KR102011346B1 - 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치 - Google Patents

멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치는, 프린팅 장비 구조물에 장착되는 헤드 마운팅 수단과; 상기 헤드 마운팅 수단에 수직 방향으로 고정되는 수직 지지대와; 복수개의 노즐이 장착되는 부분으로서 상기 수직 지지대에 높이 조절 가능하게 장착되는 노즐 스테이지를 포함하고, 상기 노즐 스테이지는 상기 수직 지지대에 장착된 부분과 상기 복수개의 노즐이 장착되는 부분이 수평 방향으로 상대 이동이 가능하게 하는 수평 조절수단을 포함하여 구성됨으로써 노즐의 위치 조절이 용이하고 다수의 노즐도 간편하게 장착할 수 있는 효과가 있다.

Description

멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치{Printing device with multi-nozzles}
본 발명은 유기 잉크를 기판에 도포하여 유기 발광 소자 등을 제작하는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 소자로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel, PDP), 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등 평판 표시 소자(Flat Panel Display)가 널리 이용되고 있다.
이 중 유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED)는 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.
유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있는데, 최근 이러한 유기 박막을 형성하기 위하여 용액으로 만들어진 유기물질(이하 '유기 잉크'라고 함)을 기판에 토출시켜 프린팅함으로써 유기층을 형성하는 방법이 제안되고 있다.
노즐 프린팅 장치는 잉크를 토출하는 노즐이 구비되어, 압력 및 전압 제어를 통해 노즐로부터 잉크를 도출하면서, 노즐이 배치되는 면을 기준으로 하부에 배치되는 기판과 노즐을 상대 이동시킴으로써, 기판 위에 미세 패턴을 형성할 수 있도록 이루어진다.
이러한 노줄 프린팅 장치는 기판에 라인(Line), 드롭(Drop), 스프레이(Spray) 등 다양한 형태의 미세 패턴을 형성하여, 표시 장치의 화소로서 기능하는 다수의 유기 전기 발광 소자를 제작할 수 있게 된다.
또한, 공정 시간을 단축하고 생산성을 높이기 위해 다수의 노즐을 갖는 프린팅 장치가 개발되고 있다.
따라서, 다수의 노즐을 셋팅할 때 다수의 노즐을 보다 간편하고 안정되게 장착하고, 노즐의 수직 및 수평 위치 조정도 용이한 프린팅 장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 10-1191996호 대한민국 등록특허 10-1696885호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 노즐 세팅시에 노즐의 수평 및 수직 방향 위치 조절이 용이하고 다수의 노즐을 간편하고 안정적으로 장착할 수 있는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치는, 갠트리 등에 설치된 상태에서 상하로 이동하는 프린팅 장비 구조물에 장착되는 헤드 마운팅 수단과; 상기 헤드 마운팅 수단에 수직 방향으로 고정되는 수직 지지대와; 복수개의 노즐이 장착되는 부분으로서 상기 수직 지지대에 높이 조절 가능하게 장착되는 노즐 스테이지를 포함하고, 상기 노즐 스테이지는 상기 수직 지지대에 장착된 부분과 상기 복수개의 노즐이 장착되는 부분이 수평 방향으로 상대 이동이 가능하게 하는 수평 조절수단을 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 노즐 스테이지의 높이를 조절하는 수단은, 상기 수직 지지대에 상하로 긴 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯을 관통하여 상기 노즐 스테이지에 체결되는 높이조절볼트로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 노즐 스테이지는, 상기 수직 지지대에 장착되는 고정 스테이지와, 상기 고정 스테이지에 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 연결되는 가변 스테이지를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 고정 스테이지와 가변 스테이지는 상호 연장 부분이 상호 겹쳐지게 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 수평 조절수단은, 상기 가변 스테이지의 연장 부분에 길게 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯을 관통하여 상기 고정 스테이지에 체결되는 수평조절볼트로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와는 달리, 상기 수평 조절수단은 상기 가변 스테이지와 고정 스테이지에서 각각 상대 스테이지 방향으로 엇갈리게 돌출되는 돌출부들과, 상기 돌출부들에 관통 및 체결되는 수평 조절볼트로 이루어지되, 상기 수평 조절볼트는 상기 가변 스테이지와 고정 스테이지 중 어느 한쪽 돌출부에는 길이 방향의 이동은 제한되면서 공회전하도록 조립되고, 다른 쪽 돌출부에는 나사 결합 구조를 갖도록 구성되는 것도 가능하다.
상기 가변 스테이지에는 상기 복수개의 노즐을 장착할 수 있도록 복수개의 노즐 홀이 형성되고, 상기 노즐 홀에 노즐이 삽입된 상태에서 노즐을 고정하는 노즐 고정수단이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 노즐 고정수단은, 상기 가변 스테이지의 한쪽 끝단에서 상기 노즐 홀로 이어지는 슬릿과, 상기 가변 스테이지에 상기 슬릿을 관통하여 체결되는 노즐고정볼트를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.
본 발명에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치는, 노즐을 지지하는 구조물에 수직 및 수평 위치 조절 장치가 구비되기 때문에 노즐의 수평 및 수직 방향 위치 조절이 용이하고 다수의 노즐도 간편하게 장착할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치가 도시된 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치의 노즐 스테이지가 도시된 평면도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치가 도시된 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치는, 갠트리(미도시) 등 프린팅 장비 구조물에 장착되는 헤드 마운팅 수단(10)과, 이 헤드 마운팅 수단(10)에 수직 방향으로 고정되는 수직 지지대(20)와, 복수개의 노즐(50)이 장착되는 부분으로서 상기 수직 지지대(20)에 높이 조절 가능하게 장착되는 노즐 스테이지(30)와, 상기 수직 지지대(20)에 높이 조절 가능하게 설치되는 조명장치(60)와, 상기 노즐(50) 옆에 설치되어 프린팅 상태를 촬영하는 카메라(70)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치의 주요 구성 부분을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 헤드 마운팅 수단(10)은, 갠트리 등에 설치된 상태에서 Z축 상하 이동하는 구조물에 설치되는 마운팅 플레이트(12)와, 이 마운팅 플레이트(12)에 수평 방향으로 길게 설치되는 상부 지지대(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 헤드 마운팅 수단(10)은 마운팅 플레이트(12)와 상부 지지대(14)의 구성에 한정되지 않고, 상기 수직 지지대(20)를 지지할 수 있는 구조물이면 실시 조건에 따라 다양하게 그 구성을 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.
