KR20200118288A - 표시 패널 제조 장치 및 표시 패널 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 표시 패널 제조 장치는 잉크젯 프린터, 토출량 검출 센서, 및 컨트롤러를 포함한다. 잉크젯 프린터는 스캔 시간들마다 표시 패널의 유효 영역에 잉크를 출력하는 복수의 노즐들을 포함한다. 토출량 검출 센서는 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출한다. 컨트롤러는 스캔 시간들 각각의 유효 영역에 대한 복수의 노즐들의 쉬프트 값 및 잉크 토출량들에 기초하여 복수의 잉크 분포들을 생성하고, 제1 스캔 시간 동안 제1 유효 영역에 잉크를 출력하는 제1 잉크 분포를 선택하고, 제1 잉크 분포에 기초하여 제1 스캔 시간 이후의 제2 스캔 시간 동안 제2 유효 영역에 잉크를 출력하는 제2 잉크 분포를 선택한다.

Description

표시 패널 제조 장치 및 표시 패널 제조 방법{DEVICE FOR FABRICATING DISPLAY PANEL AND FABRICATING METHOD OF DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시 패널 제조 장치 및 표시 패널 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 잉크젯 프린터를 포함하는 표시 패널 제조 장치 및 표시 패널 제조 방법 에 관한 것이다.
표시 패널은 광원으로부터 생성된 소스광을 선택적으로 투과시키는 투과형 표시 패널과 표시 패널 자체에서 소스광을 생성하는 발광형 표시 패널을 포함한다. 표시 패널은 컬러 이미지를 생성하기 위해 화소들에 따라 다른 종류의 컬러 제어층을 포함할 수 있다. 컬러 제어층은 소스광의 일부 파장범위만 투과시키거나, 소스광의 컬러를 변환시킬 수 있다. 일부의 컬러 제어층은 소스광의 컬러는 변경하지 않고, 광의 특성을 변경시킬 수도 있다.
본 발명의 일 목적은 화소들의 균일도를 향상시키는 표시 패널 제조 장치 및 표시 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 화소들의 균일도를 확보하기 위한 연산량을 감소시키는 표시 패널 제조 장치 및 표시 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 장치는 잉크젯 프린터, 토출량 검출 센서, 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 잉크젯 프린터는 스캔 시간들마다 표시 패널의 유효 영역에 잉크를 출력하는 복수의 노즐들을 포함한다. 상기 토출량 검출 센서는 상기 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출한다. 상기 컨트롤러는 상기 스캔 시간들 각각의 상기 유효 영역에 대한 상기 복수의 노즐들의 쉬프트 값 및 상기 잉크 토출량들에 기초하여 복수의 잉크 분포들을 생성하고, 제1 스캔 시간 동안 제1 유효 영역에 상기 잉크를 출력하는 제1 잉크 분포를 선택하고, 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 스캔 시간 이후의 제2 스캔 시간 동안 제2 유효 영역에 상기 잉크를 출력하는 제2 잉크 분포를 선택한다.
상기 컨트롤러는 상기 제1 잉크 분포와 상기 복수의 잉크 분포들 각각을 합산하여 복수의 합산 분포들을 생성하고, 상기 복수의 합산 분포들 중 표준 편차가 가장 작은 합산 분포에 대응되는 잉크 분포를 상기 제2 잉크 분포로 선택할 수 있다.
상기 제1 잉크 분포에 대한 상기 제2 잉크 분포의 변화에 기초하여, 상기 제2 유효 영역이 상기 제1 유효 영역을 기준으로 쉬프트될 수 있다.
상기 복수의 잉크 분포들의 개수는 상기 복수의 노즐들의 개수에 의존한다.
상기 컨트롤러는 상기 잉크 토출량들을 상기 복수의 노즐들의 배열 순서에 대응되도록 정렬하고, 상기 정렬된 잉크 토출량들을 상기 배열 순서를 기준으로 싸이클릭 쉬프트하여 상기 복수의 잉크 분포들을 생성할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 제1 및 제2 잉크 분포들에 기초하여 상기 제2 스캔 시간 이후의 제3 스캔 시간 동안 제3 유효 영역에 상기 잉크를 출력하는 제3 잉크 분포를 선택할 수 있다.
상기 복수의 노즐들은 상기 제1 및 제2 스캔 시간들 동안 제1 방향으로 이동하고, 상기 복수의 노즐들 각각은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열될 수 있다.
상기 복수의 노즐들은 상기 제1 잉크 분포에 기초하여, 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제1 유효 영역 상에 배치되고, 상기 제2 잉크 분포에 기초하여, 상기 제2 유효 영역 상에 배치되도록 상기 제2 방향으로 이동할 수 있다.
상기 제1 및 제2 유효 영역들이 중첩하는 영역은 제1 및 제2 화소 영역들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 노즐들 중 제1 노즐은 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제1 화소 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 복수의 노즐들 중 제2 노즐은 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제2 화소 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 복수의 노즐들 중 제3 노즐은 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제2 스캔 시간 동안 상기 제1 화소 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 복수의 노즐들 중 제4 노즐은 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제2 스캔 시간 동안 상기 제2 화소 영역에 상기 잉크를 출력할 수 있다.
상기 제1 화소 영역에 누적된 잉크의 제1 두께 및 상기 제2 화소 영역에 누적된 잉크의 제2 두께 사이의 차이는 기준 두께보다 작을 수 있다.
상기 잉크젯 프린터는 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 유효 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 제2 스캔 시간 동안 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제2 유효 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 제2 스캔 시간 이후의 제3 스캔 시간 동안 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 유효 영역 중 상기 제2 유효 영역과 비중첩하는 제3 유효 영역에 상기 잉크를 출력할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 제1 스캔 시간 이전의 기준 시간 동안 상기 제1 및 제2 잉크 분포들을 선택할 수 있다. 상기 기준 시간은 30초보다 짧을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 장치는 잉크젯 프린터, 토출량 검출 센서, 및 컨트롤러를 포함한다. 잉크젯 프린터는 제1 프린트 시간 동안 제1 기판에 잉크를 출력한 후, 복수의 스캔 시간들을 포함하는 제2 프린트 시간 동안 제2 기판에 잉크를 출력하는 복수의 노즐들을 포함한다. 토출량 검출 센서는 상기 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출한다. 컨트롤러는 상기 제1 프린트 시간 및 상기 제2 프린트 시간 사이에 상기 제1 기판을 상기 제2 기판으로 교체하는 기준 시간 이내에, 상기 잉크 토출량들 및 상기 제2 기판의 유효 영역에 대한 상기 복수의 노즐들의 쉬프트 값에 기초하여, 상기 복수의 스캔 시간들마다 상기 잉크젯 프린터가 상기 제2 기판에 잉크를 출력하는 잉크 분포들의 조합을 계산한다.
상기 컨트롤러는 상기 복수의 스캔 시간들 중 최초 스캔 시간에 대응되는 제1 잉크 분포를 선택하고, 상기 제1 잉크 분포를 기준으로 상기 조합을 계산할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 잉크 토출량들 및 상기 쉬프트 값에 기초하여 상기 복수의 노즐들의 개수만큼 상기 잉크 분포들을 계산하고, 상기 잉크 분포들 중 임의의 하나를 상기 제1 잉크 분포로 결정할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 잉크 토출량들 및 상기 쉬프트 값에 기초하여 상기 복수의 노즐들의 개수만큼 상기 잉크 분포들을 계산하고, 상기 잉크 분포들 각각을 상기 제1 잉크 분포와 합산할 때 가장 작은 표준 편차를 갖는 잉크 분포를 선택하여, 상기 조합을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법은 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출하는 단계, 상기 잉크 토출량들에 기초하여 상기 복수의 노즐들의 쉬프트 값들에 대응되는 복수의 잉크 분포들을 생성하는 단계, 상기 복수의 잉크 분포들 중 제1 잉크 분포를 선택하는 단계, 상기 제1 잉크 분포를 상기 복수의 잉크 분포들과 각각 합산한 결과들 중 표준 편차가 가장 작은 결과에 대응되는 제2 잉크 분포를 선택하는 단계, 상기 제1 잉크 분포에 기초하여, 기판의 제1 영역에 잉크를 출력하는 단계, 및 상기 제2 잉크 분포에 기초하여, 상기 제1 영역과 적어도 일부 중첩하는 상기 기판의 제2 영역에 잉크를 출력하는 단계를 포함한다.
