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KR100980903B1 - 액적 분사 장치 및 도포체의 제조 방법 - Google Patents

액적 분사 장치 및 도포체의 제조 방법 Download PDF

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KR100980903B1
KR100980903B1 KR1020080119276A KR20080119276A KR100980903B1 KR 100980903 B1 KR100980903 B1 KR 100980903B1 KR 1020080119276 A KR1020080119276 A KR 1020080119276A KR 20080119276 A KR20080119276 A KR 20080119276A KR 100980903 B1 KR100980903 B1 KR 100980903B1
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Abstract

본 발명의 과제는 도포 대상물에 착탄한 액적의 표층막의 파열에 의한 도포체의 제조 불량의 발생을 방지할 수 있는 액적 분사 장치를 제공하는 것이다.
액적을 도포 대상물(2a)에 분사하여 도포하는 도포부와, 액적이 도포된 도포 대상물(2a)이 수용되는 수용 위치로부터 이격시켜 설치되고 복수의 관통 구멍을 갖는 분산판(41), 및 수용 위치와 분산판(41)과의 사이에 수용 위치에 대해 근접 또는 이격 가능하게 설치된 차폐판(42)을 구비하고, 액적이 도포된 도포 대상물을 수용 위치에 수용하는 수용실(5a)과, 수용실 내의 기체를 배기하는 배기부(5c)를 구비하고, 수용실은, 분산판의 표면으로부터 천장면측의 측면 및 천장면으로 이루어지는 면내에 마련된 개구부(K2)를 갖고 있고, 배기부는, 개구부를 통해 수용실 내의 기체를 배기합니다.
도포 대상물, 수용 위치, 분산판, 차폐판, 수용실, 배기부

Description

액적 분사 장치 및 도포체의 제조 방법 {LIQUID DROPLET SPRAYING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING APPLIED OBJECT}
본 발명은, 액적을 도포 대상물에 분사하여 도포하는 액적 분사 장치 및 도포체의 제조 방법에 관한 것이다.
액적 분사 장치는, 통상, 액정 표시 장치, 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치, 전자 방출 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 및 전기 영동 표시 장치 등의 다양한 표시 장치를 제조하기 위해 이용되고 있다.
액적 분사 장치는, 도포 대상물을 향해 복수의 노즐로부터 액적(예를 들어, 잉크)을 각각 분사하는 액적 분사 헤드(예를 들어, 잉크젯 헤드) 및 도포 대상물 상에 착탄한 액적을 건조시키는 건조부 등을 구비하고 있다. 이 액적 분사 장치는, 액적 분사 헤드에 의해 도포 대상물에 액적을 착탄시켜, 소정의 패턴의 도트열을 형성하고, 도포 대상물 상의 액적을 건조시켜, 예를 들어 컬러 필터나 블랙 매트릭스(컬러 필터의 프레임) 등의 도포체를 제조한다.
이러한 액적 분사 장치 중에는, 도포 대상물의 건조시, 진공 건조에 의해 잉크를 고속으로 건조시키는 액적 분사 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 일본특허공 개 제2001-235277호 공보 및 일본특허공개 제2003-234273호 공보 참조). 이 액적 분사 장치의 건조부는, 액적이 도포된 도포 대상물을 수용하는 진공 챔버 등의 수용실 내의 기체를 배기하여 수용실 내를 진공으로 하는 배기부 등을 구비하고 있다.
그러나, 진공 건조에 의해 고속으로 잉크를 건조시키면, 기류가 수용실 내에 발생하고, 그 기류에 의해 도포 대상물 상의 잉크 표면이 건조해 버린다. 이로 인해, 잉크 내로부터 발생하는 기체(예를 들어, 용제, 수분 및 용존 가스 등)가 완전히 빠져나가기 전에, 잉크 표면에 박막, 즉 표층막이 형성되어 버린다. 그 상태에서, 기체가 잉크 내로부터 발생하면, 그 기체에 의해 잉크 표면의 표층막이 파열하고, 그 파열 부분으로부터 잉크가 유출되기 때문에, 잉크의 비산이나 잉크의 얼룩이 생기고, 도포체의 제조 불량이 발생해 버린다.
본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것이고, 그 목적은, 도포 대상물에 착탄한 액적의 표층막의 파열에 의한 도포체의 제조 불량의 발생을 방지할 수 있는 액적 분사 장치 및 도포체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 제1 특징은, 액적 분사 장치에 있어서, 액적을 도포 대상물에 분사하여 도포하는 도포부와, 액적이 도포된 도포 대상물을 수용하는 수용실과, 수용실 내의 기체를 배기하는 배기부와, 배기부에 의해 수용실 내로부터 배기되는 기체의 배기 유량을 조정하는 조정부와, 상기 배기 유량을 최대 배기 유량보다 작게 하고, 상기 수용실 내의 진공압이 소정의 진공압이 된 경우, 상기 배기 유량을 상기 최대 배기 유량과 동일하게 되도록 상기 조정부를 제어하는 제어 수단을 포함하는 것이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 제2 특징은, 액적 분사 장치에 있어서, 액적을 도포 대상물에 분사하여 도포하는 도포부와, 상기 액적이 도포된 도포 대상물이 수용되는 수용 위치로부터 이격시켜 설치되고 복수의 관통 구멍을 갖는 분산판, 및 상기 수용 위치와 분산판과의 사이에 수용 위치에 대해 근접 또는 이격 가능하게 설치된 차폐판을 구비하고, 상기 액적이 도포된 상기 도포 대상물을 수용 위치에 수용하는 수용실과, 상기 수용실 내의 기체를 배기하는 배기부를 구비하고, 상기 수용실은, 상기 분산판의 표면으로부터 천장면측의 측면 및 천장면으로 이루어지는 면내에 마련된 개구부를 갖고 있고, 상기 배기부는, 개구부를 통해 수용실 내의 기체를 배기하는 것이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 제3 특징은, 도포체의 제조 방법에 있어서, 액적을 도포 대상물에 분사하여 도포하는 단계와, 액적이 도포된 도포 대상물을 수용실에 수용하는 단계와, 수용실 내의 기체를 배기하는 단계와, 상기 수용실 내로부터 배기되는 상기 기체의 배기 유량을 최대 배기 유량보다 작게 하고, 상기 수용실 내의 진공압이 소정의 진공압이 된 경우, 상기 배기 유량을 상기 최대 배기 유량과 동일하게 하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 제4 특징은, 도포체의 제조 방법에 있어서, 액적을 도포 대상물에 분사하여 도포하는 단계와, 상기 액적이 도포된 도포 대상물이 수용되는 수용 위치로부터 이격시켜 설치되고 복수의 관통 구멍을 갖는 분산판, 및 상기 수용 위치와 분산판과의 사이에 수용 위치에 대해 근접 또는 이격 가능하고 또한 상기 수용 위치의 상방에 설치된 차폐판을 구비하는 수용실에, 상기 액적이 도포된 상기 도포 대상물을 수용 위치에 위치시켜 수용하고, 수용한 상기 도포 대상물에 상기 차폐판을 근접시키는 단계와, 상기 분산판으로부터 천장면측의 측면 및 천장면으로 이루어지는 면내에 마련된 개구부를 통해 수용실 내의 기체를 배기하는 단계를 갖는 것이다.
