KR20020034924A

KR20020034924A - 용액 공급장치

Info

Publication number: KR20020034924A
Application number: KR1020010067133A
Authority: KR
Inventors: 세키구치다케시; 무라카미쇼이치; 오리하라가쓰미
Original assignee: 기타지마 요시토시; 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2002-05-09
Also published as: US20020050247A1; KR100803238B1; US6962627B2; TW544338B; JP2002136912A

Abstract

본 발명은 용액 공급장치로서, 복수의 가압탱크(2, 2) 중 어느 하나로부터 착색감제(7)를 소정의 유로를 거쳐 도포장치(20)로 유도하기 위한 용액 공급장치(1A, 1B)에서, 복수의 가압탱크(2, 2)의 각각과 도포장치(20)를 연결하는 유로(9)의 도중에 각 가압탱크(2)마다 중간 탱크(3, 3)를 설치한다. 각 중간 탱크(3, 3)에 모인 용액의 양이 미리 설정된 하한치 이상인지 여부를 센서(15)로 검출하여, 그 검출 결과에 대응한 신호를 시스템 제어장치(16)에 출력한다. 그 출력신호에 따라 중간 탱크(3)의 용액의 양이 하한치 이상인지 여부를 판별하여, 하한치 미만이라고 판단했을 때에 압력탱크(2)의 전환에 관련된 소정의 처리를 한다.

Description

용액 공급장치 {DEVICE FOR PROVIDING SOLUTION}

본 발명은 컬러 필터용 착색수지 조성물, 흑색수지 조성물, 투명수지 조성물, 레지스트재 등의 현상액, 세정액, 에칭액, 박리액 등의 용액을 공급하는 장치에 관한 것이다.

컬러 디스플레이에 사용되는 컬러 필터용 착색감제(着色感劑)는 예를 들면 1Okg 단위로 병(bottle)에 담겨져 제공되어, 가압탱크 방식으로 도포장치에 공급된다. 가압탱크 방식이란, 착색감제를 수용한 병을 탱크 내에 설치하여, 그 탱크 내에 가압된 공기를 공급하여 그 압력으로 착색감제를 탱크 밖으로 토출시키는 방식이다.

도포장치에 대하여 착색감제를 도중에 끊기지 않게 공급하기 위해, 종래는 하나의 도포장치에 대하여 2개의 탱크를 설치하고, 각 탱크 내의 착색감제의 소비도에 대응하여 탱크를 바꾸어 사용하고 있다. 각 탱크의 착색감제의 잔량은 중량 센서로 탱크의 중량을 검출하여 특정된다. 사용중인 탱크의 중량이 소정의 하한치 미만이면 그 탱크 내의 착색감제의 잔량이 부족하다고 간주되어 다른 탱크가 선택된다.

전술한 컬러 필터의 착색감제의 도포공정에서는, 착색감제에 조금이라도 기포가 혼입되면 도포불량으로서 취급된다. 예를 들어, 대각선 방향의 치수가 lOOOmm을 넘는 기판의 표면에 직경 30㎛ 정도의 기포(마이크로 버블)가 한 개만 혼입되어도 도포불량이 되는 정도이다. 따라서, 종래는 만에 하나 기포가 혼입되지않도록, 각 탱크의 중량의 하한치에 충분한 여유를 설정하고 있다. 또한, 장치의 진동으로 액면이 흔들리는 등의 이유에 의해 중량 센서의 검출치가 실제의 중량 보다 작은 값을 나타내는 경우도 적지 않다. 그리고, 중량 센서의 검출치가 일단 잔량 부족의 상태를 나타냈을 경우, 이후 그 탱크는 새로 착색감제를 충전하지 않는 한 사용할 수 없도록 안전책이 채용되어 있다. 이러한 사정으로부터, 잔량 부족이라고 간주된 병에 실제로 남겨지는 착색감제의 양이 비교적 커지고, 상당량의 감제(感劑)가 낭비되어 버려지고 있었다. 예를 들면 하나의 병에 대하여 300∼500cc, 때에 따라서는 1kg 이상의 착색감제가 낭비되어 버려지고 있었다. 일반적인 컬러 필터의 기재의 경우, 1kg의 착색감제로 약 300∼500시트, 경우에 따라서는 1000시트를 초과하는 착색이 가능하여, 그 개선이 강하게 요망되고 있었다.

따라서, 본 발명은 도포장치에 공급되는 용액에 대한 기포의 혼입을 방지하면서, 탱크 내의 용액을 종래보다 낭비 없이 사용할 수 있는 용액 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공급장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1의 압력탱크에 설치된 병 저부의 모양을 도시한 도면.

도 3은 도 1의 시스템 제어장치가 실행하는 액면 감시 처리의 순서를 나타내는 플로차트.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공급장치의 구성을 도시한 도면.

도 5는 도 4의 도포장치로 사용되는 펌프의 구성을 도시한 도면.

