JP2007069559A - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続生産及び高速塗布が可能なフレキソ印刷方式において、均一な膜厚の塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を提供する。
【解決手段】 版材が装着される回転可能な版胴と、版材が装着される版胴に対向して設けられ、版材に塗布液を供給する塗布液供給部と、版材が装着される版胴に対向して塗布液供給部よりも版胴の回転方向下流に設けられ版材に塗布液供給部により供給された塗布液が転写される支持体が担持された圧胴と、版胴と圧胴とのニップ部における支持体の搬送方向の上流側に対向してニップ部の上流側の空間を囲繞する囲繞手段と、囲繞手段で囲繞された空間の空気を減圧するための減圧手段と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塗布装置及び塗布方法に関する。特に、連続する支持体上に均一膜を形成する際に好適に利用できる。

従来、薄膜塗布法の１つとしてスピンコート法が知られている。スピンコート法は、塗布液を支持体上に滴下した後に支持体を回転させて遠心力により支持体全面に塗布を行って薄膜を形成する方法であり、回転数、回転時間、あるいは塗布液の粘度等により膜厚を制御するものである。スピンコート法は、例えば半導体製造工程等に用いられるフォトレジスト膜やＳＯＧ（スピンオンガラス）等の層間絶縁膜の形成、液晶装置製造工程等におけるオーバーコート膜（平坦膜）や配向膜の形成、さらには光ディスク等の製造工程における保護膜の形成等に広く用いられている。

しかしながら、スピンコート法は、膜厚精度は高いものの、支持体を回転させる必要があるため、帯状支持体に連続して塗布することができない。このため、切断した支持体を毎回取り替えながら塗布する必要があり、また塗布の際に支持体の端部からはみ出す塗布液の量が多く、生産コストが高くなるという問題がある。

薄膜塗布法として、インクジェット方式も知られている。しかしながら、インクジェット方式では塗布速度が遅く生産性が低いという問題がある。

フレキソ印刷方式は、連続生産が可能で高速塗布に有効な方式として知られている。しかしながら、液晶装置や有機ＥＬ装置等のディスプレイ装置に用いられるディスプレイ材料の塗布膜は、要求される膜厚精度が高く、フレキソ印刷方式で作成した塗布膜では要求される膜厚精度や塗布品質が得られないという問題がある。

このため、フレキソ印刷方式において塗布ムラを抑制するために、版材の全面に均等に凹凸を設けたものを用いて、版材の凹部に充填された塗布液を支持体に転写させる塗布方法が特許文献１に記載されている。
特開平９−１３１９５９号公報

しかしながら、特許文献１の塗布方法によっても、ディスプレイ材料の塗布膜に要求される膜厚精度や塗布品質を満足するには十分でない。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、連続生産及び高速塗布が可能なフレキソ印刷方式において、ディスプレイ材料の塗布膜に要求される膜厚精度や塗布品質を満足できる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的としている。

（１）版材が装着される回転可能な版胴と、前記版材が装着される前記版胴に対向して設けられ、前記版材に塗布液を供給する塗布液供給部と、前記版材が装着される前記版胴に対向して前記塗布液供給部よりも前記版胴の回転方向下流に設けられ、前記版材に前記塗布液供給部により供給された塗布液が転写される支持体が担持された圧胴と、前記版胴と前記圧胴とのニップ部における前記支持体の搬送方向の上流側に対向して、前記ニップ部の上流側の空間を囲繞する囲繞手段と、前記囲繞手段で囲繞された前記空間の空気を減圧するための減圧手段と、を有することを特徴とする塗布装置。

（２）（１）に記載の塗布装置において、前記減圧手段により減圧される前記囲繞手段で囲繞される前記空間の気圧は、大気圧より１０〜２０００Ｐａ低いことを特徴とする。

（３）版胴に装着された版材に塗布液供給部から塗布液を供給する工程と、前記塗布液供給部により前記版材に供給された塗布液を圧胴に担持された支持体に転写する工程と、前記版胴と前記圧胴とのニップ部における前記支持体の搬送方向の上流側の空間を囲繞手段により囲繞し減圧手段により減圧する工程と、を有することを特徴とする塗布方法。

