KR20180051031A - 액적 토출 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

액적 토출 장치는 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 액적을 저장하는 공간을 갖는 레저버를 포함하는 액적 토출 장치에 있어서, 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급되게 상기 외부로부터 상기 레저버로 연결되도록 구비되는 공급 라인; 및 상기 공급 라인을 통하여 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급될 때 상기 액적이 상기 레저버의 측면 쪽으로 흘러내리게 상기 액적의 공급 흐름을 유도하도록 상기 레저버의 공간 내부에 구비되는 흐름 유도부;를 포함할 수 있다.

Description

액적 토출 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{Apparatus for Droplet Formation and Apparatus for Processing Substrate having the same}
본 발명은 액적 토출 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크젯 헤드로 액적을 공급하기 위한 액적을 저장하는 공간을 갖는 레저버(reservoir)를 포함하는 액적 토출 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판(투명 기판) 상에 배향막의 형성이나 UV 잉크를 도포할 경우, 또는 유기 EL 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판 상에 컬러 필터를 도포할 경우 등에 대해서는 잉크젯 헤드를 구비하는 인쇄 장치, 즉 액적 토출 장치를 사용하고 있다.
상기 액적 토출 장치는 액적을 토출하기 위한 노즐이 구비되는 잉크젯 헤드, 및 상기 액적을 저장하며 상기 잉크젯 헤드로 상기 액적을 공급하기 위한 공간을 구비하는 레저버를 포함할 수 있다.
그리고 상기 레저버에는 캐니스터(canister)로부터 공급 라인을 통하여 액적이 공급된다. 상기 공급 라인을 통하여 상기 레저버로 액적이 공급될 때 상기 액적의 리바운딩(rebounding) 등으로 인하여 상기 액적 내에 버블(bubble)이 생성될 수도 있다. 상기 버블은 상기 잉크젯 헤드에서의 미토출이 발생하는 원인으로 작용할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 액적이 레저버 내에서는 그대로 노출되는 상태를 유지하기 때문에 상기 잉크젯 헤드로의 액적 공급을 중단하기 위한 음압을 제공할 때 상기 액적이 음압 제공 라인으로 역류하는 상황도 발생할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 레저버로 액적의 공급시 버블이 발생하는 것을 방지함과 아울러 음압 제공 라인으로 역류되는 상황도 방지할 수 있는 액적 토출 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 언급한 액적 토출 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
언급한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치는 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 액적을 저장하는 공간을 갖는 레저버(reservoir)를 포함하는 액적 토출 장치에 있어서, 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급되게 상기 외부로부터 상기 레저버로 연결되도록 구비되는 공급 라인; 및 상기 공급 라인을 통하여 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급될 때 상기 액적이 상기 레저버의 측면 쪽으로 흘러내리게 상기 액적의 공급 흐름을 유도하도록 상기 레저버의 공간 내부에 구비되는 흐름 유도부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치에서, 상기 흐름 유도부는 상기 액적이 상기 레저버의 측면을 따라 흘러내리게 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치에서, 상기 흐름 유도부는 중심으로부터 상기 레저버의 모든 측면으로 슬로프진 구조를 갖도록 구비될 수 있다.
언급한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판이 놓여지는 스테이지; 상기 스테이지 상부에 배치되도록 구비되는 갠트리; 및 상기 갠트리에 장착되며 상기 기판을 향하여 액적을 토출하기 위한 잉크젯 헤드, 상기 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 액적을 저장하는 공간을 갖는 레저버, 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급되게 상기 외부로부터 상기 레저버로 연결되도록 구비되는 공급 라인, 및 상기 공급 라인을 통하여 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급될 때 상기 액적이 상기 레저버의 측면 쪽으로 흘러내리게 상기 액적의 공급 흐름을 유도하도록 상기 레저버의 공간 내부에 구비되는 흐름 유도부로 이루어지는 잉크젯 헤드 유닛;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서, 상기 흐름 유도부는 중심으로부터 상기 레저버의 모든 측면으로 슬로프진 구조를 갖도록 구비될 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치 및 기판 처리 장치에 따르면 레저버 내에 액적의 흐름을 레저버 측면 쪽으로 유도할 수 있는 흐름 유도부를 구비함으로써 레저버로 액적이 공급될 때 리바운딩이 발생하는 상황을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 액적이 음압 제공 라인으로 역류하는 상황도 방지할 수 있다.
