KR20120139547A - 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법 - Google Patents

Abstract

고정밀도로 균일한 도포를 할 수 있는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법을 제공한다.
도포 대상물(100)을 흡착 유지하는 흡착 테이블(9)과, 흡착 테이블(9)에 흡착 유지된 도포 대상물(100)의 표면에 잉크젯식 노즐로부터 도포재를 토출하면서 박막 형성을 행하는 복수의 도포 헤드(4)와, 도포 헤드(4)를 도포 대상물(100)의 상방 위치에서 이동시키는 갠트리(3)를 구비하는 박막 형성 장치(1)로서, 갠트리(3)에, 도포 대상물(100)의 표면을 가열하는 열원 장치(31)를 더 구비한다.

Description

박막 형성 장치 및 박막 형성 방법{THIN FILM FORMING APPARATUS AND THIN FILM FORMING METHOD}

본 발명은, 잉크젯 방식의 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법에 관한 것이다.

잉크젯 방식이란, 도포 헤드로서의 기포 또는 압전 소자를 이용한 잉크젯 도포 헤드로부터 도포 재료로서의 잉크 액적을 소량씩 고정밀도로 토출하는 방식이다. 이 잉크 액적의 고정밀도의 토출에 의해 도포 대상으로 하는 부재에 잉크 액적을 도포하는 처리를 장치화한 것이, 잉크젯 도포 장치이다. 이것은, 잉크의 고정세(高精細) 도포를 실현할 수 있는 장치로서 최근 주목되고 있고, 종이로의 인쇄에 한정되지 않고, 모든 산업 분야에서 그 적용 가능성이 깊어지고 있으며, 이미 실용화되어 있는 것도 있다.

도포 헤드의 하면 선단(先端)에는, 복수의 노즐이 소정의 피치로 설치되고, 이 노즐의 피치에 의해 도포 재료인 액적의 토출 간격이 결정된다. 이 노즐의 피치는 작고, 노즐마다 토출의 유무를 개별적으로 관리할 수 있기 때문에, 플렉소 인쇄법과 같은 판형을 필요로 하지 않고, 평면 내의 자유로운 형상의 도포가 가능해진다.

한편으로, 노즐로부터 액적의 토출이 가능하도록 도포 재료의 점도가 조정되기 때문에, 토출된 후의 기판 상에서 도포 재료의 번짐이 발생한다. 이 때문에, 액적 1 방울과 옆의 액적 1 방울이 만드는 면 형상의 안정성이 문제가 되고, 특히, 면 형상의 최외주(最外周)에서의 라인 형상은 제작물의 품질에 크게 영향을 미친다.

예를 들면, 특허문헌 1은, 잉크젯 헤드에 의해 배향막 재료를 토출하여 기판 상에 부착시키는 것이다. 건조 고화시켜서 배향막을 형성하는 방법에 있어서, 잉크젯에서의 토출에 적합한 점도로 하기 위한 배향막 재료에 첨가하는 표면 장력 조정의 용제나, 탈기 용제가 나타나 있다. 이것은, 잉크젯의 토출 동작과 토출 후의 기판 상에서의 레벨링성을 향상하고자 하는 것이며, 건조 고화에 대해서는 별도의 공정으로서 다음의 건조시키는 장치로 옮겨지는 것이다(비특허문헌 1 참조).

일본국 특허 제3073493호 공보

이와이 요시히로·고시이시 겐지 저, 「액정·PDP·유기 EL 철저 비교」, 초판, 주식회사 공업 조사회, 2004년 7월, p. 50-58

지금까지, 잉크젯 방식의 도포에 있어서의 높은 도포 위치 정밀도나 막 두께의 균일성을 도모하는데 있어서는, 주로, 목표로 하는 도포 간격과 도포 헤드의 노즐 피치의 상대적인 위치 관계가 주목되고 있었다.

그러나, 잉크젯 방식의 도포를 여러 분야에서 활용해 가는데 있어서는, 도포하는 시점의 동작에 더하여, 도포한 직후로부터 건조하여 기판 상에 고착되기까지를 어떻게 관리하는지도 중요하다.

특히, 액정 유리 기판의 제조에 적용한 사례에서는, 기판의 대형화가 진행됨에 따라, 어떠한 고착 상태가 되는지가 매우 중요해진다. 이 때문에, 잉크젯 방식에 의해 위치를 관리하여 도포하고, 관리된 위치를 유지할 수 있도록 신속하게 건조시키는 것이 바람직하다.

그러나, 비특허문헌 1에 나타내는 바와 같은 종래의 방법에서는, 일련의 도포 처리가 종료된 후에, 건조 처리가 행하여진다. 이 때문에, 도포 처리 개시로부터 건조 장치에 셋트되어 건조 처리가 개시되기까지의 사이에, 건조 처리가 행하여지지 않게 된다. 이 때문에, 건조 처리를 개시하기까지의 사이에 유리 기판에 도포된 액적이 움직이거나, 액적 사이의 오버랩에 따른 레벨링이 의도하지 않은 상태에서 연쇄적으로 발생할 우려가 있다.

