KR100928117B1 - 기판의 도장 장치 및 도장 방법 - Google Patents

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쥬가이로 고교 가부시키가이샤
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Abstract

<과제> 기판의 종횡 방향에 일정한 두께로 도장을 실시하는 것이 가능한 기판의 도장 장치 및 도장 방법의 제공을 목적으로 한다.
<해결 수단> 도장 노즐(3)에 그 가로 방향의 길이에 따라서 적당한 간격을 두어 복수 설치되고, 도장 노즐에 형성된 토출구(4)의 높이 위치를 조정하는 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)과, 도장 노즐에 각 노즐 위치 조정 수단과 1조로 이들 노즐 위치 조정 수단 각각의 설치 위치에 일치시켜 복수 설치되고, 기판(2)의 표면 물결침을 바둑판의 눈금 모양으로 측정하기 위해서, 도장 노즐의 이동에 따라서 기판의 세로 방향에 복수의 측정점에서 이들 도장 노즐과 기판과의 틈새량을 계측하여 출력하는 거리 센서(6a ~ 6e)와, 각 거리 센서 각각으로부터 입력된 복수의 틈새량으로부터 각 거리 센서마다 기판의 세로 방향에 따른 평균 틈새량을 복수 산출하여, 각 평균 틈새량에서 각 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 제어부를 구비하였다.

Description

기판의 도장 장치 및 도장 방법{SUBSTRATE COATING APPARATUS AND COATING METHOD THEREOF}
본 발명은 기판의 종횡 방향으로 일정한 두께로 도장을 실시하는 것이 가능한 기판의 도장 장치 및 도장 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널 등의 고품질이 요구되는 기판에 대한 도공(塗工) 관련 기술에서는 이 기판에 형성되는 도공면의 관리가 중요하다. 특히 최근, 폭 2 m를 넘을 것 같은 도공이 필요하게 되어, 종래의 도공면 관리에서는 품질 요구를 만족하는 것이 어려워지고 있다. 이에 관한 기술을 개시한 것으로서 예를 들면 특허문헌 1이 알려져 있다. 특허문헌 1의 「다이 코터(Die Coater)의 도포 방법」은 「물결침」, 「휨」, 「두께 변형」을 가지는 유리 기판에 대해서, 균일한 두께로 포토레지스트(photoresist)액을 도포하는 것을 해결 과제로 하고, 다이 코터에 비접촉식 거리 측정 센서를 설치하여 다이 코터와 유리 기판과의 실제 갭을 전(全)도포 영역에서 미리 측정하고, 이 전도포 영역에서 실제 갭과 기준 갭과의 편차를 연산한 후, 도포시 이 연산 가치에 근거해 다이 코터를 유리 기판에 대해서 기준 갭을 일정하게 유지하도록 승강시키면서 도포하도록 하고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특개평10-421호 공보
그런데, 배경 기술의 구성에서는 다이 코터의 주행 방향(유리 기판의 세로 방향)의 두께 변형 등에는 대응하여 도포를 실시할 수 있지만, 다이 코터의 길이 방향(유리 기판의 가로 방향)에는 대응할 수 없다고 하는 과제가 있었다. 특히, 다이 코터 자체를 승강시키도록 하고 있기 때문에, 유리 기판의 가로 방향에 대해서는 기껏해야 해당 다이 코터를 직선적으로 기울이는 것뿐으로, 유리 기판 전면(全面)이 물결치는 두께 변형 등에 적절히 대응시켜 도포할 수 없었다.
본 발명은 상기 종래의 과제을 감안하여 창안된 것으로, 기판의 종횡 방향에 일정한 두께로 도장을 실시하는 것이 가능한 기판의 도장 장치 및 도장 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다
본 발명에 관한 기판의 도장 장치는 정반(定盤 : base plate)에 설치된 기판 위쪽으로 그 가로 방향에 따라서 길게 형성되고, 기판의 세로 방향으로 이동되어 이 기판을 도장하는 도장 노즐을 가지는 기판의 도장 장치에 있어서, 상기 도장 노즐에 그 가로 방향의 길이에 따라서 적당한 간격을 두고 복수 설치되며, 이 도장 노즐에 형성된 토출구의 높이 위치를 조정하는 노즐 위치 조정 수단과, 상기 도장 노즐에 상기 각 노즐 위치 조정 수단과 1조(組)로 이들 노즐 위치 조정 수단 각각의 설치 위치에 일치시켜 복수 설치되고, 상기 기판의 표면 물결침을 바둑판의 눈금 모양으로 측정하기 위해서, 이 도장 노즐의 이동에 따라서 기판의 세로 방향에 복수의 측정점에서 이들 도장 노즐과 기판과의 틈새량을 계측하여 출력하는 거리 센서와, 상기 각 거리 센서 각각으로부터 입력된 복수의 틈새량으로부터 각 거리 센서마다 기판의 세로 방향에 따른 평균 틈새량을 복수 산출하고, 각 평균 틈새량으로 상기 각 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 노즐 위치 조정 수단과 상기 거리 센서의 설치 위치를 일치시키는 것에 대신하여, 다르게 했을 때, 기판의 가로 방향에 따른 적어도 2개의 측정점의 틈새량으로부터 이 노즐 위치 조정 수단의 설치 위치에 있어서의 틈새 치수를 산출하고, 이 틈새 치수로 이 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 정반에 대한 상기 도장 노즐의 높이를 검출하여 검출치를 출력하는 높이 센서를 이 도장 노즐의 길이 방향으로 적당한 간격을 두어 구비하고, 상기 