KR20210077060A - 잉크젯 프린트 장치 및 쌍극자 정렬 방법 - Google Patents

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KR20210077060A
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강종혁
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Abstract

잉크젯 프린트 장치, 쌍극자 정렬 방법이 제공된다. 잉크젯 프린트 장치는 프레임, 상기 프레임에 설치된 잉크젯 헤드, 상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 일측에 배치되며, 제1 전압을 제공하는 제1 프로브, 및 상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 타측에 배치되며, 제2 전압을 제공하는 제2 프로브를 포함한다.

Description

잉크젯 프린트 장치 및 쌍극자 정렬 방법 {Inkjet print device, method of aligning dipoles}
본 발명은 잉크젯 프린트 장치 및 쌍극자 정렬 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 유기 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널로써, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 형광물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
형광물질로 무기물 반도체를 이용하는 무기 발광 다이오드는 고온의 환경에서도 내구성을 가지며, 유기 발광 다이오드에 비해 청색 광의 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 기존의 무기 발광 다이오드 소자의 한계로 지적되었던 제조 공정에 있어서도, 유전영동(Dielectrophoresis, DEP)법을 이용한 전사방법이 개발되었다. 이에 유기 발광 다이오드에 비해 내구성 및 효율이 우수한 무기 발광 다이오드에 대한 연구가 지속되고 있다.
한편, 유전영동법을 이용하여 무기 발광 다이오드 소자를 전사하거나 표시 장치에 포함되는 유기물층을 형성하기 위해, 잉크젯 프린팅 장치가 이용될 수 있다. 임의의 잉크나 용액을 잉크젯으로 프린팅한 뒤, 후처리 공정을 수행하여 상기 무기 발광 다이오드 소자를 전사하거나 유기물층을 형성할 수도 있다. 잉크젯 프린팅 장치는 소정의 잉크나 용액이 잉크젯 헤드로 공급되고, 잉크젯 헤드는 소정의 기판 상에 상기 잉크나 용액을 분사하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 회전가능한 복수의 프로브 유닛을 이용하여 대면적 기판 상에 균일한 전계를 형성할 수 있는 잉크젯 프린트 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 정렬 정확도가 개선된 쌍극자 정렬 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 프레임, 상기 프레임에 설치된 잉크젯 헤드, 상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 일측에 배치되며, 제1 전압을 제공하는 제1 프로브, 및 상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 타측에 배치되며, 제2 전압을 제공하는 제2 프로브를 포함한다.
상기 제1 전압은 제1 극성을 갖고, 상기 제2 전압은 상기 제1 극성과 반대인 제2 극성을 가질 수 있다.
상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 생성하는 전계생성설비를 더 포함하며, 상기 프레임은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 각각 상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브에 제공하는 배선을 포함할 수 있다.
상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 각각 회전가능한 롤러 형상을 가질 수 있다.
상기 잉크젯 헤드의 하부에 배치된 스테이지를 더 포함할 수 있다.
상기 스테이지를 제1 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 각각 회전이 가능하되, 상기 제1 프로브의 회전축 및 상기 제2 프로브의 회전축의 연장 방향은 서로 평행하며, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 스테이지, 및 상기 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛을 포함하되, 상기 프린트 헤드 유닛은, 프레임, 상기 프레임에 설치된 복수의 잉크젯 헤드, 상기 프레임에 설치된 복수의 제1 프로브 부재로서, 각각 상기 각 잉크젯 헤드의 일측에 배치되며, 제1 전압을 제공하는 복수의 제1 프로브 부재, 및 상기 프레임에 설치된 복수의 제2 프로브 부재로서, 각각 상기 각 잉크젯 헤드의 타측에 배치되며, 제2 전압을 제공하는 복수의 제2 프로브 부재를 포함한다.
상기 제1 프로브 부재는 회전가능한 롤러 형상을 갖는 적어도 하나의 제1 프로브를 포함하고, 상기 제2 프로브 부재는 회전가능한 롤러 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 프로브를 포함할 수 있다.
상기 제1 프로브의 회전축의 연장 방향과 상기 제2 프로브 회전축의 연장 방향은 제1 방향으로 서로 평행할 수 있다.
상기 스테이지를 제2 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부를 더 포함하되, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 서로 수직할 수 있다.
상기 제1 프로브 부재는, 회전가능한 적어도 하나의 제1 프로브 구동부, 및 상기 제1 프로브 구동부의 회전 방향을 따라 이동하는 적어도 하나의 제1 프로브를 포함할 수 있다.
상기 제1 프로브는 핀 형상을 가질 수 있다.
상기 잉크젯 헤드는 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 노즐을 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법은 제1 방향으로 연장된 전극 패드가 형성된 대상 기판 상부에 전계를 생성하며, 쌍극자를 포함하는 잉크를 상기 전계가 생성된 영역에 분사하는 단계, 및 상기 대상 기판 상에 상기 쌍극자를 안착시키는 단계를 포함한다.
상기 전계는 회전가능한 프로브가 상기 전극 패드와 접촉하여 생성하되, 상기 프로브의 회전축의 연장 방향은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향과 평행할 수 있다.
상기 대상 기판은 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 쌍극자를 안착시키는 단계를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 상기 쌍극자를 안착되는 단계일 수 있다.
상기 전계를 생성하며 잉크를 분사하는 단계는 상기 쌍극자가 상기 전계에 의해 배향 방향이 정렬되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 기판 상에 상기 전계를 생성하며 상기 잉크를 분사하는 단계는 잉크젯 프린트 장치를 이용하여 진행될 수 있다.
상기 잉크젯 프린트 장치는, 프레임, 상기 프레임에 설치된 잉크젯 헤드, 상기 잉크젯 헤드의 일측에 배치되며, 제1 전압을 제공하는 제1 프로브; 및 상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 타측에 배치되며, 제2 전압을 제공하는 제2 프로브를 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 의하면, 잉크젯 프린트 장치는 복수의 잉크젯 헤드 및 회전가능한 복수의 프로브 유닛을 이용하여 대상 기판 상에 잉크를 분사하면서 전면적으로 균일한 전계를 형성할 수 있다. 따라서, 대상 기판이 대면적 기판인 경우에도 대상 기판 상에 전면적으로 균일하게 전계가 형성될 수 있으므로, 쌍극자 배향 방향을 용이하게 정렬하면서도 정렬 정확도를 개선할 수 있다. 또한, 발광 소자의 정렬 정확도가 개선되어 표시 장치의 표시 불량을 감소시킬 수 있다.
또한, 대상 기판 상에 전계를 생성하며, 잉크를 분사하므로 쌍극자는 특정 배향 방향을 가지면서 정렬된 상태로 대상 기판 상에 분사될 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 유닛의 동작을 도시하는 부분 정면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 유닛의 동작을 도시하는 부분 측면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 프로브 부재의 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 단면도이다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 프로브 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도들이다.
도 10 및 도 11은 잉크젯 프린트 장치를 이용하여 잉크의 분사 및 전계 생성을 개략적으로 보여주는 평면도들이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다.
도 13은 도 12의 잉크젯 프린트 장치의 프로부 부재의 일 예를 나타낸 개략적인 측면도이다.
도 14는 도 12의 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 부재의 동작을 도시하는 부분 정면도이다.
도 15는은 도 12의 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 부재의 동작을 도시하는 부분 측면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 순서도이다.
도 17 내지 도 20은 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 21은 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 22는 도 21의 I-I'선, II-II' 선 및 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 단면도이다.
도면에서는 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)이 정의되어 있다. 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 일 평면 상에 위치하며 서로 직교하는 방향이고, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)에 각각 수직한 방향이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치(1000)는 스테이지(710) 및 스테이지(710)의 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛을 포함한다. 상기 프린트 헤드 유닛은 프레임(620), 상기 프레임(620)에 설치되는 복수의 잉크젯 헤드(800), 및 상기 프레임(620)에 설치되는 복수의 프로브 유닛(900)을 포함한다.
복수의 잉크젯 헤드(800)는 스테이지(710)의 상부(제3 방향(DR3))에 스테이지(710)와 이격되어 위치하고, 복수의 프로브 유닛(900)은 스테이지(710)의 상부에 위치하되, 복수의 잉크젯 헤드(800)와 이격되어 배치될 수 있다. 잉크젯 프린트 장치(1000)는 베이스 프레임(610) 및 베이스 프레임(610) 및/또는 스테이지(710)를 이동시키는 이동부(631, 633, 635)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치(1000)는 잉크젯 헤드(800) 및 프로브 유닛(900)을 포함하는 프린트 헤드 유닛을 이용하여 대상 기판(SUB)의 상부에 전계를 형성하면서 대상 기판(SUB) 상에 소정의 잉크(30, 도 4 참조)를 분사할 수 있다.
베이스 프레임(610)은 스테이지(710)가 배치되는 영역을 제공할 수 있다. 베이스 프레임(610)은 베이스 프레임(610)을 이동시키는 베이스 프레임 이동부(631, 633)에 의하여 제2 방향(DR2)으로 이동할 수 있다. 베이스 프레임 이동부(631, 633)는 제2 방향(DR2)으로 연장된 제1 레일(631) 및 제2 레일(633)을 포함하고, 베이스 프레임(610)은 제1 레일(631) 및 제2 레일(633) 상에 배치될 수 있다. 베이스 프레임(610)은 제1 레일(631) 및 제2 레일(633) 상에서 별도의 이동부재를 통해 제2 방향(DR2)으로 이동할 수 있다. 베이스 프레임(610)은 베이스 프레임(610) 상에 배치되는 스테이지(710)와 함께 제2 방향(DR2)으로 이동할 수 있다. 베이스 프레임(610)과 스테이지(710)는 상부에 위치하는 복수의 잉크젯 헤드(800) 및 복수의 프로브 유닛(900)을 제2 방향(DR2)으로 왕복 이동하며 통과할 수 있고, 베이스 프레임(610)과 스테이지(710)의 상부에 전계가 형성되고, 잉크가 분사될 수 있다. 스테이지(710)가 배치되는 베이스 프레임(610)이 베이스 프레임 이동부(631, 633)에 의해 제2 방향(DR2)으로 왕복 이동함으로써, 대상 기판(SUB)의 전 영역에 프린트 공정을 수행할 수 있다.
스테이지(710)는 대상 기판(SUB)이 배치되는 공간을 제공한다. 스테이지(710)는 베이스 프레임(610) 상에 배치될 수 있다. 대상 기판(SUB)은 프린트 공정 진행을 위해 스테이지(710)의 상부에 안착될 수 있다. 스테이지(710)는 석영이나 세라믹 물질로 이루어질 수 있고, 정전척 등의 형태로 제공될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
스테이지(710)의 전반적인 평면 형상은 대상 기판(SUB)의 평면 형상을 추종할 수 있다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)이 직사각형 형상일 경우 스테이지(710)의 전반적인 형상은 직사각형이 되고, 대상 기판(SUB)이 원형일 경우 스테이지(710)의 전반적인 형상은 원형이 될 수 있다. 도면에서는 장변이 제1 방향(DR1)으로 배치되고, 단변이 제2 방향(DR2)으로 배치된 직사각형 형상의 스테이지(710)가 예시되어 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 스테이지(710)는 전계생성부재를 더 포함할 수 있다. 전계생성부재는 대상 기판(SUB)의 배면에 배치되며, 그 상부(제3 방향(DR3)), 즉 프린트 공정이 이루어지는 공간에 전계를 생성하는 역할을 할 수 있다. 상기 전계생성부재는 상기 전계생성부재에 전원이 제공되어 전류가 흐르면 전자파를 발생하면서 스테이지(710)의 상부에 전계를 형성함으로써, 스테이지(710) 상에 안착되는 대상 기판(SUB)의 상부에 전계를 형성하고, 상기 전계는 프린트 공정이 이루어지는 공간에 분사된 잉크(30, 도 4 참조)에 전달될 수 있다. 잉크(30, 도 4 참조)에 포함된 쌍극자(31, 도 8 참조)는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 상기 전계에 의해 쌍극자(31, 도 8 참조)의 연장된 방향이 일 방향을 향하도록 정렬될 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 후술하는 프로브 유닛(900) 및 상기 전계생성부재에 의해 대상 기판(SUB)의 상부에 전계를 형성하고, 상기 전계에 의하여 잉크(30, 도 4 참조)에 포함된 쌍극자(31, 도 8 참조의 배향 방향을 제어하여 정렬할 수 있다. 전계생성부재는 복수의 전극이나 기타 전계를 생성할 수 있는 다양한 부재가 적용 가능하다. 전계 생성 부재는 생략될 수 있다.
