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JP5577598B2 - Coating device - Google Patents

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JP5577598B2 JP2009019570A JP2009019570A JP5577598B2 JP 5577598 B2 JP5577598 B2 JP 5577598B2 JP 2009019570 A JP2009019570 A JP 2009019570A JP 2009019570 A JP2009019570 A JP 2009019570A JP 5577598 B2 JP5577598 B2 JP 5577598B2
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Description

本発明は、ガラス基材にレジストなどの塗付液を常圧下で塗布する塗布装置に関するものであり、特に、カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造に適する塗布装置に関するものである。   The present invention relates to a coating apparatus that coats a glass substrate with a coating solution such as a resist under normal pressure, and particularly relates to a coating apparatus suitable for manufacturing a color filter for a color liquid crystal display.

従来、枚葉の被塗布基材に塗布する塗布装置として、スピンコータ、バーコータ、ロールコータ及びディップコータ等が知られている。スピンコータは、遠心力で塗膜を形成するものである。バーコータは、ワイヤ等で塗布液を引き伸ばして塗膜を形成するものである。ロールコータは、ロールに付着した塗布液を転写して塗膜を形成するものである。ディップコータは、塗布液の槽に付けて塗膜を形成するものである。   Conventionally, a spin coater, a bar coater, a roll coater, a dip coater, and the like are known as a coating apparatus for coating a single substrate to be coated. A spin coater forms a coating film by centrifugal force. The bar coater stretches the coating solution with a wire or the like to form a coating film. A roll coater forms a coating film by transferring a coating solution adhering to a roll. The dip coater is applied to a coating solution tank to form a coating film.

前記スピンコータにおいては、塗布液を遠心力で飛ばすため、塗布液の使用量が多くなり材料コストが高い問題があり、また、塗布・乾燥等処理時間が長くなり、生産能力上の問題もある。また、前記バーコータ及び前記ロールコータにおいては、塗布等の処理時間は短いが、塗布膜とならない余分な塗布液がでるため、より多くの塗布液の使用量を必要とし、より多くの材料コストの問題がある。また、前記ディップコータにおいては、両面塗布を基本とする方法で片面塗布には不向きであり、そのため塗布に不必要な片面を覆う等の工程を要するという製造工程上の問題がある。   In the spin coater, since the coating liquid is blown off by centrifugal force, there is a problem that the amount of the coating liquid used is large and the material cost is high, and the processing time such as coating and drying is long, and there is a problem in production capacity. Further, in the bar coater and the roll coater, although the processing time for coating or the like is short, an extra coating liquid that does not become a coating film is produced, so that a larger amount of coating liquid is required and a higher material cost is required. There's a problem. Further, the dip coater is not suitable for single-sided coating because it is a method based on double-sided coating. Therefore, there is a problem in the manufacturing process that a step such as covering one side unnecessary for coating is required.

そのため、今日では、塗布装置として、図3に示すように、スロットダイ101を具備するものが提案されている。このスロットダイ101は、上下方向にスリット102を規定するスリット内周面103を有し下先端部に基材104の進行方向Aの側の第1の先端リップ105と基材104の進行方向反対側の第2の先端リップ106とを有している。そして、この基材104の表面にスロットダイ101の第1及び第2の先端リップ105、106を近接させて、スロットダイ101の第1及び第2の先端リップ105、106の間のスリット102を介して塗布液107を基材104の表面に塗布するものである。   For this reason, today, as a coating apparatus, one having a slot die 101 as shown in FIG. 3 has been proposed. The slot die 101 has a slit inner peripheral surface 103 that defines a slit 102 in the vertical direction, and the lower end of the first die lip 105 on the side of the base material 104 in the direction of travel A is opposite the direction of travel of the base material 104 Side second tip lip 106. Then, the first and second tip lips 105 and 106 of the slot die 101 are brought close to the surface of the substrate 104, and the slit 102 between the first and second tip lips 105 and 106 of the slot die 101 is formed. Then, the coating liquid 107 is applied to the surface of the base material 104.

しかしながら、図3の塗布装置においては、コスト削減のために塗布速度の高速化、材料コスト低減のために塗布液の高粘度化が必要となっているため、塗布することが難しくなってきている。   However, in the coating apparatus shown in FIG. 3, it is difficult to apply the coating because it is necessary to increase the coating speed to reduce the cost and to increase the viscosity of the coating liquid to reduce the material cost. .

また、各種の塗布装置では、フィルムなどの支持体をロールに巻きつけ、下部よりポンプで塗布液の圧力を減圧する方法が用いられている。しかし、ガラス基材を用いる塗布装置では、そのような構成は構造上困難であるため、ポンプによる減圧以外の方法で塗布可能条件を広げる必要がある。   Moreover, in various coating apparatuses, a method is used in which a support such as a film is wound around a roll and the pressure of the coating liquid is reduced by a pump from below. However, in a coating apparatus using a glass substrate, such a configuration is difficult in terms of structure, and therefore it is necessary to widen the conditions for coating by a method other than pressure reduction by a pump.

