KR101055606B1 - 유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 프린팅 장치 및 방법 - Google Patents

유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 프린팅 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 프린팅 장치 및 방법은, 개폐 밸브 및 이를 제어하는 제어 유닛을 이용하여, 패턴을 형성하는 구간에서, 밸브를 규칙적으로 반복 개폐시키면서, 짧은 고속 젯의 반복 분사 방식으로 유기 박막을 구성하여 패턴을 형성할 수 있도록 구성됨으로써 상압 조건에서 패턴 인쇄 공정이 가능하고, 기판의 대면적화 및 고정세 패턴의 인쇄가 가능하여, 유기 전자 디바이스의 제조의 생산성 및 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다.
밸브, 패턴, 증착, 프린팅, 캐리어, OLED, OPV, OTFT

Description

유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 프린팅 장치 및 방법{Organic dry jet printing head, and printing device and method using the same}
본 발명은 유기 발광 디스플레이(organic light emitting display, 이하 OLED라 함), 유기 태양 전지(organic solar cell 또는 organic photovoltaic, 이하 OPV라 함), 유기 박막트랜지스터(organic thin film transistor, 이하 OTFT 라 함) 등의 유기 전자 디바이스를 제작할 때, 유기 반도체(organic semiconductor) 박막을 형성하는 프린팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
유기 전자 디바이스는 차세대 전자 산업에서 크게 각광받고 있는 분야이다. OLED는 차세대 평판 디스플레이 및 플렉서블 디스플레이의 핵심기술이 될 것으로 믿어지고 있고, OPV는 에너지 산업의 중요성과 더불어 최근 활발한 연구가 이루어지고 있는 분야이다. OTFT 역시 유기 전자 디바이스의 구동 소자로 각광받고 있다.
이러한 유기 전자 디바이스에서 가장 핵심이 되는 부분은 유기 반도체(organic semiconductor) 박막으로서, 보통 진공 증착 되거나 용액 공정을 사용하여 제조한다.
현재 가장 상용화된 기술로는 보통 고진공 챔버(ultra high vacuum chamber) 안에서 열증착 승화(thermal evaporation/ vacuum sublimation) 방식을 사용하고 있다. 이러한 고진공 방식이 가장 우수한 성질의 유기 전자 디바이스를 제작하는 방법으로 계속 활용되어왔음에도 불구하고 다음과 같은 단점들을 갖는다.
첫째, 고진공을 만들어야 하므로 장비 비용이 많이 들고 유지 관리가 힘들다.
둘째, 승화하여 기체로 변한 값비싼 유기반도체물질의 대부분은 소자용으로 쓰이지 못하고 챔버 내벽 등에 묻어서 그냥 버려진다. 따라서 값비싼 유기반도체 물질의 손실이 크다.
셋째, 진공 챔버의 크기 제한, 새도우 마스크(shadow mask)의 늘어짐 등으로 인해 대면적화에 한계가 있고, 고정세 패턴(high-resolution pattern) 구현에 어려움이 있다.
위와 같은 이유로 고진공 챔버를 이용한 승화 방식은 유기 전자 디바이스 설계에 필수적인 고정세 패턴 구현이 어렵고, 대면적화가 어려워서 단위시간당 생산량이 현저히 떨어짐에 따라 유기 전자 디바이스의 생산 시간이 길어지고, 제품 가격 상승이 불가피한 단점을 가지고 있다.
고진공 챔버를 이용한 승화 방식의 유기반도체 물질의 손실을 줄이고 대면적화 적용이 가능하기 위해 하향식 증착이 가능한 유기 증기 상태 증착법(organic vapor phase deposition, 이하 'OVPD'라 함)이 고안되었다. 하지만 OVPD 역시 인쇄 방식의 증착법이 아니기 때문에 새도우 마스크가 필수적으로 필요하게 되어 기존 증착의 한계를 벗어나지는 못하고 있다.
이러한 고진공 챔버 안에서 열증착 승화법의 대안으로 잉크젯 프린팅(ink jet printing) 방법이나 스탬핑(stamping) 방법을 사용한 용액 공정 제조법이 있다. 용액 공정에서는 유기 용매(organic solvent)에 비교적 잘 녹는 고분자 유기 반도체(polymer organic semiconductor)가 사용된다. 이러한 프린팅이나 스탬핑 공정은 상압(atmospheric pressure)에서 제조가 가능하고, 특히 잉크젯 프린팅 기법은 이미 액정디스플레이(liquid crystal display, LCD)의 칼라필터(color filter) 제조 공정 등에서 사용되고 있는데, 열증착 승화 방식의 단점인 고정세 패턴 인쇄 및 대면적화가 가능하다.
하지만 잉크젯 프린팅이나 스탬핑 방법을 사용한 용액 공정 제조법은, 고분자 유기 반도체의 특성 상 열증착 승화법으로 만든 유기 반도체에 비해 훨씬 낮은 효율과 수명을 갖는 단점이 있다. 또, 용액 공정에서 올 수 있는 커피 스테인 효과(coffee-stain effect)와 같은 막의 불균일성 같은 문제로 균일한 두께의 유기 반도체 박막을 얻기가 힘들다. 또한 통상의 유기 전자소자는 다층의 박막으로 구성될 때 우수한 성능을 보이는 경우가 많은데, 상기 잉크젯 프린팅 방법이나 스탬핑 방법은 다층으로 구성하기 힘든 문제점이 있다.
최근에는 앞서 언급한 유기 증기 상태 증착법(OVPD)과 프린팅(printing) 방법을 접목시켜 노즐을 통해 유기 증기 상태 물질을 증착시키는 유기 증기 젯 프린팅(organic vapor jet printing, 이하 'OVJP' 라 함)법이 고안되었다[M. Shtein et al., "Method and apparatus for depositing materials," US. Patent Pub. No. 2005/0087131 A1].
