CN113527945A - 发光元件墨及制造显示装置的方法 - Google Patents

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金德起
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Abstract

提供了发光元件墨和制造显示装置的方法。所述发光元件墨包含发光元件溶剂；分散在所述发光元件溶剂中的发光元件，所述发光元件包括多个半导体层和围绕所述半导体层的外表面的绝缘膜；分散在所述发光元件溶剂中的增稠剂，其中所述增稠剂的化合物包含能够与所述发光元件溶剂的化合物或所述增稠剂的另一个化合物一起形成氢键的官能团，并且所述增稠剂的所述化合物由以下化学式1表示：化学式1
Figure DDA0003030579920000011

Description

发光元件墨及制造显示装置的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月22日提交的第10-2020-0048795号韩国专利申请的优先权和权益，所述专利申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本公开内容涉及发光元件墨及制造显示装置的方法。例如，本公开内容涉及通过包含增稠剂能够根据条件调节粘度的发光元件墨，以及使用发光元件墨制造显示装置的方法。
背景技术
显示装置的重要性随着多媒体的发展而增加。因此，已经使用了各种类型(或种类)的显示装置，例如，以有机发光显示器(OLED)和液晶显示器(LCD)为例。
用于显示图像的显示装置包括显示面板，例如有机发光显示面板或液晶显示面板。在显示面板中，有机发光显示面板包括有机发光元件，例如发光二极管(LED)。发光二极管(LED)可以包括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发光二极管。
发明内容
本公开内容的实施方案的方面提供了发光元件墨，其中发光元件通过包含增稠剂而在储存期间不沉淀。
本公开内容的实施方案的另一个方面提供了使用所述发光元件墨制造显示装置的方法，其中在印刷过程之后完全(或基本上完全)去除异物以改善产品可靠性。
然而，本公开内容的实施方案的方面不限于本文阐述的方面。通过参考以下给出的本公开内容的实施方案的详细描述，本公开内容的实施方案的以上和其它方面对本公开内容所属领域的普通技术人员将变得更加显而易见。
根据本公开内容的示例性实施方案，发光元件墨包含发光元件溶剂；分散在所述发光元件溶剂中的发光元件，每个发光元件包括多个半导体层和围绕所述半导体层的外表面的绝缘膜；分散在所述发光元件溶剂中的增稠剂，其中所述增稠剂的化合物包含能与所述发光元件溶剂的化合物或所述增稠剂的另一个化合物一起形成氢键的官能团，并且所述增稠剂的所述化合物由以下化学式1表示：
化学式1
Figure BDA0003030579900000021
其中，在化学式1中，每个R1可以独立地是取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烷基基团、取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烯基基团或取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚炔基基团，并且每个R2可以独立地是具有3个至8个碳原子的烷基基团。
所述增稠剂的所述化合物可以由选自化学式2至化学式6中的任一种表示：
化学式2
Figure BDA0003030579900000031
化学式3
Figure BDA0003030579900000032
化学式4
Figure BDA0003030579900000041
化学式5
Figure BDA0003030579900000042
化学式6
Figure BDA0003030579900000051
其中，在化学式4中，R3是*-(CH2CH2O)xCH3，x是7至112的整数，并且*-是与氧原子(O)的键。
在其中没有向所述发光元件墨施加剪切应力的状态下，所述增稠剂的所述化合物可以与所述发光元件溶剂的所述化合物和所述增稠剂的所述另一个化合物一起形成分子间氢键，以形成网络结构。
在其中没有向所述发光元件墨施加剪切应力的状态下，所述发光元件墨可以具有在25℃下测量的30cP至300cP的粘度。
在其中向所述发光元件墨施加剪切应力的状态下，所述增稠剂的所述化合物可以不与所述发光元件溶剂的所述化合物和所述增稠剂的所述另一个化合物一起形成分子间氢键，并且所述发光元件墨可以具有在25℃下测量的5cP至15cP的粘度。
相对于100重量份的所述发光元件墨，所述发光元件可以以0.01重量份至1重量份的量包含在所述发光元件墨中，并且相对于100重量份的所述发光元件，所述增稠剂可以以100重量份至500重量份的量包含在所述发光元件墨中。
所述发光元件墨可以进一步包含分散在所述发光元件溶剂中的分散剂，其中相对于100重量份的所述发光元件，所述分散剂可以以10重量份至50重量份的量包含在所述发光元件墨中。
所述发光元件的所述半导体层可以包括第一半导体层、第二半导体层和在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的发光层，并且所述发光元件的所述绝缘膜可以围绕至少所述发光层的外表面。
根据本公开内容的示例性实施方案，制造显示装置的方法包括：制备包含发光元件溶剂、多个发光元件和增稠剂的发光元件墨，并且制备目标衬底，所述目标衬底包括第一电极和第二电极；将所述发光元件墨喷射至所述目标衬底上；在所述目标衬底上形成电场，以将所述发光元件放置在所述第一电极和所述第二电极上；以及在低压环境下热处理所述发光元件墨，以去除所述发光元件溶剂和所述增稠剂。
所述发光元件墨的所述增稠剂的化合物可以包含能与所述发光元件溶剂的化合物或所述增稠剂的另一个化合物一起形成氢键的官能团，并且包括由以上化学式1表示的化合物。
所述增稠剂的所述化合物可以由选自以上化学式2至化学式6中的任一种表示。
相对于100重量份的所述发光元件墨，所述发光元件可以以0.01重量份至1重量份的量包含在所述发光元件墨中，并且相对于100重量份的所述发光元件，所述增稠剂可以以100重量份至500重量份的量包含在所述发光元件墨中。
在所述发光元件墨的所述制备中，所述增稠剂的所述化合物可以与所述发光元件溶剂的所述化合物和所述增稠剂的所述另一个化合物一起形成分子间氢键，以形成网络结构。
在所述发光元件墨的所述制备中，所述发光元件墨可以具有在25℃下测量的30cP至300cP的粘度。
在所述发光元件墨的所述喷射中，所述发光元件墨中的所述发光元件可以被重新分散。
所述发光元件墨的所述喷射可以通过使用喷墨印刷设备的印刷过程进行，可以向所述发光元件墨施加剪切应力，并且所述发光元件墨可以通过喷嘴喷射至所述目标衬底上。
在所述发光元件墨的所述喷射中，所述发光元件墨可以具有在25℃下测量的5cP至15cP的粘度。
可以在10-4托至1托的压力下和在25℃至150℃的温度下进行所述发光元件溶剂和所述增稠剂的所述去除。
在所述发光元件的所述放置中，所述发光元件的第一端部可以在所述第一电极上，并且所述发光元件的第二端部可以在所述第二电极上。
所述发光元件中的每一个可以包括第一半导体层、第二半导体层、在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层和围绕至少所述有源层的外表面的绝缘膜。
附图说明
通过参考附图更详细地描述本公开内容的示例性实施方案，本公开内容的实施方案的以上和其它的方面和特征将变得更显而易见，在附图中：
图1是根据实施方案的显示装置的示意性平面视图；
图2是例示出根据实施方案的显示装置的一个像素的平面视图；
图3是沿图2的线Q1-Q1'、线Q2-Q2'和线Q3-Q3'截取的横截面视图；
图4是根据实施方案的发光元件的示意性局部剖视图；
图5和图6是根据其它实施方案的发光元件的示意性局部剖视图；
图7是根据实施方案的发光元件墨的示意图；
图8是例示出在图7的发光元件墨的部分A的储存状态下，增稠剂与发光元件溶剂之间的键的示意图；
图9是例示出在图7的发光元件墨的部分A的印刷状态下，增稠剂与发光元件溶剂之间的键的示意图；
图10是例示出根据实施方案的制造显示装置的方法的流程图；
图11至图13是例示出在根据实施方案的制造显示装置的过程中的有效动作的横截面视图；
图14是例示出粘度根据发光元件墨的剪切应力的施加而变化的图；
图15至图17是例示出根据实施方案的制造显示装置的过程中的其它有效动作的横截面视图；以及
图18是例示出根据另一个实施方案的制造显示装置的过程中的有效动作的横截面视图。
具体实施方式
现在将参考附图在下文更全面地描述本公开内容的主题，在附图中示出了本公开内容的某些实施方案。然而，本公开内容的主题可以以不同的形式实施并且不应被解释为局限于本文阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开内容将是透彻且完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开内容的范围。
还应理解，当层被称为在另一个层或衬底“上”时，它可以直接在其它层或衬底上，或者也可以存在介于中间的层。相同的参考数字在说明书中通篇指代相同的组件。
应理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文用于描述各种元件，但这些元件不应受到这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不背离本公开内容的主旨和范围的情况下，以下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，将参考附图描述本公开内容的实施方案。
图1是根据实施方案的显示装置的示意性平面视图。
参考图1，显示装置10显示移动图像或静止图像。显示装置10可以是指提供显示屏的任何适合的电子装置。例如，显示装置10可以用于电视、笔记本、监视器、广告牌、物联网装置、移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、电子手表、智能手表、手表电话、头戴式显示器、移动通信终端、电子笔记本、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、导航仪(例如，导航系统)、游戏机、数码相机、摄像机等。
显示装置10包括用于提供显示屏的显示面板。显示面板的实例可以包括无机发光二极管显示面板、有机发光显示面板、量子点发光显示面板、等离子体显示面板和场发射显示面板。在下文，将例举其中使用无机发光二极管显示面板作为显示面板的情况，但本公开内容不限于此。可以使用任何适合的显示面板作为显示面板，只要可适用本公开内容的基本上相同的技术构思即可。
显示装置10的形状可以被各种修改。例如，显示装置10可以具有以下形状：例如，具有较长的水平边(例如，比垂直边更长)的矩形、具有较长的垂直边(例如，比水平边更长)的矩形、正方形、具有圆角(顶点)的矩形、其它多边形或圆形。显示装置10的显示区域DPA的形状也可以类似于显示装置10的整体形状。图1例示出各自具有矩形形状的显示装置10和显示区域DPA，所述矩形形状具有较长的水平边。
