KR102475197B1 - 액상물질 토출장치 및 액상물질 토출방법 - Google Patents

액상물질 토출장치 및 액상물질 토출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액상물질을 토출할 수 있는 토출부; 상기 토출부로 액상물질을 공급할 수 있고, 내부에 액상물질이 저장될 수 있는 수용공간을 가지는 공급부; 상기 공급부로 액상물질을 공급할 수 있도록, 상기 공급부와 연결되는 저장부; 및 상기 공급부의 액상물질을 상기 저장부로 회수할 수 있도록, 상기 저장부와 연결되는 회수부;를 포함하고, 상기 공급부는, 상기 저장부와 연결되는 수용공간, 상기 회수부와 연결되는 회수공간, 및 상기 수용공간의 액상물질 수위를 조절하도록, 상기 수용공간과 상기 회수공간 사이에 설치되는 댐 부재를 포함하여, 액상물질을 안정적으로 토출할 수 있다.

Description

액상물질 토출장치 및 액상물질 토출방법{LIQUID DISCHARGING APPARATUS AND LIQUID DISCHARGING METHOD}
본 발명은 액상물질 토출장치 및 액상물질 토출방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상물질을 안정적으로 토출할 수 있는 액상물질 토출장치 및 액상물질 토출방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 인쇄장치는 원하는 위치에 잉크를 분사하여 인쇄하는 장치이다. 잉크젯 인쇄장치는 반도체나 디스플레이 등의 패터닝 공정에 활용되고 있다.
이때, 잉크젯 인쇄장치는, 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드, 및 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 저장조를 포함한다. 잉크젯 헤드에 잉크가 채워진 상태를 유지해야 원하는 시점에 인쇄를 시작할 수 있다. 따라서, 잉크 저장조가 잉크젯 헤드에 지속적으로 잉크를 공급해줄 수 있다.
종래에는 잉크젯 헤드에서 중력에 의해 잉크가 외부로 새지 않도록, 잉크 저장조 내부의 압력을 조절하였다. 그러나 잉크 저장조에서 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하거나 잉크 저장조 내부에 잉크를 채울 때, 잉크 저장조 내부의 잉크 수위가 변할 수 있다. 이에, 잉크 저장조 내부의 잉크 수위에 변화에 따른 잉크 무게 변화로 인해 잉크 저장조 내부의 압력도 변화될 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드에서 잉크가 누수되거나, 잉크젯 헤드가 막히는 문제가 발생할 수 있다.
KR 2019-0111334 A
본 발명은 액상물질을 안정적으로 토출할 수 있는 액상물질 토출장치 및 액상물질 토출방법을 제공한다.
본 발명은 토출되는 액상물질의 품질을 향상시킬 수 있는 액상물질 토출장치 및 액상물질 토출방법을 제공한다.
본 발명은 액상물질을 토출할 수 있는 토출부; 상기 토출부로 액상물질을 공급할 수 있고, 내부에 액상물질이 저장될 수 있는 수용공간을 가지는 공급부; 상기 공급부로 액상물질을 공급할 수 있도록, 상기 공급부와 연결되는 저장부; 및 상기 공급부의 액상물질을 상기 저장부로 회수할 수 있도록, 상기 저장부와 연결되는 회수부;를 포함하고,
상기 공급부는, 상기 저장부와 연결되는 수용공간, 상기 회수부와 연결되는 회수공간, 및 상기 수용공간의 액상물질 수위를 조절하도록, 상기 수용공간과 상기 회수공간 사이에 설치되는 댐 부재를 포함한다.
상기 댐 부재는, 상기 수용공간에서 수위가 상승하는 액상물질이 상기 회수공간으로 넘어갈 수 있도록, 상기 수용공간과 상기 회수공간 사이의 하부를 차단한다.
상기 저장부는, 액상물질이 저장되는 저장용기; 및 일단이 저장용기에 연결되고, 타단이 상기 수용공간의 하부와 연결되는 공급라인;을 포함한다.
상기 회수부는, 일단이 상기 회수공간의 하부와 연결되고, 타단이 상기 저장부에 연결되는 회수라인; 및 상기 회수라인에 설치되는 회수펌프;를 포함한다.
상기 저장부 내부의 압력을 상기 공급부 내부의 압력보다 높아지게 조절하도록, 상기 저장부에 연결되는 제1 압력조절부; 및 상기 공급부 내부에 음압을 인가하도록, 상기 공급부에 연결되는 제2 압력조절부;를 더 포함한다.
상기 제2 압력조절부는, 상기 회수공간의 상부에 연결된다.
상기 공급부와 상기 토출부 사이에서 액상물질을 순환시킬 수 있는 순환부를 더 포함한다.
상기 순환부는, 일단이 공급부에 연결되고 타단이 토출부에 연결되는 복수개의 순환라인; 및 상기 순환라인들 중 적어도 어느 하나에 설치되는 순환펌프;를 포함한다.
상기 순환라인들은 서로 이격되어, 일부는 상기 공급부에서 상기 토출부로 액상물질이 이동하는 경로를 형성하고, 다른 일부는 상기 토출부에서 상기 공급부로 액상물질이 이동하는 경로를 형성한다.
액상물질이 통과할 수 있는 경로를 형성하도록, 상기 수용공간에 설치되는 격벽부를 더 포함한다.
본 발명은 액상물질을 공급할 수 있는 공급부에 액상물질을 공급하는 과정; 상기 공급부 내부의 액상물질의 수위를 정해진 높이로 조절하고, 정해진 높이를 넘은 액상물질을 상기 공급부 외부로 회수하는 과정; 상기 공급부에서 액상물질을 분사할 수 있는 토출부로 액상물질을 공급하는 과정; 및 상기 토출부로 액상물질을 분사하는 과정;을 포함한다.
