KR100798838B1 - 용액의 도포 장치 및 도포 방법 - Google Patents

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다카히로 야마자키
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시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴(15)을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서, 노즐(34)을 구비하고, 노즐로부터 용액을 기판에 적하하여 도포하는 도포 헤드(22)와, 기판과 도포 헤드를 상대 이동시키는 탑재 테이블(13)과, 탑재 테이블에 의해 기판과 도포 헤드를 상대 이동시킬 때, 이들이 상대 이동되는 방향을 기판에 형성된 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 제어하는 제어 장치(41)를 구비한다.
도포 장치, 도포 방법, 헤드, 요철 패턴, 도포 편차, 박막 형성

Description

용액의 도포 장치 및 도포 방법{SOLUTION APPLICATION DEVICE AND SOLUTION APPLICATION METHOD}
본 발명은, 기판에 용액을 잉크젯 방식으로 토출하여 도포하는 용액의 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 액정 표시 장치의 제조 공정 중에는, 유리제의 기판에 회로 패턴을 형성하기 위한 성막 공정이 있다. 상기 성막 공정에서는, 기판의 판면에, 예를 들면 배향막이나 레지스트 등의 기능성 박막이 형성된다.
기판에 기능성 박막을 형성하는 경우, 상기 기능성 박막을 형성하는 용액을 노즐로부터 토출하여 기판의 판면에 도포하는 잉크젯 방식의 도포 장치가 사용되는 경우가 있다.
상기 도포 장치는 기판을 반송하는 탑재 테이블을 구비하고 있고, 상기 탑재 테이블의 상부에는, 상기 노즐이 형성된 복수개의 도포 헤드가 기판의 반송 방향에 대하여 직교하는 방향을 따라 형성되어 있다.
그에 따라, 반송되는 기판의 상면에는 복수개의 노즐로부터 토출된 용액이 반송 방향과 교차하는 방향으로 소정 간격을 두고 도포된다. 기판에 용액을 잉크젯 방식으로 도포하는 선행 기술은, 예를 들어 특허 문헌 1에 나타나 있다.
[특허 문헌 1] 일본국 특개평 9-105937호 공보
액정 표시 장치가 액티브 매트릭스 방식인 경우, 상기 용액이 도포되는 상기 기판의 판면에는, 투명 도전막에 의해 전극이 광학적으로 격자형으로 형성되어 있다. 그에 따라, 기판의 판면에는 상기 전극이 설치된 부분이 볼록부가 되고, 설치되어 있지 않은 부분이 오목부가 되는 요철 패턴이 형성되어 있다. 즉, 기판의 판면에는 상기 전극에 의해 규칙적인 요철부로 이루어지는 요철 패턴이 형성되어 있다.
한편, 상기 도포 헤드의 복수개의 노즐로부터는, 소정 방향으로 반송되는 기판에 대해서 액적(液滴)이 일정한 타이밍으로 토출된다. 그에 따라, 상기 기판에는 액적이 규칙적으로 도포 된다. 기판에 도포된 액적은 유동하여 일체화되고, 소정의 두께의 기능성 박막을 형성하게 된다.
기판에 형성되는 기능성 박막은 그 두께의 균일성이 요구된다. 그러나, 규칙적인 요철부가 형성된 기판의 판면에, 도포 헤드에 설치된 복수개의 노즐로부터 액적을 일정한 타이밍으로 토출시켜서 도포하면, 그 타이밍에 의해 각 노즐로부터 기판에 도포된 액적이 기판에 규칙적으로 형성된 요철부의 오목부에 집중적으로 적하(滴下)되는 경우가 있다.
오목부에 적하된 액적은 볼록부를 형성하는 전극의 방해때문에 주위로 잘 유동될 수 없다. 그 결과, 오목부에 적하된 액적은 전극 상에 충분히 퍼지지 못하고, 전극 상에서 그 막두께가 얇아지므로, 기판에 도포된 액적에 의해 형성되는 기능성 박막은, 볼록부와 대응하는 부분의 막두께가 다른 부분의 막두께보다 얇아지고, 기판에 형성된 요철부와 대응하여 줄무늬나 얼룩무늬 등의 도포 편차가 생기고, 기능성 박막의 품질이 저하되는 경우가 있다.