제어부는 상기 정반에 대해서 상기 도장 노즐의 자세를 수평으로 조정하기 위해서, 상기 높이 센서로부터의 검출치로 상기 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 평균 틈새량에 대신하여, 복수의 측정점에서 계측된 상기 각 틈새량과, 기판의 세로 방향에 인접하는 2개의 측정점 사이에서 산정되는 틈새량의 각 증감량을 이용해, 각 측정점에서는 각 틈새량으로, 2개의 측정점 사이에서는 각 증감량에 근거하여 상기 각 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 기판의 도장 방법은 상기 기판의 도장 장치를 이용하여, 우 선, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 전진 이동시켜, 상기 거리 센서로 틈새량을 계측하고, 그 다음에, 상기 도장 노즐을 정지시킨 상태로 상기 제어부에 의해 상기 노즐 위치 조정 수단을 제어하며, 그 후, 상기 도장 노즐를 기판의 세로 방향으로 후진 이동시켜 상기 기판을 도장하는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 기판의 도장 장치를 이용하여, 우선, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 전진 이동시켜, 상기 거리 센서로 틈새량을 계측하고, 그 후, 상기 제어부에 의해 상기 노즐 위치 조정 수단을 제어하면서, 상기 도장 노즐를 기판의 세로 방향으로 후진 이동시켜 상기 기판을 도장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 기판의 도장 장치 및 도장 방법에 있어서는, 기판의 전면이 물결치는 것 같은 두께 변형이 있어도 기판의 종횡 방향으로 일정한 두께로 도장을 실시할 수 있다.
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하에, 본 발명에 관한 기판의 도장 장치 및 도장 방법의 바람직한 일실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에 관한 기판의 도장 장치는 기본적으로는, 도 1에서부터 도 10에 나타내는 바와 같이, 정반(1)에 설치된 기판(2)의 위쪽에 그 가로 방향에 따라서 길게 형성되고, 기판(2)의 세로 방향으로 이동되어 기판(2)을 도장하는 도장 노즐(3)을 가지는 기판의 도장 장치에 있어서, 도장 노즐(3)에 그 가로 방향의 길이(기판의 가로 방향)에 따라서 적당한 간격을 두어 복수 설치되고, 도장 노즐(3)에 형성된 토출구(4)의 높이 위치를 조정하는 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)과, 도장 노즐(3)에 각 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)과 1조로 이들 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e) 각각의 설치 위치에 일치시켜 복수 설치되며, 기판(2)의 표면 물결침을 바둑판의 눈금 모양으로 측정하기 위해서, 도장 노즐(3)의 이동에 따라서 기판(2)의 세로 방향에 복수의 측정점(Q)으로 이들 도장 노즐(3)과 기판(2)과의 틈새량을 계측하여 출력하는 거리 센서(6c ~ 6e)와, 각 거리 센서(6c ~ 6e) 각각으로부터 입력된 복수의 틈새량으로부터, 각 거리 센서(6c ~ 6e)마다 기판(2)의 세로 방향에 따른 평균 틈새량(G3 ~ G5)을 복수 산출해, 각 평균 틈새량(G3 ~ G5)으로 각 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)을 제어하는 제어부(7)를 구비하여 구성된다.
제어부(7)는 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)과 거리 센서(6a, 6b)의 설치 위치를 도장 노즐(3)의 길이 방향에 있어서 일치시키지 않고 다르게 한 경우에 기판(2)의 가로 방향에 따른 적어도 2개의 측정점(Q)의 평균 틈새량(G1, G2)으로부터 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)의 설치 위치에 있어서의 가상의 틈새 치수(X1, X2)를 산출해, 이 가상의 틈새 치수(X1, X2)로 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)을 제어하도록 되어 있다.
정반(1)의 상면은 높은 평면도의 평탄면으로 형성된다. 이 정반(1)의 상면에는 유리제 등의 기판(2)이 실어 놓인다. 기판(2) 위쪽에는 도공액(L)을 토출하여 기판(2)에 도장 처리를 시행하는 도장 노즐(3)이 설치된다. 본 실시 형태에 있어서는, 도장 노즐(3)은 기판(2)을 사이에 두고 정반(1)의 가로 방향 양측에 배치되는 좌우 한 쌍의 다리부(8)와, 이들 한 쌍의 다리부(8) 사이에 걸쳐서 설치되고, 이들다리부(8)를 연결하는 세로벽부(9)와, 각 다리부(8) 위에 설치되는 좌우 한 쌍의 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)에 의해 지지되어, 세로벽부(9) 위에 다리부(8) 사이에 걸쳐서 설치되는 굽힘 강성이 높은 반력(反力) 프레임(10)과, 반력 프레임(10) 바로 아래에 좌우 한 쌍의 다리부(8)와 세로벽부(9)로 둘러싼 스페이스에 배치되는 노즐 본체(11)로 구성된다.