그래서, 본 발명은, 고정밀도로 높고 균일한 도포를 할 수 있는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 도포 대상물을 흡착 유지하는 흡착 테이블과, 당해 흡착 테이블에 흡착 유지된 상기 도포 대상물의 표면에 잉크젯식 노즐로부터 도포재를 토출하면서 박막 형성을 행하는 복수의 도포 헤드와, 당해 도포 헤드를 상기 도포 대상물의 상방 위치에서 이동시키는 갠트리를 구비하는 박막 형성 장치로서, 상기 갠트리에, 상기 도포 대상물의 표면을 가열하는 열원 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치이다.

본 발명에 의하면, 고정밀도로 균일한 도포를 할 수 있는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 갠트리의 배면 측의 구조를 설명하는 구성 모식도이다.
도 3은 헤드 회복 장치의 확대도이다.
도 4는 헤드 회복 장치의 동작을 설명하는 모식도이다.
도 5는 제어부의 기능을 설명하는 기능 블록도이다.
도 6은 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치의 박막 형성 방법을 설명하는 플로우 차트이다.
도 7은 바깥 프레임 도포 공정을 설명하는 플로우 차트이다.
도 8은 내면 도포 공정을 설명하는 플로우 차트이다.
도 9는 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치의 바깥 프레임 도포 공정을 설명하는 모식도이며, (a)가 왕로(往路) 시를, (b)가 복로(復路) 시를 나타낸다.
도 10은 변형예에 관련된 박막 형성 장치의 갠트리의 구조를 설명하는 구성 모식도이다.
도 11은 변형예에 관련된 박막 형성 장치의 바깥 프레임 도포 공정을 설명하는 모식도이며, (a)가 왕로 시를, (b)가 복로 시를 나타낸다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 「실시 형태」라고 한다)에 대하여, 적절히 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 각 도에 있어서, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.

도 1은, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)의 구성을 나타내는 사시도이다.

본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)는, 플랫·패널·디스플레이나, 전기 영동 방식 등을 응용한 플렉서블·디스플레이라고 불리는 탄력있게 잘 휘어지는 전자 페이퍼 등, 다중 다양한 용도가 있다. 이하의 설명에 있어서, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)는, 플랫·패널·디스플레이에 이용되는 유리 기판(100)에 대하여 폴리이미드의 박막을 형성(도포)하는 것으로 하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)에서 유리 기판(100) 상에 형성(도포)된 폴리이미드의 박막은, 본 건조 처리 및 배향 처리(러빙)를 함으로써, 배향막이 되는 것이나, 본 설명에 있어서는, 본 건조 처리·배향 처리 전의 박막도 「배향막」이라고 칭하는 것으로 한다.

박막 형성 장치(1)는, 가대(2)(架臺)와, 갠트리(3)와, 복수의 도포 헤드(4)를 갖는 도포 헤드 유닛(5)과, X축 이동 기구(6)와, Y축 이동 기구(7)와, Z축 이동 기구(8)와, 배향막을 형성(도포)하는 대상인 유리 기판(100)을 진공 흡착하여 고정하는 흡착 테이블(9)과, 헤드 회복 장치(10)와, 열원 장치(31)와, 얼라인먼트 카메라(32)(도 2 참조)와, 얼라인먼트 카메라 이동 기구(33)(도 2 참조)와, 제어부(50)(도 5 참조)를 구비하고 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가대(2)의 길이 방향[갠트리(3)의 이동 방향]을 X축으로 하고, 가대(2)의 폭 방향(수평면 상에서 X축과 직교하는 방향)을 Y축으로 하며, 연직 방향을 Z축으로 하는 것으로 하여 설명한다. 또, 갠트리(3)가 X축의 정(正)방향으로 이동하는 것을 왕로라고 하고, X축의 부(負)방향으로 이동하는 것을 복로라고 하는 것으로 하여 설명한다.

갠트리(3)는, 가대(2)와의 사이에 개구(3a)를 가지는 문형(門型) 갠트리이고, X축 이동 기구(6)를 개재하여, 가대(2) 위에 설치되어 있다.

갠트리(3)의 복로 측에는, Y축 이동 기구(7) 및 Z축 이동 기구(8)를 개재하여, 복수의 도포 헤드(4)를 가지는 도포 헤드 유닛(5)이 설치되어 있다.

갠트리(3)의 왕로 측에는, 열원 장치(31)가 설치되어 있다. 또, 갠트리(3)의 왕로 측은, 얼라인먼트 카메라 이동 기구(33)(도 2 참조)를 개재하여, 얼라인먼트 카메라(32)(도 2 참조)가 설치되어 있다.

X축 이동 기구(6)는, 가대(2)에 설치된 고정자(마그넷 플레이트)(6a)와, 갠트리(3)에 설치된 가동자(코일)(6b)로 이루어지는 리니어 모터 액추에이터이며, 가대(2)에 대하여 갠트리(3)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있게 되어 있다.

