KR102332041B1

KR102332041B1 - 잉크 분사 유닛

Info

Publication number: KR102332041B1
Application number: KR1020140174038A
Authority: KR
Inventors: 최창식
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2021-11-30
Also published as: KR20160068376A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 잉크를 토출시켜 기판에 화소를 형성하는 잉크 분사 유닛으로서, 상기 잉크가 분사되는 노즐; 내부에 상기 노즐이 삽입되는 중공부 및 상기 분사된 잉크의 일부가 유입되어 동일 단면적으로 토출되도록 상기 노즐에 대향하여 토출구가 형성되는 노즐 커버; 및 상기 중공부 내부의 상기 분사된 잉크의 나머지를 상기 노즐 커버의 외부로 배출하는 배출부를 포함하는, 잉크 분사 유닛을 제공한다.

Description

잉크 분사 유닛{UNIT FOR EJECTING INK}

본 발명은 잉크 분사 유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 노즐을 통해 기판을 향하여 분사된 잉크가 퍼지지 않고 수직으로 기판 상에 도포될 수 있는 잉크 분사 유닛에 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, 기판에 뱅크(bank, 격벽)를 형성하거나 기판 상에 마스크를 배치하여, 잉크 분사 유닛으로 유기물을 포함하는 잉크를 기판을 향하여 분사하여 유기층을 형성하는 방법이 제안되고 있다.

그러나, 미세한 크기의 뱅크 사이의 공간이나 마스크 패턴 사이에 잉크를 분사하는 과정에서 잉크가 토출 경로를 따라 수직으로 토출되지 않고 노즐로부터 멀어질수록 퍼지게 되어 이웃하는 뱅크의 공간이나 마스크 패턴으로 넘어가 다른 잉크와 섞이게 되는 문제가 있었다.

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

본 발명은 노즐을 통해 기판을 향하여 분사된 잉크가 퍼지지 않고 수직으로 기판 상에 도포될 수 있는 잉크 분사 유닛에 관한 것이다.

상기 배출부는, 상기 노즐 커버의 내벽을 따라 형성되는 배출 유로를 포함할 수 있다.

상기 분사된 잉크의 일부가 유동하도록 상기 토출구와 연통되는 토출 유로가 형성되며, 상기 분사된 잉크의 일부와 나머지가 분리되도록 상기 중공부의 하측에 결합되는 노즐 마스크를 더 포함할 수 있다.

상기 노즐 마스크는, 원뿔대 형상을 갖으며, 상기 토출 유로는 상기 원뿔대의 윗면과 밑면을 관통하여 형성될 수 있다.

상기 노즐에는 (+)전극이 연결되고, 상기 노즐 마스크에는 (-)전극이 연결되어, 상기 노즐 및 상기 노즐 마스크에 전압을 인가하는 전압 인가부를 더 포함할 수 있다.

상기 노즐이 내부를 관통하여 지지되며, 상기 노즐 커버의 상기 중공부의 상측에 결합되는 지지 플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 노즐 커버에 인접하게 결합되며, 상기 기판에 분사된 잉크를 가열하여 경화시키는 경화기를 더 포함할 수 있다.

상기 잉크 분사 유닛은 복수로 구비되며, 복수의 상기 노즐 커버의 상기 토출구의 직경은 서로 다르게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 노즐을 통해 기판을 향하여 분사된 잉크가 퍼지지 않고 수직으로 기판 상에 도포될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 분사 유닛의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 마스크의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 잉크 분사 유닛의 개략도이다.

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 잉크 분사 유닛을 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 잉크 분사 유닛(10)의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 마스크(50)의 개략도이다.

