KR100690571B1

KR100690571B1 - 액적 토출 장치

Info

Publication number: KR100690571B1
Application number: KR1020060028916A
Authority: KR
Inventors: 유지 이와타; 히로츠나 미우라
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-03-12
Also published as: US7559640B2; US20060221104A1; TWI286951B; TW200706257A; KR20060105575A; CN100471684C; CN1840243A; JP2006272297A

Abstract

액적 토출 장치는 대상물 위를 적어도 2차원 방향으로 이동 가능한 헤드 유닛을 갖는다. 상기 헤드 유닛은 상기 대상물을 향하여 액적을 토출하는 토출부와, 상기 대상물에 착탄된 상기 액적에 레이저광을 조사하는 조사부를 갖는다. 제어부는 상기 헤드 유닛의 이동 방향에 따라 상기 토출부 및 상기 조사부의 배치를 제어한다. 따라서, 토출된 액적에 대하여 레이저광을 조사하여 효율적인 건조·소결(燒結)을 행할 수 있다.

헤드 유닛, 토출부, 조사부, 제어부

Description

액적 토출 장치{LIQUID EJECTION APPARATUS}

도 1은 본 발명을 구체화한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 일체로 구성된 액정 표시 모듈의 정면도.

도 2는 도 1의 액정 표시 모듈의 이면(裏面)에 형성된 도트 패턴의 확대도.

도 3은 도 1의 액정 표시 모듈의 이면에 형성된 도트 패턴의 확대 측면도.

도 4는 도 2의 도트 패턴의 구성을 설명하기 위한 도면.

도 5는 도 2의 도트 패턴을 작성하기 위해, 본 실시예에 따른 스카라 로봇(SCARA robot)을 사용한 액적 토출 장치의 사시도.

도 6은 도 5의 액적 토출 장치의 평면도.

도 7은 도 5의 액적 토출 장치의 정면도.

도 8은 도 5의 스카라 로봇에서의 헤드 유닛의 요부(要部) 확대도.

도 9는 도 8의 헤드 유닛에서의 토출 헤드의 확대 단면도.

도 10은 도 5의 액적 토출 장치의 전기적인 구성을 설명하기 위한 전기 블록도.

도 11은 도 8의 헤드 유닛의 동작을 설명하기 위한 개략 설명도.

도 12는 도 8의 헤드 유닛의 이동 속도를 설명하기 위한 속도-시간 그래프.

도 13의 (a)는 도 5의 스카라 로봇의 동작을 설명하기 위한 평면도.

도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 측면도.

도 14의 (a), 도 15의 (a), 도 16의 (a)는 연속적으로 도 5의 스카라 로봇의 동작을 설명하기 위한 평면도.

도 14의 (b), 도 15의 (b), 도 16의 (b)는 도 14의 (a), 도 15의 (a), 도 16의 (a)의 측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 액정 표시 모듈 2 : 기판

3 : 표시부 4 : 주사선 구동 회로

5 : 데이터선 구동 회로 10 : 도트 패턴

20 : 액적 토출 장치 21 : 패널

34 : 헤드 유닛 35 : 토출 기구

36 : 광원(光源) 기구 40 : 제어 장치

본 발명은 액적 토출 장치에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 장치나 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(유기 EL 표시 장치) 등의 전기 광학 장치에는 화상을 표시하기 위한 투명 유리 기판(이하 단순히 기판이라고 함)이 구비되어 있다. 이러한 기판에는, 품질 관리나 제조 관리를 목적으로 하여, 그 제조원이나 제품 번호 등의 제조 정보를 코드화한 식별 코드(예를 들어 2차원 코드)가 형성되어 있다. 이러한 식별 코드는 배열된 다수의 도트 형성 영역(데이터 셀) 일부에 도트 패턴으로서의 코드 패턴(예를 들어 유색(有色)의 박막이나 오목부)을 구비하고, 그 코드 패턴의 유무(有無)에 의해 제조 정보를 코드화하고 있다.

이 식별 코드의 형성 방법에는, 금속박에 레이저광을 조사하여 코드 패턴을 스퍼터링 성막(成膜)하는 레이저 스퍼터링법이나, 연마제를 함유한 물을 기판 등에 분사하여 코드 패턴을 각인(刻印)하는 워터젯법(waterjet method)이 제안되어 있다(일본국 공개특허평11-77340호 공보 및 일본국 공개특허2003-127537호 공보를 참조).

그러나, 레이저 스퍼터링법에서는, 원하는 사이즈의 코드 패턴을 얻기 위해, 금속박과 기판의 틈을 수∼수십㎛로 조정해야만 한다. 즉, 기판과 금속박의 표면에 대하여 매우 높은 평탄성이 요구되고, 또한 이들의 틈을 ㎛오더(order)의 정밀도로 조정해야만 한다. 그 결과, 식별 코드를 형성할 수 있는 대상 기판이 제한되어, 그 범용성(汎用性)을 손상시키는 문제를 초래하였다. 또한, 워터젯법에서는, 기판의 각인 시에 물이나 티끌, 연마제 등이 비산(飛散)되기 때문에, 상기 기판을 오염시키는 문제가 있었다.

최근 이러한 생산상의 문제를 해소하는 식별 코드의 형성 방법으로서, 잉크젯법이 주목받고 있다. 잉크젯법은 금속 미립자를 함유하는 액적을 토출 헤드로부터 토출하고, 그 액적을 건조시킴으로써 코드 패턴을 형성한다. 이 때문에, 대상 기판의 범위를 확대할 수 있고, 상기 기판의 오염 등을 회피하면서 식별 코드를 형 성할 수 있다.

그런데, 잉크젯법은 기판에 착탄(着彈)시킨 액적을 건조시키고, 기능 재료를 소성(燒成)시켜 기판에 밀착시킨다. 즉, 건조 공정에 의해 액적의 형상을 고정시키고, 소성 공정에 의해 기능 재료를 고화(固化)시킨다. 이러한 건조·소성 공정은 적절한 형상을 형성하기 위해 필요한 공정이다. 그래서, 잉크젯법을 행하는 액적 토출 장치에서는, 효율적으로 건조·소성을 행하기 위해, 토출 헤드의 근방에 건조·소성을 행하는 레이저광을 조사하기 위한 조사부를 설치했다.

이러한 잉크젯법을 이용할 경우에도, 최근 다종다양한 기판이 사용된다. 예를 들어 기판으로서 다양한 크기의 패널을 사용하는 경우가 있다. 또한, 1매의 패널에서의 코드 패턴 배치도 다양하다. 이 때문에, 잉크젯법을 이용할 경우에도, 이 다종다양한 기판에 대응할 수 있는 장치가 요망된다. 이 경우, 기판에 액적을 착탄시켜, 그 액적의 건조·소성을 신속하게 행하는 프로세스에서 생산성을 향상시키는 것이 요망되고 있다.

본 발명의 목적은, 토출된 액적에 대하여 레이저광을 조사하여 효율적인 건조·소결(燒結)을 행할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 액적 토출 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 관점에 의하면, 액적 토출 장치는 대상물 위를 적어도 2차원 방향으로 이동 가능한 헤드 유닛을 갖는다. 상기 헤드 유닛은 상기 대상물을 향하여 액적을 토출하는 토출부와, 상기 대상물에 착탄된 상기 액적에 레이저광을 조사하는 조사부를 갖는다. 제어부는 상기 헤드 유닛의 이동 방향에 따라 상기 토출부 및 상기 조사부의 배치를 제어한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 16의 (b)에 따라 설명한다.

<표시 모듈>

우선, 본 발명의 액적 토출 장치를 사용하여 형성되는 도트 패턴(10)을 갖는 액정 표시 장치의 표시 모듈에 대해서 설명한다.