본 발명에 따르면, 도포 대상물에 착탄한 액적의 표층막의 파열에 의한 도포체의 제조 불량의 발생을 방지할 수 있다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태에 대해 도1 내지 도6을 참조하여 설명한다.
도1에 도시하는 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 액적 분사 장치(1)는, 도포 대상물인 기판(2a)을 수용하는 기판 수용부(3)와, 액적을 기판(2a)에 분사하여 도포하는 도포부(4)와, 도포 완료된 기판(2a)을 건조시키는 건조부(5A)와, 건조 후의 기판(2a)인 도포체(2b)를 수용하는 도포체 수용부(6)와, 기판 수용부(3), 도포부(4), 건조부(5A) 및 도포체 수용부(6) 사이의 기판(2a)의 반송을 행하는 반송부(7)를 구비하고 있다.
기판 수용부(3)는, 가대(架臺)(3a)와, 그 가대(3a) 상에 착탈 가능하게 설치되는 수용 선반(3b)을 갖고 있다. 수용 선반(3b) 내에는 복수의 기판(2a)이 수용되어 있다. 이들의 기판(2a)이 반송부(7)에 의해 도포부(4)에 각각 반송된다.
도포부(4)는, 액체인 잉크를 액적으로서 기판(2a)에 도포하기 위한 잉크 도포 박스(4a)와, 그 잉크 도포 박스(4a)에 잉크를 공급하는 잉크 공급 박스(4b)를 갖고 있다. 잉크 도포 박스(4a)에는, 액적을 분사하는 복수의 액적 분사 헤드(8)가 설치되어 있다. 이 도포부(4)는, 각 액적 분사 헤드(8)에 의해, 잉크를 액적(잉크 방울)으로서 분사하고, 기판(2a)의 표면에, 예를 들어 컬러 필터의 프레임 패턴을 도포한다. 또한, 도포 완료된 기판(2a)은 반송부(7)에 의해 도포부(4)로부터 건조부(5A)에 반송된다.
건조부(5A)는, 도포 완료된 기판(2a)을 수용하는 진공 챔버 등의 수용실(5a) 등을 갖고 있다. 이 건조부(5A)는, 수용실(5a) 내의 기체를 배기하여 수용실(5a) 내를 진공으로 하여, 수용실(5a) 내에 수용한 도포 완료된 기판(2a) 상의 액적을 건조시킨다.
도포체 수용부(6)는, 가대(6a)와, 그 가대(6a) 상에 착탈 가능하게 설치되는 수용 선반(6b)을 갖고 있다. 이 수용 선반(6b)에는, 건조 완료된 기판(2a)인 도포체(2b)가 반송부(7)에 의해 반송되어 수용된다.
반송부(7)는, 상하 방향으로 이동 가능한 승강축(7a)과, 그 승강축(7a)의 상단부에 연결되어 수평면(X-Y 평면) 내에서 회전 가능한 링크(7b, 7c)와, 그 링크(7b, 7c)의 선단부에 설치된 아암(7d)을 갖고 있다. 이 반송부(7)는, 승강축(7a)의 승강 및 링크(7b, 7c)의 회전을 행하여, 기판 수용부(3)의 수용 선반(3b)으로부터 기판(2a)을 취출하여 도포부(4)에 반송하고, 또한, 도포 완료된 기판(2a)을 도포부(4)로부터 건조부(5A)에 반송하여 건조부(5A) 내에 적재하고, 나아가, 건조 완료된 기판(2a)인 도포체(2b)를 건조부(5A) 내로부터 취출하여 도포체 수용부(6)에 반송하여 수용 선반(6b) 내에 적재한다.
다음에, 도포부(4)에 대해 상세하게 설명한다.
도2에 도시하는 바와 같이, 도포부(4)에서는, 잉크 도포 박스(4a)와, 잉크 공급 박스(4b)가 서로 인접하여 배치되고, 모두 가대(11)의 상면에 고정되어 있다.
잉크 도포 박스(4a)의 내부에는, 기판(2a)을 보유 지지하고 이 기판(2a)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 기판 이동 기구(12)와, 액적 분사 헤드(8)를 각각 갖는 3개의 잉크젯 헤드 유닛(13)과, 그들의 잉크젯 헤드 유닛(13)을 일체로 X축 방향으로 이동시키는 유닛 이동 기구(14)와, 각 액적 분사 헤드(8)를 청소하는 헤드 유지 보수 유닛(15)과, 잉크를 수용하는 3개의 잉크 버퍼 탱크(16)가 설치되어 있다.
