて再び塗工液を滴下する際、この固化物が被印刷物上に落下して異物等となる、という問題があった。これは、通常、上記収納部にノズルが収納された際、ノズルと収納部との間に広い隙間があり、また収納部内には洗浄用の溶剤や、ノズルから落下した塗工液等を排出するための廃液部（例えば図６のａで示される部分）がノズルの直下に形成されていることから、収納部内での気密性が悪く、塗工液中の溶剤が揮発しやすい、ということによるものであった。

このような問題を解決するために、例えば特許文献１には、図７に示すように、上記収納部３内に、溶剤を含む溶液を保持する溶液保持部５を設ける方法が提案されている。上記溶液保持部は、溶液保持部中の溶液から揮発した溶剤によって収納部内での溶剤の濃度を高いものとし、上記ノズルに充填されている塗工液中の溶剤の揮発を抑制することを目的として形成されている。しかしながらこの場合においても、上記廃液部等の存在から、気密性が悪い。そのため、溶液保持部に保持された溶液から気化した溶剤は、上記ノズルの先端付近における溶剤の濃度を一定にする前に、上記隙間や廃液部から排出されてしまい、上記ノズルの先端付近での塗工液の固化を防ぐことが難しかった。

また、例えば特許文献２には、収納部に塗工液と同一の組成の液体を貯留した液体貯留部を設け、ノズルの先端を上記液体貯留部に浸漬させた状態でノズルを収納する方法が提案されている。しかしながら、この場合においても、収納部内の気密性が悪いことから、上記液体の表面付近で液体が固化する場合があり、ノズルに塗工液等の固化物が付着することを完全に防止することが難しかった。

特許第３０９９２５３号 特許第３５１１２３０号

そこで、ノズルに充填された塗工液が固化して異物となること等のない塗布装置の提供が望まれている。

本発明は、塗工液を被印刷物上に滴下するノズルと、上記ノズルから滴下された上記塗工液を、上記被印刷物を回転させることにより上記被印刷物上に均一に塗布するスピンコート部と、上記塗工液滴下後の上記ノズルを一時的に収納する収納部とを有する塗布装置であって、上記収納部は、上記ノズル収納時に上記収納部内の気密性を保持するための気密保持部材と、上記ノズル収納時に、上記ノズルの下方に上記ノズルの乾燥を防止するための溶液を保持する溶液保持部とを有することを特徴とする塗布装置を提供する。

本発明によれば、上記収納部に気密保持部が形成されていることから、収納部内での気密性を高いものとすることができ、溶液保持部中の溶液から揮発した溶剤を収納部内に充満させることができる。また上記溶液保持部は、ノズルが収納された際、ノズルの下方に位置することとなることから、上記ノズルの先端付近での溶剤の濃度を特に高いものとすることができる。したがって、ノズルに充填された塗工液中の溶剤が、収納部内で揮発することを抑制することができ、塗工液が固化した固化物がノズルに付着することのない塗布装置とすることができるのである。

また、上記発明においては、上記溶液保持部が、上記ノズル収納時に上記ノズルの直下となる領域に、上記溶液保持部内の上記溶液表面に対して角度のついた上底面を持つ凸部を有することが好ましい。これにより、上記ノズルの先端から塗工液が落下した際、上記塗工液は上記凸部を伝って溶液中に流れ落ちるものとすることができる。したがって、落下した塗工液によってはねた溶液が、上記ノズルに付着して異物が生じること等を防止することができるからである。

また、上記発明においては、上記収納部が、上記収納部内の気密性を保持しつつ上記溶液保持部中の上記溶液を廃液管から排出するラビリンス構造を有することが好ましい。これにより、溶液保持部中の余分な溶液を排出することができ、例えば上記収納部内でノズルを洗浄し、洗浄に用いられた溶剤等を排出することも可能となるからである。

本発明によれば、上記収納部内において、ノズルに充填された塗工液中の溶剤が揮発することを抑制することができ、ノズルに塗工液が固化した固化物が付着することを防止することができるという効果を奏する。

本発明は、スピンコート法による塗工液の塗布に用いられる塗工液の塗布装置に関するものである。以下、詳しく説明する。

本発明の塗布装置は、塗工液を被印刷物上に滴下するノズルと、上記ノズルから滴下された上記塗工液を、上記被印刷物を回転させることにより上記被印刷物上に均一に塗布するスピンコート部と、上記塗工液滴下後の上記ノズルを一時的に収納する収納部とを有する塗布装置であって、上記収納部は、上記ノズル収納時に上記収納部内の気密性を保持するための気密保持部材と、上記ノズル収納時に、上記ノズルの下方に上記ノズルの乾燥を防止するための溶液を保持する溶液保持部とを有することを特徴とするものである。

