KR20060036493A - 가용성 재료의 증착 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린트 헤드(10)를 사용하여 기판(14) 위에 유기 폴리머와 같은 가용성 재료를 증착하는 방법 및 장치를 제공한다. 기판은 뱅크 구조 내에 제공되는 웰 위로 유기 폴리머 액체 방울을 증착하는 동안 CCD 현미경(22)에 의해 아래쪽으로부터 관찰된다. 유기 폴리머 액체 방울은 습윤 상태인 경우 관찰했을 때 더 명확하게 볼 수 있으며, 증착되는 액체 방울과 웰 사이에 검출되는 어떤 오프셋이나 편향도 기판을 지지하는 플래튼을 재위치시키기 위해서 사용될 수 있다.

기판을 투과하는 파장을 갖는 빛으로 기판을 관찰하고, 바람직하게는 빛은 폴리머의 흡수 영역 내의 파장 요소를 포함하지 않는다.

가용성 재료, 증착, 파장, 폴리머, 뱅크

Description

가용성 재료의 증착{DEPOSITION OF SOLUBLE MATERIALS}

도 1은 기판 위로의 가용성 재료의 증착을 직접 관찰할 수 있는 잉크젯 증착기를 나타내는 개략 표시도,

도 2는 도 1에 나타낸 기계의 잉크젯 헤드 이동 시스템의 굴곡에 의해 생길 수 있는 가변 오프셋을 나타내고,

도 3은 웰의 뱅크 패턴을 갖는 기판의 일부 및 폴리머 재료의 건조되고 최근에 증착된 액체 방울의 도시예를 나타내는 평면도,

도 4는 토출된 액체 방울의 비행 경로에서 벗어나는 것을 나타내는 잉크젯 프린트 헤드를 개략적으로 도시하고,

도 5는 기판 위에 습윤 상태에서의 폴리머 재료의 액체 방울을 나타내고,

도 6은 명시야(bright field) 촬상 시스템을 개략적으로 나타내고,

도 7은 명시야 화상으로서 관찰한 때, 도 5의 액체 방울을 나타내고,

도 8은 기판 위에 건조 상태에서의 폴리머 재료의 액체 방울을 나타내고,

도 9는 명시야(bright field) 화상으로서 관찰한 때의 도 8의 액체 방울을 나타내고,

도 10은 암시야 촬상 시스템을 개략적으로 나타내고,

도 11은 암시야 화상으로서 관찰한 때, 도 5의 액체 방울을 나타내고,

도 12은 암시야 화상으로서 관찰한 때, 도 8의 액체 방울을 나타내고,

도 13은 공액(conjugated) 폴리머 재료에 대한 흡수 및 발광 특성을 나타내고,

도 14는 공액 폴리머 재료에 대한 폴리머 사슬(polymer chain)의 일부를 나타내고,

도 15는 입사 방사(incident radiation) 하에서 공액 폴리머의 전자 여기를 걔략적으로 나타내고,

도 16은 도 14에서 도시한 폴리머 사슬의 산화를 나타내고,

도 17은 도 1에 나타낸 기계에서 오프셋 제어 또는 잉크젯 세정을 구현하는 시스템의 개략 표시도,

도 18은 전기 광학 장치의 블록 다이어그램을 나타내고,

도 19는 본 발명에 따라 제조된 표시 장치를 합체한 이동 개인 컴퓨터의 개략도,

도 20은 본 발명에 따라 제조된 표시 장치를 합체한 이동 전화의 개략도,

도 21은 본 발명에 따라 제조된 표시 장치를 합체한 디지털 카메라의 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 잉크젯 증착기

2 : 베이스

4 : 1쌍의 직립 기둥

6 : 횡방향 빔

8: 캐리어

10 : 잉크젯 프린트 헤드

12 : 플래튼

14 : 기판

본 발명은 가용성 재료(soluble material)의 증착에 관한 것으로, 특히 잉크젯 기술을 사용하는 가용성 재료의 증착에 관한 것이다.

최근, 제조 공정의 일부로서, 고체 표면 위에 폴리머(polymer), 염료, 콜로이드 재료 등과 같은 유기 또는 무기 가용성 또는 분산성(dispersible) 재료의 증착을 요구하는 제품의 수가 증가하고 있다. 이러한 제품의 일례는 유기 폴리머 일렉트로루미네선스(electroluminescent, EL) 표시 장치이다. 유기 폴리머 EL 표시 장치는 표시 장치의 발광 화소를 제공하기 위해 고체 기판 위에 미리 정한 패턴으로 가용성 폴리머를 증착하는 것이 요구된다. 상기 기판은 예를 들어 유리, 플라스틱 또는 실리콘으로 이루어진다.

발광 다이오드(LED) 표시와 같은 반도체 표시 장치의 제조에 있어서, 종래 포토 리소그래피 기술을 사용하였다. 그러나, 포토 리소그래피 기술은 구현하는 것이 상대적으로 복잡하고, 시간이 많이 소모되며, 비용이 많이 들었다. 게다가, 포토 리소그래피 기술은 가용성 유기 폴리머 재료를 합체하는 표시 장치의 제조에서 사용하는 데 적합하지 않았다. 유기 폴리머 화소의 제조에 관한 문제는 발광 화소 소자로서 역할을 하기 위해 상기 재료들을 합체하는 EL 표시 장치와 같은 제품의 발전을 어느 정도 방해했었다. 결과적으로, EL 표시 장치의 제조에서 가용성 유기 폴리머를 증착하기 위해 잉크젯 기술을 사용하는 것이 제안되었다.

잉크젯 기술은 당연히 상기 가용성 또는 분산성 재료의 증착에 아주 적합하다. 이것은 사용하기에 빠르고 저렴한 기술이다. 스핀 코팅(spin coating)이나 증기 증착과 같은 대체 기술과 비교하여, 이것은 리소그래피 기술과 결합하여 에칭 단계를 요구하지 않고 패터닝을 제공한다. 그러나, 잉크젯 기술을 사용하여 고체 표면 위에 가용성 유기 재료를 증착하는 것은 종이 위에 잉크를 증착하는 종래의 기술 사용과는 달라서, 많은 문제점이 생긴다. 특히, 표시 장치에 있어서, 광 출력의 균일성과 전기적 특성의 균일성이 중요하게 요구된다. 또한, 장치 제조에서 부과되는 공간적 제약도 있다. 이와 같이, 잉크젯 프린트 헤드로부터 기판 위에 가용성 폴리머를 매우 정확하게 증착하기에는 작지 않은 문제점이 있다. 이것은 컬러 표시의 경우 특히 그러하며, 적, 녹, 청색 발광을 제공하는 각 폴리머는 각 표시 화소에 증착되어야 한다.

