KR20170003756A - 잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법 - Google Patents

잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법 Download PDF

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Abstract

잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 기판의 패턴 프린팅 방법이 제공된다. 잉크젯 프린팅 장치가 프린팅 하는 대상인 기판은 서로 상이한 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 금속 라인을 포함한다. 잉크젯 프린팅 장치는 스테이지, 잉크젯 헤드, 헤드 이동부 및 스테이지 회전부를 포함한다. 스테이지는 레일을 따라 이동하도록 구성되며, 기판을 수용하기 위한 상면을 포함한다. 잉크젯 헤드는 기판에 전도성 잉크를 분사하도록 구성된다. 헤드 이동부는 잉크젯 헤드를 홀딩하고, 잉크젯 헤드를 이동시키도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치에서는 스테이지를 회전시켜 스테이지 상면에 수용된 기판을 회전시킴으로써, 금속 라인의 연장방향과 잉크젯 헤드의 이동 방향이 서로 평행할 수 있다.

Description

잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법{INKJET PRINTING APPARATUS AND PATTERN PRINTING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 프린팅되는 금속 라인의 단선 문제를 해결할 수 있는 전도성 잉크를 프린팅하는 잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판에 금속 배선을 형성하기 위한 방법으로, 금속을 잉크화 하여 잉크젯 프린팅(Ink Jet Printing) 장치를 이용하는 방법이 있다. 잉크젯 프린팅 장치는 헤드에 형성되는 노즐의 위치, 이동 속도 및 분사 속도를 조절함으로써, 원하는 형상의 금속 배선을 기판에 자유롭게 형성할 수 있는 장점이 있다.
기판에 형성되는 금속 배선은 전류를 전달하거나 신호를 전달하는 용도로 쓰인다. 이러한 금속 배선은 기판 상에서 적어도 2 이상의 방향으로 연장되게 형성되는 것이 일반적이다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 기판에 전도성 물질을 프린팅하는 모습을 나타낸 평면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 잉크젯 프린팅 장치는 잉크젯 헤드 지지부(10) 및 잉크젯 헤드 지지부(10)에 배치되는 잉크젯 헤드(20)를 포함한다.
종래의 잉크젯 프린팅 장치의 잉크젯 헤드(20)에서는 전도성 잉크가 일 방향으로 분사된다(S1). 구체적으로 잉크젯 헤드(20)는 기판을 향해서 이동하고, 잉크젯 헤드(20)는 이동하는 과정에서 미리 입력된 금속 배선의 형상에 기초하여, 잉크젯 헤드(20)에 형성된 노즐을 열어 전도성 잉크를 분사시켜, 금속 배선을 프린팅한다.
종래의 잉크젯 프린팅 장치는 잉크젯 헤드(20)의 한 번의 이동으로, 2 이상의 방향으로 연장되는 금속 배선들을 프린팅했다. 구체적으로 잉크젯 헤드(20)는 도 1a에 도시된 바와 같은 상측에서 도 1b에 도시된 바와 같은 하측으로 한 번 이동하면서 서로 다른 방향으로 연장하는 제1 배선(41) 및 제2 배선(42)을 프린팅한다. 이 때, 제1 배선(41)은 잉크젯 헤드(20)의 이동방향과 평행한 방향으로 프린팅되고, 제2 배선(42)은 잉크젯 헤드(20)의 이동방향과 수직한 방향으로 프린팅된다.
그런데, 잉크젯 헤드(20)에 형성된 다수의 노즐 중 어느 하나가 막히는 경우 노즐에서 잉크가 분사되지 않아 금속 배선이 연결되지 않고, 중간이 끊어지는 줄빠짐 현상이 발생할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드(20)에 형성된 다수의 노즐 중 어느 하나에 기포가 발생하는 경우, 노즐에서 분사되는 액체가 일 방향으로 휘어서 분사될 수 있다. 이에 따라 금속 배선이 연결되지 않고 중간에 끊어지는 줄빠짐 현상이 발생할 수 있다. 구체적으로 도 1b의 영역 a 및 영역 b 와 같이, 금속 배선의 연장방향과 수평한 방향으로 금속 수평 줄빠짐(45a)과 금속 배선의 연장방향과 수직인 수직 줄빠짐(45b)이 발생할 수 있다.
먼저, 수평 줄빠짐(45a)이 발생한 도 1b의 영역 a를 살펴보면, 수평 줄빠짐(45a)에 의해 왼쪽과 오른쪽의 배선이 서로 떨어지지만, 제1 배선(41)과 제2 배선(42)이 중첩되는 영역(43)에서, 떨어진 각 배선이 제2 배선(42)과 서로 연결되므로 전기적으로 단선이 되지 않는다. 반면에, 금속 배선의 연장방향과 수직하게 형성되는 수직 줄빠짐(45b)이 발생한 도 1b의 영역 b를 살펴보면, 수직 줄빠짐(45b)에 의해 이격된 왼쪽과 오른쪽의 배선이 서로 연결될 수 있는 영역이 존재하지 않아 전기적으로 분리된다. 이러한 전기적 분리는 제2 배선(42)을 단선시킨다. 이와 같이 금속 배선에 단선이 발생하는 경우, 금속 배선을 통해 전류가 흐를 수 없으므로 금속 배선은 불량으로 판단된다.
