KR20120108933A - 도포 장치와 도포 방법 - Google Patents

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도레 엔지니아린구 가부시키가이샤
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Abstract

<과제> 다이 코터(die coater)에 의한 도포의 바로 전에 토출구를 복수의 청소 부재로 닦아내는 것은, 안정한 도포막을 얻기 위하여 효과적인 방법이지만, 노즐을 교환할 때마다, 청소 부재를 바꾸어, 개개로 토출구에 피트(fit)하도록 조정하는 것은, 시간이 걸리고 있었다.
<해결 수단> 도포 장치는, 지지 부재 상에 지지된 청소 부재에 의한 청소 유닛과, 상기 청소 유닛을 상기닦아내기 방향으로 복수 개 재치(載置) 가능하고, 상면(上面)에 수직인 회전축을 가지는 θ스테이지와, 상기 θ스테이지를 지지하는 대좌(臺座)를 포함하는 닦아내기 유닛을 가지며, 상기 청소 유닛의 상기 지지 부재와 상기 θ스테이지에는, 높이 조절 부재를 협지(挾持)하기 위한 높이 조절면이 형성되어 있는 청소 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

도포 장치와 도포 방법{COATING DEVICE AND COATING METHOD}
본 발명은, 컬러 액정 디스플레이용 컬러 필터의 제조 등에 호적(好適)하게 이용되는 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것으로, 특히 유리 기판 등의 피도포 부재를 향하여, 도포액을 토출하면서 도막(塗膜)을 형성할 때에, 노즐의 선단(先端)을 청소하는 청소 수단을 가지는 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다.
컬러 액정 디스플레이용의 컬러 필터는, 유리 기판 상에 3원색의 미세한 격자(格子) 무늬를 가지고 있다. 이와 같은 격자 모양은 유리 기판 상에 우선 흑의 도막을 형성한 후, 적, 청, 녹의 도막에 의하여 나누어 칠하여 얻어진다. 즉, 컬러 필터의 제조에는, 유리 기판 상에 흑, 적, 청, 녹의 도포액을 도포하여, 이들 도막을 차례대로 형성하여 가는 도공 공정이 필요 불가결로 된다. 이 종류의 도공 공정에는, 종래 도포 장치로서 스피너(spinner, 기판을 회전시키면서 기판 상에 도포액을 도포하는 장치), 바 코터(bar coater) 혹은 롤 코터(roll coater) 등이 사용되고 있었다. 그러나, 근년에는, 도포액의 소비량을 삭감하고, 또한, 도막의 물성(物性) 향상을 도모하는 목적으로, 다이 코터(die coater)가 사용되고 있다.
이와 같은 목적으로 사용되는 다이 코터의 일례는, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에서는, 다이 코터는 도포기로서의 슬릿 다이(slit die)를 가지는 구성으로, 이 슬릿 다이의 토출구로부터 도포액을 토출하면서, 한 방향으로 주행(走行)하는 필름 등의 피도포 부재에 도막을 형성한다.
그런데, 다이 코터는, 균일 도포막의 대량 생산에 적절하지만, 도포액의 토출구가 슬릿상(狀)을 하고 있기 때문에, 슬릿 전(全) 길이에 걸쳐 균일한 도포액의 토출 상태를 형성하는 것이 용이하지는 않다. 특히, 한 번 도포가 종료하여, 다음으로 새로운 피도포 부재 상에 도포할 때에, 토출구의 주위에 도포액 등의 잔사(殘渣)가 있으면, 그것에 의하여 도포 상태가 변화하여 버린다. 보다 구체적으로는, 잔사가 남아 있는 근방에서는 도포막 두께가 두껍고 혹은 얇아져 버리고, 도포막 상에 선이 들어가는 등의 문제가 발생한다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 특허 문헌 1의 다이 코터에는 세정 헤드가 구비되어 있다. 이 세정 헤드는 슬릿 다이의 토출구 주변부와 접촉하면서, 그 토출구의 긴쪽 방향으로 이동하고, 이 이동에 수반해여, 토출구 주변부에 부착해 있는 도포액을 닦아낸다.
도포 전에, 토출구의 전 길이를 닦아낸다고 하는 방법은, 다이 코터에서는, 도포막의 균일화를 위하여 효과적인 방법이고, 그 후도 개량된 발명이 공개되어 있다. 이 도포 전의 토출구의 닦아내기는, 도포기의 초기화로 불리고 있다.
특허 문헌 2에서는, 양단(兩端)에 경사 부분을 가지는 도포기(다이 노즐)에서도 잔사의 도포액 등을 충분히 닦아내기를 할 수 있도록, 청소 부재의 도포기와의 접동(摺動, 접촉하여 미끄러져 움직임) 동작을 안정화시키는 안정화 수단을 가지는 도포 장치가 개시되어 있다. 여기서, 청소 부재란, 상면(上面)에 대략 V자 형상의 홈이 형성된 고분자 수지제의 부재이며, V자 형상의 홈은, 닦아내는 토출구의 형상에 피트(fit)하도록 형성되어 있다.
또한, 특허 문헌 3에서는, 청소 부재가 2련(連) 준비되어, 전방(前方) 측의 청소 부재로, 도포액 등을 긁어내고, 그 후 세정액을 토출구로 분사하여, 세정액을 후방(後方) 측의 청소 부재가 닦아낸다고 하는 수단을 가지는 도포 장치가 개시되어 있다.
또한, 특허 문헌 4에서는, 청소한 청소 부재 자체에 도포액이 고착하여, 닦아내기 능력이 저하하는 것을 회피하기 위하여, 청소 부재 자체를 세정하는 수단을 가지는 도포 장치가 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 공개특허공보 특개평05－208154호 특허 문헌 2 : 일본국 공개특허공보 특개평09－192566호 특허 문헌 3 : 일본국 공개특허공보 특개평10－216598호 특허 문헌 4 : 일본국 공개특허공보 특개평11－300261호
다이 코터에 의한 도포에 있어서, 도포의 바로 전에 토출구를 닦아내는(초기화를 행하는) 것은, 안정한 도포막을 얻기 위하여 효과적인 방법이다. 그러나, 도포기(다이 노즐)는, 도포하는 도포액이나 피도포 부재 상의 도포막마다 다양한 종류의 형상이나 재질의 것이 존재한다. 그리고, 그들은, 획일된 닦아내기 방법만으로는, 모든 도포기를 충분히 초기화할 수 없다. 즉, 도포기를 교환할 때마다, 닦아내는 청소 부재도 교환하지 않으면 안 된다.
그러나, 도포기를 교환할 때마다, 청소 부재를 바꾸고, 토출구에 꽉 피트하도록 조정하는 것은, 시간이 걸려 버려, 택트 타임(tact time)의 장시간화를 초래하는 결과로 된다. 특히, 복수의 청소 부재를 배치할 때에, 각각의 높이 조정은 용이하지 않아, 시간이 걸리고 있었다.
