CN112770912B - 喷墨印刷装置、偶极子对准方法及显示设备制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了喷墨印刷装置、偶极子对准方法以及显示设备制造方法。根据实施方式的显示设备的喷墨印刷装置包括：台；印刷头单元，位于台上方；以及电场产生构件，向台和印刷头单元之间的空间提供电场。

Description

喷墨印刷装置、偶极子对准方法及显示设备制造方法
技术领域
本公开涉及喷墨印刷装置、偶极子对准方法和显示设备制造方法。
背景技术
随着多媒体的发展，显示设备变得越来越重要。因此，正在使用各种类型的显示设备，诸如有机发光显示器和液晶显示器。
显示设备是用于显示图像的设备，并且包括诸如有机发光显示面板或液晶显示面板的显示面板。作为发光显示面板，显示面板可以包括发光元件，并且发光元件的示例包括发光二极管(LED)，诸如使用有机材料作为荧光材料的有机发光二极管(OLED)和使用无机材料作为荧光材料的无机LED。
OLED使用有机材料作为发光元件的荧光材料。因此，制造工艺简单，并且显示元件可以具有柔性性质。然而，已知有机材料容易受到高温驱动环境的影响并且具有相对低的蓝光效率。
另一方面，使用无机半导体作为荧光材料的无机LED即使在高温环境中也是耐用的，并且具有比OLED更高的蓝光效率。此外，针对被指出为常规无机LED的限制的制造工艺，正在开发使用介电泳方法的对准方法。然而，即使使用介电泳方法，也不容易对准具有随机定向方向的所有无机LED，并且可能出现由于未对准而引起的缺陷。
发明内容
技术问题
本公开的方面提供了一种可以容易地对准偶极子的定向方向的喷墨印刷装置。
本公开的方面还提供了一种具有改善的对准精度的偶极子对准方法。
本公开的方面还提供了一种具有改善的发光元件的对准精度的显示设备制造方法。
然而，本公开的方面不限于本文中所阐述的方面。通过参考以下给出的本公开的详细描述，本公开的以上和其他方面对于本公开所属领域的普通技术人员将变得更加显而易见。
技术方案
根据本公开的示例性实施方式，喷墨印刷装置包括：台；印刷头单元，位于台上方；以及电场产生构件，向台和印刷头单元之间的空间提供电场。
印刷头单元可以包括印刷头和喷嘴，喷嘴连接到印刷头并喷射包含偶极子的油墨。
电场产生构件可以包括天线单元，天线单元包括天线图案。
天线单元可以设置在台和印刷头单元之间。
天线单元可以在台和印刷头单元之间的空间中产生竖直电场。
喷墨印刷装置还可以包括设置在天线单元上的衬底安装构件，其中，天线单元可以设置在台上且被围绕在台与衬底安装构件之间。
天线单元可以设置在台的一侧上。
天线单元可以在台和印刷头单元之间的空间中产生水平电场。
偶极子可以包括发光元件。
喷墨印刷装置还可以包括探针单元和驱动探针单元的探针驱动器。
根据本公开的示例性实施方式，偶极子对准方法包括：在目标衬底上方产生电场的状态下，将含有偶极子的油墨通过产生有电场的区域喷射到目标衬底之上；以及使偶极子降落在目标衬底上。
电场可以由包括天线图案的天线单元提供。
喷射油墨可以包括通过电场对准偶极子的定向方向。
目标衬底可以包括第一电极和第二电极，并且在使偶极子降落时，使偶极子可以降落在第一电极和第二电极上。
使偶极子降落可以包括向第一电极和第二电极施加交流电力。
可以使用喷墨印刷装置执行将油墨喷射到目标衬底之上。
喷墨印刷装置可以包括：台；印刷头单元，位于台上方；以及电场产生构件，向台和印刷头单元之间的空间提供电场。
根据本公开的示例性实施方式，显示设备制造方法包括：准备其上形成有第一电极和第二电极的基础层；在基础层上方产生电场的状态下，将包含发光元件的油墨通过产生有电场的区域喷射到基础层之上；以及使发光元件降落在第一电极和第二电极之间。
基础层可以包括多个像素，第一电极和第二电极设置在像素中的每一个中，并且发光元件可以降落在像素中的每一个中的第一电极和第二电极之间。
喷射油墨还可以包括通过电场对准发光元件的定向方向。
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的以上和其他特征和优点将变得更加显而易见。
有益效果
根据实施方式，可以在容易对准偶极子的定向方向的同时改善对准精度。此外，由于改善了发光元件的对准精度，所以可以减少显示设备的显示缺陷。
然而，实施方式的效果不限于本文中所阐述的效果。通过参考以下给出的本公开的详细描述，实施方式的以上和其他效果对于实施方式所属领域的日常技术人员将变得更加显而易见。
附图说明
图1是根据实施方式的喷墨印刷装置的立体图；
图2是根据实施方式的喷墨印刷装置的局部剖视图；
图3是根据实施方式的喷墨印刷装置的局部平面图；
图4a和图4b是示出根据实施方式的根据喷墨印刷装置中的天线单元的操作的油墨中的偶极子的定向方向的局部剖视图；
图5是根据另一实施方式的喷墨印刷装置的局部平面图；
图6是示出根据图5的喷墨印刷装置中的天线单元的操作的油墨中的偶极子的定向方向的局部剖视图；
图7a至图7e是根据各种实施方式的喷墨印刷装置的局部平面图；
图8是根据另一实施方式的喷墨印刷装置的局部平面图；
图9是示出根据图8的喷墨印刷装置中的天线单元的操作的油墨中的偶极子的定向方向的部分剖视图；
图10是示出根据实施方式的偶极子对准方法的流程图；
图11至图14是分别示出根据实施方式的偶极子对准方法中的操作的剖视图；
图15是使用根据实施方式的方法制造的显示设备的平面图；
图16是沿图15的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图；
图17是根据实施方式的发光元件的示意图；以及
图18和图19是分别示出根据实施方式的显示设备制造方法中的操作的剖视图。
具体实施方式
现在，将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施方式。然而，本发明可以以不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文中所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开将是透彻和完整的，并将向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。
还应当理解，当层被称为在另一层或衬底“上”时，它可以直接在另一层或衬底上，或者也可以存在居间层。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。
应当理解，尽管可以在本文中使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
在下文中，将参考附图描述具体实施方式。
图1是根据实施方式的喷墨印刷装置的立体图。图2是根据实施方式的喷墨印刷装置的局部剖视图。图3是根据实施方式的喷墨印刷装置的局部平面图。在附图中，限定了第一方向D1、第二方向D2和第三方向D3。第一方向D1和第二方向D2位于一个平面中并且彼此正交，并且第三方向D3垂直于第一方向D1和第二方向D2中的每一个。
参照图1至图3，根据实施方式的喷墨印刷装置1000包括台710和印刷头单元800，印刷头单元800在第三方向D3上位于台710上方。喷墨印刷装置1000还可包括基架610、电场产生构件、衬底安装构件730和头支承件620。
台710提供了其中设置有目标衬底SUB的空间。台710可设置在基架610上。
电场产生构件设置在台710上。电场产生构件设置在目标衬底SUB的后表面上，并在其上方(第三方向D3)产生电场，即，在执行印刷工艺的空间中产生电场。在附图中，天线单元720被示为电场产生构件的示例。然而，电场产生构件不限于天线单元720，并且可应用能够产生电场的多个电极或各种其他构件。
天线单元720可以包括基础衬底721、设置在基础衬底721上的天线图案722以及设置在天线图案722上的覆盖层723。
基础衬底721可以是印刷电路板或柔性电路板，或者可以是诸如聚酰亚胺的绝缘衬底。
天线图案722产生电场。具体地，当电流响应于提供给天线图案722的电力而流动时，可以产生电磁波，从而产生具有水平等势面的竖直电场。所产生的电场可以控制包括在油墨30中的偶极子31(参见图4a)的定向方向。这将在后面详细描述。
