KR20070017464A - 잉크젯 기술을 이용한 미세 라인을 형성하는 방법 및시스템 - Google Patents

Abstract

기판상에 원하는 치수의 기하학(24,35)을 제조하기 위한 방법 및 시스템에 있어서, 경계내에서 기하학을 수용하기에 충분한 치수의 패턴(22,32)을 형성하기 위해, 기판상에 재료의 연속적인 액적(43)을 떨어뜨리고, 기하학을 정의하는 패턴의 중간 부분을 둘러싸는 패턴의 나머지 영역을 제거한다. 여분의 재료는, 패턴을 정의하는 부분을 경화한 다음, 여분의 재료를 플러쉬 또는 융삭에 의해 제거할 수 있다.

잉크젯 기술, 미세 라인, 레이저 빔, 리소그래피, 인쇄 회로 기판

Description

잉크젯 기술을 이용한 미세 라인을 형성하는 방법 및 시스템{Method and system for creating fine lines using ink jet technology}

본 발명은 잉크젯 기술에 관한 것이다.

인쇄 회로 기판, 액정 디스플레이 및 반도체용 컬러 필터 등의 전자 기초 구조물의 생산에 있어서, 공통적으로 사용되는 기술은 주로 인쇄판을 마련하기 위한 리소그래피 인쇄에 사용되는 것과 유사한 패터닝된 마스크를 포함한다.

그리고 나서 기판은 빛으로 경화되는 감광 재료로 코팅된다. 코팅은 그 층이 얇게 되도록 요구될 때에 단순한 침지 또는 회전 코팅(spin coating)에 의해 수행된다. 그리고 나서 빛은 소정의 패턴으로 미리 마련된 마스크를 통해 감광층에 투사된다. 감광층에 투사된 빛은 노출된 영역에서 감광층을 굳히거나 “경화”시킨다. 그리고 나서 빛에 노출되지 않은 비경화부는 세척되어 경화층의 소정 패턴이 남는다. 회로 기판을 소형화 또는 컬러 필터의 요구되는 광학 정밀도로 인하여, 10 마이크로미터 이하의 얇은 라인들을 생성하기 위한 요구가 있다. 이것은 정밀한 마스크 및 광원뿐만 아니라 개선된 경화성 재료에 의해 달성될 수 있다.

리소그래피 프로세스는 두 가지 이유로 비용이 많이 든다:

. 감광 재료의 많은 부분이 경화 후에 세척되고,

. 각각의 패턴은 미리 마련되어야만 하는 그 자체의 마스크를 요구한다.

인쇄 산업에서, 잉크젯 기술은 디지털 제어 하에서 마스크 없이 잉크 액적이 기판에 직접적으로 위치됨에 따라 인쇄판의 필요성을 제거하는데 사용된다. 따라서 패턴은 작동 중에 생성되고, 변경되거나 대체될 수 있다.

따라서 전자 산업에서 감광 경화성 재료를 인쇄하는데 사용된 마스크에 대한 매력적인 대체예는 잉크젯 기구를 사용하여 이러한 재료의 패턴을 인쇄하는 것이고, 그래서 마스크에 대한 필요성을 제거하고, 게다가 리소그래피에 비해 작은 양의 감광 재료만을 사용한다. 기판의 전체 표면을 코팅할 필요성을 피하고 필요한 곳에서만 사용되기 때문에 더욱 작은 양의 재료이다. 대량 생산이 고려될 때 몇몇 경화성 재료는 오히려 비용이 많이 들 수 있기 때문에, 잉크젯 인쇄를 사용한 비용 절감이 상당하다는 것이 기대되어야 한다.

그러나 미세한 직선 라인을 잉크젯 기술로 인쇄하는 것은 복잡한 임무이다. 도1a는 잉크젯 인쇄를 이용하여 라인을 따라 잉크 액적(10)을 순차적으로 병치함으로써 생성된 라인을 도시한다. 잉크 액적(10)이 기판 상에 있는 경우 원형이기 때문에, 도1b에 도시된 바와 같이 건조시 그 결과는 요구되는 만큼 미세하지 않고 비균일한 가장자리를 갖는 들쭉날쭉한 라인(11)이 될 것이다.

이에 대한 이유는 다중적이다:

1. 균일한 작은 액적을 사용하여 20㎛ 이하의 라인을 생성하는 것은 매우 어렵다.

