KR20210021198A - 디스펜서용 토출 노즐 모듈, 디스펜서 및 이를 이용한 디스펜싱 방법 - Google Patents

디스펜서용 토출 노즐 모듈, 디스펜서 및 이를 이용한 디스펜싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서용 토출 노즐 모듈은 외부로부터 공급되는 액상물이 수용되는 제1 수용부, 상기 제1 수용부와 연통되어 상기 제1 수용부로부터 전달되는 상기 액상물이 수용되고, 각각이 상기 제1 수용부보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들, 상기 복수의 제2 수용부들과 각각 연통되고, 상기 액상물이 토출되는 복수의 토출홀들, 및 상기 복수의 제2 수용부들 내의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 가압 유닛;을 포함한다.

Description

디스펜서용 토출 노즐 모듈, 디스펜서 및 이를 이용한 디스펜싱 방법{NOZZLE MODULE FOR DISPENSER, DISPENSER, AND DISPENSING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 디스펜서용 토출 노즐 모듈, 디스펜서 및 이를 이용한 디스펜싱 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액적들의 크기를 균일하게 제어 가능한 디스펜서용 토출 노즐 모듈, 디스펜서 및 이를 이용한 디스펜싱 방법에 관한 것이다.
최근 플라즈마 디스플레이(PDP; Plasma Display Panel), 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display), 전기 영동 디스플레이(EPD; Electrophoretic Display) 및 유기 전계 발광 디스플레이(OLED; Organic Light Emitting Diodes)등의 평판 디스플레이가 개발되어 사용되고 있다.
평판 디스플레이를 제조함에 있어서, 트랜지스터 어레이를 포함하는 기판 및 컬러 필터 어레이를 포함하는 기판을 합착하는 공정이 수행되는 데, 이를 위해 접착용 용액을 트렌지스터 어레이를 포함하는 기판 상에 도포하는 공정이 수행된다.
종래에는 공압에 의해 시린지로부터 공급되는 접착용 용액을 노즐을 통해 트랜지스터 어레이를 포함하는 기판 상에 접착용 용액의 라인들을 도포하였다. 이 경우, 접착용 용액의 라인들 간의 도포 두께가 불균일하고, 하나의 라인 내에서도 시작과 끝의 부분(에지부)의 두께가 다른 부분에 비해 더 두꺼운 문제가 있다.
등록특허 제10-1914166호
본 발명은 액적들의 크기를 균일하게 제어 가능한 디스펜서용 토출 노즐 모듈을 제공한다.
본 발명은 액적들의 크기를 균일하게 제어 가능한 디스펜서를 제공한다.
본 발명은 액적들의 크기를 균일하게 제어 가능한 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서용 토출 노즐 모듈은 외부로부터 공급되는 액상물이 수용되는 제1 수용부, 상기 제1 수용부와 연통되어 상기 제1 수용부로부터 전달되는 상기 액상물이 수용되고, 각각이 상기 제1 수용부보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들, 상기 복수의 제2 수용부들과 각각 연통되고, 상기 액상물이 토출되는 복수의 토출홀들, 및 상기 복수의 제2 수용부들 내의 상기 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 가압 유닛을 포함한다.
상기 복수의 제2 수용부들은 제1 방향으로 서로 이격되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장될 수 있다.
상기 가압 유닛은, 상기 복수의 제2 수용부들에 각각 대응하여 제공되고, 전원 인가 시 상기 복수의 제2 수용부들을 향해 변형되는 복수의 압전소자들, 및 상기 복수의 압전소자들의 변형에 따라 탄성 변형되어 상기 복수의 제2 수용부들의 내부 체적을 변화시키는 격막을 포함하고, 상기 복수의 압전소자들은 상기 제2 방향으로 연장되는 직육면체 형상을 가지고, 전원 인가 시 두께 방향으로 볼록하게 변형될 수 있다.
상기 복수의 압전소자들 각각은 바이모프형 압전소자이고, 상기 두께 방향으로 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다.
상기 복수의 압전소자들의 상기 제1 방향의 폭은 상기 복수의 제2 수용부들의 상기 제1 방향의 폭보다 작을 수 있다.
상기 복수의 제2 수용부들은 상기 제1 수용부의 직하부에 배치되고, 상기 제1 수용부의 하부 영역은 상기 복수의 제2 수용부들에 근접할수록 폭이 좁아질 수 있다.
