KR20050076951A - 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝기구 및 클리닝 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구 및 클리닝 방법에 관한 것으로, 디스플레이 패널 제작을 위하여 잉크를 도포하는 잉크젯 도포 장치에 있어서, 잉크를 도포하는 헤드 내의 노즐 가운데 정상 노즐의 분사구만을 막는 밀폐 수단과, 상기 정상 노즐의 상기 분사구를 막도록 상기 밀폐 수단을 이동시키는 이동 수단과, 상기 불량 노즐의 분사구를 소정의 흡입력으로 흡입하는 흡입 수단을, 포함하여 구성됨으로써, 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치에서 사용되는 헤드에 장착된 노즐 가운데 다수의 불량 노즐을 한꺼번에 클리닝할 수 있는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구 및 클리닝 방법을 제공한다.

Description

디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구 및 클리닝 방법{NOZZLE CLEANING DEVICE OF INK-JET SPRAY APPARATUS FOR MANUFACTURING DISPLAY PANEL AND A CLEANING METHOD THEREOF}

본 발명은 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치에서 사용되는 헤드에 장착된 노즐을 효과적으로 클리닝하는 기구에 관한 것이다.

최근 디지털 텔레비젼을 비롯한 고품위, 대화면의 텔레비젼에 대한 수요가 높아지고 있는 추세에 비추어, 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP)등의 디스플레이의 개발이 진행되고 있다.

다양한 정보를 디스플레이하는 기기로서 음극선관(CRT)이 주종을 이루고 있으나, 점차 증대되고 있는 대형화된 디스플레이 기기와 고해상도를 갖는 텔레비젼에 대한 요구로 인하여 중량과 부피가 매우 큰 음극선관보다 훨씬 얇고 가벼우며, 고휘도, 고효율, 고해상도, 고속 응답 특성, 장수명, 저구동 전압, 저소비 전력, 저가이면서 풀-칼라(Full-Color) 평판 디스플레이의 개발이 절실히 요구되고 있다.

현재 개발중이거나 생산중인 평면 디스플레이(Flat Plane Display)로는 액정 디스플레이(LCD), 전계 발광 디스플레이(Electroluminescent Display; ELD), 전계 방출 디스플레이(Field Emitter Display; FED) 및 플라즈마 디스플레이(PDP) 등이 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 수 있는 저가격 공정에 대한 개발이 끊임없이 진행중에 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 두께가 얇은 막을 입히는 것이 가능하기 때문에 고정세에도 적용이 가능하지만, 재료의 가격이 비싸고 손실이 많으며, 복잡한 제조 공정 및 고가의 장비를 사용해야 하는 단점이 있었다.

따라서, 다양한 곳에 집약적인 장치와 저비용 공정을 이용하여 평면 디스플레이 패널을 제작할 수 있는 제조 방법의 필요성이 대두되고 있으며, 그에 따라 본 출원인은 대한민국 특허청에 출원하여 출원번호 제10-2002-018968호에 기재된 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치를 제안하였으며, 이에 사용되는 노즐 클리닝 기구에 대하여 상술하기로 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치에서 사용되는 헤드에 장착된 다수의 노즐 가운데 이물질이나 버블 등이 유입되어 원활히 작동되지 않는 하나 이상의 불량 노즐을 한꺼번에 클리닝할 수 있는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 디스플레이 패널 제작을 위하여 잉크 도포용 노즐을 포함한 잉크젯 헤드를 구비한 잉크젯 도포 장치에 있어서, 상기 노즐 중에 양호하게 작동하는 정상 노즐의 분사구를 막는 밀폐 수단과; 상기 정상 노즐의 상기 분사구를 막도록 상기 밀폐 수단을 이동시키는 이동 수단과; 상기 노즐 중에 불량 노즐의 분사구를 흡입하는 흡입 수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구를 제공한다.

여기서, 상기 밀폐 수단은 상기 정상 노즐의 상기 분사구를 하나씩 막도록 각각 형성된 것이 효과적이다.

그리고, 상기 밀폐 수단은 실리콘 고무로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동 수단은, 상기 밀폐 수단과 연결 고정된 압전 소자로 형성된 것이 효과적이다.

