KR20160060864A

KR20160060864A - 잉크젯 프린트 장치 및 잉크젯 프린트 방법

Info

Publication number: KR20160060864A
Application number: KR1020140162814A
Authority: KR
Inventors: 이태호; 김기현; 김민수; 이연재; 김태진; 이시홍
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2016-05-31
Also published as: KR102406754B1

Abstract

잉크젯 프린트 장치 및 잉크젯 프린트 방법이 제공된다.
일례로, 잉크젯 프린트 장치는 제1 챔버; 상기 제1 챔버의 상부에 접하게 배치되는 제2 챔버; 상기 제1 챔버의 내부 공간에 배치되며, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 스테이지의 하부에 배치되며, 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 스테이지를 수평 이동시키도록 구성된 스테이지 구동부; 상기 스테이지에 안착된 기판에 잉크를 토출하도록 구성된 헤드 모듈; 및 상기 제2 챔버의 내부 공간에 배치되며, 상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간과 상기 제2 챔버의 내부 공간 사이에서 수직 이동시키도록 구성된 헤드 구동부를 포함한다.

Description

잉크젯 프린트 장치 및 잉크젯 프린트 방법{INKJET PRINT APPRATUS AND INKJET PRINT METHOD}

본 발명은 잉크젯 프린트 장치 및 잉크젯 프린트 방법에 관한 것이다.

표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로서 주목을 받고 있다.

유기 발광 표시 장치는 기판 상에 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기 발광 물질로 이루어진 유기 발광층을 구비하고 있다. 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 주입층 및 정공 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 이동되고, 전자는 캐소드 전극으로부터 전자 주입층과 전자 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 이동되어, 유기 발광층에서 전자와 정공이 재결합된다. 이러한 재결합에 의해 여기자(exiton)가 생성되며, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라 유기 발광층이 발광됨으로써 화상이 표시된다.

유기 발광 표시 장치는 화소별로 형성되는 애노드 전극을 노출하도록 개구부를 가지는 화소 정의막을 포함하며, 이 화소 정의막의 개구부를 통해 노출되는 애노드 전극 상에 유기 발광층이 형성된다. 유기 발광층은 잉크젯 프린트 장치를 이용한 잉크젯 프린트 방법 등으로 형성될 수 있다.

한편, 통상적인 잉크젯 프린트 장치는 기판이 안착되는 스테이지와, 스테이지의 상부에 배치되며 기판 상에 잉크를 토출하는 헤드를 포함한다. 이러한 잉크젯 프린트 장치를 이용한 잉크젯 프린트 방법은 스테이지를 고정시킨 상태에서 헤드를 수평 방향으로 이동시키면서 헤드로부터 잉크를 기판으로 토출시키는 것을 포함하거나, 스테이지의 수평 이동 및 헤드의 수평 이동을 조절하면서 헤드로부터 잉크를 기판으로 토출시키는 것을 포함한다.

그런데, 헤드를 구동시키는 헤드 구동부가 스테이지의 상부에 위치하기 때문에, 기구물들로 이루어진 헤드 구동부가 작동하는 경우 기구물들의 접촉에 의해 파티클이 발생될 수 있다. 파티클은 기판에 잉크를 토출하는 프린팅 과정에서 기판을 오염시켜 프린팅 불량을 발생시킬 수 있다. 이러한 파티클은 프린팅 과정뿐 아니라 헤드를 교체하기 위해 헤드를 수평 이동시키는 교체 과정에서도 발생될 수 있다.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프린팅 과정 및 헤드의 교체 과정에서 파티클의 발생을 줄일 수 있는 잉크젯 프린트 장치 및 잉크젯 프린트 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 제1 챔버; 상기 제1 챔버의 상부에 접하게 배치되는 제2 챔버; 상기 제1 챔버의 내부 공간에 배치되며, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 스테이지의 하부에 배치되며, 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 스테이지를 수평 이동시키도록 구성된 스테이지 구동부; 상기 스테이지에 안착된 기판에 잉크를 토출하도록 구성된 헤드 모듈; 및 상기 제2 챔버의 내부 공간에 배치되며, 상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간과 상기 제2 챔버의 내부 공간 사이에서 수직 이동시키도록 구성된 헤드 구동부를 포함한다.

상기 제1 챔버는 제1 바닥벽, 상기 제1 바닥벽과 대향하며 상기 헤드 모듈이 수직 이동하는 통로를 형성하는 제1 개구가 형성된 제1 상부벽과, 상기 제1 바닥벽과 상기 제1 상부벽을 연결하는 제1 측벽들을 포함할 수 있다.