상기 공급부에 액상물질을 공급하기 전에, 상기 공급부의 내부를 수용공간과 회수공간으로 구분하는 과정;을 더 포함한다.
상기 공급부에 액상물질을 공급하는 과정은, 액상물질이 상기 수용공간을 넘칠 수 있게 액상물질을 상기 수용공간으로 공급하는 과정을 포함한다.
상기 액상물질을 상기 수용공간으로 공급하는 과정은, 상기 수용공간의 하부로 액상물질을 공급하여, 상기 수용공간의 하부에 있는 액상물질을 상승시키는 과정을 포함한다.
상기 액상물질 수위를 정해진 높이로 조절하는 과정은, 상기 수용공간을 외부로 넘치는 액상물질을 상기 회수공간으로 넘기는 과정;을 포함한다.
상기 정해진 높이를 넘은 액상물질을 상기 공급부 외부로 회수하는 과정은, 상기 회수공간의 액상물질 수위를, 상기 수용공간의 액상물질 수위보다 낮추는 과정을 포함한다.
상기 공급부에서 상기 토출부로 액상물질을 공급한 후에, 상기 공급부와 상기 토출부 사이에서 액상물질을 순환시키는 과정을 더 포함한다.
상기 액상물질은 잉크를 포함하고,
상기 토출부로 액상물질을 분사하는 과정은, 기재 상에 잉크를 분사하여 패턴을 형성하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 토출부로 액상물질을 공급하는 공급부 내부의 액상물질 수위를 일정하게 유지할 수 있다. 이에, 공급부 내부의 액상물질 무게를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 액상물질의 무게 변화에 따른 공급부 내부의 압력 변화를 최소화하여 공급부 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 토출부가 액상물질을 안정적으로 토출할 수 있다.
또한, 액상물질을 순환시켜 이동하는 상태를 유지할 수 있다. 이에, 액상물질이 계속 이동하기 때문에, 액상물질에 침전물이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 토출부가 침전물로 인해 막히는 것을 억제하거나 방지하여, 토출부가 액상물질을 안정적으로 토출할 수 있다.
또한, 공급부 내부의 압력을 일정하게 유지하고, 액상물질에 침전물이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있기 때문에, 토출부에서 토출되는 액상물질의 품질을 향상시킬 수 있다. 이에, 불량 발생률을 감소시키고 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액상물질 토출장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공급부와 토출부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공급부와 토출부의 구조를 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액상물질 토출방법을 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액상물질 토출장치의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 액상물질 토출장치에 대해 설명하기로 한다.
액상물질 토출장치(100)는 잉크젯 인쇄장치일 수 있고, 액상물질 토출장치가 토출하는 액상물질은 잉크일 수 있고, 액상물질 토출장치가 수행하는 공정을 도체나 디스플레이 등에 패터닝을 하는 인쇄공정일 수 있다. 그러나 액상물질 토출장치가 토출하는 액상물질의 종류나 수행하는 공정은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 도 1을 참조하면, 액상물질 토출장치(100)는, 토출부(110), 공급부(120), 저장부(130), 및 회수부(140)를 포함한다.
토출부(110)는 액상물질을 토출할 수 있다. 토출부(110)는 내부공간을 가지는 몸체부재, 및 몸체부재의 하부에 설치되는 복수개의 노즐은 포함할 수 있다. 이에, 몸체부재의 내부공간의 액상물질이 복수개의 노즐로 공급되고, 노즐들에서 하측으로 액상물질을 토출할 수 있다. 따라서, 토출부(110)를 기재(예를 들어, 기판이나 디스플레이 등) 상측에 위치시킨 상태에서, 토출부(110)를 이동시키면서 액상물질을 토출시키면 기재 상에 패턴이 형성될 수 있다. 그러나 토출부(110)의 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
공급부(120)는 토출부(110)로 액상물질을 공급할 수 있다. 이에, 공급부(120)에서 공급하는 액상물질이 토출부(110)의 몸체부재 내부로 공급될 수 있다. 따라서, 몸체부재 내부의 액상물질을 노즐을 통해 외부로 모두 토출하더라도, 공급부(120)에 의해 몸체부재 내부에 액상물질이 채워진 상태를 유지할 수 있다. 이때, 공급부(120)의 내부는 댐 부재(121)에 의해 수용공간(S1)과 회수공간(S2)으로 구분될 수 있다. 공급부(120)의 상세한 구조는 하기에서 설명하기로 한다.
저장부(130)는 공급부(120)와 연결될 수 있다. 저장부(130)는 공급부(120)로 액상물질을 공급할 수 있다. 저장부(130)는 저장용기(131), 및 공급라인(132)을 포함한다.
저장용기(131)는 용기 형상으로 형성되고, 내부에 액상물질이 저장될 수 있는 공간을 형성한다. 이에, 저장용기(131) 내부에 액상물질이 담겨 저장될 수 있다. 저장용기(131)에 수용될 수 있는 액상물질의 양은 공급부(120)에 수용되는 액상물질의 양보다 많을 수 있다.
공급라인(132)은 액상물질이 이동하는 경로를 형성하는 배관일 수 있다. 공급라인(132)의 일단은 저장용기(131)에 연결되고, 타단은 공급부(120)에 연결되어 수용공간(S1)과 연통될 수 있다. 이에, 저장용기(131) 내부의 액상물질이 공급라인(132)을 통해 공급부(120)로 전달될 수 있다. 따라서, 공급부(120) 내부에 액상물질이 채워진 상태를 유지하여, 공급부(120)가 토출부(110)에 액상물질을 안정적으로 공급해줄 수 있다.