そこで、第2の先端リップ(上流側リップ)先端部側に対する塗布液の濡れ広がりやすさを高めることでビードを上流側にシフトさせこれにより塗布速度の高速化を図る技術が提案されている(特許文献1)。
この場合、引用文献1の図2〜図5に示すように、基材の進行方向における上流側リップ先端部の長さを下流側リップ先端部の長さよりも大きく設定することが開示されている。
ところで、塗布対象物が、例えばガラス基材のように1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材である場合、言い換えると、枚葉で平板状の基材である場合、基材に対する塗布は必然的に間欠塗布となり、塗り始めのビード形成を何度も行なうことになる。
これに対して、塗布対象物が連続的に送られてくるフィルム状の基材である場合、基材に対する塗布は必然的に連続塗布となり、塗り始めのビード形成は1度で済む。
そのため、塗布対象物が1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材である場合は、ビード形成のために消費される塗布液が連続塗布に比べて多く必要になり、結果として塗布液の消費量が多くなることが避けられない。
特許文献1においては、その図2〜図5に示すように、基材の進行方向における上流側リップ先端部の長さが大きくなるほど、塗り始めのビード形成に必要な液量が多くなることから、塗布対象物が1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材である場合、間欠塗布を行う上で塗布液が無駄に消費される不都合がある。
したがって、塗布工程で消費される塗布液を減らす事が出来ればコスト削減になるため、なるべく少ない塗布液量でビードを形成でき、少しでも消費塗布液が減る装置になる事がコスト面から望まれている。
Therefore, a technique has been proposed in which the bead is shifted to the upstream side by increasing the wettability of the coating liquid with respect to the tip end side of the second tip lip (upstream lip), thereby increasing the coating speed ( Patent Document 1).
In this case, as shown in FIGS. 2 to 5 of the cited document 1, it is disclosed that the length of the upstream lip tip in the traveling direction of the base material is set larger than the length of the downstream lip tip. .
By the way, when the application target is a flat substrate that is sent one by one, for example, a glass substrate, in other words, when the application target is a flat substrate with a single wafer, The application is inevitably intermittent, and the bead formation at the beginning of application is repeated many times.
On the other hand, when the object to be applied is a film-like substrate that is continuously fed, the application to the substrate is inevitably continuous, and the bead formation at the start of coating only needs to be performed once.
For this reason, when the object to be coated is a flat substrate that is fed one by one, a larger amount of coating liquid is required for bead formation than continuous coating. As a result, the coating liquid It is inevitable that the amount of consumption will increase.
In Patent Document 1, as shown in FIGS. 2 to 5, the larger the length of the upstream lip tip in the direction of travel of the base material, the greater the amount of liquid required for bead formation at the start of coating. In the case where the coating object is a flat substrate that is fed one by one, there is a disadvantage that the coating liquid is wasted when performing intermittent coating.
Therefore, if the coating liquid consumed in the coating process can be reduced, the cost will be reduced. Therefore, a bead can be formed with a small amount of coating liquid as much as possible, and it is desirable from the cost aspect that the apparatus can reduce the consumption coating liquid as much as possible. ing.

特開2002−248399号公報JP 2002-248399 A

本発明の目的は、常圧条件下で塗布速度の高速化及び塗布液の高粘度化に対応して良質な塗布膜の形成を可能にすると共に、可能な限り塗布液を無駄にしない塗布装置を提供することにある。   The object of the present invention is to enable the formation of a high-quality coating film corresponding to the increase in the coating speed and the increase in the viscosity of the coating liquid under normal pressure conditions, and a coating apparatus that does not waste the coating liquid as much as possible Is to provide.

請求項1の発明に係る塗布装置は、スロットダイ本体と、前記スロットダイ本体の下端に設けられた平坦な下端面と、上下方向に延在し前記下端面に開口するスリットを規定するスリット内周面と、前記下端面の箇所で前記スリット内周面の下先端部よりも1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材の進行方向側に位置する第1の先端リップと、前記下端面の箇所で前記スリット内周面の下先端部よりも1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材の進行方向反対側に位置する第2の先端リップと、を有するスロットダイを具備し、前記基材の表面に前記第1及び第2の先端リップを近接させて前記スリットを介して塗布液を前記基材の表面に塗布する塗布装置において、前記基材の進行方向における前記第1の先端リップの長さは、前記基材の進行方向における前記第2の先端リップの長さの1/2〜1/4であり、前記第1の先端リップの長さは、50〜200μmであり、前記塗布液の粘度は1.5〜6cpであり、前記基材を進行させる速度は少なくとも280mm/s以上であり、前記基材の表面へ塗布される前記塗布液の膜厚は10μm以上であり、前記塗布液を前記基材の表面へ塗布する始めに、前記基材を静止させたまま前記塗布液を流して、前記第1の先端リップおよび前記第2の先端リップと前記基材の表面との間にビードを形成していき、前記ビードの前記進行方向における側端が前記第1の先端リップの前記進行方向における側端に到達したところで前記基材を進行させ塗布を開始し、前記ビードの前記進行方向における側端が前記スロットダイ本体の前記平坦な下端面を超えたところまで塗れ上がらないようにしたことを特徴とする。 A coating apparatus according to a first aspect of the present invention includes a slot die body, a flat lower end surface provided at a lower end of the slot die body, and a slit that defines a slit extending in the vertical direction and opening to the lower end surface. A first front end lip located on the side of the circumferential direction of the base material in the form of a flat plate that is sent from the lower end of the inner peripheral surface of the slit to the lower end of the peripheral surface; A slot die having a second tip lip located on the opposite side in the traveling direction of the flat plate-like base material sent one by one from the lower tip of the slit inner peripheral surface at the lower end surface And a coating apparatus that applies the coating liquid to the surface of the base material through the slit by bringing the first and second tip lips close to the surface of the base material, in the direction of travel of the base material The length of the first tip lip is determined by the base material 1 / 2-1 / 4 of the length of the second end lip in the direction of travel, the length of the first end lip is 50 to 200 [mu] m, the viscosity of the coating liquid is 1.5 6 cp, the speed at which the substrate is advanced is at least 280 mm / s or more, the film thickness of the coating solution applied to the surface of the substrate is 10 μm or more, and the coating solution is applied to the surface of the substrate. First, the coating liquid is allowed to flow while the base is kept stationary to form a bead between the first tip lip and the second tip lip and the surface of the base. When the side end of the bead in the traveling direction reaches the side end of the first tip lip in the traveling direction, the base material is advanced to start coating, and the side end of the bead in the traveling direction is The flat surface of the slot die body Characterized in that so as not rise wetting far beyond a bottom surface.