本発明の塗布装置は、例えば図１に示すように、塗工液を被印刷物１０上に滴下するノズル１と、上記ノズル１から塗工液が滴下された被印刷物１０を例えば回転部１１等により回転させて、塗工液を被印刷物１０上に均一に塗布するスピンコート部２と、塗工液を滴下した後のノズル１を一時的に収納する収納部３とを有するものである。また、上記収納部３には、上記ノズル１を収納した際に気密性を保持するための気密保持部４と、収納されたノズル１の下方に、ノズルの乾燥を防止するための溶液を保持するための溶液保持部５とが形成されている。なお、上記ノズル１は、例えば図１において矢印で示すように、収納部３とスピンコート部２との間を移動するものであり、例えば上記スピンコート部２において被印刷物１０に対して塗工液を滴下した後、収納部３側に移動して収納部３に収納されることとなる。

上述したように、一般的な塗布装置における収納部においては、ノズルを収納した際、ノズルと収納部との間に広く隙間があいていること等から、収納部内の気密性が低い。そのため、ノズルに充填されている塗工液中の溶剤が揮発して塗工液が固化し、固化物がノズルの先端付近に付着することとなる。これにより、ノズルを用いて再び塗工液を滴下した際、上記固化物が塗工液と一緒に被印刷物上に落下して異物となり、高品質な層形成が困難となる、という問題があった。また、上記収納部内に、ノズルの乾燥を防止するための溶液を保持する溶液保持部を設けた場合であっても、上記収納部の気密性等の面から、上記塗工液中の溶剤の揮発を防ぐことが難しく、上記固化物による異物の発生を防止すること等が困難であった。

一方、本発明においては、上記気密保持部が形成されていることから、収納部内の気密性を高いものとすることができ、溶液保持部により保持されている溶液から揮発した溶剤を、上記収納部内に高濃度で存在させることができる。またノズルを収納した際、上記溶液保持部が上記ノズルの下方に位置することとなることから、特に上記ノズルの先端付近の溶剤の濃度を特に高いものとすることができる。したがって、ノズルに充填されている塗工液中の溶剤の揮発を抑制することができ、塗工液が固化した固化物がノズルに付着すること等のないものとすることができる。これにより、本発明の塗布装置を用いて塗工液の塗布を行った場合、異物のない高品質な層を形成することが可能となるのである。
以下、本発明の塗布装置の各構成ごとに詳しく説明する。

１．収納部
まず、本発明の塗布装置における収納部について説明する。本発明の塗布装置における収納部は、上記塗工液を滴下した後のノズルを、次の塗工液の滴下までの間、一時的に収納するための部材であり、本発明においては、上記ノズル収納時に上記収納部内の気密性を保持するための気密保持部材と、上記ノズル収納時に、上記ノズルの下方に上記ノズルの乾燥を防止するための溶液を保持する溶液保持部とを有するものとされる。
以下、上記収納部の各構成について詳しく説明する。

（１）気密保持部
まず、本発明に用いられる気密保持部について説明する。本発明に用いられる気密保持部は、ノズルを収納した際、上記収納部内部の気密性を保持するための部材である。本発明において気密性を保持するとは、ノズル収納時、溶液保持部に保持された溶液から揮発した溶剤が収納部内に充満し、上記ノズルに充填されている塗工液中の溶剤の揮発が抑制される程度、気密性を保つことをいう。

このような気密保持部としては、ノズル収納時、収納部内の気密を保持することが可能なものであれば、その構造等は特に限定されるものではなく、例えば図１に示すように、気密保持部４が、ノズル１の挿入口ｂの幅を狭くするように、挿入口ｂの周囲に形成されるもの等としてもよい。この場合、上記ノズル１と気密保持部４との隙間から、溶剤が収納部３の外側に排出されることを抑制することができ、収納部内の気密性を保持することができるからである。このような気密保持部としては、上記挿入口の内周全てに連続的に形成されるものであってもよく、また上記挿入口の内周の一部にのみ形成されるもの等であってもよい。このような気密保持部の形成位置や形状等は、挿入口の形状やノズルの形状等に合わせて適宜選択される。