Y축 이동 기구(7)는, 갠트리(3)에 설치된 고정자(마그넷 플레이트)(7a)와, 도포 헤드 유닛(5)에 설치된 가동자(코일)(7b)로 이루어지는 리니어 모터 액추에이터이고, 갠트리(3)에 대하여 도포 헤드 유닛(5)을 Y축 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

Z축 이동 기구(8)는, 서보 모터로 이루어지며, 갠트리(3)에 대하여 도포 헤드 유닛(5)을 Z축 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

즉, 도포 헤드 유닛(5)[(도포 헤드(4), 후술하는 노즐(4a)]은, X축 이동 기구(6)에 의해 X축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있고, Y축 이동 기구(7)에 의해 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있으며, Z축 이동 기구(8)에 의해 Z축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, X축 이동 기구(6), Y축 이동 기구(7) 및 Z축 이동 기구(8)는, 제어부(50)에 의해 제어되도록 되어 있다.

복수의 도포 헤드(4)를 갖는 도포 헤드 유닛(5)이 설치되어 있다. 배향막 재료를 토출하는 노즐의 피치의 연속성을 확보하기 위하여, 도포 헤드(4)가 복수 설치되어 있다. 도 1에 나타내는 예에 있어서, 도포 헤드 유닛(5)에는, 4개의 도포 헤드(4)가 Y축 방향을 따라 일렬로 배치되고, 그 도포 헤드(4)의 열이 X축 방향으로 3열 배열되는 것이 도시되어 있다.

또한, 하나의 도포 헤드(4)에 대하여 배향막 재료를 토출하는 노즐(도시 생략)이 Y축 방향을 따라 일렬로 복수 배치되고, 그 노즐의 열이 복수열 배치되어 있다(도시 생략). 또한, 도포 헤드(4)는, 압전 소자 등을 이용하여 노즐로부터 소량의 액적을 고정밀도로 토출하는 잉크젯 헤드이다.

또한, 제어부(50)는, 도포 헤드(4)의 각 노즐마다 배향막 재료의 토출의 유무나 타이밍, 토출하는 배향막 재료의 양을 제어할 수 있도록 되어 있다.

도 2는, 갠트리(3)의 배면 측의 구조를 설명하는 구성 모식도이다. 또한, 도 2에 있어서, X축 이동 기구(6)의 가동자(6b), Y축 이동 기구(7), Z축 이동 기구(8)는 생략하여 도시하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 갠트리(3)의 왕로 측(도 1의 배면 측)에 배치되는 열원 장치(31)는, 예를 들면, 적외선 램프로 구성되고, 대략 연직 방향으로 적외선을 조사할 수 있도록 되어 있다. 즉, 갠트리(3)의 복로 시에 갠트리(3)의 개구(3a)(도 1 참조)를 통과한 대상[유리 기판(100)]에 대하여 적외선을 조사할 수 있도록 되어 있다.

또한, 열원 장치(31)는, 제어부(50)에 의해 그 점등·소등이 제어되도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)는, 열원 장치(31)로서 적외선 램프를 이용하는 것으로 하여 설명하나, 이에 한정되는 것이 아니라, 가시광선을 조사하는 가시광선 램프(도시 생략)이어도 되고, 자외선을 조사하는 자외선 램프(도시 생략)이어도 되며, 유리 기판(100)에 도포된 배향막 재료를 가열할 수 있는 것이면 된다.

이와 관련하여, 열원 장치(31)로서 자외선 램프(도시 생략)를 이용하는 경우, 자외선 램프의 전원 투입으로부터 조사되는 자외선의 강도가 안정되기까지 시간을 필요로 하기 때문에, 셔터(도시 생략)를 설치하여, 자외선 램프의 점등·소등을 제어하는 대신, 셔터의 개폐에 의해 조사 개시와 조사 정지를 제어하도록 하는 것이 바람직하다.

또, 열원 장치(31)로서, 진애(塵埃) 등을 포함하지 않는 청정한 공기(클린 에어)를 가열하여 대상[유리 기판(100)]에 분사하는 열풍 송풍 장치(도시 생략)이어도 된다. 가열된 청정한 공기를 열 매체로서 대상에 분사함으로써, 대상[유리 기판(100)]을 더욱 가열할 수 있다. 또, 열풍 송풍 장치와 적외선 램프(가시광선 램프, 자외선 램프)를 조합한 것이어도 된다.

얼라인먼트 카메라(32)는, 흡착 테이블(9)에 흡착된 유리 기판(100)과의 위치 결정용으로 사용되는 것 이외에, 도포 헤드(4)로부터 토출되어 유리 기판(100)에 도포된 배향막 재료를 관찰하기 위한 카메라이다.

