KR100824610B1

KR100824610B1 - 액적 토출 장치

Info

Publication number: KR100824610B1
Application number: KR1020060117715A
Authority: KR
Inventors: 히로츠나 미우라
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-04-24
Also published as: KR20070056973A; TW200728097A; TWI314904B; JP2007176150A; US20070120932A1

Abstract

액적 토출 장치는 액적 토출 헤드와, 레이저 조사 장치와, 흡인 장치를 구비한다. 액적 토출 헤드는 대상물에 액적을 토출한다. 레이저 조사 장치는 상기 액적 토출 헤드와 서로 대향하는 상기 대상물의 영역에 레이저광을 조사한다. 흡인 장치는 상기 레이저 조사 장치와 상기 레이저광이 조사되는 상기 대상물 위의 조사 위치 사이에 설치되어 상기 액적으로부터 발생되는 증발 성분을 흡인한다.

액적 토출 헤드, 흡인 장치, 레이저광, 흡인 포트, 레이저 헤드, 헤드 유닛

Description

액적 토출 장치{DROPLET EJECTION APPARATUS}

도 1은 액정 표시 장치를 나타내는 평면도.

도 1a는 도 1에서 원 1A에 의해 둘러싸인 부분의 확대도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치를 나타내는 개략 사시도.

도 3은 도 2의 액적 토출 장치를 나타내는 개략 평면도.

도 4는 도 2의 액적 토출 장치의 헤드 유닛을 나타내는 도면.

도 5는 액적 토출 헤드를 나타내는 도면.

도 6은 헤드 유닛을 설명하는 도면.

도 7은 액적 토출 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 액정 표시 장치 2 : 투명 기판

2M : 머더 기판 10 : 식별 코드

20 : 액적 토출 장치 21 : 베이스

22 : 기판 스토커(stocker) 26 : 스카라(SCARA) 로봇

30 : 헤드 유닛 32 : 액적 토출 헤드

33 : 흡인 포트(port) 34 : 레이저 헤드

40 : 흡인 펌프 51 : 제어 장치

B : 레이저광 C : 데이터 셀

Fb : 액적 N : 노즐

P : 목표 토출 위치 Lb : 반도체 레이저

S : 코드 영역

본 발명은 액적 토출 장치에 관한 것이다.

종래 액정 표시 장치나 일렉트로루미네선스 표시 장치와 같은 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 기판을 구비하고 있다. 이러한 기판에는 품질 관리나 제조 관리를 목적으로서, 그 제조원이나 제품 번호를 포함하는 제조 정보를 나타내는 식별 코드(예를 들어 2차원 코드)가 형성되어 있다. 식별 코드는 소정 패턴을 형성하도록 배치된 복수의 도트에 의해 구성된다. 식별 코드의 제조 방법으로서, 일본국 공개특허평11-77340호 공보는, 금속박(金屬箔)에 레이저광을 조사하여 도트를 스퍼터링 성막(成膜)하는 레이저 스퍼터링법을 제안하고 있고, 일본국 공개특허2003-127537호 공보는, 연마재를 포함한 물을 기판 등에 분사하여 도트를 그 기판에 각인시키는 워터젯법(waterjet method)을 제안하고 있다.

상기 레이저 스퍼터링법에서는 원하는 사이즈의 도트를 얻기 위해, 금속박과 기판의 간극(間隙)을 수㎛ 내지 수십㎛로 조정해야만 한다. 그 때문에, 기판 표면 과 금속박 표면에는 높은 평탄성을 갖는 것이 요구되며, 또한 기판과 금속박의 간극을 ㎛오더의 정밀도로 조정해야만 한다. 그 때문에, 레이저 스퍼터링법을 적용할 수 있는 기판의 대상 범위가 제한되어, 상기 방법은 범용성이 떨어진다. 또한, 워터젯법에서는 기판에의 각인 시에, 물이나 먼지, 연마제 등이 비산되어 기판을 오염시키는 경우가 있다.

그래서, 최근에는 상기 생산상의 문제를 해소하는 제조 방법으로서, 잉크젯법이 주목받고 있다. 잉크젯법에서는, 금속 미립자를 포함하는 액적을 액적 토출 헤드로부터 기판을 향하여 노즐로부터 토출하고, 그 액적을 건조시킴으로써 기판 위에 도트를 형성한다. 그 때문에, 상기 방법을 적용할 수 있는 기판의 적용 범위가 비교적 크며, 또한 기판을 오염시키지 않고 식별 코드를 형성할 수 있다.

잉크젯법에서는, 기판에 착탄(着彈)된 액적은 기판 표면 상태나 액적의 표면장력 등에 따라, 기판 표면을 따라 즉시 습윤 확장된다. 그 때문에, 액적 건조에 시간을 요하면(예를 들어 100밀리초 이상의 시간을 요하면), 착탄된 액적이 기판 표면에서 과잉 습윤 확장되어, 원하는 도트 형성 영역으로부터 흘러나온다.

상기 문제는 착탄된 액적을 향하여 레이저광을 조사함으로써, 착탄된 액적을 순시에 고화(固化)함으로써 해결된다. 한편, 레이저광을 조사하여 액적을 고화하면, 액적으로부터의 증발 성분이 레이저광을 위한 광학계에 부착되어, 상기 광학계를 오염시킬 우려가 있다. 그 때문에, 레이저광을 조사하는 레이저 헤드를 구비한 액적 토출 장치에는, 증발 성분을 흡인하는 흡인 장치를 설치하고, 흡인 장치에 의해 레이저 헤드 주변에 부유(浮遊)하는 증발 성분을 흡인하여, 증발 성분을 레이저 헤드 주변으로부터 제거할 필요가 있다.

종래부터 흡인 장치에 의해 액적 토출 헤드 주변에 부유하는 증발 성분을 흡인하여 액적 번짐 발생을 억제하거나, 또는 액적 토출 헤드 주변에서의 결로(結露) 발생을 회피하는 기술이 제안되어 있다.

예를 들어 일본국 공개특허2003-136689호 공보에는, 착탄된 액적을 팬(fan)이나 진공 흡인 디바이스에 의해 생기는 공기류에 노출시켜 액적 건조를 촉진시키는 액적 토출 장치가 제안되어 있다. 일본국 공개특허2005-22194호 공보에는, 액적 토출 헤드의 상측 주변에 설치된 흡인 장치에 의해, 액적 토출 헤드의 하면(下面) 주변에 부유하여 체류하는 휘발성 물질을 액적 토출 헤드의 하면 주변의 공기와 함께 흡인하여 배제하는 액적 토출 장치가 제안되어 있다. 일본국 공개특허2003-145737호 공보에는, 인쇄 용지의 양측 또는 자외선을 조사하는 영역보다도 인쇄 용지의 반송 방향 하류 측에서 흡인 동작을 행하고, 자외선 조사에 따라 액적으로부터 생기는 증발 성분을 흡인하는 액적 토출 장치가 제안되어 있다.

그러나, 일본국 공개특허2003-136689호 공보 및 일본국 공개특허2005-22194호 공보에서는, 액적 번짐을 방지하거나 결로 발생을 방지하는 것이 목적으로 되어 있고, 착탄된 액적 주변이나 액적 토출 헤드 주변의 증발 성분이 흡인되지만, 흡인된 증발 성분의 유동 경로와 광학계 배치 위치 사이의 관계에 대해서는 전혀 검토되어 있지 않다. 또한, 일본국 공개특허2003-145737호 공보에서는, 자외선 램프로부터의 자외광을 외부로 인도하기 위한 전자(電磁) 복사선(輻射線) 투과판, 및 자 외선 램프로부터의 자외광을 반사시켜 액적에 조사시키기 위한 반사판을 포함하는 광학계가 설치되어 있고, 그 전자 복사선 투과판이나 반사판과 같은 광학계의 보호가 목적으로 되어 있다. 그러나, 전자 복사 장치 바로 아래에서 증발된 증발 성분이 인쇄 용지의 양측 또는 조사 영역의 하류 측에서 흡인되기 때문에, 흡인 도중의 증발 성분이 전자 복사 장치 바로 아래를 통과하고, 증발 성분의 일부가 광학계에 부착되어 광학계를 오염시킨다.

