KR20150112324A - 잉크젯 프린팅 장치 및 방법 - Google Patents

잉크젯 프린팅 장치 및 방법 Download PDF

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KR20150112324A
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황인호
김수연
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주식회사 선익시스템
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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린팅 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기판이 로딩되는 기판 스테이지; 상기 기판의 상부를 따라 이동하면서 상기 기판에 잉크를 토출시키는 제1 노즐; 상기 제1 노즐의 후방에서 이동하면서 상기 기판의 결함 여부를 검사하는 검사유닛; 상기 검사유닛의 후방에서 이동하면서 결함이 발생한 부분에 잉크를 토출시키는 제2 노즐; 및 상기 검사유닛으로부터 상기 기판의 결함 여부에 대한 정보를 전송받아 상기 제2 노즐로 리페어 명령을 전송하는 리페어 제어부를 포함할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 잉크젯 프린팅 공정에 대해서 추가로 검사공정을 진행하지 않고 프린팅 공정과 병행하여 검사공정을 진행함으로써 제품의 생산성을 높일 수 있다.

Description

잉크젯 프린팅 장치 및 방법{Inkjet printing apparatus and method}
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 프린팅 공정에 대해서 추가로 검사공정을 진행하지 않고 프린팅 공정과 병행하여 검사공정 및 리페어공정을 진행함으로써 제품의 생산성을 높일 수 있는 잉크젯 프린팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다.
이러한 평판표시장치 중 특히 유기 전계 발광소자는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.
이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두 되고 있다. 특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.
유기 전계 발광소자를 이용하여 평판표시장치를 제조하는 방법으로서 잉크젯 프린팅 방법이 있다. 일반적으로 잉크젯 프린팅 방법은 기판이 로딩된 스테이지가 이동하게 되고, 상부에서 기판을 향하여 잉크 액적을 토출하게 된다.
이때, 액적을 토출하는 잉크젯 노즐이 막히거나 제어 오류 등의 이유로 액적이 정확이 토출되지 않는 경우에는 기판에 적하되는 액적량에 허용치 이상의 오차를 발생시킬 수 있다. 따라서, 액적 토출이 정상적으로 이루어지지 않은 경우 또는 정해진 패턴에 따라 액적 토출이 이루어지지 않은 경우와 같이 액적이 정확하게 토출되지 않는 경우를 검사할 필요가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 프린팅 공정을 거친 후에 기판에 패턴이 정상적으로 형성되었는지를 별도의 검사장비를 이용하여 수행하게 되는데, 프린팅 공정 후 별도의 검사공정을 거치다 보니 전체적인 공정시간이 많이 소요되고 제품의 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제 10-2013-0125631호(2013.11.19. 공개)
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 잉크젯 프린팅 공정에 대해서 추가로 검사공정을 진행하지 않고 프린팅 공정과 병행하여 검사공정 및 리페어공정을 진행함으로써 제품의 생산성을 높일 수 있는 잉크젯 프린팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 잉크젯 프린팅 장치는 기판이 로딩되는 기판 스테이지; 상기 기판의 상부를 따라 이동하면서 상기 기판에 잉크를 토출시키는 제1 노즐; 상기 제1 노즐의 후방에서 이동하면서 상기 기판의 결함 여부를 검사하는 검사유닛; 상기 검사유닛의 후방에서 이동하면서 결함이 발생한 부분에 잉크를 토출시키는 제2 노즐; 및 상기 검사유닛으로부터 상기 기판의 결함 여부에 대한 정보를 전송받아 상기 제2 노즐로 리페어 명령을 전송하는 리페어 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제1 노즐, 검사유닛 및 제2 노즐은 이송유닛에 함께 설치되어 이동될 수 있다.
상기 제1 노즐, 검사유닛 및 제2 노즐은 서로 독립적으로 이동되도록 제어될 수 있다.
상기 제1 노즐은 상기 기판에 연속적으로 잉크를 토출시키고, 상기 제2 노즐은 상기 기판에 잉크를 액적 형태로 토출시킬 수 있다.