상세하게는, 공급라인(132)은 공급부(120) 내부의 수용공간(S1) 하부에 연결될 수 있다. 따라서, 액상물질이 수용공간(S1)의 하부부터 채워져 수위가 상승할 수 있다. 액상물질의 수위가 댐 부재(121)보다 높아지면, 액상물질은 댐 부재(121)를 넘어 공급부(120) 내부의 회수공간(S2)으로 이동할 수 있다. 수용공간(S1) 내에서 액상물질이 하부에서 채워져 상부를 이동하기 때문에, 수용공간(S1) 내 액상물질이 전체적으로 정지되지 않고 이동하는 상태를 유지할 수 있다.
이때, 저장부(130)가 공급부(120)에 공급하는 액상물질의 양은 수용공간(S1)에 수용될 수 있는 액상물질의 양 이상일 수 있다. 따라서, 저장부(130)가 공급부(120)에 액상물질을 계속 공급하면, 수용공간(S1)의 액상물질이 수용공간(S1) 외부로 넘쳐 회수공간(S2)으로 이동할 수 있고, 수용공간(S1) 내 액상물질의 수위는 댐 부재(121)의 상부면 높이로 유지될 수 있다.
회수부(140)는 저장부(130)와 연결될 수 있다. 회수부(140)는 공급부(120)의 액상물질을 저장부(130)로 회수할 수 있다. 이에, 저장부(130)에서 공급부(120)로 댐 부재(121)를 넘치도록 액상물질을 공급하더라도, 회수부(140)로 댐 부재(121)를 넘친 액상물질을 회수하여 공급부(120) 내부 전체가 액상물질로 채워지는 것을 방지할 수 있다. 회수부(140)는 회수라인(141), 및 회수펌프(142)를 포함한다.
회수라인(141)은 내부에 액상물질이 이동하는 경로를 형성한다. 회수라인(141)의 일단은 공급부(120)에 연결되어 회수공간(S2)과 연통되고, 타단은 저장부(130)에 연결될 수 있다. 이에, 회수공간(S2) 내 액상물질이 회수라인(141)을 통해 저장부(130)로 이동하여 회수될 수 있다. 따라서, 공급라인(132)을 통해 저장부(130)에서 공급부(120)로 액상물질이 이동하고, 회수라인(141)을 통해 공급부(120)에서 저장부(130)로 액상물질이 이동하여, 액상물질이 순환할 수 있다.
이때, 회수라인(141)은 회수공간(S2)의 하부와 연결될 수 있다. 따라서, 댐 부재(121)를 넘어 회수공간(S2)의 하부부터 채워지는 액상물질을, 회수라인(141)으로 용이하게 회수할 수 있다. 이에, 회수공간(S2)에서 액상물질 수위가 높아지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
회수펌프(142)는 회수라인(141)에 설치된다. 회수펌프(142)는 회수라인(141)을 통해 공급부(120)의 회수공간(S2) 내 액상물질을 저장부(130)로 끌어올릴 수 있다. 이에, 회수라인(141)을 통해 공급부(120)에서 저장부(130)로 액상물질이 원활하게 이동할 수 있다.
또한, 회수펌프(142)는 회수라인(141)을 통해 저장부(130)에서 공급부(120)로 액상물질이 역류하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 회수라인(141)을 통해 공급부(120)에서 저장부(130)로 액상물질을 안정적으로 회수할 수 있다.
이때, 회수부(140)가 공급부(120)에 회수하는 액상물질의 양은 수용공간(S1)에서 회수공간(S2)으로 유입되는 액상물질의 양과 같을 수 있다. 따라서, 저장부(130)에서 수용공간(S1)으로 액상물질을 계속 공급하여 수용공간(S1)에서 회수공간(S2)으로 액상물질이 계속 넘치더라도, 회수공간(S2) 내 액상물질 수위를 수용공간(S1) 내 액상물질 수위보다 낮출 수 있다. 이에, 회수공간(S2) 내 액상물질 수위가 상승하여 액상물질이 수용공간(S1)으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 액상물질 토출장치(100)는 제1 압력조절부(160), 및 제2 압력조절부(170)를 더 포함할 수 있다. 이에, 저장부(130)와 공급부(120) 내부의 압력을 조절하여, 저장부(130)에서 공급부(120)로 액상물질을 안정적으로 공급해줄 수 있다.
제1 압력조절부(160)는 저장부(130)에 연결된다. 제1 압력조절부(160)는 저장부(130) 내부의 압력을 공급부(120) 내부의 압력보다 높아지게 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 압력조절부(160)는 양압관일 수 있다. 따라서, 제1 압력조절부(160)는 저장부(130) 내부에 일정한 양압을 인가하여, 저장부(130) 내부의 압력을 공급부(120) 내부의 압력보다 높일 수 있다. 이에, 저장부(130)에서 공급부(120)로 액상물질이 원활하게 이동할 수 있다.
제2 압력조절부(170)는 공급부(120)에 연결된다. 제2 압력조절부(170)는 공급부(120) 내부에 음압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 제2 압력조절부(170)는 음압관일 수 있다. 따라서, 제2 압력조절부(170)는 공급부(120) 내부에 일정한 음압을 인가하여 토출부(110)로 공급되는 액상물질의 양을 조절할 수 있다.
이때, 제2 압력조절부(170)는 회수공간(S2)의 상부에 연결될 수 있다. 회수공간(S2)에 제2 압력조절부(170)가 연결되는 위치가, 회수공간(S2)에 회수부(140)가 연결되는 위치보다 높을 수 있다. 따라서, 회수부(140)가 회수공간(S2)의 하부에서 액상물질을 회수하여, 회수공간(S2)의 상부까지 액상물질 수위가 높아지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 제2 압력조절부(170)로 회수공간(S2) 내 액상물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 제2 압력조절부(170)가 안정적으로 공급부(120) 내부의 압력을 조절할 수 있다.
