KR101915408B1 - Apparatus and method for coating phosphor on led chips - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 칩의 형광체 코팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 개별 LED 칩 상에 코팅되는 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 일정하게 하며 나아가 LED 칩 세트 상에 코팅되는 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 일정하게 하여 목표 색특성이 정확히 표현되고 광학 품질이 향상되는 LED 칩의 형광체 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for coating a phosphor on an LED chip, and more particularly, to a method and apparatus for coating a phosphor on a LED chip by uniformly controlling the thickness and height of the phosphor liquid resin coated on the LED chip, And more particularly, to a phosphor coating apparatus and method of an LED chip in which target color characteristics are accurately expressed and optical quality is improved.
LED 소자 제조장치의 일예가 대한민국 공개특허공보 제2013-0081029호가 개시되어 있다. 상기 공보에 개시된 LED 소자 제조장치는, LED 패키지에 기 설정된 토출량으로 형광체 함유 액상수지를 토출하며 목표 색좌표값(CIE rank)에 기초하여, 상기 목표 색좌표가 얻어지도록 형광체 함유 액상 수지의 토출량을 조정하여 LED 소자를 제조한다.An example of an LED element manufacturing apparatus is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0081029. The LED device manufacturing apparatus disclosed in the above publication adjusts the discharge amount of the fluorescent material-containing liquid resin so that the target color coordinate is obtained on the basis of the target color coordinate value (CIE rank) by discharging the fluorescent material-containing liquid resin with the predetermined discharge amount in the LED package Thereby manufacturing an LED element.
LED 소자의 제조에 있어서 각 LED 칩마다 토출하는 형광체 액상 수지의 양을 조절하여 LED 소자의 색좌표 값을 조절할 수 있다. 이와 같이 형광체 액상 수지의 양을 조절하여 LED 소자의 색좌표 값을 조절하기 위해서는 매우 작은 단위로 형광체 액상 수지의 양을 정밀하게 조절할 필요가 있다. 최근에 LED 칩의 크기가 소형화되면서 LED 칩에 소량의 형광체 액상 수지를 정량으로 도포할 수 있는 기술이 요구되고 있다.The color coordinate value of the LED element can be adjusted by adjusting the amount of the fluorescent liquid resin to be discharged for each LED chip in the manufacture of the LED element. In order to adjust the color coordinate value of the LED element by controlling the amount of the phosphor liquid resin, it is necessary to precisely control the amount of the phosphor liquid resin in a very small unit. Recently, miniaturization of LED chips has been demanded, and a technique capable of applying a small amount of fluorescent liquid resin to a LED chip in a predetermined amount is required.
이 같은 개별 LED 칩의 형광체 액상 수지 양 조절 문제 외에도 개별 LED 칩의 크기가 매우 작기 때문에 LED 칩에 토출되어 도포된 형광체 액상 수지의 형태가 최종적인 LED 칩의 목표 색특성과 광학 품질에 많은 영향을 미치고 있다. 이 같은 형광체 액상 수지의 도포 형태는 목표하는 색특성에 따라 일정한 두께와 높이를 가져야 하는데 형광체 액상 수지 자체의 점도로 인한 표면장력 때문에 코팅면을 일정하게 유지하는 것이 어렵고 형광체 액상 수지 토출량의 미세 조정이 어려워 원하는 두께와 높이의 형광체 코팅에 많은 어려움이 있어왔다. In addition to the problem of adjusting the amount of the phosphor liquid resin in the individual LED chip, the size of the individual LED chip is very small. Therefore, the shape of the phosphor liquid resin applied to the LED chip affects the target color characteristic and the optical quality of the final LED chip I'm crazy. The coating type of the phosphor liquid resin should have a constant thickness and height according to the desired color characteristics. It is difficult to keep the coated surface constant due to the surface tension due to the viscosity of the phosphor liquid resin itself and the fine adjustment of the liquid resin resin discharge amount It has been difficult to coat the phosphor with a desired thickness and height.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 개별 LED 칩 상에 코팅되는 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 일정하게 하며 나아가 LED 칩 세트 상에 코팅되는 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 일정하게 하여 목표 색특성이 정확히 표현되고 광학 품질이 향상되는 LED 칩의 형광체 코팅 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a phosphor liquid resin coated on an LED chip with uniform thickness and height, To thereby provide a phosphor coating apparatus and method of an LED chip in which target color characteristics are accurately expressed and optical quality is improved.
