KR20220001533A - 잉크젯 프린팅 장치 - Google Patents

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정흥철
허명수
곽진오
이도헌
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

잉크젯 프린팅 장치가 제공된다. 잉크젯 프린팅 장치는 제1 방향으로 연장된 에어 부상 스테이지, 상기 에어 부상 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛, 및 상기 제1 방향으로 이동하며, 상기 에어 부상 스테이지 상에 전계를 제공하는 전계 형성 유닛을 포함한다.

Description

잉크젯 프린팅 장치{Inkjet printing device}
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치에 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.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대상 기판을 스테이지 상에서 공기 부상하여 수평 방향으로 이동시킴으로써 고속으로 대상 기판 상에 잉크를 분사하는 인쇄 공정이 수행될 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 대상 기판의 이동에 따라 대상 기판 상에 전계를 형성하는 전계 형성 유닛을 이동시킴으로써 쌍극자 소자들의 정렬도가 개선될 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
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, 제1 방향으로 연장된 에어 부상 스테이지, 상기 에어 부상 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛, 및 상기 제1 방향으로 이동하며, 상기 에어 부상 스테이지 상에 전계를 제공하는 전계 형성 유닛을 포함한다.
상기 프린트 헤드 유닛은 프린트 헤드를 포함하되, 상기 프린트 헤드는 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 노즐을 포함할 수 있다.
상기 프린트 헤드는 상기 전계가 형성된 에어 부상 스테이지 상에 상기 잉크를 분사할 수 있다.
상기 에어 부상 스테이지는 상기 에어 부상 스테이지의 상면에 형성된 복수의 에어홀을 포함하고, 상기 복수의 에어홀 중 적어도 일부는 상기 에어 부상 스테이지 상으로 공기를 분사할 수 있다.
상기 에어 부상 스테이지 상에서 대상 기판을 상기 제1 방향으로 이송하는 기판 이송 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 이송 유닛은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 에어 부상 스테이지의 제1 측에 인접하여 배치되는 제1 기판 이송부를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판 이송부는 그리퍼를 더 포함하고, 상기 그리퍼는 상기 그리퍼와 상기 대상 기판 사이에 음압을 발생시켜 상기 대상 기판을 상기 그리퍼의 일면에 흡착시킬 수 있다.
상기 기판 이송 유닛은 상기 에어 부상 스테이지의 상기 제1 측의 반대측인 제2 측에 인접하여 배치되는 제2 기판 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 전계 형성 유닛은 상기 기판 이송 유닛을 따라 이동하면서 상기 대상 기판 상에 전계를 형성할 수 있다.
상기 전계 형성 유닛은 프로브 유닛 및 상기 프로브 유닛을 구동하는 프로브 구동 장치를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는, 제1 방향을 따라 순차 배열되며 대상 기판이 정렬되는 로딩부 및 상기 대상 기판 상에 잉크를 분사하는 프린팅부를 포함하며, 상기 제1 방향으로 연장된 에어 부상 스테이지, 상기 프린팅부 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛, 상기 에어 부상 스테이지의 측부에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 이동하며 상기 대상 기판 상에 전계를 형성하는 전계 형성 유닛을 포함한다.
상기 대상 기판을 상기 에어 부상 스테이지 상에서 상기 제1 방향으로 이송하는 기판 이송 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 이송 유닛은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 에어 부상 스테이지의 제1 측에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 기판 이송 유닛은 그리퍼를 더 포함하고, 상기 그리퍼는 상기 그리퍼와 상기 대상 기판 사이에 음압을 발생시켜 상기 대상 기판의 일면을 상기 대상 기판의 일면과 대향하는 상기 그리퍼의 일면에 흡착시킬 수 있다.
상기 전계 형성 유닛은 상기 기판 이송 유닛을 따라 이동하면서 상기 대상 기판 상에 전계를 형성할 수 있다.
상기 전계 형성 유닛은 프로브 유닛 및 상기 프로브 유닛을 구동하는 프로브 구동 장치를 포함할 수 있다.
상기 에어 부상 스테이지는 상기 에어 부상 스테이지 상에 공기를 분사하여 상기 대상 기판을 부상시키는 복수의 에어홀을 포함할 수 있다.
상기 로딩부 상부에 배치되는 정렬 검사 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 에어 부상 스테이지의 제1 측에 이격 배치된 제1 가이드부를 더 포함하고, 상기 전계 형성 유닛은, 상기 제1 가이드부 상에 배치되는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 프로브 유닛, 및 상기 제1 베이스 기판 상에서 상기 프로브 유닛과 이격되어 배치되는 프로브 구동 장치를 포함할 수 있다.
상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제1 가이드부와 상기 에어 부상 스테이지 사이에 배치된 제2 가이드부, 및 상기 제2 가이드부 상에 배치되고 상기 대상 기판을 상기 에어 부상 스테이지 상에서 상기 제2 가이드부를 따라 이송하는 기판 이송 유닛을 더 포함하되, 상기 기판 이송 유닛은, 상기 제2 가이드부 상에 배치된 제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되고 상기 대상 기판을 고정하는 그리퍼를 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판 상에 배치되며 상기 대상 기판을 상기 제1 방향으로 이송하는 그리퍼를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 대상 기판을 스테이지 상에서 공기 부상하여 수평 방향으로 이동시킴으로써 고속으로 대상 기판 상에 잉크를 분사하는 인쇄 공정이 수행되어 프린팅 공정의 공정 시간이 단축될 수 있다.
또한, 대상 기판의 이동에 따라 대상 기판 상에 전계를 형성하는 전계 형성 유닛을 이동시킴으로써 쌍극자 소자들의 정렬도가 개선되어 신뢰도가 향상된 표시 장치를 제공할 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 에어 부상 스테이지, 지지 유닛 및 전계 형성 유닛의 상대적인 배치도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 기판 이송 유닛 및 전계 형성 유닛의 개략적인 평면 배치도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 단면 배치도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 그리퍼와 대상 기판을 나타낸 개략 사시도이다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 프로브 유닛의 상태를 도시하는 개략도들이다.
도 9는 일 실시예에 따른 로딩부에 대상 기판이 배치되는 단계를 나타낸 평면도이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 일 예를 나타낸 개략 단면도들이다.
도 12는 일 실시예에 따른 프린팅부에 대상 기판이 배치되는 단계를 나타낸 평면도이다.
도 13은 도 12의 일 예를 나타낸 개략 단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 프로브 유닛에 의해 대상 기판 상에 전계가 형성된 것을 도시하는 개략도이다.
도 15는 일 실시예에 다른 언로딩부에 대상 기판이 배치되는 단계를 나타낸 평면도이다.
도 16은 도 15의 일 예를 나타낸 개략 단면도이다.
도 17은 대상 기판이 배출되는 단계를 나타낸 평면도이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략 평면도이다.
도 19는 또 다른 실시예에 다른 잉크젯 프린팅 장치의 개략 평면도이다.
도 20은 또 다른 실시예에 다른 잉크젯 프린팅 장치의 개략 평면도이다.
도 21은 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다.
도 23 및 도 24는 도 22의 그리퍼 및 프로브 유닛의 구동을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다.
도 26은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다.
도 27은 도 26의 그리퍼 및 프로브 유닛의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 28은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다.
도 29는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 쌍극자 정렬 방법을 나타내는 순서도이다.
도 30 내지 33은 도 29의 쌍극자 정렬 방법을 도시하는 개략도들이다.
도 34는 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 35는 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 36은 도 35의 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 지
칭되는 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 에어 부상 스테이지, 지지 유닛 및 전계 형성 유닛의 상대적인 배치도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 평면도이다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 대상 기판 상에 전계가 형성된 상태에서 대상 기판을 일 방향으로 이동시키면서 소정의 잉크를 대상 기판 상에 분사할 수 있다. 대상 기판 상에 전계를 형성함으로써, 상기 잉크 내에 분산되어 있는 입자, 예컨대 쌍극자는 그 배향 방향이 정렬되어 대상 기판 상으로 분사될 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.
실시예들에서 다른 별도의 언급이 없는 한, "상부"는 제3 방향(D3) 일 측을 나타내고, 마찬가지로 "상면"은 제3 방향(D3) 일 측을 향하는 표면을 나타낸다. 또한, "하부"는 제3 방향(D3) 일 측의 반대 측인 타 측을 나타내고, 마찬가지로 "하면"은 제3 방향(D3) 타 측을 향하는 표면을 지칭한다. 또한, "좌", "우", "상", "하"는 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, "좌"는 제2 방향(D2)의 반대 방향, "우"는 제2 방향(D2), "상"은 제1 방향(D1), "하"는 제1 방향(D1)의 반대 방향을 가리킨다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 스테이지 유닛(100), 기판 이송 유닛(200), 전계 형성 유닛(300), 정렬 검사 유닛(400), 프린트 헤드 유닛(500) 및 토출량 검사 유닛(600)을 포함할 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 복수의 가이드부(910, 920)를 더 포함할 수 있다.
스테이지 유닛(100)은 에어 부상 스테이지(110)를 포함할 수 있다. 스테이지 유닛(100)은 에어 부상 스테이지(110)의 하부에 배치되어 에어 부상 스테이지(110)를 지지하는 베이스 프레임(120)을 더 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 베이스 프레임(120)은 생략될 수 있다.
에어 부상 스테이지(110)는 대상 기판(SUB)이 배치되는 공간을 제공한다. 대상 기판(SUB)은 에어 부상 스테이지(110) 상면 상에 배치될 수 있다. 프린팅 공정이 이루어지는 동안 대상 기판(SUB)은 스테이지 유닛(100) 상에서 일 방향으로 이동할 수 있다.
에어 부상 스테이지(110)는 에어 부상 스테이지(110) 상에 배치된 대상 기판(SUB)의 하면으로 에어를 분사하여 대상 기판(SUB)을 에어 부상 스테이지(110)로부터 제3 방향(D3, 또는 수직 방향)으로 부상시킬 수 있다. 에어 부상 스테이지(110)에 의해 부상된 대상 기판(SUB)은 프린팅 공정이 이루어지는 동안 에어 부상 스테이지(110) 상에서 부상된 상태로 제1 방향(D1, 또는 수평 방향)으로 이동할 수 있다.
에어 부상 스테이지(110)의 전반적인 평면 형상은 제1 방향(D1)의 장변과 제2 방향(D2)의 단변을 포함하는 직사각형 형상일 수 있다. 에어 부상 스테이지(110)의 장변 방향인 제1 방향(D1)은 프린팅 공정이 이루어지는 동안 대상 기판(SUB)이 이동하는 이동 방향일 수 있다. 즉, 에어 부상 스테이지(110)는 평면상 대상 기판(SUB)의 이동 방향인 제1 방향(D1)으로 연장된 직사각형 형상을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 에어 부상 스테이지(110)의 평면 형상은 제1 방향(D1)으로 연장된 타원형, 다각형 등 다양하게 변경될 수도 있다.
