KR101048371B1 - 액적 공급 설비, 이를 이용한 표시장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
액적 공급 설비, 이를 이용한 표시장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 액적 공급 설비는 기판이 탑재되는 스테이지와 마주보는 베이스 몸체, 베이스 몸체에 배치되며, 용질 및 휘발성 용매를 포함하는 코팅물질을 기판으로 적하 하기 위해 병렬 배치된 노즐을 포함하며, 제 1 방향으로 왕복 운동하는 적하 장치, 베이스 몸체에 배치되며, 기판에 적하 된 각 액적들에 포함된 휘발성 용매의 휘발 속도를 균일하게 조절하기 위해 제 2 방향으로 쉬프트 되며, 기판에 적하 된 액적들에 휘발성 용매 증기를 공급하는 공급장치 및 베이스 몸체를 제 2 방향으로 이송시키는 베이스 몸체 이송장치를 포함한다. 이로써, 액적 공급 설비로부터 드롭 된 액적의 건조 속도를 균일하게 하여 표시장치로부터 출사된 영상의 표시품질을 크게 향상시킨다.
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 공급 설비의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적하 장치 및 공급장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 A1-A2를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 공급 설비의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 기판에 형성된 주변 회로부를 도시한 평면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 주변 회로부를 도시한 개념도이다.
도 7은 도 6e에 도시된 기판의 제 1 전극의 주변에 격리벽을 형성한 것을 도시한 개념도이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 9a 내지 도 9g는 액적 분사 설비를 이용하여 표시장치를 제조하는 과정을 도시한 개념도이다.
본 발명은 액적 공급 설비, 이를 이용한 표시장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 휘발성 용매를 포함하는 액적들의 건조 속도를 균일하게 조절하는 액적 공급 설비 및 이를 이용한 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 정보처리장치(information process device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 성능이 개선된 정보처리장치가 전 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다.
그러나, 정보처리장치에서 처리된 결과 데이터는 전기적 신호 형태를 갖거나 코드화되어 있기 때문에 사용자는 결과 데이터를 직접 확인할 수 없다. 따라서, 대부분의 정보처리장치는 데이터의 입력 또는 처리된 결과 데이터를 확인하기 위해 표시장치(display device)를 필요로 한다.
이러한 표시장치에 있어서, 정보를 발광 현상에 의해 표시하는 디스플레이 장치는 발광형 표시장치(emissive display device)로 불려진다. 발광형 표시장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 유기 전계발광 디스플레이 장치(organic electroluminescent Display device; ELD) 등이다.
한편, 정보를 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의해 표시하는 표시장치는 수광형 표시장치(non-emissive display device)로 불려진다. 수광형 표시장치는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전기화학 표시장치(electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시장치(electrophoretic image display; EPID) 등이다.
최근에는 이들 표시장치들 중 유기 전계발광 디스플레이 장치가 크게 주목받고 있다. 유기 전계발광 디스플레이 장치는 사용하는 재료에 따라 무기전계발광 디스플레이 장치와 유기전계발광 디스플레이 장치로 크게 나뉘어진다.
무기전계발광 디스플레이 장치는 일반적으로 발광부에 높은 전계를 인가하고 전자를 높은 전계 중에서 가속하여 발광 중심으로 충돌시켜 이에 의해 발광 중심을 여기 함으로써 발광하는 소자이다.
유기전계발광 디스플레이 장치는 애노드 전극 및 캐소드 전극의 사이에 유기 발광층이 형성된다. 유기 발광층으로는 애노드 전극 및 캐소드 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)이 공급되어, 유기 발광층에서는 전자와 정공이 결합에 따른 여기자(exciton)가 생성된다. 이 여기자는 여기상태로부터 기저상태로 떨어지면서 광이 발생된다.
이와 같은 유기전계발광 디스플레이 장치의 유기 발광층은 마스크에 형성된 개구에 유기 발광물질을 공급하여 수행하는 스크린 프린팅 방법 또는 휘발성 용매를 포함하는 유기 발광물질을 지정된 위치에 분사하여 적하 하는 분사식 프린팅 방법이 널리 사용되고 있다.
분사식 프린팅 방법의 경우, 애노드 전극의 주변에 격벽을 형성하고, 격벽에 의하여 형성된 캐비티에 유기 발광물질을 드롭 하여 채운 후 유기 발광물질을 건조시켜 형성한다.
그러나, 분사식 프린팅 방법의 경우, 애노드 전극의 개수가 매우 많을 경우, 유기 발광물질을 동시에 적하 하기 어렵다. 따라서, 분사식 프린팅 방법의 경우, 애노드 전극을 여러 개의 그룹으로 나누고, 각 그룹별로 유기 발광물질을 프린팅 한다.
그러나, 이와 같이 그룹별로 유기 발광물질을 프린팅 할 경우, 각 그룹의 에지 부분에 배치된 애노드 전극에 도포된 유기 발광물질 및 각 그룹의 중앙부에 배치된 애노드 전극에 도포된 유기 발광물질의 건조 속도가 서로 다른 문제점을 갖는다.