또한 본 발명의 다른 목적은 형광체 액상 수지의 코팅 과정에서 LED 칩의 측면에 발생되는 보이드(Void)를 간단한 공정 변화만으로 예방할 수 있어 수율저하를 최소화하면서 목표 색특성을 만족시킬 수 있게 되는 LED 칩의 형광체 코팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a LED chip capable of satisfying a target color characteristic while minimizing a yield deterioration since a void generated on a side surface of the LED chip can be prevented only by a simple process change during the coating process of the phosphor liquid resin And to provide a phosphor coating apparatus and method.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 형광체 액상 수지를 토출하는 코팅 헤드; 및 상기 코팅 헤드에서 코팅된 LED 칩이 배출되는 방향에 고정되며, 하부 첨단부가 코팅 헤드 하부의 다이 슬롯보다 아래에 위치해 LED 칩 상의 형광체 액상 수지의 두께를 조절하는 블레이드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 형광체 코팅 장치를 제공한다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a coating apparatus comprising: a coating head for discharging a phosphor liquid resin; And a blade fixed at a direction in which the coated LED chip is discharged from the coating head and whose lower tip portion is positioned below the die slot below the coating head to adjust the thickness of the fluorescent liquid resin on the LED chip; The phosphor coating apparatus of the LED chip according to the present invention comprises:
바람직하게는, 상기 코팅 헤드의 자체 수평 기울기를 측정하는 수평 센서; 및 상기 코팅 헤드의 수평 기울기를 조절하는 수평제어 구동기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the horizontal sensor measures the horizontal inclination of the coating head itself; And a horizontal control driver for adjusting the horizontal inclination of the coating head; And further comprising:
바람직하게는, LED 칩에 도포된 형광체 액상 수지의 높이를 측정하는 변위 센서; 및 상기 코팅 헤드 및 블레이드를 승강시키는 헤드 승강 구동기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the displacement sensor measures the height of the phosphor liquid resin applied to the LED chip; And a head lifting driver for lifting the coating head and the blade; And further comprising:
바람직하게는, 상기 변위 센서는 코팅 헤드와 그 하부에 있는 LED 칩의 코팅 상부면과의 거리를 측정하고 제어부는 거리 측정값을 통해 코팅 헤드와 코팅 상부면간의 현재 기울기를 측정하여 상기 수평제어 구동기를 통해 코팅 헤드 및 블레이드의 기울기를 보정하며, LED 칩의 코팅 상부면과의 거리 측정은 같은 열에 있는 다수의 LED 칩 위치에 대하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the displacement sensor measures the distance between the coating head and the coating upper surface of the LED chip underlying the coating head, and the controller measures the current tilt between the coating head and the coating upper surface through the distance measurement, The inclination of the coating head and the blade is corrected through the LED chip, and the distance between the LED chip and the upper surface of the coating is measured with respect to a plurality of LED chip positions in the same row.
바람직하게는, 상기 변위 센서는 코팅 헤드와 그 하부에 있는 LED 칩의 코팅 상부면과의 거리를 측정하고 제어부는 거리 측정값을 통해 코팅 상부면의 높이를 측정하여 상기 헤드 승강 구동기를 통해 코팅 헤드 및 블레이드의 높이를 보정하며, LED 칩의 코팅 상부면과의 거리 측정은 같은 열에 있는 다수의 LED 칩 위치에 대하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the displacement sensor measures the distance between the coating head and the upper surface of the coating of the LED chip located below the coating head, and the controller measures the height of the coating upper surface through the distance measurement value, And the height of the blade, and the distance measurement of the LED chip with the upper surface of the coating is performed for a plurality of LED chip positions in the same row.
바람직하게는, 상기 코팅 헤드의 다이 슬롯은 LED 칩이 이동하는 방향과 직각 방향에서 5~45°비틀어 배치되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the die slot of the coating head is arranged to be twisted by 5 to 45 degrees in a direction perpendicular to the direction in which the LED chip moves.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 코팅 헤드의 아래에서 LED 칩 세트를 이송시키는 테이블을 빈 상태로 정렬하는 단계; (b) 헤드 승강 구동기를 통해 코팅 헤드를 하강시켜 코팅 헤드의 다이 슬롯을 테이블의 상부면에 밀착시키는 단계; (c) 수평 센서를 동작시켜 현재 코팅 헤드의 수평 기울기를 측정하고 측정된 코팅 헤드의 현재 수평 기울기 상태를 제로값으로 셋팅하는 단계; (d) 변위 센서를 동작시켜 코팅 헤드와 테이블과의 거리를 측정하고 측정된 테이블과의 거리를 제로값으로 셋팅하는 단계; (e) 코팅 헤드를 상승시키고, 형광체 액상 수지를 토출시켜 하부의 LED 칩에 도포하고, 이와 동시에 블레이드를 통해 LED 칩에 도포된 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 가공하는 단계; (f) 변위 센서로 코팅 헤드 하부의 같은 열에 있는 다수의 LED 칩 위치에 대하여 코팅 헤드와 코팅 상부면과의 거리를 측정하는 단계; (g) 측정된 거리값들을 연산하여 코팅 헤드와 코팅 상부면간의 현재 기울기를 측정하고 제로값의 차이에 따라 수평 제어 구동기를 구동시켜 코팅 헤드 및 블레이드의 수평 기울기를 보정하는 단계; 및 (h) 측정된 거리값들을 연산하여 형광체 코팅 두께를 측정하고 목표하는 색좌표값에 따라 헤드 승강 구동기를 구동시켜 코팅 헤드 및 블레이드의 높이를 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 형광체 코팅 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an LED chip, comprising the steps of: (a) aligning a table for transporting a set of LED chips under a coating head in an empty state; (b) lowering the coating head through the head elevation driver to bring the die slot of the coating head into close contact