본 발명은, 기판 상에 도포된 용액에 의해 형성되는 박막에 도포 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 용액의 도포 장치 및 도포 방법을 제공한다.
본 발명은, 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서,
노즐을 구비하고, 상기 노즐로부터 상기 용액을 상기 기판에 적하하여 도포하는 도포 헤드와,
상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 구동 수단과,
상기 구동 수단에 의해 상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시킬 때, 이들이 상대 이동되는 방향을 상기 기판에 형성된 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 제어하는 제어 수단
을 구비한 것을 특징으로 하는 용액의 도포 장치이다.
본 발명은, 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서,
노즐을 구비하고, 상기 노즐로부터 상기 용액을 상기 기판에 적하하여 도포하는 도포 헤드와,
상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 구동 수단과,
상기 구동 수단에 의해 상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시킬 때, 이들이 상대 이동되는 방향을 상기 기판에 형성된 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 제어하는 제어 수단
을 구비한 것을 특징으로 하는 용액의 도포 장치이다.
본 발명은, 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서,
노즐을 구비하고, 상기 노즐로부터 상기 용액을 상기 기판에 적하하여 도포하는 도포 헤드와,
상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 구동 수단과,
상기 구동 수단에 의해 상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시킬 때, 이들이 상대 이동되는 방향을 상기 기판에 형성된 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 제어하는 제어 수단
을 구비한 것을 특징으로 하는 용액의 도포 장치이다.
본 발명은, 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서,
노즐을 구비하고, 상기 노즐로부터 상기 용액을 상기 기판에 적하하여 도포하는 도포 헤드와,
상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 구동 수단과,
상기 도포 헤드와 상기 구동 수단을 제어하여 상기 기판에 액적의 도포 패턴을 형성하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 도포 패턴에서의 액적의 배열 방향을 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 상기 도포 헤드와 상기 구동 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 용액의 도포 장치이다.
본 발명은, 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서,
열 형상으로 배치된 복수개의 노즐을 구비하고, 상기 노즐로부터 상기 용액을 상기 기판에 적하하여 도포하는 도포 헤드와,
상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 구동 수단과,
상기 도포 헤드와 상기 구동 수단을 제어하여 상기 기판에 액적의 도포 패턴을 형성하는 제어 장치를 구비하고,
상기 도포 헤드는, 상기 노즐의 배치 방향이 상기 기판에 형성된 상기 요철 패턴의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 용액의 도포 장치이다.
본 발명은, 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에, 도포에 드의 노즐로부터 토출시킨 용액을 도포하는 용액의 도포 방법으로서,
상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 공정과,
상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시킬 때, 이들이 상대 이동되는 방향을 상기 기판에 형성된 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나게 하는 공정과,
상기 기판과 상기 도포 헤드의 상대 이동 방향을 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 이동시키면서, 상기 기판에 상기 도포 헤드로부터 용액을 토출하여 도포하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액의 도포 방법이다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 도포 장치의 개략적인 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 도포 장치의 측면도이다.
도 3은 도포 헤드의 종단면도이다.
도 4는 도포 헤드의 노즐이 형성된 하면을 나타낸 도면이다.
도 5는 제어 계통을 나타낸 블록도이다.
도 6은 기판에 투명 도전막에 의해 형성된 요철 패턴을 나타낸 설명도이다.
도 7은 각도 θ로 회전시켜서 X 방향으로 구동되는 기판과 도포 헤드를 나타낸 설명도이다.