2. 이러한 라인이 잉크젯에 의해 달성될 수 있을지라도, 표면 장력 및 기판 의 표면 에너지의 영향과 국부적인 오염은 적하 팽창의 비균일성을 생성하고 라인의 비균질성을 증가시킬 것이다.

3. 액적 배치의 배향이 미소하게 위상에서 벗어날 때(배향이 적어도 미소 밀리라디안(milliradian)만큼 변화되는 잉크젯 프린터에서 일반적인 현상), 얻어지는 라인은 휘어져 보인다. X 및 Y 축을 따라 액적(12)의 배향에 있어서 매우 미소한 변화가 얻어진 패턴(13)의 라인 가장자리의 비균일성에 기여하는 것이 도2a 및 도2b에 도시된다.

더욱이, 특히 매우 얇은 라인이 요구될 때 종래 잉크젯 기술을 사용하려는 시도는 많은 비용과 라인을 기능적이지 않게 하는 핀홀 등의 결함에 대한 오프라인 수정(off-line correction)을 요구한다. 물론, 이러한 핀홀이 개방 회로로서 나타낼 수 있기 때문에 라인이 PCB에서 전기적 도전 트랙을 형성하기 위해 사용될 때, 이것은 훨씬 더 중대하다.

잉크젯 기술의 단순성, 대량성 및 저가(low-price)로 인하여, 잉크젯 기술이 상기 언급된 문제점에 적용받지 않으면서 전자 장치를 제조하기 위해 요구되는 미세 라인을 생성하는데 사용될 수 있다면, 그것은 상당한 이익이 될 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술된 단점이 없는 잉크젯 기술을 사용한 전자 장치의 제조에 요구되는 미세 라인을 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 그 방법이 경계부 내에 상기 형상부를 수용하기에 충분한 치수로 있는 패턴을 형성하도록 기판에 재료의 연속적 액적을 낙하시키는 단계와, 형상부를 한정하는 상기 패턴의 중간부를 둘러싸는 패턴의 과잉 영역을 제거하는 단계를 포함하는 방법을 포함하는, 기판 상에 원하는 치수의 형상부를 생성하기 위한 방법에 의해 본 발명의 일 태양에 따라 실현된다.

형상부는 단순히 미세한 라인일 수 있고 본 발명은 매우 미세한 라인의 생성 또는 감광성 경화가능한 재료의 임의 다른 형상부의 생성을 가능하게 할 수 있는 두 개의 주요한 해결책을 제시한다.

제1 해결책은 잉크 제트 인쇄 시스템 및 레이저 시스템을 내장한 하이브리드 시스템을 채용한다. 잉크 제트 인쇄 시스템은 소정이 파장의 빛에 의해 경화될 수 있는 잉크(예를 들어, IR로부터의 적외선 경화가능한 잉크 또는 UV 레이저가 구비한 UV 경화가능한 잉크)로 인쇄한다. 본 발명은 빛으로 경화시킴으로써 뒤따르는 감광성 경화가능한 재료의 잉크 제트 증착에 대한 해결책을 달성하는 3가지 방법을 제시한다.

제2 해결책에 따르면, 반응하는 재료의 평행한 라인이 인쇄되고, 라인 또는 패턴은 반응 영역에 형성된다.

더욱이, 본 발명은 또한 소실되거나 또는 오지향된 낙하로 인해 있을 수 있는 라인 결점을 점검하고 보수하는 수단을 제공한다.

본 발명을 이해하고 실제로 이것이 수행되는 방법을 도시하기 위해, 이제 비제한적인 단지 예시적인 방법으로 첨부된 도면을 참조하여 양호한 실시예가 설명된다.

본 발명을 이해하고, 그것이 어떻게 실행되었는가를 보여주기 위해, 바람직한 실시양태가 수반되는 도면을 참조하여 단지 실시예에만 한정되지 않으면서 기술될 것이다.

도1a 및 도1b는 종래 잉크 제트 기술을 사용한 일련의 나란한 잉크 액적으로 형성된 라인의 도시적인 대표도이다.

도2a 및 도2b는 잉크 제트 기술에서 고유한 추가적인 비틀림에 놓일 때 일련의 나란한 잉크 액적으로 형성된 라인의 도시적인 대표도이다.

도3a 내지 도3c는 레이저 경화시킴으로써 수반되는 잉크 제트 협조 처리에 의해 생성된 라인 형성의 연속적 단계를 도시한 도시적인 대표도이다.

도4a 내지 도4g는 에칭함으로써 수반되는 잉크 제트 협조 처리에 의해 생성된 라인 형성의 연속적 단계를 도시한 도시적인 대표도이다.

