KR20230142538A - 액적 토출 장치 및 액적 토출 방법 - Google Patents
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Abstract
워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치에 있어서, 복수의 액적 토출 헤드와, 캐리지를 구비하고, 상기 복수의 액적 토출 헤드는, 제 1 기능액을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드와, 제 2 기능액을 토출하는 제 2 액적 토출 헤드와, 제 3 기능액을 토출하는 제 3 액적 토출 헤드를 가지며, 상기 캐리지는 인쇄방향을 따라서 2개 배치되며, 상기 제 1 액적 토출 헤드는 제 1 캐리지에 배치되며, 상기 제 2 액적 토출 헤드는 상기 제 1 캐리지와 제 2 캐리지의 각각에 배치되며, 상기 제 3 액적 토출 헤드는 상기 제 2 캐리지에 배치되며, 상기 제 1 액적 토출 헤드, 상기 제 2 액적 토출 헤드 및 상기 제 3 액적 토출 헤드는 상기 인쇄방향과 교차하는 방향으로 복수 마련되어 있다.
Description
본 개시는 액적 토출 장치 및 액적 토출 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1은 기판이 탑재되는 스테이지(워크 테이블)와, 워크 테이블을 수평방향으로 이동시키는 이동 기구와, 워크 테이블을 연직 축 주위로 회전시키는 회전 기구와, 워크 테이블보다 상방에 있어서 수평방향으로 나란하게 배치되며, 워크 테이블에 탑재되며, 기판에 대해 도포재를 도포하는 복수의 노즐과, 워크 테이블 상에 탑재된 기판을 촬상하는 제 1 촬상부와, 제 1 촬상부보다 좁은 화각이며, 높은 분해능으로 워크 테이블 상에 탑재된 기판을 촬상하는 제 2 촬상부와, 이동 기구, 회전 기구, 제 1 촬상부 및 제 2 촬상부를 제어하는 제어부를 구비한 도포 장치를 개시하고 있다.
특허문헌 2는 다수의 잉크 토출 노즐을 갖는 잉크젯 헤드를 수개 배치한 R, G, B의 각각 잉크젯 헤드 그룹이 복수 설치되어 있는 잉크젯 헤드 유닛을 구비하여 이루어지는 잉크젯 토출 장치에 있어서, 잉크젯 헤드 그룹이, 잉크젯 헤드를 각각 길이방향에 있어서 서로 중첩되며, 또한, 각각 잉크젯 헤드 단부 노즐 부근끼리가 길이방향에 있어서 근접하지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 토출 장치를 개시하고 있다.
본 개시에 따른 기술은, 액적 토출 장치의 인쇄방향에 있어서의 스테이지 길이를 짧게 한다.
본 개시의 일 태양은, 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치에 있어서, 상기 워크를 탑재하는 워크 테이블과, 상기 워크 테이블에 탑재된 상기 워크에 액적을 토출하는 복수의 액적 토출 헤드와, 상기 복수의 액적 토출 헤드가 장착된 캐리지와, 상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를 인쇄방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비하고, 상기 복수의 액적 토출 헤드는, 제 1 기능액을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드와, 제 2 기능액을 토출하는 제 2 액적 토출 헤드와, 제 3 기능액을 토출하는 제 3 액적 토출 헤드를 가지며, 상기 캐리지는 상기 인쇄방향을 따라서 2개 배치되며, 상기 제 1 액적 토출 헤드는 제 1 캐리지에 배치되며, 상기 제 2 액적 토출 헤드는 상기 제 1 캐리지와 제 2 캐리지의 각각에 배치되며, 상기 제 3 액적 토출 헤드는 상기 제 2 캐리지에 배치되며, 상기 제 1 액적 토출 헤드, 상기 제 2 액적 토출 헤드 및 상기 제 3 액적 토출 헤드는 상기 인쇄방향과 교차하는 방향으로 복수 마련되어 있다.
본 개시에 의하면, 액적 토출 장치의 인쇄방향에 있어서의 스테이지 길이를 짧게 할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 액적 토출 장치의 구성의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 2는 실시형태에 따른 액적 토출 장치의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 3은 캐리지의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 4는 액적 토출 헤드의 배치예를 도시하는 도면이다.
도 5는 액적 토출 헤드의 배치예를 도시하는 도면이다.
도 6은 액적 토출 헤드의 배치예를 도시하는 도면이다.
도 7은 서브 픽셀 내의 도포 영역을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 워크를 액적 토출 헤드를 향하여 이동시키는 형태를 도시하는 측면에서 본 설명도이다.
도 2는 실시형태에 따른 액적 토출 장치의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 3은 캐리지의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 4는 액적 토출 헤드의 배치예를 도시하는 도면이다.
도 5는 액적 토출 헤드의 배치예를 도시하는 도면이다.
도 6은 액적 토출 헤드의 배치예를 도시하는 도면이다.
도 7은 서브 픽셀 내의 도포 영역을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 워크를 액적 토출 헤드를 향하여 이동시키는 형태를 도시하는 측면에서 본 설명도이다.
