KR20060025635A - 박막 형성 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

박막 형성 장치 및 방법이 개시되어 있다. 박막 형성 장치는 박막을 형성하기 위한 물질을 분사하는 복수개의 노즐들이 배치된 분사 헤드 및 분사 헤드로부터 분사된 물질이 적하 되는 복수개의 박막 형성 영역들을 포함하는 기판이 탑재되는 몸체 및 노즐들과 박막 형성 영역을 정렬하는 정렬 유닛을 포함하는 스테이지를 포함한다. 이로써, 유기물과 같은 물질을 적하 방식으로 기판에 적하 할 때 기판과 기판에 유기물을 적하 하는 분사 헤드를 정밀하게 정렬함으로써 분사헤드에서 토출 된 유기물이 기판의 지정된 위치에 정밀하게 적하 될 수 있도록 하여 양질의 박막을 제조함으로써 영상의 표시품질을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.

Description

박막 형성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODE OF MANUFACTURING A THIN FILM}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 박막 형성 장치를 도시한 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 박막 형성 장치를 개념적으로 도시한 측면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 박막 형성 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명은 박막 형성 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 적하 방식으로 기판의 지정된 위치에 박막들을 매트릭스 형태로 형성하는 박막 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표시장치(display device)는 정보처리장치(information processing device)에서 처리된 데이터를 영상으로 표시하는 일종의 인터페이스 장치이다.

표시장치는 형광층에 충돌하는 전자의 흐름을 제어하여 영상을 표시하는 음극선관 표시장치(Cathode Ray Tube display device, CRT), 액정을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device, LCD), 순방향 전류에 의하 여 발광하는 유기 발광층을 갖는 유기 전계발광 표시장치(organic electroluminescent display device, EL), 플라즈마를 이용하여 영상을 표시하는 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP) 등 매우 다양한 종류가 개발되고 있다.

이들 중 액정표시장치, 유기 전계발광 표시장치, 플라즈마 표시패널들은 평판 표시장치로 분류되며, 두께가 매우 얇고 무게가 가벼운 장점을 갖는다.

얇은 두께 및 무게를 감소시키기 위해 이들 평판 표시장치는 다수의 박막을 이용하여 영상을 표시한다. 예를 들어, 액정표시장치는 풀-컬러 영상을 표시하기 위한 컬러필터, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터 등을 두께가 매우 얇은 박막으로 제조된다. 다른 예로, 유기 전계발광 표시장치는 영상을 표시하기 위한 애노드 전극(anode electrode), 애노드 전극 상에 형성된 유기 발광층, 유기 발광층을 덮는 캐소드 전극(cathode electrode) 등이 모두 두께가 얇은 박막으로 제조된다.

최근, 액정표시장치의 컬러필터, 유기 전계발광 표시장치의 유기 발광층은 액적 형태의 유기물을 지정된 위치에 분사한 후 건조시켜 박막을 형성하는 방법에 의하여 형성되고자 하는 기술이 시도된 바 있다. 이를 구현하기 위해서 유기물 분사장치가 이용되고, 유기물 분사장치는 잉크젯프린터의 작동 원리와 유사하다.

그러나, 액정표시장치의 컬러필터, 유기 전계발광 표시장치의 유기 발광층은 매우 작은 평면적을 갖기 때문에 지정된 위치에 정확하게 적하하기 어렵고, 따라서, 액정표시장치의 지정된 위치에 컬러필터 또는 유기 발광층의 지정된 위치에 유기 발광층이 형성되지 못하여 표시품질이 크게 저하되는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 박막을 형성하기 위해 액적 형태로 적하 된 물질이 표시기판의 지정된 위치에 정확하게 적하 될 수 있도록 하는 박막 형성 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 액적 형태로 적하 된 물질이 표시기판의 지정된 위치에 정확하게 적하 되어 정밀한 박막을 형성할 수 있도록 한 박막 형성 방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위해서, 본 발명은 박막을 형성하기 위한 물질을 분사하는 복수개의 노즐들이 배치된 분사 헤드 및 분사 헤드로부터 분사된 물질이 적하 되는 복수개의 박막 형성 영역들을 포함하는 기판이 탑재되는 몸체 및 노즐들과 박막 형성 영역들을 정렬하는 정렬 유닛을 포함하는 스테이지를 포함하는 박막 형성 장치를 제공한다.

선택적으로, 분사 헤드는 노즐들의 간격을 박막 형성 영역들의 간격과 일치시키기 위해 분사 헤드를 회동시키는 회동 유닛을 더 포함할 수 있다.

선택적으로, 분사 헤드로부터 분사된 물질은 레드 파장의 광을 통과시키는 레드 컬러필터, 그린 파장의 광을 통과시키는 그린 컬러필터 및 블루 파장의 광을 통과시키는 블루 컬러필터를 포함할 수 있다.

