專利名稱：將涂層涂敷到襯底的方法
技術領域：
本發明涉及一種將涂層涂敷到襯底的方法，其中可以有效地控制通過 噴嘴在襯底上噴射的液體介質的涂層表面，可以有效地控制通過液體介質 形成的涂層的厚度的形成，并且可以高生產效率地保持涂層的質量控制。
背景技術：
涉及對等離子顯示板等涂敷高質量涂層的技術需要一種可以解釋為管理面板涂層的涂敷的方法。在本申請標注的參考文件1到3中說明了該技 術。參考文件l是名稱為"涂層裝置、涂層方法、用于制備濾色片的裝置 及其制備"的日本未實審的專利公開文件，描述了一種對玻璃襯底進行高 速均勻涂層的方法，該方法適用于大尺寸玻璃襯底并且可以相對于介質涂 敷方向在寬度方向上在液體介質涂抹器的前緣和襯底之間保持均勻間隙。 因此該裝置和方法需要提供距離調節構件，以便于沿寬度方向在液體介質 涂抹器的前緣和襯底之間保持均勻的間隙，并且可以通過改變前緣沿寬度 方向的位置執行涂層操作。參考文件2是名稱為"襯底處理裝置"的日本未實審的專利公開文件， 描述了一種裝置，為了掃描形成的抗蝕層，該裝置使用間隙傳感器掃描襯 底上的將要被涂以抗蝕層的區域，測量到抗蝕層的距離，并將數據發送到 控制系統，所述控制系統比較代表涂敷抗蝕層之前的間隙(到襯底表面的 距離)的值和代表涂敷抗蝕層之后的間隙(到抗蝕層表面的距離)的值， 以便計算襯底上的抗蝕層的厚度。參考文件3是名為"縫模和用于生產具有涂層膜的基體的方法和裝置" 的日本未實審的專利公開文件，描述了具有緣部的縫模，在所述緣部之間， 微米水平的間隙可以沿長度方向被容易地調節，在組裝后不需要專門調 節，并且能夠涂敷厚度偏差小于3%的精確且均勻的涂層。參考文件l日本未實審的專利公開文件H11 — 300258參考文件2日本未實審的專利公開文件2004 —1460參考文件3日本未實審的專利公開文件2004—283820 參考文件l描述了為保持寬度方向上涂抹器的前緣與要被涂層的襯底 之間均勻的距離而改變液體介質涂抹器前緣的位置的距離調節構件的應 用。該裝置和方法僅能夠從裝置一側保持涂抹器的前緣和要被涂層的襯底 之間的均勻距離，因此不能說是提供了有效地控制涂層表面的形成的裝 置。參考文件2描述了裝有間隙傳感器的裝置，該間隙傳感器建立了涂敷 抗蝕層之前的距離值(到襯底表面的距離)和涂敷了抗蝕層之后的距離值 (到抗蝕層表面的距離)。然而，這些距離值用于監控抗蝕層。即，它們 只用于執行產品合格或不合格的檢查，卻對輔助涂層的形成沒有任何幫 助。參考文件3描述了沿兩個凸緣件的寬度方向調節兩個凸緣件之間的間 隙的方法。盡管在裝置本身上提供調節凸緣之間的間隙的手段，該方法不 能說是提供了有效控制涂層形成的方法。發明內容考慮到這些相關技術的缺陷，本發明提出一種有效控制從噴嘴涂敷到 襯底的涂層表面的形成、涂層厚度和保持高水平的生產率的同時控制涂層 質量的方法。本發明涉及一種將涂層涂敷到襯底的方法，其中，噴嘴噴射液體介質 到位于工作臺上的襯底上，所述噴嘴被連接至噴嘴夾持器的噴嘴定位器支 撐，所述噴嘴夾持器相對于工作臺在前后方向上移動。在為了測量形成在 襯底上的介質層表面和噴嘴之間的距離安裝了距離傳感器后，將測試襯底 放置在工作臺上，并且在噴嘴夾持器相對于工作臺向前移動期間通過從所 述噴嘴施加的液體介質對測試襯底進行涂層。