KR102121908B1 - 메니스커스 가이딩 펜, 가이딩 펜 모듈 부재 및 스트라이프 코팅 시스템 - Google Patents

메니스커스 가이딩 펜, 가이딩 펜 모듈 부재 및 스트라이프 코팅 시스템 Download PDF

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박종운
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 메니스커스 가이딩 펜, 가이딩 펜 모듈 부재 및 스트라이프 코팅 시스템에 관한 것으로서, 특히 메니스커스 가이딩 펜은 하부가 돌출된 형상의 단면을 가지며, 상호 대향되게 배치되어 하부에 헤드 립을 형성하는 전면 헤드 및 후면 헤드와, 상기 전면 헤드 및 후면 헤드 사이에 삽입되는 심 부재 및 상기 심 부재와 대면하며 하부에 마이크로 팁을 포함하는 메니스커스 가이드부를 포함하며, 상기 전면 헤드 및 후면 헤드는 높이 방향이 다른 방향의 길이보다 긴 펜의 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

메니스커스 가이딩 펜, 가이딩 펜 모듈 부재 및 스트라이프 코팅 시스템{MENISCUS GUIDING PEN, GUIDING PEN MODULE MEMBERS AND STRIPE COATING SYSTEM}
본 발명은 미세 스트라이프 코팅을 위한 메니스커스 가이딩 펜, 가이딩 펜 모듈 부재 및 스트라이프 코팅 시스템에 관한 것이다.
미세 스트라이프 코팅(Fine Stripe coating) 방식은 각종 금속 버스 라인, 유기 저분자 및 고분자 박막 코팅, 터치 스크린 패널 제작 등에 사용된다. 특히, 간헐적 스트라이프 코팅 방식은 용액 공정(solution process) 기반의 아몰레드(AMOLED) 화소(pixel), OLETs(Organic Light-Emitting Transistors), OTFTs(Organic Thin-Film Transistors) 등을 코팅 및 제작하는데 이용된다.
이러한 스트라이프 코팅 방식은 잉크젯 인쇄(inkjet printing), 노즐 인쇄(nozzle printing), 그라비어 오프셋 인쇄 (gravure offset printing), 슬롯 다이 코팅(slot-die coating) 기술들에 의해 구현 가능하다.
하지만 잉크젯 인쇄 헤드(head)는 고가의 제작 비용이 소요되고 복잡할 뿐만 아니라 유지 및 보수 비용이 많이 소비되는 단점이 있다. 노즐 인쇄 방식은 하나의 공정 변수(코팅 속도)에 의해서만 스트라이프 프로파일이 제어되는 단점이 있다. 그라비어 오프셋 인쇄 방식은 정해진 패턴을 연속해서 코팅하는데 적합하지만, 코팅 중 스트라이프 형상의 변화가 불가능하다는 단점이 있다.
한편, 슬롯 다이 코팅 방식은 주로 대면적 면코팅에 적합하기 때문에 아몰레드의 공통층(정공 주입층, 정공 수송층), 대면적 OLED 면광원, 태양전지 코팅에 주로 응용되어 왔다. 슬롯 다이 코팅 방식은 스트라이프 코팅이 가능하지만, 주로 센티미터(cm) 단위의 폭 너비를 갖는 와이드 스트라이프(wide stripe) 코팅에 적용된다.
종래에는 발광층 영역을 형성하는 잉크젯 인쇄 및 노즐 인쇄 방식은 화소 형성시 잉크를 가둬두기 위해 둑(bank) 구조물 제조가 필요하기 때문에 둑 구조물 제조가 필요하지 않은 슬롯 다이 코팅 방식이 AMOLED/OLED 디스플레이 패널 등을 제조시 공통층이나 발광층을 형성하기 위해 점차 사용이 증가하고 있다. 즉, 슬롯 다이 코팅 방식은 둑(bank) 구조물이 필요하지 않을 뿐만 아니라 다른 용액 사용 방법보다 탁월한 유연성을 제공하며 유지/보수 비용 또한 저렴하여 대면적 면코팅 등에 점차 사용이 확대되고 있다.
