KR101829301B1 - 전사 장치 - Google Patents

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KR101829301B1
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이종호
조성범
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명은 박막 소자들의 크기에 따라 곡률 반경이 다른 스탬프를 이용하여 효율적으로 전사하기 위한 것으로, 벨트(belt) 형태로 구성된 스탬프, 스탬프를 회전시키는 적어도 하나 이상의 지지 롤러, 원형 기판(original substrate) 상의 박막 소자들을 스탬프로 픽업(pick up)하는 회전 롤러 및 픽업된 스탬프 상의 박막 소자들을 타겟 기판으로 프린팅(printing)하는 프린팅 롤러를 포함하고, 회전 롤러의 곡률 반경과 프린팅 롤러의 곡률 반경은 상이하게 형성되는 전사 장치에 관한 발명이다.

Description

전사 장치 {TRANSFER PRINTING DEVICE}
본 발명은 박막 소자를 전사하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 접착제를 사용하지 않고 박막 소자를 전사하는 장치에 관한 것이다.
최근 연구들은 디스플레이, 태양 전지, 곡선 형태의 전자 장치, 바이오 의료 기구 및 투명 전극 등과 같은 전자 기기가 휘어지거나 펼칠 수 있는 형태로 구현 가능함을 보여주고 있다. 이를 가능하게 하는 하나의 방법은 일반적이지 않은 물질로 전사를 하는 것이다.
일반적으로, 마이크로 반도체 장치는 단단한 웨이퍼(wafer)에서 스탬프로 픽업(pick up)하고, 타겟 기판(target substrate)에 액체의 접착제를 이용하여 인쇄(printing)하여 제작된다. 이 경우 끈적끈적한 스탬프로부터 액체 형태의 접착제를 이용하여 마이크로 장치를 전사하는 것이 편리하기는 하나, 높은 처리 온도와 마이크로 장치와 기판간의 열적 또는 전기적 저항과 관련된 한계가 있다. 이로 인하여, 엘라스토머 스탬프(elastomeric stamp)로 전사를 천천히 수행하는 방법, 마이크로 제조를 통한 마이크로 구조의 스탬프를 통해 접착제 없이 전사를 수행하는 방법 등이 연구 되었다.
그러나, 가능한 한 빠른 스피드와 간단한 전사 과정을 통한 전사 장치가 요구된다.
본 발명은 접착제를 이용하지 않고 박막 소자들을 전사하는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 절차가 간단하면서 빠르게 박막 소자들을 전사하는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 스탬프의 곡률 반경을 조절하여 박막 소자들을 전사하는 장치 및 그의 동작 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치는 벨트(belt) 형태로 구성된 스탬프, 스탬프를 회전시키는 적어도 하나 이상의 지지 롤러, 원형 기판(original substrate) 상의 박막 소자들을 스탬프로 픽업(pick up)하는 회전 롤러 및 픽업된 스탬프 상의 박막 소자들을 타겟 기판으로 프린팅(printing)하는 프린팅 롤러를 포함하며, 회전 롤러의 곡률 반경과 프린팅 롤러의 곡률 반경은 상이하게 형성되어, 접착제를 이용하지 않고 박막 소자들을 전사할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치에서 스탬프는 회전하는 동안 회전 롤러와 프린팅 롤러를 연속해서 통과하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치에서 회전 롤러는, 곡률 반경이 서로 다른 복수 개의 롤러들로 구성되어 복수 개의 롤러들 중 어느 하나의 롤러가 박막 소자들을 픽업할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치에서 회전 롤러는, 복수 개의 롤러들을 일정 각도로 회전시키는 스텝 모터를 더 포함하고, 스텝 모터는 복수 개의 롤러들을 120도 회전시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치의 스텝 모터는 박막 소자들의 크기에 기초하여 상기 롤러들을 회전시켜 픽업 공정에 이용될 롤러를 선택할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치는 원형 기판을 회전 롤러 방향으로 이동시키는 컨베이어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치는 타겟 기판을 프린팅 롤러 방향으로 이동시키는 컨베이어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치는 컨베이어를 전사 장치에 밀착시키는 스프링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치에서 회전 롤러의 곡률 반경은 프린팅 롤러의 곡률 반경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치가 박막 소자들을 전사하는 전사 방법에 있어서 회전 롤러 및 프린팅 롤러를 연속해서 통과하는 벨트(belt) 형태의 스탬프를 회전시키는 단계, 박막 소자들을 포함한 원형 기판이 회전 롤러와 접촉됨에 따라 박막 소자들이 원형 기판으로부터 분리되어 스탬프로 픽업되는 단계, 픽업된 스탬프 상의 박막 소자들이 프린팅 롤러와 접촉함에 따라 박막 소자들이 스탬프로부터 분리되어 타겟 기판으로 프린팅되는 단계를 포함하고, 회전 롤러의 곡률 반경과 프린팅 롤러의 곡률 반경은 상이하게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 접착제를 이용하지 않고 박막 소자들을 전사할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 