WO2020141652A1 - 잉크젯 프린팅 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

잉크젯 프린팅 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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WO2020141652A1
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ink
electrode
dipole
unit
inkjet head
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이병철
정흥철
허명수
김민수
임재하
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삼성디스플레이 주식회사
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    • H10K71/13—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • H10K71/135—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing

Definitions

  • the present invention relates to an inkjet printing device, a dipole alignment method, and a manufacturing method of a display device.
  • OLED organic light emitting display
  • LCD liquid crystal display
  • a device for displaying an image of a display device includes a display panel such as an organic light emitting display panel or a liquid crystal display panel.
  • a light emitting display panel a light emitting device may be included.
  • a light emitting diode LED
  • OLED organic light emitting diode
  • An inorganic light emitting diode using an inorganic semiconductor as a fluorescent material has durability in a high temperature environment, and has an advantage of high blue light efficiency compared to an organic light emitting diode.
  • a transfer method using a dielectrophoresis (DEP) method has been developed. Accordingly, research on inorganic light emitting diodes having superior durability and efficiency has been continued.
  • an inkjet printing device may be used to transfer an inorganic light emitting diode device using a dielectric phoresis method or to form an organic material layer included in a display device. After printing any ink or solution with inkjet, a post-treatment process may be performed to transfer the inorganic light emitting diode device or form an organic material layer.
  • a predetermined ink or solution is supplied to the inkjet head, and the inkjet head may perform a process of jetting the ink or solution onto a predetermined substrate.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an inkjet printing apparatus capable of performing ink ejection and dipole alignment and dipole alignment degree inspection in a connected process.
  • the present invention can provide an inkjet printing apparatus capable of adjusting errors such as the amount of ink generated during the printing process and dipole alignment state during the process.
  • An inkjet printing apparatus includes a stage unit including a stage, at least one inkjet head for ejecting ink containing a dipole and a solvent in which the dipoles are dispersed on the stage.
  • Inkjet head unit heat treatment device for removing the solvent sprayed on the stage, first sensing unit for measuring the position of the ink jetted on the stage from the inkjet head, second sensing for measuring the position of the inkjet head And a third sensing unit measuring a position of the dipole sprayed on the unit and the stage.
  • the inkjet head includes a first inkjet head and a second inkjet head spaced apart from each other, and the inkjet head unit may include at least one head driving unit for moving the first inkjet head and the second inkjet head. have.
  • the head driving unit may include a first head driving unit for moving the inkjet head in a first direction and a second head driving unit for moving in a second direction perpendicular to the first direction.
  • the first sensing unit may measure the positions of the first ink jetted on the stage from the first inkjet head and the second ink jetted on the stage from the second inkjet head.
  • the first sensing unit may measure the diameters of the first ink and the second ink.
  • the third sensing unit may measure an acute angle formed between one direction in which the dipole is extended and the first direction.
  • the third sensing unit may measure the number per unit area of the dipole sprayed on the stage.
  • the inkjet head unit, the third sensing unit and the heat treatment device are disposed in a third direction, and the stage unit can move in the third direction.
  • the inkjet heads are arranged spaced apart from each other in a fourth direction perpendicular to the third direction, and the first sensing unit includes a first moving unit moving in the fourth direction, and the second sensing unit is the fourth It may include a second moving portion moving in the direction.
  • the third sensing unit may include at least one third moving part moving in the third direction and at least one fourth moving part moving in the fourth direction.
  • the stage unit may further include a probe unit that generates an electric field on the stage.
  • the dipole alignment method is a step of injecting an ink containing a dipole and a solvent in which the dipole is dispersed on a target substrate, generating an electric field on the target substrate and by the electric field And the step of disposing the dipole on the target substrate and removing the solvent and measuring the position of the dipole disposed on the target substrate.
  • the ink is ejected from the inkjet head, and may further include aligning the position of the ink ejected on the target substrate before the ejecting of the ink.
  • the inkjet head includes a first head and a second head, and aligning the positions of the ejected ink comprises: measuring positions of the ink ejected from the first head and the ink ejected from the second head. And aligning the positions of the first head and the second head using the measured ink positions.
  • the target substrate includes a first electrode and a second electrode extending in a first direction, and measuring the position of the dipole comprises: measuring an orientation direction of the dipole, and an orientation direction of the dipole and the first direction It may include measuring the acute angle achieved.
  • the measuring of the position of the dipole may further include measuring the number per unit area of the dipole disposed on the target substrate.
  • Setting a reference set value for the position of the dipole disposed on the target substrate, and comparing the reference set value with the number per unit area of the acute angle and the dipole measured in the step of measuring the position of the dipole It may further include.
  • a method of manufacturing a display device includes spraying ink including a light emitting element and a solvent in which the light emitting elements are dispersed to a target substrate on which a first electrode and a second electrode are formed, Disposing the light emitting element on the first electrode and the second electrode, removing the solvent sprayed on the target substrate and the position of the light emitting element disposed on the first electrode and the second electrode And measuring.
  • the first electrode and the second electrode extend in a first direction, and measuring the position of the light emitting device may include measuring an acute angle between the first direction and the one direction in which the light emitting device extends. Can.
  • the target substrate includes a plurality of pixels, and the first electrode and the second electrode are provided for each pixel, and measuring the position of the light emitting element includes the number of light emitting elements disposed in each pixel. And measuring.
  • the inkjet printing apparatus may spray an ink including a dipole in one process, including an inkjet head apparatus, a heat treatment apparatus, and an alignment degree inspection apparatus, and after drying the ink, check the alignment degree of the dipoles. have. Accordingly, when manufacturing a display device using an inkjet printing device, it is possible to improve the alignment degree of the dipoles disposed on the target substrate.
  • the inkjet printing apparatus may include a plurality of sensing units to detect ink jetted from an inkjet head during an inkjet printing process, alignment of dipoles disposed on a target substrate, and the like. Through this, errors in the amount of ink ejected during the printing process and dipole alignment can be minimized.
  • FIG 1 and 2 are schematic perspective views of an inkjet printing apparatus according to an embodiment.
  • FIG 3 is a plan view of a discharge amount inspection device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a discharge amount inspection device according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing ink sprayed on an inspection substrate according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a sub-stage unit according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view of an inkjet head device according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing that ink is discharged from an inkjet head according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing that the second sensing unit of the inkjet head device according to an embodiment inspects the position of the inkjet head.
  • 10 is a plan view of an inkjet head unit according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view of a stage unit according to an embodiment.
  • 12 and 13 are schematic diagrams showing a state of a probe unit according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing that an electric field is formed on a target substrate by a probe unit according to an embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus according to an embodiment.
  • 16 is a schematic diagram showing the operation of a heat treatment apparatus according to an embodiment.
  • 17 is a plan view of an alignment test apparatus according to an embodiment.
  • 18 and 19 are schematic diagrams illustrating driving of the third sensing unit of the alignment test apparatus according to an embodiment.
  • 20 is a plan view illustrating an alignment test apparatus according to another embodiment.
  • 21 is a schematic diagram showing an ink supply apparatus according to an embodiment.
  • 22 is a flowchart illustrating a dipole alignment method using an inkjet printing apparatus according to an embodiment.
  • 23 to 29 are schematic diagrams showing the dipole alignment method of FIG. 22.
  • FIG. 30 is a schematic view showing an inkjet head apparatus of an inkjet printing apparatus according to another embodiment.
  • 31 is a schematic diagram of a light emitting device according to an embodiment.
  • 32 is a schematic diagram of a light emitting device according to another embodiment.
  • 33 is a plan view of a display device manufactured by a method according to an embodiment.
  • 34 is a partial cross-sectional view of the display device taken along the line I-I' of FIG. 33.
  • An element or layer being referred to as the "on” of another element or layer includes all cases in which another layer or other element is interposed immediately above or in between. Likewise, those referred to as “below”, “left” and “right” are both interposed immediately adjacent to other devices or interposed with other layers or materials in the middle. Includes.
  • the same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
  • the inkjet printing apparatus 1000 sprays a predetermined ink 30 (shown in FIG. 4) onto a target substrate, and particles dispersed in the ink I, such as particles such as dipoles, are applied to the target substrate Phases.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may include a plurality of inspection devices to spray the ink in a constant amount and maintain the same number of particles in the ink in each process.
  • the inspection device may improve the reliability of the inkjet printing device 1000 by inspecting the state of the particles aligned with the ink jetted from the inkjet printing device 1000 and feeding back the results.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may include a discharge amount inspection apparatus 100, an inkjet head apparatus 100, a stage unit 500, an alignment degree inspection apparatus 700 and a heat treatment apparatus 900. .
  • FIG 1 and 2 are schematic perspective views of an inkjet printing apparatus according to an embodiment.
  • first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 are defined.
  • the first direction D1 and the second direction D2 are located on one plane and are orthogonal to each other, and the third direction D3 is perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2, respectively.
  • FIGS. 1 and 2 are exemplary views for explaining the configuration of the inkjet printing apparatus 1000 according to an embodiment, and the structure and arrangement of the inkjet printing apparatus 1000 are not limited to FIGS. 1 and 2.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may include more members, and may have a different structure from FIGS. 1 and 2.
  • the inkjet printing apparatus 1000 includes a discharge amount inspection apparatus 100, an inkjet head apparatus 300 and a stage unit 500, an alignment degree inspection apparatus 700 and a heat treatment apparatus 900.
  • Includes. 1 shows a discharge amount inspection device 100, an inkjet head device 300, and a stage unit 500 of the inkjet printing apparatus 1000
  • FIG. 2 shows a stage unit 500 and an alignment degree inspection device 700.
  • a heat treatment apparatus 900. 2 illustrates that the stage unit 500 of FIG. 1 has moved, and the inkjet printing apparatus 1000 may include one stage unit 500.
  • the present invention is not limited thereto, and one or more stage units 500 may be disposed in the inkjet printing apparatus 1000.
  • the inkjet printing apparatus 1000 sequentially disposes the discharge amount inspection apparatus 100, the inkjet head apparatus 300, the alignment degree inspection apparatus 700, and the heat treatment apparatus 900 along the same row.
  • the inkjet printing apparatus 1000 includes a first rail RR1 and a second rail RR1 extending in one direction, for example, the second direction D2, and the plurality of devices includes first and second rails ( RR1 and RA2) may be disposed in the second direction D2.
  • the first rail RR1 and the second rail RR2 of FIG. 1 extend in the second direction D2 and are respectively connected to the first rail RR1 and the second rail RR2 of FIG. 2, respectively.
  • the devices illustrated in FIG. 2 may constitute one inkjet printing device 1000.
  • each device or components will be described in detail.
  • 3 is a plan view of a discharge amount inspection device according to an embodiment. 3 is a plan view of the discharge amount inspection device 100 viewed from the third direction D3, for example, from the top.
  • the discharge amount inspection apparatus 100 may include a first base frame 110, a first sensing unit 150, and a sub-stage unit 180.
  • the discharge amount inspection apparatus 100 may inspect the droplet amount and the impact position of the ink I ejected from the inkjet printing apparatus 1000 including the first sensing unit 150.
  • the ink (I) may include a solvent (SV) and a plurality of dipoles (DP) contained in the solvent (SV).
  • the ink I may be provided in solution or colloidal state.
  • the solvent 35 may be acetone, water, alcohol, toluene, propylene glycol (PG) or propylene glycol methyl acetate (PGMA), but is not limited thereto.
  • the plurality of dipoles DP may be included in a dispersed state in the solvent 35 and supplied to the inkjet head device 300 to be discharged.
  • the first base frame 110 is connected to both ends of the first base portion 111 extending in the first direction D1 and the first base portion 111 and extending in the third direction D3 to be the first.
  • the first support 112 for supporting the base 111 may be included.
  • the shape of the first base frame 110 is not particularly limited. However, the first base frame 110 includes the first base portion 111 extending in the first direction D1, and the first sensing unit 150 of the discharge amount inspection device 100 is the base portion 111 On the image, an operation of moving in the first direction D1 may be performed.
  • the inkjet printing apparatus 1000 includes a plurality of base frames, for example, first to fifth base frames 110, 310, 710, 720, and 910, and each base frame 110, 310, 710, 720, and 910 are disposed at both ends of the base parts 111, 311, 711, 721, 911 and the base parts 111, 311, 711, 721, 911 extending in the first direction D1. It may include support (112, 312, 712, 722, 912) for supporting the parts (111, 311, 711, 721, 911).
  • the shapes of the first to fifth base frames 110, 310, 710, 720, and 910 are substantially the same, but an extended length of the base portion may be partially different. However, it is not limited thereto.
  • a detailed description of the base frame will be omitted and described.
  • the first sensing unit 150 may be disposed on the first base portion 111 of the first base frame 110.
  • a plurality of first sensing units 150 may be provided, and in FIG. 1, four first sensing units 150 are disposed. However, it is not limited thereto.
  • the first sensing unit 150 may detect a predetermined material spaced apart from the sub-stage unit 180 and disposed on the sub-stage unit 180.
  • the first sensing unit 150 is connected to the first base frame 110, and the first moving part 151 and the first moving part 151 that can move in one direction are
  • the first support part 153 may be disposed, and the first sensor part 155 may be disposed on the first support part 153.
  • the first moving part 151 of the first sensing unit 150 is mounted on the first base part 111 of the first base frame 110, for example, the first moving part 151 is the first base part
  • the 111 may move in the extended first direction D1.
  • the first sensor unit 155 of the first sensing unit 150 detects predetermined substances arranged along the first direction D1. can do.
  • the first support part 153 is disposed to be connected to the lower surface of the first moving part 151, and may have a shape extending in the second direction D2. One end of the first support part 153 may be connected to the first moving part 151, and the other end of the second direction D2 may be provided with a first sensor part 155 on the lower surface. Accordingly, the first sensing unit 150 may have a shape protruding from the first base frame 110 in the second direction D2. However, it is not limited thereto.
  • the first sensor unit 155 is disposed on the lower surface of the first support unit 153.
  • the first sensor unit 155 may face the sub-stage unit 180 and sense a material disposed on the sub-stage unit 180.
  • the first sensor unit 155 may be a high-resolution camera, but is not limited thereto.
  • the first moving unit 151 of the first sensing unit 150 may move in the first direction D1 and reciprocate.
  • the first sensor unit 155 also moves according to the movement of the first moving unit 151, and it is possible to detect a diameter or a position of materials disposed on the sub-stage unit 180, and an error therebetween.
  • the sub-stage unit 180 may be disposed on the first rail RR1 and the second rail RR2 under the first base frame 110.
  • the sub-stage unit 180 may move in the second direction D2 on the first rail RR1 and the second rail RR2, and reciprocate between the inkjet head device 300 and the discharge amount inspection device 100.
  • the sub-stage unit 180 may have a predetermined width and a shape extending in the first direction D1.
  • a material sensed or inspected by the first sensing unit 150 may be disposed on the sub-stage unit 180.
  • the discharge amount inspection apparatus 100 may prepare an inspection substrate ISUB on the sub-stage unit 180 and inspect the ink I ejected from the inkjet head apparatus 300.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a discharge amount inspection device according to an embodiment.
  • 5 is a schematic diagram showing ink sprayed on an inspection substrate according to an embodiment.
  • the substrate for inspection ISUB is prepared on the sub-stage unit 180 of the discharge amount inspection apparatus 100, and the sub-stage unit 180 is in the second direction D2.
  • the ink I is discharged from the inkjet head device 300 by moving to.
  • the ejected ink I is ejected on the inspection substrate ISUB, and the sub-stage unit 180 moves again in the second direction D2 and is located under the first base frame 110.
  • a detailed description of the ink I being ejected from the inkjet head device 300 will be described later.
  • the ink I sprayed on the inspection substrate ISUB may be inspected by the first sensing unit 150.
  • At least one first sensing unit 150 may be disposed to inspect the ink I sprayed on the inspection substrate ISUB.
  • one first sensing unit 150 may inspect at least a portion of the ink I while moving in the first direction D1.
  • the four first sensing units 150 partially inspect the ink I sprayed onto the inspection substrate ISUB, the present invention is not limited thereto.
  • the number of the first sensing units 150 is not limited to this, and may be more or less depending on the case.
  • the first sensing unit 150 detects the diameter and the ejection position of the ink I sprayed on the inspection substrate ISUB, and the error between the diameter and the ejection position of the plurality of inks I Can be measured. 4 and 5, the first sensing unit 150 has a diameter (W I1 , W I2 ) or a droplet amount of ink (I) sprayed onto an inspection substrate (ISUB), and an ink (I) ) Between the intervals (P I1 , P I2 ) can be measured.
  • the ink I discharged from the inkjet head apparatus 300 is the same amount of ink (I) on the target substrate (SUB) or inspection substrate (ISUB) even after repeating the process several times in the same position It needs to be sprayed.
  • the discharge amount inspection apparatus 100 measures the diameters W I1 , W I2 and the intervals P I1 , P I2 of the ink I ejected from the inkjet head apparatus 300 before driving the inkjet printing apparatus 1000. It can be adjusted to approach the reference set value.
  • the diameters W I1 and W I2 and the intervals P I1 and P I2 of the ink I detected by the first sensing unit 150 are transferred to the inkjet head device 300, and the transferred information Based on the, it is possible to align the ink ejection member of the inkjet head device 300.
  • the diameters W I1 and W I2 and the intervals P I1 and P I2 may not coincide with each other.
  • the first sensing unit 150 detects this error and transmits it to the inkjet head device 300, and the inkjet head device 300 aligns the ink ejecting member.
  • the ink I may include a dipole DP
  • the discharge amount inspection apparatus 100 measures the diameters W I1 and W I2 of the ejected ink I and is ejected once
  • the number of dipoles DP dispersed in the ink I can be adjusted.
  • the number of dipoles DP in the ink I ejected once can be maintained by matching the diameters W I1 ′ and W I2 ′ of the ink I.
  • the inspection using the first sensing unit 150 and the alignment process of the inkjet head device 300 are the diameters of each ink I (W I1 ' , W I2 ') and the intervals (P I1 ', P I2 ') or the number of dipoles DP, etc. may be repeated for each ink I to be uniform or to match or approximate a reference set value.
  • The'reference set value' may be characteristics required for the ink I ejected from the inkjet head device 300 in driving the inkjet printing device 1000. For example, it may be an amount of ink I ejected from the inkjet head device 300, an interval between the ink I, the number of dipoles DP included in the ink I, and the like. A more detailed description will be provided later.
  • the inspection substrate (ISUB) is an organic film (film)
  • the sub-stage unit 180 may include at least one adsorption device for fixing the inspection substrate (ISUB).
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a sub-stage unit according to an embodiment.
  • the sub-stage unit 180 is spaced apart from the lower substrate 181, the lower substrate 181, and facing the upper substrate 182 and the lower substrate 181 and the upper substrate 182. ) May include a plurality of adsorption devices (183, 184, 185) disposed between.
  • the sub-stage unit 180 includes a lower substrate 181 and an upper substrate 182 extending in the first direction D1.
  • the lower substrate 181 may support a plurality of members of the sub-stage unit 180.
  • the upper substrate 182 is spaced apart from the lower substrate 181, and an inspection substrate ISUB may be prepared on the upper substrate 182.
  • the inspection substrate (ISUB) may be glass, film, or the like, and the type is not particularly limited.
  • the inspection substrate (ISUB) may be an organic film.
  • a plurality of adsorption devices 183, 184, and 185 may be disposed on the lower substrate 181.
  • the adsorption device may include a first adsorption device 183, a second adsorption device 184, and a third adsorption device 185.
  • the first adsorption device 183 and the second adsorption device 184 may be disposed on both ends of the first substrate D1 of the lower substrate 181 and extend in the second direction D2.
  • the third adsorption device 185 may be disposed on the end portion of the second substrate D2 of the lower substrate 181 and extend in the first direction D1.
  • the adsorption devices 183, 184, and 185 are disposed on the outer portion of the lower substrate 181 and can be driven in the third direction D3. Accordingly, when the inspection substrate ISUB is prepared on the upper substrate 182, the adsorption devices 183, 184, and 185 may move in the third direction D3 to fix the inspection substrate ISUB. .
  • the adsorption devices 183, 184, 185 may be vacuum devices, clamp devices, or the like. However, it is not limited thereto.
  • the sub-stage unit 180 may further include a plurality of rolls WR1 and WR2.
  • Inspection substrate (ISUB) is wound on a plurality of rolls (WR1, WR2) is prepared on the upper substrate 182, when the inkjet printing apparatus 1000 is driven rolls (WR1, WR2) can be removed by rotation have.
  • ISUB Inspection substrate
  • WR1, WR2 is wound on a plurality of rolls
  • WR1, WR2 is prepared on the upper substrate 182, when the inkjet printing apparatus 1000 is driven rolls (WR1, WR2) can be removed by rotation have.
  • the inkjet head device 300 may eject a predetermined ink I onto the target substrate SUB when the inkjet printing device 1000 is driven.
  • the inkjet head apparatus 300 includes an inkjet head unit 330 and a second sensing unit 350, and the second sensing unit 350 aligns and ejects the ink ejecting member included in the inkjet head unit 330.
  • the amount of ink I to be inspected can be inspected.
  • 7 is a plan view of an inkjet head device according to an embodiment. 7 is a plan view of the inkjet head device 300 viewed from a third direction D3, for example, from the top.
  • the inkjet head device 300 may include a second base frame 310, an inkjet head unit 330, and a second sensing unit 350.
  • the inkjet head device 300 checks the alignment of the ink ejection member included in the inkjet head unit 330 with the second sensing unit 350 and the amount of ink I to be ejected, and the like. I) can be injected onto the target substrate SUB.
  • the second base frame 310 is connected to both ends of the second base portion 311 and the second base portion 311 extending in the first direction D1, and extends in the third direction D3 to extend the second base A second support 312 for supporting the portion 311 may be included.
  • the detailed description of the second base frame 310 is the same as described above with reference to the first base frame 110.
  • the inkjet head unit 330 may be disposed on the second base portion 311 of the second base frame 310. Although not shown in the drawing, the inkjet head unit 330 is connected to a separate ink reservoir to receive ink I, and jets ink I onto the target substrate SUB through the inkjet head 335 described later. Yes, but you are not limited to this.
  • the inkjet head unit 330 is disposed on the head base 331, a plurality of jig portions 333 disposed on one surface of the head base 331, and a plurality of nozzles (333) NZ) may be included.
  • the head base 331 of the inkjet head unit 330 is mounted on the second base portion 311 of the second base frame 310, and for example, the head base 331 extends in the first direction D1.
  • Can have The head base 331 may be spaced apart from the stage unit 500 at regular intervals.
  • the head base 331 may further include a moving member, such that the second base portion 311 of the second base frame 310 may move in an extended direction, that is, the first direction D1. .
  • a plurality of jig portions 333 are disposed on one surface of the head base 331, for example, a lower surface of the third direction D3, and at least one inkjet head 335 is disposed on the jig portion 333.
  • the plurality of jig portions 333 may be disposed spaced apart from each other in one direction.
  • the plurality of jig portions 333 may be arranged in one direction and may be arranged in a single column or a plurality of columns. The drawing shows that the jig portions 333 are arranged in two rows, and the jig portions 333 of each row are alternately arranged.
  • the present invention is not limited thereto, and the jig portions 333 may be arranged in a larger number of rows and may be arranged to overlap each other without staggering.
  • the shape of the jig portion 333 is not particularly limited, but for example, the jig portion 333 may have a rectangular shape.
  • the jig unit 333 includes a plurality of head driving units AM1 and AM2 that can move in one direction and the other direction to adjust the position of each jig unit 333 and the distance between them.
  • the jig section 333 is provided with head driving units AM1 and AM2 to form a gap between the jig sections 333. The spacing can be adjusted. A detailed description thereof will be described later.
  • the inkjet head 335 is disposed in the jig portion 333. At least one inkjet head 335 may be disposed on one jig portion 333 by forming, for example, two inkjet heads 335 into one pack. That is, two inkjet heads 335 may be disposed in one jig portion 333. However, the number of inkjet heads 335 included in one pack is not limited thereto, and for example, the number of inkjet heads 335 included in one pack may be 1-5.
  • the drawing shows that several jig portions 333 and inkjet heads 335 are disposed in the inkjet head unit 330, but the number of jig portions 333 and the inkjet heads 335 is not limited thereto. . In an exemplary embodiment, the number of the jig portion 333 and the inkjet head 335 may be 128 to 1800.
  • the inkjet head 335 may include a plurality of nozzles NZ, receive ink I from the head base 331 and spray it onto the target substrate SUB.
  • the nozzle NZ located on the bottom surface of the inkjet head 335 is connected to the inner tube IP of the inkjet head 335 and transferred to the inner tube IP.
  • the ink I moves from the head base 331 to the inkjet head 335 and flows along the inner tube IP, and may be discharged through each nozzle NZ.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing that ink is discharged from an inkjet head according to an embodiment.
  • the inkjet head 335 includes an inner tube IP through which ink I is delivered and a plurality of nozzles NZ through which ink I is discharged, and ink I is a nozzle NZ ) May be discharged from the target substrate SUB.
  • the injection amount of the ink I through the nozzle NZ can be adjusted according to the voltage applied to each nozzle NZ. In one embodiment, the amount of ink I discharged once from each nozzle NZ may be 1 to 50 pl (picolitter), but is not limited thereto.
  • the ink I includes a plurality of dipoles DP, and the dipole DP may be discharged together with the ink I from the nozzle NZ.
  • the ink I sprayed on the target substrate SUB includes a dipole DP, and the solvent SV is volatilized and the dipole DP can be landed or printed on the target substrate SUB by a subsequent process. have.
  • the inkjet head 335 may include a dummy nozzle DN (shown in FIG. 10) in which ink I is not discharged because it is not connected to the inner tube IP.
  • the dummy nozzle DN may be located on the outermost side surface of the lower surface of the inkjet head 335.
  • the second sensing unit 350 which will be described later, may measure the position of the dummy nozzle DN of each inkjet head 335 to calculate the position of each inkjet head 335 or the distance between them.
  • the second sensing unit 350 is disposed on the second base frame 310, and on one surface of the second moving part 351 and the second moving part 351 that can move in one direction.
  • the second support part 353 may be disposed, and the second sensor part 355 may be disposed on the second support part 353.
  • the second moving part 351 of the second sensing unit 350 is mounted on the second base part 311. Unlike the first sensing unit 350, in the second sensing unit 350, the second moving unit 351 may be mounted on the bottom surface of the second base unit 311. The second moving part 351 may move in the first direction D1 in which the second base part 311 extends. The second sensing unit 350 may move through the lower portion of the inkjet head unit 330 mounted on the second base unit 311 while the second moving unit 351 moves. The second sensing unit 350 may measure the position of the inkjet head 335 disposed on the bottom surface of the inkjet head unit 330.
  • the second support part 353 is disposed to be connected to the lower surface of the second moving part 351 and may have a shape extending in the second direction D2.
  • One end of the second support part 353 is connected to the second moving part 351, and the other end of the second direction D2 may be provided with a second sensor part 355 on the upper surface. That is, the second sensor unit 355 may be disposed to face the inkjet head 335.
  • the second sensing unit 350 may be disposed to protrude in the second direction D2 from the second base frame 310 as a whole.
  • the second sensor unit 355 is positioned in an area protruding from the second base frame 310 of the second sensing unit 350 to inspect the position of the inkjet head 335.
  • the second sensor part 355 is disposed on the upper surface of the second support part 353.
  • the second sensor unit 355 may move through the lower surface of the inkjet head unit 330 according to the movement of the second moving unit 351, and may check the position or alignment of the inkjet head 335.
  • the second sensor unit 355 may monitor the amount of ink I discharged from the inkjet head 335, stains or dried ink I generated on the inkjet head 335, and the like.
  • a shape of the second sensor unit 355 is schematically illustrated, and one sensing member is disposed.
  • the second sensor unit 355 is not limited thereto, and the second sensor unit 355 may have various shapes to check the alignment degree of the inkjet head 335.
  • the second sensor unit 355 also includes a plurality of sensing members, and the sensing members may be arranged in a plurality of rows.