따라서 본 발명의 액적 토출 장치 및 기판 처리 장치를 사용할 경우 버블로 인하여 잉크젯 헤드에서 액적이 미토출되는 상황을 방지함으로써 공정 신뢰도의 향상을 꾀할 수 있을 것이고 아울러 액적이 음압 제공 라인으로 역류하는 상황도 방지함으로써 공정 안정성을 확보할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 액적 토출 장치에 구비되는 흐름 유도부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부하는 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치(10)는 액정 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판 상에 배향막의 형성이나 UV 잉크를 도포하거나, 또는 유기 EL 표시 장치 등으로 제조하기 위한 기판 상에 컬러 필터를 도포하는데 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치(10)는 잉크젯 헤드(11), 레저버(13) 등을 포함할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드(11)에는 액적을 토출할 수 있는 노즐이 구비될 수 있다. 특히, 상기 노즐은 상기 잉크젯 헤드(11)의 저면(노즐면)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 잉크젯 헤드(11)에는 노즐이 복수개가 구비될 수 있는데, 예시적인 실시예에서는 128개 또는 256개의 노즐이 구비될 수 있다. 이때, 상기 노즐은 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있고, ㎍ 단위의 양으로 액적을 토출할 수 있도록 구비될 수 있다. 상기 잉크젯 헤드(11)에서의 상기 노즐에는 상기 노즐에 대응하는 수만큼의 압전 소자(도시되지 않음)가 구비될 수 있고, 이에 상기 압전 소자의 동작에 의해 상기 노즐을 통하여 액적을 토출시킬 수 있다. 상기 노즐이 128개 구비될 경우에는 상기 압전 소자 또한 128개가 구비되고, 상기 노즐이 256개 구비될 경우에는 상기 압전 소자 또한 256개가 구비되는 것이다. 그리고 상기 노즐로부터 토출되는 액적량은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
상기 레저버(13)는 상기 잉크젯 헤드(11)로 공급하기 위한 상기 액적을 저장하도록 구비된다. 즉, 상기 레저버(13)는 상기 액적을 저장하며 상기 잉크젯 헤드(11)로 상기 액적을 공급하는 공간을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치(10)는 외부로부터 상기 레저버(13)로 상기 액적이 공급되게 상기 외부로부터 상기 레저버(13)로 연결되도록 구비되는 공급 라인(15)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 레저버(13)로 액적을 공급하는 부재의 예로서는 저장 탱크 구조를 갖는 캐니스터(canister)(도시되지 않음)가 있다. 따라서 예시적인 실시예들에서는 상기 공급 라인(15)이 상기 캐니스터와 상기 레저버(13) 사이를 연결하도록 구비될 수 있다.
상기 잉크젯 헤드(11) 및 상기 레저버(13)는 일체형 구조를 갖도록 구비될 수 있다. 특히, 상기 잉크젯 헤드(11)가 상기 레저버(13)의 하부에 배치되는 일체형 구조를 갖도록 구비될 수 있다.
상기 액적 토출 장치(10)는 상기 레저버(13)에 제공되는 압력을 이용하여 상기 레저버(13)로부터 상기 잉크젯 헤드(11)로 상기 액적을 공급할 수 있다. 상기 레저버(13)로부터 상기 잉크젯 헤드(11)로 상기 액적을 공급할 때에는 상기 레저버(13)에 양압을 제공하고 상기 액적의 공급을 중단할 때에는 상기 레저버(13)에 음압을 제공한다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치(10)는 상기 레저버(13)에 압력을 제공할 수 있는 압력 제공 라인(17)을 구비할 수 있다. 그리고 도 1에서의 상기 압력 제공 라인(17)은 음압 제공 라인일 수 있다.
