KR20020013385A - 미세 분말 산포 장치 - Google Patents

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쇼다 오사무
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가나마루 이쿠오
닛신 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 피산포 부재와 소정 간격으로 배치되고, 가스류와 함께 LCD용 스페이서를 선단으로부터 배출하는 산포 노즐관을 가지는 미세 분말 산포 장치를 제공하며,
유리 기판의 표면의 산포 지점 각각에서 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 제어하기 위한 제어 계수를 입력하는 터치 패널 및
터치 패널로 입력된 제어 계수에 따라 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 제어하는 액츄에이터 구동기를 포함한다.

Description

미세 분말 산포 장치 {FINELY-DIVIDED POWDER SPRAY APPARATUS}
본 발명은 가스류(gas stream)와 함께 미세 분말을 배출하여 기판 등의 부재 위에 미세 분말을 산포하는 미세 분말 산포 장치에 관한 것이다.
미세 분말의 산포 장치의 대표적 예로서 스페이서(spacer) 산포 장치가 알려져 있는데, 이 장치는 LCD(liquid crystal display, 액정 표시 장치)용 LCD 패널을 이루는 기판 사이, 예를 들면 유리 기판간 또는 유리 기판과 플라스틱 사이에 균일한 입경의 미세 분말로서 LCD용 스페이서(스페이서 비드)를 소정량 균일하게 산포하여 스페이서를 단층으로 형성한다.
LCD 등의 LCD용 패널에서 기판 사이 예를 들면 유리 기판간, 유리 기판 이외의 플라스틱 기판 (유기질 유리 등)간, 플라스틱 기판과 유리 기판간(이하에서 유리 기판을 대표적 예로서 설명하며, 앞서 언급한 피산포 부재는 전부 간단하게 유리 기판이라고 한다.)에 단층을 형성하도록 입경이 수 ㎛에서 수십 ㎛으로 균일한 입자[플라스틱 입자 및 실리카(silica) 입자로 이루어진 스페이서 비드]를 스페이서로서 1mm2당 10개 내지 2000개 정도를 가능한 한 균일하게 산포하거나 도포한다. 따라서 액정을 주입하는 간극이 형성된다.
종래의 스페이서 산포 장치는 미세한 스페이서 입자를 공기나 질소 등의 가스류에 실어서 가는 관(수송관)을 통하여 수송해서, 요동하는 산포 노즐관으로부터 가스류와 함께 배출함으로써 유리 기판에 스페이서 입자를 산포한다. 스페이서 입자는 수 ㎛에서 수십 ㎛의 크기를 가지는 미세 분말로서 뜨기 쉽다. 이들은 플라스틱 입자나 실리카 입자의 여러 형태이기 때문에 대전되기 쉽다. 따라서 유리 기판상에 소정 밀도로 계속 반복하여 스페이서를 산포하기가 어렵다. 이러한 장치는 유리 기판상에 소정 밀도로 스페이서 입자를 산포하도록 대전 극성(정전기 극성)에 따라 스페이서 입자를 대전시키고, 유리 기판과 테이블을 접지할 수 있다.
최근에는 LCD 패널의 크기가 점차 대형화하고 있고, 1장의 유리 기판으로부터 다수의 LCD 패널을 종종 제조하기도 한다. 따라서 스페이서 산포 장치의 공정실내에 배치된 기판대에 대형 유리 기판을 고정하는 것이 필요하다. 일반적으로 기판대쪽에서부터 기판을 진공화함으로써 유리 기판을 기판대상에 고정한다. 그러나 유리 기판이 고정된 곳에 증착된 스페이서 밀도는 유리 기판의 진공화 강도에 따라 다른 곳의 밀도와 다르다. 즉 스페이서를 균일하게 산포할 수 없다. 또한,유리 기판 표면에 전기장 세기의 차가 생기면, 스페이서를 균일하게 산포할 수 없는 경우가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유리 기판 등의 부재상에 산포하는 LCD용 스페이서 등의 미세 분말의 밀도를 조정할 수 있는 미세 분말 산포 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 미세 분말 산포(散布) 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 미세 분말 산포 장치에 사용되는 미세 분말 산포 기구(mechanism)의 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 미세 분말 산포 기구에서 산포 노즐관을 요동시키는 요동 기구를 상세하게 나타낸 도 2의 선 A-A를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 요동 기구를 나타낸 도 3의 B-B 단면에서 본 투시도이다.
