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KR20210089291A - 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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KR20210089291A
KR20210089291A KR1020200002143A KR20200002143A KR20210089291A KR 20210089291 A KR20210089291 A KR 20210089291A KR 1020200002143 A KR1020200002143 A KR 1020200002143A KR 20200002143 A KR20200002143 A KR 20200002143A KR 20210089291 A KR20210089291 A KR 20210089291A
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KR
South Korea
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droplet
laser
plane
display device
substrate
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020200002143A
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English (en)
Inventor
김종성
민홍기
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020200002143A priority Critical patent/KR20210089291A/ko
Priority to US16/929,597 priority patent/US11563202B2/en
Priority to CN202011259233.5A priority patent/CN113161507A/zh
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Abstract

본 발명의 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지와 상대 운동하는 이동부와, 상기 이동부에 배치되어 상기 기판에 액적을 토출하는 노즐을 포함한 헤드부와, 상기 기판과 상기 헤드부 사이로 레이저를 조사하여 상기 헤드부로부터 상기 기판으로 낙하하는 액적의 평면 상 형상 중 일부를 감지하는 감지부를 포함한다.

Description

표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법{Apparatus and method for manufacturing a display device}
본 발명의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로 하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 최근 들어 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이동형 전자 기기는 다양한 기능을 지원하기 위하여, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 표시 장치를 포함한다. 최근, 표시 장치를 구동하기 위한 기타 부품들이 소형화됨에 따라, 표시 장치가 전자 기기에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 개발되고 있다.
본 발명의 실시예들은 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지와 상대 운동하는 이동부와, 상기 이동부에 배치되어 상기 기판에 액적을 토출하는 노즐을 포함한 헤드부와, 상기 기판과 상기 헤드부 사이로 레이저를 조사하여 상기 헤드부로부터 상기 기판으로 낙하하는 액적의 평면 상 형상 중 일부를 감지하는 감지부를 포함하는 표시 장치의 제조장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 상기 액적이 낙하 방향과 수직한 평면의 일영역에 상기 레이저를 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 상기 감지부로부터 액적으로 복수개의 라인 형태의 상기 레이저를 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 레이저는 상기 감지부로부터 제1 거리 이격된 영역에 배치된 액적에 반사될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 상기 레이저를 외부로 방출하는 복수개의 센서를 포함하고, 상기 복수개의 센서는 일렬로 배열될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 상기 이동부에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는, 상기 이동부에 배치되어 상기 레이저를 생성하여 방출하는 센서와, 상기 센서로부터 이격되도록 배치되며, 상기 레이저의 경로를 절곡시키는 반사부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부는 액적으로 레이저를 조사하고, 상기 레이저는 일 평면을 형성하며, 상기 레이저가 형성하는 평면은 상기 액적이 낙하되는 상기 기판의 상면에 대해서 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적은 유기물일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부의 작동유무, 상기 액적의 낙하속도 및 상기 액적의 양 중 적어도 하나는 상기 감지부에서 감지된 상기 액적의 평면 상의 형상을 근거로 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부의 작동 주파수와 상기 레이저의 작동 주파수는 동기화될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 감지부에서 감지된 결과를 근거로 상기 액적의 평면 상의 형상과 상기 감지부를 기준으로 한 상기 액적의 평면 상의 중심을 산출할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적의 평면 상의 중심을 기준으로 상기 기판에 낙하하는 상기 액적의 위치를 산출할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부는 복수개를 포함하고, 상기 각 헤드부에서 낙하하는 상기 액적의 평면 상의 형상의 중심을 근거로 상기 각 헤드부 사이의 상대 위치를 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판 액적을 낙하시키는 단계와, 상기 액적이 상기 기판에 낙하하는 동안 상기 액적의 평면 상의 형상 중 일부를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 액적의 평면 상의 형상 중 일부는 상기 액적이 토출되는 지점과 상기 기판 사이에 배치된 임의의 평면 상에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 상기 액적에 반사되어 감지되는 결과를 근거로 측정하는 표시 장치의 제조방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 레이저는 상기 액적이 통과하는 임의이 평면에 적어도 2개 이상 조사될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 적어도 2개 이상의 레이저는 서로 평행할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 레이저가 조사되는 임의의 평면은 상기 액적이 낙하하는 상기 기판의 상면에 평행할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 레이저가 조사되는 임의의 평면은 상기 액적이 낙하하는 상기 기판의 상면에 대해 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적은 상기 레이저가 방출되는 지점으로부터 일정 거리 이격된 지점에서 상기 레이저를 통과할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적은 유기물일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 측정된 상기 액적의 평면 상의 위치를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적의 평면 상의 위치를 근거로 상기 액적의 토출 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적의 평면 상의 크기를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 액적의 평면 상의 크기를 근거로 상기 액적의 토출되는 양을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 스테이지에 기판을 배치하는 단계와, 상기 기판과 헤드부의 상대 위치를 조절하기 위하여 상기 스테이지와 상기 헤드부의 상대 위치를 조정하는 단계와, 상기 헤드부에서 액적을 토출하는 단계와, 상기 기판과 상기 헤드부 사이에 센서로 레이저를 조사하고, 낙하하는 상기 액적에서 반사되는 상기 레이저를 감지하여 상기 액적의 평면 상의 형상 중 일부를 산출하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부의 작동주파수와 상기 센서의 작동주파수는 서로 동기화될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 센서에서 방출된 상기 레이저는 경로가 가변할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 센서는 상기 스테이지와 상대 운동 가능할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 센서는 서로 평행한 적어도 2개 이상의 레이저를 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 적어도 2개 이상의 레이저는 일 평면을 형성하며, 상기 적어도 2개 이상의 레이저가 형성하는 일 평면은 상기 기판의 상면과 평행하거나 상기 기판의 상면에 대해 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부의 작동유무, 상기 액적의 낙하속도 및 상기 액적의 양 중 적어도 하나를 감지된 상기 액적의 평면 상의 형상을 근거로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 표시 장치의 제조 시 적어도 하나 이상의 층을 형성하는 액적을 정밀하게 측정하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 액적을 토출하는 노즐의 고장 유무 등을 간편하게 측정하는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 표시 장치의 제조 시 사용되는 액적의 평면 상 형상을 실시간으로 모니터링하는 것이 가능하며, 이러한 액적에 대한 정보를 반복하여 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 감지부를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 레이저 생성부의 하면을 보여주는 저면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 레이저 생성부에서 방출된 레이저가 액적에 도달하는 모습을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 감지부에서 감지된 신호를 보여주는 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 감지부에서 감지된 신호에 따라 산출된 액적의 중심을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 7의 C-C′선을 따라 취한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 감지부와 액적을 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치의 감지부를 보여주는 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 감지부의 측면을 보여주는 측면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 감지부를 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 레이저 생성부의 하면을 보여주는 저면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(100)는 스테이지(110), 이동부(120), 헤드부(130) 및 감지부(140)를 포함할 수 있다.