가용성 재료의 증착을 돕기 위해서, 감습성(de-wetting) 재료에서 규정된 벽 구조(wall structure)의 패턴을 포함하여서, 증착될 재료를 받기 위한 벽 구조에 의해 경계지어진 웰(well) 또는 긴 트렌치(trench) 열을 제공하는 층(layer)을 갖는 기판을 제공하는 것이 제안되었다. 상기 미리 패턴화된 기판을 이하에서 뱅 크(bank) 구조라고 한다. 용액 상태의 유기 폴리머를 웰 속으로 증착할 때, 유기 폴리머 용액 및 뱅크 구조의 습윤성(wettability)의 차이는 용액을 기판면 위에 제공되는 웰 속으로 자기 정렬하게 만든다. 그러나, 유기 폴리머 재료의 액체 방울을 뱅크 구조의 웰과 실질적으로 정렬되게 증착하는 것이 필요하다. 그러한 뱅크 구조를 사용할 때에도, 증착되는 유기 폴리머 용액이 웰을 규정하는 재료의 벽에 어느 정도 부착한다. 이것은 각각의 증착되는 액체 방울의 중심 영역을, 뱅크 구조의 벽에 증착되는 재료와 비교하여 잘해야 아마도 재료의 10% 만큼으로 적게 증착 재료의 얇은 피복을 갖도록 만든다. 웰의 중앙에 증착되는 폴리머 재료는 표시 장치에서 능동(active) 발광 재료로서 역할을 하고, 폴리머 재료를 웰과 정확하게 정렬되게 증착하지 않으면, 능동 발광 재료의 양, 따라서 두께는 더욱 감소한다. 능동 발광 재료의 이와 같은 박막화(thinning)는 표시 장치의 사용에서 재료를 통과하는 전류를 증가시키기 때문에, 표시 장치의 발광 장치의 수명 및 효율을 감소시키는 중대한 문제이다. 또한, 증착되는 폴리머 재료의 이와 같은 박막화는 증착 정렬이 정확하게 제어되지 않을 경우 화소 마다 변하게 된다. 유기 재료에 의해 이루어지는 LED는 전류 구동 장치이고, 상술한 바와 같이 증착되는 재료의 두께가 감소함에 따라 증착되는 폴리머 재료를 통과하는 전류가 증가하기 때문에, 이것은 화소마다 유기 폴리머 재료의 발광 성능에 차이를 일으키게 된다. 이와 같은 화소마다의 성능 변화는 표시된 화질을 떨어뜨리는 표시 화상의 불균일성을 일으킨다. 게다가, 이와 같은 화질의 저하는 표시 장치의 LED의 작동 효율 및 작업 수명을 저하시키게 된다. 따라서, 폴리머 재료의 정확한 증착은 양호한 화질 및 만족할만한 효율 및 내구성을 갖는 표시 장치를 제공하는 것에 필수적이다.

잉크젯 헤드의 두가지 중요한 타입이 있다. 하나의 타입은 열(thermal) 프린트 헤드를 사용하고, 이것들은 버블젯(bubble jet) 헤드로 일반적으로 알려져 있다. 두번째 타입은 압전 장치가 저장부(reservoir)와 연결된 격막(diaphram) 뒤에 위치하는 압전 프린트 헤드를 사용한다. 이와 같은 두번째 타입의 잉크젯 헤드에서, 표시용 발광 화소를 제공하기 위한 용해 상태의 폴리머 재료가 폴리머 재료의 미세한 액체 방울로 노즐을 통하여 토출되는 경우에, 압전 장치는 전압이 가해지고, 저장기에 저장된 액체에 힘을 가하면서, 격막은 저장기에 압력을 가하도록 편향(deflect)된다. 프린트 헤드의 어느 타입에서도, 노즐은 약 30 마이크론의 전형적인 직경을 갖는 매우 작은 토출 구멍(outlet orifice)을 갖는다. 유기 폴리머는 상대적으로 휘발성 유기 용매에서 통상 용해되므로, 이것들은 용해 상태로 증착될 수 있다.

증착하는 동안에, 잉크젯 프린트 헤드를 뱅크 구조를 갖는 기판에 가능한 한 가깝게 유지한다. 통상, 잉크젯 프린트 헤드는 기판 위로 약 0.5 mm 내지 1.0mm 분리시켜 배열되며, 상기 분리는 초기에 뱅크 구조의 웰과 프린트 헤드의 정렬을 광학적으로 검사하기 위해서 사용될 수도 있다. 뱅크 구조의 웰은 크기가 매우 작아서, 고배율 현미경이 상기 광학 정렬 검사를 위해서 요구된다. 고배율이 사용되기 때문에, 관찰된 화상에서 매우 작은 피사체심도(depth of field)가 있게 되고, 따라서 뱅크 구조에서의 웰과 잉크젯 헤드의 노즐을 동시에 초점을 맞추는 것이 통상 불가능하다.

관찰 축(viewing axis)이 기판과 정확하게 직각인 것이 보장될 필요가 있으며, 그렇지 않을 경우 웰과 잉크젯 헤드의 노즐 사이에 오프셋이 보인다. 이것은 또한 실제로 얻기 매우 어려운 것이다. 따라서, 뱅크 구조의 웰과 잉크젯 헤드의 광학 정렬은 요구되는 정확성으로 얻을 수 없고, 따라서 정렬을 검사하기 위해서 재료가 떨어지는 실제 증착을 관찰하는 것이 필요하게 된다. 그러나, 잉크젯 프린트 액체 방울은 전형적으로 2 내지 10m/sec 범위 내의 비행 속도를 갖는다. 기판과 프린트 헤드 간의 상대 속도는 전형적으로 10 내지 100mm/sec의 범위 내이다. 액체 방울의 속도가 약 5m/sec이고 잉크젯 헤드와 기판 사이에 1mm의 분리가 있다고 가정할 경우, 토출된 액체 방울이 기판에 도착하는 데 걸리는 시간은 약 2밀리초이다. 만약 프린트 헤드가 증착 기판에 대해서 상대적으로 100mm/sec의 횡단 속도를 갖는다면, 토출점과 기판 위의 실제 증착점 사이에 20㎛의 오프셋이 발생할 것이다. 이 오프셋은 잉크젯 프린트 헤드의 모든 노즐에 대해서 규칙적이고 동일하다. 이 기술의 통상적인 사용이며, 기판이 종이였던 종래 프린팅의 경우, 이것은 전체 프린트되는 화상 위에서 동일하고, 종이 위에 프린트된 화상 위치의 작은 오프셋은 프린트된 화상을 보는 사람에게 식별할 수 없을 정도이므로, 이 오프셋은 문제가 되지 않았다.

그러나, 유기 폴리머가 용매로 용해되기 때문에, 액체가 노즐 토출 구멍으로부터 토출되면서 용매의 일정 증발이 일어날 수 있고, 따라서 잉크젯 노즐 주위에 폴리머 재료의 증착이 형성되는 것이 일반적이다. 이러한 증착은 불균일하게 형성되는 경향이 있고, 따라서 노즐 구멍의 주변에 불규칙적인 프로파일을 일으키고, 프린트 헤드 노즐로부터 토출될 때 재료의 편향을 발생시킨다. 토출되는 재료의 편향 때문에, 토출된 액체 재료는 변함없이 수직에 대해 수직인 비행각을 갖지 않게 된다. 이것은 또한 기판 위에 증착되는 액체 방울의 원하는 위치와 실제 위치 사이에 불규칙한 오프셋을 발생시킨다. 또한, 노즐 구멍 주위에 증착물은 통상 증착 공정 동안 변하게 되며, 따라서 마찬가지로 원하는 증착 위치와 실제 증착 위치 사이의 오프셋도 또한 액체 방울이 증착되는 기간 동안 불규칙하게 변할 수 있다. 따라서, 장치를 제조하는 동안 증착의 요구되는 정확성이 유지되는 것을 보장하기 위해서 액체 방울의 증착을 반복적으로 감시하는 것이 중요하게 요구된다. 증착 정확성이 유지되지 않는 경우에, 잉크젯 헤드의 노즐은 퇴적물을 세정해야만 한다. 이와 같은 잉크젯 헤드의 위치와 증착 위치 사이의 불규칙한 오프셋은 뱅크 구조에서의 웰과 잉크젯 헤드 노즐의 정렬을 검사하는 것에 대한 관심을 또한 불러 일으킨다.

