CN114981371A - 发光二极管溶剂、包含发光二极管溶剂的发光二极管墨及用于制造显示器的方法 - Google Patents

发光二极管溶剂、包含发光二极管溶剂的发光二极管墨及用于制造显示器的方法 Download PDF

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Abstract

提供了发光二极管溶剂、包含发光二极管溶剂的发光二极管墨以及用于制造显示器的方法。发光二极管墨包含发光二极管溶剂以及分散在所述发光二极管溶剂中并且各自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的发光二极管，其中所述发光二极管溶剂是具有7至15的pKa的有机溶剂。

Description

发光二极管溶剂、包含发光二极管溶剂的发光二极管墨及用 于制造显示器的方法
技术领域
本公开内容涉及发光二极管溶剂、包括发光二极管溶剂的发光二极管墨以及用于制造显示器的方法。
背景技术
随着多媒体技术的发展，显示装置的重要性稳步增加。为此，已经使用了各种类型的显示装置，例如有机发光显示器(OLED)、液晶显示器(LCD)等。
显示装置是用于显示图像的装置，并且包括显示面板，例如有机发光显示面板或液晶显示面板。发光显示面板可以包括发光元件，例如发光二极管(LED)，并且发光二极管的实例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
技术问题
包括无机发光二极管的显示装置可以通过用于将具有小尺寸的发光元件分散在墨中并且将所述墨喷射到电极上的喷墨印刷工艺来制造。所述发光元件可以在分散在溶剂中的同时喷射在所述电极上，并且可以在其位置和取向方向通过在所述电极上产生的电场而改变的同时安置在所述电极上。
分散在所述溶剂中的发光元件可以由于围绕所述发光元件的表面的由所述溶剂中包含的溶剂分子和离子形成的双层而具有电动电位(ZETA电位)。所述发光元件可以设置在所述电极上，同时根据所述电动电位与不同的发光元件聚集，同时所述发光元件的位置被所述电场改变。由于所述聚集的发光元件与所述电极之间的接触是差的，电信号可能不被传输至一些发光元件，并且因此它们可能不发射光。
本公开内容的方面提供允许所述发光元件的所述电动电位具有一定水平或更高水平的值的发光元件溶剂和发光元件墨。
本公开内容的方面还提供了使用所述发光元件墨制造显示装置的方法。
应注意，本公开内容的方面不限于此，并且根据以下描述本文未提及的其它方面对于本领域技术人员将是显而易见的。
技术方案
根据本公开内容的实施方案，发光元件墨包含：发光元件溶剂，以及分散在所述发光元件溶剂中并且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的发光元件，其中所述发光元件溶剂是具有7至15的pKa的有机溶剂。
分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的电动电位满足以下等式1：
[等式1]
分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的电动电位(mV)＝C1*pKa+C2
其中所述“pKa”是所述发光元件溶剂的pKa值，所述“C1”是7至18的实数，并且所述“C2”是-150至-300的实数。
分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的所述电动电位是-80mV至-50mV。
所述多个半导体层包括第一半导体层、第二半导体层、以及设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层，其中所述绝缘层被设置成至少围绕所述有源层的外表面。
所述发光元件溶剂具有5cp至80cp的粘度。
所述发光元件溶剂包含伯醇基团。
所述发光元件溶剂包括由以下化学式1或化学式2表示的化合物：
[化学式1]
Figure BDA0003747460720000031
[化学式2]
Figure BDA0003747460720000032
其中所述n是2至10的整数，并且所述R1和所述R2中的每一个独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一种。
所述发光元件溶剂包括由以下化学式3表示的化合物：
[化学式3]
Figure BDA0003747460720000033
其中所述n是1至10的整数。
所述发光元件溶剂包括由以下化学式4至化学式6中的任一种表示的化合物：
[化学式4]
Figure BDA0003747460720000034
[化学式5]
Figure BDA0003747460720000035
[化学式6]
Figure BDA0003747460720000036
其中所述R3和所述R4中的每一个独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一种。
根据本公开内容的实施方案，用于分散包括多个半导体层的发光元件的发光元件溶剂，所述发光元件溶剂包含伯醇基团，具有7至15的pKa并且包括由化学式1至化学式3中的任一个表示的化合物。
所述发光元件溶剂具有5cp至80cp的粘度。
根据本公开内容的实施方案，用于制造显示装置的方法，所述方法包括：制备在其上形成第一电极和第二电极的目标衬底、包括多个半导体层的发光元件、以及包括所述发光元件分散在其中并且具有7至15的pKa的发光元件溶剂的发光元件墨；将所述发光元件墨喷射到所述目标衬底上并且在所述目标衬底上产生电场；以及将所述发光元件设置在所述第一电极和所述第二电极上。
所述发光元件溶剂包含伯醇基团，并且包括由化学式1或化学式2表示的化合物。
分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的电动电位满足等式1。
分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的所述电动电位是-80mV至-50mV。
在所述第一电极和所述第二电极上的所述发光元件的所述设置包括通过所述电场改变所述发光元件的位置和取向方向。
所述多个发光元件中的至少一些和其它发光元件在通过作用在其间的排斥力而彼此排斥的同时移动。
所述多个发光元件的一个端部设置在所述第一电极上并且其另一个端部设置在所述第二电极上，同时彼此间隔开。
所述发光元件的所述设置进一步包括去除所述发光元件溶剂。
通过热处理过程在200℃至400℃的温度范围内进行所述发光元件溶剂的所述去除。
其它实施方案的细节包括在详细描述和附图中。
有益效果
根据一个实施方案的发光元件溶剂可以包含具有低pKa值的溶剂分子，使得分散在其中的发光元件的电动电位的绝对值的平均值可以是大的。分散在发光元件溶剂中的发光元件可以由于作用在其间的排斥力而保持在分散状态。
此外，通过使用包含发光元件和发光元件溶剂的发光元件墨制造显示装置，可以防止发光元件的聚集。在显示装置中，发光元件被设置成彼此间隔开，使得可以防止发光元件与电极之间的连接故障。
根据实施方案的效果不局限于以上示例的内容，并且更多的各种效果包括在本公开内容中。
附图说明
图1是根据一个实施方案的显示装置的平面视图。
图2是例示出根据一个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IIIa-IIIa'、线IIIb-IIIb'和线IIIc-IIIc'截取的横截面视图。
图4是例示出根据另一个实施方案的显示装置的一部分的横截面视图。
图5是根据一个实施方案的发光元件的示意图。
图6和图7是根据另一实施方案的发光元件的示意图。
图8是根据一个实施方案的发光元件墨的示意图。
图9是例示出根据一个实施方案的分散在发光元件墨中的发光元件的示意图。
图10是示出根据一个实施方案的用于制造显示装置的方法的流程图。
图11至图14是例示出根据一个实施方案的显示装置的制造过程的一部分的示意图。
图15是例示出根据一个实施方案在发光元件墨中的发光元件的行为的示意图。
图16是示出根据一个实施方案在发光元件墨中发光元件的聚集率相对于发光元件的电动电位的图。
图17和图18是例示出根据一个实施方案的显示装置的制造过程的一部分的示意图。
具体实施方式
现在将在下文参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施方案。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应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发明的范围。
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，在不背离本发明的教导的情况下，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，将参考附图描述实施方案。
图1是根据一个实施方案的显示装置的平面视图。
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电子装置。显示装置10的实例可以包括提供显示屏的电视、膝上型计算机、监视器、广告牌、物联网装置、移动电话、智能手机、平板个人计算机(PC)、电子表、智能手表、手表手机、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)、导航装置、游戏机、数码相机、摄像机等。
显示装置10包括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。在以下描述中，将例示其中将无机发光二极管显示面板用作显示面板的情况，但本公开内容不限于此，并且可以在技术主旨的相同范围内应用其它显示面板。
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，例如在水平方向上伸长的矩形形状、在垂直方向上伸长的矩形形状、正方形形状、具有圆角(顶点)的四边形形状、其它多边形形状和圆形形状。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。在图1中，例示出具有在水平方向上伸长的矩形形状的显示装置10和显示区域DPA。
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是其中可以显示屏幕的区域，并且非显示区域NDA是其中不显示屏幕的区域。显示区域DPA也可以被称为有源区，并且非显示区域NDA也可以被称为非有源区。显示区域DPA可以基本上占据显示装置10的中心。
显示区域DPA可以包括多个像素PX。多个像素PX可以布置成矩阵。在平面视图中，每个像素PX的形状可以是矩形或正方形形状。然而，本公开内容不限于此，并且它可以是其中每个边相对于一个方向倾斜的菱形形状。像素PX可以交替地布置成条纹型或波瓦型。此外，像素PX中的每一个可以包括一个或多于一个的发光元件30，所述发光元件30发射特定波长带的光以显示特定的颜色。