with the upper surface of the table; (c) operating a horizontal sensor to measure a horizontal slope of the current coating head and to set a current horizontal slope state of the measured coating head to a zero value; (d) operating a displacement sensor to measure a distance between the coating head and the table, and setting a distance to the measured table to a zero value; (e) raising the coating head, discharging the phosphor liquid resin to the lower LED chip, and simultaneously processing the thickness and height of the phosphor liquid resin applied to the LED chip through the blade; (f) measuring the distance between the coating head and the upper surface of the coating with respect to the position of the plurality of LED chips in the same row under the coating head with the displacement sensor; (g) calculating the measured distance values to measure a current tilt between the coating head and the coating upper surface, and driving the horizontal control actuator according to the difference of the zero values to correct horizontal tilt of the coating head and the blade; And (h) calculating the measured distance values to measure the phosphor coating thickness and driving the head elevation driver according to the target color coordinate value to correct the height of the coating head and the blade; The present invention also provides a method for coating a phosphor of an LED chip.
바람직하게는, 상기 (e) 단계에서 상기 코팅 헤드의 다이 슬롯은 LED 칩이 이동하는 방향과 직각 방향에서 5~45°비틀어 배치되는 것을 특징으로 한다. Preferably, in the step (e), the die slot of the coating head is arranged to be twisted by 5 to 45 degrees in a direction perpendicular to the direction in which the LED chip moves.
본 발명에 따르면, 개별 LED 칩 상에 코팅되는 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 일정하게 하며 나아가 LED 칩 세트 상에 코팅되는 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 일정하게 하여 목표 색특성이 정확히 표현되고 광학 품질이 향상되는 효과가 있다. According to the present invention, the thickness and height of the phosphor liquid resin coated on the individual LED chips are made constant, and the thickness and height of the phosphor liquid resin coated on the LED chip set are made constant, The quality is improved.
또한 액상 수지의 코팅 과정에서 LED 칩의 측면에 발생되는 보이드를 간단한 공정 변화만으로 예방할 수 있어 수율저하를 최소화하면서 목표 색특성을 만족시킬 수 있게 되는 효과도 있다. In addition, the voids generated on the side surface of the LED chip during the coating process of the liquid resin can be prevented by only a simple process change, so that the target color characteristic can be satisfied while minimizing the yield deterioration.
도 1 내지 도 2는 종래 기술에 따른 형광체 코팅 과정 및 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩의 형광체 코팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩의 형광체 코팅 장치의 형광체 코팅 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따른 형광체 코팅 방향 및 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 형광체 코팅 방향 및 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩의 형광체 코팅 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 and 2 are views for explaining a phosphor coating process and a result of a conventional technique.
3 is a view showing a phosphor coating apparatus of an LED chip according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining phosphor coating results of a phosphor coating apparatus of an LED chip according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the direction and results of phosphor coating according to the prior art.
6 is a view for explaining a phosphor coating direction and results according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a method of coating a phosphor of an LED chip according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 도 1 내지 도 2는 종래 기술에 따른 형광체 코팅 과정 및 결과를 설명하기 위한 도면이다. 1 and 2 are views for explaining a phosphor coating process and a result of a conventional technique.
LED 소자의 제조에 있어서 각 LED 칩에 형광체 액상 수지(P)를 토출하게 되면, 도 1에 도시된 바와 같이 일정하지 못한 도포 두께를 갖는 코팅 상부면이 형성되며 이 같은 코팅 상부면은 목표하는 LED 색특성을 발현시키는데 방해가 된다. 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 이 같은 코팅된 형광체 액상 수지 상부면을 별도의 그라인더(G)로 그라인딩하여 형광체 액상 수지(P)의 코팅 상부면이 일정한 두께를 가지도록 하고 있다. 하지만 이 같은 별도의 그라인딩 작업은 결국 생산시간을 늘리고 생산단가를 높이는 원인이 된다. When the phosphor liquid resin (P) is ejected to each LED chip in the manufacture of an LED device, a coating upper surface having an uneven coating thickness is formed as shown in FIG. 1, Which hinders the development of color characteristics. Conventionally, as shown in FIG. 1, the upper surface of the coated phosphor liquid resin is grinded with a separate grinder G so that the upper surface of the coating of the phosphor liquid resin P has a certain thickness. However, such a separate grinding operation eventually increases the production time and increases the production cost.
