KR20030080378A - 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널 공정을 위한 것으로, 특히 잉크젯 인쇄 방법을 디스플레이 패널 공정에 적용하여 패널 제작시간 단축 및 공정의 단순화를 위한 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치는 기판과, 경사조절이 가능한 다수개의 잉크젯 헤드와, 상기 잉크젯 헤드안에 잉크를 기판위에 일시에 분사하기 위한 클리닝 장치를 포함하여 구성된다.

Description

디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치{manufacture spray ink-jet for make panel display}
본 발명은 디스플레이 패널 공정을 위한 것으로, 특히 잉크젯 인쇄 방법을 디스플레이 패널 공정에 적용하여 패널 제작시간 단축 및 공정의 단순화를 위한 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치에 관한 것이다.
최근, 디지털 티브이를 비롯한 고품위, 대화면의 텔레비젼에 대한 기대가 높아지고 있는 중에 CRT, 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이라는 각 디스플레이의 분야에서 이것에 맞는 디스플레이의 개발이 진행되고 있다.
종래부터 텔레비젼의 디스플레이로서 널리 사용하고 있는 CRT는 해상도, 화질면에서 현대의 정보 디스플레이는 흔히 브라운관이라는 CRT(Cathode ray tube)가 주종을 이루고 있다. 그러나 점차로 증대되고 있는 대형 디스플레이 및 고해상도 텔레비젼에 대한인하여 무게와 부피가 매우 큰 CRT보다 훨씬 얇고 가벼운 고휘도, 고효율, 고해상도, 고속응답특성, 장수명, 저구동전압, 저소비전력, 저가격 및 풀-칼라(full-color) 평판 디스플레이의 개발이 절실히 요구되고 있다.
현재 개발 및 생산 중인 FPD에는 LCD, OEL, 무기 EL, FED, PDP, 전자 잉크등이 있다.
이러한 기술들의 시장 점유율 전쟁은 고성능화 뿐만 아니라 저가격화 실현으로도 많은 노력을 기울이고 있는 실정이므로, 종래의 주류를 이루는 스크린 프린트법과 포토 리쏘그래피 공정을 대체할 저가격 공정에 대한 개발은 끊임없이 이루어져 오고 있다.
스크린 프린트법은 공정이 단순하고 저가의 장비를 사용하는 간편한 방법이지만, 두께 및 폭 균일도가 나쁘기 때문에 고정세에 적용하기에는 적합하지 않으며, 프토리쏘그라피 공정은 두께 및 균일성이 우수하고 두께도 얇게 성막하는 것이 가능하기 때문에 고정세에도 적용이 가능하지만, 재료의 가격이 비싸고 손실이 많으며, 복잡한 제조 공정 및 고가의 장비를 사용해야 하는 단점이 있다.
그러한 면에서 잉크 젯 프린트 법은 다양한 곳에 집약적인 장치와 저비용 공정으로 최근 많은 주목을 받고 있다.
적용가능 용도로서는 FPD의 패턴 형성을 위한 공정에는 전부 적용 가능하며 특히 칼라 필터 형성, 배향막, 형광체 형성, 전극 형성, 유전층 형성등에 이용된다.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 저 비용으로 공정을 다순화시킨 디스플레이 패널을 제작하기 위한 잉크젯 도포 장치를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치를 보여주는 측면도
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치의 처리 공정도를 보여주는 순서도
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치중 다수의 잉크젯 헤드의 틸팅 구조를 보여주는 도면
도 4는 본 발명에 따른 위치 정확성 확보를 위한 CCD 카메라 구성을 보여주는 도면
도 5는 본 발명에 따른 실시간 분사 모니터링 분사 시스템을 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 더미 패턴(dummy pattern)작업을 보여주는 도면
도 7은 본 발명에 따른 잉크젯 장치의 인스펙션 된 상태를 보여주는 도면
도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치의 제 1 실시예를 보여주는 도면
도 9는 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치의 제 2 실시예를 보여주는 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 이송장치 2 : 회전판
3 : 기판 4 : 레일(rail)
5 : 헤드 지지대 6 : 클리닝 장치
7 : 헤드
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 기판과, 경사조절이 가능한 다수개의 잉크젯 헤드와, 상기 잉크젯 헤드 안에 잉크를 기판 위에 일시에 분사하기 위한 클리닝 장치로 구성된다.
