KR20220128520A - 잉크젯 프린팅 장치 - Google Patents

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KR20220128520A
KR20220128520A KR1020210032070A KR20210032070A KR20220128520A KR 20220128520 A KR20220128520 A KR 20220128520A KR 1020210032070 A KR1020210032070 A KR 1020210032070A KR 20210032070 A KR20210032070 A KR 20210032070A KR 20220128520 A KR20220128520 A KR 20220128520A
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이민우
조영근
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

잉크젯 프린팅 장치는 제1 방향으로 이동하는 스테이지; 상기 스테이지 상에 잉크를 분사하는 잉크젯 장치; 및 상기 스테이지 상에 분사된 상기 잉크를 건조시키는 건조 장치를 포함하고, 상기 건조 장치는 상기 스테이지 상에 전계를 생성하는 전계 생성 장치를 포함한다.

Description

잉크젯 프린팅 장치{Inkjet printing apparatus}
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치에 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 프로브 패드의 미스 프로빙(Miss probing)을 개선할 수 있는 잉크젯 프린팅 장치를 제공하는 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 프린팅 장치는 제1 방향으로 이동하는 스테이지; 상기 스테이지 상에 잉크를 분사하는 잉크젯 장치; 및 상기 스테이지 상에 분사된 상기 잉크를 건조시키는 건조 장치를 포함하고, 상기 건조 장치는 상기 스테이지 상에 전계를 생성하는 전계 생성 장치를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 제1 방향으로 이동하는 스테이지; 상기 스테이지 상에 잉크를 분사하는 잉크젯 장치; 상기 스테이지 상에 광을 조사하는 광 조사 장치; 및 상기 스테이지 상에 분사된 상기 잉크를 건조시키는 건조 장치를 포함하며, 상기 잉크젯 장치, 상기 광 조사 장치 및 상기 건조 장치는 상기 제1 방향을 따라 일렬로 배치되고, 상기 건조 장치는 상기 스테이지 상에 전계를 생성하는 전계 생성 장치를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
실시예들에 의하면, 프로브 패드의 미스 프로빙(Miss probing)을 개선할 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 프린팅 장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 장치, 및 광 조사 장치의 배치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 건조 장치, 및 검사 장치의 배치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 잉크젯 장치, 및 광 조사 장치를 나타내는 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 잉크젯 장치에서 잉크를 토출하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 잉크젯 장치에서 토출된 잉크를 나타내는 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 건조장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 건조장치를 나타낸 상면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전계 생성 장치의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소를 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11의 IIIa-IIIa'선, IIIb-IIIb'선 및 IIIc-IIIc'선을 따라 자른 단면도이다.
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. 이와 마찬가지로, "하(Below)", "좌(Left)" 및 "우(Right)"로 지칭되는 것들은 다른 소자와 바로 인접하게 개재된 경우 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소재를 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 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 장치, 전계 생성 장치와 광 조사 장치의 배치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 건조 장치와 검사 장치의 배치를 나타내는 사시도이다.
도 1은 잉크젯 프린팅 장치(1000)에 포함된 각 구성들의 배치를 개략적으로 도시하고, 도 2는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 잉크젯 장치(300)와 광 조사 장치(500; 510, 520)를, 도 3은 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 건조 장치(800)와 검사 장치(900)를 도시하고 있다. 도 1은 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 상부에서 바라본 것을 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 스테이지(STA), 잉크젯 장치(300), 복수의 광 조사 장치(500), 및 건조 장치(800)를 포함한다. 또한 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 검사 장치(900)를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에서는 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)이 정의되어 있다. 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 동일 면 상에 위치하며 서로 직교하는 방향이고, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)에 각각 수직한 방향이다. 제1 방향(DR1)은 도면 상 가로 방향을 의미하고, 제2 방향(DR2)은 도면 상 세로 방향을 의미하며, 제3 방향(DR3)은 도면 상 상부 및 하부 방향을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크젯 헤드(330)를 이용하여 잉크를 스테이지(STA), 또는 스테이지(STA) 상에 배치된 대상 기판(SUB)에 분사할 수 있다.
스테이지(STA)가 광 조사 장치(500) 및 건조 장치(800)를 거쳐 이동하면서 쌍극성 소자는 대상 기판(SUB) 상에 프린팅될 수 있다. 본 명세서에서, 쌍극성 소자의 '프린팅(printing)'은 잉크젯 프린팅 장치(1000)에서 쌍극성 소자를 일정 대상에 토출, 또는 분사하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 쌍극성 소자를 프린팅하는 것은 잉크젯 장치(300)를 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 쌍극성 소자를 분사하는 것에 더하여, 상기 쌍극성 소자 또는 잉크가 대상 기판(SUB)에 안착하는 것을 의미할 수 있다. 이하에서는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구성들과 이를 이용하여 쌍극성 소자를 프린팅하는 공정을 예시하여 설명하기로 한다.
쌍극성 소자를 대상 기판(SUB) 상에 프린팅 하기 위해, 쌍극성 소자를 포함하는 잉크를 분사하는 잉크젯 장치(300)와, 광 조사 장치(500) 및 대상 기판(SUB) 상에 쌍극성 소자를 안착시키고 쌍극성 소자를 정렬하는 건조 장치(800)를 이용한 공정이 수행된다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 대상 기판(SUB)이 잉크젯 장치(300), 광 조사 장치(500) 및 건조 장치(800)를 거쳐 이동하면서 쌍극성 소자를 프린팅하는 공정이 연속적으로 수행될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 서로 다른 공정들이 연속적으로 수행될 수 있도록 복수의 장치들이 일 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크젯 장치(300), 광 조사 장치(500) 및 건조 장치(800)가 스테이지(STA)가 이동하는 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 잉크젯 장치, 및 광 조사 장치를 나타내는 평면도이다. 도 4에서는 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 스테이지(STA), 잉크젯 장치(300), 광 조사 장치(500)의 배치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3에 더하여 도 4를 참조하면, 스테이지(STA)는 대상 기판(SUB)이 배치되는 영역을 제공할 수 있다. 스테이지(STA)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 일 예로, 스테이지(STA)는 양 변이 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장된 사각형의 형상을 가질 수 있다. 스테이지(STA)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 장변과 제2 방향(DR2)으로 연장된 단변을 포함할 수 있다. 다만, 스테이지(STA)의 전반적인 평면 형상은 대상 기판(SUB)의 평면상 형상에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 대상 기판(SUB)이 평면상 직사각형일 경우, 도면에 도시된 바와 같이 스테이지(STA)의 형상은 직사각형일 수 있고, 대상 기판(SUB)이 원형의 평면을 갖는 경우, 스테이지(STA)도 평면상 형상이 원형일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 스테이지(STA)의 형상과 대상 기판(SUB)의 형상은 서로 다를 수도 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 제2 방향(DR2)으로 연장된 복수의 제1 레일(RL1)을 포함하고, 스테이지(STA)는 복수의 제1 레일(RL1) 상에 배치된다. 제1 레일(RL1)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 배치될 수 있다.
스테이지(STA)는 제1 레일(RL1) 상에서 이동부재(미도시)를 통해 제2 방향(DR2)으로 이동할 수 있다. 스테이지(STA)는 그 상부에 대상 기판(SUB)이 배치되면, 제1 레일(RL1)을 따라 제2 방향(DR2)으로 왕복할 수 있고, 대상 기판(SUB) 상에는 입자들이 프린팅될 수 있다.
스테이지(STA) 상에는 복수의 얼라이너(AL)가 배치될 수 있다. 얼라이너(AL)는 스테이지(STA)의 각 변 상에 배치되며, 복수의 얼라이너(AL)들이 둘러싸는 영역은 대상 기판(SUB)이 배치되는 영역일 수 있다. 도면에서는 스테이지(STA)의 각 변 상에 2개의 얼라이너(AL)가 이격되어 배치되고, 스테이지(STA) 상에는 총 8개의 얼라이너(AL)들이 배치된 것이 도시되어 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 얼라이너(AL)의 수와 배치 등은 대상 기판(SUB)의 형상 또는 종류에 따라 달라질 수 있다. 또한, 경우에 따라 얼라이너(AL)들은 생략될 수 있다.
대상 기판(SUB)은 스테이지(STA) 상에 준비될 수 있다. 대상 기판(SUB)은 잉크젯 프린팅 장치(1000)가 프린팅하는 입자가 안착되는 대상 공간을 제공할 수 있다. 후술할 바와 같이, 대상 기판(SUB) 상에는 특정 부재들이 배치될 수 있고, 상기 입자는 상기 부재들 상에 안착, 또는 프린팅될 수 있다. 대상 기판(SUB)은 얼라이너(AL)와 함께 상기 입자가 프린팅되는 위치를 고려하여 스테이지(STA) 상에서 위치할 수 있다.
잉크젯 장치(300)는 복수의 잉크젯 헤드(도 5의 '330')를 포함하여 제1 프레임(FM1)에 배치될 수 있다. 잉크젯 장치(300)는 잉크 순환부(600)와 연결된 잉크젯 헤드(330)를 이용하여 대상 기판(SUB) 상에 잉크(도 5의 '90')를 분사할 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 복수의 프레임(FM1~FM5)들을 포함할 수 있다. 프레임(FM1~FM5)들은 제1 레일(RL1) 상부에 배치되며 쌍극성 소자(95)의 프린팅 공정이 수행되는 장치들이 배치될 수 있다.
