JP2007183641A - インクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プロファイル及び厚さが均一な薄膜を形成できるインクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムは、基板が実装されるステージ、基板上にインキを滴下するヘッドユニット、基板上に滴下されたインキを乾燥させる乾燥ユニット、そしてヘッドユニット及び乾燥ユニットを所定位置に移動させる移送装置を含み、乾燥ユニットには真空孔が形成されているのが望ましい。従って、本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステム及びこれを利用した製造方法は、真空孔とヒーターを同時に利用してインキを乾燥させることによってより急速にインキを乾燥できる。
【選択図】図３

Description

本発明はインクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた製造方法に関する。

一般に写真エッチング工程を利用して液晶表示装置（ＬＣＤ）や有機発光表示装置（ＯＬＥＤ）などの平板表示装置に多様な薄膜パターンを形成する。しかし、平板表示装置が大型化されるほど薄膜パターンを形成するために基板に塗布される感光膜などの材料の量が増加して製造費用が増加し、写真エッチング工程に用いられる製造設備も大型化される。
特開平12-187206号公報

このような問題を最少化するために、インキを滴下して薄膜パターンを形成するインクジェットプリンティングシステムが開発された。
しかし、このようなインクジェットプリンティングシステムによって形成される薄膜は、そのプロファイル及び厚さが不均一になるため、表示装置から発光される光の透過度及び発光特性も不均一になる。このような不均一は基板上にインキが滴下された時点から乾燥され始めて硬化が完了する時点までの一連の時間を通して決められるため、乾燥工程を調節できる別途の乾燥チャンバーにインキが滴下された基板を投入する。しかし、インクジェットプリンティングシステムに用いるインキ溶媒は、蒸気圧が大きくて、滴下されたインキの液滴寸法が非常に小さいため、滴下された直後直ちに蒸発する。従って、乾燥チャンバーに投入される前に一部が乾燥されて乾燥工程を調節できないため、薄膜の均一性が悪くなり、プリンティング境界領域はインキ乾燥速度の差によって均一性が悪くなる。

そこで、本発明の技術的課題は、プロファイル及び厚さが均一な薄膜を形成できるインクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた製造方法を提供することである。

本発明１のインクジェットプリンティングシステムは、基板が搭載されるステージ、前記基板上にインキを滴下するヘッドユニット、前記基板上に滴下されたインキを乾燥させる乾燥ユニット、そして前記ヘッドユニット及び乾燥ユニットを所定位置に移動させる移送装置を含み、前記乾燥ユニットには真空孔が形成されているのが望ましい。
上記インクジェットプリンティングシステムによれば、真空孔によりインキの溶媒が吸収されるため、急速にインキを乾燥できる。

また、ヘッドユニットによるインキの滴下動作と略同時に乾燥ユニットを用いてインキを乾燥でき、乾燥ユニットを利用して乾燥時間及び乾燥条件を調節できて、色フィルターのプロファイル及び厚さの均一性を向上できる。
発明２は、発明１において、前記乾燥ユニットは前記ヘッドユニットの進行方向と垂直方向に所定間隔に離隔して設置されるのが望ましい。

発明３は、発明１において、前記乾燥ユニットにはヒーターがさらに設置される。基板に滴下されたインキの溶媒を真空孔を通して吸収して乾燥させるとともに、さらにヒーターを利用して熱線を照射することによってインキをより急速に乾燥させることができる。
発明４は、発明３において、前記ヒーターは前記真空孔の間に設置されているのが望ましい。

発明５は、発明３において、前記ヘッドユニットは複数のノズルが設置されているインクジェットヘッドを含むのが望ましい。
発明６は、発明１において、前記基板は液晶表示装置用基板または有機発光表示装置用基板である。
発明７は、発明６において、前記インキは色フィルター用インキまたは有機発光部材用インキであるのが望ましい。

発明８は、発明６において、前記基板には滴下された前記インキを閉じ込める隔壁部材が形成されている。
発明９は、発明８において、前記隔壁部材は前記液晶表示装置の遮光部材または前記有機発光表示装置の隔壁であるのが望ましい。
また、本発明１０による製造方法は、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを含むヘッドユニットを基板上に位置させる段階、前記ヘッドユニットを移動させて前記インクジェットヘッドのノズルを通して基板上にインキを滴下する段階、そして、前記滴下されたインキを前記ヘッドユニットに隣接した乾燥ユニットを利用して乾燥させる段階を含み、前記乾燥ユニットには真空孔が形成されるのが望ましい。

