KR20130076580A

KR20130076580A - 도포방법

Info

Publication number: KR20130076580A
Application number: KR1020110145220A
Authority: KR
Inventors: 김준영
Original assignee: 주식회사 탑 엔지니어링
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-08
Also published as: KR101911700B1

Abstract

본 발명에 따른 도포방법은, 기판상에 도포된 도포제의 높이를 측정하는 방법에 대하여 제시한다.

Description

도포방법 {APPLYING METHOD}

본 발명은 프릿(frit)이 혼합된 도포제를 기판상에 도포하는 도포방법에 관한 것이다.

유기EL 디스플레이, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계방출 디스플레이 등의 평판디스플레이의 제조공정에서는, 한 쌍의 기판을 소정의 간격으로 유지하면서 그 사이의 내부공간을 기밀상태로 봉지하기 위하여, 한 쌍의 기판 중 어느 하나에 프릿이 혼합된 도포제를 도포한 후 한 쌍의 기판을 서로 접합하는 공정을 수행한다.

이러한 도포제는, 분말상태의 프릿과 유기용매가 혼합된 페이스트의 형태로 마련되어, 기판의 상면의 주위에 도포된다. 이후, 도포제가 도포된 기판이 건조 및 가열과정을 거치게 됨에 따라, 도포제 내의 유기용매는 기화되며, 이에 따라, 기판에는 프릿이 남게 된다. 프릿이 존재하는 기판상에는 프릿의 패턴으로부터 일정한 간격의 외측으로 접착제가 도포되며, 이러한 접착제에 의하여 한 쌍의 기판이 합착된다. 그리고, 합착된 기판을 고온으로 가열하거나 레이저를 프릿에 조사하면, 프릿이 용융 및 경화되면서, 한 쌍의 기판이 견고하게 합착되며, 한 쌍의 기판 사이의 내부공간은 긴밀하게 밀폐된다. 이후, 합착된 기판의 영역 중 접착제가 도포된 영역은 절단되며, 이에 따라, 한 쌍의 기판 사이에 프릿이 경화된 상태의 제품이 완성된다.

도포제를 기판상에 도포하기 위하여, 기판에 대향하는 단부에 토출구가 형성된 노즐이 구비되는 도포장치가 이용된다. 도포장치는, 기판에 대하여 노즐을 수평방향으로 상대적으로 이동시키는 것과 동시에 노즐의 토출구를 통하여 도포제를 토출시키면서 기판상에 도포제를 도포한다.

이러한 평판디스플레이의 제조공정에서, 가장 중요한 인자 중의 하나는, 한 쌍의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것이다. 한 쌍의 기판 사이의 간격은, 기판상에 도포된 도포제의 폭과 높이 등의 도포제의 단면형상에 의하여 결정된다. 따라서, 한 쌍의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여, 도포제를 그 단면형상을 일정하게 유지하면서 기판상에 도포할 필요가 있다.

한편, 기판상에 도포제를 도포하는 과정에서 도포제에 기포가 혼입되는 등의 원인으로 인하여, 도포제의 높이가 일정하지 않고 굴곡되게 형성되는 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 도포가 완료된 후에는, 곧바로 기판상의 도포제의 높이가 미리 설정된 최적의 범위 내에 있는지를 검사하여, 불량이 있는 기판이 평판디스플레이의 제조에 투입되는 것을 방지할 필요가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 요구사항을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 기판상에 도포된 도포제의 높이를 측정할 수 있는 도포방법을 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도포방법은, 노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서, (a) 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 간격을 제1간격으로 설정하는 단계와, (b) 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계와, (c) 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계와, 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 도포방법은, 노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서, (a) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 제1간격을 측정하는 단계와, (b) 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계와, (c) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계와, (d) 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 도포방법은, 노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서, (a) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 제1간격을 측정하는 단계와, (b) 상기 제1간격을 근거로 상기 기판에 대한 상기 노즐의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계와, (c) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계와, (d) 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 도포방법은, 노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서, (a) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 제1간격을 측정하는 단계와, (b) 상기 제1간격을 근거로 상기 기판에 대한 상기 노즐 및 상기 변위센서의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계와, (c) 상기 제1간격을 근거로 상기 기판에 대한 상기 변위센서의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계와, (d) 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 도포방법은, 기판상에 도포제를 도포하는 동작을 완료한 후 곧바로 도포제의 높이를 측정하여, 도포가 양호하게 수행되었는지 여부를 판단할 수 있으므로, 평판디스플레이 제조공정의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 도포방법은, 도포헤드에 이미 설치된 변위센서를 이용하여 도포제의 높이를 측정할 수 있으므로, 도포제의 높이를 측정하기 위하여 별도의 구성을 요구하지 않는다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도포방법이 적용되는 도포장치가 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 도포장치의 노즐 및 노즐을 이용하여 도포제가 기판상으로 도포되는 상태가 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 3은 도 2의 노즐을 이용하여 기판상에 도포된 도포제의 형상이 도시된 사시도이다.
도 4 내지 도 8은 프릿을 이용한 기판의 합착공정이 순차적으로 도시된 개략도이다.
도 9는 한 쌍의 기판이 합착된 상태에서 프릿의 형상이 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 10 및 도 11은 기판상의 가상의 도포라인과 가상의 측정라인을 도시한 평면도이다.
도 12 내지 도 17은 본 발명에 따른 도포방법을 이용하여 기판상에 도포된 도포제의 높이를 측정하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 도포방법에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도포방법이 적용되는 도포장치는, 기판(S)이 탑재되는 스테이지(10)와, 스테이지(10)의 상부에 설치되는 헤드지지대(20)와, 헤드지지대(20)에 이동이 가능하게 설치되며 노즐(70)이 구비되는 도포헤드(30)와, 도포제의 도포동작을 제어하는 제어유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

