KR100725824B1 - 도포장치 - Google Patents

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KR100725824B1
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유키히로 다카무라
미키오 마스이치
츠요시 마츠카
사토시 스즈키
히로후미 니시무타
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다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 도포장치는, 노즐(521~523), 스테이지(21), 노즐 이동기구부(51),및 액 받이부(53)을 구비하고 있다. 노즐(521~523)은, 액 기둥 상태의 도포액을 기판 상에 토출한다. 스테이지(21)는, 기판을 그 상면에 적재한다. 노즐 이동기구부(51)는, 스테이지(21) 상의 공간에 있어서, 스테이지면을 횡단하는 방향으로 노즐(521~523)을 왕복 이동시킨다. 액 받이부(53)는, 상기 횡단하는 방향과 평행의 슬릿 모양의 개구가 상면에 형성되고, 노즐 이동기구부(51)가 스테이지(21) 상에서 떨어진 위치로 노즐(521~523)을 이동시켰을 때, 그 개구를 통해서 토출된 액 기둥 상태의 도포액을 회수한다.
도포장치, 노즐, 스테이지, 액 받이부, 기판, 슬릿, 액 기둥, 도포액

Description

도포장치{An anointing apparatus}
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 유기EL 표시장치의 제조장치(1)의 요부 개략구성을 나타내는 평면도 및 정면도이며,
도 2는, 도 1의 유기EL 표시장치의 제조장치(1)의 제어 기능을 나타내는 블록도이며,
도 3은, 도 1의 액 받이부(液受部)(53)의 구조를 나타내는 사시도이며,
도 4는, 액 받이부(53)의 일부에 대해서 도 3의 단면 A-A를 B 방향에서 본 단면도이며,
도 5는, 도 3의 D 방향에서 본 액 받이부(53)의 측면 개요도이며,
도 6은, 도 1의 노즐(521~523)로부터 토출되는 유기EL 재료와 액 받이부(53)와의 위치관계를 나타내는 사시도이며,
도 7은, 도 11의 노즐(521~523)이 이동했을 때의 액 받이부(53)와의 위치관계를 나타내는 사시도이며,
도 8은, 슬릿부(533)의 다른 예를 설명하기 위해 도 3의 단면 A-A를 B 방향에서 본 단면도이며,
도 9는, 도 3의 국소(局所) 배기부(535)의 다른 예를 나타내기 위해 D 방향에서 본 측면 개요도이며,
도 10은, 도 3의 국소 배기부(535)의 다른 예를 나타내기 위해 D 방향에서 본 측면 개요도이며,
도 11은, 종래의 유기EL 표시장치의 제조장치의 노즐(102~104)과 액 받이부(105)와의 위치관계를 나타내는 측면 개요도이다.
본 발명은, 도포(塗布)장치에 관한 것으로서, 보다 특정적으로는, 스테이지 상에 적재한 기판에 노즐로부터 액 기둥(液柱) 상태의 도포액을 토출해서 도포하는 도포장치에 관한 것이다.
종래, 기판 등의 피처리체에 도포액을 도포하는 도포장치가 각종 개발되어 있다. 예컨대, 일본특허공개 2003-31460호 공보(이하, 특허문헌1 이라 기재한다)에 개시되어 있는 바와 같이, 기판에 도포액을 도포할 때, 기판 바깥으로 도포된 도포액이나 불필요한 도포액을 회수하기 위해, 기판 바깥 테두리부(外緣部)에 액 받이부가 설치되는 있이 있다. 상기 특허문헌1에서 개시된 액 받이부는, 보다 많은 현상액을 회수할 수 있도록 기판 바깥 테두리에 따르도록 해서 설치되어 있다.
또한, 노즐로부터 도포액을 토출하면서, 연속해서 일필휘지와 같이 기판에 도포액을 도포하는 도포장치가 개발되어 있다. 예컨대, 유기EL 표시장치를 제조하는 장치에서는, 스테이지 상에 적재된 유리 기판 등 기판의 주면에 소정의 패턴 형상으로 유기EL 재료가 노즐 도포된다. 이 경우, 노즐이 기판 바깥으로 이동했을 때 에 도포액을 받는 액 받이부가 기판 바깥에 배열 설치된다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 유기EL 표시장치의 제조장치는, 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료의 도포를 받는 유리 기판(P)을 적재하는 스테이지(101), 적색의 유기EL 재료를 토출하는 적색용 노즐(102), 녹색의 유기EL 재료를 토출하는 녹색용 노즐(103), 청색의 유기EL 재료를 토출하는 청색용 노즐(104) 및 기판(P)의 바깥으로 토출된 유기EL 재료를 회수하는 액 받이부(105)를 구비하고 있다. 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료로서는, 예컨대, 기판(P) 상에 스트라이프 모양으로 형성된 홈(溝) 내에 퍼지도록 유동(流動)하는 정도의 점성을 갖는 유기성의 EL 재료가 이용된다. 그리고, 소정의 압력 및 유량으로 노즐(102~104)에서 유기EL 재료를 직선 봉(棒) 모양(이하, 액 기둥(液柱) 상태라고 기재한다)으로 토출하여, 기판(P) 상에 도포된다. 또, 액 받이부(105)는, 기판(P)의 양 사이드 외측(도 11에서는, 한쪽만 나타내고 있다)에 상면을 개구해서 배열 설치되어 있다.