도 6은 도 4의 시스템 제어장치가 실행하는 펌프 전방 탱크 충전처리의 순서를 나타내는 플로차트.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1A, 1B: 공급장치, 2: 가압탱크(공급원), 3: 중간 탱크, 4: 병, 5: 압력라인, 6: 1차 라인, 7: 착색감제, 8: 개폐밸브, 9: 2차 라인, 15: 센서, 16: 시스템 제어장치(제어수단), 20: 도포장치, 21: 노즐, 22: 개폐밸브, 23: 밸브제어기, 24: 배기 탱크, 25: 펌프, 29: 펌프제어기, 30: 컬러 필터의 기판, 40: 펌프 전방 탱크, 42: 센서(펌프용 센서)

이하, 본 발명에 대해 설명한다. 또, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 첨부 도면의 참조부호를 괄호로써 부기하지만, 그에 따라서 본 발명이 도면에 나타낸 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 복수의 공급원(2, 2) 중 어느 하나로부터 용액을 소정의 유로를 거쳐 도포장치(20)로 유도하기 위한 용액 공급장치(1A, 1B)에 있어서, 상기 복수의 공급원 각각과 상기 도포장치를 연결하는 유로(6, 9)의 도중에 각 공급원마다 설치된 중간 탱크(3, 3)와, 각 중간 탱크에 모인 용액의 양이 미리 설정된 하한치 이상인지 여부를 검출하여 그 검출 결과에 대응한 신호를 출력하는 센서(15)와, 상기 센서로부터의 출력신호에 따라 상기 중간 탱크의 용액의 양이 상기 하한치 이상인지 여부를 판별하여, 하한치 미만이라고 판단했을 때에 상기 공급원의 전환에 관련된 소정의 처리를 하는 제어수단(16)을 구비함으로써, 상술한 과제를 해결한다.

본 발명에 의하면, 각 공급원과 도포장치를 연결하는 유로의 도중에 중간 탱크가 설치되어 있기 때문에, 공급원으로부터 중간 탱크에 이르는 유로에 기포가 혼입되어도, 그 기포는 중간 탱크에 일단 포착되어 도포장치측으로는 직접 혼입되지 않는다. 따라서, 공급원으로부터는 기포가 섞일 정도로 잔량이 감소할 때까지 용액을 인출할 수 있다. 공급원의 용액의 잔량이 거의 없어져 중간 탱크로 용액이 공급되지 않는 상태로 되면, 중간 탱크의 용액이 하한치를 하회하여 그 상태가 센서로부터의 출력신호에 따라 제어수단에 의해 검출되고, 공급원의 전환에 관련된 소정의 처리가 실행된다. 소정의 처리는, 예를 들면 공급원의 전환을 오퍼레이터에 지시하는 것일 수도 있고, 공급원 전환 작업의 일부 또는 전부를 자동적으로 하는 것일 수도 있다. 이렇게 하여 도포장치측으로 기포가 혼입되는 것을 방지하면서 탱크 내의 용액을 낭비 없이 사용할 수 있다. 또, 공급원은 여러 가지로 구성된 것을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 탱크 내에 가압하여 용액을 인출하는 가압탱크 방식의 공급원을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 중간 탱크에 모아 두어야 될 용액의 하한치는 도포장치측으로의 기포의 혼입이 제한되는 레벨에 대응하여 적당히 설정할 수 있다. 도포장치가 일정량씩 용액을 토출하는 구성의 경우, 바람직하게는 그 일회의 토출량 이상, 바람직하게는 일회의 토출량의 100∼150%의 양을 하한치로서 설정하면 된다. 중간 탱크에 용액이 하한치 이상 모여 있는지 여부는, 용액의 양에 상관된 각종 물리량에 기초하여 검출할 수 있지만, 바람직하게는 용액의 액면 위치를 검출하면 된다. 중간 탱크는 하한치 이상의 용량을 구비하고 있으면 되지만, 하한치에 대하여 어느 정도의 여유량만큼 크게 설정하는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 하한치에 대하여 중간 탱크의 용량을 200∼300%의 범위로 설정하면 된다.

본 발명의 공급장치와 조합할 수 있는 도포장치는, 유로를 닫는 개폐밸브(22)를 소정의 시간씩 반복 개방함으로써, 공급원(2)으로부터 공급된 용액을 소정량씩 토출하도록 구성된 것으로 할 수 있다. 이 경우에는, 개폐밸브를 개방하는 시간에 따라 토출량이 변화된다.

