JP7451544B2 - 発光素子溶媒、それを含む発光素子インクおよび表示装置の製造方法 - Google Patents

発光素子溶媒、それを含む発光素子インクおよび表示装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発光素子溶媒、それを含む発光素子インクおよび表示装置の製造方法に関する。より詳細には発光素子が分散し、粘度調節が可能な発光素子溶媒、それを含む発光素子インクおよび表示装置の製造方法に関する。
表示装置はマルチメディアの発達と共にその重要性が増大している。これに応じて有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）などのような様々な種類の表示装置が使われている。
表示装置の画像を表示する装置として有機発光表示パネルや液晶表示パネルのような表示パネルを含む。その中で、発光表示パネルとして、発光素子を含み得るが、例えば発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）の場合、有機物を蛍光物質として用いる有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、無機物を蛍光物質として用いる無機発光ダイオードなどがある。
蛍光物質として無機物半導体を用いる無機発光ダイオードは高温の環境でも耐久性を有し、有機発光ダイオードに比べて青色光の効率が高い長所がある。また、既存の無機発光ダイオード素子の限界として指摘されていた製造工程においても、誘電泳動（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，ＤＥＰ）法を用いた転写方法が開発された。これにより有機発光ダイオードに比べて耐久性および効率に優れた無機発光ダイオードに対する研究が継続されている。
本発明が解決しようとする課題は、少なくとも一つの二重結合を含み、照射される光または熱によって異性化反応する官能基を含む発光素子溶媒およびそれを含む発光素子インクを提供することにある。
また、本発明は、前記発光素子溶媒と、それに分散した発光素子を含む発光素子インクを用いた表示装置の製造方法を提供することにある。
本発明の課題は、以上で言及した課題に限定されず、言及されていないもう一つの技術的課題は、以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
上記課題を解決するための一実施形態による表示装置の製造方法は、第１電極および第２電極が形成された対象基板上に第１素子溶媒および前記第１素子溶媒内に分散した発光素子を含む素子インクを噴射するステップ、前記第１素子溶媒が有する分子構造の異性体構造を有する第２素子溶媒を形成し、前記第１電極および前記第２電極上に前記発光素子を定着させるステップおよび前記第２素子溶媒を除去するステップを含む。
前記第１素子溶媒は、下記化学構造式１で表される第１官能基および第２官能基および異性体構造を有する少なくとも一つの二重結合を含み、前記第１官能基と前記第２官能基が結合された第３官能基を含んでもよい。
［化学構造式１］
前記化学構造式１において、前記ｎは１～５の整数であり、前記Ｒ３はＣ１－Ｃ５のアルキル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニル基、Ｃ２－Ｃ５のアルキニル基、Ｃ１－Ｃ５のアルキルエーテル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニルエーテル基およびＣ２－Ｃ５のアルキルエステル基のいずれか一つである。
前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が、前記二重結合が照射される光によってシス－トランス異性化反応して前記第２素子溶媒を形成してもよい。
前記第１素子溶媒は下記化学構造式２～４で表される化合物の少なくともいずれか一つを含んでもよい。
［化学構造式２］

［化学構造式３］

［化学構造式４］

前記化学構造式２～４において、前記Ｒ１およびＲ２は前記化学構造式１で表されるが、前記化学構造式１において、前記Ｒ１のｎ値（ｎ１）とＲ２のｎ値（ｎ２）の合計は２～６の範囲を有する。
前記第１素子溶媒は下記化学構造式７～９で表される少なくともいずれか一つを含んでもよい。
［化学構造式７］

［化学構造式８］

［化学構造式９］
前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が、前記二重結合が電子環化反応して前記第２素子溶媒を形成してもよい。
前記第１素子溶媒は、下記化学構造式５および６で表される化合物の少なくともいずれか一つを含んでもよい。
［化学構造式５］

