WO2016098984A1 - 노즐 헤드, 노즐 헤드의 제조방법 및 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치 - Google Patents
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Definitions
- the height from the bottom of the nozzle groove to the ceiling of the inflow groove is formed to be equal to the depth of the avoidance groove.
- Fig. 11 (a) shows a diagram in which the vacuum suction ON / OFF is changed periodically according to the present invention
- Fig. 11 (b) is a photograph showing a pattern formed on the actual panel.
- the evacuation groove 30 is formed on the lower surface of the nozzle substrate 10 to be concave in the upper surface direction with respect to the nozzle hole 20.
- the avoidance groove 30 is formed in a ring shape centering on the nozzle hole 20.
- the TEOS protective film 50 is not removed with the general removal agent of the photoresist 80.
- a flow space 32 is formed between the bottom of the moving groove 31 and the top surface of the glass 40 so that a vacuum acts by the vacuum-cleaning liquid action line 300 or a cleaning liquid flows.
- valves 7 and 3 that were open are closed and the purge device 1 320 is turned off.
- a vacuum acts on the vacuum-cleaning liquid action line 300 to receive the liquid discharged through the nozzle tip 15 into the intermediate storage tank 500.
- valves 5 and 6 are closed, valves 4 and 1 are opened, and valves 2, 3 and 7 are closed.
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Abstract
본 발명은 노즐 헤드, 노즐 헤드의 제조방법 및 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치에 관한 것으로, 노즐기판; 상기 노즐기판의 하면에서 아래쪽으로 돌출형성되며 노즐 홀이 상하로 관통 형성되는 노즐팁; 상기 노즐팁을 중심으로 외주 반경둘레에 형성되며 상기 노즐기판의 하면으로부터 상면을 향하여 오목하게 형성되는 회피홈; 상기 노즐팁과 이격되게 배치되어 있으며 상기 노즐기판의 상,하면을 관통형성되는 진공작용 홀; 상기 노즐기판의 하면에 오목하게 형성되어 상기 진공작용 홀과 회피홈 사이를 연통시키는 이동홈; 및 상기 노즐기판의 하면에 부착되며 상기 노즐팁에 대향하는 일부분이 관통되는 글래스를 포함하는 것을 특징으로 하므로 액체 줄기가 분사 초기부터 미세하게, 그리고 연속적으로 분사될 수 있도록 하고 노즐에서 분사되는 액체의 공급 및 차단을 자유롭게 조절할 수 있다는 이점이 있다.
Description
본 발명은 노즐 헤드, 노즐 헤드의 제조방법 및 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세한 액체 줄기를 연속적으로 분사할 수 있는 노즐 헤드, 노즐 헤드의 제조방법 및 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치에 관한 것이다.
고도화된 정보화 산업의 급격한 발달과 함께 초고속의 정보전달은 시간과 장소의 제한 없이 문자, 음성, 화상 등의 정보를 주고받을 수 있는 사회에 이르렀다.
이러한 정보전달의 매개체는 CRT를 시발점으로 발전을 거듭하여 왔고 이제는 인간공학적, 고기능화 등에 부합할 수 있는 LCD, PDP, LED, UHD 등의 대형 평판디스플레이와 초고속 이동통신 단말기, PDA 및 Web Pad 등의 소형디스플레이로 빠르게 바뀌고 있으며 편리함에 따른 수요 폭등에 따라 디스플레이 시장은 끊임없이 발전되고 있다.
평판디스플레이의 고품질, 저전력 소비 등을 기초하여 다양한 어플리케이션 시장이 더욱 활발해지고 있으며, OLED는 LCD, PDP에 이어서 차세대 디스플레이로 각광을 받고 있다.
OLED는 1987년 Eastman Kodak의 Tang이 적층 구조의 유기물질에서 고휘도로 빛을 내는 데 성공한 것을 시작으로 현재까지 많은 기술적인 진보가 이루어졌다.
OLED는 밝기, 명암비, 응답속도, 색 재현율, 시인성 등에서 뛰어난 화질과 제조공정이 단순해 저렴하다는 장점 등을 가지며 소위 ‘꿈의 디스플레이’로 여겨져 왔다.
그러나 짧은 수명, 낮은 수율 등으로 인하여 상용화에 어려움을 겪었으며 LCD 관련 기술의 빠른 진전으로 OLED의 시장 진입을 위한 입지를 상당히 좁게 만들어 상용화가 지연되었다.
최근 전 세계 디스플레이업계에서 상당 부분의 기술적 문제를 해결함에 따라 한국을 비롯한 일본, 대만의 관련업체들이 양산을 시작하고 있다.
OLED는 유기 박막에 양극과 음극을 통하여 주입된 정공(Hole)과 전자(Electron)가 재결합하여 여기자(Exciton)를 형성하고, 여기자가 다시 안정된 상태로 돌아오면서 방출되는 에너지가 빛으로 변하여 발광하는 자체 발광형 디스플레이 소자이다.
가장 간단한 구조의 OLED는 전자를 주입하는 음극, 정공을 주입하는 양극, 발광이 일어나는 유기 박막으로 이루어지며, 캐리어의 재결합 및 발광 특성 향상을 위해 전자 또는 정공의 주입 및 전달을 도와주는 기능층을 추가적으로 포함한다.
유기박막형성 기술은 FMM(Fine Metal Mask)를 이용한 대면적증착 기술, 레이저를 이용한 패터닝 기술, 액체기반의 잉크화 재료를 이용한 프린팅 기술 등이 있다.
대면적증착 기술은 증착원 기술과 마스크 기술로 분류되며, 증착원 기술은 종래의 점 증착원과 최근 대면적증착을 위한 선 증착원, 가스증착기술, 증착 방향에 따라 수직 및 수평 증착원 등이 있으며, 마스크 기술은 얼라이너 기구 기술과 패턴마스크 기술 등이 있다.
또한, 프린팅 기술은 고분자 발광 용액과 전도성 용액을 이용한 inkjet, offset, gravure, flexo 등을 들 수 있다.
상기 프린팅 기술의 경우 액체를 노즐 헤드까지 이동시킨 후 토출시키는 구조로 되어 있다.
한편, 상기 프린팅 기술을 OLED 화소 형성 등을 위하여 적용하고자 할 경우에는, 노즐 헤드를 통해 액체를 미세하게 그리고 연속적으로 분사할 필요가 있다.
