WO2021141157A1 - 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법 - Google Patents

디스플레이의 박막 패턴 제조 방법 Download PDF

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WO2021141157A1
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drop
drops
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thin film
weight
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PCT/KR2020/000303
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윤규영
양희구
김종명
이달원
이승하
황다니엘
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a thin film pattern of a display capable of controlling staining during an inkjet process.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • OLED Organic Light Emitting Diodes
  • a process of manufacturing a lower array substrate in which thin film transistors and pixel electrodes are arranged a process of manufacturing an upper color filter substrate including a color filter and a common electrode, and disposition of the two manufactured substrates and injection of liquid crystal material and a liquid crystal cell process consisting of sealing and attaching a polarizing plate.
  • OLED is a solid thin film (light-emitting layer) containing fluorescent organic molecules sandwiched by two electrodes (cathode and anode). When a voltage is applied to the electrodes, holes from the anode and electrons from the cathode are injected into the light-emitting layer, and from this light-emitting layer Fluorescence is emitted.
  • FIGS. 1A to 1B are diagrams illustrating a process of manufacturing a display device by an inkjet technique.
  • each pixel P may be completed.
  • the same amount of the electronic material 1 may not be supplied in each space, and the characteristics may be different due to a slight difference in the amount of the electronic material 1 .
  • Japanese Patent No. 4311084 (applied on June 2, 2003) discloses a liquid application process for applying a liquid material to a pixel region having a long axis and a short axis in a droplet ejection method, and a droplet ejection device in the liquid application process.
  • a method for manufacturing a thin film pattern having a short axis discharge process in which a nozzle head is scanned in a short axis direction of a pixel area, and a droplet is discharged to a pixel area from an inkjet nozzle provided in the nozzle head during the scanning process.
  • Staining occurs due to the volume deviation of the droplet within each pixel.
  • the volume variance of the droplet can be dispersed within each pixel, and unidirectional or periodic staining can be reduced. can do it
  • Korean Patent No. 1250785 (applied on June 29, 2006) includes the steps of inspecting stains after inserting the liquid crystal panel; measuring spot coordinates and luminance of the liquid crystal panel; storing the coordinates and luminance data in a printer; printing at least one ink on the film according to the data; measuring the degree of compensation after loading the film on the liquid crystal panel; feedback to the initial stage when the compensation level is abnormal; and performing assembling of the liquid crystal panel when the degree of compensation is good.
  • a method for compensating for spots of a liquid crystal panel is disclosed.
  • the present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film pattern of a display capable of constantly supplying a volume of a droplet in each pixel during an inkjet process.
  • a method of manufacturing a thin film pattern of a display includes a drop inspection step of inspecting each drop (D) falling from each nozzle to each pixel; a drop count calculation step of calculating a minimum number of drops (Nm) to reach a target volume (Vt) for each pixel according to a result of the drop checking step; a drop sorting step of assigning a weight (a) to each drop (D) according to the test result in the drop checking step, and arranging each drop (D) in an order of increasing weight (a); and basically selecting drops D1 having a high weight as much as the minimum number of drops Nm, and adding the summed volume V D1 by summing the volumes of the basically selected drops D1 and the target volume Vt. and a print control step of generating print data according to the comparison result.
  • the drop inspection step may include measuring the volume of each drop D.
  • the step of calculating the number of drops the average volume of each drop D and its deviation are calculated, and the volume average of each drop D and its deviation are taken into consideration to reach the target volume Vt for each pixel. It may include a process of calculating the minimum number of drops (Nm).
  • the drop alignment step includes extracting an inspection result of each drop (D) corresponding to each pixel, and extracting the remaining normal drops (D) after removing defective drops according to the inspection result of each drop (D); , it may include a process of assigning a weight (a) to each normal drop (D).
  • a weight (a) is given to each drop (D) according to the position of each pixel corresponding to each drop (D), the scan order of each drop (D), and the volume range of each drop (D) It may include more processes.
  • the drop sorting step may further include a process in which a weight (a) is assigned to each drop (D) according to a random number.
  • the drop sorting step may further include setting different weights of criteria for giving weight a to each drop D.
  • the printing control step may include generating print data using the basically selected drops D1 when the summed volume V D1 is equal to the target volume Vt.
  • the print control step if the summed volume (V D1 ) is smaller than the target volume (Vt), the additional volume ( ⁇ V) that is an error value between the summed volume (V D1 ) and the target volume (Vt) is reached. a process of calculating the number of additional drops (Na) for additional drops, additionally selecting a portion of the unselected drops (D-D1) among the drops (D) by the number of additional drops (Na), and selecting the basic selected drops (D1) ) and generating print data using the additionally selected drops D2.
  • the number of additional drops Na for reaching the additional volume for each pixel may be calculated in consideration of the average volume of each drop D and a deviation thereof.
  • the volumes of the drops are summed in the order of the highest weight among all the drops to fit the target volume required for one pixel, so that the drops in an advantageous position for the printing process are selected. Since it can be effectively selected and used in the printing process, and the thickness of each pixel can be formed uniformly, it is possible to not only prevent staining of the display panel but also improve its quality.