［化学構造式６］

前記化学構造式５および６において、前記Ｒ１およびＲ２は前記化学構造式１で表されるが、前記化学構造式１において、前記Ｒ１のｎ値（ｎ１）とＲ２のｎ値（ｎ２）の合計は２～６の範囲を有する。
前記発光素子を定着させるステップで、第２素子溶媒の粘度は前記第１素子溶媒の粘度より小さい値を有してもよい。
前記第１素子溶媒は粘度が７ｃｐ～１５ｃｐの範囲を有し、前記第２素子溶媒は粘度が５ｃｐ以下であってもよい。
前記発光素子を定着させるステップは、前記第２素子溶媒上に電界を形成するステップおよび前記電界により前記発光素子の配向方向が整列されるステップを含んでもよい。
前記発光素子は、一方向に延びた形状を有し、前記発光素子が延びた前記一方向と前記第１電極および前記第２電極が延びた方向がなす鋭角は８８°～９０°の範囲を有してもよい。
前記課題を解決するための一実施形態による発光素子溶媒は、半導体結晶を含む発光素子が分散する発光素子溶媒であって、前記発光素子溶媒は前記化学構造式１で表される第１官能基および第２官能基および異性体構造を有する少なくとも一つの二重結合を含み、前記第１官能基および前記第２官能基が結合された第３官能基を含み、前記化学構造式２～６で表される化合物の少なくともいずれか一つを含む。
前記発光素子溶媒は、前記第３官能基を含む第１素子溶媒を形成し、前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が異性化反応して粘度が低い第２素子溶媒を形成してもよい。
前記発光素子溶媒は、前記化学構造式７～１１で表される化合物の少なくともいずれか一つを含んでもよい。
前記発光素子溶媒は、前記化学構造式７～９で表される化合物の少なくともいずれか一つを含み、前記第３官能基は、シス－トランス異性化反応して前記第２素子溶媒を形成してもよい。
前記発光素子溶媒は、前記化学構造式１０および１１で表される化合物の少なくともいずれか一つを含み、前記第３官能基は、電子環化反応して前記第２素子溶媒を形成してもよい。
前記課題を解決するための一実施形態による発光素子インクは、半導体結晶および前記半導体結晶の外周面を囲む絶縁膜を含む発光素子および少なくとも一つの前記発光素子が分散した発光素子溶媒を含み、前記発光素子溶媒は、前記化学構造式１で表される第１官能基および第２官能基および異性体構造を有する少なくとも一つの二重結合を含み、前記第１官能基および前記第２官能基が結合された第３官能基を含み、前記化学構造式２～６で表される化合物の少なくともいずれか一つを含む。
前記発光素子溶媒は、前記化学構造式７～１１で表される化合物の少なくともいずれか一つを含んでもよい。
前記発光素子溶媒は、前記第３官能基を含む第１素子溶媒を形成し、前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が異性化反応して粘度が低い第２素子溶媒を形成してもよい。
前記半導体結晶は、第１導電型にドーピングされた第１導電型半導体、前記第１導電型と異なる極性を有する第２導電型にドーピングされた第２導電型半導体および前記第１導電型半導体と前記第２導電型半導体の間に形成される活性層を含んでもよい。
その他実施形態の具体的な内容は、詳細な説明および図面に含まれている。
一実施形態による発光素子溶媒は、少なくとも一つの異性体を有する官能基を含み、照射される光または熱によって異性化反応して粘度が低くなることができる。そのため発光素子インクに含まれた発光素子は、粘度が低くなった発光素子溶媒内に分散することができる。
また、一実施形態による表示装置の製造方法は、発光素子が分散した発光素子溶媒を用いて、粘度が低くなった状態で発光素子を配置する工程を行うことによって電極上に配置された発光素子の整列度が改善された表示装置を製造することができる。
実施形態による効果は、以上で例示した内容によって限定されず、より多様な効果が本明細書内に含まれている。
一実施形態による表示装置の平面図である。 図１のＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。 一実施形態による表示装置の概略的な断面図である。 他の実施形態による発光素子の概略図である。 一実施形態による素子インクを示す概略図である。 図５のＡ部分の拡大図である。 図５のＡ部分の拡大図である。 一実施形態による表示装置の製造方法を示すフローチャートである。 一実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す断面図である。 一実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す断面図である。 一比較例による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。 一比較例による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。 一比較例による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。 一比較例による素子溶媒が除去された状態を示す平面図である。 一比較例による素子溶媒が除去された状態を示す断面図である。 一実施形態による第２素子溶媒を形成するステップを示す概略図である。 一実施形態による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。 一実施形態による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。 一実施形態による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。 一実施形態による第２素子溶媒を除去するステップを示す断面図である。 一実施形態による発光素子が整列されたことを示す平面図である。 他の実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す平面図である。
本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」と称する場合、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子が介在する場合をすべて含む。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を称する。
第１、第２などが多様な構成要素を叙述するために使われるが、これらの構成要素はこれらの用語によって限定されないのはもちろんである。これらの用語は単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用する。したがって、以下で言及する第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得ることはもちろんである。
以下、添付する図面を参照して実施形態について説明する。
図１は一実施形態による表示装置の平面図である。図２は図１のＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
図１および図２を参照すると、表示装置１は複数の画素ＰＸを含んでもよい。画素ＰＸそれぞれは特定波長帯の光を放出する発光素子３０を一つ以上含んで特定の色を表示してもよい。
複数の画素ＰＸそれぞれは、第１サブ画素ＰＸ１、第２サブ画素ＰＸ２および第３サブ画素ＰＸ３を含んでもよい。第１サブ画素ＰＸ１は第１色の光を発光し、第２サブ画素ＰＸ２は第２色の光を発光し、第３サブ画素ＰＸ３は第３色の光を発光する。第１色は赤色、第２色は緑色、第３色は青色であり得るが、これに限定されず、各サブ画素ＰＸｎが同じ色の光を発光することもできる。また、図１では画素ＰＸそれぞれが３個のサブ画素を含む場合を例示したが、これに限定されず、画素ＰＸそれぞれはより多くの数のサブ画素を含んでもよい。
一方、本明細書で各構成要素を指す「第１」、「第２」などが使われるが、これは前記構成要素を単に区別するために使われ、必ずしも該当構成要素を意味するものではない。すなわち、第１、第２などと定義された構成が必ずしも特定構造または位置に限定される構成ではなく、場合によっては他の番号が付与されてもよい。したがって、各構成要素に付与された番号は図面および以下の叙述により説明され得、以下で言及される第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得ることはもちろんである。
表示装置１の各サブ画素ＰＸｎは表示領域および非表示領域と定義される領域を含んでもよい。表示領域は表示装置１に含まれる発光素子３０が配置されて特定波長帯の光が表示される領域で定義される。非表示領域は表示領域以外の領域であり、発光素子３０が配置されず光が放出されない領域で定義することができる。
表示装置１のサブ画素ＰＸｎは複数の隔壁４０、複数の電極２１、２２および発光素子３０を含んでもよい。
複数の電極２１、２２は発光素子３０と電気的に接続され、発光素子３０が発光するように所定の電圧の印加を受けてもよい。また、各電極２１、２２の少なくとも一部は発光素子３０を整列するために、サブ画素ＰＸｎ内に電場を形成するのに活用することができる。
複数の電極２１、２２は第１電極２１および第２電極２２を含んでもよい。例示的な実施形態で、第１電極２１はサブ画素ＰＸｎごとに分離した画素電極であり、第２電極２２は各サブ画素ＰＸｎに沿って共通に接続された共通電極であってもよい。第１電極２１と第２電極２２のいずれか一つは発光素子３０のアノード（Ａｎｏｄｅ）電極であり、他の一つは発光素子３０のカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）電極であってもよい。ただし、これに限定されず、その反対の場合もあり得る。
第１電極２１と第２電極２２は、それぞれ第１方向Ｄ１に延びて配置される電極幹部２１Ｓ、２２Ｓと電極幹部２１Ｓ、２２Ｓで第１方向Ｄ１と交差する方向である第２方向Ｄ２に延びて分枝する少なくとも一つの電極枝部２１Ｂ、２２Ｂを含んでもよい。
第１電極２１は第１方向Ｄ１に延びて配置される第１電極幹部２１Ｓと第１電極幹部２１Ｓから分枝して、第２方向Ｄ２に延びる少なくとも一つの第１電極枝部２１Ｂを含んでもよい。
任意の一画素の第１電極幹部２１Ｓは、各サブ画素ＰＸｎの間で離隔した両端を有するするが、同一行に属する（例えば、第１方向Ｄ１に隣接する）隣り合うサブ画素の第１電極幹部２１Ｓと実質的に同一直線上に配置されてもよい。そのため、各サブ画素ＰＸｎに配置される第１電極幹部２１Ｓは各第１電極枝部２１Ｂに互いに異なる電気信号を印加してもよく、第１電極枝部２１Ｂはそれぞれ別に駆動されてもよい。
第１電極枝部２１Ｂは第１電極幹部２１Ｓの少なくとも一部から分枝し、第２方向Ｄ２に延びて配置されるが、第１電極幹部２１Ｓに対向して配置される第２電極幹部２２Ｓと離隔した状態で終結してもよい。
第２電極２２は第１方向Ｄ１に延びて第１電極幹部２１Ｓと離隔して対向するように配置される第２電極幹部２２Ｓと第２電極幹部２２Ｓから分枝し、第２方向Ｄ２に延びて配置される第２電極枝部２２Ｂを含んでもよい。ただし、第２電極幹部２２Ｓは他端部が第１方向Ｄ１に隣接する複数のサブ画素ＰＸｎに延びてもよい。そのため、任意の一画素第２電極幹部２２Ｓは両端が各画素ＰＸの間で隣接する画素の第２電極幹部２２Ｓに接続してもよい。
第２電極枝部２２Ｂは第１電極枝部２１Ｂと離隔して対向し、第１電極幹部２１Ｓと離隔した状態で終結してもよい。すなわち、第２電極枝部２２Ｂは一端部が第２電極幹部２２Ｓと接続され、他端部は第１電極幹部２１Ｓと離隔した状態でサブ画素ＰＸｎ内に配置されてもよい。
図面では二つの第１電極枝部２１Ｂが配置され、その間に第２電極枝部２２Ｂが配置されたことを示しているが、これに限定されない。
複数の隔壁４０は各サブ画素ＰＸｎ間の境界に配置される第３隔壁４３、各電極２１、２２の下部に配置される第１隔壁４１および第２隔壁４２を含んでもよい。図面では第１隔壁４１および第２隔壁４２が示されていないが、第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの下部にはそれぞれ第１隔壁４１と第２隔壁４２が配置されてもよい。
第３隔壁４３は各サブ画素ＰＸｎ間の境界に配置されてもよい。複数の第１電極幹部２１Ｓは各端部が第３隔壁４３を基準に互いに離隔して終結してもよい。第３隔壁４３は第２方向Ｄ２に延びて第１方向Ｄ１に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界に配置されてもよい。ただし、これに限定されず、第３隔壁４３は第１方向Ｄ１に延びて第２方向Ｄ２に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界にも配置されてもよい。第３隔壁４３は第１隔壁４１および第２隔壁４２と同じ材料を含んで実質的に同じ工程で形成されてもよい。
図面には示していないが、各サブ画素ＰＸｎには、第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂを含んでサブ画素ＰＸｎを全面的に覆う第１絶縁層５１が配置されてもよい。第１絶縁層５１は、各電極２１、２２を保護すると同時にこれらが直接接触しないように相互絶縁させてもよい。
第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの間には複数の発光素子３０が配置されてもよい。複数の発光素子３０の少なくとも一部は、一端部が第１電極枝部２１Ｂと電気的に接続され、他端部が第２電極枝部２２Ｂと電気的に接続されてもよい。
複数の発光素子３０は第２方向Ｄ２に離隔し、実質的に互いに平行に配置されてもよい。発光素子３０が離隔する間隔は特に限定されない。場合によっては、複数の発光素子３０が隣接するように配置されてグループを形成し、他の複数の発光素子３０は一定間隔離隔した状態でグループを形成してもよく、不均一な密集度を有するが、一方向に配向して配置されてもよい。
第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂ上にはそれぞれコンタクト電極２６が配置され得る。ただし、コンタクト電極２６は実質的に第１絶縁層５１上に配置され、コンタクト電極２６の少なくとも一部が第１電極枝部２１Ｂおよび第２電極枝部２２Ｂと接触するかまたは電気的に接続されてもよい。
複数のコンタクト電極２６は第２方向Ｄ２に延びて配置され、第１方向Ｄ１に互いに離隔して配置されてもよい。コンタクト電極２６は発光素子３０の少なくとも一端部と接触していてもよく、コンタクト電極２６は第１電極２１または第２電極２２と接触して電気信号の印加を受けてもよい。そのため、コンタクト電極２６は各電極２１、２２から伝達される電気信号を発光素子３０に伝達することができる。
コンタクト電極２６は第１コンタクト電極２６ａと第２コンタクト電極２６ｂを含んでもよい。第１コンタクト電極２６ａは第１電極枝部２１Ｂ上に配置され、発光素子３０の一端部と接触して第２コンタクト電極２６ｂは第２電極枝部２２Ｂ上に配置され、発光素子３０の他端部と接触してもよい。
第１電極幹部２１Ｓと第２電極幹部２２Ｓはそれぞれコンタクトホール、例えば、第１電極コンタクトホールＣＮＴＤおよび第２電極コンタクトホールＣＮＴＳを介して表示装置１の回路素子層と電気的に接続されてもよい。図面には複数のサブ画素ＰＸｎの第２電極幹部２２Ｓに一つの第２電極コンタクトホールＣＮＴＳが形成されたことを示している。ただし、これに限定されず、場合によっては、サブ画素ＰＸｎごとに第２電極コンタクトホールＣＮＴＳが形成されてもよい。
また、図面には示していないが、表示装置１は各電極２１、２２および発光素子３０の少なくとも一部を覆うように配置される第２絶縁層（５２、図２に図示）およびパッシベーション層（５５、図２に図示）を含んでもよい。以下では、図１および図２を参照して表示装置１の構造について詳しく説明する。
図２は第１サブ画素ＰＸ１の断面図を示しているが、他の画素ＰＸまたはサブ画素ＰＸｎの場合にも同様に適用することができる。図２は任意の発光素子３０の一端部と他端部を横切る断面を示す。
一方、図２には示していないが、表示装置１は各電極２１、２２の下部に位置する回路素子層をさらに含んでもよい。回路素子層は複数の半導体層および複数の導電パターンを含み、少なくとも一つのトランジスタと電源配線を含んでもよい。ただし、以下ではこれに係る詳しい説明は省略する。
図２を参照して表示装置１について具体的に説明すると、表示装置１はビア層２０とビア層２０上に配置される電極２１、２２、発光素子３０などを含んでもよい。ビア層２０の下部には回路素子層（図示せず）がさらに配置されてもよい。ビア層２０は有機絶縁物質を含んで表面平坦化機能を発現することができる。
ビア層２０上には複数の隔壁４１、４２、４３が配置される。複数の隔壁４１、４２、４３は各サブ画素ＰＸｎ内で互いに離隔して配置されてもよい。複数の隔壁４１、４２、４３はサブ画素ＰＸｎの中心部に隣接して配置された第１隔壁４１および第２隔壁４２、サブ画素ＰＸｎ間の境界に配置された第３隔壁４３を含んでもよい。
第３隔壁４３は表示装置１の製造の際に、インクジェットプリンティング装置を用いて素子インク１０００を噴射する時、素子インク１０００がサブ画素ＰＸｎの境界を越えないように遮断する機能を発現することができる。または、表示装置１が他の部材をさらに含む場合、第３隔壁４３上に前記部材が配置されて、第３隔壁４３がこれを支持する機能を発現することもできる。ただし、これに限定されるものではない。
第１隔壁４１と第２隔壁４２は互いに離隔して対向するように配置される。第１隔壁４１上には第１電極２１が、第２隔壁４２上には第２電極２２が配置されてもよい。図１および図２では第１隔壁４１上には第１電極枝部２１Ｂが、第２隔壁４２上には第２電極枝部２２Ｂが配置されているものと理解することができる。
前述したように、第１隔壁４１、第２隔壁４２および第３隔壁４３は実質的に同じ工程で形成してもよい。そのため、隔壁４１、４２、４３は一つの格子型パターンをなすこともできる。複数の隔壁４１、４２、４３はポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＩ）を含んでもよい。
複数の隔壁４１、４２、４３はビア層２０を基準に少なくとも一部が突出した構造を有してもよい。隔壁４１、４２、４３は発光素子３０が配置された平面を基準に上部に突出してもよく、前記突出した部分は少なくとも一部が傾斜を有してもよい。突出した構造の隔壁４１、４２、４３の形状は特に限定されない。図面に示すように、第１隔壁４１と第２隔壁４２は同じ高さで突出するが、第３隔壁４３はさらに高い位置まで突出した形状を有してもよい。
第１隔壁４１と第２隔壁４２上には反射層２１ｃ、２２ｃが配置され、反射層２１ｃ、２２ｃ上には電極層２１ｄ、２２ｂが配置され得る。反射層２１ｃ、２２ｃと電極層２１ｄ、２２ｂはそれぞれ電極２１、２２を構成することができる。
反射層２１ｃ、２２ｃは、第１反射層２１ｃと第２反射層２２ｃを含む。第１反射層２１ｃは第１隔壁４１を覆い、第２反射層２２ｃは第２隔壁４２を覆ってもよい。反射層２１ｃ、２２ｃの一部はビア層２０を貫くコンタクトホールを介して回路素子層と電気的に接続される。
反射層２１ｃ、２２ｃは、反射率が高い物質を含んで発光素子３０から放出される光を反射させることができる。一例として、反射層２１ｃ、２２ｃは、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などのような物質を含んでもよく、これに限定されるものではない。
電極層２１ｄ、２２ｂは、第１電極層２１ｄと第２電極層２２ｄを含む。電極層２１ｄ、２２ｂは、実質的に反射層２１ｃ、２２ｃと同じパターンを有してもよい。第１反射層２１ｃおよび第１電極層２１ｄは、第２反射層２２ｃおよび第２電極層２２ｄと互いに離隔するように配置される。
電極層２１ｄ、２２ｂは透明導電性物質を含み、発光素子３０から放出される光が反射層２１ｃ、２２ｃに入射されてもよい。一例として、電極層２１ｄ、２２ｂは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などのような物質を含んでもよく、これに限定されるものではない。
いくつかの実施形態で、反射層２１ｃ、２２ｃと電極層２１ｄ、２２ｂはＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯなどのような透明導電層と銀、銅のような金属層がそれぞれ一層以上積層された構造をなすことができる。一例として、反射層２１ｃ、２２ｃと電極層２１ｄ、２２ｂはＩＴＯ／銀（Ａｇ）／ＩＴＯ／ＩＺＯの積層構造を形成することもできる。
一方、いくつかの実施形態で、第１電極２１と第２電極２２は一つの層に形成されてもよい。すなわち、反射層２１ｃ、２２ｃと電極層２１ｄ、２２ｂが一つの単一層に形成され、発光素子３０に電気信号を伝達すると同時に光を反射することができる。一例として、第１電極２１および第２電極２２は、反射率が高い導電性物質としてアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、ランタン（Ｌａ）などを含む合金であってもよい。ただし、これに限定されるものではない。
第１絶縁層５１は、第１電極２１と第２電極２２を部分的に覆うように配置される。第１絶縁層５１は第１電極２１と第２電極２２の上面を殆ど覆うように配置されるが、第１電極２１と第２電極２２の一部を露出させることができる。第１絶縁層５１は、第１電極２１と第２電極２２が離隔した領域と、第１電極２１および第２電極２２の前記領域の反対側も部分的に覆うように配置されてもよい。
第１絶縁層５１は、第１電極２１と第２電極２２の比較的平坦な上面が露出するように配置され、各電極２１、２２が第１隔壁４１と第２隔壁４２の傾斜した側面と重なるように配置される。第１絶縁層５１は、発光素子３０が配置されるように平坦な上面を形成し、前記上面が第１電極２１と第２電極２２に向かって一方向に延びる。第１絶縁層５１の前記延びた部分は、第１電極２１と第２電極２２の傾斜した側面で終結する。そのため、コンタクト電極２６は、前記露出した第１電極２１および第２電極２２と接触し、第１絶縁層５１の平坦な上面で発光素子３０と円滑に接触することができる。
第１絶縁層５１は、第１電極２１と第２電極２２を保護すると同時にこれらを相互に絶縁させることができる。また、第１絶縁層５１上に配置される発光素子３０が他の部材と直接接触して損傷することを防止することもできる。
発光素子３０は、第１絶縁層５１上に配置されてもよい。図面では発光素子３０が第１絶縁層５１上に配置された場合が示されている。発光素子３０は、第１電極２１と第２電極２２の間の第１絶縁層５１上に少なくとも一つ配置されてもよい。発光素子３０は、ビア層２０に水平な方向に複数の層が配置されてもよい。
一実施形態による表示装置１の発光素子３０は、上述した導電型半導体と活性層を含み、これらはビア層２０に水平な方向に順次配置され得る。図面に示すように、発光素子３０は、第１導電型半導体３１、活性層３３、第２導電型半導体３２および導電性電極層３７がビア層２０に水平な方向に順次配置され得る。ただし、これに限定されない。発光素子３０の複数の層が配置された順序は、反対方向であってもよく、場合によっては、発光素子３０が他の構造を有する場合、複数の層はビア層２０に垂直な方向に配置されてもよい。
第２絶縁層５２は、発光素子３０上に部分的に配置されてもよい。第２絶縁層５２は、発光素子３０を保護すると同時に、表示装置１の製造工程で発光素子３０を固定させる機能を発現することもできる。第２絶縁層５２は、発光素子３０の外面を囲むように配置されてもよい。すなわち、第２絶縁層５２の材料の一部は、発光素子３０の下面と第１絶縁層５１の間に配置されてもよい。第２絶縁層５２は、平面上第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの間で第２方向Ｄ２に延びて島状または線状の形状を有することができる。
コンタクト電極２６は、各電極２１、２２および第２絶縁層５２上に配置される。第１コンタクト電極２６ａと第２コンタクト電極２６ｂは、第２絶縁層５２上で互いに離隔して配置される。そのため、第２絶縁層５２は、第１コンタクト電極２６ａと第２コンタクト電極２６ｂを相互絶縁させることができる。