  • the second sensor unit 355 may move on at least the first direction D1 or the second direction D2 on the second support 353.
  • the second sensor unit 355 moves in the first direction D1 or the second direction D2 and the position of each inkjet head 335 or The distance between them can be measured.
  • it is not limited thereto.
  • 10 is a plan view of an inkjet head unit according to an embodiment. 10 is a plan view viewed from the bottom of the third direction D3 of the inkjet head unit 330, for example.
  • the inkjet head 335 may use ink on the target substrate SUB or the inspection substrate ISUB.
  • the second sensing unit 350 may inspect the degree of alignment of the inkjet head 335 of the inkjet head unit 330, and stains generated in the inkjet head 335.
  • the second sensing unit 350 may be provided with a second moving part 351 to move in the first direction D1.
  • the second support part 353 and the second sensor part 355 may move through the lower surface of the inkjet head unit 330.
  • the second sensor part 355 disposed on the second support part 353 and looking at the upper surface of the inkjet head unit 330 is positioned on the lower surface of the inkjet head unit 330 or the distance between the inkjet heads 335, the inkjet head ( It is possible to monitor whether a foreign matter such as a stain is formed on the 335), the amount of ink I discharged from the inkjet head 335, and the like.
  • the unit 330 may align the inkjet head 335.
  • the jig portion 333 on which the inkjet head 335 is disposed includes a plurality of head drivers, for example, the first head driver AM1 and the second head driver AM2, and The positions and spacings of the jig portion 333 and the inkjet head 335 may be adjusted by the operation of the first and second head driving units AM1 and AM2.
  • the inkjet head 335 includes dummy nozzles DN located on both sides, and the second sensing unit 350 detects the position of the dummy nozzles DN to measure the alignment of the inkjet heads 335. have.
  • the second sensing unit 350 detects the position of the dummy nozzle DN
  • the gaps HP1 and HP2 between the inkjet heads 335 are determined through the position where the dummy nozzles DN of each inkjet head 335 are arranged. Can be measured.
  • the first head driving unit AM1 is located in the first direction D1 of the jig unit 333 and is a driving unit for aligning the position in the first direction D1 or the X-axis direction
  • the second head driving unit AM2 Is located in the second direction (D2) of the jig portion 333 may be a driving unit for aligning the position in the second direction (D2), or Y-axis direction.
  • the inkjet head unit 330 receives information measured by the first sensing unit 150 and the second sensing unit 350, the first ink driving unit AM1 and the second light driving unit AM2 are operated to jig.
  • the part 333 and the inkjet head 335 may be aligned.
  • the second sensing unit 350 sets the dummy nozzle DN of the inkjet head 335 disposed in one jig portion 333 located on the lower left side of the drawing as an origin, and the first head driving unit ( AM1) and the second head driving unit AM2 may adjust their positions and distances based on the dummy nozzle DN of the inkjet head 335 different.
  • the inkjet head device 300 uses the inkjet printing device 1000 to eject the ink I including the dipole DP onto the target substrate SUB, before the inkjet head 335 and the ink ( I) may perform the step of aligning the location where the injection.
  • the second sensing unit 350 may monitor the state of the inkjet head 335 or the amount of ink I to be ejected.
  • the inkjet head device 300 may further include a cleaning unit for cleaning the nozzle NZ of the inkjet head 335.
  • the cleaning unit may perform a process of washing the inkjet head 335 during the process of the inkjet printing apparatus 1000 based on information sensed by the second sensing unit 350. That is, when the second sensing unit 350 detects a stain generated in the inkjet head 335 or a clogged nozzle NZ, the cleaning unit performs a process of washing the nozzle NZ of the inkjet head 335.
  • Can it is not limited thereto.
  • the stage unit 500 may move in the second direction D2 within the inkjet printing apparatus 1000.
  • the stage unit 500 may form an electric field in the ink I when the target substrate SUB is prepared on the upper part and the ink I is sprayed on the target substrate SUB.
  • the dipole DP in the ink I may be oriented in one direction by an electric field formed on the target substrate SUB.
  • FIG. 11 is a plan view of a stage unit according to an embodiment.
  • the stage unit 500 may include a stage 510, a sub-stage 520, a probe support 530, a probe unit 550 and an aligner 580. .
  • the stage 510 may support members disposed on the stage unit 500.
  • the stage 510 is disposed on the first rail RR1 and the second rail RR2 and moves in the second direction D2 within the inkjet printing apparatus 1000 to reciprocate.
  • a predetermined moving member is disposed on the lower surface of the stage 510, and the moving member is engaged with the first and second rails RR1 and RR2 to move the stage 510 in one direction. have.
  • each device is driven according to the movement of the stage 510, and the stage 510 may be moved according to the process sequence of the inkjet printing apparatus 1000.
  • the shape of the stage 510 is not particularly limited, but as an example, the stage 510 may have a rectangular shape in which both sides extend in the first direction D1 and the second direction D2, as shown in the drawing. have.
  • the sub-stage 520 may be disposed on the stage 510.
  • the sub-stage 520 may provide a space in which the target substrate SUB is disposed.
  • a probe support 530, a probe unit 550, and an aligner 580 may be disposed on the sub-stage 520.
  • the shape of the sub-stage 520 is substantially the same as the stage 510, but the area may be smaller.
  • the overall planar shape of the sub-stage 520 may vary according to the planar shape of the target substrate SUB. For example, when the target substrate SUB is a planar rectangle, the shape of the sub-stage 520 may be rectangular as shown in the drawing, and when the target substrate SUB has a circular plane, the sub-stage ( 520) may also be circular in planar shape.
  • the aligner 580 may be disposed on the sub-stage 520 at least one.
  • the aligner 580 is disposed on each side of the sub-stage 520, and an area formed by the plurality of aligners 580 may be an area where the target substrate SUB is disposed.
  • an area formed by the plurality of aligners 580 may be an area where the target substrate SUB is disposed.
  • two aligners 580 are spaced apart from each side of the sub-stage 520, and a total of eight aligners 580 are disposed on the sub-stage 520.
  • the present invention is not limited thereto, and the number and arrangement of the aligners 580 may vary depending on the shape or type of the target substrate SUB.
  • the probe support 530 and the probe unit 550 are disposed on the sub stage 520.
  • the probe support 530 may provide a space in which the probe unit 550 is disposed on the sub-stage 520.
  • the probe support 530 is disposed on at least one side on the sub-stage 520, and one side may extend along an extended direction.
  • the probe support 530 may be disposed to extend in the second direction D2 from the left and right sides on the sub-stage 520.
  • the present invention is not limited thereto, and the probe support 530 may be included in a larger number, and in some cases, may be disposed on the upper and lower sides of the sub-stage 520. That is, the structure of the probe support 530 may vary depending on the number of probe units 550 included in the stage unit 500, or an arrangement or structure.
  • the probe unit 550 may be disposed on the probe support 530 to form an electric field on the target substrate SUB prepared in the sub-stage 520.
  • the probe unit 550 may extend in one direction, for example, the second direction D2, like the probe support 530, and the extended length may cover the entire target substrate SUB. That is, the size and shape of the probe support 530 and the probe unit 550 may vary depending on the target substrate SUB.
  • the probe unit 550 is provided with a probe driving unit 553 disposed on the probe support 530, a probe pad 558 connected to the probe driving unit 553 and capable of contacting the target substrate SUB, and
  • the probe pad 558 may include a plurality of probe jigs 551 and 552 that transmit electrical signals.
  • the probe driving unit 553 is disposed on the probe support 530 to move the probe pad 558.
  • the probe driver 553 may move the probe pad 558 in a horizontal direction and a vertical direction, for example, a first direction D1 that is a horizontal direction and a third direction D3 that is a vertical direction.
  • the probe pad 558 may be connected to or separated from the target substrate SUB by driving the probe driving unit 553.
  • the probe driving unit 553 is driven to connect the probe pad 558 to the target substrate SUB, and in other steps The probe driving unit 553 may be driven again to separate the probe pad 558 from the target substrate SUB. A detailed description thereof will be described later with reference to other drawings.
  • the probe pad 558 may form an electric field on the target substrate SUB through electrical signals transmitted from the probe jigs 551 and 552.
  • the probe pad 558 is connected to the target substrate SUB to transmit the electrical signal to form an electric field on the target substrate SUB.
  • the probe pad 558 contacts an electrode or a power pad of the target substrate SUB, and the electrical signals of the probe jigs 551 and 552 may be transmitted to the electrode or the power pad.
  • the electrical signal transmitted to the target substrate SUB may form an electric field on the target substrate SUB.
  • the probe pad 558 may be a member that forms an electric field through electrical signals transmitted from the probe jigs 551 and 552. That is, when an electric field is formed by receiving the electrical signal from the probe pad 558, the probe pad 558 may not be connected to the target substrate SUB.
  • the shape of the probe pad 558 is not particularly limited, but in an exemplary embodiment, the probe pad 558 may have a shape extending in one direction to cover the entire target substrate SUB.
  • the probe jigs 551 and 552 are connected to the probe pad 558 and may be connected to a separate voltage application device.
  • the probe jigs 551 and 552 may transmit an electric signal transmitted from the voltage application device to the probe pad 558 to form an electric field on the target substrate SUB.
  • the electrical signal transmitted to the probe jigs 551 and 552 may be a voltage for forming an electric field, for example, an AC voltage.
  • the probe unit 550 may include a plurality of probe jigs 551 and 552, the number of which is not particularly limited. Although the figure shows that two probe jigs 551 and 552 are disposed, the probe unit 550 includes a larger number of probe jigs 551 and 552 to provide a higher density on the target substrate SUB. It is also possible to form an electric field.
  • the probe unit 550 is not limited thereto.
  • the probe unit 550 is illustrated as being disposed on the probe support 530, that is, the stage unit 500, the probe unit 550 may be disposed as a separate device in some cases.
  • the stage unit 500 includes an apparatus capable of forming an electric field, and if the electric field can be formed on the target substrate SUB, its structure or arrangement is not limited.
  • 12 and 13 are schematic diagrams showing a state of a probe unit according to an embodiment.
  • the probe driver 553 of the probe unit 550 may be operated according to a process step of the inkjet printing apparatus 1000. 12 and 13, in the first state in which the target substrate SUB is not prepared in the stage unit 500, the probe unit 550 is disposed on the probe support 530 to be spaced apart from the sub-stage 520. Can be.
  • the probe driving unit 553 of the probe unit 550 may be driven in the first direction D1 in the horizontal direction and in the third direction D3 in the vertical direction to space the probe pad 558 from the sub-stage 520. .
  • the probe driving unit 553 of the probe unit 550 is driven to probe pad 558 may be connected to the target substrate SUB.
  • the probe pad 558 may contact the target substrate SUB by driving the probe driver 553 in the third direction D3 in the vertical direction and the first direction D1 in the horizontal direction.
  • the probe jigs 551 and 552 of the probe unit 550 transmit electric signals to the probe pad 558, and an electric field may be formed on the target substrate SUB.
  • the probe unit 550 is disposed on both sides of the stage unit 500, and the two probe units 550 are simultaneously connected to the target substrate SUB.
  • the present invention is not limited thereto, and the plurality of probe units 550 may be driven separately.
  • any first probe unit 550 first forms an electric field on the target substrate SUB
  • the second probe unit 550 may not be connected to the target substrate SUB.
  • the first probe unit 550 may be separated from the target substrate SUB and the second probe unit 550 may be connected to the target substrate SUB to form an electric field. That is, the plurality of probe units 550 may be driven simultaneously to form electric fields, or may be sequentially driven to form electric fields sequentially.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing that an electric field is formed on a target substrate by a probe unit according to an embodiment.
  • an electric field may be formed on the target substrate SUB, and the ink I sprayed on the target substrate SUB may include a dipole DP.
  • the dipole DP may be oriented in one direction by an electric field formed on the target substrate SUB.
  • the dipole DP may be an object having one end having a first polarity and the other end having a second polarity different from the first polarity.
  • one end of the dipole DP may have a positive polarity
  • the other end of the dipole DP may have a negative polarity.
  • the dipoles having different polarities at both ends may receive an electric force (human force and repulsion force) when placed in a predetermined electric field to control the orientation direction.
  • the ink I may be discharged from the nozzle NZ of the inkjet head 335 including the dipole DP.
  • the ink I discharged from the nozzle NZ is ejected toward the target substrate SUB, and the ink I may be supplied on the target substrate SUB.
  • the dipole DP having the first polarity and the second polarity is supplied with the ink I on the target substrate SUB from the nozzle NZ.
  • the dipole DP may be oriented by the electrical force, and for example, the orientation direction of the dipole DP may be directed to the electric field (IEL) direction.
  • the drawing shows that when the ink I is ejected from the nozzle NZ, an electric field IEL is formed in the probe unit 550. Accordingly, the dipole DP may be discharged from the nozzle NZ and receive a force by the electric field IEL until it reaches the target substrate SUB.
  • the probe unit 550 may form an electric field IEL after the ink I is sprayed onto the target substrate SUB.
  • the dipole DP has a random arrangement direction and is sprayed on the target substrate SUB, and may be arranged in one direction by the electric field IEL in the ink I sprayed thereafter.
  • the probe unit 550 when the probe unit 550 ejects ink I on the target substrate SUB, at the same time, the electric field IEL is formed on the target substrate SUB.
  • the probe unit 550 may form an electric field (IEL) after the stage unit 500 moves to the heat treatment apparatus 900 in a step described later. That is, the probe unit 550 may form an electric field IEL at the time when the ink I is ejected or when the solvent SV of the ink I is removed.
  • an electric field generating member may be further disposed on the sub-stage 520.
  • the electric field generating member may form an electric field on the upper portion (ie, the third direction D3), or the target substrate SUB, as in the probe unit 550 described later.
  • the electric field generating member may be an antenna unit, an electric field forming apparatus including a plurality of electrodes, or the like.
  • the inkjet printing apparatus 1000 volatilizes the solvent S of the ink I after the ink I is sprayed on the target substrate SUB and the dipole DP is aligned.
  • a process of inspecting the state in which the dipoles DP are aligned on the substrate SUB is performed. That is, the stage unit 500 may first pass through the heat treatment apparatus 900 illustrated in FIG. 2, and then be moved to the alignment degree inspection apparatus 700 again.
  • the heat treatment device 900 and the alignment degree inspection device 700 will be described in detail.
  • 15 is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus according to an embodiment. 15 is a view seen from the front of the second direction D2 of the heat treatment apparatus 900, for example.
  • the heat treatment apparatus 900 may include a fifth base frame 910 and a heat treatment unit 950.
  • the heat treatment unit 950 may be disposed on the lower surface of the base member 930 mounted on the fifth base portion 911 of the fifth base frame 910.
  • the heat treatment apparatus 900 may irradiate heat or infrared rays from the heat treatment unit 950 to remove the solvent SV of the ink I sprayed on the target substrate SUB.
  • a dipole DP may be disposed on the target substrate SUB that has passed through the heat treatment device 900.
  • the base member 930 is disposed on the fifth base portion 911 of the fifth base frame 910.
  • the base member 930 has a shape extending in the first direction D1 and may provide a space in which the heat treatment unit 950 is disposed.
  • the base member 930 may cover one side of the target substrate SUB, for example, one side extending in the first direction D1. That is, the length extending in the first direction D1 of the base member 930 may be longer than at least one side extending in the first direction D1 of the target substrate SUB. Accordingly, the heat treatment unit 950 disposed on the lower surface of the base member 930 may also have a shape extending in the first direction D1 and cover the entire side of the target substrate SUB.
  • the heat treatment unit 950 is disposed on the lower surface of the base member 930 and may be spaced apart from the target substrate SUB by a predetermined distance.
  • the heat treatment unit 950 may be spaced apart such that other members disposed on the target substrate SUB are not damaged by irradiated heat or infrared rays.
  • the distance between the heat treatment unit 950 and the target substrate SUB may vary depending on the length measured in the third direction D3 of the heat treatment unit 950 or the base member 930.
  • the type of the heat treatment unit 950 is not particularly limited, but for example, the heat treatment unit 950 may be an IR irradiation device.
  • a shielding device may be further disposed on the lower surface of the heat treatment unit 950. The shielding device may partially block heat or infrared rays emitted from the heat treatment unit 950 so as not to damage the target substrate SUB.
  • the heat treatment unit 950 may extend in the first direction D1 like the base member 930.
  • the length extended in the first direction D1 of the heat treatment unit 950 may be greater than the length extended in the first direction D1 of the target substrate SUB.
  • the heat treatment unit 950 covers an area extending in the first direction D1 of the target substrate SUB. While irradiating heat or infrared rays.
  • the heat treatment apparatus 900 irradiates heat or infrared rays to the region overlapping the heat treatment unit 950, and the ink I located in the region overlapping the heat treatment unit 950 is a solvent (SV). Can be removed. That is, as the stage unit 500 moves in one direction, for example, the second direction D2, the solvent SV on the target substrate SUB may be sequentially removed along the one direction.
  • SV solvent
  • 16 is a schematic diagram showing the operation of a heat treatment apparatus according to an embodiment.
  • the heat treatment device 900 may irradiate heat H to a region overlapping the heat treatment unit 950 on the lower surface of the heat treatment device 900.
  • the heat H is irradiated only on a region overlapping with the heat treatment unit 950 on the target substrate SUB.
  • the ink I sprayed on the target substrate SUB the ink I sprayed in the first direction D1 has heat H as the heat treatment unit 950 extends in the first direction D1. It can be investigated simultaneously.
  • the ink I sprayed in the second direction D2 may be sequentially irradiated with heat H as the stage unit 500 passes through the heat treatment unit 950.
  • the solvent of the ink I sprayed onto the target substrate SUB as the stage unit 500 moves ( SV) can be removed sequentially.
  • heat (H) is irradiated to the solvent (SV) on the target substrate (SUB) in the region overlapping the heat treatment unit 950, and the solvent (SV) is removed from the region that has passed through the heat treatment unit (950) ( Dotted area) so that only the dipole DP may exist.
  • the stage unit 500 may further include a control device for sensing the temperature above the target substrate SUB and adjusting the temperature.
  • a control device for sensing the temperature above the target substrate SUB and adjusting the temperature.
  • the alignment degree inspection apparatus 700 may inspect the orientation direction of the dipole DP, the number per unit area, and the like by measuring the position of the dipole DP existing on the target substrate SUB.
  • 17 is a plan view of an alignment test apparatus according to an embodiment. 17 is a plan view viewed from the top in a third direction D3 of the alignment test apparatus 700, for example, and the stage unit 500 is also shown.
  • the alignment degree inspection apparatus 700 is a third base frame 710 and the fourth base frame 720, the third and fourth base frames 710, 720 to connect between the agent A third rail RR3 and a fourth rail RR4 and a third sensing unit 750 may be included.
  • the third base frame 710 and the fourth base frame 720 include a third base portion 711 and a fourth base portion 721, and a third support 712 and a fourth support 722 supporting them. It may include.
  • the third base frame 710 and the fourth base frame 720 are spaced apart in the second direction D2, and a third rail RR3 and a fourth rail RR4 may be disposed therebetween.
  • the third rail RR3 and the fourth rail RR4 may be disposed between the third base part 711 and the fourth base part 721 to connect them. Both ends of the third rail RR3 and the fourth rail RR4 are connected to the third base part 711 and the fourth base part 721, or the third support 712 and the fourth support 722. They may be spaced apart from each other in the first direction D1.
  • the third and fourth rails RR3 and RR4 extend in the second direction D2 and the third sensing unit 750 mounted thereon It can move in the second direction D2.
  • the length of the third rail RR3 and the fourth rail RR4 extended that is, the distance between the third base frame 710 and the fourth base frame 720 are not particularly limited.
  • the area of the region where the third rail RR3 and the fourth rail RR4 are spaced apart and each of them is extended may cover the entire stage unit 500. However, it is not limited thereto.
  • the third sensing unit 750 may be mounted on the third support 730.
  • the third moving part 760 and the fourth moving part 770 are mounted on the third rail RR3 and the fourth rail RR4, and the third and fourth moving parts 760 and 770 have a third supporting part ( 730).
  • the third support 730 may have a shape extending in a first direction D1 where the third rail RR3 and the fourth rail RR4 are separated.
  • the third and fourth moving parts 760 and 770 may be mounted on the third and fourth rails RR3 and RR4 to move in the second direction D2.
  • the third supporting part 730 and the third sensing unit 750 mounted on the third supporting part 730 may also move. That is, according to one embodiment, the third sensing unit 750 may move in the second direction D2, and the position of the dipole DP disposed on the stage unit 500 along the second direction D2 Or, you can check the alignment.
  • the third sensing unit 750 includes a fifth moving part 751 mounted on the third supporting part 730, a fifth supporting part 753 and a fifth supporting part 753 disposed on the lower surface of the fifth moving part 751. It may include a third sensor unit 755 disposed in.
  • the fifth moving part 751 of the third sensing unit 750 is mounted on the third support part 730 and can move in the first direction D1 in which the third support part 730 extends.
  • a fifth support part 753 may be disposed on the lower surface of the fifth moving part 751, and at least one third sensor part 755 may be disposed on the bottom surface of the fifth support part 753.
  • four third sensor units 755 are disposed on the lower surface of one fifth support unit 753 spaced apart from each other.
  • the present invention is not limited thereto, and the number of the third sensor units 755 may be greater, and in some cases, a plurality of fifth support units 753 are disposed to form one third sensor in one fifth support unit 753. Only the portion 755 may be disposed.
  • the third sensor unit 755 may be disposed on the lower surface of the fifth support unit 753 to face the target substrate SUB of the stage unit 500.
  • the third sensor unit 755 may measure the position of the dipole DP disposed on the target substrate SUB.
  • Alignment inspection apparatus 700 is provided with a third sensing unit 750, measures the position of the dipole DP disposed on the target substrate SUB, the orientation direction of the dipole DP, alignment, or The number per unit area can be measured.
  • the third sensing unit 750 moves in the first direction D1 on the stage unit 500 as the fifth moving part 751 moves in the first direction D1 on the third support part 730. It is possible to measure the position of the dipole DP. Further, as the third and fourth moving parts 760 and 770 move in the second direction D2, the position of the dipole DP along the second direction D2 on the stage unit 500 can also be measured. have.
  • FIG. 18 and 19 are schematic diagrams illustrating driving of the third sensing unit of the alignment test apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 18 shows that the third sensing unit 750 moves in the first direction D1 and inspects the dipole DP
  • FIG. 19 shows that the third sensing unit 750 moves and inspects in the second direction D2.
  • the fifth moving part 751 mounted on the third support part 730 may reciprocate in the first direction D1.
  • the third sensor unit 755 of the third sensing unit 750 may measure the position of the dipole DP disposed on the target substrate SUB along the first direction D1. Particularly, since the plurality of inkjet heads 335 of the inkjet head device 300 are arranged to be spaced apart in the first direction D1, the third sensing unit 750 has a first direction D1. ), the positions of the dipoles DP ejected from different inkjet heads 335 may be measured.
  • the third and fourth moving parts 760 and 770 mounted on the third rail RR3 and the fourth rail RR4 may reciprocate in the second direction D2.
  • the third sensor unit of the third sensing unit 750 may measure the position of the dipole DP disposed on the target substrate SUB along the second direction D2.
  • the ink I is moved to the second direction D2 as the stage unit 500 moves in the second direction D2 on the target substrate SUB It is sprayed sequentially.
  • the dispersion degree of the dipole DP may vary according to the process time of the ink I injected from one inkjet head 335.
  • the third sensing unit 750 measures the position of the dipole DP along the second direction D2 on the target substrate SUB, thereby dipoles ejected from the same inkjet head 335 Deviation according to the position of the target substrate SUB of the DP can be measured.
  • the third sensing unit 750 may measure the position of the dipole DP.
  • the third sensing unit 750 may include the dipole disposed on the target substrate SUB ( The orientation direction of DP) may be measured, and an acute angle formed between the orientation direction and one direction, for example, the first direction D1 or the second direction D2 may be measured.
  • the dipole DP may have a shape extending in one direction, and accordingly, when disposed on the target substrate SUB, an orientation direction of the dipole DP may be determined according to the extended direction.
  • the dipole DP is applied to the electric field.
  • the alignment test apparatus 700 may measure an orientation direction of the dipole DP disposed on the target substrate SUB or calculate a difference in the orientation direction between different dipoles DP.
  • the target substrate SUB may include an electrode extending in the first direction D1
  • the third sensing unit 750 may be oriented in the orientation of the dipole DP disposed on the electrode.
  • the alignment degree inspection apparatus 700 may check the alignment degree of the dipoles DP by comparing the acute angle measured from the dipoles DP disposed on the target substrate SUB with a reference set value.
  • the third sensing unit 750 may measure the number of dipoles DP per unit area of the target substrate SUB.
  • the dipole (DP) ejected from the inkjet head 335 needs to be uniform in the ejected position, the orientation direction possessed on the target substrate (SUB), and the number per unit area.
  • the ink I injected from the inkjet head 335 may include a solvent (SV) and a dipole (DP) dispersed in the solvent (SV), the dipole (DP) in the ink (I) according to the process time
  • the degree of dispersion may vary.
  • the alignment degree inspection apparatus 700 measures the number of dipoles (DP) per unit area on the target substrate SUB to maintain the number of dipoles DP disposed on the target substrate SUB uniformly. Can. This will be described later in more detail.
  • the alignment degree inspection device 700 may be moved.
  • 20 is a plan view illustrating an alignment test apparatus according to another embodiment. 20 is a plan view of the alignment degree inspection device 700' as viewed from the top.
  • the alignment test apparatus 700 ′ may include a larger number of moving parts 760 ′ and 770 ′ and a support part 730 ′.
  • the alignment test apparatus 700' is wider. It can move to cover the area and measure the position of the dipoles DP.
  • the alignment inspection apparatus 700 ′ when a plurality of target substrates SUB are prepared on the stage unit 500 ′, the alignment inspection apparatus 700 ′ includes a larger number of moving parts and supports to have a larger area.
  • the stage unit 500' may be covered.
  • the alignment degree inspection apparatus 700' of FIG. 20 includes a third base frame 710' and a fourth base frame 720' extending in the second direction D2, and the third base frame ( 710'), a 3-1 moving part 761' and a 4-1 moving part 771' arranged on the fourth base frame 720'.
  • the 3-1 moving part 761' and the 4-1 moving part 771' are mounted on the third base frame 710' and the fourth base frame 720', respectively, in the second direction D2. ).
  • the 3-1 moving part 761' and the 4-1 moving part 771' are spaced apart from each other in the first direction D1, and a third sensing unit 750', which will be described later, may be located between them.
  • the third sensing unit 750' As shown in the figure, as the 3-1 moving part 761' and the 4-1 moving part 771' move, the third sensing unit 750' also moves in the second direction D2, ,
  • the alignment degree inspection apparatus 700 ′ may cover the second direction D2 of the stage unit 500 ′.
  • a 3-1 support portion 731 ′ and a 3-2 support portion 732 ′ may be connected between the 3-1 moving portion 761 ′ and the 4-1 moving portion 771 ′.
  • the 3-1 support portion 731 ′ and the 3-2 support portion 732 ′ extend in the first direction D1 and are spaced apart in the second direction D2.
  • the third sensing unit 750 ′ is positioned between them to move the third sensing unit 750 ′ in the first direction D1 and the second direction D2.
  • Other moving parts or supporting parts may be mounted on the 3-1 support part 731 ′ and the 3-2 support part 732 ′ to provide a path through which they move in the first direction D1.
  • the 3-3 support 733' and the 3-4 support 734' are mounted on the 3-1 support 731' and the 3-2 support 732', respectively.
  • the 3-3 support portion 733' and the 3-4 support portion 734' extend in the first direction D1, and the 3-1 support portion 731' and the 3-2 support portion 732', respectively. Can move on.
  • a third rail RR3 and a fourth rail RR4 are connected between the 3-3 support 733' and the 3-4 support 734', and the third sensing unit 750' is
  • the third rail RR3 and the fourth rail RR4 may move in the second direction D2.
