KR20140146399A

KR20140146399A - 미세분사용 평면노즐

Info

Publication number: KR20140146399A
Application number: KR1020130069045A
Authority: KR
Inventors: 신권용; 이상호; 강경태; 이정민
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-26

Abstract

본 발명은 미세분사용 평면노즐에 관한 것으로서, 특히 미세한 액체방울 및 액체줄기를 분사할 수 있는 미세분사용 평면노즐에 관한 것이다.
본 발명의 미세분사용 평면노즐은, 일면과 타면이 형성된 노즐기판과; 상기 노즐기판의 일면과 타면을 관통하여 형성되고, 일면을 통해 공급된 용액이 타면을 통해 분사되도록 하는 분사홀과; 상기 노즐기판의 타면에 상기 분사홀을 중심으로 일면방향으로 오목하게 형성된 링 형상의 회피홈을 포함하여 이루어지되, 상기 분사홀과 회피홈은 상호 이격되어 있고, 상기 분사홀과 회피홈 사이에는 상기 회피홈보다 상기 노즐기판의 일면의 반대방향으로 더 돌출된 노즐팁이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

미세분사용 평면노즐 { FINE INJECTION NOZZLE }

본 발명은 미세분사용 평면노즐에 관한 것으로서, 특히 미세한 액체방울 및 액체줄기를 분사할 수 있는 미세분사용 평면노즐에 관한 것이다.

잉크 등의 액체를 물방울 형태로 분사하는 액적분사장치는 기존의 잉크젯프린터에서 뿐만아니라 유기 EL, LCD 등과 같은 디스플레이에 있어서 전자물질의 도포나 전자 제품에 필요한 회로 등을 구현하기 위해 기존의 반복적인 성막 및 부식 기술 없이 직접적으로 원하는 재료를 원하는 위치에 형성시킬 수 있는 대체 기술수단으로도 최근 주목받고 있다.

한편 액적분사헤드는 전술한 압전방식 외에 히터에 의해 발생된 열에 의해 형성된 버블이 잉크챔버안의 잉크를 노즐밖으로 밀어내는 방식으로 액적을 토출시키는 열방식이 있으나 열에 민감한 물질에는 적용이 어려운 문제점이 있어 그 응용산업분야가 압전방식에 비해 제한적이다.

위와 같은 종래의 액적분사헤드를 OLED 화소 형성 등을 위하여 사용하고자 할 경우에는, 액체를 미세하게 그리고 연속적으로 분사하여야 한다.

이를 위해 다양한 구조 및 형상의 노즐이 개발되어 있으나, 그 구조가 복잡하고, 분사되는 액체방울 및 액체줄기가 커 미세분사를 함에 있어 한계가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0641286호 (2006년11월01일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 보다 간단한 구조를 이용하여 분사되는 액체방울 및 액체줄기의 크기를 미세하게 하여 분사할 수 있는 미세분사용 평면노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 미세분사용 평면노즐은, 일면과 타면이 형성된 노즐기판과; 상기 노즐기판의 일면과 타면을 관통하여 형성되고, 일면을 통해 공급된 용액이 타면을 통해 분사되도록 하는 분사홀과; 상기 노즐기판의 타면에 상기 분사홀을 중심으로 일면방향으로 오목하게 형성된 링 형상의 회피홈을 포함하여 이루어지되, 상기 분사홀과 회피홈은 상호 이격되어 있고, 상기 분사홀과 회피홈 사이에는 상기 회피홈보다 상기 노즐기판의 일면의 반대방향으로 더 돌출된 노즐팁이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 회피홈의 지름은 상기 노즐팁에 형성되는 용액의 최대 방울 크기보다 크도록 할 수도 있다.

상기 노즐팁의 돌출 높이는 상기 회피홈의 주변에 위치한 상기 노즐기판의 높이와 동일하다.

또는, 상기 노즐팁의 돌출 높이는 상기 회피홈의 주변에 위치한 상기 노즐기판의 높이보다 낮다.

또는, 상기 노즐팁의 타단에는 요철부가 형성된다.

이때, 상기 요철부는 상기 분사홀을 중심으로 하여 방사형으로 반복되어 형성될 수도 있다.

상기 노즐기판, 회피홈 및 노즐팁에는 소수성물질이 코팅된 소수성코팅층이 형성된다.

그리고, 상기 노즐기판, 회피홈 및 노즐팁에는 DLC(Diamond-Like-Carbon)코팅층이 도포되고, 상기 DLC코팅층에 상기 소수성코팅층이 도포된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 미세분사용 평면노즐에 따르면, 간단한 구조를 이용하여 분사되는 액체방울 및 액체줄기의 크기를 미세하게 하여 분사할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 사시도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 단면도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 사시도,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 단면도,

제1실시예

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 단면도이다.

본 발명의 미세분사용 평면노즐은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐기판(10)과, 분사홀(20)과, 회피홈(30)을 포함하여 이루어진다.

