KR100968011B1 - 기판 도포 장치 및 약액 검출 방법 - Google Patents

Abstract

노즐의 이동을 정지시키지 않고, 노즐로부터 정상적으로 약액이 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정량적으로 감시할 수 있는 기판 도포 장치 및 당해 기판 도포 장치에서의 약액 검출 방법을 제공한다.

기판 도포 장치(1)는 투광기(71a)와 수광기(71b)를 갖는 레이저 센서(71)를 구비하고, 수광기(71b)에서의 수광량의 변화에 의거하여 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과한 것을 검출한다. 이 때문에, 노즐부(30)의 이동을 정지시키지 않고 각 노즐(31, 32, 33)로부터 유기 EL액이 정상적으로 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정량적으로 감시할 수 있다. 또, 기판 도포 장치(1)는 액체기둥의 검출 회수를 카운트함으로써 노즐부(30)로부터의 유기 EL액의 토출 상태를 수치화하여 확인할 수 있다.

Description

기판 도포 장치 및 약액 검출 방법{SUBSTRATE COATING APPARATUS AND METHOD OF CHEMICAL DETECTION}

본 발명은, 유기 EL 표시 장치용 유리 기판, 액정 표시 장치용 유리 기판, PDP용 유리 기판, 반도체 웨이퍼, 자기／광 디스크용 유리／세라믹 기판 등의 각종 기판에 대해서, 약액을 도포하는 기판 도포 장치 및 당해 기판 도포 장치에서의 약액 검출 방법에 관한 것이다.

기판의 제조 공정에서는, 기판의 상면에 여러 가지의 약액을 도포하는 기판 도포 장치가 사용되고 있다. 예를 들어, 유기 EL 표시 장치의 제조 공정에서는, 유기 EL 표시 장치용 유리 기판의 상면에 유기 EL액을 도포하는 기판 도포 장치가 사용되고 있다. 종래의 기판 도포 장치는, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되고 있는 바와 같이, 기판의 상면을 향하여 약액을 토출하기 위한 노즐과, 노즐과 기판을 상대적으로 이동시키기 위한 이동 기구를 구비하고 있다. 기판 도포 장치는, 노즐에 형성된 가능 구멍으로부터 약액을 액체기둥형상으로 토출시키고, 이러한 약액의 토출을 계속하면서 노즐과 기판을 상대적으로 이동시킴으로써 기판의 상면에 약액을 도포한다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2006－192435호

상기와 같은 기판 도포 장치에서는, 노즐의 막힘 등에 의해 약액이 정상적으로 토출되지 않는 상태가 되면, 도포 처리 후의 기판의 표면에 색 얼룩이 발생하거나 기판의 표면에서의 막두께가 불균일해지거나 하는 문제가 발생한다. 이 때문에, 기판 도포 장치에 있어서, 노즐로부터 정상적으로 약액이 토출되고 있는지 여부를 정기적으로 감시하는 것은 품질 관리상 지극히 중요하다.

종래, 기판 도포 장치에 있어서 노즐로부터 토출되는 약액 상태를 감시할 때에는, 카메라(CCD 카메라 등)에 의해 토출 액체기둥을 촬영하고, 취득된 화상에 화상 처리를 행함으로써 약액의 토출 상태를 감시하고 있었다. 또, 노즐로부터의 토출 액체기둥에 유색 광을 조사하면서, 토출 액체기둥을 직접 관찰함으로써, 약액의 토출 상태를 감시하는 경우도 있었다.

그러나, 카메라에 의해 액체기둥을 촬영하는 방법에서는, 액체기둥에 대해서 카메라의 초점을 맞추는 것이 매우 곤란했다. 특히, 1개의 노즐로부터 복수 개의 액체기둥이 토출되고 있는 경우에는, 모든 액체기둥에 대해서 카메라의 초점을 맞추는 것은 지극히 곤란하고, 액체기둥을 1개씩 별개로 촬영을 행할 필요가 있었다. 또, 노즐의 위치가 변경된 경우에는, 재차 카메라의 초점을 맞출 필요가 있는 등, 작업자의 부담이 큰 것이었다. 한편, 토출 액체기둥을 직접 관찰하는 방법에서는, 액체기둥이 가늘기 때문에 육안으로 확인하기 어려운 경우가 있고, 또, 작업자의 기량에 따라 관찰 결과에 차이가 생기기도 했다. 이 때문에, 일정한 감시 기준으로 정량적으로 감시를 행할 수 없었다.