  • the volume of drops with high weight among all the drops is summed up by the minimum number of drops, and the volume of drops in the order of increasing weight among the remaining drops except for the default selected drops is added up by the number of additional drops, thereby minimizing the calculation execution time can do it
  • FIG. 1A to 1B are views illustrating a process of manufacturing a display device by an inkjet technique.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an apparatus for manufacturing a thin film pattern of a display according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a control unit included in the apparatus for manufacturing a thin film pattern of a display according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a thin film pattern of a display according to the present embodiment.
  • FIGS. 2 to 3 are diagrams respectively illustrating an apparatus for manufacturing a thin film pattern of a display and a control unit included therein according to the present embodiment.
  • the apparatus for manufacturing a thin film pattern of a display may include a nozzle head 110 , a head driving unit 120 , an inspection unit 130 , and a control unit 120 .
  • the nozzle head 110 is a device for forming a thin film pattern on the display panel P by dropping an electronic material in the form of droplets on one surface of the display panel P, and is located above the stage on which the display panel P is loaded. may be spaced apart. Of course, since the stage is rotatably installed, the long side or the short side of the display panel P loaded on the stage may be located below the nozzle head 110 .
  • the nozzle head 110 includes a plurality of nozzles 111 arranged in a line at a predetermined interval in the longitudinal direction on the lower side, and each nozzle 111 may be opened and closed by each nozzle valve 112 .
  • Each nozzle 111 is provided with more than the number of nozzles 111 required to form each pixel of the display panel P, and some of the nozzles 111 can be selectively used in the inkjet process. have.
  • Each nozzle valve 112 is controlled by a valve control unit 142 included in a control unit 140 to be described below, and it is possible to control whether each nozzle valve 112 is opened or closed.
  • the head driving unit 120 is a device for moving the nozzle head 110 along the long side or the short side of the display panel P from the upper side of the display panel P, and includes a motor and a power transmission member such as a belt for transmitting power. may include.
  • the head driver 120 may move the nozzle head 110 to be horizontal with the stage on which the display panel A is seated.
  • the head driving unit 120 is controlled by a driving control unit 141 included in the control unit 140 to be described below.
  • the nozzle head 110 is moved horizontally along the long side or short side of the display panel P. can be moved
  • the inspection unit 130 is a device for inspecting the state of each nozzle 111 by measuring each drop D falling from each nozzle 111 of the nozzle head 110 , and may be configured in various ways.
  • each drop (D) falling on a separate film configured to take an image of each drop (D) falling from the air by a camera and line cam, etc., or falling from the air by a laser It may be configured to measure each drop (D), but is not limited thereto.
  • the inspection unit 130 provides the inspection result of each nozzle 111 to the printing control unit 143 included in the control unit 140 described below, and the printing control unit 143 determines whether each nozzle 111 is normal or defective. Alternatively, the volume of each drop (D) can be calculated.
  • the control unit 140 includes a driving control unit 141 for controlling the head driving unit 120 , a valve control unit 142 for controlling each nozzle valve 112 , and a control signal to the driving control unit 141 and the valve control unit 142 . It may include a print control unit 143 that transmits the .
  • the print control unit 143 generates print data by using the information input from the inspection unit 130, and provides respective control signals to the drive control unit 141 and the valve control unit 142 according to the print data, so that the nozzle head ( 110) to control the inkjet process.
  • one pixel may be manufactured by at least several drops D falling from each nozzle 111 , and print data may include opening/closing information of each nozzle 111 .
  • the print control unit 143 may receive from the inspection unit 130 the measured image of the drops D of each nozzle 111 as well as the volume of each drop D as information, and It is possible to determine whether each nozzle 111 is defective by comparing the measured image with the normal drop image, and calculates the average volume and volume deviation of each drop D based on the remaining nozzles 111 except for the defective nozzle. can do.
  • the print control unit 143 assigns a higher weight to each drop D of the remaining nozzles 111 excluding the defective nozzle as appropriate to the process, and sequentially utilizes the drops D with high weight to match the target volume. Print data can be calculated, which will be described in detail below.
  • the print control unit 143 may set a weight given to each drop D, and the setting criterion of the weight a may be changed by an operator.
  • the weight (a) of each drop (D) is the position of each pixel corresponding to each drop (D), the scan order of each drop (D), the volume range of each drop (D), and can be a variable for each pixel. It may be assigned based on a random number, etc., and the weight of the criterion for assigning a weight (a) to each drop (D) may be set differently.
  • the closer the distance from the boundary or center of each pixel, the faster the scan order, the smaller the average volume and deviation of all drops D, the larger the weight a of each drop D will be set. may, but is not limited to.
  • the print data calculated by the print control unit 143 may be computerized, such as BMP, PDF, or JPEG, and may be configured in a format capable of recording the location of each drop D, and correspond to each drop D calculated as print data.
  • the inkjet process may be performed by controlling each nozzle 111 to be used.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thin film pattern of a display according to the present embodiment.
  • each pixel when each pixel is formed on the display panel by the inkjet method, each pixel should be formed to have the same thickness in order to prevent staining of the display panel. Accordingly, in order to supply drops by the same target volume to each pixel, it is possible to quickly control the ejection of each drop by examining each drop.
