KR20080061776A - Method for uniforming ink drop volume ejected from inkjet head, method for forming pattern of display substrate and forming apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따라 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크 액적의 속도를 측정하여 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법을 설명하기 위한 도면1 is a view for explaining a method for uniforming the drop amount of ink by measuring the speed of the ink droplets ejected from the inkjet head according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따라 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크 액적의 면적을 측정하여 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법을 설명하기 위한 도면2 is a view for explaining a method for uniforming the drop amount of ink by measuring the area of ink droplets ejected from the inkjet head according to the related art.
도 3a와 3b는 본 발명에 따라 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크 액적의 체적을 측정하여 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법을 설명하기 위한 도면3A and 3B are views for explaining a method of measuring the volume of ink droplets ejected from the inkjet head to uniform the drop amount of ink according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따라 잉크젯 헤드의 각 노즐에서 분사된 잉크 액적(液滴)을 균일화하는 방법을 설명하기 위한 플로우챠트Fig. 4 is a flowchart for explaining a method of equalizing ink droplets ejected from each nozzle of an ink jet head according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따라 잉크젯 헤드의 각 노즐에서 분사된 잉크 액적을 균일화하는 방법을 설명하기 위한 플로우챠트FIG. 5 is a flowchart for explaining a method of equalizing ink droplets ejected from each nozzle of an inkjet head according to the present invention. FIG.
도 6은 본 발명에 따라 기판에 떨어진 잉크의 액적들을 3차원 스캐너를 이용하여 측정하는 것을 설명하기 위한 도면6 is a view for explaining the measurement of the droplets of the ink dropped on the substrate using a three-dimensional scanner in accordance with the present invention
도 7은 본 발명에 따른 잉크젯 패턴 형성 장치의 개략적인 구성도7 is a schematic configuration diagram of an inkjet pattern forming apparatus according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따라 표시 기판의 패턴 형성 방법의 흐름도8 is a flowchart of a method for forming a pattern of a display substrate according to the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 패턴 형성 장치의 개략적인 구성도9 is a schematic structural diagram of an inkjet pattern forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 기판 121,122 : 잉크 액적100 substrate 121122 ink droplets
본 발명은 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크의 드롭량을 균일하게 하는 방법, 표시 기판의 패턴 형성 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크의 드롭량을 균일하게 맞추어 프린팅된 막의 균일도를 우수하게 할 수 있는 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크의 드롭량을 균일하게 하는 방법, 표시 기판의 패턴 형성 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for uniforming the drop amount of ink ejected from an inkjet head, a pattern forming method and a device for a display substrate. The present invention relates to a method of making the drop amount of ink ejected from an ink jet head uniform, a pattern forming method and apparatus for a display substrate.
일반적으로, 잉크젯 프린터 헤드는 잉크의 미소한 액적(Drolet)을 원하는 영역에 토출시켜 인쇄하기 위한 필수적인 장치이다.In general, an inkjet printer head is an essential device for printing by ejecting a small droplet of ink to a desired area.
잉크젯 프린터 헤드에서 잉크를 인쇄하기 위한 방식으로는 열원을 이용하여 잉크에 버블(Bubble)을 발생시켜 이 힘으로 잉크를 토출시켜 전기-열 변환 방식(Electro-thermal transducer, 버블젯 방식)이 있다.As an inkjet printer head, a method of printing ink includes an electro-thermal transducer (bubble jet method) by generating a bubble in the ink using a heat source and discharging the ink with this force.
그리고, 압전체를 이용하여 압전체의 변형으로 인해 생기는 잉크의 체적 변화에 의해 잉크를 토출시키는 전기-기계 변환 방식(Electro-mechanical transducer, 압전방식)이 있다.In addition, there is an electro-mechanical transducer (piezoelectric method) for ejecting ink by volume change of ink caused by deformation of the piezoelectric body using a piezoelectric body.
한편, 산업용 평판 디스플레이 공정 기술 중, 잉크젯을 이용한 프린팅 기술은 기존의 스크린 프린팅이나 스퍼터링 방식의 생산 공정 비용을 낮추기 위해서 최근에 연구되어온 기술이다.Meanwhile, among industrial flat panel display process technologies, printing technology using inkjet has been recently studied to reduce the cost of screen printing or sputtering production processes.
그 중, 하나가 PZT 방식의 잉크젯 프린팅 기술이며, 미세 패터닝을 하기 위해 많이 연구되고 있다.One of them is PZT type inkjet printing technology, and many studies have been conducted for fine patterning.
하지만, 산업용으로 사용되고 있는 잉크젯 헤드의 경우, 잉크젯 헤드의 제조 광정에서 PZT의 정밀한 부착 및 구동방법에 한계가 있어, 각 노즐에서 분사되는 잉크의 량을 균일화하는 데 한계가 있다.However, in the case of an ink jet head used for industrial purposes, there is a limit in the method of precisely attaching and driving the PZT in the manufacturing light of the ink jet head, and thus there is a limit in uniformizing the amount of ink ejected from each nozzle.