  • the 20 is a member to which the third rail RR3 and the fourth rail RR4 are connected, for example, a third-3 support portion 733 ') and the 3-4 support 734' may move in the first direction D1.
  • the 3-3 support 733' and the 3-4 support 734' are moved in the second direction by the movement of the 3-1 support 731' and the 3-2 support 732' to which they are connected. You can also move to (D2).
  • the 3-2 moving part 762' and the 4-2 moving part 772' are respectively mounted on the third rail RR3 and the fourth rail RR4, and between them, the 3-5 support part 735 ') is connected.
  • the third sensing unit 750' is disposed on the 3-5th support portion 735', and is movable in the first direction D1. That is, the 3-2 moving part 762', the 4-2 moving part 772', and the 3-5 supporting part 735' of FIG. 20 are the 3rd moving part 760 and 4th of FIG. It may correspond to the moving part 770 and the third support part 730.
  • the alignment test device 700 ′ of FIG. 20 includes a third rail having a third sensing unit 750 mounted thereon, including a larger number of moving parts and supports than the alignment test device 700 of FIG. 17.
  • the RR3) and the fourth rail RR4 may move in the first direction D1 and the second direction D2.
  • the 3-2 moving part 762', the 4-2 moving part 772', and the third sensing unit 750' move on one target substrate SUB, and the dipole ( DP) is measured.
  • the third sensing unit 7503 and the third-4 support unit 734' move in the first direction D1, whereby the third sensing unit 750' is located on the other target substrate SUB,
  • the 3-2 moving part 762', the 4-2 moving part 772', and the third sensing unit 750' move again to measure the position of the dipole DP. Accordingly, the target substrates SUBs of the first row arranged in the first direction D1 are inspected on the stage unit 500'.
  • the 3-1 moving unit 761' and the 4-1 moving unit 771' move in the second direction D2, so that the third sensing unit (on the target substrate SUB in the second row) 750').
  • the third sensing unit 750 ′ may move to inspect the target substrates SUBs arranged in the first direction D1.
  • the method of measuring the movement of the third sensing unit 750' or the position of the dipole DP is the same as described above, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the inkjet head device 300 may further include a separate ink supply device 400.
  • 21 is a schematic diagram showing an ink supply apparatus according to an embodiment.
  • the ink supply device 400 may serve to supply the manufactured ink I to the inkjet head device 300.
  • the manufactured ink I may be stored or transported to be supplied to the inkjet head device 300 of the inkjet printing apparatus 1000.
  • the ink supply device 400 may be connected to the inkjet head device 300.
  • the ink supply device 400 may include an ink tank 410, an ink stirrer 420, an ink reservoir 430, and a circulation pump 450.
  • the ink tank 410 may serve to store the prepared ink I and supply it to the ink stirrer 420.
  • the shape of the ink tank 410 is not particularly limited, and in an exemplary embodiment, the ink tank 410 may be an ink cartridge, an ink vessel, or the like.
  • the ink tank 410 may further include a pneumatic forming device capable of transmitting pressure to supply the ink I to the ink stirrer 420.
  • the ink stirrer 420 may serve to stir the ink I supplied from the ink tank 410 and to disperse the dipole DP again and transfer it to the ink reservoir 430.
  • the dipole DP may be precipitated or settled over time in the ink I prepared by including a material having a relatively high specific gravity.
  • the ink stirrer 420 may stir the dipole (DP) precipitated in the ink (I) to be dispersed again before supplying the ink (I) to the ink reservoir (430).
  • the ink stirrer 420 may include a stirrer 425 to disperse the dipole DP in the ink I.
  • the type of the stirring device 425 is not particularly limited.
  • the stirring device 425 may be a magnetic stirrer, a propeller stirrer, or the like. In the drawing, the magnetic stirrer is illustrated, and the stirring device 425 may redistribute the dipole DP in the ink I supplied from the ink tank 410.
  • the ink reservoir 430 may supply the ink I supplied from the ink stirrer 420 to the inkjet head device 300.
  • the ink reservoir 430 substantially performs the same function as the ink tank 410, but may be supplied with ink I through the ink stirrer 420 for stirring the prepared ink I. Accordingly, the ink reservoir 430 may supply the ink I including the dipole DP having a relatively high dispersion degree to the inkjet head device 300.
  • the inkjet head device 300 is not supplied with ink I directly from the ink tank 410, but is supplied through the ink reservoir 430, thereby being included in the ink I ejected once from the inkjet head 335.
  • the number of dipoles DP or the degree of dispersion can be controlled. That is, according to the process of the inkjet printing apparatus 1000, it is possible to maintain a uniform ink (I) quality.
  • the circulation pump 450 has one end connected to the inkjet head device 300 and the other end connected to the ink stirrer 420 to circulate the ink I in the inkjet printing device 1000.
  • the circulation pump 450 is driven.
  • the ink I of the inkjet head device 300 may be transferred to the ink stirrer 420. That is, the circulation pump 450 receives information on the degree of alignment and number of the dipoles DP measured by the degree of alignment test apparatus 700 to maintain the quality of the ink I supplied to the inkjet head apparatus 300.
  • the ink I can be circulated in the ink stirrer 420, the ink reservoir 430 and the inkjet head device 300. Through this, it is possible to supply ink I to the inkjet head device 300 by feeding back the information provided by the alignment degree inspection device 700.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may eject the same amount or quality of ink I onto the target substrate SUB even after repeating the process several times by feeding back the measured information or the detected change amount from each apparatus. have.
  • the inkjet head device 300 ejects the inkjet head device 300 by performing a process of processing information collected through the plurality of sensing units described above.
  • the quality of the ink I to be maintained can be maintained.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may improve the degree of alignment of the dipoles DP disposed on the target substrate SUB and constantly adjust the number of dipoles DP per unit area.
  • an alignment method of the dipole DP using the inkjet printing apparatus 1000 according to an embodiment will be described in detail.
  • 22 is a flowchart illustrating a dipole alignment method using an inkjet printing apparatus according to an embodiment.
  • 23 to 29 are schematic diagrams showing the dipole alignment method of FIG. 22.
  • the dipole (DP) alignment method includes an ink containing a solvent (SV) in which the dipole (DP) is dispersed on the target substrate (SUB) ( I) spraying (S100), generating an electric field on the target substrate (SUB) and dipole (DP) being disposed on the target substrate (SUB) by the electric field (S200) and removing the solvent (SV) And measuring the position of the dipole DP disposed on the target substrate SUB (S300 ).
  • SV solvent
  • the dipole (DP) alignment method may use the inkjet printing apparatus 1000 described above with reference to FIGS. 1 and 2, and arranges the dipole DP on the target substrate SUB, and The position of the inkjet head 335 for spraying the dipole DP or the number of dipoles dispersed in the ink I may be adjusted by measuring the position of the DP).
  • a step of setting the inkjet printing apparatus 1000 Before injecting the ink I onto the target substrate SUB, a step of setting the inkjet printing apparatus 1000 may be performed.
  • the step of setting the inkjet printing apparatus 1000 is a step of tuning the inkjet printing apparatus 1000 to a target process. For precise tuning, an inkjet printing test process is performed on the above-mentioned inspection substrate (ISUB), and a reference set value of the inkjet printing apparatus 1000 may be adjusted according to the result.
  • the'reference set value' is determined according to a test process performed on the inspection substrate (ISUB), and an error or deviation measured in the second sensing unit 350 and the third sensing unit 750 in the steps described below. It can be a standard.
  • the second sensing unit 350 and the third sensing unit 750 can compare the information measured during the process of the inkjet printing apparatus 1000 with a reference set value, calculate a deviation, and feedback it to minimize the deviation.
  • Examples measured with the reference set values include the amount of ink I discharged from the inkjet head 335, the impact position of the ejected ink I, the degree of alignment of the dipole DP ejected on the target substrate SUB, and The number may be per unit area, but is not limited thereto.
  • the inspection substrate ISUB may have the same structure as the target substrate SUB, but a substrate such as a glass substrate or a film may be used.
  • the upper surface of the inspection substrate is water-repellent.
  • the water-repellent treatment may be performed by fluorine coating or plasma surface treatment.
  • the ink (I) is sprayed onto the upper surface of the inspection substrate (ISUB), and the size, droplet amount, position, etc. of each ink (I) are measured by the first sensing unit 150 do.
  • the ink I of the reference set value is adjusted to be ejected.
  • the method of adjusting the position of the inkjet head 335 is as described above with reference to FIG. 10. Such an inspection method may be repeated several times until each inkjet head 335 jets to a droplet amount or position corresponding to a reference set value.
  • the step of setting the inkjet printing apparatus 1000 may be omitted.
  • the ink I including the dipole DP is jetted on the target substrate SUB (S100 ).
  • the target substrate SUB is prepared on the stage unit 500 and moves to the inkjet head device 300 so that the ink I can be ejected on the target substrate SUB.
  • the stage unit 500 is positioned in the second direction D2 of the heat treatment apparatus 900 of FIG. 2, where the target substrate SUB may be prepared.
  • the target substrate SUB may be prepared.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are formed on the target substrate SUB, and the ink I can be sprayed on these.
  • the drawing exemplarily shows a case in which ink I is sprayed on a pair of electrodes, a larger number of electrode pairs are formed on the target substrate SUB, and a plurality of inkjet heads 335 are applied to each electrode pair. Ink I can be ejected in the same manner.
  • the second sensing unit 350 continuously maintains the amount of ink I discharged from the inkjet head 335 during the process of the inkjet printing apparatus 1000, the state of the inkjet head 335, and the like. Can be monitored.
  • the information measured by the second sensing unit 350 is provided to the inkjet head device 300 and the ink supply device 400 and can be controlled when there is a deviation from the reference set value. For example, when the amount discharged to the ink jet head 335 decreases as the process time passes, the voltage applied to the ink jet head 335 is adjusted, and the ink I is applied to the nozzle NZ of the ink jet head 335.
  • a process of washing the inkjet head 335 may be performed. However, it is not limited thereto.
  • an electric field E is formed on the target substrate SUB, and a step S200 in which the dipole DP is disposed by the electric field E is performed.
  • the dipole (DP) may be arranged by dielectrophoresis.
  • electric signals are applied from the probe unit 550 to the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the probe unit 550 is connected to a predetermined pad (not shown) provided on the target substrate SUB, and is capable of applying electrical signals to the first electrode 21 and the second electrode 22 connected to the pad. have.
  • the electrical signal may be an AC voltage
  • the AC voltage may have a voltage of ⁇ (10-50)V and a frequency of 10 kHz to 1 MHz.
  • the dipole DP When the AC voltage is applied to the first electrode 21 and the second electrode 22, an electric field E is formed between them, and the dipole DP is a Dielectrophoretic Force due to the electric field E. It works.
  • the dipole DP may be disposed on the first electrode 21 and the second electrode 22 while the orientation direction and the position are changed by the dielectrophoretic force.
  • the solvent SV of the ink I sprayed on the target substrate SUB is removed (S300 ).
  • the step of removing the solvent SV is performed through the heat treatment device 900, where the stage unit 500 moves in the second direction D2 from the inkjet head device 300 to be located in the heat treatment device 900.
  • the heat treatment apparatus 900 may irradiate heat (H) or infrared rays on the target substrate (SUB), and the solvent (SV) may be volatilized or vaporized.
  • the method in which the heat treatment apparatus 900 irradiates heat (H) or infrared rays is the same as described above with reference to FIG. 16.
  • the dipole DP may be aligned on the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the position of the dipole DP disposed on the target substrate SUB is measured using the third sensing unit 750 (S300 ).
  • the method for the third sensing unit 750 to measure the position of the dipole DP is the same as described above with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the alignment degree of the dipole DP may be measured or the number of dipoles DP per unit area may be measured.
  • the third sensing unit 750 measures the position of the dipole DP while moving in one direction, for example, the first direction D1 or the second direction D2.
  • the degree of alignment of the dipole DP is an acute angle ( ⁇ 1, ⁇ 2) that is formed in a direction perpendicular to the direction in which one direction dd in which the dipole DP extends and in the direction in which the first electrode 21 and the second electrode 22 extend. It can be performed by measuring ⁇ 3).
  • the third sensing unit 750 has a direction in which the dipole DP is extended and a direction in which the first electrode 21 and the second electrode 22 are extended, for example, the second direction D2. The acute acute angle is measured and compared with the reference set value.
  • the reference set value of the degree of alignment of the dipole DP has an acute angle between 0° to 5 in a direction perpendicular to a direction in which the dipole DP extends and a direction in which the electrodes 21 and 22 extend. °.
  • the third sensing unit 750 may measure the number of dipoles DP per unit area AA.
  • the first area AA1, the second area AA2 and the third area AA3 defined as arbitrary areas are illustrated.
  • the third sensing unit 750 may measure the number of dipoles DP disposed in each area AA1, AA2, and AA3 and compare it with a reference set value.
  • the first sensing unit 150, the second sensing unit 350 and the third sensing unit 750 perform the step of comparing with the measured information and the reference set value, through which inkjet The members of the printing device 1000 can be controlled.
  • information on the discharge amount of the ink I measured in the second sensing unit 350, the degree of alignment of the dipole DP measured in the third sensing unit 750, and the number per unit area are each inkjet head device ( 300).
  • the inkjet head device 300 receives the above information and adjusts the alignment state of the inkjet head 335 spraying ink I or washes the nozzle NZ, and disperses the dipole DP in the provided ink I Degrees can be adjusted.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may detect errors that may occur during the process of the inkjet printing apparatus 1000 in real time, including at least one sensing unit 150, 350, 750. .
  • Each sensing unit (150, 350, 750) can detect and compensate for errors and defects that occur during the process, and at the same time complement it. Accordingly, the inkjet printing apparatus 1000 may maintain the quality of the target substrate SUB including the final dipole DP even after repeating the process several times.
  • the inkjet printing apparatus 1000 includes an inkjet head apparatus 300, a heat treatment apparatus 900, and an alignment degree inspection apparatus 700, which may be sequentially arranged along one direction.
  • the inkjet printing apparatus 1000 ejects the ink I onto the target substrate SUB, removes the solvent SV of the ink I, and then checks the alignment degree of the dipole DP during the process of inspecting the target substrate SUB Minimize the movement of. Accordingly, the process time of the inkjet printing apparatus 1000 can be reduced, and in particular, the ink (I) is sprayed onto the target substrate (SUB) and subsequently passes through the heat treatment apparatus (900) to volatilize the solvent (SV). It is possible to prevent the misalignment problem of the dipole DP.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may include one or more inkjet head apparatus 300.
  • the process of manufacturing the display device 1 is repeated, the process may be performed using another inkjet head device 300 while washing or rearranging the inkjet head 335.
  • FIG. 30 is a schematic view showing an inkjet head apparatus of an inkjet printing apparatus according to another embodiment.
  • the inkjet printing device 1000_1 may include one or more inkjet head devices 300_1.
  • the inkjet head device 300_1 includes a first inkjet head device 301_1 and a second inkjet head device 302_1 disposed to face each other, and they may have substantially the same structure. That is, the first inkjet head device 301_1 and the second inkjet head device 302_1 each include a plurality of inkjet heads 335 to eject ink I on the target substrate SUB, and the second sensing It is possible to inspect the state of the inkjet head 335, including the unit 350.
  • the step of stopping the ejection of the ink I and adjusting the initial setting value is performed. can do. For example, if the amount of ink I discharged from the inkjet head 335 is not constant or the nozzle NZ is clogged, washing the inkjet head 335 and re-adjusting their position or ink I discharge amount Is needed.
  • the inkjet printing apparatus 1000_1 of FIG. 30 performs the manufacturing process of the display apparatus 1 by operating another inkjet head apparatus 300_1 when the process of jetting ink I is stopped by any one inkjet head apparatus 300_1 can do.
  • the inkjet printing apparatus 1000_1 of FIG. 30 initially drives the first inkjet head apparatus 301_1, does not drive the second inkjet head apparatus 302_1, and stops the first inkjet head apparatus 301_1. If it does, the second inkjet head device 302_1 may be driven.
  • information measured by the second sensing unit 350 and the third sensing unit 750 is provided to the first inkjet head device 301_1 and the second inkjet head device 302_1, and accordingly the inkjet head 335 Can reflect the alignment in real time.
  • the position of the dipole DP measured by the third sensing unit 750 is different from the reference set value as the first inkjet head device 301_1 is driven, feedback to the second inkjet head device 302_1 is provided. Provided, it can be reflected in real time during the printing process.
  • the inkjet printing apparatus 1000 reflects information measured in real time by a plurality of sensing units 150, 350, and 750 including one or more inkjet head apparatus 300 to display device 1 or object Product productivity and yield can be improved.
  • the dipole DP described above may be a light emitting device including a conductive semiconductor, and according to an embodiment, a display device including the light emitting device may be manufactured using the inkjet printing device 1000.
  • 31A and 31B are schematic diagrams of a light emitting device according to an embodiment.
  • the light emitting device 30 may include semiconductor crystals doped with any impurities (eg, p-type or n-type).
  • the semiconductor crystal may receive an electric signal applied from an external power source and emit it as light of a specific wavelength.
  • the light emitting device 30 may be a light emitting diode, and specifically, the light emitting device 30 has a size of a micrometer or a nanometer, and is made of an inorganic material. It may be a light emitting diode.
  • the light emitting device 30 is an inorganic light emitting diode, when an electric field is formed in a specific direction between two electrodes facing each other, the inorganic light emitting diode may be aligned between the two electrodes having polarity.
  • the light emitting element 30 may emit light of a specific wavelength band by receiving a predetermined electrical signal from an electrode.
  • the light emitting device 30 may include a plurality of semiconductors 31 and 32, an active layer 33, an electrode material layer 37 and an insulating layer 38.
  • the plurality of semiconductors 31 and 32 transmits an electrical signal transmitted to the light emitting device 30 to the active layer 33, and the active layer 33 may emit light of a specific wavelength band.
  • the light emitting device 30 includes a first semiconductor layer 31, a second semiconductor layer 32, an active layer 33 disposed between the first semiconductor layer 31 and the second semiconductor layer 32, the first 2 may include an electrode material layer 37 disposed on the semiconductor layer 32 and an insulating film 38 disposed to surround their outer surfaces.
  • the light emitting device 30 of FIG. 31 shows a structure in which the first semiconductor layer 31, the active layer 33, the second semiconductor layer 32, and the electrode material layer 37 are sequentially formed in the longitudinal direction. It is not limited.
  • the electrode material layer 37 may be omitted, and in some embodiments, it may be disposed on at least one of both sides of the first semiconductor layer 31 and the second semiconductor layer 32.
  • the electrode material layer 37 may be further disposed on the lower surface of the first semiconductor layer 31.
  • the description of the light emitting device 30 to be described later may be applied in the same way even if the light emitting device 30 further includes other structures.
  • the first semiconductor layer 31 may be a semiconductor layer doped with n-type impurities.
  • the first semiconductor layer 31 may include In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ It may be a semiconductor material having the formula x + y ⁇ 1).
  • the first semiconductor layer 31 may be any one or more of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, and InN doped with n-type impurities.
  • the first semiconductor layer 31 may be doped with a first dopant, for example, the first dopant may be Si, Ge, Sn, or the like.
  • the length of the first semiconductor layer 31 may be longer than the length of the second semiconductor layer 32 described later, and may have a range of 1.5 ⁇ m to 5 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the second semiconductor layer 32 may be a semiconductor layer doped with p-type impurities.
  • the second semiconductor layer 32 when the light emitting device 30 emits light in a blue wavelength band, the second semiconductor layer 32 is In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ It may be a semiconductor material having the formula x + y ⁇ 1).
  • the second semiconductor layer 32 may be any one or more of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, and InN doped with p-type impurities.
  • the second semiconductor layer 32 may be doped with a second dopant, for example, the second dopant may be Mg, Zn, Ca, Se, Ba, or the like.
  • the length of the second semiconductor layer 32 may have a range of 0.08 ⁇ m to 0.25 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the drawing shows that the first semiconductor layer 31 and the second semiconductor layer 32 are configured as one layer, but is not limited thereto.
  • the first semiconductor layer 31 and the second semiconductor layer 32 may include a larger number of layers depending on the material of the active layer 33 to be described later.
  • the active layer 33 is disposed between the first semiconductor layer 31 and the second semiconductor layer 32 and may include a single or multiple quantum well structure material.
  • the active layer 33 includes a material having a multi-quantum well structure
  • the quantum layer and the well layer may have a structure in which a plurality of alternating layers are alternately stacked.
  • the active layer 33 may emit light by a combination of electron-hole pairs according to electrical signals applied through the first semiconductor layer 31 and the second semiconductor layer 32.
  • a material such as AlGaN or AlInGaN may be included.
  • the quantum layer may include a material such as AlGaN or AlInGaN, and the well layer is GaN or AlGaN.
  • the active layer 33 may have a structure in which a semiconductor material having a large band gap energy and a semiconductor material having a small band gap energy are alternately stacked, and a wavelength band of light emitting light. Depending on the type, it may include other Group 3 to 5 semiconductor materials.
  • the light emitted by the active layer 33 is not limited to light in the blue wavelength band, and may emit light in the red and green wavelength bands in some cases.
  • the length of the active layer 33 may have a range of 0.05 ⁇ m to 0.25 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the light emitted from the active layer 33 may be emitted on both sides as well as the longitudinal outer surface of the light emitting device 30.
  • the light emitted from the active layer 33 is not limited in direction in one direction.
  • the electrode material layer 37 may be an ohmic contact electrode. However, the present invention is not limited thereto, and may be a Schottky contact electrode.
  • the electrode material layer 37 may include a conductive metal.
  • the electrode material layer 37 includes aluminum (Al), titanium (Ti), indium (In), gold (Au), silver (Ag), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and It may include at least one of Indium Tin-Zinc Oxide (ITZO).
  • the electrode material layer 37 may include the same material or different materials, but is not limited thereto.
  • the insulating layer 38 may be formed to contact the first semiconductor layer 31, the second semiconductor layer 32, the active layer 33, and the electrode material layer 37 and surround their outer surfaces.
  • the insulating film 38 may function to protect the members.
  • the insulating film 38 is formed to surround side surfaces of the members, and both ends of the light emitting device 30 in the longitudinal direction may be exposed. However, it is not limited thereto.
  • the insulating film 38 includes materials having insulating properties, for example, silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), silicon oxynitride (SiO x N y ), aluminum nitride (Aluminum) nitride, AlN), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Accordingly, it is possible to prevent an electric short circuit that may occur when the active layer 33 directly contacts the light-emitting element 30 with an electrode through which an electrical signal is transmitted. In addition, since the insulating film 38 protects the outer surface of the light emitting element 30 including the active layer 33, it is possible to prevent a decrease in luminous efficiency.
  • the insulating layer 38 is formed to extend in the longitudinal direction of the light emitting device 30 to cover the first semiconductor layer 31 to the electrode material layer 37, but is not limited thereto.
  • the insulating film 38 covers only the first semiconductor layer 31, the active layer 33, and the second semiconductor layer 32, or covers only a part of the outer surface of the electrode material layer 37 so that some outer surfaces of the electrode material layer 37 It may be exposed.
  • the insulating film 38 covers only the outer surfaces of the first semiconductor layer 31, the active layer 33, and the second semiconductor layer 32, and the lower surface of the first semiconductor layer 31 and the second semiconductor layer ( The electrode material layer 37 disposed on the upper surface of 32) may be exposed.
  • the thickness of the insulating film 38 may have a range of 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the outer surface of the insulating film 38 may be surface-treated.
  • the light emitting device 30 may be aligned by spraying on the electrode in a dispersed state in a predetermined ink.
  • the surface of the insulating film 38 may be hydrophobic or hydrophilic in order to maintain the dispersed state without the light emitting element 30 being aggregated with other light emitting elements 30 adjacent in the ink.
  • the light emitting device 30 may have a shape extending in one direction.
  • the light emitting device 30 may have a shape of a nano rod, nano wire, or nano tube.
  • the light emitting element 30 may be cylindrical or rod.
  • the shape of the light emitting device 30 is not limited thereto, and may have various shapes such as a regular cube, a rectangular parallelepiped, and a hexagonal columnar shape.
  • 32 is a schematic diagram of a light emitting device according to another embodiment.
  • each layer may be formed to surround the outer surface of any other layer.
  • the light emitting device 30 ′ of FIG. 32 is the same as the light emitting device 30 of FIG. 31 except that the shape of each layer is partially different.
  • the same content will be omitted and differences will be described.
  • the first semiconductor layer 31 ′ may extend in one direction and both ends may be formed to be inclined toward the center.
  • the first semiconductor layer 31 ′ of FIG. 32 may have a rod-shaped or cylindrical body portion, and conical ends formed on upper and lower portions of the body portion, respectively.
  • the upper portion of the main body portion may have a steeper slope than the lower portion.
  • the active layer 33' is disposed to surround the outer surface of the body portion of the first semiconductor layer 31'.
  • the active layer 33 ′ may have an annular shape extending in one direction.
  • the active layer 33' is not formed on the upper and lower portions of the first semiconductor layer 31'. That is, the active layer 33' may contact only the parallel side surface of the first semiconductor layer 31'.
  • the second semiconductor layer 32 ′ is disposed to surround the outer surface of the active layer 33 ′ and the upper end of the first semiconductor layer 31 ′.
  • the second semiconductor layer 32 ′ may include an annular body portion extending in one direction and an upper portion formed such that the side surface is inclined. That is, the second semiconductor layer 32 ′ may directly contact the parallel side surface of the active layer 33 ′ and the inclined upper portion of the first semiconductor layer 31 ′. However, the second semiconductor layer 32 ′ is not formed at the lower end of the first semiconductor layer 31 ′.
  • the electrode material layer 37' is disposed to surround the outer surface of the second semiconductor layer 32'. That is, the shape of the electrode material layer 37' may be substantially the same as the second semiconductor layer 32'. That is, the electrode material layer 37 ′ may be in full contact with the outer surface of the second semiconductor layer 32 ′.
  • the insulating layer 38 ′ may be disposed to surround the outer surfaces of the electrode material layer 37 ′ and the first semiconductor layer 31 ′.
  • the insulating film 38' includes an electrode material layer 37', and is in direct contact with the lower end portion of the first semiconductor layer 31' and the exposed lower portion of the active layer 33' and the second semiconductor layer 32'. Can.
  • the light emitting device 30 may have a length (h) of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m or 2 ⁇ m to 5 ⁇ m, preferably 4 ⁇ m or less.
  • the diameter of the light emitting device 30 may have a range of 30nm to 700nm, and the plurality of light emitting devices 30 included in the display device 1 may have different diameters according to the compositional difference of the active layer 33 It might be.
  • the diameter of the light emitting device 30 may have a range of about 500 nm.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may disperse the light emitting elements 30 and 30' of FIGS. 31 or 32 in ink I and spray or discharge them on the target substrate SUB. Through this, the display device 1 including the light emitting element 30 can be manufactured.
  • 33 is a plan view of a display device manufactured by a method according to an embodiment.
  • the display device 1 may include a plurality of pixels PX.
  • Each of the pixels PX includes one or more light emitting devices 30 that emit light in a specific wavelength range, and may display a specific color.
  • each of the plurality of pixels PX may include sub-pixels PXn in which the light emitting element 30 is disposed to emit light in an arbitrary wavelength band.
  • the plurality of sub-pixels PXn may be distinguished from each other based on the partition wall disposed between neighboring sub-pixels PXn, for example, the third partition wall 43.
  • one pixel PX may include a first sub-pixel PX1, a second sub-pixel PX2, and a third sub-pixel PX3.
  • Each of the first sub-pixel PX1, the second sub-pixel PX2, and the third sub-pixel PX3 is separated from each other based on the third partition 43 extending in the second direction D2.
  • the present invention is not limited thereto, and the third partition wall 43 may be further disposed to extend in the first direction D1 from the upper and lower portions of one sub-pixel PXn, and each sub-pixel PXn is a third. It can be understood that it is an area surrounded by the partition wall 43.
