KR20070104746A - 잉크젯 분사 장치 및 방법과 이를 이용한 표시 소자의제조방법 - Google Patents

잉크젯 분사 장치 및 방법과 이를 이용한 표시 소자의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기액 분사량의 차이에 의한 얼룩이 시인되는 것을 방지할 수 있는 잉크젯 분사 장치 및 방법과 이를 이용한 표시 소자의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치는 다수의 화소들을 가지는 기판 상에 유기물을 분사하는 다수개의 분사 헤드와; 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소들 중 동일한 색을 구현하는 화소들에 서로 다른 상기 분사 헤드를 위치시키는 이송 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

잉크젯 분사 장치 및 방법과 이를 이용한 표시 소자의 제조방법{APPARATUS AND METHOD OF PRINTING INKJET AND METHOD OF FABRICATING DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2개의 분사 헤드를 포함하는 잉크젯 분사 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 2개의 분사 헤드 각각의 분사 노즐의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 3개의 분사 헤드를 포함하는 잉크젯 분사 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 3개의 분사 헤드 각각의 분사 노즐의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 4개의 분사 헤드를 포함하는 잉크젯 분사 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 4개의 분사 헤드 각각의 분사 노즐의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치를 이용 하여 형성되는 유기막의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치가 적용된 행방향으로 장축을 가지는 화소들을 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치의 분사 헤드 각각의 분사 노즐의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 도 10b 본 발명의 제3 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치를 이용하여 형성되는 유기막의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치를 이용하여 형성되는 다수의 박막을 가지는 액정 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치를 이용하여 형성되는 다수의 박막을 가지는 유기 전계 발광 소자를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
100 : 분사 유닛 101,110,111 : 기판
102,104,106,108 : 분사 헤드 112,114,116,118 : 분사 노즐
120 : 공급 유닛 140 : 박막트랜지스터 기판
142 : 화소 전극 144 : 데이터 라인
146 : 게이트 라인 148 : 박막트랜지스터
150 : 컬러필터 기판 152 : 컬러필터
154 : 공통 전극 156 : 액정층
158 : 공통 전극 162 : 애노드 전극
164 : 정공 관련층 166 : 발광층
168 : 전자 관련층 170 : 유기박막층
172 : 캐소드 전극
본 발명은 잉크젯 분사 장치 및 방법과 표시 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 유기액 분사량의 차이에 의한 얼룩이 시인되는 것을 방지할 수 있는 잉크젯 분사 장치 및 방법과 표시 소자의 제조방법에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-Luminescence : 이하, EL이라 함) 표시 장치 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치는 색을 구현하는 컬러층 등의 다수의 유기막을 포함한다. 이 유기막은 증착(코팅) 공정, 노광 공정, 현상 공정 및 식각 공정 등을 포함하는 마스크 공정에 의해 형성된다. 그러나, 마스크 공정은 제조 공정이 복잡하여 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 유기막을 잉크젯 분사 방식으로 형성하는 잉크젯 분사 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
이 잉크젯 분사 장치는 유기액을 기판 상에 분사하는 다수개의 분사 노즐을 포함하는 적어도 하나의 분사 헤드를 포함한다. 분사 헤드는 한 화소 당 하나씩 배치되거나 한 화소 당 다수개 배치되어 각 화소에 유기액을 분사한다.
한 화소 당 한 개 배치되는 분사 헤드의 특정 분사 노즐에 불량이 발생되는 경우, 그 불량 분사 노즐을 통해 분사된 유기액과 정상 분사 노즐을 통해 분사된 유기액의 분사량이 달라진다. 이 때, 불량 분사 노즐은 열 또는 행방향으로 나란히 배치된 인접한 화소들에 유기액을 분사하게 된다. 이에 따라, 분사량이 다른 유기액이 분사된 화소들은 나머지 화소들에 비해 출사광량이 달라진다. 더욱이 불량 분사 노즐을 통해 유기액이 분사된 화소들은 열 또는 행방향으로 나란히 배치되어 띠 얼룩과 같은 화질 불량으로 시인되는 문제점이 있다.
