KR20060058965A - 표시 장치용 기판의 제조 방법 - Google Patents

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권성규
강윤호
김장섭
김병주
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법은 기판 위에 적어도 하나 이상의 잉크젯 헤드 유니트를 위치시키는 단계, 잉크젯 헤드 유니트의 경사각을 조절하여 잉크젯 헤드 유니트의 노즐 피치와 기판 위의 화소 피치를 일치시키는 단계, 기판 또는 잉크젯 헤드 유니트를 이동시키며 기판 위의 화소 내부에 잉크를 적하하는 단계, 잉크의 적하 도중에 잉크젯 헤드 유니트의 노즐 피치와 기판 위의 화소 피치가 일치하지 않는 경우에는 잉크젯 헤드 유니트의 경사각을 조절하여 노즐 피치와 화소 피치를 일치시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법은 잉크젯 헤드의 경사각이 독립적으로 변경 가능하도록 함으로써 잉크젯 헤드가 적하 시작 위치와 적하 종료 위치 사이를 이동하는 도중에 노즐 피치와 화소 피치가 일치하도록 하여 기판이 틀어진 경우에도 정확하게 잉크젯 헤드의 적하 공정이 가능하다.
액정표시장치, 정렬, 잉크젯헤드, 경사각

Description

표시 장치용 기판의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF PANEL FOR A DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법에 사용되는 복수개의 잉크젯 헤드 유니트가 색필터를 형성하는 공정을 도시한 도면이다.
도 2는 복수개의 잉크젯 헤드 유니트가 색필터를 형성하는 공정에서 기판의 틀어진 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 하나의 잉크젯 헤드 유니트를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 하나의 잉크젯 헤드 유니트를 도시한 평면도이다.
도 5는 잉크젯 헤드 유니트가 화소 피치의 변경에 따라 경사각을 변경하며 색필터를 형성하는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정으로 완성한 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정을 통하여 완성한 유기 전계 발광 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII' 선 및 IX-IX' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
210: 기판 220: 블랙 매트릭스
230: 색필터 401: 잉크젯 헤드 유니트
본 발명은 표시 장치용 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린팅 시스템(inkjet printing system)은 유기 EL, 액정 표시 장치 등의 평판 표시 장치(flat panel display)의 여러 가지의 박막 패턴 즉, 색필터 패턴, 배향막 패턴 등을 형성할 경우에 사용된다. 이 경우 평판 표시 장치의 해당 화소에 잉크(ink)를 정확히 적하해야 하며 이를 위해 헤드(head)의 정밀한 정렬(alignment)이 요구된다. 잉크젯 프린팅 방식으로 색필터를 형성하는 경우에는 도포하려는 색인 적색, 녹색 및 청색 수만큼의 잉크젯 헤드로 이루어진 잉크젯 헤드 유니트를 사용하여 동시에 프린팅함으로써 제조 공정 수를 줄일 수 있다. 또한, 적하 공정 수를 줄이기 위해서 복수개의 잉크젯 헤드 유니트를 사용하는 경우에는 복수개의 잉크젯 헤드 유니트를 동시에 정렬하는 방법도 요구된다.
예컨대, 1개의 잉크젯 헤드의 노즐 수는 정해져 있기 때문에 색필터를 형성하기 위해서는 1개의 잉크젯 헤드를 여러 번 반복하여 인쇄해야만 한다. 즉, 노즐 수가 128개인 잉크젯 헤드 1개를 이용하여 1024개의 화소에 색필터를 인쇄하려면 8번 반복해야 한다. 이러한 반복 인쇄를 줄이기 위해서 복수개의 잉크젯 헤드 유니트를 이용하여 동시에 인쇄한다.
그러나, 복수개의 잉크젯 헤드 유니트로 동시에 인쇄를 진행하더라도 기판이 대형화될수록 블랙 매트릭스의 직진성이 불량하게 된다. 즉, 액정 표시 패널 제작 시 제작 공차(tolerance)가 발생하게 되며, 이러한 공차로 인해 틀어진 액정 표시 패널이 발생하게 되어 블랙 매트릭스의 직진성이 불량하게 된다.
