KR20130054735A - 잉크젯 프린트헤드 및 이의 제조 방법 - Google Patents

잉크젯 프린트헤드 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 잉크젯 프린트헤드는 노즐부, 구동부, 프린팅 용액 공급부, 접착부재 및 누설 방지부를 포함한다. 노즐부는 프린팅 용액이 분사되는 노즐이 형성된 제1 면과, 제1 면에 반대하며 프린팅 용액의 투입구가 형성된 제2 면을 포함한다.구동부는 노즐부의 제2 면 상에 구비되어 노즐부를 구동한다. 프린팅 용액 공급부는 노즐부에 프린팅 용액을 공급한다. 접착부재는 투입구가 형성된 노즐부의 제2 면 상에 프린팅 용액 공급부를 고정한다. 누설 방지부는 프린팅 용액 공급부와 구동부 사이에 배치되고, 접착부재의 노출면을 커버하도록 형성되어 프린팅 용액의 누설을 방지한다. 이에 의하여, 상기 프린팅 용액으로부터 잉크젯 프린트헤드의 구동회로를 보호하고 내화학성을 증가시킬 수 있다.

Description

잉크젯 프린트헤드 및 이의 제조 방법{INKET PRINTHEAD AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 잉크젯 프린트헤드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세전자기계시스템(Micro Electro Mechanical Systems: 이하, MEMS) 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
산업용 잉크젯 프린터는 일반 염료는 물론 구리, 금, 은 등 금속소재와 세라믹, 고분자 등을 프린팅 용액으로 사용한다. 기판, 필름, 직물, 디스플레이 등 다양한 대상에 바로 인쇄를 하는 방식으로 산업그래픽, 디스플레이, 태양전지 등에 사용되고 있다. 특히, 디스플레이 분야에 있어 잉크젯 프린터를 이용한 공정은 칼라필터 제조 및 액정배향 공정에 적용되고 있다.
이러한 산업용 잉크젯 프린터에서 미세한 프린팅을 구현하기 위해서는 초정밀, 고신뢰성 프린트헤드가 요구된다. 이에 따라, 최근에는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 방식의 잉크젯 프린트헤드의 기술개발이 이루어지고 있다.
그런데, MEMS 방식의 잉크젯 프린트헤드는 내화학성에 취약한 문제점을 가지고 있다. 즉, 프린팅 용액으로 이용되는 강력한 화학물질이 프린트헤드의 구동회로를 손상시킬 수 있다. 구체적으로, MEMS 방식의 잉크젯 프린트헤드는 노즐이 형성된 MEMS 디바이스에 프린팅 용액을 공급하는 베젤(bezel)이 접착제로 결합되어 구성된다. 그런데, 상기 프린팅 용액이 상기 접착제로 연결된 부위를 통해 유출되어, MEMS 디바이스를 구동하는 구동회로를 손상시키게 되는 것이다.
특히, 액정배향 공정에서 이용되는 폴리이미드(polyimide) 용매인 NMP(N－메틸2－피롤리돈) 등의 경우, 구동회로인 이방성 도전 필름을 용해시켜 프린트헤드의 내구성이 현저히 약화된다. 프린팅 용액으로부터 프린트헤드의 구동회로를 보호하고 내화학성을 증가시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 프린팅 용액으로부터 프린트헤드의 구동회로를 보호하고 내화학성을 증가시킨 잉크젯 프린트헤드를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드는 노즐부, 구동부, 프린팅 용액 공급부, 접착부재 및 누설 방지부를 포함한다. 상기 노즐부는 프린팅 용액이 분사되는 노즐이 형성된 제1 면과, 상기 제1 면에 반대하며 상기 프린팅 용액의 투입구가 형성된 제2 면을 포함한다. 상기 구동부는 상기 노즐부의 제2 면 상에 구비되어 상기 노즐부를 구동한다. 상기 프린팅 용액 공급부는 상기 노즐부에 상기 프린팅 용액을 공급한다. 상기 접착부재는 상기 투입구가 형성된 상기 노즐부의 제2 면 상에 상기 프린팅 용액 공급부를 고정한다. 상기 누설 방지부는 상기 프린팅 용액 공급부와 상기 구동부 사이에 배치되고, 상기 접착부재의 노출면을 커버하도록 형성되어 상기 프린팅 용액의 누설을 방지한다.
