KR20230010892A - 표시 장치의 제조장치, 액적 측정 방법, 및 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

표시 장치의 제조장치, 액적 측정 방법, 및 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치의 제조장치, 액적 측정 방법, 및 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 본 발명은 토출부에서 액적을 일 평면으로 공급하는 단계와, 상기 액적의 이미지를 촬영하는 단계와, 상기 액적의 평면 형상을 포함하는 상기 일 평면의 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계와, 상기 제1휘도를 근거로 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 단계를 포함한다.

Description

표시 장치의 제조장치, 액적 측정 방법, 및 표시 장치의 제조방법{Apparatus for manufacturing a display apparatus, Method for measuring liquid droplet, and Method for manufacturing a display apparatus}
본 발명은 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 표시 장치의 제조장치, 액적 측정 방법, 및 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로 하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 최근 들어 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이동형 전자 기기는 다양한 기능, 즉 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 표시 장치를 포함한다. 최근, 표시 장치가 전자 기기에서 차지하는 비중이 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 개발되고 있다.
한편, 표시 장치는 다양한 층을 포함할 수 있는데, 상기 다양한 층이 형성될 때 다양한 공정이 사용될 수 있다. 특히, 표시 장치의 다양한 층 중 프린팅 공정을 통하여 적어도 하나의 층을 적층하거나 구조물을 형성할 수 있다. 상기와 같은 프린팅 공정에서는 액적의 패턴을 어떻게 형성하느냐에 따라 표시 장치의 해상도 등과 같은 인자를 결정되므로, 미리 검사대에 액적을 토출한 후, 기판에 토출하는 것이 일반적이다.
본 발명의 실시예들은, 적어도 하나의 검사대의 이미지를 통하여 액적의 휘도를 측정함으로써 액적 내부에 포함된 입자의 농도를 정확하게 측정하는 액적 측정 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 상기와 같이 정확하게 측정된 입자의 농도를 반영하여 기판에 입자의 농도가 정확한 액적을 토출하는 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 토출부에서 액적을 일 평면으로 공급하는 단계와, 상기 일 평면 상의 상기 액적의 이미지를 촬영하는 단계와, 상기 액적의 평면 형상을 포함하는 상기 일 평면의 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계와, 상기 제1휘도를 근거로 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 일 평면에 배치된 제2영역의 제2휘도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 산출된 상기 입자의 농도는 상기 제1휘도를 상기 제2휘도로 나눈 보정휘도를 근거로 산출될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2영역은 상기 액적이 배치되지 않은 영역일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2영역의 평면 형상은 상기 제1영역의 평면 형상과 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2영역은 상기 제1영역을 포함한 상기 일 평면 전체 영역일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1영역은 상기 일 평면에 배치된 상기 액적의 평면 형상의 테두리를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1영역은 상기 일 평면에 배치된 상기 액적의 평면 형상의 테두리가 내부에 배치되며 상기 액적의 평면 형상보다 큰 영역일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1영역 내부에 배치된 제3영역을 정의하고, 상기 제3영역을 제외한 상기 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3영역은 반사가 일어나는 영역일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1휘도는 상기 제1영역의 평균 휘도일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 입자의 농도에 따라 상기 토출부의 작동을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 일 평면은 테스트부재의 일 평면 또는 디스플레이 기판의 일 평면일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 산출된 입자의 농도를 근거로 상기 디스플레이 기판 상에 상기 액적을 토출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적은 양자점을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 칼라필터를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디스플레이 기판의 동일한 부분에 서로 농도가 상이한 상기 액적을 토출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 토출부는 복수개 노즐을 구비하며, 상기 액적의 농도는 상기 각 노즐별로 산출할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수개의 노즐 중 토출하는 액적에 포함된 입자의 농도가 서로 상이한 서로 다른 적어도 2개의 노즐로 상기 디스플레이 기판의 동일한 부분에 액적을 공급할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 토출부는 복수개 구비되며, 상기 액적의 농도는 상기 각 토출부별로 산출할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수개의 토출부 중 토출하는 액적에 포함된 입자의 농도가 서로 상이한 서로 다른 적어도 2개의 토출부로 상기 디스플레이 기판의 동일한 부분에 액적을 공급할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 복수개의 노즐에서 일 평면에 액적을 토출하고 액적의 이미지를 촬영하는 단계와, 촬영된 상기 이미지에서 액적을 포함하는 임의의 제1영역을 설정하는 단계와, 상기 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계와, 상기 일 평면 또는 상기 제1영역과 상이한 일 평면의 임의의 제2영역을 설정하고 상기 제2영역의 제2휘도를 산출하는 단계와, 상기 제1휘도 및 상기 제2휘도로 보정휘도를 산출하고, 상기 보정휘도를 근거로 상기 각 노즐에서 토출되는 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 단계와, 서로 다른 곳에 배치되며 동일한 색을 발광하는 제1발광영역과 제2발광영역에 대응되는 디스플레이 기판의 제1부분과 제2부분에 각각 상기 액적을 복수번 공급하여 상기 제1부분에 제1층을 형성하고, 상기 제2부분에 제2층을 형성하는 단계와. 상기 제1층과 상기 제2층의 형성 시 상기 제1층에 포함된 입자의 농도와 상기 제2층에 포함된 입자의 농도가 균일하도록 상기 각 노즐에서 투출되는 액적의 상기 보정휘도를 근거로 상기 복수개의 노즐 중 상기 제1발광영역 또는 상기 제2발광영역에 상기 액적을 공급하는 노즐을 선택하는 표시 장치의 제조방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1영역의 내부에 배치되며 반사가 일어나는 제3영역을 제외하고 상기 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적은 양자점을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 입자는 산란체를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1영역은 상기 액적의 평면 형상이 내부에 배치되며, 상기 액적의 평면 형상과 동일하거나 상기 액적의 평면 형상보다 큰 영역일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보정휘도는 상기 제1휘도를 상기 제2휘도로 나누어 산출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 토출된 액적이 안착하는 테스트부재 또는 기판이 배치된 검사대와, 상기 검사대로부터 이격되도록 배치되어 상기 기판 또는 상기 테스트부재에 배치된 상기 액적의 이미지를 촬영하는 측정부와, 상기 측정부에서 촬영된 상기 액적의 이미지를 근거로 상기 액적을 포함하는 제1영역의 제1휘도를 산출하고, 산출된 상기 제1영역의 제1휘도를 근거로 상기 액적 내의 입자의 농도를 산출하는 제어부를 포함하는 표시 장치의 제조장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1휘도를 상기 테스트부재의 제2영역의 제2휘도 또는 상기 기판의 제2영역의 제2휘도로 나눈 보정휘도룰 산출하고, 상기 보정휘도를 근거로 산출된 상기 입자의 농도를 산출할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적을 토출하는 토출부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제어부는 산출된 상기 입자의 농도에 따라 상기 토출부의 작동을 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 이미지 상 상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역 내부에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 이미지 상 상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역의 평면 형상과 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1영역 내부에 배치된 제3영역을 제외하고 상기 제1영역의 휘도를 산출할 수 있다.
본 실시에에 있어서, 상기 제3영역은 상기 측정부에서 방출한 빛이 상기 액적에 반사하여 빛의 반사가 발생하는 영역일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 일 평면에 배치된 액적의 평면 형상을 포함하는 제1영역의 제1휘도를 측정하는 단계와, 상기 제1휘도를 근거로 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 단계를 포함하는 액적 측정 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 일 평면에 배치된 제2영역의 제2휘도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1휘도를 상기 제2휘도로 나눈 보정휘도룰 산출하고, 상기 보정휘도를 근거로 산출된 상기 입자의 농도를 산출할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 이미지 상 상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역 내부에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 이미지 상 상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역의 평면 형상과 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1영역 내부에 배치된 제3영역을 제외하고 상기 제1영역의 휘도를 산출할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액적의 휘도를 근거로 정밀하게 액적 내부의 입자의 농도를 측정하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 실시간으로 토출부에서 토출되는 액적에 포함된 입자의 농도를 측정하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치의 제조장치의 정밀도가 향상될 수 있다. 그리고, 표시 장치의 제조장치의 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 검사대를 보여주는 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 테스트부재의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 8은 입자 농도와 보정휘도 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 1에 도시된 제1토출부를 보여주는 배면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 1을 참고하면, 표시 장치(1)는 이미지를 구현하는 표시 영역(DA)과 이미지를 구현하지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 장치(1)는 표시 영역(DA)에 배치된 복수의 화소(PX)들에서 방출되는 빛을 이용하여 이미지를 제공할 수 있다. 각 화소(PX)는 각각 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 이때, 도 1에서는 화소(Px)가 한 개인 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 화소(Px)들이 표시 영역(DA)에 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
표시 장치(1)는 화상을 표시하는 장치로서, 게임기, 멀티미디어기기, 초소형 PC와 같이 휴대가 가능한 모바일 기기일 수 있다. 후술할 표시 장치(1)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전기영동 표시 장치(Electrophoretic Display), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display), 무기 EL 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 표면 전도 전자 방출 표시 장치(Surface-conduction Electron-emitter Display), 양자점 표시 장치(Quantum dot display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display), 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Display) 등을 포함할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치(1)로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 실시예들은 전술한 바와 같은 다양한 방식의 표시 장치의 제조에 사용될 수 있다.
화소(PX)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DLn)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 스캔선(SL)은 x 방향으로 연장되고, 데이터선(DLn)은 y 방향으로 연장될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 기판(100) 상에 표시층(DL), 박막 봉지층(500)이 배치될 수 있다. 표시층(DL)은 화소회로층(PCL) 및 표시요소층(DEL)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 글라스이거나 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
표시층(DL) 및 기판(100) 사이에는 배리어층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 배리어층은 외부 이물질의 침투를 방지하는 배리어층으로, 실리콘질화물(SiNx, x>0), 실리콘산화물(SiOx, x>0)와 같은 무기물을 포함하는 단일 층 또는 다층일 수 있다.
기판(100) 상에는 화소회로층(PCL)이 배치된다. 도 2는 화소회로층(PCL)이 박막트랜지스터(TFT) 및 박막트랜지스터(TFT)의 구성요소들 아래 또는/및 위에 배치되는 버퍼층(101), 제1게이트절연층(102), 제2게이트절연층(103), 층간절연층(105) 및 평탄화층(107)을 포함하는 것을 도시한다.
버퍼층(101)은 실리콘질화물, 실리콘산질화물 및 실리콘산화물과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 무기 절연물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(A1)을 포함하며, 반도체층(A1)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 반도체층(A1)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 반도체층(A1)은 채널영역 및 채널영역의 양측에 각각 배치된 드레인영역 및 소스영역을 포함할 수 있다.
게이트전극(G1)은 채널영역과 중첩할 수 있다. 게이트전극(G1)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 게이트전극(G1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
반도체층(A1)과 게이트전극(G1) 사이의 제1게이트절연층(102)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈럼산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2게이트절연층(103)은 상기 게이트전극(G1)을 덮도록 구비될 수 있다. 제2게이트절연층(103)은 상기 제1게이트절연층(102)과 유사하게 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈럼산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2게이트절연층(103) 상부에는 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(Cst2)이 배치될 수 있다. 상부 전극(Cst2)은 그 아래의 게이트전극(G1)과 중첩할 수 있다. 이 때, 제2게이트절연층(103)을 사이에 두고 중첩하는 게이트전극(G1) 및 상부 전극(Cst2)은 스토리지 커패시터(Cst)를 형성할 수 있다. 즉, 게이트전극(G1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(Cst1)으로 기능할 수 있다.
이와 같이, 스토리지 커패시터(Cst)와 박막트랜지스터(TFT)가 중첩되어 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스토리지 커패시터(Cst)는 박막트랜지스터(TFT)와 중첩되지 않도록 형성될 수도 있다.
상부 전극(Cst2)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
층간절연층(105)은 상기 상부 전극(Cst2)을 덮을 수 있다. 층간절연층(105)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈럼산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등을 포함할 수 있다. 층간절연층(105)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
드레인전극(D1) 및 소스전극(D2)은 각각 층간절연층(105) 상에 위치할 수 있다. 드레인전극(D1) 및 소스전극(D2)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 드레인전극(D1) 및 소스전극(D2)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 드레인전극(D1) 및 소스전극(D2)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
평탄화층(107)은 유기절연층을 포함할 수 있다. 평탄화층(107)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다.