기판 이동 기구(12)는, Y축 방향 가이드판(17), Y축 방향 이동 테이블(18), X축 방향 이동 테이블(19) 및 기판 보유 지지 테이블(20)이 적층되어 있다. 이들의 Y축 방향 가이드판(17), Y축 방향 이동 테이블(18), X축 방향 이동 테이블(19) 및 기판 보유 지지 테이블(20)은 평판형으로 형성되어 있다.
Y축 방향 가이드판(17)은 가대(11)의 상면에 고정되어 있다. Y축 방향 가이드판(17)의 상면에는, 복수의 가이드 홈(17a)이 Y축 방향을 따라 설치되어 있다.
Y축 방향 이동 테이블(18)은, 각 가이드 홈(17a)에 각각 결합하는 복수의 돌기부(도시하지 않음)를 하면에 갖고 있고, Y축 방향 가이드판(17)의 상면에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한, Y축 방향 이동 테이블(18)의 상면에는, 복수의 가이드 홈(18a)이 X축 방향을 따라 설치되어 있다. 이 Y축 방향 이동 테이블(18)은, 이송 나사와 구동 모터를 이용한 이송 기구(도시하지 않음)에 의해 각 가이드 홈(17a)을 따라 Y축 방향으로 이동한다.
X축 방향 이동 테이블(19)은, 각 가이드 홈(18)에 결합하는 돌기부(도시하지 않음)를 하면에 갖고 있고, Y축 방향 이동 테이블(18)의 상면에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 X축 방향 이동 테이블(19)은, 이송 나사와 구동 모터를 이용한 이송 기구(도시하지 않음)에 의해 각 가이드 홈(18a)을 따라 X축 방향으로 이동한다.
기판 보유 지지 테이블(20)은, X축 방향 이동 테이블(19)의 상면에 고정되어 설치되어 있다. 이 기판 보유 지지 테이블(20)은, 기판(2a)을 흡착하는 흡착 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있고, 그 흡착 기구에 의해 상면에 기판(2a)을 고정하여 보유 지지한다. 흡착 기구로서는, 예를 들어 공기 흡착 기구 등을 이용한다. 또한, 기판 보유 지지 테이블(20)은, X축 방향 이동 테이블(19)과 함께 Y축 방향으로 이동하고, 보유 지지한 기판(2a)에 대해 잉크 방울의 도포를 행하는 도포 위치(도1 및 도2 참조)와, 기판 보유 지지 테이블(20) 상에 기판(2a)을 적재 강하하는 적재 위치로 이동 가능하다.
유닛 이동 기구(14)는, 가대(11)의 상면에 세워 설치된 한 쌍의 지지 기둥(21)과, 그들의 지지 기둥(21)의 상단부 사이에 연결되어 X축 방향으로 연장하는 X축 방향 가이드판(22)과, 그 X축 방향 가이드판(22)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 각 잉크젯 헤드 유닛(13)을 지지하는 베이스판(23)을 갖고 있다.
한 쌍의 지지 기둥(21)은, X축 방향에 있어서 Y축 방향 가이드판(17)을 사이에 끼우도록 설치되어 있다. 또한, X축 방향 가이드판(22)의 전방면에는, 가이드 홈(22a)이 X축 방향을 따라 설치되어 있다.
베이스판(23)은, 가이드 홈(22a)에 결합하는 돌기부(도시하지 않음)를 배면에 갖고 있고, X축 방향 가이드판(22)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 베이스판(23)은, 이송 나사와 구동 모터를 이용한 이송 기구(도시하지 않음)에 의해 가이드 홈(22a)을 따라 X축 방향으로 이동한다. 이러한 베이스판(23)의 전방면에는, 3개의 잉크젯 헤드 유닛(13)이 설치되어 있다.
각 잉크젯 헤드 유닛(13)은 베이스판(23)에 수직 설치되어 있고, 각각 액적 분사 헤드(8)를 구비하고 있다. 이들의 액적 분사 헤드(8)는, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)의 선단부에 각각 착탈 가능하게 설치되어 있다. 액적 분사 헤드(8)는, 액적이 토출되는 복수의 노즐을 갖고, 그들의 각 노즐로부터 액적을 기판(2a)을 향해 분사한다.
잉크젯 헤드 유닛(13)에는, 기판(2a)면에 대해 수직 방향, 즉 Z축 방향으로 액적 분사 헤드(8)를 이동시키는 Z축 방향 이동 기구(13a)와, 액적 분사 헤드(8)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 방향 이동 기구(13b)와, 액적 분사 헤드(8)를 θ방향으로 회전시키는 θ방향 회전 기구(13c)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 액적 분사 헤드(8)는, Z축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하고, θ축 방향으로 회전 가능하다.
헤드 유지 보수 유닛(15)은, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)의 이동 방향의 연장선 상이며 Y축 방향 가이드판(17)으로부터 이격하여 배치되어 있다. 이 헤드 유지 보수 유닛(15)은, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)의 액적 분사 헤드(8)를 청소한다. 또한, 헤드 유지 보수 유닛(15)은, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)의 액적 분사 헤드(8)가 헤드 유지 보수 유닛(15)에 대향하는 대기 위치까지 이동하면, 각 액적 분사 헤드(8)를 자동적으로 청소한다.
잉크 버퍼 탱크(16)는, 그 내부에 저류한 잉크의 액면과 액적 분사 헤드(8)의 노즐면과의 수두차(수두압)를 이용하여, 노즐 선단부의 잉크의 액면(메니스커스)을 조정한다. 이것에 의해, 잉크의 누출이나 토출 불량이 방지되어 있다.
잉크 공급 박스(4b)의 내부에는, 잉크를 각각 수용하는 복수의 잉크 탱크(24)가 착탈 가능하게 설치되어 있다. 각 잉크 탱크(24)는, 공급 파이프(25)에 의해 잉크 버퍼 탱크(16)를 통해 각각 액적 분사 헤드(8)에 접속되어 있다. 즉, 액적 분사 헤드(8)는, 잉크 탱크(24)로부터 잉크 버퍼 탱크(16)를 통해 잉크의 공급을 수용한다.
