KR102328887B1

KR102328887B1 - 액체 재료 적하 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102328887B1
Application number: KR1020167031980A
Authority: KR
Inventors: 가즈마사 이쿠시마
Original assignee: 무사시 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2021-11-18
Also published as: TW201607613A; TW202035028A; JP2015230458A; JP6389379B2; CN106461989A; TWI717320B; KR20170015289A; TWI718061B; WO2015186743A1; CN106461989B; HK1231567A1

Abstract

[과제] 본 발명은, 복수점 동시 도포를 행함에 있어서, 용이하게 적하점간의 거리가 변경 가능한 액체 재료 적하 장치 및 방법을 제공한다.
[해결 수단] 액체 재료를 계량하는 계량부(2)와, 계량부(2) 내를 왕복 이동하는 플런저(3)와, 토출구(5)를 가지는 노즐(4)을 복수 포함하는 노즐부(6)와, 계량부(2)에 액체 재료를 공급하는 공급 유로(15)와, 계량부(2)와 노즐부(6) 및 계량부(2)와 공급 유로(15)의 연통을 전환하는 전환 밸브(7)를 포함하는 적하 장치에 있어서, 상기 노즐부(6)에, 하나의 노즐과 인접하는 노즐의 간격이 모두 동일해지도록 상기 노즐(4)을 배치하고, 또한 하나의 노즐과 수직선이 구성하는 각도 θ가 모두 동일해지도록 상기 노즐을 경사지게 배치한 적하 장치 및 상기 장치를 사용한 방법을 제공한다.

Description

액체 재료 적하 장치 및 방법{LIQUID MATERIAL DROPPING DEVICE AND METHOD}

본 발명은, 액체 재료 적하 장치 및 방법에 관한 것이며, 상세하게는, 적하점간의 거리를 변경 가능한 복수점 동시 도포를 행할 수 있는 액체 재료 적하 장치 및 방법에 관한 것이다.

액정 패널의 제조 공정에 있어서, 액정층을 형성하는 방법 중 하나로서, 적하 주입법(ODF)이라 불리는 방법이 있다. 이 방법은, 접합 전에, 접합을 행하는 2개의 기판의 한쪽에, 액정 재료를 정량 적하한 후, 진공 중에서 접합시키는 방법이다.

기판(71)으로의 액정 재료의 적하는, 액정 재료를 막기 위해서 직사각형 프레임형으로 형성된 실링 부재(sealing member)(73)의 프레임 내에 들어가도록, 액정 재료의 작은 방울[액적(72)]을 복수개 매트릭스상으로 배치하도록 행해진다(도 7 참조). 1대의 적하 장치에 의해 1방울씩 적하해 가는 것이 기본이지만, 처리 속도 향상을 위해 복수 방울을 동시에 적하하는 것도 행해진다. 예를 들면, 1대의 장치에서 복수 방울을 동시에 토출하는 토출 장치로서 다음과 같은 장치가 있다.

특허문헌 1에는, 액체 재료원에 연결 가능한 디스펜서 본체를 가지고, 디스펜서 본체는, 유체 채널, 유체 채널과 연통한 유체 채널 출구 및 유체 채널 출구의 가까이에 설치된 밸브 시트를 가지고, 밸브 시트에 선택적으로 접촉할 수 있도록 유체 채널 내에 가동적으로 설치된 밸브 부재를 가지고, 밸브 부재에 작동적으로 결합되어 있어, 밸브 부재를 선택적으로 움직여 밸브 시트에 접촉 시키거나 이탈시킬 수 있는 밸브 구동 장치를 가지고, 채널 출구에 인접하여 디스펜서 본체에 결합된 분출 노즐을 가지고, 분출 노즐은 노즐 본체와, 노즐 본체에 설치되어 있어, 유체 채널 출구와 연통한 복수의 노즐 출구를 가지고, 밸브 부재는 밸브 시트와의 접촉 시에, 복수의 노즐 출구로부터 복수의 액적을 동시에 신속하게 분출시키기에 충분한 운동량을 유체 채널 출구 내의 액체 재료에 부여하는, 젯팅 디스펜서가 개시된다.

특허문헌 2에는, 용지를 향해 잉크를 토출하는 복수의 노즐이 배열된 헤드 유닛을 복수 가지고, 이 복수의 헤드 유닛이 일체화된 라인 헤드에 있어서, 각 헤드 유닛에서의 적어도 일부의 노즐이, 용지의 법선 방향에 대한 경사로서, 그 노즐로부터 토출되는 잉크가 인접하는 헤드 유닛과의 경계쪽으로 착탄되는 방향의 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 라인 헤드가 개시된다.

특허문헌 1 : 일본공개특허 제2007-167844호 공보 특허문헌 2 : 일본공개특허 제2003-25565호 공보

종래, 복수의 노즐을 가지는 적하 장치를 사용하여 복수 방울의 동시 도포를 행하는 경우, 적하점간의 거리나 도포 패턴 형상을 변경하기 위해서는, 노즐이 설치되는 노즐부 그 자체를 교환할 필요가 있지만, 노즐부 그 자체를 교환하는 것은 곤란했다. 한편, 노즐부 그 자체를 교환하지 않고 적하 도포를 행하면, 품질에 큰 영향을 주는 경우가 있었다. 특히, 액정 재료를 막기 위해서 직사각형 프레임형으로 형성된 실링 부재의 프레임 내에 들어가도록 매트릭스상으로 액정 방울을 도포하는 경우, 적하점간의 거리나 패턴 형상이 용이하게 바뀌지 않으면, 실링 부재의 프레임의 크기가 변경되었을 때, 실링 부재와 액정 방울의 거리를 적절히 유지할 수 없어, 접합 시에, 액정이 넓어지는 식에 불균일이 생긴다는 문제가 있었다.

