KR20120079733A - 박막트랜지스터 인쇄장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법 - Google Patents

박막트랜지스터 인쇄장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법 Download PDF

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Abstract

박막트랜지스터 인쇄장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법이 개시된다. 개시된 박막트랜지스터 인쇄장치는 인쇄하고자 하는 박막트랜지스터 기판이 놓여지는 스테이지, 인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응하도록 설정된 인쇄벡터에 따라 스테이지를 이동시키는 스테이지 이동장치와, 스테이지의 상측에 위치하며, 복수의 노즐이 매트릭스형태로 배열되는 프린트 헤드를 구비한다. 이러한 박막트랜지스터 인쇄장치는 인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응되는 프린트 헤드의 이동경로를 설정한 인쇄벡터를 생성하여, 인쇄벡터에 따라 인쇄패턴을 인쇄함으로써 인쇄시간을 줄일 수 있다. 또한, 인쇄패턴의 선폭이 증감하더라도 이에 관계없이 동일한 인쇄시간을 유지할 수 있다.

Description

박막트랜지스터 인쇄장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법{TFT printing apparatus and Method of manufacturing the TFT using the same}
본 발명은 박막트랜지스터를 인쇄하는 장치 및 이를 이용하여 박막트랜지스터를 인쇄하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄속도를 향상시킨 박막트랜지스터를 인쇄하는 장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이에서의 표시부를 구동하기 위한 스위칭소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT)를 사용하며, 이러한 TFT는 이를 제어하기 위한 주사신호를 전달하는 게이트 선(Gate Line)과 화소전극에 인가될 신호를 전달하는 데이터선(Data Line)으로 구성되어 있다.
TFT를 구성하는 게이트 선, 데이터 선 등을 미세한 선폭으로 구현하기 위해서는 현재에도 사진식각(Photolithography)기술이 주로 활용되고 있다.
그러나, 사진식각 공정에 있어 배선 또는 전극으로 사용되는 금속재료의 증착을 위한 공정은 BATCH방식의 공정특성과 공정온도가 높은 이유로 인해 생산성 증대와 플라스틱 기판을 사용함으로써 저온공정이 필요한 차세대 플렉시블 디스플레이(Flexible Dispaly)구현에도 제약을 갖게 되며, 대면적 디스플레이 실현에 걸림돌로 작용하고 있다.
이러한 문제점으로 인해, 사진식각의 대체기술로써 프린팅기술이 점진적으로 확대 적용되고 있다.
프린팅기술에는 여러가지 방법이 개발 적용되고 있는데, 이 중 기판과의 비접촉 방식의 특징을 갖는 잉크젯 기술이 기술혁신을 이루는 주요 기술로 평가되고 있으며, 그 중요성과 활용성으로 인해 전 세계적으로 많은 연구 활동이 이루어지고 있다.
TFT와 같은 다층으로 구성되는 장치에서는 접촉에 의한 프린팅방식을 적용하는 경우에 층간의 이종물질의 오염과 프린팅 시 가해지는 압력에 의해 하층에서의 구조가 변형되는 문제를 낳을 수 있기에 비접촉방식의 잉크젯 프린팅방식이 적합하다고 할 수 있다. 이러한 비접촉방식의 잉크젯 프린팅 방법을 이용한 인쇄소자(printed device)구현에 있어 인쇄속도 및 인쇄품질 향상이 매우 중요한 사안으로 대두된다.
TFT를 구성하는 라인을 형성하기 위한 기존의 방법은 패턴을 비트맵(Bitmap)으로 구성하고서 라인 대 라인 스캔방식(Raster scan)으로 잉크젯프린팅을 하는 것이다. 예를 들어, 기판이 놓여 있는 기판스테이지(stage)를 Y방향으로 이송시키면서 프린트헤드의 각 노즐에서 비트맵 패턴에 따라 잉크를 토출하여 라인을 형성한 후(1단계), 프린트헤드를 X방향으로 raster size(dx)만큼 이송시키고, 기판스테이지를 다시 처음 위치(y=0)로 이송시킨 후(2단계), 1단계와 2단계를 반복함으로써 라인을 형성하는 것이다.
