KR20230063981A - 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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이지은
임명준
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상의 패널 영역별 특성에 맞게 막을 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 방법은, 상기 기판을 스테이지 상에 위치시키는 단계와, 상기 기판 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 설정하는 단계와, 상기 기판 상의 패널 영역 별로 설정된 상기 마스크를 적용하여 상기 기판 상에 액적을 토출하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 기판 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용함으로써 각 패널의 특성에 맞는 막을 형성할 수 있다.

Description

잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS FOR FORMING FILM ON SUBSTRATE IN INKJET PRINGTING EQUIPMENT AND METHOD THEREOF}
본 발명은 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
디스플레이 제조 공정은 기판(투명 글라스) 상에 발광을 위한 소자를 형성하기 위한 복수개의 처리 공정을 포함한다. 예를 들어, 처리 공정은 코팅, 노광, 증착, 세정, 식각 등을 포함할 수 있다. 각각의 처리 공정은 디스플레이 제조 공장에 배치된 제조 설비에 의해 순차적으로 수행될 수 있다. 또한, 처리 공정으로서 기판 상에 액적을 토출하여 막 또는 패턴을 형성하는 잉크젯 프린팅 기법이 소개되고 있다.
한편, 하나의 대형 기판은 복수개의 디바이스를 위한 패널 영역들로 구분될 수 있는데, 각 패널 영역 별로 적합한 공정이 요구될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상의 패널 영역별 특성에 맞게 막을 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 방법은, 상기 기판을 스테이지 상에 위치시키는 단계와, 상기 기판 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 설정하는 단계와, 상기 기판 상의 패널 영역 별로 설정된 상기 마스크를 적용하여 상기 기판 상에 액적을 토출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 마스크의 토출 패턴은 상기 패널 영역의 사이즈에 따라 막 두께가 조절되도록 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 막 두께는 상기 패널 영역의 사이즈에 비례하여 증가하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 마스크의 토출 패턴은 상기 패널 영역별 막 두께에 기초한 확률 처리를 통해 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치는, 기판을 하부에서 지지하는 스테이지와, 상기 기판의 측부를 파지하여 상기 기판을 상기 스테이지를 따라 제1 방향으로 이동시키는 그리퍼와, 상기 스테이지의 상부에 설치되는 갠트리와, 상기 갠트리를 따라 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하며 상기 기판 상으로 액적을 토출하는 헤드 유닛과, 상기 헤드 유닛을 제어하는 제어기를 포함한다. 상기 제어기는, 상기 기판 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 설정하고, 상기 기판 상의 패널 영역 별로 설정된 상기 마스크를 적용하여 상기 기판 상에 액적을 토출하도록 상기 헤드 유닛을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용함으로써 각 패널의 특성에 맞는 막을 형성할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치의 개략적인 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 상에 막을 형성하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 3은 기판 상에서 상이한 사이즈를 갖는 패널 영역의 예를 도시한다.
도 4는 패널 영역 별로 상이한 막 두께가 형성된 경우를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확률 처리를 통해 구성되는 마스크의 토출 패턴의 예를 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 결합)"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 설비(1)에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치 및 방법에 대하여 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 하나의 대형 기판(G)은 복수개의 디바이스를 위한 패널 영역들로 구분될 수 있는데, 각 패널 영역 별로 적합한 공정이 요구되며, 본 발명의 실시예는 잉크젯 프린팅 설비(1)에서 기판(G) 상의 패널 영역별 특성에 맞게 막을 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 여러 규격의 패널 영역에 각각 다른 막 두께를 형성하도록 함으로써 잉크젯 프린팅 공정을 수행할 수 있다.