또한, 한 화소 당 서로 다른 다수개의 분사 헤드가 배치되는 경우, 다수개의 분사 헤드 중 적어도 어느 하나의 분사 헤드의 분사 노즐에 불량이 발생되더라도 불량 헤드 노즐의 검출이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유기액 분사량의 차이에 의한 얼룩이 시인되는 것을 방지할 수 있는 잉크젯 분사 장치 및 방법과 표시 소자의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치는 다수의 화소들을 가지는 기판 상에 유기물을 분사하는 다수개의 분사 헤드와; 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소들 중 동일한 색을 구현하는 화소들에 서로 다른 상기 분사 헤드를 위치시키는 이송 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이송 유닛은 상기 동일한 색을 구현하는 화소들에 상기 다수개의 분사 헤드를 교번적으로 위치시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분사 헤드는 상기 각 화소의 장축방향으로 유기액을 분사시키며 그 장축방향에 대하여 소정 각도로 기울어진 것을 특징으로 한다.
상기 한 개의 분사 헤드는 상기 한 화소 당 한 개의 분사 노즐을 이용하여 상기 유기액을 분사시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 다수의 분사 헤드 각각은 해당 첫 화소에 유기액을 분사한 후 상기 화소 피치 이상 또는 분사 헤드 수만큼 쉬프트 한 후 다음 화소에 유기액을 분사하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 방법은 다수의 화소들을 가지는 기판 상에 유기물을 분사하는 다수개의 서로 다른 분사 헤드를 마련하는 단계와; 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소들 중 동일한 색의 화소들에 서로 다른 분사 헤드를 이용하여 상기 유기액을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 분사 헤드를 마련하는 단계는 상기 동일한 색을 구현하는 화소들에 상기 다수개의 분사 헤드를 교번적으로 위치되는 상기 분사 헤드를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분사 헤드를 마련하는 단계는 상기 유기액의 분사방향인 상기 각 화소의 장축방향에 대하여 소정 각도로 기울어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 한 개의 분사 헤드는 상기 한 화소 당 한 개의 분사 노즐을 이용하여 상기 유기액을 분사시키는 것을 특징으로 한다.
한편,상기 유기액을 분사하는 단계는 상기 다수의 분사 헤드 각각을 이용하여 그 분사 헤드 각각과 대응되는 첫 화소에 유기액을 분사하는 제1 단계와; 상기 분사 헤드를 상기 화소 피치 이상 또는 분사 헤드 수만큼 쉬프트시키는 제2 단계와; 상기 제1 및 제2 단계를 반복하여 상기 열방향 및 행방향으로 나란한 화소들 전체에 상기 유기액을 분사하는 단계를 포함하는 것을 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 소자의 제조방법은 다수의 화소영역들을 가지는 기판을 마련하는 단계와; 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소영역들 중 동일한 색을 구현하는 인접한 화소영역 별로 서로 다른 상기 분사 헤드를 이용하여 유기막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 유기막을 형성하는 단계는 상기 화소 영역과 상기 화소 영역의 경계영역 상에 위치하는 분사 헤드를 이용하여 상기 기판 상에 유기액을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기막의 제1 실시 예는 액정 표시 소자의 컬러필터인 것을 특징으로 한다.
상기 유기막의 제2 실시 예는 유기 전계 발광 소자의 발광층인 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 컬러층을 형성하기 위한 잉크젯 분사 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 잉크젯 분사 장치는 기판(110) 상에 유기액을 분사하는 분사 유닛(100)과, 분사 유닛(100)에 유기액을 공급하는 공급 유닛(120)과, 분사 유닛(100)을 이송시키기 위한 이송 유닛(도시하지 않음)을 포함한다.
공급 유닛(120)은 제1 분사 헤드(102)의 분사 노즐들(112) 및 제2 분사 헤드(104)의 분사 노즐들(114)에 각각 유기액을 공급한다.
이송 유닛은 제1 및 제2 분사 헤드(102,104) 각각을 소정방향으로 이송시킨다. 구체적으로, 이송 유닛은 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소들 중 동일한 색을 구현하는 인접한 화소별로 서로 다른 분사 헤드(102,104)를 위치시킨다. 이를 위해, 이송 유닛은 제1 및 제2 분사 헤드(102,104)를 이송시키기 위한 XY 테이블 등 다양한 이송 기구등을 이용한다.
