KR102631453B1 - 잉크젯 프린팅 장치 - Google Patents

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Abstract

잉크젯 프린팅 장치는 기판이 배치된 제1 스테이지, 잉크 및 상기 잉크 내에 분산된 복수 개의 오염 흡착볼들을 포함하는 잉크 저장부, 상기 잉크 저장부로부터 제공받은 상기 잉크를 상기 기판에 토출하는 노즐을 포함하는 헤드부, 및 상기 잉크 저장부의 양측들에 배치된 복수 개의 가스 분출부들을 포함한다.

Description

잉크젯 프린팅 장치{INKJET PRINTING APPARATUS}
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 유기 발광층의 불량률을 감소시킬 수 있는 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고, 액정 표시 장치와 달리 별도의 광원부를 요구하지 않는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED)가 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다. 유기발광 표시장치는 별도의 광원을 필요로 하지 않아, 경량화 및 박형으로 제작될 수 있다. 또한, 유기발광 표시장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도, 및 높은 반응 속도 등의 특성을 갖는다.
유기 발광 표시 장치는 애노드, 유기 발광층, 및 캐소드를 각각 포함하는 복수 개의 발광 소자들을 포함한다. 애노드와 캐소드로부터 각각 정공 및 전자가 유기 발광층에 주입되어 여기자(exciton)가 형성되고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 발광 소자가 발광된다.
발광 소자의 제조시 유기 발광층은 잉크젯 프린팅 장치에 의해 제조된다. 유기 발광층을 형성하기 위한 유기 물질(또는 잉크)이 잉크젯 프린팅 장치로부터 기판 상에 토출되어 유기 발광층이 형성될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치에 저장된 잉크에는 불순물이 포함되어 있으며, 시간이 경과할수록 다양한 요인들에 의해 불순물 함량이 높아진다. 불순물 함량이 높아질수록 유기 발광층의 순도가 떨어지므로, 불량 유기 발광층이 제조된다.
본 발명의 목적은 유기 발광층의 불량률을 감소시킬 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 기판이 배치된 제1 스테이지, 잉크 및 상기 잉크 내에 분산된 복수 개의 오염 흡착볼들을 포함하는 잉크 저장부, 상기 잉크 저장부로부터 제공받은 상기 잉크를 상기 기판에 토출하는 노즐을 포함하는 헤드부, 및 상기 잉크 저장부의 양측들에 배치된 복수 개의 가스 분출부들을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 기판이 배치된 제1 스테이지, 잉크 및 상기 잉크의 오염 입자들을 흡착하는 복수 개의 오염 흡착볼들을 포함하는 잉크 저장부, 상기 잉크 저장부로부터 제공받은 상기 잉크를 상기 기판에 토출하는 노즐을 포함하는 헤드부, 상기 제1 스테이지와 이격되어 배치된 잉크 퍼징부, 및 가스를 분출하는 가스 분출부를 포함하고, 상기 헤드부가 상기 잉크 퍼징부 상에 배치될 때, 상기 가스 분출부는 상기 잉크 퍼징부를 향해 가스를 분출하고, 상기 잉크 퍼징부는 상기 노즐로부터 토출되는 소정량의 잉크를 제거한다.
본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 잉크 내에 존재하는 오염 입자들을 제거하고, 잉크 퍼징부에서 발생할 수 있는 잉크 미스트를 제거함으로써, 유기 발광층의 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린팅 장치를 사용하여 유기 발광층을 형성하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 유기 발광층을 포함하는 화소의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 잉크 저장부, 헤드부, 및 가스 분출부들의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 잉크 퍼징부의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 잉크 퍼징부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 도 1에 도시된 노즐 위핑부의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의됩니다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(IPA)는 지지 플레이트(SP), 제1 및 제2 스테이지들(STG1,STG2), 제1 이동부(MOV1), 제2 이동부(MOV2), 제3 이동부(MOV3), 잉크 저장부(IR), 헤드부(HD), 잉크 퍼징(purging)부(PG), 및 노즐 위핑(wiping)부(WP)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 스테이지들(STG1,STG2), 제1 이동부(MOV1), 제2 이동부(MOV2), 및 제3 이동부(MOV3), 잉크 저장부(IR), 헤드부(HD), 잉크 퍼징부(PG), 및 노즐 위핑부(WP)는 지지 플레이트(SP) 상에 배치될 수 있다. 지지 플레이트(SP)는 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면을 가질 수 있다.
제1 이동부(MOV1)는 제1 방향(DR1)으로 왕복 이동할 수 있고, 제2 이동부(MOV2)는 제2 방향(DR2)으로 왕복 이동할 수 있다. 제3 이동부(MOV3)는 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)에 의해 정의된 평면에 수직한 제3 방향(DR3)으로 왕복 이동할 수 있다.