상기 헤드 모듈은 상기 잉크를 분출시키는 노즐을 포함하는 복수의 헤드, 상기 복수의 헤드의 상부와 측부를 감싸는 본체부와 상기 본체부의 외주연에 돌출된 날개부를 포함하는 케이스를 포함할 수 있다.

상기 날개부가 상기 제2 챔버의 내부 공간 저측에서 상기 제1 챔버의 상부벽 상에 걸쳐질 수 있다.

상기 케이스 중 상기 날개부가 위치하는 케이스 부분의 폭이 상기 개구의 폭보다 클 수 있다.

상기 제1 챔버는 상기 제1 상부벽에 설치되며 상기 제1 개구를 개방 및 폐쇄시키도록 작동하는 제1 게이트를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 챔버는 상기 제1 상부벽과 대향하는 제2 상부벽과, 상기 제1 상부벽 중 상기 제1 개구를 포함하는 부분과 상기 제2 상부벽을 연결하는 제2 측벽들을 포함할 수 있다.

상기 제2 측벽들 중 어느 하나에 상기 헤드 모듈이 교체 헤드 모듈로 교체되기 위한 통로를 형성하는 제2 개구가 형성될 수 있다.

상기 헤드 구동부는 상기 제2 측벽들 중 다른 어느 하나에 설치되는 모터와, 상기 모터에 연결되는 볼 베어링과, 상기 헤드 모듈과 결합되며 상기 볼 베어링에 연결되어 수직 이동하는 플레이트를 포함할 수 있다.

제2 챔버는 상기 제2 측벽들 중 어느 하나에 설치되며 상기 제2 개구를 개방 및 폐쇄시키도록 작동하는 제2 게이트를 더 포함할 수 있다.

상기 스테이지 구동부는 상기 스테이지를 지지하며, 상기 스테이지를 제1 방향으로 이동시키는 제1 리니어 모터; 상기 제1 리니어 모터의 하부에 배치되며, 상기 스테이지를 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이동시키는 제2 리니어 모터; 상기 제1 챔버의 바닥벽에 배치되며 제1 에어 베어링; 및 상기 제1 챔버의 측벽들에 배치되는 제2 에어 베어링을 포함할 수 있다.

상기 제1 챔버 및 제2 챔버 각각은 내부 공간이 불활성 가스 분위기 또는 대기 분위기가 형성될 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 방법은 제1 챔버의 내부 공간에서 스테이지에 안착된 기판을, 상기 제1 챔버의 상부에 접하게 배치되는 제2 챔버의 내부 공간과 상기 제1 챔버의 내부 공간 사이에서 수직 이동하는 헤드 모듈의 하부에 배치시키는 단계; 상기 헤드 모듈을 제1 챔버에 고정시킨 상태에서 상기 스테이지를 수평 이동시켜 상기 헤드 모듈의 복수의 헤드로부터 잉크를 상기 기판에 토출시키는 단계; 및 상기 헤드 모듈의 교체시 상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계를 포함한다.

상기 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간과 제2 챔버의 내부 공간은 동일한 분위기를 가질 수 있다.

상기 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간의 분위기와 제2 챔버의 내부 공간의 분위기는 불활성 가스 분위기일 수 있다.

상기 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 헤드 모듈은 상기 제1 챔버의 상부벽에 형성된 제1 개구를 통과할 수 있다.

상기 잉크젯 프린트 방법은 상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계 후, 상기 제1 챔버에 설치된 제1 게이트를 작동시켜 상기 제1 개구를 폐쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 잉크젯 프린트 방법은 상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계 후, 상기 제2 챔버의 외부로 상기 헤드 모듈을 배출시키고 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 교체 헤드 모듈을 인입하는 단계와, 상기 교체 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 교체 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간과 제2 챔버의 내부 공간은 동일한 분위기를 가질 수 있다.