전술한 구조의 화소회로층(PCL) 상에는 표시요소층(DEL)이 배치된다. 표시요소층(DEL)은 유기발광소자(300)를 포함하되, 유기발광소자(300)의 화소전극(310)은 평탄화층(107)의 콘택홀을 통해 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다.
화소(PX)는 유기발광소자(300) 및 박막트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다. 각 화소(PX)는 유기발광소자(300)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 또는 청색 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다.
화소전극(310)은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐징크산화물(IZO; indium zinc oxide), 징크산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크산화물(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(310)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(310)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다.
화소전극(310) 상에는 화소전극(310)의 중앙부를 노출하는 개구부(112OP)를 갖는 화소정의막(112)이 배치된다. 화소정의막(112)은 유기절연물 및/또는 무기절연물을 포함할 수 있다. 개구부(112OP)는 유기발광소자(300)에서 방출되는 빛의 발광영역(이하, 발광영역이라 함, EA)을 정의할 수 있다. 예컨대, 개구부(112OP)의 폭이 발광영역(EA)의 폭에 해당할 수 있다.
화소정의막(112)의 개구부(112OP)에는 유기 발광층 또는 양자점 발광층을 포함하는 중간층(320)이 배치될 수 있다. 중간층(320)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다. 이러한 중간층(320)은 본 발명의 실시예인 표시 장치의 제조장치로 액적을 토출하여 형성될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 중간층(320)의 유기 발광층 아래와 위에는 각각 제1 기능층 및 제2 기능층이 배치될 수 있다. 제1 기능층은 예컨대, 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)을 포함하거나, 홀 수송층 및 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2 기능층은 중간층(320) 위에 배치되는 구성요소로서, 선택적(optional)이다. 제2 기능층은 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제1 기능층 및/또는 제2 기능층은 후술할 공통전극(330)과 마찬가지로 기판(100)을 전체적으로 커버하도록 형성되는 공통층일 수 있다.
중간층(320)이 양자점 발광층을 포함하는 경우 양자점 발광층은 코어와 쉘 구조를 갖는 양자점을 포함할 수 있다. 양자점의 코어는 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; AgInS, CuInS, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 양자점은 전술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘은 상기 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상을 조절할 수 있으며, 이에 따라 양자점은 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다.
상기와 같은 양자점 발광층의 상면에는 도면에 도시되어 있지는 않지만 정공층이 배치될 수 있다. 이러한 정공층은 정공수송층 및/또는 정공주입층을 포함할 수 있다. 이러한 경우 정공층은 유기물 또는 무기물을 포함할 수 있다. 일부 실시에로서 정공층은 CBP, α-NPD, TCTA 중 DNTPD 어느 하나일 수 있다. 다른 실시예로서, 정공층은 NiO 또는 MoO3일 수 있다.
또한, 상기와 같은 양자점 발광층의 상면과 화소전극(310) 사이에는 무기전자층이 배치되는 것도 가능하다. 이러한 무기전자층은 금속 산화물을 포함할 수 있는데, 여기서 금속은 알칼리 토금속, 전이 금속, 13족 금속, 및/또는 14족 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 전술한 금속 산화물에서의 금속은 Zn, Ti, Zr, Sn, W, Ta, Ni, Mo, Cu, Mg, Co, Mn, Y, Al 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기와 같은 양자점 발광층은 입자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 입자는 산란체를 포함할 수 있다. 이때, 산란체는 TiO2를 포함할 수 있다.
공통전극(330)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 공통전극(330)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 공통전극(330)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 박막 봉지층(500)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함하며, 일 실시예로서 도 15은 박막 봉지층(500)이 순차적으로 적층된 제1 무기봉지층(510), 유기봉지층(520) 및 제2 무기봉지층(530)을 포함하는 것을 도시한다.
제1 무기봉지층(510) 및 제2 무기봉지층(530)은 알루미늄산화물, 티타늄산화물, 탄탈륨산화물, 하프늄산화물, 징크산화물, 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 유기봉지층(520)은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기봉지층(520)은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 박막 봉지층(500)은 기판(100) 및 투명한 부재인 상부기판이 밀봉부재로 결합되어 기판(100)과 상부기판 사이의 내부공간이 밀봉되는 구조일 수 있다. 이 때 내부공간에는 흡습제나 충진재 등이 위치할 수 있다. 밀봉부재는 실런트 일 수 있으며, 다른 실시예에서, 밀봉부재는 레이저에 의해서 경화되는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 밀봉부재는 프릿(frit)일 수 있다. 구체적으로 밀봉부재는 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 등으로 이루어질 수 있다. 우레탄계 수지로서는, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 아크릴계 수지로는, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헬실아크레이트 등을 사용할 수 있다. 한편, 밀봉부재는 열에 의해서 경화되는 물질로 구성될 수 있다.
박막 봉지층(500) 상에는 터치전극들을 포함하는 터치전극층(미도시)이 배치되고, 터치전극층 상에는 광학적 기능층(미도시)이 배치될 수 있다. 터치전극층은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표정보를 획득할 수 있다. 광학적 기능층은 외부로부터 표시 장치(1)를 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있고, 및/또는 표시 장치(1)에서 방출되는 빛의 색 순도를 향상시킬 수 있다. 일 실시예로, 광학적 기능층은 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입은 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 보호필름을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 광학적 기능층은 블랙매트릭스와 컬러필터들을 포함할 수 있다. 컬러필터들은 표시 장치(1)의 화소들 각각에서 방출되는 빛의 색상을 고려하여 배열될 수 있다. 컬러필터들 각각은 적색, 녹색, 또는 청색의 안료나 염료를 포함할 수 있다. 또는, 컬러필터들 각각은 전술한 안료나 염료 외에 양자점을 더 포함할 수 있다. 또는, 컬러필터들 중 일부는 전술한 안료나 염료를 포함하지 않을 수 있으며, 산화티타늄과 같은 입자들(예를 들면, 산란체)을 포함할 수 있다. 상기와 같은 컬러필터들은 본 발명의 실시예인 표시장치의 제조장치로 액적을 토출하여 형성될 수 있다.
다른 실시예로, 광학적 기능층은 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함할 있다. 제1 반사층 및 제2 반사층에서 각각 반사된 제1 반사광과 제2 반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소될 수 있다.
상기 터치전극층 및 광학적 기능층 사이에는 접착 부재가 배치될 수 있다. 상기 접착 부재는 당 기술분야에 알려진 일반적인 것을 제한 없이 채용할 수 있다. 상기 접착 부재는 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참고하면, 표시 장치(미표기)는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 비표시 영역은 상기 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 동일 또는 유사하므로 표시 영역(DA) 중 상이한 부분에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
상기 표시 장치는 버퍼층(101)과 추가 버퍼층(102)을 포함할 수 있다. 이때, 버퍼층(101)과 추가 버퍼층(102)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈럼산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등을 포함할 수 있다.
버퍼층(101)와 추가 버퍼층(102) 사이에는 박막트랜지스터(T1)에 대응되도록 바이어스 전극(BSM)이 배치될 수 있다. 즉, 바이어스 전극(BSM)은 박막트랜지스터(T1)의 반도체층(A1)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 바이어스 전극(BSM)에는 전압이 인가될 수 있다. 바이어스 전극(BSM)은 외부 광이 반도체층(A1)에 도달하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 박막트랜지스터(T1)의 특성이 안정화 될 수 있다. 한편, 바이어스 전극(BSM)은 경우에 따라서는 생략될 수 있다.
박막트랜지스터(T1)는 반도체층(A1), 게이트전극(G1), 소스전극(S1), 드레인전극(D1)을 포함한다. 이때, 반도체층(A1)은 비정질 실리콘을 포함하거나, 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 반도체층(A1)은 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 세슘(Cs), 세륨(Ce) 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 반도체층(A1)은 Zn 산화물계 물질로, Zn 산화물, In-Zn 산화물, Ga-In-Zn 산화물 등으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 반도체층(A1)은 ZnO에 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn)과 같은 금속이 함유된 IGZO(In-Ga-Zn-O), ITZO(In-Sn-Zn-O), 또는 IGTZO(In-Ga-Sn-Zn-O) 반도체일 수 있다. 반도체층(A1)은 제1채널영역과 상기 채널영역의 양 옆에 배치된 소스영역 및 드레인영역을 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(A1)은 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
상기와 같은 반도체층(A1) 상에는 제1게이트절연층(103), 게이트전극(G1), 제2게이트절연층(105), 층간절연층(107), 평탄화층(107), 제1평탄화층(109), 제2평탄화층(111)이 순차적으로 적층될 수 있다. 이때, 제1게이트절연층(103), 제2게이트절연층(105) 및 층간절연층(107)은 도 2에서 설명한 제1게이트절연층(102), 제2게이트절연층(103) 및 층간절연층(105)과 동일하며, 제1평탄화층(109)과 제2평탄화층(111)은 도 2에서 설명한 평탄화층(107)과 동일할 수 있다.
반도체층(A1) 상에는 반도체층(A1)과 적어도 일부 중첩되도록 제1게이트절연층(103) 상에 게이트전극(G1)이 배치된다. 게이트전극(G1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하며 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다. 게이트전극(G1)과 동일한 층에 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 하부 전극은 게이트전극(G1)과 동일 물질로 형성될 수 있다.
또한, 제2평탄화층(111) 상에는 유기발광소자(300)가 배치될 수 있다. 이러한 유기발광소자(300)는 복수의 화소(P1, P2, P3)를 형성할 수 있다. 이때, 각 화소(P1, P2, P3)에 배치된 유기발광소자(300)의 중간층(320)은 공통으로 구비될 수 있다. 따라서, 각 화소(P1, P2, P3)에 포함된 유기발광소자(300)는 동일한 색상의 빛을 방출할 수 있다. 예컨대, 중간층(320)은 청색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기발광층을 포함할 수 있다. 상기 유기발광층의 아래 및 위에는 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층이 선택적으로 더 배치될 수 있다.
상기와 같은 유기발광소자(300)의 화소전극(310) 상에는 화소정의막(112)이 배치될 수 있다. 또한, 각 화소(P1, P2, P3) 및 화소정의막(112) 상에는 중간층(320)과 공통전극(330)이 표시 영역(DA) 전면에 배치될 수 있다.
상기와 같은 유기발광소자(300) 상에는 박막 봉지층(500)이 배치될 수 있다. 이대, 박막 봉지층(500)은 제1 무기봉지층(510), 유기봉지층(520) 및 제2 무기봉지층(530)을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(500)의 상부에는 기판(100)과 마주보도록 배치되는 광학적기능부재(미표기)가 배치될 수 있다. 이때, 상기 광학적기능부재는 기판(100)과 마주보도록 배치된 상부기판(800), 상부기판(800) 상에 배치된 색변환층(QD1, QD2), 투과층(TW) 및 광차단 패턴(810)을 포함할 수 있다. 이때, 각 색변환층(QD1, QD2)과 투과층(TW)은 하나의 발광영역을 형성할 수 있다.
색변환층(QD1, QD2)은 유기발광소자(300)로부터 출사되는 광의 색을 선명하게 하거나, 색을 다른 색으로 변환시키는 층일 수 있다. 색변환층(QD1, QD2)은 양자점(quantum dot)을 포함하여, 양자 변환층으로 구성될 수 있다. 양자점은 지름이 2-10nm에 불과한 반도체 입자로 특이한 전기적, 광학적 성질을 지닌 입자로, 양자점은 빛에 노출되면, 입자의 크기 및 물질의 종류 등에 따라 특정 주파수의 빛을 방출할 수 있다. 예컨대, 양자점은 입자의 크기 및/또는 물질의 종류에 따라서 빛을 받으면 적색, 녹색, 및 청색의 빛을 발할 수 있다.
양자점의 코어는 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; AgInS, CuInS, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 양자점은 전술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘은 상기 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
색변환층(QD1, QD2)은 화소정의막(112)의 개구부(OP)로 정의되는 발광영역에 적어도 일부 대응되도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제1색변환층(QD1)은 제1화소(P1)의 발광영역에 대응되도록 배치될 수 있으며, 제2색변환층(QD2)은 제2화소(P2)의 발광영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 제3화소(P3)의 발광영역에는 색변환층이 대응되지 않고, 투과층(TW)이 배치될 수 있다. 투과층(TW)은 제3화소(P3)의 유기발광소자(300)로부터 발광하는 빛의 파장 변환없이 빛이 방출될 수 있는 유기물질로 구비될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 제3화소(P3)의 발광영역(EA)에도 색변환층이 배치될 수 있음은 물론이다.