따라서, 대부분의 PZT 구동방식의 잉크젯 헤드를 사용하는 장비에서는 잉크젯 헤드에서 분사되는 잉크의 속도를 측정하여 균일한 속도가 유지될 수 있도록 잉크젯 헤드에 인가되는 전압과 펄스등을 가변하여 잉크의 드롭 부피(Drop volume)이 균일하다고 가정하고 있다.Therefore, in most PZT-driven inkjet heads, the drop volume of ink is measured by varying the voltage and pulse applied to the inkjet head so that the uniform velocity can be maintained by measuring the speed of ink ejected from the inkjet head. It is assumed that (Drop volume) is uniform.
하지만, 잉크젯 헤드에서 분사되는 잉크의 속도는 각각의 위치별로 많은 차이를 보이고 있을 뿐만 아니라, 잉크젯 헤드에서 분사되는 드롭(Drop)의 속도가 정확하게 드롭 부피가 일치한다고 볼 수 없다.However, the speed of the ink ejected from the inkjet head is not only different from each position but also the drop volume of the ink ejected from the inkjet head does not exactly match the drop volume.
단지, 많은 실험을 통해서 잉크젯 헤드에서 분사되는 속도와 드롭 부피의 상관관계가 매우 높기 때문에 이런 방법을 활용하여 각각의 잉크젯 헤드에서 분사되 는 속도를 균일하게 유지할 수 있도록 하고 있다.However, many experiments have shown that the ejection speed of the ink jet head and the drop volume have a high correlation, and thus this method is used to maintain the uniform spray speed of each ink jet head.
도 1은 종래 기술에 따라 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크 액적의 속도를 측정하여 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 잉크젯 헤드에서 일정 거리만큼 떨어진 임의의 공간에서 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크 액적(液滴)을 광학 카메라를 이용하여 촬영한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining a method of uniforming the drop amount of ink by measuring the speed of ink droplets ejected from an inkjet head according to the prior art, and inkjet in an arbitrary space separated by a certain distance from the inkjet head. Ink droplets ejected from the head are photographed using an optical camera.
그리고, 광학 카메라로 촬영된 영상으로 잉크 액적이 이동한 거리 및 시간을 측정하여 잉크 방출의 분사속도를 알아냄으로써, 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법이다.Then, by measuring the distance and time the ink droplets moved by the image taken by the optical camera to find the ejection speed of the ink discharge, it is a method of making the ink drop amount uniform.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드에서 일정 거리만큼 떨어진 임의의 공간에 존재하는 기준 선상(P-P')에서 잉크 액적이 이동되어 제 1 위치(10)에 존재할 때, 기준 선상(P-P')에서 잉크 액적의 제 1 위치(10)까지의 이동 거리(d1) 및 시간(t1)을 알 수 있다.That is, as shown in FIG. 1, when the ink droplets are moved and present at the
그리고, 잉크 액적이 제 2 위치(20)에 존재하면, 잉크 액적의 제 1 위치(10)에서 제 2 위치(20)까지의 이동 거리(d2) 및 시간(t2)을 알 수 있다.Then, when the ink droplets are present in the
그러므로, 잉크 액적의 제 1 위치(10)에서 제 2 위치(20)까지의 이동 거리는 d2-d1이고, 이동 시간은 t2-t1이므로, 잉크 액적의 분사된 속도는 (d2-d1)/(t2-t1)의 식을 이용하여 계산되어 진다.Therefore, since the moving distance from the
이러한 방식으로, 각각의 노즐에서 분사되는 잉크의 속도를 측정할 수 있다.In this way, the speed of ink ejected from each nozzle can be measured.
전술된 바와 같이, 측정한 속도가 각 노즐별로 다르게 나타날 경우, 각 노즐에 인가되는 전압 또는 펄스의 폭을 가변하여 각각의 노즐이 일정한 속도로 잉크 분사를 유지할 수 있게 된다.As described above, when the measured speed is different for each nozzle, each nozzle may maintain the ink jet at a constant speed by varying the width of the voltage or pulse applied to each nozzle.
도 2는 종래 기술에 따라 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크 액적의 면적을 측정하여 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 기판 상부에 잉크를 떨어뜨려, 기판(40) 상부에 떨어진 잉크 액적들(31,32,33,34)을 광학 카메라를 이용하여 외곽 원주를 계산한다.FIG. 2 is a view for explaining a method of uniforming the drop amount of ink by measuring the area of ink droplets ejected from the inkjet head according to the related art. The
그 다음, 계산된 잉크 액적의 원주로 반지름을 구하고, 반지름을 이용하여 액적의 표면적을 구한다.Then, the radius is obtained from the calculated circumference of the ink droplet, and the radius is used to obtain the surface area of the droplet.