잉크젯 헤드는 통상적으로 노즐 어레이로 이루어지므로, 헤드가 증착 영역 위로 옮겨지면, 유기 폴리머의 많은 액체 방울이 동시에 증착된다. 그러나, 증착물의 형성은 사실상 전체적으로 임의로 이루어지므로, 헤드의 제 1 노즐에 대해서 불규칙한 오프셋이 한 방향으로 일어날 수 있고(증착물의 어떠한 형성도 없는 노즐에 대한 비행 경로와 비교하여), 예를 들어 토출된 액체 방울을 잉크젯 헤드의 이동 방향으로 더 이동하게 만들고, 반면에 헤드의 제 2 노즐에서의 증착물이 예를 들어 제 1 방향과 반대 방향으로, 다시 말해 헤드의 이동 방향과는 반대 방향으로 오프셋을 일으킨다. 상술한 바와 같이, 액체 방울의 비행 시간 및 잉크젯 헤드의 이동 속도에 의해 일어나는 규칙적인 오프셋이 있다. 만약, 예를 들어 기판이 헤드에 대해서 상대적으로 이동하면, 액체 방울이 헤드와 기판 사이의 분리 갭을 횡단하는 시간동안 웰은 비행 경로 접촉점을 지나 이동하므로, 액체 방울은 실제적으로 뱅크 구조에서의 목표 웰의 일측에 증착된다. 이것은 상기에서 규칙적인 오프셋이라고 했으며, 초기 광학 정렬 동안에 보상될 수 있다. 그러나, 이 경우, 규칙적인 오프셋은 증착물에 의해 발생하는 불규칙적인 오프셋에 의해 제거될 수 있다. 따라서, 만약 액체 방울의 증착 후에 뱅크 구조에서의 이러한 특별한 웰이 보인다면, 증착된 액체 방울이 뱅크 구조에서의 목표 웰에 완벽하게 정렬되어 있는 것으로 보일 수 있기 때문에 정렬에 대한 걱정이 없는 것으로 인상을 줄 수 있지만, 이것은 증착 공정 동안에 변할 수 있는 불규칙적인 오프셋 때문이다. 그러나, 제 2 노즐에 대한 불규칙적인 오프셋이 제 1 노즐의 것과 반대 방향이다. 따라서, 이 두번째 경우에, 규칙적인 그리고 불규칙적인 오프셋이 중첩될 수 있고, 제 2 노즐로부터 토출되는 액체 방울과 뱅크 구조에서의 목표 웰 사이의 납득할 수 없을 정도의 오정렬을 제공할 수 있지만, 제 1 액체 방울에 대한 정렬 검사는 잉크젯 헤드가 뱅크 구조와 정렬되어 있다는 것을 나타내므로, 이 납득할 수 없는 정렬은 주목하지 않아도 된다. 증착이 더 긴 시간 동안 일어나며, 가변 오프셋이 유사하게 증가하므로, 이것은 비교적 큰 크기의 EL 표시 장치의 제조에서 특히 그러하다.

만약 기판이 비교적 큰 사이즈이면, 증착 구역에서의 주변 조건의 변화로부터 일어나는 기판의 열 팽창 또는 수축 등으로 인해 또다른 불규칙적인 오프셋이 도입될 수 있다.

추가적인 가변 오프셋은 잉크젯 헤드에 대한 이동(translation) 시스템의 굴곡에 의해 발생할 수 있다. 도 1에 나타낸 것처럼, 잉크젯 프린트 헤드는 통상 수평으로 배치되는 가로빔으로부터 지지된다. 물리적 구조인 빔은 중력 하에서 아주 조금 굴곡된다. 빔의 중앙부는 실질적으로 그 수평 배치를 유지할 것이므로, 이 중앙 위치(A)에 위치된 프린트 헤드로 증착된 액체 방울은 도 2에 나타낸 것처럼, 기판에 대해 수직 비행 경로(A¹)를 유지할 것이다. 그러나, 프린트 헤드가 빔의 이 중앙부로부터 멀리, 도 2에 나타낸 위치(B)로 이동한 때에, 실제로 수평빔에 의해 더 이상 지지되지 않으므로, 이 제 2 위치에서 비행 경로(B¹)는 더 이상 기판에 대해서 수직이 아니다. 따라서, 프린트 헤드가 빔을 따라 X cm만큼 이동한 경우, 이것은 기판에서 X + α의 증착점으로 가변할 수 있다. 이 때, α는 빔의 약간의 굴곡으로 인해 발생한 추가적인 가변 오프셋이다. 이 가변 오프셋은 비교적 작은 기판에서조차 존재하는 것을 알 수 있고, 이동 시스템이 더 커져서 기판에 대해 수직인 비행 경로로부터 벗어나는 것이 더 커지기 때문에 기판이 점점 커짐에 따라, 오프셋은 훨씬 더 커지게 된다.

상기 모든 오프셋은 뱅크 구조의 웰에서의 유기 재료에 대한 최적 두께로부터 변화될 수 있고, 상술한 바와 같이, 표시된 화상에서 불균일성을 일으켜서, 만족할 수 없는 화질의 표시를 발생시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 뱅크 재료의 웰의 패턴은 폴리머 재료의 정렬을 돕기 위 해서 사용될 수 있다. 그러나, 폴리머 재료는 각 웰 내에 한번만 증착될 수 있고, 웰은 궁극적으로 표시 장치의 능동 화소를 형성한다. 따라서, 오정렬이 납득할 수 없는 수준으로 발생하는 경우, 뱅크 구조의 어떤 특별한 웰 상에 토출 노즐을 재위치시키고, 폴리머 재료의 또다른 액체 방울을 증착시킬 수 없다. 따라서, 증착된 폴리머 재료의 어떤 액체 방울이 각각의 웰과 정렬되어 있지 않는 경우, 궁극적으로 최종 표시 장치의 능동 영역의 일부를 제공할 영역에서 기판 위에 폴리머 재료의 하자있는 웰이 이미 형성되어서, 해상도를 저하시키고, 따라서 표시된 화질을 저하시킨다.

아래 설명으로부터 명확하게 알 수 있는 것처럼, 뱅크 구조의 웰 내의 폴리머 재료를 보는 것과 관련하여 중요한 문제점이 또한 있다. 이러한 문제점은 폴리머 재료가 건조된 때 더욱 심각하게 된다. 따라서, EL 표시 장치의 제조에서 유기 폴리머 재료의 증착을 모니터하고, 특히 증착이 실제로 일어난 때, 또는 일어난 직후에 액체 방울 증착을 모니터할 수 있는 것이 필요하다. 이것을 원위치 관찰(in-situ viewing)이라 한다.

본 발명의 제 1 관점에 따르면, 잉크젯 프린트 헤드를 사용하여 기판의 제 1 면 위로 일련의 액체 방울 형식으로 가용성 재료를 선택적으로 증착하고, 제 1 면 반대쪽인 기판의 또다른 면을 통해서 제 1 면 위의 액체 방울을 검출하는 방법을 제공한다.

바람직하게는, 액체 방울은 증착된 재료가 습윤 상태로부터 건조 상태로 변 하기 이전에 검출하는 것이다.

본 발명의 바람직한 관점에 있어서, 액체 방울은 기판의 제 1 면 위로 증착된 때 보이는 것이다.

바람직하게는, 기판의 제 1 면은 증착되는 액체 방울을 받기 위해서 미리 패턴화된 구조를 갖도록 제공된다.

본 발명의 가장 바람직한 관점에 있어서, 제 1 면 위로의 액체 방울의 증착을 볼 때, 기판의 또다른 면은 기판이 실질적으로 투명한 파장의 빛으로 조사된다.

액체 방울의 증착은 바람직하게는 전하 결합 소자(charge coupled device)로 검출된다.