하지만, 이러한 종래의 라인대 라인 스캔방식(Raster Scan)은 인쇄하고자 하는 선폭이 픽셀단위 크기당 매우 줄어드는 경우에 픽셀개수가 증감함과 더불어 기판스테이지 이송횟수가 증가하게 되어 총 인쇄시간이 길어지게 된다. 예를 들어, 픽셀의 X방향 피치(Px)가 150㎛, 픽셀의 Y방향 피치(Py)가 450㎛, Raster size(dx)가 5㎛ 인 조건에서, 기판스테이지 이송 반복횟수는 30회(Px/dx=150/5=30)이고, 1픽셀당 이송거리 27000㎛ (450×2×30=27000), 실제 잉크젯팅한 거리는 750㎛ 일 때, 잉크젯팅 비율은 (750/27000)*100=2.8%이다.
상기와 같이 기존 방식의 인쇄방법에서는 잉크젯 프린팅의 거리비율이 2.8%밖에 되지 않는다. 나머지 97.2%는 프린팅헤드를 이송하기 위한 소요거리비율이므로 그 만큼 프린팅헤드를 이송하는데 시간이 많이 소요된다. 따라서, 단위시간당 라인 인쇄구현을 위한 처리량(throughput)이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 극복하기 위한 것으로, 프린팅헤드를 2차원으로 움직이면서, 인쇄하고자 하는 라인을 인쇄벡터화하여, 프린팅헤드가 인쇄벡터를 따라 라인을 인쇄함으로써 총 인쇄시간을 줄일 수 있는 박막트랜지스터를 인쇄하는 장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치는 인쇄하고자 하는 박막트랜지스터 기판이 놓여지는 스테이지;
인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응하도록 설정된 인쇄벡터에 따라 스테이지를 이동시키는 스테이지 이동장치;와
스테이지의 상측에 위치하며, 복수의 노즐이 매트릭스형태로 배열되는 프린트 헤드를 구비한다.
스테이지 이동장치는 스테이지를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 스테이지이동부와, 스테이지를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 스테이지이동부를 구비하며, 주주사방향 스테이지 이동부와 부주사방향 스테이지 이동부를 동시에 움직여 벡터방향으로 스테이지를 이동시킬 수 있다.
인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응하도록 설정된 인쇄벡터에 따라 프린트 헤드를 이동시키는 프린트헤드 이동장치를 더 구비한다.
프린트헤드 이동장치는 프린트헤드를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 프린트헤드 이동부와, 프린트헤드를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 프린트헤드 이동부를 구비하며, 주주사방향 프린트헤드 이동부와 부주사방향 프린트헤드 이동부를 동시에 움직여 벡터방향으로 상기 프린트헤드를 이동시킬 수 있다.
프린트헤드 이동장치의 프린트 헤드 이동속도는 스테이지 이동장치의 스테이지 이동속도보다 느리므로 프린트헤드를 정밀하게 이동시킬 수 있다.
프린트 헤드는 인쇄하고자 하는 픽셀들에 각각 대응하도록 복수의 노즐을 구비한다.
프린트 헤드는 배수의 피치간격을 두고 배치된 복수의 노즐을 구비한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 박막트랜지시터 인쇄방법은 인쇄하고자는 인쇄패턴에 대응되도록 벡터를 이용하여 인쇄경로를 설정한 인쇄벡터를 생성하고, 인쇄벡터에 따라 프린트 헤드를 이용하여 인쇄패턴을 인쇄한다.
인쇄벡터는 프린트헤드의 노즐 수에 대응하는 인쇄구간 내에서 프린트헤드를 이용하여 인쇄패턴을 인쇄하는 인쇄영역과, 인쇄패턴을 인쇄하지 않고 프린트헤드를 인접 인쇄영역으로 이동시키는 이동영역을 포함한다.
프린트 헤드는 인쇄하고자 하는 인쇄패턴의 픽셀들에 각각 대응하는 복수의 노즐을 구비한다.
인쇄영역은 인쇄패턴을 인쇄하지 않고 프린트 헤드를 다음 인쇄패턴으로 이동시키는 이동구간을 더 포함한다.
프린트 헤드는 정수배의 피치간격을 두고 배치된 복수의 노즐을 구비한다.
프린트헤드의 이동은 스테이지 이동장치를 이용하여 스테이지를 프린트헤드에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 이루어진다.