상기 복수의 제2 수용부들은 몸체부의 내부에 삽입되는 노즐 블록의 일면에 형성된 복수의 제2 수용홈들 및 상기 복수의 수용홈들을 덮도록 제공되는 상기 격막에 의해 정의될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서는 상술한 어느 하나의 디스펜서용 토출 노즐 모듈, 및 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부로 상기 액상물을 일정하게 공급하는 정량 펌프를 포함하고, 상기 정량 펌프에 의해 공급되는 상기 액상물에 상기 가압 유닛의 변형에 의해 선택적으로 압력이 가해짐에 따라 상기 토출 노즐 모듈이 액상물을 불연속적으로 토출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서는 대기 상태에서 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부에 연결되어 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부에 음압을 제공하는 음압 제공부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서는 상기 가압 유닛의 복수의 압전소자들에 전원을 인가하여 상기 복수의 압전소자들을 상기 두께 방향으로 볼록하게 변형시킴으로써, 상기 복수의 제2 수용부들의 내부 체적을 변화시키는 압전소자 콘트롤러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법은 토출 노즐 모듈의 제1 수용부, 및 상기 제1 수용부와 연통되고 각각이 상기 제1 수용부보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들에 액상물을 충전하는 (a) 과정, 상기 정량 펌프로부터 액상물을 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부로 일정하게 공급하는 (b) 과정, 및 상기 토출 노즐 모듈의 가압 유닛을 선택적으로 변형시켜 상기 복수의 제2 수용부들 내의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 (c) 과정을 포함하여 액상물을 불연속적으로 토출할 수 있다.
상기 (c) 과정은, 상기 가압 유닛의 복수의 압전소자들에 전원을 인가하여, 상기 복수의 압전소자들을 선택적으로 상기 복수의 제2 수용부들을 향해 두께 방향으로 볼록하게 변형시키는 (c-1) 과정, 및 상기 복수의 압전소자들의 선택적인 변형에 따라 상기 가압 유닛의 격막이 탄성 변형되어 상기 복수의 제2 수용부들의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 (c-2) 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법은 상기 (b) 과정 전에, 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부에 음압을 제공하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 디스펜서용 토출 노즐 모듈에 의하면, 정량 펌프로부터 공급되는 액상물이 큰 체적을 가지는 제1 수용부에 먼저 수용된 후, 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들로 각각 전달되므로, 복수의 제2 수용부들에 균일하게 액상물이 전달될 수 있다. 그리고, 가압 유닛으로 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들 내의 액상물에 압력을 가하여 복수의 토출홀들을 통해 액상물을 토출하므로, 가압 유닛의 작은 변형으로도 복수의 제2 수용부들 내의 액상물에 압력을 효과적으로 그리고 용이하게 가할 수 있다. 따라서, 복수의 토출홀들를 통해 균일한 양 또는 크기를 가지는 액적들을 토출하는 것이 용이하게 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 디스펜서용 토출 노즐 모듈에 의하면, 복수의 제2 수용부들이 일방향으로 길게 연장되는 형태로서 특정의 체적을 가지므로, 가압 유닛의 변형의 크기를 조절함에 따라 토출되는 액적의 양 또는 크기를 조절하는 것이 용이하다.
본 발명에 따른 디스펜서 및 이를 이용한 디스펜싱 방법에 의하면, 토출 노즐 모듈의 제1 수용부 내의 액상물을 양이 일정하게 유지되도록, 정량 펌프가 토출 노즐 모듈의 제1 수용부로 액상물을 일정하게, 지속적으로 공급함으로써, 토출 노즐 모듈의 복수의 제2 수용부들에 균일하게 액상물이 공급될 수 있다. 아울러, 가압 유닛을 이용해 선택적으로 복수의 제2 수용부들의 액상물을 가압함으로써, 기판 상에 액상물을 액적 형태로 도포하는 공정이 진행되는 동안 내내 액적들의 크기들을 균일하게 유지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 디스펜서 및 이를 이용한 디스펜싱 방법에 의하면, 도포 균일성이 향상된 액적들을 기판 상에 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 토출 노즐 모듈에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 일부 영역을 수평 방향으로 절단하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 일부 영역을 수직 방향으로 절단하여 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 가압 유닛에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 가압 유닛의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서에 대한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 토출 노즐 모듈, 디스펜서, 디스펜싱 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈에 대한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 일부 영역을 수평 방향으로 절단하여 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 일부 영역을 수직 방향으로 절단하여 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 가압 유닛에 대한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 토출 노즐 모듈의 가압 유닛의 동작을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈은 액적들을 토출하기 위해 디스펜서에 장착되어 사용되며, 탈부착이 가능하다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈(100)은, 외부로부터 공급되는 액상물이 수용되는 제1 수용부(110), 제1 수용부(110)와 연통되어 제1 수용부(110)로부터 전달되는 액상물이 수용되고, 각각이 제1 수용부(110)보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120), 복수의 제2 수용부들과 각각 연통되고, 액상물이 토출되는 복수의 토출홀들(124), 및 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 가압 유닛(130)을 포함한다.