스테이지(710) 상에는 대상 기판(SUB)의 얼라인을 위해 기판 얼라이너(730)가 설치될 수 있다. 얼라이너(730)는 스테이지(710)의 각 변 상에 배치되며, 복수의 얼라이너(730)들이 둘러싸는 영역은 대상 기판(SUB)이 배치되는 영역일 수 있다. 도면에서는 스테이지(710)의 각 변 상에 2개의 얼라이너(730)가 서로 이격되어 배치되고, 스테이지(710) 상에 총 8개의 얼라이너(730)들이 배치된 것이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며 얼라이너(730)의 수와 배치 등은 대상 기판(SUB)의 형상 또는 종류에 따라 달라질 수 있다.
스테이지 이동부(635)는 베이스 프레임(610) 상에 설치될 수 있다. 스테이지(710)를 이동시키는 스테이지 이동부(635)는 스테이지(710)를 제2 방향(DR2)으로 이동시킬 수 있다. 스테이지 이동부(635)는 대상 기판(SUB)을 잉크젯 프린트 장치(1000)에 공급하거나 프린트 공정이 완료된 대상 기판(SUB)을 배출하는 역할을 할 수 있다. 스테이지(710)는 프린트 공정이 이루어지는 동안 스테이지 이동부(635)에 의해 베이스 프레임(610)에 고정되어 있을 수 있다.
프린트 헤드 유닛은 대상 기판(SUB)에 잉크(30, 도 4)를 인쇄하는 역할을 한다. 잉크젯 프린트 장치(1000)는 잉크 카트리지와 같은 잉크(30) 제공부를 더 포함할 수 있고, 잉크(30) 제공부로부터 공급된 잉크(30)는 프린트 헤드 유닛의 복수의 잉크젯 헤드(800)를 통해 대상 기판(SUB) 측으로 분사(토출)될 수 있다. 잉크(30)는 용액 상태로 제공될 수 있다. 잉크(30)는 예를 들어, 용매(32, 도 8 참조)와 용매(32) 내에 포함된 복수의 쌍극자(31, 도 8 참조)를 포함할 수 있다. 용매(32)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔 등일 수 있다. 용매(32)는 상온 또는 열에 의해 기화되거나 휘발되는 물질일 수 있다. 복수의 쌍극자(31)는 용매(32) 내에 분산되어 있을 수 있다. 쌍극자(31)는 용매(32)가 제거된 후 최종적으로 대상 기판(SUB) 상에 잔류하는 고형 물질일 수 있다.
쌍극자(31)는 일 단부가 제1 극성을 띠고, 타 단부가 제1 극성과 다른 제2 극성을 띠는 물체일 수 있다. 예를 들어, 쌍극자(31)의 일 단부는 양의 극성을 띠고, 쌍극자(31)의 타 단부는 음의 극성을 띨 수 있다. 양 단부에 다른 극성을 갖는 쌍극자(31)는 후술하는 프로브 유닛(900)이 생성하는 전계에 놓였을 때 전기적인 힘(인력과 척력)을 받아 배향 방향이 제어될 수 있다.
쌍극자(31)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 쌍극자(31)는 나노 로드, 나노 와이어, 나노 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 따른 잉크(30)에 포함되는 쌍극자(31)로서, 일 단부가 제1 도전형(예컨대, p형) 불순물로 도핑되고, 타 단부가 제2 도전형(예컨대, n형) 불순물로 도핑된 반도체 나노 로드가 적용될 수 있다.
프린트 헤드 유닛은 스테이지(710) 상에 위치할 수 있다. 프린트 헤드 유닛은 프레임(620), 상기 프레임(620)에 거치되는 복수의 잉크젯 헤드(800) 및 복수의 프로브 유닛(900)을 포함한다.
프레임(620)은 수평 방향으로 연장된 수평 프레임(621) 및 수평 프레임(621)과 연결되고 수직 방향인 제3 방향(DR3)으로 연장된 수직 프레임(622)을 포함할 수 있다. 수평 프레임(621)의 연장 방향은 스테이지(710)의 장변 방향인 제1 방향(DR1)과 동일할 수 있다. 수직 프레임(622)은 베이스 프레임(610)의 외측에 인접하여 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 수직 프레임(622)의 단부는 베이스 프레임(610) 상에 배치될 수도 있다. 복수의 잉크젯 헤드(800) 및 복수의 프로브 유닛(900)은 프레임(620)의 수평 프레임(621) 상에 거치될 수 있다.
복수의 잉크젯 헤드(800)들은 스테이지(710)의 상부에 배치된다. 복수의 잉크젯 헤드(800)들은 수평 프레임(621)에 거치(설치)될 수 있다. 각 잉크젯 헤드(800)는 잉크 저장소로부터 제공받은 잉크(30, 도 4 참조)를 대상 기판(SUB) 상에 분사할 수 있다. 잉크젯 헤드(800)는 수평 프레임(621)의 하부에서 프레임(620)을 통과하는 스테이지(710)로부터 일정 간격 이격될 수 있다. 잉크젯 헤드(800)와 스테이지(710)의 제3 방향(DR3)으로의 이격된 간격은 수직 프레임(622)의 높이에 의해 조절될 수 있다. 잉크젯 헤드(800)와 스테이지(710)의 이격 거리는 스테이지(710) 상에 대상 기판(SUB)이 배치되었을 때, 잉크젯 헤드(800)가 대상 기판(SUB)으로부터 어느 정도의 간격을 가져 공정 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
복수의 잉크젯 헤드(800)는 일 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 복수의 잉크젯 헤드(800)는 스테이지(710)의 장변 방향과 나란한 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. 도면에서는 3개의 잉크젯 헤드(800)가 수평 프레임(621)에 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 설치되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 잉크젯 헤드(800)를 개략적으로 도시하기 위함인 바, 잉크젯 헤드(800)의 수는 이에 제한되지 않는다.
프로브 유닛(900)은 복수의 프로브 부재(910, 920)을 포함할 수 있다. 프로브 부재(910, 920)는 스테이지(710)의 상부에 배치된다. 복수의 프로브 부재(910, 920)들은 수평 프레임(621)에 거치(설치)될 수 있다. 프로브 유닛(900)은 전계인가설비(940, 도 4 참조)를 더 포함할 수 있다. 프로브 유닛(900)은 전계생성설비(940)에서 생성하는 전기 신호를 프로브 부재(910, 920)를 통해 대상 기판(SUB)에 전달할 수 있다. 프로브 부재(910, 920)를 통해 상기 전계생성설비(940)에서 생성된 전기 신호가 대상 기판(SUB)에 전달되어 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL, 도 4 참조)를 생성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
복수의 프로브 부재(910, 920)는 각각은 적어도 하나의 프로브(913, 923) 및 각 프로브(913, 923)을 프레임(620)에 거치하는 프로브 고정부(912, 922)를 포함할 수 있다. 복수의 프로브 부재(910, 920)는 각각 프로브(913, 923)에 전계생성설비(940)에서 생성된 전기 신호를 전달하는 프로브 회로 보드(911, 921)를 더 포함할 수 있다.
프로브 고정부(912, 922)는 수평 프레임(621)에 거치되되, 각각의 잉크젯 헤드(800)의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도면에서는 각각의 잉크젯 헤드(800)에 대응하여 2개의 프로브(913, 923)와 프로브 고정부(912, 922)가 배치된 경우가 예시되어 있다.
복수의 프로브 부재(910, 920)는 각각 잉크젯 헤드(800)의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도면에 도시된 바와 같이, 프로브 부재(910, 920)는 잉크젯 헤드(800)의 일 측에 배치되는 제1 프로브 부재(910) 및 잉크젯 헤드(800)의 타 측에 배치되는 제2 프로브 부재(920)를 포함할 수 있다. 즉, 프로브 부재는 잉크젯 헤드(800)의 제1 단변 외측에 배치된 제1 프로브 부재(910)와 잉크젯 헤드(800)의 제2 단변 외측에 인접 배치된 제2 프로브 부재(920)를 포함할 수 있다.
도면에서는 제1 프로브 부재(910)와 제2 프로브 부재(920)가 잉크젯 헤드(800)의 일측과 타측에 각각 배치되는 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 프로브 부재(910)와 제2 프로브 부재(920)는 잉크젯 헤드(800)의 일 측에 배치되되, 서로 이격되어 배치될 수도 있다.
제1 프로브 부재(910)는 상술한 전계생성설비(940)에서 전달한 전기 신호를 대상 기판(USB) 상에 전달하는 제1 프로브(913)를 포함할 수 있다. 제1 프로브 부재(910)는 제1 프로브(913)를 프레임(620) 상에 고정시키는 제1 프로브 고정부(912), 및 전계생성설비(940)에서 전달한 전기 신호를 제1 프로브(913)에 전달하는 제1 회로 보드(911)를 더 포함할 수 있다. 제1 회로 보드(911)는 인쇄 회로 기판이나 연성 회로 기판일 수 있다.
마찬가지로, 제2 프로브 부재(920)는 상술한 제1 프로브 부재(910)와 구조가 유사할 수 있다. 즉, 제2 프로브 부재(920)는 전계생성설비(940)에서 전달한 전기 신호를 대상 기판(USB) 상에 전달하는 제2 프로브(923)를 포함할 수 있다. 제2 프로브 부재(920)는 제2 프로브(923)를 프레임(620) 상에 고정시키는 제2 프로브 고정부(922), 및 전계생성설비(940)에서 전달한 전기 신호를 제2 프로브(923)에 전달하는 제2 회로 보드(921)를 더 포함할 수 있다. 제2 회로 보드(921)는 인쇄 회로 기판이나 연성 회로 기판일 수 있다.
프로브 유닛(900)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도면에서는 하나의 프린트 헤드 유닛이 예시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)에 복수의 잉크(30)를 제공하는 공정의 경우, 잉크(30)의 종류와 동일한 수의 프린트 헤드 유닛이 더 배치될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 유닛의 동작을 도시하는 부분 정면도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 유닛의 동작을 도시하는 부분 측면도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 프로브 부재의 사시도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 단면도이다. 도 4 및 도 5에서는 설명의 편의를 위해, 하나의 잉크젯 헤드(800)와 상기 잉크젯 헤드(800)의 일측 및 타측에 인접하여 배치되는 제1 프로브 부재(910) 및 제2 프로브 부재(920)만을 도시하였다.
도 4 내지 도 6 참조하면, 프로브 부재(910, 920)는 회전이 가능한 롤러 형상의 프로브(913, 923)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 프로브 부재(910)는 회전이 가능한 롤러 형상의 제1 프로브(913)를 포함하고, 제2 프로브 부재(920)는 회전이 가능한 롤러 형상의 제2 프로브(923)를 포함할 수 있다. 롤러 형상으로 형성된 상기 프로브(913, 923)는 프로브 고정부(912, 922) 상에 고정되어 회전할 수 있다. 상기 회전은 별도의 프로브 구동부를 이용하여 회전하거나 후술하는 바와 같이, 스테이지(710)가 제2 방향(DR2)으로 왕복 운동하는 경우, 별도의 구동 장치 없이 상대적으로 회전할 수 있다.