종래, 기능액을 사용하여 기판에 묘화를 실행하는 장치로서, 당해 기능액을 액적으로 하고 토출하는 잉크젯 방식의 액적 토출 장치가 알려져 있다. 액적 토출 장치는 예를 들면, 유기 EL 장치, 칼라 필터, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치) 등의 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이: FPD)를 제조할 때 등 널리 이용되고 있다.
일반적인 잉크젯 방식의 액적 토출 장치는, 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출 헤드를 구비한 캐리지와, 워크를 탑재하는 스테이지(워크 테이블)와, 인쇄방향을 따라서 워크 테이블을 이동시키는 이동 기구를 구비하고 있다. 그리고, 캐리지에 대해 워크 테이블을 상대적으로 이동시키면서, 워크 상에 미리 형성된 뱅크에 대해 액적 토출 헤드로부터 기능액을 토출하는 것에 의해, 워크에 대한 묘화가 실행된다.
특허문헌 1에 기재된 도포 장치는, 캐리지가 구비하는 도포 노즐로부터, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 중 어느 하나의 도포재를 토출하는 구성이기 때문에, RGB 3색의 도포 처리를 실행하기 위해서는 도포 노즐로부터 토출하는 도포재를 바꿀 필요가 있다. 이 때문에, 기판에 RGB 3색의 도포 처리를 실행하기 위해서는, 워크 테이블을 인쇄방향으로 복수회, 왕복 이동시킬 필요가 있으며, 스루풋의 관점에서 개선의 여지가 있다.
한편, 특허문헌 2의 기재된 잉크젯 토출 장치에 있어서는, 레드(R)의 잉크만을 토출하는 노즐이 장착된 잉크젯 헤드 그룹(캐리지)과, 그린(G)의 잉크만을 토출하는 노즐이 장착된 캐리지와, 블루(B)의 잉크만을 토출하는 노즐이 장착된 캐리지가 각각 별도로 마련되어 있다. 그리고, 각각의 캐리지는 인쇄방향을 따라서 나란하게 배치되어 있다. 이와 같은 각 색 전용의 캐리지를 구비한 잉크젯 토출 장치에 의하면, 기판을 탑재한 워크 테이블을 인쇄방향으로 1번 이동시키는 것만으로 RGB 3색의 도포 처리를 실행할 수 있어서, 스루풋이 개선된다.
그렇지만, 1개의 캐리지에 대해 1색의 잉크를 토출하는 장치 구성의 경우, RGB 3색의 도포 처리를 실행하기 위해서는, 인쇄방향으로 3개의 캐리지를 배치할 필요가 있다. 워크에 잉크와 같은 기능액을 토출할 때에는, 워크 전체가 캐리지의 하방을 통과할 필요가 있으므로, 인쇄방향으로 나열되는 캐리지의 수가 많을수록, 인쇄방향에 있어서의 워크 테이블의 이동량도 증가한다. 즉, 인쇄방향으로 나열되는 캐리지의 수가 많을수록, 인쇄방향에 있어서의 스테이지의 길이를 길게 하는 것이 필요해져, 대형의 스테이지 소재(예를 들면, 그라나이트)의 조달 비용의 증대나 조달 시간의 장기화를 초래한다.
그래서, 본 개시에 따른 기술은 액적 토출 장치의 인쇄방향에 있어서의 스테이지 길이를 짧게 한다.
이하, 본 실시형태에 따른 액적 토출 장치 및 액적 토출 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.
<액적 토출 장치의 구성>
먼저, 본 실시형태에 따른 액적 토출 장치의 구성에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 액적 토출 장치(1)의 구성의 개략을 도시하는 측면도이다. 도 2는 액적 토출 장치(1)의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다. 또한, 이하에 있어서는, 인쇄방향(워크(W)의 주사방향)을 Y축방향, 인쇄방향에 직교하는 방향을 X축방향, Y축방향 및 X축방향에 직교하는 연직방향을 Z축방향, Z축방향 회전의 회전방향을 θ방향으로 한다.
액적 토출 장치(1)는 인쇄방향(Y축방향)으로 연장되며, 워크(W)를 인쇄방향으로 이동시키는 Y축 스테이지(10)와, Y축 스테이지(10)를 걸치도록 걸쳐 놓아지고, 인쇄방향에 직교하는 방향(X축방향)으로 연장되는 한쌍의 X축 스테이지(11, 11)를 갖고 있다. Y축 스테이지(10)의 상면에는, 한쌍의 Y축 가이드 레일(12, 12)이 Y축방향으로 연신하여 마련되며, 각 Y축 가이드 레일(12)에는, Y축 리니어 모터(13)가 마련되어 있다. 각 X축 스테이지(11)의 상면에는, X축 가이드 레일(14)이 X축방향으로 연신되어 마련되며, 당해 X축 가이드 레일(14)에는, X축 리니어 모터(15)가 마련되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는, Y축 스테이지(10) 상에 있어서, X축 스테이지(11)보다 Y축 부방향측의 영역을 반입·반출 영역(A1)이라 하고, 한쌍의 X축 스테이지(11, 11) 사이의 영역을 처리 영역(A2)이라 하고, X축 스테이지(11)보다 Y축 정방향측의 영역을 대기 영역(A3)이라 한다.