M. Shtein의 특허출원 기술에 의하면 크게 두 가지 방법이 있는데, 하나는 가드 플로우(guard flow) 기체를 쓰는 경우와 그렇지 않은 경우이다. 전자의 경우는 노즐 주변의 기압이 상압에서도 사용 가능하나 가드 플로우를 만들어 주기 위한 추가적 장치와 기체의 소모가 있고, 후자의 경우는 대기압(760Torr) 보다 낮은 진공(약 10Torr 미만 정도) 상태에서 증착해야만 고정세가 가능한 단점이 있다. 무엇보다도 상기의 방법은 증착이 연속적 기체 흐름에 의해 이루어져 패턴에 따라서는 두께가 불균일(예를 들면, 코너에서 두꺼워짐 발생)하기 쉽고, 두께의 미세 조절을 위해선 낮은 유속의 기체를 흘려보내야 하므로 주변 대기 환경 등에 민감하게 되는 문제점이 있다.
한편, 도 1은 한국 공개특허 10-2004-44534호에 개시된 유기 증기 제트 증착을 위한 장치를 도시한 도면으로서, 한국 공개특허 기술은 소스셀(910)과 노즐 블록(930) 사이에 타이밍 밸브(920)가 설치되어 있으나, 이 타이밍 밸브(920)는 기판(950)에 유기 필름(960)을 일정간격 마다 이격되게 증착할 때 이용되는 것으로서, 연속된 하나의 유기 필름(960)을 형성할 때는 유기물질을 계속 분사하면서 기판 위에 유기 필름을 증착하고, 일정 간격 이격된 다른 유기 필름(960)을 형성하기 위해 이동할 때만 캐리어 가스를 차단한 상태 즉, 타이밍 밸브(920)가 닫힌 상태에서 이동하도록 구성된다.
이와 같은 한국 공개특허 기술 역시, 유기 필름(960)을 형성하지 않은 부분 을 이동할 때를 제외하고는 위에서 살펴본 M. Shtein의 특허출원 기술과 같이 연속적인 기체 흐름에 의해 유기 필름(패턴)이 형성되게 되므로, 패턴의 두께 조절이 어렵고, 두께의 미세 조절을 위해선 낮은 유속의 기체를 흘려보내야 하므로 주변 이 상압인 조건에서 패턴이 주변으로 퍼지는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상압 조건에서 공정이 가능하고, 대면적화가 가능함과 아울러, 고정세(high-resolution) 패턴의 인쇄가 가능하도록 하여, 생산성 향상은 물론 경제성도 높아질 수 있도록 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 프린팅 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
특히, 본 발명은, 개폐 밸브 및 이를 제어하는 제어 유닛을 이용하여, 패턴(박막)을 형성하는 구간에서 밸브를 규칙적으로 반복 개폐하여 짧은 고속 젯의 반복 분사를 통해 패턴을 형성할 수 있도록 함으로써 주변 기체 압력이 상압이더라도 패턴의 퍼짐 현상을 최소화하여 패턴을 균일하면서도 정밀하게 형성할 수 있도록 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 프린팅 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드는, 기판에 박막 또는 패턴(이하 '박막'으로 통일함)을 형성하기 위한 유기 물질이 저장되고, 이 유기 물질을 기판에 분사하기 위한 노즐과 연결되는 헤드 바디와; 상기 헤드 바디의 내측으로 캐리어 가스를 이동시켜 헤드 바디 내의 유기 물질을 상기 노즐을 통해 기판에 분사시키는 캐리어 가스 공급기와; 상기 캐리어 가스 공급 기 또는 헤드 바디에서 캐리어 가스가 통과하는 부분에 구비되어 캐리어 가스의 유동을 단속하는 개폐 밸브와; 기판에 박막을 형성하는 박막 형성구간에서, 상기 개폐 밸브를 규칙적으로 반복 개폐시키면서 상기 노즐을 통해 유기 물질을 분사할 수 있도록 제어하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.
상기 헤드 바디에는 유기 물질을 가열할 수 있도록 가열기가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 개폐 밸브는 상기 헤드 바디와 캐리어 가스 공급기 사이에서 캐리어 가스가 통과하는 관로 상에 설치될 수 있다.
이때, 상기 헤드 바디와 캐리어 가스 공급기를 연결하는 관로 상에는 헤드 바디에서 발생된 열이 상기 개폐 밸브 쪽으로 전달되지 않도록 하는 단열 장치가 구비되거나, 헤드 바디에서 상기 개폐 밸브 쪽으로 전달되는 열을 냉각시킬 수 있도록 냉각 장치가 구비될 수 있다.
상기 개폐 밸브는 상기 헤드 바디에서 유기 물질이 저장된 부분과 노즐 사이의 통로 또는, 노즐 쪽에서 개폐할 수 있도록 구성될 수도 있다.
상기 개폐 밸브는 상기 제어 유닛의 신호에 따라 작동되는 솔레노이드 개폐 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 개폐 밸브는 노즐의 미세 조절이 가능한 MEMS 셔터(Micro electro mechanical system shutter)형 개폐 구조로 이루어질 수 있다.
상기 제어 유닛은 상기 개폐 밸브의 규칙적 반복 개폐를 위하여, 솔레노이드 또는 MEMS를 제어하는 펄스 제너레이터를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 헤드 바디는 복수의 유기물질 저장부를 갖고, 각 유기물질 저장부는 상기 노즐로 연결되는 통로가 연결되어, 상기 각 유기 물질 저장부에 저장된 유기 물질이 각각의 캐리어 가스 공급기에서 공급되는 캐리어 가스에 의해 상기 노즐을 통해 분사될 수 있도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 헤드 바디에서 상기 각 유기물질 저장부에서 연결되는 통로가 합류하는 지점에는, 유기 물질을 혼합할 수 있도록 믹싱 챔버가 구비되고, 이 믹싱 챔버는 상기 노즐과 연결되는 것이 바람직하다.
