KR20140039590A - Printing apparatus capable of controlling inejection precisely - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a printing apparatus capable of precisely controlling injection. The printing apparatus capable of precisely controlling injection of the present invention comprises: a nozzle injecting ink by an electric field; a substrate which faces the nozzle and on which printing is performed with the injected ink; an electric field forming unit forming an electric field between the nozzle and the substrate; and a blocking unit which is arranged between the nozzle and the substrate which selectively blocks the ink injected from the nozzle to reach the substrate. Therefore, according to the present invention, the printing apparatus capable of precisely controlling injection can precisely control an impact point and an endpoint of the ink on the substrate by selectively blocking and opening a movement route of the ink. [Reference numerals] (133) Voltage applying unit; (150) Control unit

Description

토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치{PRINTING APPARATUS CAPABLE OF CONTROLLING INEJECTION PRECISELY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a printing apparatus capable of precise ejection control,

본 발명은 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전기력을 이용하여 잉크를 토출할 수 있는 정밀제어가 가능한 인쇄장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a printing apparatus capable of precision control of ejection, and more particularly, to a printing apparatus capable of precisely controlling ejection of ink using an electrostatic force.

종래의 정전기력을 이용하는 잉크토출장치는 액면을 정전기력으로 당기는 힘을 이용하여 액적 또는 연속 젯을 토출하기 때문에 종래의 잉크젯과는 달리 나노스케일의 패터닝도 가능하며 고점도의 잉크도 토출할 수 있다는 장점이 있다. 정전기젯프린팅은 500 cP 정도의 저점도 잉크를 이용하여 요구시 패턴(drop-on-demand) 방식의 프린팅이 가능하며 노즐의 크기보다 더 작은 액적을 생성할 수 있고 1 um 수준의 액적도 제팅할 수 있어 최근에 많은 기술 개발이 보고되고 있다.The conventional ink ejecting apparatus using the electrostatic force ejects liquid droplets or continuous jet using the force of pulling the liquid surface by electrostatic force. Therefore, unlike the conventional inkjet, it is possible to perform nano-scale patterning and eject ink of high viscosity . Electrostatic jet printing can be performed on a drop-on-demand basis using low viscosity inks as low as 500 cP and can produce liquid droplets smaller than the size of the nozzles, Recently, a lot of technology development has been reported.

이와 더불어 정전기 젯 프린팅은 고점도의 잉크를 전기방사하여 연속젯을 형성하고 직선 구간을 정밀하게 제어하여 선을 구현할 수 있는 장점이 있다. 노즐의 구경 대비 형성되는 젯의 지름은 1/10 내지 1/1000 배로 작아 질 수 있어 나노스케일의 선폭도 구현 가능한 장점이 있다. 이를 이용하면 리소그래피를 대체하여 간단한 전기회로 또는 구조를 형성할 수도 있다.In addition, electrostatic jet printing has the advantage that a continuous jet can be formed by electrospinning a high viscosity ink, and a line can be implemented by precisely controlling a straight line section. The diameter of the jet formed with respect to the diameter of the nozzle can be reduced to 1/10 to 1/1000 times, and the nanoscale linewidth can be realized. Which can replace lithography to form a simple electrical circuit or structure.

한편, 이러한 종래의 정전기력을 이용하는 인쇄장치의 경우에는 전압 제어를 통한 전기적 제어방식을 이용하여 노즐로부터 토출되는 잉크의 착탄 시점과 종점, 즉, 인쇄의 on/off 를 제어하였다.On the other hand, in the case of a printing apparatus using such a conventional electrostatic force, an on and off point of ink ejected from the nozzles, that is, on / off of printing, is controlled using an electrical control system through voltage control.

그러나, 종래의 전기적 제어방식에 의한 경우에는, 주변 노이즈, 유도전류, 노즐과 기판 사이 이격거리 등의 문제로 인하여, 인쇄의 on/off를 정밀하게 제어하기가 어려운 문제가 있었다.However, in the case of the conventional electric control method, there is a problem that it is difficult to precisely control on / off of printing due to problems such as ambient noise, induced current, and distance between the nozzle and the substrate.

특히, 고점도의 잉크를 연속젯으로 토출하는 경우에는 젯이 분리되지 않고 연속적으로 토출되기 때문에 이를 중단하였다가 재토출하는 방식을 통하여야만 하므로 on/off를 제어하는데 더욱 어려움이 있었다. 즉, 연속젯 형태의 잉크를 중단하였다가 재토출 시에는 전하가 액면에 축적되는 시간만큼이 소요되므로, 패터닝 도중에 정확한 위치에서 재토출을 제어하고 패터닝을 완료하는 것이 해결하기 어려운 문제였다.Especially, when the ink of high viscosity is discharged by the continuous jet, since the jet is continuously discharged without being separated, it has to be stopped and re-discharged, which makes it difficult to control the on / off. In other words, it is difficult to solve the problem of controlling the re-ejection at the correct position and completing the patterning, because the continuous jet type ink is stopped and the time required for the charge to accumulate on the liquid level is re-ejected.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 잉크의 이동경로를 선택적으로 차단 또는 개방하여, 잉크의 기판 상 착탄 시점과 종점을 정밀하게 제어할 수 있는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus capable of precisely controlling ejection timing and end point of ink on a substrate by selectively blocking or opening the movement path of the ink, And a printing apparatus.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전기장에 의하여 잉크를 토출하는 노즐; 상기 노즐과 대향되며, 토출되는 잉크가 인쇄되는 기판; 상기 노즐과 상기 기판 사이에 전기장을 형성하는 전기장 형성부; 상기 노즐과 기판 사이에 배치되어, 상기 노즐과 상기 기판 사이에 배치되어 상기 노즐로부터 토출되는 잉크가 상기 기판에 도달하는 것을 선택적으로 차단하는 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치에 의해 달성된다.According to the present invention, there is provided an ink jet recording head comprising: a nozzle for ejecting ink by an electric field; A substrate opposed to the nozzle, on which ink to be ejected is printed; An electric field forming unit for forming an electric field between the nozzle and the substrate; And a blocking unit disposed between the nozzle and the substrate, the blocking unit selectively blocking the ink discharged from the nozzle from reaching the substrate. Achieved by a printing apparatus.

또한, 상기 차단부는 상기 노즐로부터 상기 기판방향 측으로의 잉크 이동경로 상에 선택적으로 연장 또는 수축되는 셔터부재를 포함할 수 있다.In addition, the blocking unit may include a shutter member that is selectively extended or contracted on the ink movement path from the nozzle toward the substrate direction.

또한, 회전함으로써 단부가 상기 차단부는 상기 노즐로부터 상기 기판방향 측으로의 잉크 이동경로를 선택적으로 차단하는 셔터부재를 포함할 수 있다.In addition, the end of the blocking portion by rotating may include a shutter member for selectively blocking the ink movement path from the nozzle toward the substrate direction.

또한, 상기 차단부는 상기 잉크의 이동경로 차단 시에 상기 셔터부재에 착탄되는 잉크를 저장하는 저장부; 상기 저장부와 상기 셔터부재를 상호 연결하는 연결부;를 더 포함할 수 있다.The blocking unit may include: a storage unit that stores ink that is landed on the shutter member when the movement path of the ink is blocked; And a connection unit interconnecting the storage unit and the shutter unit.

또한, 상기 셔터부재 상에 착탄되는 잉크의 유동이 상기 연결부를 통하여 상기 저장부 측으로 안내되도록 상기 저장부의 표면 또는 상기 연결부의 표면은 친액성(親液性:lyophillic) 처리될 수 있다.Further, the surface of the storage portion or the surface of the connection portion may be lyophilized so that the flow of ink landed on the shutter member is guided to the storage portion side through the connection portion.