接著，在所述噴嘴夾持器相 對于工作臺向后移動期間，通過所述距離傳感器執行測量操作；之后，為 了涂敷預期的介質涂層，根據所述距離傳感器執行的所述測量操作的結果 啟動噴嘴定位器，所述噴嘴定位器作為設定噴嘴位置的裝置。這之后將液體介質涂敷到襯底上。噴嘴定位器因通過噴嘴夾持器施加的反作用力而移動，因此作為加壓 機構，所述加壓機構根據從其獲得的加壓值施加壓力以增加或降低噴嘴。本發明能夠有效控制從噴嘴涂敷到襯底的涂層表面、涂層厚度，以及 在保持高水平的生產率的同時控制涂層的質量。
圖1是將涂層涂敷到襯底的方法的優選實施例的示圖； 圖2是說明圖1中示出的涂層方法的操作程序的示意圖;圖3是圖1中示出的涂層方法所使用的涂層裝置的示圖；以及圖4是圖1中示出的涂層方法所使用的涂層裝置中的噴嘴調節狀況的示圖。符號說明 1S、 1P:襯底 2:工作臺3a—3c:噴嘴定位器4:噴嘴5:噴嘴夾持器6a—6c:距離傳感器 L.-液體介質 LS:涂層表面具體實施方式
以下參照附圖提供本發明的優選實施例的詳細說明。本發明是將涂層涂敷到襯底的方法，其中，如圖1所示，通過噴嘴定位器3a—3c支撐噴嘴4 的噴嘴夾持器5相對于工作臺2沿前后方向移動，以便將液體介質L涂敷到 位于工作臺2上的襯底1S (用于測試性涂層的樣本)和1P (產品)。在該方 法中，在處理之前安裝的距離傳感器6a—6c用于測量在襯底lS上的涂層的 表面LS和噴嘴4之間的距離。為開始處理，測試襯底1S安置在工作臺2上，并且在噴嘴夾持器5在工作臺2上相對于工作臺2沿向前的方向移動的時 候，通過噴嘴4試驗性涂敷測試襯底1S。然后，在噴嘴夾持器5相對于工作 臺2沿向后的方向移動時，距離傳感器6a—6c執行測量操作。然后，為獲 得預期的涂層表面LS，噴嘴定位器3a—3c根據距離傳感器6a—6c進行的測 量操作的結果調節噴嘴4的位置。然后，將涂層涂敷到產品襯底1P上。圖l(a)部分地提供了本實施例中的涂層處理的前視圖，和圖l (b)提供了 其中的涂層處理的側視圖。以下說明本發明的裝置，本發明通過該裝置進行操作。如圖1至4所示， 該裝置主要包括工作臺2，測試襯底1S和產品襯底1P放置在工作臺2上；噴 嘴夾持器5，該噴嘴夾持器5在工作臺2上的襯底1S和1P上移動；安裝在噴 嘴夾持器5上的噴嘴定位器3a—3c;以及由噴嘴夾持器5通過噴嘴定位器3a 一3c支撐并通過將液體介質L噴射在襯底lS和lP上執行實際涂層處理的噴 嘴4。圖3 (a)是該裝置的前視圖，圖3 (b)是噴嘴4的橫截面，以及圖3(c)是該裝置的后視圖。工作臺2的上表面被形成為均勻且高精度的平面。測試襯底1S或產品 襯底1P放置在工作臺2的上表面上。噴嘴夾持器5具有門狀結構，包括通過 水平橋構件5b連接的左右腿構件5a。橋構件5b在襯底lS和lP上移動。垂直 壁5c也是噴嘴夾持器5的一部分，垂直壁5c通過連接到左右腿構件5a和橋 構件5b而被連接于噴嘴夾持器5。 一對左右線性電動機7安裝在腿構件5a 和工作臺2的上表面之間，作為使噴嘴夾持器5在工作臺2的上表面上在相 對的前后方向上移動的裝置。該結構能夠以往復運動方式運載噴嘴夾持器 5。噴嘴夾持器5從備用位置"X"沿相對的向前方向在襯底1S或1P上移動， 直到向前移動停止的返回位置"Y"。