KR20090117598A - 도포 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기판과 도포기(塗布器) 사이의 간극(間隙)을 안정시켜, 기판을 1장씩 속도 제어하고, 액연(額緣) 도장이 가능해서, 기판의 이면(裏面)에 흠이 발생하는 일이 없는 도장 장치를 제공한다. 본 발명의 도포 장치는, 기판(P) 상에 도포액(塗布液)을 도포하는 도포기(3a, 3b)와, 도포기(3a, 3b)의 아래쪽에 회전 구동 가능하게 배치되어, 외주(外周)에 흡인(吸引) 구멍(7)을 갖추고, 기판(P)을 흡인하면서 반송(搬送)하는 배킹 롤(backing roll)(5)과, 배킹 롤(5)의 상류 측과 하류 측에 배킹 롤(5)보다 낮은 위치에 배치되어, 기판(P)을 흡인하면서 반송하는 반송 롤러(6a, 6b)와, 상류 측의 반송 롤러(6a)의 상류 측에 배치되어, 기판(P)을 배킹 롤(5)에 반입(搬入)하는 반입 컨베이어(15)와, 하류 측의 반송 롤러(6b)의 하류 측에 배치되어, 배킹 롤러(5)로부터 기판(P)을 반출(搬出)하는 반출 컨베이어(16)로 구성한다.

Description

도포 장치{COATING APPARATUS}

본 발명은, 액정 디스플레이용 컬러 필터, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 광학 필터, 프린트 기판 등의 제조에 사용되는 것으로, 기판 상에 도포액을 도포해서 도포 막(膜)을 형성하는 도포 장치에 관한 것이다.

이 종류의 도포 장치는, 기판을 이재(移載) 장치(기판 이재 로봇)에 의해 이재(transfer)하는 기판 이재 방식과, 기판을 반송 벨트에 의해 반송(convey)하는 기판 연속 반송 방식이 있다.

기판 이재 방식의 도포 장치로서, 특허 문헌 1에는, 이재 장치(기판 반송 로봇)에 의해 기판을 탑재대에 반입하고, 탑재대 또는 도포기의 어느 하나를 상대적으로 이동시켜서 기판 상에 도포 막을 형성한 후, 이재 장치에 의해 기판을 반출하는 도포 장치가 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는, 테이블에 복수의 기판을 탑재할 수 있도록 하고, 테이블의 임의의 위치에 탑재된 기판에 도포 막을 형성하는 사이에, 다른 위치에서 이재 장치에 의해 기판의 배출 및/또는 탑재를 실행함으로써, 1장의 기판의 처리에 요하는 시간을 단축한 도포 장치가 기재되어 있다.

그러나, 이것들의 기판 이재 방식의 도포 장치는, 기판의 교환에 시간을 요하고, 1장의 기판의 처리에 필요로 하는 택트 시간(tact time)이 길어, 생산성의 향상을 기대할 수 없다.

기판 연속 반송 방식의 도포 장치로서는, 특허 문헌 3에, 도포기의 전후에 반송 벨트를 설치하고, 전(前) 공정으로부터 반입되어 온 기판에 탄성체 프레임을 설치하고, 그 탄성체 프레임을 전방부 반송 벨트에 설치한 구멍을 통해서 진공 흡착하면서 반송하여, 도포기를 통과시켜서 기판에 도포한 후, 후방부 반송 벨트에 배출하는 도포 장치가 기재되어 있다.

그러나, 이 인용 문헌 3의 도포 장치에서는, 도포기의 부분에서 기판의 흡인력이 없어지기 때문에, 기판과 도포기(coater)의 다이(die)와의 간극이 일정하지 않다고 하는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 4에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 도포기(101)의 상류 측에 기판(P)을 이동시키기 위한 구동 컨베이어(102)와, 하류 측으로 기판(P)을 서로 밀도록 하기 위한 회전 저항을 가진 구동 컨베이어(103)와, 이것들의 컨베이어(102, 103) 사이에 정회전 저항을 가진 컨베이어(104)를 설치하고, 복수의 기판(P)을 각각의 컨베이어(102, 103, 104)의 벨트 바로 아래에 설치한 흡인 테이블(105)에 의해 흡인하면서, 간극을 비우는 일 없이 연속해서 이동시켜서 도포기(101)에 의해 각각의 기판(P)에 도료(塗料)(106)를 도포하는 도포 장치가 기재되어 있다.