또, 상기의 어느 방법이라도, 노즐을 동작시킨 상태로 촬영 혹은 관찰을 행하는 것은 곤란하기 때문에, 노즐을 일단 정지시킬 필요가 있었다. 이 때문에, 장치의 가동률을 저하시키게 되고, 정상적 감시를 행할 수 없었다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 노즐의 이동을 정지시키지 않고, 노즐로부터 정상적으로 약액이 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정량적으로 감시할 수 있는 기판 도포 장치 및 당해 기판 도포 장치에서의 약액 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 따른 발명은, 기판에 약액을 도포하는 기판 도포 장치에 있어서, 기판을 올려놓는(載置) 스테이지와, 약액을 액체기둥형상으로 토출하는 약액 노즐과, 상기 스테이지의 위쪽의 공급 위치와 상기 스테이지의 옆쪽의 대기 위치 사이에서 상기 약액 노즐을 이동시키는 이동 수단과, 상기 이동 수단에 의해 이동하는 상기 약액 노즐로부터 토출되는 약액의 액체기둥이, 소정의 검출 위치를 통과한 것을 검출하는 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 따른 발명은, 청구항 1에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 약액 노즐은, 그 이동 방향의 위치가 상이한 복수의 토출 구멍을 갖고 있고, 상기 검출 수단은, 상기 약액 노즐의 상기 복수의 토출 구멍으로부터 토출되는 약액에 의해 형성된 복수의 액체기둥이 각각 상기 검출 위치를 통과한 것을 검출하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 따른 발명은, 청구항 2에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 검출 수단에 의해 검출된 액체기둥의 수를 카운트하는 카운트 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 따른 발명은, 청구항 3에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 카운트 수단의 카운트값과 소정의 설정값을 비교하고, 상기 카운트값이 상기 설정값에 미치지 못하는 경우에 경고 표시를 행하는 경고 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 따른 발명은, 청구항 4에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 복수의 액체기둥의 각각에 대한 상기 검출 수단에 의한 검출의 유무를 판별하는 판별 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 따른 발명은, 청구항 5에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 검출 수단은, 상기 액체기둥의 이동 경로의 일측방으로부터 광을 출사하는 투광부와, 상기 액체기둥의 이동 경로의 일측방 또는 타측방에 있어서 상기 광을 수광하여 그 광량을 검출하는 수광부를 갖고, 상기 수광부에서의 수광량의 변화에 의거하여 상기 액체기둥의 통과를 검출하는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 따른 발명은, 청구항 6에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 투광부로부터 출사되어 상기 수광부에 수광되는 광은, 레이저 광인 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 따른 발명은, 청구항 7에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 수광부의 수광 영역을 제한하는 차광 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 9에 따른 발명은, 청구항 8에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 검출 수단은, 상기 대기 위치와 상기 공급 위치 사이에 배치되고, 상기 검출 수단의 상기 검출 위치에서의 상기 약액 노즐의 이동 속도는, 상기 공급 위치에서의 상기 약액 노즐의 이동 속도보다도 작은 것을 특징으로 한다.

청구항 10에 따른 발명은, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 기판 도포 장치에 있어서, 상기 약액 노즐은, 유기 EL 표시 장치용 발광 물질과 소정의 용매를 혼합시킨 유기 EL액을 약액으로서 토출하는 것을 특징으로 한다.

청구항 11에 따른 발명은, 스테이지 상에 올려놓은 기판에 대해서 약액을 도포하는 기판 도포 장치에 있어서, 기판을 향하여 약액을 액체기둥형상으로 토출하는 약액 노즐로부터 약액이 정상적으로 토출되고 있는지 여부를 검출하는 약액 검출 방법으로서, 상기 스테이지의 위쪽의 공급 위치와 상기 스테이지의 옆쪽의 대기 위치 사이에서 상기 약액 노즐을 이동시키는 이동 공정과, 상기 이동 공정에 의해 이동하는 상기 약액 노즐로부터 토출되는 약액의 액체기둥이, 소정의 검출 위치를 통과한 것을 검출하는 검출 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 1~10에 기재된 발명에 의하면, 기판 도포 장치는, 이동 수단에 의해 이동하는 약액 노즐로부터 토출되는 약액의 액체기둥이, 소정의 검출 위치를 통과한 것을 검출하는 검출 수단을 구비하고 있다. 이 때문에, 노즐의 이동을 정지시키지 않고 노즐로부터 정상적으로 약액이 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정 량적으로 감시할 수 있다.

특히, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 검출 수단은, 약액 노즐의 복수의 토출 구멍으로부터 토출되는 약액에 의해 형성된 복수의 액체기둥이 각각 검출 위치를 통과한 것을 검출한다. 이 때문에, 약액 노즐의 복수의 토출 구멍으로부터 정상적으로 약액이 토출되고 있는지 여부를 적절히 감시할 수 있다.

특히, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 기판 도포 장치는, 검출 수단에 의해 검출된 액체기둥의 수를 카운트하는 카운트 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 노즐로부터의 약액의 토출 상태를 수치화하여 확인할 수 있다.

특히, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 기판 도포 장치는, 카운트 수단의 카운트값과 소정의 설정값을 비교하고, 카운트값이 설정값에 미치지 못한 경우에 경고 표시를 행하는 경고 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 각 토출 구멍으로부터 정상적으로 약액이 토출되어 있지 않을 때에는 경고 표시를 행하여 작업자에게 통지할 수 있다.

특히, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 기판 도포 장치는, 복수의 액체기둥의 각각에 대한 검출 수단에 의한 검출의 유무를 판별하는 판별 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 문제가 있는 노즐을 특정할 수 있고, 보다 신속히 대처를 행할 수 있다.

특히, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 검출 수단은, 액체기둥의 이동 경로의 일측방으로부터 광을 출사하는 투광부와, 액체기둥의 이동 경로의 일측방 또는 타측방에 있어서 광을 수광하여 그 광량을 검출하는 수광부를 갖고, 수광부에서 의 수광량의 변화에 의거하여 액체기둥의 통과를 검출한다. 이 때문에, 노즐로부터 정상적으로 약액이 토출되고 있는지 여부를 비접촉으로 감시할 수 있다.

특히, 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 투광부로부터 출사되어 상기 수광부에 수광되는 광은 레이저 광이다. 이 때문에, 약액의 액체기둥이 검출 위치를 통과한 것을, 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.

특히, 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 기판 도포 장치는, 수광부의 수광 영역을 제한하는 차광 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 약액의 액체기둥이 검출 위치를 통과했을 때의 수광부에서의 수광량의 변화의 비율을 크게 할 수 있다. 따라서, 약액의 액체기둥이 검출 위치를 통과한 것을, 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.

특히, 청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 검출 수단의 검출 위치에서의 약액 노즐의 이동 속도는, 공급 위치에서의 약액 노즐의 이동 속도보다도 작다. 이 때문에, 약액의 액체기둥이 검출 위치를 통과한 것을, 더욱 고정밀도로 검출할 수 있다.