한편, 용액을 일정량만큼 받아들이는 공정과, 그 받아들인 용액을 토출하는 공정을 반복하는 펌프(25)를 도포장치에 설치할 수도 있다. 그 경우, 중간 탱크와 펌프와의 사이이며 또한 각 중간 탱크로부터의 유로가 합류하는 위치보다 하류측에는 펌프에 공급하는 용액을 축적하기 위한 펌프 전방 탱크(40)를 설치하고, 그 펌프 전방 탱크에는 상기 펌프 전방 탱크에 모인 용액의 양이 미리 설정된 하한치 이상인지 여부를 검출하여, 그 검출 결과에 대응한 신호를 출력하는 펌프용 센서(42)를 설치하고, 상기 제어수단(16)은 상기 펌프용 센서로부터의 출력신호에 따라 상기 펌프 전방 탱크의 용액의 양이 상기 하한치 이상인지 여부를 판별하여, 하한치 미만이라고 판단했을 때에는 상기 중간 탱크로부터 상기 펌프 전방 탱크에의 용액의 충전에 관련된 소정의 처리를 하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 공급원을 가압하여 용액을 인출하도록 하여도, 그 압력을 펌프 전방 탱크에서 흡수하여 펌프측으로의 압력의 영향을 피할 수 있다. 따라서, 스핀코팅 장치 등의 도포 두께를 조정하는 수단을 이용하지 않고 균일한 두께로 용액을 도포하고 싶은 경우와 같이, 일회당 토출량의 허용범위가 매우 작게 제한되는 경우에 바람직한 공급장치를 제공할 수 있다. 또한, 용액의 충전에 관련된 처리로는, 중간 탱크와 펌프 전방 탱크를 연결하는 유로의 개폐밸브를 개폐하는 조작 등이 있다. 펌프 작동 중에는 그 용액의 충전을 금지하는 것이 바람직하다. 펌프 전방 탱크로 용액을 충전함으로써 기포가 발생하고, 그것이 펌프측으로 흐를 우려를 확실히 배제하기 위해서이다.

본 발명의 공급장치는, 바람직하게는 컬러 디스플레이용 컬러 필터의 기판에 착색감제, 착색수지ㆍ흑색수지ㆍ투명수지 조성물, 레지스트재 등을 도포하는 장치와 조합시켜 사용할 수 있다. 착색감제는 일반적으로 유기용제를 포함하고 있기 때문에, 중간 탱크는 유기용제에 침해되지 않는 재질로 구성하는 것이 바람직하므로 PP, 유리, PE, 테플론 등의 재질로 중간 탱크를 구성한다. 또, 중간 탱크는 튜브, 용기 등과 같이 액체를 모을 수 있는 형상이면 되고, 바람직하게는 테플론 튜브가 이용된다. 또, 착색감제는 유색이면서 감광성을 가지고 있기 때문에, 중간 탱크에서의 착색감제의 검출에는 정전용량형 근접센서를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 근접센서이면, 착색감제가 감광될 우려도 없고, 착색감제의 색의 영향을 받지 않고 검출을 행할 수 있다. 또한, 테플론 튜브로 중간 탱크를 구성한 경우에는 근접센서 주변의 금속에 의한 영향을 최대한 줄일 수 있어 적합하다.

[실시예]

제1 실시예

도 1은 본 발명의 공급장치의 제1 실시예를 나타내고 있다. 이 공급장치(1A)는 컬러 필터용 착색감제를 도포장치(20)에 공급하기 위한 것이며, 공급원으로서의 2기의 가압탱크(2, 2)와, 각 가압탱크(2)와 1:1로 대응시켜 설치된 중간 탱크(3, 3)를 구비하고 있다. 각 가압탱크(2)의 내부에는 착색감제의 병(4)이 설치된다. 가압탱크(2)의 내부는 각 가압 라인(5)으로부터 공급되는 공기에 의해 소정의 압력(예를 들면 0.1∼0.5MP)으로 가압된다. 각 가압탱크(2)와 각 중간 탱크(3)를 연결하는 1차 라인(6)의 일단은 가압탱크(2) 내에 설치된 병(4)의 저부부근까지 삽입되고, 탱크(2)의 가압에 의해 병(4) 내의 착색감제(7)는 1차 라인(6)을 통하여 중간 탱크(3)에 공급된다.

병(4)에 남겨지는 착색감제(7)의 양을 줄이기 위하여, 1차 라인(6)의 입구는 가능한 한 병(4)의 바닥면(4a)에 가깝게 하는 것이 바람직하다. 도 2에 도시한 바와 같이, 병(4)의 바닥면(4a)이 중앙을 향하여 솟아 오른 구면형으로 형성되어 있는 경우에는, 1차 라인(6)의 적어도 끝 부분을 유연한 튜브(예를 들면 테플론 튜브)(6a)로 구성하고, 병(4)의 바닥면(4a)의 가장 낮은 곳까지 1차 라인(6)이 닿도록 하는 것이 바람직하다. 바닥면(4a)의 중앙이 가장 낮아지는 경우도 동일하다.

도 1에 도시한 바와 같이, 각 중간 탱크(3)의 하부에는 전자제어식의 개폐밸브(8, 8)가 장착되어 있다. 중간 탱크(3)와 도포장치(20)를 연결하는 2차 라인(9)은 이들 개폐밸브(8)의 하류에서 합류하여 도포장치(20)로 통하게 되어 있다. 개폐밸브(8)가 닫히면 중간 탱크(3) 내에서 도포장치(20)로의 착색감제(7)의 공급이 불가능하게 되고, 그 결과 중간 탱크(3)에 착색감제(7)가 축적된다. 이렇게 하여, 중간 탱크(3)와 개폐밸브(8)와의 조합에 의해서 중간 탱크가 구성된다. 개폐밸브(8)가 열리면 중간 탱크(3)로부터 도포장치(20)로의 착색감제(7)의 공급이 가능하게 된다. 또한, 각 중간 탱크(3)의 상단에는 공기 배출 라인(11)이 접속되고, 하단에는 드레인 라인(12)이 접속된다. 각 라인(11, 12)에도 동일하게 개폐밸브(13, 14)가 장착된다.

