KR20210104385A - 잉크젯 프린팅 장치, 이를 이용한 잉크젯 헤드의 검사 방법 - Google Patents

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정흥철
허명수
노철래
이도헌
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Abstract

잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 잉크젯 헤드의 검사 방법이 제공된다. 잉크젯 프린팅 장치는 검사용 기판이 안착되는 검사 스테이지 유닛, 상기 검사 스테이지 유닛 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛, 및 상기 잉크젯 헤드 유닛과 일 방향으로 이격되어 배치된 입자수 검사 유닛을 포함하되, 상기 입자수 검사 유닛은, 상기 검사 스테이지 유닛의 상부에 배치되는 제1 열처리 유닛, 상기 검사 스테이지 유닛의 하부에 배치되고, 상기 검사용 기판 상에 분사된 상기 쌍극자의 수를 측정하는 제1 센싱 유닛을 포함한다.

Description

잉크젯 프린팅 장치, 이를 이용한 잉크젯 헤드의 검사 방법{Ink-jet printing apparatus, and inspection method of ink-jet head using the same}
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치, 이를 이용한 잉크젯 헤드의 검사 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 유기 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널로서, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 형광물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
형광물질로 무기물 반도체를 이용하는 무기 발광 다이오드는 고온의 환경에서도 내구성을 가지며, 유기 발광 다이오드에 비해 청색 광의 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 기존의 무기 발광 다이오드 소자의 한계로 지적되었던 제조 공정에 있어서도, 유전영동(Dielectrophoresis, DEP)법을 이용한 전사방법이 개발되었다. 이에 유기 발광 다이오드에 비해 내구성 및 효율이 우수한 무기 발광 다이오드에 대한 연구가 지속되고 있다.
한편, 유전영동법을 이용하여 무기 발광 다이오드 소자를 전사하거나 표시 장치에 포함되는 유기물층을 형성하기 위해, 잉크젯 프린팅 장치가 이용될 수 있다. 임의의 잉크나 용액을 잉크젯으로 프린팅한 뒤, 후처리 공정을 수행하여 상기 무기 발광 다이오드 소자를 전사하거나 유기물층을 형성할 수도 있다. 잉크젯 프린팅 장치는 소정의 잉크나 용액이 잉크젯 헤드로 공급되고, 잉크젯 헤드는 소정의 기판 상에 상기 잉크나 용액을 분사하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 잉크젯 헤드 장치를 이용하여 잉크를 인쇄하는 프린팅 공정과 잉크젯 헤드 장치의 검사 공정을 연결된 공정으로 수행할 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 프린팅 공정 중에 발생하는 쌍극자의 수 및 잉크의 양 등의 오차를 공정 수행 중에 조정할 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는, 검사용 기판이 안착되는 검사 스테이지 유닛, 상기 검사 스테이지 유닛 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛, 및 상기 잉크젯 헤드 유닛과 일 방향으로 이격되어 배치된 입자수 검사 유닛을 포함하되, 상기 입자수 검사 유닛은, 상기 검사 스테이지 유닛의 상부에 배치되는 제1 열처리 유닛, 상기 검사 스테이지 유닛의 하부에 배치되고, 상기 검사용 기판 상에 분사된 상기 쌍극자의 수를 측정하는 제1 센싱 유닛을 포함한다.
상기 잉크젯 헤드에서 분사되어 상기 검사용 기판에 도포된 제1 잉크의 위치를 측정하는 제2 센싱 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 유닛은 상기 제1 잉크의 위치에 대응되는 영역에 배치된 상기 쌍극자의 수를 측정할 수 있다.
상기 제1 센싱 유닛은 상기 제1 열처리 유닛에 의해 상기 용매가 제거되고 상기 검사용 기판에 잔류하는 상기 쌍극자의 수를 측정할 수 있다.
상기 입자수 검사 유닛은 상기 검사 스테이지 유닛의 상부에 배치되어 상기 검사 스테이지 유닛 측으로 광을 방출하는 광 조사부를 더 포함하고, 상기 제1 센싱 유닛은 상기 검사용 기판의 하면을 촬영하는 카메라부를 포함할 수 있다.
상기 카메라부는 상기 제1 잉크의 위치에 대응되는 영역을 촬영하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
상기 제2 센싱 유닛은 상기 제1 잉크의 면적을 측정하고, 상기 제1 센싱 유닛은 상기 이미지 데이터로부터 쌍극자 패턴을 산출하고 상기 쌍극자 패턴의 면적을 측정할 수 있다.
상기 입자수 검사 유닛은 상기 제1 잉크의 면적과 상기 쌍극자 패턴의 면적을 비교하여 상기 쌍극자의 수를 측정할 수 있다.
상기 입자수 검사 유닛은 상기 측정된 쌍극자의 수와 기준 설정값을 비교할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드 유닛에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치를 더 포함하고, 상기 입자수 검사 유닛은 상기 측정된 쌍극자의 수와 상기 기준 설정값의 비교 결과에 따라 상기 잉크 공급 장치를 조절할 수 있다.
상기 검사 스테이지 유닛을 일 방향을 따라 이동시키는 스테이지 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 열처리 유닛은 적외선 파장대의 광을 조사할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는, 검사용 기판이 안착되는 검사 스테이지 유닛, 상기 검사 스테이지 유닛과 이격되어 배치되고, 대상 기판이 안착되는 스테이지 유닛, 상기 검사 스테이지 유닛 및 상기 스테이지 유닛의 상부에 배치되고, 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 복수의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛, 상기 스테이지 유닛의 상부에 배치되어 제1 광을 조사하는 제1 열처리 유닛, 상기 검사용 기판에 도포된 잉크의 위치를 측정하는 제1 센싱 유닛; 및 상기 검사용 기판에 도포된 상기 잉크에 포함된 상기 쌍극자의 수를 검사하는 입자수 검사 유닛을 포함하되, 상기 입자수 검사 유닛은, 상기 검사 스테이지 유닛의 상부에 배치되어 제2 광을 조사하는 제2 열처리 유닛, 및 상기 검사 스테이지 유닛의 하부에 배치되어 상기 검사용 기판에 도포된 잉크에 포함된 쌍극자의 수를 측정하는 제2 센싱 유닛을 포함한다.
상기 제2 센싱 유닛은 상기 제2 열처리 유닛에 의해 상기 용매가 제거되고 상기 검사용 기판에 잔류하는 상기 쌍극자의 수를 측정할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드 유닛에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치를 더 포함하고, 상기 입자수 검사 유닛은 상기 측정된 쌍극자의 수와 기준 설정값의 비교 결과에 따라 상기 잉크 공급 장치를 조절할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 검사 방법은 검사용 기판 상에 복수의 쌍극자 및 상기 복수의 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 단계, 상기 검사용 기판 상에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계, 상기 검사용 기판 상에 도포된 잉크에 포함된 용매를 제거하는 단계, 상기 검사용 기판 상에 잔류하는 상기 쌍극자의 수를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 잉크의 토출량을 검사하는 단계는 상기 검사용 기판 상에 도포된 잉크의 직경 및 면적을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 쌍극자 수를 측정하는 단계는 상기 검사용 기판의 하부에서 상기 검사용 기판을 촬영하여 쌍극자 패턴을 산출하고 상기 쌍극자 패턴의 면적을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 쌍극자 수를 측정하는 단계는 상기 측정된 잉크의 면적과 상기 측정된 쌍극자 패턴의 면적을 비교하여 측정할 수 있다.
상기 검사용 기판 상에 잔류하는 상기 쌍극자는 방향성 없이 배열될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는, 잉크젯 헤드 장치, 토출량 검사 유닛 및 입자수 검사 유닛을 포함하여 대상 기판에 대해 프린팅 공정이 진행되는 동안 검사용 기판에 대해 검사 공정이 진행될 수 있다. 이에 따라, 검사 공정에 소요되는 시간이 단축되고 오차를 실시간으로 감지하여 프린팅 공정을 수행함과 동시에 보완할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드 장치의 상태를 고속으로 검사하고 대상 기판의 품질을 향상시키고 있다.
또한, 잉크젯 프린팅 장치는 입자수 검사 유닛을 포함하여 제2 열처리 유닛을 이용하여 잉크에 포함된 용매를 건조시키고 잔류하는 쌍극자의 수를 직접적으로 측정할 수 있다. 따라서, 용매의 특성에 영향받지 않고 쌍극자 수를 측정할 수 있으므로, 측정 오차율이 감소되어 검사 신뢰도가 향상될 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 검사 스테이지 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 토출량 검사 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 평면 배치도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 토출량 검사 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 단면 배치도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 검사용 기판 상에 도포된 잉크를 나타내는 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 입자수 검사 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 단면 배치도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 평면 배치도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 유닛의 저면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출되는 것을 도시하는 개략도이다
도 11은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치의 제3 센싱 유닛이 잉크젯 헤드 유닛을 검사하는 것을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 제1 열처리 유닛의 단면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 열처리 유닛의 구동을 나타내는 개략도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 스테이지 유닛의 평면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 잉크 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 프린팅 방법의 순서도이다.
도 17은 도 16의 S100 단계의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다.
도 18 및 도 19는 도 16의 S100 단계를 도시하는 개략도들이다.
도 20은 도 16의 S200 단계의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다.
도 21은 도 16의 S200 단계를 도시하는 개략도이다.
도 22 내지 도 24는 도 21의 S200 단계를 도시하는 개략도들이다.
도 25는 도 16의 S300 단계의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다.
도 26은 도 16의 S300 단계를 도시하는 개략도이다.
도 27 내지 도 31은 도 26의 S300 단계를 도시하는 개략도들이다.
도 32는 도 16의 S400 단계를 도시하는 개략도이다.
도 33은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 34는 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 35는 도 34의 I-I'선을 따라 자른 표시 장치의 부분 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 평면도이다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 소정의 잉크를 대상 기판 상에 분사하고, 상기 잉크 내에 분산된 입자, 예컨대 쌍극자와 같은 입자를 상기 대상 기판 상에 정렬시킬 수 있다. 여기서, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 상기 잉크를 일정한 양으로 분사하고 각 공정에서 잉크 내에 동일한 양의 입자 수를 유지하기 위해, 복수의 검사 유닛을 포함할 수 있다. 상기 검사 유닛은 잉크젯 프린팅 장치(1000)에서 분사된 잉크의 양과 잉크 내에 포함된 입자의 수를 검사하고, 그 결과를 피드백하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도면에는 제1 방향(D1), 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)이 정의되어 있다. 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 일 평면 상에 위치하며 서로 직교하는 방향이고, 제3 방향(D3)은 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)에 각각 수직한 방향이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크젯 헤드 장치(300), 토출량 검사 유닛(100), 입자수 검사 유닛(600), 스테이지 유닛(500) 및 검사 스테이지 유닛(200)을 포함할 수 있다.
스테이지 유닛(500)은 대상 기판(SUB)이 배치되는 공간을 제공한다. 대상 기판(SUB)은 프린팅 공정이 이루어지는 동안 스테이지 유닛(500) 상에 배치될 수 있다.
스테이지 유닛(500)의 전반적인 평면 형상은 대상 기판(SUB)의 평면 형상을 추종할 수 있다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)이 직사각형 형상일 경우 스테이지 유닛(500)의 전반적인 형상은 직사각형이 되고, 대상 기판(SUB)이 원형일 경우 스테이지 유닛(500)의 전반적인 형상은 원형이 될 수 있다. 도면에서는 장변이 제1 방향(D1)으로 배치되고, 단변이 제2 방향(D2)으로 배치된 직사각형 형상의 스테이지 유닛(500)이 예시되어 있다.
스테이지 유닛(500)은 베이스 프레임(510), 베이스 프레임(510) 상에 배치된 스테이지(520) 및 베이스 프레임(510) 상에 배치된 프로브 유닛(550)을 포함할 수 있다.
스테이지 유닛(500)의 구조에 대한 상세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
잉크젯 헤드 장치(300)는 대상 기판(SUB)에 잉크(I, 도 5 참조)를 인쇄하는 역할을 한다. 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구동 시 소정의 잉크(I)를 대상 기판(SUB) 상에 분사할 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크 카트리지와 같은 잉크 제공부를 더 포함할 수 있고, 잉크 제공부로부터 공급된 잉크(I)는 잉크젯 헤드 장치(300)를 통해 대상 기판(SUB) 측으로 분사(토출)될 수 있다.
잉크(I)는 용액 상태 또는 콜로이드(colloid) 상태로 제공될 수 있다. 잉크(I)는 용매(SV, 도 5 참조)와 용매(SV) 내에 포함된 복수의 쌍극자(DP, 도 참조)를 포함할 수 있다. 예컨대, 용매(SV)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔, 프로필렌글리콜(Propylene glycol, PG) 또는 프로필렌글리콜메틸아세테이트(Propylene glycol methyl acetate, PGMA) 등일 수 있다. 용매(SV)는 상온 또는 열에 의해 기화되거나 휘발되는 물질일 수 있다. 복수의 쌍극자(DP)는 용매(SV) 내에 분산되어 있을 수 있다. 쌍극자(DP)는 용매(SV)가 제거된 후 최종적으로 대상 기판(SUB) 또는 검사용 기판(ISUB) 상에 잔류하는 고형 물질일 수 있다.
쌍극자(DP)는 일 단부가 제1 극성을 띠고, 타 단부가 제1 극성과 다른 제2 극성을 띠는 물체일 수 있다. 예를 들어, 쌍극자(DP)의 일 단부는 양의 극성을 띠고, 쌍극자(DP)의 타 단부는 음의 극성을 띨 수 있다. 양 단부에 다른 극성을 갖는 쌍극자(DP)는 전계에 놓였을 때 전기적인 힘(인력과 척력)을 받아 배향 방향이 제어될 수 있다.
쌍극자(DP)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 쌍극자(DP)는 나노 로드, 나노 와이어, 나노 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 따른 잉크(I)에 포함되는 쌍극자(DP)로서, 일 단부가 제1 도전형(예컨대, p형) 불순물로 도핑되고, 타 단부가 제2 도전형(예컨대, n형) 불순물로 도핑된 반도체 나노 로드가 적용될 수 있다.