잉크젯 프린팅 기법을 통해 막을 형성하는 공정은 무기물 적층 과정에서 발생하는 이물질을 덮기 위하여 적용될 수 있다. 즉, 제1 무기물 적층 과정이 먼저 수행되고, 잉크젯 프린팅을 통해 막이 제1 무기물 상에 형성되고, 이후 제2 무기물이 형성될 수 있다. 여기서, 막의 두께는 이물질을 덮을 수 있으면서 광 투과율을 높일 수 있는 정도가 적합한데, 이는 패널의 특성(특히, 패널 사이즈) 별로 상이하다. 따라서, 본 발명은 기판(G) 내 패널 영역 마다 상이한 두께의 막이 형성되도록 액을 토출할 수 있는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 설비(1)에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치의 개략적인 구조를 도시한다. 도 1을 참고하면, 잉크젯 프린팅 설비(1)에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치는 기판(G)을 하부에서 지지하는 스테이지(10)와, 기판(G)의 측부를 파지하여 기판(G)을 스테이지(10)를 따라 제1 방향(예: X 방향)으로 이동시키는 그리퍼(20)와, 스테이지(10)의 상부에 설치되는 갠트리(30)와, 갠트리(30)를 따라 제1 방향(예: X 방향)에 수직한 제2 방향(예: Y 방향)으로 이동하며 기판(G) 상으로 액적을 토출하는 헤드 유닛(40)과, 헤드 유닛(40)을 제어하는 제어기(50)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 제어기(50)는 기판(G) 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 설정하고, 기판(G) 상의 패널 영역 별로 설정된 마스크를 적용하여 기판(G) 상에 액적을 토출하도록 헤드 유닛(40)을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어기(50)는 기판(G) 상에서 서로 다른 사이즈를 갖는 패널 영역 마다 서로 다른 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용하여 액적이 토출되도록 한다. 여기서, 서로 다른 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용하는 것은 패널 영역 마다 막의 두께를 상이하게 제어하기 위함이다.
본 발명에 따르면, 마스크의 토출 패턴은 패널 영역의 사이즈에 따라 막 두께가 조절되도록 설정될 수 있다. 도 3을 참고하면, 기판(G)에서 제1 사이즈를 갖는 제1 패널 영역(A), 제2 사이즈를 갖는 제2 패널 영역(B), 제3 사이즈를 갖는 제3 패널 영역(C)이 각각 설정될 수 있다. 본 발명에 따르면, 도 3과 같이 서로 다른 사이즈를 갖는 패널 영역의 사이즈에 따라 상이한 두께로 막이 형성되도록 액적을 토출할 수 있는데, 여기서 막의 두께에 따른 토출량을 조절하기 위하여 상이한 토출 패턴의 마스크를 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 막 두께는 패널 영역의 사이즈에 비례하여 증가하도록 설정될 수 있다. 패널 영역의 사이즈가 증가할 수록 제1 무기물 적층 과정에서 발생하는 이물질(D)의 크기도 함께 증가할 수 있기 때문에 상대적으로 큰 두께를 갖는 액막을 형성할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 패널 영역의 사이즈에 비례하여 큰 막 두께가 형성되도록 액적을 토출하며, 막 두께를 제어하기 위하여 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용할 수 있다.