얼라인먼트 카메라 이동 기구(33)는, 갠트리(3)에 대하여 얼라인먼트 카메라(32)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 즉, 얼라인먼트 카메라(32)는, X축 이동 기구(6)에 의해 X축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있고, 얼라인먼트 카메라 이동 기구(33)에 의해 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, X축 이동 기구(6) 및 얼라인먼트 카메라 이동 기구(33)는, 제어부(50)에 의해 제어되도록 되어 있다. 또, 얼라인먼트 카메라(32)로 촬상된 화상은, 제어부(50)로 송신되어, 도포 헤드(4)의 위치 보정에 이용된다.

도 1로 돌아가서, 흡착 테이블(9)은, 유리 기판(100)을 진공 흡착하여 고정할 수 있도록 되어 있다. 또, 흡착 테이블(9)은, 서보 모터로 이루어지는 θ회전 기구(도시 생략)를 구비하고 있고, Z축 방향의 축을 회전축으로 하여 회전각 θ만큼 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

또, 흡착 테이블(9)은, 제어부(50)에 의해 유리 기판(100)의 탈착 및 회전각 θ가 제어되도록 되어 있다.

다음으로, 헤드 회복 장치(10)에 대하여, 도 3 및 도 4를 이용하여 더 설명한다. 도 3은, 헤드 회복 장치(10)의 확대도이다.

헤드 회복 장치(10)는, 도포 헤드(4)의 노즐로부터 토출시켜서, 노즐의 막힘을 방지함과 함께, 막힘의 회복을 검출하는 장치이다.

헤드 회복 장치(10)는, 흡입구(11)와, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)(12)와, 카메라(13)와, LED(12)를 Y축 방향으로 이동시키는 LED 이동 기구(12A)와, 카메라(13)를 Y축 방향으로 이동시키는 카메라 이동 기구(13A)와, 전자 천칭(14)을 구비하고 있다. 전자 천칭(14)으로는, 배향막 재료를 도포 헤드(4)의 노즐로부터 토출시켜서, 각 도포 헤드(4) 사이의 1회당 토출량을 조정한다.

흡입구(11)는, 진공 챔버(도시 생략) 등에 접속되고, Z축 방향으로 보아 도포 헤드 유닛(5)에 설치된 복수의 도포 헤드(4)와 위치가 대응하도록 배치되어 있다. 즉, 도 1에 나타내는 도포 헤드 유닛(5)에 대응하여, 4개의 흡입구(11)가 Y축 방향을 따라 일렬로 배치되고, 그 흡입구(11)의 열이 X축 방향으로 3열 배치되어 있다.

LED(12)는, 도포 헤드 유닛(5)에 설치된 Y축 방향을 따라 일렬로 배치된 도포 헤드(4)와 위치가 대응하도록 배치되어 있다. 즉, 도 1에 나타내는 도포 헤드 유닛(5)에 대응하여, 4개의 LED(12)가 Y축 방향을 따라 일렬로 배치되어 있다. 또, LED(12)는, LED 이동 기구(12A)에 의해 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, LED(12)는, 제어부(50)에 의해 그 점등·소등이 제어되도록 되어 있다.

카메라(13)는, 도포 헤드 유닛(5)에 설치된 Y축 방향을 따라 일렬로 배치된 도포 헤드(4)와 위치가 대응하도록 배치되어 있다. 즉, 도 1에 나타내는 도포 헤드 유닛(5)에 대응하여, 4개의 카메라(13)가 Y축 방향을 따라 일렬로 배치되어 있다. 또, 카메라(13)는, 카메라 이동 기구(13A)에 의해 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, 카메라(13)로 촬상된 화상은, 제어부(50)로 송신된다.

도 4는, 헤드 회복 장치(10)의 동작을 설명하는 모식도이다. 또한, 도 4는, 도 1의 X-Z 평면에서 본 모식도이다. 또, 도 1에 있어서, X축 방향으로 복수의 도포 헤드(4) 및 흡입구(11)가 배치되어 있으나, 검사 대상의 노즐과 대응하는 도포 헤드(4) 및 흡입구(11) 이외의 것은, 이 도 4에서는 도시를 생략하고 있다.

먼저, 제어부(50)[후술하는 헤드 회복 제어부(51)]는, X축 이동 기구(6) 및 Y축 이동 기구(7)를 제어하여, 흡입구(11)와 대응하도록 도포 헤드(4)를 이동시킨다. 또, 제어부(50)[헤드 회복 제어부(51)]는, LED 이동 기구(12A) 및 카메라 이동 기구(13A)를 제어하여, LED(12) 및 카메라(13)의 Y축 좌표가 검사 대상의 노즐(4a)의 Y축 좌표와 일치하도록 이동시킨다. 또, 카메라(13)는, X축 방향의 이동 기구(도시 생략)를 가지고 있고, 촬상의 초점 위치를 검사 대상의 노즐(4a)의 X축 좌표와 일치하도록 이동시킨다.

