KR20110002679A - 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크젯 인쇄 방식의 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치에 관한 것이다. 약액 공급 장치는 대상물 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 구비한다. 약액 공급 장치는 내부에 약액을 저장하고 노즐들로 약액을 공급하는 레저버(reservoir)와, 레저버 내부에 설치되어 약액과 레저버 내부와의 접촉면을 증가시키는 흔들림 방지부재를 포함한다. 약액 도포 장치는 복수 개의 약액 공급 장치들을 이용하여 잉크젯 방식으로 대상물 표면에 약액을 도포한다. 본 발명에 의하면, 흔들림 방지부재를 레저버 내부에 제공함으로써, 약액 공급 장치의 이동 중에 레저버 내부에 저장된 약액의 흔들림을 억제하여 오동작을 방지할 수 있다.
약액 도포 장치, 약액 공급 장치, 레저버, 흔들림 방지부재

Description

약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치{CHEMICAL SUPPLYER AND CHEMICAL COATING APPARATUS WITH IT}
본 발명은 약액 도포 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 약액 저장용 레저버(reservoir)를 구비하여 잉크젯 인쇄 방식으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들로 약액을 공급하는 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 예를 들어, 액정 층에 의해서 변조되는 광을 컬러 필터에 통과시킴으로써 풀 컬러를 표시한다. 그리고 컬러 필터는 예를 들어, 글래스 기판의 표면에 R(적색), G(녹색), B(청색)의 도트상의 각 색상의 필터 요소를 스트라이프 배열, 델타 배열 또는 모자이크 배열 등으로 배열함에 의해서 형성된다.
액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 컬러 필터, 배향막 등을 제조하기 위하여, 글래스 기판의 표면에 약액을 공급, 도포한다. 이러한 약액을 도포하는 약액 도포 장치로는 약액을 기판의 표면에 토출하여 도포하는 잉크젯 방식의 약액 도포 장치가 있다. 이 약액 도포 장치는 복수 개의 약액 공급 장치들을 이용하여 잉크젯 인쇄 방식으로 약액을 도포한다. 약액 공급 장치는 기판에 대해 여러 방향으로 이동하여 약액을 공급하는 복수 개의 노즐들을 구비하는 헤드를 포함한다. 헤드는 상부에 약액을 임시로 저장하는 레저버로부터 약액을 공급받아서 노즐들 각각에 의해 기판의 표면으로 약액을 토출한다.
그러나 이러한 약액 공급 장치는 기판 상부에서 전후 좌우 및 회전 이동하여 약액을 토출하게 되는데, 이 때, 레저버 내부에 저장된 약액이 흔들리게 되어 내부에 저장된 약액의 수위를 측정하는 센서들의 오동작을 일으키는 원인이 된다. 센서의 오동작은 불필요하게 레저버로 약액을 공급하거나 원하지 않는 약액 공급이 중단되는 등의 공정 사고를 야기시키는 문제점이 있다. 그 결과, 레저버의 내부 압력이 불안정하게 되어 약액이 압력 제어용 배관들로 역류하는 현상이 발생된다. 뿐만 아니라, 약액의 흔들림 현상은 레저버 내부의 압력을 정밀 제어가 어려워 안정적인 압력의 유지가 곤란하다.
본 발명의 목적은 대상물에 잉크젯 인쇄 방식으로 약액을 도포하기 위한 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내부에 저장된 약액의 흔들림을 최소화하기 위한 흔들림 방지부재를 제공하는 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내부에 저장된 약액의 수위를 측정하는 센서들의 오동작을 방지하기 위한 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 레저버의 내부 압력을 정밀 제어 가능하고, 안정적인 압력을 유지하기 위한 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 약액 공급 장치는 내부에 약액을 저장하고 잉크젯 인쇄 방식으로 약액을 도포하는 복수 개의 노즐들로 약액을 공급하는 레저버에 흔들림 방지부재를 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 약액 공급 장치는 이동 중에 발생되는 레저버 내부에서 약액의 흔들림을 억제함으로써, 레저버의 수위를 감지하는 센서들의 오동작을 방지할 수 있으며, 레저버의 내부 압력을 안정적으로 유지할 수 있다.