그러나, 이 인용 문헌 4의 도포 장치에서는, 구동 컨베이어(102, 103, 104)의 벨트 상에서 도포하므로, 벨트의 평면도를 소정의 공차(公差) 내(예를 들면 10 ㎛)에 유지하는 것이 어렵고, 역시 기판(P)과 도포기(101)의 다이(die)와의 간극이 일정하지 않다고 하는 문제가 있다. 또한, 연속 이동하는 기판(P)과 인접하는 기판(P)의 사이에 간극을 비우지 않고 연속해서 도포하므로, 기판(P)의 전체 주변에 파지용(把持用)의 여백을 남기는 소위 액연 도장(frame coating; 도 6 참조)을 할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 구동 컨베이어(102, 103, 104)에 속도 차(差)가 있으므로, 기판(P)의 이면과 구동 컨베이어(102, 103, 104)의 벨트와의 사이에서 미끄러짐이 생겨서, 기판(P)에 흠이 발생할 우려가 있다.

또한, 인용 문헌 5, 6과 같이 필름 상태의 피도포체(被塗布體)를 롤러로 흡인하면서 도포를 실행하는 방법도 있지만, 이 경우는, 유리 기판 등에는 이용할 수 없다.

(특허 문헌 1)

일본국 특개2000-197844호 공보

(특허 문헌 2)

일본국 특개2002-102771호 공보

(특허 문헌 3)

일본국 특개2000-151074호 공보

(특허 문헌 4)

일본국 특개2002-45775호 공보

(특허 문헌 5)

일본국 특개평5-277418호 공보

(특허 문헌 6)

일본국 특개평6-039333호 공보

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 기판과 도포기 사이의 간극을 안정시킬 수 있는 도장 장치, 기판을 1장씩 속도 제어할 수 있고, 이것에 의해 액연 도장이 가능한 도장 장치, 및 기판의 이면에 흠이 발생하는 일이 없는 도장 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,

기판 상에 도포액을 도포 하는 도포기와,

상기 도포기와 대향하는 위치에 회전 구동 가능하게 배치되어, 외주에 흡인 구멍을 갖추고, 상기 기판을 흡인하면서 반송하는 배킹 롤(backing roll)과,

상기 배킹 롤의 상류 측과 하류 측에, 상기 기판을 반송하는 반송 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 반송 롤러는, 상기 기판을 흡인하면서 반송하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 반송 롤러는 상기 배킹 롤보다 낮은 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

상기 도포 장치는 또한, 상기 상류 측의 반송 롤러의 상류 측에 배치되어, 상기 기판을 배킹 롤에 반입하는 반입 컨베이어와,

상기 하류 측의 반송 롤러의 하류 측에 배치되어, 상기 배킹 롤러로부터 상기 기판을 반출하는 반출 컨베이어를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 도포기는, 도포 위치와 세정 위치에 번갈아 위치를 바꿀 수 있게 설치 한 1쌍의 도포 헤드를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 상류 측의 반송 롤러와 상기반입 컨베이어의 사이에, 또는 상기 하류 측의 반송 롤러와 상기 반출 컨베이어의 사이에, 세정 위치에 있는 상기 도포 헤드를 세정하는 세정 장치를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 도포기 또는 상기 세정 장치는 상기 세정 위치에서 승강 가능하게 설치하는 것이 바람직하다.

상기 수단으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 도포기의 아래쪽에 배킹 롤이 배치되어 있으므로, 벨트 배킹 롤 상을 반송되는 기판과 도포기와의 사이의 간극이 안정화하여, 도포 정밀도가 향상된다.

또한, 배킹 롤과 반송 컨베이어로 기판을 흡인하면서, 1장씩 일정하게 속도 제어할 수 있다. 이것 때문에, 기판과 배킹 롤 또는 반송 컨베이어와의 사이에 미끄러짐이 없어, 기판의 이면에 흠이 발생하지 않는다.