상기 리페어 제어부는 상기 제2 노즐의 토출압력, 전압 및 상기 기판과 제2 노즐 사이의 거리를 제어하여 상기 기판을 리페어시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 잉크젯 프린팅 방법은 제1 노즐이 기판의 상부를 따라 이동하면서 상기 기판에 잉크를 토출시키는 단계; 상기 제1 노즐의 후방에서 검사유닛이 이동하면서 상기 기판의 결함 여부를 검사하는 단계; 상기 기판의 결함 여부에 대한 정보를 상기 검사유닛의 후방에 배치된 제2 노즐로 전송하는 단계; 및 상기 제2 노즐을 제어하여 결함이 발생한 부분에 잉크를 토출시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 노즐에서 토출되는 잉크는 연속적으로 이루어지도록 제어되고, 상기 제2 노즐에서 토출되는 잉크는 액적 형태로 이루어지도록 제어될 수 있다.
상기 제2 노즐에서 토출되는 잉크는 토출압력, 전압 및 상기 기판과 제2 노즐 사이의 거리를 고려하여 제어될 수 있다.
본 발명에 의하면, 잉크젯 프린팅 공정에 대해서 추가로 검사공정을 진행하지 않고 프린팅 공정과 병행하여 검사공정 및 리페어공정을 진행함으로써 제품의 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 노즐이 기판을 리페어하는 것을 보인 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법의 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명에 의한 잉크젯 프린팅 장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 노즐이 기판을 리페어하는 것을 보인 구성도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 잉크젯 프린팅 장치는 기판(12)이 로딩되는 기판 스테이지(10); 상기 기판(12)의 상부를 따라 이동하면서 상기 기판(12)에 잉크를 토출시키는 제1 노즐(20); 상기 제1 노즐(20)의 후방에서 이동하면서 상기 기판(12)의 결함 여부를 검사하는 검사유닛(30); 상기 검사유닛(30)의 후방에서 이동하면서 결함이 발생한 부분에 잉크를 토출시키는 제2 노즐(40); 및 상기 검사유닛(30)으로부터 상기 기판(12)의 결함 여부에 대한 정보를 전송받아 상기 제2 노즐(40)로 리페어(Repair) 명령을 전송하는 리페어 제어부(60)를 포함할 수 있다.
기판 스테이지(10)는 기판(12)이 로딩된 상태에서 X방향 및 Y방향으로 이동이 가능하도록 제어될 수 있다. 즉, 기판 스테이지(10)는 평면 상에서 전후방향 및 좌우방향으로 이동이 가능하다. 본 도면에는 구체적으로 도시되지 않았지만, 기판 스테이지(10)에는 가열부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 가열부는 제1 노즐(10)에서 토출된 잉크가 패턴을 벗어나 흐르지 않고 기판(12)의 표면에서 가경화되도록 하는 역할을 한다.
한편, 본 실시예에서는 잉크의 토출을 위한 노즐(20,40)이 두 개로 구성된다. 즉, 노즐(20,40)은 패턴 형성을 위한 잉크를 토출시키는 제1 노즐(20)과, 제1 노즐(20)의 후방에서 이동하며 리페어를 위한 잉크를 토출시키는 제2 노즐(40)을 포함한다. 또한, 노즐(20,40)은 하나의 전원 공급부(22)로부터 전원을 공급받게 된다.
제1 노즐(20)은 실질적으로 기판(12)에 패턴을 형성하기 위한 잉크를 토출시키는 역할을 한다. 따라서, 제1 노즐(20)은 연속적으로 잉크를 토출시켜 기판(12)에 패턴을 형성하는 것이 바람직하다. 제1 노즐(20)에서 토출되는 잉크는 고분자물질(Polymer)을 포함하며, 특히 평판표시장치 중 유기 전계 발광소자에 형성되는 발광층일 수 있다. 제1 노즐(20)은 아래에서 설명할 이송유닛(50)에 설치되어 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 이와 같이 제1 노즐(20)은 다양한 방향으로 이동되며 기판(12)에 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
다음으로, 제1 노즐(20)의 후방에 검사유닛(30)이 배치되어 기판(12)의 결함 여부를 실시간으로 검사하게 된다. 검사유닛(30)은 일반적으로 카메라와 같이 기판(12)의 결함 여부를 촬영할 수 있는 장비로 구성된다. 중요한 것은 검사유닛(30)이 제1 노즐(20)의 후방에서 이동하며 제1 노즐(20)에서 토출된 잉크가 정상적으로 기판(12)에 패턴을 형성하였는지 여부를 실시간으로 검사할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 종래와 같이 프린팅 공정을 완료한 후 별도의 검사장비를 이용하여 기판(12)을 검사하는 것이 아니고 프린팅 공정과 동시에 검사공정을 진행하도록 하는 것이다. 이와 같이 검사공정을 진행함으로써, 즉각 프린팅 공정에서의 결함을 리페어할 수 있으므로 전체적인 공정시간이 줄어들고 제품의 생산성이 향상될 수 있다.