에어 부상 스테이지(110)는 로딩부(LA), 프린팅부(PA) 및 언로딩부(ULA)를 포함할 수 있다. 언로딩부(ULA)는 로딩부(LA)로부터 제1 방향(D1)으로 이격되어 배치될 수 있다. 프린팅부(PA)는 로딩부(LA)와 언로딩부(ULA) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 로딩부(LA), 프린팅부(PA) 및 언로딩부(ULA)는 제1 방향(D1)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
로딩부(LA)는 프린팅 공정이 이루어지기 위해 대상 기판(SUB)을 에어 부상 스테이지(110) 상에 준비하는 공정이 이루어지는 영역일 수 있다. 예를 들어, 로딩부(LA)는 대상 기판(SUB)이 외부로부터 로딩되고, 프린팅 공정을 진행하기 위해 대상 기판(SUB)을 에어 부상 스테이지(110) 상에 정렬시키는 공정이 이루어지는 영역일 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 외부로부터 대상 기판(SUB)을 에어 부상 스테이지(110) 상으로 이동시키는 이동부를 더 포함할 수도 있다.
프린팅부(PA)는 후술할 프린트 헤드 유닛(500)을 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 프린팅 공정이 이루어지는 영역일 수 있다.
언로딩부(ULA)는 프린팅 공정이 이루어진 후, 대상 기판(SUB)은 외부로 배출하는 공정이 이루어지는 영역일 수 있다. 또한, 언로딩부(ULA)는 후술할 토출량 검사 유닛(600)을 이용하여 프린트 헤드 유닛(500)에서 분사되는 잉크의 액적량 및 탄착 위치를 검사하는 영역일 수도 있다.
에어 부상 스테이지(110)의 표면에는 복수의 에어홀(AH)이 형성될 수 있다. 에어홀(AH)은 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA), 프린팅부(PA) 및 언로딩부(ULA) 표면에 형성될 수 있다. 에어 부상 스테이지(110)의 표면에 형성된 복수의 에어홀(AH)은 에어 부상 스테이지(110)와 대상 기판(SUB) 사이에 공기를 방출하거나 흡입함으로써, 대상 기판(SUB)이 에어 부상 스테이지(110) 상에서 일정 높이(이하, 부상 높이)로 부상되도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 복수의 에어홀(AH) 중 일부는 에어 부상 스테이지(110)로부터 대상 기판(SUB)의 하면 상으로 공기를 방출하고, 에어홀(AH) 중 다른 일부는 에어 부상 스테이지(110)와 대상 기판(SUB) 사이의 공간에 위치하는 공기의 일부를 흡입할 수 있다. 에어 부상 스테이지(110)는 상기 에어홀(AH)을 통해 에어 부상 스테이지(110)와 대상 기판(SUB) 사이로 방출되는 공기의 압력과 에어 부상 스테이지(110)와 대상 기판(SUB) 사이로부터 흡입되는 공기의 압력을 조절함으로써, 대상 기판(SUB)의 부상 높이를 조절할 수 있다.
에어 부상 스테이지(110)의 측부에는 가이드부(910, 920)가 배치될 수 있다. 후술할 기판 이송 유닛(200) 및 전계 형성 유닛(300)은 가이드부(910, 920) 상에 배치될 수 있다. 가이드부(910, 920)는 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 포함하며, 기판 이송 유닛(200) 및 전계 형성 유닛(300)을 제1 방향(D1)으로 이동시킬 수 있다. 가이드부(910, 920)는 기판 이송 유닛(200) 및 전계 형성 유닛(300)을 제1 방향(D1)으로 이동하도록 가이드 역할을 할 수 있다.
가이드부(910, 920)는 제1 가이드부(910) 및 제2 가이드부(920)를 포함할 수 있다.
제1 가이드부(910)는 스테이지 유닛(100)의 일 측부에 배치될 수 있다. 제1 가이드부(910)는 평면도상 에어 부상 스테이지(110)의 좌측부에 배치될 수 있다. 도면에는 제1 가이드부(910)가 에어 부상 스테이지(110)으로부터 이격되어 배치된 것을 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 가이드부(910)는 에어 부상 스테이지(110)의 일 측면(예를 들어, 좌측면)에 부착될 수도 있다.
제1 가이드부(910)는 제1 방향(D1)으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 가이드부(910)의 연장 방향은 에어 부상 스테이지(110)의 연장 방향과 동일할 수 있다. 제1 가이드부(910) 상에는 기판 이송 유닛(200)이 배치될 수 있다. 기판 이송 유닛(200)은 제1 가이드부(910) 상에 배치되어 제1 가이드부(910)에 의해 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다.
제2 가이드부(920)는 스테이지 유닛(100)의 일 측부에 배치될 수 있다. 제2 가이드부(920)는 평면도상 제1 가이드부(910)의 좌측부에 배치될 수 있다. 제2 가이드부(920)와 스테이지 유닛(100) 사이에는 제1 가이드부(910)가 배치될 수 있다.
제2 가이드부(920)는 제1 방향(D1)으로 연장된 형상일 수 있다. 제2 가이드부(920)의 연장 방향은 에어 부상 스테이지(110)의 연장 방향과 동일할 수 있다. 제2 가이드부(920) 상에는 전계 형성 유닛(300)이 배치될 수 있다. 전계 형성 유닛(300)은 제2 가이드부(920) 상에 배치되어 제2 가이드부(920)에 의해 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다.
기판 이송 유닛(200)은 프린팅 공정이 이루어지는 동안 대상 기판(SUB)을 스테이지 유닛(100) 상에서 일정 높이를 유지하며 제1 방향(D1)으로 이동시키는 역할을 할 수 있다.
기판 이송 유닛(200)은 에어 부상 스테이지(110)의 제1 장변(예를 들어, 평면도상 좌측변) 외측에 인접 배치될 수 있다. 기판 이송 유닛(200)은 에어 부상 스테이지(110)의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 도면에서는 하나의 기판 이송 유닛(200)이 에어 부상 스테이지(110)의 일변 외측에 인접 배치된 것을 도시하고 있으나, 복수 개의 기판 이송 유닛(200)이 배치될 수도 있다.
기판 이송 유닛(200)은 제1 가이드부(910) 상에 배치될 수 있다. 기판 이송 유닛(200)은 제1 가이드부(910) 상에 배치되어 제1 방향(D1)을 따라 이동할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 기판 이송 유닛(200)은 에어 베어링, 이동 부재 등을 이용하여 제1 가이드부(910) 상에서 제1 방향(D1)을 따라 이동할 수 있다.
기판 이송 유닛(200)은 대상 기판(SUB)의 부상 높이를 일정하게 유지하며 대상 기판(SUB)을 제1 방향(D1)으로 이동시키는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 에어 부상 스테이지(110)로부터 부상된 대상 기판(SUB)의 가장 자리를 고정할 수 있다. 기판 이송 유닛(200)이 대상 기판(SUB)의 가장 자리를 고정함으로써, 에어 부상 스테이지(110)로부터 제3 방향(D3)으로 부상된 대상 기판(SUB)의 부상 높이는 프린팅 공정이 이루어지는 동안 일정하게 유지될 수 있다. 대상 기판(SUB)은 기판 이송 유닛(200)이 제1 가이드부(910) 상에서 제1 방향(D1)으로 이동함에 따라 기판 이송 유닛(200)에 고정되어 제1 방향(D1)으로 이동될 수 있다.
전계 형성 유닛(300)은 프린팅 공정이 이루어지는 동안 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성하는 역할을 할 수 있다. 전계 형성 유닛(300)은 대상 기판(SUB) 및 기판 이송 유닛(200)과 제1 방향(D1)으로 이동하며 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 전계 형성 유닛(300)은 대상 기판(SUB) 및 기판 이송 유닛(200)의 이동 방향 및 이동 속도가 동기화되어 함께 이동할 수 있다.
전계 형성 유닛(300)은 제2 가이드부(920) 상에 배치될 수 있다. 전계 형성 유닛(300)은 제2 가이드부(910) 상에 배치되어 제1 방향(D1)을 따라 이동할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 전계 형성 유닛(300)은 에어 베어링, 이동 부재 등을 이용하여 제2 가이드부(920) 상에서 제1 방향(D1)을 따라 이동할 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)의 정렬 검사 유닛(400), 프린트 헤드 유닛(500), 토출량 검사 유닛(600)은 제1 방향(D1)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 정렬 검사 유닛(400), 프린트 헤드 유닛(500) 및 토출량 검사 유닛(600)은 제1 방향(D1)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
정렬 검사 유닛(400)은 스테이지 유닛(100)의 로딩부(LA) 상에 배치될 수 있다. 정렬 검사 유닛(400)은 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA)에 대상 기판(SUB)이 준비되는 경우, 대상 기판(SUB)의 정렬을 검사하는 역할을 할 수 있다.
정렬 검사 유닛(400)은 정렬 지지대(410, 420) 및 제1 센싱 유닛(CA1, CA2)을 포함할 수 있다. 정렬 지지대(410, 420)는 제1 지지대(410) 및 제2 지지대(420)를 포함할 수 있다. 제1 센싱 유닛(CA1, CA2)은 제1 지지대(410) 상에 거치된 제1 정렬 센서부(CA1) 및 제2 지지대(420) 상에 거치된 제2 정렬 센서부(CA2)를 포함할 수 있다.
제1 지지대(410)는 수평 방향으로 연장된 제1 수평 지지부(411) 및 제1 수평 지지부(411)의 양 단부에 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 연장된 제1 수직 지지부(412)를 포함할 수 있다. 제1 수평 지지부(411)의 연장 방향은 스테이지 유닛(100)의 단변 방향인 제2 방향(D2)과 동일할 수 있다.
제2 지지대(420)는 제1 지지대(410)와 제1 방향(D1)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제2 지지대(420)는 수평 방향으로 연장된 제2 수평 지지부(421) 및 제2 수평 지지부(421)의 양 단부에 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 연장된 제2 수직 지지부(422)를 포함할 수 있다. 제2 수평 지지부(421)의 연장 방향은 스테이지 유닛(100)의 단변 방향인 제2 방향(D2)과 동일할 수 있다.
제1 정렬 센서부(CA1)는 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA) 상부에 배치될 수 있다. 제1 정렬 센서부(CA1)는 제1 지지대(410) 상에 거치될 수 있다. 제1 정렬 센서부(CA1)는 제1 수평 지지부(411) 상에 거치되어 에어 부상 스테이지(110)로부터 제3 방향(D3)으로 소정 거리 이격될 수 있다.
제2 정렬 센서부(CA2)는 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA) 상부에 배치될 수 있다. 제2 정렬 센서부(CA2)는 제2 지지대(420) 상에 거치될 수 있다. 제2 정렬 센서부(CA2)는 제2 수평 지지부(421) 상에 거치되어 에어 부상 스테이지(110)로부터 제3 방향(D3)으로 소정 거리 이격될 수 있다.