바람직하게, 상기 기판은 고정 또는 유동이 가능하며, 상기 잉크젯 헤드는 원하고자 하는 패턴에 따라 1 ~ 100개를 설치할 수 있다.
그리고, 상기 다수개의 잉크젯 헤드의 노즐 플레이트는 패턴 피치(pitch)에 맞게 패널에 평행하게 임의의 각도로 틸팅이 가능하며, 임의의 각도로 틸팅이 가능한 것은 얼라인먼트 시스템이 CCD 카메라가 부착되어 있기 때문이다.
또한, 상기 CCD 카메라는 아래에서 위를 향에 있으며, 두 개의 CCD 카메라로 구성되어, 하나는 첫 노즐을 다른 하나는 끝 노즐을 얼라인 할 수 있게 설치되어 있고, 상기 고정된 간격으로 설치된 두 개의 CCD 카메라는 움직임 시스템을 통하여 다수의 잉크젯 헤드 모두를 확인할 수 있으며, 실시간 모니터링이 가능하다.
그리고, 상기 클리닝 장치는 패턴 작업 공정이 모두 끝나면 헤드 클리닝 및 잉크 공급 공정으로 돌아가는 순환식 프로세서로 와이핑으로 기계적으로 간단히 닦아주는 공정과 노즐에서의 막힘 현상을 방지한다.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치를 보여주는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치는 기판(3)과 경사조절이 가능한 다수개의 잉크젯 헤드(7)와, 상기 잉크젯 헤드(7)안에 잉크를 기판(3)위에 일시에 분사하기 위한 클리닝 장치(6)로 구성된다.
상기 다수개의 잉크젯 헤드는 헤드 지지대(5)에 의해 잉크젯 인쇄공정 진행시 고정 또는 유동이 가능하며, 사용자가 원하고자 하는 패턴에 따라 1~100개를 설치함으로써, 한번의 플로우 공정을 마칠 수 있다.
그리고, 상기 기판(3)은 이 기판(3)을 받치고 있는 회전판(2)과 이송장치(1)에 레일(4)을 부착하여 고정 또는 유동이 가능하며, 클리닝 장치 또한 유동이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치의 처리 공정도를 보여주는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 다수개의 잉크젯 헤드를 셋팅하고 잉크를 로딩한다(S1).
그리고, 셋팅 된 헤드의 노즐면을 클리닝하고(S2), 노즐 위치를 정렬한다(S3)
상기 노즐 위치가 정렬되면, X-Y 스테이지에 기판을 로딩한다(S4)
이어서, 상기 기판이 로딩되면(S4), 이 로딩된 기판을 정렬시키고(S5), 잉크젯 인쇄하고(S6), 패턴을 정밀 검사한(S7) 후, 후 프로세서를 처리한다.
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치중 다수의 잉크젯 헤드의 틸팅 구조를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 다수개의 각각의 헤드들은 구현하고자 하는 패턴의피치(pitch)에 맞추어서 틸팅이 가능하며, 이는 각 해상도 스택에 대응하기 위한 것으로, 모든 헤드들은 한 번의 플로우(flow)로 공정을 마칠 수 있으므로 정확한 간격으로 배치된다.
만일, 이 장치가 PDP, LCD 등의 R, G, B 칼라 필터 제작 공정에 적용된다면 R, G, B 각 종류에 따라 세 가지 군의 잉크젯 헤드들이 부착된다.
이러한 잉크젯 헤드들에 잉크가 로딩되고 전 로즐이 상기 도 1의 클리닝 장치(6)에 의해 분사가 준비되는데, 만일 이때 클리닝 장치(6)의 이동 대신 헤드 셋(7)들이 이동한다면, 튜브에 의해 주입되는 잉크 액면의 출렁거림이 분사 불량의 결과로 이어지므로 상기에서 설명한 바와 같이 도 1과 같이 장치가 구성된다.
