TWI490046B - Slurry coating apparatus and slurry coating method - Google Patents

Description

漿塗布裝置及漿塗布方法

本發明之實施形態係關於漿塗布裝置及漿塗布方法。

平面顯示裝置(flat panel display；FPD)，例如液晶顯示裝置(liquid crystal display；LCD)或電漿顯示裝置(plasma display panel；PDP)、有機發光二極體(organic light-emitting diode；OLED)等之製造步驟中存在使2片玻璃基板貼合之貼合步驟。在該貼合步驟中，在貼合玻璃基板之前，會例如藉由塗布機將UV硬化性樹脂、熱硬化性樹脂或玻璃熔料等之漿材拉線塗布於玻璃基板上，且於該玻璃基板上形成矩形漿圖案。

本發明之實施形態之漿塗布裝置具備噴出部、驅動部、檢測部、及控制裝置。噴出部係朝塗布對象物之表面噴出漿材。驅動部係使塗布對象物與噴出部沿著塗布對象物之表面相對移動。檢測部係檢測由噴出部噴出，且塗布於塗布對象物之表面之漿材之塗布起點。控制裝置係以將漿材閉環狀地塗布於塗布對象物之表面之方式，控制噴出部及驅動部，且因應漿材之噴出中由檢測部檢測之塗布起點，而設定漿材之塗布終了動作開始點。

以下，參照圖式，就實施形態進行說明。

如圖1所示，實施形態之漿塗布裝置1具備載物台2、載物台驅動部3、噴出頭4、頭驅動部5、檢測感測器6、及控制裝置7。載物台2係載置作為塗布對象物之基板K。載物台驅動部3係保持載物台2於X軸向及Y軸向移動。噴出頭4係朝載物台2上之基板K噴出漿材。頭驅動部5係使噴出頭4於Z軸向移動。檢測感測器6係檢測塗布於載物台2上之基板K之漿材之塗布起點。控制裝置7係控制漿塗布裝置1之各部份。

載物台2係載置有玻璃基板等之基板K之工作台，且可於載物台驅動部3上移動地設置。載物台2之載置面係藉由靜電卡盤或吸附卡盤等之機構保持基板K，並不限於此，例如亦可藉由本身重量載置。

載物台驅動部3具備X軸移動機構3a與Y軸移動機構3b，將載物台2引導於X軸向及Y軸向移動。載物台驅動部3係電性連接於控制裝置7，而控制裝置7係控制載物台2之驅動。作為X軸移動機構3a及Y軸移動機構3b係使用例如以伺服馬達為驅動源之送進螺旋式機構或以線性馬達為驅動源之線性馬達式機構等。

噴出頭4具備收容漿材之容器之噴射器4a，與用於噴出收容於噴射器4a之漿材之噴嘴4b。噴出頭4係藉由經由氣體供給管等之配管供給至噴射器4a內之氣體，將噴射器4a內之漿材從噴嘴4b之前端噴出。噴出頭4係作為朝基板K之表面噴出漿材之噴出部發揮功能。

此處，作為漿噴出機構，係使用對漿材施加壓力，從噴嘴4b之前端壓出之空壓方式之機構，但此外亦可使用例如使螺桿旋轉送出之機械方式之機構等，使用之機構係配合漿材之特性選擇。如此之漿噴出機構係電性連接於控制裝置7，其驅動係由控制裝置7控制。再者，作為漿材，熱硬化性樹脂或UV硬化性樹脂、玻璃熔料等可配合製品選擇使用。

頭驅動部5具備保持噴出頭4之保持構件5a，與使保持構件5a於Z軸向移動之Z軸移動機構5b，將噴出頭4與保持構件5a一起引導於Z軸向移動。頭驅動部5係藉由立柱等之門型支柱8支撐。Z軸移動機構5b電性連接於控制裝置7，控制裝置7係控制Z軸移動機構5b之驅動。作為Z軸移動機構5b，可使用例如以伺服馬達為驅動源之送進螺桿式機構或以線性馬達為驅動源之線性馬達式機構等。

