JPH11244751A - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板の塗布膜厚を均一にする塗布装置を構成す
ること。 【解決手段】塗布膜厚よりも小さい分解能を有している
センサ１０ａを、バー支持部材９ａ中に埋設し、バーと
センサとの距離Ｌの時系列変化を高精度に計測する。バ
ーとセンサとの距離の変動幅ｄに比例した制御量を、回
転ローラ位置制御装置１４に送り、回転ローラを降下さ
せ、バーと回転ローラのギャップを狭めてバーの変動幅
ｄが小さくなるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非連続性基板およ
び連続性基板にバーを用いて塗布液を塗布する装置に関
するものであり、例えばガラス基板に塗布液を薄く均一
な厚さに塗布する塗布装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガラス基板に塗布液を薄く均一に塗布す
る方法においては、従来より、スピンコート方式を用い
るのが主流であった。このスピンコート方式では基板回
転装置の上で回転させた基板の回転中心部付近に塗布液
を滴下して、この液を遠心力を利用して飛散させること
によりを塗布液を薄く塗布するものである。しかしスピ
ンコート方式では、基板回転装置からの基板の交換に手
間取り、作業能率が悪くなるばかりでなく、回転により
塗布液が飛散し、基板上に塗布される必要量に比べてよ
り多くの塗布液を消費し、コストアップになるという問
題点を有していた。

【０００３】これに対して、特開平2−258081 号公報お
よび特開平6−151292 号公報等に開示されているよう
に、水平に配設された上下一対のローラ間に基板を挟ん
で塗布する装置が考えられている。この装置は下のロー
ラとなるバーの下部を塗布液で浸し、このバーとこの上
方に位置する回転ローラとの間に基板を挟んで送りなが
ら、バーの表面に付着した塗布液を基板の下面に塗布す
るものである。ここに用いられるバーは金属ロッドに細
い金属線を密に巻き付けられたものである。また塗布膜
厚を制御するために、基板挿入側に設置した投光器から
の光線の断面積の変化を基板出口側の投光器で検出し、
回転ローラとバーのギャップを検知するセンサを基板両
サイドの軸受け近傍に２個所設置している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、基板に塗布する
塗布液の膜厚を薄くする要求が増加してきており、塗布
膜厚が１〜２μｍ程度で塗布ムラがない均一な塗布膜を
形成することが重要になってきた。そのためには、基板
を送り出す運動に起因して発生する塗布状態にあるバー
の垂直方向位置変動幅の計測分解能を塗布膜厚より小さ
くし、バーの位置を塗布膜厚以下の精度で制御するこ
と、およびアイドリング回転状態でのバーの偏心量を高
精度に計測してバーの設置状態を常にチェックすること
が必要である。このように塗布ムラがない均一な塗布膜
を形成するためには、バーの垂直方向位置の制御によっ
て膜厚を制御することが重要な課題となっている。

【０００５】しかしながら、従来の塗布装置では、基板
挿入側に設置した投光器からの光線の断面積の変化を基
板出口側の投光器で検出し、回転ローラとバーのギャッ
プを検知するセンサを基板両サイド付近の回転ローラ及
びバーの軸受け近傍に設置するのが一般的であったた
め、センサの最大分解能が塗布膜厚よりも大きいこと、
さらにはセンサの設置位置が、基板の搬送に妨げになら
ないように、基板両サイド付近の回転ローラ及びバーの
軸受け近傍であったため、バーのたわみ量が最も大きい
バー中心部付近での計測ができなかった。そのため、従
来の塗布装置では上記の課題を解決することができな
く、１〜２μｍの薄くて均一な塗布膜厚の形成が非常に
困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために本発明では、塗布液が入った容器の塗布液界面
付近にバーがあり、そのバーを前記塗布液が入った容器
内で支持するためのバー支持部材を有し、前記バーとそ
の上方に配置した回転ローラ間に基板を挿入し、前記バ
ーの回転によって塗布液を引き上げて、搬送されてきた
前記基板に塗布液を塗布する装置において、前記バー支
持部材中に、前記バーの垂直方向位置を検出するセンサ
を埋設し、前記センサからの信号により、前記バーおよ
び回転ローラの位置を制御する制御部を備えていること
を特徴とする塗布装置を構成する。

【０００７】また上記課題を解決するために本発明で
は、前記塗布装置において、前記バー支持部材中に、前
記バーの位置を検出するセンサをバーの長手方向に複数
個埋設し、前記複数センサからの信号により、前記バー
および回転ローラの位置を制御する制御部を備えている
ことを特徴とする塗布装置を構成する。