然后，在相反方向，或相對向后的方 向上，再次開始移動，在該過程中，噴嘴夾持器5移動返回到向后移動終 止的備用位置"X"。該操作也可以通過相對于噴嘴夾持器5移動的工作臺2 來進行。盡管在圖中沒有示出，滾珠絲杠型的頂起機構可以安裝在腿構件 5a中，以便通過調節這些腿構件5a的高度來調節橋構件5b的高度。噴嘴4在水平橋構件5b之下并沿水平橋構件5的縱向延伸。噴口 4a沿噴 嘴4的下邊緣連續形成。噴嘴4連接到從噴嘴定位器3a—3c向下延伸的多個 桿8，噴嘴定位器3a—3c沿水平橋構件5的上部以適當間距安裝。支撐軸9連接至噴嘴夾持器5的垂直壁5c，并且在噴嘴定位器3a—3c之間的點處向 噴嘴4水平延伸。噴嘴4連接到作為支軸的支撐軸9。附圖中示出的實施例 示出三個噴嘴定位器3a—3c以均勻的間距分隔的結構。噴嘴夾持器5通過 噴嘴定位器3a—3c支撐噴嘴4。兩個支撐軸9設置在兩個位置噴嘴定位器 3a和3b之間的中間位置和噴嘴定位器3b和3c之間的中間位置。作為可選結 構，單個噴嘴定位器可以安裝在水平橋構件5b的中部。在該情況下，支撐 軸9可以定位到單個噴嘴定位器的每一側并且到單個噴嘴定位器等距。噴嘴定位器3a — 3c中的每一個都包括固定地連接至水平橋構件5b 的殼體10;桿8，桿8穿過殼體10在水平橋構件5b內沿垂直方向自由滑動并 與噴嘴4連接；以及殼10中的驅動裝置(在圖中未顯示)，該驅動裝置為桿 8的滑動運動提供動力。驅動裝置可以是通過氣動、水力或電能驅動的傳 統的已知類型的驅動裝置。噴嘴定位器3a—3c用作加壓構件，通過經由殼 體10相對水平橋構件5b施加的反作用力，使噴嘴4升高或降低。由于通過 每一個桿8施加于噴嘴4的向上或向下的作用力，與支撐軸9連接的噴嘴4 以變化的輪廓可調節地彎曲。為進一步說明，如圖4所示，三個噴嘴定位 器3a—3c以均勻的間距分隔開，中心第一噴嘴定位器3a沿向下方向的運動 與右側第二噴嘴定位器3b和左側第三噴嘴定位器3c沿向上方向的運動同 時進行，從而導致噴嘴4的中心部分向下彎曲，同時相鄰部分向上彎曲， 以使噴嘴4形成弓形。該噴嘴4的調節具有調節沿其縱向方向從噴口4a排出 的液體介質L的體積的效果。當執行涂層操作時，如果噴口4a和襯底lS、 1P之間的距離減小，則增 加對噴嘴4內的加壓的液體介質L的排放阻力。從而，在襯底上形成液體介 質L的較薄的層。反之，隨著噴口4a從襯底lS或lP移開，噴口4a和襯底之 間的距離增加，因此降低對噴嘴4內的加壓的液體介質L的阻力，由此允許 液體介質L受到較小限制地釋放，并形成較厚的涂層。因此，液體介質L 從噴嘴4的端部排出比從中心部分排出更容易，且從而液體介質L的較厚層 形成在這些端部。如果表示噴口4a和襯底lS和lP的表面之間的距離與形成 的液體介質層的厚度之間的關系的數據預先輸入到控制器12中，如從物理測量得出的數據一樣，這些數據可被用作進行噴嘴調節操作的基礎。第一、第二和第三間隙傳感器lla—llc沿噴嘴4的縱向方向以適當的間距安裝在噴嘴夾持器5的備用位置X處。間隙傳感器lla—llc檢測工作臺 2的上表面和形成有噴口4a的噴嘴4的下邊緣之間的距離。