또한, 상기 노즐과 기판 사이에 배치되고, 상기 노즐로부터 상기 기판 상으로 토출되는 잉크가 통과하도록 잉크의 이동경로 상에 관통부가 형성되며 상기 관통부 내로 전계가 집중되도록 상기 노즐에 인가되는 전압과 동일한 극성의 전압이 인가되는 마스크를 더 포함할 수 있다.A through hole is formed in the path of the ink so that the ink ejected onto the substrate from the nozzle passes through the through hole. The voltage is applied to the nozzle so that the electric field is concentrated into the through hole. And a mask to which a voltage of a polarity is applied.

상기 전기장 형성부는 상기 노즐과 상기 셔터부재 사이에 형성되는 전기장과 동일한 전기장이 상기 셔터부재와 상기 기판 사이에 형성되도록 상기 셔터부재에 전압을 인가할 수 있다.The electric field forming unit may apply a voltage to the shutter member such that an electric field equal to an electric field formed between the nozzle and the shutter member is formed between the shutter member and the substrate.

또한, 상기 노즐로부터 토출되는 잉크의 단면적이 제어되도록 상기 노즐의 외측에서 가이드 가스를 분사하는 가스 분사부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a gas injection unit for injecting a guide gas outside the nozzle so that the cross-sectional area of the ink ejected from the nozzle is controlled.

또한, 상기 잉크는 전기장에 의하여 상기 노즐의 단부에서 액면을 형성한 후에 액적으로 토출되고, 상기 가스 분사부는 상기 노즐의 단부에 형성되는 상기 잉크의 액면을 향하여 상기 가이드 가스를 분사함으로써 상기 잉크의 액면을 제어할 수 있다.In addition, the ink is ejected as droplets after forming a liquid surface at the end of the nozzle by an electric field, and the gas ejection unit ejects the guide gas toward the liquid surface of the ink formed at the end of the nozzle, Can be controlled.

또한, 상기 가스 분사부는 상기 노즐로부터 분사되는 액적을 향하여 상기 가이드 가스를 분사함으로써 분사되는 잉크 액적의 직경을 제어할 수 있다.In addition, the gas injection unit can control the diameter of the ink droplet ejected by jetting the guide gas toward the droplet ejected from the nozzle.

또한, 상기 잉크는 상기 노즐로부터 연속젯의 형태로 토출되며, 상기 가스 분사부는 연속젯으로 토출되는 잉크를 향하여 상기 가이드 가스를 분사함으로써 토출되는 잉크 단면의 직경을 제어할 수 있다.In addition, the ink is ejected from the nozzle in the form of a continuous jet, and the gas ejection unit can control the diameter of the ink cross-section ejected by jetting the guide gas toward the ink ejected by the continuous jet.

본 발명에 따르면, 토출되는 잉크 액적 또는 연속젯의 이동경로를 물리적으로 차단하여, 인쇄의 시점 및 종점을 정밀하고 용이하게 제어할 수 있는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a printing apparatus capable of precisely and easily controlling the printing start point and the end point by physically blocking the movement path of the discharged ink droplet or continuous jet.

또한, 저장부가 이동경로 차단시 셔터부재에 착탄되는 잉크를 수거함으로써, 잉크가 셔터부재로부터 의도하지 않게 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.Further, by collecting the ink landed on the shutter member when the storage unit is shut off, it is possible to prevent the ink from flowing unintentionally from the shutter member.

또한, 저장부 또는 연결부를 친액성(親液性:lyophillic)으로 표면 처리함으로써, 셔터부재에 착탄된 잉크가 저장부 측으로의 이송되는 것을 안내할 수 있다.Further, by surface-treating the storage portion or the connecting portion with lyophilic, it is possible to guide the ink deposited on the shutter member to be conveyed to the storage portion side.

또한, 노즐에 인가되는 전압과 동일한 극성의 전압이 인가되는 마스크를 이용하여 전기장의 집중함으로써, 노즐로부터 토출되는 잉크의 액적 또는 연속젯의 기판 상 착탄 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 또한, 인쇄선폭을 미세화할 수 있다.Further, by concentrating the electric field by using a mask to which a voltage having the same polarity as the voltage applied to the nozzle is applied, it is possible to improve the precision of landing on the substrate of droplets or continuous jet of ink discharged from the nozzles, It can be miniaturized.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동을 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 도 1의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 차단부의 작동을 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 5는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동을 개략적으로 도시한 것이고,
도 6a는 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치의 작동시 형성되는 전기장을 도시한 것이고,
도 6b는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동시 형성되는 전기장을 도시한 것이고,
또한, 도 7a는 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치의 작동시 기판에 착탄되는 잉크의 비산 모습을 촬영한 것이고,
도 7b는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동시 기판에 착탄되는 잉크의 비산 모습을 촬영한 것이고,
또한, 도 8a는 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치를 통한 연속젯 프린팅 작동 장면을 촬영한 것이고,
도 8b는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 통한 연속젯 프린팅 작동 장면을 촬영한 것이고,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 10은 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 단면도이고,
도 11은 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치로부터 액적이 토출되는 과정을 도시한 것이고,
도 12는 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치에서 액면 제어 동작을 도시한 것이고,
도 13은 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치로부터 토출되는 액적의 직경을 제어하는 동작을 도시한 것이고,
도 14는 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치로부터 연속적으로 토출되는 연속젯 잉크의 단면적을 제어하는 동작을 도시한 것이다.FIG. 1 schematically shows a printing apparatus capable of discharge precision control according to the first embodiment of the present invention,
Fig. 2 schematically shows the operation of the printing apparatus capable of ejection precision control of Fig. 1,
Fig. 3 schematically shows the operation of the blocking portion of the printing apparatus capable of ejection precision control of Fig. 1,
4 schematically shows a printing apparatus capable of discharge precision control according to the second embodiment of the present invention,
Fig. 5 schematically shows the operation of the printing apparatus capable of ejection precision control of Fig. 4,
6A shows an electric field formed in operation of a conventional printing apparatus without a mask,
Fig. 6B shows an electric field formed in operation of the printing apparatus capable of ejection precision control of Fig. 4,
7A is a photograph of a scattering state of ink landed on a substrate during operation of a conventional printing apparatus without a mask,
FIG. 7B is a photograph of the scattering state of ink landed on the substrate during the operation of the printing apparatus capable of discharge precision control of FIG. 4,
8A is a photograph of a continuous jet printing operation scene through a conventional printing apparatus without a mask,
FIG. 8B is a photograph of a continuous jet printing operation scene through a printing apparatus capable of ejection precision control of FIG. 4,
9 schematically shows a printing apparatus capable of discharge precision control according to the third embodiment of the present invention,
10 is a cross-sectional view of the printing apparatus capable of discharge precision control of Fig. 9,
Fig. 11 shows a process in which droplets are ejected from a printing apparatus capable of discharge precision control of Fig. 9,
Fig. 12 shows a liquid level control operation in the printing apparatus capable of discharge precision control of Fig. 9,
Fig. 13 shows an operation for controlling the diameter of droplets discharged from a printing apparatus capable of discharge precision control shown in Fig. 9,
Fig. 14 shows an operation for controlling the cross-sectional area of continuous jet ink continuously discharged from a printing apparatus capable of ejection precision control of Fig.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a printing apparatus 100 capable of discharge precision control according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a printing apparatus capable of discharge precision control according to the first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(100)는 잉크 토출의 시점(始點) 및 종점(終點)의 정밀제어, 즉, 토출의 정밀한 on/off 제어를 가능하게 하는 인쇄장치로서, 노즐(110)과 기판(120)과 전기장 형성부(130)와 차단부(140)와 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the printing apparatus 100 capable of precise ejection control according to the first embodiment of the present invention can perform precise control of the start point and the end point of ink ejection, that is, precise on / off controller 140 includes a nozzle 110, a substrate 120, an electric field forming unit 130, a blocking unit 140, and a controller 150.