따라서, 상기 종래의 액적 토출 장치에서는, 레이저 조사에 따라 생기는 액적의 증발 성분에 의해 액적 토출 헤드나 레이저광의 광학계가 오염되는 것을 방지할 수 없다.

본 발명의 목적은 액적에 조사하는 레이저광의 광학 특성을 안정시킬 수 있는 액적 토출 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 따라 액적 토출 장치가 제공된다. 그 액적 토출 장치는 액적 토출 헤드와, 레이저 조사 장치와, 흡인 장치를 구비한다. 액적 토출 헤드는 대상물에 액적을 토출한다. 레이저 조사 장치는 상기 액적 토출 헤드와 서로 대향하는 상기 대상물의 영역에 레이저광을 조사한다. 흡인 장치는 상기 레이저 조사 장치와 상기 레이저광이 조사되는 상기 대상물 위의 조사 위치 사이에 설치되어 상기 액적으로부터 발생되는 증발 성분을 흡인한다.

이하, 본 발명을 구체화한 일 실시예를 도 1 내지 도 7에 따라 설명한다. 우선, 본 발명의 액적 토출 장치(20)를 이용하여 형성한 식별 코드(10)를 갖는 액정 표시 장치(1)에 대해서 설명한다.

도 1에 있어서, 투명 기판(2)의 일 측면(표면(2a))의 대략 중앙 위치에는 액정 분자를 봉입한 사각 형상의 표시부(3)가 형성되어 있다. 표시부(3) 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, 상기 표시부(3) 내의 액정 분자의 배향 상태를 제어한다. 액정 표시 장치(1)는 조명 장치(도시 생략)로부터의 평면광이 액정 분자의 배향 상태에 의해 변조됨으로써, 표시부(3) 영역에 원하는 화상을 표시한다.

표면(2a) 좌측의 아래 코너에는 한 변이 약 1㎜의 정사각형인 코드 영역(S)이 형성되어 있다. 그 코드 영역(S)은 16행×16열의 매트릭스를 구성하는 복수의 데이터 셀(C)에 가상적으로 분할되어 있다. 선택된 데이터 셀(C)에는 각각 마크로서의 도트(D)가 형성되고, 이들 복수의 도트(D)에 의해, 액정 표시 장치(1)의 식별 코드(10)가 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 도트(D)를 형성해야 할 데이터 셀(C)의 중심 위치를 목표 토출 위치(P)로 하고, 각 데이터 셀(C)의 한 변의 길이를 「셀 폭(W)」으로 한다.

각 도트(D)는 반구 형상의 마크이며, 그 외경(外徑)은 데이터 셀(C)의 한 변의 길이(상기 「셀 폭(W)」)와 동일하다. 금속 미립자(예를 들어 니켈 미립자나 망간 미립자)를 분산매에 분산시킨 액상체(F)(도 5 참조)로 이루어지는 액적(Fb)이 데이터 셀(C)을 향하여 토출되어, 그 데이터 셀(C)에 착탄된다. 도트(D)는 착탄된 액적(Fb)이 건조 및 소성(燒成)됨으로써 형성되어 있다. 착탄된 액적(Fb)의 건조 및 소성은 레이저광(B)(도 5 참조)을 액적(Fb)에 조사함으로써 행해진다.

식별 코드(10)는 각 데이터 셀(C) 내의 도트(D)의 유무에 따라 정해지는 도트의 배치 패턴에 의해, 액정 표시 장치(1)의 제품 번호나 로트(lot) 번호 등을 재현 가능하게 한다. 도 1 내지 도 5를 통하여 본 실시예에서는, 상기 투명 기판(2)의 길이 방향을 X방향으로 정의해, 기판(2)과 평행한 면내(面內)에서 X방향과 직교하는 방향을 Y방향으로 정의한다. 또한, X방향 및 Y방향 양쪽과 직교하는 방향을 Z방향으로 정의한다. 특히, 도면 중에 화살표로 나타낸 방향을 +X방향, +Y방향, +Z방향으로 하고, 이들과 반대 방향을 각각 -X방향, -Y방향, -Z방향으로 한다.

다음으로, 식별 코드(10)를 형성하기 위한 액적 토출 장치(20)에 대해서 도 2에 따라 설명한다. 본 실시예에서는, 복수의 투명 기판(2)의 모재(母材)로 되는 머더(mother) 기판(2M)에, 각 투명 기판(2)에 대응하는 식별 코드(10)를 점재(點在)시켜 형성할 경우에 대해서 설명한다. 머더 기판(2M)은 액적 토출 장치(20)가 액적을 토출하는 대상물이다.

도 2에 있어서, 액적 토출 장치(20)는 대략 직육면체 형상으로 형성된 베이스(21)를 구비하고 있다. 베이스(21)의 한쪽(X방향에서의 일측부)에는 복수의 머더 기판(2M)을 수용하는 기판 스토커(stocker)(22)가 배열 설치되어 있다. 기판 스토커(22)는 도 2에서의 상하 방향(+Z방향 및 -Z방향)으로 이동하여, 기판 스토커(22)에 수용되는 각 머더 기판(2M)을 베이스(21) 위에 반출하거나, 베이스(21) 위 의 머더 기판(2M)을 기판 스토커(22)의 슬롯(slot)에 반입하거나 한다.

베이스(21)의 상면(21a)이며, 상기 기판 스토커(22) 주변 개소에는 Y방향을 따라 연장되는 주행 장치(23)가 배열 설치되어 있다. 주행 장치(23)는 그 내부에 주행 모터(MS)(도 7 참조)를 갖고, 주행 모터(MS)의 출력축에 연결되는 반송 장치(24)를 Y방향을 따라 주행시킨다. 반송 장치(24)는 머더 기판(2M)의 이면(裏面)(2Mb)을 흡착하여 유지할 수 있는 반송 암(24a)을 갖는 수평 다관절 로봇이다. 반송 장치(24)는 그 내부에 반송 모터(MT)(도 7 참조)를 갖고, 반송 모터(MT)의 출력축에 구동 연결되는 반송 암(24a)을 XY 평면상에서 신축(伸縮) 가능하게 회동(回動)시켜 상하 방향으로 이동시킨다.

베이스(21)의 상면(21a)이며, Y방향에서의 양측에는 머더 기판(2M)이 탑재 배치되는 한 쌍의 재치대(載置臺)(25R, 25L)가 병설되어 있다. 한 쌍의 재치대(25R, 25L)는 각각 표면(2Ma)을 상측으로 하여 탑재 배치되는 머더 기판(2M)의 이면(2Mb) 측에, 반송 암(24a)을 빼고 꽂을 수 있는 공간(오목부(25a))을 획정(劃定)한다. 반송 암(24a)은 오목부(25a)의 내부에서 상방 또는 하방으로 이동하여, 머더 기판(2M)을 각 재치대(25R, 25L)로부터 들어올리거나 각 재치대(25R, 25L) 위에 탑재 배치하거나 한다.