作為檢測部之檢測感測器6係檢測塗布於載物台2上之基板K之漿材之塗布起點。檢測感測器6係與噴出頭4之移動可一起移動地設置於頭驅動部5之保持構件5a，且電性連接於控制裝置7。作為檢測感測器6可使用例如光纖感測器或辨色感測器、相機等。再者，檢測感測器6只要使用可檢測玻璃基板等之基板K上有無漿材之感測器即可，選擇能夠配合漿材之特性進行最適宜之檢測的感測器。

控制裝置7具備控制載物台驅動部3之載物台控制部7a、控制噴出頭4之塗布控制部7b、及控制頭驅動部5之頭控制部7c。又，控制裝置7具備記憶塗布程式等之各種程式或各種資訊等之記憶部，又進而具備接收來自操作者之輸入操作之操作部(均未圖示)等。

控制裝置7係基於記憶於記憶部之各種程式或各種資訊等，控制漿塗布裝置1之各部份之動作。於記憶部記憶有描繪圖案(塗布圖案)或包含塗布條件等之塗布資訊。此處，塗布條件係指塗布速度或塗布壓力(噴出壓力)、噴嘴間距之設定資訊等。如此之塗布資訊係藉由對操作部之輸入操作或資料通訊，或可攜式之記憶裝置之媒體預先記憶於記憶部。作為記憶部使用例如記憶體或硬碟驅動器(HDD)等。

於基板K上塗布漿材之情形，漿塗布裝置1根據塗布程式，藉由頭驅動部5使噴出頭4之位置移動至特定之位置後，一面藉由載物台驅動部3使搭載有基板K之載物台2配合描繪圖案移動，一面藉由噴出頭4於基板K上塗布漿材。

在塗布程式中，可設定於基板K上之1個以上之複數個描繪圖案之條件。描繪圖案之構成為可任意組合稱為零件之直線或曲線製作，且設定塗布速度、塗布壓力及噴嘴間距，作為對各個零件之參數。上述之控制參數為噴出頭4為空壓方式之情形之一例，但噴出頭4為機械式時，只要以送出漿材之螺桿之旋轉速度或旋轉量為控制參數即可。

於基板K上描繪漿材之情形，漿塗布裝置1一面由控制裝置7對載物台控制部7a或頭控制部7c發出依據描繪圖案之指令，控制載物台驅動部3及頭驅動部5，一面使噴出頭4移動至程式設定之塗布開始位置後，由塗布控制部7b對噴出頭4發送塗布開始信號，而開始塗布。再者，程式設定之塗布開始位置為由塗布程式預先設定之位置。

此處，如圖2所示，程式設定之塗布開始位置A與實際之塗布起點a存在偏移，且該偏移量並非一定。其為漿材之特性(粘度或材料組成、粒徑等)、進而噴射器4a內之漿量、緊挨之前之塗布終了狀態之不同所造成的噴嘴4b內之漿位置之不同等複數個要因疊加所產生之現象，控制偏移量有所困難。

又，由於每次圖案塗布要配合塗布起點a，故若使漿材預先從噴嘴4b有噴出之趨勢，在該狀態下開始塗布，則如圖3所示，塗布開始位置A之漿材之量增多呈球狀，且根據實驗發現無法將經塗布之漿材之剖面形狀保持為一定。若只以上述之參數，要在將剖面形狀保持為一定之狀態下，使各個圖案塗布之塗布起點a一致非常困難。

又，在通常之塗布程式中，除塗布中以外，例如在生產前等，亦可指定描繪圖案之塗布開始位置A與塗布終了動作開始位置B，且可藉由使漿材重疊而使漿材結合。

然而，如圖4所示，即使對在程式設定之塗布開始位置A與實際之塗布起點a偏移之狀態下描繪之圖案(參照圖4中之NG之圖案)，塗布終了動作開始位置B通常亦相同。因此，因塗布起點a之位置偏移量之不同，會導致於連接部(連接部份)產生窄化(參照圖4中之最上部)或斷開、漿材過多導致之粗大(參照圖4中之最下部)等之不良。