색변환층(QD1, QD2) 및 투과층(TW)에는 입자가 분포되어 있을 수 있다. 이에 따라, 색 퍼짐성이 균일해질 수 있다. 이때, 입자는 산란체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 산란체는 TiO2를 포함할 수 있다.
색변환층(QD1, QD2) 및 투과층(TW)의 사이에는 광차단 패턴(810)이 배치될 수 있다. 광차단 패턴(810)은 블랙매트릭스로써, 색선명도 및 콘트라스트를 향상시키기 위한 부재일 수 있다. 광차단 패턴(810)은 각 화소(P1, P2, P3)의 발광영역 사이에 배치될 수 있다. 광차단 패턴(810)은 가시광선을 흡수하는 블랙 매트릭스로 구비될 수 있는 바, 이웃하는 화소의 발광영역에서 출광하는 빛들의 혼색을 방지하고, 시인성 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 유기발광소자(300)들은 모두 청색의 빛을 발할 수 있다. 이 경우, 제1색변환층(QD1)은 적색의 빛이 출광되는 양자점을 포함할 수 있으며, 제2색변환층(QD2)은 녹색의 빛이 출광되는 양자점을 포함할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치 외부로 출사되는 빛은 적색, 녹색, 및 청색이 될 수 있으며, 이러한 색상의 조합으로 다양한 색표현이 가능할 수 있다.
기판(100)과 상기 상부기판(800) 사이에는 충진재(610)가 더 배치될 수 있다. 충진재(610)는 외부 압력 등에 대해서 완충작용을 할 수 있다. 충진재(610)은 는 메틸 실리콘(methyl silicone), 페닐 실리콘(phenyl silicone), 폴리이미드 등의 유기물질로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 충진재(610)는 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 등으로도 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참고하면, 표시 장치는 도 3에 도시된 표시 장치와 유사할 수 있다. 이하에서는 도 3에 도시된 표시 장치와 상이한 점을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
복수의 화소(P1, P2, P3)에 포함된 유기발광소자(300)들은 복수의 중간층(320a, 320b) 및 복수의 공통전극(330a, 330b)이 적층되어 구비될 수 있다.
예컨대, 유기발광소자(300)는 화소전극(310) 상에 제1중간층(320a), 제1공통전극(330a), 제2중간층(320b), 및 제2공통전극(330b)가 순차적으로 적층되어 구비될 수 있다. 제1중간층(320a) 및 제2중간층(320b)은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기발광층을 포함할 수 있다. 유기발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 유기발광층의 아래 및 위에는, 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층이 선택적으로 더 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1중간층(320a) 및 제2중간층(320b)은 청색을 방출하는 유기발광층을 포함할 수 있다.
제1공통전극(330a) 및 제2공통전극(330b)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 공통전극(330)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막이 더 배치될 수 있다. 제1공통전극(330a)는 플로팅 전극일 수 있다.
제1중간층(320a), 제2중간층(320b), 제1공통전극(330a) 및 제2공통전극(330b)은 복수의 화소들에 일체로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상부기판(800) 상에는 컬러필터(CF1, CF2, CF3)가 구비될 수 있다. 컬러필터(CF1, CF2, CF3)는 풀 컬러 영상의 구현, 색순도 향상 및 야외 시인성을 향상하기 위해서 도입된 것일 수 있다.
컬러필터(CF1, CF2, CF3)는 상부기판(800) 상에서 각 화소(P1, P2, P3)의 발광영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 상기 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 사이에는 광차단 패턴(810)이 배치될 수 있다.
보호층(220)은 광차단 패턴(810) 및 컬러필터(CF1, CF2, CF3)를 덮도록 구비될 수 있다. 보호층(220)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈럼산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등의 무기물을 포함할 수 있다. 보호층(220)은 폴리이미드, 에폭시 등 유기물을 포함할 수도 있다.
제1색변환층(QD1), 제2색변환층(QD2) 및 투과층(TW)는 상기 보호층(220)을 사이에 두고 각각 상기 제1컬러필터(CF1), 제2컬러필터(CF2) 및 제3컬러필터(CF3)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 상부기판(800) 상에는 제1색변환층(QD1), 제2색변환층(QD2) 및 투과층(TW)은 덮도록 추가 보호층(230)이 더 구비될 수 있다. 추가 보호층(230)은 유기물질 또는 무기물질로 구비될 수 있다.
제1색변환층(QD1) 및 제2색변환층(QD2)은 서로 다른 색을 발광하는 양자점이 포함될 수 있다. 예컨대, 제1색변환층(QD1)은 적색 광을 발광할 수 있으며, 제2색변환층(QD2)는 녹색 광을 발광할 수 있다. 또한, 투과층(TW)은 제3화소(P3)의 유기발광소자(300)에서 발광하는 청색을 투과할 수 있다.
이 경우, 제1컬러필터(CF1)은 적색 컬러필터, 제2컬러필터(CF2) 녹색 컬러필터, 제3컬러필터(CF3)는 청색 컬러필터 일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 검사대를 보여주는 사시도이다. 도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 테스트부재의 일부를 보여주는 평면도이다. 도 8은 입자 농도와 보정휘도 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 5 내지 도 8을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(1000)는 스테이지(1100), 제1갠트리(2000), 이동부(3000), 액적토출부(4000), 액적측정부(5000) 및 제어부(6000)를 포함할 수 있다.
스테이지(1100)는 가이드부재(1200) 및 기판이동부재(1300)를 포함할 수 있다. 스테이지(1100)는 디스플레이 기판(S)을 정렬하기 위한 언라인마크(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서 디스플레이 기판(S)은 제조 중인 표시 장치일 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 기판(S)은 도 2 내지 도 4에 도시된 기판(100)에서 화소정의막(112)까지의 층을 포함하는 제조 중인 표시 장치일 수 있다. 이러한 경우 표시 장치의 제조장치(1000)는 디스플레이 기판(S)에 입자를 포함하는 유기 발광층을 형성할 수 있다. 다른 실시예로, 디스플레이 기판(S)은 도 3에 도시된 상부 기판(100)과 광차단 패턴(810)을 포함하거나 도 4에 도시된 상부기판(800), 광차단 패턴(810), 컬러필터(CF1,CF2,CF3), 보호층(220)을 포함하는 제조 중인 표시 장치일 수 있다. 이때, 표시 장치의 제조장치(1000)는 디스플레이 기판(S)에 입자를 포함하는 색변환층(QD1, QD2)을 광차단 패턴(810) 사이에 배치할 수 있다. 또 다른 실시예로, 디스플레이 기판(S)은 도 4에 도시된 상부기판(800)과 광차단 패턴(810)을 포함하는 제조 중인 표시 장치일 수 있다. 이때, 표시 장치의 제조장치(1000)는 상부기판(800) 상에 입자를 포함하는 컬러필터(CF1,CF2,CF3)를 형성할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 디스플레이 기판(S)은 상부기판(800)과 광차단 패턴(810)을 포함하는 제조 중인 표시 장치이며, 디스플레이 기판(S) 상에 색변환층(QD1, QD2)를 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
가이드부재(1200)는 기판이동부재(1300)를 사이에 두고 양쪽에 이격되어 배치될 수 있다. 가이드부재(1200)의 길이는 디스플레이 기판(S)의 모서리 길이보다 더 길 수 있다. 이 때, 가이드부재(1200)의 길이와 디스플레이 기판(S)의 모서리의 길이는 도 5의 y 방향으로 측정될 수 있다.
가이드부재(1200)에는 제1갠트리(2000)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 가이드부재(1200)는 제1갠트리(2000)가 가이드부재(1200)의 길이 방향을 따라 선형 운동이 가능하도록 일정한 레일을 포함할 수 있다. 특히, 가이드부재(1200)는 리니어 모션 레일(Linear motion rail)을 포함할 수 있다.
기판이동부재(1300)는 스테이지(1100) 상에 배치될 수 있으며, 기판회전부재(1400)를 포함할 수 있다. 기판이동부재(1300)는 가이드부재(1200)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어 도 5를 참조하면, 기판이동부재(1300)는 y 방향을 따라 연장될 수 있다. 또한, 기판이동부재(1300)는 기판회전부재(1400)가 선형 이동 가능하도록 레일을 포함할 수 있다. 특히, 기판이동부재(1300)는 리니어 모션 레일(Linear motion rail)을 포함할 수 있다.
기판회전부재(1400)는 기판이동부재(1300) 상에서 회전할 수 있다. 기판회전부재(1400)가 회전하면, 기판회전부재(1400) 상에 배치된 디스플레이 기판(S)이 회전할 수 있다. 일 실시예에서, 기판회전부재(1400)는 디스플레이 기판(S)이 안착하는 스테이지(1100)의 일면에 수직한 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 기판회전부재(1400)가 디스플레이 기판(S)이 안착하는 스테이지(1100)의 일면에 수직한 회전축을 중심으로 회전하면, 기판회전부재(1400) 상에 배치된 디스플레이 기판(S)도 디스플레이 기판(S)이 안착하는 스테이지(1100)의 일면에 수직한 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.
제1갠트리(2000)는 가이드부재(1200) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1갠트리(2000)는 기판이동부재(1300)를 사이에 두고 양쪽에 이격되어 배치된 가이드부재(1200) 상에 배치될 수 있다.
제1갠트리(2000)는 가이드부재(1200)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 일 실시예에서, 제1갠트리(2000)는 수동으로 선형 운동하거나, 모터 실린더 등을 구비하여 자동으로 선형 운동할 수 있다. 예를 들어, 제1갠트리(2000)는 리니어 모션 레일을 따라 이동하는 리니어 모션 블록(Linear motion block)을 포함하여 자동으로 선형 운동할 수 있다.
이동부(3000) 및 액적(DS)을 토출하는 액적토출부(4000)는 제1갠트리(2000) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 이동부(3000)는 제1갠트리(2000) 상에서 선형 운동할 수 있다. 예를 들어, 제1갠트리(2000)는 이동부(3000)가 선형 운동할 수 있도록 일정한 레일을 포함할 수 있다.
이동부(3000)는 적어도 하나의 노즐 이동 유닛을 포함하고, 액적토출부(4000)는 적어도 하나의 토출부는 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 이때, 이동부(3000)는 제1갠트리(200) 상에서 선형 운동할 수 있으며, 액적토출부(4000)는 이동부(3000)에 배치되어 액적(DS)를 디스플레이 기판(S)에 공급할 수 있다. 예를 들면, 노즐 이동 유닛과 토출부는 각각 하나씩 구비될 수 있다. 이러한 경우 토출부는 액적(DS)을 토출하는 노즐헤드를 적어도 한 개 이상 구비할 수 있다.
다른 예로, 토출부는 적어도 한 개 이상 구비되고, 노즐 이동 유닛은 한 개가 구비될 수 있다. 이 때, 토출부가 복수개로 구비되는 경우, 복수개의 토출부가 하나의 노즐 이동 유닛에 배치되어 노즐 이동 유닛의 이동에 따라 복수개의 토출부가 동시에 이동하는 것도 가능하다.
또 다른 예로, 노즐 이동 유닛과 토출부가 각각 복수 개로 구비될 수 있다. 이 때, 하나의 노즐 이동 유닛은 적어도 한 개 이상의 토출부가 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 노즐 이동 유닛에는 하나의 토출부가 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이동부(3000)는 복수개의 노즐 이동 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이동부(3000)는 제1노즐 이동 유닛(3000a), 제2노즐 이동 유닛(3000b), 및 제3노즐 이동 유닛(3000c)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이동부(3000)는 적어도 하나의 노즐 이동 유닛을 포함하거나, 4개 이상의 노즐 이동 유닛을 포함할 수 있다. 다만 설명의 편의를 위하여 이동부(3000)는 제1노즐 이동 유닛(3000a), 제2노즐 이동 유닛(3000b), 및 제3노즐 이동 유닛(3000c)을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
일 실시예에서, 제1노즐 이동 유닛(3000a) 및 제2노즐 이동 유닛(3000b) 사이의 간격은 제2노즐 이동 유닛(3000b) 및 제3노즐 이동 유닛(3000c) 사이의 간격과 동일하게 이격되어 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1노즐 이동 유닛(3000a) 및 제2노즐 이동 유닛(3000b)의 간격과 제2노즐 이동 유닛(3000b) 및 제3노즐 이동 유닛(3000c)의 간격은 상이할 수 있다.