이러한 요구조건을 만족시키기 위해 다양한 구조 및 형상의 노즐이 개발되고 있으나, 그 구조가 복잡하고, 분사되는 액체 줄기가 커서 미세분사를 연속적으로 분사함에 있어 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 액체 줄기가 분사 초기부터 미세하게, 그리고 연속적으로 분사될 수 있도록 하고 노즐에서 분사되는 액체의 공급 및 차단을 자유롭게 조절할 수 있는 노즐 헤드 및 노즐 헤드의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 100nm 이하의 박막을 불량이 없이 균일하게 도포할 수 있는 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 노즐 헤드는, 노즐기판; 상기 노즐기판의 하면에서 아래쪽으로 돌출형성되며 노즐 홀이 상하로 관통 형성되는 노즐팁; 상기 노즐팁을 중심으로 외주 반경둘레에 형성되며 상기 노즐기판의 하면으로부터 상면을 향하여 오목하게 형성되는 회피홈; 및 상기 노즐기판의 상면에는 액체를 공급하기 위한 라인이 결합될 수 있도록 마련된 유입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 노즐 헤드는, 노즐기판; 상기 노즐기판의 하면에서 아래쪽으로 돌출형성되며 노즐 홀이 상하로 관통 형성되는 노즐팁; 상기 노즐팁을 중심으로 외주 반경둘레에 형성되며 상기 노즐기판의 하면으로부터 상면을 향하여 오목하게 형성되는 회피홈; 상기 노즐팁과 이격되게 배치되어 있으며 상기 노즐기판의 상,하면을 관통형성되는 진공작용 홀; 상기 노즐기판의 하면에 오목하게 형성되어 상기 진공작용 홀과 회피홈 사이를 연통시키는 이동홈; 및 상기 노즐기판의 하면에 부착되며 상기 노즐팁에 대향하는 일부분이 관통되는 글래스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 이동홈의 바닥과 글래스의 상면 사이에는 액체가 유동하거나 진공이 작용하는 유동공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐기판의 상면에는 노즐 홀에 연통되는 용액공급라인과 진공작용 홀에 연통되는 진공-세정액 작용라인이 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 용액공급라인과 진공-세정액 작용라인은 노즐 백 플레이트에 결합되며, 상기 노즐 백 플레이트는 상기 노즐기판의 상면에 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐기판의 노즐팁 주변에는 노즐팁의 직경보다 큰 원형의 홈이 형성되어 있고, 상기 원형의 홈과 노즐팁 사이에는 상기 노즐팁의 둘레를 따라 복수로 분할되는 가이드 홈이 형성되어 있으며, 상기 원형의 홈과 진공작용 홀 사이에는 유동공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐기판에는 2개 이상의 노즐팁이 형성되어 있고 1개 이상의 진공작용 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐기판은 직사각형 모양으로 형성되되, 상기 노즐기판의 인접하는 2개의 변을 따라 유동공간이 연장 형성되고, 2개의 변 중 1개의 변을 따르는 유동공간의 단부에는 진공작용 홀이 형성되며, 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간과 연통하는 노즐팁이 상기 나머지 1개의 변과 나란하게 2개 이상 일렬로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐팁과 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간 사이에는 연결공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 2개의 변 중 1개의 변을 따르는 유동공간의 단면적은 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간의 단면적보다 크고, 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간의 단면적은 상기 연결공간의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간과 나머지 1개의 변 사이에는 상기 노즐팁을 정렬하기 위한 가이드 바가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유동공간은 2세트로 형성되며, 각각의 유동공간에는 노즐팁, 진공작용 홀 및 연결공간이 연통되고, 상기 2세트에 각각 형성되는 노즐팁은 상기 나머지 1개의 변과 나란하게 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 용액공급라인은 1개 이상 설치되어 있으며, 상기 1개의 용액공급라인은 1개 이상의 노즐팁에 연결되는 것을 특징으로 한다.
진공 작용시 상기 진공작용 홀을 통해 액체가 회수되어 액체의 도포가 정지되고, 진공 해제시 액체의 도포가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
진공 작용 시간과 진공 해제 시간을 제어하여 다양한 모양의 도포가 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치는, 상기 진공작용 홀에는 중간 저장용 탱크가 연결되고, 상기 중간 저장용 탱크에는 진공펌프와 회수용 탱크가 별도로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 중간 저장용 탱크에는 세정액 공급펌프가 연결되는 동시에 세정액 저장탱크가 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 진공작용 홀과 중간 저장용 탱크에는 퍼지장치 1이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 중간 저장용 탱크에는 상기 진공펌프에 대하여 별도로 분기되는 퍼지장치 2가 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노즐 헤드 제조방법에 있어서, 노즐 홀이 형성될 노즐기판의 상면을 식각하여 유입홈을 형성하는 제1단계; 상기 노즐기판의 하면에 보호막을 형성하는 제2단계; 상기 보호막에, 노즐 홀을 포함하는 노즐팁과 상기 노즐팁 둘레의 회피홈에 해당하는 영역에 패터닝을 수행하는 제3단계; 상기 패터닝이 이루어진 보호막 위에 포토 레지스트를 도포하고 노즐 홀에 대응하는 부분의 패터닝을 수행하는 제4단계; 1차 식각을 통해 상기 노즐기판에 노즐 홈을 형성하는 제5단계; 노즐기판으로부터 상기 포토 레지스트를 제거하는 제6단계; 2차 식각을 통해 노즐 홀과 노즐팁 둘레의 회피홈을 형성하는 제7단계; 및 상기 보호막을 제거하는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제8단계 후, 상기 회피홈 둘레의 상기 노즐기판의 하면에 글래스를 본딩하는 제9단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제8단계 후, 상기 노즐팁의 표면 및 회피홈의 바닥 표면에 소수성 코팅층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
제9단계 후, 상기 노즐팁의 표면, 회피홈의 바닥 및 글래스의 표면에 소수성 코팅층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제4단계에서 포토 레지스트의 노즐 홀에 대응하는 부분의 직경은 패터닝된 상기 보호막의 노즐 홀에 대응하는 부분의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐 홈의 바닥으로부터 상기 유입홈의 천정까지의 높이는 상기 회피홈의 깊이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 1차 식각과 2차 식각은 이방성 식각인 것을 특징으로 한다.
상기 보호막은 TEOS(TetraEthyl OrthoSilicate)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 액체 줄기가 분사 초기부터 미세하게, 그리고 연속적으로 분사될 수 있도록 하고 노즐에서 분사되는 액체의 공급 및 차단을 자유롭게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 100nm 이하의 박막을 불량이 없이 균일하게 도포할 수 있다는 이점도 있다
또한, 본 발명에 따르면 노즐 헤드를 통한 진공 흡인이나 노즐 헤드의 세정작업을 한 곳에서 용이하게 수행할 수 있다는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 헤드의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 헤드의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 종단면도이다.