노즐(102~104)은, 병설한 상태로 유지부재(도시하지 않음)에 의해 지지되어 있고, 해당 유지부재 및 스테이지(101)는, 유기EL 표시장치의 제조장치의 각 구동기구에 의해 동작한다. 구동기구는, 기판(P)을 횡단하는 소정 방향(기판(P)에 형성된 스트라이프 모양의 홈의 방향이며, 도시한 화살표 F 방향)으로 노즐(102~104)을 지지하는 유지부재를 왕복 이동시킨다. 이때, 구동기구는, 기판(P)의 한쪽 사이드 외측에 배열 설치되어 있는 액 받이부(105)의 상부 공간에서, 기판(P)을 횡단해서 기판(P)의 다른쪽 사이드 외측에 배열 설치되어 있는 액 받이부(105)의 상부 공간까지, 상기 유지부재를 왕복 이동시킨다. 또한, 구동기구는, 상기 유지부재가 액 받이부(105)의 상부 공간에 배치되어 있을 때, 상기 노즐 왕복 이동방향과는 수직의 소정 방향(지면(紙面) 수직방향)으로 소정 피치만큼 스테이지(101)를 이동시킨다. 이러한 구동기구의 동작과 동시에 노즐(102~103)로부터 유기EL 재료를 액 기둥 상태로 토출함으로써, 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료가 스트라이프 모양의 홈마다 적색, 녹색, 청색의 순서로 배열된, 소위, 스트라이프 배열이 기판(P) 상에 형성된다.
그렇지만, 기판(P) 바깥에 설치된 액 받이부(105)로 액 기둥 상태의 도포액을 토출하는 경우, 다음과 같은 문제가 있다. 노즐(102~104)과 액 받이부(105)의 거리 h1+h2가 길어지는 것에 따라, 액 기둥 상태였던 도포액이 표면장력에 의해 액적화(液滴化)한다. 예컨대, 노즐(102~104)의 선단부에서 기판(P) 상면까지의 거리h1은, 0.25~0.50㎜ 정도로 액 기둥 상태를 보증할 수 있는 거리로 설정할 수 있지만, 거리 h1+h2가 20㎜ 정도인 경우, 토출압력이나 유량의 조정만으로는 액적화를 막는 것이 어렵게 된다. 또한, 노즐(102~104)이 도시한 F 방향으로 고속 이동하는 경우, 그 속도에 따라 액적화한 도포액이 미세한 미스트 모양으로 더 분열된다. 그리고, 고속 이동하는 노즐(102~104)의 배후의 공간이 부압(負壓)이 되어, 미스트 모양으로 된 도포액이 노즐(102~104)의 근방까지 날아 올라가 버린다. 그 결과, 기판(P) 바깥에서 발생한 미스트 모양의 도포액이 기판(P) 위에 낙하해서 상면에 부착하기 때문에, 도포 불량의 원인이 되어버린다.
또한, 기판 근방에 설치되어 있는 상기 특허문헌1의 액 받이부를 상기 유기EL 표시장치의 제조장치에 채용했다고 하여도, 가능한 한 많이 회수를 행하기 위해 서 액 받이부의 상면이 개방되어 있는, 혹은 접수구가 확대되어 있기 때문에, 액 받이부 내부에서 같은 액적화나 미스트화가 생겨, 같은 문제가 발생한다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 액 기둥 상태의 도포액을 기판에 도포할 때, 기판 바깥으로 토출되는 도포액이 해당 기판에 영향을 주지 않는 도포장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 이하에 기술하는 것과 같은 특징을 갖고 있다.
제1의 국면은, 연직(鉛直) 하방향으로 직선 봉(棒) 모양이 된 액 기둥 상태의 도포액을 기판 상에 토출해서 그 도포액을 도포하는 도포장치다. 도포장치는, 노즐, 스테이지, 노즐 이동기구 및 액 받이부를 구비하고 있다. 노즐은, 그 선단부에서 도포액을 액 기둥 상태로 토출한다. 스테이지는, 기판을 그 상면에 적재한다. 노즐 이동기구는, 스테이지 상의 공간에 있어서, 그 스테이지면을 횡단하는 방향으로 노즐을 왕복 이동시킨다. 액 받이부는, 노즐 이동기구가 횡단하는 방향에 따라 스테이지 상에서 떨어진 위치로 노즐을 이동시켰을 때, 그 노즐로부터 스테이지 바깥으로 토출된 도포액을 받는다. 액 받이부는, 횡단하는 방향에 따라 스테이지 상에서 떨어진 위치에 배치된 노즐의 선단부에서 연직 하방향이 되는 위치에 그 횡단하는 방향과 평행의 슬릿 모양의 개구가 상면에 형성되고, 그 개구를 통해서 노즐로부터 토출된 액 기둥 상태의 도포액을 회수한다.
제2의 국면은, 상기 제1의 국면에 있어서, 액 받이부에 형성된 개구는, 노즐로부터 토출된 도포액이 액 기둥 상태로부터 분열이 개시되는 높이에서 그 노즐측에 형성된다.
제3의 국면은, 상기 제1의 국면에 있어서, 액 받이부는, 스테이지 측면 근방에 설치된다. 액 받이부에 형성된 개구는, 스테이지의 상면보다 적어도 하방(下方)에 형성된다.
제4의 국면은, 상기 제3의 국면에 있어서, 기판은, 개구가 형성된 액 받이부의 상면 일부의 상방(上方)에 걸리도록 스테이지 상에 적재된다.
제5의 국면은, 상기 제1의 국면에 있어서, 도포장치는, 복수의 노즐을 구비하고 있다. 노즐 이동기구는, 복수의 노즐을 일체적으로 횡단하는 방향으로 왕복 이동시킨다. 액 받이부의 상면에 형성되는 개구는, 횡단하는 방향에 따라 스테이지 상에서 떨어진 위치에 배치된 복수의 노즐의 선단부에서 연직 하방향이 되는 위치에 그 횡단하는 방향과 평행의 슬릿 모양이며, 복수의 노즐로부터 토출된 모든 액 기둥 상태의 도포액을 동시에 통과시키는 형상으로 형성되어 있다.
제6의 국면은, 상기 제1의 국면에 있어서, 도포장치는, 스테이지에서 대향하는 2개의 측면 근방에 횡단하는 방향에 따라 각각 액 받이부를 2개 구비하고 있다. 스테이지는, 횡단하는 방향에 대해서 수직한 수평방향으로 이동 가능하다.
상기 제1의 국면에 의하면, 액 받이부는, 그 상면이 개방하는 것이 아니라 액 기둥 상태로 토출된 도포액이 통과하는 슬릿 모양의 개구가 형성되어 있기 때문에, 액 받이부 내에 토출된 도포액이 외부로 재차 날아 올라가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 스테이지 바깥으로 토출한 도포액이 해당 스테이지에 적재된 기판 상에 낙하해서 부착하는 일없이, 도포 불량을 방지할 수 있다.