이로 인해, 각 그룹의 에지에 배치된 애노드 전극에 형성된 유기 발광층 및 각 그룹의 중앙부에 배치된 애노드 전극에 형성된 유기 발광층의 프로파일이 서로 다르게 되고, 이로 인해 각 애노드 전극에서 발생한 광의 휘도는 서로 다르게 되어, 영상의 표시품질이 크게 저하되고 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 휘발성 용매를 포함하는 액적들간 건조속도를 조절할 수 있는 액적 공급 설비를 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 상기 액적 공급 설비에 의하여 표시장치를 제조하는 방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위해서, 본 발명은 기판이 탑재 되는 스테이지와 마주보는 베이스 몸체, 베이스 몸체에 배치되며, 용질 및 휘발성 용매를 포함하는 코팅물질을 기판으로 적하 하기 위해 병렬 배치된 노즐을 포함하며, 제 1 방향으로 왕복 운동하는 적하 장치, 베이스 몸체에 배치되며, 기판에 적하 된 각 액적들에 포함된 상기 휘발성 용매의 휘발 속도를 균일하게 조절하기 위해 제 2 방향으로 쉬프트 되며, 기판에 적하 된 액적들에 휘발성 용매 증기를 공급하는 공급장치 및 베이스 몸체를 제 2 방향으로 이송시키는 베이스 몸체 이송장치를 포함하는 액적 공급 설비를 제공한다.
또한, 본 발명은 기판이 탑재되는 스테이지와 마주보는 베이스 몸체, 베이스 몸체에 배치되며, 용질 및 휘발성 용매를 포함하는 코팅물질을 기판으로 적하 하기 위해 병렬 배치된 노즐을 포함하며, 기판에 코팅물질을 액적 형태로 적하 하는 적하 장치, 베이스 몸체 및 적하 장치를 수납하는 수납공간을 갖는 챔버 몸체, 수납공간에 휘발성 용매 증기를 공급하는 공급장치를 갖는 챔버를 포함하는 액적 공급 설비를 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위해서, 본 발명은 영상신호에 대응하는 구동신호들이 인가되는 제 1 전극들을 베이스 기판에 형성하는 단계, 베이스 기판에 각 제 1 전극들의 주변을 감싸며 제 1 전극들의 상부에 캐비티를 형성하기 위한 격리벽을 형성하는 단계, 캐비티에 휘발성 용매에 용해된 유기 발광물질을 포함하는 액적을 적하 및 액적의 주변에 상기 휘발성 용매 증기를 공급하는 단계, 유기 발광물질을 건조시켜 제 1 전극들 상에 유기발광층을 형성하는 단계 및 베이스 기판에 유기발광층을 덮는 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 휘발성 용매를 포함하는 액적들의 주변에 휘발성 용매 증기를 공급하여 복수개의 액적들의 건조속도를 균일하게 조절한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
액적 공급 설비
실시예 1
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액적 공급 설비의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 액적 공급 설비(100)는 스테이지(110), 베이스 몸체(120), 적하 장치(130), 공급장치(140) 및 베이스 몸체 이송장치(150)를 포함한다.
스테이지(110)는 기판(10)을 탑재한다. 본 실시예에서 기판(10)은 유기 발광층을 포함하는 유기 전계발광 표시장치를 포함한다.
베이스 몸체(120)는 스테이지(110)의 상부에 배치되며, 적하 장치(130) 및 공급장치(140)를 고정시킨다.
도 2는 도 1에 도시된 적하 장치 및 공급장치를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 A1-A2를 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 적하 장치(130)는 베이스 몸체(120)에 고정된다. 적하 장치(130)는 용질 및 휘발성 용매를 포함하는 코팅물질을 기판(10)으로 적하 하기 위한 노즐(132)들을 갖고 제 1 방향으로 왕복운동하며, 제 2 방향으로 쉬프트 된다. 이때, 적하 장치(130)로부터 기판(10)으로 적하 되는 용질은 유기 발광물질이다. 이때, 유기 발광물질은 정공 주입층을 이루는 정공 주입물질 또는 발광층을 이루는 발광물질을 포함할 수 있다.
적하 장치(130)는 기판(10)으로 코팅물질을 적하 하기 위해 코팅물질 공급장치(133), 노즐 플레이트(134), 하우징(135) 및 적하장치 이송모듈(136)을 더 포함한다.
코팅물질 공급장치(133)는 스테이지(110)에 고정된 기판(10)에 공급되는 코팅물질을 노즐(132)로 공급한다. 코팅물질 공급장치(133)는 코팅물질을 저장하는 코팅물질 저장탱크(133a) 및 코팅물질 저장탱크(133a)로부터 코팅물질을 노즐(132)로 전송하는 배관(133c) 및 코팅물질의 유량을 제어하기 위한 유량 제어기(mass flow controller, MFC;133b)를 더 포함한다. 코팅물질 저장탱크(133a)에 저장된 코팅물질은 용질 및 용질을 용해시키는 휘발성 용매로 이루어진다. 유량 제어기(133b)는 미량의 유기발광물질을 단속적으로 배관(133c)을 통해 노즐(132)로 공급한다.
노즐 플레이트(134)에는 노즐(132)이 결합된다. 노즐(132)은 배관(133c)에 연결되어 코팅물질을 공급받는다. 노즐(132)은 유기발광물질을 크기가 매우 작은 액적(droplet)으로 변경시켜 스테이지(110)에 탑재된 기판(10)으로 적하 한다.
하우징(135)은 노즐(132)을 고정하며, 적하장치 이송모듈(136)에 고정된다.
적하장치 이송모듈(136)은 베이스 몸체(120)에 설치되어, 적하 장치(130)의 하우징(135)을 제 1 방향으로 왕복 운동시킨다. 적하장치 이송모듈(136)은 제 1 방향으로 향해 뻗은 제 1 이송로드(136a) 및 하우징(135)을 제 1 이송로드(136a)를 따라 이송시키는 제 1 이송모듈(136b)을 포함한다.