본 발명은, 상기의 과제를 감안하여 상도(想到)된 것이며, 복수의 청소 부재의 높이 조정을 용이하게 행할 수 있는 청소 수단을 가지는 도포 장치와 도포 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 도포 장치는,
도포액을 공급하는 도포액 공급 수단과,
상기 도포액 공급 수단에 연통되어 상기 도포액을 토출하기 위한 슬릿상(狀)의 토출구를 가지는 도포기와,
상기 도포기와 피도포 부재를 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
상기 토출구의 슬릿 방향을 따른 닦아내기 방향으로 이동하여, 상기 도포기의 토출구 주변부에 접접(摺接, 미끄러지는 상태로 접합)하면서 부착물을 제거하는 청소 수단을 가지는 도포 장치에 있어서,
상기 청소 수단은,
지지 부재 상에 지지된 청소 부재에 의한 청소 유닛과,
상기 청소 유닛을 상기 닦아내기 방향으로 복수 개 재치(載置, 물건의 위에 다른 것을 올리는 것) 가능한 θ스테이지와,
상기 θ스테이지를 지지하는 대좌(臺座)를 포함하는 닦아내기 유닛을 가지며,
상기 청소 유닛의 상기 지지 부재와 상기 θ스테이지에는, 높이 조절 부재를 협지(挾持)하기 위한 높이 조절면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 도포 장치는,
상기 θ스테이지를 상기 대좌에 수직인 방향으로 압박하는 수직 방향 압박 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도포 장치는, 청소 수단으로서, 청소 부재를 지지하는 지지 부재를 복수 개 탑재할 수 있고, 상면에 수직인 회전축을 가지는 θ스테이지를 가지는 닦아내기 유닛을 가지고 있으며, 지지 부재와 θ스테이지의 사이에 높이 조절용의 심(shim)을 협지할 수 있는 높이 조정면을 가지고 있기 때문에, 복수의 청소 부재를 장착할 때에, 지지 부재와θ스테이지의 사이에 소망한 높이의 심을 끼워 협지하는 것으로, 청소 부재의 높이 조정을 간편하게 행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
또한, 대좌 상에 지지된 θ스테이지는, 대좌에 대하여 수직 방향으로 압박하는 수직 압박 수단에 의하여 지지되어 있기 때문에, θ스테이지 상에서 설치한 청소 부재 간의 높이는, 닦아내기 유닛을 도포기에 꽉 눌러도, 그대로 보지(保持)된다. 이것은, 닦아내기 유닛을 도포기에 꽉 누르는 것으로, 설정한 높이가 다른 청소 부재가 모두 토출구에 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 즉, 복수의 청소 부재에 관하여, 어느 하나를 토출구에 당접(當接, 부딪는 상태로 접함)시키고, 그 외의 청소 부재는 토출구에 접촉시키지 않는 설정이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 도포 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 슬릿 노즐의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 닦아내기 유닛의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 청소 부재의 확대도이다.
도 5는 수직 방향 압박 수단을 설명하는 도면이다.
도 6은 자동 조심 기능을 설명하는 도면이다.
도 7은 닦아내기 유닛의 동작을 설명하는 도면이다.
도 8은 닦아내기 유닛을 이용한 닦아내기 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명이 바람직한 실시예를, 도면에 기초하여 설명한다. 덧붙여, 이하의 설명은 실시예의 1 태양(態樣)을 예시하는 것이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 실시예의 변경은 가능하다.
도 1에, 본 발명의 도포 장치(1)의 구성을 도시한다. 도포 장치(1) 의 기대(基臺, 기초로 되는 받침, 2) 상에는, 한 쌍의 가이드 레일(4)이 설치되어 있다. 가이드 레일(4) 상에는, 피도포 부재인 기판(A)의 재치대인 스테이지(6)가 배치되어 있다. 스테이지(6)는 도시하지 않는 리니어 모터(linear motor)로 구동되어 도 1에 화살표로 도시되어 있는 X방향으로 자재로 왕복동(往復動, 갔다 돌아오는 움직임)한다. 스테이지(6)의 상면은 흡착구멍으로 이루어지는 진공 흡착면으로 되어 있어, 기판(A)을 흡착 보지할 수 있다.
기대(2)에는, 문형(門型)의 지주(支柱, 10)가 배치되어 있다. 지주(10)에는, 상하 승강 유닛(70)이 구비되어 있다. 상하 승강 유닛(70)에 도포를 행하는 도포기(이후 「슬릿 노즐」이라고도 부른다.)(20)이 장착되어 있다. 따라서, 피도포 부재를 탑재한 스테이지(6)는 슬릿 노즐(20)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있고, 이것을 이동 수단이라고 부른다.
도 2에 슬릿 노즐(20)의 사시도를 도시한다. 슬릿 노즐(20)은, X방향에 직교하는 방향(도 1의 지면에 수직인 방향)인 Y방향으로 연장되는 프런트 립(front lip, 22) 및 리어 립(rear lip, 24)을, 심(32)을 통하여 X방향으로 포개어 맞추고, 도시하지 않는 복수의 연결 볼트에 의하여 일체적으로 결합되어 있다. 슬릿 노즐(20) 내의 중앙부에는 매니폴드(manifold, 26)가 형성되어 있고, 이 매니폴드(26)도 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향(Y방향)으로 연장되어 있다.
매니폴드(26)의 하방(下方)에는, 매니폴드(26)와 연통(連通)하는 슬릿(28)이 형성되어 있다.이 슬릿(28)도 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향으로 연장되어 있고, 그 하단(下端)이 슬릿 노즐(20)의 최하 단면(端面)인 토출구면(36)에서 개구(開口)하여, 토출구(30)를 형성한다.즉 슬릿 노즐(20)은, 최하단(最下端)에 긴쪽 방향으로 연재(延在, 어떠한 방향을 향하여 연장되도록 존재함)하는 토출구(30)를 가지고 있다. 이 토출구(30)는, 토출구면(36)에 존재하고 있다.
또한 토출구면(36)의 양측에 인접하는 양 인접면으로서. 립 사면(lip 斜面, 34A, 34B)이 있다. 덧붙여, 슬릿(28)은 심(32)에 의하여 형성되기 때문에, 슬릿(28)의 간극(間隙)(X방향으로 측정)은, 심(32)의 두께와 동일하게 된다.
다시 도 1을 참조하여, 슬릿 노즐(20)을 승강시키는 상하 승강 유닛(70)은, 슬릿 노즐(20)을, 토출구(30)를 하측으로 하여, 보지하는 걸이 보지대(80), 걸이 보지대(80)의 일단(一端)이 체결되어 이것을 승강시키는 승강대(78), 승강대(78)를 상하 방향으로 안내하는 가이드(74), 모터(72)의 회전운동을 승강대(78)의 직선 운동으로 변환하는 볼 나사(76)로 구성되어 있다.
상하 승강 유닛(70)은 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향의 양단부(兩端部)를 지지하도록 좌우 1대 있고, 각각이 독립하여 승강할 수 있기 때문에, 슬릿 노즐(20) 긴쪽 방향의 수평에 대한 기울기 각도를 임의로 설정할 수 있다. 이것에 의하여 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 기판(A)을, 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향에 걸쳐서 대략 병행(竝行)하게 할 수 있다. 나아가, 이 상하 승강 유닛(70)에 의하여, 스테이지(6) 상의 기판(A)과 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)의 사이의 간극, 즉, 클리어런스(clearance)를 임의의 크기로 설정할 수 있다.
또한 슬릿 노즐(20)의 매니폴드(26)의 상류 측은, 도포액 공급 장치(40)에 연통하는 공급 호스(60)에, 내부 통로(도시하지 않음)를 통하여 상시 접속되어 있다. 이것에 의하여, 매니폴드(26)로는 도포액 공급 장치(40)로부터 도포액(66)을 공급할 수 있다. 도포액 공급 장치(40)로부터 공급 호스(60)를 포함하여 도포액 공급 수단이다. 매니폴드(26)로 들어간 도포액은 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향으로 균등하게 확폭(擴幅, 폭을 확대함)되어, 슬릿(28)을 거쳐, 토출구(30)로부터 토출된다.
덧붙여, 도포액 공급 장치(40)는, 공급 호스(60)의 상류 측에, 필터(46), 공급 밸브(42), 시린지 펌프(syringe pump, 50), 흡인 밸브(44), 흡인 호스(62), 탱크(64)를 구비하고 있다. 탱크(64)에는 도포액(66)이 비축되어 있고, 압공원(壓空源, 68)에 연결되어 임의의 크기의 배압(背壓)을 도포액(66)에 부가할 수 있다. 탱크(64) 내의 도포액(66)은, 흡인 호스(62)를 통하여 시린지 펌프(50)로 공급된다.