일 실시예에서, 상기 프린팅 용액은 폴리이미드(polyimide)를 포함하는 액정 배향제일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 누설 방지부는 폴리에틸렌(polyethylene)으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노즐부는 상기 프린팅 용액이 흐르는 유로 및 상기 유로를 통해 상기 프린팅 용액이 충진되는 챔버가 내부에 형성된 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동부는, 상기 MEMS 디바이스를 구동하기 위한 구동전압을 인가하는 연성회로기판, 상기 구동전압의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 상기 챔버에 압력을 가하는 압전소자, 및 상기 연성회로기판과 상기 압전소자 사이에 구비되는 이방성 도전 필름을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연성회로기판은 상기 이방성 도전 필름과의 전기적 연결을 위한 단자부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이방성 도전 필름은 상기 연성회로기판의 단자부와 전기적으로 연결되는 복수개의 도전볼들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동부는 상기 노즐부의 제2 면의 중앙 영역에 배치되며, 상기 프린팅 용액 공급부는 상기 노즐부의 제2 면의 주변 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 누설 방지부 및 상기 구동부를 커버하는 패시베이션막을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 패시베이션막은 폴리에틸렌(polyethylene)으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프린팅 용액 공급부와 상기 구동부 사이의 거리는 2mm이상인 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법은 프린팅 용액이 분사되는 노즐이 형성된 제1 면과, 상기 제1 면에 반대하며 상기 프린팅 용액의 투입구가 형성된 제2 면을 포함하는 노즐부를 형성한다. 상기 노즐부의 제2 면 상에 상기 노즐부를 구동하는 구동부를 형성한다. 상기 투입구가 형성된 상기 노즐부의 제2 면 상에 상기 프린팅 용액을 공급하는 프린팅 용액 공급부를 접착부재로 본딩한다. 상기 프린팅 용액의 누설을 방지하는 누설 방지부를 상기 접착부재의 노출면을 커버하도록 형성한다.
일 실시예에서, 상기 누설 방지부를 형성하는 단계는, 상기 노즐부의 제2 면 상에 폴리에틸렌(polyethylene) 파우더를 상기 접착부재의 노출면을 커버하도록 도포시킨 후, 가열 소성하여 상기 누설 방지부를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 누설 방지부를 형성하는 단계는, 상기 노즐부의 제2 면 상에 사출성형으로 제조된 폴리에틸렌 바(bar)를 상기 접착부재의 노출면에 인접하도록 배치한 후, 가열 소성하여 상기 누설 방지부를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노즐부는 상기 프린팅 용액이 흐르는 유로 및 상기 유로를 통해 상기 프린팅 용액이 충진되는 챔버가 내부에 형성된 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스로 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 누설 방지부 및 상기 구동부를 커버하는 패시베이션막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 잉크젯 프린트헤드 및 이의 제조 방법에 의하면, 프린팅 용액의 누설을 방지하는 누설 방지부를 형성하여, 상기 프린팅 용액으로부터 잉크젯 프린트헤드의 구동회로를 보호하고 내화학성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I’라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A영역을 확대하여 나타낸 부분확대도이다.
도 4는 도 1의 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I’라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드(100)는 노즐부(110), 구동부(120), 프린팅 용액 공급부(130), 접착부재(140), 누설 방지부(150)를 포함한다.