도 1에는 기판(1), 뱅크(3), 잉크 분사 유닛(10), 노즐(20), 노즐 커버(30), 토출구(32), 배출 유로(34), 노즐 마스크(50), 토출 유로(52), 중공부(54), 전압 인가부(60), 지지 플레이트(70)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 기판(1) 잉크 분사 유닛(10)은, 잉크를 토출시켜 기판(1)에 화소를 형성하는 잉크 분사 유닛(10)으로서, 잉크가 분사되는 노즐(20)과, 내부에 노즐(20)이 삽입되는 중공부(54) 및 분사된 잉크의 일부가 유입되어 동일 단면적으로 토출되도록 노즐(20)에 대향하여 토출구(32)가 형성되는 노즐 커버(30) 및 중공부(54) 내부의 분사된 잉크의 나머지를 노즐 커버(30)의 외부로 배출하는 배출부를 포함하여, 기판(1)을 향하여 분사된 잉크를 수직으로 기판(1) 상에 도포시킬 수 있다.

노즐(20)은 잉크를 공급받아 선단에 형성되는 노즐공을 통해 기판(1)을 향해 잉크를 분사한다. 노즐(20)에서 분사된 잉크는 후술할 노즐 커버(30)를 통해 기판을 향하여 분사되는데, 노즐 커버(30)를 통해 분사되는 잉크는 마스크가 합착된 기판(1)에 분사되거나, 기판(1) 상에 형성되는 뱅크(3) 사이에 토출될 수 있다. 이하에서는, 기판(1)에 뱅크(3)가 형성되고 잉크가 뱅크(3) 사이의 공간에 토출되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

토출되는 잉크는 R, G, B에 해당하는 형광액을 포함할 수 있다.

노즐 커버(30)는 내부에 노즐(20)이 삽입되는 중공부(54) 및 분사된 잉크의 일부가 유입되어 동일 단면적으로 토출되도록 노즐(20)에 대향하여 토출구(32)가 형성된다. 노즐 커버(30)는 내부에 중공부(54)가 형성되며, 노즐(20)은 노즐공(미도시)이 중공부(54)의 내부에 위치되도록 노즐 커버(30)에 결합된다. 노즐 커버(30)는 노즐(20)의 외주에 대응되도록 원형의 실린더 형상으로 형성될 수 있다.

노즐 커버(30)의 하단부에는 토출구(32)가 형성되며, 노즐(20)로부터 분사되는 잉크는 토출구(32)를 통해 기판(1)을 향해 토출된다. 토출구(32)는 일정한 단면적을 가지는 구멍으로서, 노즐(20)로부터 분사되는 잉크의 일부만을 배출시켜, 잉크가 동일 단면적으로 기판(1)을 향해 토출되도록 한다.

노즐(20)에서는 잉크가 넓게 퍼져 분사될 수 있는데, 노즐 커버(30)의 토출구(32)는 넓게 퍼져 분사되는 잉크를 토출구(32)의 단면적만큼 제한하여 동일 단면적으로 잉크의 일부가 기판(1)을 향해 토출되도록 한다. 따라서, 토출구(32)의 직경을 조정하면 원하는 폭으로 잉크를 기판(1)으로 토출시킬 수 있다.

배출부는 중공부(54) 내부의 분사된 잉크의 나머지를 노즐 커버(30)의 외부로 배출시킨다. 토출구(32)의 단면적에 의해 제한되어 기판(1)으로 토출되지 못한 나머지 잉크는 노즐 커버(30)의 중공부(54)에 남아있게 되는데, 배출되지 않고 남아있는 일부 잉크는 배출부에 의해 노즐 커버(30) 외부로 배출된다.

배출부는 노즐 커버(30)의 내벽을 따라 형성되는 배출 유로(34)를 포함할 수 있다. 배출 유로(34)의 유입구는 중공부(54)의 하단에 위치하고 배출 유로(34)는 노즐 커버(30)의 내벽을 따라 외부와 연통되도록 형성되어 배출 유로(34)를 통해 노즐 커버(30)의 중공부(54)에 남아있는 잉크를 외부로 배출시킨다. 배출 유로(34)에는 펌프(pump)가 연결되어 중공부(54)에 남아있는 잉크를 흡입하여 노즐 커버(30) 외부로 배출시킬 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 잉크 분사 유닛(10)은, 분사된 잉크의 일부가 유동하도록 토출구(32)와 연통되는 토출 유로(52)가 형성되며, 분사된 잉크의 일부와 나머지가 분리되도록 중공부(54)의 하측에 결합되는 노즐 마스크(50)를 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 노즐 마스크(50)는 원뿔대의 형상을 갖으며, 토출 유로(52)는 원뿔대의 윗면과 밑면을 관통하여 형성된다. 노즐 마스크(50)는 윗면에서 밑면으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상을 갖으며, 밑면이 기판(1)을 향하고 윗면이 노즐(20)을 향하도록 중공부(54)의 하측에 결합된다.