박막트랜지스터 이동장치는 프린트헤드를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 프린트헤드 이동부와, 프린트헤드를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 프린트헤드 이동부로 이루어진 프린트헤드 이동장치를 더 구비하며, 프린트헤드는 인쇄영역내에서는 프린트헤드 이동장치에 의하여 이동되며, 이동영역에서는 스테이지 이동장치에 의하여 이동된다.
프린트헤드 이동장치의 프린트 헤드 이동속도는 스테이지 이동장치의 스테이지 이동속도보다 느리므로 프린트헤드를 정밀하게 이동시킬 수 있다.
본 발명의 박막트랜지스터 인쇄장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법은 인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응되는 프린트 헤드의 이동경로를 설정한 인쇄벡터를 생성하여, 인쇄벡터에 따라 인쇄패턴을 인쇄함으로써 인쇄시간을 줄일 수 있다. 또한, 인쇄패턴의 선폭이 증감하더라도 이에 관계없이 동일한 인쇄시간을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치를 도시한 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 박막트랜지스터 인쇄장치를 이용하여 박막트랜지스터을 인쇄하는 방법을 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 인쇄방법에 따른 인쇄 벡터를 도시한 도면.
도 5는 도 1에 도시된 박막트랜지스터 인쇄장치를 이용하여 박막트랜지스터을 인쇄하는 다른 방법을 도시한 도면.
도 6은 도 5에 도시된 인쇄방법에 따른 인쇄 벡터를 도시한 도면.
도 7은 인쇄패턴의 선폭의 변화와 인쇄시간과의 관계를 도시한 그래프.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치(100)는 베이스(110)와, 인쇄하고자 하는 박막트랜지스터 기판(130)이 놓여지는 스테이지(120)와, 스테이지(120)를 주주사방향 및 부주사방향으로 이동시키는 스테이지 이동장치(140)와, 박막트랜지스터 기판(130)에 원하는 인쇄를 행하는 프린트헤드(150)와, 프린트헤드(150)를 주주사방향 및 부주사방향으로 이동시키는 프린트헤드 이동장치(160)를 구비한다. 여기서, 주주사방향과 부주사방향은 설명의 편의를 위하여 임의적으로 정한 것으로, 이하에서는 주주사방향은 X축 방향을 나타내고, 부주사방향은 Y축방향을 나타낸다.
스테이지 이동장치(140)는 스테이지(120)를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 스테이지 이동부(141)와, 스테이지(120)를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 스테이지 이동부(142)를 구비한다. 주주사방향 스테이지 이동부(141)와 부주사방향 스테이지 이동부(142)를 동시에 움직이면 스테이지(120)를 벡터방향으로 이동시킬 수 있다.
프린트 헤드 이동장치(160)는 프린트 헤드(150)를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 프린트 헤드 이동부(161)와, 프린트 헤드(150)를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 프린트 헤드 이동부(162)를 구비한다. 스테이지 이동장치(140)와 마찬가지로 주주사방향 프린트 헤드 이동부(161)와 부주사방향 프린트 헤드 이동부(162)를 동시에 움직이면 프린트 헤드(150)를 벡터방향으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 벡터방향은 설명의 편의를 위하여 정한 것으로, 벡터의 정의를 이용한 것한 것으로, 예를 들어, 스테이지(120)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 동시에 일정거리만큼 이동시키면, 스테이지(120)는 결과적으로 시작점에서 도착점으로 곧바로 직선방향으로 이동하게 된다. 즉, 벡터방향은 스테이지(120)의 X축 이동거리와 Y축 이동거리가 이루는 평면의 대각선이동거리를 따라 이동하는 방향을 나타낸다. 이는 프린트 헤드(150)의 이동에도 적용된다.
스테이지 이동장치(140)의 이동속도는 프린트 헤드 이동장치(160)의 이동속도보다 빠르다. 즉, 스테이지 이동장치(140)에 의해 스테이지(120)가 이동되는 속도는 프린트 헤드 이동장치(160)에 의해 프린트 헤드(150)가 이동하는 속도보다 빠르다. 따라서, 스테이지 이동장치(140)를 이용하여 박막트랜지스터 기판(130)을 원하는 위치에 빠르게 이동시킬 수 있고, 프린트 헤드 이동장치(160)를 이용하여 프린트 헤드(150)를 정밀하게 이동시키면서 잉크를 토출시킬 수 있다.