특허문헌 2와 같이, 노즐 자체의 형상을 변형시키는 구성을 채용하면, 각 노즐 사이에서 토출 조건이 상이하게 되어, 양이나 위치에 관하여 고정밀도의 도포를할 수 없다는 문제가 있다.

이에, 본 발명에서는, 복수점 동시 도포를 행함에 있어서, 용이하게 적하점간의 거리가 변경 가능한 액체 재료 적하 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

적하 장치에 관한 본 발명은, 액체 재료를 계량하는 계량부와, 계량부 내를 왕복 이동하는 플런저(plunger)와, 토출구를 가지는 노즐을 복수 포함하는 노즐부와, 계량부에 액체 재료를 공급하는 공급 유로와, 계량부와 노즐부 및 계량부와 공급 유로의 연통을 전환하는 전환 밸브를 포함하는 적하 장치에 있어서, 상기 노즐부에, 매트릭스상으로 복수점 동시 도포를 행할 수 있도록, 하나의 노즐과 인접하는 노즐의 간격이 모두 동일해지도록 상기 노즐을 바닥면에서 볼 때 매트릭스상으로 배치하고, 또한 상기 각 노즐과 수직선이 구성하는 각도 θ가 모두 동일해지도록 상기 노즐을 경사지게 배치한 것을 특징으로 한다.

상기 적하 장치에 있어서, 상기 노즐이, n²(n은 2 이상의 자연수)개의 노즐로 이루어지는 것을 특징으로 해도 되고, 이에 더하여, 상기 노즐부에, 상기 노즐의 토출구가 상기 노즐부의 연직 방향 중심에 대하여 외측을 향하도록 상기 노즐이 배치되는 것, 또는 상기 노즐부에, 상기 노즐의 토출구가 상기 노즐부의 연직 방향 중심에 대하여 내측을 향하도록 상기 노즐이 배치되는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 적하 장치에 있어서, 상기 노즐부가, 하나의 유입 유로 및 유입 유로와 상기 토출구와 연통하는 분기 유로가 형성된 노즐 블록을 포함하고, 상기 노즐 블록에 상기 노즐이 장착되는 것을 특징으로 해도 된다.

도포 장치에 관한 본 발명은, 상기 적하 장치와, 기판이 탑재되는 공작물 테이블과, 상기 적하 장치와 공작물 테이블을 상대적으로 이동시키는 XYZ 구동 장치와, 기억 장치를 가지는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도포 장치에 있어서, 상기 적하 장치를 복수 포함하고, 하나의 적하 장치의 노즐 수, 노즐의 간격 또는 노즐의 각도 θ가, 다른 적하 장치의 노즐의 간격 또는 노즐의 각도 θ와 상이한 것을 특징으로 해도 되고, 또는 상기 적하 장치를 복수 포함하고, 모든 적하 장치의 노즐 수, 노즐의 간격 및 노즐의 각도 θ가 동일한 것을 특징으로 해도 된다.

적하 방법에 관한 본 발명은, 상기 도포 장치를 사용한 적하 방법으로서, 입력값에 기초하여 상기 공작물 테이블과 상기 적하 장치의 수직 거리를 조절함으로써, 상기 노즐로부터 토출된 액적의 적하점간 거리(L1, L2)를 조절하고, 상기 공작물 테이블과 상기 적하 장치의 수직 거리를 일정하게 한 채로, 상기 적하 장치와 상기 공작물 테이블을 수평 방향으로 상대 이동시키면서 액체 재료를 공작물(workpiece)에 적하하는 것을 특징으로 한다.

상기 적하 방법에 있어서, 상기 제어부의 기억 장치에, 상기 공작물 테이블 및 상기 적하 장치의 수직 거리와 액적의 적하점간 거리(L1, L2)의 상관 관계 패턴이 복수 기억되어 있고, 상기 입력값이 상기 상관 관계 패턴의 선택값인 것을 특징으로 해도 된다.

다른 관점으로부터의 적하 방법에 관한 본 발명은, 상기 적하 장치를 복수 포함하고, 모든 적하 장치의 노즐 수, 노즐의 간격 및 노즐의 각도 θ가 동일한 것을 특징으로 하는 도포 장치를 사용한 적하 방법으로서, 상기 복수의 적하 장치의 모두에서 동일한 적하 도포를 행함으로써, 다면취(多面取; plural number cutting)를 행하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 공작물이 액정 패널 기판이며, 상기 액체 재료가 액정인 것을 특징으로 해도 된다.

본 발명에 의하면, 복수점 동시 도포를 행함에 있어서, 적하점간의 거리를 용이하게 변경하는 것이 가능해진다.