도 5는 도 1의 노즐 헤드를 제조하기 위한 노즐 헤드 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 6은 도 3의 노즐 헤드를 제조하기 위한 노즐 헤드 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 노즐 헤드의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 8은 도 7의 노즐 헤드의 구성을 나타내는 저면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치에 의해 액체가 분사되는 형상을 나타내는 사진이다.
도 11(a)는 본 발명에 따라 진공 흡인 ON/OFF를 주기적으로 변경시키는 도면을 나타내고, 도 11(b)는 실제 패널에 형성되는 패턴을 나타내는 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치에 의해 직사각형의 패턴이 형성되는 예를 나타내는 도면이다.
도 13a는 본 발명에 따라 멀티 노즐 팁을 포함하는 노즐 헤드의 노즐 기판의 구성을 나타내는 저면도이다.
도 13b는 본 발명에 따라 멀티 노즐 팁을 포함하는 노즐 헤드의 노즐 백 플레이트의 다른 예를 나타내는 저면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐 헤드, 노즐 헤드의 제조방법 및 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치를 상세히 설명하기로 한다.
<실시예 1>
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 노즐 헤드의 구성 및 구조를 도시하고 있다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 헤드(100)는 노즐기판(10), 노즐 홀(20), 회피홈(30) 및 유입홈(60)을 포함하여 이루어진다.
상기 노즐기판(10)은 실리콘재질의 기판으로 이루어지고, 상면과 하면이 형성되어 있다.
상기 노즐 홀(20)은 상기 노즐기판(10)의 상면과 하면을 관통하여 형성되고, 상면을 통해 공급된 용액이 하면을 통해 분사되도록 이루어져 있다.
이러한 상기 노즐 홀(20)은 필요에 따라 다수 개가 상호 이격되어 형성될 수도 있다.
상기 노즐기판(10)의 상면에는 상기 노즐 홀(20)과 연통되는 유입홈(60)이 형성되어 있다.
상기 유입홈(60)은 액체가 유입되는 입구에 형성되어 후술할 액체공급장치와 연결되는 부분이다.
상기 회피홈(30)은 상기 노즐기판(10)의 하면에 상기 노즐 홀(20)을 중심으로 상면방향으로 오목하게 형성된다.
이러한 상기 회피홈(30)은 상기 노즐 홀(20)을 중심으로 하는 링 형상으로 형성된다.
상기 유입홈(60)의 직경은 노즐 홀(20)의 직경보다는 크고 회피홈(30)의 직경보다는 작게 되어 있다.
상기 유입홈(60)의 직경이 회피홈(30)의 직경보다 크면 공급되는 액체에 의해 노즐 내부에 커다란 압력이 작용하여 파손되는 경우가 있다.
상기 노즐 홀(20)과 회피홈(30) 사이에는 상기 노즐기판(10)의 일부를 이루는 노즐팁(15)이 배치되어 있다.
상기 노즐팁(15)은 중공기둥 형상으로 형성되어, 안쪽에 상기 노즐 홀(20)이 형성되고, 바깥쪽에 상기 회피홈(30)이 형성되며, 이러한 상기 노즐팁(15)에 의해 상기 노즐 홀(20)과 회피홈(30)은 상호 이격되게 된다.
본 실시예에서 상기 노즐팁(15)은 상기 회피홈(30)을 둘레에 배치한 상태에서 상기 노즐기판(10)의 하면을 향하여, 즉 액체가 분사되는 방향으로 돌출되어 있다.
위와 같은 구조에 따라, 분사 초기에 상기 노즐 홀(20)을 통해 분사되는 액체가 상기 노즐팁(15)의 하면에 부착되어 방울로 맺혔을 때, 상기 노즐팁(15)의 둘레에 형성된 상기 회피홈(30)에 의해 상기 액체의 방울크기를 작게 할 수 있고 상기 노즐 홀(20) 주변에 액체가 퍼지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 노즐팁(15)의 돌출 높이는 상기 회피홈(30)의 주변에 위치한 상기 노즐기판(10)의 높이와 동일하도록 한다.
또한, 상기 노즐팁(15)의 표면, 회피홈(30)의 바닥 및 노즐기판(10)의 표면에 소수성 코팅층(70)을 형성한다.
상기 소수성 코팅층(70)이 노즐 헤드의 반복 사용 및 노즐 세척에 의해 박리하는 현상을 방지할 수 있도록 한다.
상기 소수성 코팅층(70)은 강한 소수성 특성과 강한 물리,화학적 특성(내성)을 요구한다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 노즐기판(10)의 하면에는 글래스(40)를 추가할 수 있다.
상기 글래스(40)에 의해 노즐 면과의 단차가 형성되며, 이에 따라 상기 노즐팁(15)의 선단에 형성된 소수성 코팅층(70)이 노즐 헤드의 반복 사용 및 노즐 세척에 의해 박리하는 현상을 방지할 수 있다.
물론, 상기 회피홈(30)의 주변 기판의 상면에 글래스(40)가 부착되어 있기 때문에 상기 노즐팁(15)의 돌출 높이는 상기 글래스(40)의 표면보다는 낮다.
마찬가지로, 상기 글래스(40)의 표면에도 소수성 코팅층(70)을 형성하여 노즐 헤드의 반복 사용 및 노즐 세척에 의해 박리하는 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 글래스(40)가 회피홈(30)의 둘레에 부착되어 있어 노즐팁(15)의 선단과의 높이 차이에 의한 단차가 형성되며, 이러한 구조에 의해 노즐 헤드의 반복 사용시 세척이나 와이핑(wipping) 공정 중 노즐팁(15)의 선단이 물리,화학적 접촉으로부터 차단되는 효과가 있다.
따라서, 상기 글래스(40), 회피홈(30) 및 노즐팁(15)에는 소수성 코팅층(70)이 형성되도록 함이 바람직하다.
다시 말해, 상기 소수성 코팅층(70)은 소수성 물질이 코팅되어 있는 부분으로서, 상기 노즐 홀(20)을 통해 분사된 액체가 상기 노즐팁(15) 등에 부착되어 넓게 퍼지는 현상을 방지, 즉 접촉각을 크게 함으로써 상기 액체가 보다 작은 직경의 줄기로 분사되도록 할 수 있다.
상기 노즐팁(15) 이외에도, 회피홈(30) 및 글래스(40)에 소수성 코팅층(70)이 형성되어, 노즐 헤드의 하면이 액체와 서로 반발하게 됨으로써, 세척액이나 액체가 접촉하여도 노즐 헤드의 표면으로부터 바로 분리될 수 있다.
따라서, 분사되는 액체와의 간섭을 피할 수 있고 우수한 도포기능을 유지할 수 있다는 이점이 있다.
