KR20170111463A - 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법 - Google Patents

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Abstract

잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법은 액적의 토출이 이루어지는 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법에 있어서, 테스트 기판에 테스트 인쇄 패턴이 인쇄되도록 상기 잉크젯 헤드를 이용하여 액적을 토출시키는 단계; 상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석이 이루어지도록 상기 액적이 원하는 위치에 원하는 크기로 토출되었는가를 확인하는 단계; 및 상기 테스트 인쇄 패턴의 분석을 통하여 실제 인쇄 패턴을 획득할 수 있도록 상기 액적이 토출되는 위치, 상기 액적 사이의 간격, 및 상기 액적의 토출량을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법{Printing Method by using Inkjet Head}
본 발명은 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 원하는 패턴의 인쇄가 가능하도록 액적의 토출을 제어할 수 있는 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법에 관한 것이다.
최근, 평판 표시 장치의 제조에서는 잉크젯 헤드를 구비하는 인쇄 장치를 사용하고 있다. 상기 인쇄 장치를 사용하는 인쇄 공정에서는 잉크젯 헤드를 사용하여 기판에 액적을 토출함에 의해 원하는 패턴을 형성한다.
그러나 상기 잉크젯 헤드를 사용하는 인쇄 공정으로 원하는 이미지, 원하는 두께를 갖는 박막 등과 같은 원하는 패턴을 형성하기에는 어려움이 있다. 일예로, 상기 인쇄 장치를 사용하는 인쇄 공정의 수행시 상기 액적이 경계면에서 서로 중복되어 겹치거나 상기 액적이 기판의 중심 부분과 마찬가지로 기판의 에지 부분에도 동일한 토출량을 토출될 경우 원하는 이미지의 형성이나 원하는 두께를 갖는 박막을 형성하지 못할 수 있다.
본 발명은 목적은 원하는 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법을 제공하는데 있다.
언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법은 액적의 토출이 이루어지는 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법에 있어서, 테스트 기판에 테스트 인쇄 패턴이 인쇄되도록 상기 잉크젯 헤드를 이용하여 액적을 토출시키는 단계; 상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석이 이루어지도록 상기 액적이 원하는 위치에 원하는 크기로 토출되었는가를 확인하는 단계; 및 상기 테스트 인쇄 패턴의 분석을 통하여 실제 인쇄 패턴을 획득할 수 있도록 상기 액적이 토출되는 위치, 상기 액적 사이의 간격, 및 상기 액적의 토출량을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
언급한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법에 있어서, 상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석은 에어리어(area) 스캔 카메라 또는 라인(line) 스캔 카메라를 포함하는 머신 비전(machine vision)을 이용할 수도 있다.
언급한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법에 있어서, 상기 실제 인쇄 패턴을 획득한 이후 기판에 상기 실제 패턴이 인쇄되도록 상기 잉크젯 헤드를 이용하여 액적을 토출시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 인쇄 방법에 따르면 액적이 토출되는 위치, 액적 사이의 간격 및 액적의 토출량을 조정할 수 있다. 이에, 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 공정을 수행하여도 원하는 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서 본 발명의 인쇄 방법은 다양한 패턴, 즉 원하는 두께를 갖는 박막, 원하는 이미지를 갖는 패턴의 형성이 가능하기 때문에 높은 해상도, 다양한 패턴을 요구하는 최근의 평판 표시 장치의 제조에 보다 적극적으로 활용할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.
도 2는 도 1의 S11 단계에서 테스트 인쇄 패턴에 대한 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 기판 상에 토출되는 액적의 평면에 대한 반지름을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야한다.
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.
먼저, 본 발명의 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법을 구현할 수 있는 인쇄 장치는 평판 표시 장치의 제조시 박막의 형성, 원하는 이미지의 형성 등과 같은 패턴 형성에 적용할 수 있다.
그리고 본 발명의 인쇄 장치는 잉크젯 방식으로 기판 상에 액적을 토출하는 잉크젯 헤드를 구비하는데, 상기 잉크젯 헤드에는 액적의 토출을 위한 복수 개의 노즐들이 배치될 수 있다, 상기 잉크젯 헤드에 배치되는 복수 개의 노즐들은 주로 128개 또는 256개일 수 있고, 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 상기 노즐들에는 상기 노즐들에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 구비될 수 있고, 이에 상기 압전 소자의 동작에 의해 상기 노즐들을 통하여 기판 상으로 액적을 토출시킬 수 있는 것이다. 여기서, 상기 노즐들이 128개 구비될 경우에는 상기 압전 소자 또한 128개가 구비되고, 상기 노즐들이 256개 구비될 경우에는 상기 압전 소자 또한 256개가 구비되는 것이다. 그리고 상기 노즐들로부터 토출되는 액적의 토출량은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드를 이용하는 인쇄 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.