도포장치(20)는 중간 탱크(3)로부터 유도된 착색감제(7)를 컬러 필터의 기판(30)에 도포하는 노즐(헤드라고도 함)(21)과, 그 노즐(21)에 대한 착색감제(7)의 공급 및 공급정지를 변경하는 전자제어식 개폐밸브(22)와, 개폐밸브(22)의 개폐를 제어하는 밸브제어기(23)를 구비하고 있다. 또, 개폐밸브(22)의 상류측에는 2차 라인(9)에 혼입한 공기를 배출하기 위한 완충기(buffer)로서 기능하는 배기 탱크(air vent tank)(24)가 설치된다.

공급장치(1)의 한 쌍의 개폐밸브(8, 8) 중 어느 한 쪽이 열리고, 다른 한 쪽이 닫혀진 상태에서 도포장치(20)의 개폐밸브(22)가 열림으로써, 어느 한 쪽의 가압탱크(2)로부터 중간 탱크(3)를 지나서 노즐(21)에 이르는 유로가 연통되고, 개폐밸브(22)를 열고 있는 시간에 비례한 유량의 착색감제(7)가 노즐(21)로부터 토출된다. 기판(30)은 착색감제(7)를 도포할 면과 평행하게 일정한 속도로 보내어지고, 밸브제어기(23)는 그 이송속도에 동기한 소정의 주기로 개폐밸브(22)를 반복 개폐시킨다. 개폐밸브(22)를 열고 있는 시간은 매회 일정하고, 따라서 노즐(21)로부터는 매회 일정량의 착색감제(7)가 토출된다. 또한, 도 1에서는 노즐(21)을 위를 향하는 것으로 묘사되어 있지만, 이것은 하향이거나 횡방향이라도 상관없다.

각 중간 탱크(3)에는, 그 내부에 축적된 착색감제(7)의 액면의 위치(액위)를 감시하기 위한 센서(15)가 설치되어 있다. 센서(15)는 검출대상의 물체와 센서(15)와의 거리의 변화에 상관한 정전용량의 변화를 이용하여, 검출 대상 물체까지의 거리를 비접촉 상태로 검출하는 정전용량형 근접센서이다. 여기서는, 센서(15)가 설치된 위치(센서의 검출위치를 기준으로 함)보다 착색감제(7)의 액면이 높은지 여부에 따라 센서(15)와 중간 탱크(3) 사이의 정전용량이 변화되는 것에 착안하여, 센서(15)로부터의 출력신호를 시스템 제어장치(16)로 유도하여 중간 탱크(3) 내의 착색감제(7)의 액면이 소정의 하한 위치 이상인지 여부를 제어장치(16)로써 판별하고 있다. 이러한 정전용량형 근접센서로는, 예를 들면 오무론 가부시키가이샤가 제조 판매하는 근접센서 E2K-F형을 이용할 수 있다.

센서(15)에 의해서 감시할 착색감제(7)의 액면의 하한 위치는, 도포장치(20)의 개폐밸브(22)가 1회 열었을 때의 토출량과 같은 양만큼 착색감제(7)를 중간 탱크(3)에 축적했을 때의 액면과 동일한 위치이거나 또는 그것보다 높게 설정된다. 즉, 중간 탱크(3)에 축적하여 놓은 착색감제(7)의 하한치는 도포장치(20)에 의한 일회의 토출량 이상으로 설정된다. 이 하한치는 도포하는 용액의 종류에 대응하여 적당히 설정해도 되지만, 점도범위로 하고 3.7 ±1∼24 ±1.5cp의 착색감제(7)를 사용하는 경우, 일회의 토출량에 대하여 100∼150%를 중간 탱크(3)에 축적해야 되는 착색감제(7)의 하한치로서 설정하면 바람직하다. 도포장치(20)의 1회의 토출량은 전형적으로는 30∼50cc이지만, 그 값은 기판(30)의 크기나 종류, 요구되는 기포의 제한 레벨에 대응하여 다를 수 있다. 또, 중간 탱크(3)와 라인(9)과의 접속부분의 형편 등에 의하여, 중간 탱크(3)로부터 라인(9)으로 배출 불가능한 액량이 존재하는 경우에는, 그 액량을 제외한 양을 중간 탱크(3) 내에 축적된 착색감제(7)의 양으로서 취급하는 것으로 한다.