因此，如圖5所示，在實施形態之漿塗布裝置1中，使用檢測感測器6，在塗布剛要終了之前，藉由檢測感測器6檢測實際之塗布起點a，根據預先測定之檢測感測器6與噴嘴4b之離開距離(平面上之離開距離)L1及塗布速度，算出塗布終了動作開始點b。且在噴嘴4b到達至塗布終了動作開始點b上之時點，漿塗布裝置1進行塗布終了動作。再者，圖5之離開距離L1為噴嘴4b之中心線與檢測感測器6之中心線之離開距離。

此處，噴嘴4b與檢測感測器6在平面內，係配置於一直線上。且檢測感測器6係配置於可在噴嘴4b通過塗布終了動作開始點b上之前，檢測位於塗布進行方向之塗布起點a之位置。即，檢測感測器6係以在描繪圖案之最後之直線部份，較噴嘴4b更位於塗布進行方向之下游側的方式設置。

如圖6所示，塗布終了動作開始點b係根據由檢測感測器6檢測之塗布起點a而變化。藉此，塗布終了動作開始點b距離實際之塗布起點a為經常一定之位置。其結果，可防止塗布起點a之位置偏移所導致之連接部份之形狀紊亂，且抑制塗布起點a與塗布終點c之漿材之重疊長度之不均一。

如圖7所示，前述之塗布終了動作，係在噴嘴4b到達至塗布終了動作開始點b上之時點，根據預先設定有噴嘴間距、塗布壓力(壓出量)及塗布速度之程式控制，而調整連接部之形狀。關於各控制參數之設定，係配合漿材之特性事先進行評估，決定各控制參數之時機與設定值。再者，圖7所示之控制參數為噴出頭4為空壓方式之情形之一例，在噴出頭4為機械方式時，亦同樣地進行必要之控制參數之設定。

其次，就前述之漿塗布裝置1進行之塗布動作詳細地進行說明。此處，作為漿材之描繪圖案(漿圖案)之一例，就將描繪圖案P描繪成矩形之閉環狀(閉環形狀)之情形進行說明。

如圖8所示，漿塗布裝置1係於載物台2上之基板K上，例如逆時針線狀地塗布漿材，而依序描繪矩形之閉環形之描繪圖案P。於矩形之閉環形之描繪圖案P中存在4個直線部及4個角隅部。

首先，控制裝置7係基於塗布資訊或各種程式，控制載物台驅動部3，並對於程式之塗布開始位置A使噴出頭4之噴嘴4b對向，並控制頭驅動部5從而調整噴嘴間距。其後，控制裝置7一面使噴嘴4b與載物台2上之基板K沿著基板K之表面相對移動，一面使漿材從噴嘴4b之前端噴出。如此，於載物台2上之基板K上，描繪矩形之閉環形之描繪圖案P。再者，塗布起點a為描繪圖案P之最初之直線部(通過噴嘴4b與檢測感測器6之直線上)之途中之位置。

又，控制裝置7係根據在漿材之噴出中，由檢測感測器6檢測之塗布起點a，而求得漿材之塗布終了動作開始點b。更詳細而言，控制裝置7係基於檢測感測器6與噴嘴4b之離開距離L1及塗布速度(基板K與噴嘴4b之相對速度)，求得塗布終了動作開始點b而設定。其次，在所求得之塗布終了動作開始點b處基板K之表面上之噴嘴4b之當前位置與其一致時，控制裝置7開始塗布終了動作。

作為塗布終了動作，如圖7所示，例如首先，使塗布壓力(噴嘴4b之噴出壓力)因應噴嘴4b從塗布終了動作開始點b至塗布起點a之移動逐漸減少。其後，基於預先設定之條件，亦控制塗布速度(基板K與噴嘴4b之相對速度)、及噴嘴間距(基板K之表面與噴嘴4b之離開距離)，直到噴嘴4b移動至塗布終點c上。此處，在圖7中，使塗布壓力為零以下，係因為可防止來自噴嘴4b之液體垂落。又，急劇地提高塗布速度係為了可防止噴嘴4b所造成之拉絲。