상기 표시 패널 제조 방법은 상기 제1 및 제2 잉크 분포들을 상기 복수의 잉크 분포들과 각각 합산한 결과들 중 표준 편차가 가장 작은 결과에 대응되는 제3 잉크 분포를 선택하는 단계, 및 상기 제3 잉크 분포에 기초하여, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역과 적어도 일부 중첩하는 제3 영역에 잉크를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 잉크 분포 및 상기 제2 잉크 분포는 기준 시간 이내에 선택될 수 있다. 상기 기준 시간 이후에, 상기 제1 및 제2 영역들에 잉크가 출력될 수 있다.
상술한 바에 따르면, 화소들의 균일도를 고려하여 스캔 동작마다 잉크젯 프린터의 노즐들의 위치를 조절할 수 있다. 따라서, 표시 패널의 화소들의 균일도가 향상될 수 있다.
또한, 상술한 바에 따르면, 최적화된 노즐들의 위치를 계산하기 위한 연산량이 감소할 수 있다. 따라서, 기판의 교체 동작 중에 모든 스캔 동작들에 대한 노즐들의 위치를 결정할 수 있고, 표시 패널의 잉크젯 프린팅 동작의 속도가 증가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 컨트롤러의 예시적인 블록도이다.
도 3은 도 1의 잉크젯 프린터가 기판에 대한 프린트 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4는 도 3의 화소의 예시적인 단면도이다.
도 5는 복수의 스캔 시간들 각각의 최적의 노즐 위치들의 조합을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 최적의 노즐 위치들의 조합을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 표시 패널 제조 장치를 이용한 표시 패널 제조 방법의 예시적인 타이밍도이다.
도 8은 도 1의 잉크젯 프린터가 기판에 대한 프린트 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 9는 노즐들의 스캔 수에 따른 불균일도를 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 표시 패널의 예시적인 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. . 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 장치의 블록도이다. 표시 패널 제조 장치(100)는 표시 패널의 화소들에 요구되는 컬러 조성물을 포함하는 잉크를 출력하도록 구성된다. 도 1을 참조하면, 표시 패널 제조 장치(100)는 잉크젯 프린터(110), 토출량 검출 센서(120), 이송 장치(130), 및 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다.
잉크젯 프린터(110)는 기판의 유효 영역에 잉크를 출력할 수 있다. 여기에서, 기판은 표시 패널에 포함되고, 유효 영역은 잉크젯 프린터가 잉크를 출력하는 화소 영역들을 포함할 수 있다. 잉크젯 프린터(110)는 잉크젯 방식으로 잉크를 화소 영역들에 출력할 수 있다. 이를 위하여, 잉크젯 프린터(110)는 복수의 노즐들을 포함할 수 있다. 복수의 노즐들이 유효 영역을 스캔하면서, 잉크를 분사할 수 있다.
잉크에 포함된 컬러 조성물은 용매 및 용매에 분산된 고형분을 포함할 수 있다. 용매의 종류는 제한되지 않으며, 예시적으로 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 등의 아세트산 에스테르류, 셀로솔브, 부틸칼비톨 등의 칼비톨류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드계 용매 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 고형분은 베이스 수지 및 양자점을 포함할 수 있다. 베이스 수지는 에폭시계 고분자 및/또는 모노머를 포함할 수 있다. 컬러 조성물은 산란입자를 더 포함할 수 있다.
화소 영역에 분사된 잉크는 진공 상태에서 건조될 수 있다. 이후, 베이킹 공정을 통하여, 균일하게 건조된 컬러 제어층이 형성될 수 있다. 일례로, 컬러 제어층은 소스광의 일부 파장 범위를 투과시키거나, 소스광의 컬러를 변환시킬 수 있다. 일례로, 컬러 제어층은 입사되는 광의 성질을 변환시킬 수 있다. 광의 성질 변화는 컬러 제어층의 두께에 의존할 수 있다.
표시 패널 전반에 걸쳐, 광의 성질 변화 등이 균일하도록, 복수의 화소 영역들 각각에 제공되는 잉크의 양이 균일할 것이 요구될 수 있다. 다만, 공차와 같이 복수의 노즐들 각각의 특성 차이로 인하여, 단위 시간당 출력되는 잉크의 토출량이 노즐들 별로 일정하지 않을 수 있다. 만약 복수의 노즐들 각각이 특정 화소 영역을 전담하여 잉크를 출력한다면, 노즐들 각각의 토출량 차이에 따라 화소들의 컬러 제어층의 두께가 서로 일정하지 않을 수 있다. 그 결과, 화소 영역들 각각의 특성이 균일하지 않을 수 있다.
잉크젯 프린터(110)는 복수의 스캔 시간들 동안 반복하여 기판에 잉크를 출력할 수 있다. 즉, 잉크젯 프린터(110)는 컬러 제어층이 기준 범위의 두께를 갖도록 여러 회에 걸쳐 화소 영역들에 잉크를 출력할 수 있다. 다만, 복수의 노즐들 각각이 특정 화소 영역을 전담하여 잉크를 출력한다면, 여러 회에 걸쳐 잉크가 누적됨에 따라, 화소 영역들 각각의 두께 차이가 점점 커질 수 있다. 이러한 불균일성을 해결하기 위하여, 잉크젯 프린터(110)는 컨트롤러(150)의 제어 하에, 복수의 스캔 시간들 마다 특정 화소에 잉크를 출력하는 노즐을 변경할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술된다.
토출량 검출 센서(120)는 잉크젯 프린터(110)의 복수의 노즐들에 각각 대응되는 출력 시간당 잉크 토출량들을 검출할 수 있다. 여기에서, 출력 시간은 복수의 노즐들 각각이 한 회의 스캔 시간 동안 하나의 화소 영역에 잉크를 출력하는 시간일 수 있다. 잉크 토출량은 출력 시간당 복수의 노즐들 각각에서 출력되는 잉크의 부피로 정의될 수 있다. 복수의 노즐들 각각의 특성 차이에 따라, 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들은 서로 다를 수 있다.
토출량 검출 센서(120)는 잉크젯 프린터(110)가 잉크를 출력하기 전에 잉크 토출량들을 검출할 수 있다. 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 이용하여, 복수의 화소 영역들 각각에 출력되는 잉크의 총량을 균일하게 맞추기 위한 노즐들의 위치 조합이 계산될 수 있다. 잉크젯 프린터(110)가 프린트 동작을 수행하기 전에, 토출량 검출 센서(120)는 잉크 토출량들을 검출하므로, 이러한 위치 조합의 계산도 프린트 동작을 수행하기 전에 수행될 수 있다.
잉크 토출량은 노즐의 사용에 따라 변화할 수 있다. 따라서, 토출량 검출 센서(120)는 여러 기판들 각각에 대한 프린트 동작을 수행하기 전에 실시간으로 잉크 토출량들을 검출할 수 있다. 따라서, 노즐들 각각의 상태 변화가 지속적으로 프린트 동작에 고려될 수 있다.