상기 노즐부(110)는 프린팅 용액이 분사되는 노즐(111)이 형성된 제1 면(110a)과, 상기 제1 면(110a)에 반대하며 상기 프린팅 용액의 투입구(112)가 형성된 제2 면(110b)을 포함한다. 상기 노즐부(110)는 대략 플레이트(plate) 형상을 가질 수 있다. 상기 노즐부(110)는 상기 프린팅 용액이 흐르는 유로(115) 및 상기 유로(115)를 통해 상기 프린팅 용액이 충진되는 챔버(117)가 내부에 형성된 MEMS 디바이스로 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 노즐부(110)는 MEMS 칩일 수 있다. 여기서, 상기 제1 면(110a)은 상기 MEMS 칩의 하부면이고, 상기 제2 면(110b)은 상기 MEMS 칩의 상부면일 수 있다.
상기 노즐부(110)는 상기 유로(115)를 통해 흘러 들어간 상기 프린팅 용액이 상기 챔버(117)에 충진되고 상기 구동부(120)가 상기 챔버(117)에 압력을 가하면 상기 프린팅 용액이 상기 노즐(111)을 통해 분사되도록 함으로써 프린팅을 수행한다. 상기 구동부(120)는 압전소자를 포함할 수 있는데, 상기 압전소자에 의해 상기 챔버(117)에 압력이 가해질 수 있다. 상기 노즐(111)은 상기 제1 면(110a)의 중앙 영역에 형성될 수 있으며, 필요에 따라 복수 개 형성될 수 있다.
상기 챔버(117)는 상기 노즐(111)에 인접하여 상부에 형성되고, 상기 중앙 영역에 위치한다. 상기 투입구(112)는 상기 제2 면(110b)의 주변 영역에 형성될 수 있으며, 필요에 따라 복수 개 형성될 수 있다. 상기 유로(115)는 상기 투입구(112)와 상기 챔버(117)를 연결하며, 상기 프린팅 용액 공급부(130)로부터 공급되는 상기 프린팅 용액을 상기 챔버(117)로 제공한다. 상기 노즐부(110)는 본 실시예에 개시된 구조에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.
상기 구동부(120)는 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에 구비되어 상기 노즐부(110)를 구동한다. 상기 노즐부(110)의 제1 면(110a)의 중앙 영역에 형성된 상기 노즐(111)을 제어하기 위해, 상기 구동부(120)는 상기 제1 면(110a)의 반대면인 제2 면(110b)의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 상기 구동부(120)는 실리콘 기판 상에 다수의 트랜지스터, 저항, 캐패시터 등이 집적되어 있는 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 구동부(120)는 압전소자(미도시) 및 상기 압전소자에 전압을 인가하는 연성회로기판(125) 등을 포함할 수 있는데, 상기 구동부(120)의 구체적인 구성에 관하여는 도 3과 관련하여 설명하기로 한다.
상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 노즐부(110)에 상기 프린팅 용액을 공급한다. 여기서, 상기 프린팅 용액은 폴리이미드(polyimide)를 포함하는 액정 배향제일 수 있다. 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 프린팅 용액을 내부에 수용하는 수용부(135) 및, 상기 프린팅 용액이 상기 수용부(135) 내로 유입되는 입구(133)를 포함할 수 있다.
상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b)의 주변 영역에 배치될 수 있다. 즉, 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b)에 형성된 상기 투입구(112)를 통해 상기 프린팅 용액이 공급될 수 있도록 배치될 수 있다. 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 노즐부(110)의 측면을 전체적으로 감싸도록 형성될 수 있으며, 상기 잉크젯 프린트헤드(100)가 프린터에 결합될 수 있도록 연결부재(131)를 포함할 수 있다.
상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 잉크젯 프린트헤드(100)의 외형을 유지하며, 상기 노즐부(110)와 상기 구동부(120) 등을 보호한다. 이를 위해, 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 통상의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 베젤(bezel)로 구현될 수 있다.