（４）（３）に記載の塗布方法において、前記減圧手段により減圧される前記囲繞手段で囲繞される前記空間の気圧は、大気圧より１０〜２０００Ｐａ低いことを特徴とする。

本発明によれば、版胴の変形、支持体の表面性や濡れ性の変化があっても、支持体に対する塗布液の接液位置がほとんど変動しないので、均一な膜厚の塗布膜を得ることができる。

（装置構成及び動作）
図１は、本実施形態に係る塗布装置の構成図である。版胴１は、円柱形状をしており矢印方向に回転可能に設けられている。版胴１の表面には、版材２が装着されている。

版胴１に使用する材質としては、ブチルゴム、エチレンゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムが挙げられる。又、金属の表面をこれらの材質でラミネートしたものでもよい。版胴１の弾性率は、後述の圧胴４より小さければよいが、好ましくはＪＩＳシェアＡ硬度で２０〜１００度が好ましい。

版材２は、感光性の樹脂材料からなり、印刷パターンに対応する露光を行った後、薬液処理を施すことにより表面に凹凸パターンの形成が可能である。感光性樹脂としては、ポリビニルアルコール、アルコール可溶ポリアミド、水溶性ポリアミド、アルカリ可溶性セルロース誘導体等が挙げられる。版材２の厚みは、１〜２ｍｍが好ましい。

版材２に対向して版材２に塗布液を供給する一次塗布機としてアニロックスロール３が設けられている。版材２への塗布液の供給量は、ブレード４により一定量に制限される。一次塗布機としては、アニロックスロール３以外に、グラビアロール、ワイヤーバー、押出し塗布機、減圧押出し塗布機、スライドビード塗布機、カーテン塗布機、スプレイ塗布機等が使われるが、製品品質精度の観点からは押出し塗布機、減圧押出し塗布機、スライドビード塗布機、カーテン塗布機が好ましい。更に、薄膜を塗布するためには押出し塗布機、減圧押出し塗布機、スライドビード塗布機が好ましい。

塗布液としては、粘度は、０．５ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、２．０ｍＰａ・ｓ以上が更に好ましい。表面張力は、６．０×１０^-2Ｎｍ^-1以下が好ましく、５．０×１０^-2Ｎｍ^-1以下が更に好ましい。

版胴１に対向してアニロックスロール３よりも版胴１の回転方向下流には、矢印方向に回転可能な圧胴５が設けられている。圧胴５の表面には被塗布体である帯状の支持体６が担持され、圧胴５の回転により矢印方向に移動する。支持体６としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の材質のものが使用できる。

版胴１と圧胴５とのニップ部（図１の点線で囲まれた部分）の上流側に対向して、ニップ部の上流側の空間を囲繞する減圧チャンバ７が設けられている。理解しやすいように、図１においては減圧チャンバ７の手前側及び奥側の壁は図示していない。

減圧チャンバ７には、減圧チャンバ７の内部の空気を減圧するための減圧ブロア８が接続されている。

本実施形態における塗布動作について説明する。版胴１の表面には版材２が装着され図中矢印方向に回転しているとともに、圧胴５の表面には支持体６が担持され図中矢印方向に回転している。

アニロックスロール３により所定量の塗布液が幅方向に亘って均一に版材２に供給される。版材２に供給された塗布液は版胴１の回転により支持体６を担持する圧胴５との対向部に搬送される。

圧胴５との対向部において、版材２が支持体６に圧着することにより、版材２に供給された塗布液が支持体６に転写される。このとき、版胴１と圧胴５とのニップ部上流側には塗布液の液溜まり（ビード）が形成されている。本実施形態においては、ビード部は減圧チャンバ７により密閉に近い状態で減圧ブロア８により減圧され、減圧しない場合と異なった液溜まり状態になっている。