박막 소자들을 비교적 간단한 공정 과정을 통하면서 빠른 속도로 전사할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프로 접착제 없이 박막 소자를 픽업(pick up)하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프로 접착제 없이 박막 소자를 프린팅(printing)하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전사 과정에서 스탬프의 곡률 반경이 미치는 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 곡률 반경에 따라 기판에 가해지는 압력의 변화 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 곡률 반경에 따른 접착력의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 곡률 반경에 따른 접착력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 두께에 따른 압력의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 회전 롤러의 구성 요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 지지 롤러의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치를 이용한 전사 공정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프(stamp)를 이용하여 접착제(adhesive) 없이 박막 소자를 전사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프로 접착제 없이 박막 소자를 픽업(pick up)하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이 원형 기판(100, Original substrate) 위에 박막 소자(110)들이 위치하고 있을 수 있다. 그리고, 스탬프(120)가 박막 소자(110)들이 놓여 있는 원형 기판(100) 상에 접촉될 수 있다. 박막 소자(110)는 마이크로 실리콘 판(micro Si Plate)들일 수 있다. 구체적으로, 박막 소자는 마이크로 실리콘 판들이 일정하게 배치된 마이크로 실리콘 어레이(array)들일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
스탬프(120)는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 스탬프일 수 있다. PDMS 스탬프는 온도에 의한 점도 변화가 작고, 전기 절연성이 우수하며, 표면 장력이 작고, 화학적 안정성이 우수하다. 그러나, PDMS 스탬프는 예시적인 것에 불과하여 이에 제한되지 않음이 타당하다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 스탬프(120)는 박막 소자(110)들이 위치한 원형 기판(100) 상에 압력을 가하면서 접촉된 후, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 스탬프(120)는 원형 기판(100)으로부터 분리될 수 있다. 이 때, 박막 소자(110)들은 스탬프(120)와 함께 원형 기판(100)으로부터 분리되어, 스탬프(120) 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 스탬프(120)는 박막 소자(110)들을 원형 기판(100)으로부터 모두 분리하기 위해 곡면 형태일 수 있다. 즉, 스탬프(120)는 곡면 형태의 엘라스토머 스탬프(elastomeric stamp)일 수 있다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같은 픽업(pick up) 공정에서 스탬프(120)는 비교적 큰 곡률 반경을 갖는 곡면 형태의 엘라스토머 스탬프일 수 있다. 스탬프(120)의 곡률 반경이 클수록 박막 소자(110)들을 원형 기판(100)으로부터 잘 분리할 수 있기 때문이다. 곡률 반경이 픽업 공정에 미치는 영향은 도 3에서 구체적으로 설명하기로 한다.
다음으로, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 접착제 없이 스탬프로 박막 소자를 프린팅(printing)하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시 예에 따르면 도 2(a)에 도시된 바와 같이 접착제 없이 타겟 기판(200, target substrate) 상에 박막 소자(110)들을 포함한 스탬프(120)를 접촉시킬 수 있다. 이 때, 타겟 기판(200)으로 압력을 가하면서 스탬프(120)를 접촉시킬 수 있다. 이후, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 스탬프(120)를 타겟 기판(200)으로부터 분리시킬 수 있다. 이 때, 스탬프(120) 상에 위치하던 박막 소자(110)들은 타겟 기판(200)과 함께 스탬프(120)로부터 분리될 수 있다. 이에 따라, 박막 소자(110)들은 타겟 기판(200) 상에 위치하게 된다. 박막 소자(110)들이 스탬프(120)로부터 완전히 분리되어 타겟 기판(200) 상에 위치하기 위해서는 스탬프(120)는 곡면 형태일 수 있다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같은 프린팅 공정에서 스탬프(120)는 비교적 작은 곡률 반경을 갖는 곡면 형태의 엘라스토머 스탬프일 수 있다. 스탬프(120)의 곡률 반경이 작을수록 박막 소자(110)들이 기판(200)에 잘 접착되기 때문이다. 곡률 반경이 프린팅 공정에 미치는 영향은 이하 도 3과 관련하여 구체적으로 설명하기로 한다.