显示装置10可以包括显示区域DPA和非显示区域NDA。显示区域DPA是其中显示图像的区域，并且非显示区域NDA是其中不显示图像的区域(或未被设计成显示图像的区域)。显示区域DPA可以被称为有源区域，并且非显示区域NDA可以被称为非有源区域。显示区域DPA通常可以占据显示装置10的中心。
显示区域DPA可以包括多个像素PX。多个像素PX可以布置在矩阵方向上。像素PX中的每一个可以在平面视图中具有矩形形状或正方形形状，但其形状不限于此。像素PX中的每一个可以具有其中每一个边相对于一个方向倾斜的菱形形状。各个像素PX可以交替地布置成条型或波瓦(pentile)型(例如，条状图案或波瓦状图案)。像素PX中的每一个包括至少一个发光元件30，所述发光元件30发射具有设定或特定的波长带的光以显示设定或特定的颜色。
非显示区域NDA可以定位在显示区域DPA周围。非显示区域NDA可以完全或部分地围绕显示区域DPA。显示区域DPA可以具有矩形形状，并且非显示区域NDA可以与显示区域DPA的四个边相邻。非显示区域NDA可以构成显示装置10的挡板。包括在显示装置10中的布线或电路驱动器可以在非显示区域NDA中，和/或外部装置可以安装在非显示区域NDA中。
图2是例示出根据实施方案的显示装置的一个像素的平面视图。
参考图2，像素PX中的每一个可以包括多个子像素PXn(n是1至3的整数)。例如，一个像素PX可以包括第一子像素PX1、第二子像素PX2和第三子像素PX3。第一子像素PX1可以发射第一颜色的光，第二子像素PX2可以发射第二颜色的光，并且第三子像素PX3可以发射第三颜色的光。例如，第一颜色可以是蓝色，第二颜色可以是绿色，并且第三颜色可以是红色。然而，本公开内容不限于此，并且子像素PXn中的每一个可以发射相同(例如，基本上相同)颜色的光。尽管在图2中示出像素PX包括三个子像素PXn，并且两个像素PX包括六个子像素PXn，但本公开内容不限于此，并且像素PX可以包括更大数量或更少数量的子像素PXn。
显示装置10的子像素PXn中的每一个可以包括发光区域EMA和非发光区域。发光区域EMA被定义为发光元件30定位在其中以发射具有设定或特定的波长带的光的区域，并且非发光区域被定义为没有发光元件30定位在其中并且不发射光(或没有被设计成发射光)的区域。发光区域EMA可以包括发光元件30定位在其中的区域，以及与发光元件30相邻以释放从发光元件30发射的光的区域。
然而，本公开内容不限于此，并且发光区域EMA还可以包括其中从发光元件30发射的光被另一个构件反射或折射并且然后发射的区域。多个发光元件30可以布置在子像素PXn中的每一个中，并且发光区域可以由其中布置了多个发光元件30的区域和与该区域相邻的区域形成。
子像素PXn中的每一个可以包括非发光区域中的切割区域CBA。切割区域CBA可以在发光区域EMA的在第二方向DR2上的一边处。切割区域CBA可以在第二方向DR2上的相邻子像素PXn的发光区域EMA之间。多个发光区域EMA和多个切割区域CBA可以布置在显示装置10的显示区域DPA中。例如，多个发光区域EMA和多个切割区域CBA可以分别重复地布置在第一方向DR1上，并且可以交替地布置在第二方向DR2上。在第一方向DR1上彼此隔开的切割区域CBA之间的距离可以小于在第一方向DR1上彼此隔开的发光区域EMA之间的距离。第二区块(bank)BNL2在切割区域CBA与发光区域EMA之间，并且切割区域CBA与发光区域EMA之间的距离可以取决于第二区块BNL2的宽度而改变或变化。因为发光元件30不在切割区域CBA中，所以不发射光，但可以定位子像素PXn中的每一个中的电极(21和22)的一部分。为子像素PXn中的每一个定位的电极(21和22)可以在切割区域CBA中彼此分开。
图3是沿图2的线Q1-Q1'、线Q2-Q2'和线Q3-Q3'截取的横截面视图。图3例示出跨图2的第一子像素PX1中的发光元件30的两个端部的横截面。
参考图3以及图2，显示装置10可以包括第一衬底11，以及在第一衬底11上的半导体层、多个传导层和多个绝缘层。半导体层、传导层和绝缘层可以分别构成(或形成)显示装置10的电路层和发光元件层。
在一些实施方案中，第一衬底11可以是绝缘衬底。第一衬底11可以由诸如玻璃、石英和/或聚合物树脂的绝缘材料制成。第一衬底11可以是刚性衬底，或者可以是能够弯曲、折叠、卷曲等的柔性衬底。
光阻挡层BML可以在第一衬底11上。光阻挡层BML定位成与显示装置10的第一晶体管T1的有源层ACT1重叠。光阻挡层BML可以包含阻挡光的材料，从而防止或减少光进入第一晶体管T1的有源层ACT1中。例如，光阻挡层BML可以由阻挡(或减少)光透射的不透明(或基本上不透明)的金属材料形成。然而，本公开内容不限于此，并且在一些情况下，可以省略光阻挡层BML。
缓冲层12可以完全在第一衬底11和光阻挡层BML上。缓冲层12可以形成在第一衬底11上，以保护像素PX的第一晶体管T1免受湿气渗透通过第一衬底11(其易受湿气渗透)的湿气影响，并且可以执行表面平坦化功能。缓冲层12可以形成为交替地堆叠的多个无机层。例如，缓冲层12可以形成为具有多层结构，其中包含选自硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)和硅氮氧化物(SiOxNy)中的至少一种的无机层交替地堆叠。
半导体层在缓冲层12上。半导体层可以包括第一晶体管T1的有源层ACT1。半导体层和缓冲层12可以与本文以下将进一步描述的第一栅极传导层的栅极电极G1等部分地重叠。
在附图中，仅例示出包括在显示装置10的子像素PXn中的晶体管中的第一晶体管T1，但本公开内容不限于此。例如，显示装置10可以包括更大数量的晶体管。在一些实施方案中，对于每个子像素PXn，显示装置10可以包括两个或三个晶体管，包括除了第一晶体管T1之外的一个或多于一个的晶体管。
半导体层可以包含多晶硅、单晶硅和/或氧化物半导体。当半导体层包含氧化物半导体时，每个有源层ACT1可以包括多个传导区(例如，导电区)(ACT_a和ACT_b)以及其间的沟道区ACT_c。氧化物半导体可以是含有铟(In)的氧化物半导体。例如，氧化物半导体可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铟镓锌(IGZO)和/或氧化铟镓锌锡(IGZTO)。
在另一个实施方案中，半导体层可以包含多晶硅。多晶硅可以通过使无定型硅结晶来形成，并且在这种情况下，有源层ACT1的传导区(例如，导电区)可以分别是掺杂有杂质的掺杂区。
第一栅极绝缘层13在半导体层和缓冲层12上。第一栅极绝缘层13可以在除了半导体层之外的缓冲层12上。第一栅极绝缘层13可以起到每个晶体管的栅极绝缘膜的作用。第一栅极绝缘层13可以由包含无机材料(例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)和/或硅氮氧化物(SiOxNy))的无机层形成，或者可以形成为无机层的堆叠结构。
第一栅极传导层在第一栅极绝缘层13上。第一栅极传导层可以包括第一晶体管T1的栅极电极G1和存储电容器的第一电容电极CSE1。栅极电极G1可以在厚度方向上与有源层ACT1的沟道区ACT_c重叠。第一电容电极CSE1可以在厚度方向上与本文以下将进一步描述的第二电容电极CSE2重叠。在实施方案中，第一电容电极CSE1可以与栅极电极G1集成。第一电容电极CSE1可以在厚度方向上与第二电容电极CSE2重叠，并且其间可以形成存储电容器。
第一栅极传导层可以形成为包含选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)及其合金中的任一种的单个层或多个层。然而，本公开内容不限于此。
第一层间绝缘层15在第一栅极传导层上。第一层间绝缘层15可以起到第一栅极传导层与其上的其它层之间的绝缘膜的作用。第一层间绝缘层15可以覆盖第一栅极传导层以执行保护第一栅极传导层的功能。第一层间绝缘层15可以由包含无机材料(例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)和/或硅氮氧化物(SiOxNy))的无机层形成，或者可以形成为无机层的堆叠结构。
第一数据传导层在第一层间绝缘层15上。第一数据传导层可以包括第一晶体管T1的第一源极电极S1和第一漏极电极D1、数据线DTL和第二电容电极CSE2。
第一晶体管T1的第一源极电极S1和第一漏极电极D1可以分别通过穿透第一层间绝缘层15和第一栅极绝缘层13的接触孔接触(例如，物理接触)有源层ACT1的掺杂区ACT_a和掺杂区ACT_b。此外，第一晶体管T1的第一源极电极S1可以通过另一个接触孔电联接至光阻挡层BML。
数据线DTL可以将数据信号施加至包括在显示装置10中的另一个晶体管。数据线DTL可以联接至另一个晶体管的源极电极/漏极电极，以传送从数据线DTL施加的信号。
第二电容电极CSE2可以在厚度方向上与第一电容电极CSE1重叠。在实施方案中，第二电容电极CSE2可以集成地联接至第一源极电极S1。
第一数据传导层可以形成为包含选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)及其合金中的任一种的单个层或多个层。然而，本公开内容不限于此。
第二层间绝缘层17在第一数据传导层上。第二层间绝缘层17可以起到第一数据传导层与其上的其它层之间的绝缘膜的作用。第二层间绝缘层17可以覆盖第一数据传导层以执行保护第一数据传导层的功能。第二层间绝缘层17可以由包含无机材料(例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)和/或硅氮氧化物(SiOxNy))的无机层形成，或者可以形成为无机层的堆叠结构。
第二数据传导层在第二层间绝缘层17上。第二数据传导层可以包括第一电压线VL1、第二电压线VL2和第一传导图案CDP。供应至第一晶体管T1的高电位电压(或第一电源电压)可以被施加至第一电压线VL1，并且供应至第二电极22的低电位电压(或第二电源电压)可以被施加至第二电压线VL2。在制造显示装置10的过程期间，用于对准发光元件30的对准信号可以被施加至第二电压线VL2。
第一传导图案CDP可以通过形成在第二层间绝缘层17中的接触孔联接至第二电容电极CSE2。第二电容电极CSE2可以与第一晶体管T1的第一源极电极S1集成，并且第一传导图案CDP可以电联接至第一源极电极S1。第一传导图案CDP也可以与本文以下将进一步描述的第一电极21接触(例如，物理接触)，并且第一晶体管T1可以通过第一传导图案CDP将施加的第一电源电压从第一电压线VL1传送至第一电极21。尽管在附图中示出了第二数据传导层包括一个第二电压线VL2和一个第一电压线VL1，但本公开内容不限于此。第二数据传导层可以包括更大数量的第一电压线VL1和更大数量的第二电压线VL2。
第二数据传导层可以形成为包含选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)及其合金中的任一种的单个层或多个层。然而，本公开内容不限于此。
第一平坦化层19在第二数据传导层上。第一平坦化层19可以包含有机绝缘材料，例如，诸如聚酰亚胺(PI)的有机材料，以执行表面平坦化功能。