도 1을 참조하면, 테스트 기판에 테스트 인쇄 패턴을 인쇄한다.(S11 단계) 상기 테스트 인쇄 패턴을 인쇄하기 위해서는 테스트 기판을 준비하고, 인쇄 장치의 정보를 파악하고, 그리고 테스트 인쇄 패턴에 대한 정보를 준비하는 등과 같은 사전 작업을 수행하여야 한다.
상기 테스트 기판은 로우(raw) 기판에 박막이 코팅되거나 또는 박막 특성을 갖도록 로우 기판의 표면을 처리한 것일 수 있다. 이는, 상기 테스트 기판에 토출되는 액적의 퍼짐성, 액적과 박막 사이에서의 물리적 상호 관계 등을 보다 정확하게 파악하기 위함이다. 상기 인쇄 장치에 대한 정보는 잉크젯 헤드의 사양, 수량, 배치, 위치 정보 등과 같은 기계적 사양 정보를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 S11 단계에서 테스트 인쇄 패턴에 대한 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 테스트 인쇄 패턴은 잉크젯 헤드(21)의 특성을 가장 잘 나타낼 수 있는 패턴이면 무방하다. 그리고 상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 정보는 액적(25)의 토출 여부와 같은 잉크젯 헤드(21)의 노즐(23)의 상태, 액적(25)의 크기, 액적(25)이 토출되는 위치 등을 근거로 획득할 수 있다.
이와 같이, 상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 정보를 확인한 후, 상기 테스트 인쇄 패턴을 테스트 기판 상에 인쇄한다. 즉, 상기 테스트 기판에 테스트 인쇄 패턴이 인쇄되도록 상기 잉크젯 헤드를 이용하여 상기 테스트 기판에 액적을 토출시키는 것이다.
언급한 바와 같이 상기 테스트 인쇄 패턴을 테스트 기판 상에 인쇄한 후, 상기 테스트 인쇄 패턴을 분석한다.(S13 단계) 상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석은 에어리어(area) 스캔 카메라 또는 라인(line) 스캔 카메라를 포함하는 머신 비전(machine vision)을 이용할 수 있다. 이에, 상기 테스트 기판 상에 인쇄된 테스트 인쇄 패턴을 촬영하고, 그리고 촬영된 영상을 분석하는 것이다.
따라서 언급한 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석을 통하여 상기 액적이 토출되었는가에 대한 토출 여부, 그리고 상기 액적이 원하는 위치에 원하는 크기로 토출되었는가를 확인할 수 있다.
그리고 상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석을 통하여 실제 인쇄 패턴을 획득한다.(S15 단계) 상기 실제 인쇄 패턴은 상기 테스트 인쇄 패턴의 분석을 통하여 확인할 수 있는 상기 액적이 토출되는 위치, 상기 액적 사이의 간격, 상기 액적의 토출량 등으로부터 획득할 수 있다.
상기 실제 인쇄 패턴의 획득에서 원하는 박막의 평면 형상의 구현을 위해서는 두 가지의 옵셋(offset)이 적용되어야 한다. 상기 두 가지의 옵셋은 상기 액적과 액적이 서로 이웃할 수 있는 경계면에서의 옵셋과, 기판의 에지 부분에 토출되는 액적의 토출량에 대한 옵셋일 수 있다.
상기 액적과 액적이 서로 이웃하는 경계면에는 상기 액적이 서로 결합을 통해 형성되므로 액적의 반경에 해당하는 정도의 액적 위치에 대한 보정이 필요할 것이다. 그리고 기판의 에지 부분의 경우에는 기판의 중심 부분에서 보다는 상대적으로 적은 토출량을 가질 필요가 있기 때문에 기판의 에지 부분에 토출되는 액적의 토출량에서도 보정이 필요할 것이다.
그리고 상기 잉크젯 헤드를 두 가지 타입인 제1 토출량을 갖는 잉크젯 헤드와 상기 제1 토출량보다 상대적으로 적은 제2 토출량을 갖는 잉크젯 헤드를 구비할 경우 상기 제1 토출량이 필요한 부분에는 상기 제1 토출량을 갖는 잉크젯 헤드를 사용하여 액적을 토출하고, 상기 액적과 액적 사이에서의 경계면에는 상기 제2 토출량을 갖는 잉크젯 헤드를 사용하여 액적을 토출함으로써 상기 액적의 위치에 대한 보정, 상기 액적의 토출량에 대한 보정을 달성할 수 있을 것이다. 이와 달리, 상기 액적의 크기를 기준으로 상대적으로 많은 토출량으로 액적이 토출될 부분과 상대적으로 적은 토출량으로 액적이 토출될 부분을 구분함에 의해서도 상기 액적의 위치에 대한 보정, 상기 액적의 토출량에 대한 보정을 달성할 수 있을 것이다.
이와 같이, 상기 액적이 토출되는 위치, 상기 액적 사이의 간격, 및 상기 액적의 토출량을 조정함에 의해 실제 인쇄 패턴을 획득할 수 있다.