이동부(3000)는 제1갠트리(2000) 상에서 선형 운동할 수 있다. 구체적으로, 이동부(3000)는 제1갠트리(2000)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1노즐 이동 유닛(3000a), 제2노즐 이동 유닛(3000b), 및 제3노즐 이동 유닛(3000c) 중 적어도 하나는 x 방향 또는 -x 방향을 따라 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 이동부(3000)는 수동으로 선형운동할 수 있다. 다른 실시예에서, 이동부(3000)는 모터, 실린더 등을 구비하여 자동으로 선형 운동을 할 수 있다. 예를 들어, 이동부(3000)는 리니어 모션 레일을 따라 이동하는 리니어 모션 블록(Linear motion block)을 포함할 수 있다.
액적토출부(4000)의 토출부는 이동부(3000)의 노즐 이동 유닛에 배치될 수 있다. 이때, 액적토출부(4000)의 토출부는 디스플레이 기판(S)에 액적(DS)를 공급할 수 있다. 이러한 경우 액적토출부(4000)의 토출부는 다양한 물질을 디스플레이 기판(S)에 공급하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1토출부(4000a)는 제1노즐 이동 유닛(3000a)에 배치될 수 있다. 다른 예로, 제2토출부(4000b)는 제2노즐 이동 유닛(3000b)에 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 제3토출부(4000c)는 제3노즐 이동 유닛(3000c)에 배치될 수 있다.
상기와 같은 경우 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 중 적어도 하나는 액적(DS)을 토출하는 토출홀이 적어도 하나 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 각각은 하나의 토출홀을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
액적토출부(4000)는 디스플레이 기판(S) 또는 검사대(10)에 액적(DS)을 토출할 수 있다. 이 때, 액적(DS)은 입자를 포함하는 액정(Liquid Crystal), 입자를 포함하는 배향액, 용매에 안료 입자(예를 들면, 입자)가 혼합된 적색, 녹색, 청색의 잉크일 수 있다. 다른 실시예에서, 액적(DS)은 산찰체를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 유기 발광층에 해당하는 고분자 또는 저분자 유기물일 수 있다. 또 다른 실시예로, 액적(DS)은 입자를 포함하는 색변환층 물질 또는 입자를 포함하는 컬러필터 물질을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로, 액적(DS)는 양자점 및 입자를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 액적(DS)은 입자 및 양자점을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b), 및 제3토출부(4000c)는 각기 독립적으로 액적(DS)의 토출되는 양이 조절될 수 있다. 이 때, 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b), 및 제3토출부(4000c)는 제어부(6000)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b), 및 제3토출부(4000c)는 제어부(6000)에 의해 토출되는 액적(DS)의 토출되는 양이 각각 조절될 수 있다.
액적측정부(5000)는 액적토출부(4000)에서 토출된 액적(DS)을 측정할 수 있다. 구체적으로, 액적토출부(4000)에서 토출되어 디스플레이 기판(S)에 안착한 액적(DS)의 이미지를 촬영할 수 있다.
액적측정부(5000)는 검사대(10), 측정부(20), 제2갠트리(30)를 포함할 수 있다.
검사대(10)는 스테이지(1100) 상에 배치될 수 있다. 이 때, 검사대(10)는 가이드부재(1200) 사이에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 표시 장치의 제조장치(1000)는 적어도 하나의 검사대(10)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치의 제조장치(1000)는 복수의 검사대(10)들을 포함할 수 있다. 따라서, 복수의 토출부에서 토출되는 액적(DS)의 양을 동시에 검사할 수 있으며, 액적(DS) 검사의 효율이 향상될 수 있다.
검사대(10)는 필름공급부(11) 및 필름회수부(12)를 포함할 수 있다. 필름공급부(11) 및 필름회수부(12)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 필름공급부(11) 및 필름회수부(12)는 가이드부재(1200)의 길이 방향으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 필름공급부(11) 및 필름회수부(12)는 y 방향으로 이격될 수 있다. 이 때, 필름공급부(11) 및 필름회수부(12)는 지면, 건물 내면 등에 연결되어 고정될 수 있다.
필름공급부(11)는 테스트부재(13)를 공급할 수 있다. 이때, 테스트부재(13)는 필름 형태일 수 있다. 테스트부재(13)는 필름공급부(11)에 롤 형식으로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 테스트부재(13)는 필름공급부(11)에 권취되어 있을 수 있다. 필름공급부(11)는 제1축(11a)을 포함할 수 있고, 제1축(11a)은 회전하여 테스트부재(13)를 공급할 수 있다. 제1축(11a)은 구동부와 연결될 수 있다. 이때, 상기 구동부는 모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서 상기 구동부는 실린더와 캠 구조를 포함하는 것도 가능하다. 이러한 경우 상기 구동부는 상기에 한정되지 않으며, 제1축(11a)과 연결되어 제1축(11a)을 회전시키는 모든 구조 및 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 제1축(11a)은 구동부에 의해 회전할 수 있다.
필름회수부(12)는 테스트부재(13)를 회수할 수 있다. 구체적으로, 필름회수부(12)는 필름공급부(11)가 공급한 테스트부재(13)를 회수할 수 있다. 테스트부재(13)는 필름회수부(12)에 롤 형식으로 배치될 수 있다. 즉, 토출된 액적(DS)의 측정이 종료된 테스트부재(13)는 필름회수부(12)에서 권취될 수 있다. 필름회수부(12)는 제2축(12a)을 포함할 수 있고, 제2축(12a)은 회전하여 테스트부재(13)를 회수할 수 있다. 제2축(12a)은 구동부와 연결될 수 있다. 이때, 상기 구동부는 제1축(11a)에 연결된 구동부와 동일 또는 유사할 수 있다. 따라서, 제2축(12a)은 구동부에 의해 회전할 수 있다.
테스트부재(13)는 필름공급부(11)에 의해 공급되고, 필름회수부(12)에 의해 회수될 수 있다. 따라서, 테스트부재(13) 중 일 부분 상에 토출된 액적(DS)의 검사가 종료되면, 필름공급부(11)와 필름회수부(12)는 테스트부재(13) 중 일 부분을 이동시킴으로써 테스트부재(13) 중 다른 부분이 액적토출부(4000)에 대향하도록 테스트부재(13)의 위치를 가변시킬 수 있다. 여기서 테스트부재(13)는 디스플레이 기판(S)과 동일 유사한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 테스트부재(13)는 글라스 필름이거나 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등과 같은 고분자 수지를 포함하는 필름일 수 있다.
본 실시예에서, 검사대(10)는 필름공급부(11) 및 필름회수부(12)를 포함하는 것으로 설명하고 있으나, 다른 실시예에서, 검사대(10)는 검사 기판을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 검사 기판은 로봇암에 의해 교체될 수 있다. 검사 기판은 디스플레이 기판(S) 또는 테스트부재(13)와 동일 유사한 물질을 포함할 수 있다.
측정부(20)는 테스트부재(13) 상의 액적(DS)을 촬영할 수 있다. 측정부(20)는 제어부(6000)와 전기적으로 연결되어 촬영된 이미지를 제어부(6000)로 전송할 수 있다.
측정부(20)는 공초점 현미경(Confocal microscope) 또는 간섭 현미경(Interferometric microscope)일 수 있다. 공초점 현미경(Confocal microscope)은 대상물을 서로 다른 깊이로 여러 개의 2차원 이미지를 얻을 수 있으며, 이를 기반으로 대상물의 3차원 구조를 재구성하는 현미경이다. 공초점 현미경으로는 예를 들어, Chromatic Confocal Microscope, Chromatic Line Confocal Microscope 등 일 수 있다. 간섭 현미경(Interferometric microscope)은 대상물의 미세 구조 요철의 변화, 위상의 변화 등을 관찰하여 정량 측정하는 현미경이다. 간섭 현미경으로는 예를 들어, 레이저 간섭 현미경(Laser Interferometric Microscope), 백색광 간섭 현미경(White light interferometric microscope) 등 일 수 있다. 다른 실시예로서, 측정부(20)는 상기 조명(미도시), 렌즈(미도시) 및 카메라(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 측정부(20)는 액적(DS)에 가까운 부분으로부터 상기 조명, 렌즈 및 카메라 형태로 배치될 수 있다. 측정부(20)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 테스트부재(13) 상의 액적(DS)의 이미지를 촬영하는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 측정부(20)가 상기 조명, 상기 렌즈 및 상기 카메라를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
액적측정부(5000)는 적어도 하나의 측정부(20)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액적측정부(5000)는 복수개의 측정부(20)를 포함할 수 있다. 따라서, 복수의 토출부에서 토출되는 액적(DS)의 양을 동시에 검사할 수 있으며, 액적(DS) 검사의 효율이 향상될 수 있다.
측정부(20)는 제2갠트리(30)를 따라 선형 운동할 수 있으며, 제2갠트리(30)와 함께 선형 이동할 수 있다. 구체적으로, 측정부(20)는 제2갠트리(30)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 측정부(20)는 도 5의 x 방향 또는 -x 방향을 따라 이동할 수 있다. 또한, 측정부(20)는 제2갠트리(30)가 이동함에 따라 제2갠트리(30)와 함께 선형 이동할 수 있다. 예를 들어, 측정부(20)는 제2갠트리(30)와 함께 도 5의 y 방향 또는 -y 방향을 따라 이동할 수 있다.
제2갠트리(30)는 가이드부재(1200)에 배치될 수 있다. 즉, 제2갠트리(30)는 제1갠트리(2000)와 유사하게 검사대(10)를 사이에 두고 양쪽에 이격되어 배치된 가이드부재(1200)에 배치될 수 있다.
제2갠트리(30)는 가이드부재(1200)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 일 실시예에서, 제2갠트리(30)는 수동으로 선형 운동하거나, 모터 실린더 등을 구비하여 자동으로 선형 운동할 수 있다. 예를 들어, 제2갠트리(30)는 리니어 모션 레일을 따라 이동하는 리니어 모션 블록(Linear motion block)을 포함하여 자동으로 선형 운동할 수 있다.
측정부(20)는 제2갠트리(30)와 연결되어 있는 것을 도시하고 있으나, 다른 실시예에서, 제1갠트리(2000) 및 제2갠트리(30)는 일체로 구비될 수 있다. 이러한 경우, 측정부(20)는 이동부(3000)와 이격되어 배치되거나, 측정부(20)가 액적토출부(4000)와 유사하게 이동부(3000)에 배치될 수 있다. 그러나 설명의 편의를 위하여 표시 장치의 제조장치(1000)가 제2갠트리(30)를 구비하고 있으며, 측정부(20)가 제2갠트리(30)에 연결된 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제어부(6000)는 측정부(20)에서 촬영된 액적(DS)의 이미지를 이용하여 액적(DS)의 휘도를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(6000)는 산출된 액적(DS)의 휘도를 근거로 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출할 수 있다. 일 실시예로서 제어부(6000)는 촬영된 액적(DS)의 휘도를 액적(DS)이 존재하지 않는 테스트부재(13)의 부분의 휘도로 나눈 후 또는 이미지 전체의 휘도를 조정한 후 액적(DS)의 휘도를 산출하여 이를 근거로 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출하는 것도 가능하다. 이때, 제어부(6000)는 촬영된 액적(DS)의 휘도를 액적(DS)의 전면에서 평균내고, 이를 근거로 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출하는 것도 가능하다. 또는 제어부(6000)는 촬영된 액적(DS)의 이미지에서 반사가 발생된 영역을 제외한 액적(DS)의 나머지 부분의 휘도를 산출한 후 이를 근거로 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출하는 것도 가능하다. 또는 제어부(6000)는 액적(DS)의 평면 형상을 포함하는 일정 영역의 휘도를 평균내고, 이를 근거로 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출하는 것도 가능하다.
이하 표시 장치의 제조장치(1000)의 작동과 표시 장치의 제조장치(1000)를 이용한 액적 측정 방법 및 표시 장치의 제조장치(1000)를 이용한 표시 장치의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 표시 장치의 제조장치(1000)는 상기에서 설명한 것과 같이 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 측정할 수 있다.
구체적으로 제1갠트리(2000)는 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)를 테스트부재(13)가 배치된 위치에 대응되도록 가이드부재(1200) 상에서 선형 운동할 수 있다. 또한, 제1노즐 이동 유닛(3000a), 제2노즐 이동 유닛(3000b), 제3노즐 이동 유닛(3000c)은 제1갠트리(2000) 상에서 선형 운동함으로써 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)를 테스트부재(13)에 대응되도록 배치할 수 있다. 이후 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)에서 액적(DS)을 테스트부재(13)로 공급할 수 있다.
