JPH0510985B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、薄膜形成成分を有機溶剤に含有させ
た液を基板表面に被着させ、該基板表面に均一な
薄膜を形成させることのできる薄膜形成装置に係
り、特に次に例示するような薄膜の形成に利用す
ることができるものである。

例えば、前記板を通して観察する蛍光表示管に
おいて、外部の電界を遮蔽するため前面板内面に
設けられる透明導電膜や、基板を通して観察する
いわゆる前面発光形の蛍光表示管において、陽極
導体及び配線導体として陽極基板上に設けられる
透明導電膜の形成に利用して有用である。

さらに、液晶表示装置の電極に使用する透明導
電膜、アルカリ成分の溶出を防ぐバリア用として
ガラス板表面に形成される透明酸化膜、そして、
板ガラスの表面に形成されて板ガラスを強化する
ための薄膜、さらに、反射防止や熱反射改善のた
め等、各種の特長を持たせるためにガラス板の表
面に被着される薄膜等を形成するためにも利用す
ることができる。

［従来の技術］ 例えばガラス等の基板の表面に薄膜を被着形成
させる装置としては、第８図に示す３本ロールに
よるロールコータが知られている。

ロールコータ１は、基板２を下面から支えるバ
ツクアツプローラ３と、基板２の上面に圧着され
て薄膜形成液４を該基板２上に転写するコーテイ
ングローラ５とを具備し、薄膜形成液４は、ドク
ターローラ６上に注がれ、該ドクターローラ６に
よつて均一に伸ばされて前記コーテイングローラ
５に供給されるように構成されている。

また、基板表面に薄膜を形成する他の手段とし
ては、デツピング法が知られている。デツピング
法は、基板の全体が入る大きさの槽を設け、この
中に薄膜形成液を満たし、基板を浸漬した後引き
上げて乾燥させることによつて、基板の両面に薄
膜を被着形成するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ロールコータは、変質しにくい安定した薄膜形
成液を基板に被着させる場合には利用することが
できるが、薄膜形成液が不安定である場合には適
用することができない。例えば、インジウム、ス
ズ、チタン等を含有する有機金属化合物（アルコ
キシ化合物）を、沸点が低く揮発し易い有機溶剤
に溶解した薄膜形成液の場合について考える。

液は、基板２上に薄膜として転写されるまで
に、ドクターローラ６とコーテイングローラ５の
間、及びコーテイングローラ５と基板２との間
で、２回の圧力を加えられる。さらに、液はドク
ターローラ６に供給された段階から溶剤成分が揮
発し続けているので、液はコーテイングローラ５
には均一に転写されない。従つて、コーテイング
ローラ５に付着した液のうち、溶剤成分の揮発し
ていない部分は基板２に転写されるが、溶剤成分
の飛んでしまつた部分はコーテイングローラ５に
付着したまま残つて基板２には転写されない。そ
のため、基板２に形成された薄膜は不均一となつ
てしまう。

また、ロールコータによれば、基板２をバツク
アツプローラ３とコーテイングローラ５との間に
はさむ必要があるため、板厚の異なる基板を用い
るときには、ローラ間隔の調整を行なわなければ
ならなかつた。

そこで、前述のように不安定な薄膜形成液を使
用する場合には、前述したデツピング法が適用さ
れている訳であるが、この方法によると基板全体
を浸漬しうるだけの液量が必要となり、経時変化
により劣化していく液量も増えるために経済的で
ないという問題点があつた。

また、浸漬後に、基板を液外に引き上げた際、
先に引き上げた基板上部から先に揮発が始まるこ
と、引き上げ後に基板表面を流れ落ちていく液が
基板の下方部分に溜まり易いこと等のために、形
成される薄膜の厚さが一定にならないという問題
点があつた。

さらに、基板全体を浸漬するので、ロールコー
タ法による場合のように基板の片面だけに薄膜を
形成させるにはもう一方の面を遮蔽しなければな
らず容易にはできないという問題点があつた。