분사 유닛(100)은 각각 다수의 분사노즐(112,114)들을 가지는 제1 및 제2 분사 헤드(102,104)를 포함한다. 제1 및 제2 분사 헤드(102,104)는 각 화소의 장축방향으로 유기액을 분사시키며 그 장축방향에 대하여 소정 각도로 기울어지게 배치된다. 이 때, 제1 및 제2 분사 헤드(102,104)는 기판(110)과 평행하게 배치된다. 이러한 제1 및 제2 분사 헤드(102,104)의 분사 노즐(112,114)들은 동일한 색을 구현하는 화소열과 화소행에서 교번적으로 위치하게 된다. 구체적으로, 동일한 색을 구현하는 제1, 제3, 제5,..., 제n-1 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-1,Ⅰ-3,Ⅰ-5,...,Ⅰ-(n-1))은 도 2에 도시된 바와 같이 홀수번째 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-1,Ⅱ-3,Ⅱ-5,...,Ⅱ-(n-1))은 짝수번째 화소에 유기액을 분사한다. 그리고, 동일한 색을 구현하는 제2, 제4,..., 제n 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-2,Ⅰ-4,...,Ⅰ-n))은 짝수번째 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-2,Ⅱ-4,...,Ⅱ-n))은 홀수번째 화소에 유기액을 분사한다.
한편, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치는 2개의 분사 헤드를 예로 들어 설명하였지만 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 2개 이상의 분사 헤드에도 적용가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 분사 헤드(102,104,106)의 제1 내지 제3 노즐들(112,114,116)은 동일한 색을 구현하는 화소열과 화소행에서 교번적으로 위치하게 된다. 구체적으로, 동일한 색을 구현하는 제1, 제4,..., 제n-2 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-1,Ⅰ-4,...,Ⅰ-(n-2))은 도 4에 도시된 바와 같이 제1, 제4,...,제m-2 번째 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-1,Ⅱ-4,...,Ⅱ-(n-2))은 제2, 제5,...,제m-1 번째 화소에 유기액을 분사하며, 제3 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅲ-1,Ⅲ-4,...,Ⅲ-(n-2))은 제3, 제6,...제m 화소에 유기액을 분사한다. 그리고, 동일한 색을 구현하는 제2, 제5,..., 제n-1 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-2,Ⅰ-5,...,Ⅰ-(n-1))은 제3, 제6,...,제m 번째 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-2,Ⅱ-5,...,Ⅱ-(n-1))은 제1, 제4,...,제m-2 화소에 유기액을 분사하며, 제3 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅲ-2,Ⅲ-5,...,Ⅲ-(n-1))은 제2, 제5,...,제m-1 번째 화소에 유기액을 분사한다. 그리고, 동일한 색을 구현하는 제3, 제6,..., 제n 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-3,Ⅰ-6,...,Ⅰ-n))은 제2, 제5,...,제m-1 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-3,Ⅱ-6,...,Ⅱ-n))은 제3, 제6,...,제m 화소에 유기액을 분사하며, 제3 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅲ-3,Ⅲ-6,...,Ⅲ-n)은 제1, 제4,...제m-2 화소에 유기액을 분사한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 분사 헤드(102,104,106,108)의 제1 내지 제4 노즐들(112,114,116,118)은 동일한 색을 구현하는 화소열과 화소행에서 교번적으로 위치하게 된다. 구체적으로, 동일한 색을 구현하는 제1, 제5,..., 제n-3 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-1,Ⅰ-5,...,Ⅰ-(n-3))은 도 6에 도시된 바와 같이 제1, 제5,...,제m-3 번째 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-1,Ⅱ-5,...,Ⅱ-(n-3))은 제2, 제6,...,제m-2 번째 화소에 유기액을 분사하며, 제3 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅲ-1,Ⅲ-5,...,Ⅲ-(n-3))은 제3, 제7,...