그리고, 상기 흡입 수단은 상기 불량 노즐의 상기 분사구에 대하여 한꺼번에 소정의 흡입력으로 흡입하도록 구성된 것이 바람직하다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 디스플레이 패널 제작을 위하여 잉크를 도포하는 잉크젯 헤드의 노즐을 클리닝하는 방법으로서, 상기 잉크를 분사하는 상기 노즐의 분사구가 설치된 상기 잉크젯 헤드를 둘러싸고 외부와 밀폐시키는 단계와; 상기 노즐 중에 양호하게 작동하는 정상 노즐들의 분사구를 막는 단계와; 막힌 상기 잉크젯 헤드의 불량 노즐에 흡입력을 가하여 불량 노즐 내의 불순물이나 버블을 외부로 배출시키는 배출 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 방법을 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도1 내지 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치(10)의 노즐 클리닝 기구에 관한 것으로, 도1은 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 측면 개략도, 도2는 도1의 처리 공정을 도시한 흐름도, 도3은 도1의 헤드로 디스플레이 패널에 도포하는 공정을 도시한 사시도, 도4는 도1의 헤드의 사시도, 도5는 노즐 클리닝 기구의 구성을 도시한 측면 개략도, 도6 및 도7은 도5의 작동 상태를 도시한 측면 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 클리닝 기구(6)가 장착된 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치(10)는, 잉크를 도포하고자 하는 기판(1)과, 기판(1)을 받치고 있는 회전판(2)과, 기판(2)과 회전판(2)을 이송하는 이송 기구(3)와, 기판(1)의 고정이나 이동을 위하여 이송 기구(3)에 장착된 레일(4)과, 기판(1)에 잉크를 도포하는 다수개의 잉크젯 헤드(5)와, 잉크젯 헤드(5)를 고정하고 잉크젯 헤드(5)와 함께 이동 가능하도록 형성된 헤드 지지대(6)와, 잉크젯 헤드(5)안의 잉크를 기판(1)에 일시에 분사할 수 있도록 헤드(5)내의 노즐(53)을 원활한 분사 상태로 클리닝하는 노즐 클리닝 기구(6)를 포함하여 구성된다.

여기서, 잉크젯 헤드(5)는 기판(1)에 도포하고자 하는 도포 패턴에 따라 1개 로 설치될 수도 있고, 2개 이상의 복수개로도 설치될 수 있다. 일반적으로, 잉크젯 도포 장치(10)는 공정 시간과 비용 절감을 목적으로 하므로, 원하는 도포 패턴에 따라 적정한 수의 잉크젯 헤드(5)를 장착하여, 잉크젯 헤드(5)가 기판(1)을 따라 한번의 플로우 공정으로 도포함으로써 원하는 도포 패턴이 완료되도록 한다. 예를 들면, 32개의 노즐(53)을 가진 잉크젯 헤드(5)로 640 ×480화소 해상도를 갖는 브이지에이(Video Graphic Adapter; VGA)급의 디스플레이 패널을 1회의 플로우 공정으로 제작하기 위해서는, 잉크젯 헤드(5)는 1개의 색깔별로 20개가 필요하므로, 적색, 녹색, 청색 별로 640개의 노즐이 구비된 헤드가 장착되어야 한다.

상기 잉크젯 헤드(5)는, 도4에 도시된 바와 같이, 2열로 형성된 헤드 고정판(61)에 장착된 헤드 고정 홀더(62)에 안착되어 다수의 핀(63)들로 고정된다. 잉크젯 헤드(5)는 그 외형을 형성하는 케이스(51)와, 케이스(51)를 2개의 영역으로 나누는 분리막(52)과, 분리막(52)의 하단에 설치된 복수개의 노즐(53)과, 노즐(53)을 가압하여 잉크를 도포하도록 작동시키는 분리막(52)의 상단에 형성된 압전 소자(54)와, 기판(1)에 도포될 잉크를 공급하는 잉크 탱크(55)와, 잉크 탱크(55)로부터 연결 도관(55a)을 통해 각각의 노즐(53)별로 공급되는 잉크 챔버(56)와, 각 잉크 챔버(56)와 연결되어 각 노즐(53)에 잉크를 공급하는 모세세관(56a)을 구비하여, 압전 소자(54)의 작동에 따라 노즐(53)을 통해 잉크가 분사되도록 구성된다.