다음으로, 제어부(50)[헤드 회복 제어부(51)]는, 도포 헤드(4)를 제어하여, 노즐(4a)로부터 배향막 재료의 액적(4b)을 토출시키는 회복 운전을 행한다. 또한, 토출된 배향막 재료의 액적(4b)은, 흡입구(11)로 들어간다.

이때, 제어부(50)[헤드 회복 제어부(51)]는, LED(12)를 점등시키고, 카메라(13)로 촬상한다. 토출된 배향막 재료의 액적(4b)은, 카메라(13)로 촬상하는 화상에 있어서, 그림자로서 촬상된다. 이에 따라, 노즐(4a)의 막힘의 회복을 검지할 수 있다.

또한, 노즐(4a)의 막힘은, 배향막 재료의 액적(4b)을 토출함으로써 해소되나, 토출 제어만으로 막힘을 해소할 수 없는 경우, 제어부(50)[헤드 회복 제어부(51)]는, Z축 이동 기구(8)(도 1 참조)를 제어하여, 도포 헤드(4)를 흡입구(11)와 접촉하도록 강하시켜, 흡인 회복을 행하여도 된다. 그리고, 제어부(50)[헤드 회복 제어부(51)]는, Z축 이동 기구(8)(도 1 참조)를 제어하여, 소정의 높이까지 되돌려, 노즐(4a)로부터 배향막 재료의 액적(4b)을 토출시키고, 카메라(13)로 촬상하여 회복을 확인한다.

도 5는, 제어부(50)의 기능을 설명하는 기능 블록도이다.

제어부(50)는, X축 이동 기구(6), Y축 이동 기구(7), Z축 이동 기구(8), LED 이동 기구(12A), 카메라 이동 기구(13A) 및 얼라인먼트 카메라 이동 기구(33)의 이동 위치를 제어할 수 있도록 되어 있다.

또, 제어부(50)는, 흡착 테이블(9)에 있어서, 유리 기판(100)의 탈착 및 회전각 θ를 제어할 수 있도록 되어 있다.

또, 제어부(50)는, LED(12) 및 열원 장치(31)의 점등·소등을 제어할 수 있도록 되어 있다.

또, 제어부(50)는, 복수의 도포 헤드(4)의 노즐마다 배향막 재료의 토출의 유무나 타이밍을 제어할 수 있도록 되어 있다.

또, 제어부(50)는, 카메라(13) 및 얼라인먼트 카메라(32)로 촬상된 화상이 입력되도록 되어 있다.

제어부(50)는, 헤드 회복 제어부(51)와, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)와, 내면 도포 공정 제어부(53)를 구비하고 있다.

헤드 회복 제어부(51)는, 도포 헤드(4)의 노즐을 회복시키는 제어를 행하도록 되어 있다.

바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, 유리 기판(100)에 도포하는 배향막의 바깥 프레임을 형성하는 제어를 행하도록 되어 있다.

내면 도포 공정 제어부(53)는, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)에 의해 형성된 배향막의 바깥 프레임의 내부에 배향막 재료를 도포하는 제어를 행하도록 되어 있다.

다음으로, 도 6 내지 도 8을 이용하여, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)의 박막 형성 방법을 설명한다.

단계 S1에 있어서, 제어부(50)의 헤드 회복 제어부(51)는, 도포 헤드(4)의 노즐로부터 배향막 재료를 정상적으로 적하할 수 있는지 확인한다. 또, 전자 천칭(14)을 이용하여, 도포 헤드(4)의 노즐로부터의 배향막 재료의 토출량을 조정한다.

구체적으로는, 헤드 회복 제어부(51)는, X축 이동 기구(6) 및 Y축 이동 기구(7)를 제어하여, 흡입구(11)와 대응하도록 도포 헤드(4)를 이동시킨다. 또, LED 이동 기구(12A) 및 카메라 이동 기구(13A)를 제어하여, LED(12) 및 카메라(13)의 Y축 좌표가 검사 대상의 노즐의 Y축 좌표와 일치하도록 이동시킨다.

그리고, 헤드 회복 제어부(51)는, 도포 헤드(4)를 제어하여, 노즐로부터 배향막 재료를 토출시키고, 토출된 배향막 재료의 액적을 카메라(13)로 촬상하여 확인한다.

또한, 노즐에 막힘이 발생하여, 적하되지 않는 경우, 상기 서술한 흡인 회복을 실행한다.

도포 헤드(4)의 노즐로부터 정상적으로 적하할 수 있는 것을 확인하면, 단계 S2로 진행한다.

단계 S2에 있어서, 제어부(50)는, 흡착 테이블(9)을 제어하여, 외부의 기판 장전 기구(도시 생략)에 의해 흡착 테이블(9) 상에 배치된 유리 기판(100)을 흡착시킨다(기판 로드). 또, 제어부(50)는, X축 이동 기구(6) 및 얼라인먼트 카메라 이동 기구(33)를 제어하여 얼라인먼트 카메라(32)를 이동시키고, 얼라인먼트 카메라(32)로 촬상된 화상에 기초하여 흡착 테이블(9)에 흡착된 유리 기판(100)의 위치를 확인한다. 제어부(50)는, 여기서 확인된 유리 기판(100)의 위치 정보에 기초하여, 후술하는 도포 헤드(4)의 이동을 제어한다.