상기 제2의 국면에 의하면, 스테이지 바깥에 설치된 액 받이부에서 액 기둥 상태 그대로 도포액을 회수할 수 있기 때문에, 도포액이 액적화나 미스트화 하는 일없이, 액적화나 미스트화한 도포액이 기판 상에 되돌아오는 것을 방지할 수 있다.
상기 제3의 국면에 의하면, 스테이지 바깥으로 토출된 도포액을 확실하게 회수하면서, 스테이지 상에 적재된 기판과 액 받이부와의 간섭을 방지할 수 있다.
상기 제4의 국면에 의하면, 기판이 액 받이부의 상면의 일부에 오버랩(overlap)해서 적재되기 때문에, 기판 바깥으로 토출된 도포액을 확실하게 회수할 수 있다.
상기 제5의 국면에 의하면, 복수의 노즐을 이용해서 동시에 도포액을 기판에 도포하는 장치에 있어서도, 액 받이부 내에 토출된 도포액이 외부로 재차 날아 올라가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 스테이지 바깥으로 토출한 도포액이 해당 스테이지에 적재된 기판 상에 낙하해서 부착하는 일없이, 도포 불량을 방지할 수 있다.
상기 제6의 국면에 의하면, 스테이지를 횡단하는 방향으로 도포액을 토출하는 노즐을 한쪽의 액 받이부 위까지 이동시킨 후, 스테이지를 소정 양(量) 이동시키고, 스테이지를 횡단하는 방향으로 도포액을 토출하는 노즐을 다른쪽의 액 받이부 위까지 이동시키는 것을 반복하는 것에 의해, 기판 면(面)에 대해서 스트라이프 모양으로 도포액을 도포할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징, 국면, 효과는, 첨부 도면과 대조해서, 이하의 상세한 설명으로부터 일층 명백해질 것이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시형태에 관한 도포장치에 대해서 설명한다. 설명을 구체적으로 하기 위해, 해당 도포장치가 유기EL 표시장치를 제조하는 장치에 적용된 예를 이용해서, 이하의 설명을 행한다. 유기EL 표시장치를 제조하는 장치는, 유기EL 재료를 스테이지 상에 적재된 유리 기판 상에 소정의 패턴 형상으로 도포해서 유기EL 표시장치를 제조하는 것이다. 도 1은, 유기EL 표시장치의 제조장치의 요부 개략구성을 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 1에 있어서, 유기EL 표시장치의 제조장치(1)는, 대략적으로, 기판 적재장치(2) 및 유기EL 도포기구(5)를 구비하고 있다. 유기EL 도포기구(5)는, 노즐 이동기구부(51), 노즐유닛(52) 및 액 받이부(53)를 갖고 있다. 노즐 이동기구부(51)는 가이드 부재(511)가 도시한 X축 방향으로 연설(延設)되어 있고, 노즐유닛(52)을 가이드 부재(511)에 따라 도시한 X축 방향으로 이동시킨다. 노즐유닛(52)은, 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료를 각각 토출하는 노즐(521~523)을 병설한 상태로 유지한다. 각 노즐(521~523)로는, 각각 공급부(도 2 참조)로부터 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료가 공급된다.
기판 적재장치(2)는, 스테이지(21), 선회부(22), 평행 이동테이블(23), 가이드 받이부(24) 및 가이드 부재(25)를 갖고 있다. 스테이지(21)는, 피도포체가 되는 유리 기판 등의 기판(P)을 그 스테이지 상면에 적재한다. 스테이지(21)의 하부는, 선회부(22)에 의해 지지되어 있고, 선회부(22)의 회전운동 동작에 의해 도시한 θ방향으로 스테이지(21)가 회전운동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 스테이지(21)의 내부에는, 유기EL 재료가 도포된 기판(P)을 스테이지면 상에서 예비가열 처리하기 위한 가열기구가 설치되어 있다.
유기EL 도포기구(5)의 하방을 통과하도록, 가이드 부재(25)가 상기 X축 방향과 수직의 도시한 Y축 방향으로 연설되어 고정된다. 평행 이동테이블(23)의 하면에는 가이드 부재(25)와 맞닿아 가이드 부재(25) 위를 미끌어져 이동하는 가이드 받이부(24)가 고정 설치되어 있다. 또한, 평행 이동테이블(23)의 상면에는, 선회부(22)가 고정 설치된다. 이것에 의해, 평행 이동테이블(23)이, 예컨대 리니어 모터(도시하지 않음)로부터 구동력을 받아 가이드 부재(25)에 따른 도시한 Y축 방향으로 이동 가능하게 되고, 선회부(22)에 지지된 스테이지(21)의 이동도 가능하게 된다.
스테이지(21) 상에 기판(P)을 적재하고, 평행 이동테이블(23)이 유기EL 도포기구(5)의 하방까지 이동했을 때, 해당 기판(P)이 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료의 도포를 노즐(521~523)로부터 받는 위치가 된다. 그리고, 제어부(도 2 참조)가 노즐유닛(52)을 X축 방향으로 왕복 이동시키도록 노즐 이동기구부(51)를 제어하고, 스테이지(21)를 Y축 방향으로 해당 직선 이동마다 소정 피치만큼 이동시키도록 평행 이동테이블(23)을 제어하여, 노즐(521~523)로부터 소정 유량의 유기EL 재료를 토출한다. 또한, 노즐(521~523)의 X축 방향 토출위치에 있어서, 스테이지(21)에 적재된 기판(P)으로부터 이탈하는 양 사이드 공간에는, 기판(P)으로부터 떨어져 토출된 유기EL 재료를 받는 액 받이부(53L 및 53R)가 각각 고정 설치되어 있다. 노즐 이동기구부(51)는, 기판(P)의 한쪽 사이드 외측에 배열 설치되어 있는 액 받이부(53)의 상부 공간에서, 기판(P)을 횡단해서 기판(P)의 다른쪽 사이드 외측에 배열 설치되어 있는 액 받이부(53)의 상부 공간까지, 노즐유닛(52)을 왕복 이동시킨다. 또한, 평행 이동테이블(23)은, 노즐유닛(52)이 액 받이부(53)의 상부 공간에 배치되어 있을 때, 노즐 왕복 이동방향과는 수직의 소정 방향(도시한 Y축 방향)으로 소정 피치만큼 스테이지(21)를 이동시킨다. 이러한 노즐 이동기구부(51) 및 평행 이동테이블(23)의 동작과 동시에 노즐(521~523)로부터 유기EL 재료를 액 기둥 상태로 토출함으로써, 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료가 기판(P)에 형성된 스트라이프 모양의 홈마다 적색, 녹색, 청색의 순서로 배열된, 소위, 스트라이프 배열이 기판(P) 상에 형성된다.