한편, 액상물질 토출장치(100)는 순환부(190)를 더 포함할 수 있다. 순환부(190)는 공급부(120)와 토출부(110) 사이에서 액상물질을 순환시킬 수 있게 설치된다. 순환부(190)는 순환라인(191), 및 순환펌프(192)를 포함한다.
순환라인(191)은 액상물질이 이동하는 경로를 형성한다. 예를 들어, 공급부(120)가 토출부(110)의 상측에 배치되는 경우, 순환라인(191)은 상하방향으로 연장될 수 있다. 순환라인(191)의 상단은 공급부(120)의 하부에 연결되어 내부가 수용공간(S1)과 연통되고, 하단은 토출부(110)에 연결될 수 있다.
또한, 순환라인(191)은 공급부(120) 및 토출부(110)와 분리 가능하게 연결될 수 있다. 이에, 토출부(110)나 챔버(122)를 수리하거나 교체하는 경우, 순환라인(191)에서 공급부(120)나 토출부(110)를 분리할 수 있다.
이때, 순환라인(191)은 복수개가 구비될 수 있다. 따라서, 순환라인(191)들 중 어느 일부를 통해 공급부(120)에서 토출부(110)로 액상물질을 이동시키고, 다른 일부를 통해 토출부(110)에서 공급부(120)로 액상물질을 이동시킬 수 있다. 이에, 공급부(120)와 토출부(110) 사이에서 액상물질이 순환할 수 있고, 액상물질이 계속 이동하여 공급부(120)나 토출부(110) 내부에 침전물이 생기는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
순환펌프(192)는 순환라인(191)들 중 적어도 어느 하나에 설치된다. 예를 들어, 공급부(120)가 토출부(110)의 상측에 배치되는 경우, 순환펌프(192)는 순환라인(191)을 통해 토출부(110) 내부의 액상물질을 공급부(120)로 끌어올릴 수 있다.
이때, 순환펌프(192)가 순환라인(191)들 중 일부에 구비되는 경우, 순환펌프(192)가 설치된 순환라인(191)을 공급부(120)에서 토출부(110)로 액상물질을 이동시키는 경로로 사용하고, 순환펌프(192)가 설치되지 않은 순환라인(191)을 토출부(110)에서 공급부(120)로 액상물질을 이동시키는 경로로 형성할 수 있다. 순환펌프(192)가 구비되지 않은 순환라인(191)에서는 액상물질이 하중에 의해 별도의 펌프가 없어도 공급부(120)에서 토출부(110)로 액상물질이 이동할 수 있다.
또는, 순환펌프(192)가 순환라인(191)들 각각 모두에 구비되는 경우, 순환펌프(192)를 작동시킨 순환라인(191)을 공급부(120)에서 토출부(110)로 액상물질을 이동시키는 경로로 사용하고, 순환펌프(192)를 작동시키지 않은 순환라인(191)을 토출부(110)에서 공급부(120)로 액상물질을 이동시키는 경로로 형성할 수 있다. 이에, 순환펌프(192)들의 작동을 다르게 제어하여, 순환라인(191)들 각각의 역할을 결정할 수 있다.
이때, 순환라인(191)들은 서로 이격되어, 일부는 토출부(110)의 일측에 연결되고, 다른 일부는 토출부(110)의 타측에 연결될 수 있다. 순환라인(191)들 중 일부는 공급부(120)에서 토출부(110)로 액상물질이 이동하는 경로를 형성하고, 다른 일부는 토출부(110)에서 공급부(120)로 액상물질이 이동하는 경로를 형성하기 때문에, 액상물질이 토출부(110)의 내부의 일측에서 타측으로 이동할 수 있다. 따라서, 토출부(110) 내부의 액상물질이 전체적으로 이동하는 상태를 유지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공급부와 토출부의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공급부와 토출부의 구조를 나타내는 분해사시도이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 공급부의 구조에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 공급부(120)는 내부에 액상물질이 저장할 수 있다. 이에, 공급부(120)는 토출부(110)에 액상물질을 공급할 수 있다. 공급부(120)는 댐 부재(121), 챔버(122), 및 도어(123)를 포함할 수 있다.
챔버(122)는 내부공간을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 챔버(122)는 사각통 형태로 형성되고, 상부가 개방될 수 있다. 챔버(122)의 내부공간은 후술될 댐 부재(121)에 의해, 액상물질이 수용되는 수용공간(S1)과, 액상물질이 배출되어 회수되는 회수공간(S2)으로 구분될 수 있다. 그러나 챔버(122)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이때, 챔버(122)는 토출부(110) 상측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 챔버(122)는 토출부(110)의 상부에 안착(또는, 장착)되어 지지되거나, 토출부(110)의 상측에 이격되어 지지될 수 있다. 따라서, 챔버(122)의 수용공간(S1)에 저장되는 액상물질이 하중에 의해 토출부(110)로 용이하게 이동하여 공급될 수 있다.
또한, 챔버(122)에는 도 3과 같이 유입구(A), 회수구(B), 및 압력구(C)가 형성될 수 있다. 유입구(A), 회수구(B), 및 압력구(C) 각각에 유입단(122a), 회수단(122b), 및 압력단(122c)이 설치될 수 있다.
