KR20170004470A - 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드는, 코팅액을 공급받아 분사하는 일렬로 배치되는 복수의 분사노즐과, 상기 분사노즐의 하부에 설치되며, 상기 분사노즐에서 분사되는 코팅액이 통과되는 통과공이 길이방향을 따라 개방되며, 코팅액의 분사면적을 제어하는 2차 전극과, 상기 2차 전극의 하부에서 길이방향을 따라 연장형성되며, 상기 2차 전극을 통과하는 코팅액의 분사 면적을 제어하는 3차 전극이 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드{MULTI-NOZZLE HEAD HAVING AN INJECTION ELECTRODE}

본 발명은 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드에 관한 것으로서, 더 상세하게는 통과공이 형성된 2차 전극이 수평부와 절곡부를 갖는 "ㄱ"자 형상으로 형성되어 분사 면적을 정밀하게 제어할 수 있는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드에 관한 것이다.

일반적으로 PDP 패널, LCD 패널, 또는 OLED(유기 발광소자)과 같은 유기 EL 패널과 같은 FPD 또는 FPD의 부품을 제조하기 위해서는 글래스와 같은 기재(基材) 또는 작업물(work piece: 이하 :기판"이라 한다) 상에 R, G, B 픽셀 등과 같은 패턴을 형성하여야 한다.

이러한 패턴 형성 장치의 하나로 종래 기술에서는 복수의 노즐을 사용하는 다양한 형상의 스프레이 방식의 패턴 형성 장치가 개시되어 있다.

상기와 같은 복수의 노즐을 사용하는 종래 기술에 따른 멀티 노즐헤드는, 분사헤드를 기설정된 패턴으로 배치하되, 분사헤드에서 분사되는 코팅액을 전극을 이용하여 분사면적을 제어하면서 하향 분사하는데, 코팅액을 기재에 분사시, 이웃한 분사헤드에서 분사되는 코팅액과 중첩되는 중첩부가 형성되어 중첩부로 인해 나노 또는 마이크로 단위로 패턴을 형성하기 곤란하여 제품의 생산성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

이와 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허 제10-2015-0024311호(발명의 명칭: 액제 분무 장치, 대전 분무 헤드, 및 액제 분무 방법, 공개일자:2015년 03월 06일)가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 통과공이 형성된 2차 전극이 수평부와 절곡부를 갖는 "ㄱ"자 형상으로 형성되어 분사 면적을 정밀하게 제어할 수 있는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드를 제공하는 것이다.

또한, 상기 수직부의 하부에 길이방향을 따라 3차 전극이 형성되어 수직부를 통과하는 코팅액을 정밀하게 제어할 수 있는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드를 제공하는 것이다.

또한, 분사노즐이 이중관 구조로 형성되되, 내부에서는 코팅액이 분사되고, 외부에서는 불활성가스가 분사되어 코팅액 분사관에서 초기 분사되는 코팅액의 분사 면적을 제어할 수 있고, 불활성가스가 2차 전극, 3차 전극 및 코팅액 분사관의 외부에 비활성 기체의 분위기를 조성하여, 전극들 사이에 아크 발생을 방지할 수 있어 전극들의 배치의 자유도를 증진시킬 뿐만 아니라 나노 또는 마이크로 단위의 패턴을 용이하게 형성시킬 수 있는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드는, 코팅액을 공급받아 분사하는 일렬로 배치되는 복수의 분사노즐과, 상기 분사노즐의 하부에 설치되며, 상기 분사노즐에서 분사되는 코팅액이 통과되는 통과공이 길이방향을 따라 개방되며, 코팅액의 분사면적을 제어하는 2차 전극과, 상기 2차 전극의 하부에서 길이방향을 따라 연장형성되며, 상기 2차 전극을 통과하는 코팅액의 분사 면적을 제어하는 3차 전극이 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 전극은, 상기 통과공을 중심으로 좌우로 수평하게 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 단부에서 하향 절곡되는 수직부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차 전극은, 상기 수직부의 하부에 배치되되, 상기 수직부에 대하여 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 봉형상의 부재인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사노즐은, 코팅액을 공급받아 분사되는 코팅액 분사관과, 상기 코팅액 분사관의 외주를 감싸며, 불활성가스를 코팅액과 동일한 방향으로 분사하여 코팅액의 분사면적을 제어하는 가스 분사관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스 분사관으로 분사되는 불활성가스는, 상기 2차 전극과 제3차 전극 및 코팅액 분사관의 외부에 졸(sole) 형태로 부유되어 비활성 기체의 분위기를 조성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스 분사관의 단부는 상기 코팅액 분사관의 단부보다 하측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 통과공이 형성된 2차 전극이 수평부와 수직부를 갖는 "ㄱ"자 형상으로 형성되어 분사 면적을 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 수직부의 하부에 길이방향을 따라 3차 전극이 형성되어 수직부를 통과하는 코팅액을 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 분사노즐이 이중관 구조로 형성되되, 내부에서는 코팅액이 분사되고, 외부에서는 불활성가스가 분사되어 코팅액 분사관에서 초기 분사되는 코팅액의 분사 면적을 제어할 수 있고, 불활성가스가 2차 전극, 3차 전극 및 코팅액 분사관의 외부에 비활성 기체의 분위기를 조성하여, 전극들 사이에 아크 발생을 방지할 수 있어 전극들의 배치의 자유도를 증진시킬 뿐만 아니라 나노 또는 마이크로 단위의 패턴을 용이하게 형성시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드의 부분 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드를 이용하여 코팅용액을 분사하는 모습을 보인 개념도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드의 노즐부의 단면도이다.
도 5는 복수의 노즐을 사용하는 종래 기술에 따른 멀티 헤드 및 이를 구비한 스프레이 방식의 패턴 형성 장치를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드의 개략적인 정면도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드의 부분 확대 사시도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드를 이용하여 코팅용액을 분사하는 모습을 보인 개념도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드의 노즐부의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드는, 분사노즐(100), 2차 전극(200), 3차 전극(300)이 포함되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 분사노즐(100)에 대해 설명한다.