주행 모터(MS) 및 반송 모터(MT)가 소정의 제어 신호를 받았을 때, 주행 장치(23) 및 반송 장치(24)는 상기 기판 스토커(22) 내의 머더 기판(2M)을 반출하여 머더 기판(2M)을 재치대(25R, 25L) 중 어느 한쪽에 탑재 배치한다. 또한, 주행 장치(23) 및 반송 장치(24)는 재치대(25R, 25L)에 탑재 배치된 머더 기판(2M)을 기판 스토커(22)의 소정 슬롯에 반입하여 머더 기판(2M)의 회수(回收)를 행한다.

본 실시예에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각 재치대(25R, 25L)에 탑재 배치된 머더 기판(2M)의 코드 영역(S)이 -X방향을 향하여 차례로, 즉 도 3의 상측으로부터 하측을 향하여 차례로, 1행째 코드 영역(S1), 2행째 코드 영역(S2), …, 5행째 코드 영역(S5)으로서 정의된다.

도 2에 있어서, 베이스(21)의 상면(21a)이며, 상기 한 쌍의 재치대(25R, 25L) 사이에는 이동 장치로서의 다관절 로봇(이하, 「스카라(SCARA) 로봇이라고 함)(26)이 배열 설치되어 있다. 스카라 로봇(26)은 베이스(21)의 상면(21a)에 고정되어 상방(+Z방향)으로 연장되는 주축(27)을 구비하고 있다.

주축(27) 상단에는 제 1 암(28a)이 설치되어 있다. 제 1 암(28a)의 기단부(基端部)는 주축(27)에 설치된 제 1 모터(M1)(도 7 참조)의 출력축에 연결되고, 수평면 내에서, 즉 Z방향을 따라 연장되는 축 주위를 회동 가능하다. 제 1 암(28a)의 선단부(先端部)에는 제 2 모터(M2)(도 7 참조)가 설치되어 있다. 그 제 2 모터(M2)의 출력축에는 제 2 암(28b)의 기단부가 연결되며, 제 2 암(28b)은 수평면 내에서, 즉 Z방향을 따라 연장되는 축 주위를 회동 가능하다.

제 2 암(28b)의 선단부에는 제 3 모터(M3)(도 7 참조)가 설치되어 있다. 상기 제 3 모터(M3)의 출력축에는 원기둥 형상의 제 3 암(28c)이 연결되어 있다. 그 제 3 암(28c)은 Z방향을 따라 연장되는 축 주위를 회동 가능하다. 제 3 암(28c)의 하단에는 헤드 유닛(30)이 배열 설치되어 있다.

헤드 유닛(30)에는 박스체 형상으로 형성된 케이스(31)가 구비되어 있다. 케이스(31)의 하측에는 액적 토출 헤드(이하 간단히, 토출 헤드라고 함)(32)와, 흡인 장치를 구성하는 흡인 포트(port)(33)가 배열 설치되어 있다. 또한, 케이스(31)의 일측면에는 레이저 조사 장치로서의 레이저 헤드(34)가 구비되어 있다.

제 1, 제 2 및 제 3 모터(M1, M2, M3)가 소정의 제어 신호를 받을 때, 스카라 로봇(26)은 대응하는 제 1, 제 2 및 제 3 암(28a, 28b, 28c)을 회동시켜, 헤드 유닛(30)을 상면(21a) 위의 소정 영역 내에서 이동시킨다.

상세하게 설명하면, 스카라 로봇(26)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각 코드영역(S)(각 목표 토출 위치(P))의 위치 좌표에 의거하여 「목표 궤적(R)」을 생성하고, 그 목표 궤적(R)을 따라 주사하도록 헤드 유닛(30)을 이동시킨다. 즉, 도 3에 있어서, 재치대(25L) 위의 화살표로 나타낸 바와 같이, 스카라 로봇(26)은 먼저 헤드 유닛(30)(제 3 암(28c)의 선단)을 1행째 코드 영역(S1)의 「시점 SP」에 배치시키도록 제 1, 제 2 및 제 3 암(28a, 28b, 28c)을 회동시킨다. 시점 SP는 도 3에서, 1행째 코드 영역(S1)에서의 우단(右端)에 상당한다. 이 때, 헤드 유닛(30)에서는 +Y방향을 향하여 레이저 헤드(34), 흡인 포트(33), 토출 헤드(32)의 순서로 배열된다.

헤드 유닛(30)이 시점 SP로 이동되면, 스카라 로봇(26)은 헤드 유닛(30)을 +Y방향으로 주사시킨다. 즉, 스카라 로봇(26)은 토출 헤드(32)가 흡인 포트(33)에 대하여 선행되고, 또한 흡인 포트(33)가 레이저 헤드(34)에 대하여 선행되도록 헤드 유닛(30)을 이동시킨다. 헤드 유닛(30)이 1행째 코드 영역(S1)의 종점에 달하면, 스카라 로봇(26)은 제 1, 제 2 및 제 3 암(28a, 28b, 28c)을 회동시키고, 그것 에 의해, 헤드 유닛(30)을 머더 기판(2M)의 외측에서 180° 좌측 방향으로 회전시키면서 2행째 코드 영역(S2)의 시점(도 3에서 좌단(左端))으로 이동시킨다. 이 때, -Y방향을 향하여 레이저 헤드(34), 흡인 포트(33), 토출 헤드(32)의 순서로 배열된다.

헤드 유닛(30)이 2행째 코드 영역(S2)의 시점으로 이동하면, 스카라 로봇(26)은 제 1, 제 2 및 제 3 암(28a, 28b, 28c)을 회동시켜 헤드 유닛(30)을 -Y방향으로 주사시킨다. 즉, 스카라 로봇(26)은 1행째 코드 영역(S1)의 주사와 동일하게 토출 헤드(32)가 흡인 포트(33)에 대하여 선행되고, 또한 흡인 포트(33)가 레이저 헤드(34)에 대하여 선행되도록 헤드 유닛(30)을 이동시킨다. 이후 동일한 방법으로 하여, 스카라 로봇(26)은 헤드 유닛(30)이 5행째 코드 영역(S5)의 종점 EP에 이르기까지 3행째, 4행째, 5행째 코드 영역(S3, S4, S5)의 순서로 헤드 유닛(30)을 Y방향을 따라 주사시킨다.

따라서, 스카라 로봇(26)은 지그재그 형상의 「목표 궤적(R)」을 따라 헤드 유닛(30)을 주사시키는 동안에, 항상 흡인 포트(33)를 레이저 헤드(34)에 대하여 선행시킨다. 또한, 본 실시예에서는 헤드 유닛(30)의 주사 방향을 「주사 방향 RA」로 정의한다.

