KR100778040B1 - 마크 형성 방법 및 액적 토출 장치 - Google Patents

Abstract

마크 형성 재료를 함유하는 액적이 기판 표면을 향하여 토출된다. 레이저광이 레이저 헤드의 조사구로부터 기판 표면 위의 목표 조사 위치를 향하여 출사된다. 조사구로부터 출사된 레이저광이 기판 표면에 착탄된 액적에 조사되도록 대상물 및 조사구 중 적어도 한쪽이 다른쪽에 대하여 이동된다. 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 목표 조사 위치를 회동(回動) 중심으로 하여 조사구가 회동된다. 이것에 의해, 레이저광의 조사 각도를 변경시키면서, 레이저광의 위치 정밀도를 유지할 수 있다.

액적 토출 장치, 액적 토출 헤드, 노즐 플레이트, 반사면

Description

마크 형성 방법 및 액적 토출 장치{METHOD FOR FORMING MARK AND LIQUID EJECTION APPARATUS}

도 1은 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도 2는 액적 토출 장치를 나타낸 개략 사시도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 토출 헤드를 나타낸 개략 사시도.

도 4의 (a)는 도 3의 토출 헤드를 나타낸 도면.

도 4의 (b)는 도 4의 (a)에서 원(4A)으로 둘러싸인 부분의 확대도.

도 5의 (a)는 도 3의 토출 헤드를 나타낸 도면.

도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서 원(5A)으로 둘러싸인 부분의 확대도.

도 6은 액적 토출 장치의 전기적 구성을 나타낸 전기 블록 회로도.

도 7의 (a)는 본 발명의 제 2 실시예의 토출 헤드를 나타낸 도면.

도 7의 (b)는 도 7의 (a)에서 원(7A)으로 둘러싸인 부분의 확대도.

도 8의 (a)는 도 7의 (a)의 토출 헤드를 나타낸 도면.

도 8의 (b)는 도 8의 (a)에서 원(8A)으로 둘러싸인 부분의 확대도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 베이스(base) 22 : 안내 홈

23 : 기판 스테이지 24 : 안내 부재

25 : 수용 탱크 26 : 안내 레일

27 : 캐리지 30 : 토출 헤드

31 : 노즐 플레이트 31a : 노즐 형성면

32 : 캐비티 34 : 가이드 부재

35 : 회동(回動) 스테이지 36 : 위치 결정 부재

37 : 레이저 헤드 37a : 조사구(照射口)

41 : 제어 장치 42 : 입력 장치

48 : 토출 헤드 구동 회로 49 : 레이저 구동 회로

50 : 회동 모터 구동 회로 Ma : 반사면

본 발명은 마크 형성 방법 및 액적 토출 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 장치나 일렉트로루미네선스 표시 장치 등의 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 기판을 구비하고 있다. 이러한 기판에는, 식별 코드는 품질 관리나 제조 관리를 목적으로 하여, 그 제조원이나 제품 번호를 포함하는 제조 정보를 나타내는 식별 코드(예를 들어 2차원 코드)가 형성되어 있다. 이러한 식별 코드는 예를 들어 유색(有色) 박막이나 오목부로 이루어지는 복수의 도트를 포함한다. 이들 도트는 소정의 패턴을 형성하도록 배치되고, 그 도트의 배치 패턴이 식별 코드를 결정한다.

식별 코드의 형성 방법으로서, 일본국 공개특허평11-77340호 공보는 금속 포일(foil)에 레이저광을 조사하여 코드 패턴을 스퍼터링 성막하는 레이저 스퍼터링법을 제안하고 있다. 일본국 공개특허2003-127537호 공보는 연마제를 함유한 물을 기판 등에 분사(噴射)하여 도트를 각인(刻印)하는 워터젯법(waterjet method)을 제안하고 있다.

그러나, 상기 레이저 스퍼터링법에서는, 원하는 사이즈의 도트를 얻기 위해, 금속 포일과 기판의 갭을 수∼수십㎛로 조정해야만 한다. 즉, 기판과 금속 포일의 표면에는 매우 높은 평탄성이 요구되고, 또한 그들의 갭을 ㎛오더(order)의 정밀도로 조정해야만 한다. 따라서, 상기 방법의 적용 범위가 기판의 한정된 범위로 제한되어 상기 방법은 범용성이 뒤떨어진다. 워터젯법에서는, 기판의 각인 시에 물이나 티끌, 연마제 등이 비산(飛散)되어 상기 기판을 오염시킨다.

이러한 생산상의 문제를 해소하기 위해, 최근 식별 코드의 형성 방법으로서, 잉크젯법이 주목받고 있다. 잉크젯법에서는, 금속 미립자를 함유하는 액적을 토출 헤드의 노즐로부터 기판을 향하여 토출하고, 건조시킴으로써 기판 위에 도트를 형성한다. 따라서, 상기 방법을 적용할 수 있는 기판 재료의 대상 범위는 비교적 넓고, 또한 기판을 오염시키지 않고 식별 코드를 형성시킬 수 있다.

그런데, 상기 잉크젯법에서는, 토출하는 액적의 조성(組成)(예를 들어 미립자나 분산매 등)이나 사이즈를 도트의 종별(種別)이나 기판의 표면 상태에 따라 변경시키는 경우가 대부분이다. 따라서, 액적의 건조 공정에서 토출하는 액적의 조성이나 사이즈에 따른 건조를 실시할 수 있으면, 액적으로 이루어지는 도트에 의한 마크의 형성을 용이하게 할 수 있고, 더 나아가서는 잉크젯법의 이용 범위를 확장시킬 수 있다.

이러한 액적의 건조 방법의 예로서, 착탄된 액적의 영역에 조사 각도를 변경시킬 수 있는 레이저광을 조사하는 방법이 있다. 레이저광의 광단면이나 에너지 밀도는 액적의 재료나 사이즈에 대응한다.

액적에 조사하는 레이저광의 조사 각도를 변경시키는, 즉, 레이저광을 출사시키는 레이저 헤드의 배치를 변경시키면, 이것에 따라, 레이저광이 조사되는 위치가 변위된다. 그 결과, 액적의 재료나 사이즈에 따라 조사 각도를 변경시킬 때마다, 레이저광이 조사되는 위치를 보정할 필요가 있다. 이것은 시간을 필요로 하여, 패턴의 생산성을 손상시킬 우려가 있다.