프린트 헤드(150)는 잉크를 토출하는 복수의 노즐을 구비할 수 있다. 복수의 노즐은 매트릭스 형태로 배치될 수 있으며, 인접하는 노즐사이의 간격을 1피치라 할 때, 경우에 따라서는 인접하는 노즐사이의 간격을 1피치의 배수, 예를 들어 2배, 3배,...n배 등으로 배치할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하는 박막트랜지스터의 인쇄방법에서 자세하게 설명한다.
프린트 헤드(150)는 잉크젯인쇄(Inkjet printing)방식을 이용한 것으로 잉크를 토출하는 방식은 제한이 없으므로, 압전소자(Piezo)를 이용한 방식, 열(thermal)구동방식 및 정전(electrostatic)방식 등이 적용될 수 있다. 이러한 잉크젯인쇄방식은 다음과 같은 특징이 있다. 첫째, 비접촉식 프린팅방식으로써 박막트랜지스터와 같은 다층소자에서 각각의 측을 적층해 나갈 때, 이전 층에 변형을 주지 않고 임의의 패턴을 형성할 수 있다. 둘째, 잉크젯 노즐로부터 토출되는 잉크액적을 조절하여 패턴의 폭을 변화시킬 수 있고, 임의의 패턴(라인, 점)형성을 통해 인쇄형태가 자유롭다. 셋째, 액적을 피코리터 이내로 형성하게 되면 박막트랜지스터에서 요구되는 수 마이크로미터의 패턴 폭 구현이 가능하다. 넷째, 사진식각 및 증착방식으로 박막트랜지스터를 형성하는 방식보다 고가의 장치가 필요없고, 공정단계를 획기적으로 줄일 수 있고 재료의 소모가 적어 저가로 장치제작이 가능하다. 다섯째, 기판의 종류에 영향을 받지 않는다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치(200)는 베이스(210)와, 인쇄하고자 하는 박막트랜지스터 기판(230)이 놓여지는 스테이지(220)와, 스테이지(220)를 주주사방향 및 부주사방향으로 이동시키는 스테이지 이동장치(240)와, 박막트랜지스터 기판(130)에 원하는 인쇄를 행하는 프린트헤드(250)와, 프린트헤드(250)를 지지하는 프린트헤드 고정장치(260)를 구비한다.
스테이지 이동장치(240)는 스테이지(220)를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 스테이지 이동부(241)와, 스테이지(220)를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 스테이지 이동부(242)를 구비한다. 주주사방향 스테이지 이동부(241)와 부주사방향 스테이지 이동부(242)를 동시에 움직이면 스테이지(220)를 벡터방향으로 이동시킬 수 있다.
도 2의 박막트랜지스터 인쇄장치(200)가 도 1의 박막트랜지스터 인쇄장치(100)와 다른 점은 프린트 헤드 이동장치를 구비하고 있지 않는다. 즉, 프린트 헤드(250)는 프린트 헤드 고정장치(260)에 고정되어 있다. 따라서, 스테이지 이동장치(240)를 이용하여 박막트랜지스터 기판(220)을 이동시킴으로써 상대적으로 프린트 헤드(250)를 원하는 위치에 이동된다. 도 2에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치(200)에 대한 내용은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 인쇄장치(100)와 동일하다.
다음으로, 상기한 박막트랜지스터 인쇄장치를 이용하여 박막트랜지스터를 인쇄하는 방법을 도면들을 참조하여 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 박막트랜지스터 인쇄장치를 이용하여 박막트랜지스터을 인쇄하는 방법을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 인쇄방법에 따른 인쇄 벡터를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 박막트랜지스터 기판(도1의 130)에는 원하는 박막트랜지스터의 어레이 인쇄패턴(131)이 인쇄된다. 박막트랜지스터의 어레이 인쇄패턴(131)은 동일한 모양의 단위 인쇄패턴(132)이 반복되는 형태이다. 이러한 박막트랜지스터의 어레이 인쇄패턴은 다음과 같은 특징이 있다. 첫째, X방향 및 Y 방향으로 일정피치를 가지며 반복되는 모양이다. 둘째, 전체면적대비 솔리드패턴(solid pattern)이 차지하는 비율이 매우 낮다. 셋째, 디스플레이 고해상도 추세에 따라 단위면적당 픽셀의 개수가 증대하고 있으며, 픽셀의 크기는 줄어듬과 동시에 개구율을 향상을 위하여 배선 및 전극선폭은 점진적으로 감소하고 있다.