非显示区域NDA可以设置在显示区域DPA周围。非显示区域NDA可以完全或部分围绕显示区域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的四个边相邻设置。非显示区域NDA可以形成显示装置10的挡板。包括在显示装置10中的布线或电路驱动器可以设置在非显示区域NDA中，或者外部装置可以安置在其上。
图2是例示出根据一个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IIIa-IIIa'、线IIIb-IIIb'和线IIIc-IIIc'截取的横截面视图。
参考图2，多个像素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。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可以发射相同颜色的光。此外，尽管图2例示出像素PX包括三个子像素PXn，但本公开内容不限于此，并且像素PX可以包括更大数量的子像素PXn。
显示装置10的每个子像素PXn可以包括定义为发射区域EMA的区。第一子像素PX1可以包括第一发射区域EMA1，第二子像素PX2可以包括第二发射区域EMA2，并且第三子像素PX3可以包括第三发射区域EMA2。发射区域EMA可以定义为其中将包括在显示装置10中的发光元件30设置成发射特定波长带的光的区。发光元件30包括有源层36(参见图5)，并且有源层36可以无方向性地发射特定波长带的光。从发光元件30的有源层36发射的光可以在发光元件30的两个横向方向上发射。发射区EMA可以包括发光元件30设置在其中的区域，以及与发光元件30相邻以发射从发光元件30发射的光的区域。
不限于此，发射区EMA还可以包括其中从发光元件30发射的光被其它构件反射或折射并且发射的区域。多个发光元件30可以设置在各个子像素PXn中，并且发射区EMA可以形成为包括其中设置发光元件30的区域和与其相邻的区域。
尽管在附图中未例示，但显示装置10的每个子像素PXn可以包括定义为除了发射区域EMA之外的区的非发射区域。非发射区域可以是其中没有设置发光元件30的区以及因为从发光元件30发射的光没有到达该区所以没有光从其中发射的区。
图3仅示出图2的第一子像素PX1的横截面，但其可以适用于其它像素PX或子像素PXn。图3示出穿过设置在图2的第一子像素PX1中的发光元件30的一个端部和另一个端部的横截面。
结合图2参考图3，显示装置10可以包括第一衬底11，以及设置在第一衬底11上的电路元件层和显示元件层。半导体层、多个传导层和多个绝缘层设置在第一衬底11上，并且这些可以分别构成电路元件层和显示元件层。多个传导层可以包括设置在第一平坦化层19下方以构成电路元件层的第一栅极传导层、第二栅极传导层、第一数据传导层和第二数据传导层，以及设置在平坦化层19上以构成显示元件层的电极21和22以及接触电极26。多个绝缘层可以包括缓冲层12、第一栅极绝缘层13、第一保护层15、第一层间绝缘层17、第二层间绝缘层18、以及第一平坦化层19、第一绝缘层51、第二绝缘层52、第三绝缘层53、第四绝缘层54等。
具体地，第一衬底11可以是绝缘衬底。第一衬底11可以由诸如玻璃、石英或聚合物树脂的绝缘材料制成。此外，第一衬底11可以是刚性衬底，但也可以是可以弯曲、折叠或卷曲的柔性衬底。
光阻挡层BML1和BML2可以设置在第一衬底11上。光阻挡层BML1和BML2可以包括第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2。第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2分别设置成至少与驱动晶体管DT的第一有源材料层DT_ACT和开关晶体管ST的第二有源材料层ST_ACT重叠。光阻挡层BML1和BML2可以包含光阻挡材料，从而防止光进入第一和第二有源材料层DT_ACT和ST_ACT。例如，第一和第二光阻挡层BML1和BML2可以由阻挡光透射的不透明金属材料形成。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BML1和BML2。
缓冲层12可以完全设置在光阻挡层BML1和BML2以及第一衬底11上。缓冲层12可以形成在第一衬底11上以保护像素PX的晶体管DT和ST免于湿气渗透通过易受湿气渗透影响的第一衬底11，并且可以执行表面平坦化功能。缓冲层12可以由交替地堆叠的多个无机层形成。例如，缓冲层12可以由其中包含硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)或硅氮氧化物(SiOxNy)中的至少一种的无机层交替地堆叠的多层形成。
半导体层设置在缓冲层12上。半导体层可以包括驱动晶体管DT的第一有源材料层DT_ACT和开关晶体管ST的第二有源材料层ST_ACT。这些可以设置成与之后将描述的第一栅极传导层的栅极电极DT_G和ST_G部分地重叠。
在示例性实施方案中，半导体层可以包含多晶硅、单晶硅、氧化物半导体等。多晶硅可以通过使非晶硅结晶而形成。当半导体层包含多晶硅时，第一有源材料层DT_ACT可以包括第一掺杂区DT_ACTa、第二掺杂区DT_ACTb和第一沟道区DT_ACTc。第一沟道区DT_ACTc可以设置在第一掺杂区DT_ACTa与第二掺杂区DT_ACTb之间。第二有源材料层ST_ACT可以包括第三掺杂区ST_ACTa、第四掺杂区ST_ACTb和第二沟道区ST_ACTc。第二沟道区ST_ACTc可以设置在第三掺杂区ST_ACTa与第四掺杂区ST_ACTb之间。第一掺杂区DT_ACTa、第二掺杂区DT_ACTb、第三掺杂区ST_ACTa和第四掺杂区ST_ACTb可以是通过用杂质掺杂第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT的一些区形成的区。
在其它示例性实施方案中，第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT可以包含氧化物半导体。在这种情况下，第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT的掺杂区可以分别是传导区。氧化物半导体可以是含有铟(In)的氧化物半导体。在一些实施方案中，氧化物半导体可以是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铟镓锌锡(IGZTO)等。然而，本公开内容不限于此。
第一栅极绝缘层13设置在半导体层和缓冲层12上。第一栅极绝缘层13可以用作驱动晶体管DT和开关晶体管ST的栅极绝缘层。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)或硅氮氧化物(SiOxNy))的无机层，或者其堆叠结构形成。
第一栅极传导层设置在第一栅极绝缘层13上。第一栅极传导层可以包括驱动晶体管DT的第一栅极电极DT_G和开关晶体管ST的第二栅极电极ST_G。第一栅极电极DT_G可以被设置成在厚度方向上重叠第一有源材料层DT_ACT的第一沟道区DT_ACTc，并且第二栅极电极ST_G可以被设置成在厚度方向上重叠第二有源材料层ST_ACT的第二沟道区ST_ACTc。
第一栅极传导层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。然而，本公开内容不限于此。
第一保护层15设置在第一栅极传导层上。第一保护层15可以设置成覆盖第一栅极传导层以用于保护它。第一保护层15可以由包含无机材料(例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)或硅氮氧化物(SiOxNy))的无机层、或者其堆叠结构形成。
第二栅极传导层设置在第一保护层15上。第二栅极传导层可以包括存储电容器的第一电容电极CE1，其被设置成在厚度方向上至少部分重叠第一栅极电极DT_G。第一电容电极CE1在厚度方向上重叠第一栅极电极DT_G，其中第一保护层15插置在其间，并且存储电容器可以形成在它们之间。第二栅极传导层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。然而，本公开内容不限于此。
第一层间绝缘层17设置在第二栅极传导层上。第一层间绝缘层17可以用作第二栅极传导层与设置在其上的其它层之间的绝缘层。第一层间绝缘层17可以由包含无机材料(例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)或硅氮氧化物(SiOxNy))的无机层，或者其堆叠结构形成。
第一数据传导层设置在第一层间绝缘层17上。第一栅极传导层可以包括驱动晶体管DT的第一源极/漏极电极DT_SD1和第二源极/漏极电极DT_SD2以及开关晶体管ST的第一源极/漏极电极ST_SD1和第二源极/漏极电极ST_SD2。
驱动晶体管DT的第一源极/漏极电极DT_SD1和第二源极/漏极电极DT_SD2可以分别通过穿过第一层间绝缘层17和第一栅极绝缘层13的接触孔接触第一有源材料层DT_ACT的第一掺杂区DT_ACTa和第二掺杂区DT_ACTb。开关晶体管ST的第一源极/漏极电极ST_SD1和第二源极/漏极电极ST_SD2可以分别通过穿过第一层间绝缘层17和第一栅极绝缘层13的接触孔接触第二有源材料层ST_ACT的第三掺杂区ST_ACTa和第四掺杂区ST_ACTb。此外，驱动晶体管DT的第一源极/漏极电极DT_SD1和开关晶体管ST的第一源极/漏极电极ST_SD1可以分别通过其它接触孔电连接至第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2。同时，在驱动晶体管DT和开关晶体管ST的第一源极/漏极电极DT_SD1、ST_SD1和第二源极/漏极电极DT_SD2、ST_SD2中，当一个电极是源极电极时，其它电极可以是漏极电极。然而，本公开内容不限于此，并且在第一源极/漏极电极DT_SD1、ST_SD1以及第二源极/漏极电极DT_SD2、ST_SD2中，当一个电极是漏极电极时，其它电极可以是源极电极。
第一数据传导层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。然而，本公开内容不限于此。
第二层间绝缘层18可以设置在第一数据传导层上。第二层间绝缘层18完全设置在第一层间绝缘层17上以覆盖第一数据传导层，并且可以用于保护第一数据传导层。第二层间绝缘层18可以由包含无机材料(例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)或硅氮氧化物(SiOxNy))的无机层，或者其堆叠结构形成。
第二数据传导层设置在第二层间绝缘层18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。可以向第一电压线VL1施加供应至驱动晶体管DT的高电位电压(或第一源极电压)，并且可以向第二电压线VL2施加供应至第二电极22的低电位电压(或第二源极电压)。在显示装置10的制造过程期间，可以向第二电压线VL2施加对准发光元件30所需的对准信号。