상기 노즐(110)은 기판(120)과의 사이에서 형성되는 전기장의 영향을 받아 내부에 수용되는 잉크를 기판(120) 측으로 토출시키키 위한 것이다. The nozzle 110 receives the ink contained in the substrate 120 by the influence of an electric field formed between the nozzle 110 and the substrate 120.

상기 기판(120)은 노즐(110)과 대향되게 배치되며, 노즐(110)로부터 토출되는 잉크가 착탄되어 인쇄되는 부재로서, 본 실시예에서 기판(120)은 전기적으로 절연특성을 가지는 소재로 마련된다.The substrate 120 is disposed opposite to the nozzle 110 and is a member printed with ink discharged from the nozzle 110. In this embodiment, the substrate 120 is made of a material having an electrically insulating property do.

상기 전기장 형성부(130)는 노즐(110) 내의 잉크가 토출되도록 노즐(110)과 기판(120) 사이에 전기장을 형성하기 위한 부재로서, 노즐전극(131)과 대향전극(132)과 전압인가부(133)를 포함한다.The electric field forming unit 130 is a member for forming an electric field between the nozzle 110 and the substrate 120 so as to discharge the ink in the nozzle 110. The electric field forming unit 130 includes a nozzle electrode 131 and a counter electrode 132, (133).

상기 노즐전극(131)은 후술하는 전압인가부(133)로부터 노즐(110)에 전압이 인가되도록 노즐(110)의 내부에 마련되는 전극이다. 한편, 본 실시예에서 노즐전극(131)은 노즐(110)의 내부에 마련되는 것으로 설명하였으나, 노즐(110)에 전압을 인가할 수 있는 구조라면 설치위치 및 구조는 상술한 내용에 제한되는 것은 아니다.The nozzle electrode 131 is an electrode provided inside the nozzle 110 to apply a voltage to the nozzle 110 from a voltage applying unit 133 described later. In this embodiment, the nozzle electrode 131 is provided inside the nozzle 110. However, if the nozzle electrode 131 is configured to apply a voltage to the nozzle 110, the installation position and structure are limited to the above description no.

상기 대향전극(131)은 노즐(110)과 대향되는 기판(120)의 면의 반대쪽 면, 즉, 기판(120)의 하면에 마련되며, 후술하는 전압인가부(133)로부터 상술한 노즐전극(131)과 반대극성의 전압을 인가받아 그 사이에 전기장이 형성되도록 하는 부재이다. The opposing electrode 131 is provided on a surface opposite to the surface of the substrate 120 opposed to the nozzle 110, that is, on the lower surface of the substrate 120. The opposing electrode 131 extends from the voltage applying unit 133, 131) and an electric field is formed therebetween.

한편, 본 실시예에서는 전기장을 형성하기 위하여 대향전극(132)이 마련되어 전압이 인가되었으나, 노즐(110)과 기판(120) 사이에 전기장이 형성될 수 있는 구조라면 이에 제한되는 것은 아니다.However, the present invention is not limited thereto, as long as a counter electrode 132 is provided to form an electric field and a voltage is applied thereto, but an electric field can be formed between the nozzle 110 and the substrate 120.

즉, 본 실시의 변형례에서는 대향전극(132)에 전압을 인가하지 않고 전기적으로 접지상태가 되도록 할 수도 있으며, 다른 변형례에서는 대향전극(132)을 별도로 구비하지 않은 상태에서, 절연성 소재가 아닌 전기적 전도성이 우수한 소재로 마련되는 기판(120) 자체에 전압을 인가함으로써 노즐(110)과의 사이에서 전기장이 형성되도록 할 수도 있다.That is, in the modification of the present embodiment, the counter electrode 132 may be electrically grounded without applying a voltage. In another modification, the counter electrode 132 is not provided separately, An electric field may be formed between the nozzle 110 and the substrate 110 by applying a voltage to the substrate 120 itself provided with a material having excellent electrical conductivity.

상기 전압인가부(133)는 노즐(110)과 기판(120) 사이에 노즐(110)로부터 잉크가 토출될 수 있을 정도의 전기장이 형성되도록 노즐전극(131), 대향전극(132),셔터부재(141)에 전압을 인가한다.The voltage application unit 133 is provided between the nozzle 110 and the substrate 120 so that the nozzle electrode 131, the counter electrode 132, the shutter member 132, The voltage is applied to the gate electrode 141.

상기 차단부(140)는 노즐(110)로부터 기판(120)측으로 토출되는 잉크가 기판(120)에 도달하는 경로, 즉 토출되는 잉크의 액적(droplet) 또는 연속젯(continuous jet)의 이동경로를 선택적으로 차단하기 위한 것으로서, 셔터부재(141)와 저장부(142)와 연결부(143)를 포함한다.The blocking unit 140 may be a path for the ink to be ejected from the nozzle 110 to the substrate 120 to reach the substrate 120, that is, a droplet or a continuous jet, And includes a shutter member 141, a storage portion 142, and a connection portion 143. [

상기 셔터부재(141)는 기판(120)과 노즐(110) 사이에 배치되어 잉크 액적 또는 연속젯의 이동경로를 선택적으로 개방 또는 차단하는 것으로서, 잉크 이동경로의 개방시에는 노즐(110)로부터 토출되는 잉크가 기판(120)에 도달하는 것을 허용하되, 잉크 이동경로의 차단시에는 노즐(110)로부터 토출되는 잉크가 기판(120)에 도달하는 것을 막는다.The shutter member 141 is disposed between the substrate 120 and the nozzle 110 to selectively open or shut off the movement path of the ink droplet or continuous jet. When the ink moving path is opened, The ink ejected from the nozzle 110 is prevented from reaching the substrate 120 when the ink flow path is blocked.

상기 저장부(142)는 잉크의 이동경로 차단시에 셔터부재(141)에 착탄, 적층되는 잉크를 수거하여 저장하기 위한 것으로서, 잉크가 수용되도록 내부로 함몰되어 오목한 형상의 수용공간이 형성되며, 수용공간의 표면은 친액성(親液性:lyophillic) 특성을 갖도록 처리된다.The storage unit 142 is for storing and storing the ink deposited and stacked on the shutter member 141 when the ink passage is blocked. The storage unit 142 is recessed to receive the ink, The surface of the receiving space is treated to have lyophilic properties.

상기 연결부(143)는 셔터부재(141)와 저장부(142)를 상호 연결하는 것으로서, 잉크의 이동경로 차단시에 셔터부재(141)에 착탄, 적층되는 잉크를 저장부(142) 측으로 이송하기 위한 이송로로서의 표면은 친액성(親液性:lyophillic) 특성을 갖도록 처리된다. 역할을 한다.The connection portion 143 connects the shutter member 141 and the storage portion 142 and transfers the ink deposited on the shutter member 141 to the storage portion 142 side when the ink passage is blocked The surface as a transport path for the light-emitting layer is processed to have lyophilic properties. It plays a role.

상기 제어부(150)는 전압인가부(133)와 차단부(110)를 제어하여, 기판(120)과 노즐(110) 사이에 형성되는 전기장의 세기, 방향 및 토출시점과 종점을 제어하기 위한 것이다.
The control unit 150 controls the voltage application unit 133 and the blocking unit 110 to control the intensity and direction of the electric field formed between the substrate 120 and the nozzle 110 .