多个第一区块BNL1、多个电极(21、22)、发光元件30、多个接触电极(CNE1和CNE2)和第二区块BNL2在第一平坦化层19上。此外，多个绝缘层(PAS1、PAS2、PAS3和PAS4)可以在第一平坦化层19上。
多个第一区块BNL1可以直接在第一平坦化层19上。多个第一区块BNL1具有在每个子像素PXn内在第二方向DR2上延伸的形状，但不延伸至在第二方向DR2上的另一个相邻的子像素PXn，并且可以在发光区域EMA中。多个第一区块BNL1可以在第一方向DR1上彼此隔开，并且发光元件30可以在多个第一区块BNL1之间。可以为每个子像素PXn提供多个第一区块BNL1，以在显示装置10的显示区域DPA中形成线性图案。在附图中，示出了两个第一区块BNL1，但本公开内容不限于此。取决于电极(21和22)的数量，可以布置更大数量的第一区块BNL1。
第一区块BNL1可以具有其中第一区块BNL1的至少一部分从第一平坦化层19的上表面突出的结构。第一区块BNL1的突出部分可以具有倾斜的侧表面(例如，相对于第一平坦化层19的上表面倾斜)，并且从发光元件30发射的光可以由第一区块BNL1上的电极(21和22)反射并且在第一平坦化层19的向上方向上发射。第一区块BNL1可以提供发光元件30定位在其中的区域，并且同时可以起到在向上方向上反射从发光元件30发射的光的反射屏障作用。第一区块BNL1的侧表面可以以线性形状倾斜，但不限于此，并且第一区块BNL1可以具有弯曲的半圆形或半椭圆形形状。第一区块BNL1可以包含诸如聚酰亚胺(PI)的有机绝缘材料，但其材料不限于此。
多个电极(21和22)在第一区块BNL1和第一平坦化层19上。多个电极(21和22)可以包括第一电极21和第二电极22。第一电极21和第二电极22可以在第二方向DR2上延伸，并且可以在第一方向DR1上彼此隔开。
第一电极21和第二电极22中的每一个可以在子像素PXn内在第二方向DR2上延伸，并且可以在切割区域CBA中与其它电极(21和22)分开。例如，切割区域CBA可以在第二方向DR2上相邻的子像素PXn的发光区域EMA之间，并且第一电极21和第二电极22可以在切割区域CBA中与在第二方向DR2上相邻的子像素PXn中的其它的第一电极21和第二电极22分开。然而，本公开内容不限于此，并且对于每个像素PXn，电极(21和22)中的一些可以延伸超过在第二方向DR2上相邻的子像素而没有彼此分开，或者仅第一电极21和第二电极22中的一个可能分开。
第一电极21可以通过第一接触孔CT1电联接至第一晶体管T1，并且第二电极22可以通过第二接触孔CT2电联接至第二电压线VL2。例如，在第二区块BNL2的在第一方向DR1上延伸的部分中，第一电极21可以通过穿透第一平坦化层19的第一接触孔CT1接触(例如，物理接触)第一传导图案CDP。在第二区块BNL2的在第一方向DR1上延伸的部分中，第二电极22还可以通过穿透第一平坦化层19的第二接触孔CT2接触(例如，物理接触)第二电压线VL2。然而，本公开内容不限于此。在另一个实施方案中，第一接触孔CT1和第二接触孔CT2可以在由第二区块BNL2围绕的发光区域EMA中，以便不与第二区块BNL2重叠。
尽管在附图中例示出为每个子像素PXn提供了一个第一电极21和一个第二电极22，但本公开内容不限于此，并且为每个子像素PXn提供的第一电极21和第二电极22的数量可以较大。每个子像素PXn中的第一电极21和第二电极22可以不必具有在一个方向上延伸的形状，并且第一电极21和第二电极22可以呈各种适合的结构。例如，第一电极21和第二电极22可以具有部分弯曲或弯折的形状，并且一个电极可以布置成围绕另一个电极。
第一电极21和第二电极22中的每一个可以直接在第一区块BNL1上。第一电极21和第二电极22中的每一个可以形成为具有比第一区块BNL1更大的宽度。例如，第一电极21和第二电极22中的每一个可以覆盖第一区块BNL1的外表面。第一电极21和第二电极22中的每一个可以在第一区块BNL1的侧表面上，并且第一电极21与第二电极22之间的间隔可以窄于第一区块BNL1之间的间隔。第一电极21的至少一部分和第二电极22的至少一部分直接在第一平坦化层19上，使得第一电极21和第二电极22可以在同一平面上。然而，本公开内容不限于此。在一些情况下，电极(21和22)中的每一个可以具有小于第一区块BNL1的宽度的宽度。然而，电极(21和22)中的每一个可以覆盖第一区块BNL1的至少一个侧表面，以反射从发光元件30发射的光。
电极(21和22)中的每一个可以包含具有高反射率的传导材料。例如，电极(21和22)中的每一个可以包含诸如银(Ag)、铜(Cu)和/或铝(Al)的金属作为具有高反射率的传导材料，和/或可以包含含有铝(Al)、镍(Ni)和/或镧(La)的合金。电极(21和22)中的每一个可以反射由发光元件30发射并且在每个子像素PXn的向上方向上前进至第一区块BNL1的侧表面的光。
然而，本公开内容不限于此，并且电极(21和22)中的每一个可以进一步包含透明传导材料。例如，电极(21和22)中的每一个可以包含诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和/或氧化铟锡锌(ITZO)的材料。在一些实施方案中，电极(21和22)中的每一个可以具有其中堆叠了一个或多于一个的透明传导材料层和一个或多于一个的具有高反射率的金属层的结构，或者可以形成为包含它们的一个层。例如，电极(21和22)中的每一个可以具有ITO/Ag/ITO、ITO/Ag/IZO或ITO/Ag/ITZO/IZO的堆叠结构。
多个电极(21和22)可以电联接至发光元件30，并且可以将设定或预定的电压施加至电极(21和22)，使得发光元件30发射光。多个电极(21和22)可以通过接触电极(CNE1和CNE2)电联接至发光元件30，并且可以通过接触电极(CNE1和CNE2)将施加至电极(21和22)的电信号传输至发光元件30。
第一电极21和第二电极22中的一个可以电联接至发光元件30的阳极电极，并且其中的另一个可以电联接至发光元件30的阴极电极。然而，本公开内容不限于此，并且反之亦然。
电极(21和22)中的每一个可以用于在子像素PXn中形成电场以对准发光元件30。通过形成在第一电极21和第二电极22上的电场，发光元件30可以在第一电极21与第二电极22之间。显示装置10的发光元件30可以通过喷墨印刷过程喷涂在电极(21和22)上。当将包括发光元件30的墨喷涂在电极(21和22)上时，向电极(21和22)施加对准信号以形成电场。分散在墨中的发光元件30可以通过形成在电极(21和22)上的电场来接收介电泳力而在电极(21和22)上对准。
第一绝缘层PAS1在第一平坦化层19上。第一绝缘层PAS1可以覆盖第一区块BNL1、第一电极21和第二电极22。第一绝缘层PAS1可以保护第一电极21和第二电极22并且使它们彼此绝缘(例如，电绝缘)。此外，第一绝缘层PAS1可以防止或减少与其它构件直接接触而对其上的发光元件30的损害。
在实施方案中，第一绝缘层PAS1可以包括部分暴露第一电极21和第二电极22的开口OP。每个开口OP可以部分暴露在第一区块BNL1的上表面上的电极(21和22)的部分。接触电极(CNE1和CNE2)的一部分可以接触(例如，物理接触)通过开口OP暴露的电极(21和22)中的每一个。
可以在第一绝缘层PAS1中形成阶梯，使得第一绝缘层PAS1的上表面的一部分在第一电极21与第二电极22之间凹陷。例如，当第一绝缘层PAS1覆盖第一电极21和第二电极22时，第一绝缘层PAS1的上表面可以根据其下方的电极(21和22)中的每一个的形状而成阶梯状。然而，本公开内容不限于此。
第二区块BNL2可以在第一绝缘层PAS1上。第二区块BNL2可以在显示区域DPA的整个(或基本上整个)表面上呈格网图案，同时包括在平面上在第一方向DR1和第二方向DR2上延伸的部分。第二区块BNL2可以遍及各个子像素PXn的边界，以区分相邻的子像素PXn。
此外，第二区块BNL2可以围绕为每个子像素PXn提供的发光区域EMA和切割区域CBA，以区分发光区域EMA和切割区域CBA。第一电极21和第二电极22可以跨第二区块BNL2在第一方向DR1上延伸的部分而在第二方向DR2上延伸。在第二区块BNL2在第二方向DR2上延伸的部分中，发光区域EMA之间的部分可以具有比切割区域CBA之间的部分更大的宽度。因此，切割区域CBA之间的距离可以小于发光区域EMA之间的距离。
第二区块BNL2可以形成为具有比第一区块BNL1更大的高度。在制造显示装置10的过程的喷墨印刷过程中，第二区块BNL2可以防止或减少墨溢出到相邻的子像素PXn，使得其中对于每个子像素PXn分散有不同的发光元件30的墨可以彼此分开而不彼此混合。如同第一区块BNL1，第二区块BNL2可以包含聚酰亚胺(PI)，但其材料不限于此。
发光元件30可以在第一绝缘层PAS1上。多个发光元件30可以布置成沿其中电极(21和22)延伸的第二方向DR2彼此隔开，并且可以基本上彼此平行地(例如，基本上平行地)对准。发光元件30可以具有在一个方向上延伸的形状，并且其中电极(21和22)中的每一个延伸的方向可以基本上垂直于其中发光元件30延伸的方向。然而，本公开内容不限于此，并且发光元件30可以以设定或预定的角度倾斜地延伸，而没有垂直于其中电极(21和22)中的每一个延伸的方向。
每个子像素PXn中的发光元件30可以包括含有不同材料的发光层(图4中的36)，以向外部发射具有不同波长的光。因此，第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光可以分别由第一子像素PX1、第二子像素PX2和第三子像素PX3发射。然而，本公开内容不限于此，并且子像素PXn中的每一个包括相同类型(或种类)的发光元件30以发射基本上相同颜色的光。
发光元件30可以具有在第一区块BNL1之间的电极(21和22)中的每一个上的两个端部。发光元件30的伸长长度长于第一电极21与第二电极22之间的距离，并且发光元件30的两个端部可以分别在第一电极21和第二电极22上。例如，发光元件30可以布置成使得其一个端部放置在第一电极21上并且其另一个端部放置在第二电极22上。
发光元件30可以提供有(例如，包括)垂直(例如，基本上垂直)于第一衬底11或第一平坦化层19的上表面的方向上的多个层。发光元件30布置成使得一个延伸方向平行(例如，基本上平行)于第一平坦化层19的上表面，并且包括在发光元件30中的多个半导体层可以沿平行(例如，基本上平行)于第一平坦化层19的上表面的方向依次布置。然而，本公开内容不限于此，并且当发光元件30具有不同的结构时，多个半导体层可以布置在垂直(例如，基本上垂直于)于第一平坦化层19的上表面的方向上。
发光元件30的两个端部可以分别接触接触电极(CNE1和CNE2)。例如，发光元件30可以在一个方向上的端部表面上不提供有(例如，可以不包括)绝缘膜(图4中的38)，并且半导体层的一部分可以暴露，并且暴露的半导体层可以接触(例如，物理接触)接触电极(CNE1和CNE2)。然而，本公开内容不限于此，并且可以去除绝缘膜38的至少一部分，使得可以部分暴露半导体层的两个侧表面。半导体层的暴露的侧表面可以直接接触(例如，物理接触)接触电极(CNE1和CNE2)。