상기 교체 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간의 분위기와 제2 챔버의 내부 공간의 분위기는 불활성 가스 분위기일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 제1 챔버의 내부 공간에서 스테이지의 하부에 배치되며 스테이지를 수평 방향으로 이동시키도록 구성된 스테이지 구동부와, 제1 챔버의 상부에 위치하는 제2 챔버의 내부 공간에 배치되며 헤드 모듈을 수직 이동 시키도록 구성된 헤드 구동부를 포함함으로써, 헤드 모듈의 복수의 헤드로부터 잉크를 기판에 토출하는 프린팅 과정에서 파티클의 발생을 줄일 수 있으며, 헤드 모듈을 교체하는 교체 과정에서 발생될 수 있는 파티클이 제1 챔버의 내부 공간을 오염시키는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 제1 챔버에 설치되는 제1 게이트와 제2 챔버에 설치되는 제2 게이트를 포함함으로써, 제1 챔버의 내부 공간의 분위기를 유지하면서 헤드 모듈의 교체를 가능하게 할 수 있다. 따라서, 제1 챔버의 내부 공간이 분위기가 원치 않게 변경되어 제1 챔버의 내부 공간의 분위기를 정해진 분위기로 다시 설정함에 따라 공정 시간이 증가되는 것이 방지될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 잉크젯 프린트 장치를 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 스테이지 구동부의 구체적인 구성을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 스테이지 구동부의 평면도이다.
도 5는 도 2의 헤드 모듈의 사시도이다.
도 6 내지 도 14는 도 2의 잉크젯 프린트 장치를 이용한 잉크젯 프린트 방법을 보여주기 위한 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 잉크젯 프린트 장치를 구체적으로 보여주는 단면도이고, 도 3은 도 2의 스테이지 구동부의 구체적인 구성을 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 스테이지 구동부의 평면도이고, 도 5는 도 2의 헤드 모듈의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치(10)는 제1 챔버(110), 제2 챔버(120), 스테이지(130), 스테이지 구동부(140), 헤드 모듈(150) 및 헤드 구동부(180)를 포함한다. 이러한 잉크젯 프린트 장치(10)는 표시 장치, 예를 들어 유기 발광 표시 장치의 기판에 유기 발광층을 형성하는데 이용될 수 있다.

제1 챔버(110)는 프로세스 챔버로서, 헤드 모듈(150)의 복수의 헤드(160)로부터 잉크를 기판(S)에 토출하는 프린팅 과정이 수행될 수 있는 내부 공간을 가지도록 형성된다. 즉, 제1 챔버(110)는 제1 바닥벽(111), 제1 바닥벽(111)과 대향하는 제1 상부벽(112), 및 제1 바닥벽(111)과 제1 상부벽(112)을 연결하는 제1 측벽들(113)을 포함할 수 있다. 제1 상부벽(112)의 일부 영역에는 제1 개구(112a)가 형성될 수 있다. 제1 개구(112a)는 헤드 모듈(150)의 교체를 위해 헤드 모듈(150)이 제1 챔버(110)의 내부 공간과 제2 챔버(120)의 내부 공간 사이에서 수직 이동하는 통로를 형성한다. 헤드 모듈(150)의 교체는 예를 들어, 헤드(160)의 노즐이 손상되는 등의 문제가 발생되는 경우 수행될 수 있다. 상기 문제는 제1 챔버(110)의 내부 공간에 설치되는 검사부(예를 들어 검사 카메라 포함)(미도시)에 의해 검출될 수 있다.

제1 챔버(110)는 제1 개구(112a)의 개방 및 폐쇄를 가능하게 하는 제1 게이트(117)를 더 포함할 수 있다. 제1 게이트(117)는 상기 프린팅 과정에서 제1 개구(112a)를 개방하도록 작동하여, 헤드 모듈(150)의 하부가 제1 개구(112a)를 통과되게 하고 헤드 모듈(150)의 상부가 제2 챔버(120)의 내부 공간 저측에서 제1 상부벽(112) 상에 걸쳐지는 형태로 고정되게 할 수 있다. 또한, 제1 게이트(117)는 헤드 모듈(150)을 다른 헤드 모듈, 즉 교체 헤드 모듈(도 12의 150a)로 교체하는 교체 과정에서 제1 개구(112a)를 개방하도록 작동하여, 헤드 모듈(150)이 제1 챔버(110)의 내부 공간에서 제2 챔버(120)의 내부 공간으로 수직 이동되게 하거나 교체 헤드 모듈(도 12의 150a)이 제2 챔버(120)의 내부 공간에서 제1 챔버(110)의 내부 공간으로 수직 이동되게 할 수 있다. 다만, 제1 게이트(117)는 헤드 모듈(150)을 제1 챔버(110)의 내부 공간에서 제2 챔버(120)의 내부 공간으로 수직 이동시키는 것을 완료한 후 또는 교체 헤드 모듈(도 12의 150a )을 제2 챔버(120)의 내부 공간에서 제1 챔버(110)의 내부 공간으로 수직 이동시키기 전에는 제1 개구(112a)를 폐쇄하도록 작동한다.