특히, 청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 약액 노즐로부터 유기 EL액의 액체기둥이 정상적으로 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정량적으로 감시할 수 있다.

또, 청구항 11에 기재된 발명에 의하면, 약액 검출 방법은, 이동 공정에 의해 이동하는 약액 노즐로부터 토출되는 약액의 액체기둥이, 소정의 검출 위치를 통과한 것을 검출하는 검출 공정을 구비하고 있다. 이 때문에, 노즐의 이동을 정지시 키지 않고 노즐로부터 정상적으로 약액이 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정량적으로 감시할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 참조되는 각 도면에는, 각 부재의 위치 관계나 동작 방향을 명확화하기 위해서, 공통의 XYZ 직교 좌표계가 부여되어 있다.

〈1. 기판 도포 장치의 구성〉

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 기판 도포 장치(1)의 구성을 나타낸 상면도이다. 또, 도 2는, 기판 도포 장치(1)를 도 1의 II-II선으로 절단한 종단면도이다. 이 기판 도포 장치(1)는, 유기 EL 표시 장치를 제조하는 공정에 있어서, 직사각형의 유리 기판(이하, 단순히 「기판」이라고 함 : 9)의 상면에 발광 물질과 소정의 용매를 혼합시킨 유기 EL액을 도포하기 위한 장치이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 도포 장치(1)는, 주로, 스테이지(10)와, 스테이지 이동 기구(20)와, 노즐부(30)와, 노즐 이동 기구(40)와, 대기 포드(50)와, 회수 트레이(60)와, 액체기둥 검출부(70)와, 제어부(80)를 구비하고 있다.

스테이지(10)는, 평판형상의 외형을 갖고, 그 상면에 기판(9)을 수평 자세로 올려놓고 유지하기 위한 유지부이다. 스테이지(10)의 상면에는 복수의 흡인 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 이 때문에, 스테이지(10) 상에 기판(9)을 올려놓았을 때에는, 흡인 구멍의 흡인압에 의해 기판(9)은 스테이지(10)의 상면에 고정 유지된다. 스테이지(10) 상에 올려놓은 기판(9)의 상면에는, 유기 EL액이 도포되는 위치에 미리 여러 개의 평행한 홈(9a)이 형성되어 있다. 기판(9)은, 이러한 홈(9a)이 주주사 방향(X축 방향)을 향하도록 스테이지(10) 상에 올려진다.

또, 스테이지(10)의 위쪽에는, 기판(9)의 -X측 및 ＋X측의 측부를 덮는 마스크판(11, 12)이 배치되어 있다. 마스크판(11, 12)은, 후술하는 노즐부(30)로부터 토출되는 유기 EL액이, 기판(9)의 ＋X측 및 -X측의 측부에 도포되는 것을 방지하고, 주주사 방향에 관해서 유기 EL액의 도포 범위를 규정하는 역할을 완수한다. 마스크판(11, 12)은, 소정의 접속 부재(도시 생략)를 통해 스테이지(10)에 고정적으로 부착되어 있다.

스테이지 이동 기구(20)는, 스테이지(10)를 부주사 방향(Y축 방향)으로 이동시키기 위한 기구이다. 스테이지 이동 기구(20)는, 예를 들어, 모터와 볼 나사를 조합한 기구나, 혹은, 리니어 모터를 이용한 기구에 의해 구성된다. 스테이지(10) 상에 기판(9)를 올려놓은 상태로, 스테이지 이동 기구(20)를 동작시키면, 스테이지(10), 마스크판(11, 12) 및 기판(9)이 일체로서 부주사 방향으로 이동한다.

노즐부(30)는, 스테이지(10) 상에 유지된 기판(9)의 상면에 유기 EL액을 토출하기 위한 토출부이다. 노즐부(30)는, 적색용, 녹색용, 및 청색용 유기 EL액을 토출하기 위한 3개의 노즐(31, 32, 33)을 갖고 있다. 도 3은, 노즐부(30) 부근의 상세한 구성을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 각 노즐(31, 32, 33)의 하단부에는, 미세한(예를 들어, 직경 10~70㎛ 정도의) 토출 구멍(31a, 32a, 33a)이 형성되어 있다. 또, 각 노즐(31, 32, 33)에는 각각 배관(31b, 32b, 33b)이 접속되어 있고, 배관(31b, 32b, 33b)의 상류측의 단부에는, 각각 적색용, 녹색용 및 청색 의 유기 EL액을 공급하기 위한 유기 EL액 공급원(31c, 32c, 33c)이 접속되어 있다. 또, 배관(31b, 32b, 33b)의 경로 중에는, 각각 밸브(31d, 32d, 33d)가 사이에 삽입되어 있다.

밸브(31d, 32d, 33d)를 개방하면, 유기 EL액 공급원(31c, 32c, 33c)으로부터 배관(31b, 32b, 33b)을 통해 각 노즐(31, 32, 33)에 유기 EL액이 공급되고, 각 노즐(31, 32, 33)의 토출 구멍(31a, 32a, 33a)으로부터 아래쪽을 향하여 적색용, 녹색용 및 청색용의 유기 EL액이 토출된다. 각 노즐(31, 32, 33)로부터 토출된 유기 EL액은, 각 노즐(31, 32, 33)의 아래쪽에 있어서 가는(예를 들어, 직경 100㎛ 정도의) 액체기둥(La, Lb, Lc)을 형성한다.