위와 같은 본 발명의 미세분사용 평면노즐은 특히 OLED화소 형성 등의 용액 공정을 위한 연속분사방식 등에 사용될 수 있으며, 다른 용도의 액체공급유닛에도 채택될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 노즐 헤드의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 헤드 제조방법은, 노즐 홀(20, 도 1 참조)이 형성될 노즐기판(10)의 상면을 식각하여 유입홈(60)을 형성하는 제1단계(S100), 상기 노즐기판(10)의 하면에 보호막(50)을 형성하는 제2단계(S200), 상기 보호막(50)에 노즐 홀(20)을 포함하는 노즐팁(15)과 상기 노즐팁(15) 둘레의 회피홈(30)에 해당하는 영역의 패터닝을 수행하는 제3단계(S300), 상기 패터닝이 이루어진 보호막(50) 위에 포토 레지스트(80)를 도포하고 상기 노즐 홀(20)에 대응하는 부분의 패터닝을 수행하는 제4단계(S400), 1차 식각을 통해 상기 노즐기판(10)의 하면에 노즐 홈(21)을 형성하는 제5단계(S500), 상기 노즐기판으로부터 상기 포토 레지스트(PR)를 제거하는 제6단계(S600), 2차 식각을 통해 노즐 홀(20)과 노즐팁(15) 둘레의 회피홈(30)을 형성하는 제7단계(S700), 및 상기 보호막(50)을 제거하는 제8단계(S800)를 포함한다.
상기 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 제1단계(S100)는 노즐 홀(20)이 형성될 노즐기판(10)의 상면을 식각하여 유입홈(60)을 형성하는 단계이다. 상기 유입홈(60)은 원통형의 형상을 가지고 있으며 액체가 공급되는 입구에 해당한다.
상기 유입홈(60)의 형상은 원통형일 필요는 없으며 액체공급장치와의 결합을 용이하게 할 수 있는 형상이면 충분하다.
상기 유입홈(60)은 공지된 방식의 이방성 식각(건식 식각)을 이용하여 노즐기판(10)을 식각함으로써 형성할 수 있다.
다만, 상기 유입홈(60)에 있어서는 노즐홀(20)이나 회피홈(30)에 비해 설계 형상이 정확하게 구현될 필요성이 상대적으로 낮기 때문에 습식 식각 방법을 사용할 수도 있으며 기타 공지된 다른 방식을 사용하여도 무방하다.
다음 (b)에 도시한 바와 같이, 제2단계(S200)로 상기 노즐기판(10)의 하면에 보호막(50)을 형성한다. 상기 보호막(50)은 후속하는 단계에서 식각을 수행할 때 노즐기판(10)의 식각 공정이 이루어지는 부분 외의 부분을 효과적으로 보호하는 기능을 수행한다.
상기 보호막(50)의 소재로는 TEOS(TetraEthyl OrthoSilicate)가 채택될 수 있으며, 실리콘 식각 시 강한 내성을 갖는 SiO2 나 SiN 등의 다른 소재의 보호막이 적용될 수도 있다.
다만, TEOS 방식에 의한 보호막은 증착 방식에 의해서 형성되며, 실리콘 식각 시 장시간 노출되어도 보호막으로서의 기능을 수행할 수 있다는 점에서 본 발명의 보호막 코팅 소재로서 적합하다.
제3단계(S300)로서, (c)에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(50)에 노즐 홀(20)을 포함하는 노즐팁(15)의 외측면과 상기 노즐팁(15) 둘레의 회피홈(30)에 해당하는 영역의 패터닝을 수행한다.
상기 보호막(50)의 패터닝 공정은 포토 마스크와 노광 및 현상을 통한 공지된 일반적인 방법을 사용할 수 있다.
다음 제4단계(S400)로서, (d)에 도시한 바와 같이, 상기 패터닝이 이루어진 보호막(50) 위에 포토 레지스트(80)를 도포하고 상기 노즐 홀(20)에 대응하는 부분의 패터닝을 수행한다.
상기 포토 레지스트(80)의 도포는 스핀코팅 방식 등 공지된 일반적인 방법에 의해 이루어질 수 있다.
상기 포토 레지스트(80)를 패터닝하는 이유는 노즐 홀(20) 부분에 선제적인 식각을 수행함으로써 회피홈(30)의 식각과 노즐 홀(20)의 식각이 동시에 마무리될 수 있도록 하기 위함이다.
이 경우, 상기 노즐 홀(20)에 대응하는 포토 레지스트(80)의 패터닝 부분의 직경은 노즐 홀에 대응하는 상기 보호막(50)의 패터닝 부분의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
이는, 상기 포토 레지스트(80)의 패터닝 부분의 직경과 상기 보호막(50)의 패터닝 부분의 직경을 동일하게 유지하는 작업이 용이하지 않고, 만일 상기 포토 레지스트(80)의 패터닝 부분의 직경이 작게 형성되는 경우 소정의 노즐 홀(20) 직경을 얻을 수 없기 때문이다.
즉, 노즐 제작 공정상에 있어서, 아래 층에 TEOS의 보호막(50)이 형성되어 식각 시 보호 기능을 수행하기 때문에, 포토 레지스트(80)의 패터닝 시 정렬작업(Alignment) 등의 부속 작업을 다소 평이하게 수행할 수 있다.
다음 (e)에 도시한 바와 같이, 제5단계(S500)로서 1차 식각을 통해 상기 노즐기판(10)의 하면에 노즐 홈(21)을 형성한다.
상기 식각은 공지된 방식의 이방성 식각(건식 식각)을 이용하여 노즐기판(10)을 식각함으로써 형성할 수 있다.
물론 일반적인 습식 식각 방법을 사용하여 실리콘 식각을 할 수도 있으나, 노즐홀(20) 및 회피홈(30)의 설계 형상이 정확하게 구현되어야 하므로 한층 정밀한 식각이 가능한 건식 식각 방법을 적용하는 것이 바람직하다.
제6단계(S600)로서, (f)에 도시한 바와 같이, 상기 포토 레지스트(PR)를 제거한다.
예컨대, O2 plasma 방식과 같은 건식 방식을 적용하여 포토 레지스터(PR)를 용이하게 제거할 수 있다.
이러한 O2 plasma 방식과 같은 제거방식으로는 상기 보호막(50)은 제거되지 않는다.
즉, 일반적인 포토 레지스트(80)의 전용 제거제로는 TEOS 보호막(50)이 제거되지 않는다.
다음 (g)에 도시한 바와 같이, 제7단계(S700)로서 2차 식각을 통해 노즐 홀(20)과 노즐팁(15) 둘레의 회피홈(30)을 형성한다.
2차 식각은 전술한 1차 식각과 동일한 조건을 이용할 수 있다.