제1 프레임(FM1)은 복수의 지지부(FM_C, FM_R)를 포함할 수 있다. 지지부(FM_C, FM_R)는 수평 방향인 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 지지부(FM_C) 및 제1 지지부(FM_C)와 연결되고 수직 방향인 제3 방향(DR3)으로 연장된 제2 지지부(FM_R)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(FM_C)의 연장 방향은 스테이지(STA)의 장변 방향인 제1 방향(DR1)과 동일할 수 있다. 잉크젯 장치(300)는 제1 지지부(FM_C) 상에 거치될 수 있다.
잉크젯 장치(300)는 제1 프레임(FM1)의 하부에서 통과하는 스테이지(STA)로부터 일정 간격 이격될 수 있다. 잉크젯 장치(300)가 스테이지(STA)와 이격된 간격은 제1 프레임(FM1)의 제2 지지부(FM_R)의 높이에 의해 조절될 수 있다. 잉크젯 장치(300)와 스테이지(STA)의 이격 거리는 스테이지(STA) 상에 대상 기판(SUB)이 배치되었을 때 잉크젯 장치(300)가 대상 기판(SUB)으로부터 어느 정도의 간격을 가져 프린팅 공정에 필요한 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 잉크젯 장치에서 잉크를 토출하는 것을 나타내는 단면도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 잉크젯 장치에서 토출된 잉크를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 잉크젯 장치(300)는 제1 베이스부(310) 및 제1 베이스부(310)의 저면에 배치된 복수의 잉크젯 헤드(330)를 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드(330)는 복수의 노즐(335)을 포함하고, 잉크 순환부(600)에서 제공된 잉크는 잉크젯 헤드(330)의 노즐(335)을 통해 토출될 수 있다.
복수의 잉크젯 헤드(330)는 일 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 하나의 열 또는 복수의 열로 배열될 수 있다. 도면에서는 잉크젯 헤드(330)들이 1열로 배열된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 잉크젯 헤드(330)들은 더 많은 수의 열로 배열될 수 있고, 서로 엇갈리게 배치되거나 서로 이웃하도록 배치될 수도 있다. 잉크젯 헤드(330)의 형상은 특별히 제한되지 않으나, 일 예로 잉크젯 헤드(330)는 사각형의 형상을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 잉크젯 헤드(330)는 적어도 하나, 예컨대 2개의 잉크젯 헤드(330)가 하나의 팩(pack)을 형성하여 서로 인접하게 배치될 수 있다. 다만, 하나의 팩에 포함되는 잉크젯 헤드(330)의 수는 이에 제한되지 않으며, 일 예로 하나의 팩에 포함되는 잉크젯 헤드(330)의 수는 1개 내지 5개일 수 있다. 또한, 도면에는 잉크젯 장치(300)에 배치된 잉크젯 헤드(330)를 5개만 도시하고 있으나, 이는 잉크젯 장치(300)를 개략적으로 도시하기 위한 것이며 잉크젯 헤드(330)의 수는 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 대상 기판(SUB)은 제1 방향(DR1)으로 측정된 폭이 잉크젯 장치(300)의 폭보다 클 수 있다. 이 경우, 잉크젯 장치(300)는 제1 방향(DR1)으로 이동하며 대상 기판(SUB) 상에 전면적으로 잉크(90)를 분사할 수 있다. 또한, 스테이지(STA) 상에 복수 개의 대상 기판(SUB)이 제공되는 경우 잉크젯 장치(300)는 제1 방향(DR1)으로 이동하면서 복수 개의 대상 기판(SUB) 상에 잉크(90)를 각각 분사할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않고, 잉크젯 장치(300)는 제1 레일(RL1)과 제2 레일(RL2)의 외측에 위치하다가 제1 방향(DR1)으로 이동하여 대상 기판(SUB) 상부에 잉크(90)를 분사할 수 있다. 잉크젯 장치(300)는 스테이지(STA)가 제2 방향(DR2)으로 이동하여 제1 프레임(FM1)의 하부에 위치하게 되면, 제1 레일(RL1)들 사이로 이동하여 잉크젯 헤드(330)를 통해 잉크(90)를 분사할 수 있다. 이러한 잉크젯 헤드(330)의 동작은 이에 제한되지 않으며, 유사한 공정을 구현할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다.
잉크젯 장치(300)에 배치된 잉크젯 헤드(330)는 스테이지(STA) 상부에 배치되는 대상 기판(SUB) 상에 잉크(90)를 분사할 수 있다.
일 실시예에서, 잉크(90)는 용매(91)와 용매(91) 내에 포함된 복수의 쌍극성 소자(95)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 잉크(90)는 용액 또는 콜로이드(Colloid) 상태로 제공될 수 있다. 예컨대, 용매(91)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔, 프로필렌글리콜(Propylene glycol, PG) 또는 프로필렌글리콜메틸아세테이트(Propylene glycol methyl acetate, PGMA), 트리에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르(Triethylene glycol monobutyl ether, TGBE), 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르(Diethylene glycol monophenyl ether, DGPE), 아마이드계 용매, 디카보닐계 용매, 디에틸렌 글리콘 디벤조에이트(Diethylene glycol dibenzoate), 트리카보닐계 용매, 트리에틸 시트레이트(Triethly citrate), 프탈레이트계 용매, 벤질 뷰틸 프탈레이트(Benzyl butyl phthalate), 비스(2-에틸헥실) 프탈레이트(Bis(2-ethlyhexyl) phthalate), 비스(2-에틸헥실) 이소프탈레이트(Bis(2-ethylhexyl) isophthalate), 에틸프탈릴 에틸 글리콜레이트(Ethyl phthalyl ethyl glycolate) 등일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 복수의 쌍극성 소자(95)는 용매(91) 내에 분산된 상태로 포함되어 잉크젯 장치(300)에 공급되어 토출될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크 순환부(600)를 더 포함할 수 있다. 잉크 순환부(600)는 잉크(90)를 잉크젯 장치(300)에 공급할 수 있고, 잉크젯 헤드(330)는 공급받은 잉크(90)를 토출할 수 있다. 잉크(90)는 잉크 순환부(600)와 잉크젯 헤드(330)를 순환하며 잉크젯 헤드(330)로 공급된 잉크(90) 중 일부는 잉크젯 헤드(330)에서 토출되고, 잔부는 다시 잉크 순환부(600)로 공급될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 잉크 순환부(600)는 복수의 잉크 저장부, 압력 펌프, 컴프레셔 및 플로우미터를 포함할 수 있다. 잉크 순환부(600)는 잉크 저장부가 잉크젯 헤드(330)와 연결되고, 이들은 하나의 잉크 순환 시스템을 형성할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
잉크 순환부(600)는 제1 연결관(IL1) 및 제2 연결관(IL2)을 통해 잉크젯 헤드(330)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 잉크 순환부(600)는 제1 연결관(IL1)을 통해 잉크젯 헤드(330)에 잉크(90)를 공급할 수 있고, 공급되는 잉크(90)의 유량은 제1 밸브(VA1)를 통해 조절될 수 있다. 또한, 잉크 순환부(600)는 제2 연결관(IL2)을 통해 잉크젯 헤드(330)로부터 토출되고 남은 잉크(90)의 잔부가 공급될 수 있다. 제2 연결관(IL2)을 통해 잉크 순환부(600)에 공급되는 잉크(90)의 유량은 제2 밸브(VA2)를 통해 조절될 수 있다. 잉크(90)가 잉크 순환부(600)를 통해 순환됨에 따라 잉크젯 헤드(330)에서 토출된 잉크(90) 내에 포함된 쌍극성 소자(95) 수의 편차가 최소화될 수 있다.
잉크 순환부(600)는 제1 프레임(FM1)에 거치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 잉크 순환부(600)는 잉크젯 프린팅 장치(1000)에 구비되되, 그 위치 또는 형태는 특별히 제한되지 않는다. 예컨대 잉크 순환부(600)는 별도의 장치를 통해 배치될 수 있으며 잉크젯 헤드(330)와 연결된다면 그 범위 내에서 다양한 배치가 가능하다.
잉크젯 헤드(330)는 내부관(331) 및 복수의 노즐(335)을 포함하여 노즐(335)을 통해 잉크(90)를 토출할 수 있다. 노즐(335)로부터 토출된 잉크(90)는 스테이지(STA) 상에 제공된 대상 기판(SUB)에 분사될 수 있다. 노즐(335)은 잉크젯 헤드(330)의 저면에 위치하고, 잉크젯 헤드(330)가 연장된 일 방향을 따라 배열될 수 있다.