지금부터는 상술한 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(100)의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.Now, the operation of the first embodiment of the printing apparatus 100 capable of the discharge precision control described above will be described.

도 2는 도 1의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동을 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 도 1의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 차단부의 작동을 개략적으로 도시한 것이다.Fig. 2 is a view schematically showing the operation of the printing apparatus capable of discharging precision control of Fig. 1, and Fig. 3 is a view schematically showing the operation of the blocking unit of the printing apparatus capable of discharging precision control of Fig.

먼저, 제어부(150)가 전압 인가부(133)를 제어하여 노즐전극(131)과 대향전극(132)에 서로 다른 극성의 전압이 인가되도록 하면, 노즐(110)과 기판(120) 사이에는 전기장이 형성된다. 형성되는 전기장에 의하여 노즐(110) 내부의 잉크는 노즐(110) 단부면에서 액면(Meniscus)를 형성한다.The control unit 150 controls the voltage application unit 133 to apply voltages of different polarities to the nozzle electrode 131 and the counter electrode 132. An electric field is generated between the nozzle 110 and the substrate 120, . The ink inside the nozzle 110 forms a meniscus at the end face of the nozzle 110 by the electric field formed.

더 큰 세기의 전기장이 발생하도록 전압 인가부(133)가 노즐전극(131)과 대향전극(132)에 더욱 높은 전압을 인가하면, 노즐(110) 단부면에서의 액면은 테일러 콘(Taylor's cone)을 형성한 후에, 노즐(110)로부터 토출된다.When the voltage applying unit 133 applies a higher voltage to the nozzle electrode 131 and the counter electrode 132 so that an electric field of a larger intensity is generated, the liquid level at the end face of the nozzle 110 is lowered to Taylor's cone, And is discharged from the nozzle 110.

이때, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 사용되는 잉크의 점도가 낮은 경우에 잉크는 노즐(110) 단부면에 형성되는 테일러 콘으로부터 분리되어 액적(D)의 형태로 토출되어 기판(120)에 도달한다. 반면, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 사용되는 잉크의 점도가 높은 경우에는 테일러 콘으로부터 분리되지 못하고 연속적인 선형태, 즉, 연속젯(jet)(J)의 형태로 토출되어 기판(120)에 도달한다.2 (a), when the viscosity of the ink used is low, the ink is separated from the tail cone formed on the end surface of the nozzle 110 and discharged in the form of a droplet D, ). On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), when the viscosity of the ink used is high, it is not separated from the tail cone and is discharged in the form of a continuous line, that is, a continuous jet (J) 120 < / RTI >

전압 인가부(133)를 제어하는 종래의 방식에만 의존하는 경우에는 전압 인가 중단시 발생하는 유도전류, 기판(120)과 노즐(110) 사이의 거리 등의 변수에 의하여 잉크의 토출 및 기판(120)으로의 착탄 종료를 정밀하게 제어하는 것이 어렵다.In the case where only the conventional method of controlling the voltage applying unit 133 is used, the ink is ejected by the parameters such as the induction current generated when the voltage application is stopped, the distance between the substrate 120 and the nozzle 110, It is difficult to precisely control the termination of the landing on the aircraft.

따라서, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄 on/off를 차단부(140)의 물리적인 제어를 통하여 제어한다. 먼저, 제어부(150)가 셔터부재(141)를 제어하여 길이방향으로 연장되도록 함으로써 노즐(110)로부터 토출되는 잉크의 이동경로를 차단한다.Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the print on / off is controlled through the physical control of the blocking unit 140. First, the control unit 150 controls the shutter member 141 to extend in the longitudinal direction, thereby blocking the movement path of the ink discharged from the nozzle 110.

이동경로가 차단된 잉크는 기판(120)이 아닌 셔터부재(141) 상에 착탄, 적층된다. 이와 동시에, 셔터부재(141) 상에 착탄된 잉크는 연결부(143)에 의하여 셔터부재(141)와 연결되는 저장부(143) 측으로 이송된다.The ink whose movement path is blocked is deposited on the shutter member 141, not on the substrate 120, and stacked. At the same time, the ink landed on the shutter member 141 is transferred to the side of the storing portion 143 connected to the shutter member 141 by the connecting portion 143.

다만, 셔터부재(141) 작동시에도 노즐(110)과 기판(120) 사이에는 전기장이 형성되어 잉크는 지속적으로 토출되는 것이므로, 전기장의 왜곡을 방지하기 위하여 노즐(110)과 기판(120) 사이에 형성되는 전기장과 동일한 전기장이 노즐(110)과 셔터부재(141) 사이에 형성되도록 한다.An electric field is formed between the nozzle 110 and the substrate 120 during the operation of the shutter member 141 so that the ink is continuously ejected. Therefore, in order to prevent the electric field from being distorted, So that an electric field equal to the electric field formed in the nozzle 110 and the shutter member 141 is formed.

즉, 제어부(150)가 전압인가부(133)를 제어하여 셔터부재(141)에도 전압이 인가되도록 함으로써, 노즐(110)로부터 토출되는 잉크가 이동경로의 변경없이 셔터부재(141)에 정확히 착탄되도록 한다.That is, the control unit 150 controls the voltage application unit 133 to apply the voltage to the shutter member 141 so that ink ejected from the nozzle 110 can be accurately placed on the shutter member 141 .

한편, 셔터부재(141)와 연결되는 연결부(143) 및 저장부(142)의 표면은 친액성(親液性:lyophillic) 처리되므로, 셔터부재(141) 상의 잉크의 저장부(142) 측 이송을 강제한다. 즉, 셔터부재(141) 상의 잉크는 친액성 특성의 연결부(143)와 저장부(142) 표면 측으로 강제 이송되어, 저장부(142)에 최종 수용, 저장된다.Since the surfaces of the connecting portion 143 and the storage portion 142 that are connected to the shutter member 141 are lyophilic, the ink on the storage portion 142 side of the shutter member 141 . In other words, the ink on the shutter member 141 is forcibly transferred to the connecting portion 143 of the lyophilic property and the surface side of the storage portion 142, and finally received and stored in the storage portion 142.

또한, 인쇄를 재개하고 싶은 경우에는 잉크의 이동경로를 차단하고 있는 셔터부재(141)를 최초위치로 복원하여 잉크의 이동경로를 개방한다.When it is desired to resume printing, the shutter member 141 blocking the movement path of the ink is restored to the initial position to open the movement path of the ink.

따라서, 본 실시예에 의하면, 잉크의 이동경로를 물리적으로 개방 또는 차단함으로써, 기판(120)에의 인쇄 시점과 종점, 즉, 인쇄 on/off를 정밀하고 용이하게 제어할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, it is possible to precisely and easily control the print start point and the end point, that is, print on / off, on the substrate 120 by physically opening or closing the movement path of the ink.