  • each drop (D) may be inspected (see S1).
  • Each nozzle provided in a row on the nozzle head jets the electronic material in the form of droplets to form each pixel on the display panel, and each drop D falling from each nozzle can be inspected before the nozzle head is put into the process. .
  • each drop D may be performed in the form of photographing an image of each drop D falling from each nozzle or measuring the volume of each drop D falling from each nozzle, but is not limited thereto.
  • the minimum number of drops (Nm) corresponding to the target volume (Vt) of each pixel may be calculated according to the drop check result (refer to S2).
  • the minimum number of drops Nm may be set as a quotient obtained by dividing the target volume Vt of one pixel by the largest volume among the drops D or the average volume of the drops D, but is not limited thereto.
  • a weight (a) may be given to each drop (D) according to the drop check result, and each drop (D) may be sorted in the order of the weight (a) being high (refer to S3 and S4).
  • the nozzle corresponding to the corresponding drop D may be determined to be defective, but the process for determining the defective nozzle may be variously configured and is not limited thereto.
  • a weight a may be assigned only to each drop D corresponding to the remaining normal nozzles except for the defective nozzles, and the operator may select or change a criterion for applying the weight of each drop D.
  • the weight a of each drop D may be assigned according to criteria such as the position of each pixel corresponding to each drop D, the scan order of each drop, the volume range of each drop, and a random number.
  • the weight of the criterion for assigning the weight (a) to (D) may also be set differently, but is not limited thereto.
  • the drops D When a weight a is assigned to each drop D, the drops D may be arranged in an order of increasing the weight a.
  • the drops D1 may be basically selected in the order of increasing the weight a by the minimum number of drops Nm, and the volumes of the basically selected drops D1 may be summed up. (See S5, S6)
  • print data may be generated by the default selected drops D1 (refer to S7 and S8 ).
  • the print data is It may be generated by default selected drops D1.
  • the print data may be computerized, such as BMP, PDF, or JPEG, and may be configured in a format capable of recording the positions of the basically selected drops D1, but is not limited thereto.
  • the number of additional drops Na may be set as a quotient obtained by dividing the error volume ⁇ V by the average volume of the remaining drops D, but is not limited thereto.
  • the drops D2 are additionally selected from among the unselected drops D in the order in which the weight a is higher by the number Na of the additional drops, and the default selected drops D1 and the additionally selected drops D2 are selected. ) to create print data (see S10 and S11).
  • the volumes of the drops D1 are summed up by the minimum number of drops (Nm) in the order of the highest weight (a) among all the drops (D), and the remaining drops (D-D1) except for the default-selected drops (D1)
  • Nm minimum number of drops
  • D-D1 the remaining drops except for the default-selected drops (D1)
  • the print data is basically selected from the drops D1 ) and additionally selected drops D2.
  • the calculation execution time can be minimized.
  • the print data may be computerized, such as BMP, PDF, JPEG, etc., and may be configured in a format capable of recording the positions of the basically selected drops D1 and the additionally selected drops D2, but is not limited thereto.
  • a printing process of forming each pixel on the display panel may be performed using an inkjet method according to the print data (see S12).
  • one pixel By selecting the drops in the order of the highest weight (a) among all the drops (D), one pixel can accurately fit the required target volume (Vt), so that the drops (D) in an advantageous position for the printing process can be effectively selected. It can be selected and used in the printing process, and by forming the thickness of each pixel uniformly, it is possible not only to prevent staining of the display panel, but also to improve its quality.
  • This embodiment may be applied to a display device such as an LCD or OLED including a thin film pattern manufactured by an inkjet process.

Abstract

본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법은 각 노즐에서 각 픽셀로 떨어지는 각 드랍(drop)을 검사하는 드랍 검사 단계; 상기 드랍 검사 단계에서 검사한 결과에 따라 각 픽셀 당 목표 부피에 도달하기 위한 최소 드랍 수를 산출하는 드랍 수 산출 단계; 상기 드랍 검사 단계에서 검사한 결과에 따라 각 드랍에 가중치를 부여하고, 각 드랍을 가중치가 높은 순서로 정렬하는 드랍 정렬 단계; 및 상기 최소 드랍 수 만큼 가중치가 높은 드랍들을 기본적으로 선택하고, 상기 기본 선택된 드랍들의 부피를 합산한 합산 부피와 상기 목표 부피를 비교한 결과에 따라 인쇄 데이터를 생성하는 인쇄 제어 단계;를 포함한다.

Description

디스플레이의 박막 패턴 제조 방법
본 발명은 잉크젯 공정 중 얼룩을 제어할 수 있는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법에 관한 것이다.
최근 첨단 영상 기기가 개발됨에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구가 늘어나고 있으며, LCD(Liquide Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 많이 사용되고 있다.
LCD는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열된 하부의 어레이 기판을 제조하는 공정과, 컬러 필터와 공통전극을 포함하는 상부의 컬러 필터 기판을 제조하는 공정, 그리고 제조된 두 기판의 배치와 액정 물질의 주입 및 봉지, 편광판 부착으로 이루어진 액정 셀(cell) 공정에 의해 형성된다.