토출량 검출 센서(120)는 다양한 방식으로 잉크 토출량들을 검출할 수 있다. 예를 들어, 토출량 검출 센서(120)는 레이저 센서를 포함할 수 있다. 레이저 센서는 레이저를 출력하고, 잉크에 반사된 레이저를 검출할 수 있다. 레이저 센서는 반사된 레이저가 검출된 시간에 기초하여, 잉크 토출량을 계산할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 토출량 검출 센서(120)는 비전 센서 등을 통하여, 잉크 토출량을 계산할 수 있다.
이송 장치(130)는 화소 영역들을 포함하는 기판을 운반할 수 있다. 잉크젯 프린터(110)를 이용한 프린트 동작을 수행하기 위하여, 이송 장치(130)는 기판을 운반할 수 있다. 프린트 동작이 완료된 경우, 이송 장치(130)는 기판을 출하하고, 새로운 기판을 다음 프린트 동작을 위하여 운반할 수 있다. 예를 들어, 이송 장치(130)는 기판을 운반하기 위한 레일 또는 리프팅 장치를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
컨트롤러(150)는 표시 패널 제조 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위하여, 컨트롤러(150)는 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)를 포함할 수 있다.
프린터 컨트롤러(160)는 잉크젯 프린터(110)의 동작을 제어할 수 있다. 프린터 컨트롤러(160)는 프린트 동작을 수행하는 프린트 시간 동안, 복수의 노즐들의 위치 및 이동을 제어할 수 있다. 컨트롤러(150)가 복수의 노즐들 각각의 잉크 토출량에 따라 화소 영역들의 균일성을 확보하기 위한 노즐들의 위치를 계산한 경우, 프린터 컨트롤러(160)는 계산된 위치로 복수의 노즐들을 이동시키기 위한 제어 신호를 잉크젯 프린터(110)로 출력할 수 있다.
센서 컨트롤러(170)는 토출량 검출 센서(120)의 동작을 제어할 수 있다. 센서 컨트롤러(170)는 프린트 동작을 수행하기 전에, 토출량 검출 센서(120)를 활성화시키는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 제어 신호에 기초하여, 토출량 검출 센서(120)는 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출할 수 있다. 검출된 잉크 토출량들에 대한 정보는 컨트롤러(150)로 제공될 수 있다.
이송 컨트롤러(180)는 이송 장치(130)의 동작을 제어할 수 있다. 이송 컨트롤러(180)는 기판의 프린트 동작이 완료된 경우, 기판을 출하하고, 새로운 기판을 제공받도록 이송 장치(130)를 제어할 수 있다. 이송 컨트롤러(180)는 프린트 동작의 완료에 따라, 기판의 교체를 위한 제어 신호를 이송 장치(130)로 출력할 수 있다.
노즐 조합 연산기(190)는 복수의 노즐들의 잉크 토출량들 및 복수의 노즐들의 쉬프트 값에 기초하여, 노즐들의 스캔마다 최적화된 노즐 위치의 조합을 계산할 수 있다. 예를 들어, 노즐들 각각에 대응되는 잉크 토출량이 검출되면, 노즐들의 배열 순서에 따라 정렬된 잉크 토출량에 대한 정보인 잉크 분포가 생성된다. 여기에서, 잉크 분포는 노즐들의 쉬프트, 즉, 기판에 대하여 상대적인 이동에 따라, 설정된 좌표축 상에서 평행 이동한다. 이 경우, 쉬프트 값은 노즐들의 관점에서 기판을 기준으로 노즐들의 상대적인 이동량을 나타낸다. 그리고, 쉬프트 값은 잉크 분포의 관점에서 평행 이동하는 크기를 나타낸다.
예를 들어, 노즐 조합 연산기(190)는 최초 노즐 위치에 대응되는 제1 잉크 분포를 임의로 결정할 수 있다. 노즐 조합 연산기(190)는 제1 잉크 분포와 합산될 때, 가장 작은 표준 편차를 갖게 하는 제2 잉크 분포를 계산할 수 있다. 가장 작은 표준 편차를 갖는 경우, 화소 영역들의 잉크 균일도가 가장 크다. 제2 잉크 분포는 최초 노즐 위치 다음의 노즐 위치를 결정하는데 이용된다. 이러한 과정을 반복하면서, 노즐 조합 연산기(190)는 복수의 스캔 시간들마다 최적화된 잉크 분포들의 조합을 계산할 수 있다. 계산된 조합에 기초하여, 프린터 컨트롤러(160)는 복수의 노즐들의 위치를 조절하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 노즐 조합 연산기(190)의 구체적인 동작은 후술된다.
노즐 조합 연산기(190)는 토출량 검출 센서(120)가 잉크 토출량들을 검출한 이후에, 잉크 분포들의 조합을 계산할 수 있다. 그리고, 노즐 조합 연산기(190)는 잉크젯 프린터(110)가 프린트 동작을 수행하기 전에, 이러한 조합을 계산할 수 있다. 노즐 조합 연산기(190)는 이송 장치(130)가 기판의 프린트 동작을 완료하여, 기판을 교체하는 시간 이내에, 계산을 완료할 수 있다. 복수의 노즐들의 최적화된 조합이 기판의 교체 과정에서 모두 계산된다면, 표시 패널의 제조 시간이 감소할 수 있다.
도 2는 도 1의 컨트롤러의 예시적인 블록도이다. 도 2의 컨트롤러(150)는 도 1의 컨트롤러(150)에 대응된다. 도 2를 참조하면, 컨트롤러(150)는 입출력 인터페이스(151), 프로세서(152), 메모리(153), 스토리지(154), 네트워크 인터페이스(155), 및 버스(156)를 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(151)는 도 1의 잉크젯 프린터(110), 토출량 검출 센서(120), 및 이송 장치(130)와 정보를 교환할 수 있다. 예를 들어, 입출력 인터페이스(151)는 잉크젯 프린터(110), 토출량 검출 센서(120), 및 이송 장치(130)를 활성화 또는 제어하기 위한 신호를 잉크젯 프린터(110), 토출량 검출 센서(120), 및 이송 장치(130)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 입출력 인터페이스(151)는 잉크젯 프린터(110)로부터 프린트 동작 상태에 대한 정보를 수신할 수 있다. 입출력 인터페이스(151)는 토출량 검출 센서(120)로부터 검출된 잉크 토출량에 대한 정보를 수신할 수 있다. 입출력 인터페이스(151)는 이송 장치(130)로부터 운반 동작 상태에 대한 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(152)는 컨트롤러(150)의 중앙 처리 장치로의 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(152)는 복수의 노즐들의 최적화된 위치들을 결정하기 위한 잉크 분포의 조합 계산, 복수의 노즐들의 변위 및 이동, 잉크 토출량의 검출, 및 기판 프린트의 완료 판단 및 교체를 위하여 요구되는 제어 동작 및 연산 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(152)의 제어에 따라, 입출력 인터페이스(151)는 잉크 토출량에 대한 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(152)의 제어에 따라, 최적화된 잉크 분포들의 조합이 계산될 수 있다. 프로세서(152)의 제어에 따라, 계산된 조합으로부터 복수의 노즐들의 위치 및 이동을 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(152)는 메모리(153)의 연산 공간을 활용하여 동작할 수 있고, 스토리지(154)로부터 운영체제를 구동하기 위한 파일들 및 어플리케이션의 실행 파일들을 읽을 수 있다.
메모리(153)는 프로세서(152)에 의하여 처리되거나 처리될 예정인 데이터 및 프로세서 코드들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(153)는 입출력 인터페이스(151)로부터 제공된 잉크 토출량에 대한 정보, 잉크 분포의 조합을 계산하기 위한 정보, 계산된 조합에 따라 노즐들을 제어하기 위한 정보, 및 이송 장치(130)의 동작을 제어하기 위한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(153)는 컨트롤러(150)의 주기억 장치로 이용될 수 있다. 메모리(153)는 DRAM (Dynamic RAM), SRAM (Static RAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), RRAM (Resistive RAM) 등을 포함할 수 있다.
