KR101581321B1 - 토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판에 액을 토출하는 토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 토출 헤드는, 내부에 액이 수용되는 버퍼 공간이 제공되는, 그리고 그 길이방향이 제1 방향을 따라 제공된 바디와; 상기 바디의 저면에 결합되며, 상하 방향으로 관통되어 상기 액을 토출하는 토출구들이 제공된 분사 플레이트와; 상기 바디와 상기 분사 플레이트를 결합하는 결합 부재를 구비하되, 상기 분사 플레이트는, 상기 제1 방향을 따라 제공되며 상기 토출구들이 형성된 분사부와; 상기 분사부의 양측 가장자리에 각각 제공되며 상기 결합 부재가 제공되는 결합부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 분사부보다 높게 위치되도록 상기 결합부와 상기 분사부는 단차지게 제공된다.
본 발명에 의하면 액을 토출하는 토출 헤드의 저면에 제공되는 분사 플레이트의 구조를 개선하여 잔류액의 고형화로 인한 액의 미토출을 방지할 수 있다.

Description

토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{DISCHARGING HEAD AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 액을 토출하는 토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 프린트 장치는 기판 상에 액을 도포하는 헤드 및 헤드를 세정하는 세정 유닛을 구비한다. 헤드는 액을 토출하는 다수의 노즐을 구비하며, 기판의 특정 위치에 액을 도포한다. 잉크젯 프린트 장치에 사용되는 액은 대체로 점성 및 휘발성이 높기 때문에 응고되기 쉽다. 특히, 액 도포 후 노즐들의 토출구 주변에는 액이 잔류할 수 있으며, 이러한 잔류액은 토출구 주변에 응고되어 노즐의 토출구를 막거나 이후 액 도포시 기판에 도포되어 불균일한 막을 형성할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 노즐 플레이트(1)는 헤드의 하부에 결합시키기 위해 결합 볼트(3) 등이 설치되는 결합부(2)와 기판 상에 액을 토출하는 노즐들이 동일 평면상에 형성되는 것이 일반적이다. 이 경우 결합 볼트(3)측으로 액이 고형화되어 결합 볼트(3)에 인접하게 위치되는 노즐의 막힘 현상이 발생한다. 즉, 결합 부위의 고형분(4)이 미세 제어를 해야하는 노즐에 영향을 주어 헤드의 미토출로 인한 기판 처리 공정의 불량이 야기되는 문제점이 있었다.

본 발명은 액을 토출하는 토출 헤드의 저면에 제공되는 분사 플레이트의 구조를 개선하여 잔류액의 고형화로 인한 액의 미토출을 방지할 수 있는 토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 토출 헤드의 세정 및 관리를 용이하게 할 수 있는 토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 토출 헤드를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 토출 헤드는, 내부에 액이 수용되는 버퍼 공간이 제공되는, 그리고 그 길이방향이 제1 방향을 따라 제공된 바디와; 상기 바디의 저면에 결합되며, 상하 방향으로 관통되어 상기 액을 토출하는 토출구들이 제공된 분사 플레이트와; 상기 바디와 상기 분사 플레이트를 결합하는 결합 부재를 구비하되, 상기 분사 플레이트는, 상기 제1 방향을 따라 제공되며 상기 토출구들이 형성된 분사부와; 상기 분사부의 양측 가장자리에 각각 제공되며 상기 결합 부재가 제공되는 결합부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 분사부보다 높게 위치되도록 상기 결합부와 상기 분사부는 단차지게 제공된다.

일 예에 의하면, 상기 바디는 상기 버퍼 공간에 제공된 액에 압력을 가하여 상기 토출구를 통해 토출되는 액의 양을 제어하는 압전 소자를 더 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 액의 토출량은 상기 압전 소자에 인가되는 전압에 의해 조절된다.

일 예에 의하면, 상기 결합부에는 상하 방향으로 관통되어 상기 결합 부재가 고정결합되는 다수의 결합홀이 형성된다.