OLED는 형광성 유기 분자를 포함한 고체 박막(발광층)을 2매의 전극(음극과 양극)에 의해 끼운 것으로서, 전극에 전압을 인가하면, 양극에서 정공과 음극에서 전자가 발광층에 주입되고, 이 발광층으로부터 형광이 방출된다.
상기와 같은 디스플레이 장치에서 컬러 필터 또는 고체 박막을 제조하기 위하여 진공 증착이나, 잉크젯 기법이 사용되는데, 잉크젯 기법이 간편할 뿐 아니라 단시간에 저비용으로 생산 효율을 높일 수 있다.
도 1a 내지 도 1b는 잉크젯 기법에 의해 디스플레이 소자 제작 과정이 도시된 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 화소를 형성하는 전자 재료(1)를 잉크젯 기법으로 복수개의 격벽(2)에 의해 구획된 각 공간에 인쇄하면, 전자 재료(1)가 격벽들(2) 사이의 각 공간에서 건조 및 경화되면, 각 픽셀(P)이 완성될 수 있다.
그런데, 각 공간 내에 동일한 양의 전자 재료(1)가 공급되지 못하고, 전자 재료(1)의 미세한 양 차이로 인하여 그 특성이 다르게 나타날 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 전자 재료(1)가 각 공간 내에서 서로 다른 두께로 경화되면, 각 픽셀(P)의 두께 차이로 인하여 휘도 및 색감차가 발생할 수 있고, 얼룩으로 보일 수 있다.
일본등록특허 제4311084호(2003.06.02.출원)에는 장축 및 단축을 갖는 화소 영역에, 액체방울 토출 방식으로 액상체 재료를 도포하는 액상체 도포 처리와, 액상체 도포 처리에서 액체방울 토출 장치의 노즐 헤드를 화소 영역의 단축 방향으로 주사하고, 상기 주사 과정에서 상기 노즐 헤드에 구비되어 있는 잉크젯 노즐로부터 화소 영역에 액체방울을 토출하는 단축 방향 토출 처리를 갖는 박막 패턴의 제조 방법이 개시된다.
각 픽셀 내에 액체방울의 부피 편차에 의해 얼룩이 발생하는데, 복수의 노즐을 사용하여 노즐을 섞어주는 방법으로, 각 픽셀 내에 액체방울의 부피 편차를 분산시킬 수 있고, 단방향 또는 주기적으로 발생하는 얼룩을 감소시킬 수 있다.
그러나, 상기의 기술은 각 픽셀 내에 액체방울의 부피 편차를 분산시킬 수 있지만, 각 픽셀 내에 액체방울의 부피 편차를 줄이지 못하기 때문에 얼룩을 감소시키는데 한계가 있다.
한국등록특허 제1250785호(2006.06.29.출원)에는 액정패널 투입 후 얼룩을 검사하는 단계와; 상기 액정패널의 얼룩 좌표 및 휘도를 측정하는 단계와; 상기 좌표 및 휘도 데이터를 인쇄기에 저장하는 단계와; 상기 데이터에 따라 필름상에 적어도 하나의 잉크를 프린팅하는 단계와; 상기 필름을 액정패널상에 적재 후 보상 정도를 측정하는 단계와; 상기 보상 정도의 이상시 초기 단계로 피드백되는 단계; 및 상기 보상 정도가 양호한 경우 액정패널의 조립을 진행하는 단계를 포함액정패널의 얼룩보상방법이 개시된다.
그러나, 상기의 기술은 잉크 프린팅한 후에 발생한 얼룩에 대해 보상하기 위한 필름을 붙이는 추가 인쇄 공정이 진행되므로, 생산성이 떨어지고, 인쇄 공정 중 인쇄 장치의 이상 발생을 확인할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 잉크젯 공정 중 각 픽셀 내에 액체방울의 부피를 일정하게 공급할 수 있는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법은 각 노즐에서 각 픽셀로 떨어지는 각 드랍(D)을 검사하는 드랍 검사 단계; 상기 드랍 검사 단계에서 검사한 결과에 따라 각 픽셀 당 목표 부피(Vt)에 도달하기 위한 최소 드랍 수(Nm)를 산출하는 드랍 수 산출 단계; 상기 드랍 검사 단계에서 검사한 결과에 따라 각 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하고, 각 드랍(D)을 가중치(a)가 높은 순서로 정렬하는 드랍 정렬 단계; 및 상기 최소 드랍 수(Nm) 만큼 가중치가 높은 드랍들(D1)을 기본적으로 선택하고, 상기 기본 선택된 드랍들(D1)의 부피를 합산한 합산 부피(VD1)와 상기 목표 부피(Vt)를 비교한 결과에 따라 인쇄 데이터를 생성하는 인쇄 제어 단계;를 포함할 수 있다.