発明１１は、発明１０において、前記乾燥ユニットは前記ヘッドユニットの進行方向と垂直方向に所定間隔に離隔して設置されるのが望ましい。
発明１２は、発明１１において、前記乾燥ユニットにはヒーターが設置されている。
発明１３は、発明１２において、前記ヘッドユニットは、複数のノズルが設置されているインクジェットヘッドを含むのが望ましい。

発明１４は、発明１０において、前記基板は液晶表示装置用基板または有機発光表示装置用基板である。
発明１５は、発明１４において、前記インキは色フィルター用インキまたは有機発光部材用インキであるのが望ましい。
発明１６は、発明１５において、前記インキは前記基板の隔壁部材に滴下される。

発明１７は、発明１６において、前記隔壁部材は前記液晶表示装置の遮光部材または前記有機発光表示装置の隔壁であるのが望ましい。

本発明によると、本発明の技術的課題は、プロファイル及び厚さが均一な薄膜を形成できるインクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた製造方法を提供することができる。

以下、添付図を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態に実現できてここで説明する実施形態に限定されない。
図面から多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直ぐ上”にある場合だけでなくその中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時には中間に他の部分がないことを意味する。なお、表示基板の上または下と記す場合には、その基板から見て、両基板の中間にある液晶層に近づく方向を上とし、反対側を下とする。
＜発明の概要＞
本発明では、次の構成を有するインクジェットプリンティングシステムを提供する。基板が実装されるステージと、前記基板上にインキを滴下するヘッドユニットと、前記基板上に滴下されたインキを乾燥させる乾燥ユニットと、前記ヘッドユニット及び乾燥ユニットを所定位置に移動させる移送装置と、を含み、前記乾燥ユニットには真空孔が形成されている。

上記インクジェットプリンティングシステムによれば、真空孔によりインキの溶媒が吸収されるため、急速にインキを乾燥できる。また、ヘッドユニットによるインキの滴下動作と略同時に乾燥ユニットを用いてインキを乾燥でき、乾燥ユニットを利用して乾燥時間及び乾燥条件を調節できて、色フィルターのプロファイル及び厚さの均一性を向上できる。
＜実施形態＞
本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムについて、図１乃至図４を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムの斜視図であり、図２は本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムのヘッドユニット、乾燥ユニット及び移送装置の底面図である、図３は本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムのインクジェットヘッドを利用してインキをプリンティングする方法を概略的に説明した図であり、図４は本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムの乾燥ユニットを利用して滴下されたインキを乾燥させる状態を示した図である。

図１乃至図４に示したように、インクジェットプリンティングシステムは、母基板２が搭載されるステージ５００、ステージ５００上に所定間隔に離隔して位置するヘッドユニット７００、ヘッドユニット７００と所定間隔に離隔して位置している乾燥ユニット５０、そしてヘッドユニット７００及び乾燥ユニット５０を所定位置に移動させる移送装置３００を含む。

ステージ５００は、母基板２を支持できるように母基板２より大きいのが好ましく、母基板２は液晶表示装置の色フィルター表示板、有機発光表示装置の薄膜トランジスタ表示板などの支持板として用いられる複数のサブ基板２１０で構成される。
図１には液晶表示装置の色フィルター表示板を形成するための母基板２が示されていて、各々のサブ基板２１０上には複数の開口部２２５を有する遮光部材２２０が形成されている。

ヘッドユニット７００は、インクジェットヘッド４００、インクジェットヘッド４００を移送装置３００に付着させる連結部７１０（図示せず）を含む。インクジェットヘッド４００は長い棒状を有し、その底面に複数のノズル４１０が設置されている。ノズル４１０を通してインキ５が基板上に滴下される。インクジェットヘッド４００は、Ｙ方向に対して所定角度（θ）で傾いている。つまり、インクジェットヘッド４００において互いに隣接したノズル４１０間の距離であるノズルピッチ（Ｄ）とプリンティングされる画素間の距離である画素ピッチ（Ｐ）が異なるため、インクジェットヘッド４００を所定角度（θ）だけ回転させることによって、ノズル４１０から滴下されるインキ５の間の間隔を画素ピッチ（Ｐ）と一致させる。ここで、画素ピッチ（Ｐ）＝ノズルピッチ（Ｄ）×ｃｏｓθとなる。図２で、インクジェットヘッド４００は一つだけ図示したが、複数個でもよい。