상기 접착부재(140)는 상기 투입구(112)가 형성된 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에 상기 프린팅 용액 공급부(130)를 고정시킨다. 즉, 상기 접착부재(140)는 상기 노즐부(110)와 상기 프린팅 용액 공급부(130) 사이에 게재한다. 상기 접착부재(140)에 의해 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b)에 부착된다. 상기 접착부재(140)는 상기 노즐부(110)와 상기 프린팅 용액 공급부(130) 사이에 게재하면서 임의의 두께를 가지게 된다. 그리고, 상기 접착부재(140)는 상기 두께에 비례하는 넓이로 상기 구동부(120)를 향하여 노출면(141)이 형성된다. 상기 접착 부재(204)는 에폭시 또는 실리콘 계열 접착제일 수 있다.
상기 누설 방지부(150)는 상기 프린팅 용액 공급부(130)와 상기 구동부(120) 사이에 배치되고, 상기 접착부재(140)의 노출면(141)을 커버하도록 형성되어 상기 프린팅 용액의 누설을 방지한다. 즉, 상기 누설 방지부(150)는 상기 프린팅 용액이 상기 접착부재(140)를 통과하여도 상기 구동부(120)에 닿지 않도록 장벽(Barrier)의 역할을 한다. 상기 누설 방지부(150)는 상기 접착부재(140)의 노출면(141)을 완전히 커버할 수 있도록 충분한 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 프린팅 용액은 폴리이미드(polyimide)를 포함하는 액정 배향제일 수 있는데, 상기 프린팅 용액이 상기 접착부재(140)의 노출면(141)을 통해 유출되어, 상기 구동부(120)의 구동회로를 손상시킬 수 있다. 특히, 액정배향 공정에서 이용되는 폴리이미드(polyimide) 용매인 NMP(N－메틸2－피롤리돈) 등의 경우, 구동회로인 이방성 도전 필름을 용해시켜 프린트헤드의 내구성이 현저히 약화될 수 있다.
따라서, 상기 누설 방지부(150)는 폴리에틸렌(polyethylene)으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 액정 배향제에 녹지 않는 레진(Resin)으로는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 나일론(Nylon), PET 등이 있는데, 상기 폴리에틸렌은 가공 온도가 낮은 장점이 있다. 상기 누설 방지부(150)를 높은 온도로 제작하면, 상기 구동부(120)의 손상이 유발될 수 있다.
특히, 상기 구동부(120)가 압전소자를 포함하여 구성되는 경우, 상기 압전소자의 분극이 풀리는 디폴링(De-poling)이 발생할 수 있다. 상기 액정 배향제에 녹지 않는 재질은 대부분 융점이 200℃ 이상이나, 상기 폴리에틸렌은 130℃ 수준으로 낮은 융점을 가지고 있으므로, 상기 구동부(120)의 손상을 최소화하면서 상기 누설 방지부(150)를 형성할 수 있다. 상기 폴리에틸렌 중에서도 비중이 높은 HDPE는 전기 절연성 우수하고, 내화학성이 우수한 장점을 가지고 있다.
상기 누설 방지부(150)가 형성될 공간확보를 위해, 상기 프린팅 용액 공급부(130)와 상기 구동부(120) 사이의 거리는 2mm이상인 것이 바람직하다. 상기 누설 방지부(150)는 필요에 따라 복수 개 형성될 수 있으며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 잉크젯 프린트헤드(100)는 상기 누설 방지부(150)와 상기 구동부(120)를 커버하는 패시베이션막(160)을 더 포함할 수 있다. 상기 패시베이션막(160)은 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에서 상기 구동부(120)를 감싸도록 형성되어, 상기 구동부(120)를 외부의 충격으로부터 보호한다. 이를 위해, 상기 패시베이션막(160)은 통상의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나를 이용한 몰딩(molding) 공정을 진행하여 형성될 수 있다. 선택적으로, 상기 패시베이션막(160)은 상기 누설 방지부(150)의 재질과 동일한 재질인 폴리에틸렌으로 형성하는 것이 바람직하다.