중간 탱크(3)의 전체의 용량은 전술한 하한치 이상의 착색감제(7)를 받아 들일 수 있으면 좋지만, 하한치로서 설정된 용량의 다시 200∼300% 이상의 용량을 중간 탱크(3)로서 확보하는 것이 바람직하다. 중간 탱크(3)는 여러 가지 재료로써 구성할 수 있지만, 오퍼레이터가 육안으로 착색감제(7)의 유무를 확인할 수 있는 것이 바람직하다. 이 점에서도, 투명성을 가지는 테플론 튜브로 중간 탱크(3)를 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 센서(15)는 상하 방향으로 높이를 조정할 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우의 위치 조정 기구는 예를 들면 상하 방향으로 레일을 설치하고, 그 레일 상의 임의의 위치에 센서(15)를 고정하는 등의 구조가 고려된다. 그 밖에도 각종 구조로 센서(15)의 높이를 조정할 수 있도록 할 수도 있다.

시스템 제어장치(16)는, 예를 들면 마이크로세서와 그 동작에 필요한 메모리, 클록 회로 기타 주변 회로를 조합한 컴퓨터로서 구성할 수 있다. 시스템 제어장치(16)는 센서(15)로부터의 출력신호에 따라 각 중간 탱크(3)의 액면을 감시하는 처리를 실행하여, 액면의 저하가 검출된 경우에 압력탱크(2)의 전환에 관련된 소정의 처리를 한다. 도 3은 그 액면의 감시 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다. 이하, 도 3을 참조하면서 공급장치(1)에 의해 착색감제(7)를 공급하는 순서를 설명한다.

상술한 공급장치(1)에서는 작업 당초, 각 가압탱크(2)에 새로운 병(4), 즉 착색감제(7)로 채워진 병(4)이 설치되고 각 가압탱크(2)와 접속된 중간 탱크(3)의 하단의 개폐밸브(8)가 닫혀지고 각 중간 탱크(3)의 대략 상단까지 착색감제(7)가 충전된다. 그 후, 어느 한쪽의 개폐밸브(8)가 열리고, 다른 쪽의 개폐밸브(8)가 닫혀진 상태에서 개폐밸브(22)의 개폐를 이용한 도포가 시작된다. 작업이 시작되면 시스템 제어장치(16)는 소정의 주기로 도 3의 액면 감시 처리를 반복 실행한다.

이 처리에서는, 먼저 센서(15)[단, 현재 착색감제(7)를 공급하는 대상으로 삼아 선택되어 있는 중간 탱크(3)측에 있는 것으로 함]가 착색감제(7)를 검출하고 있는지 여부가 판단된다(스텝 S1). 착색감제(7)가 검출되고 있으면 타이머를 리셋하여(스텝 S6), 일회의 감시 처리를 끝낸다. 착색감제(7)의 도포가 진행되어 병(4) 내의 착색감제(7)가 없어지려고 하면, 1차 라인(6)이 공기를 흡입하게 되어, 그 공기가 중간 탱크(3)에 흘러 들어와 중간 탱크(3) 내에서의 착색감제(7)의 액면이 저하된다. 그리고, 착색감제(7)의 액면이 하한 위치보다 저하되면 센서(15)의 출력신호가 변화되어, 착색감제(7)를 검출할 수 없는 것으로 하여 스텝 S1가 부정(NO)으로 판단된다. 이 경우, 시스템 제어장치(16)에서는 전회의 감시 처리에서도 센서(15)가 착색감제(7)를 검출할 수 없었는지 여부가 판단되고(스텝 S2), 전회가 검출인 경우에는 타이머가 기동(起動)되어 비검출 상태가 계속된 시간의 계측이 시작되고(스텝 S3), 전회가 비검출인 경우에는 스텝 S3가 스킵(skip)된다. 그 후, 타이머에 의한 시간 계측이 소정의 초시(예를 들면 0.1∼0.5초)에 도달하였는지 여부가 판단되어(스텝 S4), 소정의 초시에 도달하지 않은 때에는 이번의 감시 처리를 끝낸다.

이와 같이, 착색감제(7)가 검출되지 않은 상태를 어느 기간 계속되는 조건으로 한 것은, 중간 탱크(3)에서의 액면의 흔들림이나 기포의 일시적인 혼입에 기인하여, 착색감제(7)의 액면이 하한 위치 이상일 경우에도 센서(15)가 착색감제(7)의 비검출을 나타내는 신호를 순간적으로 출력하는 경우가 있을 수 있기 때문에, 그와 같은 일시적 요인에 의해 불필요하게 착색감제(7)를 버리는 일이 없도록 배려한 것이다. 단, 그 기간은 장치의 운전상태 등에 대응하여 적당히 정하면 된다.

한편, 스텝 S4에서 소정의 초시에 달하였다(타임업)고 판단된 경우에는, 가압탱크(2)를 바꿔야 할 시기에 도달한 것으로 간주되고, 그 가압탱크(2)의 전환에 관련된 소정의 제어 처리가 행하여지고, 그에 따라서 감시 처리를 끝낸다.

스텝 S5가 트리거로서 실행되는 처리로는, 예를 들면 액면 저하가 검출된 개폐밸브(8)를 닫고, 반대측의 개폐밸브(8)를 여는 처리가 있다. 도 1의 알람(17)에 의해 오퍼레이터에 가압탱크(2)의 전환을 지시할 수도 있다. 밸브제어기(23)에 대하여 탱크 전환 시기를 나타내는 신호를 출력하고, 중간 탱크(3)에는 도포량보다 여유가 있기 때문에, 탱크(2)의 전환을 도포작업이 끝날 때까지 중단시킬 수도 있다.

