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잉크젯 프린팅 기술

잉크젯 프린팅 기술이 인쇄전자산업에서 여러 가지 디스플레이(LCD, OLED 등)를 제조하는 기술로 적용이 되고 있고 양자
점(QD) 그리고 마이크로 LED 등 차세대 디스플레이를 제조하는데도 확대 적용이 예상되고 있다. 디스플레이 분야에서 잉
크젯 프린팅 기술이 컬러필터, 액정 코팅 등 다양한 분야에 이용되고 있고 전극, 블랙배젤 인쇄 등 디스플레이 모듈 제조분야
로도 넓어지고 있는 실정이다. 또한, OLED 디스플레이 제조에 있어서 잉크젯 프린팅 기술이 먼저 적용된 분야는 박막봉지
분야이고 앞으로 화소공정에서 폴리머 소재를 잉크화 하여 RGB 발광층 형성 공정까지 적용하기 위해 개발이 진행중이다.
OLED 공통층인 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL)도 잉크젯 기술로 인쇄하는 공정도 개발되고 있으며, OLED에 적용된 - 그림 2. 잉크젯 기술 구분 - - 그림 3. 인쇄전자 -
유사한 기술이 양자점(QD) 그리고 마이크로 LED에도 적용될 것으로 예상된다.
인쇄전자 제조에 잉크젯 기술을 적용하는 것은 1990년대 중반에 잉크젯 기술을 선도하는 Cannon, HP, Seiko Epson, 잉크젯 기술은 아래 [그림 3]에서 보는 바와 같이 잉크 헤드, 잉크젯 프린터, 잉크젯 공정 등 다양한 요소로 이루어져 있으며,
Kodak, Xerox에서 시작되어 1990년 중반에 선진국에서는 잉크젯 기술을 적용한 인쇄전자에 대한 원천특허들이 등록되기 잉크젯 기술에 있어서 가장 중요한 기술 중 하나인 프린팅 재료의 잉크화 기술로 잉크젯 기기의 사용성, 막질 특성 등을 좌우
시작하였다. 예를 들면 잉크젯 기술로 LCD Color Filter를 제작하는 방식에 대해서 CDT에서 PLED(Polymer LED)를 잉 한다.
크젯으로 제조하는 방법의 특허도 1990년대에 출원되었고, 2002년도에는 인쇄전자 컨퍼런스가 시작되었고 초기의 인쇄전
자의 잉크젯 응용분야는 Ag잉크를 적용한 RFID 인쇄, Etch Resist, Solder Mark 잉크젯 인쇄를 적용한 PCB 제조 그리고 인쇄 전자용 잉크젯 프린터는 일반적으로 우리가 PC와 함께 보는 사무용 잉크젯 프린터와는 많이 다른데, 아래 [표 1]에서보
PLED를 제조하는 응용분야 등에 적용이 되었다. 또한, 2002년도에 미국에 Litrex라는 인쇄전자용 잉크젯 프린터 제조사, 국 는 것과 같이 인쇄 정밀도 그리고 액적(Droplet) 크기 제어 능력, 제어 방식 등 더 높은 사양의 제어가 필요하다. 또한 일반적
내에서는 (주)유니젯이 설립되어 인쇄전자용 잉크젯 프린터 사업을 시작으로 2003년 2월 LG화학이 최초의 잉크젯용 R&D 인 프린터에는 없는 액적 측정 분석 장치 그리고 헤드 위치 조절 장치 등 다양한 응용처에서 요구되는 공정적인 특성에 맞추
프린터(MicroFab사)를 유니젯을 통하여 도입한 것이 국내 인쇄전자용 잉크젯기술 개발의 시작이다. 어 만들어지며 디스플레이에서 사용하기 위해 제품이 요구하는 환경적인 조건 즉 1PPM의 질소 및 수분 분위기 그리고 청정
도 Class1 등을 만족하게 만들어져야 한다.

[표 1] 데스크탑 프린터와 인쇄전자용 잉크젯 프린터 기술의 차이

항목 Desktop 프린터 FPD용 Inkjet 장비
프린터 정밀도 ±25~35㎛ <±10㎛
Droplet 크기 균일성 ±15% ±2%
제어방식 전체가 하나의 Waveform 개별 Nozzle Waveform(DPN)
Jetting Head 수명 < 20억 번 100억 ~ 900억 번
Droplet Anslyzing 없음 필수
Head Rotation 없음 필수
(a)잉크젯 인쇄 RFID (b)Etch Resist, Solder Mask Meniscus 조절 방식 대기압 진공
- 그림 1 -
잉크젯 기술의 적용 범위는 아래 [그림 4]와 같이 일반적으로 20㎛ 이상의 선폭 그리고 0.5㎛ 이상의 선 두께의 공정에 적합
하다. 그러나 이는 적용하는 잉크 종류가 어떤 것이냐에 따라서 특성이 많이 달라지는데, 예를 들어서 수용성의 Ag 잉크는 선
잉크젯 기술은 아래 [그림 2]와 같이 연속(Continuous) 방식 그리고 DOD(Drop-on-Demand) 방식으로 분류되며, 두께를 5㎛ 이상 높이는 것이 어려우나, UV 경화가 가능한 잉크는 쉽게 10㎛ 이상의 두께를 얻을 수 있다. 잉크젯 기술의 선
Digital 잉크젯 프린팅은 DOD 방식을 의미한다. 현재의 Piezoelectric 잉크젯 기술은 원하는 노즐(Nozzle) 형성을 만들어 폭 또는 두께의 한계를 극복하기 위하여 다양한 방법으로 표면 처리를 하여 실제로 5㎛ 이하의 선폭도 구현이 가능하며 또한
줄 수 있고 프린팅시 온도 상승을 유발하지 않으면서 가격적으로 저렴한 MEMS 방식의 헤드 제조 기술이 핵심 기술로 모든 정밀한 인쇄를 구현할 수 있다.
업체들이 MEMS기술을 적용하고 있다.

20 _ NEWS LETTER 2017년 제16호 _ 21