또한, 1차 식각을 통해 노즐 홈(21)이 형성되어 있는데, 상기 노즐 홈(21)의 바닥으로부터 상기 유입홈(60)의 천정까지의 높이는 상기 회피홈(30)의 깊이와 동일하게 형성되는 것이 좋다.
이와 같이 구성하면, 2차 식각을 통해 동일한 시점에서 노즐 홀(20)과 회피홈(30)의 형성이 가능하게 된다.
다음 (h)에 도시한 바와 같이, 제8단계(S800)로서 적절한 제거방법을 사용하여 상기 보호막(50)을 제거한다.
TEOS 등의 소재로 이루어진 보호막은 일반적으로 CF4 gas에 O2를 일정 정도 첨가하는 건식 Plasma 방식으로 용이하게 제거할 수 있다.
또한, (i)에 도시한 바와 같이, 상기 제8단계(S800) 후, 상기 노즐팁(15)의 표면, 회피홈(30)의 바닥 및 기판(10)의 표면에 소수성 코팅층(70)을 형성하는 단계를 추가할 수 있다.
상기 소수성 코팅층은 강한 소수성 특성과 강한 물리,화학적 특성(내성)을 요구한다.
현재 사용되고 있는 제품으로는 3M FC, 아사히글라스의 CYTOPTM, 듀퐁의 Teflon
과 쎄코사의 Top Clean Safe(TM) 등이 있으며 강한 소수성 특성을 가지는 공지의 다른 제품이 채택되는 것 또한 가능하다.
예컨대, 상기 3M FC(Fluorocarbon)는 액상 소수성 박으로, 원액인 3M FC-722을 FC-40 으로 1:4 비율로 희석하는 방식으로 사용될 수 있다.
3M FC는 스핀코팅 방식으로 코팅(1500 rpm, 1 min)하고 오븐에서 Baking(약 115 oC, 20 min)을 통해 표면에 고착시키는 방식에 의해 코팅될 수 있다.
또한 플라즈마 방식에 의한 코팅방법이 채택될 수 있는데, 이 방법은 CF4 나 C4F8 과 같이 Fluoro 기를 포함하는 가스를 사용하여 기판 표면을 소수성화시키는 것이다.
또한 증착 방식에 의해 표면을 소수성화 시킬 수 있으며, 예컨대 쎄코사의 Top Clean Safe(TM)가 증착 방식에 사용될 수 있다.
아사히글라스의 CYTOPTM
및 듀퐁의 Teflon
AF는 Fluoropolymer materials와 같은 용해성이 있는 물질들로서 스핀 코팅 방식에 의해서 코팅이 가능하다.
이와 같은 공정을 거쳐서 도 1 및 도 2에 따른 본 발명의 노즐 헤드가 완성된다.
한편, 도 6(i)에 도시한 바와 같이, 상기 제8단계(S800) 이후, 상기 회피홈(30) 둘레의 상기 노즐기판(10)의 하면에 글래스(40)를 본딩하는 제9단계(S900)를 추가할 수 있다(도 6(a)~도 6(h)는 도 5(a)~도 5(h)와 동일한 공정임).
상기 글래스(40)에 의해 노즐 면과의 단차가 형성되며, 이에 따라 후술하는 노즐팁(15)의 선단에 형성된 소수성 코팅층(70)이 노즐 헤드의 반복 사용 및 노즐 세척에 의해 박리하는 현상을 방지할 수 있다.
상기 글래스(40)와 노즐기판(10) 사이의 본딩은 아노딕 본딩(Anodic Bonding) 방식으로 이루어질 수 있으며, 이는 고온에서 전압을 인가해 주면 정전기력에 의해서 두 면이 접합하게 되는 현상을 이용한 것이다.
전술한 글래스(40) 본딩 외에 다른 방법도 채택될 수 있다.
즉, 실리콘 가공 후 접합에 의한 단차 형성 및 내화학성 플라스틱 성형 후 접착제에 의한 접합 등의 구조도 가능하다.
실리콘의 접합방식은 공지된 많은 방식(예컨대, Eutetic bonding, Direct bonding...)이 있으며 일 예로 Eutetic bonding은 두 금속 간에 일정한 조건(구성성분, 성분비, 온도, 압력 등)이 되었을 때, 두 금속의 최저 융점에서 표면끼리 쉽게 녹아 붙는 현상을 이용하는 방식이다.
또한 도 6(j)에 도시한 바와 같이, 상기 제9단계(S900) 후, 상기 노즐팁(15)의 표면, 회피홈(30)의 바닥 및 글래스(40)의 표면에 소수성 코팅층(70)을 형성하는 단계를 추가할 수 있다.
상기 소수성 코팅층의 형성 방법은 전술한 바와 같으므로 중복 설명은 생략한다.
도 6(a) 내지 도 6(j)의 공정을 통해 도 3와 도 4에 도시한 바와 같은 구조의 노즐 헤드가 완성된다.
결국 본원발명의 제조방법에 따라, 액체 줄기의 크기를 미세하게 하여 분사할 수 있는 노즐 헤드가 정밀도 높게 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 MEMS을 통해 40㎛ 정도의 미세한 직경의 노즐 홀을 정밀도 높게 형성할 수 있기 때문에 100nm 이하의 박막을 균일하게 도포할 수 있다는 장점이 있다.
<실시예 2>
도 7 내지 도 13은 본 발명의 실시예 2에 따른 노즐 헤드의 구성 및 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치를 도시하고 있다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 헤드(1000)는 노즐기판(10)과, 상기 노즐기판(10)의 하면에서 아래쪽으로 돌출형성되는 노즐팁(15), 상기 노즐팁(15)과 노즐기판(10)을 상하로 관통하여 형성되어 액체가 분사되는 노즐 홀(20), 상기 노즐팁(15)을 중심으로 외주 반경둘레에 형성되며 상기 노즐기판(10)의 하면으로부터 상면을 향하여 오목하게 형성되는 회피홈(30), 상기 노즐팁(15)과 이격되게 배치되어 있으며 상기 노즐기판(10)의 상,하면을 관통형성되는 진공작용 홀(90), 상기 노즐기판(10)의 하면에 오목하게 형성되어 상기 진공작용 홀(90)과 회피홈(30) 사이를 연통시키는 이동홈(31) 및 상기 노즐기판(10)의 하면에 부착되며 상기 노즐팁(15)에 대향하는 일부분이 관통되는 글래스(40)를 포함하여 구성된다.
상기 노즐기판(10)의 상면에는 용액공급라인(200)과 진공-세정액 작용라인(300)이 연결되는 것이 바람직하다.
상기 이동홈(31)의 바닥과 글래스(40)의 상면 사이에는 유동 공간(32)이 형성되어, 진공-세정액 작용라인(300)에 의해 진공이 작용하거나 세정액이 유동한다.