また例えば図２に示すように、ノズル１の上方に、収納部３におけるノズル１の挿入口ｂより幅の広いノズル支持部１２が形成されている場合には、上記気密保持部４を、収納部３の挿入口ｂ側の上面に形成されるものとしてもよい。この場合、上記気密保持部４と上記ノズル支持部１２とを密着させることにより、溶剤が収納部３の外側に排出されることを抑制することができ、収納部３内の気密性を保持することができる。なお、このような気密保持部４は、上記挿入口ｂの外側に連続的に形成されることが好ましい。これにより、溶剤が収納部の外側へ排出されることをより防止することができ、気密性のより高いものとすることができるからである。ここで、このような気密保持部の形状は特に限定されるものではなく、例えば断面が台形状となるようなものであってもよく、また断面が三角形状となるものや半円状等となるものであってもよい。なお、このような気密保持部の膜厚や幅、形成位置等については、上記ノズル支持部の形状等により適宜選択される。ここで、上記気密保持部をこのような構造を有するものとした場合には、上記挿入口の幅を狭くする必要がなく、ノズル収納の際の位置合わせが容易である、という利点を有する。

上述したような気密保持部を形成する材料としては、溶剤の透過性が低い材料であって、溶剤により劣化し難い材料であれば特に限定されるものではなく、用いられる溶液の種類や構造、気密保持部の形状等により、適宜選択される。このような材料としては、例えば金属やセラミック、樹脂、ゴム等、種々の材料が挙げられる。また、本発明において上記気密保持部は、収納部の外壁等と同一の材料を用いて、収納部の外壁等と一体に形成されたもの等であってもよく、また別の材料を用いて別々に形成されたもの等であってもよい。

（２）溶液保持部
次に、本発明に用いられる溶液保持部について説明する。本発明に用いられる溶液保持部は、上記ノズル収納時に、上記ノズルの下方にノズルの乾燥を防止するための溶液を保持するための部材である。ここで、上記溶液保持部は、ノズルの先端と溶液保持部に保持された溶液とが接触しない程度、かつ溶液保持部に保持されている溶液中の溶剤が揮発して、上記ノズルの先端付近での溶剤の濃度を高いものとすることが可能な程度、ノズルから離れた位置に形成される。なお、本発明においては、特に上記ノズルの先端と溶液保持部中の溶液の表面との距離が近い位置とされていることが好ましい。これにより、上記ノズル先端付近での溶剤の濃度をより高いものとすることができるからである。

また、上記溶液保持部の形状としては、収納部の形状等に応じて適宜選択されるものであり、例えば図３に示すように、収納部３の壁面や底面等とは別の部材を用いて形成されたもの等であってもよく、また例えば図１に示すように、溶液保持部５の壁面および底面が、収納部３の壁面および底面により構成されているもの等としてもよい。なお、本発明においては上記溶液が揮発しやすいように、溶液の表面積が広い形状に、上記溶液保持部が形成されていることが好ましい。

ここで、本発明においては、例えば図４に示すように、上記溶液保持部５が、ノズル１を収納した際、ノズル１の直下となる領域に、溶液表面に対して角度のついた上底面ｃを持つ凸部１３を有していることが好ましい。一般的に、上記ノズルが収納部に収納されている際、上記ノズルから塗工液が垂れることがあるが、本発明においては、上記溶液保持部がノズルの下方に形成されていることから、この垂れた塗工液によって上記溶液がはね、上記溶液がノズルに付着する可能性がある。このようなノズルに付着した溶液や、付着した溶液の固化物が、ノズルによる塗工液の滴下の際、被印刷物上に落下した場合、異物や色ムラ等の原因となることが考えられる。

そこで、上記溶液保持部が上記凸部を有するものとすることによって、落下した塗工液が上記凸部を伝って溶液中に流れ落ちるものとすることができ、ノズルに溶液やその固化物等が付着することのないものとすることができるのである。なお、上記凸部の上底面とは、上記凸部のうち、ノズル側に位置する底面をいうこととする。また通常、上記凸部は、上底面が上記溶液表面より高い位置となるように形成される。また、上記上底面の溶液表面に対する角度としては、上記上底面に付着した塗工液が、溶液中に流れ落ちることが可能な程度の角度とされる。

ここで、上記溶液保持部に保持される溶液としては、ノズルの乾燥を防止することが可能なものであれば特に限定されるものではなく、ノズルに充填される塗工液の種類等により適宜選択される。このような溶液としては通常、上記塗工液中に含有される溶剤と同種の溶剤を含有する溶液とされる。また、上記溶液は、溶剤のみからなるものであってもよく、また例えばノズルに充填される塗工液と同一の塗工液を、上記溶液として用いることも可能である。

上記溶液保持部に保持される溶液中に含有される溶剤として具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アクリルモノマー等が挙げられ、中でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが用いられることが好ましい。

