塗布液供給装置
【課題】 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。
【解決手段】 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。
【解決手段】 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。
【発明の詳細な説明】
【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、塗布装置においては、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いた（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、バッファタンク内の液面よりも上部に設置されたもの、またはバッファタンクの上部に設置され、そこから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、そこから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バ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】
このバッファタンク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い機構により液面に不活性ガス（例えばＮ２）で圧力を加えることで流出孔４１２から吐出され、図示しないポンプに供給される。このポンプが、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か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】
【発明が解決しようとする課題】
【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、バ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、バ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、ゲル化を促進させてしまう。そして、塗布液に含まれる気泡、または固化、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。
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。
【００１０】
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く、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ー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い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く、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が、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、請求項１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く、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１／２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い幅の水平部を有していることが好ましい。
【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い。
【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】
請求項１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、しかも、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く、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１／２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いれば、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、ゲル化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く、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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（ＴＦＴ）｝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い状態で示されている。
【００２５】
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７１、７２、塗布液移送ポンプ８、真空ポンプ９、塗布液供給缶１０、第１開閉バルブ１１および第２開閉バルブ１２などから構成され、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、グ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）が設けられている。
【００３０】
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７１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が、ボールねじ駆動のものにすることも可能である。
【００３１】
駆動装置７１、７２は、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。
【００３２】
塗布液移送ポンプ８は、図示しないシリンダ、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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いる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
基板保持用ステージ上のガラス基板３１は図示しないア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下部から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。
【００３８】
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。塗布液は一旦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。
【００３９】
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。
【００４０】
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Ｘ１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上に形成してか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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
一方、ガラス基板３１は、小径貫通孔にＮ２等のガスを送り込むことにより基板保持用ステージ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）によりリフトピンから取り上げられ、減圧乾燥等の次工程（図示せず）に搬送される。
【００４４】
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。
【００４５】
次に、本発明の塗布液供給装置の主要部を説明する。
【００４６】
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。
【００４７】
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とを含んでいる。
【００４８】
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より大きく、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の最下部から液面上限までの高さＨの略１／２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４１ａ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４１１ａの内径と等しい幅の水平部４１１ｂを有していることが好ましい。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４１１ａ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（気泡を含んでいる可能性が高い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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、前記塗布液流入孔４１１ａ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く、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。
【００５１】
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化などを行うことが好ましい。
【００５２】
さらに、上段の円筒形部分４１ａの、塗布液流入孔４１１ａ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を設けている。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く、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の材質が樹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い。
【００５３】
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４１１ａよりも上方に位置させる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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】
【００５７】
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
【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、塗布装置においては、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いた（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、バッファタンク内の液面よりも上部に設置されたもの、またはバッファタンクの上部に設置され、そこから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、そこから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バ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】
このバッファタンク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い機構により液面に不活性ガス（例えばＮ２）で圧力を加えることで流出孔４１２から吐出され、図示しないポンプに供給される。このポンプが、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か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】
【発明が解決しようとする課題】
【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、バ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、バ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、ゲル化を促進させてしまう。そして、塗布液に含まれる気泡、または固化、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。
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。
【００１０】
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く、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ー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い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く、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が、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、請求項１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く、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１／２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い幅の水平部を有していることが好ましい。
【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い。
【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】
請求項１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、しかも、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く、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１／２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いれば、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、ゲル化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く、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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（ＴＦＴ）｝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い状態で示されている。
【００２５】
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７１、７２、塗布液移送ポンプ８、真空ポンプ９、塗布液供給缶１０、第１開閉バルブ１１および第２開閉バルブ１２などから構成され、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、グ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）が設けられている。
【００３０】
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７１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が、ボールねじ駆動のものにすることも可能である。
【００３１】
駆動装置７１、７２は、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。
【００３２】
塗布液移送ポンプ８は、図示しないシリンダ、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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いる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
基板保持用ステージ上のガラス基板３１は図示しないア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下部から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。
【００３８】
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。塗布液は一旦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。
【００３９】
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。
【００４０】
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Ｘ１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上に形成してか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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
一方、ガラス基板３１は、小径貫通孔にＮ２等のガスを送り込むことにより基板保持用ステージ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）によりリフトピンから取り上げられ、減圧乾燥等の次工程（図示せず）に搬送される。
【００４４】
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。
【００４５】
次に、本発明の塗布液供給装置の主要部を説明する。
【００４６】
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。
【００４７】
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とを含んでいる。
【００４８】
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より大きく、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の最下部から液面上限までの高さＨの略１／２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４１ａ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４１１ａの内径と等しい幅の水平部４１１ｂを有していることが好ましい。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４１１ａ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（気泡を含んでいる可能性が高い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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、前記塗布液流入孔４１１ａ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く、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。
【００５１】
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化などを行うことが好ましい。
【００５２】
さらに、上段の円筒形部分４１ａの、塗布液流入孔４１１ａ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を設けている。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く、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の材質が樹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い。
【００５３】
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４１１ａよりも上方に位置させる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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】
【００５７】
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
【特許請求の範囲】
【請求項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いて、
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。
【請求項２】
上段の円筒形部分（４１ａ）の内径が下段の円筒形部分（４１ｂ）の内径より大きく、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）の最下部から液面上限までの高さの略１／２である請求項１に記載の塗布液供給装置。
【請求項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）の内径と等しい幅の水平部（４１１ｂ）を有している請求項２に記載の塗布液供給装置。
【請求項４】
塗布液流入孔（４１１ａ）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。
【請求項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。
【請求項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いて、
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。
【請求項２】
上段の円筒形部分（４１ａ）の内径が下段の円筒形部分（４１ｂ）の内径より大きく、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）の最下部から液面上限までの高さの略１／２である請求項１に記載の塗布液供給装置。
【請求項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）の内径と等しい幅の水平部（４１１ｂ）を有している請求項２に記載の塗布液供給装置。
【請求項４】
塗布液流入孔（４１１ａ）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。
【請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２２９６３５（Ｐ２００７−２２９６３５Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５２１８（Ｐ２００６−５５２１８）
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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