이 특징에 따른 본 발명의 약액 공급 장치는, 대상물 상부 표면에 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들이 제공되는 노즐면을 갖는 헤드와; 일측에 상기 헤드가 결합되어 적어도 하나의 방향으로 이동 가능한 몸체와; 상기 몸체 내부에 형성되어 약액 공급원으로부터 약액을 받아서 저장하고 상기 노즐들로 약액을 공급하는 레저버와; 상기 레저버에 저장된 약액의 수위를 감지하는 복수 개의 센서들 및; 상기 레저버의 내부 일측면에 제공되어 상기 몸체가 이동 중에 상기 레저버 내부에 저장된 약액의 흔들림을 억제하여 상기 센서들의 오동작을 방지하는 흔들림 방지부재를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 레저버는; 상부벽 중앙에 상기 센서들이 관통되어 설치되고, 양측벽의 내부면에 상기 흔들림 방지부재가 설치된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 레저버는; 상부벽 일측에 상기 센서들이 관통되어 설치되고, 상기 상부벽의 내부면에 상기 흔들림 방지부재가 설치된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 흔들림 방지부재는; 상기 내부면에 결합되는 메인 플레이트와; 상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 상호 평행하게 돌출되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 흔들림 방지부재가 상기 양측벽의 상기 내부면에 설치된 경우, 상기 분기 플레이트들은 상기 메인 플레이트로부터 서로 다른 길이로 돌출된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 분기 플레이트들은 상기 센서들에 이격되고, 상기 내부면의 하부에서 상부 방향으로 갈수록 더 길게 돌출된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 센서들은; 상기 약액 공급원으로부터 상기 레저버로 약액을 공급하는 수위를 감지하는 제 1 레벨 센서와; 상기 약액 공급원으로부터 상기 레저버로 약액의 공급을 중지하는 수위를 감지하는 제 2 레벨 센서를 포함한다. 여기서 상기 제 1 센서와 상기 제 2 센서 사이는 상기 레저버의 상부벽을 관통하여 상기 수위 차에 대응하여 단차를 갖도록 설치된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 약액 공급 장치는; 상기 레저버의 상기 상부벽 중앙에 상기 제 1 및 상기 제 2 레벨 센서가 관통되어 설치되고, 상기 흔들림 방지부재는 상기 레저버의 양측벽의 내부면에 설치된다. 여기서 상기 흔들림 방지 부재는; 상기 내부면에 결합되는 메인 플레이트와; 일단이 상기 메인 플레이트에 결합되고 타단이 상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 상기 제 1 및 상기 제 2 온도 센서들에 인접하게 돌출되며 그리고, 상호 일정 간격 이격되고 상호 평행하게 구비되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 분기 플레이트는; 상기 내부면의 하부에서 상부 방향으로 갈수록 더 길게 돌출된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 약액 공급 장치는; 상기 레저버의 상기 상부벽 일측에 상기 제 1 및 상기 제 2 레벨 센서가 관통되어 설치되고, 상기 흔들림 방지부재는 상기 레저버의 상기 상부벽의 내부면에 설치된다. 여기서 상기 흔들림 방지부재는; 상기 내부면에 결합되는 메인 플레이트와; 상기 제 1 및 상기 제 2 레벨 센서들과 이격된 위치와 상기 상부벽의 타측 사이에 배치되고 상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 동일한 길이로 돌출되며 그리고, 상호 일정 간격 이격되고 상호 평행하게 연장되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 잉크젯 방식으로 약액을 토출하는 복수 개의 약액 공급 장치들을 포함하는 약액 도포 장치가 제공된다. 이와 같은 본 발명의 약액 도포 장치는 약액 공급 장치에 약액 흔들림 현상을 방지하는 흔들림 방지부재를 구비함으로써, 센서의 오동작, 압력 제어의 어려움 및 약액의 역류 발생 등의 공정 사고를 방지할 수 있다.
이 특징의 약액 도포 장치는, 스테이지와; 상기 스테이지 상부에 설치되어 대상물이 안착되는 척과; 상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 헤드 어셈블리와; 상기 헤드 어셈블리와 결합되고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 대상물 상부에서 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 구동 유닛을 포함한다.
여기서 헤드 어셈블리는; 상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 제공하는 노즐면을 갖는 복수 개의 헤드들과; 상기 헤드들 각각의 상기 노즐면의 타측과 결합되는 몸체와; 상기 몸체의 내부에 제공되어 약액을 저장하고, 약액을 상기 노즐들로 공급하는 레저버와; 상기 레저버의 상부벽에 관통되어 설치되고, 상기 레저버의 약액의 수위를 감지하는 복수 개의 센서들 및; 상기 레저버 내부에 설치되어 상기 헤드 어셈블리가 이동 중에 상기 레저버 내부에 저장된 약액의 흔들림을 억제하여 상기 센서들의 오동작을 방지하는 흔들림 방지부재를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 흔들림 방지부재는; 상기 레저버에 저장된 약액과 상기 레저버의 내부와의 접촉면이 증가되도록 상기 레저버의 양측벽의 내부면에 설치된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 흔들림 방지부재는; 상기 레저버에 저장된 약액과 상기 레저버의 내부와의 접촉면이 증가되도록 상기 레저버의 상기 상부벽의 내부면에 설치된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 흔들림 방지부재는; 상기 내부면에 설치되는 메인 플레이트와; 상기 센서들에 인접하게 상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 연장되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 흔들림 방지부재가 상기 레저버의 상기 양측벽의 내부면에 설치되면, 상기 분기 플레이트들은 상기 양측벽의 하부에서 상부로 갈수록 더 길게 연장된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 약액 공급 장치는 레저버 내부에 약액의 흔들림을 억제하는 흔들림 방지부재를 설치함으로써, 약액 공급 장치의 움직임에 따른 약액의 흔들림을 최소화하여 센서들의 오동작 방지 등 공정 사고를 예방할 수 있다.