노즐부(30)의 3개의 노즐(31, 32, 33)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 주주사 방향으로 소정의 간격(예를 들어, 수㎜ 피치)으로 배열되는 한편, 부주사 방향의 위치도 조금씩 엇갈려 배치되어 있다. 각 노즐(31, 32, 33)의 부주사 방향의 위치의 차이는, 처리 대상이 되는 기판(9)의 상면에 형성된 홈(9a)의 피치 폭에 대응하고 있다. 이 때문에, 노즐부(30)는 3개의 노즐(31, 32, 33)로부터 동시에 유기 EL액을 토출함으로써, 기판(9) 상의 서로 이웃하는 3개의 홈에 대해서 동시에 유기 EL를 도포할 수 있다.

이와 같이, 이 기판 도포 장치(1)는 3개의 노즐(31, 32, 33)을 사용하여 기판(9) 상에 3열씩 유기 EL액을 도포할 수 있다. 이 때문에, 기판(9)의 상면에 효율적으로 유기 EL액을 도포할 수 있다. 또, 3개의 노즐(31, 32, 33)의 주주사 방향 및 부주사 방향의 위치를 모두 상이하게 하고 있음으로써, 각 노즐(31, 32, 33) 자 체를 극단적으로 소형화하지 않고 협소한 간격으로 유기 EL액을 도포할 수 있다.

노즐 이동 기구(40)는, 노즐부(30)를 주주사 방향으로 이동시키기 위한 기구이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 노즐 이동 기구(40)는 노즐부(30)를 지지하기 위한 지지부(41)와, 지지부(41)를 주주사 방향으로 이동시키기 위한 이동부(42)를 갖고 있다. 이동부(42)는, 예를 들어, 모터와 볼 나사를 조합한 기구나, 혹은, 리니어 모터를 이용한 기구에 의해 구성되어 있다. 노즐 이동 기구(40)는, 대기 포드(50)의 위쪽 위치와 스테이지(10)보다도 +X측의 위쪽 위치와의 사이의 임의의 위치 사이에서, 노즐부(30)를 주주사 방향으로 이동시킬 수 있다.

대기 포드(50)는, 스테이지(10)의 -X측의 옆쪽에 있어서, 노즐부(30)를 세정하면서 대기시키기 위한 부위이다. 대기 포드(50) 상에는, 노즐부(30)의 각 노즐(31, 32, 33)의 선단부를 수용하기 위한 3개의 개구부(51, 52, 53)가 형성되어 있다. 또, 대기 포드(50)의 개구부(51, 52, 53)의 내부에는, 노즐(31, 32, 33)의 선단부를 향하여 세정액을 공급하는 기구와, 노즐(31, 32, 33)에 부착한 이물을 흡인하는 기구가 설치되어 있다. 노즐부(30)를 대기 포드(50)의 위쪽 위치에 배치시키면, 대기 포드(50)가 상승하는 등 각 노즐(31, 32, 33)의 선단부가 각각 개구부(51, 52, 53)에 끼워진다. 그리고, 대기 포드(50)의 내부에 있어서 세정액의 공급과 흡인 처리가 행해짐으로써, 각 노즐(31, 32, 33)의 토출 구멍(31a, 32a, 33a)이나 그 주위로부터 이물이 제거된다.

회수 트레이(60)는, 스테이지(10)의 ＋X측 및 -X측의 옆쪽에 있어서 노즐부(30)로부터 토출된 유기 EL액을 회수하기 위한 용기이다. 회수 트레이(60)는, 스 테이지(10)의 -X측(스테이지(10)와 대기 포드(50) 사이) 및 스테이지(10)의 ＋X측에 있어서, 노즐부(30)의 이동 경로의 아래쪽이 되는 위치에 배치되어 있다. 또, 회수 트레이(60)는, 상기의 마스크판(11, 12)과 주주사 방향에 관해서 부분적으로 중복하도록 배치되어 있다. 이 때문에, 스테이지(10)의 옆쪽에 있어서 노즐부(30)로부터 토출되는 유기 EL액은, 마스크판(11, 12) 및 회수 트레이(60)에 의해서 끊어짐 없이 회수된다.

액체기둥 검출부(70)는, 노즐부(30)로부터 토출되는 유기 EL액의 액체기둥이 도 1에 나타낸 검출 위치(P)를 통과한 것을 검출하기 위한 처리부이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 액체기둥 검출부(70)는 투광기(71a) 및 수광기(71b)에 의해 구성되는 투과식 레이저 센서(71)와, 레이저 센서(71)를 동작 제어하기 위한 레이저 센서 컨트롤러(72)와, 검출 결과를 표시하기 위한 검출반(73)을 갖고 있다.

레이저 센서(71)의 투광기(71a) 및 수광기(71b)는, 스테이지(10)와 대기 포드(50) 사이에 배치되어 있고, 그 높이 위치는 노즐부(30)와 회수 트레이(60)와의 중간의 높이 위치로 되어 있다. 또, 투광기(71a) 및 수광기(71b)는, 검출 위치(P)의 ＋Y측 및 -Y측에 서로 대향하도록 배치되어 있다. 투광기(71a)는, 소정 파장(예를 들어 600~700㎚)의 레이저 광을 출사하는 기능을 갖고 있다. 또, 수광기(71b)는, 투광기(71a)로부터 출사된 레이저 광을 수광하여 그 광량을 검출하는 기능을 가진다.

레이저 센서 컨트롤러(72)는 투광기(71a) 및 수광기(71b)와 전기적으로 접속되어 있다. 레이저 센서 컨트롤러(72)는, 투광기(71a)에 대해서 구동 신호를 부여 함으로써 투광기(71a)로부터 레이저 광을 출사시킴과 더불어, 수광기(71b)의 수광량을 전기 신호로서 수신한다.