도 1에 있어서, 액정 표시 모듈(1)은 광투과성 표시용 기판으로서의 투명 유리 기판(이하 단순히 「기판(2)」이라고 함)을 구비하고 있다. 그 기판(2) 표면(2a)의 대략 중앙 위치에는 액정 분자를 봉입(封入)한 사각형 형상의 표시부(3)가 형성되고, 그 표시부(3)의 외측에는 주사선 구동 회로(4) 및 데이터선 구동 회로(5)가 형성된다. 그리고, 액정 표시 모듈(1)은 주사선 구동 회로(4)가 공급하는 주사 신호와, 데이터선 구동 회로(5)가 공급하는 데이터 신호에 의거하여 액정 분자의 배향 상태를 제어하고, 조명 장치(도시 생략)로부터 조사된 평면광을 액정 분자의 배향 상태에 따라 변조함으로써, 표시부(3)에 원하는 화상을 표시하게 되어 있다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(2) 이면(裏面)(2b)의 우측 코너에는 도트(D)로 구성된 액정 표시 모듈(1)의 도트 패턴(10)이 형성되어 있다. 피(被)착탄 영역으로서의 도트 패턴(10)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 도트 형성 영역(Z1) 내에 형성되는 복수의 도트(D)에 의해 구성되어 있다.

이 도트 형성 영역(Z1)의 외주(外周)에는 미리 정한 여백 영역(Z2)이 형성되어 있다. 그리고, 도트 형성 영역(Z1)에 형성된 도트 패턴(10)은, 본 실시예에서는 2차원 코드로서, 2차원 코드 리더에 의해 판독할 수 있다. 또한, 여백 영역(Z2)은 도트(D)가 형성되지 않는 영역으로서, 2차원 코드 리더가 도트 형성 영역(Z1)을 특정할 수 있기 때문에, 상기 도트 형성 영역(Z1) 내의 도트 패턴(10)의 오류 검출을 방지한다.

도트 형성 영역(Z1)은 대각 1㎜∼2㎜의 정사각형 영역으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 16행×16열의 256개의 셀(C)로 가상(假想) 분할되어 있다. 그리고, 16행×16열의 각 셀(C)에 대하여 선택적으로 도트(D)가 형성되고, 그 각 도트(D)에 의해, 액정 표시 모듈(1)의 제품 번호나 로트 번호를 식별하기 위한 도트 패턴(10)이 형성된다.

본 실시예에서는 내부에 도트(D)가 형성되는 셀(C)을 흑색 셀(C1)로 하고, 도트(D)가 형성되지 않는 셀(C)을 백색 셀(C0)(비형성 영역)로 한다. 흑색 셀(C1)(도트 영역)에 형성되는 도트(D)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 반구(半球) 형상으로 기판(2)에 밀착하여 형성되어 있다. 이 도트(D)는, 본 실시예에서는 후술하는 액적 토출 장치(20)에 의해 형성되어 있다. 상세하게 설명하면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 노즐(N)로부터 도트 형성 재료(예를 들어 망간 미립자 등의 금속 미립자)를 함유하는 액상체(Fa)의 액적(Fb)이 셀(C)(흑색 셀(C1))에 토출된다. 그리고, 이 흑색 셀(C1)에 착탄된 액적(Fb)을 건조시키고, 액적(Fb)에 함유되는 금속 미립자를 소성시킴으로써, 기판(2)에 밀착한 금속으로 이루어지는 반구 형 상의 도트(D)가 형성된다.

<액적 토출 장치의 구성>

다음으로, 기판(2)의 이면(2b)에 도트 패턴(10)을 형성하기 위해 사용되는 액적 토출 장치(20)에 대해서 설명한다. 도 5는 액적 토출 장치(20) 전체를 나타내는 사시도이고, 도 6은 상기 액적 토출 장치(20)의 평면도이며, 도 7은 액적 토출 장치(20)의 정면도이다. 본 실시예에서는, 복수의 기판(2)이 매트릭스 형상으로 정렬된 상태에서 일체화된 대상물로서의 패널(21)에 대해서 액적(Fb)을 토출하는 경우를 상정(想定)한다. 또한, 기판(2)의 도트 형성 영역(Z1)이 액적 토출 영역, 즉, 피착탄 영역에 상당한다.

도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(20)는 후술하는 다관절 로봇으로서의 스카라 로봇(29)을 중앙에 설치한 직육면체 형상의 베이스(base)(22)를 갖고 있다. 이 베이스(22)의 일 측방에는 패널 스토커(panel stocker)(23)가 배치되어 있다. 이 패널 스토커(23)에는 복수의 패널(21)이 간격을 두어 상하로 적층되어 수용된다. 또한, 패널 스토커(23)는 승강 기구(도시 생략)에 의해 승강 가능하게 되어 있다.

패널 스토커(23) 측의 베이스(22)의 상면 부분에는 기판 반송 암(24)이 설치되어 있다. 이 기판 반송 암(24)은 화살표 X방향을 따라 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 이 기판 반송 암(24)은 그 선단(先端)에 패널(21)을 탑재 배치할 수 있게 되어 있고, 회동(回動), 신축(伸縮) 및 승강(昇降)을 행할 수 있다. 그리고, 기판 반송 암(24)은 베이스(22) 위에서 이동하여 회동, 신축 및 승강을 소정의 타 이밍에서 행함으로써, 패널 스토커(23)로부터 패널(21)을 취출(取出)하거나, 패널 스토커(23)에 패널(21)을 수납한다.

한편, 베이스(22)의 상면에는 스카라 로봇(29)을 사이에 끼우도록 2개의 탑재 배치대(26)가 X축 방향으로 나란히 배치되어 있다. 이 탑재 배치대(26)는 액적을 토출하여 마킹(marking)을 행하기 위해 패널(21)을 탑재 배치하기 위한 대이다. 이 탑재 배치대(26)는 그 중앙이 공동(空洞)으로 되어 있고, 기판 반송 암(24)을 삽입 가능하게 되어 있다. 그리고, 기판 반송 암(24)은 선단에 탑재 배치한 패널(21)의 위치를 탑재 배치대(26)의 높이에 맞춘다. 그 후, 기판 반송 암(24)을 하강시킴으로써, 패널(21)을 탑재 배치대(26)에 탑재 배치한다. 또한, 이것과는 반대의 동작을 행함으로써, 패널(21)을 탑재 배치대(26)로부터 제거하여 반송한다. 또한, 기판 반송 암(24)은 패널(21)과 다관절 로봇으로서의 스카라 로봇(29)이 소정의 위치 관계에 배치되도록 위치 맞춤을 행하면서 반송이나 탑재 배치를 행한다.

스카라 로봇(29)은 베이스(22)에 부착된 주축(主軸)(30)과, 이것에 단부(端部)가 고정되어 있는 제 1 암(31)과, 이것의 선단에 회전 가능하게 연결되어 있는 제 2 암(32)과, 제 2 암(32)의 선단에 지지축(33)을 통하여 연결되어 있는 헤드 유닛(34)으로 구성되어 있다.

상세하게 설명하면, 주축(30)은 제 1 모터(M1)(도 10 참조)에 의해 시계 방향 및 반시계 방향의 양방(兩方)으로 회전 가능하게 되어 있다. 제 1 암(31)은 그 기단부(基端部)에서 주축(30)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 이 때문에, 제 1 암(31)은 제 1 모터(M1)의 회전에 의해 주축(30)을 중심으로 하여 시계 방향 및 반 시계 방향의 양방으로 회전할 수 있다.

제 1 암(31)의 선단부에는 축을 통하여 제 2 암(32)의 기단부가 연결되어 있다. 제 1 암(31)과 제 2 암을 연결하는 축은 제 2 모터(M2)(도 10 참조)에 의해 양방으로 회전 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 제 2 모터(M2)의 회전에 의해, 제 2 암(32)은 제 1 암(31)의 선단부를 중심으로 하여 양방으로 회전 가능하게 되어 있다. 따라서, 제 1 암(31)의 주축(30)에 대한 회전 각도와 제 2 암(32)의 제 1 암(31)에 대한 회전 각도를 제어함으로써, 제 2 암(32)의 선단, 즉, 헤드 유닛(34)을 XY 평면에서의 소정 범위 내의 임의의 위치에 이동시킬 수 있게 되어 있다. 본 실시예에서는, 제 1 암(31) 및 제 2 암(32)의 길이에 따라, 헤드 유닛(34)은 도 6의 2점쇄선으로 나타낸 영역 내에서의 임의의 위치에 이동시킬 수 있게 되어 있다.