잉크젯 헤드 장치(300)는 제1 지지대(310), 잉크젯 헤드 유닛(330) 및 제1 광(H11, H12, 도 12 참조)을 조사하는 제1 열처리 유닛(370)을 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(330) 및 제1 열처리 유닛(370)은 제1 지지대(310) 상에 거치될 수 있다. 제1 지지대(310)는 제1 수평 지지부(311) 및 제1 수직 지지부(312)를 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(330) 및 제1 열처리 유닛(370)은 스테이지 유닛(500)으로부터 제3 방향(D3)으로 소정 거리 이격될 수 있다.
토출량 검사 유닛(100)은 제1 센싱 유닛(150)을 포함하여 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 액적량 및 탄착 위치를 검사할 수 있다. 토출량 검사 유닛(100)은 제2 지지대(110) 및 제1 센싱 유닛(150)을 포함할 수 있다. 제2 지지대(110)는 제2 수평 지지부(111) 및 제2 수직 지지부(112)를 포함할 수 있다.
입자수 검사 유닛(600)은 제2 센싱 유닛(640)을 포함하여 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사된 잉크(I) 내에 포함되는 입자 수를 검사할 수 있다. 입자수 검사 유닛(600)은 제3 지지대(610), 제3 지지대(610) 상에 거치되어 제2 광(H2, 도 7 참조)을 조사하는 제2 열처리 유닛(630) 및 제2 열처리 유닛(630)의 하부에 배치된 제2 센싱 유닛(640)을 포함할 수 있다. 입자수 검사 유닛(600)은 제3 지지대(610) 상에 거치되는 광 조사부(650)를 더 포함할 수 있다. 제3 지지대(610)는 제3 수평 지지부(611) 및 제3 수직 지지부(612)를 포함할 수 있다.
검사 스테이지 유닛(200)은 검사용 기판(ISUB)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 검사용 기판(ISUB)은 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)를 기초로 잉크젯 헤드 장치(300)를 검사(또는 테스트)할 수 있는 검사 대상 기판일 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 대상 기판(SUB)에 프린팅 공정을 수행한 후 대상 기판(SUB)이 이동하는 동안 검사 스테이지 유닛(200)의 검사용 기판(ISUB) 상에도 잉크(I)의 분사하고 토출량 검사 유닛(100) 및 입자수 검사 유닛(600)을 이용하여 상기 검사용 기판(ISUB) 상에 도포된 잉크(I)를 검사할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 대상 기판(SUB)에 대한 프린팅 공정을 하는 동안 검사용 기판(ISUB)에 대한 프린팅 테스트 공정을 진행할 수 있다. 상기 검사용 기판(ISUB) 상에 분사된 잉크(I)를 검사한 결과를 피드백 하여 잉크젯 프린트 장치(1000)의 설정값을 조절할 수 있다.
검사 스테이지 유닛(200)의 평면 형상은 직사각형 형상일 수 있다. 도면에서는 장변이 제1 방향(D1)으로 배치되고, 단변이 제2 방향(D2)으로 배치된 직사각형 형상의 검사 스테이지 유닛(200)이 예시되어 있다. 다만, 검사 스테이지 유닛(200)의 형상은 이에 제한되지 않고 검사용 기판(ISUB)의 평면 형상에 따라 변형될 수 있다.
잉크젯 헤드 장치(300)는 제3 센싱 유닛(350)을 더 포함할 수 있다. 제3 센싱 유닛(350)은 제1 지지대(310) 상에 거치될 수 있다. 제3 센싱 유닛(350)은 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 정렬 상태 및 토출되는 잉크(I)의 양 등을 검사할 수 있다. 또한, 제3 센싱 유닛(350)은 후술할 잉크젯 헤드 유닛(330)의 잉크젯 헤드(335, 도 8 참조)에 포함된 노즐(NZ)의 막힘 여부도 검사할 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)의 입자수 검사 유닛(600), 토출량 검사 유닛(100), 잉크젯 헤드 장치(300)는 제2 방향(D2)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 입자수 검사 유닛(600), 토출량 검사 유닛(100) 및 잉크젯 헤드 장치(300)는 제2 방향(D2)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 스테이지 유닛(500) 및/또는 검사 스테이지 유닛(200)을 이동시키는 스테이지 이동부(RR)를 더 포함할 수 있다. 스테이지 유닛(500) 및 검사 스테이지 유닛(200)은 스테이지 이동부(RR) 상에 배치될 수 있다. 스테이지 이동부(RR)는 제2 방향(D2)으로 연장된 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)을 포함하고, 스테이지 유닛(500) 및/또는 검사 스테이지 유닛(200)을 제2 방향(D2)으로 왕복 이동시킬 수 있다. 스테이지 유닛(500)은 제2 방향(D2)으로 이동하면서 대상 기판(SUB)의 전 영역에 프린트 공정을 수행할 수 있다. 또한, 검사 스테이지 유닛(200)은 잉크젯 헤드 장치(300), 입자수 검사 유닛(600) 및 토출량 검사 유닛(100) 사이를 제2 방향(D2)으로 이동하면서 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)를 기초로 잉크젯 헤드 장치(300)를 검사할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 일 실시예에 다른 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구성을 설명하기 위한 예시적인 도면이며, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구조 및 배치는 도 1 및 도 2에 제한되는 것은 아니다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 더 많은 부재들은 포함할 수 있고, 도 1 및 도 2와 다른 구조를 가질 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 검사 스테이지 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 검사 스테이지 유닛(200)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2) 상에 배치될 수 있다. 검사 스테이지 유닛(200)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2) 상에서 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있으며, 잉크젯 헤드 장치(300)와 입자수 검사 유닛(600) 사이를 왕복 운동할 수 있다.
일 실시예에 따른 검사 스테이지 유닛(200)은 흡착 장치(210) 및 상부 기판(220)을 포함할 수 있다.
상부 기판(220)은 제1 방향(D1)으로 연장된 평면 형상일 수 있다. 상부 기판(220) 상에는 검사용 기판(ISUB)이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 검사용 기판(ISUB)은 유리, 필름 등일 수 있으나 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 검사용 기판(ISUB)은 유기물 필름 또는 투명한 유리 기판일 수 있다.
상부 기판(220)은 흡착 장치(210) 상에 배치될 수 있다. 흡착 장치(210)는 상부 기판(220) 상에 검사용 기판(ISUB)이 준비되는 경우, 검사용 기판(ISUB)을 제3 방향(D3)으로 이동시켜 상부 기판(220) 상에 검사용 기판(ISUB)을 고정시키는 역할을 할 수 있다.
상부 기판(220)은 후술할 입자수 검사 유닛(600)의 제2 센싱 유닛(640)이 상부 기판(220)의 하부에 배치되어 검사용 기판(ISUB)을 측정할 수 있도록 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상부 기판(220)은 적어도 일부 영역이 투명한 물질을 포함함으로써, 상기 투명한 영역과 중첩되는 영역의 하부에 제2 센싱 유닛(640)이 배치되고 상기 제2 센싱 유닛(640)의 상부의 검사용 기판(ISUB)에 배치된 쌍극자(DP)의 수를 측정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
흡착 장치(210)는 제1 흡착 장치(211) 및 제2 흡착 장치(212)를 포함할 수 있다. 제1 흡착 장치(211) 및 제2 흡착 장치(212)는 상부 기판(220)의 양 단부의 하부에 배치되어 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 제1 흡착 장치(211) 및 제2 흡착 장치(212)는 상부 기판(220)의 외곽부의 하부에 배치되며, 제3 방향(D3)으로 구동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 흡착 장치(210)는 진공 장치, 클램프 장치 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
검사 스테이지 유닛(200)은 복수의 롤(WR1, WR2)을 더 포함할 수 있다. 검사용 기판(ISUB)은 상부 기판(220) 상에서 복수의 롤(WR1, WR2)이 회전함에 따라 제1 방향(D1)으로 감길 수 있다. 따라서, 검사용 기판(ISUB)은 복수의 롤(WR1, WR2)에 의해 상부 기판(220) 상에 제공 및/또는 제거될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 토출량 검사 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 평면 배치도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 토출량 검사 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 단면 배치도이다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 토출량 검사 유닛(100)은 제2 지지대(110), 제1 센싱 유닛(150)을 포함할 수 있다.
토출량 검사 유닛(100)은 잉크젯 헤드 장치(300)로부터 검사용 기판(ISUB) 상에 분사되어 검사용 기판(ISUB) 상에 도포된 잉크(I)를 분석하여 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 액적량 및 탄착 위치를 검사할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)로부터 검사용 기판(ISUB)(또는 대상 기판(SUB)) 상에 잉크(I)를 분사하는 공정에 대한 상세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
제2 지지대(110)는 수평 방향으로 연장된 제2 수평 지지부(111) 및 제2 수평 지지부(111)의 양 단부에 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3) 연장된 제2 수직 지지부(112)를 포함할 수 있다. 제2 수평 지지부(111)의 연장 방향은 검사 스테이지 유닛(200)의 장변 방향인 제1 방향(D1)과 동일할 수 있다.
제1 센싱 유닛(150)은 검사 스테이지 유닛(200)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 센싱 유닛(150)은 제2 지지대(110) 상에 거치되어 검사 스테이지 유닛(200)으로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 제1 센싱 유닛(150)은 제2 지지대(110)의 제2 수평 지지부(111) 상에서 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다.
제1 센싱 유닛(150)과 검사 스테이지 유닛(200)의 이격 거리는 검사 스테이지 유닛(200) 상에 검사용 기판(ISUB)이 배치되었을 때 제1 센싱 유닛(150)이 검사용 기판(ISUB)으로부터 어느 정도 간격을 가져 공정(검사) 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
토출량 검사 유닛(100)은 복수 개의 제1 센싱 유닛(150)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 4에서는 4개의 제1 센싱 유닛(150)이 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 센싱 유닛(150)은 검사 스테이지 유닛(200)과 이격되어 검사 스테이지 유닛(200) 상에 배치되는 소정의 물질을 감지할 수 있다.
제1 센싱 유닛(150)은 제2 지지대(110)에 연결되고, 수평 방향으로 이동할 수 있는 제1 이동부(151), 제1 이동부(151)의 일 면에 배치된 제1 지지부(153) 및 제1 지지부(153) 상에 배치되는 제1 센서부(155)를 포함할 수 있다.
제1 이동부(151)는 제2 지지대(110)의 제2 수평 지지부(111)에 거치되어 제2 수평 지지부(111)의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 제1 이동부(151)가 제1 방향(D1)으로 이동함에 따라, 제1 이동부(151)에 거치된 제1 지지부(153)도 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다.
제1 지지부(153)는 제1 이동부(151)에 거치될 수 있다. 제1 지지부(153)는 제1 이동부(151)의 하면에 배치되어, 제2 방향(D2)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 지지부(153)의 일 단부는 제1 이동부(151)와 연결되고, 제2 방향(D2)의 타 단부는 제1 센서부(155)가 연결될 수 있다.
제1 센서부(155)는 검사 스테이지 유닛(200)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 센서부(155)는 제1 지지부(153) 상에 거치되어 검사 스테이지 유닛(200)으로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 제1 센서부(155)는 검사 스테이지 유닛(200)의 상부에 배치되어 검사 스테이지 유닛(200) 상에 배치된 검사용 기판(ISUB) 상에 도포된 소정의 물질들을 감지할 수 있다. 상기 검사용 기판(ISUB)에 도포된 소정의 물질은 용매(SV) 및 용매(SV)에 분산된 쌍극자(DP)를 포함한 잉크(I)를 포함할 수 있다. 제1 센서부(155)는 제1 이동부(151)가 제1 방향(D1)으로 이동함에 따라, 검사용 기판(ISUB)의 각 영역 상에 도포된 소정의 물질들을 감지 또는 촬영할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 센서부(155)는 고해상도 카메라일 수 있다. 제1 센서부(155)가 고해상도 카메라인 경우, 제1 센서부(155)는 잉크(I)가 도포된 검사용 기판(ISUB)의 상부에 배치되어, 하부에 배치된 검사용 기판(ISUB)을 촬영하여 검사용 기판(ISUB) 상에 도포된 물질들의 직경이나 위치, 및 이들 간의 오차를 측정할 수 있다. 다만, 제1 센서부(155)는 검사용 기판(ISUB) 상에 도포된 물질을 감지할 수 있는 장치라면 고행상도 카메라에 제한되지 않는다.
도 6은 일 실시예에 따른 검사용 기판 상에 도포된 잉크를 나타내는 개략도이다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 토출량 검사 유닛(100)을 이용하여 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I)의 토출량 검사 방법에 대하여 설명하기로 한다.
잉크젯 헤드 장치(300)에서 토출되는 잉크(I)는 프린팅 공정을 수회 반복하여도 대상 기판(SUB) 상에 동일한 양의 잉크(I)를 동일한 위치에 분사할 필요가 있다. 따라서, 잉크젯 헤드 장치(300)로부터 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 분사하기 전에 검사용 기판(ISUB) 상에 동일한 양의 잉크(I)를 동일한 위치에 분사하는지 검사하는 공정을 진행하고 그 결과에 따라 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 설정값을 조절할 수 있다.
제1 센싱 유닛(150)은 검사용 기판(ISUB)의 상부에 배치되어, 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I)를 이용하여 각 노즐(NZ, 도 10 참조)별 액적량(토출량)을 측정할 수 있다. 노즐(NZ)별 액적량의 측정은 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)의 직경을 감지하여 측정할 수 있다. 또한, 제1 센싱 유닛(150)은 검사용 기판(ISUB)의 상부에 배치되어, 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I)를 이용하여 노즐(NZ)별 도포 위치를 감지 및 측정할 수 있다. 제1 센싱 유닛(150)은 기준 설정값과 측정된 잉크(I)의 직경 및 도포 위치를 비교하여 오차를 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 제1 센싱 유닛(150)의 제1 센서부(155)는 고해상도 카메라를 포함할 수 있다. 제1 센서부(155)가 고해상도 카메라는 포함하는 경우, 상기 고해상도 카메라는 검사용 기판(ISUB)의 상부에서 잉크(I)가 도포된 검사용 기판(ISUB)의 상면을 촬영하고 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 제1 센싱 유닛(150)은 제1 센서부(155)에서 생성된 이미지 데이터를 분석하여 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I)의 직경 및 도포 위치를 산출함으로써 잉크(I)의 직경 및 도포 위치를 측정할 수 있다.