이에 의하여, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드(100)는 프린팅 용액의 누설을 방지하는 누설 방지부(150)를 형성하여, 상기 프린팅 용액으로부터 잉크젯 프린트헤드(100)의 구동회로를 보호하고 내화학성을 증가시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 A영역을 확대하여 나타낸 부분확대도이다.
도 3을 참조하면, 상기 구동부(120)는 압전소자(121), 이방성 도전 필름(123) 및 연성회로기판(125)을 포함할 수 있다.
상기 압전소자(121)는 인가되는 구동전압의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 상기 챔버(117)에 압력을 가한다. 상기 압전소자(121)는 외부로부터 기계적 변형을 가하면 전기적 분극이 나타나는 현상을 이용한 소자이다. 상기 압전소자(121)는 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b)의 중앙 영역에 배치되며, 인가되는 구동전압에 따라 변환된 기계적 에너지를 상기 노즐부(110)에 전달한다. 상기 노즐부(110)는 상기 프린팅 용액이 상기 챔버(117)에 충진된 상태에서 상기 압전소자(121)가 상기 챔버(117)에 압력을 가하면 상기 프린팅 용액이 상기 노즐(111)을 통해 분사되어 프린팅을 수행한다. 예를 들어, 상기 압전소자(121)는 압전효과가 큰 로셸염, 티틴산 바륨으로 구성될 수 있다.
상기 이방성 도전 필름(123)은 상기 연성회로기판(125)과 상기 압전소자(121) 사이에 구비된다. 상기 이방성 도전 필름(123, ACF: Anisotropic Conductive Film)은 기판에 구동회로를 전기/물리적으로 연결하기 위하여 사용하는 에폭시 시스템이다. 상기 이방성 도전 필름(123)은 상기 연성회로기판(125)과 상기 압전소자(121)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
상기 이방성 도전 필름(123)은 상기 연성회로기판(125)의 단자부(127)와 전기적으로 연결되는 복수개의 도전볼들(124)을 포함할 수 있다. 상기 도전볼들(124)은 상기 이방성 도전 필름(123) 내부에 볼 형상으로 형성될 수 있다. 상기 도전볼들(124)의 일측은 상기 압전소자(121)의 상면에 접하고, 상기 도전볼들(124)의 타측은 상기 연성회로기판(125)의 단자부(127)에 접하여 상기 연성회로기판(125)과 상기 압전소자(121) 사이에서 전기적 신호의 배선을 제공한다. 예를 들어, 상기 도전볼들(124)은 구리(Gu), 알루미늄(Al) 등의 도전 물질로 이루어질 수 있다.
상기 연성회로기판(125)은 상기 노즐부(110)를 구동하기 위한 구동전압을 인가한다. 본 실시예에서 상기 노즐부(110)는 MEMS 디바이스로 구현되므로, 상기 연성회로기판(125)은 상기 MEMS 디바이스를 구동하기 위한 구동전압을 인가한다. 상기 구동전압에 의해 상기 압전소자(121)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 상기 연성회로기판(125, Flexible Printed Circuit Board)은 유연한 절연 필름 위에 회로를 형성한 기판으로서, 연성 재료인 폴리에스터(PET) 또는 폴리이미드(PI)와 같은 내열성 플라스틱 필름을 사용한다. 상기 연성회로기판(125)은 필요에 따라 복수 개 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 노즐(111)을 중심으로 양측으로 형성된 상기 프린팅 용액 공급부(130)의 상기 프린팅 용액의 공급을 제어하기 위해, 상기 연성회로기판(125)이 두 개로 형성됨을 개시하고 있다.
상기 연성회로기판(125)은 상기 이방성 도전 필름(123)과의 전기적 연결을 위한 단자부(127)를 포함할 수 있다. 상기 단자부(127)는 상기 연성회로기판(125)을 다른 외부 장치에 실장시킬 때, 상기 외부 장치와의 전기적 및 기계적 접촉을 용이하게 한다. 예를 들어, 상기 단자부(127)는 구리(Gu), 알루미늄(Al) 등의 도전 물질로 이루어질 수 있다.