이와 같이, 슬롯 다이 코팅 방식을 이용한 스트라이프 코팅(stripe coating)의 필요성이 증대됨에 따라 슬롯 다이 코팅 방식을 이용한 스트라입 코팅에 대한 유연성을 높이고, 특히 회전이나 간헐적인 코팅이 가능하도록 하는 등의 여러 형태의 코팅 환경에 쉽게 적용할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제 10-0969332호(발명의 명칭 : 멀티 코터)
대한민국 등록특허 제10-0969347호(발명의 명칭: 멀티 코터)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 슬롯 다이 코터를 소형화하여 펜의 형태로 구현한 메니스커스 가이딩 펜을 이용함으로써 2D 대면적 슬롯 다이 헤드에 비해 헤드 모션(회전, 상하, 좌우)제어가 용이할 뿐만 아니라 코팅 용액 제어가 용이하고, 그로 인해 다양한 스트라이프 코팅을 일정한 균일도로 수행되도록 하는 것에 목적이 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜은, 하부가 돌출된 형상의 단면을 가지며, 상호 대향되게 배치되어 하부에 헤드 립을 형성하는 전면 헤드 및 후면 헤드와, 상기 전면 헤드 및 후면 헤드 사이에 삽입되는 심 부재 및 상기 심 부재와 대면하며 하부에 마이크로 팁을 포함하는 메니스커스 가이드부를 포함하며, 상기 전면 헤드 및 후면 헤드는 높이 방향이 다른 방향의 길이보다 긴 펜의 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전면 헤드는 용액이 유입되는 잉크 주입구가 상기 헤드 립의 상방에 형성되고, 상기 심 부재는 상기 잉크 주입구와 연통하고, 상기 잉크 주입구와 인접한 위치에서 하부 방향으로 개구된 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 슬롯은 하단부에 상기 마이크로 팁 방향으로 잉크를 토출시키는 잉크 토출구가 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 전면 헤드, 심 부재, 메니스커스 가이드부 및 후면 헤드는 적어도 하나 이상의 체결 수단에 의해 조립 또는 분해되도록 적어도 하나 이상의 체결공이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 후면 헤드는 내부 면에 상기 슬롯의 위치와 대응되는 위치에 삽입 홈이 형성되고, 상기 메니스커스 가이드부는 상기 삽입 홈과 대응되는 형상으로 제작되어 상기 삽입 홈에 끼움 또는 끼움 해제되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가이딩 펜 모듈 부재는, 상기 메니스커스 가이딩 펜을 포함하고, 상기 메니스커스 가이딩 펜이 착탈 가능하게 조립되는 거치대와, 상기 거치대에 설치되어 상기 메니스커스 가이딩 펜의 회전 이동, 수평 이동 또는 수직 이동을 가이드하는 모션 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 거치대는, 상기 메니스커스 가이딩 펜이 삽입되도록 중심 부위에 형성된 관통홀을 포함하고, 상기 메니스커스 가이딩 펜에는 브래킷이 형성되고, 상기 브래킷에 대응되는 위치에는 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 거치대는, 상기 메니스커스 가이딩 펜이 삽입되도록 중심 부위에 형성된 관통홀과, 상기 메니스커스 가이딩 펜을 가압할 수 있는 브래킷이 형성되고, 상기 메니스커스 가이딩 펜은 상기 브래킷에 대응되는 위치에 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 모션 모듈은, 상기 메니스커스 가이딩 펜을 기설정된 각도만큼 회전시키는 제1 이동 가이드부와, 상기 메니스커스 가이딩 펜을 기설정된 높이만큼 상하 이동시키는 제2 이동 가이드부와, 상기 메니스커스 가이딩 펜을 기설정된 길이만큼 좌우 이동시키는 제3 이동 가이드부, 및 상기 제1 이동 가이드부, 제2 이동 가이드부 또는 제3 이동 가이드부에 회전, 상하 이동, 좌우 이동을 위한 동력을 제공하는 적어도 하나 이상의 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스트라이프 코팅 시스템은, 상기 가이딩 펜 모듈 부재를 적어도 하나 이상을 포함하고, 기판이 놓여지는 가열판의 상부에 설치되어 상기 가이딩 펜 모듈 부재를 고정하는 적어도 하나 이상의 고정 지그와, 상기 메니스커스 가이딩 펜에 노즐을 통해 잉크를 공급하는 적어도 하나 