또한, 제1 센싱 유닛(150)은 후술하는 입자수 검사 유닛(600)을 이용하여 쌍극자(DP)의 입자수를 산출하기 위하여 각 잉크(I)의 직경을 통해 잉크(I)의 면적(S1, 도 31 참조)을 측정할 수 있다. 상기 제1 센싱 유닛(150)에 의해 측정된 잉크의 면적 데이터는 입자수 검사 유닛(600)으로 전달될 수 있다.
제1 센싱 유닛(150)은 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I)의 직경(WI1, WI2) 및 이격되어 도포된 두 잉크(I) 사이의 간격(PI1, PI2)을 측정할 수 있다. 상기 측정된 잉크(I)의 직경(WI1, WI2) 및 간격(PI1, PI2)을 기준 설정값과 비교하여, 그 결과에 따라 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 토출량 및 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크 토출 부재의 위치를 기준 설정값에 근접하도록 조절할 수 있다.
구체적으로, 제1 센싱 유닛(150)에서 측정된 잉크(I)의 직경(WI1, WI2) 및 간격(PI1, PI2)을 포함하는 측정 데이터를 잉크젯 헤드 장치(300)로 전달하고, 상기 전달된 정보를 기초하여 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크 토출 부재를 정렬할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크 토출 부재의 정렬 방법에 대한 상세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
도 6과 같이, 잉크젯 헤드 장치(300)에서 토출되어 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I)는 직경(WI1, WI2)과 간격(PI1, PI2)은 서로 일치하지 않을 수 있다. 제1 센싱 유닛(150)은 이러한 오차를 감지할 수 있다.
토출량 검사 유닛(100)은 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I)의 직경(WI1, WI2)을 측정하여 1회 토출되는 잉크(I) 내에 분산된 쌍극자(DP)의 수를 1차적으로 조절할 수 있다. 잉크(I)의 직경(WI1, WI2)이 서로 다를 경우, 잉크젯 프린팅 장치(1000)로 제조된 제품의 신뢰도가 불량할 수 있다. 따라서, 토출량 검사 유닛(100)은 이와 같은 오차를 감지하여 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 양을 조절함으로써 잉크(I)의 직경(WI1', WI2')을 일치시켜 1회 토출된 잉크(I) 내 쌍극자(DP)의 수를 유지할 수 있다.
제1 센싱 유닛(150)을 이용한 검사와 잉크젯 헤드 장치(300)의 정렬 공정은 각 잉크(I)의 직경(WI1', WI2')과 간격(PI1', PI2')이 기준 설정값에 일치 또는 근접하도록 반복될 수 있다. 상기 '기준 설정값'은 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 구동함에 있어서 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 분사하는 잉크젯 헤드 장치(300)에 요구되는 '특성값'일 수 있다. 예를 들어, 기준 설정값은 잉크젯 헤드 장치(300)의 각 노즐(NZ)에서 분사되는 잉크(I)의 양, 잉크(I)의 도포 위치, 잉크(I)에 포함된 쌍극자(DP)의 수 등을 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 입자수 검사 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 단면 배치도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 입자수 검사 유닛(600)은 제3 지지대(610), 제2 열처리 유닛(630) 및 제2 센싱 유닛(640)을 포함할 수 있다.
입자수 검사 유닛(600)은 잉크젯 헤드 장치(300)로부터 검사용 기판(ISUB) 상에 분사되어 검사용 기판(ISUB) 상에 도포된 잉크(I)에 포함된 쌍극자(DP) 수를 검사할 수 있다.
제3 지지대(610)는 수평 방향으로 연장된 제3 수평 지지부(611) 및 제3 수평 지지부(611)의 양 단부에 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3) 연장된 제3 수직 지지부(612)를 포함할 수 있다. 제3 수평 지지부(611)의 연장 방향은 검사 스테이지 유닛(200)의 장변 방향인 제1 방향(D1)과 동일할 수 있다.
제2 열처리 유닛(630)은 검사 스테이지 유닛(200)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 열처리 유닛(630)은 제3 지지대(610) 상에 거치되어 검사 스테이지 유닛(200)으로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 제2 열처리 유닛(630)은 제3 지지대(610)의 제3 수평 지지부(611)에 거치될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 제2 열처리 유닛(630)은 별도의 이동 부재를 포함하여 제3 지지대(610) 상에서 제1 방향(D1) 및/또는 제3 방향(D3)으로 이동할 수도 있다.
제2 열처리 유닛(630)과 검사 스테이지 유닛(200)의 이격 거리는 검사 스테이지 유닛(200) 상에 검사용 기판(ISUB)이 배치되었을 때 제2 열처리 유닛(630)에서 조사되는 제2 광(H2)이 검사용 기판(ISUB)으로부터 어느 정도 간격을 가져 검사용 기판(ISUB)의 전체 영역에 조사될 수 있도록 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
제2 열처리 유닛(630)은 잉크(I)가 도포된 검사용 기판(ISUB) 상에 제2 광(H2)을 조사하여 열에너지를 발생시킬 수 있다. 제2 열처리 유닛(630)은 열을 발생하는 장치를 포함할 수 있다. 상기 열을 발생하는 장치는 특별히 제한되지 않는다. 예시적인 실시예에서, 상기 제2 광(H2)은 적외선 파장 대의 광을 포함하고 제2 열처리 유닛(630)은 IR 조사 장치를 포함할 수 있다. 제2 열처리 유닛(630)에서 검사용 기판(ISUB) 상에 제2 광(H2)을 조사함으로써 발생되는 열에너지에 의해 검사용 기판(ISUB) 상면에 도포된 잉크(I)의 용매(SV)는 휘발 또는 기화되어 제거할 수 있다. 따라서, 검사용 기판(ISUB)에는 복수의 쌍극자(DP)가 잔류할 수 있다.
제2 센싱 유닛(640)은 검사 스테이지 유닛(200)의 하부에 배치될 수 있다. 제2 센싱 유닛(640)은 검사 스테이지 유닛(200)의 하부에 배치되어 검사용 기판(ISUB)으로부터 소정 거리 이격될 수 있다.
제2 센싱 유닛(640)은 카메라를 포함할 수 있다. 이하 제2 센싱 유닛(640)이 카메라부(640)인 것으로 설명하기로 한다. 제2 센싱 유닛(640)이 카메라를 포함하는 경우, 제2 센싱 유닛(640)은 검사용 기판(ISUB)의 하부에 배치되어, 검사용 기판(ISUB)의 저면(하면)을 촬영하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 검사용 기판(ISUB)이 투명한 물질을 포함하는 경우, 제2 센싱 유닛(640)이 검사용 기판(ISUB)의 하부에서 촬영하여 생성한 이미지 데이터는 복수의 쌍극자(DP)를 포함할 수 있다.
광 조사부(650)는 검사 스테이지 유닛(200)의 상부에 배치되어 검사 스테이지 유닛(200) 측으로 광을 조사할 수 있다. 즉, 광 조사부(650)는 검사용 기판(ISUB)의 상부에서 검사용 기판(ISUB) 상으로 광을 조사할 수 있다. 상기 광 조사부(650)에서 조사하는 광은 가시광선 대역의 광일 수 있다.
검사용 기판(ISUB)의 상부에 배치되는 광 조사부(650)에서 검사용 기판(ISUV) 상으로 광을 조사하면, 검사용 기판(ISUB)의 하부에 배치되는 제2 센싱 유닛(640)은 복수의 쌍극자(DP)가 배치된 검사용 기판(ISUB)의 일부 영역을 촬영하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 상기 제2 센싱 유닛(640)이 생성한 이미지 데이터는 명암으로 나타내어진 이미지일 수 있다. 상기 어두운 영역은 복수의 쌍극자(DP)에 대응되는 영역일 수 있다.
입자수 검사 유닛(600)은 상술한 바와 같이 제1 센싱 유닛(150)에서 측정되어 전달받은 잉크(I)의 면적(S1, 도 31 참조)과 이미지 데이터로부터 측정한 쌍극자(DP)에 대응되는 영역의 면적(S2, 도 31 참조)을 비교할 수 있다. 입자수 검사 유닛(600)은 상기 잉크(I)의 면적(S1)과 쌍극자(DP)에 대응되는 면적(S2)에 기초하여 쌍극자의 수를 산출하고 기준 설정값과 비교할 수 있다. 쌍극자의 수와 기준 설정값의 비교한 결과에 따라, 후술하는 잉크 공급 장치(400)를 조절하여 잉크젯 헤드 장치(300)에 공급되는 쌍극자(DP)의 수를 2차적으로 조절할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 유닛과 검사 스테이지 유닛의 개략적인 평면 배치도이다. 도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 유닛의 저면도이다.
도 8은 잉크젯 헤드 장치(300)을 제3 방향(D3) 예컨대 상부에서 바라본 평면도이다. 도 9는 잉크젯 헤드 유닛(330)을 하부에서 바라본 저면도임을 주의해야한다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치(300)는 제1 지지대(310), 잉크젯 헤드 유닛(330), 제1 열처리 유닛(370) 및 제3 센싱 유닛(350)을 포함할 수 있다.
제1 지지대(310)는 수평 방향으로 연장된 제1 수평 지지부(311) 및 제1 수평 지지부(311)의 양 단부에 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 연장된 제1 수직 지지부(312)를 포함할 수 있다. 제1 수평 지지부(311)의 연장 방향은 상술한 제2 수평 지지부(111)의 연장 방향인 제1 방향(D1) 동일할 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 대상 기판(SUB) 및/또는 검사용 기판(ISUB) 상에 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 분사하는 역할을 한다. 잉크젯 헤드 유닛(330)은 스테이지 유닛(500)의 상부에 배치될 수 있다. 도 8에 도시하지는 않았으나, 잉크젯 헤드 유닛(330)은 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)를 검사하는 공정 중에는 검사 스테이지 유닛(200)의 상부에 배치될 수도 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 제1 지지대(310)의 제1 수평 지지부(311)에 거치될 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(330)은 제1 수평 지지부(311)에 거치되되, 제1 수평 지지부(311)으로부터 일측으로 돌출되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 헤드 유닛(330)은 제1 수평 지지부(311)의 제2 방향(D2) 일측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
제1 열처리 유닛(370)은 잉크(I)가 도포된 대상 기판(SUB) 및/또는 검사용 기판(ISUB) 상에 제1 광(H1)을 조사하여 잉크(I)의 용매(SV)를 휘발시키거나 기화시켜 제거하는 역할을 할 수 있다.
제1 열처리 유닛(370)은 제1 지지대(310)의 제1 수평 지지부(311)에 거치될 수 있다. 제1 열처리 유닛(370)은 제1 수평 지지부(311)에 거치되되, 제1 수평 지지부(311)으로부터 일 측의 반대 측인 타 측으로 돌출되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 열처리 유닛(370)은 제1 수평 지지부(311)의 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 따라서, 제1 지지대(310)의 제1 수평 지지부(311)는 잉크젯 헤드 유닛(330)과 제1 열처리 유닛(370) 사이에 배치될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 9를 참조하여, 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크젯 헤드 유닛(330)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 제1 지지대(310)의 제1 수평 지지부(311)에 거치되어, 스테이지 유닛(500) 및/또는 검사 스테이지 유닛(200)으로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(330)과 스테이지 유닛(500) 및/또는 검사 스테이지 유닛(200)의 이격 거리는 스테이지 유닛(500) 상에 대상 기판(SUB)이 배치되거나 검사 스테이지 유닛(200) 상에 검사용 기판(ISUB)이 배치되었을 때 잉크젯 헤드 유닛(330)이 대상 기판(SUB) 및/또는 검사용 기판(ISUB)으로부터 어느 정도 간격을 가져 프린팅 공정 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 별도의 잉크 저장소(미도시)와 연결되어 잉크(I)를 제공받고, 후술하는 잉크젯 헤드(335)를 통해 잉크(I)를 대상 기판(SUB) 및/또는 검사용 기판(ISUB) 상에 분사할 수 있다.
도면에서는 하나의 잉크젯 헤드 유닛(330)이 예시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)에 복수 종류의 잉크(I)를 제공하는 공정의 경우, 잉크(I)의 종류와 동일한 수의 잉크젯 헤드 유닛(330)이 배치될 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 헤드 베이스(331), 헤드 베이스(331)의 저면에 배치된 복수의 지그부(333) 및 지그부(333)에 배치되며 복수의 노즐(NZ)을 포함하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드(335)를 포함할 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)의 헤드 베이스(331)는 제1 지지대(310)의 제1 수평 지지부(311)에 거치될 수 있다. 헤드 베이스(331)는 스테이지 유닛(500)으로부터 제3 방향(D3)으로 일정 간격 이격될 수 있다. 헤드 베이스(331)는 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 헤드 베이스(331)는 이동 부재를 더 포함하여, 제1 수평 지지부(311)의 연장 방향, 즉 제1 방향(D1)으로 이동할 수도 있다.
헤드 베이스(331)의 일면, 예컨대 헤드 베이스(331)의 저면에는 복수의 지그부(333)가 배치될 수 있다. 각 지그부(333)에는 적어도 하나의 잉크젯 헤드(335)가 배치된다. 복수의 지그부(333)는 일 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 지그부(333)는 일 방향으로 배치되어 하나의 열 또는 복수의 열로 배열될 수 있다. 도면에서는 지그부(333)가 2열로 배치되고 각 열의 지그부(333)들이 서로 엇갈리게 배치된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 지그부(333)는 더 많은 수의 열로 배열될 수 있고 서로 엇갈리지 않고 중첩되도록 배치될 수도 있다. 지그부(333)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 일 예로 지그부(333)는 사각형의 형상을 가질 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 각 지그부(333)를 일 방향 및 타 방향으로 이동할 수 있는 복수의 헤드 구동부(AM1, AM2)를 더 포함할 수 있다. 복수의 헤드 구동부(AM1, AM2)는 각 지그부(333)의 위치 및 이들 사이의 간격을 조정할 수 있다. 헤드 구동부(AM1, AM2)를 이용하여 지그부(333) 사이의 간격을 조정함으로써, 지그부(333)에 배치되는 잉크젯 헤드(335)에서 분사되는 잉크(I)의 탄착 위치가 조정될 수 있다.