乾燥ユニット５０は、ステージ５００と所定間隔に離隔して上に設置されていて、ヘッドユニット７００とＹ方向に所定間隔に離隔して設置されている。乾燥ユニット５０は複数の真空孔５１とヒーター５２を含む。ヒーター５２は板状に形成されてもよく、真空孔５１と真空孔５１との間に形成されてもよい。また、ヒーター５２は、真空孔５１に沿ってくねくねと曲って形成されても良い。サブ基板２１０上に滴下されたインキ５の溶媒を真空孔５１を通して吸収し、真空引きダクトで一括排気することによってインキ５を乾燥させ、ヒーター５２を利用して熱線を照射することによってインキ５を乾燥させる。また、乾燥ユニット５０は、ヘッドユニット７００の進行方向（Ｘ方向）と垂直方向（Ｙ方向）に所定間隔に離隔して設置されている。

移送装置３００は、ヘッドユニット７００及び乾燥ユニット５０をサブ基板２１０の上側で所定間隔に離して位置させ、ヘッドユニット７００及び乾燥ユニット５０をＹ方向に移送させるＹ方向移送部３１０、ヘッドユニット７００及び乾燥ユニット５０をＸ方向に移送させるＸ方向移送部３２０、そしてヘッドユニット７００及び乾燥ユニット５０を昇降させる昇降部３３０、３４０を含む。

このような構造を有するインクジェットプリンティングシステムを利用してサブ基板２１０上に色フィルターを形成する動作を説明する。
まず、インクジェットプリンティングシステムの移送装置３００のＸまたはＹ方向移送部３２０、３１０と昇降部３３０の動作によって、ヘッドユニット７００は当該サブ基板２１０上に位置する。

次に、移送装置３００のＸ方向移送部３２０とインクジェットヘッド４００のノズル４１０を駆動させてヘッドユニット７００をＸ方向に移動させながら、図３に示したように、一列（ｒｏｗ）にインキ５を落とす。
次に、ヘッドユニット７００をＹ方向に所定間隔に移動させてインキ５が落ちた列に隣接した列に位置させ、Ｘ方向にヘッドユニット７００を移動させながら再びインキ５を落とす。この時、乾燥ユニット５０は、ヘッドユニット７００とＹ方向に所定間隔に離隔しているため、インキ５が既に落ちた列を追ってＸ方向に移動しながらインキ５を乾燥させる。真空孔５１とヒーター５２を同時に利用してインキ５を乾燥させることによって、より急速にインキ５を乾燥できる。

また、ヘッドユニット７００によるインキの滴下動作と略同時に乾燥ユニット５０を利用してインキを乾燥でき、乾燥ユニット５０を利用して乾燥時間及び乾燥条件を調節でき、色フィルター２３０のプロファイル及び厚さの均一性を向上できる。
また、インキ滴下後、速くインキを乾燥させることによって、インキから蒸発する少量の溶媒によるヘッドユニット７００の汚染を防止できる。

一方、このような実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムによって製造される表示板は、液晶表示装置の色フィルター表示板または有機発光表示装置の薄膜トランジスタ表示板でもよい。つまり、本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムによって、液晶表示装置の色フィルターまたは有機発光表示装置の有機発光部材を形成できる。このとき、インキは、色フィルター用インキまたは有機発光部材用インキを用いる。

図５は本発明の一つの実施形態によるインクジェットプリンティングシステムで完成した液晶表示装置の配置図であり、図６は図５の液晶表示装置をＶＩ-ＶＩ線に沿って切断した断面図である。
図５及び図６に示したように、液晶表示装置は下側の薄膜トランジスタ表示板１００とこれと対向している上側の色フィルター表示板２００、及びこれらの間に形成されて二つの表示板１００、２００の間に注入されている液晶層３で構成される。