시린지 펌프(50)에서는, 시린지(52), 피스톤(54)이 본체(56)에 장착되어 있다. 여기서 피스톤(54)은 도시하지 않는 구동원에 의하여 상하 방향으로 자재로 왕복동할 수 있다. 시린지 펌프(50)는, 일정한 내경(內徑)을 가지는 시린지(52) 내에 도포액(66)을 충전(充塡)하고, 그것을 피스톤(54)에 의하여 밀어 내어, 슬릿 노즐(20)로 기판(A)을 한 매 도포하는 분만큼 공급하는 정용량형(定容量型)의 펌프이다. 시린지(52) 내에 도포액(66)을 충전할 때는, 흡인 밸브(44)를 열림, 공급 밸브(42)를 닫힘으로 하고, 피스톤(54)을 하방으로 이동시킨다.
또한 시린지(52) 내에 충전된 도포액(66)을 슬릿 노즐(20)을 향하여 공급할 때는, 흡인 밸브(44)를 닫힘, 공급 밸브(42)를 열림으로 하고, 피스톤(54)을 상방(上方)으로 이동시키는 것으로, 피스톤(54)으로 시린지(52) 내부의 도포액(66)을 밀어 올려 배출한다. 피스톤(54)의 이동 속도에 시린지 단면적을 곱한 것이 도포액(66)의 공급 속도, 즉 펌프 공급 속도로 된다.
기대(2)의 좌측에는, 기판(A)의 두께를 측정하는 두께 센서(90)가 지지대(92)에 장착되어 있다. 두께 센서(90)는 레이저를 사용한 것인 것이 바람직하다. 두께 센서(90)에 의하여 기판(A)의 두께를 측정하는 것으로, 어떠한 두께의 기판(A)에 대해서도, 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 기판(A)의 사이의 간극인 클리어런스를, 항상 일정하게 할 수 있다.
기대(2)의 우측 단부에는, 청소 부재(200)가 선단에 고정된 닦아내기 유닛(120)을 포함하는 청소 수단(100)이 가이드 레일(4) 상에 X방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 청소 수단(100)은, 대차(臺車, 102), 브래킷(bracket, 104), 슬라이더(106), 구동 유닛(108), 트레이(tray, 110)와, 닦아내기 유닛(120), 세정 유닛(140)을 포함한다. 닦아내기 유닛(120)은, 브래킷(104)에 고정된다.
닦아내기 유닛(120)을 슬라이더(106)를 통하여 이동시키는 구동 유닛(108)과 트레이(110)는, 대차(102) 상에 고정되어 있다. 트레이(110)는 닦아내기 유닛(120)에 의하여 제거되는 도포액 등을 회수하기 위한 것이다. 따라서, 도시하지 않는 배출 라인에 접속되어, 내부에 쌓인 도포액 등의 액체를 외부로 배출, 회수할 수 있다. 또한 트레이(110)는, 슬릿 노즐(20)로부터 에어(air) 빼기 등으로 토출되는 도포액을 회수하기 위하여 사용할 수도 있다.
대차(102)는 가이드 레일(4) 상에 있으며, 가이드 레일(4)로 안내되어, 도시하지 않는 리니어 모터에 의하여 X방향으로 자재로 왕복동할 수 있다. 따라서, 닦아내기 유닛(120) 전체가 X방향으로 왕복동할 수 있다. 또한 청소 부재(200)에 용제를 분사하여 세정하는 세정 유닛(140)이, X방향으로는 기대(2)의 우측 단부에, Y방향으로는 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향 단부와 간섭하지 않는 위치에, 도시되지 않는 브래킷에 의하여 고정하여 구비되어 있다.
세정 유닛(140)은 세정액인 용제를 분사하는 용제 노즐(142)과, 도시되지 않는 용제 공급원으로부터 용제를 용제 노즐(142)까지 공급하는 배관(144)으로 구성되어 있다. 덧붙여 용제 노즐(142)은, 주상(柱狀)으로 용제를 분사하는 것의 외, 샤워상(狀), 선형상(扇形狀)으로 용제를 분사하는 것 등 , 용제를 분사할 수 있다면, 어떠한 형태의 것으로도 적용할 수 있다.
상기의 닦아내기 유닛(120)을 비롯하여, 제어 신호로 동작하는 리니어 모터, 모터(72), 도포액 공급 장치(40), 세정 유닛(140) 등은 모두 제어장치(94)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 제어장치(94)에 짜 넣어진 자동 운전 프로그램에 따라 제어 지령 신호가 각 기기로 송신되어, 미리 정해진 동작을 행한다. 덧붙여 조건 변경 시는 조작반(96)에 적의(適宜) 변경 파라미터를 입력하면, 그것이 제어장치(94)로 전달되어, 운전 동작의 변경을 실현할 수 있다.
닦아내기 유닛(120)에 대해서는, 청소 부재(200)의 슬릿 노즐(20) 긴쪽 방향 이동 속도나, 청소 개시?종료 위치 등을 임의로 제어하여, 주어진 임의의 청소 동작을 실현할 수 있다. 또한 세정 유닛(140)에 대해서는, 용제 노즐(142)로부터의 용제의 분사 속도나 분사 시간을 임의로 제어하여, 청소 부재(200)의 미리 정하여진 세정 동작을 행할 수 있다.
도 3에, 닦아내기 유닛(120)의 상세한 구성을 도시한다. 닦아내기 유닛(120)은, 대좌(122)와, 조정부(124)와, θ스테이지(126)와, 청소 부재(200)가 고정된 지지 부재(128)를 가진다. 덧붙여, 지지 부재(128)와 청소 부재(200)를 합쳐 청소 유닛(250)이라고 부른다. 대좌(122)는 브래킷(104)에 직접 고정된다. 설명의 통일을 위하여, 대좌로부터 청소 부재(200)가 배치되어 있는 방향을 θ축, 브래킷(104)이 슬라이더(106)로 연장되는 방향을 X축, 슬라이더(106)가 주행하는 방향을 Y축으로 한다. X축 및 Y축은, 도 1의 도포 장치에서의 축 방향과 일치하고 있다.
브래킷(104)에 고정된 대좌(122)의 상방에는, 조정부(124)가 재치된다. 조정부(124)의 상세한 것은 후술하지만, X－θ면으로 회전하는 아오리 각(중심선으로부터 어긋난 각도) 조정 수단(130)과, 수직 방향으로 압박하는 수직 방향 압박 수단(132)과, X방향으로 변위 가능한 위치 조정 수단(136)이, 이 순서대로 적층 배치되어 있다.
또한, 조정부(124)의 상방에는, θ스테이지(126)가 배치된다. θ스테이지(126) 상에, 지지 부재(128)에 고정된 청소 부재(200)가 배치된다.
청소 부재(200)는, 슬릿 노즐(20)의 립 사면(34A, 34B)에 피트하는 대략 V자 형상을 가지는 판상(板狀) 부재이다. 또한, 슬릿 노즐(20)의 립 사면(34A, 34B)에 피트시키기 위하여, 정밀한 위치 결정을 행할 필요가 있기 때문에, 지지 부재(128)로의 장착면은 정도(精度) 좋게 형성된다. 그 외의 형상에 특별히 제한은 없다.
도 4에, 청소 부재(200)의 형상의 예를 도시한다. 도 4(a)를 참조하여, 청소 부재(200a)는, 판 형상의 상변(上邊)에 대략 V자 형상의 홈(204)이 형성되어 있다. V자의 개도(開度)나 홈의 저폭(底幅)의 형상은, 슬릿 노즐(20)의 선단 형상에 피트하도록 형성된다.