이 후, 각 노즐별로 잉크 액적의 표면적이 균일하지 않은 경우, 전압과 펄스를 보정하여 균일한 크기가 형성될 수 있도록 하는 방식이다.Subsequently, when the surface area of the ink droplets is not uniform for each nozzle, a uniform size can be formed by correcting voltage and pulse.
이러한 방법은 기판의 표면 특성에 따라 잉크 액적의 면적이 달라지게 된다.In this method, the area of the ink droplets varies depending on the surface characteristics of the substrate.
즉, 기판의 종류 및 잉크의 점도에 따라 정확하게 잉크 액적의 크기를 측정하는데 한계가 있었다.That is, there was a limit in accurately measuring the size of the ink droplets according to the type of substrate and the viscosity of the ink.
따라서, 전술된 바와 같이 잉크젯 헤드에서 분사되는 잉크의 속도 및 분사된 잉크 액적의 면적을 측정하는 종래 기술은 잉크젯 헤드의 노즐에서 분사되는 잉크의 드롭량과 치환되는 것이 아니기 때문에, 많은 오차 요소를 가지고 있다.Therefore, the conventional technique of measuring the speed of ink jetted from the inkjet head and the area of jetted ink droplets as described above does not replace the drop amount of ink jetted from the nozzle of the inkjet head, and therefore has many error factors. have.
이러한, 오차 요소를 가지고 방법으로 잉크젯 헤드의 각 노즐에서 분사되는 잉크의 드롭량을 균일하게 맞추어 잉크를 프린팅하는 경우, 프린팅된 막의 균일도가 떨어지게 되고, 균일도가 떨어짐으로 인하여 제품의 불량을 초래하게 된다.When the ink is printed by uniformly adjusting the drop amount of ink ejected from each nozzle of the inkjet head with the error factor, the uniformity of the printed film is lowered, and the uniformity is reduced, resulting in product defects. .
결국, 상기의 제품 불량은 전체적인 생산 수율을 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제품에 대한 신뢰도를 저하시키는 요인이 된다.As a result, the above-described product defects can not only lower the overall production yield, but also lower the reliability of the product.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 잉크 액적들의 체적을 측정하고, 노즐들로 인가되는 전압의 크기 또는 펄스를 보상함으로써,노즐에서 분사된 드롭량을 균일하게 할 수 있는 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법, 표시 기판의 패턴 형성 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention measures the volume of ink droplets and compensates the magnitude or pulse of the voltage applied to the nozzles, so that the ink jet head can make the drop amount ejected from the nozzle uniform. An object of the present invention is to provide a method of making the drop amount of the injected ink uniform, a method of forming a pattern on a display substrate, and an apparatus.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는, A first preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is
잉크젯 헤드에 구비된 복수개의 노즐들 각각에 전압을 인가하여 각 노즐들에서 대상면 상부로 잉크 액적을 분사하는 단계와;Applying a voltage to each of the plurality of nozzles provided in the inkjet head to eject ink droplets from the nozzles onto the object surface;
상기 대상면 상부에 분사된 잉크 액적들의 체적을 측정하는 단계와;Measuring a volume of ink droplets injected onto the target surface;
상기 측정된 각 노즐들별 잉크 액적의 체적이 균일하는지 여부를 판단하는 단계와; Determining whether the volume of each of the measured ink droplets is uniform;
상기 측정된 각 노즐별 잉크 액적의 체적이 균일하지 않으면, 전압의 크기 또는 펄스를 보상하는 단계와;Compensating for the magnitude or pulse of the voltage if the volume of the ink droplets for each nozzle is not uniform;
상기 보상된 전압을 노즐들에 인가하여, 각 노즐별 분사된 액적의 체적을 균일화시키는 단계를 포함하여 구성된 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크의 드롭(Drop)량 을 균일하게 하는 방법이 제공된다.Applying the compensated voltage to the nozzles, there is provided a method of uniforming the drop amount of the ink ejected from the inkjet head comprising the step of equalizing the volume of the ejected droplet for each nozzle.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는, A second preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is
패턴을 형성할 표시 기판을 준비하는 단계와;Preparing a display substrate on which a pattern is to be formed;
잉크젯 헤드에 구비된 복수개의 노즐들에서 잉크를 분사시켜, 상기 표시 기판에 잉크젯 프린팅하여 일부 패턴을 형성하는 단계와;Spraying ink from a plurality of nozzles provided in the inkjet head to inkjet printing the display substrate to form a partial pattern;