또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는 베이스에 설치되고 기판이 놓여지는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛의 이동 경로 상부에 제공되며, 기판 상에 액을 토출하는 복수의 토출 헤드들이 결합된 갠트리; 및 상기 기판 지지 유닛의 일측에 제공되며, 상기 토출 헤드들의 액 토출면을 세정하는 헤드 세정 유닛을 포함하되, 상기 토출 헤드는, 내부에 액이 수용되는 버퍼 공간이 제공되는, 그리고 그 길이방향이 제1 방향을 따라 제공된 바디와; 상기 바디의 저면에 결합되며, 상하 방향으로 관통되어 상기 액을 토출하는 토출구들이 제공된 분사 플레이트와; 상기 바디와 상기 분사 플레이트를 결합하는 결합 부재를 구비하되, 상기 분사 플레이트는, 상기 제1 방향을 따라 제공되며 상기 토출구들이 형성된 분사부와; 상기 분사부의 양측 가장자리에 각각 제공되며 상기 결합 부재가 제공되는 결합부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 분사부보다 높게 위치되도록 상기 결합부와 상기 분사부는 단차지게 제공된다.

일 예에 의하면, 상기 바디는 상기 버퍼 공간에 제공된 액에 압력을 가하여 상기 토출구를 통해 토출되는 액의 양을 제어하는 압전 소자를 더 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 액의 토출량은 상기 압전 소자에 인가되는 전압에 의해 조절된다.

일 예에 의하면, 상기 결합부에는 상하 방향으로 관통되어 상기 결합 부재가 고정결합되는 다수의 결합홀이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치는 액을 토출하는 토출 헤드의 저면에 제공되는 분사 플레이트의 구조를 개선하여 잔류액의 고형화로 인한 액의 미토출을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 토출 헤드 및 이를 포함하는 기판 처리 장치는 토출 헤드의 세정 및 관리를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 노즐 플레이트의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 노즐 플레이트에 볼트가 결합된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 토출 헤드를 구성하는 분사 플레이트의 저면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3의 토출 헤드의 하부를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 분사 플레이트에 결합 부재가 체결된 모습을 보여주는 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다. 도 3의 기판 처리 장치(100)는 대상물에 액을 도포한다. 예를 들어, 대상물은 액정 표시 패널의 컬러 필터(CF) 기판 또는 박막트랜지스터(TFT) 기판일 수 있으며, 상기 액은 액정(Liquid Crystal), 배향액, 용매에 안료 입자가 혼합된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 잉크일 수 있다.

배향액으로는 폴리이미드(polyimide)가 사용될 수 있다. 배향액은 컬러 필터(CF) 기판과 박막트랜지스터(TFT) 기판의 전면에 도포될 수 있고, 액정은 컬러 필터(CF) 기판 또는 박막트랜지스터(TFT) 기판의 전면에 도포될 수 있다. 잉크는 컬러 필터(CF) 기판상에 격자 모양의 패턴으로 배열된 블랙 매트릭스의 내부 영역에 도포될 수 있다.

도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 기판 지지 유닛(1000), 토출 헤드(2000), 갠트리(3000), 그리고 헤드 세정 유닛(4000)을 포함한다. 이하 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.

기판 지지 유닛(1000)은 베이스(B)의 상면에 설치된다. 베이스(B)는 일정한 두께를 가지는 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 기판 지지 유닛(1000)은 기판(S)이 놓이는 지지판(1100)을 가진다. 지지판(1100)은 사각형 형상의 판일 수 있다. 지지판(1100)의 하면에는 회전 구동 부재(1200)가 연결된다. 회전 구동 부재(1200)는 회전 모터일 수 있다. 회전 구동 부재(1200)는 지지판(1100)에 수직한 회전 중심축을 중심으로 지지판(1100)을 회전시킨다. 지지판(1100)이 회전 구동 부재(1200)에 의해 회전되면, 기판(S)은 지지판(1100)의 회전에 의해 회전될 수 있다.

지지판(1100)과 회전 구동 부재(1200)는 직선 구동 부재(1300)에 의해 제2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동될 수 있다. 직선 구동 부재(1300)는 슬라이더(1320)와 가이드 부재(1340)를 포함한다. 회전 구동 부재(1200)는 슬라이더(1320)의 상면에 설치된다. 가이드 부재(1340)는 베이스(B)의 상면 중심부에 제2 방향(Ⅱ)으로 길게 연장된다. 슬라이더(1320)에는 리니어 모터가 내장될 수 있으며, 슬라이더(1320)는 리니어 모터에 의해 가이드 부재(1340)를 따라 제2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동된다.