정리하면, 상술한 바와 같은 수평 줄빠짐(45a) 및 수직 줄빠짐(45b)은 모두 잉크젯 헤드(20)의 노즐 중 일부가 막히거나 토출되는 잉크가 일 방향으로 휘어서 발생한다. 그런데, 제1 배선(41)과 같이, 잉크젯 헤드(20)의 이동 방향과 연장되는 방향이 평행한 경우에는 제2 배선(42)과 같은 서로 상이한 방향으로 연장되는 금속 배선과 중첩되는 영역에 의해 단선이 되지는 않는데 반해, 제2 배선(42)과 같이, 잉크젯 헤드(20)의 이동방향과 배선의 연장방향이 상이한 금속 배선인 경우에는 줄빠짐이 발생하는 경우에 단선이 발생하는 문제점이 나타난다.
이러한 단선의 문제점으로 인해 금속 배선이 프린팅된 기판이 불량으로 제조될 가능성이 증대하고 있다. 이에 따라 수직 줄빠짐의 발생을 방지하고, 이에 따라 단선으로 인한 불량이 줄어들 수 있는 잉크젯 프린팅 장치 및 패턴의 프린팅 방법에 대한 필요성이 높아지고 있다.
1. 잉크젯 장치 및 이를 이용한 디스플레이 패널의 제조 방법 (한국 특허출원번호 제 10-2011-0041457호)
본 발명의 발명자들은 상술한 바와 같이 잉크젯 프린팅 장치 및 패턴 프린팅 방법에서 금속 배선을 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 프린팅하는 경우에 발생하는 수평 줄빠짐 현상은 해당 금속 배선과 연결되고 상이한 방향으로 연장하는 다른 금속 배선에 의해 해결될 수 있으나, 수직 줄빠짐 현상은 해결되기 어렵고, 수직 줄빠짐 현상은 곧 금속 배선의 단선으로 이어진다는 것을 인식하였다.
이에 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 기판에 프린팅 되는 금속 배선이 형성되는 과정에서 수직 줄빠짐 현상이 발생하지 않아 금속 배선에 단선 문제가 발생하는 것을 저감시키는 잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 금속 배선을 프린팅 함으로써, 보다 높은 품질의 금속 배선이 프린팅된 기판을 제작할 수 있는 잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치가 제공된다. 잉크젯 프린팅 장치가 프린팅 하는 대상인 기판은 서로 상이한 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 금속 라인을 포함한다. 잉크젯 프린팅 장치는 스테이지, 잉크젯 헤드, 헤드 이동부 및 스테이지 회전부를 포함한다. 스테이지는 레일을 따라 이동하도록 구성되며, 기판을 수용하기 위한 상면을 포함한다. 잉크젯 헤드는 기판에 전도성 잉크를 분사하도록 구성된다. 헤드 이동부는 잉크젯 헤드를 홀딩하고, 잉크젯 헤드를 이동시키도록 구성된다. 스테이지 회전부는 스테이지를 회전시키도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 스테이지 회전부를 이용해 스테이지 상면에 수용된 기판을 회전시킴으로써, 금속 라인의 연장방향과 잉크젯 헤드의 이동 방향이 서로 평행하도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 잉크젯 헤드는, 헤드 이동부에 의해서 이동되는 방향과 평행한 방향으로만 전도성 잉크를 분사하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 헤드 이동부는, 잉크젯 헤드를 제1 방향 및 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로만 이동시키도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 잉크젯 헤드는 기판 위를 이동하면서, 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 제1 금속 라인을 프린팅하고, 스테이지 회전부는, 제1 금속 라인이 프린팅된 후, 제1 금속 라인과는 상이한 방향으로 연장되는 제2 금속 라인의 연장 방향이 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행하도록 스테이지를 회전시킨다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 잉크젯 헤드는, 스테이지가 회전된 후 기판 위를 이동하면서, 제2 금속 라인을 프린팅하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 잉크젯 헤드 및 헤드 이동부는 하나의 프린팅 모듈을 이루고, 프린팅 모듈은 복수로 구비되며, 서로 이격되어 배치되고, 프린팅 모듈 각각은 서로 상이한 방향으로 연장되는 각 금속 라인을 프린팅하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 프린팅 모듈은, 서로 이격되어 배치되는 제1 프린팅 모듈 및 제2 프린팅 모듈을 포함하고, 제1 프린팅 모듈은, 일 방향으로 연장되는 제1 금속 라인을 프린팅하고, 제2 프린팅 모듈은, 상기 제1 금속 라인과 상이한 방향으로 연장되는 제2 금속 라인을 프린팅하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 레일은 복수로 구비되어 서로 이격되어 배치되고, 헤드 이동부는, 레일의 연장 방향과 상이한 방향으로 복수의 레일과 중첩되도록 배치되며, 잉크젯 헤드를 헤드 이동부의 일단에서 타단으로 이동시키도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 서로 상이한 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 금속 라인을 포함하는 기판의 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 패턴 프린팅 방법은, 기판을 스테이지에 로딩하는 단계, 잉크젯 헤드를 이동시켜, 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 기판에 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계, 제1 금속 라인과 상이한 방향으로 연장되는 제2 금속 라인의 연장 방향에 기초하여 기판을 회전시키는 단계, 잉크젯 헤드가 이동하며 기판에 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 