제m-1 화소에 유기액을 분사하며, 제4 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅳ-1,Ⅳ-5,...,Ⅳ-(n-3))은 제4, 제8,...제m 화소에 유기액을 분사한다. 그리고, 동일한 색을 구현하는 제2, 제6,..., 제n-2 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-2,Ⅰ-6,...,Ⅰ-(n-2))은 제4, 제8,...,제m 번째 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-2,Ⅱ-6,...,Ⅱ-(n-2))은 제1, 제5,...,제m-3 화소에 유기액을 분사하며, 제3 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅲ-2,Ⅲ-6,...,Ⅲ-(n-2))은 제2, 제6,...,제m-2 번째 화소에 유기액을 분사하며, 제4 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅳ-2,Ⅳ-6,...,Ⅳ-(n-2))은 제3, 제7,...,제m-1 화소에 유기액을 분사한다. 그리고, 동일한 색을 구현하는 제3, 제7,..., 제n-1 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-3,Ⅰ-7,...,Ⅰ-(n-1))은 제3, 제7,...,제m-1 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-3,Ⅱ-7,...,Ⅱ-(n-1))은 제4, 제8,...,제m 화소에 유기액을 분사하며, 제3 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅲ-3,Ⅲ-7,...,Ⅲ-(n-1))은 제1, 제5,...제m-3 화소에 유기액을 분사하며, 제4 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅳ-3,Ⅳ-7,...,Ⅳ-(n-1))은 제2, 제6,...제m-2 화소에 유기액을 분사한다. 그리고, 동일한 색을 구현하는 제4, 제8,..., 제n 화소열에서 제1 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅰ-4,Ⅰ-8,...,Ⅰ-n)은 제2, 제6,...,제m-2 화소에 유기액을 분사하며, 제2 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅱ-5,Ⅱ-8,...,Ⅱ-n))은 제3, 제7,...,제m-1 화소에 유기액을 분사하며, 제3 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅲ-5,Ⅲ-8,...,Ⅲ-n))은 제4, 제8,...제m 화소에 유기액을 분사하며, 제4 분사 헤드의 분사 노즐들(Ⅳ-5,Ⅳ-8,...,Ⅳ-n))은 제1, 제5,...제m-3 화소에 유기액을 분사한다.
이를 위해, 시스템 제어부는 화소 피치 및 분사 헤드 수를 고려하여 다수의 분사 헤드들 및 분사 노즐들을 제어한다. 구체적으적, 시스템 제어부는 분사 헤드가 해당 첫 화소에 유기액을 분사한 후 화소 피치(pitch) 이상 또는 분사 헤드 수만큼 쉬프트 한 후 다음 화소에 유기액을 분사하도록 상기 분사 헤드를 제어한다. 예를 들어, 두 개의 분사 헤드를 통해 유기액이 분사되는 화소의 피치가 300㎛인 경우, 분사 헤드의 분사 노즐들은 300㎛의 폭만큼 유기액을 분사한 후 300㎛의 폭만큼 미분사한 후 상기 과정을 반복한다. 그리고, 각 화소 내에 4 드롭의 유기액이 분사되고 각 드롭들 간의 간격이 50㎛인 경우, 분사 노즐(180)은 도 7a에 도시된 바와 같이 제1 화소(P1) 내에 50㎛ 간격으로 이격되도록 4드롭의 유기액을 분사한 후 450㎛이 이동된 후 제3 화소(P3), 제5 화소(P5),...,제n-1 화소(Pn-1) 내에 위와 같은 방법으로 유기액을 분사한다.
예를 들어, 세 개의 분사 헤드를 통해 유기액이 분사되는 화소의 피치가 300㎛인 경우, 분사 헤드의 분사 노즐들은 300㎛의 폭만큼 유기액을 분사한 후 400㎛의 폭만큼 미분사한 후 상기 과정을 반복한다. 그리고, 각 화소 내에 4 드롭의 유기액이 분사되고 각 드롭들 간의 간격이 50㎛인 경우, 분사 노즐(180)은 도 7b에 도시된 바와 같이 제1 화소(P1) 내에 50㎛ 간격으로 이격되도록 4드롭의 유기액을 분사한 후 750㎛이 이동된 후 제4 화소(P4), 제8 화소(P8),...,제n-2 화소(Pn-2) 내에 위와 같은 방법으로 유기액을 분사한다.
이와 같이 기판 상에 분사된 유기액이 소정 온도로 베이킹되면 도 7c에 도시된 바와 같이 광차단층(122)에 의해 구분된 화소 영역에 색을 구현하는 컬러층 (124)으로 형성된다.