第二绝缘层PAS2可以部分地在发光元件30上。例如，第二绝缘层PAS2可以具有小于发光元件30的长度的宽度并且在发光元件30上，以便暴露发光元件30的两个端部同时围绕发光元件30。在制造显示装置10的过程期间，第二绝缘层PAS2可以覆盖发光元件30、电极(21和22)以及第一绝缘层PAS1，并且然后可以被去除以暴露发光元件30的两个端部。第二绝缘层PAS2可以在平面上在第一绝缘层PAS1上在第二方向DR2上延伸，从而在每个子像素PXn中形成线性或岛状图案。在制造显示装置10的过程中，第二绝缘层PAS2可以保护发光元件30并且固定发光元件30。
多个接触电极(CNE1和CNE2)以及第三绝缘层PAS3可以在第二绝缘层PAS2上。
多个接触电极(CNE1和CNE2)可以具有在一个方向上延伸的形状，并且可以在电极(21和22)中的每一个上。接触电极(CNE1和CNE2)可以包括在第一电极21上的第一接触电极CNE1和在第二电极22上的第二接触电极CNE2。接触电极(CNE1和CNE2)可以彼此隔开或彼此面对。例如，第一接触电极CNE1和第二接触电极CNE2可以分别在第一电极21和第二电极22上，并且可以在第一方向DR1上彼此隔开。接触电极(CNE1和CNE2)中的每一个可以在每个子像素PXn的发光区域EMA中形成条状图案。
多个接触电极(CNE1和CNE2)中的每一个可以接触(例如，物理接触)发光元件30。第一接触电极CNE1可以接触(例如，物理接触)发光元件30的一个端部，并且第二接触电极CNE2可以接触(例如，物理接触)发光元件30的另一个端部。在发光元件30中，半导体层在延伸方向上的两个端部表面上暴露，并且接触电极(CNE1和CNE2)可以与发光元件30的半导体层电接触。与发光元件30的两个端部接触(例如，物理接触)的接触电极(CNE1和CNE2)中的每一个的一侧可以在第二绝缘层PAS2上。第一接触电极CNE1可以通过暴露第一电极21的上表面的一部分的开口OP接触(例如，物理接触)第一电极21，并且第二接触电极CNE2可以通过暴露第二电极22的上表面的一部分的开口OP接触(例如，物理接触)第二电极22。
在一个方向上测量的接触电极(CNE1和CNE2)中的每一个的宽度可以小于在一个方向上测量的电极(21和22)中的每一个的宽度。接触电极(CNE1和CNE2)中的每一个可以接触(例如，物理接触)发光元件30的一个端部和另一个端部，并且覆盖第一电极21和第二电极22中的每一个的上表面的一部分。然而，本公开内容不限于此，并且接触电极(CNE1和CNE2)可以形成为具有比电极(21和22)更大的宽度以覆盖电极(21和22)的两侧。
接触电极(CNE1和CNE2)可以包含透明传导材料。例如，接触电极(CNE1和CNE2)可以包含ITO、IZO、ITZO和/或铝(Al)。由发光元件30发射的光可以穿过接触电极(CNE1和CNE2)并且朝向电极(21和22)前进。然而，本公开内容不限于此。
尽管在附图中示出了两个接触电极(CNE1和CNE2)在一个子像素PXn中，但本公开内容不限于此。取决于为每个子像素PXn提供的电极(21和22)的数量，接触电极(CNE1和CNE2)的数量可以改变或变化。
第三绝缘层PAS3可以覆盖第一接触电极CNE1。第三绝缘层PAS3可以包括第一接触电极CNE1以覆盖第一接触电极CNE1基于第二绝缘层PAS2定位在其上的一侧。第三绝缘层PAS3可以覆盖除了第一接触电极CNE1之外的第一接触电极CNE1基于第二绝缘层PAS2定位在其上的一侧。例如，第三绝缘层PAS3可以覆盖第一接触电极CNE1和在第一电极21上的第一绝缘层PAS1。可以通过在将形成第三绝缘层PAS3的绝缘材料层完全放置在发光区域EMA中之后部分地去除绝缘材料层以形成第二接触电极CNE2的过程来形成此类布置。在以上过程中，形成第三绝缘层PAS3的绝缘材料层可以与形成第二绝缘层PAS2的绝缘材料层一起被去除，并且第三绝缘层PAS3的一侧可以与第二绝缘层PAS2的一侧对准。第二接触电极CNE2的一侧可以在第三绝缘层PAS3上，并且第二接触电极CNE2可以在第三绝缘层PAS3在第二接触电极CNE2与第一接触电极CNE1之间的情况下与第一接触电极CNE1绝缘(例如，电绝缘)。
第四绝缘层PAS4可以完全在第一衬底11的显示区域DPA上。第四绝缘层PAS4可以起到保护第一衬底11上的构件免受外部环境的作用。然而，可以省略第四绝缘层PAS4。
以上描述的第一绝缘层PAS1、第二绝缘层PAS2、第三绝缘层PAS3和第四绝缘层PAS4中的每一个可以包含无机绝缘材料和/或有机绝缘材料。例如，第一绝缘层PAS1、第二绝缘层PAS2、第三绝缘层PAS3和第四绝缘层PAS4中的每一个可以包含无机绝缘层，例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、硅氮氧化物(SiOxNy)、氧化铝(Al2O3)和/或氮化铝(AlN)。在一些实施例方案中，第一绝缘层PAS1、第二绝缘层PAS2、第三绝缘层PAS3和第四绝缘层PAS4中的每一个可以包括有机绝缘层，例如丙烯酸树脂、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、聚亚苯基树脂、聚亚苯基硫醚树脂、苯并环丁烯树脂、卡多树脂(cardo resin)、硅氧烷树脂、倍半硅氧烷树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯合成树脂。然而，本公开内容不限于此。
图4是根据实施方案的发光元件的示意图。
发光元件30可以是发光二极管。在一些实施方案中，发光元件30可以是具有微米至纳米的尺寸并且由无机材料制成的无机发光二极管。当在设定或预定方向上彼此面对的两个电极之间形成电场时，有机发光二极管可以在具有极性(例如，具有彼此不同的各自的极性)的两个电极之间对准。发光元件30可以通过形成在两个电极上的电场在两个电极之间对准。
发光元件30可以具有在一个方向上延伸的形状。发光元件30可以具有圆柱体、棒、线或管的形状。然而，发光元件30的形状不限于此，并且发光元件30可以具有各种适合的形状，例如立方体、长方体或六角柱体，或者可以具有在一个方向上延伸并且具有部分倾斜的外表面的形状。本文以下将进一步描述的包括在发光元件30中的多个半导体可以在一个方向上依次布置或堆叠。
发光元件30可以包括掺杂有任何传导类型(例如，p-型或n-型)杂质的半导体层。半导体层可以接收由外部电源施加的电信号并且发射具有设定或特定的波长带的光。
参考图4，发光元件30可以包括第一半导体层31、第二半导体层32、发光层36、电极层37和绝缘膜38。
第一半导体层31可以是n-型半导体层。当发光元件30发射蓝色波长带的光时，第一半导体层31可以包含具有AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。例如，半导体材料可以是各自掺杂有n-型杂质的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的至少一种。第一半导体层31可以掺杂有n-型掺杂剂。n-型掺杂剂可以是Si、Ge或Sn。例如，第一半导体层31可以是掺杂有n-型Si的n-GaN。第一半导体层31的长度可以是1.5μm至5μm，但不限于此。
第二半导体层32在本文以下将进一步描述的发光层36上。第二半导体层32可以是p-型半导体层。当发光元件30发射蓝色波长带或绿色波长带的光时，第二半导体层32可以包含具有AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。例如，半导体材料可以是各自掺杂有p-型杂质的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的至少一种。第二半导体层32可以掺杂有p-型掺杂剂。p-型掺杂剂可以是Mg、Zn、Ca、Se或Ba。例如，第二半导体层32可以包含掺杂有p-型Mg的p-GaN。第二半导体层32的长度可以是0.05μm至0.10μm，但不限于此。
尽管在图4中示出了第一半导体层31和第二半导体层32中的每一个均形成为一个层，但本公开内容不限于此。第一半导体层31和第二半导体层32中的每一个可以进一步包括更大数量的层，例如，根据发光层36的材料的包覆层或拉伸应变势垒降低(TSBR)层。
发光层36在第一半导体层31与第二半导体层32之间。发光层36可以包含单量子阱结构或多量子阱结构的材料。当发光层36包括多量子阱结构的材料时，发光层36可以具有其中量子层和阱层交替地堆叠的结构。根据通过第一半导体层31和第二半导体层32施加的电信号，发光层36可以通过电子-空穴对的结合(或复合)(例如，通过激子的形成)发射光。当发光层36发射蓝色波长带的光时，发光层36可以包含诸如AlGaN和/或AlGaInN的材料。在一些实施方案中，当发光层36具有其中量子层和阱层交替地堆叠的多量子阱结构时，量子层可以包含诸如AlGaN和/或AlGaInN的材料，并且阱层可以包含诸如GaN和/或AlInN的材料。例如，发光层36包括各自含有AlGaInN的量子层和各自含有AlInN的阱层，并且因此发光层36可以发射具有450nm至495nm的中心波长带的蓝色光，如以上描述。
然而，本公开内容不限于此，并且发光层36可以具有其中具有高带隙能量的半导体材料和具有低带隙能量的半导体材料交替地堆叠的结构，并且取决于光的波长带可以包含其它第3族至第5族半导体材料。由发光层36发射的光不限于蓝色波长带的光，并且在一些情况下，发光层36可以发射红色波长带或绿色波长带的光。发光层36的长度可以具有0.05μm至0.10μm的范围，但不限于此。
在一些实施方案中，由发光层36发射的光可以发射至发光元件30的两个端部表面以及发光元件30的纵向外表面。由发光层36发射的光的方向不限于一个方向。
电极层37可以是欧姆接触电极。然而，本公开内容给不限于此，并且电极层37可以是肖特基(Schottky)接触电极(例如，由半导体和金属的结形成的电极)。发光元件30可以包括至少一个电极层37。尽管在图4中示出了发光元件30包括一个电极层37，但本公开内容不限于此。在一些情况下，发光元件30可以包括更大数量的电极层37，或者可以省略电极层37。即使改变电极层37的数量或者发光元件30进一步包括其它结构，也可以同样地应用本文以下将进一步描述的发光元件30的描述。
当发光元件30电联接至根据实施方案的显示装置10中的电极或接触电极时，电极层37可以减小发光元件30与电极或接触电极之间的电阻。电极层37可以包含传导金属。例如，电极层37可以包含选自铝(Al)、钛(Ti)、铟(In)、金(Au)、银(Ag)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)中的至少一种。电极层37可以包含掺杂有n-型或p-型杂质的半导体材料。电极层37可以包含相同(或基本上相同)的材料，并且可以包含彼此不同的材料，但本公开内容不限于此。
绝缘膜38可以围绕以上描述的半导体层和电极层的外表面。例如，绝缘膜38可以围绕至少发光层36的外表面，并且可以在其中发光元件30延伸的一个方向上延伸。绝缘膜38可以起到保护构件的作用。例如，绝缘膜38可以形成为围绕构件的侧表面，并且可以形成为使得发光元件30在长度方向上的两个端部被暴露。
尽管在图4中示出了绝缘膜38可以在发光元件30的长度方向上延伸以覆盖第一半导体层31至电极层37的侧表面，但本公开内容不限于此。绝缘膜38可以仅覆盖半导体层以及发光层36的一部分的外表面，或者仅覆盖电极层37的外表面的一部分以暴露电极层37的外表面的一部分。绝缘膜38可以形成为在与发光元件30的至少一个端部相邻的区域中具有横截面上表面。