사진 식각 방식으로 색필터를 형성하는 경우에는 공정 마진(Margin) 범위 내에서 틀어진 액정 표시 기판에 대해서 문제가 되지 않지만, 잉크젯 방식으로 색필터를 형성하는 경우에는 중요한 문제가 된다. 이는 사진 식각 방식은 화소를 일정 영역 이상 도포하기 때문에 틀어진 기판에 대해서도 일정 마진을 확보할 수 있으나, 잉크젯 방식은 화소 내부에 필요한 양만큼 적하하여 색필터를 형성하기 때문에 틀어진 기판에 대해서는 기존 정렬 방식으로 대응하기가 어렵다.
더군다나, 기판이 대형화될수록 틀어진 부분의 공차가 증가되며, 잉크젯 헤드의 인쇄 구동 구간이 길어져 해당 화소에 정확하게 적하하기가 어려워진다.
이는 2개의 직선이 평행하지 못할 경우, 평행하지 않을수록 2개의 직선이 만나는 지점이 출발선에서 가까워지고, 평행할수록 2개의 직선이 만나는 지점이 출발선에서 멀어지는 이유와 동일하다.
따라서, 틀어진 기판에서는 기판이 대형화되거나, 복수개의 잉크젯 헤드 유니트의 1회 이동으로 동시에 색필터를 형성하고자 할 때는 잉크젯 헤드 유니트의 이동 거리가 길어질수록 정밀한 정렬이 어려워진다.
직사각형 기판이나 평행사변형 기판은 화소 피치와 노즐 피치가 인쇄 초기에 일치하면 인쇄 종기까지 별도의 정렬 문제가 발생하지 않는다.
그러나, 틀어진 사각형 기판은 인쇄 초기에 화소 피치와 노즐 피치를 일치시켜도 인쇄 종기에는 화소 피치와 노즐 피치가 달라지게 되어 화소 내부에 정확하게 적하되기 어려워진다. 인쇄 이동 거리가 길어질수록 이러한 문제는 더욱 두드러진다.
본 발명의 기술적 과제는 잉크젯 헤드 유니트의 정렬 방식이 개선된 표시 장치용 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법은 기판 위에 적어도 하나 이상의 잉크젯 헤드 유니트를 위치시키는 단계, 상기 잉크젯 헤드 유니트의 경사각을 조절하여 상기 잉크젯 헤드 유니트의 노즐 피치와 상기 기판 위의 화소 피치를 일치시키는 단계, 상기 기판 또는 잉크젯 헤드 유니트를 이동시키며 상기 기판 위의 화소 내부에 잉크를 적하하는 단계, 상기 잉크의 적하 도중에 상기 잉크젯 헤드 유니트의 노즐 피치와 상기 기판 위의 화소 피치가 일치하지 않는 경우에는 상기 잉크젯 헤드 유니트의 경사각을 조절하여 상기 노즐 피치와 상기 화소 피치를 일치시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 중 적하 시작부의 기판의 폭이 적하 종료부의 기판의 폭보다 작은 경우에는 적하 시작부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각은 상기 적하 종료부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 중 적하 시작부의 기판의 폭이 적하 종료부의 기판의 폭보 다 큰 경우에는 적하 시작부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각은 상기 적하 종료부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각보다 작은 것이 바람직하다.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 잉크젯 헤드 유니트는 동시에 진행하며 상기 기판 위에 잉크를 적하하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 잉크젯 헤드 유니트는 상기 잉크젯 헤드 유니트의 진행 방향에 수직인 방향과 소정 각도의 경사를 이루고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 잉크젯 헤드 유니트는 적색용 잉크젯 헤드, 녹색용 잉크젯 헤드 및 청색용 잉크젯 헤드인 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판은 액정 표시 장치 또는 유기 전계 발광 표시 장치에 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판은 서로 교차하는 복수의 신호선, 상기 신호선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터를 통하여 상기 신호선에 전기적으로 연결되어 있으며 화상 신호가 전달되는 화소 전극을 포함하는 것이 바람직하다.