도 5는 본 발명의 요동 기구를 나타낸 도 3의 C-C 단면에서 본 투시도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 미세 분말 산포 장치에서 직선 이동형 액츄에이터(actuator)의 이동에 따른 산포 노즐관의 요동을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 스페이서 산포 장치를 포함한 미세 분말 산포 시스템의 시스템 구조를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 스페이서 산포 장치를 사용하여 시험 산포시 미세 분말을 산포하기 위한 산포 조건을 나타내는 도이다.
도 9는 유리 기판의 모든 표면의 격자형의 각 영역에서 본 발명의 스페이서 산포 장치로 시험 산포를 행하여 증착된 스페이서의 측정 밀도를 나타낸 표이다.
도 10은 유리 기판의 모든 표면에 본 발명의 스페이서 산포 장치로 시험 산포를 행하여 증착된 스페이서의 밀도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 스페이서 산포 장치로 스페이서를 산포하기 위한 조건을 나타낸 도이다.
도 12는 격자형의 각 영역에서 본 발명의 스페이서 산포 장치로 산포되어 증착된 스페이서의 밀도를 나타낸 표이다.
도 13은 유리 기판의 모든 표면에 본 발명의 스페이서 산포 장치로 산포되어 증착된 스페이서의 밀도 분포를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 미세 분말 산포 장치는 피산포 부재와 소정 간격으로 배치되고, 가스류와 함께 미세 분말을 선단(tip)으로부터 배출하기 위한 산포 노즐관을 구비하며, 피산포 부재 표면의 소정 영역에서 산포 노즐관의 이동 속도를 제어하기 위한 이동 속도 제어 계수를 입력하는 이동 속도 제어 계수 입력 수단과, 이러한 이동 속도 계수 입력 수단으로 입력된 제어 계수에 기초하여 피산포 부재 표면의 소정 영역에서 산포 노즐관의 이동 속도를 제어하는 이동 속도 제어 수단을 포함한다.
본 발명의 미세 분말 산포 장치에서 전술한 이동 속도 제어 계수 입력 수단은 피산포 부재 표면의 각 소정 영역마다 이동 속도 제어 계수를 입력하도록 구비되고, 전술한 이동 속도 제어 수단은 소정 영역용으로 입력된 제어 계수에 기초하여 미세 분말이 산포될 산포 지점 영역에 따라 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 제어하도록 구비된다.
본 발명의 미세 분말 산포 장치에 따르면, 제어 계수 입력 수단으로 피산포 부재의 각 소정 영역마다 이동 속도 계수를 입력한다. 시험 산포의 결과에 기초하여, 예를 들면 증착할 미세 분말의 밀도가 낮은 소정 영역에서는 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 감소시키기 위한 이동 속도 제어 계수를 입력하는 동시에, 증착할 미세 분말의 밀도가 높은 소정 영역에서는 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 증가시키기 위한 이동 속도 제어 계수를 입력한다. 또한, 이동 속도 제어 수단은 이동 속도 계수 입력 수단으로 입력된 이동 속도 제어 계수에 기초하여 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 제어한다. 따라서 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 피산포 부재 표면의 소정 영역에서 제어함으로써 피산포 부재의 표면 전체에 대한 산포 밀도를 균일하게 할 수 있다.
첨부한 도면에 나타낸 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명의 미세 분말 산포 장치를 이하에서 설명한다.
도 1은 본 발명의 미세 분말 산포 장치의 단면도이다.