제2 노즐(40)은 검사유닛(30)의 후방에 배치되어 기판(12)의 결함을 즉각적으로 리페어하는 역할을 한다. 검사유닛(30)에서는 기판(12)의 결함 여부에 대한 정보를 리페어 제어부(60)로 전송하고, 상기 정보는 다시 제2 노즐(40)로 리페어 명령에 의해 전송된다. 이와 같이 리페어 명령을 전송받은 제2 노즐(40)에서는 결함이 발생한 부분에 잉크를 토출시켜 기판(12)을 리페어하게 된다. 여기에서 중요한 것은 검사유닛(30)과 마찬가지로 제2 노즐(40)이 제1 노즐(20) 및 검사유닛(30)의 후방에서 이동하면서 실시간으로 기판(12)을 리페어하도록 구성하는 것이다.
또한, 제2 노즐(40)은 제1 노즐(20)과 달리 잉크를 연속적으로 토출시키지 않고 액적 형태로 토출시키도록 제어되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 노즐(20)에서 기판(12)에 패턴을 형성한 상태이기 때문에 일부 결함이 있는 부분, 예를 들어 기판(12) 상에 형성된 미세한 홈 등의 결함이 발생한 경우 이를 리페어하기 위해 액적 형태로 잉크를 토출시키는 것이다. 이와 같이 토출된 잉크는 기판(12)에서 결함이 발생한 부분을 실시간으로 리페어해주기 때문에 별도의 리페어공정이 필요치 않아 전체적인 공정시간을 줄여줄 수 있다.
한편, 제1 노즐(20), 검사유닛(30) 및 제2 노즐(40)은 바람직하게는 이송유닛(50)에 함께 설치되어 이동된다. 참고로, 도 1 및 도 2에서는 제1 노즐(20), 검사유닛(30) 및 제2 노즐(40)이 이송유닛(50)에 함께 설치되는 것으로 간략하게만 도시하였다. 제1 노즐(20), 검사유닛(30) 및 제2 노즐(40)이 각각 설치되어 이동되면 이동을 위한 별도의 장치를 각각 두어야 하기 때문에 하나의 이송유닛(50)에 함께 설치하여 이동되도록 한 것이다. 물론, 이때 제1 노즐(20), 검사유닛(30) 및 제2 노즐(40)은 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동될 수 있으며, 각각의 구성의 이동은 독립적으로 제어될 수 있다.
리페어 제어부(60)는 검사유닛(30)으로부터 기판(12)의 결함 여부에 대한 정보를 전송받고, 전송받은 정보를 기초로 하여 제2 노즐(40)로 리페어 명령을 전송하는 역할을 한다. 즉, 검사유닛(30)은 제1 노즐(20)에 의해 기판(12)에 형성된 패턴을 실시간으로 촬영하게 되고 이에 대한 정보를 리페어 제어부(60)로 전송한다. 그리고, 리페어 제어부(60)에서는 기판(12)에 형성된 패턴 중에 결함이 있는지 여부를 분석하고, 결함이 발생한 부분이 있다면 이에 대한 정보를 제2 노즐(40)로 전송하는 것이다. 결국, 제2 노즐(40)은 결함이 발생한 부분에 잉크를 액적 형태로 토출시켜 리페어하게 되는 것이다. 이와 같이 본 실시예에서는 실시간으로 제2 노즐(40)을 통해 빠른 리페어가 이루어질 수 있어 기판(12)의 생산성이 향상되고 제조품질을 높일 수 있다.
한편, 리페어 제어부(60)는 제2 노즐(40)의 토출압력, 전압 및 기판(12)과 제2 노즐(40) 사이의 거리 등 다양한 조건을 제어하여 기판(12)을 리페어시키도록 제어될 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 잉크젯 프린팅 방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 노즐이 기판을 리페어하는 것을 보인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법의 순서도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 먼저 제1 노즐(20)은 도 2에서 기판(12)의 상부를 따라 우측에서 좌측방향으로 이동된다. 이와 같이 이동되는 과정에서 제1 노즐(20)은 연속적으로 기판(12)에 잉크를 토출시켜 패턴을 형성하게 된다(S10).
한편, 제1 노즐(20)과 함께 이동되는 검사유닛(30)에서는 제1 노즐(20)이 패턴을 형성한 기판(12)을 촬영하여 기판(12)의 결함 여부를 검사한다(S20). 예를 들어, 검사유닛(30)은 기판(12)의 특정 부분에서 결함이 발생하여 홈 등이 형성되어 있는지 여부를 검사한다.
다음으로, 검사유닛(30)은 촬영된 기판(12)의 결함 여부에 대한 정보를 리페어 제어부(60)로 전송한다. 이와 같이 전송된 정보는 검사유닛(30)의 후방에 배치된 제2 노즐(40)로 전송된다(S30).
즉, 검사유닛(30)에서는 기판(12)의 패턴 정보를 리페어 제어부(60)로 전송한다. 그러면, 제2 노즐(40)은 실시간으로 결함이 발생한 부분으로 잉크를 토출시켜 리페어하게 된다(S40).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 노즐(20), 검사유닛(30) 및 제2 노즐(40)이 전방부터 순차적으로 배치됨으로써, 프린팅 공정뿐만 아니라 검사공정 및 리페어공정을 동시에 수행할 수 있어 전체적인 공정시간이 줄어들고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 기판 스테이지 12 : 기판
20 : 제1 노즐 22 : 전원 공급부
30 : 검사유닛 40 : 제2 노즐
50 : 이송유닛 60 : 리페어 제어부