제 2 암(32)과 헤드 유닛(34)을 연결하는 지지축(33)은 제 3 모터(M3)(도 10 참조)에 의해 양방으로 회전 구동된다. 이 때문에, 헤드 유닛(34)은 제 2 암(32)의 선단을 중심으로 하여 양방으로 회전 가능하게 되어 있다. 즉, 제 1 내지 제 3 모터(M1∼M3)를 구동함으로써, 헤드 유닛(34)의 이동 방향에 대하여 헤드 유닛(34)의 방향이 항상 동일해지도록 제어할 수 있다.

또한, 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(20)에는 토출의 메인티넌스를 행하는 토출 유지 장치(27, 28)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 토출 유지 장치(27, 28)는 토출 헤드(37)에서의 액상체(Fa)의 막힘을 흡인하는 것과, 토출부로서의 토출 헤드(37)의 와이핑과, 토출 헤드(37)로부터 토출되는 액적(Fb)의 비행(飛行)을 관찰한다.

<헤드 유닛>

헤드 유닛(34)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 토출 기구(35)와 광원 기구(36)가 일체로 설치되어 있다. 토출 기구(35)는 구동 기판이나 잉크 탱크 등을 수용하고 있는 본체부(35a)와, 이 본체부(35a)로부터 L자 형상으로 연장되는 지지 부재(35b)에 의해 지지되어 있는 액적 토출부로서의 토출 헤드(37)로 구성되어 있다.

토출 헤드(37)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(38a), 제 2 기판(38b) 및 제 3 기판(38c)을 겹쳐 접합시킨 적층 구조로 되어 있으며, 제 1 기판(38a)과 제 2 기판(38b) 사이에 노즐(N)이 형성되어 있다.

상세하게 설명하면, 제 1 기판(38a)과 제 2 기판(38b) 사이에는 각 노즐(N)에 각각 연통(連通)되는 캐비티(37c)가 형성되어 있다. 이 캐비티(37c)는 오리피스(orifice)(37d), 액체 저장부(37e) 및 접속 튜브(39)(도 8 참조)를 통하여 토출 기구(35)의 본체부(35a)에 수용된 잉크 탱크에 연통되어 있다. 즉, 캐비티(37c)에는 토출 기구(35)의 잉크 탱크로부터 액상체(Fa)를 공급할 수 있게 되어 있다.

캐비티(37c)의 측벽은 진동하여 캐비티(37c) 내의 용적을 확대 축소하는 진동판(37b)으로 되어 있다. 이 진동판(37b)의 캐비티(37c)와 반대측에는 진동실(37f)을 통하여 정전(靜電) 액추에이터가 배치되어 있다. 이 정전 액추에이터는 전극(38d)을 갖는다. 또한, 전극(38d)은 제 3 기판(38c) 위에 진동실(37f)에 대향하는 위치에 배치된 0.1㎛ 정도의 ITO에 의해 형성되어 있다. 구체적으로는, 전극(38d)에, 후술하는 헤드 구동 회로(51)에 의해, 0V 내지 100V의 펄스 전압이 인가되고, 전극(38d)의 표면이 플러스로 대전(帶電)되면, 대응하는 진동판(37b)은 마이 너스 전위로 대전된다. 따라서, 진동판(37b)은 축적 전하에 의한 정전기의 흡인 작용에 의해 전극(38d) 측으로 휘어지고, 캐비티(37c) 내의 용적이 확대된다. 그 결과, 액상체(Fa)가 액체 저장부(37e)로부터 오리피스(37d)를 통하여 캐비티(37c) 내에 보급(補給)된다. 한편, 전극(38d)의 축적 전하가 방전된 경우, 진동판(37b)의 휨이 해방되어, 캐비티(37c) 내의 용적이 축소된다. 이 경우, 축소된 용적 분만큼 금속 미립자를 함유하는 액상체(Fa)가 각 노즐(N)로부터 액적(Fb)으로 되어 패널(21)의 각 기판(2)에 토출된다.

한편, 도 8에 나타낸 바와 같이, 광원 기구(36)의 상부에는 레이저 조사 장치(36a)가 설치되어 있다. 이 조사부로서의 레이저 조사 장치(36a)에는 16개의 조사부로서의 반도체 레이저(L)의 출사부(出射部)가 일렬로 되어 등간격으로 병설(竝設)되어 있다. 이들 16개의 반도체 레이저(L)는 상술한 16개의 노즐(N)에 대향하도록 배열 설치되어 있다. 또한, 각 반도체 레이저(L)는 그 출사부로부터 하방(下方)을 향하여 레이저광을 조사한다.

광원 기구(36)의 하부에는 광학계 수용부(36b)가 설치되어 있다. 이 광학계 수용부(36b)에는 렌즈나 미러 등이 수용되어 있다. 이들 렌즈나 미러의 각도 등에 의해, 도 9에 나타낸 바와 같이, 레이저 조사 장치(36a)의 반도체 레이저(L)로부터의 레이저광을 노즐(N) 근방, 즉, 노즐(N)로부터 토출된 액적(Fb)이 착탄된 위치에 조사하도록 한다.

<전기적인 구성>

다음으로, 상기한 바와 같이 구성한 액적 토출 장치(20)의 전기적인 구성을 도 10에 따라 설명한다.

도 10에 있어서, 제어 장치(40)에는 외부 컴퓨터 등의 입력 장치(41)로부터 각종 데이터를 수신하는 I/F부(42)와, CPU 등으로 이루어지는 제어부(43), DRAM 및 SRAM으로 이루어지고 각종 데이터를 저장하는 RAM(44), 각종 제어 프로그램을 저장하는 ROM(45)이 구비되어 있다. 또한, 제어부로서의 제어 장치(40)에는 구동 파형 생성 회로(46), 각종 구동 신호를 동기(同期)하기 위한 클록 신호(CLK)를 생성하는 발진(發振) 회로(47), 반도체 레이저(L)를 구동하기 위한 레이저 구동 전압(VDL)을 생성하는 전원 회로(48), 각종 구동 신호를 송신하는 I/F부(49)가 구비되어 있다. 그리고, 제어 장치(40)에서는 이들 I/F부(42), 제어부(43), RAM(44), ROM(45), 구동 파형 생성 회로(46), 발진 회로(47), 전원 회로(48), 및 I/F부(49)가 버스(50)를 통하여 접속되어 있다.

상세하게 설명하면, I/F부(42)는 입력 장치(41)로부터 패널(21)의 제품 번호나 로트 번호 등의 식별 데이터를 공지의 방법에 의해 2차원 코드화한 도트 패턴(10)의 화상을 기정(旣定) 형식의 묘화(描畵) 데이터(Ia)로서 수신한다. 제어부(43)는 I/F부(42)가 수신한 묘화 데이터(Ia)에 의거하여 도트 형성 처리 동작을 실행한다. 즉, 제어부(43)는, RAM(44) 등을 처리 영역으로 하여, ROM(45) 등에 저장된 제어 프로그램(예를 들어 도트 형성 프로그램)에 따라 패널(21)의 반송 처리 동작을 행하고, 토출 헤드(37)의 각 정전 액추에이터를 구동시켜 액적 토출 처리 동작을 행한다. 또한, 제어부(43)는, 도트 형성 프로그램에 따라, 각 반도체 레이저(L)를 구동시켜 액적(Fb)을 건조시키는 건조 처리 동작을 행한다.

상세하게 설명하면, 제어부(43)는 I/F부(42)가 수신한 묘화 데이터(Ia)에 소정의 전개 처리를 실시하고, 2차원 묘화 평면(도트 형성 영역(Z1)) 위에서의 각 셀(C)에 액적(Fb)을 토출할지의 여부를 나타내는 비트맵 데이터(BMD)를 생성하여 RAM(44)에 저장한다. 이 비트맵 데이터(BMD)는 상기 정전 액추에이터에 대응하여 16×16 비트의 비트 길이를 가진 시리얼 데이터이며, 각 비트의 값(0 또는 1)에 따라, 진동판(37b)과 전극(38d)으로 이루어지는 정전 액추에이터의 온(on) 또는 오프(off)를 규정하는 것이다.