내부관(331)은 제1 베이스부(310)의 내부 유로와 연결되고, 잉크 순환부(600)로부터 잉크(90)가 공급될 수 있다. 내부관(331)은 잉크 순환부(600)와 연결된 제1 연결관(IL1)을 통해 잉크(90)가 공급되고, 노즐(335)에서 토출되고 남은 잉크(90)는 제2 연결관(IL2)을 통해 잉크 순환부(600)로 공급될 수 있다. 내부관(331)은 잉크젯 헤드(330)의 연장 방향을 따라 형성될 수 있다. 잉크젯 장치(300)를 통해 공급된 잉크(90)는 내부관(331)을 통해 흐르다가 잉크젯 헤드(330)의 노즐(335)을 통해 토출될 수 있다.
복수의 노즐(335)은 잉크젯 헤드(330)의 하면에 위치할 수 있다. 복수의 노즐(335)은 서로 이격되어 잉크젯 헤드(330)의 연장 방향을 따라 배열되고, 내부관(331)과 연결되어 잉크(90)를 토출할 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 복수의 노즐(335)은 1열 또는 복수열로 배열될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 잉크젯 헤드(330)에 포함된 노즐(335)의 수는 128개 내지 1800개일 수 있다. 노즐(335)을 통한 잉크(90)의 분사량은 각 노즐(335)에 인가되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 각 노즐(335)에서 1회 토출되는 잉크(90)의 양은 1 내지 50 pl(Pico-litter)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
노즐(335)을 통해 토출되는 잉크(90)는 용매(91) 및 용매(91)에 분산된 쌍극성 소자(95)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 쌍극성 소자(95)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 쌍극성 소자(95)는 잉크(90) 내에서 무작위로 분산되어 내부관(331)을 따라 흐르다가 노즐(335)로 공급될 수 있다. 쌍극성 소자(95)는 일 방향으로 연장된 형상을 가짐에 따라, 장축이 향하는 방향인 배향 방향을 가질 수 있다. 또한, 쌍극성 소자(95)는 제1 극성을 갖는 제1 단부와 제2 극성을 갖는 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부 및 제2 단부는 쌍극성 소자(95)의 장축 방향의 양 단부일 수 있다. 일 방향으로 연장된 쌍극성 소자(95)는 제1 단부가 향하는 방향을 기준으로 배향 방향이 정의될 수 있다. 잉크젯 헤드(330)의 내부관(331) 및 노즐(335) 내에 흐르는 쌍극성 소자(95)들은 배향 방향이 일정하지 않고 무작위의 방향으로 분산될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쌍극성 소자(95)들은 특정 배향 방향을 가진 상태로 내부관(331) 및 노즐(335) 내에서 흐를 수 있다.
잉크젯 헤드(330)에서 토출된 잉크(90)는 대상 기판(SUB) 상에 분사된다. 쌍극성 소자(95)들은 특정 배향 방향을 갖고 대상 기판(SUB) 상에 분사된 후, 전계 생성 장치(820, 830)가 생성하는 전계에 의해 일정한 배향 방향을 갖고 대상 기판(SUB) 상에서 배열될 수 있다. 즉, 쌍극성 소자(95)들은 상기 전계에 의해 대상 기판(SUB) 상에서 일 방향으로 정렬될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 적어도 하나의 광 조사 장치(500; 510, 520)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 조사 장치(500)는 잉크젯 장치(300)와 같이 제1 프레임(FM1)에 배치된 제1 광 조사 장치(510)에 더하여 제2 프레임(FM2)과 제3 프레임(FM3) 사이에 배치된 제2 광 조사 장치(520)를 포함할 수 있다.
각 프레임(FM2~FM4, FM5)들은 제1 프레임(FM1)과 동일하게 제1 지지부(FM_C)와 제2 지지부(FM_R)를 포함하여 각각 필요한 장치들이 배치될 수 있다. 각 프레임(FM2~FM4, FM5)의 형상 및 배치에 관한 설명은 제1 프레임(FM1)을 예시하여 상술한 바와 실질적으로 동일한 바, 이하 자세한 설명은 생략하기로 한다.
각 광 조사 장치(500; 510, 520)는 제2 베이스부 및 광 조사 유닛을 포함한다.
상기 제2 베이스부는 잉크젯 장치(300)의 제1 베이스부(310)와 유사하게 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 베이스부는 스테이지(STA) 또는 대상 기판(SUB)의 장변, 예를 들어 제1 방향(DR1)으로 연장된 변에 대응하여 제1 방향(DR1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
상기 광 조사 유닛은 상기 제2 베이스부에 배치될 수 있다. 상기 광 조사 유닛은 스테이지(STA)에 배치되는 대상 기판(SUB)의 상부에 광을 조사할 수 있다. 상기 광 조사 유닛이 상기 제2 베이스부에 배치되는 방식은 특별히 제한되지 않는다.
상기 광 조사 유닛의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 몇몇 실시예에서, 상기 광 조사 유닛은 수은 광, Fe계 금속 할라이드 계열, Ga계 금속 할라이드 계열, 반도체 발광 소자 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 제1 광 조사 장치(510)는 잉크젯 장치(300)와 함께 제1 프레임(FM1)에 거치되고, 쌍극성 소자(95)의 프린팅 공정 중 잉크(90)를 분사하는 공정과 동시에 광을 조사할 수 있다.
스테이지(STA)가 잉크젯 장치(300)를 통과하면 대상 기판(SUB) 중 일부 영역에는 제1 프레임(FM1)에 거치된 제1 광 조사 장치(510)에서 방출된 광이 조사될 수 있다. 제1 광 조사 장치(510)는 스테이지(STA)가 이동하는 동안 일정한 영역에만 광을 조사하기 때문에, 제1 광 조사 장치(510)에서 수행되는 1차 광 조사 공정은 스테이지(STA)의 이동에 따른 스캔(Scan) 방식으로 수행될 수 있다.
제1 광 조사 장치(510)는 잉크젯 장치(300)와 함께 제1 프레임(FM1)에 거치되므로, 제1 광 조사 장치(510)에서 광이 조사되는 면적이 작을 수 있고, 대상 기판(SUB) 상에 충분한 광이 조사되지 않을 수도 있다. 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 제1 광 조사 장치(510)보다 더 큰 면적에 광을 조사할 수 있는 제2 광 조사 장치(520)를 더 포함하고, 쌍극성 소자(95)의 프린팅 공정에서 1차에 이은 2차 광 조사 공정이 수행될 수 있다.
제2 광 조사 장치(520)의 상기 제2 베이스부는 제2 프레임(FM2) 및 제3 프레임(FM3)에 거치될 수 있다. 제1 프레임(FM1)을 통과한 스테이지(STA)는 이어서 제2 프레임(FM2)과 제3 프레임(FM3)을 지나면서 제2 광 조사 장치(520)의 하부를 통과할 수 있다. 제2 광 조사 장치(520)의 상기 광 조사 유닛은 대상 기판(SUB) 전체를 커버할 수 있도록 제1 광 조사 장치(510)의 상기 광 조사 유닛보다 더 큰 면적을 가질 수 있다. 제2 광 조사 장치(520)의 경우에도 스테이지(STA)가 이를 통과하면서 대상 기판(SUB) 상에 광을 조사하지만, 제1 광 조사 장치(510)보다 더 큰 면적을 가짐에 따라 대상 기판(SUB) 상에 광이 조사되는 시간이 더 길 수 있다. 제2 광 조사 장치(520)는 대상 기판(SUB)보다 더 큰 면적을 가질 수 있어 2차 광 조사 공정에서 대상 기판(SUB)에는 전면적으로 광이 조사될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 건조장치를 나타낸 단면도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 건조장치를 나타낸 상면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 건조 장치(800)는 스테이지(STA) 상에 분사된 잉크를 건조시키는 역할을 할 수 있다. 한편, 건조 장치(800)는 스테이지(STA) 상에 전계를 생성하는 전계 생성 장치(820, 830)를 더 포함할 수 있다.
상기 전계 생성 장치(820, 830)는 상기 건조 장치(800) 내에 위치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 스테이지(STA)는 제1 레일(RL1)을 통해 제2 방향(DR2)으로 이동하는 반면, 상기 전계 생성 장치(820, 830)는 상기 제2 방향(DR2)을 따라 이동하지 않을 수 있다. 즉, 전계 생성 장치(820, 830)는 건조 장치(800) 내에 고정되어 배치될 수 있다. 이하에서, 전계 생성 장치(820, 830)의 배치 방식에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
상기 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 상기 건조 장치(800)의 외부에 위치한 건조장치외부프레임(FM4)을 더 포함할 수 있다. 상기 전계 생성 장치(820, 830)는 상기 건조장치외부프레임(FM4)에 연결될 수 있다. 건조장치외부프레임(FM4)은 복수의 지지부(FM4b, FM4a)를 포함할 수 있다. 지지부(FM4b, FM4a)는 수평 방향인 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 지지부(FM4b) 및 제1 지지부(FM4b)와 연결되고 수직 방향인 제3 방향(DR3)으로 연장된 제2 지지부(FM4a)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(FM4b)의 연장 방향은 스테이지(STA)의 장변 방향인 제1 방향(DR1)과 동일할 수 있다. 전계 생성 장치(820, 830)는 제2 지지부(FM4a) 상에 연결될 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 상기 전계 생성 장치(820, 830)는 상기 건조장치외부프레임(FM4)에 고정되어 상기 제1 방향(DR1)을 따라 이동하지 않을 수 있다.