스테이지(10)의 하측에는, 헤드지지대(20)가 연장되는 방향(X축방향)과 수평으로 직교하는 방향(Y축방향)으로 스테이지(10)를 이동시키는 스테이지이동장치(40)가 설치될 수 있다. 헤드지지대(20)에는 도포헤드(30)를 X축방향으로 이동시키는 도포헤드이동장치(50)가 설치될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 기판(S)상에 Y축방향으로 도포제를 도포하기 위하여, 스테이지(10)가 스테이지이동장치(40)의 구동에 의하여 Y축방향으로 이동될 수 있으며, 기판(S)상에 X축방향으로 도포제를 도포하기 위하여, 도포헤드(30)가 도포헤드이동장치(50)의 구동에 의하여 X축방향으로 이동될 수 있다. 스테이지이동장치(40) 및 도포헤드이동장치(50)로는, 전자석 및 영구자석으로 구성되는 리니어모터 또는 볼스크류장치 등 다양한 직선이동기구가 적용될 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는, 스테이지(10)가 Y축방향으로 이동되고, 도포헤드(30)가 X축방향으로 이동되는 구성을 제시하였으나, 본 발명은 이와 같은 구성에 한정되지 아니하며, 스테이지(10)가 X축방향 및 Y축방향으로 이동되는 구성 또는 도포헤드(30)가 X축방향 및 Y축방향으로 이동되는 구성이 적용될 수 있다. 스테이지(10)를 X축방향 및 Y축방향으로 이동시키기 위하여, 스테이지(10)의 하측에는 스테이지(10)를 X축방향 및 Y축방향으로 각각 이동시키는 두 개의 직선이동기구가 설치될 수 있으며, 도포헤드(30)를 Y축방향으로 이동시키기 위하여, 헤드지지대(20)에는 헤드지지대(20)를 Y축방향으로 이동시키는 직선이동기구가 연결될 수 있다. 이와 같이, 도포장치에서는, 도포헤드(30)가 정지된 상태에서 스테이지(10)가 이동되거나, 스테이지(10)가 정지된 상태에서 도포헤드(30)가 이동되거나, 스테이지(10) 및 도포헤드(30)가 동시에 이동되면서 기판(S)상에 도포제가 도포될 수 있다. 이하, 이와 같은 스테이지(10)와 도포헤드(30)의 상대이동을 기판(S)에 대한 노즐(70)의 상대이동이라 정의한다.

도포헤드(30)는, 도포제가 수용되는 시린지(31)와, 시린지(31)와 연통되며 도포제가 토출되는 노즐(70)과, 노즐(70)과 인접되게 배치되어 노즐(70)과 기판(S) 사이의 간격을 측정하기 위한 변위센서(33)와, 노즐(70) 및 변위센서(33)를 Y축방향으로 이동시키는 Y축구동부(34)와, 노즐(70)을 상하방향(Z축방향)으로 이동시키는 Z축구동부(35)를 포함하여 구성될 수 있다. Y축구동부(34) 및 Z축구동부(35)로는 공압 또는 유압으로 동작하는 액추에이터, 리니어모터 또는 볼스크류장치 등 다양한 직선이동기구가 이용될 수 있다.

시린지(31)의 내부공간에는 소정의 양의 도포제가 수용된다. 도포제는, 분말상태의 프릿과 유기용매가 혼합된 페이스트의 형태로 시린지(31)의 내부에 수용된다. 시린지(31)는 압력원(미도시)과 연결될 수 있으며, 압력원으로부터 시린지(31)의 내부로 공급되는 압력에 의하여 시린지(31)의 내부공간에 수용된 도포제가 노즐(70)을 통하여 기판(S)상으로 토출될 수 있다. 시린지(31)는 노즐(70)과 일체로 연결될 수 있으며, 노즐(70)과 독립적으로 마련되어 별도의 유로를 통하여 노즐(70)과 연결될 수 있다.