다음으로 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전사 과정에서 스탬프의 곡률 반경이 미치는 영향을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 3(a)는 스탬프(120)의 곡률 반경이 작은 경우를 예로 들어 설명하기 위한 도면이고, 도 3(b)는 스탬프의 곡률 반경이 큰 경우를 예로 들어 설명하기 위한 도면이다.
스탬프(120)와 기판(100, 200)사이의 픽업과 프린팅 공정과 관련하여 접착력(adhesion)과 압력(pressure)은 중요한 요소이다. 도 3을 참조하여 스탬프(120)의 곡률이 접착력과 압력에 미치는 영향을 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이 곡면 형태의 스탬프(120)는 평평한 부분(flat region)과 곡면 부분(curved region)을 모두 포함할 수 있다. 이 때, 평평한 부분은 스탬프(120)의 굽힘력(bending force)으로 인해 기판으로 압력이 가해지는 부분이다. 곡면 부분은 스탬프(120)의 점성으로 인해 스탬프(120)와 기판 사이에서 접착력이 생기는 부분이다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이 스탬프(120)의 곡률 반경(r1)이 작으면 평평한 부분이 넓어지고, 곡면 부분은 좁아진다. 따라서, 곡률 반경이 작은 스탬프(120)를 이용하면 전사 과정에서 접착력은 약하면서, 기판으로 높은 압력을 가할 수 있음을 알 수 있다. 반면에, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 스탬프(120)의 곡률 반경(r2)이 크면 평평한 부분이 좁아지고, 곡면 부분이 넓어진다. 따라서, 곡률 반경이 큰 스탬프(120)를 이용하면 전사 과정에서 기판으로 낮은 압력을 가하면서 접착력을 강하게 할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 곡률 반경에 따라 기판에 가해지는 압력의 변화 그래프이다.
스탬프(120)의 두께(thickness)가 1mm라고 가정할 때 스탬프(120)의 곡률 반경(r)을 달리하여 스탬프(120)가 바닥을 향해 가하는 압력을 각각 측정할 수 있다. 구체적으로, 스탬프(120)의 곡률 반경(r)이 3mm, 4mm, 5mm, 6mm 및 7mm인 경우 바닥을 향해 가하는 압력을 각각 측정할 수 있다. 도 4에 도시된 그래프는 스탬프(120)의 곡률 반경(r)이 각각 3mm, 4mm, 5mm, 6mm 및 7mm인 경우 바닥을 향해 가해지는 압력을 측정한 그래프이다. 도 4에 도시된 그래프를 통해 곡률 반경(r)이 작을수록 측정된 압력이 높고, 곡률 반경(r)이 클수록 측정된 압력이 낮음을 알 수 있다. 따라서, 픽업 공정에서 곡률 반경이 큰 스탬프(120)를 이용하는 것이 효율적임을 알 수 있다.
다음으로, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 곡률 반경에 따른 접착력의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 5(a)는 스탬프(120)의 곡률 반경(r1)이 작은 경우를 예로 들어 설명하기 위한 도면이고, 도 5(b)는 스탬프(120)의 곡률 반경(r2)이 큰 경우를 예로 들어 설명하기 위한 도면이다. 도 5(a) 내지 도 5(b)를 참조하면, 곡률 반경(r1)이 작은 경우 곡면 부분(501)보다 곡률 반경(r2)이 큰 경우 곡면 부분(502)이 넓다. 이를 통해 곡률 반경이 클수록 접착력을 높일 수 있음을 알 수 있다.
