JP2015058370A

JP2015058370A - 塗布装置および塗布方法

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Publication number: JP2015058370A
Application number: JP2013191627A
Authority: JP
Inventors: 由起喜多; Yuki Kita; 哲友枝; Satoru Tomoe; 豊治寺田; Toyoji Terada; 野村　和夫; Kazuo Nomura; 和夫野村
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-03-30
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: JP6224967B2

Abstract

【課題】液切り時もしくは液着き時に微少量の塗布液の吸い込みもしくは吐出を行うことができる塗布装置および塗布方法を提供する。
【解決手段】塗布液Ｌを基材Ｗに塗布する塗布装置１であって、塗布液Ｌを基材Ｗに吐出する塗布ユニット１１と、塗布液Ｌを塗布ユニット１１から吸引する吸引ユニット１７と、塗布液Ｌを塗布ユニット１１に供給する供給ユニット１８と、を備え、塗布ユニット１１から塗布液Ｌを吐出し続けて、塗布ユニット１１と基材Ｗとが塗布液Ｌによる連結部２２で連結された状態である塗布液連結状態を維持しながら基材Ｗに塗布液Ｌを塗布する吐出モードと、吐出モード終了時に連結部２２を形成する塗布液Ｌを塗布ユニット１１内に吸引することによって塗布液連結状態を解除する液切りモードと、を有し、液切りモードにおいて、吸引ユニット１７による塗布液Ｌの吸引量と供給ユニット１８による塗布液Ｌの供給量との差分により、連結部２２を形成する塗布液Ｌを塗布ユニット１１内に吸い込む。
【選択図】図４

Description

本発明は、塗布ユニットから塗布液を基材に塗布することにより基材上に薄膜を形成する塗布装置に関するものである。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、ガラス等からなる基材上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基材という）が使用されている。この塗布基材は、レジスト液を均一に塗布する塗布装置によって形成されている。すなわち、塗布装置は特許文献１に示すように、基材を載置するステージと、レジスト液を吐出する塗布ユニットとを有しており、塗布ユニットからレジスト液を吐出させながら、基材と塗布ユニットとを相対的に移動させることにより、所定厚さのレジスト液膜が基材上に形成されるようになっている。

ここで、レジスト液膜の塗布の方法の一つとして、図６に示すように塗布の途中に塗布液を吐出しない不塗布領域９１を設けて、必要な場所にのみ塗布膜９２を形成するように間欠的に塗布を行う、いわゆる間欠塗布がある。この間欠塗布によれば、必要な場所にのみ塗布膜９２を形成するため、塗布液の利用効率を向上させることが可能である。

このように不塗布領域９１を設ける場合、一旦塗布ユニット９３への塗布液の送液を停止し、この状態で塗布ユニット９３が基材Ｗの不塗布領域９１上を通過するように塗布ユニット９３と基材Ｗとを相対移動させるが、塗布ユニット９３と基材Ｗとの間に連結部９４を形成していた塗布液が不塗布領域９１上を引きずられて、塗布膜の端部の膜厚にむらが生じたり、塗布液が接触してはいけない箇所に塗布液が塗布されるおそれがある。

そこで、この連結部９４を形成していた塗布液を塗布ユニット９３内に引き込むように塗布ユニット９３が塗布液を吸い込むことにより、不塗布領域９１の手前でしっかりと液切りが行われ、塗布液が不塗布領域９１上を引きずられることを防いでいる。

また、塗布膜９２の形成を開始する際は、液切りとは逆に、塗布ユニット９３から連結部９４を形成可能な量の塗布液を吐出して、連結部９４を形成する。すなわち、液着きを行う。ここで、液着きの際の塗布液の吐出量が多すぎずに適量であれば、塗布開始部の膜厚も他の部分の膜厚と同等にすることができ、端部まで均一な膜厚の塗布膜９２を得ることができる。