绝缘膜38的厚度可以具有10nm至1.0μm的范围，但不限于此。在一些实施方案中，绝缘膜38的厚度可以是约40nm。
绝缘膜38可以包含具有绝缘性质的材料，例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、硅氮氧化物(SiOxNy)、氮化铝(AlN)和/或氧化铝(Al2O3)。因此，绝缘膜38可以防止当发光层36与电极直接接触(例如，物理接触)时可能发生的短路(或降低其可能性或程度)，电信号通过所述电极传输至发光元件30。此外，因为绝缘膜38保护发光元件30以及发光层36的外表面，所以可以防止或减少光发射效率的劣化。
此外，可以对绝缘膜38的外表面进行表面处理。可以通过以其中发光元件30分散在设定或预定墨中的状态喷涂至电极上来对准发光元件30。在此，可以对绝缘膜38的表面疏水处理或亲水处理，以便将发光元件30保持在分散状态，而不与墨中的其它相邻的发光元件30聚集。例如，可以用诸如硬脂酸和/或2,3-萘二甲酸的材料对绝缘膜38的外表面进行表面处理。
发光元件30的长度h可以是1μm至10μm或2μm至6μm，并且例如，3μm至5μm。发光元件30的直径可以是300nm至700nm，并且发光元件30的纵横比可以是1.2至100。然而，本公开内容不限于此，并且根据发光层36的组成差异，包括在显示装置10中的多个发光元件30可以具有不同的直径。在一些实施方案中，发光元件30的直径可以是约500nm。
发光元件30的形状和材料不限于图4中示出的那些。在一些实施方案中，发光元件30可以包括较大数量的层，或者可以具有不同的形状。
图5和图6是根据其它实施方案的发光元件的示意图。
首先，参考图5，根据实施方案的发光元件30'进一步包括在第一半导体层31'与发光层36'之间的第三半导体层33'，以及在发光层36'与第二半导体层32'之间的第四半导体层34'和第五半导体层35'。图5的发光元件30'与图4的发光元件30的不同在于进一步提供了多个半导体层(33'、34'、35')和多个电极层(37a'和37b')，并且发光层36'含有不同的元素。发光元件30'还包括绝缘膜38'。在下文，以上提供的那些的重复的描述可以不在此重复，并且将主要描述差异。
在图4的发光元件30中，发光层36可以包含氮(N)以发射蓝色光或绿色光。相比之下，在图5的发光元件30'中，发光层36'和其它半导体层可以是各自包含至少磷(P)的半导体层。根据实施方案的发光元件30'可以发射具有620nm至750nm的中心波长带的红色光。然而，应理解，红色光的中心波长带不限于以上描述的范围，并且包括在本领域中可以被认为是红色的所有适合的波长范围。
在一些实施方案中，第一半导体层31'是n-型半导体层，并且可以包含具有InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。第一半导体层31'可以包含选自掺杂有n-型杂质的InAlGaP、GaP、AlGaP、InGaP、AlP和InP中的至少一种。例如，第一半导体层31'可以包含掺杂有n-型Si的n-AlGaInP。
第二半导体层32'是p-型半导体层，并且可以包含具有InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。第二半导体层32'可以包含选自掺杂有p-型杂质的InAlGaP、GaP、AlGaNP、InGaP、AlP和InP中的至少一种。例如，第二半导体层32'可以包含掺杂有p-型Mg的p-GaP。
发光层36'可以在第一半导体层31'与第二半导体层32'之间。发光层36'可以包含具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料，以发射具有设定或特定的波长带的光。当发光层36'具有其中量子层和阱层交替地堆叠的多量子阱结构时，量子层可以包含诸如AlGaP和/或AlInGaP的材料，并且阱层可以包含诸如GaP和/或AlInP的材料。例如，发光层36'可以包括包含AlGaInP的量子层和包含AlInP的阱层，以发射具有620nm至750nm的中心波长带的红色光。
图5的发光元件30'可以包括与发光层36'相邻的包覆层。如图5中示出，在第一半导体层31'与第二半导体层32'之间以及在发光层36'上和之下的第三半导体层33'和第四半导体层34'可以是包覆层。
第三半导体层33'可以在第一半导体层31'与发光层36'之间。如同第一半导体层31'，第三半导体层33'可以是n-型半导体层，并且可以包含具有InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。例如，第一半导体层31'可以包含n-AlGaInP，并且第三半导体层33'可以包含n-AlInP。
第四半导体层34'可以在发光层36'与第二半导体层32'之间。如同第二半导体层32'，第四半导体层34'可以是p-型半导体层，并且可以包含具有InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。例如，第二半导体层32'可以包含p-GaP，并且第四半导体层34'可以包含p-AlInP。
第五半导体层35'可以在第四半导体层34'与第二半导体层32'之间。如同第二半导体层32'和第四半导体层34'，第五半导体层35'可以是p-型半导体层。在一些实施方案中，第五半导体层35'可以起到减小第四半导体层34'与第二半导体层32'之间的晶格常数的差异的作用。第五半导体层35'可以是拉伸应变势垒降低(TSBR)层。例如，第五半导体层35'可以包含p-GaInP、p-AlInP和/或p-AlGaInP，但其材料不限于此。第三半导体层33'、第四半导体层34'和第五半导体层35'中的每一个的长度可以是0.08μm至0.25μm，但不限于此。
第一电极层37a'和第二电极层37b'可以分别在第一半导体层31'和第二半导体层32'上。第一电极层37a'可以在第一半导体层31'的下表面上，并且第二电极层37b'可以在第二半导体层32'的上表面上。然而，本公开内容不限于此，并且可以省略第一电极层37a'和第二电极层37b'中的至少一个。例如，在发光元件30'中，第一电极层37a'可以不在第一半导体层31'的下表面上，并且仅一个第二电极层37b'可以在第二半导体层32'的上表面上。
随后，参考图6，发光元件30”可以具有在一个方向上延伸的形状，并且可以具有部分倾斜的侧表面。例如，根据实施方案的发光元件30”可以具有部分锥形的形状。
发光元件30”可以形成为使得多个层不在一个方向上堆叠，并且每个层围绕另一个层的外表面。发光元件30”可以包括具有在一个方向上延伸的至少一些区的半导体芯以及形成为围绕半导体芯的绝缘膜38”。半导体芯可以包括第一半导体层31”、发光层36”、第二半导体层32”和电极层37”。
第一半导体层31”可以在一个方向上延伸，并且其两个端部部分可以形成为朝向其中心倾斜。第一半导体层31”可以包括棒状或圆柱形主体部分、以及具有倾斜的侧表面并且各自形成在主体部分上和下方的上端部部分和下端部部分。主体部分的上端部部分可以具有比下端部部分更陡的斜率。
发光层36”可以围绕第一半导体层31”的主体部分的外表面。发光层36”可以具有在一个方向上延伸的环形形状。发光层36”可以不形成在第一半导体层31”的上端部部分和下端部部分上。然而，本公开内容不限于此。由发光层36”发射的光可以发射至发光元件30”在长度方向上的两个侧表面以及发射至发光元件30”在长度方向上的两个端部。与图4的发光元件30相比，图6的发光元件30”含有具有大面积的发光层36”，并且因此可以发射较大量的光。
第二半导体层32”可以围绕发光层36”的外表面和第一半导体层31”的上端部部分。第二半导体层32”可以包括在一个方向上延伸的环形主体部分和具有倾斜的侧表面的上端部部分。例如，第二半导体层32”可以直接接触(例如，物理接触)发光层36”的平行侧表面和第一半导体层31”的倾斜上端部部分。然而，第二半导体层32”不形成在第一半导体层31”的下端部部分上。
电极层37”可以围绕第二半导体层32”的外表面。电极层37”的形状可以与第二半导体层32”的形状基本上相同。电极层37”可以完全接触(例如，完全物理接触)第二半导体层32”的外表面。
绝缘膜38”可以围绕电极层37”和第一半导体层31”的外表面。绝缘膜38”可以直接接触(例如，物理接触)第一半导体层31”的下端部部分以及发光层36”和第二半导体层32”以及电极层37”的暴露的下部分。
发光元件30可以通过喷墨印刷过程喷涂在电极(21和22)中的每一个上。发光元件30可以分散在溶剂中以制备成墨状态并且喷涂在电极(21、22)上，并且可以通过向电极(21和22)施加对准信号的过程而在电极(21与22)之间。当向电极(21和22)中的每一个施加对准信号时，在其上形成电场，并且发光元件30可以通过电场接收介电泳力以使发光元件30对准。已经接收介电泳力的发光元件30可以在第一电极21和第二电极22上，同时改变对准方向和位置。
发光元件30可以包括多个半导体层，并且通常可以由具有比溶剂的比重大的比重的材料制成。当发光元件30分散并且储存在溶剂中时，可以将分散体保持设定或预定的时间段，并且然后由于比重差而逐渐沉淀。当发光元件30沉淀在溶剂中时，每个墨液滴的发光元件30的数量不均匀。因此，当使用该墨制造包括发光元件30的装置时，对于每个区域的发光元件30的数量不是恒定的，并且因此，产品的质量可能劣化或降低。
根据实施方案，包含发光元件30的墨进一步包含增稠剂(图7中的500)，并且因此，墨的粘度可以根据施加至溶液的剪切应力而变化。包含发光元件30的墨在其中墨储存在容器中的状态下或者在其中没有施加剪切应力的状态下具有高粘度，并且因此，发光元件30可以以分散状态长时间储存。此外，包含发光元件30的墨在其中墨在喷墨印刷过程中通过喷嘴排出的状态下或者在其中施加剪切应力的状态下具有低粘度，并且因此，墨可以容易地通过喷嘴排出。因此，根据实施方案，包含发光元件30的墨可以通过在整个印刷过程中在单位面积中包括均匀数量的发光元件30来喷涂，同时防止或减少发光元件30的沉淀。在下文，将进一步描述包含发光元件30的墨。
图7是根据实施方案的发光元件墨的示意图。
参考图7，根据实施方案的发光元件墨1000包含发光元件溶剂100、分散在发光元件溶剂100中的发光元件30、和增稠剂500。发光元件30可以是选自以上参考图4至图6描述的发光元件(30、30'和30”)中的任一个，并且在附图中例示出图4的发光元件30。因为发光元件30的描述与以上描述的相同，因此本文以下将更详细地描述发光元件溶剂100和增稠剂500。
发光元件溶剂100可以以分散状态储存(或溶解)包括半导体层的具有高比重的发光元件30，并且可以是不与发光元件30反应(或基本上不与发光元件30反应)的有机溶剂。发光元件溶剂100可以具有适于或足以通过喷墨印刷设备的喷嘴以液体状态排出的粘度。发光元件溶剂100的溶剂分子可以分散发光元件30，同时在其表面上围绕发光元件30。发光元件墨1000可以包含被制备成溶液或胶体状态的发光元件30。在实施方案中，发光元件溶剂100的实例可以包括但不限于丙酮、水、醇、甲苯、丙二醇(PG)、丙二醇甲基乙酸酯(PGMA)、三乙二醇单丁醚(TGBE)、二乙二醇单苯醚(DGPE)、基于酰胺的溶剂、基于二羰基的溶剂、二乙二醇二苯甲酸酯、基于三羰基的溶剂、柠檬酸三乙酯、基于邻苯二甲酸酯的溶剂、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯、间苯二甲酸双(2-乙基己基)酯和乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯。