상기 드랍 검사 단계는, 각 드랍(D)의 부피를 측정하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 드랍 수 산출 단계는, 각 드랍(D)의 부피 평균과 그 편차를 산출하는 과정과, 각 드랍(D)의 부피 평균과 그 편차를 고려하여 각 픽셀 당 목표 부피(Vt)에 도달하기 위한 최소 드랍 수(Nm)를 산출하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 드랍 정렬 단계는, 각 픽셀에 대응되는 각 드랍(D)의 검사 결과를 추출하는 과정과, 각 드랍(D)의 검사 결과에 따라 불량 드랍을 제거한 나머지 정상 드랍(D)을 추출하는 과정과, 각 정상 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 드랍 정렬 단계는, 각 드랍(D)과 대응되는 각 픽셀의 위치, 각 드랍(D)의 스캔 순서, 각 드랍(D)의 부피 범위에 따라 각 드랍(D)에 가중치(a)가 부여되는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 드랍 정렬 단계는, 무작위수에 따라 각 드랍(D)에 가중치(a)가 부여되는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 드랍 정렬 단계는, 각 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하는 기준의 비중을 다르게 설정하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 인쇄 제어 단계는, 상기 합산 부피(VD1)가 상기 목표 부피(Vt)와 같으면, 상기 기본 선택된 드랍들(D1)에 의해 인쇄 데이터를 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 인쇄 제어 단계는, 상기 합산 부피(VD1)가 상기 목표 부피(Vt)보다 작으면, 상기 합산 부피(VD1)와 상기 목표 부피(Vt)의 오차값인 추가 부피(ΔV)에 도달하기 위한 추가 드랍 수(Na)를 산출하는 과정과, 상기 추가 드랍 수(Na) 만큼 상기 드랍들(D) 중 비선택된 드랍(D-D1)의 일부를 추가 선택하고, 상기 기본 선택된 드랍들(D1)과 상기 추가 선택된 드랍들(D2)에 의해 인쇄 데이터를 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 추가 드랍 수를 산출하는 과정은, 각 드랍(D)의 부피 평균과 그 편차를 고려하여 각 픽셀 당 추가 부피에 도달하기 위한 추가 드랍 수(Na)를 산출할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법은, 전체 드랍들 중 가중치가 높은 순서대로 드랍들의 부피를 합산하여, 한 픽셀에 요구되는 목표 부피에 맞출 수 있으므로, 인쇄 공정에 유리한 위치에 있는 드랍들을 효과적으로 선택하여 인쇄 공정에 활용할 수 있고, 각 픽셀의 두께를 균일하게 형성시킬 수 있으므로, 디스플레이 패널의 얼룩을 방지할 뿐 아니라 그 품질을 높일 수 있다.
또한, 전체 드랍들 중 가중치가 높은 드랍들의 부피를 최소 드랍 수 만큼 합산하고, 기본 선택된 드랍들을 제외한 나머지 드랍들 중 가중치가 높은 순서대로 드랍들의 부피를 추가 드랍 수 만큼 합산하기 때문에 계산 수행 시간을 최소화시킬 수 있다.
또한, 각 드랍의 가중치를 손쉽게 제어함으로서, 각 장비에 적합한 인쇄 데이터를 효율적으로 변경할 수 있다.
도 1a 내지 도 1b는 잉크젯 기법에 의해 디스플레이 소자 제작 과정이 도시된 도면.
도 2는 본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조용 장치가 개략적으로 도시된 도면.
도 3은 본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조용 장치에 포함된 제어부가 도시된 구성도.
도 4는 본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법이 도시된 순서도.
도 2 내지 도 3은 본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조용 장치 및 이에 포함된 제어부가 각각 도시된 도면이다.
본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조용 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 노즐 헤드(110)와, 헤드 구동부(120)와, 검사부(130)와, 제어부(120)를 포함할 수 있다.
노즐 헤드(110)는 디스플레이 패널(P)의 일면에 액적 형태의 전자 재료를 떨어뜨려 디스플레이 패널(P) 위에 박막 패턴을 형성시키는 장치로서, 디스플레이 패널(P)이 로딩되는 스테이지(stage) 상측에 이격되게 위치될 수 있다. 물론, 스테이지는 회전 가능하게 설치됨으로서, 스테이지에 로딩된 디스플레이 패널(P)의 장변 또는 단변이 노즐 헤드(110) 하측에 위치시킬 수 있다.
노즐 헤드(110)는 하측에 길이 방향으로 소정 간격을 두고 일렬로 배치된 복수개의 노즐(111)을 포함하고, 각 노즐(111)은 각 노즐 밸브(112)에 의해 개폐될 수 있다.
각 노즐(111)은 디스플레이 패널(P)의 각 픽셀(pixel)을 형성하기 위해 요구되는 노즐(111)의 개수 보다 더 많이 구비되며, 각 노즐(111) 중 일부가 선택적으로 잉크젯 공정에 사용될 수 있다.
각 노즐 밸브(112)는 하기에서 설명될 제어부(140)에 포함된 밸브 제어부(142)에 의해 제어되는데, 각 노즐 밸브(112)의 개폐 여부를 제어할 수 있다.
헤드 구동부(120)는 노즐 헤드(110)를 디스플레이 패널(P) 상측에서 디스플레이 패널(P)의 장변 또는 단변을 따라 이동시키기 위한 장치로서, 모터를 비롯하여 동력을 전달하기 위한 벨트 등의 동력전달부재를 포함할 수 있다. 물론, 헤드 구동부(120)는 노즐 헤드(110)를 디스플레이 패널(A)이 안착된 스테이지와 수평하도록 이동시킬 수 있다.