도 4(b)에는, 다른 청소 부재의 예를 도시한다. 청소 부재(200b)는, 마찬가지로 대략 V자 형상의 홈(204)의 홈 바닥(206)에 노치(notch, 208)가 형성되어 있다. 이 노치(208)는 닦아낸 도포액 등의 부착물이나 세정액 등의 배출을 효율 좋게 행하기 위한 액 떨어뜨리기 홈이다. 노치의 크기는 특별히 한정은 없어, 홈 폭(204w) 전체에 이를 만큼 큰 노치여도 무방하다. 본 발명에서는, 이들 복수의 청소 부재를 조합하여 사용하여도 무방하고, 한 종류의 청소 부재만을 이용하여도 무방하다. 덧붙여, 도 4(a)의 타입을 노치 없음 청소 부재(200a)라고 부르고, 도 4(b)의 타입을 노치 달림 청소 부재(200b)라고 부른다.
청소 부재(200)는 적어도 대략 V자 형상의 홈(204)의 표면이, 고분자 수지로 이루어진다. 보다 구체적으로는, 테플론(Teflon, 등록상표) 수지, 우레탄(urethane) 수지, 아크릴(acrylic) 수지, 폴리에스테르(polyester) 수지, 폴리프로필렌(polypropylene) 수지, 불소 수지, 폴리부타디엔(polybutadiene) 수지, 니트릴 고무(nitrile rubber), 실리콘 고무(silicone rubber), 에틸렌-초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer) 등의 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 이용할 수 있다. 또한, 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene-propylene rubber), 실리콘 고무, 부틸 고무(butyl rubber), 퍼플루오로 고무(perfluoro rubber, 상품명 “칼레즈(Karlez)” 등 )등도 바람직하고 또한, 이들 중에서도, 슬릿 노즐(20)에 대하여 밀착성이나, 도포액 중에 포함되는 용제(N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-pyrrolidone) 등)에 대한 내성(耐性), 나아가 내구성(耐久性)이 뛰어난 것이 바람직하며, 이러한 점을 고려하면, 실리콘 고무가 가장 바람직한 것으로 된다.
덧붙여, 청소 부재(200)의 대략 V자 형상의 홈(204)의 표면 이외의 부분은 그 표면과 마찬가지의 고분자 수지여도 무방하고, 또한, 완전히 다른 재질이어도 무방하다. 또한, 슬릿 노즐(20)과의 밀착성을 충분히 확보하기 위하여, 청소 부재(200)는 그 두께가 2mm 이상으로 설정되어, 소정의 견고함이 확보된다. 지지 부재(128)로의 장착 정도(精度)를 확보하기 위함이다. 보다 구체적으로는, 덧붙여 탄성의 정도(程度)를 나타내는 고무 경도(硬度)에 관하여, C형의 스프링식 경도 시험기를 이용하여 측정하며, 바람직하게는 50 ~ 90°, 보다 바람직하게는 60 ~ 80°이다.
또한, 청소 부재(200)의 표면에 발생하는 정전기를 제거하여, 먼지의 부착을 방지하기 위하여, 그 표면에 사용되는 고분자 수지 중에 도전성 분말을 혼입하도록 하여도 무방하다. 도전성 분말로서는, 도전성 카본(carbon), 백금, 금, 니켈(nickel), 은, 동, 코발트(cobalt), 주석, 알루미늄 및 팔라듐(palladium) 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하고, 이들 도전성 분말은 고분자 수지에 대하여 40중량% ~ 100중량% 정도(程度) 혼합된다.
도 4(c)에는, 청소 유닛(250)의 측면도를 도시한다. 청소 유닛(250)은 청소 부재(200)와 지지 부재(128)를 포함한다. 청소 부재(200)는, 지지 부재(128)의 장착면(128a)에 나사로 체결 가능한 누름판(129)에 의하여 고정된다. 지지 부재(128)의 장착면(128a)도 청소 부재(200)의 장착면(201)과 마찬가지로, 충분히 높은 정도(精度)로 형성된다.
도 3 및 도 4(c)를 참조하여, 지지 부재(128)는, 청소 부재(200)를 지지하고, 나아가 θ스테이지(126)의 상면에 고정 배설(配設, 배치 설치되는 것)할 수 있는 평면(128c)을 저면(底面, 128b)에 가지는 부재이다. X축 방향으로부터 본 측면 형상은 대략 오각형이고, 청소 부재(200)의 장착면(128a)을 상부에 가진다. 최상변(最上邊, 128t)으로부터 하방을 향하여 유도면(128i), 전사면(前斜面, 128f)에 연속한다.
저면(128b)은, 평면(128c)을 가지지만, θ스테이지(126)와의 높은 정도(精度)로의 연결을 행하기 위하여 감합(嵌合)을 위한 단차(段差) 등을 가지고 있어도 무방하다. 청소 부재(200)를 장착하는 장착면(128a)은, 저면(128b)에 대하여 약 10도 내지 15도 정도(程度) 경사하고 있다. 청소 부재(200)의 V자 형상 홈(204)을 슬릿 노즐(20)에 선접촉(線接觸)시키기 위함이다. 지지 부재(128)는, 1개의 청소 부재(200)에 대하여 개개로 준비된다. 따라서, 종류가 다른 청소 부재(200)는, 지지 부재마다 교환이 가능하다.
다시 도 3을 참조하여, θ스테이지(126)는, 청소 유닛(250)을 탑재하는 스테이지이다. 그 중앙에는, θ스테이지(126)의 상면에 수직인, 1개의 회전축(126θ)을 가진다. 따라서, 회전축(126θ)을 따라 θ스테이지(126)는 회전한다. 청소 부재(200)의 자세에 관하여 회전축(126θ) 방향으로 조정을 가능하게 하기 위함이다. θ스테이지는 소정의 범위의 각도 내에서 프리(free)하게 회전할 수 있다. 후술하는 자동 조심(自動 調芯, 자동으로 중심 맞춤하는 것) 기능을 실현하기 위함이다. θ스테이지(126)의 회전 폭은 미조절(微調節) 나사(도시하지 않음)에 의하여 행하여진다.
또한, θ스테이지(126) 상에는, 지지 부재(128)의 저면(128b)의 평면(128c)과 마찬가지의 평면(126c)을 가진다. 즉, 지지 부재(128)의 평면(128c)과 θ스테이지(126) 상의 평면(126c)의 사이에 양면이 평행한 심 등을 협지시키면, θ스테이지(126)의 상면(126a)으로부터 지지 부재(128)까지의 높이를 조절할 수 있다. 덧붙여, 양면이 평행한 심 등의 부재를 높이 조정 부재라고 부르고, 지지 부재(128) 및 θ스테이지(126) 상의 이 평면(126c 및 128c)을 모두 높이 조절면이라고 부른다.
또한, θ스테이지(126)는, 복수의 청소 유닛(250)을 탑재할 수 있는 정도(程度)의 넓이를 가진다. 탑재의 방법은, 닦아내기 유닛(120)의 닦아내기 방향(Y축 방향)으로 종렬(縱列)로 탑재한다. 다중(多重) 닦아내기를 가능하게 하기 위함이다. 탑재하는 청소 유닛(250)의 수는 한정되지 않는다. 실용적으로는 2 내지 3개의 청소 부재(200)로 닦아내면 충분하기 때문에, θ스테이지(126)도 2 내지 3개의 청소 유닛(250)을 탑재할 수 있으면 된다.
닦아내기에는, 마지막에 닦아내는 청소 부재(200)와 그 바로 앞의 청소 부재(200)의 장착 위치의 결정이 중요하게 된다. 그래서 본 발명에 있어서의 닦아내기 유닛(120)에서는, θ스테이지(126)의 회전축(126θ)과의 관계에서 청소 유닛(250)에 대하여 2개의 포지션이 가능하게 되도록 위치 결정 수단이 설치되어 있다. 위치 결정 수단은 특별히 한정되지 않는다. 가장 간편한 방법은, θ스테이지(126) 혹은 지지 부재(128)의 일방(一方)에, 볼록 형상의 보스(boss)를 형성하고, 타방(他方)에 보스를 받아들이는 보스 구멍을 형성하는 것이다. 1번째의 포지션은, θ스테이지(126)의 회전축(126θ)의 직하(直下)에 가장 후미(後尾)의 지지 부재(128)(청소 부재)를 배치하는 제1 지지 부재 설정 위치이다. 또한, 2번째의 포지션은, 가장 후미의 지지 부재와 그 바로 앞의 지지 부재의 사이에 회전축(126θ)이 배치되는 제2 지지 부재 설정 위치이다.