노즐 마스크(50)의 윗면과 밑면을 관통하는 토출 유로(52)는 노즐 커버(30)의 토출구(32)와 연통되도록 결합되어 토출 유로(52)의 단면적에 의해 노즐(20)에서 분사되는 잉크의 일부를 기판(1)을 향해 토출시킨다. 토출되지 못한 나머지 잉크는 노즐 마스크(50)의 경사면과 노즐 커버(30)의 측벽 사이에 고이게 되며, 고인 잉크는 배출부를 통해 노즐 커버(30) 외부로 배출된다. 이와 같이 노즐 마스크(50)는 토출 유로(52)를 통해 노즐(20)에서 분사되는 잉크가 퍼지지 않고 수직으로 기판(1)을 향해 토출되도록 한다.

한편, 노즐(20)에는 (+)전극이 연결되고, 노즐 마스크(50)에는 (-)전극이 연결되어, 노즐(20) 및 노즐 마스크(50)에 전압을 인가하는 전압 인가부(60)를 더 포함할 수 있다. 노즐(20) 및 노즐 마스크(50)는 금속 재질로 형성되고, 노즐(20)에 전기적으로 연결되는 (+)전극에 의해 노즐(20) 내부의 잉크는 (+)전하를 띠게 되고 노즐(20)과 반대되는 전극이 연결된 노즐 마스크(50)는 (-)극성을 띠게 된다.

이러한 전위차에 의해 노즐(20)로부터 노즐 마스크(50)로 향하는 전기장이 형성되며, 전기장에 의해 노즐(20) 내부로부터 분사되는 (+)극성을 띠는 잉크는 직진성을 가지고 노즐 마스크(50)로 분사된다.

노즐(20)과 노즐 마스크(50)에 전압 인가부(60)가 연결되어 전압을 인가하는 경우에는 노즐 커버(30)를 절연성 재질로 형성하여 노즐(20)의 (+)극성과 노즐 마스크(50)의 (-)극성이 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 노즐 마스크(50)에 (-)전극이 연결되는 것을 중심으로 설명하였으나, 노즐 마스크(50)를 접지시켜 노즐(20)과 노즐 마스크(50) 사이에 전기장을 형성시킬 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 잉크 분사 유닛(10)은, 노즐(20)이 내부를 관통하여 지지되며, 노즐 커버(30)의 중공부(54)의 상측에 결합되는 지지 플레이트(70)를 더 포함할 수 있다. 지지 플레이트(70)는 중공부(54) 상측에 결합되며, 지지 플레이트(70)를 관통한 노즐(20)은 지지 플레이트(70)에 결합되어 지지된다.

지지 플레이트(70)는 금속 재질일 수 있으며, 금속의 지지 플레이트(70)가 결합되는 경우 지지 플레이트(70)에 전압 인가부(60)가 연결되어 지지 플레이트(70)를 통해 노즐(20)로 (+)전극이 인가될 수 있다.

지지 플레이트(70)를 통해 노즐(20) 내부의 잉크가 (+)극성을 띠게 되고, (-)극성의 노즐 마스크(50)와 전위차를 형성하여 (+)극성을 띠는 잉크가 직진성을 가지고 기판(1)을 향해 토출될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 잉크 분사 유닛(10)은 노즐 커버(30)에 인접하게 결합되며 기판(1)에 분사된 잉크를 가열하여 경화시키는 경화기(80)를 더 포함할 수 있다. 경화기(80)는 노즐 커버(30)에 인접하게 결합되어, 기판(1)에 토출된 잉크를 바로 경화시켜 잉크 도포와 잉크 경화를 한 공정에서 실시하여 공정 tact-time을 줄일 수 있다. 잉크의 가열은 자외선(UV) 또는 적외선(Infared Ray)의 조사, 고온의 질소(N₂)의 분사를 통해 이루어 질 수 있다.