이와 다르게, 분사 헤드로부터 분사된 물질은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위해서, 본 발명은 박막을 형성하기 위한 물질이 적하 되는 복수개의 박막 형성 영역들을 포함하는 기판을 몸체에 탑재하는 단계, 물질의 적하 위치 및 박막 형성 영역을 얼라인 하는 단계 및 박막 형성 영역에 물질을 적하 하는 단계를 포함하는 박막 형성 방법을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

박막 형성 장치

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 박막 형성 장치를 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 박막 형성 장치를 개념적으로 도시한 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 박막 형성 장치(300)는 분사헤드(100) 및 스테이지(200)를 포함한다. 이에 더하여 박막 형성 장치(300)는 유기물, 예를 들면, 감광물질을 포함하는 컬러필터 또는 감광물질을 박막 형성 장치(300)로 공급하는 유기물 공급 유닛(310), 분사 헤드(100)를 이송하기 위한 이송장치(320) 및 분사헤드(100)를 회동시키기 위한 회동 유닛(330)을 더 포함할 수 있다.

분사 헤드(100)는 직육면체 플레이트 형상을 갖고, 분사 헤드(100)는 복수개의 노즐(110)들을 더 포함한다. 본 실시예에서 복수개의 노즐(110)들은 분사 헤드(100)에 일렬로 배치되고, 각 노즐(110)은 상호 D 간격으로 이격 되어 있다.

본 실시예에서, 상호 D 간격으로 이격된 각 노즐(110)은 후술될 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)의 간격 D1 보다 좁거나 넓을 수 있다.

비록 각 노즐(110)의 간격 D가 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)의 간격 D1 보다 좁거나 넓더라도 노즐(110)로부터 분사된 유기물이 지정된 박막 형성 영역(R)에 적하 되도록 하기 위해, 분사 헤드(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이 회동 유닛(330)이 배치된다.

회동 유닛(330)은 분사 헤드(100)를 회동시켜 노즐(110)의 간격 D와 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)의 간격 D1이 실질적으로 동일하도록 한다.

유기물 공급 유닛(310)은 분사 헤드(100)의 각 노즐(110)에 유기물을 제공한다. 본 실시예에서, 유기물은 액정표시장치의 컬러필터 기판에 형성되는 컬러필터 조성물을 포함하거나, 유기 전계발광 표시장치에 형성되는 유기 발광층 조성물을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 유기물 공급 유닛(310)은 액정표시장치의 컬러필터 기판에 형성되는 컬러필터 조성물을 포함한다.

본 실시예에 의한 컬러필터 조성물은 레드 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 레드 컬러필터, 그린 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 그린 컬러필터 및 블루 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 블루 컬러필터를 포함한다.

이송 유닛(320)은 분사 헤드(100)를 도 1에 도시된 제 1 방향으로 이송시키고, 분사 헤드(100)는 이송 유닛(320)에 의하여 제 1 방향으로 이송되면서 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)에 유기물을 액적(droplet) 형태로 적하 한다.

이송유닛(320)은 분사 헤드(100)를 이송하기 위한 XY 테이블, 유압 이송 기구, 볼-스크류 이송 장치 등 정밀한 이송 기구를 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 이송유닛(320)은 바람직하게 분사 헤드(100)를 이송하 지만, 이와 다르게, 이송유닛(320)을 후술될 스테이지(200)에 형성하고, 분사 헤드(100)를 고정하여도 무방하다.

스테이지(200)는 바람직하게, 분사 헤드(100)와 소정 간격 이격된 곳에 배치된다.

스테이지(200)에는 박막 형성 영역(R)이 형성된 기판(10)이 탑재된다. 본 실시예에서, 기판(10)은 액정표시장치의 컬러필터 기판이고, 참조번호 13은 박막 형성 영역(R)을 정의하기 위한 격자 형상의 블랙 매트릭스 패턴이다. 본 실시예에서, 박막 형성 영역(R)은 격자 형상을 갖는 블랙 매트릭스 패턴(13)에 의하여 형성된 개구에 형성된다. 박막 형성 영역(R)은, 예를 들어, 매트릭스 형태로 배치된다.

스테이지(200)에 기판(10)이 탑재될 때, 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)과 스테이지(200)의 상부에 배치된 분사 헤드(100)의 노즐(110)들은 정확하게 얼라인 되지 않을 수 있다.

분사 헤드(100)는 도 1에 도시된 제 1 방향으로만 이송되기 때문에 기판(10)의 박막 형성 영역(R)과 제 1 방향이 정확하게 얼라인 되지 않을 경우, 분사 헤드(100)의 노즐(110)에서 분사된 유기물은 박막 형성 영역(R)에 정확하게 적하 되지 않게 된다.

본 실시예에서, 분사 헤드(100)의 노즐(110)들에서 분사된 유기물이 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)에 정확하게 적하 될 수 있도록 스테이지(200)에는 정렬 유닛(210)이 설치된다.