한쌍의 X축 스테이지(11, 11)에는, 캐리지 유닛(20)과 촬상 유닛(30)이 마련되어 있다. Y축 스테이지(10) 상에는, 워크 테이블(40)과, 플러싱 유닛(50)과, 토출 검사 유닛(60)이 마련되어 있다. 이들 워크 테이블(40), 플러싱 유닛(50), 토출 검사 유닛(60)은 Y축방향으로 이 순서로 배치되어 있다.
캐리지 유닛(20)은 X축 스테이지(11)에 있어서, 복수, 예를 들면, 10개 마련되어 있다. 각 캐리지 유닛(20)은 캐리지 플레이트(21)와, 캐리지 보지 기구(22)와, 캐리지(23)를 갖고 있다. 캐리지 보지 기구(22)는, 캐리지 플레이트(21)의 하면의 중앙부에 마련되며, 당해 캐리지 보지 기구(22)의 하단부에 캐리지(23)가 착탈 가능하게 장착되어 있다.
캐리지 플레이트(21)는 X축 가이드 레일(14)에 장착되며, X축 리니어 모터(15)에 의해 X축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 복수의 캐리지 플레이트(21)를 일체로 하여 X축방향으로 이동시키는 것도 가능하다.
캐리지(23)에는, 모터(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 이 모터에 의해, 캐리지(23)는 X축방향 및 θ방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 캐리지(23)에 마련된, 후술하는 액적 토출 헤드(24)도, X축방향 및 θ방향으로도 이동시킬 수 있다. 또한, 캐리지(23)의 X축방향 및 θ방향의 이동은, 예를 들면, 캐리지 보지 기구(22)에 의해 실행되어도 좋다.
캐리지(23)는 Y축방향을 따라서 2개 마련되어 있다. 본 명세서에서는, 이들 2개의 캐리지(23)의 한쪽을 제 1 캐리지(23a)라 기재하고, 다른쪽을 제 2 캐리지(23b)라 기재한다. 이들 제 1 캐리지(23a)와 제 2 캐리지(23b)를 구비한 캐리지 유닛(20)은 상술한 바와 같이 X축방향으로 복수 마련되어 있으므로, 각 캐리지(23a, 23b)도 X축방향으로 복수 마련되어 있다. 또한, 제 1 캐리지(23a)와 제 2 캐리지(23b)의 호칭은 설명의 편의상, 정해져 있을 뿐이며, Y축 부방향측의 캐리지(23)를 제 2 캐리지(23b)라 칭하고, Y축 정방향측의 캐리지(23)를 제 1 캐리지(23a)라 칭하여도 좋다.
캐리지(23)의 하면에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 액적 토출 헤드(24)가 Y축방향 및 X축방향으로 나란하게 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 각 캐리지(23a, 23b)에 있어서, Y축방향으로 6개, X축방향으로 6개, 즉 합계 36개의 액적 토출 헤드(24)가 마련되며, 각 액적 토출 헤드(24)는 지그재그 형상으로 배치되어 있다. Y축방향과 교차하는 방향(본 실시형태에서는, X축방향)으로 나열되는 6개의 액적 토출 헤드(24)는 직선형상으로 배치되는 것에 의해, 1개의 열을 이루고 있으며, 1개의 캐리지(23)당 액적 토출 헤드(24)의 열이 6열 형성되어 있다.
액적 토출 헤드(24)의 하면, 즉, 노즐면에는 복수의 토출 노즐(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 그리고, 당해 토출 노즐로부터는, 액적 토출 헤드(24) 바로 아래의 액적 토출 위치에 대해 기능액의 액적이 토출되도록 되어 있다.
복수의 액적 토출 헤드(24)에는, 제 1 기능액을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드(24a)와, 제 2 기능액을 토출하는 제 2 액적 토출 헤드(24b)와, 제 3 기능액을 토출하는 제 3 액적 토출 헤드(24c)가 있다. 제 1 내지 제 3 기능액은 각각 상이한 재료로 이루어지는 처리액이다.
제 1 액적 토출 헤드(24a)는 제 1 캐리지(23a)에 배치되어 있으며, 당해 제 1 캐리지(23a)에 있어서 Y축방향으로 나열되는 6열의 액적 토출 헤드(24)의 열 중, 제 2 캐리지(23b)로부터 먼 측에 위치하는 4열이 제 1 액적 토출 헤드(24a)이다.
제 2 액적 토출 헤드(24b)는 제 1 캐리지(23a)에 배치되어 있으며, 당해 제 1 캐리지(23a)에 있어서 Y축방향으로 나열되는 6열의 액적 토출 헤드(24)의 열 중, 제 2 캐리지(23b)에 가까운 측에 위치하는 2열이 제 2 액적 토출 헤드(24b)이다.
또한, 제 2 액적 토출 헤드(24b)는 제 2 캐리지(23b)에도 배치되어 있으며, 당해 제 2 캐리지(23b)에 있어서 Y축방향으로 나열되는 6열의 액적 토출 헤드(24)의 열 중, 제 1 캐리지(23a)에 가까운 측에 위치하는 2열도 제 2 액적 토출 헤드(24b)이다.