［発明の目的］ 本発明は前記の問題点を解決するためになされ
たものであり、不安定な薄膜形成液にも適用する
ことができ、基板の片面のみに均一かつ高い品質
の薄膜を容易に形成させることができると共に、
薄膜形成液の使用量が少なく経済的な薄膜形成装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 前記の問題点を解決するため、本発明の薄膜形
成装置は、基板の移送手段と基板洗浄器とを配設
した基板洗浄部と、洗浄された基板の洗浄液を除
去する脱水乾燥手段を配設した脱水乾燥部と、基
板の両側部にのみ接触する移送案内手段を有する
冷却移送部と、薄膜形成液を溜めておく受皿と受
皿中の薄膜形成液に一部が浸漬するように配設し
た塗着ローラとを有し、該塗着ローラに基板が接
触したときに前記移送案内手段が一時停止すると
ともに回転する塗着ローラにより薄膜形成液を基
板の裏面に溜めるように構成した塗着部と、排出
側移送案内手段の下方に上下動自在とされたカツ
タを配設した溜り液カツト部と、移送される基板
の薄膜を乾燥させる移送加熱部とが、外界から遮
断された状態でケース内に連続的に配置構成され
たことを特徴としている。

［作用］ 基板は、まず基板洗浄部に送り込まれ、移送手
段によつて移送されながら、基板洗浄器によつて
表面を洗浄される。

次に、洗浄された基板は脱水乾燥部に送り込ま
れ、脱水乾燥手段の加温作用等によつて表面に付
着している洗浄液を除去される。

次に、前記基板は、続けて冷却移送部に送り込
まれる。前工程で加温された温度の上昇していた
基板は、移送案内手段によつて移送されながら冷
却され、薄膜形成液の塗着に適した温度に調整さ
れる。また、移送案内手段は、洗浄・乾燥された
基板の両側部のみに接触して、該基板を案内・移
送する構成とされているので、基板の表面を汚損
することはない。

次に、適温に調整された基板は、塗着部に送り
込まれる。塗着部の塗着ローラは、受皿に入つた
薄膜形成液に一部を浸漬させて回転しているの
で、該塗着ローラの表面には常に薄膜形成液が付
着している。

前記基板が塗着ローラ上に送り出されると、基
板の先端部下面が塗着ローラの外周面頂部に接触
する。そこで前記移送案内手段が一時停止すると
共に塗着ローラの回転につれて、前記接触部より
前方の、基板と塗着ローラとの隙間には、表面張
力によつて薄膜形成液の溜りが生じる。

前記基板は、薄膜形成液の溜りの上を滑るよう
にして送られ、かつ、塗着ローラ上を移送されて
いくので、基板の下面には薄膜形成液が均一に塗
着される。

次に、前記基板は、溜り液カツト部に送り込ま
れる。該基板は、基板の両側部のみに接触する排
出側移送案内手段によつて送られ、基板後端部の
下面に溜つた余分の薄膜形成液は、カツタの作動
によつて除去される。

次に、前記基板は、移送加熱部に送り込まれ
る。本工程において、薄膜形成液は加熱・乾燥さ
れ、基板の下面には均一な薄膜が形成される。そ
して、薄膜の形成された基板は、装置の外部へと
移送されていく。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は、薄膜形成装置の全体構成を示す正面
図であり、図中７は、基板洗浄部である。第２図
に示すように、基板洗浄部７は、ケース８の内部
に、基板洗浄器９と、基板１０の移送手段である
複数対の送りローラ１１とが設けられたものであ
り、ケース８の内部は外界から遮断され、内部の
温度・湿度等は一定に保たれるようになつてい
る。送りローラ１１は、上下一対のゴム製ローラ
よりなり、該送りローラ１１が複数対（図示の実
施例では８対）並設されて、基板１０が矢印Ａ方
向に挾持搬送されるように構成されている。

また、基板洗浄器９は、搬送される基板１０の
上下両面にそれぞれ接触して回転する上ロールブ
ラシ１２ａと下ロールブラシ１２ｂとを具備して
いる。各上ロールブラシ１２ａの上部位置と各下
ロールブラシ１２ｂの下部位置とには、各々噴射
ノズル１３が設けられており、ロールブラシ１２
に向けて洗浄液としての純水Ｗを噴射供給できる
ように構成されている。