그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법에 사용되 는 복수개의 잉크젯 헤드 유니트가 색필터를 형성하는 공정을 도시한 도면이고, 도 2는 복수개의 잉크젯 헤드 유니트가 색필터를 형성하는 공정에서 기판의 틀어진 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 하나의 잉크젯 헤드 유니트를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 하나의 잉크젯 헤드 유니트를 도시한 평면도이고, 도 5는 잉크젯 헤드 유니트가 화소 피치의 변경에 따라 경사각을 변경하며 색필터를 형성하는 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법에 사용되는 잉크젯 프린팅 시스템은 기판(200)이 위치하는 스테이지(100), 기판(200)위에 잉크(5)를 적하하는 복수개의 잉크젯 헤드 유니트(401, 402, 403, 404)를 포함한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 스테이지(100) 위의 기판(200)에 색필터(210)를 형성하기 위해 잉크젯 헤드 유니트(401, 402, 403, 404)를 X 방향으로 이동시키면서 노즐(410R, 410G, 410B)을 통해 잉크(5)를 적하한다. 소정 위치에 잉크(5)가 적하되어 기판(200) 위에 색필터(210)가 형성된다.
이 때, 도 1에 도시한 바와 같이, 반복 인쇄를 줄이고 색필터 형성 공정의 효율을 향상하기 위해 복수개의 잉크젯 헤드 유니트(401, 402, 403, 404)를 동시에 장착하여 인쇄 공정을 진행할 수도 있고, 하나의 잉크젯 헤드 유니트(401)를 여러 번 반복 이송함으로써 기판(200)의 모든 영역에 색필터(210)를 형성할 수도 있다.
그리고, 잉크젯 헤드 유니트(401)는 복수개의 노즐(410R, 410G, 410B)이 형성되어 있는 3개의 잉크젯 헤드(inkjet head)(401R, 401G, 401B), 헤드(401R, 401B)의 중앙부에 형성되어 있는 정렬축(500)을 포함한다.
3개의 잉크젯 헤드는 적색용 헤드(401R), 녹색용 헤드(401G) 및 청색용 헤드(401B)의 3개의 헤드인 것이 바람직하며, 긴 막대기 형상의 헤드(401R, 401G, 401B)의 저면에 복수개의 노즐(410R, 410G, 410B)이 형성되어 있다.
3개의 헤드(401R, 401G, 401B)는 서로 평행하게 동일한 간격을 유지하고 있으며, 3개의 헤드(401R, 401G, 401B)는 동시에 소정 각도(θ)로 Y 방향과 경사지게 설치되어 있다. 이는 도 2에 도시한 바와 같이, 노즐 피치(D)가 화소 피치(P)보다 크므로 노즐 피치(D)를 화소 피치(P)와 일치시키기 위함이다.
즉, 잉크젯 헤드에 형성되어 있는 노즐간의 거리인 노즐 피치(D)와 프린팅될 화소간의 거리인 화소 피치(P)는 차이가 있으므로, 잉크젯 헤드를 소정 간격 회전함으로써 노즐 피치(D)와 화소 피치(P)를 일치시킨다.
3개의 잉크젯 헤드 중 중앙에 위치하는 기준 헤드(401G)는 고정되어 있으며, 기준 헤드(401G)의 외부 양쪽에 위치하는 제1 및 제2 조정 헤드(401R, 401B)에는 정렬축(500)이 잉크젯 헤드의 중앙부에 설치되어 있다. 이러한 정렬축(500)은 제1 및 제2 조정 헤드(401R, 401B)를 수평 이동, 수직 이동 및 회전 이동시킴으로써 제1 및 제2 조정 헤드(401R, 401B)를 개별 정렬시킬 수 있다.