상기와 같은 과정이 완료되면, 제2갠트리(30)가 작동하여 측정부(20)를 액적(DS) 상에 배치할 수 있다. 측정부(20)는 테스트부재(13)에 배치된 액적(DS)을 촬영할 수 있다. 이때, 상기 조명을 작동시킨 상태에서 액적(DS)의 이미지를 촬영할 수 있다. 촬영된 액적(DS)의 이미지는 측정부(20)에서 제어부(6000)로 전송될 수 있다.
제어부(6000)는 촬영된 액적(DS)의 이미지를 근거로 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출할 수 있다.
일 실시예로서 도 7a를 참고하면, 액적(DS)의 이미지가 제어부(6000)로 전송되면, 제어부(6000)는 액적(DS)의 평면 형상을 정의할 수 있다. 예를 들면, 제어부(6000)는 액적(DS)의 평면 형상의 테두리를 액적(DS)으로 판단할 수 있다.
액적(DS)의 이미지를 분석하여 액적(DS)의 평면 형상의 전체 휘도의 평균값을 산출할 수 있다. 이때, 제어부(6000)는 전송되는 이미지에서 이미지의 각 부분별로 휘도를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(6000)는 전송된 이미지를 복수개의 격자로 구분한 후 각 격자의 휘도를 산출하는 방식을 사용할 수 있다. 제어부(6000)는 액적(DS)의 휘도를 각 격자의 휘도를 평균한 평균값으로 산출할 수 있다. 제어부(6000)는 상기와 같은 액적(DS)의 휘도를 액적(DS)이 배치되지 않은 테스트 기판(100)의 휘도와 비교할 수 있다. 예를 들면, 제어부(6000)는 촬영된 이미지에서 액적(DS)이 배치되지 않은 테스트 기판(100)의 휘도를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(6000)는 액적(DS)의 테두리 영역으로 정의되는 제1영역(AR1)의 휘도와 액적(DS)이 배치되지 않는 테스트부재(13) 영역인 제2영역(AR2)의 휘도를 산출할 수 있다. 이때, 제2영역(AR2)의 휘도를 산출하는 방식은 제1영역(AR1)의 휘도와 유사하게 제2영역(AR2)을 복수개의 격자로 구분하고 각 격자의 휘도를 산출한 후 각 격자의 휘도를 평균하여 산출할 수 있다. 이때, 제2영역(AR2)의 평면 형상은 제1영역(AR1)의 평면 형상과 거의 동일할 수 있다. 즉, 제어부(6000)는 제2영역(AR2)을 선정할 때 액적(DS)이 배치되지 않은 테스트부재(13)의 일면에서 액적(DS)의 평면 형상과 동일하거나 거의 유사한 영역을 제2영역(AR2)을 선정할 수 있다. 상기와 같이 제1영역(AR1)의 휘도와 제2영역(AR2)의 휘도를 산출한 후 제1영역(AR1)의 휘도를 제2영역(AR2)의 휘도로 보정할 수 있다. 구체적으로 제어부(6000)는 제1영역(AR1)의 휘도를 제2영역(AR2)의 휘도로 나누어 제1영역(AR1)의 보정휘도를 산출할 수 있다. 상기와 같은 경우 제어부(6000)는 제1영역(AR1)의 보정휘도를 근거로 기 설정된 휘도값을 비교할 수 있다. 제어부(6000)는 제1영역(AR1)의 보정휘도와 기 설정된 휘도값을 비교하여 해당하는 액적(DS)의 입자의 농도를 산출할 수 있다. 이때, 제어부(6000)에는 상기에서 설명한 것과 같이 기 설정된 휘도값에 대응하는 입자의 농도가 설정된 상태일 수 있다. 다른 실시예로서 기 설정된 휘도값에 따른 입자의 농도는 제어부(6000)에 수식 형태로 저장되는 것도 가능하다. 상기와 같은 경우 제어부(6000)는 제1영역(AR1)의 보정휘도가 산출되면 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출할 수 있다.
다른 실시예로서 도 7b를 참고하면, 제어부(6000)는 제1영역(AR1)을 액적(DS)의 테두리를 포함하는 영역으로 정의할 수 있다. 예를 들면, 제어부(6000)는 액적(DS)의 평면 형상의 테두리를 감싸도록 제1영역(AR1)을 정의할 수 있다. 이러한 경우 제1영역(AR1)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1영역(AR1)은 원형, 다각형 또는 타원형일 수 있다. 다른 실시예로서 제1영역(AR1)은 별모양 등과 같은 비정형일 수 있다. 이러한 경우 제1영역(AR1)은 상기에 한정되는 것은 아니며 액적(DS)의 평면 형상을 포함하는 모든 형상을 포함할 수 있다.
제어부(6000)는 상기와 같은 제1영역(AR1)의 보정휘도를 산출할 수 있다. 구체적으로 제어부(6000)는 제1영역(AR1)의 휘도의 평균값을 산출할 수 있다. 제1영역(AR1)의 휘도의 평균값은 액적(DS)의 평면 형상의 휘도 뿐만 아니라 액적(DS)이 배치되지 않는 테스트부재(13) 부분의 휘도도 함께 포함될 수 있다.
제어부(6000)는 제2영역(AR2)의 휘도의 평균값을 산출한 후 제1영역(AR1)의 휘도의 평균값을 제2영역(AR2)의 휘도의 평균값으로 나누어 제1영역(AR1)의 보정휘도를 산출할 수 있다.
또 다른 실시예로서 제어부(6000)는 도 7c에 도시된 바와 같이 액적(DS)의 평면 형상 중 일부를 제외하고 액적(DS)의 보정휘도를 산출하는 것도 가능하다.
구체적으로 제어부(6000)는 이미지로부터 액적(DS)의 평면 형상을 제1영역(AR1)과 제1영역(AR1) 내부의 제3영역(AR3)으로 구분할 수 있다. 이러한 경우 제3영역(AR3)은 액적(DS)의 평면 형상 중 상기 조명에서 방출된 빛이 반사되는 영역으로써 액적(DS)의 평면 형상 중에서 휘도가 액적(DS)의 평면 형상의 일부분보다 상대적으로 너무 높은 액적(DS)의 평면 형상의 다른 영역일 수 있다. 제어부(6000)는 액적(DS)의 평면 형상에서 제3영역(AR3)를 제외하여 제1영역(AR1)을 정의할 수 있다. 상기와 같은 경우 비정상적으로 휘도가 높은 제3영역(AR3)을 제외함으로써 제어부(6000)에서 산출하는 액적(DS)의 보정휘도가 제3영역(AR3)으로 인해 왜곡되는 것을 방지할 수 있다. 상기와 같은 경우 도면에 도시되어 있지는 않지만 제1영역(AR1)의 테두리는 도 7b에서 설명한 것과 같이 정의될 수 있다.
다른 실시예로서 상기와 같은 보정휘도는 촬영된 이미지의 휘도를 보정하여 산출하는 것도 가능하다. 예를들면, 제어부(6000)는 촬영된 이미지를 근거로 테스트부재(13)의 표면의 휘도와 기 설정된 휘도가 동일한지 판단할 수 있다. 이때, 촬영된 이미지의 테스트부재(13)의 표면의 휘도는 상기 조명의 세기, 상기 조명의 위치, 렌즈의 위치, 테스트부재(13)의 표면 등에 따라 촬영할때마다 가변할 수 있다. 이러한 경우 제어부(6000)는 촬영된 이미지에서 테스트부재(13)의 표면의 휘도를 산출한 후 기 설정된 휘도에 대응되도록 전체 이미지의 휘도를 조절할 수 있다. 이러한 경우 제어부(6000)는 상기 도 7a내지 도 7c에 도시된 제1영역(AR1)의 휘도를 산출할 수 있으며, 이러한 제1영역(AR1)의 휘도는 보정휘도일 수 있다.
상기와 같이 제1영역(AR1)의 보정휘도가 산출되면 제어부(6000)는 제1영역(AR1)의 보정휘도에 대응되는 액적에 포함된 입자의 농도를 산출할 수 있다. 이때, 제어부(6000)는 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c) 각각에 대해서 상기의 과정을 진행함으로써 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c) 각각에서 토출되는 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 산출할 수 있다.
제어부(6000)는 산출된 액체에 포함된 입자의 농도를 저장한 후 제1갠트리(2000)를 가이드부재(1200) 상에서 선형 운동시킴으로써 제1노즐 이동 유닛(3000a), 제2노즐 이동 유닛(3000b), 제3노즐 이동 유닛(3000c)을 디스플레이 기판(S)에 대응되도록 배치할 수 있다.
이후 제어부(6000)는 제1노즐 이동 유닛(3000a), 제2노즐 이동 유닛(3000b), 제3노즐 이동 유닛(3000c)를 제1갠트리(2000) 상에서 선형 운동시킴으로써 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)를 디스플레이 기판(S)에 대응되도록 배치할 수 있다.
제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)는 액적(DS)을 디스플레이 기판(S)에 공급할 수 있다. 구체적으로 제어부(6000)는 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)를 디스플레이 기판(S)의 대응되는 위치에 배치한 액적(DS)을 디스플레이 기판(S)에 공급할 수 있다. 이러한 경우 제어부(6000)는 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)의 위치를 제어함으로써 디스플레이 기판(S)의 한곳에 낙하된 복수개의 액적(DS)에 포함된 전체 입자의 농도를 제어할 수 있다.
구체적으로 제어부(6000)에는 디스플레이 기판(S)의 각 위치에 낙하하여 배치되는 액적(DS)의 총량이 정해져 있다. 예를 들면, 디스플레이 기판(S)의 일 위치에는 액적(DS)이 N(여기서 N은 자연수)번 낙하하여 하나의 층을 형성할 수 있다. 예를 들면, 액적(DS)이 낙하하여 디스플레이 기판(S)에 형성된 하나의 층은 도 3의 유기 발광층, 도 4의 색변환층, 도 5의 색변환층 또는 도 5의 칼라필터일 수 있다. 이때, 디스플레이 기판(S)에 배치된 하나의 층을 형성하기 위하여 디스플레이 기판(S)의 일정한 위치에 몇번 액적(DS)을 공급하여야 하는지 제어부(6000)에 설정된 상태일 수 있다. 또한, 디스플레이 기판(S)에 배치된 하나의 층에 포함되어야 하는 입자의 양은 제어부(6000)에 기 설정된 상태일 수 있다. 특히 디스플레이 기판(S)에 배치된 하나의 층에 포함되어야 하는 입자의 농도가 제어부(6000)에 기 설정된 상태일 수 있다.
이를 위하여 제어부(6000)는 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)를 디스플레이 기판(S)의 일 변과 평행한 방향으로 왕복 운동시키면서 액적(DS)을 디스플레이 기판(S)에 공급할 수 있다.
상기와 같은 경우 제어부(6000)는 디스플레이 기판(S)에 하나의 층을 형성하기 위한 액적(DS)에 포함된 입자의 총 농도에 대응되도록 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 일반적으로 디스플레이 기판의 하나의 층에 형성하기 위하여 복수개의 토출부 중 동일한 토출부가 복수번 왕복하면서 디스플레이 기판의 동일한 부분에 액적을 공급할 수 있다. 이러한 경우 복수개의 토출부 중 하나에서 토출되는 액적에 포함된 입자의 농도는 항상 일정하므로 복수개의 토출부 중 하나에서 토출되는 액적에 포함된 입자의 농도가 최초 제어부(6000)에서 설정된 농도와 상이한 경우 디스플레이 기판에 배치된 하나의 층을 형성하는 액적에 포함된 입자의 총농도를 맞추지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제어부(6000)는 디스플레이 기판(S)의 동일한 부분에 토출되는 액적(DS)을 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c) 중 하나에서 선택하는 것이 가능하다. 구체적으로 디스플레이 기판(S)에 배치된 하나의 층에 포함된 입자의 총농도를 맞추기 위하여 일 방향으로 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)가 움직일 때 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c) 중 하나에서 디스플레이 기판(S)의 일 지점에 액적(DS)을 토출하고, 반대 방향으로 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)가 움직일 때 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c) 중 동일한 토출부가 디스플레이 기판(S)의 일 지점을 통과하는 경우 액적(DS)을 토출하지 않을 수 있다. 예를 들면, 일 방향으로 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c)가 움직일 때 제1토출부(4000a)가 액적을 토출한 디스플레이 기판(S) 영역에 다시 제1토출부(4000a)가 배치되면, 제1토출부(4000a)에서 액적(DS)을 토출하지 않을 수 있다. 또한, 제2토출부(4000b) 또는 제3토출부(4000c)가 이동하여 제1토출부(4000a)에서 액적(DS)을 토출한 디스플레이 기판(S) 부분에 대응되면, 제어부(6000)는 액적(DS)을 토출하도록 제2토출부(4000b) 또는 제3토출부(4000c)를 제어할 수 있다. 다른 실시예로서 디스플레이 기판(S)의 동일한 영역에 제1토출부(4000a)에서 M(여기서 M은 자연수)번을 토출하여야 하는 경우 제어부(6000)는 디스플레이 기판(S)의 동일한 영역에 제1토출부(4000a)가 M-1번 액적(DS)을 토출시도록 제1토출부(4000a)를 제어한 후 제2토출부(4000b) 또는 제3토출부(4000c)가 제1토출부(4000a)가 액적을 토출한 디스플레이 기판(S)의 영역에 배치되면 액적(DS)을 토출시키도록 제2토출부(4000b) 또는 제3토출부(4000c)를 제어할 수 있다.