본 발명은 액적에 조사하는 레이저광의 위치 정밀도를 유지하면서, 그 조사 각도를 변경시킬 수 있게 한 마크 형성 방법 및 액적 토출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에서는, 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 것과, 조사구(照射口)로부터 소정의 목표 조사 위치를 향하여 레이저광을 출사시키는 것과, 조사구로부터 출사된 레이저광이 표면에 착탄된 액적에 조사되도록 대상물 및 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 것으로서, 액적은 레이저광이 조사됨으로써 표면 위에 마크를 형성하는 것을 구비한 마크 형성 방법이 제공된다. 이 방법은, 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 목표 조사 위치를 회동(回動) 중심으로 하여 조사구를 회동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 형태에서는, 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 것과, 조사구로부터 레이저광을 출사시켜, 그 레이저광을 소정의 목표 조사 위치로 유도하는 것과, 조사구로부터 출사된 레이저광이 표면에 착탄된 액적에 조사되도록 대상물 및 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 것으로서, 액적은 레이저광이 조사됨으로써 표면 위에 마크를 형성하는 것을 구비한 마크 형성 방법이 제공된다. 이 방법은, 레이저광을 조사구로부터 표면과 평행한 제 1 반사면을 향하여 출사시키는 것과, 제 1 반사면이 받는 레이저광을 제 1 반사면으로부터 표면과 서로 대향하는 제 2 반사면을 향하여 반사시키는 것과, 제 2 반사면이 받는 레이저광을 제 2 반사면으로부터 목표 조사 위치를 향하여 반사시키는 것과, 제 1 반사면에 대한 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 목표 조사 위치를 포함하는 표면에 대한 법선(法線) 상의 위치를 회동 중심으로 하여 조사구를 회동시키는 것으로서, 제 1 반사면에서의 레이저광의 반사 횟수를 n으로 하고, 제 1 반사면과 제 2 반사면 사이의 거리를 Hr로 하며, 목표 조사 위치와 회동 중심 사이의 거리를 Hpc로 할 때, 회동 중심은 Hpc=n×2×Hr을 만족시키도록 정해지는 것을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 형태에서는, 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 액적 토출 헤드와, 조사구를 갖는 레이저 조사 장치로서, 상기 레이저 조사 장치는, 레이저광을 조사구로부터 소정의 목표 조사 위치를 향하여 출사시키는 것과, 조사구로부터 출사된 레이저광이 표면에 착탄된 액적에 조사되도록 대상물 및 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 상대 이동 장치를 구비하는 액적 토출 장치가 제공된다. 그 액적 토출 장치는, 레이저 조사 장치가 회동 기구를 갖고, 상기 회동 기구가, 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 목표 조사 위치를 회동 중심으로 하여 조사구를 회동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 형태에서는, 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 액적 토출 헤드와, 조사구를 갖는 레이저 조사 장치로서, 상기 레이저 조사 장치는, 조사구로부터 레이저광을 출사시켜, 그 레이저광을 소정의 목표 조사 위치로 유도하도록 구성되는 것과, 조사구로부터 출사된 레이저광이 표면에 착탄된 액적에 조사되도록 대상물 및 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 상대 이동 장치를 구비하는 액적 토출 장치가 제공된다. 그 액적 장치는, 레이저 조사 장치가, 표면과 평행한 제 1 반사면을 갖는 제 1 반사 부재로서, 제 1 반사면은 조사구로부터 출사된 레이저광을 받아 액적 토출 헤드를 향하여 반사시키는 것과, 표면과 서로 대향하는 제 2 반사면을 갖는 제 2 반사 부재로서, 제 2 반사면은 제 1 반사면으로부터의 레이저광을 받아 목표 조사 위치를 향하여 반사시키는 것과, 제 1 반사면에 대한 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 목표 조사 위치를 포함하는 표면에 대한 법선 상의 위치를 회동 중심으로 하여 조사구를 회동시키는 회동 기구로서, 제 1 반사면에서의 레이저광의 반사 횟수를 n으로 하고, 제 1 반사면과 제 2 반사면 사이의 거리를 Hr로 하며, 목표 조사 위치와 회동 중심 사이의 거리를 Hpc로 할 때, 회동 중심은 Hpc=n×2×Hr을 만족시키도록 정해지는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(제 1 실시예)

이하, 본 발명을 구체화한 제 1 실시예를 도 1 내지 도 6에 따라 설명한다. 우선, 본 발명의 마크 형성 방법을 이용하여 형성한 식별 코드를 갖는 액정 표시 장치(1)에 대해서 설명한다.

도 1에 있어서, 대상물로서의 액정 표시 장치(1)의 기판(2)의 일 표면, 즉, 표면(2a)에는 표시부(3)가 형성되어 있다. 표시부(3)는 사각형 형상이며, 그 대략 중앙 위치에 액정 분자를 봉입(封入)하고 있다. 표면(2a)은 액적이 토출되는 면이다. 표시부(3)의 외측에는 주사선 구동 회로(4) 및 데이터선 구동 회로(5)가 형성되어 있다. 액정 표시 장치(1)는, 이들 주사선 구동 회로(4)가 생성하는 주사 신호와 데이터선 구동 회로(5)가 생성하는 데이터 신호에 의거하여, 표시부(3) 내의 액정 분자의 배향 상태를 제어한다. 액정 표시 장치(1)는 조명 장치(도시 생략)로부터의 평면광을 액정 분자의 배향 상태에 따라 변조하고, 표시부(3)의 영역에 원하는 화상을 표시한다.

도 1에 있어서, 표면(2a)의 좌측 하부 코너에는 한 변이 약 1㎜인 정사각형으로 이루어지는 코드 형성 영역(S)(2점쇄선으로 표시된 원형 내)이 구획 형성되어 있다. 이 코드 형성 영역(S)은 16행×16열의 데이터 셀(C)로 가상 분할되어 있다. 선택된 데이터 셀(some selected data cells)(C)에는 도트(마크)(D)가 형성되어 있 다. 이들 복수의 도트(D)가 소정의 패턴을 형성하도록 배치되고, 이 도트(D)의 배치 패턴이 액정 표시 장치(1)의 식별 코드(10)를 구성한다.

본 실시예에서는, 목표 토출 위치 P는 도트(D)가 형성된 데이터 셀(C)의 중심 위치이다. 셀 폭 W는 각 데이터 셀(C)의 한 변의 길이이다.

각 도트(D)는 그 외경(外徑)이 데이터 셀(C)의 한 변의 길이, 즉, 셀 폭 W인 반구(半球)이다. 이 도트(D)는, 도트 형성 재료로서의 금속 미립자(예를 들어 니켈 미립자나 망간 미립자)를 분산매에 분산시킨 액상체(F)(도 4의 (a) 참조)의 액적(Fb)을 데이터 셀(C) 위에 토출하여, 데이터 셀(C)에 착탄된 액적(Fb)을 건조 및 소성(燒成)시킴으로써 형성되어 있다. 착탄된 액적(Fb)의 건조 및 소성은 레이저광(B)(도 5의 (a) 참조)을 조사함으로써 실행된다. 본 실시예에서는 액적(Fb)을 건조 및 소성시킴으로써 도트(D)를 형성하지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 레이저광(B)의 건조에 의해서만 형성할 수도 있다.

그리고, 식별 코드(10)는, 각 데이터 셀(C) 내의 도트(D) 유무에 의해, 액정 표시 장치(1)의 제품 번호나 로트(lot) 번호를 포함하는 제조 정보를 재현할 수 있게 한다.

도 1 내지 도 5를 통하여 X방향은 기판(2)의 길이 방향이다. Y방향은 기판(2)의 횡방향으로서, X방향과 직교하는 방향이다. Z방향은 X방향 및 Y방향에 수직인 방향이다. 특히 도면 중에 화살표로 표시된 방향을 +X방향, +Y방향, +Z방향으로 하고, 이것과 반대 방향을 각각 -X방향, -Y방향, -Z방향으로 한다.

