KR20060135163A

KR20060135163A - 잉크젯 프린팅 시스템

Info

Publication number: KR20060135163A
Application number: KR1020050054879A
Authority: KR
Inventors: 권성규; 김장섭; 김병주; 이광호; 강윤호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2006-12-29

Abstract

본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 시스템은 기판 위에 잉크를 적하하는 헤드 유니트, 헤드 유니트를 이송시키는 이송 유니트, 그리고 헤드 유니트에 잉크를 공급하는 공급 유니트를 포함하고, 공급 유니트는 잉크를 저장하는 색잉크 탱크, 잉크 탱크 내부의 잉크를 교반시키는 교반 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 시스템은 잉크 탱크에 교반 장치를 설치함으로써 잉크 내부에 들어있는 경화제 및 열개시제와 같은 불안정 물질에 의해 잉크가 겔화(gelation)되는 것을 방지하고, 잉크의 분산 안정성을 향상시킨다. 또한, 헤드 유니트에 점도 측정 장치를 설치함으로써 일정한 점도의 잉크를 분사할 수 있도록 한다.

액정표시장치, 잉크젯 헤드, 교반장치, 안료분산제, 잉크

Description

잉크젯 프린팅 시스템{INK JET PRINTING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 사시도이고,

도 2는 잉크젯 헤드를 이용하여 색필터를 형성하는 방법을 개략적으로 설명한 도면이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 헤드 유니트의 저면도이고,

도 4는 잉크젯 헤드를 이용하여 색필터를 형성하는 상태를 도시한 단면도이고,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 공급 유니트의 사시도이고,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 헤드 유니트 및 점도 측정 장치의 사시도이고,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템으로 완성한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템으로 완성한 액정 표시 장치용 색필터 표시판의 배치도이고,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템으로 완성한 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 10은 도 9의 액정 표시 장치를 X-X 선을 따라 자른 단면도이고,

도 11은 도 9의 액정 표시 장치를 X-X'-X"을 따라 자른 단면도이고,

도 12는 유기 발광 표시 장치의 등가 회로도이고,

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 완성한 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 표시판의 배치도이고,

도 14 및 도 15는 각각 도 13의 유기 발광 표시판을 XIV-XIV'선 및 XIV-XIV'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5: 잉크 200: 색필터 표시판

210: 기판 220: 차광 부재

230: 색필터 300: 이송 유니트

310: 지지부 330: 수평 이송부

340: 승강부 400: 잉크젯 헤드

410: 노즐 500: 스테이지

700: 헤드 유니트 810: 공급 유니트

811: 교반판 812: 교반 막대기

813: 필터 814: 가압 장치

815: 잉크 탱크 820: 공급관

830: 중간 저장 장치 840: 점도 측정 장치

850: 여과 장치

본 발명은 잉크젯 프린팅 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린팅 시스템(inkjet printing system)은 액정 표시 장치의 색필터 패턴 및 배향막 패턴, 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display)의 발광층을 포함한 여러 가지 유기물로 이루어진 박막 패턴 등을 형성할 경우에 사용된다.

색필터 형성을 위한 잉크젯 프린팅 시스템은 잉크젯 프린팅 본체 및 복수개의 노즐을 가지는 잉크젯 헤드를 포함하며, 잉크가 잉크젯 헤드의 복수개의 노즐을 통하여 기판 위의 소정 영역에 일정한 부피로 적하된다.

특히, 균일한 공정 특성을 유지하도록 잉크를 안정적으로 잉크젯 헤드에 공급하는 것은 중요하다. 잉크젯 프린팅 시스템에 적용되는 잉크는 종래의 사진 식각 방법에 사용되는 색필터 감광막의 안료 분산제를 그대로 포함하고 있다. 이는 종래의 색필터 특성을 유지하고, 고내열성 등의 공정 조건을 만족시키기 위함이다. 그러나, 안료 분산제는 잉크에 완전히 녹아있지 않고 잉크 내에 균일하게 분산되어 있으므로 압전 방식의 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출될 때 분사 성능에 큰 영향을 준다. 잉크젯 프린팅 방법에 사용되는 잉크의 양은 종래의 사진 식각 방법에 비해 1/100 이하로 적다. 그러나, 500ml 내지 1000ml의 잉크만으로 많은 색필터를 형성 하는 경우에, 잉크 내부에 들어있는 성분 중에 상온에서 일정시간 이상 방치 시 변성이 빨리 진행되는 성분에 의해 잉크의 물성이 변형되어 분사 성능의 감소를 유발할 수 있다. 분사 성능은 평균 직경이 작은 안료 분산형 잉크를 사용하는 것이 유리하지만 평균 직경이 작을수록 잉크 내에서 안료끼리 응집되는 확률이 높아져서 안료의 분산 안정성이 떨어진다.