なお、ロールブラシ１２と送りローラ１１との
設置位置関係は、図示の例に限定されるものでは
なく、他にも多様な構成例が考えられる。また、
噴射ノズル１３は、純水Ｗを基板１０の表面に直
接吹きつけることができるような位置に設置して
もよい。

次に、前記基板洗浄部７の隣には、脱水乾燥部
１４が連続して設置されている。第３図に示すよ
うに、脱水乾燥部１４の入口の近くには、第１の
脱水乾燥手段として上下一対のダブルローラ１５
が設けられている。ダブルローラ１５は、吸水性
のよい他多孔樹脂によつて形成されており、洗浄
された基板１０の上下両面に接触して、該表面に
付着している水分を吸い取るように構成されてい
る。

ダブルローラ１５の隣には、第２の脱水乾燥手
段として、上下両立置に温風ノズル１６がそれぞ
れ設けられており、ダブルローラ１５から送り出
された基板１０の上下両面に温風を吹きつけて、
基板１０を乾燥させることができるように構成さ
れている。

温風ノズル１６の隣には、移送ローラ１７が設
けられている。移送ローラ１７は、第４図に示す
ように、図示しない駆動源によつて回転駆動され
る複数の回転軸１８に、それぞれ一対づつの車輪
１９が設けられて構成されている。各車輪１９
は、円板１９ａの外側に大径の皿形円板１９ｂを
設けた形状とされており、基板１０は、両側部が
前記円板１９ａの外周面上に載せられて搬送され
るように構成されている。また、一対の車輪１
９，１９のうち一方は、軸方向に自在にスライド
させて任意の位置に固定できるようになつている
ので、一対の車輪１９の回転軸１８に対する取付
４幅は、搬送される基板１０の幅に応じて設定す
ることができる。

そして、前述したダブルローラ１５、温風ノズ
ル１６及び移送ローラ１７は、ケース２０によつ
て覆われている。該ケース２０は、前記基板洗浄
部７のケース８に直接連通しており、洗浄済の基
板１０を、外気に触れさせることなく、脱水・乾
燥工程に搬入できるようになつている。また、ケ
ース２０により脱水乾燥部１４は外界から遮断さ
れ、内部の温度・湿度等は、脱水乾燥作業に適し
た値に維持されるように構成されている。

次に、前記脱水乾燥部１４の隣には、冷却移送
部２１が連続して配設されている。第５図に示す
ように、冷却移送部２１は、前記ケース８，２０
と同様のケース２２内に移送案内手段としてのガ
イドローラ２３が設けられたものである。ガイド
ローラ２３の構造は、前記脱水乾燥部１４に設け
られた移送ローラ１７と略同一であり、前工程か
ら搬送されてきた洗浄済の乾燥した基板１０を、
基板１０の両側部のみで支えて搬送できるように
構成されている。加えて、ガイドローラ２３には
駆動手段２４が設けられており、ガイドローラ２
３は水平のままで上下動自在とされ、次工程への
送り込み位置を任意に調整できるように構成され
ている。

ケース２２は、脱水乾燥部１４のケース２０に
直接連通されていて、かつ、冷却移送部２１を外
界から遮断しているので、脱水・乾燥処理済の基
板１０を、外気に触れさせることなく、冷却工程
に移送できるようになつている。該ケース２２に
は、排気管２２ａを設けて図示しない空調設備が
接続連通されており、ケース２２内の空気を強制
的に吸い出すようにしてもよい。また、後述する
ように、次工程の塗着部２５には、前記空調設備
から冷却空気が供給されている。従つて、該冷却
空気は、塗着部２５からケース２２の内部へ常に
循環しているので、脱水・乾燥処理を受けて温度
が上昇している基板１０は、ガオドローラ２３に
よつて搬送されながら所要の温度にまで冷却され
ることになる。

次に、前記冷却移送部２１の隣には、塗着部２
５が連続して配設されている。第６図に示すよう
に、塗着部２５の中央には受皿２６が設けられて
いる。受皿２６は、円筒を軸線方向に半分割した
形状をしており、基板１０の送り方向と該軸線
（長手方向）とが直交する向きで、かつ前記ガイ
ドローラ２３の搬送面より下方の位置に設けられ
ている。受皿２６には、駆動機構２７が取付けら
れており、清掃等の際には、前記位置から下方へ
移動できるようになつている。