제1 지지 부재 설정 위치는, 가장 후미의 청소 유닛(250)에 고정된 청소 부재(200)의 위치 결정을 주로 하는 탑재 방법이다. 또한, 제2 지지 부재 설정 위치는, 가장 후미와 가장 후미의 바로 앞의 청소 유닛(250)에 탑재된 청소 부재(200)를 모두 균등하게 위치 결정하는 탑재 방법이다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에서는, 이들 지지 부재 설정 위치와, θ스테이지(126)로부터의 지지 부재(128)의 높이를 선택하여 사용하는 것으로, 복수의 닦아내기 방법을 가능하게 하고 있다.
θ스테이지(126)의 아래에는, X방향(닦아내기 방향에 직각인 방향)의 위치 조정 수단(136)이 배치된다. 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않지만, XY스테이지에 사용되도록 리니어 보냄이 가능한 구성이면 된다. 위치 조정 수단(136)도 소정의 범위 내에서 프리하게 가동(可動)된다. 후술하는 자동 조심 기능을 위함이다. X방향의 위치 조정 수단(136)의 프리 가동역(可動域)도 조정 나사(도시하지 않음.)에 의하여 조정할 수 있다.
X방향의 위치 조정 수단(136)의 하방에는, 수직 방향 압박 수단(132)이 배치된다. 수직 방향 압박 수단(132)은, 자신이 가지는 기판(132b)에 대하여 수직 방향으로 압박을 준다. 구체적인 구성으로서는 스프링 등의 탄성체(132e)가 기판(132b)과 누름면(132u)의 사이에 배치된 구성을 예로서 들 수 있다.
수직 방향 압박 수단(132)은, 청소 부재(200)를 슬릿 노즐(20)에 꽉 눌렀을 때에, 닦아내기 방향(Y방향)의 전후에 각도 변화는 하지 않는 것이 필요하다. 본 발명은 복수의 청소 부재(200)의 높이 조정을 가능하게 하는 것을 특징으로 하고 있기 때문이다. 도 5를 이용하여 한층 더 상세하게 설명한다.
도 5는, 닦아내기 유닛(120)을 X축 방향으로부터 본 개략도이다. 도 5(a)를 참조하여, 지금 θ스테이지(126)에는 2개의 청소 유닛(251, 252)이 탑재되어 있다. 닦아내기 방향(Y방향)의 후방의 청소 유닛(252)은, 지지 부재(128)의 아래에 심(300)이 끼워 넣어져, 전방의 청소 유닛(251)보다 θ스테이지(126) 상면(126a)으로부터의 높이가 높다. 이 상태에서, 슬릿 노즐(20)의 선단에 꽉 누른다. 만약, 수직 방향 압박 수단(132)이 Y－θ면 내에서 회전할 수 있다고 하면, 2개의 청소 유닛(251, 252)은 모두 슬릿 노즐(20)에 밀착하게 된다(도 5(b)).
본 발명의 수직 방향 압박 수단(132)은, 도 5(c)에 도시하는 바와 같이, Y－θ면 내의 회전에 관해서는, 규제되고 있어, 기판(132b)(즉 대좌(122))에 대하여 수직 방향으로만 압박이 걸리도록 한다. 구체적인 구성으로서는, Y방향으로 전후하는 가이드 핀(132g)을 세워, 그 가이드 핀(132g)에 대하여 수평인 누름면(132u)을 탄성체(132e) 등으로 압박하는 구성을 들 수 있다. 덧붙여, 수직 방향 압박 수단(132)은, 특별히 조정 나사는 설치하지 않아도 무방하다. 다만, X방향의 위치 조정 수단(136)을 조정할 때에 상하로 움직이지 않도록 로크(lock) 기구가 설치되어 있으면 바람직하다.
다시 도 3을 참조하여, 수직 방향 압박 수단(132)의 하방에는, X?θ면의 각도를 조정하는 아오리 각 조정 수단(130)이 배치된다. 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않는다. 가장 용이한 실현 방법으로서는, Y축에 평행한 지지 핀(130p)으로 상하의 브래킷(130u, 130d)을 지지하는 구성이다. 스위블(swivel) 스테이지를 이용하여도 무방하다.
아오리 각 조정 수단(130)은, 수직 방향(θ방향)으로부터 좌우 방향(X방향)으로 소정의 각도만큼 프리하게 회전할 수 있다. 이 아오리 각도가 프리하게 되어 있는 것과, X방향의 위치 조정 수단(136)(후술하는 바와 같이 θ스테이지(126)도 더하여진다)의 공동(共動)에 의하여, 슬릿 노즐(20)과의 접촉?감합 시에 X방향으로 다소의 어긋남이 있어도, 청소 부재(200)는, 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 립 사면(34A, 34B)에 피트하게 당접할 수 있다. 이것을 닦아내기 유닛(120)의 자동 조심 기능이라고 부른다.
자동 조심 기능에 관하여 한층 더 상설(詳說)한다. 도 6은, Y방향으로부터 본 슬릿 노즐(20)과, 닦아내기 유닛(120)을 도시한다. 닦아내기 유닛(120)은, 아오리 각 조정 수단(130)과, X방향의 위치 조정 수단(136)만을 도시한다. 즉, θ스테이지(126)와 수직 방향 압박 수단(132)은 생략하고 있다. 덧붙여, 위치 조정 수단(136)은 하방 측과 고정되는 하판(下板, 136d)과, 상방과 고정되는 상판(上板, 136u)의 사이에서 이동 가능하게 계합(係合, 걸어 맞춤)하고 있는 타입의 부재라고 한다.
도 6(a)를 참조하여, 아오리 각 조정 수단(130)과, 위치 조정 수단(136)은 소정의 범위 내에서 프리하게 되어 있다. 즉, 닦아내기 유닛(120)은, 슬릿 노즐(20)과 감합하기 전은, X방향으로 어느 정도(程度) 기울고, 위치 조정 수단(136)도 기운 방향으로 이동하고 있다.
다음으로 도 6(b)를 참조하여, 슬릿 노즐(20)이 아래방향(－θ방향)으로 하강해 오면, 닦아내기 유닛(120)의 청소 부재(200)와 접촉하여, 닦아내기 유닛(120)이 일어선다. 보다 구체적으로는, 위치 조정 수단(136)이 화살표(280)의 방향으로 이동을 시작하고, 아오리 각 조정 수단(130)이 화살표(281)의 방향으로 회전을 시작한다.
마지막으로 도 6(c)를 참조하여, 슬릿 노즐(20)이 소정 위치까지 하강하면, 청소 부재(200)의 V자 형상의 홈이, 슬릿 노즐(20)의 립 사면(34A, 34B)에 감합하는 위치에서, 위치 조정 수단(136)은 정지하고, 아오리 각 조정 수단(130)도 회전을 정지한다. 나아가, 실제로는, θ스테이지(126)도 소정의 각도 회전이 가능하기 때문에, Y방향의 어긋남 마저도, 소정의 범위에서 흡수할 수 있다.