본 발명의 기술적 과제는 잉크의 분산 안정성을 도모하고, 잉크의 겔화를 방지하는 잉크젯 프린팅 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 시스템은 기판 위에 잉크를 적하하는 헤드 유니트, 상기 헤드 유니트를 이송시키는 이송 유니트, 그리고 상기 헤드 유니트에 잉크를 공급하는 공급 유니트를 포함하고, 상기 공급 유니트는 상기 잉크를 저장하는 색잉크 탱크, 상기 잉크 탱크 내부의 잉크를 교반시키는 교반 장치를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 교반 장치는 상기 잉크 탱크 내부에 위치하는 교반 막대기 및 상기 잉크 탱크 아래에 위치하는 교반판으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 헤드 유니트에는 상기 공급 유니트에서 공급된 잉크를 중간 저장하는 중간 저장 장치가 더 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중간 저장 장치와 상기 헤드 유니트 사이에는 상기 잉크의 점도를 확인하는 점도 측정 장치가 더 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판이 탑재되는 스테이지를 더 포함하며, 상기 헤드 유니트는 상기 스테이지와 소정 간격 이격되어 위에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 헤드 유니트는 복수개의 노즐을 가지는 복수개의 잉크젯 헤드를 포함하는 것이 바람직하다.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 사시도이고, 도 2는 잉크젯 헤드를 이용하여 색필터를 형성하는 방법을 개략적으로 설명한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 헤드 유니트의 저면도이고, 도 4는 잉크젯 헤드를 이용하여 색필터를 형성하는 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 잉크젯 프린팅 시스템은 기판(210) 위에 잉크(5)를 적하하는 헤드 유니트(700), 헤드 유니트(700)를 이송시키는 이송 유니트(300), 그리고 헤드 유니트(700)에 잉크(5)를 공급하는 공급 유니트(810)를 포함한다.

헤드 유니트(700)는 기판(210)이 탑재되는 스테이지(500)와 소정 간격 이격 되어 위에 위치한다. 헤드 유니트(700)는 3개의 잉크젯 헤드(inkjet head)(400R, 400G, 400B)로 이루어지며, 3개의 잉크젯 헤드는 적색용 헤드(400R), 녹색용 헤드(400G) 및 청색용 헤드(400B)인 것이 바람직하다. 긴 막대기 형상의 잉크젯 헤드(400R, 400G, 400B)의 저면에는 노즐(410R, 410G, 410B)이 형성되어 있으며, 하나의 잉크젯 헤드(400)에는 복수개의 노즐(#1, #2, …, #n, 410)이 형성되어 있다.

헤드 유니트(700)는 기판(210) 위에 적어도 하나의 노즐(410)을 통해 색필터용 잉크(5)를 적하하며, 헤드 유니트(700)에 연결되어 있는 이송 유니트(300)는 헤드 유니트(700)를 소정 위치로 이동시킨다.

이송 유니트(300)는 헤드 유니트(700)를 기판(210)과 소정 간격 이격시켜 상방에 위치시키는 지지부(310), 헤드 유니트(700)를 X 또는 Y 방향으로 이송시키는 수평 이송부(330) 및 헤드 유니트(700)를 승강시키는 승강부(340)를 포함한다.

스테이지(500) 위의 기판(210)에 색필터(230)를 형성하기 위해 헤드 유니트(700)를 이송 유니트(300)를 이용하여 X 방향으로 이동시키면서 잉크젯 헤드(400)의 노즐(410)을 통해 잉크(5)를 적하한다. 소정 위치에 잉크(5)가 적하되어 기판(210) 위의 차광 부재(220) 사이에 색필터(230)가 형성된다.

