KR100717028B1 - 전도성 에폭시 수지를 구비한 잉크젯 프린터 헤드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크가 외부로 토출되는 노즐을 가진 잉크 유로를 구비한 잉크젯 프린트 헤드로서, 상기 잉크 유로가 활성선에 의해 형성된 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물의 경화물이며, 상기 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물이, (a) 글리시딜 에테르 작용기를 포함하는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머로부터 선택되는 1 이상의 에폭시 전구체 폴리머; (b) 하기 화학식 1로 표시되는 금속 알콕사이드 화합물;
<화학식 1> : R'M(OR)n
상기 식에서, R'는 옥시란(oxirane)기 또는 옥세타닐(oxetanyl)기를 포함하는 작용기이고, R은 C1-10 알킬기, M은 Al, Ti 및 Zr로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속이며; (c) 양이온성 광개시제; 및 (d) 용매;를 포함하는 잉크젯 프린터 헤드를 제공한다.
본 발명의 잉크젯 프린터 헤드는 잉크 유로가 전도성 에폭시 수지로 이루어져 있으며 히터 주위에 트렌치가 형성되어 있어 히터로부터 발생하는 잉여열을 효과적으로 분산시킬 수 있으므로 잉크의 토출 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
전도성 에폭시 수지, 트렌치, 잉크젯 프린터헤드
Description
도 1은 종래 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드의 노즐 부분을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110... 기판 112... 절연층
114... 히터 116... 도체
118... 보호층 120... 챔버층
22... 잉크챔버 130... 노즐층
132... 노즐 140... 잉크유로
150... 트렌치
본 발명은 잉크젯 프린트헤드에 관한 것으로, 상세하게는 히터로부터 발생되는 잉여열을 효과적으로 분산시킴으로써 잉크의 토출 특성을 향상시킬 수 있는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드에 관한 것이다.
일반적으로, 잉크젯 프린터는 잉크젯 프린트 헤드로부터 잉크의 미소한 액적(droplet)을 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상을 형성하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린터에는 잉크젯 프린트헤드가 인쇄매체의 이송방향과 직각방향으로 왕복이동하면서 인쇄작업을 수행하는 셔틀 방식의 잉크젯 프린터와, 최근 고속인쇄의 구현을 위하여 개발되고 있는 것으로 인쇄매체의 폭에 해당하는 크기의 어레이 프린트헤드(array printhead)를 구비한 라인프린팅 방식의 잉크젯 프린터가 있다. 상기 어레이 프린트헤드에는 복수의 잉크젯 프린트헤드가 소정 형태로 배열되어 있다. 이러한 라인프린팅 방식의 잉크젯 프린터에서는 어레이 프린트헤드는 고정된 상태에서 인쇄 매체만이 이송하면서 인쇄작업이 수행되므로 고속 인쇄의 구현이 가능해진다.
한편, 잉크젯 프린트헤드는 잉크 액적의 토출 메카니즘에 따라 크게 두가지 방식으로 분류될 수 있다. 그 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 압전구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이다.
열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드에서의 잉크 액적 토출 메카니즘을 보다 상 세하게 설명하면 다음과 같다. 저항 발열체로 이루어진 히터에 펄스 형태의 전류가 흐르게 되면, 히터에서 열이 발생되면서 히터에 인접한 잉크는 대략 300℃로 순간 가열된다. 이에 따라 잉크가 비등하면서 버블이 생성되고, 생성된 버블은 팽창하여 잉크 챔버 내에 채워진 잉크에 압력을 가하게 된다. 이로 인해 노즐 부근에 있던 잉크가 노즐을 통해 액적의 형태로 잉크 챔버 밖으로 토출된다.