잉크젯 헤드(335)는 지그부(333)에 배치된다. 적어도 하나의 잉크젯 헤드(335)는 지그부(333)에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 2개의 잉크젯 헤드(335)가 하나의 팩(pack)을 형성하여 하나의 지그부(333)에 배치될 수 있다. 다만, 하나의 팩에 포함되는 잉크젯 헤드(335)의 수는 이에 제한되지 않으며, 일 예로 하나의 팩에 포함되는 잉크젯 헤드(335)의 수는 1개 내지 5개일 수 있다.
또한, 도면에는 하나의 잉크젯 헤드 유닛(330)이 몇몇의 지그부(333)와 잉크젯 헤드(335)를 포함하는 것을 도시하고 있으나, 잉크젯 헤드 유닛(330)이 포함하는 지그부(333) 및 잉크젯 헤드(335)의 수는 이에 제한되지 않는다.
도 10은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출되는 것을 도시하는 개략도이다.
도 10을 참조하면, 잉크젯 헤드(335)는 내부관(IP) 및 복수의 노즐(NZ)을 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드(335)의 저면에 위치하는 각 노즐(NZ)은 잉크젯 헤드(335)의 내부관(IP)에 연결될 수 있다. 잉크젯 헤드(335)는 내부관(IP)을 통해 헤드 베이스(331)로부터 잉크(I)를 공급받고 공급된 잉크(I)는 내부관(IP)을 흐르다가 각 노즐(NZ)을 통해 분사될 수 있다. 상기 각 노즐(NZ)을 통해 분사된 잉크(I)는 대상 기판(SUB) 및/또는 검사용 기판(ISUB)의 상면으로 공급될 수 있다.
노즐(NZ)을 통한 잉크(I)의 분사량은 각 노즐(NZ)에 인가되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 각 노즐(NZ)에서 1회 토출되는 잉크(I)의 양은 1 내지 50 pl(picolitter)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 11은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치의 제3 센싱 유닛이 잉크젯 헤드 유닛을 검사하는 것을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 1, 도 8 및 도 11을 참조하면, 제3 센싱 유닛(350)은 제1 지지대(310)에 거치될 수 있다. 제3 센싱 유닛(350)은 잉크젯 헤드 유닛(330)에 포함된 잉크 토출 부재의 정렬도와 토출되는 잉크(I)의 양 등을 검사하는 역할을 할 수 있다. 또한, 제3 센싱 유닛(350)은 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)의 막힘 여부도 검사할 수 있다.
제3 센싱 유닛(350)은 센서 이동부(351), 센서 이동부(351)의 일 면에 배치된 센서 지지부(353) 및 센서 지지부(353) 상에 배치되는 제3 센서부(355)를 포함할 수 있다.
센서 이동부(351)는 제1 수평 지지부(311) 상에 거치될 수 있다. 센서 이동부(351)는 잉크젯 헤드 유닛(330)의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 센서 이동부(351)는 제3 센서부(355)를 잉크젯 헤드 유닛(330)의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 이동시키는 역할을 할 수 있다.
센서 지지부(353)는 센서 이동부(351)의 하부에 배치되어 제2 방향(D2)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 센서 지지부(353)의 일 단부는 센서 이동부(351)와 연결되고, 제2 방향(D2)의 타 단부는 상면에 제3 센서부(355)가 배치될 수 있다. 제3 센싱 유닛(350)은 전반적으로 제1 지지대(310)으로부터 제2 방향(D2)으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 센싱 유닛(350)은 잉크젯 헤드 유닛(330)과 유사하게 제1 수평 지지부(311)의 제2 방향(D2) 일측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
제3 센서부(355)는 센서 지지부(353)의 상면에 배치된다. 제3 센서부(355)는 잉크젯 헤드(335)의 하부에서 잉크젯 헤드(335)와 대향하도록 배치될 수 있다.
제3 센서부(355)는 센서 이동부(351)에 의해 잉크젯 헤드 유닛(330)의 연장 방향을 따라 이동할 수 있다. 제3 센서부(355)는 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하부에서 잉크젯 헤드 유닛(330)의 연장 방향을 따라 이동하며 잉크젯 헤드 유닛(330)의 저면에 배치된 잉크젯 헤드(335)의 위치나 정렬 상태를 검사할 수 있다. 또한, 제3 센서부(355)는 잉크젯 헤드(335)에서 토출되는 잉크(I)의 양, 잉크젯 헤드(335) 상에 생기는 얼룩이나 건조된 잉크(I)등을 모니터링 할 수도 있다.
도면에서는 하나의 감지 부재를 포함하는 제3 센서부(355)가 예시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제3 센서부(355)는 잉크젯 헤드(335)의 정렬도를 검사하기 위해 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대 잉크젯 헤드(335)가 복수의 열로 배열되는 경우, 제3 센서부(355)도 복수의 감지 부재를 포함하며, 상기 복수의 감지 부재는 복수의 열로 배열될 수도 있다.
이하, 도 9 및 도 11을 참조하여, 제3 센싱 유닛이 잉크젯 헤드 유닛을 검사 및 상기 검사 결과에 기초하여 잉크젯 헤드 유닛을 구동하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 잉크젯 헤드(335)가 대상 기판(SUB) 또는 검사용 기판(ISUB) 상에 잉크(I)를 분사하기 전에, 제3 센싱 유닛(350)은 잉크젯 헤드 유닛(330)의 잉크젯 헤드(335)의 정렬도 및 잉크젯 헤드(335)에 생기는 얼룩 등을 검사할 수 있다.
구체적으로 각 잉크젯 헤드(335)는 잉크젯 헤드(335)의 하면에서 양 측부에 위치하는 더미 노즐(DN)을 더 포함할 수 있다. 제3 센싱 유닛(350)은 감지된 더미 노즐(DN)의 위치를 통해 잉크젯 헤드(335)의 정렬 상태를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제3 센싱 유닛(350)은 각 잉크젯 헤드(335)의 하면에서 양 측부에 위치하는 더미 노즐(DN)의 위치를 감지하고, 인접하여 배치된 잉크젯 헤드(335)의 더미 노즐(DN)의 위치 사이의 간격(HP1, HP2)을 측정할 수 있다. 상기 측정된 더미 노즐(DN) 사이의 간격(HP1, HP2)을 통해 잉크젯 헤드(335) 사이의 정렬 상태를 간접적으로 측정할 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 제1 센싱 유닛(150) 및 제3 센싱 유닛(350)에서 측정된 정보를 기초로 잉크젯 헤드(335)를 정렬시킬 수 있다. 구체적으로, 잉크젯 헤드 유닛(330)은 토출량 검사 유닛(100)의 제1 센싱 유닛(150)에 의해 측정된 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)의 직경(WI1, WI2) 및 간격(PI1, PI2)과 잉크젯 헤드 장치(300)의 제3 센싱 유닛(350)에 의해 측정된 잉크젯 헤드(335) 정렬 상태에 기초하여 헤드 구동부(AM1, AM2)를 구동하여 지그부(333)와 잉크젯 헤드(335)를 재정렬시킬 수 있다.
제1 헤드 구동부(AM1)는 지그부(333)의 제1 방향(D1)에 위치할 수 있다. 제1 헤드 구동부(AM1)는 지그부(333) 및 잉크젯 헤드(335)를 정렬시키기 위해 제1 방향(D1), 또는 X축 방향으로 이동시키는 구동부일 수 있다. 제2 헤드 구동부(AM2)는 지그부(333)의 제2 방향(D2)에 위치할 수 있다. 제2 헤드 구동부(AM2)는 지그부(333) 및 잉크젯 헤드(335)를 정렬시키기 위해 제2 방향(D2), 또는 Y축 방향으로 이동시키는 구동부일 수 있다.
한편, 제3 센싱 유닛(350)은 잉크젯 헤드(335)의 상태나 분사되는 잉크(I)의 양 등을 모니터링 할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)을 세척하기 위한 클리닝 유닛을 더 포함할 수도 있다. 상기 클리닝 유닛은 제3 센싱 유닛(350)에 의해 감지되는 정보에 기초하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 잉크젯 헤드(335)를 세척하는 공정을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 제3 센싱 유닛(350)이 잉크젯 헤드(335)에 생기는 얼룩 또는 노즐(NZ)의 막힘을 감지하면, 클리닝 유닛은 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)을 세척하는 공정을 수행할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 제1 열처리 유닛의 단면도이다. 도 13은 일 실시예에 따른 열처리 유닛의 구동을 나타내는 개략도이다.
도 1, 도 8 및 도 12를 참조하면, 제1 열처리 유닛(370)은 베이스부(371), 제1 광(H1)을 조사하는 제1 열처리부(373, 375)를 포함할 수 있다. 제1 광(H1)은 제1-1 광(H11) 및 제1-2 광(H12)을 포함할 수 있고, 제1 열처리부(373, 375)는 제1-1 광(H11)을 조사하는 제1 메인 열처리부(373) 및 제1-2 광(H12)을 조사하는 제1 보조 열처리부(375)를 포함할 수 있다.
베이스부(371)는 제1 지지대(310)의 제1 수평 지지부(311)에 거치되되, 제1 수평 지지부(311)의 제2 방향(D2) 타측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
베이스부(371)는 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 갖고, 제1 메인 열처리부(373) 및 제1 보조 열처리부(375)가 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 베이스부(371)는 대상 기판(SUB)의 일 변, 예컨대 제1 방향(D1)으로 연장된 일 변을 커버하도록 이동부재를 더 포함할 수 있다.
제1 메인 열처리부(373) 및 제1 보조 열처리부(375)는 베이스부(371)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 메인 열처리부(373) 및 제1 보조 열처리부(375)는 베이스부(371)의 하부에 배치되어 대상 기판(SUB)과 소정 거리 이격될 수 있다. 제1 메인 열처리부(373) 및 제1 보조 열처리부(375)는 제1 메인 열처리부(373) 및 제1 보조 열처리부(375)로부터 조사되는 제1 광(H1)에 의해 대상 기판(SUB) 상에 배치된 다른 부재들이 손상되지 않도록 대상 기판(SUB)으로부터 소정 거리 이격될 수 있다.
제1 메인 열처리부(373)는 하부에 배치되는 대상 기판(SUB) 상에 제1-1 광(H11)을 조사하여 열에너지를 발생시킬 수 있다. 제1 메인 열처리부(373)는 열을 발생하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 메인 열처리부(373)는 IR 조사 장치를 포함할 수 있다. 제1-1 광(H11)은 적외선(Infrared)을 포함하고 제1 메인 열처리부(373)는 IR 조사 장치를 포함할 수 있다. 제1 메인 열처리부(373)에서 대상 기판(SUB) 상에 제1-1 광(H11)을 조사함으로써 발생되는 열에너지에 의해 대상 기판(SUB)의 상면에 도포된 잉크(I)의 용매(SV)는 제거될 수 있다.
제1 메인 열처리부(373)는 차폐 장치가 더 배치될 수도 있다. 상기 차폐 장치는 제1 메인 열처리부(373)에서 조사되는 제1-1 광(H11)을 부분적으로 차단하여 대상 기판(SUB)의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다.
제1 보조 열처리부(375)는 하부에 배치되는 대상 기판(SUB) 상에 제1-2 광(H12)을 조사하여 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)에 전기적인 힘을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 열처리부(375)는 UV 램프를 포함할 수 있다. 제1-2 광(H12)은 자외선을 포함하고 제1 보조 열처리부(375)는 UV 램프를 포함할 수 있다. 제1 보조 열처리부(375)에서 대상 기판(SUB) 상에 제1-2 광(H12)을 조사함으로써 발생되는 에너지에 의해 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)는 편향 정렬될 수 있다.
도 1, 도 8 및 도 13을 참조하면, 스테이지 유닛(500) 상에 배치되어 제2 방향(D2)의 반대 방향을 따라 이동하여 잉크젯 헤드 유닛(330)을 통과한 대상 기판(SUB)의 상면에는 용매(SV) 및 쌍극자(DP)를 포함한 잉크(I)가 도포되어 있을 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(330)을 통과한 대상 기판(SUB)은 제2 방향(D2)의 반대 방향을 따라 이동하여 제1 열처리 유닛(370)을 통과할 수 있다.
제1 열처리 유닛(370)을 통과한 대상 기판(SUB)의 상면에는 잉크(I)의 용매(SV)가 제거되어 쌍극자(DP)만 잔류할 수 있다. 제1 메인 열처리부(373)와 중첩되는 영역에 위치하는 대상 기판(SUB)의 상면에 도포된 잉크(I)는 용매(SV)가 제거될 수 있다. 즉, 스테이지 유닛(500)이 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 이동함에 따라 대상 기판(SUB)의 상면에 도포된 잉크(I)에 포함된 용매(SV)는 상기 제2 방향(D2)을 따라 순차적으로 제거될 수 있다.
따라서, 스테이지 유닛(500)이 제2 방향(D2)의 반대 방향을 따라 제1 열처리 유닛(370)을 통과함에 따라 대상 기판(SUB) 상에 제1-1 광(H11)이 제2 방향(DR2)을 따라 순차적으로 조사될 수 있다. 따라서, 스테이지 유닛(500)이 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 이동하며 제1 열처리 유닛(370)을 통과하는 경우, 스테이지 유닛(500)이 이동함에 따라 대상 기판(SUB) 상에 도포된 잉크(I)의 용매(SV)는 순차적으로 제거될 수 있다. 따라서 도 13과 같이, 제1 열처리 유닛(370)을 통과한 대상 기판(SUB) 일부 영역에는 용매(SV)가 제거(점선 영역)되어 쌍극자(DP)가 배치될 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 스테이지 유닛(500)에는 대상 기판(SUB) 상부의 온도를 감지하고 상기 온도를 조절하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 제1 열처리 유닛(370)에서 조사되는 제1 광(H1)에 의해 대상 기판(SUB) 및 대상 기판(SUB)의 주변의 온도가 일정 수준 이상으로 상승하면 상기 제어 장치에 의해 대상 기판(SUB)의 온도를 낮추도록 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치(300)는 제1 지지대(310)의 일 방향 일 측에는 잉크젯 헤드 유닛(330)이 배치되고 제1 지지대(310)의 일 방향 타 측에는 제1 열처리 유닛(370)이 배치될 수 있다. 스테이지 유닛(500) 상에 배치된 대상 기판(SUB)은 일 방향을 따라 이동하면서 잉크젯 헤드 유닛(330)과 제1 열처리 유닛(370)을 순차적으로 통과할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드 유닛(330)에 의해 프린팅 공정이 이루어지면서 잉크(I)에 포함된 용매(SV)의 건조 공정이 동시에 이루어질 수 있다. 따라서, 프린팅 공정의 시간이 절약되어 공정 효율이 향상될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 스테이지 유닛의 평면도이다.