따라서 상기 액적 토출 장치(10)를 사용하는 공정의 수행에서는 상기 공급 라인(15)을 통하여 상기 레저버(13)로 액적을 공급받을 수 있다. 그러나 상기 액적이 상기 레저버(13)로 단순하게 공급될 경우에는 상기 레저버(13) 내에서 상기 액적이 리바운딩되는 상황 등이 발생할 있고, 이로 인해 상기 레저버(13)에 저장되는 상기 액적에 버블이 함께 생성될 수 있다. 만약 상기 버블이 잔류하는 액적을 잉크젯 헤드(11)로 공급하여 기판으로 토출할 경우에는 상기 액적이 미토출되는 상황이 발생할 수도 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치(10)에서는 상기 레저버(13)에 저장되는 액적에 버블이 생성되어 잔류하는 것을 방지하도록 흐름 유도부(19)를 구비할 수 있다.
상기 흐름 유도부(19)는 상기 레저버(13) 상부 쪽에 배치되도록 구비될 수 있다. 상기 흐름 유도부(19)는 상기 공급 라인(15)으로부터 상기 레저버(13)로 공급되는 액적이 흘러내리도록 구비될 수 있다. 상기 공급 라인(15)을 통하여 상기 레저버(13)로 공급되는 액적은 상기 흐름 유도부(19)를 타고 흘러내려 상기 레저버(13)에 저장될 수 있는 것이다.
이에, 상기 흐름 유도부(19)는 중심으로부터 상기 레저버(13) 모든 측면으로 슬로프(slope)진 구조를 갖도록 구비될 수 있다. 여기서, 상기 중심은 상기 공급 라인(15)과 마주하는 부분이다.
도 2는 도 1의 액적 토출 장치에 구비되는 흐름 유도부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 흐름 유도부(19)는 꼭대기 부분이 다소 평편한 구조를 가지면서 사방 단부 쪽으로는 아래로 기울어지는 슬로프진 구조를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 흐름 유도부(19)는 지붕 모양의 구조를 갖도록 구비될 수 있는 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 흐름 유도부(19)는 상기 액적이 상기 레저버(13)의 측면 쪽으로 흘러내리도록 구비될 수 있다. 특히, 상기 흐름 유도부(19)는 상기 액적이 상기 레저버(13)의 측면을 따라 흘러내리도록 구비될 수 있다. 이에, 예시적인 실시예에서는 상기 흐름 유도부(19)가 상기 레저버(13)의 측면 가까이 까지 연장되는 구조를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 흐름 유도부(19)의 슬로프진 단부가 상기 레저버(13)의 측면 가까이 까지 연장되는 구조를 갖도록 구비될 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 액적 토출 장치(10)에 상기 액적의 공급 흐름을 유도하는 상기 흐름 유도부(19)를 구비시킴으로써 상기 레저버(13)에 저장되는 액적에 버블이 생성되어 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 흐름 유도부(19)가 상기 레저버(13)에 액적이 저장되어 있는 부분과 상기 음압 제공 라인(17) 사이를 가로 막고 있기 때문에 상기 잉크젯 헤드(11)로 공급되는 약액을 중단하기 위하여 상기 레저버(13)에 음압을 제공할 때 상기 음압 제공 라인(19)으로 빨려 들어감에 의해 상기 음압 제공 라인(17)으로 상기 액적이 역류하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 액적 토출 장치(10)를 포함하는 기판 처리 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 스테이지(20), 갠트리(gantry)(30), 잉크젯 헤드 유닛(10) 등을 포함할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드 유닛(10)은 도 1의 액적 토출 장치와 동일한 것으로써, 잉크젯 헤드(11), 레저버(13), 공급 라인(15), 음압 제공 라인(17), 흐름 유도부(19) 등을 포함할 수 있다. 이에, 잉크젯 헤드 유닛(10)은 도 1의 액적 토출 장치와 동일 부재에 대해서는 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 상기 스테이지(20), 상기 갠트리(30), 상기 잉크젯 헤드 유닛(10) 이외에도 베이스, 갠트리 이동 유닛, 잉크젯 헤드 이동 유닛, 액적 공급 유닛, 제어 유닛, 액적 토출량 측정 유닛, 노즐 검사 유닛, 잉크젯 헤드 세정 유닛 등을 포함할 수도 있다.
상기 스테이지(20)는 인쇄 공정의 수행시 상기 액적의 토출이 이루어지는 기판(40)이 놓이는 부재이다.