如图3中所示，当天线图案722的形状在平面图中大致均匀地铺开时，天线图案722的平面形状在产生均匀电场方面是有利的。天线图案722可以具有允许其覆盖整个目标衬底SUB以便在整个目标衬底SUB之上产生电场的尺寸和形状。在矩形目标衬底SUB中，拐角可以具有与其他区域不同的特性。为了对此进行补偿，天线图案722的形状可以设计成使得目标衬底SUB的拐角处的电场等于或大于其他区域中的电场。例如，天线图案722可以形成为与目标衬底SUB的拐角对应的形状，或者可以增加拐角处的天线图案722的密度，从而不减小这些区域中的电场的强度。
天线图案722的平面形状可以是但不限于闭环形状、多个闭环形状、开环形状、矩形形状、多边形形状、圆形形状、围绕中心缠绕的螺旋形状、线圈形状、或它们的组合。
天线图案722可以由诸如银(Ag)或铜(Cu)的导电材料制成。
覆盖层723覆盖天线图案722。覆盖层723可以包括诸如氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层的无机绝缘层，或者可以包括有机绝缘材料。基础衬底721和覆盖层723中的至少一个还可以包括磁性物质，但是本公开不限于此。
衬底安装构件730可以设置在天线单元720上。衬底安装构件730可以覆盖电场产生构件。对于印刷工艺，目标衬底SUB可以安装在衬底安装构件730上。衬底对准器740可安装在衬底安装构件730上以对准目标衬底SUB。衬底安装构件730可由石英或陶瓷材料制成并且设置成静电卡盘的形式，但本公开不限于此。
衬底安装构件730的边缘部分可接触台710，且因此，电场产生构件可由衬底安装构件730和台710围绕。在一些实施方式中，衬底安装构件730可与台710一体制造。当提供其中安装目标衬底SUB的空间的单元被限定为台单元700时，除了台710之外，台单元700还可以包括天线单元720和/或衬底安装构件730。在这种情况下，天线单元720可以被理解为内置在台单元700中。
台单元700的整个平面形状可以遵循目标衬底SUB的平面形状。例如，当目标衬底SUB是矩形时，台单元700的整体形状可以是矩形形状。当目标衬底SUB是圆形时，台单元700的整体形状可以是圆形形状。在附图中，台单元700被示出为具有矩形形状，其长边设置在第一方向D1上，并且短边设置在第二方向D2上。
印刷头单元800用于在目标衬底SUB上印刷油墨30。喷墨印刷装置1000还可以包括诸如墨盒的油墨提供部分，并且可以通过印刷头单元800将从油墨提供部分提供的油墨30朝向目标衬底SUB喷射(喷出)。油墨30可以以溶液状态提供。油墨30可以包括例如溶剂32(见图4a)和包括在溶剂32中的多个偶极子31(见图4a)。溶剂32可以是丙酮、水、酒精、甲苯等。溶剂32可以是在室温下或通过加热蒸发或挥发的材料。偶极子31可以分散在溶剂32中。偶极子31可以是在除去溶剂32之后最终留在目标衬底SUB上的固体材料。
偶极子31中的每个可以是包括具有第一极性的一端和具有与第一极性不同的第二极性的另一端的对象。例如，每个偶极子31的一端可以具有正极性，并且每个偶极子31的另一端可以具有负极性。当偶极子31放置在由天线单元720产生的电场中时，其两端具有不同极性的每个偶极子31可以受到电力(吸引力和排斥力)。因此，可以控制偶极子31的定向方向。
偶极子31中的每个可以在一个方向上延伸。偶极子31的形状可以类似纳米杆、纳米线、纳米管等。作为包括在根据实施方式的油墨30中的偶极子31，可以应用半导体纳米杆，半导体纳米杆中的每个具有掺杂有第一导电类型(例如，p型)的杂质的一端和掺杂有第二导电类型(例如，n型)的杂质的另一端。
印刷头单元800设置在衬底安装构件730上方。印刷头单元800可以安装在头支承件620上并且与衬底安装构件730间隔开预定距离。头支承件620可包括在水平方向上延伸的水平支承部分621和连接到水平支承部分621并在作为竖直方向的第三方向D3上延伸的竖直支承部分622。水平支承部分621延伸的方向可以与作为台单元700的长边方向的第一方向D1相同。竖直支承部分622的一端可以放置在基架610上。印刷头单元800可以安装在头支承件620的水平支承部分621上。
印刷头单元800和衬底安装构件730之间的距离可以通过头支承件620的高度来调节。印刷头单元800和衬底安装构件730之间的距离可以在允许印刷头单元800与目标衬底SUB间隔开一定距离的范围内调整，以便确保在目标衬底SUB安装在衬底安装构件730上时的处理空间。
印刷头单元800可以包括印刷头810和位于印刷头810的底表面上的多个喷嘴820。印刷头810可以沿着一方向延伸。印刷头810延伸的方向可以与头支承件620的水平支承部分621延伸的方向相同。也就是说，印刷头810延伸的方向可以是作为台单元700的长边方向的第一方向D1。印刷头810可以包括沿着其延伸方向形成的内管811。喷嘴820可以沿着印刷头810的延伸方向布置。喷嘴820可以布置在一行或多行中。在实施方式中，一个印刷头单元800中所包括的喷嘴820的数量可以是但不限于128至1800。
每个喷嘴820可以连接到印刷头810的内管811。油墨30可以被供应到印刷头810的内管811，并且所供应的油墨30可以沿着内管811流动，并且然后通过每个喷嘴820喷射。通过喷嘴820喷射的油墨30可以被供应到目标衬底SUB的上表面。通过喷嘴820喷射的油墨30的量可以根据施加到各个喷嘴820的电压来调节。在实施方式中，每个喷嘴820的单个喷射量可以是但不限于1至50皮升(pl)。
尽管在附图中示出了一个印刷头单元800，但是本公开不限于此。例如，在向目标衬底SUB提供多种油墨30的工艺的情况下，可以设置与油墨30的类型的数量相同数量的印刷头单元800。
喷墨印刷装置1000还可以包括移动印刷头单元800和/或台单元700的移动部分。
移动印刷头单元800的印刷头移动部分可以包括第一水平移动部分631、第二水平移动部分633和竖直移动部分632。第一水平移动部分631可以在第一方向D1上在水平支承部分621上移动印刷头单元800，并且第二水平移动部分633可以在第二方向D2上移动竖直支承部分622，以在第二方向D2上移动安装在头支承件620上的印刷头单元800。通过第一水平移动部分631和第二水平移动部分633的水平移动，即使印刷头单元800的面积小于目标衬底SUB的面积，油墨30也可被喷射到目标衬底SUB的整个区域。第一水平移动部分631可以安装在水平支承部分621上，并且第二水平移动部分633可以安装在基架610上。水平支承部分621上的竖直移动部分632可以通过在竖直方向上升高和降低印刷头单元800的位置来调整印刷头单元800和目标衬底SUB之间的距离。
移动台单元700的台移动部分635可在第二方向D2上移动台单元700。台移动部分635可安装在基架610上。当存在台移动部分635时，可以省略印刷头移动部分的第二水平移动部分633。也就是说，印刷头单元800可以在第一方向D1上往复运动，并且台单元700可以在第二方向D2上移动，以在目标衬底SUB的整个区域上执行印刷工艺。
喷墨印刷装置1000还可以包括探针设备910和920。探针设备910和920可以包括探针单元911和921以及探针驱动器912和922。探针驱动器912和922可以移动探针单元911和921，并且包括驱动缸或驱动马达，但是本公开不限于此。
探针单元911和921以及探针驱动器912和922可以设置在台单元700(或目标衬底SUB)的至少一侧上。例如，一个探针单元和驱动探针单元的探针驱动器可以设置成与台单元700的一侧的外侧相邻。然而，本公开不限于此，并且还可以设置多个探针单元和多个探针驱动器。在附图中，设置了两个探针单元911和921以及两个探针驱动器912和922。
如附图中所示，探针设备910和920可以包括设置成与台单元700的第一短边的外侧相邻的第一探针单元911和第一探针驱动器912以及设置成与台单元700的第二短边的外侧相邻的第二探针单元921和第二探针驱动器922。
第一探针单元911和第二探针单元921中的每一个可以在第二方向D2上延伸并且包括多个探针。第一探针单元911和第二探针单元921在延伸方向上的长度可以覆盖整个目标衬底SUB。第一探针单元911和第二探针单元921中的每个探针可以接触目标衬底SUB的电极焊盘并提供预定电压，例如，交流(AC)电压。可以同时执行或顺序执行通过第一探针单元911和第二探针单元921的电压施加。第一探针驱动器912和第二探针驱动器922可以设置在第一探针单元911和第二探针单元921的外侧，并且可以在作为水平方向的第一方向D1和作为竖直方向的第三方向D3上移动第一探针单元911和第二探针单元921。在实施方式中，第一探针单元911和第二探针单元921中的每一个可以设置在台移动部分635上。然而，本公开不限于此，并且第一探针单元911和第二探针单元921中的每一个也可以设置在基架610上或设置为单独的设备。