도 1, 도 2 및 도 14를 참조하면, 스테이지 유닛(500)은 베이스 프레임(510), 스테이지(520), 프로브 유닛(550) 및 얼라이너(580)를 포함할 수 있다.
베이스 프레임(510)은 스테이지 유닛(500)에 포함되는 부재들을 지지할 수 있다. 예를 들어, 베이스 프레임(510) 상에는 스테이지(520) 및 프로브 유닛(550)이 배치될 수 있다.
베이스 프레임(510)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2) 상에 배치되며 잉크젯 프린팅 장치(1000) 내에서 제2 방향(D2)으로 이동하며 왕복운동을 할 수 있다. 도면으로 도시하지 않았으나, 베이스 프레임(510)은 하면에는 소정의 이동부재가 배치되고, 상기 이동부재가 제1 및 제2 레일(RR1, RR2)과 체결되어 베이스 프레임(510)을 일 방향으로 이동시킬 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 순서에 따라 베이스 프레임(510)이 이동되고, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 베이스 프레임(510)의 이동에 따라 각 유닛 또는 장치들이 구동될 수 있다.
스테이지(520)는 베이스 프레임(510) 상에 배치될 수 있다. 스테이지(520)는 대상 기판(SUB)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 스테이지(520) 상에는 얼라이너(580)가 배치될 수 있다.
스테이지(520)의 전반적인 평면 형상은 대상 기판(SUB)의 평면 형상을 추종할 수 있다. 예를 들어 대상 기판(SUB)이 평면상 직사각형일 경우, 도면에 도시된 바와 같이 스테이지(520)의 평면 형상은 직사각형일 수 있고, 대상 기판(SUB)이 평면상 원형일 경우, 스테이지(520)도 평면 형상이 원형일 수 있다.
스테이지(520) 상에는 스테이지(520) 상에 배치되는 대상 기판(SUB)의 얼라인을 위해 얼라이너(580)가 설치될 수 있다. 얼라이너(580)는 스테이지(5200)의 각 변 상에 배치되며, 복수의 얼라이너(580)들이 둘러싸는 영역은 대상 기판(SUB)이 배치되는 영역일 수 있다. 도면에서는 스테이지(520)의 각 변 상에 2개의 얼라이너(580)가 서로 이격되어 배치되어, 스테이지(520) 상에 총 8개의 얼라이너(580)들이 배치된 것이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며 얼라이너(580)의 수와 배치 등은 대상 기판(SUB)의 형상 또는 종류에 따라 달라질 수 있다.
프로브 유닛(550)은 베이스 프레임(510) 상에 배치될 수 있다. 프로브 유닛(550)은 스테이지(520)에 준비되는 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성하는 역할을 할 수 있다. 프로브 유닛(550)은 제2 방향(D2)으로 연장되며, 상기 연장된 길이는 대상 기판(SUB) 전체를 커버할 수 있다. 프로브 유닛(550)의 크기 및 형상은 대상 기판(SUB)에 따라 달라질 수 있다.
프로브 유닛(550)은 프로브 구동부(553), 프로브 구동부(553)와 연결되고 대상 기판(SUB)과 접촉할 수 있는 프로브 패드(558) 및 프로브 패드(558)에 연결되어 전기 신호를 전달하는 복수의 프로브 지그(551, 552)를 포함할 수 있다.
프로브 구동부(553)는 베이스 프레임(510) 상에 배치되어 프로브 패드(558)를 이동시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 프로브 구동부(553)는 프로브 패드(558)를 수평 방향 및 수직 방향, 예컨대 수평 방향인 제1 방향(D1) 및 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 이동시킬 수 있다. 프로브 구동부(553)의 구동에 의해 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)과 연결되거나 분리될 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에, 대상 기판(SUB)에 전계를 형성하는 단계에서는 프로브 구동부(553)가 구동하여 프로브 패드(558)를 대상 기판(SUB)에 연결시키고, 그 이외의 단계에서는 프로브 구동부(553)가 다시 구동하여 프로브 패드(558)를 대상 기판(SUB)과 분리시킬 수 있다.
프로브 패드(558)는 프로브 지그(551)로부터 전달되는 전기 신호를 통해 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)에 연결되어 상기 전기 신호를 전달하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 일 예로, 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)의 전극 또는 전원패드 등에 접촉되고, 프로브 지그(551)의 전기 신호는 상기 전극 또는 전원패드로 전달될 수 있다. 대상 기판(SUB)에 전달된 상기 전기 신호는 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 프로브 패드(558)는 프로브 지그(552)로부터 전달된 전기 신호를 통해 전계를 형성하는 부재일 수 있다. 즉, 프로브 패드(558)에서 상기 전기 신호를 전달받아 전계를 형성하는 경우, 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)과 연결되지 않을 수도 있다.
프로브 패드(558)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 예시적인 실시예에서, 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB) 전체를 커버하도록 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
프로브 지그(551)는 프로브 패드(558)에 연결되고, 별도의 전압 인가 장치와 연결될 수 있다. 프로브 지그(551)는 상기 전압 인가 장치에서 전달되는 전기 신호를 프로브 패드(558)에 전달하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 프로브 지그(551)로 전달되는 전기 신호는 전계를 형성하기 위한 전압, 일 예로 교류 전압일 수 있다.
도면에서는 2개의 프로브 지그(551)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 프로브 유닛(550)은 더 많은 수의 프로브 지그(551)를 포함하여 대상 기판(SUB) 상에 더 높은 밀도를 갖는 전계를 형성할 수도 있다.
일 실시예에 따른 프로브 유닛(550)은 이에 제한되지 않는다. 도면에서는 프로브 유닛(550)이 스테이지 유닛(500)에 포함되어 베이스 프레임(610) 상에 배치된 것으로 도시하고 있으나, 경우에 따라서 프로브 유닛(550)은 별도의 장치로 배치될 수도 있다. 스테이지 유닛(500)은 전계를 형성할 수 있는 장치를 포함하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있으면, 그 구조나 배치는 제한되지 않는다.
도 15는 일 실시예에 따른 잉크 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
잉크 공급 장치(400)는 제조된 잉크(I)를 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급하는 역할을 수행할 수 있다. 잉크(I) 내 쌍극자(DP)가 분산된 상태로 제조되면, 제조된 잉크(I)를 저장 또는 운송하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 잉크 공급 장치(400)는 잉크젯 헤드 장치(300)와 연결될 수 있다.
도 15를 참조하면, 잉크 공급 장치(400)는 잉크 탱크(410), 잉크 교반기(420), 잉크 저장소(430) 및 순환 펌프(450)를 포함할 수 있다.
잉크 탱크(410)는 제조된 잉크(I)를 저장하고, 이를 잉크 교반기(420)에 공급하는 역할을 할 수 있다. 잉크 탱크(410)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예시적인 실시예에서, 잉크 탱크(410)는 잉크 카트리지, 잉크 용기(vessel) 등일 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 잉크 탱크(410)는 잉크 교반기(420)로 잉크(I)를 공급하는 압력을 전달할 수 있는 공압 형성 장치를 더 포함할 수 있다.
잉크 교반기(420)는 잉크 탱크(410)로부터 공급받은 잉크(I)를 교반시키고, 쌍극자(DP)를 다시 분산시켜 잉크 저장소(430)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 쌍극자(DP)는 비교적 비중이 큰 물질을 포함하여 제조된 잉크(I) 내에서 시간이 흐름에 따라 침전 또는 침강될 수 있다. 잉크 교반기(420)는 잉크(I)를 잉크 저장소(430)로 공급하기 전, 잉크(I) 내 침전된 쌍극자(DP)를 다시 분산되도록 이를 교반시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 잉크 교반기(420)는 교반 장치(425)를 포함하여 잉크(I) 내 쌍극자(DP)를 분산시킬 수 있다. 교반 장치(425)의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 일 예로, 교반 장치(425)는 자력 교반기(magnetic stirrer), 프로펠러 교반기(propeller stirrer) 등일 수 있다. 도면에서는 자력 교반기에 도시되어 있으며, 교반 장치(425)는 잉크 탱크(410)로부터 공급된 잉크(I) 내 쌍극자(DP)를 다시 분산시킬 수 있다.
잉크 저장소(430)는 잉크 교반기(420)로부터 공급된 잉크(I)를 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급할 수 있다. 잉크 저장소(430)는 실질적으로 잉크 탱크(410)와 동일한 기능을 수행하되, 제조된 잉크(I)를 교반시키는 잉크 교반기(420)를 통해 잉크(I)를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 잉크 저장소(430)는 비교적 높은 분산도를 갖는 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크 탱크(410)로부터 직접 잉크(I)를 공급받지 않고, 잉크 저장소(430)를 통해 공급받음으로써 잉크젯 헤드(335)에서 1회 토출되는 잉크(I) 내에 포함된 쌍극자(DP)의 수 또는 분산도를 제어할 수 있다. 즉, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정에 따라 균일한 잉크(I)의 품질을 유지할 수 있다.
순환 펌프(450)는 일 단이 잉크젯 헤드 장치(300)와 연결되고 타 단이 잉크 교반기(420)와 연결되어 잉크젯 프린팅 장치(1000)에서 잉크(I)를 순환시킬 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중, 입자수 검사 유닛(600)에서 측정된 검사용 기판(ISUB) 상에 도포된 쌍극자(DP)의 수가 기준 설정값보다 작은 경우, 순환 펌프(450)를 구동하여 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크(I)를 잉크 교반기(420)로 전달할 수 있다. 즉, 순환 펌프(450)는 정렬도 검사 장치(700)에서 측정된 쌍극자(DP)의 수에 대한 정보를 제공받아 잉크젯 헤드 장치(300)에 공급되는 잉크(I)의 품질을 유지하기 위해, 잉크(I)를 잉크 교반기(420), 잉크 저장소(430) 및 잉크젯 헤드 장치(300) 내에서 순환시킬 수 있다. 이를 통해, 입자수 검사 유닛(600)에서 제공받은 정보를 피드백하여 잉크젯 헤드 장치(300)에 잉크(I)를 공급할 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 제1 센싱 유닛(150), 제2 센싱 유닛(640) 및 제3 센싱 유닛(350)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 센싱 유닛(150, 640, 350)은 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 인쇄하는 프린팅 공정이 수행되는 동안에 실시간으로 검사용 기판(ISUB)을 이용하여 잉크젯 헤드 유닛(330)에 포함되는 잉크젯 헤드(335)의 상태를 검사하고 모니터링 할 수 있다. 구체적으로, 제1 센싱 유닛(150), 제2 센싱 유닛(640) 및 제3 센싱 유닛(350)은 각각이 측정한 정보와 기준 설정값과 비교하는 단계를 수행하고, 이를 통해 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 부재들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제1 센싱 유닛(150)에서 측정된 잉크(I)의 토출량, 제2 센싱 유닛(640)에서 측정된 쌍극자(DP)의 입자 수 및 제3 센싱 유닛(350)에서 측정된 잉크젯 헤드(335)의 정렬도에 대한 정보를 포함하는 데이터는 각각 잉크젯 헤드 장치(300)로 전달될 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)는 상기 정보들을 제공받아 잉크(I)를 분사하는 잉크젯 헤드(335)의 정렬 상태를 조절하거나 노즐(NZ)을 세척하고, 제공된 잉크(I) 내 쌍극자(DP)의 분산도 등을 조절할 수 있다.
이에 따라, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 적어도 하나의 센싱 유닛(150, 350, 640)을 포함하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 발생할 수 있는 오차를 실시간으로 감지할 수 있다. 각 센싱 유닛(150, 350, 640)은 공정 중에 발생하는 오차 및 불량을 감지하여 이를 공정을 수행함과 동시에 보완할 수 있다. 이에 따라 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 공정을 수회 반복하여도 최종적으로 제조된 쌍극자(DP)를 포함하는 대상 기판(SUB)의 품질을 유지할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 잉크젯 헤드 장치(300)는 제1 열처리 유닛(370) 및 잉크젯 헤드 유닛(330)을 포함하고, 이들은 일 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 따라서, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 분사하고 잉크(I)의 용매(SV)를 제거한 후 공정 중에 대상 기판(SUB)의 이동을 최소화할 수 있다. 이에 따라 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 시간을 감소할 수 있으며, 특히 잉크(I)가 대상 기판(SUB) 상에 분사된 후 연속적으로 제1 열처리 유닛(370)을 통과하여 용매(SV)를 휘발시킴으로써 쌍극자(DP)의 정렬 이탈 문제를 방지할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 입자수 검사 유닛(600)은 제2 열처리 유닛(630)을 포함하고, 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)의 용매(SV)를 제2 열처리 유닛(630)을 이용하여 건조시키고 잔류하는 쌍극자(DP)의 수를 직접적으로 측정할 수 있다. 반면에, 용매(SV)를 제거하지 않고 기판 상에 도포된 잉크(I)의 면적 또는 부피를 측정하여 간접적으로 쌍극자(DP)의 수를 산출하는 방법은 용매(SV)가 휘발될 수 있는 특성에 의해 측정 시간 차에 의해 잉크(I)의 면적 또는 부피가 정확하게 산출되지 않을 수 있다. 따라서, 입자수 검사 유닛(600)을 이용하여 측정된 쌍극자(DP)의 수는 잉크(I)의 면적 또는 부피로부터 간접적으로 산출(또는 측정)되는 쌍극자(DP)의 수에 비하여 쌍극자(DP)의 수의 측정 오차율이 감소되어 검사 신뢰도가 향상될 수 있다.
