KR20080050783A

KR20080050783A - Ink jet head

Info

Publication number: KR20080050783A
Application number: KR1020060121485A
Authority: KR
Inventors: 유재준; 김병주; 김장섭; 강윤호; 권성규; 심이섭; 이광호; 곽창훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-06-10

Abstract

An ink jet head is provided to improve ink injection accuracy and quality of a color filter by preventing a nozzle from being stained with residual ink. An ink jet head(400) includes a plurality of nozzles(410) and wetting prevention grooves(50). The wetting prevention groove is formed on the periphery of the nozzle in the radial direction. The radial groove includes a plurality of hexagonal grooves(51) and a plurality of linear grooves(52) which cross the hexagonal grooves.

Description

Inkjet Head {INK JET HEAD}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 사시도이다. 1 is a perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 잉크젯 헤드 및 이송 장치의 저면도이다.2 is a bottom view of the inkjet head and the transfer apparatus of the inkjet printing system according to one embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 잉크젯 헤드를 이용하여 잉크를 프린팅하는 방법을 개략적으로 설명한 도면이다. 3 is a view schematically illustrating a method of printing ink using an inkjet head of an inkjet printing system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 잉크젯 헤드를 이용하여 색필터를 형성하기 위해 잉크를 분사하는 상태를 나타낸 도면이다. 4 is a view illustrating a state in which ink is jetted to form a color filter using an inkjet head of an inkjet printing system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 노즐을 둘러싸고 있는 방사형 홈에 잔류 잉크가 채워져서 노즐에는 잔류 잉크가 남아 있지 않은 상태를 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a view illustrating a state in which residual ink is not filled in the radial grooves surrounding the nozzles of the inkjet head according to the exemplary embodiment of the present invention, and thus no residual ink remains in the nozzles.

본 발명은 잉크젯 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to an inkjet head.

일반적으로 사진 식각 공정을 이용하여 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)나 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 등의 평판 표시 장치의 여러 가지의 박막 패턴을 형성한다. 그러나, 평판 표시 장치가 대형화될수록 박막 패턴을 형성하기 위해 기판에 도포되는 감광막 등의 재료의 양이 증가하여 제조 비용이 증가하고, 사진 식각 공정에 사용되는 제조 설비도 대형화된다. In general, various thin film patterns of a flat panel display device such as a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting diode display (OLED display) are formed using a photolithography process. However, as the size of the flat panel display increases in size, the amount of material such as a photoresist film applied to the substrate to form a thin film pattern increases, thereby increasing the manufacturing cost and increasing the manufacturing equipment used for the photolithography process.

이와 같은 문제점를 최소화하기 위해 잉크를 분사하여 박막 패턴을 형성하는 잉크젯 프린팅 시스템(inkjet printing system)이 개발되었다. 잉크젯 프린팅 시스템에서 잉크를 분사하는 잉크젯 헤드는 긴 막대기 형상의 구조에 복수개의 홀인 노즐을 잉크젯 헤드의 밑면에 뚫어서 노즐을 통해 잉크를 분사한다. In order to minimize such a problem, an inkjet printing system for spraying ink to form a thin film pattern has been developed. In an inkjet printing system, an inkjet head ejecting ink ejects ink through a nozzle by drilling a plurality of holes, which are holes in a long bar-shaped structure, at the bottom of the inkjet head.

그러나, 분사 압력이 크거나 잉크의 농도가 묽은 경우에는 노즐에 잔류 잉크가 묻기 쉽고, 노즐에 묻은 잔류 잉크가 노즐을 통해 분사되는 잉크의 진행을 방해하여 분사되는 잉크의 크기, 방향 및 안정성을 크게 해치게 되어 프로파일 및 두께가 균일한 박막을 형성하기 어렵다. 잉크젯 헤드의 노즐에 잔류 잉크가 묻는 것을 방지하기 위해 와이퍼(wiper)를 이용하여 잉크젯 헤드의 밑면을 세척하나 완벽하게 세척하기 어려워 여전히 노즐에 미량의 잉크가 남아있게 된다.However, when the ejection pressure is large or the ink concentration is low, residual ink tends to adhere to the nozzle, and the residual ink on the nozzle interferes with the progress of the ink ejected through the nozzle, thereby greatly increasing the size, direction, and stability of the ejected ink. It is difficult to form a thin film having a uniform profile and thickness. Wipers are used to clean the underside of the inkjet head to prevent residual ink from adhering to the nozzle of the inkjet head, but it is difficult to completely clean, leaving a small amount of ink still in the nozzle.