스테이지(110)는 디스플레이 기판(D)이 배치될 수 있다. 이때, 스테이지(110)는 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 디스플레이 기판(D)이 안착하여 고정될 수 있다. 이러한 경우 일 실시예로써 스테이지(110)에는 디스플레이 기판(D)의 적어도 일부가 삽입되도록 홈이 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 스테이지(110)는 표면에 진공홀이 형성되고, 이러한 진공홀과 연동하여 진공홀 내부의 기체를 흡입하는 펌프를 포함할 수 있다. 이러한 경우 펌프의 작동에 따라서 진공홀 내부의 압력이 거의 진공 상태가 됨으로써 디스플레이 기판(D)을 스테이지(110)에 고정시킬 수 있다. 또 다른 실시예로써 스테이지(110)는 디스플레이 기판(D)에 부착되는 정전척 또는 점착척을 포함하는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 스테이지(110)는 승하강 가능하도록 배치되어 디스플레이 기판(D)의 상면을 가력함으로써 디스플레이 기판(D)을 고정시키는 돌기 또는 디스플레이 기판(D)의 측면을 파지하는 클램프 등을 포함하는 것도 가능하다.
이동부(120)는 스테이지(110)와 상대 운동 가능하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 스테이지(110)는 고정되고, 이동부(120)가 스테이지(110)의 일 방향을 따라 선형 운동할 수 있다. 다른 실시예로써 이동부(120)는 고정되고, 스테이지(110)가 이동부(120)를 중심으로 일 방향으로 왕복 운동할 수 있다. 또 다른 실시예로써 스테이지(110)와 이동부(120) 모두 서로 독립적으로 운동하는 것도 가능하다.
상기와 같은 경우 이동부(120)와 스테이지(110) 사이에는 별도의 선형구동부(150)가 연결될 수 있다. 이때, 선형구동부(150)는 이동부(120)에 연결되는 볼스크류와, 볼스크류와 연결되며, 스테이지(110)에 고정되는 모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 선형구동부(150)는 이동부(120)와 스테이지(110)를 연결하는 리니어모터를 포함하는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 선형구동부(150)는 이동부(120)와 스테이지(110)를 연결하는 실린더를 포함하는 것도 가능하다. 상기와 같은 경우 이동부(120)와 스테이지(110) 사이에는 리이너 모션 가이드 등이 배치되어 서로 상대 운동할 때 마찰력을 저감시킬 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 선형구동부(150)는 리니어 모터를 포함하고, 스테이지(110)는 고정되며 이동부(120)가 스테이지(110)의 일 방향을 따라 선형 운동하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 이러한 경우 이동부(120)는 갠트리(Gantry) 형태로 형성될 수 있다.
상기와 같은 이동부(120)에는 헤드부(130)와 감지부(140)가 배치될 수 있다. 일 실시예로써 헤드부(130)는 이동부(120)에 고정되거나 선형 운동 가능하게 배치될 수 있다. 다른 실시예로써 헤드부(130)는 감지부(140)에 연결되어 감지부(140)가 선형 운동하는 경우 헤드부(130)는 감지부(140)와 함께 움직이는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 헤드부(130)는 이동부(120)에 연결되어 이동부(120)를 선형 운동하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
헤드부(130)가 이동부(120)에 선형 운동 가능하게 연결되는 경우 헤드부(130)와 이동부(120) 사이에는 헤드구동부(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 헤드구동부는 상기에서 설명한 선형구동부(150)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 상기와 같은 헤드부(130)는 물질이 토출되는 적어도 하나 이상의 노즐(131)을 포함할 수 있다. 이때, 노즐(131)가 복수개 구비되는 경우 복수개의 노즐(131)은 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 노즐(131)이 복수개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
노즐(131)은 물질을 일렬로 토출할 수 있다. 예를 들면, 노즐(131)은 이동부(120)의 이동 방향에 수직한 방향으로 일렬로 물질을 토출할 수 있다. 상기와 같은 물질은 유기물일 수 있다. 이때, 이러한 유기물은 하기에서 설명할 중간층(미표기)를 형성할 수 있다. 다른 실시예로써 유기물은 후술할 박막 봉지층(미표기)의 유기층을 형성하는 것도 가능하다.
감지부(140)는 이동부(120) 또는 헤드부(130)에 연결될 수 있다. 일 실시예로써 감지부(140)가 이동부(120)에 배치되는 경우 감지부(140)는 이동부(120)를 따라 선형 운동 가능할 수 있다. 이때, 감지부(140)는 상기 헤드구동부에 연결되거나 이동부(120)에 배치된 별도의 구동부에 연결될 수 있다. 이러한 경우 감지부(140)의 운동은 헤드부(130)의 구동에 연동됨으로써 감지부(140)와 헤드부(130)는 서로 동일한 방향 및 동일한 속도로 같이 움직일 수 있다. 다른 실시예로써 감지부(140)는 헤드부(130)에 연결되어 헤드부(130)와 함께 움직이는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 상기에서 설명한 것과 같이 헤드부(130)는 감지부(140)에 연결되어 감지부(140)가 선형 운동할 때 같이 선형 운동하는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 헤드부(130)와 감지부(140)가 서로 연결되며, 헤드부(130) 또는 감지부(140) 중 하나가 이동부(120)에 선형 운동 가능하도록 연결된 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
감지부(140)는 액적(DR)이 낙하하는 방향(예를 들면, 도 1의 -Z 방향)에 대해서 수직한 방향으로 레이저(LA)를 액적(DR)로 조사할 수 있다. 감지부(140)는 센서(141)와 반사부(142)를 포함할 수 있다.
센서(141)는 센서바디부(141a) 및 레이저방출부(141b)를 포함할 수 있다.