도 1에는 종래 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드를 개략적인 단면이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 종래 잉크젯 프린트헤드는 다수의 물질층이 적층된 기판(11)과, 상기 기판(11) 위에 적층되는 것으로, 잉크챔버(22)가 형성된 챔버층(20)과, 상기 챔버층(20) 위에 적층되는 노즐층(30)으로 이루어져 있다. 상기 잉크챔버(22) 내에는 잉크가 채워지며, 잉크챔버(22)의 아래쪽에는 잉크를 가열하여 버블을 생성시키기 위한 히터(13)가 마련된다. 그리고, 노즐층(30)에는 잉크의 토출이 이루어지는 노즐(32)이 형성되어 있다.
기판(11) 상에는 히터(13)와 기판(11) 사이의 단열과 절연을 위한 절연층(12)이 형성되어 있으며, 상기 절연층(12) 상에는 잉크챔버(22) 내의 잉크를 가열하여 버블을 발생시키기 위한 히터(13)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 히터(13) 상에는 상기 히터(13)에 전류를 인가하기 위한 도체(conductor, 14)가 형성되어 있다. 상기 히터(13)와 도체(14)의 표면에는 이들을 보호하기 위한 보호층(passivation layer, 15)이 형성되어 있다.
그러나, 상기와 같은 구조의 종래 잉크젯 프린트헤드에서는 히터(13)에서 발생되는 열 중 잉크 토출에 기여하는 열 이외의 잉여열은 주로 잉크를 통해서 외부 로 방출되므로 열 방출 효과가 떨어지게 된다. 따라서, 종래 잉크젯 프린트 헤드에서는, 잉크챔버(22) 주변에 히터(13)로부터 발생되는 잉여열이 많이 잔존하게 되고, 이렇게 잔존하는 잉여열은 잉크챔버(22) 내에 있는 잉크의 온도를 증가시켜 잉크의 점도를 변화시키게 된다. 그리고, 이러한 잉크의 점도 변화는 잉크의 토출 특성을 떨어뜨리게 된다.
한편, 최근에는 프린트헤드의 고집적화, 고속화 요구에 따라 라인프린팅 방식의 잉크젯 프린터의 개발이 활발해지고 있다. 이러한 라인프린팅 방식의 잉크젯 프린터는 복수의 잉크젯 프린트헤드가 소정 형태로 배열된 어레이 프린트헤드가 주로 사용되는데, 이러한 어레이 프린트헤드는 셔틀방식의 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크젯 프린트헤드보다 히터의 수가 훨씬 많기 때문에 히터로부터 발생되어 각 잉크젯 프린트헤드 내부에 잔존하는 잉여열이 상당히 많게 된다. 따라서, 상기와 같은 종래 잉크젯 프린트헤드를 어레이 프린트헤드에 사용하게 되면 잉크의 토출 특성을 더욱 나빠지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 히터로부터 발생되는 열 중 잉크 토출에 기여하는 열 이외의 잉여열을 잉크젯 프린트헤드의 내부 전체로 분산시키거나 또는 히트 싱크(heat sink)을 통하여 빠르게 제거하는 것이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 히터로부터 발생되는 잉여열을 효과적으로 분산시킴으로써 잉크의 토출 특성을 향상시킬 수 있는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
본 발명의 일 구현예에 따른 잉크젯 프린터 헤드는,
잉크가 외부로 토출되는 노즐을 가진 잉크 유로를 구비한 잉크젯 프린트 헤드로서,
상기 잉크 유로가 활성선에 의해 형성된 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물의 경화물이며,
상기 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물이,
(a) 글리시딜 에테르 작용기를 포함하는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머로부터 선택되는 1 이상의 에폭시 전구체 폴리머;
(b) 하기 화학식 1로 표시되는 금속 알콕사이드 화합물;
<화학식 1>
R'M(OR)n
상기 식에서, R'는 옥시란(oxirane)기 또는 옥세타닐(oxetanyl)기를 포함하는 작용기이고, R은 C1 -10 알킬기, M은 Al, Ti 및 Zr로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속;
(c) 양이온성 광개시제; 및
(d) 용매; 를 포함한다.
상기 에폭시 전구체 폴리머는 페놀, o-크레졸, p-크레졸, 비스페놀-A, 시클 로지방족, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 골격 단량체로부터 형성되는 것이 바람직하다.