도 4는 본 발명에 따른 위치 정확성 확보를 위한 CCD 카메라 구성을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 기판들이 로딩되는데 정확한 패턴을 형성하기 위해서는 잉크젯 헤드의 노즐과 기판의 정렬이 필수적인데 도 4의 제 1 CCD 카메라와 제 2 CCD 카메라 두 개는 헤드 노즐을 얼라인함으로써 정확한 위치에 잉크가 분사되도록 하였으며, 다수의 헤드를 모드 확인하려고 자동으로 움직임(moving)이 가능하도록 하였다.
그리고, 제 3 CCD 카메라들은 연속적으로 기판들이 로딩될 때마다 위치 정확성을 확보키 위해 설치한다.
도 5는 본 발명에 따른 실시간 분사 모니터링 분사 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 위치가 확보되면 기판은 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크에 의해 패턴이 형성되는데 수율 확보를 위해서는 실시간 모니터링이 필요하다.
따라서, 도 5의 CCD 카메라는 모니터에 각각의 잉크젯 헤드의 노즐의 분사 거동을 확인해 준다.
도 6은 본 발명에 따른 더미 패턴(dummy pattern)작업을 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 잉크젯 헤드의 분사 거동 특성상 분사 진행 중일 때보다는 분사 시작 시에 이상 징후가 많은 관계로 더미 패턴닝 작업이 필요한데, 더미 패턴이 패널 패턴보다 우선되어 모니터링에도 편리하고 나아가 잉크젯 헤드에 우선 신호 구간을 줌으로써, 노즐의 메니스커스(meniscus) 조건 향상에도 도움을 준다.
도 7은 본 발명에 따른 잉크젯 장치의 인스펙션 된 상태를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 패턴 공정이 끝난 패널은 최종적으로 인스펙션(inspection)된 후, 다음 공정으로 이동되는데 이러한 작업이 예를 들어 R, G, B 컬러 필터 제작 공정이라고 한다면, 인 라인(in line)으로 이 장비의 레일이 베이킹 오븐(baking oven)에 까지 연결이 될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치의 제 1 실시예를 보여주는 도면이고 도 9는 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치의 제 2 실시예를 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 양산용 분사 장치 개발을 위한 일환으로서 헤드유닛 시스템을 나타낸 것으로 제 1 실시예는 지지기판을 분할해서 고정시킨 것이고, 제 2 실시예는 지지기판을 한 축으로 고정시킨 것이다.
헤드 전체를 고정하는 고정축과 각각의 헤드를 고정하는 고정 홀더(holder)로는 헤드 각각의 축조정은 물론 각도 조절이 가능하다.
이 시스템은 패널 전체를 일체를 일체 분사가 가능하며 공정시간의 단축을 가져올 수 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 잉크젯프린터를 이용한 장치를 디스플레이 패널 제조 공정에 적용함으로써 공정을 보다 단순화시켜 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널의 컬러 필터 공정이외에 형광체 도포, 전극 및 스페이서(spacer)형성 등 잉크화 할 수 있는 모든 공정에 적용할 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 기판과;
    경사조절이 가능한 다수개의 잉크젯 헤드와
    상기 잉크젯 헤드 안에 잉크를 기판 위에 일시에 분사하기 위한 클리닝 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 고정 또는 유동이 가능한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 원하고자 하는 패턴에 따라 1 ~ 100개를 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 다수개의 잉크젯 헤드의 노즐 플레이트는 패턴 피치(pitch)에 맞게 패널에 평행하게 임의의 각도로 틸팅이 가능한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 임의의 각도로 틸팅이 가능한 것은 얼라인먼트 시스템이 CCD 카메라가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 CCD 카메라는 아래에서 위를 향에 있으며, 두 개의 CCD 카메라로 구성되어, 하나는 첫 노즐을 다른 하나는 끝 노즐을 얼라인 할 수 있게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 고정된 간격을 설치된 두 개의 CCD 카메라는 움직임 시스템을 통하여 다수의 잉크젯 헤드 모두를 확인할 수 있으며, 실시간 모니터링이 가능한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치.
  8. 제 1항에 있어서
    상기 클리닝 장치는 패턴 작업 공정이 모두 끝나면 헤드 클리닝 및 잉크 공급 공정으로 돌아가는 순환식 프로세서로 와이핑으로 기계적으로 간단히 닦아주는 공정과 노즐에서의 막힘 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치
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