도 4 및 도 5는 각각 헤드 유닛(30)을 나타낸 도면이며, 도 6은 헤드 유닛(30)을 머더 기판(2M)으로부터 본 개략 평면도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 케이스(31)는 액상체(F)(도 5 참조)를 수용하는 액상체 탱크(35)를 구비하고, 케이스(31)의 하측에는 액적 토출 헤드(32)가 배열 설치되어 있다. 액상체(F)는 액상체 탱크(35)로부터 토출 헤드(32)에 공급된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 토출 헤드(32)의 하측에는 노즐 플레이트(36)가 구비되어 있다. 노즐 플레이트(36)의 하면(노즐 형성면(36a))에는 머더 기판(2M)의 법선(法線) 방향(Z방향)을 따라 노즐 플레이트(36)를 관통하는 복수의 원형 구멍(노즐(N))이 개구되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 노즐(N)은 헤드 유닛(30)의 주사 방향 RA와 직교하는 방향을 따라 배열되어 있고, 그 배열 피치는 셀 폭(W)과 동일하다. 또한, 본 실시예에서는 각 노즐(N)과 서로 대향하는 머더 기판(2M) 위의 위치를 착탄 위치(PF)라고 한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 토출 헤드(32)는 각 노즐(N)의 상측에 액상체 탱크(35)에 연통(連通)하는 캐비티(cavity)(37)를 갖고 있다. 캐비티(37)는 액상체 탱크(35)로부터 도출(導出)된 액상체(F)를, 대응하는 노즐(N)에 공급한다. 각 캐비티(37)의 상측에는 진동판(38)이 점착되어 있다. 각 진동판(38)은 대응하는 캐비티(37) 내의 용적을 확대 및 축소하도록 상하 방향으로 진동 가능하다. 진동판(38) 상측에는 노즐(N)에 각각 대응하는 복수의 압전 소자(PZ)가 배열 설치되어 있다. 각 압전 소자(PZ)는 착탄 위치(PF)가 목표 토출 위치(P)에 일치할 때, 소정의 구동 신호(구동 전압(COM1):도 7 참조)를 받아 상하 방향으로 수축 및 신장(伸張)하여 진동판(38)을 진동시킨다. 압전 소자(PZ)가 수축 및 신장하면, 대응하는 노즐(N)의 액상체(F)의 계면(메니스커스)이 진동하고, 그것에 의해 구동 전압(COM1)에 따른 중량의 액적(Fb)이 대응하는 노즐(N)로부터 토출된다. 토출된 액적(Fb)은 노즐 플레이트(36)와 머더 기판(2M) 사이의 공간(비행(飛行) 영역(FS))을 -Z방향을 향하여 비행하여, 대응하는 착탄 위치(PF), 즉 목표 토출 위치(P)에 착탄된다. 목표 토출 위치(P)에 착탄된 액적(Fb)은 표면(2Ma)에서 그 외경이 셀 폭(W)과 동일해지도록 습윤 확장된다.

본 실시예에서는, 액적(Fb)의 토출 동작이 개시될 때부터 토출된 액적(Fb)의 외경이 셀 폭(W)으로 될 때까지의 시간을 조사 대기 시간으로 한다. 본 실시예의 헤드 유닛(30)은, 이 조사 대기 시간 동안에 셀 폭(W)의 2배 거리(조사 대기 거리 Lw)만큼 이동한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 흡인 포트(33)는 박스체 형상을 이루고, 하방을 향하여 개구되어 있다. 흡인 포트(33)는 케이스(31) 내를 연장하는 흡인 튜브(39)에 연결되어 있다. 흡인 튜브(39)는 제 3 암(28c), 제 2 암(28b), 제 1 암(28a) 및 주축(27) 내부를 연장하여 베이스(21)에 배열 설치된 흡인 펌프(40)(도 2 및 도 3 참조)에 연결되어 있다. 즉, 흡인 포트(33)는 흡인 튜브(39)를 통하여 흡인 펌프(40)에 연결되어 있다.

흡인 펌프(40)는 흡인 개시 신호를 받으면 흡인 동작을 개시한다. 그것에 의해, 흡인 포트(33)와 머더 기판(2M) 사이의 공간에 존재하는 기체(氣體)가 흡인 포트(33)로부터 흡인 튜브(39)를 통하여 흡인 펌프(40)에 흡인된다. 토출 헤드(32)와 머더 기판(2M)의 간극은 비교적 좁기 때문에, 토출 헤드(32)와 머더 기판(2M) 사이의 영역, 즉 상기 비행 영역(FS)에서는 동일한 비행 영역(FS) 주위의 영역에 대하여 기체의 유동 저항이 커진다. 그 때문에, 흡인 포트(33)로부터 기체가 흡인될 때, 도 6의 화살표로 나타낸 바와 같이, 흡인 포트(33)에 대하여 주사 방향 RA에 관하여 선행하는 측에 존재하는 기체는 유동 저항이 큰 영역, 즉 비행 영역(FS)을 피하도록 흡인 포트(33)에 흡인된다. 따라서, 흡인 펌프(40)가 기체를 흡인할 때, 비행 영역(FS)에서의 기체의 유동이 억제되어 토출 헤드(32)로부터 토출되는 액적(Fb)의 비행 방향이 안정된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 레이저 헤드(34)의 내부에는 노즐(N)에 각각 대응하는 복수의 레이저로서의 반도체 레이저(LD)가 노즐(N)의 배열 방향을 따라 배열되어 있다. 각 반도체 레이저(LD)는 구동 신호(구동 전압(COM2):도 7 참조)를 받으면, 액적(Fb)의 흡수 파장에 대응한 파장 영역의 레이저광(B)을 Z방향을 따라 하방을 향하여 출사시킨다. 레이저 헤드(34)의 하단이며 반도체 레이저(LD)의 열(列) 바로 아래에는 반도체 레이저(LD)의 열에 대응하는 광학계로서의 반사 미러(M)가 상기 노즐(N)의 배열 방향을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 반사 미러(M)는 각 반도체 레이저(LD)로부터의 레이저광(B)을 전반사하고, 전반사된 레이저광(B)을 헤드 유닛(30)의 주사 방향 RA에 대하여 대각선으로 하방을 향하게 한다. 즉, 각 반도체 레이저(LD)로부터 출사된 레이저광(B)은, 그 반도체 레이저(LD) 바로 아래의 머더 기판(2M) 위의 위치보다도 헤드 유닛(30)의 주사 방향 RA에 관하여 선행 하는 측의 머더 기판(2MA) 위의 위치로 안내된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 머더 기판(2M)의 표면(2Ma)과 대각선으로 하방을 향하는 레이저광(B)의 광축(光軸)이 교차하는 위치를 조사 위치(PT)로 정의한다. 조사 위치(PT)와 착탄 위치(PF) 사이의 거리는 상기 조사 대기 거리 Lw로 설정되어 있다. 즉, 액적(Fb)이 목표 토출 위치(P)에 착탄되고나서 상 기 조사 대기 시간이 경과하면, 조사 위치(PT)가 목표 토출 위치(P)에 착탄된 액적(Fb)에 도달한다.

각 반도체 레이저(LD)는 각각 대응하는 조사 위치(PT)가 목표 토출 위치(P)에 일치했을 때, 구동 전압(COM2)을 받아 레이저광(B)을 출사한다. 레이저광(B)은 반사 미러(M)에 의해 전반사되어, 대응하는 조사 위치(PT)에 존재하는 액적(Fb)을 조사한다. 레이저광(B)은 액적(Fb) 중의 용매 또는 분산매 등을 증발 성분 Ev로서 증발시켜, 액적(Fb) 중의 금속 미립자를 조사 위치(PT)에서 소성시킨다. 이것에 의해, 목표 토출 위치(P)에는 데이터 셀(C)의 셀 폭(W)과 동일한 외경을 갖는 도트(D)가 형성된다.

상기 증발 성분 Ev는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 머더 기판(2M)의 법선 방향에서 봤을 때, 노즐(N)과 반사 미러(M) 사이에 존재하는 조사 위치(PT) 근방에서 부유한다. 부유하는 증발 성분 Ev는 노즐(N)에 대하여 주사 방향 RA의 뒤쪽에 위치하는 흡인 포트(33)에 의해, 주사 방향 RA의 반대 방향을 향하여 흡인된다. 즉, 증발 성분 Ev는 노즐(N)로부터 이간되도록 노즐(N)의 이동 방향의 반대 방향을 향하여 흡인된다. 또한, 흡인 포트(33)는 반사 미러(M)에 대하여 주사 방향 RA의 선행 측에 위치한다. 따라서, 부유하는 증발 성분 Ev는 반사 미러(M)(레이저 헤드(34))의 이동 방향 전방(前方)에서 흡인 포트(33)에 의해 흡인되고, 반사 미러(M)는 증발 성분 Ev에 노출되지 않는다.