이 때, 3개의 잉크젯 헤드(400R, 400G, 400B)는 서로 평행하게 동일한 간격을 유지하고 있으며, 3개의 잉크젯 헤드(400R, 400G, 400B)는 동시에 소정 각도(θ)로 Y 방향과 경사지게 설치되어 있다. 이는 노즐 피치(D)가 화소 피치(P)보다 크므로 노즐(410)에서 적하하는 잉크(5)사이의 간격을 화소 피치(P)와 일치시키기 위함이다. 즉, 잉크젯 헤드(400)에 형성되어 있는 노즐(410)간의 거리인 노즐 피치(D)와 프린팅될 화소간의 거리인 화소 피치(P)는 차이가 있으므로, 잉크젯 헤드(400)를 소정 간격 회전함으로써 노즐(410)에서 적하하는 잉크(5) 사이의 간격을 화소 피치(P)와 일치시킨다.

헤드 유니트(700)는 여러 번의 반복 이송에 의해 기판(210)의 모든 영역에 색필터(230)를 형성한다. 기판(210)은 대형화되고 잉크젯 헤드(400)의 크기와 잉크를 분사하는 노즐(410)의 개수는 한정되어 있으므로 1회의 스캐닝만으로 기판의 모든 영역에 색필터(230)를 형성할 수 없기 때문이다. 헤드 유니트(700)의 이동으로 동시에 적색, 녹색 및 청색 색필터(230)를 형성한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 공급 유니트의 사시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 공급 유니트(810)는 잉크(5)를 저장하는 복수개의 잉크 탱크(815) 및 잉크 탱크(815) 내부의 잉크(5)를 교반시키는 교반 장치(811, 812)를 포함한다. 교반 장치(811, 812)는 잉크 탱크(815) 아래에 위치하는 교반판(stirring plate)(811) 및 잉크 탱크(815) 내부에 위치하는 교반 막대기(stirring bar)(812)로 이루어진다. 잉크 탱크(815)는 적색용, 녹색용 및 청색용 잉크 탱크로 이루어지는 것이 바람직하다. 교반판(811)에 의해 생성되는 자기(magnetics)에 의해 교반 막대기(812)가 회전함으로써 잉크 탱크(815) 내부의 잉크(5)가 교반된다.

잉크 탱크(815) 내부에는 안료 분산제 뿐만 아니라 경화제 및 열 개시제가 함께 포함되어 있다. 잉크(5)가 헤드 유니트(700)로 지속적으로 공급되거나 또는 중간 저장 장치(830)에 저장되는 경우처럼 잉크(5)가 상온에서 일정시간 이상 방치 되는 경우에는 잉크(5) 내부의 경화제 및 열 개시제가 빨리 변성이 진행되므로 잉크(5)의 물성이 변형되어 헤드 유니트(700)의 분사 성능의 감소를 유발할 수 있다.

따라서, 교반 장치(811, 812)는 잉크 탱크(815) 내부의 잉크(5)를 휘저어줌으로써 잉크(5) 내부에 들어있는 경화제 및 열개시제와 같은 불안정 물질에 의해 잉크(5)가 겔화(gelation)되는 것을 방지하여 점도와 같은 잉크의 물성을 오랫동안 일정하게 유지시켜준다.

또한, 평균 직경이 작은 안료 분산형 잉크(5)는 잉크(5) 내에서 안료끼리 응집되는 확률이 높아져서 안료의 분산 안정성이 떨어지므로, 교반 장치(812, 812)를 이용하여 잉크 탱크(815) 내부의 잉크(5)를 휘저어줌으로써 안료의 분산 안정성을 향상시킨다.

잉크 탱크(815)의 잉크(5)를 헤드 유니트(700)로 공급하는 공급관(820)의 일단에는 필터(filter)(813)가 설치되어 있어서 응집되거나 겔화된 잉크(5)가 헤드 유니트(700)로 공급되는 것을 방지한다. 그리고, 가압 장치(814)를 이용하여 잉크 탱크(815)에 N2 또는 공기 등을 가압함으로써 잉크(5)를 헤드 유니트(700)로 공급할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템의 헤드 유니트 및 점도 측정 장치의 사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 공급 유니트(700)에서 공급관(820)을 통해 공급된 잉크(5)는 헤드 유니트(700) 위에 설치되어 있는 중간 저장 장치(830)에 임시로 저장된다. 중간 저장 장치(830)는 적색용, 녹색용 및 청색용 중간 저장 장치(830R, 830G, 830B)로 이루어진다.