특히, 고점도의 잉크를 사용하여 연속젯 형태로 토출하는 경우에는 잉크의 토출 및 중단 타이밍을 제어하기가 매우 난해하나, 본 실시예를 이용하면 연속젯 형태의 토출 시에도 연속젯이 분리되도록 전압 제어할 필요없이 토출 및 중단 타이밍의 정밀한 제어가 가능하다.
Particularly, in the case of discharging in the form of a continuous jet using ink of a high viscosity, it is very difficult to control the timing of discharging and stopping the ink. However, when the present embodiment is used, It is possible to precisely control the timing of ejection and interruption.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(200)에 대하여 설명한다.Next, a printing apparatus 200 capable of discharge precision control according to the second embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 개략적으로 도시한 것이다.Fig. 4 is a schematic view of a printing apparatus capable of precise ejection control according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(200)는 잉크 토출의 시점(始點) 및 종점(終點), 즉, 토출의 정밀한 on/off 제어를 가능하게 하는 인쇄장치로서, 노즐(110)과 기판(120)과 전기장 형성부(130)와 차단부(140)와 제어부(150)와 마스크(260)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the printing apparatus 200 capable of precise ejection control according to the second embodiment of the present invention controls the start point and the end point of ink ejection, that is, precise on / off control of ejection And includes a nozzle 110, a substrate 120, an electric field forming unit 130, a blocking unit 140, a controller 150, and a mask 260.

다만, 본 실시예에서 상기 노즐(110)과 기판(120)과 전기장 형성부(130)와 차단부(140)와 제어부(150)는 제1실시예에서 상술한 구성과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.In this embodiment, the nozzle 110, the substrate 120, the electric field forming unit 130, the blocking unit 140, and the control unit 150 are the same as those described in the first embodiment, do.

상기 마스크(260)는 잉크를 토출하기 위해 노즐(110)과 기판(120) 사이에 형성되는 전기장을 관통부(261) 쪽으로 집중시킴으로써 노즐(110)로부터 토출되는 잉크 액적(D) 또는 연속젯(J)의 착탄 정밀도를 향상시키기 위한 용도의 부재로서, 노즐(110)과 기판(120) 사이에 마련된다.The mask 260 concentrates the electric field formed between the nozzle 110 and the substrate 120 toward the penetration portion 261 to eject the ink so that the ink droplets D discharged from the nozzle 110 or the continuous jet J is provided between the nozzle 110 and the substrate 120. The nozzle 110 is a member for use in improving the landing accuracy of the nozzles 110,

노즐(110)로부터 토출되는 잉크가 기판(120)에 도달할 수 있도록 잉크의 이동경로 상에는 관통부(260)가 형성된다. 본 실시예에서 관통부(260)의 형상은 기판(120) 상의 인쇄경로에 대응되도록 형성될 수도 있으나, 일부영역에만 형성되고 기판(120) 또는 노즐(110)의 이송과 함게 이송되는 형태로 마련될 수도 있다.A penetration part 260 is formed on the movement path of the ink so that the ink discharged from the nozzle 110 can reach the substrate 120. In this embodiment, the shape of the penetration portion 260 may be formed to correspond to the printing path on the substrate 120, but may be formed in only a part of the region and may be transferred with the transfer of the substrate 120 or the nozzle 110 .

한편, 형성되는 전기장이 관통부(261)에 집중될 수 있도록 마스크(260)에는 기판(120)에 인가되는 전압과 동일한 극성의 전압이 인가되며, 이에 대해서는 후술한다.
Meanwhile, a voltage having the same polarity as the voltage applied to the substrate 120 is applied to the mask 260 so that the formed electric field can be concentrated on the penetration portion 261, which will be described later.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(200)의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the printing apparatus 200 capable of discharge precision control according to the second embodiment of the present invention will be described.

도 5는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동을 개략적으로 도시한 것이다.Fig. 5 schematically shows the operation of the printing apparatus capable of discharge precision control of Fig.

도 5를 참조하여 설명하면, 먼저, 기판(120) 상에 잉크가 토출되어 이송되는 경로, 즉, 기판(120)의 인쇄가 되는 영역 상에 마스크(260)를 정렬한다.Referring to FIG. 5, first, the mask 260 is aligned on a path through which ink is ejected and transferred onto the substrate 120, that is, a region on which the substrate 120 is to be printed.

이와 동시에, 제어부(150)는 전압 인가부(133)를 제어하여 노즐전극(131)에 양극(+)의 전압을 인가하고, 노즐(110)과 대향되는 대향전극(132)에는 노즐전극(131)에 인가되는 전압과 반대 극성인 음극(-)의 전압을 인가한다.At the same time, the control unit 150 controls the voltage applying unit 133 to apply the positive voltage to the nozzle electrode 131, and the opposing electrode 132, which faces the nozzle 110, And the negative (-) voltage of the opposite polarity.

다만, 본 실시예에서는 대향전극(132)에 노즐전극(131)에 인가되는 전압과 반대극성의 전압을 인가하였으나, 대향전극(132)을 전기적으로 접지함으로서 전기장을 형성할 수도 있다.In this embodiment, the counter electrode 132 is applied with the voltage of the opposite polarity to the voltage applied to the nozzle electrode 131, but the electric field may be formed by electrically grounding the counter electrode 132.

전압 인가부(133)로부터 노즐전극(131)과 대향전극(132)에 인가되는 전압에 의하여 노즐(110)로부터 기판(120) 측 방향으로 전기장이 형성되고, 노즐(110) 내부에 수용되는 잉크는 전기장에 의하여 노즐(110)로부터 기판(120) 쪽을 향하여 토출된다.An electric field is formed in the direction toward the substrate 120 from the nozzle 110 by the voltage applied from the voltage application unit 133 to the nozzle electrode 131 and the counter electrode 132, Is discharged from the nozzle 110 toward the substrate 120 by an electric field.

이와 동시에, 제어부(150)는 전압 인가부(133)를 제어하여 노즐전극(131)과 대향전극(132) 외에 마스크(260)에 전압을 인가하며, 이때 마스크(260)에는 노즐전극(131)에 인가되는 전압과 동일한 극성의 전압, 즉, 본 실시예에서는 양극(+)의 전압이 인가된다.At the same time, the control unit 150 controls the voltage applying unit 133 to apply a voltage to the mask 260 in addition to the nozzle electrode 131 and the counter electrode 132. At this time, (+) Voltage is applied in this embodiment.

이러한 과정에서, 마스크(260)로의 전압 인가 전에는 노즐(110)에서부터 기판(120) 측으로 비교적 균일하게 형성되던 전기장은 마스크(260)에 양극의 전압이 인가됨에 따라 마스크(260)의 관통부(261) 측으로 집중되어 형성된다. 즉, 노즐(110)과 마스크(260)에 동일한 극성의 전압 인가로 인하여 마스크(260)의 관통부(261), 측, 잉크 액적(D) 또는 연속젯(J)의 착탄 영역에 대응되는 영역에 전기장이 집중된다.The electric field that is relatively uniformly formed from the nozzle 110 to the substrate 120 side before the voltage is applied to the mask 260 is applied to the through hole 261 of the mask 260 as the voltage of the anode is applied to the mask 260 As shown in FIG. That is, a region corresponding to the landing region 261 of the mask 260, the side of the mask 260, the ink droplet D, or the landing area of the continuous jet J due to the application of the voltage of the same polarity to the nozzle 110 and the mask 260 The electric field is concentrated on the surface.

관통부(261)로의 전기장 집중으로 인하여 노즐(110)로부터 토출되는 잉크는 정확한 위치에 착탄되고, 인쇄 정밀도가 높아질 수 있다. 이와 마찬가지 원리로, 관통부(261)의 폭을 미세화함으로써, 기판(120)에 인쇄되는 패턴의 선폭도 미세화할 수 있다.The ink discharged from the nozzle 110 due to the concentration of the electric field in the penetration portion 261 is landed at the correct position and the printing precision can be increased. By the same principle, by making the width of the penetrating portion 261 smaller, the line width of the pattern printed on the substrate 120 can be made smaller.