상기 분사노즐(100)은 외부에서 코팅액(10)을 공급받아 분사하는 부재로서, 분사노즐(100)에서 분사되는 코팅액(10)은 예컨대, 기재(예:웨이퍼)의 표면에 분사될 수 있으며, 평면소재에 분사되는 것에 한정되지 아니하고, 3D프린터와 같이 입체적으로 분사될 수도 있다.

상기 분사노즐(100)은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개가 일렬로 배치되어 기재(20)에 동시에 분사될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 이중관 구조를 갖는다.

상기와 같이 이중관 구조를 갖는 분사노즐(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙에는 외부로부터 코팅액(10)을 공급받아 하부로 분사하기 위한 코팅액 분사부(110)와, 코팅액 분사부(110)의 외부를 감싸며 불활성가스(30)가 분사되는 가스 분사부(120)를 포함한다.

상기 불활성가스(30)는 질소(N₂), 이산화탄소(CO₂) 등을 사용할 수 있으며, 가스 분사부(120)에서 분사되는 불활성가스(30)는 분사노즐(100)과 후술할 2차 전극(200), 3차 전극(300)의 외부에 비활성 기체의 분위기를 조성하며, 예컨대, 불활성가스(30)는 졸(sole)의 형태로 부유될 수 있다.

또한, 상기 불활성가스(30)는 가스 분사부(120)를 통해 0kpa~100kpa의 압력으로 제공될 수 있으며, 가스 분사부(120)를 통해 흘러나온 불활성가스(30)는 2차 전극(200)의 통과공(201)과 절곡면을 따라서 대기 중 비활성 분위기를 조성(공기중 불활성가스 기체의 밀도를 높임)한다.

이에 따라, 기체(대기) 상의 불특정 활성기체(도전성)를 차단함으로써 코팅액(10)이 기재(20)에 일정하게 분사되는 균일도를 확보할 수 있을 것이다.

상기와 같이 불활성가스(30)에 의해 조성된 비활성기체의 분위기에 의해 2차 전극(200), 3차 전극(300) 및 분사노즐(100)은 상호 간의 간격을 좁힐 수 있어 특히, 기재(20)의 표면에 나노 또는 마이크로 단위로 코팅액(10)을 분사하기 용이하며, 이와 동시에 설계시 전극들의 배치를 자유롭게 변경할 수 있어 설계자유도가 증진되는 특징이 있다.

예를 들어, 불활성가스(30)로 비활성 기체의 분위기를 조성하는 경우, 분사노즐(100)과 후술할 2차 전극(200) 사이의 간격을 0.1mm, 2차 전극(200)과 3차 전극(300) 사이의 거리를 0.5~1mm로 근접하게 배치되도록 설계가 가능하다.

한편, 상기 코팅액 분사부(110)와 가스 분사부(120)의 하측 단부는 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 분사부(120)의 하측 단부가 코팅액 분사부(110)의 하측 단부 보다 하측에 배치된다.

상기와 같이 가스 분사부(120)의 하측 단부가 코팅액 분사부(110)의 하측 단부 보다 하측에 위치되는 경우, 코팅액 분사부(110)를 통한 코팅액(10)의 대기 중으로 배출시 출구 측의 흐름을 방해하지 않은 상태에서 기재(20)에 분사되는 분사 면적을 정밀하게 제어할 수 있다.

다음으로, 2차 전극(200)에 대해 설명한다.

상기 2차 전극(200)은 상술한 분사노즐(100)의 하부에 설치되는 부재로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 길이방향을 따라 통과공(201)이 개방되되, 이러한 통과공(201)으로는 일렬로 배치되는 복수의 분사노즐(100)에서 분사되는 코팅액(10)이 통과될 수 있다.

또한, 상기 2차 전극(200)은 도 3에 도시된 바와 같이, 통과공(201)을 중심으로 좌우로 수평하게 형성되는 수평부(210)와, 이 수평부(210)의 단부에서 기재(20)의 방향, 즉, 하향 절곡되는 절곡부(220)를 포함할 수 있으며, 수평부(210)는 분사노즐(100)에서 분사된 코팅액(10)의 분사 면적을 2차로 제어하는데, 분사 면적의 1차 제어는 상술한 가스 분사부(120)에 의해 이루어진다.