또한 상기 각 유기물질 저장부와 믹싱 챔버 사이의 통로 또는 믹싱 챔버와 노즐 사이의 통로에는 상기 개폐 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 장치는, 상기한 바와 같은 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 포함하고, 상기 노즐과 대향되게 위치되고, 상부에 박막을 형성할 기판이 로딩됨과 아울러 상기 제어 유닛에 의해 노즐과 기판의 상태 위치를 변화시킬 수 있도록 이루어진 스테이지를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 스테이지에는 기판의 온도를 조절할 수 있도록 온도 조절기가 설치되는 것이 바람직하다.
다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법은, 헤드 바디에 저장된 유기 물질을 가열하여 승화시킨 다음, 캐리어 가스의 유체 흐름을 이용하여 상기 가열된 유기 물질을 노즐 밖으로 분사하여 기판에 유기 물질을 증착하되, 기판에 박막을 형성하는 박막 형성구간에서, 상기 캐리어 가스의 유체 흐름을 규칙적으로 차단 및 공급을 반복하면서 기판에 유기 물질을 증착하여 박막 또는 패턴(이하 '박막'으로 통일함)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 기판에 박막을 형성하지 않은 박막 미형성구간에서는, 상기 캐리어 가스의 유체 흐름을 차단한다.
이러한 프린팅 방법은 상기 기판의 주변이 상압인 조건에서 기판에 유기 물질을 증착하여 박막을 형성할 수 있다.
기판에 유기 물질을 증착할 때, 복수의 유기 물질을 혼합하여 분사하면서 박막을 형성할 수 있다.
상기와 같은 프린팅 방법은 상기 캐리어 가스의 유체 흐름은 캐리어 가스가 통과하는 관로 상에 설치된 개폐 밸브를 이용하여 조절하되, 기판에 형성되는 박막의 두께는 상기 개폐 밸브의 단위 시간당 개폐 주기 또는 개폐 밸브의 ON:OFF 시간비를 조절하여 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 프린팅 장치 및 방법은, 상압 조건에서 공정이 가능하고, 대면적화가 가능함과 아울러, 고정세 패턴의 인쇄가 가능하기 때문에 생산성 및 경제성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있 다.
즉, 본 발명은, 개폐 밸브 및 이를 제어하는 제어 유닛을 통해, 패턴을 형성하는 구간에서, 밸브를 규칙적으로 반복 개폐시키면서, 짧은 고속 젯의 반복 분사 방식으로 패턴을 형성할 수 있기 때문에 주변 기체 압력이 상압인 조건에서도 패턴의 퍼짐 현상을 줄일 수 있게 되어, 고정도의 패턴 형성이 가능해짐과 아울러, 일정한 유속으로 유기 물질을 분사하면서도, 밸브의 개폐와 동기된 펄스의 폭이나 반복횟수, 온오프비 등에 의해 박막의 두께를 용이하게 조절할 수 있게 하는 효과가 있다.
이와 같은 본 발명은, 앞서 배경 기술에서 언급한 기판에 고른 박막형성이 가능하고 성능이 검증된 고진공 챔버를 이용한 열증착 승화법과, 고정세 패턴 인쇄 및 대면적화가 가능한 잉크젯 프린팅 방법의 장점을 모두 구현할 수 있게 됨으로써 현재 양산화 문제가 있는 유기 전자 디바이스 제조에 새로운 돌파구를 만들 수 있게 되고, 향후 유기 전자 디바이스의 시장 확장에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드의 제어 신호 설정 의 일례를 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 일 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드에는, 기판에 유기 반도체 박막 또는 미세 패턴(이하 '박막'으로 통일하여 칭함)을 형성하기 위한 유기 반도체 물질(이하 '유기 물질' 이라 통일하여 칭함) 등 패턴을 형성할 물질이 저장되는 헤드 바디(10)가 구비된다. 헤드 바디(10)에는 유기 물질이 저장되는 유기물질 저장부(12)가 챔버형 구조로 형성되고, 또 유기물질 저장부(12)를 중심으로 헤드 바디(10)를 관통하는 캐리어 가스 통로(14)가 형성된다.
캐리어 가스 통로(14)는 도 1에서 헤드 바디(10)를 전후로 관통하는 구조를 보여주고 있으나, 캐리어 가스가 유기물질 저장부(12)를 통과하면서 유기 물질을 이송하여 분사할 수 있는 조건이면, 캐리어 가스 통로(14)의 경로는 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
상기 헤드 바디(10)의 캐리어 가스 통로(14) 끝단에는 유기 물질을 분사할 수 있도록 노즐(16)이 구비되는데, 이 노즐(16)은 헤드 바디(10)에 일체로 설치되는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 헤드 바디(10)와 분리되어 헤드 바디(10)의 캐리어 가스 통로(14)와 관로로 연결된 상태에서 유기 물질을 분사할 수 있도록 구성할 수도 있다.
헤드 바디(10)는 열증착 승화법과 유사한 원리로 200 ~ 500 ℃ 정도의 열을 가해서 유기물질 저장부(12)에 들어 있는 유기 물질을 승화시킨 다음, 이렇게 승화시킨 고분자들을 캐리어 가스(carrier gas)의 유체 흐름을 이용하여 노즐(16) 밖으로 분사시킬 수 있도록 구성되는 것이다.