다음, 상기 수직 지지대(20)는 'ㄱ'자 모양으로 형성되어 상측 절곡 부분이 상부 지지대(14)에 볼트 조립 등의 방법으로 고정될 수 있고, 수직으로 연결된 부분의 상측과 하측에 상부 슬롯(slot)(22)과 하부 슬롯(26)이 각각 형성된다.
상부 슬롯(22)에는 조명장치(60)가 높이조절볼트(24)에 의해 높이 조절 가능하게 설치된다. 이때 높이조절볼트(24)는 수직 지지대(20)의 뒤쪽에서 너트에 체결되는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.
하부 슬롯(26)에는 노즐 스테이지(30)가 역시 높이조절볼트(28)에 의해 높이 조절 가능하도록 설치된다. 따라서, 높이조절볼트(28)가 하부 슬롯(26)을 관통하여 노즐 스테이지(30)에 체결됨으로써 노즐 스테이지(30)의 상하 높이를 조절할 수 있게 된다.
다음, 노즐 스테이지(30)는 수직 지지대(20)에 장착된 부분과 복수개의 노즐(50)이 장착되는 부분이 수평 방향으로 상대 이동이 가능하게 하는 수평 조절수단(40)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 노즐 스테이지(30)는, 수직 지지대(20)에 장착되는 고정 스테이지(32)와, 이 고정 스테이지(32)에 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 연결되는 가변 스테이지(34)와, 고정 스테이지(32)에 대하여 가변 스테이지(34)가 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 하는 수평 조절수단(40)을 포함하여 구성되는 것이다.
고정 스테이지(32)는 평면의 모양이 L자형 구조로 형성되는데, 삭제된 구조로 안쪽으로 들어간 부분이 수직 지지대(20)에 안정되게 밀착된 상태에서 높이조절볼트(28)에 의해 수직 지지대(20)에 높이 조절 가능하게 조립된다.
가변 스테이지(34)는 복수개의 노즐(50)을 장착할 수 있도록 복수개의 노즐 홀(37)이 형성되고, 상기 노즐 홀(37) 주변에는 노즐 고정수단이 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 도면에서는 가변 스테이지(34)에 2개의 노즐 홀(37)이 나란히 형성된 구조를 도시하고 있다.(도 3 참조)
여기서, 노즐 고정수단은 가변 스테이지(34)의 한쪽 끝단에서 2개의 노즐 홀(37)로 이어지는 슬릿(slit)(38)이 각각 형성되고, 슬릿(38)의 방향과 직교하는 방향으로 가변 스테이지(34)의 일측(도면상 앞쪽)에서 슬릿(38)을 관통하는 노즐고정볼트(45)가 체결되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 노즐 고정수단은 노즐(50)을 노즐 홀(37)의 상측에서 노즐 홀(37)에 각각 삽입한 상태에서 노즐고정볼트(45)를 조이게 되면, 슬릿(38)이 압축되면서 노즐(50)을 고정하는 구조로 이루어지므로 노즐(50)을 간편하면서도 안정적으로 장착할 수 있게 한다.
수평 조절수단(40)은 앞서 설명한 바와 같이 가변 스테이지(34)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성된 것으로, 고정 스테이지(32)와 가변 스테이지(34)의 상호 연장 부분이 상호 겹쳐진 부분에 구성된다. 즉, 고정 스테이지(32)에서 돌출되는 고정 연장부(33)와 가변 스테이지(34)에서 돌출된 가변 연장부(35)가 상호 겹쳐진 상태에서 슬라이딩이 가능하도록 구성된다.
이때, 고정 연장부(33)와 가변 연장부(35)의 겹침 두께는 노즐 스테이지(30)의 두께가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구조에서 수평 조절수단(40)은, 가변 스테이지(34)의 가변 연장부(35)에 길게 슬롯(36)이 형성되고, 이 슬롯(36)을 관통하여 수평조절볼트(42)가 고정 스테이지(32)의 고정 연장부(33)에 체결되는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다.
수평 조절수단(40)을 이용한 가변 스테이지(34)의 위치 조정은 수평조절볼트(42)를 풀고, 가변 스테이지(34)를 원하는 위치로 이동시킨 다음 수평조절볼트(42)를 다시 조이게 되면 가변 스테이지(34)의 위치가 고정된다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치가 도시된 사시도 및 노즐 스테이지의 평면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치는 수평 조절수단(40A)을 제외하고는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예의 구성과 동일 또는 유사하므로 수평 조절수단(40A)의 구성을 중심으로 설명하고 나머지 구성 부분은 도면에 동일한 도면 부호를 부여하고 반복 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에서의 수평 조절수단(40A)은 상기 가변 스테이지(34)와 고정 스테이지(32)에서 각각 상대 스테이지 방향으로 엇갈리게 돌출되는 돌출부(33A)(35A)들이 형성되고, 이 돌출부(33A)(35A)에 수평 조절볼트(46)가 관통 및 체결되는 방식으로 이루어진다.
도 3을 참조하면, 수평 조절볼트(46)는 고정 스테이지(32)의 돌출부(33A)에 길이 방향의 이동은 제한되면서 공회전하도록 조립되고, 가변 스테이지(34)의 돌출부(35A)에 나사 결합되는 구조로 이루어진다.
이러한 구조에 의해 수평 조절볼트(46)를 회전시키면 나사 결합된 가변 스테이지(34)의 돌출부(35A)가 전후 이동하면서 가변 스테이지(34)의 수평 방향의 위치를 조절할 수 있게 된다.
이때, 수평 조절볼트(46)는 보다 정밀한 수평 위치 조정을 위해 마이크로 켈리퍼스 조정 구조를 갖도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도면에 예시된 바와 같이 고정 스테이지(32)와 가변 스테이지(34)는 요철 구조로 상호 결합되어, 그 내부에 상기와 같은 각각의 돌출부(33A)(35A)가 구성되면 보다 안정적인 수평 조절 구조를 확보할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 마운팅 수단 12 : 마운팅 플레이트
14 : 상부 지지대 20 : 수직 지지대
22 : 상부 슬롯 26 : 하부 슬롯
30 : 노즐 스테이지 32 : 고정 스테이지
34 : 가변 스테이지 37 : 노즐 홀
38 : 슬릿 40 : 수평 조절수단
42 : 수평조절볼트 45 : 노즐고정볼트
46 : 수평 조절볼트 50 : 노즐
60 : 조명장치 70 : 카메라