프린팅 방법은, 잉크젯 헤드가 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 제1 금속 라인을 프린팅하고, 기판을 회전 시킨 후에 다시 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 제2 금속 라인을 프린팅하므로, 서로 상이한 방향으로 연장된 적어도 2 이상의 금속 라인을 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 프린팅할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계는, 잉크젯 헤드가 제1 방향으로 이동되며 수행되고, 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계는, 잉크젯 헤드가 제1 방향 또는 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 이동되며 수행된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판을 회전시키는 단계는, 제2 금속 라인의 연장 방향이 제1 방향 또는 제2 방향과 평행하게 기판을 회전시킨다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 잉크젯 헤드는 복수로 구비되고, 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계와 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계는 서로 다른 잉크젯 헤드에 의해 수행된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계 및 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계 중 적어도 하나는, 제1 금속 라인과 상기 제2 금속 라인이 중첩되는 영역에서 잉크젯 헤드에서 분사되는 전도성 잉크의 양을 감소시키는 단계를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 잉크젯 프린팅 장치는, 기판에 금속 배선을 프린팅하는 과정에서 수직 줄빠짐이 발생하지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 서로 상이한 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 금속 배선을 각각의 금속 배선의 연장 방향을 따라 프린팅 함으로써, 보다 높은 품질의 금속 배선이 프린팅된 기판을 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 기판에 전도성 물질을 프린팅하는 모습을 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 구성을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 구성을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 패턴 프린팅 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 2에 도시된 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 기판에 패턴을 프린팅하는 모습을 순서대로 나타낸 개념도이다.
도 6a 내지 도 6f는 도 3에 도시된 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 기판에 패턴을 프린팅하는 모습을 순서대로 나타낸 개념도이다.
도 7은 서로 상이한 방향으로 연장되는 금속 라인들이 프린팅된 기판을 예시적으로 나타낸 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 위 (on)로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 구성을 나타낸 개념도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 잉크젯 프린팅 장치(200)는, 스테이지(210), 잉크젯 헤드(220), 헤드 이동부(230) 및 스테이지 회전부를 포함한다.
본 명세서에서의 잉크젯 프린팅 장치(200)는 기판(450)에 금속 라인을 프린팅하는 장치이다. 이러한 금속 라인은 단일한 금속 라인일 수도 있지만, 잉크젯 프린팅 장치(200)는 서로 상이한 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 금속 라인들을 프린팅할 때, 보다 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 이러한 금속 라인은 기판(450)에서 흔히 사용될 수 있는 루프(loop) 형상의 전도성 라인이거나, 링(ring) 형상의 전도성 라인일 수 있다.
스테이지(210)는 레일(201)을 따라 이동하도록 구성된다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 제1 레일(201a) 내지 제4 레일(201d)이 서로 이격되어 배치되고, 각각의 레일(201a 내지 201d)에 스테이지(210)가 구비되며, 스테이지(210)는 각각의 레일을 따라 이동할 수 있다.
스테이지(210)는 기판(450)을 수용하기 위한 상면을 포함한다. 스테이지(210)의 상면에 기판(450)이 로드되고, 스테이지(210)는 레일을 따라 이동하면서 기판(450)을 이동시킨다. 레일을 따라 이동하는 스테이지(210)가 잠시 정지하거나 회전하는 과정에서, 잉크젯 프린팅 장치(200)는 기판(450)을 처리하는 여러 공정을 수행할 수 있다. 스테이지(210)는 각 레일에 적어도 하나 이상씩 구비될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 여러 개의 스테이지(210)가 동시에 레일 위에서 이동할 수 있다.
잉크젯 헤드(220)는 기판(450)에 전도성 잉크를 분사하도록 구성된다. 잉크젯 헤드(220)는 헤드 이동부(230)에 의해 홀딩되고, 이동되도록 구성된다. 잉크젯 헤드(220)는 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 그리고 노즐은 전도성 잉크를 분사하도록 구성된다.