圖中示出第一、 第二和第三間隙傳感器lla—llc安裝在與第一、第二和第三噴嘴定位器3a 一3c的位置相對應的位置的結構。間隙傳感器lla—llc可以是已知的 "Magnescale"牌的間隙傳感器。每一個間隙傳感器lla—llc都連接到 控制器12，由此使得通過每一個傳感器檢測到的間隙的大小可以輸入控制 器12。因此，控制器12能夠控制先前提到的頂起機構的升高和降低，升高 和降低的程度基于通過第一、第二和第三間隙傳感器lla—llc輸入的間隙 數據。控制器12還可以操作第一、第二和第三噴嘴定位器3a—3c。距離傳感器6a—6c安裝至與噴嘴4相對的噴嘴夾持器5的垂直壁5c處。 距離傳感器6a—6c沿垂直壁5c的縱向方向以適當的間距設置。在圖中示出 的示例性結構中，第一、第二和第三距離傳感器6a—6c安裝在與第一、第 二和第三噴嘴定位器3a—3c的位置相對應的三個位置上。距離傳感器6a 一6c可以是測量反射的激光束返回所需要的時間的激光傳感器類型。距離 傳感器6a—6c連接到控制器12，從而允許通過距離傳感器獲得的測量值輸 入控制器12。當將涂層涂敷到測試襯底1S后，當噴嘴4在返回的方向上移 動的同時，距離傳感器6a—6c測量涂層表面LS和噴嘴4之間的距離，并輸 出測量得到的值。第一、第二和第三距離傳感器6a—6c在與第一、第二和 第三噴嘴定位器3a—3c相對應的各個位置處測量距離。在通過距離傳感器 6a—6c進行的測量操作中，考慮噴嘴4的向后移動的速度，并且在噴嘴4 向后移動的同時，總是通過距離傳感器6a—6c或控制器12修正數據。可選 地，可以在噴嘴4已經停止的適當時間間隔時執行數據修正操作。g卩，距 離測量操作可以在噴嘴4的反向移動牽引的過程中連續執行，或可以通過 在不同點處進行的取樣操作來測量。基本上，從第一距離傳感器6a獲得的 測量值被應用到通過第一噴嘴定位器3a進行的噴嘴4的調節中，并且通過 第二和第三距離傳感器6b和6c獲得的測量值分別被應用到通過第二和第 三噴嘴定位器3b和3c進行的噴嘴4的調節中。如果需要，控制器12可以對 從第一、第二和第三距離傳感器6a—6c獲得的測量值進行補充處理，以便 第一、第二和第三噴嘴定位器3a—3c提供噴嘴4的形狀的最佳改變。在任 一情況下，通過距離傳感器6a—6c中的每一個獲得的測量值都輸入到控制8器12。與第一、第二和第三噴嘴定位器3a—3c連接的控制器12處理從第一、 第二和第三距離傳感器6a—6c輸入的測量值，然后將作為控制值的噴嘴調 節值輸出到與各個距離傳感器6a—6c相對應的每一個噴嘴定位器3a—3c， 控制值表示噴嘴定位器3a—3c要被調節的范圍。表示噴嘴定位器3a—3c 的驅動量的控制值作為驅動裝置使用的應用值輸出，以使桿8升高或降低。 根據從控制器12輸入的控制值的結果，執行第一、第二和第三噴嘴定位器 3a—3c的位置調節。驅動裝置壓桿8并使桿8可移動地滑動，由此可根據每 一個距離傳感器6a—6c執行的測量結果，更具體而言，根據控制器12執行 的計算結果，調節噴嘴4的位置。以下將說明本發明的方法，通過該方法，本發明將涂層涂敷到襯底上。 在處理開始之前，距離傳感器6a—6c連接至噴嘴夾持器5的垂直壁5c。