제1 정렬 센서부(CA1) 및 제2 정렬 센서부(CA2)와 에어 부상 스테이지(110)의 이격 거리는 에어 부상 스테이지(110) 상에 대상 기판(SUB)이 배치되었을 때 제1 정렬 센서부(CA1) 및 제2 정렬 센서부(CA2)가 대상 기판(SUB)으로부터 어느 정도 간격을 가져 정렬 검사 공정 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
정렬 검사 유닛(400)은 복수 개의 제1 정렬 센서부(CA1) 및 제2 정렬 센서부(CA2)를 포함할 수 있다. 도면에는 제1 지지대(410) 상에 거치된 2개의 제1 정렬 센서부(CA1) 및 제2 지지대(420)에 거치된 2개의 제2 정렬 센서부(CA2)를 도시하고 있으나, 제1 정렬 센서부(CA1) 및 제2 정렬 센서부(CA2)의 개수는 이에 제한되지 않는다.
제1 정렬 센서부(CA1) 및 제2 정렬 센서부(CA2)는 에어 부상 스테이지(110) 상에 배치된 대상 기판(SUB)의 위치를 감지하여, 상기 대상 기판(SUB)을 기준 위치에 정렬시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 정렬 센서부(CA1) 및/또는 제2 정렬 센서부(CA2)는 카메라부를 포함할 수 있다. 제1 정렬 센서부(CA1) 및/또는 제2 정렬 센서부(CA2)가 카메라부를 포함하는 경우, 제1 정렬 센서부(CA1) 및/또는 제2 정렬 센서부(CA2)는 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA) 상에 배치된 대상 기판(SUB)을 촬영하여 대상 기판(SUB)의 위치를 감지할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나, 정렬 검사 유닛(400)은 대상 기판(SUB)을 기준 위치로 정렬하도록 에어 부상 스테이지(110) 상에서 대상 기판(SUB)을 수평 방향으로 이동시키는 별도의 대상 기판 정렬 이동부를 더 포함할 수 있다.
프린트 헤드 유닛(500)은 스테이지 유닛(100)의 프린팅부(PA) 상에 배치될 수 있다. 프린트 헤드 유닛(500)은 제1 방향(D1)을 따라 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA)로부터 프린팅부(PA) 상으로 이동한 대상 기판(SUB)에 잉크를 인쇄하는 역할을 할 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크 카트리지와 같은 잉크 제공부를 더 포함할 수 있고, 잉크 제공부로부터 공급된 잉크는 프린트 헤드 유닛(500)을 통해 대상 기판(SUB) 측으로 분사(토출)될 수 있다.
프린트 헤드 유닛(500)은 제3 지지대(510) 및 프린트 헤드(520)를 포함할 수 있다.
제3 지지대(510)는 수평 방향으로 연장된 제3 수평 지지부(511) 및 제3 수평 지지부(511)의 양 단부에 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 연장된 제3 수직 지지부(512)를 포함할 수 있다. 제3 수평 지지부(311)의 연장 방향은 스테이지 유닛(100)의 단변 방향인 제2 방향(D2)과 동일할 수 있다.
프린트 헤드(520)는 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 역할을 한다. 프린트 헤드(520)는 에어 부상 스테이지(110)의 프린팅부(PA) 상부에 배치될 수 있다.
프린트 헤드(520)는 제3 지지대(510)의 제3 수평 지지부(511)에 거치될 수 있다. 프린트 헤드(520)는 제3 수평 지지부(511) 상에 거치되어 에어 부상 스테이지(110)로부터 제3 방향(D3)으로 소정 거리 이격될 수 있다. 프린트 헤드 (520)는 제3 수평 지지부(511)에 거치되되, 제3 수평 지지부(511)으로부터 일측으로 돌출되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 프린트 헤드(520)는 제3 수평 지지부(511)의 제1 방향(D2) 타측(평면도상 하측)으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
토출량 검사 유닛(600)은 스테이지 유닛(100)의 언로딩부(ULA) 상에 배치될 수 있다. 토출량 검사 유닛(600)은 프린트 헤드 유닛(500)에서 분사되는 잉크의 액적량 및 탄착 위치를 검사할 수 있다. 토출량 검사 유닛(600)은 제1 방향(D1)을 따라 에어 부상 스테이지(110)의 프린팅부(PA)로부터 언로딩부(ULA) 상으로 이동하는 대상 기판(SUB)의 검사 영역 또는 별도의 검사용 기판(미도시)에 도포된 잉크를 분석할 수 있다. 프린트 헤드 유닛(500)으로부터 대상 기판(SUB) 상에 잉크를 분사하는 공정에 대한 상세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
토출량 검사 유닛(600)은 제4 지지대(610) 및 제2 센싱 유닛(650)을 포함할 수 있다.
제4 지지대(610)는 수평 방향으로 연장된 제4 수평 지지부(611) 및 제4 수평 지지부(611)의 양 단부에 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3) 연장된 제4 수직 지지부(612)를 포함할 수 있다. 제4 수평 지지부(611)의 연장 방향은 스테이지 유닛(100)의 단변 방향인 제2 방향(D2)과 동일할 수 있다
제2 센싱 유닛(650)은 에어 부상 스테이지(110)의 언로딩부(ULA) 상부에 배치될 수 있다. 제2 센싱 유닛(650)은 제4 지지대(610) 상에 거치되어 에어 부상 스테이지(110)으로부터 제3 방향(D3)으로 소정 거리 이격될 수 있다. 제2 센싱 유닛(650)은 제4 지지대(610)의 제4 수평 지지부(611) 상에서 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다.
제2 센싱 유닛(650)과 에어 부상 스테이지(110)의 이격 거리는 에어 부상 스테이지(110) 상에 대상 기판(SUB) 또는 검사용 기판이 배치되었을 때 제2 센싱 유닛(650)이 대상 기판(SUB) 또는 검사용 기판으로부터 어느 정도 간격을 가져 공정(검사) 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
토출량 검사 유닛(600)은 복수 개의 제2 센싱 유닛(650)을 포함할 수 있다. 도면에서는 3개의 제2 센싱 유닛(650)이 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제2 센싱 유닛(650)은 에어 부상 스테이지(110)와 이격되어 대상 기판(SUB) 상에 도포된 잉크를 감지할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 기판 이송 유닛 및 전계 형성 유닛의 개략적인 평면 배치도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 단면 배치도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 그리퍼와 대상 기판을 나타낸 개략 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 기판 이송 유닛(200)은 에어 부상 스테이지(110)의 일 장변 외측에 인접 배치될 수 있다.
기판 이송 유닛(200)은 제1 베이스 기판(210) 및 그리퍼(220)를 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(210)은 제1 가이드부(910) 상에 배치될 수 있다. 제1 베이스 기판(210)은 제1 가이드부(910) 상에서 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 제1 베이스 기판(210) 상에는 그리퍼(220)가 배치될 수 있다. 제1 베이스 기판(210)은 대상 기판(SUB)이 그리퍼(220)에 고정되는 경우 제1 가이드부(910) 상에서 이동함으로써 대상 기판(SUB)을 제1 방향(D1)으로 이동시킬 수 있다.
제1 베이스 기판(210)은 제1 방향(D1)으로 연장된 평면 형상일 수 있다.
그리퍼(220)는 제1 베이스 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 그리퍼(220)는 제1 베이스 기판(210) 상에 배치되어 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 그리퍼(220)는 흡착 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어 흡착 장치는 진공 장치, 진공척 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
그리퍼(220)는 대상 기판(SUB)의 부상 높이를 일정하여 유지하며 대상 기판(SUB)을 고정시키는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 에어 부상 스테이지(110) 상에 대상 기판(SUB)이 준비되고 에어 부상 스테이지(110)의 표면에 형성된 복수의 에어홀(AH)로부터 공기가 분사되어 에어 부상 스테이지(110)로부터 대상 기판(SUB)이 제3 방향(D3)으로 부상되는 경우, 그리퍼(220)는 그리퍼(220)와 중첩된 대상 기판(SUB)의 일 측 가장자리의 하면과 접촉하는 영역에 음압을 발생시킴으로써, 대상 기판(SUB)의 가장 자리 영역은 그리퍼(220)에 흡착되어 고정될 수 있다. 즉, 그리퍼(220)는 대상 기판(SUB)의 하면에서 제3 방향(D3)의 반대 방향으로 음압을 발생시켜 대상 기판(SUB)을 그리퍼(220)의 상면 상에 고정시킬 수 있다. 대상 기판(SUB)은 그리퍼(220)에 고정되어 에어 부상 스테이지(110)로부터 부상 높이가 일정하게 유지되어 프린팅 공정이 진행될 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB)은 그리퍼(220)에 고정되어 그리퍼(220)가 배치된 제1 베이스 기판(210)이 제1 방향(D1)으로 이동함에 따라, 대상 기판(SUB)도 제1 방향(D1)으로 이송될 수 있다.
일 실시예에 따른 전계 형성 유닛(300)은 기판 이송 유닛(200)의 일 측에 인접 배치될 수 있다. 전계 형성 유닛(300)은 제2 베이스 기판(310), 프로브 유닛(320) 및 프로브 구동 장치(330)를 포함할 수 있다.
프로브 유닛(320)은 제2 베이스 기판(310) 상에 배치될 수 있다. 제2 베이스 기판(310)은 제2 가이드부(920) 상에 배치될 수 있다. 프린팅 공정이 이루어지는 동안 제2 베이스 기판(310)은 제2 가이드부(920) 상에서 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 제2 베이스 기판(310)은 대상 기판(SUB) 및 기판 이송 유닛(200)과 동기화되어 대상 기판(SUB)과 일체화되어 동시에 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다.
프로브 유닛(320)은 에어 부상 스테이지(110) 상에 부상되어 그리퍼(220)에 고정된 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성하는 역할을 할 수 있다. 프로브 유닛(320)의 크기 및 형상은 대상 기판(SUB)에 따라 달라질 수 있다.
프로브 유닛(320)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 있고, 복수의 프로브를 포함할 수 있다. 프로브 유닛(320)의 연장 방향의 길이는 대상 기판(SUB) 전체를 커버할 수 있다. 프로브 유닛(320)의 각 프로브는 대상 기판(SUB)의 전극 패드에 접촉할 수 있다.
프로브 구동 장치(330)는 제2 베이스 기판(310) 상에서 프로브 유닛(320)의 외측에 배치될 수 있다. 프로브 구동 장치(330)는 프로브 유닛(320)에 전기 신호를 전달하는 장치일 수 있다. 프로브 구동 장치(330)는 대상 기판(SUB)의 전극 패드와 접촉하는 프로브 유닛(320)을 통해 대상 기판(SUB)의 전극 패드로 소정의 전압, 예컨대 교류 전압을 제공할 수 있다. 프로브 유닛(320)에 의한 전압의 인가는 동시에 이루어질 수도 있고, 순차적으로 이루어질 수도 있다.
프로브 유닛(320)은 프로브 지지대(321), 프로브 구동부(323), 프로브 지그(325), 프로브 수평 이동부(327) 및 프로브 수직 이동부(329)를 포함할 수 있다.
프로브 지지대(321)는 제2 베이스 기판(310) 상에 배치될 수 있다.