图4a和图4b是示出根据实施方式的根据喷墨印刷装置中的天线单元的操作的油墨中的偶极子的定向方向的部分剖视图。为了便于描述，在图4a和图4b中未示出除天线图案722之外的台单元700的详细截面结构。
当没有外力作用时，油墨30内的偶极子31具有随机的定向方向。如图4a中所示，当由于电力未施加到天线单元720的天线图案722而不产生电场时，偶极子31的定向方向未在从印刷头810到目标衬底SUB的特定方向上对准。当偶极子31通过降落偶极子31的后续工艺(例如，通过介电泳方法)而降落在目标衬底SUB上时，定向方向可以在某种程度上在某个方向上对准。然而，当在偶极子31被喷射到目标衬底SUB之上的状态下定向方向是随机的时，可能发生未对准，或者可能花费很长的时间来对准，这是因为每个偶极子31的定向方向改变的程度不同。
如图4b中所示，当在目标衬底SUB上方产生电场时，因为电力施加到天线单元720的天线图案722，所以油墨30可受到从印刷头810的喷嘴820到目标衬底SUB的电场的影响。当油墨30中的偶极子31放置在电场内时，它们的定向方向通过电力而指向电场的方向。当由天线图案722产生的电场是如附图中所示的具有水平等势线IEL的竖直电场时，放置在电场中的偶极子31也可能趋向于在竖直方向上大致定向。当对在特定方向上对准的偶极子31执行降落工艺时，偶极子31的定向方向改变的程度与具有随机定向方向的偶极子31相比而言变得更小。因此，可以以改善的精度快速地对准偶极子31。
在降落工艺之前喷射到衬底之上的油墨30中的偶极子31的定向对准程度可以与暴露于电场的时间和电场的大小大致成比例。可以使用以下等式来计算偶极子31暴露于电场的有效时间。
有效时间＝Hdistance/Vdrop,jet
在以上等式中，Hdistance表示印刷头810和目标衬底SUB之间的距离，并且Vdrop,jet表示墨滴的喷射速度。
印刷头810和目标衬底SUB之间的距离可以是0.3至1mm，并且墨滴的喷射速度可以是5至10m/s。在这种情况下，偶极子31暴露于电场的有效时间可以是60至200μs。当如上所述确定偶极子31暴露于电场的有效时间时，可以基于有效时间通过调节电场的大小来确保偶极子31的期望程度的定向对准，电场的大小是关于定向对准的另一变量。
图5是根据另一实施方式的喷墨印刷装置的局部平面图。在图5中，示出了台和天线单元的平面布置，并且为了便于描述，没有示出其他构件。图6是示出根据图5的喷墨印刷装置中的天线单元的操作的油墨中的偶极子的定向方向的部分剖视图。
参照图5和图6，根据当前实施方式的喷墨印刷装置与图1至图3的实施方式的不同之处在于天线单元750设置在目标衬底SUB的一侧上(或设置在台单元701或印刷头810的一侧上)。
天线单元750可以例如设置在台单元701的短边的外侧。天线单元750可以设置成覆盖至少目标衬底SUB的整个短边。在实施方式中，天线单元750的形状可以如同在第二方向D2上延伸的杆。
当天线单元750接收电力时，它可以产生电磁波，从而朝向目标衬底SUB产生横向方向上的电场。也就是说，可以在印刷头810和目标衬底SUB之间产生具有竖直等势线IEL的水平电场。因此，当油墨30从印刷头810喷射时，包括在油墨30中的偶极子31可受到电场的影响，并且因此它们的定向方向可以大致指向水平方向。当对在特定方向上对准的偶极子31执行降落工艺时，如上所述，改善了降落的偶极子31的对准精度。此外，当降落工艺旨在在水平方向上定向偶极子31时，由于偶极子31在降落工艺之前在大致相似的定向方向上对准，因此可以进一步改善对准精度和速度。
产生水平电场的天线单元750的数量和布置不限于图5中所示的数量和布置，而是可以不同地改变。这将参考图7a至图7e详细描述。
图7a至图7e是根据各种实施方式的喷墨印刷装置的部分平面图。
图7a示出了天线单元750设置在台单元701的长边外侧的情况。图7b示出了两个天线单元750分别设置在台单元701的长边和短边外侧的情况。图7c示出了两个天线单元750设置在台单元701的面对的边(附图中的短边)外侧的情况。图7d示出了三个天线单元750设置在台单元701的三个边外侧的情况，并且图7e示出了四个天线单元750分别设置在台单元701的四个边外侧的情况。随着产生水平电场的天线单元750的数量增加，可以减小区域之间的电场差。特定区域中的电场可以表示为由多个天线单元750分别产生的电场的矢量和。
图8是根据另一实施方式的喷墨印刷装置的局部平面图。图9是示出根据图8的喷墨印刷装置中的天线单元的操作的油墨中的偶极子的定向方向的局部剖视图。
参照图8和图9，根据当前实施方式的喷墨印刷装置与前述实施方式的不同之处在于，其包括产生竖直电场的第一天线单元720(参见图2，图8和图9中示出了天线图案722)和产生水平电场的第二天线单元750。也就是说，当前实施方式与通过将如图5中所示的产生水平电场的天线单元750添加到根据图1至图3的实施方式的喷墨印刷装置1000而获得的结构基本上相同。
在当前实施方式中，第一天线单元720的竖直电场和第二天线单元750的水平电场两者作用在印刷头810和目标衬底SUB之间的空间中，以根据竖直电场和水平电场的矢量和形成电场。因此，喷射到目标衬底SUB之上的油墨30中的偶极子31的定向方向可以大致在竖直方向和水平方向之间的倾斜方向上对准。如上所述，当对在特定方向上对准的偶极子31执行降落工艺时，偶极子31的定向方向改变的程度与具有随机定向方向的偶极子31相比而言变得更小。因此，可以以改善的精度快速对准偶极子31。
在上述实施方式中，已经将喷墨印刷装置描述为施加装置的示例。然而，只要共享技术精神，可适用用于施加液体溶液的各种装置，诸如喷墨注射装置、狭缝模(slot-die)涂布装置和狭缝模印刷装置。
现在将描述使用根据上述各种实施方式的喷墨印刷装置的偶极子对准方法。
图10是示出根据实施方式的偶极子对准方法的流程图。图11至图14是分别示出根据实施方式的偶极子对准方法中的操作的剖视图。
参照图1至图4b以及图10，偶极子对准方法可以包括设置喷墨印刷装置(操作S1)、在已经施加电场的状态下将包含偶极子的油墨喷射到目标衬底之上(操作S2)以及使偶极子降落到目标衬底上(操作S3)。
设置喷墨印刷装置(操作S1)是根据目标工艺调整喷墨印刷装置1000的操作。为了精确调整，可以在用于检查的衬底上执行喷墨印刷测试工艺，并且可以根据该工艺的结果来调整喷墨印刷装置1000的设置值。
具体地，首先准备用于检查的衬底。用于检查的衬底可以具有与目标衬底SUB相同的结构，但是也可以使用诸如玻璃衬底的裸衬底。
接下来，用防水剂处理用于检查的衬底的上表面。可以通过氟涂覆或等离子体表面处理来执行防水处理。
接下来，使用喷墨印刷装置1000将包含偶极子31的油墨30施加到用于检查的衬底的上表面，并测量每个喷嘴820的液滴量。可以通过使用相机检查喷射时液滴的尺寸和施加到衬底的液滴的尺寸来测量每个喷嘴820的液滴量。当测量液滴量不同于参考液滴量时，可以调节每个相应喷嘴820的电压，从而可以喷射参考液滴量。该检查方法可以重复多次，直到每个喷嘴820喷射正确的液滴量。
可以省略上述喷墨印刷装置的设置(S1)。
当完成喷墨印刷装置1000的设置时，如图11中所示，将包含偶极子31的油墨30喷射到目标衬底SUB之上(操作S2)。在目标衬底SUB上形成第一电极21和第二电极22，并且将油墨30喷射到第一电极21和第二电极22之上。这里，当使用如上所述的天线单元720产生竖直电场时，随着油墨30穿过产生电场的区域，偶极子31的定向方向可以大致在竖直方向上对准。尽管油墨30喷射到附图中的一对电极之上，但是可以在目标衬底SUB上形成大量的电极对，并且可以在印刷头单元800的多个喷嘴820移动时以相同的方式将油墨30喷射到每个电极对。
接下来，执行偶极子31在目标衬底SUB上的降落。可以通过介电泳方法执行偶极子31的降落。具体地，如图12中所示，向第一电极21和第二电极22施加AC电压。所施加的AC电压可以具有±(10至50)V的电压和10KHz至1MHz的频率。
可以使用图1中所示的探针设备910和920施加AC电压。探针设备910和920还可以包括信号发生器(function generator)和用于产生适当AC电压的放大器。也就是说，反映期望的AC波形和频率的信号可以由信号发生器产生并由放大器放大到适当的电压。然后，可以向探针单元的每个探针提供AC电压。