또 본 발명의 약액 공급 장치는 이동에 따른 레저버에 저장된 약액의 흔들림을 최소화하여 레저버 내부의 압력을 일정하게 유지시킴으로써, 약액이 압력 제어용 배관들로 역류하는 현상을 제거하고, 약액을 안정적으로 토출할 수 있다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 약액 도포 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 약액 도포 장치(100)는 대상물의 상부 표면에 약액을 잉크젯 방식으로 도포하는 설비로, 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 유닛(110)을 포함한다. 대상물은 직사각형의 평판 예를 들어, 액정 표시 패널의 컬러 필터(color filter), 배향막(alignment film) 등을 제작하기 위한 글래스(glass) 기판이나, 회로 패턴에 금속 박막을 형성하기 위한 인쇄회로기판 및, 잉크젯 방식으로 약액을 인쇄하는 플레이트 등을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 대상물로서 컬러 필터를 제작하기 위한 글래스 기판(S)을 이용하여 상세히 설명한다.
약액 도포 장치(100)는 기판 표면을 잉크젯 방식으로 인쇄하는 잉크젯 프린팅 유닛(110)과, 복수 매의 기판이 적재되는 로더(loader)(102)와, 로더(102)로부터 기판을 인출하여 잉크젯 프린팅 유닛(110)으로 공급하는 인덱스(index)(106)와, 인덱스(106)로부터 약액이 도포된 기판을 받아서 베이킹하는 베이크 유닛(baker, oven)(108) 및, 베이킹된 기판을 적재하는 언로더(unloader)(104)를 포함한다. 인덱스(106)는 로더(102), 잉크젯 프린팅 유닛(110), 베이킹 유닛(108) 및 언로더(104) 상호간에 기판을 이송하는 이송 로봇(미도시됨)이 구비된다. 약액 도포 장치(100)는 잉크젯 프린팅 유닛(110)으로 약액을 공급하는 약액 공급부(105)를 구비한다. 또 약액 도포 장치(100)는 전장 제어부로, 약액 도포 장치(100)의 제반 동작을 제어하는 메인 제어부(101)를 구비한다.
이러한 본 발명의 약액 도포 장치(100)는 복수 개의 약액 공급 장치(도 2의 210)들을 이용하여 기판 표면에 약액을 토출한다. 여기서 약액 공급 장치(210)는 내부에 버퍼 공간이 제공되는 잉크젯 헤드로 구비된다.
구체적으로, 도 2 및 도 3은 잉크젯 프린팅 유닛의 구성을 도시한 도면들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 잉크젯 프린팅 유닛(110)은 잉크젯 방식으로 기판(S) 표면에 약액을 도포하는 장치로, 스틸 재질의 베이스(116)와, 베이스(116) 상부에 배치되는 스테이지(112)와, 스테이지(112) 상부에 배치되어 스테이지(112)에 안착된 기판(S) 표면에 약액을 도포하는 복수 개의 약액 공급 장치(210 : 210a ~ 210c)들을 구비하는 헤드 어셈블리(200) 및, 헤드 어셈블리(200)를 지지하는 지지대(gantry)(114)를 포함한다. 또 잉크젯 프린팅 유닛(110)은 베이스(116)와 스테이지(112) 사이에 진동을 차단하기 위한 복수 개의 방진부재(113)가 구비된다.
헤드 어셈블리(head assambly)(200)는 멀티 헤드 어레이(Multi Head Array : MHA) 유닛으로 구비된다. 헤드 어셈블리(200)는 잉크젯 방식으로 약액을 토출하는 복수 개의 약액 공급 장치(210 : 210a ~ 210c)들과, 약액 공급 장치(210)들이 설치되는 브래킷(202) 및, 브래킷(202)과 결합되어 헤드 어셈블리(200)를 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 구동 유닛(204)을 포함한다.
약액 공급 장치(210)는 예컨대, 브래킷(202)의 전후면에 복수 개가 2 열로 설치된다. 즉, 약액 공급 장치(210)들은 브래킷(202)의 Y 축 방향의 전후 양측에 복수 개가 나란히 배치된다. 약액 공급 장치(210)들 각각은 약액 공급부(도 1의 105)와 연결되어 약액들을 공급받는다. 약액 공급 장치(210)들 각각은 동일 또는 서로 상이한 약액들을 공급받을 수 있다.
약액 공급 장치(210)는 기판(S) 표면으로 약액을 토출하는 장치로, 약액 공 급 장치(210)들 각각은 헤드(도 4의 240)를 구비한다. 헤드(240)는 기판(S) 표면과 대향하는 하부면에 기판(S)으로 약액을 공급하는 복수 개의 노즐(미도시됨)들이 제공되는 노즐면(242)을 갖는다. 노즐들을 하나의 노즐면(242)에 예를 들어, 128 또는 256 개로 구비되고, 각각의 노즐들은 개별적으로 기판(S)에 약액을 토출한다.