제1 프로브(913)는 회전축을 가지고 회전할 수 있다. 상기 제1 프로브(913)의 회전축의 연장 방향은 스테이지(710)의 이동 방향인 제2 방향(DR2)과 수직인 제1 방향(DR1)일 수 있다. 따라서, 제1 프로브(913)가 제1 방향(DR1)과 나란한 회전축을 가지고 회전가능한 롤러 형상으로 형성됨으로써, 스테이지(710)가 제2 방향(DR2)으로 왕복 운동하는 경우, 제1 프로브(913)는 회전 운동할 수 있다.
마찬가지로, 제2 프로브(923)는 회전축을 가지고 회전할 수 있다. 상기 제2 프로브(923)의 회전축의 연장 방향은 스테이지(710)의 이동 방향인 제2 방향(DR2)과 수직인 제1 방향(DR1)일 수 있다. 따라서, 제2 프로브(923)가 제1 방향(DR1)과 나란한 회전축을 가지고 회전가능한 롤러 형상으로 형성됨으로써, 스테이지(710)가 제2 방향(DR2)으로 왕복 운동하는 경우, 제2 프로브(923)는 회전 운동할 수 있다
상기 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)는 각각 프린트 공정이 이루어지는 동안 대상 기판(SUB) 상에 제2 방향(DR2)으로 연장되어 형성된 전극 패드(PAD)의 상면과 접촉할 수 있다. 즉, 스테이지(710)가 제2 방향(DR2)으로 이동하는 경우, 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)는 대상 기판(SUB)에 형성된 전극 패드(PAD)와 접촉하며 제1 방향(DR1)과 평행한 방향을 회전축을 가지고 회전 운동할 수 있다. 따라서, 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)는 연속적으로 전극 패드(PAD)에 전계생성설비(940)에서 생성된 전기 신호를 전달할 수 있다.
전계생성설비(940)는 제1 극성을 갖는 제1 전압, 제1 극성과 반대인 제2 극성을 갖는 제2 전압을 생성할 수 있다. 상기 제1 전압과 제2 전압은 프레임에 포함되는 배선을 통해 각각 제1 프로브(913)와 제2 프로브(923)에 제공될 수 있다. 제1 전압과 제2 전압이 각각 제공된 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)가 대상 기판(SUB) 상에 형성된 전극 패드(PAD)와 접촉하는 경우, 대상 기판(SUB) 상에는 전계(IEL)가 형성될 수 있다.
프로브 고정부(912, 922)와 프레임(620) 사이에는 완충 부재(914)가 더 배치될 수 있다. 상기 완충 부재(914)는 프린트 공정이 이루어지는 동안 상기 프로브 부재(910, 920)가 대상 기판(SUB)의 상부에서 대상 기판(SUB)에 형성된 전극 패드(PAD)의 상면과 접촉하며 일 방향으로 이동하는 경우에 대상 기판(SUB)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 1 내지 도 5와 결부하여 도 7을 참조하면, 프린트 헤드 유닛은 복수의 잉크젯 헤드(800)를 포함할 수 있다. 각 잉크젯 헤드(800)는 프린트 헤드(810), 프린트 헤드(810)의 저면에 위치하는 복수의 노즐(820)을 포함할 수 있다. 프린트 헤드(810)는 일 방향을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다. 프린트 헤드(810)의 연장 방향은 프레임(620)의 수평 프레임(621)의 연장 방향과 동일할 수 있다. 즉, 프린트 헤드(810)의 연장 방향은 스테이지(710)의 장변 방향인 제1 방향(DR1)일 수 있다. 프린트 헤드(810)는 연장 방향을 따라 형성된 내부관(811)을 포함할 수 있다. 복수의 노즐(820)은 프린트 헤드(810)의 연장 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 노즐(820)은 1열 또는 복수열로 배열될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 하나의 잉크젯 헤드(800)에 포함된 노즐(820)의 수는 128개 내지 1800개일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
각 노즐(820)은 프린트 헤드(810)의 내부관(811)에 연결될 수 있다. 프린트 헤드(810)의 내부관(811)에는 잉크(30)가 공급되고, 공급된 잉크(30)는 내부관(811)을 따라 흐르다가 각 노즐(820)을 통해 분사될 수 있다. 노즐(820)을 통해 분사된 잉크(30)는 대상 기판(SUB)의 상면으로 공급될 수 있다. 노즐(820)을 통한 잉크(30)의 분사량은 개별 노즐(820)에 인가되는 전압에 따라 조절될 수 있다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 프로브 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도들이다. 설명의 편의상 도 8 및 도 9에서는 프로브 유닛(900)의 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)와 잉크젯 헤드(800)를 제외한 스테이지(710)의 구체적인 단면 구조의 도시를 생략하였다.
잉크(30) 내부의 쌍극자(31)는 외부의 힘이 작용하지 않는 경우에는 랜덤한 배향 방향을 갖는다. 도 8에 도시된 것처럼, 전원이 인가되어 있는 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)와 대상 기판(SUB) 상의 전극 패드(PAD)가 이격되어 전기적으로 연걸되지 않는 경우에는 전극 패드(PAD)에 전기 신호가 전달되지 않아 전계가 생성되지 않는다. 이처럼, 대상 기판(SUB) 상에 전계가 생성되지 않은 경우에는 잉크젯 헤드(800)로부터 대상 기판(SUB) 상에 분사되기까지 쌍극자(31) 배향 방향은 특정 방향으로 정렬되지 않는다. 후속하는 쌍극자(31)를 랜딩하는 공정, 예컨대 유전영동법에 의해 쌍극자(31)가 대상 기판(SUB) 상에 랜딩하면서 배향 방향이 일정한 방향으로 어느 정도 정렬될 수 있지만, 대상 기판(SUB) 상에 분사된 상태에서 배향 방향이 랜덤한 경우에는 각 쌍극자(31)별로 배향 방향이 변경되는 정도에 차이가 있어 정렬 불량이 발생하거나, 정렬에 오랜 시간이 소요될 수 있다.
도 9에 도시된 것처럼, 전원이 인가되어 있는 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)와 대상 기판(SUB) 상의 전극 패드(PAD)가 접촉하여 물리적 또는 전기적으로 연걸되는 경우에는 잉크(30)가 잉크젯 헤드(800)의 노즐(820)로부터 대상 기판(SUB) 상에 분사될 때까지 전계(IEL)의 영향을 받을 수 있다. 잉크(30) 내부의 쌍극자(31)가 전계(IEL) 내부에 놓이면 전기적 힘을 받아 배향 방향이 전계 방향을 향하게 된다. 도시된 것처럼 제1 프로브(913) 및 제2 프로브(923)에 의한 전계(IEL)가 수평 방향으로 등전위선을 갖는 수직 방향의 전계(IEL)인 경우, 해당 전계(IEL)에 놓인 쌍극자(31)도 대체로 수직 방향으로 배향되는 경향성을 보일 수 있다. 특정 방향으로 정렬된 쌍극자(31)에 대해 랜딩 공정을 수행하게 되면, 랜덤한 배향 방향을 갖는 쌍극자(31)에 비해 배향 방향이 변경되는 정도가 유사해지므로 쌍극자(31)의 정렬 정확도가 개선되고 신속한 정렬이 이루어질 수 있다.
도 10 및 도 11은 잉크젯 프린트 장치를 이용하여 잉크의 분사 및 전계 생성을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 10 및 프레임(620)에 거치된 복수의 잉크젯 헤드(800)와 잉크젯 헤드(800)의 일측에 배치된 제1 프로브 부재(910) 및 제2 프로브 부재(920)는 스테이지(710) 상에 배치될 수 있다. 제1 프로브 부재(910)의 제1 프로브(913)와 제2 프로브 부재(920)의 제2 프로브(923)는 각각 대상 기판(SUB)의 전극 패드(PAD)와 제3 방향(DR3)으로 중첩하여 위치할 수 있다. 제1 및 제2 프로브(913, 923)는 대상 기판(SUB)의 전극 패드(PAD)의 상면과 접촉하고, 소정의 전압, 예컨대 교류 전압을 제공할 수 잇다. 제1 및 제2 프로브(913, 923)에 의한 전압의 인가는 동시에 이루어질 수도 있고, 순차적으로 이루어질 수도 있다. 상기 제1 및 제2 프로브(913, 923)와 전극 패드(PAD)는 프린트 공정이 이루어지는 동안 계속하여 접촉하기 때문에, 프린트 공정이 진행되는 동안 대상 기판(SUB) 상에는 전면적으로 전계(IEL)가 계속 형성되어 있을 수 있다.
도 11을 참조하면, 대상 기판(SUB)의 제1 영역에 잉크(30)의 분사가 완료되면, 스테이지(710)는 제2 방향(DR2)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 프레임(620)은 잉크가 분사되지 않은 대상 기판(SUB)의 제2 영역 상에 위치할 수 있다. 스테이지(710)가 제2 방향(DR2)으로 이동하는 동안에도 상술한 바와 같이, 롤러 형상으로 형성된 제1 및 제2 프로브(913, 923)는 대상 기판(SUB)상의 전극 패드(PAD)와 접촉하며, 제2 방향(DR2)과 수직한 제1 방향(DR1)과 나란한 연장 방향을 갖는 회전축을 중심으로 회전 운동할 수 있다. 따라서, 대상 기판(SUB) 상에 전면적으로 전계(IEL)가 형성될 수 있다. 이 경우, 대상 기판(SUB)의 제1 영역에 분사된 쌍극자(31)는 대상 기판(SUB)의 제1 영역 상에 형성되어 있는 전계(IEL)에 의하여 정렬될 수 있다.
상술한 실시예에서는 도포 장치로서 잉크젯 프린팅 장치를 예로 하여 설명하였지만, 기술적 사상을 공유하는 이상 잉크젯 주입 장치, 슬롯-다이 코팅 장치, 슬롯-다이 프린트 장치 등 액상 용액을 도포하는 다양한 장치에 적용될 수도 있다.
이하, 다른 실시예에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이전에 이미 설명된 것과 동일한 구성에 대해서는 중복 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 12는 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다. 도 13은 도 12의 잉크젯 프린트 장치의 프로부 부재의 일 예를 나타낸 개략적인 측면도이다. 도 14는 도 12의 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 부재의 동작을 도시하는 부분 정면도이다. 도 15는은 도 12의 잉크젯 프린트 장치에서 잉크젯 헤드 및 프로브 부재의 동작을 도시하는 부분 측면도이다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브 부재는 핀 형상의 복수의 프로브 및 상기 프로브를 이동시키는 프로브 구동부를 포함할 수 있다. 프로부 부재는 복수의 프로부가 거치되는 프로브 지그(970)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 본 실시예에 따른 제1 프로브 부재(910_1)의 구성만을 설명하나, 제2 프로브 부재에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
제1 프로브 부재(910_1)는 회전가능한 적어도 하나의 프로브 구동부(960)를 포함할 수 있다. 상기 프로브 구동부(960)는 회전가능한 롤러 형상으로 형성될 수 있다. 각 프로브 구동부(960)는 회전축을 갖고 회전 운동하되, 상기 회전축의 연장 방향은 스테이지(710)가 이동하는 제2 방향(DR2)과 수직한 제1 방향(DR1)일 수 있다.
프로브 지그(970)가 프로브 구동부(960)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 프로브 지그(970)는 프로브 구동부(960)를 둘러싸도록 폐루프 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 프로브 구동부(960)가 제1 방향(DR1)의 회전축을 기준으로 회전 운동하는 경우, 프로브 지그(970)도 상기 프로브 구동부(960)의 회전 방향으로 회전 운동 또는 직선 운동을 할 수 있다.