센서바디부(141a)는 적어도 2개 이상의 레이저(LA)를 외부로 방출할 수 있다. 다른 실시예로써 센서바디부(141a)는 하나의 라인 형태의 레이저(LA)를 외부로 방출하는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 센서바디부(141a)는 적어도 2개 이상의 레이저(LA)를 외부로 방출하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
센서바디부(141a)는 하나의 레이저(LA)를 방출하고, 하나의 레이저(LA)를 복수개의 레이저(LA)로 구분하여 레이저방출부(141b)로 안내할 수 있다. 또한, 센서바디부(141a)는 방출된 레이저(LA)가 액적(DR)에 반사되어 입사되는 양을 감지할 수 있다. 이때, 센서바디부(141a)는 내부에 배치되며, 레이저(LA)를 생성하는 레이저소스, 레이저(LA)를 확장시키는 익스팬더, 확장된 레이저(LA)를 복수개의 레이저(LA)로 분할하는 빔 분할 모듈, 반사된 레이저(LA)를 감지하는 복수개의 레이저감지부를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 센서바디부(141a)는 하나의 레이저(LA)를 생성하는 복수개의 레이저소스, 각 레이저소스를 안내하는 복수개의 레이저가이드 및 반사된 레이저(LA)를 감지하는 복수개의 레이저감지부를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 센서바디부(141a)는 복수개의 레이저소스, 복수개의 레이저가이드 및 복수개의 레이저감지부를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
레이저방출부(141b)는 복수개의 랜즈를 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 렌즈는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 각 렌즈는 각 레이저가이드와 연결되어 하나의 레이저(LA)를 외부로 안내할 수 있다. 각 렌즈에서는 하나의 레이저(LA)가 방출될 수 있다. 또한 각 렌즈에서는 액적(DR)에 반사되어 다시 입사하는 레이저(LA) 또는 빛이 입사될 수 있다.
상기와 같은 경우 센서(141)는 공초점 라인 센서(Chromatic Confocal Line Sensor)를 포함할 수 있다. 이때, 센서(141)는 복수개 구비되어 서로 연결될 수 있다.
반사부(142)는 레이저방출부(141b)에서 방출되는 레이저(LA)의 경로를 변경시킬 수 있다. 이때, 반사부(142)는 레이저(LA)의 경로를 안내하도록 적어도 1개 이상 구비될 수 있다. 일 실시예로써 반사부(142)가 복수개 구비되는 경우 각 반사부(142)는 각 레이저(LA)에 대응되도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로써 반사부(142)가 복수개 구비되는 경우 복수개의 반사부(142) 중 일부는 하나의 레이저(LA)에 대응되도록 서로 상이한 높이, 서로 상이한 위치에 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 반사부(142) 중 다른 일부는 다른 레이저(LA)에 대응되도록 배치될 수 있다. 복수개의 반사부(142) 중 또 다른 일부는 또 다른 레이저(LA)에 대응되도록 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 반사부(142)는 복수개의 레이저(LA)를 동시에 절곡시키는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
반사부(142)는 헤드부(130)에서 토출된 액적(DR)이 낙하하는 방향과 수직한 평면으로 복수개의 레이저(LA)가 진행하도록 복수개의 레이저(LA)의 경로를 가변시킬 수 있다. 이러한 경우 반사부(142)에서 반사된 복수개의 레이저(LA)는 스테이지(110)의 상면과 평행한 하나의 평면(LAA)으로 진행될 수 있다.
한편, 상기와 같은 표시 장치의 제조장치(100)를 통하여 제조하는 경우 디스플레이 기판(D)을 제조하여 스테이지(110) 상에 배치할 수 있다. 표시 장치의 제조장치(100)는 스테이지(110), 이동부(120), 헤드부(130) 및 감지부(140)가 내부에 배치되는 챔버(160)를 포함할 수 있다. 이때, 챔버(160)는 일부가 개구된 형태일 수 있으며, 개구된 챔버(160) 부분에는 게이트밸브 등과 같은 개폐구조가 배치될 수 있다.
또한, 표시 장치의 제조장치(100)는 챔버(160) 내부의 압력을 조절하는 압력조절부(170)를 포함할 수 있다. 이때, 압력조절부(170)는 챔버(160)와 연결되는 배관(171)과, 배관(171)에 배치되는 압력조절펌프(172)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 압력조절펌프(172)의 작동에 따라 챔버(160) 내부의 압력이 조절될 수 있다.
디스플레이 기판(D)을 스테이지(110)에 배치하는 경우 압력조절부(170)는 챔버(160) 내부의 압력을 대기압보다 낮게 형성할 수 있다. 예를 들면, 압력조절부(170)는 챔버(160) 내부의 압력을 진공과 거의 유사하게 유지할 수 있다.
상기와 같은 경우 도면에 도시되어 있지 않지만 디스플레이 기판(D)은 챔버(160) 내부 또는 챔버(160) 외부에 배치된 로봇암 등을 통하여 챔버(160) 외부에서 챔버(160) 내부로 이동할 수 있다.
디스플레이 기판(D)이 배치된 후 헤드부(130)를 기 설정된 위치에 배치하도록 헤드부(130) 및 이동부(120) 중 적어도 하나를 운동시킬 수 있다. 이후 노즐(131)을 통하여 액적(DR)을 토출할 수 있다. 이러한 액적(DR)은 디스플레이 기판(D)의 화소정의막(미표기) 상의 개구 영역에 대응되도록 낙하하여 상기 중간층의 적어도 하나의 층을 형성할 수 있다.
상기와 같은 작업이 진행되는 동안 감지부(140)는 낙하하는 액적(DR)의 평면 상의 형상 일부를 측정할 수 있다. 구체적으로 센서(141)는 액적(DR)의 낙하방향에 평행한 방향으로 레이저(LA)를 방출할 수 있다. 또한, 반사부(142)는 상기와 같은 레이저(LA)를 스테이지(110)의 상면에 대해 평행한 일면(LAA)으로 복수개의 레이저(LA)를 반사시킬 수 있다. 이러한 경우 일면(LAA)은 디스플레이 기판(D)의 상면으로부터 이격된 면일 수 있다.
상기와 같은 복수개의 레이저(LA)가 스테이지(110)의 상면에 대해 평행한 일면(LAA)에 서로 이격되도록 배치되는 경우 액적(DR)은 레이저(LA)가 배치된 일면(LAA)을 통과할 수 있다. 상기와 같은 경우 센서(141)에서 방출되는 레이저(LA)는 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 토출주기와 동기화되어 방출될 수 있다. 예를 들면, 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 토출주기가 2kHz인 경우 센서(141)는 레이저(LA)를 2kHz의 주기로 방출할 수 있다. 상기와 같은 경우 센서(141)는 노즐(131)에서 액적(DR)이 토출되는 경우에만 레이저(LA)를 방출할 수 있다. 노즐(131)에서 액적(DR)이 토출된 후 액적(DR)이 레이저(LA)의 경로 상에 도달할 때까지 시간이 걸리므로 센서(141)에서 방출되는 레이저(LA)는 헤드부(130)에서 액적(DR)이 토출된 후 일정 시간이 경과되면 센서(141)에서 방출될 수 있다.