상기 에폭시 전구체 폴리머는 하기의 화학식 2 내지 8로 표시되는 군에서 선택된 1이상인 것이 바람직하다.
<화학식 2>
<화학식 3>
<화학식 4>
<화학식 5> <화학식 6>
<화학식 7> <화학식 8>
상기 식들에서, n은 1 내지 20의 정수이다.
상기 양이온성 광개시제는 술포늄 염 또는 요오드 염인 것이 바람직하다.
상기 용매는 γ-부티로락톤, 프로필렌 글리콜 메틸 에틸 아세테이트(PGMEA), 테트라히드로퓨란(THF), 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로펜타논, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인 것이 바람직하다.
또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
본 발명의 다른 구현예에 따른 잉크젯 프린터 헤드는,
기판 상에 형성되는 히터;
상기 기판 상에서 상기 히터와 전기적으로 연결되도록 형성되어 상기 히터에 전류를 인가하는 전극;
상기 히터 및 전극이 형성된 기판 상에 상기 히터 및 전극을 보호하기 위해 적층되는 보호층;
상기 보호층 표면에서 기판까지 도달하는 깊이로 히터 외각을 따라 형성되는 트렌치; 및
상기 히터로부터 발생하는 열을 분산시키기 위한 것으로, 상기 보호층이 형성된 기판 상에 적층되는 동시에 상기 트렌치를 채우도록 형성되는 전도성 잉크 유로;를 구비한다.
이하 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 잉크젯 프린터 헤드는 잉크 유로가 전도성 에폭시 수지로 이루어 져 있어 히터로부터 발생하는 잉여열을 효과적으로 분산시킬 수 있어 잉크의 토출 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드의 노즐 부분을 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고 도 3은 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 단면도이다.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드는 셔틀방식의 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크젯 프린트헤드 뿐만 아니라 라인프린팅 방식의 잉크젯 프린터에 사용되는 어레이 프린트헤드에도 적용될 수 있다. 어레이 프린트헤드에서는 잉크젯 프린트헤드가 다수로 배열되어 있기 때문에 히터들로부터 더 많은 양의 잉여열이 발생하게 되므로, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드는 어레이 프린트헤드에 더욱 유용하다고 할 수 있다.
당업계에서는 에폭시 전구체 폴리머라는 용어와 에폭시 수지라는 용어를 구분하지 않고 사용하지만 본 발명에서는 활성선에 의해 가교되기 전의 에폭시 폴리머를 에폭시 전구체 폴리머로 활성선에 의해 가교된 후의 에폭시 폴리머를 에폭시 수지로 구분하여 사용하기로 한다.
본 발명의 구현예에 따른 잉크젯 프린트 헤드는 잉크가 외부로 토출되는 노즐을 가진 잉크 유로를 구비한 잉크젯 프린트 헤드로서, 상기 잉크 유로가 활성선 에 의해 형성된 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물의 경화물이며, 상기 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물은 (a) 글리시딜 에테르 작용기를 포함하는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머로부터 선택되는 1 이상의 에폭시 전구체 폴리머; (b) 하기 화학식 1로 표시되는 금속 알콕사이드 화합물;
<화학식 1>
R'M(OR)n
상기 식에서, R'는 옥시란(oxirane)기 또는 옥세타닐(oxetanyl)기를 포함하는 작용기이고, R은 C1-10 알킬기, M은 Al, Ti 및 Zr로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속이며; (c) 양이온성 광개시제; 및 (d) 용매;를 포함한다.
상기 각 구성 성분들을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물에서 에폭시 전구체 폴리머는 글리시딜 에테르 작용기를 포함하는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머로부터 선택되는 1 이상의 에폭시 전구체 폴리머이다. 상기 글리시딜 에테르 관능기를 복수개 갖는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머는 광개시제 등이 존재하는 용액에서 활성선(예를 들어 자외선 등)을 조사하는 것에 의해 가교되어 열경화성 에폭시 수지를 형성한다. 글리시딜 에테르 다관능기는 일반적으로 페놀 수산기의 수소 원자 위치에 배치된다.