  • the first sub-pixel PX1 emits light of a first color
  • the second sub-pixel PX2 emits light of a second color
  • the third sub-pixel PX3 emits light of a third color.
  • the first color may be red
  • the second color may be green
  • the third color may be blue, but is not limited thereto, and each sub-pixel PXn may emit light of the same color.
  • each of the pixels PX includes a larger number of sub-pixels, or one sub-pixel PXn including only one sub-pixel PXn corresponds to one pixel PX. It can also be understood as being a unit. That is, the first sub-pixel PX1, the second sub-pixel PX2, and the third sub-pixel PX3 include one pixel PX including three sub-pixels PX1, PX2, and PX3, respectively. It is intended to illustrate the emission of light of different colors, and is not necessarily limited to one pixel PX including sub-pixels PXn. In this case, each of the pixels PX is composed of one sub-pixel PXn to emit light of different colors from different pixels PX, and an area surrounded by the third partition wall 43 is one. It can be understood as constituting the pixel PX.
  • Each pixel PX or sub-pixel PXn of the display device 1 may include an area defined as a light emitting area and a non-light emitting area.
  • the light emitting region is defined as a region in which light emitting elements 30 included in the display device 1 are arranged to emit light of a specific wavelength.
  • the non-emission area is an area other than the emission area, and may be defined as an area in which the light emitting device 30 is not disposed and no light is emitted.
  • the sub-pixel PXn of the display device 1 may include a plurality of partition walls 41, 42 and 43, a plurality of electrodes 21 and 22 and a light emitting element 30.
  • the plurality of electrodes 21 and 22 are electrically connected to the light emitting elements 30 and may be applied with a predetermined voltage so that the light emitting elements 30 emit light. Further, at least a portion of each of the electrodes 21 and 22 may be utilized to form an electric field in the sub-pixel PXn in order to align the light emitting element 30.
  • the present invention is not limited thereto, and in some cases, the electric field may be formed by a separate alignment signal application device.
  • the plurality of electrodes 21 and 22 may include a first electrode 21 and a second electrode 22.
  • the first electrode 21 may be a pixel electrode separated for each sub-pixel PXn
  • the second electrode 22 may be a common electrode commonly connected along each sub-pixel PXn.
  • One of the first electrode 21 and the second electrode 22 may be an anode electrode of the light emitting element 30, and the other may be a cathode electrode of the light emitting element 30.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are respectively extended in the first direction D1 and are disposed in the first direction D1 in the electrode stem parts 21S and 22S and the electrode stem parts 21S and 22S. It may include at least one electrode branch portion (21B, 22B) extending and branching in the second direction (D2) that intersects with.
  • the first electrode 21 is branched from the first electrode stem portion 21S and the first electrode stem portion 21S which are disposed to extend in the first direction D1, but in the second direction (Y-axis direction). It may include at least one first electrode branch portion (21B) extending.
  • the first electrode stem portion 21S of any one pixel is terminated with both ends spaced apart between each sub-pixel PXn, but neighboring sub-pixels belonging to the same row (for example, adjacent to the first direction D1)
  • the first electrode stem portion (21S) of can be placed on substantially the same straight line. Accordingly, the first electrode stem portion 21S disposed in each sub-pixel PXn may apply different electric signals to each of the first electrode branch portions 21B, and the first electrode branch portion 21B may Each can be driven separately.
  • the first electrode branch portion 21B is branched from at least a portion of the first electrode stem portion 21S and is disposed to extend in the second direction D2, and is disposed to face the first electrode stem portion 21S. 2 may be terminated in a state spaced apart from the electrode stem portion 22S.
  • the second electrode 22 is branched from the second electrode stem portion 22S and the second electrode stem portion 22S extending in the first direction D1 and spaced apart from the first electrode stem portion 21S to face each other. However, it may include a second electrode branch portion 22B which is disposed to extend in the second direction D2. However, the second electrode stem portion 22S may extend to a plurality of sub-pixels PXn whose other ends are adjacent in the first direction D1. Accordingly, one end of the second electrode stem portion 22S of any one pixel may be connected to the second electrode stem portion 22S of a neighboring pixel between each pixel PX.
  • the second electrode branch portion 22B may be spaced apart from the first electrode branch portion 21B to face each other, and may be terminated while being spaced apart from the first electrode stem portion 21S. That is, one end of the second electrode branch portion 22B is connected to the second electrode stem portion 22S, and the other end is disposed in the sub-pixel PXn while being spaced apart from the first electrode stem portion 21S. Can.
  • the plurality of partition walls 41, 42, and 43 include a third partition wall 43 disposed at a boundary between each sub-pixel PXn, and a first partition wall 41 and a second partition wall disposed under each electrode 21, 22. (42). Although the first partition wall 41 and the second partition wall 42 are not illustrated in the drawing, the first partition wall 41 and the second partition wall are respectively provided below the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. 42 may be disposed.
  • the third partition wall 43 may be disposed at a boundary between each sub-pixel PXn. Each end of the plurality of first electrode stem portions 21S may be spaced apart from each other based on the third partition wall 43 and terminated.
  • the third partition wall 43 may extend in the second direction D2 and be disposed at the boundary of the sub-pixels PXn arranged in the first direction D1.
  • the present invention is not limited thereto, and the third partition wall 43 may extend in the first direction D1 and be disposed at the boundary of the sub-pixels PXn arranged in the second direction D2.
  • the plurality of sub-pixels PXn may be divided based on the third partition wall 43.
  • the third partition wall 43 may be formed in substantially the same process including the same material as the first partition wall 41 and the second partition wall 42.
  • each sub-pixel PXn includes a first insulating layer 51 covering the sub-pixel PXn entirely including a first electrode branch portion 21B and a second electrode branch portion 22B. Can be deployed.
  • the first insulating layer 51 may protect each electrode 21 and 22 and at the same time insulate them from direct contact.
  • a plurality of light emitting elements 30 may be arranged between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. At least some of the plurality of light emitting devices 30 may have one end electrically connected to the first electrode branch portion 21B, and the other end electrically connected to the second electrode branch portion 22B.
  • the plurality of light emitting devices 30 may be spaced apart in the second direction D2 and may be substantially parallel to each other.
  • the spacing between the light emitting elements 30 is not particularly limited.
  • a plurality of light-emitting elements 30 are arranged adjacently to form a group, and the other plurality of light-emitting elements 30 may form a group to be spaced apart at regular intervals, and have uneven density, but in one direction. It may be oriented and aligned.
  • the contact electrodes 26 may be respectively disposed on the first electrode branch portions 21B and the second electrode branch portions 22B. However, the contact electrode 26 is substantially disposed on the first insulating layer 51, and at least a portion of the contact electrode 26 contacts the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. Or it can be electrically connected.
  • the plurality of contact electrodes 26 may be disposed to extend in the second direction D2 and spaced apart from each other in the first direction D1.
  • the contact electrode 26 may be in contact with at least one end of the light emitting element 30, and the contact electrode 26 may be contacted with the first electrode 21 or the second electrode 22 to receive an electric signal. . Accordingly, the contact electrode 26 may transmit the electric signal transmitted from each electrode 21 and 22 to the light emitting element 30.
  • the contact electrode 26 may include a first contact electrode 26a and a second contact electrode 26b.
  • the first contact electrode 26a is disposed on the first electrode branch portion 21B, is in contact with one end of the light emitting element 30, and the second contact electrode 26b is on the second electrode branch portion 22B. It is disposed, and may be in contact with the other end of the light emitting element (30).
  • the first electrode stem portion 21S and the second electrode stem portion 22S are circuit elements of the display device 1 through contact holes, for example, the first electrode contact hole CNTD and the second electrode contact hole CNTS. It can be electrically connected to the layer.
  • one second electrode contact hole CNTS is formed in the second electrode stem portion 22S of the plurality of sub-pixels PXn.
  • the present invention is not limited thereto, and in some cases, a second electrode contact hole CNTD may be formed for each sub-pixel PXn.
  • the display device 1 has a second insulating layer 52 (shown in FIG. 33) and a passivation layer disposed to cover at least a portion of each electrode 21 and 22 and the light emitting element 30. (55, shown in FIG. 33). The arrangement and structure between these will be described later with reference to FIG.
  • 34 is a partial cross-sectional view of the display device taken along the line I-I' of FIG. 33.
  • FIG. 34 shows only a cross-sectional view of the first sub-pixel PX1, but may be applied to other pixels PX or sub-pixels PXn. 34 shows a cross section across one end and the other end of an arbitrary light emitting element 30.
  • the display device 1 may further include a circuit element layer positioned under each electrode 21 and 22.
  • the circuit element layer may include a plurality of semiconductor layers and a plurality of conductive patterns, and may include at least one transistor and a power supply wiring. However, a detailed description thereof will be omitted below.
  • the display device 1 may include a via layer 20, electrodes 21 and 22 disposed on the via layer 20, and a light emitting device 30.
  • a circuit element layer (not shown) may be further disposed under the via layer 20.
  • the via layer 20 may include an organic insulating material to perform a surface planarization function.
  • a plurality of partition walls 41, 42 and 43 are disposed on the via layer 20.
  • the plurality of partition walls 41, 42 and 43 may be disposed to be spaced apart from each other in each sub-pixel PXn.
  • the plurality of partition walls 41, 42 and 43 are disposed at a boundary between the first partition wall 41 and the second partition wall 42 and the sub-pixel PXn disposed adjacent to the center of the sub-pixel PXn. (43).
  • the third partition wall 43 uses the ink I printing apparatus 1000 of FIGS. 1 and 2 described above to eject the ink I, and the ink I sub-pixel ( PXn) can be prevented from crossing the boundary.
  • the member is disposed on the third partition wall 43 so that the third partition wall 43 supports the function.
  • it is not limited thereto.
  • the first partition wall 41 and the second partition wall 42 are spaced apart from each other and disposed to face each other.
  • the first electrode 21 may be disposed on the first partition wall 41
  • the second electrode 22 may be disposed on the second partition wall 42.
  • 33 and 34 it may be understood that the first electrode branch portion 21B is disposed on the first partition wall 41 and the second electrode branch portion 22B is disposed on the second partition wall 42.
  • first partition wall 41, the second partition wall 42, and the third partition wall 43 may be formed in substantially the same process. Accordingly, the partition walls 41, 42, and 43 may form a single lattice pattern.
  • the plurality of partition walls 41, 42, and 43 may include polyimide (PI).
  • the plurality of partition walls 41, 42, and 43 may have a structure in which at least a part of the via layer 20 protrudes.
  • the partition walls 41, 42, and 43 may protrude upward with respect to a plane in which the light emitting elements 30 are disposed, and at least a portion of the protruding portions may have a slope.
  • the shape of the partition walls 41, 42 and 43 of the protruding structure is not particularly limited. As shown in the drawing, the first partition wall 41 and the second partition wall 42 protrude to the same height, but the third partition wall 43 may have a shape protruding to a higher position.
  • Reflective layers 21a and 22a may be disposed on the first and second partition walls 41 and 42, and electrode layers 21b and 22b may be disposed on the reflective layers 21a and 22a.
  • the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b may constitute electrodes 21 and 22, respectively.
  • the reflective layers 21a and 22a include a first reflective layer 21a and a second reflective layer 22a.
  • the first reflective layer 21a may cover the first partition wall 41, and the second reflective layer 22a may cover the second partition wall 42.
  • a portion of the reflective layers 21a and 22a are electrically made to the circuit element layer through contact holes penetrating the via layer 20.
  • the reflective layers 21a and 22a may reflect light emitted from the light emitting device 30 including a material having high reflectance.
  • the reflective layers 21a and 22a may include materials such as silver (Ag), copper (Cu), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or indium tin-zinc oxide (ITZO). , But is not limited thereto.
  • the electrode layers 21b and 22b include a first electrode layer 21b and a second electrode layer 22b.
  • the electrode layers 21b and 22b may have substantially the same pattern as the reflective layers 21a and 22a.
  • the first reflective layer 21a and the first electrode layer 21b are disposed to be spaced apart from the second reflective layer 22a and the second electrode layer 22b.
  • the electrode layers 21b and 22b may include a transparent conductive material so that the emitted light EL emitted from the light emitting device 30 may be incident on the reflective layers 21a and 22a.
  • the electrode layers 21b and 22b may include materials such as Indium Tin Oxide (ITO), Indium Zinc Oxide (IZO), and Indium Tin-Zinc Oxide (ITZO), but are not limited thereto.
  • the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b may have a structure in which one or more layers of a transparent conductive layer such as ITO, IZO, ITZO, and a metal layer such as silver and copper are stacked, respectively.
  • the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b may form a stacked structure of ITO/silver (Ag)/ITO/IZO.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 may be formed as one layer. That is, the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b are formed as one single layer to transmit electric signals to the light emitting device 30 and reflect light at the same time.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 may include a conductive material having high reflectance.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 may be alloys including aluminum (Al), nickel (Ni), and lanthanum (La). However, it is not limited thereto.
  • the first insulating layer 51 is disposed to partially cover the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the first insulating layer 51 is disposed to cover most of the top surfaces of the first electrode 21 and the second electrode 22, but may expose a portion of the first electrode 21 and the second electrode 22. .
  • the first insulating layer 51 partially covers the region where the first electrode 21 and the second electrode 22 are separated, and the opposite sides of the regions of the first electrode 21 and the second electrode 22 partially. Can be deployed.
  • the first insulating layer 51 is disposed such that the relatively flat upper surfaces of the first electrode 21 and the second electrode 22 are exposed, and each electrode 21 and 22 has a first partition wall 41 and a second partition wall ( 42).
  • the first insulating layer 51 forms a flat upper surface so that the light emitting element 30 is disposed, and the upper surface extends in one direction toward the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the extended portion of the first insulating layer 51 ends on the inclined side surfaces of the first electrode 21 and the second electrode 22. Accordingly, the contact electrode 26 contacts the exposed first electrode 21 and the second electrode 22 and smoothly contacts the light emitting device 30 on a flat top surface of the first insulating layer 51. Can.
  • the first insulating layer 51 may protect the first electrode 21 and the second electrode 22 and insulate them from each other.
  • the light emitting device 30 disposed on the first insulating layer 51 may be prevented from being in direct contact with other members to be damaged.
  • the light emitting device 30 may be disposed on the first insulating layer 51.
  • the light emitting device 30 may be disposed on at least one of the first insulating layer 51 between the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the light emitting device 30 may be provided with a plurality of layers in a horizontal direction to the via layer 20.
  • the first semiconductor layer 31, the active layer 33, the second semiconductor layer 32 and the electrode material layer 37 are via layers 20. ) May be sequentially arranged in a horizontal direction. However, it is not limited thereto.
  • the order in which the plurality of layers of the light emitting device 30 are arranged may be in the opposite direction, and in some cases, when the light emitting device 30 has a different structure, the plurality of layers are in a direction perpendicular to the via layer 20. It may be deployed.
  • the second insulating layer 52 may be partially disposed on the light emitting device 30.
  • the second insulating layer 52 may protect the light emitting element 30 and at the same time, function to fix the light emitting element 30 in the manufacturing process of the display device 1.
  • the second insulating layer 52 may be disposed to surround the outer surface of the light emitting device 30. That is, some of the materials of the second insulating layer 52 may be disposed between the lower surface of the light emitting device 30 and the first insulating layer 51.
  • the second insulating layer 52 may extend in a second direction D2 between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B in a planar shape and have an island-like or linear shape.
  • the contact electrode 26 is disposed on each electrode 21 and 22 and the second insulating layer 52.
  • the contact electrode 26 includes a first contact electrode 26a disposed on the first electrode 21 and a second contact electrode 26b disposed on the second electrode 22.
  • the first contact electrode 26a and the second contact electrode 26b are spaced apart from each other on the second insulating layer 52. Accordingly, the second insulating layer 52 may insulate the first contact electrode 26a and the second contact electrode 26b from each other.
  • the first contact electrode 26a may contact at least one end of the first electrode 21 and the light emitting device 30 to which the first insulating layer 51 is patterned and exposed.
  • the second contact electrode 26b may contact the other ends of the second electrode 22 and the light emitting device 30 to which at least the first insulating layer 51 is patterned and exposed.
  • the first and second contact electrodes 26a and 26b contact each end surface of the light emitting device 30, for example, the first semiconductor layer 31, the second semiconductor layer 32, or the electrode material layer 37, respectively.
  • the first insulating layer 51 forms a flat upper surface, so that the contact electrode 26 can smoothly contact the side surface of the light emitting element 30.
  • the contact electrode 26 may include a conductive material.
  • it may include ITO, IZO, ITZO, aluminum (Al). However, it is not limited thereto.
  • the passivation layer 55 is formed on the second insulating layer 52 and the contact electrode 26 to function to protect members disposed on the via layer 20 against the external environment.
  • first insulating layer 51, second insulating layer 52 and passivation layer 55 may include an inorganic insulating material or an organic insulating material.
  • first insulating layer 51 and the passivation layer 55 are silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN) and the like.
  • the second insulating layer 52 is an organic insulating material and may include photoresist or the like. However, it is not limited thereto.

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Abstract

잉크젯 프린팅 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 잉크젯 프린팅 장치는 스테이지를 포함하는 스테이지 유닛, 상기 스테이지 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛, 상기 스테이지 상에 분사된 상기 용매를 제거하는 열처리 장치, 상기 잉크젯 헤드에서 상기 스테이지 상에 분사된 잉크의 위치를 측정하는 제1 센싱유닛, 상기 잉크젯 헤드의 위치를 측정하는 제2 센싱유닛 및 상기 스테이지 상에 분사된 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 제3 센싱유닛을 포함한다.

Description

잉크젯 프린팅 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 유기 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널로써, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 형광물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
형광물질로 무기물 반도체를 이용하는 무기 발광 다이오드는 고온의 환경에서도 내구성을 가지며, 유기 발광 다이오드에 비해 청색 광의 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 기존의 무기 발광 다이오드 소자의 한계로 지적되었던 제조 공정에 있어서도, 유전영동(Dielectrophoresis, DEP)법을 이용한 전사방법이 개발되었다. 이에 유기 발광 다이오드에 비해 내구성 및 효율이 우수한 무기 발광 다이오드에 대한 연구가 지속되고 있다.
한편, 유전영동법을 이용하여 무기 발광 다이오드 소자를 전사하거나 표시 장치에 포함되는 유기물층을 형성하기 위해, 잉크젯 프린팅 장치가 이용될 수 있다. 임의의 잉크나 용액을 잉크젯으로 프린팅한 뒤, 후처리 공정을 수행하여 상기 무기 발광 다이오드 소자를 전사하거나 유기물층을 형성할 수도 있다. 잉크젯 프린팅 장치는 소정의 잉크나 용액이 잉크젯 헤드로 공급되고, 잉크젯 헤드는 소정의 기판 상에 상기 잉크나 용액을 분사하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 잉크의 분사와 쌍극자의 정렬 및 쌍극자 정렬도 검사를 연결된 공정으로 수행할 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 프린팅 공정 중에 발생하는 잉크의 양 및 쌍극자 정렬 상태 등의 오차를 공정 수행 중에 조정할 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는, 스테이지를 포함하는 스테이지 유닛, 상기 스테이지 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛, 상기 스테이지 상에 분사된 상기 용매를 제거하는 열처리 장치, 상기 잉크젯 헤드에서 상기 스테이지 상에 분사된 잉크의 위치를 측정하는 제1 센싱유닛, 상기 잉크젯 헤드의 위치를 측정하는 제2 센싱유닛 및 상기 스테이지 상에 분사된 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 제3 센싱유닛을 포함한다.
상기 잉크젯 헤드는 서로 이격되어 배치된 제1 잉크젯 헤드 및 제2 잉크젯 헤드를 포함하고, 상기 잉크젯 헤드 유닛은 상기 제1 잉크젯 헤드와 상기 제2 잉크젯 헤드를 이동시키는 적어도 하나의 헤드 구동부를 포함할 수 있다.
상기 헤드 구동부는 상기 잉크젯 헤드를 제1 방향으로 이동시키는 제1 헤드 구동부 및 상기 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향으로 이동시키는 제2 헤드 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱유닛은 상기 제1 잉크젯 헤드에서 상기 스테이지 상에 분사된 제1 잉크 및 상기 제2 잉크젯 헤드에서 상기 스테이지 상에 분사된 제2 잉크의 위치를 측정할 수 있다.
상기 제1 센싱유닛은 상기 제1 잉크 및 상기 제2 잉크의 직경을 측정할 수 있다.
상기 제3 센싱유닛은 상기 쌍극자가 연장된 일 방향과 상기 제1 방향이 이루는 예각을 측정할 수 있다.
상기 제3 센싱유닛은 상기 스테이지 상에 분사된 상기 쌍극자의 단위 면적 당 수를 측정할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드 유닛, 상기 제3 센싱유닛 및 상기 열처리 장치는 제3 방향을 따라 배치되고, 상기 스테이지 유닛은 상기 제3 방향으로 이동할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드는 상기 제3 방향에 수직한 제4 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 제1 센싱유닛은 상기 제4 방향으로 이동하는 제1 이동부를 포함하고, 상기 제2 센싱유닛은 상기 제4 방향으로 이동하는 제2 이동부를 포함할 수 있다.
상기 제3 센싱유닛은 상기 제3 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제3 이동부 및 상기 제4 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제4 이동부를 포함할 수 있다.
상기 스테이지 유닛은 상기 스테이지 상에 전계를 생성하는 프로브 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법은, 대상 기판 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 단계, 상기 대상 기판 상에 전계를 생성하고 상기 전계에 의해 상기 쌍극자가 상기 대상 기판 상에 배치되는 단계 및 상기 용매를 제거하고 상기 대상 기판 상에 배치된 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 잉크는 잉크젯 헤드에서 분사되고, 상기 잉크를 분사하는 단계 전에 상기 대상 기판 상에 분사되는 상기 잉크의 위치를 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드는 제1 헤드 및 제2 헤드를 포함하고, 상기 분사되는 잉크의 위치를 정렬하는 단계는, 상기 제1 헤드에서 분사된 잉크와 상기 제2 헤드에서 분사된 잉크의 위치를 측정하는 단계 및 상기 측정된 잉크의 위치를 이용하여 상기 제1 헤드 및 상기 제2 헤드의 위치를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 기판은 제1 방향으로 연장된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계는, 상기 쌍극자의 배향 방향을 측정하고 상기 쌍극자의 배향 방향과 상기 제1 방향이 이루는 예각을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계는 상기 대상 기판 상에 배치된 상기 쌍극자의 단위 면적 당 수를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 대상 기판 상에 배치된 상기 쌍극자의 위치에 대한 기준 설정값을 설정하고, 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계에서 측정된 상기 예각 및 상기 쌍극자의 단위 면적당 수와 상기 기준 설정값을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 대상 기판에 발광 소자 및 상기 발광 소자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 단계, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 상기 발광 소자를 배치하고, 상기 대상 기판 상에 분사된 상기 용매를 제거하는 단계 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 배치된 상기 발광 소자의 위치를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 제1 방향으로 연장되고, 상기 발광 소자의 위치를 측정하는 단계는 상기 발광 소자가 연장된 일 방향과 상기 제1 방향이 이루는 예각을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 기판은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 각 화소마다 구비되며, 상기 발광 소자의 위치를 측정하는 단계는 상기 각 화소에 배치된 상기 발광 소자의 수를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는, 잉크젯 헤드 장치, 열처리 장치 및 정렬도 검사 장치를 포함하여 하나의 공정에서 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하고, 잉크를 건조시킨 뒤 쌍극자의 정렬도를 검사할 수 있다. 이에 따라, 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 표시 장치를 제조할 때, 대상 기판 상에 배치된 쌍극자의 정렬도를 향상시킬 수 있다.
또한, 잉크젯 프린팅 장치는 복수의 센싱유닛을 포함하여 잉크젯 프린팅 공정 중에 잉크젯 헤드에서 분사되는 잉크, 대상 기판 상에 배치된 쌍극자의 정렬도 등을 감지할 수 있다. 이를 통해 프린팅 공정 중에 발생하는 분사되는 잉크의 양 및 쌍극자 정렬 상태의 오차를 최소화할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 사시도들이다.
도 3은 일 실시예에 따른 토출량 검사 장치의 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 토출량 검사 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 검사용 기판 상에 분사된 잉크를 나타내는 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 서브 스테이지 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치의 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출되는 것을 도시하는 개략도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치의 제2 센싱유닛이 잉크젯 헤드의 위치를 검사하는 것을 도시하는 개략도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 유닛의 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 스테이지 유닛의 평면도이다.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 프로브 유닛의 상태를 도시하는 개략도들이다.
도 14는 일 실시예에 따른 프로브 유닛에 의해 대상 기판 상에 전계가 형성된 것을 도시하는 개략도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 열처리 장치의 단면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 열처리 장치의 구동을 나타내는 개략도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 정렬도 검사 장치의 평면도이다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 정렬도 검사 장치의 제3 센싱유닛의 구동을 나타내는 개략도들이다.
도 20은 다른 실시예에 따른 정렬도 검사 장치를 나타내는 평면도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 잉크 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
도 22는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 쌍극자 정렬 방법을 나타내는 순서도이다.
도 23 내지 도 29는 도 22의 쌍극자 정렬 방법을 도시하는 개략도들이다.
도 30은 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 잉크젯 헤드 장치를 나타내는 개략도이다.
도 31은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 32는 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 33은 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 34는 도 33의 I-I'선을 따라 자른 표시 장치의 부분 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 이와 마찬가지로, "하(below)", "좌(left)" 및 "우(right)"로 지칭되는 것들은 다른 소자와 바로 인접하게 개재된 경우 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소재를 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.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 소정의 잉크(30, 도 4에 도시)를 대상 기판 상에 분사하고, 상기 잉크(I) 내에 분산된 입자, 예컨대 쌍극자와 같은 입자를 상기 대상 기판 상에 정렬시킬 수 있다. 여기서, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 상기 잉크를 일정한 양으로 분사하고 각 공정에서 잉크 내에 동일한 양의 입자 수를 유지하기 위해, 복수의 검사장치를 포함할 수 있다. 상기 검사 장치는 잉크젯 프린팅 장치(1000)에서 분사된 잉크와 정렬된 입자의 상태를 검사하고, 그 결과를 피드백하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 토출량 검사 장치(100), 잉크젯 헤드 장치(100), 스테이지 유닛(500), 정렬도 검사 장치(700) 및 열처리 장치(900)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 사시도들이다.
도면에서 제1 방향(D1), 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)이 정의되어 있다. 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 일 평면 상에 위치하며 서로 직교하는 방향이고, 제3 방향(D3)은 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)에 각각 수직한 방향이다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구성을 설명하기 위한 예시적인 도면이며, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구조 및 배치가 도 1 및 도 2에 제한되는 것은 아니다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 더 많은 부재들은 포함할 수 있고, 도 1 및 도 2와 다른 구조를 가질 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 토출량 검사 장치(100), 잉크젯 헤드 장치(300) 및 스테이지 유닛(500), 정렬도 검사 장치(700) 및 열처리 장치(900)를 포함한다. 도 1은 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 토출량 검사 장치(100), 잉크젯 헤드 장치(300) 및 스테이지 유닛(500)을 도시하고 있고, 도 2는 스테이지 유닛(500), 정렬도 검사 장치(700) 및 열처리 장치(900)를 도시하고 있다. 도 2는 도 1의 스테이지 유닛(500)이 위치를 이동한 것이며, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 하나의 스테이지 유닛(500)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 스테이지 유닛(500)이 하나 이상 배치될 수도 있다.