중간 저장 장치(830) 아래에는 잉크(5)의 점도를 확인하는 점도 측정 장치(840)가 설치되어 있다. 이는 중간 저장 장치(830)에 보관되어 있는 잉크(5)의 점도 상태를 측정하기 위한 것이다. 이러한 점도 측정 장치(840)는 디지털 계기 또는 바늘 계기로 점도 상태를 쉽게 파악할 수 있다.

점도 측정 장치(840)와 헤드 유니트(700) 사이에는 여과 장치(850)를 설치되어 있으며, 여과 장치(850)는 헤드 유니트(700)에 공급되는 잉크(5) 중 응집되거나 겔화된 잉크(5)를 걸러냄으로써 응집되거나 겔화된 잉크(5)가 기판(210) 위에 분사되는 것을 방지한다.

따라서, 일정한 점도의 잉크(5)를 헤드 유니트(700)에 공급하고 헤드 유니트(700)의 분사 능력이 일정하게 유지되도록 한다.

한편, 이와 같은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템에 의해 제조되는 표시판은 액정 표시 장치의 색필터 표시판 또는 유기 발광 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템에 의해 액정 표시 장치의 색필터 또는 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 부재를 형성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템으로 완성한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템으로 완성한 액정 표시 장치용 색필터 표시판의 배치도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템으로 완성한 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 10은 도 9의 액정 표시 장치를 X-X 선을 따라 자른 단면도이고, 도 11은 도 9의 액정 표시 장치를 XI-XI'-XI" 선을 각각 따라 자른 단면도이다.

도 7 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치는 하측의 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주보고 있는 상측의 색필터 표시판(200) 및 이들 사이에 형성되어 있으며, 두 표시판(100, 200) 사이에 주입되어 있는 액정층(3)으로 이루어진다.

먼저, 도 7, 도 9 및 도 10을 참고로 하여 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 상세히 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗은 줄기선과 이로부터 갈라진 복수 쌍의 제1 및 제2 유지 전극(133a, 133b)을 포함한다. 유지 전극선(131) 각각은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 줄기선은 두 게이트선(121) 중 아래쪽에 가깝다. 유지 전극(133a, 133b) 각각은 줄기선과 연결된 고정단과 그 반대 쪽의 자유단을 가지고 있다. 제1 유지 전극(133a)의 고정단은 면적이 넓으며, 그 자유단은 직선 부분과 굽은 부분의 두 갈래로 갈라진다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으 로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80°인 것이 바람직하다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131)] 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 부근에서 너비가 넓어져 이들을 폭넓게 덮고 있다.

반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재 (165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.

반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30° 내지 80° 정도이다.

저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 또한 유지 전극선(131)과 교차하며 인접한 유지 전극(133a, 133b) 집합 사이를 달린다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다. 각 드레인 전극(175)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 넓은 끝 부분은 유지 전극(137)과 중첩하며, 막대형 끝 부분은 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.

하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.

저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)가 데이터선(171)보다 좁지만, 앞서 설명하였듯이 게이트선(121)과 만나는 부분에서 너비가 넓어져 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다. 반도체(151)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(151) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(151) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181), 제1 유지 전극(133a) 고정단 부근의 유지 전극선(131) 일부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(183a), 그리고 제1 유지 전극(133a) 자유단의 돌출부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(183b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 복수의 연결 다리(overpass)(83) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.

화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

화소 전극(191) 및 이와 연결된 드레인 전극(175)은 유지 전극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩한다. 화소 전극(191) 및 이와 전기적으로 연결된 드레인 전극(175)이 유지 전극선(131)과 중첩하여 이루는 축전기를 유지 축전기(storage capacitor)라 하며, 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.

접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.