노즐 본체(11)는 기판(2)의 가로 방향에 따라서 길게 형성되고, 그 하단부에는 노즐 본체(11)의 길이 방향(가로 방향의 길이)에 따라서 일련(一連)으로 도공액(L)을 토출하는 슬릿 모양의 토출구(4)가 형성된다. 각 다리부(8)와 정반(1)의 상면과의 사이에는 도장 노즐(3)을 정반(1)의 세로 방향으로 왕복 이동시키기 위한 리니어 모터(12)가 좌우 한 쌍 설치된다. 이것에 의해, 도장 노즐(3)은 대기 위치(J)로부터 시작하여 기판(2)의 세로 방향으로 전진 이동하고, 되돌림 위치(K)까지 이르러 일단 정지하고, 그 후, 되돌림 위치(K)로부터 다시 시작하여 기판(2)의 세로 방향으로 후진 이동해, 대기 위치(J)까지 돌아와 정지하는 왕복 이동을 실시하도록 되어 있다.
도장 노즐(3)에는 노즐 본체(11)의 길이 방향 양단 외측에 배치하여 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)이 설치됨과 동시에 노즐 본체(11) 위쪽에 배치 하여 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)이 설치된다. 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)은 서보모터(servomotor)(13)로 구동되는 볼 스크류(ball screw) 등의 잭킹(jacking) 장치로서, 다리부(8)에 반력을 취하면서, 다리부(8) 위에서 반력 프레임(10)의 단부를 상하 방향으로 가압하여 끌어올리거나 눌러 내리거나 하고, 이것에 의해 기판(2)에 대한 노즐 본체(11)의 자세를 조정하거나 노즐 본체(11)의 토출구(4)의 높이 위치를 조정한다.
제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)은 도장 노즐(3)의 반력 프레임(10) 위에 기판(2)의 가로 방향에 따른 그 길이 방향에 따라서 적당한 간격을 두어 설치되고, 이들 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)에 의해 노즐 본체(11)는 반력 프레임(10)에 지지된다. 제3 노즐 위치 조정 수단(5c)은 반력 프레임(10)의 중앙에 배치되고, 제4 및 제5 노즐 위치 조정 수단(5d, 5e)은 제3 노즐 위치 조정 수단(5c)의 양측에 등간격으로 배치된다. 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)은 반력 프레임(10)에 고정된 케이싱(14)과, 케이싱(14)에 대해 상하 방향으로 슬라이드가 자유롭게 설치되고, 반력 프레임(10)을 상하 방향으로 관통하여 노즐 본체(11)의 상면에 접합된 로드(rod)(15)와 케이싱(14) 내에 설치되어 로드(15)를 슬라이드 이동시키는 구동부로 구성된다. 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)은 케이싱(14)을 통하여 반력 프레임(10)으로 반력을 취하여, 노즐 본체(11)에 당겨 올리는 힘 혹은 눌러 내리는 힘을 입력한다. 노즐 본체(11)는 로드(15)의 상승 이동에 의한 인상 혹은 하강 이동에 의한 눌러 내림으로 굽힘 변형되고, 이것에 의해 기판(2)에 대한 토출구(4)의 높이 위치가 조정되도록 되어 있다. 예를 들면, 제3 노즐 위치 조정 수단(5c)을 눌러 내려, 제4 및 제5 노즐 위치 조정 수단(5d, 5e)을 끌어올리는 것으로, 노즐 본체(11)는 반력 프레임(10) 하에서 그 길이 방향으로 물결치도록 굽힘 변형되고, 이것에 의해 토출구(4)의 높이 위치가 기판(2)의 가로 방향으로 조정된다.
거리 센서(6a ~ 6e)는 도장 노즐(3)의 세로벽부(9)에 노즐 본체(11)와는 반대 측에 위치시켜 설치된다. 거리 센서(6a ~ 6e)는 본 실시 형태에 있어서는, 제1 거리 센서(6a) ~ 제5 거리 센서(6e)까지 5개 설치되고, 제3 ~ 제5 거리 센서(6c ~ 6e)는 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)의 설치 위치에 합치(合致)시켜, 이들 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e) 각각과 1조로 설치되며, 제1 및 제2 거리 센서(6a, 6b)는 제3 거리 센서 ~ 제5 거리 센서(6c ~ 6e) 상호의 장착 간격과 동일한 간격으로 제1 노즐 위치 조정 수단(5a)과 제4 노즐 위치 조정 수단(5d)의 사이 및 제5 노즐 위치 조정 수단(5e)과 제2 노즐 위치 조정 수단(5b)과의 사이에 위치시켜 설치된다. 제3 ~ 제5 거리 센서(6c ~ 6e)는 각각 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)의 제어에 이용되고, 제1 및 제2 거리 센서(6a, 6b)는 근접하는 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)의 제어에 이용된다.
이들 거리 센서(6a ~ 6e)는, 도장 노즐(3)로 기판(2)과의 문의 틈새량을 측정하여 출력한다. 이들 거리 센서(6a ~ 6e)로서는 예를 들면, 출사한 레이저 광이 기판(2)으로 반사하여 돌아올 때까지의 시간을 계측하여 거리를 측정하는 레이저 센서가 채용된다. 이들 거리 센서(6a ~ 6e)는 일정시간마다 거리를 측정하도록 구성되어 도장 노즐(3)을 기판(2)의 세로 방향으로 이동시키는 것으로, 기판(2)의 세로 방향으로 복수의 측정점(Q)(도시한 예에서는, n개소)에서 틈새량을 측정한다. 따라서, 도장 노즐(3)의 길이 방향(기판(2)의 가로 방향)에 복수 설치한 거리 센서(6a ~ 6e)에 의해, 기판(2)의 표면 물결침이 기판의 눈금 모양으로 측정된다.