반사부(142)에서 반사된 레이저(LA)는 액적(DR)에 충돌하여 센서(141)로 되돌아 올 수 있다. 이러한 경우 센서(141)는 액적(DR)에 충돌하여 반사된 레이저(LA)를 감지할 수 있다.
감지된 결과를 근거로 평면 상에 볼 때의 액적(DR)의 형태, 액적(DR)의 중심 등을 판별할 수 있다. 상기와 같이 액적(DR)의 형태, 액적(DR)의 중심 등을 판별한 후 이를 근거로 헤드부(130)의 작동 유무, 헤드부(130)에서 토출되는 액적(DR)의 크기, 액적(DR)의 토출되는 속도 등을 제어할 수 있다.
따라서 표시 장치의 제조장치(100)는 정확한 액적(DR)을 토출하는 것이 가능하다. 또한, 표시 장치의 제조장치(100)는 액적(DR)을 정확하게 토출하기 위하여 액적(DR)의 다양한 정보를 실시간으로 측정하여 제어하는 것이 가능하다.
이하에서는 토출되는 액적(DR)의 감지 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 2에 도시된 레이저 생성부에서 방출된 레이저가 액적에 도달하는 모습을 보여주는 평면도이다. 도 5는 도 1에 도시된 감지부에서 감지된 신호를 보여주는 그래프이다. 도 6은 도 1에 도시된 감지부에서 감지된 신호에 따라 산출된 액적의 중심을 보여주는 그래프이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 감지부(미도시)는 레이저(LA)를 외부로 방출하고, 액적(DR)에 충돌한 후 반사된 레이저(LA)의 세기 및 레이저(LA)가 액적(DR)에 충돌한 거리(L3)를 측정할 수 있다. 이때, 레이저(LA)가 액적(DR)에 충돌한 거리(L3)는 센서(미도시)에서 방출된 레이저(LA)가 거리를 측정하지 못하는 워킹거리(L1)의 끝단에서 액적(DR)까지의 거리일 수 있다. 이러한 경우 워킹거리(L1)는 레이저(LA)를 통과하는 물체를 감지할 수 있는 거리일 수 있다. 상기 센서에서 방출한 레이저(LA)는 워킹거리(L1)로부터 일정 거리만큼 이격된 거리 이내에 측정거리(L2)를 가질 수 있다. 예를 들면, 이러한 측정거리(L2)는 워킹거리(L1)의 끝단으로부터 230um 이내의 거리일 수 있다.
상기와 같은 경우 측정거리(L2)의 범위에서 액적(DR)이 낙하하다가 레이저(LA)가 액적(DR)에 도달하였다가 반사된 후 상기 감지부로 다시 입사할 수 있다. 이때, 상기 감지부는 액적(DR)에서 반사된 레이저(LA)가 적어도 2개 이상 감지되는 경우 액적(DR)이 감지된 것으로 판단할 수 있다.
상기와 같이 적어도 2개 이상의 반사된 레이저(LA)가 감지되면, 상기 감지부는 반사된 레이저(LA)를 통하여 액적(DR)의 크기, 액적(DR)의 형상, 액적(DR)의 중심(CE)을 산출할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지부는 반사된 레이저(LA)를 통하여 액적(DR)까지의 거리를 감지할 수 있다. 상기 감지부는 적어도 2개 이상의 반사된 레이저(LA)의 신호를 따라 원주의 일부를 확인할 수 있다. 특히 상기 제어부는 반사된 각 레이저(LA)를 통하여 상기 감지부에서 액적(DR)까지의 거리를 산출한 후 상기 감지부에서 산출된 거리만큼 떨어진 위치를 각 레이저(LA)가 액적(DR)에 충돌한 지점으로 판단할 수 있다. 또한, 상기의 결과를 근거로 복수개의 레이저(LA)가 액적(DR)의 외면에 충돌한 지점을 판단하여 액적(DR)의 평면 상 외면의 형상의 원주 일부를 산출하고, 이러한 원주의 일부를 근거로 액적(DR)의 평면 형상에 대응되는 가상의 원(PC)을 산출할 수 있다. 이러한 반사된 레이저(LA)를 감지한 신호는 도 5에 도시된 바와 같다.
일반적으로 상기와 같은 경우 액적(DR)이 낙하할 때 평면 형상은 원일 수 있다. 이때, 상기 감지부에서 감지된 결과를 근거로 산출된 가상의 원(PC)을 액적(DR)의 평면 형상이라고 판단할 수 있다. 이를 근거로 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE), 액적(DR)의 크기를 산출할 수 있다.
상기와 같은 작업은 각 헤드부(130) 및 복수개의 노즐(131)에서 각각 수행될 수 있다. 이후 복수개의 헤드부(130) 중 하나를 기준으로 결정할 수 있다. 이때, 기준이 되는 헤드부(130)의 위치는 기 설정된 위치에 대응되도록 디스플레이 기판의 일 지점 상에 위치할 수 있다.
기준이 된 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 위치를 기준으로 나머지 각 헤드부(130)의 복수개의 노즐(131) 중 하나에서 토출되는 액적(DR)의 위치를 산출할 수 있다. 이러한 결과를 근거로 기준이 되는 하나의 헤드부(130)에 대한 복수개의 헤드부(130) 중 나머지 각각의 상대 변위를 산출할 수 있다. 예를 들면, 각 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 위치를 산출할 수 있다. 이러한 경우 각 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 외면에 충돌하여 반사되는 레이저(LA)를 통하여 각 헤드부(130)와 상기 감지부 사이의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 각 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)을 산출함으로써 기준이 되는 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)으로부터 이격된 거리를 산출할 수 있다. 상기와 같은 경우 기준이 되는 헤드부(130)의 위치에 대응하여 복수개의 헤드부(130) 중 나머지의 위치가 어디인지 확인하는 것이 가능하다. 구체적으로 각 헤드부(130)와 상기 감지부까지의 거리를 근거로 제1방향(예를 들면, 도 1의 Y축 방향)의 헤드부(130)의 위치를 산출할 수 있다. 또한, 각 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출된 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)을 통과하면서 레이저(LA)의 진행 방향에 평행한 임의의 직선과 기준이 되는 하나의 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출된 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)을 통과하면서 레이저(LA)의 진행 방향에 평행한 임의의 직선까지의 거리를 산출하여, 기준이 되는 헤드부(130)로부터 제2방향(예를 들면, 도 1의 X축 방향)으로 이격된 거리를 산출 수 있다. 상기와 같은 경우 기준이 되는 헤드부(130)의 위치를 기준으로 복수개의 헤드부(130)의 나머지의 상대 위치를 산출할 수 있다. 즉, 기준이 되는 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출된 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)을 기준으로 다른 헤드부(130)의 노즐(131)에서 토출된 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)의 상대 위치를 산출하여 각 헤드부(130)의 위치를 산출할 수 있다.