그리고 상기 갠트리(30)는 상기 스테이지(20) 상부에 배치되도록 구비될 수 있다. 특히, 상기 갠트리(30)에는 상기 잉크젯 헤드 유닛(10)이 장착될 수 있다. 그리고 상기 잉크젯 헤드 유닛(10)은 상기 갠트리(30)의 일측면을 따라 이동할 수 있도록 장착될 수 있다. 이에, 상기 갠트리(30)에는 상기 잉크젯 헤드 유닛(10)의 이동 경로를 제공하는 레일 등과 같은 부재가 구비될 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 사용하는 인쇄 공정의 수행시 상기 레저버(13)에 저장되어 있는 액적을 상기 잉크젯 헤드(11)로 공급하여 기판(40)을 향하여 토출시킨다. 그리고 상기 액적이 소모되기 때문에 상기 레저버(13)에는 외부로부터 상기 액적이 제공된다.
따라서 상기 기판 처리 장치(100)에서의 상기 잉크젯 헤드 유닛(10)은 상기 흐름 유도부(19)를 구비함으로써 외부로부터 공급되어 상기 레저버(13)에 저장되는 액적에 버블이 생성되어 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 상기 흐름 유도부(19)가 상기 레저버(13)에 액적이 저장되어 있는 부분과 상기 음압 제공 라인(19) 사이를 가로 막고 있기 때문에 상기 음압 제공 라인(17)으로 상기 액적이 역류하는 것을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서는 상기 갠트리(30)에 상기 잉크젯 헤드 유닛(10)이 하나만 장착되는 것으로 도시하고 있지만 다수개가 나란하게 장착될 수 있다. 이에, 예시적인 실시예들에서는 R, G, B 각각에 대한 액적들을 토출할 수 있게 잉크젯 헤드 유닛(10)이 3개가 장착될 수 있다.
본 발명의 액적 토출 장치 및 기판 처리 장치를 사용할 경우 버블로 인하여 잉크젯 헤드에서 액적이 미토출되는 상황을 방지함으로써 공정 신뢰도의 향상을 통하여 제품에 대한 품질 경쟁력의 향상까지도 도모할 수 있을 것이고, 액적이 음압 제공 라인으로 역류하는 상황도 방지함으로써 공정 안정성의 확보를 통하여 생산성의 향상도 기대할 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 액적 토출 장치 11 : 잉크젯 헤드
13 : 레저버 15 : 공급 라인
17 : 압력 제공 라인, 음압 제공 라인
20 : 스테이지 30 : 갠트리
40 : 기판 100 : 기판 처리 장치

Claims (5)

  1. 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 액적을 저장하는 공간을 갖는 레저버(reservoir)를 포함하는 액적 토출 장치에 있어서,
    외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급되게 상기 외부로부터 상기 레저버로 연결되도록 구비되는 공급 라인; 및
    상기 공급 라인을 통하여 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급될 때 상기 액적이 상기 레저버의 측면 쪽으로 흘러내리게 상기 액적의 공급 흐름을 유도하도록 상기 레저버의 공간 내부에 구비되는 흐름 유도부;를 포함하는 액적 토출 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 흐름 유도부는 상기 액적이 상기 레저버의 측면을 따라 흘러내리게 구비되는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 흐름 유도부는 중심으로부터 상기 레저버의 모든 측면으로 슬로프진 구조를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  4. 기판이 놓여지는 스테이지;
    상기 스테이지 상부에 배치되도록 구비되는 갠트리; 및
    상기 갠트리에 장착되며 상기 기판을 향하여 액적을 토출하기 위한 잉크젯 헤드, 상기 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 액적을 저장하는 공간을 갖는 레저버, 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급되게 상기 외부로부터 상기 레저버로 연결되도록 구비되는 공급 라인, 및 상기 공급 라인을 통하여 외부로부터 상기 레저버로 상기 액적이 공급될 때 상기 액적이 상기 레저버의 측면 쪽으로 흘러내리게 상기 액적의 공급 흐름을 유도하도록 상기 레저버의 공간 내부에 구비되는 흐름 유도부로 이루어지는 잉크젯 헤드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 흐름 유도부는 중심으로부터 상기 레저버의 모든 측면으로 슬로프진 구조를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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