유입구(A)는 원통형 구멍 형태로 형성되고, 챔버(122)의 일측 벽체 하단에 형성될 수 있다. 챔버(122)의 일측 벽체는 댐 부재(121)와 함께 수용공간(S1)을 형성할 수 있다. 유입구(A)는 수용공간(S1)과 연결되며, 유입구(A)에 설치되는 유입단(122a)은 공급라인(132)과 연결된다. 이에, 공급라인(132)을 통해 공급되는 액상물질이 수용공간(S1)의 하부부터 채워질 수 있다. 따라서, 수용공간(S1) 내부에서 액상물질의 수위가 서서히 평탄하게 상승할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 유입구(A)는 챔버(122)의 하부에 형성될 수도 있다.
회수구(B)는 원통형 구멍 형태로 형성되고, 챔버(122)의 일측 벽체와 대향되는 타측 벽체의 하단에 형성될 수 있다. 챔버(122)의 타측 벽체는 댐 부재(121)와 함께 회수공간을 형성할 수 있다. 회수구(B)는 회수공간(S2)과 연결되며, 회수구(B)에 설치되는 회수단(122b)은 회수라인(141)과 연결된다. 이에, 댐 부재(121)를 넘어 회수공간(S2)으로 이동한 액상물질을 회수라인(141)을 통해 회수할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 회수구(B)는 챔버(122)의 하부에 형성될 수도 있다.
압력구(C)는 원통형 구멍 형태로 형성되고, 챔버(122)의 타측 벽체의 상단에 형성될 수 있다. 압력구(C)는 회수구(B) 상측에 위치하여 회수공간(S2)과 연결되며, 압력구(C)에 설치되는 압력단(122c)은 제2 압력조절부(170)와 연결된다. 압력구(C)(또는, 압력단(122c))가 회수구(B)(회수단(122b))보다 상측에 위치하기 때문에, 회수공간(S2)에서 액상물질은 회수구(B)로 배출되고, 압력구(C)까지 수위가 상승하지 않을 수 있다. 이에, 제2 압력조절부(170)로 액상물질이 유입되는 것을 방지할 수 있고, 제2 압력조절부(170)가 챔버(122) 내부의 압력을 안정적으로 조절할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 압력구(C)는 도어(123)에 형성될 수도 있다.
도어(123)는 챔버(122)의 상부에 설치된다. 도어(123)은 챔버(122) 상부의 개방된 부분을 개폐할 수 있다. 예를 들어, 도어(123)는 챔버(122)의 개방된 부분의 형상을 따라 사각판 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 도어(123)는 챔버(122)의 개방된 부분을 차단하여 챔버(122) 내부를 밀폐시키거나 개방할 수 있다. 그러나 도어(123)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이때, 액상물질 토출장치(100)에 순환부(190)가 구비되지 않는 경우, 도 2 및 도 3과 같이 공급부(120)에 전달라인(124)이 구비될 수도 있다. 전달라인(124)은 하나 또는 복수개가 구비되어 액상물질이 이동하는 경로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 챔버(122)가 토출부(110)의 상측에 배치되는 경우, 전달라인(124)은 상하방향으로 연장될 수 있다. 전달라인(124)의 상단은 챔버(122)의 하부에 연결되어 내부가 수용공간(S1)과 연통되고, 하단은 토출부(110)에 연결될 수 있다. 따라서, 공급부(120)가 토출부(110)에 액상물질을 직접 전달해줄 수 있다.
또한, 전달라인(124)은 챔버(122) 및 토출부(110)와 분리 가능하게 연결될 수 있다. 이에, 토출부(110)나 챔버(122)를 수리하거나 교체하는 경우, 전달라인(124)에서 챔버(122)나 토출부(110)를 분리할 수 있다.
한편, 액상물질 토출장치(100)는 도 3과 같이 격벽부(180)를 더 포함할 수 있다. 격벽부(180)는 공급부(120)의 수용공간(S1)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 격벽부(180)는 허니컴 구조체일 수 있다. 즉, 격벽부(180)에는 일방향을 따라 이격되는 플레이트들과, 일방향과 교차하는 타방향을 따라 이격되는 플레이트들이 서로 교차하면서 연결되는 구조를 가지며, 플레이트들에는 액상물질이 통과할 수 있는 복수개의 구멍이 형성될 수 있다. 이에, 격벽부(180)는 수용공간(S1)에서 액상물질이 통과할 수 있는 경로를 형성할 수 있다. 수용공간(S1)에서 액상물질이 격벽부(180)를 통과하여 채워질 수 있고, 격벽부(180)는 액상물질의 수위가 흔들리는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그러나 격벽부(180)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
댐 부재(121)는 챔버(122)의 내부에 설치된다. 이에, 댐 부재(121)는 챔버(122)의 내부를, 저장부(130)가 연결되는 수용공간(S1)과, 회수부(140)가 연결되는 회수공간(S2)으로 구분할 수 있다. 즉, 댐 부재(121)는 수용공간(S1)과 회수공간(S2) 사이에 설치될 수 있고, 수용공간(S1)의 액상물질 수위를 조절할 수 있다. 따라서, 댐 부재(121)에 의해 공급부(120)가 수용공간(S1)과 회수공간(S2)을 포함할 수 있다.
상세하게는 댐 부재(121)가 도 1과 같이 챔버(122) 내부의 바닥에 설치되어, 수용공간(S1)과 회수공간(S2) 사이의 하부를 차단할 수 있다. 이에, 수용공간(S1)에서 수위가 상승하는 액상물질이 댐 부재(121)가 차단하지 않은 상부를 통해 회수공간(S2)으로 넘어갈 수 있다.
예를 들어, 댐 부재(121)는 도 1 및 도 3과 같이 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 댐 부재(121)는 챔버(122) 내부의 단면 형상을 따라 사각 플레이트 형태로 형성될 수 있고, 챔버(122) 내부의 바닥면 상에 설치되어 상하로 연장될 수 있다. 댐 부재(121)의 상하방향 길이는 챔버(122)의 상하방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 따라서, 댐 부재(121)의 상부면은 도어(123)의 하부면과 이격될 수 있고, 댐 부재(121)와 도어(123)의 이격공간을 통해 액상물질이 댐 부재(121)를 넘어갈 수 있다.