도5a 내지 도5g는 에칭함으로써 수반되는 리토그래픽 협조 처리에 의해 생성된 라인 형성의 연속적 단계를 도시한 도시적인 대표도이다.

도6 및 도7은 본 발명에 따른 대체 시스템의 도시적 대표도이다.

도8a 내지 도8d 및 도9a 내지 도9d는 배체 해결책에 따른 반응 재료의 평행한 라인 사이의 반응 영역에서 라인 형성의 연속적 단계를 도시한 도시적인 대표도이다.

도10a 내지 도10d는 나란한 잉크 제트 액적의 제거에 의해 형성된 라인 형성의 연속적 단계를 도시한 도시적인 대표도이다.

잉크젯 인쇄 및 포커스 레이저 빔에 의한 경화의 공동 사용

도3a 및 도3b에 나타난 바와 같이, 감광성 경화가능한 재료가 적어도 하나의 노즐을 포함하는 잉크젯 헤드에 의해 라인으로 퇴적된다. 감광성 경화가능한 재료는 적절한 점도 및 표면 장력을 갖도록 미리 준비되어, 쉽게 방출가능하고 기판에 걸쳐 만족스럽게 분사될 것이다.

잉크젯은, 도1 및 도2를 참고하여 상기한 바와 같이, 모든 뒤틀림과 함께, 잉크로 표시된 패턴내에서 경화되는 원하는 폭의 미세 라인을 위한 충분한 공간을 남기는 패턴(16)을 형성하도록, 가지런히 놓인 일련의 잉크 액적(15)을 인쇄한다. 도3b에 나타난 바와 같이, 몇 마이크론으로 작거나 혹은 나노미터 범위의 원하는 포커스의 레이저 빔은, 습식 잉크상으로 이동하여 빔이 투영되었던 패턴(16)의 부분(17)에서만 그것을 경화 또는 건조한다. 경화되지 않거나 건조되지 않은 주변 잉크 찌꺼기(18)는, 도3c에 나타난 바와 같이, 인쇄 기판상에 날카로운 가장자리와 미세 라인(19)를 남기도록 플러쉬된다.

레이저 빔은 잉크를 경화하는 것으로 알려진 특정 파장을 갖는다. 일부의 잉크는 자외 파장에서 광에 의해 경화되고, 다른 것은 적외 파장에서 광에 의해 경화된다. 또한, 가시 파장에서 광에 의해 경화되는 잉크를 사용하는 것도 가능하지만, 이후 프로세스가 어두운 곳에서 행해져야 하므로 복잡해진다.

그러한 방법은 예를 들어, 10㎛ 폭을 갖는 매우 얇은 직선이 인쇄되어야 하는 LDC 디스플레이용 흑백 매트릭스를 인쇄하는데 사용될 수 있다. 대부분의 제조 자는 현재 리소그래피에 의해 이것을 실현한다. 본 발명에 따른 방법은 요구되는 광감성 경화가능한 잉크의 양을 저감하고, 폭이 단지 수십 마이크론인 잉크젯 라인을 먼저 인쇄하고 그 후 이들 라인을 레이저 경화에 의해 10㎛의 요구되는 폭을 갖는 최종 직선으로 형상 지워질 수 있다. 그 후, 경화되지 않은 감광성 재료가 워싱에 의해 기판밖으로 플러쉬된다.

또 다른 방법에 따르면, 전기적으로 도전성인 중합체를 사용하여 매우 미세한 라인이 형성된다. 일본의 엡슨과 같은 현재 몇몇 회사는 종래 도전성 재료가 아닌 전기 전도성이 높은 중합체로 전자 도체를 구축하려는 노력을 하고 있다. 그러한 중합체는 잉크젯 메카니즘에 의해 방출가능하다. 이러한 중합체 중, 레이저와 같은 정밀한 광원에 의해 경화되고 단단해질 수 있는 것들은 본 발명의 지시에 따른 미세한 정밀 라인으로 인쇄될 수 있다. 따라서 본 발명은 종래 리소그래피 기술을 대신하여 잉크젯 기술로 도체를 인쇄하는 길을 열어준다.