잉크로서는 수성 잉크, 유성 잉크 및 자외선 경화 잉크 등의 각종 잉크를 이용한다. 예를 들어, 유성 잉크는 안료, 용제(잉크 용제), 분산제, 첨가제 및 계면활성제 등의 각종 성분에 의해 구성되어 있다. 여기서, 컬러 필터의 프레임을 형성하는 경우에는 흑색 잉크가 이용된다. 이 프레임이라 함은, 광이 투과하는 투과 영역(RGB 영역)의 주위에 마련된 차광 영역이다.
또한, 용제로서는, 예를 들어 PGMEA(프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트), 시클로헥사논, BCTAC(부틸카르비톨 아세테이트)를 2 : 2 : 6의 비로 혼합한 용제를 이용한다. PGMEA 및 시클로헥사논의 증기압은 500 ㎩(20 ℃)이고, BCTAC의 증기압은 1.3 ㎩(20 ℃)이다.
가대(11)의 내부에는, 액적 분사 장치(1)의 각 부를 제어하기 위한 제어부(26) 및 각종 프로그램을 기억하는 기억부(도시하지 않음) 등이 설치되어 있다. 제어부(26)는, 각종 프로그램을 기초로 하여 Y축 방향 이동 테이블(18)의 이동 제어, X축 방향 이동 테이블(19)의 이동 제어, 베이스판(23)의 이동 제어, Z축 방향 이동 기구(13a)의 구동 제어, Y축 방향 이동 기구(13b)의 구동 제어 및 θ방향 회전 기구(13c)의 구동 제어 등을 행한다. 이것에 의해, 기판 보유 지지 테이블(20) 상의 기판(2a)과, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)의 액적 분사 헤드(8)와의 상대 위치를 다양하게 변화시킬 수 있다. 또한, 제어부(26)는, 각종 프로그램을 기초로 하여 건조부(5A)의 구동 제어 및 반송부(7)의 구동 제어 등을 행한다.
계속해서, 건조부(5A)에 대해 상세하게 설명한다.
도3 및 도4에 도시하는 바와 같이, 건조부(5A)는, 도포 완료된 기판(2a)을 수용하는 진공 챔버 등의 수용실(5a)과, 그 수용실(5a)의 바닥면(M1)에 출몰 가능하게 설치되어 돌출 위치에서 기판(2a)을 지지하는 지지부인 복수의 지지 핀(5b)(도4 참조)과, 수용실(5a)에 수용된 기판(2a)의 하방으로부터 수용실(5a) 내의 기체를 배기하는 배기부(5c)와, 그 배기부(5c)에 의해 수용실(5a) 내로부터 배기되는 기체의 배기 유량(㎥/s)을 조정하는 조정부(5d)를 구비하고 있다.
수용실(5a)은 상자형의 형상으로 형성되어 있고, 개폐 가능한 도어(31)(도3 참조)를 갖고 있다. 이 도어(31)로부터 도포 완료된 기판(2a)이 수용실(5a) 내에 수용된다. 도어(31)가 개방되어, 도포 완료된 기판(2a)이 수용실(5a) 내에 수용되고, 그 후, 그 도어(31)는 기밀하게 되도록 폐쇄된다. 건조 후, 다시 도어(31)가 개방되어, 건조 완료된 기판(2a)인 도포체(2b)가 취출된다. 또한, 수용실(5a)은, 그 바닥면(M1)에 마련된 개구부(K1)를 갖고 있다. 또한, 이 개구부(K1)는, 수용실(5a)의 바닥면(M1) 및 수용한 기판(2a)의 표면보다 바닥면(M1)측의 측면(M2)으로 이루어지는 면내에 마련된다.
지지 핀(5b)은 막대형으로 형성되어 있고, 수용실(5a)의 바닥면(M1)에 복수개 설치되어 있다. 이들의 지지 핀(5b)은 수용실(5a)의 바닥면(M1)으로 출몰 가능하게 형성되어 있고, 소정의 돌출 위치, 즉 기판(2a)의 수용 위치에서 서로 협력하여 기판(2a)을 지지한다.
배기부(5c)는, 수용실(5a)의 바닥면(M1)의 개구부(K1)에 접속된 배기 경로인 배기 파이프(32)와, 그 배기 파이프(32) 중에 설치된 진공 탱크(33)와, 배기 파이프(32)를 통해 수용실(5a) 내의 기체를 흡인하는 흡인부(34)를 갖고 있다.
배기 파이프(32)는, 수용실(5a)의 바닥면(M1)의 대략 중앙에 접속되어 있다. 진공 탱크(33)는 조정부(5d)와 흡인부(34)와의 사이에 설치되어 있다. 이 진공 탱크(33)는 흡인부(34)에 의해, 예를 들어 5 내지 10 ㎪의 소정의 진공압까지 흡인되어, 진공 상태가 된다. 흡인부(34)는, 수용실(5a)에 조정부(5d) 및 진공 탱크(33)를 통해 배기 파이프(32)에 의해 접속되어 있다. 흡인부(34)로서는, 예를 들어 흡인 펌프 등을 이용한다. 이 흡인부(34)는 제어부(26)에 의해 구동 제어되고, 배기 파이프(32)를 통해 수용실(5a) 내의 기체를 흡인하여 배기한다.
조정부(5d)는 배기 파이프(32)의 개구율을 변경하는 것이 가능하게 형성되어 있다. 이 조정부(5d)는 제어부(26)에 의해 구동 제어되어, 배기 파이프(32)의 개 구율을 변경한다. 조정부(5d)로서는, 예를 들어 버터플라이 밸브나 전자기 밸브 등의 개폐 밸브 등을 이용한다.