이후 상기와 같은 작업을 통하여 산출된 각 헤드부(130)의 위치를 근거로 액적(DR)을 디스플레이 기판(D)에 토출하는 공정 시 각 헤드부(130)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 각 헤드부(130)는 각 헤드부(130)의 노즐(131)이 디스플레이 기판(D)의 화소정의막(미도시)의 개구부에 대응되도록 초기 위치가 설정될 수 있다. 이러한 경우 각 헤드부(130)는 기 설정된 위치에서 액적(DR)을 디스플레이 기판(D)에 공급할 수 있다.
상기와 같은 경우 기준이 되는 헤드부(130)의 적어도 하나의 노즐(131)을 디스플레이 기판(D)의 화소정의막의 개구영역에 대응시킨 후 기준이 되는 헤드부(130)로부터 다른 헤드부(130)가 이격된 거리를 조절함으로써 다른 헤드부(130)가 배치되어야 할 위치에 대응되도록 조절할 수 있다.
상기와 같은 작업은 각 헤드부(130)에서 개별적으로 수행될 수 있다. 이러한 경우 각 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 상대 위치에 따라 헤드부(130)의 위치를 미세하게 조절함으로써 각 노즐(131)에서는 정확한 위치에 액적(DR)을 토출할 수 있다. 상기의 경우 이외에도 노즐(131)은 헤드부(130)에서 움직이도록 배치되는 것도 가능하다. 이때, 헤드부(130)는 각 노즐(131)을 회전시키거나 선형 운동시키는 노즐구동부를 구비할 수 있다. 이러한 경우 각 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)의 상대 위치를 근거로 각 노즐(131)의 위치 또는 각 노즐(131)의 토출하는 액적(DR)의 토출방향을 조절하는 것도 가능하다.
한편, 상기와 같은 신호를 근거로 산출된 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)을 하나의 헤드부(130)에 대해서 지속적으로 측정할 수 있다. 이러한 결과는 지속적으로 피드백하여 저장할 수 있다.
상기와 같은 결과는 기 설정된 중심범위(BD)에 대응되는지 확인할 수 있다. 예를 들면, 하나의 헤드부(130)의 각 노즐(131)에서 액적(DR)을 복수번 토출한 후 이러한 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)이 기 설정된 중심범위(BD)에 얼마나 포함되는지 확인할 수 있다. 이때, 중심범위(BD)에 일정 개수 이상의 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)이 배치된 것으로 판단되면, 헤드부(130)의 작동을 기존과 동일하게 유지할 수 있다. 반면, 중심범위(BD)에 일정 개수 미만의 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)이 배치된 것으로 판단되면, 헤드부(130)의 작동을 중지하거나 헤드부(130)의 위치를 미세조정, 헤드부(130)에서 토출되는 액적(DR)의 토출속도, 토출양을 제어하는 것도 가능하다.
하나의 헤드부(130)에 노즐(131)이 배치되는 경우 상기와 같은 작업은 각 노즐(131)에서 개별적으로 수행될 수 있다. 이러한 경우 복수개의 노즐(131) 중 문제가 발생한 노즐(131)의 경우 액적(DR)을 토출하지 않도록 폐쇄될 수 있다.
상기 감지부는 하나의 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)을 측정하는 것도 가능하고 각 노즐(131)에서 토출되는 액적(DR)을 동시에 측정하는 것도 가능하다. 특히 상기 감지부가 복수개의 액적(DR)을 동시에 측정하는 경우 복수개의 상기 감지부 중 일부를 하나의 그룹으로 인지하고 이러한 그룹의 상기 감지부에서 하나의 액적(DR)을 감지할 수 있다.
상기 감지부는 상기의 경우 이외에도 액적(DR)이 상기 디스플레이 기판에 떨어지는 위치를 감지하는 것도 가능하다. 이러한 경우 상기 감지부는 상기 디스플레이 기판의 외면에 근접하도록 레이저(LA)를 조사할 수 있다. 특히 상기 감지부는 액적(DR)이 낙하하여 맺히는 상기 디스플레이 기판의 외면과 일정 거리 이격된 평면에 레이저(LA)를 조사하고 이러한 레이저(LA)를 통과하는 액적(DR)의 평면 상의 형상, 평면 상의 형상의 중심을 감지할 수 있다.
상기와 같이 감지된 결과를 근거로 헤드부(130)의 노즐(131)의 중심과 상기 감지부에서 감지된 액적(DR)의 평면 상의 중심을 연결한 임의의 선과 헤드부(130)의 노즐(131)의 중심을 통과하면서 상기 디스플레이 기판에 수직한 임의의 선을 근거로 상기 디스플레이 기판에 액적(DR)이 낙하하는 지점을 산출할 수 있다. 이때, 상기 디스플레이 기판과 레이저(LA)가 통과하는 면 사이의 거리가 아주 작도록 상기 레이저(LA)가 통과하는 면을 상기 디스플레이 기판의 외면에 근접시키는 경우 상기 감지부에서 감지된 액적(DR)의 평면 상의 형상의 중심을 상기 디스플레이 기판에 액적(DR)이 낙하하는 지점으로 판단하는 것도 가능하다.
다른 실시예로써 상기 제어부는 노즐(131)의 중심에서 상기 감지부에서 감지된 액적(DR)의 평면 형상의 중심(CE)을 연결하는 벡터를 산출하고 이러한 벡터가 상기 디스플레이 평면과 만나는 지점을 액적(DR)이 상기 디스플레이 평면에 작하하는 지점으로 판단하는 것도 가능하다.