이하, 상술한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용한 프린팅 방법에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 16은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 프린팅 방법의 순서도이다. 도 17은 도 16의 S100 단계의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다. 도 18 및 도 19는 도 16의 S100 단계를 도시하는 개략도들이다. 도 20은 도 16의 S200 단계의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다. 도 21은 도 16의 S200 단계를 도시하는 개략도이다. 도 22 내지 도 24는 도 21의 S200 단계를 도시하는 개략도들이다. 도 25는 도 16의 S300 단계의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다. 도 26은 도 16의 S300 단계를 도시하는 개략도이다. 도 27 내지 도 31은 도 26의 S300 단계를 도시하는 개략도들이다. 도 32는 도 16의 S400 단계를 도시하는 개략도이다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용한 프린팅 방법은 검사용 기판 상에 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 단계(S100), 대상 기판을 준비하고 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계(S200), 전계가 형성된 대상 기판 상에 잉크를 분사하고 검사용 기판에 배치된 쌍극자 수를 검사하는 단계(S300)를 포함한다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용한 프린팅 방법은 전계가 형성된 대상 기판 상에 잉크를 분사하고 검사용 기판에 배치된 쌍극자 수를 검사하는 단계(S300) 이후 대상 기판을 배출하는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 검사용 기판 상에 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사한다. (도 16의 S100)
도 17을 참조하면, 검사용 기판 상에 잉크를 분사하는 단계(S100)는 검사 스테이지 유닛 상에 검사용 기판을 준비하는 단계(S110), 검사 스테이지 유닛을 잉크젯 헤드 장치로 이동하는 단계(S120) 및 검사용 기판 상에 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
먼저, 검사 스테이지 유닛(200) 상에 검사용 기판을 준비한다. (도 17의 S110)
구체적으로, 도 3 및 도 17을 참조하면, 검사 스테이지 유닛(200)의 상부 기판(220) 상에 검사용 기판(ISUB)을 배치하고, 흡착 장치(210)를 이용하여 검사용 기판(ISUB)을 상부 기판(220)에 고정시킬 수 있다. 흡착 장치(210)가 진공 장치 또는 클램프 장치 등을 포함함으로써 검사용 기판(ISUB)을 상부 기판(220)에 고정될 수 있다.
이후, 검사용 기판(ISUB)의 상면을 발수 처리한다. 발수 처리는 플루오린(Fluorine) 코팅 또는 플라즈마 표면 처리 등으로 진행될 수 있다.
이어, 검사 스테이지 유닛을 잉크젯 헤드 장치로 이동한다. (도 17의 S120)
구체적으로, 도 1 및 도 18을 참조하면, 검사용 기판(ISUB)이 배치된 검사 스테이지 유닛(200)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)을 상에 배치되어 제2 방향(D2)을 따라 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하부로 이동한다. 검사 스테이지 유닛(200)은 검사용 기판(ISUB)과 잉크젯 헤드 유닛(330)이 제3 방향(D3)으로 중첩될 수 있도록 이동할 수 있다.
이어, 검사용 기판 상에 잉크를 분사한다. (도 17의 S130)
구체적으로, 도 1, 도 18 및 도 19를 참조하면, 잉크젯 헤드 유닛(330)은 검사용 기판(ISUB)의 상면 상에 쌍극자(DP)를 포함한 잉크(I)를 분사할 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(330)은 별도의 잉크 저장소(미도시)와 연결되어 내부관(IP)으로 잉크(I)를 제공받을 수 있다. 잉크젯 헤드(335)의 각 노즐(NZ)은 내부관(IP)과 연결되어 잉크(I)는 복수의 노즐(NZ)을 통해 검사용 기판(ISUB)의 상면 상에 분사될 수 있다
상술한 바와 같이, 잉크(I)는 용매(SV)와 용매(SV) 내에 포함된 복수의 쌍극자(DP)를 포함할 수 있다. 잉크(I) 내부에 포함된 쌍극자(DP)는 외부의 힘이 작용하지 않는 경우에 랜덤한 배향 방향을 갖는다. 따라서, 검사용 기판(ISUB)의 상면에 도포된 잉크(I) 내부의 쌍극자(DP) 배향 방향은 특정 방향으로 정렬되지 않는다.
이어, 대상 기판을 준비하고 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사한다. (도 16의 S200)
도 20을 참조하면, 대상 기판을 준비하고 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계(S200)는 스테이지 유닛 상에 대상 기판을 준비하는 단계(S210) 및 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계(도 20의 S220)를 포함할 수 있다. 상기 스테이지 유닛 상에 대상 기판을 준비하는 단계(S210)와 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계(도20 의 S220)는 프린팅 공정 상 실질적으로 실시간으로 수행될 수 있다.
도 21을 참조하면, 대상 기판(SUB)을 스테이지 유닛(500)의 스테이지(520) 상에 배치할 수 있다. (도 20의 S210) 도시하지는 않았으나, 대상 기판(SUB)은 별도의 기판 반송 장치에 의해 외부에서 스테이지 유닛(500)의 스테이지(520) 상으로 배치될 수 있다.
또한, 대상 기판(SUB)을 스테이지 유닛(500)에 배치하는 공정을 수행하는 동안 토출량 검사 유닛은 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사할 수 있다. (도 20의 S220)
검사용 기판(ISUB)이 배치된 검사 스테이지 유닛(200)은 토출량 검사 유닛(100)으로 이동하여 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)의 토출량을 검사할 수 있다. 상면에 잉크(I)가 도포된 검사용 기판(ISUB)이 배치된 검사 스테이지 유닛(200)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)을 상에 배치되어 제2 방향(D2)의 반대 방향을 따라 잉크젯 헤드 유닛(330)에서 토출량 검사 유닛(100)으로 이동할 수 있다. 검사용 기판(ISUB)이 배치된 검사 스테이지 유닛(200)은 토출량 검사 유닛(100)의 제1 센싱 유닛(150)의 하부에 배치될 수 있다.
다시 도 20을 참조하면, 스테이지 유닛 상에 대상 기판을 준비하는 단계(도 20의 S210)는 스테이지 유닛 상에 대상 기판을 준비하고 정렬하는 단계(도 20의 S211) 및 대상 기판 상에 전계를 형성하는 단계(도 20의 S212)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 22 및 도 23을 참조하면 프로브 유닛(550)의 프로브 구동부(553)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 단계에 따라 동작될 수 있다. 프로브 유닛(550)은 프로브 구동부(553)가 배치되는 프로브 지지대(530)를 더 포함할 수 있다.
스테이지 유닛(500)에 대상 기판(SUB)이 준비되지 않은 제1 상태에서는 프로브 유닛(550)은 프로브 지지대(530) 상에 배치되어 스테이지(520)와 이격될 수 있다. 프로브 유닛(550)의 프로브 구동부(553)는 수평 방향인 제1 방향(D1)과 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 구동하여 프로브 패드(558)를 스테이지(520)와 이격시킬 수 있다.
다음으로, 스테이지 유닛(500) 대상 기판(SUB)이 배치되고, 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성하는 제2 상태에서는 프로브 유닛(550)의 프로브 구동부(553)가 구동하여 프로브 패드(558)를 대상 기판(SUB)과 연결시킬 수 있다. 프로브 구동부(553)가 수직 방향인 제3 방향(D3)과 수평 방향인 제1 방향(D1)으로 구동하여 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)과 접촉할 수 있다. 프로브 유닛(550)의 프로브 지그(551, 552)는 프로브 패드(558)에 전기 신호를 전달하고, 대상 기판(SUB) 상에는 전계가 형성될 수 있다.
한편, 도면에서는 스테이지 유닛(500)의 양 측에 프로브 유닛(550)이 각각 하나씩 배치되고, 두개의 프로브 유닛(550)이 동시에 대상 기판(SUB)에 연결되는 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 복수의 프로브 유닛(550)은 각각 별개로 구동될 수도 있다.
다시 도 20을 참조하면, 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계(도 20의 S220)는 검사용 기판에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계(도 20의 S221) 및 잉크젯 헤드 장치의 설정값을 보정하는 단계(도 20의 S222)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 20, 도 21 및 도 24를 참조하면, 검사용 기판(ISUB)의 상부에 배치된 제1 센싱 유닛(150)을 이용하여 검사용 기판(ISUB) 상면에 도포된 잉크(I)의 크기 및 도포 위치를 측정할 수 있다. 제1 센싱 유닛(150)을 이용하여 측정된 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)의 크기(WI1', WI2') 및 두 잉크(I)의 사이의 간격(PI1)을 기준 설정값과 비교할 수 있다.
상기 측정된 잉크(I)의 크기(WI1', WI2') 및 두 잉크(I)의 사이의 간격(PI1)이 기준 설정값과 상이하면, 잉크젯 헤드(335)의 위치나 전압 등을 조절하여, 기준 설정값의 잉크(I)가 분사될 수 있도록 잉크젯 헤드 장치의 설정값을 보정할 수 있다. 잉크젯 헤드(335)의 위치를 조절하는 방법은 도 9를 참조하여 상술한 바와 같다. 이와 같은 검사방법은 각 잉크젯 헤드(335)가 기준 설정값에 해당하는 크기(또는 액적량) 또는 위치로 분사할 때까지 수회 반복될 수 있다.
이어, 전계 형성된 대상 기판 상에 잉크 분사하고 검사용 기판에 도포된 잉크 건조 및 쌍극자 수 검사한다. (도 16의 S300)
도 25를 참조하면, 전계 형성된 대상 기판 상에 잉크 분사하고 검사용 기판에 도포된 잉크 건조 및 쌍극자 수 검사하는 단계(도 16의 S300)는 대상 기판 상에 잉크를 분사하는 단계(도 25의 S310) 및 검사용 기판에 도포된 잉크 건조 및 쌍극자 수 검사하는 단계(도 25의 S320)를 포함할 수 있다.
도 26을 참조하면, 대상 기판(SUB)이 배치된 스테이지 유닛(500)은 잉크젯 헤드 유닛(330)으로 이동하고, 잉크젯 헤드 유닛(330)은 상기 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 분사할 수 있다. (도 25의 S310)
대상 기판(SUB)이 배치된 스테이지 유닛(500)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)을 상에 배치되어 제2 방향(D2)의 반대 방향을 따라 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하부로 이동한다. 대상 기판(SUB)은 잉크젯 헤드 장치(300)의 하부에서 순차적으로 잉크젯 헤드 유닛(330)과 제1 열처리 유닛(370)을 거쳐 제2 방향(D2)의 반대 방향을 따라 이동할 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB)은 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 이동함에 따라 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하부에서는 잉크(I)가 분사되어 대상 기판(SUB)의 상면에 잉크(I)가 도포되고, 제1 열처리 유닛(370)의 하부에서는 제1-1 광(H11) 및 제1-2 광(H12)에 의해 잉크(I)의 용매(SV)가 기화되고 쌍극자(DP)가 정렬될 수 있다.
또한, 검사용 기판(ISUB)이 배치된 검사 스테이지 유닛(200)은 입자수 검사 유닛(600)으로 이동하고 입자수 검사 유닛(600)은 상기 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크에 포함된 쌍극자(DP)의 수를 측정할 수 있다. (도 25의 S320)
검사용 기판(ISUB)이 배치된 검사 스테이지 유닛(200)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)을 상에 배치되어 제2 방향(D2)의 반대 방향을 따라 입자수 검사 유닛(600)으로 이동할 수 있다. 검사 스테이지 유닛(200)은 검사용 기판(ISUB)이 입자수 검사 유닛(600)의 제2 열처리 유닛(630)과 제2 센싱 유닛(640) 사이에 배치되도록 입자수 검사 유닛(600)으로 이동할 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 대상 기판 상에 잉크를 분사하는 단계(도 25의 S310)는 전계가 형성된 대상 기판 상에 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 단계(도 25의 S311) 및 대상 기판 상에 도포된 잉크를 건조하는 단계(도 25의 S312)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 26 내지 도 29를 참조하면, 프로브 유닛(550)에 의해 대상 기판(SUB) 상에는 전계가 형성될 수 있다. 쌍극자(DP)는 대상 기판(SUB) 상에 형성된 전계에 의해 일 방향으로 배향할 수 있다.
도 27을 참조하면, 잉크(I)는 쌍극자(DP)를 포함하여 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)로부터 토출될 수 있다. 노즐(NZ)에서 토출된 잉크(I)는 대상 기판(SUB)을 향해 분사되고, 잉크(I)는 대상 기판(SUB) 상에 공급될 수 있다. (도 25의 S311)
이때, 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL)가 형성되면, 제1 극성 및 제2 극성을 갖는 쌍극자(DP)는 노즐(NZ)로부터 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)가 공급될 때까지 전기적 힘을 받을 수 있다. 상기 전기적 힘에 의해 쌍극자(DP)는 배향될 수 있고, 일 예로 쌍극자(DP)의 배향 방향은 전계(IEL) 방향을 향할 수 있다. 쌍극자(DP)는 노즐(NZ)에서 토출되어 대상 기판(SUB)에 도달할 때까지 전계(IEL)에 의해 힘을 받을 수 있다.
이어, 도 28에 도시된 바와 같이 대상 기판(SUB) 상에 전계(E)를 형성하고 전계(E)에 의해 쌍극자(DP)가 배치된다. 쌍극자(DP)는 유전영동법(Dielectrophoresis)에 의해 배치될 수 있다. 구체적으로 설명하면 프로브 유닛(550)으로부터 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 전기 신호를 인가한다. 프로브 유닛(550)은 대상 기판(SUB) 상에 구비된 소정의 패드(미도시)와 연결되고, 상기 패드와 연결된 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 전기 신호를 인가할 수 있다. 예시적인 실시예에서 상기 전기 신호는 교류 전압일 수 있고, 상기 교류 전압은 ±(10 ~50)V의 전압 및 10kHz 내지 1MHz의 주파수를 가질 수 있다. 상기 교류 전압이 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 인가되면, 이들 사이에는 전계(E)가 형성되고, 쌍극자(DP)는 전계(E)에 의한 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)을 작용된다. 유전영동힘에 의해 쌍극자(DP)는 배향 방향 및 위치가 바뀌면서 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 배치될 수 있다.