한편, 본 실시예에서 제어부(150)가 노즐(110)에 인가되는 전압의 세기보다 높은 세기의 전압을 마스크(260)에 인가하도록 전압 인가부(133)를 제어함으로써, 관통부(261)로의 전기장 집중도를 더욱 향상시킬 수 있으며, 이로 인하여 선폭 미세화 및 인쇄 정밀도가 더욱 향상될 수 있다.In this embodiment, the controller 150 controls the voltage application unit 133 to apply a voltage having a higher intensity to the mask 260 than the voltage applied to the nozzle 110, The electric field concentration can be further improved, and thus the line width can be further miniaturized and the printing precision can be further improved.

도 6a는 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치의 작동시 형성되는 전기장을 도시한 것이고, 도 6b는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동시 형성되는 전기장을 도시한 것이다.FIG. 6A shows an electric field formed in operation of a conventional printing apparatus without a mask, and FIG. 6B shows an electric field formed in operation of a printing apparatus capable of ejection precision control of FIG.

도 6a에 도시된 바와 같이, 마스크가 없는 경우에 전기장이 균일하게 형성되나, 도 6b에 도시된 바와 같이 본 실시예의 마스크(260)에 전압이 인가되는 경우에는 관통부(261) 측으로 전기장이 집중되는 것을 알 수 있다.6A, when the voltage is applied to the mask 260 of this embodiment as shown in FIG. 6B, the electric field is concentrated on the side of the penetration portion 261 .

또한, 도 7a는 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치의 작동시 기판에 착탄되는 잉크의 비산 모습을 촬영한 것이고, 도 7b는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 작동시 기판에 착탄되는 잉크의 비산 모습을 촬영한 것이다.Fig. 7A is a view showing a scattering state of ink scattered on a substrate during operation of a conventional printing apparatus without a mask, Fig. 7B is a schematic view It is the photograph of the scattering of the ink.

도 7a에 도시된 바와 같이, 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치의 경우에는 토출되는 잉크의 액적이 기판 상에서 크게 비산되나, 도 7b에 도시된 바와 같이 본 실시예의 마스크에 전압이 인가되는 경우에는 토출되는 잉크가 비산되지 않고 집중되어 착탄됨을 알 수 있다,As shown in FIG. 7A, in the case of a conventional printing apparatus without a mask, droplets of ink to be ejected are largely scattered on the substrate. However, when a voltage is applied to the mask of this embodiment as shown in FIG. 7B It can be seen that the discharged ink is concentrated and landed without being scattered.

또한, 도 8a는 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치를 통한 연속젯 프린팅 작동 장면을 촬영한 것이고, 도 8b는 도 4의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 통한 연속젯 프린팅 작동 장면을 촬영한 것이다.8A is a photograph of a continuous jet printing operation scene through a conventional printing apparatus without a mask, and FIG. 8B is a view showing a continuous jet printing operation view through a printing apparatus capable of ejection precision control of FIG. 4 .

도 8a에 도시된 바와 같이, 마스크를 구비하지 않는 종래의 인쇄 장치의 경우에는 연속젯 프린팅시 정확한 위치에 착탄되지 못하는 반면, 도 8b에 도시된 바와 같이 본 실시예의 마스크에 전압이 인가되는 경우에는 연속젯 프린팅이 비교적 직선 하방으로 정확하게 착탄되고, 선폭도 감소하는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 8A, in the case of a conventional printing apparatus without a mask, the ink is not deposited at the correct position during continuous jet printing. On the other hand, when a voltage is applied to the mask of this embodiment as shown in FIG. 8B It can be seen that the continuous jet printing is accurately landed relatively straight downward and the line width is also reduced.

따라서, 본 실시예에 의하면, 마스크를 이용하여 전기장을 집중시킴으로써 착탄 정밀도를 향상시킬 수 있는 동시에, 차단부를 이용하여 토출 타이밍을 정밀하게 제어할 수 있다.
Therefore, according to this embodiment, the accuracy of landing can be improved by concentrating the electric field by using the mask, and at the same time, the ejection timing can be precisely controlled by using the blocking portion.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치에 대해서 설명한다.Hereinafter, a printing apparatus capable of discharge precision control according to the third embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 10은 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치의 단면도이다.FIG. 9 is a schematic view of a printing apparatus capable of precise ejection control according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view of a printing apparatus capable of ejection precision control of FIG.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(100)는 잉크 토출의 시점(始點) 및 종점(終點)의 정밀제어, 즉, 토출의 정밀한 on/off 제어를 가능하게 하는 인쇄장치로서, 노즐(110)과 기판(120)과 전기장 형성부(130)와 차단부(140)와 제어부(150)와 가스분사부(370)를 포함한다.9 and 10, the printing apparatus 100 capable of precise ejection control according to the third embodiment of the present invention performs precise control of the start point and the end point of ink ejection, that is, The printing apparatus includes a nozzle 110, a substrate 120, an electric field forming unit 130, a blocking unit 140, a control unit 150, and a gas jetting unit 370, .

다만, 본 실시예에서 상기 노즐(110)과 기판(120)과 전기장 형성부(130)와 차단부(140)와 제어부(150)는 제1실시예에서 상술한 구성과 동일한 것이므로 중복 설명은 생략한다.In this embodiment, the nozzle 110, the substrate 120, the electric field forming unit 130, the blocking unit 140, and the control unit 150 are the same as those described in the first embodiment, do.

상기 가스 분사부(370)는 한 쌍의 실린더형 패널을 포함하며 상술한 노즐(110)의 외주면을 감싸도록 배치된다. 즉, 가스 분사부(370)의 종단면의 형상은 환형이 된다.The gas injecting unit 370 includes a pair of cylindrical panels and is disposed to surround the outer circumferential surface of the nozzle 110 described above. That is, the shape of the longitudinal section of the gas injecting section 370 is annular.

가스 분사부(370)의 한 쌍의 실린더형 패널은 상호 이격되며, 이격공간을 통하여 가이드 가스가 유동하여 노즐팁 측으로 분사된다. 한편, 가스 분사부(370)의 가이드 가스가 유동하는 영역이 길이방향을 따라 경사를 형성하도록 가스 분사부(370)의 한 쌍의 패널은 노즐(110)의 노즐팁면 측으로 갈수록 직경이 감소하는 형태로 구성된다.The pair of cylindrical panels of the gas injection part 370 are spaced apart from each other, and the guide gas flows through the spacing space and is injected toward the nozzle tip side. The pair of panels of the gas spraying part 370 are formed such that the diameter of the pair of panels of the gas spraying part 370 decreases toward the nozzle tip side of the nozzle 110 so that the region of the gas spraying part 370 in which the guide gas flows is inclined along the longitudinal direction. .

또한, 가스 분사부(370)의 가이드 가스가 분사되는 단부 측은 가이드 가스의 분사방향 및 분사속도를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
It is preferable that the end portion of the gas spraying portion 370 on which the guide gas is sprayed is configured to adjust the spray direction and the spraying speed of the guide gas.

이하, 상술한 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(100)의 제3실시예의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the third embodiment of the printing apparatus 100 capable of the discharge precision control will be described.

도 11은 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치로부터 액적이 토출되는 과정을 도시한 것이다.FIG. 11 shows a process in which droplets are ejected from a printing apparatus capable of ejection precision control of FIG. 9.

도 11을 참조하면, 노즐(110)로부터 제공되는 잉크가 전기장에 의하여 노즐(110)의 단부에서 액면(메니스커스:Meniscus)(M)이 형성되고, 더 큰 전기장이 형성되면 노즐(110) 단부의 액면(M)은 테일러 콘(taylor's cone)(T)으로 변형된 후에, 최종적으로 잉크 액적(D)이 기판(120) 측으로 토출된다.11, a liquid level (meniscus) M is formed at the end of the nozzle 110 by the electric field generated by the nozzle 110, and when a larger electric field is formed, After the liquid level M at the end portion is deformed into the taylor's cone T, the ink droplet D is finally discharged toward the substrate 120 side.