이를 위해, 상기 헤드 바디(10)에는 유기물질 저장부(12)에 저장된 유기 물질을 승화시킬 수 있도록 가열기(18)가 구비되는데, 가열기(18)는 전기를 이용하여 헤드 바디(10)를 가열할 수 있는 전기 히터로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 헤드 바디(10)의 후방 즉, 노즐(16)의 반대쪽에는 캐리어 가스 통로(14)를 통해 캐리어 가스를 공급함으로써 헤드 바디(10) 내의 유기 물질을 노즐(16)을 통해 기판에 분사할 수 있도록 캐리어 가스 공급기(20)가 구비된다. 캐리어 가스 공급기(20)는 해당 기술분야에서 널리 공지된 구성이므로, 구체적인 도면 예시 및 구체적인 설명은 생략한다.
여기서 캐리어 가스는 질소(N2), 헬륨(He), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr) 등의 불활성 기체를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 캐리어 가스의 분사 압력은 노즐 외부 및 기판 사이의 기압 이상이 되도록 하는 것이 바람직하고, 노즐 외부 및 기판 사이의 기압이 상압일 경우에는 분사 압력을 1기압 이상으로 설정한다.
특히, 본 실시예에서는 상기 헤드 바디(10)와 캐리어 가스 공급기(20) 사이의 캐리어 가스가 통과하는 관로 상에는 개폐 밸브(30)가 설치된다. 개폐 밸브(30)는 캐리어 가스의 공급을 단속하는 동시에, 규칙적인 반복 개폐를 통해 유기 물질의 분사가 균일하게 이루어지게 하는 역할을 한다.
이러한 개폐 밸브(30)는 규칙적인 반복 개폐를 위해, 솔레노이드 밸브 구조로 이루어질 수 있는데, 도 1을 참고하면, 관로와 일체로 형성되거나 관로 사이에 설치되는 밸브 바디(31)와, 이 밸브 바디(31)의 내측에서 직선 왕복운동하면서 밸브 홀(32)(또는 관로)을 개폐하는 밸브 로드(33)와, 이 밸브 로드(33)를 규칙적으로 왕복 운동시키는 솔레노이드(35) 및 이 솔레노이드에 대향되는 힘을 제공하는 스프링(36) 등으로 구성된다. 결국 개폐 밸브(30)는 솔레노이드(35)에서 발생된 자기력과 스프링(36)의 상호 작용력에 의해 밸브 로드(33)가 직선 왕복 운동하면서 밸브 홀(32)을 개폐할 수 있도록 구성되는 것이다.
도 1에서는 개폐 밸브(30)가 관로와 동일 선상에 구성된 실시예를 예시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 캐리어 가스가 통과하는 관로를 규칙적으로 반복 개폐시킬 수 있는 구조이면 공지의 솔레노이드 밸브 구조를 다양하게 채택하여 구성할 수 있다. 또한 상기 밸브 로드(33)의 후방(솔레노이드가 위치된 부분)에 캐리어 가스가 통과하는 부분이 도시되어 있지 않으나, 밸브 로드의 후방 부분에 관통 유로를 형성함으로써 구성 가능하다.
상기와 같은 개폐 밸브(30)를 규칙적으로 반복 개폐시키기 위해서, 솔레노이드(35)에 제어 신호를 제공하는 제어 유닛(40)이 구비된다.
제어 유닛(40)은 제어 컴퓨터로 구성될 수 있으며, 개폐 밸브(30)의 솔레노이드(35)에 도 3에서와 같은 규칙적인 개폐 신호를 제공할 수 있도록 펄스 제너레이터(도 9 참조)가 포함되어 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 제어 유닛(40)은 개폐 밸브(30)의 솔레노이드(35)에 펄스 제너레이터를 통해 디지털 신호(digital signal)를 제공하여 밸브를 반복 개폐시키도록 제어하게 되는데, 이때 밸브의 열림-닫힘 주기(frequency) 또는 열림 : 닫힘(On : Off) 시간비(duty ratio) 등을 제어 하면서 패턴을 인쇄하게 된다.
이와 같은 본 발명의 제어 구조는, 패턴 형성구간에서는 연속적으로 유기 물질을 분사하다가 패턴 미형성 구간에서 개폐 밸브(30)를 닫아 유기 물질의 분사를 중단하는 종래의 개폐 방식과는 달리, 연속된 패턴 형성 구간에서 반복적으로 개폐 밸브(30)를 개폐하면서 유기 물질을 분사하여 패턴을 형성하도록 제어한다.
특히, 기판에 형성되는 박막의 두께를 미세 조절할 때, 종래와 같이 캐리어 가스의 유속(고속 또는 저속 등)을 조절하는 방식을 이용하지 않고, 본 발명은 밸브(30)의 개폐 주기 또는 ON : OFF 시간비를 달리하는 고속 젯의 반복 분사 방식을 이용함으로써 주변의 압력이 상압이라도 패턴의 퍼짐현상 등을 방지할 수 있게 되어 박막의 두께를 미세하게 조절할 수 있고, 이에 따라 공지의 잉크젯 프린팅 기법에서 실현할 수 있는 고정세 패턴 형성이 가능해진다.
결국, 본 발명은 반복 개폐 방식을 이용하여 패턴을 인쇄함으로써 기판에 형성된 박막의 균일성을 확보할 수 있게 되고, 공지의 잉크젯 프린팅 방법과 같이 고정세 패턴 인쇄 및 대면적화를 가능하게 되는 것이다.
여기서 고정세 인쇄를 위해서 가장 중요한 요인은 노즐(16)의 구경(diameter)과 모양인 바, 노즐(16)의 구경은 인쇄하려는 패턴의 크기에 비례하여 결정하는 것이 바람직하고, 노즐(16)의 모양은 젯 프린팅에 방해가 되지 않는 범위에서 제조하려는 유기 전자 디바이스의 패턴 모양에 따라 최적화시켜 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 위에서 설명한 바와 같이 헤드 바디(10)는 유기 물질의 승화를 위해 가열기(18)에 의해 가열되는 바, 헤드 바디(10) 쪽의 열이 개폐 밸브(30) 쪽에 그대로 전달될 경우에 솔레노이드(35) 등이 정상적으로 작동하지 않을 수 있다. 따라서 헤드 바디(10)와 개폐 밸브(30) 사이에는 열을 차단하는 단열 장치(미도시 됨)가 구비되거나, 개폐 밸브(30)를 냉각시킬 수 있는 냉각 장치(50)가 필요하게 된다.