단계 S3에 있어서, 제어부(50)의 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, 유리 기판(100) 상에 배향막의 바깥 프레임을 도포하여 형성한다. 여기서, 도 7을 이용하여 단계 S3에 나타내는 바깥 프레임 도포 공정을 더 설명한다.

먼저, 단계 S31에 있어서, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, Y축 이동 기구(7)를 제어하여, 후술하는 단계 S32에 있어서 도포 헤드(4)가 바깥 프레임 패턴(110)[도 9(a)를 참조]을 형성하는 영역을 통과하도록, Y축의 위치를 이동시킨다(도포 헤드 Y축 위치 맞춤).

단계 S32에 있어서, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, X축 이동 기구(6)를 제어하여, 갠트리(3)를 왕로 방향으로 이동시킴과 함께, 도포 헤드(4)를 제어하여, 도포 헤드(4)의 노즐로부터 배향막 재료의 액적을 적하하는 타이밍을 제어한다.

이에 따라, 유리 기판(100)에 배향막의 바깥 프레임 패턴(110)이 도포된다.

갠트리(3)의 왕로 방향의 이동이 종료되면, 단계 S33으로 진행한다.

단계 S33에 있어서, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, 열원 장치(31)인 적외선 램프를 점등시킨다(열원 장치 ON).

단계 S34에 있어서, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, X축 이동 기구(6)를 제어하여, 갠트리(3)를 복로 방향으로 이동시킨다. 이와 같이 하여, 갠트리(3)의 개구(3a)(도 1 참조)를 통과한 유리 기판(100)에 대하여, 적외선(가열 영역)(34)을 조사한다.

이에 따라, 단계 S32에서 유리 기판(100)에 도포된 배향막의 바깥 프레임 패턴(100)을 건조시킨다.

갠트리(3)의 복로 방향의 이동이 종료되면, 단계 S35로 진행한다.

단계 S35에 있어서, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, 열원 장치(31)인 적외선 램프를 소등시킨다(열원 장치 OFF).

단계 S36에 있어서, 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)는, 소정의 횟수가 종료되었는지의 여부를 판정한다.

단계 S3에 나타내는 바깥 프레임 도포 공정에 있어서, 바깥 프레임 패턴(110)을 소정의 높이로 하기 위하여, 바깥 프레임 패턴(110)의 도포와 건조를 복수 회 반복하도록 되어 있고, 소정의 횟수가 종료되어 있지 않은 경우(S36·No), 바깥 프레임 도포 공정 제어부(52)의 처리는, 단계 S31로 돌아간다. 소정의 횟수가 종료된 경우(S36·Yes), 도 7에 나타내는 바깥 프레임 도포 공정(단계 S3)을 종료하고, 도 6의 단계 S4로 진행한다.

도 6으로 돌아가서, 단계 S4에 있어서, 제어부(50)의 내면 도포 공정 제어부(53)는, 단계 S3에서 형성된 바깥 프레임 패턴(110)(도 9 참조)으로 둘러싸인 내면에 배향막 재료를 도포한다. 여기서, 도 8을 이용하여 단계 S4에 나타내는 내면 도포 공정을 더 설명한다.

단계 S41에 있어서, 내면 도포 공정 제어부(53)는, Y축 이동 기구(7)를 제어하여, 도포 헤드(4)가 Y축 방향의 초기 위치에 배치되도록, Y축의 위치를 이동시킨다(도포 헤드 Y축 위치 맞춤).

단계 S42에 있어서, 내면 도포 공정 제어부(53)는, X축 이동 기구(6)를 제어하여, 갠트리(3)를 이동시킴과 함께, 도포 헤드(4)를 제어하여, 노즐로부터 배향막 재료의 액적을 적하하는 타이밍을 제어한다(갠트리 이동·도포). 또한, S42에 있어서의 갠트리(3)의 이동은, 왕로, 복로를 불문한다.

이에 따라, 단계 S3에서 형성된 바깥 프레임 패턴(110)(도 9 참조)으로 둘러싸인 내면에 배향막 재료가 도포된다.

단계 S43에 있어서, 내면 도포 공정 제어부(53)는, 소정의 도포 횟수(N회)가 종료되었는지의 여부를 판정한다.

후술하는 바와 같이, 바깥 프레임 패턴(110)으로 둘러싸인 내면의 도포는, 도포 헤드(4)를 노즐 피치의 1/N 이동시키면서, N회 도포한다. 이에 따라, 바깥 프레임 패턴(110)으로 둘러싸인 내면에 적하되는 액적의 피치는, 도포 헤드(4)의 노즐 피치의 1/N이 된다. 이에 따라, 막 두께를 균일화시킬 수 있다.