노즐부(30)로부터 토출되는 유기 EL액의 액체기둥이 상기의 검출 위치(P)를 통과하면, 투광기(71a)로부터 출사된 레이저 광이 부분적으로 차단되어 수광기(71b)의 수광량이 저하된다. 레이저 센서 컨트롤러(72)는, 수광기(71b)의 이러한 수광량의 변화에 의거하여 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과한 것을 검출한다. 구체적으로는, 레이저 센서 컨트롤러(72)에는, 미리 임계값이 설정되어 있고, 수광기(71b)에서의 수광량(혹은, 수광량의 통상 시에 대한 비율)이 당해 임계값을 하회하면, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과한 것으로서 검출 신호를 발생시킨다.

검출반(73)은, 레이저 센서 컨트롤러(72)에 있어서 발생한 검출 신호를 카운트하고, 그 카운트값을 표시부(73a)에 표시시킨다. 따라서, 노즐부(30)의 3개의 노즐(31, 32, 33)로부터 유기 EL액이 정상적으로 토출되고 있으면, 그 3개의 액체기둥이 검출 위치를 통과함으로써, 검출반(73)의 표시부(73a)에는 수치 「3」이 표시된다. 만일, 노즐부(30)의 어느 하나의 노즐로부터 유기 EL액이 토출되어 있지 않은 상태이면, 검출반(73)의 표시부(73a)에 표시되는 수치는 「2」가 된다.

또, 검출반(73)에는, 정상시의 노즐부(30)로부터 토출되는 유기 EL액의 액체기둥의 수에 상당하는 수치(여기에서는 「3」)가 미리 설정되어 있다. 검출반(73)은, 상기의 카운트값이 미리 설정된 수치에 이르고 있는지 여부를 체크하고, 이르고 있지 않은 경우에는 표시부(73a)에 소정의 경고 표시를 행하는 기능도 갖고 있 다.

이와 같이, 액체기둥 검출부(70)는, 노즐부(30)로부터 토출되는 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과하는 것을 레이저 센서(71)에 의해 검출하고, 검출 신호의 카운트값을 표시부(73a)에 표시시킨다. 이 때문에, 작업자는, 표시부(73a)에 표시된 수치를 확인함으로써 노즐부(30)의 3개의 노즐(31, 32, 33)로부터 정상적으로 유기 EL액이 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정량적으로 감시할 수 있다.

또한, 레이저 센서 컨트롤러(72) 및 검출반(73)에 의한 상기의 처리는, 예를 들어, 레이저 센서 컨트롤러(72) 및 검출반(73)의 내부에 구성된 전자 회로의 전기 적 처리에 의해 실현할 수 있다. 레이저 센서 컨트롤러(72) 및 검출반(73)을 컴퓨터 장치에 의해 구성하고, 컴퓨터의 연산 처리에 의해 레이저 센서 컨트롤러(72) 및 검출반(73)의 처리를 실현하도록 해도 된다.

제어부(80)는, 기판 도포 장치(1) 내의 각부를 동작 제어하기 위한 처리부이다. 도 4는, 제어부(80)와 기판 도포 장치(1) 내의 각부 사이의 접속 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(80)는 상기의 스테이지 이동 기구(20), 밸브(31d, 32d, 33d), 노즐 이동 기구(40), 대기 포드(50), 레이저 센서 컨트롤러(72) 및 검출반(73)과 전기적으로 접속되고 있고, 이러한 동작을 제어한다. 제어부(80)는, 예를 들어 CPU나 메모리를 갖는 컴퓨터에 의해서 구성되고, 컴퓨터에 인스톨된 프로그램 및 사용자로부터의 조작 입력에 따라서 컴퓨터가 동작함으로써, 상기 각부의 동작 제어를 행한다.

〈2. 기판 도포 장치의 동작〉

계속해서, 상기의 기판 도포 장치(1)를 사용하여 기판(9)의 상면에 유기 EL액을 도포할 때의 동작에 대해서, 도 5의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 이 기판 도포 장치(1)에 있어서 기판(9)의 도포 처리를 행할 때에는, 우선, 작업자는, 스테이지(10)의 상면에 기판(9)을 올려놓는다. 기판(9)은, 그 상면에 형성된 복수의 홈(9a)이 주주사 방향을 향하도록 스테이지(10) 상에 올려진다. 그리고, 기판 도포 장치(1)의 제어부(80)에 있어서 작업자가 소정의 스타트 조작을 행하면, 제어부(80)에 의한 장치 각부의 동작 제어가 개시된다.

기판 도포 장치(1)의 노즐부(30)는, 미리 대기 포드(50)의 개구부(51, 52, 53)에 각각 노즐(31, 32, 33)의 선단부를 수납한 상태로 대기하고 있다. 상기의 스타트 조작이 행해지면, 기판 도포 장치(1)는, 우선, 대기 포드(50) 내에 있어서 세정액의 공급과 흡인 처리를 행함으로써 각 노즐(31, 32, 33)의 선단부를 세정한다(단계 S1).

노즐(31, 32, 33)의 세정이 종료되면, 다음에, 기판 도포 장치(1)는, 각 노즐(31, 32, 33)로부터의 유기 EL액의 토출을 개시한다(단계 S2). 구체적으로는, 대기 포드(50)의 개구부(51, 52, 53)에 각각 노즐(31, 32, 33)의 선단부가 수납된 상태인 채, 밸브(31d, 32d, 33d)를 개방한다. 이것에 의해, 유기 EL액 공급원(31c, 32c, 33c)으로부터 배관(31b, 32b, 33b)을 통해 각 노즐(31, 32, 33)로 유기 EL액이 공급되고, 각 노즐(31, 32, 33)의 토출 구멍(31a, 32a, 33a)으로부터 적색용, 녹색용, 및 청색용의 유기 EL액이 토출된다.