第１コンタクト電極２６ａは、少なくとも第１絶縁層５１がパターニングされて露出した第１電極２１および発光素子３０の一端部と接触してもよい。第２コンタクト電極２６ｂは、少なくとも第１絶縁層５１がパターニングされて露出した第２電極２２および発光素子３０の他端部と接触してもよい。第１および第２コンタクト電極２６ａ、２６ｂは、発光素子３０の両端部の側面、例えば第１導電型半導体３１、第２導電型半導体３２または導電性電極層３７にそれぞれ接触してもよい。前述したように、第１絶縁層５１は、平坦な上面を形成することによって、コンタクト電極２６が発光素子３０の側面に円滑に接触することができる。
コンタクト電極２６は、伝導性物質を含み得る。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ、アルミニウム（Ａｌ）などを含んでもよい。ただし、これに限定されるものではない。
パッシベーション層５５は第２絶縁層５２およびコンタクト電極２６の上部に配置される。パッシベーション層５５は、ビア層２０上に配置される部材を外部環境に対して保護する機能を有してもよい。
上述した第１絶縁層５１、第２絶縁層５２およびパッシベーション層５５それぞれは、無機絶縁性物質または有機絶縁性物質を含んでもよい。例示的な実施形態で、第１絶縁層５１およびパッシベーション層５５は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのような物質を含んでもよい。第２絶縁層５２は、有機絶縁性物質として、フォトレジストなどを含んでもよい。ただし、これに限定されるものではない。
図３は、一実施形態による発光素子の概略図である。
発光素子３０は発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であってもよく、具体的には、発光素子３０はマイクロメータ（ｍｉｃｒｏ－ｍｅｔｅｒ）またはナノメータ（ｎａｎｏ－ｍｅｔｅｒ）単位の大きさを有し、無機物からなる無機発光ダイオードであってもよい。無機発光ダイオードは、互いに対向する二つの電極の間に特定方向に電界を形成すると極性が形成される前記二つの電極の間に配置することができる。発光素子３０は、二つの電極上に形成された電界によって電極の間に配置することができる。
発光素子３０は、一方向に延びた形状を有することができる。発光素子３０は、ナノロ
ッド、ナノワイヤ、ナノチューブなどの形状を有することができる。例示的な実施形態で、発光素子３０は、円筒形またはロッド形（ｒｏｄ）であってもよい。ただし、発光素子３０の形態はこれに限定されるものではなく、正六面体、直六面体、六角柱型など、多様な形態を有することができる。後述する発光素子３０に含まれる複数の半導体は前記一方向に沿って順次配置されたり、積層された構造を有することができる。
発光素子３０は、任意の導電型（例えば、ｐ型またはｎ型）不純物でドーピングされた半導体結晶を含んでもよい。半導体結晶は外部の電源から印加される電気信号を伝達され、これを特定の波長帯の光で放出することができる。
一実施形態による発光素子３０は、特定の波長帯の光を放出することができる。例示的な実施形態で、活性層３３から放出される光は、中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色（Ｂｌｕｅ）光を放出することができる。ただし、青色（Ｂｌｕｅ）光の中心波長帯域は上述した範囲に限定されるものではなく、本技術分野で青色と認識され得る波長範囲をすべて含むものとして理解しなければならない。また、発光素子３０の活性層３３から放出される光はこれに限定されず、中心波長帯域が４９５ｎｍ～５７０ｎｍの範囲を有する緑色（Ｇｒｅｅｎ）光または中心波長帯域が６２０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を有する赤色（Ｒｅｄ）光であってもよい。
一方、一実施形態による発光素子３０は、第１導電型半導体３１、第２導電型半導体３２、活性層３３および絶縁膜３８を含んでもよい。また、一実施形態による発光素子３０は、少なくとも一つの導電性電極層３７をさらに含むこともできる。図３では、発光素子３０が一つの導電性電極層３７をさらに含む場合を示しているが、これに限定されない。場合によって、発光素子３０は、より多くの数の導電性電極層３７を含むか、または省略することもできる。後述する発光素子３０に係る説明は、導電性電極層３７の数が変わるか、または他の構造をさらに含んでも同様に適用することができる。
図３を参照すると、第１導電型半導体３１は、第１導電型を有する、例えばｎ型半導体であってもよい。一例として、発光素子３０が青色波長帯の光を放出する場合、第１導電型半導体３１は、ＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の化学式を有する半導体材料を含んでもよい。例えば、ｎ型にドーピングされたＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮおよびＩｎＮのいずれか一つ以上であってもよい。第１導電型半導体３１は、第１導電性ドーパントがドーピングされてもよく、一例として、第１導電性ドーパントは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどであってもよい。例示的な実施形態で、第１導電型半導体３１は、ｎ型Ｓｉでドーピングされたｎ－ＧａＮであってもよい。第１導電型半導体３１の長さは、１．５μｍ～５μｍの範囲を有することができるが、これに限定されるものではない。
第２導電型半導体３２は、後述する活性層３３上に配置される。第２導電型半導体３２は、第２導電型を有する、例えばｐ型半導体であってもよく、一例として、発光素子３０が青色または緑色波長帯の光を放出する場合、第２導電型半導体３２はＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の化学式を有する半導体材料を含んでもよい。例えば、ｐ型にドーピングされたＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮおよびＩｎＮのいずれか一つ以上であってもよい。第２導電型半導体３２は、第２導電性ドーパントがドーピングされてもよく、一例として、第２導電性ドーパントは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｂａなどであってもよい。例示的な実施形態で、第２導電型半導体３２は、ｐ型Ｍｇでドーピングされたｐ－ＧａＮであってもよい。第２導電型半導体３２の長さは、０．０８μｍ～０．２５μｍの範囲を有することができるが、これに限定されるものではない。
一方、図面では第１導電型半導体３１と第２導電型半導体３２が一つの層に構成された場合を示しているが、これに限定されるものではない。場合によっては、活性層３３の物質によって第１導電型半導体３１と第２導電型半導体３２は、より多くの数の層、例えばクラッド層（ｃｌａｄ ｌａｙｅｒ）またはＴＳＢＲ（Ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒａｉｎ ｂａｒｒｉｅｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ）層をさらに含むこともできる。
活性層３３は、第１導電型半導体３１と第２導電型半導体３２の間に配置される。活性層３３は、単一または多重量子井戸構造の物質を含んでもよい。活性層３３が多重量子井戸構造の物質を含む場合、量子層（Ｑｕａｎｔｕｍ ｌａｙｅｒ）と井戸層（Ｗｅｌｌ ｌａｙｅｒ）が交互に複数積層された構造であってもよい。活性層３３は、第１導電型半導体３１および第２導電型半導体３２を介して印加される電気信号に応じて、電子－正孔ペアの結合によって発光することができる。一例として、活性層３３が青色波長帯の光を放出する場合、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどの物質を含んでもよい。特に、活性層３３が多重量子井戸構造で、量子層と井戸層が交互に積層された構造である場合、量子層はＡｌＧａＮまたはＡｌＧａＩｎＮ、井戸層はＧａＮまたはＡｌＩｎＮなどのような物質を含んでもよい。例示的な実施形態で、活性層３３は量子層としてＡｌＧａＩｎＮを、井戸層としてＡｌＩｎＮを含んで前述したように、活性層３３は、中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色（Ｂｌｕｅ）光を放出することができる。
ただし、これに限定されるものではなく、活性層３３は、バンドギャップ（Ｂａｎｄ ｇａｐ）エネルギーが大きい種類の半導体物質とバンドギャップエネルギーが小さい半導体物質が交互に積層された構造であってもよく、発光する光の波長帯によって異なる３族～５族半導体物質を含むこともできる。活性層３３が放出する光は青色波長帯の光に限定されず、場合によって赤色、緑色波長帯の光を放出することもできる。活性層３３の長さは０．０５μｍ～０．２５μｍの範囲を有することができるが、これに限定されるものではない。
一方、活性層３３から放出される光は、発光素子３０の長手方向の外部面だけでなく、両側面に放出されてもよい。活性層３３から放出される光は、一つの方向に方向性が限定されない。
導電性電極層３７はオーミック（Ｏｈｍｉｃ）コンタクト電極であってもよい。ただし、これに限定されず、ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）コンタクト電極であってもよい。導電性電極層３７は、導電性がある金属を含んでもよい。例えば、導電性電極層３７はアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）およびＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）の少なくともいずれか一つを含んでもよい。また、導電性電極層３７はｎ型またはｐ型にドーピングされた半導体物質を含むこともできる。導電性電極層３７は同じ物質を含んでもよく、互いに異なる物質を含むこともでき、これに限定されるものではない。
絶縁膜３８は、上述した複数の半導体の外面を囲むように配置される。例示的な実施形態で、絶縁膜３８は少なくとも活性層３３の外面を囲むように配置され、発光素子３０が延びた一方向に延びてもよい。絶縁膜３８は、前記部材を保護する機能を発現することができる。一例として、絶縁膜３８は、前記部材の側面部を囲むように形成され、発光素子３０の長手方向の両端部は、露出するように形成されることができる。
図面では、絶縁膜３８が発光素子３０の長手方向に延びて第１導電型半導体３１から導電性電極層３７までカバーできるように形成された場合を示しているが、これに限定されない。絶縁膜３８は、活性層３３を含んで一部の導電型半導体の外面のみをカバーしたり、導電性電極層３７外面の一部のみをカバーして導電性電極層３７の一部外面が露出することもできる。
絶縁膜３８の厚さは、１０ｎｍ～１．０μｍの範囲を有することができるが、これに限定されるものではない。好ましくは、絶縁膜３８の厚さは４０ｎｍであってもよい。
絶縁膜３８は、絶縁性を有する物質、例えば、シリコン酸化物（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ、ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ、ＳｉＮｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ、ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ、Ａｌ２Ｏ３）などを含んでもよい。そのため、活性層３３が発光素子３０に電気信号が伝達される電極と直接接触する場合に発生し得る電気的短絡を防止することができる。また、絶縁膜３８は活性層３３を含んで発光素子３０の外面を保護するので、発光効率の低下を防止することができる。
また、いくつかの実施形態で、絶縁膜３８は外面が表面処理されてもよい。発光素子３０は、表示装置１の製造の際に、所定のインク内で分散した状態で電極上に噴射されて配置されることができる。ここで、発光素子３０が素子インク１０００内で隣接する他の発光素子３０と凝集せずに分散した状態を維持するために、絶縁膜３８は表面が疎水性または親水性に処理されてもよい。
一方、発光素子３０は、長さｌが１μｍ～１０μｍまたは２μｍ～６μｍの範囲を有してもよく、好ましくは４μｍ～５μｍの長さを有してもよい。また、発光素子３０の直径は、３００ｎｍ～７００ｎｍの範囲を有し、発光素子３０の縦横比（Ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）は１．２～１００であってもよい。ただし、これに限定されず、表示装置１に含まれる複数の発光素子３０は、活性層３３の組成差によって互いに異なる直径を有してもよい。好ましくは、発光素子３０の直径は５００ｎｍ前後の範囲を有することができる。
一方、発光素子３０の構造は図３に示されたところに限定されず、他の構造を有することもできる。
図４は他の実施形態による発光素子の概略図である。
図４を参照すると、発光素子３０’は複数の層が一方向に積層されず、各層がいずれか他の層の外面を囲むように形成される。図４の発光素子３０’は各層の形状が一部相異することを除いては図３の発光素子３０と同様である。以下では同じ内容は省略して差異点について叙述する。
一実施形態によれば、第１導電型半導体３１’は一方向に延びて両端部が中心部に向かって傾斜するように形成されることができる。図２８の第１導電型半導体３１’はロッド形または円筒形の本体部と、前記本体部の上部および下部にそれぞれ円錐形の端部が形成された形状であってもよい。前記本体部の上端部は下端部に比べてさらに急な傾斜を有することができる。
活性層３３’は、第１導電型半導体３１’の前記本体部の外面を囲むように配置される。活性層３３’は、一方向に延びた環状の形状を有することができる。活性層３３’は、第１導電型半導体３１’の上端部および下端部上には形成されない。すなわち、活性層３３’は、第１導電型半導体３１’の平行な側面にのみ接触してもよい。
第２導電型半導体３２’は、活性層３３’の外面と第１導電型半導体３１’の上端部を囲むように配置される。第２導電型半導体３２’は、一方向に延びた環状の本体部との側面が傾斜するように形成された上端部を含んでもよい。すなわち、第２導電型半導体３２’は、活性層３３’の平行な側面と第１導電型半導体３１’の傾斜した上端部に直接接触してもよい。ただし、第２導電型半導体３２’は、第１導電型半導体３１’の下端部には形成されない。
電極物質層３７’は、第２導電型半導体３２’の外面を囲むように配置される。すなわち、電極物質層３７’の形状は、実質的に第２導電型半導体３２’と同様であってもよい。すなわち、電極物質層３７’は、第２導電型半導体３２’の外面に全面的に接触してもよい。
絶縁膜３８’は、電極物質層３７’および第１導電型半導体３１’の外面を囲むように配置され得る。絶縁膜３８’は電極物質層３７’を含み、第１導電型半導体３１’の下端部および活性層３３’と第２導電型半導体３２’の露出した下端部と直接接触してもよい。
一方、上述した表示装置１は、発光素子３０を電極２１、２２の間に配置して製造されてもよい。発光素子３０は、各画素ＰＸまたはサブ画素ＰＸｎに配置された電極２１、２２の間に複数配置され、電極２１、２２から印加される電気信号を受けて特定の波長帯の光を放出することができる。
一例として、発光素子３０は、誘電泳動法（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）を用いて電極２１、２２の間に配置されることができる。発光素子３０が分散した素子溶媒（１００、図５に図示）を含む素子インク１０００を電極２１、２２上に噴射し、電極２１、２２を介して交流電源を印加すると、前記交流電源によって素子インク１０００上に電界が形成される。発光素子３０は前記電界によって誘電泳動力（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｆｏｒｃｅ）が印加されて誘電泳動力を受けた発光素子３０は電極２１、２２の間、または電極２１、２２上に配置されてもよい。
図５は、一実施形態による素子インクを示す概略図である。
図５を参照すると、素子インク１０００は、発光素子３０および素子溶媒１００を含む。発光素子３０は、上述した図３または図４の発光素子３０であってもよく、図面では図３の発光素子３０が示されている。複数の発光素子３０は素子溶媒１００上に分散した状態で準備される。発光素子３０に係る詳しい説明は上述した内容と同様である。
発光素子３０は、半導体結晶を含んで比較的大きな比重を有する。一実施形態による素子溶媒１００は、発光素子３０が分散できるように粘度が大きい物質を含んでもよい。素子インク１０００は、インクジェットプリンティング装置を介して電極２１、２２上に噴射されてもよく、素子溶媒１００は、発光素子３０が分散した状態を一定時間維持できる粘度を有することができる。例示的な実施形態で、素子溶媒１００は、粘度が７ｃｐ～１５ｃｐの範囲を有することができる。ただし、これに限定されるものではない。素子溶媒１００は、有機溶媒または無機溶媒を含んでもよく、後述するように後続工程で除去されることができ、発光素子３０の半導体結晶を損傷させない物質を含んでもよい。
発光素子３０が分散した素子溶媒１００は、発光素子３０が電極２１、２２に配置されると、加熱または後続処理工程を行って除去することができる。ここで、素子溶媒１００は、分子量が大きい化合物を含んで比較的比重が大きい発光素子３０が分散した状態を維持できるように大きい値の粘度を有することができる。そのため素子溶媒１００は、後続処理工程で完全に除去されず、電極２１、２２または発光素子３０上に異物として残ることもある。また、素子溶媒１００が一定水準以上の粘度を有する場合、電界によって印加される誘電泳動力が充分でないため、発光素子３０が電極２１、２２上に円滑に配置されず、これを除去する工程で発光素子３０の配置状態が変わってもよい。
一実施形態によれば、素子溶媒１００は、異性体構造を有する少なくとも一つの二重結合を含む官能基を含んでもよい。素子溶媒１００は前記官能基の異性体構造によって粘度が変わってもよい。すなわち、表示装置１の製造工程で、素子溶媒１００は、前記官能基の異性体構造によって粘度が大きい第１素子溶媒１０１または粘度が低い第２素子溶媒１０２を形成することができる。
図６および図７は、図５のＡ部分の拡大図である。
図６は素子溶媒１００が第１素子溶媒１０１を形成したものであり、図７は第２素子溶媒１０２を形成したものである。
本明細書で、「素子溶媒１００」は発光素子３０が分散できる溶媒、またはその媒質を意味し、「素子溶媒分子１００’」は素子溶媒１００をなす化学分子を指すものと理解することができる。後述するように、「素子溶媒１００」は、「素子溶媒分子１００’」の状態によって、「第１素子溶媒１０１」または「第２素子溶媒１０２」を形成することができ、第１素子溶媒１０１は、「第１素子溶媒分子１０１’」を、第２素子溶媒１０２は「第２素子溶媒分子１０２’」からなるものと理解することができる。
すなわち、図５の素子溶媒１００は、図６の第１素子溶媒分子１０１’からなる第１素子溶媒１０１であり、図７の第２素子溶媒分子１０２’は、第２素子溶媒１０２を構成することができる。ただし、必ずしもこれらの用語を区分して使わなくてもよく、場合によって「素子溶媒１００」と「素子溶媒分子１０１’」は意味の区別なく使うが、実質的に同じものを意味する。以下では素子溶媒１００の素子溶媒分子１００’について詳しく説明する。
図６および図７を参照すると、素子溶媒分子１００’は第１官能基１１０、第２官能基１２０および第３官能基１５０を含んでもよい。
第１官能基１１０、Ｘ１と第２官能基１２０、Ｘ２は、発光素子３０が分散できるように一定水準以上の分子量を有する官能基であってもよい。第１官能基１１０と第２官能基１２０は発光素子３０と反応せず、これを分散させることができ、後続の工程で除去できるものであれば、その種類および構造は特に限定されない。一例として、第１官能基１１０と第２官能基１２０は、炭素鎖を有する非極性官能基であるか、炭素鎖に酸素（Ｏ）または窒素（Ｎ）原子を含む極性官能基であってもよい。これに限定されるものではない。
一実施形態で、第１官能基１１０と第２官能基１２０は、同じ構造の官能基を含んでもよい。第１官能基１１０と第２官能基１２０は、同じ構造単位が繰り返されて結合された官能基を含んで実質的に同じ分子構造を有することができる。ただし、これに限定されず、第１官能基１１０と第２官能基１２０は、前記単位が繰り返された数が異なってもよく、場合によっては互いに反対の極性を有してもよい。これに係る具体的な説明は後述する。
第３官能基１５０、Ｐは、第１官能基１１０および第２官能基１２０が結合され、少なくとも一つの二重結合を含み、異性体を有する官能基であってもよい。第３官能基１５０、Ｐは光または熱が照射されると、第１異性体（１５１、図６に図示）から第２異性体（１５２、図７に図示）に異性化反応をすることができる。第１異性体１５１の第３官能基
１５０、Ｐは、第１素子溶媒１０１を形成し、第２異性体１５２の第３官能基１５０、Ｐ’は、第２素子溶媒１０２を形成することができる。
第３官能基１５０は、第１および第２異性体１５１、１５２の分子構造によって隣接する他の分子間に作用する分散力または極性が変わってもよい。第３官能基１５０の第２異性体１５２は、第１異性体１５１に比べて分子間引力が比較的弱い。すなわち、第２異性体１５２の第２素子溶媒１０２は、第１異性体１５１の第１素子溶媒１０１に比べて分子間引力が小さくなり、粘度および沸点が低下することができる。
第１素子溶媒１０１は光または熱が照射されることにより、粘度が低い第２素子溶媒１０２を形成することができる。例示的な実施形態で、第１素子溶媒１０１の粘度は７ｃｐ～１５ｃｐの範囲を有し、第２素子溶媒１０２の粘度は５ｃｐ以下の範囲を有することができる。ただし、これに限定されるものではない。
前述したように、表示装置１の製造の際、素子インク１０００を噴射して発光素子３０を電極２１、２２上に整列した後、素子溶媒１００を除去するステップを発現することができる。ここで、素子溶媒１００が第１素子溶媒分子１０１’を含んで粘度が大きい第１素子溶媒１０１である場合、素子インク１０００に電界を形成すると、発光素子３０に比較的弱い誘電泳動力が印加されて、電極２１、２２上に正確に配置されない。また、素子溶媒１００を除去するステップで、第１素子溶媒１０１が完全に除去されず、異物として残り得る。
一実施形態によれば、表示装置１の製造方法は、第１素子溶媒１０１に光または熱を照射して、粘度が低い第２素子溶媒１０２を形成するステップを含む。一実施形態による素子溶媒１００は、照射される光または熱によって異性化反応が可能な第３官能基１５０を含み、前記光または熱によって粘度および沸点が低下することができる。
電極２１、２２上に噴射された素子溶媒１００、すなわち第１素子溶媒１０１に光または熱を照射し、第１素子溶媒分子１０１’を異性化反応して第２素子溶媒分子１０２’を形成する。第２素子溶媒分子１０２’は比較的分子間引力が低い構造を有し、そのため形成された第２素子溶媒１０２は低い粘度および沸点を有することができる。
第２素子溶媒１０２を形成した後に、素子インク１０００に電界を形成する場合、発光素子３０に強い誘電泳動力が伝達されて、電極２１、２２上に高い整列度を有して配置することができる。また、第２素子溶媒１０２は、後続の工程に低温の熱処理工程で簡単に除去されて、電極２１、２２上に配置された発光素子３０の配置状態の変化を最小化することができる。すなわち、素子溶媒１００は、発光素子３０が分散し、分散した状態を維持してノズルから噴射され得る粘度を有するが、後続の工程で粘度が減し得る分子構造を有することができる。より詳しい説明は後述する。
一実施形態による素子溶媒分子１００’は、下記構造式１の構造を有することができる。
［構造式１］
Ｘ１－Ｐ－Ｘ２