정반(1)의 상면에는 도장 노즐(3)의 대기 위치(J)에 높이 센서(17)가 배치된다. 본 실시 형태에 있어서는, 높이 센서(17)는 도장 노즐(3)의 길이 방향에 거리 센서(6a ~ 6e)의 장착 위치에 일치시켜 설치된다. 높이 센서(17)는 정반(1)에 대한 도장 노즐(3), 구체적으로는 토출구(4)의 높이를 설정치로 하기 때문에, 해당 높이를 검출하여 검출치를 출력한다. 본 실시 형태에 있어서는, 각 높이 센서(17)는 예를 들면, 스프링(18)으로 지지되어 설정치(M)에서 정반(1) 위에 노출된 접촉자(19)를 구비한다. 이 접촉자(19)는 스프링(18)에 저항하여 눌러 내려져 정반(1)의 상면과 일치했을 때에 스트로크 「제로」의 검출치를 출력하도록 설정되어 있다. 노즐 본체(11)를 하강시키는 것으로, 토출구(4) 주변이 접촉자(19)에 접촉하여 이것을 눌러 내리면, 접촉자(19)는 이 눌러 내림 스트로크를 검출해야 하는 높이로 하여 해당 검출치를 출력한다.
제어부(7)는 높이 센서(17) 및 거리 센서(6a ~ 6e)에 접속되고, 이들로부터 높이의 검출치 및 틈새량이 입력된다. 또 제어부(7)에는 소망의 막 두께를 얻기 위한 기판(2) 상면과 토출구(4) 사이의 설정 갭량(GS)이 입력되어 설정된다. 제어부(7)는 또, 제1 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)에 접속되어, 각각에 제어량을 출력한다. 제어부(7)는 높이 센서(17)로부터의 검출치에 근거해, 제1 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)을 제어하여, 도장 노즐(3)의 길이 방향에 전체에 걸쳐서 토출구(4)의 높이를 설정치(M)에 맞추는 것에 의해서, 정반(1)에 대한 자세를 수평으로 한다. 토출구(4)의 높이 위치가 설정치(M)(예를 들면, 유리 기판의 두께와 동일한 정도(2.8mm) 등)가 되는 제어량은 각 높이 센서(17)로부터 입력된 검출 치로 산정할 수 있고, 산출된 제어량이 제1 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e) 각각에 출력된다. 이때, 거리 센서(6a ~ 6e)는 기판(2)이 존재하지 않는 위치의 정반(1)의 상면까지의 치수를 측정하고 있다(도 1 및 도 3 중 측정점 Q(O)).
이때, 노즐 본체(11)가 불필요하게 굽힘 변형되지 않도록 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)에 대한 제어량을 작게 하기 위해서, 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)에 대한 제어량이 커지도록 하여, 이들 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)으로 높이 및 자세의 제어를 조달하도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 제1 및 제2 거리 센서(6a, 6b)의 설치 위치에 대응하는 2개의 높이 센서(17)가 설정치(M)가 되도록 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)을 동작시키고, 그 후, 제3 ~ 제5 거리 센서(6c ~ 6e)의 설치 위치에 대응하는 3개의 높이 센서(17)가 설정치(M)가 되도록 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)을 동작시킨다. 제어부(7)는 상기와 같이 하여 토출구(4)가 설정치(M)에서 수평이 된 것에 따라, 거리 센서가 검출하는 틈새량(G)(도 6 참조)을 「제로」로 리셋한다. 이와 같이 하여, 토출구(4)와 거리 센서(6a ~ 6e)에 대해, 정반(1)의 상면을 기준으로 한 치수제어를 하게 된다.
또 제어부(7)는 제1 ~ 제5 거리 센서(6a ~ 6e) 각각으로부터 입력된 복수의 측정점(Q)(1) ~ Q(n)의 틈새량으로부터, 각 거리 센서(6a ~ 6e)마다 기판(2)의 세로 방향에 따른 틈새량의 평균치(G1 ~ G5)를 산출한다. 예를 들어, 제3 거리 센서(6c)에 의한 측정에서는, 제3 노즐 위치 조정 수단(5c)의 설치 위치에 있어서의 기판(2)의 세로 방향의 n개의 틈새량의 데이터가 얻어지고, 제어부(7)는 이 n개의 틈새량의 데이터의 평균치(G3)를 산출한다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는 5개의 평균 틈새량(G1 ~ G5)이 산출된다. 제어부(7)는 이들 평균 틈새량(G1 ~ G5)이 모두 설정 갭량(GS)과 동일해지도록, 제1 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)을 제어한다. 제어부(7)는 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)에 대해서는 제3 ~ 제5 거리 센서(6c ~ 6e)로부터의 입력데이터에 근거하는 평균 틈새량(G3 ~ G5)에 따른 제어량을 출력한다.