이상과 같이, 닦아내기 유닛(120)은, 아오리 각 조정 수단(130)과 위치 조정 수단(136), 나아가서는, θ스테이지(126)가 소정의 범위에서 프리하게 걸어져 있는 자동 조심 기능을 가지기 때문에, 슬릿 노즐(20)과, 닦아내기 유닛(120)의 위치 관계가 다소 어긋나도, 닦아내기 유닛(120)의 청소 부재(200)는, 슬릿 노즐(20)에 확실히 감합할 수 있다. 이상과 같은 각 요소에 의하여 닦아내기 유닛(120)은 구성되어 있다.
다음으로 닦아내기 유닛(120)을 포함하는 청소 수단(100)을 이용한 청소 방법을, 도 1 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 7은, 슬릿 노즐(20)을 닦아내기 유닛(120)으로 청소하는 상황을 도시하는 X방향으로부터의 측면도이다. 닦아내기 유닛(120)에 탑재되는 청소 유닛(251, 252)은, 후방의 청소 유닛(252)이 θ축 상에 배치되는 제1 지지 부재 설정 위치에 배치된다. 또한, 청소 유닛(252)과 θ스테이지(126)의 사이에는 심(32)이 협지된다. 이와 같은 청소 유닛의 배치의 경우는, 후방의 청소 유닛(252)과 슬릿 노즐(20)의 접촉 상태를, 자동 조심 기능에 의하여 양호하게 하고 싶기 때문이다.
우선 청소 수단(100)은, X방향으로는 초기 위치(도 1의 기대(2)의 우측 단부)에 배치되어 있다. 이 때 닦아내기 유닛(120)은, Y방향으로는 청소 개시 위치(도 7(a))에 있다. 청소를 개시하면, 청소 수단(100) 전체를, 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 립 사면(34A, 34B)에 계합하는 위치의 직하에 오도록, X방향으로 이동시킨다(도 7(a)).
청소 부재(200)가 슬릿 노즐(20)의 선단부의 직하이고, 토출구(30)로부터는 Y방향으로 약간 떨어진 청소 개시 위치에 오면, 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)로부터 도포액을 소정량 과잉으로 토출한다. 토출된 도포액은, 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)이나, 립 사면(34A, 34B)에 부착하여, 부착한 도포액(150)으로 된다(도 7(b)).
다음으로 슬릿 노즐(20)을 하강하여 청소 부재(200)에 감합, 즉 접촉시킨다(도 7(c)). 이 때, 자동 조심 기능에 의하여 슬릿 노즐(20)이 청소 부재(200)에 반드시 피트하는 것은 상술한 대로이다. 이 때 수직 방향 압박 수단(132)이 바람직하게는 0.5 ~ 5mm, 보다 바람직하게는 1 ~ 3mm 줄어드는 위치까지 슬릿 노즐(20)을 하강시킨다. 수직 방향 압박 수단(132)이 이 범위 내로 줄어들어 있으면, 청소 부재(200)는 슬릿 노즐(20)의 선단부의 상하 방향의 위치 변동에 용이하게 추종(追從)할 수 있다.
그리고, 구동 유닛(108)을 구동하여, 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 립 사면(34A, 34B)에 청소 부재(200)를 접촉시킨 상태에서, 화살표 방향(Y방향)으로 이동시켜, 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 립 사면(34A, 34B)에 각각 부착한 도포액(150)과 그 외의 부착물을 제거, 청소한다(도 7(d)).
여기서 화살표 방향은, 청소 부재(200)가 슬릿 노즐(20)에 접촉하면서 이동, 즉 접동하는 접동 방향으로 되며, Y방향이나 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향과 일치한다. 덧붙여, 제거한 도포액, 그 외는, 청소 부재(200)나 지지 부재(128)의 유도면(128i), 전사면(128f)을 따라 유출하는 도포액(152)으로 되고, 나아가 트레이(110) 쪽으로 낙하하여 회수된다.
청소 부재(200)는 계속하여 Y방향으로 이동하고, 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향 단부를 통과한 위치, 즉 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향 단부와 간섭하지 않는 위치에서 정지한다. 이어서, 닦아내기 유닛(120) 전체가 X방향의 초기 위치로 이동하면, 청소 부재(200)는 세정 유닛(140)의 직하에서 정지하게 된다. 이 상태에서 배관(144)을 통하여 공급되는 용제를 용제 노즐(142)로부터 분사하여, 청소 부재(200)를 세정한다(도 7(e)). 세정이 완료하면, 청소 부재(200)를 Y방향의 청소 개시 위치로 복귀시키고, 이후 매회의 도포마다 같은 청소 방법을 반복한다.
이상이 청소 방법의 개설(槪說)이지만, 도 8을 참조하여, 보다 상세하게 본 발명에 있어서의 청소 방법에 관하여 설명한다. 도 8은, 슬릿 노즐(20)과 본 발명의 닦아내기 유닛(120)의 청소 부재(200)의 접촉 상태를, X방향으로부터 본 확대도이다. 도 8(a)를 참조하여, 2개의 청소 유닛(251, 252)을 이용하는 경우에 관하여 설명한다. 이것은 닦아내기 방향(Y방향)의 전방의 청소 유닛(251) 및 후방의 청소 유닛(252)은, 모두 도 4(a)에서 도시한 노치 없음 청소 부재(200a)가 탑재되어 있다. 그리고, 후방의 청소 유닛(252)은θ스테이지(126)와의 사이에 소정 두께의 심(300)을 협지한다. 나아가, 후방의 청소 유닛(252)은, θ스테이지(126)의 회전축(126θ) 상에 배치한다. 즉, 제1 지지 부재 설정 위치를 이용한다.
이와 같은 상태에서, 슬릿 노즐(20)과 닦아내기 유닛(120)을 당접하여, 한층 더 밀어 넣으면, 후방의 청소 유닛(252)은 슬릿 노즐(20)과 당접한다. 그러나, 전방의 청소 유닛(251)은, 심(300)의 분만큼 높이가 낮아져 있기 때문에, 슬릿 노즐(20)에는 당접하지 않는다. 도 8(a－1)을 참조하여, 슬릿 노즐(20)과 청소 부재(200b)의 사이에는 간극(302)이 존재한다. 한편, 도 8(a－2)를 참조하여, 슬릿 노즐(20)과 청소 부재(200a)의 사이는 간극이 없어, 확실히 닦아낼 수 있는 상태로 되어 있다.
즉, 비접촉으로 한 노치 없음 청소 부재(200a)로, 슬릿 노즐(20)에 부착한 부착물을 미리 긁어내 두고, 후방의 청소 부재(200a)로 닦아낸다고 하는 청소 방법이다. 이와 같은 청소 방법은, SUS제(Steel Use Stainless製)의 구금(口金)에서, 닦고 남은 선이 발생하기 쉬운 경우에 유효한 닦아내기 방법이다.
또한, 이 때, 노치 달림 청소 부재(200b)를 이용하면, 긁어내고 혹은 닦아낸 부착물이 V자 형상의 홈 바닥(도 4(b)의 206)에 모이는 것을 방지할 수 있기 때문에, 부착물이 슬릿 노즐(20)에 재부착하는 것을 회피할 수 있다. 특히 사용하는 도포액의 성상(性狀)에서, 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)(도 2 참조)에 많은 부착물이 남는 경우는, 노치 달림 청소 부재(200b)를 이용하는 것은 호적하다.
이와 같이 복수의 청소 유닛(250)의 높이를 바꾸어, 닦아내기를 행하는 경우에, 본 발명의 닦아내기 유닛(120)을 가지는 도포 장치(1)는, 비교적 간단하게 조정을 행할 수 있다. 만일, 슬라이더(106)에 대하여 독립된 2개의 청소 유닛(250)을 각각 높이 조정하려고 하면, 일방은 항상, 타방과의 높이의 차를 보지하지 않으면 안 된다. 그러나 청소 부재 전체의 상하의 추종성을 유지한 채로, 이 관계를 유지하는 것은 곤란하다고 말할 수 있다. 본 발명의 닦아내기 유닛(120)을 가지는 도포 장치(1)는 이 점에서 매우 유효하다.