도 4는 도 1의 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5 내지 도 8은 도 4의 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 1의 잉크젯 프린트헤드(100)의 제조 방법은 먼저, 프린팅 용액이 분사되는 노즐(111)이 형성된 제1 면(110a)과, 상기 제1 면(110a)에 반대하며 상기 프린팅 용액의 투입구(112)가 형성된 제2 면(110b)을 포함하는 노즐부(110)를 형성한다(S110). 상기 노즐부(110)는 대략 플레이트(plate) 형상을 가질 수 있다. 상기 노즐부(110)는 상기 프린팅 용액이 흐르는 유로(115) 및 상기 유로(115)를 통해 상기 프린팅 용액이 충진되는 챔버(117)가 내부에 형성된 MEMS 디바이스로 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 노즐부(110)는 MEMS 칩일 수 있다. 여기서, 상기 제1 면(110a)은 상기 MEMS 칩의 하부면이고, 상기 제2 면(110b)은 상기 MEMS 칩의 상부면일 수 있다.
상기 노즐부(110)는 상기 유로(115)를 통해 흘러 들어간 상기 프린팅 용액이 상기 챔버(117)에 충진되고 상기 구동부(120)가 상기 챔버(117)에 압력을 가하면 상기 프린팅 용액이 상기 노즐(111)을 통해 분사되도록 함으로써 프린팅을 수행한다. 상기 구동부(120)는 압전소자를 포함할 수 있는데, 상기 압전소자에 의해 상기 챔버(117)에 압력이 가해질 수 있다. 상기 노즐(111)은 상기 제1 면(110a)의 중앙 영역에 형성될 수 있으며, 필요에 따라 복수 개 형성될 수 있다.
상기 챔버(117)는 상기 노즐(111)에 인접하여 상부에 형성되고, 상기 중앙 영역에 위치한다. 상기 투입구(112)는 상기 제2 면(110b)의 주변 영역에 형성될 수 있으며, 필요에 따라 복수 개 형성될 수 있다. 상기 유로(115)는 상기 투입구(112)와 상기 챔버(117)를 연결하며, 상기 프린팅 용액 공급부(130)로부터 공급되는 상기 프린팅 용액을 상기 챔버(117)로 제공한다. 상기 노즐부(110)는 본 실시예에 개시된 구조에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에 상기 노즐부(110)를 구동하는 구동부(120)를 형성한다(S120). 상기 노즐부(110)의 제1 면(110a)의 중앙 영역에 형성된 상기 노즐(111)을 제어하기 위해, 상기 구동부(120)는 상기 제1 면(110a)의 반대면인 제2 면(110b)의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 상기 구동부(120)는 압전소자(121), 이방성 도전 필름(123) 및 연성회로기판(125)을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 상기 투입구 (112)가 형성된 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에 상기 프린팅 용액을 공급하는 프린팅 용액 공급부(130)를 접착부재(140)로 본딩한다(S130). 여기서, 상기 프린팅 용액은 폴리이미드를 포함하는 액정 배향제일 수 있다.
상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 프린팅 용액을 내부에 수용하는 수용부(135) 및, 상기 프린팅 용액이 상기 수용부(135) 내로 유입되는 입구(133)를 포함할 수 있다. 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 잉크젯 프린트헤드(100)의 외형을 유지하며, 상기 노즐부(110)와 상기 구동부(120) 등을 보호한다. 이를 위해, 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 통상의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 베젤(bezel)로 구현될 수 있다.