【０００８】さらに上記課題を解決するために本発明で
は、前記請求項１に記載した塗布装置において、前記バ
ー支持部材中に埋設した前記バーの位置を検出するセン
サを、前記バーの長手方向に移動させる手段を有するこ
とを特徴とする塗布装置を構成する。

【０００９】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１に本発明の塗布
装置の実施例１の装置全体の斜視図を示す。１はバーを
示していて、実施例では金属性ものを使用し、バーのま
わりには金属ワイヤーを密着して巻き付けてある。２は
塗布液を入れる容器であり、バーと同様に金属で作られ
ている。３は塗布液である。４は回転ローラであり、金
属製のローラの表面にはゴムが巻かれている。このゴム
は基板の振動を吸収する役割を果たしている。５は塗布
位置まで基板を搬送するためのコロであり、基板の両サ
イドに複数設置されている。６は透明ガラス基板で、事
前に必要な大きさに切断されている。７は４の回転ロー
ラを駆動するモータであり、８は１のバーを駆動するモ
ータを示している。またバーと回転ローラを支持する軸
受の一方は図１の駆動モータ側に、もう一方は図１の右
側のバーと回転ローラ支持部（図示せず）に設置されて
いる。

【００１０】このような状態から図中の矢印のようにバ
ーおよび回転ローラを回転させ、ガラス基板を搬送コロ
で搬送して、バーと回転ローラの間に挟ませてバー表面
に付着した塗布液を透明ガラス基板に塗布している。

【００１１】図２に本発明の特徴である高精度センサを
９ａのバー支持部材中に埋設時の基板搬送方向の断面図
を示す。また図３はセンサ設置部の図である。１０ａは
金属性のバーの位置を検出する渦電流式変位センサであ
り、バー支持部材の中央部に埋設されている。このセン
サの原理は、バーに発生する渦電流の大きさがバーとセ
ンサの距離に比例することを利用したもので、１〜２μ
ｍの塗布膜厚よりも小さい０.２μｍ の分解能を有して
おり、バーが回転してガラス基板への塗布液の塗布を行
う際にバーとセンサとの距離Ｌの時系列変化を高精度に
計測することができる。

【００１２】図４はバー長手方向からのセンサ設置の様
子及び制御系を示す図である。センサからの信号は、１
１ａのセンサリード線、１２ａのセンサアンプを経由し
て、１３のセンサ信号のアナログ波形を出力表示装置お
よび、１４の回転ローラ位置を上下させる装置（図示せ
ず）を制御する装置１４に送られる。なおセンサは、１
５のセンサ固定用ナットで２の塗布液の容器に固定され
ている。

【００１３】図５は、１３のセンサ出力表示装置の波形
の一例である。横軸が時間、縦軸がバーとセンサの距離
を表している。バーとセンサの距離Ｌはほぼ規則的に変
化しており、バーの位置変動幅はｄになっている。図５
の（１）はｄ＜塗布膜厚の場合を、（２）はｄ≧塗布膜
厚の場合を示している。このように本発明における装置
を使ってバーの位置変動幅はｄを計測すれば、バーの偏
心量を高精度に測定することができる。

【００１４】図６は、運転制御のフローチャートであ
る。渦電流式変位センサからのセンサ出力信号は、セン
サ信号表示装置に送られ、出力波形からバーとセンサの
距離Ｌの変動幅ｄを算出する。変動幅ｄが塗布膜厚より
大きいか小さいかによって以下に示す運転制御を行う。
バーとセンサとの距離の変動幅ｄが塗布膜厚よりも小さ
い場合（ｄ＜塗布膜厚）には、そのまま正常に運転を続
行する。

【００１５】一方、バーとセンサとの距離の変動幅ｄが
塗布膜厚よりも大きい場合（ｄ≧塗布膜厚）には、塗布
膜を均一にするために以下の制御を行う。ガラス基板に
塗布液を塗布する前のアイドリング状態で変動幅ｄを計
測してバーの偏心量を高精度に算出し、測定結果に基づ
いて偏心量の小さな寸法精度の高いバーと交換し、塗布
ムラの少ない塗布膜を実現する。

【００１６】一方、ガラス基板に塗布液を塗布している
状態で変動幅ｄを計測した場合には、変動幅ｄに比例し
た制御量を、１４の回転ローラ位置制御装置に送り、回
転ローラを降下させ、バーと回転ローラのギャップを狭
めてバーの変動幅ｄが小さくなるように制御して塗布ム
ラの少ない塗布膜を実現する。

【００１７】上記構成の塗布装置によれば、塗布状態に
あるバーの位置変動幅の計測分解能を塗布膜厚より小さ
くし、バーの位置を塗布膜厚以下の精度で制御するこ
と、およびアイドリング回転状態でのバーの偏心量を高
精度に計測し、バーの設置状態を常にチェックすること
が可能になり、従来の塗布装置では実現できなかった均
一な塗布膜厚を形成することができる。