Claims (8)

  1. 상하로 이동하는 프린팅 장비 구조물에 장착되는 헤드 마운팅 수단과;
    상기 헤드 마운팅 수단에 수직 방향으로 고정된 수직 지지대와;
    높이 조절수단에 의하여 상기 수직 지지대에 높이 조절 가능하게 장착된 고정 스테이지와, 수평 조절수단에 의하여 상기 고정 스테이지에 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 연결된 가변 스테이지로 구성되고, 상기 가변 스테이지에 복수의 노즐이 장착됨으로써, 상기 복수의 노즐의 상하 높이 및 수평 방향 위치를 조절할 수 있는 노즐 스테이지를 포함하는,
    멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 높이 조절수단은, 상기 수직 지지대에 상하로 긴 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯을 관통하여 상기 고정 스테이지에 체결되는 높이조절볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 고정 스테이지와 상기 가변 스테이지는 상호 연장 부분이 상호 겹쳐지게 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수평 조절수단은, 상기 가변 스테이지의 연장 부분에 길게 슬롯이 형성되고, 상기 가변 스테이지의 연장 부분에 형성된 슬롯을 관통하여 상기 고정 스테이지에 체결되는 수평조절볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수평 조절수단은, 상기 가변 스테이지와 상기 고정 스테이지에서 각각 상대 스테이지 방향으로 엇갈리게 돌출된 돌출부들과, 상기 돌출부들에 관통 및 체결된 수평 조절볼트로 이루어지되,
    상기 수평 조절볼트는 상기 가변 스테이지와 상기 고정 스테이지 중 어느 한쪽의 돌출부에는 길이 방향의 이동은 제한되면서 공회전하도록 조립되고 다른 쪽의 돌출부에는 나사 결합 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가변 스테이지에 상기 복수의 노즐을 장착할 수 있도록 복수의 노즐 홀이 형성되고, 상기 노즐 홀에 상기 노즐이 삽입된 상태에서 상기 노즐을 고정하는 노즐 고정수단이 구비된 것을 특징으로 하는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 노즐 고정수단은, 상기 가변 스테이지의 한쪽 끝단에서 상기 노즐 홀로 이어지는 슬릿과, 상기 가변 스테이지에 상기 슬릿을 관통하여 체결되는 노즐고정볼트를 포함한 것을 특징으로 하는 멀티 노즐을 갖는 프린팅 장치.
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