도 2에 도시되지는 않았으나 하나의 잉크젯 헤드 지지부에 하나의 잉크젯 헤드(220)가 배치될 수 있으나, 잉크젯 헤드(220)가 전도성 잉크를 분사할 수 있는 폭보다 기판(450)의 폭이 더 넓은 경우, 잉크젯 헤드(220)는 2개 이상이 사용될 수도 있다.
헤드 이동부(230)는 잉크젯 헤드(220)를 홀딩하고, 잉크젯 헤드(220)를 이동시키도록 구성된다. 예를 들어, 헤드 이동부(230)는 잉크젯 헤드(220)를 헤드 이동부(230)의 일단에서 타단으로 이동시킬 수 있다. 즉, 헤드 이동부(230)는 잉크젯 헤드(220)를 일 방향으로 직선 운동하게 할 수 있다. 그리고, 상술한 일 방향의 반대방향으로 다시 직선 운동하게 할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(200)에서는, 헤드 이동부(230)가 잉크젯 헤드(220)를 이동시키는 방향과 잉크젯 헤드(220)가 기판(450)에 금속 라인을 프린팅하는 방향이 일치하도록, 잉크젯 프린팅 장치(200)가 구현된다.
헤드 이동부(230)는 레일의 연장 방향과 상이한 방향으로 복수의 레일과 중첩되도록 배치되며, 잉크젯 헤드(220)를 헤드 이동부(230)의 일단에서 타단으로 이동시키도록 구성된다. 예를 들어, 헤드 이동부(230)는 갠트리(gantry)로 구성될 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 스테이지 회전부는 스테이지(210)를 회전시키도록 배치된다. 스테이지 회전부는 스테이지(210)의 상면에 배치된 기판(450)을 잉크젯 헤드(220)의 이동방향과 금속 라인의 연장방향이 일치시키도록 회전시킨다. 예를 들어, 스테이지 회전부는 DD(Direct Dirve) 모터 등 여러가지 모터가 쓰일 수 있다. 이 경우에 스테이지 회전부는 각각의 스테이지(210) 하부에 배치되어, 스테이지(210)가 이동하는 경우 함께 이동 가능하다. 또 다른 예로서, 스테이지 회전부는 클램프(clamp) 형태로 형성될 수도 있다. 이 경우 스테이지 회전부는 기판(450)에 전도성 잉크가 분사된 후 스테이지(210)를 파지하고 이동함으로써 스테이지(210)를 회전시킬 수 있다.
영역 a 내지 영역 d는 스테이지(210)가 이동하는 과정에서 각각의 위치를 나타낸 것이다. 스테이지(210)는 영역 a 에서 영역 d 방향으로 이동된다.
몇몇 실시예에서는, 영역 a에서 스테이지(210) 상면에 로드된 기판(450)은 기판 위치 조정부를 통해 위치가 보정될 수 있다. 예를 들어, 기판 위치 조정부는 비전 얼라이먼트를 사용하여 스테이지(210) 상면에 배치된 기판(450)의 위치를 카메라를 통해 인식하고, 기판(450)의 로드 위치가 정상 범주에서 벗어나는 경우, 기판(450)을 스테이지(210) 상면 위에서 이동시킬 수 있다. 기판 위치 조정부는 기구적 장치를 통해 기판(450)의 위치를 보정시킬 수 있다.본 발명에 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(200)에서는, 스테이지 회전부에 의해, 금속 라인(451)들의 연장방향과 잉크젯 헤드(220)의 이동방향을 평행하게 일치시킴으로써, 수직 줄빠짐 현상이 일어나지 않도록 할 수 있다. 금속 라인(451)은 제1 금속 라인(452) 및 제2 금속 라인(453)을 포함할 수 있다. 이에 따라 잉크젯 프린팅 장치(200)는, 수직 줄빠짐이 일어나지 않음에 따라 금속 라인의 단선이 일어나지 않는 보다 높은 품질의 전도성 라인을 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(200) 는 하나의 잉크젯 헤드(220)로 제1 금속 라인(452) 및 제2 금속 라인(453)을 프린팅할 수 있다. 이러한 잉크젯 프린팅 장치(200)는 장치 자체의 크기나 제작에 들어가는 비용이 크지 않다는 장점이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(200)를 이용하는 패턴 프린팅 방법은 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 구성을 나타낸 개념도이다. 도 3에 도시된 잉크젯 프린팅 장치(300)는 도 2에 도시된 잉크젯 프린팅 장치(200)와 비교하여 복수의 프린팅 모듈(330a, 330b)이 사용되는 것만이 상이할 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 잉크젯 프린팅 장치(300)는 복수의 프린팅 모듈(330a, 330b)을 포함한다. 여기서, 프린팅 모듈은 하나의 잉크젯 헤드와 이를 홀딩하는 헤드 이동부로 구성된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(300)는 2개의 프린팅 모듈(330a, 330b)을 포함하는 것으로 설명한다. 제1 프린팅 모듈(330a)은 영역 b에 배치되고, 제1 잉크젯 헤드(321)와 제1 헤드 이동부(331)를 포함한다. 제2 프린팅 모듈(330b)은 제1 프린팅 모듈(330a)과 이격된 영역 c에 배치되고, 제2 잉크젯 헤드(322)와 제2 헤드 이동부(332)를 포함한다.