상기 용액공급라인(200)과 진공-세정액 작용라인(300)은 노즐 백 플레이트(400)에 연결되며, 상기 노즐 백 플레이트(400)는 상기 노즐기판(10)의 상면에 부착될 수 있다.
도 7에는 노즐 헤드(1000)의 저면도를 나타낸다.
도 7에 도시한 바와 같이, 상기 노즐기판(10)의 노즐팁(15) 주변에는 노즐팁(15)의 직경보다 큰 원형의 회피홈(30)이 형성되어 있고, 상기 원형의 회피홈(30)과 노즐팁(15) 사이에는 노즐팁(15)의 둘레를 따라 복수로 분할되는 가이드 홈(15b)이 형성되어 있으며, 상기 원형의 회피홈(30)과 진공작용 홀(90) 사이에는 유동공간(32)을 가지는 이동홈(31)이 형성되어 있다.
상기 가이드 홈(15b)에 의해 노즐팁(15)으로부터 분사되는 액체를 균등하게 분할시켜서 이동시키므로 보다 확실한 액체의 회수가 가능하게 된다.
도 13a에 도시한 바와 같이, 상기 노즐기판(10)에는 2개 이상의 노즐팁(15)이 형성되어 있고 1개 이상의 진공작용 홀(90)이 형성될 수 있다,
구체적으로, 상기 노즐기판(10)은 직사각형 모양으로 형성되되, 상기 노즐기판(10)의 인접하는 2개의 변을 따라 유동공간(32)이 연장 형성되고, 2개의 변 중 1개의 변을 따르는 유동공간(32a)의 단부에는 진공작용 홀(90)이 형성되며, 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간(32b)과 연통하는 노즐팁(15)이 상기 나머지 1개의 변과 나란하게 2개 이상 일렬로 배치될 수 있다.
이와 같이 구성하면, 노즐팁(15)을 노즐기판(10)의 일변에 소정의 간격으로 최대한 많이 배치할 수 있고, 균일하고도 원활한 흡인이 가능하게 된다.
상기 노즐팁(15)과 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간(32b) 사이에는 연결공간(35)이 형성되어 있어 유동공간(32)을 통해 원활한 흡인이 가능하게 된다.
상기 2개의 변 중 1개의 변을 따르는 유동공간(32a)의 단면적은 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간(32b)의 단면적보다 크고, 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간(32a)의 단면적은 상기 연결공간(35)의 단면적보다 크게 형성된다.
이에 따라, 노즐팁(15)으로부터 진공펌프(미도시)까지 원활한 흡인이 가능하게 된다.
상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간(32a)과 나머지 1개의 변 사이에는 상기 노즐팁(15)을 정렬하기 위한 가이드 바(17)가 형성된다.
상기 가이드 바(17)는 도시한 바와 같이 유동공간(32a, 32b)을 서로 마주보게 배치하여 노즐 개수를 2배로 확장할 때 노즐간 간격을 조정하는 가이드 역할을 수행하게 된다.
상기 유동공간(32a, 32b)은 2세트로 형성되며, 각각의 유동공간에는 노즐팁(15), 진공작용 홀(90) 및 연결공간(35)이 연통되고, 상기 2세트에 각각 형성되는 노즐팁(15)은 상기 나머지 1개의 변과 나란하게 배열된다.
상기 용액공급라인(200)은 1개 이상 설치되어 있으며, 상기 1개의 용액공급라인(200)은 1개 이상의 노즐팁(15)에 연결된다.
특히, 용액공급라인(200) 1개에 2개 이상의 노즐팁(15)에 연결되면 구조가 간단해져서 제조가 용이하게 된다.
한편 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치(2000)는, 상기 진공-세정액 작용라인(300)에 중간 저장용 탱크(500)가 연결되고, 상기 중간 저장용 탱크(500)에는 진공펌프(550)와 회수용 탱크(520)가 별도로 연결된다.
이에 따라, 상기 진공펌프(550)가 작동하여 진공-세정액 작용라인(300)에 진공이 작용할 경우 노즐팁(15)으로부터 토출되는 액체가 중간 저장용 탱크(500)로 유입된다.
한편, 상기 중간 저장용 탱크(500)에는 세정액 공급펌프(600)가 연결되는 동시에 세정액 저장탱크(510)가 연결된다.
이에 따라, 상기 세정액 공급펌프(600)가 작동하면 세정액 저장탱크(510) 내의 세정액이 진공-세정액 작용라인(300)을 통해 상기 유동 공간(32)을 지나 상기 노즐팁(15)을 세정한다.
상기 회수용 탱크(520)는 중간 저장용 탱크(500) 등에 수용되는 도포용 액체를 모으기 위한 구성요소로서, 모아진 도포용 액체의 상태가 양호할 경우 재사용될 수도 있다.
상기 중간 저장용 탱크(500)에는 진공펌프(550)에 대하여 별도로 분기되는 퍼지장치 2(560)가 연결되어 있다.
상기 퍼지장치 2(560)에 의해 상기 중간 저장용 탱크(500)와 진공 펌프(550) 사이의 관로 내의 액체를 몰아서 상기 중간 저장용 탱크(500)에 수용되도록 한다.
상기 진공-세정액 작용라인(300)과 중간 저장용 탱크(500)에는 퍼지장치 1(320)가 연결되어 있어, 유동 관로 상의 세정액을 몰아서 세정액 저장탱크(510)에 수용시킴으로써 재사용할 수 있게 되어 있다.
상기 중간 저장용 탱크(500), 세정액 저장탱크(510), 회수용 탱크(520), 진공펌프(550), 퍼지장치 1(320) 및 퍼지장치 2(560)을 연결하는 경로에는 밸브 1~밸브7이 설치되어 작동모드에 따라 경로를 개폐할 수 있게 되어 있다.
이하, 도 9를 참조하여 전술한 구성의 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치를 이용하여 액체를 도포하는 예를 설명하도록 한다.
이하의 설명은 상기 액체공급장치를 사용하여 일정 구간에서 도포 개시로부터 종료까지 수행하고, 일정 간격을 두고 또 다른 도포가 이루어지는 예를 기준으로 한다.
(1) 세정 모드
아래 표 1에 도시한 바와 같이, 노즐 헤드를 이용하여 액체를 공급하기 전에 노즐의 세정작업을 실시한다.
[표 1]
이를 위해, 처음에는 모든 밸브(밸브 1~밸브 7)를 폐쇄한 상태로 유지하고, 이후 밸브 1, 3, 2를 차례로 개방한다.
그리고, 세정액 공급펌프(600)를 가동시켜서 세정액이 상기 진공-세정액 작용라인(300)을 통해 노즐팁(15)으로 공급되도록 한다.