特開２００７−８３２３７号公報

しかし、上記のように液切りおよび液着きを行うにあたり、要求される塗布膜９２の膜厚が薄い場合には市販のポンプ単体では吸い込み量および吐出量を制御できずに、良好な塗布膜９２を形成できないないおそれがあった。

具体的には、液切りを行う場合、塗布膜９２の膜厚が薄いほど液切り時に吸い込むべき塗布液の量が微少量となるが、このような微少量の吸引の制御ができずに必要量以上の塗布液が吸い込まれると、塗布ユニット９３の吐出口から塗布ユニット９３内部や配管内にエアが入り込むため、次に塗布液を塗布する際に塗布膜９２内にこのエアが混入し、良好な形状の塗布膜９２を得ることができなくなるおそれがあった。

また、液着きを行う場合は、塗布膜９２の膜厚が薄いほど液着き時に吐出すべき塗布液の量が微少量となるが、このような微少量の吐出の制御ができずに必要以上の塗布液が吐出されると、基材Ｗに余分な塗布液が溜まり、塗布開始部にあたる部分の塗布膜９２の膜厚が厚くなって良好な形状の塗布膜９２を得ることができなくなるおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液切り時もしくは液着き時に微少量の塗布液の吸い込みもしくは吐出を行うことができる塗布装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、塗布液を基材に塗布する塗布装置であって、塗布液を基材に吐出する塗布ユニットと、塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引ユニットと、塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給ユニットと、を備え、前記塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出モードと、前記吐出モード終了時に前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸引することによって前記塗布液連結状態を解除する液切りモードと、を有し、前記液切りモードにおいて、前記吸引ユニットによる塗布液の吸引量と前記供給ユニットによる塗布液の供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸い込むことを特徴としている。

上記塗布装置によれば、液切りモードにおいて、吸引ユニットによる塗布液の吸引量と供給ユニットによる塗布液の供給量との差分により、連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸い込むことによって、微少量の液切りの制御を行うことができる。具体的には、吸引量と供給量が僅かに異なる吸引ユニットと供給ユニットとを同時に動作させることにより、これらの差分で得られる量の吸引を行うことができるため、仮に単体の吸引ユニットで吸引を行った場合より分解能を小さくすることができ、微少量の塗布液の吸い込みを行うことが可能である。

また、上記課題を解決するために本発明の別の形態の塗布装置は、塗布液を基材に塗布する塗布装置であって、塗布液を基材に吐出する塗布ユニットと、塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引ユニットと、塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給ユニットと、を備え、前記塗布ユニットから塗布液を吐出して前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を形成する液着きモードと、前記塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出モードと、を有し、前記液着きモードにおいて、前記吸引ユニットによる塗布液の吸引量と前記供給ユニットによる塗布液の供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニットから吐出することを特徴としている。

上記塗布装置によれば、液着きモードにおいて、吸引ユニットによる塗布液の吸引量と供給ユニットによる塗布液の供給量との差分により、連結部を形成する塗布液を塗布ユニットから吐出することによって、微少量の液着きの制御を行うことができる。具体的には、吸引量と供給量が僅かに異なる吸引ユニットと供給ユニットとを同時に動作させることにより、これらの差分で得られる量の吐出を行うことができるため、仮に単体の供給ユニットで吐出を行った場合より分解能を小さくすることができ、微少量の塗布液の吐出を行うことが可能である。

また、前記吸引ユニットと前記供給ユニットは、内径が異なるシリンジポンプであり、前記吸引ユニットと前記供給ユニットのピストンは互いに反対向きに連結されていると良い。

これにより、吸引ユニットによる吸引動作と供給ユニットによる供給動作とを同期させることができるため、別々に制御する場合に比べて制御のタイミングのずれが発生することが無く、簡単な構成で安定した量の塗布液の吸い込みもしくは吐出を行うことができる。

また、上記課題を解決するために本発明の塗布方法は、基材に塗布液を塗布する塗布方法であって、塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出工程と、前記吐出工程終了時に前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸引することによって前記塗布液連結状態を解除する液切り工程と、を有し、前記液切り工程において、塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引動作による吸引量と塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給動作による供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸い込むことを特徴としている。