（ここで、Ｐは第３官能基１５０であり、Ｘ１は第１官能基１１０、Ｘ２は第２官能基１２０である。）
前記構造式１を参照すると、一実施形態による素子溶媒１００の素子溶媒分子１００’は、第３官能基１５０、Ｐを含み、第３官能基１５０、Ｐに結合された少なくとも一つの官能基、例えば第１官能基１１０、Ｘ１と第２官能基１２０、Ｘ２を含んでもよい。第３官能基１５０、Ｐは、第１異性体１５１および第２異性体１５２を含み、第１官能基１１０、Ｘ１と第２官能基１２０、Ｘ２は、第３官能基１５０の第１および第２異性体１５１、１５２構造によってこれらの間の置換位置または距離が変わってもよい。
一例として、第３官能基１５０、Ｐが第１状態の第１異性体１５１構造を有する場合、第１官能基１１０と第２官能基１２０は相対的に距離が離隔するか、または第３官能基１５０で反対の位置に置換されてもよい。この場合、第１素子溶媒分子１０１’は比較的表面積が広い分子構造を有し、分散力が増加して分子間引力が大きく粘度および沸点が大きい。これに対し、第３官能基１５０、Ｐ’が第２状態の第２異性体１５２構造を有する場合、相対的に距離が近くなるか、第３官能基１５０で隣接する位置に置換されてもよい。この場合、第２素子溶媒分子１０２’は、表面積が狭い分子構造を有し、分散力が減少して分子間引力が小さくなり、粘度および沸点が低下することができる。
表示装置１の製造工程で、第１素子溶媒１０１に分散した発光素子３０を噴射した後、第２素子溶媒１０２を形成して粘度が低い状態で発光素子３０を電極２１、２２上に配置し、比較的低い温度でこれを揮発させて除去することができる。そのため、製造された表示装置１は、高い整列度を有する発光素子３０を含み、電極２１、２２上に形成され得る異物を除去して、表示装置１の信頼度を向上させることができる。
第３官能基１５０は異性化反応が可能な少なくとも一つの二重結合を含み得る。例示的な実施形態で、第３官能基１５０はシス－トランス（ｃｉｓ－ｔｒａｎｓ）異性化反応または電子環化反応（Ｐｅｒｉｃｙｃｌｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ）が可能な官能基であってもよい。一例として、第３官能基１５０は、シス－トランス（ｃｉｓ－ｔｒａｎｓ）異性化反応が可能なアルケン基（ａｌｋｅｎｅ）、ジアルケン基（ｄｉａｌｋｅｎｅ）およびアゾベンゼン基（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）のいずれか一つであるか、電子環化反応（ｐｅｒｉｃｙｃｌｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ）が可能な１，３－ブタジエン基（１，３－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ）または１，３，６－トリヘキセン基（１，３，５－ｔｒｉｈｅｘｅｎｅ）であってもよい。ただし、これに限定されるものではない。
第３官能基１５０がシス－トランス異性化反応が可能な官能基を含む場合、下記化学反応式１～３のように照射される光によってトランス異性体（ｔｒａｎｓ－ｉｓｏｍｅｒ）構造からシス異性体（ｃｉｓ－ｉｓｏｍｅｒ）構造に分子構造が変わってもよい。第３官能基１５０に置換された置換基は、トランス異性体よりシス異性体で互いに隣接して置換される。そのため、素子溶媒分子１００’は、比較的表面積が狭い構造を有し、分子間引力が小さくなることによって粘度と沸点が低下することができる。
［化学反応式１］