제1 이동부(MOV1)는 제3 방향(DR3)으로 연장하는 복수 개의 기둥들(PL) 및 제2 방향(DR2)으로 연장하는 수평 연장부(HE)를 포함할 수 있다. 기둥들(PL) 및 수평 연장부(HE)는 막대 형상을 가질 수 있으나, 기둥들(PL) 및 수평 연장부(HE)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
기둥들(PL)은 제2 방향(DR2)으로 서로 대향하는 지지 플레이트(SP)의 양측들 상에 배치될 수 있다. 수평 연장부(HE)는 기둥들(PL) 사이에 배치되어 기둥들(PL)의 상부들에 연결될 수 있다. 예시적으로 2개의 기둥들(PL)이 지지 플레이트(SP)의 양측들 상에 각각 배치되었으나, 기둥들(PL)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
기둥들(PL)은 지지 플레이트(SP)의 상면을 따라 제1 방향(DR1)으로 왕복 이동할 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(SP)의 양측들 상에 제1 방향(DR1)으로 연장하는 레일들(RA)이 배치되고, 기둥들(PL)은 레일들(RA)에 각각 연결될 수 있다. 기둥들(PL)은 레일들(RA)을 따라 제1 방향(DR1)으로 왕복 이동할 수 있다.
제2 이동부(MOV2)는 수평 연장부(HE)에 연결될 수 있다. 예를 들어 제2 이동부(MOV2)는 제1 방향(DR1)으로 서로 대향하는 수평 연장부(HE)의 양측면들 중 어느 한 측면에 연결될 수 있다. 제2 이동부(MOV2)는 수평 연장부(HE)를 따라 제2 방향(DR2)으로 왕복 이동할 수 있다. 제2 이동부(MOV2)는 수평 연장부(HE)의 일측면에 정의되고 제2 방향(DR2)으로 연장된 홈(G)에 연결되어 홈(G)을 따라 제2 방향(DR2)으로 왕복 이동할 수 있다.
제3 이동부(MOV3)는 제2 이동부(MOV2)의 하부에 연결되어 제3 방향(DR3)으로 왕복 이동할 수 있다. 제3 이동부(MOV3)는 원통형 형상을 가질 수 있으나, 제3 이동부(MOV3)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
제3 이동부(MOV3)의 하부에 잉크 저장부(IR)가 배치되고, 잉크 저장부(IR)의 하부에 헤드부(HD)가 배치될 수 있다. 제2 방향(DR2)으로 서로 대향하는 잉크 저장부(IR)의 양측면들에 복수 개의 가스 분출부들(GB)이 배치될 수 있다.
예시적으로 2개의 가스 분출부들(GB)이 잉크 저장부(IR)의 양측면들에 각각 배치되었으나, 가스 분출부들(GB)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 또한, 가스 분출부들(GB)은 잉크 저장부(IR)가 아닌 헤드부(HD)의 양측면들에 각각 배치될 수도 있다.
잉크 저장부(IR)가 제3 이동부(MOV3)의 하부에 연결되고, 제1, 제2, 및 제3 이동부들(MOV1,MOV2,MOV3)이 제1, 제2, 및 제3 방향들(DR1,DR2,DR3)로 각각 왕복 이동할 수 있다. 따라서, 잉크 저장부(IR), 헤드부(HD), 및 가스 분출부들(GB)은 제1, 제2, 및 제3 이동부들(MOV1,MOV2,MOV3)의 이동에 따라 제1, 제2, 및 제3 방향들(DR1,DR2,DR3)로 왕복 이동할 수 있다.
잉크 저장부(IR)에는 잉크가 저장될 수 있다. 잉크는 유기 발광층을 형성하기 위한 유기 물질 및 불순물을 포함할 수 있다. 불순물은 유기 발광층을 형성하기 위한 유기 물질 외의 수분, 저분자 가스, 또는 고분자 물질 등 다양한 오염 물질(이하 오염 입자들이라 칭함)들을 포함할 수 있다.
잉크 저장부(IR)에 저장된 잉크는 헤드부(HD)에 제공될 수 있다. 헤드부(HD)는 제공받은 잉크를 토출할 수 있다. 가스 분출부들(GB)은 하부 방향으로 가스를 분출할 수 있다. 가스 분출부들(GB)의 구체적인 기능은 이하 상세히 설명될 것이다.
제1 스테이지(STG1) 및 제2 스테이지(STG2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 및 제2 스테이지들(STG1,STG2)은 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)에 의해 정의된 평면을 가질 수 있다. 제1 스테이지(STG1) 상에 기판(SUB)이 배치될 수 있다.
헤드부(HD)는 제1, 제2, 또는 제3 이동부들(MOV1,MOV2,MOV3)의 이동에 따라 제1, 제2, 또는 제3 방향들(DR1,DR2,DR3)로 이동하여 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 헤드부(HD)는 잉크를 기판(SUB)에 토출할 수 있다.
도시하지 않았으나, 헤드부(HD)에는 카메라가 배치될 수 있으며, 카메라를 통해 헤드부(HD)가 기판(SUB)의 소정의 위치에 정렬될 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 정렬 마크를 포함할 수 있으며, 카메라가 정렬 마크를 촬영하여 인식할 때, 헤드부(HD)가 정렬 마크에 정렬될 수 있다. 정렬 마크의 위치는 헤드부(HD)가 잉크를 토출하기 위한 위치에 대응할 수 있다.