上記塗布方法によれば、液切り工程において、塗布液を塗布ユニットから吸引する吸引動作による吸引量と塗布液を塗布ユニットに供給する供給動作による供給量との差分により、連結部を形成する塗布液を塗布ユニット内に吸い込むことによって、微少量の液切りの制御を行うことができる。具体的には、吸引量と供給量が僅かに異なる吸引動作と供給動作とを同時に行うことにより、これらの差分で得られる量の吸引を行うことができるため、仮に単体の吸引ユニットで吸引を行った場合より分解能を小さくすることができ、微少量の塗布液の吸い込みを行うことが可能である。

また、上記課題を解決するために本発明の別の形態の塗布方法は、基材に塗布液を塗布する塗布方法であって、塗布ユニットから塗布液を吐出して前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を形成する液着き工程と、前記塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出工程と、を有し、前記液着き工程において、塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引動作による吸引量と塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給動作による供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニットから吐出することを特徴としている。

上記塗布方法によれば、液着き工程において、塗布液を塗布ユニットから吸引する吸引動作による吸引量と塗布液を塗布ユニットに供給する供給動作による供給量との差分により、連結部を形成する塗布液を塗布ユニットから吐出することによって、微少量の液着きの制御を行うことができる。具体的には、吸引量と供給量が僅かに異なる吸引動作と供給動作とを同時に行うことにより、これらの差分で得られる量の吐出を行うことができるため、仮に単体の供給ユニットで吐出を行った場合より分解能を小さくすることができ、微少量の塗布液の吐出を行うことが可能である。

本発明の塗布装置によれば、液切り時もしくは液着き時に微少量の塗布液の吸い込みもしくは吐出を行うことができる。

本発明の一実施形態における塗布装置の概略図である。本実施形態における塗布部の概略図である。本実施形態における塗布装置による吐出モードの動作を示す概略図である。本実施形態における塗布装置による液切りモードの動作を示す概略図である。本発明の一実施形態における塗布方法の動作フロー図である。不塗布領域を有する複数の塗布膜の形成方法を示す概略図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態における塗布装置の概略図である。塗布装置１は、基材Ｗに塗布液を塗布する塗布部２、塗布部２が有する塗布ユニット１１と基材Ｗとを相対移動させる相対移動手段３（本実施形態では、基材Ｗを搬送する搬送手段）を備えており、相対移動手段３により塗布ユニット１１の直下で基材Ｗが搬送されている時に塗布ユニット１１の吐出口から塗布液を吐出することにより、基材Ｗ上に塗布液による塗布膜を形成する。

また、塗布装置１はさらに制御部４を備えており、塗布にかかる塗布装置１の動作モード、塗布ユニット１１と基材Ｗの相対移動動作などを制御している。ここで、塗布装置１の動作モードは、塗布ユニット１１から塗布液を吐出し続けて、塗布ユニット１１と基材Ｗとが塗布液で連結された塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出モードと、吐出モード終了時に塗布ユニット１１内に塗布液を吸い込むことによって塗布液連結状態を解除する液切りモードとを有しており、詳細は後述する。

なお、以降の説明では、基材Ｗの搬送方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と水平面上で直交する方向（塗布ユニット１１の長手方向）をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。

塗布部２の構成を図２に示す。

塗布部２は、塗布ユニット１１、塗布液タンク１２、および液切り手段１３を備えている。

塗布ユニット１１は、略直方体状の形状を有する金属製のブロックであり、相対移動手段３による基材Ｗの搬送方向と垂直な方向（Ｙ軸方向）を長手方向とするスリットを内部に有している。また、塗布ユニット１１は下部に上記スリットの開口部である吐出口１４を有している。塗布液タンク１２からこの塗布ユニット１１へ送液された塗布液Ｌは、上記スリットを通ってこの吐出口１４から下向きに吐出される。