이관능성 에테르 관능기를 갖는 에폭시 전구체 폴리머를 이하에서 설명한다.
이관능성 에테르 관능기를 갖는 에폭시 전구체 폴리머는 낮은 가교밀도로 막을 형성할 수 있다.
가교 폴리머 형성용 조성물 총중량의 5 내지 50중량%일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 20중량%이다.
이관능성 전구체 폴리머(당업계에서 이관능성 에폭시 수지라고도 불린다)의 종류로는 이에 한정되지는 않지만 예를 들어, Shell Chemical사로부터 입수가능한 EPON 1004, EPON 1001F, 또는 EPON 1010 등을 들 수 있으며, Dow Chemical사로부터 입수가능한 DER-332, DER-331, 또는 DER-164 등을 들 수 있으며, 또한 Union Carbide사로부터 입수가능한 ERL-4201 또는 ERL-4289 등을 들 수 있다.
다관능성 에테르 관능기를 갖는 에폭시 전구체 폴리머를 이하에서 설명한다.
다관능성 에테르 관능기를 갖는 에폭시 전구체 폴리머는 높은 가교밀도로 막을 형성할 수 있다. 이로 인하여 해상도가 증가하며 잉크나 용매에 대한 팽윤(swelling) 현상을 방지할 수 있다. 다관능성 에폭시 전구체 폴리머의 함량은 0.5 내지 20중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 5중량%이다.
다관능성 에폭시 전구체 폴리머의 종류로는 이에 한정되지는 않지만 예를 들어, Shell Chemical로부터 입수가능한 EPON DPS-164, EPON SU-8 등이 있으며, Dow Chemical사로부터 입수가능한 DEN-431 또는 DEN-439 등을 들 수 있으며, 또한 Daicel Chemical사로부터 입수가능한 EHPE-3150 등을 들 수 있다.
페놀 노볼락 전구체 폴리머의 적절한 골격 단량체의 예로는 페놀이 포함될 수 있다. 얻어지는 글리시딜 에테르 관능기화 노볼락 전구체 폴리머는 하기의 화학식 2로 표시된다.
<화학식 2>
또한, 페놀 노볼락 전구체 폴리머에 적절한 골격 단량체의 예로는 페놀의 분지 구조를 갖는 o-크레졸, p-크레졸도 포함될 수 있다. 얻어지는 글리시딜 에테르 관능기화 노볼락 전구체 폴리머는 하기의 화학식 3 및 화학식 4의 구조를 갖는다.
<화학식 3>
<화학식 4>
또한, 페놀 노볼락 전구체 폴리머에 적절한 골격 단량체의 예로는 비스페놀 A도 포함될 수 있다. 얻어지는 글리시딜 에테르 관능기화 노볼락 전구체 폴리머는 하기의 화학식 6 및 화학식 7의 구조를 갖는다.
<화학식 6> <화학식 7>
글리시딜 에테르 관능기화 알리사이클릭 전구체 폴리머는 하기의 화학식 8의 구조를 갖는다.
<화학식 8>
단량체의 반복단위 n은 약 1 내지 20이고, 바람직하게는 1 내지 10이다.
금속 알콕사이드 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.
<화학식 1>
R'M(OR)n
상기 식에서, R'는 옥시란(oxirane)기 또는 옥세타닐(oxetanyl)기를 포함하는 작용기이고, R은 C1-10 알킬기이며, M은 Al, Ti 및 Zr로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속이다.
상기 금속 알콕사이드 화합물은 종래의 금속 알콕사이드 화합물과 달리 화합물 분자내에 에폭시 고리를 포함하고 있어 에폭시 수지와의 가교 반응에 보다 효과적으로 참가할 수 있어 종래의 일반적인 금속 알콕사이드 화합물과 구별된다.