따라서, 노즐(N) 및 반사 미러(M)에 증발 성분 Ev가 부착되는 것이 회피된다. 이 때문에, 토출 헤드(32)에 의한 액적(Fb)의 토출 동작이 안정되는 동시에, 레이저광(B)을 위한 광학계의 광학 특성이 안정되고, 레이저광(B)을 원하는 개소에 원하는 강도(强度)로 적합하게 조사할 수 있다.

다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 액적 토출 장치(20)의 전기적 구성을 도 7에 따라 설명한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(20)는 CPU, ROM 및 RAM을 가진 제어 장치(51)를 구비하고 있다. 제어 장치(51)는 제 3 암(28c)의 선단(토출 헤드(32))의 현재 위치 및 각종 제어 프로그램에 따라, 주행 장치(23), 반송 장치(24) 및 스카라 로봇(26)을 구동시키는 동시에, 토출 헤드(32) 및 레이저 헤드(34)를 구동시킨다.

제어 장치(51)에는 기동 스위치 및 정지 스위치 등의 조작 스위치를 갖는 입력 장치(52)가 접속되어 있고, 이 입력 장치(52)를 통하여 식별 코드(10)에 관한 정보가 미리 정해진 묘화(描畵) 데이터(Ia)로서 입력된다. 제어 장치(51)는 입력 장치(52)로부터의 묘화 데이터(Ia)를 처리하여 비트맵 데이터(BMD)를 생성하고, 비트맵 데이터(BMD)에 의거하여, 각 목표 토출 위치(P)의 위치 좌표(교시(敎示) 좌표 Tp)를 생성한다. 이 위치 좌표(교시 좌표 Tp)는 직교 좌표계에 대응한 것이다. 또한, 제어 장치(51)는 묘화 데이터(Ia)에 대하여 비트맵 데이터(BMD)와 상이한 처리를 실시하여, 압전 소자(PZ)에 대한 구동 전압(COM1) 및 반도체 레이저(LD)에 대한 구동 전압(COM2)을 생성한다.

제어 장치(51)는 기억부(51A)를 구비하고 있고, 그 기억부(51A)에는 비트맵 데이터(BMD)와 같은 데이터나 식별 코드(10)를 제조하기 위한 프로그램이 저장되어 있다.

비트맵 데이터(BMD)는 직교 좌표계에서의 묘화 평면(머더 기판(2M)의 표면(2Ma))을 가상 분할함으로써 형성되는 각 영역에, 각각 액적(Fb)을 토출시킬 것인지의 여부를 나타낸 데이터이다. 즉, 비트맵 데이터(BMD)는 그 각 비트의 값(0 또는 1)에 따라, 각 압전 소자(PZ)를 구동시킬 것인지의 여부를 규정하기 위한 데이터이다. 즉, 비트맵 데이터(BMD)는 토출 헤드(32)를 각 행째 코드 영역(S1∼S5) 위에 주사시킬 때에, 각 노즐(N)로부터 액적(Fb)을 토출시킬 것인지의 여부를 규정하기 위한 데이터이다.

제어 장치(51)는 비트맵 데이터(BMD)를 소정의 클록 신호에 동기(同期)시킨 토출 제어 신호로서, 토출 헤드 구동 회로(56)에 차례로 시리얼 전송한다.

제어 장치(51)는 보간(補間) 연산부(51B)를 구비하고, 그 보간 연산부(51B)는 이웃하는 교시 좌표 Tp 사이의 공간에 대하여, 소정의 보간 주기에서 보간 처리(예를 들어 직선 보간이나 원호(圓弧) 보간 등)를 실시하고, 목표 궤적(R)을 구성하는 복수의 보간점의 위치 좌표(보간 좌표)를 연산한다. 보간 연산부(51B)는 교시 좌표 Tp와 보간 좌표를 포함하는 정보(궤적 정보 TaI)를 연산하며, 그 궤적 정보 TaI를 역(逆)연산부(51C)에 출력한다.

역연산부(51C)는 보간 연산부(51B)로부터 출력된 궤적 정보 TaI에 의거하여, 제 3 암(28c)의 선단 위치가 교시 좌표 Tp 및 보간 좌표에 차례로 일치하도록 각 모터(M1, M2, M3)의 회동각(回動角) 등을 차례로 연산한다. 즉, 역연산부(51C)는 헤드 유닛(30)이 목표 궤적(R)을 따라 이동할 때에, 흡인 포트(33)가 레이저 헤드 (34)에 대하여 주사 방향 RA에서 선행되는 스카라 로봇(26)의 자세를 실현할 수 있는 정보(암 회동 정보 θI)를 차례로 연산한다. 역연산부(51C)는 연산한 암 회동 정보 θI를 스카라 로봇 구동 회로(55)에 출력한다.

제어 장치(51)에는 주행 장치 구동 회로(53)가 접속되어 있다. 주행 장치 구동 회로(53)는 주행 모터(MS)와 주행 모터 회전 검출기(MSE)에 접속되어 있다. 주행 장치 구동 회로(53)는 제어 장치(51)로부터의 제어 신호에 응답하여 주행 모터(MS)를 정회전 또는 역회전시키고, 주행 모터 회전 검출기(MSE)로부터의 검출 신호에 의거하여, 반송 장치(24)의 이동 방향 및 이동량을 연산한다.

제어 장치(51)에는 반송 장치 구동 회로(54)가 접속되어 있다. 반송 장치 구동 회로(54)는 반송 모터(MT)와 반송 모터 회전 검출기(MTE)에 접속되어 있다. 반송 장치 구동 회로(54)는 제어 장치(51)로부터의 제어 신호에 응답하여 반송 모터(MT)를 정회전 또는 역회전시키고, 반송 모터 회전 검출기(MTE)로부터의 검출 신호에 의거하여, 반송 암(24a)의 이동 방향 및 이동량을 연산한다.

제어 장치(51)에는 스카라 로봇 구동 회로(55)가 접속되어 있다. 스카라 로봇 구동 회로(55)는 제 1 모터(M1), 제 2 모터(M2) 및 제 3 모터(M3)에 접속되어 있으며, 제어 장치(51)로부터의 암 회동 정보 θI에 응답하여 제 1, 제 2 및 제 3 모터(M1, M2, M3)를 정회전 또는 역회전시킨다. 또한, 스카라 로봇 구동 회로(55)는 제 1 모터 회전 검출기(M1E), 제 2 모터 회전 검출기(M2E) 및 제 3 모터 회전 검출기(M3E)에 접속되어 있고, 제 1, 제 2 및 제 3 모터 회전 검출기(M1E, M2E, M3E)로부터의 검출 신호에 의거하여, 제 3 암(28c)의 선단(토출 헤드(32))의 이동 방향 및 이동량을 연산한다.

제어 장치(51)는 스카라 로봇 구동 회로(55)를 통하여 헤드 유닛(30)을 목표 궤적(R)을 따라 지그재그 형상으로 이동시킨다. 제어 장치(51)는 스카라 로봇 구동 회로(55)로부터의 연산 결과(토출 헤드(32)의 현재 위치)에 의거하여, 각종 제어 신호를 출력한다.