다음에, 도 2를 참조하여, 유기EL 표시장치의 제조장치(1)에서의 제어 기능의 개략구성에 대해서 설명한다. 또, 도 2는, 유기EL 표시장치의 제조장치(1)의 제어 기능을 나타내는 블록도이다.
도 2에 있어서, 유기EL 표시장치의 제조장치(1)는, 상술한 구성부 이외에, 제어부(3), 제1공급부(54a), 제2공급부(54b) 및 제3공급부(54c)를 구비하고 있다. 제1공급부(54a)는, 적색의 유기EL 재료를 적색용 노즐(521)에 공급한다. 제2공급부(54b)는, 녹색의 유기EL 재료를 녹색용 노즐(255)에 공급한다. 제3공급부(54c)는, 청색의 유기EL 재료를 청색용 노즐(523)에 공급한다. 제1공급부(54a)는, 적색의 유기EL 재료의 공급원(541a)과, 공급원(541a)으로부터 적색의 유기EL 재료를 빼내기 위한 펌프(542a)와, 적색의 유기EL 재료의 유량을 검출하는 유량계(543a)와, 적색 의 유기EL 재료 중의 이물을 제거하기 위한 필터(544a)를 구비하고 있다. 또한, 제2공급부(54b)는, 녹색의 유기EL 재료의 공급원(541b)과, 공급원(541a)으로부터 녹색의 유기EL 재료를 빼내기 위한 펌프(542b)와, 녹색의 유기EL 재료의 유량을 검출하는 유량계(543b)와, 녹색의 유기EL 재료 중의 이물을 제거하기 위한 필터(544b)를 구비하고 있다. 게다가, 제3공급부(54c)는, 청색의 유기EL 재료의 공급원(541c)과, 공급원(541a)으로부터 청색의 유기EL 재료를 빼내기 위한 펌프(542c)와, 청색의 유기EL 재료의 유량을 검출하는 유량계(543c)와, 청색의 유기EL 재료 중의 이물을 제거하기 위한 필터(544c)를 구비하고 있다. 그리고, 제어부(3)는, 제1~제3공급부(54a~54c), 선회부(22), 평행 이동테이블(23) 및 노즐 이동기구부(51)의 각각의 동작을 제어한다.
적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료의 도포를 받는 기판(P)의 표면에는, 각 색(色)의 유기EL 재료를 도포해야 할 소정의 패턴 형상에 따른 스트라이프 모양의 홈이 복수개 병설되도록 형성되어 있다. 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료로서는, 예컨대, 기판(P) 상의 홈 내에 퍼지도록 유동하는 정도의 점성을 갖는 유기성의 EL 재료가 이용되고, 구체적으로는 각 색(色)마다 고분자 타입의 유기EL 재료가 이용된다. 노즐유닛(52)은, 소정의 지지 축 주위에 회전운동 자유로이 지지되어 있고, 제어부(3)의 제어에 의해 해당 지지 축 주위로 회전 운동시키는 것으로, 각 색의 도포 피치 간격을 조정할 수 있다. 또, 노즐(521~523)에서의 유기EL 재료를 토출하기 위한 구멍 직경은, 기판(P)에 형성된 홈의 폭보다 작은 수십 ㎛ 정도이며, 예컨대, 10~70㎛이다.
제어부(3)는, 스테이지(21)에 적재된 기판(P)의 위치나 방향에 근거해서, 기판(P)에 형성된 홈의 방향이 상기 X축 방향이 되도록 선회부(22)의 각도를 조정하고, 도포의 개시점(start point), 즉, 기판(P)에 형성된 홈의 한쪽의 단부측에서 도포를 개시하는 도포 개시위치를 산출한다. 또, 상기 도포 개시위치는, 한쪽의 액 받이부(53)의 상부 공간이 된다. 그리고, 제어부(3)는, 상술한 바와 같이 평행 이동테이블(23) 및 노즐 이동기구부(51)를 구동시킨다.
상기 도포 개시위치에 있어서, 제어부(3)는, 각 노즐(521~523)로부터 유기EL 재료의 토출개시를 각 펌프(542a~542c)에 지시한다. 이때, 제어부(3)는, 스트라이프 모양의 홈의 각 포인트에서 유기EL 재료의 도포량이 균일해지고, 액 기둥 상태로 유기EL 재료가 토출되도록, 노즐(521~523)의 이동 속도에 따라 그 도포량을 제어하고 있고, 유량계(543a~543c)로부터의 유량 정보를 피드백해서 제어한다. 그리고, 제어부(3)는, 기판(P) 상의 홈 내로의 유기EL 재료의 유입을 위해, 유기EL 재료를 기판(P) 상의 홈에 따르면서 이 홈 내에 유입하도록 노즐유닛(52)을 가이드 부재(511)에 따라서 이동시키도록 제어한다. 이 동작에 의해, 액 기둥 상태로 토출되는 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료가 동시에 각각의 홈에 유입되어 간다.