본 발명의 기술적 과제는 노즐에 잔류 잉크가 묻는 것을 방지하여 잉크 분사의 정확성을 향상시키는 잉크젯 헤드를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inkjet head which improves the accuracy of ink ejection by preventing the ink from remaining on the nozzles.

본 발명에 따른 잉크젯 헤드는 복수개의 노즐이 형성되어 있는 잉크젯 헤드에 있어서, 상기 노즐의 주변부에는 상기 노즐을 둘러싸는 젖음 방지용 홈이 형성 되어 있는 것이 바람직하다.In the inkjet head according to the present invention, in the inkjet head in which a plurality of nozzles are formed, it is preferable that a wetting prevention groove surrounding the nozzle is formed in the peripheral portion of the nozzle.

또한, 상기 젖음 방지용 홈은 방사형 홈이며, 상기 방사형 홈은 복수개의 육각형 홈과 상기 복수개의 육각형 홈을 교차하며 지나는 복수개의 직선형 홈을 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the wetting prevention groove is a radial groove, it is preferable that the radial groove includes a plurality of hexagonal grooves and a plurality of linear grooves passing through the plurality of hexagonal grooves.

또한, 상기 방사형 홈은 상기 헤드 프레임의 밑면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the radial groove is preferably formed on the bottom surface of the head frame.

또한, 상기 젖음 방지용 홈은 상기 노즐을 차례대로 둘러싸고 있는 복수개의 원형 홈과 상기 원형 홈을 교차하며 지나는 복수개의 직선형 홈을 포함할 수 있다.In addition, the wetting prevention groove may include a plurality of circular grooves which sequentially surround the nozzle and a plurality of linear grooves passing through the circular grooves.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Then, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

이제 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, an inkjet printing system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 잉크젯 헤드 및 이송 장치의 저면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 잉크젯 헤드를 이용하여 잉크를 프린팅하는 방법을 개략적으로 설명한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 잉크젯 헤드를 이용하여 색필터를 형성하기 위해 잉크를 분사하는 상태를 나타내는 도면이다. 1 is a perspective view of an inkjet printing system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of an inkjet head and a transfer apparatus of the inkjet printing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view schematically illustrating a method of printing ink using an inkjet head of an inkjet printing system according to an embodiment, and FIG. 4 illustrates a method of forming a color filter using the inkjet head of an inkjet printing system according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state which sprays ink.

도 1에 도시한 바와 같이, 잉크젯 프린팅 시스템은 모기판(2)이 탑재되는 스테이지(500), 스테이지(500) 위에 소정 간격 이격되어 위치하는 잉크젯 헤드 유니트(700) 그리고 잉크젯 헤드 유니트(700)를 소정 위치로 이동시키는 이송 장치(300)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the inkjet printing system includes a stage 500 on which the mother substrate 2 is mounted, an inkjet head unit 700 and an inkjet head unit 700 positioned at predetermined intervals on the stage 500. It includes a transfer device 300 for moving to a predetermined position.

스테이지(500)는 모기판(2)을 지지할 수 있도록 모기판(2)보다 큰 것이 바람직하여, 모기판(2)은 액정 표시 장치의 색필터 표시판, 유기 발광 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판 등의 지지판으로 이용되는 복수개의 기판(210)으로 이루어진다.The stage 500 is preferably larger than the mother substrate 2 so as to support the mother substrate 2. The mother substrate 2 may be formed of a color filter display panel of a liquid crystal display, a thin film transistor array panel of an organic light emitting display, and the like. It consists of a plurality of substrates 210 used as a support plate.

도 1에는 액정 표시 장치의 색필터 표시판을 형성하기 위한 모기판(2)이 도시되어 있으며, 각각의 기판(210) 위에는 복수개의 개구부(225)를 가지는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 1 illustrates a mother substrate 2 for forming a color filter display panel of a liquid crystal display, and a light blocking member 220 having a plurality of openings 225 is formed on each substrate 210.

이송 장치(300)는 잉크젯 헤드 유니트(700)를 기판(210)과 위쪽으로 소정 간격 떨어지게 위치시키며 잉크젯 헤드 유니트(700)를 Y 방향으로 이송시키는 Y 방향 이송부(310), 잉크젯 헤드 유니트(700)를 X 방향으로 이송시키는 X 방향 이송부(320), 그리고 잉크젯 헤드 유니트(700)를 승강시키는 승강부(330)를 포함한다.The transfer apparatus 300 positions the inkjet head unit 700 apart from the substrate 210 by a predetermined distance and moves the inkjet head unit 700 in the Y direction to transfer the inkjet head unit 700 in the Y direction, the inkjet head unit 700. And an X-direction conveying unit 320 for transferring the X-direction, and a lifting unit 330 for elevating the inkjet head unit 700.