또한, 제어부(43)는 묘화 데이터(Ia)에 비트맵 데이터(BMD)의 전개 처리와 다른 전개 처리를 실시하고, 정전 액추에이터에 인가하는 정전 구동 전압(VDC)의 파형 데이터를 생성하여, 구동 파형 생성 회로(46)에 출력한다. 구동 파형 생성 회로(46)는 제어부(43)가 생성한 파형 데이터를 저장하는 파형 메모리(46a)와, 상기 파형 데이터를 디지털/아날로그 변환하여 아날로그 신호로서 출력하는 D/A 변환부(46b)와, D/A 변환부로부터 출력되는 아날로그의 파형 신호를 증폭하는 신호 증폭부(46c)를 구비하고 있다. 그리고, 구동 파형 생성 회로(46)는 파형 메모리(46a)에 저장한 파형 데이터를 D/A 변환부(46b)에 의해 디지털/아날로그 변환하고, 아날로그 신호의 파형 신호를 신호 증폭부(46c)에 의해 증폭하여 정전 구동 전압(VDC)을 생성한다.

그리고, 제어부(43)는, I/F부(49)를 통하여, 비트맵 데이터(BMD)를 발진 회로(47)가 생성하는 클록 신호(CLK)에 동기시킨 토출 제어 신호(SI)로서 후술하는 헤드 구동 회로(51)(시프트 레지스터(56))에 차례로 시리얼 전송한다. 또한, 제어 부(43)는 전송한 토출 제어 신호(SI)를 래치(latch)하기 위한 래치 신호(LAT)를 헤드 구동 회로(51)에 출력한다. 또한, 제어부(43)는, 발진 회로(47)가 생성하는 클록 신호(CLK)에 동기시켜, 정전 구동 전압(VDC)을 헤드 구동 회로(51)(스위치 소자(S1))에 출력한다.

이 제어 장치(40)에는 I/F부(49)를 통하여 헤드 구동 회로(51), 레이저 구동 회로(52), 제 1 모터 구동 회로(53), 제 2 모터 구동 회로(54), 및 제 3 모터 구동 회로(55)가 접속되어 있다.

헤드 구동 회로(51)는 시프트 레지스터(56), 래치 회로(57), 레벨 시프터(58) 및 스위치 회로(59)를 구비하고 있다. 시프트 레지스터(56)는 클록 신호(CLK)에 동기하여 제어 장치(40)(제어부(43))로부터 전송된 토출 제어 신호(SI)를 16개의 정전 액추에이터의 전극(38d)에 대응시켜 시리얼/패럴렐 변환한다. 래치 회로(57)는 시프트 레지스터(56)가 패럴렐 변환한 16비트의 토출 제어 신호(SI)를 제어 장치(40)(제어부(43))로부터의 래치 신호(LAT)에 동기하여 래치하고, 래치한 토출 제어 신호(SI)를 레벨 시프터(58) 및 레이저 구동 회로(52)에 출력한다. 레벨 시프터(58)는 래치 회로(57)가 래치한 토출 제어 신호(SI)를 스위치 회로(59)의 구동 전압까지 승압하여, 16개의 각 정전 액추에이터의 전극(38d)에 대응하는 개폐 신호(GS1)를 각각 생성한다.

스위치 회로(59)에는 각 전극(38d)에 대응하는 스위치 소자(S1)가 각각 접속된다. 각 스위치 소자(Sl)의 입력 측에는 공통되는 정전 구동 전압(VDC)이 입력되고, 출력 측에는 각각 대응하는 전극(38d)이 접속되어 있다. 그리고, 각 스위치 소자(S1)에는 레벨 시프터(58)로부터 대응하는 개폐 신호(GS1)가 입력된다. 각 스위치 소자(S1)는, 이 개폐 신호(GS1)에 따라, 정전 구동 전압(VDC)을 정전 액추에이터에 공급할지의 여부를 제어한다.

즉, 본 실시예의 제어 장치(40)의 제어부(43)는 구동 파형 생성 회로(46)가 생성한 정전 구동 전압(VDC)을 각 스위치 소자(S1)를 통하여 대응하는 각 정전 액추에이터에 공급한다. 또한, 제어부(43)는 각 스위치 소자(S1)의 개폐를 제어하기 위한 토출 제어 신호(SI(개폐 신호(GS1))를 각 스위치 소자(S1)에 공급하고, 정전 구동 전압(VDC)의 인가를 제어한다. 즉, 스위치 소자(S1)가 폐쇄됨으로써, 이 스위치 소자(S1)에 대응하는 전극(38d)에 정전 구동 전압(VDC)을 공급하고, 이 정전 액추에이터에 대응하는 노즐(N)로부터 액적(Fb)을 토출한다. 이 경우, 래치 신호(LAT)는 16개의 노즐(N) 바로 아래를 기판(2)의 도트 형성 영역(Z1)의 각 가로 1열이 통과할 때마다 출력된다. 그리고, 이 래치 신호(LAT)에 응답하여 정전 액추에이터가 구동되고, 노즐(N)로부터 액적(Fb)이 토출됨으로써, 도트 형성 영역(Z1)의 각 셀(C)(흑색 셀(C1))에 도트(D)가 형성된다.

제어부(43)로부터 헤드 구동 회로(51)에 출력된 래치 신호(LAT)가 하강하면, 16비트 분의 토출 제어 신호(SI)에 의거하여 개폐 신호(GS1)가 생성된다. 그리고, 16개의 개폐 신호(GS1) 중 상승한 개폐 신호(GS1)에 대응하는 정전 액추에이터에 정전 구동 전압(VDC)이 공급된다. 이 경우, 진동판(37b)과의 사이에서 커패시터를 구성하는 전극(38d)의 전압은 정전 구동 전압(VDC)의 전압에 따라 상승한다. 이 경우, 정전기력(靜電氣力)에 의해 정전 액추에이터가 수축하여 캐비티(37c) 내에 액상체(Fa)가 인입(引入)된다. 다음으로, 정전 구동 전압(VDC)의 전압값 하강과 함께 정전 액추에이터에 의해 캐비티(37c) 내의 액상체(Fa)가 압출(壓出)되어, 액적(Fb)이 토출된다. 액적(Fb)을 토출하면, 정전 구동 전압(VDC)의 전압값은 초기 전압까지 되돌아가, 정전 액추에이터의 구동에 의한 액적(Fb)의 토출 동작이 종료된다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 레이저 구동 회로(52)에는 지연 펄스 생성 회로(61)와 스위치 회로(62)가 구비되어 있다. 지연 펄스 생성 회로(61)는 래치 회로(57)가 래치 신호(LAT)의 하강에 응답하여 래치한 토출 제어 신호(SI)를 소정의 대기 시간만큼 지연시킨 펄스 신호(개폐 신호(GS2))를 생성하고, 이 개폐 신호(GS2)를 스위치 회로(62)에 출력한다. 여기서, 소정의 대기 시간은, 정전 액추에이터 구동 타이밍(래치 신호(LAT)의 하강 타이밍)을 기준으로 하여, 노즐(N)에 대응하는 반도체 레이저(L)의 레이저광이 착탄된 액적(Fb)을 조사하기 위해 필요한 시간이며, 미리 시험 등에 의거하여 설정되는 시간이다. 그리고, 지연 펄스 생성 회로(61)는, 소정의 대기 시간을 경과한 후, 즉, 착탄된 액적(Fb)이 레이저광의 조사 위치에 도달했을 때, 개폐 신호(GS2)를 스위치 회로(62)에 출력한다. 개폐 신호(GS2)는 래치 회로(57)가 래치 신호(LAT)의 하강에 응답하여 래치한 토출 제어 신호(SI)에 의거하여 생성된다.