프로브(913_1)는 프로브 지그(970)에 거치될 수 있다. 프로브(913_1)는 적어도 하나 프로브 지그(970)에 거치되어 고정될 수 있다. 프로브(913_1)는 핀 형상으로 형성될 수 있다. 복수의 프로브(913_1)는 프로브 지그(970)에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 프로브(913_1)는 프로브 구동부(960)가 회전 운동함에 따라 회전 또는 직선 운동하는 프로브 지그(970)에 거치되어 이동할 수 있다. 따라서, 스테이지(710)가 제2 방향(DR2)으로 이동하는 경우, 상기 핀 형상의 복수의 프로브(913_1)는 이동하면서 대상 기판(SUB)에 형성된 전극 패드(PAD)와 접촉할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 핀 형상의 프로브(913_1)는 완충부재를 더 포함할 수 있다.
프로브 지그(970)는 회로 보드(971), 회로 보드(971) 상에 배치되는 전계 인가 패드(973) 및 보호재(975)를 포함할 수 있다. 상기 프로브(913_1)는 회로 보드(971) 상에 배치되는 전계 인가 패드(973)와 연결되어 전계생성설비(940)로부터 생성된 전기 신호를 전달받을 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 프로브 부재(910_1)의 경우에도 상술한 바와 같이, 스테이지(710)가 일 방향으로 이동하는 경우에도 대상 기판(SUB)의 상부에서 대상 기판(SUB) 상에 일 방향으로 형성된 전극 패드(PAD)와 접촉하며 전계생성설비(940)에서 생성된 전기 신호를 대상 기판(SUB)에 전달할 수 있다.
이하, 상술한 다양한 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 장치를 이용한 쌍극자 정렬 방법에 대해 설명한다.
도 16은 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 순서도이다. 도 17 내지 도 20은 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 1 내지 도 5 및 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법은 전극 패드가 형성된 대상 기판을 준비하는 단계(S100), 대상 기판 상에 전계를 생성하며 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 단계(S200), 및 대상 기판 상에 쌍극자가 안착되는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저, 전극 패드(PAD)가 형성된 대상 기판(SUB)을 준비한다. (S100, 도 16)
구체적으로, 전극 패드(PAD)가 형성된 대상 기판(SUB)을 준비하는 단계(S100)는 잉크젯 프린트 장치(1000)를 세팅하여 대상 공정에 맞게 튜닝하는 단계, 및 스테이지(710) 상에 대상 기판(SUB)을 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 정밀한 튜닝을 위해 검사용 기판에 대한 잉크젯 프린트 테스트 공정을 진행하고 그 결과에 따라 잉크젯 프린트 장치(1000)의 설정값을 조절할 수 있다.
잉크젯 프린트 장치(1000)를 세팅하여 대상 공정에 맞게 튜닝하는 단계는 구체적으로 설명하면, 검사용 기판을 먼저 준비한다. 검사용 기판은 대상 기판(SUB)과 동일한 구조를 가질 수도 있지만, 유리 기판 등과 같은 베어 기판이 사용될 수도 있다.
이어, 검사용 기판의 상면을 발수처리한다. 발수처리는 플루오린 코팅 또는 플라즈마 표면처리 등으로 진행될 수 있다.
이어, 검사용 기판의 상면에 잉크젯 프린트 장치(1000)를 이용하여 쌍극자(31)를 포함하는 잉크(30)를 도포하고, 각 노즐(820)별 액적량을 측정한다. 노즐(820)별 액적량의 측정은 카메라를 이용하여 분사되는 순간의 액적의 크기 및 기판에 도포된 액적의 크기를 확인하는 방식으로 진행될 수 있다. 측정된 액적량이 기준 액적량과 상이하면 해당 노즐(820)별 전압을 조정하여 기준 액적량이 분사될 수 있도록 조절한다. 이와 같은 검사 방법은 각 노즐(820)이 정확한 액적량을 분사할 때까지 수회 반복될 수 있다.
상술한 잉크젯 프린트 장치(1000)를 세팅하여 대상 공정에 맞게 튜닝하는 단계를 생략될 수도 있다.
이어, 잉크젯 프린트 장치(1000)의 세팅이 완료되며, 대상 기판(SUB)을 준비한다. 상술한 바와 같이, 대상 기판(SUB)은 스테이지(710) 상에 설치된 얼라이너(730)에 의하여 얼라인되어 스테이지(710) 상에 배치될 수 있다.
구체적으로, 도 1 내지 도 5, 도 16, 및 도 17을 참조하면, 대상 기판(SUB) 상에는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 형성되어 있을 수 있다. 도면에서는 대상 기판(SUB) 상에 한 쌍의 전극이 형성된 것을 도시하고 있으나, 대상 기판(SUB) 상에는 더 많은 수의 전극쌍이 형성될 수 있고, 복수의 잉크젯 헤드(800)는 각 전극 쌍에 후술할 방식으로 동일하게 잉크(30)를 분사할 수 있을 것이다.
이어, 대상 기판 상에 전계를 생성하며, 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사한다. (S200, 도 16)
구체적으로, 도 1 내지 도 5, 도 16 및 도 18을 참조하면, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 형성되어 있는 대상 기판(SUB)의 상부에 전계(IEL)를 생성하며, 쌍극자(31) 및 쌍극자(31)가 분산된 용매(32)를 포함하는 잉크(30)를 분사한다. 잉크(30)는 상술한 잉크젯 헤드(800)의 노즐(820)로부터 토출될 수 있으며, 전계(IEL)는 상술한 프로브 유닛(900)에 의해 생성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 잉크(30)는 잉크젯 헤드(800)를 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 형성된 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 상에 분사된다. 이때, 상술한 바와 같이, 프로브 유닛(900)을 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL)를 생성하며, 잉크(30)는 전계(IEL)가 생성된 영역을 통과하면서 용매(32) 내에서 쌍극자(31)의 배향 방향이 대체로 수직 방향으로 정렬될 수 있다.
잉크젯 헤드(800)를 이용하여 잉크(30)를 대상 기판(SUB) 상에 분사하는 공정을 진행하며, 프로브 유닛(900)을 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL)를 생성한다. 구체적으로, 프로브 유닛(900)을 이용하여 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)에 전기 신호를 인가한다. 예시적인 실시예에서, 상기 전기 신호는 교류 전압일 수 있고, 상기 교류 전압은 ±(10 ~50)V의 전압 및 10kHz 내지 1MHz의 주파수를 가질 수 있다.
교류 전압은 프로브 유닛(900)을 이용하여 인가될 수 있다. 프로브 유닛(900)은 상술한 바와 같이 전계생성설비(940)를 포함할 수 있고, 전계생성설비(940)는 적절한 교류 전압 생성을 위한 기능 생성기(function generator) 및 증폭기(amplifier)를 더 포함할 수 있다. 즉, 기능 생성기에서 목적하는 교류의 파형과 주파수 등이 반영된 신호를 생성하고, 이를 증폭기(amplifier)에서 적절한 전압으로 증폭한 후 프로브 유닛(900)의 제1 프로브 부재(910) 및 제2 프로브 부재(920)에 해당 교류 전압을 제공할 수 있다.
제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 대상 기판(SUB) 상에 정의된 단위 셀(EA)의 적어도 일측에 형성된 전극 패드(PAD)에 연결되어 있고, 프로브 유닛(900)의 프로브 부재(910, 920)를 통해 전극 패드(PAD)에 교류 전압이 인가될 수 있다. 프로브 유닛(900)이 제1 프로브 부재(910) 및 제2 프로브 부재(920)를 포함하는 경우, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 전극 패드(PAD) 또한 대상 기판(USB) 상에서 단위 셀(EA)의 양측에 마련될 수 있다. 일측의 전극 패드(PAD)는 제1 프로브 부재(910)의 제1 프로브(913)에 의해 교류 전압이 인가되고, 타측의 전극 패드(PAD)는 제2 프로브 부재(920)의 제2 프로브(923)에 의해 교류 전압이 인가될 수 있다. 이 경우, 제1 프로브 부재(910) 및 제2 프로브 부재(920)가 동시에 교류 전압을 인가할 수도 있고, 제1 프로브 부재(910)와 제2 프로브 부재(920)가 순차적으로 교류 전압을 인가할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 제1 프로브 부재(910)의 제1 프로브(913)가 일측의 전극 패드(PAD)의 상면과 접촉하고, 상기 제2 프로브 부재(920)의 제2 프로브(923)가 타측의 전극 패드(PAD)의 상면과 접촉하며 상기 전기 신호를 인가함으로써, 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 전계(IEL)가 생성된다.
이어, 대상 기판 상에 쌍극자를 안착시킨다. (S300, 도 16)
구체적으로, 도 1 내지 도 5, 도 16, 및 도 19를 참조하면, 프로브 유닛(900)에 의하여 생성된 전계(IEL)에 의해 쌍극자(31)를 대상 기판(SUB) 상에 안착시킨다. 몇몇 실시예에서, 쌍극자(31)는 대상 기판(SUB) 상부에 생성된 전계(IEL)에 의해 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)을 전달받아 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 배치될 수 있다.
프로브 유닛(900)에 의해 대상 기판(SUB) 상에 생성된 전계(IEL)는 대상 기판(SUB) 상에 잉크(30)가 분사된 이후에도 형성되어 있을 수 있다. 대상 기판(SUB) 상에 잉크(30)가 분사된 이후에도 대상 기판(SUB) 상에 형성된 전계(IEL)에 의해 쌍극자(31)는 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)을 전달받는다. 유전영동힘을 전달받은 쌍극자(31)는 도 29에 도시된 바와 같이 배향 방향 및 위치가 조금씩 바뀌면서 최종적으로 양 단부 중 적어도 하나가 제1 전극(21) 또는 제2 전극(22) 중 적어도 어느 하나 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 쌍극자(31)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이의 대상 기판(SUB) 상에 직접 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 프로브 유닛(900)을 이용하여 전계(IEL)를 생성하여 대상 기판(SUB) 상에 전계(IEL)가 형성되어 있는 대상 기판(SUB)의 영역 상에 잉크(30)를 분사하므로 상기 전계(IEL)에 의해 쌍극자(31)는 이미 대체로 특정 방향으로 그 배향 방향이 정렬되어 있으므로, 유전영동힘에 의한 움직임도 대체로 유사하게 이루어질 수 있다. 그에 따라, 안착된 쌍극자(31) 들의 정렬 정확도가 증가될 수 있다.
이어, 도 20에 도시된 바와 같이, 잉크(30)의 용매(32)를 제거한다. 잉크(30)의 용매(32)는 휘발시키거나 기화시켜 제거할 수 있다. 용매(32)가 제거되면서 쌍극자(31)와 각 전극간 유동이 방지되고, 상호간 결합력이 증가할 수 있다. 이상의 결과로서, 쌍극자(31)가 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에서 정확하게 정렬될 수 있다.
일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법은 상술한 잉크젯 프린트 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 상술한 쌍극자 정렬 방법은, 잉크젯 프린트 장치(1000)의 프로브 유닛(900)을 이용하여 대상 기판(SUB)의 상에 전계를 생성하며, 잉크젯 헤드(800)를 통해 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(31)를 분사함으로써, 잉크젯 헤드(800)로부터 토출된 쌍극자(31)는 대상 기판(SUB) 상에서 임의의 일 방향으로 배향될 수 있다. 이후, 대상 기판(SUB) 상에 생성된 상기 전계(IEL)에 의해 쌍극자(31)는 일 방향으로 정렬될 수 있다.
