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잉크젯 헤드를 이용한 액적 토출 현상의 실험적 분석

Experimental Analysis of Droplet Formation Process for Inkjet Printhead

한국액체미립화학회지 = Journal of ilass-korea, v.15 no.4, 2010년, pp.163 - 169  

조용민 (충주대학교 기계공학과 대학원) ,  박성준 (충주대학교 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Jetting stability is the most important factors in inkjet printing because printing quality is totally determined by shape of the droplets on the substrate. In order to acquire stable jet, viscosity and dynamic behavior of the ink must be considered. In addition, waveform to drive the inkjet printhe...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 압전 소자 방식의 잉크젯 헤드를 이용하여 액적 토출 안정화에 대한 실험적 분석을 하였다. 균일한 액적 토출 형성과정을 온도, 전압, 파형을 조절하여 실험하였으며, 잉크의 점도와 온도에 의한 특성을 파악하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
잉크젯 프린팅 기술은 어떤 분야에서 사용되는가? 잉크젯 프린팅 기술은 다른 공정들에 비해 많은 응용 분야를 가지고 있으며, 반도체 공정, MEMS, 금속 잉크를 사용한 회로 패터닝 공정 등 여러 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 잉크젯 프린팅 기술은 잉크 토출 방법에 따라 크게 연속 분사형과 요구적출형(Drop-on-Demand) 방식으로 나뉜다.
균일한 토출을 통해 잉크젯 공정에서 인쇄품질을 향상시키기 위해 제어해야 하는 것은? 위성 액적이 발생하면 액적의 직진성이 떨어지게 되어 기판의 원하는 지점에 프린팅을 할 수 없기 때문에 잉크젯 헤드로부터 토출되는 액적의 안정화가 절대적으로 필요하다. 토출액적의 직진성을 확보하기 위해서는 균일한 토출이 지속되도록 헤드 구동 전압, 구동 파형, 잉크의 점도를 제어해야만 한다.
요구 적출형 방식 잉크젯 프린팅 기술의 장점은? 펌프를 이용하여 잉크가 연속적으로 분사하는 것을 연속 분사형 방식이라고 하며 요구 적출형 방식은 잉크젯 헤드 내부의 챔버(chamber)부분의 잉크가 압력에 의해서 토출되는 차이가 있다. 특히 요구 적출형 방식의 특징은 기존의 방법들에 비해 제작 공적의 단축, 잉크의 절약, 높은 반복성, 피코 리터 단위의 유체를 빠른 속도로 제어할 수 있는 장점 등의 다양한 장점을 가지고 있으며(1,2) 다층 구조의 전기회로 제작, LCD 패널의 컬러 필터 제조, 전자 신문, 태양전지 제작 등의 연구가 진행되고 있다(3,4). 잉크젯 공정에서 인쇄품질을 향상시키기 위하여 피에조 구동형 헤드의 잉크로 증류수 및 에틸렌글리콜을 사용하여 전압과 펄스폭에 따라 액적 형성의 변화를 고찰한 사례도 존재한다.
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참고문헌 (8)

  1. C. S. Han, J. W. Song, J. D. Kim, Y. W. Toon and E. S. Lee, "Inkjet printing of single wall carbon nanotube and fabrication of field emisson device", The Korea Society of Mechan ical Engineers spring autumn symposium, 2007, pp.29-32. 

  2. H. S. Koo, M. Chen and P. C. Pan, "LCD-based color filter film fabricated by a pigment-based photo resist inks and printing technology", Thin solid films, Vol. 515, No. 3, 2006, pp. 896-901. 

  3. P. Calvert, "Inkjet printing for materials and device", Chemistry of mater, Vol. 13, No. 10, 2001, pp. 3299. (4) N. Claudia, Hoth, Pavel Schilinsky, Stelios A. Choulis, Chiristoph, J., Brabec, "Printing highly efficient organic solar cells", NANO LETTERS, Vol. 8, No. 9, 2008, pp. 2806-2813. 

  4. N. Claudia, Hoth, Pavel Schilinsky, Stelios A. Choulis, Chiristoph, J., Brabec, "Printing highly efficient organic solar cells", NANO LETTERS, Vol. 8, No. 9, 2008, pp. 2806-2813. 

  5. D. H. Kwon, Y. S. Choi and S. J. Lee, "Visualiza- tion of drop formation and droplet velocity measurement of a piezolectric-type inkjet", The Korea Society of Visualization, Vol. 6, No. 2, 2008, pp. 9-13 . 

  6. Shield, T. W., Bogy, D. B. and Talke, F. E., "Drop formation by DOD inkjet nozzles : A Comparision of experimental and numberical simulation", IBM J. RES. Develop., Vol. 31, No. 1, 1987, pp. 96-110. 

  7. K. S. Kwon and W. S. Kim, "Waveform design for piezo inkjet via self-sensing measurement", The Korea Society for Noise and Yibration Engineering, Vol. 17, No. 4, 2007, pp. 333-341. 

  8. P. H. Shin, J. Y. Sung and S. J. Lee, "On the characteristics of the droplet formation from an inkjet nozzle driven by a piezoelectric actuator", The Korea Society of Visualization, Vol. 6, No. 1, 2008, pp. 47-52 . 

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