스위치 회로(62)에는 16개의 각 반도체 레이저(L)에 대응하는 스위치 소자(S2)가 구비되어 있다. 각 스위치 소자(S2)의 입력 측에는 전원 회로(48)가 생성한 공통의 레이저 구동 전압(VDL)이 입력되고, 출력 측에는 대응하는 각 반도체 레 이저(L)가 접속되어 있다. 그리고, 각 스위치 소자(S2)에는 지연 펄스 생성 회로(61)로부터 대응하는 개폐 신호(GS2)가 입력되고, 개폐 신호(GS2)에 따라 레이저 구동 전압(VDL)을 반도체 레이저(L)에 공급할지의 여부가 제어된다. 즉, 본 실시예의 액적 토출 장치(20)에서는, 전원 회로(48)가 생성한 레이저 구동 전압(VDL)을 각 스위치 소자(S2)를 통하여 대응하는 각 반도체 레이저(L)에 공통으로 인가하는 동시에, 그 스위치 소자(S2)의 개폐를 제어 장치(40)(제어부(43))가 공급하는 토출 제어 신호(SI)(개폐 신호(GS2))에 의해 제어하도록 하고 있다. 그리고, 스위치 소자(S2)가 폐쇄되면, 상기 스위치 소자(S2)에 대응하는 반도체 레이저(L)에 레이저 구동 전압(VDL)이 공급되고, 대응하는 반도체 레이저(L)로부터 레이저광이 출사된다.

즉, 래치 신호(LAT)가 헤드 구동 회로(51)에 입력되면, 대기 시간이 경과한 후에 개폐 신호(GS2)가 생성된다. 그리고, 개폐 신호(GS2)가 상승했을 때에, 대응하는 반도체 레이저(L)에 레이저 구동 전압(VDL)이 인가되고, 반도체 레이저(L)의 조사 위치를 통과하는 기판(2)(흑색 셀(C1))에 착탄된 액적(Fb)에 상기 반도체 레이저(L)로부터 레이저광이 정확히 출사된다. 그리고, 개폐 신호(GS2)가 하강하면, 레이저 구동 전압(VDL)의 공급이 차단되어 반도체 레이저(L)에 의한 건조 처리 동작이 종료된다.

제어 장치(40)에는 I/F부(49)를 통하여 제 1 내지 제 3 모터 구동 회로(53∼55)가 접속되어 있다. 제어 장치(40)는 각 제 1 내지 제 3 모터 구동 회로(53∼55)에 제 1 내지 제 3 모터 구동 제어 신호를 출력하게 되어 있다. 제 1 내지 제 3 모터 구동 회로(53∼55)는, 제어 장치(40)로부터의 제 1 내지 제 3 모터 구동 제어 신호의 각각에 응답하여, 제 1 내지 제 3 모터(M1∼M3)를 정전(正轉) 또는 역전(逆轉)시킨다. 여기서는, 제 1 모터(M1)를 정전시키면, 주축(30)에 고착된 제 1 암(31)이 시계 방향으로 회전하고, 역전시키면 반시계 방향으로 회전한다. 또한, 제 2 모터(M2)를 정전시키면, 제 2 암(32)이 제 1 암(31)의 선단부를 중심으로 하여 시계 방향으로 회전하고, 역전시키면 반시계 방향으로 회전한다. 또한, 제 3 모터(M3)를 정전시키면, 지지축(33)이 회전하고, 이것에 의해, 헤드 유닛(34)은 제 2 암(32)의 선단부를 중심으로 하여 시계 방향으로 회전하고, 역전시키면 반시계 방향으로 회전한다.

제어 장치(40)에는 제 1 내지 제 3 모터 구동 회로(53∼55)의 각각을 통하여 제 1 내지 제 3 모터 회전 검출기(53a, 54a, 55a)가 접속되고, 제어 장치(40)에는 제 1 내지 제 3 모터 회전 검출기(53a∼55a)로부터의 검출 신호가 입력된다. 제어 장치(40)는, 이 검출 신호에 의거하여, 제 1 내지 제 3 모터(M1∼M3)의 회전 방향 및 회전량을 검출하고, 헤드 유닛(34)의 XY 평면에서의 위치와 헤드 유닛(34)의 방향을 연산한다.

본 실시예에서는, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 헤드 유닛(34)의 이동 방향을 따라 토출 기구(35)가 앞, 광원 기구(36)가 토출 기구(35)의 뒤로 되는 순서로 배열되도록 지지축(33)을 회전시킨다. 즉, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 제 3 모터 구동 회로(55)를 제어하여, 토출 기구(35)의 노즐(N)로부터 토출되는 액적(Fb)이 패널(21)에 착탄된 후에, 반도체 레이저(L)의 레 이저광이 조사되도록 제 3 모터(M3)를 구동한다. 이것에 의해, 도 11에서 해칭(hatching)으로 도시된 헤드 유닛(34)은, 헤드 유닛(34)의 이동 방향을 따라 광원 기구(36)가 토출 기구(35)의 뒤로 되도록 제 3 모터(M3)에 의해 회전된다.

또한, 제어 장치(40)의 제어부(43)는 헤드 유닛(34)의 이동 속도를 도 12에 나타낸 바와 같이 제어한다. 여기서, 도 12는 헤드 유닛(34)의 X방향에 따른 이동 속도를 나타내고 있다. 상세하게 설명하면, 제어부(43)는 기판(2)의 도트 형성 영역(Z1)에 도달할 때까지 고속으로 이동시킨다. 그리고, 도트 형성 영역(Z1)으로의 토출을 행할 경우에는, 헤드 유닛(34)의 이동 속도를 제 1 속도로 되도록 제어한다. 여기서, 제 1 속도는, 서로 인접하여 배치되어 있는 모든 셀(C)에 토출 헤드(37)로부터 액적을 공급할 경우에, 모든 셀(C)에 토출 어긋남이나 토출 누락을 발생시키지 않고 확실하게 정확히 액적을 공급할 수 있는 정도의 속도나, 레이저광의 조사에 의해 액적(Fb)의 건조·소성 시간을 확보할 수 있는 속도이다. 또한, 1개의 도트 패턴(10)의 형성이 종료되면, 다시 헤드 유닛(34)의 이동 속도를 상승시켜 제 2 속도로 하고, 다음 도트 형성 영역(Z1)을 향하여 이동한다. 그리고, 다음 도트 형성 영역(Z1) 근방에 도달한 경우, 다시 이동 속도를 하강시킨다. 다만, 제어부(43)는, 도트 형성 영역(Z1) 사이에서의 헤드 유닛(34)의 이동 속도(제 2 속도)로 하여, 헤드 유닛(34)에 가해지는 가속에 의해 액적(Fb)이 노즐(N)로부터 누설되지 않을 정도로 억제한다.

<도트 패턴의 형성>

다음으로, 상술한 액적 토출 장치(20)를 사용하여, 패널(21)의 각각의 기판 (2)에 도트 패턴(10)을 형성하는 방법에 대해서 설명한다.

우선, 기판 반송 암(24)에 의해, 도트 패턴(10)을 이것으로부터 형성하는 패널(21)을 패널 스토커(23)로부터 취출하고, 반송하여 탑재 배치대(26)에 탑재 배치한다. 본 실시예의 패널(21)은 복수의 기판(2)이 X방향 및 Y방향으로 정렬되어 일체적으로 배열되어 있다. 또한, 도트 형성 영역(Z1)은 각 기판(2)에서 동일한 위치에 설치되어 있다. X방향을 따라 배열되는 기판(2)의 열을 「기판 열」이라고 부르기로 한다. 또한, 도 13의 (a) 내지 도 16의 (a)에서 하측으로부터 차례로 1열째의 기판 열, 2열째의 기판 열, 3열째의 기판, …이라고 한다.

그리고, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 도 13의 (a)의 실선 화살표로 나타낸 바와 같은 반환(return) 패턴으로서, 스카라 로봇(29)의 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향 및 화살표 X와 반대 방향으로 이동시킨다. 즉, 홀수의 기판 열에서는 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향으로 이동시키고, 짝수의 기판 열에서는 헤드 유닛(34)을 화살표 X와 반대 방향으로 이동시킨다. 또한, 이 때, 제어부(43)는, 도 11에 나타낸 바와 같이 헤드 유닛(34)의 이동 방향을 따라 토출 기구(35)가 앞, 광원 기구(36)가 그 뒤로 되도록 헤드 유닛(34)의 방향을 제어한다.