また、吐出口１４は、塗布が行われる際に基材Ｗと所定距離分離間した状態となるよう、Ｚ軸方向の位置が設定されている。ここで、塗布部２には、吐出口１４のＺ軸方向の位置が調節できるようなＺ軸方向の駆動機構（図示しない）も設けられている。

塗布液タンク１２は、塗布ユニット１１へ送液する塗布液を貯留するタンクであり、塗布ユニット１１とは配管で接続されている。この塗布液タンク１２に貯留されてる塗布液Ｌは、図示しない送液手段によって塗布ユニット１１へ送られる。なお、送液手段は塗布液タンク１２内の塗布液Ｌに圧力をかけて押し出すもの、負圧により塗布液タンク１２内の塗布液Ｌを吸い出すものなど、一般的な手段が用いられる。

また、塗布ユニット１１と塗布液タンク１２とを接続する配管は、途中に開閉バルブ１６が設けられており、この開閉バルブ１６が閉状態である場合には、塗布ユニット１１と塗布液タンク１２との間で塗布液Ｌの行き来ができないようになっている。これにより、液切り手段１３が液切りを行う際に誤って塗布液タンク１２から塗布液が送液されることを確実に防いでいる。

液切り手段１３は、塗布ユニット１１と基材Ｗとが塗布液Ｌで連結された状態（塗布液連結状態）を解除する際に塗布ユニット１１から少量の塗布液Ｌを吸引するものであり、吸引ユニット１７と供給ユニット１８とを有している。なお、このように塗布液連結状態を解除する動作のことを本説明では液切りと呼ぶ。

吸引ユニット１７は、塗布ユニット１１から少量の塗布液Ｌを吸引するユニットであり、本実施形態ではピストン１９を有するシリンジポンプである。この吸引ユニット１７が塗布ユニット１１と配管で接続された状態において、ピストン１９が＋Ｘ軸方向（図２における右方向）に移動すると、吸引ユニット１７内の塗布液Ｌを貯留する部分の容積が増加するため、塗布液Ｌは吸引ユニット１７に引き込まれる動作をし、それにより、塗布ユニット１１内の塗布液Ｌが吸引される。

供給ユニット１８は、塗布ユニット１１へ少量の塗布液Ｌを供給するユニットであり、本実施形態ではピストン２０を有するシリンジポンプである。この供給ユニット１８が塗布ユニット１１と配管で接続された状態において、ピストン２０が＋Ｘ軸方向（図２における右方向）に移動すると、供給ユニット１８内の塗布液Ｌを貯留する部分の容積が減少するため、塗布液Ｌは供給ユニット１８から追い出される動作をし、それにより、塗布ユニット１１へ塗布液Ｌが供給される。

また、供給ユニット１８の内径は、吸引ユニット１７の内径よりも僅かに小さい。

また、本実施形態では、これら吸引ユニット１７および供給ユニット１８は配管で接続されており、この吸引ユニット１７および供給ユニット１８とをつなぐ配管は途中で分岐し、この分岐した配管が塗布ユニット１１と接続されている。

また、本実施形態では、ピストン１９とピストン２０とは互いに反対向きに連結されている。言い換えると、吸引ユニット１７の容積が増加する方向にピストン１９が移動する際、同時にピストン２０は供給ユニット１８の容積を減少させる方向に移動するように、ピストン１９とピストン２０とが連結されている。これにより、吸引ユニット１７による吸引動作と供給ユニット１８による供給動作とを同期させることができるため、別々に制御する場合に比べて制御のタイミングのずれが発生することが無く、簡単な構成で安定した量の塗布液の吸い込みを行うことができる。

また、本実施形態では、連結されたピストン１９およびピストン２０は直動機構２１に連結されている。直動機構２１はボールネジなどで構成された直動ステージであり、直動機構２１が動作する方向はピストン１９およびピストン２０が動作可能な方向（Ｘ軸方向）と同じである。これにより、直動機構２１の動作によりピストン１９およびピストン２０が同期して移動する。