상술한 바와 같은 잉크젯 프린트 장치(1000) 및 쌍극자(31) 정렬 방법은 쌍극자(31)의 일종인 발광 소자를 포함하는 표시 장치를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 21은 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 21을 참조하면, 표시 장치(10)는 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)들은 특정 파장대의 광을 표시 장치의 외부로 방출할 수 있다. 복수의 화소(PX)는 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 복수의 화소(PX) 각각은 서로 다른 색을 방출하는 3개의 서브 화소(PX1, PX2, PX3), 즉 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2), 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 제1 색의 광을 발광하고, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 색의 광을 발광하며, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 색의 광을 발광할 수 있다. 제1 색은 청색, 제2 색은 녹색, 제3 색은 적색일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 각 서브 화소(PXn)들은 서로 동일한 색의 광을 발광할 수도 있다. 또한, 도 21에서는 화소(PX)가 3개의 서브 화소(PXn)들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않고, 화소(PX)는 더 많은 수의 서브 화소(PXn)들을 포함할 수 있다. 각 서브 화소(PXn)는 행과 열을 따라 교대 배열될 수 있다.
각 화소(PX)는 하나 이상의 발광 소자(300)를 포함한다. 서로 다른 색을 표시하는 각 서브 화소(PXn)는 서로 다른 색을 발광하는 발광 소자(300)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(PX1)는 적색의 광을 발광하는 발광 소자(300)를, 제2 서브 화소(PX2)는 녹색의 광을 발광하는 발광 소자(300)를, 제3 서브 화소(PX3)는 청색의 광을 방출하는 발광 소자(300)를 각각 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 서로 다른 색을 나타내는 서브 화소(PX1, PX2, PX3)들이 동일한 색(예컨대 청색)을 발광하는 발광 소자(300)를 포함하고, 발광 경로 상에 파장 변환층이나 컬러 필터를 배치하여 각 서브 화소의 색을 구현할 수도 있다.
각 발광 소자(300)는 임의의 도전형(예컨대, p형 또는 n형) 불순물로 도핑된 반도체층을 포함할 수 있다. 각 발광 소자(300)는 일 단부가 p형(또는 n형)으로 도핑되어 있고, 타 단부가 반대 도전형인 n형(또는 p형)으로 도핑되어 있는 반도체를 포함할 수 있다. 즉, 발광 소자(300)는 쌍극자의 일종일 수 있다.
표시 장치는 복수의 전극(210, 220)을 포함한다. 각 전극(210, 220)들의 적어도 일부는 각 서브 화소(PX1, PX2, PX3) 내에 배치되어, 발광 소자(300)와 전기적으로 연결되고, 발광 소자(300)가 특정 색을 발광하도록 발광 소자(300)에 전기신호를 인가할 수 있다.
또한, 각 전극(210, 220)들의 적어도 일부는 발광 소자(300)를 정렬하기 위해 서브 화소(PX1, PX2, PX3) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다. 쌍극자의 일종인 발광 소자(300)를 정렬시킬 때, 각 전극(210, 220)에 교류 전원을 인가함으로써, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 전기장이 생성될 수 있다.
복수의 전극(210, 220)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(210)은 각 서브 화소(PX)마다 분리된 화소 전극이고, 제2 전극(220)은 복수의 서브 화소(PX)를 따라 공통으로 연결된 공통 전극일 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 중 어느 하나는 발광 소자(300)의 애노드(Anode) 전극이고, 다른 하나는 발광 소자(300)의 캐소드(Cathode) 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 그 반대의 경우일 수도 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 제4 방향(DR4)으로 연장되어 배치되는 전극 줄기부(210S, 220S)와 전극 줄기부(210S, 220S)에서 제4 방향(DR4)과 교차하는 방향인 제5 방향(DR5)으로 연장되어 분지되는 적어도 하나의 전극 가지부(210B, 220B)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(210)은 제4 방향(DR4)으로 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 전극 줄기부(210S)에서 분지되되, 제5 방향(DR5)으로 연장되는 적어도 하나의 제1 전극 가지부(210B)를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제1 전극 줄기부(210S)의 일 단부는 전극 패드(PAD)에 연결되고, 타 단부는 제4 방향(DR4)으로 연장되되, 각 서브 화소(PX) 사이에서 전기적으로 연결이 분리될 수 있다. 상기 전극 패드(PAD)에는 상술한 프로브 유닛(900)의 프로브(930)가 접촉하여 교류 전원이 인가될 수 있다.
임의의 일 서브 화소의 제1 전극 줄기부(210S)는 양 단이 동일 행에 속하는(예컨대, 제4 방향(DR4)으로 인접한) 이웃하는 서브 화소(PXn) 사이에서 이격되어 종지되되, 동일 행에 속하는 서브 화소(PXn)의 제1 전극 줄기부(210S)와 실질적으로 동일 직선 상에 놓일 수 있다. 다시 말해, 일 서브 화소(PXn)의 제1 전극 줄기부(210S)는 양 단이 각 서브 화소(PXn) 사이에서 이격되어 종지하되, 이웃 서브 화소의 제1 전극 줄기부(210S)는 상기 일 서브 화소의 제1 전극 줄기부(210S)의 연장선에 정렬될 수 있다.
이와 같은 제1 전극 줄기부(210S)의 배치는 제조 과정에서 하나의 연결된 줄기 전극으로 형성되었다가, 발광 소자(300)의 정렬 공정을 수행한 후에 레이저 등을 통해 단선되어 형성된 것일 수 있다. 이에 따라, 각 서브 화소(PXn)에 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)들은 양 단이 상호 이격됨으로써, 각 서브 화소(PXn)에 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)는 각 제1 전극 가지부(210B)에 서로 다른 전기 신호를 인가할 수 있고, 각 서브 화소(PXn)들에 배치된 복수의 제1 전극 가지부(210B)들은 각각 별개로 구동될 수 있다.
제1 전극 가지부(210B)는 제1 전극 줄기부(210S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제5 방향(DR5)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(210S)에 대향되어 배치되는 제2 전극 줄기부(220S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제1 전극 가지부(210B)는 일 단부가 제1 전극 줄기부(210S)와 연결되고, 타 단부는 제2 전극 줄기부(220S)와 이격된 상태로 서브 화소(PXn) 내에 배치될 수 있다. 제1 전극 가지부(210B)는 각 서브 화소(PXn) 마다 전기적으로 분리되는 제1 전극 줄기부(210S)에 연결되어 있기 때문에, 각 서브 화소(PXn)별로 서로 다른 전기 신호를 인가받을 수 있다.
또한, 제1 전극 가지부(210B)는 각 서브 화소(PXn)에 하나 이상 배치될 수 있다. 도 21에서는 두 개의 제1 전극 가지부(210B)가 배치되고, 그 사이에 한 개의 제2 전극 가지부(220B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않으며, 더 많은 수의 제1 전극 가지부(210B)가 배치될 수도 있다. 이 경우, 제1 전극 가지부(210B)들은 복수 개의 제2 전극 가지부(220B)와 교대로 이격된 상태로 배치되며, 그 사이에 복수 개의 발광 소자(300)가 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 전극 가지부(210B)들 사이에 제2 전극 가지부(220B)가 배치되어, 각 서브 화소(PXn)는 제2 전극 가지부(220B)를 기준으로 대칭구조를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
제2 전극(220)은 제4 방향(DR4)으로 연장되어 제1 전극 줄기부(210S)와 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 줄기부(220S)와 제2 전극 줄기부(220S)에서 분지되되, 제5 방향(DR5)으로 연장되어 제1 전극 가지부(210B)와 이격되어 대향하도록 배치되는 적어도 하나의 제2 전극 가지부(220B)를 포함할 수 있다. 제2 전극 줄기부(220S)도 제1 전극 줄기부(210S)와 같이 일 단부는 전극 패드(PAD)에 연결될 수 있다. 제1 전극 줄기부(210S)와 달리 제2 전극 줄기부(220S)의 타 단부는 제4 방향(DR4)으로 인접한 복수의 서브 화소(PXn)로 연장될 수 있다. 즉, 제2 전극 줄기부(220S)는 각 서브 화소(PXn) 사이에서 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 임의의 일 서브 화소 제2 전극 줄기부(220S)는 양 단이 각 서브 화소(PXn) 사이에서 이웃 서브 화소의 제2 전극 줄기부(220S)의 일 단에 연결되어 각 서브 화소(PXn)에 동일한 전기 신호를 인가할 수 있다.
제2 전극 가지부(220B)는 제2 전극 줄기부(220S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제5 방향(DR5)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(210S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제2 전극 가지부(220B)는 일 단부가 제2 전극 줄기부(220S)와 연결되고, 타 단부는 제1 전극 줄기부(210S)와 이격된 상태로 서브 화소(PXn) 내에 배치될 수 있다. 제2 전극 가지부(220B)는 각 서브 화소(PXn) 마다 전기적으로 연결되는 제2 전극 줄기부(220S)에 연결되어 있기 때문에, 각 서브 화소(PXn)마다 동일한 전기 신호를 인가받을 수 있다.
또한, 제2 전극 가지부(220B)는 제1 전극 가지부(210B)와 이격되어 대향하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 각 서브 화소(PXn)의 중앙을 기준으로 서로 반대 방향에서 이격되어 대향하므로, 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)는 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)로부터 연장되는 방향이 반대일 수 있다. 다시 말해, 제1 전극 가지부(210B)는 제5 방향(DR5)의 타 방향으로 연장되고, 제2 전극 가지부(220B)는 제5 방향(DR5)의 일 방향으로 연장되어, 각 전극 가지부(210B, 220B)의 일 단부는 서브 화소(PXn)의 중앙을 기준으로 서로 반대 방향에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 서브 화소(PXn)의 중앙을 기준으로 동일한 방향에서 서로 이격되어 배치될 수도 있다. 이 경우, 각 전극 줄기부(210S, 220S)에서 분지되는 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)는 동일한 방향으로 연장될 수도 있다.
도 21에서는 각 서브 화소(PXn) 내에 한 개의 제2 전극 가지부(220B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않으며, 더 많은 수의 제2 전극 가지부(220B)가 배치될 수 있다.
제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 사이에는 복수의 발광 소자(300)가 정렬될 수 있다. 구체적으로, 복수의 발광 소자(300) 중 적어도 일부는 일 단부가 제1 전극 가지부(210B)와 전기적으로 연결되고, 타 단부가 제2 전극 가지부(220B)와 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(300)는 상술한 쌍극자 정렬 방법에 의해 대면적 대상 기판(SUB) 상에 정렬된 것으로 대상 기판(SUB)의 내측의 영역에서도 우수한 정렬 정확도를 가질 수 있다.
복수의 발광 소자(300)들은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치될 수 있다. 발광 소자(300)의 일 단부는 제1 전극(210)과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(300)의 타 단부는 제2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 발광 소자(300)는 후술하는 접촉 전극(260)을 통해 발광 소자(300)의 일 단부와 타 단부가 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 발광 소자(300)들은 제5 방향(DR5)으로 서로 이격되고, 실질적으로 상호 평행하게 정렬될 수 있다. 발광 소자(300)들이 이격되는 간격은 특별히 제한되지 않는다. 경우에 따라서는 복수의 발광 소자(300)들이 인접하게 배치되어 무리를 이루고, 다른 복수의 발광 소자(300)들은 일정 간격 이격된 상태로 무리를 이룰 수도 있으며, 불균일한 밀집도를 가지되 일 방향으로 배향되어 정렬될 수도 있다. 도 21에는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에 배치된 복수의 발광 소자(300)의 연장 방향이 제1 전극 가지부(210B) 및 제2 전극 가지부(220B)의 연장 방향과 실질적으로 수직을 이루도록 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에 배치된 복수의 발광 소자(300)의 연장 방향은 제1 전극 가지부(210B) 및 제2 전극 가지부(220B)의 연장 방향에 수직하지 않고 비스듬히 배치될 수도 있다.
제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 상에는 각각 접촉 전극(260)이 배치될 수 있다. 복수의 접촉 전극(260)은 제5 방향(DR5)으로 연장되어 배치되되, 제4 방향(DR4)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 접촉 전극(260)은 제1 전극 가지부(210B) 상에 배치되며 발광 소자(300)의 일 단부와 접촉하는 제1 접촉 전극(261) 및 제2 전극 가지부(220B) 상에 배치되며 발광 소자(300)의 타 단부와 접촉하는 제2 접촉 전극(262)을 포함할 수 있다.