프로브 구동부(323)는 프로브 지지대(321) 상에 배치될 수 있다. 프로브 구동부(323)는 프로브 지그(325)가 대상 기판(SUB)의 전극 패드 상에 배치되도록 프로브 지그(325)가 수평 방향 및 수직 방향, 예컨대 수평 방향인 제2 방향(D2) 및 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 이동하도록 프로브 수평 이동부(327) 및 프로브 수직 이동부(329)를 구동하는 역할을 할 수 있다.
프로브 구동부(323)의 구동에 의해 프로브 수평 이동부(327) 및 프로브 수직 이동부(329)가 구동되어 프로브 지그(325)는 대상 기판(SUB)의 전극 패드와 연결되거나 분리될 수 있다. 프로브 수평 이동부(327)는 프로브 지그(325)를 수평 방향, 예컨대 제2 방향(D2)으로 이동하도록 구동할 수 있다. 프로브 수직 이동부(329)는 프로브 지그(325)를 수직 방향, 예컨대 제3 방향(D3)으로 이동하도록 구동할 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에, 대상 기판(SUB)에 전계를 형성하는 단계, 예컨대 프린팅 공정이 이루어지는 단계 또는 그 이전 단계에서는 프로브 구동부(323)가 구동하여 프로브 지그(325)를 대상 기판(SUB)에 연결시키고, 그 이외의 단계에서는 프로브 구동부(323)가 다시 구동하여 프로브 지그(325)를 대상 기판(SUB)과 분리시킬 수 있다.
프로브 지그(325)는 프로브 구동 장치(330)로부터 전달되는 전기 신호를 통해 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 프로브 지그(325)는 대상 기판(SUB)에 연결되어 상기 전기 신호를 전달하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 일 예로, 프로브 지그(325)는 대상 기판(SUB)의 전극 패드 또는 전원 패드 등에 접촉되고, 프로브 구동 장치(330)로부터 전달받은 전기 신호는 상기 전극 또는 전원 패드로 전달될 수 있다. 대상 기판(SUB)에 전달된 상기 전기 신호는 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 또한, 프로브 지그(325)는 대상 기판(SUB)의 상면에 접촉되어 기판 이송 유닛(200)의 그리퍼(220)에 보조하여 대상 기판(SUB)을 고정을 보조하는 역할을 할 수 있다. 프로브 지그(325)가 에어 부상 스테이지(110) 상에 부상된 대상 기판(SUB)의 상면을 제3 방향(D3)의 반대 방향으로 누름으로써, 대상 기판(SUB)은 프로브 지그(325) 및 그리퍼(220)에 의해 고정될 수 있다.
일 실시예에 따른 프로브 유닛(320)은 이에 제한되지 않는다. 도면에서는 프로브 유닛(320)은 에어 부상 스테이지(110) 상에 배치된 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있으면, 그 구조나 배치는 제한되지 않는다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 프로브 유닛의 상태를 도시하는 개략도들이다.
상술한 바와 같이, 프로브 유닛(320)의 프로브 구동부(323)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 단계에 따라 동작될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 에어 부상 스테이지(110) 상에 대상 기판(SUB)이 준비되고, 에어 부상 스테이지(110)의 상면에 형성된 복수의 에어홀(AH)에 의해 공기가 대상 기판(SUB)의 하면에 분사되어 대상 기판(SUB)이 부상되면 기판 이송 유닛(200)의 그리퍼(220)에 의해 대상 기판(SUB)의 일 측 가장자리는 고정될 수 있다. 대상 기판(SUB)이 그리퍼(220) 상에 고정되기 전이나 대상 기판(SUB)이 부상되지 않은 제1 상태에서는 프로브 지그(325)는 프로브 지지대(321) 상에 배치되어 대상 기판(SUB) 및 그리퍼(220)와 이격될 수 있다. 프로브 유닛(320)의 프로브 구동부(323)는 수평 방향인 제2 방향(D2)과 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 구동하여 프로브 지그(325)를 대상 기판(SUB) 및/또는 그리퍼(220)와 비중첩할 수 있다.
다음으로, 대상 기판(SUB)이 에어 부상 스테이지(110) 상에 준비되고, 대상 기판(SUB)의 일 측 가장자리 하면에 그리퍼(220)가 배치되어 대상 기판(SUB)이 그리퍼(220)에 고정되고, 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성하는 제2 상태에서는 프로브 유닛(320)의 프로브 구동부(323)가 구동하여 프로브 지그(325)를 대상 기판(SUB)과 연결시킬 수 있다. 프로브 구동부(323)는 프로브 수직 이동부(329)를 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 이동하도록 구동하고, 프로브 수평 이동부(327)를 수평 방향인 제2 방향(D2)으로 구동하여 프로브 지그(325)를 대상 기판(SUB)의 상면에 형성된 전극 패드에 접촉시킬 수 있다. 프로브 유닛(320)의 프로브 지그(325)를 통해 대상 기판(SUB)에 전기 신호가 전달되고, 대상 기판(SUB) 상에는 전계가 형성될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 로딩부에 대상 기판이 배치되는 단계를 나타낸 평면도이다. 도 10 및 도 11은 도 9의 일 예를 나타낸 개략 단면도들이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 대상 기판(SUB)은 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA)에 준비될 수 있다. 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA)에 배치된 대상 기판(SUB)의 에어 부상 스테이지(110)의 상면에 형성된 에어홀(AH)에서 공기가 분사되어 에어 부상 스테이지(110)의 상면으로부터 제3 방향(D3)으로 부상되어 그리퍼(220)에 고정될 수 있다. 대상 기판(SUB)의 하면은 그리퍼(220)의 상면과 접촉할 수 있다.
도 10과 같이 제1 센싱 유닛(CA1, CA2)은 그리퍼(220)에 고정된 대상 기판(SUB)의 상부에 배치되어 대상 기판(SUB)을 촬영할 수 있다. 제1 센싱 유닛(CA1, CA2)은 대상 기판(SUB)을 촬영하고 대상 기판(SUB)의 위치를 감지하여 기준 위치에 대상 기판(SUB)이 배치되었는지 검사할 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 제1 센싱 유닛(CA1, CA2)에 의해 감지된 대상 기판(SUB)의 위치가 기준 위치가 상이한 경우, 별도의 이동 부재를 이용하여 대상 기판(SUB)을 수평 방향으로 이동시켜 대상 기판(SUB)을 기준 위치에 정렬시킬 수 있다.
이어, 대상 기판(SUB)이 기준 위치에 정렬된 경우, 전계 형성 유닛(300)의 프로브 유닛(320)은 대상 기판(SUB)의 상면에 마련된 전극 패드와 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 도 11과 같이 프로브 유닛(320)의 프로브 구동부(323)는 프로브 수평 이동부(327) 및 프로브 수직 이동부(329)를 구동하여 프로브 지그(325)가 대상 기판(SUB)의 전극 패드 상에 배치되도록 이동시킬 수 있다. 상기 프로브 구동부(323)에 의하여 프로브 지그(325)는 대상 기판(SUB)의 상면과 접촉할 수 있다. 일 실시예에서, 프로브 지그(325)는 대상 기판(SUB)의 일 측 가장 자리의 상면에 접촉되고, 그리퍼(220)는 대상 기판(SUB)의 일 측 가장 자리의 하면에 접촉될 수 있다. 대상 기판(SUB)은 프로브 지그(325) 및 그리퍼(220)에 의해 에어 부상 스테이지(110)로부터 부상 높이가 일정하게 유지되도록 고정될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 프린팅부에 대상 기판이 배치되는 단계를 나타낸 평면도이다. 도 13은 도 12의 일 예를 나타낸 개략 단면도이다. 도 14는 일 실시예에 따른 프로브 유닛에 의해 대상 기판 상에 전계가 형성된 것을 도시하는 개략도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 대상 기판(SUB)의 에어 부상 스테이지(110) 상에 정렬이 완료되면, 제1 가이드부(910) 및 제2 가이브부(920)를 따라 기판 이송 유닛(200) 및 전계 형성 유닛(300)과 함께 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 구체적으로, 대상 기판(SUB)은 대상 기판(SUB)의 가장 자리의 하면이 그리퍼(220)에 고정되고, 대상 기판(SUB)의 가장 자리 상면에 마련된 전극 패드가 프로브 지그(325)에 접촉되어 기판 이송 유닛(200)과 전계 형성 유닛(300)과 함께 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 대상 기판(SUB)은 에어 부상 스테이지(110) 상에서 부상되어 기판 이송 유닛(200)에 의해 로딩부(LA)로부터 프린팅부(PA)로 이동할 수 있다.
에어 부상 스테이지(110) 상에서 부상되어 제1 방향(D1)으로 이동하여 프린팅부(PA)로 이송된 대상 기판(SUB)에는 프린트 헤드(520)를 이용하여 잉크(I)를 분사할 수 있다. 프린트 헤드(520)의 연장 방향은 제3 지지대(510)의 제3 수평 지지부(511)의 연장 방향과 동일할 수 있다. 즉, 프린트 헤드(520)의 연장 방향은 에어 부상 스테이지(110)의 단변 방향인 제2 방향(D2)일 수 있다.
프린트 헤드(520)는 잉크(I)가 토출되는 복수의 노즐(NZ)을 포함할 수 있다. 프린트 헤드(520)는 연장 방향을 따라 형성되고, 잉크(I)가 전달되는 내부관(IP)을 포함할 수 있다. 복수의 노즐(NZ)은 프린트 헤드(520의 연장 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 노즐(NZ)은 1열 또는 복수열로 배열될 수 있다.
각 노즐(NZ)은 프린트 헤드(520)의 내부관(IP)에 연결될 수 있다. 프린트 헤드(520)의 내부관(IP)에는 잉크(I)가 공급되고, 공급된 잉크(I)는 내부관(IP)을 따라 흐르다가 각 노즐(NZ)을 통해 분사될 수 있다. 노즐(NZ)을 통해 분사된 잉크(I)는 대상 기판(SUB)의 상면으로 공급될 수 있다. 노즐(NZ)을 통한 잉크(I)의 분사량은 개별 노즐(NZ)에 인가되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 각 노즐(NZ)의 1회 토출량은 1 내지 50pl(picoliter)일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도면에서는 하나의 프린트 헤드(520)가 예시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)에 복수의 잉크(I)를 제공하는 공정의 경우, 잉크(I)의 종류와 동일한 수의 프린트 헤드(520)가 배치될 수 있다.
도 14를 참조하면, 잉크(I)는 용액 상태로 제공될 수 있다. 잉크(I)는 예를 들어, 용매(SV) 및 용매(SV) 내에 분산된 복수의 쌍극자(DP)를 포함할 수 있다. 용매(SV)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔 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) 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 전계 형성 유닛(300)의 프로브 유닛(320)에 의해 대상 기판(SUB) 상에 생성된 전계(IEL)에 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 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있으며, 예를 들어, 마이크로 미터(micro-meter) 또는 나노미터(nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 일 실시예에 따른 잉크(I)에 포함되는 쌍극자(DP)는 임의의 도전형 임의의 도전형(예컨대, p형 또는 n형) 불순물로 도핑된 반도체층을 포함할 수 있다. 반도체층은 외부의 전원으로부터 인가되는 전기 신호가 전달되어 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다.