소정의 도포 횟수가 종료되어 있지 않은 경우(S43·No), 단계 S44로 진행하고, 내면 도포 공정 제어부(52)는, Y축 이동 기구(7)를 제어하여, 도포 헤드(4)를 1/N 노즐 피치 이동시킨다. 그리고 단계 S42로 돌아간다.

소정의 도포 횟수가 종료된 경우(S43·Yes), 도 8에 나타내는 내면 도포 공정(단계 S4)을 종료하고, 도 6의 단계 S5로 진행한다.

단계 S5에 있어서, 제어부(50)는, 흡착 테이블(9)을 제어하여, 흡착 테이블(9) 상에 배치된 유리 기판(100)의 흡착을 해제한다. 배향막이 도포된 유리 기판(100)은 외부의 기판 장전 기구(도시 생략)에 의해 박막 형성 장치(1)로부터 적출된다(기판 언로드).

또한, 박막 형성 장치(1)로부터 적출된 유리 기판(100)은, 본 건조 처리를 행하는 건조 처리 장치(도시 생략)로 보내진다.

이와 같이, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)는, 잉크젯 방식을 이용하여 배향막을 형성하기 때문에, 종래의 플렉소 인쇄법과 같은 판형(版型)을 필요로 하지 않고, 소량·다품종의 배향막 형성(바꿔 말하면, 소량·다품종의 플랫·패널·디스플레이의 제조)에 대응할 수 있다.

또, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)는, 유리 기판(100)에 배향막을 형성할 때, 배향막의 바깥 프레임 패턴(110)을 형성하고, 그 후, 프레임 내에 배향막 재료를 도포한다.

여기서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 배향막의 바깥 프레임 패턴(110)을 형성할 때, 적외선 램프 등의 열원 장치(31)에 의해, 유리 기판(100) 상에 도포된 배향막 재료를 가열하기 때문에, 도포된 배향막 재료가 유리 기판(100) 상의 도포된 위치로부터 퍼지는 것을 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 배향막 형성 영역으로부터의 밀려나옴을 저감시키고, 배향막 재료를 효율적으로 사용할 수 있다.

또, 배향막의 에지의 직선성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 플랫·패널·디스플레이의 비표시부 면적을 한층 더 축소화하는 것을 도모할 수 있다. 또, 다중 패터닝을 하는 유리 기판에 있어서는, 인접하는 배향막 패턴 사이를 축소할 수 있어, 1매의 유리 기판으로부터 취출(取出)시키는 플랫·패널·디스플레이의 매수를 향상시킬 수 있다.

다음으로, 프레임 내에 도포된 배향막 재료는, 바깥 프레임에 의해 막혀, 그 이상 퍼지지 않도록 되어 있다. 이에 따라, 배향막 형성 영역으로부터의 밀려나옴(번짐)을 저감시켜, 배향막 재료를 효율적으로 사용할 수 있다.

또, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치(1)는, 흡착 테이블(9)에 인접하여, 헤드 회복 장치(10)가 설치되어 있다. 이에 따라, 도포 헤드(4)의 막힘을 방지함과 함께, 노즐을 회복(청소)시킬 수 있고, 도포 헤드(4)의 노즐로부터 적하되는 배향막 재료의 액적의 양과 적하되는 타이밍을 적절하게 제어할 수 있다.

또, 도포 헤드(4)로부터 토출되는 배향막 재료를 카메라(13)로 촬상함으로써, 막힘없이 바르게 토출되고 있는지의 여부를 확인할 수 있다.

또한, 열원 장치(31)의 조사 영역[도 9(b)에 나타내는 가열 영역(34)]은, 유리 기판(100)에 갠트리(3)의 하방으로 향해 있기 때문에, 도포 헤드(4)의 막힘을 조장하는 일이 없도록 되어 있다.

<변형예>

또한, 본 실시 형태에 관련된 박막 형성 장치는, 상기 실시 형태의 구성에 한정되는 것이 아니라, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

도 10은, 변형예에 관련된 박막 형성 장치의 갠트리(3)의 구조를 설명하는 구성 모식도이다. 본 실시 형태에 관련된 갠트리(3)(도 2 참조)와 비교하여, 변형예에 관련된 갠트리(3)(도 10 참조)는, 갠트리(3)의 복로 측(도 1의 정면 측)에도 열원 장치(35)를 구비하고 있다. 열원 장치(35)는, 열원 장치(31)와 마찬가지로, 예를 들면, 적외선 램프로 구성되어, 대략 연직 방향으로 적외선을 조사할 수 있도록 되어 있다. 즉, 열원 장치(35)는, 갠트리(3)의 왕로 시에 갠트리(3)의 개구(3a)(도 1 참조)를 통과한 대상에 대하여 적외선을 조사할 수 있도록 되어 있다.

또, 열원 장치(35)는, 제어부(50)에 의해 그 점등·소등이 제어되도록 되어 있다.

