KR102217468B1 - 약액 토출 장치 - Google Patents

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Abstract

약액 토출 장치는 잉크젯 헤드, 레저버, 약액 교반부를 포함할 수 있다. 상기 잉크젯 헤드는 기판을 향하여 약액을 토출하도록 구비될 수 있다. 상기 레저버는 상기 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 약액을 수용하도록 구비될 수 있다. 상기 약액 교반부는 상기 레저버에 수용되는 약액을 교반시키도록 구비될 수 있다. 특히, 상기 약액 교반부는 상기 레저버에 수용되는 약액 내에서 자기력에 의해 회전하도록 구비되는 자기력 회전부와, 상기 레저버의 외부에서 상기 자기력 회전부로 상기 자기력을 제공하도록 구비되는 자기력 제공부로 이루어질 수 있다.

Description

약액 토출 장치{APPARATUS FOR DISPENSING DROPLET}
본 발명은 약액 토출 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 약액을 수용하도록 구비되는 레저버를 포함하는 약액 토출 장치에 관한 것이다.
유기 EL 소자 등과 같은 디스플레이 소자의 제조에서는 기판을 향하여 잉크젯 방식으로 약액을 토출하는 약액 토출 장치를 사용하여 기판 상에 약액을 토출하는 공정을 수행할 수 있다.
언급한 약액 토출 장치는 주로 기판을 향하여 약액을 토출하도록 구비되는 잉크젯 헤드, 잉크젯 헤드로 약액을 공급하기 위한 약액을 수용하도록 구비되는 레저버(reservoir) 등을 포함할 수 있다.
그리고 최근의 디스플레이 소자의 제조에서는 나노 입자를 포함하는 약액을 취급하고 있는데, 나노 입자가 레저버에 침전될 경우 불량으로 작용할 수 있기 때문에 교반 장치를 사용하여 나노 입자가 레저버에 침전되는 상황을 방지하고 있다.
종래의 교반 장치는 주로 모터 등을 포함하는 구성을 갖기 때문에 모터 진동으로 인하여 레저버까지 진동되는 상황이 발생할 수 있을 것이고, 그 결과 레저버에 형성되는 음압이 깨지는 상황까지 발생할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 과제는 레저버에 형성되는 음압에 영향을 끼치지 않으면서도 레저버에 나노 입자가 침전되지 않도록 약액을 교반할 수 있는 약액 토출 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치는 잉크젯 헤드, 레저버, 약액 교반부를 포함할 수 있다. 상기 잉크젯 헤드는 기판을 향하여 약액을 토출하도록 구비될 수 있다. 상기 레저버는 상기 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 약액을 수용하도록 구비될 수 있다. 상기 약액 교반부는 상기 레저버에 수용되는 약액을 교반시키도록 구비될 수 있다. 특히, 상기 약액 교반부는 상기 레저버에 수용되는 약액 내에서 자기력에 의해 회전하도록 구비되는 자기력 회전부와, 상기 레저버의 외부에서 상기 자기력 회전부로 상기 자기력을 제공하도록 구비되는 자기력 제공부로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 자기력 회전부는 상기 자기력에 의해 회전하도록 구비되는 회전 날개와, 상기 회전 날개를 지지함과 아울러 상기 레저버 내에 고정되도록 구비되는 고정 지지부로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 회전 날개는 막대 구조를 갖도록 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 자기력 제공부가 전압 조절이 가능하도록 구비될 때, 상기 자기력 회전부의 회전수는 상기 자기력 제공부의 전압 조절에 따른 자기력의 크기에 의해 조절될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 약액은 나노 입자를 포함하는 약액일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 레저버가 음압이 형성되도록 구비되는 음압 형성부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치는 레저버에 수용되는 약액을 교반시킬 때 자기력을 이용할 수 있다. 이에, 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치는 레저버에 형성되는 음압에 영향을 끼치지 않으면서도 레저버에 나노 입자가 침전되지 않도록 약액을 교반할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 약액 토출 장치는 잉크젯 헤드로 나노 입자를 갖는 약액을 안정적으로 공급하여 기판 상에 약액을 토출할 수 있기 때문에 공정 신뢰도의 향상을 기대할 수 있을 것이다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 구비되는 자기력 회전부의 일예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 구비되는 자기력 회전부의 다른예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치(100)는 유기 EL 소자 등과 같은 디스플레이 소자의 제조시 기판 상에 약액을 토출하기 위한 것으로써, 특히 기판 상에 나노 입자를 포함하는 약액을 토출하기 위한 것이다.