상기 금속 알콕사이드 화합물이 전도성 에폭시 수지를 형성하는 메커니즘은 하기 반응식 1 내지 3으로 설명될 수 있다. 이하의 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서 어떠한 형태로든 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
<반응식 1>
R'M(OR)n + nH2O ---- R'M(OH)n + nROH
<반응식 2>
R'M(OH)n + R'M(OH)n ----- R'M-[O]n-MR' + nH2O
<반응식 3>
nR'M-[O]n-MR' + mR" + 광개시제 + UV ------- -R'M-[O]n-MR'-R"-nR'M-[O]n-MR'-
상기 반응식 3에서 R 는 에폭시 전구체 폴리머이며, R'는 상기에 정의된 바와 같다. R"는 알리사이클릭 또는 아로마틱 에폭시 수지이며, n 은 상기에 정의된 바와 같고, m은 1 이상의 정수이다.
먼저 상기 반응식 1에서 에테르기를 포함하는 금속 알콕사이드 화합물이 미량의 물과 반응하여 에테르기를 포함하는 금속 하이드록시 화합물로 전환된다. 이어서, 상기 반응식 2에 나타나는 바와 같이, 이러한 에테르기를 포함하는 금속 하이드록시 화합물들이 서로 에테르 결합을 통해서 연결된다. 다음으로 상기 반응식 3에 나타나는 바와 같이, 이러한 연결된 금속 하이드록시 화합물들이 에폭시 전구체 폴리머와 광개시제 및 활성선의 존재 하에서 가교 반응(경화 반응)을 일으켜 금속을 포함하는 전도성 에폭시 수지를 형성하게 된다.
이러한 반응을 통하여 형성되는 전도성 에폭시 수지는 금속이 산소 원자에만 직접 연결되지 않고 탄소 원자에도 연결되는 구조를 가지고 있으므로 결합이 안정적이다. 따라서, 효과적인 전도성 물질로서의 역할을 수행할 수 있다.
광개시제의 예로는 VA족, VI족 원소의 방향족 할로늄염, 오늄염 등이고, 이 는 각각 Union Carbide사로부터 입수가능한 UVI-6974 등이 있으며, 또한 Asahi denka사로부터 구입할 수 있는 SP-172 등이 있다.
방향족 설포늄염의 구체적인 예로는 테트라플루오로 붕산 트리페닐 설포늄, 테트라플루오로 붕산 메틸 디페닐 설포늄, 헥사플루오로 인산 디메틸 페닐 설포늄, 헥사플루오로 인산 트리페닐 설포늄, 헥사플루오로 안티몬산 트리페닐 설포늄(UVI-6974), 또는 헥사플루오로안티몬산 페닐메틸 벤질 설포늄 등이다.
방향족 요오드염의 구체적인 예로는 이에 한정되지 않지만, 테트라플로오로 붕산 디페닐 요오도늄, 헥사플루오로 안티몬산 디페닐 요오도늄, 또는 헥사플루오로 안티몬산 부틸페닐 요오도늄(SP-172) 등이다.
적절한 용매의 예로는 γ-부티로락톤, 자일렌, C1 -6 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 테트라히드로퓨란, 메틸 에틸 케톤, 메틸 브틸 케톤, 시클로펜타논 및 이의 혼합물 등이 포함된다. 상기 용매의 적합한 함량은 가교 결합 조성물의 총중량을 기준으로 하여 20 내지 90중량%이고, 바람직하게는 45 내지 75중량%이다.
기타 첨가제로서 광증감제, 실란 커플링제, 충진제, 점도개질제 등을 사용할 수 있다.
증감제는 빛 에너지를 흡수하고 다른 화합물에의 에너지 전달을 용이하게 하고 이것에 의하여 라디칼 또는 이온 개시제를 형성할 수 있다. 증감제는 노광에 유용한 에너지 파장 범위를 확대하는 경우가 많고, 전형적으로는 방향족의 광흡수 발 색단이다. 또한 라디칼 또는 이온의 광개시제를 형성을 유도할 수 있다.