도 1에서, 본 발명의 미세 분말 산포 장치로서 스페이서 산포 장치(10)는 피산포 부재인 유리 기판(16)을 가지며, 이 유리 기판(16)은 밀폐된 공정실(12)내의 하부에 놓인 기판대(14)에 고정되어 있다. 기판대(14)는 접지되어 기판대(14) 상부에 놓인 유리 기판(16)을 접지함으로써, 대전된 미세 분말인 스페이서(20)를 접지된 유리 기판(16)의 표면에 확실하게 증착시킨다.
기판대(14) 상부에는 스페이서(20) 산포용 산포 노즐관(18)을 가지는 산포 기구(22)가 놓인다. 산포 노즐관(18)은 가요성(可撓性) 튜브(24)를 통하여 공기나 질소 등의 가스류와 함께 수송된 스페이서(20)를 배출하여 유리 기판(16)상에 산포한다. 산포 노즐관(18)은 소정의 제1 방향 및 이에 직교하는 제2 방향 중 어느 쪽으로도, 예를 들면 X축 방향 및 Y축 방향의 어느 쪽으로도 요동할 수 있다. 산포 노즐관(18)은 소정 방향으로 경사져서 가스류와 함께 스페이서(20)를 배출함으로써, 유리 기판(16)상의 소정 위치에 스페이서(20)를 산포할 수 있다.
도 2는 본 발명의 스페이서 산포 장치(10)에서 스페이서(20)용 산포 기구 (22)를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2에서, 장착 테이블(26)상에 2개의 직선 이동형 액츄에이터(actuator) (28, 30)가 Y축 방향으로 서로 평행이 되도록 산포 기구(22)를 배치한다. 각각의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 내부에는 조정 조인트(adjustable joint)(구면 조인트)로 이루어진 제2 조인트부(32, 34)가 각각 설치되어 있다. 산포 노즐관(18)은 2개의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)간의 중심선을 따라 이들의 뒤쪽에 위치하므로, X축 방향 및 Y축 방향 중 어느 방향으로도 요동할 수 있고, 임의 방향으로 경사질 수 있다. 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)는 각각 슬라이더 (slider)(28a, 30a), 및 Y축 방향과 평행으로 배치된 가이드(guide)(28b, 30b)를 가지며, 슬라이더(28a, 30a)는 각각 가이드(28b, 30b)를 따라 Y축 방향으로 왕복 운동한다. 본 발명에서 사용된 직선 이동형 액츄에이터를 특별히 한정하지는 않으며, AC 서보(servo) 구동 선형 액츄에이터, 선형 스테핑 모터(stepping motor) 등을 이용할 수 있다.
제1 조인트부(35)는 산포 노즐관(18)의 상단에 부착된다. 도면에서 조정 조인트(유니버설 조인트)(36, 38)는 X축 방향 양측에 돌출되어 있으며, 이를 제1 조인트부(35)로 나타낸다. 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 내부에 설치된 제2 조인트부(조정 조인트)(32, 34)는 각각 2개의 로드(rod)(40, 42)를 통하여 산포 노즐관(18)의 상단부에 부착된 제1 조인트부(35)의 조정 조인트(36, 38)에 연결된다.
도 3은 산포 노즐관(18)을 요동시키기 위한 요동 기구를 자세하게 나타낸 도 2의 A-A선을 따라 자른 도면이다. 도 4는 요동 기구를 나타낸 도 3의 B-B 단면에서 본 투시도이다. 도 5는 요동 기구를 나타낸 도 3의 C-C 단면에서 본 투시도이다. 도 3의 중심에 놓인 산포 노즐관(18)은 중공(中空)관으로 이루어지고, 상단에 연결된 가요성 튜브(24)(도 3에는 도시하지 않음)를 구비하며, 하단의 개구부에서 가스류와 함께 미세 분말(스페이서)(20)(도 3에는 도시하지 않음)을 배출한다. 산포 노즐관(18)은 그 길이 방향의 중심에 놓인 지지부(유니버셜 조인트부)(50)를 통하여 장착 테이블(26)상에 놓여, 도 2에 나타낸 X축 방향 및 Y축 방향의 어느 방향으로도 요동할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 산포 노즐관(18)의 지지부(50)는 장착 테이블(26)에 고정된 조인트 베이스(52)의 중심 구멍에, Y축에 평행으로 놓인 2개의 지지핀(54)과 이 지지핀(54)이 삽입된 볼베어링(56)을 통하여, Y축을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 지지된 조인트링(58)을 구비한다. 또한 이 조인트링(58)은 X축에 평행으로 놓인 2개의 지지핀(60)과 이 지지핀(60)이 삽입된 볼베어링(62)을 통하여, X축을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 중심 구멍의 산포 노즐관(18)을 지지한다.