Claims (8)

  1. 기판이 로딩되는 기판 스테이지;
    상기 기판의 상부를 따라 이동하면서 상기 기판에 잉크를 토출시키는 제1 노즐;
    상기 제1 노즐의 후방에서 이동하면서 상기 기판의 결함 여부를 검사하는 검사유닛;
    상기 검사유닛의 후방에서 이동하면서 결함이 발생한 부분에 잉크를 토출시키는 제2 노즐; 및
    상기 검사유닛으로부터 상기 기판의 결함 여부에 대한 정보를 전송받아 상기 제2 노즐로 리페어 명령을 전송하는 리페어 제어부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 노즐, 검사유닛 및 제2 노즐은 이송유닛에 함께 설치되어 이동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 노즐, 검사유닛 및 제2 노즐은 서로 독립적으로 이동되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 노즐은 상기 기판에 연속적으로 잉크를 토출시키고, 상기 제2 노즐은 상기 기판에 잉크를 액적 형태로 토출시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리페어 제어부는 상기 제2 노즐의 토출압력, 전압 및 상기 기판과 제2 노즐 사이의 거리를 제어하여 상기 기판을 리페어시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제1 노즐이 기판의 상부를 따라 이동하면서 상기 기판에 잉크를 토출시키는 단계;
    상기 제1 노즐의 후방에서 검사유닛이 이동하면서 상기 기판의 결함 여부를 검사하는 단계;
    상기 기판의 결함 여부에 대한 정보를 상기 검사유닛의 후방에 배치된 제2 노즐로 전송하는 단계; 및
    상기 제2 노즐을 제어하여 결함이 발생한 부분에 잉크를 토출시키는 단계를 포함하는 잉크젯 프린팅 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 노즐에서 토출되는 잉크는 연속적으로 이루어지도록 제어되고, 상기 제2 노즐에서 토출되는 잉크는 액적 형태로 이루어지도록 제어되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 노즐에서 토출되는 잉크는 토출압력, 전압 및 상기 기판과 제2 노즐 사이의 거리를 고려하여 제어되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 방법.
KR1020140036239A 2014-03-27 2014-03-27 잉크젯 프린팅 장치 및 방법 KR20150112324A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210081452A (ko) * 2019-12-04 2021-07-02 참엔지니어링(주) 디스플레이 복합 리페어 장치

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