본 발명은, 평판 디스플레이의 제조에서 그리고 보다 일반적으로는 전자 제조업의 다른 방면에서 사용되는 박막 트랜지스터(TFT) 전자기술의 제조에 레이저 경화를 수반하는 잉크 분사를 적용할 수 있는 그와 같은 기술을 제안한다. 현재 TFT 다층 구조는 반도체 제조 산업에서 잘 알려진 리소그래피 기술로 제조된다. 리소그래피 프로세스는 선택 에칭, 피복 또는 퇴적에 의해 복합 다층 구조의 생성을 허용하는 패턴을 만드는데 이용된다. 그러한 의도로 형성된 패턴은 라인뿐 아니라, 다른 기하학의 형태로 될 수 있다. 본 발명에 따르면, 먼저 총 윤곽을 잉크 분사한 다음 포커스된 빔 레이저 경화에 의해 최종 요구되는 형태로 하는 것에 의 해, 그러한 기하학 형태를 생성할 수 있다. 레이저 빔의 가공은 연속적이거나 펄스로 만들어질 수 있고, 잉크 분사된 경화가능한 재료의 영역을 가로지르는 그것의 움직임은 프로그램화될 수 있다. 빔의 프로그램화된 강도 제어와 함께 이것은 요구되는 라인 또는 형상의 생성에 있어서 높은 유연성을 제공한다.

도4a 내지 도4g는 에칭을 수반하는 잉크젯 보조 프로세스에 의해 제조된 라인의 형성에 있어서 일련의 단계를 나타내는 그림 표현이다. 그러한 수단에 의해, TFT의 다층 구조내에서 선택층의 에칭을 허용하는 것이 가능하다. 도면은 그러한 구조의 "활성" 층의 에칭을 묘사한다. 이러한 활성층은 전도성이 층의 부분들에만 한정되도록 형상화된 도전성 재료일 수 있다. 예는, 연속하는 단계들에 있어서, 활성층(20)이 기판(21) 위에 피복되고, 그 후 감광성 경화가능한 재료의 잉크 분사된 패턴(22)이 활성층 위에 형성되는 방법을 나타낸다(도4c). 레이저 광은 감광성 경화가능한 재료위에 집중되어 그 위의 미세 라인의 패턴을 노출한다. 레이저 광이 감광성 경화가능한 재료를 비추는 곳에서, 라인은 원하는 패턴(23)을 형성하도록 경화된다(도4d). 그 후, 경화되지 않은 재료는 방출되고(도4e) 경화 재료로 피복되지 않은 활성층의 영역은 이후 에칭된다(도4e). 에칭이 완료되면, 경화되지 않은 재료로 구성된 패턴은 화학적으로 또는 임의의 다른 적절한 방법을 이용하여 제거된다. 이 공정은 도4g에 나타난 바와 같이 정밀 패턴(24)으로 활성층을 형성하는 결과를 낳는다. 본 발명의 프로세스에서는, 종래 행해진 바와 같이, 감광성 경화가능한 재료로 활성층의 전 표면을 피복할 필요가 없기 때문에, 감광성 경화가능한 재료를 절약한다는 것이 이 기술의 숙련된 자들에게 이해될 것이다. 본 발명 의 프로세스는 또한, 결함이 적거나 결함이 되려는 경향이 적기 때문에, 감광성 경화 불가능 재료의 제거 및 세정을 단순화한다.

도5a 내지 도g는, 동일한 프로세스에서 리소그래피를 이용하는 연속 단계들을 나타내는 그림 표현이다. 따라서, 연속하는 단계에 있어서, 활성층(30)은 기판(31) 위에 피복되고 감광성 경화가능한 재료(32) 층들은 잉크젯 프로세스에 의해 적용된다. 라인이 형성될 영역들만 피복되는 것으로 충분하기 때문에 기판의 전체 영역을 피복할 필요가 없어서, 이것은 잉크젯 인쇄에 도움이 된다. 그러한 수단에 의해, 사용되는 감광성 경화가능한 재료의 양은, 기판의 전체 영역이 침지 또는 스핀에 의해 피복되는 종래 리소그래피 프로세스에 비해 현저히 저감될 수 있다. 요구되는 패턴을 경화하기 위해, 마스크(33)를 이용해 감광성 경화가능한 재료 위에 미세 라인의 패턴을 광에 노출한다(도5d). 그 후, 감광성 경화가능한 재료(32)의 경화되지 않은 영역은 라인(34)의 패턴을 노출하도록 방출된다(도5e). 이후, 경화된 재료로 피복되지 않은 활성층의 영역이 에칭된다(도5f). 에칭이 완료되면, 경화된 재료로 구성된 패턴은 화학적으로 또는 임의의 다른 적절한 방법을 이용하여 제거된다. 이 프로세스에 의해, 도5g에 나타난 바와 같이, 활성층은 정밀 패턴(35)으로 형성된다.