하나의 단위 인쇄패턴(132)은 하나의 픽셀(pixel, 미도시)에 대응한다. 프린트 헤드(150)에는 복수의 노즐(151)이 어레이 형태로 배치되어 있으며, 각 노즐(151)은 각 픽셀(미도시)에 대응된다. 따라서, 노즐(151)은 하나의 단위 인쇄패턴(132)을 인쇄한다. 하나의 노즐은 인접하는 노즐과 피치(P)만큼 이격되어 있다.
실선으로 표시된 프린트 헤드(150)의 노즐(151)들이 인쇄동작을 실행하여, 대응되는 단위 인쇄패턴(132)을 인쇄한 후, 인접한 다른 영역으로 이동하여 점선으로 표시된 프린트 헤드(150')의 노즐(151')이 단위 인쇄패턴(132')을 인쇄한다. 즉, 프린트 헤드(150)는 일 영역을 인쇄한 후 인접한 다른 영역으로 이동하여 동일한 인쇄동작을 반복하여 어레이 인쇄패턴을 인쇄한다.
도 4를 참조하면, 인쇄벡터(S)는 어레이 인쇄패턴(도 3의 131)을 인쇄하기 위한 프린트헤드(150)의 이동경로를 정한 것을 말한다. 자세하게는 인쇄벡터(S)는 노즐의 이동경로이며, 노즐의 이동은 결국 프린트 헤드의 이동이다.
인쇄벡터(S)는 단위 인쇄패턴(132)들의 인쇄가 이루어지는 인쇄영역(S1)(S3)과, 인쇄없이 프린트 헤드(150)를 인쇄영역(S1)에서 인접한 인쇄영역(S3)으로 이동시키는 이동영역(S2)으로 이루어진다.
인쇄영역(S1)(S3)에서는 프린트 헤드(150)는 정해진 경로(①-->⑤)대로 이동되면서 단위 인쇄패턴(도 3의 132)을 인쇄한다. 이때, 인쇄영역(S1)에서의 프린트 헤드(150)의 이동은 프린트 헤드 이동장치(도 1의 160)에 의하여 이루어진다. 수평 또는 수직이 아닌 경사진 경로(②④)나 곡선으로 표시된 경로(③의 중간경로)는 상술한 벡터방향으로 움직이는 구간이다.
이동영역(S2, 경로⑥)에서는 도 3에 표시된 실선으로 표시된 프린트 헤드(150)를 점선으로 표시된 프린트 헤드(150')로 이동시키는 영역이다. 이동영역(S2)에서의 프린트 헤드(150)의 이동은 스테이지 이동장치(도 1의 140)를 이용하여 벡터방향으로 움직이는 구간이다. 이는 스테이지 이동장치(도 1의 140)가 스테이지(도 1의 130)를 이동시키는 속도가 프린트 헤드 이동장치(도 1의 160)가 프린트 헤드(도 1의 150)를 이동시키는 속도보다 크므로, 프린트 헤드(도 1의 150)를 이동시키는 것보다 더 빠르게 이동시킬 수 있다.
상기와 같은 인쇄벡터(S)에 의해 인쇄를 반복함으로써 박막트랜지스터 기판에 원하는 인쇄패턴 어레이를 인쇄할 수 있다.
하기의 표1은 도 4에 도시된 인쇄벡터를 수치화하여 표시한 것이다.
영역 스텝 서브스텝 주주사방향이동량 부주사방향이동량 프린팅헤드동작
S1 0 00 0 0 Off
1 10 0 450 On
2 20 100 -75 Off
3 30 -100 0 On
3 31 0 50 On
3 32 100 0 On
4 40 -50 -25 Off
5 50 75 0 On
S2 6 60 -125 1400 Off
S3 1 10 0 450 On
2 20 100 -75 Off
3 30 -100 0 On
3 31 0 50 On
3 32 100 0 On
4 40 -50 -25 Off
5 50 75 0 On
6 60 -125 50 Off
여기서, - 는 음의 방향을 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 박막트랜지스터 인쇄장치를 이용하여 박막트랜지스터을 인쇄하는 다른 방법을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 인쇄방법에 따른 인쇄 벡터를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 어레이 인쇄패턴(231)과 이를 구성하는 단위인쇄패턴(232)의 구성은 도 3에 도시된 것과 동일하다. 다만, 프린트 헤드(250)의 노즐(251)은 인접하는 노즐과 2피치(P)만큼 이격되어 있다. 따라서, 하나의 노즐이 인접하는 4개의 픽셀에 각각 단위인쇄패턴(232)을 인쇄하도록 인쇄벡터를 생성한다.