한편, 노즐(110) 단부로부터 액적(D)이 이탈되어 토출되는 형태로 기판(S) 상에 패턴을 형성하는 것이 아니라, 노즐(110)에 고전압이 인가되어 잉크가 노즐으로부터 연속적으로(continuously) 토출되도록 함으로써 기판(120) 상에 직선형(linear)의 패턴이 형성되도록 할 수도 있다.Instead of forming the pattern on the substrate S in such a manner that the droplet D is ejected from the end of the nozzle 110 and a pattern is formed on the substrate S, a high voltage is applied to the nozzle 110, And a linear pattern may be formed on the substrate 120 by being discharged.

도 12는 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치에서 액면 제어 동작을 도시한 것이다.Fig. 12 shows a liquid level control operation in the printing apparatus capable of ejection precision control of Fig.

도 12을 참조하면, 상술한 과정 중에, 노즐(110)의 외면과 가스 분사부(370)의 한 쌍의 패널의 이격공간 내로 가이드 가스가 공급되어 분사된다. 이때, 분사되는 가이드 가스의 분사방향은 노즐 단부에 형성되는 잉크의 액면(M)을 향하도록 한다.Referring to FIG. 12, during the above process, guide gas is supplied and injected into the spacing space between the outer surface of the nozzle 110 and a pair of panels of the gas spraying unit 370. At this time, the jetting direction of the jetting guide gas is directed to the liquid level M of the ink formed at the end of the nozzle.

한편, 가스 분사부(370)로부터 분사되는 가이드 가스의 분사 방향 및 분사속도가 노즐의 중심으로 대칭을 이루도록 제어하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable to control so that the jetting direction and the jetting speed of the guide gas jetted from the gas jetting section 370 are symmetrical about the center of the nozzle.

분사되는 가이드 가스는 노즐(110) 상의 액면(M)과 충돌하여 액면(M)의 형상을 변형시키는 동시에 전체적인 액면(M)의 크기를 감소시킨다. 결론적으로, 액면(M) 제어를 통하여 액면(M)으로부터 이탈되어 토출되는 액적(D)의 직경 또한 제어될 수 있다.The guided gas collides with the liquid surface M on the nozzle 110 to deform the shape of the liquid surface M and reduce the size of the liquid surface M as a whole. Consequently, the diameter of the droplet D ejected from the liquid level M through the liquid level control can also be controlled.

또한, 가스 분사부(370)로부터 분사되는 가이드 가스의 분사속도를 조절할 수도 있다. 즉, 액면(M)과 충돌하는 가이드 가스의 운동에너지를 제어함으로써 액면(M)의 크기 및 이로부터 분사되는 액적(D) 단면의 직경을 제어할 수 있다.Further, the injection speed of the guide gas injected from the gas injecting section 370 may be adjusted. That is, by controlling the kinetic energy of the guide gas colliding with the liquid level M, it is possible to control the size of the liquid level M and the diameter of the cross section of the droplet D ejected therefrom.

한편, 가스 분사부(370)로부터 분사되는 가이드 가스의 분사방향을 조절할 수도 있다. 즉, 제어부(150)는 가이드 가스와 충돌하는 액면(D)의 위치를 제어함으로써 액면의 형상 및 크기를 제어할 수 있다. Meanwhile, the direction of injection of the guide gas injected from the gas injecting section 370 may be adjusted. That is, the control unit 150 can control the shape and size of the liquid surface by controlling the position of the liquid surface D which collides with the guide gas.

도 13은 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치로부터 토출되는 액적의 직경을 제어하는 동작을 도시한 것이다.Fig. 13 shows an operation of controlling the diameter of a droplet ejected from a printing apparatus capable of precise ejection control shown in Fig.

뿐만 아니라, 도 13에 도시된 바와 같이, 가이드 가스의 분사방향이 액면(M)을 향하도록 하는 것이 아니라, 액면(M)으로부터 이탈되어 토출되는 액적(D)을 향하도록 하여 가이드 가스가 액적(D)과 직접 충돌하도록 함으로써 액적(D)의 직경을 조절할 수도 있다.13, the guide gas is not directed to the liquid level M but is directed to the droplet D ejected from the liquid level M so that the guide gas is directed to the droplet D of the droplet D by making the droplet D directly collide with the droplet D.

도 14는 도 9의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치로부터 연속적으로 토출되는 연속젯 잉크의 단면적을 제어하는 동작을 도시한 것이다.Fig. 14 shows an operation for controlling the cross-sectional area of continuous jet ink continuously discharged from a printing apparatus capable of ejection precision control of Fig.

또한, 상술한 바와 같이, 노즐팁면으로부터 액적(D)의 형태로 토출되는 것이 아니라, 도 14에 도시된 바와 같이 연속적인 선형으로 연속젯(J)의 형태로 토출되는 경우에도, 제어부(140)는 가스 분사부(130)를 제어하여 가이드 가스가 연속적으로 토출되는 잉크의 연속젯(J)와 직접 충돌하도록 함으로써, 기판(120)에 형성되는 패턴의 선폭을 제어할 수 있다.
14, the control unit 140 may be configured so as not to eject droplets D from the nozzle tip surface as described above, but also to eject the droplets D in the form of a continuous jet J continuously and linearly, The line width of the pattern formed on the substrate 120 can be controlled by controlling the gas spraying unit 130 so that the guide gas directly collides with the continuous jet J of the ink continuously discharged.

즉, 일반적인 정전기력을 이용하는 인쇄장치에 관여하는 힘은 하기의 수학식과 같이 전기장에 의한 전기졀과 중력, 액면에 존재하는 전기력의 반대방향의 표면장력이 있다.That is, the force involved in a printing apparatus using a general electrostatic force is expressed by the following equation: < EMI ID = 1.0 >

[수학식][Mathematical Expression]

Fg - Fst + Fe = 0 (단, Fg는 중력, Fst는 표면장력, Fe는 전기력을 의미한다.)F g - F st + F e = 0 (where F g is gravity, F st is the surface tension, and F e is the electric force).

따라서, 상술한 수학식의 균형에 의하여 액면에서 액적 또는 연속적인 형태의 라인형 젯이 분사된다.Therefore, the liquid type or continuous type line type jet is ejected from the liquid surface by the balance of the above-described equations.

이러한 일반적인 장치의 경우 잉크의 전기전도도의 한계에 따라 정전기력이 부족하면 젯이 발생하지 않고, 너무 과도하면 스프레이 형태로 분사되어 토출 안정도를 유지하기 어렵다.In such a general apparatus, jetting does not occur when the electrostatic force is insufficient due to the limit of electric conductivity of the ink, and it is difficult to maintain discharge stability by spraying in the form of spray if it is too much.

그러나, 본 실시예에 의하면, 하기의 수학식에서와 같이 노즐(110)을 감싸는 기체유동을 추가함으로써 액면(M)에 기체유동에 의한 물리적 힘을 부가함으로써, 토출을 용이하게 하고 안정적이게 할 수 있다.However, according to this embodiment, the physical force by the gas flow is added to the liquid level M by adding the gas flow wrapping the nozzle 110 as in the following equation, so that the discharge can be facilitated and stabilized .

[수학식][Mathematical Expression]

Fg - Fst + Fe + Fgf= 0 (단, Fg는 중력, Fst는 표면장력, Fe 는 전기력, Fgf 는 가스 분사부로부터 분사되는 가스에 의한 힘을 의미한다.)
F g - F st + F e + F gf = 0 (where F g is gravity, F st is surface tension, F e Is the electric force, and F gf is the force due to the gas injected from the gas injection part.