변위센서(33)는, 기판(S)을 향하여 레이저광을 발광하는 발광부(331)와, 발광부(331)로부터 소정의 간격으로 이격되며 기판(S)의 상면에서 반사된 레이저광이 수광되는 수광부(332)로 구성된다. 이러한 변위센서(33)는, 기판(S)의 상면에서 반사된 레이저광의 수광부(332)상에서의 결상위치에 따른 전기신호로부터 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 수직방향(Z축방향)으로의 간격을 계측하는 역할을 수행한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 노즐(70)의 내부에는 시린지(31)와 연통되는 유로(71)가 형성되고, 기판(S)에 대향하는 노즐(70)의 단부에는 유로(71)와 연통되는 토출구(72)가 형성된다. 이와 같은 구성에 따라, 시린지(31)의 내부로 공급되는 압력에 의하여, 시린지(31) 내의 도포제(P)가 유로(71)를 따라 유동하여, 토출구(72)를 통하여 기판(S)상으로 토출된다.

또한, 기판(S)에 대향하는 노즐(70)의 단부에서, 토출구(72)의 주위에는 기판(S)의 상면과 평행한 평면부(73)가 형성된다. 여기에서, 토출구(72)와 평면부(73)는 동일한 평면상에 형성된다. 이러한 구성에 따르면, 노즐(70)이 기판(S)에 대하여 상대적으로 이동하면서 토출구(72)로부터 도포제(P)가 토출되어 기판(S)상에 도포제(P)가 도포되는 과정에서, 노즐(70)의 평면부(73)에는 도포제(P)가 접촉된다. 이에 따라, 도포제(P)는 노즐(70)의 평면부(73)에 의하여 평탄화되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 상면은 기판(S)의 상면과 평행한 평면을 이룬다.

기판(S)상에 도포된 도포제(P)에 있어서, 기판(S)의 상면으로부터의 높이인 도포제(P)의 높이(Hp)와, 기판(S)에 대한 노즐(70)의 상대적인 이동방향(도포제(P)의 도포방향)과 수평으로 직교하는 방향으로의 도포제(P)의 상면의 폭(Wp)은, 제품에 적용될 기판(S)의 크기나 형상에 따라 미리 설정된다.

여기에서, 도포제(P)의 높이(Hp)를 조절하는 과정은, 변위센서(33)를 이용하여 계측한 기판(S)과 노즐(70) 사이의 간격을 근거로 Z축구동부(35)의 구동을 제어하여, 기판(S)과 노즐(70) 사이의 수직방향으로의 간격을 조절하는 과정을 통하여 진행될 수 있다.

그리고, 도포제(P)의 상면의 폭(Wp)을 조절하는 과정은, 미리 설정된 도포제(P)의 상면의 폭(Wp)에 따라, 기판(S)에 대한 노즐(70)의 상대적인 이동방향(도포제(P)의 도포방향)과 수평으로 직교하는 방향으로의 노즐(70)의 평면부(73)의 폭(Wn) 및 평면부(73)의 면적을 설정하는 과정을 통하여 진행될 수 있다.

여기에서, 미리 설정된 도포제(P)의 상면의 폭(Wp)에 비하여 평면부(73)의 폭(Wn)이 작은 경우에는, 도포과정에서 도포제(P)가 노즐(70)의 측면을 따라 상측방향으로 올라가는 현상이 발생되어, 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 상면에는 불규칙적인 홈이 생성된다. 따라서, 이러한 문제에 의하여, 한 쌍의 기판(S)이 합착되는 경우, 한 쌍의 기판(S) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 어렵고, 한 쌍의 기판(S) 사이에 기포가 존재하는 문제가 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐(70)의 평면부(73)의 폭(Wn)은 도포제(P)의 상면의 폭(Wp)에 비하여 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 노즐(70)의 평면부(73)의 면적은 평면부(73)에 접촉되는 도포제(P)의 면적에 비하여 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기판(S)상에 폐쇄된 패턴으로 도포제(P)가 도포되는 경우에는, 최초로 도포제(P)가 토출되고 노즐(70)이 기판(S)에 대하여 상대이동을 개시하는 도포시작점(SP)에서 도포가 시작되어 일정한 패턴을 그리다가, 노즐(70)이 다시 도포시작점(SP)으로 되돌아 온 후 도포동작이 종료된다.