본 발명의 제 2 관점에 있어서, 본 발명의 제 1 관점에 따른 발광 소자의 제조를 포함하는 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 제 3 관점에 있어서, 본 발명의 제 1 관점의 방법에 따라 제조된 발광 소자로 이루어진 표시 장치를 제공한다.

본 발명의 제 4 관점에 따르면, 기판의 제 1 면 위로 가용성 재료의 일련의 액체 방울을 선택적으로 증착하기 위한 잉크젯 헤드, 기판을 지지하고 잉크젯 헤드에 대해서 상대적으로 움직이도록 배열된 지지 수단, 및 제 1 면과 반대쪽인 기판의 또다른 면을 통해서 기판의 제 1 면 위의 액체 방울을 검출하기 위한 검출 수단으로 이루어진 잉크젯 장치를 제공한다.

도 1을 참조하면, 잉크젯 증착기(1)는, 1쌍의 직립 기둥(4)들을 지지하는 베이스(2)를 포함한다. 직립 기둥(4)들은, 잉크젯 프린트 헤드(10)를 지지하는 캐리 어(8)를 탑재한 횡방향 빔(6)을 지지한다. 또한, 베이스(2)는 기판(14)을 탑재하는 플래튼(12)을 지지한다. 플래튼(12)은, 베이스(2)로부터 컴퓨터 제어 동력 지지대(16)에 의해 탑재되어, 플래튼(12)이 잉크젯 프린트 헤드에 대하여 도 1에 X축과 Y축으로 나타낸 바와 같이 가로 방향과 길이 방향 양쪽으로 이동될 수 있다.

본 발명에 따르면, 베이스(2)는 또한 전하 결합 소자(charge coupled device : CCD) 현미경(18)을 지지하며, CCD 현미경(18)은 플래튼(12) 아랫쪽에 약간 떨어져서 배치되어, 미러(20)를 통해 기판(14)의 하부면 또는 그 하부를 볼 수 있게 한다. 동등하게, CCD 현미경을 플래튼(12)에 대해 수직으로 하부에 배치하고, 플래튼(12)과 함께 움직이도록 배치하여, 미러(2)를 설치하지 않을 수 있다. 선택적으로, 잉크젯 증착기(1)는, 베이스(2)에 탑재된 제2 CCD 현미경(22)과 스트로보스코프(24)를 포함할 수도 있다. 캐리어(8)가 횡방향 빔(6)을 따라 이동되고, 잉크젯 헤드(10)는 CCD 현미경(22)과 스토로보스코프(24) 사이의 공간에 배치되어, 잉크젯 헤드(10)로부터의 액체 방울의 토출이 곧바로 관찰될 수 있다. 이는, 잉크젯 헤드(10)의 구동 조건을, 기판(14) 상에 토출되는 각종의 용액과 폴리머에 대해 조정될 수 있게 하기 위한 것이다. 잉크젯 헤드(10)에 대한 플래튼(12)의 이동 즉, 기판(14)의 이동이 컴퓨터의 제어 하에 있어, 잉크젯 헤드(10)에서 해당 재료를 토출하면 기판 상에 임의의 패턴이 인쇄될 수 있다.

도 3은 기판(14) 일부의 확대도이다. 도 3에서는, 잉크젯 헤드(10)로부터 토출된 유기 폴리머 재료를 수용하는, 뱅크 재료(bank material)의 웰(26) 어레이 형태의 프리패턴(pre-pattern)이 기판(14)에 보유되어 있는 것을 알 수 있다. 뱅 크 패턴의 사용은 본 기술 분야에서 공지된 것이므로, 본 발명을 설명하는 데 있어서 이에 대한 설명은 생략한다. 이해하고 있는 바와 같이, 표시 장치에서 필요한 해상도를 달성하기 위해서는, 매 화소마다 발광 다이오드를 형성하는 포토루미네선스 유기 폴리머가 기판(14) 상에 상당히 정확하게 증착되어야 한다. 이는, 특히 컬러 표시의 경우 그러하며, 적, 녹, 청의 광을 발광하는 폴리머 재료 각각의 점이 표시 장치의 화소마다 제공되어야 컬러 화상이 제공될 수 있기 때문이다. 통상적으로, 이러한 표시 장치에 있어서, 상기의 유기 폴리머는 공액 폴리머이며, 예컨대 F8/F8BT/TFB를 포함할 수 있다 (여기서, F8은 [poly-9, 9-dioctylfluorene]이고, F8BT는 [poly-9, 9-dioctylfluorine-co-2, 1, 3-benzolthiadizole]이며, TFB는 [poly-9, 9-dioctylfluorine-co-N-(4-butylphenyl)diphenylamine)]임).

웰(26)을 구획하는 뱅크 재료는 감습성(de-wetting) 표면을 갖는 반면, 웰(26) 자체는 습윤성 재료를 갖는다. 따라서, 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 폴리머 재료의 보다 양호한 가둠(confinement)과 정렬을 달성할 수 있다. 그러나, 도 4를 참조하면, 잉크젯 프린트 헤드(10)는 노즐(30)을 통해 토출되는 폴리머 재료를 담아두는 저장부(reservoir)(28)를 포함하는 것이 통상적이며, 저장부는 통상적으로 직경이 약 30 미크론인 토출 개구를 구비한다. 상술한 바와 같이, EL 표시 장치의 제조 시, 토출될 재료는 톨루엔이나 크실렌과 같은 적절한 용매에 용해되는 유기 폴리머이다. 이러한 용매는 비교적 휘발성이며, 토출되는 액체 방울의 양이 통상적으로 피코리터(picolitre) 단위로서 매우 작은 것임을 알 수 있을 것이다. 폴리머 혼합물이 토출되면, 그 용액의 표면 장력으로 인해 처음에는 노 즐(30)에서 용액에 폴리머 버블이 생긴다. 잉크젯 헤드 내의 압력이 증가함에 따라, 표면 장력을 압도하게 되어, 용액 내의 폴리머 액체 방울이 노즐로부터 분리되고, 잉크젯 헤드로부터 토출된다. 용매가 부분 증발하면서, 용액의 버블이 노즐에 접촉하게 되어, 토출된 폴리머 재료의 일부가 노즐(30)의 출구의 개구부에 퇴적물(32)을 형성하게 된다. 이러한 퇴적물(32)은 불규칙적인 형태로 형성되어, 도 4에서 화살표로 표시된 바와 같이, 토출되는 액체 방울(34)이 기판 상으로의 비수직적인 경로를 따르게 함으로써, 실제 증착 위치와 원하는 증착 위치(즉, 웰(26)) 사이에 오프셋이 생기게 한다. 노즐(30)에서의 클로깅(clogging)은 잉크젯 헤드에서 일상적으로 발생하는 일이며, 토출되는 액체 방울(34)의 비수직적인 비행 경로에 대한 영향을 최소화하기 위해서는, 증착 사이클 동안 잉크젯 프린트 헤드(10)가 가능한 한 기판(14)에 근접하게 한다. 그러나, 잉크젯 프린트 헤드와 기판 사이의 한정된 간격은 반드시 유지되어야 하는 것이나, 이는, 실제 증착 위치와 목표 증착 위치 간의 편차 또는 오프셋을 발생시킨다. 더욱이, 표시 영역이 큰 표시 장치를 제조하는 경우, 가요성 플라스틱 시트 또는 감을 수 있는 롤 형태의 가요성 플라스틱이 특히 편리할 수 있다. 이러한 가요성 플라스틱 기판은 강성의 평면 상에 설치될 수도 있고, 혹은 프린트 헤드 아래의 증착을 위한 평탄한 기판을 제공하기 위해 인장될 수도 있다. 이들 중 어느 경우이던 간에, 기판의 왜곡(distortion)이 발생됨이 관찰되며, 이러한 왜곡은 기판이 프린트 헤드 아래에서의 이동에 따라 다양하게 나타난다. 또한, 이러한 기판은 온도와 습도와 같은 환경 조건의 변화에 따라 물리적 크기가 변경된다. 또한, 이러한 모든 요인들로 인해, 액체 방울의 실 제 증착 위치와 타겟 증착 위치 사이에는 편차 또는 오프셋이 발생한다.