단열 장치는, 개폐 밸브(30)가 연결되는 헤드 바디(10) 쪽, 헤드 바디(10)와 개폐 밸브(30) 사이의 관로, 개폐 밸브(30)의 바디 중 적어도 어느 한 부분 이상에 단열 부재를 설치하여 구성할 수 있다. 이러한 단열 장치의 설치 구성은 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양하게 적용하여 실시할 수 있으므로, 그에 대한 구체적인 도면 예시 및 설치 구성에 대한 설명은 생략한다.
냉각 장치(50)는 헤드 바디(10) 쪽에서 전달되는 열을 냉각시킬 수 있도록 설치된 것으로서, 통상적인 구조와 같이 냉각 유체가 통과하도록 구성하는 방식이나, 공랭식 구조, 또는 열전달 구조를 이용한 방식 등으로 다양하게 구성하여 설치할 수 있다. 도 2에서는 위와 같은 냉각 장치(50)를 설치할 수 있는 위치를 예시하여 나타내었다.
이하, 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드의 다양한 실시예들을 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 참고로 도 2를 참조하여 설명하였던 프린팅 헤드와 다른 부분을 중심으로 설명하고, 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도이다.
도 4에 도시된 유기 드라이 젯 프린팅 헤드는 도 2를 통해 설명하였던 유기 드라이 젯 프린팅 헤드와 기본적으로 유사한 구조로 이루어지나, 개폐 밸브(30)의 개폐 부분이 노즐 쪽에 위치된 구성을 보여준다. 물론, 밸브의 개폐 부분이 유기물질 저장부(12)와 노즐(16) 사이의 통로(14') 상에 설치하여 구성하는 것도 가능하다. 또한 밸브 로드(33)가 헤드 바디(10)를 관통하는 구성을 보여주고 있으나, 개폐 밸브(30) 전체가 유기물질 저장부(12)와 노즐(16) 사이의 통로(14') 상에 설치되게 구성할 수도 있다.
이와 같이 개폐 밸브(30)가 유기 물질이 함께 유동하는 통로(14') 상에 설치된 경우에, 개폐 밸브(30)가 완전히 닫힌 상태에서 유기 물질이 노즐(16) 밖으로 분사되거나 흘러나오는 현상을 방지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도이다.
도 5에 도시된 유기 드라이 젯 프린팅 헤드는, 상기한 실시예들과 달리 솔레노이드 코일(35')를 포함한 개폐 밸브(30A) 전체가 앞쪽에 배치되고, 유기물질 저장부(12)가 뒤쪽에 배치된 구조를 보여준다.
이때 개폐밸브(30A) 및 노즐(16)로 연결되는 부분의 온도가 유기물질 저장 부(12)의 온도보다 낮아서는 안 되므로 고온에서도 충분히 견딜 수 있는 밸브가 이용되어야 한다. 솔레노이드식 밸브가 이용될 경우 전자석으로 사용되는 솔레노이드 코일(35A)의 경우도 고온을 견뎌 낼 수 있어야 한다. 그러한 내열형 코일은 산화마그네슘이 코팅된 것이나 유리섬유(fiber glass)로 쌓인 것 등이 있으며, 이는 해당 기술분야에서는 널리 공지된 구성이므로 더 이상의 상세 설명은 생략한다.
참조 번호 34는 노즐 구멍을 개폐하는 밸브체를 나타낸다. 도 5에서 나머지 미설명된 참조번호의 구성은 전술한 실시예들의 구성과 동일 유사한 기능을 갖는 부분이므로, 동일 참조 번호를 부여하고 그에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도이고, 도 7은 도 6의 "A" 방향에서 본 개폐 밸브(30)의 개략적인 구성도이다.
도 6과 도 7에 도시된 유기 드라이 젯 프린팅 헤드는, 수백 마이크로미터(micro meter)의 고정세 패턴 인쇄를 위해, 개폐 밸브를 솔레노이드 밸브 구조 대신 MEMS 셔터(Micro electro mechanical system shutter)를 사용하여 구성한 것이다. 유기 드라이 젯 프린팅 방법은 노즐(16) 구경에 따라 패턴 크기가 결정 되므로 노즐(16)의 구경이 작아질 경우에 미세 조절이 가능한 MEMS 셔터형 개폐 밸브(300)를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 MEMS 셔터형 개폐 밸브(300)는 헤드 바디(10)의 분사 통로(15)의 끝단에 설치되는 것이 바람직하며, 그 구성은 분사 통로)15)를 막아주는 차폐판(310) 과, 이 차폐판(310)의 중심에 형성되어 사실상 노즐의 역할을 하는 핀홀(320)과, 이 핀홀(320)을 개폐하는 셔터(330) 및 이 셔터를 이동시키는 마이크로 액추에이터(340)로 구성될 수 있다.
상기 차폐판(310)에는 가열기와 함께 유기 물질을 가열할 수 있도록 마이크로 히터(350)를 부가하여 구성할 수도 있다.
한편, MEMS 셔터형 개폐 밸브(300) 대신에 피에조 일렉트릭(piezo electric) 등을 이용하여 미세 홀의 개폐 제어가 가능한 공지의 밸브 장치를 선택하여 적용하는 것도 가능하다.