증감제가 존재하는 경우에는 가교 결합 조성물 총중량을 기준으로 하여 0.1 내지 20 중량% 존재하는 것이 바람직하다.
도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 구현예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 살펴보면, 상기 기판(110)으로는 일반적으로 실리콘 기판이 사용된다. 상기 기판(110)의 상면에는 기판(110)과 히터(114) 사이의 절연을 위한 절연층(112)이 형성되어 있다. 상기 절연층(112)은 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어질 수 있다. 상기 절연층(112)의 상면에는 잉크챔버(22) 내의 잉크를 가열하여 버블을 발생시키기 위한 복수의 히터(114)가 소정 형태로 형성되어 있다. 그리고, 상기 히터(114)의 상면에는 상기 히터(114)에 전류를 인가하기 위한 도체(conductor,116)가 상기 히터(114)와 전기적으로 연결되도록 형성되어 있다. 여기서, 히터(114)의 발열부분, 즉 도체(116)를 통하여 노출된 히터(114)는 각 잉크챔버(22)의 하부에 위치하게 된다. 그리고, 상기 히터(114) 및 도체(116)의 표면에는 이들을 보호층(passivation layer,118)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 보호층(118)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어질 수 있다. 한편, 본 구현예에서 상기 보호층(118)은 히터(114) 및 도체(116)의 표면에 형성되지 않을 수도 있다.
그리고, 상기 보호층(118)의 표면으로부터 기판(110)에 도달하는 깊이로 상기 히터(114) 외곽을 따라 트렌치(150)가 형성되어 있다. 여기서 트렌치(150)는 폭은 특별히 한정되지 않으나 가급적 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 히터(114)로부터 발생하는 열을 분산시키기 위해, 상기 보호층(118)이 형성된 기판 상에 적층되는 동시에 상기 트렌치(150)를 채우는 전도성 잉크 유로(140)가 형성되어 있다.
상기 전도성 잉크 유로(140)는 전도성을 가져 열의 분산이 용이하며 트렌치(150)를 통해 기판(110)에도 연결되므로 노즐(132) 방향 및 기판(110) 방향의 양 방향으로 열의 분산이 가능한 열전달층의 역할을 한다.
상기 전도성 잉크 유로(140)는 전도성을 가진 소재를 사용한 것이면 특별히 한정되지 않지만 (a) 글리시딜 에테르 작용기를 포함하는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머로부터 선택되는 1 이상의 에폭시 전구체 폴리머; (b) 하기 화학식 1로 표시되는 금속 알콕사이드 화합물;
<화학식 1>
R'M(OR)n
상기 식에서, R'는 옥시란(oxirane)기 또는 옥세타닐(oxetanyl)기를 포함하는 작용기이고, R은 C1-10 알킬기, M은 Al, Ti 및 Zr로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속; (c) 양이온성 광개시제; 및 (d) 용매;를 포함하는 상기 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물의 활성선에 의한 경화물이 바람직하다.
실시예
레지스트 조성물 제조 1
크실렌(Samchun Chemical Co.로부터 구입가능) 50ml 및 SP-172(Asashi Eenka Korea Chemical Co.로부터 구입가능) 5ml(3.45wt%)를 용기에 가하였다. 다음으로, 상기 용기에 EHPH-3150 에폭시 수지(Daicel Chemical Co.로부터 구입가능) 90g을 가하였다. 그런 다음 금속 알콕사이드 화합물로서 
10g을 가한 후에 상기 용액을 24시간 동안 교반하였다.
레지스트 조성물 제조 2
크실렌(Samchun Chemical Co.로부터 구입가능) 50ml 및 SP-172(Asashi Eenka Korea Chemical Co.로부터 구입가능) 10ml을 용기에 가하였다. 다음으로, 상기 용기에 EHPH-3150 에폭시 수지(Daicel Chmical Co.로부터 구입가능) 90g을 가한 다음 상기 용액을 24시간 동안 교반하였다.