정확한 라인의 형성뿐 아니라, 이들 방법은, 비경화성이고 비접착성인 재료에 있어서 간극으로 먼저 나타나고 이후 이러한 간극이 경화가능한 재료로 인쇄되는 다른 기하학 형태에도 적용가능하다. 기판이 플러쉬되거나 씻겨지면, 단지 초기 간극의 영역에 있어서의 재료만이 기판상에 남을 것이다. 따라서, 상세한 설명 및 첨부되는 청구범위의 문맥에 있어서, 용어 "기하학"은 규칙적 또는 불규칙적인 임의의 충진된 형상을 내포하는데 사용된다.

신뢰도 문제

잉크젯 인쇄에 있어서 주요한 장애 중의 하나는 노즐 신뢰도이다. 노즐 신뢰도는 몇몇 형태로 발생할 수 있다.

. 가벼운 파손(노즐은 작동하지 않지만 유지보수 프로세스에서 복구될 수 있다)

. 심한 파손(노즐은 영구적으로 사용 불가능하다)

. 방향성 실패

. 적은 액적 체적

결함이 있는 매우 얇은 라인을 갖는 것은 이들을 비-기능성으로 할 수 있다. 오프셋 인쇄 프로세스에서 사용된 상기한 칼라 필터의 경우, 흑백 매트릭스 셀에 있어서의 심지어 사소한 결함은, 그들이 여과하는 결함이 있는 화소를 만들어서 인접하는 셀에 있어서 두개의 다른 색깔의 혼합을 가져올 수 있다.

본 발명의 첫번째 방법은 상기한 문제들을 바로 잡아 향상된 프로세스 신뢰도를 달성한다. 이것은, 각각 같은 구성 요소에 동일한 참조 번호가 부여된 도6 및 도7에 개략적으로 도시된 시스템(40 및 50)에 의해 실현된다. 따라서, 시스템(40 및 (50)은 그것의 하류에 광학 감지기(42)가 배치되는 인쇄 노즐(41)(제1노즐을 구성)을 포함하며, 광학 감지기(42)는 인쇄 노즐(41)이 실제로 액적을 분출했는가를 감지한다. 감지는, "비행중인" 실제 액적을 감지하도록, 도6에 나타난 바와 같이 형성된 인쇄 노즐(41) 또는 액적(43)의 경로를 관찰하거나, 혹은 도7에 나타난 바와 같이 실제 인쇄된 점에 대하여 기판을 바라보는 것에 의해 행해진다. 만일 인쇄된 점이 올바른 위치에 놓이거나 놓이지 않으면, 광학 감지기(42)에 응답적으로 결합되고 소정의 제어 알고리즘에 따라 작동하는 제어부에 의해 제어된 보조 노즐(44)(제2노즐을 구성)은 제2액적(46)을 방출하여 제1액적(43)을 대체하거나 완료한다. 제2노즐(44)의 하류의 레이저(47)는 원하는 패턴에 따라 인쇄된 이미지를 경화하거나 건조한다. 프로세스의 계속성은 제1노즐(41), 감지기(42), 제2노즐(44) 및 레이저(47)의 정확한 상대 배치 및 기판과 인쇄 시스템 사이의 상대적인 움직임의 기하학에 의해 성취된다. 액적은 기판상에 놓인 후 직접 경화되거나, 또는 잉크 패턴이 완전히 형성된 후에 경화될 수 있다.

원하는 패턴의 기하학이 손상되지 않은 채로 드러나서, 레이저 행위를 위한 충분한 치수의 패턴이 기판에 제공될 수 있는 가능성을 증가시키기 위해, 패턴을 인쇄하기 위한 하나 이상의 여분의 노즐을 이용하는 또 다른 방법이 있다. 라인이 연속적이라면 잉크 분사된 라인의 정확한 모양이 그다지 중요하지 않기 때문에, 이것은 실행하기 훨씬 간단한 해결책이다.