일예로, 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치(100)는 컬러 필터 등의 형성을 위한 약액 토출에 적용할 수 있을 것이다.
예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치(100)는 잉크젯 헤드(11), 레저버(13), 약액 교반부(15) 등을 포함할 수 있다.
잉크젯 헤드(11)는 약액의 토출을 위한 다수개의 노즐이 배치되도록 구비될 수 있다. 잉크젯 헤드(11)에 배치되는 다수개의 노즐은 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다. 노즐들에는 노즐들에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 구비될 수 있고, 압전 소자의 동작에 의해 노즐들을 통하여 기판 상으로 약액을 토출시킬 수 있다. 즉, 노즐들 각각에 구비되는 압전 소자 각각의 동작에 의해 노즐들 각각을 통하여 기판 상으로 약액을 토출시킬 수 있는 것이다. 특히, 노즐들로부터 토출되는 약액은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
이에, 본 발명의 약액 토출 장치(100)를 사용하는 컬러 필터 등의 형성을 위한 공정에서는 잉크젯 헤드(11)의 다수개의 노즐 각각으로부터 기판에 형성하는 R/G/B 픽셀들 각각에 약액을 토출시킬 수 있을 것이다.
레저버(13)는 잉크젯 헤드(11)로 공급하기 위한 약액을 저장, 즉 수용하도록 구비될 수 있다. 특히, 레저버(13)는 잉크젯 헤드(11)로 공급하기 위한 약액에 대한 버퍼 탱크 역할을 하도록 구비될 수 있다. 또한, 레저버(13)는 잉크젯 헤드(11)와 이웃하게 위치하도록 구비될 수 있다.
도시하지는 않았지만 본 발명에서의 약액 토출 장치(100)는 레저버(13)로 약액을 공급하도록 구비되는 캐니스터(canister)를 포함할 수 있다. 여기서, 캐니스터는 약액을 저장하는 저장 탱크 역할을 하도록 구비될 수 있다.
그리고 잉크젯 헤드(11)로부터 약액을 토출하지 않을 시에는 레저버(13)에는 음압이 형성되도록 해야 한다. 만약 레저버(13)의 음압이 파괴될 경우 잉크젯 헤드(11)의 노즐들 단부에 잔류하는 약액에 대한 메니스커스(meniscus)가 유지되지 못하고 약액이 잉크젯 헤드(11)의 노즐들을 타고 흘러내리거나 도는 유막을 형성하는 상황이 발생할 수 있다.
이에, 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치(100)는 음압 형성부(14)를 구비함으로써 잉크젯 헤드(11)로부터 약액을 토출하지 않고 있을 때 레저버(13)를 음압으로 형성할 수 있다. 즉, 본 발명의 약액 토출 장치(100)는 레저버(13)가 음압이 형성되도록 구비되는 음압 형성부(14)를 더 포함할 수 있는 것이다.
그리고 레저버(13)에 수용되는 약액이 레저버(13)에 침전될 경우 잉크젯 헤드(11)로의 제공에 따른 불량을 야기시킬 수 있을 것이다. 특히, 나노 입자를 포함하는 약액일 경우 레저버(13)에서의 침전이 발생할 경우 나노 입자로 인하여 더욱더 심각한 불량이 야기될 수 있을 것이다.