또한, 곡면 부분의 면적은 에너지 해방율(Energy Release Rate, G)에 영향을 미친다. 즉, 곡면 부분의 면적이 클수록 에너지 해방율이 커진다. 에너지 해방율은 면적을 분리시키는데 소모되는 에너지를 의미할 수 있다. 이를 통해서도, 스탬프(120)의 곡률 반경이 클수록 접착력을 높일 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 곡률 반경에 따른 접착력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이 스탬프(120)의 곡률 반경(r)을 달리하여 스탬프(120)를 기판으로부터 분리하는 속도(v)에 대한 에너지 해방율(G)을 측정하여 그래프로 나타낼 수 있다. 구체적으로, 스탬프(120)의 곡률 반경(r)이 각각 3mm, 5mm 및 8mm인 경우 스탬프(120)의 분리 속도(v)에 대한 에너지 해방율(G)을 측정하여 그래프로 나타낼 수 있다. 도 6에 도시된 그래프를 참조하면, 스탬프(120)의 곡률 반경(r)이 클수록 에너지 해방율(G)이 높음을 알 수 있다. 즉, 스탬프(120)의 곡률 반경(r)이 클수록 접착력이 강함을 알 수 있다.
이와 같이, 스탬프(120)의 곡률 반경에 따라 압력, 접착력이 달라지는 점을 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치 및 전사 방법은 스탬프(120)의 곡률 반경을 조절하고자 한다.
다음으로 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프의 두께에 따른 압력의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
스탬프(120)의 두께(t)를 달리하여 스탬프(120)가 기판에 가하는 압력을 측정할 수 있다. 구체적으로, 스탬프(120)의 두께(t)가 각각 1mm, 1.5mm 및 2mm인 경우 스탬프(120)가 기판에 가하는 압력을 측정하여 그래프로 나타낼 수 있는데, 도 7이 바로 그것이다. 도 7에 도시된 그래프를 참조하면, 스탬프(120)의 두께(t)가 두꺼울수록 스탬프(120)가 기판에 가하는 압력이 높음을 알 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치를 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치는 스탬프(800), 회전 롤러(810), 프린팅 롤러(820) 및 복수 개의 지지 롤러(830)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치는 스탬프(800), 회전 롤러(810), 프린팅 롤러(820) 및 지지 롤러(830) 외에 픽업 컨베이어(840), 프린팅 컨베이어(850) 및 스프링(860)을 더 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치의 각 구성 요소를 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 스탬프(800)는 도 8에 도시된 바와 같이 벨트(belt) 형태일 수 있다. 스탬프(800)는 벨트 형태로 지지 롤러(830)의 회전에 따라 움직일 수 있다. 구체적으로, 스탬프(800)는 지지 롤러의 회전 방향 및 회전 속도에 따라 일정하게 회전할 수 있다. 예를 들어, 스탬프(800)는 반시계 방향으로 기 설정된 속도로 회전할 수 있다. 스탬프(800)는 회전하는 동안 회전 롤러(810)와 프린팅 롤러(820)를 연속해서 통과할 수 있다.
다음으로 회전 롤러(810)를 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 회전 롤러(810)를 도 9 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 회전 롤러의 구성 요소를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 회전 롤러(810)는 도 9에 도시된 바와 같이 반지름이 R1인 제1 롤러(811), 반지름이 R2인 제2 롤러(812), 반지름이 R3인 제3 롤러(813) 및 스텝 모터(815)를 포함할 수 있다. 스텝 모터(815)는 제1 롤러(811), 제2 롤러(812) 및 제3 롤러(813)의 중심에 위치하며 각 롤러들과 연결되어 있다. 제1 롤러(811), 제2 롤러(812) 및 제3 롤러(813) 각각은 다른 롤러와 120도 각도를 이루도록 구성된다. 이처럼 회전 롤러(810)는 반지름이 서로 다른 복수 개의 롤러들로 구성되어 있어, 복수 개의 롤러들 중 어느 하나가 박막 소자들을 픽업하도록 할 수 있다.