도 1은 제1 실시형태에 관한 적하 장치의 개략 측면도이다.
도 2의 (a)는 제1 실시형태에 관한 적하 장치에서 사용하는 노즐부의 저면도, 도 2의 (b)는 A-A 단면도 및 도 2의 (c)는 B-B 단면도이다.
도 3은, 제1 실시형태에 관한 적하 장치를 사용하여 적하를 행할 때의 적하 높이와 적하점간 거리의 관계를 설명하는 설명도이다. 도 3의 (a)는 적하 높이 Ha일 때, 도 3의 (b)는 적하 높이 Hb일 때, 도 3의 (c)는 적하 높이 Hc일 때의 평면도를 나타낸다.
도 4는 제1 실시형태에 관한 도포 장치의 개략 사시도이다.
도 5의 (a)는 제2 실시형태에 관한 노즐부의 저면도, 도 5의 (b)는 C-C 단면도 및 도 5의 (c)는 D-D 단면도이다.
도 6의 (a)는 제3 실시형태에 관한 노즐부의 저면도 및 도 6의 (b)는 E-E 단면도이다.
도 7은 액정 패널의 제조 공정에 있어서 기판에 액체를 적하했을 때의 상태를 설명하는 설명도이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를 설명한다.

<<제1 실시형태>>

제1 실시형태에 관한 적하 장치(1)는, 노즐부(6)의 연직 방향 중심으로부터 등간격으로 배치된 4개의 노즐(4)을 포함하고 있고, 노즐(4)과 기판(46)의 거리를 조절함으로써, 기판(46)에 착탄되는 4개의 적하점의 거리를 조절할 수 있다. 상기 적하 장치(1)는, XYZ 구동 장치(52, 53, 54)를 포함하는 도포 장치(51)에 장착되고, 도포 대상물이 탑재된 공작물 테이블에 대하여 상대 이동하면서 도포 작업을 행한다.

이하에서는, 적하 장치(1) 및 도포 장치(51)의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.

<적하 장치>

도 1에, 제1 실시형태에 관한 적하 장치(1)의 개략 측면도를 나타낸다.

제1 실시형태의 적하 장치(1)는, 관 형상의 계량부(2)와, 계량부(2)에 내접하는 플런저(3)와, 노즐(4)을 복수 가지는 노즐부(6)와, 계량부(2)와 노즐부(6) 및 계량부(2)와 공급 유로(15)의 연통을 전환하는 전환 밸브(7)와, 플런저 구동 장치를 내장하는 측면에서 볼 때 L자형의 본체(9)를 포함하는 플런저식(plunger type) 적하 장치이다.

계량부(2)는, 내부에 원기둥형 공간인 계량 구멍을 가지고 있고, 계량 구멍에는 플런저(3)가 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다.

플런저(3)는, 단부(端部)에 대경부(大徑部)(8)를 가지는 봉형 부재이며, 대경부(8)와는 반대측의 단부가 계량부(2) 내로 삽입된다. 플런저(3)는, 대경부(8)의 바로 근처가 플런저 구동 부재(10)에 의해 파지(把持)되고, 플런저 구동 부재(10)를 이동시키는 플런저 구동 장치에 의해 참조부호 "11" 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 플런저(3)가 계량부(2)의 내벽에 밀접 슬라이딩함으로써, 계량부(2) 내에 액체(19)를 흡입하거나, 계량부(2)로부터 액체(19)를 압출할 수 있다.

전환 밸브(7)는, 공급 유로(15)와 연통하는 유로 A(12)와, 계량부(2)와 연통하는 유로 B(13)와, 노즐부(6)와 연통하는 유로 C(14)를 포함하고, 공급 유로(15)와 계량부(2)를 연통하는 제1 위치, 또는 계량부(2)와 노즐부(6)를 연통하는 제2 위치를 선택적으로 전환할 수 있다. 여기서, 전환 밸브(7)는 회전 밸브로서 구성해도 되고, 슬라이드 밸브로서 구성해도 된다. 그리고, 유로 B(13)와 유로 C(14)는, 플런저 이동 방향(참조부호 11)과 동일한 방향이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이것은, 토출 시에, 플런저(3)에 의한 힘을 낭비하지 않고 액체(19)로 전달하기 위해서이다.

공급 유로(15)는, 용기(17)에 저장된 액체(19)를 공급하기 위한 액체 배관(18)과 연통하는 유로이며, 연장 부재(16) 내측에 설치된다. 연장 부재(16)는, 공급 유로(15)와 유로 A(12)가 기밀하게 연통하도록 본체(9)에 고정하여 설치되어 있다. 공급 유로(15)와 액체 배관(18) 사이에는, 기포 제거 기구(機構)(20)가 설치되어 있다. 기포 제거 기구(20)로서는, 예를 들면, 액재 공급부 측에 연통하는 제1 유로와, 계량부 측에 연통하는 제2 유로와, 제1 유로와 제2 유로를 연통하는, 제1 유로 보다 폭이 넓은 본체를 가지고 제1 유로의 배출구가 제2 유로의 흡입구보다 위쪽 위치에 설치되는 기구(출원인에 관한 일본특허 제4898778호 참조)를 사용할 수 있다. 그리고, 기포 제거 기구(20)는 설치하지 않아도 된다.

액체(19)를 저장하는 용기(17)에는, 액체(19)를 압송(壓送)하기 위한 작동 기체(氣體)를 공급하는 작동 기체 공급 배관(23)이 접속된다.

본체(9)는, 베이스판(25)에 장착되어 있고, 상기 베이스판(25)의 상부에는, 용기(17)를 고정시키는 용기 지지 부재(24)가 장착되어 있다. 베이스판(25)은, 후술하는 XYZ 구동 장치(52, 53, 54)나 고정 스탠드 등과 접속하기 위한 접속 부재(26)에 장착되어 있다.