외부로부터 공급되는, 즉 후술하는 정량 펌프로부터 공급되는 액상물이 큰 체적을 가지는 제1 수용부(110)에 먼저 수용된 후, 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120)로 각각 전달되므로, 제1 수용부(110)가 없는 경우에 비해 복수의 제2 수용부들(120)에 균일하게 그리고, 신속하게 액상물이 전달될 수 있다. 그리고, 큰 체적을 가지는 제1 수용부(110) 내의 액상물에 압력을 가하여 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물을 토출하는 것이 아니라, 가압 유닛(130)으로 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 압력을 가하여 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물을 토출하므로, 가압 유닛(130)의 작은 변형으로도 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 압력을 효과적으로 그리고 용이하게 가할 수 있다. 그리고, 가압 유닛(130)이 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 선택적으로 압력을 가함으로써, 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물이 불연속적인 액적(drop) 형태로 토출될 수 있다. 여기서, 선택적으로 압력이 가해진다는 것은 주기적으로 또는 비주기적으로 압력이 가해지는 것으로 포함한다. 예를 들어, 가압 유닛(130)이 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 주기적으로 압력을 가하는 경우, 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물이 주기적으로 액적 형태로 토출될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 노즐 모듈(100)에 의하면 복수의 토출홀들(124)을 통해 균일한 양 또는 크기를 가지는 액적들을 토출하는 것이 용이하게 수행될 수 있다. 여기서, 액상물은 접착성 고분자 용액(e.g., 투명 실리콘 계열 고분자 용액 등)을 포함한다. 접착성 고분자 용액은 예를 들어, 수백 cPs 내지 수천 cPs의 점도를 가질 수 있다. 액상물은 접착성 고분자 용액에 한정되지 않고, 다양한 액상형태의 물질이 적용될 수 있다.
그리고, 복수의 제2 수용부들(120)은 제1 방향(D1)으로 서로 이격되고 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 수용부들(120)은 제1 방향(D1)을 따라 균일한 간격으로 배치될 수 있다. 복수의 제2 수용부들(120)은 제2 방향(D2)을 따라 길게 좁게 연장되는 형태이며, 특정의 체적을 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)과 수직으로 교차할 수 있다. 도 1에는 예시적으로 16개의 제2 수용부들(120)이 제1 방향(D1)으로 서로 이격되어 배치된 것이 도시되어 있다. 복수의 제2 수용부들(120)이 제2 방향(D2)으로 길게 연장되는 형태로서 특정의 체적을 가지므로, 가압 유닛(130)의 변형의 크기를 조절함에 따라 토출되는 액적의 양 또는 크기를 조절하는 것이 용이하다. 가압 유닛(130)의 변형을 증가시킬수록, 복수의 제2 수용부들(120)로부터 밀려나는 액상물의 양이 증가하여 액적의 크기가 증가될 수 있다.
그리고, 가압 유닛(130)은, 복수의 제2 수용부들(120)에 각각 대응하여 제공되고, 전원 인가 시 상기 복수의 제2 수용부들(120)을 향해 변형되는 복수의 압전소자들(150), 및 복수의 압전소자들(150)의 변형에 따라 탄성 변형되어 상기 복수의 제2 수용부들(120)의 내부 체적을 변화시키는 격막(140)을 포함한다.