이러한 조정부(5d)는, 제어부(26)에 의한 구동 제어에 따라서 배기 파이프(32)의 개구율을 변경하고, 배기부(5c)에 의해 수용실(5a) 내로부터 배기되는 기체의 배기 유량을 단계적으로 변화시키고(단계 개방), 수용실(5a)의 바닥면(M1)의 개구부(K1)로부터 수용실(5a) 내의 기체를 배기하여, 수용실(5a) 내를 진공으로 한다. 이때, 제어부(26)는, 배기 유량을 단계적으로 변화시키도록, 즉 배기 유량을 최대 배기 유량보다 작게 하고, 수용실(5a) 내의 진공압이 소정의 진공압이 된 경우, 배기 유량을 최대 배기 유량으로 하도록 조정부(5d)를 제어한다.
이것에 의해, 예를 들어 도5에 도시하는 바와 같이, 파형(A)과 같은 진공 프로파일이 얻어진다. 파형(A)은, 배기 파이프(32)의 개구율을 바꾸어 배기 유량을 단계적으로 변경하고, 수용실(5a) 내의 기체를 배기한 경우의 파형이다. 또한, 파형(B)은, 배기 파이프(32)의 개구율을 100 ％로 하여 배기 유량을 바꾸는 일없이 고속으로 수용실(5a) 내의 기체를 배기한 경우의 파형이다(비교예).
우선, 조정부(5d)는 제어부(26)에 의해 구동 제어되어, 배기 파이프(32)의 개구율을 40 ％로 조정한다. 이것에 의해, 배기 파이프(32)의 개구율이 40 ％가 되고, 제1 단계의 배기 유량으로 수용실(5a) 내의 기체가 배기된다(도5 중의 100 s 부근까지).
계속해서, 조정부(5d)는, 제어부(26)에 의해 구동 제어되어, 진공압이 예를 들어 30 내지 50 ㎪ 정도가 된 경우(배기 개시로부터 약 100 s 후에), 배기 파이 프(32)의 개구율을 100 ％(완전 개방)로 조정한다. 이것에 의해, 배기 파이프(32)의 개구율이 100 ％가 되고, 제2 단계의 배기 유량으로 수용실(5a) 내의 기체가 배기된다(도5 중의 100 s 부근 이후). 이 제2 단계의 배기 유량은 제1 단계의 배기 유량보다 많아진다.
다음에, 이러한 액적 분사 장치(1)의 액적 도포 처리에 대해 설명한다. 액적 분사 장치(1)의 제어부(26)는 각종 프로그램을 기초로 하여 액적 분사 처리를 실행한다.
도6에 도시하는 바와 같이, 제어부(26)는 반송부(7)를 구동 제어하여, 기판 수용부(3)의 수용 선반(3b)으로부터 기판(2a)을 취출하여 도포부(4)에 반송하고, 그 기판(2a)을 도포부(4)의 기판 보유 지지 테이블(20) 상에 적재한다(단계 S1). 이 기판(2a)은, 흡착 기구에 의해 기판 보유 지지 테이블(20) 상에 보유 지지된다. 또한, 기판 보유 지지 테이블(20)은 적재 위치에 대기하고 있다.
계속해서, 제어부(26)는 도포부(4)를 구동 제어하여, 기판 보유 지지 테이블(20) 상의 기판(2a)에 대한 액적의 도포를 행한다(단계 S2). 상세하게는, 제어부(26)는 도포부(4)를 구동 제어하여, 기판 보유 지지 테이블(20)을 적재 위치로부터 도포 위치에 이동시키고, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)을 대기 위치로부터 기판(2a)에 대향하는 위치까지 이동시킨다. 그 후, 제어부(26)는 Y축 방향 이동 테이블(18) 및 X축 방향 이동 테이블(19)을 구동 제어하고, 나아가, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)의 액적 분사 헤드(8)를 구동 제어하고, 각 액적 분사 헤드(8)에 의해 도포 대상물인 기판(2a)을 향해 액적을 분사하는 분사 동작을 행한다.
이것에 의해, 각 액적 분사 헤드(8)는, 잉크를 액적으로 하여 각 노즐로부터 각각 분사하고, 이동하는 기판(2a)에 그들의 액적을 착탄시켜, 소정의 패턴의 도트열을 순차 형성한다. 또한, 분사 동작 완료 후, 제어부(26)는, 각 잉크젯 헤드 유닛(13)을 대기 위치까지 복귀시키고, 기판 보유 지지 테이블(20)을 도포 위치로부터 적재 위치에 이동시킨다.
그 후, 제어부(26)는 반송부(7)를 구동 제어하여, 적재 위치에 대기하는 기판 보유 지지 테이블(20)로부터 도포 완료된 기판(2a)을 취출하여 건조부(5A)에 반송하고, 그 기판(2a)을 건조부(5A)의 수용실(5a) 내에 적재한다(단계 S3). 이 기판(2a)은, 각 지지 핀(5b)에 의해 수용실(5a) 내에서 지지된다.
제어부(26)는 건조부(5A)를 구동 제어하여, 건조부(5A)의 수용실(5a) 내의 도포 완료된 기판(2a)을 건조시킨다(단계 S4). 상세하게는, 제어부(26)는 배기부(5c)를 구동 제어하고, 우선, 진공 탱크(33) 내를 예를 들어 5 내지 10 ㎪의 소정의 진공압으로 하고, 그 후, 조정부(5d)를 구동 제어하고, 수용실(5a)의 바닥면(M1)의 개구부(K1)로부터 수용실(5a) 내의 기체를 배기하여, 수용실(5a) 내를 진공으로 한다. 이때, 제어부(26)는, 배기부(5c)에 의해 수용실(5a) 내로부터 배기되는 기체의 배기 유량을 단계적으로 변화시키도록, 즉, 배기 파이프(32)의 개구율을 40 ％로 하여 배기 유량을 최대 배기 유량보다 작게 하고, 수용실(5a) 내의 진공압이 예를 들어 30 내지 50 ㎪의 소정의 진공압이 된 경우, 배기 파이프(32)의 개구율을 100 ％로 하여 배기 유량을 최대 배기 유량으로 하도록 조정부(5d)를 구동 제어한다. 이것에 의해, 수용실(5a)의 진공압은, 도5에 나타내는 파형(A)과 같 이 변화하고, 수용실(5a) 내는 진공 상태가 되고, 도포 완료된 기판(2a)의 건조가 완료한다.