再者，如圖8所示，由於檢測感測器6係以與噴出頭4一起移動的方式設置，故會產生檢測已終了描繪之漿材或塗布中之漿材之狀態。為避免該誤檢測，不會檢測到塗布起點a以外之漿材，設置有由塗布程式(或硬體)設定使檢測感測器6之檢測結果有效之區域之功能。例如，設定塗布程式以使控制裝置7僅使用描繪圖案之最終直線部之檢測結果。

詳細而言，控制裝置7係判斷檢測感測器6之位置是否位於使該檢測感測器6之檢測結果有效之區域。且在檢測感測器6位於有效區域內之情形，使用檢測感測器6之檢測結果。再者，判定檢測感測器6之位置是否位於使該檢測感測器6之檢測結果有效之區域，與判斷檢測感測器6是否存在於較塗布起點a為噴出頭4之移動方向之上游側相同。因此，控制裝置7僅在判斷檢測感測器6存在於較塗布起點a為噴出頭4之移動方向之上游側時，使用由檢測感測器6檢測之塗布起點a。

如此，漿塗布裝置1係藉由檢測感測器6檢測塗布起點a而算出塗布終了動作開始點b，在噴嘴4b位於塗布終了動作開始點b上之時點，開始塗布終了動作。藉此，基於實際之塗布起點a，算出塗布終了動作開始點b，使塗布終了動作開始點b距離實際之塗布起點a經常為一定之位置。因此，可排除塗布起點a之位置不均一而導致之對連接部之形狀之影響，進而可抑制塗布起點a與塗布終點c之漿材之重疊長度之不均一。其結果，可使閉環狀之漿圖案之連接部之形狀安定，從而進行不會產生窄化或粗大化、斷開等之漿材之塗布。即，可使連接部之塗布剖面形狀安定化成與其他之塗布部份相同之形狀。

此處，在使用樹脂作為漿材之情形，即使連接部之形狀不充分，進行基板K與其他基板之貼合之際，連接部會有若干形潰，故某種程度上抑制了封裝不良等之產生。然而，使用玻璃熔料作為漿材之情形，由於係在進行玻璃熔料之初步乾燥或燒結後，進行基板K與其他基板之貼合，故連接部幾乎不會變形。因此，重要的是使塗布時之連接部之形狀安定。

再者，可於每次圖案塗布算出塗布終了動作開始點b，亦可例如在最初之圖案中算出塗布終了動作開始點b，並將算出之塗布終了動作開始點b與檢測感測器6檢測塗布起點a時之噴嘴4b之位置的離開距離(平面上之離開距離)L2(參照圖5)預保持於記憶部，而在下一個圖案中，根據檢測起點a之檢測，使用記憶於記憶部之離開距離L2。該情形下，係藉由檢測感測器6檢測下一個圖案之塗布起點a，若自該檢測時點之噴出頭4之移動距離與前述之離開距離L2一致，則噴出頭4位於塗布終了動作開始點b上。

如上所說明，根據實施形態，在漿材之噴出中，藉由檢測感測器6檢測塗布起點a，並根據該塗布起點a，設定漿材之塗布終了動作開始點b，藉此可調整閉環狀之漿圖案之連接部(連接部份)之形狀。藉此，可防止塗布起點a之位置偏移所導致之連接部之形狀紊亂，進而抑制塗布起點a與塗布終點c之漿材之重疊長度之不均一。其結果，由於可防止線之中途斷開或線之窄化、線之粗大化等之產生，故可安定閉環狀之漿圖案之連接部之形狀。

又，控制裝置7係根據在漿材之噴出中，由檢測感測器6檢測出之塗布起點a，基於檢測感測器6與噴出頭4之平面上之離開距離L1，及基板K與噴出頭4之相對速度(塗布速度)，而求得塗布終了動作開始點b。且在噴出頭4位於求得之塗布終了動作開始點b上之情形，控制裝置7開始變更基板K與噴出頭4之相對速度(塗布速度)、基板K之表面與噴出頭之離開距離(噴嘴間距)及噴出頭4之噴出壓力(塗布壓力)中至少一者之塗布終了動作。藉此，即使在每次圖案塗布塗布起點a皆偏移之情形，塗布終了動作開始點b亦距離實際之塗布起點a經常為一定之位置。其結果，可確實防止塗布起點a之位置偏移導致之連接部之形狀紊亂，進而確實抑制塗布起點a與塗布終點c之漿材之重疊長度之不均一。