스텝 모터(815)는 일정 각도로 회전하는 전동기일 수 있다. 스텝 모터(815)는 입력 펄스 신호의 수에 비례하고, 회전 속도는 입력 펄스 신호의 주파수에 비례한다. 스텝 모터(815)는 일정 각도로 회전할 수 있다. 구체적으로, 스텝 모터(815)는 롤러 변경 명령을 수신하면 각 롤러들을 120도씩 회전시킬 수 있다. 스텝 모터(815)가 롤러들을 회전시킴으로써 픽업 공정에 사용될 롤러를 선택할 수 있다. 예를 들어, 반지름이 R3인 제3 롤러(813)로 박막 소자(110)를 픽업하다가 반지름이 R1인 제1 롤러(811)로 픽업하고자 스텝 모터(815)는 롤러들을 120도씩 회전시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 박막 소자(110)의 크기에 따라 적절한 롤러를 선택하여 스탬프(800)의 곡률 반경을 변경할 수 있다. 따라서, 벨트 형태의 스탬프(800)를 이용하여 효율적으로 박막 소자(110)들을 픽업할 수 있다.
여기서 회전 롤러(810)는 곡률 반경이 서로 다른 3개의 롤러들을 포함하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 3개 미만 또는 3개를 초과하는 롤러들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 롤러들이 이루는 각도는 달라질 수 있고, 스텝 모터는 롤러들이 이루는 각도만큼 회전하여 롤러를 선택할 수 있다.
다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 회전 롤러(810)의 세부적인 구성 요소를 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 회전 롤러(810)는 반지름이 R1인 제1 롤러(811), 반지름이 R2인 제2 롤러(812), 반지름이 R3인 제3 롤러(813) 및 스텝 모터(815) 외에 베어링(816), 가이드(817) 및 스프링(818)을 더 포함할 수 있다. 각 롤러들(811 내지 813)과 스텝 모터(815)는 도 9에서 설명한 바와 동일하다.
베어링(816)은 각 롤러의 양 끝 단에 위치하고 있다. 베어링(816)은 회전하는 롤러의 축을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 한다. 또한, 베어링(816)은 롤러가 마찰 없이 회전하도록 하는 역할을 한다.
가이드(817)와 스프링(818)은 스텝 모터(815)가 롤러들(811 내지 813)을 회전시킬 경우 스탬프(800)가 늘어나거나 이탈되는 문제를 방지하기 위함이다. 이를 위해, 가이드(817)와 스프링(818)은 회전 롤러(810)가 스탬프(800)와 밀접하게 접촉하도록 돕는 역할을 한다.
다시 도 8을 설명한다.
다음으로, 도 8에 도시된 프린팅 롤러(820)를 설명한다. 프린팅 롤러(820)는 스탬프(800) 상의 박막 소자(110)들을 타겟 기판(200)에 프린팅하는 역할을 한다. 프린팅 롤러(820)는 효율적으로 박막 소자(110)들을 타겟 기판(200)에 프린팅 하기 위해 상대적으로 작은 반지름을 가질 수 있다. 구체적으로, 프린팅 롤러(820)의 곡률 반경은 회전 롤러(810)를 구성하는 롤러들의 곡률 반경보다 작을 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 프린팅 롤러(820)는 도 9 내지 도 10을 통해 설명한 바와 같은 회전 롤러(810)일 수 있다. 따라서, 박막 소자(110)들의 크기에 따라 반지름이 서로 다른 롤러들 중 어느 하나를 프린팅 롤러로 선택할 수 있다.
다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 지지 롤러(830)의 구조를 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 지지 롤러의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 전사 장치는 적어도 하나 이상의 지지 롤러(830)를 포함할 수 있다. 지지 롤러(830)는 스텝 모터(815) 및 베어링(816)을 포함한다. 스텝 모터(815)는 일정한 속도로 반시계 방향으로 회전하도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 지지 롤러(830)는 스탬프(800)를 일정한 속도로 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 지지 롤러(830)의 회전 속도는 박막 소자(110)들의 크기 및 종류 등에 따라 다르게 결정될 수 있다. 베어링(816)은 도 10에서 설명한 바와 마찬가지로 지지 롤러(830)가 마찰 없이 회전하도록 돕는 역할을 한다.
다시 도 8을 설명한다.