도시하진 않았지만, 제1 챔버(110)의 일측에는 기판(S)이 제1 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되거나 제1 챔버(110)의 내부 공간으로부터 인출될 수 있는 출입구가 형성될 수 있다. 또한, 제1 챔버(110)의 타측에는 제1 챔버(110)의 내부 공간을 불활성 가스 분위기로 만들기 위해 질소 가스와 같은 불활성 가스의 제공을 가능하게 하는 가스 공급관과, 제1 챔버(110)의 내부 공간을 대기 분위기로 만들기 위해 에어의 제공을 가능하게 하는 벤트부가 형성될 수 있다. 상기 불활성 가스 분위기는 상기 프린팅 과정에서 기판 상에 배치된 구성들이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 상기 프린팅 과정이 완료된 경우에는 제1 챔버(110)의 내부 공간이 대기 분위기 상태일 수 있다. 상기 기판(S)은 잉크젯 프린트 장치를 이용한 잉크젯 프린트 방법에 의해 패턴층이 형성될 기판일 수 있으며, 예를 들어 유기 발광층이 형성될 유기 발광 표시 장치용 기판일 수 있다.

제2 챔버(120)는 교체 챔버로서, 제1 챔버(110)의 상부에 접하게 배치되며 헤드 모듈(150)을 교체하기 위한 내부 공간을 가지도록 형성된다. 즉, 제2 챔버(120)는 제1 챔버(110)의 제1 상부벽(112)과 대향하는 제2 상부벽(122)과, 제1 챔버(110)의 제1 상부벽(112) 중 제1 개구(112a)를 포함하는 부분과 제2 상부벽(122)을 연결하는 제2 측벽들(123)을 포함할 수 있다. 제2 측벽들(123) 중 어느 하나에는 제2 개구(123a)가 형성될 수 있다. 제2 개구(123a)는 제1 챔버(110)의 내부 공간에서 제2 챔버(120)의 내부 공간으로 이동된 헤드 모듈(150)을 교체 헤드 모듈(도 12의 150a)로 교체하기 위해 헤드 모듈(150)과 교체 헤드 모듈(150a)이 이동될 수 있는 통로를 형성하다. 이에 따라, 제2 개구(123a)를 통해 헤드 모듈(150)이 제2 챔버(120)의 외부로 이동될 수 있고, 교체 헤드 모듈(150a)이 제2 챔버(120)의 내부 공간으로 이동될 수 있다.

제2 챔버(120)는 제2 개구(123a)의 개방 및 폐쇄를 가능하게 하는 제2 게이트(127)를 더 포함할 수 있다. 제2 게이트(127)는 상기 교체 과정에서 제2 개구(127)를 개방하도록 작동하여 헤드 모듈(150)이 제2 챔버(120)의 외부로 이동되게 할 수 있고, 교체 헤드 모듈(150a)이 제2 챔버(120)의 내부 공간으로 이동되게 할 수 있다. 또한, 제2 게이트(127)는 상기 교체 과정이 완료되어 교체 헤드 모듈(150a)이 제2 챔버(120)의 내부 공간에 배치된 이후에는 제2 개구(127)를 폐쇄하도록 작동할 수 있다.

도시하진 않았지만, 제2 챔버(110)의 일측에는 제2 챔버(120)의 내부 공간을 불활성 가스 분위기로 만들기 위해 질소 가스와 같은 불활성 가스의 제공을 가능하게 하는 가스 공급관과, 제2 챔버(120)의 내부 공간을 대기 분위기로 만들기 위해 에어의 제공을 가능하게 하는 벤트부가 형성될 수 있다. 제2 챔버(120)의 내부 공간의 불활성 가스 분위기 또는 대기 분위기는 헤드 모듈(150)을 제1 챔버(110)의 내부 공간과 제2 챔버(120)의 내부 공간 사이에서 수직 이동시 제1 챔버(110)의 내부 공간과 제2 챔버(120)의 내부 공간의 분위기를 동일하게 맞춰주기 위해 선택될 수 있다.

스테이지(130)는 제1 챔버(110)의 내부 공간 저측에 배치되며, 기판(S)이 안착되는 공간을 제공한다. 스테이지(130)는 진공 흡착 또는 정전력을 이용하여 기판(S)을 고정하도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

스테이지 구동부(140)는 제1 챔버(110)의 내부 공간에서 스테이지(130)의 하부에 배치되며, 스테이지(130)를 수평 이동시키도록 구성된다. 스테이지 구동부(140)는 제1 리니어 모터(141), 제2 리니어 모터(142), 제1 에어 베어링(143) 및 제2 에어 베어링(144)을 포함할 수 있다.

제1 리니어 모터(141)는 스테이지(130)를 지지하며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 스테이지(130)를 제1 방향(X)으로 이동시키도록 구성된다. 이를 위해, 제1 리니어 모터(141)는 제1 고정자(141a)와 제1 이동자(141b)를 포함할 수 있다. 제1 고정자(141a)는 제1 방향(X)으로 연장된 수납 프레임(141aa)과, 수납 프레임(141aa)의 내측면에 소정 간격으로 이격되게 배치된 자석들(141ab)을 포함할 수 있다. 제1 이동자(141b)는 스테이지(130)를 지지하는 지지 프레임(141ba)과, 지지 프레임(141ba)의 저면에 코일(미도시)이 배치된 코일 블록(141bb)을 포함할 수 있다.