화학 반응에 의해 경화되는 두 재료를 이용한 미세 라인의 생성

도8a 내지 도8d는 첫번째 방법에 따른 반응성 재료의 평행한 라인 사이의 반응 영역에서의 라인의 형성을 연속적인 단계로 보여주는 그림 표현이다. 이 방법에 있어서, 제1재료로 구성된 제1라인(50)이 인쇄된 다음, 제2재료의 평행한 제2라인(51)이 인쇄되는데, 중첩 영역(52)를 형성하기 위해 제1라인을 덮는다. 제1라인 및 제2라인은, 중첩하지 않는 두 라인의 영역에 영향을 미치지 않으면서 그들이 접촉하는(에폭시 아교로) 라인을 경화하는, 화학 또는 기계 화학 반응을 통해 접촉하여 반응하는 재료들로 구성된다. 따라서 이 반응은 단지 중첩 영역(52)에만 제한되며, 경화되지 않는 나머지는 제한 시간 후에 플러쉬된다(초과 경화를 방지하기 위해).

도9a 내지 도9d는 제2방법에 따른 반응성 재료의 평행 라인 사이의 반응 영역에 있어서 라인의 형성에 대한 연속 단계들을 나타내는 그림 표현이다. 이 방법에 있어서, 공지의 방법으로 플러쉬되는 제1재료로 구성된 제1라인 및 제2라인(60 및 61)은 기판 위에 인쇄된다. 제2재료로 구성된 평행한 제3라인(62)이 인쇄되고, 두 라인(60 및 61) 사이의 개재된 공간(63)을 덮기 위해, 제1라인 및 제2라인을 중첩시킨다. 제2재료는, 주변 온도에 영향을 받을 수 있는, 기존 경화 시간 후에 공기중에서 경화하는 비정상 상태에 있는 것이다. 이와 같이, 예를 들어 광, 열 등에 의해 공지의 방법으로 건조 또는 경화될 수 있는 재료로 구성될 수 있다. 그러한 방법에 의해, 두개의 라인(60 및 61) 사이의 공간(63)은 제3라인(62)의 경화가능한 제2재료로 충진되는데, 이것은 경화하여 기판에 부착하게 된다. 그 후, 제1 및 제2라인(60 및 61) 및 그들이 중첩하는 제3라인(62)의 남아있는 부분을 남기면서 배출하도록 기판이 씻겨진다. 그렇게 함으로써, 제3라인의 경화된 부분이 이와 같이 배치되기 때문에, 두개의 라인(60 및 61)을 중첩하는 제3라인(63)의 부분도 제1 및 제2라인 전체를 플러쉬하는 것이 가능하도록 하면서 경화되는지의 여부는 중요하지 않다.

그러나, 필요에 따라, 제2재료는, 제1 및 제2 라인이 중첩하지 않는 제3라인의 영역, 즉 공간(63)내에서 영향을 미치지 않으면서, 제2재료의 경화를 방지하는 화학 또는 기계 화학 반응을 통해 제1 및 제2 라인(60 및 61)의 제1 재료와 접촉하게 될 수 있다. 그러한 수단에 의해, 여분의 재료를 플러쉬하는 것이 보다 쉬워진다.

색깔이 다른 잉크들의 중첩에 의한 잉크젯의 미세 라인 형성

칼라 필터에만 적용되는 이 방법은, 많은 다양한 형상을 만들기 위해 상기한 다른 방법들 중 하나와 함께 사용될 수 있다. 이러한 방법은, 색깔들 사이의 분리에 이용되는 흑색 매트릭스를 생성하는 세가지 주요색(RGB)을 이용한다. 작용 프로세스는 도8을 참조하여 상기한 것과 유사하다.

첫번째 단계에서 제1RGB 칼라가 인쇄된다. 두번째 단계에서, 제2RGB 칼라가 인쇄되어 첫번째 것을 덮어씌운다. 두개의 색깔들은 중첩 영역이 검정색으로 변화되도록 중첩 영역 사이의 화학 반응을 유발한다. 이러한 식으로, 흑색 매트릭스는 색깔들 사이의 모든 경계에 생성된다. 마지막 단계에서, 색깔들은 경화 또는 건조된다. 그러한 방법은, 예를 들어, LCD와 같은 칼라 디스플레이 제조의 칼라 오프셋 인쇄에 이용될 수 있어서, 각 픽셀의 세가지 RGB 구성요소는 잉크젯을 이용하여 어떠한 중첩도 검정색인 것을 확보하면서 인쇄될 수 있다.

잉크젯 인쇄 및 포커스 레이저 빔에 의한 애블레이션의 공동 사용

먼저 잉크 분사에 의해 총 라인 또는 형상을 생성하고 그 다음 레이저에 의해 정확한 형태를 맞추는 도3a 및 도3b를 참조하여 상기 설명한 원리는, 레이저 빔 이 잉크의 흡열 부분에 사용되는 것에도 이용될 수 있다.