상세하게 설명하면, 제어 장치(51)는 헤드 유닛(30)의 주사를 개시하는 타이밍에서, 즉 토출 헤드(32)가 시점 SP에 위치하는 타이밍에서 흡인 펌프(40)를 구동시키기 위한 신호(개시 신호(TP1))를 생성하여 흡인 펌프 구동 회로(58)에 출력한다.

또한, 제어 장치(51)는 토출 헤드(32)(착탄 위치(PF))가 머더 기판(2M) 위의 각 코드 영역(S)(목표 토출 위치(P))에 위치하는 타이밍에서 액적(Fb)을 토출시키기 위한 신호(토출 타이밍 신호(LP))를 생성하여 토출 헤드 구동 회로(56)에 출력한다.

또한, 제어 장치(51)는 헤드 유닛(30)의 주사를 종료하는 타이밍에서, 즉 토출 헤드(32)가 종점 EP에 위치하는 타이밍에서 흡인 펌프(40)를 정지시키기 위한 신호(종료 신호(TP2))를 생성하여 흡인 펌프 구동 회로(58)에 출력한다.

제어 장치(51)에는 토출 헤드 구동 회로(56)가 접속되어 있다. 제어 장치(51)는 토출 타이밍 신호(LP)를 토출 헤드 구동 회로(56)에 출력하는 동시에, 구동 전압(COM1)을 토출 타이밍 신호(LP)에 동기시켜 토출 헤드 구동 회로(56)에 출력한다. 또한, 제어 장치(51)는 토출 제어 신호(SI)를 토출 헤드 구동 회로(56)에 시 리얼 전송한다. 토출 헤드 구동 회로(56)는 제어 장치(51)로부터의 토출 제어 신호(SI)를 시리얼/패럴렐(serial/parallel) 변환하여 복수의 압전 소자(PZ)에 대응시킨다.

또한, 토출 헤드 구동 회로(56)는 제어 장치(51)로부터의 토출 타이밍 신호(LP)를 받으면, 시리얼/패럴렐 변환된 토출 제어 신호(SI)에 의거하여 선택된 압전 소자(PZ)에 대하여, 각각 구동 전압(COM1)을 공급한다. 토출 헤드 구동 회로(56)는 제어 장치(51)로부터의 토출 타이밍 신호(LP)를 더 받으면, 시리얼/패럴렐 변환된 토출 제어 신호(SI)를 레이저 헤드 구동 회로(57)에 출력한다.

제어 장치(51)에는 레이저 헤드 구동 회로(57)가 접속되어 있다. 제어 장치(51)는 구동 전압(COM2)을 레이저 헤드 구동 회로(57)에 토출 타이밍 신호(LP)에 동기시켜 출력한다. 레이저 헤드 구동 회로(57)는 토출 헤드 구동 회로(56)로부터 토출 제어 신호(SI)를 받으면, 소정 시간, 즉 상기 조사 대기 시간만큼 대기한 후에, 토출 제어 신호(SI)에 대응한 반도체 레이저(LD)에 각각 구동 전압(COM2)을 공급한다.

제어 장치(51)는 레이저 헤드 구동 회로(57)가 토출 제어 신호(SI)를 받으면, 레이저 헤드 구동 회로(57)를 조사 대기 시간만큼 대기시키고, 헤드 유닛(30)을 조사 대기 시간 동안 주사시킨다. 그리고, 조사 대기 시간이 경과하여 조사 위치(PT)가 대응하는 목표 착탄 위치(P)에 일치하면, 제어 장치(51)는 레이저 헤드 구동 회로(57)를 제어하고, 목표 착탄 위치(P)의 액적(Fb)을 향하여 레이저 헤드(34)로부터 레이저광(B)을 출사시킨다.

제어 장치(51)에는 흡인 펌프 구동 회로(58)가 접속되어 있다. 제어 장치(51)는 흡인 펌프 구동 회로(58)에 대응하는 제어 신호(상기 개시 신호(TP1) 및 종료 신호(TP2))를 출력한다. 흡인 펌프 구동 회로(58)는 흡인 펌프(40)에 접속되어 있다. 흡인 펌프 구동 회로(58)는 제어 장치(51)로부터의 개시 신호(TP1)에 응답하여 흡인 펌프(40)에 흡인을 개시시키는 동시에, 제어 장치(51)로부터의 종료 신호(TP2)에 응답하여 흡인 펌프(40)에 흡인을 정지시킨다. 제어 장치(51)는 헤드 유닛(30)을 목표 궤적(R)을 따라 이동시키고 있는 동안, 흡인 펌프(40)를 구동시켜 흡인 포트(33)에 계속하여 흡인을 행하게 한다.

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

우선, 입력 장치(52)를 조작하여 제어 장치(51)에 묘화 데이터(Ia)를 입력한다. 그러면, 제어 장치(51)는 주행 장치(23) 및 반송 장치(24)를 구동시켜 머더 기판(2M)을 기판 스토커(22)로부터 반출하고, 그 머더 기판(2M)을 재치대(25R)(또는 재치대(25L))에 탑재 배치한다. 또한, 제어 장치(51)는 입력 장치(52)로부터의 묘화 데이터(Ia)를 처리하여 비트맵 데이터(BMD)와 교시 좌표 Tp를 생성한다. 제어 장치(51)는 이들 비트맵 데이터(BMD)와 교시 좌표 Tp를 기억부(51A)에 저장시킨다.

그리고, 제어 장치(51)는 스카라 로봇 구동 회로(55)를 제어하여 제 3 암(28c)의 선단 위치를 시점 SP까지 이동시킨다. 이 사이, 보간 연산부(51B)는 1행째 코드 영역(S1)의 시점 SP를 기점으로 하여, 각 교시 좌표 Tp와 그것에 후속하는 교시 좌표 Tp 사이를 보간하는 보간 좌표를 차례로 연산한다. 제어 장치(51)는 보간 좌표와 교시 좌표 Tp로 이루어지는 궤적 정보 TaI를 역연산부(51C)에 출력한다. 역연산부(51C)는 보간 좌표 및 교시 좌표 Tp의 각각에 대응한 암 회동 정보 θI를 차례로 생성한다.

제어 장치(51)는 제 3 암(28c)의 선단(토출 헤드(32))이 시점 SP에 배치되면, 개시 신호(TP1)를 흡인 펌프 구동 회로(58)에 출력하여 흡인 펌프(40)에 의한 흡인 포트(33)로부터의 흡인을 개시시킨다.

또한, 제어 장치(51)는 토출 헤드(32)가 시점 SP에 배치되면, 역연산부(51C)를 통하여 상기 암 회동 정보 θI를 스카라 로봇 구동 회로(55)에 차례로 출력하여 헤드 유닛(30)에 주사를 개시시킨다. 이 때, 제어 장치(51)는 흡인 포트(33)가 주사 방향 RA에서 레이저 헤드(34)와 액적 토출 헤드(32) 사이에 배치된 상태를 유지하면서, 헤드 유닛(30)을 시점 SP로부터 목표 궤적(R)을 따라 주사시키기 시작한다.

제어 장치(51)는 스카라 로봇 구동 회로(55)로부터 얻어진 연산 결과에 의거하여, 착탄 위치(PF)가 1행째 코드 영역(S1)에서의 선두(先頭)의 목표 토출 위치(P)에 도달했는지의 여부를 판단한다. 선두의 목표 토출 위치(P)는 1행째 코드 영역(S1) 중 도 3에서 가장 우측에 위치하는 코드 영역(S) 중에서, 가장 우측에 위치하는 일렬 분의 데이터 셀(C)에 대응한다. 또한, 제어 장치(51)는 토출 헤드 구동 회로(56)에 토출 제어 신호(SI)와 구동 전압(COM1)을 출력하는 동시에, 레이저 헤드 구동 회로(57)에 구동 전압(COM2)을 출력한다.