第一电极21和第二电极22中的每一个可以连接到设置在目标衬底SUB的至少一侧上的电极焊盘，并且AC电压可以通过探针设备910和920的探针单元施加到电极焊盘。如图3中所示，当探针设备910和920包括第一探针单元911和第二探针单元921时，第一电极21和第二电极22的电极焊盘也可以设置在目标衬底SUB的两侧上。一侧上的电极焊盘可以从第一探针单元911接收AC电压，并且另一侧上的电极焊盘可以从第二探针单元921接收AC电压。在这种情况下，第一探针单元911和第二探针单元921可以同时施加AC电压，或者第一探针单元911和第二探针单元921可以顺序地施加AC电压。
当AC电压施加到第一电极21和第二电极22时，在它们之间产生电场LEF，并且由于电场LEF而作用介电泳力。受到介电泳力的偶极子31可以降落，使得其两端接触第一电极21和第二电极22(如图13中所示)，同时它们的定向方向和位置变化很小。如上所述，当介电泳力作用时，由于偶极子31的定向方向已经大致在特定方向上对准，所以偶极子31的由于介电泳力的移动也可是大致类似的。因此，可以增加降落的偶极子31的对准精度。
接下来，如图14中所示，可以通过挥发或蒸发去除油墨30的溶剂32。去除溶剂32可以防止偶极子31与每个电极之间的流动并增加它们之间的粘附性。因此，可以在第一电极21和第二电极22之间精确地对准偶极子31。
上述喷墨印刷装置1000和偶极子对准方法可用于制造包括作为一种偶极子31的发光元件的显示设备。现在将对此进行详细描述。
图15是使用根据实施方式的方法制造的显示设备的平面图。
参照图15，显示设备10可以包括多个像素PX(PX1至PX3)。像素PX可以将特定波长带中的光发射到显示设备10的外部。像素PX可以在矩阵方向上布置。在图15中，作为示例示出了发射不同颜色的三个像素PX1至PX3。第一像素PX1可以显示红色，第二像素PX2可以显示绿色，并且第三像素PX3可以显示蓝色。像素PX可以沿着行和列交替布置。
每个像素PX包括一个或多个发光元件300。显示不同颜色的像素PX可以包括发射不同颜色的发光元件300。例如，第一像素PX1可以包括发射红光的发光元件300，第二像素PX2可以包括发射绿光的发光元件300，并且第三像素PX3可以包括发射蓝光的发光元件300。然而，本公开不限于此。在一些情况下，显示不同颜色的像素PX可以包括发射相同颜色的光(例如，蓝光)的发光元件300，并且可以在发射路径上放置波长转换层或滤色器以实现每个像素PX的颜色。
每个发光元件300可以包括具有掺杂有p型(或n型)的一端和掺杂有相反导电类型的n型(或p型)的另一端的半导体。也就是说，发光元件300可以是一种偶极子。
显示设备10包括多个电极210和220。电极210和220中的每一个的至少一部分可以设置在每个像素PX中并连接到发光元件300，并且可以传输电信号，使得发光元件300发射特定颜色的光。
此外，电极210和220中的每一个的至少一部分可用于在像素PX中形成电场，以对准发光元件300。如上所述，可以使用介电泳方法来对准作为一种偶极子的发光元件300。这里，可以向电极210和220中的每一个施加AC电力，以在第一电极210和第二电极220之间产生电场。
电极210和220可以包括第一电极210和第二电极220。在示例性实施方式中，第一电极210可以是设置在每个像素PX中的单独的像素电极，并且第二电极220可以是沿着多个像素PX公共连接的公共电极。第一电极210和第二电极220中的任何一个可以是每个发光元件300的阳极，并且另一个可以是每个发光元件300的阴极。然而，本公开不限于此，并且第一电极210和第二电极220中的任何一个可以是每个发光元件300的阴极，且另一个可以是每个发光元件300的阳极。
第一电极210和第二电极220中的每一个可以包括在第一方向D1上延伸的电极杆210S或220S以及在与第一方向D1相交的第二方向D2上从电极杆210S或220S延伸和分支的至少一个电极分支210B或220B。
具体地，第一电极210可以包括在第一方向D1上延伸的第一电极杆210S和从第一电极杆210S分支并在第二方向D2上延伸的至少一个第一电极分支210B。尽管在附图中未示出，但是第一电极杆210S的一端可以连接到电极焊盘，并且另一端可以在第一方向D1上延伸，但是可以在像素PX之间电隔离。电极焊盘可接触上述探针设备的探针，并且因此接收AC电力。
任何一个像素PX的第一电极杆210S可以位于与属于同一行的(例如，在第一方向D1上相邻的)邻近像素PX的第一电极杆210S基本上相同的直线上。换句话说，一个像素PX的第一电极杆210S的两端可以在像素PX之间以距像素PX一定距离终止，但是邻近像素PX的第一电极杆210S可以在该一个像素PX的第一电极杆210S的延长线上对准。
第一电极杆210S的这种布置可以通过在制造过程中形成一个杆电极，并且然后在执行发光元件300的对准过程之后使用激光等切割杆电极来实现。因此，分别设置在像素PX中的第一电极杆210S可以向它们各自的第一电极分支210B传输不同的电信号，并且可以单独驱动分别设置在像素PX中的第一电极分支210B。
第一电极分支210B可以从第一电极杆210S的至少一部分分支，并且在第二方向D2上延伸以终止在与面对第一电极杆210S的第二电极杆220S间隔开的位置处。也就是说，第一电极分支210B可以设置在每个像素PX中，使得一端连接到第一电极杆210S，并且另一端与第二电极杆220S间隔开。由于第一电极分支210B连接到在每个像素PX中电隔离的第一电极杆210S，所以不同的电信号可以传输到每个像素PX。
此外，在每个像素PX中可以设置有一个或多个第一电极分支210B。尽管在图15中设置有两个第一电极分支210B，并且在它们之间设置有第二电极分支220B，但是本公开不限于此，并且可以设置更多数量的第一电极分支210B。在这种情况下，第一电极分支210B可以与多个第二电极分支220B交替地设置，同时与第二电极分支220B间隔开，并且发光元件300可以设置在第一电极分支210B与第二电极分支220B之间。在一些实施方式中，第二电极分支220B可以设置在第一电极分支210B之间，使得每个像素PX具有相对于第二电极分支220B对称的结构。然而，本公开不限于此。
第二电极220可包括第二电极杆220S和至少一个第二电极分支220B，第二电极杆220S在第一方向D1上延伸并且与第一电极杆210S间隔开以面对第一电极杆210S，至少一个第二电极分支220B从第二电极杆220S分支，在第二方向D2上延伸并且与第一电极分支210B间隔开以面对第一电极分支210B。与第一电极杆210S一样，第二电极杆220S可以具有连接到电极焊盘的端部。第二电极杆220S的另一端可以延伸到在第一方向D1上相邻的多个像素PX。也就是说，第二电极杆220S可以电连接在像素PX之间。因此，任何一个像素PX的第二电极杆220S的两端可以连接到像素PX之间的邻近像素PX的第二电极杆220S的相应端。因此，相同的电信号可以传输到每个像素PX。
第二电极分支220B可以从第二电极杆220S的至少一部分分支，并且在第二方向D2上延伸以终止在与第一电极杆210S间隔开的位置处。也就是说，第二电极分支220B可以设置在每个像素PX中，使得一端连接到第二电极杆220S，并且另一端与第一电极杆210S间隔开。由于第二电极分支220B连接至与每个像素PX电连接的第二电极杆220S，所以相同的电信号可以传输到每个像素PX。
此外，第二电极分支220B可以与第一电极分支210B间隔开，以面对第一电极分支210B。这里，由于第一电极杆210S和第二电极杆220S相对于每个像素PX的中心在相反的方向上彼此面对地间隔开，所以第一电极分支210B和第二电极分支220B可以在相反的方向上延伸。换句话说，第一电极分支210B可以在第二方向D2的一个方向上延伸，并且第二电极分支220B可以在第二方向D2的另一个方向上延伸。因此，分支的各端可以相对于每个像素PX的中心设置在相反的方向上。然而，本公开不限于此，并且第一电极杆210S和第二电极杆220S也可以相对于每个像素PX的中心设置在相同的方向上并且彼此间隔开。在这种情况下，分别从第一电极杆210S和第二电极杆220S分支的第一电极分支210B和第二电极分支220B可以在相同的方向上延伸。
尽管在图15中在每个像素PX中设置有一个第二电极分支220B，但是本公开不限于此，并且可以设置更多数量的第二电极分支220B。
发光元件300可以在第一电极分支210B和第二电极分支220B之间对准。具体地，发光元件300中的至少一些可以具有电连接至第一电极分支210B的一端和电连接至第二电极分支220B的另一端。发光元件300通过上述偶极子对准方法对准，并且可以具有优异的对准精度。