픽업 컨베이어(840)는 원형 기판(100)을 이동시키는 역할을 한다. 픽업 컨베이어(840)는 원형 기판(100)을 회전 롤러(810) 방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 픽업 컨베이어(840)는 포토리소그래피(Photolithography) 공정으로 박막 소자(110)들이 임시적으로 지지되어 있는 원형 기판(100)을 이동시킬 수 있다. 픽업 컨베이어(840)를 통해 이동하는 원형 기판(100)은 회전 롤러(810) 상에 위치한 스탬프(800)와 접촉될 수 있다. 원형 기판(100)이 회전 롤러(810) 상에 위치한 스탬프(800)와 접촉되면, 회전 롤러(810)와 스탬프(800)는 원형 기판(100)에 압력을 가할 수 있다. 이에 따라, 원형 기판(100) 상의 박막 소자(110) 들은 원형 기판(100)으로부터 분리되어 스탬프(800)에 붙어 이동하게 된다.
다음으로 프린팅 컨베이어(850)를 설명한다. 프린팅 컨베이어(850)는 회전 롤러(810)의 압력을 통해 스탬프(800)에 붙은 박막 소자(110)들을 스탬프(800)와 함께 프린팅 롤러(820) 방향으로 이동시킬 수 있다. 지지 롤러(830)의 회전을 통해 스탬프(800)가 이동함으로써 박막 소자(100)가 이동하는 것이다. 프린팅 컨베이어(850)는 타겟 기판(200)을 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 프린팅 컨베이어(850)는 타겟 기판(200)을 이동 시켜 타겟 기판(200)을 프린터 롤러(820) 상에 위치한 스탬프(800)와 접촉 시킬 수 있다. 특히, 프린팅 컨베이어(850)는 타겟 기판(200)을 이동 시켜 타겟 기판(200)을 스탬프(800) 상의 박막 소자(110)들과 접촉시킬 수 있다. 이 때, 프린팅 롤러(820)에 의해 스탬프(800)에 위치한 박막 소자(110)들과 타겟 기판(200) 상에 접촉력이 생겨 박막 소자(110)들은 스탬프(800)로부터 분리되어 타겟 기판(200)에 붙을 수 있다. 프린팅 롤러(820)의 곡률 반경이 작을수록 박막 소자(110)들과 스탬프(800) 사이의 접착력이 약해져 프린팅이 더 효과적으로 수행될 수 있다.
다음으로 도 8에 도시된 스프링(860)을 설명한다. 전사 장치의 몸체와 연결된 스프링(860)은 픽업 컨베이어(840) 또는 프린팅 컨베이어(850)를 스탬프(800)와 밀착시킨다. 따라서, 픽업 컨베이어(840) 또는 프린팅 컨베이어(850)를 통해 이동하는 원형 기판(100) 또는 타겟 기판(200)은 회전 롤러(810) 또는 프린팅 롤러(820)와 접촉될 수 있다.
다음으로 도 12를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치를 이용한 전사 공정 과정을 구체적으로 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치를 이용한 전사 공정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 픽업 컨베이어(840)를 통해 박막 소자(110)들을 포함한 원형 기판(100)이 화살표 방향(우측 방향)으로 이동할 수 있다. 이동 하던 원형 기판(100)이 회전 롤러(810) 상의 스탬프(800)와 접촉하면 회전 롤러(810)와 원형 기판(100) 사이에 강한 접착력이 발생한다. 이에 따라, 원형 기판(100)에 포함된 박막 소자(110)들은 원형 기판(100)으로부터 분리되고 스탬프(800)에 붙어 이동하게 된다. 이 때, 박막 소자(110)의 크기 및 소재에 따라 회전 롤러(810)를 회전 시켜 적당한 반지름으로 공정하도록 제어할 수 있다.
스탬프(800)는 지지 롤러(830)의 회전에 의해 일정 속도로 계속 이동하게 된다. 스탬프(800)의 이동에 따라 함께 이동하던 박막 소자(110)들은 프린팅 컨베이어(850)와 접촉하게 된다. 프린팅 컨베이어(850)는 타겟 기판(200)을 화살표 방향(좌측 방향)으로 이동 시키고 있다. 스탬프(800)와 함께 이동하던 박막 소자(110)들이 프린팅 롤러(820) 상의 스탬프(800)와 접촉 되면 프린팅 롤러(820)와 타겟 기판(200) 사이에 강한 압력이 발생한다. 이에 따라, 스탬프(800)에 위치하던 박막 소자(110)들은 스탬프(800)로부터 분리되어 타겟 기판(200)에 붙어 이동하게 된다. 이 때, 프린팅 롤러(820)의 곡률 반경이 작을수록 프린팅 공정이 잘 수행될 수 있다. 또한, 픽업 공정과 프린팅 공정이 잘 수행되기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치는 회전 롤러(810)와 프린팅 롤러(820)의 곡률 반경이 상이하게 형성된다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 전사 장치에서 회전 롤러(810)의 곡률 반경은 프린팅 롤러(820)의 곡률 반경보다 크게 형성된다.