이 경우, 기준 헤드(401G)를 기준으로 노즐 피치(D)와 화소 피치(P)를 일치시키고, 제1 및 제2 조정 헤드(401R, 401B)를 수평 이동, 수직 이동 및 회전 이동하여 3개의 헤드(401R, 401G, 401B)를 미세 정렬시킴으로써 헤드간 노즐 피치(D)의 오차를 보상한다. 특히, 기준 헤드(401G)를 제외한 제1 및 제2 조정 헤드(401R, 401B)는 독립적으로 미세 회전 이동이 가능하다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 정렬축(500)을 이용하여 제1 및 제2 조정 헤드(401R, 401B)를 이동함으로써 기준 헤드의 노즐(410G) 및 제1 조정 헤드의 노즐(410R) 사이의 간격(Y1)과 기준 헤드의 노즐(410G) 및 제2 조정 헤드의 노즐(410B) 사이의 간격(Y2)이 서로 일치하도록 한다.
이와 같이, 각각의 헤드마다 헤드의 중앙부에 정렬축(500)을 설치함으로써 노즐(410R, 410G, 410B)의 허용 오차 범위 내에서 개별 정렬이 가능하다. 또한, 헤드 자체의 노즐 피치(D) 차이나 복수 개의 헤드간의 길이 차이로 인해 발생하는 정렬 불량의 문제점도 해결할 수 있다.
이러한 잉크젯 헤드를 이용하여 색필터를 형성하는 경우에도 도 2에 도시한 바와 같이, 기판이 틀어진 경우에는 색필터 형성 불량이 발생하기 쉽다.
즉, 기판 중 적하 시작부의 기판의 폭(L1)이 적하 종료부의 기판의 폭(L2)보다 크게 되어 있는 경우에는 복수개의 잉크젯 헤드 유니트(401, 402, 403, 404)를 적하 시작부에서 노즐 피치(D)와 화소 피치(P)를 일치시켜도 적하 종료부에서 노즐 피치(D)와 화소 피치(P)가 불일치하게 된다. 따라서, 적하 시작부에서 적하된 잉크(5)의 중심점은 화소의 중심점과 일치하나, 적하 종료부에서 적하된 잉크(6)의 중심점은 화소의 중심점과 일치하지 않게 된다.
따라서, 이러한 문제를 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 색필터 형성 공정의 적하 시작부와 적하 종료부 사이를 진행하는 도중에 잉크젯 헤드 유니트별로 독립적으로 화소 피치(P)와 노즐 피치(D)를 일치시키도록 한다.
도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법은 기판 위에 하나 이상의 잉크젯 헤드 유니트(401, 402, 403, 404)를 위치시킨다.
다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 잉크젯 헤드 유니트(401)의 경사각(θ1)을 조절하여 잉크젯 헤드 유니트(401)의 노즐 피치(D)와 기판 위의 화소 피치(P)를 일치시킨다.
다음으로, 기판(210) 또는 잉크젯 헤드 유니트(401)를 이동시키며 기판 위의 화소 내부에 잉크를 적하한다.
이 때, 기판(210)의 아래쪽이 틀어진 경우에는 기판(210)의 적하 시작부에 해당하는 블랙 매트릭스(220)의 일부 영역의 폭(l1)이 적하 종료부에 해당하는 블랙 매트릭스(220)의 일부 영역의 폭(l2)보다 크게 된다.
이와 같이, 기판(210)이 틀어진 경우에는 잉크젯 헤드 유니트(401)의 노즐 피치(D)와 기판 위의 화소 피치(P)가 일치하지 않게 된다.
따라서, 잉크젯 헤드 유니트(401)의 경사각(θ2)을 조절하여 노즐 피치(D)와 화소 피치(P)를 일치시킨다.
도 5에 도시한 바와 같이, 기판 중 적하 시작부의 기판의 폭이 적하 종료부의 기판의 폭보다 큰 경우에는 적하 시작부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각(θ1)은 적하 종료부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각(θ2)보다 작게 조절한다.
또한, 기판 중 적하 시작부의 기판의 폭이 적하 종료부의 기판의 폭보다 작은 경우에는 적하 시작부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각(θ1)은 적하 종료부 에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각(θ2)보다 크게 조절한다.