【００１８】図７に本発明の別の実施例についてのバー
長手方向のセンサ設置時の断面図を示す。実施例１と同
様の塗布装置を用いており、塗布液をガラス基板に塗布
する工程は実施例１と同様であるため省略する。本実施
例では、バー支持部材中に、バーの位置を０.２μｍ の
分解能で検出可能な３つの渦電流式変位センサ１０ａ，
１０ｂ，１０ｃをバーの長手方向に埋設している。３つ
のセンサからの出力信号は、１７のセンサ出力切り替え
装置に送られ、スイッチを切り替えることにより３個所
の出力信号を検出する構成になっている。

【００１９】上記構成の塗布装置によれば、塗布状態に
あるバーの位置変動幅の計測分解能を塗布膜厚より小さ
くし、バーの位置を塗布膜厚以下の精度で制御するこ
と、およびアイドリング回転状態でのバーの偏心量を高
精度に計測し、バーの設置状態を常にチェックすること
が可能になり、従来の塗布装置では実現できなかった均
一な塗布膜厚を形成することができる。

【００２０】（実施例２）図８に本発明の塗布装置の実
施例２についてのバー長手方向のセンサ設置時の断面図
を示す。実施例１と同様の塗布装置を用いており、塗布
液をガラス基板に塗布する工程は実施例１と同様である
ため省略する。実施例２では、９ｂのバー支持部材中に
センサが移動できるように溝を設けて、バーの位置を
０.２μｍ の分解能で検出可能な渦電流式変位センサ１
０ａを１８のセンサトラバース装置に設置し、１９のト
ラバース装置移動用レールに沿って、センサをバーの長
手方向に移動させる構成になっている。センサの位置を
長手方向に移動できるため、任意の場所でバーの位置出
力データを検出することが可能となる。

【００２１】上記構成の塗布装置によれば、塗布状態に
あるバーの位置変動幅の計測分解能を塗布膜厚より小さ
くし、バーの位置を塗布膜厚以下の精度で制御するこ
と、およびアイドリング回転状態でのバーの偏心量を高
精度に計測し、バーの設置状態を常にチェックすること
が可能になり、従来の塗布装置では実現できなかった均
一な塗布膜厚を形成することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、上記構成の
塗布装置によれば、塗布状態にあるバーの位置変動幅の
計測分解能を塗布膜厚より小さくし、バーの位置を塗布
膜厚以下の精度で制御すること、およびアイドリング回
転状態でのバーの偏心量を高精度に計測し、バーの設置
状態を常にチェックすることが可能になり、従来の塗布
装置では実現できなかった均一な塗布膜厚を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１である塗布装置全体の斜視図
である。

【図２】図１の基板搬送方向の装置部分縦断面図及び制
御系を示す断面図である。

【図３】図２のセンサ設置部の部分を示す縦拡大断面図
である。

【図４】図１の塗布装置の横断面図である。

【図５】本発明の塗布装置の実施例１のセンサ出力波形
を示す特性図の一例である。

【図６】本発明の実施例１である運転制御のフローチャ
ートである。

【図７】本発明の実施例１である複数個のセンサ設置を
示す断面図である。

【図８】本発明の実施例２のセンサ設置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…バー、２…塗布液の容器、３…塗布液、４…回転ロ
ーラ、５…搬送用コロ、６…非連続性基板、７…回転ロ
ーラ駆動モータ、８…バー駆動モータ、９ａ…バー支持
部材、９ｂ…溝付きバー支持部材、１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ…バー位置検出センサ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…
センサリード線、１２ａ,１２ｂ,１２ｃ…センサアン
プ、１３…センサ信号出力表示装置、１４…回転ローラ
位置制御装置、１５…センサ固定用ナット、１６…バー
とセンサとの距離Ｌ、１７…センサ出力切り替え装置、
１８…センサトラバース装置、１９…トラバース装置移
動用レール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗布液が入った容器の塗布液界面付近に棒
   状回転体（以下バーと記す）があり、そのバーを前記塗
   布液が入った容器内で支持するバー支持部材を有し、前
   記バーとその上方に配置した回転ローラ間に基板を挿入
   し、前記バーの回転によって塗布液を引き上げて、搬送
   されてきた前記基板に塗布液を塗布する装置において、
   前記バー支持部材中に、前記バーの位置を検出するセン
   サを１個以上を埋設し、前記センサからの信号により、
   前記バーおよび回転ローラの位置を制御する制御部を備
   えていることを特徴とする塗布装置。