도 4를 참고하면, 상대적으로 큰 사이즈를 갖는 제1 패널 영역(A)에서 제1 무기물층(CVD1)이 적층된 이후 제1 두께(TH1)를 갖는 액막(D1)이 형성되고, 이후 제2 무기물층(CVD2)이 액막(D1)의 상부에 형성될 수 있다. 한편, 상대적으로 작은 사이즈를 갖는 제2 패널 영역(B)에서 제1 무기물층(CVD1)이 적층된 이후 제1 두께(TH1)보다 작은 제2 두께(TH2)를 갖는 액막(D2)이 형성되고, 이후 제2 무기물층(CVD2)이 액막(D2)의 상부에 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 상대적으로 큰 사이즈를 갖는 제1 패널 영역(A)에 더 큰 이물질(D)이 발생할 수 있기 때문에 더 큰 두께로 액막(D1)을 형성하도록 하고, 상대적으로 작은 사이즈를 갖는 제2 패널 영역(B)에는 상대적으로 작은 이물질이 발생할 가능성이 크므로 작은 두께로 액막(D2)을 형성하도록 하여 광 투과율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크의 토출 패턴은 패널 영역별 막 두께에 기초한 확률 처리를 통해 구성될 수 있다. 일반적으로 잉크젯 프린팅에 사용되는 랜덤 패턴 마스크는 패널 영역 별로 다른 확률을 적용할 수 없다. 이는 랜덤 패턴을 적용하는 포맷팅 프로세스(Formatting process)가 각 패널 영역의 위치를 알 수 없는 분리된 상태로 랜덤 패턴을 적용하기 때문이다. 따라서, 본 발명은 패널 영역 별 위치 구분이 가능한 렌더링 프로세스(Rendering process)에서 각 패널 영역 별로 최대 토출 막두께를 기준으로 확률 처리(Halftoning)를 적용하여 막두께를 조절할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 것과 같이 최대 막두께(예: 6um)를 형성하고자 하는 경우 100% 토출을 위하여 도 5의 (a)와 같은 토출 패턴을 갖는 마스크가 적용되고, 중간 막두께(예: 5um)를 형성하고자 하는 경우 약 85% 토출을 위하여 도 5의 (b)와 같은 토출 패턴을 갖는 마스크가 적용되고, 최소 막두께(예: 4um)를 형성하고자 하는 경우 약 66% 토출을 위하여 도 5의 (c)와 같은 토출 패턴을 갖는 마스크가 적용될 수 있다. 도 5에서, 마스크의 흰색 영역이 토출 위치, 흑색 영역이 미토출 위치를 지시한다.
앞서 설명한 것과 같이 기판(G)의 각 디바이스 별로 할당된 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용함으로써 각 패널 영역 별로 최적화된 두께의 액막을 형성할 수 있으며, 결과적으로 각 패널의 영상 품질을 증대시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 상에 막을 형성하기 위한 방법의 흐름도이다. 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 설비(1)에서 기판(G) 상에 막을 형성하기 위한 방법은, 기판(G)을 스테이지(10) 상에 위치시키는 단계(S210)와, 기판(G) 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 설정하는 단계(S220)와, 기판(G) 상의 패널 영역 별로 설정된 마스크를 적용하여 기판 상에 액적을 토출하는 단계(S230)를 포함한다. 본 발명에 따른 기판 상에 막을 형성하기 위한 방법은 도 1의 제어기(50)에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에서, 마스크의 토출 패턴은 패널 영역의 사이즈에 따라 막 두께가 조절되도록 설정될 수 있다. 도 3을 참고하면, 기판(G)에서 제1 사이즈를 갖는 제1 패널 영역(A), 제2 사이즈를 갖는 제2 패널 영역(B), 제3 사이즈를 갖는 제3 패널 영역(C)이 각각 설정될 수 있다. 본 발명에 따르면, 도 3과 같이 서로 다른 사이즈를 갖는 패널 영역의 사이즈에 따라 상이한 두께로 막이 형성되도록 액적을 토출할 수 있는데, 여기서 막의 두께에 따른 토출량을 조절하기 위하여 상이한 토출 패턴의 마스크를 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 막 두께는 패널 영역의 사이즈에 비례하여 증가하도록 설정될 수 있다. 패널 영역의 사이즈가 증가할 수록 제1 무기물 적층 과정에서 발생하는 이물질(D)의 크기도 함께 증가할 수 있기 때문에 상대적으로 큰 두께를 갖는 액막을 형성할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 패널 영역의 사이즈에 비례하여 큰 막 두께가 형성되도록 액적을 토출하며, 막 두께를 제어하기 위하여 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용할 수 있다.