정렬 유닛(210)은 기판(10)이 스테이지(200) 상에 탑재된 상태에서, 스테이 지(200) 및 기판(10)의 정렬 상태를 감지한다. 이때, 정렬 유닛(210)은 기판(10) 및 스테이지(200)의 정렬 상태를 감지하기 위한 감지 모듈을 더 포함할 수 있다. 감지 모듈은 스테이지(200)의 상부에 배치되어 기판(10) 및 분사 헤드(210)의 위치를 촬영하는 CCD 카메라와 같은 촬상 유닛(220)인 것이 바람직하다.

정렬 유닛(210)은 스테이지(200)에 배치된 기판(10)의 박막 형성 영역(R)과 분사 헤드(100)가 정렬되도록 스테이지(200)를 회동시킨다.

박막 형성 방법

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 박막 형성 방법을 도시한 순서도이다.

도 1 내지 도 3들을 참조하면, 먼저, 스테이지(200)에는 박막 형성 영역(R)이 형성된 기판(10)이 탑재된다.(단계 100)

본 실시예에 의한 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)에는, 예를 들어, 액정표시장치의 컬러필터가 형성될 수 있다. 참조부호 13은 격자 형상을 갖고 불투명한 블랙 매트릭스이다. 이와 다르게, 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)에는, 예를 들어, 유기 발광층이 형성될 수 있다. 이때, 참조부호 13은 격자 형상으로 형성된 절연 격벽일 수 있다.

스테이지(200)에 기판(10)이 탑재된 상태에서, 스테이지(200)에 탑재된 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)에는 컬러필터를 이루는 유기물 또는 유기 발광층을 이루는 유기물이 분사 헤드(100)를 통해 적하 된다.

이때, 분사 헤드(100)로부터 토출 되어 기판(10)으로 적하 되는 유기물은 각 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R)에 정확하게 적하 되어야 박막 형성 불량이 발생되지 않는다.

이를 구현하기 위해, 본 실시예에서는 분사 헤드(100)로부터 기판(10)으로 유기물이 적하 되기 이전에 기판(10)에 형성된 박막 형성 영역(R) 및 분사 헤드(100)의 위치가 정밀하게 정렬된다.(단계 200)

이때, 분사 헤드(100) 및 박막 형성 영역(R)의 정렬은 스테이지(200)에 설치된 정렬 유닛(210)에 의하여 이루어지고, 정렬 유닛(210)에 의한 분사 헤드(100) 및 스테이지(200)의 정렬은 이들을 촬상 하는 촬상 유닛(220)에 의하여 촬상 된 데이터에 의하여 이루어진다.

분사 헤드(100) 및 박막 형성 영역(R)들이 정렬된 상태에서, 분사 헤드(100)의 각 노즐(110)로부터는 유기물인 컬러필터 조성물 또는 유기물인 유기 발광층 조성물이 각 박막 형성 영역(R)으로 토출 되고, 이 결과 박막 형성 영역(R)상에는 유기물이 적하 된다.

각 박막 형성 영역(R) 상에 적하 된 유기물은 건조되어 각 박막 형성 영역(R)에는 박막, 예를 들면, 컬러필터 또는 유기 발광층이 형성된다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 유기물을 적하 방식으로 기판에 적하 할 때 기판과 기판에 유기물을 적하 하는 분사 헤드를 정밀하게 정렬함으로써 분사헤드에서 토출 된 유기물이 기판의 지정된 위치에 정밀하게 적하 될 수 있도록 하여 양질의 박막을 제조함으로써 영상의 표시품질을 보다 향상시키는 효과를 갖는 다.

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 (6)

1. 박막을 형성하기 위한 물질을 분사하는 복수개의 노즐들이 배치된 분사 헤드; 및

   상기 분사 헤드로부터 분사된 상기 물질이 적하 되는 복수개의 박막 형성 영역들을 포함하는 기판이 탑재되는 몸체 및 상기 노즐들과 상기 박막 형성 영역을 정렬하는 정렬 유닛을 포함하는 스테이지를 포함하는 박막 형성 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사 헤드는 상기 노즐들의 간격을 상기 박막 형성 영역들의 간격과 일치시키기 위해 상기 분사 헤드를 회동시키는 회동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 분사 헤드로부터 분사된 상기 물질은 레드 파장의 광을 통과시키는 레드 컬러필터, 그린 파장의 광을 통과시키는 그린 컬러필터 및 블루 파장의 광을 통과시키는 블루 컬러필터로 이루어진 군으로부터 선택된 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 분사 헤드로부터 분사된 상기 물질은 유기 발광 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
5. 박막을 형성하기 위한 물질이 적하 되는 복수개의 박막 형성 영역들을 포함하는 기판을 몸체에 탑재하는 단계;

   상기 물질의 적하 위치 및 상기 박막 형성 영역을 얼라인 하는 단계; 및

   상기 박막 형성 영역에 상기 물질을 적하 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 얼라인 단계에서는 상기 기판을 회동시켜 상기 물질의 적하 위치 및 상기 박막 형성 영역을 얼라인 하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.

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