메모리(153)에 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)가 구현될 수 있다. 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)는 도 1의 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)에 대응된다. 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)는 메모리(153)의 연산 공간의 일부일 수 있다. 이 경우, 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)는 펌웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 펌웨어는 스토리지(154)에 저장되고, 펌웨어를 실행 시에 메모리(153)에 로딩될 수 있다. 프로세서(152)는 메모리(153)에 로딩된 펌웨어를 실행할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 달리, 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)는 별도의 하드웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)는 FPGA(Field Programmable Gate Aray) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 전용 논리 회로 등으로 구현될 수 있다.
스토리지(154)는 운영 체제 또는 어플리케이션들에 의해 장기적인 저장을 목적으로 생성되는 데이터, 운영 체제를 구동하기 위한 파일, 또는 어플리케이션들의 실행 파일 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 스토리지(154)는 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 및 노즐 조합 연산기(190)의 실행을 위한 파일들을 저장할 수 있다. 스토리지(154)는 컨트롤러(150)의 보조 기억 장치로 이용될 수 있다. 스토리지(154)는 플래시 메모리, PRAM (Phase-change RAM), MRAM (Magnetic RAM), FeRAM (Ferroelectric RAM), RRAM (Resistive RAM) 등을 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스(155)는 외부의 전자 장치들과 통신하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 네트워크 인터페이스(155)는 LTE (Long Term Evolution), CDMA (Code Division Multiple Access), 와이파이(WiFi), RFID (Radio Frequency IDentification) 등과 같은 다양한 무선 통신 방식들, 또는 USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial AT Attachment), SPI (Serial Peripheral Interface), I2C (Inter-integrated Circuit) 등과 같은 다양한 유선 통신 방식들 중 적어도 하나에 기초하여 통신을 수행할 수 있다.
버스(156)는 컨트롤러(150)의 구성 요소들 사이에서 통신 경로를 제공할 수 있다. 입출력 인터페이스(151), 프로세서(152), 메모리(153), 스토리지(154), 및 네트워크 인터페이스(155)는 버스(156)를 통해 서로 데이터를 교환할 수 있다. 버스(156)는 컨트롤러(150)에서 이용되는 다양한 유형의 통신 포맷을 지원하도록 구성될 수 있다.
도 3은 도 1의 잉크젯 프린터가 기판에 대한 프린트 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 3은 잉크젯 프린터(110)의 일부를 도시하였으며, 예시적으로 잉크를 분사하기 위한 헤드가 도시된다. 도 3을 참조하면, 잉크젯 프린터(110)는 잉크를 기판(SUB1)에 출력하기 위한 노즐 유닛(NZ)을 포함하고, 노즐 유닛(NZ)은 복수의 노즐들을 포함한다. 노즐들의 개수는 제한되지 않는다.
도 3 이하에서, 설명의 편의상 제1 내지 제3 방향들(DR1~DR3)이 정의된다. 제1 방향(DR1)은 노즐 유닛(NZ)이 프린트 동작을 위하여 기판(SUB1)을 스캔하는 방향으로 정의된다. 제2 방향(DR2)은 노즐 유닛(NZ)에 포함된 복수의 노즐들의 배열 방향으로 정의되고, 제1 방향(DR1)에 수직할 수 있다. 제3 방향(DR3)은 제1 및 제2 방향들(DR1, DR2)에 수직한 잉크의 출력 또는 분사 방향으로 정의된다.
기판(SUB1)은 표시 패널에 포함되며, 예시적으로 합성 수지 기판 또는 유리 기판을 포함할 수 있다. 기판(SUB1)에 차광 패턴, 컬러 필터, 컬러 제어층 등이 형성될 수 있다. 일례로, 차광 패턴은 기판(SUB1)에 형성되는 화소들을 구분하도록 형성될 수 있다. 도 3은 예시적으로 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2)를 도시한다. 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2)는 동일한 색광을 제공할 수 있으며, 일례로 레드광, 그린광, 또는 블루광을 제공할 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2) 사이에 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2)와 다른 색광을 제공하는 화소들이 형성될 수 있다. 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2)에 노즐 유닛(NZ)을 통하여 컬러 제어층이 형성될 수 있다.
복수의 노즐들 사이의 간격은 동일한 색광을 제공하는 화소들의 간격에 대응될 수 있다. 일례로, 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2) 사이의 거리는 제2 방향(DR2)으로 동일한 색광을 제공하는 화소들의 최소 거리일 수 있다. 이 경우, 복수의 노즐들 사이의 간격은 제1 화소(PX1) 및 제2 화소(PX2) 사이의 거리에 대응될 수 있다.
노즐 유닛(NZ)은 제1 방향(DR1)으로 여러 번 기판(SUB1)을 스캔하면서 유효 영역에 잉크를 출력할 수 있다. 유효 영역은 노즐 유닛(NZ)이 잉크를 출력하는 화소 영역들을 포함할 수 있다. 스캔 횟수는 표시 패널 제조 장치(100)에서 기설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 시간 동안, 제1 노즐(na1)은 제1 화소(PX1)를 포함하는 라인(제1 라인)에 잉크를 제공하고, 제2 노즐(na2)은 제2 화소(PX2)를 포함하는 라인(제2 라인)에 잉크를 제공할 수 있다. 제2 스캔 시간 동안, 제3 노즐(nb1)은 제1 라인에 잉크를 제공하고, 제4 노즐(nb2)은 제2 라인에 잉크를 제공할 수 있다. 마지막 스캔 시간 동안, 제5 노즐(nc1)은 제1 라인에 잉크를 제공하고, 제6 노즐(nc2)은 제2 라인에 잉크를 제공할 수 있다.
제1 노즐(na1) 및 제2 노즐(na2)은 서로 인접하고, 제3 노즐(nb1) 및 제4 노즐(nb2)은 서로 인접하고, 제5 노즐(nc1) 및 제6 노즐(nc2)은 서로 인접할 수 있다. 설명의 편의상, 제1 내지 제6 노즐들(na1, na2, nb1, nb2, nc1, nc2)이 구분되어 설명되나, 제1 노즐(na1)은 제3 내지 제6 노즐들(nb1, nb2, nc1, nc2) 중 적어도 하나와 같은 노즐일 수 있다. 일례로, 제1 노즐(na1) 및 제4 노즐(nb2)은 스캔 시간이 다를 뿐, 동일한 노즐일 수 있다.
제1 노즐(na1) 및 제2 노즐(na2)은 서로 다른 잉크 토출량을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 스캔 시간 동안 제1 화소(PX1)에 충전된 잉크의 부피와 제2 화소(PX2)에 충전된 잉크의 부피는 서로 다를 수 있다. 나아가, 제1 스캔 시간 동안 복수의 노즐들을 통하여 화소들에 충전된 잉크의 부피들은 서로 다를 수 있다. 도 1의 노즐 조합 연산기(190)는 제1 스캔 시간 이전에, 제1 스캔 시간부터 마지막 스캔 시간까지 최적화된 노즐 조합을 계산할 수 있다.