다음으로, 상기 식별 코드(10)를 형성하기 위한 장치인 액적 토출 장치(20) 에 대해서 설명한다. 도 2에 있어서, 액적 토출 장치(20)는 베이스(base)(21)를 갖는다. 베이스(21)는 직육면체 형상으로 형성되고, 그 길이 방향이 X방향을 따른다. 베이스(21)의 상면(上面)에는 X방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 홈(22)이 형성되어 있다. 베이스(21)의 상측에는 상대 이동 장치를 구성하는 기판 스테이지(23)가 부착되어 있다. 기판 스테이지(23)는 베이스(21)에 설치된 X축 모터(MX)(도 6 참조)에 구동 연결되고, 안내 홈(22)을 따라 소정의 속도(반송 속도 Vx)로 X방향을 따라 직동(直動)(translate)한다. 기판 스테이지(23)의 상면에는 흡인식 척(chuck) 기구(도시 생략)가 설치되어 있다. 기판 스테이지(23)는 표면(2a)(코드 형성 영역(S))을 상측으로 하여 탑재 배치되는 기판(2)을 위치 결정 고정시킨다.

베이스(21)의 Y방향을 따라 안내 부재(24)가 배열 설치되어 있다. 안내 부재(24)는 X방향에서 보면 도어(door)와 같은 형상으로 보인다. 안내 부재(24) 위에는 수용 탱크(25)가 배열 설치되어 있다. 수용 탱크(25)는 액상체(F)를 수용하고, 상기 액상체(F)를 토출 헤드(30)에 도출(導出)한다. 안내 부재(24)의 하측에는 Y방향으로 안내 부재(24)의 전폭(全幅)으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(26)이 형성되어 있다. 상하 한 쌍의 안내 레일(26)에는 캐리지(27)가 부착되어 있다. 캐리지(27)는 안내 부재(24)에 설치된 Y축 모터(MY)(도 6 참조)에 구동 연결되고, 그 안내 레일(26)을 따라 Y방향으로 직동한다.

캐리지(27)의 하측에는 지지 부재(28)가 배열 설치되어 있다. 지지 부재(28)는 직육면체 형상이며, Y방향으로 연장된다. 지지 부재(28)의 하측에는 액적을 토출시키기 위한 토출 헤드(30)(이하, 단순히 「토출 헤드(30)」라고 함)가 부 착되어 있다.

도 3에 있어서, 토출 헤드(30)의 상측에는 노즐 플레이트(31)가 구비되어 있다. 노즐 플레이트(31)는 상기 기판(2)의 표면(2a)과 평행한 노즐 형성면(31a)을 갖는다. 노즐 형성면(31a)에는 16개의 노즐(N)이 기판(2)의 법선 방향(Z방향)을 따라 관통 형성되어 있다. 각 노즐은 Y방향을 따라 등간격(상기 셀 폭 W의 피치 폭)으로 배열되어 있다.

본 실시예에서는, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 착탄 위치 PF는 각 노즐(N)에 대면(對面)하는, 액적(Fb)이 착탄되는 표면(2a) 위의 위치를 의미한다.

도 4의 (b)에 있어서, 각 노즐(N)의 상측에는 수용 탱크(25)에 연통(連通)되는 캐비티(32)가 형성되어 있다. 캐비티(32)는 수용 탱크(25)로부터 도출된 액상체(F)를 각각 대응하는 노즐(N) 내에 공급한다. 각 캐비티(32)의 상측에는 진동판(33)이 점착되어 있다. 진동판(33)은 상하로 진동 가능하고, 캐비티(32) 내의 용적을 확대 또는 축소시킨다. 진동판(33)의 상측에는 노즐(N)에 각각 대응하는 16개의 압전 소자(PZ)가 배열 설치되어 있다. 각 압전 소자(PZ)는, 각각 압전 소자(PZ)의 구동을 제어하기 위한 신호(압전 소자 구동 전압 COM1: 도 6 참조)를 받으면, 상하 방향으로 수축 및 신장하고, 대응하는 진동판(33)을 상하로 진동시킨다.

각 압전 소자(PZ)는 각각 기판 스테이지(23)가 반송 속도 Vx로 X방향을 따라 반송되고, 데이터 셀(C)의 목표 토출 위치 P가 착탄 위치 PF에 위치하는 타이밍에서 압전 소자 구동 전압 COM1을 받는다. 압전 소자 구동 전압 COM1을 받은 각 압전 소자(PZ)는, 캐비티(32) 내의 용적을 확대 및 축소시키고, 노즐(N) 내의 액상체 (F) 계면(界面)을 진동시켜 소정 용량의 액상체(F)를 노즐(N)로부터 액적(Fb)으로서 토출시킨다. 노즐(N)로부터 토출된 액적(Fb)은 하방(下方), 즉, -Z방향을 따라 비행하여, 착탄 위치 PF(목표 토출 위치 P)에 착탄된다.

목표 토출 위치 P에 착탄된 액적(Fb)은 기판 스테이지(23)의 반송 이동에 의해 X방향으로 이동하고, 그 반송 시간의 경과에 따라, 대응하는 데이터 셀(C) 내에 습윤 확장되어, 그 외경을 셀 폭 W까지 확대시킨다.

본 실시예에서는, 목표 조사 위치 PT는 반송되는 액적(Fb)의 중심 위치(목표 토출 위치 P)로서, 그 액적(Fb)의 외경이 셀 폭 W로 되는 위치(도 4의 (b) 참조)를 의미한다. 또한, 조사 대기 시간은, 액적(Fb)의 토출 동작의 개시 시로부터 그 토출된 액적(Fb)이 상기 목표 조사 위치 PT에 도달할 때까지의 시간을 의미한다.

도 4의 (a)에 있어서, 가이드 부재(34)가 캐리지(27)의 하측에 배열 설치되어 있다. 가이드 부재(34)는 지지 부재(28)(토출 헤드(30))에 대하여 기판(2)의 진행 방향, 즉, +X방향에 위치한다. 가이드 부재(34)는 회동 기구를 구성한다. 가이드 부재(34)는 캐리지(27)의 Y방향 대략 전폭에 걸쳐 연장되고, L자 형상의 단면(斷面)을 갖는다. 가이드 부재(34)는 가이드면(34a)을 갖고, 가이드면(34a)은 Y방향에서 보아 목표 조사 위치 PT를 곡률 중심으로 하는 원호(圓弧) 형상으로 형성된 오목한 곡면으로서, 가이드 부재(34)의 Y방향 전폭에 걸쳐 형성되어 있다.

가이드 부재(34)의 가이드면(34a)에는 Y방향으로 연장되는 회동 스테이지(35)가 배열 설치되어 있다. 회동 스테이지(35)는 회동 기구를 구성한다. 회동 스테이지(35)는 Y방향으로 연장되고, 가이드면(34a)에 따른 볼록한 곡면, 즉, 슬라 이딩면(35a)을 갖는다. 회동 스테이지(35)는 가이드 부재(34)에 내부 설치된 웜 기어(worm gear) 등(도시 생략)을 통하여 회동 모터(MR)(도 6 참조)에 구동 연결되어, 그 슬라이딩면(35a)을 상기 가이드면(34a)을 따라 슬라이딩 또는 회동시킨다.

즉, 회동 스테이지(35)는, 회동 모터(MR)가 회동 스테이지(35)를 회동시키기 위한 신호(회동 모터 구동 신호 SMR: 도 6 참조)를 받으면, 정전(正轉) 또는 역전(逆轉) 구동에 의해, 상기 목표 조사 위치 PT를 회동 중심으로 하여 도 4의 (a)에서의 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동된다.