대상 기판(SUB) 상에 프린트 헤드(520)를 이용하여 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 분사하는 경우, 프로브 유닛(320)을 이용하여 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.
도 14에서는 잉크(I)가 노즐(NZ)에서 분사될 때 프로브 유닛(320)에서 전계(IEL)를 형성하는 것을 도시하고 있다. 이에 따라 쌍극자(DP)는 노즐(NZ)에서 토출되어 대상 기판(SUB)에 도달할 때까지 전계(IEL)에 의해 힘을 받을 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 프로브 유닛(320)은 잉크(I)가 대상 기판(SUB)에 분사된 후에 전계(IEL)를 형성될 수도 있다. 이 경우, 쌍극자(DP)는 랜덤한 배열 방향을 갖고 대상 기판(SUB)에 분사되고, 그 이후에 분사된 잉크(I) 내에서 전계(IEL)에 의해 일 방향으로 배열될 수도 있다.
도면에서는 프로브 유닛(320)이 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)가 분사되면 이와 동시에 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL)를 형성하는 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 프로브 유닛(320)은 잉크(I)가 분사된 후에 언로딩부(ULA)로 이송되는 동안에도 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL)를 형성할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 언로딩부에 대상 기판이 배치되는 단계를 나타낸 평면도이다. 도 16은 도 15의 일 예를 나타낸 개략 단면도이다. 도 17은 대상 기판이 배출되는 단계를 나타낸 평면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 프린트 헤드 유닛(500)을 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 도포하는 공정이 완료되면, 대상 기판(SUB)은 제1 가이드부(910) 및 제2 가이브부(920)를 따라 기판 이송 유닛(200) 및 전계 형성 유닛(300)과 함께 제1 방향(D1)으로 이동하여 언로딩부(ULA)로 이동할 수 있다. 언로딩부(ULA)에서는 제2 센싱 유닛(650)을 이용하여 대상 기판(SUB)의 검사 영역에 분사된 잉크(I)를 검사할 수 있다. 예를 들어, 제2 센싱 유닛(650)은 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)의 직경 및 분사위치를 감지하고, 복수의 잉크(I)들의 직경과 분사위치의 오차를 측정할 수 있다. 상기 제2 센싱 유닛(650)이 감지한 잉크(I)의 데이터 정보는 피드백되어 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 설정값을 조절할 수 있다.
제2 센싱 유닛(650)은 제4 지지대(610)에 연결되고, 수평 방향으로 이동할 수 있는 제1 이동부(651), 제1 이동부(651)의 일 면에 배치된 제1 지지부(653) 및 제1 지지부(653) 상에 배치되는 제1 센서부(655)를 포함할 수 있다.
제1 이동부(651)는 제4 지지대(610)의 제4 수평 지지부(611)에 거치되어 제4 수평 지지부(611)의 연장 방향인 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 제1 이동부(651)가 제2 방향(D2)으로 이동함에 따라, 제1 이동부(651)에 거치된 제1 지지부(653)도 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다.
제1 지지부(653)는 제1 이동부(651)에 거치될 수 있다. 제1 지지부(653)는 제1 이동부(651)의 하면에 배치되어 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 지지부(653)의 일 단부는 제1 이동부(651)와 연결되고, 제1 방향(D1)의 타 단부는 제1 센서부(655)가 연결될 수 있다.
제1 센서부(655)는 에어 부상 스테이지(110)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 센서부(655)는 제1 지지부(653) 상에 거치되어 에어 부상 스테이지(110)로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 제1 센서부(655)는 에어 부상 스테이지(110)의 상부에 배치되어 에어 부상 스테이지(110)의 상에 부상되어 배치된 대상 기판(SUB)의 검사 영역 또는 검사용 기판 상에 도포된 소정의 물질들을 감지할 수 있다. 대상 기판(SUB)의 검사 영역에 도포된 소정의 물질은 용매(SV) 및 용매(SV)에 분산된 쌍극자(DP)를 포함한 잉크(I)를 포함할 수 있다. 제1 센서부(655)는 제1 이동부(651)가 제2 방향(D2)으로 이동함에 따라, 대상 기판(SUB)의 각 영역 상에 도포된 소정의 물질들을 감지 또는 촬영할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 센서부(655)는 고해상도 카메라일 수 있다. 제1 센서부(655)가 고해상도 카메라인 경우, 제1 센서부(655)는 잉크(I)가 도포된 대상 기판(SUB)의 상부에 배치되어, 하부에 배치된 대상 기판(SUB)의 검사 영역을 촬영하여 대상 기판(SUB) 상에 도포된 물질들의 직경이나 위치, 및 이들 간의 오차를 측정할 수 있다. 다만, 제1 센서부(655)는 대상 기판(SUB) 상에 도포된 물질을 감지할 수 있는 장치라면 고해상도 카메라에 제한되지 않는다.
제2 센싱 유닛(650)에 의해 측정된 잉크(I)의 직경 및 도포 위치와 기준 설정값을 비교하여 오차를 측정할 수 있다. 상기 측정된 오차와 임계값을 비교하고, 그 결과에 따라 프린트 헤드(520)에서 분사되는 잉크(I)의 토출량 및 프린트 헤드(520)의 잉크 토출 부재의 위치를 기준 설정값에 근접하도록 조절할 수 있다.
도 16을 참조하면, 대상 기판(SUB)이 언로딩부(ULA)에 배치되어 잉크(I) 토출량을 검사하는 공정에서는 전계 형성 유닛(300)의 프로브 유닛(320)은 대상 기판(SUB)과 이격될 수 있다. 대상 기판(SUB)이 언로딩부(ULA)에 배치되는 경우, 대상 기판(SUB)은 위치 정보에 따라 프로브 유닛(320)의 프로브 구동부(323)는 프로브 지그(325)가 대상 기판(SUB)의 상면으로부터 이격되도록 프로브 수평 이동부(327) 및 프로브 수직 이동부(329)를 구동할 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB) 상에는 전계가 형성되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 프로브 구동 장치(330)가 프로브 유닛(320)으로 전기적 신호를 제공하지 않도록 구동되고, 프로브 지그(325)는 대상 기판(SUB)의 상면에 접촉되도록 유지할 수도 있다.
이어, 도 17을 참조하면, 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 도포하는 프린팅 공정 및 프린트 헤드(520)의 토출량을 검사하는 공정이 완료된 후, 대상 기판(SUB)은 제1 방향(D1)을 따라 이동되어 잉크젯 프린팅 장치(1000)로부터 배출될 수 있다. 대상 기판(SUB)이 제1 방향(D1)을 따라 배출되고, 기판 이송 유닛(200) 및 전계 형성 유닛(300)은 제1 방향(D1)의 반대 방향, 즉 하측 방향으로 이동하여 에어 부상 스테이지(110)의 로딩부(LA)의 일 측부에 배치될 수 있다.
이하, 다른 실시예에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이전에 이미 설명된 것과 동일한 구성에 대해서는 중복 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 18은 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략 평면도이다. 도 19는 또 다른 실시예에 다른 잉크젯 프린팅 장치의 개략 평면도이다. 도 20은 또 다른 실시예에 다른 잉크젯 프린팅 장치의 개략 평면도이다. 도 18 내지 도 20은 잉크젯 프린팅 장치의 기판 이송 유닛 및 전계 형성 유닛의 개수 및/또는 배치를 다양하게 변형된 예를 도시한다.
도 18은 기판 이송 유닛이 스테이지 유닛의 양측에 배치되는 점이 도 3의 잉크젯 프린팅 장치와 상이하다.
도 18을 참조하면, 본 실시예에서 기판 이송 유닛(200_1)은 제1 기판 이송부(200A) 및 제2 기판 이송부(200B)를 포함할 수 있다. 제1 기판 이송부(200A)는 상술한 기판 이송 유닛(200, 도 3 참조)과 실질적으로 그 구조, 구성 및 배치가 동일하게 적용될 수 있다. 제2 기판 이송부(200B)도 상술한 기판 이송 유닛(200)과 그 구성 및 구조가 동일하게 적용될 수 있다. 이하, 제1 기판 이송부(200A) 및 제2 기판 이송부(200B)의 구성 및 구조에 대한 설명은 상술한 기판 이송 유닛(200)의 설명으로 대체하고, 제1 기판 이송부(200A) 및 제2 기판 이송부(200B)와 에어 부상 스테이지(110)의 상대적인 배치에 대하여 설명한다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 에어 부상 스테이지(110)의 우변 외측에 제3 가이드부(930)를 더 포함할 수 있다. 제3 가이드부(930)는 에어 부상 스테이지(110)의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 연장된 형상일 수 있다.
기판 이송 유닛(200_1)은 에어 부상 스테이지(110)의 양측에 배치될 수 있다.
제1 기판 이송부(200A)는 에어 부상 스테이지(110)의 일변 외측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판 이송부(200A)는 에어 부상 스테이지(110)의 제1 장변(예를 들어, 좌측변) 외측에 인접 배치될 수 있다.
또한, 제2 기판 이송부(200B)는 에어 부상 스테이지(110)의 일변의 반대인 타변 외측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 기판 이송부(200B)는 에어 부상 스테이지(110)의 제2 장변(예를 들어, 우측변) 외측에 인접 배치될 수 있다. 제2 기판 이송부(200B)는 제3 가이드부(930) 상에 배치될 수 있다.
제1 기판 이송부(200A)는 대상 기판(SUB)의 일측 가장 자리 하면에 배치되고, 제2 기판 이송부(200B)는 대상 기판(SUB)의 일측의 반대측이 타측 가장 자리 하면에 배치될 수 있다. 제1 기판 이송부(200A) 및 제2 기판 이송부(200B)가 대상 기판(SUB)의 양측 가장 자리를 고정시킴으로써, 부상 스테이지(110) 상에 부상된 대상 기판(SUB)은 안정적으로 고정될 수 있다.
도 19는 전계 형성 유닛이 스테이지 유닛의 양측에 배치되는 점이 도 18의 잉크젯 프린팅 장치와 상이하다.
도 19를 참조하면, 본 실시예에서 전계 형성 유닛(300_1)은 제1 전계 형성부(300A) 및 제2 전계 형성부(300B)를 포함할 수 있다. 제1 전계 형성부(300A)는 상술한 전계 형성 유닛(300, 도 3 참조)과 실질적으로 그 구조, 구성 및 배치가 동일하게 적용될 수 있다. 제2 전계 형성부(300B)도 상술한 전계 형성 유닛(300)과 그 구성 및 구조가 동일하게 적용될 수 있다. 이하, 제1 전계 형성부(300A) 및 제2 전계 형성부(300B)의 구성 및 구조에 대한 설명은 상술한 전계 형성 유닛(300)의 설명으로 대체하고, 제1 전계 형성부(300A) 및 제2 전계 형성부(300B)와 에어 부상 스테이지(110)의 상대적인 배치에 대하여 설명한다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 제3 가이드부(930)가 외측에 배치된 제4 가이드부(940)를 더 포함할 수 있다. 제4 가이드부(940)는 에어 부상 스테이지(110)의 연장 방향인 제1 방향(D1)으로 연장된 형상일 수 있다. 제3 가이드부(930)는 에어 부상 스테이지(110)와 제4 가이드부(940) 사이에 배치될 수 있다.