又，檢測感測器6係以相對於基板K，與噴出頭4一起相對移動的方式設置，控制裝置7係判斷檢測感測器6是否存在於較塗布起點a為噴出頭4之移動方向之上游側。且，僅在判斷檢測感測器6存在於較塗布起點a為噴出頭4之移動方向之上游側的情形，使用由檢測感測器6檢測出之塗布起點a。藉此，可無需使用檢測已完成描繪之漿材或塗布中之漿材時之檢測結果，從而防止實質上檢測到塗布起點a以外之漿材。因此，可正確地求得塗布終了動作開始點b，其結果，可防止錯誤動作。

再者，本發明之實施形態並不受限於前述之實施形態，可在不脫離其要旨之範圍內進行各種變更。例如，亦可從前述之實施形態所示之所有構成要素刪除幾個構成要素。再者，亦可適宜組合跨不同之實施形態之構成要素。又，在前述之實施形態中，雖舉例有各種之數值，但該等之數值只為例示，並不受此限定。

例如，在前述之實施形態中，係在僅使搭載有基板K之載物台2配合描繪圖案P移動下塗布漿材。但並非受限於此，亦可固定載物台2，在僅使噴出頭4配合描繪圖案P移動下塗布漿材，又，亦可在使載物台2及噴出頭4兩者基於描繪圖案P移動下塗布漿材，關於描繪之驅動方法並無限制。又，噴出頭4亦可設置複數個，其數目並不受限定。

又，在前述之實施形態中，為實現裝置之驅動構成之簡單化及裝置之小型化，係使檢測感測器6與噴出頭4一起移動，但並不受限於此，亦可使噴出頭4及檢測感測器6分別移動。該情形，以不阻礙噴出頭4之移動的方式，可移動地設置檢測感測器6，於漿塗布中，由檢測感測器6檢測塗布起點a，並自其位置，與前述相同使用離開距離L1及塗布速度，求得塗布終了動作開始點b。且預先將求得之塗布終了動作開始點b保存於記憶部，在描繪圖案之最後之直線部處使用。又，在圖8中，替換噴出頭4與檢測感測器6之位置之情形，噴出頭4在塗布起點a上通過後，立即由檢測感測器6檢測其塗布起點a。該情形，亦自檢測出之塗布起點a之位置，與前述相同，使用離開距離L1及塗布速度求得塗布終了動作開始點b，將求得之塗布終了動作開始點b預先保存於記憶部，在描繪圖案之最後之直線部使用。

1．．．漿塗布裝置

2．．．載物台

3．．．載物台驅動部

3a．．．X軸移動機構

3b．．．Y軸移動機構

4．．．噴出頭

4a．．．噴射器

4b．．．噴嘴

5．．．頭驅動部

5a．．．保持構件

5b．．．Z軸移動機構

6．．．檢測感測器

7．．．控制裝置

7a．．．載物台控制部

7b．．．塗布控制部

7c．．．頭控制部

8．．．門型支柱

圖1係顯示實施形態之漿塗布裝置之概略構成之外觀立體圖。

圖2係用於說明塗布起點之偏移之說明圖。

圖3係用於說明塗布量引起之塗布起點形狀之不同之說明圖。

圖4係用於說明塗布起點之偏移引起之連接形狀之不同的說明圖。

圖5係用於說明圖1所示之漿塗布裝置所進行之塗布終了動作(連接動作)之說明圖。

圖6係用於說明圖5之塗布終了動作所造成之連接形狀之一致的說明圖。

圖7係用於說明圖5之塗布終了動作之參數控制之說明圖。

圖8係用於說明圖1所示之漿塗布裝置所進行之塗布動作之說明圖。

4．．．噴出頭

4a．．．噴射器

4b．．．噴嘴

5a．．．保持構件

6．．．檢測感測器

Claims (5)