이어, 도 29에 도시된 바와 같이 대상 기판(SUB)에 도포된 잉크(I)의 용매(SV)를 건조시켜 제거한다. (도 25의 S312)
용매(SV)를 제거하는 단계는 잉크젯 헤드 장치(300)의 제1 열처리 유닛(370)을 통해 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이 잉크젯 헤드 유닛(330)으로부터 분사된 잉크(I)가 도포된 대상 기판(SUB)은 제2 방향(D2)의 반대 방향으로 이동하면서 제1 열처리 유닛(370)의 하부에 위치할 수 있다.
제1 열처리 유닛(370)은 대상 기판(SUB) 상에 제1-1 광(H11)을 조사할 수 있다. 상술한 바와 같이 제1-1 광(H11)은 적외선을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 광(H11)이 적외선 파장 대의 광을 포함하는 경우, 적외선 파장 대의 광에 의해 열이 발생하여 용매(SV)는 휘발되거나 기화될 수 있다.
도 29에 도시하지는 않았으나, 상술한 바와 같이 제1 열처리 유닛(370)은 자외선을 포함하는 제1-2 광(H12)을 더 조사할 수 있다. 제1 열처리 유닛(370)은 자외선 파장대의 광을 조사하는 경우, 제1 열처리 유닛(370)이 조사한 자외선 파장 대의 광에 의해 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 상에 배치된 쌍극자(DP)는 편향 정렬될 수 있다. 제1 열처리 유닛(370)의 제1-1 광(H11) 및 제1-2 광(H12)을 조사하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 12에서 상술한 바와 동일한다.
대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)에서 용매(SV)가 제거됨으로써 쌍극자(DP)의 유동이 방지되고, 전극(21, 22)과의 결합력이 증가할 수 있다. 이를 통해 쌍극자(DP)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 정렬될 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 검사용 기판에 도포된 잉크 건조 및 쌍극자 수 검사하는 단계(도 25는 S320)는 검사용 기판에 도포된 잉크 건조하는 단계(도 25의 S321) 및 검사용 기판(ISUB)에 배치된 쌍극자 수를 측정하는 단계(도 25의 S322)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 30 및 도 31을 참조하면, 검사용 기판에 도포된 잉크 건조 및 쌍극자 수 검사하는 단계(S320)는 입자수 검사 유닛(600)을 이용하여 검사할 수 있다.
검사용 기판(ISUB)의 상부에 배치된 제2 열처리 유닛(630)을 이용하여 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크를 건조시킬 수 있다. (도 25의 S321)
구체적으로, 검사용 기판(ISUB)의 상부에 배치된 제2 열처리 유닛(630)은 검사용 기판(ISUB) 상에 제2 광(H2)을 조사할 수 있다. 상기 제2 광(H2)은 적외선 파장 대의 광을 포함할 수 있다. 제2 열처리 유닛(630)에서 조사된 제2 광(H2)에 의해 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)의 용매(SV)는 기화 또는 휘발될 수 있다. 검사용 기판(ISUB)에 도포된 잉크(I)의 용매(SV)가 건조됨에 따라 잉크(I) 내에 포함된 쌍극자(DP)가 검사용 기판(ISUB)에 배치될 수 있다. 상기 검사용 기판(ISUB)에 배치된 쌍극자(DP)는 방향성이 없이 무작위로 배치될 수 있다.
이어, 검사용 기판(ISUB)의 하부에 배치된 제2 센싱 유닛(640)을 이용하여 단위 면적당 쌍극자(DP)의 수를 측정할 수 있다. (도 25의 S322)
구체적으로, 상술한 바와 같이 제2 센싱 유닛(640)은 카메라를 포함할 수 있다. 상기 카메라를 포함하는 제2 센싱 유닛(640)은 쌍극자(DP)가 배치된 영역의 검사용 기판(ISUB)의 저면을 촬영하여 도 31과 같은 이미지 데이터(IMG)를 생성할 수 있다. 제2 센싱 유닛(640)이 생성한 이미지 데이터(IMG)는 검사용 기판(ISUB)의 상면에 배치된 쌍극자(DP)에 의해 가려진 패턴을 포함할 수 있다.
입자수 검사 유닛(600)은 제2 센싱 유닛(640)이 생성한 이미지 데이터(IMG)로부터 쌍극자(DP)에 대응되는 패턴을 산출하여 상기 쌍극자(DP)에 의해 가려진 패턴의 면적(S2)을 측정하고, 측정된 패턴의 면적(S2)과 제1 센싱 유닛(150)으로부터 전달받은 잉크(I)의 면적(S1)을 비교할 수 있다. 입자수 검사 유닛(600)은 비교한 결과에 기초하여 잉크(I)의 면적(S1) 대비 쌍극자(DP) 패턴의 면적(S2)을 비교하여 쌍극자(DP)의 수를 측정할 수 있다.
입자수 검사 유닛(600)은 상기 측정된 쌍극자(DP)의 수와 기준 설정값을 비교할 수 있다. 쌍극자의 수와 기준 설정값의 비교한 결과에 따라, 후술하는 잉크 공급 장치(400)를 조절하여 잉크젯 헤드 장치(300)에 공급되는 쌍극자(DP)의 수를 조절할 수 있다.
이어, 대상 기판을 배출한다. (도 16의 S400)
도 32를 참조하면, 프린팅 공정이 완료된 대상 기판(SUB)은 스테이지 유닛(500) 상에 배치되어 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)을 따라 배출될 수 있다. 대상 기판(SUB)은 별도의 기판 반송 장치에 의해 잉크젯 프린팅 장치(1000)에서 외부로 배출될 수 있다. 상기 대상 기판(SUB)이 배출되는 동안 검사 스테이지 유닛(200)은 새로운 검사용 기판(ISUB)을 준비하고 상기 검사 공정을 다시 진행할 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용한 프린팅 방법은 대상 기판(SUB) 상에 프린팅 공정이 수행되는 동안, 검사 스테이지 유닛(200) 상에 배치된 검사용 기판(ISUB)을 이용하여 잉크젯 헤드 유닛(330)의 정렬도, 액적량 및 단위 잉크(I)에 포함된 쌍극자(DP)의 수를 측정하고 측정 데이터를 기초로 검사할 수 있다. 대상 기판(SUB)에 대한 프린팅 공정과 검사용 기판(ISUB)에 대한 검사 공정은 하나의 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 실시간으로 동시에 수행될 수 있다. 검사용 기판(ISUB)에 대한 검사 결과에 따라 실시간으로 잉크젯 헤드 장치(300)에 피드백하여 잉크젯 헤드 장치(300)의 상태를 조절하여 보완할 수 있다. 따라서, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 공정을 수회 반복하여도 최종적으로 제조된 쌍극자(DP)를 포함하는 대상 기판(SUB)의 품질을 유지하고 검사 시간을 단축함으로써 프린팅 공정 시간을 감소할 수 있다.
도 33은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 33을 참조하면, 발광 소자(30)는 임의의 도전형(예컨대, p형 또는 n형) 불순물로 도핑된 반도체 결정을 포함할 수 있다. 반도체 결정은 외부의 전원으로부터 인가되는 전기 신호를 전달받고, 이를 특정 파장대의 광으로 방출할 수 있다.
발광 소자(30)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있으며, 구체적으로 발광 소자(30)는 마이크로 미터(micro-meter) 또는 나노미터(nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 발광 소자(30)가 무기 발광 다이오드일 경우, 서로 대향하는 두 전극들 사이에 특정 방향으로 전계를 형성하면, 무기 발광 다이오드는 극성이 형성되는 상기 두 전극 사이에 정렬될 수 있다. 발광 소자(30)는 전극으로부터 소정의 전기 신호를 인가받아 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다.
도 33을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자(30)는 복수의 도전형 반도체(31, 32), 활성층(33), 전극 물질층(37) 및 절연막(38)을 포함할 수 있다. 복수의 도전형 반도체(31, 32)는 발광 소자(30)로 전달되는 전기 신호를 활성층(33)으로 전달하고, 활성층(33)은 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다.
구체적으로, 발광 소자(30)는 제1 도전형 반도체(31), 제2 도전형 반도체(32), 제1 도전형 반도체(31)와 제2 도전형 반도체(32) 사이에 배치되는 활성층(33), 제2 도전형 반도체(32) 상에 배치되는 전극 물질층(37)과, 이들의 외면을 둘러싸도록 배치되는 절연막(38)을 포함할 수 있다. 도 30의 발광 소자(30)는 제1 도전형 반도체(31), 활성층(33), 제2 도전형 반도체(32) 및 전극 물질층(37)이 길이방향으로 순차적으로 형성된 구조를 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 전극 물질층(370은 생략될 수 있고, 몇몇 실시예에서는 제1 도전형 반도체(31) 및 제2 도전형 반도체(32)의 양 측면 중 적어도 어느 하나에 배치될 수도 있다. 후술되는 발광 소자(30)에 관한 설명은 발광 소자(30)가 다른 구조를 더 포함하더라도 동일하게 적용될 수 있다.
제1 도전형 반도체(31)는 n형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(30)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 도전형 반도체(31)는 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 도전형 반도체(31)는 제1 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도전성 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 제1 도전형 반도체(31)의 길이는 1.5㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 도전형 반도체(32)는 p형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(30)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 도전형 반도체(32)는 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 도전형 반도체(32)는 제2 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제2 도전성 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 제2 도전형 반도체(32)의 길이는 0.08㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도면에서는 제1 도전형 반도체(31)와 제2 도전형 반도체(32)가 하나의 층으로 구성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 후술하는 활성층(33)의 물질에 따라 제1 도전형 반도체(31)와 제2 도전형 반도체(32)는 더 많은 수의 층을 포함할 수도 있다.
활성층(33)은 제1 도전형 반도체(31) 및 제2 도전형 반도체(32) 사이에 배치되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성층(33)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함하는 경우, 양자층(Quantum layer)와 우물층(Well layer)가 서로 교번적으로 복수개 적층된 구조일 수도 있다. 활성층(33)은 제1 도전형 반도체(31) 및 제2 도전형 반도체(32)를 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성층(33)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlInGaN 등의 물질을 포함할 수 있다. 특히, 활성층(33)이 다중 양자 우물 구조로 양자층과 우물층이 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlInGaN, 우물층은 GaN 또는 AlGaN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성층(33)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류의 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다. 활성층(33)이 방출하는 광은 청색 파장대의 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 적색, 녹색 파장대의 광을 방출할 수도 있다. 활성층(33)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 활성층(33)에서 방출되는 광은 발광 소자(30)의 길이 방향의 측면 및 양 단부에 위치하는 측면(또는 밑면)으로 방출될 수 있다. 활성층(33)에서 방출되는 광은 일 방향으로 방향성이 제한되지 않는다.
전극 물질층(37)은 오믹(Ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다. 전극 물질층(37)은 전도성이 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극 물질층(37)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au), 은(Ag), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전극 물질층(37)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연막(38)은 제1 도전형 반도체(31), 제2 도전형 반도체(32), 활성층(33) 및 전극 물질층(37) 과 접촉하며 이들의 외면을 감싸도록 형성될 수 있다. 절연막(38)은 상기 부재들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 절연막(38)은 상기 부재들의 측면부를 둘러싸도록 형성되되, 발광 소자(30)의 길이방향의 양 단부는 노출되도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 않는다.
절연막(38)은 절연특성을 가진 물질들, 예를 들어, 실리콘 산화물(Silicon oxide, SiOx), 실리콘 질화물(Silicon nitride, SiNx), 산질화 실리콘(SiOxNy), 질화알루미늄(Aluminum nitride, AlN), 산화알루미늄(Aluminum oxide, Al2O3) 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 활성층(33)이 발광 소자(30)가 전기 신호가 전달되는 전극과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연막(38)은 활성층(33)을 포함하여 발광 소자(30)의 외면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
도면에서는 절연막(38)이 발광 소자(30)의 길이 방향으로 연장되어 제1 도전형 반도체(31)부터 전극 물질층(37)까지 커버할 수 있도록 형성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 절연막(38)은 제1 도전형 반도체(31), 활성층(33) 및 제2 도전형 반도체(32)만 커버하거나, 전극 물질층(37) 외면의 일부만 커버하여 전극 물질층(37)의 일부 외면이 노출될 수도 있다. 절연막(38)의 두께는 0.5 ㎛ 내지 1.5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 34는 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다. 도 35는 도 34의 I-I'선을 따라 자른 표시 장치의 부분 단면도이다.
도 34를 참조하면, 표시 장치(1)는 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 화소(PX)들 각각은 특정 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(30)를 하나 이상 포함하여 특정 색을 표시할 수 있다.
복수의 화소(PX)들 각각은 제1 서브 화소(SPX1), 제2 서브 화소(SPX2) 및 제3 서브 화소(SPX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(SPX1)는 제1 색의 광을 발광하고, 제2 서브 화소(SPX2)는 제2 색의 광을 발광하며, 제3 서브 화소(SPX3)는 제3 색의 광을 발광할 수 있다. 제1 색은 적색, 제2 색은 녹색, 제3 색은 청색일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 각 서브 화소(SPXn)들이 동일한 색의 광을 발광할 수도 있다. 또한, 도 34에서는 화소(SPX)들 각각이 3 개의 서브 화소들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않고, 화소(PX)들 각각은 더 많은 수의 서브 화소들을 포함할 수 있다.
표시 장치(1)의 각 서브 화소(SPXn)들은 발광 영역과 비발광 영역으로 정의되는 영역을 포함할 수 있다. 발광 영역은 표시 장치(1)에 포함되는 발광 소자(30)가 배치되어 특정 파장대의 광이 방출되는 영역으로 정의된다. 비발광 영역은 발광 영역 이외의 영역으로, 발광 소자(30)가 배치되지 않고 광이 방출되지 않는 영역으로 정의될 수 있다.
표시 장치(1)의 서브 화소(SPXn)는 복수의 격벽(41, 42, 43), 복수의 전극(21, 22) 및 발광 소자(30)를 포함할 수 있다.
복수의 전극(21, 22)은 발광 소자(30)들과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(30)가 발광하도록 소정의 전압을 인가받을 수 있다. 또한, 각 전극(21, 22)의 적어도 일부는 발광 소자(30)를 정렬하기 위해, 서브 화소(SPXn) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 경우에 따라서 상기 전기장은 별도의 정렬 신호 인가 장치에 의해 형성될 수도 있다.