다른 한편, 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)에 대해서는 이들 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)과 제1 및 제2 거리 센서(6a, 6b)와의 설치 위치가 다르기 때문에, 기판(2)의 가로 방향에 따른 적어도 2개의 측정점(Q)의 평균 틈새량(G1, G2)으로부터 이들 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)의 설치 위치에 있어서의 기판(2)과 토출구(4)와의 가상적인 틈새 치수(X1, X2)를 산출하고, 이 틈새 치수(X1, X2)를 제어량으로 하여 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)에 출력하도록 되어 있다.
예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 정반(1) 상면과 노즐 본체(11)의 토출구(4)가 평행한 상태에 있어서, 만일, 제3 거리 센서(6c)(기판(2)의 중앙)에서 측정된 평균 틈새량(G3)에 대한 제1 거리 센서(6a)에서 측정된 평균 틈새량(G1)의 감분(減分) 및 제2 거리 센서(6b)에서 측정된 평균 틈새량(G2)의 증분(增分)의 절대값이 동일할 때는 수평한 자세로 된 토출구(4)에 대해, 기판(2)의 표면은 일차 선형으로 경사져 있게 된다. 이 경우, 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)의 장착 간격을 Wm, 제1 및 제2 거리 센서(6a, 6b)의 장착 간격을 Ws, 제1 ~ 제3 거리 센서(6a ~ 6c)에서 측정된 평균 틈새량을 각각 G1 ~ G3로 하면, 기판(2)의 외측에 배치된 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)의 설치 위치에 있어서의 가상적인 틈새 치수(X1, X2)는 정반(1) 상면을 기준으로 하여 하기(下記) 식으로 산정할 수 있다.
G3 = (G1 + G2)/2
X1 = G3 + (G1 - G3)·Wm/Ws
X2 = G3 + (G2 - G3)·Wm/Ws
토출구(4)로부터의 상기 틈새 치수(X1, X2)가 설정 갭량(GS)에 동일하게 되도록, 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)을 제어하는 제어량으로서 제어부(7)로부터 출력된다. 제어부(7)로부터 출력되는 각 제어량에 따라, 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)은 반력 프레임(10)을 다리부(8) 위에서 끌어올리거나 눌러 내리거나 하고, 또, 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)은 노즐 본체(11)를 반력 프레임(10)에 대해서 끌어올리거나 눌러 내리거나 하며, 이것에 의해 기판(2)에 대한 도장 노즐(3)의 토출구(4)의 높이 위치를 설정 갭량(GS)으로 되도록 조정한다(도 9 참조).
다음에, 상기 도장 장치를 이용한 본 발명에 관한 기판의 도장 방법의 실시 형태에 대해 설명한다. 우선, 도장 노즐(3)의 대기 위치(J)에서 토출구(4)의 높이의 초기 설정을 실시한다. 이 초기 설정할 때에는 좌우 한 쌍의 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)에 의해, 반력 프레임(10)마다 노즐 본체(11)를 정반(1)으로 향하여 하강시킨다(도 6 참조). 노즐 본체(11)는 하강 동작에 의해 높이 센 서(17)에 접촉하고, 높이 센서(17)는 이 접촉에 의한 검출치를 제어부(7)에 출력한다. 제어부(7)는 검출치에 따라서 제어량을 산출하고, 제1 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)에 출력한다. 이때, 우선, 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)이 제어되고, 반력 프레임(10)의 높이 위치가 설정되며, 그 다음에, 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)이 제어되어, 반력 프레임(10) 아래에서 미세 조정을 위해서 노즐 본체(11)가 굽힘 변형된다. 이것에 의해, 도장 노즐(3)의 토출구(4)는 정반(1)의 상면보다 위쪽에 설정치(M)로서 수평한 자세로 설정된다. 또, 제1 ~ 제5 거리 센서(6a ~ 6e)는 정반(1) 상면까지의 거리를 측정하고, 그 값을 「제로」로 하여 리셋된다. 이 대기 위치(J)에서의 조정에 의해, 도장 노즐(3)의 위치를 기준으로서 기판(2)과의 틈새량을 정밀하게 측정할 수 있다.
그 다음에, 도장 노즐(3)은 리니어 모터(12)에 의해, 대기 위치(J)로부터 노즐 본체(11)의 토출구(4)가 기판(2)의 도장 종료점을 넘은 위치인 되돌림 위치(K)까지 전진 이동되고, 그 사이, 각 거리 센서(6a ~ 6e)는 기판(2)과 노즐 본체(11)의 토출구(4)와의 사이의 틈새량을 n개의 측정점에서 계측한다. 도장 노즐(3)은 되돌림 위치(K)에 이르면 일단 정지된다. 되돌림 위치(K)에서는 거리 센서(6a ~ 6e)에서 계측한 틈새량에 근거해, 제어부(7)가 제1 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)에 대한 제어량을 산출하고, 제1 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)은 입력되는 제어량에 따라서 노즐 본체(11) 등을 굽힘 변형시키는 등 하여, 도장 노즐(3)의 토출구(4)의 높이 위치를 기판(2)의 표면상 일정한 설정 갭량(GS)이 되도록 조정한다.