다음으로 도 8(b)를 참조한다. 이 경우도, 2개의 청소 유닛(251, 252)을 이용한다. 2개 모두 도 7(a)와 같이 노치 없음 청소 부재(200a)이다. 청소 유닛(251, 252)의 배치 방법은 θ스테이지(126)의 회전축(126θ)이 전방의 청소 유닛(251)과 후방의 청소 유닛(252)의 사이에 위치하는, 제2 지지 부재 설정 위치이다. 또한, 어느 쪽의 청소 유닛에도 심을 끼우지 않는다. 즉, 전방의 청소 부재와 후방의 청소 부재는 θ스테이지(126)로부터 같은 높이에 위치된다.
이 상태에서 슬릿 노즐(20)의 선단에 당접시켜, 밀어 넣으면, 전후의 청소 부재가 각각 같이 슬릿 노즐(20)의 선단에 접촉한다(도 8(b－1), (b－2) 참조). 이 상태에서 닦아내기 유닛(120)을 주행시키면, 청소 부재의 2번 닦기를 행할 수 있다. 이것은 초경합금제(超硬合金製)의 구금의 경우에 유효한 방법이다.
복수의 청소 부재(200)를 균등하게 이용하는 경우에서도, 본 발명의 닦아내기 유닛(120)을 가지는 도포 장치(1)는, 비교적 간단하게, 슬릿 노즐(20)에 청소 부재를 당접시킬 수 있다.
다음으로 도 8(c)를 참조한다. 이 경우는, θ스테이지(126)에 1개의 청소 유닛(250)을 탑재하는 경우이며, 종래 행하여지고 있는 방법과 같다. 이 경우, 청소 유닛(250)은 θ스테이지(126)의 회전축(126θ)의 직상(直上)에 배치하는 것으로, 도 8(a)의 경우와 마찬가지로 슬릿 노즐(20)과 당접하여, 닦아내기가 가능하게 된다.
다음으로 도포 장치(1)에 의한 본 발명이 되는 청소 부재와 청소 방법을 이용한 도포 방법에 관하여 상술한다. 우선 도포 장치(1)의 각 동작부의 원점복귀가 행하여지면, 각 동작부는 스탠바이 위치로 이동한다. 즉, 스테이지(6)는 도 1의 좌측 단부(파선으로 도시하는 위치), 슬릿 노즐(20)은 최상부의 원점 위치로 이동하는 것과 함께, 닦아내기 유닛(120)은 초기 위치(기대(2)의 우측 단부)로부터, 트레이(110)가 슬릿 노즐(20)의 하부 위치로 오도록 이동한다. 이 때 청소 부재(200)는 X방향에서는 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)의 직하의 위치에 있지만, 슬릿 노즐(20)의 긴쪽 방향인 Y방향으로는, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이 토출구(30)로부터 약간 떨어진 청소 개시 위치에 있다.
여기서, 탱크(64) ~ 슬릿 노즐(20)까지, 도포액(66)은 이미 채워져 있고, 슬릿 노즐(20) 내부의 잔류 에어를 배출하는 작업도 이미 종료해 있다. 이 때의 도포액 공급 장치(40)의 상태는, 시린지(52)에 도포액(66)이 충전, 흡인 밸브(44)는 닫힘, 공급 밸브(42)는 열림, 그리고 피스톤(54)은 최하단의 위치에 있어, 언제라도 도포액(66)을 슬릿 노즐(20)로 공급할 수 있는 상태가 되어 있다.
처음에, 스테이지(6)의 표면으로 도시하지 않는 리프트 핀을 상승시키고, 도시하지 않는 로더(loader)로부터 기판(A)이 리프트 핀 상부에 재치된다. 다음으로 리프트 핀을 하강시켜 기판(A)을 스테이지(6) 상면에 재치하고, 동시에 흡착 보지한다. 이것과 병행하여 도포액 공급 장치(40)를 가동(稼動)시켜, 미리 결정되어 있던 (과잉)양의 도포액(66)을, 시린지 펌프(50)로부터 슬릿 노즐(20)로 공급하고, 도포액(66)을 슬릿 노즐(20)로부터 트레이(110)를 향하여 토출한다.
이 때, 청소 부재(200)는, Y방향으로는 토출구(30)의 직하의 위치에는 없기 때문에, 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)로부터 토출된 도포액(66)이 떨어져 내리는 일은 없다. 도포액(66)의 공급 정지 후, 슬릿 노즐(20)을 하강시켜 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 립 사면(34A, 34B)에 청소 부재(200)를 접촉시킨 후, 청소 부재(200)를 Y방향으로 종점 위치까지 접동시켜, 슬릿 노즐(20)의 토출구(30) 부근으로 되는 토출구면(36)과 립 사면(34A, 34B)을 Y방향에 걸쳐 청소한다.
이 청소에 의하여, 슬릿 노즐(20)의 내부 통로를 토출구(30)까지 완전히 도포액(66)으로 채운다고 하는 초기화도 완료한다. 청소 완료 후, 슬릿 노즐(20)을 원점 위치까지 상승시키는 것과 함께, 닦아내기 유닛(120)을 X방향으로 이동시켜 초기 위치(기대(2)의 우측 단부)로 복귀시킨다. 이 때에 세정 유닛(140)의 직하에서 정지하고 있는 청소 부재(200)에, 용제 노즐(142)로부터 용제를 분사하여 용제 세정한 후에, 청소 부재(200)를 접동 방향과는 역방향으로 이동시켜, 청소 부재(200)를 Y방향의 청소 개시 위치로 복귀시킨다.
닦아내기 유닛(120)이 초기 위치로 이동한 것을 확인하면, 기판(A)을 재치한 스테이지(6)의 이동을 개시한다. 이 때 슬릿 노즐(20)은 상하 방향으로는, 도포가 행하여지는 위치보다도 상방의 원점 위치에 있고, 한편 시린지 펌프(50)는 정지하여, 대기하고 있다. 그리고 기판(A)이 두께 센서(90) 하를 통과할 때에 기판 두께를 측정하고, 기판(A)의 도포 개시부가 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)의 바로 아래에 이르면, 스테이지(6)를 정지시킨다.
이 때, 측정한 기판(A)의 두께 데이터를 이용하여, 상하 승강 유닛(70)을 구동하고, 슬릿 노즐(20)의 토출구면(36)과 기판(A) 간의 간극, 즉 클리어런스가 미리 정한 값이 되도록 슬릿 노즐(20)을 하강시켜 정지시킨다. 슬릿 노즐(20)과 스테이지(6)가 완전히 정지한 상태에서, 시린지 펌프(50)의 피스톤(54)을 소정 속도로 상승시켜, 슬릿 노즐(20)로부터 도포액(66)을 토출한다. 슬릿 노즐(20)과 기판(A)의 사이에 비드(bead, B)를 형성하고 나서, 스테이지(6)를 소정 속도로 X방향으로 이동 개시하고, 도포액(66)의 기판(A)으로의 도포를 시작하여, 도포막(C)을 형성한다.
그리고 기판(A)의 도포 종료 위치보다 조금 앞의 위치가 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)의 바로 밑에 오면, 피스톤(54)을 정지시켜 도포액(66)의 공급을 정지한다. 다음으로 기판(A)의 도포 종료 위치가 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)의 바로 밑에 왔을 때에, 상하 승강 유닛(70)을 구동하여, 슬릿 노즐(20)을 상승시킨다. 이것에 의하여 기판(A)과 슬릿 노즐(20)의 사이에 형성된 비드(B)가 끊어지고, 도포가 종료한다.