이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1과 도 2에 나타내는 본 발명의 도포 장치는 대략 직육면체형의 베이스(1)를 구비한다. 상기 베이스(1)의 하면의 소정 위치에는 각각 다리(2)가 설치되어, 상기 베이스(1)를 수평으로 지지하고 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 베이스(1)의 상면의 폭 방향 양 단부에는, 길이 방향을 따라서 각각 장착판(3)이 구비되어 있다. 이들 장착판(3)의 상면의 폭 방향 일단부에는 길이 방향을 따라 각각 가이드 부재(4)가 구비되어 있다. 이 들 가이드 부재(4)의 상면에는, 직사각 판형의 X 테이블(5)이, 그 하면의 폭 방향 양측에 평행으로 설치된 단면이 대략 U자형의 한쌍의 받침부재(6)를 슬라이드 가능하게 결합되어 지지되어 있다. 즉, X 테이블(5)은 상기 가이드 부재(4)를 따르는 X 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
상기 베이스(1)의 길이 방향 일단에는 X 구동원(7)이 설치되어 있다. 상기 X 구동원(7)은 나사축(8)을 회전 구동시킨다. 상기 나사축(8)은 상기 베이스(1)의 길이 방향을 따라 회전 가능하게 지지되어 설치되고, 상기 X 테이블(5)의 하면에 설치된 너트체(9)와 나사 결합되어 있다. 따라서, 상기 X 구동원(7)에 의해 나사축(8)이 회전 구동되면, 상기 X 테이블(5)이 도 1에 화살표로 나타낸 바와 같이 상기 가이드 부재(4)를 따라서 X 방향으로 구동되도록 되어 있다.
상기 X 테이블(5)의 상면에는 θ 테이블(11)이 수평면과 직교하는 축선을 중심으로 회전 가능하게 형성되어 있다. 상기 θ 테이블(11)은 상기 X 테이블(5)에 설치된 θ 구동원(12)에 의해 회전 방향으로 구동되도록 되어 있다.
상기 θ 테이블(11)의 상면에는 탑재 테이블(13)이 설치되어 있다. 상기 탑재 테이블(13)에는 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 사용되는 유리제의 기판 W가 공급된다. 상기 기판 W는, 상기 탑재 테이블(13)에 하면이 진공 흡착이나 정전 흡착 등의 수단에 의해 흡착되어 지지된다. 따라서, 탑재 테이블(13)에 지지된 기판 W는 상기 X 테이블(5)과 θ 테이블(11)에 의해 X 방향과 θ 방향으로 구동되도록 되어 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이 상기 기판 W의 상면에는, 밴드형의 투명 도전 막(14)이 격자형으로 형성되어 있다. 그에 따라, 기판 W의 상면에는 투명 도전막(14)에 의해 둘러싸인 부분이 오목부(15a)가 되고, 투명 도전막(14)이 설치된 부분이 볼록부(15b)가 되는 요철 패턴(15)이 형성되어 있다. 즉, 기판 W에는 오목부(15a)와 볼록부(15b)가 기판 W의 길이 방향 및 폭 방향에 대하여 규칙적으로 형성되어 있다.
상기 베이스(1)의 길이 방향 중간부에는 한쌍의 가이드 부재(4)의 위를 건너질러 게이트형의 지지체(17)가 설치되어 있다. 상기 지지체(17)의 양쪽 상부에는 사각기둥으로 이루어지는 장착 부재(18)가 수평으로 가설(架設)되어 있다.
상기 장착 부재(18)에는 헤드 테이블(19)이 상기 X 테이블(5)의 구동 방향인 X 방향과 직교하는 Y 방향(도 2에 화살표로 나타낸다)을 따라 이동할 수 있도록 형성되어 있다. 상기 지지체(17)의 폭 방향 일측에는 Y 구동원(21)이 설치되어 있다. 상기 Y 구동원(21)은 상기 헤드 테이블(19)을 Y 방향을 따라 구동하도록 되어 있다.
상기 헤드 테이블(19)의 일측면에는 잉크젯 방식에 의해 기능성 박막인, 예를 들어 배향막을 형성하는 용액을 도트 상태로 토출하는 복수개의 도포 헤드(22)가 Y 방향을 따라 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 예를 들어 7개의 도포 헤드(22)가 지그재그 모양으로 2열로 배치되어 있다.
도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이, 각각의 상기 도포 헤드(22)는 헤드 본체(28)를 구비하고 있다. 헤드 본체(28)는 박스형으로 형성되고, 그 하면 개구는 가요판(29, 可撓板)에 의해 막혀 있다. 상기 가요판(29)은 노즐 플레이트(31)에 의해 덮여 있고, 상기 노즐 플레이트(31)와 상기 가요판(29) 사이에는 복수개의 액실(32)이 형성되어 있다.