위 본 발명의 설명에서 사용된 용어는 예시적인 것에 불과하여 다른 용어로 대체되어 표현된 전사 장치 및 전사 방법은 본 발명의 범위에 포함됨이 당연하다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 전술한 방법은 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
위에서 전사 장치는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 원형 기판
110: 박막 소자
120: 스탬프
200: 타겟 기판
800: 스탬프
810: 회전 롤러
820: 프린팅 롤러
830: 지지 롤러
840: 픽업 컨베이어
850: 프린팅 컨베이어
860: 스프링

Claims (11)

  1. 전사 장치에 있어서,
    벨트(belt) 형태로 구성된 스탬프;
    상기 스탬프를 회전시키는 적어도 하나 이상의 지지 롤러;
    원형 기판(original substrate) 상의 박막 소자들을 상기 스탬프로 픽업(pick up)하는 회전 롤러; 및
    상기 픽업된 스탬프 상의 박막 소자들을 타겟 기판으로 프린팅(printing)하는 프린팅 롤러를 포함하고,
    상기 회전 롤러는, 곡률 반경이 서로 다른 복수 개의 롤러들로 구성되어 복수 개의 롤러들 중 어느 하나의 롤러가 상기 박막 소자들을 픽업하고,
    상기 회전 롤러의 곡률 반경과 상기 프린팅 롤러의 곡률 반경은 상이하게 형성되는,
    전사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스탬프는 회전하는 동안 상기 회전 롤러와 상기 프린팅 롤러를 연속해서 통과하는,
    전사 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전 롤러는, 상기 복수 개의 롤러들을 일정 각도로 회전시키는 스텝 모터를 더 포함하는,
    전사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전 롤러는, 상기 스텝 모터가 상기 복수 개의 롤러들을 회전시킬 경우 상기 회전 롤러와 상기 스탬프를 접촉시키는 가이드 및 스프링을 더 포함하는,
    전사 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스텝 모터는 상기 복수 개의 롤러들을 120도씩 회전시키는,
    전사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스텝 모터는, 상기 박막 소자들의 크기에 기초하여 상기 박막 소자들을 픽업할 어느 하나의 롤러를 선택하는,
    전사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원형 기판을 상기 회전 롤러 방향으로 이동시키는 컨베이어; 및
    상기 타겟 기판을 상기 프린팅 롤러 방향으로 이동시키는 컨베이어를 더 포함하는,
    전사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨베이어를 상기 전사 장치에 밀착시키는 스프링을 더 포함하는,
    전사 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회전 롤러의 곡률 반경은 상기 프린팅 롤러의 곡률 반경보다 크게 형성되는,
    전사 장치.
  11. 전사 장치가 박막 소자들을 전사하는 전사 방법에 있어서,
    회전 롤러 및 프린팅 롤러를 연속해서 통과하는 벨트(belt) 형태의 스탬프를 회전시키는 단계;
    박막 소자들을 포함한 원형 기판이 상기 회전 롤러와 접촉됨에 따라 상기 박막 소자들이 상기 원형 기판으로부터 분리되어 스탬프로 픽업되는 단계;
    상기 픽업된 스탬프 상의 박막 소자들이 상기 프린팅 롤러와 접촉함에 따라 상기 박막 소자들이 상기 스탬프로부터 분리되어 타겟 기판으로 프린팅되는 단계를 포함하고,
    상기 회전 롤러는, 곡률 반경이 서로 다른 복수 개의 롤러들로 구성되어 복수 개의 롤러들 중 어느 하나의 롤러가 상기 박막 소자들을 픽업하고,
    상기 회전 롤러의 곡률 반경과 상기 프린팅 롤러의 곡률 반경은 상이하게 형성되는,
    전사 장치의 전사 방법.
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