경화기(80)에는 자외선(UV) 또는 적외선(Infared Ray)의 조사, 고온의 질소(N₂)의 분사를 단속하는 도어(83)가 결합되어 필요에 따라 잉크의 가열을 단속할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 잉크 분사 유닛의 개략도이다.

도 3에는 기판(1), 뱅크(3), 잉크 분사 유닛(10), 노즐(20), 노즐 커버(30), 토출구(32), 배출 유로(34), 노즐 마스크(50), 토출 유로(52), 중공부(54), 전압 인가부(60), 지지 플레이트(70)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 잉크 분사 유닛(10)은 잉크 분사 유닛(10)을 복수로 구성한 것이다. 본 실시예에 따른 잉크 분사 유닛(10)은 노즐 커버(30)의 토출구(32)의 크기만 다르고 이 외의 구성 요소는 동일하므로, 동일한 구성에 관하여는 앞선 실시예의 설명에 갈음한다.

본 실시예에 따르면, 잉크 분사 유닛(10)은 복수로 구비되며, 복수의 노즐 커버(30)의 토출구(32)의 직경이 서로 다르게 형성될 수 있다.

공정 중 잉크 분사 유닛(10)으로부터 토출되어 기판(1) 상에 도포되는 잉크는 다른 폭으로 기판(1)에 도포되는 경우도 있으므로, 이러한 경우 토출구(32)의 직경을 달리하는 잉크 분사 유닛(10)을 복수로 구비함으로써 필요에 따라 폭을 달리하여 잉크를 기판(1) 상에 도포시킬 수 있다.

이상에서는 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: 뱅크(bank)
10: 잉크 분사 유닛 20: 노즐(Nozzle)
30: 노즐 커버(Nozzle cover) 32: 토출구
34: 배출 유로 50: 노즐 마스크(Nozzle mask)
52: 토출 유로 54: 중공부
60: 전압 인가부 70: 지지 플레이트
80: 경화기 83: 도어(door)

Claims

잉크를 토출시켜 기판에 화소를 형성하는 잉크 분사 유닛으로서,
상기 잉크가 분사되는 노즐;
내부에 상기 노즐이 삽입되는 중공부 및 상기 분사된 잉크의 일부가 유입되어 동일 단면적으로 토출되도록 상기 노즐에 대향하여 토출구가 형성되는 노즐 커버;
상기 중공부 내부의 상기 분사된 잉크의 나머지를 상기 노즐 커버의 외부로 배출하는 배출부; 및
상기 분사된 잉크의 일부가 유동하도록 상기 토출구와 연통되는 토출 유로가 형성되며, 상기 분사된 잉크의 일부와 나머지가 분리되도록 상기 중공부의 하측에 결합되는 노즐 마스크를 포함하며,
상기 노즐 마스크는, 원뿔대 형상을 갖으며, 상기 토출 유로는 상기 원뿔대의 윗면과 밑면을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 잉크 분사 유닛.
제1항에 있어서,
상기 배출부는,
상기 노즐 커버의 내벽을 따라 형성되는 배출 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크 분사 유닛.
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삭제
제1항에 있어서,
상기 노즐에는 (+)전극이 연결되고, 상기 노즐 마스크에는 (-)전극이 연결되어, 상기 노즐 및 상기 노즐 마스크에 전압을 인가하는 전압 인가부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크 분사 유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐이 내부를 관통하여 지지되며, 상기 노즐 커버의 상기 중공부의 상측에 결합되는 지지 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉크 분사 유닛.
제1항에 있어서,
상기 노즐 커버에 인접하게 결합되며, 상기 기판에 분사된 잉크를 가열하여 경화시키는 경화기를 더 포함하는, 잉크 분사 유닛.
제1항에 있어서,
상기 잉크 분사 유닛은 복수로 구비되며,
복수의 상기 노즐 커버의 상기 토출구의 직경은 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는, 잉크 분사 유닛.