한편, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 제1 전극 컨택홀(CNTD) 및 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 후술하는 박막 트랜지스터(120, 도 22 참조) 또는 전원 배선(161, 도 22 참조)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 21에서는 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S) 상의 컨택홀은 각 서브 화소(PXn) 별로 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상술한 바와 같이, 제2 전극 줄기부(220S)의 경우 인접한 서브 화소(PXn)로 연장되어 전기적으로 연결될 수 있기 때문에, 몇몇 실시예에서 제2 전극 줄기부(220S)는 하나의 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.
각 서브 화소(PXn)간의 경계에는 외부 뱅크(430)가 배치될 수 있다. 즉, 외부 뱅크(430)는 제5 방향(DR5)으로 연장되되, 제4 방향(DR4)으로 인접하여 배열된 서브 화소(PXn) 사이의 경계에 배치될 수 있다. 일 서브 화소(PXn)의 제1 전극 줄기부(210S)는 각 단부가 외부 뱅크(430)를 기준으로 서로 이격되어 종지할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 외부 뱅크(430)는 제4 방향(DR4)으로 연장되되, 제5 방향(DR5)으로 인접하여 배열된 서브 화소(PXn) 사이의 경계에 배치될 수 있다. 외부 뱅크(430)는 후술하는 내부 뱅크(410, 420, 도 22 참조)들과 동일한 재료를 포함하여 하나의 공정에서 동시에 형성될 수 있다.
외부 뱅크(430)는 표시 장치의 제조 시, 상술한 도 1의 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 발광 소자가 분산된 잉크를 분사할 때 잉크가 서브 화소(PXn)의 경계를 넘는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 외부 뱅크(430)는 서로 다른 서브 화소(PXn)마다 다른 발광 소자(300)들이 분산된 잉크가 서로 혼합되지 않도록 이들을 분리시킬 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 22는 도 21의 I-I'선, II-II' 선 및 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 22에는 제3 서브 화소(PX3)의 단면만을 도시하고 있으나, 다른 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 표시 장치는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(120, 140), 박막 트랜지스터(120, 140) 상부에 배치된 전극(210, 220)들과 발광 소자(300)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터는 제1 전극(210)에 구동 신호를 전달하는 구동 트랜지스터인 제1 박막 트랜지스터(120)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터는 제2 박막 트랜지스터(140)를 더 포함할 수 있다. 제2 박막 트랜지스터(140)는 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 각 박막 트랜지스터(120, 140)는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극(210)은 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 장치의 단면 구조에 대해 더욱 구체적으로 설명하면, 기판(110)은 절연 기판일 수 있다. 기판(110)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들수 있다. 기판(110)은 리지드 기판일 수 있지만, 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수도 있다.
기판(110) 상에는 버퍼층(115)이 배치될 수 있다. 버퍼층(115)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 버퍼층(115)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다.
버퍼층(115) 상에는 반도체층이 배치된다. 반도체층은 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 활성층(126), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 활성층(146) 및 보조층(163)을 포함할 수 있다. 반도체층은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
반도체층 상에는 제1 게이트 절연층(170)이 배치된다. 제1 게이트 절연층(170)은 반도체층을 완전히 덮는다. 제1 게이트 절연층(170)은 박막 트랜지스터의 게이트 절연막으로 기능할 수 있다. 제1 게이트 절연층(170)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 게이트 절연층(170) 상에는 제1 도전층이 배치된다. 제1 도전층은 제1 게이트 절연층(170)을 사이에 두고 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 활성층(126) 상에 배치된 제1 게이트 전극(121), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 활성층(146) 상에 배치된 제2 게이트 전극(141) 및 보조층(163) 상에 배치된 전원 배선(161)을 포함할 수 있다. 제1 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제1 도전층은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
제1 도전층 상에는 제2 게이트 절연층(180)이 배치된다. 제2 게이트 절연층(180)은 층간 절연막일 수 있다. 제2 게이트 절연층(180)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
제2 게이트 절연층(180) 상에는 제2 도전층이 배치된다. 제2 도전층은 제2 게이트 절연층을 사이에 두고 제1 게이트 전극(121) 상에 배치된 커패시터 전극(128)을 포함한다. 커패시터 전극(128)은 제1 게이트 전극(121)과 유지 커패시터를 이룰 수 있다.
제2 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제2 도전층은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
제2 도전층 상에는 층간절연층(190)이 배치된다. 층간절연층(190)은 층간 절연막일 수 있다. 더 나아가, 층간절연층(190)은 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 층간절연층(190)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
층간절연층(190) 상에는 제3 도전층이 배치된다. 제3 도전층은 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 제1 소스 전극(124), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 드레인 전극(143)과 제2 소스 전극(144), 및 전원 배선(161) 상부에 배치된 전원 전극(162)을 포함한다.
제1 소스 전극(124) 및 제1 드레인 전극(123)은 각각 층간절연층(190), 제2 게이트 절연층(180), 및 제1 게이트 절연층(170)을 관통하는 제1 컨택홀(129)을 통해 제1 활성층(126)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 소스 전극(144) 및 제2 드레인 전극(143)은 각각 층간절연층(190), 제2 게이트 절연층(180), 및 제1 게이트 절연층(170)을 관통하는 제2 컨택홀(149)을 통해 제2 활성층(146)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전원 전극(162)은 층간절연층(190)과 제2 게이트 절연층(180)을 관통하는 제3 컨택홀(169)을 통해 전원 배선(161)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 도전층은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제3 도전층은 단일막 또는 다층막일 수 있다. 예를 들어, 제3 도전층은 Ti/Al/Ti, Mo/Al/Mo, Mo/AlGe/Mo, Ti/Cu 등의 적층구조로 형성될 수 있다.
제3 도전층 상에는 비아층(200)이 배치된다. 비아층(200)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 물질로 이루어질 수 있다. 비아층(200)의 표면은 평탄할 수 있다. 비아층(200)은 제1 전극(210), 제2 전극(220) 및 발광 소자(300)가 배치되는 베이스층의 역할을 할 수 있다.
비아층(200) 상에는 복수의 내부 뱅크(410, 420)가 배치될 수 있다. 복수의 내부 뱅크(410, 420)은 각 서브 화소(PXn) 내에서 서로 이격되어 대향하도록 배치되고, 서로 이격된 내부 뱅크(410, 420), 예컨대 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420) 상에는 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 배치될 수 있다.
제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)는 각 서브 화소(PXn) 내에서 제5 방향(DR5)으로 연장되어 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)는 각 서브 화소(PXn) 마다 배치되어 표시 장치의 전면에서 패턴을 이룰 수 있다. 복수의 내부 뱅크(410, 420)는 실질적으로 동일한 물질로 이루어져 하나의 공정에서 형성될 수 있다. 내부 뱅크(410, 420)는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)는 비아층(200)을 기준으로 두께 방향으로 돌출된 구조를 가질 수 있다. 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)는 발광 소자(300)가 배치된 평면을 기준으로 상부로 돌출될 수 있고, 상기 돌출된 부분은 적어도 일부가 경사를 가질 수 있다. 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)가 비아층(200)을 기준으로 돌출되어 경사진 측면을 갖기 때문에, 발광 소자(300)에서 방출된 광은 내부 뱅크(410, 420)의 경사진 측면에서 반사될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 내부 뱅크(410, 420) 상에 배치되는 전극(210, 220)들이 반사율이 높은 재료를 포함하는 경우, 발광 소자(300)에서 방출된 광은 내부 뱅크(410, 420)의 측면 상에 배치되는 전극(210, 220)에서 반사되어 상부 방향으로 진행할 수 있다.
제1 전극(210)은 일부 영역은 제1 내부 뱅크(410)를 덮으며, 다른 일부 영역은 비아층(200)을 관통하는 제1 전극 컨택홀(CNTD)을 통해 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(210)은 제1 박막 트랜지스터(120)로부터 제1 드레인 전극(123)을 통해 구동 전압을 전달받을 수 있다.
제2 전극(220)의 일부 영역은 제2 내부 뱅크(420)를 덮으며, 다른 일부 영역은 비아층(200)을 관통하는 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 전원 전극(162)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(220)은 전원 배선(161)으로부터 전원 전극(162)을 통해 전원 전압을 전달받을 수 있다.
제1 내부 뱅크(410) 상에 배치되는 제1 전극(210)은 제1 내부 뱅크(410)의 양 끝단에서 연장된 영역까지 돌출될 수 있고, 이에 따라 제1 전극(210)은 상기 돌출된 영역에서 비아층(200)과 접촉할 수 있다. 제2 내부 뱅크(420) 상에 배치되는 제2 전극(220)은 제2 내부 뱅크(420)의 양 끝단에서 연장된 영역까지 돌출될 수 있고, 이에 따라 제2 전극(220)은 상기 돌출된 영역에서 비아층(200)과 접촉할 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)의 전 영역을 커버하도록 배치될 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 서로 이격되어 대향되도록 배치된다. 각 전극들이 이격되어 대향되는 공간에는 후술할 바와 같이 제1 절연층(510)이 배치되고, 그 상부에는 제2 절연층(520) 및 발광 소자(300)가 배치될 수 있다.
각 전극(210, 220)은 투명성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 각 전극(210, 220)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 각 전극(210, 220)은 반사율이 높은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 전극(210, 220)은 반사율이 높은 물질로 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 전극(210, 220)으로 입사되는 광을 반사시켜 각 서브 화소(PXn)의 상부 방향으로 출사시킬 수도 있다.
제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에는 이들을 부분적으로 덮는 제1 절연층(510)이 배치된다. 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 상면을 대부분 덮도록 배치되되, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 일부를 노출시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)이 이격된 공간에도 배치될 수 있다. 도 21을 기준으로 설명하면, 제1 절연층(510)은 평면상 제1 전극 가지부(210B) 및 제2 전극 가지부(220B) 사이의 공간을 따라 섬형 또는 선형 형상을 가지도록 배치될 수 있다.
도 21에서는 하나의 제1 전극(210, 예컨대 제1 전극 가지부(210B)와 하나의 제2 전극(220, 예컨대 제2 전극 가지부(220B)) 사이의 이격된 공간에 제1 절연층(510)이 배치된 것을 도시하고 있다. 다만, 상술한 바와 같이 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 복수개일 수 있으므로, 제1 절연층(510)은 하나의 제1 전극(210)과 다른 제2 전극(220) 또는 하나의 제2 전극(220)과 다른 제1 전극(210) 사이에도 배치될 수 있다.
제1 절연층(510)은 각 전극(210, 220) 상의 일부 영역, 예컨대, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 대향하는 방향으로 돌출된 영역 중 일부와 중첩될 수 있다. 내부 뱅크(410, 420)의 경사진 측면 및 평탄한 상면과 각 전극(210, 220)이 중첩되는 영역에도 제1 절연층(510)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 서로 대향하는 각 측부의 반대편에서도 이들을 부분적으로 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 중심부만을 노출시키도록 배치될 수 있다.
제1 절연층(510)은 발광 소자(300)와 비아층(200) 사이에 배치될 수 있다. 제1 절연층(510)의 하면은 비아층(200)에 접촉하고, 제1 절연층(510)의 상면에 발광 소자(300)가 배치될 수 있다. 그리고 제1 절연층(510)은 양 측면에서 각 전극(210, 220)과 접촉하여, 이들을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다.