まず、図５及び図６を参照して薄膜トランジスタ表示板１００について詳細に説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板１１０上に複数のゲート線１２１及び複数の維持電極線１３１が形成されている。ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、主に横方向に伸びている。各ゲート線１２１は上下に突出した複数のゲート電極１２４と他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１２９を含む。維持電極線１３１は所定の電圧を印加されて、ゲート線１２１とほとんど並行に伸びた幹線とこれから分かれた複数対の第１及び第２維持電極１３３ａ、１３３ｂを含む。各々の維持電極線１３１は隣接した二つのゲート線１２１の間に位置し、幹線は二つのゲート線１２１のうちの下側に近い。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１上には窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで形成されたゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０上には水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは略称ａ-Ｓｉに使う）または多結晶シリコンなどで形成された複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は主に縦方向に伸びていて、ゲート電極１２４に向かって伸びた複数の突出部１５４を含む。線状半導体１５１は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１付近で幅が広くなりこれらを広い幅で覆っている。

半導体１５１上には複数の線状及び島型抵抗性接触部材１６１、１６５が形成されている。抵抗性接触部材１６１、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で形成されたり、シリサイドで形成できる。線状抵抗性接触部材１６１は複数の突出部１６３を有して、この突出部１６３と島型抵抗性接触部材１６５は対をなして半導体１５１の突出部１５４上に配置されている。

抵抗性接触部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と複数のドレーン電極１７５が形成されている。
データ線１７１はデータ信号を伝達し、主に縦方向に伸びてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、また、維持電極線１３１と交差して隣接した維持電極１３３ａ、１３３ｂ集合の間を走る。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって伸びた複数のソース電極１７３と他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１７９を含む。

ドレーン電極１７５は、データ線１７１と分離されてゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。各ドレーン電極１７５は広い一側端部と棒状である他側の端部を含む。広い端部は維持電極１３７と重なって、棒状端部は曲がったソース電極１７３で一部囲まれている。
一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３及び一つのドレーン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスタのチャンネルはソース電極１７３とドレーン電極１７５の間の突出部１５４に形成される。

抵抗性接触部材１６１、１６５は、その下の半導体１５１とその上のデータ線１７１及びドレーン電極１７５の間にだけ存在してこれらの間の接触抵抗を低くする。
データ線１７１、ドレーン電極１７５及び露出された半導体１５１部分上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は無機絶縁物または有機絶縁物などで形成され、その表面が平坦でもよい。

保護膜１８０にはデータ線１７１の端部１７９とドレーン電極１７５を各々露出する複数の接触孔１８２、１８５が形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を露出する複数の接触孔１８１、第１維持電極１３３ａの固定端付近の維持電極線１３１一部を露出する複数の接触孔１８３ａ、そして第１維持電極１３３ａ自由端の突出部を露出する複数の接触孔１８３ｂが形成されている。

保護膜１８０上には複数の画素電極１９１、複数の連結橋８３及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
画素電極１９１は、接触孔１８５を通してドレーン電極１７５と物理的・電気的に連結されており、ドレーン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧を印加される他の表示板２００の共通電極２７０と共に電場を生成することによって、二つの電極の間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって液晶層を通過する光の偏光が変わる。画素電極１９１と共通電極２７０は、蓄電器（以下、“液晶蓄電器”という）を構成して薄膜トランジスタが遮断された後にも印加された電圧を維持する。

画素電極１９１及びこれと連結されたドレーン電極１７５は、維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１と重なる。画素電極１９１及びこれと電気的に連結されたドレーン電極１７５が維持電極線１３１と重なって形成する蓄電器を維持蓄電器として、維持蓄電器は液晶蓄電器の電圧維持能力を強化する。
接触補助部材８１、８２は、各々接触孔１８１、１８２を通してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と連結される。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補ってこれらを保護する。

連結橋８３はゲート線１２１を横切って、ゲート線１２１を間に置いて反対方向に位置する接触孔１８３ａ、１８３ｂを通して、維持電極線１３１の露出された部分と維持電極１３３ｂの自由端の露出された端部に連結されている。維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１は、連結橋８３と共にゲート線１２１やデータ線１７１または薄膜トランジスタの欠陥の修理に用いられる。