제1 프린팅 모듈(330a)은 제1 금속 라인(452)을 프린팅한다. 제1 금속 라인(452)이 프린팅된 후에 제2 잉크젯 헤드(322)의 이동 방향과, 기판(450)에 프린팅될 제2 금속 라인(453)의 연장 방향이 평행하도록, 스테이지(210)는 스테이지 회전부에 의해 회전된다. 스테이지(210)가 회전된 후에 스테이지(210)는 영역 c로 이동될 수 있다. 앞에서는, 스테이지(210)가 회전된 후에 영역 c로 이동하는 것으로 설명하였지만, 스테이지(210)가 영역 c로 이동된 후에 회전될 수도 있다.
제2 잉크젯 헤드(322)는 제1 레일(201a)로부터 제4 레일(201d)을 향하는 방향으로 이동하며, 기판(450)의 상면에 이동 방향과 평행한 방향으로 제2 금속 라인(453)을 프린팅한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(300)는 2개의 잉크젯 헤드(321, 322)로 제1 금속 라인(452) 및 제2 금속 라인(453)을 각각 프린팅할 수 있다. 이러한 잉크젯 프린팅 장치(300)는, 잉크젯 헤드(321, 322) 각각이 금속 라인들(52, 53) 각각을 프린팅하므로 전체 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(300)에서는 하나의 잉크젯 헤드가 하나의 금속 라인을 프린팅하므로, 각 잉크젯 헤드에서 주로 쓰이는 노즐의 범위가 정해진다. 즉, 일반적인 공장 설비에서는 하나의 잉크젯 헤드가 동일한 형태 및 길이의 금속 라인을 반복적으로 프린팅하게 되므로, 하나의 잉크젯 헤드에서 주로 사용되는 노즐이 존재하고 거의 사용되지 않는 노즐이 존재한다. 따라서, 주로 사용되는 노즐이 노후되면, 잉크젯 헤드의 위치를 일정범위 내에서 이동시켜, 거의 사용되지 않던 노즐을 사용하여 동일한 형태 및 길이의 금속 라인을 프린팅할 수도 있다. 이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(300)에서는 잉크젯 헤드의 특정 노즐의 수명이 다한 경우에도 잉크젯 헤드의 다른 노즐을 사용할 수 있으므로잉크젯 헤드의 사용기간이 늘어날 수 있다. 따라서 잉크젯 헤드의 유지, 보수에 투입되는 비용이 절감될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판(450)의 패턴 프린팅 방법의 순서를 나타낸 순서도이다. 도 5a 내지 도 5e는 도 2에 도시된 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 기판(450)에 패턴을 프린팅하는 모습을 순서대로 나타낸 개념도이다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 잉크젯 프린팅 장치(200)는 스테이지(210) 상부에 기판(450)을 로드한다(S10). 이 때, 도 2에서 설명한 바와 같이 스테이지(210) 상부에 로드된 기판(450)의 위치가 어긋난 경우에, 기판(450)의 위치가 조정 가능하다.
이어서, 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 스테이지(210)는 영역 b로 이동된다. 잉크젯 헤드(220)는 제1 레일(201a)로부터 제4 레일(201d)을 향하는 방향인 제1 방향(D1)으로 이동하며, 잉크젯 헤드(220)의 이동 방향과 평행한 방향으로 기판(450)에 제1 금속 라인(452)을 프린팅(450)한다.
이어서, 도 5c를 참조하면, 제1 금속 라인(452)이 프린팅된 후, 제1 금속 라인(452)과 상이한 방향으로 연장되는 제2 금속 라인(453)의 연장 방향에 기초하여 스테이지 회전부가 기판(450)을 회전시킨다.
여기서, 제2 금속 라인(453)의 연장 방향에 기초한다는 것은, 제2 금속 라인(453)이 연장되는 방향으로, 제1 금속 라인(452)과 제2 금속 라인(453)이 이루는 각도만큼 기판(450)을 회전시키는 것을 의미한다. 이 때 회전되는 방향은 시계 방향이거나 반시계 방향이여도 무방하다.