일 예로, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 서로 대향하는 방향으로 돌출된 각 단부를 덮을 수 있다. 제1 절연층(510)은 비아층(200)과 하면의 일부가 접촉할 수 있고, 각 전극(210, 220)과 하면의 일부 및 측면이 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제1 절연층(510)은 각 전극(210, 220)과 중첩된 영역을 보호함과 동시에, 이들을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 발광 소자(300)의 제1 반도체층(310, 도 23 참조) 및 제2 반도체층(320, 도 23 참조)가 다른 기재와 직접 접촉하는 것을 방지하여 발광 소자(300)의 손상을 방지할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않으며, 몇몇 실시예에서는 제1 절연층(510)이 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 상의 영역 중에서 내부 뱅크(410, 420)의 경사진 측면과 중첩되는 영역에만 배치될 수도 있다. 이 경우, 제1 절연층(510)의 하면은 내부 뱅크(410, 420)의 경사진 측면에서 종지하고, 내부 뱅크(410, 420)의 경사진 측면 중 일부 상에 배치되는 각 전극(210, 220)은 노출되어 접촉 전극(260)과 컨택될 수 있다.
제1 절연층(510)은 발광 소자(300)의 양 단부를 노출하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 접촉 전극(260)이 상기 각 전극(210, 220)의 노출된 상부면과 발광 소자(300)의 양 단부와 접촉될 수 있고, 접촉 전극(260)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)으로 인가되는 전기 신호를 발광 소자(300)로 전달할 수 있다.
발광 소자(300)는 일 단부가 제1 전극(210)과 전기적으로 연결되고, 타 단부는 제2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(300)의 양 단부는 각각 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)과 컨택될 수 있다.
발광 소자(300)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있다. 발광 소자(300)는 그 크기가 대체로 나노 단위인 나노 구조물일 수 있다. 발광 소자(300)는 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 발광 소자(300)가 무기 발광 다이오드일 경우, 서로 대향하는 두 전극들 사이에 무기 결정 구조를 갖는 발광 물질을 배치하고 발광 물질에 특정 방향으로 전계를 형성하면, 무기 발광 다이오드가 특정 극성이 형성되는 상기 두 전극 사이에 정렬될 수 있다.
몇몇 실시예에서 발광 소자(300)는 제1 반도체층(310), 활성층(330), 제2 반도체층(320) 및 전극층(370)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 발광 소자(300)의 상기 적층 순서는 비아층(200)에 수평한 방향으로 제1 반도체층(310), 활성층(330), 제2 반도체층(320) 및 전극층(370)이 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 복수의 층들이 적층된, 발광 소자(300)는 비아층(200)과 수평한 가로 방향으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 발광 소자(300)는 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 상술한 적층 방향이 반대가 되도록 정렬될 수도 있다. 발광 소자(300)의 구조에 대한 자세한 설명은 도 33에서 후술하기로 한다.
제2 절연층(530)은 발광 소자(300) 상의 적어도 일부 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. 제2 절연층(530)은 발광 소자(300)를 보호함과 동시에 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 발광 소자(300)를 고정시키는 기능을 수행할 수도 있다.
도 22에서는 제2 절연층(530)이 단면도상 발광 소자(300)의 상부면에 배치된 것을 도시하고 있으나, 제2 절연층(530)은 발광 소자(300)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 절연층(510)과 같이 제2 절연층(530)은 평면상 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 사이의 공간을 따라 제5 방향(DR5)으로 연장되어 섬형 또는 선형의 형상을 갖도록 배치될 수 있다.
또한, 제2 절연층(530)의 재료 중 일부는 발광 소자(300)의 하면과 제1 절연층(510)이 접하는 영역에도 배치될 수 있다. 이는 표시 장치의 제조 시, 제1 절연층(510) 상에 발광 소자(300)가 정렬되고 그 위에 제2 절연층(530)이 배치될 때 형성된 것일 수도 있다. 발광 소자(300)의 하면과 접하는 제1 절연층(510)에 일부 공극이 형성되면, 제2 절연층(530)이 형성될 때 상기 공극으로 제2 절연층(530)의 재료 중 일부가 침투하여 형성된 것일 수 있다.
제2 절연층(530)은 발광 소자(300)의 양 측면을 노출하도록 배치된다. 제2 절연층(530)은 발광 소자(300)의 상기 양 측면보다 내측으로 함몰될 수 있다. 이에 따라, 제1 절연층(510), 발광 소자(300) 및 제2 절연층(530)은 측면이 계단식으로 적층될 수 있다. 이 경우 후술하는 접촉 전극(261, 262)은 발광 소자(300)의 양 단부 측면과 원활하게 접촉이 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제2 절연층(530)의 길이와 발광 소자(300)의 길이가 일치하여 양 측부들이 정렬될 수 있다.
한편, 제2 절연층(530)은 제1 절연층(510)을 덮도록 배치된 뒤 일부 영역, 예컨대, 발광 소자(300)가 접촉 전극(260)과 컨택되도록 노출되는 영역에서 패터닝되어 형성된 것일 수 있다. 제2 절연층(530)을 패터닝하는 단계는 통상적인 건식 식각 또는 습식 식각을 통해 수행할 수 있다. 여기서, 제1 절연층(510)이 패터닝되지 않도록 하기 위해, 제1 절연층(510)과 제2 절연층(530)은 서로 다른 식각 선택비를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 다시 말해, 제2 절연층(530)을 패터닝할 때, 제1 절연층(510)은 에칭 스토퍼(etching stopper)의 기능을 수행할 수도 있다.
이에 따라 제2 절연층(530)이 발광 소자(300)의 외면을 덮고, 발광 소자(300)의 양 단부는 노출되도록 패터닝 하더라도, 제1 절연층(510)은 재료가 손상되지 않는다. 특히, 발광 소자(300)와 접촉 전극(260)이 컨택되는 발광 소자(300)의 양 단부에서 제1 절연층(510)과 발광 소자(300)는 매끄러운 접촉면을 형성할 수 있다.
제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 상부면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 제1 절연층(510)이 패터닝되어 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 일부가 노출되는 영역에서 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220)과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 발광 소자(300)의 일 단부 측면, 예컨대 제1 반도체층(310), 제2 반도체층(320) 또는 전극층(370)에 각각 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 인가된 전기 신호를 발광 소자(300)에 전달할 수 있다.
제1 접촉 전극(261)은 제1 전극(210) 상에서 이를 부분적으로 커버하도록 배치되되, 하면이 부분적으로 발광 소자(300), 제1 절연층(510) 및 제2 절연층(530)과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(261)의 제2 접촉 전극(262)이 배치된 방향의 일 단부는 제2 절연층(530) 상에 배치된다. 제2 접촉 전극(262)은 제2 전극(220) 상에서 이를 부분적으로 커버하도록 배치되되, 하면이 부분적으로 발광 소자(300), 제1 절연층(510) 및 제3 절연층(540)과 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(262)의 제1 접촉 전극(261)이 배치된 방향의 일 단부는 제3 절연층(540) 상에 배치된다.
제1 절연층(510) 및 제2 절연층(530)은 제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)의 상부면에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 덮도록 배치된 영역이 패터닝될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 노출된 영역에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각 접촉 전극(261, 262)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 제2 절연층(530) 또는 제3 절연층(540) 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 발광 소자(300)와 제2 절연층(530) 또는 제3 절연층(540)에 함께 접촉되나, 제2 절연층(530) 상에서는 적층된 방향으로 이격되어 배치됨으로써 전기적으로 절연될 수 있다. 접촉 전극(261, 262)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제3 절연층(540)은 제1 접촉 전극(261)의 상부에 배치되어, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다. 제3 절연층(540)은 제1 접촉 전극(261)을 덮도록 배치되되, 발광 소자(300)가 제2 접촉 전극(262)과 컨택될 수 있도록 발광 소자(300)의 일부 영역에는 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 제3 절연층(540)은 제2 절연층(530)의 상부면에서 제1 접촉 전극(261), 제2 접촉 전극(262) 및 제2 절연층(530)과 부분적으로 접촉할 수 있다. 제3 절연층(540)은 제2 절연층(530)의 상부면에서 제1 접촉 전극(261)의 일 단부를 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 제3 절연층(540)은 제1 접촉 전극(361)을 보호함과 동시에, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 제3 절연층(540)의 제2 전극(220)이 배치된 방향의 일 단부는 제2 절연층(530)의 일 측면과 정렬될 수 있다.
한편, 몇몇 실시예에서, 표시 장치는 제3 절연층(540)이 생략될 수도 있다. 이에 따라, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 실질적으로 동일한 평면상에 배치될 수 있고, 후술할 패시베이션층(550)에 의해 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 전기적으로 상호 절연될 수 있다.
패시베이션층(550)은 제3 절연층(540) 및 제2 접촉 전극(262)의 상부에 형성되어, 외부 환경에 대하여 비아층(200) 상에 배치되는 부재들을 보호하는 기능을 할 수 있다. 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)이 노출될 경우, 전극 손상에 의해 접촉 전극 재료의 단선 문제가 발생할 수 있기 때문에, 패시베이션층(550)으로 이들을 커버할 수 있다. 즉, 패시베이션층(550)은 제1 전극(210), 제2 전극(220), 발광 소자(300) 등을 커버하도록 배치될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제3 절연층(540)이 생략되는 경우, 패시베이션층(550)은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)의 상부에 형성될 수 있다. 이 경우, 패시베이션층(550)은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 전기적으로 상호 절연시킬 수도 있다.
상술한 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550) 각각은 무기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있지만, 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다. 기타, 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550)에 절연성을 부여하는 다양한 물질이 적용가능하다.
한편, 제1 절연층(510)과 제2 절연층(530)은 상술한 바와 같이, 서로 다른 식각 선택비를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 절연층(510)이 실리콘산화물(SiOx)을 포함하는 경우, 제2 절연층(530)은 실리콘질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 절연층(510)이 실리콘질화물(SiNx)을 포함하는 경우에는, 제2 절연층(530)은 실리콘산화물(SiOx)을 포함할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 23은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
발광 소자(300)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있으며, 구체적으로 발광 소자(300)는 마이크로 미터(micro-meter) 또는 나노미터(nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 무기 발광 다이오드는 서로 대향하는 두 전극들 사이에 특정 방향으로 전계를 형성하면 극성이 형성되는 상기 두 전극 사이에 정렬될 수 있다. 발광 소자(300)는 두 전극 상에 형성된 전계에 의해 전극 사이에 정렬될 수 있다.
도 23을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자(300)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 발광 소자(300)는 로드, 와이어, 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 발광 소자(300)는 원통형 또는 로드형(rod)일 수 있다. 다만, 발광 소자(300)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체, 직육면체, 육각기둥형 등 다각기둥의 형상을 갖거나, 일 방향으로 연장되되 외면이 부분적으로 경사진 형상을 갖는 등 발광 소자(300)는 다양한 형태를 가질 수 있다.
발광 소자(300)는 제1 반도체층(310), 제2 반도체층(320), 활성층(330), 전극층(370) 및 절연막(380)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(310)은 n형 반도체일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(300)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 반도체층(310)은 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 AlGaInN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 반도체층(310)은 n형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 n형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 반도체층(310)은 n형 Si로 도핑된 n-GaN일 수 있다. 제1 반도체층(310)의 길이는 1.5㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 반도체층(320)은 후술하는 활성층(330) 상에 배치된다. 제2 반도체층(320)은 p형 반도체일 수 있으며 일 예로, 발광 소자(300)가 청색 또는 녹색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 반도체층(320)은 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 AlGaInN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 반도체층(320)은 p형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 반도체층(320)은 p형 Mg로 도핑된 p-GaN일 수 있다. 제2 반도체층(320)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.10㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도면에서는 제1 반도체층(310)과 제2 반도체층(320)이 하나의 층으로 구성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에 따르면 활성층(330)의 물질에 따라 제1 반도체층(310)과 제2 반도체층(320)은 더 많은 수의 층, 예컨대 클래드층(clad layer) 또는 TSBR(Tensile strain barrier reducing)층을 더 포함할 수도 있다. 이에 대한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
활성층(33)은 제1 반도체층(310)과 제2 반도체층(320) 사이에 배치된다. 활성층(330)은 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성층(330)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함하는 경우, 양자층(Quantum layer)과 우물층(Well layer)이 서로 교번적으로 복수개 적층된 구조일 수도 있다. 활성층(330)은 제1 반도체층(310) 및 제2 반도체층(320)을 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성층(330)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlGaInN 등의 물질을 포함할 수 있다. 특히, 활성층(330)이 다중 양자 우물 구조로 양자층과 우물층이 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlGaInN, 우물층은 GaN 또는 AlInN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 활성층(330)은 양자층으로 AlGaInN를, 우물층으로 AlInN를 포함하여 상술한 바와 같이, 활성층(330)은 중심 파장대역이 450nm 내지 495nm의 범위를 갖는 청색(Blue)광을 방출할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성층(330)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류의 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다. 활성층(330)이 방출하는 광은 청색 파장대의 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 적색, 녹색 파장대의 광을 방출할 수도 있다. 활성층(330)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.10㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 활성층(330)에서 방출되는 광은 발광 소자(300)의 길이방향 외부면뿐만 아니라, 양 측면으로 방출될 수 있다. 활성층(330)에서 방출되는 광은 하나의 방향으로 방향성이 제한되지 않는다.