제2 스테이지(STG2) 상에 잉크 퍼징부(PG) 및 노즐 위핑부(WP)가 배치될 수 있다. 잉크 퍼징부(PG) 및 노즐 위핑부(WP)는 제1 방향(DR1)으로 서로 이격될 수 있다. 잉크 퍼징부(PG)는 헤드부(HD)의 노즐의 상태를 초기화하기 위해 사용되고, 노즐 위핑부(WP)는 헤드부(HD)의 노즐의 하면을 청소하기 위해 사용될 수 있다. 잉크 퍼징부(PG) 및 노즐 위핑부(WP)의 구체적인 구성은 이하 상세히 설명될 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린팅 장치를 사용하여 유기 발광층을 형성하는 방법을 도시한 도면이다. 도 3은 유기 발광층을 포함하는 화소의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 도 2에는 3개의 노즐홀들(NH)이 정의된 노즐(NOZ)의 부분의 단면이 예시적으로 도시되었다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 화소(PX)는 트랜지스터(TR) 및 트랜지스터(TR)에 연결된 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 발광 소자(OLED)는 제1 전극(E1), 유기 발광층(OEL), 및 제2 전극(E2)을 포함할 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(IPA)는 유기 발광층(OEL)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 화소(PX)의 구조를 간략히 설명하면 다음과 같다.
기판(SUB)은 베이스 기판(BS), 베이스 기판(BS) 상에 배치된 트랜지스터(TR), 및 트랜지스터(TR)와 함께 배치된 복수 개의 절연층들(BFL, INS1~INS3)을 포함할 수 있다. 베이스 기판(BS) 상에 버퍼층(BFL)이 배치되며, 버퍼층(BFL)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 버퍼층(BFL)은 생략될 수 있다.
버퍼층(BFL) 상에 트랜지스터(TR)의 반도체층(SM)이 배치될 수 있다. 반도체층(SM)은 비정질(Amorphous) 실리콘 또는 결정질(Poly) 실리콘과 같은 무기 재료의 반도체나 유기 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(SM)은 산화물 반도체(oxide semiconductor)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시되지 않았으나, 반도체층(SM)은 소스 영역, 드레인 영역, 및 소스 영역과 드레인 영역 사이의 채널 영역을 포함할 수 있다.
반도체층(SM)을 덮도록 버퍼층(BFL) 상에 제1 절연층(INS1)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(INS1) 상에 반도체층(SM)과 오버랩하는 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(GE)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 반도체층(SM)의 채널 영역과 오버랩되도록 배치될 수 있다.
게이트 전극(GE)을 덮도록 제1 절연층(INS1) 상에 제2 절연층(INS2)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 층간 절연층으로 정의될 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다.
제2 절연층(INS2) 상에 트랜지스터(TR)의 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 소스 전극(SE)은 제1 절연층(INS1) 및 제2 절연층(INS2)을 관통하여 정의된 제1 컨택홀(CH1)을 통해 반도체층(SM)의 소스 영역에 연결될 수 있다. 드레인 전극(DE)은 제1 절연층(INS1) 및 제2 절연층(INS2)을 관통하여 정의된 제2 컨택홀(CH2)을 통해 반도체층(SM)의 드레인 영역에 연결될 수 있다.
트랜지스터(TR)의 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 덮도록 제2 절연층(INS2) 상에 제3 절연층(INS3)이 배치될 수 있다. 제3 절연층(INS3)은 평평한 상면을 제공하는 평탄화막으로 정의될 수 있으며, 유기 물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(INS3) 상에 제1 전극(E1)이 배치될 수 있다. 제1 전극(E1)은 제3 절연층(INS3)을 관통하여 정의된 제3 컨택홀(CH3)을 통해 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)에 연결될 수 있다. 제1 전극(E1)은 화소 전극 또는 애노드 전극으로 정의될 수 있다. 제1 전극(E1)은 정공 주입 전극인 양극일 수 있다.
제1 전극(E1) 및 제3 절연층(INS3) 상에 제1 전극(E1)의 소정의 부분을 노출시키는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에는 제1 전극(E1)의 소정의 부분을 노출시키기 위한 화소 개구부(PX_OP)가 정의되며, 화소 개구부(PX_OP)가 배치된 영역은 화소 영역(PA)으로 정의될 수 있다. 화소 영역(PA) 주변은 비화소 영역(NPA)으로 정의될 수 있다.
화소 개구부(PX_OP) 내에서 제1 전극(E1) 상에 유기 발광층(OEL)이 배치될 수 있다. 유기 발광층(OEL)은 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 색을 갖는 광을 생성할 수 있는 유기 물질을 포함할 수 있다. 유기 발광층(OEL)은 적색, 녹색, 및 청색을 생성하는 유기 물질들의 조합에 의해 백색광을 생성할 수도 있다.
화소 정의막(PDL) 및 유기 발광층(OEL) 상에 제2 전극(E2)이 배치될 수 있다. 제2 전극(E2)은 공통 전극 또는 캐소드 전극으로 정의될 수 있다. 제2 전극(E2)은 전자 주입 전극인 음극일 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 발광 소자(OLED) 상에 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 외부의 수분에 의한 발광 소자(OLED)의 불량을 방지할 수 있다.