首 先，第一測試襯底1S放置在工作臺2上并且通過真空或其他裝置固定于工 作臺2，然后噴嘴夾持器5在工作臺之上并相對于工作臺2沿向前的方向移 動，同時噴嘴4涂敷第一測試涂層。然后當第一、第二和第三距離傳感器 6a—6c執行測量操作的時候，噴嘴夾持器5在工作臺2上向后移動。例如， 如圖2處理示意圖中的"數據l"所示，當變量值AtB在第一測試襯底lS的 左右邊緣之間被檢測時，應用通過第一、第二和第三間隙傳感器lla—llc 監控的間隙尺寸，并且控制器12相應地操作頂起機構，以便調節左右腿構 件5a的高度。這具有作為高度修正調節水平橋構件5b的效果。由于該修正， 使得AtB值被設定為近似O。如果需要，也可以啟動第一、第二和第三噴 嘴定位器3a—3c以便執行精細調節。然后，第二測試襯底1S放置在工作臺 2上，并且噴嘴夾持器5沿向前的方向在工作臺2上移動，同時在噴嘴4涂敷 第二次測試涂層。然后在第一、第二和第三距離傳感器6a—6c執行它們的 測量操作的同時，噴嘴夾持器5在工作臺2上向后移動。例如，如圖2中示 出的"數據2"，在第二測試襯底上的涂層表面LS的中心部分被測量出比左 右部分高AtC的范圍的情況下，應用通過第一、第二和第三距離傳感器6a 一6c獲得的測量值，并且控制器12以修正噴嘴4的輪廓的方式操作第一、 第二和第三噴嘴定位器3a—3c。換言之，噴嘴4在涂層較薄的部分被向上 拉并在較厚的部分被向下推。這使得AtC值被設定為近似于O。由于AtC設 定為近似于0，所以可以在隨后的涂層操作中被處理的產品襯底1P上形成非常平坦和高度均勻的涂層表面LS。如圖2所示，可以重復多次測試涂層 以提供高度和彎曲修正。此外，盡管該實施例示出通過應用本發明以獲得 高度均勻的涂層表面LS的方法，只應用曲線修正或將曲線修正與高度修正 結合在一起，能夠沿噴嘴4的縱向方向將涂層表面LS的橫截面形成為傾斜 或隨意形成的形狀。此外，盡管第一和第二次測試涂層操作以先前提到的程序執行，也可 以使控制器12只利用一次測試涂層進行計算，從而執行測試操作。在該實施例中，預先安裝距離傳感器6a—6c，以便測量襯底1S上的涂 層表面LS和噴嘴4之間的距離。首先，測試襯底1S放置在工作臺2上，之后， 噴嘴夾持器5相對工作臺2沿向前的方向移動，在此期間，測試涂層被涂到 測試襯底1S上。然后噴嘴夾持器5相對于工作臺2沿反方向移動，在此期間， 距離傳感器6a—6c執行它們的測量操作。為獲得預期的涂層表面LS，接著 噴嘴定位器3a—3c根據通過距離傳感器6a—6c獲得的測量結果調節噴嘴4 的位置。然后，涂層隨后涂敷到產品襯底1P。距離傳感器6a—6c可以通過 測量噴嘴4和形成在測試襯底1S上的涂層表面LS之間的距離的方式檢測涂 層狀態。這些測量使得噴嘴定位器3a—3c能夠調節噴嘴4的輪廓以獲得預 期的涂層表面LS，從而，通過從噴嘴4涂敷的液體介質L有效和適當地控制 涂層表面LS的形成，有效控制涂層的厚度，如果襯底1S和1P具有精細的平 面，并保持質量控制、高生產量以及涂層表面LS的高生產率涂敷。該涂層控制的類型使其即使在液體介質L已經涂到襯底1P上之后也可 以自由調節涂層表面LS，從而改進質量控制。此外，雖然噴嘴4和其他元 件可能沒有以高水平的機械精度制造或組裝，但是本發明仍然能夠關于涂 層表面LS保證高精度水平，同時降低拆卸、修理和維護需要以及相關的費 用，從而提高了生產效率。