図１に戻り、相対移動手段３は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、この相対移動手段３に組み付けられている載置部３１をＸ軸方向に移動させる。そして、載置部２１が基材１１を載置した状態において制御部４がこの相対移動手段３の駆動を制御することにより、塗布ユニット１１と基材ＷとがＸ軸方向に相対移動する。そして、塗布ユニット１１の下方で基材Ｗを相対移動させながら塗布ユニット１１の吐出口１３から塗布液を吐出することにより、基材Ｗへの塗布液の塗布を行うことが可能である。

載置部３１は、基材Ｗを固定する機構を有し、基材Ｗへの塗布動作はこの載置部３１の上に基材Ｗを載置し、固定した状態で行われる。本実施形態では、載置部３１は吸着機構を有しており、図示しない真空ポンプなどを動作させることにより、基材Ｗと当接する面に吸引力を発生させ、基材Ｗを吸着固定している。

なお、本実施形態では、相対移動手段３は基材Ｗを移動させる形態であるが、塗布ユニット１１を含んだ塗布部２の方を移動させることにより塗布ユニット１１と基材Ｗとを相対移動させる形態であっても良い。さらに、相対移動手段３は載置部３１において固定された基材Ｗを搬送する形態ではなく、エアなどにより基材Ｗを浮上させて搬送する形態であっても良い。

また、基材Ｗが一方向に長い帯状であって両端部がロールによって巻かれた状態であり、これら２つのロールを回転させて基材Ｗを巻き出しおよび巻き取ることにより基材Ｗを搬送する、いわゆるロールトゥロールの形態であっても良い。この場合、上記２つのロールが相対移動手段３に相当する。

制御部４は、コンピュータ、シーケンサなどを有し、塗布装置１の動作モードの切り替え、吐出口１４からの塗布液の吐出速度、基材Ｗの搬送速度（載置部３１の移動速度）、直動機構２１の動作などの制御を行う。また、制御部４は、ハードディスクや、ＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、塗布時における吐出速度および搬送速度の制御データなどがこの記憶装置に記憶される。

次に、塗布装置１における吐出モードおよび液切りモードについて、図３および図４をもとに説明する。なお、本説明における吐出モードとは、塗布装置１が基材Ｗへの塗布液Ｌの吐出動作を行う状態（モード）のことを指し、また、液切りモードとは、塗布装置１が液切り動作を行う状態（モード）のことを指している。

吐出モード時の塗布装置１の動作を図３に示す。

吐出モードにおいて、開閉バルブ１６は開状態であり、塗布液タンク１２から塗布ユニット１１に塗布液Ｌを送液することが可能な状態である。また、このとき液切り手段１３は動作しない。

この状態において塗布液タンク１２から塗布ユニット１１へ塗布液Ｌが送液されることにより、塗布ユニット１１の吐出口１４から塗布液Ｌが吐出されて、基材Ｗへの塗布液Ｌの塗布が行われる。

また、この吐出モードで基材Ｗへの塗布が開始される際、まず、吐出口１４から基材Ｗへ少量の塗布液Ｌが吐出されて塗布液Ｌによる連結部２２（いわゆるビード）が形成され、塗布ユニット１１と基材Ｗとが塗布液Ｌで連結された塗布液連結状態となる。なお、このように塗布開始時に連結部２２を形成する動作を本説明では液着き動作と呼び、塗布装置がこの液着き動作を行う状態のことを液着きモードと呼ぶ。

このように塗布液連結状態が維持された状態で、塗布ユニット１１と基材Ｗが所定の移動速度でＸ軸方向に相対移動しながら、塗布ユニット１１から塗布液Ｌを所定の吐出速度で吐出し続けることにより、基材Ｗ上に塗布液Ｌによる連続した塗布膜がむらなく形成される。

次に、液切りモード時の塗布装置１の動作を図４に示す。図４（ａ）は液切りモード移行直後の塗布装置１の動作を示し、図４（ｂ）は液切りを行う際の塗布装置１の動作を示す。