본 실시예에서는, 도 4의 실선(實線)으로 나타낸 바와 같이, 기준 위치는 그 슬라이딩면(35a)이 가이드면(34a)과 대면(對面)하는 회동 스테이지(35)의 위치를 의미한다. 또한, 도 4의 파선(破線)으로 나타낸 바와 같이, 조사 위치는 기준 위치로부터 소정의 각도(회동 각도 θr)만큼 시계 방향으로 회동된 회동 스테이지(35)의 위치를 의미한다.

도 3에 있어서, 회동 스테이지(35)에는 Y방향으로 연장되는 단면(斷面) コ자 형상(yoke-shaped)의 위치 결정 부재(36)가 배열 설치되어 있다. 위치 결정 부재(36)에 Y방향으로 연장되어 직육면체 형상으로 형성된 레이저 조사 장치로서의 레이저 헤드(37)가 부착되고, 위치 결정 부재(36)에 의해 위치 결정된다. 레이저 헤드(37)는, 그 기판(2) 측에서 Y방향을 따라 등간격(상기 셀 폭 W의 형성 피치)으로 배열된 16개의 조사구(37a)를 구획 형성한다. 조사구(37a)는 각 노즐(N)에 대응한다.

도 4의 (a)에 있어서, 레이저 헤드(37)의 내부에는 16개의 반도체 레이저 (LD)가 각각 각 노즐(N) 및 조사구(37a)에 대응하는 위치에 배열 설치되어 있고, 각 반도체 레이저(LD)는 각각 상기 액상체(F)의 흡수 파장에 대응한 파장 영역의 레이저광(B)을 출사시킨다. 레이저 헤드(37)는 각 반도체 레이저(LD)로부터의 레이저광(B)을 조사구(37a)로부터 슬라이딩면(35a)의 직경 방향 내측을 향하여 출사시킨다.

도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 레이저광(B)의 광축(光軸)(A1)은 조사 방향으로 연장되고, 각 조사구(37a)를 통과한다. 조사 각도 θ는 광축(A1)과 기판(2)의 법선(Z방향)이 이루는 각도이다. 기준 조사 각도 θi는 회동 스테이지(35)가 기준 위치에 위치할 때의 조사 각도 θ를 의미한다.

회동 모터(MR)가 정전되면, 회동 스테이지(35)는 기준 위치로부터 조사 위치로 이동한다. 그리하면, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 각 조사구(37a)는 각각 목표 조사 위치 PT를 중심으로 하여 시계 방향으로 회동된다. 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 레이저광(B)의 조사 각도 θ는 기준 조사 각도 θi로부터 회동 각도 θr만큼 작아지지만, 그 조사하는 위치는 회동 중심인 목표 조사 위치 PT에 유지된다.

이것에 의해, 액적 토출 장치(20)는, 각 조사구(37a)로부터의 레이저광(B)의 조사 위치의 위치 정밀도를 유지하면서, 레이저광(B)의 조사 각도 θ를 변경시킬 수 있다.

기판 스테이지(23)가 반송 속도 Vx로 +X방향으로 반송되고, 데이터 셀(C)(액적(Fb))이 목표 조사 위치 PT에 침입하는 타이밍에서, 반도체 레이저(LD)는 각각 레이저광(B)을 출사시키기 위한 구동 신호(레이저 구동 전압 COM2: 도 6 참조)를 받는다. 그리하면, 레이저 구동 전압 COM2를 받은 레이저광(B)은 조사구(37a)로부터 대응하는 목표 조사 위치 PT를 향하여 출사되고, 목표 조사 위치 PT를 통과하는 액적(Fb)을 순식간에 건조시켜 고화(固化)시킨다. 고화된 액적(Fb)은 연속되는 레이저광(B)의 조사에 의해 그 금속 미립자가 소성되어, 기판(2) 표면(2a)에 고착(固着)된 도트(D)를 형성한다.

이 때, 액적(Fb)을 조사하는 레이저광(B)의 조사 각도 θ는 회동 스테이지(35)의 회동 분만큼, 즉, 회동 각도 θr 분만큼 작다. 이것에 대응하여, 액적(Fb)에 조사하는 레이저광(B)의 에너지 밀도가 증가된다. 또한, 레이저광(B)이 조사되는 위치는 회동 스테이지(35)의 회동에 의해 목표 조사 위치 PT에 유지된다.

따라서, 액적 토출 장치(20)에 있어서, 회동 스테이지(35)의 회동에 의해, 레이저광(B)의 에너지 부족, 즉, 건조 부족을 해소할 수 있는 동시에, 레이저광(B)의 조사 위치의 위치 정밀도를 유지할 수 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성한 액적 토출 장치(20)의 전기적 구성을 도 6에 따라 설명한다.

도 6에 있어서, 제어 장치(41)는 CPU, RAM, ROM 등을 구비하고, ROM 등에는 각종 데이터와 각종 제어 프로그램이 저장되어 있다. 제어 장치(41)는, 이 각종 데이터와 각종 제어 프로그램에 따라, 기판 스테이지(23)를 이동시키고, 토출 헤드(30), 레이저 헤드(37) 및 회동 스테이지(35)를 구동시킨다.

제어 장치(41)에는 기동(起動) 스위치, 정지 스위치 등의 조작 스위치를 갖 는 입력 장치(42)가 접속되어 있다. 따라서, 제어 장치(41)에는 식별 코드(10)의 화상이 기정(旣定) 형식의 묘화(描畵) 데이터(Ia)로서 입력 장치(42)로부터 입력되는 동시에, 회동 스테이지(35)의 회동 각도 θr이 기정 형식의 회동 각도 데이터(Iθ)로서 입력 장치(42)로부터 입력된다. 그리고, 제어 장치(41)는 입력 장치(42)로부터의 묘화 데이터(Ia)를 받아 비트맵 데이터(BMD), 압전 소자 구동 전압 COM1 및 레이저 구동 전압 COM2를 생성하고, 입력 장치(42)로부터의 회동 각도 데이터(Iθ)를 받아 회동 모터 구동 신호 SMR을 생성한다.

비트맵 데이터(BMD)는, 각 비트의 값(0 또는 1)에 따라, 압전 소자(PZ)의 온(on) 또는 오프(off)를 규정한다. 비트맵 데이터(BMD)는 2차원 묘화 평면(코드 형성 영역(S)) 위에서의 각 데이터 셀(C)에 액적(Fb)을 토출할지의 여부를 규정하는 데이터이다.

제어 장치(41)는 X축 모터 구동 회로(43)에 접속되어 X축 모터 구동 회로(43)에 대응하는 구동 제어 신호를 출력한다. X축 모터 구동 회로(43)는, 제어 장치(41)로부터의 구동 제어 신호에 응답하여, X축 모터(MX)를 정전 또는 역전시킨다. 제어 장치(41)는 Y축 모터 구동 회로(44)에 접속되어 Y축 모터 구동 회로(44)에 대응하는 구동 제어 신호를 출력한다. Y축 모터 구동 회로(44)는, 제어 장치(41)로부터의 구동 제어 신호에 응답하여, Y축 모터(MY)를 정전 또는 역전시킨다. 제어 장치(41)는 기판(2)의 단부(端部)를 검출할 수 있는 기판 검출 장치(45)에 접속되어, 기판 검출 장치(45)로부터의 검출 신호에 의거하여, 착탄 위치 PF를 통과하는 기판(2)의 위치를 산출한다.