따라서 산포 노즐관(18)은 X축 방향 및 Y축 방향의 어느 방향으로도 요동할 수 있고, 산포 노즐관(18)의 중심선을 축으로 하여 회전할 수 없다.
제1 조인트부(35)의 조정 조인트(36, 38)는 산포 노즐관(18)의 상단부에 부착되고, 산포 노즐관(18)을 로드(40, 42)를 통하여 도 2에 나타낸 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 내부에 놓인 제2 조인트부(32, 34)에 결합시킨다. 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 조정 조인트(유니버셜 조인트)(36, 38)는 X축 방향으로 양 상단부쪽으로 돌출되도록 산포 노즐관(18)의 상단부에 부착된다. 조정 조인트(유니버셜 조인트)(36, 38)는 산포 노즐관(18)의 상단부에 볼베어링(66)을 통하여 수평 방향으로 회전하도록 장착된 2개의 회전링(68) 및 볼베어링(70)을 통하여 이 회전링(68)에 연결된 조인트암(joint arm)(72)으로 이루어져 있다. 산포 노즐관(18)의 경사 각도를 그리 크게 할 필요가 없는 경우, 유니버셜 조인트인 제1 조인트(35)의 조정 조인트(36, 38) 대신에 구면 베어링을 이용한 구면 조인트를 사용할 수 있다.
로드(40, 42)는 조인트암(72)에 고정되고, 로드(40, 42)를 통하여 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 제2 조인트부(32, 34)에 연결되므로, 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 움직임이 산포 노즐관(18)에 전달된다. 직선 이동형 액츄에이터 (28, 30)의 제2 조인트부(32, 34)의 조정 조인트는 조정 조인트(36, 38)와 동일한 것을 사용할 수 있거나 구면 조인트 등의 조정 조인트를 사용할 수 있다.
조인트 베이스(52)는 장착링(74)을 통하여 장착 테이블(26)에 고정된다. 장착링(74)은 산포 노즐관(18)의 위치를 조정하기 위한 조정 기구(76)를 가진다. 산포 노즐관(18)의 하단은 공정실(12)을 밀폐할 뿐만 아니라 산포 노즐관(18)이 요동되도록 고무 커버(78)에 삽입된다. 고무 커버(78)의 외주 부분은 고정링(80)을 통하여 장착 테이블(26)에 고정된다. 산포 기구(22)를 구동하는 경우, 그 양이 미미하기는 하지만 산포 노즐관(18) 등의 지지부(50)로부터 먼지나 오물이 발생할 수 있다. 고무 커버(78)는 스페이서 이외의 먼지나 오물이 공정실(12)내로 침투하지않도록 부착된다.
앞서 기재한 바와 같이 배치된 스페이서(20) 산포용 산포 기구(22)에서, 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 이동, 더욱 상세하게는 가이드(28b, 30b)를 따라 그 슬라이더(28a, 30a)가 이동함으로써 산포 노즐관(18)은 다음에 기재하는 바와 같이 요동한다.