트랜지스터(TR)에 의해 유기 발광층(OEL)을 발광시키기 위한 제1 전압이 제1 전극(E1)에 인가되고, 제1 전압과 반대 극성의 제2 전압이 제2 전극(E2)에 인가될 수 있다. 유기 발광층(OEL)에 주입된 정공과 전자가 결합하여 여기자(exciton)가 형성되고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 발광 소자(OLED)가 발광될 수 있다.
유기 발광층들(OEL)을 형성하기 위해 기판(SUB)이 준비되고, 기판(SUB) 상에 화소 정의막(PDL)이 제공될 수 있다. 헤드부(HD의 노즐(NOZ)에는 복수 개의 노즐홀들(NH)이 정의되고, 노즐홀들(NH)을 통해 잉크(INK)가 토출될 수 있다. 노즐(NOZ)로부터 토출된 잉크(INK)는 화소 개구부들(PX_OP)에 제공될 수 있다. 따라서, 화소 개구부들(PX_OP)에 유기 발광층들(OEL)이 형성될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 잉크 저장부, 헤드부, 및 가스 분출부들의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다. 예시적으로, 도 4에 도시된 단면은 제1 방향(DR1)에서 바라본 단면일 수 있다.
도 4를 참조하면, 잉크 저장부(IR)는 잉크(INK) 및 잉크(INK) 내에 분산된 복수 개의 오염 흡착볼들(BL)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 잉크(INK)는 유기 발광층(OEL)을 형성하기 위한 유기 물질을 포함할 수 있다.
오염 흡착볼들(BL)은 잉크(INK)의 오염 입자들을 흡착하여 잉크(INK)로부터 제거할 수 있다. 따라서, 오염 흡착볼들(BL)에 의해 잉크(INK)의 순도가 향상될 수 있다. 잉크(INK)의 순도가 높아지므로, 기판(SUB) 상에 형성된 유기 발광층(OEL)의 불량이 감소할 수 있다.
오염 흡착볼들(BL)은 제올라이트(zeolite)를 포함할 수 있다. 제올라이트에는 복수 개의 공극들(pore)이 정의되어 있으며, 공극들을 통해 오염 입자들이 제올라이트에 흡착되어 잉크(INK)로부터 제거될 수 있다.
오염 흡착볼들(BL)은 오염 흡착볼들(BL)에 정의된 공극들(pore)의 크기에 따라 구분된 복수 개의 제1, 제2, 및 제3 오염 흡착볼들(BL)을 포함할 수 있다. 제1 오염 흡착볼들(BL)에는 3 내지 4 옹스트롱(Å)의 직경을 갖는 공극들이 정의될 수 있고, 제1 오염 흡착볼들(BL)은 수분 및 저분자 가스(NH3,SO2,O3)를 흡착하여 제거할 수 있다.
제2 오염 흡착볼들(BL)에는 5 옹스트롱(Å)의 직경을 갖는 공극들이 정의될 수 있고, 제2 오염 흡착볼들(BL)은 수분 및 저분자 가스(C4H9OH, C4H9SH)를 흡착하여 제거할 수 있다. 제3 오염 흡착볼들(BL)에는 8 내지 10 옹스트롱(Å)의 직경을 갖는 공극들이 정의될 수 있고, 제3 오염 흡착볼들(BL)은 다이 노르말 부틸아민(Di-n-butylamine)과 같은 고분자 물질을 흡착하여 제거할 수 있다.
잉크 저장부(IR)에는 제1 저장 공간(S1)이 정의될 수 있으며, 제1 저장 공간(S1)에 잉크(INK)가 수용될 수 있다. 잉크 저장부(IR)의 하부에는 복수 개의 제1 개구부들(OP1)이 정의될 수 있다. 예시적으로 2개의 제1 개구부들(OP1)이 도시되었으나, 제1 개구부들(OP1)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
오염 흡착볼들(BL) 각각의 직경은 제1 개구부들(OP1) 각각보다 클 수 있다. 따라서, 오염 흡착볼들(BL)은 제1 개구부들(OP1)를 통해 잉크 저장부(IR) 외부로 빠져나가지 않고, 잉크 저장부(IR) 내에 배치될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(IPA)는 잉크 저장부(IR)에 배치된 센서(SN) 및 제1 및 제2 벨브들(VL1,VL2)을 포함할 수 있다. 센서(SN)는 제3 방향(DR3)으로 연장하여 잉크 저장부(IR)의 상부에 연결될 수 있다. 센서(SN)는 잉크 저장부(IR)의 상부를 관통하여 제1 저장 공간(S1)의 내부에 배치될 수 있다. 센서(SN)의 하부는 잉크(INK)에 담겨질 수 있으며, 센서(SN)는 잉크(INK)의 높이를 측정할 수 있다.
제1 벨브(VL1)는 잉크 저장부(IR) 및 외부의 잉크 공급부에 연결될 수 있다. 제1 벨브(VL1)는 잉크 저장부(IR)의 상부에 연결될 수 있다. 제1 벨브(VL1)를 통해 잉크 공급부로부터 잉크 저장부(IR)에 잉크(INK)가 공급될 수 있다.