도10a 내지 도10d는 그러한 프로세스에 있어서 연속 단계들을 나타내는 그림 표현이다. 레이저 빔에 의해 융삭될 수 있는 재료(70)의 라인이 인쇄된다. 레이저 빔은 영역(71,72,73 및 74)를 제거하기 위해 4개의 모든 변을 융삭하는데 이용된다. 그러한 수단에 의해, 기판상에 남는 것은 미세한 가장자리와 원하는 폭을 갖는 미세하고 정밀한 라인(75)이다. 예를 들어, 엑시머 레이저가 제어되고 정밀한 융삭을 이루는데 사용될 수 있다.

본 발명의 원리가 적용될 수 있는 다른 분야

본 발명은 특정 미세 라인의 형성에 대하여 기술되었지만, 본 발명의 원리는 임의의 기하학 형태에도 적용 가능한 것이 이해된다. 예를 들어, 일반적으로 PCB의 활성층이 광에 노출되는 마스크에 이용되는 회로 패드와 도전성 트랙을 정의하는 작업을 이용하는 PCB를 제조하는데 알려져 있지만, 본 발명은 PCB에 직접적으로 그려져서 마스크가 필요없는 작업도 가능하게 한다. 그러한 방법에 있어서, 활성층(일반적으로 구리)은 감광성 경화가능한 재료로 먼저 피복되고, 노출된 부분들이 경화된다. 경화되지 않은 재료는 그 다음 플러쉬되어, 보존되는 활성 구리층의 영역에 영향을 미치는 일 없이 에칭되도록 하면서, 여분의 활성 구리층의 모든 영역들을 노출시킨다.

그러나, 본 발명의 원리는, 보존되는 영역들을 경화하고 나머지를 플러쉬플러쉬나, 또는 나머지 재료를 경화하기 전 또는 그에 이어서 나머지 영역을 융삭하는 것에 의해, 잔여 잉크를 제거하면서, 잉크젯 기술을 이용하여 적용되는 전기적 으로 도전성인 잉크를 이용하여 구리 트랙 및 패드(즉, 작업)로 하여금 절연성 기판상에 직접적으로 그려지게 한다. 그러한 방법은 제거될 여분의 도전성 재료를 훨씬 적게 요구한다.

Claims (25)

1. 기판 상에 원하는 치수의 형상부(24, 35)를 생성하기 위한 방법이며,

   상기 방법은,

   그 경계부 내에 상기 형상부를 수용하기에 충분한 치수로 있는 패턴(22, 32)을 형성하도록 기판에 재료의 연속적 액적(43)을 낙하시키는 단계와,

   상기 형상부를 한정하는 상기 패턴의 중간부를 둘러싸는 패턴의 과잉 영역을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 패턴의 과잉 영역은 상기 형상부를 한정하는 패턴의 영역을 절단하는 단계와, 경화되지 않은 모든 재료를 제거하는 단계에 의해 제거되는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 형상부는 레이저 비임을 사용하여 경화되는 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 액적은 기판 상에 그들을 배치한 후 직접 경화되는 방법.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 액적은 잉크가 완전히 형성된 후 경화되는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 패턴의 과잉 영역은 상기 형상부(75)를 둘러싸는 패턴의 적어도 하나의 과잉 영역(71, 72, 73, 74)을 제거하는 방법에 의해 제거되는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 레이저는 제어되고 정확한 제거를 생성하도록 사용되는 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 형상부를 한정하는 패턴의 영역을 경화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 액적을 모니터링하고 소실되거나 또는 불완전하게 형성된 액적을 완전하게 하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 완전하게 하는 단계는 하나 이상의 보조 잉크 제트 프린터 헤드에 이해 수행되는 방법.
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 소실되거나 불완전하게 형성된 액적과 유사한 것을 감소시키기 위해 몇몇 상기 액적을 복제하는 단계를 더 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 복제하는 단계는 하나 이상의 보조 잉크 제트 프린트 헤드에 의해 수행되는 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 잉크인 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 그 각각의 경계부 내에 하나 이상의 라인을 수용하기에 각각이 충분한 기판의 분리 영역에만 도포되는 방법.
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 감광성 경화가능한 재료인 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 형상부에 상응하는 재료를 경화시키도록 마스크를 통해 감광성 경화가능한 재료를 빛에 노출시키는 단계를 더 포함하는 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 감광성 경화가능한 재료(32)는 기판(31) 상의 활성 층에 도포되고,