헤드 구동부(120)는 하기에서 설명될 제어부(140)에 포함된 구동 제어부(141)에 의해 제어되는데, 잉크젯 공정 중 노즐 헤드(110)를 디스플레이 패널(P)의 장변 또는 단변을 따라 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
검사부(130)는 노즐 헤드(110)의 각 노즐(111)로부터 떨어지는 각 드랍(D)을 측정하여 각 노즐(111)의 상태를 검사하기 위한 장치로서, 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들어, 별도의 필름에 떨어진 각 드랍(D)의 면적을 측정하도록 구성되거나, 카메라와 라인 캠 등에 의해 공중에서 떨어지는 각 드랍(D)의 이미지를 촬영하도록 구성되거나, 레이저에 의해 공중에서 떨어지는 각 드랍(D)을 측정하도록 구성될 수 있으며, 한정되지 아니한다.
검사부(130)는 각 노즐(111)의 검사 결과를 하기에서 설명된 제어부(140)에 포함된 인쇄 제어부(143)에 제공하고, 인쇄 제어부(143)는 각 노즐(111)을 정상 또는 불량으로 선별하거나, 각 드랍(D)의 부피를 산출할 수 있다.
제어부(140)는 헤드 구동부(120)를 제어하는 구동 제어부(141)와, 각 노즐 밸브(112)를 제어하는 밸브 제어부(142)와, 구동 제어부(141)와 밸브 제어부(142)에 제어 신호를 전달하는 인쇄 제어부(143)를 포함할 수 있다.
인쇄 제어부(143)는 검사부(130)에서 입력된 정보를 활용하여 인쇄 데이터를 생성하고, 인쇄 데이터에 따라 각각의 제어 신호를 구동 제어부(141)와 밸브 제어부(142)에 제공함으로서, 노즐 헤드(110)에 의해 잉크젯 공정을 제어할 수 있다.
그런데, 잉크젯 공정 중 한 픽셀은 각 노즐(111)에서 떨어지는 적어도 여러 번의 드랍(D)에 의해 제조될 수 있으며, 인쇄 데이터는 각 노즐(111)의 개폐 정보를 포함할 수 있다.
인쇄 제어부(143)는 검사부(130)로부터 각 노즐(111)의 드랍들(D)을 측정한 이미지를 비롯하여 각 드랍(D)의 부피 등을 정보로 제공받을 수 있고, 각 드랍(D)의 측정 이미지를 정상 드랍 이미지와 비교하여 각 노즐(111)의 불량 여부를 판단할 수 있고, 불량 노즐을 제외한 나머지 노즐들(111)을 기준으로 각 드랍(D)의 평균 부피 및 부피 편차 등을 산출할 수 있다.
인쇄 제어부(143)는 불량 노즐을 제외한 나머지 노즐들(111)의 각 드랍(D)에 공정에 적합할수록 높은 가중치를 부여하고, 가중치가 높은 드랍들(D)을 순서대로 활용하여 목표 부피에 맞추어 인쇄 데이터를 산출할 수 있는데, 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
인쇄 제어부(143)는 각 드랍(D)에 부여되는 가중치를 설정할 수 있는데, 작업자에 의해 가중치(a)의 설정 기준이 변경될 수 있다.
각 드랍(D)의 가중치(a)는 각 드랍(D)과 대응되는 각 픽셀의 위치, 각 드랍(D)의 스캔 순서, 각 드랍(D)의 부피 범위, 각 픽셀 별로 변수가 될 수 있는 무작위수 등을 기준으로 부여될 수 있고, 각 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하는 기준의 비중을 다르게 설정할 수 있다.
예를 들어, 각 픽셀의 경계 또는 중심으로부터 거리가 가까울수록, 스캔 순서가 빠를수록, 전체 드랍(D)의 평균 부피와 편차가 작을수록, 각 드랍(D)의 가중치(a)가 크게 설정될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
인쇄 제어부(143)에서 산출되는 인쇄 데이터는 BMP, PDF, JPEG 등 전산화되어 각 드랍(D)의 위치를 기록할 수 있는 형식으로 구성될 수 있고, 인쇄 데이터로 산출된 각 드랍(D)과 대응되는 각 노즐(111)을 제어하여 잉크젯 공정이 진행될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법이 도시된 순서도이다.
본 실시예에 따르면, 잉크젯 방식으로 디스플레이 패널에 각 픽셀을 형성할 때, 디스플레이 패널의 얼룩 발생을 방지하기 위하여 각 픽셀은 동일한 두께로 형성되어야 한다. 따라서, 각 픽셀에 모두 동일한 목표 부피만큼 드랍들을 공급하기 위하여, 각 드랍을 검사하여 각 드랍의 분사를 신속하게 제어할 수 있다.
먼저, 잉크젯 공정을 시작하기 전 각 드랍(D) 검사가 이루어질 수 있다.(S1 참조)
노즐 헤드에 일렬로 구비된 각 노즐은 디스플레이 패널에 각 픽셀을 형성하기 위하여 전자 재료를 액적 형태로 분사하는데, 노즐 헤드를 공정에 투입하기 전에 각 노즐로부터 떨어지는 각 드랍(D)을 검사할 수 있다.