发光元件300可以在第二方向D2上彼此间隔开，并且彼此基本上平行地对准。发光元件300之间的间隙不受特别限制。在一些情况下，多个发光元件300可以彼此相邻地设置以形成一组，并且其他发光元件300可以形成一组，同时彼此间隔开预定距离。替代地，发光元件300可以具有不均匀的密度，但是可以在一个方向上定向和对准。
接触电极260可以分别设置在第一电极分支210B和第二电极分支220B上。接触电极260可以在第二方向D2上延伸并且可以在第一方向D1上彼此间隔开。接触电极260可以包括设置在第一电极分支210B上并接触发光元件300的一端的第一接触电极261以及设置在第二电极分支220B上并接触发光元件300的另一端的第二接触电极262。
第一电极杆210S和第二电极杆220S可以通过第一接触孔CNTD和第二接触孔CNTS电连接到将参考图16描述的薄膜晶体管120或电力布线161。尽管在图15中在每个像素PX中设置有第一电极杆210S和第二电极杆220S上的接触孔，但是本公开不限于此。如上所述，由于第二电极杆220S可以延伸到相邻像素PX并且电连接到相邻像素PX，因此在一些实施方式中，第二电极杆220S可以通过一个接触孔电连接到电力布线161。
图16是沿图15的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图。
参照图15和图16，显示设备10可以包括衬底110、设置在衬底110上的一个或多个薄膜晶体管120和140以及设置在薄膜晶体管120和140上方的电极210和220以及发光元件300。薄膜晶体管可以包括作为传输驱动信号的驱动晶体管的第一薄膜晶体管120。薄膜晶体管还可以包括第二薄膜晶体管140。第二薄膜晶体管140可以是但不限于传输数据信号的开关晶体管。薄膜晶体管120和140中的每一个可以包括有源层、栅电极、源电极和漏电极。第一电极210可以电连接到第一薄膜晶体管120的漏电极。
更具体地，针对显示设备10的截面结构，衬底110可以是绝缘衬底。衬底110可以由诸如玻璃、石英或聚合物树脂的绝缘材料制成。聚合物材料的示例可以包括聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PA)、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基化物、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纤维素(CAT)、乙酸丙酸纤维素(CAP)以及它们的组合。衬底110可以是刚性衬底，或者可以是可弯曲、折叠、卷起等的柔性衬底。
缓冲层115可以设置在衬底110上。缓冲层115可以防止杂质离子的扩散，防止湿气或外部空气的渗透，并执行表面平坦化功能。缓冲层115可包括氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
半导体层设置在缓冲层115上。半导体层可以包括第一薄膜晶体管120的第一有源层126、第二薄膜晶体管140的第二有源层146和辅助层163。半导体层可以包括多晶硅、单晶硅或氧化物半导体。
第一栅极绝缘层170设置在半导体层上。第一栅极绝缘层170覆盖半导体层。第一栅极绝缘层170可以用作薄膜晶体管的栅极绝缘膜。第一栅极绝缘层170可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化铪、氧化锆、氧化钛等。这些材料可以单独使用或彼此组合使用。
第一导电层设置在第一栅极绝缘层170上。第一导电层可以包括设置在第一薄膜晶体管120的第一有源层126上的第一栅电极121(其中，第一栅极绝缘层170插置在第一有源层126与第一栅电极121之间)、设置在第二薄膜晶体管140的第二有源层146上的第二栅电极141以及设置在辅助层163上的电力布线161。第一导电层可以包括选自钼(Mo)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和铜(Cu)中的一种或多种金属。第一导电层可以是单个膜或多层膜。
第二栅极绝缘层180设置在第一导电层上。第二栅极绝缘层180可以是层间绝缘膜。第二栅极绝缘层180可由无机绝缘材料制成，无机绝缘材料诸如为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛、氧化钽或氧化锌。
第二导电层设置在第二栅极绝缘层180上。第二导电层包括设置在第一栅电极121上的电容器电极128，其中，第二栅极绝缘层180插置在电容器电极128与第一栅电极121之间。电容器电极128可以与第一栅电极121形成存储电容器。
与第一导电层一样，第二导电层可以包括选自钼(Mo)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和铜(Cu)中的一种或多种金属。
层间绝缘层190设置在第二导电层上。层间绝缘层190可以是层间绝缘膜。此外，层间绝缘层190可以执行表面平坦化功能。层间绝缘层190可以包括有机绝缘材料，诸如聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂或苯并环丁烯(BCB)。
第三导电层设置在层间绝缘层190上。第三导电层包括第一薄膜晶体管120的第一漏电极123和第一源电极124、第二薄膜晶体管140的第二漏电极143和第二源电极144以及设置在电力布线161上的电力电极162。
第一源电极124和第一漏电极123可以分别通过穿过层间绝缘层190和第二栅极绝缘层180的第一接触孔129电连接到第一有源层126。第二源电极144和第二漏电极143可以分别通过穿透层间绝缘层190和第二栅极绝缘层180的第二接触孔149电连接到第二有源层146。电力电极162可以通过穿透层间绝缘层190和第二栅极绝缘层180的第三接触孔169电连接到电力布线161。
第三导电层可以包括选自铝(Al)、钼(Mo)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和铜(Cu)中的一种或多种金属。第三导电层可以是单个膜或多层膜。例如，第三导电层可以具有Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo、Mo/AlGe/Mo或Ti/Cu的堆叠结构。
通孔层200设置在第三导电层上。通孔层200可以由有机材料制成，有机材料诸如为聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂或苯并环丁烯(BCB)。通孔层200的表面可以是平坦的。通孔层200可以用作其上设置有第一电极210、第二电极220和发光元件300的基础层。
多个堤410和420可以设置在通孔层200上。在每个像素PX中，堤410和420可以彼此面对地间隔开，并且第一电极210和第二电极220可以设置在彼此间隔开的堤410和420上，例如，分别设置在第一堤410和第二堤420上。在其他实施方式中，三个堤410和420(具体地，两个第一堤410和一个第二堤420)设置在一个像素PX中，并且第一电极210和第二电极220设置成分别覆盖它们。
堤410和420可以在一个工艺中由基本上相同的材料形成。在这种情况下，堤410和420可以形成一个网格图案。堤410和420可以包括聚酰亚胺(PI)。
堤410和420可以在厚度方向上从通孔层200突出。堤410和420中的每一个可以从其上设置有发光元件300的平面向上突出，并且突出部分的至少一部分可以具有斜率。
反射层211和221可以设置在倾斜和突出的堤410和420上以反射光。反射层211和221可包括第一反射层211和第二反射层221。
第一反射层211可覆盖第一堤410，且第一反射层211的一部分可通过穿透通孔层200的第四接触孔319_1电连接到第一薄膜晶体管120的第一漏电极123。第二反射层221可覆盖第二堤420，且第二反射层221的一部分可通过穿透通孔层200的第五接触孔319_2电连接到电力电极162。
反射层211和221可以包括具有高反射率的材料，以便反射从发光元件300发射的光。例如，反射层211和221可以包括但不限于诸如银(Ag)或铜(Cu)的材料。
第一电极层212和第二电极层222可以分别设置在第一反射层211和第二反射层221上。