전계 형성 유닛(300_1)은 에어 부상 스테이지(110)의 양측에 배치될 수 있다. 전계 형성 유닛(300_1)은 제1 기판 이송부(200A) 및 제2 기판 이송부(200B)의 외측에 배치될 수 있다.
제1 전계 형성부(300A)는 제1 기판 이송부(200A)의 외측에 인접 배치될 수 있다.
제2 전계 형성부(300B)는 제2 기판 이송부(200B)의 외측에 인접 배치될 수 있다. 제2 전계 형성부(300B)는 제4 가이드부(940) 상에 배치될 수 있다.
전계 형성 유닛(300_1)이 복수의 전계 형성부(300A, 300B)를 포함함으로써, 전계를 형성하기 위해 대상 기판(SUB)의 양측 상면에 전극 패드가 마련될 수 있고, 대상 기판(SUB)의 양측에 배치된 복수의 전계 형성부(300A, 300B)를 통해 대상 기판(SUB)의 양측에 전계 인가 신호를 전달할 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB)의 양측으로 전계 인가 신호를 인가함으로써, 신호 노이즈를 최소화할 수 있다.
도 20을 참조하면, 기판 이송 유닛(200)이 일 측에 배치되는 점이 도 19와 상이하다. 본 실시예에서 기판 이송 유닛(200)은 에어 부상 스테이지(110)의 좌측변의 외측에 인접 배치될 수 있다. 전계 형성 유닛(300)은 제1 전계 형성부(300A) 및 제2 전계 형성부(300B)를 포함할 수 있다. 제1 전계 형성부(300A)는 기판 이송 유닛(200)의 외측(도면에서 좌측)에 배치되고, 제2 전계 형성부(300B)는 에어 부상 스테이지(110)의 우측변의 외측에 인접 배치될 수 있다.
이하, 도 21 내지 도 28을 참조하여, 잉크젯 프린팅 장치의 기판 이송 유닛 및 전계 형성 유닛의 다양한 구성에 대하여 설명하기로 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판 이송 유닛, 전계 형성 유닛, 대상 기판 및 에어 부상 스테이지만을 개략적으로 도시하기로 한다.
도 21은 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다. 도 21를 참조하면, 본 실시예의 잉크젯 프린팅 장치는 그리퍼와 프로브 유닛이 일체화되도록 구성될 수 있음을 예시한다.
구체적으로, 그리퍼(220_1)는 프로브 유닛(320)의 프로브 수평 이동부(327) 상에 거치될 수 있다. 그리퍼(220_1)는 대상 기판(SUB)의 상부에 배치된 프로브 수평 이동부(327) 상에 거치되어 대상 기판(SUB)의 상부에서 대상 기판(SUB)의 상면 상으로 음압을 발생시켜 대상 기판(SUB)을 고정할 수 있다. 상기 음압은 그리퍼(220_1)와 대상 기판(SUB)의 상면 사이의 공간에 위치하는 공기를 제3 방향(D3)으로 흡입하여 형성할 수 있다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다. 도 23 및 도 24는 도 22의 그리퍼 및 프로브 유닛의 구동을 설명하기 위한 확대 단면도이다. 본 실시예의 잉크젯 프린팅 장치는 그리퍼 프로브 지그가 그리퍼 내부에 배치되어 프로브 지그와 그리퍼가 일체화되도록 구성될 수 있음을 예시한다.
도 22 내지 도 24를 참조하면, 프로브 지그(325_2)는 그리퍼(220_2) 내부의 홈에 배치될 수 있다. 그리퍼(220_2)는 하면에 홈이 형성될 수 있다. 상기 프로브 지그(325_2)는 그리퍼(220_2)의 하면에 형성된 홈에 빌트-인(built-in) 형식으로 배치될 수 있다. 프로브 지그(325_2)와 그리퍼(220_2) 사이에는 완충 부재(SP)가 더 배치될 수 있다. 완충 부재(SP)는 대상 기판(SUB)이 그리퍼(220_2)에 의해 프로브 지그(325_2) 및 그리퍼(220_2)의 하면으로 흡착되어 고정되는 경우, 프로브 지그(325_2)가 제3 방향(D3)으로 이동되도록 하는 역할을 할 수 있다.
프로브 지그(325_2)는 프로브 베이스(BA) 및 프로브 핀(PN)을 포함할 수 있다. 프로브 베이스(BA)는 프로브 구동 장치(330)로부터 프로브 핀(PN)에 전기적 신호를 전달하는 역할을 할 수 있다. 프로브 핀(PN)은 대상 기판(SUB)의 접촉하여 대상 기판(SUB)의 상면 상에 마련된 전극 패드에 직접 접촉하여 전기적인 신호는 전달하는 역할을 할 수 있다.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다. 본 실시예에서는 그리퍼(220), 프로브 유닛(320) 및 프로브 구동 장치(330)는 하나의 베이스 기판 상에 배치될 수 있음을 예시한다.
도 25를 참조하면, 잉크젯 프린팅 장치는 제5 가이드부(970)를 포함할 수 있다. 제5 가이드부(970)는 상술한 제1 가이드부(910)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제5 가이드부(970) 상에는 베이스 기판(710)이 배치될 수 있다. 베이스 기판(710) 상에는 그리퍼(220), 프로브 유닛(320) 및 프로브 구동 장치(330)가 배치될 수 있다. 그리퍼(220), 프로브 유닛(320) 및 프로브 구동 장치(330)는 베이스 기판(710) 상에서 배치되며, 에어 부상 스테이지(110)로부터 순차적으로 외측으로 배열될 수 있다.
그리퍼(220), 프로브 유닛(320) 및 프로브 구동 장치(330)는 동일한 베이스 기판(710) 상에 배치되는 제1 방향(D1)으로 일체화되어 이동될 수 있다.
도 26은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다. 도 27은 도 26의 그리퍼 및 프로브 유닛의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 잉크젯 프린팅 장치는 그리퍼(220_3) 및 그리퍼(220_3) 내부에 배치되어 대상 기판(SUB)과 비접촉하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있는 프로브 유닛(320_3)을 포함하는 유닛(UT)을 포함할 수 있다. 유닛(UT)은 제5 가이드부(970) 상에 배치된 베이스 기판(710) 상에 배치될 수 있다. 유닛(UT)은 대상 기판(SUB)의 하부에 배치되어 대상 기판(SUB)의 하면에 위치하는 공기를 흡입하여 대상 기판(SUB)을 고정하고, 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL_1)를 인가할 수 있다.
프로브 유닛(320_3)은 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 포함할 수 있다. 프로브 유닛(320_3)은 대상 기판(SUB)과 접촉하지 않되, 무선으로 전계를 형성할 수 있는 무선 인가 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로브 유닛(320_3)은 코일, 패드 등을 포함할 수 있다.
도 28은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 부분 단면도이다.
도 28을 참조하면, 본 실시예는 베이스 기판(710) 상에 보조 그리퍼(GP)가 더 배치되는 점이 도 27의 실시예와 상이하다. 구체적으로, 베이스 기판(710) 사에는 보조 그리퍼(GP)가 배치될 수 있다.
보조 그리퍼(GP)는 베이스부(810) 및 고정부(820)를 포함할 수 있다.
베이스부(810)는 베이스 기판(710) 상에 배치될 수 있다. 베이스부(810)는 일 단부는 대상 기판(SUB)의 상면 상에 배치되고, 타 단부는 대상 기판(SUB)의 하면 상에 배치될 수 있다. 베이스부(810)는 단면상 'ㄷ 자(또는 C 자)' 형상을 포함하여, 이격된 공간을 포함할 수 있다. 상기 이격된 공간에 대상 기판(SUB)의 일부가 배치될 수 있다.
베이스부(810)의 일 단부에는 고정부(820)가 배치될 수 있다. 고정부(820)는 베이스부(810)의 일 단부의 하부에서 베이스부(810)의 일 단부에 고정될 수 있다. 고정부(820)는 대상 기판(SUB)의 상부에서 대상 기판(SUB)과 베이스부(810) 사이에 배치되어 대상 기판(SUB)의 상면을 고정시키는 역할을 할 수 있다.
도 29는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 쌍극자 정렬 방법을 나타내는 순서도이다. 도 30 내지 33은 도 29의 쌍극자 정렬 방법을 도시하는 개략도들이다.
도 1 내지 도 3 및 도 29를 참조하면, 쌍극자 정렬 방법은 잉크젯 프린팅 장치의 스테이지 유닛(100) 상에 대상 기판(SUB)을 준비하는 단계(S100), 대상 기판(SUB) 상에 전계가 가해진 상태에서 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 분사하는 단계(S200) 및 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)를 랜딩하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치의 스테이지 유닛(100) 상에 대상 기판(SUB)을 준비하는 단계(도 29의 S100)는 스테이지 유닛(100)의 에어 부상 스테이지(110) 상에 대상 기판(SUB)이 안착되고, 대상 기판(SUB)의 하면 상으로 공기를 분사하여 대상 기판(SUB)을 부상시켜 그리퍼(220)에 고정시키는 단계이다.
구체적으로, 대상 기판(SUB)을 먼저 에어 부상 스테이지(110) 상에 안착시킨다. 대상 기판(SUB)은 별도의 이동 부재에 의해 에어 부상 스테이지(110)의 상면 상으로 배치될 수 있다. 이어, 대상 기판(SUB)의 하면 상으로 에어 부상 스테이지(110)의 상면에 형성된 에어홀(AH)을 통해 공기를 분사하여 대상 기판(SUB)을 에어 부상 스테이지(110)의 상면으로부터 제3 방향(D3)으로 부상시킬 수 있다. 이어, 대상 기판(SUB)의 일측 가장 자리의 하면에 그리퍼(220)가 배치되어 그리퍼(220)의 음압에 의해 대상 기판(SUB)을 그리퍼(220)에 고정시킬 수 있다. 이어, 정렬 검사 유닛(400)을 이용하여 대상 기판(SUB)의 정렬 검사는 하여 대상 기판(SUB)을 기준 위치에 정렬시킬 수 있다.
대상 기판(SUB)의 정렬이 완료되면, 도 30에 도시된 바와 같이 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 분사한다. (도 29의 S200)
대상 기판(SUB)에는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 형성되어 있고, 잉크(I)는 그 상부에 분사된다. 이때, 상술한 것처럼 전계 형성 유닛(300)을 이용하여 수직 방향의 전계를 생성하면 잉크(I)가 전계(IEL)가 생성된 영역을 통과하면서 용매(SV) 내에서 쌍극자(DP)의 배향 방향이 대체로 수직 방향으로 정렬될 수 있다. 도면에서는 한쌍의 전극 상에 잉크(I)가 분사되는 경우를 예시적으로 도시하였지만, 대상 기판(SUB) 상에는 더 많은 수의 전극쌍이 형성되어 있고, 대상 기판(SUB)이 에어 부상 스테이지(110) 상에서 부상되어 제1 방향(D1)으로 이동하면서 프린트 헤드 유닛(500)의 프린트 헤드(520)의 복수의 노즐(NZ)을 이동하면서 각 전극쌍에 동일한 방식으로 잉크(I)를 분사할 수 있을 것이다.