연결 다리(83)는 게이트선(121)을 가로지르며, 게이트선(121)을 사이에 두고 반대 쪽에 위치하는 접촉 구멍(183a, 183b)을 통하여 유지 전극선(131)의 노출된 부분과 유지 전극(133b) 자유단의 노출된 끝 부분에 연결되어 있다. 유지 전극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)은 연결 다리(83)와 함께 게이트선(121)이나 데이터선(171) 또는 박막 트랜지스터의 결함을 수리하는 데 사용할 수 있다.

이제, 색필터 표시판(200)에 대하여 도 8 내지 도 11을 참고로 하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주보며 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가지고 있으며, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막는다. 그러나 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수 있다. 이러한 차광 부재(220)는 잉크젯 프린팅 시스템을 이용한 색필터 표시판의 제조 공정 시 색필터용 잉크를 가두는 격벽 부재의 역할을 한다.

기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.

색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 (유기) 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.

덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어진다.

표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(11, 21)이 도포되어 있으며 이들은 수평 배향막 또는 수직 배향막일 수 있다. 표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(12, 22)가 구비되어 있는데, 두 편광자(12, 22)의 편광축은 직교하며 이중 한 편광축은 게이트선(121)에 대하여 나란한 것이 바람직하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정층(3)의 지연을 보상하기 위한 위상 지연막(retardation film)(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 액정 표시 장치는 또한 편광자(12, 22), 위상 지연막, 표시판(100, 200) 및 액정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

도 7 내지 도 11에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

크롬, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 등으로 이루어진 하부 도전막과 알루미늄 계열 금속 또는 은 계열 금속 등으로 이루어진 상부 도전막을 투명한 유리등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 차례로 스퍼터링 증착하고 차례로 습식 또는 건식 식각하여 복수의 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 포함하는 게이트선(121)과 복수의 유지 전극(133a, 133b)을 포함하는 유지 전극선(131)을 형성한다.

약 1,500-5,000Å 두께의 게이트 절연막(140), 약 500-2,000Å 두께의 진성 비정질 규소층(intrinsic amorphous silicon), 약 300-600Å 두께의 불순물 비정질 규소층(extrinsic amorphous silicon)의 삼층막을 연속하여 적층하고, 불순물 비정질 규소층과 진성 비정질 규소층을 사진식각하여 게이트 절연막(140) 위에 복수의 선형 불순물 반도체와 복수의 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 진성 반도체(151)를 형성한다.

이어 하부 도전막, 중간 도전막 및 상부 도전막을 스퍼터링 등의 방법으로 1,500 Å 내지 3,000 Å의 두께로 증착한 다음 패터닝하여 복수의 소스 전극(173)과 끝 부분(179)를 포함하는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)을 형성한다. 하부 도전막은 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 따위로 이루어지며, 중간 도전막은 알루미늄 계열 금속 또는 은 계열 금속 따위로 이루어지며, 상부 도전막은 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 따위로 이루어진다.

이어, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 덮이지 않고 노출된 불순물 반도체 부분을 제거함으로써 복수의 돌출부(163)를 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)를 완성하는 한편, 그 아래의 진성 반도체(151) 부분을 노출시킨다. 노출된 진성 반도체(151) 부분의 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라스마를 뒤이어 실시하는 것이 바람직하다.

양의 감광성 유기 절연물로 이루어진 보호막(180)을 도포한 다음, 복수의 투과 영역(도시하지 않음) 및 그 둘레에 위치한 복수의 슬릿 영역(도시하지 않음), 그리고 차광 영역이 구비된 광마스크(도시하지 않음)를 통하여 노광한다. 따라서, 투과 영역과 마주 보는 보호막(180)의 부분은 빛 에너지를 모두 흡수하지만, 슬릿 영역과 마주 보는 보호막(180)의 부분들은 빛 에너지를 일부만 흡수한다. 이어 보호막(180)을 현상하여 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)의 일부를 노출시키는 복수의 접촉 구멍(182, 185)을 형성하고, 게이트선(121)의 끝 부분(129) 위에 위치한 게이트 절연막(140)의 부분을 노출시키는 복수의 접촉 구멍(181)을 형성한다. 투과 영역에 대응하는 보호막(180) 부분은 모두 제거되고 슬릿 영역에 대응하는 부분은 두께만 줄어들므로, 접촉 구멍(181, 182, 185)의 측벽은 계단형 프로파일을 가진다.