따라서 표시 장치의 제조장치(미도시)는 액적(DR)의 평면 상의 형상 등을 실시간으로 모니터링하는 것이 가능하다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치를 보여주는 평면도이다. 도 8은 도 7의 C-C′선을 따라 취한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 표시 장치(20)는 기판(21) 상에서 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽에 비표시 영역(NDA)이 정의할 수 있다. 표시 영역(DA)에는 부화소(Px)가 배치되고, 비표시 영역에는 전원 배선(미도시) 등이 배치될 수 있다. 또한, 비표시 영역에는 패드부(PA)가 배치될 수 있다.
표시 장치(20)는 디스플레이 기판(D) 및 디스플레이 기판(D) 상에 배치되는 실링부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 실링부재는 디스플레이 기판(D)에 배치되는 실링부와, 실링부와 연결되며 기판(21)과 대향하도록 배치되는 봉지기판(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 실링부재는 디스플레이 기판(D)의 적어도 일부분을 차폐하는 박막 봉지층(E)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 디스플레이 기판(D)은 기판(21), 기판(21) 상에 배치되는 박막 트랜지스터(TFT) 및 유기 발광 소자(28,OLED)를 포함할 수 있다.
기판(21)은 글래스 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지는 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(21)은 플렉서블, 롤러블 또는 벤더블 특성을 가질 수 있다. 기판(21)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층(미도시)을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
기판(21) 상에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되고, 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 패시베이션막(27)이 형성되며, 이 패시베이션막(27) 상에 유기 발광 소자(28)가 형성될 수 있다.
기판(21)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(22)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(22) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(23)이 형성된 후, 활성층(23)이 게이트 절연층(24)에 의해 매립된다. 활성층(23)은 소스 영역(23A)과 드레인 영역(23C)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(23B)을 더 포함한다.
이러한 활성층(23)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(23)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(23)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(23)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(23)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(23)은 버퍼층(22) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(23)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(23A) 및 드레인 영역(23C)이 불순물에 의해 도핑 된다.
게이트 절연층(24)의 상면에는 활성층(23)과 대응되는 게이트 전극(25)과 이를 매립하는 층간 절연층(26)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(26)과 게이트 절연층(24)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(26) 상에 소스 전극(27A) 및 드레인 전극(27B)을 각각 소스 영역(23A) 및 드레인 영역(23C)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(27)이 형성되고, 이 패시베이션막(27) 상부에 유기 발광 소자(28, OLED)의 화소 전극(28A)이 형성된다. 이 화소 전극(28A)은 패시베이션막(27)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 TFT의 드레인 전극(27B)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(27)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개 층 이상으로 형성될 수 있는 데, 하부 막의 굴곡에 관계없이 상면이 평탄하게 되도록 평탄화막으로 형성될 수도 있는 반면, 하부에 위치한 막의 굴곡을 따라 굴곡이 가도록 형성될 수 있다. 그리고, 이 패시베이션막(27)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(27) 상에 화소 전극(28A)을 형성한 후에는 이 화소 전극(28A) 및 패시베이션막(27)을 덮도록 화소정의막(29)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(28A)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(28A) 상에 중간층(28B) 및 대향 전극(28C)이 형성된다. 다른 실시예로서 대향 전극(28C)은 디스플레이 기판(D)의 전면에 형성되는 것도 가능하다. 이러한 경우 대향 전극(28C)은 중간층(28B), 화소정의막(29) 상에 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 대향 전극(28C)이 중간층(28B), 화소정의막(29) 상에 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
화소 전극(28A)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(28C)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(28A)과 대향 전극(28C)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(28A)과 대향 전극(28C)은 상기 중간층(28B)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(28B)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(28B)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(28B)은 유기 발광층(organic emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(28B)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층(미도시)을 더 구비할 수 있다.
상기와 같은 중간층(28B)은 복수 개 구비될 수 있으며, 복수개의 중간층(28B)은 표시 영역(DA)을 형성할 수 있다. 이때, 복수개의 중간층(28B)은 표시 영역(DA) 내부에 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소는 복수의 부화소(Px)로 이루어지는데, 복수의 부화소(Px)는 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소(Px)는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소(Px)를 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소(Px)를 구비할 수 있다. 이러한 각 부화소(Px)는 각각 상기에서 설명한 화소 전극(28A), 중간층(28B) 및 대향 전극(28C)을 포함할 수 있다.
표시 장치의 제조장치(100)는 디스플레이 기판(D)에 다양한 층을 형성할 수 있다. 예를 들면, 표시 장치의 제조장치(100)는 디스플레이 기판(D)에 중간층(28B) 중 적어도 하나의 층 중 적어도 하나를 형성할 수 있다. 예를 들면, 표시 장치의 제조장치(100)는 중간층(28B) 중 유기 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층 및 기능층 중 적어도 하나를 형성할 수 있다.
한편, 박막 봉지층(E)은 복수의 무기층들을 포함하거나, 무기층 및 유기층을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E)의 상기 유기층은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산, 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등) 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E)의 상기 무기층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 타탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 아연옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E) 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조 및 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 포함할 수도 있다.
박막 봉지층(E)은 유기 발광 소자(28,OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1무기봉지층, 제1유기봉지층, 제2무기봉지층을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 유기 발광 소자(28,OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1무기봉지층, 제1유기봉지층, 제2무기봉지층, 제2유기봉지층, 제3무기봉지층을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 상기 유기 발광 소자(28,OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1무기봉지층, 제1유기봉지층, 제2무기봉지층, 상기 제2유기봉지층, 제3무기봉지층, 제3유기봉지층, 제4 무기층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자(28,OLED)와 제1무기봉지층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제1무기봉지층을 스퍼터링 방식으로 형성할 때 상기 유기 발광 소자(28,OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제1유기봉지층은 제2무기봉지층 보다 면적이 좁게 할 수 있으며, 상기 제2유기봉지층도 제3무기봉지층 보다 면적이 좁을 수 있다.
상기와 같이 무기층이 복수개 구비되는 경우 무기층은 표시 장치(20)의 가장자리 영역에서 서로 직접 접촉하도록 증착될 수 있으며, 유기층이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.