도 6a 내지 도 6d는 각각 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)의 이동으로써 산포 노즐관(18)을 요동시키는 것을 설명하는 도면이다. 도 6a는 산포 노즐관(18)이 이동 범위의 중심(수직 위치)에 위치했을 때를 나타낸다. 도 6b는 산포 노즐관(18)이 Y축 방향으로 최대 이동 범위까지 요동했을 때의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 위치, 더욱 상세하게는 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)의 위치를 나타낸다. 도 6c는 산포 노즐관(18)이 X축 방향으로 최대 이동 범위까지 요동했을 때의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)[슬라이더(28a, 30a)]의 위치를 나타낸다. 도 6d는 이동 범위 구석에 위치한 산포 노즐관(18)을 나타낸다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c에 나타낸 바와 같이, 산포 노즐관(18)이 Y축 방향으로 요동하는 때, 2개의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)는 동시에 같은 방향으로 이동하고, 산포 노즐관(18)이 X축 방향으로 요동하는 때, 2개의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)가 동시에 서로 반대 방향으로 이동한다. 산포 노즐관(18)이 기타 각도로 요동할 때, 2개의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 이동 방향 및 이동 속도를 합성함으로써, 산포 노즐관(18)을 X축 방향 및 Y축 방향의 임의 속도로 이동시킬 수 있으므로 유리 기판(16)상의 임의 위치에 스페이서(20)를 산포할 수 있다.
도 7은 스페이서 산포 장치(10)를 포함한 미세 분말 산포 시스템(90)의 시스템 구조를 나타낸 개략도이다. 미세 분말 산포 시스템(90)은 산포 장치(10), 산포 장치(10) 특히 산포 기구(22)의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)에 전기적으로 접속되어 이들을 제어하는 액츄에이터 구동기(driver)(92), 액츄에이터 구동기(92)에 전기적으로 접속된 시퀀서(sequencer)(94), 시퀀서(94)에 전기적으로 접속되어 산포 장치(10)를 동작시키는 특히 시퀀서(94)를 요동시키는 제어 계수를 입력하는 터치 패널(touch panel)(96)로 이루어진다.
다음으로 유리 기판(16)상에 스페이서(20)를 산포하는 방법에 대해 설명한다. 유리 기판(16)상에 스페이서(20)를 산포하기 전에 시험용 유리 기판(16)상에 스페이서(20)의 시험 산포를 행한다. 이 경우, 터치 패널(96)을 이용하여 산포 노즐관(18)이 이동하는 궤적, 유리 기판(16)의 크기(너비×높이: 예를 들면 720cm×600cm) 및 스페이서(20) 산포 조건 등의 데이터를 입력한다.
도 8은 시험 산포시 시험용 스페이서(20)의 산포 조건을 설명하기 위한 조건을 나타낸 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 피산포 부재인 유리 기판(16)의 표면을 12 ×10개(행 ×열)의 격자형 영역으로 분할하고, 각 격자형 영역마다 제어 계수(C)를 입력하여 시험 산포시의 조건을 만든다. 제어 계수 "5"는 산포 조건에대한 교정이 없음을 나타낸다. 제어 계수 "6" 내지 "9"의 경우, 계수가 커짐에 따라 산포 밀도를 증가시키도록(산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 저하시키도록) 교정하는 것을 나타낸다. 제어 계수 "1" 내지 "4"의 경우, 계수가 작아짐에 따라 산포 밀도를 감소시키도록(산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 증가시키도록) 교정하는 것을 나타낸다. 시험 산포의 경우 교정을 행하지 않기 때문에 모든 12 ×10개(행 ×열)의 격자형 영역에 제어 계수 "5"를 입력한다.
산포 노즐관(18)이 이동하는 궤적, 유리 기판(16)의 크기 및 스페이서(20) 산포 조건 등의 입력 데이터는 시퀀서(94)를 통하여 액츄에이터 구동기(92)에 전송되고, 액츄에이터 구동기(92)는 산포 노즐관(18) 선단의 연장선이 유리 기판(16)상의 X-Y 좌표계에 그리는 궤적을 결정한다. 유리 기판(16)상의 대응 위치를 나타내는 X-Y 좌표계의 원점을 산포 노즐관(18)의 선단의 연직 방향 연장선과 유리 기판(16)의 교차점으로 가정한다. 산포 노즐관(18)의 선단의 연장선이 유리 기판(16)상의 X-Y 좌표계에 그리는 궤적을 다수의 제어점의 연속[(x1, y1), (x2, y2), (x3, y3), (x4, y4), …, (xn, yn)]으로 결정한다.