계속해서, 기판 도포 장치(1)는 대기 포드(50)를 하강시키는 등 노즐(31, 32, 33)로부터 대기 포드(50)를 분리하고, 또한 노즐 이동 기구(40)를 동작시킴으로써 노즐부(30)를 ＋X측으로 이동시킨다. 노즐부(30)는, 각 노즐(31, 32, 33)로부터 유기 EL액을 토출하면서 ＋X측으로 이동한다. 이동 도중에 토출된 유기 EL액은, 회수 트레이(60)나 마스크판(11)의 상면에 낙하하여 회수된다.

노즐부(30)가 대기 포드(50)의 위쪽 위치로부터 스테이지(10)의 위쪽 위치를 향하여 이동하는 도중에, 액체기둥 검출부(70)는, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과하는 것을 검출하고, 그 수를 카운트한다(단계 S3). 즉, 액체기둥 검출부(70)는, 투광기(71a)로부터 수광기(71b)를 향하여 연속적으로 레이저 광의 출사를 행하고, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과할 때의 수광기(71b)에서의 수광량의 저하를 레이저 센서 컨트롤러(72)에 의해 검출한다. 또, 검출반(73)은, 레이저 센서 컨트롤러(72)의 검출 신호를 카운트하고, 그 카운트값을 표시부(73a)에 표시한다.

검출반(73)은, 상기의 단계 S3에서의 카운트값이 미리 설정된 수치 「3」에 이르고 있는지 여부를 체크하고(단계 S4), 카운트값이 설정값보다도 낮은 경우에는(단계 S4에 있어서 No), 제어부(80)에 대해서 「이상」을 나타내는 신호를 송신함과 더불어 표시부(73a)에 경고 표시를 행한다(단계 S5). 이 경우에는, 기판 도포 장치(1)는 노즐부(30)의 이동을 정지시키고, 작업자에 의한 대처를 기다린다.

한편, 상기의 단계 S4에 있어서 카운트값이 설정값에 이르고 있는 경우에는(단계 S4에 있어서 Yes), 검출반(73)은, 제어부(80)에 대해서 「정상」을 나타내는 신호를 송신하고, 단계 S6 이후의 기판 도포 장치(1)의 동작을 계속시킨다. 이 경우에는, 기판 도포 장치(1)는 노즐(31, 32, 33)로부터의 유기 EL액의 토출을 계속하면서 노즐부(30)를 더 ＋X측으로 이동시킨다. 이것에 의해, 기판(9)의 상면에 형성된 복수 개의 홈(9a) 중 가장 ＋Y측인 3개의 홈(9a) 상에 유기 EL액이 도포된다.

기판 도포 장치(1)는, 노즐부(30)를 ＋X측의 마스크판(12)의 상부까지 이동시키면, 다음에, 3개의 노즐(31, 32, 33)의 도포폭분(즉, 홈(9a)의 3렬분)만큼 스테이지(10) 및 기판(9)을 ＋Y측으로 이동시킨다. 그리고, 계속해서 노즐(31, 32, 33)로부터 유기 EL액을 토출하면서 노즐부(30)를 -X측으로 이동시킨다. 이것에 의해, 기판(9) 상의 다음의 3개의 홈(9a) 상에 유기 EL액이 도포된다.

이와 같이, 기판 도포 장치(1)는, 노즐부(30)의 도포폭분만큼 기판(9)을 부주사 방향으로 어긋나게 하면서, 주주사 방향으로의 유기 EL액의 도포를 소정 회수 반복하고, 기판(9) 상의 모든 홈(9a) 상에 유기 EL액을 도포한다(단계 S6).

기판(9) 상의 모든 홈(9a)에 유기 EL액이 도포되면, 기판 도포 장치(1)는 노즐 이동 기구(40)를 더 동작시켜 대기 포드(50)의 위쪽 위치까지 노즐부(30)를 이동시킨다. 그리고, 노즐부(30)가 스테이지(10)의 위쪽 위치로부터 대기 포드(50)의 위쪽 위치를 향하여 이동하는 도중에, 액체기둥 검출부(70)는 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과하는 것을 검출하고, 그 수를 카운트한다(단계 S7).

즉, 액체기둥 검출부(70)는, 투광기(71a)로부터 수광기(71b)를 향하여 연속적으로 레이저 광의 출사를 행하고, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과할 때의 수광기(71b)에서의 수광량의 저하를 레이저 센서 컨트롤러(72)에 의해 검 출한다. 또, 검출반(73)은 레이저 센서 컨트롤러(72)의 검출 신호를 카운트하고, 그 카운트값을 표시부(73a)에 표시한다. 또, 검출반(73)은, 상기의 단계 S7에서의 카운트값이 미리 설정된 수치 「3」에 이르고 있는지 여부를 체크하고(단계 S8), 카운트값이 설정값보다도 낮은 경우에는(단계 S8에 있어서 No), 표시부(73a)에 경고 표시를 행한다(단계 S5).

노즐부(30)가 대기 포드(50)의 위쪽 위치까지 이동하면, 기판 도포 장치(1)는 대기 포드(50)를 상승시키는 등 노즐(31, 32, 33)의 선단을 대기 포드(50)의 개구부(51, 52, 53)의 내부에 수납한다. 그리고, 작업자는, 도포 처리 후의 기판(9)을 스테이지(10)로부터 제거하고, 한 장의 기판(9)에 대한 유기 EL액의 도포 처리를 종료한다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 기판 도포 장치(1)는 투광기(71a)와 수광기(71b)를 갖는 레이저 센서(71)를 구비하고, 수광기(71b)에서의 수광량의 변화에 의거하여 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과한 것을 검출한다. 이 때문에, 노즐부(30)의 이동을 정지시키지 않고 각 노즐(31, 32, 33)로부터 유기 EL액이 정상적으로 토출되고 있는지 여부를 용이하고 또한 정량적으로 감시할 수 있다. 또, 기판 도포 장치(1)는, 액체기둥의 검출 회수를 카운트함으로써, 노즐부(30)로부터의 유기 EL액의 토출 상태를 수치화하여 확인할 수 있다.