전극층(370)은 오믹(Ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다. 발광 소자(300)는 적어도 하나의 전극층(370)을 포함할 수 있다. 도 33에서는 발광 소자(300)가 하나의 전극층(370)을 포함하는 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서 발광 소자(300)는 더 많은 수의 전극층(370)을 포함하거나, 생략될 수도 있다.
전극층(370)은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 발광 소자(300)가 전극 또는 접촉 전극과 전기적으로 연결될 때, 발광 소자(300)와 전극 또는 접촉 전극 사이의 저항을 감소시킬 수 있다. 전극층(370)은 전도성이 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극층(370)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au), 은(Ag), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한 전극층(370)은 n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 물질을 포함할 수도 있다. 전극층(370)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연막(380)은 상술한 복수의 반도체층 및 전극층들의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 예시적인 실시예에서, 절연막(380)은 적어도 활성층(330)의 외면을 둘러싸도록 배치되고, 발광 소자(300)가 연장된 일 방향으로 연장될 수 있다. 절연막(380)은 상기 부재들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 절연막(380)은 상기 부재들의 측면부를 둘러싸도록 형성되되, 발광 소자(300)의 길이방향의 양 단부는 노출되도록 형성될 수 있다.
도면에서는 절연막(380)이 발광 소자(300)의 길이 방향으로 연장되어 제1 반도체층(310)으로부터 전극층(370)의 측면까지 커버하도록 형성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 절연막(380)은 활성층(330)을 포함하여 일부의 반도체층의 외면만을 커버하거나, 전극층(370) 외면의 일부만 커버하여 각 전극층(370)의 외면이 부분적으로 노출될 수도 있다. 또한, 절연막(380)은 발광 소자(300)의 적어도 일 단부와 인접한 영역에서 단면상 상면이 라운드지게 형성될 수도 있다.
절연막(380)의 두께는 10nm 내지 1.0㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 절연막(380)의 두께는 40nm 내외일 수 있다.
절연막(380)은 절연특성을 가진 물질들, 예를 들어, 실리콘 산화물(Silicon oxide, SiOx), 실리콘 질화물(Silicon nitride, SiNx), 산질화 실리콘(SiOxNy), 질화알루미늄(Aluminum nitride, AlN), 산화알루미늄(Aluminum oxide, Al2O3) 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 활성층(330)이 발광 소자(300)에 전기 신호가 전달되는 전극과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연막(380)은 활성층(330)을 포함하여 발광 소자(300)의 외면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 절연막(380)은 외면이 표면처리될 수 있다. 발광 소자(300)는 표시 장치의 제조 시, 소정의 잉크 내에서 분산된 상태로 전극 상에 분사되어 정렬될 수 있다. 여기서, 발광 소자(300)가 잉크 내에서 인접한 다른 발광 소자(300)와 응집되지 않고 분산된 상태를 유지하기 위해, 절연막(380)은 표면이 소수성 또는 친수성 처리될 수 있다.
발광 소자(300)는 길이(h)가 1㎛ 내지 10㎛ 또는 2㎛ 내지 6㎛의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 3㎛ 내지 5㎛의 길이를 가질 수 있다. 또한, 발광 소자(300)의 직경은 30nm 내지 700nm의 범위를 갖고, 발광 소자(300)의 종횡비(Aspect ratio)는 1.2 내지 100일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 장치에 포함되는 복수의 발광 소자(300)들은 활성층(330)의 조성 차이에 따라 서로 다른 직경을 가질 수도 있다. 바람직하게는 발광 소자(300)의 직경은 500nm 내외의 범위를 가질 수 있다.
발광 소자(300)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 발광 소자(300)는 나노 로드, 나노 와이어, 나노 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 발광 소자(300)는 원통형 또는 로드형(rod)일 수 있다. 다만, 발광 소자(300)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체, 직육면체, 육각기둥형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
한편, 발광 소자(300)의 구조는 도 24에 도시된 바에 제한되지 않고, 다른 구조를 가질 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
30; 잉크
31: 쌍극성 소자
32: 용매
710: 스테이지
800: 잉크젯 헤드
900: 프로브 장치
1000: 잉크젯 프린팅 장치

Claims (20)

  1. 프레임;
    상기 프레임에 설치된 잉크젯 헤드;
    상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 일측에 배치되며, 제1 전압을 제공하는 제1 프로브; 및
    상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 타측에 배치되며, 제2 전압을 제공하는 제2 프로브를 포함하는 잉크젯 프린트 장치. .
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 제1 극성을 갖고, 상기 제2 전압은 상기 제1 극성과 반대인 제2 극성을 갖는 잉크젯 프린트 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 생성하는 전계생성설비를 더 포함하며, 상기 프레임은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 각각 상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브에 제공하는 배선을 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 각각 회전가능한 롤러 형상을 갖는 잉크젯 프린트 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 하부에 배치된 스테이지를 더 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 스테이지를 제1 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부를 더 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 프로브 및 상기 제2 프로브는 각각 회전이 가능하되, 상기 제1 프로브의 회전축 및 상기 제2 프로브의 회전축의 연장 방향은 서로 평행하며, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향인 잉크젯 프린트 장치.
  8. 스테이지; 및
    상기 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛을 포함하되,
    상기 프린트 헤드 유닛은,
    프레임;
    상기 프레임에 설치된 복수의 잉크젯 헤드;
    상기 프레임에 설치된 복수의 제1 프로브 부재로서, 각각 상기 각 잉크젯 헤드의 일측에 배치되며, 제1 전압을 제공하는 복수의 제1 프로브 부재; 및
    상기 프레임에 설치된 복수의 제2 프로브 부재으로서, 각각 상기 각 잉크젯 헤드의 타측에 배치되며, 제2 전압을 제공하는 복수의 제2 프로브 부재를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 프로브 부재는 회전가능한 롤러 형상을 갖는 적어도 하나의 제1 프로브를 포함하고, 상기 제2 프로브 부재는 회전가능한 롤러 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 프로브를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 프로브의 회전축의 연장 방향과 상기 제2 프로브의 회전축의 연장 방향은 제1 방향으로 서로 평행한 잉크젯 프린트 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 스테이지를 제2 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부를 더 포함하되, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 서로 수직한 잉크젯 프린트 장치.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 프로브 부재는,
    회전가능한 적어도 하나의 제1 프로브 구동부, 및
    상기 제1 프로브 구동부의 회전 방향을 따라 이동하는 적어도 하나의 제1 프로브를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 프로브는 핀 형상을 갖는 잉크젯 프린트 장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 노즐을 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  15. 제1 방향으로 연장된 전극 패드가 형성된 대상 기판 상부에 전계를 생성하며, 쌍극자를 포함하는 잉크를 상기 전계가 생성된 영역에 분사하는 단계; 및
    상기 대상 기판 상에 상기 쌍극자를 안착시키는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 전계는 회전가능한 프로브가 상기 전극 패드와 접촉하여 생성하되, 상기 프로브의 회전축의 연장 방향은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향과 평행한 쌍극자 정렬 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 대상 기판은 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 쌍극자를 안착시키는 단계를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 상기 쌍극자를 안착되는 단계인 쌍극자 정렬 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 전계를 생성하며 잉크를 분사하는 단계는 상기 쌍극자가 상기 전계에 의해 배향 방향이 정렬되는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 대상 기판 상에 상기 전계를 생성하며 상기 잉크를 분사하는 단계는 잉크젯 프린트 장치를 이용하여 진행되는 쌍극자 정렬 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린트 장치는,
    프레임,
    상기 프레임에 설치된 잉크젯 헤드,
    상기 잉크젯 헤드의 일측에 배치되며, 제1 전압을 제공하는 제1 프로브; 및
    상기 프레임에 설치되고, 상기 잉크젯 헤드의 타측에 배치되며, 제2 전압을 제공하는 제2 프로브를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102630588B1 (ko) * 2018-09-21 2024-01-31 삼성디스플레이 주식회사 발광 표시 장치의 제조 장치 및 제조 방법

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2678549B1 (fr) 1991-07-05 1993-09-17 Imaje Procede et dispositif d'impression haute-resolution dans une imprimante a jet d'encre continu.
JPH06278309A (ja) * 1993-03-29 1994-10-04 Olympus Optical Co Ltd イオンプリンタ
US5975680A (en) * 1998-02-05 1999-11-02 Eastman Kodak Company Producing a non-emissive display having a plurality of pixels
JP4631161B2 (ja) 2000-12-19 2011-02-16 リコープリンティングシステムズ株式会社 インクジェット記録装置
CN1206104C (zh) * 2001-11-22 2005-06-15 财团法人工业技术研究院 喷墨打印头晶片的驱动晶体管结构及其制造方法
JP2003191449A (ja) * 2001-12-25 2003-07-08 Konica Corp プリンタ
KR100703159B1 (ko) * 2005-12-29 2007-04-06 삼성전자주식회사 잉크젯 장치와 잉크젯 방법
KR20070073158A (ko) 2006-01-04 2007-07-10 삼성전자주식회사 잉크젯 프린팅 시스템 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법
KR20070080432A (ko) * 2006-02-07 2007-08-10 삼성전자주식회사 잉크젯 장치와 이의 제어방법
CN100577866C (zh) 2007-02-27 2010-01-06 中微半导体设备(上海)有限公司 应用于等离子体反应室中的气体喷头组件、其制造方法及其翻新再利用的方法
WO2009032459A1 (en) * 2007-08-02 2009-03-12 Ehd Technology Group, Inc. Apparatus using electrosprayed fluids for cleaning surfaces with reduced residual contaminants, and method related thereto
JP2010036548A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Ricoh Printing Systems Ltd インクジェット装置
US8272346B2 (en) * 2009-04-10 2012-09-25 Lam Research Corporation Gasket with positioning feature for clamped monolithic showerhead electrode
CN202186127U (zh) * 2011-08-25 2012-04-11 福州华映视讯有限公司 喷墨装置及其喷墨头
US9773761B2 (en) 2013-07-09 2017-09-26 Psi Co., Ltd Ultra-small LED electrode assembly and method for manufacturing same
CN106457825B (zh) * 2014-03-31 2018-12-14 录象射流技术公司 二元阵列喷墨打印头
KR101482951B1 (ko) * 2014-04-25 2015-01-15 연세대학교 산학협력단 나노입자 생성 및 프린팅 장치 및 이를 이용한 나노입자 프린팅 방법
KR102701861B1 (ko) 2016-11-15 2024-09-04 삼성디스플레이 주식회사 발광장치 및 그의 제조방법
KR102037910B1 (ko) * 2017-03-27 2019-10-30 세메스 주식회사 코팅 장치 및 코팅 방법
CN107623083B (zh) * 2017-08-31 2019-09-24 上海天马微电子有限公司 阵列基板、有机电致发光显示面板及喷墨打印方法

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