또한 코팅 헤드를 통해 일정한 점도를 가지는 형광체 액상 수지(P)를 토출하게 되면 코팅 헤드 내부에서 형광체 액상 수지(P)를 확산시키는 수평형의 매니폴드 형태로 인해 형광체 액상 수지(P)가 코팅 헤드 내에서 배출되는 시간이 수평(Y축) 부위별로 차이가 생기게 된다. 이러한 코팅 헤드의 수평 부위별 배출 시간차와 형광체 액상 수지(P) 자체의 점도로 인한 표면장력 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 양 끝단에 볼록한 모양의 산을 형성시키게 되며, 이 같은 산은 형광체 액상 수지(P) 상부면의 두께를 불균일하게 하여 목표하는 LED 색특성을 발현시키는데 방해가 되고 있다. 종래에는 이 같은 코팅 산을 무시하고 LED 칩을 생산하기도 했는데, 과거와 달리 LED 칩별로 정밀한 색특성을 요구하는 현재의 시장 상황에서는 분명 개선이 필요한 부분이다. 또한 이를 개선하기 위해 별도의 그라인딩 작업을 하기도 하지만 이 역시 결국 생산시간을 늘리고 생산단가를 높이는 원인이 되고 있다. In addition, when the phosphor liquid resin P having a predetermined viscosity is discharged through the coating head, the phosphor liquid resin P is discharged from the coating head due to the horizontal manifold shape in which the phosphor liquid resin P is diffused in the coating head. (Y-axis) portion of the time is different. As shown in FIG. 2, due to the difference in the discharge time between horizontal portions of the coating head and the surface tension due to the viscosity of the phosphor liquid resin (P) itself, a convex shaped acid is formed at both ends, P) on the upper surface is uneven, thereby hindering the expression of the target LED color characteristic. Unlike the past, LED chips have been produced by neglecting such coating acids. Unlike in the past, however, it is a clear need for improvement in current market conditions that require precise color characteristics for each LED chip. In addition, there is a separate grinding work to improve this, but this also increases the production time and increases the production cost.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩의 형광체 코팅 장치를 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a phosphor coating apparatus of an LED chip according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, LED 칩의 형광체 코팅 장치는 형광체 액상 수지(P)를 토출하는 코팅 헤드(10)와, 상기 코팅 헤드(10)의 자체 수평 기울기(Y축)를 측정하는 수평 센서(20)와, 상기 코팅 헤드(10)의 수평 기울기를 제어하여 코팅 헤드의 코팅 자세를 수평하게 하는 수평제어 구동기(30)와, 상기 코팅 헤드(10)를 승강시키는 헤드 승강 구동기(40)와, LED 칩(60)에 도포된 형광체 액상 수지(P)의 높이를 측정하는 변위 센서(50) 그리고 상기 각 구성을 제어하여 LED 칩(62)에 일정한 두께로 형광체 액상 수지(P)가 도포되도록 제어하는 제어부(70)를 포함하여 이루어질 수 있다. 3, the phosphor coating apparatus of the LED chip comprises a
여기에서 제조될 LED 칩(62)들은 테이블(60) 상의 칩 운반체(61)에 고정된 상태로 수평 이송되어 상기 코팅 헤드(10)의 형광체 액상 수지(P) 토출 위치 아래로 이동될 것이다. The
또한 LED 칩(62)들은 코팅 과정에서 칩 운반체(61)에 종횡으로 다수개가 배치되어 LED 칩 세트로 구성되며, LED 칩 세트 상태로 Y축 방향으로 기다랗게 형성된 다이 슬롯(11)을 갖는 코팅 헤드(10)를 X축 방향으로 지나면서 같은 열에 있는 다수의 LED 칩(62)들에 대한 코팅이 순차적으로 이루어지게 될 것이다. A plurality of
상기 코팅 헤드(10)는 형광체 액상 수지 저장부(도시 않음)로부터 일정한 배합비에 따라 형광체와 투명 액상 수지가 혼합된 형광체 액상 수지를 공급받아 하측에 형성된 슬롯 다이(11)를 통해 토출하여 하부의 LED 칩(62)에 도포함으로써 형광체 코팅 작업을 수행하게 된다. 도면에서 13은 코팅 헤드(10)가 형광체 액상 수지 저장부로부터 형광체 액상 수지를 공급받기 위한 공급관이다. The