여기에서, 도포동작이 종료되는 위치를 도포종료점(EP)이라 할 때, 기판(S)에 대한 노즐(70)의 상대적인 이동방향으로 도포종료점(EP)은 도포시작점(SP)의 이후에 위치되고, 토출구(72)로부터의 도포제(P)의 토출동작은 도포시작점(SP) 직전에서 종료되는 것이 바람직하다. 즉, 노즐(70)이 도포시작점(SP)으로 되돌아와 도포의 동작을 종료하는 과정에서, 노즐(70)이 도포시작점(SP)에 위치되기 직전에 토출구(72)로부터의 도포제(P)의 토출동작이 종료되며, 노즐(70)이 도포시작점(SP)을 지나 도포종료점(EP)까지 기판(S)으로부터의 수직방향으로의 간격을 일정하게 유지한 상태로 이동한다. 따라서, 토출구(72)로부터의 도포제(P)의 토출동작이 종료된 상태에서 노즐(70)의 하부에 존재하는 도포제(P)와 도포시작점에서 이미 도포되었던 도포제(P)는 서로 합쳐지며, 노즐(70)의 도포종료점(EP)까지의 계속적인 이동될 때 평면부(73)에 의하여 평탄화된다. 따라서, 도포시작점(SP)과 도포종료점(EP)이 만나는 구간에서 도포제(P)가 중복되게 도포되는 것을 방지할 수 있고, 도포제(P)의 상면을 평면으로 형성할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(S)상으로의 도포제(P)의 도포동작이 완료되면, 도포제(P)가 도포된 기판(S)은 건조 및 가열과정을 거치게 되며, 이에 따라, 도포제(P) 내의 유기용매는 기화되며, 기판(S)상에는 프릿(F)이 남게 된다. 이때, 프릿(F)의 패턴의 상면은 기판(S)의 상면과 평행한 평면형상을 유지한다. 그리고, 프릿(F)이 존재하는 기판(S)상에는 프릿(F)의 패턴으로부터 일정한 간격의 외측으로 접착제(A)가 도포된다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 프릿(F)이 형성되고 접착제(A)가 도포된 기판(S)에는 반도체소자나 발광소자 등의 전자소자(E)가 형성된 기판(S)이 합착된다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 합착된 기판(S)을 고온으로 가열하거나 레이저를 프릿(F)에 조사하면, 프릿(F)이 용융 및 경화되면서, 한 쌍의 기판(S)이 견고하게 합착된다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 합착된 기판(S)의 영역 중 접착제(A)가 도포된 영역이 절단되면서, 한 쌍의 기판(S)이 프릿(F)에 의하여 결합된 상태의 제품이 완성된다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(S)상에 형성된 프릿(F)의 패턴의 상면은 전자소자(E)가 형성된 기판(S)의 하면과 평행한 평면을 이루게 되는데, 이에 따라, 한 쌍의 기판(S)이 서로 합착되는 과정에서, 기판(S)의 하면이 프릿(F)의 패턴의 상면에 긴밀하게 면접촉이 될 수 있다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(S)상에 도포제(P)가 도포되는 과정에서, 노즐(70)은 기판(S)상의 가상의 도포라인(AL)을 따라 기판(S)에 대하여 상대적으로 이동한다. 따라서, 기판(S)상에는 도포라인(AL)의 패턴과 일치되는 형상으로 도포제(P)가 도포될 수 있다.

그리고, 변위센서(33)는 기판(S)상의 가상의 측정라인(ML)을 따라 기판(S)에 대하여 상대적으로 이동한다. 따라서, 가상의 측정라인(ML)을 따라 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 수직방향(Z축방향)으로의 간격이 측정될 수 있다. 이때, 노즐(70)의 토출구(72)와 변위센서(33) 사이의 수직방향(Z축방향)으로의 간격은 미리 설정되므로, 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 간격에서 노즐(70)의 토출구(72)와 변위센서(33) 사이의 간격을 빼는 것을 통하여, 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 수직방향으로의 간격을 산출할 수 있다. 위와 같이 산출된 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 간격을 근거로 하여 노즐(70)의 수직방향으로의 위치가 조절될 수 있다.

예를 들면, 스테이지(10)의 상면의 형상이나 기판(S)의 자체적인 특성에 의하여, 스테이지(10)의 상면에 탑재된 기판(S)의 상면이 완전하게 평면이 되지 않고, 소정의 각도로 굴곡될 수 있으며, 도포라인(AL)을 따라 기판(S)의 상면의 높이차가 발생될 수 있다. 이와 같은 경우, 도포제(P)을 도포하는 과정에서, 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여, 변위센서(33)를 이용하여 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 간격을 실시간으로 측정하고, 측정된 간격이 미리 설정된 최적범위 내에 있지 않은 경우에는 노즐(70)의 수직방향으로의 위치를 조절한다. 이때, 노즐(70)의 수직방향으로의 위치조절은 Z축구동부(35)의 동작에 의하여 수행될 수 있다.