노즐 조합의 계산 결과, 제2 스캔 시간 동안 제3 노즐(nb1)이 제1 화소(PX1)에 잉크를 제공하고, 제4 노즐(nb2)이 제2 화소(PX2)에 잉크를 제공하는 경우, 화소들에 충전된 잉크의 부피들이 가장 균일한 것으로 판단될 수 있다. 제1 노즐(na1)과 제3 노즐(nb1)이 서로 다르다면, 제3 노즐(nb1)이 제1 화소(PX1)를 스캔하도록, 노즐 유닛(NZ)이 제2 방향(DR2)으로 이동할 수 있다. 일례로, 도 3의 노즐 유닛(NZ)은 하나의 노즐 간격만큼 제2 방향(DR2)으로 이동한다. 제1 스캔 시간 동안 복수의 노즐들을 통하여 충전된 영역(제1 유효 영역)은 제2 스캔 시간 동안 복수의 노즐들을 통하여 충전된 영역(제2 유효 영역)과 적어도 일부 중첩한다. 제1 화소 영역 및 제2 화소 영역의 중첩된 영역은 제2 스캔 시간을 거쳐 향상된 균일도를 가질 수 있다. 일례로, 제2 유효 영역과 중첩되지 않은 제1 유효 영역은 추가적인 스캔을 통하여 충전될 수 있다. 이 때, 추가적인 스캔에서 잉크를 출력하는 노즐은 제2 스캔 시간 동안 중첩된 영역에 잉크를 출력한 노즐을 제외한 노즐일 수 있다.
마지막 스캔까지 완료된 경우, 노즐 유닛(NZ)을 통하여 잉크가 제공된 화소들 전체의 균일도는 기준 범위를 만족할 수 있다. 일례로, 기준 범위는 사용자가 화소들 사이의 특성 차이를 인식하지 못할 정도로 정상적인 표시 패널의 허용 범위일 수 있다. 또한, 균일도는 화소들 전체에 잉크가 출력되어 형성된 컬러 제어층의 두께 또는 부피의 차이와 관련될 수 있다. 즉, 표시 패널 제조 장치(100)는 하나의 픽셀에 하나의 노즐을 전담하지 않고, 여러 노즐들의 혼합을 통하여, 화소들 각각에 충전된 잉크의 부피를 균일하게 조절할 수 있다.
도 4는 도 3의 화소의 예시적인 단면도이다. 도 4의 화소(PX1)는 도 3의 제1 화소(PX)에 대응된다. 도 4를 참조하면, 화소(PX1)는 차광 패턴(BM), 컬러 필터(CF) 봉지층(CAP), 격벽(BH) 및 잉크가 누적된 컬러 제어층을 포함할 수 있다.
차광 패턴(BM)은 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다. 차광 패턴(BM)은 화소들 사이의 경계를 설정하고, 화소들 사이의 혼색을 방지할 수 있다. 차광 패턴(BM)은 불투명 물질을 포함하고, 광을 차단할 수 있다.
컬러 필터(CF)는 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다. 컬러 필터(CF)는 외부 광의 반사율을 낮춘다. 컬러 필터(CF)는 특정한 파장 범위의 광을 투과시키고, 해당 파장범위 외의 광을 차단할 수 있다. 컬러 필터(CF)는 해당 파장 범위 외의 광은 흡수할 수 있다. 컬러 필터(CF)는 해당 파장 범위의 광을 흡수할 수 있는 안료 또는 염료를 포함할 수 있다.
봉지층(CAP)은 차광 패턴(BM) 및 컬러 필터(CF) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(CAP)은 차광 패턴(BM) 및 컬러 필터(CF)를 밀봉할 수 있다. 봉지층(CAP)은 무기층을 포함할 수 있다. 봉지층(CAP)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 또는 실리콘 옥시 나이트라이드 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 봉지층(CAP)은 유기층을 더 포함할 수도 있다.
격벽(BH)은 봉지층(CAP) 상에 배치되고, 제3 방향(DR3)을 기준으로 차광 패턴(BM)과 중첩할 수 있다. 격벽(BH)은 화소(PX1) 내부의 공간을 정의한다. 격벽(BH)은 잉크젯 프린트를 통하여 컬러 제어층을 형성하는 공정에서, 서로 다른 컬러 조성물들이 혼합되는 것을 방지한다.
컬러 제어층은 격벽(BH)에 의하여 정의되는 내부 공간에 배치된다. 일례로, 컬러 제어층은 유기 발광 소자(OLED)에서 생성된 색광을 흡수하고, 다른 컬러의 광을 생성할 수 있다. 일례로, 컬러 제어층은 색광을 투과 및 산란 시킬 수 있다. 컬러 제어층은 노즐(na1)을 통하여 출력된 잉크가 누적되어 형성될 수 있다.
제1 스캔 시간 동안, 노즐(na1)은 잉크를 출력하고, 제1 두께(W1)를 갖는 제1 잉크(I1)가 내부 공간에 충전될 수 있다. 제2 스캔 시간 동안, 노즐(na1)과 같거나 다른 노즐이 잉크를 출력하고, 제2 두께(W2)를 갖는 제2 잉크(I2)가 내부 공간에 충전될 수 있다. 제1 스캔 시간에 잉크를 출력한 노즐(na1)과 제2 스캔 시간에 잉크를 출력한 노즐이 다른 경우, 제1 두께(W1) 및 제2 두께(W2)는 서로 다를 수 있다. 마지막 스캔 (제m 스캔 시간) 동안, 노즐은 잉크를 출력하고, 제m 두께(Wm)를 갖는 제m 잉크(Im)가 내부 공간에 충전될 수 있다.
제1 내지 제m 두께들(W1~Wm)의 합에 대응되는 컬러 제어층의 두께(Wr)는 요구되는 두께로부터 허용 범위, 즉 기준 두께 내에 존재할 수 있다. 그리고, 스캔 시간들 각각에 대응되는 노즐 위치의 조합에 의하여, 다른 화소들의 컬러 제어층의 두께도 요구되는 두께로부터 기준 두께 내에 존재할 수 있다. 즉, 화소들 전체의 컬러 제어층의 두께(Wr)에 대한 균일도가 향상될 수 있다.
도 5는 복수의 스캔 시간들 각각의 최적의 노즐 위치들의 조합을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 2회의 스캔이 수행된다. 일례로, 1회의 스캔 동작마다 노즐의 위치가 변경될 수 있다. 도 1의 잉크젯 프린터(110)가 2회의 스캔을 수행하는 경우, 컨트롤러(150)는 화소들의 균일성이 가장 높은 조합을 계산할 수 있다. 노즐들의 개수는 k개로 가정한다.
노즐의 위치 제어 관점에서, 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)은 노즐들의 위치를 나타낼 수 있다. 제1 쉬프트 값(n1)은 기설정된 제1 노즐 위치를 나타낼 수 있다. 제2 내지 제k 쉬프트 값들(n2~nk)은 제1 노즐 위치를 기준으로 특정 거리만큼 쉬프트된 노즐 위치를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 서로 인접한 노즐 사이의 간격이 기준 간격으로 정의될 때, 제2 쉬프트값(n2)은 제1 노즐 위치로부터 기준 간격만큼 쉬프트된 노즐 위치를 나타낼 수 있다. 제3 쉬프트값(n3)은 제1 노즐 위치로부터 기준 간격의 두 배만큼 쉬프트된 노즐 위치를 나타낼 수 있다. 이러한 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)은 기판의 유효 영역을 기준으로 노즐들의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
노즐에 대응되는 잉크 토출량 관점에서, 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)은 노즐들의 배열 순서와 이의 이동(쉬프트)에 대응되는 잉크 토출량의 분포를 나타낼 수 있다. 제1 쉬프트 값(n1)은 복수의 노즐들의 배열 순서로, 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들의 분포(산포)를 나타낸 것일 수 있다. 제2 쉬프트 값(n2)은 노즐들의 배열 순서를 하나 쉬프트한 순서로 (예를 들어, 하나 사이클릭 쉬프트된 순서로), 잉크 토출량들의 분포를 나타낸 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 쉬프트 값(n2)에서, 제1 노즐의 잉크 토출량은 제2 노즐의 위치로 쉬프트되고, 제2 노즐의 잉크 토출량은 제3 노즐의 위치로 쉬프트될 수 있다. 그리고, 제k 노즐의 잉크 토출량은 제1 노즐의 위치로 쉬프트될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 스캔 동작의 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)과 제2 스캔 동작의 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk) 모두가 조합된다. 즉, k2개의 조합 개수가 존재한다. 모든 경우의 수에 대하여, 제1 스캔 동작에서의 잉크 토출량 분포와 제2 스캔 동작에서의 잉크 토출량 분포의 합이 계산된다. 그 결과, 가장 균일한 잉크 토출량 분포를 갖는 하나의 조합이 선택될 수 있다. 이러한 조합은 가장 작은 표준 편차를 갖는 조합일 수 있다.