請求項1の発明によれば、スロットダイの第1の先端リップの平坦部の基材走行方向長さは、第2の先端リップの平坦部の基材走行方向長さの1/2〜1/4であるため、常圧条件下で塗布速度の高速化及び塗布液の高粘度化に対応して塗布膜の形成を可能にする。また、少ない塗布液量でビードを形成できるので、塗布液の消費量を抑制できコストを低減する上で有利となる。
また、第1の先端リップの平坦部の基材走行方向長さが50〜200μmであるため、常圧条件下で塗布速度の高速化及び塗布液の高粘度化に対応して塗布膜の形成をさらに可能にする。
According to the first aspect of the present invention, the length of the flat portion of the first tip lip of the slot die in the substrate running direction is 1/2 to 1 of the length of the flat portion of the second tip lip in the substrate running direction. Therefore, it is possible to form a coating film corresponding to the increase in the coating speed and the increase in the viscosity of the coating liquid under normal pressure conditions. In addition, since the bead can be formed with a small amount of coating liquid, the consumption of the coating liquid can be suppressed, which is advantageous in reducing costs.
In addition, since the length of the flat portion of the first tip lip in the substrate running direction is 50 to 200 μm, a coating film can be formed corresponding to the increase in the coating speed and the increase in the viscosity of the coating liquid under normal pressure conditions. Make it possible.

本発明の一実施の形態に係る塗布装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the coating device which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示す本発明の一実施の形態に係る塗布装置のスロットダイの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the slot die of the coating device which concerns on one embodiment of this invention shown in FIG. 従来の塗布装置のスロットダイの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the slot die of the conventional coating device. 実施例と比較例の数値解析結果比較を示す図である。It is a figure which shows the numerical analysis result comparison of an Example and a comparative example.

次に、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る塗布装置を示す斜視図である。図2は、図1に示す本発明の一実施の形態に係る塗布装置のスロットダイの縦断面図である。   Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a coating apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a longitudinal sectional view of the slot die of the coating apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

本発明の一実施の形態に係る塗布装置は、スロットダイ1を具備している。
スロットダイ1は、スロットダイ本体1Aと、下端面1Bと、スリット内周面3と、第1の先端リップ5と、第2の先端リップ6とを有している。
下端面1Bは、スロットダイ本体1Aの下端に設けられ平坦面として形成されている。
スリット内周面3は、上下方向に延在し下端面1Bに開口するスリット2を規定する。
第1の先端リップ5は、下端面1Bの箇所でスリット内周面3の下先端部よりも1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材4の進行方向側に位置する。
第2の先端リップ6は、下端面1Bの箇所でスリット内周面3の下先端部よりも1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材4の進行方向反対側に位置する。
スロットダイ1のスリット2には、塗布液供給装置(図示せず)により上から塗布液が液供給管7を介して供給される。
A coating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a slot die 1.
The slot die 1 has a slot die body 1A, a lower end surface 1B, a slit inner peripheral surface 3, a first tip lip 5, and a second tip lip 6.
The lower end surface 1B is provided as a flat surface at the lower end of the slot die body 1A.
The slit inner peripheral surface 3 defines a slit 2 that extends in the vertical direction and opens to the lower end surface 1B.
The 1st front-end | tip lip 5 is located in the advancing direction side of the base material 4 which makes | forms flat form sent for every sheet | seat rather than the lower front-end | tip part of the slit internal peripheral surface 3 in the location of the lower end surface 1B.
The second tip lip 6 is positioned on the opposite side in the traveling direction of the flat plate-like substrate 4 that is fed one by one from the lower tip of the slit inner peripheral surface 3 at the lower end surface 1B.
A coating liquid is supplied to the slit 2 of the slot die 1 from above via a liquid supply pipe 7 by a coating liquid supply device (not shown).