제 3 액적 토출 헤드(24c)는 제 2 캐리지(23b)에 배치되어 있으며, 당해 제 2 캐리지(23b)에 있어서 Y축방향으로 나열되는 6열의 액적 토출 헤드(24)의 열 중, 제 1 캐리지(23a)로부터 먼 측에 위치하는 4열이 제 3 액적 토출 헤드(24c)이다.
따라서, 도 3의 예에 있어서는, 제 1 액적 토출 헤드(24a)의 그룹, 제 2 액적 토출 헤드(24b)의 그룹, 제 3 액적 토출 헤드(24c)의 그룹이 Y축방향을 따라서 순서대로 배치되어 있다.
또한, 제 1 내지 제 3 액적 토출 헤드(24a 내지 24c)의 배치는 본 실시형태에서 설명한 배치로 한정되지 않는다. 예를 들면 도 4에 도시하는 바와 같이, Y축방향을 따라서, 제 2 액적 토출 헤드(24b)의 그룹, 제 1 액적 토출 헤드(24a)의 그룹, 제 2 액적 토출 헤드(24b)의 그룹, 제 3 액적 토출 헤드(24c)의 그룹이 순서대로 배치되어도 좋다. 또한, 예를 들면, 도 5에 도시하는 바와 같이, Y축방향을 따라서. 제 2 액적 토출 헤드(24b)의 그룹, 제 1 액적 토출 헤드(24a)의 그룹, 제 3 액적 토출 헤드(24c)의 그룹, 제 2 액적 토출 헤드(24b)의 그룹이 순서대로 배치되어도 좋다. 단, 도 4 및 도 5의 예에 있어서는, 제 2 액적 토출 헤드(24b)의 그룹이 Y방향에 있어서 2개소 존재하고 있지만, 기능액의 공급 기구의 간소화의 관점에서는, 동일한 종류의 기능액을 토출하는 액적 토출 헤드(24)는 서로 가까운 위치에 있는 것이 바람직하다.
이 때문에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1 캐리지(23a)가 갖는 제 2 액적 토출 헤드(24b)가, 제 1 액적 토출 헤드(24a)보다 제 2 캐리지(23b)측에 배치되며, 제 2 캐리지(23b)가 갖는 제 2 액적 토출 헤드(24b)가, 제 3 액적 토출 헤드(24c)보다 제 1 캐리지(23a)측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 각 액적 토출 헤드(24)는 본 실시형태와 같이 지그재그 형상으로 배치되는 것에 한정되지 않는다. 각 액적 토출 헤드(24)의 배치와 수는, 캐리지의 하면 형상이나 기능액의 도포 영역의 크기에 따라서 적절히 변경된다. 예를 들면, 도 3에 도시하는 각 액적 토출 헤드(24)의 배치가 720dpi의 묘화를 실행하기 위한 배치로 하면, 1080dpi의 묘화를 실행할 때에는, 예를 들면, 도 6과 같이 각 액적 토출 헤드(24)를 배치하여도 좋다.
도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 제 1 캐리지(23a)는 당해 제 1 캐리지(23a)의 중심부에 있어서 Z축방향(연직방향)이 회전 중심(C1)이 되도록 회전 가능하게 구성되어 있다. 또한, 제 2 캐리지(23b)는 당해 제 2 캐리지(23b)의 중심부에 있어서, Z축방향(연직방향)이 회전 중심(C2)이 되도록 회전 가능하게 구성되어 있다. 워크(W)에 대해 기능액을 토출할 때에는 필요에 따라서 캐리지(23)를 회전시키는 경우가 있지만, 캐리지(23)를 회전시킬 때에는, 회전 중심에 상대적으로 가까운 위치에 있는 액적 토출 헤드(24)일수록, 소망하는 위치 좌표로부터의 위치 어긋남이 억제된다. 이 때문에, 캐리지(23)의 회전 중심의 근방에는, 당해 캐리지(23)가 공급 가능한 기능액 중, 도포 영역이 가장 작은 기능액을 토출하여 액적 토출 헤드(24)를 배치하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 7에 도시하는 바와 같이, 서브 픽셀(200) 내에 제 1 기능액의 도포 영역(a)과, 제 2 기능액의 도포 영역(b)과, 제 3 기능액의 도포 영역(c)이 존재하며, 영역(a 내지 c) 중, 크기가 가장 작은 영역이 영역(a)이라 가정한다. 이 경우, 제 1 기능액의 도포 영역(a)이 다른 도포 영역(b, c)보다 작으므로, 제 1 기능액을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드(24a)가, 다른 액적 토출 헤드(24b, 24c)보다 캐리지(23)의 회전 중심에 가까운 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 3에 도시하는 제 1 캐리지(23a)에 있어서는, 공급 가능한 기능액이 제 1 기능액과 제 2 기능액이며, 이 중 도포 영역이 상대적으로 작은 제 1 기능액을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드(24a)가, 제 2 액적 토출 헤드(24b)보다 회전 중심(C1)에 가까운 위치에 배치되어 있다.