도 5의 경우, 모든 경우의 수를 고려하므로, 가장 낮은 표준 편차를 갖는 조합이 선택될 수 있다. 다만, 스캔 횟수가 증가함에 따라, 연산량이 지수적으로 증가하므로, 표시 패널의 제조 속도가 감소하고, 계산을 위한 지연이 발생될 수 있다. 예를 들어, 노즐의 개수가 1280개이고, 2회 스캔 동작 시에 하나의 조합을 선택하기 위한 컨트롤러(150)의 계산 시간은 100초가 넘는다. 이러한 계산은 여러 기판들에 대한 프린트 동작을 수행할 때마다 수행하기에 길 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 최적의 노즐 위치들의 조합을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, n회의 스캔이 수행된다. 일례로, 1회의 스캔 동작마다 노즐의 위치가 변경될 수 있다. 도 1의 잉크젯 프린터(110)가 n회의 스캔을 수행하는 경우, 컨트롤러(150)는 화소들의 균일성이 기준 범위를 만족하는 최적화된 노즐 위치의 조합을 계산할 수 있다. 노즐들의 개수는 k개로 가정한다.
도 5에서 설명한 바와 같이, 노즐의 위치 제어 관점에서, 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)은 노즐들의 위치를 나타낼 수 있다. 그리고, 노즐에 대응되는 잉크 토출량 관점에서, 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)은 노즐들의 배열 순서와 이의 이동(쉬프트)에 대응되는 잉크 토출량의 분포를 나타낼 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 5와 달리, 각 스캔 동작들의 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)이 모두 조합되지 않는다. 대신에, 도 1의 컨트롤러(150) 또는 노즐 조합 연산기(190)는 각 스캔 동작들마다 가장 높은 균일도를 갖는 조합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 동작에서, 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk) 중 임의의 하나의 값 (예시적으로 제2 쉬프트 값(n2))이 선택된다. 제2 스캔 동작에서, 제2 쉬프트 값(n2)에 대응되는 잉크 토출량 분포와 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)에 각각 대응되는 잉크 토출량 분포들이 조합된다. 예를 들어, 제2 쉬프트 값(n2)에 대응되는 잉크 토출량 분포와 제1 내지 제k 쉬프트 값들(n1~nk)에 대응되는 잉크 토출량 분포들 각각이 합산된 합산 분포들이 생성될 수 있다. 합산 분포들 중 가장 표준 편차가 작은 분포가 (예시적으로 제3 쉬프트 값(n3)) 선택될 수 있다. 즉, 제2 쉬프트 값(n2)을 기준으로 가장 높은 균일도를 만드는 값이 선택될 수 있다.
마찬가지로, 제3 스캔 동작에서, 제2 쉬프트 값(n2) 및 제3 쉬프트 값(n3)이 앞서 선택되었다는 전제로, 가장 높은 균일도를 만드는 값 (예시적으로 제1 쉬프트 값(n1))이 선택될 수 있다. 첫번째 쉬프트 값이 임의로 선택된 경우, 앞서 결정된 쉬프트 값을 기준으로 후속 스캔 동작의 값을 선택하는 계산은 n-1번 반복될 수 있다. 즉, k*(n-1) 번의 연산이 수행될 수 있다.
도 6의 경우, 모든 경우의 수를 고려하지는 않으나, 각 스캔 동작들마다 가장 균일도가 높은 조합을 선택하므로, 이러한 계산은 화소들의 균일성이 기준 범위를 만족할 수 있을 정도의 결과를 도출할 수 있다. 그리고, 도 6의 조합 결과는 도 5와 비교하여 현저히 낮은 연산량을 가지므로, 빠른 속도로 조합이 결정될 수 있다. 예를 들어, 노즐의 개수가 1280개이고, 8회 스캔 동작 시에 하나의 조합을 선택하기 위한 컨트롤러(150)의 계산 시간은 약 0.1초에 불과하다. 도 5와 비교하여, 도 6의 방식은 더 많은 회수의 노즐 이동을 계산하면서, 기준 범위의 균일도를 보장하고, 빠른 속도로 결과를 출력할 수 있다.
도 6의 조합 계산 과정은 기판의 교체 시간 동안 수행될 수 있다. 하나의 기판에 대한 프린트 동작이 완료되면, 도 1의 이송 장치(130)는 프린트 동작이 완료된 기판을 출하하고, 새로운 기판을 들여올 수 있다. 이러한 이송 동작은 약 30초 걸릴 수 있다. 도 5의 계산 방식은 이송 동작 중에 수행되기 어려우나, 도 6의 계산 방식은 이송 동작 내에 실시간으로 수행될 수 있다. 따라서, 표시 패널의 제조 속도가 향상되고, 표시 패널의 품질도 보장될 수 있다.
도 7은 도 1의 표시 패널 제조 장치를 이용한 표시 패널 제조 방법의 예시적인 타이밍도이다. 도 7의 표시 패널 제조 방법은 도 1의 프린터 컨트롤러(160), 센서 컨트롤러(170), 이송 컨트롤러(180), 노즐 조합 연산기(190)를 통하여 제어 및 수행될 수 있다.
제1 교체 시간(tt1) 동안, 도 1의 표시 패널 제조 장치(100)는 잉크젯 프린터(110)의 노즐들 각각의 잉크 토출량을 검출하고, 최적화된 노즐 조합 (잉크 분포의 조합)을 계산하고, 기판의 프린트 동작을 위한 이송 동작을 수행할 수 있다. 이송 컨트롤러(180)는 제1 기판을 표시 패널 제조 장치(100)로 들여오기 위한 이송 장치(130)의 제1 이송 동작(T1)을 제어할 수 있다. 이송 장치(130)는 이송 컨트롤러(180)의 제어 하에, 제1 기판을 운반할 수 있다.
제1 기판의 프린트 동작을 위하여, 노즐들 각각의 잉크 토출량이 미리 검출될 수 있다. 프린터 컨트롤러(160)는 잉크젯 프린터(110)가 잉크를 출력하도록, 제1 잉크 출력 동작(Pd1)을 제어할 수 있다. 센서 컨트롤러(170)는 출력된 잉크 토출량을 검출하도록, 제1 검출 동작(D1)을 제어할 수 있다. 토출량 검출 센서(120)는 복수의 노즐들 각각의 잉크 토출량에 대한 정보를 컨트롤러(150)에 제공할 수 있다.
노즐 조합 연산기(190)는 잉크 토출량에 대한 정보에 기초하여, 제1 기판의 프린트 동작을 위한 제1 연산 동작(C1)을 수행할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐 조합 연산기(190)는 복수의 잉크 토출량 분포들 중 임의로 하나의 분포를 선택하고, 선택된 잉크 토출량 분포를 기준으로, 스캔 동작의 횟수에 기초하여, 가장 작은 표준 편차를 갖는 잉크 토출량 분포를 반복하여 선택할 수 있다. 제1 연산 동작(C1)은 제1 기준 시간(tc1) 이내에 수행될 수 있으며, 제1 기준 시간(tc1)은 제1 교체 시간(tt1)보다 작거나 같을 수 있다. 도 6의 계산 시간이 제1 기준 시간(tc1) 이내에 수행될 수 있음은 상술하였다.