이에, 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치(100)는 언급한 약액 교반부(15)를 구비하여 레저버(13)에 수용되는 약액으로부터 나노 입자가 침전되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 약액 교반부(15)를 사용하여 레저버(13)에 수용되는 약액을 교반시킴으로써 레저버(13)에 수용되는 약액으로부터 나노 입자가 침전되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
그러나 약액 교반부(15)를 사용하는 약액의 교반시 레저버(13)에 교반에 따른 진동이 전달될 경우 레저버(13)에 형성하는 음압이 파괴될 수 있을 것이고, 언급한 바와 같이 잉크젯 헤드(11)의 노즐들 단부에 잔류하는 약액에 대한 메니스커스(meniscus)가 유지되지 못하고 약액이 잉크젯 헤드(11)의 노즐들을 타고 흘러내리거나 도는 유막을 형성하는 상황이 발생할 수 있다.
따라서 예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치(100)에서의 약액 교반부(15)는 레저버(13)에 수용되는 약액의 교반에 따른 진동 발생을 최소화할 수 있도록 구비되어야 한다.
이에, 예시적인 실시예들에 따른 약액 교반부(15)는 레저버(13)에 수용되는 약액을 자기력을 이용하여 교반시키도록 구비될 수 있다.
약액 교반부(15)는 자기력 회전부(17), 자기력 제공부(19)로 이루어질 수 있다. 자기력 회전부(17)는 레저버(13)에 수용되는 약액 내에서 자기력에 의해 회전하도록 구비될 수 있고, 자기력 제공부(19)는 레저버(13)의 외부에서 자기력 회전부(17)로 자기력을 제공하도록 구비될 수 있다.
약액 교반부(15)는 레저버(13)의 내부에 자기력 회전부(17)를 구비하고, 레저버(13)의 외부에 자기력 제공부(19)를 구비하여 레저버(13)의 외부에서 레저버(13)의 내부로 자기력을 제공함에 의해 약액을 교반시킬 수 있을 것이다.
그리고 자기력 회전부(17)는 레저버(13)에 수용되는 약액에 딥핑되게 위치하도록 구비될 경우 그 위치에 제한되지 않을 것이고, 레저버(13)에 수용되는 약액을 충분하게 교반시킬 수 있을 경우 그 개수에 제한되지 않을 것이다.
따라서 도 1에서와 같이, 자기력 회전부(17)는 레저버(13)의 저면 쪽에 구비될 수도 있을 것이고, 레저버(13)의 측면 쪽에 구비될 수 있을 것이다. 또한 도 1에서와 같이, 자기력 회전부(17)는 한 개 또는 그 이상의 개수로 구비될 수 있을 것이다.
더불어 자기력 제공부(19)는 자기력 회전부(17)에 자기력을 제공할 수 있을 경우 그 설치 위치에 한정되지 않을 것이다.
도 2는 도 1에 구비되는 자기력 회전부의 일예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에 구비되는 자기력 회전부의 다른예를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 자기력 회전부(17)는 회전 날개(21) 및 고정 지지부(23)로 이루어지도록 구비될 수 있다.
회전 날개(21)는 자기력에 의해 회전하도록 구비될 수 있고, 고정 지지부(23)는 회전 날개(21)를 지지함과 아울러 레저버(13) 내에 고정되도록 구비될 수 있다.
즉, 약액에 대한 교반 정도가 높아질수록 그리고 레저버(13)가 사각형과 같은 형태일 경우 약액의 교반시 약액의 유동 변화가 심해질 수 있기에 본 발명의 약액 토출 장치(100)는 고정 지지부(23)를 구비하여 회전 날개(21)를 지지하도록 함에 의해 약액의 교반시 회전 날개(21)가 이탈되는 것을 방지할 수 있을 것이다.
회전 날개(21)는 회전에 지장이 없을 경우 그 구조에 제한되지 않는다. 이에, 예시적인 실시예들에 따른 자기력 회전부(17)에 적용하기 위한 회전 날개(21)는 막대 구조를 갖도록 구비할 수 있다.
특히, 회전 날개(21)가 막대 구조를 가질 경우 막대 구조의 중심 영역에 고정 지지부(23)에 지지되는 구조를 갖도록 구비될 수 있을 것이다.