［化学反応式２］

［化学反応式３］
例えば、前記化学反応式３のように、第３官能基１５０がアゾベンゼン基（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）を有する場合、光照射によってベンゼン基の４位に置換された置換基は、トランス異性体状態から、シス異性体状態で互いに隣接して位置するようになる。第３官能基１５０としてアゾベンゼン基（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）を有する場合、素子溶媒分子１００’はアゾベンゼン基（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）がシス異性体状態で表面積が減少して分子間引力が小さくなり、素子溶媒１００は粘度および沸点が低下することができる。前記化学反応式１および２の場合も同様に理解することができる。
また、第３官能基１５０が、電子環化反応（Ｐｅｒｉｃｙｃｌｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ）が可能な官能基を含む場合、下記化学反応式４～７のように照射される光または熱によって分子内電子環化反応（ｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ）をすることができる。第３官能基１５０は、開鎖（ｏｐｅｎ－ｃｈａｉｎ）状態から閉鎖（ｃｌｏｓｅｄ－ｃｈａｉｎ）状態に異性化反応することができる。第３官能基１５０に置換された置換基は開鎖（ｏｐｅｎ－ｃｈａｉｎ）状態より、開鎖（ｃｌｏｓｅｄ－ｃｈａｉｎ）状態で互いに隣接するように置換位置が固定される。そのため、開鎖状態の第３官能基１５０を有する素子溶媒分子１００’は比較的表面積が狭い構造を有し、分子間引力が小さくなることによって粘度と沸点が低下することができる。詳しい説明は上述した内容と同様に理解することができる。
［化学反応式４］