제1 프린트 시간(tp1) 동안, 프린터 컨트롤러(160)는 제1 기판의 화소 영역에 잉크를 출력하기 위한 제1 프린트 동작(P1)을 제어할 수 있다. 프린터 컨트롤러(160)는 노즐 조합 연산기(190)로부터 계산된 노즐 위치의 조합 결과에 기초하여, 노즐들의 위치를 제어할 수 있다. 제1 프린트 시간(tp1)은 복수의 스캔 시간들을 포함할 수 있고, 프린터 컨트롤러(160)는 복수의 스캔 시간들마다, 결정된 노즐들의 위치를 제어할 수 있다.
제1 프린트 동작(P1)이 완료된 이후, 제2 교체 시간(tt2) 동안 이송 컨트롤러(180)는 제1 기판을 출하하고, 새로운 제2 기판을 들여오는 제2 이송 동작(T2)을 제어할 수 있다. 이 때, 프린터 컨트롤러(160)는 다시 노즐들의 잉크 토출량을 검출하기 위한 제2 잉크 출력 동작(Pd2)을 제어하고, 센서 컨트롤러(170)는 출력된 잉크 토출량을 검출하도록, 제2 검출 동작(D2)을 제어할 수 있다. 그리고, 새롭게 검출된 잉크 토출량에 대한 정보에 기초하여, 노즐 조합 연산기(190)는 제2 기판의 프린트 동작을 위한 제2 연산 동작(C2)을 제2 기준 시간(tc2) 이내에 수행할 수 있다.
동일하게, 이후 제2 프린트 시간(tp2) 동안, 프린터 컨트롤러(160)는 제2 기판의 화소 영역에 잉크를 출력하기 위한 제2 프린트 동작(P2)을 제어할 수 있다. 이후, 제3 교체 시간(tt3) 동안 제3 이송 동작(T3), 제3 잉크 출력 동작(Pd3), 제3 검출 동작(D3), 및 제3 연산 동작(C3)이 수행될 수 있다. 즉, 기판의 교체 시간을 노즐 조합을 연산하는데 이용함으로써, 표시 패널의 제조 속도 및 표시 패널의 품질이 모두 향상될 수 있다.
도 8은 도 1의 잉크젯 프린터가 기판에 대한 프린트 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 8을 참조하면, 잉크젯 프린터(110)는 도 3과 같이, 잉크를 기판(SUB2)에 출력하기 위한 노즐 유닛(NZ)을 포함하고, 노즐 유닛(NZ)은 복수의 노즐들을 포함한다. 노즐들의 개수는 제한되지 않는다.
기판(SUB2)은 표시 패널에 포함된다. 도 3의 기판(SUB1)과 달리, 동일한 색광을 제공하는 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b)이 서로 병합(merge)될 수 있다. 그 결과, 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b)의 넓이의 합은 도 3의 제1 화소(PX1) 또는 제2 화소(PX2)보다 넓을 수 있다. 그리고, 도 4에서 설명된 격벽(BH)은 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b) 내부의 공간을 정의할 수 있다. 즉, 격벽(BH)에 의하여 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b)이 서로 분리되지 않을 수 있다.
병합된 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b)은 한번의 스캔 시에 하나의 노즐을 통하여, 잉크를 제공 받을 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 시간 동안, 제1 노즐(na1)이 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b)에 잉크를 제공하고, 제2 스캔 시간 동안, 제2 노즐(nb1)이 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b)에 잉크를 제공하고, 마지막 스캔 시간 동안, 제3 노즐(nc1)이 제1 및 제2 화소들(PX1a, PX1b)에 잉크를 제공할 수 있다. 노즐 유닛(NZ)이 한 회의 스캔 동안 출력하는 잉크의 양이 도 3의 노즐 유닛(NZ)과 같다면, 노즐 유닛(NZ)은 도 3의 노즐 유닛(NZ)에 비하여, 2배의 스캔 동작을 수행할 수 있다.
도 9는 노즐들의 스캔 수에 따른 불균일도를 도시한 그래프이다. 도 9를 참조하면, 가로축은 복수의 노즐들의 스캔 횟수로 정의되고, 세로축은 화소들의 불균일도로 정의된다. 불균일도는 도 1의 잉크젯 프린터(110)에 의하여, 복수의 화소들 각각에 충전된 잉크의 양의 차이를 나타내는 지표이다. 즉, 복수의 화소들 각각에 누적된 잉크의 양의 차이가 크고 불규칙할수록, 불균일도는 크게 나타난다.
도 9의 그래프는 도 6의 노즐 위치 조합 방식을 이용하여, 노즐들의 위치를 조합한 경우의 그래프이다. 즉, 스캔 동작들 각각에 대응되는 최적화된 노즐 위치가 도 6의 계산 방식으로 결정된다.
도 9를 참조하면, 스캔 수가 1회일 때, 즉 노즐들의 조합 없이 스캔을 수행한 경우, 불균일도는 7% 정도이다. 이는 복수의 노즐들 각각의 공차에 따라, 잉크 토출량이 서로 다르기 때문이다. 스캔 횟수가 증가할수록, 화소들의 불균일도는 감소한다. 즉, 화소들 각각에 충전된 잉크의 양이 균일해질 수 있다. 스캔 수가 8회일 때, 예를 들어, 도 3과 같이 하나의 화소에 하나의 노즐이 잉크를 출력할 때, 불균일도는 1.03%로 나타난다. 스캔수가 16회일 때, 예를 들어, 도 8과 같이 두개의 화소들이 병합된 영역에 하나의 노즐이 잉크를 출력할 때, 불균일도는 0.63%로 나타난다.
즉, 병합된 화소들이 존재하여 스캔 수가 증가할 때, 본 발명의 연산 방식의 효율성이 증가할 수 있다. 이 때, 계산 시간은 스캔 수가 8회일 때에 비하여, 약 2배일 수 있다. 다만, 도 6에서 설명한 바와 같이, 2배의 계산 시간 증가(약 0.1 초의 2배인 0.2초)는 30초 정도의 기판 교체 시간보다 짧으므로, 표시 패널의 제조 속도에 영향을 미치지 않을 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 표시 패널의 예시적인 사시도이다. 도 10을 참조하면, 표시 패널(DP)은 액정 표시 패널(liqid crystal display panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel) 및 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel), 및 유기발광 표시 패널(organic light emitting display panel) 중 어느 하나 일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
표시 패널(DP)은 제1 표시 기판(1100, 또는 하부 표시기판) 및 제1 표시 기판(100) 마주하며 이격된 제2 표시 기판(1200, 또는 상부 표시기판)을 포함할 수 있다. 제1 표시 기판(1100)은 도 3 및 도 8 등에서 상술된 잉크가 프린트되는 기판(SUB1, SUB2)에 대응된다. 제2 표시 기판(1200)은 표시 패널(DP)을 구동하기 위한 회로 소자, 발광 소자와 같은 표시 소자 등을 포함할 수 있다.
제1 표시 기판(1100)과 제2 표시 기판(1200) 사이에는 소정의 셀갭(미도시)이 형성될 수 있다. 셀갭은 제1 표시 기판(1100)과 제2 표시 기판(1200)을 결합하는 실런트에 의해 유지될 수 있다. 제1 표시 기판(1100)과 제2 표시 기판(1200) 사이에는 이미지 생성을 위한 계조 표시층이 배치될 수 있다. 계조 표시층은 표시패널의 종류에 따라 액정층, 유기발광층, 전기영동층을 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 표시면(DP-IS)을 통해 이미지를 표시할 수 있다. 표시면(DP-IS)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시면(DP-IS)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)에는 화소(PX)가 배치되고, 비표시 영역(NDA)에는 화소(PX)가 미배치된다. 비표시 영역(NDA)은 표시면(DP-IS)의 테두리를 따라 정의된다. 표시 영역(DA)은 비표시 영역(NDA)에 의해 에워 싸일수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 평면형 표시면(DP-IS)을 구비한 표시 패널(DP)을 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 표시 패널(DP)는 곡면형 표시면 또는 입체형 표시면을 포함할 수도 있다. 입체형 표시면은 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시영역들을 포함할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 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.