이상의 펌프를 포함하되, 상기 고정 지그는 일측면에 기판 진행 방향과 수직되는 방향으로 상기 가이딩 펜 모듈 부재를 상하 이동 또는 좌우 이동시키는 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 슬롯 다이 코터를 소형화하여 펜의 형태로 구현한 메니스커스 가이딩 펜을 이용함으로써 2D 대면적 슬롯 다이 헤드에 비해 헤드의 무게가 가볍고 제조 단가가 낮으며, 조립/분해/클리닝이 매우 용이해질 수 있고, 마이크로 팁 폭에 의한 스트라이프 폭 조절이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명은 메니스커스 가이딩 펜의 회전, 상하, 좌우 등의 모션 제어 및 코팅 용액의 제어가 매우 용이하여 AMOLED 등에 직선, 곡선, 지그재그, 간헐적 형태 등 다양한 스트라이프 코팅이 자유롭게 적용될 수 있을 뿐만 아니라 균일도가 일정하게 유지되어 제조 유연성 및 완벽성에 크게 기여할 수 있다.
이러한 본 발명은 스트라이프 코팅의 자유도를 크게 높이고, 이동성을 높여 회전이 가능하며, 간헐적인(intermittent) 스트라이프 코팅이 가능해져서 생산 유연성을 크게 증대시킬 수 있고, 메니스커스 가이딩 펜의 형태에 추가적인 구조(브라켓, 제어 모듈 등)를 적용하여 기존의 인쇄 및 코팅 시스템과 연동이 용이하여 여러 형태의 코팅 환경에 쉽게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜의 조립 상태를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜의 구성을 설명하는 분해도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜의 용액 주입 및 흐름 경로를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드와 끼움 교체형 메니스커스 가이드부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 끼움 교체형 메니스커스 가이드부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜을 이용한 전도성 고분자 미세 스트라이프 이미지를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가이딩 펜 모듈부재의 구성을 설명하는 도면이다.
도 8 내지 10은 본 발명에서 메니스커스 가이딩 펜에 브래킷 또는 홈이 구현되는 상태를 설명하는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트라이프 코팅 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트라이프 코팅 시스템 상에서 메니스커스 가이딩 펜의 0도 및 90도 회전된 상태를 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜의 조립 상태를 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜의 구성을 설명하는 분해도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜의 용액 주입 및 흐름 경로를 설명하는 도면이다.
도 1내지 도 3을 참조하면, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 전면 헤드(110), 후면 헤드(120), 심 부재(130), 메니스커스 가이드부(140)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
전면 헤드(110) 및 후면 헤드(120)는 하부가 돌출된 형상의 단면을 가지며, 상호 대향되게 배치되어 하부에 헤드 립(150)을 형성한다. 전면 헤드(110) 및 후면 헤드(120)는 높이 방향이 다른 방향의 길이보다 긴 펜의 형태를 가지고, 평판 형상의 바디(111)를 갖는다. 이때, 바디(111)는 기본적으로 스테인리스(SUS) 재질을 사용하지만, 내화학성을 갖는 고분자 재질도 사용 가능하다.
심 부재(130)는 전면 헤드(110) 및 후면 헤드(120) 사이에 삽입되고, 메니스커스 가이드부(140)는 심 부재(130)와 대면하며 하부에 마이크로 팁(141)을 포함한다. 이때, 심 부재(130)는 슬롯 다이 헤드의 슬롯 갭(slot gap)의 역할을 수행하는 것이지만, 기존의 슬롯 다이 헤드와 달리 스트라이프 폭을 제어하기 위하여 마이크로 팁(141)을 갖는 메니스커스 가이드부(140)가 심부재와 대면하여 삽입된다.