상기 접착부재(140)는 상기 투입구(112)가 형성된 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에 상기 프린팅 용액 공급부(130)를 고정시킨다. 즉, 상기 접착부재(140)는 상기 노즐부(110)와 상기 프린팅 용액 공급부(130) 사이에 게재한다. 상기 접착부재(140)에 의해 상기 프린팅 용액 공급부(130)는 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b)에 부착된다. 상기 접착부재(140)는 상기 노즐부(110)와 상기 프린팅 용액 공급부(130) 사이에 게재하면서 임의의 두께를 가지게 된다. 그리고, 상기 접착부재(140)는 상기 두께에 비례하는 넓이로 상기 구동부(120)를 향하여 노출면(141)이 형성된다. 상기 접착 부재(204)는 에폭시 또는 실리콘 계열 접착제일 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 프린팅 용액의 누설을 방지하는 누설 방지부(150)를 상기 접착부재(140)의 노출면(141)을 커버하도록 형성한다(S140). 즉, 상기 누설 방지부(150)는 상기 프린팅 용액이 상기 접착부재(140)를 통과하여도 상기 구동부(120)에 닿지 않도록 장벽(Barrier)의 역할을 한다. 상기 누설 방지부(150)는 상기 접착부재(140)의 노출면(141)을 완전히 커버할 수 있도록 충분한 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에 폴리에틸렌(polyethylene) 파우더(150a)를 상기 접착부재(140)의 노출면(141)을 커버하도록 도포시킨 후, 가열 소성하여 상기 누설 방지부(150)를 형성할 수 있다. 상기 폴리에틸렌 파우더(150a)는 상기 접착부재(140)의 노출면(141)을 완전히 커버할 수 있도록 충분한 두께로 도포되는 것이 바람직하다.
부가적으로, 상기 누설 방지부(150)와 상기 구동부(120)를 커버하는 패시베이션막(160)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 패시베이션막(160)은 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에서 상기 구동부(120)를 감싸도록 형성되어, 상기 구동부(120)를 외부의 충격으로부터 보호한다. 이를 위해, 상기 패시베이션막(160)은 통상의 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나를 이용한 몰딩(molding) 공정을 진행하여 형성될 수 있다. 선택적으로, 상기 패시베이션막(160)은 상기 누설 방지부(150)의 재질과 동일한 재질인 폴리에틸렌으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 순서도의 각 단계들은 도시된 순서에 한정되지 않으며, 필요에 따라 순서가 수정 또는 변경될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드(100)의 제조 방법에서 상기 누설 방지부(150)를 형성하는 단계(S140)는, 상기 노즐부(110)의 제2 면(110b) 상에 사출성형 방식으로 제조된 폴리에틸렌 바(150b, bar)를 상기 접착부재(140)의 노출면(141)에 인접하도록 배치한 후, 가열 소성하여 상기 누설 방지부(150)를 형성할 수 있다. 상기 폴리에틸렌 파우더(150a)로 상기 누설 방지부(150)를 형성할 경우, 상기 누설 방지부(150)의 두께 제어 및 기포 제거에 어려움이 있다. 그러나, 상기 폴리에틸렌 바(150b)로 상기 누설 방지부(150)를 형성할 경우, 상기 누설 방지부(150)를 원하는 위치에 보다 용이하게 형성할 수 있고, 두께 조절이 용이한 장점이 있다.
본 실시예에서 상기 폴리에틸렌 파우더(150a) 대신 상기 폴리에틸렌 바(150b)를 이용하여 상기 누설 방지부(150)를 형성하는 방법을 제외하고 상기 잉크젯 프린트헤드(100)의 기타 구성에 대한 설명은 도 1 내지 도3에서의 설명과 동일하므로 중복되는 설명을 생략하도록 한다. 또한, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드(100)의 제조 방법은 도 4 내지 도 7의 잉크젯 프린트헤드(100)의 제조 방법과 실질적으로 동일하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 프린팅 용액으로부터 잉크젯 프린트헤드의 구동회로를 보호하고 내화학성을 증가시킬 수 있다.