그러므로, 유기 폴리머 재료의 액체 방울의 기판 상으로의 증착을 감시할 필요성이 상당함을 알 수 있다. 지금까지, 액체 방울이 정확하게 증착되었는지는, 적당한 현미경을 사용하여 증착을 한 후에 액체 방울을 검사함으로써 검사하였다. 증착된 액체 방울을 기판의 증착면으로부터 주기적으로 검사한다. 그러나, 잉크젯 헤드는 통상적으로 토출 노즐 어레이로 이루어진다. 잉크젯 헤드와 관찰용 현미경의 대물 렌즈의 물리적 크기로 인해, 증착되는 현재의 액체 방울과 관찰되는 액체 방울 사이에 얼마간의 간극이 반드시 있게 된다. 또한, 실제 액체 방울 증착과 관찰 사이에는 상당한 시간적 지연도 있다. 액체 방울은 매우 작은 크기이고, 휘발성 용매가 높은 비율로 포함되어 있다. 그러므로, 액체 방울은 일단 증착되면 비교적 빠르게 건조하게 된다. 그러므로, 증착되는 액체 방울을 관찰할 수 있는 시간에 증착된 액체 방울은 이미 건조 상태가 되어, 구별하기가 매우 어려운데, 특히 증착되는 재료가 투명할 경우에는 더욱 그러하다.

기판의 증착면으로부터 관찰하는 현재의 공지 기술을 사용하여 건조 액체 방울을 관찰하는 것이 또 하나의 고려 사항이다. 이 때, 액체 방울은 건조되면서 이동할 수 있다. 액체 방울은 통상적으로 유기 폴리머 재료의 양이 1∼5％이고, 그 나머지 95∼99％는 용매로 구성된다. 그러므로, 일단 액체 방울이 건조되면, 기판 상에 남은 실제 재료는 기판 상에 실제로 증착되는 액체 방울의 양보다 훨씬 더 적은 양임을 알 수 있다. 또한, 이러한 남은 재료는 액체 방울이 증착되는 면적보다 훨씬 적은 면적을 차지한다. 만일 기판의 표면이 균일하다면, 유기 폴리머로 이루 어진 건조된 액체 방울로서 남겨진 재료는 통상적으로 액체 방울이 증착된 영역의 중앙에 위치하게 된다. 그러나, 기판의 표면이 불균일하다면 - 이러한 경우는 자주 발생하며, 플라스틱 기판은 특히 더욱 그러하다 - 증착된 액체 방울의 폴리머 재료는 건조되는 과정에서 상기 기판의 불균일함에 의해 움직일 수 있다. 그러므로, 기판 상에 남겨진 건조된 재료는, 불균일한 위치에 의존하여, 액체 방울이 증착되는 기판 상의 차지하는 영역 중 한 부분 혹은 종단부에 위치되거나, 그 중앙부에 실질적으로 남을 수도 있다. 따라서, 건조된 액체 방울을 관찰하는 것은, 증착 정렬을 진정으로 나타내는 것이 아니다. 이는, 증착되는 특정한 액체 방울의 경우, 액체 방울이 증착되는 실제 위치에서의 기판 표면 상의 불균일성의 존재로 인해, 유기 폴리머 재료가 건조 과정 중에 타겟 증착 위치의 정확한 정렬로 "이동"된 것일 수 있기 때문이다.

또한, 건조할 때의 이와 같은 액체 방울의 이동은 뱅크 구조의 타겟 웰과 부분적으로 건조된 증착 액체 방울이 서로 일치하지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 경우에는 액체 방울과 뱅크 구조의 재료 간의 습윤성 차이가 무효로 되어, 액체 방울이 뱅크 구조의 웰 내에 정렬되는 것이 더욱 어렵게 된다.

증착될 영역으로부터 잉크젯 헤드를 일시적으로 이동시킨 후, 최종의 증착될 액체 방울 위에 해당 현미경을 위치시킴으로써 증착되는 액체 방울을 관찰하는 것이 또한 제안되었다. 그러나, 이러한 방안은, 현미경이 관찰 위치로 이동되기 전에 액체 방울이 건조되므로, 표시 면적이 클수록, 최종의 증착될 액체 방울의 기판 상의 위치를 결정하는 것이 더욱 어렵게 된다는 문제가 있다고 판명되었다. 그 주 요한 이유는, 건조 시에 사용되는 많은 폴리머 재료가 배경 기판 재료와 쉽게 구별될 수 없다는 데 있다.

또한, 잉크젯 헤드를 증착 위치로부터 떨어뜨렸다가 되돌려놓는 이동을 반복하는 것은 비효율적이며, 증착에 대한 실시간 감시가 이루어지지 않아서, 관찰에 대한 피드백이 극대화될 수 없다.

상술한 것으로부터, 폴리머 재료의 액체 방울은 습윤 상태 또는 조건으로 증착되지만, 액체 방울이 상대적으로 작은 크기라는 점과 액체 방울이 비교적 휘발성 용매에서 용해되는 폴리머 재료로 이루어져 있는 점에서, 건조 상태로 비교적 빠르게 경화 또는 건조한다는 것을 알 수 있다. 본 발명에 따르면, 증착되는 액체 방울을 기판의 반대측 또는 비증착측으로부터 관찰하고 구별하는 것이 훨씬 쉽게 된다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 증착과 건조 상태가 되는 것 사이인 습윤 상태에서 현미경과 같은 적당한 장치로 증착되는 액체 방울을 관찰할 수 있고, 따라서 매우 관찰하기 어려운 상태가 되기 전에, 다시 말해 건조 상태가 되기 전에 관찰할 수 있으며, 건조 전 폴리머 재료의 증착되는 액체 방울의 이와 같은 특징은 폴리머 재료의 증착의 정확성을 검사하기 위해 아주 중요하게 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 폴리머 재료 액체 방울은 증착 후 매우 빠르게 건조 상태로 변하고, 따라서 습윤 상태의 폴리머 재료 액체 방울의 이와 같은 특징을 이용하기 위해서, 재료의 증착되는 액체 방울의 원위치 관찰이 강력하게 요구된다는 것을 이해할 수 있다.

증착되는 폴리머 재료를 관찰하는 것과 관련된 문제는 도 3을 참조하면 보다 쉽게 이해될 수 있다. 폴리머 재료가 도 2에서 액체 방울(38)로 나타낸 건조 상태에 도달한 경우, 기판 상에서 구별하기가 어렵다.

그러나, 도 3으로부터 또한 알 수 있는 바와 같이, 보다 최근에 증착된 액체 방울, 즉 증착되었던 젖은 상태로부터 아직 건조 상태에 이르지 않은 액체 방울은 비교적 쉽게 구별된다. 또한, 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 보다 최근에 증착된 액체 방울의 2개의 행(40, 42) 중, 마지막 또는 가장 최근에 증착된 액체 방울(44)이 가장 가시성이 좋고, 증착 이후에 시간의 증가에 따라 가시성이 감소된다.

적절한 촬상 시스템을 사용함으로써 피사체를 "명 시야" 또는 "암 시야" 화상으로서 관찰할 수 있다는 것이 알려져 있다.