한편, 제1 금속 라인(452) 및 제2 금속 라인(453)이 이루는 각도 및, 각 금속 라인의 길이는 잉크젯 프린팅 장치의 제어부에 미리 입력될 수 있다. 제어부는 제1 금속 라인(452) 및 제2 금속 라인(453)에 대한 정보에 기초하여 잉크젯 헤드(220)에서 토출되는 전도성 잉크의 양이나, 잉크의 토출시간, 스테이지 회전부가 스테이지(210)를 회전시키는 방향 및 각도 등을 조절할 수 있다.
이어서, 도 5d 및 도 5e를 참조하면, 기판(450)이 회전된 후에, 잉크젯 헤드(220)는 제1 방향(D1)과 반대방향인 제2 방향(D2)으로 이동하며, 잉크젯 헤드(220)의 이동 방향과 평행한 방향으로 제2 금속 라인(453)을 프린팅한다.
한편, 도 5e에 도시된 바와 같이, 제1 금속 라인(452)과 제2 금속 라인(453)은 서로 겹쳐지는 영역을 가질 수 있다. 이 때, 겹쳐지는 부분은 전도성 잉크가 2번 중첩되어 분사되기 때문에 기판(450)위에 잉크가 두껍게 적층될 수 있다. 다만, 전도성 잉크가 두껍게 프린팅되는 경우, 해당 잉크가 경화되는 과정에서 금속 라인(51)이 갈라지거나 손상될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(200) 및 이를 이용한 패턴 프린팅 방법에서는 제1 금속 라인(452)과 제2 금속 라인(453)이 중첩되는 부분을 제어부가 미리 인식하고, 제어부는 중첩 부분을 프린팅 할 때 잉크젯 헤드 (220)로부터 토출되는 전도성 잉크의 양을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 금속 라인(452)과 제2 금속 라인(453)이 포함된 패턴(53)을 잉크젯 헤드(220)의 이동 방향과 평행하게 각각 프린팅한다. 이에 따라, 제1 금속 라인(452)고 제2 금속 라인(453)에 수직 줄빠짐 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드(220)에 형성된 미세한 크기의 노즐이 막혀서 발생하는 수평 줄빠짐 현상이 일어나는 경우에도 제1 금속 라인(452)과 제2 금속 라인(453)이 서로 겹치는 부분에서 각 라인들이 연결되어 있으므로, 단선의 위험이 줄어들고 이에 따라 금속 패턴의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 5a 내지 도 5e에서는 하나의 잉크젯 헤드(220)가 제1 레일(201a)쪽에서 제1 방향(D1)으로 이동하면서 제1 금속 라인(452)을 프린팅하고, 기판(450)의 회전 후에 제2 방향(D2)으로 이동하면서 제2 금속 라인(453)을 프린팅하는 것으로 도시하였으나, 잉크젯 헤드(220)가 제1 레일(201a)쪽에서 제1 방향(D1)으로 이동하면서 제1 금속 라인(452)을 프린팅 한 후, 잉크를 분사하지 않은 상태로 제1 레일(201a)쪽으로 돌아온 이후에, 다시 제1 방향(D1)으로 이동하며 제2 금속 라인(453)을 프린팅할 수도 있다. 하지만, 이 때에도 제2 금속 라인(453)을 프린팅하기 위해 제1 금속 라인(452)의 프린팅 이후에 기판(450)이 회전되어야 하는 것은 마찬가지이다.
한편, 금속 라인(51)이 제1 금속 라인(452)과 제2 금속 라인(453)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 금속 라인(51)은 제1 금속 라인(452) 및 제2 금속 라인(453)과 상이한 방향으로 연장되는 추가적인 금속 라인을 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 잉크젯 프린팅 장치(200)는 제2 금속 라인(453)을 형성한 후 또는 이전에 추가적인 금속 라인이 연장하는 방향에 기초하여 스테이지를 회전시키고, 잉크젯 헤드(220)를 이동시켜 추가적인 금속 라인을 프린팅할 수 있다.
도 6a 내지 도 6f는 도 3에 도시된 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 기판(450)에 패턴을 프린팅하는 모습을 순서대로 나타낸 개념도이다.
도 6a 내지 도 6f에 도시된 패턴 프린팅 방법은 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한 패턴 프린팅 방법과 비교하여 복수의 프린팅 모듈(330a, 330b)이 사용되는 것만이 상이할 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
먼저, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 스테이지(210) 위에 기판(450)이 로드된 후(S10), 스테이지(210)는 영역 b로 이동된다. 이 때, 또한, 도 6b를 참조하면, 영역 b에 스테이지(210)가 도착하면, 영역 a에 추가적인 스테이지(210)가 준비될 수 있다. 그리고, 영역 a에 위치한 스테이지(210)에 기판(450)이 로드된다.