또한, 상기와 같이 수평부(210)들 사이에 형성된 통과공(201)을 통과하는 코팅액(10)은 절곡부(220)에서 3차로 제어될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수평부(210)와 절곡부(220)는 대체로 "ㄱ"자 형상으로 형성되는 것이 바람직하지만, 코팅액(10)의 입자 크기, 기재(20)에 인쇄하는 패턴 또는 2차 전극(200)에 제공되는 전압의 세기에 따라 절곡부(220)의 형상을 계단형, 커브형 등으로 설계변경이 가능할 것이다.

상기와 같은 2차 전극(200)은 통과공(201)을 중심으로 좌우로 한 쌍을 이루는 부재이며, 좌우로 대칭된다.

다음으로, 3차 전극(300)에 대해 설명한다.

상기 3차 전극(300)은 2차 전극(200)의 하부를 따라 형성되는 부재로서, 더 상세하게는 상기 절곡부(220)의 하부에서 길이방향을 따라 연장형성된다.

상기와 같은 3차 전극(300)은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 단면이 원 또는 타원을 갖는 봉형상으로 제작되어 절곡부(220)를 통과하는 코팅액(10)의 분사 면적을 4차로 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 3차 전극(300)의 단면이 원형으로 제작되면, 3차 전극(300)을 이용한 코팅액(10)의 분사 면적 제어시, 코팅액(10) 방향으로 호형상의 전기장 파형을 발산할 수 있다.

그러나, 상기 3차 전극(300)의 단면을 기재에 인쇄하려는 패턴에 따라 삼각형, 사각형, 마름모 등으로 변경할 수 있는 것은 당연하다.

한편, 상기 3차 전극(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, 절곡부(220)의 하부에 대하여 외측에 배치되는 것이 바람직한데, 이는 분사노즐(100)에서 분사되는 코팅액(10)이 하부로 갈수록 분사 면적이 넓어지게 되는 성질에 대응되게 하기 위함이다.

즉, 상술한 가스 분사부(120)에서 분사되는 불활성가스가 수직 하방향으로 배출되어 코팅액(10)의 초기 분사시 분사면적을 제어하여 통과공(201)을 정확하게 통과할 수 있도록 1차 제어하며, 통과공(201) 통과시 수평부(210)에서 발생되는 전기장에 의해 분사면적을 2차 제어한다.

또한, 상기 절곡부(220)에서 통과공(201)을 통과하는 코팅액(10)의 분사면적을 3차 제어하고, 3차 전극(300)에서 코팅액(10)의 분사면적을 4차 제어한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상술한 1~4차 제어가 이루어지는 지점을 연결한 선(A)을 참조하면, 코팅액의 분사시의 형상(부채꼴 형상)과 유사함을 알 수 있다.

또한, 본 발명은 외부로부터 도시되지 않은 전원부를 매개로 전원을 공급받아 전기장을 발생시키는데, 상기 전원부의 양극은 분사노즐(100), 2차 전극(200), 3차 전극(300)에 각각 연결되고, 음극은 기재(20)에 선택적으로 연결될 수 있다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10-코팅액 20-기재
30-불활성가스
100-분사노즐 110-코팅액 분사부
120-가스 분사부
200-2차 전극 201-통과공
210-수평부 220-절곡부
300-3차 전극

Claims (6)

1. 코팅액을 공급받아 분사하는 일렬로 배치되는 복수의 분사노즐과,
   상기 분사노즐의 하부에 설치되며, 상기 분사노즐에서 분사되는 코팅액이 통과되는 통과공이 길이방향을 따라 개방되며, 코팅액의 분사면적을 제어하는 2차 전극과,
   상기 2차 전극의 하부에서 길이방향을 따라 연장형성되며, 상기 2차 전극을 통과하는 코팅액의 분사 면적을 제어하는 3차 전극이 포함되는 것을 특징으로 하는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 2차 전극은,
   상기 통과공을 중심으로 좌우로 수평하게 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 단부에서 하향 절곡되는 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 3차 전극은,
   상기 절곡부의 하부에 배치되되, 상기 절곡부에 대하여 외측에 각각 설치되는 한 쌍의 봉형상의 부재인 것을 특징으로 하는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 분사노즐은,
   코팅액을 공급받아 분사되는 코팅액 분사부와,
   상기 코팅액 분사관의 외주를 감싸며, 불활성가스를 코팅액과 동일한 방향으로 분사하여 코팅액의 분사면적을 제어하는 가스 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 가스 분사관으로 분사되는 불활성가스는,
   상기 2차 전극과 제3차 전극 및 코팅액 분사관의 외부에 비활성 기체의 분위기를 조성하는 것을 특징으로 하는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 가스 분사관의 단부는 상기 코팅액 분사관의 단부보다 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 인젝션 전극을 구비하는 멀티 노즐헤드.

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