한편, 노즐(70)과 변위센서(33)가 수평방향으로 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 경우에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 도포라인(AL)과 측정라인(ML)은 서로 일치하지 않는다. 다만, 변위센서(33)가 노즐(70)을 중심으로 하는 수직방향(Z축방향)의 축을 중심으로 회전이 가능하게 설치되는 경우에는, 노즐(70)의 이동방향으로의 전방에 변위센서(33)가 항상 위치될 수 있으므로, 도 11에 도시된 바와 같이, 도포라인(AL)과 측정라인(ML)이 서로 일치될 수 있다. 또한, 노즐(70)과 변위센서(33)가 수평방향으로 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 경우에도, 변위센서(33)의 위치를 도포라인(AL)으로 이동하여 측정한다면, 도 11에 도시된 바와 같이, 도포라인(AL)과 측정라인(ML)이 서로 일치될 수 있다.

이하, 도 12 및 도 17을 참조하여, 본 발명에 따른 도포방법에 대하여 설명한다.

<제1실시예>

먼저, 기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 동작을 수행하기 이전에, 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 수직방향으로의 간격을 제1간격(G1)으로 설정한다. 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 간격을 제1간격(G1)으로 설정하기 위하여 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치가 조절된다. 변위센서(33)가 Z축구동부(35)와 연결되는 경우, 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치의 조절을 위하여 도포헤드(30)에 구비되는 Z축구동부(35)가 동작될 수 있다.

기판(S)과 변위센서(33) 사이의 간격이 제1간격(G1)으로 설정된 이후에는, 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 수직방향으로의 간격을 조절하기 위하여 노즐(70)의 수직방향으로의 위치를 조절하는 과정이 추가적으로 수행될 수 있다.

또한, 변위센서(33)가 노즐(70)과 일체로 수직방향으로 이동이 가능하게 도포헤드(30)에 설치되는 경우에는, 노즐(70)의 수직방향으로의 위치를 조절하는 과정이 추가적으로 수행되지 않고, 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치조절을 통하여 노즐(70)의 수직방향으로의 위치가 함께 조절될 수 있다. 이와 같은 경우, 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 간격이 제1간격(G1)으로 설정되면, 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 간격이 기판(S)상에 최적의 형상으로 도포제가 도포될 수 있는 간격으로 유지될 수 있다.

상기와 같이, 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 간격이 제1간격(G1)으로 설정되면, 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 간격을 제1간격(G1)으로 유지한 상태에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 기판(S)상의 가상의 도포라인(AL)을 따라 기판(S)에 대하여 노즐(70)을 수평방향으로 상대적으로 이동시키면서 노즐(70)의 토출구(72)로부터 도포제(P)를 토출시켜 기판(S)상에 도포제(P)를 도포한다.

기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 과정이 완료된 후, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 패턴을 따라, 즉, 도포라인(AL)을 따라, 기판(S)에 대하여 변위센서(33)를 수평방향으로 상대적으로 이동시키면서 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 상면과 변위센서(33) 사이의 제2간격(G2)을 측정한다. 이때, 변위센서(33)는 도포제(P)의 상면에서 반사된 레이저광의 수광부(332)상에서의 결상위치에 따른 전기신호로부터 도포제(P)의 상면과 변위센서(33) 사이의 제2간격(G2)을 측정한다.

여기에서, 노즐(70)과 변위센서(33)의 수직방향(Z축방향)으로의 위치를 개별적으로 조절할 수 있는 경우, 즉, 노즐(70)이 변위센서(33)에 대하여 독립적으로 수직방향(Z축방향)으로 이동이 가능하게 설치된 경우에는, 도 13에 도시된 바와 같이, 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서, 노즐(70)의 하측단부가 기판(S)상에 이미 도포된 도포제(P)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치가 고정된 상태에서 노즐(70)이 소정의 높이(H1)로 수직방향으로 상승될 수 있다.

다만, 노즐(70)과 변위센서(33)의 수직방향(Z축방향)으로의 위치를 개별적으로 조절할 수 없는 경우, 즉, 노즐(70)과 변위센서(33)가 일체로 수직방향(Z축으로)으로 이동이 가능하게 설치된 경우에는, 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서, 노즐(70)의 하측단부가 기판(S)상에 이미 도포된 도포제(P)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 도 14에 도시된 바와 같이, 변위센서(33)가 노즐(70)과 함께 소정의 높이(H1)로 수직방향으로 상승된다. 따라서, 도포제(P)가 도포되는 과정에서의 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 간격은, 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서의 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 간격에 비하여 소정의 높이(H1)만큼 크다.

이와 같이, 도포라인(AL)을 따라 변위센서(33)를 수평방향으로 이동시키면서 제2간격(G2)을 측정하는 과정이 완료되면, 제1간격(G1) 및 제2간격(G2)으로부터 기판(S)에 대한 도포제(P)의 높이(H)를 산출하는 과정이 수행된다.