한편, 상기 건조 장치(800)는 상기 스테이지(STA)의 하부에 배치된 히팅플레이트(840)를 더 포함할 수 있다. 상기 히팅플레이트(840)는 상기 스테이지(STA) 상에 열을 조사할 수 있다. 히팅플레이트(840)는 스테이지(STA)의 하면으로부터 열을 조사하여, 대상 기판(SUB)까지 상기 열을 전달할 수 있다.
본 명세서에서 건조 장치(800)의 일 예로 히팅플레이트(840)를 포함하여 열을 통한 용매(91) 건조 장치를 예시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 건조 장치(800)는 잉크(90)의 용매(91)를 건조하기 위한 장치로써 다양한 유닛들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 건조 장치(800)는 적외선(Infrared)을 조사하는 IR 조사 유닛을 포함할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 건조 장치(800)는 상기 히팅플레이트(840)의 외부에 위치한 건조 챔버(810)를 더 포함할 수 있다.
상기 건조 챔버(810)는 상기 건조장치외부프레임(FM4)에 연결될 수 있다.
상기 건조 챔버(810)는 상기 건조장치외부프레임(FM4)과 고정샤프트(850)를 통해 연결될 수 있다. 건조 챔버(810)의 내부는 진공 수준으로 유지될 수 있다. 고정샤프트(850)는 용수철 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 건조 챔버(810)는 상기 히팅플레이트(840)의 하부에 위치한 제1 건조 챔버(811), 및 상기 히팅플레이트(840)의 상부에 위치한 제2 건조 챔버(815)를 포함할 수 있다.
상기 전계 생성 장치(820, 830))는 상기 제1 건조 챔버(811), 및 상기 제2 건조 챔버(815) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 전계 생성 장치(820)는 상기 건조장치외부프레임(FM4)에 연결되고 상기 건조 챔버(810) 내로 연장된 전계연결부(821), 상기 전계연결부(821)와 연결되고 상기 스테이지(STA) 상에 배치된 프로브 지그(823), 및 상기 프로브 지그(823)의 하면에 배치된 프로브 패드(825)를 포함할 수 있다.
상기 제2 전계 생성 장치(830)는 상기 건조장치외부프레임(FM4)에 연결되고 상기 건조 챔버(810) 내로 연장된 전계연결부(831), 상기 전계연결부(831)와 연결되고 상기 스테이지(STA) 상에 배치된 프로브 지그(833), 및 상기 프로브 지그(833)의 하면에 배치된 프로브 패드(835)를 포함할 수 있다.
스테이지(STA)는 건조 장치(800)의 하부에서 일정 시간 정지한 상태로 건조 공정이 수행될 수도 있다.
대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(90)는 일 방향으로 배향된 쌍극성 소자(95)들에 더하여 이들이 분산된 용매(91)를 포함한다. 건조 장치(800)는 잉크(90)의 용매(91)를 제거할 수 있고, 쌍극성 소자(95)는 대상 기판(SUB) 상에서 위치가 고정되도록 안착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 용매(91)가 제거될 때 쌍극성 소자(95)의 배향 방향 및 위치가 변하는 것을 방지하기 위해, 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 건조 장치(800)는 상술한 전계 생성 장치(820, 830)를 더 포함하여, 대상 기판(SUB) 상에 전계(EL)를 생성한 상태에서 용매(91)의 건조 공정이 수행될 수 있다.
전계 생성 장치(820, 830)는 스테이지(STA) 상에 배치된 대상 기판(SUB) 상에 전계를 생성하기 위해 대상 기판(SUB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전계 생성 장치(820, 830)와 대상 기판(SUB)이 전기적으로 연결되면, 전계 생성 장치(820, 830)에서 인가된 전기 신호에 의해 대상 기판(SUB) 상에 전계가 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 전계 생성 장치(820, 830)는 스테이지(STA)의 일 측에 배치된 제1 전계 생성 장치(820) 및 타 측에 배치된 제2 전계 생성 장치(830)를 포함할 수 있다. 제1 전계 생성 장치(820)와 제2 전계 생성 장치(830)는 각각 건조장치외부프레임(FM4)에 체결되고, 스테이지(STA)의 일 측과 타 측에서 각각 대상 기판(SUB)과 전기적으로 연결될 수 있고, 대상 기판(SUB)의 면적이 크더라도 위치에 무관하게 균일한 세기의 전계를 생성할 수 있다.
제1 전계 생성 장치(820)와 제2 전계 생성 장치(830)는 각각 개별적으로 구동하거나 서로 동시에 구동할 수도 있다.
전계 생성 장치(820, 830)는 프로브 지그(823, 833)가 이동하여 프로브 패드(825, 835)가 대상 기판(SUB)과 전기적으로 연결될 수 있다.
프로브 지그(823, 833)는 전계연결부(821, 831)과 연결되어 프로브 패드(825, 835)와 함께 이동할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 프로브 지그(823, 833)는 제1 방향(DR1)을 따라 이동하며, 프로브 패드(825, 835)는 프로브 지그(823, 833)와 함께 제1 방향(DR1)을 따라 이동할뿐만 아니라, 제3 방향(DR3)으로 이동할 수 있다.
즉, 프로브 지그(823, 833)의 구동에 의해 프로브 패드(825, 835)는 대상 기판(SUB)과 연결되거나 분리될 수 있다.
프로브 지그(823, 833)는 프로브 패드(825, 835)에 연결되고, 별도의 전압 인가 장치와 연결될 수 있다. 프로브 지그(823, 833)는 상기 전압 인가 장치에서 전달되는 전기 신호를 프로브 패드(825, 835)에 전달하여 대상 기판(SUB) 상에 전계를 형성할 수 있다. 프로브 지그(823, 833)로 전달되는 전기 신호는 전계를 형성하기 위한 전압, 일 예로 교류 전압일 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 전계 생성 장치의 동작을 나타내는 개략도이다.
잉크젯 장치(300)는 스테이지(STA) 또는 대상 기판(SUB) 상에 전계(EL)가 생성되면 잉크(90)를 분사할 수 있다. 상술한 바와 같이 쌍극성 소자(95)는 극성을 갖는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 소정의 전계에 놓였을 때 유전영동힘이 전달되어 위치 또는 배향 방향이 변할 수 있다. 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(90) 내의 복수의 쌍극성 소자(95)들은 전계 생성 장치(820, 830)가 생성하는 전계(EL)에 의해 위치 및 배향 방향이 변할 수 있다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용한 쌍극성 소자(95)의 프린팅 공정 이후, 대상 기판(SUB) 상에 잉크(90)를 분사하면 쌍극성 소자(95)들을 일 방향으로 배향하는 정렬 단계가 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)에 의하면, 상기 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 상기 건조 장치(800)의 외부에 위치한 건조장치외부프레임(FM4)을 더 포함하고, 상기 전계 생성 장치(820, 830)는 상기 건조장치외부프레임(FM4)에 연결됨으로써, 건조 챔버(810)(진공상태의 수준) 내에서 히팅플레이트(840)에 의해 건조 공정이 수행되더라도, 상기 전계 생성 장치(820, 830)가 상기 히팅플레이트(840)에 의해 제공되는 열에 의해 물리적 변형되는 건조 챔버(810)에 직접 결합되어 있지 않아, 열에 의한 물리적 변형의 영향이 최소화될 수 있다. 이로 인해, 상기 전계 생성 장치(820, 830)의 스테이지(STA)(및 대상 기판(SUB))과의 미스 프로빙(Miss probing)이 최소화되는 이점이 있다.
이하, 도 1 내지 도 9의 잉크젯 프린팅 장치(1000)에 의해 제조된 발광 소자(30)를 포함하는 표시 장치(10)에 대해 설명한다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(10)는 동영상이나 정지영상을 표시한다. 표시 장치(10)는 표시 화면을 제공하는 모든 전자 장치를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 표시 화면을 제공하는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷, 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 전자 시계, 스마트 워치, 워치 폰, 헤드 마운트 디스플레이, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션, 게임기, 디지털 카메라, 캠코더 등이 표시 장치(10)에 포함될 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 화면을 제공하는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널의 예로는 무기 발광 다이오드 표시 패널, 유기발광 표시 패널, 양자점 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전계방출 표시 패널 등을 들 수 있다. 이하에서는 표시 패널의 일 예로서, 무기 발광 다이오드 표시 패널이 적용된 경우를 예시하지만, 그에 제한되는 것은 아니며, 동일한 기술적 사상이 적용 가능하다면 다른 표시 패널에도 적용될 수 있다.
표시 장치(10)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 가로가 긴 직사각형, 세로가 긴 직사각형, 정사각형, 코너부(꼭지점)가 둥근 사각형, 기타 다각형, 원형 등의 형상을 가질 수 있다. 표시 장치(10)의 표시 영역(DPA)의 형상 또한 표시 장치(10)의 전반적인 형상과 유사할 수 있다. 도 10에서는 가로가 긴 직사각형 형상의 표시 장치(10) 및 표시 영역(DPA)이 예시되어 있다.