본 실시예에서, 제 1 이송로드(136a)의 양단부는 베이스 몸체(120)에 피봇 고정되며, 제 1 이송로드(136a)와 하우징(135)은 스크루 방식으로 결합된다. 제 1 이송모듈(136b)은 제 1 이송로드(136a)를 정회전 또는 역회전시키고, 이 결과 하우징(135)은 제 1 이송로드(136a) 상에서 제 1 방향을 따라 왕복 운동된다.
이와 다르게, 제 1 이송로드(136a)는 베이스 몸체(120)에 고정되며, 하우징(135)과 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있다. 따라서, 제 1 이송모듈(136b)은 하우징(135)을 유압 실린더로 밀거나 당김으로써, 이 결과 하우징(135)은 제 1 이송로드(136a) 상에서 제 1 방향을 따라 왕복 운동된다.
이와 같은 구성을 갖는 적하 장치(130)는 선택적으로 노즐(132)을 기판(10)에 대하여 평행한 상태를 유지하면서 회전시키는 회동 유닛(137)을 더 포함할 수 있다. 회동 유닛(137)은 노즐(132)의 사이 간격을 확보하고, 기판(10)에 적하 된 액적(130a)들 사이의 간격은 노즐(132)의 사이 간격보다 좁게 형성할 수 있도록 하기 위함이다.
도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 공급장치(140)는 기판(10)에 적하 된 각 액적(130a)들에 포함된 휘발성 용매의 휘발 속도를 균일하게 조절하여 액적(130a)들이 건조된 후 기판(10)에 균일한 코팅막이 형성되도록 한다.
공급장치(140)는 베이스 몸체(120)에 설치된다. 본 실시예에서, 공급장치(140)는 제 1 공급장치(142), 제 2 공급장치(144)를 포함한다. 본 실시예에서는 바람직하게 제 1 및 제 2 공급장치(142,144)들이 모두 사용되고 있지만, 이와 다르게, 제 1 공급장치(142) 또는 제 2 공급장치(144) 중 어느 하나만을 사용하여도 무방하다.
제 1 공급장치(142)는 제 1 서포트 부재(142a)에 의하여 베이스 몸체(120)에 설치된다. 제 1 공급장치(142)는 직육면체 박스 형상을 갖으며, 제 1 공급장치(142)의 장변은 제 1 방향과 평행하게 배치된다. 본 실시예에서, 제 1 공급장치(142)는 제 1 몸체(142b), 제 1 분사홀(142c), 제 1 용매 증기 공급유닛(142d)을 포함한다.
제 1 몸체(142b)는 속이 빈 직육면체 박스 형상을 갖는다. 제 1 몸체(142b) 중 스테이지(110)와 마주보는 면에는 복수개의 제 1 분사홀(142c)이 형성된다. 제 1 용매 증기 공급유닛(142d)은 제 1 몸체(142b)로 코팅 물질에 포함된 휘발성 용매 증기를 공급한다. 따라서, 제 1 용매 증기 공급유닛(142d)은 휘발성 용매를 저장하는 저장 탱크(142e), 휘발성 용매를 기화하는 기화기(142f)를 포함한다.
제 2 공급장치(144)는 제 2 서포트 부재(144a)에 의하여 베이스 몸체(120)에 설치된다. 제 2 공급장치(144)는 직육면체 박스 형상을 갖으며, 제 2 공급장치(144)의 장변은 제 1 방향과 평행하게 배치된다. 본 실시예에서, 제 2 공급장치(144)는 제 2 몸체(144b), 제 2 분사홀(144c), 제 2 용매 증기 공급유닛(144d)을 포함한다.
제 2 몸체(144b)는 속이 빈 직육면체 박스 형상을 갖는다. 제 2 몸체(144b) 중 스테이지(110)와 마주보는 면에는 복수개의 제 2 분사홀(144c)이 형성된다. 제 2 용매 증기 공급유닛(144d)은 제 2 몸체(144b)로 코팅 물질에 포함된 휘발성 용매 증기를 공급한다. 이를 구현하기 위해, 제 2 용매 증기 공급유닛(144d)은 휘발성 용매를 저장하는 저장 탱크(144e), 휘발성 용매를 기화하는 기화기(144f)를 포함한다.
이와 다르게, 제 1 및 제 2 공급장치(142,144)로는 1 개의 용매 증기 공급유닛으로부터 발생한 휘발성 용매 증기를 동시에 공급받을 수 있다.
본 실시예에서, 제 1 및 제 2 공급장치(142,144)들의 제 1 및 제 2 분사홀(142c,144c)로부터 각각 분사된 휘발성 용매 증기의 직경은 약 5㎛ 이하이다. 약 5㎛의 직경을 갖는 휘발성 용매 증기는 기판(10)으로 직접 드롭 되어 기판을 오염 시키는 것을 방지 및 코팅 물질의 두께가 서로 다르게 형성되는 것을 방지한다.
공급장치(140)로부터 분사된 휘발성 용매 증기에 의하여 기판(10)에 적하 된 액적(130a)들은 액적(130a)의 배치에 상관없이 일정한 속도로 건조되고, 액적(130a)이 건조된 후 기판(10)에는 일정한 두께를 갖는 코팅 박막이 형성된다.
한편, 공급장치(140)는 간격 조절 장치(146)를 더 포함할 수 있다. 간격 조절 장치(146)는 적하 장치(130)의 노즐(132)이 회동 유닛(137)에 의하여 회동됨에 따라 노즐(132)과 공급장치(140)의 사이에 형성되는 갭(G)을 감소시킨다.
베이스 몸체 이송장치(150)는 적하 장치(130) 및 공급장치(140)를 제 2 방향으로 이송시킨다. 이를 구현하기 위하여 베이스 몸체 이송장치(150)는 베이스 몸체(120)에 설치된다. 베이스 몸체 이송장치(150)는 스크루 방식, 유압 방식 등 다양한 왕복 운송 기구에 의하여 구현될 수 있다.