また、受皿２６の内部には、薄膜形成液２８
（以下、液２８と略称する。）が溜められている。

図示しないが、受皿２６の下部には、液２８の
自動供給装置が供給管を介して接続されており、
受皿２６内の液量が必要最少限の一定量に維持さ
れるように構成されている。また、受皿２６の開
口部の両側縁には、液の揮発をおさえるために、
つば状の覆い２６ａが内側に向けて設けられてい
る。

前記受皿２６の上部には塗着ローラ２９が設け
られている。塗着ローラ２９は、半径が前記受皿
２６よりも一回り小さく、軸線方向の長さは、受
皿２６の長手寸法よりやや小さく設定されてい
る。そして、塗着ローラ２９は、前記受皿２６の
内部に一部分が入りこむような位置に配設され、
液２８に一部分が浸漬されているようになつてい
る。また、塗着ローラ２９の外周面頂部の位置
は、搬送されてくる基板１０の下面よりも、やや
上方となるように構成されている。また、塗着ロ
ーラ２９は、図示しない駆動源に連結され、作業
順序に従つて自在に運転される構成となつてい
る。また、塗着ローラ２９は、本実施例では寿命
の長い金属製とされているが、セラミツクス等を
用いてもよく、液２８に浸されない材質であれば
樹脂等を使用してもよい。

前記塗着ローラ２９の上方には、押えローラ３
０が設けられている。押えローラ３０は、図示し
ない駆動手段によつて下方に移動させることがで
き、塗着ローラ２９上を移送されていく基板１０
の上面を自重によつて押え、基板１０の浮き上り
を防止するように構成されている。

そして、前記受皿２６、塗着ローラ２９及び押
えローラ３０等は、ケース３１によつて外界から
遮断されており、前工程から送り込まれてくる適
温に調整された清浄な基板１０に、最適の環境条
件で液２８を被着させられるようになつている。
すなわち、ケース３１には、給送管３１ａを介し
て、図示しない空調設備が接続されており、ケー
ス３１内には清浄で乾燥した冷たい空気が常に供
給されるようになつている。なお、この乾燥した
冷たい空気は、前述したように、冷却移送部２１
のケース２２内から脱水乾燥部１４のケース２０
内、さらに基板洗浄部７のケース８内に流れ込ん
でいる。

次に、前記塗着部２５の隣には、溜り液カツト
部３２が連続して配設されている。第６図に示す
ように、塗着部２５のケース３１につなげられた
ケース３３の内部には、排出側移送案内手段とし
ての排出ガイドローラ３４が設けられている。排
出ガイドローラ３４は、前記ガイドローラ２３と
略同一の構成であり、下面に液２８の薄膜が被着
された基板１０を、両側部のみを支えて搬送して
いくものである。

排出ガイドローラ３４の前部はケース３３から
とび出して、塗着部２５のケース２２内で、前記
塗着ローラ２９の隣に位置しているが、この部分
の下方にはカツタ３５が設けられている。カツタ
３５は、上縁辺にエツジが形成された矩形状のカ
ツタ板３６と、該カツタ板３６を上下に移動させ
るための駆動装置３７とを具備している。そし
て、カツタ３５は、前記ガイドローラ２３、塗着
ローラ２９及び排出ガイドローラ３４等の運転に
同期して適宜に上方へ移動され、液２８が塗着さ
れた基板１０の下面に接して、該基板１０の後端
部下面に溜つた余分の液２８を除去するように構
成されている。

次に、第７図に示すように、前記溜りカツト部
３２の隣には、移送加熱部３８が連続して配設さ
れている。移送加熱部３８は、ケース３９の内部
に、搬送ローラ４０と送り出し装置４１とを有し
ている。搬送ローラ４０は、前記ガイドローラ２
３と同様に、基板１０の両側部のみに接触して、
基板１０を転動自在に支える構成とされている。
また、送り出し装置４１は、固定されたガイド棒
４１ａに案内されて前後に駆動される送り出し板
４１ｂを有している。