상세하게 설명하면, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 제 1 내지 제 3 모터 구동 회로(53∼55)를 구동하여, 우선, 도 13의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 패널(21) 좌측 하단의 기판(2)의 도트 형성 영역(Z1)에 헤드 유닛(34)을 이동시킨다. 이 때, 제어부(43)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도트 형성 영역(Z1)의 근방으로 될 때까지 고속(제 2 속도)으로 헤드 유닛(34)을 이동시킨다. 그리고, 제어부(43) 는, 도트 형성 영역(Z1)의 앞(예를 들어 여백 영역(Z2))에서 감속시켜, 도트 형성 영역(Z1)에 도달할 때에는 소정의 속도(제 1 속도)로 되도록 제어한다.

또한, 제어 장치(40)는, 헤드 유닛(34)의 이동 중에, 도트 형성 프로그램에 따라, RAM(44)에 저장한 비트맵 데이터(BMD)에 의거한 토출 제어 신호(SI)와, 구동 파형 생성 회로(46)에서 생성한 정전 구동 전압(VDC)을 헤드 구동 회로(51)에 출력한다. 또한, 제어 장치(40)는 전원 회로(48)에서 생성한 레이저 구동 전압(VDL)을 레이저 구동 회로(52)에 출력한다. 그리고, 제어 장치(40)는 래치 신호(LAT)를 출력하는 타이밍을 대기한다.

그리고, 헤드 유닛(34)이 도트 형성 영역(Z1)에 도달하면, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 제 1 내지 제 3 모터 구동 회로(53∼55)를 구동하여, 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향으로 이동시키면서, 토출 헤드(37)로부터 액적(Fb)을 토출시키고, 이 액적(Fb)에 반도체 레이저(L)의 레이저광을 조사한다. 이 때, 제어부(43)는, 제 1 내지 제 3 모터(M1∼M3)를 구동하여, 도 13의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 토출 기구(35)가 앞, 광원 기구(36)가 뒤로 되는 순서로 X방향(이동 방향)으로 배열되는 배치를 유지하면서, 헤드 유닛(34)을 X방향으로 소정의 속도(제 1 속도)로 이동시킨다.

구체적으로는, 제어 장치(40)는, 래치 신호(LAT)를 헤드 구동 회로(51)에 출력하고, 이 래치 신호(LAT)에 따라 래치(처리)된 토출 제어 신호(SI)에 의거한 개폐 신호(GS1)를 생성시켜 스위치 회로(59)에 출력한다. 그리고, 폐쇄된 상태의 스위치 소자(S1)에 대응하는 정전 액추에이터에 정전 구동 전압(VDC)을 공급하고, 대 응하는 노즐(N)로부터 정전 구동 전압(VDC)에 상대하는 액적(Fb)을 일제히 토출한다.

또한, 레이저 구동 회로(52)의 지연 펄스 생성 회로(61)는 토출 제어 신호(SI)를 받아 개폐 신호(GS2)의 생성을 개시한다. 그리고, 지연 펄스 생성 회로(61)는, 상술한 대기 시간을 경과한 후, 생성한 개폐 신호(GS2)를 스위치 회로(62)에 출력하고, 폐쇄된 상태의 스위치 소자(S2)에 대응하는 반도체 레이저(L)에 레이저 구동 전압(VDL)을 공급하여 레이저광을 조사한다. 레이저광은, 광학계 수용부(36b)에 수용된 렌즈나 미러에 의해, 기판(2)에 착탄된 직후의 액적(Fb)에 조사된다. 이것에 의해, 액적(Fb)의 분산매를 증발시켜 건조를 행하고, 다시 액적(Fb)의 금속 미립자를 소성시켜 금속 미립자를 기판(2)에 밀착시킨다.

이후, 마찬가지로 각 노즐(N)로부터 토출된 액적(Fb)은, 기판(2)에 착탄될 때마다, 대응하는 반도체 레이저(L)의 레이저광 조사를 받아 건조되고 소성된다. 그리고, 도트 패턴(10)을 구성하는 반구 형상의 도트(D)가 가로 1열마다 형성된다.

이렇게 하여, 기판(2)의 도트 패턴(10)이 형성되면, 다음으로, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 제 1 내지 제 3 모터 구동 회로(53∼55)를 계속적으로 구동하여, 헤드 유닛(34)을 X방향의 옆의 기판(2)의 도트 형성 영역(Z1)에 이동시킨다. 이 때, 제어부(43)는 헤드 유닛(34)을 도 12에 나타낸 바와 같이 고속의 제 2 속도에 의해 X방향으로 이동시키고, 도트 형성 영역(Z1)의 근방으로 되었을 때에 감속시켜, 저속의 제 1 속도로 액적 토출을 행하도록 제어한다.

그 후, 패널(21)의 제 1 기판 열의 모든 도트 패턴(10)을 형성하면, 도 14의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 헤드 유닛(34)은 패널(21)의 화살표 X방향의 단부(우측 하단)에 도달하게 된다. 이 경우, 제어 장치(40)의 제어부(43)는 헤드 유닛(34)을 제 2 기판 열에 이동시킨다. 이 때, 제어 장치(40)의 제어부(43)는 도 14의 (a) 및 (b)에 나타낸 헤드 유닛(34)의 배치 상태로부터 도 15의 (a) 및 (b)에 나타낸 배치 상태로 변경한다. 구체적으로는, 제어부(43)는 헤드 유닛(34)의 위치를 X방향에 대하여 유지하면서 Y방향으로 이동시킨다. 또한, 헤드 유닛(34)을 180° 회전시켜 헤드 유닛(34)의 방향을 반전시킨다.

그리고, 액적 토출 장치(20)는, 2열째 기판 열의 도트 패턴(10)을 형성하기 위해, 헤드 유닛(34)을 X방향과 반대로 이동시키면서, 정전 액추에이터에 정전 구동 전압(VDC)을 공급하고, 대응하는 노즐(N)로부터 액적(Fb)을 토출하면서, 반도체 레이저(L)로부터의 레이저광을 조사한다. 이 때도, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 도트 패턴(10)을 형성한 후, 옆의 도트 패턴(10)을 형성하기 위한 이동 시에는, 고속의 제 2 속도로 헤드 유닛(34)을 이동시킨다. 또한, 제어부(43)는, 다음 도트 형성 영역(Z1)의 근방으로 되면, 헤드 유닛(34)의 이동 속도를 저속의 제 1 속도로 감속시킨다. 제어부(43)는, 도 15의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 토출 기구(35)가 앞, 광원 기구(36)가 뒤로 되는 순서로 화살표 X와 반대 방향(이동 방향)으로 배열되는 배치에 의해 헤드 유닛(34)을 화살표 X와 반대 방향으로 소정의 속도(제 1 속도)에 의해 이동시킨다.

그리고, 도 16의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 2열째의 도트 패턴(10)을 모두 형성하면, 제어 장치(40)의 제어부(43)는, 3열째의 도트 패턴(10)을 형성하기 위해, 헤드 유닛(34)의 위치 및 방향을 변경한다. 이 경우는, 헤드 유닛(34)을 180° 회전시키면서, X방향의 위치를 유지한 상태에서 Y방향으로 이동시킨다. 그리고, 제어부(43)는, 토출 기구(35)가 앞, 광원 기구(36)가 뒤의 순서로 화살표 X방향(이동 방향)으로 배열되는 배치에 의해 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향으로 소정의 속도(제 1 속도)에 의해 다시 이동시키면서, 액적(Fb)의 토출과 레이저광의 조사를 행하고, 패널(21)에서의 도트 패턴(10)의 형성을 행한다.

그 후, 패널(21)의 모든 기판(2)에 도트 패턴(10)이 형성되면, 제어 장치(40)는 스카라 로봇(29)을 기판(2)의 상방으로부터 퇴피(退避)시킨다. 그리고, 제어 장치(40)는 기판 반송 암(24)을 사용하여 액적 토출이 완료된 패널(21)을 패널 스토커(23)에 수용한다. 그리고, 이 패널 스토커(23)로부터 미(未)처리 패널(21)을 취출하여, 상기 처리를 반복적으로 행한다.