이때, 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서, 노즐(70)이 도포제(P)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 도 13에 도시된 바와 같이, 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치는 고정한 상태에서 노즐(70)만이 소정의 높이(H1)로 수직방향으로 상승한 경우, 도포제(P)의 높이(H)는 제1간격(G1)에서 제2간격(G2)을 제한 값이 되며, 이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.

H = G1 - G2 (1)

그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서, 노즐(70)이 도포제(P)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 변위센서(33)가 노즐(70)과 일체로 수직방향으로 상승한 경우, 도포제(P)의 높이(H)는 제1간격(G1)과 변위센서(33)의 상승높이(H1)를 합한 값으로부터 제2간격(G2)을 제한 값이 되며, 이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.

H = H1 + G1 - G2 (2)

이와 같이, 제1간격(G1) 및 제2간격(G2)을 이용하여 기판(S)에 대한 도포제(P)의 높이(H)를 산출할 수 있다.

<제2실시예>

제2실시예에 따른 도포방법에서는, 기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 동작과 함께 실시간으로 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 수직방향으로의 간격을 측정한다. 제2실시예에 따른 도포방법에서는 스테이지(10)의 상면에 탑재된 기판(S)의 상면에 굴곡이 있는 경우에도, 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 높이를 정확하게 측정할 수 있다.

제2실시예에 따른 도포방법에 따르면, 먼저, 도 15에 도시된 바와 같이, 기판(S)상의 가상의 측정라인(ML)을 따라 기판(S)에 대하여 변위센서(33)를 수평방향으로 상대적으로 이동시키면서 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 제1간격(G1)을 측정한다.

그리고, 기판(S)상의 가상의 도포라인(AL)을 따라 기판(S)에 대하여 노즐(70)을 수평방향으로 상대적으로 이동시키면서 노즐(70)의 토출구(72)로부터 도포제(P)를 토출시켜 기판(S)상에 도포제(P)를 도포한다.

여기에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 변위센서(33)를 이용하여 제1간격(G1)을 측정하는 과정과 기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 과정은 동시에 수행될 수 있다. 다만, 변위센서(33)를 이동시키면서 전체의 측정라인(ML)을 따라 제1간격(G1)을 측정하는 과정을 완료한 이후에 노즐(70)를 이동시키면서 전체의 도포라인(AL)을 따라 도포제(P)를 도포하는 과정을 순차적으로 수행하는 방법도 이용될 수 있다.

기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 과정이 완료된 후, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 패턴을 따라, 즉, 도포라인(AL)을 따라, 기판(S)에 대하여 변위센서(33)를 수평방향으로 상대적으로 이동시키면서 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 상면과 변위센서(33) 사이의 제2간격(G2)을 측정한다. 이때, 변위센서(33)는 도포제(P)의 상면에서 반사된 레이저광의 수광부(332)상에서의 결상위치에 따른 전기신호로부터 도포제(P)의 상면과 변위센서(33) 사이의 제2간격(G2)을 측정한다. 이때, 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서, 노즐(70)의 하측단부가 기판(S)상에 이미 도포된 도포제(P)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 도 13에 도시된 바와 같이, 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치가 고정된 상태에서 노즐(70)이 소정의 높이(H1)로 수직방향으로 상승될 수 있으며, 도 14에 도시된 바와 같이, 변위센서(33)가 노즐(70)과 일체로 소정의 높이(H1)로 수직방향으로 상승될 수 있다.

이와 같이, 도포라인(AL)을 따라 변위센서(33)를 이동시키면서 제2간격(G2)을 측정하는 과정이 완료되면, 제1간격(G1) 및 제2간격(G2)으로부터 기판(S)에 대한 도포제(P)의 높이(H)를 산출하는 과정이 수행된다.

이때, 도포제(P)의 높이(H)는 제1간격(G1)에서 제2간격(G2)을 제한 값이 되거나(수식(1) 참조), 제1간격(G1)과 변위센서(33)의 상승높이(H1)를 합한 값으로부터 제2간격(G2)을 제한 값이 된다(수식(2) 참조).

<제3실시예>

전술한 바와 같이 스테이지(10)의 상면에 탑재된 기판(S)의 상면의 높이가 도포라인(AL)을 따라 수직방향(Z축방향)으로 변화될 수 있다. 이와 같은 경우, 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 수직방향으로의 간격을 일정하게 유지하기 위하여, Z축구동부(35)를 이용하여 노즐(70)의 수직방향으로의 위치를 실시간으로 조절하고 있다.