제어 장치(51)는 착탄 위치(PF)가 1행째 코드 영역(S1)에서의 선두의 목표 토출 위치(P)에 도달하면, 토출 헤드 구동 회로(56)에 토출 타이밍 신호(LP)를 출력하여, 토출 제어 신호(SI)에 의거하여 선택된 압전 소자(PZ)에 각각 구동 전압(COM1)을 공급한다. 토출 제어 신호(SI)에 의거하여 선택된 노즐(N)은 각각 구동 전압(COM1)을 받아 액적(Fb)을 일제히 토출한다. 토출된 각 액적(Fb)은 비행 영역(FS)을 비행하여 머더 기판(2M)의 표면(2Ma)에 착탄된다.

이 때, 토출된 각 액적(Fb)은 비행 영역(FS) 내의 기체의 유동이 억제되어 있기 때문에, 비행 굴곡을 초래하지 않아, 대응하는 목표 토출 위치(P)에 착탄된다. 목표 토출 위치(P)에 착탄된 액적(Fb)은 토출 동작의 개시로부터 조사 대기 시간 후에 셀 폭(W)과 동일한 외경으로 되도록, 대응하는 데이터 셀(C) 내에서 습윤 확장된다.

제어 장치(51)는 토출 헤드 구동 회로(56)를 통하여 시리얼/패럴렐 변환된 토출 제어 신호(SI)를 레이저 헤드 구동 회로(57)에 출력한다. 그리고, 제어 장치(51)는 토출 동작의 개시로부터 조사 대기 시간이 경과함에 따라 조사 위치(PT)가 목표 토출 위치(P)에 일치하면, 토출 제어 신호(SI)에 의거하여 선택된 반도체 레이저(LD)에 각각 구동 전압(COM2)을 공급한다. 선택된 반도체 레이저(LD)는 각각 구동 전압(COM2)을 받아 레이저광(B)을 일제히 출사한다. 출사된 레이저광(B)은 반사 미러(M)에 의해 전반사되어, 대응하는 조사 위치(PT), 즉 목표 토출 위치(P)에서 셀 폭(W)과 동일한 외경을 갖는 액적(Fb)을 조사한다. 레이저광(B)이 조사된 액적(Fb)은 상기 액적(Fb) 중의 용매 또는 분산매 등이 증발 성분 Ev로서 증발(건 조)되는 동시에, 상기 액적(Fb) 중의 금속 미립자가 소성됨으로써, 셀 폭(W)과 동일한 외경을 갖는 도트(D)로서 표면(2Ma)에 고착(固着)된다. 이것에 의해, 셀 폭(W)에 정합(整合)된 도트(D)가 형성된다.

이 때, 조사 위치(PT) 근방에서 부유하는 증발 성분 Ev는 노즐(N)에 대하여 주사 방향 RA의 뒤쪽에 위치하고, 또한 반사 미러(M)에 대하여 주사 방향 RA의 선행 측에 위치하는 흡인 포트(33)에 의해 흡인된다. 그 때문에, 조사 위치(PT) 근방에서 부유하는 증발 성분 Ev는 노즐(N)(토출 헤드(32)) 및 반사 미러(M)(레이저 헤드(34))에 도달하지 않고, 이들 노즐(N)(토출 헤드(32))과 반사 미러(M)(레이저 헤드(34)) 사이로부터 제거된다.

이후, 상기와 동일한 방법으로 하여, 제어 장치(51)는 흡인 포트(33)를 주사 방향 RA에서 레이저 헤드(34)와 액적 토출 헤드(32) 사이에 위치시킨 상태에서 헤드 유닛(30)을 목표 궤적(R)을 따라 이동시킨다. 그리고, 제어 장치(51)는 각 착탄 위치(PF)가 목표 토출 위치(P)에 도달할 때마다, 선택된 노즐(N)로부터 액적(Fb)을 토출시키고, 착탄된 액적(Fb)의 외경이 셀 폭(W)와 동일해지는 타이밍에서 상기 액적(Fb)에 대하여 레이저광(B)을 조사시킨다. 이것에 의해, 증발 성분 Ev에 의한 노즐(N)(토출 헤드(32))과 반사 미러(M)(레이저 헤드(34))의 오염이 회피되면서, 머더 기판(2M) 위의 각 코드 영역(S)에 소정의 배치 패턴을 갖도록 도트(D)가 형성된다.

머더 기판(2M)에 대한 도트(D) 형성이 완료되어 헤드 유닛(30)이 종점 EP에 달하면, 제어 장치(51)는 흡인 종료 신호(TP2)를 흡인 펌프 구동 회로(58)에 출력 하여, 흡인 펌프(40)에 의한 흡인 포트(33)로부터의 흡인을 정지시킨다. 흡인 포트(33)로부터의 흡인이 정지되면, 제어 장치(51)는 주행 장치(23) 및 반송 장치(24)를 제어하여 도트(D)가 형성된 머더 기판(2M)을 기판 스토커(22)에 반입하고, 머더 기판(2M)에 대한 식별 코드(10)의 형성 동작을 종료한다.

다음으로, 본 실시예의 이점(利點)을 이하에 기재한다.

(1) 레이저 헤드(34)(반사 미러(M))에 대하여 주사 방향 RA의 선행 측에, 증발 성분 Ev를 흡인하는 흡인 포트(33)를 배열 설치했다. 따라서, 레이저광(B)의 조사에 의해 액적(Fb)으로부터 발생된 증발 성분 Ev를 레이저 헤드(34)(반사 미러(M))에 대하여 주사 방향 RA의 선행 측에서 흡인할 수 있다. 그 결과, 레이저 헤드(34)(반사 미러(M))에 대한 증발 성분 Ev의 부착을 회피할 수 있고, 증발 성분 Ev에 의한 반사 미러(M)의 오염을 회피하여 반사 미러(M)의 광학 특성을 안정시킬 수 있다. 이것은 액적(Fb)으로 이루어지는 도트(D)의 형상 제어성을 향상시킨다.

(2) 레이저 헤드(34)(반사 미러(M))와 조사 위치(PT) 사이에 흡인 포트(33)를 배치했다. 따라서, 조사 위치(PT)에 대하여 주사 방향 RA의 선행 측에 흡인 포트(33)가 배치되는 경우에 비하여, 반사 미러(M)를 향하는 증발 성분 Ev를 반사 미러(M)에 도달하기 전에 확실하게 흡인할 수 있다. 그 결과, 반사 미러(M)의 광학 특성을 더욱 안정시킬 수 있다.

(3) 토출 헤드(32)와 서로 대향하는 위치에 레이저광(B)의 조사 위치(PT)를 설정하고, 토출 헤드(32)와 레이저 헤드(34) 사이에 흡인 포트(33)를 배치했다. 따라서, 토출 헤드(32)(노즐(N))를 향하는 증발 성분 Ev를 흡인 포트(33)로부터 확 실하게 흡인하여, 증발 성분 Ev에 의해 토출 헤드(32)(노즐(N))가 오염되는 것을 회피할 수 있다. 그 결과, 액적 토출 동작의 안정화를 도모할 수 있다.

(4) 머더 기판(2M)으로부터 흡인 포트(33)를 향하는 기체의 흐름 저항을 비행 영역(FS)에서 높게 했다. 따라서, 증발 성분 Ev를 흡인 포트(33)로부터 흡인할 때에, 비행 영역(FS)에서의 기체의 유동을 억제할 수 있어, 토출 헤드(32)로부터 토출되는 액적(Fb)의 비행 방향을 안정시킬 수 있다.