第一传导图案CDP可以通过形成在第二层间绝缘层18中的接触孔电连接至驱动晶体管DT的第一源极/漏极电极DT_SD1。第一传导图案CDP还可以与之后将描述的第一电极21接触，并且驱动晶体管DT可以将由第一电压线VL1施加的第一源极电压通过第一传导图案CDP传输至第一电极21。同时，尽管在附图中例示出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和第二电压线VL2。
第二数据传导层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一种或其合金制成的单层或多层。然而，本公开内容不限于此。
第一平坦化层19设置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。
内部区块41和42、多个电极21和22、外部区块45、多个接触电极26和发光元件30设置在第一平坦化层19上。此外，多个绝缘层51、52、53和55可以进一步设置在第一平坦化层19上。
内部区块41和42可以直接设置在第一平坦化层19上。内部区块41和42可以包括与每个子像素PXn的中心相邻设置的第一内部区块41和第二内部区块42。
第一内部区块41和第二内部区块42可以在第一方向DR1上彼此间隔开并且设置成彼此面对。由于内部区块41和42彼此间隔开并且设置成彼此面对，因此其中设置发光元件30的区可以形成在其间。此外，第一内部区块41和第二内部区块42可以在每个子像素PXn中在第二方向DR2上延伸，但可以终止于与子像素PXn之间的边界隔开，以便不延伸至在第二方向DR2上相邻的其它子像素PXn。因此，可以为每个子像素PXn设置第一内部区块41和第二内部区块42以在显示装置10的前表面上形成图案。尽管图3仅例示出一个第一内部区块41和一个第二内部区块42，但本公开内容不限于此。根据之后将描述的电极21和22的数量，可以进一步布置更大数量的内部区块41和42。
第一内部区块41和第二内部区块42可以具有其中第一内部区块41和第二内部区块42的至少一部分相对于第一平坦化层19的上表面突出的结构。第一内部区块41和第二内部区块42中的突出部分可以具有倾斜的侧表面，并且从发光元件30发射的光可以朝向内部区块41和42的倾斜的侧表面行进。如之后将描述的，设置在内部区块41和42上的电极21和22可以包含具有高反射率的材料，并且从发光元件30发射的光可以由设置在内部区块41和42的侧表面上的电极21和22反射并且在第一平坦化层19的向上方向上发射。即，内部区块41和42可以提供其中设置发光元件30的区，并且还可以用作向上反射由发光元件30发射的光的反射分隔壁。在示例性实施方案中，内部区块41和42可以包含诸如聚酰亚胺(PI)的有机绝缘材料，但不限于此。
多个电极21和22设置在内部区块41和42和第一平坦化层19上。多个电极21和22可以电连接至发光元件30，并且可以施加预定的电压，使得发光元件30发射特定波长带的光。此外，电极21和22中的每一个的至少一部分可以用于在子像素PXn中形成电场以便对准发光元件30。
多个电极21和22可以包括设置在第一内部区块41上的第一电极21和设置在第二内部区块42上的第二电极22。
第一电极21和第二电极22可以包括设置成在第一方向DR1上延伸的相应的电极主干21S和22S，以及在作为与第一方面DR1交叉的方向的第二方向DR2上从电极分支21S和22S延伸的至少一个相应的电极分支21B和22B。
第一电极21可以包括在第一方向DR1上延伸的第一电极主干21S和从第一电极主干21S分支并且在第二方向DR2上延伸的至少一个第一电极分支21B。
第一电极主干21S可以布置成使得各个第一电极主干21S的两个端部终止于相应的子像素PXn之间的间隙，并且每个第一电极主干21S可以布置在与其在同一行中相邻的子像素的第一电极主干21S基本上相同的直线上(例如，在第一方向DR1上)。由于设置在相应的子像素PXn中的第一电极主干21S被布置成使得其两个端部彼此间隔开，因此可以将不同的电信号施加到第一电极分支21B，使得第一电极分支21B可以被单独驱动。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与第一传导图案CDP接触，并且因此可以电连接至驱动晶体管DT的第一源极/漏极DT_SD1。
第一电极分支21B可以从第一电极主干21S的至少一部分分支并且被设置成在第二方向DR2上延伸，并且可以在与设置成面对第一电极主干21S的第二电极主干22S间隔开的同时终止。
第二电极22可以包括在第一方向DR1上延伸并且设置成在第二方向DR2上与第一电极主干21S间隔开的同时面对第一电极主干21S的第二电极主干22S；以及从第二电极主干22S分支并且在第二方向DR2上延伸的第二电极分支22B。
第二电极主干22S可以在第一方向DR1上延伸并且可以设置成超过其它相邻子像素PXn的边界。跨多个子像素PXn伸长的第二电极主干22S可以连接至显示区域DPA的外部或者非显示区域NDA中的在一个方向上延伸的部分。第二电极22可以通过穿透第一平坦化层19的第二接触孔CT2与第二电压线VL2接触。如附图中例示的，在第一方向DR1上相邻的子像素PXn的第二电极22可以连接至一个第二电极主干22S，并且因此可以通过第二接触孔CT2电连接至第二电压线VL2。然而，本公开内容不限于此，并且在一些情况下，甚至可以为每个子像素PXn形成第二接触孔CT2。
第二电极分支22B可以与第一电极分支21B间隔开并且面对第一电极分支21B，并且可以在与第一电极主干21S间隔开的同时终止。第二电极分支22B可以连接至第二电极主干22S，并且在延伸方向上的端部可以与第一电极主干21S间隔开的同时设置在子像素PXn中。
同时，尽管附图中例示出在每个子像素PXn中设置两个第一电极分支21B和一个第二电极分支22B，但本公开内容不限于此。在一些实施方案中，在每个子像素PXn中可以设置更大数量的第一电极分支21B和第二电极分支22B。此外，设置在每个子像素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可以布置成各种结构。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，并且一个电极可以设置成围绕另一个电极。第一电极21和第二电极22的至少一些区彼此间隔开以彼此面对。因此，其布置结构或形状不受特别限制，只要在其间形成其中将要设置发光元件30的区即可。
第一电极21和第二电极22可以分别设置在第一内部区块41和第二内部区块42上，并且它们可以彼此间隔开并且设置成彼此面对。在第一电极21和第二电极22中，电极分支21B和22B可以分别设置在第一内部区块41和第二内部区块42上，并且其至少一些区可以直接设置在平坦化层19上。设置在第一内部区块41与第二内部区块42之间的多个发光元件30的至少一个端部可以电连接至第一电极21和第二电极22。
电极21和22中的每一个可以包含透明传导材料。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)和氧化铟锡锌(ITZO)的材料，但不限于此。在一些实施方案中，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)或铝(Al)的金属作为具有高反射率的材料。在这种情况下，入射在电极21和22中的每一个上的光可以被反射并且在每个子像素PXn的向上方向上发射。
此外，电极21和22中的每一个可以具有其中堆叠有至少一种透明传导材料和至少一个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。在示例性实施方案中，电极21和22中的每一个可以具有ITO/银(Ag)/ITO/IZO的堆叠结构，或者可以是包含铝(Al)、镍(Ni)、镧(La)等的合金。然而，本公开内容不限于此。
多个电极21和22可以电连接至发光元件30，并且可以施加预定电压以允许发光元件30发射光。例如，多个电极21和22可以通过之后将描述的接触电极26电连接至发光元件30，并且可以将向电极21和22施加的电信号通过接触电极26传输至发光元件30。
在示例性实施方案中，第一电极21可以是对于每个子像素PXn的单独电极，并且第二电极22可以是沿每个子像素PXn公共连接的电极。第一电极21和第二电极22中的一个可以电连接至发光元件30的阳极电极，并且其中的另一个可以电连接至发光元件30的阴极电极。然而，本公开内容不限于此，并且相反的情况也可以是可能的。
此外，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。可以通过经由向第一电极21和第二电极22施加对准信号而在第一电极21与第二电极22之间形成电场的过程，将发光元件30设置在第一电极21与第二电极22之间。发光元件30可以通过喷墨印刷工艺以分散在墨中的状态喷射在第一电极21和第二电极22上，并且可以通过在第一电极21与第二电极22之间施加对准信号以向发光元件30施加介电泳力而在第一电极21与第二电极22之间对准。
第一绝缘层51设置在第一平坦化层19、第一电极21和第二电极22上。第一绝缘层51被设置成部分覆盖第一电极21和第二电极22。第一绝缘层51可以被布置成主要覆盖第一电极21和第二电极22的上表面并且部分暴露第一电极21和第二电极22。第一绝缘层51可以被设置成暴露第一电极21和第二电极22的上表面的一部分，例如，设置在第一内部区块41上的第一电极分支21B的上表面和设置在第二内部区块42上的第二电极分支22B的上表面的一部分。第一绝缘层51可以基本上形成在整个第一平坦化层19上，并且可以包括部分暴露第一电极21和第二电极22的开口。
在示例性实施方案中，第一绝缘层51可以形成为具有阶梯，使得第一绝缘层51的上表面的一部分在第一电极21与第二电极22之间凹陷。在一些实施方案中，第一绝缘层51可以包含无机绝缘材料，并且设置成覆盖第一电极21和第二电极22的第一绝缘层51的上表面的一部分可以由于设置在其下方的构件的阶梯而凹陷。设置在第一电极21与第二电极22之间的第一绝缘层51上的发光元件30可以相对于第一绝缘层51的凹陷上表面形成空置空间。发光元件30可以被设置成与第一绝缘层51的上表面部分地间隔开，其间具有间隙，并且该间隙可以填充有形成之后将描述的第二绝缘层52的材料。然而，本公开内容不限于此。第一绝缘层51可以形成平坦上表面，使得发光元件30设置在其上。
第一绝缘层51可以保护第一电极21和第二电极22，同时使它们彼此绝缘。此外，可以防止设置在第一绝缘层51上的发光元件30由于与其它构件直接接触而被损坏。然而，第一绝缘层51的形状和结构不限于此。
外部区块45可以设置在第一绝缘层51上。在一些实施方案中，外部区块45可以围绕其中在第一绝缘层51上设置发光元件30的区域(包括其中设置内部区块41和42以及电极21和22的区域)，并且可以设置在子像素PXn之间的边界处。外部区块45可以被设置成在第一方向DR1和第二方向DR2上延伸的形状，从而形成整个显示区域DPA上的格网图案。