<노즐부>

도 2에, 제1 실시형태에 관한 적하 장치에서 사용하는 노즐부(6)의 저면도 및 A-A 단면도 및 B-B 단면도를 각각 나타낸다.

제1 실시형태의 노즐부(6)는, 단면(斷面)이 오각형인 노즐 블록(27)과, 노즐 블록(27)의 하면인 노즐 접속면(28)에 설치된 4개의 노즐(4)을 포함하여 구성된다. 상기 노즐부(6)는, 본체(9)의 하면에 착탈 가능하게 장착되어 있다.

이하에서는 설명의 편의상, 4개의 노즐(4)을 노즐 A∼D(34∼37)라고 하고, 4개의 노즐의 토출구(5)를 토출구 A∼D(38∼41)라고 하기로 한다.

노즐 블록(27) 내부에는, 적하 장치(1)의 유로 C(14)와 연통하는 유입 유로(29)와, 유입 유로(29)로부터 노즐 A∼D(34∼37)로 분기하는 분기 유로 A∼D(30∼33)가 형성되어 있다.

노즐 블록(27)의 경사면인 하면은, 4개로 구획되고, 하나의 구획에 하나의 노즐(4)이 각각 장착된다(참조부호 34∼37). 제1 실시형태에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 4개의 동일한 크기의 사각형상 평면을 하면의 중심이 꼭지점으로 되는 배치로 함으로써, 노즐 접속면(28)을 형성하고 있다. 즉, 노즐 블록(27)은 바닥면으로부터 보면 정사각형이다. 노즐 블록(27)의 하면의 구획수는, 예시의 구획수에 한정되지 않고, 예를 들면 2∼16 등 임의의 복수 구획을 설정하는 것이 가능하지만, 구획수의 수는 n²(n은 2 이상의 자연수)인 것이 바람직하다. 노즐 블록(27)의 하면의 구획수와 노즐(4)의 수는, 동일하게 하는 것이 바람직하다.

경사면에 장착된 각 노즐(4)은, 바닥면에서 볼 때 정사각형을 구성하도록 등간격으로 배치되어 있다. 즉, 노즐 A(34), 노즐 B(35), 노즐 C(36) 및 노즐 D(37)가 매트릭스상으로 배치되어 있다. 하나의 노즐(4)과 인접하는 다른 노즐(4)의 간격은, 어느 노즐(4)을 선택해도 동일하다.

또한, 각 노즐(4)은 하나의 토출구를 가지고 있고, 토출구 중심축(43)이 노즐 접속면(28)에 대하여 수직으로 되도록 장착되어 있다. 제1 실시형태에서는, 노즐 접속면(28)의 각 면이, 노즐 블록(27)의 수직축(42)에 대하여 각각 소정 각도 경사져 있으므로, 토출구 A∼D(38∼41)가 각각 노즐 블록(27)의 연직 방향 중심에 대하여 외측을 향하게 된다. 노즐 접속면(28)의 각 면의 경사 각도는 균등하다. 즉, 도 2에 나타낸 θa, θb, θc, θd가 모두 동일해지게(θa=θb=θc=θd) 한다. 바꾸어 말하면, 하나의 노즐(4)과 수직선이 구성하는 각도 θ(예를 들면, 5∼60도)는, 어느 노즐(4)을 선택해도 동일해진다.

또한, 토출구 A∼D(38∼41)는, 노즐 블록(27)의 각 코너를 향하도록 배치되어 있다. 즉, 바닥면(28)의 대각선 상에 토출구 A∼D(38∼41)가 위치하도록 배치되어 있다[도 2의 (c) 참조]. 따라서, 토출구 A∼D(38∼41)로부터 토출되는 4개의 액적(45)을 연결하여 형성되는 사각형은, 노즐 블록(27)의 노즐 A∼D(34∼37)의 배치와 상사형(相似形)의 사각형으로 된다. 분기 유로 A∼D(30∼33)는, 액체(19)의 토출이 원활하게 행해지도록, 노즐 A∼D(34∼37)의 각각의 중심축[토출구 중심축(43)]과 동축으로 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

<토출 동작>

이상에서 설명한 적하 장치(1)에서의 토출 동작의 개요는, 다음과 같다.

(1) 준비(초기 충전 공정)

먼저, 플런저(3)를 계량부(2) 내로 삽입하지 않은 상태에서, 액체(19)를 계량부(2)의 상단까지 충전한다. 이어서, 플런저(3)를 계량부(2) 내로 삽입하고, 플런저 구동 부재(10)에 고정시킨다. 그 다음에, 전환 밸브(7)에 의해 계량부(2)와 노즐부(6)를 연통하고, 토출구(5)로부터 액체(19)가 나올 때까지 플런저(3)를 노즐부(6)의 방향(진출 방향)으로 이동시킨다.

(2) 토출 공정

전환 밸브(7)에 의해 계량부(2)와 노즐부(6)를 연통하고, 플런저(3)를 진출 방향으로 고속으로 이동시킴으로써 4개의 토출구(5)로부터 같은 양의 액체(19)를 비상(飛翔) 토출한다.

(3) 흡인 공정

전환 밸브(7)에 의해 공급 유로(15)와 계량부(2)를 연통하고, 플런저(3)를 진출 방향과는 반대 방향(후퇴 방향)으로 이동시키고, 액체(19)를 계량부(2) 내로 흡인한다.