(5) 헤드 유닛(30)이 주사 방향 RA로 이동할 때, 레이저광(B)이 조사된 액적(Fb)은 흡인 포트(33)와 서로 대향한 후에 레이저 헤드(34)와 서로 대향한다. 따라서, 레이저광(B)이 조사된 액적(Fb)은 동일한 액적(Fb)이 레이저 헤드(34) 바로 아래에 위치하기 전에, 확실하게 흡인 포트(33) 바로 아래에 위치한다. 그 결과, 증발 성분 Ev는 레이저 헤드(34)(반사 미러(M))에 도달하기 전에, 흡인 포트(33)로부터의 흡인에 의해 확실하게 제거된다. 따라서, 반사 미러(M)의 광학 특성을 변동시키지 않고, 흡인 포트(33)와 레이저 헤드(34)를 머더 기판(2M) 위에서 이동시킬 수 있다. 그 때문에, 식별 코드(10)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

(6) 헤드 유닛(30)이 주사 방향 RA로 이동 할때, 레이저광(B)이 조사된 액적(Fb)으로부터의 증발 성분 Ev는 토출 헤드(32)보다도 뒤쪽에 위치하는 흡인 포트(33)로부터 흡인된다. 따라서, 액적(Fb)으로부터의 증발 성분 Ev는 노즐(N)의 이동 방향의 반대 방향을 향하여 흡인된다. 그 때문에, 증발 성분 Ev를 보다 빠르게 노즐(N)로부터 이간시킬 수 있고, 증발 성분 Ev에 의한 노즐(N) 오염을 더욱 확실하게 회피하여 액적 토출 동작의 안정화를 도모할 수 있다.

상기 실시예는 이하와 같이 변경할 수도 있다.

상기 실시예에서는, 토출 헤드(32), 흡인 포트(33) 및 레이저 헤드(34)가 머더 기판(2M)에 대하여 이동하지만, 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 토출 헤드(32), 흡인 포트(33) 및 레이저 헤드(34)를 고정시켜, 그들에 대하여 머더 기판(2M)(구체적으로는, 머더 기판(2M)이 탑재 배치되는 재치대(25L, 25R)를 이동시키도록 구성할 수도 있다.

또한, 토출 헤드(32), 흡인 포트(33) 및 레이저 헤드(34)는 1개의 헤드 유닛(30)으로서 구성될 필요는 없고, 각각 독립하여 구성되어 있을 수도 있다. 결국, 토출 헤드(32), 흡인 포트(33) 및 레이저 헤드(34) 각각과 머더 기판(2M) 사이에서 상대 이동이 생기도록 구성되어 있으면 된다.

상기 실시예에서는, 흡인 포트(33)는 레이저 헤드(34)와 조사 위치(PT) 사이에 배열 설치되어 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 흡인 포트(33)는 조사 위치(PT) 바로 위에 배열 설치되어 있을 수도 있다.

상기 실시예에서는, 이동 장치(이동 기구)는 스카라 로봇(26)에 구체화되었다. 그러나, 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 이동 장치는 탑재 배치한 머더 기판(2M)을 레이저 헤드(34)에 대하여 이동시키는 재치대에 구체화될 수도 있고, 또는 탑재 배치한 레이저 헤드(34)를 머더 기판(2M)에 대하여 이동시키는 캐리지(carriage) 등에 구체화될 수도 있다. 즉, 이동 장치는 흡인 포트(33)와 머더 기판(2M) 사이 또는 레이저 헤드(34)와 머더 기판(2M) 사이에 상대 이동을 발생시키는 것이면 된다.

상기 실시예에서는, 레이저광(B)에 의해 액적(Fb)을 건조 및 소성했다. 그러나, 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 조사하는 레이저광(B)의 에너지에 의해, 액적(Fb)을 원하는 방향으로 유동시킬 수도 있고, 또는 레이저광(B)을 액적(Fb)의 외측 가장자리에만 조사하여 액적(Fb)을 고정시킬 수도 있다. 즉, 레이저광(B)에 의해 액적(Fb)으로 이루어지는 마크를 형성하면 된다.

상기 실시예에서는, 1개의 도트(D)는 반구 형상이지만, 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 타원 형상의 도트나 선상의 마크를 형성하도록 할 수도 있다.

상기 실시예에서는, 토출된 액적(Fb)에 의해 식별 코드(10)를 구성하는 도트(D)를 형성했다. 그러나, 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 액정 표시 장치(1)나 형광 물질을 발광시키는 평면 형상의 전자 방출 소자를 구비하는 전계 효과형 장치(FED나 SED 등) 등, 각종 표시 장치에 설치되는 각종 박막, 금속 배선, 컬러 필터 등을 형성할 수도 있다. 즉, 액적 토출 장치는 착탄된 액적(Fb)에 의해 마크를 형성할 수 있는 것이면 된다.

상기 실시예에서는, 액적을 토출해야 할 대상물을 머더 기판(2M)에 구체화했다. 그러나, 이것에 한정되지 않아, 예를 들어 대상물을 실리콘 기판이나 플렉시블 기판, 또는 금속 기판에 구체화할 수도 있다. 즉, 액적을 토출해야 할 대상물은 착탄된 액적(Fb)에 의해 마크가 형성되는 것이면 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 액적에 조사하는 레이저광의 광학 특성을 안정시킬 수 있는 액적 토출 장치를 제공할 수 있다.

Claims

대상물에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드와,

상기 액적 토출 헤드와 서로 대향하는 상기 대상물의 영역에 레이저광을 조사하는 레이저 조사 장치와,

상기 레이저 조사 장치와 상기 레이저광이 조사되는 상기 대상물 위의 조사 위치 사이에 설치되어 상기 액적으로부터 발생되는 증발 성분을 흡인하는 흡인 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 대상물에 착탄된 상기 액적을 상기 조사 위치에 배치시키도록 상기 대상물 및 상기 레이저 조사 장치 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 동시에, 상기 조사 위치에서 상기 레이저광에 조사된 상기 액적을 상기 흡인 장치와 서로 대향하는 위치에 배치시키도록 상기 대상물 및 상기 흡인 장치 중 적어도 한쪽을 다른쪽에 대하여 이동시키는 이동 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 이동 장치는, 상기 레이저광에 조사된 상기 액적이 상기 흡인 장치와 서로 대향한 후에, 상기 레이저 조사 장치와 서로 대향하도록 상대 이동을 실시하 는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 이동 장치는 상기 흡인 장치, 상기 레이저 조사 장치 및 상기 액적 토출 헤드 중 적어도 어느 하나를 상기 대상물 위에서 이동시키는 다관절 로봇인 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액적 토출 장치는 상기 액적 토출 헤드, 상기 흡인 장치 및 상기 레이저 조사 장치를 탑재한 헤드 유닛을 더 구비하고, 상기 흡인 장치는 상기 액적 토출 헤드와 상기 레이저 조사 장치 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 액적 토출 헤드가 상기 흡인 장치에 대하여 선행되고, 또한 상기 흡인 장치가 상기 레이저 조사 장치에 대하여 선행되도록, 상기 헤드 유닛을 상기 대상물 위에서 이동시키는 이동 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레이저 조사 장치는,

상기 레이저광을 출사하는 레이저와,

상기 레이저로부터 출사된 상기 레이저광을 편향하여 상기 조사 위치를 향하게 하는 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액적 토출 헤드와 상기 대상물 사이의 영역에서의 기체(氣體)의 유동 저항은 동일한 영역 주위에서의 기체의 유동 저항보다도 큰 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.