根据一个实施方案，外部区块45的高度可以大于内部区块41和42的高度。不同于内部区块41和42，外部区块45可以分隔相邻子像素PXn，并且可以执行防止在如之后将描述的显示装置10的制造过程期间在用于设置发光元件30的喷墨印刷工艺中墨溢出至相邻子像素PXn的功能。为了不将其中为不同子像素PXn中的每一个分散有不同发光元件30的墨彼此混合，外部区块45可以将墨分开。类似于内部区块41和42，外部区块45可以包含聚酰亚胺(PI)，但不限于此。
发光元件30可以设置在电极21与22之间。例如，发光元件30可以设置在电极分支21B与22B之间。多个发光元件30可以设置成彼此间隔开并且基本上彼此平行地对准。发光元件30之间的距离不受特别限制。在一些情况下，多个发光元件30可以相邻地布置以形成群组，并且多个其它发光元件30可以在以预定的间距间隔开的同时分组，并且可以按不均匀的密度布置。此外，在示例性实施方案中，发光元件30可以具有在一个方向上延伸的形状，并且发光元件30的延伸方向可以基本上垂直于电极21和22的延伸方向。然而，本公开内容不限于此，并且发光元件30可以倾斜地设置而不垂直于电极21和22的延伸方向。
根据一个实施方案的发光元件30可以具有包含不同材料的有源层36，并且因此可以将不同波长带的光发射至外部。显示装置10可以包括发射不同波长带的光的发光元件30。例如，第一子像素PX1的发光元件30可以包括发射具有第一波长的中心波长带的第一颜色的光的有源层36，第二子像素PX2的发光元件30可以包括发射具有第二波长的中心波长带的第二颜色的光的有源层36，并且第三子像素PX3的发光元件30可以包括发射具有第三波长的中心波长带的第三颜色的光的有源层36。
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。在一些实施方案中，第一颜色的光可以是具有450nm至495nm的中心波长带的蓝色光，第二颜色的光可以是具有495nm至570nm的中心波长带的绿色光，并且第三颜色的光可以是具有620nm至752nm的中心波长带的红色光。然而，本公开内容不限于此。在一些情况下，第一子像素PX1、第二子像素PX2和第三子像素PX3可以包括相同类型的发光元件30以发射基本上相同颜色的光。
发光元件30可以设置在内部区块41与42之间或在电极21与22之间的第一绝缘层51上。例如，发光元件30可以设置在设置在内部区块41与42之间的第一绝缘层51上。同时，发光元件30可以设置成在厚度方向上部分重叠电极21和22。发光元件30的一个端部可以设置在第一电极21上，同时在厚度方向上重叠第一电极21，并且其另一个端部可以设置在第二电极22上，同时在厚度方向上重叠第二电极22。然而，本公开内容不限于此。尽管在附图中未示出，但设置在每个子像素PXn中的发光元件30中的至少一些可以设置在除了内部区块41与42之间的区域之外的区域中，例如，除了电极分支21B与22B之间或者内部区块41和42与外部区块45之间的区域之外的区域。
发光元件30可以提供有设置在垂直于第一衬底11或第一平坦化层19的上表面的方向上的多个层。根据一个实施方案，发光元件30可以具有在一个方向上延伸的形状，并且可以具有其中多个半导体层依次布置在一个方向上的结构。可以设置显示装置10的发光元件30，使得一个延伸方向平行于第一平坦化层19，并且包括在发光元件30中的多个半导体层可以沿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。在一些情况下，当发光元件30具有不同结构时，可以在垂直于第一平坦化层19的方向上布置多个层。
此外，发光元件30的一个端部可以与第一接触电极26a接触，并且另一个端部可以与第二接触电极26b接触。根据一个实施方案，在发光元件30的延伸方向上没有在发光元件30的端表面上形成绝缘膜38(参见图5)，并且半导体层部分地暴露，使得暴露的半导体层可以与之后将描述的第一接触电极26a和第二接触电极26b接触。然而，本公开内容不限于此。在一些情况下，在发光元件30中，去除绝缘膜38的至少一部分，并且去除绝缘膜38，使得半导体层的两个端部处的侧表面可以部分地暴露。
第二绝缘层52可以部分地设置在设置在第一电极21与第二电极22之间的发光元件30上。第二绝缘层52可以设置成部分围绕发光元件30的外表面。在平面视图中，设置在发光元件30上的第二绝缘层52的一部分可以具有在第一电极21与第二电极22之间在第二方向DR2上延伸的形状。例如，第二绝缘层52可以在每个子像素PXn中形成条纹型或岛型图案。
第二绝缘层52可以设置在发光元件30上以暴露发光元件30的一个端部和另一个端部。发光元件30的暴露的端部可以与之后将描述的接触电极26接触。第二绝缘层52的形状可以使用常规的掩膜工艺使用形成第二绝缘层52的材料通过图案化过程来形成。用于形成第二绝缘层52的掩膜可以具有小于发光元件30的长度的宽度，并且可以图案化形成第二绝缘层52的材料，使得发光元件30的两个端部被暴露。然而，本公开内容不限于此。
第二绝缘层52可以用于保护发光元件30并且还在显示装置10的制造过程中固定发光元件30。此外，在示例性实施方案中，第二绝缘层52的材料的一部分可以设置在发光元件30的下表面与第一绝缘层51之间。如以上描述，可以形成第二绝缘层52以填充在显示装置10的制造过程期间形成的第一绝缘层51与发光元件30之间的空间。因此，第二绝缘层52可以设置成围绕发光元件30的外表面以保护发光元件30，并且还在显示装置10的制造过程期间固定发光元件30。
多个接触电极26设置在第一电极21、第二电极22和第二绝缘层52上。此外，第三绝缘层53可以设置在任一个接触电极26上。
多个接触电极26可以具有在一个方向上延伸的形状。多个接触电极26可以分别与发光元件30以及电极21和22接触，并且发光元件30可以通过接触电极26接收来自第一电极21和第二电极22的电信号。
接触电极26可以包括第一接触电极26a和第二接触电极26b。第一接触电极26a和第二接触电极26b可以分别设置在第一电极21和第二电极22上。第一接触电极26a和第二接触电极26b中的每一个可以具有在第二方向DR2上延伸的形状。第一接触电极26a和第二接触电极26b可以彼此相对地设置，其间在第一方向DR1上具有空间，并且它们可以在每个子像素PXn的发射区域EMA中形成条纹图案。
在一些实施方案中，在一个方向上测量的第一接触电极26a和第二接触电极26b的宽度可以分别等于或大于在一个方向上测量的第一电极21和第二电极22的宽度。第一接触电极26a和第二接触电极26b可以设置成不仅分别接触发光元件30的一个端部和另一个端部，还分别覆盖第一电极21和第二电极22的两个侧表面。此外，第一接触电极26a和第二接触电极26b的至少一些区可以设置在第一绝缘层51上。此外，第一接触电极26a和第二接触电极26b的至少一些区可以设置在第二绝缘层52上。第一接触电极26a可以直接设置在第二绝缘层52上，并且第二接触电极26b可以直接设置在设置在第一接触电极26a上的第三绝缘层53上并且可以重叠第二绝缘层52。然而，本公开内容不限于此，并且可以省略第三绝缘层53，使得第二接触电极26b可以直接设置在第二绝缘层52上。
如以上描述，第一电极21和第二电极22的上表面可以部分地暴露，并且第一接触电极26a和第二接触电极26b可以与第一电极21和第二电极26b的暴露的上表面接触。例如，第一接触电极26a可以与定位在第一内部区块41上的第一电极21的一部分接触，并且第二接触电极26b可以与定位在内部区块42上的第二电极22的一部分接触。然而，本公开内容不限于此，并且在一些情况下，第一接触电极26a和第二接触电极26b可以形成为具有小于第一电极21和第二电极22的宽度的宽度，并且仅覆盖上表面的暴露部分。
根据一个实施方案，在发光元件30中，半导体层可以在发光元件30在其延伸方向上的两个端表面上被暴露，并且第一接触电极26a和第二接触电极26b可以与在其上已经暴露半导体层的发光元件30的端表面接触。然而，本公开内容不限于此。在一些情况下，半导体层可以在发光元件30的两个端部的侧表面处被暴露，并且接触电极26可以与暴露的半导体层接触。发光元件30的一个端部可以通过第一接触电极26a电连接至第一电极21，并且其另一个端部可以通过第二接触电极26b电连接至第二电极22。
尽管例示出在一个子像素PXn中设置两个第一接触电极26a和一个第二接触电极26b，但本公开内容不限于此。第一接触电极26a和第二接触电极26b的数量可以根据设置在每个子像素PXn中的第一电极分支21B和第二电极分支22B的数量而改变。
接触电极26可以包含传导材料。例如，它们可以包括ITO、IZO、ITZO、铝(Al)等。作为实例，接触电极26可以包含透明传导材料，并且从发光元件30发射的光可以穿过接触电极26并且朝向电极21和22行进。电极21和22中的每一个可以包含具有高反射率的材料，并且放置在内部区块41和42的倾斜的侧表面上的电极21和22可以在第一衬底11的向上方向上反射入射光。然而，本公开内容不限于此。
第三绝缘层53设置在第一接触电极26a上。第三绝缘层53可以使第一接触电极26a和第二接触电极26b彼此电绝缘。第三绝缘层53可以设置成覆盖第一接触电极26a，但可以不设置在发光元件30的另一个端部上，使得发光元件30可以与第二接触电极26b接触。第三绝缘层53可以在第二绝缘层52的上表面上部分地接触第一接触电极26a和第二绝缘层52。在其中设置第二电极22的方向上的第三绝缘层53的侧表面可以与第二绝缘层52的一个侧表面对准。此外，第三绝缘层53可以设置在非发射区域中，例如，在设置在第一平坦化层19上的第一绝缘层51上。然而，本公开内容不限于此。
第四绝缘层54可以完全设置在第一衬底11上。第四绝缘层54可以用于保护设置在第一衬底11上的构件免受外部环境影响。
以上描述的第一绝缘层51、第二绝缘层52、第三绝缘层53和第四绝缘层54中的每一个可以包含无机绝缘材料或有机绝缘材料。在示例性实施方案中，第一绝缘层51、第二绝缘层52、第三绝缘层53和第四绝缘层54可以包含无机绝缘材料，例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、硅氮氧化物(SiOxNy)、铝氧化物(AlxOy)、铝氮化物(AlNx)等。替代地，它们可以包含有机绝缘材料，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、聚苯硫醚树脂、苯并环丁烯、卡多树脂、硅氧烷树脂、倍半硅氧烷树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯合成树脂等。然而，本公开内容不限于此。
图4是例示出根据另一个实施方案的显示装置的一部分的横截面视图。
参考图4，在根据一个实施方案的显示装置10中，可以省略第三绝缘层53。第二接触电极26b可以直接设置在第二绝缘层52上，并且第一接触电极26a和第二接触电极26b可以在第二绝缘层52上设置成彼此间隔开。图4的实施方案与图3的实施方案相同，但省略了第三绝缘层53。在下文，将省略冗余的描述。