塗布装置は、搬送手段により搬送され矢印方向(進行方向)Aへ進行する基材4の表面にスロットダイ1の第1及び第2の先端リップ5、6を近接させて、スロットダイ1の第1及び第2の先端リップ5、6の間のスリット2を介して塗布液8を基材1の表面に塗布するものである。   In the coating apparatus, the first and second tip lips 5 and 6 of the slot die 1 are brought close to the surface of the substrate 4 which is conveyed by the conveying means and proceeds in the arrow direction (traveling direction) A. The coating liquid 8 is applied to the surface of the substrate 1 through the slit 2 between the first and second tip lips 5 and 6.

スロットダイ1は、スリット内周面3の中間部に液溜めであるマニュホールド9を規定するマニュホールド内周面10を有している。液供給管7から塗布液8はスリット2を介してマニュホールド9に供給される。マニュホールド9は、スロットダイ1の幅方向に均一に塗布液8を供給する。マニュホールド9からスリット2を通って塗布液8は基材4の上に排出される。排出された塗布液8は、第1の先端リップ5と第2の先端リップ6と基材4の表面との間にビード部と呼ばれる液空間を作る。このビード部が有ることで、供給量の微小な変動、スロットダイの微小な変動が有っても、一定の膜厚で基材4の上に安定して塗布液8を塗布することができる。   The slot die 1 has a manifold inner peripheral surface 10 that defines a manifold 9 that is a liquid reservoir at an intermediate portion of the slit inner peripheral surface 3. The coating liquid 8 is supplied from the liquid supply pipe 7 to the manifold 9 through the slit 2. The manifold 9 supplies the coating liquid 8 uniformly in the width direction of the slot die 1. The coating liquid 8 is discharged from the manifold 9 through the slit 2 onto the substrate 4. The discharged coating liquid 8 creates a liquid space called a bead portion between the first tip lip 5, the second tip lip 6, and the surface of the substrate 4. By having this bead portion, the coating liquid 8 can be stably applied on the substrate 4 with a constant film thickness even if there is a minute fluctuation in the supply amount and a minute fluctuation in the slot die. .

スロットダイ1における第1の先端リップ5の平坦部の基材走行方向長さL1(基材4の進行方向における第1の先端リップの長さL1)は、第2の先端リップ6の平坦部の基材走行方向長さL2(基材4の進行方向における第2の先端リップの長さL2)の1/2〜1/4である。スロットダイ1の第1の先端リップ5の平坦部の基材走行方向長さL1が第2の先端リップ6の平坦部の基材走行方向長さL2の1/2〜1/4であることにより、塗布速度の高速化及び塗布液の高粘度化に対応して塗布膜の形成を可能にする。スロットダイ1の第1の先端リップ5の平坦部の基材走行方向長さL1が第2の先端リップ6の平坦部の基材走行方向長さL2の1/2〜1/4の範囲以外である場合には、塗布速度の高速化及び塗布液の高粘度化に対応して塗布膜を形成することが困難になる。   The length L1 of the flat portion of the first tip lip 5 in the slot die 1 in the base material traveling direction (the length L1 of the first tip lip in the direction of travel of the base material 4) is the flat portion of the second tip lip 6. Of the base material traveling direction L2 (the length L2 of the second tip lip in the traveling direction of the base material 4) is ½ to ¼. The length L1 of the flat portion of the first tip lip 5 of the slot die 1 in the base material traveling direction is 1/2 to ¼ of the length L2 of the base portion in the flat direction of the second tip lip 6. Thus, it is possible to form a coating film corresponding to the increase in the coating speed and the increase in the viscosity of the coating liquid. The length L1 of the flat portion of the flat portion of the first tip lip 5 of the slot die 1 is not in the range of 1/2 to ¼ of the length L2 of the flat portion of the second tip lip 6 in the substrate running direction. In this case, it becomes difficult to form a coating film corresponding to the increase in the coating speed and the increase in the viscosity of the coating liquid.

また、スロットダイ1における第1の先端リップ5の平坦部の基材走行方向長さL1は、50〜200μmであることが望ましい。第1の先端リップ5の基材走行方向長さL1が200μmを超える場合には、塗布可能範囲を広げる効果が小さくなりすぎるため有意な効果が得られない。また、第1の先端リップ5の基材走行方向長さL1が50μm未満である場合には、特にプライシングと呼ばれる塗布前にビード部を形成する工程で、第1の先端リップ5平坦部より進行方向側に塗布液8が流れ、スロットダイ1の斜め部になっているところまで塗れ上がってしまいやすくなる。その結果、ビード部が不安定になって、不良品を生じてしまう。なお、スロットダイ1における第1の先端リップ5の平坦部の基材走行方向長さL1は、70〜150μmであることがより望ましい。   The length L1 of the flat portion of the first tip lip 5 in the slot die 1 in the substrate running direction is preferably 50 to 200 μm. If the length L1 of the first tip lip 5 in the substrate running direction exceeds 200 μm, the effect of expanding the coatable range is too small to obtain a significant effect. Further, when the length L1 of the first tip lip 5 in the substrate running direction is less than 50 μm, it proceeds from the flat portion of the first tip lip 5 particularly in a step of forming a bead portion before application called pricing. The coating liquid 8 flows on the direction side, and the coating liquid 8 tends to be applied up to the oblique portion of the slot die 1. As a result, the bead portion becomes unstable, resulting in a defective product. In addition, the base material running direction length L1 of the flat portion of the first tip lip 5 in the slot die 1 is more preferably 70 to 150 μm.