상기 복수개의 노즐들에서 분사된 잉크의 액적들의 체적을 측정하고, 상기 노즐들에서 분사되는 잉크의 드롭량을 균일하기 위하여 상기 잉크젯 헤드에 인가되는 전압을 보상하는 단계와;Measuring a volume of droplets of ink ejected from the plurality of nozzles, and compensating a voltage applied to the inkjet head to uniformize a drop amount of ink ejected from the nozzles;
상기 보상된 전압을 상기 잉크젯 헤드에 인가하여 상기 표시 기판에 전체 패턴을 형성하는 단계로 이루어진 표시 기판의 패턴 형성 방법이 제공된다.A pattern forming method of a display substrate is provided, wherein the compensated voltage is applied to the inkjet head to form an entire pattern on the display substrate.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는, A third preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is
복수개의 노즐들이 구비되어 있는 잉크젯 헤드부와;An ink jet head unit having a plurality of nozzles;
상기 잉크젯 헤드부에 전압을 인가하는 전압 인가부와;A voltage applying unit applying a voltage to the inkjet head unit;
상기 잉크젯 헤드부의 복수개의 노즐들에서 분사된 잉크 액적들을 3차원 스캐닝하는 3차원 스캐너와;A three-dimensional scanner for three-dimensional scanning ink droplets ejected from the plurality of nozzles of the inkjet head unit;
상기 3차원 스캐너에서 스캐닝된 신호로 상기 잉크 액적들의 체적을 계산하는 체적 계산부와;A volume calculator which calculates volumes of the ink droplets using signals scanned by the three-dimensional scanner;
상기 체적 계산부에서 계산된, 잉크 액적들의 체적으로 상기 복수개의 노즐 들에 인가되는 전압을 보상하는 전압 보상부와;A voltage compensator for compensating a voltage applied to the plurality of nozzles by the volume of ink droplets calculated by the volume calculator;
상기 전압 보상부에서 보상된 전압을 저장하는 저장부와;A storage unit for storing the voltage compensated by the voltage compensation unit;
상기 전압 인가부, 3차원 스캐너, 체적 계산부, 전압 보상부와 저장부를 제어하는 제어부로 구성된 잉크젯 패턴 형성 장치가 제공된다.An inkjet pattern forming apparatus including a voltage applying unit, a three-dimensional scanner, a volume calculator, a voltage compensator, and a control unit for controlling the storage unit is provided.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 4 양태(樣態)는, A fourth preferred aspect for achieving the above objects of the present invention is
복수개의 노즐들이 구비되어 있는 잉크젯 헤드부와; An ink jet head unit having a plurality of nozzles;
상기 잉크젯 헤드부를 구동시킬 수 있는 구동부와;A driving unit capable of driving the inkjet head unit;
상기 잉크젯 헤드부의 복수개의 노즐들에서 분사된 잉크 액적들을 3차원 스캐닝하는 3차원 스캐너와;A three-dimensional scanner for three-dimensional scanning ink droplets ejected from the plurality of nozzles of the inkjet head unit;
상기 3차원 스캐너에서 스캐닝된 신호를 입력받아 상기 구동부로 데이터를 출력하는 컴퓨터로 구성된 잉크젯 패턴 형성 장치가 제공된다.Provided is an inkjet pattern forming apparatus including a computer that receives a signal scanned by the 3D scanner and outputs data to the driving unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3a와 3b는 본 발명에 따라 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크 액적의 체적을 측정하여 잉크의 드롭(Drop)량을 균일하게 하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드에서 잉크를 분사하여 기판(100) 상부에 잉크 액적들(121,122)을 드롭시킨다.3A and 3B are views for explaining a method of uniformizing the drop amount of ink by measuring the volume of ink droplets ejected from the inkjet head according to the present invention. As shown in FIG. 3A, the inkjet head is illustrated. The ink droplets are dropped in the
이때, 상기 잉크젯 헤드에는 복수개의 노즐들이 구비되어 있고, 이 노즐들 각각에서 잉크를 분사하여 기판(100) 상부에 잉크 액적들(121,122)을 드롭시키는 것이다.In this case, the inkjet head is provided with a plurality of nozzles, and
그 후, 상기 기판(100)에 드롭된 잉크 액적들(121,122)의 상부에서 3차원 스캐너를 스캐닝하여, 잉크 액적들(121,122)의 체적을 측정한다.(도 3b)Thereafter, the three-dimensional scanner is scanned on top of the
즉, 본 발명은 잉크젯 헤드의 각 노즐에서 잉크를 분사하여 기판에 떨어뜨린 후, 백색광 간섭계와 같은 3차원 스캐너를 이용한 잉크 액적들을 3차원으로 측정하여 잉크 액적들의 체적을 측정함으로써, 노즐에서 분사된 드롭량을 정확하게 측정할 수 있게 된다.That is, the present invention sprays ink from each nozzle of the inkjet head and drops it onto the substrate, and then measures the volume of the ink droplets by measuring the ink droplets using a three-dimensional scanner such as a white light interferometer in three dimensions, thereby ejecting from the nozzles. The drop amount can be measured accurately.