인쇄벡터(S')는 단위 인쇄패턴(232)들의 인쇄가 이루어지는 인쇄영역(S1')(S3')과, 인쇄없이 프린트 헤드(250)를 인쇄영역(S1')에서 인접한 인쇄영역(S3')으로 이동시키는 이동영역(S2')으로 이루어진다.
인쇄영역(S1')(S3')에서는 프린트 헤드(250)는 정해진 경로(①-->⑤)대로 이동되면서 단위 인쇄패턴(232)을 인쇄한다. 단위 인쇄패턴(232)을 인쇄동작은 도 4에 도시된 인쇄영역(S1)과 동일하다. 하나의 단위 인쇄패턴에서 인접하는 다른 단위 인쇄패턴으로 이동하는 경로(⑥⑦⑧)는 인쇄가 이루어지지 않고 프린트 헤드(250)만 이동되는 이동구간이다. 인쇄영역(S1)에서의 프린트 헤드(150)의 이동은 도 3과 마찬가지로 프린트 헤드 이동장치(도 1의 160)에 의하여 이루어질 수 있다. 수평 또는 수직이 아닌 경사진 경로(②④)나 곡선으로 표시된 경로(③의 중간경로)는 상술한 벡터방향으로 움직이는 구간이다.
이동영역(S2') 경로⑨)에서는 도 5에 표시된 실선으로 표시된 프린트 헤드(250)를 점선으로 표시된 프린트 헤드(250')로 이동시키는 영역이다. 이동영역(S2')에서의 프린트 헤드(250)의 이동은 스테이지 이동장치(도 1의 140)를 이용하여 벡터방향으로 움직이는 구간이다.
상기와 같은 인쇄벡터(S)에 의해 인쇄를 반복함으로써 박막트랜지스터 기판에 원하는 인쇄패턴 어레이를 인쇄할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 프린트 헤드가 고정된 경우에도 상기한 도 3 내지 도 6에 도시된 구성이 모두 적용된다. 다만, 스테이지를 이동장치를 이용하여 스테이지를 이동시킴으로써 프린트 헤드를 박막트랜지스터 기판에 대하여 상대적으로 이동되도록 구성된다.
도 7은 인쇄패턴의 선폭의 변화와 인쇄시간과의 관계를 도시한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 종래기술(헤드 raster 스캔방식)은 라인폭이 감소함에 따라 인쇄시간이 기하급수적으로 증가하는 반면에, 본원은 선폭의 증감에 관계없이 인쇄시간이 변화없음을 알 수 있다. 인쇄패턴의 선폭이 5마이크로 미터인 경우 종래기술 대비 약 1/15로 인쇄시간이 줄어들었음을 알 수 있다.
최근의 LCD의 경우 픽셀 개구율 확보를 위하여 선폭을 줄여가는 추세(약 3 마이크로 미터)이므로, 본원에 따라 인쇄를 하는 경우에 종래에 비하여 더욱 더 인쇄시간을 줄일 수 있음을 알 수 있다.
본원은 박막트랜지스터를 인쇄하는 방법에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 박막트랜지스터와 같이 단위 인쇄패턴이 반복적인 인쇄패턴의 경우에도 적용 가능하다.