각 액실(32)은, 노즐 플레이트(31) 내에 형성된 주관(31A)에 도시하지 않은 가지관을 통하여 각각 연통되어 있어서, 상기 주관(31A)으로부터 상기 가지관을 통하여 용액이 각 액실(32)에 공급된다. 주관(31A)은, 그 일단이 후술하는 급액공(33)에 접속되고, 타단이 후술하는 회수공(37)에 접속된다.
상기 헤드 본체(8)의 길이 방향 일단부에는 상기 액실(32)에 연통하는 상기 급액공(33)이 형성되어 있다. 상기 급액공(33)으로부터 상기 액실(32)에 기능성 박막을 형성하는 상기 용액이 공급된다. 그에 따라, 상기 액실(32) 내는 용액으로 채워지게 되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐 플레이트(31)에는, 기판 W의 반송 방향과 직교하는 방향인, Y 방향을 따라 복수개의 노즐(34)이 지그재그 모양으로 천공되어 있다. 상기 가요판(29)의 상면에는, 도 3에 나타낸 바와 같이 각각의 상기 노즐(34)에 각각 대향하여 복수개의 압전 소자(35)가 형성되어 있다.
각 압전 소자(35)에는 상기 헤드 본체(28) 내에 설치된 구동부(36)에 의해 구동 전압이 공급된다. 그에 따라, 압전 소자(35)는 신축되어 가요판(29)을 부분적으로 변형시키므로, 상기 압전 소자(35)에 대향 위치하는 노즐(34)로부터 용액이 도트 상태로 토출되어 반송되는 기판 W의 상면에 도포된다. 따라서, 기판 W의 상면에는, 도트 상태의 용액이 매트릭스형으로 배열되어 이루어지는 도포 패턴이 형성된다. 그리고, 상기 도포 패턴은, 도트 상태의 각 용액이 유동하여 퍼짐으로써, 서로 부착되어 1개의 막을 이룬다.
그리고, 압전 소자(35)에 인가하는 전압의 크기를 바꾸어서 압전 소자(35)의 작동량을 제어하면, 각 압전 소자(35)가 대향하는 노즐(34)로부터의 용액의 토출량, 즉 액적의 크기를 바꿀 수 있다.
상기 헤드 본체(28)의 길이 방향 타단부에는 상기 액실(32)에 연통하는 상기 회수공(37)이 형성되어 있다. 상기 급액공(33)으로부터 액실(32)에 공급된 용액은, 상기 회수공(3)으로부터 회수할 수 있도록 되어 있다. 즉, 각 헤드(22)는 상기 액실(32)에 공급된 용액을 노즐(34)로부터 토출시킬 뿐만 아니라, 상기 액실(32)을 통해서 상기 회수공(37)으로부터 회수할 수 있도록 되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 각 도포 헤드(22)에 설치된 구동부(36)는 제어 장치(41)에 의해 구동이 제어된다. 즉, 상기 제어 장치(41)에는, 복수개의 도포 헤드(22)에 형성된 각 노즐(34)의 X, Y 좌표가 기억되어 있다. 각 노즐(34)의 X, Y 좌표는, 예를 들어 각 도포 헤드(22)를 헤드 테이블(19)에 장착한 후, 그 도포 헤드(22)의 장착 위치에 기초하여 설정된다. 그에 따라, 기판 W에 대한 용액의 상기 Y 방향을 따라서 토출 위치를 제어할 수 있다.
상기 제어 장치(41)는 상기 구동부(36) 뿐만아니라, X 테이블(5)을 X 방향으로 구동하는 X 구동원(7), θ 테이블(11)을 θ방향으로 구동하는 θ 구동원(11) 및 도포 헤드(22)가 설치된 헤드 테이블(19)을 Y 방향으로 구동하는 Y 구동원(21)의 구동도 제어하도록 되어 있다.