이렇게, 획득된 각 노즐들에서 분사된 잉크 액적들의 체적의 균일성을 판단하여, 체적이 균일하지 못한 경우, 노즐들로 보상된 전압을 인가함으로써 각 노즐들에서 분사된 드롭량을 균일하게 할 수 있는 것이다.Thus, by determining the uniformity of the volume of the ink droplets ejected from the obtained nozzles, if the volume is not uniform, the drop amount ejected from the nozzles can be made uniform by applying a compensated voltage to the nozzles. It is.
도 4는 본 발명에 따라 잉크젯 헤드의 각 노즐에서 분사된 잉크 액적(液滴)을 균일화하는 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 먼저, 잉크젯 헤드에 구비된 복수개의 노즐들 각각에 전압을 인가하여 각 노즐들에서 기판 상부로 잉크 액적을 분사한다.(S10단계 및 S20단계)FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of equalizing ink droplets ejected from each nozzle of the inkjet head according to the present invention. First, a voltage is applied to each of a plurality of nozzles provided in the inkjet head. Ink droplets are injected from the nozzles onto the substrate (steps S10 and S20).
여기서, 상기 공정은 편의상 기판 상부에 잉크 액적을 분사하는 것으로 기재하였으나, 잉크 액적을 분사하는 것은 특정 기판이 아니라, 잉크젯 프린팅을 수행할 대상면이다.Here, the process is described as spraying ink droplets on the substrate for convenience, but spraying the ink droplets is not a specific substrate, but the target surface on which inkjet printing is to be performed.
예를 들어, 이 대상면은 액정 표시 장치 또는 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 공정 중, 잉크젯 프린팅을 수행하기 위한 임의의 면을 의미한다.For example, this object surface means any surface for performing inkjet printing during the process of manufacturing a liquid crystal display device or a plasma display panel.
그 후, 상기 기판 상부에 분사된 잉크 액적들을 3차원 스캐너를 이용하여 3차원 스캐닝하여 각각의 잉크 액적들의 체적을 측정한다.(S30단계 및 S40단계)Thereafter, the ink droplets sprayed on the substrate are three-dimensionally scanned using a three-dimensional scanner to measure the volume of each ink droplet (steps S30 and S40).
이어서, 상기 측정된 각 노즐들별 잉크 액적의 체적이 균일하는지 여부를 판단한다.(S50단계)Subsequently, it is determined whether the volume of the ink droplets for each of the measured nozzles is uniform.
여기서, 상기 측정된 각 노즐들별 잉크 액적의 체적이 균일하면 종료한다.Here, it ends when the volume of the ink droplets for each nozzle measured is uniform.
이와 반대로, 상기 측정된 각 노즐별 잉크 액적의 체적이 균일하지 않으면, 노즐들로 인가되는, 전압의 크기 또는 펄스를 보상한다.(S60단계)On the contrary, if the measured volume of the ink droplets for each nozzle is not uniform, the voltage or pulses applied to the nozzles are compensated (step S60).
여기서, 전압의 크기 또는 펄스를 보상하는 것은 잉크 액적의 체적이 균일하지 않은 노즐들 또는 전체 노즐들을 보상할 수 있다. Here, compensating the magnitude or pulse of the voltage may compensate for nozzles or whole nozzles whose ink droplet volume is not uniform.
즉, 이 공정에서 어느 노즐에서 분사된 잉크 액적의 체적이 크면, 그 노즐로 인가되는, 전압 크기 또는 전압의 펄스값을 조정하여 해당 노즐이 균일한 드롭량으로 분사될 수 있도록 하는 것이다.That is, if the volume of the ink droplets ejected from any nozzle in this process is large, the voltage value or the pulse value of the voltage applied to the nozzle is adjusted so that the nozzle can be ejected with a uniform drop amount.
그 후, 보상된 전압을 노즐들에 인가하여, 각 노즐별 분사된 잉크 액적의 체적을 균일화시킨다.(S70단계)Thereafter, the compensated voltage is applied to the nozzles to equalize the volume of the ink droplets ejected for each nozzle (step S70).
한편, 이러한 잉크 액적을 균일화하는 방법은, 액정 표시 장치의 칼라필터 또는 스페이서를 프린팅하는 공정, 또는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극을 프린팅하는 공정에서 사용할 수 있다.On the other hand, the method of uniformizing such ink droplets can be used in the process of printing a color filter or a spacer of a liquid crystal display device, or in the process of printing an electrode of a plasma display panel.
즉, 상기 잉크 액적이 적색 안료, 녹색 안료와 청색 안료 중 어느 하나가 포 함되어 있는 잉크의 액적이라면, 액정 표시 장치의 칼라필터를 프린팅하는 공정에서 잉크 액적을 균일화할 수 있다.That is, when the ink droplet is a droplet of an ink containing any one of a red pigment, a green pigment, and a blue pigment, the ink droplet may be uniform in the process of printing the color filter of the liquid crystal display.