각 드랍(D)의 검사는 각 노즐로부터 떨어지는 각 드랍(D)의 이미지를 촬영하거나, 각 노즐로부터 떨어지는 각 드랍(D)의 부피를 측정하는 형태로 이루어질 수 있으나, 한정되지 아니한다.
다음, 드랍 검사 결과에 따라 각 픽셀의 목표 부피(Vt)에 해당하는 최소 드랍 수(Nm)을 산출할 수 있다.(S2 참조)
각 드랍(D)의 부피를 적용하여 각 드랍(D)의 부피 평균 및 그 편차를 산출하고, 각 드랍(D)의 부피 평균과 그 편차를 고려하여 각 픽셀 당 목표 부피(Vt)에 도달하기 위한 최소 드랍 수(Nm)를 산출할 수 있다.
최소 드랍 수(Nm)는 한 픽셀의 목표 부피(Vt)를 드랍들(D) 중 가장 큰 부피 또는 드랍들(D)의 평균 부피로 나눈 몫으로 설정될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
물론, 최소 드랍 수(Nm) 만큼 드랍들(D) 중 가장 큰 부피 도는 드랍들(D)의 평균 부피를 합하더라도 목표 부피(Vt)와 같거나, 작을 수 밖에 없다.
다음, 드랍 검사 결과에 따라 각 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하고, 가중치(a)가 높은 순서대로 각 드랍(D)을 정렬시킬 수 있다.(S3,S4 참조)
각 드랍(D)의 이미지가 정상 이미지와 일치하지 않으면, 해당 드랍(D)과 대응되는 노즐을 불량으로 판단할 수 있으나, 불량 노즐을 판단하는 과정은 다양하게 구성될 수 있으며, 한정되지 아니한다.
불량 노즐들을 제외한 나머지 정상 노즐들과 대응되는 각 드랍(D)에 대해서만 가중치(a)를 부여할 수 있고, 작업자가 각 드랍(D)의 가중치를 적용하는 기준을 선택 또는 변경될 수 있다.
각 드랍(D)의 가중치(a)는 각 드랍(D)과 대응되는 각 픽셀의 위치, 각 드랍의 스캔 순서, 각 드랍의 부피 범위, 무작위수와 같은 기준에 따라 부여될 수 있고, 각 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하는 기준의 비중 역시 다르게 설정될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
작업자가 각 드랍(D)의 가중치(a)를 적절하게 제어 또는 변경할 수 있으므로, 하기에서 설명될 각 장비에 적합한 인쇄 데이터를 효율적으로 변경할 수 있다.
각 드랍(D) 별로 가중치(a)가 부여되면, 가중치(a)가 높은 순서대로 드랍들(D)을 정렬시킬 수 있다.
다음, 전체 드랍들(D) 중에서 최소 드랍 수(Nm) 만큼 가중치(a)가 높은 순서대로 드랍들(D1)을 기본적으로 선택하고, 기본 선택된 드랍들(D1)의 부피를 합산할 수 있다.(S5,S6 참조)
최소 드랍 수(Nm) 만큼 기본 선택된 드랍들(D1)의 부피를 합산하더라도 목표 부피(Vt)와 같거나, 작을 수 밖에 없다.
다음, 합산 부피(VD1)가 각 픽셀의 목표 부피(Vt)와 같으면, 기본 선택된 드랍들(D1)에 의해 인쇄 데이터를 생성할 수 있다.(S7,S8 참조)
전체 드랍들(D) 중 가중치(a)가 높은 순서대로 드랍들(D1)의 부피를 최소 드랍 수(Nm)만큼 합산하여, 한 픽셀에 요구되는 목표 부피(Vt)에 맞춰지면, 인쇄 데이터가 기본 선택된 드랍들(D1)에 의해 생성될 수 있다.
인쇄 데이터는 BMP, PDF, JPEG 등 전산화되어 기본 선택된 드랍들(D1)의 위치를 기록할 수 있는 형식으로 구성될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
반면, 합산 부피(VD1)가 각 픽셀의 목표 부피(Vt) 보다 작으면, 합산 부피(VD1)와 목표 부피(Vt)의 오차(ΔV)에 해당하는 추가 드랍 수(Na)를 산출할 수 있다.(S7,S9 참조)
추가 드랍 수(Na)는 오차 부피(ΔV)를 나머지 드랍들(D)의 평균 부피로 나눈 몫으로 설정될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
다음, 비선택된 드랍들(D) 중에서 추가 드랍 수(Na) 만큼 가중치(a)가 높은 순서대로 드랍들(D2)을 추가로 선택하고, 기본 선택된 드랍들(D1)과 추가 선택된 드랍들(D2)에 의해 인쇄 데이터를 생성할 수 있다.(S10,S11 참조)
전체 드랍들(D) 중 가중치(a)가 높은 순서대로 드랍들(D1)의 부피를 최소 드랍 수(Nm) 만큼 합산하고, 기본 선택된 드랍들(D1)을 제외한 나머지 드랍들(D-D1) 중 가중치(a)가 높은 순서대로 드랍들(D2)의 부피를 추가 드랍 수(Na) 만큼 합산하여, 한 픽셀에 요구되는 목표 부피(Vt)에 맞춰지면, 인쇄 데이터가 기본 선택된 드랍들(D1)과 추가 선택된 드랍들(D2)에 의해 생성될 수 있다.