약액 공급 장치(210)들은 대상물이 컬러 필터를 위한 기판(S)인 경우, R 색상, G 색상 및, B 색상의 약액들 중 어느 하나를 각각 공급한다. 이 때, 약액은 R 색상, G 색상 및, B 색상의 잉크들이다. R 색상, G 색상 및, B 색상의 약액들을 각각 공급하는 약액 공급 장치(210)들은 서로 인접하게 배치된다. 약액 공급 장치(210)들은 브래킷(202)에 일정 간격을 유지하여 설치된다. 약액 공급 장치(210)들은 브래킷(202)에서 간격이 조절 가능하도록 구비된다. 이 경우, 약액 공급 장치(210)들은 적어도 3 개가 구비된다. 약액 공급 장치(210)들은 서로 다른 약액을 각각 공급하는 3 개가 하나의 그룹으로 제공되며, 복수 개의 그룹들로 구비된다. 약액 공급 장치(210)에 대한 구체적인 구성은 도 4 내지 도 10에서 상세히 설명한다.
구동 유닛(204)은 약액 공급 장치(210)들이 설치되는 브래킷(202)과 결합되어 헤드 어셈블리(200)를 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 가이드 부재(150, 152)들, 헤드 어셈블리(200)를 제 2 방향으로 이동시키는 제 2 가이드 부재(206) 및, 구동부(미도시됨)을 포함한다. 구동 유닛(204)은 지지대(114)를 따라 제 1 방향(즉, Y 축) 또는 제 2 방향(즉, X 축)으로 이동된다. 또 구동 유닛(204)은 헤드 어셈블리(204)를 제 3 방향(즉, Z 축)으로 이동시킨다. 또 구동 유닛(204)은 약액 공 급 장치(210)들 각각의 중심축을 기준으로 회전 이동시킨다.
스테이지(stage)(112)는 석정반으로 구비되고, 상부 일측에 배치되어 기판(S)을 척킹하는 척킹부(120)와, 상부 타측에 배치되어 헤드 어셈블리(200)를 세정하는 세정부(130, 140)를 포함한다. 척킹부(120)는 인덱스(106) 측으로 직선 이동하여 기판(S)을 받고, 기판(S)이 안착되면 척킹하여 인덱스(106) 반대측 즉, 기판(S)에 약액을 도포할 위치로 이동하는 척(124)과, 척(124)을 적어도 하나의 직선 방향으로 이동시키거나 회전시키는 척 구동부(126) 및, 척(124)을 직선 이동하도록 가이드하는 제 3 가이드 부재(122)를 포함한다. 척(124)은 하부가 척 구동부(126)와 결합되어 제 3 가이드 부재(122)를 따라 Y 축 방향으로 직선 이동된다.
또 스테이지(112)에는 지지대(114)의 양단에 대응하여 제 1 가이드 부재(150, 152)들이 설치된다. 제 1 가이드 부재(150, 152)들은 Y 축 방향을 따라 연장되어 스테이지(112)와 동일한 폭을 가진다. 제 1 가이드 부재(150, 152)들은 Y 축 방향을 따라 스테이지(112)의 상부 양단에서 길게 제공되어 지지대(114)를 Y 축 방향으로 직선 이동시킨다.
지지대(114)는 일측면에 구동 유닛(204)과 결합되고 양측 하부에 슬라이더(154)가 결합되어, 헤드 어셈블리(200)를 Y 축 또는 X 축 방향으로 이동시킨다. 이를 위해 지지대(114)는 헤드 어셈블리(200)를 X 축 방향으로 직선 이동되도록 제 2 가이드 부재(206) 및, 구동 유닛(204)이 제 2 가이드 부재(206)를 따라 이동되도록 구동하는 구동 장치(미도시됨)(예를 들어, 모터, 기어, 풀리, 밸트, 볼 스크류, 리니어 모터) 등을 구비한다. 지지대(114)의 상부 일측에는 잉크젯 프린팅 유 닛(110)의 동작 예를 들어, 압력 조절, 약액 공급 및 토출 등의 제반 동작을 제어하는 압력 제어부(118)가 설치된다. 지지대(114)는 X 축 방향으로 스테이지(112)와 동일한 폭을 가진다. 즉, 지지대(114)는 하부 양단에 슬라이더(154)와 결합되고, 슬라이더(154)가 제 1 가이드 부재(150, 152)를 따라 Y 축 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 또 지지대(114)는 헤드 어셈블리(200)를 X 축 방향으로 이동할 수 있도록 구동 유닛(204)을 X 축 방향으로 직선 이동시킨다.
이러한 약액 도포 장치(100)는 약액 공급 장치(210)를 세정하기 위하여, 헤드 어셈블리(200)를 세정부(130 ~ 140)에 대응하는 위치(200a)로 이동시킨다.
즉, 세정부(maintenance zone)(130 ~ 140)는 복수 개의 약액 공급 장치(210)들을 1 차 세정하기 위한 제 1 세정 유닛(130) 및, 약액 공급 장치(210)들의 약액이 토출되는 노즐면(242)을 2 차 세정하는 제 2 세정 유닛(140)을 포함한다.