또한, 댐 부재(121)는 챔버(122)의 서로 대향되는 일측 벽체과 타측 벽체 사이에 위치할 수 있다. 이에, 댐 부재(121)와 챔버(122)의 일측 벽체 사이에 수용공간(S1)이 형성되고, 댐 부재(121)와 챔버(122)의 타측 벽체 사이에 회수공간(S2)이 형성될 수 있다.
수용공간(S1)은 챔버 내부에서 토출부(110)로 공급될 액상물질이 저장되는 공간이다. 이에, 저장부(130)가 공급하는 액상물질이 수용공간(S1)에 저장될 수 있다. 수용공간(S1) 내 액상물질의 양이 증가하면, 액상물질이 댐 부재(121)를 넘어 회수공간(S2)으로 이동할 수 있다. 따라서, 댐 부재(121)는 수용공간(S1)에 자신의 상부면 높이까지 액상물질이 채워지게 하고, 자신의 상부면 높이를 초과하는 액상물질은 회수공간(S2)으로 넘어가게 할 수 있다. 이에, 댐 부재(121)는 수용공간(S1)에서 액상물질의 수위를, 자신의 상부면 높이로 유지시킬 수 있다.
회수공간(S2)은 수용공간(S1)에서 댐 부재(121)를 넘어 이동한 액상물질이 임시로 수용되면서 외부로 회수되는 공간이다. 회수공간(S2)으로 유입된 액상물질은 회수부(140)가 계속 회수하기 때문에, 회수공간(S2) 내 액상물질의 수위는 회수구(B) 위치와 근접하게 유지되거나 회수구(B) 위치 이하로 유지될 수 있다.
이때, 댐 부재(121)는 챔버(122)의 일측 벽체보다 타측 벽체에 근접하게 배치될 수 있다. 따라서, 수용공간(S1)의 부피를 증가시켜, 수용공간(S1)에 저장될 수 있는 액상물질의 양을 증가시킬 수 있다. 그러나 댐 부재(121)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이처럼 액상물질 토출장치(100)는 댐 부재(121)를 이용하여 공급부(120) 내부를 수용공간(S1)과 회수공간(S2)으로 구분하고, 수용공간(S1) 내 액상물질 수위를 일정하게 유지시킬 수 있다. 댐 부재(121)를 넘은 액상물질은 회수부(140)를 통해 저장부(130)로 회수된다. 따라서, 공급부(120) 내부의 수용공간(S1)에서 액상물질 수위는, 댐부(140)의 상부면 높이로 일정하게 유지될 수 있다. 이에, 공급부(120) 내 액상물질의 무게 변화에 따른 공급부(120) 내 압력 변화를 최소화하여 용이하게 공급부(120) 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 액상물질을 순환하기 때문에 이동하는 상태를 유지할 수 있다. 이에, 액상물질이 계속 이동하기 때문에, 액상물질에 침전물이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 공급부(120)와 토출부(110) 사이가 침전물에 의해 막히는 것을 억제하거나 방지하여, 공급부(120)가 토출부(110)에 액상물질을 안정적으로 공급해줄 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액상물질 토출방법을 나타내는 플로우 차트이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 액상물질 토출방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 기재 상에 액상물질을 토출하는 방법일 수 있다. 도 4를 참조하면 액상물질 토출방법은, 액상물질을 공급할 수 있는 공급부에 액상물질을 공급하는 과정(S110), 공급부 내부의 액상물질 수위를 정해진 높이로 조절하고, 정해진 높이를 넘은 액상물질을 공급부 외부로 회수하는 과정(S120), 공급부에서 액상물질을 분사할 수 있는 토출부로 액상물질을 공급하는 과정(S130), 및 토출부로 액상물질을 분사하는 과정(S140)을 포함한다.
이때, 액상물질 토출방법은, 도 1 내지 도 3과 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 액상물질 토출장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 액상물질은 잉크를 포함할 수 있고, 기재는 기판이나 디스프레이일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 액상물질 토출방법은 다양한 액상물질을 토출하는 공정에 적용될 수 있다.
우선, 액상물질을 공급할 수 있는 공급부(120)에 액상물질을 공급한다(S110). 즉, 저장부(130)에 저장된 액상물질을 공급부(120)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 저장부(130) 내부의 압력을 높이거나 공급부(120) 내부의 압력을 낮추어, 공급부(120) 내부의 압력이 저장부(130) 내부의 압력보다 낮아지게 할 수 있다. 따라서, 압력차에 의해 저장부(130)에서 공급부(120) 내부로 액상물질이 이동하여, 공급부(120) 내부에 액상물질이 채워지기 시작할 수 있다.
한편, 공급부(120)의 내부에 댐 부재(121)가 구비될 수 있다. 댐 부재(120)에 의해 공급부(120)의 내부가, 토출부(110)로 공급할 액상물질이 수용되는 수용공간(S1)과, 외부로 회수할 액상물질이 임시로 수용되면서 외부로 회수되는 회수공간(S2)으로 구분될 수 있다.
이때, 공급부(120)에 액상물질을 공급할 때, 액상물질이 수용공간(S1)을 넘칠 수 있게 액상물질을 수용공간(S1)으로 공급할 수 있다. 따라서, 액상물질이 수용공간(S1)에 채워지면서 수위가 상승할 수 있고, 수용공간(S1)의 수용량을 초과한 액상물질은 수용공간 외부로 넘칠 수 있다.