이렇게 구성된 제1 리니어 모터(141)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 자석(141ab)과 코일 블록(141bb)의 전자력을 이용하여 지지 프레임(141ba)을 제1 방향(X)으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 지지 프레임(141ba)에 의해 지지되는 스테이지(130)와, 스테이지(130) 상에 안착된 기판(S)이 제1 방향(X)으로 이동될 수 있다.

제2 리니어 모터(142)는 제1 리니어 모터(141)의 하부에 복수개로 배치될 수 있으며, 스테이지(130)를 제1 방향(X)과 수직인 제2 방향(Y)으로 이동시키도록 구성된다. 이를 위해, 제2 리니어 모터(142)는 제2 고정자(142a)와 제2 이동자(142b)를 포함할 수 있다. 제2 고정자(142a)는 제2 방향(Y)으로 연장된 수납 프레임(142aa)과, 수납 프레임(142aa)의 내측면에 소정 간격으로 이격되게 배치된 자석들(142ab)을 포함할 수 있다. 제2 이동자(142b)는 제1 리니어 모터(141)를 지지하는 지지 프레임(142ba)과, 지지 프레임(142ba)의 저면에 코일(미도시)이 배치된 코일 블록(142bb)을 포함할 수 있다.

이렇게 구성된 제2 리니어 모터(142)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 자석(142ab)과 코일 블록(142bb)의 전자력을 이용하여 지지 프레임(142ba)을 제2 방향(Y)으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 지지 프레임(142ba)에 의해 지지되는 제1 리니어 모터(141)와, 제1 리니어 모터(141)에 의해 지지되는 스테이지(130)와, 스테이지(130) 상에 안착된 기판(S)이 제2 방향(Y)으로 이동될 수 있다.

제1 에어 베어링(143)은 제1 챔버(110)의 제1 바닥벽(111)에 배치되며, 에어를 분출하도록 구성된다. 이러한 제1 에어 베어링(143)은 제1 리니어 모터(141)의 제1 이동자(141b)를 에어가 분출된 상태에서 부상시켜, 제1 이동자(141b)의 이동시 기구물들의 접촉으로 인한 파티클의 발생을 줄일 수 있다.

제2 에어 베어링(144)은 제1 챔버(110)의 제1 측벽들(113)에 배치되며, 에어를 분출하도록 구성된다. 이러한 제2 에어 베어링(144)은 제2 리니어 모터(142)의 제2 이동자(142b)가 이동시 제2 이동자(142b)가 어느 한 방향으로 치우침으로 인해 제2 고정자(142a)와 접촉되어 파티클이 발생하는 것을 줄일 수 있다. 또한, 이러한 제2 에어 베어링(144)은 제1 리니어 모터(141)의 제1 이동자(141b)가 이동시 제1 이동자(141b)가 어느 한 방향으로 치우침으로 인해 제1 고정자(141a)와 접촉되어 파티클이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

상기와 같은 제1 리니어 모터(141)와 제2 리니어 모터(142)에 의해 기판(S)이 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 수평 이동될 수 있으며, 또한 기판(S)의 수평 이동시 제1 에어 베어링(143)과 제2 에어 베어링(144)에 의해 스테이지 구동부(140)의 기구물들 간의 접촉을 줄여 기판(S)의 수평 이동시 파티클이 발생되는 것이 줄어들 수 있다.

헤드 모듈(150)은 상기 프린팅 과정에서 제1 챔버(110)의 내부 공간에 고정된 상태로 배치되며, 상기 교체 과정에서 제1 챔버(110)의 내부 공간과 제2 챔버(120)의 내부 공간 사이에서 수직으로 이동 가능하다. 헤드 모듈(150)은 복수의 헤드(160)와 케이스(170)를 포함할 수 있다.

복수의 헤드(160)는 스테이지(130)에 안착된 기판(S)에 잉크를 토출하는 부재로서, 하부에 배치되며 잉크를 분출하는 노즐(미도시)을 포함한다. 또한, 도시되진 않았지만, 헤드(160)의 내부에는 기판(S)에 토출하고자 하는 잉크를 저장하는 잉크 저장부가 설치될 수 있다. 헤드(160)의 잉크 토출 동작은 제어부(미도시)의 제어에 의해 수행될 수 있다. 상기 제어부의 제어는 잉크의 점도 및 잉크의 토출량 등의 제어를 의미할 수 있다.