제어부(7)는 각 거리 센서(6a ~ 6e)로부터 입력되는 n개의 틈새량의 데이터의 가산 평균을 산출하여, 5개의 평균 틈새량(G1 ~ G5)을 산출하고, 설정 갭량(GS)과의 차이를 산정한다. 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)의 제어는 구체적으로는, 최초로 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)을 제어하고, 그 후, 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)을 제어한다. 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)에 대해서는 이들이 기판(2)의 외측에 위치하기 때문에, 제1 및 제2 거리 센서(6a, 6b)에서 측정한 틈새량에 근거하는 평균 틈새량(G1, G2)으로부터 상술한 바와 같이 가상적으로 틈새 치수(X1, X2)를 산정하고, 이들 틈새 치수(X1, X2)가 동일한 한편 설정 갭량(GS)으로 되도록 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)에서 도장 노즐(3)의 토출구(4)의 높이 위치를 조정한다.
그 다음에, 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)에 대해서는 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)의 제어에 의한 변동을 예상하여, 제3 ~ 제5 거리 센서(6c ~ 6e)에서 측정한 틈새량에 근거하는 평균 틈새량(G3 ~ G5)에 대해 수정을 실시하고, 또한 설정 갭량(GS)이 되도록 제어부(7)에서 연산을 실시하여, 연산결과를 제어량으로 하여 제3 ~ 제5 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)에 출력하고, 제1 ~ 제5 거리 센서(6a ~ 6e) 위치에서의 평균 틈새량(G1 ~ G5)이 모두 일치하고 또한 설정 갭량(GS)이 되는 높이 위치로 토출구(4)를 조정한다(도 9 참조).
이와 같이 하여 각 거리 센서(6a ~ 6e) 위치에서의 평균 틈새량(G1 ~ G5)을 일정한 설정 갭량(GS)으로 하는 조정이 완료했다면, 그 후, 도장 노즐(3)을 되돌림 위치(K)로부터 대기 위치(J)로 향하여 기판(2)의 세로 방향으로 후진 이동시키고, 토출구(4)로부터 도공액(L)을 토출시켜 기판(2)을 도장 한다(도 10 참조).
이상 설명한 본 실시 형태에 관한 기판의 도장 장치 및 도장 방법에 있어서는 도장 노즐(3)에 그 길이 방향에 따라서 적당한 간격을 두어 복수 설치되고, 도장 노즐(3)에 형성된 토출구(4)의 높이 위치를 조정하는 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)과, 도장 노즐(3)에 각 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)과 1조로 이들 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e) 각각의 설치 위치에 일치시켜 복수 설치되며, 기판(2)의 표면 물결침을 바둑판의 눈금 모양으로 측정하기 위해서, 도장 노즐(3)의 이동에 따라서 기판(2)의 세로 방향에 복수의 측정점(Q)에서 이들 도장 노즐(3)과 기판(2)과의 틈새량을 계측하여 출력하는 거리 센서(6c ~ 6e)와, 각 거리 센서(6c ~ 6e) 각각으로부터 입력된 복수의 틈새량으로부터 각 거리 센서(6c ~ 6e)마다 기판(2)의 세로 방향에 따른 평균 틈새량(G3 ~ G5)을 복수 산출하고, 각 평균 틈새량(G3 ~ G5)에서 각 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)을 제어하는 제어부(7)를 구비함으로써, 바둑판의 눈금 모양으로 측정한 틈새량을 이용하여, 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)에 의해 기판(2)에 대한 토출구(4)의 높이 위치를 일정한 설정 갭량(GS)으로 조정할 수 있고, 특히 기판(2)의 가로 방향에 복수 설치한 거리 센서(6c ~ 6e), 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e), 및 이들과 연계시킨 제어부(7)에 의해서, 기판(2)의 종횡 방향으로 일정한 두께로 도장을 실시할 수 있다. 또, 평균 틈새량(G1 ~ G5)을 이용하도록 함으로써, 제어를 간단히 하면서, 상당한 정밀도로 균일한 막 두께로 도장할 수 있다. 노즐 위치 조정 수단(5c ~ 5e)과 거리 센서(6c ~ 6e)의 설치 위치를 일치시킴으로써, 제어를 간단히 할 수 있다.
또 제어부(7)는 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)과 거리 센서(6a, 6b)의 설치 위치를 일치시키는 것에 대신하여, 다르게 했을 때, 기판(2)의 가로 방향에 따른 적어도 2개의 측정점(Q)의 틈새량으로부터 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)의 설치 위치에 있어서의 가상의 틈새 치수를 산출하고, 이 가상의 틈새 치수에서 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)을 제어하도록 함으로써, 노즐 위치 조정 수단(5a, 5b)과 거리 센서(6a, 6b)의 설치 위치를 일치시킬 수 없는 경우에 있어서도 적절히 일정 막 두께로 도장할 수 있다.
또, 정반(1)에 대한 토출구(4)의 높이를 검출하여 검출치를 출력하는 높이 센서(17)를 도장 노즐(3)의 길이 방향에 적당 간격을 두어 구비하고, 제어부(7)는 정반(1)에 대해서 토출구(4)의 자세를 수평으로 조정하기 위해서, 높이 센서(17)로부터의 검출치에서 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)을 제어하도록 함으로써, 기준 위치 조정을 적절히 실시할 수 있어, 틈새량의 측정 정밀도를 향상할 수 있다.