    상기 형상부에 상응하는 재료를 경화시키도록 마스크를 통해 감광성 경화가능한 재료를 빛에 노출시키는 단계와,

    형상부(34)를 드러내도록 감광성 경화가능한 재료(32)의 경화되지 않은 영역을 플러쉬하는 단계와,

    경화된 재료에 의해 덮이지 않은 활성 층의 영역을 에칭하는 단계와,

    경화된 재료로 형성된 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 감광성 경화가능한 재료는 그 각각의 경계부 내에 하나 이상의 형상부를 수용하기에 각각이 충분한 기판 상의 활성 층의 분리 영역에만 도포되는 방법.
19. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    제1 재료로 제1 형상부(30)를 잉크젯 인쇄하는 단계와,

    중첩 영역(52)을 형성하도록 제1 형상부를 중첩하기 위해 제2 재료의 사실상 평행한 제2 형상부(51)를 잉크젯 인쇄하는 단계와,

    경화되지 않은 제1 및 제2 재료를 플러쉬하는 단계를 포함하고,

    상기 제1 및 제2 형상부는 중첩하지 않는 두 개의 형상부의 이러한 영역에 영향을 미치지 않으면서 접촉하는 형상부를 경화시키도록 접촉시 반응하는 재료로 형성되는 방법.
20. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    기판으로부터 플러쉬될 수 있는 제1 재료로 형성된 사실상 평행하고 인접하 지 않은 제1 및 제2 형상부(60, 61)를 잉크젯 인쇄하는 단계와,

    제1과 제2 라인(60, 61) 사이의 개재 공간을 덮도록 제1 및 제2 라인을 중첩하기 위해 제2 재료로 형성된 제3의 사실상 평행한 형상부(62)를 잉크젯 인쇄하는 단계와,

    기판에 부착되도록 제1과 제2 형상부(60, 61) 사이의 공간(63)에 제2 재료를 경화시키는 단계와,

    중첩하는 제3 형상부(62)의 잔류부와 함께 제1 및 제2 형상부(60, 61)를 플러쉬하도록 기판을 세척하는 단계를 포함하는 방법.
21. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1의 주요 색상을 형성하도록 제1 재료로 제1 영역을 잉크젯 인쇄하는 단계와,

    중첩 영역을 형성하도록 제1 주요 색상을 중첩하기 위해 제2 주요 색상을 형성하도록 제2 재료로 제2 영역을 잉크젯 인쇄하는 단계를 포함하고,

    상기 제1 재료 및 제2 재료는 접촉시 블랙으로 변화되게 반응하는 방법.
22. 기판 상에 원하는 폭의 미세한 라인을 형성하기 위한 방법이며,

    상기 방법은,

    상기 원하는 폭의 라인(75)의 경계부 내에 수용되기에 충분한 치수로 있는 패턴(70)을 형성하도록 기판에 제거가능한 재료의 연속적 액적을 낙하시키는 단계와,

    상기 라인을 둘러싸는 패턴의 적어도 하나의 과잉 영역(71, 72, 73, 74)을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
23. 잉크젯 인쇄 시스템이며,

    제1 노즐(41)과,

    제1 노즐이 허용가능한 방식으로 잉크젯 재료의 제1 액적(43)을 배치시켰는 지를 검출하기 위해 제1 노즐(41)의 하류에 배치된 광학 검출기(42)와,

    광학 검출기(42)의 하류에 배치된 보조 노즐(40)과,

    광학 검출기(42)와 보조 노즐(44)에 연결되고 제1 액적(43)을 교체하거나 또는 완성하도록 제2 액적(46)을 분사하는 제2 노즐을 제어하기 위해 제1 노즐이 허용가능한 방식으로 잉크젯 재료의 액적을 위치시키지 않았는 지를 검출하는 광학 검출기(42)와 반응하는 제어기(45)와,

    연속적 액적의 경계부 내에 형성된 패턴을 경화시키거나 또는 건조하기 위해 제2 노즐(44)의 하류에 배치된 레이저(47)를 포함하는 잉크젯 인쇄 시스템.
24. 제23항에 있어서, 상기 광학 검출기(42)는 제1 노즐(41) 또는 형성된 액적(43)의 통로 안으로 보이도록 형성되어 “비행 중의”실제 액적을 검출하는 잉크젯 인쇄 시스템.
25. 제23항에 있어서, 상기 광학 검출기(42)는 인쇄된 점을 위해 기판에서 보이 도록 형성되는 잉크젯 인쇄 시스템.

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