吐出モードから液切りモードに移行する際、まず、図４（ａ）に示すように開閉バルブ１６が閉状態となる。これにより、塗布液ポンプ１２から塗布ユニット１１への塗布液Ｌの送液が停止され、吐出口１４からの塗布液Ｌの吐出が停止する。

このように吐出口１４から塗布液Ｌが吐出されない状態で塗布ユニット１１と基材ＷとがＸ軸方向に相対移動することにより、基材Ｗ上には図６で示したように不塗布領域９１が形成される。ただし、図４（ａ）に示すように開閉バルブ１６が閉状態になっただけでは塗布ユニット１１と基材Ｗとの間には連結部２２が残っており、仮にこのまま塗布ユニット１１と基材Ｗとが相対移動した場合、連結部２２を形成していた分の塗布液Ｌが基材Ｗ上に引きずられるおそれがある。

そこで、図４（ｂ）に示すように液切り手段１３が動作し、連結部２２を形成していた塗布液Ｌが塗布ユニット１１内に吸引されて、塗布液連結状態が解除される（液切りされる）。

具体的には、直動機構２１が＋Ｘ軸方向に移動することによってピストン１９およびピストン２０とが＋Ｘ軸方向に移動して、吸引ユニット１７内に塗布液Ｌが吸引され、同時に供給ユニット１８から塗布液Ｌが押し出される。

このとき、先述の通り、供給ユニット１８の内径は吸引ユニット１７の内径よりも僅かに小さい。したがって、ピストン１９とピストン２０とが同じ距離移動したときの供給ユニット１８による塗布ユニット１１への塗布液Ｌの供給量は、吸引ユニット１７による塗布ユニット１１からの塗布液Ｌの吸引量よりも少ないため、ピストン１９およびピストン２０とが＋Ｘ軸方向に移動することによって液切り手段１３は上記吸引量と供給量の差分の量の塗布液Ｌを吸引するように働く。

また、液切りが行われる際、開閉バルブ１６は閉状態であるので、塗布液Ｌの吸引は塗布液タンク１２に働くことなく、効率的に塗布液連結状態の解除に働く。

ここで、本発明のように吸引ユニット１７と供給ユニット１８とを組み合わせて塗布液Ｌの吸引を行うことにより、微少量の塗布液の吸引を行うことが可能となる。

たとえば、吸引ユニット１７の内径が２０ｍｍであり、供給ユニット１８の内径が１８ｍｍであり、直動機構２１の最小制御量（分解能）が１ｕｍであった場合、吸引ユニット１７単体による塗布液Ｌの吸引の最小制御量（分解能）は、０．１πｍｍ^３であり、供給ユニット１８単体による塗布液Ｌの供給の最小制御量は、０．０８１πｍｍ^３である。

これに対し、本実施形態のように吸引ユニット１７と供給ユニット１８とを組み合わせた場合、塗布液Ｌの吸引の最小制御量は、両者の差分である０．１π−０．０８１π＝０．０１９πｍｍ^３となる。

このように内径が僅かに異なる吸引ユニット１７と供給ユニット１８とを組み合わせてこれらの差分により塗布液Ｌの吸引を行うことにより、仮に吸引ユニット１７もしくは供給ユニット１８単体で塗布液Ｌの吸引を制御した場合の最小制御量よりもはるかに少量の塗布液の吸引を制御することができる。これにより、微少量の塗布液Ｌの吸引も制御することができるため、塗布ユニット１１から塗布液Ｌを吸引し過ぎて吐出口１４から塗布ユニット１１内にエアがかみ込んで、以降の塗布動作に悪影響を及ぼすおそれなく塗布液連結状態の解除を行うことが可能となる。

また、このように内径が僅かに異なる吸引ユニットと供給ユニットとを組み合わせる手法により、液着き動作において微少量の塗布液の吐出を制御することも可能である。具体的には、上記の構成とは逆に供給ユニットの内径を吸引ユニットの内径よりも僅かに大きくすることにより、単体の供給ユニットで塗布液の吐出を制御した場合の最小制御量よりもはるかに少量の塗布液の吐出を制御することはできる。