그리고, 상기 노즐 클리닝 기구(7)는 잉크젯 헤드(5)의 노즐(53) 중에 원활히 분사되지 않는 불량 노즐(53a)을 정상 노즐이 되도록 클리닝하는 것으로, 그 과정을 프라이밍(Priming)이라 한다. 잉크젯 헤드(5)의 노즐(53)로부터 분사가 되지 않는 원인은 여러 가지가 있으나 주로 분사구(53a) 부근의 잉크가 건조하여 노즐(53)이 막히거나, 잉크 탱크(55) 내에 버블이 존재하기 때문이다. 따라서, 불량 노즐(53a)을 정상 노즐이 되도록 하기 위해서는 잉크 주입구를 가압하여 강제로 잉크를 노즐(53)밖으로 밀어내는 방법과, 분사구(53a)로부터 소정의 압력으로 흡입하여 잉크 챔버 내의 잉크를 빨아내는 방법이 있다. 그러나, 하나의 잉크젯 헤드(5) 내의 유로는 잉크 탱크(55)로 모두 연결되어 있으므로 잉크의 흐름이 원활하지 않은 불량 노즐로는 클리닝에 필요한 압력이 충분히 전달되지 않게 되어 효과적으로 분사 가능한 상태의 정상 노즐로 초기화하기 어렵다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 클리닝 기구(7)는 후자의 방법을 이용하여 불량 노즐을 클리닝을 통해 분사 가능한 정상 노즐 상태로 초기화해주는 프라이밍 방법을 사용한다.

상기 노즐 클리닝 기구(7)는, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(5)의 케이스(51)와 동일한 둘레를 갖도록 외측면을 감싸도록 형성된 하우징(71)과, 잉크젯 헤드(5)와 소정의 압력을 갖고 밀착하도록 하우징(71)의 상단면 전체에 걸쳐 형성된 실리콘 고무링(72)과, 중앙부의 흡입공(73a)을 제외하고 밀폐되도록 하우징(71)의 하단에 밀착되어 결합된 바닥판(73)과, 잉크젯 헤드(5) 내의 각각의 노즐 분사구(53a)를 막는 밀폐 수단으로 형성된 실리콘 고무(74)와, 실리콘 고무(74)를 상하 방향으로 이동시켜 분사구(53a)를 막기 위하여 노즐(53)의 대응 위치에 노즐(53)의 수만큼 형성된 압전체(75)와, 압전체(75)에 전하를 흘려주도록 형성된 전극(76)과, 흡입공(73)을 통해 잉크젯 헤드(5)의 노즐(53)을 흡입하는 흡입 수단(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 디스플레이 패널 제작을 위한 잉크젯 도포 장치(10)의 처리 공정은, 도2에 도시된 바와 같이, 다수개의 잉크젯 헤드(5)를 세팅하고 각각의 잉크젯 헤드(5) 내에 잉크를 로딩하고(S1), 기판(1)에 잉크를 도포할 수 있는지 노즐(53)의 상태를 체킹하여(S2) 노즐(53)상태가 불량할 경우에는, 세팅된 잉크젯 헤드(5)의 노즐(53)을 클리닝한다(S3). 그리고, 다시 노즐(53) 상태를 체킹하여 노즐(53) 상태가 양호한 경우에, 노즐 위치를 정렬한 후(S4)에, X-Y 스테이지(미도시)에 기판(1)을 로딩한다(S5). 그리고 나서, 로딩된 기판(1)을 씨씨디(CCD) 카메라 등으로 정렬시키고(S6), 잉크젯 헤드(5)를 이용하여 기판(1)에 잉크를 도포하여 인쇄한 후(S7), 도포 패턴을 정밀 검사하고(S8), 후처리 공정을 함으로써 기판(1)의 인쇄 공정이 완료된다.

여기서, 세팅된 잉크젯 헤드(5)의 분사구(53a)를 클리닝하는 공정(S3)은, 도3에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(5)로 기판(1)에 더미 패턴(dummy pattern,11a)을 인쇄함으로써, 잉크젯 헤드(5)의 노즐(53)상태를 시험 기판(11)에 인쇄된 상태로부터 확인하는 노즐 체크 공정(S2)을 통해 잉크젯 헤드(5)의 노즐 가운데 불량 노즐(53a)이 있다고 판단되는 경우에 행해지게 된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯 헤드(5)의 노즐(53) 클리닝의 작동 원리를 상술한다.