제1 벨브(VL1)는 잉크(INK)의 높이에 따라 개방 및 폐쇄됨으로써, 잉크 저장부(IR)에 잉크(INK)를 공급할 수 있다. 예를 들어, 센서(SN)에 의해 측정된 잉크(INK)의 높이가 제1 높이(H1)보다 낮아질 때, 제1 벨브(VL1)가 개방되어 잉크 저장부(IR)에 잉크(INK)가 공급될 수 있다. 잉크(INK)의 높이가 제1 높이(H1)보다 높은 제2 높이(H2)일 때, 제1 벨브(VL1)가 폐쇄되어 잉크(INK)의 공급이 중단될 수 있다.
제2 벨브(VL2)는 제1 벨브(VL1)와 이격되어 잉크 저장부(IR)의 상부에 연결될 수 있다. 제2 벨브(VL2)는 잉크 저장부(IR)에 음압을 제공할 수 있다. 음압은 잉크 저장부(IR)의 내부에서부터 잉크 저장부(IR)의 외부를 향한 압력으로 정의될 수 있다. 제2 벨브(VL2)가 개방될 때, 잉크 저장부(IR)에 음압이 제공될 수 있다.
헤드부(HD)로부터 잉크(INK)의 토출이 중단되어야 할 때, 잉크(INK)가 더 이상 토출되지 않도록, 제2 벨브(VL2)가 개방되어, 잉크 저장부(IR)에 음압이 제공될 수 있다. 음압은 잉크(INK)의 높이가 더 이상 낮아지지 않도록 잉크(INK)를 상부로 당기는 힘일 수 있다. 음압에 의해 잉크(INK)는 헤드부(HD)로부터 토출되지 않고, 잉크 저장부(IR)에 저장된 잉크(INK)의 높이는 일정하게 유지될 수 있다. 기판(SUB) 상에 잉크(INK)가 제공될 때, 제2 벨브(VL2)는 폐쇄될 수 있다.
헤드부(HD)는 잉크 저장부(IR)의 하부에 연결될 수 있다. 헤드부(HD)의 상부에는 복수 개의 제2 개구부들(OP2)이 정의되고, 제2 개구부들(OP2)은 제1 개구부들(OP1)에 중첩할 수 있다. 예시적으로, 2개의 제2 개구부들(OP2)이 도시되었으나, 제2 개구부들(OP2)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 잉크 저장부(IR)에 저장된 잉크(INK)는 제1 및 제2 개구부들(OP1,OP2)을 통해 헤드부(HD)에 정의된 제2 저장 공간(S2)에 제공되고, 헤드부(HD)를 통해 토출될 수 있다.
헤드부(HD)는 몸체부(BD) 및 몸체부(BD)의 하부로부터 하부로 연장된 노즐(NOZ)을 포함할 수 있다. 몸체부(BD)에 제2 개구부들(OP2) 및 제2 저장 공간(S2)이 정의될 수 있다. 몸체부(BD)에 저장된 잉크(INK)는 노즐(NOZ)을 통해 토출될 수 있다.
노즐(NOZ)에는 제3 방향(DR3)으로 연장하는 복수 개의 노즐홀들(NH)이 정의될 수 있다. 노즐홀들(NH)은 제2 저장 공간(S2)에 연결될 수 있다. 제2 저장 공간(S2)에 저장된 잉크(INK)는 노즐홀들(NH)을 통해 토출될 수 있다.
가스 분출부들(GB)은 잉크 저장부(IR)의 양측면들에 연결될 수 있다. 가스 분출부들(GB)은 하부 방향으로 가스를 분출할 수 있다. 예시적으로, 가스는 질소 가스일 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 잉크 퍼징부의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다. 예시적으로, 도 5에 도시된 단면은 제1 방향(DR1)에서 바라본 단면일 수 있다.
도 5를 참조하면, 잉크 퍼징부(PG)는 배출구(EOP)가 정의된 바닥부(BP) 및 바닥부(BP)의 테두리로부터 상부로 연장한 격벽부(SW)를 포함할 수 있다. 예시적으로 배출구(EOP)는 바닥부(BP)의 중심부에 정의되었으나, 배출구(EOP)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
바닥부(BP)는 배출구(EOP)가 정의된 경사면(SPS) 및 경사면(SPS)과 바닥부(BP)의 테두리 사이에 배치된 수평면(HS)을 포함할 수 있다. 경사면(SPS)의 높이는 배출구(EOP)로부터 수평면(HS)으로 갈수록 높아질 수 있다.
배출구(EOP)는 제1 배출관(DP1) 및 제2 배출관(DP2)에 연결될 수 있다. 제2 배출관(DP2)은 제1 배출관(DP1)보다 높게 배치될 수 있다. 도시하지 않았으나, 제1 및 제2 배출관들(DP1,DP2) 각각은 제1 및 제2 배출관들(DP1,DP2)에 흡입력을 제공하기 위한 밸브에 연결될 수 있다.