그 다음, 공급부(120) 내부의 액상물질 수위를 정해진 높이로 조절하고, 정해진 높이를 넘은 액상물질을 공급부(120) 외부로 회수한다(S120). 댐 부재(121)에 의해, 공급부(120)의 수용공간(S1)으로 공급된 액상물질은 수용공간(S1)에 채워지면서, 댐 부재(121)의 상부면 높이까지 수위가 상승할 수 있다.
댐 부재(121)의 상부면 높이까지 액상물질의 수위가 상승한 상태에서 공급부(120) 내부로 액상물질을 계속 공급하면, 액상물질이 댐 부재(121)를 넘어 회수공간(S2)으로 유입될 수 있다. 따라서, 수용공간(S1) 내 액상물질의 수위는 댐 부재(121)의 상부면 높이로 조절되어 유지될 수 있다.
이때, 수용공간(S1)의 하부로 액상물질을 공급되기 때문에, 수용공간(S1)의 하부에 있던 액상물질이 수용공간(S1)으로 공급되는 다른 액상물질에 의해 상승하여 회수공간(S2)으로 넘어갈 수 있다. 따라서, 수용공간(S1)에 계속 액상물질을 공급하면, 수용공간(S1) 내 액상물질이 전체적으로 정지되지 않고 이동하는 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 수용공간(S1)에 액상물질의 침전물이 발생하는 것을 효과적으로 억제하거나 방지할 수 있다.
한편, 댐 부재(121)를 넘어 회수공간(S2)으로 이동한 액상물질은 회수부(140)를 이용하여 저장부(130)로 회수할 수 있다. 회수부(140)를 이용하여 회수공간(S2)의 액상물질 수위를, 수용공간(S1)의 액상물질 수위보다 낮출 수 있다. 이에, 회수공간(S2) 내 액상물질 수위가 상승하여 액상물질이 수용공간(S1)으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
이처럼 액상물질이 저장부(130)에서 공급부(120)로 이동하고 공급부(120)에서 저장부(130)로 이동하여 순환할 수 있다. 따라서, 액상물질이 계속 이동하는 상태를 유지하기 때문에, 액상물질에 침전물이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
그 다음, 공급부(120)에서 액상물질을 분사할 수 있는 토출부(110)로 액상물질을 공급한다(S130). 따라서, 수용공간(S1) 내 액상물질 중 일부가 토출부(110) 내부에 채워질 수 있다.
이때, 저장부(130)에서 공급부(120)로 공급되는 액상물질이 공급되는 상태가 계속 유지될 수 있다. 따라서, 수용공간(S1) 내 액상물질 중 일부가 토출부(110)로 공급되어 액상물질의 수위가 낮아지더라도, 저장부(130)에서 공급부(120)로 액상물질을 계속 공급하기 때문에, 액상물질의 수위가 댐 부재(141)의 상부면 높이까지 다시 상승할 수 있다. 따라서, 수용공간(S1) 내 액상물질의 수위는 댐 부재(141)의 상부면 높이까지 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 공급부(120)에서 토출부(110)로 액상물질을 공급한 후에, 공급부(120)와 토출부(110) 사이에서 액상물질을 순환시킬 수도 있다. 예를 들어, 공급부(120)와 토출부(110)를 연결하는 순환라인(191)들 중 어느 일부를 통해 공급부(120)에서 토출부(110)로 액상물질을 이동시키고, 다른 일부를 통해 토출부(110)에서 공급부(120)로 액상물질을 이동시킬 수 있다. 따라서, 공급부(120)와 토출부(110) 사이에서 액상물질이 순환할 수 있고, 액상물질이 계속 이동하여 공급부(120)나 토출부(110) 내부에 침전물이 생기는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
그 다음, 토출부(110)로 액상물질을 분사한다(S140). 토출부(110) 내부에 액상물질이 채워진 상태이기 때문에, 토출부(110)가 액상물질을 분사할 수 있는 상태를 유지할 수 있다. 이에, 원하는 시점에 토출부(110)로 액상물질을 분사할 수 있다.
예를 들어, 액상물질이 잉크인 경우, 기판이나 디스플레이와 같은 기재 상측에서 토출부(110)를 이동시키면서 토출부(110)로 기재 상에 잉크를 분사할 수 있다. 따라서, 기재 상에 패턴을 형성하는 공정을 수행할 수 있다.
이처럼, 토출부(110)로 액상물질을 공급하는 공급부(120) 내부의 액상물질 수위를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 공급부(120) 내부의 액상물질 무게를 일정하게 유지할 수 있다. 이에, 액상물질의 무게 변화에 따른 공급부(120) 내부의 압력 변화를 최소화하여 공급부(120) 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 토출부(110)가 액상물질을 안정적으로 토출할 수 있다.
또한, 공급부(120)의 액상물질을 순환시켜 이동하는 상태를 유지할 수 있다. 이에, 액상물질이 계속 이동하기 때문에, 액상물질에 침전물이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 토출부(110)가 침전물로 인해 막히는 것을 억제하거나 방지하여, 토출부(110)가 액상물질을 안정적으로 토출할 수 있다.