도면에서는 분리되어 도시되어 있으나, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 토출량 검사 장치(100), 잉크젯 헤드 장치(300), 정렬도 검사 장치(700) 및 열처리 장치(900)가 동일한 행을 따라 순차적으로 배치되어 연결된 구조를 가질 수 있다. 즉, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 일 방향, 예컨대 제2 방향(D2)으로 연장된 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR1)을 포함하고, 복수의 장치들은 제1 및 제2 레일(RR1, RA2)을 따라 제2 방향(D2)으로 배치될 수 있다. 도 1의 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 각각 도 2의 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)과 연결되며, 도 1과 도 2에 도시된 장치들은 하나의 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 구성할 수 있다. 이하에서는 각 장치 또는 구성들에 대하여 자세하게 설명하기로 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 토출량 검사 장치의 평면도이다. 도 3은 토출량 검사 장치(100)를 제3 방향(D3), 예컨대 상부에서 바라본 평면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 토출량 검사 장치(100)는 제1 베이스 프레임(110), 제1 센싱유닛(150) 및 서브 스테이지 유닛(180)을 포함할 수 있다. 토출량 검사 장치(100)는 제1 센싱유닛(150)을 포함하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)에서 분사되는 잉크(I)의 액적량 및 탄착 위치를 검사할 수 있다.
한편, 일 실시예에서, 잉크(I)는 용매(SV)와 용매(SV) 내에 포함된 복수의 쌍극자(DP)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 잉크(I)는 용액 또는 콜로이드(colloide) 상태로 제공될 수 있다. 예컨대, 용매(35)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔, 프로필렌글리콜(Propylene glycol, PG) 또는 프로필렌글리콜메틸아세테이트(Propylene glycol methyl acetate, PGMA) 등일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 복수의 쌍극자(DP)는 용매(35) 내에 분산된 상태로 포함되어 잉크젯 헤드 장치(300)에 공급되어 토출될 수 있다.
제1 베이스 프레임(110)은 제1 방향(D1)으로 연장된 제1 베이스부(111)와, 제1 베이스부(111)의 양 단부에 연결되고 제3 방향(D3)으로 연장되어 제1 베이스부(111)를 지지하는 제1 지지대(112)들을 포함할 수 있다. 제1 베이스 프레임(110)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 제1 베이스 프레임(110)은 제1 방향(D1)으로 연장된 제1 베이스부(111)를 포함하며, 토출량 검사 장치(100)의 제1 센싱유닛(150)은 베이스부(111) 상에서 제1 방향(D1)으로 이동하는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 복수의 베이스 프레임, 예컨대 제1 내지 제5 베이스 프레임(110, 310, 710, 720, 910)을 포함하고, 각 베이스 프레임(110, 310, 710, 720, 910)들은 제1 방향(D1)으로 연장된 베이스부(111, 311, 711, 721, 911)와 베이스부(111, 311, 711, 721, 911)의 양 단부에 배치되고 베이스부(111, 311, 711, 721, 911)를 지지하는 지지대(112, 312, 712, 722, 912)들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제5 베이스 프레임(110, 310, 710, 720, 910)들의 형상은 실질적으로 동일하되, 베이스부의 연장된 길이가 부분적으로 상이할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 이하에서는 베이스 프레임에 대한 자세한 설명은 생략하고 서술하기로 한다.
제1 센싱유닛(150)은 제1 베이스 프레임(110)의 제1 베이스부(111)에 배치될 수 있다. 제1 센싱유닛(150)은 복수개일 수 있으며, 도 1에서는 4개의 제1 센싱유닛(150)이 배치된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 제1 센싱유닛(150)은 서브 스테이지 유닛(180)과 이격되어 서브 스테이지 유닛(180) 상에 배치되는 소정의 물질을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 센싱유닛(150)은 제1 베이스 프레임(110)에 연결되고, 일 방향으로 이동할 수 있는 제1 이동부(151), 제1 이동부(151)의 일 면에 배치된 제1 지지부(153) 및 제1 지지부(153)에 배치되는 제1 센서부(155)를 포함할 수 있다.
제1 센싱유닛(150)의 제1 이동부(151)는 제1 베이스 프레임(110)의 제1 베이스부(111)에 거치되며, 일 예로, 제1 이동부(151)는 제1 베이스부(111)가 연장된 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 제1 이동부(151)가 제1 방향(D1)으로 이동함에 따라, 제1 센싱유닛(150)의 제1 센서부(155)는 제1 방향(D1)을 따라 배열된 소정의 물질들을 감지할 수 있다.
제1 지지부(153)는 제1 이동부(151)의 하면에서 연결되도록 배치되며, 제2 방향(D2)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 지지부(153)의 일 단부는 제1 이동부(151)와 연결되고, 제2 방향(D2)의 타 단부는 하면에 제1 센서부(155)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱유닛(150)은 제1 베이스 프레임(110)으로부터 제2 방향(D2)으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 센서부(155)는 제1 지지부(153)의 하면에 배치된다. 제1 센서부(155)는 서브 스테이지 유닛(180)과 대향하고, 서브 스테이지 유닛(180) 상에 배치되는 물질을 감지할 수 있다. 일 예로, 제1 센서부(155)는 고해상도 카메라일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상술한 바와 같이, 제1 센싱유닛(150)의 제1 이동부(151)는 제1 방향(D1)으로 이동하며 왕복운동을 할 수 있다. 제1 이동부(151)의 이동에 따라 제1 센서부(155)도 이동하며 서브 스테이지 유닛(180) 상에 배치되는 물질들의 직경이나 위치, 및 이들간의 오차를 감지할 수 있다.
서브 스테이지 유닛(180)은 제1 베이스 프레임(110) 하에서 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2) 상에 배치될 수 있다. 서브 스테이지 유닛(180)은 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2) 상에서 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있으며, 잉크젯 헤드 장치(300)와 토출량 검사 장치(100) 사이를 왕복운동할 수 있다. 서브 스테이지 유닛(180)은 소정의 폭을 갖고 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 서브 스테이지 유닛(180) 상에는 제1 센싱유닛(150)에 의해 감지 또는 검사되는 물질이 배치될 수 있다. 토출량 검사 장치(100)는 서브 스테이지 유닛(180) 상에 검사용 기판(ISUB)을 준비하고, 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사된 잉크(I)를 검사할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 토출량 검사 장치의 개략적인 단면도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 검사용 기판 상에 분사된 잉크를 나타내는 개략도이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 토출량 검사 장치(100)의 서브 스테이지 유닛(180) 상에는 검사용 기판(ISUB)이 준비되고, 서브 스테이지 유닛(180)이 제2 방향(D2)으로 이동하여 잉크젯 헤드 장치(300)에서 잉크(I)가 토출된다. 토출된 잉크(I)는 검사용 기판(ISUB) 상에 분사되고, 서브 스테이지 유닛(180)은 다시 제2 방향(D2)으로 이동하여 제1 베이스 프레임(110) 하에 위치한다. 잉크젯 헤드 장치(300)에서 잉크(I)가 토출되는 것에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
검사용 기판(ISUB) 상에 분사된 잉크(I)는 제1 센싱유닛(150)에 의해 검사될 수 있다. 제1 센싱유닛(150)은 적어도 하나 이상 배치되어 검사용 기판(ISUB) 상에 분사된 잉크(I)를 검사할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 하나의 제1 센싱유닛(150)은 제1 방향(D1)으로 이동하면서 잉크(I) 중 적어도 일부를 검사할 수 있다. 도면에서는 4개의 제1 센싱유닛(150)이 각각 검사용 기판(ISUB) 상에 분사된 잉크(I)를 부분적으로 검사하는 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 센싱유닛(150)의 수는 이에 제한되지 않으며, 경우에 따라서 더 많거나 적을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 센싱유닛(150)은 검사용 기판(ISUB) 상에 분사된 잉크(I)의 직경 및 분사위치를 감지하고, 복수의 잉크(I)들의 직경과 분사위치의 오차를 측정할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 센싱유닛(150)은 검사용 기판(ISUB) 상에 분사된 잉크(I)의 직경(W I1, W I2) 또는 액적량, 및 잉크(I)들 간의 간격(P I1, P I2)을 측정할 수 있다. 후술할 바와 같이, 잉크젯 헤드 장치(300)에서 토출되는 잉크(I)는 수회 공정을 반복하여도 대상 기판(SUB) 또는 검사용 기판(ISUB) 상에 동일한 양의 잉크(I)를 동일한 위치에 분사할 필요가 있다. 토출량 검사 장치(100)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 구동하기 전, 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 직경(W I1, W I2) 및 간격(P I1, P I2)을 기준 설정값에 근접하도록 조절할 수 있다.
구체적으로, 제1 센싱유닛(150)에서 감지된 잉크(I)의 직경(W I1, W I2)과 간격(P I1, P I2)은 잉크젯 헤드 장치(300)로 전달되고, 상기 전달된 정보를 기초하여 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크 토출 부재를 정렬할 수 있다. 도 5와 같이, 잉크젯 헤드 장치(300)에서 토출된 잉크(I)는 직경(W I1, W I2)과 간격(P I1, P I2)이 서로 일치하지 않을 수 있다. 제1 센싱유닛(150)은 이러한 오차를 감지하여 잉크젯 헤드 장치(300)로 전달하고, 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크 토출 부재를 정렬한다.
또한, 상술한 바와 같이 잉크(I)는 쌍극자(DP)를 포함할 수 있고, 토출량 검사 장치(100)는 분사된 잉크(I)의 직경(W I1, W I2)을 측정하여 1회 토출되는 잉크(I) 내에 분산된 쌍극자(DP)의 수를 조절할 수 있다. 잉크(I)의 직경(W I1, W I2)이 서로 다를 경우, 잉크젯 프린팅 장치(1000)로 제조된 제품의 신뢰도가 불량할 수 있다. 잉크(I)의 직경(W I1' , W I2')을 일치시켜 1회 토출된 잉크(I) 내 쌍극자(DP)의 수를 유지할 수 있다.
도면과 같이, 제1 센싱유닛(150)을 이용한 검사와 잉크젯 헤드 장치(300)의 정렬 공정은 각 잉크(I)의 직경(W I1' , W I2')과 간격(P I1', P I2') 또는 쌍극자(DP)의 수 등이 각 잉크(I)마다 균일하거나 기준 설정값에 일치 또는 근접하도록 반복될 수 있다. 상기 '기준 설정값'은 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 구동함에 있어서 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)에 요구되는 특성들일 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 양, 잉크(I)간의 간격, 잉크(I)에 포함된 쌍극자(DP)의 수 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 일 실시예에서, 검사용 기판(ISUB)은 유기필름(film)이고, 서브 스테이지 유닛(180)은 검사용 기판(ISUB)을 고정시키는 적어도 하나의 흡착장치를 포함할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 서브 스테이지 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 서브 스테이지 유닛(180)은 하부기판(181), 하부기판(181)과 이격되어 대향하는 상부기판(182) 및 하부기판(181)과 상부기판(182) 사이에 배치되는 복수의 흡착장치(183, 184, 185)를 포함할 수 있다.
서브 스테이지 유닛(180)은 제1 방향(D1)으로 연장된 하부기판(181) 및 상부기판(182)을 포함한다. 하부기판(181)은 서브 스테이지 유닛(180)의 복수의 부재들을 지지할 수 있다. 상부기판(182)은 하부기판(181)과 이격되고, 상부기판(182) 상에는 검사용 기판(ISUB)이 준비될 수 있다. 예시적인 실시예에서 검사용 기판(ISUB)은 유리, 필름 등일 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 검사용 기판(ISUB)은 유기물 필름일 수 있다.
하부기판(181) 상에는 복수의 흡착장치(183, 184, 185)가 배치될 수 있다. 흡착장치는 제1 흡착장치(183) 제2 흡착장치(184) 및 제3 흡착장치(185)를 포함할 수 있다. 제1 흡착장치(183) 및 제2 흡착장치(184)는 하부기판(181)의 제1 방향(D1) 양 단부 상에 배치되어 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 제3 흡착 장치(185)는 하부기판(181)의 제2 방향(D2) 단부 상에 배치되어 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 즉, 흡착장치(183, 184, 185)는 하부기판(181)의 외곽부에 배치되며, 제3 방향(D3)으로 구동될 수 있다. 이에 따라, 검사용 기판(ISUB)이 상부기판(182) 상에 준비되면, 흡착장치(183, 184, 185)가 제3 방향(D3)으로 이동하여 검사용 기판(ISUB)을 고정시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 흡착장치(183, 184, 185)는 진공장치, 클램프장치 등일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 일 실시예에서, 서브 스테이지 유닛(180)은 복수의 롤(WR1, WR2)을 더 포함할 수 있다. 검사용 기판(ISUB)은 복수의 롤(WR1, WR2)에 감겨 상부기판(182) 상에 준비되었다가, 잉크젯 프린팅 장치(1000)가 구동될 때에는 롤(WR1, WR2)이 회전하여 제거될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구동 시 소정의 잉크(I)를 대상 기판(SUB) 상에 분사할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크젯 헤드 유닛(330)과 제2 센싱유닛(350)을 포함하며, 제2 센싱유닛(350)은 잉크젯 헤드 유닛(330)에 포함된 잉크 토출 부재의 정렬 상태 및 토출되는 잉크(I)의 양 등을 검사할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치의 평면도이다. 도 7은 잉크젯 헤드 장치(300)를 제3 방향(D3) 예컨대 상부에서 바라본 평면도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치(300)는 제2 베이스 프레임(310), 잉크젯 헤드 유닛(330) 및 제2 센싱유닛(350)을 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)는 제2 센싱유닛(350)으로 잉크젯 헤드 유닛(330)에 포함된 잉크 토출 부재의 정렬도와 토출되는 잉크(I)의 양 등을 검사하고, 잉크 토출 부재를 통해 잉크(I)를 대상 기판(SUB) 상에 분사할 수 있다.
제2 베이스 프레임(310)은 제1 방향(D1)으로 연장된 제2 베이스부(311)와 제2 베이스부(311)의 양 단부에 연결되고 제3 방향(D3)으로 연장되어 제2 베이스부(311)를 지지하는 제2 지지대(312)들을 포함할 수 있다. 제2 베이스 프레임(310)에 대한 자세한 설명은 제1 베이스 프레임(110)을 참조하여 상술한 바와 동일하다.
잉크젯 헤드 유닛(330)은 제2 베이스 프레임(310)의 제2 베이스부(311)에 배치될 수 있다. 도면에서 도시되지 않았으나, 잉크젯 헤드 유닛(330)은 별도의 잉크 저장소와 연결되어 잉크(I)를 제공받고, 후술하는 잉크젯 헤드(335)를 통해 잉크(I)를 대상 기판(SUB) 상에 분사할 수 있다 .다만, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 잉크젯 헤드 유닛(330)은 헤드 베이스(331), 헤드 베이스(331)의 일 면에 배치된 복수의 지그부(333) 및 지그부(333)에 배치되며 복수의 노즐(NZ)을 포함하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드(335)를 포함할 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(330)의 헤드 베이스(331)는 제2 베이스 프레임(310)의 제2 베이스부(311)에 거치되며, 일 예로 헤드 베이스(331)는 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 헤드 베이스(331)는 스테이지 유닛(500)으로부터 일정 간격 이격될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 헤드 베이스(331)는 이동 부재를 더 포함하여, 제2 베이스 프레임(310)의 제2 베이스부(311)가 연장된 방향, 즉 제1 방향(D1)으로 이동할 수도 있다.
헤드 베이스(331)의 일 면, 예컨대 제3 방향(D3)의 하면에는 복수의 지그부(333)가 배치되고, 지그부(333)에는 적어도 하나의 잉크젯 헤드(335)가 배치된다. 복수의 지그부(333)는 일 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 지그부(333)는 일 방향으로 배치되어 하나의 열 또는 복수의 열로 배열될 수 있다. 도면에서는 지그부(333)가 2열로 배치되고 각 열의 지그부(333)들이 서로 엇갈리게 배치된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 지그부(333)는 더 많은 수의 열로 배열될 수 있고 서로 엇갈리지 않고 중첩되도록 배치될 수도 있다. 지그부(333)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 일 예로 지그부(333)는 사각형의 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 지그부(333)는 일 방향 및 타 방향으로 이동할 수 있는 복수의 헤드 구동부(AM1, AM2)를 포함하여 각 지그부(333)의 위치 및 이들 간의 간격을 조정할 수 있다. 지그부(333)에 배치되는 잉크젯 헤드(335)에서 분사되는 잉크(I)의 탄착 위치를 조정하기 위해, 지그부(333)는 헤드 구동부(AM1, AM2)를 구비하여 지그부(333) 간의 간격을 조정할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
잉크젯 헤드(335)는 지그부(333)에 배치된다. 잉크젯 헤드(335)는 적어도 하나, 예컨대 2개의 잉크젯 헤드(335)가 하나의 팩(pack)을 형성하여 하나의 지그부(333)에 배치될 수 있다. 즉, 하나의 지그부(333)에는 2개의 잉크젯 헤드(335)가 배치될 수 있다. 다만, 하나의 팩에 포함되는 잉크젯 헤드(335)의 수는 이에 제한되지 않으며, 일 예로 하나의 팩에 포함되는 잉크젯 헤드(335)의 수는 1개 내지 5개일 수 있다.
또한, 도면에는 잉크젯 헤드 유닛(330)에 몇몇의 지그부(333)와 잉크젯 헤드(335)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 지그부(333)와 잉크젯 헤드(335)의 수는 이에 제한되지 않는다. 예시적인 실시예에서 지그부(333) 및 잉크젯 헤드(335)의 수는 128개 내지 1800개일 수 있다.
잉크젯 헤드(335)는 복수의 노즐(NZ)을 포함하여, 헤드 베이스(331)로부터 잉크(I)를 전달받아 대상 기판(SUB)으로 분사할 수 있다. 잉크젯 헤드(335)의 저면에 위치하는 노즐(NZ)은 잉크젯 헤드(335)의 내부관(IP)에 연결되어 내부관(IP)으로 전달된다. 잉크(I)는 헤드 베이스(331)로부터 잉크젯 헤드(335)에 이동하여 내부관(IP)을 따라 흐르다가 각 노즐(NZ)을 통해 토출될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출되는 것을 도시하는 개략도이다.
도 8을 참조하면, 잉크젯 헤드(335)는 잉크(I)가 전달되는 내부관(IP) 및 잉크(I)가 토출되는 복수의 노즐(NZ)을 포함하고, 잉크(I)는 노즐(NZ)에서 토출되어 대상 기판(SUB) 상에 분사될 수 있다. 노즐(NZ)을 통한 잉크(I)의 분사량은 각 노즐(NZ)에 인가되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 각 노즐(NZ)에서 1회 토출되는 잉크(I)의 양은 1 내지 50 pl(picolitter)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도면에는 도시되지 않았으나, 잉크(I)는 복수의 쌍극자(DP)를 포함하며, 쌍극자(DP)는 노즐(NZ)에서 잉크(I)와 함께 토출될 수 있다. 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)에는 쌍극자(DP)가 포함되며, 후속 공정에 의해 용매(SV)는 휘발되고 쌍극자(DP)는 대상 기판(SUB) 상에 랜딩 또는 인쇄될 수 있다.
한편, 잉크젯 헤드(335)는 내부관(IP)과 연결되지 않아 잉크(I)가 토출되지 않는 더미 노즐(DN, 도 10에 도시)을 포함할 수 있다. 더미 노즐(DN)은 잉크젯 헤드(335)의 하면에서 최외곽 측면에 위치할 수 있다. 후술하는 제2 센싱유닛(350)은 각 잉크젯 헤드(335)의 더미 노즐(DN)의 위치를 측정하여 각 잉크젯 헤드(335)의 위치나 이들간의 간격을 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 센싱유닛(350)은 제2 베이스 프레임(310)에 배치되고, 일 방향으로 이동할 수 있는 제2 이동부(351), 제2 이동부(351)의 일 면에 배치된 제2 지지부(353) 및 제2 지지부(353) 상에 배치되는 제2 센서부(355)를 포함할 수 있다.
제2 센싱유닛(350)의 제2 이동부(351)는 제2 베이스부(311)에 거치된다. 제1 센싱유닛(350)과 달리, 제2 센싱유닛(350)은 제2 이동부(351)가 제2 베이스부(311)의 저면에 거치될 수 있다. 제2 이동부(351)는 제2 베이스부(311)가 연장된 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 제2 센싱유닛(350)은 제2 이동부(351)가 이동하면서 제2 베이스부(311)에 거치된 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하부를 거쳐 이동할 수 있다. 제2 센싱유닛(350)은 잉크젯 헤드 유닛(330)의 저면에 배치되는 잉크젯 헤드(335)의 위치를 측정할 수 있다.
제2 지지부(353)는 제2 이동부(351)의 하면에서 연결되도록 배치되며, 제2 방향(D2)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제2 지지부(353)의 일 단부는 제2 이동부(351)와 연결되고, 제2 방향(D2)의 타 단부는 상면에 제2 센서부(355)가 배치될 수 있다. 즉, 제2 센서부(355)는 잉크젯 헤드(335)와 대향하도록 배치될 수 있다. 제2 센싱유닛(350)은 전반적으로 제2 베이스 프레임(310)으로부터 제2 방향(D2)으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 제2 센싱유닛(350)의 제2 베이스 프레임(310)으로부터 돌출된 영역에 제2 센서부(355)가 위치하여, 잉크젯 헤드(335)의 위치를 검사할 수 있다.
제2 센서부(355)는 제2 지지부(353)의 상면에 배치된다. 제2 센서부(355)는 제2 이동부(351)의 이동에 따라 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하면을 거쳐 이동할 수 있으며, 잉크젯 헤드(335)의 위치나 정렬 상태를 검사할 수 있다. 뿐만 아니라 제2 센서부(355)는 잉크젯 헤드(335)에서 토출되는 잉크(I)의 양, 잉크젯 헤드(335) 상에 생기는 얼룩이나 건조된 잉크(I)등을 모니터링 할 수 있다. 도면에서는 제2 센서부(355)의 형상을 개략적으로 도시하여 하나의 감지 부재가 배치되어 있다. 다만, 제2 센서부(355)가 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 센서부(355)는 잉크젯 헤드(335)의 정렬도를 검사하기 위해 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대 잉크젯 헤드(335)가 복수의 열로 배열되므로, 제2 센서부(355)도 복수개의 감지 부재를 포함하며 상기 감지 부재가 복수의 열로 배열될 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 제2 센서부(355)는 제2 지지부(353) 상에서 적어도 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 잉크젯 헤드(335)가 복수개 배치되며 2열 이상으로 배열되는 경우, 제2 센서부(355)는 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 이동하며 각 잉크젯 헤드(335)의 위치나 이들간의 간격을 측정할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 장치의 제2 센싱유닛이 잉크젯 헤드의 위치를 검사하는 것을 도시하는 개략도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 유닛의 평면도이다. 도 10은 잉크젯 헤드 유닛(330)의 제3 방향(D3), 예컨대 하부에서 바라본 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하여 잉크젯 헤드 장치(300)의 제2 센싱유닛(350)의 동작을 설명하면, 잉크젯 헤드(335)가 대상 기판(SUB) 또는 검사용 기판(ISUB) 상에 잉크(I)를 분사하기 전에, 제2 센싱유닛(350)은 잉크젯 헤드 유닛(330)의 잉크젯 헤드(335)의 정렬도 및 잉크젯 헤드(335)에 생기는 얼룩 등을 검사할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 센싱유닛(350)은 제2 이동부(351)를 구비하여 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 제2 이동부(351)가 제1 방향(D1)으로 이동하면, 제2 지지부(353)와 제2 센서부(355)는 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하면을 거쳐 이동할 수 있다. 제2 지지부(353)상에 배치되어 상면을 바라보는 제2 센서부(355)는 잉크젯 헤드 유닛(330)의 하면에서 잉크젯 헤드(335)의 위치나 잉크젯 헤드(335) 간의 간격, 잉크젯 헤드(335)에 얼룩과 같은 이물질이 형성되는지 여부, 잉크젯 헤드(335)에서 토출되는 잉크(I)의 양 등을 모니터링 할 수 있다.
특히, 제2 센싱유닛(350)을 통해 측정된 잉크젯 헤드(335)의 위치, 간격, 및 토출량 검사 장치(100)를 통해 측정된 잉크(I)의 탄착위치나 크기 등의 정보를 통해 잉크젯 헤드 유닛(330)은 잉크젯 헤드(335)를 정렬시킬 수 있다.
구체적으로 도 10에 도시된 바와 같이, 잉크젯 헤드(335)가 배치된 지그부(333)는 복수의 헤드 구동부, 예컨대 제1 헤드 구동부(AM1)와 제2 헤드 구동부(AM2)를 포함하고, 제1 및 제2 헤드 구동부(AM1, AM2)의 동작에 의해 지그부(333) 및 잉크젯 헤드(335)의 위치나 간격을 조정할 수 있다.
잉크젯 헤드(335)는 양 측부에 위치하는 더미 노즐(DN)을 포함하고, 제2 센싱유닛(350)은 더미 노즐(DN)의 위치를 감지하여 잉크젯 헤드(335)의 정렬 상태를 측정할 수 있다. 제2 센싱유닛(350)이 더미 노즐(DN)의 위치를 감지하면, 각 잉크젯 헤드(335)의 더미 노즐(DN)이 배치된 위치를 통해 잉크젯 헤드(335)간의 간격(HP1, HP2)를 측정할 수 있다. 제2 센싱유닛(350)이 측정한 잉크젯 헤드(335) 간의 간격(HP1, HP2)과, 토출량 검사 장치(100)의 제1 센싱유닛(150)이 측정한 잉크(I)의 직경(W I1, W I2) 및 간격(P I1, P I2)을 통해 헤드 구동부(AM1, AM2)를 작동하여 지그부(333)와 잉크젯 헤드(335)를 정렬시킨다.
제1 헤드 구동부(AM1)는 지그부(333)의 제1 방향(D1)에 위치하여 제1 방향(D1), 또는 X축 방향의 위치를 정렬하기 위한 구동부이고, 제2 헤드 구동부(AM2)는 지그부(333)의 제2 방향(D2)에 위치하여 제2 방향(D2), 또는 Y축 방향의 위치를 정렬하기 위한 구동부일 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(330)은 제1 센싱유닛(150) 및 제2 센싱유닛(350)에 의해 측정된 정보를 제공받으면, 제1 헤드 구동부(AM1)와 제2 헤드 구동부(AM2)를 작동하여 지그부(333) 및 잉크젯 헤드(335)를 정렬시킬 수 있다. 일 예로, 제2 센싱유닛(350)이 도면상 좌하측에 위치하는 하나의 지그부(333)에 배치된 잉크젯 헤드(335)의 더미 노즐(DN)을 원점으로 설정하고, 제1 헤드 구동부(AM1)와 제2 헤드 구동부(AM2)가 다른 잉크젯 헤드(335)의 더미 노즐(DN)을 기준으로 이들의 위치 및 간격을 조정할 수 있다. 이를 통해, 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 분사하기 전에, 잉크젯 헤드(335) 및 잉크(I)가 분사되는 위치를 정렬하는 단계를 수행할 수 있다.
한편, 제2 센싱유닛(350)은 잉크젯 헤드(335)의 상태나 분사되는 잉크(I)의 양 등을 모니터링 할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)을 세척하기 위한 클리닝 유닛을 더 포함할 수도 있다. 상기 클리닝 유닛은 제2 센싱유닛(350)이 감지는 정보에 기초하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 잉크젯 헤드(335)를 세척하는 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 제2 센싱유닛(350)이 잉크젯 헤드(335)에 생기는 얼룩이나 노즐(NZ)이 막히는 현상을 감지하면, 클리닝 유닛은 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)을 세척하는 공정을 수행할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
스테이지 유닛(500)은 잉크젯 프린팅 장치(1000) 내에서 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 스테이지 유닛(500)은 상부에 대상 기판(SUB)이 준비되고, 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)가 분사되면 잉크(I)에 전계를 형성할 수 있다. 대상 기판(SUB) 상에 형성된 전계에 의해 잉크(I) 내의 쌍극자(DP)는 일 방향으로 배향될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 스테이지 유닛의 평면도이다.
다시, 도 1 및 도 11을 참조하면, 스테이지 유닛(500)은 스테이지(510), 서브 스테이지(520), 프로브 지지대(530), 프로브 유닛(550) 및 얼라이너(580)를 포함할 수 있다.