그리고 상기 실제 인쇄 패턴을 획득한 이후 기판에 상기 실제 패턴이 인쇄되도록 상기 잉크젯 헤드를 이용하여 액적을 토출시킴으로써 상기 기판 상에 원하는 패턴, 원하는 두께를 갖는 박막의 형성을 달성할 수 있다.(S17 단계)
본 발명에서의 인쇄 방법을 살펴보면, 캐드(CAD)의 백터(vector) 정보를 레스터(raster) 정보로 변환시키는 과정에서 약액의 특성, 기판의 유체 역학적 특성을 반영함으로써 원하는 두께를 갖는 박막을 구현할 수 있는 액적의 토출 위치, 토출량 등을 획득할 수 있다. 그리고 액적, 기판 특성 등에 대한 정보가 없을 경우에도 테스트 인쇄를 통하여 액적의 퍼짐성, 액적 간의 병합 특성 등을 분석함에 의해서도 원하는 두께를 갖는 박막을 구현할 수 있는 액적의 토출 위치, 토출량 등을 획득할 수 있다. 아울러, 상기 레스터 정보를 바탕으로 액적이 토출되는 위치 및 가상의 패턴 형성 이미지를 시뮬레이션 할 수 있으며 이를 통해 작업자가 직접 레스터 정보로부터 상기 액적이 토출되는 위치를 수정할 수도 있다. 여기서, 상기 레스트 정보는 인쇄 장치의 정보(잉크젯 헤드의 상태에 대한 정보), 액적의 특성에 대한 정보, 기판 특성에 대한 정보 등을 바탕으로 생성할 수 있는 것으로써, 잉크젯 헤드로부터 토출되는 액적의 토출 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그리고 상기 액적의 토출 위치는 잉크젯 헤드의 노즐 순서 방향(x) 및 노즐 순서 방향과 직교하는 인쇄 방향(y)으로부터 획득할 수 있는 것으로써, 잉크젯 헤드의 종류, 배치 등에 따라 다르게 설정될 수 있다.
도 3은 기판 상에 토출되는 액적의 평면에 대한 반지름을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 액적 간의 경계면에 대한 정확한 위치 및 크기를 획득하기 위해서는 개별적으로 토출되어 형성되는 기판과 액적 간의 원형 경계면에서의 직경값이 필요한 것으로써, 상기 액적이 이루는 원형 경계면에서의 직경값은 하기의 수학식 1에서와 같이 액적과 기판 간의 표면에너지에 의해 이루는 접촉각과 토출된 액적의 체적을 통해 산술적으로 구할 수 있다.
Figure pat00001
(여기서, 상기 R은 액적의 평면에 대한 반지름, 상기 θ는 접촉각, Vdrop는 액적의 체적을 나타낸다.)
그러나 언급한 액적에 대한 직경값은 산술적인 것으로써 실측값과 오차를 가질 수 있다. 이에, 상기 레스터 정보는 상기 수학식 1을 사용하여 산술적인 직경값을 도출하고, 그리고 실측값을 측정하여 보정을 수행함에 의해 보다 정확하게 획득할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 인쇄 방법은 레스트 정보를 보다 정확하게 획득하고 이를 활용함으로써, 잉크젯 헤드를 이용하여 형성하고자 하는 박막의 두께, 패턴의 구현을 위한 최적의 조건으로 액적의 토출 위치, 토출량 등을 조정할 수 있고, 그 결과 원하는 두께를 갖는 박막, 원하는 패턴 등을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 인쇄 방법은 다양한 패턴, 즉 원하는 두께를 갖는 박막, 원하는 이미지를 갖는 패턴의 형성이 가능하기 때문에 높은 해상도, 다양한 패턴을 요구하는 최근의 평판 표시 장치의 제조에 보다 적극적으로 활용할 수 있고, 그 결과 평판 표시 장치에 대한 제품 경쟁력의 강화를 도모할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
21 : 잉크젯 헤드 23 : 노즐
25 : 액적

Claims (3)

  1. 액적의 토출이 이루어지는 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법에 있어서,
    테스트 기판에 테스트 인쇄 패턴이 인쇄되도록 상기 잉크젯 헤드를 이용하여 액적을 토출시키는 단계;
    상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석이 이루어지도록 상기 액적이 원하는 위치에 원하는 크기로 토출되었는가를 확인하는 단계; 및
    상기 테스트 인쇄 패턴의 분석을 통하여 실제 인쇄 패턴을 획득할 수 있도록 상기 액적이 토출되는 위치, 상기 액적 사이의 간격, 및 상기 액적의 토출량을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 테스트 인쇄 패턴에 대한 분석은 에어리어(area) 스캔 카메라 또는 라인(line) 스캔 카메라를 포함하는 머신 비전(machine vision)을 이용하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 실제 인쇄 패턴을 획득한 이후 기판에 상기 실제 패턴이 인쇄되도록 상기 잉크젯 헤드를 이용하여 액적을 토출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법.
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