제 1 세정 유닛(130)은 노즐면(242)에 잔존하는 약액을 비접촉 방식으로 제거하는 복수 개의 블래이드(blade)(도 3의 132)들과, 블래이드(132)들에 의해 제거된 약액을 수집하는 퍼지 탱크(purge tank)(134)를 포함한다. 또 퍼지 탱크(134)는 노즐들이 약액에 의해 막히는 현상을 방지하기 위해, 약액 공급 장치(210)를 제 1 세정 유닛(130)의 상부에 위치시키고, 약액 공급 장치(210)의 내부 압력을 가압하여 내부에 잔존하는 약액들을 토출할 때, 토출된 약액들을 수집한다. 블래이드(132)들은 퍼지 탱크(134)의 상부에 설치된다. 블래이드(132)들은 약액 공급 장치(210)에 대응하여 복수 개가 구비된다. 블래이드(132)는 약액 공급 장치(210)의 노즐면(242)에 맺혀 있는 약액을 제거하기 위하여, 노즐면(242)과 비접촉 방식으로 약액을 제거한다.
제 2 세정 유닛(140)은 롤(roll) 타입의 와이퍼(wiper)(142)를 이용하여 제 1 세정 유닛(130)에서 약액이 제거된 노즐면(242)을 세정한다. 세정 시, 와이퍼(142)는 노즐면(242)과 접촉된다. 이를 위해 제 2 세정 유닛(140)은 와이퍼(142)를 회전시키는 다수의 롤러와, 와이퍼(142)가 노즐면(242)과 접촉시 와이퍼(142)의 접촉 부위를 노즐면(242) 방향으로 상승시키는 스펀지(미도시됨) 및, 와이퍼, 스펀지 등을 구동하는 구동 장치(미도시됨)(예를 들어, 모터, 실린더 등)들을 포함한다.
이러한 세정부(130 ~ 140)는 헤드 어셈블리(200)가 구동 유닛(204)에 의해 X 축 방향으로 이동하여 스테이지(112)의 타측으로 이동되면, 먼저 제 1 세정 유닛(130)의 상부에 약액 공급 장치(210)가 위치되도록 Y 축 방향으로 이동한다. 약액 공급 장치(210)는 블래이드(132) 상부에서 일정 간격을 유지한 채, 직선 이동함으로써, 블래이드(132)에 의해 노즐면(242)의 약액을 제거한다. 이 때, 노즐면(242)에서 제거된 약액은 퍼지 탱크(134)에 수집된다. 이어서 약액 공급 장치(210)를 Y 축 방향으로 이동하여 제 2 세정 유닛(140)의 상부로 위치시킨다. 제 2 세정 유닛(140)의 와이퍼(142)를 약액 공급 장치(210)의 노즐면(242)과 접촉하도록 하고, 와이퍼(142)를 회전시켜서 노즐면(242)을 세정한다.
그리고 압력 제어부(118)는 약액 공급 장치(210)의 내부 압력을 조절하기 위한 압력 제어(Meniscus Pressure Control : MPC) 유닛을 포함한다. 압력 제어부(118)는 약액 공급 장치(210)의 내부 압력을 음압으로 조절하고, 약액 공급 시, 복수 개의 압전 소자(미도시됨)들을 개별적으로 제어하여 각각의 노즐들로부터 약액이 균일하게 토출하도록 제어한다. 즉, 압력 제어부(118)는 각 노즐들에 대응하는 피에조(piezo) 압전 소자로의 인가 전압을 조정하여, 각 노즐의 토출량을 균등하게 제어한다.
도 4 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 약액 공급 장치의 구성을 도시한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 약액 공급 장치(210)는 몸체(212)와, 몸체(212) 내부에 약액을 저장하는 레저버(reservoir 또는 buffer tank)(220)와, 레저버(220)로부터 약액을 공급받아서 기판 표면에 약액을 토출하는 헤드(240) 및, 몸체(212)를 브래킷(도 1의 202)의 일측면에 결합하는 결합부재(214)를 포함한다. 약액 공급 장치(210)는 레저버(220) 내부에 저장된 약액의 수위를 감지하는 적어도 하나의 센서(230 : 232, 234)를 포함한다. 또 약액 공급 장치(210)는 도 6 또는 도 9에 도시된 흔들림 방지부재(250, 250a ~ 250d)가 레저버(220) 내부에 설치된다.
헤드(240)는 척(124)에 안착된 기판 표면에 대향하는 하부면 즉, 노즐면(242)에 약액을 토출하는 복수 개의 노즐(미도시됨)들이 제공된다.
몸체(212)는 하부면에 헤드(240)가 배치되고, 적어도 하나의 방향으로 이동 가능하도록 브래킷(202)과 결합된다. 몸체(212)는 내부 하단에 레저버(220)가 제공된다.
레저버(220)는 약액의 버퍼 탱크 역할을 한다. 즉, 레저버(220)는 몸체(212) 내부에 형성되어 약액 공급부(105)로부터 약액을 받아서 저장하고 노즐들로 약액을 공급한다. 레저버(220)는 상부벽(215) 중앙에 센서(230 : 232 ~ 236)들이 관통되어 내부에 저장된 약액의 수위를 감지한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 레저버(220)의 전면에는 투명 재질의 덮개(211)가 결합, 밀폐되어 내부를 모니터링할 수 있다. 또 레저버(220)의 후면에는 헤드(240)의 노즐들로부터 토출되는 약액을 유량을 조절하기 위한 복수 개의 압전 소자(미도시됨)들 및 이를 노즐들과 인터페이스하는 압력 조절부(213)가 결합된다. 압력 조절부(213)는 지지대(114)의 상단부에 설치된 압력 제어부(118)와 전기적으로 연결된다.