상기 코팅 헤드(10)는 공급받은 형광체 액상 수지(P)를 내부 관로를 따라 내부 중심으로 이송시키고 관로의 말단에 있는 공급구를 통해 코팅 헤드(10)의 내부에 형성된 매니폴드로 배출시켜 형광체 액상 수지(P)를 내부에서 확산시킨 후 하측 선단부의 다이 슬롯(11)을 통해 일렬(Y축 방향)로 배출시키는 구조를 가지고 있다. The
상기 코팅 헤드(10)의 하부에 있는 LED 칩 세트는 칩 운반체(61)의 종방향(X축 방향) 이동에 따라 한꺼번에 형광체 액상 수지의 코팅이 이루어지게 된다. The LED chip set in the lower portion of the
상기 코팅 헤드(10)에는 상기 제어부(70)의 제어에 따라 코팅 헤드(10)를 상하로 이동시키는 헤드 승강 구동기(40)가 구비된다. 상기 헤드 승강 구동기(40)는 코팅 작업시 코팅 헤드(10)를 하강시키고 대기 상태에서는 코팅 헤드(10)를 상승시키게 된다. 또한 정밀한 코팅 두께의 조절을 위해 헤드 승강 구동기(40)는 코팅 헤드(10)를 상하 방향으로 정밀하게 승하강시킬 수 있다. The
여기에서 상기 코팅 헤드(10)의 측면들 중 LED 칩(62)이 코팅되어 지나가는 측면에는 블레이드(17)가 고정되어 구비된다. 즉 코팅 헤드(10)의 측면들 중 코팅된 LED 칩이 배출되는 방향에 블레이드(17)가 고정되어 구비된다. 여기에서 이 블레이드(17)는 상기 코팅 헤드(10)에 고정되어 승강 구동기(40)의 코팅 헤드(10)에 대한 승하강 구동에 연동하여 함께 승하강되게 된다. 상기 블레이드(17)의 하부 첨단부는 LED 칩(62)에 도포된 형광체 액상 수지(P)의 상부면을 긁어내 LED 칩(62) 상에 코팅되는 형광체 액상 수지(P)의 두께와 높이를 일정하게 만들 것이다. Here, the
도 4의 (a)를 참조하면, 코팅 헤드(10)에 의해 LED 칩(62)에 도포된 형광체 액상 수지(P)에는 일정하지 못한 도포 두께를 갖는 상부면이 형성되게 된다. 여기에 상기 블레이드(17)는 코팅 헤드(10)의 측면에 구비되어 LED 칩(62)에 도포된 형광체 액상 수지(P)가 경화되기 전에 바로 형광체 액상 수지(P)의 상부면을 긁어내 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 LED 칩(62) 상에 코팅되는 형광체 액상 수지(P)의 상부면을 수평하게 만든다. Referring to FIG. 4 (a), the upper surface of the phosphor liquid resin P applied to the
따라서 LED 소자의 색좌표 값을 조절하기 위하여 1차적으로는 LED 패키지에 기 설정된 토출량으로 형광체 액상 수지(P)를 토출하며 목표 색좌표값을 맞추게 되지만, 2차적으로 상기 블레이드(17)의 승하강 높이를 조절하여 작업 공정 내 전체 LED 칩(62)들이 동일한 색특성과 동일한 광학 품질을 가지도록 조절할 수 있게 되는 것이다. Therefore, in order to adjust the color coordinate value of the LED element, the phosphor liquid resin P is discharged with a preset discharge amount in the LED package and the target color coordinate value is adjusted. However, the height of the
여기에서 상기 블레이드(17)의 하부 선단부는 상기 코팅 헤드(10)의 선단부에 있는 다이 슬롯(11)과 마찬가지로 횡방향으로 기다랗게 형성되어 코팅 헤드(10)에 의해 코팅되는 모든 LED 칩(62)들의 상부면을 한꺼번에 가공하게 된다. The lower end of the
여기에서 상기 블레이드(17)의 하부 선단부는 코팅 헤드(10) 하부의 다이 슬롯(11)보다 아래에 위치할 수 있다. Here, the lower end of the
상기 수평 센서(20)는 코팅 헤드(10)의 좌우에 각각 배치되어 코팅 헤드(10)의 좌우 기울기(Y축 방향)를 측정하게 된다. 이 같은 코팅 헤드(10)의 기울기가 수평 상태를 이루지 못하면 LED 칩 세트에 배치된 다수의 LED 칩들에 대한 블레이드(17)의 상부면 가공 과정에서 기울기가 형성되기 때문에 코팅 헤드(10)의 수평 상태 유지는 대단히 중요하다. The
상기 수평 제어 구동기(30)는 코팅 헤드(10)의 좌우에 각각 배치되어 코팅 헤드(10)를 좌우에서 당기고 밀어 기울기를 조절하게 된다. 여기에서 미설명 부호 31은 좌우측의 수평 제어 구동기(30)의 구동에 따라 기울기 조절을 위해 몸체가 부드럽게 회전될 수 있도록 하는 힌지이다. The
상기 변위 센서(50)는 코팅 헤드(10)와 그 하부에 있는 LED 칩(62)의 코팅 상부면과의 거리를 측정하게 된다. 이 같은 LED 칩(62)의 코팅 상부면과의 거리 측정은 같은 열에 있는 다수의 LED 칩 위치에 대하여 이루어지게 된다. The
변위 센서(50)가 같은 열에 있는 다수의 칩 위치에 대한 코팅 상부면에 대하여 거리값을 측정하게 되면 이를 통해 코팅 헤드와 코팅 상부면간의 현재 기울기(Y축)를 측정할 수 있다. 이러한 코팅 헤드코팅 헤드와 코팅 상부면간의 현재 기울기 측정을 통해 작업 중 코팅 헤드의 기울기 변화를 감지할 수 있게 될 것이다. When the
또한 변위 센서(50)가 같은 열에 있는 다수의 칩 위치에 대한 코팅 상부면에 대하여 거리값을 측정하게 되면 이를 통해 코팅 상부면의 높이(코팅면의 두께)를 측정할 수 있다. 이러한 코팅 상부면의 높이(코팅면의 두께)를 측정한 결과에 따라 코팅 헤드의 높이와 블레이드의 높이를 조절하게 됨으로써 목표하는 색좌표값을 보정할 수 있게 될 것이다. Also, if the