이에 따라, 노즐팁(15)이 깨끗이 세정된다.
이 단계에서 노즐 홀(20)을 통한 액체의 공급은 차단된 상태를 유지한다.
(2) 퍼지 모드
아래 표 2에 나타낸 바와 같이, 열려 있던 밸브 2를 폐쇄하고, 밸브 7을 개방한 상태에서 퍼지장치 1(320)을 가동하여 관로에 남아 있는 세정액을 남김없이 세정액 저장탱크(510)로 밀어낸다.
이에 따라, 관로 상에 세정액이 남아 있지 않은 청정한 상태가 유지된다.
[표 2]
(3) 진공 흡인 모드 1
아래 [표 3]에 나타낸 바와 같이, 개방되어 있던 밸브 7과 3을 폐쇄하고 퍼지장치 1(320)을 off 한다.
한편, 밸브 4를 개방하여 진공펌프(550)를 가동시킨다.
이에 따라, 진공-세정액 작용라인(300)에 진공이 작용하며, 노즐팁(15)을 통해 토출되는 액체가 중간 저장용 탱크(500)로 수용된다.
[표 3]
(4) 흡인 정지 모드 1/ 도포모드(코팅 시작)
[표 4]에 도시한 바와 같이, 개방되었던 밸브 1은 페쇄하고 밸브 5를 개방한 후 퍼지장치 2(560)를 가동한다.
퍼지장치 2(560)에 의해 중간 저장용 탱크(500)와 진공펌프(550) 사이의 관로 내의 액체를 깨끗하게 중간 저장용 탱크(500)로 몰아낸다.
그리고, 밸브 2,3,6 및 7은 계속 폐쇄된 상태를 유지한다.
진공-세정액 작용라인(300)에 진공 상태가 깨짐에 따라, 노즐팁(15)을 통해 액체가 패널에 연속 공급된다.
본 단계는 도포가 이루어지는 소정의 구간에 걸쳐서 도포가 완료될 때까지 유지된다.
[표 4]
(5) 진공 흡인 모드 2 (도포 off/중간저장)
[표 5]에 도시한 바와 같이, 밸브 5를 폐쇄하고 퍼지장치 2(560)의 가동을 정지하며, 밸브 1을 개방한다.
밸브 2,3,6 및 7은 폐쇄상태를 계속 유지한다.
이에 따라, 진공-세정액 작용라인(300)에 진공이 작용하며, 노즐팁(15)을 통해 토출되는 액체를 중간 저장용 탱크(500)로 수용시킨다.
상기 (4)와 (5) 모드를 이용하여 선택적인 코팅(도포)의 제어가 가능하다.
즉 액체가 토출되고 있는 상태에서, 도포를 위한 흡인정지 또는 도포될 영역을 향한 노즐팁(15)의 이송 등을 위한 진공흡인을 선택적으로 제어하는 것이 가능하다.
[표 5]
(6) 회수 모드
[표 6]에 도시한 바와 같이, 밸브 1, 4를 폐쇄하고, 밸브 5, 6을 열며, 퍼지장치 2(560)를 가동시킨다.
밸브 2, 3, 7은 여전히 폐쇄한다.
이에 따라, 중간 저장용 탱크(500)에 수용된 액체가 회수용 탱크(520)으로 이동한다.
[표 6]
위의 (1)~(6) 단계를 거치면서, 액체가 노즐팁(15)을 통과하여 패널에 도포되는 하나의 프로세스가 완성이 된다.
(7) 진공 흡인 모드 3
[표 7]에 나타낸 바와 같이, 밸브 5, 6을 폐쇄하고, 밸브 4와 밸브 1을 개방하며, 밸브, 2, 3, 7을 폐쇄한다.
이 상태에서, 노즐팁(15)을 소정 간격으로 이동시킬 수 있다.
[표 7]
(8) 흡인 정지 모드 2/ 도포모드 (코팅 시작)
노즐팁(15)이 소정 간격 이송한 상태에서, [표 8]에 도시한 바와 같이, 진공-세정액 작용라인(300)에 진공 상태가 깨짐에 따라, 노즐팁(15)을 통해 액체가 패널에 연속 공급된다.
한편, 퍼지 장치 2가 작동하여 중간 저장용 탱크(500)에 수용된 액체가 회수용 탱크(520)으로 이동하여 회수된다.
[표 8]
이와 같은 본 발명에 따르면, 노즐팁(15)을 통해 분사되는 액체의 유량을 변화시키지 않고, 단지 진공 흡인을 ON/OFF 시키는 단순한 동작에 의해 도포 여부가 이루어지게 된다.
실제로 CCD카메라를 이용하여 본 발명에 따른 노즐에 의해 분사되는 액체의 모양을 촬영하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 진공 흡인에 의해 전혀 나타나지 않다가(도 10(a) 참조), 진공 흡인이 OFF되면 바로 연속적인 분사가 이루어지는 특징이 있다(도 10(b) 참조).
즉, 패널 위로 분사되는 액체가 초기에 뭉쳐지는 단점이 없어진다.
이러한 진공 흡인의 성질을 이용하여 스트라이프 형상의 패턴을 도포하는 것이 용이하다.
즉 도 11(a)와 도 11(b)에 도시한 바와 같이, 진공 흡인 ON/OFF를 주기적으로 변경시키되 일정한 유량으로 소정시간 진공 흡인을 OFF 시키면, 매우 균일한 폭과 두께의 패턴이 형성되는 한편, 진공 흡인하면 액체가 패널에 접촉하지 않으므로 패턴이 없는 구간이 형성된다.
한편, 도 12에 도시한 바와 같이, 복수의 노즐을 설치한 후 진공 흡인과 흡인 해제를 적절히 적용하게 되면 소정의 면적을 가지는 다수의 직사각형 패턴도 도포할 수 있다.
한편 도 13a에 도시한 바와 같이, 노즐팁이 다수로 이루어진 멀티 노즐팁(15)으로 형성될 수도 있으며, 이 경우 적절한 노즐 백 플레이트(400)의 구성이 필요하다.
도 13b에는 멀티 노즐팁(15)에 대한 노즐 백 플레이트(400)의 다양한 구성이 나타나 있다.
도 13a에 도시한 바와 같이, 플레이트 형상의 노즐 몸체부는 중앙을 중심으로 9개씩 총 18개로 구성되어 있는 노즐팁(15)을 포함하고 진공이 작용하는 진공작용 홀(90)이 2개 형성되어 있다.