실시예 2
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액적 공급 설비의 개념도이다.
도 4를 참조하면, 액적 공급 설비(100)는 베이스 몸체(150), 적하장치(160) 및 챔버(170)를 포함한다.
베이스 몸체(150)는 기판(10)이 탑재되는 스테이지(110)와 마주보도록 배치된다. 베이스 몸체(150)는 제 1 방향으로 뻗은 이송 로드(152)에 의하여 제 1 방향을 따라 왕복 운동한다.
적하장치(160)는 스테이지(110)에 탑재된 기판(10)에 코팅물질로 이루어진 액적(162)을 공급한다. 적하 장치(160)는 베이스 몸체(150)에 고정된다. 적하 장치(160)는 용질 및 휘발성 용매를 포함하는 코팅물질을 포함하는 액적(162)을 기판(10)으로 적하 하기 위한 노즐(160a)들을 갖고 제 1 방향으로 왕복운동하며, 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 쉬프트 된다. 이때, 적하 장치(160)로부터 기판(10)으로 적하 되는 용질은 유기 발광물질이다. 이때, 유기 발광물질은 정공 주입층을 이루는 정공 주입물질 또는 발광층을 이루는 발광물질을 포함할 수 있다.
적하 장치(160)는 기판(10)으로 코팅물질을 적하 하기 위해 코팅물질 공급장치(163), 노즐 플레이트(164), 하우징(165) 및 적하장치 이송모듈(166)을 더 포함 한다.
코팅물질 공급장치(163)는 스테이지(110)에 고정된 기판(10)에 공급되는 코팅물질을 노즐(160a)로 공급한다. 코팅물질 공급장치(163)는 코팅물질을 저장하는 코팅물질 저장탱크(163a) 및 코팅물질 저장탱크(163a)로부터 코팅물질을 노즐(160a)로 전송하는 배관(163c) 및 코팅물질의 유량을 제어하기 위한 유량 제어기(mass flow controller, MFC;163b)를 더 포함한다. 코팅물질 저장탱크(163a)에 저장된 코팅물질은 용질 및 용질을 용해시키는 휘발성 용매로 이루어진다. 유량 제어기(163b)는 미량의 유기발광물질을 단속적으로 배관(163c)으로 공급한다.
노즐 플레이트(164)에는 복수개의 노즐(160a)이 결합된다. 노즐(160a)은 배관(163c)에 연결되어 코팅물질을 공급받는다. 노즐(160a)은 유기발광물질을 크기가 매우 작은 액적(162)으로 변경시켜 스테이지(110)에 탑재된 기판(10)으로 적하 한다.
하우징(165)은 코팅물질 공급장치(163)의 노즐(160a)을 고정한다.
적하장치 이송모듈(166)은 베이스 몸체(150)에 설치되어, 적하 장치(160)의 하우징(165)을 제 1 방향으로 왕복 운동시킨다. 적하장치 이송모듈(166)은 제 1 방향으로 향해 뻗은 제 1 이송로드(166a) 및 하우징(165)을 제 1 이송로드(166a)를 따라 이송시키는 제 1 이송모듈(166b)을 포함한다.
본 실시예에서, 제 1 이송로드(166a)는 베이스 몸체(150)에 고정되며, 제 1 이송로드(166a)와 하우징(165)은 스크루 방식으로 결합될 수 있다. 제 1 이송모듈(166b)은 제 1 이송로드(166a)를 정회전 또는 역회전시키고, 이 결과 하우 징(165)은 제 1 이송로드(166a) 상에서 제 1 방향을 따라 왕복 운동된다.
이와 다르게, 제 1 이송로드(166a)는 베이스 몸체(150)에 고정되며, 하우징(165)과 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있다. 따라서, 제 1 이송모듈(166b)은 하우징(165)을 유압 실린더로 밀거나 당김으로써, 이 결과 하우징(165)은 제 1 이송로드(166a) 상에서 제 1 방향을 따라 왕복 운동된다.
챔버(170)는 챔버 몸체(172) 및 공급장치(174)를 포함한다.
챔버 몸체(172)는 베이스 몸체(150) 및 적하 장치(160)를 수납하는 수납공간(170a)을 제공한다.
공급장치(174)는 적하 장치(160)로부터 기판(10)으로 적하 된 액적(162)에 포함된 휘발성 용매와 동일한 휘발성 용매 증기(174a)를 챔버 몸체(172)의 내부에 형성된 수납공간(170a)으로 제공한다. 공급장치(174)로부터 수납공간(170a)으로 공급된 휘발성 용매 증기(174a)는 기판(10)에 적하 된 액적(162)들에 포함된 휘발성 용매의 증기압과 동일한 증기압을 갖는다. 이와 다르게, 공급장치(174)로부터 수납공간(170a)으로 공급된 휘발성 용매 증기는 기판(10)에 적하 된 액적(162)들에 포함된 휘발성 용매의 증기압보다 다소 낮도록 하여도 무방하다.
구체적으로, 공급장치(174)는 저장 유닛(174b), 기화기(174c) 및 분사유닛(174d)을 포함한다.