상기 (2)와 (3)의 공정을 반복함으로써, 연속 정량 토출에 의한 도포 작업을 행할 수 있다. 그리고, 상기 (2)와 (3)의 공정은, 어느 쪽이 먼저라도 된다.

<적하점간 거리의 조절>

도 3에, 제1 실시형태에 관한 적하 장치(1)를 사용하여 적하를 행할 때의 노즐부(6)의 높이(H)와 적하점간 거리(L)의 관계를 설명하는 설명도를 나타낸다. 도 3 중, 상측의 도면은 측면으로부터 보았을 때, 하측의 도면은 기판(46)을 상면으로부터 보았을 때의 평면도를 나타내고 있다. 그리고, 도 3에서는, 노즐부(6)만을 간략화하여 도시하고 있다.

노즐(4)의 토출구(5)로부터 배출된 액적(45)은, 노즐(4)이 소정 각도 경사져 있기 때문에, 포물선상의 비상 궤적(44)을 그리면서, 도포면인 기판(46)에 도달한다. 노즐부(6)의 중심으로부터 등간격으로 배치된 4개의 노즐(4)이 방사상으로 균등하게 경사져 있으므로, 기판(46)에 도포된 액적(45)은, 정사각형의 코너부에 배치된 바와 같은 직사각형의 패턴으로 된다. 즉, 도 3의 하측에 나타낸 바와 같이, 세로 방향의 적하점 거리(L1)와 가로 방향의 적하점 거리(L2)는 동일해진다(L1=L2).

또한, 노즐(4)이 소정 각도 기울어 있어 포물선상의 비상 궤적(44)을 그리기 때문에, 노즐부(6)[토출구(5)]와 기판(46) 사이의 거리[바꾸어 말하면, 노즐부(6)의 높이(H)]를 변경함으로써, 세로 방향 및 가로 방향의 적하점간 거리(L1, L2)를 변경할 수 있다.

여기서, 중앙에 그려진 (b) 경우를 기준으로 한다. (b)의 경우, 기판(46)으로부터 토출구(5)까지의 거리가 Hb일 때, 세로 방향의 적하점 거리는 L1b이며, 가로 방향의 적하점 거리는 L2b이다. (a)와 같이 노즐부(6)를 낮게 하면, 액적(45)은, 포물선상으로 넓어지기 전에 기판(46)에 도달하므로, (b)의 경우와 비교하여 적하점간 거리는 짧아진다(La<Lb).

한편, (c)와 같이 노즐부(6)를 높게 하면, 액적(45)은 포물선상으로 넓어진 후에 기판(46)에 도달하므로, (b)의 경우와 비교하여 적하점간 거리는 길어진다(Lc>Lb).

이와 같이, 각 노즐(4)이 소정 각도 경사져 있기 때문에, 노즐부(6)의 높이(H)를 바꾸는 것만으로, 세로 방향 및 가로 방향의 적하점간 거리(L1, L2)를 변경할 수 있다.

노즐(4)의 경사(θ), 노즐부(6)의 높이(H) 및 세로 방향 및 가로 방향의 적하점간 거리(L1, L2)의 관계는, 사전의 실험에 의해 표나 그래프로 하고, 제어부(도시하지 않음)의 기억 장치에 기억시켜 두면 좋다. 이와 같이 함으로써, 표시 장치(도시하지 않음)에 표시된 표나 그래프에 기초하여, 원하는 세로 방향 및 가로 방향의 적하점간 거리(L1, L2)를 설정 변경으로 간단하게 실현하는 것이 가능해진다. 발명자의 실험에 의하면, 예를 들면, 노즐(4)을 10도 경사지게 했을 때, 높이 15㎜로부터 토출을 행하면 적하점간 거리(L1, L2)는 각 7.5㎜로 되고, 높이 10㎜로부터 토출을 행하면 적하점간 거리(L1, L2)는 각 6.5㎜, 높이 20㎜로부터 토출을 행하면 적하점간 거리(L1, L2)는 각 8.5㎜가 되었다.

<도포 장치>

도 4에, 제1 실시형태에 관한 적하 장치(1)를 포함하는 도포 장치(51)의 개략 사시도를 나타낸다.

실시형태의 도포 장치(51)는, 적하 장치(1)를 상하 방향(참조부호 57)으로 이동 가능하게 하는 Z축 구동 장치(54)와, Z축 구동 장치(54)가 장착되고, 좌우 방향(참조부호 55)으로 이동 가능하게 하는 X축 구동 장치(52)와, X축 구동 장치(52)가 설치되는 빔(61)을 전후 방향(참조부호 56)으로 이동 가능하게 하는 Y축 구동 장치(53)와, 기판(46)을 탑재하는 공작물 테이블(58)과, 상기 각 구동 장치(52, 53, 54)와 공작물 테이블(58)이 설치되는 가대(架臺)(63)와, 도시하지 않은 제어부로 주로 구성된다. 상기 도포 장치(51)는, 제어부가 사용자의 입력값에 기초하여 공작물 테이블(58)과 적하 장치(1)의 수직 거리를 조절함으로써, 각 노즐(4)부터 토출된 액적의 적하점간 거리(L1, L2)를 조절하고, 공작물 테이블(58)과 적하 장치(1)의 수직 거리를 일정하게 한 채로, 적하 장치(1)와 공작물 테이블(58)을 수평 방향으로 상대 이동시키면서 액체 재료를 적하하는 적하 방법을 실시할 수 있다. 여기서, 공작물에 적하되는 적하점은 m1행×m2열의 행렬에 의해 설정되고, 바람직하게는 m1 및 m2 모두가 노즐 수 n의 배수(자연수)로 되게 한다.