이와 같은 개폐 밸브(300)를 제외한 나머지 구성은 전술한 본 발명의 실시예들과 동일하게 구성할 수 있으므로, 그에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 멀티형으로 구성할 경우를 보여주는 실시예의 도면이다.
멀티형 헤드(multi-head)는, 두 가지 이상의 유기 물질을 동시 분사하여 기판에 증착시킬 수 있도록 구성한 것이다. 물론 한 가지 유기 물질을 멀티형 헤드를 이용하여 분사할 수도 있다.
멀티형 헤드는, 일례로, 도 8에 도시된 바와 같이, 헤드 바디(100)의 중앙부에 믹싱 챔버(110)가 위치되고, 이 믹싱 챔버(110)를 중심으로 그 양쪽에 유기물질 저장부(12), 캐리어 가스 통로(14), 캐리어 가스 공급기(20), 개폐 밸브(30), 가열기(18), 냉각 장치(50) 등이 각각 구성될 수 있다.
여기서, 개폐 밸브(30)는 도 4에 도시된 구성을 예시하였으나, 도 2에 도시된 개폐 밸브(30)를 적용하여 사용하는 것도 가능하다.
또한 멀티형 헤드는 믹싱 챔버(110)를 관통하는 캐리어 가스 통로(114)가 형성되고, 이 캐리어 가스 통로(114)의 끝단에 노즐(116)이 설치된다. 특히 상기 노즐(116)을 규칙적으로 반복 개폐시킬 수 있도록 도 4에 도시된 개폐 밸브(30)와 유사한 구조를 갖는 중앙 개폐 밸브(130)가 설치됨과 아울러, 후방에는 캐리어 가스 공급기(120)가 위치된다.
이와 같은 멀티형 헤드가 적용된 장치를 이용하게 되면, 제어 유닛(40) 및 각각의 개폐 밸브(30)(130)를 디지털 방식으로 반복 개폐시키는 제어가 가능함에 따라, OLED, OPV, OTFT에 하나 이상의 유기 반도체 물질을 섞어서 패턴을 용이하게 형성할 수 있고, 유기 전자 디바이스의 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드들은 프린팅 장치에 설치되어 기판에 박막(패턴)을 형성하는데 적용되는바, 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 장치에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 장치의 일 실시예의 구성도로서, 도 4에 도시된 프린팅 헤드를 적용한 구성을 예시하여 설명한다.
상부에 박막(패턴)을 형성할 기판(S)이 로딩되는 스테이지(60)가 구비되고, 이 스테이지(60)는 상기한 제어 유닛(40)에 의해 프린팅 헤드(1)의 노즐(16)과 기판(S)의 상태 위치를 변화시키면서 기판(S)에 패턴(P)을 인쇄할 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 상기 스테이지(60)는 X-Y축 방향으로 기판을 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있고, 필요에 따라서는 Z축 방향으로 기판을 이동시킬 수 있도록 구성될 수도 있다. 물론 스테이지(60)와는 별도로 프린팅 헤드(1)를 X, Y, Z 축 중 적어도 어느 한 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.
이와 같이 노즐(16)과 기판(S)의 상대 위치를 변화시키기 위해서는 스테이지(60) 또는 프린팅 헤드(1)의 위치를 제어하게 되는데, 제어 컴퓨터(40') 등을 이용하여 통합 제어하는 기술은 공지에 널리 알려진 구성이므로 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 상기 제어 컴퓨터(40')는 위에서 설명한 개폐 밸브(30)의 규칙적 반복 개폐 제어가 가능한 제어 유닛(40)을 포함하여 구성될 수 있고, 이 제어 유닛(40)은 도 9에 도시된 펄스 제너레이터(45)와 함께 또는 분리되어 구성될 수 있다.
한편, 상기 스테이지(60)는 상기 프린팅 헤드(1)에서 분사된 유기 물질의 온도가 비교적 높기 때문에, 유기 반도체 박막이 형성되는 기판(S)의 온도를 조절할 수 있도록 온도 조절기(temperature controller)(65)가 구성되는 것이 바람직하며, 이때 기판의 온도는 유기물질 저장부(12)의 온도보다 낮게 설정되는 것이 바람직한데, 통상 0-30℃의 상온 정도이면 되나 경우에 따라 박막의 결정성 등을 좋게 하기 위해 이보다 높은 온도로 유지할 수도 있다. 또한, 노즐과 기판 스테이지(60) 사이 에는 과도한 열전달에 의해 상기 온도 조절기(65)에 걸리는 과도한 부하를 방지할 수 있도록 하는 열막음 장치(heat shield)가 구비되는 것이 바람직하다.
이제, 상기와 같은 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법에 대하여 설명한다.
도 9를 참고하면, 스테이지(60)에 패턴(P)을 인쇄할 기판(S)을 로딩하고, 기판(S)과 노즐(16)이 상대 위치를 조절하여 초기 패턴 형성 위치를 세팅한다.
초기 위치 세팅 전후에, 헤드 바디(10)를 가열기(18)를 작동시켜, 유기물질 저장부(12)에 저장된 유기 물질을 100 ~ 500 ℃ 열을 가해 승화시킨다. 이때 유기 물질이 지나갈 수 있는 모든 통로는 유기물질 저장부(12)의 온도보다 같거나 높게 유지하여 유기물질이 고착되는 일이 없도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 상태에서, 캐리어 가스 공급기(20)를 작동시켜 캐리어 가스를 헤드 바디(10) 내로 유동시키는 동시에, 제어 유닛(40)에서 제어 펄스 신호를 출력하여 개폐 밸브(30)를 규칙적으로 반복 개폐시키면서, 노즐(16)을 통해 유기 물질을 분사한다.
