일반기술

정전기력을 이용한 잉크분사장치, 그 제조방법 및 잉크 공급방법

본 기술은 정전기력을 이용한 잉크분사방법 및 잉크분사장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 기판을 이용하여 MEMS 기술 및 반도체 제조 공정을 적용한 정전기력 방식의 잉크분사장치 제작방법에 관한 것이다. 정전기력을 이용한 잉크분사장치는, 잉크 토출을 위한 잉크 공급로, 기판 상에 형성된 노즐공을 가지는 튜브 형태의 노즐, 노즐 내부에 형성된 pole 형태의 하부전극, 잉크 토출공을 구비한 상부전극을 가지는 기판으로 구성된다.잉크분사장치를 이용한 잉크젯 프린팅 응용 기술이 적용될 수 있는 가장 큰 시장은 LCD, OLED, PDP, PCB, Micro Lens 등의 디스플레이 및 전자재료 프린팅 분야이며, 그 외에도 각종 micro sensor, bio chip, RFID, micro 적층 안테나, 생물 세포 배양 등 많은 분야에 적용 가능하리라 기대된다. MEMS 기술을 적용한 잉크분사장치 및 이를 채용한 잉크젯 프린팅 장비는 2011년에 국내 시장이 약 8천억원 및 세계시장이 약 3.2조를 예상할 만큼 막대한 시장이 예측되고 있다. 특히, 디스플레이 산업 분야에서 저가격화에 따른 가격 경쟁이 심화되고 새로운 공정 기술의 필요성이 증대되면서, 잉크젯 프린팅 장비 시장의 선점은 hot issue가 되고 있다.평판 디스플레이(FPD) 제조와 같은 고정도 대면적의 패턴을 위해 지금까지 photolithography 공정을 사용해 왔지만, 진공 공정과 높은 청정도의 필요로 높은 장비 투자, 공정 그리고 재료비용으로 제조 원가가 높은 공정이다. 또한 다양한 디스플레이 방식간의 치열한 가격 경쟁 그리고 슬림화, 경량화 및 대면적화에 따른 기존 기술의 한계 등으로 가격 경쟁력 확보를 위한 새로운 제조 기술을 요구하고 있다. 본 기술의 특징은 MEMS 기술 및 반도체 공정을 이용하여 기판 내부에 튜브 형태의 노즐과 노즐 내부에 ploe 형태의 전극을 동시에 제작함으로서 제조 공정을 단순화 했으며, 양전극에 소정의 전압을 인가하면, 양전극 사이의 전위차로 인해 작용하게 되는 정전기력에 의하여 노즐 끝단에 메니스커스(meniscus)가 형성되고 강한 정전기력에 의해 메니스커스 끝단에서 잉크가 뜯겨져 나가는 방식으로 잉크가 토출하게 된다.