X축 구동 장치(52)에는, 이것을 협지하도록 X축 슬라이더(59)가 설치되어 있고, Z축 구동 장치(54) 및 적하 장치(1)를 이동시킬 수 있다. 또한, Y축 구동 장치(53)의 내측에는, 각각 Y 슬라이더(60)가 설치되어 있고, 그 위를 X축 구동 장치(52)가 설치된 빔(61)이 빔 지지 부재(62)에 유지되어 이동한다. XYZ 구동 장치를 상기한 바와 같이 구성함으로써, 적하 장치(1)를 기판(46)에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있다. 본 발명에서는, 수직 방향(Z 방향)의 토출구 위치를 조절함으로써, 적하점간 거리(L1, L2)를 조절하므로, Z 방향의 위치 결정을 고정밀도로 행할 수 있는 기구를 XYZ 구동 장치에 채용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 XYZ 구동 장치로서는, 볼나사와 모터의 조합 기구, 리니어 모터를 사용한 기구, 벨트나 체인 등으로 동력을 전달하는 기구 등을 사용할 수 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 구동 장치를 이른바 갠트리형(Gantry type)으로서 구성하였지만, 적하 장치(1)와 기판(46)[공작물 테이블(58)]을 상대적으로 이동시킬 수 있는 것이면, 어떠한 구성이어도 된다. 예를 들면, 공작물 테이블(58)의 하부에 X축 구동 장치(52) 및 Y축 구동 장치(53)를 설치하여 구성해도 된다.

제1 실시형태에서는, 적하 장치(1)를 4대 설치하는 구성을 예시하고 있지만, 설치 대수는 이에 한정되지 않고, 1대이어도 되고 2대, 3대 등의 복수대이어도 된다.

적하 장치(1)를 복수대 설치하는 구성에 있어서는, 모두 동일한 종류의 적하 장치(1)로 하는 경우와, 상이한 종류의 적하 장치(1)를 조합시키는 경우가 있다. 동일한 적하 장치(1)를 복수대 설치한 경우에는, 기판(46) 내에 복수의 패널을 제작하는, 이른바 다면취에 대응 가능해진다. 상이한 종류의 적하 장치(1)를 조합한 경우[예를 들면, 적하 장치(1)마다 노즐(4)의 경사 각도 등을 변경한 노즐부(6)를 설치한 경우]에는, 한 종류의 적하 장치(1)와 비교하여, 적하점간 거리(L1, L2)를 더욱 다양하게 조정하는 것이 가능해진다.

이상에서 설명한 제1 실시형태의 도포 장치(51)에 의하면, 수십개 이상의 다점 동시 도포를 행함에 있어서, 적하점간의 거리(L1, L2)를 용이하게 변경하는 것이 가능해진다. 상기 도포 장치(51)는, 특히 적하 주입법(ODF)에 있어서, 액정 재료를 막기 위해 직사각형 프레임형으로 형성된 실링 부재와 액정 방울의 거리를 적절히 유지함으로써, 액정이 넓어지는 방식을 항상 균일하게 하는 것을 가능하게 하는 것이다.

<<제2 실시형태>>

도 5에, 제2 실시형태에 관한 적하 장치(1)에서 사용하는 노즐부(6)의 저면도 및 C-C 단면도 및 D-D 단면도를 각각 나타낸다. 이하에서는, 제1 실시형태와 동일한 부분[노즐부(6) 이외의 부분]은 설명을 생략하고, 상이한 부분만 설명한다.

제2 실시형태의 노즐부(6)는, 4개의 노즐(34∼37)의 각 토출구(38∼41)가 내측[노즐부(6)의 중심 측]을 향하도록 각 노즐이 설치되는 점에서, 제1 실시형태와 상이하다.

제2 실시형태에서는, 노즐 접속면(28)을 구성하는 4개의 평면이, 노즐부(6)의 중심이 바닥면에서 볼 때 가장 안쪽 부분으로 되도록, 노즐 블록(27)의 수직축(42)에 대하여 소정 각도 경사져 있다. 즉, 바닥면으로부터 보았을 때의 노즐 A∼D(34∼37)의 토출구 A∼D(38∼41)의 각각이, 노즐 블록(27)의 수직축(42)을 향하게 되어 있다.

노즐 블록(27) 내부에는, 적하 장치(1)의 유로 C(14)와 연통하는 유입 유로(29)와, 유입 유로(29)로부터 노즐 A∼D(34∼37)로 분기하는 분기 유로 A∼D(30∼33)가 형성되는 점은 제1 실시형태와 동일하다. 그러나, 분기 유로 A∼D(30∼33)가 도중에 절곡되도록 형성되는 점에서 제1 실시형태와 상이하다. 즉, 분기 유로 A∼D(30∼33)는, 유입 유로(29)와 연통하는 상류 부분에서는 수직축(42)으로부터 방사하는 방향으로 유로가 형성되고, 노즐 A∼D(34∼37)와 연통하는 하류 부분에서는 노즐 A∼D(34∼37)의 토출구 중심축(43)과 동축의 유로가 형성되고, 상류 부분과 하류 부분이 굴곡부를 통하여 접속되어 있다.

제2 실시형태에 있어서도, 노즐과 기판의 거리를 조절함으로써, 기판에 착탄되는 4개의 적하점의 거리(L1, L2)를 조절할 수 있다. 제2 실시형태는, 4개의 노즐(34∼37)의 각 토출구(38∼41)가 내측을 향하고 있으므로, 제1 실시예보다 좁은 범위에서 적하점간 거리(L1, L2)를 조절하는 장면에 적합하다.

<<제3 실시형태>>

도 6에, 제3 실시형태에 관한 적하 장치(1)에서 사용하는 노즐부(6)의 저면도 및 E-E 단면도를 각각 나타낸다. 이하에서는, 제1 실시형태와 동일한 부분[노즐부(6) 이외의 부분]은 설명을 생략하고, 상이한 부분만 설명한다.

제3 실시형태의 노즐부(6)는, 제곱수의 노즐(4)이 매트릭스상으로 배치되어 있는 점은 제1 실시형태와 공통되지만, 노즐(4)의 수가 아홉개인 점에서 제1 실시형태와 상이하다. 제3 실시형태의 노즐부(6)는, 노즐 블록(27)의 하면인 노즐 접속면(28)이 아홉개로 구획되어 있고, 하나의 구획에 하나의 노즐(4)이 각각 장착된다. 노즐 접속면(28)을 구성하는 아홉개의 구획은, 같은 크기의 사각형상 평면으로 이루어지고, 하면의 중심이 꼭지점으로 되도록 배치되어 있다. 여기서, 중심의 구획은, 수평으로 배치되어 있다. 중심 이외의 여덟개의 구획은, 노즐(4)의 토출구(5)가 외측을 향하도록, 노즐 블록(27)의 수직축(42)에 대하여 소정 각도 경사져 있다. 이 각도는, 도포되는 액적(45)이 사각형의 각이나 변의 중점에 배치되도록, 균등하게 되어 있다.

노즐 블록(27)은, 바닥면으로부터 보면 정사각형이다. 중심 이외의 여덟개의 노즐(4)은, 노즐 블록(27)보다 약간 작은 바닥면에서 볼 때 정사각형에 있어서 변의 중앙 또는 꼭지점에 배치되어 있다. 이 정사각형의 대각선의 교점에, 중심에 있는 노즐(4)은 배치되어 있다. 즉, 수평 방향으로 인접하는 각 노즐(4)의 거리는 동등하게 되어 있다.

제3 실시형태에서는, 아홉개의 노즐(4)에 의해 노즐부(6)를 구성하였지만, 노즐(4)의 수는 이에 한정되지 않고, n²(n은 2 이상의 자연수)개의 노즐에 의해 노즐부(6)를 구성할 수 있다. 즉, 예를 들면, 노즐(4)의 수를 2 이상의 제곱(즉, 4, 9, 16, 25, 36 …)으로 함으로써, 매트릭스상의 적하 패턴을 유지하면서, 적하점간 거리(L1, L2)를 균등하게 조정할 수 있다.

제3 실시형태에 있어서도, 노즐과 기판의 거리를 조절함으로써, 기판에 착탄되는 아홉개의 적하점의 거리(L1, L2)를 조절할 수 있다. 제3 실시형태에서는, 아홉개의 적하를 동시에 행할 수 있으므로, 제1 실시형태와 비교하여 생산성을 높이는 것이 가능하다.

1 : 적하 장치, 2 : 계량부, 3 : 플런저, 4 : 노즐, 5 : 토출구, 6 : 노즐부, 7 : 전환 밸브, 8 : 대경부, 9 : 본체, 10 : 플런저 구동 부재, 11 : 플런저 이동 방향, 12 : 유로 A, 13 : 유로 B, 14 : 유로 C, 15 : 공급 유로, 16 : 연장 부재, 17 : 용기, 18 : 액체 배관, 19 : 액체, 20 : 기포 제거 기구, 21 : 액체의 흐름, 22 : 기체의 흐름, 23 : 작동 기체 공급 배관, 24 : 용기 지지 부재, 25 : 베이스판, 26 : 접속 부재, 27 : 노즐 블록, 28 : 노즐 접속면, 29 : 유입 유로, 30 : 분기 유로 A, 31: 분기 유로 B, 32 : 분기 유로 C, 33 : 분기 유로 D, 34 : 노즐 A, 35 : 노즐 B, 36 : 노즐 C, 37 : 노즐 D, 38 : 토출구 A, 39 : 토출구 B, 40 : 토출구 C, 41 : 토출구 D, 42 : 노즐 블록의 수직축, 43 : 토출구 중심축, 44 : 비상 궤적, 45 : 액적, 46 : 기판(도포면), 47 : 분기 유로, 51 : 도포 장치, 52 : X축 구동 장치, 53 : Y축 구동 장치, 54 : Z축 구동 장치, 55: X 이동 방향(좌우 방향), 56 : Y 이동 방향(전후 방향), 57 : Z 이동 방향(상하 방향), 58 : 공작물 테이블, 59 : X축 슬라이더, 60 : Y축 슬라이더, 61 : 빔, 62 : 빔 지지 부재, 63 : 가대, 71 : 기판, 72 : 액적, 73 : 실링 부재

Claims

액체 재료를 계량하는 계량부; 상기 계량부 내를 왕복 이동하는 플런저; 토출구를 가지는 노즐을 복수 포함하는 노즐부; 상기 계량부에 액체 재료를 공급하는 공급 유로; 및, 상기 계량부와 상기 노즐부 및 상기 계량부와 상기 공급 유로의 연통을 전환하는 전환 밸브를 포함하는 적하 장치에 있어서,
상기 노즐부에, 매트릭스상으로 복수점 동시 도포를 행할 수 있도록, 하나의 노즐과 인접하는 노즐의 간격이 모두 동일해지도록 상기 노즐을 바닥면에서 볼 때 매트릭스상으로 배치하는 동시에, 상기 매트릭스상의 배치의 중심 이외에 배치된 복수의 노즐을 이들의 토출구 중심축과 상기 매트릭스상의 배치의 중심을 지나는 수직축이 구성하는 각도 θ가 모두 동일해지도록, 또한 상기 수직축에 대하여 상기 토출구가 모두 외측 또는 내측을 향하도록 경사지게 배치한,
적하 장치.
제1항에 있어서,
상기 각 노즐이, 바닥면에서 볼 때 직사각형 프레임 내에서 매트릭스상으로 배치되는, 적하 장치.
제2항에 있어서,
상기 노즐이, n²(n은 2 이상의 자연수)개의 노즐로 이루어지는, 적하 장치.
제2항에 있어서,
상기 노즐부에, 상기 경사진 복수의 노즐의 토출구가 상기 노즐부의 연직 방향 중심에 대하여 외측을 향하도록 배치되는, 적하 장치.
제2항에 있어서,
상기 노즐부에, 상기 경사진 복수의 노즐의 토출구가 상기 노즐부의 연직 방향 중심에 대하여 내측을 향하도록 배치되는, 적하 장치.
제3항에 있어서,
상기 노즐이, 짝수개의 노즐에 의해 구성되고,
상기 각 노즐의 모두가, 바닥면에서 볼 때 정사각형 프레임 내에서 경사지게 배치되어 있는, 적하 장치.
제3항에 있어서,
상기 노즐이, 홀수개의 노즐에 의해 구성되고,
중심 이외의 노즐이, 바닥면에서 볼 때 정사각형 프레임 내에서 경사지게 배치되고,
중심에 있는 노즐이, 바닥면에서 볼 때 정사각형 프레임의 대각선의 교점에 배치되어 있는, 적하 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐부가, 하나의 유입 유로 및 상기 유입 유로와 상기 토출구와 연통하는 분기 유로가 형성된 노즐 블록을 포함하고, 상기 노즐 블록에 상기 노즐이 장착되는, 적하 장치.
제1항에 기재된 적하 장치;
기판이 탑재되는 공작물 테이블;
상기 적하 장치와 상기 공작물 테이블을 상대적으로 이동시키는 XYZ 구동 장치; 및
기억 장치를 가지는 제어부
를 포함하는 도포 장치.
제9항에 있어서,
상기 적하 장치를 복수 포함하고, 하나의 적하 장치의 노즐 수, 노즐의 간격 또는 노즐의 각도 θ가, 다른 적하 장치의 노즐의 간격 또는 노즐의 각도 θ와 상이한, 도포 장치.
제9항에 있어서,
상기 적하 장치를 복수 포함하고, 모든 적하 장치의 노즐 수, 노즐의 간격 및 노즐의 각도 θ가 동일한, 도포 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부가, 입력값에 기초하여 상기 공작물 테이블과 상기 적하 장치의 수직 거리를 조절함으로써, 상기 노즐로부터 토출된 액적의 적하점간 거리(L1, L2)를 조절하고, 상기 공작물 테이블과 상기 적하 장치의 수직 거리를 일정하게 한 채로, 상기 적하 장치와 상기 공작물 테이블을 수평 방향으로 상대 이동시키면서 액체 재료를 공작물(workpiece)에 적하하는, 도포 장치.
제12항에 있어서,
상기 제어부의 기억 장치에, 상기 공작물 테이블 및 상기 적하 장치의 수직 거리와 액적의 적하점간 거리(L1, L2)의 상관 관계 패턴이 복수 기억되어 있고,
상기 입력값이, 상기 상관 관계 패턴의 선택값인, 도포 장치.
제12항에 기재된 도포 장치를 사용한 적하 방법으로서,
입력값에 기초하여 상기 공작물 테이블과 상기 적하 장치의 수직 거리를 조절함으로써, 상기 노즐로부터 토출된 액적의 적하점간 거리(L1, L2)를 조절하고, 상기 공작물 테이블과 상기 적하 장치의 수직 거리를 일정하게 한 채로, 상기 적하 장치와 상기 공작물 테이블을 수평 방향으로 상대 이동시키면서 액체 재료를 공작물(workpiece)에 적하하는,
적하 방법.
제14항에 있어서,
상기 제어부의 기억 장치에, 상기 공작물 테이블 및 상기 적하 장치의 수직 거리와 액적의 적하점간 거리(L1, L2)의 상관 관계 패턴이 복수 기억되어 있고,
상기 입력값이, 상기 상관 관계 패턴의 선택값인, 적하 방법
제11항에 기재된 도포 장치를 사용한 적하 방법으로서,
상기 복수의 적하 장치의 모두에서 동일한 적하 도포를 행함으로써, 다면취(多面取; plural number cutting)를 행하는,
적하 방법.
제16항에 있어서,
상기 공작물이, 액체 재료가 적하되는 직사각형 프레임을 포함하는, 적하 방법.
제16항에 있어서,
상기 공작물이 액정 패널 기판이며, 상기 액체 재료가 액정인, 적하 방법.