此外，即使由于補給而導致液體介質L的特性 不同或不同批次的液體介質的特性不同，本發明也能夠通過噴嘴4的位置 調節提供簡單、操作上有效并且便于應用的涂層處理。此外，根據距離傳感器6a—6c測量噴嘴4和涂層表面LS之間的距離的 操作的結果，控制器12能夠應用為噴嘴定位器3a—3c設定的噴嘴調節值， 并因此自動控制和修正涂層表面LS。另外，由于在噴嘴夾持器5前進并涂 敷涂層后向后移動期間，距離傳感器6a—6c執行它們的測量，所以處理時于涂層控制方法結合了由頂起機構所采用的高度修正功能以調節左右腿構件5a的高度，所以可以將應用于噴嘴4的彎曲修正限制 為最小，因此實現合理和非常適當的涂層控制。此外，通過施加于噴嘴夾持器5的反作用力進行操作的噴嘴定位器3a 一3c用作施加壓力以向上拉或向下推噴嘴4的加壓機構。由于噴嘴4的位置 調節基于從加壓機構獲得的加壓值，所以本發明提供微米水平的調節系 統，其與基于位移值執行的位置性調節相比，結構更簡單并且更便于操作。盡管本發明作為對諸如玻璃襯底等面板型結構涂敷涂層的方法被描 述，但是本發明也可用于為薄膜或其他相似物體涂敷漿狀物、抗蝕劑、濾 色片以及其它物質。
權利要求
1.一種將涂層涂敷到襯底的方法，通過該方法，噴嘴噴射液體介質到位于工作臺上的襯底上，所述噴嘴被連接至噴嘴夾持器的噴嘴定位器支撐，所述噴嘴夾持器能夠相對于工作臺在前后方向上移動，所述方法的特征在于以下操作程序首先安裝距離傳感器，所述距離傳感器作為測量形成在所述襯底上的介質層表面和所述噴嘴之間的距離的裝置；將測試襯底放置在所述工作臺上，并且在所述噴嘴夾持器相對于所述工作臺向前移動期間通過從所述噴嘴噴出的液體介質對測試襯底進行測試性涂層；在所述噴嘴夾持器相對于所述工作臺向后移動期間，通過所述距離傳感器執行測量操作；根據所述距離傳感器執行的所述測量操作的結果啟動噴嘴定位器，所述噴嘴定位器作為設定形成預期涂層的所述噴嘴的位置的裝置；以及將液體介質涂敷到襯底上。
2. 根據權利要求l所述的將涂層涂敷到襯底的方法，其中，所述噴嘴 定位器是根據從其獲得的加壓值、通過由所述噴嘴夾持器施加的反作用力 使所述噴嘴升高或降低的加壓機構。
全文摘要
本發明涉及一種涂敷涂層到襯底上的方法，其中可以有效控制通過噴嘴在襯底上噴射液體介質的涂層表面，有效控制通過液體介質形成的涂層的厚度的形成，以及可以高生產效率地保持涂層的質量控制。本方法發明具有如下操作序列。首先安裝距離傳感器6a-6c，作為測量形成在襯底1S、1P上的介質層表面LS和噴嘴4之間的距離的裝置。將測試襯底1S放置在工作臺2上，并且在噴嘴夾持器5相對于工作臺向前移動期間通過從噴嘴噴出的液體介質對測試襯底1S進行測試涂層。在噴嘴夾持器相對于工作臺向后移動期間通過距離傳感器執行測量操作。噴嘴定位器3a-3c根據距離傳感器執行的測量操作的結果啟動，作為設定形成適當涂層的噴嘴位置的裝置。液體介質L被涂至襯底1P。
文檔編號B05C11/00GK101229536SQ20071019279
公開日2008年7月30日 申請日期2007年11月20日 優先權日2007年1月26日
發明者上田修一郎, 神戶壽夫 申請人:中外爐工業株式會社