제어부(3)는, 기판(P)상을 노즐유닛(52)이 횡단해서 홈의 다른쪽 단부의 외측에 고정 설치되어 있는 다른쪽의 액 받이부(53) 상에 위치하면, 노즐(521~523)로부터의 유기EL 재료의 토출을 계속한 채, 노즐 이동기구부(51)에 의한 노즐유닛(52)의 이동을 정지한다. 이 1회의 이동에 의해, 3열분의 홈으로의 유기EL 재료의 도포가 완료한다.
다음에, 제어부(3)는, 평행 이동테이블(23)을 Y축 방향으로 홈 3열분만큼 피치 보내고, 다음 3열분의 홈으로의 유기EL 재료의 도포를 행하도록 한다. 그리고, 제어부(3)는, 다른쪽의 액 받이부(53)의 상부 공간으로부터 노즐유닛(52)을 역방향으로 기판(P) 상을 횡단시켜서 한쪽의 액 받이부(53) 상에 위치하면, 노즐(521~523)로부터의 유기EL 재료의 토출을 계속한 채, 노즐 이동기구부(51)에 의한 노즐유닛(52)의 이동을 정지한다. 이 2회째의 이동에 의해, 다음 3열분의 홈으로의 유기EL 재료의 도포가 완료한다. 이러한 동작을 반복하는 것에 의해, 각 색의 유기EL 재료를 홈마다 유입한다. 이렇게 해서, 적색, 녹색 및 청색의 유기EL 재료가 스트라이프 모양의 홈마다 적색, 녹색 및 청색의 순서로 배열된, 소위, 스트라이프 배열이 형성된다.
다음에, 도 3~도 7을 참조하여, 액 받이부(53)에 대해서 설명한다. 또, 도 3은, 액 받이부(53)의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 4는, 액 받이부(53)의 일부에 대해서 도 3의 단면 A-A를 B 방향에서 본 단면도이다. 도 5는, 도 3의 D 방향에서 본 액 받이부(53)의 측면 개요도이다. 도 6은, 노즐(521~523)로부터 토출되는 유기EL 재료와 액 받이부(53)와의 위치 관계를 나타내는 사시도이다. 도 7은, 노즐(521~523)이 이동했을 때의 액 받이부(53)와의 위치 관계를 나타내는 사시도이다. 또, 스테이지(21)에 대해서 양 사이드에 있는 액 받이부(53L 및 53R)(도 1 참조)는, 모두 스테이지(21)를 대칭으로 한 동일한 구조를 갖고 있고, 도 3 및 도 5~도 7은, 그 한쪽을 액 받이부(53)로서 나타내고 있다.
도 3에 있어서, 액 받이부(53)는, 하단 받이부(531), 상단 박스부(532), 슬 릿부(533), 상단 지지부재(534) 및 국소 배기부(535)를 구비하고 있다.
하단 받이부(531)는, 예컨대 노즐 이동기구부(51)에 연결되어, 노즐 이동기구부(51)와의 위치 관계가 상시 고정되도록 고정 설치되어 있다. 하단 받이부(531)는, 그 상면이 개방된 박스 형상을 갖고 있고, 그 일부가 스테이지(21)의 하부에 걸리도록 배치된다. 하단 받이부(531) 내부로 토출된 유기EL 재료는, 그 최하 위치로부터 유출하는 유로(流路)(도시하지 않음)을 통해서 배액 탱크(도시하지 않음)에서 회수된다. 또한, 하단 받이부(531) 내부에는, 스테이지(21) 측면 근방 공간의 기체를 흡인하는 국소 배기부(535)가 설치되어 있다. 게다가, 하단 받이부(531)의 상단면에는, 상단 박스부(532)를 지지하는 상단 지지부재(534)가 고정 설치된다.
상단 박스부(532)는, 상단 지지부재(534)에 의해 지지되고, 하단 받이부(531)의 상부 공간에 고정 설치된다. 상단 박스부(532)는, 상면이 개방된 박스 형상을 갖고 있고, 해당 상면을 덮도록 슬릿부(533)가 설치되어 닫혀져 있다. 슬릿부(533)는, 도시한 X축 방향을 길이 개구 방향으로 하는 가는 폭(예컨대, 1~3mm)의 슬릿 개구부(533a)가 형성되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 슬릿부(533)는, 상단 박스부(532)의 덮개와 같이 설치되어 있고, 상단 박스부(532)로부터 제거 가능하게 끼워 넣어져 있다. 그리고, 슬릿부(533)가 상단 박스부(532)에 설치되면, 슬릿 개구부(533a)가 상단 박스부(532)의 내부공간과 외부공간과의 열린 구멍으로서 기능한다. 또한, 상단 박스부(532) 내부로 토출된 유기EL 재료는, 그 최하 위치로부터 유출하는 유로(도시하지 않음)을 통해서 하단 받이부(531) 내부로 유동한다.
슬릿부(533)의 상면은, 스테이지(21)의 상면과 거의 동일한 높이(도 5의 높이 d 참조)가 되도록 고정 설치되어 있다. 상단 박스부(532) 및 슬릿부(533)의 스테이지(21)측 선단부는, 해당 스테이지(21) 근방에 소정의 간극(도 5의 간극 a 참조)을 형성해서 고정 설치된다. 그리고, 슬릿부(533)의 상면에는, 스테이지(21)의 측면에서 도시한 X축 방향으로 일부가 돌출(도 5의 길이 b 참조)하도록 적재된 기판(P)(도 3에 있어서는, 파선으로 나타내고 있다)에 대해서, 그 일부가 오버랩(overlap)(도 5의 오버랩 길이 c 참조)해서 배치된다.
도 5에 있어서, 상단 박스부(532) 및 슬릿부(533)의 스테이지(21)측 선단부는, 스테이지(21) 측면과 간극 a가 형성되도록 설치된다. 이 간극 a는, 스테이지(21)의 도시한 Y축 방향으로의 평행이동 동작이나 선회부(22)의 회전운동 동작에 의해, 스테이지(21)와 상단 박스부(532) 및 슬릿부(533)가 간섭하지 않기 위해 설치되며, 예컨대 4mm이다. 또한, 기판(P)은, 스테이지(21)의 단면에 대해서 액 받이부(53)측으로 길이 b만큼 돌출하여 적재된다. 길이 b는, 슬릿부(533)의 상면과 기판(P)이 길이 c만큼 오버랩하도록 설정되기 때문에, b = a+c이며, 예컨대 길이 b = 5mm, 오버랩 길이 c = 1mm이다. 슬릿부(533)의 상면은, 기판(P)의 단부에서 하방향으로의 빠짐을 막기 위해서 스테이지(21)의 상면과 동일한 높이에서 설치되는 것이 바람직하지만, 상술한 바와 같이 스테이지(21)에 적재된 기판(P)이 평행 이동이나 회전 운동하기 위해서, 기판(P)의 하면과 슬릿부(533)의 상면과의 간섭을 방지할 필요가 있다. 이 때문에, 슬릿부(533)의 상면은, 스테이지(21)의 상면보다 높이 d만큼 낮게 설치되며, 예컨대 높이 d = 0.5~2.O㎜이다. 노즐(521~523)로부터 토출된 유기EL 재료가 액 기둥 상태로부터 분열이 개시되는 높이보다 상방에 슬릿부(533)의 상면이 배치되도록 높이 d를 설정하면, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
또, 기판(P)의 하면과 슬릿부(533)의 상면과의 간섭을 방지하기 위해서, 슬릿부(533)의 상면이 스테이지(21)의 상면보다 높이 d만큼 낮게 설치되는 일례를 설명했지만, 이러한 효과를 기대하지 않는 경우, 슬릿부(533)의 상면이 스테이지(21)의 상면 이상의 높이에 설치되어도 괜찮다. 슬릿부(533)의 상면이 적어도 노즐(521~523)의 선단부보다 낮게 설치되어 있으면, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 도 6을 참조하여, 노즐(521~523)과 액 받이부(53)의 위치 관계에 대해서 설명한다. 또, 도 6에서는, 주로 노즐(521~523), 액 받이부(53) 및 기판(P)을 나타내고 있고, 다른 부위를 생략해서 나타내고 있다. 상술한 바와 같이, 기판(P)에 대해서 유기EL 재료를 도포할 때, 도포 개시 및 종료 시점 혹은 X축 방향 반환 시점 등에 있어서, 노즐(521~523)이 액 받이부(53)의 상부 공간에 배치된다. 이때, 노즐(521~523)은, 액 받이부(53)의 상면을 향해서 액 기둥 상태의 유기EL 재료를 토출하고 있다.
액 받이부(53)의 상부 공간으로 노즐(521~523)이 이동했을 때, 해당 노즐(521~523)로부터 토출되는 유기EL 재료가 슬릿 개구부(533a)를 통과해서 상단 박스부(532)의 내부에서 받아들여지도록, 액 받이부(53)가 설치되어 있다. 즉, 노즐(521~523)이 X축 방향으로 기판(P) 바깥으로 나갈 때, 해당 노즐(521~523)의 선단부(토출구)의 바로 아래 위치를 모두 포함하도록 슬릿 개구부(533a)가 형성되어 있다. 따라서, 노즐(521~523)의 이동방향(X축 방향)과 슬릿 개구부(533a)의 길이 형 성방향(X축 방향)과는 평행하고, 노즐(521~523)의 선단부에 대한 도시한 Z축 하방향에 슬릿 개구부(533a)가 형성되어 있다. 여기에서, 노즐(521~523)은, X축 방향에 병설된 3열분의 홈으로 동시에 유기EL 재료를 도포하기 위해서 도시한 Y축 방향에 약간 어긋나서(예컨대, 0.36mm) 배치된다. 슬릿 개구부(533a)는, 이들 노즐(521~523)로부터 액 기둥 상태로 토출되는 유기EL 재료를 모두 통과시키는 폭을 갖고 있고, 예컨대 1~3mm의 폭으로 형성된다.
여기에서, 기판(P)에의 유기EL 재료의 도포는, 액 기둥 상태를 유지한 채 기판(P)에 토출되도록, 노즐(521~523)의 선단부에서 기판(P) 상면까지의 거리를 액 기둥 상태를 보증할 수 있는 거리로 설정하고 있다. 한편, 상술한 바와 같이 슬릿부(533)의 상면은 스테이지(21)의 상면과 약간 낮게 설정될 뿐이며, 기판(P)의 상면과 슬릿부(533)의 상면과의 높이의 차이가 매우 작게 설정되어 있다. 구체적으로는, 기판(P)의 두께+높이 d(도 5 참조)가 쌍방의 고저차이다. 따라서, 기판(P)과 슬릿부(533)의 상면과의 고저차가 극히 작기 때문에, 노즐(521~523)로부터의 토출압력이나 유량을 조정하면 유기EL 재료가 액 기둥 상태를 유지한 상태로 슬릿 개구부(533a)를 통과하는 것이 가능해진다. 즉, 기판(P)의 바깥으로 토출되는 유기EL 재료를 액적화하지 않는 상태로, 슬릿부(533) 및 상단 박스부(532)에서 회수할 수 있다. 또한, 상단 박스부(532)는, 그 상면이 액 기둥 상태로 토출된 유기EL 재료가 통과하는 부분만 슬릿 모양으로 개구된 슬릿부(533)로 막아져 있기 때문에, 상단 박스부(532) 내로 토출된 유기EL 재료가 외부로 재차 날아 올라가는 일없이, 하단 받이부(531)로 유동한다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 노즐(521~523)이 액 받이부(53)의 상부 공간에 배치되면, 이윽고 노즐(521~523)이 X축 방향인 도시한 C 방향으로 고속으로 이동한다(도 7). 도 7에 나타내는 바와 같이, 노즐(521~523)이 액 받이부(53)의 상부공간에서 도시한 C 방향으로 이동할 때, 해당 노즐(521~523)로부터 토출되는 유기EL 재료는, 기판(P) 상에 토출될 때까지 모두 슬릿 개구부(533a)를 액 기둥 상태로 통과해서 상단 박스부(532)로 회수된다. 여기에서, 노즐(521~523)이 도시한 C 방향으로 고속 이동하는 경우, 액적화한 유기EL 재료가 있으면 더 미세한 미스트 모양으로 분열되고, 노즐(521~523)의 배후에 생기는 부압(負壓)의 영향으로 미스트 모양이 된 유기EL 재료가 노즐(521~523)의 근방까지 날아 올라가 버린다. 그렇지만, 기판(P)의 바깥으로 토출된 유기EL 재료는, 모두 액 기둥 상태로 상단 박스부(532)로 회수되고 있기 때문에, 이러한 날아오름은 발생하지 않는다.