도 5는 습윤 상태로 있는 기판 상의 폴리머 재료의 액체 방울 Dw을 나타낸다. 습윤 액체 방울 Dw이 기판의 하측으로부터 도 6에 나타낸 바와 같이 명 시야 화상 광학 배열에 의해 관찰되면, 촬상 광원으로부터의 광선이 액체 방울에 들어간다. 액체 방울의 중심축과 일치하지 않는 광선은 내부 반사된다. 그러나, 액체 방울의 중심축의 영역에서는, 액체 방울의 상부면이 기판에 실질적으로 평행하다. 따라서, 액체 방울의 중심축 부근으로 통과하는 광선은 액체 방울을 빠져 나갈 수 있다. 따라서, 액체 방울을 관찰하면, 도 7에 나타낸 바와 같이 명 시야 배경에 의해 둘러싸인,어두운 원형 바탕 영역에 대하여 매우 밝은 점으로서 나타난다. 화상의 중심에서의 밝은 점은 액체 방울의 중심축과 실질적으로 일치한다. 따라서, 이 명 시야 화상은 액체 방울이 증착되는 정밀도를 결정하는데 유효하게 사용될 수 있다.

도 8은 건조 상태에 도달한 때의 액체 방울(D_D로 표시함)을 나타낸다. 반구형의 습윤 액체 방울 Dw이 비교적 평탄하고 얇은 디스크의 형상을 갖는다고 가정한 것을 알 수 있다. 유리 기판을 사용하는 경우, 건조 액체 방울은 기판 재료와 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 이 경우, 광선에 약간의 산란이 생겨, 액체 방울의 에지에서 약간의 화상 대비만 일어나도, 건조 액체 방울은 비교적 구별하기가 어렵다. 그러나, 하부 구조 및 증착된 재료의 각 굴절률이 다른 경우와, 도 7에 나타낸 명 시야 촬상 시스템을 사용하여 건조된 액체 방울 D_D을 관찰하는 경우, 광선은 액체 방울 안으로 통과하지만 액체 방울의 먼쪽에서 반사된다. 반사된 광선은 서로 간섭하여, 다양한 컬러의 간섭 링을 생성하고, 상기 컬러는 액체 방울의 두께에 따른다. 이 화상은 도 9에 개략적으로 도시되어 있다. 화상은 관찰된 화상에서 서로 합쳐시는 경향이 있는 착색 간섭 링으로서 나타난다. 따라서, 관찰된 화상의 뚜렷한 외형을 식별하는 것이 비교적 어렵다. 도 7에 나타낸 습윤 액체 방울의 명 시야 화상과 도 9에 나타낸 건조 액체 방울의 명 시야 화상 간의 비교로부터 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 도 9의 화상을 사용하는 것보다 도 7의 화상을 사용하여 증착된 액체 방울의 정렬을 검사하는 것이 상당히 쉽다.

도 10은 암 시야 촬상 시스템을 나타내고, 도 5에 나타낸 습윤 액체 방울 Dw을 이 시스템으로 관찰하면, 광원으로부터의 광이 액체 방울로 들어가 재료의 습윤 액체 방울 내에서 반사된다. 액체 방울의 에지에서 광의 일부 산란이 생겨, 습윤 액체 방울은 어두운 배경에 대하여 어두운 중심을 갖는, 밝지만 잘 구획된 환형 링으로서 나타난다. 밝은 링이 잘 구획됨으로써, 도 11에 나타낸 화상은 도 9에 나타낸 건조 액체 방울의 명 시야 화상보다도 증착된 액체 방울의 정렬 검사에 사용하는 것이 보다 더 유익하다.

도 8에 나타낸 건조 액체 방울 D_D을 도 10에 나타낸 암 시야 촬상 시스템으로 관찰한 경우, 액체 방울 상에 충돌하는 대부분의 광이 산란되어, 촬상 렌즈의 관찰 시야 외측으로 통과한다. 따라서, 건조된 액체 방울 D_D은 어두운 배경에 대하여 매우 엷은 원형 화상(도 12 참조)으로서 나타나고, 이 화상은 식별하기가 매우 어려워, 액체 방울 정렬을 검사하는데 사용될 수 없다.

건조 및 습윤 액체 방울의 상기 명 시야 및 암 시야 화상으로부터, 증착된 액체 방울이 아직 습윤 상태에 있는 동안에 상기 액체 방울을 원위치 관찰하면 기대 이상의 상당한 이점을 구현할 수 있다는 것을 알 수 있다. 원위치 관찰은 도 1에 나타낸 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 도 1에서 관찰할 때에 유기 폴리머 재료는 기판의 상부면 상에 증착되므로, 원위치 관찰을 위해 기판을 통하여 폴리머 재료의 증착을 관찰할 필요가 있다. 액체 방울의 관찰은 광을 기판에 조사하면 보다 쉽게 이루어질 수 있다. 따라서, 재료를 기판을 통하여 관찰할 때에, 기판은 관찰 시 사용되는 광의 파장을 투과하는 것이 제1 요건이다. 기판이 유리 또는 투명 플라스틱이면, 가시광 또는 장파장 방사가 사용될 수 있다. 기판이 실리콘으로 이루어지면, 파장이 1.1미크론보다도 긴 적외선 광을 사용한다.

또한, 잉크젯 기술에 의해 인쇄되는 공액 폴리머의 원 위치 관찰이 제2의 고려 사항이다. 도 13에는, 공액 폴리머의 광의 흡수 및 발광 특성이 도시되어 있다. 도 13으로부터, 흡수 및 발광 특성의 중첩 영역이 존재함을 알 수 있다. 공액 폴리머는 λ₁보다 짧은 파장을 갖는 폴리머 상에 입사되는 광을 다양한 정도로 흡수한다. 이는 도 13에서 흡수 영역으로 표시되어 있다. 공액 폴리머는 λ₁보다 긴 파장을 갖는 입사광은 투과시키기만 한다. 이는 도 13에서 투과 영역으로 표시되어 있다.

도 14에는 공액 폴리머 체인이 도시되어 있으며, 이 체인을 따라, 분리된(delocalized) π 결합 궤도 전자가 존재한다. 이 전자는 폴리머 체인에 또한 존재하는 시그마 결합 전자에 비해 비교적 좁은 밴드 갭을 갖는다. 공액 폴리머가 자외선(UV)이나 가시광선을 흡수하면, 도 15에 나타낸 바와 같이, π 결합 전자는 π 결합 궤도(바닥 상태)로부터 π* 반결합 궤도(여기 상태)로 여기한다. 원자들 간의 π 결합에 있어서, 여기 상태는 바닥 상태보다 덜 안정적이다. 산소 원자가 존재하고 이러한 여기가 발생하면, π 결합은 소실되고, 대기 분위기에서의 산소 원자들과 공액 폴리머의 탄소 원자들 사이에는 소정의 다른 결합이 발생하여, 도 16에 나타낸 포토 산화 폴리머 체인을 발생시킨다. 이 결합은, 공액 폴리머의 주위 분위기에서 산소 원자가 존재하고 공액 폴리머가 노출되는 광이 공액 폴리머의 흡수 영역 내의 성분 즉, 도 13에 나타낸 λ₁보다 짧은 파장을 갖는 성분을 갖는 경우에 발생할 수 있다.

산소 원자와 탄소 원자의 결합은 공액 폴리머를 열화시켜, LED의 휘도 효율을 감소시키고, 유기 박막 트랜지스터(TFT)의 전하 이동성을 저하시키게 된다. 이러한 폴리머 열화를 방지하기 위한 한 선택 방안으로는, 산소를 포함하지 않는 분위기에서 공액 폴리머를 인쇄하는 것이다. 이는, 도 1에 도시된 장치를 챔버 내에 위치시킴으로써 가능한데, 챔버 내의 대기 분위기는 산소가 존재하지 않는 것을 보장하도록 주의하여 제어될 수 있다. 그러나, 이는, 공정의 복잡도를 증가시키고, 또한 제조 비용도 증가시킨다. 그러므로, 원 위치 관찰에 이용될 광의 파장을 공액 폴리머의 투과 영역 내에 있도록, 즉 도 13에 나타낸 λ₁보다 큰 파장 길이를 갖도록 제어하는 것이 보다 현실적인 방안이 된다.