표시 장치(10)는 표시 영역(DPA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DPA)은 화면이 표시될 수 있는 영역이고, 비표시 영역(NDA)은 화면이 표시되지 않는 영역이다. 표시 영역(DPA)은 활성 영역으로, 비표시 영역(NDA)은 비활성 영역으로도 지칭될 수 있다. 표시 영역(DPA)은 대체로 표시 장치(10)의 중앙을 차지할 수 있다.
표시 영역(DPA)은 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)는 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 각 화소(PX)의 형상은 평면상 직사각형 또는 정사각형일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니고 각 변이 일 방향에 대해 기울어진 마름모 형상일 수도 있다. 각 화소(PX)는 스트라이프 타입 또는 펜타일 타입으로 교대 배열될 수 있다. 또한, 화소(PX)들 각각은 특정 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(30)를 하나 이상 포함하여 특정 색을 표시할 수 있다.
표시 영역(DPA)의 주변에는 비표시 영역(NDA)이 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DPA)을 전부 또는 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 표시 영역(DPA)은 직사각형 형상이고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DPA)의 4변에 인접하도록 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(10)의 베젤을 구성할 수 있다. 각 비표시 영역(NDA)들에는 표시 장치(10)에 포함되는 배선들 또는 회로 구동부들이 배치되거나, 외부 장치들이 실장될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소를 나타내는 평면도이다.
도 11을 참조하면, 복수의 화소(PX)들 각각은 복수의 서브 화소(PXn, n은 1 내지 3의 정수)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 화소(PX)는 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 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 각 서브 화소(PXn)들은 동일한 색의 광을 발광할 수도 있다. 또한, 도 2에서는 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.
표시 장치(10)의 각 서브 화소(PXn)들은 발광 영역(EMA)으로 정의되는 영역을 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 제1 발광 영역(EMA1)을, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 발광 영역(EMA2)을, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 발광 영역(EMA2)을 포함할 수 있다. 발광 영역(EMA)은 표시 장치(10)에 포함되는 발광 소자(30)가 배치되어 특정 파장대의 광이 출사되는 영역으로 정의될 수 있다. 발광 소자(30)의 활성층(36)은 특정 파장대의 광을 방향성 없이 방출할 수 있고, 상기 광들은 발광 소자(30)의 양 측면 방향으로 방출될 수 있다. 발광 영역(EMA)은 발광 소자(30)가 배치된 영역을 포함하여, 발광 소자(30)와 인접한 영역으로 발광 소자(30)에서 방출된 광들이 출사되는 영역을 포함할 수 있다.
이에 제한되지 않고, 발광 영역(EMA)은 발광 소자(30)에서 방출된 광이 다른 부재에 의해 반사되거나 굴절되어 출사되는 영역도 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자(30)들은 각 서브 화소(PXn)에 배치되고, 이들이 배치된 영역과 이에 인접한 영역을 포함하여 발광 영역(EMA)을 형성할 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 표시 장치(10)의 각 서브 화소(PXn)들은 발광 영역(EMA) 이외의 영역으로 정의된 비발광 영역을 포함할 수 있다. 비발광 영역은 발광 소자(30)가 배치되지 않고, 발광 소자(30)에서 방출된 광들이 도달하지 않아 광이 출사되지 않는 영역일 수 있다.
도 12는 도 11의 Ⅲa-Ⅲa'선, Ⅲb-Ⅲb'선 및 Ⅲc-Ⅲc'선을 따라 자른 단면도이다.
도 11에 결부하여 도 12를 참조하면, 표시 장치(10)는 제1 기판(11), 및 제1 기판(11) 상에 배치되는 반도체층, 복수의 도전층, 및 복수의 절연층들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 기판(11)은 절연 기판일 수 있다. 제1 기판(11)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 기판(11)은 리지드(Rigid) 기판일 수 있지만, 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉시블(Flexible) 기판일 수도 있다.
차광층(BML1, BML2)은 제1 기판(11) 상에 배치될 수 있다. 차광층(BML1, BML2)의 제1 차광층(BML1)과 제2 차광층(BML2)은 적어도 각각 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)의 활성물질층(DT_ACT, ST_ACT)과 중첩하도록 배치된다. 차광층(BML1, BML2)은 광을 차단하는 재료를 포함하여, 각 트랜지스터들의 활성물질층(DT_ACT, ST_ACT)에 광이 입사되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 차광층(BML1, BML2)은 광의 투과를 차단하는 불투명한 금속 물질로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 경우에 따라서 차광층(BML1, BML2)은 생략되거나, 제1 차광층(BML1)만을 포함할 수도 있다.
버퍼층(12)은 차광층(BML1, BML2)을 포함하여 제1 기판(11) 상에 전면적으로 배치될 수 있다. 버퍼층(12)은 투습에 취약한 제1 기판(11)을 통해 침투하는 수분으로부터 화소(PX)의 트랜지스터(DT, ST)들을 보호하기 위해 제1 기판(11) 상에 형성되며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 버퍼층(12)은 교번하여 적층된 복수의 무기층들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(12)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiON) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기층이 교번하여 적층된 다중층으로 형성될 수 있다.
반도체층은 버퍼층(12) 상에 배치된다. 반도체층은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 활성물질층(DT_ACT)과 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 활성물질층(ST_ACT)을 포함할 수 있다. 이들은 후술하는 제1 게이트 도전층의 게이트 전극(DT_G, ST_G)등과 부분적으로 중첩하도록 배치될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 반도체층은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다. 다결정 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성될 수 있다. 반도체층이 다결정 실리콘을 포함하는 경우, 제1 활성물질층(DT_ACT)은 불순물도 도핑된 복수의 도핑 영역(DT_ACTa, DT_ACTb) 및 이들 사이의 채널 영역(DT_ACTc)을 포함할 수 있다. 제2 활성물질층(ST_ACT)도 복수의 도핑 영역(ST_ACTa, ST_ACTb) 및 이들 사이의 채널 영역(ST_ACTc)을 포함할 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 반도체층은 산화물 반도체를 포함할 수도 있다. 이 경우, 각 활성물질층(DT_ACT, ST_ACT)의 도핑 영역은 각각 도체화 영역일 수 있다. 상기 산화물 반도체는 인듐(In)을 함유하는 산화물 반도체일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 산화물 반도체는 인듐-주석 산화물(Indium-Tin Oxide, ITO), 인듐-아연 산화물(Indium-Zinc Oxide, IZO), 인듐-갈륨 산화물(Indium-Gallium Oxide, IGO), 인듐-아연-주석 산화물(Indium-Zinc-Tin Oxide, IZTO), 인듐-갈륨-주석 산화물(Indium-Gallium-Tin Oxide, IGTO), 인듐-갈륨-아연 산화물(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZO), 인듐-갈륨-아연-주석 산화물(Indium-Gallium-Zinc-Tin Oxide, IGZTO) 등일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
제1 게이트 절연층(13)은 반도체층 및 버퍼층(12)상에 배치된다. 제1 게이트 절연층(13)은 반도체층을 포함하여, 버퍼층(12) 상에 배치될 수 있다. 제1 게이트 절연층(13)은 각 트랜지스터(DT, ST)의 게이트 절연막으로 기능할 수 있다. 제1 게이트 절연층(13)은 무기물, 예컨대 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiON)을 포함하는 무기층으로 이루어지거나, 이들이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
제1 게이트 도전층은 제1 게이트 절연층(13) 상에 배치된다. 제1 게이트 도전층은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(DT_G)과 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 게이트 전극(ST_G)을 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극(DT_G)은 제1 활성물질층(DT_ACT)의 제1 채널 영역(DT_ACTc)과 두께 방향으로 중첩하도록 배치되고, 제2 게이트 전극(ST_G)은 제2 활성물질층(ST_ACT)의 제2 채널 영역(ST_ACTc)과 두께 방향으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 제1 게이트 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 보호층(15)은 제1 게이트 도전층 상에 배치된다. 제1 보호층(15)은 제1 게이트 도전층을 덮도록 배치되어 이를 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 제1 보호층(15)은 무기물, 예컨대 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiON)을 포함하는 무기층으로 이루어지거나, 이들이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
제2 게이트 도전층은 제1 보호층(15) 상에 배치된다. 제2 게이트 도전층은 적어도 일부 영역이 제1 게이트 전극(DT_G)과 두께 방향으로 중첩하도록 배치된 스토리지 커패시터의 제1 용량 전극(CE1)을 포함할 수 있다. 제1 용량 전극(CE1)은 제1 보호층(15)을 사이에 두고 제1 게이트 전극(DT_G)과 두께 방향으로 중첩하고, 이들 사이에는 스토리지 커패시터가 형성될 수 있다. 제2 게이트 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 층간 절연층(17)은 제2 게이트 도전층 상에 배치된다. 제1 층간 절연층(17)은 제2 게이트 도전층과 그 위에 배치되는 다른 층들 사이에서 절연막의 기능을 수행할 수 있다. 제1 층간 절연층(17)은 무기물, 예컨대 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiON)을 포함하는 무기층으로 이루어지거나, 이들이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
제1 데이터 도전층은 제1 층간 절연층(17) 상에 배치된다. 제1 데이터 도전층은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 소스/드레인 전극(DT_SD1)과 제2 소스/드레인 전극(DT_SD2), 스위칭 트랜지스터(ST)의 제1 소스/드레인 전극(ST_SD1)과 제2 소스/드레인 전극(ST_SD2)을 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)의 소스/드레인 전극(DT_SD1, DT_SD2)은 제1 층간 절연층(17)과 제1 게이트 절연층(13)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 활성물질층(DT_ACT)의 도핑 영역(DT_ACTa, DT_ACTb)과 각각 접촉될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)의 소스/드레인 전극(ST_SD1, ST_SD2)은 제1 층간 절연층(17)과 제1 게이트 절연층(13)을 관통하는 컨택홀을 통해 제2 활성물질층(ST_ACT)의 도핑 영역(ST_ACTa, ST_ACTb)과 각각 접촉될 수 있다. 또한, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 소스/드레인 전극(DT_SD1)과 스위칭 트랜지스터(ST)의 제1 소스/드레인 전극(ST_SD1)은 또 다른 컨택홀을 통해 각각 제1 차광층(BML1) 및 제2 차광층(BML2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 데이터 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 층간 절연층(18)은 제1 데이터 도전층 상에 배치될 수 있다. 제2 층간 절연층(18)은 제1 데이터 도전층을 덮으며 제1 층간 절연층(17) 상에 전면적으로 배치되고, 제1 데이터 도전층을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 제2 층간 절연층(18)은 무기물, 예컨대 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiON)을 포함하는 무기층으로 이루어지거나, 이들이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
제2 데이터 도전층은 제2 층간 절연층(18) 상에 배치된다. 제2 데이터 도전층은 제1 전압 배선(VL1), 제2 전압 배선(VL2), 및 제1 도전 패턴(CDP)을 포함할 수 있다. 제1 전압 배선(VL1)은 구동 트랜지스터(DT)에 공급되는 고전위 전압(또는, 제1 전원 전압)이 인가되고, 제2 전압 배선(VL2)은 제2 전극(22)에 공급되는 저전위 전압(또는, 제2 전원 전압)이 인가될 수 있다. 또한, 제2 전압 배선(VL2)은 표시 장치(10)의 제조 공정 중, 발광 소자(30)를 정렬시키기 데에 필요한 정렬 신호가 인가될 수도 있다.