그리고 막대 구조를 갖는 회전 날개(21)는 도 2에서와 같이 일자형 막대 구조를 갖도록 구비될 수 있거나, 도 3에서와 같이 십자형 막대 구조를 갖도록 구비될 수 있다.
아울러, 막대 구조를 갖는 회전 날개(21)는 도 2 및 도 3과 달리 다양한 구조를 갖도록 구비될 수 있을 것이다.
또한, 자기력 회전부(17)의 예로서는 마그네틱바 등을 들 수 있을 것이다.
그리고 자기력 제공부(19)는 전압 조절이 가능하도록 구비될 수 있을 것이다. 이에, 자기력 회전부(17)의 회전수는 자기력 제공부(19)의 전압 조절에 따른 자기력의 크기에 의해 조절될 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 약액 토출 장치(100)는 자기력 제공부(19)의 전압 조절을 통하여 약액 교반에 대한 교반 정도를 달리할 수 있을 것이다.
언급한 바에 따르면, 본 발명의 액악 토출 장치는 레저버(13)에서의 음압 제어에 영향을 미치지 않으면서도 약액을 충분히 교반시켜 레저버(13)에 나노 입자의 침전을 방지할 수 있기 때문에 일정한 프린팅 품질을 유지할 수 있을 것이다.
또한, 약액의 충분한 교반을 통하여 균질한 나노 입자 분포를 유지할 수 있기 때문에 나노 입자가 잉크젯 헤드(11)의 노즐들로 로딩을 방지하여 이로 인한 약액의 미토출까지도 방지할 수 있을 것이다.
특히, 본 발명의 약액 토출 장치(100)는 약액 교반을 위한 회전 구동이 모터가 아닌 자기력을 이용하기 때문에 레저버(13)로의 진동을 유발하지 않으므로 레저버(13)의 음압을 일정하게 유지할 수 있기에 장치적 측면에서도 안정화를 구축할 수 있을 것이고, 나아가 자기력 제공부(19)가 레저버(13) 외부에 구비되기 때문에 유지 보수 또한 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
예시적인 실시예들에 따른 약액 토출 장치는 나노 입자를 갖는 약액을 취급하는 약액 토출 장치로써 최근의 OLED/QLED 등과 같은 디스플레이 소자의 제조에 보다 적극적으로 적용할 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11 : 잉크젯 헤드 13 : 레저버
14 : 음압 형성부 15 : 약액 교반부
17 : 자기력 회전부 19 : 자기력 제공부
21 : 회전 날개 23 : 고정 지지부
100 : 약액 토출 장치

Claims (6)

  1. 기판을 향하여 나노 입자를 포함하는 약액을 토출하도록 구비되는 잉크젯 헤드;
    상기 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 상기 약액을 수용하도록 구비되는 레저버;
    상기 레저버에 수용되는 상기 약액을 교반시키도록 구비되는 약액 교반부; 및
    상기 레저버가 음압이 형성되도록 구비되는 음압 형성부를 포함하고,
    상기 약액 교반부는 상기 레저버에 수용되는 상기 약액 내에서 자기력에 의해 회전하도록 구비되는 자기력 회전부와, 상기 레저버의 외부에서 상기 자기력 회전부로 상기 자기력을 제공하도록 구비되는 자기력 제공부로 이루어지되,
    상기 잉크젯 헤드로부터 상기 약액의 토출이 이루어지지 않을 때 상기 음압 형성부에 의해 형성되는 상기 레저버의 음압이 깨지는 것을 방지할 수 있게 상기 자기력 제공부는 전압 조절이 가능하도록 구비됨과 아울러 상기 전압 조절에 따른 자기력의 크기에 의해 상기 자기력 회전부의 회전수가 조절되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 약액 토출 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 자기력 회전부는 상기 자기력에 의해 회전하도록 구비되는 회전 날개와, 상기 회전 날개를 지지함과 아울러 상기 레저버 내에 고정되도록 구비되는 고정 지지부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 약액 토출 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 회전 날개는 막대 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 약액 토출 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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