도 5를 참조하면, 복수의 압전소자들(150)은 제2 방향(D2)로 연장되고, 두께보다 폭이 더 큰 직육면체 형상을 가지고, 전원 인가 시 두께 방향으로 볼록하게 변형될 수 있다. 이에 따라 탄성을 가지는 격막(140)은 복수의 제2 수용부들(120) 내로 삽입될 수 있다. 전원이 인가되지 않은 경우, 복수의 압전소자들(150)은 원래 상태로, 즉 평평한 상태로 신속하게 회복될 수 있다. 이에 따라, 탄성을 가지는 격막(140)도 원래 상태로, 즉 평평한 상태로 신속하게 회복될 수 있다. 복수의 제2 수용부들(120)의 내부 체적은 복수의 압전소자들(150)의 변형 및 회복에 따라 압축되었다가 다시 원래 상태로 회복될 수 있다. 복수의 압전소자들(150)의 변형 및 회복의 빠른 반복에 의해 복수의 제2 수용부들(120)과 연통되어 있는 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물이 액적 형태로 토출될 수 있다. 복수의 압전소자들(150)이 원래 상태로 회복되는 과정에서 순간적으로 복수의 제2 수용부들(120) 내에 음압이 형성될 수 있고, 이로 인해 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물이 복수의 토출홀들(124)을 통해 더 이상 토출되는 것을 확실하게 차단할 수 있다. 따라서, 밸브, 니들, 피스톤 등을 이용하여 직접 유로를 개폐시키는 경우에 비해, 액적의 크기를 정확하게 조절할 수 있다.
격막(140)은 불소 수지, 천연 고무, 합성 고무 등 탄성을 가지는 재료로 이루어질 수 있다. 격막(140)은 예를 들어, 연질 테프론(소프트 테프론)으로 이루어질 수 있다.
복수의 압전소자들(150) 각각은 예를 들어, 바이모프형 압전소자일 수 있다. 복수의 압전소자들(150) 각각은 두께 방향으로 서로 대향하는 제1 전극(151) 및 제2 전극(155)을 포함할 수 있다. 복수의 압전소자들(150)은 격막(140)에 접착될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(151)이 격막(140)에 인접하도록 복수의 압전소자들(150)은 격막(140)에 접착될 수 있다. 복수의 압전소자들(150) 각각은 제1 전극(151)과 접촉하는 제1 압전체(152), 제2 전극(155)과 접촉하는 제2 압전체(154), 및 제1 압전체(152)와 제2 압전체(154) 사이의 전도성 중간층(153)을 더 포함할 수 있다. 제1 압전체(152)의 분극 방향과 제2 압전체(154)의 분극 방향은 서로 반대방향일 수 있다.
복수의 압전소자들(150)의 제1 방향(D1)의 폭은 복수의 제2 수용부들(120)의 제1 방향(D1)의 폭보다 작을 수 있다. 따라서, 복수의 압전소자들(150)이 자유롭게 변형될 수 있고, 복수의 압전소자들(150)이 두께 방향으로 볼록하게 변형될 때에 격막(140)이 제2 수용부(120) 내로 용이하게 삽입될 수 있고, 나아가 상기 복수의 제2 수용부들(120)의 내부 체적을 용이하게 변화시킬 수 있다.
복수의 압전소자들(150)에 동시에 전원 인가되어 복수의 압전소자들(150) 모두가 동시에 변형될 수 있다. 이와 달리, 전원 인가 방식에 따라 복수의 압전소자들(150)의 일부만 변형되거나, 그룹핑되어 그룹별로 번갈아 변형될 수 있다.
도 2 내지 도 5에는 제2 수용부(120)마다 압전소자(150)가 하나씩 제공되는 것이 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 수용부(120)마다 2개 이상의 압전소자들(150)이 제공될 수 있다.
복수의 제2 수용부들(120)은 제1 수용부(110)의 직하부에 배치되고, 제1 수용부(110)의 하부 영역은 복수의 제2 수용부들(120)에 근접할수록 폭이 좁아질 수 있다. 따라서, 외부로부터 액상물이 공급됨에 의해 제1 수용부(110)에 인가되는 압력뿐만 아니라 자중(자체 무게)에 의해서도 제1 수용부(110) 내의 액상물이 복수의 제2 수용부들(120)로 용이하게 공급될 수 있다. 큰 체적의 제1 수용부(110) 내에 액상물이 채워져 있으므로, 액상물의 자중에 의해 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 압력을 가하여 토출하는 동안에 제1 수용부(110)로의 역류가 감소되거나 억제될 수 있다. 그리고, 액상물의 공급 과정 또는 토출 과정에서 발생하는 기포들이 제1 수용부(110)의 상부로 떠오르면서, 토출되는 액적들에 영향을 주지 않을 수 있다.