더욱이, 반송하는 기판 간에 간격을 설치해서 1장씩 반송하여, 도포 공정의 시단(始端)과 종단(終端)에서 속도 제어하면서, 기판의 선단(先端)으로부터 일정 거리의 위치에서 도포 공정을 시작하고, 후단(後端)으로부터 일정 거리 남긴 위치에서 도포 공정을 종료함으로써, 소위 액연 도장이 가능하게 된다.

더욱이, 1쌍의 도포 헤드와 세정 장치를 설치함으로써, 도포 위치에 있는 도포 헤드에서 기판에 도포액을 도포하고 있는 사이에, 청소 위치에 있는 도포 헤드를 청소 장치에 의해 청소할 수 있으므로, 택트 시간을 더욱 단축할 수 있다.

이하에, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 따라서 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련하는 도포 장치(1)를 나타낸다. 도포 장치(1)는, 지지 프레임(2)에 승강 가능하게 설치된 1쌍의 도포 헤드(coating head)(3a, 3b)를 갖는다. 지지 프레임(2)은 종축(縱軸)(4)을 중심으로 180도 회전 운동 가능하고, 1쌍의 도포 헤드(3a, 3b)를 화살표 a로 나타내는 기판(P)의 반송 방향의 하류 측의 도포 위치와 상류 측의 세정 위치에 번갈아 위치를 바꿀 수 있게 되어 있다. 1쌍의 도포 헤드(3a, 3b)는, 각각 슬릿 다이(slit die)로 이루어져, 도포 위치에 있어서 일정 속도로 반송되는 기판(P) 상에 도포액을 원하는 두께로 도포 가능하게 되어 있다.

하류 측의 도포 헤드(3b)의 아래쪽에는, 배킹 롤(backing roll)(5)과 그 상류 측과 하류 측에 반송 롤러(6a, 6b)가 배치되어 있다.

배킹 롤(5)은, 그 축심이 도포 헤드(3b)의 길이 방향과 평행하게 되도록, 양단의 축이 화살표 r 방향으로 회전 구동 가능하게 지지되어 있다. 배킹 롤(5)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 직경 약 400∼500mm의 중공(中空) 원통형의 금속제 롤로, 그 겉 표면에는 바람직하게는 0.5∼2.Omm의 다수의 흡인 구멍(7)이 규칙적으로 형성되어 있다. 배킹 롤(5)의 양단의 축(8)에는 관통 구멍(9)이 형성되고, 그 관통 구멍(9)은 진공 펌프 등의 흡인 장치(10)에 접속되어 있다. 흡인 장치(10)를 구동하면, 배킹 롤(5)의 외주 근방의 공기가 흡인 구멍(7)을 통해 흡인되어서, 배킹 롤(5)의 내부로 인입되고, 관통 구멍(9)을 경유해서 흡인 장치(10)에 인도되도록 구성되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(P)의 도포 부분을 국부적으로 흡인하도록, 기판(P) 근방의 흡인구(7)를 커버(11)로 둘러싸도 좋다. 또한, 배킹 롤(5) 및 반송 롤러(6a, 6b)의 흡인력을 일정하게 하기 위해서, 흡인 장치(10)에의 배관 도중에 전자 밸브(10a, 10b, 10c)를 설치하고, 배킹 롤(5) 및 반송 롤러(6a, 6b) 상부에 기판(P)이 없을 경우는 전자 밸브(10a, 10b, 10c)를 닫아서 흡인하지 않도록 해도 좋다.

배킹 롤(5)의 상류 측과 하류 측의 반송 롤러(6a, 6b)는, 각각 배킹 롤(5)과 평행하게 배치된 직경 약 100mm의 1개 또는 2개의 롤러(12)로 이루어지고, 기판(P)을 상기 배킹 롤(5)과 동일한 반송력으로써 화살표 a 방향으로 반송 가능하게 되어 있다. 반송 롤러(6a, 6b)의 아래쪽에는, 흡인 장치(10)에 접속된 상향(上向)이 개구하는 덕트(duct)(13)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 반송 롤러(6a, 6b)의 위쪽의 공기가 롤러(12) 사이의 간극으로부터 흡인되어서, 배킹 롤(5)과 동일한 흡인 장치(10)에 인도되도록 구성되어 있다.