한편 LED 칩(62)들은 형광체 액상 수지의 코팅 과정에서 칩 운반체(61)에 종횡으로 배치되며, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 Y축 방향으로 기다랗게 형성된 다이 슬롯(11)을 갖는 코팅 헤드(10)를 X축 방향으로 지나면서 같은 열에 있는 다수의 LED 칩(62)들에 대한 코팅이 순차적으로 이루어지게 된다. On the other hand, the LED chips 62 are arranged longitudinally and laterally to the
이 같은 형광체 액상 수지는 일정한 점도를 가지기 때문에 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 형광체 액상 수지의 도포 과정에서 LED 칩(62)의 측면들 중 코팅 헤드와 마주하는 측면에는 형광체 액상 수지가 도포되는 짧은 시간 내에 공기가 미쳐 빠져나가지 못해 생기는 보이드(V)가 형성되게 된다. 6 (b), the phosphor liquid resin is coated on the side of the side surface of the
상기 보이드(V)는 공기 기포로서 빛을 원치 않는 방향으로 산란시켜 LED 칩(62)의 형광체 액상 수지 도포를 통해 얻고자 한 목표 색특성과 다른 색특성이 나타나도록 하고 있어 색품질을 떨어뜨리는 중요한 원인이 되고 있다. The voids V scatter light in an unwanted direction as air bubbles, thereby causing the
본 발명은 이 같은 문제점에 착안하여 LED 칩(62) 측면의 보이드(V)를 제거하기 위한 방안을 다음과 같이 제안한다. The present invention proposes a method for eliminating voids (V) on the side of the
먼저 도 7에 도시된 바와 같이 코팅 헤드(10)를 X축 방향으로 지나는 칩 운반체(61)에 대하여 코팅 헤드(10)를 상기 X축 방향과 직각인 Y축 방향으로 배치하지 않고 일정 각도를 비틀어 배치하는 방식이 가능하다. 7, the
즉 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 코팅 헤드(10)를 Y축 방향에서 약 25°정도 비틀어 배치할 수 있다. That is, as shown in FIG. 7A, the
이 경우 이동되어 오는 LED 칩(62)의 측면에서는 측면 전체에 동시에 형광체 액상 수지 도포가 이루어지지 않고, LED 칩(62)의 측면 중 코팅 헤드(10)의 기다란 다이 슬롯(11)에 먼저 도달하는 부위부터 먼저 도포가 이루어지면서 순차적으로 LED 칩(62)의 측면에 대한 도포가 이루어질 것이다. In this case, the phosphor liquid resin is not applied to the entire side surface at the side of the
따라서 LED 칩(62)의 측면에 존재하는 공기는 이 같은 순차 도포에 따라 형광체 액상 수지에 의해 사선 방향으로 자연스럽게 밀려나가게 되어 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 LED 칩(62)의 측면에는 보이드(V)가 형성되지 않게 되는 것이다. Accordingly, the air present on the side surface of the
상술한 설명 및 도면에서는 코팅 헤드(10)를 X축 방향으로 지나는 칩 운반체(61)에 대하여 Y축 방향에서 약 25°정도 비틀어 배치하는 예를 설명하고 있지만, 이 같은 원리에 따라 보이드의 제거는 코팅 헤드(10)를 Y축 방향에서 약 ±5~45°정도 비틀어 배치함으로써 달성될 수 있게 된다. In the above description and drawings, an example is described in which the
또한 상술한 설명 및 도면에서는 코팅 헤드(10)를 Y축 방향에서 어느정도 비틀어 배치하는 예를 설명하고 있지만 같은 원리로 칩 운반체(61)의 이동 방향을 X축 방향에서 어느정도 비트는 것으로도 보이드 제거의 효과는 달성될 수 있게 된다. In the above description and drawings, an example in which the
그리고 전술한 LED 칩의 형광체 코팅 장치를 진공 하의 챔버에서 운용하고 칩 운반체(61) 및 이에 배치된 LED 칩(62)들이 해당 챔버 내로 진입되어 코팅 작업이 이루어지도록 함으로써 역시 형광체 액상 수지 아래의 공기 기포인 보이드는 제거될 수 있을 것이다. The phosphor coating apparatus of the LED chip described above is operated in a vacuum chamber, and the
이제 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩의 형광체 코팅 방법을 설명하도록 한다. Referring now to FIG. 7, a method of coating a phosphor of an LED chip according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저 S10 단계로서, 코팅 헤드(10)의 아래에서 LED 칩 세트를 이송시키는 테이블(60)을 비워 테이블(60) 위에 아무것도 놓이지 않은 상태를 만든다. First, in step S10, a table 60 for transporting a set of LED chips under the
물론 이 테이블(60)의 상부면은 수평면일 것이다. Of course, the upper surface of the table 60 may be a horizontal surface.