次に、色フィルター表示板２００について図５及び図６を参照して説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁性のサブ基板２１０の下に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０はブラックマトリックスともいい、光漏れを防ぐ。遮光部材２２０は、画素電極１９１と対向して画素電極１９１とほとんど同じ形をする複数の開口部２２５を有し、画素電極１９１の間の光漏れを防止する。しかし、遮光部材２２０は、ゲート線１２１及びデータ線１７１に対応する部分と薄膜トランジスタに対応する部分で構成できる。このような遮光部材２２０は、インクジェットプリンティングシステムを利用した色フィルター表示板の製造工程時、色フィルター用インキを閉じ込める隔壁部材の役割を果たす。

遮光部材２２０の開口部２２５には、インクジェットプリンティングシステムによって形成された複数の色フィルター２３０が位置している。色フィルター２３０は遮光部材２３０に囲まれた領域内に殆んど存在し、画素電極１９１列に沿って縦方向に長く伸びてもよい。各色フィルター２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうちの一つを表示できる。

色フィルター２３０及び遮光部材２２０の下には、蓋膜２５０が形成されている。蓋膜２５０は有機絶縁物で形成できて、色フィルター２３０が露出されることを防止して平坦面を提供する。蓋膜２５０は省略できる。
蓋膜２５０上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０はＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などで形成される。

表示板１００、２００の内側面には、配向膜１１、２１が塗布されていて、これらは水平配向膜または垂直配向膜でもよい。表示板１００、２００の外側面には偏光子１２、２２が備えられているが、二つの偏光子１２、２２の偏光軸は直交し、そのうち一つの偏光軸はゲート線１２１に対して平行であるのが望ましい。反射型液晶表示装置の場合には二つの偏光子１２、２２のうちの一つが省略できる。

図５及び図６に示した色フィルター表示板を製造する方法について詳細に説明する。
まず、透明なガラス等で形成された絶縁サブ基板２１０の下に、クロムなどの金属膜を真空蒸着などの方法で形成して写真エッチングして複数の開口部２２５を有する遮光部材２２０を形成する。また、遮光部材２２０は絶縁サブ基板２１０の下に高分子樹脂溶液を積層してスピンコーティング処理して写真エッチングして形成でき、慣用的な多様な方法で形成できる。

次に、遮光部材２０の開口部２２５内にインクジェットプリンティングシステムを利用して色フィルター２３０を形成する。つまり、ヘッドユニット７００を移動させながらノズル４１０を通して開口部２２５に赤色フィルター、緑色フィルターまたは青色フィルターに該当する液状の顔料ペースト、つまり、インキ５を滴下して開口部２２５を詰め込むことによって、色フィルター２３０を形成する。そして、ヘッドユニット７００に隣接した乾燥ユニット５０を滴下されたインキ上に直ちに位置させて、真空及び熱を利用してインキを乾燥させて色フィルター２３０を完成する。従って、色フィルター２３０のプロファイル及び厚さが均一となる。

次に、色フィルター２３０及び遮光部材２２０の上（薄膜トランジスタ表示板１００に近づく方向）に有機絶縁物に蓋膜２５０を形成する。次に、蓋膜２５０の下にＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などに共通電極２７０を形成する。
一方、本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムを利用して完成した有機発光表示装置について説明する。

まず、本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムを利用して完成した有機発光表示装置の等価回路について図７を参照して詳細に説明する。図７は本発明の実施形態１による有機発光表示装置の等価回路図である。
図７を参照すると、本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムを利用して完成した有機発光表示装置は、複数の信号線１２１、１７１、１７２とこれらに連結されて行列状に配列された複数の画素（ＰＸ）を含む。

信号線は、ゲート信号（または走査信号）を伝達する複数のゲート線１２１、データ信号を伝達する複数のデータ線１７１及び駆動電圧を伝達する複数の駆動電圧線１７２を含む。ゲート線１２１は行方向に伸びて互いに平行し、データ線１７１と駆動電圧線１７２は列方向に伸びて互いに平行する。
各画素（ＰＸ）はスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）、駆動トランジスタ（Ｑｄ）、維持蓄電器（Ｃｓｔ）及び有機発光ダイオード（ＬＤ）を含む。

スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）は、制御端子、入力端子、及び出力端子を有するが、制御端子はゲート線１２１に連結されており、入力端子はデータ線１７１に連結されており、出力端子は駆動トランジスタ（Ｑｄ）に連結されている。スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）は、ゲート線１２１に印加される走査信号に応答してデータ線１７１に印加されるデータ信号を駆動トランジスタ（Ｑｄ）に伝達する。