塗布液8を基材4に実際に塗布する工程の始めに、基材4は静止させたまま塗布液8だけを流す工程を通常行う。この工程をビード形成工程と呼ぶ。ビードは第1、2の先端リップ5、6の平坦部と基材4の間に生成される塗布液8の領域をさす。ビード形成工程を省略して、塗布を開始すると基材4上に均一に塗布されず不良品になってしまう。最も塗布が安定な状態になるのは、ビードが第1の先端リップ5の進行方向側端に到達している状況である。   At the beginning of the step of actually applying the coating liquid 8 to the substrate 4, a process of flowing only the coating liquid 8 is usually performed while the substrate 4 is kept stationary. This process is called a bead formation process. The bead refers to a region of the coating liquid 8 generated between the flat portions of the first and second tip lips 5 and 6 and the substrate 4. If the bead forming step is omitted and the application is started, the bead formation process is not uniformly applied on the substrate 4 and becomes a defective product. The most stable application is when the bead has reached the end of the first tip lip 5 in the direction of travel.

ビードが第1の先端リップ5の進行方向側端に到達しない。つまり、進行方向側のビードの境界が第1の先端リップ5の進行方向側端とスリット2の間に有ると、塗布時にビードが塗布進行側に広がる。ポンプを含む塗布液供給装置では目的膜厚で塗布するために必要な流量が送り出されている。とくに塗布初期に、ビードが第1の先端リップ5の進行方向側端に到達しない状況では、供給された塗布液8の一部がビード形成に使われ膜厚が目標膜厚より薄くなってしまうことがよく有る。膜厚が薄くなっても不良品である。   The bead does not reach the traveling direction side end of the first tip lip 5. That is, when the boundary of the bead on the traveling direction side is between the traveling direction side end of the first tip lip 5 and the slit 2, the bead spreads toward the coating progress side during coating. In a coating liquid supply apparatus including a pump, a flow rate necessary for coating with a target film thickness is sent out. Particularly in the situation where the bead does not reach the end of the first tip lip 5 in the traveling direction at the initial stage of coating, a part of the supplied coating solution 8 is used for bead formation and the film thickness becomes thinner than the target film thickness. There is often. Even if the film thickness is reduced, it is a defective product.

一方、第1の先端リップ5平坦部より進行方向側に塗布液8が流れると、スロットダイ1の斜め部になっているところまで塗れ上がってしまいやすくなる。その結果、塗布の不良を生じてしまう。1例として、幅方向の1部分だけが厚く塗れるなどの不安定要素を引き起こす。   On the other hand, when the coating liquid 8 flows toward the traveling direction side from the flat portion of the first tip lip 5, it tends to be applied up to the oblique portion of the slot die 1. As a result, application failure occurs. As an example, an unstable element is caused such that only one portion in the width direction can be thickly applied.

ガラス基材のような非可撓性かつ硬い基材で、スロットダイで塗布する場合、一般的には常圧条件であり、重力は図の鉛直方向にかかる。この場合、力は鉛直方向のみにかかるので、スリット2を通って流れ出る塗布液8は進行方向側にも反対側にも同じ量が流れる。第1の先端リップ5の平坦部の進行方向端まで塗布液8を満たすには、先端リップ5、6と基材4間の距離、つまり塗布ギャップをH、スロットダイ幅をDとすると、2L1HDの塗布液8が必要になる。   When a non-flexible and hard substrate such as a glass substrate is applied with a slot die, it is generally at normal pressure, and gravity is applied in the vertical direction in the figure. In this case, since the force is applied only in the vertical direction, the same amount of the coating liquid 8 that flows out through the slit 2 flows both on the traveling direction side and on the opposite side. In order to fill the coating liquid 8 up to the traveling direction end of the flat portion of the first tip lip 5, if the distance between the tip lips 5, 6 and the substrate 4, that is, the coating gap is H and the slot die width is D, 2L1HD The coating liquid 8 is required.

標準スロットダイ101は図3のように第1の先端リップ105の平坦部の基材走行方向長さL1は、第2の先端リップ106の平坦部の基材走行方向長さL2と同じ長さである。いっぽう、今回提案している図2のスロットダイ1は第1の先端リップ5の平坦部の基材走行方向長さL1は、第2の先端リップ6の平坦部の基材走行方向長さL2の1/2〜1/4である。今回提案する改良スロットダイ1では標準スロットダイ101と比べて、安定した塗布を可能とするビードを形成するのに必要な液量は1/2〜1/4である。   In the standard slot die 101, as shown in FIG. 3, the substrate travel direction length L1 of the flat portion of the first tip lip 105 is the same as the substrate travel direction length L2 of the flat portion of the second tip lip 106. It is. On the other hand, in the slot die 1 shown in FIG. 2 proposed this time, the substrate running direction length L1 of the flat portion of the first tip lip 5 is equal to the substrate running direction length L2 of the flat portion of the second tip lip 6. 1/2 to 1/4. In the improved slot die 1 proposed this time, the amount of liquid required to form a bead that enables stable coating is 1/2 to 1/4 compared to the standard slot die 101.