이후 S11 단계로서, 제어부(70)를 통해 헤드 승강 구동기(40)를 구동시켜 코팅 헤드(10)를 하강시키면서 해당 코팅 헤드(10)의 다이 슬롯(11)이 테이블(60)의 상부면에 밀착되어 닿도록 조절한다. Thereafter, in step S11, the
S11 단계를 통해 코팅 헤드(10)는 테이블(60)의 상부면과 완벽한 수평 상태를 가지게 될 것이며, 코팅 헤드(10)의 다이 슬롯(11)은 상부면과 이격 거리가 없는 상태가 될 것이다. The
이후 S12 단계로서, 제어부(70)는 수평 센서(20)를 동작시켜 현재 코팅 헤드(10)의 수평 기울기를 측정하고 측정된 코팅 헤드(10)의 현재 수평 기울기 상태를 제로값으로 셋팅하게 된다. Thereafter, in step S12, the
또한 S13 단계로서, 제어부(70)는 변위 센서(50)를 동작시켜 코팅 헤드(10)와 테이블(60)과의 거리를 측정하고 측정된 테이블(60)과의 거리를 제로값으로 셋팅하게 된다. In step S13, the
이후 S14 단계로서, 코팅 헤드(10)를 상승시킨 후 테이블(60)에 LED 칩 세트를 칩 운반체(61) 상에 정렬하여 코팅 과정을 준비한다. Thereafter, in step S14, the LED chip set is aligned on the
이후 S15 단계로서, 코팅 헤드(10)가 하측에 형성된 슬롯 다이(11)를 통해 형광체 액상 수지(P)를 토출하여 하부의 LED 칩(62)에 도포하고, 이와 동시에 블레이드(17)를 통해 LED 칩(62)에 도포된 형광체 액상 수지(P)의 상부면을 긁어내 LED 칩(62) 상에 코팅되는 형광체 액상 수지(P)의 두께와 높이를 가공하게 된다. Thereafter, in step S15, the phosphor liquid resin P is discharged through the slot die 11 formed on the lower side of the
여기에서 LED 칩(62)에 대한 코팅시 보이드(V)를 예방하기 위해 상술한 바와 같이 코팅 헤드(10) 또는 칩 운반체(61)를 Y축 방향에서 약 ±5~45°정도 비틀어 배치한 상태로 형광체 액상 수지(P)의 도포가 이루어지는 것이 바람직하다. Here, in order to prevent voids (V) in the coating with respect to the
이후 S16 단계로서, 제어부(70)는 변위 센서(50)로 코팅 헤드(10)와 그 하부에 있는 LED 칩(62)의 코팅 상부면과의 거리를 측정하게 된다. 이 같은 LED 칩(62)의 코팅 상부면과의 거리 측정은 같은 열에 있는 다수의 LED 칩 위치에 대하여 이루어지게 된다. Thereafter, in step S16, the
이후 S17 단계로서, 제어부(70)는 같은 열에 있는 다수의 위치에서의 코팅 상부면과의 거리값들을 연산하여 코팅 헤드와 코팅 상부면간의 현재 기울기(Y축)를 측정하게 되며, 코팅 헤드의 현재 기울기가 S12 단계에서 셋팅된 제로값과 다르다면 어긋난 기울기가 발생한 것으로 판단하여 상기 수평 제어 구동기(30)를 구동시켜 코팅 헤드(10)의 수평 기울기를 보정하게 된다. 이 같은 코팅 헤드(10)의 수평 기울기 보정은 해당 코팅 헤드(10)와 연동되게 결합된 블레이드(17)에도 동일하게 적용될 것이다. Thereafter, in step S17, the
이후 S18 단계로서, 제어부(70)는 같은 열에 있는 다수의 위치에서의 코팅 상부면과의 거리값들을 연산하여 형광체 코팅 두께를 측정하게 된다. 물론 이 같은 코팅 두께 측정을 위해 제로 셋팅 이후 추가된 칩 운반체(61) 등의 두께는 편차로서 제거될 것이다. 이 같은 형광체 코팅 두께의 측정을 통해 목표하는 색좌표값이 나타날 수 있도록 코팅 헤드(10)의 높이를 보정하게 된다. 이 같은 코팅 헤드(10)의 높이 보정은 해당 코팅 헤드(10)와 연동되게 결합된 블레이드(17)에도 동일하게 적용될 것이며, 블레이드(17)의 높이 보정을 통해 코팅 두께를 조절하여 목표하는 색좌표값을 변화시킬 수 있게 되는 것이다. Thereafter, in step S18, the
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예정 가격 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. It will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalents may be made thereto without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
10 : 코팅 헤드 11 : 다이 슬롯
13 : 공급관 17 : 블레이드
20 : 수평 센서 30 : 수평 제어 구동기
40 : 헤드 승강 구동기 50 : 변위 센서
60 : 테이블 61 : 칩 운반체
62 : LED 칩 70 : 제어부10: coating head 11: die slot
13: supply pipe 17: blade
20: Horizontal sensor 30: Horizontal control actuator
40: head lift actuator 50: displacement sensor
60: Table 61: Chip carrier
62: LED chip 70:
Claims (8)
(b) 헤드 승강 구동기를 통해 코팅 헤드를 하강시켜 코팅 헤드의 다이 슬롯을 테이블의 상부면에 밀착시키는 단계;
(c) 수평 센서를 동작시켜 현재 코팅 헤드의 수평 기울기를 측정하고 측정된 코팅 헤드의 현재 수평 기울기 상태를 제로값으로 셋팅하는 단계;
(d) 변위 센서를 동작시켜 코팅 헤드와 테이블과의 거리를 측정하고 측정된 테이블과의 거리를 제로값으로 셋팅하는 단계;