なお、本実施形態では、液切り手段１３のピストン１９およびピストン２０を−Ｘ軸方向（液切り動作を行う際の移動方向と反対の方向）に移動させることにより、塗布ユニット１１に少量の塗布液Ｌを送液する形態をとっている。

このようにピストン１９およびピストン２０を液切りの場合と逆の方向に移動させることにより、吸引ユニット１７からは塗布液が押し出され、また、供給ユニット１８は吸引ユニットから押し出される量よりも少ない量の塗布液を吸引する（すなわち、液着きモードでは液切りモードとは逆に、吸引ユニット１７が供給ユニットとして働き、吸引ユニット１７より内径の小さい供給ユニット１８が吸引ユニットとして働く）。したがって、液着きモードでは、液切り手段１３は塗布液Ｌを塗布ユニット１１に供給するように働く。これにより、液着き動作を行う際も塗布液Ｌの供給量を精密に制御することができる。

また、液切り動作が繰り返し行われてピストン１９およびピストン２０が＋Ｘ軸方向にばかり移動することによって直動機構２１の移動可能範囲を超えるおそれが生じることも防ぐことができる。

一方、上記のように微少量の塗布液の吐出を制御することが可能であることを利用して、液着き動作を行うこととは別に、たとえば塗布膜内で一部に膜厚が薄い部分が生じた場合に、後からその部分に塗布液を補充して膜厚の調節を行っても良い。

次に、塗布装置１による基材Ｗへの塗布方法の動作フローを図５に示す。

まず、塗布ユニット１１が基材Ｗの塗布開始位置上空に位置した状態において、液着き動作が行われ、塗布ユニット１１に少量の塗布液Ｌが送液されることにより、塗布ユニット１１の吐出口１４と基材Ｗとの間に連結部２２が形成されて、塗布液連結状態となる（ステップＳ１）。なお、このように液着き動作を行う工程を本説明では液着き工程と呼ぶ。

このとき、本実施形態では、上記の通り液切り手段１３のピストン１９およびピストン２０を−Ｘ軸方向に移動させることにより、塗布ユニット１１に少量の塗布液Ｌを送液している。このようにピストン１９およびピストン２０を液切りの場合と逆の方向に移動させることにより、塗布液Ｌを塗布ユニット１１に供給するように液切り手段１３を働かせ、液着き時の塗布液Ｌの供給量を精密に制御することができる。なお、液切り手段１３を利用せずに塗布液タンク１２から塗布液Ｌを送液することにより、塗布ユニット１１に少量の塗布液Ｌを送液しても構わない。

次に、開閉バルブ１６が開状態となる（ステップＳ２）。

次に、塗布液連結状態を維持しながら、塗布ユニット１１と基材Ｗとが所定の移動速度でＸ軸方向に相対移動させ、同時に塗布液タンク１２から塗布ユニット１１へ塗布液Ｌを送液して吐出口１４から所定の吐出速度で塗布液Ｌを吐出する（ステップＳ３）。これにより、所定の膜厚の連続した塗布膜を基材Ｗ上に形成する。なお、このように塗布液連結状態を維持しながら基材Ｗへ塗布液Ｌを吐出する工程を本説明では吐出工程と呼ぶ。

次に、吐出工程により所定の幅の塗布膜が形成された後、その塗布膜の終端部を形成するにあたり、開閉バルブ１６が閉状態となり（ステップＳ４）、そしてピストン１９およびピストン２０が＋Ｘ軸方向に移動することによって、前記の通り塗布液Ｌの吸引動作と供給動作とが同時に行われ、その差分によって連結部２２を形成する微少量の塗布液２２が塗布ユニット１１内に吸い込まれる。これにより、塗布液連結状態が解除される。すなわち、液切りが行われる（ステップＳ５）。なお、このように液切りを行う工程を本説明では液切り工程と呼ぶ。