100 : 표시 패널 제조 장치 110 : 잉크젯 프린터
120 : 토출량 검출 센서 130 : 이송 장치
150 : 컨트롤러 160 : 프린터 컨트롤러
170: 센서 컨트롤러 180: 이송 컨트롤러
190: 노즐 조합 연산기

Claims (20)

  1. 스캔 시간들마다 표시 패널의 유효 영역에 잉크를 출력하는 복수의 노즐들을 포함하는 잉크젯 프린터;
    상기 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출하는 토출량 검출 센서; 및
    상기 스캔 시간들 각각의 상기 유효 영역에 대한 상기 복수의 노즐들의 쉬프트 값 및 상기 잉크 토출량들에 기초하여 복수의 잉크 분포들을 생성하고, 제1 스캔 시간 동안 제1 유효 영역에 상기 잉크를 출력하는 제1 잉크 분포를 선택하고, 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 스캔 시간 이후의 제2 스캔 시간 동안 제2 유효 영역에 상기 잉크를 출력하는 제2 잉크 분포를 선택하는 컨트롤러를 포함하는 표시 패널 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 잉크 분포와 상기 복수의 잉크 분포들 각각을 합산하여 복수의 합산 분포들을 생성하고, 상기 복수의 합산 분포들 중 표준 편차가 가장 작은 합산 분포에 대응되는 잉크 분포를 상기 제2 잉크 분포로 선택하는 표시 패널 제조 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 잉크 분포에 대한 상기 제2 잉크 분포의 변화에 기초하여, 상기 제2 유효 영역이 상기 제1 유효 영역을 기준으로 쉬프트되는 표시 패널 제조 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 잉크 분포들의 개수는 상기 복수의 노즐들의 개수에 의존하는 표시 패널 제조 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 잉크 토출량들을 상기 복수의 노즐들의 배열 순서에 대응되도록 정렬하고, 상기 정렬된 잉크 토출량들을 상기 배열 순서를 기준으로 싸이클릭 쉬프트하여 상기 복수의 잉크 분포들을 생성하는 표시 패널 제조 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 및 제2 잉크 분포들에 기초하여 상기 제2 스캔 시간 이후의 제3 스캔 시간 동안 제3 유효 영역에 상기 잉크를 출력하는 제3 잉크 분포를 선택하는 표시 패널 제조 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 노즐들은 상기 제1 및 제2 스캔 시간들 동안 제1 방향으로 이동하고, 상기 복수의 노즐들 각각은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 표시 패널 제조 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 노즐들은 상기 제1 잉크 분포에 기초하여, 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제1 유효 영역 상에 배치되고, 상기 제2 잉크 분포에 기초하여, 상기 제2 유효 영역 상에 배치되도록 상기 제2 방향으로 이동하는 표시 패널 제조 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유효 영역들이 중첩하는 영역은 제1 및 제2 화소 영역들을 포함하고,
    상기 복수의 노즐들 중 제1 노즐은 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제1 화소 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 복수의 노즐들 중 제2 노즐은 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제2 화소 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 복수의 노즐들 중 제3 노즐은 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제2 스캔 시간 동안 상기 제1 화소 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 복수의 노즐들 중 제4 노즐은 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제2 스캔 시간 동안 상기 제2 화소 영역에 상기 잉크를 출력하는 표시 패널 제조 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 화소 영역에 누적된 잉크의 제1 두께 및 상기 제2 화소 영역에 누적된 잉크의 제2 두께 사이의 차이는 기준 두께보다 작은 표시 패널 제조 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린터는 상기 제1 스캔 시간 동안 상기 제1 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 유효 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 제2 스캔 시간 동안 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제2 유효 영역에 상기 잉크를 출력하고, 상기 제2 스캔 시간 이후의 제3 스캔 시간 동안 상기 제2 잉크 분포에 기초하여 상기 제1 유효 영역 중 상기 제2 유효 영역과 비중첩하는 제3 유효 영역에 상기 잉크를 출력하는 표시 패널 제조 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 스캔 시간 이전의 기준 시간 동안 상기 제1 및 제2 잉크 분포들을 선택하는 표시 패널 제조 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 기준 시간은 30초보다 짧은 표시 패널 제조 장치.
  14. 제1 프린트 시간 동안 제1 기판에 잉크를 출력한 후, 복수의 스캔 시간들을 포함하는 제2 프린트 시간 동안 제2 기판에 잉크를 출력하는 복수의 노즐들을 포함하는 잉크젯 프린터;
    상기 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출하는 토출량 검출 센서; 및
    상기 제1 프린트 시간 및 상기 제2 프린트 시간 사이에 상기 제1 기판을 상기 제2 기판으로 교체하는 기준 시간 이내에, 상기 잉크 토출량들 및 상기 제2 기판의 유효 영역에 대한 상기 복수의 노즐들의 쉬프트 값에 기초하여, 상기 복수의 스캔 시간들마다 상기 잉크젯 프린터가 상기 제2 기판에 잉크를 출력하는 잉크 분포들의 조합을 계산하는 컨트롤러를 포함하는 표시 패널 제조 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 복수의 스캔 시간들 중 최초 스캔 시간에 대응되는 제1 잉크 분포를 선택하고, 상기 제1 잉크 분포를 기준으로 상기 조합을 계산하는 표시 패널 제조 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 잉크 토출량들 및 상기 쉬프트 값에 기초하여 상기 복수의 노즐들의 개수만큼 상기 잉크 분포들을 계산하고, 상기 잉크 분포들 중 임의의 하나를 상기 제1 잉크 분포로 결정하는 표시 패널 제조 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 잉크 토출량들 및 상기 쉬프트 값에 기초하여 상기 복수의 노즐들의 개수만큼 상기 잉크 분포들을 계산하고, 상기 잉크 분포들 각각을 상기 제1 잉크 분포와 합산할 때 가장 작은 표준 편차를 갖는 잉크 분포를 선택하여, 상기 조합을 결정하는 표시 패널 제조 장치.
  18. 복수의 노즐들에 각각 대응되는 잉크 토출량들을 검출하는 단계;
    상기 잉크 토출량들에 기초하여 상기 복수의 노즐들의 쉬프트 값들에 대응되는 복수의 잉크 분포들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 잉크 분포들 중 제1 잉크 분포를 선택하는 단계;
    상기 제1 잉크 분포를 상기 복수의 잉크 분포들과 각각 합산한 결과들 중 표준 편차가 가장 작은 결과에 대응되는 제2 잉크 분포를 선택하는 단계;
    상기 제1 잉크 분포에 기초하여, 기판의 제1 영역에 잉크를 출력하는 단계; 및
    상기 제2 잉크 분포에 기초하여, 상기 제1 영역과 적어도 일부 중첩하는 상기 기판의 제2 영역에 잉크를 출력하는 단계를 포함하는 표시 패널 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 잉크 분포들을 상기 복수의 잉크 분포들과 각각 합산한 결과들 중 표준 편차가 가장 작은 결과에 대응되는 제3 잉크 분포를 선택하는 단계; 및
    상기 제3 잉크 분포에 기초하여, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역과 적어도 일부 중첩하는 제3 영역에 잉크를 출력하는 단계를 더 포함하는 표시 패널 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 잉크 분포 및 상기 제2 잉크 분포는 기준 시간 이내에 선택되고,
    상기 기준 시간 이후에, 상기 제1 및 제2 영역들에 잉크가 출력되는 표시 패널 제조 방법.


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