디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치를 이용하여 기판(1)에 잉크젯 인쇄를 하기에 앞서, 잉크젯 헤드(5)를 시험 기판(11)에 더미 패턴(1a)을 인쇄하여 그 인쇄 상태가 양호하지 않은 경우에, 잉크젯 헤드(5)의 노즐 클리닝 기구(7)를 상방으로 이동시켜 노즐 클리닝 기구(7)의 실리콘 고무링(72)과 잉크젯 헤드(5)의 하단면이 소정의 압력을 갖고 밀착되도록 한다. 그리고 나서, 불량 노즐(75a)을 제외한 정상 노즐에 대응되는 압전체(75)의 전극(76)에 전원(77)을 연결시켜 전하를 흘려줌으로써, 압전체(75)가 인장되어 압전체(75)의 상단에 부착된 실리콘 고무(74)가 정상 노즐(53)의 분사구(53a)를 막도록 한다. 그리고 나서, 흡입공(73a)을 통해 펌프 등의 흡입 수단으로 소정의 압력으로 빨아들임으로써 불량 노즐(53a)의 분사구(53a)로부터 버블이나 건조된 잉크 덩어리를 외부로 뽑아내어 정상 노즐(53)로 초기화할 수 있게 된다.

따라서, 각 노즐(53)에 대응하는 압전체(75)가 개별적으로 작동하여 노즐(53)의 분사구(53a)를 막은 후, 한꺼번에 밀폐되지 않은 불량 노즐(53a)에 대하여 흡입력을 가함으로써 효과적으로 불량 노즐(53a)의 노즐 상태를 개선할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 디스플레이 패널 제작을 위하여 잉크를 도포하는 잉크젯 도포 장치에 있어서, 잉크를 도포하는 헤드 내의 노즐 가운데 정상 노즐의 분사구만을 막는 밀폐 수단과, 상기 정상 노즐의 상기 분사구를 막도록 상기 밀폐 수단을 이동시키는 이동 수단과, 상기 불량 노즐의 분사구를 소정의 흡입력으로 흡입하는 흡입 수단을, 포함하여 구성됨으로써, 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치에서 사용되는 헤드에 장착된 노즐 가운데 다수의 불량 노즐을 한꺼번에 클리닝할 수 있는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구 및 클리닝 방법을 제공한다.

본 발명은, 잉크젯 도포 장치를 디스플레이 패널 제조 공정에 적용함으로써 공정을 보다 단순화시켜 비용을 절감시킬 수 있게 되며, 디스플레이 패널의 컬러 필터 공정 이외에도 형광체 도포, 전극 및 스페이서 형성 등 잉크화 할 수 있는 모든 공정에 확대 적용되는 것이다.

도1 내지 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구에 관한 것으로,

도1은 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 측면 개략도

도2는 도1의 처리 공정을 도시한 흐름도

도3은 도1의 헤드로 디스플레이 패널에 도포하는 공정을 도시한 사시도

도4는 도1의 헤드의 사시도

도5는 노즐 클리닝 기구의 구성을 도시한 측면 개략도

도6 및 도7은 도5의 작동 상태를 도시한 측면 개략도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1: 기판 11: 시험 기판

11a: 더미 패턴 2: 회전판

5: 잉크젯 헤드 53: 노즐

53a: 분사구 54: 압전 소자

56: 잉크 챔버 6: 헤드 지지대

7: 노즐 클리닝 기구 72: 실리콘 고무링

73a: 흡입공 74: 실리콘 고무

75: 압전체 76: 전극

Claims (6)

1. 디스플레이 패널 제작을 위하여 잉크 도포용 노즐을 포함한 잉크젯 헤드를 구비한 잉크젯 도포 장치에 있어서,

   상기 노즐 중에 양호하게 작동하는 정상 노즐의 분사구를 막는 밀폐 수단과;

   상기 정상 노즐의 상기 분사구를 막도록 상기 밀폐 수단을 이동시키는 이동 수단과;

   상기 노즐 중에 불량 노즐의 분사구를 흡입하는 흡입 수단을;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밀폐 수단은 상기 정상 노즐의 상기 분사구를 하나씩 막도록 각각 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 밀폐 수단은 실리콘 고무로 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 이동 수단은, 상기 밀폐 수단과 연결 고정된 압전 소자로 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 흡입 수단은 상기 불량 노즐의 상기 분사구에 대하여 한꺼번에 소정의 흡입력으로 흡입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 기구.
6. 디스플레이 패널 제작을 위하여 잉크를 도포하는 잉크젯 헤드의 노즐을 클리닝하는 방법으로서,

   상기 잉크를 분사하는 상기 노즐의 분사구가 설치된 상기 잉크젯 헤드를 둘러싸고 외부와 밀폐시키는 단계와;

   상기 노즐 중에 양호하게 작동하는 정상 노즐들의 분사구를 막는 단계와;

   막힌 상기 잉크젯 헤드의 불량 노즐에 흡입력을 가하여 불량 노즐 내의 불순물이나 버블을 외부로 배출시키는 배출 단계를;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제작용 잉크젯 도포 장치의 노즐 클리닝 방법.