스테이지(510)는 스테이지 유닛(500)에 배치되는 부재들을 지지할 수 있다. 스테이지(510)는 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2) 상에 배치되며 잉크젯 프린팅 장치(1000) 내에서 제2 방향(D2)으로 이동하며 왕복운동을 할 수 있다. 도면으로 도시하지 않았으나, 스테이지(510)의 하면에는 소정의 이동부재가 배치되고, 상기 이동부재가 제1 및 제2 레일(RR1, RR2)과 체결되어 스테이지(510)를 일 방향으로 이동시킬 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 스테이지(510)의 이동에 따라 각 장치들이 구동하며, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 순서에 따라 스테이지(510)는 이동될 수 있다. 스테이지(510)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 일 예로, 스테이지(510)는 도면에 도시된 바와 같이 양 변이 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 연장된 사각형의 형상을 가질 수 있다.
서브 스테이지(520)는 스테이지(510) 상에 배치될 수 있다. 서브 스테이지(520)는 대상 기판(SUB)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 서브 스테이지(520) 상에는 프로브 지지대(530), 프로브 유닛(550) 및 얼라이너(580)가 배치될 수 있다. 서브 스테이지(520)의 형상은 실질적으로 스테이지(510)와 동일하되, 그 면적은 더 작을 수 있다. 다만, 서브 스테이지(520)의 전반적인 평면 형상은 대상 기판(SUB)의 평면상 형상에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 대상 기판(SUB)이 평면상 직사각형일 경우, 도면에 도시된 바와 같이 서브 스테이지(520)의 형상은 직사각형일 수 있고, 대상 기판(SUB)이 원형의 평면을 갖는 경우, 서브 스테이지(520)도 평면상 형상이 원형일 수 있다.
얼라이너(580)는 서브 스테이지(520) 상에 적어도 하나 배치될 수 있다. 얼라이너(580)는 서브 스테이지(520)의 각 변 상에 배치되며, 복수의 얼라이너(580)들이 이루는 영역은 대상 기판(SUB)이 배치되는 영역일 수 있다. 도면에서는 서브 스테이지(520)의 각 변 상에 2개의 얼라이너(580)가 이격되어 배치되고, 서브 스테이지(520) 상에는 총 8개의 얼라이너(580)들이 배치된 것이 도시되어 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 얼라이너(580)의 수와 배치 등은 대상 기판(SUB)의 형상 또는 종류에 따라 달라질 수 있다.
프로브 지지대(530) 및 프로브 유닛(550)은 서브 스테이지(520) 상에 배치된다. 프로브 지지대(530)는 서브 스테이지(520) 상에서 프로브 유닛(550)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 구체적으로 프로브 지지대(530)는 서브 스테이지(520) 상의 적어도 일 측에 배치되어, 일 측부가 연장된 방향을 따라 연장될 수 있다. 일 예로, 도면에 도시된 바와 같이 프로브 지지대(530)는 서브 스테이지(520) 상의 좌우측 측부에서 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 프로브 지지대(530)는 더 많은 수 포함될 수 있으며 경우에 따라서는 서브 스테이지(520)의 상하측에도 배치될 수 있다. 즉, 프로브 지지대(530)는 스테이지 유닛(500)에 포함되는 프로브 유닛(550)의 수, 또는 배치나 구조 등에 따라 그 구조가 달라질 수 있다.
프로브 유닛(550)은 프로브 지지대(530) 상에 배치되어 서브 스테이지(520)에 준비되는 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 프로브 유닛(550)은 프로브 지지대(530)와 같이 일 방향, 예컨대 제2 방향(D2)으로 연장되며 상기 연장된 길이는 대상 기판(SUB) 전체를 커버할 수 있다. 즉, 프로브 지지대(530)와 프로브 유닛(550)의 크기 및 형상은 대상 기판(SUB)에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 프로브 유닛(550)은 프로브 지지대(530) 상에 배치되는 프로브 구동부(553), 프로브 구동부(553)와 연결되고 대상 기판(SUB)과 접촉할 수 있는 프로브 패드(558) 및 프로브 패드(558)에 연결되어 전기 신호를 전달하는 복수의 프로브 지그(551, 552)를 포함할 수 있다.
프로브 구동부(553)는 프로브 지지대(530) 상에 배치되어 프로브 패드(558)를 이동시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 프로브 구동부(553)는 프로브 패드(558)를 수평 방향 및 수직 방향, 예컨대 수평 방향인 제1 방향(D1) 및 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 이동시킬 수 있다. 프로브 구동부(553)의 구동에 의해 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)과 연결되거나 분리될 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에, 대상 기판(SUB)에 전계를 형성하는 단계에서는 프로브 구동부(553)가 구동하여 프로브 패드(558)를 대상 기판(SUB)에 연결시키고, 그 이외의 단계에서는 프로브 구동부(553)가 다시 구동하여 프로브 패드(558)를 대상 기판(SUB)과 분리시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술한다.
프로브 패드(558)는 프로브 지그(551, 552)로부터 전달되는 전기 신호를 통해 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)에 연결되어 상기 전기 신호를 전달하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 일 예로, 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)의 전극 또는 전원패드 등에 접촉되고, 프로브 지그(551, 552)의 전기 신호는 상기 전극 또는 전원패드로 전달될 수 있다. 대상 기판(SUB)에 전달된 상기 전기 신호는 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 프로브 패드(558)는 프로브 지그(551, 552)로부터 전달된 전기 신호를 통해 전계를 형성하는 부재일 수 있다. 즉, 프로브 패드(558)에서 상기 전기 신호를 전달받아 전계를 형성하는 경우, 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)과 연결되지 않을 수도 있다.
프로브 패드(558)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 예시적인 실시예에서, 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB) 전체를 커버하도록 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
프로브 지그(551, 552)는 프로브 패드(558)에 연결되고, 별도의 전압 인가 장치와 연결될 수 있다. 프로브 지그(551, 552)는 상기 전압 인가 장치에서 전달되는 전기 신호를 프로브 패드(558)에 전달하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 프로브 지그(551, 552)로 전달되는 전기 신호는 전계를 형성하기 위한 전압, 일 예로 교류 전압일 수 있다.
프로브 유닛(550)은 복수개의 프로브 지그(551, 552)를 포함할 수 있으며 그 수는 특별히 제한되지 않는다. 도면에서는 2개의 프로브 지그(551, 552)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 프로브 유닛(550)은 더 많은 수의 프로브 지그(551, 552)를 포함하여 대상 기판(SUB) 상에 더 높은 밀도를 갖는 전계를 형성할 수도 있다.
일 실시예에 따른 프로브 유닛(550)은 이에 제한되지 않는다. 도면에서는 프로브 유닛(550)이 프로브 지지대(530), 즉 스테이지 유닛(500)에 배치된 것으로 도시하고 있으나, 경우에 따라서 프로브 유닛(550)은 별도의 장치로 배치될 수도 있다. 스테이지 유닛(500)은 전계를 형성할 수 있는 장치를 포함하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있으면, 그 구조나 배치는 제한되지 않는다.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 프로브 유닛의 상태를 도시하는 개략도들이다.
상술한 바와 같이, 프로브 유닛(550)의 프로브 구동부(553)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 단계에 따라 동작될 수 있다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 스테이지 유닛(500)에 대상 기판(SUB)이 준비되지 않은 제1 상태에서는 프로브 유닛(550)은 프로브 지지대(530) 상에 배치되어 서브 스테이지(520)와 이격될 수 있다. 프로브 유닛(550)의 프로브 구동부(553)는 수평 방향인 제1 방향(D1)과 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 구동하여 프로브 패드(558)를 서브 스테이지(520)와 이격시킬 수 있다.
다음으로, 스테이지 유닛(500) 상에 대상 기판(SUB)이 준비되고, 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성하는 제2 상태에서는 프로브 유닛(550)의 프로브 구동부(553)가 구동하여 프로브 패드(558)를 대상 기판(SUB)과 연결시킬 수 있다. 프로브 구동부(553)가 수직 방향인 제3 방향(D3)과 수평 방향인 제1 방향(D1)으로 구동하여 프로브 패드(558)는 대상 기판(SUB)과 접촉할 수 있다. 프로브 유닛(550)의 프로브 지그(551, 552)는 프로브 패드(558)에 전기 신호를 전달하고, 대상 기판(SUB) 상에는 전계가 형성될 수 있다.
한편, 도면에서는 스테이지 유닛(500)의 양 측에 프로브 유닛(550)이 각각 하나씩 배치되고, 두개의 프로브 유닛(550)이 동시에 대상 기판(SUB)에 연결되는 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 복수의 프로브 유닛(550)은 각각 별개로 구동될 수도 있다. 예를 들어, 서브 스테이지(520) 상에 대상 기판(SUB)이 준비되고, 잉크(I)가 분사되면, 임의의 제1 프로브 유닛(550)이 먼저 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성하고, 제2 프로브 유닛(550)은 대상 기판(SUB)에 연결되지 않을 수 있다. 이후, 제1 프로브 유닛(550)이 대상 기판(SUB)에서 분리되고 제2 프로브 유닛(550)이 대상 기판(SUB)과 연결되어 전계를 형성할 수도 있다. 즉, 복수의 프로브 유닛(550)은 동시에 구동하여 전계를 형성하거나, 각각 순차적으로 구동하여 순차적으로 전계를 형성할 수도 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 프로브 유닛에 의해 대상 기판 상에 전계가 형성된 것을 도시하는 개략도이다.
상술한 바와 같이, 대상 기판(SUB) 상에는 전계가 형성될 수 있는데, 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)는 쌍극자(DP)를 포함할 수 있다. 쌍극자(DP)는 대상 기판(SUB) 상에 형성된 전계에 의해 일 방향으로 배향할 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 소정의 전계에 놓였을 때 전기적인 힘(인력과 척력)을 받아 배향 방향이 제어될 수 있다.
도 14를 참조하면, 잉크(I)는 쌍극자(DP)를 포함하여 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)로부터 토출될 수 있다. 노즐(NZ)에서 토출된 잉크(I)는 대상 기판(SUB)을 향해 분사되고, 잉크(I)는 대상 기판(SUB) 상에 공급될 수 있다. 이때, 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL)가 형성되면, 제1 극성 및 제2 극성을 갖는 쌍극자(DP)는 노즐(NZ)로부터 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)가 공급될 때까지 전기적 힘을 받을 수 있다. 상기 전기적 힘에 의해 쌍극자(DP)는 배향될 수 있고, 일 예로 쌍극자(DP)의 배향 방향은 전계(IEL) 방향을 향할 수 있다.
도면에서는 잉크(I)가 노즐(NZ)에서 분사될 때 프로브 유닛(550)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, 경우에 따라서 프로브 유닛(550)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(550)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(550)은 후술하는 단계에서 스테이지 유닛(500)이 열처리 장치(900)로 이동한 뒤에 전계(IEL)를 형성할 수도 있다. 즉, 프로브 유닛(550)은 잉크(I)가 분사되는 시점 또는 잉크(I)의 용매(SV)가 제거되는 시점에 전계(IEL)를 형성할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 서브 스테이지(520) 상에는 전계 생성 부재가 더 배치될 수 있다. 전계 생성 부재는 후술하는 프로브 유닛(550)과 같이 상부(즉, 제3 방향(D3)), 또는 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전계 생성 부재는 안테나 유닛이나, 복수의 전극을 포함한 전계 형성 장치 등이 적용될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)가 분사되고 쌍극자(DP)가 정렬된 후에는 잉크(I)의 용매(S)를 휘발시키고 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)가 정렬된 상태를 검사하는 공정이 수행된다. 즉, 스테이지 유닛(500)은 도 2에 도시된 열처리 장치(900)를 먼저 통과한 후, 다시 정렬도 검사 장치(700)로 이동될 수 있다. 이하에서는 열처리 장치(900)와 정렬도 검사 장치(700)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 15는 일 실시예에 따른 열처리 장치의 단면도이다. 도 15는 열처리 장치(900)의 제2 방향(D2) 예컨대 정면에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 열처리 장치(900)는 제5 베이스 프레임(910) 및 열처리 유닛(950)을 포함할 수 있다. 열처리 유닛(950)은 제5 베이스 프레임(910)의 제5 베이스부(911)에 거치된 베이스 부재(930)의 하면에 배치될 수 있다. 열처리 장치(900)는 열처리 유닛(950)에서 열 또는 적외선(Infrared)을 조사하여 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)의 용매(SV)를 제거할 수 있다. 열처리 장치(900)를 통과한 대상 기판(SUB) 상에는 쌍극자(DP)가 배치될 수 있다.
베이스 부재(930)는 제5 베이스 프레임(910)의 제5 베이스부(911)에 배치된다. 베이스 부재(930)는 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 갖고, 열처리 유닛(950)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 베이스 부재(930)는 대상 기판(SUB)의 일 변, 예컨대 제1 방향(D1)으로 연장된 일 변을 커버할 수 있다. 즉, 베이스 부재(930)의 제1 방향(D1)으로 연장된 길이는 적어도 대상 기판(SUB)의 제1 방향(D1)으로 연장된 일 변보다 길 수 있다. 이에 따라 베이스 부재(930)의 하면에 배치되는 열처리 유닛(950)도 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 갖고 대상 기판(SUB)의 일 변 전체를 커버할 수 있다.
열처리 유닛(950)은 베이스 부재(930)의 하면에 배치되며, 대상 기판(SUB)과 소정 거리 이격될 수 있다. 열처리 유닛(950)은 조사되는 열 또는 적외선에 의해 대상 기판(SUB) 상에 배치된 다른 부재들이 손상되지 않을 정도로 이격될 수 있다. 열처리 유닛(950)과 대상 기판(SUB)이 이격된 간격은 열처리 유닛(950) 또는 베이스 부재(930)의 제3 방향(D3)으로 측정된 길이에 따라 달라질 수 있다. 열처리 유닛(950)의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 일 예로 열처리 유닛(950)은 IR 조사 장치일 수 있다. 또한, 일 예로 열처리 유닛(950)의 하면에는 차폐 장치가 더 배치될 수도 있다. 상기 차폐 장치는 대상 기판(SUB)이 손상되지 않도록 열처리 유닛(950)에서 조사되는 열 또는 적외선을 부분적으로 차단할 수도 있다.
열처리 유닛(950)은 베이스 부재(930)와 같이 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 열처리 유닛(950)의 제1 방향(D1)으로 연장된 길이는 적어도 대상 기판(SUB)의 제1 방향(D1)으로 연장된 길이보다 클 수 있다. 스테이지 유닛(500)이 이동하면서 열처리 장치(900)의 하면에서 제2 방향(D2)으로 이동하면, 열처리 유닛(950)은 대상 기판(SUB)의 제1 방향(D1)으로 연장된 영역을 커버하면서 열 또는 적외선을 조사할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 열처리 장치(900)는 열처리 유닛(950)과 중첩되는 영역에 열 또는 적외선을 조사하고, 열처리 유닛(950)과 중첩되는 영역에 위치하는 잉크(I)는 용매(SV)가 제거될 수 있다. 즉, 스테이지 유닛(500)이 일 방향, 예컨대 제2 방향(D2)으로 이동함에 따라 대상 기판(SUB) 상의 용매(SV)는 상기 일 방향을 따라 순차적으로 제거될 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 열처리 장치의 구동을 나타내는 개략도이다.
도 16을 참조하면, 열처리 장치(900)는 열처리 장치(900)의 하면에서 열처리 유닛(950)과 중첩되는 영역에 열(H)을 조사할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 대상 기판(SUB) 상에서 열처리 유닛(950)과 중첩된 영역에만 열(H)이 조사된다. 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I) 중, 제1 방향(D1)으로 분사된 잉크(I)는 열처리 유닛(950)이 제1 방향(D1)으로 연장됨에 따라 열(H)이 동시에 조사될 수 있다. 반면에 제2 방향(D2)으로 분사된 잉크(I)는 스테이지 유닛(500)이 열처리 유닛(950)을 통과함에 따라 열(H)이 순차적으로 조사될 수 있다. 스테이지 유닛(500)이 제2 방향(D2)으로 이동하며 열처리 장치(900)를 통과하는 경우, 스테이지 유닛(500)이 이동함에 따라 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)의 용매(SV)는 순차적으로 제거될 수 있다. 도면과 같이, 열처리 유닛(950)과 중첩되는 영역에는 대상 기판(SUB) 상의 용매(SV)에 열(H)이 조사되고, 열처리 유닛(950)을 통과한 영역에는 용매(SV)가 제거(점선 영역)되어 쌍극자(DP)만이 존재할 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 스테이지 유닛(500)에는 대상 기판(SUB) 상부의 온도를 감지하고 상기 온도를 조절하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 열처리 유닛(950)에서 조사되는 열 또는 적외선에 의해 대상 기판(SUB)의 온도가 일정 수준 이상으로 상승하면 상기 제어 장치에 의해 대상 기판(SUB)이 냉각될 수도 있다.
스테이지 유닛(500)이 열처리 유닛(950)을 통과하여 용매(SV)는 제거되고 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)가 남게되면, 스테이지 유닛(500)은 정렬도 검사 장치(700)로 이동한다. 정렬도 검사 장치(700)는 대상 기판(SUB) 상에 존재하는 쌍극자(DP)의 위치를 측정하여 쌍극자(DP)의 배향 방향, 단위 면적당 수 등을 검사할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 정렬도 검사 장치의 평면도이다. 도 17은 정렬도 검사 장치(700)의 제3 방향(D3), 예컨대 상부에서 바라본 평면도이며, 스테이지 유닛(500)도 도시되어 있다.
도 2 및 도 17을 참조하면, 정렬도 검사 장치(700)는 제3 베이스 프레임(710) 및 제4 베이스 프레임(720), 제3 및 제4 베이스 프레임(710, 720) 사이를 연결하는 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4) 및 제3 센싱유닛(750)을 포함할 수 있다.
제3 베이스 프레임(710)과 제4 베이스 프레임(720)은 각각 제3 베이스부(711) 및 제4 베이스부(721)와, 이들을 지지하는 제3 지지대(712) 및 제4 지지대(722)를 포함할 수 있다. 제3 베이스 프레임(710)과 제4 베이스 프레임(720)은 제2 방향(D2)으로 이격되며, 이들 사이에는 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4)이 배치될 수 있다. 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4)은 제3 베이스부(711)와 제4 베이스부(721) 사이에 배치되어 이들을 연결할 수 있다. 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4)은 양 단부가 제3 베이스부(711) 및 제4 베이스부(721), 또는 제3 지지대(712) 및 제4 지지대(722)와 연결되어 서로 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 제1 레일(RR1) 및 제2 레일(RR2)과 같이, 제3 및 제4 레일(RR3, RR4)은 제2 방향(D2)으로 연장되며 이들 상에 거치되는 제3 센싱유닛(750)은 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4)이 연장된 길이, 즉 제3 베이스 프레임(710)과 제4 베이스 프레임(720)이 이격된 거리는 특별히 제한되지 않는다. 일 예로, 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4)이 이격되고 이들 각각이 연장되여 형성되는 영역의 면적은 스테이지 유닛(500)의 전체를 커버할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제3 센싱유닛(750)은 제3 지지부(730) 상에 거치될 수 있다. 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4) 상에는 제3 이동부(760) 및 제4 이동부(770)가 거치되고, 제3 및 제4 이동부(760, 770)는 제3 지지부(730)의 양 단부에 연결될 수 있다. 제3 지지부(730)는 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4)이 이격된 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
제3 및 제4 이동부(760, 770)는 제3 및 제4 레일(RR3, RR4) 상에 거치되어 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 제3 및 제4 이동부(760, 770)가 이동하면 제3 지지부(730)와 제3 지지부(730) 상에 거치된 제3 센싱유닛(750)도 이동할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따르면, 제3 센싱유닛(750)은 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있으며, 제2 방향(D2)을 따라 스테이지 유닛(500) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 위치, 또는 정렬도를 검사할 수 있다.
제3 센싱유닛(750)은 제3 지지부(730) 상에 거치된 제5 이동부(751), 제5 이동부(751) 하면에 배치된 제5 지지부(753) 및 제5 지지부(753)에 배치된 제3 센서부(755)를 포함할 수 있다.
제3 센싱유닛(750)의 제5 이동부(751)는 제3 지지부(730) 상에 거치되며, 제3 지지부(730)가 연장된 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 제5 이동부(751)의 하면에는 제5 지지부(753)가 배치되고, 제5 지지부(753)의 저면에는 적어도 하나의 제3 센서부(755)가 배치될 수 있다. 도면에서는 하나의 제5 지지부(753) 하면에 4개의 제3 센서부(755)가 서로 이격되어 배치된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제3 센서부(755)의 수는 더 많을 수도 있고, 경우에 따라서 복수의 제5 지지부(753)가 배치되어 하나의 제5 지지부(753)에 하나의 제3 센서부(755)만이 배치될 수도 있다.
제3 센서부(755)는 제5 지지부(753)의 하면에 배치되어, 스테이지 유닛(500)의 대상 기판(SUB)과 대향할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제3 센서부(755)는 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 위치를 측정할 수 있다. 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 분사하고 용매(SV)를 제거하면, 대상 기판(SUB) 상에는 쌍극자(DP) 만이 배치될 수 있다. 정렬도 검사 장치(700)는 제3 센싱유닛(750)을 구비하여, 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 위치를 측정하고, 쌍극자(DP)의 배향 방향, 정렬도, 또는 단위 면적당 수 등을 측정할 수 있다.
구체적으로, 제3 센싱유닛(750)은 제5 이동부(751)가 제3 지지부(730) 상에서 제1 방향(D1)으로 이동함에 따라, 스테이지 유닛(500) 상에서 제1 방향(D1)에 따른 쌍극자(DP)의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 제3 및 제4 이동부(760, 770)가 제2 방향(D2)으로 이동함에 따라, 스테이지 유닛(500) 상에서 제2 방향(D2)에 따른 쌍극자(DP)의 위치도 측정할 수 있다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 정렬도 검사 장치의 제3 센싱유닛의 구동을 나타내는 개략도들이다. 도 18은 제3 센싱유닛(750)이 제1 방향(D1)으로 이동하며 쌍극자(DP)를 검사하는 것을, 도 19는 제2 방향(D2)으로 이동하며 검사하는 것을 도시하고 있다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 먼저, 제3 지지부(730) 상에 거치된 제5 이동부(751)는 제1 방향(D1)으로 왕복운동할 수 있다. 제3 센싱유닛(750)의 제3 센서부(755)는 제1 방향(D1)을 따라 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 위치를 측정할 수 있다. 특히, 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크젯 헤드(335)는 서로 다른 복수의 잉크젯 헤드(335)가 제1 방향(D1)으로 이격되어 배치되므로, 제3 센싱유닛(750)은 제1 방향(D1)에 따라 서로 다른 잉크젯 헤드(335)에서 분사된 쌍극자(DP)의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4) 상에 거치된 제3 및 제4 이동부(760, 770)는 제2 방향(D2)으로 왕복운동할 수 있다. 제3 센싱유닛(750)의 제3 센서부는 제2 방향(D2)을 따라 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 위치를 측정할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)에서 잉크(I)가 분사될 때, 스테이지 유닛(500)이 제2 방향(D2)으로 이동함에 따라 잉크(I)는 대상 기판(SUB) 상에 제2 방향(D2)으로 순차적으로 분사된다. 하나의 잉크젯 헤드(335)에서 분사되는 잉크(I)는 공정 시간에 따라 쌍극자(DP)의 분산도가 달라질 수 있다. 즉, 동일한 잉크젯 헤드(335)에서 대상 기판(SUB)으로 잉크(I)를 분사하더라도, 대상 기판(SUB) 상에서 제2 방향(D2)에 따라 분사된 잉크(I)에 편차가 생길 수 있다. 도 18과 달리, 도 19에서는 제3 센싱유닛(750)이 대상 기판(SUB) 상에서 제2 방향(D2)을 따라 쌍극자(DP)의 위치를 측정함으로써, 동일한 잉크젯 헤드(335)에서 분사된 쌍극자(DP)의 대상 기판(SUB)의 위치에 따른 편차를 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제3 센싱유닛(750)은 쌍극자(DP)의 위치를 측정할 수 있는데, 일 실시예에 따르면, 제3 센싱유닛(750)은 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 배향 방향을 측정하고, 상기 배향 방향과 일 방향, 예컨대 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)과 이루는 예각을 측정할 수 있다. 쌍극자(DP)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있고, 이에 따라 대상 기판(SUB) 상에 배치될 때 상기 연장된 방향에 따라 쌍극자(DP)의 배향 방향이 결정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)가 대상 기판(SUB) 상에 분사되고 스테이지 유닛(500)의 프로브 유닛(550)에서 전계가 형성되면 쌍극자(DP)는 상기 전계에 의해 일 방향으로 배향될 수 있다. 정렬도 검사 장치(700)는 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 배향 방향을 측정하거나 서로 다른 쌍극자(DP) 간에 상기 배향 방향의 차이를 계산할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 대상 기판(SUB)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된 전극을 포함할 수 있고, 제3 센싱유닛(750)은 상기 전극 상에 배치된 쌍극자(DP)의 배향 방향과 상기 전극이 연장된 제1 방향(D1)이 이루는 예각을 측정할 수 있다. 정렬도 검사 장치(700)는 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)들로부터 측정된 상기 예각을 기준 설정값과 비교하여 쌍극자(DP)들의 정렬도를 검사할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 제3 센싱유닛(750)은 대상 기판(SUB)의 단위 면적 당 배치된 쌍극자(DP)의 수를 측정할 수 있다. 잉크젯 헤드(335)에서 분사된 쌍극자(DP)는 분사된 위치, 대상 기판(SUB) 상에서 갖는 배향 방향뿐만 아니라, 단위 면적당 수도 균일할 필요가 있다. 잉크젯 헤드(335)에서 분사되는 잉크(I)는 용매(SV)와 용매(SV)에 분산된 쌍극자(DP)를 포함할 수 있는데, 잉크(I) 내에서 쌍극자(DP)가 공정 시간에 따라 분산도가 달라질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 정렬도 검사 장치(700)는 대상 기판(SUB) 상의 단위 면적당 쌍극자(DP) 수를 측정하여, 대상 기판(SUB) 상에 배치되는 쌍극자(DP)의 수를 균일하게 유지할 수 있다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 다른 실시예에서, 스테이지 유닛(500) 상에 더 많은 수의 대상 기판(SUB)이 준비되는 경우, 정렬도 검사 장치(700)가 이동될 수도 있다.
도 20은 다른 실시예에 따른 정렬도 검사 장치를 나타내는 평면도이다. 도 20은 정렬도 검사 장치(700')를 상면에서 바라본 평면도이다.
도 20을 참조하면, 다른 실시예에 따른 정렬도 검사 장치(700')는 더 많은 수의 이동부(760', 770')와 지지부(730')를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 비해 스테이지 유닛(500')이 더 큰 면적을 갖고 더 많은 수의 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)가 배치되는 경우, 정렬도 검사 장치(700')는 더 넓은 면적을 커버하도록 이동하며 쌍극자(DP)들의 위치를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 스테이지 유닛(500') 상에 복수의 대상 기판(SUB)이 준비되는 경우, 정렬도 검사 장치(700')는 더 많은 수의 이동부와 지지부를 포함하여 더 큰 면적을 갖는 스테이지 유닛(500')을 커버할 수 있다.
구체적으로, 도 20의 정렬도 검사 장치(700')는 제2 방향(D2)으로 연장된 제3 베이스 프레임(710') 및 제4 베이스 프레임(720')을 포함하고, 제3 베이스 프레임(710') 상에 배치된 제3-1 이동부(761') 및 제4 베이스 프레임(720') 상에 배치된 제4-1 이동부(771')를 포함할 수 있다.
제3-1 이동부(761')와 제4-1 이동부(771')는 각각 제3 베이스 프레임(710') 및 제4 베이스 프레임(720') 상에 거치되어, 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 제3-1 이동부(761')와 제4-1 이동부(771')는 서로 제1 방향(D1)으로 이격되며 이들 사이에는 후술하는 제3 센싱유닛(750')이 위치할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제3-1 이동부(761')와 제4-1 이동부(771')가 이동함에 따라 제3 센싱유닛(750')도 제2 방향(D2)으로 이동하고, 정렬도 검사 장치(700')는 스테이지 유닛(500')의 제2 방향(D2)을 커버할 수 있다.