X축 모터 회전 검출기(46)는 제어 장치(41)에 접속되어 검출 신호를 제어 장치(41)에 출력한다. 제어 장치(41)는, X축 모터 회전 검출기(46)로부터의 검출 신호에 의거하여, 기판 스테이지(23)(기판(2))의 이동 방향 및 이동량(이동 위치)을 연산한다. 그리고, 제어 장치(41)는 각 데이터 셀(C)의 중심 위치가 착탄 위치 PF에 위치하는 타이밍에서 토출 헤드 구동 회로(48)에 토출 타이밍 신호 LP1을 출력한다.

Y축 모터 회전 검출기(47)는 제어 장치(41)에 접속되어 검출 신호를 제어 장치(41)에 출력한다. 제어 장치(41)는, Y축 모터 회전 검출기(47)로부터의 검출 신호에 의거하여, 토출 헤드(30)(레이저 헤드(37))의 Y방향의 이동 방향 및 이동량(이동 위치)을 연산한다. 그리고, 제어 장치(41)는 각 노즐(N)에 대응하는 착탄 위치 PF를 각각 목표 토출 위치 P의 반송 경로 상에 배치한다.

제어 장치(41)는 토출 헤드 구동 회로(48)에 접속되어 토출 헤드 구동 회로(48)에 토출 타이밍 신호 LP1을 출력한다. 또한, 제어 장치(41)는 압전 소자 구동 전압 COM1을 소정의 기준 클록 신호에 동기시켜 토출 헤드 구동 회로(48)에 출력한다. 또한, 제어 장치(41)는 비트맵 데이터(BMD)에 의거하여 소정의 기준 클록 신호에 동기시킨 토출 제어 신호 SI를 생성하고, 그 토출 제어 신호 SI를 토출 헤드 구동 회로(48)에 시리얼(serial) 전송한다. 토출 헤드 구동 회로(48)는 제어 장치(41)로부터의 토출 제어 신호 SI를 각각 각 압전 소자(PZ)(복수)에 대응시켜 차례로 시리얼/패럴렐 변환한다.

토출 헤드 구동 회로(48)는, 제어 장치(41)로부터의 토출 타이밍 신호 LP1을 받으면, 토출 제어 신호 SI에 의거하여 선택된 압전 소자(PZ)에 각각 압전 소자 구동 전압 COM1을 공급한다. 또한, 토출 헤드 구동 회로(48)는 시리얼/패럴렐 변환된 토출 제어 신호 SI를 레이저 구동 회로(49)에 출력한다.

제어 장치(41)는 레이저 구동 회로(49)에 접속되어 레이저 구동 회로(49)에 레이저 구동 전압 COM2를 소정의 기준 클록 신호에 동기시켜 출력한다. 레이저 구동 회로(49)는, 토출 헤드 구동 회로(48)로부터의 토출 제어 신호 SI를 받으면, 소정의 시간(상술한 조사 대기 시간)만큼 대기하여, 토출 제어 신호 SI에 의거하여 선택된 각 반도체 레이저(LD)에 각각 레이저 구동 전압 COM2를 공급한다. 즉, 제어 장치(41)는, 착탄된 액적(Fb)이 목표 조사 위치 PT에 반송 이동될 때마다, 레이저 구동 회로(49)를 통하여 그 액적(Fb)의 영역을 향하여 레이저광(B)을 조사한다.

제어 장치(41)는 회동 모터 구동 회로(50)에 접속되어 회동 모터 구동 회로(50)에 회동 모터 구동 신호 SMR을 출력한다. 회동 모터 구동 회로(50)는, 제어 장치(41)로부터의 회동 모터 구동 신호 SMR에 응답하여, 회동 스테이지(35)를 회동시키는 회동 모터(MR)를 정전 또는 역전시킨다. 회동 모터 구동 회로(50)는, 제어 장치(41)로부터의 회동 모터 구동 신호 SMR을 받으면, 회동 모터(MR)를 정전 또는 역전시켜 회동 스테이지(35)(조사구(37a))를 회동 각도 θr만큼 회동시킨다.

다음으로, 액적 토출 장치(20)를 사용하여 식별 코드(10)를 형성하는 방법에 대해서 설명한다.

우선, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 스테이지(23)에 표면(2a)이 상측으로 되도록 기판(2)을 고정시킨다. 이 때, 기판은 안내 부재(24)(캐리지(27))보다도 -X방향 측에 배치되고, 회동 스테이지(35)는 기준 위치에 배치된다.

이어서, 입력 장치(42)를 조작하여 묘화 데이터(Ia)와 회동 각도 데이터(Iθ)를 제어 장치(41)에 입력한다. 그리하면, 제어 장치(41)는 묘화 데이터(Ia)에 의거한 비트맵 데이터(BMD)를 생성하여 저장하고, 압전 소자 구동 전압 COM1 및 레이저 구동 전압 COM2를 생성한다. 압전 소자 구동 전압 COM1 및 레이저 구동 전압 COM2를 생성하면, 제어 장치(41)는 Y축 모터(MY)의 구동을 제어한다. 기판(2)을 +X방향으로 반송할 때에, 각 목표 토출 위치 P가 대응하는 착탄 위치 PF를 통과하도록 Y방향을 따라 캐리지(27)(각 노즐(N))가 세트된다.

또한, 제어 장치(41)는 회동 각도 데이터(Iθ)에 의거한 회동 모터 구동 신호 SMR을 생성하여, 그 회동 모터 구동 신호 SMR을 회동 모터 구동 회로(50)에 출력한다. 회동 모터 구동 신호 SMR을 출력하면, 제어 장치(41)는 회동 모터 구동 회로(50)를 통하여 회동 모터(MR)를 정전시키고, 회동 스테이지(35)를 기준 위치로부터 조사 위치로 회동시킨다. 이것에 의해, 각 조사구(37a)로부터의 레이저광(B)의 조사 위치의 위치 정밀도를 유지한 상태에서, 레이저광(B)의 조사 각도 θ를 변경시킬 수 있다.

회동 스테이지(35)를 조사 위치로 회동시키면, 제어 장치(41)는 X축 모터(MX)의 구동을 제어하여 기판(2)의 +X방향으로의 반송을 개시한다. 제어 장치(41)는, 기판 검출 장치(45) 및 X축 모터 회전 검출기(46)로부터의 검출 신호에 의거하여, 가장 X방향에 위치하는 데이터 셀(C)의 목표 토출 위치 P가 노즐(N) 바로 아래까지 반송되었는지의 여부를 판단한다.

그동안 제어 장치(41)는 토출 헤드 구동 회로(48)에 토출 제어 신호 SI를 출력하는 동시에, 토출 헤드 구동 회로(48) 및 레이저 구동 회로(49)에 각각 압전 소자 구동 전압 COM1 및 레이저 구동 전압 COM2를 출력한다.

그리고, 가장 +X방향 측에 위치하는 데이터 셀(C)의 목표 토출 위치 P가 착탄 위치 PF로 반송되면, 제어 장치(41)는 토출 헤드 구동 회로(48)에 토출 타이밍 신호 LP1을 출력한다.