토출 노즐 모듈(100)은 제1 수용부(110)를 제공하는 몸체부(113); 및 몸체부(113) 내에 배치되며, 복수의 제2 수용홈들(122) 및 복수의 토출홀들(124)을 제공하는 노즐 블록(128)을 포함한다. 그리고, 토출 노즐 모듈(100)은 노즐 블록(128)의 일측에 배치되며, 격막(140)을 노즐 블록(128)에 밀착시키고, 복수의 압전소자들(150)을 수용하는 복수의 홈부들(162)을 가지는 가드 블록(160)을 더 포함할 수 있다. 가드 블록(160)은 절연성 물질로 이루어져 복수의 압전소자들(150)을 서로 전기적으로 절연시키고, 복수의 압전소자들(150) 각각에 전기적 연결을 제공하는 복수의 관통홀들을 포함할 수 있다. 가드 블록(160)은 예를 들어, MC 나일론과 같은 절연성 수지로 이루어질 수 있다.
복수의 제2 수용부들(120)은 몸체부(113) 내에 삽입되는 노즐 블록(128)의 일면에 형성된 복수의 제2 수용홈들(122) 및 복수의 제2 수용홈들(122)을 덮도록 제공되는 격막(140)에 의해 정의될 수 있다. 격막(140)의 상부 및 하부는 노즐 블록(128)과 가드 블록(160)에 의해 고정될 수 있다. 복수의 압전소자들(150) 사이의 격막(140)의 부분들도 노즐 블록(128)과 가드 블록(160)에 의해 고정될 수 있다. 격막(140)이 노즐 블록(128)에 밀착됨으로써, 복수의 제2 수용부들(120)은 제1 방향(D1)에서 서로 분리된 독립적인 공간들이 될 수 있다.
몸체부(113)는 제1 몸체부(112)와 제2 몸체부(114)가 결합된 구조일 수 있다. 제1 몸체부(112)가 제1 수용부(110)를 제공하고, 제1 몸체부(112)의 내부에는 노즐 블록(128)이 장착될 수 있다. 제2 몸체부(114)의 내부에는 가드 블록(160)이 장착될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서에 대한 개략도이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서에 대해 설명한다. 이하에서 토출 노즐 모듈에 대한 설명은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 것과 동일하여 반복되는 설명은 생략될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서(1000)는 토출 노즐 모듈(100) 및 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)로 액상물을 일정하게 공급하는 정량 펌프(200)를 포함한다. 그리고, 정량 펌프(200)에 의해 공급되는 액상물에 가압 유닛(130)의 변형에 의해 선택적으로 압력이 가해짐에 따라 토출 노즐 모듈(100)이 복수의 액적들을 불연속적으로 토출할 수 있다. 여기서, 선택적으로 압력이 가해진다는 것은 주기적으로 또는 비주기적으로 압력이 가해지는 것으로 포함한다.
토출 노즐 모듈(100)의 경우, 정량 펌프로부터 공급되는 액상물이 큰 체적을 가지는 제1 수용부(110)에 먼저 수용된 후, 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120)로 각각 공급되므로, 복수의 제2 수용부들(120)에 균일하게 액상물이 공급될 수 있다. 그리고, 가압 유닛(130)으로 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 압력을 가하여 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물을 토출하므로, 가압 유닛(130)의 작은 변형으로도 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 압력을 효과적으로 그리고 용이하게 가할 수 있다. 따라서, 복수의 토출홀들(124)을 통해 균일한 양 또는 크기를 가지는 액적들을 토출하는 것이 용이하게 수행될 수 있다. 복수의 압전소자들(150)은 반복적인 전원 인가에 의해 변형 및 회복될 수 있고, 복수의 제2 수용부들(120)의 내부 체적은 복수의 압전소자들(150)의 변형 및 회복에 따라 압축되었다가 다시 원래 상태로 회복될 수 있다. 복수의 압전소자들(150)의 변형 및 회복의 빠른 반복에 의해 복수의 제2 수용부들(120)과 연통되어 있는 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물이 액적 형태로 토출될 수 있다. 복수의 압전소자들(150)이 원래 상태로 회복되는 과정에서 순간적으로 복수의 제2 수용부들(120) 내에 음압이 형성될 수 있고, 이로 인해 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물이 복수의 토출홀들(124)을 통해 더 이상 토출되는 것을 확실하게 차단할 수 있다. 따라서, 밸브, 니들, 피스톤 등을 이용하여 직접 유로를 개폐시키는 경우에 비해, 액적의 크기를 정확하게 조절할 수 있다.