따라서, 기존의 슬롯 다이 헤드는 헤드 립과 기판 사이에서 메니스커스가 형성되지만, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 마이크로 팁(141)과 기판 사이에서 메니스커스가 형성되므로, 마이크로 팁(141)에 의해 스트라이프 폭의 조절이 가능해질 수 있다. 이때, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 단일 마이크로 팁(141)을 사용하므로, 마이크로 팁(141)이 전면 헤드(110) 또는 후면 헤드(120)에 형성될 수도 있다.
한편, 전면 헤드(110)는 잉크가 유입되는 잉크 주입구(112)가 헤드 립(150)의 상방에 형성되고, 심 부재(130)는 잉크 주입구(112)와 연통하면서 잉크 주입구(112)와 인접한 위치에서 하부 방향으로 개구된 슬롯(132)이 형성된다. 또한, 슬롯(132)은 하단부에 마이크로 팁(141) 방향으로 잉크를 토출시키는 잉크 토출구(133)가 형성된다.
전면 헤드(110), 심 부재(130), 메니스커스 가이드부(140) 및 후면 헤드(120)가 적어도 하나 이상의 체결 수단(161)에 의해 조립 또는 분해되도록 적어도 하나 이상의 체결공(162)이 형성되어 있다. 따라서, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 조립 볼트 등의 체결 수단(161)을 체결공(162)에 체결하여 조립되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 체결 수단(161)을 체결공(162)에서 분리하여 분해할 수 있다. 이로 인해 메니스커스 가이딩 펜(100)은 조립, 분해, 클리닝 등이 용이해질 수 있다.
대면적 슬롯 다이 헤드는 헤드 내 용액 분산을 위해 용약을 채우는 캐비티(즉, 잉크 분배 챔버 등) 구조로 되어 있고, 많은 양의 용액을 넓게 분산되어 있어 펌프의 흡입 기능에 의한 코팅 용액 제어가 어렵다는 단점이 있다.
그러나, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 슬롯 다이 헤드에 비해 소형화된 구조를 가지며, 캐비티 구조가 아니라 심 부재(130)의 슬롯(132)을 통해 소량의 코팅 용액이 하나의 채널로 흐르기 때문에 펌프의 흡입 기능을 이용하여 코팅 용액 제어가 훨씬 용이해질 수 있다. 이로 인해, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 저점도 유기물의 간헐적 코팅을 쉽게 구현할 수 있다.
이러한 메니스커스 가이딩 펜(100)은 OLED용 유기물(수계, 유계, 저분자, 고분자), 태양전지용 유기물(고점도, 저점도), 메탈 전극 물질(AgNW, AgNP, 각종 나노 파티클 물질) 등을 코팅할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드와 끼움 교체형 메니스커스 가이드부의 구성을 설명하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 끼움 교체형 메니스커스 가이드부의 구성을 설명하는 도면이다.
메니스커스 가이드부(140)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 심 부재(130)와 동일한 규격으로 전면 헤드(110)와 후면 헤드(120) 사이에 삽입될 수 있지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 후면 헤드(120) 내부 면에 삽입 홈(125)을 내어 끼움 교체형 메니스커스 가이드부(145)가 삽입홈(125)에 끼워지도록 할 수 있다.
