KR101670052B1

KR101670052B1 - 잉크젯 유닛 및 이를 포함하는 잉크젯 장치

Info

Publication number: KR101670052B1
Application number: KR1020150073246A
Authority: KR
Inventors: 서태원; 김수연
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2016-10-27

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 유닛으로서, 상기 기판에 대향하도록 위치하며 상기 기판을 향해 상기 잉크를 분사하는 노즐; 복수의 개구부가 서로 이격되어 형성되며, 상기 노즐과 상기 기판 사이에 위치하는 마스크; 및 상기 잉크가 상기 개구부를 단속(斷續)적으로 통과됨에 따라 액적의 형태로 토출되도록 상기 마스크를 이동시키는 마스크 구동부를 포함하는, 잉크젯 유닛을 제공한다.

Description

잉크젯 유닛 및 이를 포함하는 잉크젯 장치{INK-JET UNIT AND INK-JET APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 잉크젯 유닛 및 이를 포함하는 잉크젯 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 잉크젯의 노즐을 통해 분사되는 잉크를 기계적으로 제어하여 액적의 형태로 토출시킬 수 있는 잉크젯 유닛 및 이를 포함하는 잉크젯 장치에 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.

이러한, 평판 표시 소자의 화소를 형성하기 위해서, 유기물을 포함하는 잉크를 기판을 향하여 토출시켜 프린팅함으로써 유기층을 형성하는 방법이 제안되고 있다.

한편, 잉크젯에 의해 토출되어 기판에 프린팅되는 잉크는 연속적인 선(line) 형태이거나, 필요한 경우 액적(droplet) 형태로 토출되어 기판에 점(dot) 형태로 프린팅될 수 있다. 종래 잉크를 액적 형태로 토출시키기 위해서는 노즐과 기판 사이에 전압을 인가하고 인가된 전압에 펄스(pulse)를 형성하여 형성된 펄스에 의해 잉크가 액적 형태로 토출되도록 하는 방법이 사용되었다. 그러나, 이러한 방법에 의할 경우 액적 토출을 위한 펄스의 형성 조건을 전자적으로 조절하기 어려워 액적을 원하는 크기나 간격으로 토출하기 어려운 문제가 있었다.

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

본 발명은 잉크젯의 노즐을 통해 분사되는 잉크를 기계적으로 제어하여 액적의 형태로 토출시킬 수 있는 잉크젯 유닛 및 이를 포함하는 잉크젯 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 유닛으로서, 상기 기판에 대향하도록 위치하며 상기 기판을 향해 상기 잉크를 분사하는 노즐; 복수의 개구부가 서로 이격되어 형성되며, 상기 노즐과 상기 기판 사이에 위치하는 마스크; 및 상기 잉크가 상기 개구부를 단속적으로 통과됨에 따라 액적의 형태로 토출되도록 상기 마스크를 이동시키는 마스크 구동부를 포함하는, 잉크젯 유닛을 제공한다.

상기 노즐에 전기적으로 연결되어 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함할 수 있다.

상기 마스크는, 회전 중심을 기준으로 하여 상기 복수의 개구부가 환형으로 형성되는 회전판을 포함할 수 있다.

상기 회전판은, 상기 개구부를 통과하지 못한 상기 잉크가 수집되도록 경사면이 형성될 수 있다.

상기 회전판은, 상기 경사면에 의해 수집된 상기 잉크를 외부로 배출시키기 위한 배출구가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 잉크젯 유닛; 상기 노즐로 상기 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급부; 및 상기 배출구 및 상기 잉크 공급부에 각각 연결되어 수집된 상기 잉크를 상기 잉크 공급부로 회수하는 회수 튜브를 포함하는, 잉크젯 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 잉크젯의 노즐을 통해 분사되는 잉크를 기계적으로 제어하여 액적의 형태로 토출시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 회전판의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 회전판의 단면도이다.

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 유닛 및 이를 포함하는 잉크젯 장치를 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 회전판의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 유닛의 회전판의 단면도이다.

도 1에는 기판(1), 스테이지(3), 잉크 액적(7), 노즐(10), 마스크(20), 개구부(21), 배출구(23), 경사면(25), 회전판(27), 마스크 구동부(30), 전압 인가부(40), 잉크 공급부(50), 회수 튜브(51), 공급 튜브(53)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 잉크젯 유닛은, 기판(1)에 잉크를 토출하는 잉크젯 유닛으로서, 기판(1)에 대향하도록 위치하며 기판(1)을 향해 잉크를 분사하는 노즐(10); 복수의 개구부(21)가 서로 이격되어 형성되며, 노즐(10)과 기판(1) 사이에 위치하는 마스크(20); 및 잉크가 개구부(21)를 단속적으로 통과됨에 따라 액적(7)의 형태로 토출되도록 마스크(20)를 이동시키는 마스크 구동부(30)를 포함하여, 노즐(10)을 통해 분사되는 잉크를 기계적 방식을 이용하여 액적(7)의 형태로 변화하여 토출함으로써 잉크가 기판(1)에 점(dot) 형태로 프린팅될 수 있다.