100: 잉크젯 프린트헤드
110: 노즐부 110a: 제1 면
110b: 제2 면 111: 노즐
112: 투입구 115: 유로
117: 챔버 120: 구동부
130: 프린팅 용액 공급부 131: 연결부재
133: 입구 135: 수용부
140: 접착부재 141: 노출면
150: 누설 방지부 150a: 폴리에틸렌 파우더
150b: 폴리에틸렌 바 160: 패시베이션막

Claims (16)

  1. 프린팅 용액이 분사되는 노즐이 형성된 제1 면과, 상기 제1 면에 반대하며 상기 프린팅 용액의 투입구가 형성된 제2 면을 포함하는 노즐부;
    상기 노즐부의 제2 면 상에 구비되어 상기 노즐부를 구동하는 구동부;
    상기 노즐부에 상기 프린팅 용액을 공급하는 프린팅 용액 공급부;
    상기 투입구가 형성된 상기 노즐부의 제2 면 상에 상기 프린팅 용액 공급부를 고정하는 접착부재; 및
    상기 프린팅 용액 공급부와 상기 구동부 사이에 배치되고, 상기 접착부재의 노출면을 커버하도록 형성되어 상기 프린팅 용액의 누설을 방지하는 누설 방지부를 포함하는 잉크젯 프린트헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프린팅 용액은 폴리이미드(polyimide)를 포함하는 액정 배향제인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 누설 방지부는 폴리에틸렌(polyethylene)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 노즐부는 상기 프린팅 용액이 흐르는 유로 및 상기 유로를 통해 상기 프린팅 용액이 충진되는 챔버가 내부에 형성된 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 MEMS 디바이스를 구동하기 위한 구동전압을 인가하는 연성회로기판;
    상기 구동전압의 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 상기 챔버에 압력을 가하는 압전소자; 및
    상기 연성회로기판과 상기 압전소자 사이에 구비되는 이방성 도전 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  6. 제5항에 있어서, 상기 연성회로기판은 상기 이방성 도전 필름과의 전기적 연결을 위한 단자부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이방성 도전 필름은 상기 연성회로기판의 단자부와 전기적으로 연결되는 복수개의 도전볼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 노즐부의 제2 면의 중앙 영역에 배치되며,
    상기 프린팅 용액 공급부는 상기 노즐부의 제2 면의 주변 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 누설 방지부 및 상기 구동부를 커버하는 패시베이션막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 패시베이션막은 폴리에틸렌(polyethylene)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  11. 제1항에 있어서, 상기 프린팅 용액 공급부와 상기 구동부 사이의 거리는 2mm이상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
  12. 프린팅 용액이 분사되는 노즐이 형성된 제1 면과, 상기 제1 면에 반대하며 상기 프린팅 용액의 투입구가 형성된 제2 면을 포함하는 노즐부를 형성하는 단계;
    상기 노즐부의 제2 면 상에 상기 노즐부를 구동하는 구동부를 형성하는 단계;
    상기 투입구가 형성된 상기 노즐부의 제2 면 상에 상기 프린팅 용액을 공급하는 프린팅 용액 공급부를 접착부재로 본딩하는 단계; 및
    상기 프린팅 용액의 누설을 방지하는 누설 방지부를 상기 접착부재의 노출면을 커버하도록 형성하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 누설 방지부를 형성하는 단계는,
    상기 노즐부의 제2 면 상에 폴리에틸렌(polyethylene) 파우더를 상기 접착부재의 노출면을 커버하도록 도포시킨 후, 가열 소성하여 상기 누설 방지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 누설 방지부를 형성하는 단계는,
    상기 노즐부의 제2 면 상에 사출성형으로 제조된 폴리에틸렌 바(bar)를 상기 접착부재의 노출면에 인접하도록 배치한 후, 가열 소성하여 상기 누설 방지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 노즐부는 상기 프린팅 용액이 흐르는 유로 및 상기 유로를 통해 상기 프린팅 용액이 충진되는 챔버가 내부에 형성된 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스로 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 누설 방지부 및 상기 구동부를 커버하는 패시베이션막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드의 제조 방법.
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