도 1 및 도 2에서는 상기 분사홀(20)과 회피홈(30)을 보다 잘 도시하기 위하여 크게 도시하였다.

상기 노즐기판(10)은 실리콘재질의 기판으로 이루어지고, 일면과 타면이 형성되어 있다.

상기 분사홀(20)은 상기 노즐기판(10)의 일면과 타면을 관통하여 형성되고, 일면을 통해 공급된 용액이 타면을 통해 분사되도록 한다.

이러한 상기 분사홀(20)은 필요에 따라 다수개가 상호 이격되어 형성될 수도 있다.

상기 회피홈(30)은 상기 노즐기판(10)의 타면에 상기 분사홀(20)을 중심으로 일면방향으로 오목하게 형성된다.

이러한 상기 회피홈(30)은 상기 분사홀(20)을 중심으로 하는 링 형상으로 형성된다.

상기 분사홀(20)과 회피홈(30) 사이에는 상기 노즐기판(10)의 일부를 이루는 노즐팁(15)이 배치되어 있다.

상기 노즐팁(15)은 중공기둥 형상으로 형성되어, 안쪽에 상기 분사홀(20)이 형성되고, 바깥쪽에 상기 회피홈(30)이 형성되며, 이러한 상기 노즐팁(15)에 의해 상기 분사홀(20)과 회피홈(30)은 상호 이격되게 된다.

본 실시예에서 상기 노즐팁(15)은 상기 회피홈(30)보다 상기 노즐기판(10)의 일면의 반대방향 즉 액체가 분사되는 방향으로 더 돌출되어 있다.

위와 같은 구조에 의해 상기 분사홀(20)을 통해 분사되는 액체가 상기 노즐팁(15)의 타면에 부착되어 방울로 맺혔을 때, 상기 노즐팁(15)의 둘레에 형성된 상기 회피홈(30)에 의해 상기 노즐팁(15)의 타면에 맺히는 액체의 방울크기를 작게 할 수 있다.

따라서, 상기 분사홀(20)을 통해 분사되는 액체의 방울크기를 작게 하여 미세분사를 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 회피홈(30)의 지름은 상기 노즐팁(15)에 형성되는 용액의 최대 방울 크기보다 크도록 할 수도 있다.

이러한 구성에 의해 상기 노즐팁(15)에 맺히는 방울이 상기 회피홈(30)을 가로질러 상기 회피홈(30)의 둘레를 이루는 상기 노즐기판(10)의 타면에 접촉되지 않도록 할 수 있어, 상기 노즐팁(15)에 맺히는 방울이 크게 형성되지 않도록 할 수 있다.

또한, 상기 노즐팁(15)의 돌출 높이는 상기 회피홈(30)의 주변에 위치한 상기 노즐기판(10)의 높이와 동일하도록 한다.

한편, 상기 노즐기판(10), 회피홈(30) 및 노즐팁(15)에는 DLC(Diamond-Like-Carbon)코팅층과 소수성코팅층(42)이 형성되도록 함이 바람직하다.

즉 상기 회피홈(30)과 노즐팁(15)이 형성된 상기 노즐기판(10)의 타면에 DLC코팅층(41)과 소수성코팅층(42)이 순차적으로 적층되어 코팅됨으로써 형성되도록 한다.

다시 말해, 상기 DLC코팅층(41)은 상기 소수성코팅층(42)과 노즐기판(10) 사이에 배치된다.

상기 DLC코팅층(41)은 평면노즐의 경도를 증가시키고 상기 소수성코팅층(42)이 상기 노즐기판(10) 등에 보다 잘 접착되도록 접착력을 증대시킨다.

상기 소수성코팅층(42)은 소수성물질이 코팅되어 있어, 상기 분사홀(20)을 통해 분사된 액체가 상기 노즐팁(15) 등에 부착되어 넓게 퍼지는 것을 방지하여, 상기 액체가 보다 작은 방울 또는 줄기형태로 분사되도록 할 수 있다.

위와 같은 본 발명의 미세분사용 평면노즐은 특히 OLED화소 형성 등의 용액 공정을 위한 연속분사방식 등에 사용될 수 있다.

제2실시예

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 단면도이다.

제2실시예의 미세분사용 평면노즐은, 제1실시예와 비교하여 상기 회피홈(30) 및 노즐팁(15)에 차이가 있는바, 이를 중심으로 설명한다.

제2실시예서 상기 회피홈(30)은 2단으로 형성되어 있다.

즉, 상기 회피홈(30)은 상기 분사홀(20)에 인접한 위치에서 상기 노즐기판(10)의 타면으로부터의 깊이가, 상기 분사홀(20)로부터 멀리 떨어진 위치에서 상기 노즐기판(10)의 타면으로부터의 깊이보다 깊게 형성된다.

위와 같이 상기 회피홈(30)이 2단으로 형성됨으로써, 상기 회피홈(30)의 지름을 크게 하면서도 상기 회피홈(30)의 크기에 따른 평면노즐의 전체강도가 낮아지는 것을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 노즐팁(15)은 상기 회피홈(30)보다 상기 노즐기판(10)의 일면의 반대방향 즉 액체가 분사되는 방향으로 더 돌출되어 있다.