다음에, 전술한 바와 같이 구성된 도포 장치에 의해 기판 W에 용액을 도포하 는 경우에 대하여 설명한다. 먼저, 기판 W를 투명 도전막(14)이 설치된 면을 위로 하여 탑재 테이블(13) 상에 흡착 지지한다. 그 다음에, θ 구동원(12)을 작동시키고, 탑재 테이블(13)과 함께 기판 W를 X 방향에 대하여 소정 각도로 회전시킨다. θ 테이블(11)의 회전 각도 θ는 5 ~ 45°의 범위가 바람직하다. 도 7은 기판 W를 회전 각도 θ로 회전시킨 상태를 나타내고 있다.
탑재 테이블(13)을 회전 각도 θ로 회전시킨 후에, X 구동원(7)을 작동시켜서 탑재 테이블(13)을 X 방향으로 구동한다. 즉, 기판 W를 회전 각도 θ로 회전시킨 상태에서 도 7의 화살표로 나타낸 X 방향으로 구동한다.
기판 W가 X 방향으로 구동되어, 그 기판 W에 용액이 도포되는 도포 영역 R(도 7에 나타낸다)이 도포 헤드(22)의 하방에 도달하면, 상기 도포 영역 R과 대응하여 위치하는 복수개의 도포 헤드(22)의 복수개의 노즐(34)로부터 용액을 기판 W를 향하여 토출시킨다. 그에 따라, 기판 W에는, 예를 들어 도 7에 나타낸 4개의 도포 영역 R에 용액이 도포된다.
상기 기판 W의 용액의 도포 영역 R에는 도 6에 나타낸 바와 같이 투명 도전막(14)이 격자형으로 설치되고, 상기 투명 도전막(14)에 의해 기판 W의 판면에는 오목부(15a)와 볼록부(15b)로 이루어지는 요철 패턴(15)이 기판 W의 각변을 따라 규칙적으로 형성되어 있다. 한편, 용액은 각 도포 헤드(22)의 노즐(34)로부터 일정한 타이밍으로 기판 W를 향하여 도트형으로 토출된다.
기판 W를 회전시키지 않은 상태(회전 각도 θ가 0°)에서 X 방향으로 구동시키면, 기판 W에 형성된 오목부(15a)와 볼록부(15b)의 배치 방향이 기판 W의 반송 방향인 X 방향과 동일하게 된다. 그러므로, 노즐(34)로부터 일정한 타이밍으로 토출되는 액적의 토출 위치가 상기 오목부(15a)와 일치할 경우가 있다.
이럴 경우, 기판 W에 토출된 액적은 볼록부(15b)의 방해로 인하여 잘 유동될 수 없으므로, 액적이 유동함으로써 도포 영역 R에 형성되는 기능성 박막의 두께가 오목부(15a)와 대응하는 부분과 볼록부(15b)와 대응하는 부분 사이에 도포 편차가 생긴다.
그러나, 본 실시예에서는, 기판 W에 용액을 도포할 때, 기판 W를 5 ~ 45°의 범위에서 회전시켜서 X 방향으로 반송하도록 하고 있다. 즉, 기판 W는, 기판 W의 반송 방향인 X 방향에 대하여, 상기 기판 W의 각 변을 따라 규칙적으로 형성된 오목부(l5a)와 볼록부(15b)의 배치 방향을 소정 각도 θ로 경사지게 하여 반송된다.
여기서, 각도 θ는, 기판 W의 X 방향으로 반송중에 1개의 노즐(34)로부터 토출되어 기판 W 상에 도포되는 도트형의 용액의 열이, 인접하여 배치되는 2개 이상의 볼록부(15b)를 커버하는 각도 θ로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 각도 θ는, 기판 W의 설계 데이터로부터 얻어진 투명 전극 등의 볼록부(15b)의 배치 간격 d와 도포 영역 R의 X 방향의 치수 Rx로부터, 예를 들면, {tan θ > (d/R)}의 관계로부터 구할 수 있다.
그러므로, 상기 X 방향과 교차하는 Y 방향을 따라 배치된 복수개의 도포 헤드(22)의 노즐(34)로부터 기판 W를 향하여 토출되는 액적은, 그 배열 방향이 기판 W에 규칙적으로 형성된 요철 패턴(15)에서의 오목부(15a)나 볼록부(15b)의 배치 방향에 대하여 경사지는 도포 패턴으로 도포된다.