このように吐出工程と液切り工程が行われた後、引き続き基材Ｗへの塗布が行われる場合は（ステップＳ６）、塗布ユニット１１が塗布液Ｌを吐出しない状態で塗布ユニット１１と基材Ｗとが相対移動することにより所定の幅の不塗布領域が形成され（ステップＳ７）、その後、ステップＳ１乃至ステップＳ５の動作が行われて新たな塗布膜が形成される。

このように吐出工程と液切り工程を繰り返し行われることにより、塗布膜終端部で塗布液Ｗを引きずることなく基材Ｗ上に複数の塗布膜を形成することができる。なお、塗布膜の個数は複数に限らず、１個だけであっても構わない。

以上の塗布装置および塗布方法により、液切り時もしくは液着き時に微少量の塗布液の吸い込みもしくは吐出を行うことが可能である。

なお、以上の説明では、塗布液タンク１２とは別に供給ユニット１８を設けて、供給ユニット１８による塗布液の供給量と吸引ユニット１７による塗布液の吸引量との差分によって微少量の液切りおよび液着きの制御を行っているが、塗布ユニット１８を別個設けずに、塗布液タンク１２からの送液機構を供給ユニットとしても用いて、そこからの送液量と吸引ユニット１７による吸引量との差分によって微少量の液切りおよび液着きの制御を行うようにしても構わない。

１塗布装置
２塗布部
３相対移動手段
４制御部
１１塗布ユニット
１２塗布液タンク
１３液切り手段
１４吐出口
１６開閉バルブ
１７吸引ユニット
１８供給ユニット
１９ピストン
２０ピストン
２１直動機構
２２連結部
３１載置部
９１不塗布領域
９２塗布膜
９３塗布ユニット
９４連結部
Ｌ塗布液
Ｗ基材

Claims

塗布液を基材に塗布する塗布装置であって、
塗布液を基材に吐出する塗布ユニットと、
塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引ユニットと、
塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給ユニットと、
を備え、
前記塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出モードと、
前記吐出モード終了時に前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸引することによって前記塗布液連結状態を解除する液切りモードと、を有し、
前記液切りモードにおいて、前記吸引ユニットによる塗布液の吸引量と前記供給ユニットによる塗布液の供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸い込むことを特徴とする、塗布装置。
塗布液を基材に塗布する塗布装置であって、
塗布液を基材に吐出する塗布ユニットと、
塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引ユニットと、
塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給ユニットと、
を備え、
前記塗布ユニットから塗布液を吐出して前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を形成する液着きモードと、
前記塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出モードと、を有し、
前記液着きモードにおいて、前記吸引ユニットによる塗布液の吸引量と前記供給ユニットによる塗布液の供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニットから吐出することを特徴とする、塗布装置。
前記吸引ユニットと前記供給ユニットは、内径が異なるシリンジポンプであり、前記吸引ユニットと前記供給ユニットのピストンは互いに反対向きに連結されていることを特徴とする、請求項１もしくは２のいずれかに記載の塗布装置。
基材に塗布液を塗布する塗布方法であって、
塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出工程と、
前記吐出工程終了時に前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸引することによって前記塗布液連結状態を解除する液切り工程と、を有し、
前記液切り工程において、塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引動作による吸引量と塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給動作による供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニット内に吸い込むことを特徴とする、塗布方法。
基材に塗布液を塗布する塗布方法であって、
塗布ユニットから塗布液を吐出して前記塗布ユニットと基材とが塗布液による連結部で連結された状態である塗布液連結状態を形成する液着き工程と、
前記塗布ユニットから塗布液を吐出し続けて、前記塗布液連結状態を維持しながら基材に塗布液を塗布する吐出工程と、を有し、
前記液着き工程において、塗布液を前記塗布ユニットから吸引する吸引動作による吸引量と塗布液を前記塗布ユニットに供給する供給動作による供給量との差分により、前記連結部を形成する塗布液を前記塗布ユニットから吐出することを特徴とする、塗布方法。