［化学反応式５］

［化学反応式６］

［化学反応式７］
一方、例示的な実施形態で、第１官能基１１０と第２官能基１２０は、下記化学構造式１で表される化合物であってもよい。
［化学構造式１］
前記化学構造式１において、前記ｎは１～５の整数であり、前記Ｒ３はＣ１－Ｃ５のアルキル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニル基、Ｃ２－Ｃ５のアルキニル基、Ｃ１－Ｃ５のアルキルエーテル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニルエーテル基およびＣ２－Ｃ５のアルキルエステル基のいずれか一つである。
第１官能基１１０と第２官能基１２０は、前記化学構造式１のようにエチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ、－ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）単位体を少なくとも一つ含んでもよい。第１官能基１１０および第２官能基１２０は、第３官能基１５０に結合されて、素子溶媒１００が発光素子３０を分散させるほどの分子量および粘度を有することができる。第１および第２官能基１１０、１２０の前記ｎ値は、エチレングリコール単位体の繰り返し単位数を意味し、その値は特に限定されないが１～５の整数を有することができる。
ただし、素子溶媒分子１００’内で第１官能基１１０のｎの値（ｎ１）と第２官能基１２０のｎの値（ｎ２）の合計（ｎ１＋ｎ２）は、２～６の範囲を有することができる。一つの素子溶媒分子１００’内で、第１官能基１１０および第２官能基１２０に含まれたエチレングリコール単位体の数は、２～６の範囲を有することができる。第１官能基１１０のｎの値（ｎ１）と第２官能基１２０のｎの値（ｎ２）の合計（ｎ１＋ｎ２）が２以下である場合、第１素子溶媒分子１０１’が十分な水準の分子量と粘度を有することができず、発光素子３０の分散状態が維持されない。第１官能基１１０のｎの値（ｎ１）と第２官能基１２０のｎの値（ｎ２）の合計（ｎ１＋ｎ２）が６より大きい場合、第３官能基１５０の第２異性体１５２状態でも分子量と粘度が大きい値を有し、発光素子３０の誘電泳動反応性が低下し得る。
例示的な実施形態で、素子溶媒分子１００’は下記化学構造式２～６で表される化合物のいずれか一つであってもよい。
［化学構造式２］

［化学構造式３］

［化学構造式４］

［化学構造式５］

［化学構造式６］
前記化学構造式２～６において、前記Ｒ１およびＲ２は、前記化学構造式１で表されるが、前記化学構造式１において、前記Ｒ１のｎ値（ｎ１）とＲ２のｎ値（ｎ２）の合計は、２～６の範囲を有する。
前記化学構造式２～６を参照すると、素子溶媒１００は、光または熱が照射されると異性化反応が可能な官能基を含み、それぞれ前記化学構造式１で表される官能基を少なくとも一つ含む。前記化学構造式２～６において、前記Ｒ１およびＲ２は前記化学構造式１で表される化合物を含んでもよく、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ素子溶媒分子１００’の第１官能基１１０および第２官能基１２０であってもよい。Ｒ１およびＲ２、すなわち第１官能基１１０と第２官能基１２０に係る説明は、上述した内容と同様である。
例えば、前記化学構造式４の化合物の場合、光照射によって異性化反応が可能な官能基としてアゾベンゼン基（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）を含み、第１官能基１１０および第２官能基１２０はエチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ、－ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）単位が繰り返された官能基を含んでもよい。
前記化学構造式４は、光照射によってアゾベンゼン基（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）の窒素－窒素二重結合がトランス異性体構造（ｔｒａｎｓ－ｉｓｏｍｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）からシス異性体構造（ｃｉｓ－ｉｓｏｍｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）に変わってもよい。シス－アゾベンゼン基は各ベンゼン基の４位に置換されてエチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ、－ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）単位が繰り返された官能基が互いに隣接して位置してもよい。すなわち、第１素子溶媒分子１０１’の第１異性体１５１は、トランス－アゾベンゼン基（ｔｒａｎｓ－ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）であり、第２素子溶媒分子１０２’の第２異性体１５２はシス－アゾベンゼン基（ｃｉｓ－ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）であり、第１官能基１１０と第２官能基１２０はそれぞれエチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ、－ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）単位を含んでもよい。
第２素子溶媒分子１０２’は、第１素子溶媒分子１０１’より分子間引力が小さい構造を有し、そのため粘度が低いため分散した発光素子３０の誘電泳動反応性が増加し得る。また、第２素子溶媒分子１０２’は、後続の工程で比較的低い温度で簡単に揮発して除去されることができる。
例示的な実施形態で、素子溶媒分子１００’は下記化学構造式７～１１で表される化合物のいずれか一つであってもよい。
［化学構造式７］