그 후, 제어부(26)는 반송부(7)를 구동 제어하여, 건조부(5A)의 수용실(5a) 내로부터 건조 완료된 기판(2a)인 도포체(2b)를 취출하여 도포체 수용부(6)에 반송하고, 그 기판(2a)을 도포체 수용부(6)의 수용 선반(6b) 내에 적재한다(단계 S5).
다음에, 제어부(26)는, 기판 수용부(3)에 수용되어 있는 모든 기판(2a)에 대한 잉크 방울의 도포가 완료했는지 여부를 판단한다(단계 S6). 여기서는, 도포 완료된 기판(2a)의 개수를 카운트하고, 그 카운트치가 소정치에 도달하고 있는지 여부를 판단하고 있다. 모든 기판(2a)에 대한 잉크 방울의 도포가 완료했다고 판단한 경우에는(단계 S6의 예) 처리를 종료한다. 한편, 모든 기판(2a)에 대한 잉크 방울의 도포가 완료되어 있지 않다고 판단한 경우에는(단계 S6의 아니오) 처리를 단계 S1로 복귀하고, 전술한 처리를 반복한다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따르면, 배기부(5c)에 의해 수용실(5a) 내로부터 배기되는 기체의 배기 유량을 조정하는 조정부(5d)와, 그 배기 유량을 단계적으로 변화시키도록 조정부(5d)를 제어하는 것에 의해, 기류가 수용실(5a) 내에 발생하는 것이 억제되므로, 기판(2a)에 착탄한 액적(잉크 방울)의 표면에 발생하는 표층막의 형성을 억제하는 것이 가능해져, 그 표층막의 파열에 의한 도포체(2b)의 제조 불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 배기 유량을 최대 배기 유량보다 작게 하고, 수용실(5a) 내의 진공압이 소정의 진공압이 된 경우, 배기 유량을 최대 배기 유량으로 하도록 조정부(5d) 를 제어하는 것에 의해, 기류가 수용실(5a) 내에 발생하는 것이 확실히 억제되므로, 기판(2a)에 착탄한 액적(잉크 방울)의 표면에 발생하는 표층막의 형성을 확실히 억제할 수 있다.
부가하여, 수용실(5a)은, 수용한 기판(2a)의 표면보다 바닥면(M1)측의 측면(M2) 및 바닥면(M1)으로 이루어지는 면내에 마련된 개구부(K1)를 갖고 있고, 배기부(5c)는, 개구부(K1)를 통해 수용실(5a) 내의 기체를 배기하기 때문에, 기류가 수용실(5a) 내에 발생하는 것이 더 확실히 억제되므로, 기판(2a)에 착탄한 액적(잉크 방울)의 표면에 발생하는 표층막의 형성을 더 확실하게 억제할 수 있다.
(제2 실시 형태)
본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도5 및 도7을 참조하여 설명한다.
본 발명의 제2 실시 형태는, 기본적으로 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와의 차이점에 대해 설명한다. 또한, 제1 실시 형태에서 설명한 부분과 동일 부분은 동일한 부호로 나타내고, 그 설명도 생략한다.
도7에 도시하는 바와 같이, 건조부(5B)는, 도포 완료된 기판(2a)을 수용하는 진공 챔버 등의 수용실(5a)과, 그 수용실(5a)의 바닥면(M1)에 출몰 가능하게 설치되어 돌출 위치에서 기판(2a)을 지지하는 지지부인 복수의 지지 핀(5b)과, 수용실(5a)에 수용된 기판(2a)의 상방으로부터 수용실(5a) 내의 기체를 배기하는 배기부(5c)와, 배기부(5c)에 의해 수용실(5a) 내로부터 배기되는 기체의 배기 유량(㎥/s)을 조정하는 조정부(5d)를 구비하고 있다.
수용실(5a) 내에는, 도포 완료된 기판(2a)이 수용되는 수용 위치로부터 이격시켜 설치되고 복수의 관통 구멍(41a)을 갖는 분산판(41)과, 그 수용 위치와 분산판(41)과의 사이에 수용 위치에 대해 근접 또는 이격 가능하게 설치된 차폐판(42)과, 그 차폐판(42)을 각 지지 핀(5b)에 의해 지지된 기판(2a)에 대해 근접 또는 이격 방향으로 이동시키는 이동부(43)가 설치되어 있다. 또한, 수용실(5a)은, 그 천장면(M3)에 마련된 개구부(K2)를 갖고 있다. 또한, 이 개구부(K2)는, 수용실(5a)의 천장면(M3), 및 분산판(41)의 표면으로부터 천장면(M3)측의 측면(M2)으로 이루어지는 면내에 설치된다.
분산판(41)은, 수용실(5a) 내를 상측 공간과 하측 공간으로 구획하고 있다. 이 분산판(41)에는 관통 구멍(41a)이, 예를 들어 사각 형상으로 형성되어 있다. 분산판(41)으로서는, 예를 들어 펀칭 플레이트 등을 이용한다. 수용실(5a)의 상측 공간에는 배기부(5c)가 접속되어 있고, 하측 공간에는 도포 완료된 기판(2a)이 수용된다.
차폐판(42)은 도포 완료된 기판(2a)의 수용 위치, 즉 각 지지 핀(5b)에 의해 지지된 기판(2a)과 분산판(41)과의 사이를 이동 가능하게 형성되고, 그 기판(2a)에 대해 근접 또는 이격 가능하게 설치되어 있다. 차폐판(42)으로서는, 예를 들어 유리판 등을 이용한다. 또한, 배기부(5c)에 의한 배기를 행하는 경우에는, 차폐판(42)은 기판(2a)에 근접하는 근접 위치로 위치된다. 이때의 차폐판(42)과 기판(2a)과의 이격 거리(갭)는, 예를 들어 5 내지 10 ㎜ 정도이다.