그에 따라, 액적은 규칙적으로 형성된 요철 패턴(15) 중의 오목부(15a)에 치우치지 않고, 오목부(15a)와 볼록부(15b)의 양쪽 부분에 도포되므로, 도포된 액적의 유동이 볼록부(15b)에 의해 방해받지 않게 된다. 그러므로, 도포 후에는 용액이 도포 영역 R의 전체에 걸쳐서 유동하고, 도포 편차의 발생을 방지할 수 있는, 품질이 양호한 기능성 박막을 형성할 수 있다.
기판 W를 전술한 바와 같이 도포 헤드(22)의 하방에 한번만 통과시켜서 용액을 도포해도 되지만, 왕복시켜서 용액을 도포하도록 해도 된다. 기판 W를 왕복시켜서 용액을 도포하는 경우, 갈 때(왕동 시)와 올 때(복동 시)에, 기판 W의 회전 각도, 즉 탑재 테이블(13)의 회전 각도 θ를 변경하도록 해도 된다.
왕동 시와 복동 시에, 탑재 테이블(13)의 회전 각도 θ를 바꾸면, 왕동 시와 복동 시의 도포 영역 R에 대한 액적의 도포 패턴을 변화시킬 수 있다. 즉, 왕동시에 액적이 도포되지 않는 오목부(15a)나 볼록부(15b)에도, 복동 시에는 액적을 도포할 수 있다.
그러므로, 기판 W를 그냥 왕복시켜서 용액을 도포할 경우에 비해, 기판 W의 도포 영역 R에 대해서 액적을 오목부(15a)에 치우치지 않게 도포할 수 있으므로, 결과적으로 기판 W에 형성되는 기능성 박막의 도포 편차를 방지하고, 품질을 향상시킬 수 있다.
기판 W의 회전 각도 θ가 큰 경우, 기판 W의 X 방향과 직교하는 Y 방향의 최대 폭 치수가 노즐(34)의 Y 방향을 따른 배치 치수보다 커지는 경우가 있다. 그와 같은 경우, 도포 영역 R을 Y 방향으로 정렬된 복수개의 영역으로 분할하고, 분할된 영역마다 용액을 도포하도록 하면 된다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 기판 W의 경우에, 노즐의 배치 치수가 기판 W의 Y 방향의 최대 치수보다 작지만, 상기 최대 치수의 1/2보다 큰 경우, 4개의 도포 영역을, 기판 W의 중앙을 통과하고 X 방향을 따른 직선을 경계로 한 2개의 도포 영역으로 분할하고, 2개의 도포 영역 중 한쪽의 도포 영역에 용액을 도포한 후, 다른 쪽의 도포 영역에 용액을 도포하도록 하면 된다.
한편, 기판 W의 회전 각도 θ를 0°로 설정하고, X 방향으로 구동하면서 용액을 도포하도록 해도 된다. 그럴 경우, 기판 W를 X 방향으로 구동하면서, 도포 헤드(22)가 설치된 헤드 테이블(19)을 Y 방향으로 구동한다.
그에 따라, 기판 W가 구동되는 X 방향에 대한, 상기 도포 헤드(22)의 상대 이동 방향이 상기 헤드 테이블(19)의 이동 속도에 따른 각도로 대각선 방향으로 어긋나게 된다. 즉, 기판 W에 형성된 오목부(15a)와 볼록부(15b)의 배치 방향에 대해, 도포 헤드(22)의 이동 방향이 상대적으로 소정 각도만큼 어긋나게 된다.
따라서, 도포 헤드(22)의 노즐(34)로부터 토출되는 액적이 기판 W의 오목부(15a)에 집중적으로 도포되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 기판 W를 왕복시켜서, 왕동 시와 복동 시에 각각 용액을 도포하도록 해도 된다.
그리고, 도포 헤드(22)가 설치된 헤드 테이블(19)을 Y 방향으로 이동시키는 대신, 도포 헤드(22)에 형성된 복수개의 노즐(34) 중, 용액을 토출시키는 노즐(34)을 차례로 전환할 수 있도록 해도 된다.