다색 표시 장치를 제조할 때, 적색 발광 폴리머는 가장 좁은 밴드 갭(흡수 에지의 가장 긴 파장 λ₁)을 갖는다. 이 경우, 액체 방울 증착의 원위치 관찰을 위한 촬상 시스템에서 사용되는 광은 적색 발광 폴리머의 흡수 에지의 파장보다도 짧은 파장을 갖는 스펙트럼 성분을 포함하지 않아야 한다. 또한, 검출용으로 사용되는 CCD의 실리콘 검출기는 사용되는 광의 파장의 증가에 따라 감도가 감소하고, 입사광이 약 1.1㎛의 파장을 가질 때에 투과하게 된다. 약 900nm의 파장은 CCD의 허용 가능한 감도를 연속해서 제공하는 것을 알 수 있다. 따라서, 다색 표시 장치에서는, 약 600nm 내지 900nm 범위의 파장을 갖는 진한 적색(deep red) 또는 적외선 광을 사용하는 것은, 광 산화 및 이에 따른 적색 발광 폴리머의 열화를 피하는 반면 검출용 CCD를 효율적으로 사용할 수 있게 하기 위해서, 사용되어야 한다.

본 발명에 따르면, 건조 상태가 되기 전에 증착되는 액체 방울의 원위치 관찰이 있을 수 있기 때문에, 증착되는 액체 방울과 뱅크 구조 내의 웰 사이에 어떠한 오프셋도 쉽게 알 수 있다. 또한, 증착 사이클의 기간동안 계속적 또는 주기적으로 증착되는 재료 내의 잠재적인 오프셋을 감시할 수 있어, 허용 한계를 넘는 오프셋 증가를 신속하게 검출할 수 있고, 컴퓨터 제어 동력 구동 지지대(16)에 의해 플래튼(platen)과 잉크젯 헤드 간의 적절한 위치 보상을 제공할 수 있다. 잉크젯 헤드의 노즐의 세정을 적절하게 고려하면, 증착기는 오프셋 제어 대신에 또는 오프셋 제어에 더하여 잉크젯 헤드에 대한 세정 사이클을 구현할 수도 있다. 이와 같은 시스템은 도 17에 나타내고 있다.

실시예에 의해, 본 발명은 허용할 수 없는 오프셋을 가져서 능동 화소 소자의 제조가 상당히 감소될 수 있는 EL 표시 장치의 제조를 참조하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 공액 폴리머 TFT의 제조, LED 또는 TFT의 접속, 공액 폴리머를 합체하는 태양 셀(solar cell), 잉크젯 에칭, 또는 기판 상의 증착되는 위치와 잉크젯 헤드의 정확한 정렬이 매우 중요한 다른 어떤 응용에서도 사용될 수 있다.

도 18은 전기 광학 장치의 바람직한 예로서의 유기 EL 소자 등의 전기 광학 소자와 합체되는 액티브 매트릭스형 표시 장치와, 본 발명의 방법 또는 장치를 사용하여 제조될 수 있는 어드레싱 방식을 나타내는 블럭도이다. 이 도면에 나타낸 표시 장치(200)는, 복수의 주사선 "gate", 주사선 "gate"이 연장하는 방향과 교차하는 방향으로 연장하는 복수의 데이터선 "sig", 데이터선 "sig"과 실질적으로 평행하게 연장하는 복수의 공통 전원선 "com", 및 데이터선 "sig"과 주사선 "gate"의 교차부에 배치되고 기판 상에 형성되는 복수의 화소(201)를 포함한다.

각 화소(201)는 주사 신호를 주사 게이트를 통하여 게이트 전극에 공급하는 제1 TFT(202), 제1 TFT(202)를 통하여 데이터선 "sig"으로부터 공급된 화상 신호를 유지하는 유지 커패시터 "cap", 유지 커패시터 "cap"에 의해 유지된 화상 신호를 게이트 전극(제2 게이트 전극)에 공급하는 제2 TFT(203), 및 전기 광학 소자(204)가 제2 TFT(203)를 통하여 공통 전원선 "com"에 전기적으로 접속될 때에 공통 전원선으로부터 구동 전류가 흐르는 EL 소자 등의 전기 광학 소자(204)(저항으로 표시됨)를 포함한다. 주사선 "gate"은 제1 구동 회로(205)에 접속되고, 데이터선 "sig"은 제2 구동 회로(206)에 접속된다. 바람직하게는, 제1 회로(205) 및 제2 회로(206) 중의 적어도 하나가 제1 TFT(202) 및 제2 TFT(203)가 형성되는 기판 위에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 TFT 어레이는 제1 TFT(202) 및 제2 TFT(203), 제1 구동 회로(205), 및 제2 구동 회로(206) 중 적어도 하나에 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 예를 들면 이동 전화, 랩탑 퍼스널 컴퓨터, DVD 플레이어, 카메라, 필드 장비 등의 이동형 표시 장치; 데스크탑 컴퓨터, CCTV 또는 포토 앨범 등의 포터블 표시 장치; 차량 또는 항공기 계기 패널 등의 계기 패널; 또는 제어실 장비 표시 장치 등의 산업용 표시 장치 등의 많은 종류의 장비에 합체되는 표시 장치 및 다른 장치를 제조하는데 사용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 TFT 어레이가 상기와 같이 적용되는 전기 광학 장치 또는 표시 장치는 상기에서 예시한 바와 같이 많은 종류의 장비에 합체될 수 있다.

이하, 본 발명에 따라 제조된 전기 광학 표시 장치를 사용하는 각종의 전자 장치에 대하여 설명한다.

<1. 모바일 컴퓨터>

이하, 상기한 실시예들 중 하나에 따라 제조된 표시 장치가 모바일 퍼스널 컴퓨터에 적용된 예에 대해서 설명한다.

도 19는 이 퍼스널 컴퓨터의 구성을 예시하는 등각도이다. 도 19에서, 퍼스널 컴퓨터(1100)는 키보드(1102)와 표시 유닛(1106)을 포함한 본체(1104)를 구비한다. 표시 유닛(1106)은 상술한 바와 같이 본 발명의 패터닝 방법에 따라 제조된 표시 패널을 사용하여 구현된다.

<2: 휴대폰>

다음에, 표시 장치를 휴대폰의 표시부에 적용한 예에 대해서 설명한다. 도 20은 휴대폰의 구성을 예시하는 등각도이다. 도 20에서, 휴대폰(1200)은 복수의 조작키(1202), 수화기(1204), 송화기(1206) 및 표시 패널(100)을 구비한다. 이 표시 패널(100)은 상술한 바와 같이 본 발명의 방법에 따라 제조된 표시 장치를 사용하여 구현된다.

<3: 디지털 스틸 카메라>

다음에, OEL 표시 장치를 파인더로서 사용한 디지털 스틸 카메라에 대해서 설명한다. 도 21은 디지털 스틸 카메라의 구성 및 외부 장치와의 접속을 간략히 예시하는 등각도이다.