케이스(170)는 복수의 헤드(160)를 커버하도록 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(170)는 복수의 헤드(160)의 상부와 측부를 감싸는 본체부(171)와, 본체부(171)의 외주연에 돌출된 날개부(172)를 포함할 수 있다. 여기서, 케이스(170) 중 날개부(172)가 위치하는 부분의 폭은 제1 개구(117)의 폭보다 클 수 있다. 이러한 케이스(170)를 통해, 상기 프린팅 과정에서 헤드 모듈(150)의 상부가 제1 상부벽(112)에 걸쳐지는 형태로 고정될 수 있다.

헤드 구동부(180)는 제2 챔버(120)의 내부 공간에 배치되며, 헤드 모듈(150)을 제1 챔버(110)의 내부 공간과 제2 챔버(120)의 내부 공간 사이에서 수직 이동시키도록 구성된다. 헤드 구동부(180)는 동력을 발생시키는 모터(181)와, 모터(181)에 연결되며 모터(181)의 동력에 의해 회전하는 볼 베어링(182)과, 헤드 모듈(150)과 결합되며 볼 베어링(182)의 회전에 의해 직선 이동을 하여 헤드 모듈(150)을 수직 이동시키는 플레이트(183)를 포함할 수 있다. 이러한 헤드 구동부(180)는 제2 챔버(120)에 배치되므로, 상기 교체 과정에서 헤드 모듈(150)을 수직 이동시킬 때 헤드 구동부(180)의 기구물들의 접촉에 의해 발생되는 파티클이 제1 챔버(110)의 내부 공간을 오염시키는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 도시하진 않았지만 앞에서 설명한 제어부는 스테이지 구동부(150)의 제어 및 헤드 구동부(180)의 제어뿐 아니라, 잉크젯 프린트 장치(10)를 이용한 전반적인 공정들을 제어한다. 예를 들어, 제어부는 헤드 모듈(150)의 복수의 헤드(60)로부터 기판(S)으로 잉크를 토출하는 토출 공정도 제어한다. 이러한 제어부는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치(10)는 제1 챔버(110)의 내부 공간에서 스테이지(130)의 하부에 배치되는 스테이지 구동부(140)와, 제1 챔버(110)의 상부에 위치하는 제2 챔버(120)의 내부 공간에 배치되는 헤드 구동부(180)를 포함하여, 프린팅 과정에서 헤드 모듈(150)을 고정한 상태에서 스테이지(130)를 수평 방향으로 이동시켜 복수의 헤드(60)로부터 기판(S)으로 잉크를 토출되게 할 수 있으며, 헤드 모듈(150)의 교체시 헤드 모듈(150)을 수직 이동시키는 헤드 구동부(180)가 제2 챔버(120)에서 작동하게 할 수 있다.

따라서, 프린팅 과정에서 헤드 구동부(180)가 작동하지 않아 기구물들의 접촉에 의해 파티클이 발생되는 것이 방지될 수 있으며, 헤드 모듈(150)의 교체 과정에서 헤드 구동부(180)가 작동하여 기구물들의 접촉에 의해 파티클이 제2 챔버(120)의 내부 공간에 발생되더라도 파티클이 제1 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되어 제1 챔버(110)의 내부 공간을 오염시키는 것이 최소화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치(10)는 제1 챔버(110)에 설치되는 제1 게이트(117)와 제2 챔버(120)에 설치되는 제2 게이트(127)를 포함함으로써, 제1 챔버(110)의 내부 공간의 분위기를 유지하면서 헤드 모듈(150)의 교체를 가능하게 할 수 있다.

따라서, 제1 챔버(110)의 내부 공간의 분위기가 원치 않게 변경되어 제1 챔버(110)의 내부 공간의 분위기를 정해진 분위기로 다시 설정함에 따라 공정 시간이 증가되는 것이 방지될 수 있다.

다음은 본 발명이 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치(10)를 이용한 잉크젯 프린트 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 6 내지 도 14는 도 2의 잉크젯 프린트 장치를 이용한 잉크젯 프린트 방법을 보여주기 위한 도면들이다.

도 6을 참조하면, 제1 챔버(110)의 내부 공간에 배치된 스테이지(130)에 안착된 기판(S)을 제1 챔버(110)의 내부 공간에 배치되는 헤드 모듈(150)의 하부에 배치시킨다. 이때, 제1 챔버(110)의 내부 공간은 불활성 가스가 채워진 불활성 가스 분위기일 수 있다. 여기서, 헤드 모듈(150)은 제1 챔버(110)의 제1 개구(112a)를 통해 제2 챔버(120)의 내부 공간에서 제1 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되어 제1 챔버(110)의 내부 공간에 배치되며, 헤드 모듈(150)의 날개부(172)가 제2 챔버(120)의 내부 공간 저측에서 제1 챔버(110)의 상부벽(112) 상에 걸쳐져 헤드 모듈(150)이 고정된 상태를 가진다.