액츄에이터 구동기(92)는 유리 기판(16)상의 X-Y 좌표계에 그려지는 궤적으로부터 산포 노즐관(18)의 X-Y 방향의 경사각을 계산하고, X-Y 좌표계의 제어점을 L1-L2좌표계[(L11, L21), (L12, L22), (L13, L23), (L14, L24), …, (L1n, L2n)]에서 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)의 대응 위치로 변환한다. L1-L2 좌표계는 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)의 슬라이딩위치를 나타낸다.
다음으로 액츄에이터 구동기(92)는 스페이서 산포 장치(10)를 작동시키고, 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)를 위치 [(L11, L21), (L12, L22), (L13, L23), (L14, L24), …, (L1n, L2n)]로 순차 이동시키면서, 임시 속도(V)로 결정된 궤적에 따른 산포 지점을 이동시키도록 산포 노즐관(18)의 경사각을 변경시킴으로써, 시험 산포시 시험용 유리 기판(16)에 스페이서(20)를 산포한다.
시험 산포 후, 시험용 유리 기판(16)에 증착된 스페이서(20)의 밀도를 스페이서 계수기(counter)(도시하지 않음)를 이용하여 측정한다. 도 9는 12 ×10개(가로 ×세로)의 격자형 영역에서 증착된 스페이서(20)의 밀도 측정값(스페이서수/mm2)을 나타낸 표이고, 여기서 720cm ×600cm의 크기를 가진 모든 기판(16)의 표면에 스페이서를 산포한다. (격자형 영역의 중심에서 산포 밀도를 측정한다.) 도 10은 도 9에 나타낸 측정치에 따라 유리 기판(16)의 전면에 증착된 스페이서의 밀도(스페이서수/mm2) 분포를 나타낸 그래프이다.
다음에 유리 기판(16)의 전면에 증착된 스페이서의 분포를 나타낸 도 10의 그래프를 참조하여 터치 패널(96)로 스페이서(20)의 산포 조건을 입력한다. 산포 밀도 분포 그래프에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(16) 좌우 부분의 산포 밀도가 낮은 반면에 상하 부분의 산포 밀도가 높기 때문에, 도 11에 나타낸 바와 같이 산포 조건치를 입력한다. 즉, 유리 기판(16) 좌우 부분에 증착된 스페이서의 산포 밀도가 낮기 때문에, 제어 계수 "8" [밀도를 증가시키도록(산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 감소시키도록) 교정하는 것을 나타냄]이 입력되고, 유리 기판(16) 상하 부분에 증착된 스페이서의 산포 밀도가 높기 때문에, 제어 계수 "4" [밀도를 감소시키도록(산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 증가시키도록) 교정하는 것을 나타냄]가 입력된다.
다음에 액츄에이터 구동기(92)는 X-Y 좌표계의 각 제어점간에 산포 노즐관 (18)의 연장선이 유리 기판(16)과 교차하는 점, 즉 산포 지점의 이동 속도를 계산한다. 제어점(x1, y1)과 제어점(x2, y2)간의 산포 지점의 이동 속도는 제어점(x1, y1)이 유리 기판(16)상의 12 ×10개의 격자형 영역 중 어디에 위치하는지에 따라 정해진다. 즉, 시험 산포시의 산포 지점의 이동 속도[임시 속도(V)]에 제어점(x1, y1) 영역에 입력된 제어 계수를 곱하여, 제어점(x1, y1)과 제어점(x2, y2)간의 산포 지점의 이동 속도를 구한다. 제어점(x1, y1) 영역에 입력된 제어 계수가 C1("1" 내지 "9" 중 어느 하나)인 경우, 이동 속도를 수식 (C1×V)으로 계산할 수 있다.
마찬가지로 제어점(x2, y2)과 제어점(x3, y3)간의 산포 지점의 이동 속도는 제어점(x2, y2)이 유리 기판(16)의 12 ×10개의 격자형 영역 중 어디에 위치하고 있는지에 따라 결정된다. 제어점(x2, y2)의 영역에 입력된 제어 계수가 C2("1" 내지 "9"중의 어느 하나)이면, 제어점(x2, y2)과 제어점(x3, y3)간의 산포 지점의 이동 속도를 수식(C2×V)으로 계산할 수 있다. 또한, 같은 방법으로 제어점(x3, y3)과 제어점(x4, y4)간의 산포 지점의 이동 속도(C3×V)와 제어점(xn-1, yn-1)과 제어점(xn, yn)간의 산포 지점의 이동 속도(Cn-1×V)를 계산할 수 있다.