그 동안도 스테이지(6)는 동작을 계속하여, 종점 위치에 오면 정지하여, 기판(A)의 흡착을 해제하고 리프트 핀을 상승시켜 기판(A)을 들어 올린다. 이 때 도시되지 않는 언로더(unliader)에 의하여 기판(A)의 하면(下面)이 보지되어, 다음의 공정으로 기판(A)을 반송한다. 기판(A)을 언로더에 건네주면, 스테이지(6)는 리프트 핀을 하강시켜 원점 위치로 복귀한다. 스테이지(6)의 원점 위치 복귀 후, 닦아내기 유닛(120)을, 트레이(110)가 슬릿 노즐(20)의 토출구(30)의 하부 위치로 오도록 이동시킨다.
이동 완료 후, 흡인 밸브(44)를 열림, 공급 밸브(42)를 닫힘으로 하고, 피스톤(54)을 하강시켜, 도포액(66)을 시린지(52) 내에 충전한다. 충전 완료 후, 피스톤(54)을 정지시키고, 흡인 밸브(44)를 닫힘, 공급 밸브(42)를 열림으로 하고, 다음의 기판(A)이 오는 것을 기다려, 같은 동작을 반복한다.
덧붙여, 본 발명을 적용할 수 있는 도포액으로서는 점도가 1 ~ 100mPas, 보다 바람직하게는 1 ~ 50mPas이고, 뉴턴 유체(newtonian fluid)인 것이 도포성에서 바람직하지만, 틱소성(thixotropy)을 가지는 도액(塗液)에도 적용할 수 있다. 특히 용제에 휘발성이 높은 것, 예를 들어 PGMEA(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate), 초산 부틸, 유산 에틸 등을 사용하고 있는 도포액을 도포할 때에 유효하다.
구체적으로 적용할 수 있는 도포액의 예로서는, 상기에 든 컬러 필터용의 블랙 매트릭스, RGB색 화소 형성용 도포액 외, 레지스트액(resist液), 오버코트재(overcoat材), 주(柱) 형성 재료 등이 있다. 기판인 피도포 부재로서는 유리 외에 알루미늄 등의 금속판, 세라믹판, 실리콘 웨이퍼(wafer)등을 이용하여도 무방하다.
나아가, 도포 속도 등의 사용하는 도포 조건으로서는, 도포 속도가 10mm/s ~ 600mm/s, 보다 바람직하게는 100mm/s ~ 300mm/s, 청소 부재(200)의 접동 속도는 바람직하게는 100 ~ 1000mm/s, 보다 바람직하게는 200 ~ 600mm/s, 슬릿 노즐의 립 간극은 50 ~ 1000μm, 보다 바람직하게는 80 ~ 200μm, 도포 두께가 웨트(wet) 상태에서 1 ~ 50μm, 보다 바람직하게는 2 ~ 20μm이다.
본 발명은 컬러 필터 등을 제조할 때에 이용하는 도포 장치에 호적하게 이용할 수 있는 것 외에 어레이 기판, 플라스마 디스플레이용 패널, 광학 필터 등등의 기판상에 균일하고 고품질의 도포막을 형성하는 각종 디스플레이용 부재의 제조에 이용 가능하다.
1 : 도포 장치
2 : 기대
4 : 가이드 레일
6 : 스테이지
10 : 지주
20 : 슬릿 노즐(도포기)
22 : 프런트 립
24 : 리어 립
26 : 매니폴드
28 : 슬릿
30 : 토출구
32 : 심
34A, 34B : 립 사면　
36 : 토출구면
40 : 도포액 공급 장치
42 : 공급 밸브
44 : 흡인 밸브
46 : 필터
50 : 시린지 펌프
52 : 시린지
54 : 피스톤
56 : 본체　　
60 : 공급 호스
62 : 흡인 호스
64 : 탱크
66 : 도포액
68 : 압공원
70 : 상하 승강 유닛
72 : 모터
74 : 가이드
76 : 볼 나사
78 : 승강대
80 : 걸이 보지대
90 : 두께 센서
92 : 지지대　
94 : 제어장치
96 : 조작반
100 : 청소 수단
102 : 대차
104 : 브래킷
106 : 슬라이더
108 : 구동 유닛
110 : 트레이
120 : 닦아내기 유닛
122 : 대좌
124 : 조정부
126 : θ스테이지
129 : 누름판
130 : 아오리 각 조정 수단
132 : 수직 방향 압박 수단
136 : 위치 조정 수단
140 : 세정 유닛
142 : 용제 노즐
144 : 배관
150 : 부착한 도포액
152 : 유출하는 도포액
200 : 청소 부재
204 : V자 형상 홈
206 : 홈 바닥
208 : 노치
250, 251, 252 : 청소 유닛
300 : 심
302 : 간극

Claims (6)

  1. 도포액을 공급하는 도포액 공급 수단과,
    상기 도포액 공급 수단에 연통(連通)되어 상기 도포액을 토출하기 위한 슬릿상(slit狀) 의 토출구를 가지는 도포기와,
    상기 도포기와 피도포 부재를 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
    상기 토출구의 슬릿 방향을 따른 닦아내기 방향으로 이동하여, 상기 도포기의 토출구 주변부에 접접(摺接)하면서 부착물을 제거하는 청소 수단을 가지는 도포 장치에 있어서,
    상기 청소 수단은,
    지지 부재 상에 지지된 청소 부재에 의한 청소 유닛과,
    상기 청소 유닛을 상기 닦아내기 방향으로 복수 개 재치(載置) 가능한 θ스테이지와,
    　상기 θ스테이지를 지지하는 대좌(臺座)를 포함하는 닦아내기 유닛을 가지며,
    상기 청소 유닛의 상기 지지 부재와 상기 θ스테이지에는, 높이 조절 부재를 협지(挾持)하기 위한 높이 조절면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 θ스테이지를 상기 대좌에 수직인 방향으로 압박하는 수직 방향 압박 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 θ스테이지는, 상면(上面)에 수직인 회전축을 가지고,
    상기 θ스테이지의
    상기 닦아내기 방향에 직각인 방향에 대한 위치 조정 수단과,
    상기 닦아내기 방향에 대한 아오리 각도를 조정하는 아오리 각 조정 수단을 가지는 도포 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 θ스테이지는,
    상기 회전축이, 상기 닦아내기 방향의 가장 후미(後尾)의 상기 청소 유닛의 직하에 배치되는 제1 지지 부재 설정 위치와,
    상기 회전축이, 닦아내기 방향의 가장 후미의 청소 유닛과 상기 가장 후미의 청소 유닛의 바로 앞의 청소 유닛의 사이에 배치되는 제2 지지 부재 설정 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 θ스테이지에는 2개의 상기 청소 유닛이 상기 제1 지지 부재 설정 위치에 탑재되고,
    상기 닦아내기 방향의 후방(後方)의 상기 지지 부재의 높이 조절면과 상기 θ스테이지의 높이 조절면의 사이에 높이 조절 부재가 협지되고,
    상기 닦아내기 방향의 전방(前方)의 상기 지지 부재보다도 상기 후방의 지지 부재의 높이가 상기 θ스테이지의 상면으로부터 높이 지지되어, 상기 닦아내기 방향의 전방의 상기 지지 부재에 지지된 청소 부재는, 상기 토출구에 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
  6. 슬릿상의 토출구를 가지는 도포기로 피도포 부재 상에 도포액을 도포하는 방법이고,
    상기 도포기 중으로 과잉의 상기 도포액을 보내어, 상기 도포기 중의 에어(air)를 놓아주는 공정과,
    상기 토출구의 주변의 부착물을 제거하는 공정과,
    상기 도포기로부터 상기 피도포 부재 상에 도포액을 도포하는 공정을 가지며,
    상기 부착물을 제거하는 공정은,
    상기 토출구에 접촉하지 않는 긁어내기 부재로 상기 부착물의 일부를 긁어내는 공정과,
    상기 토출구에 접촉하는 닦아내기 부재로 상기 부착물을 닦아내는 공정으로 이루어지는 도포 방법.
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