이어, 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)를 랜딩하는 단계가 진행된다. 쌍극자(DP)의 랜딩은 유전영동법에 의해 진행될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 도 31에 도시된 바와 같이, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 교류 전압 또는 직류 전압을 인가한다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 교류 전압을 인가하는 경우, 인가되는 교류 전압은 ±(10 ~50)V의 전압 및 10kHz 내지 1MHz의 주파수를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
교류 전압은 전계 형성 유닛(300)을 이용하여 인가될 수 있다. 전계 형성 유닛(300)의 프로브 구동 장치(330)는 적절한 교류 전압 생성을 위한 기능 생성기(function generator) 및 증폭기(amplifier)를 더 포함할 수 있다. 즉, 기능 생성기에서 목적하는 교류의 파형과 주파수 등이 반영된 신호를 생성하고, 이를 증폭기(amplifier)에서 적절한 전압으로 증폭한 후 프로브 유닛(320)의 각 프로브 지그(325)에 해당 교류 전압을 제공할 수 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 대상 기판(SUB)의 적어도 일측에 마련된 전극 패드에 연결되어 있고, 프로브 유닛(320)의 프로브 지그(325)를 통해 전극 패드에 교류 전압이 인가될 수 있다. 프로브 유닛(320)이 에어 부상 스테이지(110)의 일측에만 배치되는 경우, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 전극 패드 또한 대상 기판(SUB)의 일측에만 마련될 수 있다. 일측의 전극 패드에는 프로브 유닛(320)에 의해 교류 전압이 인가될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 프로브 유닛(320)이 에어 부상 스테이지(110)의 일측 및 타측, 측 양측에 배치되는 경우, 대상 기판(SUB)의 양측에 전극 패드가 마련될 수도 있다. 이 경우, 양측에 배치된 복수의 프로브 유닛(320)이 동시에 교류 전압을 인가할 수도 있고, 순차적으로 교류 전압을 인가할 수도 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 교류 전압이 인가되면, 그 사이에 전계(IEF)가 생성되고, 그 전계(IEF)에 의해 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)이 작용한다. 유전영동힘을 받은 쌍극자(DP)는 배향 방향 및 위치가 조금씩 바뀌면서 최종적으로 도 32에 도시된 바와 같이 양 단부가 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 접촉하도록 랜딩할 수 있다. 상술한 바와 같이, 유전영동힘이 작용할 때 쌍극자(DP)들은 이미 대체로 특정 방향으로 그 배향 방향이 정렬되어 있으므로, 유전영동힘에 의한 움직임도 대체로 유사하게 이루어질 수 있다. 그에 따라, 랜딩된 쌍극자(DP)들의 정렬 정확도가 증가할 수 있다. 상술한 바와 같이, 쌍극자(DP)가 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 상에 랜딩하는 단계 이전 단계인 잉크(I) 분사하는 단계부터 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)에 교류 전압을 인가하여 전계(IEL)를 형성함으로써, 쌍극자(DP) 정렬도가 상승할 수 있다.
이어 도 33에 도시된 바와 같이, 잉크(I)의 용매(SV)를 휘발시키거나 기화시켜 제거할 수 있다. 용매(SV)가 제거되면서 쌍극자(DP)와 각 전극간 유동이 방지되고, 상호간 결합력이 증가할 수 있다. 이상의 결과로서, 쌍극자(DP)가 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에서 정확하게 정렬될 수 있다.
상술한 바와 같은 잉크젯 프린트 장치(1000) 및 쌍극자(DP) 정렬 방법은 쌍극자(DP)의 일종인 발광 소자를 포함하는 표시 장치를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 34는 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 34를 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 34를 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.
제1 도전형 반도체(31)는 n형 반도체층일 수 있다. 제1 도전형 반도체(31)는 제1 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도전성 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다.
제2 도전형 반도체(32)는 p형 반도체층일 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.
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.
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.
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. 절연막(38)은 활성층(33)을 포함하여 발광 소자(30)의 외면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
도 35는 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 35를 참조하면, 표시 장치(1)는 화소(PX)를 포함할 수 있다. 표시 장치(1)의 일 화소(PX)는 복수의 서브 화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 포함할 수 있다. 화소(PX)는 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. 예를 들어, 제1 색은 청색, 제2 색은 녹색, 제3 색은 적색일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 각 서브 화소(SPXn)는 서로 동일한 색의 광을 발광할 수도 있다. 또한, 도 2에서는 각 화소(PX)가 3개의 서브 화소(SPXn)들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않고, 각 화소(PX)는 더 많은 수의 서브 화소(SPXn)들을 포함할 수도 있다.
표시 장치(1)의 각 서브 화소(SPXn)는 발광 영역(EMA)으로 정의되는 영역을 포함할 수 있다. 발광 영역(EMA)에는 표시 장치(10)에 포함되는 발광 소자(30)가 배치되어 특정 파장대의 광이 출사되는 영역으로 정의될 수 있다. 제1 서브 화소(SPX1)는 제1 발광 영역(EMA1)을, 제2 서브 화소(SPX2)는 제2 발광 영역(EMA2)을, 제3 서브 화소(SPX3)는 제3 발광 영역(EMA2)을 포함할 수 있다.
발광 영역(EMA)은 발광 소자(30)가 배치된 영역을 포함할 수 있다. 또한, 발광 영역(EMA)은 발광 소자(30)에서 방출된 광이 다른 부재에 의해 반사되거나 굴절되어 출사되는 영역을 포함할 수 있다. 즉, 각 서브 화소(SPXn)에는 복수의 발광 소자(30)가 배치되고, 복수의 발광 소자(30)가 배치된 영역과 이에 인접한 영역을 포함하여 발광 영역(EMA)을 형성할 수 있다.
각 서브 화소(SPXn)는 발광 영역(EMA) 이외의 영역으로 정의된 비발광 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 비발광 영역은 발광 소자(30)가 배치되지 않고, 발광 소자(30)에서 방출된 광들이 도달하지 않아 광이 출사되지 않는 영역일 수 있다.
표시 장치(10)의 각 서브 화소(SPXn)는 복수의 발광 소자(30), 복수의 전극(21, 22), 접촉 전극(26), 내부 뱅크(41, 40) 및 외부 뱅크(45)를 포함할 수 있다.
외부 뱅크(45)는 이웃하는 서브 화소(SPXn)들을 구분하는 역할을 할 수 있다. 외부 뱅크(45)는 각 서브 화소(SPXn)들 간의 경계에 배치될 수 있다. 외부 뱅크(45)는 표시 영역 전면에 있어서 격자형 패턴을 형성할 수 있다.
내부 뱅크(41, 42)는 각 화소(PX) 또는 서브 화소(SPXn)의 중심부에 인접하여 배치된 제1 내부 뱅크(41) 및 제2 내부 뱅크(42)를 포함할 수 있다.
제1 내부 뱅크(41)와 제2 내부 뱅크(42)는 제5 방향(DR5)으로 연장되되, 제5 방향(DR5)으로 이웃하는 다른 서브 화소(SPXn)로 연장되지 않도록 서브 화소(SPXn)들 간의 경계에서 이격되어 종지할 수 있다. 이에 따라 제1 내부 뱅크(41)와 제2 내부 뱅크(42)는 각 서브 화소(SPXn) 마다 배치되어 표시 장치(1)의 전면에 있어 패턴을 이룰 수 있다.
제1 내부 뱅크(41)와 제2 내부 뱅크(42)는 제1 방향(DR1)으로 서로 이격하여 배치될 수 있다. 제1 내부 뱅크(41)와 제2 내부 뱅크(42)의 제1 방향(DR1) 사이의 이격 공간에는 복수의 발광 소자(30)가 배치될 수 있다.
표시 장치(1)는 복수의 전극(21, 22)을 포함한다. 각 전극(21, 22)들의 적어도 일부는 각 서브 화소(SPXn) 내에 배치되어, 발광 소자(30)와 전기적으로 연결되고, 발광 소자(30)가 특정 색을 발광하도록 전기신호를 인가할 수 있다.
또한, 각 전극(21, 22)들의 적어도 일부는 발광 소자(30)를 정렬하기 위해 서브 화소(SPXn) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다. 상술한 바와 같이 쌍극자의 일종인 발광 소자(30)를 정렬시킬 때 유전영동법이 사용될 수 있는데, 이때 각 전극(21, 22)에 교류 전원을 인가될 수 있다.
복수의 전극(21, 22)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함할 수 있다.
제1 전극(21)은 제5 방향(DR5)으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 전극(21)은 제5 방향(DR5)으로 연장되되, 제5 방향(DR5)으로 이웃하는 다른 서브 화소(SPXn)로 연장되지 않도록 서브 화소(SPXn) 간의 경계에서 이격되어 종지할 수 있다.
제1 전극(21)은 각 서브 화소(SPXn) 내에서 제1 내부 뱅크(41) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(21)은 제1 내부 뱅크(41)와 중첩하도록 배치될 수 있다.
제2 전극(22)은 제5 방향(DR5)으로 연장된 형상일 수 있다. 제2 전극(22)은 제1 전극(21)과 상이하게 제5 방향(DR5)으로 이웃하는 다른 서브 화소(SPXn)로 연장되어 배치될 수 있다. 즉, 제5 방향(DR5)으로 이웃하는 복수의 서브 화소(SPXn)들에는 하나의 연결된 제2 전극(22)이 배치될 수 있다.
제2 전극(22)은 각 서브 화소(SPXn) 내에서 제2 내부 뱅크(42) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(22)은 제2 내부 뱅크(42)와 중첩하도록 배치될 수 있다.
복수의 전극(21, 22)들은 발광 소자(30)들과 전기적으로 연결되어, 발광 소자(30)가 광을 방출하도록 소정의 전압을 인가받을 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(21, 22)들은 후술하는 접촉 전극(26)을 통해 발광 소자(30)와 전기적으로 연결되고, 각 전극(21, 22)에 인가된 전기 신호를 접촉 전극(26)을 통해 발광 소자(30)에 전달할 수 있다.
발광 소자(30)는 잉크젯 프린팅 공정을 통해 잉크에 분산된 상태로 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 분사될 수 있다. 상기 잉크에 분산된 상태로 분사된 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 정렬 신호를 인가하여 형성된 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)에 의해 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 정렬될 수 있다.
복수의 접촉 전극(26)은 복수의 전극(21, 22) 상에 배치될 수 있다. 복수의 접촉 전극(26)들은 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 복수의 접촉 전극(26)들은 각각 발광 소자(30) 및 복수의 전극(21, 22)들과 접촉할 수 있고, 발광 소자(30)들은 접촉 전극(26)을 통해 제1 전극(21)과 제2 전극(22)으로부터 전기 신호를 전달받을 수 있다.