보호막(180)을 음성 감광막으로 형성하는 경우에는 양성 감광막을 사용하는 경우와 비교할 때 마스크의 차광 영역과 투과 영역이 뒤바뀐다.

게이트 절연막(140)의 노출된 부분을 제거하여 그 아래에 위치하는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 부분을 노출시킨 후, 게이트선(121)의 끝 부분(129)의 상부 도전막의 노출된 부분을 제거함으로써, 그 아래에 위치하는 게이트선(121)의 끝 부분(129)의 하부 도전막 부분을 드러낸다.

마지막으로, 약 400-500Å 두께의 IZO막 또는 ITO막을 스퍼터링으로 적층하고 사진 식각하여 보호막(180), 게이트선(121)의 끝 부분(129)의 하부 도전막의 노출된 부분, 드레인 전극(175), 데이터선(171)의 끝 부분(179)의 노출된 부분 위에 복수의 화소 전극(190) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)를 형성한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 완성한 유기 발광 표시 장치에 대해 이하에서 설명한다.

먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 완성한 유기 발광 표시 장치의 등가 회로에 대하여 도 12를 참고로 상세하게 설명한다. 도 12는 유기 발광 표시 장치의 등가 회로도이다.

도 12를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 완성한 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(P)를 포함한다.

신호선은 주사 신호를 전달하는 복수의 게이트선(121), 데이터 신호를 전달하는 데이터선(171) 및 구동 전압을 전달하는 복수의 구동 전압선(172)을 포함한다. 게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(171)과 구동 전압선(172)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(P)는 유기 발광 소자(LD), 구동 트랜지스터(Qd), 축전기(Cst) 및 스위칭 트랜지스터(Qs)를 포함한다.

구동 트랜지스터(Qd)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(LD)에 연결되어 있다.

유기 발광 소자(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode)와 공통 전압(Vcom)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 전류에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다. 구동 트랜지스터(Qd)의 전류는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라진다.

스위칭 트랜지스터(Qs) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs)는 게이트선(121)에 인가되는 주사 신호에 따라 데이터선(171)에 인가되어 있는 데이터 신호를 구동 트랜지스터(Qd)에 전달한다.

축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 유지한다.

그러면, 도 12에 도시한 유기 발광 표시 장치용 표시판의 구조에 대하여 도 13 내지 도 15를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 완성한 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 표시판의 배치도이고, 도 14 및 도 15는 각각 도 13의 유기 발광 표시판을 XIV-XIV선 및 XV-XV선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 13 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 투명한 유리 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 제1 제어 전극(124a)을 포함하는 복수의 게이트선(121) 및 복수의 제2 제어 전극(124b)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.

게이트 신호를 전달하는 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 데이터선(171)과 교차하며, 다른 층 또는 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓 은 끝 부분(도시하지 않음)을 가질 수 있다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)가 기판(110)에 집적되어 있는 경우, 게이트선(121)이 직접 게이트 구동 회로에 연결될 수 있다. 제1 제어 전극(124a)은 게이트선에서 위로 돌출되어 있다. 제2 제어 전극(124b)은 아래 방향으로 뻗다가, 오른쪽으로 잠시 방향을 바꾸었다가, 위로 길게 뻗은 유지 전극(127)을 이룬다.

게이트 도전체(121, 124b)는 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속, 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 및 이들의 합금 따위로 이루어진 도전막을 포함한다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다. 이 경우 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막, 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다.

게이트 도전체(121, 124b)의 측면은 기판(100)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°인 것이 바람직하다.

게이트 도전체(121, 124b) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 섬형 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다. 섬형의 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)는 각각 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)과 중첩되어 있다.

섬형의 제1 및 제2 반도체(154a, 154b) 위에는 실리사이드(silicide) 또는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 이루어진 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(163a, 163b 165a, 165b)가 형성되어 있다. 섬형의 접촉 부재(163a, 165a)는 제1 게이트 전극(124a)을 중심으로 마주하여 쌍을 이루며 제1 반도체(154a) 위에 위치하며, 섬형의 접촉 부재(163b, 165b)는 제2 게이트 전극(124b)을 중심으로 마주하여 쌍을 이루며 제2 반도체(154b) 위에 위치한다.