이어서, 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 제1 프린팅 모듈(330a)의 제1 잉크젯 헤드(321)는 제1 방향(D1)으로 이동하며, 제1 금속 라인(452)을 프린팅한다(S20). 제1 금속 라인(452)이 프린팅된 기판(450)은 스테이지(210) 회전부에 의해 제2 금속 라인(453)의 연장방향과 잉크젯 헤드의 이동 방향이 서로 평행하도록 회전된다(S30).
이어서, 도 6d를 참조하면, 영역 b에 배치된 스테이지(210)는 제2 프린팅 모듈(330b)쪽으로 이동되고(S40), 영역 a에 배치된 스테이지(210)는 제1 프린팅 모듈(330a)쪽으로 이동된다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지(210)가 제1 잉크젯 헤드(321)에 의해 제1 금속 라인(452)이 프린팅되고, 스테이지(210)가 회전 한 후 스테이지(210)가 제2 잉크젯 헤드(322) 쪽으로 이동하는 것으로 설명하였지만, 제1 금속 라인(452)이 프린팅 된 후 스테이지(210)가 제2 잉크젯 헤드(322) 쪽으로 이동하고 난 후, 스테이지(210)가 회전될 수도 있다. 이어서, 도 6e 및 도 6f를 참조하면, 영역 a에는 새로운 스테이지(210)가 배치된다. 그리고 영역 a의 스테이지(210)에는 새로운 기판(450)이 로드된다. 영역 b의 제1 잉크젯 헤드(321)는 제2 방향(D2)으로 이동되며, 영역 b에 있는 기판(450)에 제1 금속 라인(452)을 프린팅한다. 영역 c의 제2 잉크젯 헤드(322)는 제1 방향(D1)으로 이동되며, 영역 c에 있는 기판(450)에 제2 금속 라인(453)을 프린팅한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 잉크젯 헤드(321)가 제1 방향(D1)으로 이동하면서 제1 금속 라인(452)을 프린팅 하고, 그 후에 다시 제2 방향(D2)으로 이동하면서 제1 금속 라인(452)을 프린팅 하는 것을 예시하였으나, 제1 잉크젯 헤드(321)가 제1 방향(D1)으로 이동하면서 제1 금속 라인(452)을 프린팅 한 후, 잉크를 분사하지 않은 상태로 위치가 복귀된 이후에, 다시 제1 방향(D1)으로 이동하며 새로운 기판(450)에 제1 금속 라인(452)을 프린팅 할 수 있다. 이는 제2 잉크젯 헤드(322)에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(300)는, 영역 a에서는 기판(450)의 로딩이 수행되고, 영역 b에서는 제1 금속 라인(452)이 프린팅되며, 영역 c에서는 제2 금속 라인(453)이 프린팅되는 것이 동시에 일어난다. 따라서, 영역 a 부터 영역 d에 위치한 각 스테이지에 각각의 공정이 동시에 진행될 수 있어, 잉크젯 헤드를 하나만 구비한 잉크젯 프린팅 장치에 비해, 단위 시간당 제조되는 기판의 수량이 증가하는 장점이 있다.
도 7은 서로 상이한 방향으로 연장되는 금속 라인들이 프린팅된 기판을 예시적으로 나타낸 평면도이다.
도 7을 참조하면, 기판(750)에는 제1 금속 라인(751)에서부터 제4 금속 라인(754)까지 총 4개의 금속 라인이 형성되어 있다. 제1 금속 라인(751) 및 제4 금속 라인(754)은 서로 평행하므로, 서로 상이한 방향으로 연장되는 금속 라인의 수는 총 3개이다.