배킹 롤(5)의 외주의 최상부 높이는, 반송 롤러(6a, 6b)의 외주의 최상부 높이보다, 0∼500㎛만큼 높게 설치되어 있다. 이 높이의 차는, 상류 측 반송 롤러(6a)로부터 배킹 롤(5)을 지나서 하류 측 반송 롤러(6b)에 반송되는 기판(P)에 손상을 주지 않고 기판(P)의 휘어짐을 교정할 수 있으며, 또한, 기판(P)이 배킹 롤(5)과 각각의 롤러(12)에의 밀착력을 확보할 수 있는 정도이다.

도 1을 참조하면, 상류 측의 도포 헤드(3a)의 아래쪽에는, 세정 장치(14)가 승강 가능하게 배치되어 있다. 세정 장치(14)는, 도포 헤드(3a)의 토출구를 따라 왕복 이동 가능하고, 긁어 내기 블레이드(blade), 세정 브러시(brush), 세정 노즐, 또는 세정 롤(roll)을 구비한 임의의 타입의 것을 채용할 수 있다.

기판(P)의 반송 방향에 있어서 세정 장치(14)로부터 상류 측에는, 반입 컨베이어(15)가 배치되어 있다. 마찬가지로, 기판(P)의 반송 방향에 있어서 배킹 롤(5) 및 반송 롤러(6b)로부터 하류 측에는, 반출 컨베이어(16)가 배치되어 있다. 반입 컨베이어(15)는, 앞의 공정으로부터 기판(P)을 배킹 롤(5)에 반입하도록 되어 있다. 반출 컨베이어(16)는, 배킹 롤(5)로부터 기판(P)을 반출해서 다음의 공정에 반송하도록 되어 있다.

이어서, 상기 구성으로 이루어지는 도포 장치(1)의 동작을 도 3에 따라서 설명한다.

도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 한쪽의 도포 헤드(3b)를 도포 위치(즉, 배킹 롤(5)의 위쪽), 다른 쪽의 도포 헤드(3a)를 세정 위치(즉, 세정 장치(14)의 위쪽)에 둔다. 이 상태에서 반입 컨베이어(15)에 의해 기판(P)을 반입하여, 기판(P)의 전단(前端)을 도포 헤드(3b)의 아래쪽에 위치시킨다. 여기서, 액연 도장을 가능하게 하기 위해서, 기판(P)의 전단은 도포 헤드(3b)의 바로 아래보다도 하류 측에 위치하도록 한다. 기판(P)의 후단(後端)은, 세정 장치(14)의 상승을 방해하지 않도록, 세정 장치(14)의 바로 위의 지점으로부터 하류 측에 있도록 한다.

이 상태에서, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 도포 위치의 도포 헤드(3b)를 하강하여, 배킹 롤(5) 및 반송 롤러(6a, 6b)를 구동하는 동시에, 흡인 장치(10)를 구동하고, 기판(P)을 이면으로부터 흡인하면서, 화살표 a로 나타내는 반송 방향으로 반송하고, 도포 헤드(3b)로부터 도포액을 토출해서 도포 공정을 실행하여, 기판(P) 상에 도포 막을 형성한다. 한편, 세정 장치(14)를 상승시키고, 또한 세정 위치에 있는 도포 헤드(3a)의 길이 방향을 따라 이동시켜, 도포 헤드(3a)의 세정을 실행한다. 이것에 의해, 도포 위치에 있는 도포 헤드(3b)에 의한 기판(P)의 도포 공정과, 세정 위치에 있는 도포 헤드(3a)의 세정을 동시에 실행할 수 있어, 택트 시간(tact time)을 단축할 수 있다. 또한, 이 도포 공정 및 세정의 처리 중에는, 다음에 처리하는 기판(P)은 반입 컨베이어(15) 위에서 대기시켜 둔다. 또한, 세정 장치(14)를 상승시키는 대신에, 도포 헤드(3a)를 하강시켜도 좋다.

도포 헤드(3b)에 의한 기판(P)의 도포 공정 중, 기판(P)은 배킹 롤(5)의 흡인 구멍(7)과 반송 롤러(6a, 6b)의 간극으로부터 흡인되므로, 기판(P)의 이면은 배킹 롤(5)과 반송 롤러(6a, 6b)에 밀착해서 반송된다. 이것 때문에, 기판(P)과 도포 헤드(3b) 사이의 간극이 안정되어, 고정밀도의 막 압력으로 도포 막을 형성할 수 있다.