갠트리(3000)는 지지판(1100)이 이동되는 경로의 상부에 제공된다. 갠트리(3000)는 베이스(B)의 상면으로부터 위 방향으로 이격 배치되며, 갠트리(3000)는 길이 방향이 제1 방향(Ⅰ)을 향하도록 배치된다.

헤드 세정 유닛(4000)은 기판 지지 유닛(1000)의 일측에 제공된다. 토출 헤드(2000)는 헤드 세정 유닛(4000)의 상부로 이동되어 헤드 세정 유닛(4000)에 의해 액 토출면의 세정 공정이 수행된다.

토출 헤드(2000)는 헤드 이동 유닛(5000)에 의해 갠트리(3000)에 결합된다. 토출 헤드(2000)는 헤드 이동 유닛(5000)에 의해 갠트리(3000)의 길이 방향, 즉 제1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동하고, 또한 제3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동될 수 있다.

토출 헤드(2000)는 기판(S) 상에 액을 토출한다. 토출 헤드(2000)는 복수 개가 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 토출 헤드(2000a,2000b,2000c)가 제공된 예를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 토출 헤드(2000)는 제1 방향(Ⅰ)으로 일렬로 나란하게 배열될 수 있으며, 갠트리(3000)에 결합된다.

도 4는 도 3의 토출 헤드를 구성하는 분사 플레이트의 저면을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 3의 토출 헤드의 하부를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 분사 플레이트에 결합 부재가 체결된 모습을 보여주는 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 토출 헤드(2000)는 바디(2200), 분사 플레이트(2400) 및 결합 부재(2600)를 포함한다. 바디(2200)는 내부에 액이 수용되는 버퍼 공간이 제공된다. 또한, 바디(2200)는 그 길이방향이 제1 방향(Ⅰ)을 따라 제공된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 분사 플레이트(2400)는 바디(2200)의 저면에 결합된다. 분사 플레이트(2400)에는 상하 방향으로 관통되어 액을 토출하는 다수의 토출구(2410)들이 제공된다. 예를 들어, 각각의 분사 플레이트에는 128개 또는 256개의 토출구(2410)들이 제공될 수 있다. 토출구(2410)들은 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다.

바디(2200)는 압전 소자들을 더 포함한다. 바디(2200)에는 토출구(2410)들에 대응하는 수만큼의 압전 소자들이 제공될 수 있다. 압전 소자는 버퍼 공간(2220)에 제공된 액에 압력을 가하여 토출구(2410)를 통해 토출되는 액의 양을 제어한다. 토출구(2410)들의 액의 토출량은 압전 소자들에 인가되는 전압에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.

분사 플레이트(2400)는 분사부(2420)와 결합부(2440)를 포함한다. 분사부(2420)는 제1 방향(Ⅰ)을 따라 제공된다. 분사부(2420)에는 토출구(2410)들이 형성된다. 결합부(2440)는 분사부(2420)의 양측 가장자리에 각각 제공된다. 도 4와 같이, 결합부(2440)에는 상하 방향으로 관통된 다수의 결합홀(2442)이 형성된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 결합 부재(2600)는 결합홀(2442)에 고정결합되어 바디(2200)와 분사 플레이트(2400)를 결합한다. 일 예로, 결합 부재(2600)는 둥근머리볼트 등이 이용될 수 있으나 이에 한정될 것은 아니다.