또한, 액츄에이터 구동기(92)는 X-Y 좌표계의 제어점들간의 거리 및 산포 지점의 이동 속도에 기초하여, 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)의 이동 속도를 계산한다. 구체적으로 액츄에이터 구동기(92)는 제어점(x1, y1)과 제어점(x2, y2)간의 거리, 및 제어점(x1, y1)과 제어점(x2, y2)간의 산포 지점의 이동 속도(C1×V)에 기초하여, (L11, L21)과 (L12, L22)간의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)의 이동 속도를 계산한다. 같은 방법으로 액츄에이터 구동기(92)는 각각 (L12, L22)과 (L13, L23)간, (L13, L23)과 (L14, L24)간, 및 (L1n-1, L2n-1)과 (L1n, L2n)간의 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더 (28a, 30a)의 이동 속도를 계산한다.
다음으로 밀폐된 공정실(12)내에 설치된 기판대(14)에 미세 분말을 실제로 산포하는 유리 기판(16)을 배치하여 고정시킨다. 유리 기판(16)은 스페이서(20)의 시험 산포에 사용되는 시험용 유리 기판과 동일한 위치에 고정되어야 한다.
다음으로 액츄에이터 구동기(92)는 순차적으로 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)를 계산된 속도로 (L11, L21), (L12, L22), (L13, L23),(L14, L24), …, (L1n, L2n) 지점으로 이동시키면서, 스페이서 산포 장치(10)를 동작시켜 유리 기판(16)상에 스페이서(20)를 산포한다. 따라서 제어점(x1, y1)과 제어점(x2, y2)간에 이동 속도(C1×V)로 산포 지점을 이동시키고, 제어점(x2, y2)과 제어점(x3, y3)간에 이동 속도(C2×V)로 산포 지점을 이동시키며, 제어점(x3, y3)과 제어점(x4, y4)간에 이동 속도(C3×V)로 산포 지점을 이동시키고, 제어점(xn-1, yn-1)과 제어점(xn, yn)간에 이동 속도(Cn-1×V)로 산포 지점을 이동시키면서, 유리 기판(16)상에 스페이서(20)를 산포할 수 있다.
도 12는 입력된 산포 조건에 따라 유리 기판(16)에 스페이서(20)를 산포한 경우의 유리 기판(16) 전면에 12 ×10개(행 ×열)의 격자형 영역에 증착된 스페이서의 측정 밀도(스페이서수/mm2)를 나타낸 표이다. [스페이서(20)의 밀도는 격자형인 각 영역의 중심에서 측정한다.] 도 13은 도 12에 나타낸 증착된 스페이서(20)의 측정 밀도에 기초하여 유리 기판(16) 전면에 증착된 스페이서(20)의 밀도 분포를 나타낸 그래프이다. 도 13에 나타낸 측정 결과로부터 명백해지는 바와 같이, 산포 노즐관(18)의 선단의 이동 속도를 국소 제어하기 때문에, 유리 기판(16)의 전면에 스페이서(20)를 균일하게 산포할 수 있다. 한 유리 기판(16)에 스페이서(20)를 산포한 후, 같은 방법으로 연달아 다른 유리 기판(16)에 스페이서 (20)를 산포한다.
본 발명의 스페이서 산포 장치(10)에 따르면, 소정 영역마다 각각 제어 계수를 입력한다. 예를 들면, 측정 결과에 따라 증착된 스페이서의 밀도가 낮은 소정 영역에는 산포 노즐관(18)의 선단의 이동 속도를 감소시키기 위한 제어 계수를 입력하는 반면에, 증착된 스페이서의 밀도가 높은 다른 소정 영역에는 산포 노즐관(18)의 선단의 이동 속도를 증가시키기 위한 제어 계수를 입력함으로써, 유리 기판(16) 전면에 증착된 스페이서(20)의 산포 밀도를 균일하게 할 수 있다.