이와 같이, 잉크젯 헤드 유니트를 진행하면서 잉크젯 헤드 유니트의 경사각을 변경함으로써 정확하게 잉크가 화소 내부에 적하된다.
또한, 인쇄 시작 시의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각(θ1)과 인쇄 종료 시의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각(θ2)이 서로 다르게 변경되도록 잉크젯 헤드 유니트를 설치함으로써 기판의 틀어진 불량에 의한 색필터 형성 불량을 방지한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 기판이 대형화되거나, 복수개의 작은 기판을 연속하여 인쇄하는 경우, 즉, 인쇄 이동 거리가 길어지는 경우에는 잉크젯 헤드 유니트의 진행 방향에 대해 자동으로 잉크젯 헤드 유니트를 독립적으로 구동하여 화소 피치(P)의 미세한 변동에 자동적으로 대응하여 잉크젯 헤드의 노즐 피치(D)를 변동시킨다.
또한, 색필터 형성 공정의 효율을 향상하기 위해 복수개의 잉크젯 헤드 유니트를 동시에 장착하여 반복 인쇄 공정을 줄여 진행하는 경우에도 잉크젯 헤드 유니트별로 독립적으로 화소 피치(P)와 노즐 피치(D)를 일치시키도록 경사각을 조절하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 기판은 앞에서 설명한 바와 같이 액정 표시 장치의 공통 전극 기판 또는 유기 전계 발광 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정으로 완성한 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100), 공통 전극 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 삽입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
절연 기판(110) 위에 게이트 신호 또는 주사 신호를 전달하는 게이트선(도시하지 않음)에 연결되어 있는 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)이 형성되어 있다. 게이트선을 덮는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 저항 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터 전압(data voltage)을 전달하는 데이터선(data line)(171)과 이로부터 분리되어 있는 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다. 하나의 게이트 전극(124), 데이터선(171)에 연결된 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 하부의 반도체(154)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 이들로 덮이지 않고 노 출된 반도체(154) 부분의 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등 4.0 이하의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소나 산화 규소 따위로 이루어진 것이 바람직하다. 보호막(180)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(185)이 형성되어 있으며, 보호막(180) 위에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 화소 전극(pixel electrode)(190)이 형성되어 있다. 이와는 달리, 화소 전극(190)은 투명한 도전성 폴리머로 만들어질 수도 있고, 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 화소 전극(190)이 불투명한 반사성 금속으로 만들어질 수도 있다.
화소 전극(190)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기를 두며 이를 유지 축전기(storage capacitor) 라 한다.
다음, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 형성되어 있으며, 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 마주보며 화소 전극(190)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가지고 있다. 이와는 달리 차광 부재(220)는 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수도 있다. 기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며 차 광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 위치한다. 색필터(230)의 위에는 덮개막(250)이 형성되어 있으며, 그 상부에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정을 통하여 완성한 유기 전계 발광 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이다. 도 8 및 도 9는 도 7의 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII' 선 및 IX-IX' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 절연 기판(110) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소 등으로 이루어진 차단층(111)이 형성되어 있고, 차단층(111) 위에 제1 및 제2 다결정 규소층(150a, 150b)이 형성되어 있고, 제2 다결정 규소층(150b)에는 축전기용 다결정 규소층(157)이 연결되어 있다. 제1 다결정 규소층(150a)은 제1 트랜지스터부(153a, 154a, 155a)를 포함하고 있으며, 제2 다결정 규소층(150b)은 제2 트랜지스터부(153b, 154b, 155b)를 포함한다. 제1 트랜지스터부(153a, 154a, 155a)의 소스 영역(제1 소스 영역, 153a)과 드레인 영역(제1 드레인 영역, 155a)은 n형 불순물로 도핑되어 있고, 제2 트랜지스터부(153b, 154b, 155b)의 소스 영역(제2 소스 영역, 153b)과 드레인 영역(제2 드레인 영역, 155b)은 p형 불순물로 도핑되어 있다. 이 때, 구동 조건에 따라서는 제1 소스 영역(153a) 및 드레인 영역(155a)이 p형 불순물로 도핑되고 제2 소스 영역(153b) 및 드레인 영역(155b)이 n형 불순물로 도핑될 수도 있다. 여기서, 제1 트랜지스터부(153a, 154a, 155a)는 스위칭 박막 트랜지스터의 반도체이며, 제2 트랜지스터부(153b, 154b, 155b)는 구동 박막 트랜 지스터의 반도체이다.