在本说明书中，“发光元件溶剂100”是指发光元件30可以分散在其中的溶剂或其介质，并且“溶剂分子101”是指构成发光元件溶剂100的一种分子。如本文以下将进一步描述，可以理解，“发光元件溶剂100”是包含溶剂分子101的液体介质。然而，这些术语可以不必单独使用，并且在一些情况下，“发光元件溶剂100”和“溶剂分子101”可互换使用，但可以基本上相同。
增稠剂500可以与发光元件30一起分散在发光元件溶剂100中。设定或预定量的增稠剂500包含在发光元件墨1000中，以根据发光元件墨1000的状态改变溶液的粘度。根据实施方案，增稠剂500可以包含能够形成氢键以形成分子间氢键的官能团。增稠剂500可以在发光元件溶剂100的溶剂分子101之间或增稠剂500之间形成氢键，以在不同分子之间形成相对强的吸引力。例如，增稠剂500的化合物可以氢键键合至溶剂的化合物或增稠剂500的另一个化合物。
图8是例示出在图7的发光元件墨的部分A的储存状态下，增稠剂与发光元件溶剂之间的键的示意图。图8例示出在其中没有向发光元件施加剪切应力的状态下，分散在发光元件溶剂100中的增稠剂500的分子的形式。
参考图8，增稠剂可以包含第一官能团(例如羟基基团(-OH)和/或胺基团(-NH2)，其包含氢(H))作为能够形成氢键的官能团和第二官能团(例如羰基基团(-CO-)、酯基团(-COO-)、胺基团(-NH-)、酰胺基基团(-CONH-)、脲基团(-NHCONH-)和/或氨基甲酸酯基团(-NHCOO-))作为能够与包含在另一个分子中的氢(H)形成氢键的官能团。尽管在附图中示出了增稠剂500包含羟基基团(-OH)作为第一官能团和酯基团(-COO-)作为第二官能团，并且发光元件溶剂100的溶剂分子101包含乙二醇醚(-OCH2CH2O-)基团，但本公开不限于此。
增稠剂500可以包含其中第一官能团和第二官能团被键合的主链部分CP，并且主链部分CP可以与第一官能团和第二官能团键合。主链部分CP可以是碳链，例如烷基基团、烯基基团和/或炔基基团，但不限于此，并且可以进一步包括其它官能团，例如醚基团(-O-)。在一个增稠剂500中，包含氢(H)的第一官能团可以与发光元件溶剂100的溶剂分子101或增稠剂500的第二官能团的具有非共价电子对的原子(例如氧(O)或氮(N))一起形成氢键HB1。增稠剂500的第二官能团可以与另一个增稠剂500的第一官能团一起形成氢键HB2。根据实施方案，增稠剂500的一个分子可以与增稠剂500的另一个分子(例如，化合物)和/或溶剂分子101的分子(例如，化合物)一起形成氢键，并且可以在其中不施加剪切应力的状态下在主链部分CP与溶剂分子101之间以及其它增稠剂500的主链部分CP之间形成网络结构。由于通过增稠剂500形成的网络结构，发光元件墨1000可以具有高粘度，并且在发光元件墨1000的储存状态下，发光元件30的沉淀速率可以降低。
例如，发光元件墨1000可以具有在室温(25℃)下在其中没有施加剪切应力的状态下测量的30cP至300cP的粘度。然而，本公开内容不限于此。发光元件墨1000的粘度可以根据需要或期望通过增稠剂500的分子结构和/或分子量来调节。然而，为了防止或减少发光元件30的沉淀，在其中没有施加剪切应力的状态下，发光元件墨1000可以具有至少30cP或大于30cP的粘度。在发光元件墨1000中，发光元件30可以长时间保持在分散状态，直到使用喷墨印刷设备的印刷过程。
根据实施方案，发光元件墨1000的增稠剂500可以包括由以下化学式1表示的化合物。
化学式1
Figure BDA0003030579900000321
在以上化学式1中，R1各自独立地是取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烷基基团、取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烯基基团或取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚炔基基团，并且R2各自独立地是具有3个至8个碳原子的烷基基团。化学式1的化合物包含通过将甘油的-OH基团与蓖麻油酸键合形成的三酯基团。根据实施方案的增稠剂500可以具有其中各自包含能够形成氢键的醇(-OH)基团的多个碳链彼此键合的结构。在增稠剂500中，各自包含醇(-OH)基团的碳链可以通过三酯基团彼此键合，并且包含在蓖麻油酸中的羟基基团(-OH)和三酯基团的氧原子可以与不同分子(例如，其它化合物)形成氢键。例如，蓖麻油酸的羟基基团(-OH)可以与包含在另一个增稠剂500或发光元件溶剂100的溶剂分子101中的氧(O)形成氢键HB1，并且三酯基团的双键氧(＝O)可以与另一个增稠剂500的羟基基团(-OH)形成氢键HB2。在其中没有施加剪切应力的储存状态下，增稠剂500可以通过分子之间的氢键形成网络结构，并且发光元件墨1000可以具有高粘度。
在以上化学式1中，R1和R2可以取决于增稠剂500的分子量等而不同地改变。例如，R1可以是未取代的具有6个至8个碳原子的亚烷基基团，具有几个双键的亚烯基基团，或者具有6个至8个碳原子并且被卤素基团、乙氧基基团、硫醇基团或硫烷基乙醇基团取代的亚烷基基团。在示例性实施方案中，增稠剂500可以包括由选自以下化学式2至化学式6中的任一种表示的化合物。
化学式2
Figure BDA0003030579900000331
化学式3
Figure BDA0003030579900000341
化学式4
Figure BDA0003030579900000351
化学式5
Figure BDA0003030579900000361
化学式6
Figure BDA0003030579900000371
在以上化学式4中，R3是*-(CH2CH2O)xCH3(在此，x是7至112的整数，并且*-意指与氧原子(O)的键)。
化学式2例示出了其中化学式1的R1是未取代的亚烯基基团的实施方案，并且化学式3至化学式6例示出了其中化学式1的R1是被溴(Br)、硫醇(-SH)、硫烷基乙醇(-SHCH2CH2OH)或乙氧基(-(CH2CH2O)xCH3)取代的亚烯基基团的实施方案。此外，化学式3至化学式6例示出了其中化学式1的R2是未取代的具有6个碳原子的烷基基团的实施方案。化学式3至化学式6可以各自具有其中各自包含醇基团的多个碳链通过三酯基团彼此连接并且碳链中的每一个被另一种官能团取代的结构。然而，增稠剂500的结构不限于化学式2至化学式6。如果增稠剂500具有在公开的范围内的其中各自包含醇基团的多个碳链彼此连接的结构，则化学式1的R1和R2的类型(或组成)和与其键合的取代基可以不同地改变。此外，在以上化学式4中，x可以是选自7至112中的任一个，例如，x可以是选自7、12、16、44和112中的任一个。
在一些实施方案中，当发光元件墨1000通过喷嘴排出或在喷墨印刷设备的喷墨头中流动时，可以向溶剂100施加剪切应力。剪切应力可以具有比增稠剂500的分子间氢键更强的强度，并且氢键(HB1和HB2)可以断裂。增稠剂500不与发光元件溶剂100的溶剂分子101或其它增稠剂500形成网络结构，并且因此发光元件墨1000可以具有低粘度。例如，向发光元件墨1000施加剪切应力可以断裂、破坏或裂解增稠剂的化合物与发光元件溶剂的化合物和/或增稠剂的其它化合物之间的各自的分子间氢键，使得不再存在各自的分子间氢键以形成网络结构。
图9是例示出在图7的发光元件墨的部分A的印刷状态下，增稠剂与发光元件溶剂之间的键的示意图。图9例示出了当印刷发光元件墨1000时，在其中施加剪切应力的状态下，分散在发光元件溶剂100中的增稠剂500'的分子的形式。
参考图9，在发光元件墨1000的印刷过程中，当发光元件墨1000流入或流出喷墨印刷设备的喷墨头或通过喷墨印刷设备的喷嘴排出时，可以向发光元件溶剂100施加剪切应力。在本说明书中，发光元件30的“印刷”可以意指使用喷墨印刷设备将发光元件30排出或喷射至设定或预定的对象。例如，发光元件30的“印刷”可以意指发光元件30通过喷墨印刷设备的喷嘴直接排出，或者在其中发光元件30分散在发光元件墨1000中的状态下排出。然而，本公开内容不限于此，并且发光元件30的“印刷”可以意指将发光元件30或其中分散有发光元件30的发光元件墨1000喷射在目标衬底(图11中的SUB)上，以允许将发光元件30或发光元件墨1000安装在目标衬底SUB上。
当发光元件墨1000通过喷墨印刷设备的喷嘴排出或者在其中施加剪切应力的状态下时，增稠剂500'可以不形成网络结构。在发光元件墨1000的印刷过程中施加的剪切应力可以具有比由增稠剂500'形成的分子间氢键(HB1和HB2)中的每一个更强的强度，并且增稠剂500'和发光元件溶剂100的溶剂分子101可以单独地分散而不形成网络结构。
根据实施方案，发光元件墨1000可以具有在其中施加剪切应力的状态下在室温(25℃)下测量的5cP至15cP或7cP至13cP，例如约10cP的粘度。然而，本公开内容不限于此，并且发光元件墨1000的粘度可以不同地改变，只要发光元件墨1000可以通过喷墨头的喷嘴排出即可。当发光元件墨1000具有在以上范围内的粘度时，发光元件墨1000可以通过喷嘴容易地排出，并且可以保持发光元件30的分散度，因为即使发光元件30逐渐沉淀，先前也进行了印刷过程。例如，从喷墨印刷设备的喷嘴排出的每单位液滴的发光元件墨1000的发光元件30的数量可以保持均匀。
发光元件墨1000可以包含每单位重量设定或预定量的发光元件30，并且可以以相对于发光元件30的重量设定或预定的含量包含增稠剂500'。根据实施方案，相对于100重量份的发光元件30，发光元件墨1000可以包含100重量份至500重量份的增稠剂500'。当相对于100重量份的发光元件30以小于100重量份的量包含增稠剂500'时，防止或减少发光元件30在储存状态下沉淀的效果可能不足或不适合，并且当以500重量份或大于500重量份的量包含增稠剂500'时，发光元件墨1000的粘度太高，并且因此，喷嘴入口可能在印刷过程期间被阻塞。当发光元件墨1000包含在以上范围内的增稠剂500'时，发光元件墨1000可以通过喷嘴顺利地排出，同时防止或减少发光元件30的沉淀。
包含在发光元件墨1000中的发光元件30的含量可以取决于在印刷过程期间通过喷嘴排出的每单位液滴的发光元件墨1000的发光元件30的数量而改变或变化。在实施方案中，相对于100重量份的发光元件墨1000，可以以0.01重量份至1重量份的量包含发光元件30。然而，这是实例，并且发光元件30的含量可以根据每单位液滴的发光元件墨1000的发光元件30的数量而变化。
发光元件墨1000可以进一步包含改善发光元件30的分散度的分散剂。分散剂的种类或组成没有特别限制，并且分散剂可以以适当或适合的量添加以进一步分散发光元件30。例如，相对于100重量份的发光元件30，可以以10重量份至50重量份的量包含分散剂。然而，分散剂的含量不限于此。