따라서 제어부(6000)는 상기에서 산출한 각 토출부에서의 입자의 농도를 근거로 디스플레이 기판(S)에 배치된 하나의 층에 포함된 입자의 총농도가 되도록 제1토출부(4000a), 제2토출부(4000b) 및 제3토출부(4000c) 중 하나를 선택하여 디스플레이 기판(S)의 동일한 영역에 입자의 농도가 서로 상이한 액적(DS)을 선택적으로 공급할 수 있다.
한편, 상기와 같은 표시 장치의 제조방법 및 액적 측정 방법의 경우가 실제 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 어느 정도 유사하게 유추하는 것이 가능하다.
구체적으로 도 8의 (a) 내지 도 8의 (d)를 참고하면, 측정부(20)를 통하여 측정된 휘도 값을 근거로 한 보정휘도에 따른 입자의 농도와 현미경 등을 통하여 측정된 입자의 농도를 비교한 것이다. 여기서 Row1, Row2, Row3 및 Row4는 실제 데이터를 의미하고 NJI는 측정부(20)를 통하여 측정된 휘도값을 근거로 한 보정휘도를 의미한다. 또한, 그래프의 X축은 노즐번호를 의미하고, 왼쪽의 Y축은 입자의 실제 농도를 의미하며, 오른쪽의 Y축은 보정휘도를 의미한다.
이러한 내용을 살펴보면, 보정휘도 값과 현미경 등을 통하여 측정된 입자의 농도는 각 그래프에서 서로 유사한 것을 확인할 수 있다. 특히 보정휘도는 현미경 등을 통하여 측정된 입자의 농도와 상관관계가 대략 0.92이상임을 확인할 수 있다. 즉, 산출된 보정휘도를 실제 측정한 입자의 농도에 대응시키는 경우 노즐별로 거의 동일한 경향성을 갖는 것을 알 수 있다. 이때, 상관관계가 1과 가까울수록 실제값과 측정하여 산출한 결과값이 동일한 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 도 8의 (a)에 도시된 실시예 1의 경우 상관관계가 0.98이고, 도 8의 (b)에 도시된 실시예 2의 경우 상관관계가 0.97이며, 도 8의 (c)에 도시된 실시예 3의 경우 상관관계가 0.98이고, 도 8의 (d)에 도시된 실시예 4의 경우 상관관계가 0.95가 나오는 것을 확인할 수 있다.
상기와 같은 보정휘도를 근거로 정략값 회귀 분석을 수행하면, 보정휘도와 입자의 농도 사이에는 비례관계를 얻을 수 있다. 이를 통하여 상기와 같이 보정휘도를 제어부(6000)에서 산출하는 경우 제어부(6000)는 보정휘도를 근거로 각 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 확인하는 것이 가능하다.
따라서 표시 장치의 제조방법 및 액적 측정 방법은 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 정확히 측정할 수 있다. 또한, 표시 장치의 제조방법 및 액적 측정 방법은 입자의 농도를 정확하게 맞추는 것이 가능하다. 표시 장치의 제조방법 및 액적 측정 방법은 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 정확하게 측정하여 표시 장치의 제조장치(1000)의 작동을 제어함으로써 정밀한 공정 수행이 가능하다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다. 도 10은 도 1에 도시된 제1토출부를 보여주는 배면도이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(1000)는 스테이지(1100), 제1갠트리(2000), 이동부(3000), 액적토출부(4000), 측정부(20) 및 제어부(6000)를 포함할 수 있다. 이때, 스테이지(1100), 제1갠트리(2000), 이동부(3000), 액적토출부(4000) 및 제어부(6000)는 상기 도 5에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
측정부(20)는 제1갠트리(2000)에 이동 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 측정부(20)는 이동부(3000)에 연결되어 액적토출부(4000)와 같이 움직이는 것이 가능하다. 다른 실시예로서 측정부(20)는 제1갠트리(2000)에 이동부(3000)와 유사한 별도의 이동부를 구비하고 이러한 이동부(3000)에 배치되어 제1갠트리(2000)를 따라 선형 운동하는 것이 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 측정부(20)는 이동부(3000)에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
측정부(20)는 적어도 하나 구비될 수 있다. 예를 들면, 측정부(20)는 하나 구비되며, 하나의 측정부(20)는 제1노즐 이동 유닛(3000a), 제2노즐 이동 유닛(3000b) 또는 제3노즐 이동 유닛(3000c)에 배치될 수 있다. 다른 실시예로써 측정부(20)는 복수개 구비되며, 복수개의 측정부(20)는 각 노즐 이동 유닛에 배치될 수 있다. 예를 들면, 측정부(20)는 제1노즐 이동 유닛(3000a)에 배치되는 제1측정부(20a), 제2노즐 이동 유닛(3000b)에 배치되는 제2측정부(20b) 및 제3노즐 이동 유닛(3000c)에 배치되는 제3측정부(20c)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1측정부(20a)는 제1토출부(4000a)와 함께 이동하고, 제2측정부(20b)는 제2토출부(4000b)와 함께 이동하며, 제3측정부(20c)는 제3토출부(4000c)와 함께 이동할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 측정부(20)가 제1측정부(20a) 내지 제3측정부(20c)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c)는 디스플레이 기판(S)에 액적(미도시)을 각각 공급할 수 있다. 일 실시예로서, 상기 액적을 공급하는 방식은 디스플레이 기판(S)이 고정된 상태에서 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c)가 일 방향(예를 들면, 도 9의 y축 방향)으로 왕복 운동하면서 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급할 수 있다. 또한, 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c)는 제1갠트리(2000)의 길이 방향으로 일정 간격 이격한 후 다시 상기에서 설명한 방향과 동일한 방향(예를 들면, 도 9의 y축 방향)으로 이동하면서 디스플레이 기판(S)의 다른 영역에 상기 액적을 공급할 수 있다. 다른 실시예로서 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c)는 디스플레이 기판(S) 상에서 도 9의 x축 방향으로 이동하고, 디스플레이 기판(S)이 y축 방향으로 이동할 때 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 디스플레이 기판(S)이 도 9의 y축 방향으로 왕복 운동하고 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c)는 도 9의 x축 방향으로 일정 간격 이동하면서 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 각각은 노즐을 포함할 수 있다. 이때, 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c)는 서로 동일 또는 유사하게 형성되므로 제1토출부(4000a)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 제1토출부(4000a)는 적어도 하나의 제1노즐(4100a)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1토출부(4000a)는 도면에 도시되어 있지는 않지만 하나의 제1노즐(4100a)을 포함할 수 있다. 다른 실시예로서 제1토출부(4000a)는 복수개의 제1노즐(4100a)을 포함할 수 있다. 이러한 경우 복수개의 제1노즐(4100a)은 서로 이격되도록 배치될 수 있으며, 지그재그 형태로 배열될수 있다. 예를 들면, 복수개이 제1노즐(4100a)은 도 10의 하부에 배치된 제1열(M1)에 배치되는 제1-1노즐(4110a)을 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 제1노즐(4100a)은 제2열(M2)에 배치되는 제1-2노즐(4120a)을 포함할 수 있다. 복수개의 제1노즐(4100a)은 제3열(M3)에 배치되는 제1-3노즐(4130a)과, 제4열(M4)에 배치되는 제1-4노즐(4140a)을 포함할 수 있다. 상기와 같은 경우 제1-1노즐(4110a) 내지 제1-4노즐(4140a)은 하나의 노즐그룹을 형성하며, 노즐그룹은 복수개 구비되어 도 10의 x축 방향으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 하나의 노즐그룹은 도 10의 y축 방향으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이러한 경우 도 10의 y축 방향으로 서로 이격되는 각 노즐그룹의 제1-1노즐(4110a)은 y축 방향으로 일직선으로 배열되지 않고 사선으로 배열될 수 있다. 상기와 같은 경우 각 노즐그룹의 제1-2노즐(4120a), 제1-3노즐(4130a) 및 제1-4노즐(4140a)도 제1-1노즐(4110a)과 동일하게 배열될 수 있다. 즉, 각 노즐은 x축 방향으로 일렬로 배열되며, y축 방향으로는 일렬로 배열되지 않고 x축과 y축 사이의 방향으로 일렬로 배열될 수 있다.
상기와 같은 각 노즐그룹의 제1-1노즐(4110a) 내지 제1-4노즐(4140a) 각각은 디스플레이 기판(S)의 서로 다른 영역에 상기 액적을 공급할 수 있다. 다른 실시예로서 각 노즐그룹의 제1-1노즐(4110a) 내지 제1-4노즐(4140a) 중 적어도 2개는 디스플레이 기판(S)의 동일한 영역에 상기 액적을 공급할 수 있다. 또 다른 실시예로서 서로 다른 제1노즐그룹의 제1-1노즐(4110a) 내지 제1-4노즐(4140a) 중 적어도 하나와 제2노즐그룹의 제1-1노즐(4110a) 내지 제1-4노즐(4140a) 중 적어도 하나는 디스플레이 기판(S)의 동일한 영역에 상기 액적을 공급할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 노즐그룹의 제1-1노즐(4110a) 내지 제1-4노즐(4140a) 중 하나가 디스플레이 기판(S)의 하나의 영역에 상기 액적을 공급하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 표시 장치의 제조장치(1000)는 디스플레이 기판(S)을 스테이지(1100)에 배치한 후 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c)를 통하여 각각 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하고 측정부(20)를 통하여 디스플레이 기판(S)의 이미지를 촬영한 후 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 산출할 수 있다. 이때, 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 방법은 상기 도 5에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 경우 입자의 농도를 산출하기 위하여 디스플레이 기판(S)의 전체 영역 또는 디스플레이 기판(S)의 일정한 영역에 모든 토출부의 모든 노즐에서 액적을 공급한 후 측정부로 측정함으로써 각 노즐에서 토출하는 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 측정할 수 있다.