塗布液供給装置から送り出される液量は膜厚、塗布速度、ダイ幅によって決まる。そのため、同じ塗布条件であれば標準スロット101と改良スロットダイ1で必要となる塗布液供給装置から送り出される液量は変わらない。塗布液供給装置から送り出される液量とスリット2内の塗布液8の速度はほぼ比例関係である。そのため、標準スロット101と改良スロットダイ1でスリット2内の塗布液8の速度はほぼ同じである。   The amount of liquid delivered from the coating liquid supply device is determined by the film thickness, coating speed, and die width. Therefore, under the same application conditions, the amount of liquid delivered from the application liquid supply device required for the standard slot 101 and the improved slot die 1 does not change. The amount of liquid delivered from the coating liquid supply device and the speed of the coating liquid 8 in the slit 2 are substantially proportional. Therefore, the speed of the coating liquid 8 in the slit 2 is almost the same between the standard slot 101 and the improved slot die 1.

つまり、塗布するまでに生成しなければならないビードの液量を1/2〜1/4にする事が出来るというのは、ビードを生成するまでの時間も1/2〜1/4にする事が出来るということである。そのため、生産速度を短縮する事が出来る。   In other words, the amount of bead liquid that must be generated before coating can be reduced to 1/2 to 1/4. The time required to generate a bead is also reduced to 1/2 to 1/4. It can be done. Therefore, the production speed can be shortened.

ビード部は基材4の塗布したい領域を塗布し終わった後はそのまま捨てられる部分である。この部分の液量を減らす事が出来れば消費する塗布液8を減らす事が出来る。その結果、コストを下げる事が出来る。   The bead portion is a portion that is discarded as it is after the region to be coated of the base material 4 has been coated. If the amount of liquid in this portion can be reduced, the amount of coating liquid 8 to be consumed can be reduced. As a result, the cost can be reduced.

ガラス基材の塗工で通常用いられる間欠塗工はフィルム基材への塗工で通常用いられる連続塗工される方法と比べるとビード部を生成してから塗り終わるまでの距離は短い。一例としてフィルムでは100mをビードを1回だけ生成して塗るものがあるが、ガラス基材では数m間隔で1回ビード生成して、塗り、塗り終わりという長さスケールである。   Intermittent coating that is usually used for coating a glass substrate has a shorter distance from the generation of the bead portion to the end of coating compared to the continuous coating method that is usually used for coating to a film substrate. As an example, there is a film in which 100 m of bead is generated once and applied, but in a glass substrate, a bead is generated once at intervals of several meters, and the length scale is applied and finished.

そのため、間欠塗工では同じ長さを塗るのに多くの回数、ビード部を作る必要性がある。そのため、連続塗工の条件よりも、ビード部液量を減らす事による塗布液8の削減効果が得られる。また、生成時間短縮による生産性向上の効果がより出る。   Therefore, in intermittent coating, it is necessary to make a bead part many times to apply the same length. Therefore, the effect of reducing the coating liquid 8 by reducing the amount of the bead part liquid can be obtained rather than the condition of continuous coating. In addition, the effect of improving the productivity due to the shortening of the generation time is further exhibited.

本発明の実施の形態において基材4としては、カラーフィルタに用いるガラス基材のような非可撓性かつ硬い材料を主対象としているが、原理的にはフィルムなど他のものを使用することもできる。例えば、基材4の材料としては、アセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系フルイム及びポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   In the embodiment of the present invention, the base material 4 is mainly an inflexible and hard material such as a glass base material used for a color filter, but in principle, other materials such as a film should be used. You can also. Examples of the material for the substrate 4 include cellulose films such as acetyl cellulose and triacetyl cellulose, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and acrylic films such as polymethyl methacrylate. It is not limited.

塗布液8は、カラーフィルタ用のレジストを指しているが、他の材料を使用することもできる。例えば、塗布液8の溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、hh、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール・ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類、ヘキサン、ヘプタン・オクタン等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられ、1種、または、2種類以上の混合物として用いてよいが、これらに限定されるものではない。なお、塗布液8の粘度は、1.5〜6cpの範囲であることが望ましい。   The coating solution 8 indicates a resist for a color filter, but other materials can be used. For example, the solvent of the coating solution 8 includes alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol and 2-methoxyethanol, esters such as acetone, methyl ethyl ketone, hh, methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, and diisopropyl ether. Ethers, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol and hexylene glycol, ethyl etherosolve, butyl cellosolve, glycol ethers such as ethyl carbitol and butyl carbitol, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and octane, halogenated Examples include hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, etc., but these may be used as one kind or a mixture of two or more kinds. Not intended to be. In addition, as for the viscosity of the coating liquid 8, it is desirable that it is the range of 1.5-6cp.

基材4は、浮上搬送によって搬送されることが望ましい。これは、基材4の接触による破損を防ぐことができるからである。   The base material 4 is desirably transported by levitation transport. This is because damage due to contact of the substrate 4 can be prevented.