예를 들어, 도포 헤드(22)에는 20개의 노즐(34)이 Y 방향을 따라 동일한 피치 간격으로 형성되어 있다고 가정한다. 이들 노즐(34)을 배열 방향으로 네개씩 다섯 그룹으로 나눈다. 그리고, 기판 W를 X 방향으로 구동시키면서, 각 그룹의 우측에 위치하는 노즐(34)로부터 순서대로 설정한 설정 시간 간격으로 용액을 토출시킨다. 이 때, 그룹 내의 좌측단에 위치하는 노즐(34)이 용액을 토출시키면, 우측단에 위치하는 노즐(34)로 되돌아와 용액의 토출을 반복한다.
이와 같이 함으로써, 기판 W에 대한 용액의 도포 방향은, 기판 W의 X 방향으로의 이동 속도와 설정 시간 간격에 의하여 정해지는 각도의 대각선 방향이 된다. 따라서, 도포 패턴의 액적의 배열 방향을, 기판 W에 규칙적으로 형성된 요철 패턴(15)에서의 오목부(15a)나 볼록부(15b)의 배치 방향에 대하여 경사지게 할 수 있으므로, 전술한 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 전술한 복수개의 노즐(34) 중에서, 용액을 토출시키는 노즐(34)을 차례로 전환하는 대신, 도포 헤드(22)가 설치된 지지체(17)를 Y 방향에 대하여 소정 각도로 경사지게 배치하고, 도포 헤드(22)의 복수개의 노즐(34)의 배열 방향을 Y 방향에 대하여 소정 각도의 대각선 방향으로 설정해도 된다. 즉, 복수개의 노즐(34)의 배치 방향을, 상기 기판 W에 형성된 상기 요철 패턴(15)의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 배치하여도 된다.
그리고, 지지체(17)를 Y 방향에 대하여 소정 각도만큼 경사지게 배치하는 대신, 지지체(17)에 장착되는 도포 헤드(22)의 장착 각도를 Y 방향에 대하여 소정 각도만큼 경사지게 장착하도록 해도 된다.
이 경우, 기판 W를 X 방향으로 구동시키면서, 각 노즐(34)의 아래를 기판 W가 통과할 때, 기판 W 상의 도포 영역 R과 대향하여 위치하는 노즐(34)로부터 타이 밍을 맞추어서 용액을 토출시킨다. 이와 같이함으로써, 기판 W에 도포된 용액은, 노즐(34)의 배열 방향으로 정해지는 각도의 대각선 방향으로 노즐(34)의 배치 간격으로 배열되게 된다.
따라서, 이 경우에도, 액적의 배열 방향을, 기판 W에 규칙적으로 형성된 요철 패턴(15)에서의 오목부(15a)나 볼록부(15b)의 배치 방향에 대하여 경사질 수 있기 때문에, 전술한 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 7에서 설명한 예에서, 탑재 테이블(13)을 회전 각도 θ로 회전시키는 대신, 기판 W를 사전에 회전 각도 θ만큼 회전시킨 상태에서 탑재 테이블(13) 상에 탑재해도 된다. 이 경우, 제어 수단으로서의 반송 로봇 등의 반송 장치를 사용하여 기판 W를 탑재 테이블(13)에 공급할 때, 상기 반송 로봇의 지지 암을 소정의 회전 각도 θ만큼 회전시키거나 하여, 기판 W를 탑재 테이블(13) 상에 공급하면 된다.
이와 같이 한 경우라도, 액적의 배열 방향을, 기판 W에 규칙적으로 형성된 요철 패턴(15)에서의 오목부(14a)나 볼록부(15b)의 배열 방향에 대하여 경사지게 할 수 있으므로, 도 7에 나타낸 예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
상기 일실시예에서는 기판을 지지한 탑재 테이블을 X 방향으로 구동하였지만, 도포 헤드가 설치된 지지체를 X 방향으로 구동하도록 해도 되며, 요점은 기판과 도포 헤드를 상대적으로 X, Y 방향으로 구동할 수 있도록 구성되면 된다.
또한, 본 발명을, 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 사용되는 유리제의 기판 W에 적용한 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 단순 매 트릭스 방식의 액정 표시 장치에 사용되는 유리제의 기판에도 적용할 수 있으며, 요점은, 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판 W라면 적용할 수 있다.