根据实施方案，发光元件墨1000可以包含增稠剂500以在制造显示装置10的过程期间改变发光元件墨1000的粘度。对于发光元件墨1000的每个储存阶段以及通过喷嘴的每个印刷阶段，发光元件墨1000可以具有适合的粘度。在一些实施方案中，在发光元件墨1000的储存阶段中，由于发光元件墨1000具有高粘度，因此可以防止或减少发光元件30的沉淀，并且在通过喷嘴的印刷阶段中，由于发光元件墨1000具有低粘度，因此可以顺利地进行发光元件30的印刷过程。
当使用根据实施方案的发光元件墨1000制造包括发光元件30的产品时，可以对每单位面积提供均匀数量的发光元件30，并且可以完全去除在后续过程中作为异物的保留的发光元件溶剂100和增稠剂500。因此，可以改善包括发光元件30的产品的可靠性。根据实施方案，以上参考图1至图3描述的显示装置10可以使用发光元件墨1000来制造。
在制造显示装置10的过程中，可以执行将发光元件30放置在电极(21和22)上的过程，并且该过程可以通过使用发光元件墨1000的印刷过程来形成。
在下文，将参考附图描述根据示例性实施方案的制造显示装置10的过程。
图10是例示出根据实施方案的制造显示装置的方法的流程图。
参考图10，根据实施方案的制造显示装置10的方法包括以下有效动作：制备包含发光元件30、发光元件溶剂100和增稠剂500的发光元件墨1000(S100)；制备提供有(例如，包括)多个电极(21和22)的目标衬底SUB并且将发光元件墨1000喷射在电极(21和22)上(S200)；在电极(21和22)上形成电场，以将发光元件30放置在电极(21和22)上(S300)；以及在低压环境下热处理发光元件墨1000，以去除发光元件溶剂100和增稠剂500(S400)。
制造显示装置10的过程包括：储存在其中没有施加剪切应力的状态下具有高粘度而不沉淀发光元件30的发光元件墨1000的有效动作；以及印刷在其中施加剪切应力的状态下具有低粘度的包含发光元件30的发光元件墨1000的有效动作。在发光元件墨1000中，粘度可以在储存阶段和印刷阶段期间改变，并且发光元件墨1000可以容易地印刷在目标衬底SUB上，同时防止或减少发光元件30的沉淀。在下文，将参考附图更详细地描述制造显示装置10的方法。
图11至图13是例示出根据实施方案的制造显示装置的过程中的有效动作的横截面视图。
首先，参考图11，制备包含发光元件30、发光元件溶剂100和增稠剂500的发光元件墨1000，以及提供有(例如，包括)第一电极21和第二电极22的目标衬底SUB。尽管在附图中示出了一对电极在目标衬底SUB上，但更大数量的电极对可以在目标衬底SUB上。在一些实施方案中，除了第一衬底11之外，目标衬底SUB可以包括在显示装置10的第一衬底11上的多个电路元件。在下文，为了便于描述，将省略这些电路元件。
发光元件墨1000可以包含发光元件溶剂100、分散在发光元件溶剂100中的发光元件30和可光降解的增稠剂500。储存在容器中的发光元件墨1000可以处于其中没有(或基本上没有)流体流动并且没有施加剪切应力的状态。增稠剂500可以在分子(例如，增稠剂500的化合物)之间形成氢键以在发光元件溶剂100中形成三维网络结构。发光元件墨1000可以具有高粘度，例如30cp至300cp，并且发光元件30可以长时间保持在分散状态。
制备发光元件墨1000的有效动作可以通过混合发光元件30、发光元件溶剂100和分散剂以制备溶液的第一分散过程以及将增稠剂500添加至在第一分散过程中制备的溶液的第二分散过程来进行。例如，通过将发光元件30和分散剂与发光元件溶剂100混合，并且然后将溶液搅拌5分钟或大于5分钟来进行第一分散过程。如以上描述，发光元件30可以具有1μm或小于1μm、或者500nm或小于500nm的直径，以及1μm至10μm或者约4μm或大于4μm的长度。相对于100重量份的发光元件墨100，可以以0.01重量份至1重量份的量包含发光元件30，并且相对于100重量份的发光元件30，可以以10重量份至50重量份的量包含分散剂。混合过程可以通过超声过程、搅拌过程、研磨过程等进行。
随后，进行其中将增稠剂500进一步添加至在第一分散过程中制备的溶液并且与其混合的第二分散过程。相对于100重量份的发光元件30，可以以10重量份至50重量份的量包含增稠剂500。混合过程可以通过依次进行超声过程和搅拌过程分别持续5分钟或大于5分钟来进行。为了使增稠剂500容易混合，混合过程可以在高于室温(25℃)的温度(例如在约40℃或高于40℃)下进行。
通过第一分散过程和第二分散过程制备的发光元件墨1000可以在室温(25℃)下储存。发光元件墨1000的增稠剂500的化合物可以与发光元件溶剂100的化合物和/或增稠剂500的另一个化合物形成分子间氢键，并且发光元件墨1000可以具有至少30cP或大于30cp的粘度。发光元件30可以保持在分散状态而几乎没有沉淀。
随后，参考图12和图13，将发光元件墨1000喷涂在目标衬底SUB上的第一电极21和第二电极22上。在实施方案中，可以通过使用喷墨印刷设备的印刷过程将发光元件墨1000喷涂在电极(21和22)上。发光元件墨1000可以通过包括在喷墨印刷设备中的喷墨头的喷嘴喷射。发光元件墨1000可以沿喷墨头中提供的内部流动路径流动并且通过喷嘴排出到目标衬底SUB上。从喷嘴排出的发光元件墨1000可以附着在目标衬底SUB上的电极(21和22)上。发光元件30可以具有在一个方向上延伸的形状，并且可以在其中延伸方向具有随机对准方向的状态下分散在发光元件墨1000中。
在通过喷嘴喷射发光元件墨1000之前，可以进行用于重新分散发光元件30和增稠剂500的第三分散过程。例如，储存的发光元件墨1000可以经受超声过程和/或涡旋和/或搅拌过程分别持续5分钟或大于5分钟。即使发光元件墨1000具有高粘度，并且因此，发光元件30几乎不沉淀，也可以在通过喷嘴的印刷过程之前进行用于适当地或充分地分散发光元件30的第三分散过程。因此，在喷墨印刷设备中制备的发光元件墨1000的发光元件30可以具有与初始储存状态的分散度的水平相似的分散度的水平。
当发光元件墨1000在喷墨印刷设备中制备并且通过喷嘴排出时，在其中存在流体(发光元件墨1000)流动的状态下可以施加剪切应力。在对其施加剪切应力的发光元件墨1000中，增稠剂500不形成分子间氢键，并且增稠剂500'不形成三维网络结构，并且每个链可以以分散状态存在于发光元件溶剂100中。发光元件墨1000可以具有低粘度，例如约5cp至15cp，或约10cp的粘度，并且可以从喷嘴容易地排出，以防止或减少由于溶液的粘度而引起的喷嘴堵塞。
图14是例示出粘度根据发光元件墨的剪切应力的施加而变化的图。图14例示出了根据向包含增稠剂500的发光元件墨(图14中的样品#1，以下的样品1)和不包含增稠剂500的发光元件墨(图14中的样品#2，以下的样品2)施加的剪切应力(剪切速率，秒-1)的强度的粘度变化。
参考图14，样品1(样品#1)和样品2(样品#2)中的每一个在其中剪切应力的强度高(图14中的“高剪切应力”)的状态下可以具有低粘度。当向样品1(样品#1)和样品2(样品#2)施加的剪切应力的强度是约1000秒-1时，其粘度可以是约8cP至10cP。具有在以上范围内的粘度的溶液可以通过喷嘴容易地排出，并且喷嘴不会由于溶液的粘度而阻塞。
相比之下，样品1(样品#1)和样品2(样品#2)在其中剪切应力的强度低(图14中的“低剪切应力”)的状态下可以具有不同的粘度。当剪切应力的强度是约0.1秒-1时，样品1(样品#1)可以具有30cP或大于30cP(例如约250cP)的粘度，因为增稠剂500形成三维网络结构。包含在样品1(样品#1)中的发光元件30几乎不沉淀，并且可以保持初始分散状态。因为样品2(样品#2)不包含增稠剂500，因此当剪切应力的强度是约0.1秒-1时，样品2(样品#2)可以具有约10cP的粘度。包含在样品2(样品#2)中的发光元件30可能随时间而沉淀，而不保持初始分散状态。
当使用样品2(样品#2)进行印刷过程时，发光元件30可能沉淀，使得每单位液滴的溶液包含的发光元件30的数量可能小于计算值或者可能每单位液滴不是均匀的。相比之下，当使用样品1(样品#1)进行印刷过程时，发光元件30分散，几乎没有沉淀，每单位液滴包含的发光元件30的数量对于每单位液滴可以是均匀的。在根据实施方案的制造显示装置10的方法中，使用样品1(样品#1)的发光元件墨1000制造显示装置10，并且制造的显示装置10具有为每单位面积提供的均匀数量的发光元件30，使得可以改善产品可靠性。
随后，在发光元件墨1000中形成电场以将发光元件30放置在电极(21和22)上，并且去除发光元件溶剂100和增稠剂500(S400)。
图15至图17是例示出根据实施方案的制造显示装置的过程中的其它有效动作的横截面视图。
首先，参考图15，当将包含发光元件30的发光元件墨1000喷射在目标衬底SUB上时，向电极(21和22)施加对准信号AC以在目标衬底SUB上产生电场EL。分散在发光元件溶剂100中的发光元件30可以通过电场EL经受介电泳力，并且可以布置在电极(21和22)上，同时改变对准方向和位置。
当在目标衬底SUB上产生电场EL时，发光元件30可以经受介电泳力。当在目标衬底SUB上产生的电场EL与目标衬底SUB的上表面平行(例如，基本上平行)产生时，发光元件30的延伸方向被对准为与目标衬底SUB平行(例如，基本上平行)，使得发光元件30可以布置在第一电极21和第二电极22上。发光元件30可以分别通过介电泳力从初始分散位置朝向电极(21和22)移动。发光元件30的两个端部可以在第一电极21和第二电极22上，同时通过电场EL改变位置和对准方向。发光元件30可以包括掺杂有不同传导类型的半导体层，并且可以在其中具有偶极矩。当将具有偶极矩的发光元件30放置在电场EL上时，发光元件30可以经受介电泳力，使得其两个端部分别在电极(21和22)上。
发光元件30的“对准度”可以是指在目标衬底SUB上对准的发光元件30的对准方向和安装位置的偏差。例如，当发光元件30的对准方向和安装位置的偏差大时，可以理解发光元件30的对准度低，并且当发光元件30的对准方向和安装位置的偏差小时，可以理解发光元件30的对准度高或得到改善。
然而，在制造显示装置10的过程期间，在发光元件30在电极(21和22)之间之后，可以进行通过向发光元件墨1000施加热量或光来去除发光元件溶剂100和增稠剂500的过程。喷射在电极(21和22)上的发光元件墨1000可以处于其中没有施加剪切应力的状态，并且发光元件墨1000可以由于增稠剂500的分子间氢键而具有高粘度。因此，发光元件溶剂100和增稠剂500可能不容易去除，并且可能作为异物保留在电极(21和22)和/或发光元件30上。此外，由于发光元件墨1000具有高粘度，因此通过形成在电极(21和22)上的电场作用在发光元件30上的介电泳力的强度可能不足或不适合。此外，可能需要高温热处理以去除各自具有大粘度的发光元件溶剂100和增稠剂500，并且发光元件30的初始对准状态可以通过由于流体的流动而引起的吸引力或增稠剂500与发光元件30之间的吸引力来改变，同时去除发光元件溶剂100和增稠剂500。
在根据实施方案的制造显示装置10的方法中，发光元件溶剂100和增稠剂500可以在低压环境下通过热处理过程完全去除。