그리고, 헤드 모듈(150)이 고정된 상태에서 스테이지(130)를 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 수평 이동시켜, 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 헤드(160)로부터 잉크를 기판(S)에 토출한다. 스테이지(130)의 수평 이동에 따른 기판(S)의 수평 이동은 예시적으로 도 8에 도시된 바와 같다.

도 9를 참조하면, 헤드 모듈(150)의 교체가 필요한 경우 헤드 모듈(150)을 제1 챔버(110)의 내부 공간에서 제2 챔버(120)의 내부 공간으로 수직 이동 시킨다. 이 때, 제2 챔버(120)의 내부 공간은 제1 챔버(110)의 내부 공간과 동일하게 불활성 가스 분위기일 수 있다. 헤드 모듈(150)의 수직 이동은 헤드 구동부(180)의 작동에 의해 수행될 수 있다.

도 10을 참조하면, 헤드 모듈(150)이 제2 챔버(120)의 내부 공간에 배치 후 제1 게이트(117)를 작동하여 제1 개구(112a)를 폐쇄한다. 이 후, 제2 챔버(120)의 내부 공간을 벤트부(미도시)를 이용하여 대기 상태로 만든다.

도 11을 참조하면, 제2 게이트(127)를 작동하여 제2 개구(123a)를 개방하고 헤드 모듈(150)을 제2 챔버(120)로부터 배출한다. 이때, 헤드 모듈(150)은 헤드 구동부(180)로부터 분리된 후 이동될 수 있다. 헤드 모듈(150)의 분리 및 이동은 로봇 또는 작업자에 의해 수행될 수 있다.

도 12를 참조하면, 제2 개구(123a)가 개방된 상태에서 제2 챔버(120)의 내부 공간에 교체 헤드 모듈(150a)을 인입시킨다. 이때, 교체 헤드 모듈(150a)은 이동된 후 헤드 구동부(180)에 결합될 수 있다. 교체 헤드 모듈(150a)의 이동 및 결합은 로봇 또는 작업자에 의해 수행될 수 있다. 이후, 제2 게이트(127)를 작동하여 제2 개구(123a)를 폐쇄하고 제2 챔버(120)의 내부 공간을 불활성 가스 분위기로 만든다.

도 13을 참조하면, 제1 게이트(117)을 작동하여 제1 개구(112a)를 개방하고 교체 헤드 모듈(150a)을 제2 챔버(120)의 내부 공간에서 제1 챔버(110)의 내부 공간으로 수직 이동 시킨다. 여기서, 교체 헤드 모듈(150a)은 제1 챔버(110)의 제1 개구(112a)를 통해 제2 챔버(120)의 내부 공간에서 제1 챔버(110)의 내부 공간으로 인입되어 제1 챔버(110)의 내부 공간에 배치되며, 교체 헤드 모듈(150a)의 날개부(172)가 제2 챔버(120)의 내부 공간 저측에서 제1 챔버(110)의 상부벽(112) 상에 걸쳐져 교체 헤드 모듈(150a)이 고정된 상태를 가진다.(도 14 참조)

도 14를 참조하면, 스테이지(130) 상에 안착된 기판(Sn)을 교체 헤드 모듈(150a)의 하부에 배치시키고, 교체 헤드 모듈(150a)이 고정된 상태에서 스테이지(130)를 이동시키면서 교체 헤드 모듈(150a)의 복수의 헤드(160)로부터 잉크를 기판(Sn)으로 토출시킨다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 잉크젯 프린트 장치 110: 제1 챔버
120: 제2 챔버 130: 스테이지
140: 스테이지 구동부 150: 헤드 모듈
180: 헤드 구동부