상기와 같이 측정된 농도를 근거로 각 노즐에서 토출되는 횟수, 디스플레이 기판(S)의 한 영역에 공급되는 노즐의 번호를 변경할 수 있다. 구체적으로 디스플레이 기판(S)의 한 영역에 상기 액적을 공급하여야 하는 경우 상기 액적을 떨어뜨리는 횟수, 디스플레이 기판(S)의 한 영역을 통과하는 노즐이 제어부(6000)에 기 설정될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 기판(S)의 한 영역에 원하는 부피의 액적을 공급하기 위하여 상기 액적은 10회 낙하하는 것으로 제어부(6000)에 설정된 상태일 수 있다. 이때, 상기 액적을 공급하는 디스플레이 기판(S) 상에는 제1-1노즐(4110a)이 5회 배치되며, 제1-3노즐(4130a)이 5회 배치되고, 제1-1노즐(4110a)과 제1-3노즐(4130a)이 상기 액적을 공급하여야 하는 디스플레이 기판(S) 부분에 배치되면, 1회씩 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하도록 제어부(6000)에 설정될 수 있다. 상기와 같은 경우 제어부(6000)는 각 노즐에서 공급하는 상기 액적에 포함된 입자의 농도에 따라 상기와 같이 제1-1노즐(4110a)에서 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하는 횟수를 3회로 조정하고, 제1-3노즐(4130a)에서 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하는 횟수를 7회로 조정할 수 있다. 다른 실시예로서 제어부(6000)는 제1-1노즐(4110a)이 상기 액적이 공급되어야 하는 디스플레이 기판(S) 상에 배치될 때 기 설정된 것과 같이 5회 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하도록 제어하고, 제1-3노즐(4130a) 대신 제1-1노즐(4110a), 제1-2노즐(4120a) 및 제1-4노즐(4140a) 중 적어도 하나가 상기 액적을 공급하하여야 디스플레이 기판(S) 상에 배치될 때 제1-1노즐(4110a), 제1-2노즐(4120a) 및 제1-4노즐(4140a) 중 적어도 하나가 상기 액적을 디스플레이 기판(S)에 공급하도록 제1-1노즐(4110a), 제1-2노즐(4120a) 및 제1-4노즐(4140a) 중 적어도 하나를 제어하는 것도 가능하다. 뿐만 아니라 상기와 같은 과정은 각 토출부별로 수행될 수 있다. 또한, 하나의 토출부의 복수개의 노즐그룹의 노즐을 선택하여 진행하는 것도 가능하다. 이러한 경우 제어부(6000)는 디스플레이 기판(S)의 하나의 영역(예를 들면, 화소정의막의 개구부 내부의 유기 발광층, 각 색변환층, 각 컬러필터)을 형성할 때 설정된 농도를 갖는 층을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이 기판(S)의 전체 영역에 균일하게 분포된 상기 액적으로 형성된 층에서 입자의 농도를 균일화 하는 것이 가능하다. 이때, 상기 액적으로 형성된 층은 서로 이격되도록 배치될 수 있으며, 상기 액적에 포함된 입자의 농도가 상이함으로 인하여 발생하는 모아레 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기와 같은 작업은 하나의 디스플레이 기판(S)에서 사용되는 것도 가능하나 복수개의 디스플레이 기판(S)에서 수행되는 것도 가능하다. 예를 들면, 하나의 디스플레이 기판(S)에 상기와 같은 작업을 수행하고 이를 근거로 다른 디스플레이 기판(S)에서 토출부(4000)의 운동을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라 이러한 내용은 하나의 디스플레이 기판(S)의 작업이 완료된 후 제어부(6000)로 피드백함으로써 각 토출부 또는 각 토출부의 노즐에서 토출되는 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 실시간으로 모니터링하는 것이 가능하다.
따라서 표시 장치의 제조장치(1000)는 입자의 농도가 전면에서 균일하도록 제어하는 것이 가능하다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 11 a 및 도 11b를 참고하면, 도 5 또는 도 9에 도시된 표시 장치의 제조장치(1000)는 양자점 발광층을 포함하는 중간층(320)을 형성할 때 사용하는 것이 가능하다. 이때, 중간층(320)은 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 중 적어도 하나로부터 액적(DS)을 공급함으로써 형성할 수 있다. 이러한 액적(DS)에는 입자(예를 들면, 산란체)가 더 포함되는 형태일 수 있다. 상기와 같은 표시 장치의 제조장치(1000)는 입자(예를 들면, 산란체)를 포함하는 양자점 발광층을 개구부(112OP)에 토출하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치의 제조장치(1000)는 입자를 포함하는 양자점 발광층을 개구부(112OP)에 배치하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 경우 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 각각은 서로 다른 색을 발광하는 양자점 발광층을 포함하는 액적(DS)을 공급할 수 있다. 예를 들면, 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 중 하나는 적색 양자점 발광층을 포함하는 액적(DS)을 공급할 수 있다. 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 중 다른 하나는 녹색 양자점 발광층을 포함하는 액적(DS)을 공급할 수 있다. 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 또 다른 하나는 청색 양자점 발광층을 포함하는 액적(DS)을 공급할 수 있다.
상기와 같은 경우 동일한 색을 발광하는 중간층(320)을 형성하기 위하여 제1토출부(4000a) 내지 제3토출부(4000c) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 색을 발광하는 중간층(320)의 형성 시 제1토출부(4000a)의 제1노즐(4100a)을 사용하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1토출부(4000a)의 제1노즐(4100a)은 액적(DS)을 디스플레이 기판(S)에 공급될 수 있다. 이러한 액적(DS)은 화소정의막(112)의 개구부(112OP) 상에 삽입될 수 있다. 이때, 디스플레이 기판(S)은 기판(100)으로부터 화소정의막(112)까지를 의미할 수 있다.
상기와 같은 경우 중간층(320) 내부에 포함된 입자의 농도를 기 설정된 농도와 동일하거나 유사하게 할 뿐만 아니라 디스플레이 기판(S)에서 동일한 색을 발광하는 각 화소의 중간층(320)에 포함된 입자의 농도가 균일해지도록 상기에서 설명한 것과 같이 제어할 수 있다. 즉, 개구부(112OP)에 공급되는 액적(DS)을 공급하는 노즐을 변경하거나 노즐에서 공급되는 액적(DS)의 공급횟수 등을 제어할 수 있다.
구체적으로 표시 장치는 복수개의 화소를 포함하며, 복수개의 화소는 서로 상이한 색을 발광할 수 있다. 예를 들면, 복수개의 화소는 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 화소를 포함할 수 있다. 이러한 경우 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 중 적어도 하나는 복수개 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 각각 복수개 구비되며, 복수의 청색 화소를 형성하는 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 경우 복수개의 청색 화소를 형성할 때 각 청색 화소에 액적(DS)을 공급하는 노즐은 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 복수개의 청색 화소 중 제1청색 화소를 형성하는 노즐은 도 10에서 설명한 제1-1노즐과 제1-2노즐일 수 있다. 반면 제1청색 화소와 상이한 위치에 배치되는 복수개의 청색 화소 중 제2청색 화소를 형성하는 노즐은 도 10에서 설명한 제1-2노즐과 제1-3노즐일 수 있다. 이러한 경우 제1-1노즐, 제1-2노즐, 제1-3노즐 각각에서 토출되는 액적(DS)의 농도가 서로 상이함으로써 액적(DS)을 제1청색 화소에 공급하여 형성된 중간층(320)에 포함된 입자의 농도와 제2청색 화소에 공급하여 형성된 중간층(320)에 포함된 입자의 농도가 상이해질 수 있다. 이러한 것은 서로 동일한 색을 발광하는 복수개의 화소에서 반복적으로 일어날 수 있고, 입자의 농도가 서로 동일한 중간층(320)은 액적토출부(3000, 도 5 또는 도 9 참고) 액적토출부(4000)의 운동 방향 또는 디스플레이 기판(S)의 운동 방향에 따라 일렬로 배열될 수 있다. 반면, 디스플레이 기판(S)의 운동 방향과 다른 방향으로 배열되며, 서로 인접한 화소는 서로 입자의 농도가 상이해질 수 있다. 이러한 경우 서로 인접하면서 서로 다른 열을 형성하는 동일한 색을 발광하는 화소들은 농도 차이로 인하여 빛의 발광 또는 빛의 입사 시 줄무늬가 시인되는 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 상기와 같이 측정된 각 노즐에서 토출되는 액적(DS)의 휘도를 산출하여 이를 근거로 각 화소에 대응되는 위치에 공급되는 총 액적에 포함된 입자의 농도를 조절할 수 있다.
예를 들면, 액적토출부(4000)가 제1청색 화소에 액적(DS)을 공급할 때 제1-1노즐과 제1-2노즐에서 액적(DS)을 동일한 횟수만큼 공급한다면, 제2청색 화소에 액적(DS)을 공급할 때 제1-2노즐과 제1-3노즐에서 액적을 공급하는 것이 아닌 제1-1노즐이 제2청색 화소 상에 배치되도록 제어하고, 제1-1노즐에서 액적(DS)을 공급한 후 제1-2노즐이 제2청색 화소 상에 배치될 때 액적(DS)을 공급할 수 있다.
다른 실시예로서 상기와 같은 경우 제2청색 화소 상에 제1-1노즐에서 액적(DS)을 공급한 후 제1-2노즐, 제1-3노즐에서 액적(DS)을 순차적으로 공급하도록 할 수 있다.
또 다른 실시에로서 상기와 같은 경우 제2청색 화소 상에 제1-4노즐에서 액적(DS)을 공급한 후 제1-1노즐, 제1-2노즐 및 제1-3노즐 중 적어도 하나에서 액적(DS)을 공급하돌고 하는 것도 가능하다.
상기와 같은 작업은 상기에 설명한 것에 한정되는 것은 아니며 각 노즐에서 한번에 토출되는 양을 제어하거나 각 노즐에서 정해진 부분에 토출되는 액적(DS)의 토출횟수를 줄임으로써 각 화소에 배치된 중간층(320)에 포함된 입자의 농도를 제어하는 것도 가능하다. 또한, 상기의 경우 이외에도 액적토출부(4000)의 경로를 가변시킴으로써 상기의 제어를 수행하는 것도 가능하다.
따라서 표시 장치의 제조방법은 디스플레이 기판(S)에 배치되며, 동일한 색을 발광하는 화소에 배치된 중간층에 포함된 입자의 농도를 디스플레이 기판(S)의 전면에서 균일하게 할 수 있다.
한편, 상기와 같이 중간층(320)을 형성한 후 디스플레이 기판(S)에 배치된 다른 색의 중간층을 형성할 수 있다. 이러한 경우 서로 다른 색을 구현하는 중간층은 서로 다른 노즐을 사용하거나 서로 다른 토출부를 사용할 수 있다.
이후 중간층(320)이 형성된 디스플레이 기판(S)에 공통전극(330), 제1 무기봉지층(510), 유기봉지층(520) 및 제2 무기봉지층(530)을 순차적으로 형성하여 표시 장치의 제조를 완료할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 12a 및 도 12b를 참고하면, 디스플레이 기판(S)은 상부기판(800), 광차단 패턴(810)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 디스플레이 기판(S)은 도 5 또는 도 9에 도시된 스테이지(1100) 상에 배치한 후 광차단 패턴(810) 사이에 색변환층(QD1, QD2) 및 투과층(TW) 중 적어도 하나를 형성할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2색변환층(QD2)을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 제2색변환층(QD2)은 제1토출부(4000a)의 제1노즐(4100a)을 통하여 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제2색변환층(QD2)을 형성하기 위하여 제1토출부(4000a)의 제1노즐(4100a)에서 액적(DS)이 공급될 때 제어부(6000)는 복수개의 제1노즐(4100a)에서 토출되는 액적(DS)에 포함된 입자의 농도를 근거로 제2색변환층(QD2)을 형성하기 위한 사용되는 액적(DS)의 부피, 제2색변환층(QD2)에 포함되어야 할 입자의 농도에 대응되도록 복수개의 제1노즐(4100a) 중 액적(DS)을 공급하여야 하는 제1노즐(4100a)을 선택하고 선택된 제1노즐(4100a)이 제2색변환층(QD2)이 형성되어야 하는 디스플레이 기판(S) 부분을 통과하도록 제1토출부(4000a)의 위치를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(6000)는 선택된 제1노즐(4100a)에서 출되는 액적(DS)의 토출횟수를 조절할 수 있다. 제어부(6000)는 선택된 제1노즐(4100a)에서 1회 공급되는 액적(DS)의 토출량을 조절하는 것도 가능하다. 이러한 내용은 제어부(6000)에 테이블 형태로 저장되거나 별도의 프로그램을 통하여 산출되는 수식 등이 저장된 상태일 수 있다.
상기와 같은 과정은 디스플레이 기판(S)의 다른 위치에 배치된 제2색변환층(QD2)에서도 동일하게 수행될 수 있다. 이때, 상기와 같은 과정은 제2색변환층(QD2) 이외에도 제1색변환층(QD1) 및 투과층(TW)에서 동일하게 수행될 수 있다.
이를 통하여 동일한 색을 발광하는 화소에 대응되는 복수개의 제1색변환층(QD1) 각각에 포함된 입자의 농도, 복수개의 제2색변환층(QD2) 각각에 포함된 입자의 농도 또는 복수개의 투과층(TW) 각각에 포함된 입자의 농도는 디스플레이 기판(S)의 전면에서 균일해질 수 있다.