이때, 상기 노즐팁(15)의 돌출 높이는 상기 회피홈(30)의 주변에 위치한 상기 노즐기판(10)의 타면의 높이보다 낮게 형성된다.

이로 인해, 상기 노즐기판(10)의 타면에 묻은 액체, 이물질 등을 작업자가 닦을 경우, 상기 노즐팁(15)이 상기 노즐기판(01)의 타면보다 낮게 위치하고 있어, 상기 회피홈(30) 및 노즐팁(15) 부위에 도포된 상기 소수성코팅층(42)이 자주 닦여 없어지거나 박리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 회피홈(30) 및 노즐팁(15) 부위에 도포된 상기 소수성코팅층(42)이 안쪽에 배치되기 때문에, 외부변화에 의해 상기 소수성코팅층(42)을 보호할 수 있다.

그 외 다른 사항은 제1실시예와 동일한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

제3실시예

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 미세분사용 평면노즐의 단면도이다.

제3실시예의 미세분사용 평면노즐은, 제1실시예와 비교하여 상기 노즐팁(15)에 차이가 있는바, 이를 중심으로 설명한다.

상기 노즐팁(15)의 타단에는 요철부(16)가 형성된다.

상기 요철부(16)는 엠보싱 형상으로 형성되어 상기 노즐팁(15)의 타단에 다수개가 형성될 수도 있다.

본 실시예에서 상기 요철부(16)는 상기 분사홀(20)을 중심으로 하여 방사형으로 반복되어 형성되도록 하였다.

즉 상기 요철부(16)는 도 5에 도시된 바와 같이 다수개로 이루어져 상호 이격되어 있으며, 상기 분사홀(20)을 중심으로 형성되어 있다.

물론, 상기 요철부(16)에서 상기 소수성코팅층(42)이 형성되어 있다.

위와 같은 상기 요철부(16)에 의해 상기 노즐팁(15)의 타단에 맺히는 액체 방울의 크기를 더욱 작게 할 수 있어 액체방울 또는 액체줄기를 미세하게 분사할 수 있다.

또한 상기 요철부(16)에 도포된 소수성코팅층(42)이 안쪽에 배치되기 때문에 상기 소수성코팅층(42)의 특성이 외부 변화로부터 보호될 수 있으며, 특히 상기 노즐기판(10)의 타면에 묻은 액체, 이물질 등을 작업자가 닦을 경우 상기 요철부(16)에 도포된 상기 소수성코팅층(42)이 자주 닦여 없어지거나 박리되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서 상기 회피홈(30)은 제1실시예와 같이 1단으로 되어 있지만, 제2실시예와 같이 2단으로 형성될 수도 있으며 상기 노즐팁(15)의 돌출길이를 상기 회피홈(30)의 주변에 위치한 상기 노즐기판(10)의 높이보다 낮도록 할 수도 있다.

본 발명인 미세분사용 평면노즐은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 노즐기판, 15 : 노즐팁, 16 : 요철부,
20 : 분사홀,
30 : 회피홈,
41 : DLC코팅층, 42 : 소수성코팅층,

Claims

일면과 타면이 형성된 노즐기판과;
상기 노즐기판의 일면과 타면을 관통하여 형성되고, 일면을 통해 공급된 용액이 타면을 통해 분사되도록 하는 분사홀과;
상기 노즐기판의 타면에 상기 분사홀을 중심으로 일면방향으로 오목하게 형성된 링 형상의 회피홈을 포함하여 이루어지되,
상기 분사홀과 회피홈은 상호 이격되어 있고, 상기 분사홀과 회피홈 사이에는 상기 회피홈보다 상기 노즐기판의 일면의 반대방향으로 더 돌출된 노즐팁이 형성된 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.
청구항1에 있어서,
상기 회피홈의 지름은 상기 노즐팁에 형성되는 용액의 최대 방울 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.
청구항1에 있어서,
상기 노즐팁의 돌출 높이는 상기 회피홈의 주변에 위치한 상기 노즐기판의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.
청구항1에 있어서,
상기 노즐팁의 돌출 높이는 상기 회피홈의 주변에 위치한 상기 노즐기판의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.
청구항1에 있어서,
상기 노즐팁의 타단에는 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.
청구항5에 있어서,
상기 요철부는 상기 분사홀을 중심으로 하여 방사형으로 반복되어 형성된 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.
청구항1 내지 청구항6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐기판, 회피홈 및 노즐팁에는 소수성물질이 코팅된 소수성코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.
청구항7에 있어서,
상기 노즐기판, 회피홈 및 노즐팁에는 DLC(Diamond-Like-Carbon)코팅층이 도포되고, 상기 DLC코팅층에 상기 소수성코팅층이 도포된 것을 특징으로 하는 미세분사용 평면노즐.