저장 유닛(174b)은 액적(162)에 포함된 휘발성 용매와 동일한 휘발성 용매들을 저장한다. 기화기(174c)는 저장 유닛(174b)으로부터 공급된 휘발성 용매들을 초음파 또는 열에 의하여 휘발성 용매 증기로 변경시킨다. 이때, 저장 유닛(174b)에 저장된 휘발성 용매들은 펌프(174e)에 의하여 기화기(174c)로 공급된다. 분사유닛(174d)은 기화기(174c)에서 기화된 휘발성 용매 증기를 챔버 몸체(172)의 수납공간(170a)으로 공급한다. 이때, 분사 유닛(174d)은 휘발성 용매 증기가 공급되는 빈 공간을 갖고, 분사 유닛(174d)에는 수납공간(170a)으로 휘발성 용매 증기를 공급하기 위한 복수개의 분사홀(미도시)을 갖는다.
이에 더하여, 저장 유닛(174b)은 압력계(174f)를 더 포함할 수 있다. 압력계(174f)는 챔버 몸체(172)의 내부에 배치된 휘발성 용매 증기의 압력을 측정하여 챔버 몸체(172)의 내부에 배치된 휘발성 용매 증기의 압력을 조절한다.
표시장치의 제조 방법
실시예 3
본 발명의 제 3 실시예에 의하여 표시장치를 제조하기 위해서는 먼저, 제 1 구동전압을 출력하는 주변 회로부를 형성하는 과정, 각 주변 회로부에 제 1 구동전압을 인가 받는 제 1 전극을 형성하는 과정, 제 1 전극의 상부에 캐비티가 형성되도록 제 1 전극의 주변에 격리벽을 형성하는 과정, 액적 형태의 유기발광물질을 캐비티에 공급하여 유기 발광층을 형성하는 과정, 유기 발광층을 제 2 구동전압이 인가된 제 2 전극으로 덮는 과정으로 크게 구분된다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 의하여 기판에 형성된 주변 회로부를 도시한 평면도이다. 도 6a는 본 발명에 의하여 제 1 마스크로 제 1 게이트 전극 및 제 2 게이트 전극을 형성하는 것을 도시한 개념도이다. 도 6b는 도 6a의 B1-B2를 따라 절단한 단면도이다.
도 5 내지 도 6b를 참조하면, 기판(10)에는 전면적에 걸쳐 게이트 금속 박막(미도시)이 화학기상증착 또는 스퍼터링 등의 방법에 의하여 증착 된다. 게이트 금속 박막의 표면에는 포토레지스트 박막(미도시)이 도포된다. 포토레지스트 박막은 기판(10)에 얼라인 된 제 1 패턴 마스크에 의하여 노광된다. 제 1 패턴 마스크에 의하여 게이트 금속의 표면에는 포토레지스트 패턴이 형성된다.
게이트 금속 박막은 포토레지스트 패턴을 마스크 삼아 식각 되고, 포토레지스트 패턴은 현상되어 제거된다. 따라서, 게이트 금속 박막으로부터 기판(10)에는 게이트 전극부(GE)가 형성된 게이트 버스 라인(GBL), 스토리지 커패시턴스(Cst)의 제 1 커패시터 전극부(Cst1)를 갖는 제 2 게이트 전극(G2)이 동시에 형성된다.
이어서, 기판(10)에는 전면적에 걸쳐 절연층(11)이 형성된다. 절연층(11)은 게이트 전극부(GE)가 형성된 게이트 버스 라인(GBL), 제 2 게이트 전극(G2) 및 제 1 커패시터 전극부(Cst1)를 모두 덮는다.
절연층(11)의 상면에는 화학기상증착 등의 방법에 의하여 제 1 반도체층(12)이 형성된다. 본 실시예에서, 제 1 반도체층(12)은 아몰퍼스 실리콘 박막(amorphous silicon film)이다.
이어서, 제 1 반도체층(12)의 상면에는 화학기상증착 등의 방법에 의하여 제 2 반도체층(13)이 형성된다. 제 2 반도체층(13)의 상면에는 화학기상증착 또는 스 퍼터링 방법에 의하여 소오스/드레인 금속 박막(14)이 형성된다.
도 6c는 본 발명에 의하여 제 2 마스크로 제 1, 제 2 소오스 전극 및 제 1, 제 2 드레인 전극을 형성한 것을 도시한 개념도이다. 6d는 도 6c의 C1-C2의 단면을 따라 절단한 단면도이다.
도 6c 및 도 6d를 참조하면, 소오스/드레인 금속 박막(14)의 상면에는 스핀 코팅 방법 또는 슬릿 코팅 방법에 의하여 포토레지스트 박막(미도시)이 도포된다. 포토레지스트 박막이 형성된 기판(10)에는 제 2 패턴 마스크가 얼라인 된다. 제 2 패턴 마스크에 의하여 포토레지스트 박막에는 노광이 수행된다. 따라서, 소오스/드레인 금속 박막(14)의 상면에는 포토레지스트 패턴(미도시)이 형성된다. 소오스/드레인 금속 박막(14)은 포토레지스트 패턴을 마스크 삼아 패터닝된다.
소오스/드레인 금속 박막의 패터닝에 의하여, 기판(10)에는 제 1 소오스 전극(S1)이 형성된 데이터 버스 라인(DBL), 제 1 드레인 전극(D1), 제 2 소오스 전극부(S2)가 형성된 전력 공급 라인(PSL) 및 제 2 드레인 전극(D2)이 동시에 형성된다.
이어서, 제 1 소오스 전극(S1)이 형성된 데이터 버스 라인(DBL), 제 1 드레인 전극(D1), 제 2 소오스 전극(D2)이 형성된 전력 공급 라인(PSL), 제 2 드레인 전극(D2)을 마스크 삼아 제 2 반도체층(12) 및 제 1 반도체층(11)이 패터닝된다.