［化学構造式８］

［化学構造式９］

［化学構造式１０］

［化学構造式１１］
例えば、素子溶媒分子１００’が前記化学構造式９で表される化合物である場合、第３官能基１５０がアゾベンゼン基（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）であり、第１および第２官能基１１０、１２０は前記化学構造式１においてｎが２であり、Ｒ３がメチル基（ｍｅｔｈｙｌ、－ＣＨ３）であり、前記化学構造式９で表される。前記化学構造式９で表される化合物は、粘度が９ｃｐ～１１ｃｐの範囲を有することによって、発光素子３０が分散した状態を維持することができる。また、前記範囲の粘度を有することによって、素子インク１０００は、インクジェットプリンティング装置のノズルを介して電極２１、２２上に噴射されてもよい。
素子溶媒分子１００’が前記化学構造式９で表される化合物である場合、下記化学反応式８の反応により第３官能基１５０が異性化反応することができる。
［化学反応式８］
前記化学反応式８を参照すると、前記化学構造式９で表される化合物は、光ｈｖ照射によってトランス－アゾベンゼン基（ｔｒａｎｓ－ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）がシス－アゾベンゼン基（ｃｉｓ－ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ）に異性化してもよい。すなわち、素子溶媒分子１００’は前記化学構造式９で表される第１素子溶媒分子１０１’を含み、第１素子溶媒分子１０１’は、異性化反応して第２素子溶媒分子１０２’を形成することができる。
前記化学構造式９で表される第１素子溶媒分子１０１’は、比較的分子間引力が大きい構造を有する。アゾベンゼン基が異性化反応により形成された第２素子溶媒分子１０２’は分子間引力が小さく、比較的低い粘度および沸点を有することによって、発光素子３０は誘電泳動反応性が増加し、後続工程で第２素子溶媒１０２は簡単に除去されることができる。
一方、例示的な実施形態で素子溶媒１００は、第１異性体１５１構造を有する第１素子溶媒１０１は、粘度が７ｃｐ～１５ｃｐの範囲を有し、第２異性体１５２構造を有する第２素子溶媒１０２は粘度が５ｃｐ以下であってもよい。
第１素子溶媒１０１は、一定水準以上の粘度を有するほど比重が大きい発光素子３０を一定時間の間分散状態を維持することができる。第１素子溶媒分子１０１’の粘度が７ｃｐ以下の場合、素子インク１０００の製造後、発光素子３０の分散状態を維持できず、素子インク１０００がインクジェットプリンティング装置のノズルを介して不均一な分散度で噴射され得る。また、第１素子溶媒分子１０１’の粘度が１５ｃｐ以上で大きい値を有する場合、第２素子溶媒分子１０２’も大きい粘度を有するようになり、発光素子３０の誘電泳動反応性が低下し得る。反面、一実施形態による第１素子溶媒分子１０１’は、前記範囲内の分子量を有し、第３官能基１５０が異性化反応して形成される第２素子溶媒分子１０２’は低い粘度を有することができる。
以下では、一実施形態による表示装置１の製造方法について説明する。
図８は、一実施形態による表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
図８を参照すると、一実施形態による表示装置１の製造方法は、第１電極２１および第２電極２２が形成された対象基板ＳＵＢ上に、第１素子溶媒１０１および第１素子溶媒１０１内に分散した発光素子３０を含む素子インク１０００を噴射するステップ（Ｓ１００）、第１素子溶媒１０１が有する分子構造の異性体構造を有する第２素子溶媒１０２を形成し、第１電極２１および第２電極２２上に発光素子３０を定着させるステップ（Ｓ２００）、および第２素子溶媒１０２を除去するステップ（Ｓ３００）を含んでもよい。
前述したように、表示装置１はインクジェットプリンティング装置を用いて素子インク１０００を噴射し、電極２１、２２上に発光素子３０を配置することによって製造されることができる。ここで、素子溶媒１００は発光素子３０が分散状態を維持できる粘度を有する第１素子溶媒１０１を含んでもよい。ただし、発光素子３０が定着させるステップ（Ｓ２００）で、発光素子３０の整列度改善のために一実施形態による表示装置１の製造方法は、第１素子溶媒１０１に光または熱を照射して第２素子溶媒１０２を形成するステップを含んでもよい。第１素子溶媒１０１より低い粘度を有する第２素子溶媒１０２を形成して発光素子３０の誘電泳動反応性を改善し、第２素子溶媒１０２を除去するステップで発生する発光素子３０の整列状態の変化を最小化することができる。
以下では、図９～図２１を参照して、一実施形態による表示装置の製造方法について詳しく説明する。
図９および図１０は、一実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す断面図である。
先に、図９に示すように、第１電極２１および第２電極２２が形成された対象基板ＳＵＢを準備（Ｓ１００）する。以下の図面では説明の便宜上、対象基板ＳＵＢ上に配置される電極２１、２２および発光素子３０のみを示す。ただし、表示装置１は、これに限定されるものではなく、前述したように表示装置１は隔壁４０、コンタクト電極２６などより多くの部材を含んでもよい。
次に、図１０に示すように、第１電極２１と第２電極２２上に発光素子３０を含む素子インク１０００を噴射する。素子インク１０００は素子溶媒１００を含み、発光素子３０は素子溶媒１００内に分散し得る。例示的な実施形態で、素子インク１０００は溶液またはコロイド（ｃｏｌｌｏｉｄ）状態で提供されることができる。電極２１、２２上に噴射される素子インク１０００の素子溶媒１００は、前述したように第１異性体１５１の第３官能基１５０を含む第１素子溶媒１０１であってもよい。第１素子溶媒１０１は比較的粘度が大きく、発光素子３０が分散した状態を維持して電極２１、２２上に噴射され得る。
次に、発光素子３０を第１電極２１と第２電極２２の間に定着（Ｓ２００）させる。発光素子３０を定着させるステップ（Ｓ２００）は、第１電極２１と第２電極２２に電気信号を印加して素子インク１０００に電界Ｅを形成するステップ、前記電界によって発光素子３０が誘電泳動力（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｆｏｒｃｅ，Ｆ）の伝達を受けて、電極２１、２２上に配置されるステップを含んでもよい。
一方、本明細書で、発光素子３０を「定着させる」ステップは、発光素子３０の少なくとも一部領域が電極２１、２２上に直接接触して位置したり、他の部材を間に置いて電極２１、２２と重なるように前記部材上に配置されるステップであると理解することができる。すなわち、電極２１、２２上に「定着した」発光素子３０は必ずしも発光素子３０の全領域が電極２１、２２と接触しなくても、少なくとも一部領域が接触したり、電極２１、２２と重なるように位置したり、または電極２１、２２上にランディングされたと解釈することができる。
図面に示すように、電極２１、２２に交流電源を印加すると、電極２１、２２上に噴射された素子インク１０００に電界Ｅが形成される。電界Ｅは発光素子３０に誘電泳動力を印加することができ、前記誘電泳動力の印加を受けた発光素子３０は、第１電極２１と第２電極２２上に配置され得る。
ただし、第１素子溶媒１０１は、第１異性体１５１を有する第１素子溶媒分子１０１’を含んで粘度が大きい値を有する。発光素子３０は、粘度が大きい第１素子溶媒１０１内で弱い強度の誘電泳動力Ｆ１を受けることになって、電極２１、２２上で不均一な整列度を有して配置され得る。
図１１～図１３は、一比較例による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。
図１１および図１２に示すように、電極２１、２２上に第１素子溶媒１０１および発光素子３０が噴射され、電極２１、２２を介して交流電源が印加されると、電界Ｅが形成される。発光素子３０は電界Ｅにより誘電泳動力Ｆ１の印加を受け、発光素子３０は初期分散した位置（図１２の点線部分）から電極２１、２２に向かって移動することができる。ただし、発光素子３０は粘度が大きい第１素子溶媒１０１により、抵抗力を受けて強度が比較的弱い誘電泳動力Ｆ１が印加され得る。
図１３を参照すると、第１電極２１と第２電極２２に印加された交流電源により、第１素子溶媒１０１上に電界Ｅが形成され得る。発光素子３０は電界Ｅにより誘電泳動力Ｆ１が印加されて電極２１、２２に向かって配向方向が整列し得る。前述したように、第１素子溶媒１０１は大きい値の粘度を有することができる。発光素子３０は粘度が大きい第１素子溶媒１０１により抵抗力を受けて弱い強度の誘電泳動力Ｆ１が印加される。
図面に示すように、一部の発光素子３０は電極２１、２２上に配置されなくてもよい。また、発光素子３０は両端部が電極２１、２２上に配置されても、それぞれの発光素子３０が延びた方向と電極２１、２２がなす鋭角は一定でないこともある。電界Ｅにより印加される誘電泳動力Ｆ１は、大きい粘度を有する第１素子溶媒１０１上に分散した発光素子３０が均一な整列度で配向されるように十分な強度を有さない。
また、後続工程で第１素子溶媒１０１を直接揮発させて除去する場合、粘度が大きい第１素子溶媒１０１により、発光素子３０の配向、または整列状態が変わったり、第１素子溶媒１０１が完全に除去されない。
図１４は、一比較例による素子溶媒が除去された状態を示す平面図である。図１５は、一比較例による素子溶媒が除去された状態を示す断面図である。
図１４を参照すると、第１素子溶媒１０１上で電極２１、２２上に定着した発光素子３０は、第１素子溶媒１０１が除去されることにより、一方向に動流体力Ｆａが印加され得る。粘度が大きい第１素子溶媒１０１は、揮発して除去されることにより、発光素子３０に強い強度の動流体力Ｆａを印加することができ、発光素子３０は初期の整列位置（図１４の点線部分）から離脱して整列状態が変わり得る。そのため、最終的に電極２１、２２上に定着した発光素子３０は、延びた一方向と電極２１、２２が延びた方向に垂直な方向がなす鋭角（Θｉ’）が大きい値を有し得る。前記鋭角（Θｉ’）は２０°以上であり得、そのため発光素子３０が延びた一方向と電極２１、２２が延びた方向がなす鋭角は８０°以下であり得る。
図１５を参照すると、第１素子溶媒１０１は分子量が大きい第１素子溶媒分子１０１’を含み、これを揮発させて除去する工程を行っても一部の残留物が残っている。前記残留物は表示装置１内で不純物になり、発光素子３０と電極２１、２２の間の接触不良を発生させ得る。
反面、一実施形態による表示装置１の製造方法は、発光素子３０を定着させるステップ（Ｓ２００）を行う前に、第１素子溶媒１０１に光ＵＶまたは熱Ｈを照射して第２素子溶媒１０２を形成するステップを含む。第１素子溶媒１０１は前記光ＵＶまたは熱Ｈが照射されて、第３官能基１５０の第１異性体１５１が、異性化反応により第２異性体１５２を形成する。第１素子溶媒分子１０１’は、第２素子溶媒分子１０２’を形成し、第２素子溶媒分子１０２’は、第１素子溶媒１０１に比べて粘度および沸点が低い第２素子溶媒１０２を形成することができる。発光素子３０は、粘度が低い第２素子溶媒１０２内に分散し、電界Ｅにより強い強度の誘電泳動力Ｆ２の印加を受けて、電極２１、２２上に配向方向が整列され得る。また、粘度および沸点が低い第２素子溶媒１０２は、後続の処理工程で簡単に除去することができ、発光素子３０の整列状態変化を最小化することができる。
図１６は、一実施形態による第２素子溶媒を形成するステップを示す概略図である。
図１６を参照すると、第１素子溶媒１０１に光ＵＶまたは熱Ｈを照射して第２素子溶媒１０２を形成する。第１素子溶媒１０１は、第１異性体１５１の第３官能基１５０を含んで、前記照射された光ＵＶまたは熱Ｈにより異性化反応して、第２異性体１５２の第３官能基１５０を形成することができる。すなわち、第１素子溶媒分子１０１’は、分子間引力が小さい第２素子溶媒分子１０２’を形成することができる。そのため、発光素子３０は、比較的粘度が低い第２素子溶媒１０２上に分散することができ、溶媒による抵抗力が小さくなることによって、電界Ｅにより強い強度の誘電泳動力Ｆ２が印加されることができる。
ただし、第２素子溶媒１０２を形成するステップは、必ずしも第１素子溶媒１０１が電極２１、２２上に噴射された後に行われなければならないものではない。例えば、第１素子溶媒１０１がノズルから噴射される直前に、ノズルに向かって光ＵＶまたは熱Ｈを照射して、ノズルに位置した一部の第１素子溶媒１０１を第２素子溶媒１０２に変換させることもできる。または、第１素子溶媒１０１がノズルから吐出されて、電極２１、２２上に落下して噴射する間に光や熱が照射されて、第２素子溶媒１０２が形成されたり、電極２１、２２上に電界Ｅが形成されると同時に光ＵＶや熱Ｈを照射することによって、第２素子溶媒１０２を形成することもできる。ただし、これに限定されない。
図１７～図１９は、一実施形態による素子溶媒内に分散した発光素子が電極上に配置されることを示す概略図である。
図１７～図１９を参照すると、第２素子溶媒１０２は、低い粘度を有することによって、電界Ｅにより発光素子３０に印加される誘電泳動力Ｆ２は、強い強度を有することができる。発光素子３０は、初期噴射された位置（図１９の点線部分）から両端部が電極２１、２２に向かって移動することができ、各発光素子３０は比較的均一な整列度で配向され得る。図面に示すように、多くの発光素子３０は、両端部が電極２１、２２上に配置することができ、特に、発光素子３０が延びた方向と電極２１、２２がなす鋭角は一定であり得る。一実施形態による表示装置１の製造方法は、第１素子溶媒１０１に光ＵＶを照射して第２素子溶媒１０２を形成するステップを含み、発光素子３０を粘度が低い第２素子溶媒１０２上で整列させることができる。すなわち、発光素子３０の誘電泳動反応性を向上させ、整列度が改善された表示装置１を製造することができる。
最後に、電極２１、２２上に発光素子３０が整列されると、素子溶媒１００、すなわち第２素子溶媒１０２を除去する。
図２０は、一実施形態による第２素子溶媒を除去するステップを示す断面図である。図２１は、一実施形態による発光素子が整列されたことを示す平面図である。
図２０および図２１を参照すると、素子溶媒１００は通常の方法を行うことにより除去される。第２素子溶媒１０２は第１素子溶媒１０１に比べて分子間引力が小さい化合物を含んで低い沸点を有し、比較的低温で揮発して除去されることができる。一例として第２素子溶媒１０２は熱処理、赤外線照射などの方法により除去されることができる。
発光素子３０は粘度が低い第２素子溶媒１０２上で強い強度の誘電泳動力Ｆ２の印加を受けて比較的均一な整列度で配向され得る。また、第２素子溶媒１０２は揮発して除去されても、整列された発光素子３０に弱い強度の動流体力を印加することができる。そのため、最終的に電極２１、２２上に定着した発光素子３０は、延びた一方向と電極２１、２２が延びた方向に垂直な方向がなす鋭角（Θｉ）は、非常に小さい値を有することができる。前記鋭角（Θｉ）は５°以上であり得、そのため発光素子３０が延びた一方向と電極２１、２２が延びた方向がなす鋭角は８５°以上であり得る。一例として、発光素子３０が延びた一方向と電極２１、２２が延びた方向がなす鋭角は、８８°以上９０°以下であり得る。ただし、これに限定されるものではない。
以上の工程によって発光素子３０を含む表示装置１を製造することができる。ただし、表示装置１の製造方法はこれに限定されるものではなく、前述したように表示装置１はより多くの数の部材を含んでより多くの工程が行われ得る。詳しい説明は省略する。
図２２は、他の実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す平面図である。
前述したように、発光素子３０を電極２１、２２上に定着させるステップで、第１素子溶媒１０１に光ＵＶまたは熱Ｈを照射して、第２素子溶媒１０２を形成するステップと、電界Ｅを形成して発光素子３０に誘電泳動力Ｆを印加するステップは、一つの工程で同時に行われ得る。
図２２を参照すると、電極２１、２２上に噴射された第１素子溶媒１０１に光ＵＶまたは熱Ｈを照射すると同時に、電極２１、２２を介して交流電源を印加することができる。そのため第１素子溶媒１０１は第２素子溶媒１０２を形成し、これと同時に前記交流電源による電界Ｅが形成されて、発光素子３０が誘電泳動力の印加を受けることができる。第２素子溶媒１０２に電界Ｅを形成して電極２１、２２上に発光素子３０を定着させるステップは、比較的短い工程時間を有することができる。すなわち、実質的に第１素子溶媒１０１に光ＵＶまたは熱Ｈを照射する工程中に、発光素子３０を定着させる工程を行うことによって、工程時間を短縮させることができる。
また、図面に示していないが、発光素子３０を定着させた後、図２０の第２素子溶媒１０２を揮発させる工程を連続的に行うこともできる。特に、第２素子溶媒１０２を形成するステップで熱Ｈを照射することによって第１素子溶媒１０１で第２素子溶媒１０２を形成する場合、一つの熱処理工程内で電極２１、２２に交流電源を印加して発光素子３０を電極２１、２２上に定着させることができる。そのため表示装置１の製造工程上の効率を向上させることもできる。
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明のその技術的思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