토출 타이밍 신호 LP1을 토출 헤드 구동 회로(48)에 출력하면, 제어 장치(41)는 토출 헤드 구동 회로(48)를 통하여 토출 제어 신호 SI에 의거하여 선택된 압전 소자(PZ)에 각각 압전 소자 구동 전압 COM1을 공급하고, 선택된 노즐(N)로부터 일제히 액적(Fb)을 토출시킨다. 토출된 액적(Fb)은 목표 토출 위치 P에 착탄되어 기판 스테이지(23)의 반송 이동에 의해 +X방향으로 이동한다. +X방향으로 이동한 액적(Fb)은, 그 반송 시간의 경과에 따라, 대응하는 데이터 셀(C) 내에 습윤 확장된다. 그리고, 토출 동작의 개시로부터 조사 대기 시간만큼 경과하면, 제어 장치(41)는, 목표 토출 위치 P에 착탄된 액적(Fb)은 목표 조사 위치 PT에 도달하여, 그 외경을 셀 폭 W로 한다.

또한, 토출 타이밍 신호 LP1을 토출 헤드 구동 회로(48)에 출력하면, 제어 장치(41)는 레이저 구동 회로(49)를 통하여 반도체 레이저(LD)를 조사 대기 시간만큼 대기시킨다. 다음으로, 제어 장치(41)는 토출 헤드 구동 회로(48)로부터의 토출 제어 신호 SI에 의거하여 선택된 반도체 레이저(LD)에 각각 레이저 구동 전압 COM2를 공급한다. 그리고, 제어 장치(41)는 선택된 반도체 레이저(LD)로부터 일제 히 레이저광(B)을 출사시킨다.

반도체 레이저(LD)로부터 출사된 레이저광(B)은, 회동 스테이지(35)의 회동에 의해, 회동 각도 θr 분만큼 그 조사 각도 θ를 작게 하고, 액적(Fb)에 대한 에너지 밀도를 증가시킨다. 또한, 반도체 레이저(LD)로부터 출사되는 레이저광의 조사 위치는 목표 조사 위치 PT에 유지된다. 그리고, 액적(Fb)에 조사하는 레이저광(B)의 에너지 부족, 즉, 건조 부족을 회피시켜 외경이 셀 폭 W로 이루어지는 도트(D)를 기판(2) 표면(2a)에 형성한다. 이것에 의해, 가장 +X방향에 위치하는 데이터 셀(C)에 셀 폭 W에 정합(整合)한 도트(D)를 형성한다.

이후, 동일하게, 제어 장치(41)는 기판(2)을 +X방향으로 반송하여, 각 목표 토출 위치 P가 착탄 위치 PF에 도달할 때마다, 선택한 노즐(N)로부터 액적(Fb)을 토출하고, 착탄된 액적(Fb)이 셀 폭 W로 되는 타이밍에서 액적(Fb)의 영역에 레이저광(B)을 조사한다. 이것에 의해, 코드 형성 영역(S) 내에 모든 도트(D)가 형성된다.

다음으로, 상기와 같이 구성한 제 1 실시예의 이점(利點)을 이하에 기재한다.

캐리지(27)에 목표 조사 위치 PT를 회동 중심으로 하는 회동 스테이지(35)를 설치하고, 회동 스테이지(35)에 레이저 헤드(37)를 배열 설치한다. 회동 스테이지(35)가 기준 위치로부터 조사 위치로 이동되면, 레이저 헤드(37)의 각 조사구(37a)가 각각 대응하는 목표 조사 위치 PT를 중심으로 하여 회동되고, 레이저광(B)의 조사 각도 θ가 회동 스테이지(35)의 회동 각도 θ만큼 작아진다.

따라서, 레이저광(B)의 조사 각도 θ를 변경시킬 때에, 레이저광(B)이 조사되는 위치를 목표 조사 위치 PT에 유지할 수 있다. 그 결과, 레이저광(B)의 조사 위치와 그 위치 정밀도를 유지하면서, 액적(Fb)에 대한 조사 각도 θ만을 변경시킬 수 있다.

또한, 조사 각도 θ를 변경시킬 때에, 조사구(37a)와 대응하는 목표 조사 위치 PT 사이의 거리(광로(光路) 길이)도 유지할 수 있다. 따라서, 표면(2a)에 형성하는 광단면의 사이즈나 형상을 조사 각도 θ에 의해서만 규정할 수 있다. 그 결과, 원하는 광단면의 레이저광(B)을 액적(Fb)의 영역에 보다 확실하게 조사할 수 있다.

그 결과, 레이저광(B)의 위치나 그 정밀도를 유지하면서, 레이저광(B)의 조사 조건을 액적(Fb)의 조성이나 사이즈, 및 표면(2a)의 표면 상태에 따라 변경시킬 수 있다. 더 나아가서는, 잉크젯법에 의한 패턴 형성의 이용 범위를 확장시킬 수 있다.

(제 2 실시예)

이하, 본 발명을 구체화한 제 2 실시예를 도 7 및 도 8에 따라 설명한다. 제 2 실시예에서는 제 1 실시예의 토출 헤드(30) 근방에 제 1 반사 부재(reflector)로서의 반사 미러(M)가 설치되고, 가이드면(34a)의 곡률 중심 위치가 변경된다. 따라서, 이하에서는 반사 미러(M)와 가이드면(34a)의 변경점에 대해서 상세하게 설명한다. X, Y, Z방향의 정의는 제 1 실시예와 동일하다.

도 7의 (a)에 있어서, 반사 미러(M)가 지지 부재(28)에 매달리고, 토출 헤드 (30)의 하방(下方)에 배열 설치되어 있다. 반사 미러(M)는 토출 헤드(30) 측의 측면에 상기 기판(2)의 표면(2a)과 평행한 반사면(Ma)을 갖는다. 반사면(Ma)은 제 1 반사면으로서 기능하고, 입사(入射)되는 레이저광(B)을 상기 노즐 형성면(31a)을 향하여 정반사시킨다.

반사 미러(M)의 우측, 즉, -X방향에서, 토출 헤드(30)에는 제 2 반사 부재로서의 노즐 플레이트(31)가 구비되어 있다. 노즐 플레이트(31)는 상기 기판(2)의 표면(2a) 및 반사면(Ma)과 평행한 노즐 형성면(31a)을 갖는다. 노즐 형성면(31a)은 제 2 반사면으로서 기능하고, 반사 미러(M)로부터의 레이저광(B)을 정반사시킨다.

도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는, 반사 거리 Hr은 반사면(Ma)과 노즐 형성면(31a) 사이의 거리이다. 또한, 본 실시예에서는, 회동 중심 위치 P0은 목표 조사 위치 PT의 하방, 즉, -Z방향으로서, 상기 목표 조사 위치 PT로부터의 거리가 상기 반사 거리 Hr의 2배의 거리(반사 보정 거리 Hpc)로 되는 위치이다.

도 7의 (a)에 있어서, 가이드 부재(34)가 캐리지(27)의 하측에 배열 설치되어 있다. 가이드 부재(34)는 지지 부재(28)(토출 헤드(30))에 대하여 기판(2)의 진행 방향, 즉, +X방향에 위치한다. 가이드 부재(34)는 회동 기구를 구성한다. 가이드 부재(34)는 캐리지(27)의 Y방향 대략 전폭에 걸쳐 연장되고, L자 형상의 단면(斷面)을 갖는다. 가이드 부재(34)는 가이드면(34a)을 갖고, 가이드면(34a)은 Y방향에서 보아 상기 회동 중심 위치 P0을 곡률 중심으로 하는 원호 형상으로 형성 된 오목한 곡면으로서, 가이드 부재(34)의 Y방향 전폭에 걸쳐 형성되어 있다.