또한, 탱크(2)의 전환에 수반하는 작업으로는, 개폐밸브(8)의 전환 이외에,액면 저하가 검출된 중간 탱크(3)를 다시 사용할 수 있도록 사용을 마친 병(4)을 폐기하고 새로운 병(4)을 설치하여 중간 탱크(3)를 착색감제(7)로 채우는 작업이 있다. 이 작업은 장치(1)의 오퍼레이터가 수작업으로 하도록 할 수도 있고, 그 일부 또는 전부를 시스템 제어장치(16)의 제어 하에 자동화할 수도 있다. 또, 액면 저하가 검출된 중간 탱크(3)를 다시 착색감제(7)로 채우기 위해서는 공기 배출 라인(11)의 개폐밸브(13)를 열 필요가 있지만, 그 개폐는 오퍼레이터가 수동으로 하도록 할 수도 있고, 시스템 제어장치(16)로 자동제어할 수도 있다. 개폐밸브(8) 등의 전환을 모두 수작업으로 하는 것으로 하고, 스텝 S5에서 탱크의 전환 시기가 온 것을 알람(17) 등에 의하여 오퍼레이터에 지시하기만 해도 된다.

이하, 동일하게 하여 센서(15)로 액면 저하가 검출될 때마다 압력탱크(2)를 전환함으로써, 2기의 가압탱크(2)로부터 도포장치(20)에 대하여 교대로 착색감제(7)를 공급할 수 있다. 또한, 중간 탱크(3)의 액면 저하가 센서(15)로 검출된 단계에서는, 중간 탱크(3)에 1회의 토출량 이상의 착색감제(7)가 남겨져 있기 때문에, 병(4)으로부터 기포가 혼입될 때까지 착색감제(7)를 인출하여도 그 기포는 중간 탱크(3)에서 포착되고 도포장치(20)에는 혼입되지 않는다. 따라서, 가압탱크(2)에 설치되는 각 병(4) 속의 착색감제(7)를 종래보다 낭비 없이 사용할 수 있다.

제2 실시예

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공급장치(1B)를 나타낸다. 또한, 도 4에서 도 1과 공통되는 부분에는 동일부호가 부여되고, 이하에서는 다른 점을 중심으로 하여 설명한다. 도 4의 공급장치(1B)는, 펌프(25)를 구비한 도포장치(20)를 대상으로 하는 점, 및 그 펌프(25)의 설치에 대응하여 중간 탱크(3, 3)와 도포장치(20)를 연결하는 2차 라인(9)의 도중에 펌프 전방 탱크(40)가 배치되어 있는 점에서 도 1의 공급장치(1A)와 다르다.

도 5에 도시한 바와 같이, 펌프(25)는 한 쌍의 개폐밸브(26a, 26b)와, 이들에 사이에 설치되어 있는 펌프실(27a)을 가지는 펌프튜브(27)와, 펌프튜브(27)의 외주에 배치된 가압튜브(28)를 구비하고 있다. 펌프튜브(27)는 2차 라인(9)을 통하여 펌프 전방 탱크(40)에 접속된다. 가압튜브(28)는 펌프튜브(27)의 펌프실(27a)을 기밀 상태로 둘러싸도록 설치되고, 그 외측에는 유체의 압력이 가해진다. 따라서, 가압튜브(28)의 외측으로부터 가하는 압력을 증감함으로써 펌프실(27a)에 가해지는 압력이 변동되어 펌프실(27a)이 수축한다. 그 수축에 맞춰 개폐밸브(26a, 26b)가 개폐되어 펌프실(27a)로의 착색감제(7) 주입 및 펌프실(27a)로부터의 착색감제(7) 토출이 행하여진다.

개폐밸브(26a)가 열리고 개폐밸브(26b)가 닫힌 상태에서 펌프실(27a)이 수축한 경우에는 펌프실(27a)로 착색감제(7)가 받아 들여지고, 개폐밸브(26a)가 닫히고 개폐밸브(26b)가 열린 상태에서 펌프실(27a)이 수축한 경우에는 펌프실(27a)의 착색감제(7)가 도시하지 않은 노즐로 보내어진다. 이와 같이, 펌프(25)는 일정 용량의 착색감제(7)를 받아 들이는 공정과, 그 받아 들인 착색감제(7)를 토출하는 공정을 반복하는 것이다. 이들 동작은, 기판(30)의 반송동작에 동기하여 펌프제어기(29)에 의해 제어된다. 상술한 도 1의 도포장치(20)에서는,가압탱크(2)로부터 전달되는 압력을 이용하여 노즐(21)로부터 착색감제(7)를 토출시키고 있기 때문에, 압력변동의 영향으로 토출량이 미묘하게 변화되지만, 도 5의 펌프(25)를 이용한 경우에는 정량(定量)의 착색감제(7)를 펌프실(27a)에 축적하고 나서 이것을 토출하도록 하고 있기 때문에, 가압탱크(2)의 압력변동의 영향을 받지 않고 정량의 착색감제(7)를 기판(30)에 반복 도포할 수 있다. 따라서, 스핀코팅을 이용하지 않고 기판(30)을 착색하는 용도에 적합하다.