상술한 패턴 프린팅 방법에 의하면, 금속 라인이 서로 상이한 3 방향으로 연장되므로 기판(750)의 2번의 회전에 의해 금속 라인들이 프린팅될 수 있다. 예를 들어, 평행한 방향으로 연장되는 제1 금속 라인(751) 및 제4 금속 라인(754)을 먼저 프린팅한다. 그 후에 제2 금속 라인(752) 또는 제3 금속 라인(753)의 연장방향과 잉크젯 헤드의 이동 방향이 서로 평행하도록 기판(750)을 회전시킨다. 그 후에 제2 금속 라인(752) 또는 제3 금속 라인(753) 중 잉크젯 헤드와 이동 방향이 평행한 금속 라인을 프린팅한다. 그 후에 프린팅되지 않은 다른 하나의 금속 라인과 잉크젯 헤드의 이동 방향이 평행하도록 기판(750)을 재차 회전시킨다. 그 후 다른 하나의 금속 라인을 프린팅한다. 이에 따라, 제1 금속 라인(751) 내지 제4 금속 라인(754)이 모두 단선없이 전기적으로 연결될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200, 300 : 잉크젯 프린팅 장치
210 : 스테이지
220 : 잉크젯 헤드
321 :제1 잉크젯 헤드
322 : 제2 잉크젯 헤드
230 : 헤드 이동부
331 : 제1 헤드 이동부
332 : 제2 헤드 이동부
450, 750 : 기판
201 : 레일
201a : 제1 레일
201b : 제2 레일
201c : 제3 레일
201d : 제4 레일
451 : 패턴
452 : 제1 금속 라인
453 : 제2 금속 라인
330a : 제1 프린팅모듈
330b : 제2 프린팅모듈
D1 : 제1 방향
D2 : 제2 방향

Claims (13)

  1. 서로 상이한 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 금속 라인을 포함하는 패턴을 기판에 프린트하기 위한 잉크젯 프린팅 장치에 있어서,
    레일을 따라 이동하도록 구성되며, 상기 기판을 수용하기 위한 상면을 포함하는 스테이지;
    상기 기판에 전도성 잉크를 분사하도록 구성된 잉크젯 헤드;
    상기 잉크젯 헤드를 홀딩하고, 상기 잉크젯 헤드를 이동시키도록 구성된 헤드 이동부; 및
    상기 스테이지를 회전시키도록 구성된 스테이지 회전부를 포함하는, 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는,
    상기 헤드 이동부에 의해서 이동되는 방향과 평행한 방향으로만 상기 전도성 잉크를 분사하도록 구성된, 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 헤드 이동부는,
    상기 잉크젯 헤드를 제1 방향 및 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로만 이동시키도록 구성된, 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 상기 기판 위를 이동하면서, 상기 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 제1 금속 라인을 프린팅하고,
    상기 스테이지 회전부는,
    상기 제1 금속 라인이 프린팅된 후, 상기 제1 금속 라인과는 상이한 방향으로 연장되는 제2 금속 라인의 연장 방향이 상기 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행하도록 상기 스테이지를 회전시키는, 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는,
    상기 스테이지가 회전된 후 상기 기판 위를 이동하면서, 상기 제2 금속 라인을 프린팅하도록 구성된, 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드 및 상기 헤드 이동부는 하나의 프린팅 모듈을 구성하고,
    상기 프린팅 모듈은 복수로 구비되며, 서로 이격되어 배치되고,
    상기 프린팅 모듈 각각은 서로 상이한 방향으로 연장되는 상기 각 금속 라인을 프린팅하도록 구성된, 잉크젯 프린팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프린팅 모듈은, 서로 이격되어 배치되는 제1 프린팅 모듈 및 제2 프린팅 모듈을 포함하고,
    상기 제1 프린팅 모듈은, 일 방향으로 연장되는 제1 금속 라인을 프린팅하도록 구성되고,
    상기 제2 프린팅 모듈은, 상기 제1 금속 라인과 상이한 방향으로 연장되는 제2 금속 라인을 프린팅하도록 구성된, 잉크젯 프린팅 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레일은 복수로 구비되어 서로 이격되어 배치되고,
    상기 헤드 이동부는,
    상기 레일의 연장 방향과 상이한 방향으로 연장하여 상기 복수의 레일과 중첩되도록 배치되며, 상기 잉크젯 헤드를 상기 헤드 이동부의 일단에서 타단으로 이동시키도록 구성된, 잉크젯 프린팅 장치.
  9. 서로 상이한 방향으로 연장되는 적어도 2 이상의 금속 라인을 포함하는 기판의 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 패턴 프린팅 방법에 있어서,
    상기 기판을 스테이지에 로딩하는 단계;
    잉크젯 헤드를 이동시켜, 상기 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 상기 기판에 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계;
    상기 제1 금속 라인과 상이한 방향으로 연장되는 제2 금속 라인의 연장 방향에 기초하여 상기 기판을 회전시키는 단계; 및
    상기 잉크젯 헤드가 이동하며 상기 기판에 상기 잉크젯 헤드의 이동 방향과 평행한 방향으로 상기 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계를 포함하는, 패턴 프린팅 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계는 상기 잉크젯 헤드가 제1 방향으로 이동되며 수행되고,
    상기 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계는 상기 잉크젯 헤드가 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 이동되며 수행되는, 패턴 프린팅 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판을 회전시키는 단계는,
    상기 제2 금속 라인의 연장 방향이 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향과 평행하도록 상기 기판을 회전시키는 단계인, 패턴 프린팅 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 복수로 구비되고,
    상기 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계와 상기 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계는, 서로 다른 잉크젯 헤드에 의해 수행되는, 패턴 프린팅 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 금속 라인을 프린팅하는 단계 및 상기 제2 금속 라인을 프린팅하는 단계 중 적어도 하나는,
    상기 제1 금속 라인과 상기 제2 금속 라인이 중첩되는 영역에서 상기 잉크젯 헤드에서 분사되는 전도성 잉크의 양을 감소시키는 단계를 포함하는, 패턴 프린팅 방법.
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