(実施例1)
図2のスロットダイ1における第1の先端リップ5の平坦部の基材走行方向長さL1を100μmとし、第2の先端リップ6の平坦部の基材走行方向長さL2を300μmとし、基材4と第1の先端リップ5及び第2の先端リップ6との間隔は100μmとし、塗布速度は280mm/sとし、かつ、塗布液は粘度3cpのレジスト液で幅が2400mmであるガラス基材4に塗布するものとして数値解析を行った。この場合に、塗布液8の 膜厚が10μm以上あれば均一な膜厚での塗布が可能という結果になった。
Example 1
In the slot die 1 of FIG. 2, the base portion travel direction length L1 of the flat portion of the first tip lip 5 is 100 μm, the base portion travel direction length L2 of the flat portion of the second tip lip 6 is 300 μm, A glass substrate in which the distance between the material 4 and the first tip lip 5 and the second tip lip 6 is 100 μm, the coating speed is 280 mm / s, and the coating solution is a resist solution having a viscosity of 3 cp and a width of 2400 mm. Numerical analysis was carried out as the coating to No.4. In this case, if the coating solution 8 had a thickness of 10 μm or more, it was possible to apply with a uniform thickness.

(比較例1)
図3に示すスロットダイ101を具備する塗布装置を用いて塗布テストを行った。条件は、第1の先端リップ105及び第2の先端リップ106の平坦部の基材走行方向長さはどちらも300μmとし、基材104と第1の先端リップ105及び第2の先端リップ106との間隔は100μmとし、塗布速度は280mm/sとし、かつ、塗布液は粘度3cpのレジスト液で幅が2400mmであるガラスの基材104に塗布した。
(Comparative Example 1)
A coating test was performed using a coating apparatus including the slot die 101 shown in FIG. The conditions are that the lengths of the flat portions of the first tip lip 105 and the second tip lip 106 in the substrate running direction are both 300 μm, and the substrate 104, the first tip lip 105 and the second tip lip 106 are The spacing was 100 μm, the coating speed was 280 mm / s, and the coating solution was a resist solution having a viscosity of 3 cp and applied to the glass substrate 104 having a width of 2400 mm.

比較例1の塗布テストでは塗布時の塗布膜の膜厚が12μmでは不良の無いサンプルができ上がったが、塗布膜の膜厚が12μm未満の膜厚では生成物にスジのようなものが確認でき、塗布不良である。   In the coating test of Comparative Example 1, a sample having no defects was completed when the coating film thickness at the time of coating was 12 μm. However, when the coating film thickness was less than 12 μm, a product-like streak could be confirmed. Application failure.

(比較例2)
比較例1と同じ条件で数値解析を行った。このときの結果も膜厚12μm以上であれば均一な膜厚での塗布が可能という結果であった。
(Comparative Example 2)
Numerical analysis was performed under the same conditions as in Comparative Example 1. The result at this time was also a result that application with a uniform film thickness was possible if the film thickness was 12 μm or more.

実施例1の装置と比較例2の装置で材料物性、塗布速度、塗液流入量のパラメータ値を変えて数値解析を実施した。その比較結果をまとめたグラフが図4になる。図4で横軸のキャピラリ数は粘度×塗布速度÷表面張力で表される無次元数の指標である。この値が高いほど塗布する事は困難になる指標である。縦軸で表されている相対膜厚は塗布直後の膜厚を基材4と第1の先端リップ5及び第2の先端リップ6との間隔で割った無次元数である。この値が高いほど、塗布直後の膜厚が厚いことを表す。    Numerical analysis was performed with the apparatus of Example 1 and the apparatus of Comparative Example 2 by changing the parameter values of material properties, coating speed, and coating liquid inflow. A graph summarizing the comparison results is shown in FIG. In FIG. 4, the number of capillaries on the horizontal axis is an index of dimensionless number expressed by viscosity × application speed ÷ surface tension. The higher this value, the more difficult it is to apply. The relative film thickness represented by the vertical axis is a dimensionless number obtained by dividing the film thickness immediately after coating by the distance between the substrate 4 and the first tip lip 5 and the second tip lip 6. The higher this value, the thicker the film immediately after coating.

グラフ上に表された線が塗布限界の境界線である。線より上領域でしか良品は塗布出来ない。線より下の領域では不良が起こり塗布出来ない。1例として幅方向に厚み分布が生じるリビングムラと呼ばれるムラなどが起きる。線より右側のキャピラリ数のときも同様に塗布できない。キャピラリ数は粘度、塗布速度に比例する指標である為、塗布可能限界の条件より高速、高粘度であると塗布できない。   The line represented on the graph is the boundary line of the application limit. Good products can be applied only in the area above the line. In the area below the line, a defect occurs and cannot be applied. For example, unevenness called living unevenness in which a thickness distribution occurs in the width direction occurs. Similarly, when the number of capillaries is on the right side of the line, coating is not possible. Since the number of capillaries is an index proportional to the viscosity and the coating speed, coating cannot be performed at a higher speed and higher viscosity than the limit of coating.

結果を比較すると、実施例1の塗布限界を表す線が比較例2の線より下側にあることがわかる。この事は材料物性、塗布速度が同じ場合、より塗布直後の膜厚が薄くても塗布可能になる事を示している。また、材料物性、膜厚が同じ場合、より塗布速度が速くても塗布可能ということである。また、膜厚、塗布速度が同じ場合はより高粘度の材料でも塗布可能ということである。   Comparing the results, it can be seen that the line representing the coating limit of Example 1 is below the line of Comparative Example 2. This indicates that when the physical properties of the material and the coating speed are the same, coating is possible even if the film thickness immediately after coating is smaller. Further, when the material properties and the film thickness are the same, it is possible to apply even if the application speed is higher. In addition, when the film thickness and the coating speed are the same, it is possible to apply even a higher viscosity material.