이러한 끼움 교체형 메니스커스 가이드부(145)가 삽입되는 삽입 홈(125)의 깊이는 끼움 교체형 메니스커스 가이드부(145)의 두께와 같도록 한다. 또한 삽입 홈 및 끼움 교체형 메니스커스 가이드부(145)의 모양은 고정을 위하여 테이퍼 형태나 계단 형태로 제작하는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 끼움 교체형 메니스커스 가이드부(145)의 길이 Lm은 심 부재(130)의 슬롯 길이 Ls보다 커야 하는 특징을 갖는다. 이는 잉크 주입구(112)에서 들어오는 용액이 삽입홈(125)이 가공된 부분을 통과하지 않도록 하기 위함이다. 이때, Lt는 마이크로 팁 길이, Lm은 메니스커스 가이드 길이, Ls는 채널 길이, 즉 슬롯의 길이가 된다. 이렇게 제작된 끼움 교체형 메니스커스 가이드부(145)는 헤드 사이에 쉽게 삽입하거나 교체할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 심부재(130)만 삽입된 경우 고점도용으로 사용되고, 마이크로 팁(141)을 갖는 메니스커스 가이드부(140)와, 심부재(130)가 삽입된 형태, 심 부재(130)와 헤드립(150)에 직접 마이크로 팁이 가공된 형태, 심 부재(130)와 끼움 교체형 메니스커스 가이드부(145)가 삽입된 형태 등 다양하게 제작될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메니스커스 가이딩 펜을 이용한 전도성 고분자 미세 스트라이프 이미지를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 실제 166㎛ 폭을 갖는 수계 PEDOT: PSS 미세 스트라이프을 제작할 수 있다. 메니스커스 가이딩 펜(100)에 공급되는 코팅 용액은 10~30cP이 낮은 점도를 가지고 있고, 이러한 코팅 용액을 이용하여 미세 스트라이프를 제작하면 마이크로 팁에 의해 스트라이프가 일직선으로 코팅되고, 스트라이프의 폭의 균일도가 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가이딩 펜 모듈부재의 구성을 설명하는 도면이고, 도 8 내지 10은 본 발명에서 메니스커스 가이딩 펜에 브래킷 또는 홈이 구현되는 상태를 설명하는 도면들이다.
도 7 내지 도 10을 참고하면, 가이딩 펜 모듈 부재(200)는 거치대(210) 및 모션 모듈(220)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
거치대(210)는 메니스커스 가이딩 펜(100)이 삽입되도록 중심 부위에 형성된 사각 형태의 관통홀(211)이 형성되어 있다. 또한, 거치대(210)와 메니스커스 가이딩 펜(100)은 서로를 안정적으로 지지하도록 거치대(210) 또는 메니스커스 가이딩 펜(100)에 상호 결합구조를 더 포함할 수 있다.
상호 결합구조에 대한 구체적인 일 실시예로는 도 7, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 메니스커스 가이딩 펜(100)의 전면 헤드부에 거치대(210)에 안착될 수 있도록 별도의 브래킷이 헤드부에 가공되어 양단에 돌출되도록 형성되고, 이러한 브래킷이 거치대(210)에 안착되는 형태로 구현될 수 있다.
도면으로 도시되지는 않았지만, 거치대(210)에는 상기 메니스커스 가이딩 펜(100)의 브래킷에 대응되는 위치에 상기 브래킷을 수용할 수 있는 홈이 형성되어 상호간의 결합력을 높이게 된다.
더욱 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 메니스커스 가이딩 펜(100)에 형성되는 브래킷은 헤드부의 장축을 기준으로 중앙 부위에 형성되도록 구현될 수 있다.
또한, 상호 결합구조에 대한 다른 실시예로는 도 9과 도 10에 도시된 것과 같이, 거치대(210)의 상단부 또는 하단부에 메니스커스 가이딩 펜(100)을 가압할 수 있도록 돌출된 형태의 브래킷이 형성되고, 메니스커스 가이딩 펜(100)은 상기 브래킷에 대응되는 위치에 홈이 형성되어 상기 브래킷을 수용함으로써 서로를 안정적으로 결합시키는 형태로도 구현될 수도 있다.
모션 모듈(220)은 거치대(210)에 설치되어 메니스커스 가이딩 펜(100)의 회전 이동, 수평 이동 또는 수직 이동을 가이드하는 적어도 하나 이상의 이동 가이드부(221, 222, 223)로 구성된다.
이동 가이드부는 메니스커스 가이딩 펜(100)을 기설정된 각도만큼 회전시키는 제1 이동 가이드부(221), 메니스커스 가이딩 펜(100)을 기설정된 높이만큼 상하 이동시키는 제2 이동 가이드부(222), 및 메니스커스 가이딩 펜(100)을 기설정된 길이만큼 좌우 이동시키는 제3 이동 가이드부(223)를 포함한다. 또한, 모션 모듈(220)은 거치대(210)의 일측에 설치되어 상기 제1 이동 가이드부(221), 제2 이동 가이드부(222) 및 제3 이동 가이드부(223)에 이동을 위한 동력을 제공하는 모터(224)를 포함한다.