단위 시간 당 토출 노즐 모듈(100)의 복수의 토출홀들(124)을 통해 토출되는 양을 고려하여 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110) 내의 액상물을 양이 일정하게 유지되도록, 정량 펌프(200)는 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)로 액상물을 일정하게, 지속적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 정량 펌프(200)의 펌프실의 용량은 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)의 용량과 동일할 수 있다. 정량 펌프(200)가 액상물을 토출 노즐 모듈(100)에 공급할 때는 제2 밸브(V2)가 열릴 수 있다.
이와 같이, 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110) 내의 액상물을 양이 일정하게 유지되도록, 정량 펌프(200)가 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)로 액상물을 일정하게, 지속적으로 공급함으로써, 토출 노즐 모듈(100)의 복수의 제2 수용부들(120)에 균일하게 액상물이 공급될 수 있다. 아울러, 복수의 제2 수용부들(120)을 가압 유닛(130)을 이용해 선택적으로 복수의 제2 수용부들(120)의 액상물을 가압함으로써, 본 발명의 디스펜서를 이용하여 기판 상에 액상물을 액적 형태로 도포하는 공정이 진행되는 동안 내내 액적들의 크기들을 균일하게 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서(1000)는 대기 상태에서 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)에 연결되어 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)에 음압을 제공하는 음압 제공부(300)를 더 포함할 수 있다. 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)에 음압을 제공함으로써, 복수의 토출홀들(124)의 말단에서 액상물의 메니스커스를 형성하고, 복수의 토출홀들(124)의 말단에서 액맺힘 또는 액상물이 흐르는 것을 방지할 수 있다. 대기 상태에서 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)에 음압을 제공하기 위해, 제3 밸브(V3)가 열릴 수 있다. 토출 시에는 제3 밸브(V3)를 닫아 음압 제공부(300)에 의해 제공되는 음압을 차단할 수 있다. 음압 제공부(300)는 대기 상태에서 음압을 설정된 압력으로 계속하여 제공할 수 있는 서보밸브일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서(1000)는 상기 가압 유닛의 복수의 압전소자들에 전원을 인가하여 상기 복수의 압전소자들을 변형시킴으로써, 상기 복수의 제2 수용부들의 내부 체적을 변화시키는 압전소자 콘트롤러(400)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서(1000)는 정량 펌프(200)에 액상물을 충전시키는 시린지(500)를 더 포함할 수 있다. 액상물이 수용된 시린지(500)에 공압을 인가하고, 제1 밸브(V1)를 열어서 정량 펌프(200)의 펌프실 내에 액상물을 충전할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서(1000)는 도시되지 않았으나, 정량 펌프(200), 음압 제공부(300), 압전소자 콘트롤러(400), 제1 내지 제3 밸브(V1, V2, V3) 등의 동작을 제어하는 메인 콘트롤러를 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법에 대해 설명한다. 이하에서 디스펜서에 대한 설명은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 것과 동일하여 반복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법은 정량 펌프(200)로부터 액상물을 공급하여 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110) 및 상기 제1 수용부(110)와 연통되고 각각이 상기 제1 수용부(110)보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120)에 상기 액상물을 충전하는 (a) 과정(S200), 상기 정량 펌프(200)로부터 상기 액상물을 상기 토출 노즐 모듈(100)의 상기 제1 수용부(110)로 일정하게 공급하는 (b) 과정(S300), 및 상기 토출 노즐 모듈(100)의 가압 유닛(130)을 선택적으로 변형시켜 상기 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 (c) 과정;을 포함한다. 상기 (b) 과정 및 상기 (c) 과정의 조합에 의해 상기 토출 노즐 모듈로부터 액상물이 불연속적으로 토출될 수 있다.