前記ケース３９の内部は、外界から遮断されて
おり、また、ケース３９の内部には、図示しない
ヒータ等の加熱手段が設けられて、塗着された液
２８を加熱乾燥させて、基板１０の下面に薄膜を
形成させるようになつている。

次に、以上説明した構成における作用について
説明する。

基板１０は、まず基板洗浄部７に送り込まれ
る。基板１０は、送りローラ１１によつて搬送さ
れながら、上下の各ロールブラシ１２ａ，１２ｂ
と噴射ノズル１３から吹きかけられる純水Ｗとに
よつて、上下両面を洗浄されていく。

次に、洗浄された基板１０は脱水乾燥部１４に
送り込まれる。基板１０はダブルローラ１５によ
つて上下から挟まれ、基板１０の表面に付着して
いる水分が吸い取られる。続けて、基板１０の両
面には、温風ノズル１６から温風が吹きつけら
れ、該基板１０の表面に残された水分を蒸発させ
ていく。乾燥した基板１０は、移送ローラ１７に
よつて搬送され、次工程に送り込まれる。

次に、前記基板１０は、冷却移送部２１におい
て、ガイドローラ２３によつて搬送されていく。
冷却移送部２１のケース２２内の空気は、排気管
２２ａを介して外部の空調設備に引つぱられてい
るので、該空調設備が隣接の塗着部２５に供給し
ている清浄な冷却空気は、常に冷却移送部２１の
ケース２２内に流れ込んでいる。そして、前工程
で加温され温度の上昇している基板１０は、この
冷却空気にあたつて、液２８に悪影響を与えない
温度まで冷却される。本工程においては、ガイド
ローラ２３は洗浄乾燥された基板１０の両側部の
みに接触して、該基板１０を案内・移送している
ので、基板１０の表面が汚損されることはない。

次に、適温に調整された基板１０は、塗着部２
５に送り込まれる。塗着ローラ２９は、受皿２６
に入つた液２８に一部を浸漬させて回転している
ので、該塗着ローラ２９の表面には常に液２８が
付着している。

基板１０は、前記塗着ローラ２９の外周面頂部
よりもやや低い位置に送り込まれてくる。基板１
０は、塗着ローラ２９の外周面に接触した後、ガ
イドローラ２３の駆動力によつて、やや傾きなが
ら塗着ローラ２９にのり上がつていく。基板１０
の先端部が、塗着ローラ２９の外周部頂部にきた
ところで、ガイドローラ２３の運転は一時停止さ
れる。塗着ローラ２９は回転を続けているので、
基板１０と塗着ローラ２９の接触部手前の隙間に
は、表面張力によつて液２８が溜まつていく。

そして、押えローラ３０が下降して基板１０の
上面を押え、再びガイドローラ２３が駆動され
て、基板１０を塗着ローラ２９上に送り出す。こ
の時、基板１０は、基板１０と塗着ローラ２９の
隙間に生じた液２８の溜りに下面を接触させて、
滑りながら送られ塗着ローラ２９により余分な液
を後方に押しながら移送されていくので、該基板
１０の下面には液２８が均一かつ確実に塗着され
ていく。なお、本工程においては、液２８に圧力
をかけて基板１０の転写するのではなく、塗着ロ
ーラ２９によつて形成した液２８の溜りの上に基
板１０を走らせることで薄膜を形成している。従
つて、受皿２６中には、少くとも塗着ローラ２９
の一部分が浸るだけの液量があればよく、受皿２
６中の液量は必要最少限の一定量が保持されるよ
うに、自動供給装置を調整しておけばよい。ま
た、受皿２６には覆い２６ａが設けれれており、
液２８の揮発は抑えられているので、常に一定の
品質の液２８を塗着させることができると共に液
２８の歩留りはさらによくなり、低コストの薄膜
形成作業を実現することができる。

次に、前記基板１０は、溜り液カツト部３２に
送り込まれる。該基板１０は、排出ガイドローラ
３４によつて送られ、排出ガイドローラ３４等の
作動にタイミングをあわせて駆動されるカツタ３
５によつて、基板後端部の下面に溜つた余分の液
２８は除去される。