駆動トランジスタ（Ｑｄ）も、制御端子、入力端子及び出力端子を有するが、制御端子はスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）に連結されており、入力端子は駆動電圧線１７２に連結されており、出力端子は有機発光ダイオード（ＬＤ）に連結されている。駆動トランジスタ（Ｑｄ）は、制御端子と出力端子の間にかかる電圧によってその値が変わる出力電流（ＩＬＤ）を流す。

蓄電器（Ｃｓｔ）は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子と入力端子の間に連結されている。前記蓄電器（Ｃｓｔ）は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子に印加されるデータ信号を充電してスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）が遮断された後にもこれを維持する。
有機発光ダイオード（ＬＤ）は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の出力端子に連結されているアノードと共通電圧（Ｖｓｓ）に連結されているカソードを有する。有機発光ダイオード（ＬＤ）は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の出力電流（ＩＬＤ）によって強さを異ならせて発光することによって映像を表示する。

スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）及び駆動トランジスタ（Ｑｄ）は、ｎ-チャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。しかし、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）と駆動トランジスタ（Ｑｄ）のうちの少なくとも一つは、ｐ-チャンネル電界効果トランジスタでもよい。また、トランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）、蓄電器（Ｃｓｔ）及び有機発光ダイオード（ＬＤ）の連結関係が変わることもありうる。

以下、図７に示した有機発光表示装置用表示板の構造について図８及び図９を参照して詳細に説明する。
図８は、本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムを利用して完成した有機発光表示装置の有機発光表示板の配置図であり、図９は図８の有機発光表示板をＩＸ-ＩＸ線に沿って切断して示した断面図である。

図８及び図９に示したように、透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板１１０上に第１制御電極１２４ａを含む複数のゲート線１２１及び複数の第２制御電極１２４ｂを含む複数のゲート導電体が形成されている。
ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達して主に横方向に伸びている。各ゲート線１２１は、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１２９を含み、第１制御電極１２４ａはゲート線１２１から上に伸びている。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が伸びてゲート駆動回路と直接連結される。

第２制御電極１２４ｂはゲート線１２１と分離されていて、下方向に伸びるが右方に少し方向を変えて上方に長く伸びた維持電極１２７を含む。
ゲート導電体１２１、１２４ｂは、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタン（Ｔｉ）などで形成できる。

ゲート導電体１２１、１２４ｂ上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などで構成されたゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０上には水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは略称ａ-Ｓｉという）または多結晶シリコンなどで構成された複数の第１及び第２島型半導体１５４ａ、１５４ｂが形成されている。第１及び第２半導体１５４ａ、１５４ｂは、各々第１及び第２制御電極１２４ａ、１２４ｂ上に位置する。

第１及び第２半導体１５４ａ、１５４ｂの上には各々複数対の第１抵抗性接触部材１６３ａ、１６５ａと複数対の第２抵抗性接触部材１６３ｂ、１６５ｂが形成されている。抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは、島状であり、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で構成されたシリサイドで形成できる。第１抵抗性接触部材１６３ａ、１６５ａは、対をなして第１半導体１５４ａ上に配置されていて、第２抵抗性接触部材１６３ｂ、１６５ｂも、対をなして第２半導体１５４ｂ上に配置されている。

抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂ及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と複数の駆動電圧線１７２と複数の第１及び第２出力電極１７５ａ、１７５ｂを含む複数のデータ導電体が形成されている。
データ線１７１は、データ信号を伝達して主に縦方向に伸びてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、第１制御電極１２４ａに向かって伸びた複数の第１入力電極１７３ａと他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１７９を含む。

駆動電圧線１７２は、駆動電圧を伝達して主に縦方向に伸びてゲート線１２１と交差する。各駆動電圧線１７２は、第２制御電極１２４ｂに向かって伸びた複数の第２入力電極１７３ｂを含む。駆動電圧線１７２は、維持電極１２７と重なって互いに連結される。
第１及び第２出力電極１７５ａ、１７５ｂは、互いに分離されていてデータ線１７１及び駆動電圧線１７２とも分離されている。第１入力電極１７３ａと第１出力電極１７５ａは、第１制御電極１２４ａを中心に互いに対向し、第２入力電極１７３ｂと第２出力電極１７５ｂは第２制御電極１２４ｂを中心に互いに対向する。

データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂは、モリブデン、クロム、タンタル及びチタンなど耐火性金属またはこれらの合金で形成されるのが望ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することができる。
抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは、その下の半導体１５４ａ、１５４ｂとその上のデータ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂの間にだけ存在して接触抵抗を低くする。半導体１５４ａ、１５４ｂには入力電極１７３ａ、１７３ｂと出力電極１７５ａ、１７５ｂの間をはじめとして、データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂで覆わずに露出される部分がある。

データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂと露出された半導体１５４ａ、１５４ｂ部分の上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などで形成される。また、保護膜１８０は半導体１５４の露出された部分を保護しながらも有機膜の長所を生かすことができるように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造で構成できる。

保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９と第１及び第２出力電極１７５ｂを各々露出する複数の接触孔１８２、１８５ａ、１８５ｂが形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９と第２入力電極１２４ｂを各々露出する複数の接触孔１８１、１８４が形成されている。
保護膜１８０上には複数の画素電極１９１、複数の連結部材８５及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀またはその合金などの反射性金属で形成できる。

画素電極１９１は、接触孔１８５ｂを通して第２出力電極１７５ｂと物理的・電気的に連結されており、連結部材８５は、接触孔１８４、１８５ａを通して第２制御電極１２４ｂ及び第１出力電極１７５ａと連結されている。
接触補助部材８１、８２は、各々接触孔１８１、１８２を通してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と連結される。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補ってこれらを保護する。

保護膜１８０上には隔壁３６１が形成されている。隔壁３６１は画素電極１９１周縁を堤防のように囲んで開口部３６５を定義し、有機絶縁物または無機絶縁物で形成される。隔壁３６１はまた、黒色顔料を含む感光剤で形成できるが、この場合、隔壁３６１は遮光部材の役割を果たし、その形成工程が簡単である。
隔壁３６１が定義する画素電極１９１上の開口部３６５内には本発明の実施形態１であるインクジェットプリンティングシステムによって形成された有機発光部材３７０がある。有機発光部材３７０は赤色、緑色、青色の三原色など基本色のうちのいずれか一つの光を固有に発光する有機物質で形成される。有機発光表示装置は有機発光部材３７０が出す基本色発光の空間的な合計で所望の映像を表示する。

有機発光部材３７０は発光する発光層（図示せず）の他に発光層の発光効率を向上するための付帯層（図示せず）を含む多層構造を有することができる。付帯層には電子と正孔の均衡を取るための電子輸送層（図示せず）及び正孔輸送層（図示せず）と電子と正孔の注入を強化するための電子注入層（図示せず）及び正孔注入層（図示せず）などがある。
有機発光部材３７０上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は共通電圧（Ｖｓｓ）を印加して、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム、銀などを含む反射性金属またはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で形成される。

このような有機発光表示装置において、ゲート線１２１に連結されている第１制御電極１２４ａ、データ線１７１に連結されている第１入力電極１７３ａ及び第１出力電極１７５ａは、第１半導体１５４ａと共にスイッチング薄膜トランジスタ（Ｑｓ）をなし、スイッチング薄膜トランジスタ（Ｑｓ）のチャンネルは第１入力電極１７３ａと第１出力電極１７５ａの間の第１半導体１５４ａに形成される。第１出力電極１７５ａに連結されている第２制御電極１２４ｂ、駆動電圧線１７２に連結されている第２入力電極１７３ｂ及び画素電極１９１に連結されている第２出力電極１７５ｂは、第２半導体１５４ｂと共に駆動薄膜トランジスタ（Ｑｄ）をなし、駆動薄膜トランジスタ（Ｑｄ）のチャンネルは、第２入力電極１７３ｂと第２出力電極１７５ｂの間の第２半導体１５４ｂに形成される。画素電極１９１、有機発光部材３７０及び共通電極２７０は、有機発光ダイオード（ＬＤ）をなし、画素電極１９１がアノード、共通電極２７０がカソードになったり、逆に画素電極１９１がカソード、共通電極２７０がアノードとなる。互いに重なる維持電極１２７と駆動電圧線１７２は維持蓄電器（Ｃｓｔ）を構成する。