同时，发光元件30可以是发光二极管。具体地，发光元件30可以是具有微米或纳米尺寸并且由无机材料制成的无机发光二极管。当在两个彼此相对的电极之间在特定方向上形成电场时，无机发光二极管可以在具有极性的两个电极之间对准。
图5是根据一个实施方案的发光元件的示意图。
参考图5，根据一个实施方案的发光元件30可以具有在一个方向上延伸的形状。发光元件30可以具有棒、线、管等的形状。在示例性实施方案中，发光元件30可以具有圆柱形或棒形状。然而，发光元件30的形状不限于此，并且发光元件30可以具有多边形棱柱形，例如规则的立方体、长方体或六角棱柱，或者可以具有各种形状，例如在一个方向上延伸并且具有部分倾斜的外表面的形状。
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。半导体层可以通过接收从外部电源施加的电信号来发射特定波长带的光。包括在发光元件30中的多个半导体可以具有其中它们沿一个方向依次布置或堆叠的结构。
发光元件30可以包括第一半导体层31、第二半导体层32、有源层36、电极层37和绝缘层38。图5示出了其中通过部分地去除绝缘层38来暴露多个半导体层31、32和36以可视地示出发光元件30的每个组件的状态。然而，如之后将描述的，绝缘层38可以设置成围绕多个半导体层31、32和36的外表面。
具体地，第一半导体层31可以是n-型半导体。例如，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，它可以是n-型掺杂的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任一种或多于一种。第一半导体层31可以掺杂有n-型掺杂剂。例如，n-型掺杂剂可以是Si、Ge、Sn等。在示例性实施方案中，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的长度可以具有1.5mm至5mm的范围，但不限于此。
第二半导体层32设置在之后将描述的有源层36上。第二半导体层32可以是p-型半导体。例如，当发光元件30发射蓝色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，它可以是p-型掺杂的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任一种或多于一种。第二半导体层32可以掺杂有p-型掺杂剂。例如，p-型掺杂剂可以是Mg、Zn、Ca、Se、Ba等。在示例性实施方案中，第二半导体层32可以是掺杂有p-型Mg的p-GaN。第二半导体层32的长度可以具有0.05mm至0.10mm的范围，但不限于此。
同时，尽管在附图中例示出第一半导体层31和第二半导体层32被配置为一个层，但本公开内容不限于此。根据一些实施方案，取决于有源层36的材料，第一半导体层31和第二半导体层32可以进一步包括更大数量的层，例如，包覆层或拉伸应变势垒降低(TSBR)层。
有源层36设置在第一半导体层31与第二半导体层32之间。有源层36可以包含具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料。当有源层36包含具有多量子阱结构的材料时，可以交替地堆叠多个量子层和阱层。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，有源层36可以通过电子-空穴对的耦合而发射光。例如，当有源层36发射蓝色波长带的光时，可以包含诸如AlGaN或AlGaInN的材料。具体地，当有源层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或AlGaInN的材料，并且阱层可以包含诸如GaN或AlInN的材料。在示例性实施方案中，有源层36可以包含AlGaInN作为量子层以及AlInN作为阱层，并且有源层36可以发射具有450nm至495nm的中心波长带的蓝色光。
然而，本公开内容不限于此，并且有源层36可以具有其中具有大带间隙能量的半导体材料与具有小带间隙能量的半导体材料交替地堆叠的结构，并且可以根据发射的光的波长带包含其它III族至V族半导体材料。由有源层36发射的光不限于蓝色波长带的光，但在一些情况下，有源层36也可以发射红色或绿色波长带的光。有源层36的长度可以具有0.05μm至0.10μm的范围，但不限于此。
同时，从有源层36发射的光可以在纵向方向上发射至发光元件30的两个侧表面以及外表面。从有源层36发射的光的方向性不限于一个方向。
电极层37可以是欧姆接触电极。然而，本公开内容不限于此，并且它们可以是肖特基接触电极。发光元件30可以包括至少一个电极层37。尽管图5例示出发光元件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，或者不包括电极层37。即使电极层37的数量不同或者进一步包括其它结构，也可以同样适用发光元件30的以下描述。
在根据一个实施方案的显示装置10中，当发光元件30电连接至电极或接触电极时，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可以包含铝(Al)、钛(Ti)、铟(In)、金(Au)、银(Ag)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟锡锌(ITZO)中的至少一种。此外，电极层37可以包含n-型或p-型掺杂的半导体材料。电极层37的长度可以具有0.05μm至0.10μm的范围，但不限于此。
绝缘膜38布置成围绕以上描述的多个半导体层和电极层的外表面。在示例性实施方案中，绝缘膜38可以布置成至少围绕有源层36的外表面，并且沿着发光元件30的延伸方向延伸。绝缘膜38可以用于保护构件。例如，绝缘膜38可以形成为围绕构件的侧表面以暴露在纵向方向上发光元件30的两个端部。
尽管在附图中例示出绝缘膜38在发光元件30的纵向方向上延伸以覆盖从第一半导体层31至电极层37的发光元件ED的侧表面，但本公开内容不限于此。绝缘层38可以包括有源层36以仅覆盖一些半导体层的外表面，或者可以仅覆盖电极层37的外表面的一部分以部分地暴露每个电极层37的外表面。此外，在横截面视图中，绝缘膜38可以具有上表面，所述上表面在邻近发光元件30的至少一个端部的区中是圆形的。
绝缘膜38的厚度可以具有10nm至1.0mm的范围，但不限于此。优选地，绝缘膜38的厚度可以是约40nm。
绝缘层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)、铝氮化物(AlNx)和铝氧化物AlxOy)。因此，可以防止当有源层36直接接触电信号通过其传输至发光元件30的电极时可能发生的电短路。此外，由于绝缘膜38包括有源层36以保护发光元件30的外表面，因此可以防止发光效率的劣化。
此外，在一些实施方案中，绝缘膜38可以具有经表面处理的外表面。当制造显示装置10时，发光元件30可以通过以分散在预定墨中的状态喷射在电极上来对准。在此，绝缘膜38的表面可以被处理成具有疏水性或亲水性，以便将发光元件ED保持在分散状态，而不与墨中的其它相邻的发光元件ED聚集。
发光元件30可以具有1mm至10mm或2mm至6mm，并且优选3mm至5mm的长度h。此外，发光元件30的直径可以具有30nm至700nm的范围，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，并且包括在显示装置10中的多个发光元件30可以根据有源层36的组成的差异而具有不同的直径。优选地，发光元件30的直径可以具有约500nm的范围。
同时，发光元件30的形状和材料不限于图5的那些。在一些实施方案中，发光元件30可以包括更大数量的层，或者可以具有不同的形状。
图6和图7是根据另一实施方案的发光元件的示意图。
首先，参考图6，根据一个实施方案的发光元件30'可以进一步包括设置在第一半导体层31'与有源层36'之间的第三半导体层33'，以及设置在有源层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6的发光元件30'与图5的实施方案的发光元件30的不同在于进一步布置了多个半导体层33'、34'和35'以及电极层37a'和37b'，并且有源层36'含有不同元素。在以下描述中，将省略冗余的描述，同时集中于差异。
如以上描述的，图5的发光元件30的有源层36可以包含氮(N)，并且可以发射蓝色光或绿色光。相比之下，在图6的发光元件30'中，有源层36'和其它半导体层可以各自是至少包含磷(P)的半导体。即，根据实施方案的发光元件30'可以发射具有在620nm至750nm的范围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提及的范围，并且包括在本领域中可以被认为是红色的所有波长范围。
具体地，第一半导体层31'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'可以是掺杂有n-型的InAlGaP、GaP、AlGaP、InGaP、AlP和InP中的任一种或多于一种。在示例性实施方案中，第一半导体层31'可以是掺杂有n-型Si的n-AlGaInP。
第二半导体层32'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'可以是掺杂有p-型的InAlGaP、GaP、AlGaNP、InGaP、AlP和InP中的任一种或多于一种。在示例性实施方案中，第二半导体层32'可以是掺杂有p-型Mg的p-GaP。
有源层36'可以设置在第一半导体层31'与第二半导体层32'之间。有源层36'可以通过包含具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料而发射特定波长带的光。当有源层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或AlInGaP的材料，并且阱层可以包含诸如GaP或AlInP的材料。在示例性实施方案中，有源层36'可以包含AlGaInP作为量子层和AlInP作为阱层以发射具有620nm至750nm的中心波长带的红色光。
图6的发光元件30'可以包括与有源层36'相邻设置的包覆层。如附图中示出，在有源层36'下方和上方，设置在第一半导体层31'与第二半导体层32'之间的第三半导体层33'和第四半导体层34'可以是包覆层。
第三半导体层33'可以设置在第一半导体层31'与有源层36'之间。第三半导体层33'可以是n-型半导体，类似于第一半导体层31'。例如，第三半导体层33'可以包含由InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的化学式表示的半导体材料。在示例性实施方案中，第一半导体层31'可以是n-AlGaInP，并且第三半导体层33'可以是n-AlInP。然而，本公开内容不限于此。