상기와 같은 중간층(28B) 중 적어도 하나의 층과 박막 봉지층(E)의 유기봉지층 중 적어도 하나는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 제조장치를 통하여 제조되는 것이 가능하다. 이때, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 제조장치는 정밀한 패턴으로 액적(DR)을 디스플레이 기판(D)에 공급하는 것이 가능함으로써 균일한 품질의 표시 장치(20)를 제조하는 것이 가능하다. 특히 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치의 제조장치를 통하여 중간층(28B) 중 적어도 하나의 층을 형성하는 경우 정밀한 패턴으로 중간층(28B) 중 적어도 하나의 층을 형성하는 것이 가능하므로 표시 장치(20)는 정밀한 이미지를 구현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 감지부와 액적을 보여주는 사시도이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(200)는 스테이지(210), 이동부(220), 헤드부(230), 감지부(240), 선형구동부(250), 챔버(260) 및 압력조절부(270)를 포함할 수 있다. 이때, 스테이지(210), 이동부(220), 헤드부(230), 챔버(260) 및 압력조절부(270)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
감지부(240)는 챔버(260) 또는 스테이지(210)에 배치될 수 있다. 이때, 감지부(240)는 스테이지(210)의 상면에 배열될 수 있다. 상기와 같은 감지부(240)는 일렬로 스테이지(210)에 고정되도록 배열될 수 있다. 다른 실시예로써 감지부(240)는 헤드부(230)의 운동에 연동하여 헤드부(230)와 동일하게 움직이도록 스테이지(210)에 배치되는 것도 가능하다. 이러한 경우 스테이지(210)에는 감지부(240)를 선형 운동시키는 구동부(280)가 배치될 수 있다. 이때, 구동부(280)는 선형구동부(250)와 동일 또는 유사할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 감지부(240)는 스테이지(210)에 운동 가능하도록 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 경우 감지부(240)에서 방출된 복수개의 레이저(LA)는 스테이지(210)의 상면과 평행한 일면에 배치될 수 있다. 즉, 감지부(240)는 복수개의 레이저(LA)를 스테이지(210)의 상면과 평행하도록 방출할 수 있다.
감지부(240)가 챔버(260)에 배치되는 경우 감지부(240)는 챔버(260)를 관통하도록 배치, 챔버(260)에 고정 또는 챔버(260)의 외부에 고정되거나 챔버(260)의 외부에 선형 운동 가능하도록 배치될 수 있다. 특히 감지부(240)가 챔버(260)를 관통하도록 배치, 챔버(260)에 고정되거나 챔버(260)의 외부에 고정되는 경우 감지부(240)는 일렬로 배치되어 헤드부(230)의 운동 범위에서 헤드부(230)에서 토출되는 액적(DR)을 모두 감지할 수 있다. 또한, 감지부(240)가 챔버(260)에 고정되거나 챔버(260) 외부에 고정되는 경우 또는 챔버(260) 외부에 선형 가능하도록 배치되는 경우 챔버(260)에는 감지부(240)에서 방출된 레이저(LA)가 통과하도록 투과창이 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 감지부(240)는 스테이지(210)에 이동 가능하게 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
표시 장치의 제조장치(200)의 작동을 살펴보면, 챔버(260) 내부의 압력을 압력조절부(270)를 통하여 조절한 후 디스플레이 기판(D)을 스테이지(210)에 안착하여 고정시킬 수 있다.
이후 선형구동부(250) 및 헤드구동부(미도시)를 작동시켜 헤드부(230)를 기 설정된 위치에 배치할 수 있다. 헤드부(230)가 작동하여 액적(DR)을 디스플레이 기판(D)에 공급할 수 있다.
감지부(240)는 상기와 같은 경우 레이저(LA)를 방출하여 액적(DR)이 낙하하는 경로 상에 레이저(LA)를 배치할 수 있다. 이때, 레이저(LA)는 액적(DR)에 충돌하여 반사됨으로써 다시 감지부(240)로 입사하고 감지부(240)는 반사되어 입사한 레이저(LA)를 감지할 수 있다.
상기와 같이 감지된 결과를 근거로 액적(DR)의 평면 상의 형상을 산출할 수 있다. 이러한 결과의 산출은 감지부(240)에서 수행되거나 별도로 구비된 제어부에서 수행될 수 있다.
산출된 결과를 근거로 액적(DR)의 평면 상 형상의 지름, 중심 등을 산출할 수 있다. 이후 액적(DR)의 평면 상의 형상의 지름이 기 설정된 지름과 상이한 경우 액적(DR)의 평면 상의 형상의 지름이 기 설정된 지름과 동일해지도록 노즐(231)에서 토출되는 액적(DR)의 양, 액적(DR)의 속도 등을 제어할 수 있다. 또한, 산출된 액적(DR)의 평면 상 형상의 중심이 기 설정된 중심범위(미도시)에 포함되는지 확인하여 일정 개수가 중심범위 외부에 배치되는 경우 해당하는 헤드부(230)의 작동 또는 해당하는 노즐(231)의 작동을 중지시킬 수 있다.
따라서 표시 장치의 제조장치(미도시) 및 표시 장치의 제조방법은 액적(DR)의 평면 상의 형상 등을 실시간으로 모니터링하는 것이 가능하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치의 감지부를 보여주는 사시도이다. 도 12는 도 11에 도시된 감지부의 측면을 보여주는 측면도이다.
도 11 및 도 12을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(미도시)는 스테이지(미도시), 이동부(미도시), 헤드부(미도시), 감지부(340), 선형구동부(미도시), 챔버(미도시) 및 압력조절부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 스테이지, 상기 이동부, 상기 헤드부, 상기 감지부, 상기 선형구동부, 상기 챔버 및 상기 압력조절부는 상기 도 9 및 도 10에서 설명한 것과 동일 또는 유사할 수 있다.
감지부(340)는 복수개의 레이저(LA)를 사선 방향으로 분사할 수 있다. 예를 들면, 감지부(340)에서 복수개의 레이저(LA)가 방출되는 부분은 도 11의 XZ평면에 대해서 사선 방향으로 배열될 수 있다.(도 12 참고) 이러한 경우 복수개의 레이저(LA)는 서로 다른 평면 상으로 진행할 수 있다. 이러한 경우 레이저방출부(341b)가 XZ평면에서 사선 방향으로 배치될 수 있다.
상기와 같은 복수개의 레이저(LA)가 상기 스테이지에 평행한 평면 상에 배치되는 경우 각 레이저(LA)는 서로 이격됨으로써 공간이 형성될 수 있다. 그러나 상기와 같이 감지부(340)가 배치되는 경우 평면 상에서 볼 때 복수개의 레이저(LA) 사이의 간격은 도 1 내지 도 3 또는 도 9 및 도 10에 도시된 것보다 조말할 수 있다.