전체 드랍들(D) 중 추가 드랍 수(Na) 만큼 드랍들(D2)을 추가 선택하는 것 보다, 전체 드랍들(D) 중 기본 선택된 드랍들(D1)을 제외한 나머지 드랍들(D-D1) 중 추가 드랍 수(Na) 만큼 드랍들(D2)을 추가 선택하기 때문에 계산 수행 시간을 최소화시킬 수 있다.
마찬가지로, 인쇄 데이터는 BMP, PDF, JPEG 등 전산화되어 기본 선택된 드랍들(D1)과 추가 선택된 드랍들(D2)의 위치를 기록할 수 있는 형식으로 구성될 수 있으나, 한정되지 아니한다.
이와 같이, 인쇄 데이터가 생성되면, 인쇄 데이터에 따른 잉크젯 방식으로 디스플레이 패널에 각 픽셀을 형성하는 인쇄 공정을 진행할 수 있다.(S12 참조)
전체 드랍들(D) 중 가중치(a)가 높은 순서대로 드랍들을 선정하여, 한 픽셀이 요구되는 목표 부피(Vt)에 정확하게 맞출 수 있기 때문에 인쇄 공정에 유리한 위치에 있는 드랍들(D)을 효과적으로 선택하여 인쇄 공정에 활용할 수 있고, 각 픽셀의 두께를 균일하게 형성시킴으로서, 디스플레이 패널의 얼룩을 방지할 뿐 아니라 그 품질을 높일 수 있다.
본 실시예는 잉크젯 공정으로 제조되는 박막 패턴을 포함하는 LCD, OLED 와 같은 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 각 노즐에서 각 픽셀로 떨어지는 각 드랍(D)을 검사하는 드랍 검사 단계;
    상기 드랍 검사 단계에서 검사한 결과에 따라 각 픽셀 당 목표 부피(Vt)에 도달하기 위한 최소 드랍 수(Nm)를 산출하는 드랍 수 산출 단계;
    상기 드랍 검사 단계에서 검사한 결과에 따라 각 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하고, 각 드랍(D)을 가중치(a)가 높은 순서로 정렬하는 드랍 정렬 단계; 및
    상기 최소 드랍 수(Nm) 만큼 가중치가 높은 드랍들(D1)을 기본적으로 선택하고, 상기 기본 선택된 드랍들(D1)의 부피를 합산한 합산 부피(VD1)와 상기 목표 부피(Vt)를 비교한 결과에 따라 인쇄 데이터를 생성하는 인쇄 제어 단계;를 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드랍 검사 단계는,
    각 드랍(D)의 부피를 측정하는 과정을 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드랍 수 산출 단계는,
    각 드랍(D)의 부피 평균과 그 편차를 산출하는 과정과,
    각 드랍(D)의 부피 평균과 그 편차를 고려하여 각 픽셀 당 목표 부피(Vt)에 도달하기 위한 최소 드랍 수(Nm)를 산출하는 과정을 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드랍 정렬 단계는,
    각 픽셀에 대응되는 각 드랍(D)의 검사 결과를 추출하는 과정과,
    각 드랍(D)의 검사 결과에 따라 불량 드랍을 제거한 나머지 정상 드랍(D)을 추출하는 과정과,
    각 정상 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하는 과정을 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드랍 정렬 단계는,
    각 드랍(D)과 대응되는 각 픽셀의 위치, 각 드랍(D)의 스캔 순서, 각 드랍(D)의 부피 범위에 따라 각 드랍(D)에 가중치(a)가 부여되는 과정을 더 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 드랍 정렬 단계는,
    무작위수에 따라 각 드랍(D)에 가중치(a)가 부여되는 과정을 더 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 드랍 정렬 단계는,
    각 드랍(D)에 가중치(a)를 부여하는 기준의 비중을 다르게 설정하는 과정을 더 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄 제어 단계는,
    상기 합산 부피(VD1)가 상기 목표 부피(Vt)와 같으면, 상기 기본 선택된 드랍들(D1)에 의해 인쇄 데이터를 생성하는 과정을 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄 제어 단계는,
    상기 합산 부피(VD1)가 상기 목표 부피(Vt)보다 작으면, 상기 합산 부피(VD1)와 상기 목표 부피(Vt)의 오차값인 추가 부피(ΔV)에 도달하기 위한 추가 드랍 수(Na)를 산출하는 과정과,
    상기 추가 드랍 수(Na) 만큼 상기 드랍들(D) 중 비선택된 드랍(D-D1)의 일부를 추가 선택하고, 상기 기본 선택된 드랍들(D1)과 상기 추가 선택된 드랍들(D2)에 의해 인쇄 데이터를 생성하는 과정을 포함하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 추가 드랍 수를 산출하는 과정은,
    각 드랍(D)의 부피 평균과 그 편차를 고려하여 각 픽셀 당 추가 부피에 도달하기 위한 추가 드랍 수(Na)를 산출하는 디스플레이의 박막 패턴 제조 방법.
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