한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치는 화소열방향으로 장축을 가지는 화소에 적용될 뿐만 아니라 도 8에 도시된 바와 같이 화소행방향으로 장축을 가지는 화소에도 적용가능하다. 이 때, 잉크젯 분사 장치는 적어도 2개의 분사 헤드를 이용하여 화소행방향으로 장축을 가지는 화소에 유기액을 분사한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치는 동일한 색을 구현하는 화소열과 화소행에서 교번적으로 위치하는 다수개의 분사헤드를 포함한다. 이 경우, 한 화소를 기준으로 상/하/좌/우 방향에 위치하는 화소들과 그 기준 화소는 서로 다른 분사 헤드에 의해 유기액이 분사된다. 이에 따라, 다수개의 분사 헤드 중 어느 하나의 분사 헤드의 분사량이 다른 경우, 그 분사 헤드의 노즐을 통해 분사된 유기액이 기판 상에 분산되어 형성됨으로써 띠불량으로 인식되지 않는다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치의 분사방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이 잉크젯 분사 장치는 동일한 색을 구현하는 화소열과 화소행에서 교번적으로 위치하는 다수개의 분사헤드를 포함한다.
구체적으로, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소를 포함하는 각 화소군 당 적색, 녹색 및 청색 유기액을 분사하는 분사 헤드들(Ⅰ-R,Ⅱ-R,Ⅲ-R,Ⅰ-G,Ⅱ-G,Ⅲ-G,Ⅰ-B,Ⅱ-B,Ⅲ-B)은 서로 다르다. 이 경우, 한 화소에는 그 화소를 기준으로 상/하/좌/우 방향에 위치하는 화소와 다 른 분사 헤드에 의해 유기액이 분사된다.
그리고, 도 9c에 도시된 바와 같이 각 화소군 당 적색, 녹색 및 청색 유기액을 분사하는 분사 헤드(Ⅰ-R,Ⅱ-R,Ⅲ-R,Ⅰ-G,Ⅱ-G,Ⅲ-G,Ⅰ-B,Ⅱ-B,Ⅲ-B)들은 동일한 반면에 인접한 화소군에 이용되는 헤드들과 서로 다르다. 이 경우, 한 화소군을 기준으로 상/하/좌/우 방향에 위치하는 화소들은 그 기준 화소와 다른 분사헤드에 의해 유기액이 분사된다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치는 동일한 색을 구현하는 화소열과 화소행에서 교번적으로 위치하는 다수개의 분사헤드를 포함한다. 이 경우, 한 화소[화소군]를 기준으로 상/하/좌/우 방향에 위치하는 화소[화소군]들과 그 기준 화소[화소군]는 서로 다른 분사 헤드에 의해 유기액이 분사된다. 이에 따라, 다수개의 분사 헤드 중 어느 하나의 분사 헤드[분사 노즐]의 분사량이 다르더라도 동일 분사 헤드[분사 노즐]을 통해 분사되는 유기액이 기판 상에 분산되어 형성됨으로써 띠불량으로 인식되지 않는다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치의 분사방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a에 도시된 본 발명의 제3 실시 예에 따른 잉크젯 분사 장치는 도 1에 도시된 잉크젯 분사 장치와 대비하여 각 화소 영역의 경계영역에 분사 노즐이 위치하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 10a에 도시된 바와 같이 각 분사 헤드의 분사 노즐들(180)은 각 화소 영 역뿐만 아니라 각 화소영역의 경계영역에도 위치하게 된다. 즉, 각 화소영역을 구분하는 광차단층(122) 상에도 분사 노즐(180)이 위치하게 된다. 이러한 분사 노즐(180)을 이용하여 기판(101) 상에 유기액을 분사한 후 그 유기액을 소프트베이킹하게 되면 화소 영역의 전영역에서 컬러층(124)은 도 10b에 도시된 바와 같이 균일한 두께로 형성된다. 구체적으로, 도 7c에 도시된 컬러층(124)은 각 화소영역의 가장자리가 화소영역의 중앙부보다 두께가 다른 돔형태로 형성된 반면에 도 10b에 도시된 컬러층(124)은 각 화소 영역의 전영역에서 균일한 두께로 형성된다. 이 경우, 도 7c에 도시된 컬러층(124)은 각 화소 영역의 중앙부 보다 화소 영역의 가장자리로 출사되는 광 휘도가 다른 반면에 도 10b에 도시된 컬러층(124)은 각 화소 영역의 전영역에서 출사되는 광휘도가 동일해 화질이 상대적으로 향상된다.