레저버(220)의 하부면(217)은 양측에 노즐들로 약액을 공급하는 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)들과, 하부면(217) 내부에 형성되어 노즐들과 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)들을 연결하는 유로(228)를 포함한다. 따라서 노즐들은 유로(228)를 통해 레저버(220)로부터 약액을 공급받는다. 또 레저버(220)의 하부면(217)은 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)가 서로 다른 높이를 갖도록 단차(D)가 제공된다. 이는 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)의 압력차를 이용하여 레저버(220)에 저장된 약액에 포함된 기포를 용이하게 제거하기 위함이다.
또 레저버(220)의 후면에는 내부 압력을 조절하기 위한 제 1 연결부(216)와, 약액을 공급하는 제 2 연결부(218)가 제공된다. 제 1 연결부(216)는 압력을 안정적으로 제어하기 위하여 레저버(220) 상부에 배치된다. 제 1 연결부(216)는 압력이 안정되고 상부에 배치됨으로써, 약액이 제 1 연결부(216) 및 압력 제어용 배관(미도시됨)들로 역류되는 현상을 제거할 수 있다.
레저버(220)는 내부 압력을 일정하게 유지하도록 제어하기 위하여, 제어부(118)에서 메니스커스(meniscus) 음압이 가해진다. 예를 들어, 레저버(220)는 약액이 강 솔벤트 계열인 경우, 약 2 파스칼(pascal) 이내의 압력으로 유지된다.
센서(230)들은 레저버(220)에 저장된 약액의 수위를 감지한다. 센서(230)들은 제 1 및 제 2 레벨 센서(232, 234)들로 구비된다. 제 1 레벨 센서(232)는 레저버(220)의 약액 공급이 필요한 수위를 감지하고, 제 2 레벨 센서(234)는 약액 공급을 중단하기 위한 수위를 감지한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 레벨 센서(232, 236)는 약액의 온도를 측정하여 레저버(220) 내부의 약액 수위를 감지한다.
제 1 및 제 2 레벨 센서(232, 234)들은 레저버(220)의 상부벽(215)을 관통하여 수위 차에 대응하여 단차(L) 갖도록 설치된다. 제 1 및 제 2 레벨 센서(232, 234)들 각각은 레저버(220) 상부벽(215) 외측에 단자(236)가 제공되어, 이를 통해 제어부(118)와 전기적으로 연결된다. 따라서 제 1 및 제 2 레벨 센서(232, 234)들 각각은 감지된 레저버(220)의 약액 수위에 대한 전기적인 신호를 압력 제어부(118)로 전달한다.
레저버(220)는 센서(230)들의 오동작을 방지하기 위하여, 내부에 흔들림 방지부재(도 6의 250)가 설치된다. 즉, 레저버(220)는 약액 공급부(105)로부터 약액을 공급받아서 임시로 약액을 저장하는 버퍼 탱크로서, 약액 공급 장치(210)의 노즐면(242)에 제공되는 복수 개의 노즐들 각각으로 약액을 공급한다. 약액 공급 장치(210)는 브래킷(202) 및 구동 유닛(204)에 의해 제 1 내지 제 3 방향으로 이동되며 이 때, 약액은 레저버(220)의 내측면을 따라 출렁이는 약액 흔들림 현 상(jitting)이 발생된다. 그 결과, 레저버(220)의 제 1 및 제 2 센서(232, 234)들은 약액 수위를 정확히 감지할 수 없게 되어 불필요한 약액을 공급하거나 원하지 않는 약액 공급을 중단하게 되는 등의 오동작이 발생하게 된다. 이에 따라 레저버(220)의 내부 압력이 불안정하게 되어, 약액이 제 1 연결부(216)를 통해 압력 제어용 배관(미도시됨)들로 역류하게 되어 배관들을 교체해야 하며, 노즐들이 의도하지 않게 약액을 토출하는 현상 등이 발생된다.
이러한 현상들을 방지하기 위하여, 본 발명의 약액 공급 장치(210)는 도 6에 도시된 바와 같이, 흔들림 방지부재(250)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 방지부재의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 흔들림 방지부재(250)는 레저버(220)의 내부 양측면에 설치되어 약액 공급 장치(210)의 몸체(212)가 이동 중에 레저버(220) 내부에 저장된 약액의 흔들림을 억제하여 센서(230)들의 오동작을 방지한다. 즉, 흔들림 방지부재(250)는 레저버(220) 내부에 저장된 약액과 레저버(220) 내부와의 접촉면을 증가시켜서 몸체(212)의 이동 중에 레저버(220) 내부에서 약액의 흔들림을 최소화한다. 또 흔들림 방지부재(250)는 약액의 흔들림을 최소화하여 레저버(250) 내부의 압력을 일정하게 유지시킨다.