또한, 우선, 도장 노즐(3)을 기판(2)의 세로 방향으로 전진 이동시켜, 거리 센서(6a ~ 6e)에서 틈새량을 계측하고, 그 다음에, 도장 노즐(3)을 정지시킨 상태로 제어부(7)에 의해 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)을 제어하며, 그 후, 도장 노즐(3)을 기판(2)의 세로 방향으로 후진 이동시켜, 기판(2)을 도장하도록 함으로써, 짧은 사이클 타임으로 표면 물결침이 다른 기판(2) 한 장 한 장에 대해 적절히 균일 막 두께의 도장을 실시할 수 있다.
도 11에는 상기 실시 형태의 변형예가 도시되어 있다. 이 변형예는 제어 부(7)에 있어서의 제어에 관한 것으로, 제어부(7)는 평균 틈새량(G1 ~ G5)에 대신하여, 기판(2)의 세로 방향의 복수의 측정점(Q)에서 계측된 각 틈새량 각각과 기판(2)의 세로 방향에 인접하는 2개의 측정점(Q) 사이에 산정되는 틈새량의 각 증감량을 이용해 각 측정점(Q)에서는 각 틈새량으로, 2개의 측정점(Q) 사이에서는 각 증감량에 근거하여, 각 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)을 제어하도록 되어 있다. 5대의 거리 센서(6a ~ 6e)는 각각 기판(2)의 세로 방향 n개의 측정점(Q)에서 틈새량 (0 ~ n) ~ G5(0 ~ n)(G1 ~ G5는 각각 제1 ~ 제5 거리 센서에 의해서 계측되는 틈새량이며, 예를 들면, G3(r)은 상기 제3 거리 센서(6c)에서 계측된 측정점(Q)(r)에서의 틈새량)를 측정하므로, 각 거리 센서(6a ~ 6e)에 대해서, 예를 들면 도시한 바와 같이, 제3 거리 센서(6c)에 의한 임의의 (p-1)번째의 측정점(Q)(p-1) 및 p번째의 측정점(Q)(p)에서의 틈새량 G3(p-1) 및 G3(p)로부터 이들 2점 사이에 있어서의 틈새량의 증감량 d(p)(바꾸어 말하면, 기판(2)두께의 변화 :T(p)→T(p-1))를 산출할 수 있다.
변형예에 있어서는, 우선, 도장 노즐(3)을 기판(2)의 세로 방향으로 전진 이동시켜, 거리 센서(6a ~ 6e)에서 틈새량 G1(0 ~ n) ~ G5(0 ~ n)를 계측하고, 그 후, 제어부(7)에 의해 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)을 제어하면서, 도장 노즐(3)을 기판(2)의 세로 방향으로 후진 이동시켜, 기판(2)을 도장하도록 되어 있다. 도장을 실시하는 후진 이동시, n개의 각 측정점(Q)에서는 측정된 각 틈새량 G1(0 ~ n) ~ G5(0 ~ n)에 대해, 설정 갭량(GS)이 되도록 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)이 제어되고, 또, 측정점(Q) 사이에서는 각 측정점(Q)에서의 틈새량에 대해, 산출된 증감량 d(p)를 가감하는 것으로, 설정 갭량(GS)이 되도록 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)이 순차적으로 제어되고, 기판(2) 전면에서 틈새량이 설정 갭량(GS)이 되도록 노즐 본체(11)가 물결치면서 이동하여 기판(2)으로의 도포가 행해진다. 이와 같이 하면, 도장 노즐(3)을 기판(2)의 세로 방향으로 후진 이동시키면서, 노즐 위치 조정 수단(5a ~ 5e)을 제어할 수 있어, 기판(2)의 전면이 물결치는 두께 변형이 있어도, 기판(2)의 종횡 방향으로 일정한 두께로 도장을 실시할 수 있고, 기판(2)의 종횡 방향에 대해 기판(2) 전면을 극히 높은 정밀도로 균일한 막 두께로 도장을 실시할 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서는 거리 센서(6a ~ 6e)가 적당 시간간격으로 n개의 측정점(Q)에 대한 틈새량을 측정하는 경우에 대해 설명했지만, 연속적으로 측정을 실시하는 거리 센서를 이용하여 측정치가 입력되는 제어부(7)로 적당 시간간격으로 틈새량을 표본 추출하도록 하여도 좋다.
도 1은 본 발명에 관한 기판의 도장 장치의 바람직한 일실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 도장 장치에 구비되는 도장 노즐의 각부 및 세로벽부 주변의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 기판의 도장 장치의 측면도이다.
도 4는 도 3의 A 방향 시시도이다.
도 5는 도 3의 B 방향 시시도이다.
도 6은 도 1의 기판의 도장 장치에 설치한 도장 노즐이 대기 위치에 정지하고 있는 상태를 나타내는 도 3의 C 방향 시시도이다.
도 7은 도 1의 기판의 도장 장치에 있어서의 제1 및 제2 노즐 위치 조정 수단의 조정 상태를 나타내는 도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 조정을 실시하는 경우의 조정 방법을 설명하는 설명도이다.
도 9는 도 1에 나타낸 기판의 도장 장치의 토출구 높이 위치 조정 상태를 설명하는 설명도이다.