이와 같이, 가이딩 펜 모듈 부재(200)는 코팅 중 메니스커스 가이딩 펜(100)의 회전, 상하 이동, 좌우 이동이 가능하도록 하여 직선, 곡선, 지그 재그 등의 스라이프 형상의 제약없이 코팅이 가능하도록 한다. 특히, 가이딩 펜 모듈 부재(200)는 코팅 중 메니스커스 가이딩 펜(100)의 상하 이동이 가능하여 펌프의 흡입 기능을 통해 간헐적 스트라이프 코팅이 가능하도록 한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트라이프 코팅 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 스트라이프 코팅 시스템(300)은 적어도 하나 이상의 가이딩 펜 모듈 부재(200), 가열판(320), 고정 지그(330) 및 펌프(340) 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
고정 지그(330)는 기판(10)이 놓여지는 가열판(320)의 상부에 가이딩 펜 모듈 부재(200)의 개수만큼 설치되고, 가이딩 펜 모듈 부재(200)를 고정한다. 고정 지그(330)는 일측면에 기판 진행 방향과 수직되는 방향으로 가이딩 펜 모듈 부재(200)를 상하 이동 또는 좌우 이동시키는 가이드 레일(331)이 설치된다.
적어도 하나 이상의 펌프(340)는 코팅 용액을 노즐(341)을 통해 가이딩 펜 모듈 부재(200)에 장착된 메니스커스 가이딩 펜(100)에 공급한다.
펌프(340)는 용액 컨테이너(도시되지 않음)에서 코팅 용액을 펌핑하여 코팅 용액이 계속 메니스커스 가이딩 펜(100)에 올라갈 수 있도록 유지시켜준다. 코팅 용액은 메니스커스 가이딩 펜(100)의 잉크 주입구(112)와 슬롯(132), 잉크 토출구(133)를 통해 마이크로 팁(141)에 전달된다.
한편, 스트라이프 코팅 시스템(300)은 프레임(310) 상에 가열판(320)을 기판 진행 방향으로 이동시키는 이동 레일(350)이 설치된다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트라이프 코팅 시스템 상에서 메니스커스 가이딩 펜의 0도 및 90도 회전된 상태를 설명하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 스트라이프 코팅 시스템(300)은 고정 지그(330)에 2개의 메니스커스 가이딩 펜(100)이 장착될 수 있고, 메니스커스 가이딩 펜(100)을 이용하여 스트라이프 폭을 줄일 수 있다. 즉, 메니스커스 가이딩 펜(100)을 90도 회전시킨 경우, 마이크로 팁(141)의 두께(T)가 스트라이프 폭을 결정하므로 폭이 가장 좁은 스트라이프 코팅이 가능하다.
실제 제작에서 마이크로 팁(141)의 폭(W) 가공을 작게 제작하는데에 한계가 있으므로, 마이크로 팁(141)의 두께(T)가 팁의 폭(W)보다 작다면 90도 회전을 통해 스트라이프 폭을 더 줄여 코팅할 수 있는 장점을 제공한다.