상기 레지스트 조성물 1 및 2를 사용하여 제조한 잉크유로의 저항을 측정한 결과 레지스트 조성물 1로 제조한 잉크 유로의 저항이 레지스트 조성물 2로 제조한 잉크 유로의 저항 보다 낮게 나타났다. 따라서 상기 레지스트 조성물 1로 제조한 잉크 유로의 경우에 보다 효과적인 열의 발산이 가능할 것으로 판단되었다.
본 발명의 잉크젯 프린터 헤드는 잉크 유로가 전도성 에폭시 수지로 이루어져 있으며 히터 주위에 트렌치가 형성되어 있어 히터로부터 발생하는 잉여열을 효과적으로 분산시킬 수 있으므로 잉크의 토출 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
Claims (6)
- 잉크가 외부로 토출되는 노즐을 가진 잉크 유로를 구비한 잉크젯 프린트 헤드로서,상기 잉크 유로가 활성선에 의해 형성된 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물의 경화물이며,상기 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물이,(a) 글리시딜 에테르 작용기를 포함하는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머로부터 선택되는 1 이상의 에폭시 전구체 폴리머;(b) 하기 화학식 1로 표시되는 금속 알콕사이드 화합물;<화학식 1>R'M(OR)n상기 식에서, R 는 옥시란(oxirane)기 또는 옥세타닐(oxetanyl)기를 포함하는 작용기이고, R은 C1-10 알킬기, M은 Al, Ti 및 Zr로 이루어진 군에서선택된 하나의 금속;(c) 양이온성 광개시제; 및(d) 용매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드.
- 제 1항에 있어서,상기 에폭시 전구체 폴리머가 페놀, o-크레졸, p-크레졸, 비스페놀-A, 시클로지방족, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 골격 단량체로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
- 제 1항에 있어서,상기 에폭시 전구체 폴리머가 하기의 화학식 2 내지 8로 표시되는 군에서 선택된 1이상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드:<화학식 2>
<화학식 3>
<화학식 4>
<화학식 5> <화학식 6>,
<화학식 7> <화학식 8>
상기 식들에서, n은 1 내지 20의 정수이다. - 제 1항에 있어서,상기 양이온성 광개시제가 술포늄 염 또는 요오드 염인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 제 1항에 있어서,상기 용매가 γ-부티로락톤, 프로필렌 글리콜 메틸 에틸 아세테이트(PGMEA), 테트라히드로퓨란(THF), 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로펜타논, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트헤드.
- 기판 상에 형성되는 히터;상기 기판 상에서 상기 히터와 전기적으로 연결되도록 형성되어 상기 히터에 전류를 인가하는 전극;상기 히터 및 전극이 형성된 기판 상에 상기 히터 및 전극을 보호하기 위해 적층되는 보호층;상기 보호층 표면에서 기판까지 도달하는 깊이로 히터 외각을 따라 형성되는 트렌치; 및상기 히터로부터 발생하는 열을 분산시키기 위한 것으로, 상기 보호층이 형성된 기판 상에 적층되는 동시에 상기 트렌치를 채우도록 형성되는 전도성 잉크 유로;를 구비하며,상기 잉크 유로가 활성선에 의해 형성된 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물의 경화물이고,상기 전도성 가교 폴리머 레지스트 조성물이,(a) 글리시딜 에테르 작용기를 포함하는 페놀 노볼락 전구체 폴리머 또는 알리사이클릭 전구체 폴리머로부터 선택되는 1 이상의 에폭시 전구체 폴리머;(b) 하기 화학식 1로 표시되는 금속 알콕사이드 화합물;<화학식 1>R'M(OR)n상기 식에서, R 는 옥시란(oxirane)기 또는 옥세타닐(oxetanyl)기를 포함하는 작용기이고, R은 C1-10 알킬기, M은 Al, Ti 및 Zr로 이루어진 군에서선택된 하나의 금속;(c) 양이온성 광개시제; 및(d) 용매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020050085203A KR100717028B1 (ko) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | 전도성 에폭시 수지를 구비한 잉크젯 프린터 헤드 |
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