다음으로, 상기한 바와 같이 구성한 본 실시예의 효과를 이하에 기재한다.

(1) 본 실시예에 의하면, 제어부(43)는, 반환 패턴으로서, 스카라 로봇(29)의 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향 및 화살표 X와 반대 방향으로 이동시킨다. 즉, 홀수의 기판 열에서는 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향으로 이동시키고, 짝수의 기판 열에서는 헤드 유닛(34)을 화살표 X와 반대 방향으로 이동시킨다. 또한, 이 때, 제어부(43)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 헤드 유닛(34)의 이동 방향으로 토출 기구(35)가 앞, 광원 기구(36)가 그 뒤로 되는 순서에 의해 배열되도록 헤드 유닛(34)의 방향을 제어한다. 이 때문에, 제어부(43)는, 진행 방향에 대하여 토출 기구(35)가 앞, 광원 기구(36)가 토출 기구(35)의 뒤로 되는 순서로 항상 배치한 상 태에서, 즉, 토출 기구(35)의 뒤를 광원 기구(36)가 추종(追從)하도록 한다. 따라서, 토출 기구(35)의 토출 헤드(37)로부터 액적(Fb)이 토출되고, 그리고 토출 헤드(37)가 착탄된 액적(Fb)의 상방으로부터 이동한 후, 이 액적에 광원 기구(36)로부터의 레이저광이 조사된다. 따라서, 토출 헤드(37)의 이동 방향이 X방향 또는 X와 반대 방향 중 어느쪽일지라도, 토출된 액적에 대하여 동일한 타이밍에서 레이저광이 조사되기 때문에, 효율적으로 액적을 건조·소성시킬 수 있다.

(2) 본 실시예에 의하면, 제어부(43)는 헤드 유닛(34)을 기판(2)의 도트 형성 영역(Z1)에 도달할 때까지 고속(제 2 속도)으로 이동시킨다. 그리고, 도트 형성 영역(Z1)으로의 토출을 행할 경우에는, 저속의 제 1 속도로 되도록 제어한다. 또한, 제어부(43)는, 도트 패턴(10)의 형성이 종료되면, 다시 헤드 유닛(34)의 이동 속도를 빠르게 하여 제 2 속도로 하고, 다음 도트 형성 영역(Z1)의 근방에 도달하면, 다시 이동 속도를 느리게 하여 제 1 속도로 한다. 즉, 제어부(43)는 액적(Fb)의 토출 시에는 저속으로 헤드 유닛(34)을 이동시키지만, 도트 형성 영역(Z1) 사이의 이동 시에는 헤드 유닛(34)을 고속으로 이동시킨다. 이 때문에, 화살표 X방향으로 배열된 복수의 도트 패턴(10)을 고속으로 형성할 수 있기 때문에, 패널(21)의 모든 도트 패턴(10)을 보다 고속으로 형성할 수 있다.

(3) 본 실시예에 의하면, 도트 형성 영역(Z1)으로의 토출을 행할 경우에는, 헤드 유닛(34)의 이동 속도를 제 1 속도로 되도록 제어한다. 여기서, 제 1 속도는 토출 헤드(37)로부터 토출한 액적(Fb)을 인접하는 셀(C)에 액적(Fb)을 토출할 수 있는 토출 속도에 대응하는 속도나, 레이저광의 조사에 의해 액적(Fb)의 건조·소 성 시간을 확보할 수 있는 속도이다. 또한, 도트 패턴(10)의 형성이 종료되면, 다시 헤드 유닛(34)의 이동 속도를 빠르게 하고, 다음 도트 형성 영역(Z1)의 근방에 도달하면, 다시 이동 속도를 느리게 한다. 이 때문에, 보다 확실하게 액적을 토출시켜, 또한 보다 확실하게 액적의 건조·소성을 행하여, 도트 패턴을 형성할 수 있는 동시에, 패널(21)의 도트 패턴(10)의 형성을 고속으로 행할 수 있다.

(4) 본 실시예에 의하면, 스카라 로봇(29)은 제 2 암(32)의 선단에 토출 헤드(37)가 설치된 다관절 로봇이다. 이 때문에, 예를 들어 직동(直動) 기구와 비교하여, 헤드 유닛(34)을 구동시키는 구동부의 부하를 작게 할 수 있기 때문에, 토출 헤드(37)를 보다 고속으로 이동시킬 수 있다. 또한, 스카라 로봇(29)은, 제 1 내지 제 3 모터(M1∼M3)의 회전 운동의 합성에 의해, 토출 헤드(37)를 소정의 배치에 의해 이동시킨다. 따라서, 회전 운동을 채용함으로써, 직선 운동보다도 고속으로 토출 헤드(37)를 이동시킬 수 있다.

(5) 본 실시예에 의하면, 제어부(43)는, 홀수의 기판 열에서는 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향으로 이동시키고, 짝수의 기판 열에서는 헤드 유닛(34)을 화살표 X와 반대 방향으로 이동시킨다. 즉, 제어부(43)는 모든 도트 형성 영역(Z1)을 통과하는 루트를 최단거리로 되도록 설정하고, 상기 루트를 따라 헤드 유닛(34)을 이동시킨다. 이 때문에, 헤드 유닛(34)을 단시간에 이동시켜, 생산성을 한층 더 향상시킬 수 있다.

(6) 본 실시예에 의하면, 스카라 로봇(29)을 사이에 두어 2개의 탑재 배치대(26)를 설치한다. 이 때문에, 한쪽 탑재 배치대(26)에서 토출 헤드(37)로부터 액 적을 토출시키고 있을 때에, 다른쪽 탑재 배치대(26)에 탑재 배치하는 패널(21)을 기판 반송 암(24)을 사용하여 교체할 수 있다. 이 때문에, 스카라 로봇(29)은, 액적(Fb)의 토출을 패널(21)의 교체 작업을 대기하지 않고 연속적으로 행할 수 있다. 따라서, 복수의 패널(21)에 대한 액적 토출의 처리를 효율적으로 행할 수 있다.

상기 실시예는 이하와 같이 변형 가능하다.

상기 실시예에서는, 제어부(43)는, 헤드 유닛(34)을 화살표 X방향 및 화살표 X와 반대 방향으로 이동시키면서, 토출 헤드(37)로부터 액적을 토출시켰다. 이것에 한정되지 않아, 제어부(43)는, 헤드 유닛(34)을 화살표 Y방향 및 화살표 Y와 반대 방향으로 이동시키면서, 토출 헤드(37)로부터 액적을 토출시킬 수도 있고, 경사 방향으로 이동시키면서 액적을 토출시킬 수도 있다.

상기 실시예에서는, 제어부(43)는, 헤드 유닛(34)의 도트 형성 영역(Z1) 사이의 이동 속도(제 2 속도)를 헤드 유닛(34)에 가해지는 가속에 의해 액적(Fb)이 노즐(N)로부터 토출되지 않는 속도로 하고 있다. 이것 대신에, 제어부(43)는, 도트 형성 영역(Z1) 사이를 이동할 때에, 캐비티(37c)의 액상체(Fa)에 부압(負壓)을 가하도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 노즐(N)로부터 액적(Fb)이 토출되지 않고, 헤드 유닛(34)을 보다 고속으로 이동시킬 수 있다.

상기 실시예에서는, 제어부(43)는, 헤드 유닛(34)의 진행 방향에 대하여 토출 헤드(37)가 앞, 토출 헤드(37)의 뒤에 반도체 레이저(L)가 위치하도록, 즉, 토출 기구(35)가 앞이며 광원 기구(36)가 뒤로 되도록 헤드 유닛(34)을 제어했다. 토출 헤드(37) 및 반도체 레이저(L)의 배치는, 이것에 한정되지 않아, 이동 방향에 대응하여 항상 동일한 배치로 되도록 제어할 수 있으면 된다.