(e) 코팅 헤드를 상승시키고, 형광체 액상 수지를 토출시켜 하부의 LED 칩에 도포하고, 이와 동시에 블레이드를 통해 LED 칩에 도포된 형광체 액상 수지의 두께와 높이를 가공하는 단계;
(f) 변위 센서로 코팅 헤드 하부의 같은 열에 있는 다수의 LED 칩 위치에 대하여 코팅 헤드와 코팅 상부면과의 거리를 측정하는 단계;
(g) 측정된 거리값들을 연산하여 코팅 헤드와 코팅 상부면간의 현재 기울기를 측정하고 제로값의 차이에 따라 수평 제어 구동기를 구동시켜 코팅 헤드 및 블레이드의 수평 기울기를 보정하는 단계; 및
(h) 측정된 거리값들을 연산하여 형광체 코팅 두께를 측정하고 목표하는 색좌표값에 따라 헤드 승강 구동기를 구동시켜 코팅 헤드 및 블레이드의 높이를 보정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 형광체 코팅 방법.
(a) aligning a table for transporting a set of LED chips below the coating head in an empty state;
(b) lowering the coating head through the head elevation driver to bring the die slot of the coating head into close contact with the upper surface of the table;
(c) operating a horizontal sensor to measure a horizontal slope of the current coating head and to set a current horizontal slope state of the measured coating head to a zero value;
(d) operating a displacement sensor to measure a distance between the coating head and the table, and setting a distance to the measured table to a zero value;
(e) raising the coating head, discharging the phosphor liquid resin to the lower LED chip, and simultaneously processing the thickness and height of the phosphor liquid resin applied to the LED chip through the blade;
(f) measuring the distance between the coating head and the upper surface of the coating with respect to the position of the plurality of LED chips in the same row under the coating head with the displacement sensor;
(g) calculating the measured distance values to measure a current tilt between the coating head and the coating upper surface, and driving the horizontal control actuator according to the difference of the zero values to correct horizontal tilt of the coating head and the blade; And
(h) calculating the measured distance values to measure the phosphor coating thickness and driving the head elevation driver according to the target color coordinate value to correct the height of the coating head and the blade; The method of claim 1,
상기 (e) 단계에서,
상기 코팅 헤드의 다이 슬롯은 LED 칩이 이동하는 방향과 직각 방향에서 5~45°비틀어 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 형광체 코팅 방법.
8. The method of claim 7,
In the step (e)
Wherein the die slot of the coating head is arranged to be twisted by 5 to 45 degrees in a direction perpendicular to the direction in which the LED chip moves.
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KR1020170101605A KR101915408B1 (en) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | Apparatus and method for coating phosphor on led chips |
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JP2004082059A (en) | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Nec Corp | Coating apparatus and method for forming thick film, and production method of plasma display panel |
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2017
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