도 2에는 잉크젯 헤드 유니트의 구체적 구조가 도시되어 있다. 2 shows a specific structure of the inkjet head unit.

도 2에 도시한 바와 같이, 잉크젯 헤드 유니트(700)는 긴 막대기 형태의 잉크젯 헤드(400)를 포함하며, 잉크젯 헤드(400)는 밑면에 복수개의 노즐(410)이 형성되어 있으며, 노즐(410)의 주변부에는 노즐(410)을 둘러싸고 있는 젖음 방지용 홈(50)이 형성되어 있다. 이러한 젖음 방지용 홈(50)은 잉크젯 헤드(400)의 밑면 에 형성되어 있다. As shown in FIG. 2, the inkjet head unit 700 includes an inkjet head 400 having a long stick shape, and the inkjet head 400 has a plurality of nozzles 410 formed at a bottom thereof, and the nozzle 410. At the periphery of the), a wetting prevention groove 50 surrounding the nozzle 410 is formed. The wetting prevention grooves 50 are formed on the bottom surface of the inkjet head 400.

도 2에는 젖음 방지용 홈의 일 실시예로 방사형 홈(5)이 도시되어 있다. 2 shows a radial groove 5 as an embodiment of the wetting prevention groove.

방사형 홈(50)은 복수개의 육각형 홈(51)과 복수개의 육각형 홈을 교차하며 지나는 복수개의 직선형 홈(52)을 포함한다. 방사형 홈(50)은 잉크젯 헤드(410)의 밑면의 표면에 얇게 형성되어 있으며, 그 폭은 작고 가는 것이 바람직하다. 이는 노즐(410)에 묻은 잔류 잉크를 모세관 현상에 의해 노즐(410)의 주변부로 잘 이동시키기 위함이다. 모세관 현상이란 모세관 내부의 액체의 응집력과 모세관과 액체 사이의 부착력의 차에 따라 모세관내의 액면이 상승 또는 하강하는 현상을 말한다.The radial groove 50 includes a plurality of hexagonal grooves 51 and a plurality of linear grooves 52 passing through the plurality of hexagonal grooves. The radial groove 50 is thinly formed on the surface of the bottom surface of the inkjet head 410, and the width thereof is preferably small and thin. This is because the residual ink deposited on the nozzle 410 is well moved to the periphery of the nozzle 410 by capillary action. The capillary phenomenon refers to a phenomenon in which the liquid level in the capillary rises or falls depending on the difference between the cohesive force of the liquid in the capillary and the adhesion between the capillary and the liquid.

이러한 모세관 현상에 의해 노즐(410)에 묻은 잔류 잉크가 방사형 홈을 따라 노즐(410)로부터 멀어지게 되어 노즐(410)에 잔류 잉크가 묻지 않게 된다. Due to the capillary phenomenon, the residual ink deposited on the nozzle 410 moves away from the nozzle 410 along the radial groove so that the residual ink does not adhere to the nozzle 410.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 잉크(5)를 분사하여 색필터(230)를 형성하는 경우에 잉크(5)의 진행을 방해하는 요소가 없으므로 노즐(410)을 통해 분사되는 잉크(5)의 크기 및 방향이 일정하게 되어 균일하고 우수한 색특성을 가지는 색필터를 형성할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 3, when the ink 5 is sprayed to form the color filter 230, there is no element that hinders the progress of the ink 5, and thus the ink 5 sprayed through the nozzle 410. ) And the size and direction are constant, it is possible to form a color filter having a uniform and excellent color characteristics.

그리고, 노즐(410)과 방사형 홈(50) 사이에는 노즐(410)을 둘러싸는 원형 홈(53, 도 5 참조)이 형성되어 있으며, 이는 와이퍼(wiper)를 이용한 잉크젯 헤드(400)의 밑면 세척 시 노즐(410)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. In addition, a circular groove 53 (see FIG. 5) surrounding the nozzle 410 is formed between the nozzle 410 and the radial groove 50, which cleans the bottom surface of the inkjet head 400 using a wiper. The nozzle 410 serves to prevent damage.