도 6 내지 도 9는 잉크 퍼징부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
예시적으로 도 6 내지 도 9에 도시된 단면들은 제1 방향(DR1)에서 바라본 단면들일 수 있다. 또한, 설명의 편의를 위해, 도 7 내지 도 9에는 3개의 노즐홀들(NH1,NH2,NH3)이 정의된 노즐(NOZ)의 부분이 예시적으로 도시되었다.
도 6을 참조하면, 제1, 제2, 및 제3 이동부들(MOV1,MOV2,MOV3)의 이동에 따라 잉크 저장부(IR), 헤드부(HD), 및 가스 분출부들(GB)은 잉크 퍼징부(PG) 상에 배치될 수 있다. 평면 상에서 봤을 때, 잉크 저장부(IR), 헤드부(HD), 및 가스 분출부들(GB)은 바닥부(BP)에 중첩할 수 있다. "평면 상에서 보았을 때"의 의미는 잉크 저장부(IR) 위에서 잉크 퍼징부(PG)를 바라본 상태로서, 제3 방향(DR3)에서 바라보는 경우를 의미할 수 있다.
노즐(NOZ)은 바닥부(BP)와 격벽부(SW)에 의해 정의된 공간(SC)에 배치될 수 있다. 노즐(NOZ)이 바닥부(BP)에 닿을 경우, 노즐(NOZ)의 하면이 손상될 수 있으므로, 노즐(NOZ)은 바닥부(BP)와 이격될 수 있다.
도 7을 참조하면, 노즐(NOZ)을 통해 잉크(INK)가 기판(SUB)의 화소 개구부들(PX_OP)에 반복적으로 토출될 수 있다. 예를 들어, 제m 행의 화소 개구부들(PX_OP)에 잉크(INK)가 제공된 후, 제m+1 행의 화소 개구부들(PX_OP)에 잉크(INK)가 제공될 수 있다.
반복적인 공정으로 인해 노즐(NOZ)에 배치된 잉크(INK)의 상태가 다를 수 있다. 구체적으로, 제2 밸브(VL2)를 통해 제공된 음압에 의해 잉크(INK)가 제1, 제2, 및 제3 노즐홀들(NH1,NH2,NH3)을 통해 토출되지 않을 수 있다. 이때, 제1 및 제2 노즐홀들(NH1,NH2)의 하단들에 배치된 잉크(INK)는 동일하게 오목한 형상을 가질 수 있다.
제1 및 제2 노즐홀들(NH1,NH2)의 하단들에 배치된 잉크(INK)의 형상은 정상 상태일 수 있다. 그러나, 제3 노즐홀(NH3)의 하단에 배치된 잉크(INK)의 형상은 제1 및 제2 노즐홀들(NH1,NH2)의 하단들에 배치된 잉크(INK)와 다른 형상을 가질 수 있다. 제3 노즐홀(NH3)의 하단에 배치된 잉크(INK)의 형상은 에러 상태로 정의될 수 있다.
다시 잉크(INK)를 토출하기 위한 공정이 진행될 경우, 제1 및 제2 노즐홀들(NH1,NH2)을 통해 토출되는 잉크(INK)의 양은 동일할 수 있다. 그러나, 제3 노즐홀(NH3)을 통해 토출되는 잉크(INK)의 양은 제1 및 제2 노즐홀들(NH1,NH2)을 통해 토출되는 잉크(INK)의 양과 다를 수 있다. 이러한 경우, 유기 발광층들(OEL)이 동일하게 형성되지 않을 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1, 제2, 및 제3 노즐홀들(NH1,NH2,NH3)에 배치된 잉크(INK)의 상태를 균일하게 하기 위해, 헤드부(HD)가 잉크 퍼징부(PG) 상에 배치된 후, 노즐(NOZ)로부터 소정량의 잉크(INK-1)가 잉크 퍼징부(PG) 상에 토출될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 노즐홀들(NH1,NH2,NH3) 각각으로부터 토출되는 소정량의 잉크(INK-1)는 화소 개구부(PX_OP)를 향해 토출되는 잉크(INK)의 양보다 많을 수 있다.
도 9를 참조하면, 노즐(NOZ)로부터 소정량의 잉크(INK-1)가 토출됨으로써, 제1, 제2, 및 제3 노즐홀들(NH1,NH2,NH3)의 하단들에 배치된 잉크(INK)가 오목한 형상으로 일치될 수 있다. 즉, 제1, 제2, 및 제3 노즐홀들(NH1,NH2,NH3)에 배치된 잉크(INK)의 상태가 초기화될 수 있다.
도 6을 참조하면, 노즐(NOZ)로부터 잉크 퍼징부(PG) 상에 토출된 소정량의 잉크(INK-1)는 잉크 퍼징부(PG)에 의해 제거될 수 있다. 구체적으로, 잉크(INK-1)는 잉크 퍼징부(PG)의 바닥부(BP)에 제공되고, 경사면(SPS)를 통해 보다 용이하게 배출구(EOP)를 향해 이동할 수 있다.
가스 분출부들(GB)은 잉크 퍼징부(PG)의 바닥부(BP)를 향해 가스(GS)를 분출할 수 있다. 가스(GS)의 압력에 의해 잉크(INK-1)가 보다 더 용이하게 배출구(EOP)를 향해 이동할 수 있다.