반도체(154a, 154b)와 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b)의 측면 역시 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.

반도체(154a)는 저항성 접촉 부재(163a, 165a)를 통하여 입력 전극(173a) 및 출력 전극(175a)과 연결되어 있고 이들과 중첩하며, 반도체(154b)는 저항성 접촉 부재(163b, 165b)를 통하여 입력 전극(173b) 및 출력 전극(175b)과 연결되어 있고 이들과 중첩한다.

저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172), 그리고 복수의 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b)을 포함하는 복수의 데이터 도전체가 형성되어 있다.

데이터 신호를 전달하는 데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며, 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 가질 수 있다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)가 기판(110)에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 직접 데이터 구동 회로에 연결될 수 있다. 각 데이터선(171)은 가로로 뻗은 복수의 제1 입력 전극(173a)을 포함하며, 그 맞은 편에는 제1 출력 전극(175a)이 위치하고 있다.

구동 전압을 전달하는 구동 전압선(172)은 데이터선(171)과 인접하며 주로 세로 방향으로 뻗어 있다. 구동 전압선(172)은 가로로 뻗은 복수의 제2 입력 전극(173b)을 포함하며, 그 맞은 편에는 제2 출력 전극(175b)이 위치하고 있다. 구동 전압선(172)은 유지 전극(127)과 중첩하여 유지 전극(Cst)을 이룬다.

이 때, 제1 제어 전극(124a)은 반도체(154a) 쪽으로 뻗어 나가 반도체(154a) 및 제1 입력 전극(173a), 제1 출력 전극(175a)과도 일부분 중첩하며, 제2 제어 전극(124b)은 반도체(154b)와 중첩하며 제2 입력 전극(173b) 및 제2 출력 전극(175b)과도 일부분 중첩한다.

제1 제어 전극(124a), 제1 입력 전극(173a) 및 제1 출력 전극(175a)은 반도체(154a) 및 저항성 접촉 부재(163a, 165a)와 함께 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)를 이루며, 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)의 채널(channel)은 제1 입력 전극(173a)과 제1 출력 전극(175a) 사이의 반도체(154a)에 형성된다. 제2 제어 전극(124b), 제2 입력 전극(173b) 및 제2 출력 전극(175b)은 반도체(154b) 및 저항성 접촉 부재(163b, 165b)와 함께 구동 박막 트랜지스터(Qd)를 이루며, 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 채널은 제2 입력 전극(173b)과 제2 출력 전극(175b) 사이의 반도체(154b)에 형성된다.

데이터 도전체(171, 172, 175a, 175b)는 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 도전막(도시하지 않음)과 저저항 물질 도전막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체(171, 172, 175a, 175b)는 이외에도 여러 가지 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.

데이터 도전체(171, 172, 175a, 175b)의 측면은 기판(100)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°인 것이 바람직하다.

저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b)는 그 하부의 제1 반도체(154a) 및 제2 반도체(154b)와 그 상부의 제1 및 제2 입력 전극(173a, 173b), 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.

데이터 도전체(171, 172, 175a, 175b)와 노출된 반도체(154a, 154b) 부분의 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어진다. 저유전율 절연물의 유전 상수는 4.0 이하인 것이 바람직하며 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등이 그 예이다. 유기 절연물 중 감광성을 가지는 것으로 보호막(180)을 만들 수도 있으며, 보호막(180)의 표면은 평탄할 수 있다. 또한 보호막(180)은 반도체(154)의 노출된 부분을 보호하면서도 유기막의 장점을 살릴 수 있도록, 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조로 이루어질 수 있다.

보호막(180)에는 제1 제어 전극(124b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(184)이 형성되어 있으며, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 출력 전극(175a, 175b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 복수의 연결 부재(85)가 형성되어 있다.

화소 전극(191) 및 연결 부재(85)는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄 또는 은 및 그 합금 등의 반사성이 우수한 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다.

화소 전극(191)은 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 출력 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며 연결 부재(85)는 접촉 구멍(185a, 184)을 통해 각각 제1 출력 전극(175a) 및 제2 게이트 전극(124b)과 연결되어 있다.