도 11은 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치에 의해 형성되는 컬러필터를 포함하는 액정 표시 패널을 나타내는 도면이다.
도 11에 도시된 액정 표시 패널은 액정(156)을 사이에 두고 접합된 컬러 필터 기판(150)과 박막 트랜지스터 기판(140)으로 구성된다.
컬러 필터 기판(150)은 상부 기판(111) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(158)와 컬러 필터(152) 및 공통 전극(154)을 구비한다. 블랙 매트릭스(158)는 상부 기판(111)에 매트릭스 형태로 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(158)는 상부 기판(111)의 영역을 컬러 필터(152)가 형성될 다수의 셀영역들로 나누고, 인접한 셀들간의 광 간섭 및 외부광 반사를 방지한다. 컬러 필터(152)는 블랙 매트릭스(158)에 의해 구분된 셀영역에 적(R), 녹(G), 청(B)으로 구분되게 형성되어 적, 녹 , 청색 광을 각각 투과시킨다. 이러한 컬러 필터(152)는 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치를 이용하여 형성된다. 공통 전극(154)은 컬러 필터(152) 위에 전면 도포된 투명 도전층으로 액정(156) 구동시 기준이 되는 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
박막 트랜지스터 기판(140)은 하부 기판(101)에서 게이트 라인(146)과 데이터 라인(144)의 교차로 정의된 셀영역마다 형성된 박막 트랜지스터(148)와 화소 전극(142)을 구비한다. 박막 트랜지스터(148)는 게이트 라인(101)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(144)으로부터의 데이터 신호를 화소 전극(142)으로 공급한다. 이를 위해, 박막 트랜지스터(148)는 게이트 라인(146)과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인(144)과 접속된 소스 전극, 화소 전극(142)과 접속된 드레인 전극, 소스 및 드레인 전극 사이의 채널을 형성하며 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 중첩되는 활성층 및 오믹접촉층을 포함하는 반도체 패턴으로 형성된다.
투명 도전층으로 형성된 화소 전극(142)은 박막 트랜지스터(148)로부터의 데이터 신호를 공급하여 액정(156)이 구동되게 한다.
유전 이방성을 갖는 액정(156)은 화소 전극(142)의 데이터 신호와 공통 전극(154)의 공통 전압(Vcom)에 의해 형성된 전계에 따라 회전하여 광 투과율을 조절함으로써 계조가 구현되게 한다. 그리고, 액정 패널은 컬러 필터 기판(150)과 박막 트랜지스터 기판(140)과의 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 더 형성된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 잉크젯 분사 장치에 의해 형성된 발광층을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 12에 도시된 유기 전계 발광소자는 유기박막층(170)과, 유기박막층(170)을 사이에 두고 형성되는 애노드 전극(162) 및 캐소드 전극(172)을 포함한다.
애노드 전극(162)은 기판(101) 상에 캐소드 전극(172)에 비하여 일함수(work function)가 큰 물질로 형성됨과 아울러 유기박막층(170)으로부터 생성된 가시광을 외부로 투과시킬 수 있는 재질로 형성된다. 예를 들어, 애노드 전극(162)으로는 인듐 틴 옥사이드(indium-tin oxide : ITO)등을 사용한다. 이 애노드 전극(162)에는 정공을 주입하기 위한 구동 신호가 공급된다.
유기박막층(170)은 애노드 전극(162) 상에 순차적으로 적층된 정공 관련층(164), 발광층(166) 및 전자 관련층(168)을 포함한다. 여기서, 정공 관련층(164)은 정공 주입층과 정공 수송층을 포함하며, 전자 관련층(168)은 전자 수송층과 전자주입층을 포함한다. 이러한 유기박막층(170)에 포함된 발광층(166)은 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치에 의해 형성된다. 이 발광층(166)은 애노드 전극(162) 및 캐소드 전극(172)의 전기적 구동에 의해 발광한다. 발광된 유기박막층(170)으로부터 생성된 가시광은 애노드 전극(162)을 경유하여 기판(101) 쪽으로 방출된다.
캐소드 전극(172)에는 전자를 주입하기 위한 구동신호가 공급된다. 이러한 캐소드 전극(172)은 반사율이 높은 금속 재질, 예를 들어 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 또는 그들의 합금 등으로 형성된다.