전술한 본 발명인 박막트랜지스터 인쇄장치 및 이를 이용한 박막트랜지스터 인쇄방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100,200---박막트랜지스터 인쇄장치
110,210---베이스
120,220---스테이지
130,230---박막트랜지스터 기판
131,231---어레이 인쇄패턴
132,232---단위 인쇄패턴
140,240---스테이지 이동장치
141,241---주주사방향 스테이지 이동부
142,242---부주사방향 스테이지 이동부
150,250,150' 250'--프린트 헤드
151,251,151'--노즐
160---프린트 헤드 이동장치
161---주주사방향 프린트 헤드 이동부
162---부주사방향 프린트 헤드 이동부
260---프린트헤드 고정장치
S, S'--인쇄벡터
S1, S3, S1' S3'--인쇄영역
S2, S2'--이동영역

Claims (15)

  1. 인쇄하고자 하는 박막트랜지스터 기판이 놓여지는 스테이지;
    인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응하도록 설정된 인쇄벡터에 따라 상기 스테이지를 이동시키는 스테이지 이동장치;와
    상기 스테이지의 상측에 위치하며, 복수의 노즐이 매트릭스형태로 배열되는 프린트 헤드;를 구비하는 박막트랜지스터 인쇄장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이지 이동장치는
    상기 스테이지를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 스테이지이동부와, 상기 스테이지를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 스테이지이동부를 구비하며, 상기 주주사방향 스테이지 이동부와 부주사방향 스테이지 이동부를 동시에 움직여 벡터방향으로 상기 스테이지를 이동시킬 수 있는 박막트랜지스터 인쇄장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응하도록 설정된 인쇄벡터에 따라 상기 프린트 헤드를 이동시키는 프린트헤드 이동장치를 더 구비하는 박막트랜지스터 인쇄장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프린트헤드 이동장치는
    상기 프린트헤드를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 프린트헤드 이동부와, 상기 프린트헤드를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 프린트헤드 이동부를 구비하며, 상기 주주사방향 프린트헤드 이동부와 부주사방향 프린트헤드 이동부를 동시에 움직여 벡터방향으로 상기 프린트헤드를 이동시킬 수 있는 박막트랜지스터 인쇄장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 프린트헤드 이동장치의 프린트 헤드 이동속도는 상기 스테이지 이동장치의 스테이지 이동속도보다 느리므로 상기 프린트헤드를 정밀하게 이동시킬 수 있는 박막트랜지스터 인쇄장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프린트 헤드는 인쇄하고자 하는 픽셀들에 각각 대응하도록 복수의 노즐을 구비한 박막트랜지스터 인쇄장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프린트 헤드는 배수의 피치간격을 두고 배치된 복수의 노즐을 구비한 박막트랜지스터 인쇄장치.
  8. 상기 제 1항의 박막트랜지스터 인쇄장치를 이용하여 박막트랜지스터를 인쇄하는 방법에 있어서,
    인쇄하고자는 인쇄패턴에 대응되도록 벡터를 이용하여 인쇄경로를 설정한 인쇄벡터를 생성하고, 상기 인쇄벡터에 따라 프린트 헤드를 이용하여 인쇄패턴을 인쇄하는 박막트랜지스터 인쇄방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 인쇄벡터는 상기 프린트헤드의 노즐 수에 대응하는 인쇄구간 내에서 상기 프린트헤드를 이용하여 인쇄패턴을 인쇄하는 인쇄영역과, 상기 인쇄패턴을 인쇄하지 않고 상기 프린트헤드를 인접 인쇄영역으로 이동시키는 이동영역을 포함하는 박막트랜지스터 인쇄방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 프린트 헤드는 인쇄하고자 하는 인쇄패턴의 픽셀들에 각각 대응하는 복수의 노즐을 구비한 박막트랜지스터 인쇄방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 인쇄영역은
    상기 인쇄패턴을 인쇄하지 않고 상기 프린트 헤드를 다음 인쇄패턴으로 이동시키는 이동구간을 더 포함하는 박막트랜지스터의 인쇄방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 프린트 헤드는 정수배의 피치간격을 두고 배치된 복수의 노즐을 구비한 박막트랜지스터 인쇄장치.
  13. 제 9항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 프린트헤드의 이동은 상기 스테이지 이동장치를 이용하여 상기 스테이지를 상기 프린트헤드에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 이루어지는 박막트랜지스터 인쇄방법.
  14. 제 9항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터 이동장치는 상기 프린트헤드를 주주사방향으로 이동시키는 주주사방향 프린트헤드 이동부와 상기 프린트헤드를 부주사방향으로 이동시키는 부주사방향 프린트헤드 이동부로 이루어진 프린트헤드 이동장치를 더 구비하며,
    상기 프린트헤드는 상기 인쇄영역내에서는 상기 프린트헤드 이동장치에 의하여 이동되며, 상기 이동영역에서는 상기 스테이지 이동장치에 의하여 이동되는 박막트랜지스터 인쇄방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 프린트헤드 이동장치의 프린트 헤드 이동속도는 상기 스테이지 이동장치의 스테이지 이동속도보다 느리므로 상기 프린트헤드를 정밀하게 이동시킬 수 있는 박막트랜지스터 인쇄방법.
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