다결정 규소층(150a, 150b, 157) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등과 같이 저저항의 도전 물질로 이루어진 도전막을 포함하는 게이트선(121)과 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b) 및 유지 전극(133)이 형성되어 있다. 제1 게이트 전극(124a)은 게이트선(121)에 연결되어 가지 모양으로 형성되어 있고 제1 트랜지스터의 채널부(154a)와 중첩하고 있으며, 제2 게이트 전극(124b)은 게이트선(121)과는 분리되어 있고 제2 트랜지스터의 채널부(154b)와 중첩하고 있다. 유지 전극(133)은 제2 게이트 전극(124b)과 연결되어 있고, 다결정 규소층의 유지 전극부(157)와 중첩되어 있다.
게이트선(121)과 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b) 및 유지 전극(133)의 위에는 제1 층간 절연막(801)이 형성되어 있고, 제1 층간 절연막(801) 위에는 데이터 신호를 전달하는 데이터선(171), 전원 전압을 공급하는 선형의 전원 전압용 전극(172), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)이 형성되어 있다. 제1 소스 전극(173a)은 데이터선(171)의 일부이며 분지의 형태를 취하고 있으며 제1 층간 절연막(801)과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(181)를 통하여 제1 소스 영역(153a)과 연결되어 있고, 제2 소스 전극(173b)은 전원 전압용 전극(172)의 일부로 분지의 형태를 취하고 있으며 제1 층간 절연막(801)과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(184)를 통하여 제2 소스 영역(153b)과 연결되어 있다. 제1 드레인 전극(175a)은 제1 층간 절연막(801) 과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(182, 183)를 통하여 제1 드레인 영역(155a) 및 제2 게이트 전극(124b)과 접촉하여 이들을 서로 전기적으로 연결하고 있다. 제2 드레인 전극(175b)은 제1 층간 절연막(801)과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(186)를 통하여 제2 드레인 영역(155b)과 연결되어 있으며, 데이터선(171)과 동일한 물질로 이루어져 있다.
데이터선(171), 전원 전압용 전극(172) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 위에는 평탄화 특성이 우수한 유기 절연 물질 등으로 이루어진 제2 층간 절연막(802)이 형성되어 있으며, 제2 층간 절연막(802)은 제2 드레인 전극(175b)을 드러내는 접촉구(185)를 가진다. 이때, 제2 층간 절연막(802)은 1.0-10.0 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 폴리 이미드(poly imide) 또는 폴리 아크릴(poly achryl) 등을 포함한다.
제2 층간 절연막(802) 상부에는 접촉구(185)를 통하여 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 크롬 또는 알루미늄 또는 은 합금 등의 반사성이 우수한 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 10-500 nm 범위의 두께를 가진다. 그러나, 필요에 따라서는 화소 전극(190)을 ITO (Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium zinc Oxide) 등의 투명한 도전 물질로 형성할 수도 있다. 투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극(190)은 표시판의 아래 방향으로 화상을 표시하는 배면 방출 (bottom emission) 방식의 유기 발광에 적용한다. 본 실시예와 같이 불투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극(190)은 표시판의 상부 방향으로 화상을 표시하는 전면 방출(top emission) 방식의 유기 발광에 적용한다.
제2 층간 절연막(802) 상부에는 유기 절연 물질 및 무기 절연 물질로 이루어져 있으며, 유기 발광 셀을 분리시키기 위한 격벽(803)이 형성되어 있다. 격벽(803)은 화소 전극(190) 가장자리 주변을 둘러싸서 유기 발광층(70)이 채워질 영역을 한정하고 있다.