도 4를 참고하면, 상대적으로 큰 사이즈를 갖는 제1 패널 영역(A)에서 제1 무기물층(CVD1)이 적층된 이후 제1 두께(TH1)를 갖는 액막(D1)이 형성되고, 이후 제2 무기물층(CVD2)이 액막(D1)의 상부에 형성될 수 있다. 한편, 상대적으로 작은 사이즈를 갖는 제2 패널 영역(B)에서 제1 무기물층(CVD1)이 적층된 이후 제1 두께(TH1)보다 작은 제2 두께(TH2)를 갖는 액막(D2)이 형성되고, 이후 제2 무기물층(CVD2)이 액막(D2)의 상부에 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 상대적으로 큰 사이즈를 갖는 제1 패널 영역(A)에 더 큰 이물질(D)이 발생할 수 있기 때문에 더 큰 두께로 액막(D1)을 형성하도록 하고, 상대적으로 작은 사이즈를 갖는 제2 패널 영역(B)에는 상대적으로 작은 이물질이 발생할 가능성이 크므로 작은 두께로 액막(D2)을 형성하도록 하여 광 투과율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크의 토출 패턴은 패널 영역별 막 두께에 기초한 확률 처리를 통해 구성될 수 있다. 일반적으로 잉크젯 프린팅에 사용되는 랜덤 패턴 마스크는 패널 영역 별로 다른 확률을 적용할 수 없다. 이는 랜덤 패턴을 적용하는 포맷팅 프로세스(Formatting process)가 각 패널 영역의 위치를 알 수 없는 분리된 상태로 랜덤 패턴을 적용하기 때문이다. 따라서, 본 발명은 패널 영역 별 위치 구분이 가능한 렌더링 프로세스(Rendering process)에서 각 패널 영역 별로 최대 토출 막두께를 기준으로 확률 처리(Halftoning)를 적용하여 막두께를 조절할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 것과 같이 최대 막두께(예: 6um)를 형성하고자 하는 경우 100% 토출을 위하여 도 5의 (a)와 같은 토출 패턴을 갖는 마스크가 적용되고, 중간 막두께(예: 5um)를 형성하고자 하는 경우 약 85% 토출을 위하여 도 5의 (b)와 같은 토출 패턴을 갖는 마스크가 적용되고, 최소 막두께(예: 4um)를 형성하고자 하는 경우 약 66% 토출을 위하여 도 5의 (c)와 같은 토출 패턴을 갖는 마스크가 적용될 수 있다. 도 5에서, 마스크의 흰색 영역이 토출 위치, 흑색 영역이 미토출 위치를 지시한다.
앞서 설명한 것과 같이 기판(G)의 각 디바이스 별로 할당된 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 적용함으로써 각 패널 영역 별로 최적화된 두께의 액막을 형성할 수 있으며, 결과적으로 각 패널의 영상 품질을 증대시킬 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 잉크젯 프린팅 설비
10: 스테이지
20: 그리퍼
30: 갠트리
40: 헤드 유닛
50: 제어기

Claims (8)

  1. 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 방법에 있어서,
    상기 기판을 스테이지 상에 위치시키는 단계;
    상기 기판 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 설정하는 단계; 및
    상기 기판 상의 패널 영역 별로 설정된 상기 마스크를 적용하여 상기 기판 상에 액적을 토출하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스크의 토출 패턴은 상기 패널 영역의 사이즈에 따라 막 두께가 조절되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 막 두께는 상기 패널 영역의 사이즈에 비례하여 증가하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스크의 토출 패턴은 상기 패널 영역별 막 두께에 기초한 확률 처리를 통해 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 잉크젯 프린팅 설비에서 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치에 있어서,
    기판을 하부에서 지지하는 스테이지;
    상기 기판의 측부를 파지하여 상기 기판을 상기 스테이지를 따라 제1 방향으로 이동시키는 그리퍼;
    상기 스테이지의 상부에 설치되는 갠트리;
    상기 갠트리를 따라 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 이동하며 상기 기판 상으로 액적을 토출하는 헤드 유닛; 및
    상기 헤드 유닛을 제어하는 제어기;
    상기 제어기는,
    상기 기판 상의 패널 영역 별로 상이한 토출 패턴을 갖는 마스크를 설정하고,
    상기 기판 상의 패널 영역 별로 설정된 상기 마스크를 적용하여 상기 기판 상에 액적을 토출하도록 상기 헤드 유닛을 제어하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마스크의 토출 패턴은 상기 패널 영역의 사이즈에 따라 막 두께가 조절되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 막 두께는 상기 패널 영역의 사이즈에 비례하여 증가하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 마스크의 토출 패턴은 상기 패널 영역별 막 두께에 기초한 확률 처리를 통해 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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