그리고, 상기 잉크 액적이 수지 계열의 분말이 분산되어 있는 잉크의 액적이라면, 액정 표시 장치의 스페이서를 프린팅하는 공정에서 잉크 액적을 균일화할 수 있다.If the ink droplets are droplets of ink in which resin-based powder is dispersed, the ink droplets may be uniform in the process of printing the spacers of the liquid crystal display.
또한, 상기 잉크 액적이 은(Ag) 분말이 분산되어 있는 잉크의 액적이라면, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극을 프린팅하는 공정에서 잉크 액적을 균일화할 수 있다.In addition, if the ink droplets are droplets of ink in which silver (Ag) powder is dispersed, the ink droplets may be uniform in the process of printing an electrode of the plasma display panel.
한편, 상기 각 노즐별 분사된 잉크 액적의 체적이 균일화된 후(상기 S70단계 후)에, 잉크젯 헤드에 구비된 복수개의 노즐들로 액정 표시 장치의 칼라필터 또는 스페이서를 프린팅하는 공정, 또는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극을 프린팅하는 공정을 수행하는 단계가 더 구비된 것이 바람직하다. On the other hand, after the volume of the ink droplets ejected for each nozzle is uniform (after step S70), a process of printing a color filter or a spacer of the liquid crystal display device with a plurality of nozzles provided in the inkjet head, or plasma display Preferably, the step of performing the process of printing the electrode of the panel is further provided.
도 5는 본 발명에 따라 잉크젯 헤드의 각 노즐에서 분사된 잉크 액적(液滴)을 균일화하는 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 도 4의 S50단계의 측정된 각 노즐들별 잉크 액적의 체적이 균일하는지 여부를 판단하는 단계에서, 각 노즐들별 잉크 액적의 체적이 균일하다고 판단될 때까지, 보상된 전압을 노즐들에 인가하는 단계(S10단계)에서 전압의 크기 또는 펄스를 보상하는 단계(S60단계)까지를 반복 수행한다.FIG. 5 is a flowchart for explaining a method of equalizing ink droplets ejected from each nozzle of the inkjet head according to the present invention, wherein the volume of the ink droplets for each nozzle measured in step S50 of FIG. Compensating the magnitude or pulse of the voltage in the step (S10) of applying the compensated voltage to the nozzles until it is determined that the volume of the ink droplets for each nozzle is uniform in the step of determining whether or not uniform ( Repeat step S60).
즉, 보상된 전압을 노즐들에 인가하여 노즐들에서 분사된 액적의 체적을 측 정하여 균일화되었으면 종료하고, 액적의 체적이 균일화되지 않았으면 S10단계에서 S60단계를 반복적으로 수행함으로써, 잉크젯 헤드의 각 노즐들에서 분사된 드롭량을 균일하게 할 수 있는 것이다.That is, by applying the compensated voltage to the nozzles, the volume of the droplets ejected from the nozzles is measured and finished, and if the volume of the droplets is not uniform, the steps of S10 to S60 are repeatedly performed. The drop amount injected from the nozzles can be made uniform.
도 6은 본 발명에 따라 기판에 떨어진 잉크의 액적들을 3차원 스캐너를 이용하여 측정하는 것을 설명하기 위한 도면으로서, 3차원 스캐너를 이용하면, 기판 상부에 떨어진 잉크 액적을 3차원으로 스캐닝하기 때문에, 잉크 액적의 체적을 계산할 수 있다.6 is a view for explaining the measurement of the droplets of the ink dropped on the substrate by using a three-dimensional scanner, when using a three-dimensional scanner, because the three-dimensional scanning of the ink droplets dropped on the substrate, The volume of the ink droplets can be calculated.
이렇게 계산된 잉크 액적의 체적(Volume)은 하기의 식과 같이 노즐에 인가되는 전압의 크기와 펄스의 폭과 관련된다.The volume of the ink droplets thus calculated is related to the magnitude of the voltage and the width of the pulse applied to the nozzle as in the following equation.
Volume = f(voltage) x f(pulse) x CVolume = f (voltage) x f (pulse) x C
여기서, f(voltage)는 각 노즐에 인가되는 전압의 크기이고,Here, f (voltage) is the magnitude of the voltage applied to each nozzle,
f(pulse)는 각 노즐에 인가되는 펄스의 폭이고,f (pulse) is the width of the pulse applied to each nozzle,
C는 잉크 종류에 따라 체적을 구하기 위한 보정 상수이다.C is a correction constant for obtaining the volume according to the ink type.
한편, 본 발명은 각 노즐에 인가되는 전압이 90V이고, 그 전압의 펄스는 10㎲이다.On the other hand, in the present invention, the voltage applied to each nozzle is 90 V, and the pulse of the voltage is 10 Hz.
이때, 잉크 액적의 체적에 따라 전압의 크기를 보정하거나 또는 전압의 펄스를 보정하는 것이다.At this time, the magnitude of the voltage is corrected or the pulse of the voltage is corrected according to the volume of the ink droplet.