도 11은, 변형예에 관련된 박막 형성 장치의 바깥 프레임 도포 공정을 설명하는 모식도이며, (a)가 왕로 시를, (b)가 복로 시를 나타낸다.

도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 갠트리(3)를 왕로 방향으로 이동시킬 때, 도포 헤드(4)를 제어하여, 도포 헤드(4)의 노즐로부터 배향막 재료의 액적을 적하하는 타이밍을 제어함과 함께, 열원 장치(35)를 점등시킴으로써 유리 기판(100)에 대하여 적외선(가열 영역)(36)을 조사한다.

또, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 갠트리(3)를 복로 방향으로 이동시킬 때, 도포 헤드(4)를 제어하여, 도포 헤드(4)의 노즐로부터 배향막 재료의 액적을 적하하는 타이밍을 제어함과 함께, 열원 장치(31)를 점등시킴으로써 유리 기판(100)에 대하여 적외선(가열 영역)(34)을 조사한다.

이와 같이, 변형예에 관련된 박막 형성 장치에 의하면, 왕로 시에도 복로 시에도 배향막 재료의 적하와 건조를 행할 수 있어, 바깥 프레임을 형성하는 택트 타임을 단축할 수 있다.

또, 도포(배향막 재료의 액적의 적하)에서 건조(적외선의 조사)까지의 시간을 단축할 수 있기 때문에, 바깥 프레임의 직선성이 더욱 향상된다.

또, 흡착 테이블(9)(도 1 참조)에 흡착된 유리 기판(100)을 가열하는 가열 수단(도시 생략)을 더 구비하고, 바깥 프레임 형성 공정(단계 S3)에 있어서 유리 기판(100)을 가열함으로써, 적하된 배향막 재료의 액적의 건조를 촉진시키도록 해도 된다.

1: 박막 형성 장치 2: 가대
3: 갠트리 3a: 개구
4: 도포 헤드 4a: 노즐
4b: 배향막 재료의 액적 5: 도포 헤드 유닛
6: X축 이동 기구 6a: 고정자
6b: 가동자 7: Y축 이동 기구
7a: 고정자 7b: 가동자
8: Z축 이동 기구 9: 흡착 테이블
10: 헤드 회복 장치 11: 흡입구(토출 위치)
12: LED(촬상 장치) 12A: LED 이동 기구(촬상 장치)
13: 카메라(촬상 장치) 13A: 카메라 이동 기구(촬상 장치)
31: 열원 장치 32: 얼라인먼트 카메라
33: 얼라인먼트 카메라 이동 기구 34: 적외선(가열 영역)
35: 열원 장치 36: 적외선(가열 영역)
50: 제어 유닛 51: 헤드 회복 제어부
52: 바깥 프레임 도포 공정 제어부 53: 내면 도포 공정 제어부
100: 유리 기판(도포 대상물) 110: 바깥 프레임 패턴

Claims (4)

1. 도포 대상물을 흡착 유지하는 흡착 테이블과,
   당해 흡착 테이블에 흡착 유지된 상기 도포 대상물의 표면에 잉크젯식 노즐로부터 도포재를 토출하면서 박막 형성을 행하는 복수의 도포 헤드와,
   당해 도포 헤드를 상기 도포 대상물의 상방 위치에서 이동시키는 갠트리를 구비하는 박막 형성 장치로서,
   상기 갠트리에, 상기 도포 대상물의 표면을 가열하는 열원 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도포 대상물의 표면과는 다른 위치로서, 상기 도포 헤드로부터 도포재를 토출하는 토출 위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 토출 위치에는,
   상기 도포 헤드의 노즐로부터 토출된 도포재를 촬상하는 촬상 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
4. 도포 대상물을 흡착 유지하는 흡착 테이블과,
   당해 흡착 테이블에 흡착 유지된 상기 도포 대상물의 표면에 잉크젯식 노즐로부터 도포재를 토출하면서 박막 형성을 행하는 복수의 도포 헤드와,
   당해 도포 헤드를 상기 도포 대상물의 상방 위치에서 이동시키는 갠트리와,
   상기 갠트리에 배치되어 상기 도포 대상물의 표면을 가열하는 열원 장치를 구비하는 박막 형성 장치의 박막 형성 방법으로서,
   상기 도포 헤드의 노즐로부터 상기 도포 대상물의 표면에 도포재를 토출하여, 박막의 바깥 프레임을 형성하는 바깥 프레임 도포 단계와,
   상기 열원 장치로 상기 도포 대상물의 표면을 가열하는 도포재를 건조시키는 바깥 프레임 건조 단계와,
   상기 도포 헤드의 노즐로부터 상기 도포 대상물에 형성된 상기 바깥 프레임의 프레임 내부에 도포재를 토출하여, 박막을 형성하는 박막 도포 단계를 갖는 것을 특징으로 하는, 박막 형성 장치의 박막 형성 방법.
   

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