한편, 도 4에 나타낸 펌프 전방 탱크(40)는 펌프실(27a)로 보내기 위한 착색감제(7)를 축적하기 위해 설치되어 있다. 펌프 전방 탱크(40)도 중간 탱크(3)와 같이 예를 들면 테플론 튜브로써 구성할 수 있다. 또, 중간 탱크(3)는 가압탱크(2)에 대하여 1:1로 설치되어 있지만, 펌프 전방 탱크(40)는 복수의 중간 탱크(3)에 대하여 한 개 있으면 된다. 펌프 전방 탱크(40)에 축적된 착색감제(7)의 양을 감시하기 위해 펌프 전방 탱크(40)에도 센서(41, 42)가 설치된다. 센서(41)는 펌프 전방 탱크(40)의 액면의 상한을 검출하고, 센서(42)는 펌프 전방 탱크(40) 액면의 하한을 검출한다. 이들 센서(41, 42)에는, 중간 탱크(3)의 센서(15)와 같이 정전용량형 근접센서를 적절히 이용할 수 있다.

센서(42)가 검출하는 액면의 하한은 중간 탱크(3)의 센서(15)가 검출하는 액면의 하한과 동일하다. 즉, 센서(42)가 액면 저하를 나타내는 신호를 출력했을 때, 펌프 전방 탱크(40)에는 펌프(25)에 의한 1회의 토출량 이상의 착색감제(7)가 남아 있도록 센서(42)의 검출위치가 설정되어 있다.

또, 펌프 전방 탱크(40)에도 중간 탱크(3)와 같이 드레인용 개폐밸브(43)와공기 배출용 개폐밸브(44)가 각각 접속된다. 또, 개폐밸브(8, 8)의 하류측에서의 유로의 합류위치와 펌프 전방 탱크(40)와의 사이에는, 또 하나의 개폐밸브(45)가 설치된다. 이 개폐밸브(45)는 개폐밸브(8)와는 별도로 중간 탱크(3)로부터 펌프 전방 탱크(40)로 통하는 유로를 막는 수단으로서 설치되어 있다.

이상과 같은 구성의 공급장치(1B)에서는, 중간 탱크(3)의 센서(15)에 의해 착색감제(7)의 액면 저하가 검출되면, 도 1의 공급장치(1A)와 같이 하여 탱크(2)의 전환에 관련된 처리가 시스템 제어장치(16)로써 행해진다. 또, 중간 탱크(3)의 액면 저하가 센서(15)로 검출되었을 때, 그 중간 탱크(3)에 대응하는 개폐밸브(8)가 닫혀지지만, 그 닫힘 동작에 앞서서(시간으로 1초 미만) 개폐밸브(45)가 시스템 제어장치(16)에 의해서 닫혀진다. 이에 따라, 펌프 전방 탱크(40)로 기포가 혼입되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 개폐밸브(45)는 개폐밸브(8)가 고장났을 때, 그것을 대신하여 중간 탱크(3)와 펌프 전방 탱크(40)를 연결하는 유로를 닫는 수단으로서도 이용할 수 있다. 또한, 가압탱크(2)나 중간 탱크(3)의 세정 등의 유지보수 시에 개폐밸브(8)가 개방되는 경우에는, 펌프 전방 탱크(40)측을 중간 탱크(3)측과 분리하는 수단으로서 개폐밸브(45)를 사용할 수도 있다.

중간 탱크(3)에 관한 액면 저하의 검출에 수반하는 제어와 병행하여, 시스템 제어장치(16)는 도 6에 나타내는 펌프 전방 탱크 충전처리를 소정의 주기로 반복 실행한다. 도 6의 처리에서는, 우선 센서(42)의 출력신호에 따라 탱크(40) 내의 착색감제(7)가 하한에 도달되어 있는지 여부가 판단된다(스텝 S11). 하한이라고 판별되었을 때는 펌프(25)가 작동중인지 여부가 판단된다(스텝 S12). 예를 들면펌프제어기(29)로부터 펌프(25)가 작동중인지 여부를 판별하기 위한 신호를 시스템 제어장치(16)에 대하여 출력시키면 된다.

펌프(25)가 작동중이 아니면, 어느 한쪽의 중간 탱크(3)의 개폐밸브(8)가 열려 펌프 전방 탱크(40)로 착색감제(7)가 충전된다(스텝 S13). 이 때 열리는 개폐밸브(8)는 현재 사용중인 가압탱크(2)에 대응하는 것이다. 착색감제(7)의 충전은 센서(41)가 액면의 상한을 검출할 때까지 계속되고(스텝 S14), 그 상한이 검출되면 개폐밸브(8)가 닫혀지고 충전을 완료한다(스텝 S15). 또, 착색감제(7)의 충전에 연동하여 공기 배출 개폐밸브(44)도 열도록 하면, 착색감제(7)를 원활히 충전할 수 있다. 또, 착색감제(7)의 충전 시에 공기 배출 개폐밸브(44)를 여는 것에 의해 가압탱크(2)의 압력을 펌프 전방 탱크(40)로부터 해제할 수 있어, 펌프(25)측으로의 압력의 영향을 회피하여 안정된 토출량을 얻을 수 있다.