1. 一種漿塗布裝置，其包含：噴出部，係朝塗布對象物之表面噴出漿材；驅動部，係使上述塗布對象物與上述噴出部沿著上述塗布對象物之表面相對移動；檢測部，係檢測由上述噴出部噴出，且塗布於上述塗布對象物之表面之上述漿材之塗布起點；及控制裝置，係以將上述漿材閉環狀地塗布於上述塗布對象物之表面之方式，控制上述噴出部及上述驅動部，且因應上述漿材之噴出中由上述檢測部檢測出之上述塗布起點，而設定上述漿材之塗布終了動作開始點；其中上述控制裝置係根據在上述漿材之噴出中，由上述檢測部所檢測出之上述塗布起點，基於上述檢測部與上述噴出部之平面上之離開距離、及上述塗布對象物與上述噴出部之相對速度，而求得上述漿材之上述塗布終了動作開始點，且在上述噴出部位於求得之上述塗布終了動作開始點上之情形下，開始控制上述塗布對象物與上述噴出部之相對速度、上述塗布對象物之表面與上述噴出部之離開距離及上述噴出部之噴出壓力之塗布終了動作；於自上述塗布終了動作開始點至上述塗布起點之間，將上述塗布對象物與上述噴出部之相對速度、及上述塗布對象物之表面與上述噴出部之離開距離各控制於特定之值，且於上述噴出部之移動之同時，使上述噴出部之 噴出壓力下降，於自上述塗布起點至上述塗布終了之塗布終點之間，使上述相對速度上升，且使上述塗布對象物之表面與上述噴出部之離開距離加大，並使上述噴出部之噴出壓力下降至0以下。
2. 如請求項1之漿塗布裝置，其中上述檢測部係以在噴出部相對於基板相對移動之塗布進行方向中，位於上述噴出部之下游側，且檢測出位於上述噴出部前方之漿材之塗布始點之方式設置。
3. 如請求項1之漿塗布裝置，其中上述檢測部係以相對於上述塗布對象物，與上述噴出部一起相對移動的方式設置；上述控制裝置係僅在判斷上述檢測部是否存在於較上述塗布起點為上述噴出部之移動方向之上游側，且判斷上述檢測部存在於較上述塗布起點為上述噴出部之移動方向之上游側的情形下，使用由上述檢測部檢測出之上述塗布起點。
4. 一種漿塗布方法，其包含使塗布對象物與朝上述塗布對象物之表面噴出漿材之噴出部，沿著上述塗布對象物之表面相對移動，藉此將上述漿材閉環狀地塗布於上述塗布對象物之表面的步驟，且上述之塗布步驟包含以下步驟：檢測由上述噴出部噴出，塗布於上述塗布對象物之表面之上述漿材之塗布起點之檢測步驟；及因應上述漿材之噴出中所檢測出之上述塗布起點，設 定上述漿材之塗布終了動作開始點之設定步驟；上述設定步驟係：於上述設定步驟中，因應上述漿材之噴出中檢測出之上述塗布起點，基於上述檢測部與上述噴出部之平面上之離開距離、及上述塗布對象物與上述噴出部之相對速度，求得上述塗布終了動作開始點，在上述噴出部位於求得之上述塗布終了動作開始點上之情形下，開始控制上述塗布對象物與上述噴出部之相對速度、上述塗布對象物之表面與上述噴出部之離開距離及上述噴出部之噴出壓力之塗布終了動作；且於自上述塗布終了動作開始點至上述塗布起點之間，將上述塗布對象物與上述噴出部之相對速度、及上述塗布對象物之表面與上述噴出部之離開距離各控制於特定之值，且於上述噴出部之移動之同時，使上述噴出部之噴出壓力下降，於自上述塗布起點至上述塗布終了之塗布終點之間，使上述相對速度上升，且使上述塗布對象物之表面與上述噴出部之離開距離加大，並使上述噴出部之噴出壓力下降至0以下。
5. 如請求項4之漿塗布方法，其中進行上述檢測步驟之檢測部係以在噴出部相對於基板相對移動之塗布進行方向中，位於上述噴出部之下游側，且檢測出位於上述噴出部前方之漿材之塗布起點之方式設置。