이때, 캐리어 가스의 공급 압력은 유기 물질을 기판(S)에 상압 상태로 분사시켜야 하므로, 1기압 이상의 압력을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 개폐 밸브(30)의 개폐 주기 또는 ON : OFF 시간비는 기판에 형성할 패턴의 두께, 유기물질의 종류, 주변 압력 등을 고려하여 제어 유닛(40)에 기 설정된 제어 데이터에 의해 이루어지며, 노즐(16)을 통해 분사되는 유기 물질은 고속 젯의 반복 분사 방식으로 분사되면서 기판에 패턴을 형성하게 된다.
이와 같은 방식으로 기판(S)에 유기 물질을 분사함과 아울러, 기판(S)과 노즐(16)의 상태 위치를 변화시키면서 원하는 위치에 패턴을 형성한다.
상기와 같은 개폐 밸브의 반복 개폐 제어에 따른 본 발명의 프린팅 방법은 하나의 연속된 패턴을 형성할 때 개폐 밸브(30)를 반복 개폐 작동시키면서 패턴을 연속적으로 형성하게 되는데, 이때 위에서 설명한 바와 같이 반복 분사 방식에 의한 패턴 형성으로 패턴의 퍼짐 현상을 줄일 수 있고, 또한 고정세 패턴 형성이 가능해진다.
즉, 종래에는 기판에 증착할 패턴의 두께를 조절하기 위해서 캐리어 가스를 낮은 유속으로 공급하여 유기 물질을 천천히 분사시키면서 패턴을 형성하게 되므로 두께 조절이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 낮은 유속에 의해 기판에 증착된 유기 물질이 패턴 형성 구역 밖으로 퍼지는 현상이 발생되었다. 이러한 유기 물질의 퍼짐 현상은 상압 조건에서 패턴을 형성할 때 더욱 심각하게 나타나는 문제점이 있었다.
하지만, 본 발명에서와 같이 반복 개폐 방식으로 유기 물질을 분사하면서 패턴을 형성할 경우에는, 상대적으로 빠른 유속(고속)으로 캐리어 가스를 공급하되, ON/OFF 반복 제어 방식으로 유기 물질을 분사함으로써 상압 조건에서도 미세한 두께 조절 및 고정세 패턴의 형성이 가능해진다.
또한, 패턴의 두께 조절은 개폐 밸브(30)의 단위 시간당 개폐 주기 및 횟수 또는 ON:OFF 시간비를 적절하게 설정하여 제어함으로써 가능해지는데, 예를 들면 동일 유속의 분사 조건에서, 패턴의 두께를 두껍게 하기 위해서는 도 10의 '박막 (패턴) 형성구간Ⅰ'에서와 같이 개폐 밸브(30)의 개방시간을 길게 하고, 닫는 시간을 짧게 설정하는 방식으로 ON:OFF 시간비를 설정함으로써 가능해지고, 반대로 패턴의 두께를 얇게 하기 위해서는 도 10의 '박막(패턴) 형성구간Ⅱ'에서와 같이 개폐 밸브(30)의 닫는 시간을 길게 하고 개방 시간을 짧게 하는 방식으로 ON:OFF 시간비를 설정함으로써 가능해질 수 있다. 물론, 도 10에서와 같이 박막(패턴) 미형성구간에서는 개폐 밸브를 OFF시키도록 제어하여, 캐리어 가스의 흐름을 차단하여 유기 물질의 분사를 중지시킨다.
결국, 본 발명은, 개폐 밸브(30)의 개폐 주기 등을 적절하게 설정하여 반복 개폐하는 방식으로 제어하면서 기판(S)에 유기 물질을 증착시키기 때문에 상압 조건에서도 패턴의 퍼짐 현상을 줄일 수 있게 되어, 고정도의 패턴 형성이 가능해짐과 아울러, 일정한 유속으로 유기 물질을 분사하면서도 패턴의 두께를 용이하게 조절하는 등 고정세 패턴 인쇄가 가능해진다.
유기 전자 디바이스는 이미 OLED같이 시장을 형성하는 단계에서 부터 향후 큰 시장을 만들 수 있는 잠재력이 있다. 하지만 현재까지의 기술로는 고정세 패턴 구현이 어렵고, 대면적화 과제가 남아 있어서 대규모 생산이 어렵기 때문에 제품 단가가 비싸지고, 생산 시간이 길어지는 문제가 있었다. 본 발명의 결과인 상압의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드 및 이를 이용한 장치 및 방법을 사용하면 이러한 문제가 해결 될 수 있으므로, 유기 전자 디바이스의 시장 형성에 큰 도움을 줄 것으로 예상한다. 특히 OLED는 현재 소형 디스플레이에만 적용 가능하였으나 TV나 인포메이션 디스플레이(information display)와 같은 대형 디스플레이에의 적용 가능성을 높일 수 있을 것이다. 궁극적으로 상압의 유기 드라이 젯 프린팅 기술은 유기 전자 디바이스의 양산화게 크게 기여할 것이다.
도 1은 한국 공개특허에 개시된 선행 기술의 도면,
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드의 제어 신호 설정의 일례를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 유기 드라이 젯 프린팅 헤드가 도시된 구성도,
도 7은 도 6의 "A" 방향에서 본 개폐 밸브의 개략적인 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 멀티형으로 구성할 경우를 보여주는 실시예의 도면,
도 9는 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 장치의 일 실시예의 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 제어 방법의 일례를 보여주는 참고도이다.