Claims

제1 챔버;
상기 제1 챔버의 상부에 접하게 배치되는 제2 챔버;
상기 제1 챔버의 내부 공간에 배치되며, 기판이 안착되는 스테이지;
상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 스테이지의 하부에 배치되며, 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 스테이지를 수평 이동시키도록 구성된 스테이지 구동부;
상기 스테이지에 안착된 기판에 잉크를 토출하도록 구성된 헤드 모듈; 및
상기 제2 챔버의 내부 공간에 배치되며, 상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간과 상기 제2 챔버의 내부 공간 사이에서 수직 이동시키도록 구성된 헤드 구동부를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 챔버는 제1 바닥벽, 상기 제1 바닥벽과 대향하며 상기 헤드 모듈이 수직 이동하는 통로를 형성하는 제1 개구가 형성된 제1 상부벽과, 상기 제1 바닥벽과 상기 제1 상부벽을 연결하는 제1 측벽들을 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제2 항에 있어서,
상기 헤드 모듈은 상기 잉크를 분출시키는 노즐을 포함하는 복수의 헤드, 상기 복수의 헤드의 상부와 측부를 감싸는 본체부와 상기 본체부의 외주연에 돌출된 날개부를 포함하는 케이스를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제3 항에 있어서,
상기 날개부가 상기 제2 챔버의 내부 공간 저측에서 상기 제1 챔버의 상부벽 상에 걸쳐지는 잉크젯 프린트 장치.
제3 항에 있어서,
상기 케이스 중 상기 날개부가 위치하는 케이스 부분의 폭이 상기 개구의 폭보다 큰 잉크젯 프린트 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 챔버는 상기 제1 상부벽에 설치되며 상기 제1 개구를 개방 및 폐쇄시키도록 작동하는 제1 게이트를 더 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 챔버는 상기 제1 상부벽과 대향하는 제2 상부벽과, 상기 제1 상부벽 중 상기 제1 개구를 포함하는 부분과 상기 제2 상부벽을 연결하는 제2 측벽들을 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제7 항에 있어서,
상기 제2 측벽들 중 어느 하나에 상기 헤드 모듈이 교체 헤드 모듈로 교체되기 위한 통로를 형성하는 제2 개구가 형성되는 잉크젯 프린트 장치.
제8 항에 있어서,
상기 헤드 구동부는 상기 제2 측벽들 중 다른 어느 하나에 설치되는 모터와, 상기 모터에 연결되는 볼 베어링과, 상기 헤드 모듈과 결합되며 상기 볼 베어링에 연결되어 수직 이동하는 플레이트를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제8 항에 있어서,
제2 챔버는 상기 제2 측벽들 중 어느 하나에 설치되며 상기 제2 개구를 개방 및 폐쇄시키도록 작동하는 제2 게이트를 더 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제1 항에 있어서,
상기 스테이지 구동부는
상기 스테이지를 지지하며, 상기 스테이지를 제1 방향으로 이동시키는 제1 리니어 모터;
상기 제1 리니어 모터의 하부에 배치되며, 상기 스테이지를 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이동시키는 제2 리니어 모터;
상기 제1 챔버의 바닥벽에 배치되며 제1 에어 베어링; 및
상기 제1 챔버의 측벽들에 배치되는 제2 에어 베어링을 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 챔버 및 제2 챔버 각각은 내부 공간이 불활성 가스 분위기 또는 대기 분위기가 형성될 수 있도록 구성된 잉크젯 프린트 장치.
제1 챔버의 내부 공간에서 스테이지에 안착된 기판을, 상기 제1 챔버의 상부에 접하게 배치되는 제2 챔버의 내부 공간과 상기 제1 챔버의 내부 공간 사이에서 수직 이동하는 헤드 모듈의 하부에 배치시키는 단계;
상기 헤드 모듈을 제1 챔버에 고정시킨 상태에서 상기 스테이지를 수평 이동시켜 상기 헤드 모듈의 복수의 헤드로부터 잉크를 상기 기판에 토출시키는 단계; 및
상기 헤드 모듈의 교체시 상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계를 포함하는 잉크젯 프린트 방법.
제13 항에 있어서,
상기 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간과 제2 챔버의 내부 공간은 동일한 분위기를 가지는 잉크젯 프린트 방법.
제13 항에 있어서,
상기 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간의 분위기와 제2 챔버의 내부 공간의 분위기는 불활성 가스 분위기인 잉크젯 프린트 방법.
제14 항에 있어서,
상기 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 헤드 모듈은 상기 제1 챔버의 상부벽에 형성된 제1 개구를 통과하는 잉크젯 프린트 방법.
제16 항에 있어서,
상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계 후, 상기 제1 챔버에 설치된 제1 게이트를 작동시켜 상기 제1 개구를 폐쇄하는 단계를 더 포함하는 잉크젯 프린트 방법.
제13 항에 있어서,
상기 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간에서 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계 후, 상기 제2 챔버의 외부로 상기 헤드 모듈을 배출시키고 상기 제2 챔버의 내부 공간으로 교체 헤드 모듈을 인입하는 단계와, 상기 교체 헤드 모듈을 상기 제1 챔버의 내부 공간으로 수직 이동시키는 단계를 더 포함하는 잉크젯 프린트 방법.
제18 항에 있어서,
상기 교체 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간과 제2 챔버의 내부 공간은 동일한 분위기를 가지는 잉크젯 프린트 방법.
제18 항에 있어서,
상기 교체 헤드 모듈을 수직 이동시키는 단계에서 상기 제1 챔버의 내부 공간의 분위기와 제2 챔버의 내부 공간의 분위기는 불활성 가스 분위기인 잉크젯 프린트 방법.