또한, 유기 발광 다이오드의 발광층을 형성할 때의 기능액으로서, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 잉크를 이용하는 경우, 서브 픽셀(200) 내의 도포 영역이 가장 작은 영역(a)은 레드(R)의 도포 영역이 된다. 이 때문에, 캐리지(23)를 회전시켜 잉크를 토출하는 경우에는, 레드(R)의 잉크를 토출하는 액적 토출 헤드(24)가, 다른 잉크를 토출하는 액적 토출 헤드보다 캐리지(23)의 회전 중심으로 가까운 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
다음에, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 촬상 유닛(30)은 캐리지(23)(액적 토출 헤드(24))를 사이에 두고 Y축방향으로 대향하여 마련된 제 1 촬상부(31)와 제 2 촬상부(32)를 갖고 있다. 제 1 촬상부(31) 및 제 2 촬상부(32)로서는, 예를 들면(CCD) 카메라가 이용되며, 워크 테이블(40)의 이동 중, 정지 중, 워크 처리 중(액적 토출 중) 중 어느 쪽에 있어서도, 당해 워크 테이블(40)에 탑재된 워크(W)를 촬상할 수 있다. 제 1 촬상부(31)는 캐리지(23)에 대해 Y축 부방향측에 배치되어 있으며, 제 2 촬상부(32)는 캐리지(23)에 대해 Y축 정방향측에 배치되어 있다. 또한, 촬상 유닛(30)은 X축방향으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
제 1 촬상부(31)는 한쌍의 X축 스테이지(11, 11) 중, Y축 부방향측의 X축 스테이지(11)의 측면에 마련된 베이스(33)에 지지되어 있다. 그리고, 제 1 촬상부(31)의 바로 아래에 워크 테이블(40)이 안내되었을 때, 제 1 촬상부(31)는 워크 테이블(40) 상에 탑재된 워크(W)를 촬상한다.
제 2 촬상부(32)는 한쌍의 X축 스테이지(11, 11) 중, Y축 정방향측의 X축 스테이지(11)의 측면에 마련된 베이스(34)에 지지되어 있다. 그리고, 제 2 촬상부(32)의 바로 아래에 워크 테이블(40)이 안내되었을 때, 제 2 촬상부(32)는 워크 테이블(40) 상에 탑재된 워크(W)를 촬상한다.
워크 테이블(40)은 예를 들면, 진공 흡착 테이블이며, 워크(W)를 흡착하고 탑재한다. 워크 테이블(40)은 당해 워크 테이블(40)의 하면측에 마련된 테이블 이동 기구(41)에 의해, X축방향으로 이동 가능한 동시에 θ방향으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 워크 테이블(40)과 테이블 이동 기구(41)는 테이블 이동 기구(41)의 하면측에 마련된 제 1 Y축 슬라이더(42)에 지지되어 있다. 제 1 Y축 슬라이더(42)는 Y축 가이드 레일(12)에 장착되며, Y축 리니어 모터(13)에 의해 Y축방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 워크(W)를 탑재한 상태에서 워크 테이블(40)을 제 1 Y축 슬라이더(42)에 의해 Y축 가이드 레일(12)을 따라서 Y축방향으로 이동시키는 것에 의해, 워크(W)를 Y축방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 테이블 이동 기구(41)가 워크 테이블(40)을 X축방향으로 이동시키고, θ방향으로 회전시키고 있었지만, 워크 테이블(40)을 X축방향으로 이동시키는 기구와 θ방향으로 회전시키는 기구는 각각 별도여도 좋다.
또한, 반입·반출 영역(A1)에 있어서의 워크 테이블(40)의 상방에는, 워크 테이블(40) 상의 워크(W)를 촬상하는 워크 얼라인먼트 카메라(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 그리고, 워크 얼라인먼트 카메라로 촬상된 화상에 기초하여, 제 1 Y축 슬라이더(42) 및 테이블 이동 기구(41)에 의해, 워크 테이블(40)에 탑재된 워크(W)의 Y축방향, X축방향 및 θ방향의 위치가 필요에 따라서 보정된다. 이에 의해, 워크(W)가 얼라인먼트되어 소정의 초기 위치로 설정된다.
플러싱 유닛(50)은 액적 토출 헤드(24)로부터의 검사 토출을 받는 유닛이다. 플러싱 유닛(50)에는, 복수, 예를 들면, 10개의 플러싱 회수대(51)가 X축방향으로 나란하게 마련되어 있다. 이 플러싱 회수대(51)의 수는, X축방향으로 나열되는 캐리지(23)의 수와 동일한 수이며, 플러싱 회수대(51)의 피치도 캐리지(23)의 피치와 동일하다.
플러싱 회수대(51)는 그 상면이 개구되고, 플러싱 회수대(51)가 대응하는 캐리지(23)의 바로 아래에 안내되었을 때에, 캐리지(23)의 액적 토출 헤드(24)로부터 액적이 토출되고(플러싱되고), 그 액적을 받아들여 수용하도록 되어 있다. 즉, 워크(W)에 액적으로 묘화하기 전에 플러싱 동작되고, 그 플러싱에 기초하는 액적을 플러싱 회수대(51)에서 회수한다.