第四半导体层34'可以设置在有源层36'与第二半导体层32'之间。第四半导体层34'可以是p-型半导体，类似于第二半导体层32'。例如，第四半导体层34'可以包含由InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的化学式表示的半导体材料。在示例性实施方案中，第二半导体层32'可以是p-GaP，并且第四半导体层34'可以是p-AlInP。
第五半导体层35'可以设置在第四半导体层34'与第二半导体层32'之间。第五半导体层35'可以是p-型掺杂的半导体，类似于第二半导体层32'和第四半导体层34'。在一些实施方案中，第五半导体层35'可以用于减小第四半导体层34'与第二半导体层32'之间的晶格常数差。即，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、p-AlGaInP等，但不限于此。此外，第三半导体层33'、第四半导体层34'和第五半导体层35'可以具有在0.08μm至0.25μm的范围的长度，但不限于此。
第一电极层37a'和第二电极层37b'可以分别设置在第一半导体层31'和第二半导体层32'上。第一电极层37a'可以设置在第一半导体层31'的下表面上，并且第二电极层37b'可以设置在第二半导体层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'可以不提供在第一半导体层31'的下表面上，并且仅一个第二电极层37b'可以提供在第二半导体层32'的上表面上。
接下来，参考图25，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形状的侧表面。即，根据一个实施方案的发光元件30”可以具有部分锥形的形状。
可以形成发光元件30”，使得多个层不在一个方向上堆叠，并且每个层围绕任何其它层的外表面。发光元件30”可以包括在一个方向上延伸的半导体核的至少一些区以及形成为围绕半导体核的绝缘膜38”。半导体核可以包括第一半导体层31”、有源层36”、第二半导体层32”和电极层37”。
第一半导体层31”可以形成为在一个方向上延伸并且具有朝向中心倾斜的两个端部。第一半导体层31”可以包括具有棒形状或圆柱形形状的主体部分，以及分别形成在主体部分的上方或下方的其侧表面具有倾斜形状的端部部分。主体部分的上端部部分可以具有比下端部部分更陡的斜度。
有源层36”被设置成围绕第一半导体层31”的主体部分的外表面。有源层36”可以具有在一个方向上延伸的环形形状。有源层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。从有源层36”发射的光不仅可以从在纵向方向上发光元件30”的两个端部发射，还可以从发光元件30”相对于纵向方向的两个侧表面发射。与图5的发光元件30相比，图7的发光元件30”具有更大面积的有源层36”，使得可以发射更大量的光。
第二半导体层32”被设置成围绕有源层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形成为在侧表面处倾斜的上端部部分。即，第二半导体层32”可以直接接触有源层36”的平行的侧表面和第一半导体层31”的倾斜的上端部部分。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”被设置成围绕第二半导体层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”可以完全接触第二半导体层32”的外表面。
绝缘膜38”可以设置成围绕电极层37”和第一半导体层31”的外表面。绝缘膜38”可以直接接触第一半导体层31”的下端部部分以及有源层36”和第二半导体层32”(包括电极层37”)的暴露的下端部部分。
同时，如以上描述，发光元件30可以在分散在溶剂100(参见图8)中的同时喷射在电极21和22上，并且可以通过向电极21和22施加对准信号的过程而设置在电极21与22之间。在一些实施方案中，发光元件30可以在分散在溶剂100中的同时制备，并且可以通过喷墨印刷工艺喷射在电极21和22中的每一个上。然后，当向电极21和22中的每一个施加对准信号时，电场可以形成在其上，并且发光元件30可以由于电场而受到介电泳力。向其传送介电泳力的发光元件30可以设置在第一电极21和第二电极22上，同时改变其取向方向和位置。
如以上描述，发光元件30可以包括多个半导体层并且可以由具有比发光元件溶剂100的比重更高的比重的材料制成。发光元件30可以逐渐沉淀，同时保持在发光元件溶剂100中的分散状态持续预定的时间段。为了防止这种情况，发光元件溶剂100可以具有允许将其中发光元件30分散在墨1000中的状态保持特定时间段或更长时间段、并且同时允许在喷墨印刷过程中通过喷嘴喷出发光元件溶剂100的粘度。
图8是根据一个实施方案的发光元件墨的示意图。图9是例示出根据一个实施方案的分散在发光元件墨中的发光元件的示意图。图9是例示出图8的部分A的放大视图的示意图。
参考图8和图9，根据一个实施方案的发光元件墨1000包含发光元件溶剂100和分散在发光元件溶剂100中的发光元件30。由于发光元件30的描述与以上描述的相同，因此在下文将详细地描述发光元件溶剂100。
发光元件溶剂100可以是以分散状态储存发光元件30且不与发光元件30反应的有机溶剂。此外，发光元件溶剂100可以具有允许发光元件溶剂100通过喷墨印刷设备的喷嘴喷出的粘度。溶剂分子101可以分散发光元件30，同时围绕发光元件30的表面。
在本说明书中，“发光元件溶剂100”可以理解为意指发光元件30可以分散在其中的溶剂或其介质，并且“溶剂分子101”可以理解为意指构成发光元件溶剂100的一个分子。如之后将要描述的，“发光元件溶剂100”可以理解为包含“溶剂分子101”和通过它们中的一些的离解获得的离子溶剂分子的液体介质。然而，这些术语可以不必分开使用，并且在一些情况下，术语“发光元件溶剂100”和“溶剂分子101”可以互换使用，并且可以意指基本上相同的事物。
由于一些分子内键的断裂，一些溶剂分子101可以离解并且以带电离子状态存在于发光元件溶剂100中，并且它们可以形成单胶束结构，同时围绕发光元件30的表面。带电溶剂分子离子101'(H)可以在发光元件30的表面与发光元件溶剂100的体相流体(BF)之间形成双层。
发光元件30可以以其中相邻溶剂分子101或通过溶剂分子101的离解获得的离子101'(H)附着或吸附到其表面的状态分散在体相流体中。发光元件30可以具有在体相流体与由带电离子101'(H)形成的双层的滑动平面之间测量的表面电荷或电动电位。电动电位(其为由在分散在发光元件溶剂100中的发光元件30的表面上的溶剂分子101和通过其离解而获得的离子101'(H)形成的双层的电位)可以理解为被离子围绕的发光元件30的表面电荷或发光元件30的电动电位。在下文，这将被称为发光元件30的电动电位。
取决于双层中的溶剂分子101和通过其离解而获得的离子101'(H)的浓度梯度，发光元件30可以具有电动电位。分散在发光元件溶剂100中的多个发光元件30的电动电位可以具有正态分布，并且可以测量其平均电动电位。当发光元件30的电动电位的绝对值的平均值(即，发光元件30的电动电位的平均值的绝对值)小时，一些发光元件30可以具有异号的电动电位。当发光元件30通过电场设置在电极21和22上时，取决于电动电位，吸引力可以作用在发光元件30之间，并且一些发光元件30可以设置在电极21和22上，同时与其它相邻的发光元件30聚集。当多个发光元件30以聚集状态设置在电极21和22上时，接触电极26与发光元件30之间的接触可能变差，或者在电极21与22之间可能发生短路。当电极21和22由于发光元件30而短路时，电信号可能不会被传输至其它发光元件30，并且在相应的子像素PXn中可能发生发射故障。
当发光元件30的电动电位的绝对值的平均值大时，发光元件墨1000中的发光元件30的电动电位可以具有同号，并且当它们通过电场设置在电极21和22上时，排斥力可以作用在发光元件30之间。因此，发光元件30可以设置在电极21和22上，同时彼此间隔开而没有聚集。
根据一个实施方案的发光元件墨1000可以包含发光元件溶剂100，其允许发光元件30的电动电位的绝对值的平均值为大的。发光元件溶剂100可以具有允许发光元件30的电动电位具有上述值的物理性质，并且可以防止在使用发光元件墨1000的显示装置10的制造过程期间发光元件30的聚集。
在示例性实施方案中，发光元件溶剂100的溶剂分子101可以具有相对低的pKa值，并且相对大量的溶剂分子101可以离解并且以离子状态存在。随着围绕发光元件30的离子的量或浓度增加，由发光元件30的表面上的离子形成的双层中的电荷量可以增加，并且发光元件30的电动电位的绝对值可以增加。
在示例性实施方案中，溶剂分子101可以包括伯醇基团，具有7至15的pKa，并且可以由以下化学式1或化学式2表示。
[化学式1]
Figure BDA0003747460720000321
[化学式2]
Figure BDA0003747460720000322
在化学式1和化学式2中，n可以是2至10的整数，并且R1和R2中的每一个可以独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一种。
发光元件溶剂100可以是其中溶剂分子101包括乙二醇或1,3-丙二醇作为重复单元的有机溶剂。由于溶剂分子101包含官能团作为重复单元，因此发光元件溶剂100可以具有允许发光元件30被分散而不与溶剂分子101反应并且允许通过喷嘴喷出的粘度。然而，本公开内容不限于此，并且溶剂分子101可以具有包括其它官能团的结构。
溶剂分子101可以是伯醇，其中除了其中重复官能团的结构之外，羟基基团(-OH或-CH2OH基团)键合至末端基团。与仲醇或叔醇相比，伯醇可以具有更低的pKa值，并且在发光元件溶剂100中可以具有相对高的离解度。当为伯醇的溶剂分子101离解时，它可以被分成氢离子H(参见图9)和烷氧基离子101'(参见图9)。它们可以被设置成围绕发光元件30的表面，同时分别带正电和带负电，并且与发光元件30一起形成胶束结构。
例如，发光元件30可以在绝缘膜38经表面处理的状态下分散在发光元件溶剂100中，并且氢离子H和烷氧基离子101'可以围绕发光元件30的表面以形成双层。除了通过在发光元件30的表面上吸附氢离子H而形成的固定层SL和在固定层SL外部由氢离子H和烷氧基离子101'围绕的滑动平面SP之外，双层可以包括位于滑动平面SP与体相流体之间的扩散层。发光元件30的电动电位(这意味着在滑动平面SP上相对于体相流体点测量的电荷量)可以根据滑动平面SP上的离子101'(H)的浓度而变化。
如以上描述，发光元件30的电动电位可以影响电场中的发光元件30的行为。分散在发光元件溶剂100中的发光元件30的电动电位可以具有正态分布，并且当电动电位的绝对值的平均值小时，一些发光元件30可以具有异号的电动电位。吸引力可以作用在发光元件溶剂100中的发光元件30之间，并且发光元件30可以彼此聚集，同时其位置和取向方向被电场改变。