이렇게, 보정이 완료되어 각 노즐들에서 분사된 액적의 체적이 균일화된 전압 및 펄스를 저장하여 잉크젯 프린팅 공정에 이용하게 되고, 이러한 방법은 프린 팅 공정에서 실시간으로 수행하면, 잉크젯 헤드의 각 노즐들에서 분사된 드롭량을 균일하게 할 수 있는 것이다.In this way, the correction is completed and the volume of droplets ejected from each nozzle is stored in a uniform voltage and pulse to be used in the inkjet printing process, this method is performed in real time in the printing process, each nozzle of the inkjet head It is possible to make uniform the amount of drop injected from.
한편, 본 발명의 방법을 수행하려면, 컴퓨터에 잉크젯 헤드를 구동할 수 있는 소프트웨어와 3차원 스캐너를 구동할 수 있는 소프트웨어 및 잉크 액적의 화상을 처리할 소프트웨이가 설치된다.On the other hand, in order to carry out the method of the present invention, software capable of driving an inkjet head, software capable of driving a three-dimensional scanner, and a software system for processing images of ink droplets are installed in a computer.
그러므로, 잉크젯 헤드의 노즐들에서 특정 위치에 잉크를 분사시키는 명령을 컴퓨터로 받고, 3차원 스캐너가 스캐닝하여 잉크 액적의 체적을 계산하고, 잉크 액적의 체적값으로 전술된 관계식에 의하여 초기 인가된 전압에서 어느 정도 보정을 해주면 되는지를 계산하여 잉크젯 헤드를 구동시킴으로써, 잉크의 드롭량을 균일하게 유지할 수 있는 것이다.Therefore, the computer receives a command to eject ink to a specific position in the nozzles of the inkjet head, the three-dimensional scanner scans to calculate the volume of the ink droplets, and the voltage initially applied by the above-described relation as the volume value of the ink droplets. By calculating how much correction should be made in the inkjet head and driving the ink, it is possible to maintain a uniform amount of ink drop.
그리고, 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드와 3차원 스캐너를 하나의 컴퓨터로 제어함으로써, 처리 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 전 과정을 자동으로 처리할 수 있어 장비의 효율성을 향상시킬 수 있게 된다. And by controlling the inkjet head and the three-dimensional scanner for ejecting ink with one computer, not only can the processing time be shortened, but the entire process can be automatically processed, thereby improving the efficiency of the equipment.
도 7은 본 발명에 따른 잉크젯 패턴 형성 장치의 개략적인 구성도로서, 복수개의 노즐들이 구비되어 있는 잉크젯 헤드부(200)와; 상기 잉크젯 헤드부(200)에 전압을 인가하는 전압 인가부(210)와; 상기 잉크젯 헤드부(200)의 복수개의 노즐들에서 분사된 잉크 액적들을 3차원 스캐닝하는 3차원 스캐너(240)와; 상기 3차원 스캐너(240)에서 스캐닝된 신호로 상기 잉크 액적들의 체적을 계산하는 체적 계산부(230)와; 상기 체적 계산부(230)에서 계산된, 잉크 액적들의 체적으로 상기 복수개의 노즐들에 인가되는 전압을 보상하는 전압 보상부(240)와; 상기 전압 보상 부(240)에서 보상된 전압을 저장하는 저장부(250)와; 상기 전압 인가부(210), 3차원 스캐너(220), 체적 계산부(230), 전압 보상부(240)와 저장부(250)를 제어하는 제어부(260)로 구성된다.7 is a schematic configuration diagram of an inkjet pattern forming apparatus according to the present invention, comprising: an
이렇게 구성된 잉크젯 패턴 형성 장치는 전압 인가부(210)에서 잉크젯 헤드부(200)로 전압이 인가되면, 복수개의 노즐들은 잉크를 분사하여 잉크젯 프린팅을 수행한다.In the inkjet pattern forming apparatus configured as described above, when a voltage is applied from the
이때, 상기 복수개의 노즐들 각각에서 분사된 잉크의 액적들을 상기 3차원 스캐너(220)로 실시간 스캐닝하고, 상기 체적 계산부(230)에서 상기 3차원 스캐너(220)에서 스캐닝된 신호를 받아 상기 복수개의 노즐들 각각에서 분사된 잉크의 액적들의 체적을 계산한다.In this case, droplets of the ink ejected from each of the plurality of nozzles are scanned in real time with the
상기 체적 계산부(230)에서 계산된 상기 복수개의 노즐들 각각에서 분사된 잉크의 액적들의 체적으로, 상기 전압 보상부(240)에서 상기 복수개의 노즐들 각각으로 인가되는 전압을 보상한다.The voltages applied to the plurality of nozzles by the
여기서, 체적으로 전압을 보상하는 것은, 전압의 크기 또는 펄스를 조정하여, 각 노즐들에서 분사되는 잉크의 드롭량을 균일하게 하는 것이다.Here, compensating the voltage by volume adjusts the magnitude or pulse of the voltage to make the drop amount of ink ejected from the nozzles uniform.