상기와 같은 경우 감지부(340)에서 액적(DR)을 감지하는 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사할 수 있다. 이러한 경우 복수개의 레이저(LA)가 상기 스테이지의 상면에 대해서 경사진 일면을 형성하도록 조사되는 경우 복수개의 레이저(LA)가 측정하는 액적(DR)의 평면 상의 형상은 항상 원형의 일부일 수 있다. 특히 상기에서 설명한 바와 같이 복수개의 레이저(LA)는 평면 상에서 조밀하므로 더 정확하게 액적(DR)의 외곽을 측정하는 것이 가능하다.
한편, 상기와 같은 표시 장치의 제조장치를 통하여 표시 장치(미도시)를 제조하는 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하다.
따라서 표시 장치의 제조장치(미도시) 및 표시 장치의 제조방법은 액적(DR)의 평면 상의 형상 등을 실시간으로 모니터링하는 것이 가능하다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
20: 표시 장치
100,200: 표시 장치의 제조장치
110,210: 스테이지
120,220: 이동부
130,230: 헤드부
140,240,340: 감지부
141: 센서
142: 반사부
150,250: 선형구동부
160,260: 챔버
170,270: 압력조절부

Claims (32)

  1. 기판이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지와 상대 운동하는 이동부;
    상기 이동부에 배치되어 상기 기판에 액적을 토출하는 노즐을 포함한 헤드부; 및
    상기 기판과 상기 헤드부 사이로 레이저를 조사하여 상기 헤드부로부터 상기 기판으로 낙하하는 액적의 평면 상 형상 중 일부를 감지하는 감지부;를 포함하는 표시 장치의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 액적이 낙하 방향과 수직한 평면의 일영역에 상기 레이저를 조사하는 표시 장치의 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 감지부로부터 액적으로 복수개의 라인 형태의 상기 레이저를 조사하는 표시 장치의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 감지부로부터 제1 거리 이격된 영역에 배치된 액적에 반사되는 표시 장치의 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 레이저를 외부로 방출하는 복수개의 센서;를 포함하고,
    상기 복수개의 센서는 일렬로 배열되는 표시 장치의 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 이동부에 배치되는 표시 장치의 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 이동부에 배치되어 상기 레이저를 생성하여 방출하는 센서; 및
    상기 센서로부터 이격되도록 배치되며, 상기 레이저의 경로를 절곡시키는 반사부;를 포함하는 표시 장치의 제조장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는 액적으로 레이저를 조사하고,
    상기 레이저는 일 평면을 형성하며, 상기 레이저가 형성하는 평면은 상기 액적이 낙하되는 상기 기판의 상면에 대해서 경사진 표시 장치의 제조장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적은 유기물인 표시 장치의 제조장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드부의 작동유무, 상기 액적의 낙하속도 및 상기 액적의 양 중 적어도 하나는 상기 감지부에서 감지된 상기 액적의 평면 상의 형상을 근거로 제어하는 표시 장치의 제조장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드부의 작동 주파수와 상기 레이저의 작동 주파수는 동기화된 표시 장치의 제조장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부에서 감지된 결과를 근거로 상기 액적의 평면 상의 형상과 상기 감지부를 기준으로 한 상기 액적의 평면 상의 중심을 산출하는 표시 장치의 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 액적의 평면 상의 중심을 기준으로 상기 기판에 낙하하는 상기 액적의 위치를 산출하는 표시 장치의 제조장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 헤드부는 복수개를 포함하고,
    상기 각 헤드부에서 낙하하는 상기 액적의 평면 상의 형상의 중심을 근거로 상기 각 헤드부 사이의 상대 위치를 결정하는 표시 장치의 제조장치.
  15. 기판 액적을 낙하시키는 단계; 및
    상기 액적이 상기 기판에 낙하하는 동안 상기 액적의 평면 상의 형상 중 일부를 측정하는 단계;를 포함하고,
    상기 액적의 평면 상의 형상 중 일부는 상기 액적이 토출되는 지점과 상기 기판 사이에 배치된 임의의 평면 상에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 상기 액적에 반사되어 감지되는 결과를 근거로 측정하는 표시 장치의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 액적이 통과하는 임의이 평면에 적어도 2개 이상 조사되는 표시 장치의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 레이저는 서로 평행한 표시 장치의 제조방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 레이저가 조사되는 임의의 평면은 상기 액적이 낙하하는 상기 기판의 상면에 평행한 표시 장치의 제조방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 레이저가 조사되는 임의의 평면은 상기 액적이 낙하하는 상기 기판의 상면에 대해 경사진 표시 장치의 제조방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 액적은 상기 레이저가 방출되는 지점으로부터 일정 거리 이격된 지점에서 상기 레이저를 통과하는 표시장치의 제조방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 액적은 유기물인 표시 장치의 제조방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    측정된 상기 액적의 평면 상의 위치를 판별하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 액적의 평면 상의 위치를 근거로 상기 액적의 토출 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 액적의 평면 상의 크기를 산출하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 액적의 평면 상의 크기를 근거로 상기 액적의 토출되는 양을 제어하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  26. 스테이지에 기판을 배치하는 단계;
    상기 기판과 헤드부의 상대 위치를 조절하기 위하여 상기 스테이지와 상기 헤드부의 상대 위치를 조정하는 단계;
    상기 헤드부에서 액적을 토출하는 단계; 및
    상기 기판과 상기 헤드부 사이에 센서로 레이저를 조사하고, 낙하하는 상기 액적에서 반사되는 상기 레이저를 감지하여 상기 액적의 평면 상의 형상 중 일부를 산출하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 헤드부의 작동주파수와 상기 센서의 작동주파수는 서로 동기화되는 표시 장치의 제조방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 센서에서 방출된 상기 레이저는 경로가 가변하는 표시 장치의 제조방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 스테이지와 상대 운동 가능한 표시 장치의 제조방법.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 센서는 서로 평행한 적어도 2개 이상의 레이저를 조사하는 표시 장치의 제조방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 레이저는 일 평면을 형성하며, 상기 적어도 2개 이상의 레이저가 형성하는 일 평면은 상기 기판의 상면과 평행하거나 상기 기판의 상면에 대해 경사진 표시 장치의 제조방법.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 헤드부의 작동유무, 상기 액적의 낙하속도 및 상기 액적의 양 중 적어도 하나를 감지된 상기 액적의 평면 상의 형상을 근거로 제어하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
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