토출 검사 유닛(60)은 액적 토출 헤드(24)로부터의 검사 토출을 받는 유닛이다. 토출 검사 유닛(60)에는, X축방향으로 연신하는 검사대(61)가 마련되어 있다. 검사대(61)의 상면에는, 표면에 필름 코팅이 실시된 검사 시트(62)가 배치되어 있다. 검사대(61)에 배치된 검사 시트(62)는, 검사대(61)가 액적 토출 헤드(24)의 바로 아래에 안내되었을 때에, 액적 토출 헤드(24)로부터 토출된 액적이 착탄되도록 되어 있다.
플러싱 유닛(50), 토출 검사 유닛(60)은 제 2 Y축 슬라이더(80)에 지지되어 있다. 제 2 Y축 슬라이더(80)는 Y축 가이드 레일(12)에 장착되며, Y축 가이드 레일(12)에 장착되며, Y축 리니어 모터(13)에 의해 Y축방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 플러싱 유닛(50) 및 토출 검사 유닛(60)도, 제 2 Y축 슬라이더(80)에 의해 Y축 가이드 레일(12)을 따라서 Y축방향으로 이동시킬 수 있다.
<제어부>
이상의 액적 토출 장치(1)에는, 제어부(150)가 마련되어 있다. 제어부(150)는 예를 들면, CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 데이터 격납부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 데이터 격납부에는, 예를 들면, 워크(W)에 토출되는 액적을 제어하여, 당해 워크(W)에 소정의 패턴을 묘화하기 위한 묘화 데이터(비트 맵 데이터)등이 격납되어 있다. 또한, 제어부(150)는 프로그램 격납부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 격납부에는, 액적 토출 장치(1)에 있어서의 각종 처리를 제어하는 프로그램 등이 격납되어 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 당해 기억 매체로부터 제어부(150)에 인스톨된 것이어도 좋다. 기억 매체는 일시적 기억 매체인지 비일시적 기억 매체인지를 문제삼지 않는다. 프로그램의 일부 또는 전부는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현되어도 좋다.
<액적 토출 장치에 있어서의 워크 처리>
다음에, 이상과 같이 구성된 액적 토출 장치(1)를 이용하여 실행되는 워크 처리에 대해 설명한다.
먼저, 반입·반출 영역(A1)에 워크 테이블(40)을 배치하고, 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 액적 토출 장치(1)에 반입된 워크(W)가 당해 워크 테이블(40)에 탑재된다. 계속해서, 워크 얼라인먼트 카메라에 의해 워크 테이블(40) 상의 워크(W)의 얼라인먼트 마크가 촬상된다. 그리고, 당해 촬상된 화상에 기초하여, 테이블 이동 기구(41)에 의해, 워크 테이블(40)에 탑재된 워크(W)의 X축방향 및 θ방향의 위치가 보정되어, 워크(W)의 얼라인먼트가 실행된다.
그 후, Y축 리니어 모터(13)에 의해, 워크 테이블(40)을 반입·반출 영역(A1)으로부터 처리 영역(A2)으로 이동시킨다. 처리 영역(A2)에서는, 액적 토출 헤드(24)의 하방으로 이동한 워크(W)에 대해, 당해 액적 토출 헤드(24)로부터 제 1 내지 제 3 기능액의 액적을 토출한다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이 워크(W)의 전면이 액적 토출 헤드(24)의 하방을 통과하도록, 워크 테이블(40)을 더욱 대기 영역(A3)측으로 이동시킨다. 이에 의해, 워크(W)에 소정의 패턴이 묘화된다.
그 후, 워크 테이블(40)을 대기 영역(A3)으로부터 반입·반출 영역(A1)으로 이동시킨다. 워크 테이블(40)이 반입·반출 영역(A1)으로 이동하면, 묘화 처리가 종료된 워크(W)가 액적 토출 장치(1)로부터 반출된다. 이에 의해, 일련의 워크 처리가 종료된다.
이상의 실시형태에 따른 액적 토출 장치(1)에 있어서는, Y축방향으로 2개의 캐리지(23)를 마련하는 것만으로, 3종류의 기능액의 도포를 실행할 수 있다. 즉, 종래와 같이 기능액의 종류마다 캐리지를 배치하지 않고 3종류의 기능액의 도포를 실행할 수 있기 때문에, Y축방향에 있어서의 캐리지의 수를 3개에서 2개로 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 기능액 토출시의 워크 테이블(40)의 Y축방향에 있어서의 이동량을 캐리지 1개분 줄이는 것이 가능해져, Y축 스테이지(10)의 Y축방향 길이를 짧게 할 수 있다.