이동부(43)는 차폐판(42)을 지지하고, 그 차폐판(42)을 기판(2a)에 대해 근접 또는 이격 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 차폐판(42)은, 기판(2a)의 수용 위치와 분산판(41)과의 사이에서 상하 방향으로 이동한다. 이 이동부(43)는, 제어부(26)에 의해 구동 제어된다. 또한, 배기부(5c)에 의한 배기가 행해지는 경우에는, 이동부(43)는 차폐판(42)과 기판(2a)과의 이격 거리가 예를 들어 5 내지 10 ㎜ 정도가 되도록 기판(2a)에 차폐판(42)을 근접시킨다. 또한, 반송부(7)에 의한 반송이 행해지는 경우에는, 이동부(43)는, 반송부(7)에 의한 반송 동작을 방해하지 않도록 기판(2a)으로부터 차폐판(42)을 이격시킨다.
배기부(5c)는 수용실(5a)의 천장면(M3)의 개구부(K2)에 접속된 배기 경로인 배기 파이프(44)와, 그 배기 파이프(44) 중에 설치된 진공 탱크(45)와, 배기 파이프(44)를 통해 수용실(5a) 내의 기체를 흡인하는 흡인부(46)를 갖고 있다.
배기 파이프(44)는 수용실(5a)의 천장면(M3)의 대략 중앙에 접속되어 있다. 진공 탱크(45)는 조정부(5d)와 흡인부(46)와의 사이에 설치되어 있다. 이 진공 탱크(45)는 흡인부(46)에 의해, 예를 들어 5 내지 10 ㎪의 소정의 진공압까지 흡인되어, 진공 상태가 된다. 흡인부(46)는 수용실(5a)에 조정부(5d) 및 진공 탱크(45)를 통해 배기 파이프(44)에 의해 접속되어 있다. 흡인부(46)로서는, 예를 들어 흡인 펌프 등을 이용한다. 이 흡인부(46)는 제어부(26)에 의해 구동 제어되고, 배기 파이프(44)를 통해 수용실(5a) 내의 기체를 흡인하여 배기한다.
조정부(5d)는 배기 파이프(44)의 개구율을 변경하는 것이 가능하게 형성되어 있다. 이 조정부(5d)는 제어부(26)에 의해 구동 제어되어, 배기 파이프(44)의 개구율을 변경한다. 조정부(5d)로서는, 예를 들어 버터플라이 밸브나 전자기 밸브 등의 개폐 밸브 등을 이용한다.
이러한 조정부(5d)는, 제어부(26)에 의한 구동 제어에 따라서, 배기 파이프(44)의 개구율을 100 ％(완전 개방)로 하여, 배기부(5c)에 의해 수용실(5a) 내로부터 배기되는 기체의 배기 유량을 최대 배기 유량으로 하고, 수용실(5a)의 천장면(M3)의 개구부(K2)로부터 수용실(5a) 내를 고속으로 배기하여 진공으로 한다. 이때, 제어부(26)는, 배기 유량이 최대 배기 유량이 되도록 조정부(5d)를 구동 제어한다. 이것에 의해, 예를 들어 도5에 도시하는 바와 같이 파형(B)과 같은 진공 프로파일이 얻어진다.
여기서, 액적 분사 장치(1)의 액적 도포 처리의 흐름은 제1 실시 형태와 마찬가지이다(도6 참조). 도6 중의 단계 S4에서는, 제어부(26)는 건조부(5B)를 구동 제어하여, 건조부(5B)의 수용실(5a) 내의 도포 완료된 기판(2a)을 건조시킨다(단계 S4). 상세하게는, 제어부(26)는, 우선 이동부(43)를 구동 제어하여, 수용 위치에 수용된 기판(2a)과 차폐판(42)과의 이격 거리가 예를 들어 5 내지 10 ㎜ 정도가 될 때까지, 기판(2a)에 대해 차폐판(42)을 근접시킨다. 그 후, 제어부(26)는 배기부(5c)를 구동 제어하여, 진공 탱크(45) 내를 예를 들어 5 내지 10 ㎪의 소정의 진공압으로 하고, 그 후, 조정부(5d)를 구동 제어하고, 수용실(5a)의 천장면(M3)의 개구부(K2)로부터 수용실(5a) 내의 기체를 배기하여, 수용실(5a) 내를 진공으로 한다. 이때, 제어부(26)는, 배기 파이프(44)의 개구율을 100 ％로 하여 배기 유량이 최대 배기 유량이 되도록 조정부(5d)를 구동 제어한다. 이것에 의해, 수용실(5a)의 진공압은 도5에 나타내는 파형(B)과 같이 변화하고, 수용실(5a) 내에는 진공 상 태가 되어, 도포 완료된 기판(2a)의 건조가 완료된다.
이상 설명한 바와 같이, 제2 실시 형태에 따르면, 복수의 관통 구멍(41a)을 갖는 분산판(41)을 수용실(5a) 내에 마련하고, 그 분산판(41)의 하방에 차폐판(42)을 설치하고, 도포 완료된 기판(2a)을 차폐판(42)의 하방에 위치시켜 차폐판(42)에 근접시켜 수용하고, 분산판(41)의 상방으로부터 수용실(5a) 내의 기체를 배기하는 것에 의해, 기류가 수용실(5a) 내에 발생하는 것을 억제되므로, 기판(2a)에 착탄한 액적(잉크 방울)의 표면에 발생하는 표층막의 형성을 억제하는 것이 가능해져, 그 표층막의 파열에 의한 도포체(2b)의 제조 불량의 발생을 방지할 수 있다.
(다른 실시 형태)
또한, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양하게 변경 가능하다.