（３）その他
本発明において上記収納部は、上記気密保持部および収納部を有するものであれば特に限定されるものではないが、上記収納部内でノズルの洗浄を行うことが可能なものであることが好ましい。これにより、別途ノズルを洗浄する洗浄部を塗布装置に形成する必要がなく、効率やコスト等の面からも好ましいものとすることができるからである。このようなノズルの洗浄は、塗工液の換わりに溶剤をノズル内に流すことにより行われる。このようなノズルの洗浄が収納部内で行われる場合、例えば図５に示すように、収納部３は、収納部３内の気密性を保持しつつ、溶液保持部５中の余分な溶液を廃液管６から排出するラビリンス構造を有することが好ましい。これにより、ノズル１から洗浄用の溶剤が排出されて、一定量以上の溶液が溶液保持部５に流れ込んだ場合であっても、余分な溶液を廃液管６から排出することができ、溶液保持部５内の溶液の量を一定に保つことが可能となるからである。なお、上記廃液管は、通常廃液タンクと連結される。

また、上記ラビリンス構造とされることにより、余分な溶液のみを排出することができ、上記収納部内に気化した状態で充満している溶剤が排出されることを防止することができる。これにより、収納部内において気化した溶剤の濃度が低くなり、ノズルに充填されている塗工液が固化することを防止することができるのである。ここで、上記収納部内の気密性を保持するラビリンス構造としては、例えばノズルが収納されている側の空間と廃液管近傍の空間とを区画する構造が挙げられ、例えば図５に示されるような壁部７を設けたような構造が挙げられる。上記壁部７を形成した場合、廃液管６からは、廃液管６側の空間内に存在する溶剤しか排出されず、ノズル１が収納されている側の気化した溶剤の濃度は高いままとすることができるからである。このようなラビリンス構造における壁部としては、上記廃液管側の空間と、ノズルが収納される側の空間とを遮断することが可能なものであれば、その形状等は特に限定されるものではない。

２．ノズル
次に、本発明に用いられるノズルについて説明する。本発明に用いられるノズルは、後述するスピンコート部上で、被印刷物に塗工液を滴下するために用いられるものである。このようなノズルは、通常、上記ノズルの先端まで常に塗工液を充填するための送液手段や、上記塗工液の滴下の際に塗工液の滴下量を調整するための調整手段、上記収納部と上記スピンコート部との間を移動させたり、塗工液の滴下位置を決定する移動手段等とともに用いられる。

本発明においては、上記ノズルは一般的なスピンコート法に用いられる塗布装置におけるノズルと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

３．スピンコート部
次に、本発明の塗布装置に用いられるスピンコート部について説明する。本発明の塗布装置に用いられるスピンコート部としては、上述したノズルから塗工液が滴下された被印刷物を、例えば図１に示すような回転部１１によって回転させて、塗工液を均一に被印刷物１０上に塗布する部材である。このようなスピンコート部に用いられる回転部には、通常、被印刷物を保持するための被印刷物保持手段が設けられることとなる。また、上記回転部の周囲には、通常、回転部の回転により、被印刷物の外にはじき飛ばされた余分な塗工液を回収する回収カップ等が設けられることとなる。

ここで、本発明に用いられる上記スピンコート部は、一般的な塗布装置におけるスピンコート部と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

４．塗布装置
本発明の塗布装置は、上記ノズル、収納部、およびスピンコート部を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば上記ノズルを洗浄するためのノズル洗浄部や、カップを洗浄するためのカップ洗浄部等を有するものであってもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するもの、またはこれらの均等物は、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

本発明の塗布装置の一例を説明するための説明図である。 本発明の塗布装置の他の例を説明するための説明図である。 本発明の塗布装置の他の例を説明するための説明図である。 本発明の塗布装置の他の例を説明するための説明図である。 本発明の塗布装置の他の例を説明するための説明図である。 従来の塗布装置を説明するための説明図である。 従来の塗布装置を説明するための説明図である。

符号の説明

１ …ノズル
２ …スピンコート部
３ …収納部
４ …気密保持部
５ …溶液保持部

Claims (3)

1. 塗工液を被印刷物上に滴下するノズルと、前記ノズルから滴下された前記塗工液を、前記被印刷物を回転させることにより前記被印刷物上に均一に塗布するスピンコート部と、前記塗工液滴下後の前記ノズルを一時的に収納する収納部とを有する塗布装置であって、前記収納部は、前記ノズル収納時に前記収納部内の気密性を保持するための気密保持部材と、前記ノズル収納時に、前記ノズルの下方に前記ノズルの乾燥を防止するための溶液を保持する溶液保持部とを有することを特徴とする塗布装置。
2. 前記溶液保持部が、前記ノズル収納時に前記ノズルの直下となる領域に、前記溶液保持部内の前記溶液表面に対して角度のついた上底面を持つ凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記収納部が、前記収納部内の気密性を保持しつつ前記溶液保持部中の前記溶液を廃液管から排出するラビリンス構造を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗布装置。
   

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