Claims (16)

  1. 第１電極および第２電極が形成された対象基板上に第１素子溶媒および前記第１素子溶媒内に分散した発光素子を含む素子インクを噴射するステップ；
    前記第１素子溶媒が有する分子構造の異性体構造を有する第２素子溶媒を形成し、前記第１電極および前記第２電極上に前記発光素子を定着させるステップ；および
    前記第２素子溶媒を除去するステップを含み、
    前記発光素子は、無機発光ダイオードであり、
    前記第１素子溶媒は、
    下記化学構造式１で表される第１官能基および第２官能基；および
    異性体構造を有する少なくとも一つの二重結合を含み、前記第１官能基と前記第２官能基が結合された第３官能基を含み、
    前記発光素子を定着させるステップで、第２素子溶媒の粘度は前記第１素子溶媒の粘度より小さい値を有する、表示装置の製造方法。
    ［化学構造式１］

    （前記化学構造式１において、前記ｎは１～５の整数であり、前記Ｒ ３ はＣ １ －Ｃ ５ のアルキル基、Ｃ ２ －Ｃ ５ のアルケニル基、Ｃ ２ －Ｃ ５ のアルキニル基、Ｃ １ －Ｃ ５ のアルキルエーテル基、Ｃ ２ －Ｃ ５ のアルケニルエーテル基およびＣ ２ －Ｃ ５ のアルキルエステル基のいずれか一つである。）
  2. 前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が、前記二重結合が照射される光によってシス－トランス異性化反応して前記第２素子溶媒を形成する、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
  3. 前記第１素子溶媒は、下記化学構造式２～４で表される化合物の少なくともいずれか一つを含む、請求項２に記載の表示装置の製造方法。
    ［化学構造式２］

    ［化学構造式３］

    ［化学構造式４］

    （前記化学構造式２～４において、前記Ｒ１およびＲ２は前記化学構造式１で表され、前記化学構造式１において、前記Ｒ１のｎ値（ｎ１）とＲ２のｎ値（ｎ２）の合計は２～６の範囲を有する。）
  4. 前記第１素子溶媒は、下記化学構造式７～９で表される少なくともいずれか一つを含む、請求項３に記載の表示装置の製造方法。
    ［化学構造式７］

    ［化学構造式８］

    ［化学構造式９］
  5. 前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が、前記二重結合が電子環化反応して前記第２素子溶媒を形成する、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
  6. 前記第１素子溶媒は、下記化学構造式５および６で表される化合物の少なくともいずれか一つを含む、請求項５に記載の表示装置の製造方法。
    ［化学構造式５］

    ［化学構造式６］

    （前記化学構造式５および６において、前記Ｒ１およびＲ２は前記化学構造式１で表され、前記化学構造式１において、前記Ｒ１のｎ値（ｎ１）とＲ２のｎ値（ｎ２）の合計は２～６の範囲を有する。）
  7. 前記第１素子溶媒は粘度が７ｃｐ～１５ｃｐの範囲を有し、
    前記第２素子溶媒は、粘度が５ｃｐ以下である、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
  8. 前記発光素子を定着させるステップは、
    前記第２素子溶媒上に電界を形成するステップ；および
    前記電界により前記発光素子の配向方向が整列されるステップを含む、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
  9. 前記発光素子は、一方向に延びた形状を有し、
    前記発光素子が延びた前記一方向と、前記第１電極および前記第２電極が延びた方向がなす鋭角は８８°～９０°の範囲を有する、請求項８に記載の表示装置の製造方法。
  10. 半導体結晶を含む発光素子が分散する発光素子溶媒であって、
    前記発光素子溶媒は、下記化学構造式１で表される第１官能基および第２官能基；および
    異性体構造を有する少なくとも一つの二重結合を含み、前記第１官能基および前記第２官能基が結合された第３官能基を含み、
    下記化学構造式２～６で表される化合物の少なくともいずれか一つを含み、
    前記発光素子は、無機発光ダイオードであり、
    前記発光素子溶媒は前記第３官能基を含む第１素子溶媒を形成し、
    前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が異性化反応して粘度が低い第２素子溶媒を形成する、発光素子溶媒。
    ［化学構造式１］

    （前記化学構造式１において、前記ｎは１～５の整数であり、前記Ｒ３はＣ１－Ｃ５のアルキル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニル基、Ｃ２－Ｃ５のアルキニル基、Ｃ１－Ｃ５のアルキルエーテル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニルエーテル基およびＣ２－Ｃ５のアルキルエステル基のいずれか一つである。）
    ［化学構造式２］

    ［化学構造式３］

    ［化学構造式４］

    ［化学構造式５］

    ［化学構造式６］

    （前記化学構造式２～６において、前記Ｒ１およびＲ２は前記化学構造式１で表され、前記化学構造式１において、前記Ｒ１のｎ値（ｎ１）とＲ２のｎ値（ｎ２）の合計は２～６の範囲を有する。）
  11. 前記発光素子溶媒は、下記化学構造式７～１１で表される化合物の少なくともいずれか一つを含む、請求項１０に記載の発光素子溶媒。
    ［化学構造式７］

    ［化学構造式８］

    ［化学構造式９］

    ［化学構造式１０］

    ［化学構造式１１］
  12. 前記発光素子溶媒は、前記化学構造式７～９で表される化合物の少なくともいずれか一つを含み、
    前記第３官能基は、シス－トランス異性化反応して前記第２素子溶媒を形成する、請求項１１に記載の発光素子溶媒。
  13. 前記発光素子溶媒は、前記化学構造式１０および１１で表される化合物の少なくともいずれか一つを含み、
    前記第３官能基は、電子環化反応して前記第２素子溶媒を形成する、請求項１１に記載の発光素子溶媒。
  14. 半導体結晶および前記半導体結晶の外周面を囲む絶縁膜を含む発光素子；および
    少なくとも一つの前記発光素子が分散した発光素子溶媒を含み、
    前記発光素子溶媒は、
    下記化学構造式１で表される第１官能基および第２官能基；および
    異性体構造を有する少なくとも一つの二重結合を含み、前記第１官能基および前記第２官能基が結合された第３官能基を含み、
    下記化学構造式２～６で表される化合物の少なくともいずれか一つを含み、
    前記発光素子は、無機発光ダイオードであり、
    前記発光素子溶媒は、前記第３官能基を含む第１素子溶媒を形成し、
    前記第１素子溶媒は、前記第３官能基が異性化反応して粘度が低い第２素子溶媒を形成する、発光素子インク。
    ［化学構造式１］

    （前記化学構造式１において、前記ｎは１～５の整数であり、前記Ｒ３はＣ１－Ｃ５のアルキル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニル基、Ｃ２－Ｃ５のアルキニル基、Ｃ１－Ｃ５のアルキルエーテル基、Ｃ２－Ｃ５のアルケニルエーテル基およびＣ２－Ｃ５のアルキルエステル基のいずれか一つである。）
    ［化学構造式２］

    ［化学構造式３］

    ［化学構造式４］

    ［化学構造式５］

    ［化学構造式６］

    （前記化学構造式２～６において、前記Ｒ１およびＲ２は前記化学構造式１で表され、前記化学構造式１において、前記Ｒ１のｎ値（ｎ１）とＲ２のｎ値（ｎ２）の合計は２～６の範囲を有する。）
  15. 前記発光素子溶媒は、下記化学構造式７～１１で表される化合物の少なくともいずれか一つを含む、請求項１４に記載の発光素子インク。
    ［化学構造式７］

    ［化学構造式８］

    ［化学構造式９］

    ［化学構造式１０］

    ［化学構造式１１］
  16. 前記半導体結晶は、
    第１導電型にドーピングされた第１導電型半導体；
    前記第１導電型と異なる極性を有する第２導電型にドーピングされた第２導電型半導体；および
    前記第１導電型半導体と前記第２導電型半導体の間に形成される活性層を含む、請求項１５に記載の発光素子インク。
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