次に、前記基板１０は、移送加熱部３８の搬送
ローラ４０上に送り込まれる。基板１０の下面に
付着している液２８は加熱・乾燥され、均一な薄
膜が形成されていく。そして、薄膜の形成された
基板１０は、送り出し装置４１によつて本装置の
外部に送り出されていく。

次に、以上説明した実施例では、洗浄から加熱
に至るすべての作業が、外界から遮断されたケー
スの内側において一貫して行なわれるように構成
されている。従つて、薄膜形成作業の最大の障害
となる空気中のホコリ等が問題になることはな
く、品質の高くかつ均一な製品を製造することが
できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の薄膜形成装置は、
基板洗浄部から移送加熱部に至る各工程部分を連
続して配設し、塗着部は、薄膜形成液を溜めた受
皿と受皿中の薄膜形成液に一部が浸漬するように
配設した塗着ローラとによつて構成してある。従
つて本発明によれば、基板と塗着ローラの接触部
近傍の隙間には薄膜形成液の溜りができ、基板は
この溜りの上を接触しながら送られることによつ
て、前記液を塗着されていくことになるので、次
のような効果がある。

(1) 薄膜形成液は、一度に多くの量を装置内に必
要とせず、少量づつ受皿に補給してやればよい
ので、劣化が少ない。従つて、有機金属を低沸
点有機溶剤に溶解した不安定な薄膜形成液にも
使用することができる。

(2) 薄膜形成液の劣化を少くすることができるの
で、常に良好な状態の薄膜形成製液を塗着させ
ることができ、品質が均一な薄膜を形成するこ
とができる。

(3) 薄膜形成液の劣化が少く、使用量を最少限に
おさえられることから、製造コストを低減させ
ることができる。

(4) 基板の下側から液を塗着させるので、基板の
板厚を自由に選べ調整もいらない。

(5) 薄膜形成装置の各工程部分がケースによつて
外界から遮断されているので、外界の温度や湿
度さらにゴミやチリからくる問題点をなくし、
品質の高い均一な製品を製造できる装置を提供
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の全体構成を示す模式図、第
２図は、基板洗浄部の要部を示す断面図、第３図
は、脱水乾燥部の要部を示す断面図、第４図は、
移送ローラの正面図、第５図は、冷却移送部の要
部を示す断面図、第６図は、塗着部と溜り液カツ
ト部の要部を示す断面図、第７図は、移送加熱部
の要部を示す断面図、第８図は、従来のロールコ
ータの構成と使用方法の一例を示す側面図であ
る。 ７……基板洗浄部、９……基板洗浄器、１０…
…基板、１１……移送手段としての送りローラ、
１４……脱水乾燥部、１５……脱水乾燥手段とし
てのダブルローラ、１６……脱水乾燥手段として
の温風ノズル、２１……冷却移送部、２３……移
送案内手段としてのガイドローラ、２５……塗着
部、２６……受皿、２８……薄膜形成液（液）、
２９……塗着ローラ、３２……溜り液カツト部、
３４……排出側移送案内手段としての排出ガイド
ローラ、３５……カツタ、３８……移送加熱部、
Ｗ……洗浄液としての純水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板の移送手段と基板洗浄器とを配設した基
   板洗浄部と、 洗浄された基板の洗浄液を除去する脱水乾燥手
   段を配設した脱水乾燥部と、 基板の両側部にのみ接触する移送案内手段を有
   する冷却移送部と、 薄膜形成液を溜めておく受皿と受皿中の薄膜形
   成液に一部が浸漬するように配設した塗着ローラ
   とを有し、該塗着ローラに基板が接触したときに
   前記移送案内手段が一時停止するとともに回転す
   る塗着ローラにより薄膜形成液を基板の裏面に溜
   めるように構成した塗着部と、 排出側移送案内手段の下方に上下動自在とされ
   たカツタを配設した溜り液カツト部と、 移送される基板の薄膜を乾燥させる移送加熱部
   とが、 外界から遮断された状態でケース内に連続的に
   配置構成されたことを特徴とする薄膜形成装置。 ２ 前記塗着部の塗着ローラが金属ローラである
   特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成装置。