図２は、減圧及び非減圧時におけるビード部の状態を示す概念図である。図中の塗布液において、実線が非減圧時の場合を示し、破線が減圧時の場合を示している。

支持体６に対する塗布液の接液位置は、減圧することにより非減圧時よりも版材２と版胴５とのニップから遠い位置（矢印方向）に移動する。

接液位置がニップから遠い位置にあると、多くの液が溜まることになり、版胴２に変形があってニップの状態が変動してもあまり影響を受けず、接液位置はほとんど変化しない。また、支持体６の表面性や濡れ性に変化があってもあまり影響を受けず接液位置はほとんど変化しない。接液位置が変化しなければ、均一な膜厚が得られることになる。

本発明においては、減圧チャンバ７及び減圧ブロア８を用いてビード部を減圧しているので、版胴の変形、支持体の表面性や濡れ性の変化があっても、支持体に対する塗布液の接液位置がほとんど変動せず、均一な膜厚の塗布膜が得ることができる。

全ての実施例において、装置構成及び減圧チャンバ７の減圧度を変更した以外は、以下の塗布液及び支持体を用い、塗布量：３７５ｍｌ／ｍｉｎ、転写幅：１５００ｍｍ、塗布速度：５０ｍ／ｍｉｎの条件で塗布を行った。

塗布液は、純水にポリビニルアルコールを固形分濃度が１質量％になるように溶解し、さらに活性剤を添加し濡れ性をコントロールした。この塗布液をＢ型粘度計で２５℃における粘度を測定したところ５．２ｍＰａ・ｓであった。支持体は、厚さ７５μｍ、幅１６００ｍｍのポリエチレンテレフタレートを用いた。

各実施例において用いた塗布装置及び減圧チャンバ７の減圧度（大気圧から何Ｐａ減圧したかを示したもの）を表１に示す。表中の塗布装置Ｂは、図１に示す塗布装置であり、塗布装置Ａは、図１に示す塗布装置から減圧チャンバ７及び減圧ブロア８を除去したものである。また、評価は、支持体上の１０箇所の膜厚変動率を求めることにより行った。膜厚変動率は、個々の値と平均値からのズレ（偏差）を計算し、それらの絶対値の総和をデータ数で割った値が、平均値に対して何％であるかを示したものである。この結果についても表１に示す。評価は、○：膜厚変動率が５％未満、△：膜厚変動率が５％以上１０％未満、×：膜厚変動率が１０％以上、である。

減圧チャンバ７の減圧度が１０〜２０００Ｐａの範囲内においては、膜厚変動率が５％未満と小さく、均一な膜厚の塗布膜が得られた。

本実施形態に係る塗布装置の構成図である。 減圧及び非減圧時におけるビード部の状態を示す概念図である。

符号の説明

１ 版胴
２ 版材
３ アニロックスロール（塗布液供給部）
５ 圧胴
６ 支持体
７ 減圧チャンバ（囲繞手段）
８ 減圧ブロア（減圧手段）

Claims (4)

1. 版材が装着される回転可能な版胴と、
   前記版材が装着される前記版胴に対向して設けられ、前記版材に塗布液を供給する塗布液供給部と、
   前記版材が装着される前記版胴に対向して前記塗布液供給部よりも前記版胴の回転方向下流に設けられ、前記版材に前記塗布液供給部により供給された塗布液が転写される支持体が担持された圧胴と、
   前記版胴と前記圧胴とのニップ部における前記支持体の搬送方向の上流側に対向して、前記ニップ部の上流側の空間を囲繞する囲繞手段と、
   前記囲繞手段で囲繞された前記空間の空気を減圧するための減圧手段と、
   を有することを特徴とする塗布装置。
2. 前記減圧手段により減圧される前記囲繞手段で囲繞される前記空間の気圧は、大気圧より１０〜２０００Ｐａ低いことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 版胴に装着された版材に塗布液供給部から塗布液を供給する工程と、
   前記塗布液供給部により前記版材に供給された塗布液を圧胴に担持された支持体に転写する工程と、
   前記版胴と前記圧胴とのニップ部における前記支持体の搬送方向の上流側の空間を囲繞手段により囲繞し減圧手段により減圧する工程と、
   を有することを特徴とする塗布方法。
4. 前記減圧手段により減圧される前記囲繞手段で囲繞される前記空間の気圧は、大気圧より１０〜２０００Ｐａ低いことを特徴とする請求項３に記載の塗布方法。

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