또한, 노즐 백 플레이트(400)는 진공이나 세정액 공급이 이루어지는 진공-세정액 작용라인(300)이 좌우 하나씩 형성되어 있으며, 용액공급라인(200)은 6개가 형성되어 1개당 노즐팁(15) 3개를 담당하도록 구성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 아래 특허청구범위 내에서 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
Claims (27)
- 노즐기판;상기 노즐기판의 하면에서 아래쪽으로 돌출형성되며 노즐 홀이 상하로 관통 형성되는 노즐팁;상기 노즐팁을 중심으로 외주 반경둘레에 형성되며 상기 노즐기판의 하면으로부터 상면을 향하여 오목하게 형성되는 회피홈; 및,상기 노즐기판의 상면에는 액체를 공급하기 위한 라인이 결합될 수 있도록 마련된 유입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 노즐기판;상기 노즐기판의 하면에서 아래쪽으로 돌출형성되며 노즐 홀이 상하로 관통 형성되는 노즐팁;상기 노즐팁을 중심으로 외주 반경둘레에 형성되며 상기 노즐기판의 하면으로부터 상면을 향하여 오목하게 형성되는 회피홈;상기 노즐팁과 이격되게 배치되어 있으며 상기 노즐기판의 상,하면을 관통형성되는 진공작용 홀;상기 노즐기판의 하면에 오목하게 형성되어 상기 진공작용 홀과 회피홈 사이를 연통시키는 이동홈; 및,상기 노즐기판의 하면에 부착되며 상기 노즐팁에 대향하는 일부분이 관통되는 글래스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제2항에 있어서,상기 이동홈의 바닥과 글래스의 상면 사이에는 액체가 유동하거나 진공이 작용하는 유동공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제2항에 있어서,상기 노즐기판의 상면에는 노즐 홀에 연통되는 용액공급라인과 진공작용 홀에 연통되는 진공-세정액 작용라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제4항에 있어서,상기 용액공급라인과 진공-세정액 작용라인은 노즐 백 플레이트에 결합되며, 상기 노즐 백 플레이트는 상기 노즐기판의 상면에 부착되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제4항에 있어서,상기 노즐기판의 노즐팁 주변에는 노즐팁의 직경보다 큰 원형의 홈이 형성되어 있고, 상기 원형의 홈과 노즐팁 사이에는 상기 노즐팁의 둘레를 따라 복수로 분할되는 가이드 홈이 형성되어 있으며, 상기 원형의 홈과 진공작용 홀 사이에는 유동공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제2항에 있어서,상기 노즐기판에는 2개 이상의 노즐팁이 형성되어 있고 1개 이상의 진공작용 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제7항에 있어서,상기 노즐기판은 직사각형 모양으로 형성되되, 상기 노즐기판의 인접하는 2개의 변을 따라 유동공간이 연장 형성되고, 2개의 변 중 1개의 변을 따르는 유동공간의 단부에는 진공작용 홀이 형성되며, 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간과 연통하는 노즐팁이 상기 나머지 1개의 변과 나란하게 2개 이상 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제8항에 있어서,상기 노즐팁과 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간 사이에는 연결공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제9항에 있어서,상기 2개의 변 중 1개의 변을 따르는 유동공간의 단면적은 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간의 단면적보다 크고, 상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간의 단면적은 상기 연결공간의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제8항에 있어서,상기 나머지 1개의 변을 따르는 유동공간과 나머지 1개의 변 사이에는 상기 노즐팁을 정렬하기 위한 가이드 바가 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제9항에 있어서,상기 유동공간은 2세트로 형성되며, 각각의 유동공간에는 노즐팁, 진공작용 홀 및 연결공간이 연통되고, 상기 2세트에 각각 형성되는 노즐팁은 상기 나머지 1개의 변과 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제6항에 있어서,상기 용액공급라인은 1개 이상 설치되어 있으며, 상기 1개의 용액공급라인은 1개 이상의 노즐팁에 연결되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제2항에 있어서,진공 작용시 상기 진공작용 홀을 통해 액체가 회수되어 액체의 도포가 정지되고, 진공 해제시 액체의 도포가 이루어지는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제14항에 있어서,진공 작용 시간과 진공 해제 시간을 제어하여 다양한 모양의 도포가 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드.
- 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 노즐 헤드를 포함하며,상기 진공작용 홀에는 중간 저장용 탱크가 연결되고, 상기 중간 저장용 탱크에는 진공펌프와 회수용 탱크가 별도로 연결되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치.
- 제16항에 있어서,상기 중간 저장용 탱크에는 세정액 공급펌프가 연결되는 동시에 세정액 저장탱크가 연결되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치.
- 제16항에 있어서,상기 진공작용 홀과 중간 저장용 탱크에는 퍼지장치 1이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치.
- 제16항에 있어서,상기 중간 저장용 탱크에는 상기 진공펌프에 대하여 별도로 분기되는 퍼지장치 2가 연결되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드를 포함하는 액체공급장치.
- 노즐 헤드 제조방법에 있어서,노즐 홀이 형성될 노즐기판의 상면을 식각하여 유입홈을 형성하는 제1단계;상기 노즐기판의 하면에 보호막을 형성하는 제2단계;상기 보호막에, 노즐 홀을 포함하는 노즐팁과 상기 노즐팁 둘레의 회피홈에 해당하는 영역에 패터닝을 수행하는 제3단계;상기 패터닝이 이루어진 보호막 위에 포토 레지스트를 도포하고 노즐 홀에 대응하는 부분의 패터닝을 수행하는 제4단계;1차 식각을 통해 상기 노즐기판에 노즐 홈을 형성하는 제5단계;노즐기판으로부터 상기 포토 레지스트를 제거하는 제6단계;2차 식각을 통해 노즐 홀과 노즐팁 둘레의 회피홈을 형성하는 제7단계; 및,상기 보호막을 제거하는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
- 제20항에 있어서,상기 제8단계 후, 상기 회피홈 둘레의 상기 노즐기판의 하면에 글래스를 본딩하는 제9단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
- 제20항에 있어서,상기 제8단계 후, 상기 노즐팁의 표면 및 회피홈의 바닥 표면에 소수성 코팅층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
- 제21항에 있어서,제9단계 후, 상기 노즐팁의 표면, 회피홈의 바닥 및 글래스의 표면에 소수성 코팅층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
- 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제4단계에서 포토 레지스트의 노즐 홀에 대응하는 부분의 직경은 패터닝된 상기 보호막의 노즐 홀에 대응하는 부분의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
- 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,상기 노즐 홈의 바닥으로부터 상기 유입홈의 천정까지의 높이는 상기 회피홈의 깊이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
- 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,상기 1차 식각과 2차 식각은 이방성 식각인 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
- 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,상기 보호막은 TEOS(TetraEthyl OrthoSilicate)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 노즐 헤드 제조방법.
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15870152 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15870152 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |