KR20170001354A

KR20170001354A - 잉크젯 유닛

Info

Publication number: KR20170001354A
Application number: KR1020150091218A
Authority: KR
Inventors: 김수연
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-01-04

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 유닛으로서, 상기 기판의 상부에 위치하여 상기 기판에 대해 상대적으로 이동하는 브라켓; 상기 브라켓에 각각 승강하도록 결합되는 복수의 홀더; 상기 홀더에 의해 지지되는 노즐 본체 및 상기 노즐 본체에 결합되어 상기 기판을 향해 상기 잉크를 분사하는 노즐 팁(nozzle tip)을 포함하는 복수의 노즐; 및 상기 홀더의 승강 높이를 조절하는 위치 제어부를 포함하는, 잉크젯 유닛을 제공한다.

Description

잉크젯 유닛{INK-JET UNIT}

본 발명은 잉크젯 유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 잉크젯 유닛의 노즐의 높이를 개별적으로 제어하여 잉크가 동일한 높이에서 노즐로부터 토출될 수 있도록 하는 잉크젯 유닛에 관한 것이다.

최근 디스플레이 소자로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등 평판 표시 소자(Flat Panel Display)가 널리 이용되고 있다. 평판 표시 소자의 화소를 형성하기 위해서 유기물을 포함하는 잉크를 기판을 향하여 토출시켜 프린팅함으로써 유기층을 형성하는 방법이 제안되었다. 잉크를 이용한 유기층 형성 방법으로서 노즐(10)을 기판(1) 상부에 배치시켜 노즐(10)을 통해 잉크를 토출하여 기판(1)에 프린팅하는 방법이 사용되고 있다(도 1 참조).

이와 같은 노즐(10)을 이용한 프린팅 방법의 경우 공정 시간을 단축하기 위해 복수의 노즐(10)이 브라켓(30)에 구비된다. 그러나, 복수의 노즐(10)이 하나의 브라켓(30)에 결합되므로 노즐(10)의 가공 오차 등에 의해 노즐(10)의 결합 높이가 서로 다른 경우가 발생하였다. 복수의 노즐(10)의 결합 높이가 서로 다른 경우 잉크의 토출 높이도 서로 달라지게 되어 잉크가 정확한 위치에 증착되지 못하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0858820호(2008. 09. 10 등록)

본 발명은 잉크젯 유닛의 노즐의 높이를 개별적으로 제어하여 잉크가 동일한 높이에서 노즐로부터 토출될 수 있도록 하는 잉크젯 유닛에 관한 것이다.

상기 위치 제어부는, 상기 복수의 홀더를 승강 이동시키는 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다.

상기 복수의 노즐은, 상기 브라켓의 이동방향에 대해 경사를 이루어 선형으로 배열될 수 있다.

상기 노즐 팁의 선단의 높이를 측정하는 높이 측정부를 더 포함하며, 상기 위치 제어부는, 상기 높이 측정부에서 측정된 상기 노즐 팁의 높이에 따라 상기 노즐의 높이를 조절할 수 있다.

상기 높이 측정부는, 상기 기판에 평행하게 빛을 조사하는 발광부와, 상기 발광부로부터 조사되는 빛을 수광하는 수광부를 포함하며, 상기 수광부에서 빛의 수광 여부에 따라 상기 노즐 팁의 높이를 측정할 수 있다.

상기 높이 측정부는 상기 기판에 평행하게 이동하도록 상기 브라켓에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 잉크젯 유닛의 노즐의 높이를 개별적으로 제어하여 잉크를 동일한 높이에서 노즐로부터 토출시킬 수 있다.

도 1은 종래의 잉크젯 유닛의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 노즐의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 잉크젯 유닛의 개략도이다.

본 발명은 다양한 변환을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 잉크젯 유닛을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 측면도이다.

도 2 및 도 3에는 기판(1), 스테이지(3), 노즐(100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f), 노즐 본체(110), 노즐 팁(120), 노즐 팁의 선단(123), 홀더(200), 브라켓(300), 위치 제어부(400), 지지부(410), 액추에이터(420), 스크류 샤프트(430), 너트(440), 가이드 하우징(450), 가이드 바(460)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 잉크젯 유닛은, 기판(1)에 잉크를 토출하는 잉크젯 유닛으로서, 기판(1)의 상부에 위치하여 기판(1)에 대해 상대적으로 이동하는 브라켓(300); 브라켓(300)에 각각 승강하도록 결합되는 복수의 홀더(200); 홀더(200)에 의해 지지되는 노즐 본체(110) 및 노즐 본체(110)에 결합되어 기판(1)을 향해 잉크를 분사하는 노즐 팁(120)을 포함하는 복수의 노즐(100); 및 홀더(200)의 승강 높이를 조절하는 위치 제어부(400)를 포함하여, 노즐(100)의 높이를 개별적으로 제어함으로써 잉크를 동일한 높이에서 토출시킬 수 있다

기판(1)은 스테이지(3) 상에 배치되며, 공정 챔버(미도시) 내부에 위치할 수 있다.

브라켓(300)은 기판(1)의 상부에 위치하여 기판(1)에 대해 상대적으로 이동한다. 브라켓(300)은 후술할 복수의 홀더(200)가 결합되며, 기판(1)에 대해 상대적으로 이동한다. 구체적으로, 브라켓(300)이 겐트리(gantry, 미도시)에 결합되어 겐트리(gantry)가 이동함에 따라 브라켓(300)이 기판(1)에 대해 상대적으로 이동하는 것도 가능하고, 기판(1)이 스테이지(3) 상에 배치된 상태에서 스테이지(3)가 이동함에 따라 브라켓(300)이 기판(1)에 대해 상대적으로 이동하는 것도 가능하다.

본 실시예에서는 브라켓(300)이 판상으로 형성되어 복수의 홀더(200)가 결합되는 것을 예시하였으나, 홀더(200)가 결합되어 지지되는 경우라면 다양한 형태가 가능하다.

홀더(200)는 복수 개로 브라켓(300)에 결합되며, 각각의 홀더(200)가 브라켓(300)에 개별적으로 제어되어 승강되도록 결합될 수 있다. 구체적으로, 홀더(200)는 결합 플레이트(210)와 클램프(230)를 포함할 수 있다. 결합 플레이트(210)는 후술할 위치 제어부(400)에 의해 브라켓(300)에 승강가능하게 결합된다. 클램프(230)는 결합 플레이트(210)의 일면으로부터 돌출되도록 형성되어 후술할 노즐 본체(110)를 클램핑하여 노즐(100)을 고정한다. 클램프(230)는 노즐 본체(110)를 안정적으로 클램핑하기 위하여 상하로 이격되어 복수로 형성될 수 있다.

노즐(100)은 복수의 홀더(200)에 각각 지지되어 기판(1)에 대향하도록 위치하며, 기판(1)을 향해 잉크를 분사한다. 노즐(100)은 홀더(200)에 의해 지지되는 노즐 본체(110) 및 노즐 본체(110)에 결합되는 노즐 팁(120)을 포함한다. 노즐 본체(110)는 원형의 실린더 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 잉크가 유동하는 잉크 튜브(미도시)가 구비될 수 있다. 노즐 본체(110)는 클램프(230)에 의해 고정되어 홀더(200)에 결합된다. 노즐 팁(120)은 노즐 본체(110)의 일단에 기판(1)을 향하도록 형성되며, 잉크 튜브(미도시)를 통해 유동하는 잉크가 노즐 팁(120)을 통해 기판(10)으로 분사된다.

위치 제어부(400)는 홀더(200)에 연결되어 홀더(200)의 승강 높이를 조절한다. 구체적으로, 위치 제어부(400)는 지지부(410), 액추에이터(420), 스크류 샤프트(430), 너트(440), 가이드 하우징(450), 가이드 바(460)를 포함할 수 있다. 지지부(410)는 브라켓(300)에 결합되어 액추에이터(420), 가이드 바(460)를 지지할 수 있다. 액추에이터(420)는 모터일 수 있으며, 회전축에 스크류 샤프트(430)가 결합되어 회전축의 회전에 따라 스크류 샤프트(430)가 회전한다. 너트(440)는 스크류 샤프트(430)에 결합되며, 너트(440)의 일측에는 가이드 하우징(450)이 결합된다. 가이드 바(460)는 가이드 하우징(450)에 관통 삽입되며 가이드 하우징(450)의 직선 운동을 가이드한다. 스크류 샤프트(430)가 회전함에 따라 너트(440) 및 가이드 하우징(450)이 승강하며, 가이드 하우징(450)에 결합되는 홀더(200)가 승강 이동하는 것이다. 이러한 위치 제어부(400)는 복수의 홀더(200)를 제어하여, 복수의 홀더(200)가 각각 승강되도록 제어한다.

이와 같이 복수의 홀더(200)의 높이를 개별적으로 제어하여 노즐 팁의 선단(123)의 높이를 동일하게 함으로써, 잉크가 동일한 높이에서 토출되도록 하여 정확한 프린팅이 이루어지는 것이다.

한편, 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 복수의 노즐(100)은 브라켓(300)의 이동방향(도 4에서 일점 쇄선으로 도시함)에 대해 경사를 이루어 선형으로 배열될 수 있다. 도 1을 참조하면 종래의 잉크젯 유닛은 하나의 브라켓(30)에 복수의 노즐(10)이 일렬로 구비된다. 이러한 경우 노즐(10)의 부피 때문에 노즐 팁간의 거리가 벌어져 분사되는 잉크의 간격이 넓어지므로 세밀한 프린팅이 어려운 문제가 있었다. 본 실시예의 경우 노즐(100)을 사선으로 배치하여 노즐 팁(120)간의 거리를 좁힐 수 있다. 구체적으로, 종래의 잉크젯 유닛과 같이 하나의 브라켓(30)에 노즐(10)을 일렬로 구비하는 것이 아니라 노즐(100)을 복수의 홀더(200)에 구비하고, 복수의 홀더(200)를 서로 조금씩 중첩되도록 기판(1)에 대해 사선 방향으로 브라켓(300)에 배치한다(도 2 참조). 이에 따라 홀더(200)에 고정되는 노즐(100)이 기판(1)의 이동방향에 대해 경사를 이루어 사선으로 배치된다. 본 실시예의 경우, 6개의 노즐(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f) 중 3개의 노즐(100a, 100b, 100c)이 사선을 이루도록 배치되고, 다른 3개의 노즐(100d, 100e, 100f)이 앞선 3개의 노즐(100a, 100b, 100c)이 이루는 사선 방향과 평행을 이루도록 배치된다. 이와 같이 복수의 노즐(100)을 사선으로 배치함으로써 노즐 팁(120)간의 거리를 좁힐 수 있어 세밀한 잉크의 프린팅이 가능하다. 또한, 노즐(100)간의 간격이 줄어들게 되어 브라켓(300)의 크기를 작게 할 수 있어 잉크젯 유닛의 소형화가 가능하다.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 변형예에 따른 잉크젯 유닛은 노즐 팁의 선단(123)의 높이를 측정하는 높이 측정부(500)를 더 포함할 수 있다. 높이 측정부(500)는 노즐 팁의 선단(123)의 높이를 측정하며, 위치 제어부(400)는 측정된 노즐 팁의 선단(123)의 높이에 따라 각 홀더(200)의 승강 높이를 조절하여 모든 노즐(100)의 높이를 동일하게 하여 잉크가 동일한 높이에서 토출되도록 하는 것이다.

높이 측정부(500)는, 기판(1)에 평행하게 빛을 조사하는 발광부(510)와, 발광부(510)로부터 조사되는 빛을 수광하는 수광부(530)를 포함할 수 있다. 발광부(510)는 광원으로서 노즐(100)을 사이에 두고 수광부(530)를 향해 빛을 조사하며, 수광부(530)는 발광부(510)에 의해 조사된 빛을 수광하여, 수광부(530)에서 빛이 수광되는지 여부에 따라 노즐 팁(120)의 높이를 측정한다. 구체적으로, 도 5를 참조하면 발광부(510)에서 노즐 팁(120)을 향해 조사된 빛이 수광부(530)에 수광되면 노즐(100a)이 사용자가 원하는 높이에 위치하지 않는 것이므로, 위치 제어부(400)를 이용하여 홀더(200)를 하강시킨다. 홀더(200)가 하강됨에 따라 노즐(100a)이 하강하게 되고, 노즐(100a)이 하강함에 따라 노즐 팁(120)이 발광부(510)에서 조사되는 빛을 차단하여 수광부(530)에 빛이 도달하지 않으면 노즐(100a)이 사용자가 원하는 높이에 위치하는 것으로 판단하는 것이다. 이러한 과정을 다른 노즐(100b, 100c, 100d, 100e, 100f)에 반복하여 수행함으로써 복수의 노즐(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f)을 동일한 높이에 위치시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 높이 측정부(500)는 노즐(100)의 수만큼 구비되어 각 노즐(100)의 높이를 측정하거나, 브라켓(300)에 결합되어 기판(1)에 평행하게 이동하면서 각 노즐(100)의 높이를 측정할 수도 있다.

이상에서 설명한 잉크젯 유닛은 복수의 노즐의 높이를 개별적으로 제어함으로써 잉크가 동일한 높이에서 노즐로부터 토출될 수 있도록 하여 잉크가 정확한 위치에 프린팅되도록 한다.

상기에는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

1: 기판 3: 스테이지(stage)
100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f: 노즐
110: 노즐 본체 120: 노즐 팁
123: 노즐 팁의 선단 200: 홀더
210: 결합 플레이트 230: 클램프(clamp)
300: 브라켓 400: 위치 제어부
410: 지지부 420: 액추에이터
430: 스크류 샤프트 440: 너트
450: 가이드 하우징 460: 가이드 바
500: 높이 측정부 510: 발광부
530: 수광부

Claims

기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 유닛으로서,
상기 기판의 상부에 위치하여 상기 기판에 대해 상대적으로 이동하는 브라켓;
상기 브라켓에 각각 승강하도록 결합되는 복수의 홀더;
상기 홀더에 의해 지지되는 노즐 본체 및 상기 노즐 본체에 결합되어 상기 기판을 향해 상기 잉크를 분사하는 노즐 팁(nozzle tip)을 포함하는 복수의 노즐; 및
상기 홀더의 승강 높이를 조절하는 위치 제어부를 포함하는, 잉크젯 유닛.
제1항에 있어서,
상기 위치 제어부는,
상기 복수의 홀더를 승강 이동시키는 액추에이터(actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.
제1항에 있어서,
상기 복수의 노즐은,
상기 브라켓의 이동방향에 대해 경사를 이루어 선형으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐 팁의 선단의 높이를 측정하는 높이 측정부를 더 포함하며,
상기 위치 제어부는,
상기 높이 측정부에서 측정된 상기 노즐 팁의 높이에 따라 상기 노즐의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.
제4항에 있어서,
상기 높이 측정부는,
상기 기판에 평행하게 빛을 조사하는 발광부와, 상기 발광부로부터 조사되는 빛을 수광하는 수광부를 포함하며,
상기 수광부에서 빛의 수광 여부에 따라 상기 노즐 팁의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.
제4항에 있어서,
상기 높이 측정부는 상기 기판에 평행하게 이동하도록 상기 브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.