또, 이 기판 도포 장치(1)의 각 위치에서의 노즐부(30)의 이동의 속도는, 대체로 도 6과 같이 되어 있다. 도 6의 가로축은 기판 도포 장치(1) 내에서의 주주사 방향의 위치를 나타내고 있고, 도 6의 세로축은 노즐부(30)의 이동의 속도를 나타 내고 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 검출 위치(P)에서의 노즐부(30)의 이동의 속도는, 스테이지(10)의 위쪽에 있어서 도포 처리를 행하고 있을 때의 노즐부(30)의 이동의 속도보다도 작아지고 있다. 기판 도포 장치(1)는 이와 같이 노즐부(30)의 이동이 비교적 저속이 되는 검출 위치(P)에 있어서 액체기둥의 통과를 검출한다. 이 때문에, 보다 높은 정밀도로 액체기둥의 통과를 검출할 수 있다.

〈3. 변형예〉

이상, 본 발명의 주된 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기의 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 7에 나타낸 바와 같이, 수광기(71b)의 수광면에 슬릿(71c)을 갖는 차광판(71d)을 부착하고, 수광기(71b)에 입사하는 광속을 제한하도록 해도 된다. 이렇게 하면, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과했을 때의 수광기(71b)에서의 수광량의 변화의 비율을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과한 것을, 보다 고정밀도로 검출할 수 있다. 슬릿(71c)의 형상은, 도 7의 예에 한정되는 것은 아니지만, 도 7과 같이 액체기둥의 이동 방향(X축 방향)으로 폭이 가는 슬릿(71c)이면, 수광량의 변화율을 보다 크게 할 수 있기 때문에 바람직하다.

또, 기판 도포 장치(1)는 레이저 센서 컨트롤러(72)에 있어서 검출 신호가 발생한 시각과, 그 때의 노즐 이동 기구(40)에 의한 노즐부(30)의 위치에 의거하여, 각 노즐(31, 32, 33)에 대한 액체기둥의 검출의 유무를 자동적으로 판별하고, 그 결과를 도 8과 같이 검출반(73)의 표시부(73a)에 표시하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 작업자는 문제가 있는 노즐을 특정할 수 있고, 보다 신속히 대처를 행 할 수 있다.

또, 상기의 기판 도포 장치(1)는, 투과식 레이저 센서(71)를 사용하고 있었지만, 이러한 투과식 레이저 센서(71) 대신에, 반사식 레이저 센서를 사용해도 된다. 도 9는, 반사식 레이저 센서의 예를 나타낸 도면이다. 도 9에 나타낸 반사식의 레이저 센서(74)는, 액체기둥(La, Lb, Lc)의 이동 경로의 일측방에 병렬 배치된 투광기(74a)와 수광기(74b)를 갖고 있다. 투광기(74a)는, 소정 파장의 레이저 광을 출사하는 기능을 갖고 있다. 또, 수광기(74b)는, 액체기둥(La, Lb, Lc)에 있어서 반사한 레이저 광을 수광하여 그 광량을 검출하는 기능을 갖고 있다.

노즐부(30)로부터 토출되는 유기 EL액의 액체기둥(La, Lb, Lc)이 검출 위치를 통과하면, 투광기(74a)로부터 출사된 레이저 광이 액체기둥(La, Lb, Lc)에 있어서 반사되고, 수광기(74b)의 수광량이 증가한다. 레이저 센서 컨트롤러(72)는, 수광기(74b)의 이러한 수광량의 변화에 의거하여, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치를 통과한 것을 검출한다. 또, 반사식 레이저 센서(74)는, 수광기(74b)에 있어서 수광되는 광의 위상 등에 의해, 수광기(74b)로부터 액체기둥까지의 거리를 검지할 수 있다. 이 때문에, 검출된 각 액체기둥의 수광기(74b)로부터의 거리에 의거하여, 각 노즐(31, 32, 33)에 대한 액체기둥의 검출의 유무를 자동적으로 판별하고, 그 결과를 도 8과 같이 검출반(73)의 표시부(73a)에 표시시킬 수도 있다.

또, 상기의 예에서는, 기판 도포 장치(1)는, 기판(9)에 유기 EL액을 도포하기 전 및 도포한 후에, 액체기둥 검출부(70)에 의한 검출 처리를 행하고 있었지만, 이 검출 처리는 다른 타이밍으로 행해도 된다. 예를 들어, 기판(9)에 유기 EL액을 도포하기 전에만, 액체기둥 검출부(70)에 의한 검출 처리를 행해도 된다. 또, 기판(9)에 유기 EL을 도포하면서, 1왕복마다 노즐부(30)를 검출 위치(P)보다도 -X측까지 이동시키고, 액체기둥 검출부(70)에 의한 검출 처리를 노즐부(30)의 1왕복 마다 행해도 된다.

또, 상기의 예에서는, 1개의 노즐부(30)에 3개의 노즐(31, 32, 33)이 탑재되어 있었지만, 노즐부(30)에 탑재되는 노즐의 수는, 1개나 2개라도 되고, 4개 이상이어도 된다.

또, 상기의 예에서는, 유기 EL액의 액체기둥이 검출 위치(P)를 통과한 것을 비접촉의 레이저 센서(71, 74)를 사용하여 검출하고 있었지만, 다른 검출 수단을 사용하여 이것을 검출하도록 해도 된다. 예를 들어, 검출 위치에 고정된 접촉식의 센서에 의해 액체기둥의 압력을 검출하고, 이것에 의해 액체기둥이 검출 위치를 통과한 것을 검지하도록 해도 된다.