第一电极层212直接设置在第一反射层211上。第一电极层212可以具有与第一反射层211基本相同的图案。第二电极层222直接设置在第二反射层221上并且与第一电极层212间隔开。第二电极层222可以具有与第二反射层221基本相同的图案。
在实施方式中，电极层212和222可以分别覆盖设置在其下方的反射层211和221。也就是说，电极层212和222可以形成为大于反射层211和221以覆盖反射层211和221的端部的侧表面。然而，本公开不限于此。
第一电极层212和第二电极层222可以分别向接触电极261或262传输被传输到连接到第一薄膜晶体管120或电力电极162的第一反射层211和第二反射层221的电信号，这将在后面描述。电极层212和222可以包括透明导电材料。例如，电极层212和222可以包括但不限于诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)或铟锡锌氧化物(ITZO)的材料。在一些实施方式中，反射层211和221以及电极层212和222可以形成其中堆叠一个或多个透明导电层(诸如ITO、IZO或ITZO)以及一个或多个金属层(诸如银或铜)的结构。例如，反射层211和221以及电极层212和222可以形成ITO/银(Ag)/ITO的堆叠结构。
设置在第一堤410上的第一反射层211和第一电极层212构成第一电极210。第一电极210可以从第一堤410的两端突出。因此，第一电极210的突出区域可接触通孔层200。此外，设置在第二堤420上的第二反射层221和第二电极层222构成第二电极220。第二电极220可以从第二堤420的两端突出。因此，第二电极220的突出区域可接触通孔层200。
第一电极210和第二电极220可以分别覆盖第一堤410的整个区域和第二堤420的整个区域。然而，如上所述，第一电极210和第二电极220彼此面对地间隔开。如稍后将描述的，第一绝缘层510可以设置在电极之间，并且第二绝缘层530和发光元件300可以设置在第一绝缘层510上。
此外，第一反射层211可从第一薄膜晶体管120接收驱动电压，且第二反射层221可从电力布线161接收电源电压。因此，第一电极210和第二电极220分别接收驱动电压和电源电压。
具体地，第一电极210可以电连接到第一薄膜晶体管120，并且第二电极220可以电连接到电力布线161。因此，设置在第一电极210和第二电极220上的第一接触电极261和第二接触电极262可以接收驱动电压和电源电压。驱动电压和电源电压可以传输到发光元件300，并且预定电流可以流过发光元件300，从而使发光元件300发光。
第一绝缘层510在第一电极210和第二电极220上设置成部分地覆盖它们。第一绝缘层510可以覆盖第一电极210和第二电极220的大部分上表面，但是可以部分地暴露第一电极210和第二电极220。此外，第一绝缘层510可以设置在第一电极210和第二电极220之间的空间中。在图15中，第一绝缘层510可以沿着第一电极分支210B和第二电极分支220B之间的空间设置，以在平面图中具有岛形状或线形状。
在图16中，第一绝缘层510设置在一个第一电极210(例如，第一电极分支210B)和一个第二电极220(例如，第二电极分支220B)之间的空间中。然而，如上所述，由于第一电极210和第二电极220也可以设置成多个数量，所以第一绝缘层510也可以设置在一个第一电极210和另一个第二电极220之间，或者设置在一个第二电极220和另一个第一电极210之间。
第一绝缘层510可以与电极210和220的一些区域重叠，例如，可以与第一电极210和第二电极220的在彼此面对的方向上突出的区域部分地重叠。第一绝缘层510还可以设置在电极210和220与堤410和420的倾斜侧表面和平坦上表面重叠的区域中。此外，第一绝缘层510可以设置在第一电极210和第二电极220的与第一电极210和第二电极220的面对侧相对的侧上，以部分地覆盖它们。也就是说，第一绝缘层510可以设置成仅暴露第一电极210和第二电极220的中央部分。
第一绝缘层510可以设置在发光元件300和通孔层200之间。第一绝缘层510的下表面可以接触通孔层200，并且发光元件300可以设置在第一绝缘层510的上表面上。此外，第一绝缘层510可以在两侧上接触电极210和220以使电极210和220彼此电绝缘。
例如，第一绝缘层510可以覆盖第一电极210和第二电极220的在彼此面对的方向上突出的各个端部。第一绝缘层510的下表面的一部分可以接触通孔层200，并且第一绝缘层510的下表面的一部分和侧表面可以接触每个电极210或220。因此，第一绝缘层510可以保护与电极210和220重叠的区域，同时使电极210和220彼此电绝缘。此外，它可以防止发光元件300的第一导电类型半导体310(参见图17)和第二导电类型半导体320(参见图17)直接接触其他构件，从而防止对发光元件300的损坏。
然而，本公开不限于此。在一些实施方式中，第一绝缘层510可以仅设置在第一电极210和第二电极220的与堤410和420的倾斜侧表面重叠的区域上。在这种情况下，第一绝缘层510的下表面可以终止于堤410和420的倾斜侧表面上，并且设置在堤410和420的倾斜侧表面的一部分上的电极210和220可以被暴露以接触接触电极260。
第一绝缘层510可以设置成暴露发光元件300的两端。因此，接触电极260可以接触电极210和220的暴露的上表面以及发光元件300的两端，并且可以将传输到第一电极210和第二电极220的电信号传输到发光元件300。
发光元件300可以具有与第一电极210电连接的一端和与第二电极220电连接的另一端。发光元件300的两端可以分别接触第一接触电极261和第二接触电极262。
发光元件300可以是发光二极管(LED)。发光元件300可以是大致具有纳米尺寸的纳米结构。发光元件300可以是由无机材料制成的无机LED。当发光元件300是无机LED时，如果具有无机晶体结构的发光材料放置在两个相对电极之间并且在发光材料中在特定方向上形成电场，则无机LED可以在其中形成有特定极性的两个电极之间对准。
在一些实施方式中，如图17中所示，发光元件300可以具有其中堆叠有第一导电类型半导体310、元件有源层330、第二导电类型半导体320和电极材料层370的结构。在发光元件300中，第一导电类型半导体310、元件有源层330、第二导电类型半导体320和电极材料层370可以在平行于通孔层200的方向上以这种顺序堆叠。换句话说，其中堆叠有上述层的发光元件300可以设置在平行于通孔层200的水平方向上。然而，本公开不限于此，并且发光元件300还可以在第一电极210和第二电极220之间对准，使得其堆叠方向与上述堆叠方向相反。稍后将详细描述发光元件300的结构。
第二绝缘层530可以在发光元件300上设置成与发光元件300的至少一部分重叠。第二绝缘层530可以保护发光元件300并将发光元件300固定在第一电极210和第二电极220之间。
尽管在图16中的截面中第二绝缘层530设置在发光元件300的上表面上，但是第二绝缘层530也可以设置成覆盖发光元件300的外表面。也就是说，类似于第一绝缘层510，第二绝缘层530可以沿着第一电极分支210B和第二电极分支220B之间的空间在第二方向D2上延伸，以在平面图中具有岛形状或线形状。
此外，第二绝缘层530的材料的一部分可以设置在发光元件300的下表面接触第一绝缘层510的区域中。这可以在显示设备10的制造期间将发光元件300对准在第一绝缘层510上并且然后在发光元件300上设置第二绝缘层530时形成。这可能是由于当形成第二绝缘层530时，第二绝缘层530的材料的一部分渗透到形成在第一绝缘层510与发光元件300的下表面之间的空气间隙中。
第二绝缘层530设置成暴露发光元件300的两个侧表面。第二绝缘层530可以从发光元件300的两个侧表面向内凹陷。因此，第一绝缘层510、发光元件300和第二绝缘层530的侧表面可以堆叠成楼梯状图案。在这种情况下，稍后将描述的接触电极261和262可以平稳地接触发光元件300的两端的侧表面。然而，本公开不限于此，并且第二绝缘层530的长度也可以等于发光元件300的长度，使得它们的两侧彼此对准。
第二绝缘层530可以设置成覆盖第一绝缘层510，并且然后可以在一些区域中图案化，例如，在发光元件300被暴露以接触接触电极260的区域中图案化。可以通过常规的干法蚀刻或湿法蚀刻来执行第二绝缘层530的图案化。这里，为了防止第一绝缘层510被图案化，第一绝缘层510和第二绝缘层530可以包括具有不同蚀刻选择性的材料。换句话说，当第二绝缘层530被图案化时，第一绝缘层510可以用作蚀刻阻挡器。