値を比較すると高キャピラリ数であるほど実施例と比較例の塗布限界を表す線の差が大きくなるが、膜厚で言えば1割〜2割程度薄くなっても塗布可能になる結果である。   When the values are compared, the higher the number of capillaries, the larger the difference between the lines representing the application limit of the example and the comparative example. However, in terms of film thickness, it is possible to apply even when the thickness is reduced by 10% to 20%. .

比較例1、2の比較から数値解析と塗布テストでは良い一致が見られる。そのため、以上の実施例1及び比較例1、2の結果から、本発明の実施例1によれば、塗布可能になる膜厚の範囲が広がるものと推定できる。よって本発明により塗布高速化及び塗布液高粘度化に対応できるようになる。また、少ない塗布液量でビードを形成できるので、塗布液の消費量を抑制できコストを低減する上で有利となる。   From the comparison of Comparative Examples 1 and 2, there is a good agreement between the numerical analysis and the coating test. Therefore, from the above results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, it can be estimated that according to Example 1 of the present invention, the range of film thickness that can be applied is widened. Therefore, according to the present invention, it becomes possible to cope with higher application speed and higher application liquid viscosity. In addition, since the bead can be formed with a small amount of coating liquid, the consumption of the coating liquid can be suppressed, which is advantageous in reducing costs.

1 スロットダイ
1A スロットダイ本体
1B 下端面
2 スリット
3 スリット内周面
4 基材
5 第1の先端リップ
6 第2の先端リップ
7 液供給管
8 塗布液
9 マニュホールド
10 マニュホールド内周面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slot die 1A Slot die main body 1B Lower end surface 2 Slit 3 Slit inner peripheral surface 4 Base material 5 1st front end lip 6 2nd front end lip 7 Liquid supply pipe 8 Coating liquid 9 Manifold 10 Manifold inner peripheral surface

Claims (1)

スロットダイ本体と、
前記スロットダイ本体の下端に設けられた平坦な下端面と、
上下方向に延在し前記下端面に開口するスリットを規定するスリット内周面と、
前記下端面の箇所で前記スリット内周面の下先端部よりも1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材の進行方向側に位置する第1の先端リップと、
前記下端面の箇所で前記スリット内周面の下先端部よりも1枚ごとに送られてくる平板状をなす基材の進行方向反対側に位置する第2の先端リップと、
を有するスロットダイを具備し、
前記基材の表面に前記第1及び第2の先端リップを近接させて前記スリットを介して塗布液を前記基材の表面に塗布する塗布装置において、
前記基材の進行方向における前記第1の先端リップの長さは、前記基材の進行方向における前記第2の先端リップの長さの1/2〜1/4であり、
前記第1の先端リップの長さは、50〜200μmであり、
前記塗布液の粘度は1.5〜6cpであり、
前記基材を進行させる速度は少なくとも280mm/s以上であり、
前記基材の表面へ塗布される前記塗布液の膜厚は10μm以上であり、
前記塗布液を前記基材の表面へ塗布する始めに、前記基材を静止させたまま前記塗布液を流して、前記第1の先端リップおよび前記第2の先端リップと前記基材の表面との間にビードを形成していき、前記ビードの前記進行方向における側端が前記第1の先端リップの前記進行方向における側端に到達したところで前記基材を進行させ塗布を開始し、前記ビードの前記進行方向における側端が前記スロットダイ本体の前記平坦な下端面を超えたところまで塗れ上がらないようにした、
ことを特徴とする塗布装置。
A slot die body,
A flat lower end surface provided at the lower end of the slot die body;
A slit inner peripheral surface defining a slit extending in the vertical direction and opening in the lower end surface;
A first tip lip located on the traveling direction side of a flat plate-like base material that is sent one by one from the lower tip of the slit inner peripheral surface at the location of the lower end surface;
A second tip lip located on the opposite side in the traveling direction of the flat plate-like base material that is sent one by one from the lower tip of the inner circumferential surface of the slit at the lower end surface;
Comprising a slot die having
In the coating apparatus for applying the coating liquid to the surface of the substrate through the slit by bringing the first and second tip lips close to the surface of the substrate,
The length of the first tip lip in the traveling direction of the substrate is 1/2 to ¼ of the length of the second tip lip in the traveling direction of the substrate,
The length of the first tip lip is 50 to 200 μm,
The viscosity of the coating solution is 1.5-6 cp,
The speed at which the substrate is advanced is at least 280 mm / s or more,
The film thickness of the coating solution applied to the surface of the substrate is 10 μm or more,
At the beginning of applying the coating solution to the surface of the substrate, the coating solution is allowed to flow while the substrate is stationary, and the first tip lip and the second tip lip and the surface of the substrate A bead is formed between the first end lip and the side end of the first tip lip in the direction of travel of the first tip lip. The side edge in the advancing direction of the slot die body so as not to be applied to the place beyond the flat lower end surface,
An applicator characterized by that.
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