이와 같은 유기 전계 발광 소자는 애노드 전극(162)과 캐소드 전극(172) 각각에 구동 신호가 인가되면 전자와 정공이 방출되고, 애노드 전극(162) 및 캐소드 전극(172)에서 방출된 전자와 정공은 유기박막층(170) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발생된 가시광은 애노드 전극(162) 및 기판(101)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치는 첫번째 분사 헤드를 화소열의 첫번째 화소에 대응되는 것으로 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치로 형성되는 유기액을 액정 표시 장치의 컬러필터 및 유기 전계 발광 소자의 발광층을 예로 들어 설명하였지만 이외에도 액정 표시 장치의 블랙매트릭스, 유기 전계 발광 소자에 포함된 유기박막층 등과 같은 유기물질로 형성되는 박막에도 적용가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치 및 분사 방법은 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 나란하게 배치된 화소들 중 동일한 색을 구현하는 인접한 화소별로 서로 다른 다수개의 분사 헤드를 이용하여 유기액을 분사한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치 및 분사 방법은 다수개의 분사 헤드[분사 노즐] 중 어느 하나의 분사 헤드[분사 노즐]에 불량이 발생되더라도 그 분사 헤드[분사 노즐]를 통해 유기액이 분사된 화소가 분산되어 있으므로 얼룩 등의 화질 불량으로 시인되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯 분사 장치 및 분사 방법은 한 화소당 한 개의 분사 헤드의 한 개의 분사 노즐이 배치된다. 이에 따라, 각 화소에 분사되는 유기 액의 두께로 분사 노즐의 불량을 찾을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (14)

  1. 다수의 화소들을 가지는 기판 상에 유기물을 분사하는 다수개의 분사 헤드와;
    열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소들 중 동일한 색을 구현하는 화소들에 서로 다른 상기 분사 헤드를 위치시키는 이송 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 유닛은
    상기 동일한 색을 구현하는 화소들에 상기 다수개의 분사 헤드를 교번적으로 위치시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 개의 분사 헤드는 상기 한 화소 당 한 개의 분사 노즐을 이용하여 상기 유기액을 분사시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 헤드는 상기 각 화소의 장축방향으로 유기액을 분사시키며 그 장축방향에 대하여 소정 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 분사 헤드 각각은 해당 첫 화소에 유기액을 분사한 후 상기 화소 피치 이상 또는 분사 헤드 수만큼 쉬프트 한 후 다음 화소에 유기액을 분사하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 장치.
  6. 다수의 화소들을 가지는 기판 상에 유기물을 분사하는 다수개의 서로 다른 분사 헤드를 마련하는 단계와;
    열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소들 중 동일한 색을 구현하는 화소들에 서로 다른 분사 헤드를 이용하여 상기 유기액을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분사 헤드를 마련하는 단계는
    상기 동일한 색을 구현하는 화소들에 상기 다수개의 분사 헤드를 교번적으로 위치되는 상기 분사 헤드를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 방법.
  8. 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사 헤드를 마련하는 단계는
    상기 유기액의 분사방향인 상기 각 화소의 장축방향에 대하여 소정 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 한 개의 분사 헤드는 상기 한 화소 당 한 개의 분사 노즐을 이용하여 상기 유기액을 분사시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 유기액을 분사하는 단계는
    상기 다수의 분사 헤드 각각을 이용하여 그 분사 헤드 각각과 대응되는 첫 화소에 유기액을 분사하는 제1 단계와;
    상기 분사 헤드를 상기 화소 피치 이상 또는 분사 헤드 수만큼 쉬프트시키는 제2 단계와;
    상기 제1 및 제2 단계를 반복하여 상기 열방향 및 행방향으로 나란한 화소들에 유기막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 잉크젯 분사 방법.
  11. 다수의 화소영역들을 가지는 기판을 마련하는 단계와;
    열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일렬되게 배치된 상기 화소영역들 중 동일한 색을 구현하는 인접 혹은 근접한 화소영역 별로 서로 다른 분사 헤 드를 이용하여 유기막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유기막을 형성하는 단계는
    상기 화소 영역과 상기 화소 영역의 경계영역 상에 위치하는 분사 헤드를 이용하여 상기 기판 상에 유기액을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기막은 액정 표시 소자의 컬러필터인 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기막은 유기 전계 발광 소자의 발광층인 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조방법.
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