이와 같이, 스트라이프 코팅 시스템(300)은 메니스커스 가이딩 펜(100)을 1개 또는 복수 개 사용하여 여러 메탈 배선 및 유기 박막을 동시 또는 별도로 스트라이프 코팅할 수 있고, 무엇보다도 대면적 슬롯 다이 코터, 스프레이 코터, 잉크젯 프린터에 함께 설치되어 코팅의 완벽성에 기여할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 메니스커스 가이딩 펜
110, 120 : 전면 헤드 및 후면 헤드
130 : 심 부재 140 : 메니스커스 가이드부
141 : 마이크로 팁 200 : 가이딩 펜 모듈 부재
210 : 거치대 220 : 모션 모듈
300 : 스트라이프 코팅 시스템

Claims (13)

  1. 하부가 돌출된 형상의 단면을 가지며, 상호 대향되게 배치되어 하부에 헤드 립을 형성하는 전면 헤드 및 후면 헤드와,
    상기 전면 헤드 및 후면 헤드 사이에 삽입되는 심 부재 및 상기 심 부재와 대면하며 하부에 마이크로 팁을 포함하는 메니스커스 가이드부를 포함하며,
    상기 전면 헤드 및 후면 헤드는 높이 방향이 다른 방향의 길이보다 긴 펜의 형태를 가지는 메니스커스 가이딩 펜과,
    상기 메니스커스 가이딩 펜이 착탈 가능하게 조립되는 거치대와, 상기 거치대에 설치되어 상기 메니스커스 가이딩 펜의 회전 이동, 수평 이동 또는 수직 이동을 가이드하는 모션 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전면 헤드는 용액이 유입되는 잉크 주입구가 상기 헤드 립의 상방에 형성되고,
    상기 심 부재는 상기 잉크 주입구와 연통하고, 상기 잉크 주입구와 인접한 위치에서 하부 방향으로 개구된 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈부재.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 슬롯은 하단부에 상기 마이크로 팁 방향으로 잉크를 토출시키는 잉크 토출구가 형성된 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전면 헤드, 심 부재, 메니스커스 가이드부 및 후면 헤드는 적어도 하나 이상의 체결 수단에 의해 조립 또는 분해되도록 적어도 하나 이상의 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈부재.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 후면 헤드는 내부 면에 상기 슬롯의 위치와 대응되는 위치에 삽입 홈이 형성되고,
    상기 메니스커스 가이드부는 상기 삽입 홈과 대응되는 형상으로 제작되어 상기 삽입 홈에 끼움 또는 끼움 해제되는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈부재.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 삽입 홈의 깊이는 상기 메니스커스 가이드부의 두께와 동일하도록 형성되고,
    상기 메니스커스 가이드부는 테이퍼 형태나 계단 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈부재.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 메니스커스 가이드부는 전체 길이(Lm)가 상기 슬롯의 길이 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈부재.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 거치대는, 상기 메니스커스 가이딩 펜이 삽입되도록 중심 부위에 형성된 관통홀을 포함하고, 상기 메니스커스 가이딩 펜에는 브래킷이 형성되고, 상기 브래킷에 대응되는 위치에는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈 부재.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 거치대는, 상기 메니스커스 가이딩 펜이 삽입되도록 중심 부위에 형성된 관통홀과, 상기 메니스커스 가이딩 펜을 가압할 수 있는 브래킷이 형성되고, 상기 메니스커스 가이딩 펜은 상기 브래킷에 대응되는 위치에 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈 부재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션 모듈은,
    상기 메니스커스 가이딩 펜을 기설정된 각도만큼 회전시키는 제1 이동 가이드부와,
    상기 메니스커스 가이딩 펜을 기설정된 높이만큼 상하 이동시키는 제2 이동 가이드부와,
    상기 메니스커스 가이딩 펜을 기설정된 길이만큼 좌우 이동시키는 제3 이동 가이드부, 및
    상기 제1 이동 가이드부, 제2 이동 가이드부 또는 제3 이동 가이드부에 회전, 상하 이동, 좌우 이동을 위한 동력을 제공하는 적어도 하나 이상의 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이딩 펜 모듈 부재.
  12. 제1항에 따른 가이딩 펜 모듈 부재를 적어도 하나 이상을 포함하고,
    기판이 놓여지는 가열판의 상부에 설치되어 상기 가이딩 펜 모듈 부재를 고정하는 적어도 하나 이상의 고정 지그와, 상기 메니스커스 가이딩 펜에 노즐을 통해 잉크를 공급하는 적어도 하나 이상의 펌프를 포함하되,
    상기 고정 지그는 일측면에 기판 진행 방향과 수직되는 방향으로 상기 가이딩 펜 모듈 부재를 상하 이동 또는 좌우 이동시키는 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트라이프 코팅 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 메니스커스 가이딩 펜은 상기 마이크로 팁의 두께와 폭을 다르게 형성하고,
    상기 가이딩 펜 모듈 부재를 통해 상기 메니스커스 가이딩 펜의 마이크로 팁을 회전하여 스트라이프 폭이 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 스트라이프 코팅 시스템.
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