따라서, 본 실시예의 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치(300)에 의하면, 가이드 가스를 노즐에 형성되는 액면(M)에 분사하여 액면(M)을 제어하거나, 분사되는 액적(D) 또는 노즐(110)로부터 연속적인 형태로 토출되는 연속젯(J)에 직접 분사하여, 최종 기판(120)에 형성되는 패턴의 크기 또는 선폭을 미세화할 수 있다.Therefore, in the printing apparatus 300 capable of precise ejection control of the present embodiment, the guide gas is jetted onto the liquid level M formed on the nozzles to control the liquid level M, or the droplets D or the nozzles 110 The size or the line width of the pattern formed on the final substrate 120 can be reduced by directly spraying the continuous jet J onto the continuous jet J,

또한, 본 실시예에 의하면, 고점도의 잉크를 토출하는 경우에도, 기판(120) 상에서 형성되는 패턴의 선폭을 미세화할 수 있으므로 고품질의 패터닝이 가능하다.
According to the present embodiment, even when ink of high viscosity is discharged, the line width of the pattern formed on the substrate 120 can be miniaturized, so that high-quality patterning is possible.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100 : 본 발명의 제1실시예에 따른 토출 정밀 제어가 가능한 인쇄장치
110 : 노즐 120 : 기판
130 : 전기장 형성부 140 : 차단부
150 : 제어부100: A printing apparatus capable of precise ejection control according to the first embodiment of the present invention
110: nozzle 120: substrate
130: electric field forming part 140:
150:

Claims (12)

전기장에 의하여 잉크를 토출하는 노즐;
상기 노즐과 대향되며, 토출되는 잉크가 인쇄되는 기판;
상기 노즐과 상기 기판 사이에 전기장을 형성하는 전기장 형성부;
상기 노즐과 기판 사이에 배치되어, 상기 노즐과 상기 기판 사이에 배치되어 상기 노즐로부터 토출되는 잉크가 상기 기판에 도달하는 것을 선택적으로 차단하는 차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.A nozzle for ejecting ink by an electric field;
A substrate opposed to the nozzle, on which ink to be ejected is printed;
An electric field forming unit for forming an electric field between the nozzle and the substrate;
And a blocking unit disposed between the nozzle and the substrate, the blocking unit selectively blocking the ink discharged from the nozzle from reaching the substrate. Printing device. 제1항에 있어서,
상기 차단부는 상기 노즐로부터 상기 기판방향 측으로의 잉크 이동경로 상에 선택적으로 연장 또는 수축되는 셔터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.The method of claim 1,
And the blocking part includes a shutter member selectively extending or contracting on the ink movement path from the nozzle toward the substrate direction. 제1항에 있어서,
회전함으로써 단부가 상기 차단부는 상기 노즐로부터 상기 기판방향 측으로의 잉크 이동경로를 선택적으로 차단하는 셔터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.The method of claim 1,
And an end portion of the blocking portion that rotates so as to include a shutter member selectively blocking an ink movement path from the nozzle toward the substrate direction. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 차단부는 상기 잉크의 이동경로 차단 시에 상기 셔터부재에 착탄되는 잉크를 저장하는 저장부; 상기 저장부와 상기 셔터부재를 상호 연결하는 연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.The method according to claim 2 or 3,
The blocking unit may include a storage unit which stores ink that reaches the shutter member when the movement path of the ink is blocked; And a connection part connecting the storage part and the shutter member to each other. 제4항에 있어서,
상기 셔터부재 상에 착탄되는 잉크의 유동이 상기 연결부를 통하여 상기 저장부 측으로 안내되도록 상기 저장부의 표면 또는 상기 연결부의 표면은 친액성(親液性:lyophillic) 처리되는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.5. The method of claim 4,
Wherein the surface of the storage portion or the surface of the connecting portion is lyophilized so that the flow of ink landed on the shutter member is guided to the storage portion side through the connection portion. Possible printing devices. 제5항에 있어서,
상기 노즐과 기판 사이에 배치되고, 상기 노즐로부터 상기 기판 상으로 토출되는 잉크가 통과하도록 잉크의 이동경로 상에 관통부가 형성되며 상기 관통부 내로 전계가 집중되도록 상기 노즐에 인가되는 전압과 동일한 극성의 전압이 인가되는 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.6. The method of claim 5,
A through hole is formed in the path of the ink so that ink ejected onto the substrate is allowed to pass from the nozzle to the substrate and a voltage of the same polarity as the voltage applied to the nozzle is applied so that the electric field is concentrated into the through hole Further comprising a mask to which a voltage is applied. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 전기장 형성부는 상기 노즐과 상기 셔터부재 사이에 형성되는 전기장과 동일한 전기장이 상기 셔터부재와 상기 기판 사이에 형성되도록 상기 셔터부재에 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the electric field forming unit applies a voltage to the shutter member such that an electric field equal to an electric field formed between the nozzle and the shutter member is formed between the shutter member and the substrate. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐로부터 토출되는 잉크의 단면적이 제어되도록 상기 노즐의 외측에서 가이드 가스를 분사하는 가스 분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a gas injection unit for injecting a guide gas outside the nozzle so that the cross-sectional area of ink ejected from the nozzle is controlled. 제8항에 있어서,
상기 잉크는 전기장에 의하여 상기 노즐의 단부에서 액면을 형성한 후에 액적으로 토출되고,
상기 가스 분사부는 상기 노즐의 단부에 형성되는 상기 잉크의 액면을 향하여 상기 가이드 가스를 분사함으로써 상기 잉크의 액면을 제어하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.9. The method of claim 8,
The ink is ejected as droplets after forming a liquid level at an end of the nozzle by an electric field,
Wherein the gas injection unit controls the liquid level of the ink by jetting the guide gas toward the liquid surface of the ink formed at the end of the nozzle. 제8항에 있어서,
상기 가스 분사부는 상기 노즐로부터 분사되는 액적을 향하여 상기 가이드 가스를 분사함으로써 분사되는 잉크 액적의 직경을 제어하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.9. The method of claim 8,
Wherein the gas injection unit controls the diameter of the ink droplet ejected by jetting the guide gas toward the droplet ejected from the nozzle. 제8항에 있어서,
상기 잉크는 상기 노즐로부터 연속젯의 형태로 토출되며,
상기 가스 분사부는 연속젯으로 토출되는 잉크를 향하여 상기 가이드 가스를 분사함으로써 토출되는 잉크 단면의 직경을 제어하는 것을 특징으로 하는 토출 정밀제어가 가능한 인쇄장치.9. The method of claim 8,
Wherein the ink is ejected from the nozzle in the form of a continuous jet,
Wherein the gas injection unit controls the diameter of the ink cross-section ejected by jetting the guide gas toward the ink ejected by the continuous jet. 제8항에 있어서,
상기 노즐의 외경은 상기 잉크가 분사되는 측으로 갈수록 감소하며,
상기 가스 분사부는 상기 노즐로부터 이격되어 상기 노즐을 감싸는 이격 하우징을 포함하고, 상기 노즐과 상기 이격 하우징 사이에 형성되는 가스유동로를 통하여 상기 가이드 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용하는 인쇄 시스템.9. The method of claim 8,
The outer diameter of the nozzle decreases toward the side where the ink is ejected,
Wherein the gas injection unit includes a spacing housing spaced apart from the nozzle and surrounding the nozzle, and spraying the guide gas through a gas flow path formed between the nozzle and the spacing housing.
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