접촉 전극(26)은 제1 접촉 전극(26_1) 및 제2 접촉 전극(26_2)을 포함할 수 있다. 제1 접촉 전극(26_1)과 제2 접촉 전극(26_2)은 각각 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 배치될 수 있다. 제1 접촉 전극(26_1)과 제2 접촉 전극(26_2)은 각각 제5 방향(DR5)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 접촉 전극(26_1)과 제2 접촉 전극(26_2)은 서로 제4 방향(DR4)으로 이격 대향할 수 있으며, 이들은 각 서브 화소(SPXn)의 발광 영역(EMA) 내에서 스트라이프형 패턴을 형성할 수 있다.
도 36은 도 35의 I-I' 선을 따라 자른 표시 장치의 부분 단면도이다.
도 35 및 도 36을 참조하면, 표시 장치(1)는 기판(11) 및 기판(11) 상에 배치된 표시 소자층을 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 표시 장치(1)는 기판(11)과 표시 소자층 사이에 표시 소자층을 구동하는 회로 소자층을 더 포함할 수 있다.
기판(11)은 절연 기판일 수 있다. 기판(11)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(11)은 리지드 기판일 수 있지만, 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수도 있다.
기판(11) 상에는 표시 소자층이 배치될 수 있다. 표시 소자층은 발광 소자(30)를 포함하여 제1 전극(21), 제2 전극(22), 제1 접촉 전극(26_1) 및 제2 접촉 전극(26_2)등을 포함할 수 있다.
내부 뱅크(41, 42)는 기판(11) 상에 배치된다. 제1 내부 뱅크(41)와 제2 내부 뱅크(42)는 기판(11)의 상면을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다. 제1 내부 뱅크(41)와 제2 내부 뱅크(42)의 돌출된 부분은 경사진 측면을 가질 수 있고, 발광 소자(30)에서 방출된 광은 내부 뱅크(41, 42)의 경사진 측면을 향해 진행될 수 있다.
내부 뱅크(41, 42)는 상술한 바와 같이 발광 소자(30)가 배치되는 영역을 제공함과 동시에 발광 소자(30)에서 방출된 광을 상부 방향으로 반사시키는 반사 격벽의 기능을 수행할 수도 있다. 예시적인 실시예에서 내부 뱅크(41, 42)들은 폴리이미드(Polyimide, PI)와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 전극(21, 22)은 내부 뱅크(41, 42)와 기판(11) 상에 배치된다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 제1 내부 뱅크(41)와 제2 내부 뱅크(42)의 외면을 완전히 덮도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 적어도 일부 영역이 기판(11) 상에 직접 배치될 수 있다
각 전극(21, 22)은 투명성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 각 전극(21, 22)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 절연층(51)은 기판(11), 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 상에 배치된다. 제1 절연층(510은 각 전극(21, 22)들, 또는 내부 뱅크(41, 42)들의 사이의 이격 공간에 배치될 수 있다. 또한, 제1 절연층(51)은 내부 뱅크(41, 420를 중심으로 이들 사이 영역의 반대편에도 배치될 수 있다.
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)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. 다만, 제1 절연층(51)의 형상 및 구조는 이에 제한되지 않는다.
외부 뱅크(45)는 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 뱅크(45)의 높이는 내부 뱅크(41, 42)의 높이보다 클 수 있다. 상술한 바와 같이, 외부 뱅크(45)는 이웃하는 서브 화소(SPXn)들을 구분함과 동시에 표시 장치(1)의 제조 공정 중 발광 소자(30)를 배치하기 위한 잉크젯 프린팅 공정에서 잉크가 인접한 서브 화소(SPXn)로 넘치는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 외부 뱅크(45)는 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
발광 소자(30)는 내부 뱅크(41, 42)들 사이 또는 각 전극(21, 22) 사이에서 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(30)는 내부 뱅크(41, 42) 사이에 배치된 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다.
발광 소자(30)는 기판(11)의 상면에 수직한 방향으로 복수의 층들이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 발광 소자(30)는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 복수의 반도체층들이 일 방향으로 순차적으로 배치된 구조를 가질 수 있다
제2 절연층(52)은 발광 소자(30)의 상부에 배치되되, 발광 소자(30)의 일 단부 및 타 단부를 노출할 수 있다. 발광 소자(30)의 노출된 단부는 접촉 전극(26)과 접촉할 수 있다. 제2 절연층(52)의 형상은 통상적인 마스크 공정을 이용하여 제2 절연층(52)을 이루는 재료를 이용한 패터닝 공정으로 형성된 것일 수 있다.
제2 절연층(52) 상에는 복수의 접촉 전극(26)들과 제3 절연층(53)이 배치될 수 있다.
제1 접촉 전극(26_1)과 제2 접촉 전극(26_2)은 각각 발광 소자(30)의 일 단부 및 타 단부와 접촉함과 동시에, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 양 측면을 덮도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 상면 일부가 노출되고, 제1 접촉 전극(26_1)과 제2 접촉 전극(26_2)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 노출된 상면과 접촉할 수 있다.
제3 절연층(53)은 제1 접촉 전극(26_1) 상에 배치될 수 있다. 제3 절연층(53)은 제1 접촉 전극(26_1)을 덮도록 배치되되, 발광 소자(30)가 제2 접촉 전극(26_2)과 연결될 수 있도록 발광 소자(30)의 일부 영역에는 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 제3 절연층(53)은 제2 절연층(52)의 상면에서 제1 접촉 전극(26_1) 및 제2 절연층(52)과 부분적으로 접촉할 수 있다. 제3 절연층(53)은 제1 접촉 전극(26_1)을 보호함과 동시에, 이를 제2 접촉 전극(26_2)과 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제2 접촉 전극(26_2)은 제2 전극(22), 제2 절연층(52) 및 제3 절연층(53) 상에 배치된다. 제2 접촉 전극(26_2)은 발광 소자(30)의 타 단부 및 제2 전극(22)의 노출된 상면과 접촉할 수 있다. 발광 소자(30)의 타 단부는 제2 접촉 전극(26_2)을 통해 제2 전극(22)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제4 절연층(55)은 기판(11) 상에 전면적으로 배치될 수 있다. 제4 절연층(55)은 기판(11) 상에 배치된 부재들 외부 환경에 대하여 보호하는 기능을 할 수 있다.
상술한 제1 절연층(51), 제2 절연층(52), 제3 절연층(53) 및 제4 절연층(55) 각각은 무기물 절연성 물질 또는 유기물 절연성 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: 스테이지 유닛 110: 에어 부상 스테이지
200: 기판 이송 유닛 210: 제1 베이스 기판
220: 그리퍼 300: 전계 형성 유닛
310: 제2 베이스 기판 320: 프로브 유닛
323: 프로브 구동부 325: 프로브 지그
330: 프로브 구동 장치 1000: 잉크젯 프린팅 장치
I: 잉크 SV: 용매
DP: 쌍극자

Claims (21)

  1. 제1 방향으로 연장된 에어 부상 스테이지;
    상기 에어 부상 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛; 및
    상기 제1 방향으로 이동하며, 상기 에어 부상 스테이지 상에 전계를 제공하는 전계 형성 유닛을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프린트 헤드 유닛은 프린트 헤드를 포함하되,
    상기 프린트 헤드는 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 노즐을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 프린트 헤드는 상기 전계가 형성된 에어 부상 스테이지 상에 상기 잉크를 분사하는 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 에어 부상 스테이지는 상기 에어 부상 스테이지의 상면에 형성된 복수의 에어홀을 포함하고,
    상기 복수의 에어홀 중 적어도 일부는 상기 에어 부상 스테이지 상으로 공기를 분사하는 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 에어 부상 스테이지 상에서 대상 기판을 상기 제1 방향으로 이송하는 기판 이송 유닛을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 에어 부상 스테이지의 제1 측에 인접하여 배치되는 제1 기판 이송부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 기판 이송부는 그리퍼를 더 포함하고,
    상기 그리퍼는 상기 그리퍼와 상기 대상 기판 사이에 음압을 발생시켜 상기 대상 기판을 상기 그리퍼의 일면에 흡착시키는 잉크젯 프린팅 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛은 상기 에어 부상 스테이지의 상기 제1 측의 반대측인 제2 측에 인접하여 배치되는 제2 기판 이송부를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 전계 형성 유닛은 상기 기판 이송 유닛을 따라 이동하면서 상기 대상 기판 상에 전계를 형성하는 잉크젯 프린팅 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 전계 형성 유닛은 프로브 유닛 및 상기 프로브 유닛을 구동하는 프로브 구동 장치를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  11. 제1 방향을 따라 순차 배열되며 대상 기판이 정렬되는 로딩부 및 상기 대상 기판 상에 잉크를 분사하는 프린팅부를 포함하며, 상기 제1 방향으로 연장된 에어 부상 스테이지;
    상기 프린팅부 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛;
    상기 에어 부상 스테이지의 측부에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 이동하며 상기 대상 기판 상에 전계를 형성하는 전계 형성 유닛을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 대상 기판을 상기 에어 부상 스테이지 상에서 상기 제1 방향으로 이송하는 기판 이송 유닛을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 에어 부상 스테이지의 제1 측에 인접하여 배치되는 잉크젯 프린팅 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛은 그리퍼를 더 포함하고,
    상기 그리퍼는 상기 그리퍼와 상기 대상 기판 사이에 음압을 발생시켜 상기 대상 기판의 일면을 상기 대상 기판의 일면과 대향하는 상기 그리퍼의 일면에 흡착시키는 잉크젯 프린팅 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 전계 형성 유닛은 상기 기판 이송 유닛을 따라 이동하면서 상기 대상 기판 상에 전계를 형성하는 잉크젯 프린팅 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 전계 형성 유닛은 프로브 유닛 및 상기 프로브 유닛을 구동하는 프로브 구동 장치를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 에어 부상 스테이지는 상기 에어 부상 스테이지 상에 공기를 분사하여 상기 대상 기판을 부상시키는 복수의 에어홀을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 로딩부 상부에 배치되는 정렬 검사 유닛을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 에어 부상 스테이지의 제1 측에 이격 배치된 제1 가이드부를 더 포함하고,
    상기 전계 형성 유닛은,
    상기 제1 가이드부 상에 배치되는 제1 베이스 기판,
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 프로브 유닛, 및
    상기 제1 베이스 기판 상에서 상기 프로브 유닛과 이격되어 배치되는 프로브 구동 장치를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제1 가이드부와 상기 에어 부상 스테이지 사이에 배치된 제2 가이드부; 및
    상기 제2 가이드부 상에 배치되고 상기 대상 기판을 상기 에어 부상 스테이지 상에서 상기 제2 가이드부를 따라 이송하는 기판 이송 유닛을 더 포함하되,
    상기 기판 이송 유닛은,
    상기 제2 가이드부 상에 배치된 제2 베이스 기판, 및
    상기 제2 베이스 기판 상에 배치되고 상기 대상 기판을 고정하는 그리퍼를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치되며 상기 대상 기판을 상기 제1 방향으로 이송하는 그리퍼를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.


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