예를 들어, 전술한 제1 실시 형태에 있어서는, 배기 유량을 최대 배기 유량보다 작게 하고, 수용실(5a) 내의 진공압이 소정의 진공압이 된 경우, 배기 유량을 최대 배기 유량으로 하도록 조정부(5d)를 제어하도록 하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 배기 유량을 반복하여 변화시켜, 수용실(5a) 내의 진공압이 소정의 진공압이 된 경우, 배기 유량을 최대 배기 유량으로 하도록 조정부(5d)를 제어하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 조정부(5d)는, 배기 파이프(32)의 개구율을 100 ％(완전 개방)와 0 ％(완전 폐쇄)로 반복 변경하고, 그 후, 배기 파이프(32)의 개구율을 100 ％로 하여 배기 유량을 최대 배기 유량으로 한다. 이때, 제어부(26)는, 예를 들어 PWM(펄스폭 변조) 제어 등을 행하고, 원하는 배기 유량 프로파일로 되도록, 배기 파이프(32)의 개구율을 100 ％와 0 ％로 반복하여 변경하도록 조정부(5d)를 제어한다.
또한, 전술한 제1 실시 형태에 있어서는, 배기 유량을 2단계로 하여 수용실(5a) 내의 기체를 배기하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 배기 유량을 3단계나 4단계로 하여 수용실(5a) 내의 기체를 배기하도록 해도 좋다. 또한, 초기의 배기 유량은 다른 배기 유량보다 적어지도록 설정된다.
또한, 전술한 제1 실시 형태에 있어서는, 조정부(5d)로서 개폐 밸브를 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 2연 펌프 등을 이용하도록 해도 좋다.
또한, 전술한 제1 실시 형태에 있어서는, 수용실(5a)의 바닥면(M1)에 배기 파이프(32)를 접속하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 수용된 기판(2a)의 표면으로부터 바닥면(M1)측의 측면(M2)에 접속하도록 해도 좋다. 또한, 수용실(5a)에 1개의 배기 파이프(32)를 접속하고, 그 배기 파이프(32)를 통해 흡인부(34)에 의해 수용실(5a) 내의 기체를 배기하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 수용실(5a)에 2개의 배기 파이프(32)를 접속하고, 그들의 배기 파이프(32)를 통해 흡인부(34)에 의해 수용실(5a) 내의 기체를 배기하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 2개의 배기 파이프(32)는, 잉크 표면에 발생하는 표층막의 형성을 촉진하는 기류를 발생시키지 않는 위치에 배치된다.
또한, 전술한 제2 실시 형태에 있어서는, 수용실(5a)의 천장면(M3)에 배기 파이프(44)를 접속하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 분산판(41)의 표면으로부터 천장면(M3)측의 측면(M2)에 접속하도록 해도 좋다. 또한, 수용실(5a)에 1개의 배기 파이프(44)를 접속하고, 그 배기 파이프(44)를 통해 흡인부(46)에 의해 수용실(5a) 내의 기체를 배기하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 수용실(5a)에 2개의 배기 파이프(44)를 접속하고, 그들의 배기 파이프(44)를 통해 흡인부(46)에 의해 수용실(5a) 내의 기체를 배기하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 2개의 배기 파이프(44)는, 잉크 표면에 발생하는 표층막의 형성을 촉진하는 기류를 발생시키지 않는 위치에 배치된다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액적 분사 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도.
도2는 도1에 도시하는 액적 분사 장치가 구비하는 도포부의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도3은 도1에 도시하는 액적 분사 장치가 구비하는 건조부의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도4는 도3에 도시하는 건조부의 개략 구성을 도시하는 모식도.
도5는 진공 배기 시간과 진공압과의 관계를 설명하기 위한 설명도.
도6은 도1에 도시하는 액적 분사 장치의 액적 도포 처리의 흐름을 설명하는 흐름도.
도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 액적 분사 장치가 구비하는 건조부의 개략 구성을 도시하는 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액적 분사 장치
2a : 도포 대상물(기판)
4 : 도포부
5a : 수용실
5c : 배기부
5d : 조정부
26 : 제어 수단(제어부)
41 : 분산판
41a : 관통 구멍
42 : 차폐판
K1, K2 : 개구부
M1 : 바닥면
M2 : 측면
M3 : 천장면
S2, S3, S4 : 단계

Claims (2)

  1. 액적을 도포 대상물에 분사하여 도포하는 도포부와,
    상기 액적이 도포된 상기 도포 대상물이 수용되는 수용 위치로부터 이격시켜 설치되고 복수의 관통 구멍을 갖는 분산판과, 상기 수용 위치와 상기 분산판과의 사이에 상기 수용 위치에 대해 근접 또는 이격 가능하게 이동시키는 이동부가 설치되고 또한 상기 수용 위치의 상방에 설치된 차폐판을 구비하고, 상기 액적이 도포된 상기 도포 대상물을 상기 수용 위치에 수용하는 수용실과,
    상기 수용실 내의 기체를 배기하는 배기부를 구비하고,
    상기 수용실은, 상기 분산판의 표면으로부터 천장면측의 측면 및 상기 천장면으로 이루어지는 면내에 마련된 개구부를 갖고 있고,
    상기 배기부는, 상기 개구부를 통해 상기 수용실 내의 기체를 배기하고,
    상기 수용실에 설치된 차폐판은, 상기 배기부에 의해 배기를 행하는 경우에 상기 도포 대상물에 근접하는 근접 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치.
  2. 액적을 도포 대상물에 분사하여 도포하는 단계와,
    상기 액적이 도포된 상기 도포 대상물이 수용되는 수용 위치로부터 이격시켜 설치되고 복수의 관통 구멍을 갖는 분산판과, 상기 수용 위치와 상기 분산판과의 사이에 상기 수용 위치에 대해 근접 또는 이격 가능하게 이동시키는 이동부가 설치되고 또한 상기 수용 위치의 상방에 설치된 차폐판을 구비하는 수용실에, 상기 액적이 도포된 상기 도포 대상물을 상기 수용 위치에 위치시켜 수용하고, 수용한 상기 도포 대상물에 상기 차폐판을 근접시키는 단계와,
    상기 분산판으로부터 천장면측의 측면 및 상기 천장면으로 이루어지는 면내에 마련된 개구부를 통해 상기 수용실 내의 기체를 배기하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 도포체의 제조 방법.
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