또한, 요철 패턴(15)의 오목부(15a)와 볼록부(15b)가 기판 W의 길이 방향과 폭 방향에 대하여 규칙적으로 형성된 예를 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 기판 W의 길이 방향 및 폭 방향과 경사진 방향에 대하여 형성되어 있어도 되고, 기판 W의 길이 방향 또는 폭 방향 중 어느 하나를 따라서 형성되어 있으면 된다.
또한, 본 발명은, 요철 패턴(15)의 오목부(15a)와 볼록부(15b)가 모두 규칙적으로 형성된 것으로 한정되지 않고, 오목부(15a)와 볼록부(15b)의 일부가 불규칙하더라도, 전체적으로 규칙적으로 형성된 것이면 적용할 수 있다.
또한, 요철 패턴(15)의 오목부(15a)와 볼록부(15b)가 기판 W의 길이 방향과 폭 방향에 대하여 규칙적으로 형성된 예에 있어서, 하나의 노즐(34)로부터 토출되어 기판 W 상에 도포되는 도트형의 용액의 열의 방향과 볼록부(15b) 사이의 각도 θ를 45°까지의 범위로 설정하는 예를 설명하였으나, 각도 θ는 45°까지의 범위로 한정되지 않고, 그 이상으로 설정될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 기판 상에 도포된 용액에 의해 형성되는 박막에 도포 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서,
    노즐을 구비하고, 상기 노즐로부터 상기 용액을 상기 기판에 적하(滴下)하여 도포하는 도포 헤드와,
    상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 구동 수단과,
    상기 구동 수단에 의해 상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시킬 때, 이들이 상대 이동되는 방향을 상기 기판에 형성된 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 제어하는 제어 수단
    을 포함하는 용액의 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 수단은, 상기 기판을 지지하는 동시에, 이 기판을 수평 방향 및 상기 수평 방향에 대하여 직교하는 축선을 중심으로 하는 회전 방향으로 구동할 수 있는 탑재 테이블을 구비하고,
    상기 제어 수단은, 상기 탑재 테이블을 상기 축선을 중심으로 하여 수평 방향으로 소정 각도로 회전시켜서 구동하는, 용액의 도포 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동 수단에 의해 상기 기판과 상기 도포 헤드의 상대 이동을 복수회 행하는 동시에, 각각이 상대 이동할 때, 상기 제어 수단에 의해 상기 상대 이동 방향과 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향의 각도가 어긋나는 정도를 변경하는, 용액의 도포 장치.
  4. 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에 용액을 도포하는 용액의 도포 장치로서,
    노즐을 구비하고, 상기 노즐로부터 상기 용액을 상기 기판에 적하하여 도포하는 도포 헤드와,
    상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 구동 수단과,
    도포 패턴에서의 액적의 배열 방향을 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 상기 도포 헤드와 상기 구동 수단을 제어하여 상기 기판의 오목부와 볼록부의 양 방향으로 액적을 도포시키고, 상기 오목부와 볼록부가 형성된 영역의 전체에 걸쳐 상기 용액의 막(膜)을 형성시키는 제어 장치
    를 포함하는 용액의 도포 장치.
  5. 삭제
  6. 요철부가 규칙적으로 형성된 요철 패턴을 가지는 기판에, 도포 헤드의 노즐로부터 토출시킨 용액을 도포하는 용액의 도포 방법으로서,
    상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시키는 공정과,
    상기 기판과 상기 도포 헤드를 상대 이동시킬 때, 이들이 상대 이동되는 방향을 상기 기판에 형성된 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나게 하는 공정과,
    상기 기판과 상기 도포 헤드의 상대 이동 방향을 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나게 이동시키면서, 상기 기판에 상기 도포 헤드로부터 용액을 토출시켜서 도포하는 공정
    을 포함하는 용액의 도포 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판을 직선 방향으로 이동시키는 동시에, 상기 도포 헤드를 기판의 이동 방향과 교차하는 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판과 상기 도포 헤드의 상대 이동 방향을 상기 요철 패턴의 요철부의 배치 방향에 대하여 소정 각도만큼 어긋나도록 하는, 용액의 도포 방법.
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