상기 (a) 과정 및 상기 (b) 과정에서, 정량 펌프(200)로부터 공급되는 액상물이 큰 체적을 가지는 제1 수용부(110)에 먼저 수용된 후, 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120)로 각각 공급되므로, 복수의 제2 수용부들(120)에 균일하게 액상물이 공급될 수 있다. 그리고, 상기 (c) 과정에서, 가압 유닛(130)으로 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 압력을 가하여 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물을 토출하므로, 가압 유닛(130)의 작은 변형으로도 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 압력을 효과적으로 그리고 용이하게 가할 수 있다. 따라서, 복수의 토출홀들(124)을 통해 균일한 양 또는 크기를 가지는 액적들을 토출하는 것이 용이하게 수행될 수 있다. 그리고, 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110) 내의 액상물을 양이 일정하게 유지되도록 정량 펌프(200)가 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)로 액상물을 일정하게 공급하는 과정에 의해, 토출 노즐 모듈(100)의 복수의 제2 수용부들(120)에 균일하게 액상물이 공급될 수 있다. 아울러, 복수의 제2 수용부들(120)을 가압 유닛(130)을 이용해 선택적으로 복수의 제2 수용부들(120)의 액상물을 가압함으로써, 본 발명의 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법은 기판 상에 액상물을 액적 형태로 도포하는 공정이 진행되는 동안 내내 액적들의 크기들을 균일하게 유지할 수 있다.
상기 토출 노즐 모듈(100)의 가압 유닛(130)을 선택적으로 변형시켜 상기 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 (c) 과정은, 상기 가압 유닛(130)의 복수의 압전소자들(150)에 전원을 인가하여, 상기 복수의 압전소자들(150)을 선택적으로 상기 복수의 제2 수용부들(120)을 향해 두께 방향으로 볼록하게 변형시키는 (c-1) 과정, 및 상기 복수의 압전소자들(150)의 선택적인 변형에 따라 상기 가압 유닛(130)의 격막(140)이 탄성 변형되어 상기 복수의 제2 수용부들(120)의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 (c-2) 과정을 포함한다. 전원이 차단되면, 복수의 압전소자들(150)은 원래 상태로 회복되고, 격막(140)도 원래 상태로 회복되는 과정이 일어난다. 복수의 제2 수용부들(120)의 내부 체적은 복수의 압전소자들(150)의 변형 및 회복에 따라 압축되었다가 다시 원래 상태로 회복될 수 있다. 복수의 압전소자들(150)의 변형 및 회복의 빠른 반복에 의해 복수의 제2 수용부들(120)과 연통되어 있는 복수의 토출홀들(124)을 통해 액상물이 액적 형태로 토출될 수 있다. 복수의 압전소자들(150)이 원래 상태로 회복되는 과정에서 순간적으로 복수의 제2 수용부들(120) 내에 음압이 형성될 수 있고, 이로 인해 복수의 제2 수용부들(120) 내의 액상물이 복수의 토출홀들(124)을 통해 더 이상 토출되는 것을 확실하게 차단할 수 있다. 따라서, 밸브, 니들, 피스톤 등을 이용하여 직접 유로를 개폐시키는 경우에 비해, 액적의 크기를 정확하게 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법은 상기 정량 펌프(200)로부터 상기 액상물을 상기 토출 노즐 모듈(100)의 상기 제1 수용부(110)로 일정하게 공급하는 (b) 과정 전에, 상기 토출 노즐 모듈(100)의 상기 제1 수용부(110)에 음압을 제공하는 과정을 더 포함할 수 있다. 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110)에 음압을 제공함으로써, 복수의 토출홀들(124)의 말단에서 액상물의 메니스커스를 형성하고, 복수의 토출홀들(124)의 말단에서 액맺힘 또는 액상물이 흐르는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법은 정량 펌프(200)로부터 액상물을 공급하여 토출 노즐 모듈(100)의 제1 수용부(110) 및 상기 제1 수용부(110)와 연통되고 각각이 상기 제1 수용부(110)보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들(120)에 상기 액상물을 충전하는 (a) 과정 전에, 액상물이 수용된 시린지(500)에 공압을 인가하여 정량 펌프(200)의 펌프실에 액상물을 충전하는 과정(S100)을 더 포함할 수 있다.