통상의 카메라는 감광 코팅을 갖는 감응화된 필름을 사용하고, 이 감광 코팅 에서 화학적 변화를 일으켜서 피사체의 광학 화상을 기록하는 반면, 디지털 스틸 카메라(1300)는 예를 들면 전하 결합 소자(CCD)를 사용하여 광전 변환에 의해서 피사체의 광학 화상으로부터 화상 신호를 생성한다. 디지털 스틸 카메라(1300)는 CCD로부터의 화상 신호에 기초한 표시를 행하기 위해 케이스(1302) 뒷면에 OEL 소자(100)를 구비하고 있다. 따라서, 표시 패널(100)은 피사체를 표시하기 위한 파인더로서 기능한다. 광학 렌즈를 포함하는 수광 유닛(1304) 및 CCD는 케이스(1302)의 정면(도면의 뒤쪽)에 설치되어 있다.

카메라맨이 OEL 소자 패널(100)에 표시되는 피사체의 화상을 결정하고 셔터를 누르면, CCD로부터의 화상 신호가 회로 기판(1308) 내의 메모리에 전송되어 기억된다. 디지털 스틸 카메라(1300)에서, 비디오 신호 출력 단자(1312)와 데이터 통신용의 입출력 단자(1314)는 케이스(1302)의 측면에 설치된다. 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 텔레비전 모니터(1430) 및 퍼스널 컴퓨터(1440)는 각각 비디오 신호 단자(1312) 및 입출력 단자(1314)에 각각 접속된다. 회로 보드(1308)의 메모리에 기억되어 있는 화상 신호는 소정의 조작에 의해 텔레비전 모니터(1430) 및 퍼스널 컴퓨터(1440)에 출력된다.

도 19에 나타낸 퍼스널 컴퓨터, 도 20에 나타낸 휴대폰 및 도 21에 나타낸 디지털 스틸 카메라 이외의 전자 장치의 예로는, OEL 소자 텔레비전 세트, 뷰파인더형 및 모니터링형 비디오 테이프 레코더, 차량 항법 및 계측 시스템, 페이저, 전자 노트북, 휴대용 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, TV 전화, POS 시스템(point-of-sale system) 단말, 및 터치 패널을 구비한 장치를 들 수 있다. 물 론, 본 발명의 방법을 사용하여 제조된 OEL 장치는 상기 전자 장치의 표시부 뿐만 아니라 표시부를 합체한 소정의 다른 형태의 장치에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 따라 제조된 표시 장치는 매우 얇고 유연하며 경량인 스크린형 대면적 텔레비전에도 적합하다. 따라서, 벽에 대형 텔레비전을 붙이거나 걸 수 있다. 플렉시블 텔레비전은 필요하다면 사용하지 않을 때에 간편하게 말아올릴 수 있다.

인쇄 회로 기판이 또한 본 발명의 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 종래의 인쇄 회로 기판은 IC 칩 또는 패시브 장치 등의 다른 마이크로전자 장치보다 저가의 장치이지만, 포토리소그래피 및 에칭 기술에 의해 제조되어서 그 제조 비용을 증가시킨다. 고밀도 패키징을 실현하기 위해서는 또한 고해상도의 패터닝이 필요하게 된다. 기판 상에서의 고해상도의 상호접속은 본 발명을 사용하여 용이하며 신뢰성있게 실현될 수 있다.

또한, 본 발명을 사용하여 컬러 표시 애플리케이션용 컬러 필터를 설치할 수 있다. 기판의 선택 영역 상에는 염료 또는 안료를 함유한 액체액체 방울이 정확하게 증착된다. 매트릭스 포맷은 액체액체 방울과 서로 아주 근접하여 빈번하게 사용된다. 따라서, 원위치 관찰은 매우 장점이 있음을 증명할 수 있다. 건조 후, 액체액체 방울 내의 염료 또는 안료는 필터층으로서 작용한다.

DNA 센서 어레이 칩은 또한 본 발명을 사용하여 제공될 수 있다. 다른 DNA를 함유한 용액은 칩에 의해 제공된 때에 작은 갭에 의해 분리된 수용 위치의 어레이 상에 증착된다.

상기 설명은 실시예에 대해서만 이루어졌지만, 본 기술의 숙련자에 의해서 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형을 할 수 있다.

이상의 설명에 따르면, 본 발명은 증착된 폴리머 재료의 어떤 액체 방울이 각각의 웰과 정렬되어 있지 않는 경우, 궁극적으로 최종 표시 장치의 능동 영역의 일부를 제공할 영역에서 기판 위에 폴리머 재료의 하자있는 웰이 이미 형성되어서, 해상도를 저하시키지 않고, 따라서 표시된 화질을 저하시키지 않는 효과가 있다. 또한, EL 표시 장치의 제조에서 유기 폴리머 재료의 증착을 모니터하고, 특히 증착이 실제로 일어난 때, 또는 일어난 직후에 액체 방울 증착을 모니터할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 잉크젯 헤드를 사용하여 기판의 제 1 면 위에 재료를 포함하는 액체 방울을 증착하는 단계, 및

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울을 검출하는 단계를 포함하고,

   상기 액체 방울을 검출하는 단계는 상기 제 1 면에 반대쪽인 상기 기판의 제 2 면을 빛으로 조사함으로써 상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울의 명시야(bright field) 화상을 얻는 검출 수단에 의해서 수행되고,

   상기 기판은 상기 빛에 투명한 것을 특징으로 하는 패턴을 제조하는 방법.
2. 잉크젯 헤드를 사용하여 기판의 제 1 면 위에 재료를 포함하는 액체 방울을 증착하는 단계, 및

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울을 검출하는 단계를 포함하고,

   상기 액체 방울을 검출하는 단계는 상기 제 1 면에 반대쪽인 상기 기판의 제 2 면을 빛으로 조사함으로써 상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울의 명시야(bright field) 화상을 얻는 검출 수단에 의해서 수행되고,

   상기 빛은 상기 재료의 흡수 에지의 파장보다 긴 파장을 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 패턴을 제조하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 빛은 약 600nm 내지 900nm의 범위 내의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴을 제조하는 방법.
4. 잉크젯 헤드를 사용하여 기판의 제 1 면 위에 재료를 포함하는 액체 방울을 증착하는 단계,

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울을 검출하는 단계, 및

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울에 포함된 용매가 증발하기 전에 상기 액체 방울의 검출에 따라서 상기 잉크젯 헤드와 상기 기판 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 제조하는 방법.
5. 잉크젯 헤드를 사용하여 기판의 제 1 면 위에 재료를 포함하는 액체 방울을 증착하는 단계,

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울을 검출하는 단계, 및

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울에 포함된 용매가 증발하기 전에 상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울의 검출에 따라서 상기 잉크젯 헤드와 상기 기판 사이의 상대 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 제조하는 방법.
6. 잉크젯 헤드를 사용하여 기판의 제 1 면 위에 재료를 포함하는 액체 방울을 증착하는 단계,

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울을 검출하는 단계, 및

   상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울에 포함된 용매가 증발하기 전에 상기 제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울의 검출에 따라서 상기 잉크젯 헤드에 대하여 세정 사이클을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 제조하는 방법.
7. 재료를 포함하는 액체 방울을 토출하는 잉크젯 헤드,

   기판을 지지하는 지지 수단,

   상기 재료의 흡수 에지의 파장보다 큰 파장을 갖도록 선택된 빛으로 상기 기판을 조사하는 광원, 및

   상기 기판을 상기 빛으로 조사함으로써 상기 기판의 제 1 면 위에 증착된 상기 앵체 방울의 화상을 얻는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
8. 재료를 포함하는 액체 방울을 토출하는 잉크젯 헤드,

   기판을 지지하는 지지 수단, 및

   제 1 면 위에 증착된 상기 액체 방울에 따라 상기 잉크젯 헤드에 대하여 세정 사이클을 실행하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.

Images