このような有機発光表示装置は、基板１１０の上方または下方に光を発光して映像を表示する。不透明な画素電極１９１と透明な共通電極２７０は、基板１１０の上側方向に映像を表示する前面発光方式の有機発光表示装置に適用して、透明な画素電極１９１と不透明な共通電極２７０は、基板１１０の下方向に映像を表示する背面発光方式の有機発光表示装置に適用する。

一方、本発明の実施形態１では非晶質シリコンで構成される半導体１５４ａ、１５４ｂを有する有機発光表示装置用表示板について説明したが、本発明の内容は多結晶シリコンで構成される半導体を有する有機発光表示装置用表示板にも適用できる。
以上で本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者ならばこれから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できる。従って、本発明の権利範囲はこれに限定されることなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。

本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムの斜視図である。 本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムのヘッドユニット、乾燥ユニット及び移送装置の底面図面である。 本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムのインクジェットヘッドを利用してインキをプリンティングする方法を概略的に説明した図である。 本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムの乾燥ユニットを利用して滴下されたインキを乾燥させる状態を示した図である。 本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムで完成した液晶表示装置の配置図である。 図５の液晶表示装置をＶＩ-ＶＩ線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施形態１による有機発光表示装置の等価回路図である。 本発明の実施形態１によるインクジェットプリンティングシステムを利用して完成した有機発光表示装置の有機発光表示板の配置図である。 図８の有機発光表示板をＩＸ-ＩＸ線に沿って切断して示した断面図である。

符号の説明

２ 母基板
５０ 乾燥ユニット
５１ 真空孔
５２ ヒーター
２１０ サブ基板
３００ 移送装置
３１０ Ｙ方向移送部
３２０ Ｘ方向移送部
３３０、３４０ 昇降部
４００ ヘッドユニット
４１０ ノズル
５００ ステージ
７００ ヘッドユニット

Claims (17)

1. 基板が実装されるステージ、
   前記基板上にインキを滴下するヘッドユニット、
   前記基板上に滴下されたインキを乾燥させる乾燥ユニット、そして
   前記ヘッドユニット及び乾燥ユニットを所定位置に移動させる移送装置
   を含み、
   前記乾燥ユニットには真空孔が形成されていることを特徴とするインクジェットプリンティングシステム。
2. 前記乾燥ユニットは、前記ヘッドユニットの進行方向と垂直方向に所定間隔に離隔して設置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティングシステム。
3. 前記乾燥ユニットには、さらにヒーターが設置されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンティングシステム。
4. 前記ヒーターは、前記真空孔の間に設置されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンティングシステム。
5. 前記ヘッドユニットには、複数のノズルが設置されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンティングシステム。
6. 前記基板は、液晶表示装置用基板または有機発光表示装置用基板であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティングシステム。
7. 前記インキは、色フィルター用インキまたは有機発光部材用インキであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンティングシステム。
8. 前記基板には、滴下された前記インキを閉じ込める隔壁部材が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンティングシステム。
9. 前記隔壁部材は、前記液晶表示装置の遮光部材または前記有機発光表示装置の隔壁であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリンティングシステム。
10. 複数のノズルを有するインクジェットヘッドを含むヘッドユニットを基板上に位置させる段階、
    前記ヘッドユニットを移動させて前記インクジェットヘッドのノズルを通して基板上にインキを滴下する段階、そして
    前記滴下されたインキを前記ヘッドユニットに隣接した乾燥ユニットを利用して乾燥させる段階
    を含み、
    前記乾燥ユニットには真空孔が形成されることを特徴とする製造方法。
11. 前記乾燥ユニットは、前記ヘッドユニットの進行方向と垂直方向に所定間隔に離隔して設置されることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
12. 前記乾燥ユニットには、さらにヒーターが設置されることを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
13. 前記ヘッドユニットには、複数のノズルが設置されていることを特徴とする請求項１２に記載のインクジェットヘッドを含む製造方法。
14. 前記基板は、液晶表示装置用基板または有機発光表示装置用基板であることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
15. 前記インキは、色フィルター用インキまたは有機発光部材用インキであることを特徴とする請求項１４に記載の製造方法。
16. 前記インキは、前記基板の隔壁部材に滴下されることを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
17. 前記隔壁部材は、前記液晶表示装置の遮光部材または前記有機発光表示装置の隔壁であることを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。

Images