제3-1 이동부(761')와 제4-1 이동부(771') 사이에는 제3-1 지지부(731') 및 제3-2 지지부(732')가 연결될 수 있다. 제3-1 지지부(731')와 제3-2 지지부(732')는 제1 방향(D1)으로 연장되고 제2 방향(D2)으로 이격되어 배치된다. 이들 사이에는 제3 센싱유닛(750')이 위치하여 제3 센싱유닛(750')이 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 제3-1 지지부(731') 및 제3-2 지지부(732')에는 다른 이동부 또는 지지부들이 거치되어, 이들이 제1 방향(D1)으로 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
제3-3 지지부(733')와 제3-4 지지부(734')는 각각 제3-1 지지부(731')와 제3-2 지지부(732')에 거치된다. 제3-3 지지부(733')와 제3-4 지지부(734')는 제1 방향(D1)으로 연장되고, 각각 제3-1 지지부(731')와 제3-2 지지부(732') 상에서 이동할 수 있다. 또한, 제3-3 지지부(733')와 제3-4 지지부(734') 사이에는 제3 레일(RR3)과 제4 레일(RR4)이 연결되며, 제3 센싱유닛(750')은 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4) 사이에 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 도 17의 정렬도 검사 장치(700)와 달리, 도 20의 정렬도 검사 장치(700')는 제3 레일(RR3)과 제4 레일(RR4)이 연결된 부재, 예컨대 제3-3 지지부(733')와 제3-4 지지부(734')가 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 또한, 제3-3 지지부(733')와 제3-4 지지부(734')는 이들이 연결된 제3-1 지지부(731') 및 제3-2 지지부(732')의 이동에 의해 제2 방향(D2)으로도 이동할 수 있다.
제3-2 이동부(762') 및 제4-2 이동부(772')는 각각 제3 레일(RR3)과 제4 레일(RR4)에 거치되고, 이들 사이에는 제3-5 지지부(735')가 연결된다. 제3 센싱유닛(750')은 제3-5 지지부(735')에 배치되고, 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 즉, 도 20의 제3-2 이동부(762'), 제4-2 이동부(772') 및 제3-5 지지부(735')는 도 17의 제3 이동부(760), 제4 이동부(770) 및 제3 지지부(730)에 대응될 수 있다.
도 20의 정렬도 검사 장치(700')는 도 17의 정렬도 검사 장치(700)에 비해 더 많은 수의 이동부와 지지부를 포함하여, 제3 센싱유닛(750)이 거치된 제3 레일(RR3) 및 제4 레일(RR4)이 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 대상 기판(SUB) 상에서 제3-2 이동부(762'), 제4-2 이동부(772') 및 제3 센싱유닛(750')이 이동하며 쌍극자(DP)의 위치를 측정한다. 이후에는 제3-3 지지부(733')와 제3-4 지지부(734')가 제1 방향(D1)으로 이동하여 다른 대상 기판(SUB) 상에 제3 센싱유닛(750')이 위치하고, 다시 3-2 이동부(762'), 제4-2 이동부(772') 및 제3 센싱유닛(750')이 이동하며 쌍극자(DP)의 위치를 측정한다. 이에 따라 스테이지 유닛(500') 상에서 제1 방향(D1)으로 배열된 제1 열의 대상 기판(SUB)들을 검사한다.
다음으로, 제3-1 이동부(761')와 제4-1 이동부(771')가 제2 방향(D2)으로 이동하여, 제2 열의 대상 기판(SUB) 상에 제3 센싱유닛(750')이 위치한다. 이후에는 상술한 방법과 동일하게, 제3 센싱유닛(750')이 이동하여 제1 방향(D1)으로 배열된 대상 기판(SUB)들을 검사할 수 있다. 제3 센싱유닛(750')의 이동이나 쌍극자(DP)의 위치를 측정하는 방법 등은 상술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 상술한 바와 같이, 잉크젯 헤드 장치(300)는 별도의 잉크 공급 장치(400)를 더 포함할 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 잉크 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
잉크 공급 장치(400)는 제조된 잉크(I)를 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급하는 역할을 수행할 수 있다. 잉크(I) 내 쌍극자(DP)가 분산된 상태로 제조되면, 제조된 잉크(I)를 저장 또는 운송하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 잉크 공급 장치(400)는 잉크젯 헤드 장치(300)와 연결될 수 있다.
도 21을 참조하면, 잉크 공급 장치(400)는 잉크 탱크(410), 잉크 교반기(420), 잉크 저장소(430) 및 순환펌프(450)를 포함할 수 있다.
잉크 탱크(410)는 제조된 잉크(I)를 저장하고, 이를 잉크 교반기(420)에 공급하는 역할을 할 수 있다. 잉크 탱크(410)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예시적인 실시예에서, 잉크 탱크(410)는 잉크 카트리지, 잉크 용기(vessel) 등일 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 잉크 탱크(410)는 잉크 교반기(420)로 잉크(I)를 공급하는 압력을 전달할 수 있는 공압형성장치를 더 포함할 수 있다.
잉크 교반기(420)는 잉크 탱크(410)로부터 공급받은 잉크(I)를 교반시키고, 쌍극자(DP)를 다시 분산시켜 잉크 저장소(430)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 쌍극자(DP)는 비교적 비중이 큰 물질을 포함하여 제조된 잉크(I) 내에서 시간이 흐름에 따라 침전 또는 침강될 수 있다. 잉크 교반기(420)는 잉크(I)를 잉크 저장소(430)로 공급하기 전, 잉크(I) 내 침전된 쌍극자(DP)를 다시 분산되도록 이를 교반시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 잉크 교반기(420)는 교반장치(425)를 포함하여 잉크(I) 내 쌍극자(DP)를 분산시킬 수 있다. 교반장치(425)의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 일 예로, 교반 장치(425)는 자력 교반기(magnetic stirrer), 프로펠러 교반기(propeller stirrer) 등일 수 있다. 도면에서는 자력 교반기에 도시되어 있으며, 교반 장치(425)는 잉크 탱크(410)로부터 공급된 잉크(I) 내 쌍극자(DP)를 다시 분산시킬 수 있다.
잉크 저장소(430)는 잉크 교반기(420)로부터 공급된 잉크(I)를 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급할 수 있다. 잉크 저장소(430)는 실질적으로 잉크 탱크(410)와 동일한 기능을 수행하되, 제조된 잉크(I)를 교반시키는 잉크 교반기(420)를 통해 잉크(I)를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 잉크 저장소(430)는 비교적 높은 분산도를 갖는 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 잉크젯 헤드 장치(300)로 공급할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)는 잉크 탱크(410)로부터 직접 잉크(I)를 공급받지 않고, 잉크 저장소(430)를 통해 공급받음으로써 잉크젯 헤드(335)에서 1회 토출되는 잉크(I) 내에 포함된 쌍극자(DP)의 수 또는 분산도를 제어할 수 있다. 즉, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정에 따라 균일한 잉크(I)의 품질을 유지할 수 있다.
순환펌프(450)는 일 단이 잉크젯 헤드 장치(300)와 연결되고 타 단이 잉크 교반기(420)와 연결되어 잉크젯 프린팅 장치(1000)에서 잉크(I)를 순환시킬 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중, 정렬도 검사 장치(700)에서 측정된 대상 기판(SUB) 상에 분사된 쌍극자(DP)의 수가 기준 설정값보다 작은 경우, 순환펌프(450)를 구동하여 잉크젯 헤드 장치(300)의 잉크(I)를 잉크 교반기(420)로 전달할 수 있다. 즉, 순환펌프(450)는 정렬도 검사 장치(700)에서 측정된 쌍극자(DP)의 정렬도 및 수에 대한 정보를 제공받아 잉크젯 헤드 장치(300)에 공급되는 잉크(I)의 품질을 유지하기 위해, 잉크(I)를 잉크 교반기(420), 잉크 저장소(430) 및 잉크젯 헤드 장치(300) 내에서 순환시킬 수 있다. 이를 통해, 정렬도 검사 장치(700)에서 제공받은 정보를 피드백하여 잉크젯 헤드 장치(300)에 잉크(I)를 공급할 수 있다.
한편, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 각 장치에서 측정된 정보, 또는 감지된 변화량 등을 피드백하여 수회의 공정을 반복하더라도 동일한 양 또는 품질의 잉크(I)를 대상 기판(SUB) 상에 분사할 수 있다. 이를 통해, 일 실시예에 따라 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 표시 장치를 제조할 때, 상술한 복수의 센싱유닛들을 통해 수집된 정보를 처리하는 과정을 수행함으로써 잉크젯 헤드 장치(300)에서 분사되는 잉크(I)의 품질을 유지할 수 있다. 이에 따라, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 대상 기판(SUB) 상에 배치되는 쌍극자(DP)의 정렬도를 향상시키고 및 단위 면적당 쌍극자(DP) 수를 일정하게 조절할 수 있다. 이하에서는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용한 쌍극자(DP)의 정렬 방법에 대하여 자세하게 설명하기로 한다.
도 22는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치를 이용한 쌍극자 정렬 방법을 나타내는 순서도이다. 도 23 내지 29는 도 22의 쌍극자 정렬 방법을 도시하는 개략도들이다.
도 1, 도 2 및 도 22 내지 도 29를 참조하면, 일 실시예에 따른 쌍극자(DP) 정렬 방법은 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)가 분산된 용매(SV)를 포함하는 잉크(I)를 분사하는 단계(S100), 대상 기판(SUB) 상에 전계를 생성하고 상기 전계에 의해 쌍극자(DP)가 대상 기판(SUB) 상에 배치되는 단계(S200) 및 용매(SV)를 제거하고 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 위치를 측정하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 쌍극자(DP) 정렬 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용할 수 있으며, 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)를 배치하고, 쌍극자(DP)의 위치를 측정하여 쌍극자(DP)를 분사하는 잉크젯 헤드(335)의 위치나 잉크(I) 내에 분산된 쌍극자(DP)의 수 등을 조절할 수 있다.
대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 분사하기 전에, 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 세팅하는 단계를 수행할 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 세팅하는 단계는 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 대상 공정에 맞게 튜닝하는 단계이다. 정밀한 튜닝을 위해, 상술한 검사용 기판(ISUB) 상에 잉크젯 프린팅 테스트 공정을 진행하고, 그 결과에 따라 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 기준 설정값을 조절할 수 있다.
여기서, '기준 설정값'은 검사용 기판(ISUB) 상에 수행하는 테스트 공정에 따라 결정되며, 후술하는 단계에서 제2 센싱유닛(350) 및 제3 센싱유닛(750)에서 측정된 오차나 편차 등의 기준이 될 수 있다. 제2 센싱유닛(350)과 제3 센싱유닛(750)은 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 측정되는 정보들을 기준 설정값과 비교하여 편차를 계산하고, 이를 피드백하여 그 편차를 최소화할 수 있다. 기준 설정값으로 측정되는 예시들은 잉크젯 헤드(335)에서 토출되는 잉크(I)의 양, 분사된 잉크(I)의 탄착 위치, 대상 기판(SUB) 상에 분사된 쌍극자(DP)의 정렬도 및 단위 면적당 수 등일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)를 세팅하는 단계에 대하여 구체적으로 설명하면, 검사용 기판(ISUB)을 준비한다. 검사용 기판(ISUB)은 대상 기판(SUB)과 동일한 구조를 가질 수 있지만, 유리 기판, 필름 등과 같은 기판이 사용될 수도 있다.
다음으로 도면에서 도시되지 않았으나, 검사용 기판(ISUB)의 상면을 발수 처리한다. 발수 처리는 플루오린(Fluorine) 코팅 또는 플라즈마 표면 처리 등으로 진행될 수 있다.
다음으로 도 23 및 24에 도시된 바와 같이, 검사용 기판(ISUB) 상면에 잉크(I)를 분사하고, 제1 센싱유닛(150)으로 잉크(I) 별 크기, 액적량, 위치 등을 측정한다. 검사용 기판(ISUB) 상에 분사된 잉크(I)의 크기(W I1', W I2') 또는 액적량과, 이들 간의 간격(P I1)이 기준 설정값과 상이하면, 잉크젯 헤드(335)의 위치나 전압 등을 조절하여, 기준 설정값의 잉크(I)가 분사될 수 있도록 조절한다. 잉크젯 헤드(335)의 위치를 조절하는 방법은 도 10을 참조하여 상술한 바와 같다. 이와 같은 검사방법은 각 잉크젯 헤드(335)가 기준 설정값에 해당하는 액적량 또는 위치로 분사할 때까지 수회 반복될 수 있다. 다만, 상술하나 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 세팅하는 단계는 생략될 수도 있다.
다음으로, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 세팅이 완료되면, 도 25에 도시된 바와 같이, 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(DP)를 포함하는 잉크(I)를 분사(S100)한다. 여기서, 대상 기판(SUB)은 스테이지 유닛(500) 상에 준비되고, 잉크젯 헤드 장치(300)로 이동하여 잉크(I)가 대상 기판(SUB) 상에 분사될 수 있다. 일 예로, 스테이지 유닛(500)은 도 2의 열처리 장치(900)의 제2 방향(D2)에서 위치하고, 여기서 대상 기판(SUB)이 준비될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 예시적인 실시예에서 대상 기판(SUB) 상에는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 형성되어 있고, 잉크(I)는 이들 상부에 분사될 수 있다. 도면에서는 한쌍의 전극 상에 잉크(I)가 분사되는 경우를 예시적으로 도시하였지만, 대상 기판(SUB) 상에는 더 많은 수의 전극쌍이 형성되어 있고, 복수의 잉크젯 헤드(335)가 각 전극쌍에 동일한 방식으로 잉크(I)를 분사할 수 있다.
한편, 도면으로 도시하지 않았으나, 제2 센싱유닛(350)은 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 잉크젯 헤드(335)에서 토출되는 잉크(I)의 양, 잉크젯 헤드(335)의 상태 등을 지속적으로 모니터링 할 수 있다. 제2 센싱유닛(350)이 측정된 정보는 잉크젯 헤드 장치(300), 및 잉크 공급 장치(400)로 제공되고, 기준 설정값과 편차가 생길 경우 이를 제어할 수 있다. 예컨대 공정 시간이 지남에 따라 잉크젯 헤드(335)에도 토출되는 양이 감소하는 경우, 잉크젯 헤드(335)에 인가되는 전압을 조절하고, 잉크젯 헤드(335)의 노즐(NZ)에 잉크(I)가 건조되어 얼룩이 형성되는 경우 잉크젯 헤드(335)를 세척하는 공정을 수행할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 도 26에 도시된 바와 같이 대상 기판(SUB) 상에 전계(E)를 형성하고 전계(E)에 의해 쌍극자(DP)가 배치되는 단계(S200)를 수행한다. 쌍극자(DP)는 유전영동법(Dielectrophoresis)에 의해 배치될 수 있다. 구체적으로 설명하면 프로브 유닛(550)으로부터 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 전기 신호를 인가한다. 프로브 유닛(550)은 대상 기판(SUB) 상에 구비된 소정의 패드(미도시)와 연결되고, 상기 패드와 연결된 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 전기 신호를 인가할 수 있다. 예시적인 실시예에서 상기 전기 신호는 교류 전압일 수 있고, 상기 교류 전압은 ±(10 ~50)V의 전압 및 10kHz 내지 1MHz의 주파수를 가질 수 있다. 상기 교류 전압이 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 인가되면, 이들 사이에는 전계(E)가 형성되고, 쌍극자(DP)는 전계(E)에 의한 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)을 작용된다. 유전영동힘에 의해 쌍극자(DP)는 배향 방향 및 위치가 바뀌면서 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 배치될 수 있다.
다음으로, 도 27에 도시된 바와 같이 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)의 용매(SV)를 제거(S300)한다. 용매(SV)를 제거하는 단계는 열처리 장치(900)를 통해 수행되며, 여기서 스테이지 유닛(500)은 잉크젯 헤드 장치(300)로부터 제2 방향(D2)으로 이동하여 열처리 장치(900)에 위치할 수 있다. 일 예로, 열처리 장치(900)는 대상 기판(SUB) 상에 열(H) 또는 적외선을 조사할 수 있고, 용매(SV)는 휘발되거나 기화될 수 있다. 열처리 장치(900)가 열(H) 또는 적외선을 조사하는 방법은 도 16을 참조하여 상술한 바와 동일하다.
대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(I)에서 용매(SV)가 제거됨으로써 쌍극자(DP)의 유동이 방지되고, 전극(21, 22)과의 결합력이 증가할 수 있다. 이를 통해 쌍극자(DP)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 정렬될 수 있다.
다음으로, 도 28 및 도 29에 도시된 바와 같이, 제3 센싱유닛(750)을 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 배치된 쌍극자(DP)의 위치를 측정(S300)한다. 제3 센싱유닛(750)이 쌍극자(DP)의 위치를 측정하는 방법은 도 18 및 도 19를 참조하여 상술한 바와 동일하다. 쌍극자(DP)의 위치를 측정하는 단계는 쌍극자(DP)의 정렬도를 측정하거나 단위 면적 당 쌍극자(DP)의 수를 측정할 수 있다.
구체적으로, 도 29에 도시된 바와 같이, 제3 센싱유닛(750)은 일 방향, 예컨대 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 이동하면서 쌍극자(DP)의 위치를 측정한다. 쌍극자(DP)의 정렬도는 쌍극자(DP)가 연장된 일 방향(dd)과 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)이 연장된 방향에 수직한 방향과 이루는 예각(Θ1, Θ2, Θ3)을 측정하는 것으로 수행될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제3 센싱유닛(750)은 쌍극자(DP)가 연장된 방향과 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)이 연장된 방향, 예컨대 제2 방향(D2)이 이루는 예각을 측정하여 기준 설정값과 비교한다. 일 예로, 쌍극자(DP)의 정렬도의 기준 설정값은 쌍극자(DP)가 연장된 일 방향(dd)과 전극(21, 22)이 연장된 방향에 수직한 방향이 이루는 예각이 0° 내지 5°의 범위일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제3 센싱유닛(750)은 단위 면적(AA) 당 쌍극자(DP)의 수를 측정할 수 있다. 도면에서는 임의의 영역으로 정의된 제1 영역(AA1), 제2 영역(AA2) 및 제3 영역(AA3)이 도시되어 있다. 제3 센싱유닛(750)은 각 영역(AA1, AA2, AA3)에 배치된 쌍극자(DP)의 수를 측정하여 기준 설정값과 비교할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 센싱유닛(150), 제2 센싱유닛(350) 및 제3 센싱유닛(750)은 각각이 측정한 정보와 기준 설정값과 비교하는 단계를 수행하고, 이를 통해 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 부재들을 제어할 수 있다. 예컨대, 제2 센싱유닛(350)에서 측정된 잉크(I)의 토출량, 제3 센싱유닛(750)에서 측정된 쌍극자(DP)의 정렬도 및 단위 면적 당 수에 대한 정보는 각각 잉크젯 헤드 장치(300)로 전달될 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300)는 상기 정보들을 제공받아 잉크(I)를 분사하는 잉크젯 헤드(335)의 정렬 상태를 조절하거나 노즐(NZ)을 세척하고, 제공된 잉크(I) 내 쌍극자(DP)의 분산도 등을 조절할 수 있다.
이에 따라, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 적어도 하나의 센싱 유닛(150, 350, 750)을 포함하여 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 중에 발생할 수 있는 오차를 실시간으로 감지할 수 있다. 각 센싱 유닛(150, 350, 750)은 공정 중에 발생하는 오차 및 불량을 감지하여 이를 공정을 수행함과 동시에 보완할 수 있다. 이에 따라 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 공정을 수회 반복하여도 최종적으로 제조된 쌍극자(DP)를 포함하는 대상 기판(SUB)의 품질을 유지할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크젯 헤드 장치(300), 열처리 장치(900) 및 정렬도 검사 장치(700)를 포함하고 이들은 일 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 분사하고 잉크(I)의 용매(SV)를 제거한 후 쌍극자(DP)의 정렬도를 검사하는 공정 중에 대상 기판(SUB)의 이동을 최소화할 수 있다. 이에 따라 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 공정 시간을 감소할 수 있으며, 특히 잉크(I)가 대상 기판(SUB) 상에 분사된 후 연속적으로 열처리 장치(900)를 통과하여 용매(SV)를 휘발시킴으로써 쌍극자(DP)의 정렬 이탈문제를 방지할 수 있다.
한편, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 하나 이상의 잉크젯 헤드 장치(300)를 포함할 수 있다. 표시 장치(1)를 제조하는 공정을 반복하는 경우, 잉크젯 헤드(335)를 세척하거나 다시 정렬하는 동안 다른 잉크젯 헤드 장치(300)를 이용하여 공정을 수행할 수 있다.
도 30은 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 잉크젯 헤드 장치를 나타내는 개략도이다.
도 30을 참조하면, 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000_1)는 하나 이상의 잉크젯 헤드 장치(300_1)를 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드 장치(300_1)는 서로 대향하도록 배치된 제1 잉크젯 헤드 장치(301_1) 및 제2 잉크젯 헤드 장치(302_1)를 포함하고 이들은 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 잉크젯 헤드 장치(301_1) 및 제2 잉크젯 헤드 장치(302_1)는 각각 복수의 잉크젯 헤드(335)를 포함하여 각각 대상 기판(SUB) 상에 잉크(I)를 분사하고, 제2 센싱유닛(350)을 포함하여 잉크젯 헤드(335)의 상태를 검사할 수 있다.
표시 장치(1)의 제조 공정 중에 제2 센싱유닛(350)에 의해 측정된 잉크젯 헤드(335)의 상태에 문제가 생길 경우 잉크(I)의 분사를 중단하고 초기 설정값을 조정하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 헤드(335)에서 토출되는 잉크(I)의 양이 일정하지 않거나 노즐(NZ)이 막히는 경우 잉크젯 헤드(335)를 세척하고 이들의 위치나 잉크(I) 토출량을 재조정하는 단계가 필요하다. 도 30의 잉크젯 프린팅 장치(1000_1)는 어느 하나의 잉크젯 헤드 장치(300_1)가 잉크(I)를 분사하는 공정이 중단되면 다른 잉크젯 헤드 장치(300_1)를 가동하여 표시 장치(1) 제조 공정을 수행할 수 있다. 즉, 도 30의 잉크젯 프린팅 장치(1000_1)는 초기에는 제1 잉크젯 헤드 장치(301_1)를 구동하고, 제2 잉크젯 헤드 장치(302_1)는 구동하지 않다가, 제1 잉크젯 헤드 장치(301_1)를 중단하는 경우 제2 잉크젯 헤드 장치(302_1)를 구동할 수 있다.
또한, 제2 센싱유닛(350)과 제3 센싱유닛(750)에서 측정된 정보들은 제1 잉크젯 헤드 장치(301_1)와 제2 잉크젯 헤드 장치(302_1)로 제공되고, 이에 따른 잉크젯 헤드(335)의 정렬을 실시간으로 반영할 수 있다. 예컨대 제1 잉크젯 헤드 장치(301_1)를 구동함에 따라 제3 센싱유닛(750)에서 측정된 쌍극자(DP)의 위치가 기준 설정값과 달라지는 경우, 이에 대한 피드백을 제2 잉크젯 헤드 장치(302_1)에 제공하여 프린팅 공정 중에 실시간으로 반영할 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 하나 이상의 잉크젯 헤드 장치(300)를 포함하여 복수의 센싱유닛(150, 350, 750)에서 측정된 정보들을 실시간으로 반영하여 표시 장치(1) 또는 대상 제품의 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 쌍극자(DP)는 도전형 반도체를 포함하는 발광 소자일 수 있으며, 일 실시예에 따르면, 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 발광 소자를 포함하는 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 31A 및 도 31B는 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
발광 소자(30)는 임의의 불순물(예컨대, p형 또는 n형)로 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 31을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자(30)는 복수의 반도체(31, 32), 활성층(33), 전극 물질층(37) 및 절연막(38)을 포함할 수 있다. 복수의 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 반도체층(31), 제2 반도체층(32), 제1 반도체층(31)와 제2 반도체층(32) 사이에 배치되는 활성층(33), 제2 반도체층(32) 상에 배치되는 전극 물질층(37)과, 이들의 외면을 둘러싸도록 배치되는 절연막(38)을 포함할 수 있다. 도 31의 발광 소자(30)는 제1 반도체층(31), 활성층(33), 제2 반도체층(32) 및 전극 물질층(37)이 길이방향으로 순차적으로 형성된 구조를 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다.
전극 물질층(37)은 생략될 수 있고, 몇몇 실시예에서는 제1 반도체층(31) 및 제2 반도체층(32)의 양 측면 중 적어도 어느 하나에 배치될 수도 있다. 예컨대 발광 소자(30)는 전극 물질층(37)이 제1 반도체층(31)의 하면에도 더 배치될 수 있다. 후술되는 발광 소자(30)에 관한 설명은 발광 소자(30)가 다른 구조를 더 포함하더라도 동일하게 적용될 수 있다.
제1 반도체층(31)은 n형 불순물로 도핑된 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(30)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 반도체층(31)은 In xAl yGa 1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(31)은 n형 불순물로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 반도체층(31)은 제1 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 제1 반도체층(31)의 길이는 후술하는 제2 반도체층(32)의 길이보다 길 수 있으며, 1.5㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 반도체층(32)은 p형 불순물로 도핑된 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(30)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 반도체층(32)은 In xAl yGa 1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층(32)은 p형 불순물로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 반도체층(32)은 제2 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제2 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 제2 반도체층(32)의 길이는 0.08㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도면에서는 제1 반도체층(31)과 제2 반도체층(32)이 하나의 층으로 구성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 후술하는 활성층(33)의 물질에 따라 제1 반도체층(31)과 제2 반도체층(32)은 더 많은 수의 층을 포함할 수도 있다.
활성층(33)은 제1 반도체층(31) 및 제2 반도체층(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 반도체층(31) 및 제2 반도체층(32)을 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성층(33)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlInGaN 등의 물질을 포함할 수 있다. 특히, 활성층(33)이 다중 양자 우물 구조로 양자층과 우물층이 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlInGaN, 우물층은 GaN 또는 AlGaN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성층(33)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류의 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다. 활성층(33)이 방출하는 광은 청색 파장대의 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 적색, 녹색 파장대의 광을 방출할 수도 있다. 활성층(33)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 활성층(33)에서 방출되는 광은 발광 소자(30)의 길이방향 외부면 뿐만 아니라, 양 측면으로 방출될 수 있다. 활성층(33)에서 방출되는 광은 일 방향으로 방향성이 제한되지 않는다.
전극 물질층(37)은 오믹(ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다. 전극 물질층(37)은 전도성이 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극 물질층(37)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au), 은(Ag), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전극 물질층(37)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연막(38)은 제1 반도체층(31), 제2 반도체층(32), 활성층(33) 및 전극 물질층(37) 과 접촉하며 이들의 외면을 감싸도록 형성될 수 있다. 절연막(38)은 상기 부재들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 절연막(38)은 상기 부재들의 측면부를 둘러싸도록 형성되되, 발광 소자(30)의 길이방향의 양 단부는 노출되도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 않는다.
절연막(38)은 절연특성을 가진 물질들, 예를 들어, 실리콘 산화물(Silicon oxide, SiO x), 실리콘 질화물(Silicon nitride, SiN x), 산질화 실리콘(SiO xN y), 질화알루미늄(Aluminum nitride, AlN), 산화알루미늄(Aluminum oxide, Al 2O 3) 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 활성층(33)이 발광 소자(30)가 전기 신호가 전달되는 전극과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연막(38)은 활성층(33)을 포함하여 발광 소자(30)의 외면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
도 31에서는 절연막(38)이 발광 소자(30)의 길이방향으로 연장되어 제1 반도체층(31)부터 전극 물질층(37)까지 커버할 수 있도록 형성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 절연막(38)은 제1 반도체층(31), 활성층(33) 및 제2 반도체층(32)만 커버하거나, 전극 물질층(37) 외면의 일부만 커버하여 전극 물질층(37)의 일부 외면이 노출될 수도 있다. 몇몇 실시예에서 절연막(38)은 제1 반도체층(31), 활성층(33) 및 제2 반도체층(32)의 외면만을 커버하고, 제1 반도체층(31)의 하면과 제2 반도체층(32)의 상면에 배치된 전극 물질층(37)은 외면이 노출될 수도 있다.