여기에서, 노즐(70)과 변위센서(33)의 수직방향(Z축방향)으로의 위치를 개별적으로 조절할 수 있는 경우, 즉, 노즐(70)이 변위센서(33)에 대하여 독립적으로 수직방향(Z축으로)으로 이동이 가능하게 설치된 경우에는, 노즐(70)만이 수직방향으로 이동되면서 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 수직방향으로의 간격이 일정하게 유지될 수 있으므로, 변위센서(33)를 이용하여 제1간격(G1) 및 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서 전술한 제2실시예에서 제시한 방법을 그대로 이용할 수 있다.

다만, 노즐(70)과 변위센서(33)의 수직방향(Z축방향)으로의 위치를 개별적으로 조절할 수 없는 경우, 즉, 노즐(70)과 변위센서(33)가 일체로 수직방향(Z축으로)으로 이동이 가능하게 설치된 경우에는, 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 수직방향으로의 간격이 일정하게 유지되는 과정에서, 변위센서(33)가 노즐(70)과 함께 수직방향으로 이동된다. 이하, 변위센서(33)가 노즐(70)과 함께 수직방향으로 이동하면서, 기판(S)에 대한 도포제(P)의 높이(H)를 측정하는 과정에 대하여 설명한다.

제3실시예에 따른 도포방법에서 기판(S)의 상면의 높이의 변화가 없는 경우에는 노즐(70) 및 변위센서(33)의 수직방향으로의 변위가 없으므로, 그 도포방법은 전술한 제2실시예와 동일하다. 따라서, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 상면의 높이의 변화가 있는 구간에 도포제(P)를 도포한 후 도포제(P)의 높이(H)를 측정하는 방법에 대하여 설명한다.

제3실시예에 따른 도포방법에 따르면, 먼저, 도 16에 도시된 바와 같이, 기판(S)상의 가상의 측정라인(ML)을 따라 기판(S)에 대하여 변위센서(33)를 수평방향으로 상대적으로 이동시키면서 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 제1간격(G1)을 측정한다.

그리고, 기판(S)상의 가상의 도포라인(ML)을 따라 기판(S)에 대하여 노즐(70)을 수평방향으로 상대적으로 이동시키는 것과 함께 제1간격(G1)을 근거로 기판(S)에 대한 노즐(70) 및 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 노즐(70)의 토출구(72)로부터 도포제(P)를 토출시켜 기판(S)상에 도포제(P)를 도포한다.

여기에서, 변위센서(33)를 이용하여 제1간격(G1)을 측정하는 과정과 기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 과정은 동시에 수행될 수 있다. 또한, 변위센서(33)를 이동시키면서 전체의 측정라인(ML)을 따라 제1간격(G1)을 측정하는 과정을 완료한 이후에 노즐(70)을 수직방향 및 수평방향으로 이동시키면서 전체의 도포라인(AL)을 따라 도포제(P)를 도포하는 과정을 순차적으로 수행하는 방법도 이용될 수 있다.

기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 과정에서, 노즐(70) 및 변위센서(33)는 실시간으로 측정된 제1간격(G1)을 근거로 수직방향으로의 위치가 조절된다. 즉, 기판(S)의 상면의 높이가 변화될 때, 변위센서(33)는 제1간격(G1)을 먼저 측정하고, 제1간격(G1)이 미리 설정된 최적간격이 아닌 경우, Z축구동부(35)의 동작에 의하여 변위센서(33)가 노즐(70)과 함께 수직방향으로 승강하며, 이에 따라, 기판(S)과 변위센서(33) 사이의 간격이 최적간격으로 유지되며, 기판(S)과 노즐(70)의 토출구(72) 사이의 간격이 일정하게 유지된다. 여기에서, 기판(S)의 상면의 높이가 일정한 구간에서는 제1간격(G1)과 미리 설정된 최적간격은 동일하지만, 기판(S)의 상면의 높이가 계속 변화하는 구간에서는 제1간격(G1)이 실시간으로 변화되므로 제1간격(G1)과 미리 설정된 최적간격은 서로 다르다.

이와 같이, 측정된 제1간격(G1)을 근거로 변위센서(30)가 수직방향으로 승강하므로, 측정라인(ML)상에서 제1간격(G1)이 측정된 변위센서(30)의 수직방향으로의 복수의 지점을 이은 선을 제1간격측정라인(ML1)이라 할 때, 제1간격측정라인(ML1)은 기판(S)의 상면과 평행을 이룬다.

기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 과정이 완료된 후에는, 도 17에 도시된 바와 같이, 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 패턴을 따라, 즉, 도포라인(AL)을 따라, 기판(S)에 대하여 변위센서(33)를 수평방향으로 상대적으로 이동시키고, 이와 동시에, 제1간격(G1)을 근거로 기판(S)에 대한 변위센서(33)의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 기판(S)상에 도포된 도포제(P)의 상면과 변위센서(33) 사이의 제2간격(G2)을 측정한다. 이때, 제2간격(G2)을 측정하는 과정에서, 노즐(70)의 하측단부가 기판(S)상에 이미 도포된 도포제(P)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 도 17에 도시된 바와 같이, 변위센서(33)가 노즐(70)과 함께 소정의 높이(H1)로 수직방향으로 상승될 수 있다.