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

노즐(10)은 기판(1)에 대향하도록 위치하며 기판(1)을 향해 잉크를 분사한다. 구체적으로, 노즐(10)은 기판(1)의 상측에 배치되어 후술할 잉크 공급부(50) 및 공급 튜브(53)를 통해 잉크를 공급받아 선단에 형성되는 노즐공(미도시)을 통해 기판(1)을 향해 잉크를 분사한다. 노즐(10)에서 분사된 잉크는 후술할 마스크(20)를 통과하면서 액적(7) 형태로 변환되어 기판(1)에 점(dot) 형태로 프린팅되는 것이다. 분사되는 잉크는 유기 물질을 포함할 수 있다.

한편, 노즐(10)에는 전압 인가부(40)가 전기적으로 연결되어 전압이 인가될 수 있다. 전압 인가부(40)에 의해 인가되는 전압은 노즐(10)과 기판(1) 사이에 전위차를 형성하여, 노즐(10)로부터 분사되는 잉크가 직진성을 갖고 기판(1)으로 분사되도록 한다. 노즐(10)에 인가되는 전압은 직류(DC) 전압일 수 있다. 또한, 기판(1)이 배치되는 스테이지(3)는 접지되거나 노즐(10)에 인가되는 전압과 반대되는 전압이 인가될 수도 있다.

마스크(20)는 복수의 개구부(21)가 서로 이격되어 형성되며, 노즐(10)과 기판(1) 사이에 위치한다. 마스크(20)는 후술할 마스크 구동부(30)의 의해 이동되며, 분사된 잉크가 마스크(20)에 형성된 개구부(21)를 단속적으로 통과됨에 따라 액적(7) 형태로 변환된다. 즉, 마스크(10)의 이동에 따라 개구부(21)가 노즐 (10) 하단에 위치하거나 개구부(21) 이외의 막힌 부분이 순차적으로 위치하게 되는데 마스크(20)에 형성된 복수의 개구부(21)가 이동되면서 순차적으로 노즐(10)의 노즐공(미도시) 하측에 위치하여 연속적으로 분사되는 잉크가 개구부(21)를 통과하면서 단속되어 액적(7) 형태로 변환되어 마스크(20) 하측으로 토출되는 것이다. 토출된 액적(7) 형태의 잉크는 기판(1)에 점(dot) 형태로 프린팅된다. 이와 같이 복수의 개구부(21)가 형성된 마스크(20)를 이용하여 노즐(10)을 통해 분사되는 잉크를 기계적 방식으로 액적(7) 형태로 토출할 수 있다. 따라서, 종래 잉크를 액적(7) 형태로 토출하기 위해 노즐(10)과 기판(1) 사이에 인가된 전압에 펄스를 형성하고 전자적 방식에 의해 펄스를 조절할 필요가 없을 뿐 아니라, 액적(7)의 크기나 프린팅되는 잉크의 간격을 마스크(20)에 형성된 개구부(21)의 크기 또는 배치 간격 등의 기구적 구성의 변환을 통해 간단히 조절할 수 있다.

마스크 구동부(30)는 마스크(20)를 이동시켜 잉크가 개구부(21)를 통과함에 따라 단속되어 잉크 액적(7)의 형태로 토출되도록 한다. 마스크(20)의 이동에 따라 인접하는 복수의 개구부(21)가 차례로 노즐(10) 하측으로 이동되고 분사되는 잉크의 일부만을 통과시켜 잉크를 액적(7) 형태로 토출한다. 토출된 잉크 액적(7)은 기판(1)에 점(dot) 형태로 프린팅된다.

본 실시예에 따른 마스크(20)는, 회전 중심을 기준으로 하여 복수의 개구부(21)가 환형으로 형성되는 회전판(27)을 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 회전판(27)은, 회전판(27)의 회전 중심이 노즐(10)의 중심과 이심되고, 회전판(27)의 회전 시 개구부(21)가 노즐(10) 하측에 위치하도록 배치된다. 회전판(27)의 회전에 의해 복수의 개구부(21)가 순차적으로 노즐(10) 하측에 위치하게 되고, 노즐(10)을 통해 분사되는 잉크가 개구부(21)를 통과하면서 단속되어 액적(7)의 형태로 토출되는 것이다. 회전판(27)이 회전하도록 회전판(27)의 회전 중심에는 회전축(미도시)이 형성되고 회전축(미도시)에 벨트(미도시)가 연결될 수 있다. 또한, 구동 모터(미도시)등의 구동원이 벨트(미도시)에 연결되어 회전판(27)을 회전시킬 수 있다.