제1 도전 패턴(CDP)은 제2 층간 절연층(18)에 형성된 컨택홀을 통해 구동 트랜지스터(DT)의 제1 소스/드레인 전극(DT_SD1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 도전 패턴(CDP)은 후술하는 제1 전극(21)과도 접촉하며, 구동 트랜지스터(DT)는 제1 전압 배선(VL1)으로부터 인가되는 제1 전원 전압을 제1 도전 패턴(CDP)을 통해 제1 전극(21)으로 전달할 수 있다. 한편, 도면에서는 제2 데이터 도전층이 하나의 제2 전압 배선(VL2)과 하나의 제1 전압 배선(VL1)을 포함하는 것이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제2 데이터 도전층은 더 많은 수의 제1 전압 배선(VL1)과 제2 전압 배선(VL2)을 포함할 수 있다.
제2 데이터 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 평탄화층(19)은 제2 데이터 도전층 상에 배치된다. 제1 평탄화층(19)은 유기 절연 물질, 예를 들어 폴리 이미드(Polyimide, PI)와 같은 유기 물질을 포함하여, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다.
제1 평탄화층(19) 상에는 복수의 제1 뱅크(40)들, 복수의 전극(21, 22)들, 발광 소자(30), 제2 뱅크(45) 및 복수의 접촉 전극(26, 27)들이 배치된다. 또한, 제1 평탄화층(19) 상에는 복수의 절연층(51, 52, 53, 54)들이 더 배치될 수 있다.
복수의 제1 뱅크(40)들은 제1 평탄화층(19) 상에 직접 배치될 수 있다. 복수의 제1 뱅크(40)들은 각 서브 화소(PXn) 내에서 제2 방향(DR2)으로 연장되되, 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 다른 서브 화소(PXn)로 연장되지 않도록 서브 화소(PXn)들 간의 경계에서 이격되어 종지할 수 있다. 또한, 복수의 제1 뱅크(40)들은 제1 방향(DR1)으로 서로 이격 대향하도록 배치될 수 있다. 제1 뱅크(40)들은 서로 이격되어 배치되어 이들 사이에 발광 소자(30)가 배치되는 영역을 형성할 수 있다. 복수의 제1 뱅크(40)들은 각 서브 화소(PXn)마다 배치되어 표시 장치(10)의 표시 영역(DPA)에서 선형의 패턴을 형성할 수 있다. 도면에서는 2개의 제1 뱅크(40)들이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 후술하는 전극(21, 22)의 수에 따라 더 많은 수의 제1 뱅크(40)들이 더 배치될 수도 있다.
제1 뱅크(40)는 제1 평탄화층(19)의 상면을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다. 제1 뱅크(40)의 돌출된 부분은 경사진 측면을 가질 수 있고, 발광 소자(30)에서 방출된 광은 제1 뱅크(40)의 경사진 측면을 향해 진행될 수 있다. 제1 뱅크(40) 상에 배치되는 전극(21, 22)들은 반사율이 높은 재료를 포함할 수 있고, 발광 소자(30)에서 방출된 광은 제1 뱅크(40)의 측면에 배치된 전극(21, 22)에서 반사되어 제1 평탄화층(19)의 상부 방향으로 출사될 수 있다. 즉, 제1 뱅크(40)는 발광 소자(30)가 배치되는 영역을 제공함과 동시에 발광 소자(30)에서 방출된 광을 상부 방향으로 반사시키는 반사격벽의 기능을 수행할 수도 있다. 제1 뱅크(40)의 측면은 선형의 형상으로 경사질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 제1 뱅크(40)는 외면이 곡률진 반원 또는 반타원의 형상을 가질 수도 있다. 예시적인 실시예에서 제1 뱅크(40)들은 폴리이미드(Polyimide, PI)와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 전극(21, 22)은 제1 뱅크(40)와 제1 평탄화층(19) 상에 배치된다. 복수의 전극(21, 22)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함할 수 있다. 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 이들은 서로 제1 방향(DR1)으로 이격 대향하도록 배치될 수 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 실질적으로 제1 뱅크(40)와 유사한 형상을 갖되, 제1 뱅크(40)보다 제2 방향(DR2)으로 측정된 길이가 더 긴 형상을 가질 수 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 서브 화소(PXn) 내에서 제2 방향(DR2)으로 연장되되, 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 다른 서브 화소(PXn)와의 경계에서 다른 전극(21, 22)과 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각 서브 화소(PXn)의 경계에는 제2 뱅크(45)가 배치되고, 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 각 서브 화소(PXn)에 배치된 전극(21, 22)들은 제2 뱅크(45)와 중첩된 부분에서 이격될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 몇몇 전극(21, 22)들은 각 서브 화소(PXn) 마다 분리되지 않고 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 서브 화소(PXn) 넘어 연장되어 배치될 수도 있다.
제1 전극(21)은 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 서브 화소(PXn)와의 경계에서 제1 컨택홀(CT1)을 통해 구동 트랜지스터(DT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(21)은 적어도 일부분이 제2 뱅크(45)의 제1 방향(DR1)으로 연장된 부분과 중첩하도록 배치되고, 제1 평탄화층(19)을 관통하는 제1 컨택홀(CT1)을 통해 제1 도전 패턴(CDP)과 접촉할 수 있다. 제2 전극(22)은 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 서브 화소(PXn)와의 경계에서 제2 컨택홀(CT2)을 통해 제2 전압 배선(VL2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(22)은 제2 뱅크(45)의 제1 방향(DR1)으로 연장된 부분과 중첩하도록 배치되고, 제1 평탄화층(19)을 관통하는 제2 컨택홀(CT2)을 통해 제2 전압 배선(VL2)과 접촉할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 몇몇 실시예에서 제1 컨택홀(CT1)과 제2 컨택홀(CT2)은 제2 뱅크(45)와 중첩하지 않도록 제2 뱅크(45)가 둘러싸는 영역 내에 배치될 수도 있다.
도면에서는 각 서브 화소(PXn)마다 하나의 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 배치된 것이 예시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 몇몇 실시예에서 각 서브 화소(PXn)마다 배치되는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 수는 더 많을 수 있다. 또한, 각 서브 화소(PXn)에 배치된 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 반드시 일 방향으로 연장된 형상을 갖지 않을 수 있으며, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 다양한 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 부분적으로 곡률지거나, 절곡된 형상을 가질 수 있고, 어느 한 전극이 다른 전극을 둘러싸도록 배치될 수도 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 적어도 일부 영역이 서로 이격되어 대향함으로써, 그 사이에 발광 소자(30)가 배치될 영역이 형성된다면 이들이 배치되는 구조나 형상은 특별히 제한되지 않는다.