상기와 같이 광차단 패턴(810) 상에 색변환층(QD1, QD2)의 형성이 완료되면, 색변환층(QD1, QD2)과 투과층(TW) 상에 충진재(610)를 배치하고 표시 패널과 결합하여 표시 장치의 제조를 완료할 수 있다. 이때, 표시 패널은 기판(100)으로부터 제2 무기봉지층(530)까지를 포함하는 개념일 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 13a 및 도 13b를 참고하면, 디스플레이 기판(S)은 상부기판(800), 광차단 패턴(810), 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 및 보호층(220)을 포함하는 개념일 수 있다. 이때, 디스플레이 기판(S)은 상부기판(800) 상에 광차단 패턴(810)을 형성한 후 광차단 패턴(810) 사이에 컬러필터(CF1, CF2, CF3)를 배치하고, 컬러필터(CF1, CF2, CF3)와 광차단 패턴(810) 상에 보호층(220)을 형성하여 제조할 수 있다.
상기와 같은 디스플레이 기판(S)은 도 5 또는 도 9에 도시된 표시 장치의 제조장치(1000)를 통하여 색변환층(QD1, QD2) 및 투과층(TW) 중 적어도 하나를 형성할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 디스플레이 기판(S) 상에 제2색변환층(QD2)을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 제2색변환층(QD2)은 제1토출부(4000a)의 제1노즐(4100a)을 통하여 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 디스플레이 기판(S) 상에 제1노즐(4100a)을 통하여 액적(DS)을 공급함으로써 제2색변환층(QD2)을 형성할 수 있다. 이때, 제어부(6000)는 제2색변환층(QD2)에 포함되어야 할 입자의 농도가 되도록 제2색변환층(QD2)이 배치되어야 하는 디스플레이 기판(S) 부분을 통과하는 노즐 번호, 액적(DS)의 토출횟수 등을 제어할 수 있다.
상기와 같은 경우 제어부(6000)는 기 설정된 복수개의 제1노즐(4100a) 중 하나 대신 복수개의 제1노즐(4100a) 중 다른 하나가 제2색변환층(QD2)이 배치되어 하는 디스플레이 기판(S) 부분을 통과하도록 이동부(3000)를 제어할 수 있다. 다른 실시예로서 제어부(6000)는 제2색변환층(QD2)이 배치되어야 하는 디스플레이 기판(S) 부분을 기 설정된 복수개의 제1노즐(4100a) 중 하나가 통과할 때 복수개의 제1노즐(4100a) 중 하나를 작동시키지 않고, 제2색변환층(QD2)이 배치되어야 하는 디스플레이 기판(S) 부분을 기 설정된 복수개의 제1노즐(4100a) 중 다른 하나가 제2색변환층(QD2)이 배치되어야 하는 디스플레이 기판(S) 부분을 통과할 때 복수개의 제1노즐(4100a) 중 다른 하나를 작동시키는 것도 가능하다. 또한, 제2색변환층(QD2)이 배치되어야 하는 디스플레이 기판(S) 부분에 배치되는 복수개의 제1노즐(4100a) 중 하나에서 토출하는 토출횟수도 조절하는 것이 가능하다.
상기와 같은 작업은 디스플레이 기판(S)의 전면에서 반복하여 수행됨으로써 디스플레이 기판(S) 상에 복수개의 제2색변환층(QD2)을 형성할 수 있다. 이러한 경우 각 제2색변환층(QD2)에 포함된 입자의 농도는 디스플레이 기판(S)의 전면에서 거의 동일해질 수 있다.
또한, 상기와 같은 작업은 제1색변환층(QD1) 및 투과층(TW)에서 동일하게 수행될 수 있다.
따라서 상기와 같은 과정을 통하여 동일한 색을 발광하는 색변환층(QD1, QD2)을 형성할 때 동일한 색을 발광하는 색변환층(QD1, QD2) 내부에 포함된 입자의 농도를 디스플레이 기판(S)의 전체 면에서 균일하도록 조절하는 것이 가능하다.
상기와 같이 디스플레이 기판(S)에 색변환층(QD1, QD2) 및 투과층(TW)을 형성한 후 색변환층(QD1, QD2)과 투과층(TW) 상에 추가 보호층(230)을 형성하거나 추가 보호층(230) 및 충진재(610)을 형성하고 디스플레이 기판(S)을 표시 패널(미도시)과 결합시킬 수 있다. 이때, 상기 표시 패널은 도 13b의 기판(100)으로부터 제2 무기봉지층(530)을 포함하는 개념일 수 있다.
한편, 상기에서는 색변환층(QD1, QD2)을 형성하는 것을 중심으로 상세히 설명하였으나 컬러필터(CF1, CF2, CF3)를 도 5 또는 도 8의 표시 장치의 제조장치(1000)로 형성하는 것도 가능하다. 이러한 경우 디스플레이 기판(S)은 상부기판(800) 및 광차단 패턴(810)을 포함하는 개념일 수 있다. 이때, 컬러필터(CF1, CF2, CF3)에 입자가 포함되는 경우 컬러필터(CF1, CF2, CF3)에 포함된 입자의 농도는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 조절할 수 있다.
상기와 같이 컬러필터(CF1, CF2, CF3)를 형성한 후 디스플레이 기판(S)과 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 상에 보호층(220)으로부터 추가 보호층(230)까지 형성하거나 보호층(220)으로부터 충진재(610)까지 형성하고 표시 패널에 결합시킬 수 있다.
따라서 상기와 같은 경우 동일한 색의 컬러필터(CF1, CF2, CF3)는 디스플레이 기판(S) 상에서 동일한 색의 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 내부에 포함된 입자의 농도가 균일할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
10: 검사대
100: 기판
1000: 표시 장치의 제조장치
1100: 스테이지
1200: 가이드부재
1300: 기판이동부재
1400: 기판회전부재
20: 측정부
2000: 제1갠트리
30: 제2갠트리
3000: 이동부
3000a: 제1노즐 이동 유닛
3000b: 제2노즐 이동 유닛
3000c: 제3노즐 이동 유닛
4000: 액적토출부
5000: 액적측정부

Claims (41)

  1. 토출부에서 액적을 일 평면으로 공급하는 단계;
    상기 액적의 이미지를 촬영하는 단계;
    상기 액적의 평면 형상을 포함하는 상기 일 평면의 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계; 및
    상기 제1휘도를 근거로 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일 평면에 배치된 제2영역의 제2휘도를 산출하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    산출된 상기 입자의 농도는 상기 제1휘도를 상기 제2휘도로 나눈 보정휘도를 근거로 산출되는 표시 장치의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2영역은 상기 액적이 배치되지 않은 영역인 표시 장치의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2영역의 평면 형상은 상기 제1영역의 평면 형상과 동일한 표시 장치의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2영역은 상기 제1영역을 포함한 상기 일 평면 전체 영역인 표시 장치의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 일 평면에 배치된 상기 액적의 평면 형상의 테두리를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 일 평면에 배치된 상기 액적의 평면 형상의 테두리가 내부에 배치되며 상기 액적의 평면 형상보다 큰 영역인 표시 장치의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역 내부에 배치된 제3영역을 정의하고, 상기 제3영역을 제외한 상기 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3영역은 반사가 일어나는 영역인 표시 장치의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1휘도는 상기 제1영역의 평균 휘도인 표시 장치의 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자의 농도에 따라 상기 토출부의 작동을 제어하는 단계;를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 일 평면은 테스트부재의 일 평면 또는 디스플레이 기판의 일 평면인 표시 장치의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    산출된 입자의 농도를 근거로 상기 디스플레이 기판 상에 상기 액적을 토출하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 액적은 양자점을 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    칼라필터를 형성하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판의 동일한 부분에 서로 농도가 상이한 상기 액적을 토출하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 토출부는 복수개 노즐을 구비하며,
    상기 액적의 농도는 상기 각 노즐별로 산출하는 표시 장치의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수개의 노즐 중 토출하는 액적에 포함된 입자의 농도가 서로 상이한 서로 다른 적어도 2개의 노즐로 상기 디스플레이 기판의 동일한 부분에 액적을 공급하는 표시 장치의 제조방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 토출부는 복수개 구비되며,
    상기 액적의 농도는 상기 각 토출부별로 산출하는 표시 장치의 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수개의 토출부 중 토출하는 액적에 포함된 입자의 농도가 서로 상이한 서로 다른 적어도 2개의 토출부로 상기 디스플레이 기판의 동일한 부분에 액적을 공급하는 표시 장치의 제조방법.
  22. 복수개의 노즐에서 일 평면에 액적을 토출하고 액적의 이미지를 촬영하는 단계;
    촬영된 상기 이미지에서 액적을 포함하는 임의의 제1영역을 설정하는 단계;
    상기 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계;
    상기 일 평면 또는 상기 제1영역과 상이한 일 평면의 임의의 제2영역을 설정하고 상기 제2영역의 제2휘도를 산출하는 단계; 및
    상기 제1휘도 및 상기 제2휘도로 보정휘도를 산출하고, 상기 보정휘도를 근거로 상기 각 노즐에서 토출되는 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 단계; 및
    서로 다른 곳에 배치되며 동일한 색을 발광하는 제1발광영역과 제2발광영역에 대응되는 디스플레이 기판의 제1부분과 제2부분에 각각 상기 액적을 복수번 공급하여 상기 제1부분에 제1층을 형성하고, 상기 제2부분에 제2층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1층과 상기 제2층의 형성 시 상기 제1층에 포함된 입자의 농도와 상기 제2층에 포함된 입자의 농도가 균일하도록 상기 각 노즐에서 투출되는 액적의 상기 보정휘도를 근거로 상기 복수개의 노즐 중 상기 제1발광영역 또는 상기 제2발광영역에 상기 액적을 공급하는 노즐을 선택하는 표시 장치의 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제1영역의 내부에 배치되며 반사가 일어나는 제3영역을 제외하고 상기 제1영역의 제1휘도를 산출하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 액적은 양자점을 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 입자는 산란체를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 액적의 평면 형상이 내부에 배치되며, 상기 액적의 평면 형상과 동일하거나 상기 액적의 평면 형상보다 큰 영역인 표시 장치의 제조방법.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 보정휘도는 상기 제1휘도를 상기 제2휘도로 나누어 산출하는 표시 장치의 제조방법.
  28. 토출된 액적이 안착하는 테스트부재 또는 기판이 배치된 검사대;
    상기 검사대로부터 이격되도록 배치되어 상기 기판 또는 상기 테스트부재에 배치된 상기 액적의 이미지를 촬영하는 측정부; 및
    상기 측정부에서 촬영된 상기 액적의 이미지를 근거로 상기 액적을 포함하는 제1영역의 제1휘도를 산출하고, 산출된 상기 제1영역의 제1휘도를 근거로 상기 액적 내의 입자의 농도를 산출하는 제어부;를 포함하는 표시 장치의 제조장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1휘도를 상기 테스트부재의 제2영역의 제2휘도 또는 상기 기판의 제2영역의 제2휘도로 나눈 보정휘도룰 산출하고, 상기 보정휘도를 근거로 산출된 상기 입자의 농도를 산출하는 표시 장치의 제조장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 액적을 토출하는 토출부;를 더 포함하는 표시 장치의 제조장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제어부는 산출된 상기 입자의 농도에 따라 상기 토출부의 작동을 제어하는 표시 장치의 제조장치.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 이미지 상 상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역 내부에 배치된 표시 장치의 제조장치.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 이미지 상 상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역의 평면 형상과 동일한 표시 장치의 제조장치.
  34. 제 28 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1영역 내부에 배치된 제3영역을 제외하고 상기 제1영역의 휘도를 산출하는 표시 장치의 제조장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제3영역은 상기 측정부에서 방출한 빛이 상기 액적에 반사하여 빛의 반사가 발생하는 영역인 표시 장치의 제조장치.
  36. 일 평면에 배치된 액적의 평면 형상을 포함하는 제1영역의 제1휘도를 측정하는 단계; 및
    상기 제1휘도를 근거로 상기 액적에 포함된 입자의 농도를 산출하는 단계;를 포함하는 액적 측정 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 일 평면에 배치된 제2영역의 제2휘도를 산출하는 단계;를 더 포함하는 액적 측정 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제1휘도를 상기 제2휘도로 나눈 보정휘도룰 산출하고, 상기 보정휘도를 근거로 산출된 상기 입자의 농도를 산출하는 액적 측정 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역 내부에 배치된 액적 측정 방법.
  40. 제 36 항에 있어서,
    상기 액적의 평면 형상은 상기 제1영역의 평면 형상과 동일한 액적 측정 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 제1영역 내부에 배치된 제3영역을 제외하고 상기 제1영역의 제1휘도를 산출하는 액적 측정 방법.
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