전술한 실시예에서 스페이서 산포 장치(10)는 유리 기판(16) 위에 놓인 산포 노즐관(18)을 요동시킴으로써 기판대(14) 위에 위치하고 수평 고정된 유리 기판(16) 위에 스페이서(20)를 산포하므로 스페이서(20)는 하방으로 균일하게 산포된다. 산포하는 미세 분말은 균일하게 산포해야 하는 것이면 무엇이든지 예를 들면, 스페이서 이외에 분말 도료, 토너(toner) 등을 사용할 수 있다. 또한 피산포 부재는 예를 들면, 유리 기판 이외에 분말 도료로 도포하는 물건 등을 사용할 수 있다. 이들은 기판대(14)상에 수평 고정된 것에 한정되지 않고, 예를 들면 기판대상에 놓이지 않은 것, 수직으로 놓인 기판 및 도장면, 그리고 경사진 기판 및 도장면일 수 있다. 피산포 부재에 스페이서를 산포할 방향은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 수직 배치되거나 경사진 피산포 부재의 수평 방향이나 경사 방향 중 하나뿐만 아니라 수평 배치되거나 경사진 피산포 부재의 연직 하방이나 경사 방향 중의 하나에 스페이서를 산포할 수 있다.
전술한 실시예에서, 직선 이동형 액츄에이터(28, 30)의 슬라이더(28a, 30a)를 제어함으로써 X축 방향 및 Y축 방향으로 산포 노즐관(18)을 요동시킨다. 그러나 본 발명은 스페이서 산포 장치에 적용할 수 있으며, 여기서의 산포 노즐관(18)을 모터에 연결된 크랭크(crank) 또는 편심캠(eccentric cam)을 통하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 요동시킨다.
또한, 전술한 실시예에서, 산포할 면인 유리 기판(16)을 12 ×10개의 격자형 영역으로 분할하고, 이를 위해 산포 노즐관(18)의 선단의 이동 속도를 제어하는 각각의 제어 계수를 입력한다. 그러나 필요한 경우 분할 영역의 수를 변화시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어 계수 입력 수단으로 피산포 부재의 소정 영역마다 각각 제어 계수를 입력할 수 있으므로, 증착된 미세 분말의 밀도를 터치 패널 등으로 용이하게 부분적으로 변경할 수 있다.

Claims (5)

  1. 피산포(被散布) 부재와 소정 간격으로 배치되고, 가스류(gas stream)와 함께 미세 분말을 선단(tip)으로부터 배출하는 산포 노즐관을 가지는 미세 분말 산포 장치로서,
    상기 피산포 부재상의 소정 영역에서 상기 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 제어하는 제어 계수를 입력하는 제어 계수 입력 수단 및
    상기 제어 계수 입력 수단으로 입력된 제어 계수에 기초하여, 상기 피산포 부재상의 소정 영역에서 상기 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 제어하는 이동 속도 제어 수단
    을 포함하는 미세 분말 산포 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제어 계수 입력 수단은 상기 피산포 부재의 각 소정 영역마다 제어 계수를 입력하고, 상기 이동 속도 제어 수단은 상기 소정 영역에 입력된 제어 계수에 기초하여 상기 피산포 부재상의 산포 지점의 영역에 따라 상기 산포 노즐관의 선단의 이동 속도를 제어하는 미세 분말 산포 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 피산포 부재의 상기 소정 영역은 상기 피산포 부재의 표면을 격자형으로 분할한 영역인 미세 분말 산포 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 피산포 부재의 상기 소정 영역은 상기 피산포 부재의 표면을 격자형으로 분할한 영역인 미세 분말 산포 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 피산포 부재는 LCD(liquid crystal display, 액정 표시 장치)용 기판이며, 상기 미세 분말은 LCD용 스페이서(spacer)인 미세 분말 산포 장치.
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