另一方面，当发光元件溶剂100具有相对低的pKa值，并且通过溶剂分子101的离解形成的离子101'(H)的浓度增加时，在滑动平面SP上测量的电动电位的绝对值可以增加。即使多个发光元件30的电动电位具有正态分布，其电动电位也可以具有同号的值。因此，即使发光元件30的取向方向和位置被电场改变，排斥力也作用在其间，这使得可以防止发光元件30在电极21和22上聚集。
发光元件30的电动电位和发光元件溶剂100的pKa值可以具有特定的相关性。在示例性实施方案中，发光元件30的电动电位和发光元件溶剂100的pKa值可以满足以下等式1。
[等式1]
分散在发光元件溶剂中的发光元件的电动电位(mV)＝C1*pKa+C2
“pKa”是发光元件溶剂100的溶剂分子101的pKa值，并且“C1”和“C2”是比例常数。例如，“C1”可以是7至18或10至15、优选约12的实数。“C2”可以是-150至-300或-200至-250、优选约-220的实数。
如以上描述，当发光元件溶剂100的溶剂分子101的pKa值在7至15的范围内时，分散在发光元件溶剂100中的发光元件30的电动电位可以具有-30mV或低于-30mV的值。例如，当“C1”是12.1，“C2”是-221.2，并且溶剂分子101的pKa在10至15的范围内时，分散在发光元件溶剂100中的发光元件30的电动电位可以为在约-80mV至-50mV的范围内。然而，溶剂分子101的pKa值以及C1和C2的数值范围是示例性范围，并且其范围可以根据发光元件30和溶剂分子101的类型进行各种改变。
当发光元件30的电动电位在上述范围内时，即使电动电位具有正态分布，发光元件30也可以基本上具有同号的电动电位。在将具有在以上范围内的电动电位的发光元件30放置在电极21和22上的过程中，它们可以被设置在电极21和22上，同时由于排斥力作用在其间被彼此间隔开而没有聚集。
同时，如以上描述，发光元件溶剂100可以具有分散发光元件30并且允许通过喷嘴喷出的粘度。当溶剂分子101由化学式1或化学式2表示时，n值以及R1和R2可以在其中发光元件溶剂100可以具有特定粘度的范围内调节。在示例性实施方案中，发光元件溶剂100可以具有5cP至80cP或20cP至60cP、优选约35cP至50cP的粘度，并且化学式1和化学式2的n以及R1和R2可以在以上范围内调节。然而，本公开内容不限于此。
此外，由于溶剂分子101具有一定范围内的pKa值，因此其结构不限于化学式1和化学式2，只要可以增加发光元件30的电动电位的绝对值即可。在一些实施方案中，溶剂分子101可以具有其中碳链中的氢被氟(F)替代以具有更低pKa值的结构。
例如，溶剂分子101可以由以下化学式3表示。
[化学式3]
Figure BDA0003747460720000351
在化学式3中，n是1至10的整数。溶剂分子101可以是包括-CF2CF2-的重复单元并且具有包括-CF3基团和羟基基团(-OH或-CH2OH)的末端基团的伯醇。其中具有高电子亲和力的氟(F)被替代的碳链可以进一步稳定通过醇基团的氢的分离形成的烷氧基离子(-O-)的负电荷，并且溶剂分子101的pKa值可以进一步降低。因此，大量的溶剂分子101以离解的离子状态存在于发光元件溶剂100中，并且由于发光元件30的双层中的离子的浓度的增加，电动电位的绝对值可以进一步增加。
此外，溶剂分子101不必包括伯醇基团和乙二醇基团，并且可以包括具有低pKa值的官能团，使得包括发光元件30的胶束结构可以具有其绝对值大的电动电位。在示例性实施方案中，溶剂分子101包括1,3-二羰基基团，并且可以由以下化学式4至化学式6中的任一个表示。
[化学式4]
Figure BDA0003747460720000352
[化学式5]
Figure BDA0003747460720000353
[化学式6]
Figure BDA0003747460720000361
在化学式4至化学式6中，R3和R4可以独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一个。
溶剂分子101可以包括1,3-二羰基基团，并且因此可以具有在上述范围内的pKa值。当通过氢的分离形成负电荷时，位于两个羰基基团(-C＝O)之间的碳(-CH2)可以被相邻的羰基基团(-C＝O)稳定，使得碳中的氢可以具有低pKa值。即使溶剂分子101包括由化学式4至化学式6表示的结构，它也可以具有在类似于伯醇的pKa值的范围内的pKa值，并且发光元件墨1000中的发光元件30可以具有其绝对值大的电动电位。因此，在显示装置10的制造过程期间，发光元件30可以设置在电极21和22上而没有聚集。
在下文，将描述根据一个实施方案的用于制造显示装置10的方法。
图10是示出根据一个实施方案的用于制造显示装置的方法的流程图。
参考图10，根据一个实施方案的用于制造显示装置10的方法可以包括：制备包含发光元件溶剂100和发光元件30的发光元件墨1000(步骤S100)，制备在其上形成电极21和22的目标衬底并且将发光元件墨1000喷射在电极21和22上(步骤S200)，以及在目标衬底上产生电场并且将发光元件30安置在第一电极21和第二电极22上(步骤S300)。
发光元件30可以在分散在发光元件墨1000中的同时制备，并且可以通过喷墨印刷工艺喷出在电极21和22上。当发光元件墨1000被喷出到电极21和22上时，在目标衬底或电极21和22上产生电场，使得发光元件30安置在电极21和22上。根据一个实施方案，由于发光元件墨1000的发光元件溶剂100具有低pKa值，因此发光元件30可以具有其绝对值大的电动电位，并且可以安置在电极21和22上，同时由于当它们的位置被电场改变时作用在其间的排斥力而彼此间隔开。
图11至图14是例示出根据一个实施方案的显示装置的制造过程的一部分的示意图。
首先，参考图11，制备包含发光元件30和发光元件溶剂100的发光元件墨1000，以及第一电极21和第二电极22设置在其上的目标衬底SUB。尽管在附图中例示出一对电极设置在目标衬底SUB上，但更大数量的电极对可以设置在目标衬底SUB上。同时，除了上述显示装置10的第一衬底11之外，目标衬底SUB可以包括设置在其上的多个电路元件。在下文中，为了描述的简洁，将省略其说明。
发光元件墨1000可以包含发光元件溶剂100和分散在其中的发光元件30。在储存在容器中的发光元件墨1000中，溶剂分子101可以离解并且以离子状态存在，并且发光元件30可以以其绝对值大的电动电位被分散。在尚未通过喷嘴喷出的发光元件墨1000中，由于根据其它相邻发光元件30之间的电动电位作用在其间的排斥力，发光元件30可以长时间段保持在分散状态。
接下来，参考图12，发光元件墨1000喷射在目标衬底SUB上的第一电极21和第二电极22上。在示例性实施方案中，发光元件墨1000可以通过使用喷墨印刷设备的印刷过程喷射在电极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可以沿喷墨头中的内部流动路径流动并且可以通过喷嘴喷出到目标衬底SUB上。
从喷嘴喷出的发光元件墨1000可以安置在设置在目标衬底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，并且可以在其中在发光元件墨1000中的延伸方向具有随机取向方向的状态下被分散。
接下来，参考图13和图14，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，可以向电极21和22施加对准信号以在目标衬底SUB上产生电场EL。分散在发光元件溶剂100中的发光元件30可以由于电场EL而受到电泳力，并且可以设置在电极21和22上，同时改变其取向方向和位置。
当在目标衬底SUB上产生电场EL时，发光元件30可以受到介电泳力F1。在一些实施方案中，当在目标衬底SUB上产生的电场EL平行于目标衬底SUB的上表面时，发光元件30可以设置在第一电极21和第二电极22上，同时对准使得其延伸方向平行于目标衬底SUB。发光元件30可以由于介电泳力F1而从初始分散位置朝向电极21和22移动(图14中的虚线部分)。发光元件30的两个端部可以分别设置在第一电极21和第二电极22上，同时其位置和取向方向被电场EL改变。
当发光元件30的位置改变时，取决于发光元件30的电动电位，吸引力可以作用在发光元件30之间，并且因此，它们可以以聚集状态设置在电极21和22上。然而，由于根据一个实施方案的发光元件溶剂100具有低pKa值，因此分散在其中的发光元件30可以具有其绝对值大的电动电位，并且当其位置被电场EL改变时，排斥力可以作用在发光元件30之间。由于多个发光元件30在其中排斥力作用在其间的状态下设置在电极21和22上，因此它们可以彼此间隔开而没有聚集。
图15是例示出根据一个实施方案在发光元件墨中的发光元件的行为的示意图。图15示出了在其中产生电场EL的发光元件溶剂100中的不同发光元件30的行为，并且是图13的部分B的示意性放大图。
参考图15，发光元件溶剂100的溶剂分子101可以部分解离并且以离子101'(H)的状态围绕发光元件30。如以上描述，溶剂分子101离解成带正电的离子和带负电的离子，并且它们在发光元件30周围形成双层，使得发光元件30可以具有电动电位。由于发光元件30的电动电位具有大的绝对值，因此即使电动电位具有正态分布，不同的发光元件30的电动电位也可以具有同号。其位置被电场EL改变的发光元件30可以设置在电极21和22上，同时由于其间的电动电位引起的排斥力而彼此排斥。分散在发光元件溶剂100中的发光元件30可以在电极21和22上对准，同时彼此间隔开而基本上没有聚集。
如以上描述，发光元件30的电动电位可以具有与发光元件溶剂100的溶剂分子101的pKa值的特定的相关性。类似地，发光元件30的聚集率可以具有与发光元件30的电动电位的平均值的相关性。
图16是示出根据一个实施方案的发光元件墨中的相对于发光元件的电动电位的发光元件的聚集率的图。图16示出了取决于发光元件溶剂100的类型的发光元件30的电动电位和基于其的发光元件30的聚集率。
在图16中，制备包括伯醇基团的溶剂样品(样品#1、样品#2、样品#3和样品#4)和包括仲醇基团的溶剂样品(样品#5和样品#6)，并且将发光元件30分散在其中并且在电极21和22上对准。测量在不同的溶剂样品中的发光元件30的电动电位(mV)，并且将发光元件30设置在电极21和22上。测量在设置在电极21和22上的整个发光元件30中以聚集状态设置的发光元件30的数量，并且在图中例示为相对于发光元件30的电动电位的聚集率(％)。基于约1000个或多于1000个发光元件30中的聚集的发光元件30的数量来计算发光元件30的聚集率。计算发光元件30的电动电位的平均值，并且在图中例示为发光元件30的电动电位。
第一至第四溶剂样品(样品#1、样品#2、样品#3和样品#4)包括伯醇基团并且具有7至15的pKa。第五和第六溶剂样品(样品#5和样品#6)包括仲醇基团并且具有15或大于15的pKa。
参考图16，分散在包含伯醇基团的第一至第四溶剂样品(样品#1、样品#2、样品#3和样品#4)中的发光元件30的电动电位低于包含仲醇基团的第五和第六溶剂样品(样品#5和样品#6)的电动电位。然而，由于发光元件30的电动电位被测量为负值，因此分散在包含伯醇基团的溶剂分子中的发光元件30的电动电位的绝对值大于分散在包含仲醇基团的溶剂分子中的发光元件30的电动电位的绝对值。由于包含伯醇基团的溶剂分子具有较低的pKa值，溶剂中的离解的离子的浓度可以进一步增加，并且发光元件30的电动电位的绝对值可以进一步增加。