제 2 반도체층(12)은 제 1 소오스 전극(S1)이 형성된 데이터 버스 라인(DBL), 제 1 드레인 전극(D1), 제 2 소오스 전극(S2)이 형성된 전력 공급 라인(PSL) 및 제 2 드레인 전극(D2)들의 형상과 동일하게 패터닝된다.
따라서, 제 1 소오스 전극(S1)의 하부에는 제 2 반도체층(12)의 패터닝에 의해 제 1 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP1)이 형성되고, 제 1 드레인 전극(D1)의 하부에는 제 2 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP2)이 형성된다.
한편, 제 2 소오스 전극(S2)의 하부에는 제 2 반도체층(12)의 패터닝에 의해 제 3 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP3)이 형성되고, 제 2 드레인 전극(D2)의 하부에는 제 4 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP4)이 형성된다. 제 1 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP1) 및 제 2 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP2)은 상호 소정 간격 이격되며, 제 3 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP3) 및 제 4 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP4)도 상호 소정간격 이격되어 형성된다.
제 1 반도체층(11)은 제 1 소오스 전극(S1)이 형성된 데이터 버스 라인(DBL), 제 1 드레인 전극(D1), 제 2 소오스 전극(S2)이 형성된 전력 공급 라인(PSL) 및 제 2 드레인 전극(D2)들이 마스크 역할을 함으로 이들의 형상과 동일하게 패터닝된다.
따라서, 제 1 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP1) 및 제 2 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP2)의 밑면에는 제 1 반도체층(11)의 패터닝에 의해 제 1 아몰퍼스 실리콘 패턴(ASP1)이 형성되고, 제 3 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP3) 및 제 4 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(nASP4)의 밑면에는 제 2 아몰퍼스 실리콘 패턴(ASP2)이 형성된다.
도 6e는 본 발명에 의하여 제 3 패턴 마스크를 사용하여 제 1 드레인 전극 및 제 2 드레인 전극에 콘택홀을 형성한 것을 도시한 개념도이다. 도 6f는 도 6e의 D1-D2의 단면을 따라 절단한 단면도이다.
도 6e 및 도 6f를 참조하면, 기판(10)에는 화학기상증착 방법 등에 의하여 전면적에 걸쳐 층간절연막(15)이 형성된다. 층간절연막(15)의 상면에는 스핀코팅 또는 슬릿 코팅 등의 방법에 의해 포토레지스트 박막(미도시)이 형성된다. 제 4 패턴 마스크에 의하여 포토레지스트 박막은 패터닝되어 기판(10)에는 포토레지스트 패턴이 형성된다. 포토레지스트 패턴을 마스크 삼아 층간절연막(15)은 식각 된다.
층간절연막(15)에는 제 1 드레인 전극(D1)을 노출시키는 제 1 콘택홀(first contact hole, CT1), 제 2 게이트 전극(G2)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(second contact hole, CT2) 및 제 2 드레인 전극(D2)의 일부를 노출시키는 제 3 콘택홀(third contact hole, CT3)이 형성되어 주변 회로부가 형성된다.
이어서, 패터닝된 층간절연막(15)의 상면에는 전면적에 걸쳐 투명하면서 전기적 저항이 매우 낮은 도전성 투명박막(미도시)이 형성된다. 투명박막의 표면에는 스핀코팅 또는 슬릿 코팅 방법에 의하여 포토레지스트 박막(미도시)이 도포되고, 제 5 패턴 마스크가 기판(10)에 얼라인 된다. 포토레지스트 박막은 제 5 패턴 마스크를 통과한 광에 의하여 노광되어 포토레지스트 박막은 패터닝된다.
따라서, 투명박막의 상면에는 포토레지스트 패턴이 형성된다. 투명박막 중 포토레지스트 패턴에 의하여 가려지지 않는 부분은 모두 식각 되어 층간절연막(15)에는 제 1 전극(17) 및 연결 전극(16)이 형성된다. 제 1 전극(17)은 제 3 콘택홀(CT3)을 매개로 제 2 드레인 전극(D2)에 연결되고, 연결 전극(16)은 제 1 콘택홀(CT1)을 매개로 제 1 드레인 전극(D1) 및 제 2 콘택홀(CT2)을 매개로 제 2 게이트 전극(G2)에 전기적으로 연결된다.
도 7은 도 6e에 도시된 기판의 제 1 전극의 주변에 격리벽을 형성한 것을 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 격리벽(18)은 기판(10)에 배치된 각 제 1 전극(17)의 에지 부분을 감싼다. 격리벽(18)은 벽 형태를 갖는다. 따라서 격리벽(18)의 내부에는 빈 공간인 캐비티(cavity;18a)가 형성된다. 이때, 격리벽(18)은 단면이 사다리꼴 형상을 갖는 것이 바람직하다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 기판(10)에는 격리벽(18)에 의하여 복수개의 캐비티(18a)가 형성된다. 이때, 캐비티(18a)는 제 1 전극(17)과 마찬가지로 매트릭스 형태로 배치된다. 이때, 캐비티(18a)는 앞서 도 1 내지 도 3에서 설명한 액적 분사 설비(100)의 노즐(132)의 개수에 의하여 그룹화 된다. 따라서, 캐비티(18a)는 n+1 그룹, n+2 그룹, n+3 그룹으로 나뉘어지고, n+1 그룹, n+2 그룹, n+3 그룹의 주변에는 공정이 진행되지 않는 더미 영역(dummy area, DA)이 형성된다.