가이드 부재(34)의 가이드면(34a)에는 회동 스테이지(35)가 배열 설치되어 있다. 회동 스테이지(35)는 회동 기구를 구성한다. 회동 스테이지(35)는 가이드면(34a)에 따른 슬라이딩면(35a)을 갖는다. 회동 스테이지(35)는, 회동 모터(MR)가 회동 스테이지(35)를 회동시키기 위한 신호(회동 모터 구동 신호 SMR: 도 6 참조)를 받으면, 회동 모터(MR)의 정전 또는 역전 구동에 의해, 상기 회동 중심 위치 P0을 회동 중심으로 하여 도 7의 (a)에서의 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동된다.

본 실시예에서는, 도 7의 (a)의 실선으로 나타낸 바와 같이, 그 슬라이딩면(35a)이 가이드면(34a)과 대면하는 회동 스테이지(35)의 위치를 기준 위치라고 한다. 또한, 도 7의 (a)의 파선으로 나타낸 바와 같이, 기준 위치로부터 소정의 각도(즉, 회동 각도 θr)만큼 시계 방향으로 회동된 회동 스테이지(35)의 위치를 조사 위치라고 한다.

도 7의 (a)에 있어서, 회동 스테이지(35)에는, 제 1 실시예와 동일하게, 위치 결정 부재(36)를 통하여 레이저 헤드(37)가 부착되어 있다. 레이저 헤드(37)는 내장하는 각 반도체 레이저(LD)로부터의 레이저광(B)을 조사구(37a)로부터 회동 중심 위치 P0을 향하여 출사시킨다.

본 실시예에서는, 조사 각도 θ는 반사면(Ma)에 대한 레이저광(B)의 광축(A1)과 기판(2)의 법선 방향(Z방향)이 이루는 각도이며, 기준 조사 각도 θi는 회동 스테이지(35)가 기준 위치에 위치할 때의 조사 각도 θ를 의미한다.

레이저 헤드(37)는, 회동 스테이지(35)가 기준 위치에 위치할 때에, 조사구(37a)로부터의 레이저광(B)을 회동 중심 위치 P0을 향하여 출사시킨다. 조사구(37a)로부터 출사된 레이저광(B)은 반사면(Ma)에 의한 정반사와 노즐 형성면(31a)에 의한 정반사를 각각 1회씩 거쳐 조사 각도 θ를 기준 조사 각도 θi로 유지한 상태에서 표면(2a) 위에 조사된다.

상세하게 설명하면, 조사구(37a)로부터 회동 중심 위치 P0을 향하여 출사된 레이저광(B)은 반사면(Ma)에 의해 상방을 향하여 1회 반사되는 분만큼 회동 중심 위치 PO의 상방을 조사한다. 그 결과, 회동 중심 위치 P0을 향하여 조사된 레이저광(B)의 조사 위치는 반사면(Ma)이 레이저광(B)을 반사시키는 횟수를 n으로 하면, 회동 중심 P0으로부터 반사 거리 Hr의 2배(n×2)의 거리(즉, 반사 보정 거리 Hpc=n×2×Hr)만큼 +Z방향으로 이동한 위치로 된다.

그리고, 회동 모터(MR)가 정전하여, 회동 스테이지(35)는 기준 위치로부터 조사 위치로 이동한다. 그리하면, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 각 조사구(37a)는 각각 회동 중심 위치 P0을 중심으로 하여 시계 방향으로 회동된다. 레이저광(B)의 조사 각도 θ는 기준 조사 각도 θi로부터 회동 각도 θr만큼 작아진다.

이 때, 조사구(37a)로부터의 레이저광(B)은 반사면(Ma)과 노즐 형성면(31a) 사이의 공간에서 다중 반사되고, 그 후, 회동 중심 P0을 중심으로 하여 회동 각도 θr만큼 회동된 광축(A1)(2점쇄선으로 표시함)을 따라 광축(A1)에 따르도록 표면(2a) 위를 조사한다(도 8의 (b)). 즉, 회동 중심 위치 P0을 향하여 출사된 레이저광(B)은 그 조사 각도 θ가 기준 조사 θi로부터 회동 각도 θ만큼 작아지고, 또한 그 조사 위치가 목표 조사 위치 PT에 유지된다.

따라서, 액적 토출 장치(20)는, 회동 스테이지(35)가 회동 각도 θr로 되면, 목표 조사 위치 PT에 조사하는 레이저광(B)의 조사 각도 θ는 회동 각도 θr만큼 변경시킬 수 있는 동시에, 레이저광(B)이 조사되는 위치는 목표 조사 위치 PT에 유지할 수 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성한 제 2 실시예의 이점을 이하에 기재한다.

조사구(37a)와 목표 조사 위치 PT 사이에 레이저광(B)을 정반사시킬 수 있는 반사면(Ma) 및 노즐 형성면(31a)이 배열 설치되어 있다. 또한, 목표 조사 위치 PT의 -Z방향으로서, 상기 목표 조사 위치 PT로부터의 거리가 반사 보정 거리 Hpc만큼 이간된 위치에 회동 스테이지(35)의 회동 중심 위치 P0이 위치한다. 그리고, 회동 스테이지(35), 즉, 레이저 헤드(37)의 조사구(37a)는 회동 중심 위치 P0을 중심으로 하여 회동시킨다.

따라서, 레이저광(B)의 「조사 각도 θ」를 변경시킬 때에, 레이저광(B)이 조사되는 위치를 목표 조사 위치 PT에 유지할 수 있다. 그 결과, 레이저광(B)의 조사 위치와 그 위치 정밀도를 유지하면서, 액적(Fb)에 대한 조사 각도 θ만을 변경시킬 수 있다.

또한, 조사 각도 θ를 변경시킬 때에, 조사구(37a)와 대응하는 목표 조사 위치 PT 사이의 거리(광로 길이)를 유지할 수 있다. 따라서, 표면(2a)에 형성하는 레이저광(B)의 광단면 사이즈나 형상을 조사 각도 θ에 의해서만 규정시킬 수 있다. 그 결과, 원하는 광단면(에너지 밀도)의 레이저광(B)을 액적(Fb)의 영역에 보 다 확실하게 조사시킬 수 있다.

또한, 레이저광(B)은, 반사면(Ma)과 노즐 형성면(31a) 사이의 반사를 개재시키기 때문에, 조사 각도 θ가 제 1 실시예에 비하여 0°에 가깝다. 액적(Fb)에 조사하는 레이저광(B)의 방향이 Z방향에 가깝다. 따라서, 조사 각도 θ의 변경 범위를 확대시킬 수 있어, 액적(Fb)의 건조 조건 범위를 확장시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예는 다음과 같이 변경시킬 수도 있다.

조사 각도 θ를 작게 하고, 또한 레이저광(B)의 출력 강도를 낮게 하며, 액적(Fb)에 조사하는 레이저광(B)의 광단면만을 작게 하여 에너지 밀도를 동일하게 유지할 수도 있다.

더 나아가서는, 회동 스테이지(35)를 반시계 방향으로 회동시켜, 조사 각도 θ를 크게 할 수도 있다. 이것에 의하면, 액적(Fb)에 대한 레이저광(B)의 광단면이 확대되고, 그 에너지 밀도가 감소될 수 있다. 그 결과, 액적(Fb)을 건조시키기 위한 조건 범위를 확대시킬 수 있고, 액적(Fb)의 재료 구성 범위를 확대시킬 수 있다. 더 나아가서는, 액적 토출 장치(20)의 이용 범위를 확대시킬 수 있다.