또한, 배킹 롤(5)과 반송 롤러(6a, 6b)로 기판(P)을 흡인하면서, 1장씩 일정하게 속도 제어할 수 있다. 이것 때문에, 기판(P)과 배킹 롤(5) 및 반송 롤(6a, 6b)과의 사이에 미끄러짐이 생기지 않아, 기판(P)의 이면에 흠이 발생하는 일은 없다.

기판(P)의 후단이 도포 헤드(3b)의 아래쪽에 가까우면, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 후단까지 소정의 거리를 남긴 상태에서, 기판(P)의 반송을 정지하고, 도포 헤드(3b)를 상승시킨다. 한편, 세정 위치에 있는 도포 헤드(3a)의 세정을 끝낸 세정 장치(14)는 하강시킨다. 계속해서, 종축(4)을 중심으로 지지 프레임(2)을 180° 회전 이동시킴으로써, 세정을 끝낸 도포 헤드(3a)를 도포 위치에, 도포 공정을 끝낸 도포 헤드(3b)를 세정 위치에 전환시킨다. 이 상태에서, 반출 컨베이어(16)를 구동해서 도포 완료된 기판(P)을 다음의 공정을 향해서 반출하고, 반입 컨베이어(15) 위에서 대기하고 있었던 다음 기판(P)을 반입한다. 이것에 의해, 도 3(a)에 나타내는 상태가 되고, 이하 마찬가지의 공정을 반복한다.

또한, 상기 실시형태에서는, 배킹 롤(5)의 상류 측 및 하류 측에 기판(P)을 흡인하면서 반송하는 반송 롤러(6a, 6b)를 설치했지만, 기판(P)이 작고 큰 흡인력을 필요로 하지 않을 경우에는, 이것들 반송 롤러(6a, 6b)를 생략하고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 배킹 롤(5)의 상류 측 및 하류 측의 근방까지 반송 컨베이어(15, 16)를 연장해도 좋다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 도포 헤드(3)를 단체(單體)로 해도 좋다.

도 1은 본 발명에 관련하는 도포 장치의 측면도.

도 2는 도 1의 주요부의 확대 단면도.

도 3은 1쌍의 도포 헤드를 이용해서 기판의 도포를 실행하는 공정을 순서대로 나타내는 측면도.

도 4는 본 발명에 관련하는 도포 장치의 변형 예를 나타내는 측면도.

도 5는 종래의 도포 장치의 측면도.

도 6은 액연(額緣) 도장한 기판의 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 도포 장치 3a, 3b: 도포 헤드

5: 배킹 롤 6a, 6b: 반송 롤러

7: 흡인 구멍 14: 세정 장치

15: 반입 컨베이어 16: 반출 컨베이어

P: 기판

Claims (6)

1. 기판 상에 도포액을 도포하는 도포기(塗布器)와,

   상기 도포기와 대향하는 위치에 회전 구동 가능하게 배치되어, 외주(外周)에 흡인 구멍을 갖추고, 상기 기판을 흡인하면서 반송하는 배킹 롤(backing roll)과,

   상기 배킹 롤의 상류 측과 하류 측에 상기 기판을 반송(搬送)하는 반송 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 반송 롤러는, 상기 기판을 흡인하면서 반송하는 도포 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 반송 롤러는 상기 배킹 롤보다 낮은 위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 상류 측의 반송 롤러의 상류 측에 배치되어, 상기 기판을 배킹 롤에 반입하는 반입 컨베이어와,

   상기 하류 측의 반송 롤러의 하류 측에 배치되어, 상기 배킹 롤러로부터 상기 기판을 반출하는 반출 컨베이어를 구비한 것을 특징으로 하는 도포 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 도포기는, 도포 위치와 세정 위치에 번갈아 위치를 전 환 가능하게 설치한 1쌍의 도포 헤드를 갖추고,

   상기 상류 측의 반송 롤러와 상기 반입 컨베이어의 사이, 또는 상기 하류 측의 반송 롤러와 상기 반출 컨베이어의 사이에, 세정 위치에 있는 상기 도포 헤드를 세정하는 세정 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 도포 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 도포기 또는 상기 세정 장치는, 상기 세정 위치에서 승강 가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 도포 장치.

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