보호막(180) 및 화소 전극(191) 위에는 격벽(360)이 형성되어 있다. 격벽(360)은 화소 전극(191) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부(opening)를 정의하며 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 만들어진다.

화소 전극(191) 위에는 본 발명의 일 실시예인 잉크젯 프린팅 시스템에 의해 형성된 유기 발광 부재(370)가 있으며, 유기 발광 부재(370)는 격벽(360)으로 둘러싸인 개구부에 갇혀 있다.

유기 발광 부재(370)는 빛을 내는 발광층(emitting layer)(도시하지 않음)과 더불어 발광층의 발광 효율을 향상하키기 위한 부대층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 부대층에는 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 전자 수송층(electron transport layer)(도시하지 않음) 및 정공 수송층(hole transport layer)(도시하지 않음)과 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 전자 주입층(electron injecting layer)(도시하지 않음) 및 정공 주입층(hole injecting layer)(도시하지 않음)이 있다. 부대층은 생략될 수 있다.

격벽(360) 및 유기 발광 부재(370) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받으며, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 크롬, 알루미늄, 은 등을 포함하는 반사성 금속 또는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어진다.

불투명한 화소 전극(191)과 투명한 공통 전극(270)은 표시판의 상부 방향으로 화상을 표시하는 전면 발광(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용하며, 투명한 화소 전극(191)과 불투명한 공통 전극(270)은 표시판의 아래 방향으로 화상을 표시하는 배면 발광(bottom emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용한다.

화소 전극(191), 유기 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)은 도 10에 도시한 유기 발광 소자(LD)를 이루며, 화소 전극(191)은 애노드가 되고 공통 전극(270)은 캐소드가 된다. 그러나 이와 반대로 화소 전극(191)이 캐소드가 되고 공통 전극(270)이 애노드가 될 수도 있다. 유기 발광 소자(LD)는 유기 발광 부재(370)의 재료에 따라 기본색(primary color) 중 한 색상의 빛을 낸다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며 이들 삼원색의 공간적 합으로 원하는 색상을 표시한다.

본 발명의 일 실시예에서는 비정질 규소로 이루어진 반도체를 가지는 유기 발광 표시판에 대해 설명하였으나, 본 발명의 내용은 다결정 규소로 이루어진 반도체를 가지는 유기 발광 표시판에도 적용가능하다.

본 발명에 따른 잉크젯 프린팅 시스템은 잉크 탱크에 교반 장치를 설치함으로써 잉크 내부에 들어있는 경화제 및 열개시제와 같은 불안정 물질에 의해 잉크가 겔화(gelation)되는 것을 방지하고, 잉크의 분산 안정성을 향상시킨다.

또한, 헤드 유니트에 점도 측정 장치를 설치함으로써 일정한 점도의 잉크를 분사할 수 있도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

기판 위에 잉크를 적하하는 헤드 유니트,

상기 헤드 유니트를 이송시키는 이송 유니트, 그리고

상기 헤드 유니트에 잉크를 공급하는 공급 유니트

를 포함하고,

상기 공급 유니트는

상기 잉크를 저장하는 색잉크 탱크,

상기 잉크 탱크 내부의 잉크를 교반시키는 교반 장치를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템.
제1항에서,

상기 교반 장치는 상기 잉크 탱크 내부에 위치하는 교반 막대기 및 상기 잉크 탱크 아래에 위치하는 교반판으로 이루어지는 잉크젯 프린팅 시스템.
제1항에서,

상기 헤드 유니트에는 상기 공급 유니트에서 공급된 잉크를 중간 저장하는 중간 저장 장치가 더 설치되어 있는 잉크젯 프린팅 시스템.
제1항에서,

상기 중간 저장 장치와 상기 헤드 유니트 사이에는 상기 잉크의 점도를 확인하는 점도 측정 장치가 더 설치되어 있는 잉크젯 프린팅 시스템.
제1항에서,

상기 기판이 탑재되는 스테이지를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템.
제5항에서,

상기 헤드 유니트는 상기 스테이지와 소정 간격 이격되어 위에 위치하는 잉크젯 프린팅 시스템.
제1항에서,

상기 헤드 유니트는 복수개의 노즐을 가지는 복수개의 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템.