착탄 위치 PF와 목표 조사 위치 PT는 동일한 위치일 수도 있다.

반사면(Ma)과 노즐 형성면(31a)에 의해 각각 1회만 레이저광(B)을 반사시키는 대신에, 반사면(Ma)과 노즐 형성면(31a)에 의해 레이저광(B)을 복수회 반사시킬 수도 있다. 이 때, 반사 보정 거리 Hpc는 반사 거리 Hr에 레이저광(B)의 반사면(Ma)에서의 반사 횟수 n의 2배를 곱한 거리로 하는 것이 바람직하다.

레이저광(B)에 의해 액적(Fb)을 건조 및 소성시키는 대신에, 레이저광(B)의 에너지에 의해 액적(Fb)을 원하는 방향으로 유동(流動)시킬 수도 있고, 또는 레이저광(B)을 액적(Fb)의 외측 단부에만 조사하여 액적(Fb)을 피닝(pinning)할 수도 있다. 즉, 액적(Fb)의 영역에 조사하는 레이저광(B)에 의해 마크가 형성되면 된다.

액적(Fb)에 의해 형성되는 마크는 반원구 형상의 도트(D)에 한정되지 않아, 예를 들어 타원 형상의 도트나 선 형상의 마크일 수도 있다.

마크를 식별 코드(10)의 도트(D)에 구체화하는 이외에, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치, 또는 평면 형상의 전자 방출 소자를 구비하는 전계 효과형 장치(FED나 SED)에 설치되는 각종 박막, 금속 배선, 컬러 필터 등에 구체화할 수도 있다. 즉, 착탄된 액적(Fb)에 의해 형성되는 마크이면 된다. 전계 효과형 장치는 상기 소자로부터 방출된 전자를 형광 물질에 조사하여 상기 형광 물질을 발광시킨다.

기판(2)은 실리콘 기판, 플렉시블 기판, 또는 금속 기판일 수도 있고, 액적(Fb)이 토출되는 면(2a)은 이들 기판의 일 측면일 수도 있다. 즉, 액적(Fb)이 토출되는 면은 착탄된 액적(Fb)에 의해 마크를 형성하는 대상물의 일 측면이면 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 액적에 조사하는 레이저광의 위치 정밀도를 유지하면서, 그 조사 각도를 변경시킬 수 있게 한 마크 형성 방법 및 액적 토출 장치를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 것과,

   조사구(照射口)로부터 소정의 목표 조사 위치를 향하여 레이저광을 출사(出射)시키는 것과,

   상기 조사구로부터 출사된 레이저광이 상기 표면에 착탄(着彈)된 상기 액적에 조사되도록 상기 대상물 및 상기 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 것으로서, 상기 액적은 레이저광이 조사됨으로써 상기 표면 위에 마크를 형성하는 것을 구비하는 마크 형성 방법에 있어서,

   상기 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 상기 목표 조사 위치를 회동(回動) 중심으로 하여 상기 조사구를 회동시키는 것을 특징으로 하는 마크 형성 방법.
2. 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 것과,

   조사구로부터 레이저광을 출사시켜, 그 레이저광을 소정의 목표 조사 위치로 유도하는 것과,

   상기 조사구로부터 출사된 레이저광이 상기 표면에 착탄된 상기 액적에 조사되도록 상기 대상물 및 상기 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 것으로서, 상기 액적은 레이저광이 조사됨으로써 상기 표면 위에 마크를 형성하는 것을 구비하는 마크 형성 방법에 있어서,

   레이저광을 상기 조사구로부터 상기 표면과 평행한 제 1 반사면을 향하여 출사시키는 것과,

   상기 제 1 반사면이 받는 레이저광을 상기 제 1 반사면으로부터 상기 표면과 서로 대향하는 제 2 반사면을 향하여 반사시키는 것과,

   상기 제 2 반사면이 받는 레이저광을 상기 제 2 반사면으로부터 상기 목표 조사 위치를 향하여 반사시키는 것과,

   상기 제 1 반사면에 대한 상기 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 상기 목표 조사 위치를 포함하는 상기 표면에 대한 법선(法線) 상의 위치를 회동 중심으로 하여 상기 조사구를 회동시키는 것으로서, 상기 제 1 반사면에서의 상기 레이저광의 반사 횟수를 n으로 하고, 상기 제 1 반사면과 상기 제 2 반사면 사이의 거리를 Hr로 하며, 상기 목표 조사 위치와 상기 회동 중심 사이의 거리를 Hpc로 할 때, 상기 회동 중심은 Hpc=n×2×Hr을 만족시키도록 정해지는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 마크 형성 방법.
3. 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 액적 토출 헤드와,

   조사구를 갖는 레이저 조사 장치로서, 상기 레이저 조사 장치는, 레이저광을 상기 조사구로부터 소정의 목표 조사 위치를 향하여 출사시키는 것과,

   상기 조사구로부터 출사된 레이저광이 상기 표면에 착탄된 상기 액적에 조사되도록 상기 대상물 및 상기 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 상대 이동 장치를 구비하는 액적 토출 장치에 있어서,

   상기 레이저 조사 장치는 회동 기구를 갖고, 상기 회동 기구는, 상기 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 상기 목표 조사 위치를 회동 중심으로 하여 상기 조사구를 회동시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
4. 대상물 표면을 향하여 마크 형성 재료를 함유하는 액적을 토출하는 액적 토출 헤드와,

   조사구를 갖는 레이저 조사 장치로서, 상기 레이저 조사 장치는, 상기 조사구로부터 레이저광을 출사시켜, 그 레이저광을 소정의 목표 조사 위치로 유도하도록 구성되는 것과,

   상기 조사구로부터 출사된 레이저광이 상기 표면에 착탄된 상기 액적에 조사되도록 상기 대상물 및 상기 조사구 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 상대 이동 장치를 구비하는 액적 토출 장치에 있어서,

   상기 레이저 조사 장치는,

   상기 표면과 평행한 제 1 반사면을 갖는 제 1 반사 부재로서, 상기 제 1 반사면은 상기 조사구로부터 출사된 레이저광을 받아 상기 액적 토출 헤드를 향하여 반사시키는 것과,

   상기 표면과 서로 대향하는 제 2 반사면을 갖는 제 2 반사 부재로서, 상기 제 2 반사면은 상기 제 1 반사면으로부터의 상기 레이저광을 받아 상기 목표 조사 위치를 향하여 반사시키는 것과,

   상기 제 1 반사면에 대한 상기 레이저광의 조사 각도를 설정하기 위해, 상기 목표 조사 위치를 포함하는 상기 표면에 대한 법선 상의 위치를 회동 중심으로 하여 상기 조사구를 회동시키는 회동 기구로서, 상기 제 1 반사면에서의 상기 레이저광의 반사 횟수를 n으로 하고, 상기 제 1 반사면과 상기 제 2 반사면 사이의 거리를 Hr로 하며, 상기 목표 조사 위치와 상기 회동 중심 사이의 거리를 Hpc로 할 때, 상기 회동 중심은 Hpc=n×2×Hr을 만족시키도록 정해지는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 2 반사 부재는 상기 액적을 토출하는 노즐을 구비한 노즐 플레이트인 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.

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