도 10은 도 1의 기판의 도장 장치의 도장 상태를 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 발명에 관한 기판의 도장 장치의 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
<부호의 설명>
1 정반
2 기판
3 도장 노즐
4 토출구
5a ~ 5e 노즐 위치 조정 수단
6a ~ 6e 거리 센서
7 제어부
17 높이 센서

Claims (8)

  1. 정반(定盤)에 설치된 기판 위쪽에 그 가로 방향에 따라서 길게 형성되고, 기판의 세로 방향으로 이동되어 이 기판을 도장하는 도장 노즐을 가지는 기판의 도장 장치에 있어서,
    상기 도장 노즐은 상기 기판을 사이에 두고 상기 정반의 가로 방향 양측에 배치된 좌,우 한쌍의 다리부와, 다리부를 연결하는 세로벽 부와, 세로벽 부 위에서 다리부 사이에 걸쳐서 설치되는 굽힘 강성이 높은 반력 프레임과, 상기 반력 프레임 아래에 상기 다리부와 세로벽 부로 둘러싸인 스페이스에 배치되는 노즐 본체를 구비하고,
    상기 노즐 본체에는 그 가로 방향에 따른 그 길이에 걸쳐서 일련으로, 슬릿 모양의 토출구가 형성됨과 동시에,
    상기 반력 프레임에 그 가로 방향에 따른 그 길이에 걸쳐서 간격을 두어 복수 설치되고, 상기 노즐 본체를 지지함과 동시에 상기 반력 프레임에 반력을 취하여, 상기 노즐 본체에 당겨 올리는 힘 또는 눌러 내리는 힘을 입력하고, 해당 노들 본체를 굽힘 변형시켜서 상기 토출구의 높이 위치를 조정하는 노즐 위치 조정 수단과,
    상기 도장 노즐에 상기 각 노즐 위치 조정 수단과 1조(組)로 이들 노즐 위치 조정 수단 각각의 설치 위치에 일치시켜 복수 설치되고, 상기 기판의 표면 물결침을 바둑판의 눈금 모양으로 측정하기 위해서, 이 도장 노즐의 이동에 따라서 기판의 세로 방향에 복수의 측정점에서 이들 도장 노즐과 기판과의 틈새량을 계측하여 출력하는 거리 센서와,
    상기 각 거리 센서 각각으로부터 입력된 복수의 틈새량으로부터 각 거리 센서마다 기판의 세로 방향에 따른 평균 틈새량을 복수 산출하고, 각 평균 틈새량에서 상기 각 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판의 도장 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐 위치 조정 수단과 상기 거리 센서의 설치 위치를 일치시키는 것에 대신하여, 다르게 했을 때, 기판의 가로 방향에 따른 적어도 2개의 측정점의 틈새량으로부터 이 노즐 위치 조정 수단의 설치 위치에 있어서의 틈새 치수를 산출하고, 이 틈새 치수에서 이 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판의 도장 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 정반에 대한 상기 도장 노즐의 높이를 검출하여 검출치를 출력하는 높이 센서를 이 도장 노즐의 길이 방향으로 간격을 두어 구비하고, 상기 제어부는 상기 정반에 대해서 상기 도장 노즐의 자세를 수평으로 조정하기 위해서, 상기 높이 센서로부터의 검출치에서 상기 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판의 도장 장치.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 평균 틈새량에 대신하여, 복수의 측정점에서 계측된 상기 각 틈새량과, 기판의 세로 방향에 인접하는 2개의 측정점 사이에 산정되는 틈새량의 각 증감량을 이용해, 각 측정점에서는 각 틈새량으로, 2개의 측정점 사이에서는 각 증감량에 근거하여 상기 각 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판의 도장 장치.
  5. 청구항 1 또는 2에 기재한 기판의 도장 장치를 이용해, 우선, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 전진 이동시켜, 상기 거리 센서로 틈새량을 계측하고, 그 다음에 상기 도장 노즐을 정지시킨 상태에서 상기 제어부에 의해 상기 노즐 위치 조정 수단을 제어하며, 그 후, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 후진 이동시켜, 상기 기판을 도장하는 것을 특징으로 하는 기판의 도장 방법.
  6. 청구항 4에 기재한 기판의 도장 장치를 이용해, 우선, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 전진 이동시켜, 상기 거리 센서로 틈새량을 계측하고, 그 후, 상기 제어부에 의해 상기 노즐 위치 조정 수단을 제어하면서, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 후진 이동시켜, 상기 기판을 도장하는 것을 특징으로 하는 기판의 도장 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 평균 틈새량에 대신하여, 복수의 측정점에서 계측된 상기 각 틈새량과, 기판의 세로 방향에 인접하는 2개의 측정점 사이에 산정되는 틈새량의 각 증감량을 이용해, 각 측정점에서는 각 틈새량으로, 2개의 측정점 사이에서는 각 증감량에 근거하여 상기 각 노즐 위치 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판의 도장 장치.
  8. 청구항 3에 기재한 기판의 도장 장치를 이용해, 우선, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 전진 이동시켜, 상기 거리 센서로 틈새량을 계측하고, 그 다음에 상기 도장 노즐을 정지시킨 상태에서 상기 제어부에 의해 상기 노즐 위치 조정 수단을 제어하며, 그 후, 상기 도장 노즐을 기판의 세로 방향으로 후진 이동시켜, 상기 기판을 도장하는 것을 특징으로 하는 기판의 도장 방법.
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