또한, 종래와 같은 Y축방향으로 3개의 캐리지가 배치되는 구조의 경우, 캐리지의 메인터넌스 작업을 실행할 때에, 3개의 캐리지의 중앙에 위치하는 캐리지에 대해서는, 양 옆의 캐리지가 존재하는 것에 의해 작업자의 손이 들어갈 공간이 작다. 이 때문에, 메인터넌스 작업을 용이하게 실행할 수 없다. 한편, 본 실시형태에 따른 액적 토출 장치(1)에 있어서는, 각 캐리지(23)의 Y축 부방향측 또는 Y축 정방향측에 공간을 확보할 수 있기 때문에, 캐리지(23)의 메인터넌스 작업을 용이하게 실행할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 따른 액적 토출 장치(1)에 의하면, 캐리지(23)의 메인터넌스성을 담보하면서, Y축방향에 있어서의 장치의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 의해, Y축 스테이지(10)의 스테이지 소재의 사용량을 줄일 수 있어서, Y축 스테이지(10)의 조달 비용의 증대나 조달 시간의 장기화의 염려를 억제할 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 워크 이동 기구로서 Y축 리니어 모터(13)(제 1 Y축 슬라이더(42)) 및 테이블 이동 기구(41)를 이용하여 워크 테이블(40)을 Y축방향으로 이동시키고 있었지만, 캐리지 유닛(20)을 Y축방향으로 이동 가능하게 구성하고 액적 토출 헤드(24)를 Y축방향으로 이동시켜도 좋다. 또한, 워크 테이블(40)과 액적 토출 헤드(24)의 양쪽을 Y축방향으로 이동시켜도 좋다.
또한, 이상의 실시형태에서는, 유닛 이동 기구로서, Y축 리니어 모터(13)(제 2 Y축 슬라이더(80))를 이용하여, 플러싱 유닛(50) 및 토출 검사 유닛(60)을 Y축방향으로 이동시키고 있었지만, 캐리지 유닛(20)을 Y축방향으로 이동 가능하게 구성하고 액적 토출 헤드(24)를 Y축방향으로 이동시켜도 좋다. 또한, 플러싱 유닛(50) 및 토출 검사 유닛(60)과, 액적 토출 헤드(24)의 양쪽을 Y축방향으로 이동시켜도 좋다.
<액적 토출 장치의 적용예>
이상과 같이 구성된 액적 토출 장치(1)는 유기 발광 다이오드의 유기 EL층을 형성하는 기판 처리 시스템에 적용된다. 구체적으로, 액적 토출 장치(1)는 워크(W)로서의 유리 기판 상에 정공 주입층을 형성하기 위한 유기 재료를 도포하는 도포 장치, 유리 기판(정공 주입층) 상에 정공 수송층을 형성하기 위한 유기 재료를 도포하는 도포 장치, 유리 기판(정공 수송층) 상에 발광층을 형성하기 위한 유기 재료를 도포하는 도포 장치에 적용된다. 또한, 기판 처리 시스템에 있어서, 유기 발광 다이오드의 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층을 형성하는 것 외에, 전자 수송층과 전자 주입층도 형성하는 경우, 액적 토출 장치(1)는 이들 전자 수송층과 전자 주입층의 도포 처리에도 적용할 수 있다.
또한, 액적 토출 장치(1)의 Y축방향에 있어서의 캐리지 수가 3개에서 2개로 감소하는 것에 의해, 빈 공간에, 제 1 내지 제 3 기능액 이외의 기능액으로서 다른 액적 토출 장치에서 사용되는 기능액을 토출하기 위한 캐리지를 새롭게 배치하여도 좋다. 이 경우, 다른 액적 토출 장치에 마련되는 캐리지의 수를 감소시킬 수 있거나, 또는 다른 액적 토출 장치 자체를 불요로 할 수 있어서, 유기 발광 다이오드를 제조하기 위한 기판 처리 시스템 전체적으로 사용하는 스테이지 소재의 사용량을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 상술의 제 1 내지 제 3 기능액이 레드(R), 그린(G), 및 블루(B)의 잉크인 경우, 새롭게 배치되는 캐리지로서, 정공 주입층이나 정공 수송층의 형성 공정에서 사용되는 기능액을 토출하기 위한 캐리지를 배치하여도 좋다. 이에 의해, 발광층을 형성하기 위한 도포 장치로, 정공 주입층을 형성하기 위한 도포 장치나 정공 수송층을 형성하기 위한 도포 장치의 기능을 겸할 수 있다.
또한, 예를 들면, 캐리지 수가 3개에서 2개로 감소하는 것에 의해, 빈 공간에 새롭게 배치하는 캐리지로서는, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 양산용 잉크와는 성분이 상이한, 각 색의 시작용 잉크를 토출하는 캐리지를 배치하여도 좋다. 이 경우, 새롭게 배치된 캐리지에는, 시작용(試作用)의 잉크를 토출하는 각 색 전용의 액적 토출 헤드가 장착된다. 이와 같은 액적 토출 장치는, 제품의 양산용의 장치로서 사용할 수 있는 동시에, 연구·개발용의 장치로서도 사용할 수 있다. 또한, 이 형태에 있어서는, 각 색의 시작용 잉크의 액적 토출 헤드가 1개의 캐리지에 배치되게 되기 때문에, 1색당의 액적 토출 헤드의 열 수가 상대적으로 적어진다. 이 때문에, 소망하는 도포 영역에 시작용 잉크를 도포할 때에는, 워크 테이블을 복수회 왕복 이동시키는 것이 필요해져, 도포 완료까지의 시간이 길어진다. 그러나, 연구·개발을 위한 도포 작업이면, 도포 시간에 제약은 없기 때문에, 지장은 없다.