도 9a는 액적 분사 설비에 의하여 더미 영역에 유기발광물질을 적하 하는 공 정을 도시한 개념도이다. 도 9b는 도 9a의 E1-E2 단면도이다. 액적 공급 설비(100)는 앞서 실시예 1 및 실시예 2에서 설명한 액적 공급 설비와 동일함으로 그 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 부분에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 액적 분사 설비(100)의 분사장치(130)의 노즐(132)은 기판(10)의 왼쪽 더미 영역(DAL1)상에 휘발성 용매를 포함하는 유기발광물질을 공급하여 왼쪽 더미 영역(DAL1)에 더미 액적(130b)을 형성한다. 더미 액적(130b)은 이후, n+1 그룹에 속한 캐비티(18a)에 적하 된 액적들에 포함된 휘발성 용매들의 증기압을 균일하게 하기 위함이다. 분사장치(130)가 왼쪽 더미 영역(DAL1)에 더미 액적(130b)을 형성하는 도중 n+1 그룹으로는 공급장치(140)의 제 2 공급장치(144)가 휘발성 용매 증기를 공급한다.
액적 분사 설비(100)가 기판(10)의 왼쪽 더미 영역(DAL1)에 더미 액적(130b)을 모두 형성하면, 액적 분사 설비(100)의 베이스 몸체(120)는 n+1 그룹을 향해 제 2 방향으로 이동된다. 따라서, 공급장치(140)의 제 1 공급장치(142)는 왼쪽 더미 영역(DAL1)에 배치되고, 분사장치(130)는 n+1 그룹에 배치되고, 제 2 공급장치(144)는 n+2 그룹에 배치된다. 이때, 분사장치(130)는 왼쪽 더미 영역(DAL1)과 연결된 상부 더미 영역(DAU)에 더미 액적(130b)을 형성하면서 n+1 그룹을 향해 이동된다.
도 9c는 액적 분사 설비에 의하여 n+1 그룹에 포함된 캐비티에 유기발광물질 을 적하 하는 공정을 도시한 개념도이다. 도 9d는 도 9c의 F1-F2 단면도이다.
도 9c 및 도 9d를 참조하면, 분사장치(130)의 노즐(132)은 n+1 그룹의 내부로 이동되면서 n+1 그룹에 포함된 캐비티(18a)마다 유기발광물질을 포함하는 액적(130a)을 드롭 한다. 이때, 공급장치(140)의 제 1 공급장치(142)는 왼쪽 더미 영역(DAL1)에 배치되어 왼쪽 더미 영역(DAL1)에 휘발성 용매 증기를 공급한다. 공급장치(140)의 제 2 공급장치(144)는 n+2 그룹에 배치되어 n+2 그룹에 휘발성 용매 증기를 공급한다.
따라서, 공급장치(140)가 n+1 그룹의 양쪽에서 휘발성 용매 증기를 지속적으로 공급함에 따라 제 1 전극(17) 상에는 균일한 두께를 갖는 박막이 형성된다. 이때, n+1 그룹에 적하 된 액적(130a)은 정공 주입물질을 포함한다.
도 9e는 액적 분사 설비에 의하여 n+2 그룹에 포함된 캐비티에 유기발광물질을 적하 하는 공정을 도시한 개념도이다. 도 9f는 도 9e의 G1-G2 단면도이다.
도 9e 및 도 9f를 참조하면, 분사장치(130)의 노즐(132)이 n+1 그룹의 내부에 포함된 모든 캐비티(18a)에 액적(130a)을 적하 하면, 분사장치(130)는 n+2 그룹으로 이동되고, 공급장치(140)의 제 1 공급장치(142)는 n+1 그룹으로 이동하고, 공급장치(140)의 n+2 공급장치(144)는 n+2 그룹으로 이동한다. 이때, 분사장치(130)는 아래쪽 더미 영역(DAL2)에 더미 액적(130b)을 공급한 후 n+2 그룹에 포함된 캐비티(18a)마다 유기발광물질을 포함하는 액적(130a)을 드롭 한다. 이때, 공급장치(140)의 제 1 공급장치(144)는 n+1 그룹에 배치되어 n+1 그룹에 적하 된 액적(130a)에 휘발성 용매 증기를 공급하고, 공급장치(140)의 제 2 공급장치(144)는 n+3 그룹에 배치되어 n+3 그룹에 휘발성 용매 증기(144)를 미리 공급한다.
따라서, n+2 그룹의 양쪽에서 휘발성 용매 증기를 공급함에 따라 n+2 그룹에 적하 된 모든 액적(130a)은 유사한 속도로 증발되어 액적(130a)의 건조에 따라 n+2 그룹에 형성된 캐비티(18a) 내부에 배치된 제 1 전극(17) 상에는 균일한 두께를 갖는 박막이 형성된다. 이때, n+2 그룹에 적하 된 액적(130a)은 정공 주입물질을 포함한다.
이와 같은 과정을 반복하여 액적 공급 설비(100)는 기판(10)에 형성된 모든 캐비티(18a)에 유기 발광물질을 포함하는 액적(130a)을 공급한다.
도 9g는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 유기 발광층 및 제 2 전극을 도시한 단면도이다.
도 9g를 참조하면, 액적(130a)은 건조되어 제 1 전극(17)의 상면에는 정공 주입층(19a)이 형성된다.
이와 같이 각 제 1 전극(17)에 정공 주입층이 형성된 후, 액적 공급 설비(100)는 발광물질을 포함하는 액적을 정공 주입층의 상면에 공급하여 각 제 1 전극(17)의 상면에 발광층(19b)을 형성한다.
도 9g를 참조하면, 기판(10)에는 전면적에 걸쳐 제 2 전극(20)이 형성된다. 제 2 전극(20)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지며, 기판(10)에 전면적에 걸쳐 형성된다.