스텝 S11에서 액면이 하한이 아니라고 판별된 경우, 및 스텝 S12에서 펌프(25)가 작동중이라고 판별된 경우에는 착색감제(7)의 충전은 행해지지 않는다. 펌프(25)의 작동중에 충전을 하지 않도록 한 것은, 펌프 전방 탱크(40)에의 착색감제(7)의 공급에 의해 탱크(40) 내에서 기포가 발생할 수 있고, 그것이 펌프(25)로 주입될 우려를 확실하게 배제하기 위해서이다. 그와 같은 우려가 없을 정도까지 액면의 하한 위치에 여유를 설정하여 펌프(25)가 작동중인지 여부에 관계없이 착색감제(7)를 충전하도록 할 수도 있다.

본 발명은 상술한 형태에 한정되지 않고, 여러 가지 형태로 실시할 수도 있다. 예를 들면, 센서는 정전용량형 근접센서에 한정되지 않고, 광전센서 등을 이용하여 액면의 변화를 감시할 수도 있다. 또, 중간 탱크에 축적되는 용액의 양을 그 액위에 의해서 판단하는 예에 한정되지 않고, 용액의 체적에 관련되는 각종 물리량(예를 들면 질량)에 의해 중간 탱크의 용액이 하한치 이상인지 여부를 판단할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 각 공급원과 도포장치를 연결하는 유로의 도중에 중간 탱크를 설치하고, 각 중간 탱크를 사용중에 그 액량이 소정의 하한치를 밑돌면 센서로 그것을 검출하여 공급원의 전환에 관련된 처리를 하도록 했기 때문에, 도포장치로 공급되는 용액에 대한 기포의 혼입을 방지하면서, 탱크 내의 용액을 종래보다 낭비 없이 사용할 수 있다.

Claims

복수의 공급원 중 어느 하나로부터 용액을 소정의 유로(流路)를 거쳐 도포장치로 유도하기 위한 용액 공급장치에 있어서,

상기 복수의 공급원 각각과 상기 도포장치를 연결하는 유로의 도중에 각 공급원마다 설치된 중간 탱크와,

각 중간 탱크에 모인 용액의 양이 미리 설정된 하한치 이상인지 여부를 검출하여 그 검출 결과에 대응한 신호를 출력하는 센서와,

상기 센서로부터의 출력신호에 따라 상기 중간 탱크의 용액의 양이 상기 하한치 이상인지 여부를 판별하여, 하한치 미만이라고 판단했을 때 상기 공급원의 전환에 관련된 소정의 처리를 하는 제어수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.
제1항에 있어서,

상기 도포장치가 상기 용액을 소정량씩 토출(吐出)하도록 구성되고, 상기 하한치는 상기 도포장치로부터의 일회의 토출량 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.
제2항에 있어서,

상기 하한치가 상기 일회의 토출량의 100∼150%의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중간 탱크에 축적되는 용액의 최대량이 상기 하한치에 대하여 소정의 여유량만큼 많은 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센서는 상기 중간 탱크에 모인 용액의 액면의 위치가 소정 위치 이상인지 여부에 대응하여 다른 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도포장치는 상기 유로를 닫는 개폐밸브를 소정의 시간씩 반복 개방함으로써, 상기 공급원으로부터 공급된 용액을 소정량씩 토출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 용액을 일정량만큼 받아들이는 공정과 그 받아들인 용액을 토출하는 공정을 반복하는 펌프가 상기 도포장치에 설치되고, 상기 중간 탱크와 상기 펌프와의 사이이며 또한 각 중간 탱크로부터의 유로가 합류하는 위치보다 하류측에는 상기 펌프에 공급하는 용액을 축적하기 위한 펌프 전방 탱크가 설치되고, 그 펌프 전방탱크에는, 상기 펌프 전방 탱크에 모인 용액의 양이 미리 설정된 하한치 이상인지 여부를 검출하여, 그 검출 결과에 대응한 신호를 출력하는 펌프용 센서가 설치되고, 상기 제어수단은 상기 펌프용 센서로부터의 출력신호에 따라 상기 펌프 전방 탱크의 용액의 양이 상기 하한치 이상인지 여부를 판별하여, 하한치 미만이라고 판단했을 때에 상기 중간 탱크로부터 상기 펌프 전방 탱크로의 용액 충전에 관련된 소정의 처리를 하는 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.
제7항에 있어서,

상기 제어수단은 상기 펌프의 작동중에는 상기 중간 탱크로부터 상기 펌프 전방 탱크로의 용액 충전을 금지하는 것을 특징으로 하는 용액 공급장치.