또, 상기의 기판 도포 장치(1)는 유기 EL 표시 장치의 발광층을 형성하는 유기 EL 재료를 기판(9)의 상면에 도포하기 위한 장치였지만, 본 발명의 기판 도포 장치는, 다른 약액을 기판의 상면에 도포하는 것이어도 된다. 예를 들어, 유기 EL 표시 장치의 정공 수송층을 형성하는 정공 수송 재료를 기판의 상면에 도포하기 위한 장치라도 된다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 기판 도포 장치의 상면도이다.

도 2는 기판 도포 장치를 도 1의 II-II선으로 절단한 종단면도이다.

도 3은 노즐부 부근의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 제어부와 각부 사이의 접속 구성을 나타낸 블록도이다.

도 5는 기판 도포 장치의 동작의 흐름을 나타낸 흐름도이다.

도 6은 각 위치에서의 노즐부의 이동의 속도를 나타낸 그래프이다.

도 7은 수광기에 차광판을 부착한 모습을 나타낸 사시도이다.

도 8은 검출반의 표시부에 각 노즐에 대한 액체기둥의 검출의 유무를 표시한 모습을 나타낸 도면이다.

도 9는 반사식의 레이저 센서의 예를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기판 도포 장치

9 : 기판

9a : 홈

10 : 스테이지

11, 12 : 마스크판

20 : 스테이지 이동 기구

30 : 노즐부

31, 32, 33 : 노즐

31a, 32a, 33a : 토출 구멍

40 : 노즐 이동 기구

50 : 대기 포드

60 : 회수 트레이

70 : 액체기둥 검출부

71, 74 : 레이저 센서

71a, 74a : 투광기

71b, 74b : 수광기

71c : 슬릿

71d : 차광판

72 : 레이저 센서 컨트롤러

73 : 검출반

73a : 표시부

80 : 제어부

La, Lb, Lc : 액체기둥

P : 검출 위치

Claims (11)

1. 기판에 약액을 도포하는 기판 도포 장치에 있어서,

   기판을 올려놓는(載置) 스테이지와,

   약액을 액체기둥형상으로 토출하는 약액 노즐과,

   상기 스테이지의 위쪽의 공급 위치와 상기 스테이지의 옆쪽의 대기 위치 사이에 상기 약액 노즐을 이동시키는 이동 수단과,

   상기 액체기둥의 이동경로의 일측방으로부터 광을 출사하는 투광부와, 상기 액체기둥의 이동경로의 일측방 또는 타측방에서 상기 광을 수광하여 그 광량을 검출하는 수광부를 가지는 검출수단과,

   상기 수광부의 수광영역을, 상기 이동경로를 따르는 방향으로 제한하는 차광수단과,

   상기 검출수단은, 상기 이동 수단에 의해 이동하는 상기 약액 노즐로부터 토출되는 약액의 액체기둥이, 상기 투광부로부터 상기 수광부에 이르는 광로상의 검출 위치를 통과한 것을, 상기 수광부에서의 수광량의 변화에 기초하여 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 약액 노즐은, 그 이동 방향의 위치가 상이한 복수의 토출 구멍을 갖고 있고,

   상기 검출 수단은, 상기 약액 노즐의 상기 복수의 토출 구멍으로부터 토출되는 약액에 의해 형성된 복수의 액체기둥이 각각 상기 검출 위치를 통과한 것을 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 검출 수단에 의해 검출된 액체기둥의 수를 카운트하는 카운트 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 카운트 수단의 카운트값과 미리 설정된 설정값을 비교하고, 상기 카운트값이 상기 설정값에 미치지 못하는 경우에 경고 표시를 행하는 경고 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 복수의 액체기둥의 각각에 대한 상기 검출 수단에 의한 검출의 유무를 판별하는 판별 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 투광부로부터 출사되어 상기 수광부에 수광되는 광은 레이저 광인 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 검출 수단은, 상기 대기 위치와 상기 공급 위치 사이에 배치되고,

   상기 검출 수단의 상기 검출 위치에서의 상기 약액 노즐의 이동 속도는, 상기 공급 위치에서의 상기 약액 노즐의 이동 속도보다도 작은 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 5, 청구항 7 또는 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 약액 노즐은, 유기 EL 표시 장치용 발광 물질과 용매를 혼합시킨 유기 EL액을 약액으로서 토출하는 것을 특징으로 하는 기판 도포 장치.
11. 스테이지 상에 올려놓은 기판에 대해서 약액을 도포하는 기판 도포 장치에 있어서, 기판을 향하여 약액을 액체기둥형상으로 토출하는 약액 노즐로부터 약액이 정상적으로 토출되고 있는지 여부를 검출하는 약액 검출 방법으로서,

    상기 스테이지의 위쪽의 공급 위치와 상기 스테이지의 옆쪽의 대기 위치 사이에서 상기 약액 노즐을 이동시키는 이동 공정과,

    상기 이동 공정에 의해 이동하는 상기 약액 노즐로부터 토출되는 약액의 액체기둥이, 상기 액체기둥의 이동경로의 일측방에 배치된 투광부로부터 상기 액체기둥의 이동경로의 일측방 또는 타측방에 배치된 수광부에 이르는 광로상의 검출 위치를 통과한 것을, 상기 수광부에서의 수광량의 변화에 기초하여 검출하는 검출 공정을 구비하고,

    상기 검출공정에서는, 상기 수광부의 수광영역을, 상기 이동경로를 따르는 방향으로 제한하는 것을

    특징으로 하는 약액 검출 방법.

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