상기 디스펜서를 이용한 디스펜싱 방법에서, 각 과정은 상술한 순서를 따라 시계열로 수행되거나, 병렬적 혹은 개별로 수행되는 과정일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 토출 노즐 모듈 110 : 제1 수용부
112 : 제1 몸체부 113 : 몸체부
114 : 제2 몸체부 120 : 제2 수용부
122 : 제2 수용홈 124 : 토출홀
128 : 노즐 블록 130 : 가압 유닛
140 : 격막 150 : 압전소자
160 : 가드 블록 162 : 홈부
200 : 정량 펌프 300 : 음압 제공부
400 : 압전소자 콘트롤러 500 : 시린지
1000: 디스펜서 V1, V2, V3 : 밸브

Claims (13)

  1. 외부로부터 공급되는 액상물이 수용되는 제1 수용부;
    상기 제1 수용부와 연통되어 상기 제1 수용부로부터 전달되는 상기 액상물이 수용되고, 각각이 상기 제1 수용부보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들;
    상기 복수의 제2 수용부들과 각각 연통되고, 상기 액상물이 토출되는 복수의 토출홀들; 및
    상기 복수의 제2 수용부들 내의 상기 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 가압 유닛;을 포함하는 디스펜서용 토출 노즐 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제2 수용부들은 제1 방향으로 서로 이격되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 디스펜서용 토출 노즐 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가압 유닛은,
    상기 복수의 제2 수용부들에 각각 대응하여 제공되고, 전원 인가 시 상기 복수의 제2 수용부들을 향해 변형되는 복수의 압전소자들; 및
    상기 복수의 압전소자들의 변형에 따라 탄성 변형되어 상기 복수의 제2 수용부들의 내부 체적을 변화시키는 격막;을 포함하고,
    상기 복수의 압전소자들은 상기 제2 방향으로 연장되는 직육면체 형상을 가지고, 전원 인가 시 두께 방향으로 볼록하게 변형되는 디스펜서용 토출 노즐 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 압전소자들 각각은 바이모프형 압전소자이고, 상기 두께 방향으로 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 디스펜서용 토출 노즐 모듈.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 압전소자들의 상기 제1 방향의 폭은 상기 복수의 제2 수용부들의 상기 제1 방향의 폭보다 작은 디스펜서용 토출 노즐 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제2 수용부들은 상기 제1 수용부의 직하부에 배치되고,
    상기 제1 수용부의 하부 영역은 상기 복수의 제2 수용부들에 근접할수록 폭이 좁아지는 디스펜서용 토출 노즐 모듈.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 제2 수용부들은 몸체부의 내부에 삽입되는 노즐 블록의 일면에 형성된 복수의 제2 수용홈들 및 상기 복수의 수용홈들을 덮도록 제공되는 상기 격막에 의해 정의되는 디스펜서용 토출 노즐 모듈.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 디스펜서용 토출 노즐 모듈; 및
    상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부로 액상물을 일정하게 공급하는 정량 펌프;를 포함하고,
    상기 정량 펌프에 의해 공급되는 액상물에 상기 가압 유닛의 변형에 의해 선택적으로 압력이 가해짐에 따라 상기 토출 노즐 모듈이 액상물을 불연속적으로 토출하는 디스펜서.
  9. 청구항 8에 있어서,
    대기 상태에서 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부에 연결되어 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부에 음압을 제공하는 음압 제공부를 더 포함하는 디스펜서.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 가압 유닛의 복수의 압전소자들에 전원을 인가하여 상기 복수의 압전소자들을 두께 방향으로 볼록하게 변형시킴으로써, 상기 복수의 제2 수용부들의 내부 체적을 변화시키는 압전소자 콘트롤러를 더 포함하는 디스펜서.
  11. 토출 노즐 모듈의 제1 수용부, 및 상기 제1 수용부와 연통되고 각각이 상기 제1 수용부보다 작은 체적을 가지는 복수의 제2 수용부들에 액상물을 충전하는 (a) 과정;
    정량 펌프로부터 액상물을 상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부로 일정하게 공급하는 (b) 과정; 및
    상기 토출 노즐 모듈의 가압 유닛을 선택적으로 변형시켜 상기 복수의 제2 수용부들 내의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 (c) 과정;을 포함하여 액상물을 불연속적으로 토출하는 디스펜싱 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 (c) 과정은,
    상기 가압 유닛의 복수의 압전소자들에 전원을 인가하여, 상기 복수의 압전소자들을 선택적으로 상기 복수의 제2 수용부들을 향해 두께 방향으로 볼록하게 변형시키는 (c-1) 과정; 및
    상기 복수의 압전소자들의 선택적인 변형에 따라 상기 가압 유닛의 격막이 탄성 변형되어 상기 복수의 제2 수용부들의 액상물에 선택적으로 압력을 가하는 (c-2) 과정을 포함하는 디스펜싱 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 (b) 과정 전에,
    상기 토출 노즐 모듈의 상기 제1 수용부에 음압을 제공하는 과정을 더 포함하는 디스펜싱 방법.
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