복수의 전극(21, 22)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함할 수 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(21)은 각 서브 화소(SPXn) 마다 분리된 화소 전극이고, 제2 전극(22)은 각 서브 화소(SPXn)를 따라 공통으로 연결된 공통전극일 수 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 중 어느 하나는 발광 소자(30)의 애노드(Anode) 전극이고, 다른 하나는 발광 소자(30)의 캐소드(Cathode) 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 그 반대의 경우일 수도 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 전극 줄기부(21S, 22S)와 전극 줄기부(21S, 22S)에서 제4 방향(D4)과 교차하는 방향인 제5 방향(D5)으로 연장되어 분지되는 적어도 하나의 전극 가지부(21B, 22B)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(21)은 제4 방향(D4)으로 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(21S)와 제1 전극 줄기부(21S)에서 분지되되, 제5 방향(D5, Y축 방향)으로 연장되는 적어도 하나의 제1 전극 가지부(21B)를 포함할 수 있다.
임의의 일 화소의 제1 전극 줄기부(21S)는 양 단이 각 서브 화소(SPXn) 사이에서 이격되어 종지하되, 동일 행에 속하는(예컨대, 제4 방향(D4)으로 인접한) 이웃하는 서브 화소의 제1 전극 줄기부(21S)와 실질적으로 동일 직선 상에 놓일 수 있다. 이에 따라, 각 서브 화소(SPXn)에 배치되는 제1 전극 줄기부(21S)는 각 제1 전극 가지부(21B)에 서로 다른 전기 신호를 인가할 수 있고, 제1 전극 가지부(21B)는 각각 별개로 구동될 수 있다.
제2 전극(22)은 제4 방향(D4)으로 연장되어 제1 전극 줄기부(21S)와 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 줄기부(22S)와 제2 전극 줄기부(22S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되는 제2 전극 가지부(22B)를 포함할 수 있다. 다만, 제2 전극 줄기부(22S)는 타 단부가 제1 방향(D1)으로 인접한 복수의 서브 화소(SPXn)로 연장될 수 있다. 이에 따라, 임의의 일 화소 제2 전극 줄기부(22S)는 양 단이 각 화소(PX) 사이에서 이웃 화소의 제2 전극 줄기부(22S)에 연결될 수 있다.
복수의 격벽(40)은 각 서브 화소(SPXn)간의 경계에 배치되는 제3 격벽(43), 각 전극(21, 22) 하부에 배치되는 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42)을 포함할 수 있다.
제3 격벽(43)은 각 서브 화소(SPXn)간의 경계에 배치될 수 있다. 복수의 서브 화소(SPXn)는 제3 격벽(43)을 기준으로 구분될 수 있다.
제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에는 복수의 발광 소자(30)가 정렬될 수 있다. 복수의 발광 소자(30) 중 적어도 일부는 일 단부가 제1 전극 가지부(21B)와 전기적으로 연결되고, 타 단부가 제2 전극 가지부(22B)와 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 발광 소자(30)들은 제5 방향(D5)으로 이격되고, 실질적으로 서로 평행하게 정렬될 수 있다. 발광 소자(30)들이 이격되는 간격은 특별히 제한되지 않는다.
제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 상에는 각각 접촉 전극(26)이 배치될 수 있다. 접촉 전극(26)은 실질적으로 제1 절연층(51) 상에 배치되며, 접촉 전극(26)의 적어도 일부가 제1 전극 가지부(21B) 및 제2 전극 가지부(22B)와 접촉하거나 전기적으로 연결될 수 있다.
도 34 및 도 35를 참조하면, 표시 장치(1)는 비아층(20)을 더 포함하고, 상술한 복수의 전극 전극(21, 22), 격벽(41, 42, 43) 및 발광 소자(30) 등은 비아층(20) 상에 배치될 수 있다. 비아층(20)의 하부에는 회로소자층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 비아층(20)은 유기 절연 물질을 포함하여 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다.
복수의 격벽(41, 42, 43)은 각 서브 화소(PXn) 내에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 격벽(41, 42, 43)은 서브 화소(PXn)의 중심부에 인접하여 배치된 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42), 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치된 제3 격벽(43)을 포함할 수 있다.
제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)은 서로 이격되어 대향하도록 배치된다. 제1 격벽(41) 상에는 제1 전극(21)이, 제2 격벽(42) 상에는 제2 전극(22)이 배치될 수 있다. 도 34과 도 35에서는 제1 격벽(41) 상에는 제1 전극 가지부(21B)가, 제2 격벽(42) 상에는 제2 격벽(42)이 배치된 것으로 이해될 수 있다.
복수의 격벽(41, 42, 43)은 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있다.
복수의 격벽(41, 42, 43)은 비아층(20)을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다. 격벽(41, 42, 43)은 발광 소자(30)가 배치된 평면을 기준으로 상부로 돌출될 수 있고, 상기 돌출된 부분은 적어도 일부가 경사를 가질 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)은 동일한 높이로 돌출되되, 제3 격벽(43)은 더 높은 위치까지 돌출된 형상을 가질 수 있다.
제1 격벽(41)과 제2 격벽(42) 상에는 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)이 각각 배치될 수 있다. 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 발광 소자(30)에 전기 신호를 전달함과 동시에 발광 소자(30)에서 방출된 광을 반사할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 반사율이 높은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 란타늄(La) 등을 포함하는 합금일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 부분적으로 덮도록 배치된다. 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 일부를 노출시킬 수 있다. 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 이격된 영역과, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)의 상기 영역의 반대편도 부분적으로 덮도록 배치될 수 있다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 보호함과 동시에 이들을 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(51) 상에 배치되는 발광 소자(30)가 다른 부재들과 직접 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수도 있다.
발광 소자(30)는 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이의 제1 절연층(51) 상에 적어도 하나 배치될 수 있다.
제2 절연층(52)은 발광 소자(30) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)를 보호함과 동시에 표시 장치(1)의 제조 공정에서 발광 소자(30)를 고정시키는 기능을 수행할 수도 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 절연층(52)의 재료 중 일부는 발광 소자(30)의 하면과 제1 절연층(51) 사이에 배치될 수도 있다.
접촉 전극(26)은 각 전극(21, 22) 및 제2 절연층(52) 상에 배치된다. 접촉 전극(26)은 제1 전극(21) 상에 배치되는 제1 접촉 전극(26a)과 제2 전극(22) 상에 배치되는 제2 접촉 전극(26b)을 포함한다. 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)은 제2 절연층(52) 상에서 서로 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제2 절연층(52)은 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)을 상호 절연시킬 수 있다.
제1 접촉 전극(26a)은 적어도 제1 절연층(51)이 패터닝되어 노출된 제1 전극(21) 및 발광 소자(30)의 일 단부와 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(26b)은 적어도 제1 절연층(51)이 패터닝되어 노출된 제2 전극(22) 및 발광 소자(30)의 타 단부와 접촉할 수 있다.
접촉 전극(26)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
패시베이션층(55)은 제2 절연층(52) 및 접촉 전극(26)의 상부에 형성되어, 비아층(20) 상에 배치되는 부재들을 외부 환경에 대하여 보호하는 기능을 할 수 있다.
상술한 제1 절연층(51), 제2 절연층(52) 및 패시베이션층(55) 각각은 무기물 절연성 물질 또는 유기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 절연층(51) 및 패시베이션층(55)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 물질을 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 표시 장치
30: 발광 소자
100: 토출량 검사 장치 150: 제1 센싱 유닛
300: 잉크젯 헤드 장치 350: 제3 센싱 유닛
500: 스테이지 유닛 200: 검사 스테이지 유닛
600: 입자수 검사 장치 640: 제3 센싱 유닛
1000: 잉크젯 프린팅 장치
I: 잉크 DP: 쌍극자

Claims (20)

  1. 검사용 기판이 안착되는 검사 스테이지 유닛;
    상기 검사 스테이지 유닛 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛; 및
    상기 잉크젯 헤드 유닛과 일 방향으로 이격되어 배치된 입자수 검사 유닛을 포함하되,
    상기 입자수 검사 유닛은,
    상기 검사 스테이지 유닛의 상부에 배치되는 제1 열처리 유닛,
    상기 검사 스테이지 유닛의 하부에 배치되고, 상기 검사용 기판 상에 분사된 상기 쌍극자의 수를 측정하는 제1 센싱 유닛을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드에서 분사되어 상기 검사용 기판에 도포된 제1 잉크의 위치를 측정하는 제2 센싱 유닛을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 유닛은 상기 제1 잉크의 위치에 대응되는 영역에 배치된 상기 쌍극자의 수를 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 유닛은 상기 제1 열처리 유닛에 의해 상기 용매가 제거되고 상기 검사용 기판에 잔류하는 상기 쌍극자의 수를 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 입자수 검사 유닛은 상기 검사 스테이지 유닛의 상부에 배치되어 상기 검사 스테이지 유닛 측으로 광을 방출하는 광 조사부를 더 포함하고,
    상기 제1 센싱 유닛은 상기 검사용 기판의 하면을 촬영하는 카메라부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 카메라부는 상기 제1 잉크의 위치에 대응되는 영역을 촬영하여 이미지 데이터를 생성하는 잉크젯 프린팅 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 센싱 유닛은 상기 제1 잉크의 면적을 측정하고,
    상기 제1 센싱 유닛은 상기 이미지 데이터로부터 쌍극자 패턴을 산출하고 상기 쌍극자 패턴의 면적을 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 입자수 검사 유닛은 상기 제1 잉크의 면적과 상기 쌍극자 패턴의 면적을 비교하여 상기 쌍극자의 수를 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 입자수 검사 유닛은 상기 측정된 쌍극자의 수와 기준 설정값을 비교하는 잉크젯 프린팅 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드 유닛에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치를 더 포함하고,
    상기 입자수 검사 유닛은 상기 측정된 쌍극자의 수와 상기 기준 설정값의 비교 결과에 따라 상기 잉크 공급 장치를 조절하는 잉크젯 프린팅 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 검사 스테이지 유닛을 일 방향을 따라 이동시키는 스테이지 이동부를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 열처리 유닛은 적외선 파장대의 광을 조사하는 잉크젯 프린팅 장치.
  13. 검사용 기판이 안착되는 검사 스테이지 유닛;
    상기 검사 스테이지 유닛과 이격되어 배치되고, 대상 기판이 안착되는 스테이지 유닛;
    상기 검사 스테이지 유닛 및 상기 스테이지 유닛의 상부에 배치되고, 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 복수의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛;
    상기 스테이지 유닛의 상부에 배치되어 제1 광을 조사하는 제1 열처리 유닛;
    상기 검사용 기판에 도포된 잉크의 위치를 측정하는 제1 센싱 유닛; 및
    상기 검사용 기판에 도포된 상기 잉크에 포함된 상기 쌍극자의 수를 검사하는 입자수 검사 유닛을 포함하되,
    상기 입자수 검사 유닛은,
    상기 검사 스테이지 유닛의 상부에 배치되어 제2 광을 조사하는 제2 열처리 유닛, 및
    상기 검사 스테이지 유닛의 하부에 배치되어 상기 검사용 기판에 도포된 잉크에 포함된 쌍극자의 수를 측정하는 제2 센싱 유닛을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 센싱 유닛은 상기 제2 열처리 유닛에 의해 상기 용매가 제거되고 상기 검사용 기판에 잔류하는 상기 쌍극자의 수를 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드 유닛에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치를 더 포함하고, 상기 입자수 검사 유닛은 상기 측정된 쌍극자의 수와 기준 설정값의 비교 결과에 따라 상기 잉크 공급 장치를 조절하는 잉크젯 프린팅 장치.
  16. 검사용 기판 상에 복수의 쌍극자 및 상기 복수의 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 단계;
    상기 검사용 기판 상에 도포된 잉크의 토출량을 검사하는 단계;
    상기 검사용 기판 상에 도포된 잉크에 포함된 용매를 제거하는 단계;
    상기 검사용 기판 상에 잔류하는 상기 쌍극자의 수를 측정하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드의 검사 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 잉크의 토출량을 검사하는 단계는 상기 검사용 기판 상에 도포된 잉크의 직경 및 면적을 측정하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드의 검사 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 쌍극자 수를 측정하는 단계는 상기 검사용 기판의 하부에서 상기 검사용 기판을 촬영하여 쌍극자 패턴을 산출하고 상기 쌍극자 패턴의 면적을 측정하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드의 검사 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 쌍극자 수를 측정하는 단계는 상기 측정된 잉크의 면적과 상기 측정된 쌍극자 패턴의 면적을 비교하여 측정하는 잉크젯 헤드의 검사 방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 검사용 기판 상에 잔류하는 상기 쌍극자는 방향성 없이 배열되는 잉크젯 헤드의 검사 방법.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230093699A (ko) * 2021-12-20 2023-06-27 세메스 주식회사 액적 계측이 가능한 잉크젯 프린팅 설비
WO2023128174A1 (ko) * 2021-12-30 2023-07-06 (주) 유니젯 잉크방울 측정패드, 이를 구비한 잉크젯 프린터 장치 및 잉크방울 측정방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6120588A (en) * 1996-07-19 2000-09-19 E Ink Corporation Electronically addressable microencapsulated ink and display thereof
JP4344270B2 (ja) * 2003-05-30 2009-10-14 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置の製造方法
KR20060034870A (ko) * 2004-10-20 2006-04-26 삼성전자주식회사 잉크젯 프린팅 시스템
KR100987828B1 (ko) * 2008-04-17 2010-10-13 주식회사 나래나노텍 잉크젯 프린팅 기능 및 검사 기능을 구비한 복합 시스템,및 이를 구비한 잉크젯 프린팅 장치
JP2010036548A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Ricoh Printing Systems Ltd インクジェット装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230093699A (ko) * 2021-12-20 2023-06-27 세메스 주식회사 액적 계측이 가능한 잉크젯 프린팅 설비
WO2023128174A1 (ko) * 2021-12-30 2023-07-06 (주) 유니젯 잉크방울 측정패드, 이를 구비한 잉크젯 프린터 장치 및 잉크방울 측정방법

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