Size-controllable patterning using physical vapor jet printing

Abstract

전자전기 소자 개발에 있어 패터닝 방법은 많은 관심을 받고 있다. 기존의 공정들의 경우 마스크를 이용하여 선, 점 형태의 패턴을 구현한다. 이러한 구현 방식은 많은 재료의 손실과 마스크 제작에 따른 공정비용 증가를 초래한다. 그리고 기존의 공정들의 경우 유기물이나 금속에 한정되어있어 재료의 선택도가 떨어진다는 단점이 존재한다. 기존의 공정의 문제점들을 대체하기 위해 레이저를 이용하여 물질을 물리적으로 증기화시키는 방식인 펄스 레이저 증착이라는 방법을 통해 재료의 선택도를 높인다. 그러나 펄스 레이저 증착 공정의 경우에도 마스크를 사용한다는 단점이 있어 이를 보안하기 위해 노즐을 제작하고 3축 이송장치를 이용하여 재료의 손실을 줄이고 마스크 없는 공정을 개발하였다. 노즐의 경우 물리적으로 증기화된 나노 입자들의 운동량의 방향을 최대로 이용하도록 설계되었다. 이를 물리적 증기젯 인쇄 방법이라 명명한다. 하지만 개선된 공정에서도 패터닝 사이즈를 바꾸기 위해서는 폭이 다른 노즐의 사용해야 한다는 단점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 노즐의 출구에 노즐의 폭과 동일한 폭의 가리개를 장착하고 가리개의 각도의 조절하여 패터닝되는 폭을 조절하도록 설계하였다. 이를 통해서 원하는 곳에 원하는 만큼의 두께를 쌓고 재료의 선택도가 높이고 재료의 손실이 줄여 마스크 제작에 따른 가공비용, 재료 손실에 따른 비용을 줄여 공정 비용 감소와 시간의 단축을 도모할 수 있다. 추가적으로 최근에 많은 관심을 받고 있는 디스플레이 소자에 사용되는 산화아연과 형광체를 이용하여 이들의 패터닝 폭을 조절하고 이들의 특성을 확인한다.