이와 다르게, 앞서 도 9a 내지 도 9g에 도시된 공정은 모두 밀폐된 챔버에서 이루어질 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 표시장치에서 광을 발생시키기 위하여 화소에 드롭 되는 액적들의 건조 속도를 정밀하게 조절하여 영상의 표시 품질이 크게 저하되는 것을 방지한다.
앞서 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.
Claims (18)
- 기판이 탑재되는 스테이지와 마주보는 베이스 몸체;상기 베이스 몸체에 배치되며, 용질 및 휘발성 용매를 포함하는 코팅물질을 상기 기판으로 적하 하기 위해 병렬 배치된 노즐을 포함하며, 제 1 방향으로 왕복 운동하는 적하 장치;상기 베이스 몸체에 배치되며, 상기 기판에 적하 된 각 액적들에 포함된 상기 휘발성 용매의 휘발 속도를 균일하게 조절하기 위해 상기 제 2 방향으로 쉬프트 되며, 상기 기판에 적하 된 액적들에 휘발성 용매 증기를 공급하는 공급장치; 및상기 베이스 몸체를 제 2 방향으로 이송시키는 베이스 몸체 이송장치를 포함하는 액적 공급 설비.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적하 장치는 상기 노즐로 상기 코팅물질을 공급하는 코팅물질 공급장치, 상기 노즐을 상기 제 1 방향으로 왕복 운동시키기 위한 적하 장치 이송모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적하 장치는 상기 노즐을 상기 기판에 대하여 평행하게 회동시키는 회동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 1 항에 있어서, 상기 용질은 유기발광물질을 포함하는 것을 특징으로 하 는 액적 공급 설비.
- 제 4 항에 있어서, 상기 유기 발광물질은 정공 주입물질 또는 발광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공급장치는 상기 노즐의 일측에 배치된 제 1 공급장치 및 상기 노즐의 타측에 배치된 제 2 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 공급장치는 상기 휘발성 용매 증기를 분사하는 복수개의 제 1 분사홀을 갖는 제 1 몸체, 상기 제 1 몸체에 상기 휘발성 용매 증기를 공급하는 제 1 용매 공급 유닛을 포함하고, 상기 제 2 공급장치는 상기 휘발성 용매 증기를 분사하는 복수개의 제 2 분사홀을 갖는 제 2 몸체, 상기 제 2 몸체에 상기 휘발성 용매 증기를 공급하는 제 2 용매 공급 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 용매 공급 유닛들은 상기 휘발성 용매를 저장하는 제 1 및 제 2 저장 탱크들, 상기 제 1 및 제 2 저장 탱크들로부터 공급된 상기 휘발성 용매를 기화시키는 제 1 및 제 2 기화기를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분사홀들로부터 분사된 상기 휘발성 용매 증기의 직경은 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공급장치는 상기 적하 장치의 상기 노즐과 이루는 간격을 조절하기 위한 간격 조절 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 몸체 이송장치는 상기 베이스 몸체를 1㎜/sec∼10㎜/sec의 속도로 이동시키는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 기판이 탑재되는 스테이지와 마주보는 베이스 몸체;상기 베이스 몸체에 배치되며, 용질 및 휘발성 용매를 포함하는 코팅물질을 상기 기판으로 적하 하기 위해 병렬 배치된 노즐을 포함하며, 상기 기판에 코팅물질을 액적 형태로 적하 하는 적하 장치;상기 베이스 몸체 및 상기 적하 장치를 수납하는 수납공간을 갖는 챔버 몸체, 상기 수납공간에 상기 휘발성 용매 증기를 공급하는 공급장치를 갖는 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 12 항에 있어서, 상기 공급장치는 상기 휘발성 용매를 저장하는 저장 유 닛, 상기 저장 유닛으로부터 상기 휘발성 용매를 상기 휘발성 용매 증기로 변경시켜 상기 수납공간으로 공급하는 기화기 및 상기 휘발성 용매 증기를 상기 수납공간으로 분사하는 분사유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 12 항에 있어서, 상기 수납공간에서의 휘발성 용매 증기의 증기압력은 상기 기판에 적하 된 액적에 포함된 상기 휘발성 용매의 증기압과 동일한 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 제 12 항에 있어서, 상기 수납공간에서의 상기 휘발성 용매 증기의 증기압력은 상기 기판에 적하 된 액적에 포함된 상기 휘발성 용매의 증기압보다 낮은 것을 특징으로 하는 액적 공급 설비.
- 영상신호에 대응하는 구동신호들이 인가되는 제 1 전극들을 베이스 기판에 형성하는 단계;상기 베이스 기판에 상기 각 제 1 전극들의 주변을 감싸며 상기 제 1 전극들 의 상부에 캐비티를 형성하기 위한 격리벽을 형성하는 단계;상기 캐비티에 휘발성 용매에 용해된 유기 발광물질을 포함하는 액적을 적하 및 상기 액적의 주변에 상기 휘발성 용매 증기를 공급하는 단계;상기 유기 발광물질을 건조시켜 상기 제 1 전극들 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및상기 베이스 기판에 상기 유기발광층을 덮는 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 휘발성 용매 증기를 공급하는 단계는 밀폐된 공간에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 유기발광층을 형성하는 단계는 상기 제 1 전극들의 표면에 정공 주입물질을 포함하는 제 1 액적을 적하 하는 단계;상기 제 1 액적을 건조시켜 정공 주입층을 형성하는 단계;상기 정공주입층에 발광물질을 포함하는 제 2 액적을 적하 하는 단계; 및상기 제 2 액적을 건조시켜 상기 정공 주입층의 상면에 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
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