Claims (19)

  1. 기판에 박막 또는 패턴(이하 '박막'으로 통일함)을 형성하기 위한 유기 물질이 저장되고, 이 유기 물질을 기판에 분사하기 위한 노즐과 연결되는 헤드 바디와;
    상기 헤드 바디의 내측으로 캐리어 가스를 이동시켜 헤드 바디 내의 유기 물질을 상기 노즐을 통해 기판에 분사시키는 캐리어 가스 공급기와;
    상기 캐리어 가스 공급기 또는 헤드 바디에서 캐리어 가스가 통과하는 부분에 구비되어 캐리어 가스의 유동을 단속하는 개폐 밸브와;
    기판에 박막을 형성하는 박막 형성구간에서, 상기 개폐 밸브를 규칙적으로 반복 개폐시키면서 상기 노즐을 통해 유기 물질을 분사할 수 있도록 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 개폐 밸브는 상기 제어 유닛의 신호에 따라 작동되는 솔레노이드 개폐 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 헤드 바디에는 유기 물질을 가열할 수 있도록 가열기가 구비된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐 밸브는 상기 헤드 바디와 캐리어 가스 공급기 사이에서 캐리어 가 스가 통과하는 관로 상에 설치된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 헤드 바디와 캐리어 가스 공급기를 연결하는 관로 상에는 헤드 바디에서 발생된 열이 상기 개폐 밸브 쪽으로 전달되지 않도록 하는 단열 장치가 구비된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 헤드 바디와 캐리어 가스 공급기를 연결하는 관로 상에는 헤드 바디에서 상기 개폐 밸브 쪽으로 전달되는 열을 냉각시킬 수 있도록 냉각 장치가 구비된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐 밸브는 상기 헤드 바디에서 유기 물질이 저장된 부분과 노즐 사이의 통로 또는, 노즐 쪽에서 개폐할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 개폐 밸브의 규칙적 반복 개폐를 위하여, 솔레노이드를 제어하는 펄스 제너레이터를 포함한 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  9. 기판에 박막 또는 패턴(이하 '박막'으로 통일함)을 형성하기 위한 유기 물질이 저장되고, 이 유기 물질을 기판에 분사하기 위한 노즐과 연결되는 헤드 바디와
    상기 헤드 바디의 내측으로 캐리어 가스를 이동시켜 헤드 바디 내의 유기 물질을 상기 노즐을 통해 기판에 분사시키는 캐리어 가스 공급기와
    상기 캐리어 가스 공급기 또는 헤드 바디에서 캐리어 가스가 통과하는 부분에 구비되어 캐리어 가스의 유동을 단속하는 개폐 밸브와
    기판에 박막을 형성하는 박막 형성구간에서, 상기 개폐 밸브를 규칙적으로 반복 개폐시키면서 상기 노즐을 통해 유기 물질을 분사할 수 있도록 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 개폐 밸브는 노즐의 미세 조절이 가능한 MEMS 셔터(Micro electro mechanical system shutter)형 개폐 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 헤드 바디는 복수의 유기물질 저장부를 갖고, 각 유기물질 저장부는 상 기 노즐로 연결되는 통로가 연결되어,
    상기 각 유기 물질 저장부에 저장된 유기 물질이 각각의 캐리어 가스 공급기에서 공급되는 캐리어 가스에 의해 상기 노즐을 통해 분사될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 헤드 바디에서 상기 각 유기물질 저장부에서 연결되는 통로가 합류하는 지점에는, 유기 물질을 혼합할 수 있도록 믹싱 챔버가 구비되고, 이 믹싱 챔버는 상기 노즐과 연결된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 각 유기물질 저장부와 믹싱 챔버 사이의 통로 또는 믹싱 챔버와 노즐 사이의 통로에는 상기 개폐 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드.
  13. 청구항 1 내지 청구항 6, 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 포함하고,
    상기 노즐과 대향되게 위치되고, 상부에 박막을 형성할 기판이 로딩됨과 아울러 상기 제어 유닛에 의해 노즐과 기판의 상태 위치를 변화시킬 수 있도록 이루어진 스테이지를 포함한 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 스테이지에는 기판의 온도를 조절할 수 있도록 온도 조절기가 설치된 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 장치.
  15. 청구항 1 또는 청구항 9에 기재된 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법으로서,
    상기 헤드 바디에 저장된 유기 물질을 가열하여 승화시킨 다음, 상기 캐리어 가스 공급기에서 제공되는 캐리어 가스의 유체 흐름을 이용하여 상기 가열된 유기 물질을 노즐 밖으로 분사하여 기판에 유기 물질을 증착하되,
    기판에 박막을 형성하는 박막 형성구간에서, 상기 제어 유닛에서 상기 개폐 밸브를 제어하여 상기 캐리어 가스의 유체 흐름을 규칙적으로 차단 및 공급을 반복하면서 기판에 유기 물질을 증착하여 박막 또는 패턴(이하 '박막'으로 통일함)을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    기판에 박막을 형성하지 않은 박막 미형성구간에서는, 상기 제어 유닛에서 상기 개폐 밸브를 제어하여 상기 캐리어 가스의 유체 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 기판 주변의 압력 조건이 상압인 조건에서, 기판에 유기 물질을 증착하여 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 헤드 바디는 복수의 유기물질 저장부를 갖고, 각 유기물질 저장부는 상기 노즐로 연결되는 통로가 연결되되, 상기 각 유기물질 저장부에서 연결되는 통로가 합류하는 지점에는 유기 물질을 혼합할 수 있도록 믹싱 챔버가 구비되고, 이 믹싱 챔버는 상기 노즐과 연결될 때,
    기판에 유기 물질을 증착할 때, 상기 믹싱 챔버에서 복수의 유기 물질을 혼합하여 상기 노즐을 통해 분사하면서 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 캐리어 가스의 유체 흐름은 캐리어 가스가 통과하는 관로 상에 설치된 개폐 밸브를 이용하여 조절하되,
    기판에 형성되는 박막의 두께는 상기 개폐 밸브의 단위 시간당 개폐 주기나 개폐 반복횟수 또는 개폐 밸브의 ON:OFF 시간비를 조절하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 드라이 젯 프린팅 헤드를 이용한 프린팅 방법.
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