이 실시예의 흔들림 방지부재(250 : 250a, 250b)는 레저버(220)의 내부 양측면에 대향해서 각각 설치된다. 각각의 흔들림 방지부재(250a, 250b)는 수직으로 연장되는 메인 플레이트(252a, 252b)와, 메인 플레이트(252a, 252b)와 수직하게 연장 되는 복수 개의 분기 플레이트(254a, 254a', 254b, 254b')들을 포함한다.
이 흔들림 방지부재(250)는 도 7에 도시된 바와 같이, 레저버(220) 내부에 설치된다. 흔들림 방지부재(250)는 레저버(220)의 양측벽 각각의 내부면에 메인 플레이트(252a, 252b)가 결합된다. 분기 플레이트(254a, 254b)들은 메인 플레이트(252a, 252b)로부터 레저버(220)의 내부 중앙 방향으로 상호 평행하게 돌출된다. 분기 플레이트(254a, 254b)들은 상호 일정 간격으로 이격되어 돌출된다.
분기 플레이트(254a, 254b)들은 레저버(220)의 상부벽(215) 중앙에 관통된 제 1 및 제 2 레벨 센서(232, 234)들에 인접하게 연장된다. 이 때, 분기 플레이트(254a, 254b)들은 메인 플레이트(252a, 252b)로부터 서로 다른 길이로 연장된다. 그리고 분기 플레이트(254a, 254b)들은 레저버(220) 내부면의 하부로부터 상부로 갈수록 더 길게 연장된다.
이 실시예의 변형예로서, 도 8을 참조하면, 흔들림 방지부재(250')는 레저버(220a)의 양측벽(252a', 252b')에 복수 개의 분기 플레이트(254a', 254b')들이 돌출되는 구조를 갖는다. 레저버(220a)의 양측벽(252a', 252b')은 도 6의 메인 플레이트로 제공된다. 이 때, 분기 플레이트(254a', 254b')들은 각각의 양측벽(252a', 252b')들로부터 서로 다른 길이로 그리고 양측벽(252a', 252b')의 하부로부터 상부로 갈수록 더 길게 돌출된다.
이러한 흔들림 방지부재(250 또는 250')는 메인 및 분기 플레이트(252a, 252b, 254a, 254b 또는 252a', 252b', 254a', 254b')들의 외주면을 따라 레저버(220 또는 220a) 내부에 저장된 약액이 접촉하게 되어, 몸체의 이동 중에 흔들리 는 현상을 억제할 수 있다. 이는 약액의 점성을 이용하여 흔들림 방지부재와의 접촉면을 증가시킴으로써, 약액의 흔들리는 현상을 최소화할 수 있다. 그 결과, 약액의 안정화를 유도할 수 있으므로 센서들의 오동작을 방지할 수 있다.
계속해서 도 9 및 도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흔들림 방지부재의 구성을 도시한 도면들이다
도 9 및 도 10을 참조하면, 이 실시예의 흔들림 방지부재(250")는 레저버(220)의 상부벽(215)에 설치된다. 즉, 흔들림 방지부재(250")는 레저버(220) 상부벽(215)의 내부면에 결합되는 메인 플레이트(252c)와, 메인 플레이트(252c)로부터 하부 방향으로 수직하게 연장되는 복수 개의 분기 플레이트(254c)들을 포함한다. 이 경우, 제 1 및 제 2 센서(232, 234)들은 레저버(220)의 상부벽(215) 일측 가장자리에서 내부로 관통되게 설치된다. 따라서 분기 플레이트(254c)들은 제 1 및 제 2 센서(232, 234)들과 인접된 위치로부터 타측 가장자리 사이에 복수 개가 동일한 길이로 연장된다.
이 실시예의 흔들림 방지부재(250") 또한 도 7의 실시예와 동일하게 약액과의 접촉면을 증가시켜서 레저버(220) 내부에서 약액의 흔들림을 억제할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 약액 도포 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 약액 도포 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린팅 유닛의 구성을 도시한 사시도;
도 3은 도 2에 도시된 잉크젯 프린팅 유닛의 평면도;
도 4는 도 1에 도시된 약액 공급 장치의 구성을 도시한 사시도;
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 약액 공급 장치의 전면 및 후면 구성을 나타내는 도면들;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 흔드림 방지부재의 구성을 나타내는 사시도;
도 7은 도 6에 도시된 흔들림 방지부재의 레저버에 설치된 상태를 나타내는 도면;
도 8은 도 7에 도시된 흔드림 방지부재의 변형예의 구성을 도시한 도면; 그리고
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레저버 상부에 흔드림 방지부재가 설치된 구성을 도시한 도면들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 약액 도포 장치 110 : 잉크젯 프린팅 유닛
112 : 스테이지 114 : 지지대
120 : 척킹부 130 : 제 1 세정 유닛
140 : 제 2 세정 유닛 200 : 헤드 어셈블리
210 : 약액 공급 장치 220 : 레저버
230 : 센서 240 : 헤드
250 : 흔들림 방지부재

Claims (15)

  1. 약액 공급 장치에 있어서:
    대상물 상부 표면에 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들이 제공되는 노즐면을 갖는 헤드와;
    일측에 상기 헤드가 결합되어 적어도 하나의 방향으로 이동 가능한 몸체와;
    상기 몸체 내부에 형성되어 약액 공급원으로부터 약액을 받아서 저장하고 상기 노즐들로 약액을 공급하는 레저버와;
    상기 레저버에 저장된 약액의 수위를 감지하는 복수 개의 센서들 및;
    상기 레저버의 내부 일측면에 제공되어 상기 몸체가 이동 중에 상기 레저버 내부에 저장된 약액의 흔들림을 억제하여 상기 센서들의 오동작을 방지하는 흔들림 방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레저버는;