도 4에 도시한 바와 같이, 잉크젯 헤드(400)는 소정 각도(θ)로 Y 방향에 대하여 경사져 있다. 즉, 잉크젯 헤드(400)에서 서로 인접한 노즐(410)간의 거리인 노즐 피치(D)와 프린팅될 화소간의 거리인 화소 피치(P)가 차이가 있으므로, 잉크 젯 헤드(400)를 소정 각도(θ) 회전시킴으로써 노즐(410)에서 적하되는 잉크(5) 사이의 간격을 화소 피치(P)와 일치시킨다. 도 2에서, 잉크젯 헤드(400)는 하나만 도시하였지만, 복수 개일 수 있다.As shown in FIG. 4, the inkjet head 400 is inclined with respect to the Y direction at a predetermined angle θ. That is, since the nozzle pitch D, which is the distance between the nozzles 410 adjacent to each other in the inkjet head 400, and the pixel pitch P, which is the distance between the pixels to be printed, are different, the ink jet head 400 may be moved at a predetermined angle θ. The rotation between the ink 5 dripping from the nozzle 410 coincides with the pixel pitch P. In FIG. 2, only one inkjet head 400 is illustrated, but a plurality of inkjet heads 400 may be provided.

한편, 젖음 방지용 홈(50)은 다양한 형태가 가능하며, 다른 실시예로 노즐(410)을 차례대로 둘러싸고 있는 복수개의 원형 홈과 원형 홈을 교차하며 지나는 복수개의 직선형 홈으로 이루어질 수도 있다. Meanwhile, the wetting prevention groove 50 may have various shapes, and in another embodiment, may include a plurality of circular grooves crossing the circular grooves and a plurality of linear grooves passing through the circular grooves.

이러한 구조를 갖는 잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 기판 상에 색필터를 형성하는 동작을 설명한다.An operation of forming a color filter on a substrate using an inkjet printing system having such a structure will be described.

먼저, 잉크젯 프린팅 시스템의 이송 장치(300)의 X 또는 Y 방향 이송부(320, 310)와 승강부(330)의 동작에 의해 잉크젯 헤드(700)는 해당 기판(210) 위에 위치한다.First, the inkjet head 700 is positioned on the substrate 210 by operations of the X or Y direction transfer units 320 and 310 and the lift unit 330 of the transfer apparatus 300 of the inkjet printing system.

다음, 이송 장치(300)의 X 방향 이송부(320)와 잉크젯 헤드(400)의 노즐(410)을 구동시켜 잉크젯 헤드(700)를 X 방향으로 이동시키면서 잉크(5)를 떨어뜨린다. Next, the ink 5 is dropped while the ink jet head 700 is moved in the X direction by driving the X direction transfer part 320 of the transfer device 300 and the nozzle 410 of the ink jet head 400.

이 때, 도 5에 도시한 바와 같이, 잉크젯 헤드(400)의 노즐(410) 주변부에 형성된 방사형 홈(50)에 잔류 잉크(231)이 채워져서 잔류 잉크(231)가 분산되므로 노즐(410)에는 잔류 잉크가 묻지 않게 된다. At this time, as shown in Figure 5, the residual ink 231 is filled in the radial groove 50 formed in the periphery of the nozzle 410 of the inkjet head 400, the residual ink 231 is dispersed, so that the nozzle 410 The remaining ink does not get on.

한편, 이와 같은 한 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템에 의해 제조되는 표시판은 액정 표시 장치의 색필터 표시판 또는 유기 발광 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판일 수 있다. 즉, 본 발명의 한 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템 에 의해 액정 표시 장치의 색필터 또는 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 부재를 형성할 수 있다. Meanwhile, the display panel manufactured by the inkjet printing system according to one embodiment may be a color filter display panel of a liquid crystal display device or a thin film transistor array display panel of an organic light emitting display device. That is, the color filter of the liquid crystal display device or the organic light emitting member of the organic light emitting display device may be formed by the inkjet printing system according to the exemplary embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 잉크젯 헤드는 노즐을 둘러싸는 방사형 홈을 형성함으로써 노즐에 잔류 잉크가 묻는 것을 방지하여 잉크 분사의 정확성을 향상시킬 수 있다.The inkjet head according to the present invention can improve the accuracy of ink ejection by forming a radial groove surrounding the nozzle to prevent residual ink from adhering to the nozzle.

따라서, 잉크젯 프린팅 공정의 안정성과 색필터의 품질을 향상시킬 수 있다.Therefore, the stability of the inkjet printing process and the quality of the color filter can be improved.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.

Claims

In an inkjet head having a plurality of nozzles,

An inkjet head is formed in the periphery of the nozzle is formed a groove for preventing wetting surrounding the nozzle.

In claim 1,

The wet prevention grooves are radial grooves inkjet head.

In claim 2,

Wherein the radial groove includes a plurality of hexagonal grooves and a plurality of straight grooves passing through the plurality of hexagonal grooves.

In claim 3,

The radial groove is an inkjet head formed on the bottom surface of the head frame.

In claim 1,

The wetting prevention groove includes an inkjet head including a plurality of circular grooves that sequentially surround the nozzle and a plurality of linear grooves passing through the circular grooves.