복수의 전극(21, 22)들은 발광 소자(30)들과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(30)가 광을 방출하도록 소정의 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(21, 22)들은 후술하는 접촉 전극(26, 27)을 통해 발광 소자(30)와 전기적으로 연결되고, 전극(21, 22)들로 인가된 전기 신호를 접촉 전극(26, 27)을 통해 발광 소자(30)에 전달할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 중 어느 하나는 발광 소자(30)의 애노드(Anode) 전극과 전기적으로 연결되고, 다른 하나는 발광 소자(30)의 캐소드(Cathode) 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 그 반대의 경우일 수도 있다.
각 전극(21, 22)은 발광 소자(30)를 정렬하기 위해 서브 화소(PXn) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수도 있다. 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 형성된 전계에 의해 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 배치될 수 있다. 상술한 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하는 경우, 각 전극(21, 22) 상에는 발광 소자(30)를 포함하는 잉크가 분사되고, 전계 생성 장치(820, 830)는 각 전극(21, 22)과 전기적으로 연결되어 그 상부에 전계(EL)를 생성할 수 있다. 잉크 내에 분산된 발광 소자(30)는 전극(21, 22) 상에 생성된 전계(EL)에 의해 유전영동힘을 받아 전극(21, 22) 상에 정렬될 수 있다.
제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 각각 제1 뱅크(40)들 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 제1 방향(DR1)으로 이격 대향할 수 있고, 이들 사이에는 복수의 발광 소자(30)들이 배치될 수 있다. 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 배치됨과 동시에 적어도 일 단부가 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)과 전기적으로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 제1 뱅크(40)보다 큰 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 제1 뱅크(40)의 외면을 덮도록 배치될 수 있다. 제1 뱅크(40)의 측면 상에는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 각각 배치되고, 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이의 간격은 제1 뱅크(40) 사이의 간격보다 좁을 수 있다. 또한, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 적어도 일부 영역이 제1 평탄화층(19) 상에 직접 배치될 수 있다.
각 전극(21, 22)은 투명성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 각 전극(21, 22)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(21, 22)은 반사율이 높은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 전극(21, 22)은 반사율이 높은 물질로 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 전극(21, 22)은 발광 소자(30)에서 방출되어 제1 뱅크(40)의 측면으로 진행하는 광을 각 서브 화소(PXn)의 상부 방향으로 반사시킬 수 있다.
이에 제한되지 않고, 각 전극(21, 22)은 투명성 전도성 물질과 반사율이 높은 금속층이 각각 한층 이상 적층된 구조를 이루거나, 이들을 포함하여 하나의 층으로 형성될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 각 전극(21, 22)은 ITO/은(Ag)/ITO/, ITO/Ag/IZO, 또는 ITO/Ag/ITZO/IZO 등의 적층구조를 갖거나, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 란타늄(La) 등을 포함하는 합금일 수 있다.
제1 절연층(51)은 제1 평탄화층(19), 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 상에 배치된다. 제1 절연층(51)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 사이 영역을 포함하여 이들을 부분적으로 덮도록 배치된다. 예를 들어, 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 상면을 대부분 덮되, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 일부가 노출되도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 제1 절연층(51)은 실질적으로 제1 평탄화층(19) 상에 전면적으로 형성되되, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 부분적으로 노출하는 개구부(미도시)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에서 상면의 일부가 함몰되도록 단차가 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 제1 절연층(51)은 발광 소자(30)가 배치되도록 평탄한 상면을 형성할 수 있다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 보호함과 동시에 이들을 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(51) 상에 배치되는 발광 소자(30)가 다른 부재들과 직접 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수도 있다. 다만, 제1 절연층(51)의 형상 및 구조는 이에 제한되지 않는다.
제2 뱅크(45)는 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 제2 뱅크(45)는 제1 절연층(51) 상에서 제1 뱅크(40)들이 배치된 영역을 둘러싸며 각 서브 화소(PXn)들 간의 경계에 배치될 수 있다. 제2 뱅크(45)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상을 갖도록 배치되어 표시 영역(DPA) 전면에 걸쳐 격자형 패턴을 형성할 수 있다. 제2 뱅크(45)의 제1 방향(DR1)으로 연장된 부분은 부분적으로 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)과 중첩하되, 제2 방향(DR2)으로 연장된 부분은 복수의 제1 뱅크(40)들과 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)과 이격될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 뱅크(45)의 높이는 제1 뱅크(40)의 높이보다 클 수 있다. 제1 뱅크(40)와 달리, 제2 뱅크(45)는 이웃하는 서브 화소(PXn)들을 구분함과 동시에 표시 장치(10)의 제조 공정의 잉크젯 프린팅 공정에서 잉크가 인접한 서브 화소(PXn)로 넘치는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 제2 뱅크(45)는 서로 다른 서브 화소(PXn)마다 다른 발광 소자(30)들이 분산된 잉크가 서로 혼합되지 않도록 이들을 분리시킬 수 있다. 제2 뱅크(45)는 제1 뱅크(40)와 같이 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있으나, 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
발광 소자(30)는 각 전극(21, 22) 상에 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(30)들은 서로 이격되어 배치되며 실질적으로 상호 평행하게 정렬될 수 있다. 발광 소자(30)들이 이격되는 간격은 특별히 제한되지 않는다. 경우에 따라서 복수의 발광 소자(30)들이 인접하게 배치되어 무리를 이루고, 다른 복수의 발광 소자(30)들은 일정 간격 이격된 상태로 무리를 이룰 수도 있으며, 불균일한 밀집도를 갖고 배치될 수도 있다. 또한, 각 전극(21, 22)들이 연장된 방향과 발광 소자(30)가 연장된 방향은 실질적으로 수직을 이룰 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 발광 소자(30)는 각 전극(21, 22)들이 연장된 방향에 수직하지 않고 비스듬히 배치될 수도 있다.
발광 소자(30)는 서로 다른 물질을 포함하는 활성층(36)을 포함하여 서로 다른 파장대의 광을 외부로 방출할 수 있다. 표시 장치(10)는 서로 다른 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(30)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(PX1)의 발광 소자(30)는 중심 파장대역이 제1 파장인 제1 색의 광을 방출하는 활성층(36)을 포함하고, 제2 서브 화소(PX2)의 발광 소자(30)는 중심 파장대역이 제2 파장인 제2 색의 광을 방출하는 활성층(36)을 포함하고, 제3 서브 화소(PX3)의 발광 소자(30)는 중심 파장대역이 제3 파장인 제3 색의 광을 방출하는 활성층(36)을 포함할 수 있다. 이에 따라 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)에서는 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 광이 출사될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서는 각 서브 화소(PXn)들은 동일한 종류의 발광 소자(30)를 포함하여 실질적으로 동일한 색의 광을 방출할 수도 있다.
발광 소자(30)는 제1 뱅크(40)들 사이 또는 각 전극(21, 22) 사이에서 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(30)는 적어도 일 단부가 제1 전극(21) 또는 제2 전극(22) 상에 놓이도록 배치될 수 있다. 발광 소자(30)의 연장된 길이는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이의 간격보다 길고, 발광 소자(30)의 양 단부가 각각 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 발광 소자(30)는 어느 한 단부만이 전극(21, 22) 상에 배치되거나, 양 단부가 각각 전극(21, 22) 상에 배치되지 않을 수도 있다. 발광 소자(30)가 전극(21, 22) 상에 배치되지 않더라도 후술하는 접촉 전극(26, 27)들을 통해 양 단부가 각 전극(21, 22)과 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 소자(30)는 제1 기판(11) 또는 제1 평탄화층(19)의 상면에 수직한 방향으로 복수의 층들이 배치될 수 있다. 표시 장치(10)의 발광 소자(30)는 연장된 일 방향이 제1 평탄화층(19)과 평행하도록 배치되고, 발광 소자(30)에 포함된 복수의 반도체층들은 제1 평탄화층(19)의 상면과 평행한 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서는 발광 소자(30)가 다른 구조를 갖는 경우, 복수의 층들은 제1 평탄화층(19)에 수직한 방향으로 배치될 수도 있다.
또한, 발광 소자(30)의 양 단부는 각각 접촉 전극(26, 27)들과 접촉할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 발광 소자(30)는 연장된 일 방향측 단부면에는 절연막(38)이 형성되지 않고 반도체층 일부가 노출되기 때문에, 상기 노출된 반도체층은 접촉 전극(26, 27)과 접촉할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서 발광 소자(30)는 절연막(38) 중 적어도 일부 영역이 제거되고, 절연막(38)이 제거되어 반도체층들의 양 단부 측면이 부분적으로 노출될 수 있다. 상기 노출된 반도체층의 측면은 접촉 전극(26, 27)과 직접 접촉할 수도 있다.
제2 절연층(52)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 배치된 발광 소자(30) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)의 외면을 부분적으로 감싸도록 배치될 수 있다. 제2 절연층(52) 중 발광 소자(30) 상에 배치된 부분은 평면상 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에서 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 제2 절연층(52)은 각 서브 화소(PXn) 내에서 선형 또는 섬형 패턴을 형성할 수 있다.