절연막(38)의 두께는 0.5 ㎛ 내지 1.5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 몇몇 실시예에서, 절연막(38)은 외면이 표면처리될 수 있다. 발광 소자(30)는 표시 장치(1)의 제조 시, 소정의 잉크 내에서 분산된 상태로 전극 상에 분사되어 정렬될 수 있다. 여기서, 발광 소자(30)가 잉크 내에서 인접한 다른 발광 소자(30)와 응집되지 않고 분산된 상태를 유지하기 위해, 절연막(38)은 표면이 소수성 또는 친수성 처리될 수 있다.
발광 소자(30)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 발광 소자(30)는 나노 로드, 나노 와이어, 나노 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 발광 소자(30)는 원통형 또는 로드형(rod)일 수 있다. 다만, 발광 소자(30)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체, 직육면체, 육각기둥형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
도 32는 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 32를 참조하면, 발광 소자(30')는 복수의 층들이 일 방향으로 적층되지 않고, 각 층들이 어느 다른 층의 외면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 도 32의 발광 소자(30')는 각 층들의 형상이 일부 상이한 것을 제외하고는 도 31의 발광 소자(30)와 동일하다. 이하에서는 동일한 내용은 생략하고 차이점에 대하여 서술한다.
일 실시예에 따르면, 제1 반도체층(31')은 일 방향으로 연장되고 양 단부가 중심부를 향해 경사지게 형성될 수 있다. 도 32의 제1 반도체층(31')은 로드형 또는 원통형의 본체부와, 상기 본체부의 상부 및 하부에 각각 원뿔형의 단부가 형성된 형상일 수 있다. 상기 본체부의 상단부는 하단부에 비해 더 가파른 경사를 가질 수 있다.
활성층(33')은 제1 반도체층(31')의 상기 본체부의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 활성층(33')은 일 방향으로 연장된 고리형의 형상을 가질 수 있다. 활성층(33')은 제1 반도체층(31')의 상단부 및 하단부 상에는 형성되지 않는다. 즉, 활성층(33')은 제1 반도체층(31')의 평행한 측면에만 접촉할 수 있다.
제2 반도체층(32')은 활성층(33')의 외면과 제1 반도체층(31')의 상단부를 둘러싸도록 배치된다. 제2 반도체층(32')은 일 방향으로 연장된 고리형의 본체부와 측면이 경사지도록 형성된 상단부를 포함할 수 있다. 즉, 제2 반도체층(32')은 활성층(33')의 평행한 측면과 제1 반도체층(31')의 경사진 상단부에 직접 접촉할 수 있다. 다만, 제2 반도체층(32')은 제1 반도체층(31')의 하단부에는 형성되지 않는다.
전극 물질층(37')은 제2 반도체층(32')의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 즉, 전극 물질층(37')의 형상은 실질적으로 제2 반도체층(32')과 동일할 수 있다. 즉, 전극 물질층(37')은 제2 반도체층(32')의 외면에 전면적으로 접촉할 수 있다.
절연막(38')은 전극 물질층(37') 및 제1 반도체층(31')의 외면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 절연막(38')은 전극 물질층(37')을 포함하여, 제1 반도체층(31')의 하단부 및 활성층(33')과 제2 반도체층(32')의 노출된 하단부와 직접 접촉할 수 있다.
한편, 발광 소자(30)는 길이(h)가 1㎛ 내지 10㎛ 또는 2㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 4㎛ 내외의 길이를 가질 수 있다. 또한, 발광 소자(30)의 직경은 30nm 내지 700nm의 범위를 가질 수 있으며, 표시 장치(1)에 포함되는 복수의 발광 소자(30)들은 활성층(33)의 조성 차이에 따라 서로 다른 직경을 가질 수도 있다. 바람직하게는 발광 소자(30)의 직경은 500nm 내외의 범위를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 도 31 또는 도 32의 발광 소자(30, 30')를 잉크(I)에 분산시켜 대상 기판(SUB) 상에 분사 또는 토출시킬 수 있고, 이를 통해 발광 소자(30)를 포함하는 표시 장치(1)를 제조할 수 있다.
도 33은 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 33을 참조하면, 표시 장치(1)는 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 화소(PX)들 각각은 특정 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(30)를 하나 이상 포함하여 특정 색을 표시할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 복수의 화소(PX)들 각각은 발광 소자(30)가 배치되어 임의의 파장대의 광을 방출하는 서브 화소(PXn)들을 포함할 수 있다. 복수의 서브 화소(PXn)들은 이웃하는 서브 화소(PXn) 사이에 배치된 격벽, 예컨대 제3 격벽(43)을 기준으로 서로 구분될 수 있다.
도 33에 도시된 바와 같이, 하나의 화소(PX)는 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)들 각각은 제2 방향(D2)으로 연장된 제3 격벽(43)을 기준으로 서로 구분된다. 다만, 이에 제한되지 않고, 제3 격벽(43)은 하나의 서브 화소(PXn)의 상부와 하부에서 제1 방향(D1)으로 연장되도록 더 배치될 수 있으며, 각 서브 화소(PXn)들은 제3 격벽(43)에 의해 둘러싸인 영역인 것으로 이해될 수 있다.
제1 서브 화소(PX1)는 제1 색의 광을 발광하고, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 색의 광을 발광하며, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 색의 광을 발광할 수 있다. 제1 색은 적색, 제2 색은 녹색, 제3 색은 청색일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 각 서브 화소(PXn)들은 동일한 색의 광을 방출할 수도 있다.
다만, 이에 제한되지 않고, 화소(PX)들 각각은 더 많은 수의 서브 화소들을 포함하거나, 하나의 서브 화소(PXn)만을 포함하여 하나의 서브 화소(PXn)가 하나의 화소(PX)와 대응되는 단위인 것으로 이해될 수도 있다. 즉, 상술한 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)는 하나의 화소(PX)가 3개의 서브 화소(PX1, PX2, PX3)를 포함하여 각각이 서로 다른 색의 광을 방출하는 것을 예시하기 위함이고, 반드시 하나의 화소(PX)가 서브 화소(PXn)를 포함하는 것으로 한정되지 않는다. 이 경우, 화소(PX) 각각이 하나의 서브 화소(PXn)로 구성되어 서로 다른 화소(PX)들과 다른 색의 광을 방출할 수 있으며, 제3 격벽(43)에 의해 둘러싸인 영역은 하나의 화소(PX)를 구성하는 것으로 이해될 수 있다.
표시 장치(1)의 각 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)들은 발광 영역과 비발광 영역으로 정의되는 영역을 포함할 수 있다. 발광 영역은 표시 장치(1)에 포함되는 발광 소자(30)가 배치되어 특정 파장대의 광이 방출되는 영역으로 정의된다. 비발광 영역은 발광 영역 이외의 영역으로, 발광 소자(30)가 배치되지 않고 광이 방출되지 않는 영역으로 정의될 수 있다.
표시 장치(1)의 서브 화소(PXn)는 복수의 격벽(41, 42, 43), 복수의 전극(21, 22)과 발광 소자(30)를 포함할 수 있다.
복수의 전극(21, 22)은 발광 소자(30)들과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(30)가 발광하도록 소정의 전압을 인가 받을 수 있다. 또한, 각 전극(21, 22)의 적어도 일부는 발광 소자(30)를 정렬하기 위해, 서브 화소(PXn) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 경우에 따라서 상기 전기장은 별도의 정렬 신호 인가 장치에 의해 형성될 수도 있다.
도 33을 참조하여 구체적으로 설명하면, 복수의 전극(21, 22)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(21)은 각 서브 화소(PXn) 마다 분리된 화소 전극이고, 제2 전극(22)은 각 서브 화소(PXn)를 따라 공통으로 연결된 공통전극일 수 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 중 어느 하나는 발광 소자(30)의 애노드(Anode) 전극이고, 다른 하나는 발광 소자(30)의 캐소드(Cathode) 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 그 반대의 경우일 수도 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 전극 줄기부(21S, 22S)와 전극 줄기부(21S, 22S)에서 제1 방향(D1)과 교차하는 방향인 제2 방향(D2)으로 연장되어 분지되는 적어도 하나의 전극 가지부(21B, 22B)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(21)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(21S)와 제1 전극 줄기부(21S)에서 분지되되, 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되는 적어도 하나의 제1 전극 가지부(21B)를 포함할 수 있다.
임의의 일 화소의 제1 전극 줄기부(21S)는 양 단이 각 서브 화소(PXn) 사이에서 이격되어 종지하되, 동일 행에 속하는(예컨대, 제1 방향(D1)으로 인접한) 이웃하는 서브 화소의 제1 전극 줄기부(21S)와 실질적으로 동일 직선 상에 놓일 수 있다. 이에 따라, 각 서브 화소(PXn)에 배치되는 제1 전극 줄기부(21S)는 각 제1 전극 가지부(21B)에 서로 다른 전기 신호를 인가할 수 있고, 제1 전극 가지부(21B)는 각각 별개로 구동될 수 있다.
제1 전극 가지부(21B)는 제1 전극 줄기부(21S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(21S)에 대향되어 배치되는 제2 전극 줄기부(22S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다.
제2 전극(22)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 제1 전극 줄기부(21S)와 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 줄기부(22S)와 제2 전극 줄기부(22S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되는 제2 전극 가지부(22B)를 포함할 수 있다. 다만, 제2 전극 줄기부(22S)는 타 단부가 제1 방향(D1)으로 인접한 복수의 서브 화소(PXn)로 연장될 수 있다. 이에 따라, 임의의 일 화소 제2 전극 줄기부(22S)는 양 단이 각 화소(PX) 사이에서 이웃 화소의 제2 전극 줄기부(22S)에 연결될 수 있다.
제2 전극 가지부(22B)는 제1 전극 가지부(21B)와 이격되어 대향하고, 제1 전극 줄기부(21S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제2 전극 가지부(22B)는 일 단부가 제2 전극 줄기부(22S)와 연결되고, 타 단부는 제1 전극 줄기부(21S)와 이격된 상태로 서브 화소(PXn) 내에 배치될 수 있다.
도면에서는 두개의 제1 전극 가지부(21B)가 배치되고, 그 사이에 제2 전극 가지부(22B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 격벽(41, 42, 43)은 각 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치되는 제3 격벽(43), 각 전극(21, 22) 하부에 배치되는 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42)을 포함할 수 있다. 도면에서는 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42)이 도시되지 않았으나, 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 하부에는 각각 제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)이 배치될 수 있다.
제3 격벽(43)은 각 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치될 수 있다. 복수의 제1 전극 줄기부(21S)는 각 단부가 제3 격벽(43)을 기준으로 서로 이격되어 종지할 수 있다. 제3 격벽(43)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 제1 방향(D1)으로 배열된 서브 화소(PXn)들의 경계에 배치될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않으며, 제3 격벽(43)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 제2 방향(D2)으로 배열된 서브 화소(PXn)들의 경계에도 배치될 수 있다. 복수의 서브 화소(PXn)는 제3 격벽(43)을 기준으로 구분될 수 있다. 제3 격벽(43)은 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42)과 동일한 재료를 포함하여 실질적으로 동일한 공정에서 형성될 수 있다.
도면에서는 도시하지 않았으나, 각 서브 화소(PXn)에는 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B)를 포함하여 서브 화소(PXn)를 전면적으로 덮는 제1 절연층(51)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(51)은 각 전극(21, 22)을 보호함과 동시에 이들이 직접 접촉하지 않도록 상호 절연시킬 수 있다.
제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에는 복수의 발광 소자(30)가 정렬될 수 있다. 복수의 발광 소자(30) 중 적어도 일부는 일 단부가 제1 전극 가지부(21B)와 전기적으로 연결되고, 타 단부가 제2 전극 가지부(22B)와 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 발광 소자(30)들은 제2 방향(D2)으로 이격되고, 실질적으로 서로 평행하게 정렬될 수 있다. 발광 소자(30)들이 이격되는 간격은 특별히 제한되지 않는다. 경우에 따라서는 복수의 발광 소자(30)들이 인접하게 배치되어 무리를 이루고, 다른 복수의 발광 소자(30)들은 일정 간격 이격된 상태로 무리를 이룰 수도 있으며, 불균일한 밀집도를 가지되 일 방향으로 배향되어 정렬될 수도 있다.
제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 상에는 각각 접촉 전극(26)이 배치될 수 있다. 다만, 접촉 전극(26)은 실질적으로 제1 절연층(51) 상에 배치되며, 접촉 전극(26)의 적어도 일부가 제1 전극 가지부(21B) 및 제2 전극 가지부(22B)와 접촉하거나 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 접촉 전극(26)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 방향(D1)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 접촉 전극(26)은 발광 소자(30)의 적어도 일 단부와 컨택될 수 있으며, 접촉 전극(26)은 제1 전극(21) 또는 제2 전극(22)과 컨택되어 전기 신호를 인가받을 수 있다. 이에 따라, 접촉 전극(26)은 각 전극(21, 22)으로부터 전달되는 전기 신호를 발광 소자(30)에 전달할 수 있다.
접촉 전극(26)은 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)을 포함할 수 있다. 제1 접촉 전극(26a)은 제1 전극 가지부(21B) 상에 배치되며, 발광 소자(30)의 일 단부와 컨택되고 제2 접촉 전극(26b)은 제2 전극 가지부(22B) 상에 배치되며, 발광 소자(30)의 타 단부와 컨택될 수 있다.
제1 전극 줄기부(21S)와 제2 전극 줄기부(22S)는 각각 컨택홀, 예컨대 제1 전극 컨택홀(CNTD) 및 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 표시 장치(1)의 회로소자층과 전기적으로 연결될 수 있다. 도면에는 복수의 서브 화소(PXn)의 제2 전극 줄기부(22S)에 하나의 제2 전극 컨택홀(CNTS)이 형성된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 경우에 따라서는 각 서브 화소(PXn) 마다 제2 전극 컨택홀(CNTD)이 형성될 수 있다.
또한, 도면에서는 도시하지 않았으나, 표시 장치(1)는 각 전극(21, 22) 및 발광 소자(30)의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 제2 절연층(52, 도 33에 도시) 및 패시베이션층(55, 도 33에 도시)을 포함할 수 있다. 이들 간의 배치와 구조 등은 도 34를 참조하여 후술한다.
도 34는 도 33의 I-I'선을 따라 자른 표시 장치의 부분 단면도이다.
도 34는 제1 서브 화소(PX1)의 단면도만을 도시하고 있으나, 다른 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 도 34는 임의의 발광 소자(30)의 일 단부와 타 단부를 가로지르는 단면을 도시한다.
한편, 도 34에서는 도시하지 않았으나, 표시 장치(1)는 각 전극(21, 22)의 하부에 위치하는 회로소자층을 더 포함할 수 있다. 회로소자층은 복수의 반도체층 및 복수의 도전패턴을 포함하여, 적어도 하나의 트랜지스터와 전원 배선을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 34를 참조하면, 표시 장치(1)는 비아층(20)과 비아층(20) 상에 배치되는 전극(21, 22), 발광 소자(30)등을 포함할 수 있다. 비아층(20)의 하부에는 회로소자층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 비아층(20)은 유기 절연 물질을 포함하여 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다.
비아층(20) 상에는 복수의 격벽(41, 42, 43)이 배치된다. 복수의 격벽(41, 42, 43)은 각 서브 화소(PXn) 내에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 격벽(41, 42, 43)은 서브 화소(PXn)의 중심부에 인접하여 배치된 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42), 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치된 제3 격벽(43)을 포함할 수 있다.
제3 격벽(43)은 표시 장치(1)의 제조 시, 상술한 도 1 및 도 2의 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 잉크(I)를 분사할 때, 잉크(I)가 서브 화소(PXn)의 경계를 넘지 않도록 차단하는 기능을 수행할 수 있다. 또는, 표시 장치(1)가 다른 부재를 더 포함하는 경우, 제3 격벽(43) 상에 상기 부재가 배치되어 제3 격벽(43)이 이를 지지하는 기능을 수행할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)은 서로 이격되어 대향하도록 배치된다. 제1 격벽(41) 상에는 제1 전극(21)이, 제2 격벽(42) 상에는 제2 전극(22)이 배치될 수 있다. 도 33과 도 34에서는 제1 격벽(41) 상에는 제1 전극 가지부(21B)가, 제2 격벽(42) 상에는 제2 전극 가지부(22B)가 배치된 것으로 이해될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 격벽(41), 제2 격벽(42) 및 제3 격벽(43)은 실질적으로 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 이에 따라, 격벽(41, 42, 43)은 하나의 격자형 패턴을 이룰 수도 있다. 복수의 격벽(41, 42, 43)은 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있다.
복수의 격벽(41, 42, 43)은 비아층(20)을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다. 격벽(41, 42, 43)은 발광 소자(30)가 배치된 평면을 기준으로 상부로 돌출될 수 있고, 상기 돌출된 부분은 적어도 일부가 경사를 가질 수 있다. 돌출된 구조의 격벽(41, 42, 43)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)은 동일한 높이로 돌출되되, 제3 격벽(43)은 더 높은 위치까지 돌출된 형상을 가질 수 있다.
제1 격벽(41)과 제2 격벽(42) 상에는 반사층(21a, 22a)이 배치되고, 반사층(21a, 22a) 상에는 전극층(21b, 22b)이 배치될 수 있다. 반사층(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)은 각각 전극(21, 22)을 구성할 수 있다.
반사층(21a, 22a)은 제1 반사층(21a)과 제2 반사층(22a)을 포함한다. 제1 반사층(21a)은 제1 격벽(41)을 덮고, 제2 반사층(22a)은 제2 격벽(42)을 덮을 수 있다. 반사층(21a, 22a)의 일부는 비아층(20)을 관통하는 컨택홀을 통해 회로소자층과 전기적으로 된다.
반사층(21a, 22a)은 반사율이 높은 물질을 포함하여 발광 소자(30)에서 방출되는 광을 반사시킬 수 있다. 일 예로, 반사층(21a, 22a)은 은(Ag), 구리(Cu), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전극층(21b, 22b)은 제1 전극층(21b)과 제2 전극층(22b)을 포함한다. 전극층(21b, 22b)은 실질적으로 반사층(21a, 22a)과 동일한 패턴을 가질 수 있다. 제1 반사층(21a) 및 제1 전극층(21b)은 제2 반사층(22a) 및 제2 전극층(22b)과 서로 이격되도록 배치된다.
전극층(21b, 22b)은 투명성 전도성 물질을 포함하여 발광 소자(30)에서 방출되는 방출광(EL)이 반사층(21a, 22a)으로 입사될 수 있다. 일 예로, 전극층(21b, 22b)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 반사층(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)은 ITO, IZO, ITZO 등과 같은 투명도전층과 은, 구리와 같은 금속층이 각각 한층 이상 적층된 구조를 이룰 수 있다. 일 예로, 반사층(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)은 ITO/은(Ag)/ITO/IZO의 적층구조를 형성할 수도 있다.
한편, 몇몇 실시예에서, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 하나의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 반사층(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)이 하나의 단일층으로 형성되어 발광 소자(30)에 전기 신호를 전달함과 동시에 광을 반사할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 반사율이 높은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 란타늄(La) 등을 포함하는 합금일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 부분적으로 덮도록 배치된다. 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 상면을 대부분 덮도록 배치되되, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 일부를 노출시킬 수 있다. 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 이격된 영역과, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)의 상기 영역의 반대편도 부분적으로 덮도록 배치될 수 있다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 비교적 평탄한 상면이 노출되도록 배치되며, 각 전극(21, 22)이 제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)의 경사진 측면과 중첩하도록 배치된다. 제1 절연층(51)은 발광 소자(30)가 배치되도록 평탄한 상면을 형성하고, 상기 상면이 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 향해 일 방향으로 연장된다. 제1 절연층(51)의 상기 연장된 부분은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 경사진 측면에서 종지한다. 이에 따라, 접촉 전극(26)은 상기 노출된 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)과 접촉하고, 제1 절연층(51)의 평탄한 상면에서 발광 소자(30)와 원활하게 접촉할 수 있다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 보호함과 동시에 이들을 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(51) 상에 배치되는 발광 소자(30)가 다른 부재들과 직접 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수도 있다.
발광 소자(30)는 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이의 제1 절연층(51) 상에 적어도 하나 배치될 수 있다. 발광 소자(30)는 비아층(20)에 수평한 방향으로 복수의 층들이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 발광 소자(30)는 상기 제1 반도체층(31), 활성층(33), 제2 반도체층(32) 및 전극 물질층(37)이 비아층(20)에 수평한 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 발광 소자(30)의 복수의 층들이 배치된 순서는 반대방향일 수도 있으며, 경우에 따라서는 발광 소자(30)가 다른 구조를 갖는 경우, 복수의 층들은 비아층(20)에 수직한 방향으로 배치될 수도 있다.
제2 절연층(52)은 발광 소자(30) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)를 보호함과 동시에 표시 장치(1)의 제조 공정에서 발광 소자(30)를 고정시키는 기능을 수행할 수도 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 절연층(52)의 재료 중 일부는 발광 소자(30)의 하면과 제1 절연층(51) 사이에 배치될 수도 있다. 제2 절연층(52)은 평면상 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에서 제2 방향(D2)으로 연장되어 섬형 또는 선형의 형상을 가질 수 있다.
접촉 전극(26)은 각 전극(21, 22) 및 제2 절연층(52) 상에 배치된다. 접촉 전극(26)은 제1 전극(21) 상에 배치되는 제1 접촉 전극(26a)과 제2 전극(22) 상에 배치되는 제2 접촉 전극(26b)을 포함한다. 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)은 제2 절연층(52) 상에서 서로 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제2 절연층(52)은 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)을 상호 절연시킬 수 있다.
제1 접촉 전극(26a)은 적어도 제1 절연층(51)이 패터닝되어 노출된 제1 전극(21) 및 발광 소자(30)의 일 단부와 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(26b)은 적어도 제1 절연층(51)이 패터닝되어 노출된 제2 전극(22) 및 발광 소자(30)의 타 단부와 접촉할 수 있다. 제1 및 제2 접촉 전극(26a, 26b)은 발광 소자(30)의 양 단부 측면, 예컨대 제1 반도체층(31), 제2 반도체층(32) 또는 전극 물질층(37)에 각각 접촉할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 절연층(51)은 평탄한 상면을 형성함으로써, 접촉 전극(26)이 발광 소자(30)의 측면에 원활하게 접촉할 수 있다.
접촉 전극(26)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
패시베이션층(55)은 제2 절연층(52) 및 접촉 전극(26)의 상부에 형성되어, 비아층(20) 상에 배치되는 부재들을 외부 환경에 대하여 보호하는 기능을 할 수 있다.
상술한 제1 절연층(51), 제2 절연층(52) 및 패시베이션층(55) 각각은 무기물 절연성 물질 또는 유기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 절연층(51) 및 패시베이션층(55)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al 2O 3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연층(52)은 유기물 절연성 물질로 포토레지스트 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
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.

Claims (20)

  1. 스테이지를 포함하는 스테이지 유닛;
    상기 스테이지 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 적어도 하나의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 유닛;
    상기 스테이지 상에 분사된 상기 용매를 제거하는 열처리 장치;
    상기 잉크젯 헤드에서 상기 스테이지 상에 분사된 잉크의 위치를 측정하는 제1 센싱유닛;
    상기 잉크젯 헤드의 위치를 측정하는 제2 센싱유닛; 및
    상기 스테이지 상에 분사된 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 제3 센싱유닛을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 서로 이격되어 배치된 제1 잉크젯 헤드 및 제2 잉크젯 헤드를 포함하고,
    상기 잉크젯 헤드 유닛은 상기 제1 잉크젯 헤드와 상기 제2 잉크젯 헤드를 이동시키는 적어도 하나의 헤드 구동부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 헤드 구동부는 상기 잉크젯 헤드를 제1 방향으로 이동시키는 제1 헤드 구동부 및 상기 제1 방향과 수직한 방향인 제2 방향으로 이동시키는 제2 헤드 구동부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 센싱유닛은 상기 제1 잉크젯 헤드에서 상기 스테이지 상에 분사된 제1 잉크 및 상기 제2 잉크젯 헤드에서 상기 스테이지 상에 분사된 제2 잉크의 위치를 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 센싱유닛은 상기 제1 잉크 및 상기 제2 잉크의 직경을 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 센싱유닛은 상기 쌍극자가 연장된 일 방향과 상기 제1 방향이 이루는 예각을 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 센싱유닛은 상기 스테이지 상에 분사된 상기 쌍극자의 단위 면적 당 수를 측정하는 잉크젯 프린팅 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드 유닛, 상기 제3 센싱유닛 및 상기 열처리 장치는 제3 방향을 따라 배치되고, 상기 스테이지 유닛은 상기 제3 방향으로 이동하는 잉크젯 프린팅 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 상기 제3 방향에 수직한 제4 방향으로 서로 이격되어 배치되고,
    상기 제1 센싱유닛은 상기 제4 방향으로 이동하는 제1 이동부를 포함하고,
    상기 제2 센싱유닛은 상기 제4 방향으로 이동하는 제2 이동부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 센싱유닛은 상기 제3 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제3 이동부 및 상기 제4 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제4 이동부를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 스테이지 유닛은 상기 스테이지 상에 전계를 생성하는 프로브 유닛을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  12. 대상 기판 상에 쌍극자 및 상기 쌍극자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 단계;
    상기 대상 기판 상에 전계를 생성하고 상기 전계에 의해 상기 쌍극자가 상기 대상 기판 상에 배치되는 단계; 및
    상기 용매를 제거하고 상기 대상 기판 상에 배치된 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 잉크는 잉크젯 헤드에서 분사되고,
    상기 잉크를 분사하는 단계 전에 상기 대상 기판 상에 분사되는 상기 잉크의 위치를 정렬하는 단계를 더 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 제1 헤드 및 제2 헤드를 포함하고,
    상기 분사되는 잉크의 위치를 정렬하는 단계는,
    상기 제1 헤드에서 분사된 잉크와 상기 제2 헤드에서 분사된 잉크의 위치를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 잉크의 위치를 이용하여 상기 제1 헤드 및 상기 제2 헤드의 위치를 정렬하는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 대상 기판은 제1 방향으로 연장된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계는,
    상기 쌍극자의 배향 방향을 측정하고 상기 쌍극자의 배향 방향과 상기 제1 방향이 이루는 예각을 측정하는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계는 상기 대상 기판 상에 배치된 상기 쌍극자의 단위 면적 당 수를 측정하는 단계를 더 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 대상 기판 상에 배치된 상기 쌍극자의 위치에 대한 기준 설정값을 설정하고, 상기 쌍극자의 위치를 측정하는 단계에서 측정된 상기 예각 및 상기 쌍극자의 단위 면적당 수와 상기 기준 설정값을 비교하는 단계를 더 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  18. 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 대상 기판에 발광 소자 및 상기 발광 소자가 분산된 용매를 포함하는 잉크를 분사하는 단계;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 상기 발광 소자를 배치하고, 상기 대상 기판 상에 분사된 상기 용매를 제거하는 단계; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 배치된 상기 발광 소자의 위치를 측정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 제1 방향으로 연장되고,
    상기 발광 소자의 위치를 측정하는 단계는 상기 발광 소자가 연장된 일 방향과 상기 제1 방향이 이루는 예각을 측정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 대상 기판은 복수의 화소를 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 각 화소마다 구비되며,
    상기 발광 소자의 위치를 측정하는 단계는 상기 각 화소에 배치된 상기 발광 소자의 수를 측정하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
PCT/KR2019/002867 2019-01-02 2019-03-13 잉크젯 프린팅 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법 WO2020141652A1 (ko)

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