分散在第一至第四溶剂样品(样品#1、样品#2、样品#3和样品#4)中的发光元件30的电动电位的平均值可以是在-70mV至-50mV的范围内，并且发光元件30的聚集率可以是约20％。另一方面，分散在第五和第六溶剂样品(样品#5和样品#6)中的发光元件30的电动电位的平均值可以是约-20mV，并且发光元件30的聚集率可以是约30％。随着溶剂分子的pKa值降低，分散的发光元件30的电动电位的平均值的绝对值可以进一步增加，并且发光元件30的聚集率可以进一步降低。
此外，发光元件30的聚集率可以与发光元件30的电动电位线性成比例。在示例性实施方案中，发光元件30的聚集率和电动电位可以满足以下等式2。
[等式2]
发光元件的聚集率(％)＝C3*Z+C4
在等式2中，“Z”是发光元件30的电动电位(mV)，并且“C3”和“C4”是比例常数。例如，“C3”可以是0.1至1.0或0.3至0.7、优选约0.5的实数。“C4”可以是1.0至100或30至70、优选约50的实数。
如以上描述，当溶剂分子101的pKa值在7至15的范围内并且发光元件30的电动电位具有-50mV或低于-50mV的值时，发光元件30的聚集率可以是20％或低于20％。例如，当“C3”是0.5，“C4”是46.4，并且发光元件30的电动电位在-70mV至-50mV的范围内时，发光元件30的聚集率可以是在约10％至20％的范围内。然而，发光元件30的电动电位以及C3和C4的数值范围是示例性范围，并且其范围可以根据发光元件30和溶剂分子101的类型进行各种改变。
即使电动电位具有正态分布，发光元件30的电动电位也可以基本上具有同号，并且发光元件30可以设置在电极21和22上，同时由于排斥力作用在其间被彼此间隔开而没有聚集。因此，多个发光元件30可以不聚集在电极21和22上，并且可以以相对均匀的对准度设置。发光元件30的“对准度”可以意指在目标衬底SUB上对准的发光元件30的取向方向与安置位置的偏差。例如，当在发光元件30的取向方向和安置位置中存在大偏差时，可以理解发光元件30的对准度是低的。当在发光元件30的取向方向和安置位置中存在小偏差时，可以理解发光元件30的对准度是高的或改善的。
接下来，当发光元件30安置在电极21和22上时，去除发光元件墨1000的发光元件溶剂100。
图17和图18是例示出根据一个实施方案的显示装置的制造过程的一部分的示意图。
参考图17，去除发光元件溶剂100的过程可以通过常规的热处理过程进行。在示例性实施方案中，热处理过程可以在200℃至400℃或约300℃的温度范围下进行。发光元件溶剂100可以包括由化学式1至化学式6中的任一个表示的溶剂分子101，并且其沸点可以在以上温度范围内。当在以上温度范围内进行热处理过程时，可以完全去除发光元件溶剂100，同时防止对发光元件30和电路元件的损坏。
参考图18，发光元件30可以以高对准度设置在电极21和22上，同时分散在发光元件墨1000中而没有聚集。即使在通过热处理过程去除发光元件溶剂100的过程中，排斥力也可以部分地作用在发光元件30之间，使得发光元件30可以保持初始对准状态而没有聚集。因此，在其中最终设置在电极21和22上的发光元件30延伸的一个方向与垂直于其中电极21和22延伸的方向的方向之间形成的锐角Θi可以非常小。锐角Θi可以是5°或大于5°，并且因此在其中发光元件30延伸的一个方向与其中电极21和22延伸的方向之间形成的锐角可以是85°或大于85°。例如，在其中发光元件30延伸的一个方向与其中电极21和22延伸的方向之间形成的锐角可以是大于或等于88°且小于或等于90°。然而，本公开内容不限于此。
接下来，多个绝缘层和接触电极26可以形成在发光元件30以及电极21和22上，从而制造显示装置10。通过进行以上过程，可以制造包括发光元件30的显示装置10。
根据一个实施方案，可以使用包含发光元件溶剂100和分散在发光元件溶剂100中的发光元件30的发光元件墨1000制造其上发光元件30设置在电极21和22上的显示装置10。发光元件溶剂100可以具有低pKa值，并且相对大量的溶剂分子101可以离解成离子。分散在发光元件溶剂100中的发光元件30可以具有其绝对值大的电动电位，并且可以由于作用在发光元件溶剂100中的排斥力而防止聚集。因此，发光元件30可以顺利地与电极21和22中的每一个上的接触电极26接触，并且显示装置10可以降低发光元件30设置在其中的每个像素PX或子像素PXn的缺陷率。
在总结详细描述时，本领域技术人员应理解，在基本上不背离本发明的原理的情况下，可以对优选实施方案进行许多变化和修改。因此，本发明的公开的优选实施方案仅以一般性和描述性意义使用，并且不出于限制的目的。

Claims (20)

1.发光元件墨，包含：
发光元件溶剂；以及
分散在所述发光元件溶剂中并且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的发光元件，
其中所述发光元件溶剂是具有7至15的pKa的有机溶剂。
2.如权利要求1所述的发光元件墨，其中分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的电动电位满足以下等式1：
[等式1]
分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的电动电位(mV)＝C1*pKa+C2
其中所述“pKa”是所述发光元件溶剂的pKa值，所述“C1”是7至18的实数，并且所述“C2”是-150至-300的实数。
3.如权利要求2所述的发光元件墨，其中分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的所述电动电位是-80mV至-50mV。
4.如权利要求3所述的发光元件墨，其中所述多个半导体层包括：
第一半导体层；
第二半导体层；以及
设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层，
其中所述绝缘层被设置成至少围绕所述有源层的外表面。
5.如权利要求2所述的发光元件墨，其中所述发光元件溶剂具有5cp至80cp的粘度。
6.如权利要求5所述的发光元件墨，其中所述发光元件溶剂包含伯醇基团。
7.如权利要求6所述的发光元件墨，其中所述发光元件溶剂包括由以下化学式1或化学式2表示的化合物：
[化学式1]
Figure FDA0003747460710000021
[化学式2]
Figure FDA0003747460710000022
其中所述n是2至10的整数，并且所述R1和所述R2中的每一个独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一种。
8.如权利要求6所述的发光元件墨，其中所述发光元件溶剂包括由以下化学式3表示的化合物：
[化学式3]
Figure FDA0003747460710000023
其中所述n是1至10的整数。
9.如权利要求5所述的发光元件墨，其中所述发光元件溶剂包括由以下化学式4至化学式6中的任一种表示的化合物：
[化学式4]
Figure FDA0003747460710000024
[化学式5]
Figure FDA0003747460710000031
[化学式6]
Figure FDA0003747460710000032
其中所述R3和所述R4中的每一个独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一种。
10.用于分散包括多个半导体层的发光元件的发光元件溶剂，所述发光元件溶剂包含伯醇基团，具有7至15的pKa并且包括由以下化学式1至化学式3中的任一个表示的化合物：
[化学式1]
Figure FDA0003747460710000033
[化学式2]
Figure FDA0003747460710000034
[化学式3]
Figure FDA0003747460710000035
其中所述n是2至10的整数，并且所述R1和所述R2中的每一个独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一种。
11.如权利要求10所述的发光元件溶剂，其中所述发光元件溶剂具有5cp至80cp的粘度。
12.用于制造显示装置的方法，包括：
制备在其上形成第一电极和第二电极的目标衬底、包括多个半导体层的发光元件、以及包括所述发光元件分散在其中并且具有7至15的pKa的发光元件溶剂的发光元件墨；
将所述发光元件墨喷射到所述目标衬底上并且在所述目标衬底上产生电场；以及
将所述发光元件设置在所述第一电极和所述第二电极上。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述发光元件溶剂包含伯醇基团，并且包括由以下化学式1或化学式2表示的化合物：
[化学式1]
Figure FDA0003747460710000041
[化学式2]
Figure FDA0003747460710000042
其中所述n是2至10的整数，并且所述R1和所述R2中的每一个独立地是C1-C10烷基基团、C2-C10烯基基团、C2-C10炔基基团、C1-C10烷基醚基团和C2-C10烯基醚基团中的任一种。
14.如权利要求13所述的方法，其中分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的电动电位满足以下等式1：
[等式1]
分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的电动电位(mV)＝C1*pKa+C2
其中所述“pKa”是所述发光元件溶剂的pKa值，所述“C1”是7至18的实数，并且所述“C2”是-150至-300的实数。
15.如权利要求14所述的方法，其中分散在所述发光元件溶剂中的所述发光元件的所述电动电位是-80mV至-50mV。
16.如权利要求12所述的方法，其中在所述第一电极和所述第二电极上的所述发光元件的所述设置包括通过所述电场改变所述发光元件的位置和取向方向。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述多个发光元件中的至少一些和其它发光元件在通过作用在其间的排斥力而彼此排斥的同时移动。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述多个发光元件的一个端部设置在所述第一电极上并且其另一个端部设置在所述第二电极上，同时彼此间隔开。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述发光元件的所述设置进一步包括去除所述发光元件溶剂。
20.如权利要求19所述的方法，其中通过热处理过程在200℃至400℃的温度范围内进行所述发光元件溶剂的所述去除。
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