잉크(INK-1)는 배출구(EOP)를 통해 배출될 수 있다. 잉크(INK-1)는 배출구(EOP)에 연결된 제1 배출관(DP1)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 잉크(INK-1)에서 잉크 미스트(IM)가 발생할 수 있다. 잉크(INK-1)보다 가벼운 잉크 미스트(IM)는 제2 배출관(DP2)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
잉크 퍼징부(PG) 상에 제공된 잉크(INK-1)가 제거되지 않고 잉크 퍼징부(PG)에 잔존할 경우, 잉크(INK-1)에서 발생된 잉크 미스트(IM)가 공정 공간을 오염시킬 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린팅 장치(IPA)는 공정 챔버 내에 배치되고, 잉크 미스트(IM)는 공정 챔버 내의 공간에 잔존할 수 있다. 잉크 미스트(IM)는 화소 개구부(PX_OP)에 형성된 유기 발광층(OEL)에 흡착되어 유기 발광층(OEL)의 불량을 일으킬 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시 예에서, 가스 분출부들(GB)에서 분출된 가스(GS)에 의해 잉크(INK-1)가 보다 더 용이하게 배출구(EOP)를 통해 배출될 수 있다. 또한, 잉크 미스트(IM)가 별도의 제2 배출관(DP2)을 통해 배출될 수 있다. 따라서, 잉크 퍼징부(PG)에서 발생할 수 있는 잉크 미스트(IM)가 제거됨으로써, 잉크 미스트(IM)에 의한 유기 발광층(OEL)의 불량이 감소할 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(IPA)는 잉크(INK) 내에 존재하는 오염 입자들을 제거하고, 잉크 퍼징부(PG)에서 발생할 수 있는 잉크 미스트(IM)를 제거함으로써, 유기 발광층(OEL)의 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 노즐 위핑부의 단면을 예시적으로 도시한 도면이다.
예시적으로 도 10에 도시된 단면은 제2 방향(DR2)에서 바라본 단면일 수 있다. 또한, 설명의 편의를 위해, 도 10에는 헤드부(HD)의 단면이 함께 도시되었다.
도 10을 참조하면, 노즐 위핑부(WP)는 하우징(HUS), 제1 및 제2 롤러들(ROL1,ROL2), 및 클린 시트(CS)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 롤러들(ROL1,ROL2), 및 클린 시트(CS)는 하우징(HUS)에 수용될 수 있다.
제1 롤러(ROL1)와 제2 롤러(ROL2)는 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 롤러(ROL1) 및 제2 롤러(ROL2)는 각각 제2 방향(DR2)에 평행한 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 롤러(ROL1) 및 제2 롤러(ROL2)는 같은 방향으로 회전할 수 있다.
클린 시트(CS)는 제1 롤러(ROL1) 및 제2 롤러(ROL2)에 감겨 있을 수 있다. 클린 시트(CS)는 제1 롤러(ROL1)로부터 연장하여 제2 롤러(ROL2)에 배치될 수 있다. 하우징(HUS)에는 제1 롤러(ROL1) 및 제2 롤러(ROL2) 사이의 클린 시트(CS)를 노출시키기 위한 시트 개구부(COP)가 정의될 수 있다.
헤드부(HD)는 제1, 제2, 및 제3 이동부들(MOV1,MOV2,MOV3)의 이동에 따라 노즐 위핑부(WP) 상에 배치될 수 있다. 노즐(NOZ)이 하부로 이동하고, 노즐(NOZ)의 하면은 시트 개구부(COP)를 통해 클린 시트(CS)에 접촉할 수 있다.
제1 및 제2 롤러들(ROL1,ROL2)의 회전에 따라, 클린 시트(CS)는 제1 롤러(ROL1)로부터 제2 롤러(ROL2)로 이동할 수 있다. 클린 시트(CS)는 이동하면서 노즐(NOZ)의 하면을 닦을 수 있다. 따라서, 노즐(NOZ)의 하면에 잔존할 수 있는 잉크(INK)가 닦여질 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
IPA: 잉크젯 프린팅 장치 SP: 지지 플레이트
STG1,STG2: 제1 및 제2 스테이지 SUB: 기판
PG: 잉크 퍼징부 WP: 노즐 위핑부
MOV1,MOV2,MOV3: 제1, 제2, 및 제3 이동부
PL: 기둥 HE: 수평 연장부
IR: 잉크 저장부 HD: 헤드부
GB: 가스 분출부 NOZ: 노즐
INK: 잉크 VL1,VL2: 제1 및 제2 벨브
SN: 센서 BP: 바닥부
SW: 측벽부 SP: 경사면
HS: 수평면 DP1,DP2: 제1 및 제2 배출관

Claims (20)

  1. 기판이 배치된 제1 스테이지;
    잉크 및 상기 잉크 내에 분산된 복수 개의 오염 흡착볼들을 포함하는 잉크 저장부;
    상기 잉크 저장부로부터 제공받은 상기 잉크를 상기 기판에 토출하는 노즐을 포함하는 헤드부; 및
    상기 잉크 저장부의 양측들에 배치된 복수 개의 가스 분출부들; 및
    상기 제1 스테이지와 이격된 잉크 퍼징부를 포함하고,
    상기 잉크 퍼징부는,
    배출구가 정의된 바닥부; 및
    상기 바닥부의 테두리로부터 상부로 연장한 격벽부를을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염 흡착볼들은 제올라이트를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오염 흡착볼들은,
    3 내지 4 옹스트롱의 직경을 갖는 공극들이 정의된 복수 개의 제1 오염 흡착볼들;