또한, 액적 토출 장치(1)는 상술한 바와 같이 유기 발광 다이오드의 유기 EL층을 형성할 때에 적용하는 것 외에, 예를 들면, 칼라 필터, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치) 등의 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이: FPD)를 제조할 때에도 적용하여도 좋으며, 혹은 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스터 형성, 및 광확산체 형성 등을 제조할 때에도 적용하여도 좋다.
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 상기의 실시형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일 이 없이, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
1: 액적 토출 장치
23: 캐리지
23a: 제 1 캐리지 23b: 제 2 캐리지
24: 액적 토출 헤드 24a: 제 1 액적 토출 헤드
24b: 제 2 액적 토출 헤드 24c: 제 3 액적 토출 헤드
40: 워크 테이블 42: 제 1 Y축 슬라이더
W: 워크
23a: 제 1 캐리지 23b: 제 2 캐리지
24: 액적 토출 헤드 24a: 제 1 액적 토출 헤드
24b: 제 2 액적 토출 헤드 24c: 제 3 액적 토출 헤드
40: 워크 테이블 42: 제 1 Y축 슬라이더
W: 워크
Claims (4)
- 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치에 있어서,
상기 워크를 탑재하는 워크 테이블과,
상기 워크 테이블에 탑재된 상기 워크에 액적을 토출하여 복수의 액적 토출 헤드와,
상기 복수의 액적 토출 헤드가 장착된 캐리지와,
상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를 인쇄방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비하고,
상기 복수의 액적 토출 헤드는,
제 1 기능액을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드와,
제 2 기능액을 토출하는 제 2 액적 토출 헤드와,
제 3 기능액을 토출하는 제 3 액적 토출 헤드를 가지며,
상기 캐리지는 상기 인쇄방향을 따라서 2개 배치되며,
상기 제 1 액적 토출 헤드는 제 1 캐리지에 배치되며,
상기 제 2 액적 토출 헤드는 상기 제 1 캐리지와 제 2 캐리지의 각각에 배치되며,
상기 제 3 액적 토출 헤드는 상기 제 2 캐리지에 배치되며,
상기 제 1 액적 토출 헤드, 상기 제 2 액적 토출 헤드 및 상기 제 3 액적 토출 헤드는 상기 인쇄방향과 교차하는 방향으로 복수 마련되어 있는
액적 토출 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 캐리지가 갖는 상기 제 2 액적 토출 헤드는 상기 제 1 액적 토출 헤드보다 상기 제 2 캐리지측에 배치되며,
상기 제 2 캐리지가 갖는 상기 제 2 액적 토출 헤드는 상기 제 3 액적 토출 헤드보다 상기 제 1 캐리지측에 배치되어 있는
액적 토출 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 캐리지는 상기 제 1 캐리지의 중심부에 있어서, 연직방향을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 구성되며,
상기 제 1 캐리지가 갖는 상기 액적 토출 헤드로 공급 가능한 기능액 중, 상기 워크로의 도포 영역이 상대적으로 작은 기능액을 토출하는 상기 액적 토출 헤드가 다른 액적 토출 헤드보다 상기 회전 중심에 가까운 위치에 배치되어 있는
액적 토출 장치. - 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 방법에 있어서,
상기 워크를 탑재하는 워크 테이블과,
상기 워크 테이블에 탑재된 상기 워크에 액적을 토출하는 복수의 액적 토출 헤드와,
상기 복수의 액적 토출 헤드가 장착된 캐리지와,
상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를 인쇄방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비하고,
상기 복수의 액적 토출 헤드는,
제 1 기능액을 토출하는 제 1 액적 토출 헤드와,
제 2 기능액을 토출하는 제 2 액적 토출 헤드와,
제 3 기능액을 토출하는 제 3 액적 토출 헤드를 가지며,
상기 캐리지는 상기 인쇄방향을 따라서 2개 배치되며,
상기 제 1 액적 토출 헤드는 제 1 캐리지에 배치되며,
상기 제 2 액적 토출 헤드는 상기 제 1 캐리지와 제 2 캐리지의 각각에 배치되며,
상기 제 3 액적 토출 헤드는 상기 제 2 캐리지에 배치되며,
상기 제 1 액적 토출 헤드, 상기 제 2 액적 토출 헤드 및 상기 제 3 액적 토출 헤드가 상기 인쇄방향과 교차하는 방향으로 복수 마련된,
액적 토출 장치를 이용하며,
상기 워크 테이블을 상기 캐리지의 하방을 통과시키는 것에 의해, 상기 워크 테이블에 탑재된 상기 워크에 상기 제 1 기능액, 상기 제 2 기능액 및 상기 제 3 기능액을 토출하여 묘화 처리를 실행하는
액적 토출 방법.
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