제2 절연층(52)은 발광 소자(30) 상에 배치되되, 발광 소자(30)의 일 단부 및 타 단부를 노출할 수 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)를 보호함과 동시에 표시 장치(10)의 제조 공정에서 발광 소자(30)를 고정시키는 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 예시적인 실시예에서, 제2 절연층(52)의 재료 중 일부는 발광 소자(30)의 하면과 제1 절연층(51) 사이에 배치될 수도 있다. 상술한 바와 같이 제2 절연층(52)은 표시 장치(10)의 제조 공정 중에 형성된 제1 절연층(51)과 발광 소자(30) 사이의 공간을 채우도록 형성될 수도 있다. 이에 따라 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)의 외면을 감싸도록 배치되어 발광 소자(30)를 보호함과 동시에 표시 장치(10)의 제조 공정 중 발광 소자(30)를 고정시킬 수도 있다.
제2 절연층(52) 상에는 복수의 접촉 전극(26, 27)들과 제3 절연층(53)이 배치될 수 있다.
복수의 접촉 전극(26, 27)들은 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 복수의 접촉 전극(26, 27)들은 각각 발광 소자(30) 및 전극(21, 22)들과 접촉할 수 있다. 접촉 전극(26, 27)의 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)은 각각 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 중 일부 상에 배치될 수 있다. 제1 접촉 전극(26)은 제1 전극(21) 상에 배치되고, 제2 접촉 전극(27)은 제2 전극(22) 상에 배치되며, 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)은 각각 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)은 서로 제1 방향(DR1)으로 이격 대향할 수 있으며, 이들은 각 서브 화소(PXn)의 발광 영역(EMA) 내에서 스트라이프형 패턴을 형성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)은 일 방향으로 측정된 폭이 각각 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 상기 일 방향으로 측정된 폭과 같거나 더 작을 수 있다. 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)은 각각 발광 소자(30)의 일 단부 및 타 단부와 접촉함과 동시에, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 노출된 상면 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 상면 일부가 노출되고, 노출된 상면은 각 접촉 전극(26, 27)과 접촉할 수 있다.
상술한 바와 같이 발광 소자(30)는 연장된 방향의 양 단부면에는 반도체층이 노출되고, 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)은 상기 반도체층이 노출된 단부면에서 발광 소자(30)와 접촉할 수 있다. 발광 소자(30)의 일 단부는 제1 접촉 전극(26)을 통해 제1 전극(21)과 전기적으로 연결되고, 타 단부는 제2 접촉 전극(27)을 통해 제2 전극(22)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도면에서는 하나의 서브 화소(PXn)에 하나의 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)이 배치된 것이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)의 개수는 각 서브 화소(PXn)에 배치된 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 수에 따라 달라질 수 있다.
제3 절연층(53)은 제1 접촉 전극(26) 상에 배치된다. 제3 절연층(53)은 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다. 제3 절연층(53)은 제1 접촉 전극(26)을 덮도록 배치되되, 발광 소자(30)가 제2 접촉 전극(27)과 접촉할 수 있도록 발광 소자(30)의 타 단부 상에는 배치되지 않을 수 있다. 제3 절연층(53)은 제2 절연층(52)의 상면에서 제1 접촉 전극(26) 및 제2 절연층(52)과 부분적으로 접촉할 수 있다. 제3 절연층(53)의 제2 전극(22)이 배치된 방향의 측면은 제2 절연층(52)의 일 측면과 정렬될 수 있다. 또한, 제3 절연층(53)은 비발광 영역, 예컨대 제1 평탄화층(19) 상에 배치된 제1 절연층(51) 상에도 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 접촉 전극(27)은 제2 전극(22), 제2 절연층(52) 및 제3 절연층(53) 상에 배치된다. 제2 접촉 전극(27)은 발광 소자(30)의 타 단부 및 제2 전극(22)의 노출된 상면과 접촉할 수 있다. 발광 소자(30)의 타 단부는 제2 접촉 전극(27)을 통해 제2 전극(22)과 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 제1 접촉 전극(26)은 제1 전극(21)과 제3 절연층(53) 사이에 배치되고, 제2 접촉 전극(27)은 제3 절연층(53) 상에 배치될 수 있다. 제2 접촉 전극(27)은 부분적으로 제2 절연층(52), 제3 절연층(53), 제2 전극(22) 및 발광 소자(30)와 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(27)의 일 단부는 제3 절연층(53) 상에 배치될 수 있다. 제1 접촉 전극(26)과 제2 접촉 전극(27)은 제2 절연층(52)과 제3 절연층(53)에 의해 상호 비접촉될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 경우에 따라 제3 절연층(53)은 생략될 수 있다.
접촉 전극(26, 27)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 접촉 전극(26, 27)은 투명성 전도성 물질을 포함하고, 발광 소자(30)에서 방출된 광은 접촉 전극(26, 27)을 투과하여 전극(21, 22)들을 향해 진행할 수 있다. 각 전극(21, 22)은 반사율이 높은 재료를 포함하고, 제1 뱅크(40)들의 경사진 측면 상에 놓인 전극(21, 22)은 입사되는 광을 제1 기판(11)의 상부 방향으로 반사시킬 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제4 절연층(54)은 제1 기판(11) 상에 전면적으로 배치될 수 있다. 제4 절연층(54)은 제1 기판(11) 상에 배치된 부재들 외부 환경에 대하여 보호하는 기능을 할 수 있다.
상술한 제1 절연층(51), 제2 절연층(52), 제3 절연층(53) 및 제4 절연층(54) 각각은 무기물 절연성 물질 또는 유기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 절연층(51), 제2 절연층(52), 제3 절연층(53) 및 제4 절연층(54)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 무기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 또는, 이들은 유기물 절연성 물질로써, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 벤조사이클로부텐, 카도 수지, 실록산 수지, 실세스퀴옥산 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트-폴리카보네이트 합성수지 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)는 잉크젯 장치(300)를 통해 표시 장치(10)의 전극(21, 22) 상에 발광 소자(30)를 분사할 수 있다. 또한, 전계 생성 장치(820, 830)는 각 전극(21, 22)과 전기적으로 연결되어 이들 상부에 전계(EL)를 생성할 수 있고, 발광 소자(30)는 전계(EL)에 의해 전극(21, 22) 상에 정렬될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 이용하여 전극(21, 22) 상에 배치되는 발광 소자(30)를 프린팅하여 표시 장치(10)를 제조할 수 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.
10: 표시 장치
30: 발광 소자
90: 잉크
95: 쌍극성 소자
300: 잉크젯 장치
500: 광 조사 장치
800: 건조 장치
900: 검사 장치
1000: 잉크젯 프린팅 장치

Claims (20)

  1. 제1 방향으로 이동하는 스테이지;
    상기 스테이지 상에 잉크를 분사하는 잉크젯 장치; 및
    상기 스테이지 상에 분사된 상기 잉크를 건조시키는 건조 장치를 포함하고,
    상기 건조 장치는 상기 스테이지 상에 전계를 생성하는 전계 생성 장치를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 건조 장치 내에 위치하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 제1 방향을 따라 이동하지 않는 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린팅 장치는 상기 건조 장치의 외부에 위치한 건조장치외부프레임을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 건조장치외부프레임에 연결된 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 건조장치외부프레임에 고정되어 상기 제1 방향을 따라 이동하지 않는 잉크젯 프린팅 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 건조 장치는 상기 스테이지의 하부에 배치된 히팅플레이트를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 히팅플레이트는 상기 스테이지 상에 열을 조사하는 잉크젯 프린팅 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 건조 장치는 상기 히팅플레이트의 외부에 위치한 건조 챔버를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 건조 챔버는 상기 건조장치외부프레임에 연결된 잉크젯 프린팅 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 건조 챔버는 상기 건조장치외부프레임과 고정샤프트를 통해 연결된 잉크젯 프린팅 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 건조 챔버는 상기 히팅플레이트의 하부에 위치한 제1 건조 챔버, 및 상기 히팅플레이트의 상부에 위치한 제2 건조 챔버를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 제1 건조 챔버, 및 상기 제2 건조 챔버 사이에 배치된 잉크젯 프린팅 장치.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 건조장치외부프레임에 연결되고 상기 건조 챔버 내로 연장된 전계연결부, 상기 전계연결부와 연결되고 상기 스테이지 상에 배치된 프로브 지그, 및 상기 프로브 지그의 하면에 배치된 프로브 패드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  15. 제1 방향으로 이동하는 스테이지;
    상기 스테이지 상에 잉크를 분사하는 잉크젯 장치;
    상기 스테이지 상에 광을 조사하는 광 조사 장치; 및
    상기 스테이지 상에 분사된 상기 잉크를 건조시키는 건조 장치를 포함하며,
    상기 잉크젯 장치, 상기 광 조사 장치 및 상기 건조 장치는 상기 제1 방향을 따라 일렬로 배치되고,
    상기 건조 장치는 상기 스테이지 상에 전계를 생성하는 전계 생성 장치를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 건조 장치 내에 위치하는 잉크젯 프린팅 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 제1 방향을 따라 이동하지 않는 잉크젯 프린팅 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린팅 장치는 상기 건조 장치의 외부에 위치한 건조장치외부프레임을 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 건조장치외부프레임에 연결된 잉크젯 프린팅 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 전계 생성 장치는 상기 건조장치외부프레임에 고정되어 상기 제1 방향을 따라 이동하지 않는 잉크젯 프린팅 장치.
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