또한, 결합부(2440)는 분사부(2420)보다 높게 위치되도록 결합부(2440)와 분사부(2420)는 단차지게 제공된다. 따라서 분사 플레이트(2400)에는 결합부(2440)와 분사부(2420) 간에 높이차가 형성된다. 이와 같이 본 발명은 결합 부재(2600)가 체결되는 결합부(2440)와 토출구(2410)들이 형성되는 분사부(2420)를 다른 평면상에 제공한다. 이는 액이 토출되는 분사부(2420)의 액 토출면이 결합 부재(2600)가 위치되는 결합부(2440)의 결합면에서 발생하는 잔류액의 고형화의 영향을 받지 않도록 하기 위함이다. 즉, 본 발명은 분사 플레이트(2400)가 바디(2200)에 결합되는 결합부(2440)를 분사부(2420)의 가장자리에 단차지게 배치함으로써 결합 부재(2600)에서 잔류액의 고형화가 발생하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 액을 토출하는 토출 헤드(2000)의 저면에 제공되는 분사 플레이트(2400)의 구조를 개선하여 잔류액의 고형화로 인한 액의 미토출을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 토출 헤드(2000)의 세정 및 관리를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 기판 처리 장치 1000 : 기판 지지 유닛
2000 : 토출 헤드 2200 : 바디
2400 : 분사 플레이트 2410 : 토출구
2420 : 분사부 2440 : 결합부
2442 : 결합홀 2600 : 결합 부재
3000 : 갠트리 4000 : 헤드 세정 유닛

Claims (8)

1. 액을 토출하는 토출 헤드에 있어서,
   내부에 액이 수용되는 버퍼 공간이 제공되는, 그리고 그 길이방향이 제1 방향을 따라 제공된 바디와;
   상기 바디의 저면에 결합되며, 상하 방향으로 관통되어 상기 액을 토출하는 토출구들이 제공된 분사 플레이트와;
   상기 바디와 상기 분사 플레이트를 결합하는 결합 부재를 구비하되,
   상기 분사 플레이트는,
   상기 제1 방향을 따라 제공되며 상기 토출구들이 형성된 분사부와;
   상기 분사부의 양측 가장자리에 각각 제공되며 상기 결합 부재가 제공되는 결합부를 포함하고,
   상기 결합부는 상기 분사부보다 높게 위치되도록 상기 결합부와 상기 분사부는 단차지게 제공되고, 상기 결합부와 상기 분사부는 다른 평면상에 제공되며,
   상기 결합부에는 상하 방향으로 관통되어 상기 결합 부재가 고정결합되는 다수의 결합홀이 형성되는 토출 헤드.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 바디는 상기 버퍼 공간에 제공된 액에 압력을 가하여 상기 토출구를 통해 토출되는 액의 양을 제어하는 압전 소자를 더 포함하는 토출 헤드.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 액의 토출량은 상기 압전 소자에 인가되는 전압에 의해 조절되는 토출 헤드.
4. 삭제
5. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   베이스에 설치되고 기판이 놓여지는 기판 지지 유닛;
   상기 기판 지지 유닛의 이동 경로 상부에 제공되며, 기판 상에 액을 토출하는 복수의 토출 헤드들이 결합된 갠트리; 및
   상기 기판 지지 유닛의 일측에 제공되며, 상기 토출 헤드들의 액 토출면을 세정하는 헤드 세정 유닛을 포함하되,
   상기 토출 헤드는,
   내부에 액이 수용되는 버퍼 공간이 제공되는, 그리고 그 길이방향이 제1 방향을 따라 제공된 바디와;
   상기 바디의 저면에 결합되며, 상하 방향으로 관통되어 상기 액을 토출하는 토출구들이 제공된 분사 플레이트와;
   상기 바디와 상기 분사 플레이트를 결합하는 결합 부재를 구비하되,
   상기 분사 플레이트는,
   상기 제1 방향을 따라 제공되며 상기 토출구들이 형성된 분사부와;
   상기 분사부의 양측 가장자리에 각각 제공되며 상기 결합 부재가 제공되는 결합부를 포함하고,
   상기 결합부는 상기 분사부보다 높게 위치되도록 상기 결합부와 상기 분사부는 단차지게 제공되고, 상기 결합부와 상기 분사부는 다른 평면상에 제공되며,
   상기 결합부에는 상하 방향으로 관통되어 상기 결합 부재가 고정결합되는 다수의 결합홀이 형성되는 기판 처리 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 바디는 상기 버퍼 공간에 제공된 액에 압력을 가하여 상기 토출구를 통해 토출되는 액의 양을 제어하는 압전 소자를 더 포함하는 기판 처리 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 액의 토출량은 상기 압전 소자에 인가되는 전압에 의해 조절되는 기판 처리 장치.
8. 삭제

Images