제2간격(G2)을 측정하는 과정에서 변위센서(33)는 이미 측정된 제1간격(G1)을 근거로 수직방향으로의 위치가 조절된다. 따라서, 변위센서(33)는 제1간격측정라인(ML1)과 평행한 제2간격측정라인(ML2)을 따라 기판(S)에 대하여 상대적으로 이동될 수 있다. 여기에서, 제1간격측정라인(ML1)과 제2간격측정라인(ML2) 사이의 수직방향으로의 간격은, 노즐(70)이 도포제(P)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여 노즐(70) 및 변위센서(33)가 상승된 높이(H1)와 동일할 수 있다.

이와 같이, 도포라인(AL)을 따라 변위센서(33)를 이동시키면서 제2간격(G2)을 측정하는 과정이 완료되면, 제1간격(G1) 및 제2간격(G2)으로부터 기판(S)에 대한 도포제(P)의 높이(H)를 산출하는 과정이 수행된다. 이때, 도 17에 도시된 바와 같이, 도포제(P)의 높이(H)는 제1간격(G1)과 변위센서(33)의 상승높이(H1)를 합한 값으로부터 제2간격(G2)을 제한 값이 된다(수식(2) 참조).

제1실시예 내지 제3실시예에서 제시한 방법을 통하여, 기판(S)에 대한 도포제(P)의 높이(H)를 측정할 수 있다. 그리고, 측정된 도포제(P)의 높이(H)가 미리 설정된 최적의 범위 내에 있는지를 판단하여, 측정된 도포제(P)의 높이(H)가 미리 설정된 최적의 범위 내에 있지 않은 경우에는, 도포불량인 기판을 폐기하거나, 도포제(P)를 다시 도포하는 방법을 통하여 도포불량을 수리하는 과정이 추가적으로 진행될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 도포방법에 의하면, 기판(S)상에 도포제(P)를 도포하는 동작을 완료한 후 곧바로 도포제(P)의 높이(H)를 측정하여, 도포가 양호하게 수행되었는지 여부를 판단할 수 있으므로, 평판디스플레이 제조공정의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 도포방법은, 도포헤드(30)에 이미 설치된 변위센서(33)를 이용하여 도포제(P)의 높이(H)를 측정할 수 있으므로, 도포제(P)의 높이(H)를 측정하기 위하여 별도의 추가적인 구성을 요구되지 않는다는 장점이 있다.

본 발명의 각 실시예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 별개로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다.

10: 스테이지 20: 헤드지지대
30: 도포헤드 70: 노즐
73: 평면부 S: 기판
G1: 제1간격 G2: 제2간격

Claims

노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서,
(a) 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 간격을 제1간격으로 설정하는 단계;
(b) 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계;
(c) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계; 및
(d) 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서,
(a) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 제1간격을 측정하는 단계;
(b) 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계;
(c) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계; 및
(d) 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서,
(a) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 제1간격을 측정하는 단계;
(b) 상기 제1간격을 근거로 상기 기판에 대한 상기 노즐의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계;
(c) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계; 및
(d) 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
노즐 및 변위센서가 구비되며, 도포제를 기판상에 도포하는 도포장치를 이용한 도포방법에 있어서,
(a) 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판과 상기 변위센서 사이의 제1간격을 측정하는 단계;
(b) 상기 제1간격을 근거로 상기 기판에 대한 상기 노즐 및 상기 변위센서의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 상기 노즐의 토출구로부터 도포제를 토출시켜 상기 기판상에 도포제를 도포하는 단계;
(c) 상기 제1간격을 근거로 상기 기판에 대한 상기 변위센서의 수직방향으로의 위치를 조절하면서 상기 변위센서를 이용하여 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면과 상기 변위센서 사이의 제2간격을 측정하는 단계; 및
(d) 상기 제1간격 및 상기 제2간격으로부터 상기 기판에 대한 도포제의 높이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐의 토출구의 주위에는 상기 기판의 상면과 평행한 평면부가 형성되고,
상기 (b)단계는 상기 기판의 평면부에 도포제를 접촉시킨 상태에서 상기 기판에 대하여 상기 노즐을 수평방향으로 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 도포방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (c)단계에서의 상기 기판과 상기 노즐의 토출구 사이의 간격은 상기 (b)단계에서의 상기 기판과 상기 노즐의 토출구 사이의 간격에 비하여 큰 것을 특징으로 하는 도포방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (b)단계에서 상기 기판상에 도포된 도포제의 상면은 상기 기판의 상면과 평행한 평면인 것을 특징으로 하는 도포방법.