参考图16和图17，去除发光元件溶剂100和增稠剂500'的过程可以在能够调节内部压力的腔室VCD中进行。在腔室VCD中，可以调节装置中的内部压力，并且可以在其中调节内部压力的状态下加热目标衬底SUB，以便去除发光元件溶剂100和增稠剂500'。在其中发光元件30通过电场EL在电极(21和22)上的状态下，没有向增稠剂500'施加剪切应力，并且增稠剂500'可以形成分子间氢键。当通过热处理去除发光元件溶剂100和增稠剂500'时，除了使它们各自的分子挥发的能量之外，可能进一步需要用于去除发光元件溶剂100的分子与增稠剂500'之间的氢键的能量。在这种情况下，热处理过程应在高于每种分子的沸点的温度下进行，并且高温热处理过程可能损坏显示装置10的电路层。
在制造显示装置10的方法中，发光元件溶剂100和增稠剂500'可以在低压的环境下甚至在低于发光元件溶剂100和增稠剂500'的沸点的温度下进行热处理，以完全去除发光元件溶剂100和增稠剂500'。根据实施方案，去除发光元件溶剂100和增稠剂500'的过程可以在10-4托至1托的压力和25℃至150℃的温度下进行。当在以上压力范围内进行热处理过程时，可以降低增稠剂500'和发光元件溶剂100的沸点，并且可以更容易地去除其间的氢键。例如，当增稠剂500'是如化学式1中的包含三酯基团的化合物时，其沸点可以是200℃或高于200℃和约313℃。然而，甚至在150℃或低于150℃的温度范围下，在腔室VCD中在如以上描述的低压环境下，可以容易地去除增稠剂500'和发光元件溶剂100。腔室VCD中的热处理过程可以进行1分钟至30分钟。然而，不限于此。
由于通过在低压环境下的热处理过程进行去除发光元件溶剂100和增稠剂500'的过程，因此可以完全去除在后续过程中作为异物保留的发光元件溶剂100和增稠剂500'。此外，在去除发光元件溶剂100和增稠剂500'的过程中，可以防止或减少由于流体流动而引起的吸引力或增稠剂500'与发光元件30之间的吸引力而引起的发光元件30的初始对准状态的变化。例如，在显示装置10中，可以改善发光元件30的对准度。
随后，可以在发光元件30和电极(21和22)上形成多个绝缘层和接触电极以制造显示装置10。通过以上过程，可以制造包括发光元件30的显示装置10。可以使用包含增稠剂500'的发光元件墨1000来制造显示装置10。在显示装置10中，可以以高对准度对每单位面积布置均匀数量的发光元件30，并且可以改善产品可靠性。
在一些实施方案中，在显示装置10的制造过程期间，可以进一步进行施加光的过程，以进一步改善发光元件30的对准度。
图18是例示出根据另一个实施方案的制造显示装置的过程中的有效动作的横截面视图。
参考图18，在制造显示装置10的过程中，在电极(21和22)上形成电场EL的有效动作中，可以向喷射在目标衬底SUB上的发光元件30施加紫外光UV。发光元件30可以具有偶极矩，并且当向发光元件30施加紫外光UV时，发光元件30可以与紫外光UV反应以具有较大的偶极矩。具有大偶极矩的发光元件30可以对准，使得响应在电极(21和22)上形成的电场EL时其一个端部面对设定或预定的方向。同时，发光元件30的至少一个端部可以在第一电极21或第二电极22上。例如，发光元件30中的每一个可以具有在第一电极21上的第一端部和在第二电极22上的第二端部。
在将发光元件30放置在电极(21和22)上的有效动作中，当形成电场EL时同时施加紫外光UV，随着发光元件30的电泳反应性增加，发光元件30的第一端部可以在设定或预定的方向上对准。因此，发光元件30可以以高对准度布置在电极(21和22)上，并且可以进一步改善显示装置10的产品可靠性。
根据实施方案的发光元件墨可以包含挥发性增稠剂，以在存储状态下和在印刷状态下具有不同的粘度。在发光元件墨的储存状态下，溶液的粘度是高的，使得可以防止或减少发光元件的沉淀。在发光元件墨的印刷状态下，溶液的粘度是低的，使得喷嘴不会被堵塞，并且因此，可以容易地排出墨。
在根据实施方案的制造显示装置的方法中，使用发光元件墨制造显示装置，使得可以在其中发光元件分散在墨中的状态下进行印刷过程，可以以高对准度对每单位面积布置均匀数量的发光元件。此外，通过在低压环境下的热处理，可以完全去除在后续过程中作为异物保留的发光元件溶剂和增稠剂。因此，可以制造具有改善的产品可靠性的显示装置。
在总结详细描述时，本领域技术人员将理解，在基本上不背离本公开内容的原理的情况下，可以对公开的实施方案进行许多变化和修改。因此，公开的本公开内容的实施方案仅以一般性和描述性意义使用并且不是出于限制的目的。

Claims (20)

1.发光元件墨，包含：
发光元件溶剂；
分散在所述发光元件溶剂中的发光元件，每个发光元件包括多个半导体层和围绕所述半导体层的外表面的绝缘膜；
分散在所述发光元件溶剂中的增稠剂，
其中所述增稠剂的化合物包含能与所述发光元件溶剂的化合物或所述增稠剂的另一个化合物一起形成氢键的官能团，并且所述增稠剂的所述化合物由以下化学式1表示：
化学式1
Figure FDA0003030579890000011
其中，在化学式1中，每个R1独立地是取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烷基基团、取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烯基基团或取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚炔基基团，并且每个R2独立地是具有3个至8个碳原子的烷基基团。
2.如权利要求1所述的发光元件墨，
其中所述增稠剂的所述化合物由选自化学式2至化学式6中的任一种表示：
化学式2
Figure FDA0003030579890000021
化学式3
Figure FDA0003030579890000031
化学式4
Figure FDA0003030579890000041
化学式5
Figure FDA0003030579890000051
化学式6
Figure FDA0003030579890000061
其中，在化学式4中，R3是*-(CH2CH2O)xCH3，x是7至112的整数，并且*-是与氧原子的键。
3.如权利要求2所述的发光元件墨，
其中，在其中没有向所述发光元件墨施加剪切应力的状态下，所述增稠剂的所述化合物与所述发光元件溶剂的所述化合物和所述增稠剂的所述另一个化合物一起形成分子间氢键，以形成网络结构。
4.如权利要求3所述的发光元件墨，
其中，在其中没有向所述发光元件墨施加所述剪切应力的状态下，所述发光元件墨具有在25℃下测量的30cP至300cP的粘度。
5.如权利要求2所述的发光元件墨，
其中，在其中向所述发光元件墨施加剪切应力的状态下，所述增稠剂的所述化合物不与所述发光元件溶剂的所述化合物或所述增稠剂的所述另一个化合物一起形成分子间氢键，并且所述发光元件墨具有在25℃下测量的5cP至15cP的粘度。
6.如权利要求2所述的发光元件墨，
其中相对于100重量份的所述发光元件墨，所述发光元件以0.01重量份至1重量份的量包含在所述发光元件墨中，以及
相对于100重量份的所述发光元件，所述增稠剂以100重量份至500重量份的量包含在所述发光元件墨中。
7.如权利要求6所述的发光元件墨，进一步包含：
分散在所述发光元件溶剂中的分散剂，
其中相对于100重量份的所述发光元件，所述分散剂以10重量份至50重量份的量包含在所述发光元件墨中。
8.如权利要求1所述的发光元件墨，
其中所述发光元件的所述半导体层包括第一半导体层、第二半导体层和在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的发光层，以及
所述发光元件的所述绝缘膜围绕至少所述发光层的外表面。
9.制造显示装置的方法，包括：
制备包含发光元件溶剂、多个发光元件和增稠剂的发光元件墨，并且制备目标衬底，所述目标衬底包括第一电极和第二电极；
将所述发光元件墨喷射在所述目标衬底上；
在所述目标衬底上形成电场，以将所述发光元件放置在所述第一电极和所述第二电极上；以及
在低压环境下热处理所述发光元件墨，以去除所述发光元件溶剂和所述增稠剂。
10.如权利要求9所述的方法，
其中所述发光元件墨的所述增稠剂的化合物包含能与所述发光元件溶剂的化合物或所述增稠剂的另一个化合物一起形成氢键的官能团，并且包括由以下化学式1表示的化合物：
化学式1
Figure FDA0003030579890000081
其中，在化学式1中，每个R1独立地是取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烷基基团、取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚烯基基团或取代或未取代的具有6个至8个碳原子的亚炔基基团，并且每个R2独立地是具有3个至8个碳原子的烷基基团。
11.如权利要求10所述的方法，
其中所述增稠剂的所述化合物由选自化学式2至化学式6中的任一种表示：
化学式2
Figure FDA0003030579890000091
化学式3
Figure FDA0003030579890000101
化学式4
Figure FDA0003030579890000111
化学式5
Figure FDA0003030579890000121
化学式6
Figure FDA0003030579890000131
其中，在化学式4中，R3是*-(CH2CH2O)xCH3，x是7至112的整数，并且*-是与氧原子的键。
12.如权利要求10所述的方法，
其中相对于100重量份的所述发光元件墨，所述发光元件以0.01重量份至1重量份的量包含在所述发光元件墨中，以及
相对于100重量份的所述发光元件，所述增稠剂以100重量份至500重量份的量包含在所述发光元件墨中。
13.如权利要求10所述的方法，
其中，在所述发光元件墨的所述制备中，所述增稠剂的所述化合物与所述发光元件溶剂的所述化合物和所述增稠剂的所述另一个化合物一起形成分子间氢键，以形成网络结构。
14.如权利要求13所述的方法，
其中，在所述发光元件墨的所述制备中，所述发光元件墨具有在25℃下测量的30cP至300cP的粘度。
15.如权利要求10所述的方法，
其中，在所述发光元件墨的所述喷射中，所述发光元件墨中的所述发光元件被重新分散。
16.如权利要求15所述的方法，
其中所述发光元件墨的所述喷射通过使用喷墨印刷设备的印刷过程来进行，
向所述发光元件墨施加剪切应力，以及
所述发光元件墨通过喷嘴喷射在所述目标衬底上。
17.如权利要求16所述的方法，
其中，在所述发光元件墨的所述喷射中，所述发光元件墨具有在25℃下测量的5cP至15cP的粘度。
18.如权利要求9所述的方法，
其中在10-4托至1托的压力和25℃至150℃的温度下进行所述发光元件溶剂和所述增稠剂的所述去除。
19.如权利要求9所述的方法，
其中，在所述发光元件的所述放置中，所述发光元件的第一端部在所述第一电极上，并且所述发光元件的第二端部在所述第二电极上。
20.如权利要求9所述的方法，
其中所述发光元件中的每一个包括第一半导体层、第二半导体层、在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层和围绕至少所述有源层的外表面的绝缘膜。
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