격벽(803)에 둘러싸인 화소 전극(190) 위의 영역에는 유기 발광층(70)이 형성되어 있다. 유기 발광층(70)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 빛을 내는 유기 물질로 이루어지며, 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층(70)이 순서대로 반복적으로 배치되어 있다.
격벽(803) 및 유기 발광층(70) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있다. 만약 화소 전극(190)이 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어지는 경우에는 공통 전극(270)은 알루미늄 등의 저저항 금속으로 이루어질 수 있다.
이러한 유기 발광 표시판의 구동에 대하여 간단히 설명한다.
게이트선(121)에 온(on) 펄스가 인가되면 제1 트랜지스터가 온되어 데이터선(171)을 통하여 인가되는 화상 신호 전압 또는 데이터 전압이 제2 게이트 전극(124b)으로 전달된다. 제2 게이트 전극(124b)에 화상 신호 전압이 인가되면 제2 트랜지스터가 온되어 데이터 전압에 의한 전류가 화소 전극(190)과 유기 발광층(70)으로 흐르게 되며, 유기 발광층(70)은 특정 파장대의 빛을 방출한다. 이때, 제2 박막 트랜지스터를 통하여 흐르는 전류의 양에 따라 유기 발광층(70)이 방출하 는 빛의 양이 달라져 휘도가 변하게 된다. 이 때, 제2 트랜지스터가 전류를 흘릴 수 있는 양은 제1 트랜지스터를 통하여 전달되는 화상 신호 전압과 전원 전압용 전극(172)을 통하여 전달되는 전원 전압과 차이의 크기에 의하여 결정된다.
본 발명에 따른 표시 장치용 기판의 제조 방법은 잉크젯 헤드의 경사각이 독립적으로 변경 가능하도록 함으로써 잉크젯 헤드가 적하 시작 위치와 적하 종료 위치 사이를 이동하는 도중에 노즐 피치와 화소 피치가 일치하도록 하여 기판이 틀어진 경우에도 정확하게 잉크젯 헤드의 적하 공정이 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.


Claims (8)

  1. 기판 위에 적어도 하나 이상의 잉크젯 헤드 유니트를 위치시키는 단계,
    상기 잉크젯 헤드 유니트의 경사각을 조절하여 상기 잉크젯 헤드 유니트의 노즐 피치와 상기 기판 위의 화소 피치를 일치시키는 단계,
    상기 기판 또는 잉크젯 헤드 유니트를 이동시키며 상기 기판 위의 화소 내부에 잉크를 적하하는 단계,
    상기 잉크의 적하 도중에 상기 잉크젯 헤드 유니트의 노즐 피치와 상기 기판 위의 화소 피치가 일치하지 않는 경우에는 상기 잉크젯 헤드 유니트의 경사각을 조절하여 상기 노즐 피치와 상기 화소 피치를 일치시키는 단계
    를 포함하는 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 기판 중 적하 시작부의 기판의 폭이 적하 종료부의 기판의 폭보다 작은 경우에는 적하 시작부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각은 상기 적하 종료부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각보다 큰 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 기판 중 적하 시작부의 기판의 폭이 적하 종료부의 기판의 폭보다 큰 경우에는 적하 시작부에서의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각은 상기 적하 종료부에서 의 잉크젯 헤드 유니트의 경사각보다 작은 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 적어도 하나 이상의 잉크젯 헤드 유니트는 동시에 진행하며 상기 기판 위에 잉크를 적하하는 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 잉크젯 헤드 유니트는 상기 잉크젯 헤드 유니트의 진행 방향에 수직인 방향과 소정 각도의 경사를 이루고 있는 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 잉크젯 헤드 유니트는 적색용 잉크젯 헤드, 녹색용 잉크젯 헤드 및 청색용 잉크젯 헤드인 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 기판은 액정 표시 장치 또는 유기 전계 발광 표시 장치에 사용되는 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 기판은 서로 교차하는 복수의 신호선, 상기 신호선에 연결되어 있는 박 막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터를 통하여 상기 신호선에 전기적으로 연결되어 있으며 화상 신호가 전달되는 화소 전극을 포함하는 표시 장치용 기판의 제조 방법.
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