    5 옹스트롱의 직경을 갖는 공극들이 정의된 복수 개의 제2 오염 흡착볼들; 및
    8 내지 10 옹스트롱의 직경을 갖는 공극들이 정의된 복수 개의 제3 오염 흡착볼들을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크는 상기 잉크 저장부의 하부에 정의된 복수 개의 제1 개구부들을 통해 상기 헤드부에 제공되는 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 오염 흡착볼들 각각의 직경은 상기 제1 개구부들 각각보다 큰 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 헤드부의 상부에 상기 제1 개구부들에 중첩하는 복수 개의 제2 개구부들이 정의되고, 상기 잉크 저장부에 저장된 상기 잉크는 상기 제1 및 제2 개구부들을 통해 상기 헤드부에 제공되는 프린팅 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구부들을 통해 상기 헤드부에 제공된 상기 잉크는 상기 헤드부에 정의된 저장 공간에 저장되어 상기 노즐을 통해 토출되는 잉크젯 프린팅 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크 저장부에 저장된 상기 잉크의 높이를 측정하는 센서부;
    상기 잉크 저장부에 연결되고, 상기 잉크의 상기 높이에 따라 상기 잉크 저장부에 상기 잉크를 공급하는 제1 벨브; 및
    상기 잉크 저장부에 연결되고, 상기 잉크 저장부에 음압을 제공하는 제2 벨브를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 잉크의 상기 높이가 제1 높이보다 낮아질 때, 상기 제1 벨브가 개방되어 상기 잉크 저장부에 상기 잉크가 공급되고, 상기 잉크의 상기 높이가 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이 일때, 상기 제1 벨브는 폐쇄되는 잉크젯 프린팅 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 잉크의 토출을 중단하기 위해, 상기 제2 벨브가 개방되어 상기 잉크 저장부에 상기 음압이 제공되는 잉크젯 프린팅 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드부가 상기 잉크 퍼징부 상에 배치될 때, 상기 잉크 퍼징부는 상기 노즐로부터 토출되는 소정량의 잉크를 제거하는 잉크젯 프린팅 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 헤드부가 상기 잉크 퍼징부 상에 배치될 때, 상기 가스 분출부는 하부 방향으로 가스를 분출하는 잉크젯 프링팅 장치.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    평면 상에서 봤을 때, 상기 잉크 저장부, 상기 헤드부, 및 상기 가스 분출부는 상기 바닥부에 중첩하고,
    상기 노즐은 상기 바닥부 및 상기 격벽부에 의해 정의된 공간에 배치되는 잉크젯 프린팅 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 바닥부는,
    상기 배출구가 정의된 경사면; 및
    상기 경사면과 상기 바닥부의 상기 테두리 사이에 배치된 수평면을 포함하고,
    상기 경사면의 높이는 상기 배출구로부터 상기 수평면으로 갈수록 높아지는 잉크젯 프린팅 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 배출구에 연결되어 상기 소정량의 잉크를 배출하는 제1 배출관; 및
    상기 배출구에 연결되어 상기 소정량의 잉크에서 발생된 잉크 미스트를 배출하는 제2 배출관을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 배출관은 상기 제1 배출관보다 높게 배치된 잉크젯 프린팅 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크 퍼징부와 이격되고 상기 노즐의 하면을 닦는 노즐 위핑부를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 노즐 위핑부는,
    제1 롤러;
    상기 제1 롤러와 이격된 제2 롤러; 및
    상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러에 감겨있고 상기 제1 및 제2 롤러들의 회전에 따라, 상기 제1 롤러로부터 상기 제2 롤러로 이동하는 클린 시트를 포함하고,
    상기 노즐의 상기 하면은 상기 클린 시트에 접촉하는 잉크젯 프린팅 장치.
  20. 기판이 배치된 제1 스테이지;
    잉크 및 상기 잉크의 오염 입자들을 흡착하는 복수 개의 오염 흡착볼들을 포함하는 잉크 저장부;
    상기 잉크 저장부로부터 제공받은 상기 잉크를 상기 기판에 토출하는 노즐을 포함하는 헤드부;
    상기 제1 스테이지와 이격되어 배치된 잉크 퍼징부; 및
    가스를 분출하는 가스 분출부를 포함하고,
    상기 헤드부가 상기 잉크 퍼징부 상에 배치될 때, 상기 가스 분출부는 상기 잉크 퍼징부를 향해 가스를 분출하고, 상기 잉크 퍼징부는 상기 노즐로부터 토출되는 소정량의 잉크를 제거하고,
    상기 잉크 퍼징부는,
    배출구가 정의된 바닥부; 및
    상기 바닥부의 테두리로부터 상부로 연장한 격벽부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
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