상기 실시예에서는, 스카라 로봇(29)을 사용하여, 토출 헤드(37) 및 반도체 레이저(L)가 탑재되어 있는 헤드 유닛(34)의 배치를 제어했다. 이것에 한정되지 않아, 다른 기구 예를 들어 직동 기구를 사용하여, 토출 헤드(37) 및 반도체 레이저(L)가 탑재되어 있는 헤드 유닛(34)의 배치를 제어할 수도 있다.

상기 실시예에서는, 스카라 로봇(29)은, 제 1 내지 제 3 모터(M1∼M3)의 회전 각도를 조정함으로써, XY 평면의 도 6의 2점쇄선으로 나타낸 영역 내에 임의의 위치로, 임의의 배치에 의해 이동시킬 수 있게 구성되어 있다. 이것에 한정되지 않아, 스카라 로봇(29)의 헤드 유닛(34)을 XY 평면과 수직인 방향으로도 이동 가능한 기구로 할 수도 있다. 이 경우에는, 도트 패턴(10)을 형성하는 높이가 상이하여도, 액적(Fb)의 토출 및 레이저광의 조사를 동일한 조건으로 행할 수 있다.

상기 실시예에서는 동일한 기판(2)을 종횡(縱橫)으로 정렬시킨 패널(21)에 대하여 액적을 토출시키도록 했다. 이것에 한정되지 않아, 상이한 크기의 기판(2)을 일체화시킨 패널(21)에 대하여 액적을 토출시키도록 할 수도 있다.

상기 실시예에서는 반구 형상의 도트(D)로 구체화했지만, 그 형상이 한정되지는 않아, 예를 들어 그 평면 형상이 타원형의 도트이거나, 바코드를 구성하는 바(bar)와 같이 선형(線形)일 수도 있다.

상기 실시예에서는, 패턴은 2차원 코드의 식별 코드이었지만, 이것에 한정되지는 않아, 예를 들어 바코드일 수도 있다. 또한, 패턴은 문자, 숫자, 기호 등일 수도 있다.

상기 실시예에서는 도트 패턴(10)을 표시용 기판으로서의 기판(2)에 형성했지만, 이것에 한정되지 않아, 실리콘 웨이퍼, 수지 필름, 금속판 등에 도트 패턴(10)을 형성할 수도 있다.

상기 실시예에서는 정전 액추에이터를 사용하여 액적(Fb)을 토출했지만, 정전 액추에이터 이외의 방법에 의해, 압력실(캐비티(37c))을 가압하는 가압부를 사용한 구성의 토출 헤드일 수도 있다. 예를 들어 정전 액추에이터 이외의 방법(예를 들어 피에조 소자를 사용하는 방법이나 기포를 사용하는 방법 등)을 이용하여 캐비티(37c) 내를 가압하고, 액적(Fb)을 토출하도록 할 수도 있다. 예를 들어 피에조 소자를 사용할 경우에는, 캐비티(37c)를 구성하는 진동판(37b)에 피에조 소자를 접촉시키고, 구동 신호에 의해 캐비티(37c)의 부피를 변경하여 액적(Fb)을 토출시킨다. 또한, 기포를 사용할 경우에는, 캐비티(37c) 내에 기포를 생성하여 파열(破裂)시켜 액적(Fb)을 토출시킨다. 이러한 경우에도, 상술한 바와 같이 제어부(43)가 토출 헤드(37)를 탑재한 스카라 로봇(29)의 제어를 행함으로써, 상기 실시예에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시예에서는, 본 발명을 도트 패턴(10)을 구성하는 다수의 도트(D)를 형성하기 위한 액적 토출 장치(20)로 구체화했다. 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 기능성 재료로서 배선 재료를 함유하는 액적을 기판에 토출시켜 기판 위에 금속 배선을 형성하거나, 절연막을 형성하는 액적 토출 장치에 응용할 수도 있다. 이 경우에도, 건조·소성을 액적 토출 장치에서 효율적으로 행할 수 있다.

상기 실시예에서는, 본 발명을, 액정 표시 모듈(1)을 제조하기 위한 액적 토 출 장치로 구체화했다. 이것에 한정되지 않아, 도트 패턴(10)이 형성된 기판(2) 등은, 예를 들어 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치의 표시 모듈에 일체로 구성되는 것일 수도 있다. 또는, 평면 형상의 전자 방출 소자를 구비하고, 상기 소자로부터 방출된 전자에 의한 형광 물질의 발광을 이용한 전계 효과형 장치(FED나 SED 등)를 구비한 표시 모듈일 수도 있다. 또한, 도트 패턴(10)이 형성된 기판(2) 등은, 이들 표시 장치뿐만 아니라, 다른 전자 기기에 사용할 수도 있다.

여기서는, 복수의 실시예만을 기재했지만, 본 발명이 그 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 다른 특유한 형태로 구체화될 수도 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명은 여기에 기재된 내용에 한정되지 않아, 첨부한 특허청구범위 내에서 개량(改良)될 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토출된 액적에 대하여 레이저광을 조사하여 효율적인 건조·소결(燒結)을 행할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 액적 토출 장치를 제공할 수 있다.

Claims

대상물(21) 위를 적어도 2차원 방향으로 이동 가능한 헤드 유닛(34)을 갖고,

상기 헤드 유닛(34)은,

상기 대상물(21)을 향하여 액적(Fb)을 토출하는 토출부(37)와,

상기 대상물(21)에 착탄(着彈)된 상기 액적(Fb)에 레이저광을 조사하는 조사부(36a)를 가지며,

상기 헤드 유닛(34)의 이동 방향에 따라 상기 토출부(37) 및 상기 조사부(36a)의 배치를 제어하는 제어부(40)를 구비하는 액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부(40)는, 상기 헤드 유닛(34)의 진행 방향에 관하여 상기 토출부(37)가 앞, 상기 조사부(36a)가 뒤에 위치하도록 제어를 행하는 액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 대상물(21)은 상기 액적(Fb)이 착탄되는 복수의 피(被)착탄 영역(10)을 포함하고, 이들 피착탄 영역(10)은 서로 이간(離間)하여 배치되며,

상기 제어부(40)는, 상기 토출부(37)가 상기 피착탄 영역(10)을 향하여 액적을 토출하고 있을 때에는 상기 헤드 유닛(34)을 제 1 속도로 이동시키고, 상기 토출부(37)가 어느 피착탄 영역(10)으로부터 다른 피착탄 영역(10)으로 이동할 때에 는 상기 제 1 속도보다 빠른 제 2 속도로 상기 헤드 유닛(34)을 이동시키는 액적 토출 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제어부(40)는, 상기 제 1 속도를 상기 토출부(37)에 의한 상기 액적(Fb)의 토출 속도에 의거하여 제어하는 액적 토출 장치.
제 4 항에 있어서,

각 피착탄 영역(10)은 복수의 데이터 셀(C)을 갖고, 상기 제 1 속도는 서로 인접하는 데이터 셀(C)의 각각에 차례로 상기 액적(Fb)을 토출 가능한 속도로 설정되는 액적 토출 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 레이저광의 조사에 의해 상기 액적(Fb)은 건조 및 소성(燒成)되고,

상기 제어부(40)는, 상기 제 1 속도를 상기 건조 및 소성이 가능한 레이저광 조사 기간에 의거하여 제어하는 액적 토출 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

액적 토출 장치(20)는 다관절 로봇(29)을 더 구비하고, 상기 헤드 유닛(34)은 상기 다관절 로봇(29)의 암(arm)의 선단(先端)에 부착되어 있는 액적 토출 장 치.
제 1 항에 있어서,

상기 대상물(21)은 상기 액적(Fb)이 착탄되는 복수의 피착탄 영역(10)을 포함하고, 이들 피착탄 영역(10)은 서로 이간하여 배치되며, 모든 상기 피착탄 영역(10) 위를 통과하는 루트를 설정할 수 있고,

상기 액적 토출 장치(20)는 다관절 로봇(29)을 더 구비하며, 상기 헤드 유닛(34)은 상기 다관절 로봇(29)에 부착되고,

상기 제어부(40)는, 상기 루트를 가장 짧아지도록 설정하고, 상기 루트를 따라 상기 헤드 유닛(34)을 이동시키도록 상기 다관절 로봇(29)을 제어하는 액적 토출 장치(20).