因此，即使第二绝缘层530被图案化成覆盖发光元件300的外表面并暴露发光元件300的两端，第一绝缘层510的材料也不会被损坏。具体地，第一绝缘层510和发光元件300可以在发光元件300的发光元件300与接触电极260接触的两端处形成平滑的接触表面。
第一接触电极261和第二接触电极262可以分别设置在第一电极210和第二电极220的上表面上。具体地，第一接触电极261和第二接触电极262可以在第一绝缘层510被图案化以部分暴露第一电极210和第二电极220的区域中分别接触第一电极层212和第二电极层222。第一接触电极261和第二接触电极262中的每一个可以接触发光元件300的端部的侧表面，例如，第一导电类型半导体310、第二导电类型半导体320或电极材料层370。因此，第一接触电极261和第二接触电极262可以将传输到第一电极层212和第二电极层222的电信号传输到发光元件300。
第一接触电极261可以在第一电极210上设置成部分地覆盖第一电极210，并且第一接触电极261的下表面可以部分地接触发光元件300、第一绝缘层510和第二绝缘层530。第一接触电极261在设置有第二接触电极262的方向上的一端设置在第二绝缘层530上。第二接触电极262可以在第二电极220上设置成部分地覆盖第二电极220，并且第二接触电极262的下表面可以部分地接触发光元件300、第一绝缘层510和第三绝缘层540。第二接触电极262的在设置有第一接触电极261的方向上的一端设置在第三绝缘层540上。
第一绝缘层510和第二绝缘层530可以在设置成覆盖第一堤410和第二堤420的上表面上的第一电极210和第二电极220的区域中图案化。因此，第一电极210和第二电极220的第一电极层212和第二电极层222可以被暴露，并且可以分别在暴露区域中电连接到接触电极261和262。
第一接触电极261和第二接触电极262可以在第二绝缘层530或第三绝缘层540上彼此间隔开。也就是说，第一接触电极261和第二接触电极262可以接触发光元件300和第二绝缘层530或第三绝缘层540，但是可以在第二绝缘层530上在堆叠方向上彼此间隔开，并且因此彼此电绝缘。
接触电极261和262可以包括导电材料，诸如但不限于ITO、IZO、ITZO或铝(Al)。
此外，接触电极261和262可以包括与电极层212和222相同的材料。接触电极261和262可以以与电极层212和222基本上相同的图案设置在电极层212和222上，以接触电极层212和222。
第三绝缘层540可以设置在第一接触电极261上，以使第一接触电极261和第二接触电极262彼此电绝缘。第三绝缘层540可以覆盖第一接触电极261，但是可以不与发光元件300的一部分重叠，使得发光元件300可以接触第二接触电极262。在第二绝缘层530的上表面上，第三绝缘层540可以部分地接触第一接触电极261、第二接触电极262和第二绝缘层530。第三绝缘层540可以覆盖第二绝缘层530的上表面上的第一接触电极261的一端。因此，第三绝缘层540可以保护第一接触电极261，同时将第一接触电极261与第二接触电极262电绝缘。
第三绝缘层540的在设置有第二电极220的方向上的一端可以与第二绝缘层530的侧表面对准。
在一些实施方式中，可以从显示设备10省略第三绝缘层540。因此，第一接触电极261和第二接触电极262可以设置在基本上相同的平面上，并且可以通过稍后将描述的钝化层550彼此电绝缘。
钝化层550可以形成在第三绝缘层540和第二接触电极262上，以保护设置在通孔层200上的构件免受外部环境的影响。如果第一接触电极261和第二接触电极262被暴露，则接触电极材料可能由于电极损坏而破损。因此，它们可以被钝化层550覆盖。也就是说，钝化层550可以覆盖第一电极210、第二电极220、发光元件300等。此外，如上所述，如果省略了第三绝缘层540，则可以在第一接触电极261和第二接触电极262上形成钝化层550。在这种情况下，钝化层550可以使第一接触电极261和第二接触电极262彼此电绝缘。
上述第一绝缘层510、第二绝缘层530、第三绝缘层540和钝化层550中的每一个可以包括无机绝缘材料。例如，第一绝缘层510、第二绝缘层530、第三绝缘层540和钝化层550可以包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)的材料。第一绝缘层510、第二绝缘层530、第三绝缘层540和钝化层550可以由相同的材料制成，但是也可以由不同的材料制成。此外，可应用为第一绝缘层510、第二绝缘层530、第三绝缘层540和钝化层550赋予绝缘性质的各种材料。
第一绝缘层510和第二绝缘层530可以具有如上所述的不同的蚀刻选择性。例如，当第一绝缘层510包括氧化硅(SiOx)时，第二绝缘层530可以包括氮化硅(SiNx)。对于另一示例，当第一绝缘层510包括氮化硅(SiNx)时，第二绝缘层530可以包括氧化硅(SiOx)。然而，本公开不限于此。
可以通过外延生长方法在衬底上制造发光元件300。可以在衬底上形成用于形成半导体层的籽晶层，并且可以沉积和生长期望的半导体材料。现在将参考图17详细描述根据各种实施方式的发光元件300的结构。
图17是根据实施方式的发光元件的示意图。参照图17，发光元件300可以包括多个导电类型半导体310和320、元件有源层330、电极材料层370和绝缘材料膜380。从第一电极210和第二电极220传输的电信号可以通过导电类型半导体310和320传输到元件有源层330。因此，光可以发射。
具体地，发光元件300可以包括杆形状的半导体芯以及围绕半导体芯的外周表面的绝缘材料膜380，半导体芯包括第一导电类型半导体310、第二导电类型半导体320、设置在第一导电类型半导体310和第二导电类型半导体320之间的元件有源层330和设置在第二导电类型半导体320上的电极材料层370。图17的发光元件300具有其中半导体芯的第一导电类型半导体310、元件有源层330、第二导电类型半导体320和电极材料层370顺序堆叠在纵向方向上的结构。然而，本公开不限于此。可以省略电极材料层370，并且在一些实施方式中，电极材料层370可以设置在第一导电类型半导体310和第二导电类型半导体320的两个侧表面中的至少任何一个上。将在下文中以图17的发光元件300作为示例进行描述，并且显而易见的是，即使发光元件300还包括另一结构，也可以相同的应用发光元件300的以下描述。
第一导电类型半导体310可以是n型半导体层。在示例中，当发光元件300发射蓝色波长带中的光时，第一导电类型半导体310可以是具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料，例如，可以是n型掺杂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任何一种或多种。第一导电类型半导体310可掺杂有第一导电掺杂剂，并且第一导电掺杂剂可为例如Si、Ge或Sn。第一导电类型半导体310的长度可以在1.5至5μm的范围内，但不限于此。
第二导电类型半导体320可以是p型半导体层。在示例中，当发光元件300发射蓝色波长带中的光时，第二导电类型半导体320可以是具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料，例如，可以是p型掺杂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任何一种或多种。第二导电类型半导体320可以掺杂有第二导电掺杂剂，并且第二导电掺杂剂可以是例如Mg、Zn、Ca、Se或Ba。第二导电类型半导体320的长度可以在0.08至0.25μm的范围内，但不限于此。
元件有源层330可以设置在第一导电类型半导体310和第二导电类型半导体320之间，并且可以包括具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料。当元件有源层330包括具有多量子阱结构的材料时，它可以具有其中多个量子层和多个阱层交替堆叠的结构。根据通过第一导电类型半导体310和第二导电类型半导体320接收的电信号，元件有源层330可以通过电子-空穴对的复合而发光。例如，当元件有源层330发射蓝色波长带中的光时，它可以包括诸如AlGaN或AlInGaN的材料。具体地，当元件有源层330具有其中量子层和阱层交替堆叠的多量子阱结构时，量子层可以包括诸如AlGaN或AlInGaN的材料，并且阱层可以包括诸如GaN或AlGaN的材料。然而，本公开不限于此，并且元件有源层330还可以具有其中具有大带隙能量的半导体材料和具有小带隙能量的半导体材料交替堆叠的结构，或者可以根据发射光的波长带而包括不同的3族或5族半导体材料。因此，从元件有源层330发射的光不限于蓝色波长带中的光，而是在一些情况下也可以是红色波长带和绿色波长带中的光。元件有源层330的长度可以在0.05至0.25μm的范围内，但不限于此。