    상부벽 중앙에 상기 센서들이 관통되어 설치되고, 양측벽의 내부면에 상기 흔들림 방지부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레저버는;
    상부벽 일측에 상기 센서들이 관통되어 설치되고, 상기 상부벽의 내부면에 상기 흔들림 방지부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 흔들림 방지부재는;
    상기 내부면에 결합되는 메인 플레이트와;
    상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 상호 평행하게 돌출되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 흔들림 방지부재가 상기 양측벽의 상기 내부면에 설치된 경우, 상기 분기 플레이트들은 상기 메인 플레이트로부터 서로 다른 길이로 돌출되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분기 플레이트들은 상기 센서들에 이격되고, 상기 내부면의 하부에서 상부 방향으로 갈수록 더 길게 돌출되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서들은;
    상기 약액 공급원으로부터 상기 레저버로 약액을 공급하는 수위를 감지하는 제 1 레벨 센서와;
    상기 약액 공급원으로부터 상기 레저버로 약액의 공급을 중지하는 수위를 감지하는 제 2 레벨 센서를 포함하되;
    상기 제 1 센서와 상기 제 2 센서 사이는 상기 레저버의 상부벽을 관통하여 상기 수위 차에 대응하여 단차를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 약액 공급 장치는;
    상기 레저버의 상기 상부벽 중앙에 상기 제 1 및 상기 제 2 레벨 센서가 관통되어 설치되고, 상기 흔들림 방지부재는 상기 레저버의 양측벽의 내부면에 설치되되;
    상기 흔들림 방지부재는;
    상기 내부면에 결합되는 메인 플레이트와;
    일단이 상기 메인 플레이트에 결합되고 타단이 상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 상기 제 1 및 상기 제 2 온도 센서들에 인접하게 돌출되며 그리고, 상호 일정 간격 이격되고 상호 평행하게 구비되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분기 플레이트는;
    상기 내부면의 하부에서 상부 방향으로 갈수록 더 길게 돌출되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 약액 공급 장치는;
    상기 레저버의 상기 상부벽 일측에 상기 제 1 및 상기 제 2 레벨 센서가 관통되어 설치되고, 상기 흔들림 방지부재는 상기 레저버의 상기 상부벽의 내부면에 설치되되;
    상기 흔들림 방지부재는;
    상기 내부면에 결합되는 메인 플레이트와;
    상기 제 1 및 상기 제 2 레벨 센서들과 이격된 위치와 상기 상부벽의 타측 사이에 배치되고, 상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 동일한 길이로 돌출되며 그리고, 상호 일정 간격 이격되고 상호 평행하게 연장되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  11. 약액 도포 장치에 있어서:
    스테이지와;
    상기 스테이지 상부에 설치되어 대상물이 안착되는 척과;
    상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 헤드 어셈블리와;
    상기 헤드 어셈블리와 결합되고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 대상물 상부에서 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 구동 유닛을 포함하되;
    상기 헤드 어셈블리는;
    상기 대상물의 상부 표면으로 약액을 토출하는 복수 개의 노즐들을 제공하는 노즐면을 갖는 복수 개의 헤드들과;
    상기 헤드들 각각의 상기 노즐면의 타측과 결합되는 몸체와;
    상기 몸체의 내부에 제공되어 약액을 저장하고, 약액을 상기 노즐들로 공급하는 레저버와;
    상기 레저버의 상부벽에 관통되어 설치되고, 상기 레저버의 약액의 수위를 감지하는 복수 개의 센서들 및;
    상기 레저버 내부에 설치되어 상기 헤드 어셈블리가 이동 중에 상기 레저버 내부에 저장된 약액의 흔들림을 억제하여 상기 센서들의 오동작을 방지하는 흔들림 방지부재를 포함하는 약액 도포 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 흔들림 방지부재는;
    상기 레저버에 저장된 약액과 상기 레저버의 내부와의 접촉면이 증가되도록 상기 레저버의 양측벽의 내부면에 설치되는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 흔들림 방지부재는;
    상기 레저버에 저장된 약액과 상기 레저버의 내부와의 접촉면이 증가되도록 상기 레저버의 상기 상부벽의 내부면에 설치되는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 흔들림 방지부재는;
    상기 내부면에 설치되는 메인 플레이트와;
    상기 센서들에 인접하게 상기 메인 플레이트로부터 상기 레저버의 내부 중앙 방향으로 연장되는 복수 개의 분기 플레이트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 흔들림 방지부재가 상기 레저버의 상기 양측벽의 내부면에 설치되면, 상기 분기 플레이트들은 상기 양측벽의 하부에서 상부로 갈수록 더 길게 연장되는 것을 특징으로 하는 약액 도포 장치.
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