한편, 공급부(120) 내부의 압력을 일정하게 유지하고, 액상물질에 침전물이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있기 때문에, 토출부(110)에서 토출되는 액상물질의 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 불량 발생률을 감소시키고 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하며, 실시 예들 간에 다양한 조합도 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 액상물질 토출장치 110: 토출부
120: 공급부 130: 저장부
140: 회수부 160: 제1 압력조절부
170: 제2 압력조절부 180: 격벽부
190: 순환부

Claims (18)

  1. 액상물질을 토출할 수 있는 토출부;
    상기 토출부로 액상물질을 공급할 수 있고, 내부에 액상물질이 저장될 수 있는 공급부;
    상기 공급부로 액상물질을 공급할 수 있도록, 상기 공급부와 연결되는 저장부;
    상기 공급부의 액상물질을 상기 저장부로 회수할 수 있도록, 상기 저장부와 연결되는 회수부; 및
    상기 공급부와 상기 토출부 사이에서 액상물질을 순환시킬 수 있는 순환부;를 포함하고,
    상기 공급부는,
    상기 토출부와 연결되는 수용공간,
    상기 회수부와 연결되는 회수공간, 및
    상기 수용공간으로 액상물질이 넘치게 공급될 때, 상기 수용공간의 액상물질 수위를 조절하도록, 상기 수용공간과 상기 회수공간 사이에 설치되는 댐 부재를 포함하고,
    상기 저장부는, 상기 수용공간이 액상물질을 수용 가능한 양 이상으로 상기 수용공간에 액상물질을 공급하고,
    상기 공급부는, 상기 수용공간 내부의 액상물질 수위가 상기 댐 부재의 높이로 조절된 상태일 때, 상기 수용공간에서 상기 토출부로 액상물질을 공급하고,
    상기 회수부는, 상기 수용공간에서 상기 회수공간으로 액상물질이 넘칠 때, 상기 회수공간에 수용되는 액상물질을 회수하여 상기 회수공간 내 액상물질 수위를 상기 수용공간 내 액상물질 수위보다 낮추고,
    상기 순환부는,
    일단이 상기 수용공간에 결합되고 타단이 토출부에 결합되는 복수개의 순환라인, 및
    상기 순환라인들 중 적어도 어느 하나에 설치되고, 상기 토출부 내부의 액상물질을 상기 수용공간으로 이동시켜 상기 수용공간과 상기 토출부 사이에서 액상물질을 순환시키는 순환펌프를 포함하는 액상물질 토출장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐 부재는,
    상기 수용공간에서 수위가 상승하는 액상물질이 상기 회수공간으로 넘어갈 수 있도록, 상기 수용공간과 상기 회수공간 사이의 하부를 차단하는 액상물질 토출장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 저장부는,
    액상물질이 저장되는 저장용기; 및
    일단이 저장용기에 연결되고, 타단이 상기 수용공간의 하부와 연결되는 공급라인;을 포함하는 액상물질 토출장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 회수부는,
    일단이 상기 회수공간의 하부와 연결되고, 타단이 상기 저장부에 연결되는 회수라인; 및
    상기 회수라인에 설치되는 회수펌프;를 포함하는 액상물질 토출장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 저장부 내부의 압력을 상기 공급부 내부의 압력보다 높아지게 조절하도록, 상기 저장부에 연결되는 제1 압력조절부; 및
    상기 공급부 내부에 음압을 인가하도록, 상기 공급부에 연결되는 제2 압력조절부;를 더 포함하는 액상물질 토출장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 압력조절부는, 상기 회수공간의 상부에 연결되는 액상물질 토출장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 순환라인들은 서로 이격되어, 일부는 상기 공급부에서 상기 토출부로 액상물질이 이동하는 경로를 형성하고, 다른 일부는 상기 토출부에서 상기 공급부로 액상물질이 이동하는 경로를 형성하는 액상물질 토출장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    액상물질이 통과할 수 있는 경로를 형성하도록, 상기 수용공간에 설치되는 격벽부를 더 포함하는 액상물질 토출장치.
  11. 액상물질을 공급할 수 있는 공급부에 액상물질을 공급하는 과정;
    상기 공급부 내부의 액상물질의 수위를 정해진 높이로 조절하고, 정해진 높이를 넘은 액상물질을 상기 공급부 외부로 회수하는 과정;
    상기 공급부에서 액상물질을 분사할 수 있는 토출부로 액상물질을 공급하는 과정; 및
    상기 토출부로 액상물질을 분사하는 과정;을 포함하고,
    상기 공급부의 내부는, 액상물질이 저장될 수 있는 수용공간과, 상기 수용공간에서 넘어오는 액상물질이 수용될 수 있는 회수공간으로 구분되고,
    상기 공급부에 액상물질을 공급하는 과정은, 상기 수용공간에 수용될 수 있는 액상물질의 양 이상으로 상기 수용공간에 액상물질을 공급하여 상기 수용공간 내의 액상물질이 상기 회수공간으로 넘치게 하는 과정을 포함하고,
    상기 정해진 높이를 넘은 액상물질을 상기 공급부 외부로 회수하는 과정은, 상기 수용공간으로 액상물질이 공급될 때, 상기 회수공간 내에 수용되는 액상물질을 회수하여 상기 회수공간 내 액상물질의 수위를 상기 수용공간 내 액상물질의 수위보다 낮추는 과정을 포함하고,
    상기 공급부에서 토출부로 액상물질을 공급하는 과정은, 순환펌프를 이용하여 상기 수용공간과 상기 토출부 사이에서 액상물질을 순환시키는 과정을 포함하고,
    상기 공급부에서 토출부로 액상물질을 공급하는 과정은, 상기 수용공간 내 액상물질 수위가 정해진 높이로 조절된 상태에서 수행되는 액상물질 토출방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 액상물질을 상기 수용공간으로 공급하는 과정은,
    상기 수용공간의 하부로 액상물질을 공급하여, 상기 수용공간의 하부에 있는 액상물질을 상승시키는 과정을 포함하는 액상물질 토출방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 액상물질은 잉크를 포함하고,
    상기 토출부로 액상물질을 분사하는 과정은,
    기재 상에 잉크를 분사하여 패턴을 형성하는 과정을 포함하는 액상물질 토출방법.
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