从元件有源层330发射的光不仅可以在纵向方向上辐射到发光元件300的外表面，而且还可以辐射到两个侧表面。也就是说，从元件有源层330发射的光的方向不限于一个方向。
电极材料层370可以是欧姆接触电极。然而，本公开不限于此，并且电极材料层370也可以是肖特基接触电极。电极材料层370可以包括导电金属。例如，电极材料层370可以包括铝(Al)、钛(Ti)、铟(In)、金(Au)和银(Ag)中的至少任何一种。电极材料层370可以包括相同的材料或不同的材料，但是本公开不限于此。
绝缘材料膜380围绕半导体芯的外周表面。具体地，绝缘材料膜380可以形成在第一导电类型半导体310、第二导电类型半导体320、元件有源层330和电极材料层370的外部，并且可以保护它们。例如，绝缘材料膜380可以形成为围绕以上构件的侧面，并且可以不形成在发光元件300的纵向方向上的两端处，例如，不形成在设置有第一导电类型半导体310和电极材料层370的两端处。然而，本公开不限于此。
在附图中，绝缘材料膜380在纵向方向上延伸以覆盖从第一导电类型半导体310到电极材料层370。然而，本公开不限于此，并且绝缘材料膜380也可以仅覆盖第一导电类型半导体310、元件有源层330和第二导电类型半导体320，或者可以仅覆盖电极材料层370的外表面的一部分以暴露电极材料层370的外表面的另一部分。
绝缘材料膜380的厚度可以在0.5至1.5μm的范围内，但不限于此。
绝缘材料膜380可以包括绝缘膜381和联接到绝缘膜381的元件联接器385。绝缘膜381可具有绝缘性质并保护第一导电类型半导体310、第二导电类型半导体320、元件有源层330和电极材料层370。
绝缘膜381可以包括绝缘材料，诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)。因此，可以防止当元件有源层330直接接触第一电极210或第二电极220时可能发生的电短路。此外，由于绝缘膜381保护包括元件有源层330的发光元件300的外周表面，因此可以防止发光效率的降低。
此外，绝缘膜381的外周表面可以被表面处理，并且元件联接器385可以联接到该表面的至少一部分。元件联接器385可在显示设备10的制造期间与第二绝缘层530形成共价键并将发光元件300固定在电极210和220之间。
现在将描述制造上述显示设备10的方法。
图18和图19是分别示出根据实施方式的显示设备制造方法中的操作的剖视图。为了便于描述，在图18中未示出设置在通孔层200之下的构件。
参考图18，准备包括通孔层200、设置在通孔层200上并且彼此间隔开的第一堤410和第二堤420以及设置成覆盖它们的第一绝缘材料层510'的衬底。上述构件可以通过在常规掩模工艺中图案化金属、无机材料或有机材料来形成。
参照图19，发光元件300在第一电极210和第二电极220上降落并对准。发光元件300是一种偶极子，并且可以使用上述喷墨印刷装置和偶极子对准方法来执行发光元件300的对准。因此，将省略冗余的描述。
接下来，通过执行附加工艺形成上述多个组件(例如，接触电极260、第三绝缘层540和钝化层550)，从而制造显示设备10。具体地，可以部分地去除第一绝缘材料层510'，以使接触电极260接触第一电极210和第二电极220。因此，可形成图16的第一绝缘层510。
如上所述，在根据实施方式的方法中，发光元件300可以以高对准程度在第一电极210和第二电极220之间对准。改善的对准可以减少发光元件300与每个电极210或220或每个接触电极260之间的连接或接触故障，并改善显示设备10的每个像素PX的可靠性。
在结束详细描述时，本领域技术人员将理解，在基本上不脱离本发明的原理的情况下，可以对优选实施方式进行许多变化和修改。因此，本发明的所公开的优选实施方式仅在一般性和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。

Claims (16)

1.喷墨印刷装置，包括：
台；
印刷头单元，位于所述台上方并且包括印刷头和喷嘴，所述喷嘴连接到所述印刷头并喷射包含偶极子的油墨；
电场产生构件，向所述台和所述印刷头单元之间的空间提供第一电场；
探针单元，向所述台上的所喷射的油墨提供第二电场；以及
探针驱动器，驱动所述探针单元以移动所述探针单元，
其中，从所述喷嘴喷射的包含所述偶极子的所述油墨穿过所述第一电场朝向所述台降落，以及
其中，包含在所述油墨中的所述偶极子的定向方向通过所述第一电场对准。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电场产生构件包括天线单元，所述天线单元包括天线图案。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述天线单元设置在所述台和所述印刷头单元之间。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述天线单元在所述台和所述印刷头单元之间的所述空间中产生竖直电场。
5.根据权利要求3所述的装置，还包括设置在所述天线单元上的衬底安装构件，
其中，所述天线单元设置在所述台上且被围绕在所述台与所述衬底安装构件之间。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述天线单元设置在所述台的一侧上。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述天线单元在所述台和所述印刷头单元之间的所述空间中产生水平电场。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述偶极子包括发光元件。
9.偶极子对准方法，包括：
在目标衬底上方产生第一电场的状态下，将含有偶极子的油墨通过产生有所述第一电场的区域喷射到所述目标衬底之上；以及
向所述目标衬底上的所喷射的油墨提供第二电场并且使所述偶极子降落在所述目标衬底上，
其中，喷射所述油墨以及降落所述偶极子包括通过所述第一电场对准所述偶极子的定向方向。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一电场由包括天线图案的天线单元提供。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述目标衬底包括第一电极和第二电极，并且在使所述偶极子降落时，使所述偶极子降落在所述第一电极和所述第二电极上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述偶极子降落包括向所述第一电极和所述第二电极施加交流电力。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，使用喷墨印刷装置执行将所述油墨喷射到所述目标衬底之上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述喷墨印刷装置包括：
台；
印刷头单元，位于所述台上方；以及
电场产生构件，向所述台和所述印刷头单元之间的空间提供电场。
15.显示设备制造方法，包括：
准备其上形成有第一电极和第二电极的基础层；
在所述基础层上方产生第一电场的状态下，将包含发光元件的油墨通过产生有所述第一电场的区域喷射到所述基础层之上；以及
向所述基础层上的所喷射的油墨提供第二电场并且使所述发光元件降落在所述第一电极和所述第二电极之间，
其中，喷射所述油墨以及降落所述发光元件还包括通过所述第一电场对准所述发光元件的定向方向。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述基础层包括多个像素，所述第一电极和所述第二电极设置在所述像素中的每一个中，以及
所述发光元件降落在所述像素中的每一个中的所述第一电极和所述第二电极之间。
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