상기 전압 보상부(240)에서 보상된 전압은 상기 저장부(250)에 저장한다.The voltage compensated by the
도 8은 본 발명에 따라 표시 기판의 패턴 형성 방법의 흐름도로서, 먼저, 패턴을 형성할 표시 기판을 준비한다.(S110단계)8 is a flowchart of a method for forming a pattern of a display substrate according to the present invention. First, a display substrate on which a pattern is to be formed is prepared (step S110).
그 후, 잉크젯 헤드에 구비된 복수개의 노즐들에서 잉크를 분사시켜, 상기 표시 기판에 잉크젯 프린팅하여 일부 패턴을 형성한다.(S120단계)Thereafter, ink is ejected from a plurality of nozzles provided in the inkjet head, and inkjet printing is performed on the display substrate to form some patterns (S120).
연이어, 상기 복수개의 노즐들에서 분사된 잉크의 액적들의 체적을 측정하고, 상기 노즐들에서 분사되는 잉크의 드롭량을 균일하기 위하여 상기 잉크젯 헤드에 인가되는 전압을 보상한다.(S140단계)Subsequently, the volume of the droplets of the ink jetted from the plurality of nozzles is measured, and a voltage applied to the inkjet head is compensated for to uniform the drop amount of the ink jetted from the nozzles (step S140).
계속하여, 상기 보상된 전압을 상기 잉크젯 헤드에 인가하여 상기 표시 기판에 전체 패턴을 형성한다.(S150단계) Subsequently, the compensated voltage is applied to the inkjet head to form a whole pattern on the display substrate (S150).
그러므로, 이 표시 기판의 패턴 형성 방법은, 전술된 바와 같은 잉크의 드롭량을 균일하기 위한 방법을, 표시 기판의 패턴을 형성하는 중 실시간으로 수행하는 것을 특징으로 하는 것이다. Therefore, the pattern formation method of the display substrate is characterized in that the method for uniforming the drop amount of ink as described above is performed in real time during the pattern formation of the display substrate.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 패턴 형성 장치의 개략적인 구성도로서, 복수개의 노즐들이 구비되어 있는 잉크젯 헤드부(200)와; 상기 잉크젯 헤드부(200)를 구동시킬 수 있는 구동부(300)와; 상기 잉크젯 헤드부(200)의 복수개의 노즐들에서 분사된 잉크 액적들을 3차원 스캐닝하는 3차원 스캐너(310)와; 상기 3차원 스캐너(240)에서 스캐닝된 신호를 입력받아 측정된 결과를 분석하여 상기 구동부(300)로 데이터를 출력하는 컴퓨터(320)로 구성된다.9 is a schematic configuration diagram of an inkjet pattern forming apparatus according to another embodiment of the present invention, comprising: an
이렇게 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 패턴 형성 장치는 복수개의 노즐들에서 분사된 잉크의 액적들을 상기 3차원 스캐너(310)에서 스캐닝하고, 이 스캐닝된 신호를 컴퓨터(320)로 입력받아, 측정된 결과를 분석하여 상기 구동부(300)로 데이터를 출력한다.The inkjet pattern forming apparatus according to another embodiment of the present invention configured as described above scans droplets of ink ejected from a plurality of nozzles by the
여기서, 상기 데이터는 상기 잉크젯 헤드부(200)의 노즐들에서 분사된 드롭량이 균일하게 되도록, 상기 노즐들로 인가되는 전압을 보상하는 값에 해당하는 데이터이다.Here, the data is data corresponding to a value that compensates the voltage applied to the nozzles so that the drop amount ejected from the nozzles of the
여기서, 상기 컴퓨터는 상기 3차원 스캐너(310)의 스캐닝된 신호로 상기 잉크 액적들의 체적을 계산하고, 상기 계산된 잉크 액적들의 체적으로 상기 복수개의 노즐들에 인가되는 전압을 보상하는 데이터를 출력하는 것이 바람직하다. Here, the computer calculates the volume of the ink droplets with the scanned signal of the three-
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 잉크 액적들의 체적을 측정하고, 노즐들로 인가되는 전압의 크기 또는 펄스를 보상함으로써,노즐에서 분사된 드롭량을 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention measures the volume of the ink droplets and compensates the magnitude or pulse of the voltage applied to the nozzles, thereby making it possible to make the drop amount injected from the nozzle uniform.
또한, 본 발명은 드롭량이 균일화된 노즐에서 잉크를 프린트하여, 프린트된 잉크의 막의 균일도를 우수하게 함으로써, 제품의 불량을 줄이고, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the defects of the product, by improving the reliability by printing the ink in the nozzle of the uniform drop amount, thereby improving the uniformity of the film of the printed ink.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to specific examples, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.
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| CN108340679A (en) * | 2017-01-24 | 2018-07-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | The regulating device and adjusting method of droplet size |
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