회전판(27)의 상면에는, 개구부(21)를 통과하지 못한 잉크가 수집되도록 경사면(25)이 형성될 수 있다. 회전판(27)의 몸체에는 경사면(25)이 형성되며, 노즐(10)로부터 분사되어 개구부(21)를 통과하지 못한 잉크가 경사면(25)을 따라 흘러 수집될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 회전판(27)은 중앙으로 갈수록 하향 경사지도록 경사면(25)이 형성되며, 개구부(21)를 통과하지 못한 잉크는 경사면(25)을 따라 흘러 회전판(27)의 중앙부로 모이게 된다. 본 실시예에서는 경사면(25)이 중앙으로 갈수록 하향 경사지는 경우를 중심으로 설명하였으나, 본 실시예와 달리 경사면(25)이 외측으로 갈수록 하향 경사지도록 형성되어 개구부(21)를 통과하지 못한 잉크가 회전판(27) 외측에 둘레를 따라 수집되는 경우도 가능하다.

회전판(27)은 경사면(25)에 의해 수집된 잉크를 외부로 배출시키기 위한 배출구(23)가 형성될 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 경사면(25)이 중앙으로 갈수록 하향 경사지게 형성되는 경우 배출구(23)는 회전판(27)의 중앙부에 형성되며, 경사면(25)을 따라 수집된 잉크가 배출구(23)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 마스크는 다양한 형상의 판(plate) 형태일 수 있으며, 개구부 또한 마스크가 이동하여 개구부가 순차적으로 노즐의 하측에 위치시킬 수 있는 구성이라면 다양한 형상 및 배열의 개구부일 수 있다. 일 예로, 복수의 개구부가 선형으로 형성되는 마스크를 직선 이동시킴에 따라 선형의 개구부가 노즐의 하측에 순차적으로 위치하면서 잉크가 액적 형태로 토출되도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 장치는, 잉크젯 유닛; 노즐(10)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급부(50); 및 배출구(23)와 잉크 공급부(50)에 각각 연결되어 수집된 잉크를 잉크 공급부(50)로 회수하는 회수 튜브(51)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 잉크젯 장치는 잉크 공급부(50)와 회수 튜브(51)의 구성을 제외하고는 앞선 실시예의 구성과 동일하므로, 동일한 구성에 대한 설명은 앞선 실시예의 설명에 갈음하기로 한다.

도 1을 참조하면, 회수 튜브(51)의 일단부가 배출구(23)에 연결되고, 타단부가 노즐(10)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급부(50)에 연결된다. 경사면(25)을 따라 수집된 잉크는 배출구(23)를 통해 배출되고 배출된 잉크는 회수 튜브(51)를 통해 잉크 공급부(50)로 회수된다. 회수된 잉크는 다시 공급 튜브(53)를 통해 노즐(10)로 공급되어 재사용된다. 본 실시예에 따른 잉크젯 장치는 회수 튜브(51)가 구비되어 개구부(21)를 통과하지 못한 잉크를 재활용하여 제품 생산비용을 저감시킬 수 있다.

이상에서 설명한 잉크젯 유닛 및 이를 포함하는 잉크젯 장치는 잉크젯의 노즐(10)을 통해 분사되는 잉크를 기계적 방식을 이용하여 액적(7)의 형태로 토출시킬 수 있으며, 토출되는 잉크 액적(7)의 크기 및 간격을 펄스 제어 방식이 아닌 개구부(21)의 크기 및 간격을 조절함으로써 제어할 수 있다.

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)
7: 잉크 액적(Ink droplet) 10: 노즐(Nozzle)
20: 마스크(Mask) 21: 개구부
23: 배출구 25: 경사면
27: 회전판 30: 마스크 구동부
40: 전압 인가부 50: 잉크 공급부
51: 회수 튜브 53: 공급 튜브

Claims

기판에 잉크를 토출하는 잉크젯 유닛으로서,
상기 기판에 대향하도록 위치하며 상기 기판을 향해 상기 잉크를 분사하는 노즐;
복수의 개구부가 서로 이격되어 형성되며, 상기 노즐과 상기 기판 사이에 위치하는 마스크; 및
상기 잉크가 상기 개구부를 단속(斷續)적으로 통과됨에 따라 액적의 형태로 토출되도록 상기 마스크를 이동시키는 마스크 구동부를 포함하며,
상기 마스크는,
회전 중심을 기준으로 하여 상기 복수의 개구부가 환형으로 형성되는 회전판을 포함하고,
상기 회전판은,
상기 개구부를 통과하지 못한 상기 잉크가 수집되도록 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐에 전기적으로 연결되어 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 회전판은,
상기 경사면에 의해 수집된 상기 잉크를 외부로 배출시키기 위한 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 유닛.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 잉크젯 유닛; 및
상기 노즐로 상기 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급부를 포함하는, 잉크젯 장치.