이렇게, 본 실시형태에 관한 도포장치는, 기판 바깥에 설치된 액 받이부에서 액 기둥 상태인 채로 도포액을 회수할 수 있기 때문에, 도포액이 액적화나 미스트화하는 일이 없다. 따라서, 기판 바깥으로 토출한 도포액이 기판 상에 낙하해서 부착하는 일없이, 도포 불량을 방지할 수 있다.
또, 도 5에 나타내는 바와 같이 기판(P)의 하면과 슬릿부(533)의 상면과의 사이에는 높이 d의 간극이 형성되어 있기 때문에, 슬릿 개구부(533a)나 기판(P)의 단면 부근으로 토출된 유기EL 재료가 해당 간극을 통과해서 스테이지(21)의 측면방향으로 유출할 가능성이 있다. 그렇지만, 하단 받이부(531) 내부에는, 스테이지(21) 측면 근방 공간의 기체를 흡인하는 국소 배기부(535)(도 3 참조)가 설치되어 있고, 이러한 상단 박스부(532)로 회수할 수 없었던 유기EL 재료를 흡인해서 회수 할 수 있다.
또한, 상단 박스부(532)의 내부는, 슬릿부(533)가 제거 가능하게 끼워 넣어져 있기 때문에, 유저가 슬릿부(533)를 제거하는 것에 따라 상단 박스부(532)의 내부를 용이하게 청소할 수 있다. 그렇지만, 이러한 메인터넌스 작업을 자동적으로 하기 위해서, 도시하지 않는 유입 통로로부터 상단 박스부(532)의 내부로 세정용 린스액을 적당히 유동시켜도 괜찮다. 이러한 린스액을 상단 박스부(532) 내에 유동시키는 것에 따라, 상술한 자동세정 효과에 부가하여, 상단 박스부(532) 내에 토출된 유기EL 재료가 린스액과 혼합되어 재차 외부로 나가기 어려워지는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 8은, 슬릿부(533)의 다른 예를 설명하기 위해 도 3의 단면 A-A를 B방향에서 본 단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 슬릿부(533)에 형성된 슬릿 개구부(533a)에, 하향의 반환부(533b)를 형성해도 괜찮다. 이것에 의해, 더 상단 박스부(532) 내에 토출된 유기EL 재료가 재차 외부로 나가기 어려워지는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 유기EL 표시장치의 제조장치를 일례로 해서 설명했지만, 액 기둥 상태의 도포액을 기판에 도포하는 장치라면, 본 발명은 다른 장치에도 적용할 수 있다. 예컨대, 레지스트액이나 SOG(Spin On Glass)액, 또 정공수송층을 기판에 도포하는 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 노즐(521~523)로의 유기EL 재료의 유량을 검 출해서 토출하는 유기EL 재료의 유량을 피드백 제어하고 있지만, 유기EL 재료의 압력을 압력센서 등의 압력 검출수단으로 검출해서, 노즐(521~523)로부터 토출시키는 유기EL 재료의 유량을 피드백 제어해도 괜찮다.
또한, 상술한 실시예에서는, 기판(P)의 하면과 슬릿부(533)의 상면과의 사이의 높이 d(도 5 참조)에 대응해서, 국소 배기부(535)(도 3 참조)가 설치되어 있지만, 도 9에 나타내는 바와 같이 국소 배기부(535a)를 구성해도 괜찮다. 즉, 높이 d의 간극에 국소 배기부(535a)의 흡인 개구를 극력 가깝게 해서 배치한다. 예컨대, 상단 박스부(532)의 스테이지부(21)측 측면에 따라, 스테이지부(21)와의 사이에서 국소 배기부(535a)의 배관이 상방을 향해서 연설된다. 이것에 의해, 상단 박스부(532)에서 회수할 수 없었던 유기EL 재료를 확실하게 회수할 수 있다. 여기에서, 상술한 바와 같이 간극 a는, 스테이지(21)의 도시한 Y축 방향으로의 평행이동 동작이나 선회부(22)의 회전운동 동작에 의한 간섭을 막기 위해서 설치되어 있기 때문에, 국소 배기부(535a)를 스테이지부(21)와 상단 박스부(532)의 측면과의 사이에 설치하는 경우, 국소 배기부(535a)와 스테이지부(21)와의 간격이 간극 a가 되도록 설치된다. 즉, 동일한 오버랩 길이 c를 확보하는 경우, 상기 길이 b도 국소 배기부(535a)를 설치하기 위한 공간을 고려해서 설정하는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 기판(P)의 하면과 슬릿부(533)의 상면과의 사이의 높이 d에 대응해서, 도 10에 나타내는 바와 같이 국소 배기부(535b)를 구성해도 괜찮다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 상단 박스부(532)의 스테이지부(21)측 바닥부 및 측부를 얇은 모양으로 형성하고, 그 얇은 모양으로 한 바닥부에 따르도록 국소 배기부(535b)의 배 관을 배열 설치하며, 높이 d의 간극에 국소 배기부(535b)의 흡인 개구를 극력 가깝게 해서 배치한다. 이것에 의해, 상단 박스부(532)에서 회수할 수 없었던 유기EL 재료를 확실하게 회수할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 적색, 녹색 및 청색용 3개 1조의 노즐(521~523)에서 기판(P)의 각 홈 내에 유기EL 재료를 유입하고 있지만, 이 3개 1조의 노즐(521~523)을 복수조 설치해서 기판(P)의 각 홈 내에 유기EL 재료를 유입해도 괜찮다. 이 경우, 각 노즐의 조가 X축 방향으로 동작하는 위치에 대응하는 액 받이부(53)를 각각 설치하면, 도포 처리에 걸리는 시간을 단축하면서, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 도포장치는, 피도포체가 되는 기판의 바깥으로 토출된 도포액을 확실하게 회수할 수 있고, 기판에 대해서 액 기둥 상태의 도포액을 도포하는 장치 등으로서 유용하다.
이상, 본 발명을 상세히 설명해 왔지만, 전술의 설명은 모든 점에 있어서 본 발명의 예시에 지나지 않고, 그 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 범위를 이탈하는 일없이 여러 가지의 개량이나 변형을 행할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 얻어진다.
즉, 본 발명의 제1의 국면에 의하면, 액 받이부는, 그 상면이 개방하는 것이 아니라 액 기둥 상태로 토출된 도포액이 통과하는 슬릿 모양의 개구가 형성되어 있 기 때문에, 액 받이부 내에 토출된 도포액이 외부로 재차 날아 올라가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 스테이지 바깥으로 토출한 도포액이 해당 스테이지에 적재된 기판 상에 낙하해서 부착하는 일없이, 도포 불량을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2의 국면에 의하면, 스테이지 바깥에 설치된 액 받이부에서 액 기둥 상태 그대로 도포액을 회수할 수 있기 때문에, 도포액이 액적화나 미스트화 하는 일없이, 액적화나 미스트화한 도포액이 기판 상에 되돌아오는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 제3의 국면에 의하면, 스테이지 바깥으로 토출된 도포액을 확실하게 회수하면서, 스테이지 상에 적재된 기판과 액 받이부와의 간섭을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4의 국면에 의하면, 기판이 액 받이부의 상면의 일부에 오버랩(overlap)해서 적재되기 때문에, 기판 바깥으로 토출된 도포액을 확실하게 회수할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제5의 국면에 의하면, 복수의 노즐을 이용해서 동시에 도포액을 기판에 도포하는 장치에 있어서도, 액 받이부 내에 토출된 도포액이 외부로 재차 날아 올라가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 스테이지 바깥으로 토출한 도포액이 해당 스테이지에 적재된 기판 상에 낙하해서 부착하는 일없이, 도포 불량을 방지할 수 있다.
게다가, 본 발명의 제6의 국면에 의하면, 스테이지를 횡단하는 방향으로 도포액을 토출하는 노즐을 한쪽의 액 받이부 위까지 이동시킨 후, 스테이지를 소정 양(量) 이동시키고, 스테이지를 횡단하는 방향으로 도포액을 토출하는 노즐을 다른쪽의 액 받이부 위까지 이동시키는 것을 반복하는 것에 의해, 기판 면(面)에 대해서 스트라이프 모양으로 도포액을 도포할 수 있다.

Claims (6)

  1. 연직(鉛直) 하방향으로 직선 봉(棒) 모양이 된 액 기둥(液柱) 상태의 도포액을 기판 상에 토출해서 해당 도포액을 연속하여 도포하는 도포장치로서,
    그 선단부에서 상기 도포액을 상기 액 기둥 상태로 토출하는 노즐과,
    상기 기판을 그 상면에 적재(載置)하는 스테이지와,
    상기 스테이지 상의 공간에 있어서, 해당 스테이지면을 횡단하는 방향으로, 상기 스테이지 상에서 떨어진 위치와 상기 스테이지 상을 통해서 반대의 상기 스테이지 상에서 떨어진 위치와의 사이에서, 상기 도포액을 도포하는 상기 노즐을 왕복 이동시키는 노즐 이동기구와,
    상기 노즐 이동기구가 상기 횡단하는 방향에 따라 상기 스테이지 상에서 떨어진 위치로 상기 노즐을 이동시켰을 때, 해당 노즐로부터 상기 스테이지 바깥으로 토출된 상기 도포액을 받는 액 받이부를 구비하고,
    상기 액 받이부는, 상기 노즐 이동기구에 의해 상기 횡단하는 방향에 따라 스테이지 상에서 떨어진 위치에서 왕복 이동시켜지는 상기 노즐의 선단부에서 연직 하방향이 되는 위치에 해당 횡단하는 방향과 평행의 슬릿 모양의 개구가 상면에 형성되고, 해당 개구를 통해서 상기 왕복 이동하는 상기 노즐로부터 토출된 액 기둥 상태의 도포액을 회수하는 것을 특징으로 하는, 도포장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액 받이부에 형성된 개구는, 상기 노즐로부터 토출된 도포액이 상기 액 기둥 상태로부터 분열이 개시되는 높이에서 해당 노즐 측에 형성되는 것을 특징으로 하는, 도포장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액 받이부는, 상기 스테이지 측면 근방에 설치되고,
    상기 액 받이부에 형성된 개구는, 상기 스테이지의 상면보다 적어도 하방에 형성되는 것을 특징으로 하는, 도포장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 개구가 형성된 상기 액 받이부의 상면의 일부의 상방에 걸리도록 상기 스테이지 상에 적재되는 것을 특징으로 하는, 도포장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포장치는, 복수의 상기 노즐을 구비하고 있고,
    상기 노즐 이동기구는, 상기 복수의 노즐을 일체적으로 상기 횡단하는 방향으로 왕복 이동시키며,
    상기 액 받이부의 상면에 형성되는 상기 개구는, 상기 횡단하는 방향에 따라 스테이지 상에서 떨어진 위치에 배치된 상기 복수의 노즐의 선단부에서 연직 하방향이 되는 위치에 해당 횡단하는 방향과 평행의 슬릿 모양이며, 상기 복수의 노즐로부터 토출된 모든 액 기둥 상태의 도포액을 동시에 통과시키는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 도포장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포장치는, 상기 스테이지에서 대향하는 2개의 측면 근방에 상기 횡단하는 방향에 따라 각각 상기 액 받이부를 2개 구비하고 있고,
    상기 스테이지는, 상기 횡단하는 방향에 대해서 수직한 수평방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 도포장치.
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